hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
若年性認知症の認知機能低下率に関する後方観察研究

各研究施設からは、日本版ウェクスラー成人知能検査、生理学的検査、画像診断所見、生活歴等がプライバシーに厳重に配慮した手続きによって研究代表施設に報告する。これらの情報を基に、HIV感染症と認知機能低下の関係、HIV感染症と対象精神疾患との共通点・相違点の検討を行う。研究2年目である平成30年度は、HIV感染症患者に対して国内で日本版ウェクスラー検査を最多実施施設の一つである主任研究施設症例に関して分析を行った。結果は対象者の平均年齢は41.2歳と若年であるが23%に認知機能の低下を認め、これらは欧米などの複数の先行研究と一致する結果となった。認知機能の低下がある患者は、受診中断や内服中断をする傾向も認め、加療への影響と認知症悪化のリスクが予見された。また37%に精神疾患歴を認め、精神疾患の有無が認知機能低下とも関連していた。症例登録については、HIV感染症が当初計画を達成、精神疾患にて56症例(93%)達成し、HIV感染症に関しての中間発表を関連学会にて報告したため。平成30年度はすべての対象患者の患者登録を完了し、解析を開始する。解析は、認知機能の低下率と疾患並びに項目による違いを評価するために、日本版ウェクスラー成人知能検査の群指数、下位検査、精査項目の差を比較する。HIV感染症では、その関連因子、生理学的所見、画像診断も採用する。これらの結果はアルツハイマー型認知症および早期認知症の傾向とも比較し、その共通点・相違点を評価する。気分障害、物質使用歴がある患者については、気分障害の重症度および使用物質による解析を行い、疾患毎の特徴の把握に努める。アルツハイマー型認知症および早期認知症は気分障害の除外診断が必要となるため、共通点・相違点を評価する。上記すべての評価は、研究協力者との合議による適正な評価に努める。平成31年度はすべての対象患者の患者登録を完了し、中間報告の再検証と共に総合的解析を開始する。分析結果は関連学会等で発表を行い、広く国民に還元できるよう努める。解析は、認知機能の低下率と疾患並びに項目による違いを解析し、アルツハイマー型認知症および早期認知症の傾向との比較を行い、その共通点・相違点を評価する。治療への影響も考究する。気分障害、物質使用歴に関しては、気分障害の重症度および使用物質による解析を行い、疾患毎の特徴の把握に努める。代表施設からのモニタリングに関し、今年度は協力施設のすべてが自己モニタリングを希望したため、分担研究者の旅費が発生しなかった。今年度は体制整備が主となる年度であり、人件費が発生しなかったため
ホットカソードを利用した準安定分子の生成とマイクロ波分光法による検出

1.ホットカソードセルの製作今年度ホットカソードを内部に設置できるパイレックス製(長さ1m,直径10cm)で7本の技管(試料導入,排気,フィラメントおよびその支持板固定用)を有するセルを製作した。ホットカソードとしては電子の出易いトリエーテッドタングステン線(直径0.5mm)を用いた。タングステン線はセル内上部に設置した厚さ1mmのステンレス板にとりつけたアルミナブッシングに挟み込んで固定した。セルの温度上昇を防ぐため,液体窒素を流せる銅板のジャケットを製作した。a^3ПCO,CO^+,SO,CS等の回転スペクトルを観測した。2.ミリ波分光法によるラジカルおよびイオンの回転スペクトルの観測ホットカソードセルを用いた場合との比較を行なうため,グロー放電セルをもつパソコン制御ミリ波分光器により,珪素および金属元素を含む不安定分子のマイクロ波スペクトルの検出を行なった。四臭化珪素のグロー放電により臭化珪素陽イオンのスペクトルを初めて見出した。この系において,この陽イオンが最も強いスペクトルを与えた。臭素および珪素の同位体種の回転スペクトルを振動励起状態まで含めて観測できた。また,臭素核の核四重極相互作用による回転線の分裂を観測できた。一方,三塩化アルミニウム蒸気をグロー放電し,準安定三重項一塩化アルミニウムの検出を試みていた際,放電プラズマによりステンレス電極板からたたき出されて生成した鉄原子を含むラジカルを検出した。このラジカルは6重項(^6Σ)であり,系内に含まれる原子などから考えて,一塩化鉄ラジカルと思われる。この電子状態は低エネルギー電子励起状態であると報告されている。
シグナル伝達におけるPHドメインと蛋白質リン酸化酵素活性制御領域の相互作用の解析

PHドメインは細胞内シグナル伝達に関与する多種類の蛋白質中に存在し、これまでにPHドメインにはプロテインキナーゼC(PKC)、G蛋白質βγサブユニット、ホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸、イノシトール三リン酸等の複数の物質が結合することが報告され、その結合の意義の解析が行なわれている。本研究では、その構造中にPHドメインを有するセリン/トレオニン蛋白質リン酸化酵素、RACプロテインキナーゼ(RAC-PK)を用いてPHドメインとPKCとの相互作用による蛋白質リン酸化酵素活性の制御機構の解析を実施した。RAC-PKとPKCとを培養細胞に共発現し、細胞刺激による両者の結合の変化を検討する過程で、熱ショックや高浸透圧といったストレスにより細胞内のRAC-PKの活性が上昇するという、従来、知られていなかったRAC-PKの活性化機構を見い出した。RAC-PKはホスファチジルイノシトール3-キナーゼの下流の標的として各種の細胞増殖因子により活性化されることが報告されているが、ストレスによるRAC-PKの活性化誘導はホスファチジルイノシトール3-キナーゼ阻害剤であるwortmanninによって抑制されないことから、ストレス応答としてのRAC-PKの活性上昇はホスファチジルイノシトール3-キナーゼを介しておらず、細胞増殖因子による活性化とは異なる伝達経路を介していると考えられる。また、RAC-PKの活性化の際にPKCファミリーの特定の分子種との結合が促進され、また、RAC-PKの活性化にはそのリン酸化反応が重要であることが報告されており、両者の間のリン酸化カスケードあるいは他の蛋白質リン酸化酵素をも含むクロストークの存在が想定される。今後、RAC-PKの活性化の分子機構およびPKCファミリーとの結合の生理的意義について検討を行うことを計画している。
インドネシアのごみ銀行と集団回収による家庭ごみ資源回収システムの評価

