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量子通信計算量とその応用に関する研究

量子通信計算量は量子計算量理論の主要トピックの一つであり,複数のパーティが共同で何らかの関数の計算を行う上で必要な量子通信の量を測ることを目的とする.本研究では,量子通信計算量の量子ネットワーク符号,量子質問計算量,量子対話型証明への応用を研究した.これらの計算および通信モデルの可能性とその限界が通信量の観点から探究された.とくに,一般的な量子ネットワーク符号プロトコルの構築や量子対話型証明プロトコルのパラメータの改善に成功した.量子通信計算量は量子計算量理論の主要トピックの一つであり,複数のパーティが共同で何らかの関数の計算を行う上で必要な量子通信の量を測ることを目的とする.本研究では,量子通信計算量の量子ネットワーク符号,量子質問計算量,量子対話型証明への応用を研究した.これらの計算および通信モデルの可能性とその限界が通信量の観点から探究された.とくに,一般的な量子ネットワーク符号プロトコルの構築や量子対話型証明プロトコルのパラメータの改善に成功した.ネットワーク上での情報伝送における通信量を削減するため,各ノードで情報の加工を行うネットワーク符号化のアイデアは,送るべき情報が量子情報となると,量子情報の複製不可能性などの特有の性質がアイデアの直接的な適用を非常に困難にする.しかしながら,量子情報伝送のコストは古典情報に比して非常に高価な現状を鑑みると,ネットワーク符号のアイデアでネットワーク上での量子情報伝送を効率化することは,ある意味で古典のネットワーク符号以上に重要性のある課題であるといえる.本年度はマルチキャスト型のネットワーク符号のアイデアを利用して,量子情報をネットワークの複数の受信者すべてで共有するプロトコルを提案した.このことにより,未知の量子情報を共有プロトコルの実行が完了した後で受信者を選択して送信する効率的な通信プロトコルが可能になった.本プロトコルが利用するマルチキャスト型のネットワーク符号は多項式時間アルゴリズムなど効率のよい符号化がすでに発見されていて,本プロトコルはそのような符号化すべてを利用することができるため,非常に幅広い適用範囲を持っている.ただし,マルチキャスト型でないネットワーク符号が利用できるかは今後の課題となっている.またや量子質問計算量や量子非対話型証明系などの通信を含む量計計算モデルについても研究を行い,それらのモデルにおける通信の効率化が可能な問題を発見した.ネットワーク上に送信者・受信者の組が複数存在するとき,ネットワークの各ノードで情報の加工を行う「ネットワーク符号」を用いることで,複数の組のそれぞれが情報の通信を効率的に行う問題は,1人の送信者が複数の受信者すべてに情報を送信する「マルチキャスト型」に比べて未解明であるが,一般性が高いため盛んに研究されつつある.本年度の研究では,この問題について量子情報を効率的に送る新しいプロトコルの提案を行った.このプロトコルは以前の研究[Kobayashi-Le Gall-Nishimura-Roetteler ICALP2009]で提案されたプロトコルに比して,次の2点が改良されている.(1)以前のプロトコルは基礎となる古典のネットワーク符号プロトコルは線形符号化であることに限られていたが,今回のプロトコルは符号化を仮定する必要性がない.(2)通信量が大幅に削減された.具体的にはネットワーク上の各枝では古典情報が2ビット,量子情報が1量子ビット送信できれば,各送信者・受信者ペア間で1量子ビットの送信が可能となる.また,前年度に引き続き,量子質問計算量や量子非対話型証明系のような通信を含む量子計算モデルについて研究を行った.特に,非有界誤り型と呼ばれる計算量理論的設定の下で量子質問計算量の完全な特徴付けを与えることに成功し,また通信計算量モデルとの対応関係についても明確な関係を与えた.、本年度は通信を含む量子計算モデル,とくに様々な種類の量子検証システムの計算量理論について,さらに研究を深化させることができた.具体的には,まず複数の互いに量子相関の全くない証明者から,指数的に短い量子状態を証明として受け取る場合における量子検証システムを対象にして,当該システムの検証成功確率について研究を推進した.その結果,「そのような量子検証システムの検証成功確率に関係するパラメータ付問題がNP完全問題である」という既存の計算量帰着に対して,既存のパラメータを改善するという成果を得ることができた.次に,単独の証明者から多項式長の古典状態を証明として受け取る場合における量子検証システムを対象にし,その成功率に関する改善について研究した.その結果,そのようなシステムは,検証すべき真偽問題の答えが真の場合には全くエラーを生じないようにシステムを変更できる,という事実を証明することができた.さらには,単独の証明者から多項式長の量子状態を証明として受け取る場合における量子検証システムについても,同様のシステム変更ができないのかを検討した.証明が量子状態の場合,古典状態にはない様々な問題が発生するために,証明が古典状態のときと同様のシステム変更が可能か否かは解決できていないが,部分的進展を与えることには成功した.つまり,証明者と検証者があらかじめ量子相関を持つことが許される状況を考えると,当該システムは証明が古典状態のときと同様のシステム変更が可能になることを示した.ネットワーク上の量子情報の効率的伝送に関しては,以前の研究で残されていた問題点の1つを完全に解決することに成功した.他の通信を含む量子計算モデルについても具体的な問題に対して効率的なアルゴリズムやプロトコルを得るなど多くの知見を得ている。24年度が最終年度であるため、記入しない。ネットワーク上の量子情報の効率的な伝送については,測定を基にした量子計算モデルとの関連が考えられ,今後はその方向に関する知見を増やしていくことを考えている.また量子非対話型証明系ではこのモデルの提案者などと密に協力していくことで研究を推進する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
タリウム系化合物が示す局所的な巨大光誘起変形現象の起源解明とその応用

