hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Research towards the creation of an integrated communications strategy for international visitors: a case study of Fujisan's north face.

2013年に富士山がユネスコ世界文化遺産に登録され,国内や世界から富士山に観光客が集まることが予想され,それに伴って多様な課題が提起された。特に富士山を世界文化遺産にたらしめる,その文化的価値の調査と周知方法の不備・不足は改善が必要である。本研究は,観光客増加の影響と管理上の課題を調査することにより,富士山の文化的資源を保全・活用するための有効なコミュニケーション戦略を提言する。
マイコパラサイト現象支配物質の探索

菌が菌に寄生するマイコパラサイト現象では、その機構にアレロケミカルの存在が想定できるものの、その詳細はほとんどわかっていない。申請者は最近、リンゴ果実上でのマイコパラサイト現象の分子機構として、これまでにないアレロパシー機構を証明したが、それは一例に過ぎず、同現象にはさらなる未知の異種菌間コミュニケーションが存在すると予想される。本現象詳細の解明は科学的興味のみならず、病原菌成長制御の視点から農業生産にも応用可能と期待されることから、複数のマイコパラサイトを対象として、その支配物質候補を探索、機構解明研究に向けた基礎データの蓄積を行った。その過程で、マイコパラサイト現象が確認されている糸状菌の多くで多様な二次代謝物を見出した。マイコパラサイトは一般に二次代謝物の種類が多く、テルペノイドーポリケチドなどのハイブリッド二次代謝物が含まれている。野生環境では遭遇する外敵も多様であり、ハイブリッド化は手持ちの二次代謝物の構造空間を効率的に多様化させる効果があると結論した。マイコパラサイト支配物質には、アロモン的機能が予想され、抗菌性、抗ウィルス性、殺細胞性など点から新薬としての応用も期待できる。本研究の過程で、cyclohelminthol類12化合物、neomacrophorin類15化合物をはじめ、新規trichothecene5化合物、eremophirane類3化合物、その他4化合物を発見、その構造を明らかにした。これら化合物には複数の4級炭素化合物も含まれており、それらの構造決定の過程で、密度汎関数軌道計算を効果的に応用した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度までの実験で、いくつかの系に置いてマイコパラサイト現象が再現性を持って観察されることを明らかにした。その中で、キリタンポタケは複数の菌にマイコパラサイトされるが、興味深いことにパラサイト存在下で、グリセオフルビンを生産することが明らかになった。このものの同定は、常時本物質を生産する菌から単離、通常の構造決定の後、HPLCーMSなどの挙動が完全に一致することにより確認した。グリセオフルビンは、真菌の微小管に結合して脱重合を阻害することにより、抗真菌活性を示すことが知られているが、被パラサイト側が、このような物質を生産するか不明であり、次年度以降その詳細を検討する。これを目的に、常時グリセオフルビンを生産する類縁菌を大量培養し、必要量生成することに成功した。また、マイコパラサイト現象を示すベニタケのキノコCalcarisporium arbusculaの液体培養液から複数のロリジン類を短離した。文献を調査したところ、立体構造が不明なロリジン類も複数含まれていたため、NOE実験、分子モデリング、時間依存型密度汎関数分子起動計算によるECDスペクトルの予想などを行い、不明であったすべての立体化学を明らかにした。単離したロリジン類の中には、猛毒キノコとして知られるカエンタケにも含まれており、その生物学的意味も興味深い。現在Calcarisporium arbusculaを大量培養しており、培養液に含まれるマイナー成分についての解析も重要になると考える。複数のマイコパラサイト現象について化学物質の関与を示唆する実験結果を得た。また、抗菌物質として知られるグリセオフルビンが被パラサイトのパラサイト存在時に生産するという興味深い結果も得ている。毒物質と知られるロリジン類がマイコパラサイト現象に関与している可能性が高いことを見出した。この研究の過程で、エピコクリオキノン、ホモジェステロン、シクロヘルミントール、ネオマクロフォリンなど多数の新規物質を見出した。マイコパラサイト現象を示す、Trichoderma sp. 1212-03菌培養液からネオマクロフォリンI-IIIを報告してきたが、今回新たにネオマクロフォリンXと命名した[4.4.3]プロペラン構造を有する新規物質を単離した、1H-NMRスペクトル等の解析により、セスキテルペン部については他のネオマクロフォリンと同様なdoriman構造を有することが判明した。非テルペン部については、NMRを用いた構造解析に有用なプロトンが少なく得られる情報は限定的であった。そこでスペクトル解析から得た部分構造を基に考えられる全ての可能な構造について、理論計算からその絞込みを行った。計算時間を考慮し、ドリメン部をメチル基に置換したモデル化合物を用いて解析を行った。計算は、1、配座解析、2 ωB97X-D/6-31G*による構造最適化、3同汎関数による化学シフト計算、4配座分布に基づく化学シフトの補正、の順で理論化学シフトを求め、実験値と比較することによって、予想構造の絞込みを行い、1の構造を推定した。しかし、C-8"/C-13"結合様式を逆にしたG環部の異性体と比較した場合、予想化学シフトの差は小さく、完全に絞り込むことは出来なかった。1のF-G環部、C環部は発色団であり、これら発色団のキラルなねじれに基づくCotton効果では、NMRで区別できなかった異性体間においても異なると期待した。先に求めた安定配座を基に、BHLYP/def2-TZVPにより計算、配座分布に基づく補正をして理論ECDスペクトルを求めたところ、予想どおり異性体間ではスペクトルが大きく異なり、うち一方は天然物のそれと良い一致を示した。結合定数など総合的にも矛盾はなかったことから、その全構造を絶対配置を含めて決定した。また、プロペラン構造の生合成機構についても明らかにした。