本研究では、インドネシア・マラン市を事例とし、ごみ銀行(WB)および集団回収による資源回収(MBシステム)という2つの異なる家庭ごみ資源回収の方式の持続性を評価することを目的とした。ごみ銀行とは、参加世帯がごみを分別し,有価物を換金・預金できるものである。MBシステムとは、資源分別を人を雇って実施し、参加世帯は従来のごみ処理を実施している方式の地域よりも高い費用を負担している。本研究では、この2つの資源回収方式について,「満足度」,「協力度」,「資源回収率」,「環境負荷」の4つの項目でシステムを評価た。それぞれのシステムに参加する世帯に加え、どちらにも所属しない世帯を加えた合計約900世帯に対してアンケート調査を実施した。アンケートの質問結果に対して,因子分析を行った。因子得点として環境配慮評価,廃棄物管理評価,社会規範評価,活動協力評価で抽出された質問の平均得点の合計を採用した.調査結果、WBの方がCBよりも環境配慮に対する評価が高く、環境に配慮した行動をしているという自覚が高いことがわかった。一方、廃棄物処理方法に対する「満足度」はCBの方が高く、活動に対する「協力度」もCBの方がWBよりも高いことから、CBは住民の協力を得られやすく、持続性の高い資源回収方法である可能性が示唆された。「資源化率」を残渣ごみ中に残った資源物割合から推定すると、ほぼ同程度であった。CBおよびMBから発生する残渣の物理組成や重金属含有量にも違いがみられず、埋立物による「環境負荷」の面からはどちらも同程度であることが示唆された。以上より,MBのほうが、持続的な資源回収のシステムとなりえる可能性が明らかとなった。本研究では,インドネシア・マラン市を事例とし,ごみ銀行および集団回収による資源回収(MBシステム)という2つの異なる家庭ごみ資源回収の方式の持続性を評価することを目的としている。ごみ銀行は,参加世帯がごみを分別し,有価物を換金・預金できるものである。MBシステムは,日本の自治会による集団回収と似ており,資源分別は人を雇って実施しており、参加世帯は従来のごみ処理を実施している方式の地域よりも高い費用を負担している。本研究では、この2つの資源回収方式について,「満足度」,「協力度」,「資源回収率」,「環境負荷」の4つの項目でシステムを評価する。加えて「協力度」に影響を与える因子として「環境認知」,「環境行動」,「世帯属性」を設定し,影響の大きさが2つのシステムで異なるかを明らかにする。この結果より,住民に対する負担が少なく,より持続的な資源回収方式となる回収方法を提案することが目的である。本年度は、2016年9月および2017年3月に,上記の因子のうち、「満足度」,「協力度」に関するデータを得るためのアンケート作成とアンケートの配布、回収を実施した。また、MBシステムの概要に関して聞き取り調査を行った。現状では12,000世帯が加入しており、1日に約137m3/day(約110t/day)の廃棄物を受け入れており、12%の残渣、49%のプラスチックや金属等の資源化物、39%の堆肥化廃棄物に分別されていることなどを明らかにした。今後は、得られた調査結果を元に,「満足度」,「協力度」,「資源化率」,「環境負荷」を評価し,各システムを比較する。また,2つのシステムで「満足度」,「協力度」に影響を与える因子の違いを明らかにする。以上より,インドネシアで促進するべきごみ資源化システムの提案を行う。アンケート作成および調査方法を確立するため、ごみ銀行およびMBシステム参加している20世帯ずつに対して、予備調査を実施した。予備調査の結果をもとに、世帯の収入の範囲、参加組織の種類およびごみ収集システムの概要について知見を得た。この結果から、アンケートを作成し、現地の言語への翻訳を行った。現地の状況から質問項目について精査し、「満足度」、「協力度」,「環境認知」,「環境行動」について、それぞれ13、6、7、6個の合計29個の質問を作成した。アンケートは,Brawijaya大学の学生を雇用し、各戸訪問方式により実施した。2016年9月には約100世帯、2017年3月には約200世帯での調査を実施した。以上より、アンケートの入手率は当初予定のほぼ100%となった。今年度は、2016年9月および2017年3月に上記の因子のうち、「満足度」,「協力度」に関するデータを得るためのアンケート作成と配布、回収を行った。現状では12000世帯が加入しており、1日に約137m3/day(約110t/day)の廃棄物を受け入れており、12%の残渣、49%のプラスチックや金属等の資源化物、39%の堆肥化廃棄物に分別されており、高い資源化率が実施されていることが明らかとなった。ごみ組成調査は2017年3月に実施し、WBに参加している60世帯についてごみ組成データを得ることができたが、残りの調査は、2017年4月および5月に実施することとなった。現状でのデータ入手率は10%である。それに代えて、インドネシア国プラブムリ市のWBシステムについて調査を実施し、資源ごみフローおよび回収率を推定した。

本研究では,インドネシア・マラン市を事例とし,ごみ銀行および集団回収による資源回収(MBシステム)という2つの異なる家庭ごみ資源回収の方式の持続性を評価することを目的としている。ごみ銀行は,参加世帯がごみを分別し,有価物を換金・預金できるものである。MBシステムは,日本の自治会による集団回収と似ており,資源分別は人を雇って実施しており、参加世帯は従来のごみ処理を実施している方式の地域よりも高い費用を負担している。本研究では、この2つの資源回収方式について,「満足度」,「協力度」,「資源回収率」,「環境負荷」の4つの項目でシステムを評価し,住民に対する負担が少なく,より持続的な資源回収方式となる回収方法を提案することが目的である。本年度は、70%分のアンケート調査結果を基に、MBとWBについて、「満足度」および「協力度」に関する、評価を行った。その結果、WBの方がCBよりも環境配慮に対する評価が高く、環境に配慮した行動をしているという自覚が高いことがわかった。一方、廃棄物処理方法に対する満足度はCBの方が高く、活動協力度もCBの方がWBよりも高いことから、CBは住民の協力を得られやすく、持続性の高い資源回収方法である可能性が示唆された。資源化率を残渣ごみ中に残った資源物割合から推定すると、ほぼ同程度であった。組成や重金属含有量にも違いがみられず、埋立物による「環境負荷」の面からはどちらも同程度であることが示唆された。以上より,MBのほうが、持続的な資源回収のシステムとなりえる可能性が明らかとなった。アンケート調査では、MB、WB、どちらにも参加していない世帯(非参加世帯)、それぞれ300世帯を対象にして実施した。本研究の研究協力者であるインドネシア・ブラウィジャヤ大学のプラヨゴ講師が、工学部副部長(教務担当)としての業務対応のため、担当した現地調査が遅延し、約200世帯分のデータ収集が遅れた。加えて、当初予定していた調査地域世帯の協力が得られず、計画を変更して別な地域での調査を実施したことによるデータ収集の遅延が生じた。なお、遅延したアンケート調査は2018年5月に実施し、データを得ることができている。本年度は、入手したアンケート結果を用いて解析を行い、各質問に対するMB、WB、非参加世帯のスコアを比較した。t検定より、MBは、WBや無所属よりも廃棄物管理に対する評価や、活動協力評価が高いことを明らかにした。また、回答率の低かった8つの質問を除き、因子分析を行った。因子抽出方法は主因子法を用い、回転はプロマックス回転を採用した。十分な因子負荷量を示さなかった質問(0.3未満)を削除していき因子分析を3回繰り返し行った。最終的には4つの因子を抽出した。MBで作成されたコンポスト中肥効成分(窒素、リン、カリウム)および重金属の分析を実施した。また、残渣ごみの重金属溶出試験を行い、環境負荷評価を実施した。本研究では、インドネシア・マラン市を事例とし、ごみ銀行(WB)および集団回収による資源回収(MBシステム)という2つの異なる家庭ごみ資源回収の方式の持続性を評価することを目的とした。ごみ銀行とは、参加世帯がごみを分別し,有価物を換金・預金できるものである。MBシステムとは、資源分別を人を雇って実施し、参加世帯は従来のごみ処理を実施している方式の地域よりも高い費用を負担している。本研究では、この2つの資源回収方式について,「満足度」,「協力度」,「資源回収率」,「環境負荷」の4つの項目でシステムを評価た。
ゲノム情報にもとづくM.Pneumoniaeの細胞構造の理解と病原性の解明

