hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘムを基礎とする高機能複合たんぱく質の創製とその支援研究

同時に変異酵素の研究から、P450の水素イオン取り込み機構は、P450camで今回明らかにされた機構に加え、直接水分子が内部の水素結合のネットワークに水素イオンを供給する少なくとも二つの機構が存在しうることが示唆された。また酸素と可逆的に結合するミオグロビンは、過酸化水素と反応させると0-0結合の切断反応を起こし活性酸素原子を生じて有機化合物のperoxygenase反応を触媒する。したがってP450による一原子酸素添加反応の格好のモデルとなる。今回このミオグロビンを用いてペルオキシ型反応中間体を捕らえることに成功し、0-0結合の切断反応に及ぼすアミノ酸残基の役割を実証することに成功した。同じミオグロビンを用いて分担者の林らはヘムを非天然のポルフィセンに置換してたんぱく質分子の安定化ならびに本来の機能である酸素に対する親和性を大幅に増大させることに成功した。本成果は酵素機能のオーダーメイド化に補欠分子族であるヘムが重要な役割をもつことを示す。また藤井らは、ミオグロビンを改変して亜硝酸イオン還元酵素を創製する試みを行っており、本年度は補欠分子族としてジケト型イソバクテリオクロリンの合成に成功した。ウシチトクロム酸化酵素はミトコンドリア(Mt)内膜に存在する分子量21万の複合体酵素である。還元型チトクロムcを酸化し、酸素を水に還元するとともに、プロトンをマトリクス側から膜間腔へポンプする。この一連の反応で生じた膜電位とプロトン濃度勾配が、ATPの合成反応を駆動する。本年度、ヒトHeLa細胞を宿主として、ウシサブユニットI(SI)遺伝子を染色体に組み込み、細胞質で発現されたSIをMtに輸送させることによって、ウシとヒトとのハイブリッドチトクロム酸化酵素を発現させることに成功した。Mtには、mock細胞のMtと同じ量の本酵素が含まれ、そのMt蛋白質当たりのチトクロムc酸化活性も変わらないことが、dodecylmaltosideで可溶化したMtの光吸収スペクトルと活性測定から示された。一方ヒトSIに特異的な抗体を用い、これら細胞では、ヒト酵素がmock細胞の約2割に減少することがわかった。したがって、Mt内でウシ・ヒトハイブリッド酵素が形成されると、それは全体の8割に達し、また、ハイブリッド酵素はヒト酵素と同等の性質をもつことを示す。またミトプラスト(Mp)のシアン感受性チトクロムc酸化活性と、それに共役した脱共役剤感受性のプロトンポンプ活性を測定したところ、野生型ウシSIを含むMpは、両活性ともにmock細胞のMpとほぼ同じであった。この発現系を用いて、SIのAsp51をAsnに置換した変異ハイブリッド酵素は、チトクロムc酸化活性は野生型と変わらないものの、プロトンポンプ活性は消失しており、機能変換を起こした酵素であることがわかった。以上の結果から、チトクロム酸化酵素のポンプ活性に上記アミノ酸が必須であることが判明した。これは、X線結晶構造解析に基づいて提唱された、Asp51の役割を支持する。Asp51は動物の酵素には、保存されているが、バクテリアや植物の酵素では、中性のグリシンなどに置換されているので、今後の検討課題である。研究代表者の島田らは、大腸菌の無細胞タンパク合成系を用い、土壌細菌Parococcus denitrificansチトクロム酸化酵素を機能発現させることに成功した。
粒子特性に基づく下負荷面モデルの材料パラメータ決定法の構築

土木構造物などの基礎地盤を合理的・経済的に設計するためには,弾塑性モデルによるシミュレーションの実施が有用である.種々の弾塑性モデルのなかで下負荷面モデルは,土の応力-ひずみ関係を最も適切に表現し得るモデルの一つである.本研究では,土を構成する土粒子の特性の一つである粒子形状が砂などの粒状体の力学・変形特性に与える影響を実験的研究により明らかにし,粒子形状に基づいた下負荷面モデルの材料パラメータの選定方法を提示した.土木構造物などの基礎地盤を合理的・経済的に設計するためには,弾塑性モデルによるシミュレーションの実施が有用である.種々の弾塑性モデルのなかで下負荷面モデルは,土の応力-ひずみ関係を最も適切に表現し得るモデルの一つである.本研究では,土を構成する土粒子の特性の一つである粒子形状が砂などの粒状体の力学・変形特性に与える影響を実験的研究により明らかにし,粒子形状に基づいた下負荷面モデルの材料パラメータの選定方法を提示した.本研究では瀬戸内・小宮(2006)が報告した粒状体における粒子特性としての粒子形状と状態量としての間隙比およびせん断強度の関係図を,より客観的に検証するために,人工材料(金属,合成樹脂)からなる粒状体を用いて粒子形状と間隙比およびせん断強度の関係を調べた.さらに,ピーク時のせん断強度は正のダイレイタンシーの大きさに支配されることを考慮して,ピーク時におけるダイレイタンシー係数と粒子形状の関係を調べた.得られた主な研究成果は以下のとおりである.1.粒子形状と最大・最小間隙比および最上式のκ値との関係において,金属および合成樹脂材料は既往の報告のシリカ砂の関係と同等か,シリカ砂と石灰質砂の中間的な関係を示した.2.限界状態におけるせん断強度は,粒子形状によって一義的に決定される.3.本研究の結果は,瀬戸内・小宮(2006)が報告した粒子形状と間隙比およびせん断強度の関係図に適合し,その妥当性が実証された.4.最大の正のダイレイタンシー角は,初期間隙比e0に依存しその大きさは変化するが,ln e0-ダイレイタンシー角の関係で整理すれば全ての材料でダイレイタンシー角の大きさはln e0に対して直線で関係づけられる.また,この直線の切片の大きさは,粒子形状が粗いほど大きな切片となり,ダイレイタンシーの発現において粒子の形状が大きな影響を与えることが明らかとなった.*瀬戸内秀規・小宮康明:シリカ砂および石灰質砂の粒子形状と間隙比および内部摩擦角の関係,地盤工学ジャーナル,vol.1,No.4,169-174,2006.本年度は,粒子特性の一つである粒子間摩擦係数が粒状体の状態量としての間隙比および内部摩擦角に与える影響をシリカおよび炭酸カルシウムを主成分とする砂材料について調べた.得られた主な研究成果は以下のとおりである.1.シリカ-シリカ間および炭酸カルシウム-炭酸カルシウム間の摩擦係数を調べるために,一面せん断試験装置にシリカおよび炭酸カルシウムを主成分とする平板をそれぞれ設置して粒状体との摩擦強度を調べた.炭酸カルシウム-炭酸カルシウム間の方がシリカ-シリカ間の摩擦係数より大きな摩擦係数となり粒子を構成する成分の違いで粒子間の摩擦係数が異なることが分かった.2.離散要素法(DEM)を活用した数値解析により自由落下による粒状体の堆積状況(間隙比)を調べた(粒子形状は球).粒子間の摩擦係数0→0.5間は粒子間摩擦係数の増加に伴い間隙比は大きくなるが摩擦係数0.5→1.0間では粒子間摩擦係数の影響は小さくほぼ同じ間隙比となることが明らかとなった.3.同じ粒子形状でも炭酸カルシウムを主成分とする粒状体の方がシリカを主成分とする粒状体より大きな間隙比となるが,この影響は1, 2の結果により粒子間摩擦係数であることが裏付けられた.4.粒子間摩擦係数が残留強度に与える影響は確認できなかった.5. 1.の実験により湿潤状態における粒子間摩擦係数は気乾状態の摩擦係数より大きくなることが確認された.主成分の異なる粒径幅の狭いそれぞれ3種シリカ砂および石灰質砂の砂材料を用いて一次元圧縮試験および一面せん断試験を行い,下負荷面モデルで用いられる材料パラメータと粒子特性の関係について以下のような有用な知見を得た.正規圧密曲線の勾配(等方圧密曲線の勾配ρに対応):同じ間隙比における正規圧密曲線の勾配は,粒子形状が粗くなるほど大となり,破砕性を有する石灰岩の砕屑物を除いてシリカ砂の方が石灰質砂に比して相対的に大きい.膨潤線の勾配γ:初期間隙比,粒子形状さらにシリカ砂,石灰質砂に関係なくいずれも0.005程度の値である.ポアソン比ν:同じ間隙比におけるポアソン比は,粒子形状が粗くなるほど小となり,またシリカ砂の方が石灰質砂に比して相対的に大きい.限界状態における内部摩擦角φc:粒子形状が粗くなるほど大となる.またシリカ砂の方が石灰質砂に比して相対的に小さい.以上の実験的研究から,粒子特性のひとつである粒子形状の影響が著しいものの,主成分の異なるシリカ砂と石灰質砂の比較から,それぞれの物性値には粒子形状以外の粒子特性が少なからず影響していることが分かる.さらに,粒状材料の種々の物性値は同じ材料でも初期間隙比の大きさに依存する.