3元タリウム化合物の局所的な巨大光誘起変形現象について,その変形量の定量的な評価を行った。光損傷閾値より2桁小さい光強度で,マイクロメーターオーダーの変形量を示すことを明らかにし,時間応答性の結果と併せて,本現象がマイクロメーターサイズを対象とした光駆動機構への応用が可能であることを示した。シミュレーション結果との比較から,3元タリウム化合物の小さな熱伝導率が変形の局所性に寄与していることがわかった。タリウム化合物の構造相転移温度で,電子準位構造の変化が生じていたことから,相転移による物性変化が光誘起変形の巨大性に関与している可能性が考えられる。平成24年度の研究実績を元に平成25年度は3元タリウム化合物の光誘起変形効果の応用に向けた性能評価を詳細,広範囲な条件で行った。また,本効果の原因解明に向けた実験及びシミュレーション計算を行い考察し,光駆動機構の開発に向けた実験も行った。鎖状タリウム化合物(TlInSe2,TlGaTe2,TlSe)に関しては,前年度の膨張率評価に加えて,局所性および時間応答性を評価した。その結果,光照射スポット付近では1秒以下の時定数で変形を示し,比較的速い応答性を持つことから実用への可能性を示した。本結果を国際会議,国内学会で発表を行った。一方,層状構造を持つタリウム化合物(TlInS2,TlGaSe2)についても,光誘起変形の定量的な評価を行った。その結果,層状型タリウム化合物において,鎖状型よりも大きな変形率を局所的に示すことを明らかにした。また,その応答性においても,鎖状型と同程度であり,光駆動機構としての高い性能が期待できることを示した。有限要素法によるシミュレーション計算により,光照射時の熱膨張による変形量を見積もった結果,タリウム化合物の低い熱伝導性が大きな局所的変形の要因と予想できた。この結果から,タリウム化合物より低い熱伝導率を持つ材料(BiTe系化合物)と比較実験を行ったが,タリウム化合物のような局所的な光誘起変形効果は見られなかった。このことから,熱伝導率以外の要因も考慮する必要があることがわかった。3元タリウム化合物の基礎物性評価として,光学遷移エネルギーとバンド構造計算結果との比較から,光学遷移の起源を明らかにした。また,光学遷移エネルギーの温度特性から各タリウム化合物の相転移とバンド構造変化の関係について示し,その成果を発表した。光駆動アクチュエーターの開発の予備実験として,光誘起変形効果によるマイクロサイズのシリカビーズの駆動実験を試みた。三元タリウム化合物にて発見された「巨大光誘起変形現象」の起源を解明し,光駆動アクチュエーターなどへの応用を目的とし研究を行った。期間内で明らかにする最初の課題は,レーザー光照射部の変形(膨張)量とその形状を定量的に計測し,その特性を明らかにすることであり,平成24年度は,これを重点的に行った。膨張量計測には,共焦点レーザー距離測定器を導入し,レーザー光(連続光)照射時の変形の様子を計測した。その結果,鎖状のタリウム化合物であるTlInSe2,TlGaTe2,TlSeついて,光照射時の表面形状変化を定量的に評価することが出来た。いずれの材料においても,照射光強度の増大にともない光照射部に隆起が生じ,90mW/mm2程度レーザー光照射により,膨張率で0.001という非常に大きな隆起が局所的に生じていることを明らかにすることが出来た。これは,1mmの厚さの試料で,マイクロメーターサイズの隆起に相当する。本現象の起源と要因を明らかにする目的で,基礎物性の評価も行った。3元タリウム化合物について,その基礎物性値である誘電率スペクトルおよびその温度特性を明らかにした。得られた情報は,バンド構造の温度特性や変形ポテンシャルといった本現象の起源解明のために必要となる基礎的な情報となる。光誘起変形用の照射光として,パルスレーザー光源を用いることで,本現象の過渡的な応答の計測も行った。その結果,パルス光照射中(400μsec)は膨張が増大しており,光照射終了後は比較的長い時間(100msec)をかけて変形が緩和していることがわかった。この結果とシミュレーション計算結果との比較から,本現象は光熱変換による熱膨張の影響が主であると推測できた。平成26年度は,光駆動機構としての性能や可能性を示すことを目的として,特に,照射光スポット形状と試料表面の変形形状の関係に着目した研究を行った。その結果,照射スポット径を絞ることで,より局所的で大きな凸状隆起が誘起されることを明らかにした。また,2つの照射光のスポット間距離に応じて凸状隆起の形状を制御できた。

これらの結果は,照射スポット光の形状や組合せにより,自由度の高い表面形状制御が可能であることを示しており,本材料が,光によるミクロサイズの物体の配列や駆動機構に適用できることを明らかにした。また,平成26年度は,応答速度の面で駆動機構への適用範囲を調べるため,照射光を断続的に照射させ,その周波数と変形形状の過渡特性の関係を調べた。その結果,数Hzの断続光に対して,凸状隆起が繰り返し生じることがわかった。この結果は,この周波数領域で,遠隔光駆動機構などの動的な制御が可能であること示している。また,断続光周波数と変形応答との関係から,本現象の一部は光熱変換に伴う熱膨張に起因していることがわかった。しかし,単なる熱膨張だけでは,光照射部の大きな変形量は説明できないため,更なる研究が必要である。また,全期間を通じて,光誘起変形現象の特性や原因解明のための基礎研究として,3元タリウム化合物の光学基礎物性に関する研究も行い,発光,ラマン散乱,誘電率スペクトルの温度特性についても明らかにした。全研究期間を通して,本研究目的である3元タリウム化合物の「光誘起変形現象」の特性評価と原因解明に向けた研究で,確実な成果が得られた。また,新光駆動機構など光エネルギー変換利用分野への展開についても,本現象の性能評価により,今後の展開方針を示すことが出来た。上記の結果については,国際会議や国内学会,学術論文で発表を行っており,今後,本現象の実用に向けた取り組みを推進していく次第である。半導体光物性平成25年度に予定していた研究内容は,本現象の原因解明に向けた「シミュレーション計算」と時間応答を評価する「過渡的応答計測」である。有限要素法によるシミュレーション計算により,各物性パラメータと変形現象の関係性を検討し,低熱伝導率が重要なパラメータであることを明らかにしており,その目標は達成している。過渡的応答時間計測は,ナノ秒パルス光を用いた過渡応答計測を平成24年度に既に実施している。平成25年度は,CW光照射時の変形の時間応答について研究を行い,光スポット中心では,1秒以下の応答時間で変形が生じていることを示し,光駆動機構への応用に向けた性能を明らかにした。今後,光誘起弾性波の過渡的応答計測も検討が必要であるが,まずは,実用性検討に向けた変形の応答時間に関する実験を優先し,その目的を達成している。平成24年度に達成できていなかった光誘起時の試料の結晶構造調査については,ラマン散乱測定を用いて評価しており,構造相転移や結晶構造の変化が,光誘起変形現象の要因ではないと推測できる結論を得ている。また,平成26年度課題である,「新光駆動機構用材料としての性能実証」に関する研究の予備実験として,シリカビーズの駆動実験を開始している。このように,当初予定の研究課題の時期的な前後はあるが,全体的には,順調に研究は進んでいると言える。平成24年度の研究目標としてあげていた光誘起変形の定量的評価について,研究を実施し,鎖状タリウム化合物に関して,光照射時の変形量,形状およびその照射光強度依存性を明らかにしたことから,その目標を達成したと言える。また,平成25年度に実施目標としていた基礎物性評価やシミュレーション計算について,当初予定より早い段階で研究を開始することができた。また,同じく,平成25年度に予定していた,光誘起変形の過渡的応答測定に関する実験も,予備実験を開始しており,順調に計画が遂行されている。
希酸溶液による廃棄物含有貴金属の溶解に関する研究

