hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
LAP蛋白質ERBINによる細胞極性制御機構の解明

ERBINがp0071との結合を介して細胞間接着をどの様に制御しているかを検討するために、培養細胞系にERBINの種々の変異体を強制発現させ、その影響を観察した。これまでにN末端側に存在するleucine-rich repeatsドメインがERBINの形質膜への局在に重要であることが報告されているが、今回私共は、ERBINのleucine-rich repeatsドメインよりもさらにN末端の部分(1-32アミノ酸残基)を欠失させると、形質膜への局在が見られなくなり、この部分がERBINの形質膜への局在に重要である可能性を認めた。siRNAi法を用いてCaSki細胞(ヒト子宮頸部がん細胞株)でERBINの発現を低下させ、さらにカルシウム・スウィッチ法を行って細胞間接着の初期形成過程を観察すると、ERBINをノックダウンしたものでは、コントロールsiRNAで処理したものに比べ、アドヘレンス・ジャンクションの形成が遅延する傾向が認められた。ERBINの線虫のホモローグであるLET-413の変異体では、trichollyalin及びplectinと相同性を有する蛋白質であるAJM-1の局在が変化することが報告されているが、私共は、細胞骨格蛋白質ケラチンと結合する蛋白質として、trichohyalin及びplectinと相同性を有する新規蛋白質トリコプレイン(trichoplein)を同定した。トリコプレインは、Caco-2細胞及び小腸上皮において、apical cortical region (terminal web)のケラチンと共局在し、また、デスモソームにも存在していた。
酸化亜鉛コーティングプラズモニックチップを用いた高感度イムノセンサーの研究

酸化亜鉛コーティングプラズモニックチップと二重特異性抗体を用いたIL-6のサンドイッチアッセイによる検出では、抗体やマーカータンパク質等の試料容量、試料の攪拌、アッセイ時間が、検出感度に影響を与えることを示した。捕獲抗体を化学的に固定化(従来のアミノ化表面+NHSリンカー+抗体)する方法1では、試料容量を100μL⇒10μLに少量化し、アッセイ時間も60分⇒40分と迅速化すると、検出感度は1桁下がることが示唆された。しかしながら、捕獲抗体として二重特異性抗体を用いる方法2では、10μL、20分でも検出感度は1桁向上し、100μL、60分の2の方法と同程度の検出限界pMを得ることに成功した。平成25年度は、専用の小型計測装置の作製とサンドイッチアッセイ系の検討について行うことができた。小型装置は試料チップを水平に設置できるもので、試料チップを中心に蛍光検出器(PMT)と光源(小型半導体レーザー)がそれぞれ回転する機構とした。これにより、レーザーの照射角と蛍光検出角をそれぞれプラズモニックチップの構造に合わせて最適角に設定することができる。さらに、試料台の改良とフィルターの挿入により、小型SPF装置を完成させることができた。この装置を使って、モデル化合物(ビオチンをチップ表面に修飾し、蛍光標識ストレプトアビジンを検出)の検出感度を調べたところ、我々が構築した既存の試料垂直設置型のSPF装置よりも1桁感度が悪かったが、モデル化合物で10pMまでの検出が可能であることがわかった。今後、レーザー光強度を調整して散乱や反射による背景光のぶれを低減し、再現性を高めて検出感度を向上させる予定である。サンドイッチアッセイ系としては、捕獲抗体をチップ表面に化学結合で固定化した系で、IL-6をマーカーとし、蛍光標識抗体を検出抗体として計測した。抗体などの試料溶液はチップ上で攪拌することにより、検出感度を高めることができた。IL-6濃度に対する較正曲線を作成し、70fMまでのIL-6を検出することに成功した。今後は、現在調製中の抗IL-6x抗酸化亜鉛二重特異性抗体を用いたサンドイッチアッセイ系を利用し、より迅速・高感度検出を狙う。今年度は、プラズモニックチップ上での抗酸化亜鉛x抗IL-6二重特異性抗体を用いたサンドイッチアッセイ蛍光法により、インターロイキン6(IL-6)の検出に取り組んだ。抗体調製を分担者である梅津らが行い、代表者である田和らが計測を行った。酸化亜鉛コーティングプラズモニックチップはTi,Ag, Ti, ZnOの多層構造で構成されているが、当初予定していた光学系は背面照射系であるために、銀膜厚を50nmより薄く調製する必要があった。IL-6サンドイッチアッセイは長時間での多段階アッセイであるため、銀薄膜が薄いとき、チップ表面が溶解することがわかった。そこで、銀薄膜の膜厚を厚くして、落射で蛍光強度を評価することとした。そのため、検出装置として落射蛍光顕微鏡を用いた。蛍光顕微鏡下では各試料溶液10マイクロLでの計測は実行できた。IL-6に対して梅津らが調製した数種類の二重特異性抗体を捕獲抗体として用い、また、検出抗体として2種類の市販のIL-6抗体を蛍光標識して用いた。その中で、最も非特異吸着を抑制できた捕獲抗体-検出抗体の組み合わせを選び、IL-6の各種濃度溶液を調製し、それらの蛍光像観察を行った。得られた蛍光像から蛍光強度を評価し、濃度に対してプロットしたところ、2nMが検出限界であることが示された。十分な検出感度を示せなかったが、非特異吸着を抑制することが難しかったことが、原因のひとつと考えている。プラズモニックチップを利用し、単純な光学系で迅速・少量・高感度なサンドイッチイムノアッセイを目指して、IL-6を用いた高感度センサー開発を行ってきた。特に抗体をチップに結合させるための表面修飾は、非常に時間と労力がかかるので、本研究では酸化亜鉛と抗原の2つを認識する部位をもつ二重特異性抗体を用い、プラズモニックチップの表面を酸化亜鉛とすることで、特別な表面処理なくイムノアッセイを構築できる系を確立した。これまでに酸化亜鉛プラズモニックチップにおいて、サンドイッチアッセイではなく、抗原を直接蛍光ラベルした系で、700fMレベルの高感度検出に成功した。本研究ではサンドイッチアッセイに取り組むことが重要な課題である。平成26年度は検出感度が上がらなかったので、二重特異性抗体の配列調製、注入濃度、緩衝溶液の種類、界面活性剤の利用を検討した。それとともに、光学系の簡略化も行い、基板表面側からの光入射による蛍光計測を行った。結果として、アッセイ時間=20分・試料容量=10μL・検出濃度=100fMが実現できるイムノセンサーを確立した。このような少量かつ短時間で高感度検出ができたイムノアッセイは非常に重要なツールと考えられる。しかしながら、較正曲線による定量評価は1pMレベルであり、fMレベルの高感度検出のために更なるチップの構造の改善が必要である。代表者の所属機関の異動に伴い、装置の立ち上げや新しく雇用した研究補助員が実験になれるのに時間を要したことで若干の遅れがある。また、当初目標とした検出感度が達成できなかった要因のひとつに、成膜装置の条件設定に時間を要したためと考えられる。

