hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
病害抵抗性品種の開発を志向したイネの防御関連二次代謝における多様性の解明

主要なファイトアレキシンでは、ファイトカサン類の単離を残すのみとなり、標品の調製は終了に近づいている。また、個々の化合物の機能を推定する上で重要な抗菌活性については、化学合成によって調製した25種のフェニルアミド類について、細菌と糸状菌の両方の病原菌を用いて測定することができた。その結果から、フェニルアミド類はイネごま葉枯病菌に対しては活性がないことがわかった。また、白葉枯病菌には、一部のフェニルアミドが強い活性を示した。このことから、フェニルアミドの中でも機能分化が生じているものと考えられた。さらに、イネのインディカ種を代表する品種であるカサラースとジャポニカ種を代表する日本晴においてフェニルアミドの蓄積に違いが認められた。この結果は、イネの種内にフェニルアミドの蓄積についてのナチュラルバリエーションが存在することを示す結果である。このように、当初の計画にそって、研究が進捗するとともに、新たな事実も発見されていることから、概ね研究は順調に進展していると判断した。植物は病原菌の感染に応答して、ファイトアレキシンを蓄積する。イネでは、フラボノイドのサクラネチン、テルペノイドのモミラクトン類、オリザレキシン類、ファイトカサン類など15種類以上のファイトアレキシンが報告されている。今年度は、テルペノイド型ファイトアレキシンのモミラクトンおよびオリザレキシンの蓄積について種内多様性を調べた。モミラクトンA、B、およびオリザレキシンAを、紫外線を照射したイネの葉から単離した。得られた化合物を標準化合物とし、LC-MS/MSを用いたマルチプルリアクションモニタリングによる一斉分析法を確立した。植物材料には、農業生物資源ジーンバンクから分譲された世界のイネ・コアコレクション68品種を用いた。それぞれの品種を播種から約18日間生育させた後、第三葉に紫外線を5分間照射して、72時間インキュベートした。これを80%メタノールで抽出し、ファイトアレキシンを定量した。イネのファイトアレキシンの中には、外部からの刺激の有無に関わらず籾殻に蓄積するものもある。そこで、同様の方法で籾殻も抽出し分析を行った。分析の結果、ファイトアレキシンの蓄積量は品種によって大きく異なっていた。モミラクトン類を蓄積する品種はジャポニカ種に多く、インディカ種には少なかった。オリザレキシンAは、さらに少数の品種のみが蓄積することがわかった。また、紫外線照射した葉にモミラクトン類を高濃度に蓄積した品種は、籾殻にも比較的高濃度のモミラクトン類を蓄積していた。以上の結果から、イネには、テルペノイド型ファイトアレキシンに関して複数のケモタイプがあり、大きな種内多様性を示すことが明らかになった。今年度は、イネの様々な品種のにおけるファイトアレキシン蓄積の多様性を証明することができた。これまで、構成的に蓄積する二次代謝の多様性については報告があるが、誘導生の二次代謝産物についての報告は初めてである。一方で、近年注目を集めているイネの新たな二次代謝産物フェニルアミド類について、25種のフェニルアミドの標品を調製し、LC-MS/MSを用いた網羅的解析法を開発することができた。得られた成果を学会で発表するとともに、論文で公表することができた。
籾殻炭の特性を活用した親環境型多機能コンクリートに関する研究

本研究では,いまだ発生量の多くが焼却処分されている籾殻の再利用を図ると共に,籾殻炭をコンクリート用混和材として活用した親環境型多機能コンクリート(自己養生コンクリート,浄化透水コンクリート,緑化コンクリート)の開発を行うことを目的として,(1)籾殻炭の特性,(2)籾殻炭を混合したモルタル及びコンクリートの諸特性,(3)籾殻炭による水質浄化機能,について検討を行った。その結果,籾殻炭の特性は,密度0.12g/cm^3,含水率12.1%,吸水率443%,pH10.27であり,軽量かつ吸水率が高く,コンクリートのpHにも近いことから,親環境型多機能コンクリートの材料として適していることが明らかになった。そして,籾殻炭を混合したモルタル及び籾殻炭を造粒機で造粒して作製した造粒籾殻炭を混合したコンクリートの実験結果からは,初期材齢に十分な養生を行ったならば,その後の養生が不十分でかつ乾燥環境に置かれたとしても籾殻炭が吸水した水により自己養生を行うことができることが明らかになった。