hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フロー精密合成による核酸類の連続製造法の開発

既存の固相合成法に適したホスホリル化、ホスフィチル化の種々の反応について、固体触媒を用いた連続フロー条件での合成へ転用すべく検討を行った。その結果、ヨウ素を反応剤として用いるH-ホスホネートとアルコールのカップリング反応が進行することを確認した。この反応の検討においては、チオホスホネートとアルコールのカップリング反応が対応するホスホネートを用いたものよりも高収率で進行することを見出した。またホスホロアミダイト法について、触媒量の活性化剤で反応が進行しないか検討したところ、フロー法への適用には未だ課題が残るものの、カップリング反応が進行することが確認できた。また別に、安価な原料である三塩化リンを出発原料としたホスホロアミダイトの連続フロー合成が低収率ながらも可能であることを示した。多量の塩を生じる発熱反応であるため、従来のバッチ法による合成では生じる塩を取り除き、不安定な中間体を単離する必要があった。フロー法では連続的に異なる置換基をリン原子に導入するため単離の必要がなく、また反応器の熱効率が高いため発熱による副反応も進行しない。フロー反応器中で塩が析出しにくい塩基を使用することで、装置を閉塞させることなく連続反応を実現した。これは、現在オリゴ核酸合成の主流となっている手法に必須な原料の大量供給につながる新規な手法である。核酸医薬などの価格を高止まりさせている原因としては、オリゴ核酸合成の難易度そのものに加えて、必要となる原料が高価かつ大量に必要となる点にもある。この反応系の改善を行うことでホスホロアミダイトを安価に供給可能となり、将来的に固相合成法、フロー法いずれを用いて核酸合成を行う場合でもコストダウンに繋がることが期待される。研究の遂行にあたっては、まず当初の計画に従ってH-ホスホネート法をベースとした新規核酸合成反応の開発を試みた。すなわち、核酸塩基5'-位ヒドロキシ基に対するホスホン酸モノエステルの触媒的な縮合反応、生成するホスホン酸ジエステルの触媒的酸化反応、伸長した核酸塩基の5'-位脱保護反応の開発である。しかし検討の結果、この3段階の反応のうち、核酸塩基5'-位ヒドロキシ基とホスホン酸モノエステルとの縮合反応が触媒的な条件では短時間のうちに容易には進行しないことが明らかとなった。そのため、以下の通りに計画を変更することとした。すなわち、核酸塩基5'-位ヒドロキシ基とホスホン酸モノエステルを縮合、その後にホスホン酸ジエステルを酸化するのではなく、核酸塩基5'-位ヒドロキシ基とホスホン酸ジエステルを酸化的条件で一気にカップリングし、リン酸トリエステルを生成する。当初の計画では1サイクルに付き3段階を想定していたが、P-O結合生成とリン原子酸化を一挙に行うため、この計画では1サイクルに2段階の反応で済むこととなる。なお、生成したリン酸トリエステルは高い脂溶性を持つことが期待され、また核酸伸長に寄与しないエステル部分を例えば2-シアノエチル基としておくことで、伸長後に一気に脱保護することが可能である。検討の結果、亜リン酸ジエチルをホスホン酸ジエステルのモデルとして用いた系で、ヨウ素を用いた酸化的条件での核酸塩基5'-ヒドロキシ基との直接酸化的カップリング反応が中程度の収率ながらも進行することを見出している。またこの反応ではTMSClやTBSClなどのクロロシラン類が活性化剤として作用し、反応を促進させることも見出している。当初の計画であった核酸塩基5'-位ヒドロキシ基に対するホスホン酸モノエステルの触媒的な縮合反応が遅い反応であり、フロー法への応用にはあまり適していないと判明した。しかしそれとは別に、核酸塩基5'-位ヒドロキシ基とホスホン酸ジエステルを酸化的条件で一気にカップリングしリン酸トリエステルを生成する酸化的カップリング反応が進行することを見出し、核酸合成反応のフロー化へ向けてプロジェクトが前進した。

この反応系の改善を行うことでホスホロアミダイトを安価に供給可能となり、将来的に固相合成法、フロー法いずれを用いて核酸合成を行う場合でもコストダウンに繋がることが期待される。酸化的カップリング反応をより迅速に進行する核酸塩基合成に耐えうる反応へと改良し、特に連続フロー条件でこれを行うことが出来るようにする。また引き続く核酸塩基5'-位の脱保護についても、還元条件、あるいは酸化的条件で触媒的に脱保護可能な種々の保護基を検討し、連続反応へ早期に応用可能にする。
人間-計算機間のインタラクションに基づくユーザの抽象的要求の理解