本研究では、毒・劇物を使用しない穏やかな条件下で貴金属を溶解可能で、リサイクル現場で活用できる安全な貴金属溶解技術の開発を目的として、希塩酸にマンガン酸化物を加えた湿式粉砕過程においてAuなどの貴金属が溶解する現象に着目し、その基礎的特性を解明するとともに、廃プリント基板等への適用性を検討した。その結果、0.5mol/dm3塩酸と二酸化マンガンという温和な条件下でAuとPdを溶解可能であり、その際、多量の塩素ガスは発生せず安全なことが確認された。一方、Ptの溶解には適用できず、基板中の貴金属を対象にする場合、CuやNiなどの主要元素の事前除去が必要であることが分った。本研究では毒・劇物を使用しない穏やかな条件下で貴金属を溶解させることで、リサイクル現場で活用可能な安全かつ高効率な貴金属溶解技術の開発を目指している。今年度は、湿式粉砕過程における基礎的溶解特性の解明を目的として、前年度に引き続き、金、パラジウムのメタル粉を0.5mol/dm3の濃度の希塩酸と二酸化マンガンに混合して、所定時間撹拌混合させてこれら貴金属の浸出挙動を調べた。今年度中に得られた主な結果は以下の通りである。(撹拌強度の影響)貴金属の浸出速度について遊星ボールミルを用いた場合とボールミルを用いた場合を比較した結果、遊星ボールミルを用いた方が浸出速度は高く、最終的な溶解量も高いことが判った。また、通常のボールミルを用いた場合、ボールの充填量の増加に伴いAuの浸出率は増加した。ボールの充填によってよく撹拌された二酸化マンガンの溶解促進(塩素ガスの発生促進)、Auの微粉砕や活性向上が起こり浸出率が増加したことが示唆された。(Cl-濃度の影響)0.5 mol/dm3の塩酸にNaClにより錯体形成剤であるCl-を供給した浸出液を用いた溶解試験を行ったところ、NaCl2gを添加した系において、浸出時間2時間でAuの浸出率が100%(添加なしでは3時間で70%)となり、NaClにより浸出液中のCl-濃度を増加させることが浸出速度の向上につながることが判った。(電子基板の貴金属の溶解)電子基板に含まれるAu及びPdの溶解法の検討として、破砕・物理選別等で貴金属・レアメタルを一次濃縮した試料を対象に浸出実験を行ったところ、多量に存在する銅やニッケルなどの溶解に塩酸が消費され、貴金属の浸出速度は大きく低下した。このことから本溶解法の前処理として銅などの金属を十分に除く必要性が確認された。当該年度は湿式粉砕過程における基礎的溶解特性の解明を目的として、Au、Pd、Ptのメタル粉を0.31.0mol/dm3の濃度の希塩酸と二酸化マンガンに混合し所定時間撹拌混合させてこれら貴金属の浸出挙動を調べた。反応容器は密閉可能なポリ容器にジルコニアボールを充填してボールミル用の回転架台に設置したものもしくは遊星ボールミルを用いた。得られた主な結果は以下の通りである。(塩酸濃度の影響)塩酸濃度の増加に伴いAuとPdの浸出率は増加し、0.3 mol/dm3の塩酸を用いた場合に90%程度の高い値を示した。このとき二酸化マンガンの溶解率は充填量の2-3%であり、二酸化マンガンと塩酸が過剰に反応することなく、温和な条件で貴金属が溶解することを確認した。0.5 mol/dm3の塩酸を用いた場合においても浸出率の増加は見られなかった。Ptは5-6 mol/dm3の濃塩酸を用いた場合でも殆ど浸出されなかった。(浸出時間の影響)Pdの浸出速度は極めて速く30minで浸出率が90%以上となるのに対し、Auの浸出はPdに比べて遅く、180minで浸出率90%以上となった。(二酸化マンガンの溶解機構)塩酸による二酸化マンガンの溶解反応に比べて、貴金属浸出時には多くのマンガンの溶解が見られ2倍程度にマンガンの溶解量が増加した。浸出試験では、Pd>Au>Ptの順にマンガンの溶解量は増加する傾向を示したことから、希塩酸と二酸化マンガンによる貴金属の浸出試験では、貴金属浸出量とマンガン溶解量に相関があることが分った。今年度は貴金属溶解の基礎的溶解特性の解明を目的として、塩素ガスの発生量と貴金属浸出量の関係を調べるとともに、廃電子基板や排ガス浄化触媒を対象として溶解実験を試みた。(塩素ガスの発生量の影響)反応容器(セパラブルフラスコ)、吸収瓶(KI水溶液)、真空ポンプを直列に接続した実験装置を用意し、0.5mol/dm3の希塩酸50cm3、二酸化マンガン0.54g、貴金属(Au、Pd)粉末0.01gを反応させ、発生する塩素ガスを吸収したKI水溶液についてイオンクロマトグラフによってCl-濃度を測定することで、塩素ガスの発生量を評価した。

その結果、二酸化マンガンの溶解に伴い、貴金属の浸出率と塩素ガス発生量が増加するが、発生した塩素ガスのほとんどが希塩酸に吸収されていることが明らかになった。(廃電子基板への応用)前年度開発した破砕と静電選別による一次濃縮粉末に対して、希硝酸処理によって銅などの非鉄金属成分を99%以上除去した後、希塩酸と二酸化マンガンによる貴金属の浸出実験(遊星ボールミルを使用)を試みた結果、1.0mol/dm3の希塩酸ではAu浸出率は約90%に達したが、0.5mol/dm3の希塩酸ではAu浸出率は50%程度に留まった。(白金族元素の一次濃縮)使用済み自動車から取り外した排ガス浄化触媒を入手し、ハニカムのアルミナコート層からサンプリングした粉末に含まれる白金族元素をICPで分析したところいずれも検出限界値以下であった。比重選別等により一次濃縮を試みたが効果を確認できず、希塩酸による溶解実験を開始するに至らなかった。本研究では毒・劇物を使用しない穏やかな条件下で貴金属を溶解させることで、リサイクル現場で活用可能な安全かつ高効率な貴金属溶解技術の開発を目指している。今年度は研究機関を1年間延長し、前年度までに十分な検討ができなかった事項である1白金の浸出率の向上のためのメカノケミカル法による活性化処理、ならびに2排ガス浄化触媒中の白金の溶解について検討した。それらの実施状況は以下の通りである。(メカノケミカル法による白金の活性化処理)白金箔10mgに、これまで活性化剤としてテストをしていなかったマグネシウム合金(AZ91D)粉末0.5gを加え、遊星ボールミルで3時間、6時間、9時間と粉砕時間を変えて混合粉砕処理を行った後、0.5N希塩酸と二酸化マンガン、0.5N希塩酸と過マンガン酸カリウムを用いて浸出実験(3時間)を実施したが、いずれも白金浸出率は5%以下にとどまった。こうした結果から、本検討項目については、現状では困難であるとの結論に至った。(排ガス浄化触媒中の白金族元素の溶解)新たに2種類の自動車排ガス触媒を入手し、ハニカムアルミナコート層からサンプリングした粉末の白金の含有量の分析を行ったが、所有するICP発光分析装置ではいずれの元素も検出限界値以下であった。また、上記の通り白金の活性化処理自体が困難であることからも、本検討項目については現状では困難であるとの結論に至った。以上の検討から、本研究の貴金属溶解の手法は、金とパラジウムについてのみ顕著な効果を示すものと考えられた。本研究では、毒・劇物を使用しない穏やかな条件下で貴金属を溶解可能で、リサイクル現場で活用できる安全な貴金属溶解技術の開発を目的として、希塩酸にマンガン酸化物を加えた湿式粉砕過程においてAuなどの貴金属が溶解する現象に着目し、その基礎的特性を解明するとともに、廃プリント基板等への適用性を検討した。その結果、0.5mol/dm3塩酸と二酸化マンガンという温和な条件下でAuとPdを溶解可能であり、その際、多量の塩素ガスは発生せず安全なことが確認された。一方、Ptの溶解には適用できず、基板中の貴金属を対象にする場合、CuやNiなどの主要元素の事前除去が必要であることが分った。研究期間を1年延長した理由は以下の通りである。希塩酸と二酸化マンガン混合による貴金属溶解(Au、Pd、Pt)の基礎的解明ならびに、廃電子基板中の貴金属(Au)の溶解については、ほぼ所望する知見を得ることができたと考えている。しかしながら、Ptの浸出率を高める方法として当初期待したメカノケミカル法による活性化処理ついては有効な手法として確立するには至らなかった。排ガス触媒中の白金族元素の溶解への応用についてもさらに検討が必要である。
T_3優位型バセドウ病の成因の研究および治療法の開発