マイコパラサイト現象を起こす、糸状菌Trichoderma sp. 1212-03には多くの二次代謝物が含まれており、それらの多くが強い抗菌活性を示すことが明らかになった。特に、今回単離したネオマクロフォリンXはその複雑な構造から、計算機科学など最新の手法を応用する必要があった。その結果それら手法はきわめて有効で有ることを実証することが出来た。しかし構造決定に時間がかかり、マイコパラサイト現象との関係については解析が不十分といえる。マイコパラサイト現象を示すHelminthosporium velutinumyone96の二次代謝物の検索を行い、これまでに単離したcyclohelminthol I-IVに加えて、スピロシクロプロパンを介したハイブリッド構造を有するcyclohelminthol X及びY1, Y2, Y3,及びY4の単離・構造決定に成功した。これら化合物の構造決定では、NMR解析に有用なプロトンが、中心骨格部分に無いため、得られる構造情報は不十分であった。そこで可能な全ての構造について、密度汎関数法を用いた理論化学シフト値、及び円二色性スペクトルの比較によりその絶対配置を含めて全構造を明らかにした。これら化合物はcyclohelminthol IVの水酸基が酸化されることによって、あたかもカルベン種のようなシクロプロパン化が進行することで生合成されていると考察した。cyclohelminthol X, Y1-Y4は強い抗菌活性を示すことから、マイコパラサイト現象への関与が示唆された。またTrichoderma sp. 1212-03から単離したneomacrophorin Xも既知のneomacrophorin構造と、アントラキノンとのハイブリッドである。詳細を明らかに出来ていないが、両菌とも共通して言えることだが、これらハイブリッド二次代謝物は培養後期に単離され、培養条件によってはほとんど得られない場合もあり、菌の培養環境の変化がこれら二次代謝物の生合成を誘起している可能性がある。以上の結果は、マイコパラサイト現象にはハイブリッド二次代謝物が関与している可能性が示唆するものである。二種のマイコパラサイトからこれまで例を見ない特徴的な構造を有する二次代謝産物を複数見出した。その構造的特異性からマイコパラサイト現象との関連性が示唆され、メカニズム研究にむけて大きな知見を得ることが出来た。菌が菌に寄生するマイコパラサイト現象では、その機構にアレロケミカルの存在が想定できるものの、その詳細はほとんどわかっていない。申請者は最近、リンゴ果実上でのマイコパラサイト現象の分子機構として、これまでにないアレロパシー機構を証明したが、それは一例に過ぎず、同現象にはさらなる未知の異種菌間コミュニケーションが存在すると予想される。本現象詳細の解明は科学的興味のみならず、病原菌成長制御の視点から農業生産にも応用可能と期待されることから、複数のマイコパラサイトを対象として、その支配物質候補を探索、機構解明研究に向けた基礎データの蓄積を行った。その過程で、マイコパラサイト現象が確認されている糸状菌の多くで多様な二次代謝物を見出した。
HTLV-I、HCVおよびHBVの流行地域におけるがん罹患に関するコホート研究

1.輸血後C型肝炎患者114人(ウイルス感染後の期間30年以上)について、Interleukin(IL)-10遺伝子プロモーターの3つの多型(転写開始点からのposition-1082、-819、-592)、(GCC、ACC、ATAの3つのハプロタイプ)について解析し、肝線維化の程度との関連について検討した。GCCハプロタイプの頻度は、それ以外(ACC、ATA)に比べて肝線維化高度群で有意に低く、ウイルス遺伝子型、HCV-RNA titerなどの他の共変量の影響を調整しても、関連は有意のままであった(オッズ比0.1,95%信頼区間0.01-0.9)(Journal of Hepatology 39,457-458,2003).1.輸血後C型肝炎患者114人(ウイルス感染後の期間30年以上)について、Interleukin(IL)-10遺伝子プロモーターの3つの多型(転写開始点からのposition-1082、-819、-592)、(GCC、ACC、ATAの3つのハプロタイプ)について解析し、肝線維化の程度との関連について検討した。GCCハプロタイプの頻度は、それ以外(ACC、ATA)に比べて肝線維化高度群で有意に低く、ウイルス遺伝子型、HCV-RNA titerなどの他の共変量の影響を調整しても、関連は有意のままであった(オッズ比0.1,95%信頼区間0.01-0.9)(Journal of Hepatology 39,457-458,2003).Human T-cell lymphotropic virus type I(HTLV-I)感染とがん罹患率との関連を明らかにするために、前向きコホート研究を実施した(長崎大学医学部倫理委員会承認番号13072623)・対象者は、1985.1-1996.8に長崎県K病院外来を受診した40-69歳(1993.1.1時点)の男女,4,297人であった(HTLV-I抗体陽性割合24.7%)・追跡期間中(1993.1-1999.12または2000.12)に、290人の死亡(ATL10人を含む)および261人の悪性腫瘍の罹患(ATL6人を含む)が認められた.性、年齢、輸血歴、飲酒、喫煙習慣その他の共変量を補正すると、,HTLV-I抗体陽性はATLを除く全死因死亡率(RR=1.3,95% CI 1.0-1.7)、非腫瘍性疾患死亡率(RR=1.6,95% CI 1.1-2.3)と関連していた.HTLV-I感染はATLを除く全悪性腫瘍(RR 0.97,95% CI 0.73-1.3)、大腸がん、肝臓がん、肺がんのリスクとは関連しておらず、一方、胃がんのリスク低下(RR=0.42,95% CI 0.18-0.99)と有意に関連していた.結論として、HTLV-I、感染はATLを除く全死因死亡率、非腫瘍性疾患死亡率と関連していると考えられた.これまでの後ろ向き患者対照研究、HTLV-Iトランスジェニックマウス、ラットにおける観察結果と異なり、HTLV-I感染はATL以外の発がんリスク上昇とは関連していないと思われた.胃がんのリスク低下のメカニズムについては、HTLV-IとHelicobacter pyloriとの負の交互作用(胃粘膜における炎症反応の減弱)が考えられた.なお、この研究はHTLV-Iと一般のがんリスクとの関連についての最初の前向きコホート研究である.1.輸血後C型肝炎患者114人(ウイルス感染後の期間30年以上)について、Interleukin(IL)-10遺伝子プロモーターの3つの多型(転写開始点からのposition -1082、-819、-592)、(GCC、ACC、ATAの3つのハプロタイプ)について解析し、肝線維化の程度との関連について検討した.GCCハプロタイプの頻度は、それ以外(ACC、ATA)に比べて肝線維化高度群で有意に低く、ウイルス遺伝子型、HCV-RNA titerなどの他の共変量の影響を調整しても、関連は有意のままであった(オッズ比0.1,95%信頼区間0.01-0.9)(Journal of Hepatology 39,457-458,2003).
地球温暖化に伴う海面水位上昇分布に関する研究