このことから,粒子の硬度,反発性,粒子径,粒子間摩擦係数(物理摩擦係数),粒子形状などの粒子特性を定量的に評価反映できる個別要素法用い粒径2mmの単一粒径粒状材料について漏斗法による最小密度試験を実施し粒子形状以外の粒子特性の影響を調べた.その結果,間隙比に与える影響は粒子形状が支配的であるものの粒子間摩擦係数も無視できない影響を与えることが分かった.本研究では,粒子形状以外の粒子特性の影響を調べる研究手法を確立した.今後,正規圧密曲線および膨潤線の勾配,ポアソン比および内部摩擦角などの物性値に砂の主成分の違いによる粒子形状以外の粒子特性の影響を適切に評価していく.
大分県国東地域における伝統文化の記録保存と継承方法の模索

大分県国東地域は、宇佐神宮と神宮寺の弥勒寺の荘園が分布し、中世以来の修行の道場として六郷満山とよばれる寺院群が残っており、古くからの伝統行事や民俗芸能がよく残っている。しかし、若者人口の減少と高齢化のため、それらの継承は非常に困難な状況になっている。本研究では、この地域の祭りや民俗芸能、民俗行事を記録保存するとともに、伝統行事を継承していく意義を、行事の中心となる長老たち高齢者の生きがいの面からも考察したい。
太陽風MHD乱流の解明へ向けたアルフェン波のパラメトリック不安定性の理論的研究

本研究では、太陽風(太陽から噴き出す高速のプラズマ流)中において、アルフェン波という太陽表面で生成されている波動から磁場やプラズマの乱れた状態(MHD乱流)が生成される過程について、理論的側面からの詳細な解析を行った。本研究の進展により、(1)理論研究と観測研究の矛盾の一部(アルフェン性の減少問題、非対称な速度分布の生成問題)を修正した新しいアルフェン乱流の発展過程モデルの構築、(2)ビームプロトンの散乱に伴う非線形段階でのパラメトリック不安定性の変化過程の発見、などの成果が得られた。本研究は、太陽風中の磁気流体乱流(MHD乱流)の発展過程の解明へ向けた、太陽風アルフェン(Alfven)波のパラメトリック不安定性の新しい理論の構築を目的としている。今年度は、太陽風中におけるパラメトリック不安定性とプロトンビーム成分との関連性・独立性を精査するため、新しい理論モデルの構築・解析、基礎的な数値シミュレーション(数値計算)による解析を行った。まず、これまでの理論研究を発展させる形で、イオン運動論効果に加えて多種イオンの効果を含む理論モデルの導出・解析を行った。並行して、実際に観測されているアルフェン乱流のスペクトルを模擬した初期条件下における数値計算を行い、バイ・コヒーレンスなどの手法による非線形性の評価から、これまでの理論研究と観測研究の矛盾の一部を修正したアルフェン乱流の発展過程モデルを構築した。次に、イオン運動論・多種イオンの効果を含む数値計算を行い、太陽風アルフェン波の非線形発展が線形的に安定なプロトンビームにも大きく影響を受けること、プロトンビームの一部が大振幅アルフェン波との相互作用によってアルフェン速度の10倍程度にまで加速されることを示した。加えて、Vlasov-Hall-MHDコードを用いて、Alfven波の非線形発展に伴うプロトンビーム生成の詳細な物理過程について議論を行った。次年度は以上の結果を踏まえて、散逸領域の波動(運動論アルフェン波)とアルフェン乱流との相互作用、温度異方性の生成過程についての議論を行う予定である。今年度は、前年度の研究結果を受ける形でより詳細な太陽風プラズマの性質とMHD乱流の発展・減衰過程の関連性・独立性の精査を進め、以下のような知見を得た:(A)パラメトリック不安定性が非常に弱い場合でも、振幅変調による非線形ランダウ減衰によってイオン加熱が生じること、(B)一方で、変調不安定性が生じた場合には波動間の位相相関による急峻な波束が形成され、非線形ランダウ減衰により主に減衰する場合とで磁場の振幅に2倍近くの差ができること、(C)このような波束は相対運動する磁場構造による加速("ソリトン加速")などによりイオンの平行方向に加速に大きく寄与すること、(D)有限振幅の電磁波による"非共鳴捕捉"による擬似的な垂直方向の加速がワレンの関係で表される"アルフェン的な"平衡状態を表す位相空間での平衡点周りの非線形捕捉として生じ、その捕捉領域が実際の太陽風中で観測されるイオン分布と同様の平行方向の速度に対して非対称な形をしていること、(E)非共鳴なアルフェン乱流の非線形発展においては"見かけ上の"温度異方性として蓄えられているイオンの垂直方向のエネルギーが局所的な熱エネルギーに対応する"実質的な"温度異方性に変換されていること。これらの結果は太陽風中で観測されるような温度異方性を伴う非対称なイオンの速度分布の形成には、パラメトリック不安定性だけではなく振幅変調に伴う非線形ランダウ減衰や太陽表面の磁束管におけるMHD乱流(磁場擾乱)の振幅増幅過程も深く関わっていることを示唆している。
傾変異による三角圏の構造解析