また,籾殻炭を粉状で用いた場合に生じるワーカビリティの低下,材料分離,景観性能の低下の問題は,籾殻炭を造粒することで改善できることが明らかになった。一方,原状及び粉状の籾殻炭をそれぞれ造粒した造粒籾殻炭による水質浄化実験を行った結果からは,SS除去率が粉状造粒炭で85%,原状造粒炭で100%になり,造粒籾殻炭に水質浄化機能があること,特に原状造粒炭の水質浄化機能は高く,その機能の持続性もあることが明らかになった。籾殻炭をコンクリートに混入することで期待できる機能としては,自己養生機能,浄化透水機能,微生物賦活機能等があげられる。今年度は,自己養生機能を中心に検討を行うことにし,特に基礎的なデータを得るためにモルタル供試体で実験を行った。モルタル供試体は,セメントの強さ試験方法(水:セメント:砂=1:0.5:3)に準じて作製し,籾殻炭はセメント量の外割りでそれぞれ1%,2%,3%混入した。作製したモルタル供試体は,湿気箱の中に約1日置き,脱型した後,(1):水温20±1°Cの恒温水槽中での標準水中養生,(2)温度40°C,湿度40%一定にコントロールした恒温恒湿器内での気中養生,(3):1日間標準水中養生した後,(2)と同じ気中養生,(4):3日間標準水中養生した後,(2)と同じ気中養生,(5):5日間標準水中養生した後,(2)と同じ気中養生,(6)7日間標準水中養生した後,(2)と同じ気中養生,の6パターンで養生した。そして,材齢3日,7日,14日,28日,56日,91日に質量増減比,曲げ強度,圧縮強度を測定し,籾殻炭を混入することによる自己養生機能について検討を加えた。その結果,質量増減比からは,籾殻炭を混入した供試体の質量は無混入の供試体よりも緩やかに減少しており,籾殻炭の保水効果を確認することができた。特に,気中養生を行う前に水中養生を行った養生(3)から(6)では,水中養生を行っていない養生(2)と比べて,籾殻炭を混入した供試体の質量が無混入の供試体よりも緩やかに減少した。曲げ強度と圧縮強度からは,籾殻炭を混入した供試体は,乾燥に近い気中養生に曝されたとしても,無混入の供試体よりも強度は発現することが分かった。ただし,養生(3)から(6)の結果を比較すると,籾殻炭の混入による自己養生機能は,3日間の養生で十分であり,それ以上の養生を行っても効果はあまり変わらないことが明らかとなった。

一方,原状及び粉状の籾殻炭をそれぞれ造粒した造粒籾殻炭による水質浄化実験を行った結果からは,SS除去率が粉状造粒炭で85%,原状造粒炭で100%になり,造粒籾殻炭に水質浄化機能があること,特に原状造粒炭の水質浄化機能は高く,その機能の持続性もあることが明らかになった。
糖尿病網膜症の分子生物学的解明と治療

糖尿病網膜症成人失明の第一位をしめる。2型糖尿病自然発症ラット(SDTラット)で)で網膜症発症の機序を検討した。その結果、ヒト増殖糖尿病網膜症に似た新生血管を伴う眼内増殖組織の形成がみられるものがあった。しかしながら、網膜新生血管の発生はまれで、ヒト糖尿病網膜症と異なり、眼底に毛細血管床の閉塞による無灌流領域が見られないことが特徴であった。また、SDTラット網膜におけるP-DF(pigment epithelium-derived factor)、VEGF(vascular endothelial growth factor)発現の検討した結果、血管新生阻害因子のPEDFおよび促進因子のVEGFともに発現が増強していた。無灌流領域の形成には白血球と血管内皮との接着(leukostasis)が重要である。PEDFはVEGFによって誘導されるleukostasisを抑制することがわかった。ヒト糖尿病網膜症ではPEDFが低下しVEGFが上昇することが報告されている。SDTラット網膜におけるPEDF発現の違いが毛細血管床の閉塞の有無に関与している可能性がある。また、ヒト増殖糖尿病網膜症の組織を検索すると活動生の高い組織では、VEGFとともにPEDFの発現が亢進していたが、活動性の低い組織ではどちらの発現も低下しており、網膜症の活動性にPEDFおよびVEGFが関与していることがわかった。血小板由来マイクロパーティクル(PMPs)は活性化血小板から放出され、凝固反応を促進し血栓形成を促進する。また単球由来マイクロパーティクル(MDMPs)はから放出され、血栓形成を促進し、どちらも糖尿病合併症の進行に重要と考えられる。