格子結合型表面プラズモン共鳴法は、波長サイズの周期構造をもつ金属薄膜でコートされた基板(=プラズモニックチップ)を使用し、基板に光を照射するだけで光を結合することができる方法で、装置の小型化に有用な方法である。本研究ではこのプラズモニックチップを用いた高感度かつ、ベッドサイド診断に応用できるような小型で少量検体による迅速評価が可能なバイオセンサーの開発を行うことを目標としている。我々はこれまでに、プラズモニックチップを用い、表面プラズモン共鳴場によって形成された増強電場を励起場として蛍光を増強させることに取り組み、プラズモニックチップを利用した高感度蛍光検出法を確立してきた。そこで、目標とするバイオセンサー技術の開発には、装置、センサーチップ、表面修飾法を含むアッセイ分子について同時並行で開発を進める必要がある。これまでに、センサーチップへの捕獲抗体の修飾法を簡便化し、かつ高密度に捕獲抗体を結合させるために、センサーチップ表面層を酸化亜鉛薄膜とし、酸化亜鉛と抗原とを両方認識する二重特異性抗体の開発を行ってきた。銀ー酸化亜鉛のプラズモニックチップによる蛍光増強度の最適化、測定装置の小型化、センサーチップ(プラズモニックチップ)の改良も同時に進めることにより、IL-6サンドイッチアッセイにおいて100fMオーダーの検出ができ、1pMまでの定量評価が実現できた。そこでは、サンプル量は5-10μLと少量で、アッセイ時間は20分程度の短時間で行うことができた。酸化亜鉛コーティングプラズモニックチップと二重特異性抗体を用いたIL-6のサンドイッチアッセイによる検出では、抗体やマーカータンパク質等の試料容量、試料の攪拌、アッセイ時間が、検出感度に影響を与えることを示した。捕獲抗体を化学的に固定化(従来のアミノ化表面+NHSリンカー+抗体)する方法1では、試料容量を100μL⇒10μLに少量化し、アッセイ時間も60分⇒40分と迅速化すると、検出感度は1桁下がることが示唆された。しかしながら、捕獲抗体として二重特異性抗体を用いる方法2では、10μL、20分でも検出感度は1桁向上し、100μL、60分の2の方法と同程度の検出限界pMを得ることに成功した。研究課題としてあげている小型計測装置の構築や成型加工によるレプリカ作製、さらに、抗酸化亜鉛x抗IL-6二重特異性抗体の調製については、予定どおり進められている。しかしながら、検出感度が問題となっている。蛍光顕微鏡での検出は試料溶液が少量(10マイクロL)であることが利点であるが、感度は現状では達成できていない。感度向上のために、今後プラズモニックチップの3次元構造、あるいは、光学系の最適化を検討していきたい。アッセイ時間=20分・試料容量=10μL・定量評価における検出限界濃度=100fMを目指して、実験を行い、再現性を確保する。SPRを組み合わせた評価についても行い、抗体の結合についても議論したい。28年度が最終年度であるため、記入しない。ナノバイオサイエンス蛍光顕微鏡での検出は試料溶液が少量(10マイクロL)であることが利点であるが、感度は現状では達成できていない。感度向上のために、今後プラズモニックチップの3次元構造などで対応する、あるいは、光学系の最適化を検討していきたい。また、調製された抗体の親和性や非特異吸着を抑制できていないことが原因のひとつであるため、抗体側での調製についても改善していきたい。
NPOの累積的群生過程と地域イノベーションの進化

地域の社会課題解決のために企業・NPO・行政が協働することが地域イノベーションにつながるメカニズムを分析するため理論的・実証的研究を行った。地域フィールドのもとで異種組織の協働はどのように生じるか、その協働はどのような段階を経て進化発展していくか、さらには協働の結果として何が生まれ何が変わったかについて組織間関係論や地域イノベーション論の枠組みのなかで整理する作業を行った。また新庄市・東海市・四日市市・いわき市などの地域で群生的に生まれているNPOが他のセクターとどのように協働してきたかを調査した。地域に群生する企業やNPOといった異種組織が、地域固有の社会課題の解決のために協働することが地域学習ひいては地域イノベーションにつながっていくメカニズムを分析するために、北海道の札幌地域、旭川地域、登別地域、秋田山形地域、栃木県宇都宮地域、北九州地域などのNPOや企業を調査した。とくに各地域に点在する動物園や水族館が異種組織協働のためのフィールドを提供し、そこで多様な組織が出会い相互学習しながら社会課題を解決しながら新たな社会的価値を創造していることが明らかになった。また登別地域や北九州地域では、母体となるNPOがインキュベーターとしての機能を果たしながら、新たなNPOを輩出していくという現象が見られた。さらにそうした機能を意識的計画的に遂行することで地域イノベーションの担い手を育成しようとする動きも現れている。さらにこうしたNPOの動きを制度面や財政面で支援していく行政機関の機能も興味深い。地域の特定のフィールドのもとで異種組織の協働がどのようにして生じるのか、その協働はどのような段階を経て進化発展していくのか、さらには協働の結果として何が生まれ何が変わったかについて組織間関係論や地域イノベーション論の枠組みのなかで整理した。こうしたプロセスを整理することは、最終的には地域固有のブランド構築やブランド形成につながる枠組みを構想していくことにもつながっていく。ここ数年各地域で固有の「地域ブランド」を創造していくという動きが盛んになりつつあるが、組織間協働をもとにした地域ブランド創造による地域イノベーションという視点は組織論やブランド論や地域論などを融合した分野として注目されるようになると考える。地域に群生する企業やNPOといった異種組織が、地域固有の社会課題の解決のために協働することが地域学習ひいては地域イノベーションにつながっていくメカニズムを分析するために、昨年度に引き続き福島県いわき市、広島県福山市、山形県山形市、東京都下などのNPOや企業を調査した。今年度はとくに地域における古着やペットボトルなどの製品リサイクルに関係するNPOや企業の現状、そして行政-企業-NPOの協働による製品リサイクルの実態を調査した。その結果それぞれの地域では、多様な組織が出会い相互学習することでリサイクルという社会課題を解決しているケースが多く見られた。また古着リサイクル活動という社会課題を共有する複数の地域NPOが、地域の境界を超えて相互に競争しながらも学びあう側面も明らかになった。たとえば、古着リサイクルという共通の課題解決を目指しているザ・ピープル(いわき市)、WE21(神奈川県)、エコメッセ(東京都)の3つのNPOは、相互に他のNPOとの差別化を図りながらも様々な交流を通じて相互に学習していることが明らかになった。さらにこうしたNPOに協力している企業の協働動機や協働内容についても、個々の地域NPOによってかなり大きな差異があることも明らかになった。NPOの活動を支援していくべき行政機関が実際に行っている機能についても差異があることも興味深い。地域の特定のフィールドのもとで異種組織の協働がどのようにして生じるのか、その協働はどのような段階を経て進化発展していくのか、さらには協働の結果として何が生まれ何が変わったかについて組織間関係論や地域イノベーション論の枠組みのなかで整理する作業を継続中である。地域に群生する企業やNPOや行政といった異種組織が、地域固有の社会課題の解決のために協働することが地域学習ひいては地域イノベーションにつながっていくメカニズムを分析するため、昨年度に引き続き山形県新庄市、愛知県東海市、三重県四日市市、東京都江東区などの行政機関やNPOや企業を調査した。さらに地域の特定のフィールドのもとで異種組織の協働がどのようにして生じるのか、その協働はどのような段階を経て進化発展していくのか、さらには協働の結果として何が生まれ何が変わったかについて組織間関係論や地域イノベーション論の枠組みのなかで整理する作業を継続中である。今年とくに重点を置いたのは、異種組織間の協働によって生まれた地域イノベーションが、当該地域を超えて他の地域に伝播し移転していくメカニズムについて調査した点である。ケースとして山形県新庄市で生まれた食品トレーリサイクルシステム(新庄方式)が、横浜地域、四日市地域、東海地域、東京都へと移転し、それぞれの地域固有の条件のもとで横浜方式、四日市方式、東海方式、江東方式として定着していく過程を関係者へのインタビュー調査をもとに明らかにした。そしてこの移転過程のなかで大きな機能を果たしたのは仲介者あるいは戦略的架橋としての人や組織であった。

