hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
繊毛運動におけるシグナル伝達機構

前者のケースは、運動機構そのものが構造的に反転することに相当するが、後者では運動機構内部での調節のタイムシークエンスが反転することに相当する。このことは、ドーパミンによる刺激入力に対応するシグナルの発生と伝達が空間的制御の他に時間的制御にも影響を与えることを示唆している。時間的制御についてその詳細をつかむために、繊毛運動の周期安定性に着目し、その特性に対する神経伝達物質の効果を調べた。ウニ幼生繊毛の運動周期は平均値に対して約10%程度の変動を示すが、その変動の成分にはランダムな過程以外の要因による成分が含まれていることが明らかとなった。それが運動機構喉の要素の特性によるのかは不明であるが、ドーパミンはそれらの要素の活性化周期をより不安定にする作用があり、5-HTは反対に安定化させる作用があることがわかった。繊毛は微小な運動器官であるため、有効な作用を生み出すためには各々の運動出力を効率よく集積する必要がある。効率的な集積化のためには、運動の安定性が重要になる。神経伝達物質が、実際に運動の安定性を変化さっせているとしたら、繊毛運動の調節とそれに関わるシグナル伝達にとって全く新しいカテゴリーの様式を呈示したことになる。実験を進展させるために、幼生の繊毛細胞を単離しそれを固定する方法を開発した。これにより上記の結論に対しより詳しい知見が得られることが期待される。
腫瘍細胞に発現する脳神経特異蛋白MBPの生物学的意義に関する臨床病理学的研究

材料と方法:免疫組織化学的検索には1020%ホルマリン固定,パラフィン包埋の外科材料や剖検材料から無作為に選出した各臓器原発の腫瘍組織を用いた.免疫電顕用には術中凍結診断用組織の一部を電顕用固定後用いた.反応方法はPAP法(前者), ABC法(後者)によった.一次抗体はいずれも自家製MBP抗体を用いた.結果:陽性細胞は原発部位,組織型,分化度等に関係なく存在した.その数や分布は症例により,又同一症状例でも部位により差があった.染色性も多様で濃淡あり,胞体全体が染まるものから一部に限局するもの,顆粒状のものなどであった.一方免疫電顕では,腫瘍細胞内の遊離および付着リボゾームや小空胞内そして細胞表面に反応物を認めた.核膜周囲腔や粗面小胞体腔,ミトコンドリア,ゴルジ装置等には反応物を見出し得なかった.尚核内に反応物を有する細胞があった.対照例は当然ながら陰性であった.考察:本研究においてMBPimmunoreactive substanceは腫瘍細胞に普遍的に存在する物質であり,腫瘍細胞自らが産生していることを示す結果が得られた.腫瘍細胞には自らを増殖させる,いわゆるtumor growthfactorといえる物質の存在が考えられているが,いまだその物質の性状についての確証はない.ところで,本研究に用いたMBPによく似た物質の生物学的活性の一つとして各種細胞に対して強いmitogenic activityを有していることが知られている.我々が現在取扱っているMBPimmunoreactive substanceはその未知なる腫瘍増殖因子の一つではないかと考える.材料と方法:免疫組織化学的検索には1020%ホルマリン固定,パラフィン包埋の外科材料や剖検材料から無作為に選出した各臓器原発の腫瘍組織を用いた.免疫電顕用には術中凍結診断用組織の一部を電顕用固定後用いた.反応方法はPAP法(前者), ABC法(後者)によった.一次抗体はいずれも自家製MBP抗体を用いた.結果:陽性細胞は原発部位,組織型,分化度等に関係なく存在した.その数や分布は症例により,又同一症状例でも部位により差があった.染色性も多様で濃淡あり,胞体全体が染まるものから一部に限局するもの,顆粒状のものなどであった.一方免疫電顕では,腫瘍細胞内の遊離および付着リボゾームや小空胞内そして細胞表面に反応物を認めた.核膜周囲腔や粗面小胞体腔,ミトコンドリア,ゴルジ装置等には反応物を見出し得なかった.尚核内に反応物を有する細胞があった.対照例は当然ながら陰性であった.考察:本研究においてMBPimmunoreactive substanceは腫瘍細胞に普遍的に存在する物質であり,腫瘍細胞自らが産生していることを示す結果が得られた.腫瘍細胞には自らを増殖させる,いわゆるtumor growthfactorといえる物質の存在が考えられているが,いまだその物質の性状についての確証はない.ところで,本研究に用いたMBPによく似た物質の生物学的活性の一つとして各種細胞に対して強いmitogenic activityを有していることが知られている.我々が現在取扱っているMBPimmunoreactive substanceはその未知なる腫瘍増殖因子の一つではないかと考える.(目的)腫瘍細胞内に発現するimmunoreactive myelin basicprotein(MBP)の生物学的意義を病理学的に解明する。(材料と方法)組織は1020%ホルマリン固定,パラフィン包埋の外科,剖検材料を用いた。臓器は肺,乳房,消化管,肝胆道,泌尿器,生殖器等で、各臓器原発の悪性腫瘍を無作為に選出した。検索方法は自家製抗MBP抗体を用い、免疫組織化学的にPAP法にて行なった。希釈倍率は1000倍で、4°Covernightの反応時間とした。(結果)Immunoreactive MBP陽性細胞は腫瘍の原発臓器,組織型,分化度等に関わらず存在していた。しかしその数,分布状態は症例により、また同一症例でも腫瘍内の部位によりかなりの差がみられた。また染色性には濃淡あり、胞体全体がびまん性を陽性に呈するもの,胞体の一部に限局するもの,顆粒状や封入体様のものなどと多種多様であった。(考察)我々は癌性ニューロパナーをきたした腫瘍細胞内にMBPと免疫学的に反応する物質が存在していることをつきとめ、報告した(Am J.Clin.Pothol 84(6)741-743,1985)。本研究においてimmunoredctive MBPは広く各臓器原発の、しかも癌性ニューロパナーと関連のない腫瘍細胞にも存在していることがわかった。腫瘍細胞内には自らを増殖させる、いわゆるgrowth factorといえる物質の存在が考えられているが、末だその物質の性状についての確証はない。一方MBPはその生物活性の一つとして強いmitogenic dctivityを有していることが知られている。以上よりimmunoredctive MBPの生物学的意義は腫瘍細胞の増殖因子の一つである可能性にあると考えている。
微生物ゲノムシーケンシング体制の活用による微生物システム解明への基盤構築

