hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイカル湖湖沼堆積物と水文環境変動および流域過程・堆積過程の推定

本研究では、湖沼-流域系を環境変動の「記録装置」としてとらえ、湖沼堆積物の物理特性変動(粒径・堆積速度など)に記録された氷期-間氷期スケールの水文環境変動(降水量など)を明らかにすることを目的として、以下の研究を行った。1湖流・堆積シミュレーションバイカル湖を対象とした、ナビエ・ストークス式に基づく湖流循環、河川から流入した土砂が堆積するまでの数値シミュレーションを行った。その結果、湖上風が湖流の強弱に大きな寄与を持つことが分かった。さらに、湖流は風の影響が遮断される湖面が結氷した状態では、非結氷時の百から千分の一程度になり、非常に弱くなることが示された。堆積物の粒径・堆積速度は、流域から流入する土砂の粒径・土砂流入速度・湖流の流速(湖上風の強弱・結氷の有無)・湖の水深変化を反映する可能性が示唆された。2堆積物コアの高解像度物理特性測定・年代推定手法の開発バイカル湖で採取されたBDP98コアについて、過去78万年間に焦点を当て、精密な物理特性(鉱物粒径)の測定を行った。同時に、これらの物理特性変動を日射量の永年変動に同調させる手法を用いコアの年代を推定した。この作業を最適化計算(遺伝的アルゴリズム)によって自動化・客観化する手法を新たに開発した。BDP98コアの年代をこの手法により精密に推定し、堆積速度変化を計算した結果、25、35、70万年前に大きな環境の変化が起こっていたことが示された。これらの変化は、バイカル湖流域における地殻変動や汎世界的な気候変動に対応している可能性が考えられる。3水理実験河川水理量(流量)と流出土砂量・粒径の関係定式化のため、実験水路を用いた土砂運搬実験を行った。長さ6m、幅15cmの可変勾配型のアクリル製実験水路の製作を行った。さらに土砂運搬量の計測のため、近年安価に入手可能なデジタルカメラをセンサーに用いた非接触濃度測定法の開発を行った。堆積・運搬プロセスを通じ気候変動が湖沼堆積物に記録されるメカニズムの解明を行い、長期気候変動の定量的推定を行うため以下の研究を行った。1湖流・堆積シミュレーションバイカル湖を対象とした、ナビエ・ストークス式に基づく湖流循環、河川から流入した土砂の堆積に関する数値シミュレーションを行った。その結果、湖内の平均流速は風速の増加に応じて増加し、湖上風が湖流の強弱に大きな寄与を持つことが分かった。また平均流速は、風の影響が遮断される湖面が結氷した状態では、非結氷時の百から千分の一程度になり、非常に弱くなることが示された。これらの環境下での湖内土砂運搬を計算し、堆積物の粒度分布変化を求めた。その結果、堆積物の粒度分布は、河川から流入する土砂の粒径・結氷の有無・湖上風の強弱を反映することが示された。2水理実験河川水理量と流出土砂量・粒度の関係定式化のため、実験水路を用いた土砂運搬実験を行っている。長さ6m、幅15cmの可変勾配型のアクリル製実験水路、土砂回収用沈砂装置の製作を行った。現在は運搬土砂の採水・濃度測定法の開発を行い、実験を継続している。3堆積物コアの物理特性測定・自動チューニング手法の開発バイカル湖から採取された堆積物コアBDP98の精密な鉱物粒子径、生物起源シリカ量の測定を行った。同時に、これらの物理特性変動を日射量の永年変動(ミランコビッチサイクル)に同調させる手法を用い(オービタルチューニング)、コアの年代を推定した。本研究ではこの作業を最適化計算によって自動化する手法を新たに開発した。これらの変化は、バイカル湖流域における地殻変動や気候ジャンプと呼ばれる汎世界的な気候変動を反映している可能性が考えられる。

BDP98コアの年代をこの手法により精密に推定し、堆積速度変化を計算した結果、25、35、70万年前に大きな環境の変化が起こっていたことが示された。これらの変化は、バイカル湖流域における地殻変動や汎世界的な気候変動に対応している可能性が考えられる。3水理実験河川水理量(流量)と流出土砂量・粒径の関係定式化のため、実験水路を用いた土砂運搬実験を行った。長さ6m、幅15cmの可変勾配型のアクリル製実験水路の製作を行った。さらに土砂運搬量の計測のため、近年安価に入手可能なデジタルカメラをセンサーに用いた非接触濃度測定法の開発を行った。
スクーバダイビングの安全対策に関する潜水障害の発生頻度及び予防に関する調査研究

日本のレジャー(スポーツ)ダイバーの人口は、およそ30万人と推定される。これらのダイバーが潜水活動を行うことによって耳の障害や減圧症などの潜水障害に罹患することがある。本調査研究は、ダイバーの潜水経験年数、潜水回数などから潜水障害の罹患率を調べることができ、次の通りの結果が得られた。本結果は、本邦ではじめての報告である。1.潜水障害の発生頻度は、窒素酔い、耳の傷害、副鼻腔の傷害は10%強から5%前後の発生率であり、近年は緩やかな減少傾向を示しているが、減圧症は23%の推移で変化し、緩やかな上昇傾向を示している。2.減圧症発症と経験タンク本数の関係は、18,000本に1回の減圧症発症が認められることが調べられた。3.レジャーダイバーが伊豆半島周辺で活動している人数は、週末で約5,000人と予測され、それぞれ2日間に2本のダイビングを行うと、延べタンク本数が20,000本となり、1週間に1回の減圧症罹患者が発生している計算となる。4.潜水後の高所移動率は80%であり、東名高速道路の御殿場を経由するルートが64%を占め、続いて、国道1号線の箱根峠を経由するルートが17%であった。箱根峠は海抜900mであり、危険箇所に当たる。1.ダイビングポイントでの実態調査スクーバダイビングの潜水障害発生頻度調査は、実際にダイビングが行われている海域に出向き、聞き取り調査を実施した結果、平成14年度で500件のアンケートを収集することが出来た。概要は、(1)調査海域(潜水場所)は伊豆半島の大瀬崎、伊東の2ヶ所で実施した。(2)調査員は1回の調査で研究代表者および研究補助者を含め36名で実施した。(3)潜水プロフィールの調査は現場のインストラクターやガイドダイバーにお願いしたが、15ダイブの記録に止まった。記録は購入したパソコン(ノートタイプ)に保存し、研究室に持ち帰り分析する。(4)調査票のパソコン入力作業は研究補助者により入力された。2.ダイブコンピュータの安全性検討購入されたダイブコンピュータの安全性検討は、実際のダイビング及び小型実験用高圧室で調べられた。潜水プルフィールは、ダイビングではマルチレベル(潜水中水深が一定しない潜水)と高圧室では箱形(潜水時間中は同一水深)で比較された。3.潜水後の高所移動の危険性の検討伊豆半島では潜水後に高い山を越えて帰宅するため実際の潜水では安全閾値であるが、その後の高所移動により減圧症(潜水障害)の発症が報告されているため12ヶ所の危険箇所を調査した。4.大学・病院を対象とした調査潜水障害罹患者を専門に受け入れている施設へメールにより調査した。1.ダイビングポイントでの実態調査スクーバダイビングの潜水障害発生頻度調査は、実際にダイビングが行われている海域に出向き、聞き取り調査を実施した結果、平成15年度で400件のアンケートを収集することが出来た。概要は、(1)調査海域(潜水場所)は伊豆半島の大瀬崎の1ヶ所で実施した。(2)調査員は1回の調査で研究代表者および研究補助者を含め56名で実施した。(3)潜水プロフィールの調査は現場のインストラクターやガイドダイバーにお願いしたが、16ダイブの記録に止まった。記録は購入したパソコン(ノートタイプ)に保存し、研究室に持ち帰り分析した。2.潜水後の高所移動の危険性の検討気圧計(高度計)を用いて潜水後に通過する道路の海抜を測定した。測定箇所は伊豆半島を中心として調査され、昨年度の調査で用いた測定器とは異なる機種を使い、経時的な測定とした。測定箇所は、(1)伊豆半島12カ所、(2)長野・山梨方面4カ所、(3)千葉・房総半島5カ所である。3.大学・病院を対象とした調査今年度に減圧症で治療を行った件数として539件の患者資料を収集出来た。

