hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ノックアウトマウスを用いた基本転写伸長因子の生理機能の解明

NELFはRNAポリメラーゼIIによる転写伸長を抑制することが知られる唯一の因子である.NELFの個体レベルでの機能を明らかにするため,NELFの4つのサブユニットのうち2つの遺伝子を破壊したマウスを作製した.NELF-E欠損マウスは一見正常に誕生し生育した.一方,NELF-A欠損マウスはE10.5以前で耐性致死となった.よく調べたところ,NELF-E欠損マウスはNELF-EのC末端側の約2/3を欠損したトランケート型タンパク質を発現していた.このC末端部分には,機能的に重要と考えていたRNA結合ドメインRRMが含まれる.NELF-Eの欠損がnullでないため断定はできないものの,以上の結果は,個体レベルでの生存に関してNELFの2つのサブユニットが対照的な要求性を示すという予想外の可能性を示した.NELF-A欠損マウスについて詳しく調べたところ,E8.5の段階で-/-変異体がメンデル律に則って見つかった.ただし,それらは一見するとE6.5に相当するような小さな胚(あるいは吸収途中と思われる残骸組織)であり,組織学的解析もそれを裏付けた.in situハイブリダイゼーションの結果によれば,NELF-Aは少なくともE8.5以降の段階で様々な組織に発現していた.以上の結果はNELFの要求性が極めて発生段階特異的に現れることを示しており,大変興味深い.そもそもNELFは転写を普遍的に制御する因子として我々が同定した.初期発生の過程で転写は2細胞期から始まっているわけだが,NELF-Aがなくても着床(E4.5)まで問題なく進み,E6.5あたりで突如として発達遅滞が引き起こされるという今回の結果は,我々にとって意外であり,NELFの遺伝子特異的な働きを明確に示すものと考えている.転写伸長因子NELFは4種類のサブユニット(A, B, C/D, E)からなるタンパク質複合体である.申請時,NELF-E遺伝子がホモで破壊されたと考えられるマウスが一見正常に発育することを予備的結果として報告した.しかしその後のウェスタンブロッティングやRACE-PCRの結果,NELF-EのC末端側を大きく欠損した変異タンパク質が発現しており,この系統は完全なヌルミュータントではないことが判明した.これと平行してNELF-A遺伝子のノックアウトも行なった.こちらは第1エキソンを破壊したので,ヌルミュータントを生じると考えられる.NELF-A^<+/->マウスは一見正常に発育した.ヘテロ同士の交配を何度か行なったが,ホモ体は現在まで得られていない.統計的にはまだ不十分だが,NELF-A^<-/->マウスは発生のかなり早い段階(着床前後)で胎性致死となっている可能性がある.NELFの各サブユニットがNELF複合体のコンテクストでのみ働いていることは,多数の証拠により支持されている.NELF-EマウスとNELF-Aマウスの表現型が著しく異なるとすれば,2つの可能性が考えられる.(1)NELFの機能における各サブユニットの要求性が基本的に異なっているのか,(2)アリールの強弱の違いを反映しているのか,である.NELF-EマウスのNELF-E欠損部分にはRNA結合ドメインが含まれている.以前に行なったin vitroの解析から,このドメインはNELFによる転写制御に重要であることが示唆されている.一方,NELF-EはN末端側を介して残りのサブユニットと結合するので,この欠損変異体においてNELF複合体の全一性は保たれていると予想される.このように,期せずしてNELFの生化学的機能を部分欠損した興味深い系統を得ることができた.NELF-Aのヌルミュータントとあわせて今後解析していきたい.NELFはRNAポリメラーゼIIによる転写伸長を抑制することが知られる唯一の因子である.NELFの個体レベルでの機能を明らかにするため,NELFの4つのサブユニットのうち2つの遺伝子を破壊したマウスを作製した.NELF-E欠損マウスは一見正常に誕生し生育した.一方,NELF-A欠損マウスはE10.5以前で耐性致死となった.よく調べたところ,NELF-E欠損マウスはNELF-EのC末端側の約2/3を欠損したトランケート型タンパク質を発現していた.このC末端部分には,機能的に重要と考えていたRNA結合ドメインRRMが含まれる.NELF-Eの欠損がnullでないため断定はできないものの,以上の結果は,個体レベルでの生存に関してNELFの2つのサブユニットが対照的な要求性を示すという予想外の可能性を示した.NELF-A欠損マウスについて詳しく調べたところ,E8.5の段階で-/-変異体がメンデル律に則って見つかった.ただし,それらは一見するとE6.5に相当するような小さな胚(あるいは吸収途中と思われる残骸組織)であり,組織学的解析もそれを裏付けた.in situハイブリダイゼーションの結果によれば,NELF-Aは少なくともE8.5以降の段階で様々な組織に発現していた.以上の結果はNELFの要求性が極めて発生段階特異的に現れることを示しており,大変興味深い.そもそもNELFは転写を普遍的に制御する因子として我々が同定した.初期発生の過程で転写は2細胞期から始まっているわけだが,NELF-Aがなくても着床(E4.5)まで問題なく進み,E6.5あたりで突如として発達遅滞が引き起こされるという今回の結果は,我々にとって意外であり,NELFの遺伝子特異的な働きを明確に示すものと考えている.
炭素資源循環型カルボニル化法の開発