本研究はゲノムシークエンシング体制を活用して、微生物システム解明のための新たな研究基盤の構築を行った。とくに、大腸菌やビフィズス菌、ラクトバチラス菌等のヒト腸内に常在する腸内細菌の個別ゲノム解析、並びに難培養性細菌を含むヒト腸内細菌叢を丸ごと解析するメタゲノム解析法を確立し、ヒト腸内細菌叢に特徴的な遺伝子の同定とその機能特性を明らかにした。本研究は、「比較ゲノム」及び「応用ゲノム」領域との連携等により、シークエンシング解析体制を駆使して、自然環境下での微生物集団を含めた微生物ゲノム解析を実行し、微生物ゲノム解析支援及び微生物システム解明のための新たな研究基盤の構築をめざす。個別ゲノム解析:本年度では、「応用ゲノム」領域の研究グループの支援として、6種類の細菌(3種類の病原性大腸菌、2種類の病原性クロストリジウム、1種類の歯周病関連細菌)の解析を進めた。そのうち、3種類のゲノムシークエンスを完成し、詳細解析を進めている。残り3種類は現在フィニッシング段階にある。このほか、他グループとの共同研究によって、数種類の微生物ゲノム解析を論文発表した。ヒト腸内細菌叢(フローラ):(1)ふん便等からのフローラゲノムDNAの純化法/ショットガンライブラリー作成法はほぼ確立した。シークエンスデータは90%以上の成功率で得られ、ヒト細胞由来の配列の夾雑は皆無であることを確認した。(2)既往症のない約30名の健康人からフローラサンプルを調製した。このうち、成人と新生児8名について合計400Mb以上のメタゲノムデータを生産した。(3)得られたメタデータを公的データバンクに対してblast検索を行った結果、全データの7080%が既知遺伝子と有意な配列類似度を示した。公的データバンク中の遺伝子との配列類似度は40100%の範囲となり、その頻度分布は、70%前後及び95%以上の2カ所にピークがあった。70%前後の類似度を示した公的データバンク中の遺伝子の由来は、おもに病原菌や他環境由来の菌種であった。(4)Blastで最高値を示す遺伝子をもつ菌種をそのメタデータの菌種であると仮定すると、成人及び新生児ともに、1フローラ中500菌種以上が一義的に特定された。なお、成人ではバクテロイデス属、新生児では大腸菌がそれぞれ最優先菌種として特定された。個別ゲノム解析:本年度では、「応用ゲノム」領域の研究グループの支援として、11種類の細菌(3種類の病原性大腸菌、PorphyroDionas gingivalis、Burkholdeira muluitivorans、Sodalisglossinidius、Streptomyces griseus、Carsoneiia ruddii、streptococcus mutans、Staphylococcnssaprophyficus、Chlmydophila caviaeなど)のゲノムシークエンスを完成し、詳細解析を進めている。このほか、ヒト常在菌である健康人の常在大腸菌2株、クロストリジウム属4株、ビフィドバクテリウム属3株、ラクトバチラス属4株などのゲノムシークエンスを進めた。また、他機関との共同研究によって、数種類の昆虫共生細菌類のゲノム解析を行った。シークエンスデータは90%以上の成功率で得られ、ヒト細胞由来の配列の火雑は皆無であることを確認した。(2)既往症のない13名の健康人(成人と離乳後子供の計9名と離乳前乳児4名)からフローラサンプルを調製し、合計700Mb以上のメタゲノムデータの配列決定を行った。(2)得られたメタデータについて、遺伝子の発見、遺伝子の公的データバンクに対するblast検索による機能特定とCOG解析、菌種の特定と組成比解析、相互の配列類似度を用いた関連解析、成人/離乳後子供及び離乳前乳児に特異的に増えているCOGの特定、ほか環境細菌叢との比較解析などの情報学的解析を行った。(3)前記1及び2で得られた結果の一部について、学会発表及び論文作成を進めた。個別ゲノム解析:本年度では、「応用ゲノム」及び「比較ゲノム」領域の研究グループの支援として、ヒト由来のビフィドバクテリウム属細菌(7株)、健康人の常在大腸菌2株、ヒト由来クロストリジウム属4株、ヒト由来ラクトバチラス属4株などのゲノムシークエンスを完成し、その詳細解析を進めた。また、トルエン分解土壌細菌のプラスミド等のゲノム解析を行った。

なお、今年度に導入した新型シークエンサー(ロッシュ社製454FLX)のシークエンシングへの使用プロコールを確立し、一部の細菌ゲノムのシークエンシングに用いた。ヒト腸内細菌叢:(1)既往症のない13名の健康人(成人と離乳後子供の計9名と離乳前乳児4名)からフローラサンプルを調製し、合計約727Mbのメタゲノムデータの配列決定を行った。(2)得られたメタデータについて、遺伝子の発見、遺伝子の公的データバンクに対するブラスト検索による機能特定とCOG解析、菌種の特定と組成比解析、相互の配列類似度を用いた関連解析、成人/離乳後子供及び離乳前乳児に特異的に増えているCOGの特定、他環境細菌叢との比較解析などの情報学的解析を行った。(3)前記1及び2で得られた結果を論文発表した(同時にメタゲノムデータの公的DNAデータバンクへの登録も行った)。本研究は、「比較ゲノム」及び「応用ゲノム」領域との連携等により、シークエンシング解析体制を駆使して、自然環境下での微生物集団を含めた微生物ゲノム解析を実行し、微生物ゲノム解析支援及び微生物システム解明のための新たな研究基盤の構築をめざす個別ゲノム解析(支援) :「応用ゲノム」及び「比較ゲノム」領域の研究グループの支援として、ヒト由来のビフィドバクテリウム属細菌、常在大腸菌、ラクトバチラス属、シロアリ腸内共生細菌、病原菌オリエンチアツツガムシ、ヒト口腔病原細菌Porphyromonas gingivalisなどのゲノムシークエンスとその一部を論文発表した。なお、昨年度導入した新型シークエンサー(ロッシュ社製454FLX)の技術確立を終了し、微生物ゲノム解析と細菌叢メタゲノム解析用として現在ルーチン稼働している。ヒト腸内細菌叢:ヒト腸内細菌叢のメタゲノム解析については昨年度に引き続き、応用ゲノムの班員ならびに国内研究機関との問で炎症性腸疾患等のいくつかの病気患者からの病態腸内フローラサンプルの収集と一部16S解析並びに454シーケンサーを用いたメタゲノム解析を進めた。また、メタゲノム解析に使用した13名の健康サンプルの16S配列データの収集を終えて、これらのデータ情報学的解析を進めた。本研究はゲノムシークエンシング体制を活用して、「比較ゲノム」及び「応用ゲノム」領域との連携の元に微生物ゲノムシークエンシングを実行し、微生物ゲノム解析支援及び微生物システム解明のための新たな研究基盤の構築をめざす。具体的には、1)プロセスの簡略化、コスト低減、高速化などの効率化したシークエンス技術を活用した微生物ゲノム研究の技術支援と推進、2)メタゲノム解析手法を開発し、ヒトの健康と病気に関わるヒト常在菌(フローラ)等を含めた各種環境微生物及び微生物叢の生体システムを解明する。本年度では以下の研究を実施した。個別ゲノム解析(支援):「応用ゲノム」及び「比較ゲノム」領域の研究グループの支援として、ヒト由来の病原性大腸菌、常在性大腸菌、ビフィドバクテリウム属細菌、ラクトバチラス属細菌などの約20株の新菌種のゲノムシークエンスとその一部を論文発表した。ヒト腸内細菌叢:ヒト腸内細菌叢のメタゲノム解析については、応用ゲノムの班員ならびに国内研究機関との共同研究で病態患者の腸内細菌叢サンプルの収集と健常者の腸内細菌叢の経時的な変化をメタゲノム及び16S解析で進めた。
非拡散音場における隔壁の遮音性能に関する研究