温暖化予測の評価に用いられた気候モデルの温暖化時の海面水位分布変化を要因(淡水フラックス、熱フラックス、風応力)切り分け実験を行うことによって詳細に調査した。本研究の結果、海面水位上昇分布の変化は、南極周極流周辺部を除き、主に海洋の傾圧応答が支配的であり、これらの分布は主に風応力の変化によって引き起こされていることが示された。しかしながら,北大西洋深層水やモード水などの密度変化による海面水位上昇分布の変化もみられ、熱・淡水フラックスの変化も無視できない。地球温暖化に伴う海面水位の変化は人間社会や環境に大きな影響を与えると予想されている。しかしながら、従来の温暖化予測のための海洋大循環モデルは海洋の熱膨張を陽に扱っておらず、モデル内の海水温度や塩分濃度の変化から海水の膨張による海面水位の変化を見積もっていた。本研究では気候モデルにおける海洋の膨張を陽に扱うモデルを構築するため、様々なモデルの検討を行った結果、Greatbatch etal.(2001)による非ブシネスク近似を緩和する方法が、従来の気候モデルの枠組みにおけるモデルの改良に最も適しているという結論に達した。そこで、東京大学気候システム研究センターの海洋大循環モデルをべ一スに、海洋モデル内で熱膨張を陽に扱えるようにGreatbatch et al.(2001)の手法を取り込み、モデルの改良およびコードの変更を行った。さらに、気候値の外力を加えてこのモデルを駆動し、気候場、季節変動などの再現性の確認を行い良好な結果を得た。また、モデルの計算時間も従来のモデルに比べ20%増程度におさえることができた。開発した海洋大循環モデルは温暖化時の熱膨張による海面水位上昇を解析するために役に立つと考えられる。この海洋大循環モデルを用いて海面水位上昇の予測を行うため、淡水流入量を含む温暖化時の海洋の境界条件のデータの収集等を行った。また、山岳氷河融解などによる淡水の海洋への流入による海面水位上昇に関しての調査・検討も合わせて行った。近年の気候モデルによる温暖化予測実験による海面水位の上昇は、場所によっては全球平均値の2倍を超える値を示しており、海面水位分布の変化およびその要因を理解することは重要である。本研究では温暖化時のIPCCの第4次報告書の温暖化予測の評価に用いられた高解像度気候モデルの温暖化時の海面水位分布の変化を要因切り分け実験等を行うことによって詳細に調査した。具体的には気候モデル中で海洋コンポーネントに与える境界条件を海面水位の変化を引き起こす要因(風応力、淡水フラックス等)ごとに切り分けてモデルを駆動して温暖化時の海面水位上昇のメカニズムを調べた。温暖化予測の評価に用いられた気候モデルではいくつかの共通の海面水位分布の変化がみられることなどが指摘されている。これらのモデルでは、温暖化時に北極海で大きな上昇がみられ、南極海では海面水位上昇は全球平均値を下回っている。また、多くのモデルで、南大西洋から、インド洋、南太平洋にのびる帯状の海面水位上昇分布が指摘されている。本研究では温暖化時の北大西洋海流、黒潮族流域、南極周極流域の海面水位分布の変化は温暖化時の風応力だけでモデルを駆動した結果と非常によく一致した。この結果これらの地域の海面水位分布の変化には風の影響が非常に大きいことを示している。また、淡水フラックスの置き換え実験の結果では、北極海の海面水位の上昇は温暖化時の淡水フラックスの変化が大きな役割を果たしていることが示された。地球温暖化に伴う海面水位上昇は人間社会や環境に大きな影響を与えると予想されている。近年の気候モデルを用いた温暖化予測実験における海面水位上昇は、地域によって全球平均値の2倍を超える値を示しており、この地理的分布の把握およびその要因を理解することは重要である。前年度までの研究によって温暖化時の海面水位分布の要因やその変動に支配的な応答成分などを明らかにした。本年度は観測の結果と比較しながらモデル結果の解析を進めた。この結果、太平洋とインド洋においては温暖化による熱膨張はモード水が沈み込む上部密度躍層までの深さでほぼ説明できることがわかった。これに対し、大西洋では北大西洋中層水が沈み込む水深2000mまでその影響が達している。一方、温暖化に伴う風応力の変化に対する応答は熱膨張などの水塊変質をほとんど伴わず、海洋のフロント構造の移動などによって海面水位分布の変化が引き起こされている。さらに、このような変動パターンの時間発展を調べるため、温暖化時の空間分布のばらつきの時間変動をしらべた。風応力などの外力の温暖化時の空間的な分布パターンはほぼ線形に増加しているのに対し、海面水位分布の時間発展は温暖化初期において特徴的な分布が見られず、20年から30年経過した後で、特徴的なパターンが現れて線形に増加する。
ギブス点過程モデルによる空間データの統計的推測理論の研究

ギブスモデルを用いた空間データの統計的推測理論の研究という中心課題の遂行に向けて、今年度の研究では特に次ぎの様な成果が得られた。まず代表者の間瀬は様々な数値的困難を持つ最尤推定量に代わる最大疑似尤度推定量に関し、すでに代表者により得られていたエルゴード的な場合の強一致性を、ギブス分布のエルゴード分解定理を用い、エルゴード性を仮定することなく証明することが出来た。また全世界的な影響を持つことが知られ熱帯地域の降雨量を衛星搭載のレーダー観測から推定する際に使われているしきい値法と呼ばれる方法の理論的解析をマーク付き点過程モデルを用いて行ない、最良のしきい値を求める方法を提案することに成功した。これらは今春の数学会で発表される予定である。また微分方程式(特にディフュージョン型)の数値解法により現実世界に現れる様々な空間パターンを生成するとともに、説明する試みでも分担者西浦・宇佐美によりいくつかの興味ある結果が得られ公表された。また分担者の西井は推定量の漸近的な分布を数値的に求める際の基礎となる展開公式を研究した。また分担者の西井・桑田は大域的な空間データの最適な観測計画の決定に有用ないくつかの実験計画法の研究を行ない、公表されたような興味ある結果を得ることに成功した。また分担者の正法地は疫学的データの空間的時間的変化に関するいくつかのデータの収集を行ない、いくつかの予備的な検討を行なった。
新規の抗パーキンソン病作用を有するオキシカム系骨格医薬品の開発