本研究では、カルボニル化合物(C=O)合成における新規カルボニル源として働きうる、取り扱い容易で入手容易な炭素資源の探索を行った.その結果、ロジウム触媒の作用の下で、二酸化炭素の還元体であるギ酸や植物由来の糖類が、あたかも一酸化炭素のように振るまい、カルボニル化反応におけるカルボニル源として利用できることを新たに見出した.この成果により、これら炭素資源の従来にはない化学変換法を提供できた.本研究では、カルボニル化合物(C=O)合成における新規カルボニル源として働きうる、取り扱い容易で入手容易な炭素資源の探索を行った.その結果、ロジウム触媒の作用の下で、二酸化炭素の還元体であるギ酸や植物由来の糖類が、あたかも一酸化炭素のように振るまい、カルボニル化反応におけるカルボニル源として利用できることを新たに見出した.この成果により、これら炭素資源の従来にはない化学変換法を提供できた.本研究では,地球温暖化要因物質の一つで不要な炭素化合物と認識されている二酸化炭素(CO_2)を重要な炭素資源として取り上げ,CO_2の有用物質への新規化学変換法を開発することを目的とした.具体的には,二酸化炭素の還元体であるギ酸を一酸化炭素の代替試薬として利用する非一酸化炭素型カルボニル化法の開発から着手し,ギ酸の製造プロセスを模倣した条件下,すなわち還元条件下で二酸化炭素を利用した非一酸化炭素型カルボニル化法を開発する,ことを目指した.1.今年度の検討より,炭素-炭素三重結合と二重結合を併せ持つエンイン類とギ酸を,ロジウム触媒存在下で反応させると,環状ケトン類が得られることを見出した.この化学変換では,ギ酸はあたかも一酸化炭素のように振るまい,非一酸化炭素型環化カルボニル化が進行した.2.上記の課題1と並行して,二酸化炭素そのものをカルボニル基供給源として利用する技術の開発も検討した.還元条件下において,1.で用いたエンイン類と二酸化炭素との反応を検討した.その結果,ロジウムホスフィン錯体を触媒として用いることにより,エンイン類の環化カルボニル化が進行した.すなわち,還元条件と触媒を選択することにより,二酸化炭素を一酸化炭素と同等に利用でき,非一酸化炭素型のカルボニル化を実施できることを明らかとした.今年度得られた上記1.および2.の結果により,二酸化炭素およびその誘導化合物を炭素資源として利用できることを実証できた.反応効率の向上を今後の検討課題とする.本研究では、二酸化炭素や植物由来の糖類を有望な未利用炭素資源として取り上げ、それらの有用物質への新規化学変換法を開発することを目的とした。具体的には、二酸化炭素の還元体であるギ酸を一酸化炭素の代替試薬として利用する非一酸化炭素型カルボニル化法の開発に重点を置き、ギ酸の製造プロセスを模倣した還元条件下で二酸化炭素を利用した非一酸化炭素型カルボニル化法を開発する、ことを目指した。1.今年度わ検討より、炭素一炭素三重結合と二重結合を併せ持つエンイン類とギ酸を、ロジウム触媒存在下で反応させると、環状ケトン類が得られることを見出した。この化学変換では、ギ酸はあたかも一酸化炭素のように振るまい、非一酸化炭素型環化カルボニル化が進行した。2.上記の課題1と並行して,植物由来の糖類をカルボニル基供給源として利用する非一酸化炭素型カルボニル化法の開発も検討した。検討1で用いたエンイン類と、代表的な糖類であるグルコースとの反応を検討した。その結果、ロジウムホスフィン錯体を触媒として用いることにより、エンイン類の環化カルボニル化が進行した。すなわち、グルコースを一酸化炭素と同等に利用でき、非一酸化炭素型のカルボニル化を実施できることを明らかとした。今年度得られた上記1および2の結果より、二酸化炭素誘導化合物を炭素資源として利用できることを実証できた。また、植物由来の炭素資源である糖類の、従来にはない合成化学的な利用方法を提供することができた。
自己組織化ナノ構造磁性体-非磁性誘電体複合薄膜の超高感度トンネル磁気抵抗効果

斜めスパッタ法により自己組織化的に形成したナノスケールのうね状構造を有する軟磁性薄膜を用いて、高感度トンネル磁気抵抗効果(TMR)を示す薄膜試料作成とその特性を詳細に調べた。その結果以下の知見を得た。(1)軟磁性高トンネル磁気抵抗効果斜めスパッタ法で形成したNiFeパーマロイ薄膜上にCoSmO系グラニュラー薄膜を形成し、そのTMR特性を調べた。その結果、100e程度の磁場印加で4%に達するTMR特性が得られた。この結果は、GIG構造に類似の機能によってグラニュラー薄膜内に強いバイアス磁場が印加されているものと解釈された。(2)斜めスパッタ膜構造の制御最適な斜めスパッタ膜構造の決定と制御を目的として、Fe、Ni、NiFe、Coなどの起用種々の強磁性薄膜について膜構造と特性を詳細に調べた。斜めスパッタにより形成される磁気異方性の大きさと方向は、磁性金属元素に依存して大幅に変化することを見出した。現時点でその原因解明には至っていないが、Fe、Ni、NiFe間には明快な相関が見られた。現在より詳細な検討を行っている。(3)誘電体薄膜を用いたTMR試料斜めスパッタ下地層にNiFe薄膜を用い、上部層としてSiO_2やTa_2O_5などの薄い誘電体層を形成した薄膜試料のTMR特性を詳細に調べた。その結果、ナノスケールのうね状構造をもたないNiFe下地層を用いた場合に比べMR値が大きくなることを見出した。しかし当初期待された数%以上のTMR特性を得るには至っていない。この原因は、(2)で指摘したように、斜めスパッタによるうね状構造制御の難しさにあり、試料ごとに膜構造がばらつくために系統性のあるデータが得られていないことにある。これらの結果を踏まえ、現在斜めスパッタ法による膜構造制御と、電子線描画によりナノスケールうね状構造を導入した下地層を用いた試料の特性解明を急いでいる。斜めスパッタ法で形成されるナノスケール磁性構造体の形成条件、磁気特性の解明を試みた。マグネトロンスパッタ法を用いた斜めスパッタリングにより形成されるFeNi薄膜は、高さ・間隔とも概ね10nm程度の構造を自己組織化的に形成するが、その再現性向上と構造誘起の一軸磁気異方性との関係を探求した。その結果、Fe、Ni、Co、FeNi合金等、磁性薄膜の種類により誘導される異方性が大きく変化することを見出した。XRDによる結晶構造解析から、各々の薄膜試料の配向状態が試料によって大きく異なり、結晶磁気異方性と形状効果による磁気異方性との関係でナノスケール構造体の磁気異方性が決定されることを見出した。現在より定量的な検討を進めている。斜めスパッタFeNi薄膜を下地層とするCo-Sm-Oグラニュラー薄膜のトンネル磁気抵抗効果(TMR)を調べたところ、グラニュラー膜の下地層に上述のナノスケール磁性体を用いることで、約200倍に達するTMR磁場感度向上に成功した。現在、これらの知見を踏まえ、RFイオンビームスパッタリングによるナノスケール磁性体の形成、並びに非磁性体との組み合わせによる高感度TMR試料の作製を試みている。(1)軟磁性高トンネル

磁気抵抗効果斜めスパッタ法で形成したNiFeパーマロイ薄膜上にCoSmO系グラニュラー薄膜を形成し、そのTMR特性を調べた。その結果、100e程度の磁場印加で4%に達するTMR特性が得られた。この結果は、GIG構造に類似の機能によってグラニュラー薄膜内に強いバイアス磁場が印加されているものと解釈された。(2)斜めスパッタ膜構造の制御最適な斜めスパッタ膜構造の決定と制御を目的として、Fe、Ni、NiFe、Coなどの起用種々の強磁性薄膜について膜構造と特性を詳細に調べた。斜めスパッタにより形成される磁気異方性の大きさと方向は、磁性金属元素に依存して大幅に変化することを見出した。現時点でその原因解明には至っていないが、Fe、Ni、NiFe間には明快な相関が見られた。現在より詳細な検討を行っている。(3)誘電体薄膜を用いたTMR試料斜めスパッタ下地層にNiFe薄膜を用い、上部層としてSiO_2やTa_2O_5などの薄い誘電体層を形成した薄膜試料のTMR特性を詳細に調べた。その結果、ナノスケールのうね状構造をもたないNiFe下地層を用いた場合に比べMR値が大きくなることを見出した。しかし当初期待された数%以上のTMR特性を得るには至っていない。この原因は、(2)で指摘したように、斜めスパッタによるうね状構造制御の難しさにあり、試料ごとに膜構造がばらつくために系統性のあるデータが得られていないことにある。これらの結果を踏まえ、現在斜めスパッタ法による膜構造制御と、電子線描画によりナノスケールうね状構造を導入した下地層を用いた試料の特性解明を急いでいる。
体重移動による姿勢制御メカニズムに基づく機能的バランストレーニングの開発