音場の非拡散性により遮音材料の透過損失が変化することは従来より知られている。この研究は音場の非拡散性のうち、主に室内に配分される吸音材料の吸音率分布の違いによる非拡散性が、その室隔壁の遮音性能に及ぼす影響について理論的に、および実験的にも検討したものである。理論解析においては拡散反射特性をもつ壁面に囲まれた空間を一つの隔壁で仕切った場合をエネルギ積分方程式を用いて結合室として解き、扱った空間は二次元的なものであったが次の結論を得た。1.室内の吸音率分布として、高度の吸音率が隔壁周囲に配分された場合、その影響は大きいもので完全拡散を仮定した場合よりも5dB程大きな透過損失が得られることがある。2.同じ量の材料を音源室、受音室ともに用いても、その配分の方法により空間音圧レベル差で8dBもの差が生じる。3.完全拡散を仮定している従来の測定方法による値は実際に起こりそうな入射条件で求められる値の範囲内では小さな側の値を示す。そこで上記の結論が実際の三次元音場でも、また壁面の反射特性が鏡面反射であっても有効であるのかを検討するために、模型残響室対を製作し、隔壁として0.5mm厚のアルミ板を用いて実験した。残響室対は壁面が30mm厚のホモゲンボードと5mm厚のアクリル板で構成されており、約0.9m×0.9m×0.9mの室が二つである。実験の結果は室壁面が鏡面反射であるにもかかわらず、理論解析結果を十分支持するものであった。条件によっては三次元空間の方が上記結論における差の値として大きな値を示している。以上、室内吸音材料配置の変化は室間音圧レベル差、透過損失に有意な変化を生じさせ、同じ量の材料を用いた場合、遮音を目的とした最適な材料配置方法が存在することが分った。
「意味の厚さの記述」を通じたマーケティング・リフレーミングの実践プロセスの解明

本研究では、マーケティング・リフレーミングという萌芽的概念を扱う。その目的は、この萌芽的概念を実践理論として定式化していくことである。そのために15のマーケティング事例を収集し、検討を重ねることで、不確実で相互依存的に構成される市場においては、エフェクチュエーションがコーゼーションを補完することを見定めるとともに、エフェクチュエーションを大規模組織に導入しようとするときに必要となる組織インフラについてのあり方を解明した。本研究では、マーケティング・リフレーミングという萌芽的概念を、さらに実践を支える理論として定式化していくことを目的に、制約をリソースに転じたマーケティングの諸事例を収集し、「意味の厚さの記述」に取り組もうとしている。今年度は、マーケティング・リフレーミング概念の理論的検討として、研究代表者と分担者が参加して、この概念が実践にもたらす意義の問題を中心とした振り返りの討議を行うとともに、関連分野の研究者との交流を深め、知見の拡大につとめるとともに、共同研究会の場をもうけ、企業及び大学の研究者との新たな連携に向けた今後のリサーチプランを策定した。そのなかで、理論的には、起業家論におけるエフェクチュエーション概念に注目し、市場の不確実性に挑むための実践モデルの基礎としての可能性についての検討を重ねることにした。加えて、今年度は、研究代表者と分担者が分担して、理論と現実の関係を検討する素材としての複数の事例の収集につとめた。具体的にはシスメックス、ウェザーニューズ、生活の木、千總の各企業のマーケティング事例に関する資料の収集、および記述を行った。今年度は、これらの事例記述をマーケティング・リフレーミング概念やエフェクチュエーション概念と照らし合わせることで、定説的なマーケティング理論とはことなる示唆を導くことができた。なお、それらを体系づける総合的な検討については未着手であり、今後の課題である。本研究では、マーケティング・リフレーミングという萌芽的概念を、さらに実践を支える理論として定式化していくことを目的に、制約をリソースに転じたマーケティングの諸事例を収集し、「意味の厚さの記述」によるプロセスの重層的理解に取り組もうとしている。今年度は、アントレプレナー理論におけるエフェクチュエーションとコーゼーションという概念に注目し、研究代表者と分担者が参加して、これらの概念が実践にもたらす意義の問題を中心とした振り返りの討議を行うとともに、共同研究会の場をもうけ、企業及び大学の研究者との新たな連携のなかで理論問題の検討を進めた。そのなかで、不確実で相互依存的に構成される市場において、エフェクチュエーションはコーゼーションを補完することを見定めるとともに、エフェクチュエーションを大規模組織に導入しようとするときに必要となる組織インフラについての検討を重ねることにした。具体的にはコニカ・ミノルタ、サントリー、リクルート、オリックス・バッファローズ、セブン・イレブン、ヤフー、シナジーマーケティング、着物産業の各企業・産業のマーケティング事例に関する資料の収集、および記述を行った。また前年度に調査した企業事例のフォローアップ的な検討も行った。今年度は、これらの事例記述を上記の理論課題と照らし合わせて検討することで、定説的なマーケティング理論とは異なる示唆を導くことができた。なお、それらを体系づける総合的な検討については未完成であり、今後の課題である。当初の計画を拡大するかたちで研究を進めることができている。理論研究、事例研究を有機的な関連性をたもちながら並行して進めることができた。これらの理論研究と事例研究については、論文やエッセイとして、複数の学会誌や各種媒体上に公刊するとともに、学会ではテーマセッションをもうけての発表を行い、関連分野の研究者との交流を深め、知見の拡大につとめた。加えて、関連分野の研究者との新たな連携を構築できたことは、今後の研究の進捗に貢献するものと考えられる。本研究では、マーケティング・リフレーミングという萌芽的概念を、さらに実践を支える理論として定式化していくことを目的に、制約をリソースに転じたマーケティングの諸事例を収集し、「意味の厚さの記述」によるプロセスの重層的理解に取り組もうとしてきた。「意味の厚さの記述」によるプロセスの重層的理解にあたっては、エフェクチュエーションとコーゼーションの重層性をフレームワークとして採用してきた。平成27年度には、平成26年度までの研究を引き継ぎ、これまでの事例研究のフォローアップ調査と分析を行った。加えて平成27年度には重ねて、セブン・イレブン、ニトリ、JR西日本、クックパッド、ハワイ観光局などのマーケティング・リフレーミング事例の調査を行った。以上の3年間に渡る調査にもとづく記述と分析の結果をとりまとめることによって、マーケティング・リフレーミング、およびエフェクチュエーション-コーゼーションにもとづく「意味の厚さの記述」という方法の有効性についての検討を進めた。あわせて、研究を進めるなかで明らかになってきた、エフェクチュエーション的な動きを大規模組織に導入しようとするときに必要となる組織インフラという課題について、探索的な事例研究と理論的な検討を進め、体系的な知見の確立につとめた。以上を踏まえて、海外の研究者との連携のもと、研究成果の検討を重ね、国内外の学会報告および論文投稿を通じて研究成果の発表を行った。