本研究において、メロキシカム、ピロキシカム、テノキシカムの3個のオキシカム系NSAIDsが、SH-SY5Y神経線維芽細胞に対するMPP^+誘発毒性に対し、PI3K/Aktシグナル経路の維持という新規のメカニズムで神経保護作用を持つことを見出した。他の骨格のNSAIDsは、同じ系で神経保護作用を示さなかった。パーキンソン病モデルマウスの慢性パーキンソン病モデルでは、メロキシカムがAktシグナルを維持することにより運動障害とドパミン神経変性を改善した。以上より、メロキシカムは、パーキンソン病原因療法薬としての候補薬剤になると思われる。平成22年度の目的・実施計画に示したように、meloxicam以外のオキシカム系NSAIDsについて、SH-SY5Y細胞を用いたMPP^+誘発細胞死系(WST-8法・LDH法)で評価した。オキシカム系医薬品であるtenoxicam,piroxicamは、これらの系において細胞死抑制作用を持つことが明らかとなり、抑制活性の程度は、meloxicamと同程度であった。また、抑制メカニズムについてもmeloxicamと同様にPI3 kinase/Akt経路を介していることがWestern blot法によるリン酸化Akt量の改善により示され、オキシカム系医薬品は、共通したメカニズムで神経細胞死抑制作用を持つことがわかった。一方、piroxicamの誘導体で、オキシカム系構造が一部失われた化合物を3種類評価したところ、これら3種の化合物で細胞死抑制作用が消失していた。また、celecoxibなどのCOX-2選択性の高いコキシブ系NSAIDsにおいても、細胞死抑制作用は見られなかった。したがって、神経細胞死抑制作用を持つNSAIDsは、オキシカム構造を有するNSAIDsのみであることが明らかとなった。また、計画にしたがって、メカニズム解析を行っており、Akt下流のmTOR経路の関与が示され、第131回薬学会で報告した。またAkt上流経路の検索も現在、検討中である。さらに、当初の計画に従って、in vivo実験を遂行しているところである。H23年度の研究計画では、1.オキシカム系NSAIDs(meloxicam等)の細胞系におけるsignalingメカニズムの検討、2.マウスMPTPモデルにおける、オキシカム系NSAIDsの黒質線条体神経細胞死抑制作用とリン酸化Akt減少の抑制作用を生化学的・組織学的検証、を計画した。このうち、計画1については、ヒト神経線維芽細胞SH-SY5Yを用いたMPP^+誘発の神経細胞死の系を用いて検討を行い、オキシカム系NSAIDsの神経細胞死抑制作用において、細胞保護分子のMcl-1が関与していることが明らかとなった。すなわちsiRNAを用いてMcl-1タンパクの発現を減少させると、meloxicamの神経細胞死抑制作用が弱くなった。また、NGF受容体シグナルの阻害剤がmeloxicamの作用を抑制することもわかっており、これまでにわかっているPI3kinase/Akt経路の上流に、NGF受容体が関与する可能性が考えられた。現在、NGF受容体とMcl-1との関連を検討中である。また計画2については、meloxicam反復投与の作用を動物モデルで検討したところ、黒質線条体のドパミン神経変性を抑制し、MPTPによる行動異常を有意に改善した。また、リン酸化Akt減少もmeloxicamは抑制しており、細胞系での結果と合致していた。現在、本結果については、投稿中であり、審査結果を待っている。meloxicam以外のオキシカム系の薬剤については現在、動物モデルでの検討を行っている。パーキンソン病神経毒であるMPTPを用いたマウスパーキンソン病モデルにおいて、メロキシカムがドパミン神経細胞死抑制作用とリン酸化Akt減少の抑制作用を有し、行動薬理学的にもポールテストで有意に改善していることを見出し、その再現性を確認した。本研究成果は、Neuroscience letters誌521, 15-19 (2012)に、'Meloxicam ameliorates motor dysfunctionand dopaminergic neurodegeneration by maintaining Akt-signaling ina mouse Parkinson's disease model.'として報告した。他のオキシカム系のNSAIDsについても検討を行ったが、今のところ十分な結果は得られていない。また、オキシカム系NSAIDsによる細胞死抑制作用が、どのような細胞内シグナル伝達により作用発現しているかについても検討した。ドパミン神経線維芽細胞のSH-SY5Yを用いて細胞死抑制に関与するBcl-2ファミリーの分子の中で、Mcl-1の減少がMPP+による細胞死と関連していることを見出した。他のリン酸化Bcl-2やBAXなどに変化はなかった。またsiRNAを用いてMcl-1をノックダウンすると、MPP+による神経細胞死は増強し、メロキシカムによる神経細胞死抑制作用は減弱した。以上のことから、このパーキンソン病に関連した神経細胞死とメロキシカムによる細胞死抑制作用はMcl-1を介していることが明らかとなった。

当初の計画であったin vitroの細胞死系で、細胞死抑制作用を持つオキシカム系NSAIDs数種を見出し、そのうちmeloxicamを用いて、invivoパーキンソン病モデルでの神経変性効果を見出した。これに関連した論文は、2010年に1報(Tasaki et al., Brain Res.1344,25-33,2010)2012年に1報(下欄に記載)論文化し、動物モデルでの有効性を見出した結果については、現在、投稿中である。現在、メカニズムについて解析中であるが、PI3kinase/Akt/mTOR経路の関与を見出しているが、それ以上の知見が得られていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。Meloxicamの神経変性抑制作用のメカニズムについて、さらにPI3kinase/Akt経路の上流の関与等の検討を行う。また、in vitro系で有効性の見られた他のオキシカム系薬剤についてもin vivoモデルでの検証を行う。さらにin vivo系で有効性の見られたmeloxicamについては、臨床試験で抗パーキンソン病効果の検討を行う準備をする。
SHRにおける高血圧遺伝子の連鎖分析に関する病態生理・生化学的共同研究

日本で開発され、高血圧、脳卒中の研究に最適のモデルとして活用されている高血圧自然発症ラット(SHR)および脳卒中易発症SHR (SHRSP)とその対照正常血圧ラットWKY系の最適のrefence系として確率したSHRSH/Izm,やWKY/Izmを用い、高血圧の遺伝子を同定しその遺伝的成因を解明するため、高血圧と正常血圧動物の間で得られた多数のF2で遺伝マーカーと高血圧、あるいはそれに関連した病態生理生化学的特性についての連鎖分析を行った。SHRSPと正常血圧ラットのF2世代を用い、血圧を正確に測定し、高血圧関連病態を精査すると共に、DNAの多型性を精査して血圧との連鎖分析を実施した。その結果、1)第1染色体上D1Mit2座位近傍、第3染色体上D3Mgh16座位近傍、第4染色体TRY1遺伝子座位近傍の3カ所にSHRSPとWKYのF2における収縮期血圧と強く連鎖する領域が、第9、10染色体上の2カ所にそれよりやや弱く連鎖する領域が認められた。従って、これら染色体領域に高血圧遺伝子がそれぞれ存在する可能性が示唆された。第1、3、4染色体上の領域と第9、10染色体上の高血圧遺伝子示唆領域を合わせた5つの領域によって、F2における血圧の分散の36.6%を説明できた。これは遺伝素因に基ずく血圧の分散の殆どを説明する割合であった。2)第1染色体に関しては、以前の研究で連鎖の認めれられていたLSN、MYL2遺伝子座位を一端とするおよそ35cMの範囲にSHRSPの収縮期血圧に対する高血圧主要遺伝子が存在するものと推測された。3) SHRSPは種々の高血圧モデルラットのなかで高血圧の合併症である脳卒中(脳梗塞、脳出血)を自然発症する唯一のモデルである。SHRSPはSHRより脳卒中発症を指標として選択交配により成立したものであり、脳卒中発症においてSHRSPの重症高血圧は重要な要因ではあるが、それ以外の因子を想定することもできた。SHRSPと正常血圧ラットのF2ラットを生後一年までの観察し明らかな脳卒中の発症9例を確認し、連鎖分析により第4染色体上に脳卒中発症に関する原因遺伝子領域の存在を示唆する結果を得た、この領域は血圧値との連鎖は認められず高血圧とは別の因子であると推測された。現在、本研究において明らかになった領域に存在するいくつかの高血圧候補遺伝子に関して検討していくと共に、これら領域第1、3染色体におけるコンジェニック系統を作製しており、その領域を詳細に調べることによって、SHRSPにおける高血圧遺伝子を解明することが期待される。SHRの中でも早期に重度高血圧を発症しヒトのモデルとなる脳卒中など種々の高血圧合併症を発症するSHR SP/Izmとこれとは遺伝子背景が大きく異なる正常血圧ラットとからF2世代を作成し、正確に血圧を測定すると共に、これまでのSHRSPと正常血圧ラットの比較で明らかになった高血圧の病態生理・生化学的特性などの有力表現型との連鎖する遺伝子領域を明らかにした。これまでの連鎖分析では最も重要な表現型である血圧の測定が多くの場合必ずしも熟練しない研究者による間接法の測定であったり、カニューレ挿入後比較的急性期の直接法で得られたわずか数回の血圧値によっていた為、世界的に大きな混乱が生じ、高血圧の原因遺伝子同定における大きな隘路となっていた。本総合研究班では家森らが作製したF2世代の血圧を最も信頼できる方法で測定し、生後3ヵ月の時点での基礎血圧と食塩負荷後1週と1ヵ月の食塩負荷血圧を得た後、基礎血圧と食塩負荷血圧の表現型・遺伝子型とを明らかにし、その染色体領域を分析する一方で、高血圧の病態生理学的諸特性、病態生化学的諸特性の分析を共同ですすめ、SHRの高血圧の原因遺伝子の同定を目指し、ヒトの本態性高血圧の遺伝子解明に努めた。本年度はまずF1を作成し、F1同士の交配でF2世代を雄雌それぞれ約200匹を作成し、血圧と血管内皮機能の関係を分析し、あわせて肝生検を行いDNAを抽出して遺伝子型分析に用いる為なお分析中である。