研究目的は体上の有限次元自己入射多元環上の加群の安定圏を,異なる多元環上の加群圏の導来圏として実現する事である.4をN次数付き自己入射多元環とする.前年度にZ次数付きA加群の安定圏が異なる多元環上の加群圏の導来圏と三角圏同値になる必要十分条件は,Aの零次部分環の大域次元が有限である事を示した.本年度は上記の応用として次を示した.自然数lに対して,自然な次数の付け替えによりAを,Z/lZ次数付き多元環と見る.これに即してZ/lZ次数付きA加群の安定圏mod^<z/lz>Aを考える.このときAがGorensteinパラメータlを持てば,mod^<z/lz>Aが導来軌道圏と三角圏同値になる事を示した.この次数の付け替えにより現れる安定圏と導来軌道圏との三角圏同値は,最近研究され始めた新しい種類の三角圏同値である.今後は上記結果の発展及び関連分野への応用が期待される.本年度は以下の研究を行った。1.原田多元環上の加群圏の導来圏における傾複体の研究を行った。一つの目標は与えられた原田多元環の傾複体の分類であるが、それは非常に困難である。そこで本年度は特別な傾複体である、射影次元2の傾加群の分類を研究した。その結果、射影次元2以下の直既約加群の分類を得た。今後はこれらの加群の間の1次及び2次の拡大加法群の消滅条件を記述する事により、射影次元2以下の傾加群の分類が完成すると考えている。2.次数付き自己移入多元環上の次数付き加群の安定圏の研究を行った。次数付き自己移入多元環上の次数付き加群の安定圏は、次数付き加群圏から射影対象を取り除いた綺麗な圏になっており、特に代数的三角圏としての構造を有している。この三角圏の構造を調べる事により、自己移入多元環を研究することが目的である。本年度は上記の三角圏における傾対象の存在性を調べた。代数的三角圏が傾対象を持てば、その準同型環上の射影加群のホモトピー圏と三角圏同値になるというKellerによる結果があるため、傾対象が存在すれば三角圏としての構造が理解し易いためである。研究の結果、次数付き自己移入多元環の安定圏が傾対象をもつ必要十分条件が零次部分環の大域次元が有限である事を示した。特に十分性の証明では具体的に傾対象を構成し、その準同型環の計算も行った。研究目的は体上の有限次元自己入射多元環上の加群の安定圏を,異なる多元環上の加群圏の導来圏として実現する事である.4をN次数付き自己入射多元環とする.前年度にZ次数付きA加群の安定圏が異なる多元環上の加群圏の導来圏と三角圏同値になる必要十分条件は,Aの零次部分環の大域次元が有限である事を示した.本年度は上記の応用として次を示した.自然数lに対して,自然な次数の付け替えによりAを,Z/lZ次数付き多元環と見る.これに即してZ/lZ次数付きA加群の安定圏mod^<z/lz>Aを考える.このときAがGorensteinパラメータlを持てば,mod^<z/lz>Aが導来軌道圏と三角圏同値になる事を示した.この次数の付け替えにより現れる安定圏と導来軌道圏との三角圏同値は,最近研究され始めた新しい種類の三角圏同値である.今後は上記結果の発展及び関連分野への応用が期待される.
DNAシャフリングによる多環芳香族アミン分解菌の構築

強い毒性と変異原性を有する多環芳香族アミンに対する酸化酵素を新規に構築するために、アニリン酸化酵素およびナフタレン酸化酵素の基質特異性を支配するterminal oxygenase large subunit(LS)遺伝子部分をDNAシャフリング技術を用いて遺伝子レベルで融合させ、ナフチルアミンに対する酸化酵素の構築を試みた。まず、アニリン酸化酵素のLS遺伝子(atdA3)およびナフタレン酸化酵素のLS遺伝子(nahAc)を4塩基対認識制限酵素で消化し、50bp前後のサイズのDNA断片を得た。次に、両者を混合し、2ステップのPCRでハイブリッド型遺伝子を再構築し、アニリン酸化酵素遺伝子の中のLS遺伝子部分と交換した。塩基配列解析の結果、種々のハイブリッド型が得られたので、この組換え分子をP.putida KT2440へ広宿主域グラム陰性菌用ベクターを介して導入した。得られた組換え体を用いて1-ナフチルアミンに対する酸化活性を測定したところ、ほとんどの組換え体では、アニリン酸化酵素と同様、1-ナフチルアミンに対する酸化活性は認められなかった。一方、いくつかの組換え体については、ナフタレン酸化酵素と同様、ナフチルアミンを別の代謝物(未同定であるが1-アミノ5,6-ジヒドロキシナフタレンと推定)へ変換したが、アンモニアの遊離は認められなかった。従って、現段階ではナフチルアミンからアンモニアを遊離して酸化する目的のハイブリッド型は得られていない。本研究では、P.putidaでのアニリン酸化酵素遺伝子の発現システムと酵素活性測定法が確立した(H11実績報告)ので、今後、DNA断片をさらに小さなサイズのものを用いるなど、ハイブリッド分子の構築条件の検討が必要である。本研究では、Acinetobacter sp.YAA株由来のアニリンジオキシゲナーゼ遺伝子とPseudomonas putida由来のナフタレンジオキシゲナーゼ遺伝子をDNAシャフリング技術を活用して融合させ、ハイブリッド遺伝子を構築し、これを各種細菌に導入し、新規に多環芳香族アミンの分解菌を育種することを目的としている。平成11年度は、ハイブリツド遺伝子の構築と大腸菌での遺伝子の発現を目的に、まず、Acinetobacter sp.YAA株及びP.putida PpG1064(NAH)から抽出したプラスミドDNAを鋳型として、アニリンジオキシゲナーゼ及びナフタレンジオキシゲナーゼの基質特異性を支配する末端酸化酵素αサブユニットをコードするatdA3及びnahAc遺伝子領域をPCR法により増幅した。次に、これをDNaseIで分解し断片化したが、ハイブリッド遺伝子構築に必要な50100bpの断片が主に生じるように分解をコントロールすることが困難であった。そこで、DNaseIの代わりに4塩基対認識制限酵素を23種類組み合わせて分解を行ったところ、目的サイズのDNA断片が大量に生成した。これをアガロースゲルから回収し、両者の回収断片を混合し、PCR法にてハイブリッド遺伝子の構築を行った。その結果、いくつかのエキストラバンドは生じたが目的のサイズのDNA断片の増幅を確認した。現在、この断片をアニリンジオキシゲナーゼ遺伝子atdA1A2A4A5のA2-A4間へ戻すクローニングを行っている。ハイブリッド型atdA3をうまくA2-A4間に導入できれば、大腸菌にてナフチルアミン、アミノアントラセン等の芳香族アミンに対する分解試験を行う予定である。また、今後、Pseudomonas属細菌及びAcinetobacter属細菌への遺伝子導入についても検討する予定である。
イオン導入法を応用した医原性知覚過敏症に対する能動的疼痛緩和療法