M.pneumoniaeの全689個のORFのうち200個をInvitrogen社のGatewayシステムのベクターにクローン化した。このうち約100個をEYFPの遺伝子と連結してM.pneumoniaeで発現させ、細胞内局在を蛍光顕微鏡で観察した。その結果、接着器官に存在することが知られていた7つのタンパク質のうち、HMW1、HMW2、HMW3、P30、P65の5つでは接着器官部分に明るい蛍光が観察され、EYFPタグを付けたことによって局在を視覚化することができた。しかし、P1とORF6はうまく視覚化することができなかった。EYFP蛍光タグ法はM.pneumoniaeのORF産物の細胞内局在を調べる手段としておおむね有効ではあるが、ORFによっては正確な結果が得られない場合があるので注意する必要がある。その他、今回調べたORFのうち、明らかに再現性のある局在パターンを示したのは約10個だった。P41、P24、P200は、接着器官の基部に局在していることが観察された。これらはM.penumoniaeをTritonX-100で処理した時に不溶画分に残ることからも、細胞骨格成分であると考えられる。また酵素と考えられる数個のORF産物と、機能未知のORF産物も接着器官付近に局在した。現在これらの接着器官部位での局在をさらに確認している。再現性のある局在パターンを示したORF産物についてはEYFPとECFPの二つの蛍光タグを用いて局在部位の比較を行った。この方法の分解能は比較的高く、数十nm程度の局在部位の違いを蛍光像のずれとして検出できた。この分析からは、これまで免疫蛍光法では同じ部位に存在していると考えられていたHMW1とHMW3タンパク質が、HMW3の方が接着器官の末端側にHMW1はより基部側に存在していることがわかった。
線条体領域ドーパミン情報伝達マップ

ドーパミンはパーキンソン病、舞踏病、統合失調症、注意欠陥・多動性障害、薬物依存、喫煙などの病態と密接に関わっており、ドーパミンが生理的作用を発揮する分子メカニズム、つまり、ドーパミン情報伝達系の解明は重要である。線条体において機能的に重要なグルタミン酸、アセチルコリン、アデノシン、GABA、NO、ノルアドレナリン、神経ペプチドなどの神経伝達物質、あるいは、中枢刺激薬の作用をドーパミンの作用効率を制御するDARPP-32(dopamine- and cAMP-regulated phosphoprotein, Mr 32 kDa)のリン酸化を指標として解析し、活性化される情報伝達関連分子を同定する。この解析により得られたデータを統合し、神経細胞間機能的ネットワーク、細胞内情報伝達系を含む線条体領域ドーパミン情報伝達マップを作製することが本研究の目的である。これまでに、ドーパミンを初めとする神経伝達物質は多様な細胞内シグナルを活性化し、それらのシグナルはDARPP-32リン酸化を介して統合され、イオンチャンネルや受容体機能、さらには線条体神経機能を調節していることを明らかにした。特に、ニコチン作用の解析では、(1)高濃度ニコチン(100μM)はα4β2^*nAChRとα7nAChRを活性化しその相乗的作用によりドーパミン放出を促進する結果、ドーパミンD1シグナリングを増強すること、2)低濃度ニコチン(1μM)はα4β2^*nAChRのみを活性化し、α4β2^*nAChR刺激により放出されたドーパミンがドーパミンD2シグナリグを増強することを明らかにした。さらに、高濃度ニコチンはDARPP-32のThr75残基(Cdk5-site)、Ser97残基(CK2-site)、Ser130残基(CK1-site)のリン酸化を調節し、ドーパミンD1受容体/DARPP-32Thr34残基/PP-1情報伝達を促進することを報告した。線条体神経におけるDARPP-32 Thr34残基、Thr75残基のリン酸化を指標としたグルタミン酸作用の解析では、グルタミン酸は少なくとも5つの情報伝達系を活性化してドーパミン/DARPP-32情報伝達系を調節していることを明らかにした。グルタミン酸は(1)NMDA-AMPA-mGlu5受容体/nNOS/NO/cGMP/PKGカスケード、(2)NMDA-AMPA受容体/Ca^<2+>/カルシニューリンカスケード、(3)NMDA-AMPA受容体/Ca^<2+>/