そのために15のマーケティング事例を収集し、検討を重ねることで、不確実で相互依存的に構成される市場においては、エフェクチュエーションがコーゼーションを補完することを見定めるとともに、エフェクチュエーションを大規模組織に導入しようとするときに必要となる組織インフラについてのあり方を解明した。平成27年度には、平成26年度までの研究を引き継ぎ、これまでの事例研究のフォローアップ調査を行う。2年間に渡る調査にもとづく記述と分析の結果をとりまとめることによって、マーケティング・リフレーミングおよびエフェクチュエーション概念の可能性を明らかにするとともに、「意味の厚さの記述」という方法自体の有効性についても確認する。加えて、われわれが研究を進めるなかで明らかになってきた、エフェクチュエーションを大規模組織に導入しようとするときに必要となる組織インフラという課題について、探索的な事例研究を進め、体系的に問題を理解する道筋をつけることをめざす。加えて平成27年度には、本研究課題における研究成果を論文としてまとめるとともに、国内外の学会報告、および国内外の査読つき論文雑誌への投稿を通じた研究成果の発表を行う。その際には、国内外の研究者からのレビューを受けることで、分析水準を高めることをめざす。マーケティング当初の計画を先取りするかたちで研究を進めることができている。理論研究、事例研究を有機的な関連性をたもちながら並行して進めることができた。これらの理論研究と事例研究については、論文やエッセイとして、複数の学会誌や各種媒体上に公刊するとともに、学会ではテーマセッションをもうけての発表を行い、関連分野の研究者との交流を深め、知見の拡大につとめた。加えて、関連分野の研究者との新たな連携を構築できたことは、今後の研究の進捗に貢献するものと考えられる。日本マーケティング学会より、研究会開催の助成を受けたため、人件費の使用計画に見込み違いが生じた。今年度は計画をより精査し、確実な執行につとめる。平成26年度は、平成25年度の研究を引き継ぎ、マーケティング・リフレーミング、エフェクチュエーション、および意味の厚さの記述に関わる、理論上および方法論上の問題を、研究代表者と研究分担者で再検討し、整理を行う。加えて、平成26年度には新たに研究代表者と研究分担者が分担して、事例研究を進め、計画制御モデルとエフェクチュエーション・プロセスという異なるパラダイムに従って書き分けた記述を試みる。この対比にもとづく検討から、パラダイムが実践におよぼす影響を、平成25年の結果を引き継ぎ検討する。平成27年度には、平成25年度の研究を引き継ぎ、これまでの事例研究のフォローアップ調査を行う。
形状記憶合金を用いた複合材料のスマート化に関する基礎的研究

近年、生物的な自己強化や恒常性維持機能をも持つ適応的材料構造の実現への要求が、安全性、省エネルギー性、さらには環境確保という科学技術とその工業化への時代的要請の増大とともに、次第に高まりをみせてきている。本課題では、形状記憶合金を用いた知的複合材料および知的構造体のマクロな力学特性・変形特性をミクロな構成要素の特性から評価し、さらには、外場の変化に適応して、能動的に振舞う機能を設計するための有効な方法論を提案することを目的としている。ここでは、その基礎研究として、Ni-Ti形状記憶合金線を組み合わせた構造体を対象とし、内部構造の違いによる巨視的応答の違いを調べるとともに、目的とする巨視的応答を得るための内部構造の設計についてモデル解析を行なった。得られた成果は以下の通りである。(1)実験的検討として、知的構造体のセンサー・アクチュエーターとしての役割を担う形状記憶合金線の単軸引張試験を行ない、弾性および超弾性域の力学特性、および、その再現性を検討した。さらに、ここで得られた荷重変位曲線に対して、簡便な表式を用いた関数近似を行なった。また、複数の部材を簡便に組み合わせて、全体として複雑な応答をする構造を組み立てるために必要なジョイント部分の基礎的検討を行なった。(2)解析的検討として、形状記憶線材を組み合わせた構造体の有限変形問題を解くことができる有限要素コードを開発し、(1)で得られた荷重変位近似曲線を用いて、外力が作用する様々な構造体に対して、構造全体の変形と局所構造の変化を調べた。超弾性域の材料非線形性と負荷除荷過程のヒステリシスを利用することにより、様々な全体挙動を実現できることを示した。(3)以上で得られた知見をもとに、形状記憶線を組み合わせた構造、および、それを内部構造として用いる知的複合材料の設計に対する方法論を提案した。(以上)知的複合材料のマクロな力学特性・変形特性をミクロな構成要素の特性から評価し、さらには、外部の温度場・磁場・力場の変化といった環境の変化に適応して、能動的に振舞う機能を設計するための有効な方法論を提案することを目的として、題目の研究を行なった。本年度(平成13年度)は、基礎的知見の獲得と複合材料の構成材料の特性評価を目的として以下の計画で研究を進めた。1.温度変化や応力により誘起される形状記憶効果に対して、熱・力学特性を連成的に扱う問題に対して、均質化法によるアプローチのための定式化を行なった。次年度(平成14年度)は、応答の敏速さから注目されている磁気ひずみを用いる形状記憶合金についても視野に入れ、一般的な立場から、熱・力学・電磁気学的特性を連成的に扱う問題に対して、均質化法定式化を行なう計画である。2.熱・力学特性を連成的に扱うモデルに限定して、実際の材料への適用を想定してシミュレーションを行なった。本研究では、降伏の判定に伴う計算時間の増大を避けるためにひずみ速度依存性を考慮した弾粘塑性体に対する均質化法による定式化を行い、2次元Crossed Triangle要素を用いた均質化法プログラムを作成し、解析を動作確認を行なった。これと並行して、構成材料の熱伝導特性からマクロ的な熱伝導特性と局所温度分布を評価するための均質化法を用いた熱伝導解析プログラムを作成し、動作確認を行なった。3.油圧サーボ試験機および小型材料試験機の較正と予備実験を行なった。次年度は、複合材料の母材を構成する樹脂と、センサー・アクチュエーターの役割を担う形状記憶合金の基本特性を温度変化、荷重変化による熱的、力学的条件を制御することにより調べ、実験によって、得られた結果から形状記憶合金の構成式のモデル化を行なう計画である。
特定研究「可塑性神経回路」のとりまとめ