歩行などに代表される日常生活動作においてバランスを保つには,体重を適切に移動することで重心を安定に制御することが必要となる.このような姿勢制御が要求される動作において,高齢者は効果的な体重移動が出来ず転倒に至る.具体的には,股関節外転筋の筋力低下により,高齢者は身体左右方向にアクティブに体重移動し姿勢を安定に制御する能力が低下していると考えられる.そこで2018年度は,身体左右方向に体重移動する課題を実施中の被験者に,異なる体重移動のタイミングで身体前方/側方へステップする事を要求する実験系を確立し,左右脚の荷重状態がその後のステップ応答に及ぼす影響を調べた.実験では,左右の脚に交互に体重をかける課題を実施する若年者に,異なる左右脚の荷重状態のタイミングで身体前後および側方への選択反応ステップ動作の指示を与えた.体重移動はメトロノームのリズムに合わせて実施するように指示し,ステップの方向指示は被験者前方に設置したLEDにより与えた.実験中の被験者の身体位置座標と床反力を,光学式3次元モーションキャプチャーシステムとフォースプレートにより取得した.得られたデータから,足部離地時間,ステップ時間,ステップ速度をステップ応答の評価指標として算出し,体重移動を実施しない静止立位条件と比較することで,異なる左右脚の荷重状態がその後のステップ応答に及ぼす影響を調べた.その結果,体重移動条件のステップ応答は静止立位条件と比較して大きく変化する事はなく,異なる左右脚の荷重条件間においても顕著な差は見られなかった.健常な若年者においては身体左右方向にアクティブに体重移動し姿勢を制御する能力に低下が見られないことに加えて,ステップ応答に被験者間でばらつきが大きい事と,体重移動の一周期が一定で,個々人の視覚刺激に対する反応時間に応じてコントロールされていなかったこともその要因として示唆された.本年度は,身体左右方向の体重移動が,その後のステップ応答に及ぼす影響を若年者において調べた.実験では,FPGAモジュールが搭載された計測用ハードウェアを使用する事で,被験者の身体の運動状態に応じた,時間に確定的なイベントコントロールを可能にした.具体的には,被験者が地面に加える力のモニタリングにより左右脚の荷重状態をリアルタイムに検出し,それに応じて時間に確定的に視覚刺激を提示できる実験環境を確立した.当初の予定とは異なり,研究代表者の年度途中の所属変更およびそれに伴う実験環境の変更が生じたため,実験系のセットアップには時間を要したが,本年度の予定であった実験環境の確立と予備実験の実施は達成できており,研究は概ね計画通りに進んでいる.当初の計画に沿って,体重移動による姿勢制御の加齢変化メカニズムを明らかにする研究を継続する.具体的には,筋力の低下した高齢者にとって,どのような下肢の荷重状態においてバランスを回復するのが最も困難となるのかを検討する.なお,本年度の若年者を対象とした実験において,体重移動課題の一周期が一定であったことが,実験結果に当初期待された差が見られなかったことの一因である可能性があるため,2019年度の実験では,個々人の視覚刺激に対する反応時間に応じて体重移動の周期を調整する.歩行などに代表される日常生活動作においてバランスを保つには,体重を適切に移動することで重心を安定に制御することが必要となる.このような姿勢制御が要求される動作において,高齢者は効果的な体重移動が出来ず転倒に至る.具体的には,股関節外転筋の筋力低下により,高齢者は身体左右方向にアクティブに体重移動し姿勢を安定に制御する能力が低下していると考えられる.そこで2018年度は,身体左右方向に体重移動する課題を実施中の被験者に,異なる体重移動のタイミングで身体前方/側方へステップする事を要求する実験系を確立し,左右脚の荷重状態がその後のステップ応答に及ぼす影響を調べた.実験では,左右の脚に交互に体重をかける課題を実施する若年者に,異なる左右脚の荷重状態のタイミングで身体前後および側方への選択反応ステップ動作の指示を与えた.体重移動はメトロノームのリズムに合わせて実施するように指示し,ステップの方向指示は被験者前方に設置したLEDにより与えた.実験中の被験者の身体位置座標と床反力を,光学式3次元モーションキャプチャーシステムとフォースプレートにより取得した.得られたデータから,足部離地時間,ステップ時間,ステップ速度をステップ応答の評価指標として算出し,体重移動を実施しない静止立位条件と比較することで,異なる左右脚の荷重状態がその後のステップ応答に及ぼす影響を調べた.その結果,体重移動条件のステップ応答は静止立位条件と比較して大きく変化する事はなく,異なる左右脚の荷重条件間においても顕著な差は見られなかった.健常な若年者においては身体左右方向にアクティブに体重移動し姿勢を制御する能力に低下が見られないことに加えて,ステップ応答に被験者間でばらつきが大きい事と,体重移動の一周期が一定で,個々人の視覚刺激に対する反応時間に応じてコントロールされていなかったこともその要因として示唆された.本年度は,身体左右方向の体重移動が,その後のステップ応答に及ぼす影響を若年者において調べた.実験では,FPGAモジュールが搭載された計測用ハードウェアを使用する事で,被験者の身体の運動状態に応じた,時間に確定的なイベントコントロールを可能にした.