本研究の目的は,画像や言語などの複数のメディアを用いたユーザとシステムの協調的インタラクションに基づいて,そのユーザの過去の要求等を考慮した上で,抽象的かつ暖昧な要求を理解することであった.このための具体的事例として,ビルや地下街などの方向感覚や上下感覚を喪失しやすい三次元構造物を対象として,我々人間をナビゲーションするシステムを取り上げ,そこにおける人間-計算機間のインタラクションについて検討を加えた.まず,歩行者ナビゲーションにおいて最も基礎的な部分を担う経路の提示過程において,ユーザとシステムのインタラクションを通じて現在位置を同定しつつ目標地点へ誘導する枠組を提案した.人間は元来,環境認識能力に非常に優れる一方,システムはそれを苦手とするが,両者をインタラクティブに組み合わせることで理解のしやすいナビゲーションが実現できることを示した.また,道標に関するユーザの認識の仕方を,ナビゲーション過程でシステム側が取得し,以降におけるナビゲーションに反映可能な仕組みを提案した.さらに,ユーザによる「食事がしたい」等の暖味な要求に対して,ナビゲーションの対象となる環境に関する情報,およびユーザの趣味・嗜好などに関する情報に基づいて,それらを総合的に満たす目的地を推論し,ユーザ・システム間のインタラクションによって目的地を決定する手法を提案した.ここでは,実存する地下街の情報をもとにシミュレーションシステムを構築し,その上でユーザによる暖昧な要求に対して具体的目的地を提示する実験を実施し,個人の嗜好を反映することで,ユーザの望みに沿った目的地が提示できることを示した.これはすなわち,対象に関するある程度の知識をシステム側が保持することで,ユーザによる抽象的な要求を理解するための道筋を示すものである.本年度は標記研究課題に関して以下にあげる研究成果を得た.本研究は,画像や言語などの複数のメディアを用いたユーザとシステムの協調的インタラクションに基づいて,そのユーザの過去の要求等を考慮した上で,抽象的かつ曖昧な要求を理解することを目的としている.このための具体的事例として,ビルや地下街などの方向感覚や上下感覚を喪失しやすい三次元構造物内を対象として,人間をナビゲーションするシステムを取り上げ,そこにおける人間-計算機間のインタラクションについて検討を加えた.まずナビゲーションの過程においてもっとも基礎的な部分である経路の提示において,ユーザとシステムのインタラクションを通じて現在位置を同定しつつ目標地点への誘導する枠組みを提案した.これによって人間は元来,環境認識能力に非常に優れている一方,システムはそれを苦手とするが,両者をインタラクティブに組み合わせることで理解のしやすいナビゲーションが実現できることを示した.またユーザの道標に関する認識の仕方を,システム側がナビゲーションにおける道標の選択に対して反映可能な仕組みを提案した.これらを通じて,環境という具体的なものへと対応付けることで,ユーザの抽象的要求の理解が可能となることが示せた.一方で,近年移動データ通信網の爆発的な普及を背景として,移動体端末によるユーザ支援を目標とした研究に注目が集まりつつあるが,本研究においてもこの種の移動体端末上でナビゲーションを実現することにより,ユーザによる様々な抽象的要求を収集可能になると考えられた.そこで,前述のナビゲーションの枠組みをサーバー・クライアントからなるシステムへと拡張し,クライアントとして携帯電話やPDAなどの複数種類の移動体端末に対応可能なパーソン・ナビゲーションシステムを開発した.本研究の目的は,画像や言語などの複数のメディアを用いたユーザとシステムの協調的インタラクションに基づいて,そのユーザの過去の要求等を考慮した上で,抽象的かつ暖昧な要求を理解することであった.このための具体的事例として,ビルや地下街などの方向感覚や上下感覚を喪失しやすい三次元構造物を対象として,我々人間をナビゲーションするシステムを取り上げ,そこにおける人間-計算機間のインタラクションについて検討を加えた.まず,歩行者ナビゲーションにおいて最も基礎的な部分を担う経路の提示過程において,ユーザとシステムのインタラクションを通じて現在位置を同定しつつ目標地点へ誘導する枠組を提案した.人間は元来,環境認識能力に非常に優れる一方,システムはそれを苦手とするが,両者をインタラクティブに組み合わせることで理解のしやすいナビゲーションが実現できることを示した.また,道標に関するユーザの認識の仕方を,ナビゲーション過程でシステム側が取得し,以降におけるナビゲーションに反映可能な仕組みを提案した.さらに,ユーザによる「食事がしたい」等の暖味な要求に対して,ナビゲーションの対象となる環境に関する情報,およびユーザの趣味・嗜好などに関する情報に基づいて,それらを総合的に満たす目的地を推論し,ユーザ・システム間のインタラクションによって目的地を決定する手法を提案した.ここでは,実存する地下街の情報をもとにシミュレーションシステムを構築し,その上でユーザによる暖昧な要求に対して具体的目的地を提示する実験を実施し,個人の嗜好を反映することで,ユーザの望みに沿った目的地が提示できることを示した.これはすなわち,対象に関するある程度の知識をシステム側が保持することで,ユーザによる抽象的な要求を理解するための道筋を示すものである.
生活の中で継続可能な認知機能を向上させる活動とその作用の解明

身体活動は、運動と生活活動に分けられ、身体機能の改善だけでなく、認知機能および脳神経活動に肯定的な効果があると知られている。本研究の目的は、一過性の生活活動の実施による認知機能および脳神経活動への影響を明らかにすることである。今年度は、若年者を対象に生活活動として掃除課題を実施し、掃除課題中の脳活動と前後の認知機能と覚醒の変化について計測を行った。結果、掃除中に右前頭前野がより賦活すると覚醒が向上することが示唆された。一過性の身体活動による認知機能の向上には覚醒が関与していることが知られている。この知見は、認知機能へ肯定的な効果を生むライフスタイル提案の根拠の一つになると考えている。若年者を対象に計測を行い、生活活動の実施による脳活動と覚醒の関係を検討することが終了しつつあるから。高齢者を対象に、計測を行い、生活活動の実施と脳活動および認知機能への影響を検討する。本年度予定していた論文の投稿が次年度となったため、予定していた論文投稿費用が次年度となった
アロステリック転移のダイナミクスに関する理論

本研究で目指したのは、ミクロな揺ぎの世界における自由エネルギーの実体は何か?ミクロな対象間で仕事をするとはどういうことか?を実直に追求し、タンパク質分子モーターにおける自由エネルギー変換と制御のメカニズムを立体構造に即してサブタンパクレベルで明らかにすることである。採用した方法論は、まず(a)タンパク質モーターのおかれたミクロな揺ぐ世界の特徴づけ(すなわち、`量子効果は無視できるという意味でマクロだが、個別の過程で揺ぎを無視できないために熱力学を直接適用できないという意味でミクロ')をおこない、次に(b)その世界における本質的な問題に焦点を絞ること、である。(b)の内容は(1)ATP分子に比べて大きなタンパク質サイズの分子変形をうみだすメカニズムは何か、(2)利用可能な加水分解エネルギーのうち、エントロピー由来の部分がタンパク質内のアロステリックな相互作用を介してどのように仕事に変換されるか、(3)3つのサイクルすなわち加水分解反応、コンフォーメーション変化、及びフィラメント(アクチンまたは微小管)との着脱が互いにタイミングを制御するメカニズムは何か、の3点について、立体構造の知見および1分子計測の知見に照らしながら考察をすすめた。その結果、それぞれの問いに関して概念レベルのモデルはおおむね見え、構造生物学者の賛同も漸く得られるようになった。今後は、タンパク質3次構造を具体的に反映した実証的モデル化を目指す。またミオシン・キネシン・ダイニンにおける動的機能にはいくつか「不思議な」実験結果があり、これらについても実体を捕えた理論を考えてゆく。我々は生物分子モーターを物理的な視点から理解することを課題とした。今年度1年間は、基礎的事実の集約と、生物における物理的アプローチの自分なりの整備に終始した。他方、その1つの中心概念である、揺ぐ系での熱力学的過程の方法論はほぼ順調に進んだといえる。以下では、後者の成果について概要をのべる。来年度は3次構造の実際と比較検討しながらモータータンパク質各種の個性と通性を議論してゆきたい。タンパク分子の議論をするには、まず、その尺度の世界の特徴づけが必要である。結論的にいうと、量子論からみればマクロで、熱力学からみればミクロである。タンパクの熱揺ぎは観測事実であり、熱力学や、統計平均はこの尺度の理解には粗過ぎで、1分子の1回の変化を熱揺動力の中で議論する必要がある。そこで揺ぐ系での熱力学的過程の方法論を導入した。Langevin方程式で、環境とのエネルギーのやりとりも扱えること[K.Sekimoto(1996)]、その平均によって熱力学も再現することを示した[K.Sekimoto and S.Sasa(1996)]。これにより、Huxley57や最近のラチェットモデルについて化学反応との暗黙の対応に頼らない、モデル自体のエネルギー収支論を議論できるようになった。副産物としてファインマンのラチェットは原著教科書にあるようなCarnot的効率から遠く隔たることを、その懸隔がどのような誤解に基づいていたかの分析と共に示し、その誤解の持つ重要な意義について言及した。また、粒子の出入りする系も、Hill(1989)の方法と1950年代のLebowitzらの研究を結合させることにより示せた(未発表)。
強調処理戦略を用いた共有オブジェクトの一貫性保持機構の研究