1.患者血中IgGの分析甲状腺関連蛋白質に対する抗体の有無およびその活性度について、T_3優位型バセドウ病と通常バセドウ病の2群に分けて比較検討した。血中サイログロブリン抗体価は、通常バセドウ病と比べ、有意な差はなかった。しかし、血中マイクロゾーム抗体および甲状腺ペルオキシダーゼ抗体価は、T_3優位型バセドウ病のほうが有意に高かった。血中TSHレセプター抗体価も有意に高かった。細胞培養実験による血中甲状腺刺激性抗体価も有意に高かったが、血中ブロッキング抗体価(TSBAb)は差はなく、血中DNA抗体の陽性率も低値で差はなかった。この成績から、甲状腺関連IgGのなかでも、甲状腺機能亢進症の重症度と関連しているものはTPOに対する抗体とTSHレセプターに対する抗体であることが示された。2.アイソトープ(^<131>I)治療の効果と予後甲状腺機能亢進症に対し^<131>I治療を行ない、5-10年後に甲状腺機能を測定すると、通常バセドウ病患者では、甲状腺機能低下症となる例が43%に認められた一方、本症患者では17%と低率であり、大部分の例が正常甲状腺機能を維持できた。この成績から、本症の治療には抗甲状腺剤では寛解にいたりにくいことが報告されていることと合わせ考え、アイソトープ治療の有用性が認められ、本治療法が推奨できることが示された。3.甲状腺組成像本症では、甲状腺濾胞上皮のたけが高いだけでなく、濾胞内小空泡が著しく多く、甲状腺内ヨード代謝回転の促進が示唆された。4.チロキシン併用療法の有用性本治療法にても甲状腺機能亢進症の寛解率の上昇は得られなかった。1.カップリング実験各患者ごとに甲状腺ペルオキシダ-ゼを抽出し、カップリング反応をおこさせて、T_3およびT_4の生成を測定した。甲状腺組識は、バセドウ病に対する甲状腺亜金摘手術の際に得られた。カップリング反応にて生成されたT_4量は、本症患者と通常バセドウ病との間に有意差はなかったが、生成されたT_3量は、本症患者の方が有意に高値であった。CAMPの反応性は、ヒトTSHに対しては認められたが,患者IgGに対しては乏しかった。新しく、FRTL細胞株を入手し、再検討中である。3.血清中ヨウ素含量本症患者の血中ヨウ素含量は、通常バセドウ病のそれと、著しい差異はなかった。このことから、本症患者では、食餌中ヨ-ド量が少ないことがT_3優位の原因とはなっていないことが示唆された。4.抗甲状腺剤とサイロキシン製剤の併用サイロキシン剤を併用することにより、高値であった血中T_3/T_4比は正常域へと低下した。このことから、本症における血中T_3値の優位の原因が、末梢組識でのT_4脱ヨ-ド酵素活性亢進によるのではなく、甲状腺内でのT_3産生および分秘が優位であるためと考えられた。現在、通常のバセドウ病患者にも本治療を行ない、その差を検討中である。また、サイロキシン併用により、本症の変解率が向上するか否かについても追跡している。5.手術・アイソト-プ、薬物の3種の治療法の予後薬物すなわち抗甲状腺腺剤治療における変解率は約10%と低かった。現在、手術例、アイソト-プ治療例についても追跡中である。本測定法では、T_3優位型バセドウ病では、通常のバセドウ病と比較して有玄に高活性であることが認められた。

さらに、ラジオリセプターアッセイ法による血中TSHレセプター扱体活性量も測定し、各患者ごとにその相関性を比較してみると、通常のバセドウ病では相関性係数がr=0.563であったが、一方、T_3優位型バセドウ病では、r=0.928と強い相関性が得られた。このことから、本症IgGは、TSHレセプター〓体の大部分がThyroid-Stimulating activityを有するものと考えられた。2.アイソトープ治療の効果T_3優位型バセドウ病に対し、_<131>I治療を行ない、5-10年後の甲状腺機能を追跡すると、euthyroidに〓〓した患者が大部分を占め、甲状腺機能低下症を呈した例は、わずか17%であった。一方、通常のバセドウ病では、_<131>J治療後、約50%の患者が脆発性甲状腺機能低下に陥っていた。このことから、本症に対する治療法として、アイソトープの有用性が認められた。3.〓甲状腺剤および合成T_4製剤併用療法の効果本症に対し、〓甲状腺剤にT_4を加えて経過を追うと、それまで高値であった血中T_3/T_4 ratioは正常域にまで低下した。このことから、血中T_3高値の原因は、末梢組識におけるT_4→T_3転換が促進しているためではないことが示唆された。また、血中TSHレセプター〓体価は、併用後低下する傾向を示したが、すべての内服を中止すると甲状腺機能元進症が再発した。このことから、本症に対して、T_4併用症法はある程度は有用であるが、必ずしも絶対的効果のある方法ではないことが示された。1.患者血中IgGの分析甲状腺関連蛋白に対する抗体の有無およびその活性度について、T_3優位型バセドウ病と通常バセドウ病の2群に分けて比較検討した。血中サイログロブリン抗体値は、通常バセドウ病と比べ有意な差はなかった。しかし、血中マイクロゾーム抗体および甲状腺ペルオキシダーゼ抗体価は、T_3優位型バセドウ病のほうが有意に高かった。血中TSHレセプター抗体価も有意に高かった。細胞培養実験による血中甲状腺刺激性抗体価も有意に高かったが、血中ブロッキング抗体価(TSBAb)は差なく、血中DNA抗体の陽性率も低値で差はなかった。アイソトープ治療(^<131>I)の効果と予後甲状腺機能元進症に対し^<191>I療法を行ない、5-10年後に、甲状腺機能を測定すると、通常バセドウ病患者では、甲状腺機能低下症となる例が43%に強められたが本症患者ではわずかに17%であり、大部分の例が正常甲状腺機能を維持できた。この成績から、本症の治療には抗甲状腺剤よりも、アイソトープ治療のほうが推奨できる。
東アジア諸国の法体系の総合的研究