具体的には行政と企業の両方の職場経験をもとに異なる利害を持つ組織間を調整した元行政担当者、新庄方式を全国に広げるために節々で伝導役として機能した包装資材問屋、環境と福祉の融合を目指す学会、高所から支援を行ってきた元環境庁トップなどである。今後は、こうした人々が地域イノベーションの移転過程において何を行ってきたかについて理論的実践的な考察を行いたい。
企業内情報教育における情報リテラシーのモデル化

企業における情報リテラシー教育は情報化に重点を置いている一部の企業以外では未だ緒に着いたばかりである,情報リテラシーを重視して教育している企業においても内容は現在の自社業務に必要なものであり,企業間では教育内容に違いがみられる.人材教育は,その性質上,他企業との共通化を図ることはこれまで困難であった.しかし,今後ますます重要になるEDI,CASL,ERPといった情報システム環境においては,単一の企業やグループ内だけではなく,取引企業を含めた他企業との連携が必要になる.例えばEDIにおいては,その主たる問題は交換するレコードの書式についての合意を形成することであり,その合意形成のためには,情報リテラシーのような非常に幅広く共通的な能力が必要となる.この現状を鑑みると,グローバルスタンダードになりうるような情報システム環境(EDI,CALS,ERPなど)の導入は,情報リテラシーの体得を巡る状況を改善するトリガーとして機能することが期待できる.そして,これらの情報システム環境の導入に際しての,情報リテラシーを含めた導入教育には,これまでのCAI構築の考え方にイントラネット環境を,加味した,統合環境および企業間共通の教育システムが必要である.しかしその教育を大学だけで施すのは難しい.そのため,今後は大学院教育でのより実践的な教育方法と,初等中等教育におけるコンピュータリテラシーに重点を置かない総合的な情報リテラシー教育がより重要な検討課題となる.企業における情報教育の実状を,卒業生と北陸地域の主な企業に対して,主にアンケートにて調査し,分析を行った.その結果,ホワイトカラーの一般作業階層にあたると考えられる最近の卒業生は,業務を遂行する上で,コンピュータ操作,情報活用能力,コミュニケーション能力,倫理判断能力の4つから成る情報リテラシーと呼ばれる能力が全般的に必要であることを認めているが,その教育は未だコンピュータリテラシー中心で十分ではない.また,彼らは新入社員に対して情報リテラシーを求めておらず,その一部であり,技術的な要素であるコンピュータリテラシーのみを重視する傾向にある.他方,企業側(主に総務,人事担当者に回答を要請)は,昨今の新入社員の情報活用能力,コミュニケーション能力の低さを嘆く傾向にある.彼らは業務につく前にそれらの能力が養われていることが不可欠であると答えているが,実状はその要請に伴っていない.そこで,ホワイトカラー一般作業階層と管理職との情報リテラシーに関する意識のギャップを埋め,配属後に業務を効率的に行えるような教育として,新入社員への情報リテラシー教育の導入が必要である.その際,既存の教育プログラムとの共存をはかるための教育方法として,情報リテラシーを人くくりにして教育を行う一括教育と,情報リテラシーとして教育すべき能力をこれまでのプログラムに分割して配置して,結果として情報リテラシーが備わるようにすることを目指す分割教育という,2つの教育方法を提案した.企業における情報リテラシー教育は情報化に重点を置いている一部の企業以外では未だ緒に着いたばかりである,情報リテラシーを重視して教育している企業においても内容は現在の自社業務に必要なものであり,企業間では教育内容に違いがみられる.人材教育は,その性質上,他企業との共通化を図ることはこれまで困難であった.しかし,今後ますます重要になるEDI,CASL,ERPといった情報システム環境においては,単一の企業やグループ内だけではなく,取引企業を含めた他企業との連携が必要になる.例えばEDIにおいては,その主たる問題は交換するレコードの書式についての合意を形成することであり,その合意形成のためには,情報リテラシーのような非常に幅広く共通的な能力が必要となる.この現状を鑑みると,グローバルスタンダードになりうるような情報システム環境(EDI,CALS,ERPなど)の導入は,情報リテラシーの体得を巡る状況を改善するトリガーとして機能することが期待できる.そして,これらの情報システム環境の導入に際しての,情報リテラシーを含めた導入教育には,これまでのCAI構築の考え方にイントラネット環境を,加味した,統合環境および企業間共通の教育システムが必要である.しかしその教育を大学だけで施すのは難しい.そのため,今後は大学院教育でのより実践的な教育方法と,初等中等教育におけるコンピュータリテラシーに重点を置かない総合的な情報リテラシー教育がより重要な検討課題となる.
国郡境目紛争データベース作成による日本中世の戦争と秩序形成に関する研究