その中で高所移動が減圧症の発症と関係があると思われる割合が、飛行機搭乗で10%、車移動の高所で6%を占めていたことが調べられた。日本のレジャー(スポーツ)ダイバーの人口は、およそ30万人と推定される。これらのダイバーが潜水活動を行うことによって耳の障害や減圧症などの潜水障害に罹患することがある。本調査研究は、ダイバーの潜水経験年数、潜水回数などから潜水障害の罹患率を調べることができ、次の通りの結果が得られた。本結果は、本邦ではじめての報告である。1.潜水障害の発生頻度は、窒素酔い、耳の傷害、副鼻腔の傷害は10%強から5%前後の発生率であり、近年は緩やかな減少傾向を示しているが、減圧症は23%の推移で変化し、緩やかな上昇傾向を示している。2.減圧症の経験者は86名であり、延べ件数では97件であった。レジャーダイバーの減圧症罹患率は2%であった。3.減圧症経験者の年齢分布における人数は、3034歳で22名と最も多かったが、調査年齢人数との比率では4044歳の5%が最も高い割合を示し、経験年数と加齢に伴う現象の現れと推測された。4.減圧症発症と経験タンク本数の関係は、18,000本に1回の減圧症発症が認められることが調べられた。レクリエーショナルダイバーとインストラクターダイバーとの比較では、14,000本と20,000本であり、レクリエーショナルダイバーの発症率が高い結果となった。5.レジャーダイバーが伊豆半島周辺で活動している人数は、週末で約5,000人と予測され、それぞれ2日間に2本のダイビングを行うと、延べタンク本数が20,000本となり、1週間に1回の減圧症罹患者が発生している計算となる。6.潜水後の高所移動率は80%であり、東名高速道路の御殿場を経由するルートが64%を占め、続いて、国道1号線の箱根峠を経由するルートが17%であった。箱根峠は海抜900mであり、危険箇所に当たる。7.これらを総合的に考察すると、全国の潜水障害の中の減圧症経験者数は、少なくとも5,000人以上と推察できる。
高脂質食の心疾患予防食としての可能性の追求～脂質の質に注目した検討～

心不全は心臓のポンプ機能の低下により全身に必要量の血液を供給できない状態である。さらに不全心ではエネルギー産生量が低下しエネルギー不足がさらに心機能低下を招いている。そのためエネルギー産生量を増加させ、心筋細胞に必要量を供給することが心機能を改善する可能性がある。高脂質食は脂質代謝を再活性化させ、エネルギー産生量を増加させると報告がある。そこで本研究では植物性脂質と動物性脂質の違いに注目し高脂質食による心臓への影響を分子レベルで解明し、高脂質食が心臓エネルギー機構の改善を介し、心不全の発症、進展を抑制しうるかを明らかにすることを目的とする。
網膜再生におけるneuron-glia interactionの分子生物学的研究

グリア細胞上に網膜神経節胞を培養することで、網膜神経節細胞を長期生存が可能となった。虚血負荷や興奮性アミノ酸を加えると、濃度依存性に網膜神経節細胞の生存率が低下するが、この培養系を用いると、生存率が有意に向上した。一方、培養グリア細胞における一酸化窒素合成酵素を免疫組織学的に同定したところ、抗bNOS抗体陽性、抗iNOS抗体陰性であったことから、この培養系に一酸化窒素合成酵素阻害薬(N ω-nitro-L-arginine)を前処置することで、虚血負荷や興奮性アミノ酸による毒性に対する網膜神経節細胞の生存率の改善が認められ、一酸化窒素を介するneuron-glia interactionが示された。また、培養グリア細胞において、ニューロトロフィンとして、NGFとBDNFが分泌され、サイトカインとして、VEGF、bFGF、TGFβの産生が確認されて、グリア細胞と網膜神経節細胞のneuron-glia interactionが形成されていた。さらに、ラット毛様体から細胞を分離し、bFGFを添加して培養したところ、GABA陽性細胞、アセチルコリン陽性細胞、tyrosine hydroxylase陽性細胞、カルビンジン陽性細胞、グリア線維状酸性蛋白(GFAP)陽性細胞、Thy-1抗体陽性細胞、vimenntin陽性細胞が出現した。この培養系を用いて、ニューロトロフィン(NGF、BDNF)やサイトカイン(VEGF、IGF、bFGF、PDGF)を添加して、GABA陽性細胞、アセチルコリン陽性細胞、tyrosine hydroxylase陽性細胞、カルビンジン陽性細胞、グリア線維状酸性蛋白(GFAP)陽性細胞、Thy-1抗体陽性細胞、vimenntin陽性細胞の分化・誘導を試みたが、特異的な効果は得られなかった。グリア細胞上に網膜神経節細胞を培養することにより、網膜神経節細胞の長期生存を可能とし、この培養系を用いて、様々な観点からneuron-glia interactionの研究を行った。グリア細胞上に培養した網膜神経節細胞は、虚血負荷や興奮性アミノ酸毒性に対して濃度依存性に生存率が低下することが明らかとなった。本研究では、この培養系を用い、一酸化窒素合成酵素阻害剤が虚血や興奮性アミノ酸による細胞毒性に及ぼす効果について検討した。培養グリア細胞における一酸化窒素合成酵素を免疫組織学的に同定したところ、アイソフォームは抗bNOS抗体陽性、抗iNOS抗体陰性であった。一酸化窒素合成酵素阻害剤(Nω-nitro-L-arginine)を前処置にすることで、虚血や興奮性アミノ酸による毒性に対する網膜神経節細胞の生存率に改善が認められた。このことから、虚血や興奮性アミノ酸による網膜神経節細胞死に一酸化窒素の関与が示唆された。また、網膜再生に関する研究として、毛様体扁平部より採取した細胞をさまざまの条件下に培養した。このなかで、グリア細胞上に培養することにより網膜神経節細胞に類似した形態を持つ細胞が認められた。このことから、網膜の再生、とくに網膜神経節細胞の再生にneuron-glia interactionの関与が示唆された。