下記の七つの研究班において、それぞれ研究を進めと同時に、全体の研究会において討論を行った。(1)中国の法体系研究班では、中国の法体系の座標軸を唐の李林甫らが選した唐律疏議に設定し、古代から近代に至る中国の法体系の変化の部分についての討論を行うと同時に、東アジア諸国の法体系との比較検討を行った。討論の結果、東アジア諸国の法体系は、基本的には、中国の法体系の座標軸に設定した唐律疏議の法体系に依拠していることは、否定することはできないが、細部にわたる部分を比較検討してみると、それぞれの民族意識の相違と、それぞれの国の歴史の相違が、かなりの影響を及ぼしていると結論せざるを得ないということで意見が一致した。(2)中国の法思想研究班では、中国の法思想は、伝統的な政治理念である儒教思想によって規定されていると考えられているが、遊牧民族の法思想は、生活様式と歴史の相違から規定されており、中国の法体系に影響を及ぼした部分があることは十分に認められなければならないとした。(3)北アジア諸国の法体系研究班では、モンゴル民族の法体系と法思想が元朝の法体系に影響したことを具体的資料によって明らかにした。(4)朝鮮の法体系研究班では、李退溪における法思想の検討を行うことによって、中国の法体系との比較検討を行い、具体的事例を示した。(5)日本の法体系研究班では、日本の律令制定期における具体的な事例研究を通して、中国の法体系との比較検討を行った。(6)日本の法思想研究班では、日本神道の思想が、どこまで中国の法思想とかかわりを持ったかについて検討し、日本民族の特質を指摘した。(7)ヨーロッパ諸国の法体系と比較検討班では、古代イスラエルの王権に関する具体的事例を取り上げて、その特質と相違点について討論し中国の法体系とは、かなり異なる要素があることが指摘された。下記の七つの研究班において、それぞれ研究を進めた。(1)中国の法体系研究班では、唐の李林甫らが撰した唐律琉議に関する多くの研究業績について検討を加えると同時に、唐律が中国の法体系さらには東アジア諸国の法体系の全構造の中での位置づけについて検討した。ついで中国を異民族が支配した時期、すなわち金・元・清における法体系が、中国の伝統的な法体系にのっとりながらも、異民族独自の法体系の一部が導入されていること、具体的には元の法体系の中にモンゴル民族独自の法体系の一部がかなり強く導入されていることなどが指摘された。これらを具体的資料によって検討した。(2)中国の法思想研究班では、春秋戦国時代から政治に活用された法家の思想が、時代の変遷によって、どのように法体系に影響を与えたかについて多くの研究業績があるので、これらの検討を行った。ここでも問題になったことは、中国の伝統的な法思想の中へ、遊牧民族のそれが、かなり強く導入されているということであった。(3)北アジア諸国の法体系研究班では、中社の伝統的法体系に影響を与えた遊牧民族とくにモンゴル民族の法体系と法思想について、具体的には婚姻関係の法思想についての考察を進めた。(4)朝鮮の法体系研究班では、李朝期における法体系と中国の法体系とくに唐律との比較検討を行い、多くの影響について指摘された。(5)日本の法体系研究班では、大宝律養老律をはじめとして、日本の法体系に関する多くの研究業績があるので、それぞれについて、中国の法体系とのかかわりについて焦点をしぼって検討を加えた。(6)日本の法思想研究班では、中国の伝統的法思想と仏教の思想が日本の法思想にどのように影響を及ぼしてきたかについて検討した。(7)ヨーロッパ諸国の法体系と比較検討研究班では、ローマ法の法思想が東アジア諸国とくに日本に与えた影響について検討した。下記の七つの研究班において、それぞれ研究を進めると同時に、全体の研究会において討論を行った。(1)中国の法体系研究班では、中国の法体系の座標軸を唐の李林甫らが選した唐律疏議に設定し、東アジア諸国の法体系との比較検討を試みた。東アジア諸国の法体系が、基本的には、この座標軸によって検討することによって、所期の目的を達成できるものと考えられるが、この基本となるべき座標軸が、例えばモンゴル民族による中国支配が行われた時期に、遊牧民族固有の法体系が導入されたことによって、少しく変更されなければならないが、これをどのように取り扱うかについて多くの意見が提出された。(2)中国の法思想研究班では、中国の法体系に影響を与えた遊牧民族の法思想は、遊牧民族の生活習慣から導かれたものであるので、農耕民族の生活習慣との根本的な相違点を十分に明確にする必要があることが指摘された。(3)北アジア諸国の法体系研究班では、遊牧民族とくにモンゴル民族の法体系と法思想について、法体系の異なる異民族間の裁判の進め方の具体例を検討しながら、中国の伝統的な裁判の進め方との相違点を明らかにした。(4)朝鮮の法体系研究班では、李朝期における法体系を明確に理解するための基礎的研究と、中国の法体系との比較検討を行った。(5)日本の法体系研究班では、大宝律養老律を中心に、中国の法体系との比較検討を行い、具体的事例によって、その影響と相違点が指摘された。(6)日本の法思想研究班では、中国の伝統的な法思想を受け入れつつも、日本神道の思想が、どのようにかかわりあっていたかについて検討した。(7)ヨーロッパ諸国の法体系と比較検討