プロテインホスファターゼ2Aカスケード、(4)mGlu5受容体/PLC/ERKカスケード、(5)mGlu1受容体/PLCカスケードを時間依存的に活性化し、DARPP-32のリン酸化と脱リン酸化過程を巧妙にコントロールしている。この他、アセチルコリンやGABAなどの神経伝達物質によるドーパミン/DARPP-32情報伝達系の調節に関する解析の進行中である。ドーパミンはパーキンソン病、舞踏病、統合失調症、注意欠陥・多動性障害、薬物依存、喫煙などの病態と密接に関わっており、ドーパミンが生理的作用を発揮する分子メカニズム、つまり、ドーパミン情報伝達系の解明は重要である。線条体において機能的に重要なグルタミン酸、アセチルコリン、アデノシン、GABA、NO、ノルアドレナリン、神経ペプチドなどの神経伝達物質、あるいは、中枢刺激薬の作用をドーパミンの作用効率を制御するDARPP-32(dopamine-and cAMP-regulated phosphoprotein, Mr32 kDa)のリン酸化を指標として解析し、活性化される情報伝達関連分子を同定する。この解析により得られたデータを統合し、神経細胞間機能的ネットワーク、細胞内情報伝達系を含む線条体領域ドーパミン情報伝達マップを作製することが本研究の目的である。これまでに、ドーパミンを初めとする神経伝達物質は多様な細胞内シグナルを活性化し、それらのシグナルはDARPP-32リン酸化を介して統合され、イオンチャンネルや受容体機能、さらには線条体神経機能を調節していることを明らかにした。特に、ニコチン作用の解析では、(1)高濃度ニコチン(100μM)はα4β2^*nAChRとα7 nAChRを活性化しその相乗的作用によりドーパミン放出を促進する結果、ドーパミンD1シグナリングを増強すること、(2)低濃度ニコチン(1μM)はα4β2^*nAChRのみを活性化し、α4β2^*nAChR刺激により放出されたドーパミンがドーパミンD2シグナリグを増強することを明らかにした。さらに、高濃度ニコチンはDARPP-32のThr75残基(Cdk5-site)、Ser97残基(CK2-site)、Ser130残基(CK1-site)のリン酸化を調節し、ドーパミンD1受容体/DARPP-32 Thr34残基/PP-1情報伝達を促進することを報告した。
半導体における非線形電気伝導のカオス現象に関する研究

本研究の目的は半導体(高純度GaAs)において見い出される非線形電気伝導のカオス現象について、その物理的メカニズム及び統計力学的性質(分岐現象、フラクタル次元等)を明らかにすることであった。研究計画に沿って実験及びシミュレーションをおこない、概ね研究目的が達成された。実験は高純度n-GaAsにオーミック電極を形成し4.2Kでおこなわれた。1.2V近傍の印加電圧で中性ドナーの衝突電離過程により負性微分抵抗が生じ、電流フィラメントが形成される。静的なI-V特性はS字形で、そのヒステリシス領域においてdotacの電圧を印加し電流フィラメントの分岐現象とカオスを調べた。駆動周波数f_0(0.9MHz【less than or similar】f_0【less thanor similar】1.4MHz)及び直流バイアスV_0(2.1V【less than or similar】V_0【less thanor similar】2.9V)を制御パラメータとして分岐の相図を求めた結果、カオスの海に周期島が規則的に浮かんでいることがわかった。f_0を固定してV_0を増加させてゆくと1T→C→7T→C→6T→C→....→3T→C→2T→1T(C:カオス)といった周期構造とカオスのくりかえしの分岐が得られた。シミュレーションでも同様の分岐図が得られ、周期島の縁ではインターミッテンシー及び周期倍分岐が認められた。実験では周期2T→1Tの周期倍分岐はスムースでなく、分岐点近傍で外因性クライシス(2Tと1Tのランダムなジャンプ)が観測された。実験で得られたカオス振動の2次元リサージュ図形及び3次元リサージュ図形のポアンカレ切断面はシミュレーションで得られたものと酷似していた。GrassbergerとProcacciaのアルゴリズムを用いてカオス振動の相関次元を求めた結果、例えばV=2.19±0.1という値が得られた。又K_2エントロピーはK_2=0.29±0.07が得られた。このことからカオスの決定論的性質が証明された。高純度n-GaAsにおいて中性ドナーの衝突電離過程によって生ずる電流フィラメントのカオス現象に関して,多くの知見が得られたのでここにその研究実績を報告する. 4.2Kの低温では,電流フィラメント形成に伴って電流-電圧(I-V)特性は安定なヒステリシスを示す.そのヒステリシス領域に負荷線(直流バイアス)を設定し, Vdc+Vac sin-(2πfot)の形の外部変調をおこなうと種々の周期振動及びカオスが観測される.本研究では,制御パラメータとしてVdc及びfoを変化させ分岐現象とカオスの統計的性質について明らかにした(J.Phys.Soo.Jpn.57(1988)P.26).1.分岐現象1.33V<__Vdc<__1.42V, 0.9MHz<__fo<__1.43MHzの範囲で分岐の相図を得た.例として, foを1.2MHzに固定してVdcを低い方から増加させてゆくと, 1T→C→7T→C→6T→......→C→3T→C→2T→I_<1,2>→1Tといった分岐現象が得られる.ここでCはカオス, nTはn周期のリミットサイクル, I_

<1,2>は周期1と2の間の外因性クライシスを表わしている.この周期振動とカオスが交互に現われる分岐は化学反応(B-Z反応)で報告されている分岐現象とよく似ている.外因性クライシスは周期倍分岐(2T→1T)の分岐点あたりで観測されている.2.カオスの統計的性質カオス振動のデータをマイクロコンピュータシステムで蓄積し,フーリエスペクトル,ポアンカレー切断面,フラクタル次元,及びK-Sエントロピーが解析された.フラクタル次元の下限として相関次元を求めると2.15±0.1という値が得られた.又, K-Sエントロピーは0.37であった.このことからカオスの統計的性質が明らかになり,その決定論的ふるまいが定量的に証明された.本研究の目的は半導体(高純度GaAs)において見い出される非線形電気伝導のカオス現象について、その物理的メカニズム及び統計力学的性質(分岐現象、フラクタル次元等)を明らかにすることであった。研究計画に沿って実験及びシミュレーションをおこない、概ね研究目的が達成された。実験は高純度n-GaAsにオーミック電極を形成し4.2Kでおこなわれた。1.2V近傍の印加電圧で中性ドナーの衝突電離過程により負性微分抵抗が生じ、電流フィラメントが形成される。静的なI-V特性はS字形で、そのヒステリシス領域においてdc+acの電圧を印加し電流フィラメントの分岐現象とカオスを調べた。駆動周波数f_0(0.9MHZ≦f_0≦1.4MHZ)及び直流バイアスV_0(2.1V≦V_0≦2.9V)を制御パラメータとして分岐の相図を求めた結果、カオスの海に周期島が規則的に浮かんでいることがわかった。f_0を固定してV_0を増加させてゆくと1T→C→7T→C→6T→C→....→3T→C→2T→1T(C:カオス)といった周期構造とカオスのくりかえしの分岐が得られた。シミュレーションでも同様の分岐図が得られ、周期島の緑ではインターミッテンシー及び周期倍分岐が認められた。実験では周期2T→1Tの周期倍分岐はスムースでなく、分岐点近傍で外因性クライシス(2Tと1Tのランダムなジャンプ)が観測された。実験で得られたカオス振動の2次元リサージュ図形及び3次元リサージュ図形のポアンカレ切断面はシミュレーションで得られたものと酷似していた。GrassbergerとProcacciaのアルゴリズムを用いてカオス振動の相関次元を求めた結果、例えばV=2.19±0.1という値が得られた。又K2エントロピーはK_2=0.29±0.07が得られた。このことからカオスの決定論的性質が証明された。
高エネルギーレーザー電子光ビームを用いたハドロン内クォーク相関の研究