糖尿病患者のPDMPs、MDMPs、活性化血小板(CD62p、CD63)を測定し網膜症進展との関係を検討した。その結果、PDMPsはMDMPS、活性化血小板と相関がみられた。さらに、PDMPsおよびMDMPsともに糖尿病網膜症の進行に伴い増加傾向がみられ特に毛細血管床の閉塞を有する群で有意に増加していた。このことから、PDMPsとMDMPsが糖尿病網膜症を進行させる因子であると考えられた。糖尿病性網膜症は,成人失明の第一位をしめる、そこで糖尿病自然発症ラット(SDTラット)で網膜症発症の機序を検討した。SDTラットにデキストラン蛍光造影をおこない、糖尿病の進行にともなう網膜血管の変化を観察した。その結果、SDTラットでは高週令の個体で、ヒト増殖糖尿病網膜症に似た新生血管を伴う眼内増殖組織の形成がみられるものがあった。しかしながら、網膜新生血管の発生はまれで、眼内増殖組織の形成のあるものでもヒト糖尿病網膜症と異なり、眼底に毛細血管床の閉塞による無灌流領域が見られないことが特徴であった。SDTラット網膜におけるPEDF (pigment epithelium-derived factor)、VEGF (vascular endothelial growth factor)発現を検討した結果、血管新生阻害因子のPEDFおよび促進因子のVEGFともに発現が増強していることがわかった。網膜におけるPEDF発現の違いが毛細血管床の閉塞の有無に関与している可能性がある。血小板由来マイクロパーティクル(PMPs)は活性化血小板から放出され、凝固反応を促進し、血栓形成を促進するので、糖尿病合併症の進行に重要と考えられる。

同意の得られた患者から採血を行い。血小板由来マイクロパーティクル(platelet-derived microparticles : PMPs)、活性化血小板(CD62p、CD63)を測定し、網膜症進展との関係を検討した。PMPsは活性化血小板(CD62p、CD63)と強い相関がみられた。さらに、PMPsは糖尿病網膜症の進行に伴い増加傾向がみられ、特に毛細血管床の閉塞を有する群で、有意に増加していた。このことから、PMPsの増加が糖尿病網膜症を進行させる因子であると考えられた。糖尿病性網膜症は,成人失明の第一位をしめる。2型糖尿病自然発症ラット(SDTラット)で網膜症発症の機序を検討したところ、ヒト増殖糖尿病網膜症に似た新生血管を伴う眼内増殖組織の形成がみられるものがあった。しかしながら、網膜新生血管の発生はまれで、ヒト糖尿病網膜症と異なり、眼底に毛細血管床の閉塞による無灌流領域が見られないことが特徴であった。また、SDTラット網膜におけるPEDF(pigment epithelium-derived factor)、VEGF(vascular endothelial growth factor)発現の検討した結果、血管新生阻害因子のPEDFおよび促進因子のVEGFともに発現が増強していることがわかった。無灌流領域の形成には白血球と血管内皮との接着(leukostasis)が重要でそれにはinercellular adhesision molecule-1(ICAM-1)の作用が大きい。そこでSDTラットおよびstreptpzotocin誘発糖尿病ラット(STZラット)における網膜のleukostasis、さらに血漿中のPEDFとICAM-1発現を検討した。その結果、STZラットではSDTラットよりもleukostasisが亢進していたが、ICAM-1レベルは有意差がなかった。一方、PEDFはSDTラットの方が有意に高レベルであった。このことから高レベルのPEDFがleukostasisを抑制し毛細血管床の閉塞を阻害している可能性が示唆された。ヒト増殖糖尿病網膜症の組織を検索すると活動生の高い組織では、VEGFとともにPEDFの発現が亢進していたが、活動性の低い組織では、どちらの発現も低下しており、網膜症の活動性にPEDFおよびVEGFが関与していることがわかった。単球由来マイクロパーティクル(MDMPs)はから放出され、血栓形成を促進すので、糖尿病合併症の進行に重要と考えられる。糖尿病患者のMDMPs、血小板由来マイクロパーティクル(platelet-derived microparticles : PDMPs)、活性化血小板(CD62p、CD63)を測定し網膜症進展との関係を検討した。MDMPsはPDMPs、活性化血小板と相関がみられた。さらに、MDMPsは糖尿病網膜症の進行に伴い増加傾向がみられ、特に毛細血管床の閉塞を有する群で有意に増加していた。このことから、MDMPsが糖尿病網膜症を進行させる因子であると考えられた。