研究班では、キリスト教における法思想が、東アジア諸国、とくに中国と日本の法思想に与えた影響について検討した。下記の七つの研究班において,それぞれ研究を進めると同時に,全体の研究会において討論を行った.(1)中国の法体系研究班では,前年度に引き続き中国の法体系の座標軸を唐の李林甫らが選した唐律疏議に設定し,古代中国から近代中国に至る法体系の変化に部分についての検討を行いつつ,さらに東アジア諸国の法体系との比較検討を行った.討論の結果,東アジア諸国の法体系は,基本的には,この座標軸に依拠していることは十分に認められるところではあるが,それぞれの民族事識の相違から,独自の法意識があることを認めなければならないことが指摘された.(2)中国の法思想研究班では,中国の伝統的な政治理念である儒教思想によって裏付けされた法体系に影響を与えた遊牧民族の法思想について,遊牧民族と農耕民族の生活習慣の相違点を十会に考慮して検討した結果,明・清時代の法体系に変化を与えていることが指摘された.(3)北アジア諸国の法体系研究班では,モンゴル民族の法体系と法思想について『元典章』などの具体的資料によって,検討を行った.(4)朝鮮の法体系研究班では,李朝期の法体系と法思想について,『李朝実録』などの具体的資料によって,中国の法体系との比較検討を行った.(5)日本の法体系研究班では,日本古代史の研究成果を十分に考慮して,具体的な事外研究を行い,中国の法体系の影響と相違点が指摘された.(6)日本の法思想研究班では,日本民族の生活習慣に裏付けられている日本神道の思想が,日本の法思想と中国の法思想とどのようにかかわりあっているかについて検討した.(7)ヨーロッパ諸国の法体系と比較検討班では,旧約聖書時代の法思想との比較検討を行った.下記の七つの研究班において、それぞれ研究を進めと同時に、全体の研究会において討論を行った。(1)中国の法体系研究班では、中国の法体系の座標軸を唐の李林甫らが選した唐律疏議に設定し、古代から近代に至る中国の法体系の変化の部分についての討論を行うと同時に、東アジア諸国の法体系との比較検討を行った。討論の結果、東アジア諸国の法体系は、基本的には、中国の法体系の座標軸に設定した唐律疏議の法体系に依拠していることは、否定することはできないが、細部にわたる部分を比較検討してみると、それぞれの民族意識の相違と、それぞれの国の歴史の相違が、かなりの影響を及ぼしていると結論せざるを得ないということで意見が一致した。(2)中国の法思想研究班では、中国の法思想は、伝統的な政治理念である儒教思想によって規定されていると考えられているが、遊牧民族の法思想は、生活様式と歴史の相違から規定されており、中国の法体系に影響を及ぼした部分があることは十分に認められなければならないとした。(3)北アジア諸国の法体系研究班では、モンゴル民族の法体系と法思想が元朝の法体系に影響したことを具体的資料によって明らかにした。(4)朝鮮の法体系研究班では、李退溪における法思想の検討を行うことによって、中国の法体系との比較検討を行い、具体的事例を示した。(5)日本の法体系研究班では、日本の律令制定期における具体的な事例研究を通して、中国の法体系との比較検討を行った。(6)日本の法思想研究班では、日本神道の思想が、どこまで中国の法思想とかかわりを持ったかについて検討し、日本民族の特質を指摘した。(7)ヨーロッパ諸国の法体系と比較検討
PET-NIRS融合イメージングによるアルツハイマー病診断の高度化と脳機能の解明

本研究では、PET装置と光トポグラフィ(NIRS)装置を用いて、脳機能の同時測定を行い、マルチモダリティによる新しい脳機能診断法を開発することを目的とする。これまで、本研究では、PET撮像とNIRS撮像を別々の時間に収集してきた。これにより、PETによる脳機能とNIRSによって測定された血流量とを同一の空間上にマッピングできることを証明した。しかし、一つの課題として、まったく同時に測定されていなかったため、PETで測定された脳機能とNIRSで測定された脳血流値が本当に一致しているのかを確定することは不可能である。実際に、前年度に出版した研究論文において、PETとNIRSの測定値の不一致が見られた。そこで、本年度は、可搬型のNIRS装置を用いて、PETとNIRSの同時測定を行う臨床実験を施行した。被検者にはO-15水を複数回投与し、その間、さまざまなタスクを実施した。そして、NIRSによる脳血流測定を同時に行った。この実験は世界でも初の実験となる。さらに、PETの撮像中の被検者の頭部の動きを光学式トラッキング装置でモニターし、PET画像の動き補正を行う手法と、PET/MRI同時測定装置を用いて、PET画像を同時に撮像したMRI画像をリファレンスとして動き補正を行う方法と比較した。その結果、本研究で利用している光学式トラッキング装置を用いた動き補正システムが高い精度を持っていることが明らかになった。また、アミロイドPET撮像における投与量と画質の関係を調べ、最適な投与量を推定した。特に低い投与量の場合、大きな定量値のエラーが発生することを明らかにした。おおむね順調に進んでいるが、新たな臨床研究を立ち上げたため、その審査に時間を要し、必要な被検者数は本年度はできなかった。今後は、現在、4例の被検者まで終わっているPETとNIRSの同時測定の臨床実験を継続し、データをまとめて、論文等に公表する。さらにデータ解析の高度化を進めるために、機械学習法を複数適応し、最も最適な解析方法を探索する。これまでの成果をソフトウェアパッケージとしてまとめ、公表する。また、本研究に興味がある海外の研究者と研究交流を行うことを予定している。本研究では、PET装置と光トポグラフィ装置を用いて、脳機能の同時測定を行い、マルチモダリティによる新しい脳機能診断法を開発することを目的とする。本年度は、以下のことを行った。(1)同時収集システムの精度向上、(2)ファントムを用いたPET画像とNIRSデータの同時収集システムの検証、(3)PETアミロイド薬剤の動態を予測するモデルを完成させ、それをタウ標識薬剤へ適用、(4)機械学習によるNIRSデータ解析、(5)福島県立医科大学及び秋田県立脳血管研究センターでのデータ収集の準備。(1)については、これまで開発してきたPET-NIRS同時収集システムのソフトウェアを改良し、より精度の高い位置合わせアルゴリズムを用いることにより、PET画像とNIRSデータの位置同定精度を向上させた。(2)ファントムを用いて(1)で改良したソフトウェアの検証を行った。その結果、数mm以下の精度でPETとNIRSデータの位置合わせができることが明らかになった。(3)については、アミロイドに特異的に結合するPET候補薬剤の化学形とin vitroの基礎実験から得られたデータより、その候補薬剤の脳内動態を予測するモデルを構築し、その方法により臨床的な有用性を客観的に評価する指標CUI(clinical usefulness index)を求めるソフトウェアを開発し、31候補薬剤に対して適用した。また、22種類のタウタンパクに結合するPET候補薬剤に対して、本ソフトウェアを適用し、その臨床有用性の評価を行った。(4)については畳み込みニューラルネットワークによる学習をNIRSデータに対して行い、機械学習により、NIRSデータが解析できるかを検証した。(5)に関しては、福島県立医科大学と秋田県立脳血管研究センターに赴き、各施設に設置されている装置を用いて実験を行う上での問題点を検討した。本年度は、本研究の前段階である基盤B研究「PETとNIRSの融合による新たな認知症診断法の開発」の成果をまとめ、その成果を踏まえて新たな進展を行った年度であり、おおむね順調に進展している。来年度以降に予定されている他の施設でのPETとNIRSの同時測定実験の準備を行った。