2)第1染色体に関しては、以前の研究で連鎖の認めれられていたLSN、MYL2遺伝子座位を一端とするおよそ35cMの範囲にSHRSPの収縮期血圧に対する高血圧主要遺伝子が存在するものと推測された。3) SHRSPは種々の高血圧モデルラットのなかで高血圧の合併症である脳卒中(脳梗塞、脳出血)を自然発症する唯一のモデルである。SHRSPはSHRより脳卒中発症を指標として選択交配により成立したものであり、脳卒中発症においてSHRSPの重症高血圧は重要な要因ではあるが、それ以外の因子を想定することもできた。SHRSPと正常血圧ラットのF2ラットを生後一年までの観察し明らかな脳卒中の発症9例を確認し、連鎖分析により第4染色体上に脳卒中発症に関する原因遺伝子領域の存在を示唆する結果を得た、この領域は血圧値との連鎖は認められず高血圧とは別の因子であると推測された。現在、本研究において明らかになった領域に存在するいくつかの高血圧候補遺伝子に関して検討していくと共に、これら領域第1、3染色体におけるコンジェニック系統を作製しており、その領域を詳細に調べることによって、SHRSPにおける高血圧遺伝子を解明することが期待される。日本で開発され、今や世界中で高血圧、脳卒中の研究に最良のモデルとして活用されている高血圧自然発症ラット(SHR)および脳卒中易発症SHR(SHRSP)とその対照正常血圧ラットWKY系の最適のreference系として確率したSHRSP/Izm,やWKY/Izmを用い、高血圧の遺伝子を同定しその遺伝的成因を解明するため、高血圧と正常血圧動物の間で得られた多数のF2で遺伝子マーカーと高血圧、あるいはそれに関連した病態生理生化学的特性についての連鎖分析を行った。SHRSPと正常血圧ラットのF2世代を用い、血圧を正確に測定し、高血圧関連病態を精査すると共に、DNAの多型性を精査して血圧との連鎖分析を実施した。その結果1)第1染色体上D1Mit2座位近傍、第3染色体上D3Mgh16座位近傍、第4染色体TRY1遺伝子座位近傍の3カ所にSHRSPとWKYのF2における収縮期血圧と強く連鎖する領域が、第9、10染色体上の2カ所にそれよりやや弱く連鎖する領域が認められた。従って、これら染色体領域に高血圧遺伝子がそれぞれ存在する可能性が示唆された。第1、3、4染色体上の領域と第9、10染色体上の高血圧遺伝子示唆領域を合わせた5つの領域によって、F2における血圧の分散の36.6%を説明できた。これは遺伝素因に基ずく血圧の分散の殆どを説明する割合であった。2)第1染色体に関しては、以前の研究で連鎖の認められていたLSN、MYL2遺伝子座位を一端とするおよそ35cMの範囲にSHRSPの収縮期血圧に対する高血圧主要遺伝子が存在するものと推測された。したがって今後、本研究において明らかになった領域に存在するいくつかの高血圧候補遺伝子に関して検討していくと共に、これら領域におけるコンジェニック系統を作製しその領域を詳細に調べることによって、SHRSPにおける高血圧遺伝子を解明することが期待される。F2分離世代の内、高血圧(H)群と正常血圧(N)群を選び、リコンビナントのHF、NF系を確立し、その維持を行って班員が実験体制が整った時点でこれらを研究に活用し、高血圧遺伝子とその病態生理、生化学的発症機序についての研究に寄与すると考えられる。
行政罰に関する統一的法理論の確立に向けた行政罰各論の日独比較法研究

本研究は,行政罰に関する統一的法理論の確立に向けて,行政罰各論に焦点をあてて,行政法隣接領域をも含めた多角的・学際的観点からドイツ法との比較法的研究を行い,わが国の行政罰の基礎をなす法理論を探求することを目的とするものである。研究の初年度である本年度は,各論研究の対象として,1水産資源保護法,2食品安全法,3知的財産法を取り上げ,日本法の行政罰規定及び学説・裁判例について整理を行うとともに,4ドイツ環境刑法について基礎的研究を行った。1水産資源保護法の罰則規定については,国際法や環境法等の専門的知見を有する研究者らと連携し,国内法の観点のみならず,国際法の国内担保法の観点からも整理・分析を行った。この成果については,上記の研究者らと共同で本年度の国際法学会において分科会を開催したほか,次年度に刊行予定の共著書において公表する予定である。2食品安全法制については,行政法・消費者保護法・刑事法の専門的知見を行う研究者らと密接に連携し,実効性確保の観点から,食品安全法制を構成する個別法の罰則規定について総合的に整理・分析を行うとともに,同法制において用いられている他の実効性確保手段との比較を行った。この成果については,本年度中に論文及び共著書として公表済みである。3知的財産法については,産業財産権四法(特許法,実用新案法,意匠法及び商標法)の罰則規定について,実効性確保の観点から整理・分析を行うとともに,著作権法の罰則規定との比較検討を行った。この成果については,本年度末に論文として公表している。4ドイツ環境刑法については,これまでの研究をさらに進化させ,次年度以降の本格的な比較法研究に向けた知見を得た。本年度においては,各論研究として,水産資源保護法,食品安全法及び知的財産法の3つの法領域を取り上げ,それぞれの分野における行政罰について整理・分析を行うとともに,次年度以降の比較法研究に向けた基礎的研究としてドイツ環境刑法に関する知見を得るなど,概ね研究計画に沿った研究を実施した。研究計画では予定していなかった点としては,水産資源法及び食品安全法について,それぞれ専門的知見を有する研究者らと密接な連携体制を構築し,各論研究に必要な個別法に関する知見を踏まえた研究を実施することができた。この連携体制は,次年度以降も引き続き継続される予定であり,研究のさらなる深化という観点から有益なものと考えている。今後は,まず,次年度において,本年度に実施したドイツ法研究を基礎として,行政罰各論に関するドイツの法制度及び法理論について整理・分析し,その後の比較法研究のための視座を確立する。その後,ドイツ行政罰各論の研究成果を取りまとめ,共通する法制度及びそれを基礎付ける法理論について明らかにするとともに,わが国の法制度及び法理論との比較を行い,わが国における行政罰に関する統一的法理論の確立に向けた示唆を得る。なお,次年度以降,ドイツにおける在外研究を予定している。