目的近年、ホワイトニングやセラミックを用いた審美治療が増加しているが、その反面、偶発症としての“知覚過敏"発症が問題となっている。この医原性知覚過敏症状が発症した場合は、歯髄の自己治癒力による疼痛軽減を期待した不確実な待機的療法あるいは歯髄除去法だけが選択されうる。そのため、知覚過敏症状に対する疼痛を軽減させる確実な能動的治療法が待望される。本研究では冷刺激受容TRP(Transient Receptor Potential)チャネルを介した感覚受容メカニズムに着目し、意図的に冷刺激受容機構を遮断させたい。具体的には、冷刺激受容TRPチャネル阻害因子を硬組織外層から歯髄内部にイオン導入を用いて送達することにより、歯髄の冷刺激感受性を低下させる。研究方法ラット臼歯に象牙質窩洞形成を施し、帯電させた冷刺激受容TRPチャネル阻害因子を象牙質経由で歯髄内に送達する。術後3日において、冷刺激受容TRPチャネルの発現部位を免疫染色によって、発現量をリアルタイムPCRによって解析し、イオン導入を行わない対照群と比較する。研究成果当初、ラット窩洞形成モデルでの実験を想定していたが、歯牙の小さく窩洞形成量の規定が困難であることからヒト歯髄での実験に変更した。ヒト歯髄ではう蝕の無い健全歯髄を対象とし、象牙芽細胞における冷刺激感受性TRPチャネルの発現について検証した。ヒト象牙芽細胞においてはTRPA1の発現を明確に認めることは出来なかったが、TRPM8がその他の歯髄細胞に比べ多く発現していることを明らかにした。また、深いカリエスを有する歯から単離した象牙芽細胞を用いた解析では、健全歯では認めなかったTRPA1の発現を検出出来た。現在、健全歯髄および炎症歯髄における象牙芽細胞のTRPチャネル発現様式の比較のため解析を進めている。
複合生態系における寄生者感染動態と群集動態の関係の統合理解

寄生者介在型のエネルギー流(PMEF, Parasite-Mediated Energy Flow)の時間変動性に注目して、PMEFが異なる時間スケールでどのように群集動態に影響を及ぼし、寄生者自身の感染動態にフィードバックするかを実証と理論を統合したアプローチで検証した。地域に応じたハリガネムシ類の種多様性と宿主利用の多様性に依存して、PMEFの時間変動性が規定されていた。野外実験と数理モデルから、PMEFの時間変化に対するサケ科魚類の応答の個体間変異が、群集動態を規定する重要な要因になることが確かめられた。生態系間の季節的な相互作用が群集の形成過程に重要な役割を果たすことが示された。本研究では、申請者が提唱している寄生者介在型のエネルギー流(PMEF, Parasite-Mediated Energy Flow)の時間変動性に着目し、(1) PMEFが異なる時間スケールでどのように群集動態に影響を及ぼし、(2)寄生者自身の感染動態にフィードバックするか、を実証と理論を統合したアプローチで検証することを目的としている。本年度は、沖縄から北海道に至る全国9サイトにおいて、ハリガネムシ類やその宿主となる陸生・水生昆虫類の季節消長をモニタリングするサイトを確立・実施した。さらに、この広域モニタリングから明らかになった、ハリガネムシ類が駆動するPMEFの時間変動を(1)季節間で大きくピークタイミングがずれる場合と(2)同じ季節内に時間的な集中度が異なる場合(持続的vs.集中的)に分けて、それぞれがPMEFの受け手である河川性サケ科魚類の個体間関係や個体成長、および水生昆虫の群集動態に及ぼす影響を大規模な野外操作実験と大型プールを用いた飼育実験によって予備的に検証した。(1)の大規模野外操作実験においては、予備的に晩夏から初秋に人為的にサケ科魚類の餌資源流入を引き起こす実験を約2か月間実施し、サケ科魚類の個体成長を大きく上昇させうることを確認した。一方、(2)の大型プールを用いた飼育実験では、期間当たりの総給餌量が同じであっても、その時間変化が集中的な場合と持続的な場合で、サケ科魚類の個体間関係の強さが大きく異なり、結果として成長の個体間変異も大きく異なることが予備的ではあるが、明瞭に確かめられた(持続的な場合に個体間の成長差が大きくなる)。次年度の以降の実験では、上記のような資源量の時間変動に依存したサケ科魚類の成長応答が河川の群集動態や生態系機能、ハリガネムシ類の感染動態とどのように関連するかを実験的に検証する。日本全国のモニタリングサイトについては、当初予定していたサイト数以上に確立することができた。これにより、ハリガネムシ類と宿主の寄生関係の全国的なパターン、およびそれと森林から河川への宿主供給の時間パターンとの関係が明らかになりつつある。野外実験による検証においては、大規模な野外操作実験の予備実験を完了し、次年度に速やかに本実験にうつれる状況まで達している。また、大型プールを用いた飼育実験についても同様に、概ね仮説を支持する予備実験結果が得られ、次年度以降にすみやかに本実験を実施することができる。本研究では、寄生者介在型のエネルギー流(PMEF, Parasite-Mediated Energy Flow)の時間変動性に着目し、(1) PMEFが異なる時間スケールでどのように群集動態に影響を及ぼし、(2)寄生者自身の感染動態にフィードバックするか、を実証と理論を統合したアプローチで検証することを目的としている。本年度は、既設の全国9サイトにおいて、ハリガネムシ類やその宿主となる陸生・水生昆虫類の季節消長をモニタリングした。また、PMEFの時間変動を(1)季節間で大きくピークタイミングがずれる場合と(2)同じ季節内に時間的な集中度が異なる場合(持続的vs.集中的)に分けて、それぞれがサケ科魚類の個体間関係や個体成長、および水生昆虫の群集動態に及ぼす影響を大規模な野外操作実験と大型プールを用いた飼育実験によって検証した。(1)の大規模野外操作実験においては、6ー8月(春ー夏供給)と8ー10月(夏ー秋供給)にそれぞれ、人為的に陸生昆虫類の供給を行った。その結果、サケ科魚類の個体成長の平均値には季節による効果は見られなかったものの、春ー夏供給で成長パターンの多様性が高い傾向が認められた。(2)の大型プールを用いた飼育実験では、PMEFの時間変化が集中的な場合と持続的な場合でサケ科魚類の個体間関係の強さが大きく異なり、持続的な場合に個体間の成長差が大きくなることを明らかにした。PMEFの時間変化とサケ科魚類のサイズ構造を考慮した数理モデルから、PMEFの時間変化に対するサケ科魚類の応答の個体間変異が群集動態を規定する重要な要因になることが確かめられた。最終年度はこれらの結果を取りまとめて発表するとともに、資源量の時間変動に依存したサケ科魚類の成長・繁殖応答が河川の群集動態や生態系機能、ハリガネムシ類の感染動態とどのように関連するかを実験的・理論的検証を進める。当初計画していた全国モニタリング、大規模野外実験を実施できている。それらの観測・実験データに基づき、資源変動に対する消費者の応答の個体間変異を明示的に扱う統計解析手法を導入し、異なる時間変動性をもつ餌資源条件下で、サケ科魚類の成長パターンの多様性を解析できる枠組みを構築した。さらに、餌資源変動と消費者のサイズ構造を考慮した数理モデルを構築し、両者が群集の季節動態を規定する重要な要因になることを確かめることができた。これらを踏まえると、本事業は当初計画以上に進展していると言える。