具体的には,被験者が地面に加える力のモニタリングにより左右脚の荷重状態をリアルタイムに検出し,それに応じて時間に確定的に視覚刺激を提示できる実験環境を確立した.当初の予定とは異なり,研究代表者の年度途中の所属変更およびそれに伴う実験環境の変更が生じたため,実験系のセットアップには時間を要したが,本年度の予定であった実験環境の確立と予備実験の実施は達成できており,研究は概ね計画通りに進んでいる.当初の計画に沿って,体重移動による姿勢制御の加齢変化メカニズムを明らかにする研究を継続する.具体的には,筋力の低下した高齢者にとって,どのような下肢の荷重状態においてバランスを回復するのが最も困難となるのかを検討する.なお,本年度の若年者を対象とした実験において,体重移動課題の一周期が一定であったことが,実験結果に当初期待された差が見られなかったことの一因である可能性があるため,2019年度の実験では,個々人の視覚刺激に対する反応時間に応じて体重移動の周期を調整する.
末梢動脈疾患における新規動脈硬化マーカーの確立

本研究は、活性化マクロファージ(Mφ)に特異的に発現する葉酸レセプターβ(FRβ)に関連した血清可溶性FRβ濃度測定を、PADの重症度診断、合併症有病率の評価や予後予測因子として応用することを目的とし、可溶性FRβ血中濃度測定のPAD重症度診断における臨床的意義の検討を行った。しかし、PAD患者より採取した血清と、PADを有さない対象群から得た血清各々において可溶性FRβを測定したところ、PAD群で高値の傾向を示したものの有意差を得られなかった。これは変動が大きく、また検体数が現時点において予定より少なかったことが影響したと考察している。本研究は2年間の研究機関において、末梢動脈疾患(Peripheral Arterial Disease:PAD)のより正確な診断、重症度評価および予後推定の評価方法の確立を目的とする。本目的のために、活性化マクロファージ(Mφ)に特異的に発現する葉酸レセプターβ(FRβ)に関連した血清可溶性FRβ濃度測定を用いて、PADの重症度診断、合併症有病率の評価や予後予測を行い、有用なマーカーとなりえることを証明することである。さらに、血清高感度CRP、MDA-LDL、可溶性LOX-1といった従来動脈硬化における採血マーカーとして活用されている3項目についても評価を行っていく。また、Fontaine分類、Rutherford分類によるPADの重症度評価を行い、カテーテルを用いた下肢動脈造影検査における下肢動脈内狭窄病変の有無および狭窄度の評価や胸部レントゲン、心電図、採血(BNP、pro-BNP、総胆汁酸、白血球数、白血球分画、赤血球数、ヘモグロビン、ヘマトクリット、血小板数、AST、ALT、ALP、γ-GTP、BUN、Cre、尿酸、LDH、CPK、LDLコレステロール、HDLコレステロール、トリグリセリド、血糖、HbA1c、PT-INR、APTT、D-ダイマー)、経胸壁心エコーにおける左室壁運動、左室駆出率、左室収縮・拡張能、大動脈弁・僧帽弁・三尖弁・肺動脈弁の可動性及び逆流評価、頸動脈エコーによる頸動脈内膜肥厚の有無および実測値、頸動脈狭窄の程度の評価、心筋シンチや冠動脈造影CTもしくはカテーテルによる冠動脈造影検査と外科的内膜剥離術にて得られた組織サンプルを使用した、Drp1およびFRβの免疫組織化学染色も評価する。現在、症例を集めており、近日中に目標人数に達成する見込みである。また、各症例から得られた血液サンプルの血清分離を漸次施行し、目標症例数に達成した時点で、一斉に葉酸レセプターベータ(FRβ)やMDA, sLOX1をELISAで測定する。老化(高齢)は動脈硬化を基盤とした心血管疾患発生の独立した危険因子である。近年、高齢化に伴い末梢動脈疾患(PAD)患者が増加しており、また本疾患の生命予後が極めて不良であることが指摘されていることから、PADのより正確な診断および評価方法の確立が重要視されている。本研究は、活性化マクロファージ(Mφ)に特異的に発現する葉酸レセプターβ(FRβ)に関連した血清可溶性FRβ濃度測定を、PADの重症度診断、合併症有病率の評価や予後予測因子として応用することを目的とし、以下の3点を検討した。(1)可溶性FRβ血中濃度測定のPAD重症度診断における臨床的意義の検討。PAD患者より採取した血清と、PADを有さない対象群から得た血清各々において可溶性FRβを測定したところ、PAD群で高値の傾向を示したものの有意差を得られなかった。(2)可溶性FRβ血中濃度測定のPAD患者における心・脳血管疾患合併症評価としての臨床的意義の検討。PADのみ有している患者数が少なく、多くのPAD症例が心・脳血管疾患合併を有していたことから、合併症あり・なしの両群間比較検討が施行できなかった。(3)可溶性FRβ血中濃度測定のPADにおける予後予測因子としての臨床的意義の検討。この件に関しては、現在PAD症例を継続的に集めているところであり、平行して本検討も継続していく予定である。(1)可溶性FRβ血中濃度測定のPAD重症度診断における臨床的意義の検討(2)可溶性FRβ血中濃度測定のPAD患者における心・脳血管疾患合併症評価としての臨床的意義の検討(3)可溶性FRβ血中濃度測定のPADにおける予後予測因子としての臨床的意義の検討を測定項目を利用しながら進めていく予定である29年度が最終年度であるため、記入しない。動脈硬化29年度が最終年度であるため、記入しない。
コンピュ-タ不安検査と情緒的リテラシ-形成のための教材の開発研究 ー不安感の発達的な変化と不安低減教育の方略ー

研究計画に基づき,1)コンピュ-タ不安を発達的に測定する尺度を構成するための基礎デ-タを収集し,2)コンピュ-タ不安の低減をはかる教材開発のための準備を行った。1)発達的研究のための基礎デ-タを得るために,大学生と中学生に対して3種類の質問紙調査を実施した。調査1(コンピュ-タ不安尺度):成人用のコンピュ-タ不安検査を大学生にはそのまま用い,中学生には表記等を調整したものを用いた。調査2(コンピュ-タ経験調査):コンピュ-タに対する経験や,キ-ボ-ド/ワ-プロ/プログラミングをどの程度習得しているか,コンピュ-タの各種操作についてどれくらい自信があるかについての質問からなる調査.調査3(コンピュ-タイメ-ジ調査):人間の情緒的な反応を表す32の言葉のそれぞれについて,コンピュ-タを利用しているときに,どれぐらい強くその感情をもつかを4段階で評定させる質問紙.イメ-ジ表現語は不安緊張などにとらわれず広く人間の感情全般に渡るようにした.調査対象は大学生が825名,中学生が976名であった.。調査結果から,中学生よりも大学生の方がコンピュ-タに対する不安が全体的に高く,コンピュ-タに対するイメ-ジの上でも,負のイメ-ジを多く持っていることが明かとなった。2)教材開発のための準備として,開発のために必要な設備を整えると共に,開発用ソフトウェアについても技術的な目処を立てた.モデリング理論に基づいてビデオを作成し,ビデオデッキをパソコン上のハイパ-テキストから制御する形でハイパ-メディア教材として仕上げる予定であり,とりあえず本年度はパソコンの基本的な使い方についてビデオ教材を作成し,パソコンで制御できる様にした.研究計画に基づき,1)コンピュ-タ不安を発達的に測定する尺度を構成するための基礎デ-タを収集し,2)コンピュ-タ不安の低減をはかる教材開発のための準備を行った。2)教材開発のための準備として,開発のために必要な設備を整えると共に,開発用ソフトウェアについても技術的な目処を立てた.モデリング理論に基づいてビデオを作成し,ビデオデッキをパソコン上のハイパ-テキストから制御する形でハイパ-メディア教材として仕上げる予定であり,とりあえず本年度はパソコンの基本的な使い方についてビデオ教材を作成し,パソコンで制御できる様にした.
核小体ストレスによるユビキチン様タンパク質MNSFβの脱凝集化と細胞増殖制御