その後,ドイツ行政罰各論の研究成果を取りまとめ,共通する法制度及びそれを基礎付ける法理論について明らかにするとともに,わが国の法制度及び法理論との比較を行い,わが国における行政罰に関する統一的法理論の確立に向けた示唆を得る。なお,次年度以降,ドイツにおける在外研究を予定している。本年度においては,若手研究における独立基盤形成支援(試行)による追加額が3年分まとめて交付されたことに加え,他の外部資金を獲得したことにより,大幅に次年度使用額が発生した。これについては,次年度以降に予定している在外研究及び研究成果の公表に使用する予定である。
iPS細胞由来多血小板血漿の開発と骨癒合促進効果に関する研究

ヒト白血球抗原(HLA)を欠損させたユニバーサルタイプのiPS由来人工血小板を大量生産し,血小板による骨修復の根源的メカニズムに基づくユニバーサルタイプの高機能人工血小板を開発し,安全性の高い画期的な骨癒合技術を開発すること,およびその安全性および有効性を確認する.ヒト白血球抗原(HLA)を欠損させたユニバーサルタイプのiPS由来人工血小板を大量生産し,血小板による骨修復の根源的メカニズムに基づくユニバーサルタイプの高機能人工血小板を開発し,安全性の高い画期的な骨癒合技術を開発すること,およびその安全性および有効性を確認する.
レーザ加工複合型インプリントプロセスの開発

本研究では,従来法において「樹脂材料に対し」「2次元パターンを転写」するだけであったインプリントプロセスの改良を目的としている.最終的には新たな燃料電池開発につなげる.具体的なプロセスは,セラミックコンパウンドシートへの成形加工,および,犠牲層となる樹脂へのレーザ加工プロセスを複合したものである.研究期間中に,流路の微細化,流路のリークテスト,流路の3次元的な変形制御を行うための多層成形材の変形特性評価,レーザ加工プロセスパラメータの最適化を行い,また,燃料電池の設計に関する指針を決定できた.本研究は,従来法において「樹脂材料に」「2次元パターンを転写」するのみであったインプリントプロセスを改良し,最終的に「無機材料に」「内部流路を含む3次元構造」を作製するプロセスの開発を目指すものである.具体的なプロセスとしては,セラミックスコンパウンドシートへの成形加工,および,犠牲層となる樹脂へのレーザ加工プロセスの両者を取り扱う必要がある.本年度の実績としては,まず,数10マイクロメートルレベルの流路となる犠牲層をレーザ加工により作製できた.犠牲層にはレーザの吸収の良いポリイミドシートを用い,532nmの波長の緑色レーザにより加工を施した.最大出力は3Wであったが,出力を1W以下に絞り,複数回の同じ軌跡を繰り返して走査することにより良好な加工面を得た.得られた犠牲層をアルミナセラミックス粉末とポリビニルアルコール樹脂とを混ぜあわせたコンパウンドシート材料で挟み込み,インプリント成形加工を行った.樹脂中の粉末量の調整や成形時の温度を変化させることを試み,最適な条件において欠陥のない構造を得ることができた.最終的な焼結体をCTスキャンにより3次元観察を行ったところ,表面の凹凸パターンに沿った流路が欠陥なく構築できていることを確認した.本研究は,従来法において「樹脂材料に」「2次元パターンを転写」するのみであったインプリントプロセスを改良し,最終的に「無機材料に」「内部流路を含む3次元構造」を作製するプロセスの開発を目指すものである.具体的なプロセスとしては,セラミックスコンパウンドシートへの成形加工,および,犠牲層となる樹脂へのレーザ加工プロセスの両者を取り扱う必要がある.本年度の実績としては,まず,数10マイクロメートルレベルの流路となる犠牲層をレーザ加工により作製できた.犠牲層にはレーザの吸収の良いポリイミドシートを用い,532nmの波長の緑色レーザにより加工を施した.最大出力は3Wであったが,出力を1W以下に絞り,複数回の同じ軌跡を繰り返して走査することにより良好な加工面を得た.得られた犠牲層をアルミナセラミックス粉末とポリビニルアルコール樹脂とを混ぜあわせたコンパウンドシート材料で挟み込み,インプリント成形加工を行った.樹脂中の粉末量の調整や成形時の温度を変化させることを試み,最適な条件において欠陥のない構造を得ることができた.最終的な焼結体をCTスキャンにより3次元観察を行ったところ,表面の凹凸パターンに沿った流路が欠陥なく構築できていることを確認した.紫外線レーザ装置の出荷時のメーカトラブルにより,紫外線によるレーザ加工実験の開始が遅れたものの,既存の緑色レーザを用い,構造を無事に作製できている.今後,紫外線レーザでしか加工できない透明樹脂を犠牲層に利用した実験を追加していく予定である.本研究では,従来法において「樹脂材料に対し」「2次元パターンを転写」するだけであったインプリントプロセスの改良を目的としており,最終的に新たな燃料電池開発につなげることを検討している.プロセスの改良により「セラミックス等の無機材料に対しても」「内部流路を含む3次元構造」を作製していく.具体的なプロセスは,セラミックスコンパウンドシートへの成形加工,および,犠牲層となる樹脂へのレーザ加工プロセスを複合したものである.本年度の実績としては,コンパウンド材料の変形特性の把握と成形性への影響評価,それから,さらに微細な流路への適用,そして,得られた流路のリークテスト,が主なものである.本研究では現在,セラミック粉末材料とポリビニルアルコールを混錬した材料を用いているが,含まれる水分量により変形特性が大きく変化する.そのため,恒温恒湿槽にコンパウンドシートを設置し,水分量を安定化させ,加工実験を行ったところ,変形結果が大きく異なることが確認された.水分により,内部流路のパターンが変化することもあり,水分量の調整はプロセス制御因子のひとつとして利用できる.また,レーザ微細加工条件も変化させ,これまでの流路の半分程度の幅にまで加工条件を改善することにも成功した.このようにして得られたセラミックス内微細流路に対し,リークテストも実施し,水中に設置した流路内に漏れなく空気を通すことに成功し,燃料電池等への応用についても道が開けてきた.さまざまな成形条件による実験を行い,加工条件も整理されつつある.また,実際に流路の微細化にも成功しており,リークテストも実施した.このように,成形加工実験については順調に進展している.具体的な燃料電池への応用についてはハードルが高く,まだアイデア検討段階であるが,本技術の有効な利用法を探りつつある.本研究では,従来法において「樹脂材料に対し」「2次元パターンを転写」するだけであったインプリントプロセスの改良を目的としている.最終的には新たな燃料電池開発につなげる目標を立てた.具体的なプロセスは,セラミックコンパウンドシートへの成形加工,および,犠牲層となる樹脂へのレーザ加工プロセスを複合したものである.昨年度まで,コンパウンド材料の変形特性の把握と成形性への影響の評価,さらなる流路の微細化,流路のリークテスト,までを行った.