申請した計画案に対する現時点での成果を以下に示す.1.複数プロセス間で共有されるオブジェクトの一貫性保持機能の設計更新および参照時に,それらの頻度情報を基にして,最適なオブジェクトの個数および場所を決定するアルゴリズムを,通信対象数に通信コストが比例するような分散環境に対して設計した.次に,分散問題解決の考えを基に各オブジェクトの複製自身が,自分自身の生死を決定するようにし,分散環境上での処理やデータの集中の回避を実現した.2.分散計算を実現する処理系の作成対象問題プログラムから共有オブジェクトの一貫性保持機構(通信機能.配置決定アルゴリズム)を隠蔽し,プログラマには共有資源オブジェクトであることを意識させない実装を行なった.また,LAN上での分散計算環境を実現するため,TCP/IP socketを用いたデータ交換機能を処理系上に実現した.3.処理系の効率評価socketを用いたプロセッサ間通信機能と共有オブジェクトクラスの共存は現在まだ実現されていないため,単一プロセッサ内でのシミュレーションによって提案した配置アルゴリズムの評価を行なった.巡回セールスマン問題を用いた実験では,共有オブジェクトの利用状況が異なる2つのプログラムのどちらにおいても,望ましい配置への動的な適応が観測され,その有効性が検証できた.なお,1および2の設計方針については本年度の情報処理学会プログラミング研究会にて発表を行なっている.それ以降の成果に関しては,プロセッサ間通信機能と共有オブジェクトクラスの結合を行なった後の実験データを基に発表を行なう予定である.申請した計画案に対する現時点での成果を以下に示す.1.複数プロセス間で共有されるオブジェクトの一貫性保持機能の設計更新および参照時に,それらの頻度情報を基にして,最適なオブジェクトの個数および場所を決定するアルゴリズムを,通信対象数に通信コストが比例するような分散環境に対して設計した.次に,分散問題解決の考えを基に各オブジェクトの複製自身が,自分自身の生死を決定するようにし,分散環境上での処理やデータの集中の回避を実現した.2.分散計算を実現する処理系の作成対象問題プログラムから共有オブジェクトの一貫性保持機構(通信機能.配置決定アルゴリズム)を隠蔽し,プログラマには共有資源オブジェクトであることを意識させない実装を行なった.また,LAN上での分散計算環境を実現するため,TCP/IP socketを用いたデータ交換機能を処理系上に実現した.3.処理系の効率評価socketを用いたプロセッサ間通信機能と共有オブジェクトクラスの共存は現在まだ実現されていないため,単一プロセッサ内でのシミュレーションによって提案した配置アルゴリズムの評価を行なった.巡回セールスマン問題を用いた実験では,共有オブジェクトの利用状況が異なる2つのプログラムのどちらにおいても,望ましい配置への動的な適応が観測され,その有効性が検証できた.なお,1および2の設計方針については本年度の情報処理学会プログラミング研究会にて発表を行なっている.それ以降の成果に関しては,プロセッサ間通信機能と共有オブジェクトクラスの結合を行なった後の実験データを基に発表を行なう予定である.
低密度ポリエチレンの高電界下における空間電荷蓄積と絶縁破壊の関係に関する研究

架橋ポリエチレン(XLPE)を絶縁材料として用いるCVケーブルは交流高電圧用の送電ケーブルとして使用され、優れた絶縁性能とメンテナンスコストが低いことから、直流送電への適用が期待されているが、直流高電圧を印加すると、予期せぬ絶縁破壊が発生することから、高電圧直流送電には用いられたことがない。この絶縁破壊は空間電荷と呼ばれる電荷の蓄積現象によるものであると考えられてきたが、これまでは絶縁破壊と空間電荷を直接関係付ける現象は報告されていなかった。しかし近年になって、XLPEの原材料である低密度ボリエチレン(LDPE)に高電界を印加することで、多量の塊状空間電荷(パケット状電荷)が試料内部に蓄積し、局部的に電界が上昇し、絶縁破壊に至る現象を確認した。この現象を解析するために高電界を試料に印加でき、空間電荷分布を簡便に測定できるシステムを開発した。平成18年度はこの測定装置を用いてLDPE中の空間電荷分布を計測し、これまでの空間電荷挙動を再確認したとともに、LDPEにナノサイズの酸化マグネシウム(MgO)を添加することにより、同条件の電圧印加でもパケット状空間電荷が発生しないことを見出した。さらに、高温・高電界で空間電荷を測定できる測定装置を開発し、LDPEおよびナノサイズのMgOを添加したLDPEに高温で高電界を印加する実験を行い、MgOを添加した試料では、高温・高電界でもパケット状電荷が発生しにくいことなどを見出した。平成19年度は、バケット状電荷の発生モデルを数値的に解析するとともに、MgOをLDPEに添加することにより電荷の注入が抑制されるメカニズムとして、MgOとLDPEの誘電率の差が電気的ポテンシャルの井戸を形成し、その井戸に電荷が捕獲されることで、それ以上電荷が注入されないというモデルを考案し、その検証のためのシミュレーションと実験を行なうことで検証した。架橋ポリエチレン(XLPE)を絶縁材料として用いた電力ケーブル(いわゆるCVケーブル)は交流高電圧用の送電ケーブルとして使用され、その優れた性能とメンテナンスコストが低いことから、直流送電への適用が期待されているが、直流高電圧を印加すると、予期せぬ絶縁破壊が発生することから、高電圧直流送電に用いられたことがない。しかし、近年になって、我々はXLPEの原材料である低密度ポリエチレン(LDPE)に、1MV/cm(100kV/mm)を超える高電界を印加することで、多量の塊状空間電荷(パケット状電荷)が試料内部に蓄積し、局部的に電界が上昇し、絶縁破壊に至る現象を確認した。この現象を解析するために、実験室レベルで高電界を試料に印加でき、空間電荷分布を簡便に測定できるシステムを開発した。平成19年度は、この測定装置を用いて、LDPE中の空間電荷分布を計測し、これまでの空間電荷挙動を再確認した。また、LDPEにナノサイズの酸化マグネシウム(MgO)を添加することにより、同条件の電圧印加でもパケット状空間電荷が発生しないことを見出した。さらに、100°Cまでの高温で、1.5MV/cm程度の高電界を印加しながら空間電荷を測定できる測定装置を開発し、LDPEおよびナノサイズのMgOを添加したLDPEに600°Cで1.5MV/cm程度の電界を印加する実験を予備的に行い、LDPEにおいては、高温・高電界においてもパケット状電荷が極めて速い速度で移動すること、MgOを添加した試料では、高温・高電界でもパケット状電荷が発生しにくいことなどを見出した。