市場経済と資本主義:その原理と現代的変異性の研究

本研究は、4年間の実施計画ですすめられた。当初予定した計画にしたがい、市場経済と資本主義の原理と現代的変異性をめぐり、いくつかの問題群に検討をすすめた。その成果は本様式の項目11に記載した論文18点に順次公刊するとともに、それに続き記載しているように、それらの研究成果を活かしつつ、さらに研究成果の全体を書物2点に総括し、集約しつつある。そのひとつは、著書『幻滅の資本主義』(大月書店、2006年3月、266ページ)であり、本研究の最終年度末に刊行することができた。そこでは、序章に続く10章を、「資本主義は勝利しているか」、「現代資本主義の貨幣・金融問題」および「ジェンダー・イッシューと人口問題」の3編に区分して、市場経済と資本主義の原理にてらし現代資本主義の変異性の重要な諸側面を総括的に解明する試みをとりまとめている。来年度はこれをテキストとする講義や、市民講座で、本研究の成果を活かしてゆきたい。別途提出する研究成果報告書は、この著書の主要な章を抜粋し、編成する。なお、そこにも記載しておくように、本研究の成果は、海外でのいくつかの学会報告、講義、論文の刊行などの形でもすでに活用され、政治経済学の分野での国際協力に役立てられるとともに、海外の専門研究たちからのそれらへのコメントもとりいれて拡充されてきている。もうひとつの図書としての成果は、著書『資本論を読む』(講談社学術文庫、2007年刊行予定)である。そこでは、現代の資本主義や社会主義の変異性を考察する作業をつうじて、あらためて市場経済と資本主義の原理に再考をすすめる試みを重視して、基礎理論の研究作業をすすめている。すでに第一次草稿は完成しているが、しあげにもさらに若干の時間をかけ2007年の早い時期には出版できるよう願っている。全体として、本研究は当初の計画を内容的に実現し、科学研究費の助成を活用して、充実した成果を収めたと考えている。本研究は、「市場経済と資本主義:その原理と現代的変異性」をテーマとし、4年間にわたる予定をたてており、本年度はその初年度にあたる。当初の計画に沿って、本年度はパーソナルコンピューター関連のソフト、プリンター、備品を整備し、検討を要する文献・資料の調査をすすめるとともに、主として市場経済と資本主義の原理をめぐる方法論の再考をおこなった。その研究成果は、『国学院経済学』第50巻3/4号(2002年9月)、および同誌第51巻1号(2003年1月)に公刊された論文「マルクスにおける経済学の方法論をめぐって」、ならびに「経済原論の課題と方法-宇野『原論』の「序論」をめぐって-」にひとまずとりまとめられた。それらをつうじ、市場経済と資本主義の原理の解明には、ひとつには人類史的な広い観点が求められるところがあることがあらためて確かめられた。これと平行して、市場経済と社会主義の理論と現実をめぐり、中国での実験についても検討をすすめ、論文「社会主義市場経済の理論的可能性と中国の進路」を執筆した。この論文は『東京経大学会誌』に掲載を予定されている。本年度の初頭4月末には、北京の人民大学で開催された国際会議「社会主義政治経済学、現代世界資本主義」に出席し、この論文の草稿を報告し、有益なコメントをえることができた。あわせて、本研究の事実上の協力者のC・ラパヴィツァス博士(ロンドン大学)をはじめ有力な理論家と本研究全体にわたり意見を交わすことができ、今後の研究に役立つ示唆をえた。

ラパヴィツァス博士には日本語でまとめた論文は送り、また彼の準備している単著の草稿を検討しコメントを送り、協力をすすめている。また、本研究のテーマに関心の深い日本の専門研究者たちとの研究会も8回開催し、本研究の進行に多大な協力をえている。こうして本年度の本研究はほぼ順調に伸展したと考えている。本研究は、「市場経済と資本主義:その原理と現代的変異性」をテーマとし、4年間にわたる予定をたてており、本年度はその第2年度にあたる。年度当初の計画に沿って、本年度はまず、価値論、貨幣論の分野で、最近の欧米における価値の生産価格への転化論についての「新解釈」に関し、検討を加え、その意義を批判的に確かめ、現代的インフレ、デフレの解明への理論的枠組みを再考する作業をすすめた。