本研究の目的は、国郡境目紛争に関する史料を抽出・収集してデータベースを作成することにある。研究の意義としては、データベース作成によって、国郡境目を伝統的なものとしてとらえるのか、また地域社会における紛争と秩序形成から新たに再生産されたものなのか、という従来対立点となっていた点の解決を目指し、さらに国郡境目紛争の時代・地域の比較研究を行うことで、中世の戦争の実態を明らかにすることである。具体的には、各自治体史から山野紛争と国郡紛争の史料を抽出する作業を行った。収集方法としては情報カードに必要項目を記入する形で実施した。情報カードのフォーマットについては、国郡紛争に関する、1年、2月、3日、4地域、5紛争当事者、6紛争の原因・状況、7解決方法、8原出典、9掲載書誌等の情報を盛り込むこととした。本年度は東北・関東・北陸・中部を対象として史料抽出・収集とデータベース化の作業を実施した。それと同時に適切な地域を設定し、史料調査やフィールドワークを実施して国郡境目紛争の歴史的背景について考えた。本年度の調査地としては近江国甲賀郡と伊賀国の境界地域を検討した。この地域では平安期から山野をめぐる紛争が多発し、その解決を行うためのシステムが形成されていた。それが甲賀郡中惣・伊賀惣国一揆の基礎となっていた。天正年間に甲賀と伊賀の国境紛争が勃発するが、これは山野紛争を基礎とした国境紛争であり、双方の合議により一時的に解決されるものの、なお紛争は継続される。この紛争の検討により山野紛争と国郡境目紛争の関係を検討した。次年度以降、別の地域を設定してさらに比較研究を進めていく計画である。研究会については都合6回実施して、調査研究の進め方や成果、研究代表者・連携研究者・研究協力者による関連研究の報告を行った。本研究の基本であるデータベース作成作業については、本年度は2名の研究協力者に依頼して作業を進め、青森県史・茨城県史・加能史料についての作業がほぼ完了した。その結果400点以上の関係史料の抽出を行うことができ、想定していた数より国郡境目紛争に関する史料の点数が多いこととなった。ほとんどが戦国期の史料であり、戦国期の戦争が国郡境目の戦争として戦われたことを示している。この点は鎌倉・南北朝室町期の戦争と戦国期の戦争を比較研究する際の重要な点であると考えられる。また、地域における史料・現地調査としては、伊賀・甲賀国境地帯の天正元年の国境紛争に関する史料調査を行った。調査した史料は、紛争解決を伊賀惣国一揆及び甲賀郡中惣がお互いに誓約した起請文であるが、史料の原本調査の結果、史料集などでは翻刻されていない甲賀郡中惣構成メンバーの連署が確認できた。これは今後の研究を進める上で重要な知見であると考えられる。また、伊賀市が近世の国境紛争関係史料を収蔵していることが確認された。今後さらに補充調査を行い、中近世移行期の国境紛争についての研究を進めることが可能となった。4年計画の1年目としては、データベースに所載すべき史料の点数が予想より多くなったという点はあるものの、おおむね順調に進展していると評価できる。今後は、継続して国郡境目紛争に関わるデータベースの作成作業を実施する予定である。戦国期の史料がかなり多くなることが予想されていることから、作業に従事する研究協力者を12名程度増員して作業の進展を早める予定である。そして、現在行っている東北・関東・北陸・中部の作業を今年度中には終了することにしたい。人件費(謝金)については、今年度の予定分に加えて、昨年度の余剰分があり、それを充当することにしたい。また、国郡境目紛争地域の調査については、伊賀・甲賀国境調査の補充調査を実施することにしたい。紛争に関する近世文書が残されていることから、その調査を実施して中世との比較を行うこととで時代の特徴を考えたい。地域的比較のためのもう一つのフィールドとしては、播磨・摂津・丹波国境地帯の調査・研究を予定している。この地域は平安期以来住吉社領の山が国境を越えて広がっている地域であり、南北朝期とされる社領絵図も残されている。室町期には国境の山岳寺院である清水寺をめぐる境界紛争が、また近世初頭には国境をめぐって周辺村落を巻き込んでの大規模な紛争が惹起している。国境を越える地域と国境の関係について考察するには相応しい地域であるといえる。この地域において、研究代表者・連携研究者及び研究協力者による共同調査・研究を実施することにしたい。

それと同時に適切な地域を設定し、史料調査やフィールドワークを実施して国郡境目紛争の歴史的背景について考えた。本年度の調査地としては近江国甲賀郡と伊賀国の境界地域を検討した。この地域では平安期から山野をめぐる紛争が多発し、その解決を行うためのシステムが形成されていた。それが甲賀郡中惣・伊賀惣国一揆の基礎となっていた。天正年間に甲賀と伊賀の国境紛争が勃発するが、これは山野紛争を基礎とした国境紛争であり、双方の合議により一時的に解決されるものの、なお紛争は継続される。この紛争の検討により山野紛争と国郡境目紛争の関係を検討した。次年度以降、別の地域を設定してさらに比較研究を進めていく計画である。研究会については都合6回実施して、調査研究の進め方や成果、研究代表者・連携研究者・研究協力者による関連研究の報告を行った。本研究の基本であるデータベース作成作業については、本年度は2名の研究協力者に依頼して作業を進め、青森県史・茨城県史・加能史料についての作業がほぼ完了した。その結果400点以上の関係史料の抽出を行うことができ、想定していた数より国郡境目紛争に関する史料の点数が多いこととなった。ほとんどが戦国期の史料であり、戦国期の戦争が国郡境目の戦争として戦われたことを示している。この点は鎌倉・南北朝室町期の戦争と戦国期の戦争を比較研究する際の重要な点であると考えられる。また、地域における史料・現地調査としては、伊賀・甲賀国境地帯の天正元年の国境紛争に関する史料調査を行った。調査した史料は、紛争解決を伊賀惣国一揆及び甲賀郡中惣がお互いに誓約した起請文であるが、史料の原本調査の結果、史料集などでは翻刻されていない甲賀郡中惣構成メンバーの連署が確認できた。これは今後の研究を進める上で重要な知見であると考えられる。また、伊賀市が近世の国境紛争関係史料を収蔵していることが確認された。今後さらに補充調査を行い、中近世移行期の国境紛争についての研究を進めることが可能となった。4年計画の1年目としては、データベースに所載すべき史料の点数が予想より多くなったという点はあるものの、おおむね順調に進展していると評価できる。今後は、継続して国郡境目紛争に関わるデータベースの作成作業を実施する予定である。戦国期の史料がかなり多くなることが予想されていることから、作業に従事する研究協力者を12名程度増員して作業の進展を早める予定である。そして、現在行っている東北・関東・北陸・中部の作業を今年度中には終了することにしたい。人件費(謝金)については、今年度の予定分に加えて、昨年度の余剰分があり、それを充当することにしたい。また、国郡境目紛争地域の調査については、伊賀・甲賀国境調査の補充調査を実施することにしたい。紛争に関する近世文書が残されていることから、その調査を実施して中世との比較を行うこととで時代の特徴を考えたい。地域的比較のためのもう一つのフィールドとしては、播磨・摂津・丹波国境地帯の調査・研究を予定している。この地域は平安期以来住吉社領の山が国境を越えて広がっている地域であり、南北朝期とされる社領絵図も残されている。室町期には国境の山岳寺院である清水寺をめぐる境界紛争が、また近世初頭には国境をめぐって周辺村落を巻き込んでの大規模な紛争が惹起している。
光化学プロセス・生成物選択向上のための光反応設計