架橋ポリエチレン(XLPE)を絶縁材料として用いた電力ケーブル(いわゆるCVケーブル)は交流高電圧用の送電ケーブルとして使用され,その優れた性能とメンテナンスコストが低いことから,直流送電への適用が期待されているが,直流高電圧を印加すると,予期せぬ絶縁破壊が発生することから,高電圧直流送電に用いられたことがない。この絶縁破壊は空間電荷と呼ばれる電荷の蓄積現象によるものであると考えられてきたが,これまでは絶縁破壊と空間電荷を直接関係付ける現象は報告されていなかった。しかし近年になって,我々はXLPEの原材料である低密度ポリエチレン(LDPE)に1MV/cm(100kV/mm)を超える高電界を印加することで,多量の塊状空間電荷(パケット状電荷)が試料内部に蓄積し,局部的に電界が上昇し,絶縁破壊に至る現象を確認した。この現象を解析するために,実験室レベルで,高温で高電界を試料に印加でき,空間電荷分布を簡便に測定できるシステムを開発した。この測定装置を用いて,平成18年度までは,LDPEにナノサイズの酸化マグネシウム(MgO)を添加した試料についてパケット状電荷の発生の抑制について調査を行い,MgOをLDPEに少量添加することで,高温・高電界でもパケット状電荷が発生しにくいことなどを見出した。平成19年度は,パケット状電荷の発生モデルを数値解析するとともに,MgOをLDPEに添加することにより電荷の注入が抑制されるメカニズムとして,MgOとLDPEの誘電率の差が電気的ポテンシャルの井戸を形成し,その井戸に電荷が捕獲されることで,それ以上電荷が注入されないというモデルを考案しその検証のためのシミュレーションと実験を行なうことで検証した。
血管新生阻害因子コンドロモジュリン-Iの発現動態と抗腫瘍活性

腫瘍血管造成を標的とする抗腫瘍剤は副作用を伴わないことが予測されるので、適切な腫瘍血管造成阻害因子が生産できれば極めて実用的価値が高い。一方、軟骨組織が間葉系組織では例外的に無血管である。軟骨には血管新生因子が多量に存在するが、それにもかかわらず軟骨は無血管に保たれる。申請者らは軟骨に特異的な血管新生阻害因子コンドロモジュリン-I(ChM-I)を発見した。前年度までに、ヒト組換えChM-Iの機能的発現に成功した。また、一見正常に見える軟骨肉腫組織でもChM-I遺伝子の発現レベルが正常組織に比べ著しく低減している事実を見いだした。そこで、本年度は、マウスに移植したヒト腫瘍造成に対するヒト組換えChM-Iの効果について検討すると共に、胎生初期におけるChM-Iの発現パターンを明らかにして広く組織血管化に対するChM-Iの役割について知見を得る。即ち、軟骨組織由来血管内皮細胞阻害因子として発見されたChM-Iの構造と機能に関して解析を行い、以下の諸点を明らかにした。2.移植ヒト軟骨肉腫をモデルとして、組換えヒトChM-Iが腫瘍組織への血管侵入を阻害することにより抗腫瘍効果を発現することを明らかにした。3.組換えヒトChM-Iがin vivoにおいて軟骨肉腫における腫瘍血管新生のみならず結腸ガンにおいても抗腫瘍効果を発現することが明らかになった。4.ヒトChM-I染色体遺伝子のクローニングに成功し、その染色体遺伝子座とプロモーター領域の解析を行った。
光同調性分子膜を用いる光電変換デバイスの構築

電気化学的傾斜構造を持つ光同調性電子リレーユニットを二次元、三次元空間に配列させた分子組織系の構成により、カスケード的な光電子移動の実現ならびに電子拡散効果を利用した光電変換システムの構築する事を本研究の目的に研究を遂行した。主な成果は以下の通りである。(1)交互積層法による分子組織系の構成静電相互作用を活用した非共有結合による分子組織系の構成法について検討した。その結果、ポリカチオンとしてソフトな四級アンモニウム基をもつポリマーがふさわしい事が明らかとなった。一方アニオン色素には、スルホン酸基の数を13個持つ色素について比較検討した結果スルホン酸基の数が少ない色素の方が積層化しやすいという興味深い結果が得られた。また色素の配向性について非線形工学の手法により評価した結果、双極子の配向画が4050゚であることも明らかにした。交互積層による三次元空間での規則的な分子配列構造が形成できる事が実証できた。(2)電子拡散性分子と光電変換電子供与体と電子受容体が1:0、1:1、1:2の組成比である光同調性ユニットを設計・合成した。ランプからの光をファイバーを通して修飾電極にあて、発生する光電流を比較検討した。その結果、電子受容体間での相互作用すなわち電子拡散効果により光電流効率が向上する事を見出した。(3)酸化チタン層を介する光同調性ユニットの合成と光電変換ITO電極表面にフラーレンを固定化し、引き続いてチタンブトキシド溶液に浸す事により酸化チタン層をフラーレンの上に作製した。更にポルフィリン溶液に浸す事により、ポルフィリンを固定化した。光電流の観測から、ポルフィリンとフラーレン間に電気化学的ポテンシャルがあり、光電子移動が起こる事を確認した。また、多段階の電気化学的傾斜構造を構成する事が高効率光電変換に重要である事も明らかにした。本研究課題では、高効率で駆動する人工光合成型光電変換システムの構築を目指し、傾斜電気化学ポテンシャル構造を持つ光同調性電子リレーユニットを電極上に固定化した光電変換システムの開発を行った。成果を以下にまとめる。1.ルテニウムトリスビピリジン錯体(Ru錯体)とビオローゲン(V)のチオール誘導体を合成し、その混合物溶液に電極を浸し、自己組織化により混合単分子膜を電極上に構築した。Ru錯体に対し、Vが数倍存在すると、光電流効果の向上が認められた。2.Ru錯体:V=1:2の連結チオール誘導体を合成し、同様の方法で単分子膜を電極上に構成した。Ru錯体:V=1:1の連結チオール誘導体から得られる単分子膜と比較すると、Ru錯体あたりの光電流効率は1:2連結体の方が2倍程度高いことが明らかとなった。隣接するV間での電子核酸効果によるものであることが明らかとなった。3.Ru錯体とVのかわりに、ポルフィリンとフラーレンを用いた系についても検討を行った。この場合には、自己組織化法と表面ゾルーゲル法を用いて積層型分子膜を構築した。ポルフィリンの光励起による光電流がフラーレンの存在で増強されることを明らかにした。簡便な同調型光電変換膜の作製法を提案したことになる。4.光電流の絶対強度をかせぐために、Ru錯体を金微粒子表面に結合させたものを電極上に固定化する方法を開発した。構造と光電流の測定を検討しつつある。
遺伝暗号拡張による生体内でのビオシチンのタンパク質導入