また、培養グリア細胞において、ニューロトロフィンとして、NGFとBDNFか分泌され、サイトカインとして、VEGF、bFGF、TGFβの産生が確認されて、グリア細胞と網膜神経節細胞のneuron-glia interactionが形成されていた。さらに、ラット毛様体の神経幹細胞を分離し、bFGFを添加して培養したところ、GABA陽性細胞、アセチルコリン陽性細胞、tyrosine hydroxylase陽性細胞、カルビンジン陽性細胞、グリア線維状酸性蛋白(GFAP)陽性細胞、Thy-1抗体陽性細胞、vimenntin陽性細胞が出現した。現在、この培養系を用いて、ニューロトロフィン(NGF、BDNF)やサイトカイン(VEGF、IGF、NGF、bFGF、PDGF)を添加して分化・誘導を試みている。
新形式風洞による自然風の風向変動の再現特性と構造物に及ぼす影響の検証

自然風の風向変動を再現することを目指して試作してきた「風向変動風洞」において, 90°の風向変動をコンピュータ制御で生じさせることができるようにし,そうしたより広い範囲で風向変化させても,不自然な風速変動を生じることなく風向変化させられるシャッタータイミングを明らかにした.また,風向急変時に風車模型に作用する空気力特性について検討し,定常時とは異なる空気力のオーバーシュートが生じる場合があることがわかった.自然風の風向変動を再現することを目指して試作してきた「風向変動風洞」において, 90°の風向変動をコンピュータ制御で生じさせることができるようにし,そうしたより広い範囲で風向変化させても,不自然な風速変動を生じることなく風向変化させられるシャッタータイミングを明らかにした.また,風向急変時に風車模型に作用する空気力特性について検討し,定常時とは異なる空気力のオーバーシュートが生じる場合があることがわかった.本年度は、試作した風向変動風洞が、より広い範囲の風向変動を再現できるかどうかを検証することを目的として以下の研究を実施した。風向変動風洞には、前年度までに、コンピュータ制御のシャッターが4台設置されていたが、さらに4台増設して計8台とし、シャッターを1枚ずつ開閉した場合で67.5°、連続する2枚のシャッターを同時に開閉した場合で45°までの風向変動を生じさせることができるようにした。それぞれの風路を用いて送風した場合の、測定部における平均風速と乱れ強さの分布を測定したところ、風路によってある程度の違いが生じることがわかった。こうした風路毎の風速特性の違いは望ましいものではないが、本年度は風向変動特性の把握を第一の目的とすることとした。風向変動は、一番大きな風向変化である、67.5°または45°の風向変化を対象とし、コンピュータ制御のシャッター開閉のタイミングを調整して、風向変化時に瞬間的な風速変動が生じないようなタイミングを明らかにした。さらに、こうしたタイミングを用いて、0°→67.5°→0°といった風向変動を生じさせた場合、0.5秒程度の時間で風向変動を生じさせることができることがわかった。次年度は、予算不足のため本年度設置できなかったシャッターを2台増設するとともに、風路毎の風速特性の差異を小さくするための検討を実施し、自然風の顕著な風向変動特性を再現できるかどうかを検証するとともに、そうした風向変動が生じる際に構造物に作用する空気力がどのような特性を持つかを明らかにしていく予定である。本年度は,試作した風向変動風洞が,より広い範囲の風向変動を再現できるかどうかを検証することと,風向急変時に構造物模型に作用する空気力の特性の検討を目的として以下の研究を実施した.風向変動風洞には,前年度までに,コンピュータ制御のシャッターが8台設置されていたが,さらに2台増設して計10台とし,シャッターを1枚ずつ開閉した場合で90°,連続する2枚のシャッターを同時に開閉した場合で67.5°までの風向変動を生じさせることができるようにした.昨年度は,平均風速と乱れ強さの分布が風路によってある程度の違っていたことから,そうした違いを低減させるとともに,より圧力損失が小さくなるように,風路の形状の改良を試みた.具体的には,シロッコファンへの流入出口部分の部品の形状を改良するとともに,コーナーベーンの形状も剥離を抑えるように改善した.その結果,風路による違いを低減させるとともに,風速の変動により生じる乱れ強さを半分程度にすることができた.風向変動については,一番大きな90°または67.5°の風向変化を主な対象とし,コンピュータ制御のシャッター開閉のタイミングを調整して,風向変化時に瞬間的な風速変動が生じないようなタイミングを明らかにした.風向急変時に構造物に作用する空気力特性については,当初角柱模型に作用する変動圧力を測定することを計画していたが,風向を急変させた際には風路内で圧力が急変するために,単純に測定することは困難であることがわかった.そのため,風車模型を用い,その支持部に貼付したひずみゲージを用いて,風車模型に作用する空気力特性について検討した.風向急変時には,定常時とは異なる空気力のオーバーシュートが生じる場合があることがわかり,その特性について予備的な検討をすることができた.
小学校英語活動を支援する電子学習カルテの開発と利用

研究目的と方法本研究の目的は、小学校での英語活動を支援する電子学習カルテシステムを開発・利用することで英語活動の必修化という新たな授業実践に対する小学校担任教師の不安を解消し、児童の英語活動を活性化させることにある。研究は、第一段階(4月5月)年間カリキュラムの準備、第二段階(5月8月)電子学習カルテの開発、第三段階(9月12月)電子学習カルテシステムを利用した授業実践、第四段階(1月3月)実践のまとめ、と進め、教師間の意見交換と児童へのアンケート等によって検討する。研究成果伊勢市立明倫小学校における英語活動年間カリキュラムの作成は、5年生担任2名・6年生担任3名・専科1名の計6名で行った。その結果、教師間で英語活動に対する年間の見通しを持つと共に、課題や問題点を確認し、共有することができた。また、教師間の電子学習カルテの利用については、活動案や教材の共有という点では、必要性や効果が認められたが、児童情報の共有という点では、担任のみの把握に留まり、あまり効果は見られなかった。これは、取り組みの初年度にあたり、児童の様子を前年と比較するデータが無かった事と英語活動に関して担任外のクラスの児童情報を必要とする場面がほとんど無かったためと考えられる。授業実践は、伊勢市立明倫小学校の5年生児童を対象に2009年10月から2010年3月まで行った。その結果、情報機器を用いた英語活動に対する児童の関心は高く、英語活動における自己評価を肯定的に捉える児童は、78.3%から95.7%に上昇した。また、電子学習カルテとして児童自身が学習の履歴を利用するためには、活動の様子をいかに日本語で詳しく記述するかがポイントであることが明らかになった。さらに、電子学習カルテシステムは、児童一人一台のパソコン環境下で利用する方が効率的ではあるが、グループによる使用であっても教え合いにより一定の効果が期待できることが分かった。
FPGAによる温度・速度の完全多点計測法の実用化と乱流輸送に及ぼす成層効果の解明