全国9サイトにおいて、ハリガネムシ類やその宿主となる陸生・水生昆虫類の季節消長をモニタリングした。ハリガネムシ類が駆動するPMEFの時間変動を(1)季節間で大きくピークタイミングがずれる場合と(2)同じ季節内に時間的な集中度が異なる場合(持続的vs.集中的)に分けて、それぞれがサケ科魚類の個体間関係や個体成長、および水生昆虫の群集動態に及ぼす影響を大規模な野外操作実験と大型プールを用いた飼育実験によって検証した。(1)の大規模野外操作実験においては、6ー8月(春ー夏供給)と8ー10月(夏ー秋供給)にそれぞれ、人為的に陸生昆虫類の供給を行った。その結果、サケ科魚類のアマゴにおいて、春から夏に餌供給を増大させた区間では、高成長パターンを示す個体の割合が増加した。高成長パターンを示す個体は1歳から成熟に参加する確率が高く、繁殖期当たりの産卵メス数が増加した。その結果、春ー夏供給区では、翌年の子の数が他の実験区間に比べて多かった。(2)の大型プールを用いた飼育実験では、PMEFの時間変化が集中的な場合と持続的な場合でサケ科魚類の個体間関係の強さが大きく異なり、持続的な場合に個体間の成長差が大きくなることを明らかにした。(1)と(2)の実験結果に基づいて、PMEFの時間変化とサケ科魚類のサイズ構造を考慮した数理モデル解析を行った結果、PMEFの時間変化に対するサケ科魚類の応答の個体間変異が群集動態を規定する重要な要因になることが確かめられた。寄生者介在型のエネルギー流(PMEF, Parasite-Mediated Energy Flow)の時間変動性に注目して、PMEFが異なる時間スケールでどのように群集動態に影響を及ぼし、寄生者自身の感染動態にフィードバックするかを実証と理論を統合したアプローチで検証した。地域に応じたハリガネムシ類の種多様性と宿主利用の多様性に依存して、PMEFの時間変動性が規定されていた。野外実験と数理モデルから、PMEFの時間変化に対するサケ科魚類の応答の個体間変異が、群集動態を規定する重要な要因になることが確かめられた。生態系間の季節的な相互作用が群集の形成過程に重要な役割を果たすことが示された。全国のモニタリングサイトの設営については、東北地方のサイトがないため、次年度以降に当該地域のモニタリングサイトを増設する予定である。その他のサイトについては、継続することで、地理的変異と年変動を分離して評価できるようにする予定である。野外実験による検証については、寄生者が駆動するエネルギー流の2つの時間変化パターンの影響を検証する予備実験がいずれも完了しているため、速やかに本実験を実施して論文化に進む予定である。野外観測と実証試験の結果を取りまとめて学会シンポジウム等で成果発表をするとともに、速やかに学術論文としての公表を目指す。また、資源量の時間変動に依存したサケ科魚類の成長・繁殖応答が河川の群集動態や生態系機能、ハリガネムシ類の感染動態とどのように関連するかについても、実験的・理論的検証を進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。群集生態学29年度が最終年度であるため、記入しない。
頭頸部扁平上皮癌におけるリゾフォスファチジン酸受容体の発現解析

リゾフォスファチヂン酸(LPA)は生体内に広く分布する生理活性物質で、癌細胞に関してはLPA刺激によって細胞増殖能や遊走能の亢進に働くことが知られている。LPA受容体はLPA1-6の6つのタイプが明らかになっているが、頭頚部癌における分布や発現量の差異に関してはよく分かっていない。今回頭頸部癌症例よりサンプリングを行い、LPA受容体、LPA産生酵素ATX、LPA分解酵素ACP6に関する発現量を調べる実験を行った。下咽頭癌に関してはLPA1発現量はLPA4の8倍多い結果であり、ATX発現量も喉頭癌、対照群と比べ4倍以上高い結果であることが分かった。予備実験において使用した細胞株以外の頭頸部癌細胞株を数種用い、conventional PCR、real-time PCRにてリゾフォスファチジン酸受容体4(LPA4)、オートタキシン(ATX)、酸性フォスファターゼ6(ACP6)の発現量に差異のあることを確かめた。現在、頭頸部癌症例のサンプリング、対照症例のサンプリングを行っている。またLPA1、LPA4、ATX、ACP6に対する免疫染色は実験条件を調整中である。頭頸部癌症例、対照症例のサンプリングを行っており、mRNA量の解析数を今後増やしていく予定である。免疫染色に関してはタンパク発現量が低く、実験条件の調整中である。各種増感法で発現が確認できない場合はin situ hybridization法を用いた解析を行う予定である。予備実験において使用した数種類の頭頸部癌細胞株を用いて、conventional PCR、real-time PCRにてリゾフォスファチジン酸受容体4(LPA4)、オートタキシン(ATX)、酸性フォスファターゼ6(ACP6)の発現量に差異のあることは確認済である。mRNA発現解析の済んだ症例より順次、LPA1、LPA4、ATX、ACP6に対する免疫染色を行っていく予定である。LPA1、LPA4、ATX、ACP6に対する免疫染色より先にreal-time PCR法を用いたmRNA発現解析を進めているが、頭頸部癌症例および対照症例のサンプリング数を増やしている段階である。予備実験において数種類の頭頸部癌細胞株を用いて、conventional PCR、real-time PCRにてリゾフォスファチジン酸受容体1(LPA1)、リゾフォスファチジン酸受容体4(LPA4)、オートタキシン(ATX)、酸性フォスファターゼ6(ACP6)のmRNA発現量に差異のあることを確認した。次に頭頸部癌症例および対象症例に対する解析を行った。下咽頭癌43例、喉頭癌17例、対照群25例に対し同様の解析を行い、LPA1、LAP4、ATX、ACP6の発現量にそれぞれ差のあることが確認された。LPA1、ATXの発現量に関しては下咽頭癌>対照群>喉頭癌の順となったがLPA4、ACP6の発現量に関しては対照群>喉頭癌>下咽頭癌の順となった。下咽頭癌に関してはこれまでがんの悪性形質発現に関与すると報告されてきたLPA1、ATXの高発現を認め、LPA4、ACP6においては低い発現レベルとなっていることをが確認された。下咽頭癌に関しては申請者の当初の仮説通りの結果であったが、喉頭癌に関してはLPA1、ATXともに対象群と比較して低い発現レベルであることが確認された。一般的に喉頭癌は下咽頭癌に関して予後がよいとされているが、発声部位の解剖学的特徴以外に癌細胞の増殖能や遊走能、浸潤能などに差異があり、このことが臨床的悪性度に関与している可能性が示唆された。現在、臨床データの各項目との統計学的相関の有無について検討を行っている。今後も頭頸部癌症例、対照症例のサンプリングを行いながら、rel-time PCRによるmRNA発現量の解析、免疫染色またはin situ hybridization法による組織上での発現部位の解析を行う予定である。今後も頭頸部癌症例、対照症例のサンプリングを行いながら、rel-time PCRによるmRNA発現量の解析を継続して行う。解析の済んだものより免疫染色またはin situ hybridization法による組織上での発現部位の解析を行っていく予定である。耳鼻咽喉科頭頸部癌症例、対照症例のmRNAの発現量解析は行っているが、免疫染色においては実験条件の調整中であり、解析が進んでいない状態である。実験条件が決定されれば随時、免疫染色も行っていく予定である。頭頸部癌症例、対照症例のmRNAの発現量解析を継続して行っているが症例数、サンプリング数が目標数より少なかったため、試薬の購入費に残金が生じた。