本研究では、大型放射光施設SPring-8の8 GeV蓄積電子ビームにレーザー光を衝突させて得られる、レーザー電子光ビームを用いハドロンの光生成実験を行った。まず、深紫外(DUV)レーザーの導入により、最高エネルギーが、2.4 GeVから3 GeVに改善された。さらに同時入射のための光学系の設計と、レーザーの出力パワーの最適化を行うことによりレーザー電子光ビームの強度を従来の2倍に高度化した。Θ+ (シータ粒子)研究に関しては、液体重水素標的のすぐ下流に設置されたプラスチックカウンター中でもエネルギー損失から、γp反応とγn反応を分離する方法を開発し、シグナル感度を大幅に向上させ、nK+質量分布にΘ+ピークを確認した。本研究の目的は、励起バリオンやメソンの光生成実験を反応閾値から共鳴の影響を受けたくい3GeVエネルギー領域で行うことにより、クォークモデルでは説明が難しい特定のハドロンの理解を深め、ハドロン内で、どのようなクラスター(ダイクォーク、南部ゴールドストンボソン等)が重要な役割を果たしているかを明らかにすることである。特にシータ粒子の確立と、その生成機構の解明、ファイ中間子及びイータ中間子生成反応断面積に見られるエネルギー閾値領域のバンプ構造の解明、Λ(1405)粒子の生成機構と構造の解明を行う。研究を遂行するために、大強度の深紫外レーザー光を用いて、LEPSビームのエネルギーと強度を改善し、また同時に検出器系の粒子識別能力を改良することにより、LEPSでこれまでに得られた発見の物理的な理解を深め、ハドロンのクォーク構造に対する新たな知見を得る。本年度は、DUVレーザーの同時入射のための光学系の設計と、レーザーの出力パワーの最適化を行った。またレーザーの同時平行入射を行うことによりレーザー電子光ビームの強度を従来の2倍に高度化した。このビームと液体水素標的を用いて、前方ファイ中間子生成と後方イータ中間子生成をターゲットとした実験を行った。両者とも比較的断面積が大きく、検出器系の校正や解析プログラムの開発を目的とするスタートアップ実験に適している。実験と並行してブルックヘブン研究所のE949検出器を移設に向けての準備を行った。また粒子識別検出器にTOPカウンターを用いるためのシミュレーション・スタディを行った。本研究の目的は、励起バリオンやメソンの光生成実験を反応閾値から共鳴の影響を受けにくい3GeVエネルギー領域で行うことにより、クォークモデルでは説明が難しい特定のハドロンの理解を深め、ハドロン内で、どのようなクラスター(ダイクォーク、南部ゴールドストンボソン等)が重要な役割を果たしているかを明らかにすることである。本年度は、DUVレーザーの同時平行入射を行うことにより最高エネルギーが3GeVのレーザー電子光ビームを生成し、このビームを液体重水素標的に入射した。このデータを解析して、シータ粒子の生成断面積のエネルギー依存性を調べることができる。またTOPカウンターのシミュレーション・スタディを進め、位置検出器と組み合わせることにより、運動学的に粒子の種類が分かっているときに、精密な速度情報から運動量を十分な精度で測定できることが明らかになった。ベクターK中間子を終状態に伴うシータ粒子やハイペロンの光生成実験にこの方法を応用すると、アクセプタンスが大幅に改善する。粒子識別の向上を目的としたTOP検出器の試作機の性能評価をビームを用いて行い、ほぼ設計通りの性能が出ていることを確かめた。Θ+ (シータ粒子)研究に関しては、γp反応とγn反応を分離する方法を開発し、シグナル感度を大幅に向上させた。nK+質量分布に現れるΘ+ピークはpK+やnKー不変質量分布には見られないことから、ピークがファイ中間子バックグランド事象を取り除いたことや、フェルミ運動を補正した質量欠損計算により人工的に現れたものではないことが明らかになった。

またΘ+ピークとバックグランド事象の比はレーザー電子光ビームの偏極方向に強く依存していることが明らかになった。震災で実験遂行が困難になった東北大学電子光理学研究センターで遂行予定であったテスト実験を3件受入れたため、当初の予定よりは液体重水素標的を用いた実験が短くなったが、TOPカウンターの開発や既に取得したデータの解析が予定通り進んでおり、研究は概ね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の中心の研究対象はシータ粒子である。本年度はTOPカウンターの設置により、ベクターK中間子を伴うシータ粒子の生成を確認することを目標にするが、これまで取得されたデータの解析も同時に進め、シータ粒子の存在を確定的に出来そうな実験の可能性が開けた場合は、当初の予定に拘らず、さらに大強度ビームが得られることが分かっている2.4GeVビームを用いる等、柔軟に実験研究を進め、シータ粒子の存否を明らかにするという大目標を達成したい。
メラノーマにおける転写因子Runx3の働き