平成30年度は、独立行政法人国立高等専門学校機構の在外研究員制度により海外へ出向しており、当該研究テーマを遂行することができなかった。1.相互補償系の統合抵抗線温度計用の周波数補償機能と空間分解能を向上するための遅延補償機能は既に統合済みであるが、これに熱線流速計用の温度補償機能を組込み、温度流速計用の相互補償系を完成させる。引き続き、成層風洞を用いて、デジタル温度流速計の性能評価を実施する。2.輸送現象に及ぼす成層効果の実験直線状の温度分布を有する温度成層流を形成し、その中で温度・速度変動ならびに相関量計測を行い、乱流輸送に及ぼす成層効果を実験的に解析する。本研究の目的は、プログラムにより再構築可能なField Programmable Gate Array(FPGA)を用いてデジタル温度流速計を開発し、温度・速度場の完全多点計測を実現することである。本年度は抵抗線温度計の有する一次遅れ特性を改善するための補償系を構築した。当初は現有FPGAボードと同規格のNI社製PXI-7854Rを導入予定であったが、より高性能なFlex RIO FPGAモジュール(PXIe-7972R)に変更することとし、それに合わせてシステムの設計変更を行った。また、組込みCPUを内蔵した計測システムからホストPCを経由して制御する方式へ更新した。これによりOSやCPUを最新版に維持可能になった。懸案事項として、PCとFPGA間のデータ通信がシステム全体のボトルネックになることである。そこで、評価実験を行い新システムにおいても補償系の演算精度に影響を及ぼさないことを確認した。従来はアナログ回路により補償系を構築していたが、双一次変換法を用いて伝達関数を離散化し、FPGA上にデジタル化できることを先行研究において示している。しかし、双一次変換法により離散化される伝達関数は、サンプリング周波数fsに依存するため、本研究ではサンプリング周波数が補償系に及ぼす影響をfs=10kHz1MHzの範囲で検証した。各fsにおいて、補償誤差が±1.0%に収まる上限周波数を明らにし、測定対象の含有する周波数帯域を見積もれば、それに対して適切なサンプリング周波数を設定できるようにした。抵抗線温度計用の補償系を構築する際、予め動特性の検定結果から熱的時定数を推定する必要がある。検定実験中の実験条件(室温・気圧・湿度等)のずれは、測定精度に大きく影響する。そこで、本年度は、熱電対と気圧センサ付き温湿度計を併用して、検定中の実験条件の非定常性を監視するシステムを構築した。本研究の目的である成層流中における温度・速度の完全多点計測法の確立は、FPGAデバイスの性能に大きく依存する。NI社製FlexRIO用FPGAモジュール(PXIe-7972R)は、当初導入予定であったPXI-7854Rに対し、FPGAチップがVirtex-5からKintex-7へと刷新されたデバイスであり、本研究で要求する信号処理能力と実装可能な回路規模が大幅に向上している。これは、計測データに対する補償演算の高速化や計測器の並列化を行う上で大変有用である。この際の問題は、PXIe-7972Rへのデータ入出力に専用アダプタモジュール(A/D変換機能)が必要になることである。そこで、現有のFPGAボードをデータ入出力用として並列使用し、ホストPCを経由することでKintex-7搭載FPGAボードへのデータ入出力が可能かを調査した。その結果、データ入出力が可能であり、さらにデータ転送が計測サンプリング間隔以内で実行できることを確認した。上記のように、本研究では現有のデータ集録機能付きのFPGAボードと新規ボードを並列化することで、対処するように新たに計測システムの変更とそれに合わせたシステム設計を行った。そのため、当初の計画よりも多くの時間を要することとなり、本年度は二線式温度流速計に関して温度計測部を実装するに留まった。しかし、先述したように、予定よりも高性能なFPGAを導入できたことで、今後予定している計測システムの多チャンネル化には大変有益な環境を構築することができた。本研究の目的は、同時並列処理が可能な組込みデバイスの一種であるFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて二線式温度流速計をデジタル化し、温度成層流中における高精度な多点計測を実現することである。本研究で使用するFPGAモジュールの演算は固定小数点方式に限定される。また、双一次変換により設計される補償系の係数の値はサンプリング周波数にも依存する。そのため、補償精度を確保するためには適切な桁指定(スケーリング)が必要となる。そこで、スケーリング量が補償系の伝達関数に及ぼす影響を調べるアルゴリズムを検討し、LabVIEWで自動的に評価するプログラムを開発した。抵抗線温度計の周波数特性は、計測環境に応じて変化する動特性を有しているため、本研究では、補償演算毎に補償係数を更新するシステムを構築し、周波数補償系の特性を追従させる動的補償系を開発した。評価実験の結果、最大誤差1.0%以内で補償演算が実現できることを確認し、動的補償系を実現した。熱線流速計は気流温度一定を前提とするため、温度成層流への適用には温度変化に対する流速値の補償が必要となる。本年度は、熱伝導率や動粘性係数等の物性値の温度依存性をモデル化し、温度補償アルゴリズムを構築した。