免疫染色について実験条件の調整を行うため、各種増感法を行うための試薬購入やin situ hybridizationを行うための試薬を購入予定である。免疫染色に関連する抗体や器具の購入、in situ hybridizationを行うための試薬を購入予定である。
胆道上皮の形態形成とVACエキソサイトーシスに関する研究

胆道の形態形成は,前腸からの肝臓憩室の頭側肝窩が肝臓の原基となり,尾側肝窩は拡張して胆嚢を形成しその茎部が胆管となり,この調節機構には上皮間葉相互作用が必要である.胆道上皮の形態形成の解析のため胆嚢上皮細胞のコラーゲンゲル培養を用いて,形態形成のメカニズムと線維芽細胞を含めた種々の細胞増殖因子の形態形成における影響について調査してきた.1,コラーゲンゲル立体培養による胆嚢上皮細胞の嚢胞形成には,小胞体からトランスゴルジネットワークを介した細胞表面への分泌小胞,即ち極性を持ったVAC(vacuolar apical component)のエキソサイトーシスによる細胞表面への輸送と融合により,極性を獲得し嚢胞を形成する過程が明らかとなり,EGFやHGFやEpimorphinをはじめとした細胞増殖因子や線維芽細胞培養上清は,VACエキソサイトーシスを通じて嚢胞形成や増殖活性を促進することがBrdU免疫染色と電子顕微鏡にて観察された.また,この調節機構には細胞間接着装置が密接に関係してることが判明し,電子顕微鏡にてこれらの接着装置の増強が確認された.multifunctional cytokineであるTGF-blを添加すると胆嚢粘膜上皮細胞(コラーゲンゲル培養)は,全く異なった極性を喪失した分枝形態をとることが判明し,これはEGFによって増強されさらにはネットワーク構造を形成した.この過程を上皮系マーカーとしてcytokeratin,間葉系マーカーとしてvimentinの抗体を用いて免疫染色した結果,この変化は上皮細胞のMesenchyme-Like Transdifferentiationと考えられ,超微構造的には細胞間接着装置の減弱が観察された.また,今後線維芽細胞培養上清中の形態形成因子のcharacterizationを行う予定である.1,コラーゲンゲル内立体培養による胆嚢粘膜上皮細胞の嚢胞形成には,小胞体からトランスゴルジネットワークを介した細胞表面への分泌小胞,即ち極性を持ったVAC(vacuolar apical component)のエキソサイトーシスによる細胞表面への輸送と融合により,細胞全体としての極性を獲得し嚢胞を形成する過程が観察される.これまでにEGFやHGFやEpimorphinをはじめとした各種ペプチド成長因子や線維芽細胞培養上清により,VAC(vacuolar apical component)エキソサイトーシスを通じて嚢胞形成能やその増殖活性が促進されることをBrdU免疫染色および電子顕微鏡的に評価してきた.また,この調節機構にはAdherence junction,Tightjunction,Desmosomeなどの細胞間接着および細胞基質間接着が密接に関係してることが推測され,これらの接着分子であるCadherinなとの接着分子の免疫染色を行っているが,現在市販の抗体はcross reactionしないため,電子顕微鏡にて接着装置の解析を進めている.multifunctional cytokineであるTGF-b1を添加すると胆嚢粘膜上皮細胞(コラーゲンゲル培養)は,全く異なった極性を喪失した分枝形態をとることが判明し,この作用はEGFによって増強され2週間後にはネットワーク構造をとってくる.この変化は上皮細胞の嚢胞管腔形成を抑制しており,Mesenchyme-Like Transdedifferentiationと考えられる.現在この形態の相異を,免疫組織学的,超微構造的に解析中である.胆道の形態形成は,前腸からの肝臓憩室の頭側肝窩が肝臓の原基となり,尾側肝窩は拡張して胆嚢を形成しその茎部が胆管となり,この調節機構には上皮間葉相互作用が必要である.胆道上皮の形態形成の解析のため胆嚢上皮細胞のコラーゲンゲル培養を用いて,形態形成のメカニズムと線維芽細胞を含めた種々の細胞増殖因子の形態形成における影響について調査してきた.1,コラーゲンゲル立体培養による胆嚢上皮細胞の嚢胞形成には,小胞体からトランスゴルジネットワークを介した細胞表面への分泌小胞,即ち極性を持ったVAC(vacuolar apical component)のエキソサイトーシスによる細胞表面への輸送と融合により,極性を獲得し嚢胞を形成する過程が明らかとなり,EGFやHGFやEpimorphinをはじめとした細胞増殖因子や線維芽細胞培養上清は,VACエキソサイトーシスを通じて嚢胞形成や増殖活性を促進することがBrdU免疫染色と電子顕微鏡にて観察された.また,この調節機構には細胞間接着装置が密接に関係してることが判明し,電子顕微鏡にてこれらの接着装置の増強が確認された.multifunctional cytokineであるTGF-blを添加すると胆嚢粘膜上皮細胞(コラーゲンゲル培養)は,全く異なった極性を喪失した分枝形態をとることが判明し,これはEGFによって増強されさらにはネットワーク構造を形成した.この過程を上皮系マーカーとしてcytokeratin,間葉系マーカーとしてvimentinの抗体を用いて免疫染色した結果,この変化は上皮細胞のMesenchyme-Like Transdifferentiationと考えられ,超微構造的には細胞間接着装置の減弱が観察された.また,今後線維芽細胞培養上清中の形態形成因子のcharacterizationを行う予定である.
PCR法を用いた増幅DNAによる潤滑油代替材料創製への挑戦