その成果は英語と日本語との双方でとりまとめ,英語版は8月にアメリカのマウントホリヨーク大学で開かれた国際学会、ならびに10月に武蔵大学で開催された経済理論学会年次大会で発表し、ついで近く英文の論文集に収録され公刊される予定である。日本語版は、『国学院経済学』にまもなく公刊される。また本研究のもう一つの成果である論文「社会主義市場経済の理論的可能性と中国の進路」は2003年4月北京の人民大学で開催された国際会議で報告された後、『東京経大学会誌』に掲載されたるとともに、中国語、ドイツ語に翻訳されて公刊され、2004年9月にドイツで開催される国際学会においても報告を求められている。本研究の事実上の協力者のC・ラパヴィツァス博士(ロンドン大学)とは本研究全体にわたり意見を交わしつつ、とくに資本主義のもとでの人口法則を再考する問題につき、英語の論文集に寄稿するよう求められ、その内容をまず日本語の論文でとりまとめつつある。また、本研究のテーマに関心の深い日本の専門研究者たちとの研究会も9回開催し、本研究の進行に多大な協力をえている。なお、年度進行中に必要が増大し購入したノートパソコンは研究上の資料・文献の収集、整理、内外の研究者との意見交換、論文の作成に大いに役立てられている。こうして本研究は年度当初の目標をおおむね達成したと考えている。本研究は、4年間の実施を予定し、平成16年度はその第3年目にあたっていた。計画にしたがい、市場経済と資本主義の原理と現代的変異性をめぐり、一連の研究をすすめた。その研究業績の主たるものは、つぎの4点にとりまとめられた。(1)「資本主義のもとでの人口法則の再考」、『国学院経済学』第52巻第2号、1-28ページ、2004年。また、この論文の主内容は、2004年6月に日本学士院例会、および同年10月に大阪経済大学で開催された経済理論学会年次大会において報告された。(2)「新自由主義は日本になにをもたらしているか」、『政経研究』、11-25ページ、2004年。本研究は、4年間の実施計画ですすめられ、平成17年度は、その最終年度にあたっていた。計画にしたがい、市場経済と資本主義の原理と現代的変異性をめぐり、いくつかの問題に検討をすすめ、その成果を本様式の項目11に記載する論文4点にとりまとめ公刊した。まもなく4月2-3日に、上海財経大学で開催される国際政治経済学会第1回大会にも、本研究の成果のひとつとして論文'Neo-Liberalism and Globalization of Contemporary Capitalism'を提出し、報告する。
様々なタイプのオートファジーによる植物の高次機能発現

植物は一度大地に芽生えると移動することができないため独自の環境応答機能を進化させており、他の生物とは一線を画していると考えられる。本研究計画では、独立栄養生物であるが故に存在する様々なタイプのオートファジー機構の解明、およびそれらによる植物の高次機能発現の解明を目的とし、その成果をもとに、植物オートファジーの環境応答機能としての重要性を理解し他の生物と比較しながら植物の巧みな生存戦略の一端を紐解く。具体的には、カルス形成における植物マクロオートファジーの役割、亜鉛欠乏下における植物マクロオートファジーの役割、アンモニアストレス下におけるマクロ・ミクロオートファジーの膜動態とその連携を解明する。
SNSの時空間情報を活用した蚊による吸血被害急増アラートの構築

本研究は、ネット空間に自発的に発信・蓄積されるSNSの情報やインターネットベースの社会調査といった新しい地理情報を利用して、これまで看過ごされてきた疾病の感染機会となる媒介蚊の吸血被害の実態を解明し、蚊媒介性感染症の流行リスク評価を行う。また蚊が媒介する感染症の非流行地を対象とした既存の気候や人口データに基づく流行リスク評価の研究手法の限界を克服する。本研究が活用する吸血被害情報の抽出やそれを活用した吸血被害急増アラートを表示する仕組みの構築は、新しい地理情報の利用可能性の提示と、地理情報科学や生物地理的な解析への応用にとどまらず、蚊の防除時期の提案や、吸血被害の推定の社会実装の可能性がある。
鉄触媒芳香族C-Hアミノ化反応による含窒素多環芳香族化合物の合成