平成元年7月1日に、さりまとめのための委員会(もと研究計画委員会)を東京で開催し、「とりまとめ報告書」のまとめ方について細部打合せを行った。報告書の内容は、I総括班長、研究計画委員長および研究連絡委員長の終結にあたってのコメント,II全班員の研究報告(400字とまとめ)、III全班員のエッセイ(研究上に経験したことで、他の研究者や科学行政担当者に伝えたいことを書いたもの)、IV全班員毎の研究論文リスト、それら論文(1987年と1988年と1989年夏まで)の論文引用調査およ指計画研究班長のコメントとすることにした。報告書の作製は写植光村に依頼した。引用調査はScience Citation Indexより関係箇所をコピ-して集計した。鈴木冬華が担当し、延べ96時間を要した。とりまとめ報告書は、平成2年3月27日完成、写植光村より受領した。
タンパク質相互作用解析のためのブロッティング測定法の超高感度化の試み

細胞内で発現されている未知微量タンパク質の機能を解析するプロテオーム解析においては、タンパク質間相互作用を明らかにする必要がある。発現タンパク質は二次元電気泳動等で検出されるが、これらのタンパク質のうち特定タンパク質と相互作用をするものを見い出すためには、結合定数を考慮すれば発現タンパク質検出よりもはるかに高感度の検出法が必要となる。これまでリポソームを用いることによって高感度の免疫測定が可能なことが示されてきたが、抗体結合リボソームは、シグナル検印のためリポソームを破壊することが必要であり、これによってシグナルが拡散するためプロッティング測定に利用することはできなかった。そこで、本萌芽研究ではリポソームを用いる高感度メンプレンプロット検出法の開発を目指して1.リポソームを破壊せずにシグナルを検出するためにリポソーム膜透過性のシグナル検出試薬を用い、そのシグナル物質をリポソーム内に沈澱させるか、リポソーム内のみで化学発光検出されるようにし、シグナルの拡散を防ぎ、タンパク質のプロッティング位置で明確なシグナルを検出することに成功した。2.上記リポソームを用いるメンプレンブロット法によって、従来の酵素標識抗体を用いるメンブレンプロット法と比べて、約100倍の高感度を実現でき、pgオーダーの生化学物質を、検出できることを示した。化学発光によればさらに感度を上げられる。3.膜面への微小ブロットによって、リポソームを用いる場合は高い検出感度が得られることを明らかにした。等の成果を得た。従来の電気泳動後の銀染色等による検出感度はスポット当たり数百pgであり、標識抗体を用いるいわゆるウエスタンブロットの感度は、通常の発色法で百pg、化学発光などによっても、数十pgである。この検出感度を高めpgオーダーの検出感度を有するブロッティング測定法を提案すれば、特定タンパク質と比較的弱い親和力を含め相互作用するタンパク質を同定することができるようになる。そこで、高感度化の可能なリポソーム免疫測定法をメンブレンブロッティングに適用することを試みた。このため、リポソームを破壊せずにシグナルを検出できるようにリポソーム膜透過性のシグナル検出試薬を用いるか、膜の特性を制御してシグナル検出試薬を透過させると共に、シグナルをリポソーム内に沈澱蓄積させるか、リポソーム内のみで化学発光検出されるようにし、シグナルの拡散を防ぎ、ブロッティング位置で明確なシグナルを得る方法について研究を行った。その結果*発色時リポソーム膜内で沈殿を形成するシステムを用い、PVDF膜へのブロッティングによって、20pgのタンパク質を検出することが出来た。*化学発光システムの利用によってさらに高感度化がはかれ、数pgのタンパク質検出が可能となった。今後さらなる高感度化と、マイクロブロッティングへの応用を検討する。等の成果を得た。
in vivo ESR画像・分光法に関する共同研究

ESRは生体内ラジカルを検出・同定し、それらの生理機能を追跡できる唯一の手段であるが、その感度および計測手法は医学/生理学を含む生物科学の要望に答えられていない。我々はすでに小動物のESR画像法を研究し、生体内ラジカルの分布画像化装置の試作に成功した。本研究では、本研究所が新しく開発した低周波ESR画像装置に、米国ダートマス大学Swartz教授のグループが開発した各種スピンプローブを調査して画像化する技術を研究すると同時に、人体の病態診断装置開発のためのin vivo ESR画像・分光法を調査研究することを目的とする。具体的には、研究対象試料を双方に持参し、調査研究を行うと同時に、各々の研究に調査結果を導入した。その結果、1)細胞内に生成する活性酸素をも検出できる新規スピンプローブの合成に成功した。2)当該スピンプローブを生体内に導き、画像計測する手法を確立した。3)当研究所が開発した低周波画像化装置に相手側により開発されたスピンプローブを用いて生体内酸素分布および時間変化計測の可能性試験を行い、計測周波数の違いはあるものの、本質的な感度の相違は認められなかった。4)調査研究に基づいて開発されたサーチコイル法により、ラット組織(脳、肝臓、等)のin vivo ESRを計測し、当方法を各種薬剤、健康食品等の効果を探るin vivo診断法として確立した。これらは当研究所が推進しているin vivo ESR画像・分光法研究の重要な知見であり、今後の動植物への展開が期待される。本年度は、表記研究課題に関する共同研究の実現に向けて、双方のノウハウを熟知するために、研究代表者および分担者が相手側研究グループに出向き、研究実績の調査を行った。その結果、1)双方に共通して、動物のみならず植物をも視野に入れたIn vivo ESR研究が始まっている、2)Swartz研究室ではIn vivo ESR用プローブヘッドの開発が目覚しく、特に、Lバンド(1.2GHz)における感度向上が図られており、これに、生物ラジカル研究室が開発したスピンプローブを適用すれば、In vivoで植物生理機能、特に、植物の環境ストレス応答をESRで計測することが可能になる、3)生物ラジカル研究室が開発したLODESR(縦検出ESR法)および開発中の300Mhz ESR画像法がSwartz研における懸案の問題を解決する糸口となる、さらに、4)各々が計測対象に適したスピンプローブを独自に開発しており、これらのノウハウを情報交換すれば双方の研究の進展に大きく寄与する、ことが判明した。並行して、双方の研究成果を比較する共通の基盤として、標準試科(チャーコール)を用いてそれぞれのESR装置の検出感度を比較し、In vivo ESR計測のための回路構成、計測手法等に関する問題点を指摘した。具体的には、高感度化のための回路構成、検出方法、用いるマイクロ波周波数と生体の誘電損失、プローブヘッドの回路構成、試料空間の確保、試料および試薬の調整方法、等について情報交換した。昨年度の調査研究に基づき、本年度は具体的な研究対象試料を相手側に持参し、調査研究成果の導入方法を検討した。その結果、1)当研究所において、細胞内に生成する活性酸素をも検出できる新規スピンプローブの合成に成功した。