モデル化の際に無次元温度の高次関数として表現することで、流速値の最大誤差が0.1%以内に抑制され、計測可能な気流の温度範囲も拡大された。二線式温度流速計をデジタル化するためには、3種の補償系をFPGA上で統合した相互補償系を実現する必要がある。第一段階として、周波数補償系と空間分解能を改善するための遅延補償系の統合と評価試験を行った。周波数補償により、抵抗線温度計による一次遅れの影響を受けた利得と位相差が適切に補償されると同時に、線間距離に相当する遅延処理が誤差0.1%以内で実現されていることを確認した。抵抗線温度計の周波数補償系は、双一次変換法を用いて設計される。そして、双一次変換により算出される補償系の特性はサンプリング周波数に依存する。所望の伝達関数を得るためには特性を決定付ける6つの補償係数に対して、概ね小数点以下8桁程度まで正確に演算を行う必要があることが、これまでの研究により明らかになっている。一方、本研究で使用するFPGAモジュール(型番:PXI-7972R、FPGAチップ:Kintex-7)の演算は、固定小数点方式に限定される。したがって、補償系の精度を確保するためには、固定小数点数の整数部および小数部の桁数を適切に指定(スケーリング)する必要がある。そのため、サンプリング周波数の影響を考慮した上で、スケーリング量が伝達関数に及ぼす影響を吟味する必要性が生じた。本年度は、適切なスケーリング量を自動的に評価する知見を蓄積したことで、今後の研究・開発が効率化する見込みである。本年度は、相互補償系の構築として周波数補償系と遅延補償系の統合を行った。その際、2つの要素を単純にプログラム内で連結するだけでは正常に機能せず、サンプリング周波数等のパラメータ設定のタイミングを考慮して設計する必要があった。補償系の演算は、PXIシステムに内蔵されているFPGAモジュールで行われている。それに対して、データの収録・管理はホストPCで行われており、FPGAモジュールとホストPC間で膨大な量のデータ転送が必要となる。本研究で採用したFIFO(First-In First-Out)と呼ばれる通信方式により大容量通信を行い、同時に補償演算が実行可能か検証も行った。これまでにFPGAを流体計測に応用した事例はなく、想定した以上の工程を要することとなり、当初の計画より遅れる結果となった。平成30年度は、独立行政法人国立高等専門学校機構の在外研究員制度により海外へ出向しており、当該研究テーマを遂行することができなかった。次年度は以下の研究を行う。1.デジタル温度流速計の開発新規導入したFPGAボード:NI社製PXIe-7972R(Kintex7内蔵)上に、熱線流速計用の補償系を実装して動作を確認する。その後、三種の補償系を統合し、デジタル温度流速計としての性能評価を行い、仕様を満たしていれば直ちにFPGA上に並列化する。
ランゲルハンス細胞組織球症の骨病変における破骨細胞の役割の臨床的検討

小児ランゲルハンス細胞組織球症(LCH)は、その約85%の症例に難治性溶骨性病変を合併する未だ病因不明の組織球増殖性疾患で、破骨細胞活性化作用を持つサイトカインの存在が報告されている。LCH5例に破骨細胞抑制作用を持つbisphosphonate, COX2inhibitor併用投与したところ骨病変の著明な改善を認めた。その治療効果を検討し、in vitroでの破骨細胞形成能、機能を評価し、bisphosphonate、COX2inhibitorの抑制効果を評価した。方法は難治性骨病変を有するLCHの5症例にbisphosphonateを投与し、3D-CTおよび尿中NTx測定より骨病変の変化を評価した。また、LCH患者の末梢血単核球を用いて破骨細胞形成と骨吸収能に対するbisphosphonateの効果をin vitroで検討した。結果は(1)LCH患者の骨病変部位にTRAP陽性破骨細胞の存在を確認した。(2)難治性骨病変を有するLCH2症例にbisphosphonate COX2inhibitorを投与し3D-CTにて骨融解像が著明な改善を示した。(3)bisphosphonate COX2inhibitor投与により尿中NTxは骨吸収像の改善と比例して低下し、投与前の17.8%にまで低下した。(4)LCH患者由来末梢血単核球からの破骨細胞形成および骨吸収能はbisphosphonate、COX2inhibitorの投与により抑制された。【考案】LCH病変部位にはTRAP陽性多核細胞が存在している事、及び臨床的観察から、従来有効な治療法がなかったLCHの難治性骨病変に対し、破骨細胞制御という観点からのbisphosphonateCOX2inhibitor療法の有効性が示され、LCH骨病変の病態形成に破骨細胞が深く関与していることが判明した。難治性LCHの骨病変に対しては、従来の化学療法・放射性治療・外科的切除を主体とした治療だけではなく、長期的な慢性炎症への治療も考慮すべきであると考えられ、日本小児LCH研究会の協力の下、難治性骨病変を有するLCH患者へのbisphosphonate(OC機能抑制剤)療法のPilot studyを2000年11月より開始した。現在までLCH5症例での検討の結果を以下に示す。(1)患者血清ではIL-6、IL-6R、gp130、TNFR I、TNFR IIが慢性的に高値を示していた。いずれも正常対照より有意に高値であった。(2)CRP上昇、血小板数高値、赤沈亢進、低色素性貧血を長期間呈する症例が存在し、慢性炎症の結果と考えられた。(3)骨病変部位では典型的なLC細胞と酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ(TRAP)陽性のOC-likemultinucleated giant cellが散見されである、活性化破骨細胞と考えられた。(4)病変部位ではTGFβ,IL-11,COX2産生が亢進していた。(5)in vitroではLCH患者由来の末梢血単核球のOC形成能およびpit formation assayによるOC機能が正常者由来単核球より亢進していた。(6)自験2例のLCH症例で施行したbisphosphonateの長期間間欠的投与で骨病変の改善が認められた。以上の所見からOCはLCH骨病変形成に中心的な役割を担っており、さらに長期間持続する慢性炎症は二次的にLCH病変部位のOCを活性化させていると考えられ、bisphosphonateは有効な治療となりうると推測される。さらに今後検討症例を増やし難治性骨病変を有するLCHの病態解明とbisphosphonateをはじめとした非侵襲的治療法の有効性を研究していく予定である。
栄養増殖サイクル脱出に伴うエピジェネティック制御の解析