鉄触媒による新規な分子間および分子内CーHアミノ化反応を開発し,有機発光デバイスにおける正孔注入材料としての利用が期待される置換5,10-ジヒドロフェナジン類の短工程かつ直接的な合成手法の開発を行った。工業生産上の優位性を有する鉄触媒と安価な酸化剤を組み合わせて用いることにより,入手容易な置換ジアリールアミン類を分子間のCーHアミノ化反応と引き続く分子内C-Hアミノ化反応条件に附すことにより,上記目的生成物を一挙に合成することが出来た。従来の手法では,出発原料に対して事前の官能基化が必要であるため合成が困難であった様々な置換基を有するジヒドロフェナジン類を高効率で合成可能となった。本研究は,鉄触媒による新規な分子間および分子内CーHアミノ化反応を用い,有機発光デバイスに於ける正孔注入材料としての利用が期待される置換5,10ージヒドロフェナジン類の短工程かつ直截的な合成手法の開発を目指した。工業生産上の優位性を有する鉄触媒と安価な酸化剤とを用い,入手容易な置換ジアリールアミン類を上記連続的C-H官能基化条件の付すことで,多様な置換様式のフェナジン類を一挙に合成することができた。従来の手法では,基質に対し事前の官能基化が必要であるため合成困難であった一群の置換フェナジン類の合成を,鉄触媒芳香族C-Hアミノ化反応を世界に先駆けて実現し,これを用いて達成した。有機合成化学
初期面で退化した偏微分方程式の解の構造

バウエンディーグラウイック(M.S.Baouendi-C.Goulaouic)の意味のフックス(Fuchs)型偏微分方程式,すなわち,初期面に沿って確定特異点をもつ線形偏微分方程式に対しては,指数多項式(indicial polynomial)と呼ばれる多項式,及びその零点である特性指数(characteristic exponent)が重要な役割を果たす.従来の研究においては,この特性指数に条件を付けて考察されることがほとんどであった.我々は,このような条件を何も付けずに,考察することを目標とし,次のような結果を得た.複素領域におけるフックス型偏微分方程式に対して,初期面にのみ特異性(多価性も許す)を持つ斉次方程式の解空間の構造を局所的に明らかにすることができた.解写像を構成する場合において,解をコーシー積分を用いて表すアイデアが基本となる.また,1階のフックス型偏微分方程式系に対しても,同様に解空間の構造を明らかにすることができた.単独方程式の場合と同様に,特性指数が整数差をもつ場合に解が複雑になる.1階とは限らない,いわゆるボレビッチ型の方程式系に対しても,同様の結果が成り立つことが期待されるが,この点に関しては今後の課題である.正則なデータを与える初期値問題においても,特性指数が非負整数になるときには,一般には正則解が存在しない.初期面にのみ特異性(多価性も許す)を持つ解で,ある意味で正則解に"近い"解が構成できることが分かった.我々のアイデアは,単純ながら,適用範囲の広いアイデアであり,例えば,フックス双曲型方程式のC^∞解や超関数解全体の構造についても,同様のアイデアで明らかにすることができるものと思われ,すでに部分的な結果は得られている.バウエンディーグラウイック(M.S.Baouendi-C.Goulaouic)の意味のフックス(Fuchs)型偏微分方程式,すなわち,初期面に沿って確定特異点をもつ線形偏微分方程式に対しては,指数多項式(indicial polynomial)と呼ばれる多項式,及びその零点である特性指数(characteristic exponent)が重要な役割を果たす.従来の研究においては,この特性指数に条件を付けて考察されることがほとんどであった.我々は,このような条件を何も付けずに,考察することを目標とし,次のような結果を得た.複素領域におけるフックス型偏微分方程式に対して,初期面にのみ特異性(多価性も許す)を持つ斉次方程式の解空間の構造を局所的に明らかにすることができた.解写像を構成する場合において,解をコーシー積分を用いて表すアイデアが基本となる.また,1階のフックス型偏微分方程式系に対しても,同様に解空間の構造を明らかにすることができた.単独方程式の場合と同様に,特性指数が整数差をもつ場合に解が複雑になる.1階とは限らない,いわゆるボレビッチ型の方程式系に対しても,同様の結果が成り立つことが期待されるが,この点に関しては今後の課題である.正則なデータを与える初期値問題においても,特性指数が非負整数になるときには,一般には正則解が存在しない.初期面にのみ特異性(多価性も許す)を持つ解で,ある意味で正則解に"近い"解が構成できることが分かった.我々のアイデアは,単純ながら,適用範囲の広いアイデアであり,例えば,フックス双曲型方程式のC^∞解や超関数解全体の構造についても,同様のアイデアで明らかにすることができるものと思われ,すでに部分的な結果は得られている.