ピロリジル-tRNA合成酵素(PylRS)/ピロリジンtRNAペアは様々な生物種のアミノアシル-tRNA合成酵素やtRNAと直交性をもつことから、タンパク質中に非天然アミノ酸を導入するシステムの親分子として注目されている。そこで本研究では大腸菌内でビオチン化リジンをタンパク質に導入し、ビオチン標識したタンパク質を生産するシステムの構築を目指した。飽和変異を導入したPylRSライブラリのin vivo選択やドッキングモデルによるPylRS変異体を用いた解析を行った結果、システムの構築にはPylRSの大規模な改変が必要であることが示唆された。本研究は部位特異的にビオチン標識したタンパク質を生細胞内で生産するシステムを構築し、ビオチン標識したタンパク質と相互作用する生体内のRNA分子を解析するための分子基盤研究を行うことを目的としている。平成25年度は前年度に構築したOuter Membrane Protein C(ompC)を利用したin vivoセレクションシステムとピロリジル-tRNA合成酵素(PylRS)に飽和変異を導入したPylRSプラスミドライブラリ(PylRS-Lib1)を用いてビオシチル-tRNA合成酵素(BioLysRS)取得のためのin vivoセレクションを行った。セレクションに用いる培地、培養条件の変更を取り入れながら様々なセレクション条件を試みたが、このPylRS-Lib1からBioLysRSを取得することはできなかった。このことからPylRS-Lib1はBioLysRSの創成には適さないと判断した。そこで、PylRSの結晶構造とビオシチンのドッキングモデルに基づいたPylRSプラスミドライブラリ(PylRS-Lib2)をデザイン・構築し、新たなセレクションを開始した。まずは抗生物質耐性(CAT)遺伝子と毒性barnase遺伝子を用いた従来型のセレクションを試みた。従来型のセレクションを5サイクル行った後、192個のコロニーを個別に選別したが、BioLysRSは得られなかった。更に同時にドッキングモデルに基づく合理的デザインによるPylRS変異体(PylRS-GGGG: Y306G, L309G, M350G, I413G)の大腸菌発現ベクターの構築も行いin vitroでのビオシチル化反応を検討する準備も行った。本研究では部位特異的にビオチン標識したタンパク質を生細胞内で生産するシステムを構築する。これを用いて機能未知なRNA結合モチーフをもつタンパク質をビオチン標識し、そのタンパク質と相互作用する生体内のRNA分子を解析するための分子基盤研究を行うことを目的としている。セレクションシステム構築ではompCタンパク質の発現量と導入するアンバー終止コドンの位置が重要でるため、最初にプロモーターと終止コドンの位置の最適化を行った。その結果、lacプロモーターの下流にompC遺伝子を導入し、180番目のアミノ酸を終止コドンに置換したものをセレクションプラスミドとして用いることにした。プラスミドライブラリの作成では飽和変異を導入したオリゴDNAを用いてPCRを行い、PylRS遺伝子のアミノ酸認識部位6カ所に飽和変異を導入したものを構築した。ランダムに選んだ18種類の配列を解析し変異の導入状況を調べた結果、すべてのクローン間で重複するものはなく、質の良いプラスミドライブラリを得ることができた。セレクションプラスミドとプラスミドライブラリを大腸菌に導入し、ビオシチン存在下で培養した後、ストレプトアビジン磁気ビーズによりin vivoセレクションを行った。現在5サイクルまでのセレクションを行った。具体的にはピロリジル-tRNA合成酵素(PylRS)のピロリジン認識をビオチニルリジン(ビオシチン)へ改変したビオシチル-tRNA合成酵素(BioLysRS)を創成し、部位得意的にビオチン標識したタンパク質を生体内で生産するシステムの構築を目指した。前年度までにOmpCタンパク質を用いた大腸菌バイオパニング法の構築は成功し、BioLysRSの創成を試みていた。しかしBioLysRSの取得には至っていなかったため、本年度は取得のためのセレクション重点を置き、(1)前年度に構築したPylRS-Lib2の更なるin vivoセレクションと(2)ドッキングモデルから得られたPylRS-GGGGのビオチンに対する活性測定を行った。(1) PylRS-Lib2のセレクションでは通常の方法とompCを用いたバイオパニング法を行ったが、どちらの方法においてもビオシチン特異的なBioLysRSの創成には至らなかった。(2)PylRS-GGGGのビオシチンに対する活性をin vivoおよびin vitroで評価したが、こちらも十分な活性は見られなかった。ビオシチンとPylRS-GGGGのドッキングモデルではビオシチンがPylRSのアミノ酸結合ポケットに入るものの、かなり窮屈な状態であった。このことからBioLysRSの創成には大規模な改変を考慮したPylRSライブラリの構築とセレクションが必要であると考えられる。