分裂酵母のゲノム上に散在するspCRE(S__-.p__-ombe c__-AMP r__-esponsible e__-lement)配列は、それを認識するAtf1/Pcr1ヘテロダイマーを介して、ストレス応答、細胞周期のG1停止、組換え活性に影響を与える。また、ヘテロクロマチン中に存在するspCREは、やはりAtf1/Pcr1を介してヘテロクロマチンの構築に関わる。本研究では、このAtf1/Pcr1が如何にして環境変化への応答に貢献するのかを解析している。前年度までに、Atf1/Pcr1の新規標的遺伝子として分泌型マルターゼをコードするagl1遺伝子を同定し、その発現誘導に応じてヒストンとRNAポリメラーゼIIの量的な変化が起きることを確認した。また、agl1のプロモーターにspCREが存在しないため、その制御機構が不明であった。本年度は、マイクロアレイを用いたゲノムワイドなトランスクリプトーム解析行い、主にDNA配列の観点からatf1の標的遺伝子の解析を行った。グルコース条件下でatf1依存的に抑制される遺伝子、マルトースへの糖源変更後に誘導される遺伝子、およびマルトース条件下でatf1依存的に発現する遺伝子では、-1200bpから-1bpまでの上流だけでなく、開始コドン(+1)から+600bpまでのCDS中にもspCREのコア配列がエンリッチされた。上流4.6kbの遺伝子間領域にspCRE様配列が見つからなかったagl1も、CDS中にspCREのコアが見つかり、どうやら遺伝子内のシスエレメントによって制御されることが示唆された。また、Atf1/Pcr1とMediatorサブユニットであるMed7のChlP解析を行ったところ、agl1などの標的遺伝子では、プロモーターからCDSにかけての広範囲にわたってこれらのタンパク質の物理的相互作用が見いだされた。この事から、シス配列を認識する転写因子であるAtf1/Pcr1と転写開始に重要だと考えられているMediatorは、転写ユニット全体に意味のある相互作用を及ぼすと思われる。加えて、今回のマイクロアレイ解析の結果は、Atf1がアクディベーターとリプレッサーの両方の機能をもつことを示しており大変興味深い。分裂酵母のゲノム上に散在するシス配列spCRE(S.pombe cAMP responsible element)は、それを認識するbZIP転写因子であるAtf1/Pcr1ヘテロダイマーを介して、ストレス応答、細胞周期のG1停止、組換え活性に影響を与える。それだけでなく、サイレントな高次クロマチン構造であるヘテロクロマチン中に存在するspCREは、やはりAtf1/Pcr1を介してヘテロクロマチンの構築に関わる。このような背景のもと、本研究はAtf1/Pcr1による染色体ドメインの制御とG1停止の仕組みの解明を目指している。分裂酵母ゲノム上に存在するspCREを検索したところ、209カ所の推定spCREが見つかり、その49%は遺伝子間領域(IGR)に存在していた。これらの推定spCREを含むIGRの多くはkbオーダーであり、分裂酵母の平均的なIGRに比べると非常に長かった。Atf1-FLAGとPcr1-FLAGを用いた網羅的なクロマチン免疫沈降解析を行った結果、主にIGRに位置する推定spCRE配列に、Atf1-FLAGとPcr1-FLAGがヘテロダイマーとして分布している事が示唆された。これらの一部は、Atf1/Pcr1依存的に活性化されることで知られる遺伝子の上流に位置していた。加えて、第3染色体のセントロメア領域に見つかった推定spCRE配列にもAtf1-FLAGとPcr1-FLAGが局在しており、この領域のヘテロクロマチン形成に貢献している可能性が伺われた。また、生細胞の蛍光観察によれば、Atf1-GFPとPcr1-GFPの核内シグナルの強度は窒素源枯渇後に大きく変化しなかった。一方で我々は、分裂酵母の胞子がマルトースを糖源として発芽する能力に乏しいことを発見し、Atf1とPcr1が分泌型マルターゼの制御を通してマルトース代謝に重要な役割をもつ事を示唆する結果を得た。また、Gad8とTor1もマルトース代謝に関わることが判明した。これらの因子はすべてG1停止に関わる因子であるため、G1停止とマルトース代謝の制御機構に共通のメカニズムが存在することが示唆される。分裂酵母のゲノム上に散在するspCRE(S.pombe cAMP responsible element)配列は、それを認識するAtf1/Pcr1ヘテロダイマーを介して、ストレス応答、細胞周期のG1停止、組換え活性に影響を与える。本研究では、このような背景のもと、Atf1/Pcr1が如何にして環境変化への応答に貢献するのかを解析している。本年度は、分泌型マルターゼをコードするagl1遺伝子がAtf1/Pcr1依存的に発現誘導されることを確認した。興味深いことにAtf1/Pcr1が結合するspCREコンセンサス配列はagl1遺伝子上流の遺伝子間領域に存在せず、12kb上流のspCREもagl1遺伝子の発現誘導に必要なかった。加えて、agl1周辺の多くの遺伝子がAtf1/Pcr1依存的に誘導され、この遺伝子群の発現制御にAtf1/Pcr1が貢献することが明らかとなった。

また、agl1遺伝子の誘導へのGad8とTor1の貢献も判明した。糖源変更後、agl1遺伝子の転写ユニットに結合するRNAポリメラーゼIIの量が上昇し、同時にその領域のヒストンH3の量が減り、プロモーター領域においてメディエーター複合体の結合量が増加した。これは出芽酵母の誘導型遺伝子と同様であり、転写制御の普遍性が伺われる。興味深いことに、転写誘導時、Atf1/Pcr1はagl1遺伝子の転写ユニット全体に結合した。このことは、転写因子が必ずしも標的遺伝子の直ぐ上流に結合する必要がないというエン八ンサーモデルを彷彿させるだけでなく、DNA配列に依存しない形で転写因子が標的と相互作用する機構の存在を示唆しており非常に興味深い。おそらく遠く離れた制御エレメントにAtf1/Pcr1が配列依存的に結合しており、そのエレメントと標的が空間的に相互作用する形で転写伸張が制御されると思われる。免疫染色解析によればRNAポリメラーゼIIは核膜直下のあたりに局在していたが、Atf1/Pcr1は核質の中央にも存在していた。今後、Atf1/Pcr1とその標的遺伝子が核内配置のレベルでどの様に制御されて転写の場を形成するのか解明したいと考えている。分裂酵母のゲノム上に散在するspCRE(S__-.p__-ombe c__-AMP r__-esponsible e__-lement)配列は、それを認識するAtf1/Pcr1ヘテロダイマーを介して、ストレス応答、細胞周期のG1停止、組換え活性に影響を与える。また、ヘテロクロマチン中に存在するspCREは、やはりAtf1/Pcr1を介してヘテロクロマチンの構築に関わる。本研究では、このAtf1/Pcr1が如何にして環境変化への応答に貢献するのかを解析している。前年度までに、Atf1/Pcr1の新規標的遺伝子として分泌型マルターゼをコードするagl1遺伝子を同定し、その発現誘導に応じてヒストンとRNAポリメラーゼIIの量的な変化が起きることを確認した。また、agl1のプロモーターにspCREが存在しないため、その制御機構が不明であった。本年度は、マイクロアレイを用いたゲノムワイドなトランスクリプトーム解析行い、主にDNA配列の観点からatf1の標的遺伝子の解析を行った。グルコース条件下でatf1依存的に抑制される遺伝子、マルトースへの糖源変更後に誘導される遺伝子、およびマルトース条件下でatf1依存的に発現する遺伝子では、-1200bpから-1bpまでの上流だけでなく、開始コドン(+1)から+600bpまでのCDS中にもspCREのコア配列がエンリッチされた。上流4.6kbの遺伝子間領域にspCRE様配列が見つからなかったagl1も、CDS中にspCREのコアが見つかり、どうやら遺伝子内のシスエレメントによって制御されることが示唆された。また、Atf1/Pcr1とMediatorサブユニットであるMed7のChlP解析を行ったところ、agl1などの標的遺伝子では、プロモーターからCDSにかけての広範囲にわたってこれらのタンパク質の物理的相互作用が見いだされた。
DNA複製装置レプリソーム超複合体の再編による機能変換