バウエンディーグラウイック(M.S.Baouendi-C.Goulaouic)の意味のフックス(Fuchs)型偏微分作用素,すなわち,初期面に沿って確定特異点をもつ線形偏微分作用素に対して,複素領域における斉次方程式の解の構造を明らかにすることができた.フックス型方程式に対しては,指数多項式(indicial polynomial)と呼ばれる多項式,及びその零点である特性指数(characteristic exponent)が重要な役割を果たす.特性指数が整数差を持たない場合には,上智大学の田原氏によってすでに解の構造が示されていたが,今回,常微分方程式の場合のフロベニウス(Frobenius)の方法をほんの少し修正したやり方で,特性指数が整数差を持つ場合も込めて,解の構造を明らかにすることができた.我々のアイデアは,単純ながら,適用範囲の広いアイデアであると思われる.実際,南雲型(方程式の係数や解を,時間変数(t)に関しては,正則ではなく無限回連続的微分可能とのみ仮定する)の方程式に対しても有効であり,また,フックス双曲型(Fuchsian hyperbolic)方程式に対しても,有効である.後者の場合には,やはり上智大学の田原氏により,特性指数が整数差を持つ場合にはすでに示されていたが,今回我々のやり方で,特性指数に条件を設けずに示すことができた.ただし,田原氏の結果では大域的にも結果が示されているが,.今のところ大域的には,ある程度特性指数に条件を設けないと示せない.この点は今後の課題である。バウエンディーグラウイック(M.S.Baouendi-C.Goulaouic)の意味のフックス(Fuchs)型偏微分方程式,すなわち,初期面に沿って確定特異点をもつ線形偏微分方程式に対しては,指数多項式(indicial polynomial)と呼ばれる多項式,及びその零点である特性指数(characteristic exponent)が重要な役割を果たす.前年度の研究において,フックス型偏微分方程式に対して,複素領域における斉次方程式の解(初期面にのみ特異性(多価性も許す)を持つ解)の構造を局所的に明らかにすることができたが,1階のフックス型偏微分方程式系に対しても,同様に解の構造を明らかにすることができた.

単独方程式の場合と同様に,特性指数が整数差をもつ場合に解が複雑になる.解写像を構成する基本的なアイデアは,単独方程式の場合と同様であり,解をコーシー積分を用いて表すことが基本となる.1階とは限らない,いわゆるボレビッチ型の方程式系に対しても,同様の結果が成り立つことが期待されるが,この点に関しては今後の課題である.正則なデータを与える初期値問題においても,特性指数が非負整数になるときには,一般には正則解が存在しない.初期面にのみ特異性(多価性も許す)を持つ解で,ある意味で正則解に"近い"解が構成できることが分かった.我々のアイデアは,単純ながら,適用範囲の広いアイデアであり,例えば,フックス双曲型方程式のC^∞解や超関数解全体の構造についても,同様のアイデアで明らかにすることができるものと思われ、すでに部分的な結果は得られている.
メロンの単為結果性の遺伝学的解析と育種的利用に関する研究

雑草メロンのもつ単為結果性の遺伝的機構を解明し、育種的利用のための科学的・技術的知見を獲得することを目的として、単為結果性の遺伝解析を実施するとともに、単為結果性メロン系統と現行メロン品種・系統間の交雑後代の単為結果能力の選抜を実践し、単為結果性メロン品種の育種可能性を探った。その結果、雑草メロンの単為結果性は2つの主要な劣性遺伝子により支配されていると考えられ、本系統を素材として、幅広い作型で単為結果するメロンF1品種の育成が可能であることが明らかになった。メロン単為結果性の遺伝学的解析と育種的利用に関する知見・技術を得ることを目的に、本年度は単為結果性の表現型データに基づく遺伝解析と、遺伝解析用集団に適用可能なDNAマーカーの選定とF2集団のジェノタイピングに着手した。具体的には、(1)単為結果性系統と非単為結果性の'アールスフェボリット春系3号'とのF1はほとんど単為結果せず、F2集団では単為結果性と非単為結果性個体が54:40に分離し、期待分離比9:7に高い確率で当てはまったことから、単為結果性は2つの劣性遺伝子により支配されていると推定された。