当研究室で発見したユビキチン類似タンパク質であるMNSFβは、多様な生物活性を示し、様々な生命現象に関与する。例えばMNSFβは標的タンパク質であるBcl-Gとイソペプチド結合して、アポトーシスやファゴサイトーシスを制御する。MNSFβは非常に凝集性が高く、リコンビナント型でさえ容易に活性を失う。昨年度は、MNSFβの脱凝集化に寄与する分子シャペロンHSPA8を同定し、核小体ストレス応答における重要な役割を明らかにした。本年度は、新たに分子シャペロンHSC60を同定し、その作用機序について検討した。本来、HSP60はミトコンドリア内でタンパク質の折り畳みに働くが、細胞質内にも存在することを、マクロファージ系細胞株Raw264.7を用いて明らかにした。そして、核小体ストレスなどの刺激により、その発現が増大することを確認した。HSP60 siRNA処理により、MNSFβsiRNAのアポトーシス抑制効果が中和されたことから、HSP60はMNSFβの生理活性を負に調節すると考えられる。研究計画に沿って順調に遂行し、概ね結果を伴っている。特に、凝集性が高いMNSFβの安定化に働く分子シャペロンHSP60を新たに発見し、核小体ストレス応答における機能を検証できた。加えて、MNSFβによる細胞増殖制御についても一部、明らかにした。1MNSFβの核小体局在と脱凝集化を伴う細胞質移行の意義をさらに詳細に検討する。2MNSFβ遺伝子(fau)は、ユビキチン様タンパク質(MNSFβ)とリボゾームタンパク質S30との融合遺伝子であり、後者の機能について明らかにする。3核小体ストレに応答したMNSFβによる細胞増殖調節機序を解明する。MNSFβは当研究室で発見した多様な生物活性を有するユビキチン様タンパク質である。マクロファージ細胞株RAW264.7において、最近明らかにしたMNSFβパートナータンパク質である分子シャペロンHSPA8をsiRNAノックダウンすると、MNSFβの発現量が有意に減少し、逆に過剰発現で増加することを抗MNSFβ抗体によるウェスタンブロットにより確認した。MNSFβは非常に凝集性の高いタンパク質である。そこで、HSPA8によるMNSFβの脱凝集化についてタンパク質凝集検出試薬ProteoStatを用いて検討した。GST-MNSFβ融合タンパク質をトロンビンで切断すると、MNSFβは凝集体を形成するが、HSPA8およびATP存在下ではその凝集が抑制されることを明らかにした。MNSFβ-GFP融合タンパク質を用いてHeLa細胞における細胞内局在を解析し、MNSFβは主に核小体に局在することを共焦点レーザー顕微鏡により観察した。アクチノマイシンDまたは栄養飢餓によるストレス誘導により、MNSFβの局在が核小体から細胞質へ移行した。さらに、核小体ストレス誘導時(栄養飢餓状態)でのMNSFβノックダウンによりがん抑制遺伝子産物であるp53の発現が上昇した。核小体ストレス応答では、p53の安定化により細胞増殖が停止することが報告されており、以上の結果から、MNSFβは核小体ストレス応答を介した細胞増殖を制御することが示唆された。研究計画に従って遂行し、概ね結果を伴っている。具体的には、これまで困難であったMNSFβの凝集性を回避するシステムを分子シャペロンHSP8を活用して構築できた。そして、栄養飢餓やアクチノマイシン刺激による核小体ストレスにより、MNSFβの局在が変化することを共焦点レーザー顕微鏡により確認し、細胞増殖制御の観点からp53との関連性を明らかにした。2核小体ストレス時のMNSFβ標的タンパク質の同定3栄養飢餓(グルコース飢餓等)による核小体ストレス誘導5腹腔マクロファージを使用した基礎検討1MNSFβの核小体局在と脱凝集化を伴う細胞質移行の意義をさらに詳細に検討する。

計画通りに研究を進めたところ、予想外の新しい標的タンパク質を発見した。本知見を有効活用するために予備実験を遂行することとし、本年度に計画していた実験の一部(特異抗体を利用したタンパク質化学実験)を次年度に実施することとした。この計画変更により一層有益な研究成果を達成できると期待できる。計画通りに研究を進めたところ、新しい標的タンパク質分子シャペロンHSP60を発見した。この成果を本来の研究計画に沿って有効に活用するため、本年度計画の一部(siRNA干渉実験およびタンパ質化学実験)を次年度に実施することとした。この計画変更により、一層有益な研究成果を達成できると期待される。
膜結合性コハク酸ユビキノン酸化還元酵素複合体のX線結晶解析

大腸菌ComplexIIはファーメンター培養した大腸菌の内膜から、回虫ComplexIIは回虫筋肉ミトコンドリアから界面活性剤で可溶化しイオン交換クロマトグラフィーで精製した。結晶化は精製したComplexIIの膜貫通部を覆っている界面活性剤を結晶化に適した界面活性剤に置換し、ポリエチレングリコールを沈澱剤に使って透析法で行った。X線回折実験はSPring8で行った。大腸菌と回虫のComplexII結晶はともに3Å程度の分解能を示すが、液体窒素による凍結下でもX線照射による放射線損傷が認められ、データ測定の過程で分解能が著しく低下していった。そこで損傷を受けた結晶を新しい結晶に交換しながら、大腸菌ComplexIIについては約3000枚、回虫ComplexIIについては約4000枚の回折パターンをイメージングプレートを使って記録した。これらのイメージの中から放射線損傷の少ないものを選びだし、データ処理プログラムHKL2000で回折強度データに変換し、回虫のComplexIIについては3Åの分解能回折強度データを得た。このデータをもとに微生物由来のComplexIIの立体構造をモデルとして分子置換法を適用したところ解が得られたので、立体構造の精密化に着手した。しかし、モデル構造と回虫ComplexIIとはアミノ酸配列の相同性(30%程度)の低さから予想されるように、大きく構造の異なる部分があり、そこでは電子密度図へのフィッティングが困難である。そこで、重原子同形置換法で求めた電子密度図を利用して構造解析・精密化を進めるために重原子誘導体結晶を調整し、回折強度データを測定した。現在、これらのデータをもとに構造解析を進めている。一方、ウシ心筋ミトコンドリア由来のComplexIIについても精製・結晶化を試みたところ、十分に精製されたサンプルではなかったが結晶が得られた。しかし、回折をほとんど示さなかっためで精製法や結晶化条件の最適化を行っている。
近接場プローブを用いたミリ波ESRイメージング装置の開発