DNA複製はフォーク構造DNAと蛋白質複合体から構成されるレプリソームと呼ばれる超分子複合体が正しく機能することによって進行する。我々はこのレプリソーム構成蛋白質因子間の相互作用様式を理解することを目的として、複合体としての構造解析を進めた。蛋白質の構造解析技術が急速に進歩したとは言え、複製の進行に伴って時々刻々と変化するレプリソームの構成蛋白質を構造解析のために安定な複合体として単離するのはそう容易なことではない。我々の研究の特徴は、原核生物でありながらその複製、修復関連蛋白質が真正細菌のものよりも真核生物のものにより類似している古細菌由来の蛋白質を用いていることにある。古細菌の中でも超好熱古細菌由来の蛋白質は特に安定性に優れ、複合体としての構造解析にとって最も適した実験材料であると考えられる。我々は、超好熱古細菌Pyrococcus furiosus由来の蛋白質因子を用いて種々のDNA複製、修復複合体解析を進めた。連続的なDNA鎖合成のために必要なクランプ分子をDNA鎖上に乗せるクランプローディングという現象を理解するためにPCNA(クランプ)-RFC(クランプローダー)-DNA複合体の三次元構造を電子顕微鏡の単粒子解析によって解析した。その結果は大変興味深いことに環状のPCNAがRFCとの結合によって開いた状態の中間状態を観察することができ、クランプ環の開き方に関して大変重要な知見を得た。また、同様の手法を用いてPCNA-DNAポリメラーゼ複合体、PCNA-DNAリガーゼ-DNA複合体などの構造解析を進めており、複合体の単離と電顕観察像の取得に成功した。複製フォークが正しく進行しないときに働くと考えられる修復機構のためにレプリソームが再編されることが予想されるが、我々は複製フォークに特異的に働くP.furiosus由来のHjmヘリカーゼがPCNAと結合して複合体を形成することを見出し、それがヘリカーゼ単独の場合よりも活性が高いことが分かった。そこで、この複合体の構造解析を目指して安定な複合体を単離する条件検討を行った。
現代朝鮮語の語彙調査と自動品詞分析の研究

1.データの収集(1)中学校教科書...科学3,家庭2,体育1を入力済み(2)文学作品.........韓国文学選集のうち,短編選集1・2・3・を入力中2.機械辞書のハングルコードハングルコードには1バイト系と2バイト系があるが,最長一致法による形態素解析のためには, 1バイト系のコードを用いる方がアルゴリズムが簡潔でかつ高速になることが明らかになった.3.機械辞書の見出し語形今年度は特に,変則用言の見出し語形について研究した結果,以下のように設定するのが最も効率的な形態素解析が行なえることが明らかになった.(1)【HA .ウ.】変と【HA .ル.】変・【HA .ト.ド.】変・【HA .ヨ.】変は第1語基と第3語基を立てる(2)【HA .ス.】変と【HA .フ.】変・【HA .プ.ブ.】変は第1・第2・第3語基を立てる. (3)【HA .ル.】変は語幹末の【HA .ル.】を除いた形を見出し語形とする(4)【HA .トウ.ドウ.】変則は語幹と【HA .ル.】変化した語形を立てる.4.同形異語の処理同形異語には,次の3つのタイプがある(1)意味解釈の段階でこそ多義的になるが,品詞列としては一義的(名詞・動詞+語尾など)に解析できるもの.(2)品詞列としては異なる解釈が与えられるが,文字列の形態素への分割は等しい位置で行なわれるもの.(3)文字列の分割位置が異なり,同形異構造をなすものこのうち, (3)のタイプに属するものは,最長一致法ではうまく処理できないために,最も長い見出し語形に他の可能性を全て記述しておかなければならないことが明らかになった.1.データの収集(1)中学校教科書...科学3,家庭2,体育1を入力済み(2)文学作品.........韓国文学選集のうち,短編選集1・2・3・を入力中2.機械辞書のハングルコードハングルコードには1バイト系と2バイト系があるが,最長一致法による形態素解析のためには, 1バイト系のコードを用いる方がアルゴリズムが簡潔でかつ高速になることが明らかになった.3.機械辞書の見出し語形今年度は特に,変則用言の見出し語形について研究した結果,以下のように設定するのが最も効率的な形態素解析が行なえることが明らかになった.(1)【HA .ウ.】変と【HA .ル.】変・【HA .ト.ド.】変・【HA .ヨ.】変は第1語基と第3語基を立てる(2)【HA .ス.】変と【HA .フ.】変・【HA .プ.ブ.】変は第1・第2・第3語基を立てる. (3)【HA .ル.】変は語幹末の【HA .ル.】を除いた形を見出し語形とする(4)【HA .トウ.ドウ.】変則は語幹と【HA .ル.】変化した語形を立てる.4.同形異語の処理同形異語には,次の3つのタイプがある(1)意味解釈の段階でこそ多義的になるが,品詞列としては一義的(名詞・動詞+語尾など)に解析できるもの.(2)品詞列としては異なる解釈が与えられるが,文字列の形態素への分割は等しい位置で行なわれるもの.(3)文字列の分割位置が異なり,同形異構造をなすものこのうち, (3)のタイプに属するものは,最長一致法ではうまく処理できないために,最も長い見出し語形に他の可能性を全て記述しておかなければならないことが明らかになった.
詳細地図情報に基づく革新的世界エネルギーモデルによる地球温暖化対策の評価

本研究では2100年までを対象とした地球温暖化問題対策技術評価を目的に、全世界の区分数を82までに高めたエネルギーモデルの構築を行った。今年度は、エネルギーモデルを構成する制約条件式係数行列の数学的な一般形に関する考察を行い、リレーショナルデータベースとの親和性を高めた汎用的なモデル構築プログラムを作成した。本プログラムを利用して、変数の個数約140万個の大規模エネルギーモデルを実際に構築し、CO_2回収処分などの温暖化対策技術の導入可能性評価を試み有用な知見を得ている。なお、エネルギーモデルは線形計画問題として定式化するが、線形計画法のソルバー自体は、制約条件式がおよそ百万本にも達することから、市販の最新ソフトウェアを購入し、それを活用している。本年度の研究活動で作成したエネルギーモデルを用いた試算結果からは、以下の知見が得られた。1.従来型のエネルギーモデルでは本格的な評価が困難であったエネルギー輸送インフラ(ガスパイプラインや長距離送電)を明示的に考慮した地球温暖化対策を評価できるようになった。今年度は特に、負荷曲線の時間帯数を3から6に増加させて、計算精度の向上を図った。長距離送電を考慮することにより、世界地域別の時差を利用した負荷平準化効果などを通して、太陽光発電の導入可能性が相対的に高まる傾向があることなどが、昨年度の試算に引き続き、計算結果として確認できた。2.本モデルでは水素などのクリーンエネルギーの生産、輸送システムも明示的に考慮している。本モデルの試算により、運輸部門の液体燃料代替以外には、CO_2排出制約を考慮しても水素エネルギーが大規模に利用される可能性が低いことが示された。水素自体は、電力と同様に、二次エネルギーであるため、その利用拡大を行っても一次エネルギーとしての化石燃料の消費量削減には直接には寄与しないことが理由と考えられる。3.発電所等の排煙から分離回収されたCO_2を地中・海洋に貯留際、その大気中への漏れ率に関する感度解析を行った。年率0.1%程度の漏れ率であれば、大気中CO_2濃度安定化という目標の達成には大きな影響を及ぼさないことがわかった。しかし、漏れ率が年率0.4%程度を超えると、CO_2排出削減のための限界費用が無視できないほどに上昇させることがわかった。本研究では2100年までを対象とした地球温暖化問題対策技術評価を目的に、全世界の区分数を82までに高めたエネルギーモデルの構築を目指している。本年度は、過去の予備的な作業に基づき、エネルギーモデルを実現するソフトウェアの作成、モデルの入力となるエネルギー関連データのデータベースの試作、高い地理的解像度に合わせたモデルパラメータの推定などを行った。本年度の研究課題はエネルギーモデルの作成自体が中心であり、それを用いた中間段階での試算結果からは以下の知見が得られた。そのため例えば、長距離送電を考慮することにより、世界地域別の時差を利用した負荷平準化効果などを通して、太陽光発電の導入可能性が相対的に高まる傾向があることなどが計算結果として確認できた。2.また、エネルギー輸送インフラを考慮した結果、石炭火力発電所と天然ガス火力発電所の経済性に関する優劣が、それぞれの燃料の生産地からの距離に依存して変化するため、従来型モデルの計算結果とは最適電源構成が大きく異なる地域もあることが確認できた。3.再生可能エネルギーを利用した水素製造、世界地域間の水素輸送などは、太陽エネルギーが豊富な中東地域が関連する場合を除き、大規模に行われることはなかった。モデル計算の前提条件等の更なる検討が必要であるが、このことは、単なる天然ガス代替燃料としての水素の利用は、限定的なものとなる可能性を示唆している。