光電子移動反応における反応効率の向上・立体選択性の向上を反応場の設計・開発あるいは増感剤の改良・新規な増感剤の導入により検討した。反応効率低下の主原因は逆電子移動過程にあるとの観点から、反応系内に過塩素酸マグネシウムなどの金属塩を添加したところ、反応効率が飛躍的に向上した。ジアリールシクロプロパンの光酸素化反応における立体選択性も金属塩の添加により制御できた。また、ミセルなどのイオン性界面の静電的相互作用を、同符号イオン種間の光化学反応の高効率化に利用できないかと考え試みたところ、スチルバゾールイオンのルテニウムビピリジル錯体による光異性化反応の量子収率は、ドデシルスルホン酸塩やポリスチレンスルホン酸塩の添加により、100200という高い値となることが判明した。塩化ユーロピウム(【III】)を光レドックス触媒として用いる新反応として、オレフィン類のメタノール中でのヒドロキシメチル化反応を見い出した。中でも、1.3-ジメチルウラシルは、ほとんど定量的に6位がヒドロキシメチル化されるなど合成的にも興味深い。ポリシラン化合物のケイ素-ケイ素シグマ結合が、光電子移動反応により開裂することも見い出した。ハロゲン化炭化水素中では、ケイ素-ケイ素結合の開裂に伴い、ケイ素-ハロゲン結合が生成する。更に、光合成初期過程が膜タンパク質中で進行することに鑑み、一連のアミノ酸修飾ポルフィリンを合成、光化学的挙動について検討したところ、チロシン修飾ポルフィリンとキノン光付加反応を見いだし、キノン-キャップドポルフィリンの新規合成法を開発した。本反応は、キノンヘの電子移動がポルフィリンの光励起により誘発され、極めて合目的的な化合物の生成が、配列集合分子系で起こる事を示した一つの例と思われる。
脂肪細胞の肥大化をモニターする分子機構の解析

脂肪細胞は、「脂肪を貯める」事が第一義的な機能である。そのために、直径が数ミクロンから200ミクロン位まで変化し他に類をみないほどの容積変化に富む細胞である。このことが生体のエネルギー供給の保証機構ともなっている。しかしながら、近年脂肪細胞の過度の発達、即ち肥大化がアディポサイトカインと呼ばれる各種の生活習慣病の直接的な誘発因子を脂肪細胞自身から分泌させることが判明してきた。従って、脂肪細胞の発達(肥大化)とその制御機構の解明の重要性が指摘される。本研究においては、既に申請者らが予備的に見いだした脂肪細胞でのCa2+による応答性を指標として、脂肪細胞の発達、肥大化を制御する膜内在性の機能分子(モニター分子)の検索、同定および機能の実証を行っている。脂肪細胞でのCa2+応答性機能ならびに細胞容積変動を指標としたDNAマイクロアレー解析により、脂肪細胞の発達・肥大化を制御する膜内在性の機能分子(モニター分子)の検索・同定を行い個体レベルでの機能を解析している。また、細胞容積感受性チャネル分子の知見に基づき脂肪細胞の肥大化をモニターする分子の機能特性もあわせて検討している。さらに細胞内への容積変化情報の伝達機能に関して、細胞内Ca2+濃度の変化によって活性が制御される転写因子、特にリガンド依存性核内受容体との関連について解析を行っている。本研究により、生活習慣病発症の原因となる脂肪細胞の発達・肥大化を自律的にモニターし制御する分子機構の解明が期待される。脂肪細胞は、第一義的な機能である「脂肪を貯める」ために、その直径が数ミクロンから200ミクロン位まで変化し他に類をみないほどの容積変化に富む細胞である。本研究においては、既に担当者らが予備的に見いだした脂肪細胞でのCa2+による応答性ならびに容積感受性イオンチャネル遺伝子情報を指標として、脂肪細胞の発達、肥大化を制御する膜内在性の機能分子(モニター分子)の検索を行った。その結果、脂肪細胞にある種の容積感受性イオンチャネルが発現していることを見いだした。現在、分子生物学的およびタンパク化学的手法を用いて、その分子の詳細な構造や性状の解析を行っている。また、容積増大と関連する脂肪酸による細胞レベルでのカルシウムイオンの応答性を共焦点レーザ顕微鏡などを用いて測定し、容積感受性イオンチャネルとの関連を検討した。脂肪細胞でのCa2+応答性機能ならびに細胞容積変動を指標としたDNAマイクロアレー解析により、脂肪細胞の発達・肥大化を制御する膜内在性の機能分子(モニター分子)の検索・同定を行い個体レベルでの機能の証明を準備中である。

本研究により、生活習慣病発症の原因となる脂肪細胞の発達・肥大化を自律的にモニターし制御する分子機構の解明が期待される。脂肪細胞は、「脂肪を貯める」事が第一義的な機能である。そのために、直径が数ミクロンから200ミクロン位まで変化し他に類をみないほどの容積変化に富む細胞である。このことが生体のエネルギー供給の保証機構ともなっている。しかしながら、近年脂肪細胞の過度の発達、即ち肥大化がアディポサイトカインと呼ばれる各種の生活習慣病の直接的な誘発因子を脂肪細胞自身から分泌させることが判明してきた。従って、脂肪細胞の発達(肥大化)とその制御機構の解明の重要性が指摘される。本研究においては、既に申請者らが予備的に見いだした脂肪細胞でのCa2+による応答性を指標として、脂肪細胞の発達、肥大化を制御する膜内在性の機能分子(モニター分子)の検索、同定および機能の実証を行っている。脂肪細胞でのCa2+応答性機能ならびに細胞容積変動を指標としたDNAマイクロアレー解析により、脂肪細胞の発達・肥大化を制御する膜内在性の機能分子(モニター分子)の検索・同定を行い個体レベルでの機能を解析している。また、細胞容積感受性チャネル分子の知見に基づき脂肪細胞の肥大化をモニターする分子の機能特性もあわせて検討している。さらに細胞内への容積変化情報の伝達機能に関して、細胞内Ca2+濃度の変化によって活性が制御される転写因子、特にリガンド依存性核内受容体との関連について解析を行っている。
共通情報と個別情報を安全に伝送するネットワーク符号化法に関する研究