3)当研究所が開発した低周波画像化装置に相手側により開発されたスピンプローブを用いて生体内酸素分布および時間変化計測の可能性試験を行い、計測周波数の違いはあるものの、本質的な感度の相違は認められなかった。4)サーチコイル法を用いてラットの部分(脳、肝臓、等)のin vivo ESRを計測し、各種薬剤、健康食品等の効果を探る診断法としての可能性を認めた。これらは当研究所が推進しているin vivoESR画像・分光法研究の基盤となる重要な知見である。
突然変異魚の視覚性刺激応答行動の定量化によるスクリーニングと責任遺伝子の同定

ゲノム配列情報を用いた遺伝子の機能を同定する有力な手法の一つとして、変異原物質投与後の変異体のスクリーニングとそれに続く責任遺伝子の同定が挙げられる。しかしながら、対象生物の五感(視覚、聴覚、臭覚、味覚、触覚)に関する変異体の同定及びこれに続く異常度の定量的な数値化は、人間の目による作業では大変困難であり、コンピュータを用いた解析の適用が求められている。そこで我々は視覚の定量化を目的に、縞模様が水槽周囲を回転し、それをゼブラフィッシュが追尾する様子を水槽上部からビデオカメラで撮影する観測装置を独自に構築した。そして視神経再生過程において撮影した画像をコンピュータにより処理し、ゼブラフィッシュの動きから縞模様を追従する移動角速度を算出し、視覚の評価および定量化に成功した。この研究成果に基づいて、今年度はさらに2色LEDディスプレイ(8×8ドットマトリックス型)を水槽周囲に装着し、回転する縞模様の色や輝度および回転速度をパソコンにより制御可能にした。現在は、このシステムを用いて物体の「明暗や色」そして「移動速度」を識別するゼブラフィッシュのより詳細な視覚評価を行っている。このシステムは、例えば「一見正常な視覚を有するが、色の認識のみに視覚異常を持つ突然変異魚」などの同定に応用できることが期待される。哺乳類では、視神経などの中枢神経系を切断するとその再生が不可能であるが、魚類ではこれが可能である。そこで人工的な哺乳類の中枢神経再生を目指して、近年魚類をモデルとした中枢神経再生のメカニズムを明らかにしようとする研究が盛んに行われている。本研究では「遺伝子変異魚の行動異常を検出するシステム構築」のモデル実験を目的として、中枢神経系の中でも特に視神経に着目した魚類の中枢神経再生過程の定量的な評価方法の確立を行った。視神経の再生過程の評価はこれまでは形態学的なものが大部分を占めており、視覚が回復したか否かという機能回復の面からの評価方法は不十分であった。そこで水槽周囲の縞模様を回転させ、それをゼブラフィッシュが追尾する様子を水槽上部からビデオカメラで撮影する観測装置を独自に構築した。そしてその縞模様はパソコン制御のステッピングモータにより回転速度や回転方向を自由に制御可能なものにした。撮影された画像をコンピュータにより処理し、ゼブラフィッシュの動きから縞模様追従する移動角速度を算出した。視神経切断後1日目では追尾行動は見られなかったが、50日目では正常なレベルまで回復していることが統計的に確認できた。以上より、本システムはゼブラフィッシュの視神経再生過程における視覚回復を定量的に評価できるので、遺伝子変異魚の行動異常検出に有用となり、遺伝子同定に適用できることが示唆される。
ATP競合型チロシンキナーゼ阻害剤の作用を増強する併用化学療法の開発