合成生物学本研究では部位特異的にビオチン標識したタンパク質を生細胞内で生産するシステムを構築し、そのシステムを生体内のタンパク質-RNA相互作用の解析に応用するための分子基盤研究を行うことを目的としている。現時点でBioLysRSの創製に至っていないが、新しいPylRSライブラリは構築済みであり、速やかにセレクションが開始できることから「やや遅れている」とした。本研究では部位特異的にビオチン標識したタンパク質を生細胞内で生産するシステムを構築し、そのシステムを生体内のタンパク質-RNA相互作用の解析に応用するための分子基盤研究を行うことを目的としている。開始初年である本年度はin vivoセレクションシステムとPylRSプラスミドライブラリを作成し、更に、それらを用いてBioLysRSを創製するところまでを研究実施計画とした。現在、BioLysRSを創製するためのin vivoセレクション段階に入り、5サイクルまで行った。BioLysRSの創製の完了にはライブラリからシングルクローンを得て個別にスクリーニングする必要がある。そのステップはハイスループットに行うことができ比較的容易である。このとから本年度の達成度は年次計画のうちの9割ほど進んだと判断し「概ね順調に進展している。」とした。新たに作製したPylRS-Lib2に対してompCを利用したin vivoセレクションを行う。PylRS-Lib1のセレクションの時はストレプトアビジン磁気ビーズで捕捉された大腸菌を溶出せずに、培養による選択クローンの増幅を行っていた。そのために非特異的に吸着する大腸菌が排除しきれなかったと考えられる。そこで、今回はストレプトアビジン磁気ビーズの種類を変更し、磁気ビーズに吸着したものを温和な条件で溶出できるものを用いる。溶出してきた大腸菌のみを培養・増幅するセレクションを行う予定である。得られクローンを解析し、本研究では部位特異的にビオチン標識したタンパク質を生細胞内で生産するシステムを確立する。更にドッキングモデルに基づいてデザインしたPylRS-GGGGについて発現と精製を行い、この変異体がin vitroでビオシチンをピロリジンtRNAに結合させることができるかを調べる。これらの実験で得られた結果を基に部位特異的にビオチン標識したタンパク質を生細胞内で生産するシステムを確立する。5サイクルまでのセレクションを完了したので、そのプラスミドライブラリの中にBioLysRSを含むかどうかをストレプトアビジン-HRP複合体を用いたウエスタンブロッティングの変法により調べる。含まれることが確認できたら50個程度のシングルクローンを分取して選別しBioLysRSを得る。確認できなければ更に3-5サイクルを行い、再び確認する。
統合失調症の認知機能障害に対する認知矯正療法の効果に関する無作為化対照比較試験

認知矯正療法(NEAR)のRCTについて、サンプル集積がはかどらなかったため、並行してquasi-experimentalデザインを用いて、認知機能及び近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)を用いた前頭部での血流変化に対するNEARの効果を検証した。統合失調症患者19名に6か月間NEARを実施し、その前後で認知機能および前頭部での血流変化を測定した。患者12名を対照群とし、6か月間の通常治療前後で評価し、群間比較を行った。対照群に比して実施群で運動機能、遂行機能の改善及び右前頭極部で有意な血流増大効果が認められた。NEARは前頭機能の活性化を介して認知機能の改善をもたらす可能性が示唆された。昨年度の研究代表者の転勤後、前任地である鳥取大学では、引き続き研究分担者である兼子と最上が認知矯正療法の一技法であるNEAR(Neuropsychological and Educational Approach to Cognitive Remediation)を用いたRCTを進行中であるが、データ集積ははかどらなかった。新任地である国立精神・神経医療研究センターでは、ようやく認知矯正療法を実施する部屋(ラーニングルーム)の整備およびプログラムに用いられるソフトウェアの整備を終え、治療スタッフ4名も統合失調症の認知機能障害への理解を深め、患者6名を対象に実践訓練を終えた時点である。5名のうち、2名は出席率が低く、1名は症状悪化のため中途で脱落、他3名は6か月のセッションを完了し、いずれもBACS(Brief Assessment of Cognition in Schizophrenia)の総合総計点は改善を示した。また、治療プログラムに用いられるソフトウェアが次々と製造中止に追い込まれている現状を考慮し、Happy Neuron社とコンタクトをとり、同社が運営しているWeb版の認知矯正療法用のソフトウェアの日本語版の作成を開始し、現在進行中である。そのほか、普及のためのワークショップ(7回目、2012年11月23-25日)を東京会場(13名)と鳥取会場(18名)をテレカンファレンスシステムでつないで実施した。認知矯正療法(NEAR)のRCTを継続したが、平成23年度に研究代表者が転勤したためと、おそらく患者側の研究デザイン(ランダム化)に対する抵抗感から、サンプル集積ははかどらなかった。一方、RCTに並行して、希望者が全員参加できる前後比較および通常治療群との比較を行うquasi-experimentalデザインを用いて、認知機能および近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)を用いた前頭部での血液量変化に対するNEARの効果を検証した。RCTでは、実施群については6か月間NEARを実施、待機群は最初の3か月は通常治療、その後の3か月はNEARを実施する。現在、NEARを修了した者がNEAR実施群で4名、NEAR待機群で3名、進行中の者が3名である。まだ、統計解析ができるサンプル数には至らないが、両群ともNEAR実施前後で改善する傾向が認められる。前頭部での血液量変化に関する研究では、19名の統合失調症あるいは統合失調感情障害患者を対象に6か月間NEARを実施し、その前後で認知機能評価および作業記憶課題施行時のNIRSによる前頭部の血液量変化を測定した。練習効果等の影響を考慮し、12名の通常治療を受けている患者に、6か月間の通常治療期間前後で同様に測定し、群間で比較を行った。その結果、運動機能、遂行機能および総合評価において通常治療群に比してNEAR実施群で有意な改善効果が認められた。また、前頭部での血液量変化については、通常治療照群に比してNEAR実施群で右前頭極部で有意な血液量変化の増大が認められた。さらに、NEAR実施群において、言語記憶機能の改善と右前頭側頭部での血液量変化の増大、言語流暢性の改善と右前頭極部周辺の血液量変化との間に正の相関が認められた。NEARは前頭部での神経活動を活性化する効果を介して認知機能の改善をもたらす可能性が示唆された。今年度は、研究代表者の転勤に伴い、研究体制の変更を余儀なくされた。前任地である鳥取大学では、引き続き研究分担者である兼子と最上が認知矯正療法を用いたRCTを進行中であるが、データ集積ははかどらず、1年間でNEAR(Neuropsychological Educational Approach to Cognitive Remediation)実施者2名(男女1名ずつ、それぞれ43歳、26歳)および待機者3名(男性2名、女性1名、31歳、33歳、33歳)が研究導入後6ヶ月まで完了し、2名が中途で脱落した。