人類は食料・燃料などを自然界から搾取することで生活・経済活動を行ってきた.この方式は狩猟時代と基本的には同じである.ハイブリッド・水素・電気自動車など革新的な燃料利用による化石燃料の使用量削減が起こったとしても,自動車内で使用される軸受等への潤滑油の使用量は減少しない.2015年7月に定められた「エネルギー供給構造高度化法」により日本国内における原油精製量は減少するが,潤滑油の精製量も減少するため,将来的に潤滑油不足・国外から輸入という構図に移行してしまう.そこで潤滑油代替材料として植物油が期待されているが,広大な栽培面積が必要であり,収穫量の変動,抽出ゴミの発生などが懸念される.潤滑油代替材料としてゴミの排出が無く,精製量を人為的に制御可能で,自然界からの搾取を必要としない物質の創製が求められている.そこで,本研究では植物由来DNA断片の潤滑油代替材料としての可能性を検討するため,植物由来DNA含有水溶液を作製し,ガラス基板及びガラス球を用いて摩擦試験を行い,DNA含有の有無が摩擦係数減少に及ぼす影響について明らかにする.DNA断片の量を増幅する方法としてポリメラーゼチェーンリアクション(PCR)法があげられる.この手法は主に目的とする微量のDNA断片を大量に増幅する方法で,遺伝病の診断などに利用されている.本手法の優れた点は予め目的とするDNAの型となるプライマーを用意し,100°C以下の温水の温度変化を繰り返すことでDNAの量を増幅可能な点である.電気自動車は近年家庭用電力としても使用できるほど豊富に電流を供給できることから,ヒータを用いてPCR法を行うことが可能であると考えられる.潤滑油代替材料を自動車自身が作製し供給することでメンテナンスフリー化が可能になるものと考えられる.人類は食料・燃料などを自然界から搾取することで生活・経済活動を行ってきた.この方式は狩猟時代と基本的には同じである.ハイブリッド・水素・電気自動車など革新的な燃料利用による化石燃料の使用量削減が起こったとしても,自動車内で使用される軸受等への潤滑油の使用量は減少しない.2015年7月に定められた「エネルギー供給構造高度化法」により日本国内における原油精製量は減少するが,潤滑油の精製量も減少するため,将来的に潤滑油不足・国外から輸入という構図に移行してしまう.そこで潤滑油代替材料として植物油が期待されているが,広大な栽培面積が必要であり,収穫量の変動,抽出ゴミの発生などが懸念される.潤滑油代替材料としてゴミの排出が無く,精製量を人為的に制御可能で,自然界からの搾取を必要としない物質の創製が求められている.そこで,本研究では植物由来DNA断片の潤滑油代替材料としての可能性を検討するため,植物由来DNA含有水溶液を作製し,ガラス基板及びガラス球を用いて摩擦試験を行い,DNA含有の有無が摩擦係数減少に及ぼす影響について明らかにする.DNA断片の量を増幅する方法としてポリメラーゼチェーンリアクション(PCR)法があげられる.この手法は主に目的とする微量のDNA断片を大量に増幅する方法で,遺伝病の診断などに利用されている.本手法の優れた点は予め目的とするDNAの型となるプライマーを用意し,100°C以下の温水の温度変化を繰り返すことでDNAの量を増幅可能な点である.電気自動車は近年家庭用電力としても使用できるほど豊富に電流を供給できることから,ヒータを用いてPCR法を行うことが可能であると考えられる.潤滑油代替材料を自動車自身が作製し供給することでメンテナンスフリー化が可能になるものと考えられる.当初予定していたブロッコリーから抽出したDNA断片材料による摩擦試験から,摩擦係数の低減効果の確認(0.12から0.09へ減少)が行われ,DNA断片材料が従来潤滑油の代替材料として使用できる可能性は明らかにされている.また,DNA断片材料を既知の条件から増幅するためPCR装置の購入と使用方法の確認が終わり,代表植物として全塩基配列が判明しているシロイヌナズナを用いること,植物の細胞膜から核酸を取り出し,DNAを抽出するための手順及び材料手配まで終了しており,実験が進められている.人類は食料・燃料などを自然界から搾取することで生活・経済活動を行ってきた.この方式は狩猟時代と基本的には同じである.ハイブリッド・水素・電気自動車など革新的な燃料利用による化石燃料の使用量削減が起こったとしても,自動車内で使用される軸受等への潤滑油の使用量は減少しない.2015年7月に定められた「エネルギー供給構造高度化法」により日本国内における原油精製量は減少するが,潤滑油の精製量も減少するため,将来的に潤滑油不足・国外から輸入という構図に移行してしまう.そこで潤滑油代替材料として植物油が期待されているが,広大な栽培面積が必要であり,収穫量の変動,抽出ゴミの発生などが懸念される.潤滑油代替材料としてゴミの排出が無く,精製量を人為的に制御可能で,自然界からの搾取を必要としない物質の創製が求められている.そこで,本研究では植物由来DNA断片の潤滑油代替材料としての可能性を検討するため,植物由来DNA含有水溶液を作製し,ガラス基板及びガラス球を用いて摩擦試験を行い,DNA含有の有無が摩擦係数減少に及ぼす影響について明らかにする.DNA断片の量を増幅する方法としてポリメラーゼチェーンリアクション(PCR)法があげられる.この手法は主に目的とする微量のDNA断片を大量に増幅する方法で,遺伝病の診断などに利用されている.本手法の優れた点は予め目的とするDNAの型となるプライマーを用意し,100°C以下の温水の温度変化を繰り返すことでDNAの量を増幅可能な点である.