本研究では、予後不良の難治性皮膚癌であるメラノーマの細胞増殖、細胞死、遊走に関わる分子として、転写因子Runx3に焦点をあてて解析を行っている。H26年度では、まずin vitroの解析として、マウスメラノーマ細胞においてRunx3が発現している細胞株と発現していない細胞株があることをPCRを用いて確認した。次にRunx3の発現がないメラノーマ細胞にアデノウイルスを用いてRunx3を過剰発現させた場合とRunx3が発現しているメラノーマ細胞にSiRNAでRunx3の機能を抑制した場合を比較して細胞形態にはほとんど変化が見られなかった。疫学的にRunx3陰性のメラノーマは陽性のものと比較して予後が不良であることが報告されているが、これまでの我々の結果では、増殖能や細胞死、遊走能の検討が十分できていないため、Runx3がメラノーマにおいて腫瘍抑制的か、もしくは逆に促進的かまだ明らかにできていない。現在Runx3の転写因子としての活性を評価するため、Runx3を過剰発現させたマウスメラノーマ細胞とSiRNAでRunx3の機能を抑制したマウスメラノーマ細胞において下流で転写が増減する分子群をマイクロアレイで解析している。本研究では、予後不良の難治性の皮膚癌であるメラノーマの細胞増殖、細胞死、遊走に関わる分子として、転写因子Runx3に焦点をあてて解析を行っている。今年度では、まずin vitroの解析として、マウスメラノーマ細胞においてRunx3が発現してるものと発現していない細胞株があることをPCRを用いて確認した。次にRunx3の発現がないメラノーマ細胞にアデノウイルスを用いてRnux3を過剰発現させた場合とRunx3が発現しているメラノーマ細胞にsiRNAでRunx3の機能を抑制した場合を比較して細胞形態にはほとんど変化はみられなかった。疫学的にRunx3陰性のメラノーマは陽性のものと比較し予後が不良であることが報告されているが、これまでの我々の結果では増殖能や細胞死、遊走能の検討が十分できていないため、Runx3がメラノーマにおいて腫瘍抑制的か、もしくは逆に促進的かまだ明らかにできていない。現在Runx3の転写因子としての活性を評価するため、Runx3を過剰発現させたマウスメラノーマ細胞とsiRNAでRunx3の機能を抑制したマウスメラノーマ細胞において下流で転写が増減する分子群をマイクロアレイで解析している。当初提出した研究計画に記載したものより遅れている。PCRでRunx3が増幅がされにくいことや、siRNAによるノックダウン効果がとぼしく、条件検討を繰り返したことが影響している。今後は研究計画通りにRunx3を過剰発現またはノックダウンしたマウスメラノーマ細胞の増殖や細胞死が変化するか解析する。またマイクロアレイの結果を解析し、発現が変化している分子から特にメラノーマの制御やRunx3の活性化に関連する分子を選別する。それらの分子を特異的なsiRNAでノックダウンして生じる増殖、細胞死、遊走能の変化を調べる。次にRunx3の発現を変化させた細胞株を免疫不全マウスに移植し腫瘍形成能、サイズ、そして転移能を比較検討しin vivoにおける作用の解析も行う予定である。当初計画より状況がやや遅れたことにより、海外出張を次年度以降に実施することになったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成27年度請求額と合わせて消耗品費と海外旅費に使用する。
デジタル・コヒーレント光受信器を用いた波長パス光ネットワークの研究

波長多重(WDM)光通信システムにおいて,各チャンネルのスペクトルがナイキストフィルタで整形されているときには,チャンネル間隔を零にすることができるので,伝送容量を最大化できる。このような伝送技術を,「ナイキストWDM技術」と呼ぶ。本研究では,ディジタル・コヒーレント受信器を用いて,ナイキストWDM信号の波長多重分離を行うためのアルゴリズムに関する研究を行った。クロストークを含む所望チャンネルの全帯域をコヒーレント受信し,適応ディジタルフィルタを作用させてチャンネル分離を行う方式を提案し,シミュレーションと実験から提案手法の有効性を評価した。矩形状バンドパス特性を持つナイキストフィルタは,符号間干渉なく,光信号帯域をシンボルレートまで狭帯域化できる。このフィルタを用いて光信号帯域を整形し,シンボルレートに等しい周波数間隔で隙間なく波長多重する方式は,ナイキストWDMと呼ばれる。ナイキストWDM信号を波長多重分離するには,受信端においても急峻なナイキストフィルタが必要である。このためには,平成24年度に報告したように,タップ数の大きいFIRフィルタが用いられてきた。一方,ディジタルコヒーレント光受信器では信号光とLO光の周波数オフセットが避けられない。FIRフィルタを適応的に動作させれば,この周波数オフセットを補償することができるが,タップ数が大きい場合,タップ係数の収束が極めて遅くなるという技術的困難が避けられなかった。平成25年度はこの問題を解決するために,以下のディジタル信号処理アルゴリズムを提案した。まずトレーニングモードにおいて,小さいタップ数を持つ適応FIRフィルタを用いて波長多重分離,偏波多重分離,オフセット周波数推定を行う。次にトラッキングモードに移行し,推定したオフセット周波数に応じてパスバンドをシフトした固定ナイキストフィルタを用いて,波長チャンネル分離を精密に行う。最後に適応FIRフィルタにより,偏波多重分離,信号等化を行う。提案したアルゴリズムの有効性は,3チャンネル波長多重・偏波多重16QAMナイキストWDM信号の復調実験により実証された。オフセット周波数の許容範囲は+-2GHzであった。しかしこの方式では,送信用レーザのわずかな周波数ドリフトにより,隣接チャンネル間のクロストークが避けられない。24年度は,ナイキストWDM信号の波長多重分離を行うために,クロストークを含む所望チャンネルの全帯域に対して適応FIRフィルタを作用させる方式を提案した。まず,この方式によりクロストークペナルティーを最小化できることを,シミュレーションにより示した。変調フォーマットとして,10 Gsymbol/s QPSK単一偏波信号を仮定し,2つの独立なチャンネルを用いて,クロストークによるパワーペナルティーを計算した。2つのチャンネルのパワーを同一にし,周波数間隔を可変にすることにより,クロストーク量を変化させた。送信信号スペクトルは,ロールオフ率0のナイキストフィルタを用いて矩形に整形した。受信端では,雑音指数3dBの理想前置増幅器を用い,デジタルコヒーレント光受信器で復調を行った。所望信号を全帯域受信して適応FIRフィルタを用いた場合に,パワーペナルティーが最小になることがわかった。適応フィルタ振幅の制御によって,クロストーク抑圧によるパワーペナルティーの改善と信号帯域の削減によるパワーペナルティーの劣化が最適に調整され,クロストークの影響が最小になったと考えられる。この結果は実験によっても,確認された。位相・偏波ダイバーシティ光回路は,当初計画通り,平面石英光回路(PLC)で作製した。波長可変LOは,外部波長基準を参照することにより,ITUグリッドにその波長を固定する予定であったが,その実現には至らず,次年度の課題として残った。現状では信号光と局発光(LO)の周波数オフセットの変動が避けられないが,今回はこれを手動で制御することにより実験を行った。受信器出力である各偏波成分に対する光複素振幅の同相,直交位相成分は,4チャンネルAD変換器によりデジタルデータに変換された後,DSP回路に送られデジタル信号処理される。今年度は,適応FIRフィルタを用いてナイキストWDM信号の波長多重分離を行うことにより,チャネル間クロストークの影響を最小化するアルゴリズムを開発した。本方法の有効性は,シミュレーションおよび実験により検証された。以上のように,LOの波長制御を除いては,研究はおおむね当初計画通りに進展している。波長可変LOは,外部波長基準を参照することにより,ITUグリッドにその波長を固定する。外部波長基準としては,温度制御されたエタロンを検討している。エタロンの最大透過波長にレーザ波長をロックするシステムを構築することにより,レーザの絶対周波数を10MHz程度に安定化することを目指す。これと同時に同一基板から作製された温度制御エタロンを用いて,送信レーザの波長安定化も試みる。信号レーザとLOレーザの絶対波長安定化により,オフセット周波数を10MHzオーダまで抑圧する。