その結果、本研究で利用している光学式トラッキング装置を用いた動き補正システムが高い精度を持っていることが明らかになった。また、アミロイドPET撮像における投与量と画質の関係を調べ、最適な投与量を推定した。特に低い投与量の場合、大きな定量値のエラーが発生することを明らかにした。おおむね順調に進んでいるが、新たな臨床研究を立ち上げたため、その審査に時間を要し、必要な被検者数は本年度はできなかった。前年度の研究成果を踏まえ、[O-15]CO2 ,[O-15]O2および[O-15]CO-PET検査とNIRSの同時測定を秋田県立脳血管研究センターで行う。PET撮像とNIRSデータ収集を同時測定するためには、2つのモダリティの位置合わせが重要となる。このために、光学式トラッキング装置を導入し、PET撮像時の被験者の位置を三次元的に取得し、PET画像上のマーカーとNIRSデータ上のマーカーとのマッチングを行う。このためのキャリブレーションを実行する。キャリブレーションでは、PET装置ガントリーにリファレンスマーカーを設置し、このリファレンスマーカーとPETカメラ視野内においたファントムに設置したマーカーとの相対位置を光学式トラッキング装置で求める。そして、O-15を用いたPET撮像中に、言語負荷課題を行い、脳血流、酸素代謝、ヘモグロビン濃度をPETで定量する。また、NIRSによるヘモグロビン濃度の変化を観察する。その際に、PET-NIRS融合システムを用いて、NIRSデータ補正前後で観測データが変化するかを確認する。一方、Transmissionデータを用いたNIRSデータの補正モデルを構築する。構築したモデルの検証のための実験を行う。ファントム内に、さまざまな厚みの骨等価物質を設置し、PETおよびNIRSのデータ収集を行う。骨厚みとNIRS信号との関係を明らかにし、NIRS信号の補正が正確に行えるかを検証する。今後は、現在、4例の被検者まで終わっているPETとNIRSの同時測定の臨床実験を継続し、データをまとめて、論文等に公表する。さらにデータ解析の高度化を進めるために、機械学習法を複数適応し、最も最適な解析方法を探索する。これまでの成果をソフトウェアパッケージとしてまとめ、公表する。また、本研究に興味がある海外の研究者と研究交流を行うことを予定している。
日本語語彙教育のための分類用例集の開発と試作

基本語分類用例集を作成する方法を考案し、実際の言語資料から採集された内容に基づいてそれを試作することを目的として、次のような作業を行った。資料の操作と印字に、補助金により購入したパーソナルコンピュータおよびソフトウェアを使用した。用例採集の対象資料として、日本語教育センター作成の「日本語教育映画基礎編全30巻」シナリオ,一般向け科学・心理学書,ラジオ放送文字化資料,を選び、その全体または一部について用例採集を実行した。作成または作成の可能性を検討した各形式リストは次のようなものである。1.辞書形式リスト見出し語ごとにその用例をあげる。選定された資料について、各資料別,全資料総合,の2種類を作成した。また、各見出し項目内での分類の方法について討議を行い、分類を試行した。2.類義表現リスト意味分野ごとに、そこに属する語・表現の用例をあげ、それらの間の意味の異同や用法の違いを説明する。類義語辞典の意味領域分類に基づくこととし、領域番号の記入とそれによるソートを試行したが、既存辞書等における領域設定の妥当性になお疑問があり、再検討を要する。3.発話機能別リスト文の表現意図・発話目的の表示への関わり方により、見出しを分類し用例を列挙する。発話機能の分類方法を検討し、一部の資料について分類を実行した。以上の作業結果は、印字物およびワードプロセッサデータとして次段階の作業に使用するとともに、閲覧可能な状態で保存されている。
新規レドックス活性[2+2]二核金属錯体の合成とその機能

高酸化活性フラビンモデルであるベンゾージブテリジンの3、10位にビピリジル基を導入すると、アセトニトリル中、亜鉛イオンの存在で[2+2]二核金属錯体を形成することを見い出した。この錯体はアントラキノン-2,6-ジスルフォネートを強力に捕捉し三者複合体を形成することを、可視・紫外吸収スペクトル及びESIマススペクトルより確認した。一方、アントラキノン-2-スルフオネートの添加による吸収スペクトルの変化は見られなかった。この結果は二核錯体の二個の亜鉛イオンとスルホネートの静電的相互作用が取り込みの重要な因子であることを示唆している。フラビンモデル化合物を分子壁とする[2+2]二核金属錯体は酸化還元能を有するので、N-ベンジル-1,4-ジヒドロニコチンアミド(BNAH)を基質に用い、アセトニトリル中速度論的研究を行った。基質濃度効果は飽和現塚を示し、ビピリジル基を持たないベンゾージプテリジンのみに比べて10^310^4倍の加速を示した。また、アントラキノン-2,6-ジスルフォネートはこめ酸化反応の阻害剤として働くが、アントラキノン-2-スルフォネートの添加は反応速度に影響を及ぼさないことが分かった。この結果は、電子欠損の二核金属錯体の空孔内に電子リッチな基質が捕捉され酸化反応が進行したことを示しており、新規なフラビンモデル系といえる。
DNAメチル化導入を制御する蛋白質複合体と染色体凝縮因子との構造的関連性