本研究の目的は,ネットワークを通して,1つの情報源点から複数の受信点に,盗聴者が存在しても安全に伝送できるネットワーク符号化の理論解析および実用的なアルゴリズムの開発である.昨年度は,全ての受信点に同じ情報を伝送するマルチキャスト通信に対して「強安全な線形ネットワーク符号化アルゴリズム」を与えると共に,複数の受信点に「個別情報と共通情報を安全に伝送するネットワーク符号化アルゴリズム」を与えた.今年度は,情報源点と受信点以外に,補助点(helper nodes)が協力して乱数を生成し,それを情報源点と受信点に伝送すると,協力する補助点が全くない場合に比べて,強安全性条件を満たしながら,より多くの情報を伝送できることを明らかにした.このような補助点を利用できる場合に達成できる情報伝送容量を理論的に明らかにすると共に,補助点集合が与えられたときに,それらを利用した安全なネットワーク符号化を構成する具体的なアルゴリズムを与えた.このアルゴリズムは,Greedyアルゴリズムであるため,最適もよい効率を必ずしも達成できるわけではないが,計算量は補助点集合サイズの多項式オーダで済む,また,そのアルゴリズムで得られた符号の効率を改善するアルゴリズムも考案している.これらのアルゴリズムを昨年度の与えたアルゴリズムと組み合わせて用いれば,補助点集合の協力により,強安全で非常に効率のよいネットワーク符号化が実現可能となる.20年度は,下記の研究成果を得た.1.ネットワークを通して,1つの情報源点から2つ以上の受信点に同じ情報を伝送するマルチキャスト通信において,盗聴者がk本の通信路を盗聴しても,情報が全く漏れない線形ネットワーク符号化法が知られている.しかし,従来の符号化法では,k+1本以上通信路が盗聴されると,情報の一部が完全に盗聴者に知られてしまう可能性がある.これに対して,k+1本以上盗聴されたときに,秘密情報の曖昧さが盗聴される通信路数と共に減少するものの,情報のどの部分も完全には漏れない「強安全な線形ネットワーク符号化」の概念を新たに定義し,その安全性を達成するための符号化手順を与えた.また,安全でない線形ネットワーク符号が存在するときに,伝送する秘密情報を線形変換することにより,強安全な線形ネットワーク符号に変換できることを示した.さらに,その変換を行なうための具体的な手法を与えた.2.上記の1では,複数の受信点に対して同じ情報を送るマルチキャスト通信を考えたが,同じ情報(共通情報)に加えて,それぞれの受信点に個別情報を送ることができる.1つの情報源点と2つの受信点を有する任意に与えられたネットワークに対して,共通情報と個別情報の伝送可能な容量領域を理論的に導出した.さらに,残余ネットワークの概念を用いて,その容量領域を求める具体的な計算アルゴリズムを与えると共に,その限界を達成できる具体的な線形ネットワーク符号化手法を考案した.本研究の目的は,ネットワークを通して,1つの情報源点から複数の受信点に,盗聴者が存在しても安全に伝送できるネットワーク符号化の理論解析および実用的なアルゴリズムの開発である.昨年度は,全ての受信点に同じ情報を伝送するマルチキャスト通信に対して「強安全な線形ネットワーク符号化アルゴリズム」を与えると共に,複数の受信点に「個別情報と共通情報を安全に伝送するネットワーク符号化アルゴリズム」を与えた.今年度は,情報源点と受信点以外に,補助点(helper nodes)が協力して乱数を生成し,それを情報源点と受信点に伝送すると,協力する補助点が全くない場合に比べて,強安全性条件を満たしながら,より多くの情報を伝送できることを明らかにした.このような補助点を利用できる場合に達成できる情報伝送容量を理論的に明らかにすると共に,補助点集合が与えられたときに,それらを利用した安全なネットワーク符号化を構成する具体的なアルゴリズムを与えた.このアルゴリズムは,Greedyアルゴリズムであるため,最適もよい効率を必ずしも達成できるわけではないが,計算量は補助点集合サイズの多項式オーダで済む,また,そのアルゴリズムで得られた符号の効率を改善するアルゴリズムも考案している.これらのアルゴリズムを昨年度の与えたアルゴリズムと組み合わせて用いれば,補助点集合の協力により,強安全で非常に効率のよいネットワーク符号化が実現可能となる.
新規寿命制御シグナル：硫黄枯渇によるリボソーム抑制と寿命延長機構の解明

申請者は、分裂酵母をモデルに細胞寿命の制御機構を解明することを目指している。今年度は、カロリー制限とは独立に分裂酵母の寿命延長を引き起こすことが知られている化合物Tschimganine(TMN)に注目した。TMNは分裂酵母の寿命延長を引き起こすが、濃度次第でその生育を阻害する。この特性を利用してスクリーニングを行い、TMNに耐性を示す変異株を取得した。この変異株の原因遺伝子は、分裂酵母の寿命制御にも関わるストレス応答MAP kinase(MAPK)経路中の因子であるSty1を含む、様々なタンパク質の核外排出に働くエクスポーチンタンパク質をコードするcrm1であった。これら因子とTMNの関係を解析した結果、TMNによる寿命延長はSty1に大きく関わることが分かった。さらに、TMN処理によってSty1が核に移行すること、Sty1下流のストレス応答遺伝子発現量が上昇することが確認され、TMN処理によってSty1経路が活性化されていることを見出した。以上より、TMNはSty1経路を活性化することで寿命延長を引き起こしていると考察した。また、TMNより優れた類縁体の探索を目的としたスクリーニングを行った。その結果、分裂酵母への生育を阻害することなく寿命を延長する2つのTMN類縁体を発見し、それぞれα-hibitakanine、β-hibitakanineと命名した。これらの類縁体もCRと独立に寿命を延長すること、寿命延長効果がSty1経路に依存することが示されたことから、出発化合物であるTMNと同じ寿命延長経路に作用していることが考えられた。さらに、α-hibitakanineは分裂酵母だけでなく出芽酵母の寿命延長も引き起こしたことから、TMN類縁体が作用する寿命延長経路は幅広い生物種で保存されている可能性が示された。分裂酵母をモデルに、経時寿命を延長する化合物を2種類見出し,それぞれ構造-活性相関に関する知見が得られた。1つについては、ターゲット同定に向けて,化合物に対して非感受性を示す変異の取得・同定と作用機構の解明が進んでいる。当初の計画に従い、健康長寿創薬の展開に向けてその基盤となる分裂酵母の寿命延長化合物の同定と作用機構の解析を進める。新たな寿命制御シグナルとして見出した硫黄欠乏については、細胞内応答、特にリボソームの生合成機構との関連を明らかにすべく解析を進める。(1)分裂酵母のEcl1は高発現すると顕著な寿命延長効果を示すと共に、カロリー制限様の生理変化を引き起こすことが判っている。Ecl1は、対数増殖期から、定常期へ移行する際に一過的に発現が上昇することを見出していたが、この発現上昇に関わるシグナルを探索したところEcl1は硫黄欠乏に応答して発現上昇することを見出した。加えて、この誘導に関わる転写因子としてZip1を同定した。硫黄枯渇の影響を解析した結果、硫黄枯渇が寿命延長シグナルとして機能すること、これにEcl1ファミリーが関与することを見出した。(2)経時寿命を延長する因子として見出していたPma1について、その活性を抑制することで寿命が延長することが想定できた。そこでPma1に特異的なインヒビターを見出し、構築したPma1のアッセイ系を利用して、インヒビター候補の活性を評価した。その結果、Pma1活性の抑制効果と経時寿命延長効果によい相関が認められ、Pma1活性が寿命に重要な役割を果たす事が確認できた。これによって、寿命制御因子の同定を基に、その機能解明を通して寿命制御創薬への展開が可能となることを示すことが出来た。(3)寿命の全体像を理解するために長寿変異株や長寿遺伝子を大規模にスクリーニングした。スクリーニングにおいては、液体培地で長期間培養を繰り返すことで、生き残る長寿命変異株を濃縮した。これにより、効率的に変異株を取得することができた。現在、原因遺伝子を特定するためにゲノム解析を進行中である。(1)Ecl1の機能を理解する上で、その転写誘導機構を解明することは重要であったが、Zip1が硫黄枯渇に応答した転写因子であることを見出すことができた。この過程で欠失可能な分裂酵母の転写因子を網羅的に探索した。(2)分裂酵母の長寿命変異株の原因因子として見出したPma1(P-type H+-ATPase)について、その活性を特異的に阻害する阻害剤が報告された。しかしその入手が不可能であったため、学内の有機化学者と共同研究を行い、化合物ならびにその類縁体を合成し、Pma1の阻害活性ならびに寿命延長効果を確認できた。(3)寿命制御の全体像を知るためには、多くの寿命因子の特定が重要であり、そのために大規模スクリーニングを進めた結果、98株の寿命延長変異株を取得できた。この中から、表現型の明確な変異株を選択し、ゲノム解析を進行中である。以上の成果によって、本研究が目指す分裂酵母の寿命制御機構に関する知見が蓄積された。