本モデルの試算により、運輸部門の液体燃料代替以外には、CO_2排出制約を考慮しても水素エネルギーが大規模に利用される可能性が低いことが示された。水素自体は、電力と同様に、二次エネルギーであるため、その利用拡大を行っても一次エネルギーとしての化石燃料の消費量削減には直接には寄与しないことが理由と考えられる。3.発電所等の排煙から分離回収されたCO_2を地中・海洋に貯留際、その大気中への漏れ率に関する感度解析を行った。年率0.1%程度の漏れ率であれば、大気中CO_2濃度安定化という目標の達成には大きな影響を及ぼさないことがわかった。しかし、漏れ率が年率0.4%程度を超えると、CO_2排出削減のための限界費用が無視できないほどに上昇させることがわかった。
骨髄性白血病関連非コードRNA CCDC26の機能解析と新規がん治療標的の探索

CCDC26は小児骨髄性白血病においてコピー数変動の見られる遺伝子であり、また、脳腫瘍やすい臓がん、消化器がんとの関連も示されている。CCDC26遺伝子は,他の哺乳類との間で一定の保存性が見られるものの,タンパク質はコードされておらず,長鎖非コードRNA (LncRNA)の一種であると考えられる。LncRNAは通常のメッセンジャーRNAとは異なり、タンパク質に翻訳されず、RNA自身が一定の構造をとり、機能を発現する生体高分子であり、様々な生物学的機能を持っていると思われる。本研究はこの機能未知のLncRNA, CCDC26の機能を解明し、新しいがんの治療戦略に貢献しようとするものである。
樹木細胞の拡大・成熟の物理機構

この研究の目的は、日照の日周期に起因する形成層細胞の膨圧の変動が、細胞壁形成過程における細胞壁の物理的伸縮を生じさせ、その物理的な細胞壁の伸縮がリグニン、ヘミセルロースの沈着に影響することを検証することにある。最終年度である今年度は、免疫金染色法を適用し、細胞壁堆積の日周期を検出することができた。すなわち、名古屋大学苗場に植裁されたスギについて、連続測定している内樹皮接線ひずみによって確認された最大の膨圧状態にある分化中細胞を朝6:00に採取した。一方、膨圧が最小となった16:00に再び試料を採取し、二次壁内壁をグルコマンナンを選択的に染色する免疫金染色を行いSEM-EDX分析によって金粒子を可視化した。その結果、日中に採取した試料から細胞質を取り除いた二次壁内面はミクロフィブリル束が一定の角度で整然と堆積している状況がはっきりと見られた。一方、朝6時に採取した試料の二次壁内面には、無定型の物質がミクロフィブリル束の上面を覆い、金粒子がびっしりと付着しているのが確認された。このことは、分化中細胞の内面には、日中にセルロースが、夜間にはヘミセルロース(今回はグルコマンナン)が堆積することを示し、細胞壁主成分の堆積に日周期があることが証明さた。屋外に傾斜して成育する20年生のスギでは、傾斜樹幹下側の圧縮あて材を形成する部位において、内樹皮の接線ひずみの変動が傾斜樹幹の上側より大きいことが明らかになった。この部位では、圧縮あて材が形成されており、やはり膨圧の変動に伴うリグニンの沈着が促進されることを予測させた。現在この部位のミクロフィブリル及びマトリックス成分の沈着状況をFE-SEMを用いて分析中である。一方、グロースチャンバーの中で、通常の日光より660nmの波長をLED-Rで増加させた人工光を用いてスギ苗を生育させ、接線ひずみの光周期を測定した。その結果、接線ひずみの光周期は確実に検出されることが解ったが、ひずみの日周期は日光のそれの約半分であった。そして、圧縮あて材が形成されていた。赤系統の光は、樹木の肥大成長とともにリグニン沈着を促進する効果があることが判明した。この実験に平行して、北海道大学において、屋外の広葉樹の接線ひずみの日変動の年間測定を行った。その結果、イタヤカエデとシラカンバの接線ひずみの年間変動に大きな違いがあることが解った。すなわち、イタヤカエデでは3月の樹液湧出期間に樹幹は接線ひずみの変動を示さないものの、根のひずみは日中に大きな伸びのひずみを夜間に収縮を示す。反対に、シラカンバの根は、4月初旬の日中に大きな収縮を、夜間に伸びを示す。ところが、5月の成長開始後は、両者とも樹幹、根とも同様の日周期を示す。このことから、成長開始時の水の樹幹内移動は樹種によって異なるが、成長が始まると樹木内の水分は同じ動きを示し、肥大成長へと繋がると理解される。昨年度はグロースチャンバーの中で、通常の日光より660nmの波長をLED-Rで増加させた人工光を用いてスギ苗を生育させ、接線ひずみの光周期を測定した。その結果、接線ひずみの光周期は確実に検出された。ひずみの日周期は日光のそれの約半分で圧縮あて材が形成された。赤系統の光は、樹木の肥大成長とともにリグニン沈着を促進する効果がある。などが判明した。今年度は、それらの条件で成長拡大した細胞の大きさを比較した。