染色体凝縮に関わる蛋白質の構成ドメインをもち、エピジェネティックな発現抑制に関与している特異的な蛋白質複合体存在する。これら二つの機構にまたがる蛋白質の共通ドメインの構造的関連性について調査した。バクテリアのヒンジドメインの非対称な二量体構造を明らかにすることによって、それがSMC複合体の全体構造の変化に寄与する一端を説明することができた。加えて、ヒンジドメイン様のサブユニットを含む植物特異的な複合体の最小安定領域を決定することができた。植物ゲノムのエピジェネティックな遺伝子発現抑制機構として、転写装置と共役した遺伝子サイレンシングが報告されている。その中でも、RNA-directed DNA methylation (RdDM)は、DNAのde novoメチル化による発現抑制機構の一つであり、遺伝学的解析の結果から、この機構に関与する様々な蛋白質因子が同定されている。その中の幾つかは、真核生物の染色体凝縮に関わるSMC蛋白質に類似した構造的特徴を有しており、遺伝子不活性化機構と染色体形成機構の関連性が注目されている。DDR複合体は、植物特異的なRNAポリメラーゼVの転写に同行し、RdDMのメチル化反応を受けるDNA基盤を確保すると考えられ、DMS1 (DRD1), DMS3, DMS7(RDM1), DMS11の遺伝子産物で構成される。文献によると、これらの3または4つの遺伝子産物が、in vitroにおいて相互作用が確認されているが、その結果は十分な整合性がとれていない。平成26年度は、これら遺伝子のクローニングと各蛋白質の相互作用を再評価するため、基礎実験を中心に進めた。シロイヌナズナのcDNAライブラリーから各遺伝子のクローニングをから行い、それらの産物を大腸菌で発現させると、蛋白質のDMS7は可溶画分に見られたが、その他の蛋白質は不溶性であった。SMC蛋白質様のドメイン配置を有するDMS3はN末端領域の欠失によって可溶性を示した。このDMS3は全長のDMS7と安定な複合体を形成し、ゲル濾過によってその量論比を確認することが出来た。その中の幾つかは、染色体凝縮に関わる蛋白質に類似した構造的特徴を有しており、遺伝子不活性化機構と染色体形成機構の関連性が注目されている。DDR複合体は、RdDMのメチル化反応を受けるDNA基盤を確保すると考えられ、いくつかの遺伝子産物で構成される。文献によると、これらの3または4つの遺伝子産物が、in vitroにおいて相互作用が確認されているが、共発現の結果、相互作用が確実視される組み合わせは、SMC蛋白質様のドメインを有するDMS3とDMS7であった。平成27年度も、遺伝子のクローニングと各蛋白質の相互作用実験を中心に進めた。DMS3はそのN末端領域の欠失によって可溶性を示した。この蛋白質は、全長のDMS7と安定な複合体を形成することがゲル濾過の実験で明かとなった。しかしながら、一部大腸菌で切断される問題があったため、この複合体を大量に精製するための発現系を再構築した。加えて、DMS3と構造が似ているバクテリアSMC蛋白質のドメインの立体構造解析をおこなった。SMC蛋白質は真核生物のコンデンシンによく似た複合体であり、核様体構造の維持と分離に重要な働きを担っている。加えて、この蛋白質のDNA結合能を蛍光偏向解消法によって調査した。共発現の結果、相互作用が確実視される組み合わせは、DMS3とDMS7だけであった。この点は当初の予定を変更させる必要があった。そのため平成27年度は、遺伝子のクローニングと各蛋白質の相互作用実験を再確認し、複合体を大量に精製するための発現系を再構築した。加えて、DMS3と構造が似ているバクテリアのSMC蛋白質のドメインの立体構造解析が進んだことで新たな知見が得られた。シロイヌナズナ由来のDMS3蛋白質は、大腸菌での発現と可溶性が不安定であったが、大腸菌にコドン調製された遺伝子を用いて発現、またDMS7と共発現させることによって、精製効率が大幅に改善された。これによって、精製したDMS3-7複合体を、各種プロテアーゼによる限定分解後にMALDI-TOF質量分析やアミノ酸配列解析によって分析することができ、DMS3のコアドメインを単離することができた。その後、DMS3のコイルドコイル領域の状態を推測し、長さの異なるコンストラクトを作製した。これらの組換え蛋白質を用いてDMS7との結合状態を確認したところ、DMS7はDMS3のコアドメインと結合するが、ある一定の長さのコイルドコイル領域をもつDMS3組換え蛋白質とは結合しなくなることがわかった。

この結果から、DMS3へのDMS7の結合は、DMS3のコイルドコイル領域のコンフォメーションまたは配向に依存していると推察することができた。SMC蛋白質複合体に含まれるヒンジドメインにも同様のコンフォメーション変化があることが期待される。今年度までに実験を終了する予定であったが、論文掲載に思ったより時間を費やしたため、出版費等を残して延長せざるを得なかった。それでも、先に構造解析が終わったSMC蛋白質のドメインの構造解析の結果をいくつかの遺伝学的知見と併せ、無事に年度末に出版することができた。これによって、SMC蛋白質のドメインの新たな知見を生み出すことができた。植物ゲノムのエピジェネティックな遺伝子発現抑制機構として、転写装置と共役した遺伝子サイレンシングが報告されている。その中でも、RNA-directed DNA methylation (RdDM)は、DNAのde novoメチル化による発現抑制機構の一つであり、遺伝学的解析の結果から、この機構に関与する様々な蛋白質因子が同定されている。それらのいくつかはDDR複合体としてメチル化と転写装置を仲介していると考えられている。特に、その複合体は、染色体凝縮に関わる蛋白質に類似した構造的特徴を有しており、遺伝子不活性化機構と染色体形成機構の関連性が注目されている。今年度は、遺伝子のコドンを昆虫細胞用に最適化することで、バキュロウイルスを用いたDDR複合体の発現系を構築した。特に構成サブユニットの中で最も大きいDMS1蛋白質は、大腸菌での発現や可溶性に問題があったが、昆虫細胞では、DMS3蛋白質とDMS7蛋白質との三者複合体として精製することに成功した。この過程で、DMS1蛋白質がDMS3-7二者複合体と安定な結合を維持するのに必要な領域は非常に短い部分に限定できることがわかった。これによって、今後、各種プロテアーゼによる限定分解や質量分析によって、より安定な部分を抽出するための方針を立てることができた。また、前年度に論文発表した内容について、染色体関連分野の国際会議で発表した。これによって、様々な外国の研究者と交流を持つことができた。そのミーティングで知り合った外国の研究者と一緒に、依頼を受けた雑誌へ総説を執筆し投稿した。染色体凝縮に関わる蛋白質の構成ドメインをもち、エピジェネティックな発現抑制に関与している特異的な蛋白質複合体存在する。これら二つの機構にまたがる蛋白質の共通ドメインの構造的関連性について調査した。バクテリアのヒンジドメインの非対称な二量体構造を明らかにすることによって、それがSMC複合体の全体構造の変化に寄与する一端を説明することができた。加えて、ヒンジドメイン様のサブユニットを含む植物特異的な複合体の最小安定領域を決定することができた。データベース上の配列の間違いに翻弄された、そのクローニングのトラブルがあったが、おおむね順調に進行している。先に構造解析が終わった、SMC蛋白質のドメインの構造解析の結果については、いくつかの遺伝学的知見と併せ、論文化させる予定である。
星間ガス中のショック過程からのX線ガンマ線放射

星間ガス中の減速ショック課程からの、X線放射を調べるために、星間ガス中の減速ショック課程をシミュレーションで調べた。この結果、西による仕事で解析的に予想されているのとおおよそ同じ不安定性を再現することができた。現在、シミュレーション結果を定量的に解析する作業を行っており、この作業が完了すれば、減速衝撃波不安定での構造形成を、非線形段階でも定量的に議論することができる。これにより得られる構造からのX線放射については、オーダー評価を行っており、ある条件の下では、X線として観測可能な程度のエネルギーの放射が期待できることを示した。この結果と観測との比較を試み、プリリミナリーに発表された観測結果とは矛盾ないような傾向を得た。しかし、発表される観測結果が、まだ完全に確定していない様子なので、観測との比較の議論は観測結果が収束したと思われる段階で行うことにした。