活性酸素種(ROS)は高い反応活性を持ち生体組織やDNAに損傷を与える可能性があり、その有害性が生物学や医学の方面から指摘されている。そこで本研究では、ROSの同定と定量化を得意とする電子スピン共鳴(ESR)のスピントラップ法を用い、生体組織のどの部位からどの活性酸素種(ROS)が発生しているかの可視化を可能にする「ESRイメージング装置」の開発を行う。ミリ波と近接場プローブを組み合わせたESRイメージング装置の開発を行っていく事によって、これまでESRイメージングで問題となってきた、水の誘電損失の問題や空間分解能の問題を解決し、生体試料に適したROSイメージング装置の基礎研究を行う。
電源不要の自家発電型センサ端末を用いたワイヤレス監視システムの新規開発

(1)新たな圧電アクチュエータを選定し,実験系に組み込んだ.構造物の大きさ,剛性と圧電アクチュエータの大きさの関係が,発電効率に大きく影響する事を示し,構造物に適した圧電アクチュエータの選定が重要であることを確かめた.(2)以前の計測方法ではパラメータの測定精度が低く,それを基に設計されるカルマンフィルタやLQRの性能を低下させていた.[マスの質量増減による固有振動数の変化を用いたマス質量測定]や「圧電素子のキャパシタンス増減による圧電係数の変化を用いた圧電キャパシタンス測定」の実験を提案,実行し,より高精度な物理パラメータを求めた.これにより,2自由度振動系に対する発電システムの制御がより正確かつ安定に行えるようになった.(3)昨年度使用していたルネサス社製のマイコン78K0Rを同社製RL78シリーズへと変更し,システムの内部消費を削減することで発電量の向上に努めた.マイコンを変更するにあたり,開発環境の整備,および書き込むプログラム文の整理を行い,さらなる開発・改良の基盤を作った.(4)昨年度までの発電システムでは構造物の限定された位置に圧電センサの貼付が必要であり,かつセンサからコントローラであるマイコンまでの配線が障害になる上にノイズ混入の原因となっていた.そこで,発電に用いている圧電トランスデューサの電圧を計測することで構造物の状態を推定できないかと考えた.この課題に対し,状態推定器としている線形カルマフィルタを拡張し,かつ複数を切り替え使用することで,非線形の圧電電圧波形からモード変位,モード速度,蓄積電荷の3つを推定する手法を提案した.本手法は,昨年度より我々が提案する「状態量のモード分離推定とモード状態量に基づく最適制御による効率的振動発電」の革新であり,圧電センサのないコンパクトな回路でありながら,従来の機能を実現するものである.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。一自由度のバネマス振動系(第一振動実験系)を対象とし,デジタル制御ハーベスタを構成した.電気回路のスイッチングによるハーベスティング性能向上手法を実現するため,詳細な回路図の設計と製作を行った.本研究の主眼となるデジタルプロセッサを用いた「構造状態推定」と「スイッチ制御」の構築を行った.構造物の物理挙動と回路の電気挙動を同時に解析するハーベスティングシステム全体の数値シミュレーションプログラムを作製した.状態推定にはカルマンフィルタを用いることで,ノイズに強い状態観測を可能とした.センサによる直接の計測が困難な速度や加振力などの状態量を推定することで,本研究の目的である構造の健全性診断に対して,有益な情報が得られる.スイッチ制御には,アクティブ振動制御の速度フィードバック制御を元にしたオンオフ制御則を構築し適用した.数値シミュレーションにおいて,カルマンフィルタおよびスイッチ制御則に用いるフィードバックゲインの十分な設計を行った後,その設計ゲインを用いたプロセッサ駆動プログラムを作製し,実際にプロセッサを用いたデジタル制御ハーベスタの実験を行った.作成したプログラムを含む発電システムは,正常に動作し,外部へ電力供給が可能である事を確認した.自然界に存在する,より複雑な振動からの効率的ハーベスティングに向けて,多自由度振動への対応が必要である.そこで,第一振動実験系を二自由度構造物へと変更した.多自由度振動への適応は,電気回路を変更せず,スイッチの制御プログラムを変更する事で行う.複数の振動モードを推定するためカルマンフィルタの次元を拡張し,またスイッチ制御則の規範を速度フィードバック制御から線形二次レギュレータ(LQR)へと置き換えた.実験により,2つの振動モードが混ざり合った振動に対しても,スイッチ式のハーベスティング手法が有効であり,電圧の増幅が行われることを確かめた.本年度は,計画していた「一自由度系でのデジタル制御ハーベスタ構築」,「数値シミュレーションの製作」,「多自由度系への拡張」を十分に達成する事が出来た.また,加えて以下の点で計画以上の成果を得た.(新たな課題の発見)振動エネルギハーベスティングの実験では,加振器を用いて,構造物を強制振動させる.本年度の研究により,構造物に与える振動の加振条件を,振動変位を一定とするのか,加振力を一定とするのかという実験条件の違いが,結果として発電量に与える影響が大きいことが分かった.発電性能の評価の際に,これまでは振動変位を一定とする条件での評価を行ってきたが,加振力が一定である場合についても評価が必要であると考え,スタンダードハーベスタとの比較評価を再度行った.(新手法の提案)構造物に働く加振力が一定であるとした場合に,本手法が用いるスイッチングによる圧電電荷の制御は,振動する構造物に対して振動抑制の効果を示し,これは発電量に対してマイナスの効果を与え得る.そこで,研究員は本手法のスイッチ制御則を変更し,スイッチングの回数を変化させることで,発生電圧増幅というプラスの効果と振動抑制というマイナスの効果のバランスを取る最適制御則を考案し,その発電性能について実験により評価を行った.(実験デバイスのブラッシュアップ)本発電システムは発電量の一部を,回路の制御のために消費し,その見返りとしてより大きな発電量を得る.したがって,電子部品の省エネルギ化が進むほど本システムの優位性は高まる.プロセッサの駆動のためには定電圧源が必要であり,DC/DCコンバータを使用している.以前開発した回路では,2.0V出力のDC/DCコンバータの消費がシステム内の消費電力の大半を占めていた.今回設計した新たな回路では,1.8V出力のDC/DCコンバータを使用しており,大幅な消費電力の削減に成功した.