一方、新任地である国立精神・神経医療研究センターでは、認知矯正療法を実施する部屋(ラーニングルーム)の整備およびプログラムに用いられるソフトウェアの探索・購入から始まり、治療スタッフ4名に対して認知機能に関する教育を行い、スタッフ4名によって各ソフトウェアの課題分析(活動概要、必要な読み取り能力ほか技能、標的となる認知障害、課題の適応度、マルチメディア、治療者の介入必要性、長所・短所)を進め、各ソフトウェアに習熟するとともに、認知機能への理解を深めるよう努めた。同時に、インテークにおける動機付けの方法についても学習を促進した。その後、患者4名を対象に実践訓練を開始し、現在は訓練開始後3ヶ月が経過した時点である。各セッション後に振り返りのためのミーティングを行い、次回のグループセッションの組み立てについてもスタッフの自主的判断を促した。4名のうち、1名は出席率が低く、開始後3ヶ月に脱落、他2名は3ヶ月が経過し、いずれもBACS(Brief Assessment of Cognition in Schizophrenia)の総合総計点は改善を示した。残る1名は、中途からの参加で、まだ1ヶ月を経過していないが、参加意欲も高く、全セッションに出席しており、順調な滑り出しを見せている。研究代表者の転勤によって、研究体制の変更を余儀なくされ、新任地で改めて認知矯正療法のトレーニングをスタッフに施す必要性に迫られたため、RCTの開始が遅れることとなった。また、前任地でも研究代表者がいなくなったということも影響し、データ集積が進まず、予定より進行が遅れることとなった。国立精神・神経医療研究センターでは、すでに治療スタッフのトレーニングも完了し、RCTを開始できるレベルにまで進んでいると考えられる。すでに、当センターの倫理委員会からも承認を受けている。したがって、医局内および近隣の医療連携施設にも呼びかけて、患者登録を積極的に進める予定である。また、単施設ではサンプル集積に難があるため、これまで鳥取大学を中心に実施してきたNEAR(Neuropsychological Educational Approach to Cognitive Remediation)のワークショップに参加し、一定基準をクリアし(試験に合格)、実施経験の豊富な施設に研究参加を呼びかけ、多施設共同臨床試験の体制を作り上げる。これまでのところ(2012年3月現在)、さわ病院(25名)、京都府立洛南病院(19名)、山梨県立北病院(11名)が比較的経験を多く持ち、その他にも数名の経験を持つ施設が増えている。さらに、一般病院では慣れないRCTが研究推進の妨害要因となっていることを考慮し、ウェイティングリストを活用する方法について、各施設に説明し、協力を得る努力をする。国立精神・神経医療研究センターでは、すでに治療スタッフのトレーニングも進み、RCTを開始できるレベルにまで進んでいると考えられる。したがって、倫理審査委員会への申請およびUMINへの登録を行い、センター内のデイケアと連携して、患者登録を積極的に進める予定である。
近代書簡体資料データベース設計・データの標準化の研究と公開

様々の明治期政治史料データベースからなる明治政治史料ディジタルライブラリシステムを構築するための仕様及び技術の蓄積とその標準化の研究である。とくに本研究では明治政治史料のうち大部分を占め重要な、書簡体データのデータ項目仕様について研究した。システムの目指すところは単に古文書データを参照したり保存することが目的でなく、システムにアクセスするだけで歴史研究ができる次世代システムを開発する。本研究では明治政治史料の根幹をなす、政治家のコミュニケーションの手段に用いられた書簡体データ目録のデータ仕様、書簡体原文書コピー・ディジタル・データベース仕様について、その活用を意図した角度から検討した。書簡体データベース・プロトタイプを2つ作成し相互に比較しながら、必要なデータ項目の抽出と仕様の標準化案を検討した。これを基に書簡体データを中心とする谷干城個人文書、黒田清隆個人文書データベースを作成した。データベースはCD-ROM、あるいわインターネット経由で公開している。書簡体データもその他の明治政治史料データ(公文書、メモ、資料等)と統一的に利用する必要がある。書簡データは誰が、いつ、誰に宛、何についての、どんな内容、どこから出したかなどの項目がキ-になる。データ項目を次のように定義した:資料番号、タイトル、内容、作成者(差出人)、受取人、作成年月日、入力日付、分量、備考。データ項目は従来のデータベースとあまり変わらない一般的なものとなった。検討の結果、他のタイプの資料と共通性を持たせる、あまり複雑にしても入力に手間がかかりいつまで立ってもデータベースが出来上がらないということになるの理由による。資料では作成者が書簡の場合の差出人にあたり、宛先がないことになる。資料の種類が異なっても、それらを統一的に利用する心要があるのでデータベースの定義も同じものを用いる必要がある。明治の政治家谷千城、黒田清隆関係文書の目録と文書コピー画像データベース化を行った。両文書データベースの大部分を書簡が占める。電話の発達していない時代に政治家間や政治家と関係者間で取り交わされる書簡には政策決定のプロセスを研究する上で貴重な史料となる。我々はこのほかに多くの明治政治家個人文書をデータベース化しようとしているが書簡データはデータベースにおいて最も重要な情報である。書簡では個人がいつ誰と、どういうタイミングで、どういう案件について書簡のやりとりをしたかが意味を持つ、すなわち書簡文書1件だけでなく、複数の書簡の組み合わせ(関係)が意味を持つ。書簡データベースを作成する上で、どのようなデータ項目について、どういうフォーマットでデータベース化することが書簡データベースにおいては必要かを研究している。平成8年度は谷・黒田関係文書のデータベースの作成を行った。平成9年度は作成した2つの書簡データベース群を比較・統合的に使ってみて書簡データの標準フォーマットを検討・作成する。

書簡データは誰が、いつ、誰に宛、何についての、どんな内容、どこから出したかなどの項目がキ-になる。データ項目を次のように定義した:資料番号、タイトル、内容、作成者(差出人)、受取人、作成年月日、入力日付、分量、備考。データ項目は従来のデータベースとあまり変わらない一般的なものとなった。検討の結果、他のタイプの資料と共通性を持たせる、あまり複雑にしても入力に手間がかかりいつまで立ってもデータベースが出来上がらないということになるの理由による。資料では作成者が書簡の場合の差出人にあたり、宛先がないことになる。資料の種類が異なっても、それらを統一的に利用する必要があるのでデータベースの定義も同じものを用いる必要がある。
磁性粉体圧着カード・シート類のリサイクリング