電気自動車は近年家庭用電力としても使用できるほど豊富に電流を供給できることから,ヒータを用いてPCR法を行うことが可能であると考えられる.潤滑油代替材料を自動車自身が作製し供給することでメンテナンスフリー化が可能になるものと考えられる.DNA断片をPCR法により増幅することは生化学分野においてある程度確立されているが,摩擦面内におけるDNA断片の耐荷重能については明らかにされていない.また,DNAの材料表面への吸着力,吸着に寄与する極性基の種類,吸着される側の材質との組み合わせは重要な因子と位置づけられる.DNA断片の摩擦面吸着のその場観察の実現は本研究において最重要項目と考えられる.そのため,研究代表者らがこれまでに提案したフーリエ変換型赤外分光(FT-IR)その場分析装置を用い,接触面近傍をエバネッセント光により赤外吸収測定し,吸着に寄与する極性基の特定を試みる.この手法は赤外透過可能なプリズムに赤外光を導入し,プリズムと摩擦面間の界面にて全反射を25回繰り返し,感度を増幅させて赤外吸収を得るものである.装置には液体を保持する機構が備え付けられており,今回使用するDNA断片水溶液中摩擦試験に最適である.次にDNA断片の吸着を阻害する要因を明らかにするため,摩擦面内に紫外線を導入し,吸着基あるいはDNA断片の構造を破壊する要因について明らかにする.研究代表者らの作製した紫外光導入摩擦面その場観察試験機を用いて入射する紫外線波長と摩擦係数との関係を得る.当初予定していたPCR装置には紫外線照射及び塩基対長さの推定装置が組み込まれていたが,本研究を遂行するに当たり,目的とする塩基対を高効率に増幅するためには,汎用機として当初予定した機種よりも安価な装置での実現可能性が明らかになったため,次年度使用額が生じた.しかし,DNA断片が摩擦面内に吸着する様子をin-situにて測定するための手法として532nmレーザ光入射による塩基対の摩擦面内その場観察を今後行うため,レーザ発信機を購入しなければならず,次年度使用額をこれに充てる予定である.
サービス合成において整合性ある契約管理を実現するフレームワークの研究開発

Web上や身の回りの様々なサービスを,ソフトウェアが組み合わせ連携させ新たなサービスを合成する考え方が盛んになっている.この際には,部品となるサービスと適切に契約を結ぶとともに,それらに基づいて実現可能な契約を合成サービスの利用者と結ぶ必要がある.本研究では,このようにサービス合成において整合性あるように複数契約を結び,またサービスの変更等に応じて管理していくための枠組みの構築に取り組んだ.Web上や身の回りの様々なサービスを,ソフトウェアが組み合わせ連携させ新たなサービスを合成する考え方が盛んになっている.この際には,部品となるサービスと適切に契約を結ぶとともに,それらに基づいて実現可能な契約を合成サービスの利用者と結ぶ必要がある.本研究では,このようにサービス合成において整合性あるように複数契約を結び,またサービスの変更等に応じて管理していくための枠組みの構築に取り組んだ.複数の連携相手が含まれるサービス合成では,実行前に個々の契約や様々な制約の間の整合性を保証するよう契約の選択方針を定める必要がある.また実行時には,サービスの選択・束縛や合成実行の機構と契約管理機構を適宜連携させる必要がある.本研究では,サービス合成における整合性ある契約管理処理の方針設定・実行を容易とする枠組みの研究開発を行っている.平成19年度の取り組みにおいては,事前にサービス契約を検討する際の検証などの支援を考え,形式的理論基盤およびそれに基づいたツールを構築した.平成20年度の取り組みにおいてはこれらに加え,実行時における連携相手の再選択・束縛にも対応することを想定し,形式的理論基盤およびそれに基づいたツールの拡張を行った.具体的には,これまでの取り組みにおいて構築した形式的理論基盤に加えて,連携相手の再選択・束縛やサービス合成の実行に関する実行動作や要求・制約,及びそれらの整合性についてもEvent Calculus上の語彙や公理としてモデル化,形式化した.またこれまでの取り組みにおいて既存ツールDiscrete Event Calculus Reasonerをラッピングすることにより構築したツールに基づき,連携相手の再選択・束縛の際に必要となる推論の種類を明確化し,それらの推論を行う方法を確立とするとともに,それらの推論を実行時に行うためのソフトウェア部品を整備した.このソフトウェア部品は,実行時に1つの連携相手のみ再選択・束縛する場合にその契約の条件を導く場合等においても基盤として用いることができる.複数の連携相手が含はれるサービス合成では、実行前に個々の契約や様々な制約の間の整合性を保証するよう契約の選択方針を定める必要がある.また実行時には,サービスの選択・束縛や合成実行の機構と契約管理機構を適宜連携させる必要がある.本研究では,サービス合成における整合性ある契約管理処理の方針設定・実行を容易とする枠組みの研究開発を行っている.具体的には第一に,サービス合成者の立場において複数契約間の整合性を検証したり実現したりすることを支援する形式的理論基盤とツールを構築する.第二に,開発者がサービスの選択・束縛や合成実行を設定することを容易とする実行記述言語およびその実行基盤を提供する.ここでは,サービスの選択・束縛や合成実行に関する動作を契約管理機構と連携させることにより,管理サイクル上の要求・制約を満たす形でサービス合成を実現できるようにする.以上の仕組みを統合してフレームワークとして提供することにより,開発者がより容易に,契約に基づき整合性ある契約に関する振る舞いを記述,設定できるようなフレームワークとして提供する.これまでの成果として,複数の契約やそれに対する複数の契約やそれに対する制約の整合性について,形式モデル上で推論し,検証を行ったり整合性を得るための追加の制約を導いたりするための作業を支援するための理論基盤が得られている.平成21年度においてはこれに対し,そういった作業を含めた連携相手及び契約の管理動作を適宜織り込んで起動するような,サービス合成プロセスと管理ポリシー記述,またその実行基盤の構築を行った.複数の連携相手が含まれるサービス合成では,実行前に個々の契約や様々な制約の間の整合性を保証するよう契約の選択方針を定める必要がある.また実行時には,サービスの選択・束縛や合成実行の機構と契約管理機構を適宜連携させる必要がある.本研究では,サービス合成における整合性ある契約管理処理の方針設定・実行を容易とする枠組みの研究開発を行っている.具体的には第一に,サービス合成者の立場において複数契約間の整合性を検証したり実現したりすることを支援する形式的理論基盤とツールを構築する.第二に,開発者がサービスの選択・束縛や合成実行を設定することを容易とする実行記述言語およびその実行基盤を提供する.ここでは,サービスの選択・束縛や合成実行に関する動作を契約管理機構と連携させることにより,管理サイクル上の要求・制約を満たす形でサービス合成を実現できるようにする.以上の仕組みを統合してフレームワークとして提供することにより,開発者がより容易に,契約に基づき整合性ある契約に関する振る舞いを記述,設定できるようなフレームワークとして提供する.平成22年度においては,汎用化のため,様々なシナリオの分析を通し,サービスの選択・束縛や合成実行に関する異なる仮定・要求パターンを洗い出した.これに基づき,それら仮定・要求パターンに対応しての整合性ある設計・実装を支援する枠組みを構築し,これまでの取り組みとの統合を行った.