(1)新たな圧電アクチュエータを選定し,実験系に組み込んだ.構造物の大きさ,剛性と圧電アクチュエータの大きさの関係が,発電効率に大きく影響する事を示し,構造物に適した圧電アクチュエータの選定が重要であることを確かめた.(2)以前の計測方法ではパラメータの測定精度が低く,それを基に設計されるカルマンフィルタやLQRの性能を低下させていた.[マスの質量増減による固有振動数の変化を用いたマス質量測定]や「圧電素子のキャパシタンス増減による圧電係数の変化を用いた圧電キャパシタンス測定」の実験を提案,実行し,より高精度な物理パラメータを求めた.これにより,2自由度振動系に対する発電システムの制御がより正確かつ安定に行えるようになった.(3)昨年度使用していたルネサス社製のマイコン78K0Rを同社製RL78シリーズへと変更し,システムの内部消費を削減することで発電量の向上に努めた.マイコンを変更するにあたり,開発環境の整備,および書き込むプログラム文の整理を行い,さらなる開発・改良の基盤を作った.(4)昨年度までの発電システムでは構造物の限定された位置に圧電センサの貼付が必要であり,かつセンサからコントローラであるマイコンまでの配線が障害になる上にノイズ混入の原因となっていた.そこで,発電に用いている圧電トランスデューサの電圧を計測することで構造物の状態を推定できないかと考えた.この課題に対し,状態推定器としている線形カルマフィルタを拡張し,かつ複数を切り替え使用することで,非線形の圧電電圧波形からモード変位,モード速度,蓄積電荷の3つを推定する手法を提案した.本手法は,昨年度より我々が提案する「状態量のモード分離推定とモード状態量に基づく最適制御による効率的振動発電」の革新であり,圧電センサのないコンパクトな回路でありながら,従来の機能を実現するものである.本年度は,「電源不要の自家発電型センサ端末」の実現に向けて,発電部,すなわちデジタル制御ハーベスタの基礎技術構築と,性能向上を主な課題として取り組んだ.翌年度は,無線センサ端末として機能するよう,無線送信部を組み込んだ形での構築に取り組む.振動エネルギハーベスティングと無線通信の組み合わせとして,限られた通信方式においてデータ量を減らすことで非常に省電力の無線送信機を使用する場合がある.このような手法は,通信システムの構築が難しく,汎用性に乏しい.本研究では,デジタル制御ハーベスタによる比較的大きな発電力とマイクロプロセッサによる高度なデータ処理が可能である.そこで,一般に良く普及している無線通信規格においてデータの転送を行う.これにより,同じ通信規格を使用する様々なデバイスでのデータ受信が可能となり,ワイヤレスネットワークの構築も可能となる.一般に無線通信を行う場合,データを転送する瞬間に大量の電力を必要とする.振動エネルギのような小さなエネルギをもとに,無線送信機を駆動する場合は,一定時間の間隔をおいて,間欠的に動作させる.本システムはマイクロプロセッサを搭載していることから,間欠的な無線通信の間の振動状態を監視,記録し,必要なデータのみを圧縮して送信する事ができる.これにより,一回の送信あたりの通信電力コストを削減する.
プロスタグランジンの腎局所オータコイド作用調節における輸送体の役割の解明

1、ラットを用いたOAT-PGの生理機能解析を実施。OAT-PGの発現レベルには非常に強い性差があり、オスに比べてメスでOAT-PGmRNA発現レベルが非常に低いことを見出し、雌雄間での腎臓内PGE_2代謝機能の差異について検討を行った。研究成果はAmerican Journal of Physiology紙に掲載された。2、OAT-PGノックアウトマウス(OAT-PG^<-/->)を用いた機能解析を実施した。野生型及びOAT-PG^<-/->マウスの単離尿細管を用いた[^3H]標識PGE_2の輸送機能解析では野生型マウスに比べOAT-PG^<-/->マウスの尿細管による[^3H]標識PGE_2の取り込み機能が著しく低下していることを確認した。OAT-PGは腎皮質内におけるPGE_2のクリアランスに強く寄与しており、腎臓の様々な生理機能調節に寄与しうる分子であることを示唆する結果が得られた。3、マクラデンサ細胞からのPGE_2輸送に関わると考えられる新規のPGE_2輸送体についての解析を実施した。in vitroにおけるPGE_2輸送体の機能解析を進めるために、マクラデンサ細胞を入手して解析を行った。以上のように、本研究課題『プロスタグランジンの腎局所オータコイド作用調節における輸送体の役割の解明』の目標達成のための研究成果がまとまりつつあり、今後これらの結果を集積し、ヒトの疾患との関連性などの点に焦点を当てて研究を進めていく。ラットを用いたOAT-PGの機能解析に関する研究成果について学術雑誌へ掲載されたことやOAT-PGノックアウトマウスの解析も終了し、現在論文投稿中であることから初年度の研究目標を達成できたものと考えられる、また海外研究機関において、新たに共同研究者らからの研究材料等の提供を受けて本研究計画を円滑に行うことができていることから、本研究計画は当初の予定通りにほぼ進展していると考えている。共同研究者より譲り受けた培養細胞及び実験動物を用いて詳細な解析を進めていく予定である。特にこれまでの研究計画への変更はなく、現状では大きな問題も見られない。今後、ヒト疾患との関連性を検討していく上ではヒト疾患遺伝子における遺伝子多型解析など他研究機関等との共同研究として進めていく予定である。
無線生体データネットワークに適した低コスト最適符号化への離散数学的アプローチ