オフセット周波数が抑圧されていれば,デジタル領域でのナイキストフィルタを用いて,ナイキストWDM信号の切れの良い波長多重分離が可能となると考えられる。温度制御されたエタロンを用いた外部波長基準の試作は24年度には実施されず,25年度に延期された。このため,180万円が25年度に繰り越された。25年度は,この繰越金と25年度交付予定の100万円を,以下のように使用する予定である。(1)エタロン,恒温槽,光ファイバ結合など含むエタロンモジュールを2セット外注する。その見積額は250万円である。(2)高精度温度制御回路を自作する。電子回路部品費に30万円を計上する。
商船・客船・漁船等が自動発信するAISデータに基づく津波の早期検知システムの開発

本研究課題では、商船などが自動発信するAISデータを用いて、陸上で津波を早期に発見する枠組みに関して検討した。まず、津波によって流される船の運動のモデル化を行った。次に、逐次データ同化により、東日本大震災の際に得られた実船データと開発したモデルを用いて、船の運動から津波流速を逆推定することを試みた。その結果、若干の課題はのこるものの、船の運動データから津波流速を逆推定することが可能であることが示せた。また、日本近海を航行する船の要目等をデータベース化し、AISデータで発信される識別番号から船の要目を特定するシステムの構築を行った。一定トン数以上の商船・客船・漁船等には、AIS(船舶自動識別装置)が取り付けられており、自船の位置、時刻および針路などの種々のデータを発信している。また、陸上でインターネットにアクセスすることが可能であれば、船が存在する海域の気象・海象データの推定値を常時得ることができる。一方、沖合における津波は非常に速い流れと見なすことが出来る。実際、過去の研究において、沖合航行中の船に津波が作用した場合は船が非常に速い速度で流されることを確認した。したがって、船が流される速度と当該船の流圧力係数に基づき、津波の流速を推定できる。本研究の目的は、この原理に着目し、AISデータを用いた津波の早期検知とその流速推定を行なうためのシステム開発を行なうことである。平成26年度は、船の運動モデルとして日本船舶海洋工学会の前身である日本造船学会で考案されたMMGモデルに着目し、このモデルの物理パラメータの同定を逐次データ同化の枠組みで試みた。物理パラメータとしては船に作用する操縦流体力微係数とし、逐次データ同化で使用するためのデータとしては船が旋回している際の速力と旋回角速度を用いた。その結果、船が定常旋回に至る段階でパラメータの分布が退化してしまうことが明らかになった。この部分に関しては若干のアルゴリズムの改良が必要であり、その対策としては最適化計算と組み合わせることなどを考えている。この研究成果に関してはアジア航海学会において発表した。一方、ロバストなシステムを開発するために、野本モデルと呼ばれるモデルに関してもパラメータ同定を実現する計算コードを構築した。さらに、AIS情報を取得するためのシステムを開発するとともに、日本船舶明細書に記載されている日本近海を航海する船の情報をデータベース化した。最終的には、オンラインでこれらのシステムが活用できるように拡張していく予定である。一定トン数以上の商船・客船・漁船等には、AIS(船舶自動識別装置)が取り付けられており、自船の位置、時刻および針路等の種々のデータを発信している。一方、沖合における津波は非常に速い流れとみなすことができる。実際、過去の研究において、沖合を航行中の船に津波が作用した場合は船が非常に速い速度流されていることを確認した。本研究の目的は、この原理に着目し、AISデータを用いた津波の早期検知とその流速推定行うためのシステム開発を行うことである。平成27年度は、東日本大震災時の津波の影響下で航行していたカーフェリーの運動データを用いて、逐次データ同化の方法により、船の運動から津波の流速を逆推定する方法を確立した。この場合において、逐次データ同化において使用した船の運動の数値シミュレーションモデルは昨年度に開発したMMGモデルである。また、観測データとしては、船の対地船速情報と回頭角速度情報の2種類である。昨年度AIS受信システムを開発したものの、かなりの問題点が生じた。このため、今年度は神戸大学の若林教授によって開発されたAIS情報受信システムを使用させていただき、実海域における船舶交通流の調査を実施し、AIS情報と船舶データベースとの連携するシステムの構築に取り組み始めた。当初の予定通り、船の運動から津波流速を逆推定する方法論を確立することができた。ただし、AIS受信信号と船舶データベースの連携に関しては若干遅れている。一定トン数以上の商船・客船・漁船等には、AIS(船舶自動識別装置)が取り付けられており、自船の位置、時刻および針路などの種々のデータを自動発信している。実際、過去の研究において、沖合を航行中の船に津波が作用した場合は、船が動揺を伴わず非常に速い速度で流されることを確認した。したがって、船が流される速度と当該船舶の流圧力係数が既知であれば、津波の流速は船の運動データから逆に推定できる。本研究の目的は、この原理に着目し、AISデータを用いた津波の早期検知とその流速推定を行うためのシステムを開発することである。平成28年度は、平成27年度に開発したデータ同化におけるシステムモデルならびに津波による船の運動の数値シミュレーションモデルの細部について検討を行った。前者に関しては、津波が到来した際には外力が急激に変化することになるため、システムノイズの分散を時変にする方法を新たに開発した。後者に関しては、実海域においては風の影響も考慮に入れなければならないことから、風の影響を考慮するための基礎的な検討を行った。