近年、多くの分子標的治療薬が開発され、癌患者の予後改善に貢献している。分子標的治療薬のうち、有効性が報告されているものにATP競合型TKI(tyrosine kinase inhibitor)がある。ATP競合型TKIは、癌の増殖・生存に必須の働きをするチロシンキナーゼを標的としており、癌遺伝子由来のタンパクのATP結合ドメインにATPと競合的に結合することで、癌遺伝子由来のタンパクを不活性化し抗癌剤としての機能を発揮する。我々は腫瘍内ATP濃度を低下させる薬剤との併用でATP競合型TKIの効果を増強できることに注目し研究を進めた。その中で複数の腫瘍内ATP濃度を低下させる薬剤を同定した。本研究の目的は、現在抗癌剤として広く使われているATP競合型チロシンキナーゼ阻害剤(TKI)の作用を増強する併用化学療法を開発することである。現在、癌細胞特異的タンパクを標的とした分子標的治療薬が盛んに開発されている。分子標的治療薬の多くは、ATP競合型TKIである。申請者は、今までの研究から複数のATP競合型TKIの薬剤感受性が腫瘍内のATP濃度に依存していることを見出した。つまり腫瘍内のATP濃度を低下させることで、ATP競合型TKIによる癌治療をより強力にすることが可能になる。本研究が進むことで、ATP競合型TKIを用いたより強力な抗癌剤治療法を開発し癌患者の予後を大きく改善できる可能性がある。我々は、現在までにin vitroの実験を行い、複数の代謝薬と複数のATP競合型チロシンキナーゼ阻害剤(TKI)の併用療法の効果を評価した。その中で、複数の代謝薬がATP競合型チロシンキナーゼ阻害剤の効果を増強させることを明らかにした。今後、これら代謝薬がなぜATP競合型チロシンキナーゼ阻害剤の効果を増強させるのかのメカニズムを明らかにするための研究を行うとともに、さらにこれら代謝薬とATP競合型チロシンキナーゼ阻害剤の併用療法がin vivoでも有効なのか否かを明らかにする予定である。さらにin vivoで有効性が確認できた後には、ヒトを対象とした臨床試験も考慮に入れるが本研究期間を超えることが予想される。上記の通り、我々は今までのin vitroでの研究である種の代謝薬とATP競合型チロシンキナーゼ阻害剤の併用療法が複数の肺癌細胞株に有効であることを明らかにしている。今後メカニズムの解明やin vivo実験に入っていく予定であるが、おおむね順調に進展していると考えている。今まで多くの抗癌剤が開発されたが、現在も多くの人が癌で生命を失っている。近年、多くの分子標的治療薬が開発され、癌患者の予後の改善に貢献している。分子標的治療薬のうち、盛んに開発が行われ、その有効性が多く報告されているものにATP競合型tyrosine kinase inhibitor (TKI)がある。ATP競合型TKIは、癌の増殖・生存に必須の働きをするチロシンキナーゼを標的としている。これらATP競合型TKIは、その名の通り癌遺伝子由来のタンパクのATP結合ドメインにATPと競合的に結合することで、癌遺伝子由来のタンパクを不活性化し抗癌剤としての機能を発揮する。これらTKIは、多くの癌種で頻繁に使用され癌患者の予後の改善に大きく貢献しているが、その効果は完全ではなく、最初から効果のない場合(一次耐性)もあれば、使用当初は効果が認められるが、長期的に使用するに伴い癌細胞が耐性を獲得し効果がなくなってしまう場合(二次耐性)もある。申請者らの本研究開始前に得られていたとくに重要な知見は、複数のATP競合型EGFR-TKIsの感受性がEGFRタンパクに対する「ATPの親和性」と「薬剤の親和性」の“バランス"で規定されていることを見出したことである。より端的に表現すれば、腫瘍内のATP濃度を低下させることで、ATP競合型TKIの薬剤効果を増強できるということである。本研究の目的は、現在臨床で使用されている既存薬の中から腫瘍内ATP濃度を低下させる薬剤を同定し、その薬剤とATP競合型TKIを併用する、より強力な抗癌剤治療法を開発することである。我々は、本研究の中でin vitroおよびin vivoの実験を行い各種薬剤が癌細胞のATPレベルに与える影響を評価した。その中で、ATP濃度を低下させる薬剤を複数同定した。今後は、ある種の代謝薬とATP競合型チロシンキナーゼ阻害剤の併用療法が複数の肺癌細胞株に有効である理由を明らかにするための研究を行う。具体的にはImaging mass-spectrometryなどを用いた癌細胞の代謝に与える影響を評価する。また上記併用療法がin vivoでも有効か否かを明らかにするための研究を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。肺癌28年度が最終年度であるため、記入しない。
Nano-biphasicイオン液体混合系の設計法の確立

概要疎水性ボスホニウム型イオン液体と親水性アンモニウム型イオン液体を混合し、混合前のイオン液体の物性を保ちながら二種のイオン液体をナノレベルで相分離させることに成功した。背景および意義イオン液体は室温で液体の塩であり、難揮発性、難燃性など従来の分子性溶媒と異なる性質を示す。さらに、デザイン性に優れた溶媒であり、アニオンとカチオンの組み合わせを選ぶことで幅広い物性や機能を設計することができる。この性質を巧みに利用することで、疎水性で高極性という両立することが難しい物性を有するイオン液体を作製することで、イオン液体の可能性をさらに広げることができる。しかし、単独のイオン液体ではこのような機能設計は難しい。そこで、2種類のイオン液体がナノスケールで相分離するNano-biphasicイオン液体混合系を構築することで、それぞれのイオン液体が持つ機能や物性を両立させたイオン液体混合系の作製が求められている。結果と考察ボスホニウム型zwitterionとlithium bis (trifluoromethanesulfonyl)imideを組み合わせて親水性部位を有する疎水性イオン液体を作製した。このイオン液体と複数のヒドロキシル基を有するアンモニウム型イオン液体とを混合すると、親水部と疎水部がナノ相分離して液晶性を発現することを認めた。得られたナノ相分離ドメインの極性評価を、各ドメインに選択的に溶解する色素を用いて行った。その結果、それぞれのドメインは混合前のイオン液体と同等の極性を有していることが分かった。以上の検討から、ナノ相分離後もそれぞれのイオン液体の物性が保たれていることが示され、混合する前の機能や物性を保ったまま二種類のイオン液体をマクロスケールで均一な溶液にすることに成功した。このようなイオン液体の機能化は従来の例がなく革新的である。イオン液体の構造をデザインすることで、親水性イオン液体と疎水性イオン液体のマクロスケールでの相分離を抑制し、ナノレベルで相分離を起こすことに成功した。さらに、得られたナノ相分離ドメインの局所的な極性を測定する方法を提案し、二種類のイオン液体がそれぞれの物性を保ちながらナノレベルで相分離したNano-biphasicイオン液体混合系を構築することができたため。イオン液体ナノドメイン間で形成される非常に広い界面を利用した、反応場や分離場などへ展開が考えられる。通常では溶解性が大きく異なり、同じ溶媒に溶解せず反応が進行しない基質や触媒の組み合わせにおいて、Nano-biphasicイオン液体混合系中で反応が進行するか検討する価値が高い。
大規模MIMO時空間符号化とリレー伝送の高機能化による超高信頼な無線通信の開発