現在、使用済みプリペイドカードや各種切符(高速道の切符、JRの切符等)類の処分は、そのほとんどが埋め立てか焼却処分に頼っている。これらのカード類の再資源化を目的に、後処理の難しい燃焼や薬品処理を避け、機械的に剥離粉砕及び磁力分離を行なうもので、現在では珍しくなりつつある鉱山の選鉱技術を発展させた分離法を用いるところに特徴がある。本研究は、平成11年度から基盤研究C(2)の支援のもとに基礎研究を開始し、平成12年度に終了するものであり、続いて基盤研究(2)の展開研究にシフトして、実用化を目指した研究を続けている。(1)母材がプラスチックであるテレホンカード及びパッキーカードの場合;いずれも、母材はプラスチック(ポリプロピレン、PET、ポリスチレン等)であり、母材、磁性粉体層、薄層皮膜からなっており、単純な剥離または薬品による溶解分離が困難である。〔結果〕56mm角程度に細断後、高速スクリーンミルで粉砕し、母材粉と磁性粉の凝集力の影響を除くため、水中で撹拌後、選鉱機で湿式分離した。結果はほぼ100%に近い母材粉(プラスチック粉)が得られた。分離された磁性粉の用途については今後の検討を要する。(2)母材が紙である高速道切符、JR切符の場合;どちらも、母材は紙であり、プラスチック薄層、磁性粉体層、プラスチック薄層の順序で圧着されている。〔結果〕高速道切符の場合は、(1)と全く同様な湿式分離方法で、母材の紙繊維と磁性粉に分けることができた。JR切符の場合は、母材である紙繊維の腰が弱いため、細断後、粉砕するよりも、むしろ、水中に浸漬しながらゆっくりと撹拌することにより、母材層と磁性粉層をきれいに分離することができた。これらの紙繊維は紙の原料となるが印刷インクの除去が必要となる。現在、生活環境を破壊していると考えられる物質のほとんどが、国民生活の向上のため新物質、新製品の大量生産、大量消費に起因している場合がほとんどで、便利さだけが追求されてきた結果だと推測される。本研究では、ここ数年の間、著しく消費が伸び続けている磁気カード類(プリペイドカード、テレホンカード等)や、高速道、電車等の切符類の再利用または再原料化について研究を進めてきた。これらのカード類は母材が紙、PET、PE等から成っており、いずれも記憶媒体として磁性体を圧着している。使用後は内部の機密保持のためと悪用防止のため焼却か、裁断後埋め立て処分されている。これらのカード類の母材はかなり精選された素材を用いているため、成分分離をすることにより、原料として再利用できる。本研究では、これまでプリペイドカードとテレホンカードについて、母材の原料化を目指して研究を進めてきた。その結果、両カードとも裁断後、高速ハンマーミルで衝撃粉砕し、母材であるPETやPEと磁性粉を磁力選鉱機により効率よく分離できる段階まで確認できた。しかし、それぞれの原料とするためには、PETやPEに対する磁性粉の混入率をほとんどゼロにしなくてはならない。現在のところ、1%程度の混入が見られるので、磁力選鉱機による分離の前に、超音波による剥離工程の導入が必用に考えられる。現段階でも、少々低品位の製品の原料化は十分であると考えられるが、完全な再資源化を目標に研究は続行中である。また、同様な手法により、母材が紙でできているカード類の成分分離も試みており、高速道の切符については、紙の繊維の再利用が可能な段階に進んでいる。

本研究に関連して、ガラス瓶の再資源化、アルミ圧着残材についての再資源化については、発表済みと今年度7月の発表を控えている。現在、使用済みプリペイドカードや各種切符(高速道の切符、JRの切符等)類の処分は、そのほとんどが埋め立てか焼却処分に頼っている。これらのカード類の再資源化を目的に、後処理の難しい燃焼や薬品処理を避け、機械的に剥離粉砕及び磁力分離を行なうもので、現在では珍しくなりつつある鉱山の選鉱技術を発展させた分離法を用いるところに特徴がある。本研究は、平成11年度から基盤研究(C)(2)の支援のもとに基礎研究を開始し、平成12年度に終了するものであり、続いて基盤研究(2)の展開研究にシフトして、実用化を目指した研究を続けている。(1)母材がプラスチックであるテレホンカード及びパッキーカードの場合;いずれも、母材はプラスチック(ポリプロピレン、PET、ポリスチレン等)であり、母材、磁性粉体層、薄層皮膜からなっており、単純な剥離または薬品による溶解分離が困難である。〔結果〕56mm角程度に細断後、高速スクリーンミルで粉砕し、母材粉と磁性粉の凝集力の影響を除くため、水中で撹拌後、選鉱機で湿式分離した。結果はほぼ100%に近い母材粉(プラスチック粉)が得られた。分離された磁性粉の用途については今後の検討を要する。(2)母材が紙である高速道切符、JR切符の場合;どちらも、母材は紙であり、プラスチック薄層、磁性粉体層、プラスチック薄層の順序で圧着されている。〔結果〕高速道切符の場合は、(1)と全く同様な湿式分離方法で、母材の紙繊維と磁性粉に分けることができた。JR切符の場合は、母材である紙繊維の腰が弱いため、細断後、粉砕するよりも、むしろ、水中に浸漬しながらゆっくりと撹拌することにより、母材層と磁性粉層をきれいに分離することができた。これらの紙繊維は紙の原料となるが印刷インクの除去が必要となる。
スクリャ-ニン代数と可解格子模型

本研究の目的は、一般的な量子群に対応する一次元スピン鎖模型を表現論を用いて解析することであった。実際の研究には、B型とD型の量子アフィン代数に対応する一次元スピン鎖模型を選んだ。この模型のあるパラメータ領域に関して次のような成果が得られた。1.物理量を計算するもととなる頂点作用素の二点関数を求めた。この際、次数の高い量子アフィン代数の表現を具体的に書き下す必要が生じたが、それも融合法と呼ばれる手法で解決した。2.ハミルトニアンの状態空間を量子アフィン代数のある表現と同一視した。この数学的な同一視が物理的描写とも合っていることを確認した。3.生成・消滅作用素を頂点作用素で表示し、その励起エネルギーを計算した。4.3で得られた励起エネルギーのある極限をとると、因子分解可能な散乱行列の理論計算される粒子の質量が得られると考えられている。この質量を実際に計算し、対応する散乱行為の理論から得られるものと一致することを確認した。この成果に関しては、オーストラリア国立大学数理学部のデイヴィス教授と共同で論文をほぼ書き終えており、近く投稿予定である。また、D型の量子アフィン代数には上述のものとは異なる表現に付随した一次元スピン鎖模型もあるが、この場合の解析にも既に着手している。