また,最終年度にはレーザ加工プロセスパラメータの最適化を行い,燃料電池の設計も実施した.今年度の最も大きな成果は,流路の3次元的な変形制御を行うための多層成形材の変形特性評価である.レーザ加工を施した犠牲層が成形体中でどのように変形するか,ということであるが,ここでは犠牲層は完全に各層の変形に「ならって」変形するものと考える.こう考えると,多層インプリントの層間界面の変形と犠牲層の変形パターンは一致したものと考えることができる.層間を明示するために,酸化鉄ナノ粒子の分散液を塗布・乾燥し,マーカとすることにより,観察が容易となった.この方法は犠牲層を実際に用いるよりも簡便であり実験効率も高い.この方法によりアルミナコンパウンドシートの成形実験を行った.結果として,相似形状であれば相似的な変形パターンが得られること,すなわち,犠牲層を用いた場合も相似的な流路が得られることが確認された.また,コンパウンドシートは変形速度依存性(粘性的項)が存在するため,加工速度を変更することにより,界面パターンが変化することも確認できた.本研究では,従来法において「樹脂材料に対し」「2次元パターンを転写」するだけであったインプリントプロセスの改良を目的としている.最終的には新たな燃料電池開発につなげる.具体的なプロセスは,セラミックコンパウンドシートへの成形加工,および,犠牲層となる樹脂へのレーザ加工プロセスを複合したものである.研究期間中に,流路の微細化,流路のリークテスト,流路の3次元的な変形制御を行うための多層成形材の変形特性評価,レーザ加工プロセスパラメータの最適化を行い,また,燃料電池の設計に関する指針を決定できた.紫外線レーザ装置の出荷時のメーカトラブルにより,紫外線によるレーザ加工実験の開始が遅れたものの,既存の緑色レーザを用い,構造を無事に作製できている.今後,紫外線レーザでしか加工できない透明樹脂を犠牲層に利用した実験を追加していく予定である.また,サーボモータプレスが利用可能となったため,成形時の変位および速度を制御しながら加工することができる.インプリントの成形条件においては,特に犠牲層との一体成形時においては,各素材の速度依存の影響(粘性項)が大きいため,速度制御実験を繰り返す必要がある.また,共同研究者によるハニカム状燃料電池構造を,本プロセスと組み合わせ,新たな構造の電池を作製していくことを進めていく.成形条件については,昨年度に水分量の調整による大きな変化が確認できた.犠牲層に用いる樹脂はほとんど吸湿しないため,母材の変形性だけを変化させることができる.一方,成形条件として温度を変化させると,母材のみならず犠牲層の変形性も変化する.このように,水分量と温度の両方の調整により微細パターンと内部の流路構造の両方の変形を制御することが可能となる.この組み合わせについて,今後検討していきたい.流路の性能評価としては簡単なリークテストが完了している.燃料電池への応用も考え,電解質および電極材料を構造に組み込んだガス流体テストを実施し,燃料電池応用への目途をたてていく予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。微細加工29年度が最終年度であるため、記入しない。
先導設計に基づくマイクロファクトリの設計研究

本研究では先導設計の新たな手法を提示し,それを用いた先導設計支援システムを試作した。試作したシステムにおいてマイクロ旋盤を対象とした先導設計を行い,旋盤のマイクロ化の開発指針を示した。また,先導設計手法のマイクロファクトリへの展開を試み,問題点の抽出と新たな概念の提示を行った。先導設計とは,新規性の高い対象の設計・開発において,未開発の技術要素も使用できると仮定して設計を進める手法であり,対象の実現に向けた要素技術開発の指針を与えることができる。ここでは定量的情報のみを扱う基本設計段階を対象として,最適化計算手法を用いた先導設計支援システムを構築した。最適化にはシミュレーテッド・アニーリング法を採用した。評価関数には開発難易度を設定することで,目標とする性能仕様を実現するための要素技術開発コストを最小とするような設計解を示す事ができる。先導設計対象として,まず既存技術要素からなるマイクロ旋盤を試作し,その性能評価を行った。その設計情報および性能評価データをベースにして,先に構築したシステムを用いた先導設計を行い,更なるマイクロ化への要素技術の開発目標値を示すことができた。単体機器であるマイクロ旋盤から,マイクロファクトリシステム全体の設計へ先導設計を展開しようとすると,設計自由度の大きさ,あるいはファクトリの機器構成や技術要素の組合わせのバリエーションに対し,最適化計算手法の適用は難しい。そこで,システムを構成する要素機器の組み合わせや,様々な形態という“様式"決定レベルでの検討が必要であることが分かった。様式を表現するものとして,“観点"という変数群と,その属性値としての“特性"を導入し,様式の新たなとらえ方を提示した。また,マイクロファクトリの様式に関わるいくつかの具体的観点についてネットワークの構成を行った。先導設計とは、技術的シ-ズが確立されていない新規性の高い対象の設計・開発において、未確立の技術要素も仮定して取り込んで、設計を仮想的にシミュレーションしながら進める筆者らが提唱している設計手法である。このような先導設計により、現在どのような要素技術が不足しているか、また、その技術が開発されればどこまで設計が達成されるかが明確になり、技術開発の指針を与えることができる。本研究では先導設計の手法を確立しつつ、これを適用して次世代の生産の基盤技術として注目されているマイクロファクトリ(マイクロマシン技術を応用して超小型化したデスクトップの工場)の主要構成要素であるマイクロ旋盤の設計研究を行なった。先導設計手法としては、本研究では概念設計の後の基本設計を主対象にして、所定の制約条件の下に総合開発難度を最小にするように機械要素群の特性値の開発目標値を求める方法を開発した。つぎに、現状技術水準を超える特性値として、軸受けの剛性と回転精度、モーター出力を選び、制約条件としてマイクロ旋盤の寸法(20^*10^*10mm)、消費動力1W、加工精度1μm、等の下に開発目標値を求めた。主要結果は、モーター(径3mm、長さ10.5mm)の最大出力0.35W(現状0.13w)、軸受け(径2.5mm、巾1.25mm)の回転精度0.41μm(現状1.5μm)、および、剛性150kN(現状97kN)である。マイクロファクトリの設計検討では、各加工機や検査機器の寸法小型化とともに、その周辺の作業空間スペース縮小化の検討が必要であり、部品の搬送や加工機への装着、組立等、ワーク・ハンドリング・システムの設計が重要である。本研究では、ワーク・ハンドリング・システムのキ-となる」マニピュレータ・アームの検討を行った。