これら因子とTMNの関係を解析した結果、TMNによる寿命延長はSty1に大きく関わることが分かった。さらに、TMN処理によってSty1が核に移行すること、Sty1下流のストレス応答遺伝子発現量が上昇することが確認され、TMN処理によってSty1経路が活性化されていることを見出した。以上より、TMNはSty1経路を活性化することで寿命延長を引き起こしていると考察した。また、TMNより優れた類縁体の探索を目的としたスクリーニングを行った。その結果、分裂酵母への生育を阻害することなく寿命を延長する2つのTMN類縁体を発見し、それぞれα-hibitakanine、β-hibitakanineと命名した。これらの類縁体もCRと独立に寿命を延長すること、寿命延長効果がSty1経路に依存することが示されたことから、出発化合物であるTMNと同じ寿命延長経路に作用していることが考えられた。さらに、α-hibitakanineは分裂酵母だけでなく出芽酵母の寿命延長も引き起こしたことから、TMN類縁体が作用する寿命延長経路は幅広い生物種で保存されている可能性が示された。分裂酵母をモデルに、経時寿命を延長する化合物を2種類見出し,それぞれ構造-活性相関に関する知見が得られた。1つについては、ターゲット同定に向けて,化合物に対して非感受性を示す変異の取得・同定と作用機構の解明が進んでいる。残り1年間の研究期間のおいて、長寿命変異株のスクリーニングとその原因遺伝子の特定、ならびに特定された遺伝子産物の機能解析に注力する予定である。特に、高等動物にまで保存された因子に着目し、機能解析を行うと共に、機能制御に資する化合物を特定し、創薬展開の基盤情報を得ることを目指す。当初の計画に従い、健康長寿創薬の展開に向けてその基盤となる分裂酵母の寿命延長化合物の同定と作用機構の解析を進める。新たな寿命制御シグナルとして見出した硫黄欠乏については、細胞内応答、特にリボソームの生合成機構との関連を明らかにすべく解析を進める。分裂酵母の長寿命変異株を大規模にスクリーニングしたところ、予想を超えて多くの変異株が得られたため、戻し交配による変異の純化に時間を要し、初年度に予定していたゲノム解析の一部が次年度にずれ込んだ。これにより、当該研究に関わる経費の一部を次年度に使用する予定である。研究計画の変更に伴い使用計画を変更した。
自治体における行政官僚制組織の実証的研究

現代自治体の新しい行政組織像は、「参加」と「開放」というキ-コンセプトを基軸に、地域社会全体に開かれたオ-プンなネットワ-ク型行政組織を志向しているという仮説の下にわれわれは考察を進めてきた。多くの変革事例のうちから、変革理念の導入・実践過程のダイナミズムやメカニズムについて、客観的・数量的・比較分析(市町村間)的論考を加え、その結果、次のようないくつかの事実発見がなされた。1.組織機構および運営の改革の必要性をほとんどの自治体が認知していること(89割)。2.改革で期待することは、(1)事務処理の迅速・正確化、(2)職員の意識改革、(3)市民サ-ビスの向上がベスト3であった。3.改革理念は、(1)効率性志向、(2)組織の管理性、(3)経営性を重視し、述に垂直的縦割志向だけははっきり拒否する傾向が見られた。4.改革の推進力要因は、(1)改革の動機や目的の明確性、(2)トップのリ-ダ-シップの2点が共通している。5.反対に、阻害要因は、(1)行政組織の硬直性とセクショナリズム、(2)強力なリ-ダ-シップの欠如、(3)職員の変化を好まない体質などが指摘されている。総じていえば、住民参加・職員参加・自治体参加の新しい制度やル-ルづくりは未確立の段階にあり、情報公開、人事交流などの開放施策もそれほど進んでいるわけではない。しかしこの現実分析により、先進的自治体の関心のありかや問題点がより明確になり、今後、取り組んでいかねばならない重点的課題も鮮明になってきた。これらのデ-タのより詳細な検討は、即に別稿(報告書参照)にても少しずつまとめ公表しつつあり、なお継続して考察を加えていく所存である。われわれは、現代自治体の新しい行政組織像は、「参加」と「開放」というキ-コンセプトを基軸に、地域社会全体に開かれた「開放型組織モデル」を志向しているという仮説の下に考案を進めてきた。とりわけ変革事例のうちから、その変革理念の導入・実践過程のダイナミズムやメカニズムを、客観的・数量的・比較分析(市町村間の)的論考を加えてきた。この結果、例えば、次のようないくつかの事実発見がなされた。1.組織機構および運営の改革の必要性をほとんどの自治体が感知していた(89割)。2.改革で期待するとこは、事務処理の迅速・正確化、職員の意識改革、市民サ-ビスの向上などがベスト3であった。3.改革理念は効率性志向、組織の管理性、経営性を重視し、逆に垂直的縦割志向だけははっきりと拒絶する傾向が見られた。4.改革の推進力要因は、改革の動機や目的の明確性、トップのリ-ダ-シップの2点が共通している。5.反対に改革の阻害要因は、行政組織の硬直性とセクショナリズム、強力なリ-ダ-シップの欠如、職員の変化を好まない体質などが指摘されている。総じていえば、住民参加や職員参加の制度やル-ルづくりは未確立の段階にあり、また人事交流などの開放施策もそれほど進んでいるわけではない。しかしこの実態分析により、先進的自治体の関心のありかや問題点がより明確になり、今後、重点的に取り組んでいかねばならない課題も鮮明になってきた。これらのデ-タのより詳細な検討は、既に別稿にても少しずつまとめ公表しつつあるが(報告書参照)、今後の私の責務であり、なお継続して考察を加えていく所存である。
柔軟かつ高効率なネットワークのための全光変調変換技術による省電力光ノードの研究