次世代無線通信には、高速性(ビット/秒)、低遅延性(msec)、高密度性(台数/平方km)が求められる。これらを向上させるには、広い伝送帯域幅(MHz)が必要となり、ミリ波帯等のより高い周波数帯が必要になる。しかし高い周波数は距離減衰が大きくなるため、送信アンテナの鋭いビームフォーミング等により減衰を抑える必要がある。このために大規模MIMO(Massive MIMO)と呼ばれる多数のアンテナ素子を備えたアンテナ技術、多数の送信信号に対する時空間符号化技術、また電波を増幅してカバーレッジを拡げるリレー伝送技術の融合が必要で、この研究を行った。また定包絡線を有するMIMO FSKの研究も行った。近年,複数ユーザ端末と空間多重MIMO通信が可能なマルチユーザMIMO(MU-MIMO)技術が盛んに検討されている.下り回線のMU-MIMO通信では,送受信機間の通信路情報(CSI: Channel State Information)を送信機と受信機で共有し,ユーザ端末ではユーザ間干渉(IUI; Inter User Interference)無く受信できる.基地局のアンテナ数を増やすことによって,通信路品質を向上させることが出来,下り回線の通信路容量を増加できる.MU-MIMO方式には,線形方式と非線形方式があるが,線形方式の方が構成や設定が容易と考えられる.本研究では,BD(Block Diagonalization)+固有モード(Eigen mode)伝送を用いる線形プリコーディングMU-MIMO方式において,ユーザのブロック行列のサイズが(ユーザ受信アンテナ数)×(他ユーザ行列のnullity(退化次数))になることを考慮し,ユーザのダイバーシチオーダー(通信路品質)を元にしたBD+固有モード伝送MU-MIMO方式の設計法を開発した.具体例に対し計算機シミュレーションを行い,ユーザ通信品質を元にした設計法の有効性をを評価した.また,BD (Block Diagonalization)+固有モード(Eigen mode)伝送を用いる線形プリコーディング下り回線MU-MIMO方式において,基地局と各ユーザ端末の間に再生リレー(Regenerative relay or Detect & Forward (DF) relay)を用いることにより,カバーレッジの拡大と通信品質の改善を図る研究を行った.再生リレーで基地局のブロック対角化行列を知ることで,再生リレーは受信側CSIのみで復調し,第2タイムスロットで各ユーザへ向けてBD+固有モード伝送を行う.この構成の元で再生リレーの有効性を示した.近年,第5世代携帯電話システムや次世代無線LANなどでその活用が注目されているマルチユーザMIMOダウンリンク伝送方式につき,理論検討及び計算機シミュレーションを行い,基地局またはアクセスポイントの送信アンテナ数を十分増やすこと(大規模MIMO方式)により,ユーザ端末や端末機器の受信品質をいくらでも改善できることを理論的に示した.第5世代携帯電話システムや次世代無線LANでは,周波数の高いミリ波の利用が前提となるため,伝搬損失を補償するのに送信アンテナ数を増やし,ビームフォーミングを行う大規模MIMO方式が必須となる.この方式の理論及び計算機シミュレーションによる解明を行えた.本研究では、BS(Base Station;基地局やアクセスポイント)の送信アンテナ数を増やすことにより、周波数帯域幅を増加させることなく周波数利用効率を向上させ、複数のユーザ端末とユーザ間干渉無しで空間多重通信を可能にするマルチユーザMIMO (MU-MIMO)ダウンリンク技術について検討した。また、データレートを高め、カバレッジを拡大する手段として再生リレー伝送方式について検討した。MU-MIMOにおけるユーザ間干渉の除去をBSでのブロック対角化(BD)で行い、各ユーザ端末(UE, User Equipment)では、直接リンクの受信信号と、リレー局経由の受信信号をビットLLR合成するMU-MIMODF (Detect & Forward)リレー伝送方式を対象とした。今年度は特にBSの送信アンテナ数の増減に対するDFリレー局の設置効果につき、検討を行った。BSは、第1タイムスロットにおいて、複数受信アンテナを持つ各ユーザ(UE)に対し、ブロック対角化(BD)と固有モード伝送(E-SDM)を用いて複数ストリームを伝送する。またDFリレーではSphere Decoding (SD)やMMSE nullingを用いて受信側CSI (Channel State Information)のみで復号する。これは必要なときのみリレーの設置を行うためである。すなわちBSとユーザ間はMU-MIMOで、BSとリレー間はSU-MIMO(Single User-MIMO)で伝送する。第2タイムスロットでは、リレーから各ユーザへ、第1タイムスロットのBSーユーザ間と同じく、BD+E-SDMで伝送する。BSーユーザ間及びリレーユーザ間では、予め各ユーザ向けの伝送レート(bps/Hz)を決めた上で、各々の区間でBERを最小にする適応変調(64QAM,16QAM,QPSK)を用いてBD+E-SDM伝送される。各ユーザでは、第1タイムスロットと第2タイムスロットの受信信号をビットLLR (Log Likelihood Ratio)合成して復調する。BSの送信アンテナ数を増やせば、BSーユーザ間の直接リンクにおいて各ユーザの受信利得が増加するが、今年度は特にこの送信アンテナ数増加とリレー局設置の効果の関係を検討した。この結果、BSの送信アンテナ数が少ない場合は、リレー局の設置効果があるが、送信アンテナ数が多い場合は、リレーを用いても用いなくてもBER特性はあまり変わらないことが判った。これは、BSの送信アンテナ数が増加するにつれ、BSとユーザ間の直接リンクの伝送品質が改善され、最終的にリレーとユーザ間リンクの品質よりも良くなるためと考えられる。したがってリレー局はその設置効果が出る状況で使用されなければならないと言える。近年,複数ユーザ端末と空間多重MIMO通信が可能なマルチユーザMIMO(MU-MIMO)技術が盛んに検討されている.

下り回線のMU-MIMO通信では,送受信機間の通信路情報(CSI)を送信機と受信機で共有し,ユーザ間干渉(IUI)が予め基地局(BS)側で取り除かれ,ユーザ端末ではIUIの影響無く受信できる.基地局の送信アンテナ数を増やすことによって,下り回線の通信路品質を任意に向上させることができる.MU-MIMO方式には,線形方式と非線形方式があるが,線形方式の方が設計や構成がより容易と考えられる.本研究では,BD(Block Diagonalization)+固有モード(Eigen mode)伝送を用いる線形プリコーディングMU-MIMO方式において,BD +固有モード伝送MU-MIMO下り回線方式を研究した.この方式を,基地局とRoF(Radio over Fiber)を用いて繋いだ複数のRRH(Remote Radio Head)を利用する分散アンテナシステム(DAS)に適用し,通信品質の改善効果を示した.そして,分散送信アンテナ配置のユーザ通信品質が,集中送信アンテナ配置のユーザ通信品質より格段に優れていることを示した.また,再生中継器(DFリレー)を用いたMU-MIMOのカバーレッジの拡大効果についても研究を行った.また,FSK(Frequency Shift Keying)信号は,定包絡線を有し,電力効率の高い非線形増幅器の使用が可能であり,センサーネットワーク等の上り回線で使用される端末無線機器の通信方式として有用と考えられる.本研究では,Zadoff-Chu系列を用いたFSKやGFSK(Gaussian filtered FSK)の伝送帯域幅におけるチャネル測定と,得られたチャネル測定結果を用いて受信レプリカを用意する最尤判定方式の研究を行った.次世代無線通信には、高速性(ビット/秒)、低遅延性(msec)、高密度性(台数/平方km)が求められる。これらを向上させるには、広い伝送帯域幅(MHz)が必要となり、ミリ波帯等のより高い周波数帯が必要になる。しかし高い周波数は距離減衰が大きくなるため、送信アンテナの鋭いビームフォーミング等により減衰を抑える必要がある。このために大規模MIMO(Massive MIMO)と呼ばれる多数のアンテナ素子を備えたアンテナ技術、多数の送信信号に対する時空間符号化技術、また電波を増幅してカバーレッジを拡げるリレー伝送技術の融合が必要で、この研究を行った。また定包絡線を有するMIMO FSKの研究も行った。これまでの研究では,送信側における誤り訂正符号化が入っていなかったため,今後の研究の推進方向として,LDPC符号などの高性能誤り訂正符号化を用いた大規模MU-MIMOダウン