その結果として、平成27年度に実施したデータ同化による津波の逆推定結果においては、風の影響が少なからず存在することが明らかになった。今後は、モデルのさらなる精度向上を実現したうえで、昨年から継続して開発しているAIS情報と船舶データベースとの連携システムにモデルの組み込みを行い、陸上での船舶データを利用した津波の早期検知システムを完成させる予定である。本研究課題では、商船などが自動発信するAISデータを用いて、陸上で津波を早期に発見する枠組みに関して検討した。まず、津波によって流される船の運動のモデル化を行った。次に、逐次データ同化により、東日本大震災の際に得られた実船データと開発したモデルを用いて、船の運動から津波流速を逆推定することを試みた。その結果、若干の課題はのこるものの、船の運動データから津波流速を逆推定することが可能であることが示せた。また、日本近海を航行する船の要目等をデータベース化し、AISデータで発信される識別番号から船の要目を特定するシステムの構築を行った。平成26年度は、船の運動モデルを逐次データ同化と呼ばれる方法に基づいて同定することが実現できた。船の運動モデルに関してロバストなシステムとすることを目的として、物理則ベースと線形応答関係ベースの二つのモデルに関して計算コードを開発できたことは、大きな成果として挙げることが出来る。この船の運動モデルに関する研究成果は国際会議で公表することもでき、国内外の研究者と種々の討論を行なった結果から、改善策の立案に効果的な方法を発見することができた。日本近海を航海する船は膨大なものであるが、これらの船のデータベース化は予定取り平成26年度内に実現することが出来た。AIS情報の受信に関しては、受信機からノートパソコンに取り込むシステムの開発が実現できた。ただし、震災当時の船のデータの解析については十分とは言えず、これに関しては今年度も継続して進めていく必要があると考えている。AIS受信信号と船舶データベースの連携し、実時間で船の運動を推定するシステムの開発に取り組む。システム開発で問題が生じた際は、神戸大学の若林教授にご助言を頂く予定である。船舶海洋工学データとしては膨大な量があることから、今年度の研究では研究補助者を雇用し、データ解析を重点的に進めていく予定である。一方、逐次データ同化による船の運動モデルの同定に関する問題点は改善策をいくつか立案できているので、この案に基づいて一つずつ解決していく予定である。また、「船の運動モデルの同定」に関しては学会などで積極的に成果を発信していくことで、多くの研究者の方々と討論を行ない、より良い成果をあげていく予定である。
心臓血管系副作用(QT延長作用)を有する薬物の3次元定量的構造活性相関解析

1 I_<Kr>チャネルのポア領域のモデリングI_<Kr>チャネルのポア領域はHERGの6回膜貫通ヘリックス(S1S6)上にある。ポアを構成するHERGのS6上のアミノ酸(Tyr652、Phe656)を置換する事によって、薬物のチャネル結合が影響を受けるという報告があり、薬物の結合部位はポア領域にあることが示唆されている。そこで、HERGと同じカリウムチャネルであり立体構造がX線結晶解析により明らかになっているKcsA(PDB code:1R3J)(HERGに対する性質が同じアミノ酸の相同性は48%)をテンプレート構造として、HERGのポア領域(611-668)の立体構造モデルを、ホモロジーモデリングソフト(FAMS)を使って作成した。得られたポアモデルに対して、アミノ酸側鎖のぶつかりを解消するため、SYBYLを用いてエネルギー極小化計算を行った。2結合部位の探索ポアモデル上のリガンド結合部位を、タンパク表面の疎水性を利用した結合部位探索プログラムHBOPを用いて探索した。その結果、薬物との関与が実験より示唆されるアミノ酸Tyr652、Phe656を含む領域に結合部位が検出された。3複合体モデルの構築検出された結合部位のアミノ酸の周囲4Aの領域に対して、SYBYLを使って昨年度求めたリガンドの結合配座をドッキングさせ複合体モデルを作成した。4精密化得られた複合体モデルに対して、SYBYLを用いてエネルギー極小化計算を行ってポア領域のリガンド結合部位の立体構造をリガンドに誘導適合させ、HERG-リガンド複合体の立体構造を決定した。その結果、良好なリガンド結合様式が得られた。1 CAMDASによる配座集団の生成CAMDASプログラムは、高温分子動力学計算を行って一定時間ごとに配座をサンプリングし、サンプリングした配座をエネルギー極小化した後、2面角の値を基準にクラスタリングして、エネルギー極小配座の代表集団を自動的に生成する。QT延長作用を持つ複数のリガンド化合物(E4031、dofetilide、almokalant、terfenadine、cisapride, haloperidol、sotalol)に対して、初期構造及び分子力場のパラメータファイルを作成し、これを入力ファイルとしてCAMDASプログラムを用いて配座集団の生成を行った。2分子量ね合わせプログラムによる結合配座の決定分子重ね合わせプログラム(SUPERPOSE)では初めに、リガンド分子に対して、疎水性、水素結合受容性、水素結合供与性、水素結合供与/受容性、正の電荷、負の電荷を持つ原子団にそれぞれ特性球を置き、分子を特性球で表現する。そして、3次元空間内で異なる化合物の配座同士を並進、回転させながら重ね合わせ、同一特性の原子団が最も良く重なる配座の組み合わせを求める。このプロセスを全リガンド化合物に行うことによって、標的タンパクに対するリガンドの結合配座と重ね合わせ(アラインメント)を推定することができる。1で得られた配座集団に対して、分子重ね合わせプログラムを使って重ね合わせを行い、各リガンド化合物の結合配座の推定を行った。これらの結合配座に共通する特性原子団(疎水性:2、水素結合供与性又は正の電荷:1、水素結合受容性:2)とその配置をQT延長作用に関与する三次元ファーマコフォアと推定した。1 I_<Kr>チャネルのポア領域のモデリングI_<Kr>チャネルのポア領域はHERGの6回膜貫通ヘリックス(S1-S6)上にある。

そこで、HERGと同じカリウムチャネルであり立体構造がX線結晶解析により明らかになっているKcsA(PDBcode:1R3J)(HERGに対する性質が同じアミノ酸の相同性は48%)をテンプレート構造として、HERGのポア領域(611-668)の立体構造モデルを、ホモロジーモデリングソフト(FAMS)を使って作成した。得られたポアモデルに対して、アミノ酸側鎖のぶつかりを解消するため、SYBYLを用いてエネルギー極小化計算を行った。2結合部位の探索ポアモデル上のリガンド結合部位を、タンパク表面の疎水性を利用した結合部位探索プログラムHBOPを用いて探索した。その結果、薬物との関与が実験より示唆されるアミノ酸Tyr652、Phe656を含む領域に結合部位が検出された。3複合体モデルの構築検出された結合部位のアミノ酸の周囲4Åの領域に対して、SYBYLを使って昨年度求めたリガンドの結合配座をドッキングさせ複合体モデルを作成した。4精密化得られた複合体モデルに対して、SYBYLを用いてエネルギー極小化計算を行ってポア領域のリガンド結合部位の立体構造をリガンドに誘導適合させ、HERG-リガンド複合体の立体構造を決定した。その結果、良好なリガンド結合様式が得られた。