大容量かつ高効率な光通信網を実現を目指し、所望の伝送容量・距離に応じて光信号の変調方式を最適化する適応変復調技術を確立するため、変調フォーマット変換技術を確立することを目的とする。研究の結果、特に将来の400ギガ・1テラ級伝送に適した変調方式において、受動デバイスで構成する簡易な方法で省電力かつ高効率である点に独創性がある変換技術を考案した。また具体的実装法、変換特性、信号品質に与える影響を解析検討および計算機シミュレーションにより明らかにした。本研究では変調フォーマット変換技術を確立することを目的とする。偏波多重や波長多重信号へ適用可能な変換技術や、将来の400ギガ・1テラ級伝送に適したQAMに関する変換技術が未確立であるため、本研究で新規技術を確立する。本年度は、偏波多重信号や波長多重信号へ適用するため、偏波無依存化や波長無依存化を図ることを計画しており、現在のところ以下の実績を得ている。1偏波多重信号に対するBPSKからQPSKへの変調フォーマット変換技術:これまで私が報告したBPSKからQPSKへの変換技術に基づいて検討し、理論解析の結果、そのまま波長多重信号にも適用可能であることが分かった。本結果は、翌年度に計画しているQPSKからQAMへの変換技術に対しても原理的に適用可能であるため、その報告に含める予定である。2偏波多重信号に対するQPSKからBPSKへの変調フォーマット変換技術:当初計画のとおり、偏波ダイバーシティ構成を考案しその実装法、変換特性、信号品質を計算機シミュレーションで明らかにした。成果は学術誌論文(13.研究発表の雑誌論文1番)、国際会議(同学会発表1-3番)や国内学会[同学会発表1-5番]で報告してきた。また本技術を発展させ、任意の方位角を持つ偏波多重信号に適用可能な構成を考案し、成果発表のため学術誌論文および国際会議に投稿予定である。3波長多重信号に対する上記1,2の変調フォーマット変換技術:理論検討の結果、当初の計画より優先すべき技術課題が判明した。具体的には、変調フォーマット変換後の光信号の占有帯域幅をフォーマットに合わせて可変することが、波長多重信号に適用し周波数効率を維持するために必要であることがわかった。この技術課題は翌年度にかけて検討を進める予定である。研究計画はおおむね順調に進展している。特に実績2に関しては当初予定より大きく進展しており、計画していた偏波ダイバーシティ構成だけでなく、より現実の通信網に適用可能な任意の方位角を持つ波長多重信号を対象とした変換方式を考案し、変換動作の理論解析、変換回路の考案、計算機シミュレーションを行い動作検証してきた。本成果は翌年度に開催される国際会議および学術誌論文に投稿予定である。また実績1に関しては、成果の新規性をより大きく主張するため、翌年度に計画しているQPSKからQAMへの変換技術とあわせて報告する予定である。実績3に関しては当初計画では分かったいなかった技術課題が判明したが、より重要性が高く優先すべき事項と判断し、翌年度にかけて検討を進める予定である。予算計画に関してもおおむね順調に進展している。当初計画と異なる点は、単価50万円の物品で翌年度に調達を予定していた波長可変光源を本年度に前倒して調達したことである。これは研究実績2の進展や、他の検討事項・物品調達計画との兼ね合いで変更したものである。代わりに、本年度に調達予定であった高非線形ファイバ(単価30万円程度)を翌年度に調達する予定である。本年度はQAMに関する変調フォーマット変換技術を確立することを計画し、以下の実績を得ている。1. QPSKから16QAMへの変調フォーマット変換技術:これまで私が報告したBPSKからQPSKへの変換技術に基づいて検討し、振幅の異なる二つのQPSK信号のベクトル加算により16QAM信号に変換できることを理論解析で明らかにした。遅延干渉計を用いた変換回路を考案し、計算機シミュレーションにより動作検証した結果を国際会議で3件(13.研究発表の学会発表3番・7番・13番)、および国内会議で2件(学会発表17番・20番)報告している。これら成果の一部には、昨年度より検討を継続してきた波長多重信号に対する変換特性を検証した結果も含まれている。これに加えて、実際に遅延干渉計を用いた基礎実験を行った結果、所望の変換動作が実現できていることを実証した。実験実証結果は今後国際会議あるいは学術誌論文で報告することを検討している。2. 16QAMからQPSKへの変調フォーマット変換技術:上記の逆変換に相当し、これまで私が報告したQPSKからBPSKへの変換技術の原理と、半導体光増幅器における相互位相変調および相互利得変調を原理とした変換技術を考案した。理論解析および計算機シミュレーションにより動作検証した結果を国際会議で1件(学会発表2番)報告している。また平成29年8月にも国際会議で1件報告予定である。3.昨年度からの研究成果を学術論文誌で1件(雑誌論文3番)、国際会議で2件(学会発表6番・11番)報告している。また関連する光通信技術等の報告も行っている。

大容量かつ高効率な光通信網を実現を目指し、所望の伝送容量・距離に応じて光信号の変調方式を最適化する適応変復調技術を確立するため、変調フォーマット変換技術を確立することを目的とする。研究の結果、特に将来の400ギガ・1テラ級伝送に適した変調方式において、受動デバイスで構成する簡易な方法で省電力かつ高効率である点に独創性がある変換技術を考案した。また具体的実装法、変換特性、信号品質に与える影響を解析検討および計算機シミュレーションにより明らかにした。翌年度はQAMに関する変換技術を確立するため、これまで我々が報告した変換技術に基づきQPSKからQAMへ、またその逆のQAMからQPSKへの変換技術を検討し、得られた成果をまとめ学会発表および学術誌論文へ投稿する予定である。1 QPSKからQAMへの変調フォーマット変換技術:これまでに提案してきたBPSKからQPSKへの変換技術の原理を応用し、振幅の異なる二つのQPSK信号のベクトル加算によりQAM信号に変換することを考えている。変換動作の理論解析、変換回路の考案、計算機シミュレーション及び基礎実験による動作検証を行う。本年度研究実績1で記載した理論解析の結果も含めた検討を行う予定である。2 QAMからQPSKへの変調フォーマット変換技術:先行研究がなく実現可能か分かっていないため、光信号処理に応用できる各種の光学現象・光学効果を用いた変換原理を見出すことから始める予定である。これまでに提案してきたQPSKからBPSKへの変換技術の原理が応用できる仮説を立て、変換動作の理論解析を行うことで検証する。その後、変換回路の考案、計算機シミュレーション及び基礎実験による動作検証を行う。3本年度研究実績3に記載の波長多重信号に対する変換技術で判明した技術課題:変調フォーマット変換後の光信号の占有帯域幅をフォーマットに合わせて可変するため、帯域圧縮・伸張技術を導入し、波長多重信号の周波数効率を変換前後で維持する技術を考案する。理論解析、計算機シミュレーション及び基礎実験による動作検証を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。通信・ネットワーク工学28年度が最終年度であるため、記入しない。