WBANでは,使用するデバイスの小型化に伴う省電力性と情報伝達の正確性が重視されるため,計算量を抑えつつ誤り耐性の高い符号化が必要となる.本研究では,離散数学の観点からWBANに適した符号を理論的に解析し,その有効性を示した.WBANは,人体の表面や内部およびその周りに配置した無線機器を用いて行う近距離無線通信で,主に医療の現場で使用されている.WBANにおいて,人体に取り付けて使用される機器は小さく且つ軽くないといけないため,それに伴いバッテリーも必然的に小さくなる.消費電力を極力抑えつつ通信精度を高めるために,計算量の少ない符号化,主にXOR符号化(2つのパケットのXORビット演算のみを使用した符号化)用いてどれだけ誤り耐性を高められるかについて研究している.この研究は,アイルランドの共同研究者Eimer Byrne氏,および修士の学生との共同研究として,毎週のゼミやメールで進捗状況をやり取りをしつつ進めている.この1年では,まずWBANで使用が推奨されているBCH符号化との消費電力の比較実験をFPGAを用いて行った.その結果,XOR符号化はBCH符号化に比べて約94%消費電力を抑えることを確認した.次に,XOR符号化とBCH符号化を連接させることで,パケット消失だけでなくビット反転誤りにも強い符号化を提案し,その誤り耐性と消費電力の検証を行った.その結果,XOR符号化の後にBCH符号化を行う連接符号化(以後,XOR→BCH符号化と呼ぶ)が最も誤り耐性が高く,BCH符号化のみ使用するときに比べて最大約40%誤り確率が低くなること,またBCH符号化の後にXOR符号化を行う連接符号化はXOR→BCH符号化と比べて省電力だけでなく,ビット反転誤りの確率が低いところではXOR→BCH符号化と同等の誤り耐性を有するわかった.また,パケット数を4,5,6個,冗長度を2(このとき,最終目的地に送られるパケットの総数はパケット数×2)に設定した際に,最もパケット消失に強いXOR符号化(最適な符号化)を全探索で求めた.また,最適な符号化の理論的解析としてXOR符号化の復号確率の再帰的表現を考えており,現在論文作成中である.Wireless Body Area Network (WBAN)とは,人体の表面や内部,およびその周りに配置したデバイスを用いて行う近距離無線通信で,近年医療やスポーツ科学の分野で注目されている.WBANに使用されるデバイスは,主に人体につけて使用するため小さいものが好ましいが,それに伴いバッテリーも必然的に小さくなる.また,特に医療においてはデータの性格性が重視されるため,消費電力が少なく,且つ誤り訂正能力の高い符号化を提案しその効果を確認することを主な目標として研究に取り組んでいる.この研究はアイルランドの共同研究者であるDr. Eimear Byrne,および修士の学生と協力しつつ行っている.今年度は,高い誤り訂正能力を持つことで注目されている低密度パリティ検査符号(LDPC符号),その中でも符号化が容易なIrregular Repeat Accumulate符号(IRA符号)について,詳細な考察することを主な目的とした.LDPC符号は,その符号を表現する二部グラフをどのように構成するかが性能に大きく関連するため,特に(省電力を考えて)短い符号長でどれだけ誤り耐性を高められるか,またそのためにはどのように符号をデザインしたら良いのかをグラフ理論の最大流問題を元に考え,その構成方法を発表した.また,今までは誤りを少なくすることのみに観点をおいていたが,効率良い再送方法も省電力を考える上で重要である.アイルランドからDr. Byrneを招聘した際に,再送を考慮した符号化方式を学びディスカッションを行ったが,その方式は盗聴に耐性を持たせるためにも応用可能と思われるため,うまく応用できれば信頼性が重視されるWBANにおいて大きな貢献になると考える.Wireless Body Area Network (WBAN)は,人体の表面や内部,およびその周辺に配置した無線機器を用いて生体情報の送受信を行う近距離無線通信である.WBANでは,デバイスの消費電力を抑えつつ,正確に情報伝達を行うことが重要である.そのためには,計算量の少ない誤り訂正符号を用いることが有効であるが,どのような符号が適しているのか理論的見解を述べている論文は少ない.よって符号理論からの見解を述べることで,WBANに適した符号を提案することを目標とした.最終年度は,低密度パリティ検査(LDPC)符号の復号観点から性能向上を目指した.LDPC符号では,検査行列を変数ノードとチェックノードからなる2部グラフ(タナーグラフ)と対応させ,確率伝搬法(変数ノードとチェックノード間での符号語に関する情報交換)を行い,送信された符号語を推定する.その改良手法であるGroup Shuffleled Belief Propagation (GSBP)復号法は,変数ノードをグループ分けし,グループ内では並列処理,グループ間では逐次処理を行うことで,より信頼性の高い情報を伝搬させることが可能である.そのグループ分けを,変数ノードの次数と局所的内径(変数ノードを含む閉路の最短長)が共に降順となるように行うことで,既存のGSBP復号法に比べてビット誤り率が改善(SNR=3dBで,2030%の改善)し,符号語に収束するまでの情報交換回数も減少(最大回数を5回としたときに,約0.08減少)することを示した.研究期間を通じて,最大2パケットの足し合わせのみ許可した符号化の解析(初年度),グラフの最大流問題に基づいた任意のタナーグラフの構成法(2年目)など,当初掲げた目標に向けて真摯に取り組んできた.

これまでの結果は学会で発表するとともに.まとめたものを現在論文として投稿している.WBANでは,使用するデバイスの小型化に伴う省電力性と情報伝達の正確性が重視されるため,計算量を抑えつつ誤り耐性の高い符号化が必要となる.本研究では,離散数学の観点からWBANに適した符号を理論的に解析し,その有効性を示した.昨年度は,XOR符号(XOR演算をのみ用いた符号)の電力消費や誤り耐性に関する考察を行い,XOR符号が省電力であること,およびパケットロスに関して有効であることを示した.今年度は,XOR符号をより拡張した形として考えられるLDPC符号,その中でも符号化が容易なIRA符号に着目して研究を行った.LDPC符号においては,符号に対応するグラフのノードにどのような次数を与えるかが符号の性能の良し悪しに大きく関連する.講座に在籍する学生と協力しつつ,与えられた次数条件を満たすためのグラフの構成法を与え,その方法をもとに作られた符号の誤り耐性をシミュレーションで確認した.今まで任意の次数条件を満たすグラフを構成する方法はあまり知られておらず,また容易に符号を作成することができるため,この結果は高く評価されるに値すると考える.その構成法をもとに色々な符号を作成しシミュレーションを行ったところ,既存研究より優れた性能を示す符号を見つけることができたため,現在論文作成中である.また,Dr. Byrneを招聘した際に,再送方式としてIndex CodingやCachingについて新たに知識を得たことも大きな収穫であった.まだ研究期間は短いが,再送だけでなく盗聴対策にも応用可能だと思われるため,Dr. Byrneと協力しつつ積極的に取り組み,成果を発表していく予定である.総合的にみて,論文数は少ないものの研究目的に向けて充実した内容で研究を行ってきている.最終年では今までの結果をまとめた結果を多く発表したり,論文として投稿することで結果の有効性をアピールしていきたい.情報学基礎任意の次数条件を満たすLDPC符号の構成法についてのまとめ,およびシミュレーションを用いた誤り訂正能力の評価について情報理論系の学会で発表するとともに,結果をまとめて論文として投稿する,また,シミュレーション結果から,次数の与え方だけでなく,別の観点からもよい符号となるための尺度を見つけることで,誤り耐性の高い符号となる条件の理論的解析も行っていく.また,Dr. Eimear Byrneとも協力しつつ再送に関する研究にもさらに積極的に取り組み,学会発表や論文投稿を目指す.この一年では,XOR符号化の有効性,特にXOR符号化の省電力性と誤り耐性に関してシミュレーションを用いて検証したたと同時に,あるクラスのXOR符号化に関しては,最も誤り耐性が高いXOR符号化を提示することができた.また,理論的解析としてXOR符号化の復号可能確率の再帰的表現も確立できた.ただ,研究結果を外部に発表していくという面では,論文執筆や学会発表の回数が少なかったと感じている.残り一年では,最初の一年の結果も含めた外部への発信をより積極的に行うことで結果の有効性などを伝えていきたい.