既存の自動化工場で実用化されているロボットアームを参考に、ほぼ同様の構造で全長数10100〔mm〕程度の小型ミニロボットアームの実現を検討した。スケール解析からは構造強度、剛性はほぼ問題なく、アームの各関節駆動部出力は100〔mW〕、トルクは数10〔mN・m〕程度必要であり、駆動用モータの小型化と高出力化が重要であることが分った。これまでに試作や開発も含めて公表されている種々の小型モータについて、その体積と出力の関係について検討したところ、スケールダウンに従ってその出力は体積の4/3乗のトレンドに載り、またそれはマニピュレータ・アームのスケール解析からの出力要求仕様も満たすことが分ったが、電磁式モータの場合は小型化に従ってその定格回転数も大きくなり、低いトルクを高回転で補う傾向にあるため、速度比が大きく損失の小さい減速機の開発が必要である。多関節の多自由度高性能ロボットアームを考えた場合、アーム先端の位置決め精度は各関節部の剛性や駆動精度が積算されたものとなるため、軸受精度や駆動部制御に対する要求仕様が厳しいものとなる。複数の少自由度アームによる協調ハンドリングシステムを考えた場合、単一の高性能多自由度アームによるハンドリングシステムに比べ、アームの設計仕様が実現容易になると共に、その制御やマニピュレーション・システムも簡易である等、設計上有利であることが分った。マイクロファクトリの先導的システム設計を行うにあたり,要素技術の先導設計検討とは異なる設計戦略的問題が浮上した。通常のシステム設計においては,幅広い設計自由度の中から既存要素技術の有無により機構や構成などが絞り込まれる。それに対し,マイクロファクトリは内部に多くのプロセスを含むため,システム構成の自由度が大きいうえ,先導設計的手法では未開発要素技術の採用が可能であり,なかなか設計自由度の絞り込みができない。そこで,システムを構成する要素機器の色々な組み合わせや,様々な形態という“様式"レベルでの検討が必要であることが分かった。マイクロファクトリの様式検討においては,システム全体の寸法,精度,操作性などの“システム要求仕様"と,アクチュエータやセンサ,工具,測定機器など個々の要素機器・要素技術に関する寸法,精度,出力,強度などの“性能仕様"との間をつなぐものとして“様式"が存在する。様式を表現するものとして,“観点"という変数群と,各“観点"変数に対する属性値としての“特性"を導入し,様式の新たなとらえ方を提示した。様式を構成するこれら観点どうしは相関関係を持ち,それら制約関係内での解の探索が設計における様式検討に相当する。マイクロファクトリの様式に関わるいくつかの具体的観点についてネットワークの構成を行った。マイクロファクトリによる具体的製作対象物として,マイクロカテーテルで用いられる微小離脱機構(構成部品6,最小部品:直径0.1mm×長さ1mm)を想定し,マイクロファクトリへの要求仕様の絞り込みを行い,現存技術要素の積み上げによるマイクロファクトリ構成の1次案を作成した。
液晶マイクロエマルジョン

複雑系の頂点にある生体組織ですら、実は天文学的な数の分子の集合体、すなわち超分子の階層構造体であり、あたかも意志を持つがごとく振舞うこれら多数の分子の協同運動は、単純な物理法則に基づいて決定されていることは、疑う余地はない。本研究では、まず生体に由来するリオトロピック液晶と、液晶ディスプレイ等で知られるサーモトロピック液晶の混合系を作成し、互いに内部構造を有する2つの異なる複雑流体を混合することによる、新たな対照性を持つ相の発現と、内部構造間の競合による新しいタイプの超分子間相互作用について研究することを目的とする。本年度は、まず本研究の基本となる2つの測定システムを完成させた。複雑流体混合系の内部構造を構造学的に探求するための2次元リアルタイム可視光分光装置と、多次元動的光錯乱システムである。完成した測定装置により、様々なタイプのLLC-TLC混合系にアプローチを行った。実験結果から(1)LLC濃度の低い領域を重点的に、2次元リアルタイム分光装置を用いて、いくつかの混合系における内部構造の測定を行った。これまどの申請者の研究により発見されたTN相のように、全ての混合相が秩序を維持しているわけではないので、電場・流動場等、系の対称性を破る外場を加える事により、巨視的に同一の対称性を持つ相の存在に注意して研究をおこなった。この結果、いくつかの系で弾性的な液晶相内の相分離領域において、特異な形の相分離モルフォロジーが現れることを発見した。(2)一方、もう1つの測定系である、多次元動的光散乱システムにより、欠陥を内包する液晶相の流体力学的振る舞いについて測定を行った。特に広いk-ω空間での定量的な測定と、観測された流体力学モードの正確なマッピングを心がけた。この結果、2つの秩序の競合によって形作られる超構造の内部ダイナミクスが、如何なる因子で決定されるかについて、基礎的な知見を得た。
南天における100TeV宇宙ガンマ線の観測実証研究

陽子を主成分とする高エネルギー放射線が宇宙から絶え間なく降り注いでおり、これを宇宙線と呼ぶ。あるエネルギー以下の宇宙線は理論的に我々の住む銀河系内で生成されていると考えられているが、その生成源は未だ謎である。本研究では、銀河系内の宇宙線を生成しているであろう銀河中心方向にある超巨大ブラックホールからのガンマ線を観測するための装置開発を行う。南米ボリビア・チャカルタヤ山(標高4740m)に設置される宇宙線観測装置の地下に大型の水槽と光センサーを設置し、宇宙線から二次的に生成されるミュー粒子を測定する。これにより、天体からの超高エネルギーガンマ線を効率良く観測できることを実証する。