ただし、単為結果した40個体の中で、単為結果性親系統と同程度の単為結果率の個体は少なく、単為結果率や単為結果果実の着果節位は大きくばらついた。単為結果性系統の片側ダイアレル分析の結果、単為結果率や単為結果果実の平均重量などの形質はいずれも広義および狭義の遺伝率が高く、平均優性度が1以下であったことから、不完全優性の形質であることが明らかになった。また、単為結果率と単為結果果実の平均重量は非常に強い負の相関関係にあり、単為結果率の優性遺伝子は結果率を高くする方向へ、平均重量の優性遺伝子は重量を低くする方向に作用することが分かった。以上の結果から、本研究で見出した単為結果性系統を素材として、幅広い作型で単為結果するメロンF1品種の育成が可能であり、特に比較的低節位で安定的に単為結果するF1品種を育成するためには、両親系統ともに劣性の単為結果性遺伝子をもつことが必要であると考えられた。(2)野菜茶業研究所が過去に開発したものに加え、ウリ科植物ゲノム研究国際コンソーシアムのデータベースに登録されている既存のSSRマーカーの中から450個を選定し、ポストラベル法により、F2集団の両親系統を含む複数のメロン品種・系統で多型が得られるマーカーを選定した。本課題では雑草メロンのもつ単為結果性の遺伝的機構を解明し、育種的利用のための科学的・技術的知見を獲得することを目的として、単為結果性の遺伝解析のための解析集団の育成、解析集団に適用可能なDNAマーカーの選定、解析集団のジェノタイピングと単為結果性の評価、さらに分離比検定、ダイアレル分析及び連鎖解析等の遺伝解析を実施した。また、単為結果性メロン系統と現行メロン品種・系統間の交雑後代の単為結果能力の選抜を実践し、現行品種並の果実品質をもつ単為結果性メロン品種の育種可能性を探った。これまでの研究成果の概要は下記の通りである。(1)単為結果性系統と非単為結果性品種(アールスフェボリット春系3号)とのF2集団の単為結果性を2回の抑制栽培で評価した結果、単為結果性と非単為結果性個体が分離比9:7に高い確率で当てはまったことから、単為結果性は2つの主要な劣性遺伝子により支配されていると推定された。また、単為結果性系統の片側ダイアレル分析の結果、単為結果率や単為結果果実の平均重量などの形質はいずれも不完全優性の形質であることが明らかになった。(2)F2集団の両親系統を含む複数のメロン品種・系統で多型が得られるマーカー200個程度を選定し、F2集団の各個体のジェノタイピングを実施し、単為結果性のQTL解析を進めた。(3)単為結果性系統を一回親、アールスフェボリット春系3号を反復親とした連続戻し交雑を実施し、これまでにBC2F2の種子を採種した。今後連続戻し交雑をさらに進めた後に、果実品質等の調査を行う予定である。メロン単為結果性の遺伝学的解析と育種的利用に関する知見・技術を得ることを目的に、本年度は単為結果性の遺伝解析のための集団の育成、単為結果性評価手法の再検討、遺伝解析用集団に適用可能なDNAマーカーの選定に着手した。

具体的には、(1)普通栽培と抑制栽培において、単為結果性の強い雑草メロンやマクワウリの品種・系統の単為結果性を再評価し、遺伝解析等に用いる品種・系統を選定した。また、単為結果性発現の季節間差を明らかにし、単為結果性の最適な評価時期を明らかにした。(2)これまでに用いてきた単為結果性の評価法(除雄・袋がけ)に代わる効率的な評価法を確立することを目的に、袋がけのみ、除雄のみ及び柱頭切除等の複数の方法の正確性や効率性について、充実種子形成の有無、果実の肥大性及び作業効率を基準に評価した結果、柱頭切除法が最も正確かつ効率的な手法であることを明らかにした。(3)半促成栽培において、単為結果性系統と非単為結果性の現行メロン品種・系統との交雑種子(F1世代)と、単為結果性をもつ複数の雑草メロンおよびマクワウリの品種・系統間の正逆総当たり交配によるダイアレル分析用の種子(F1世代)採種に着手した。(4)野菜茶業研究所が過去に開発したものに加え、ウリ科植物ゲノム研究国際コンソーシアム(ICuGI)のCucurbit Genomics Databease(CuGenDB)に登録されている既存のSSRマーカーの中から、(3)で育成している解析集団の親候補系統を含む、複数のメロン品種・系統で多型が得られるマーカーを選定した。交付申請時の計画の内、(1)単為結果性の評価と表現型データに基づく遺伝解析については、普通栽培と抑制栽培において、着実に進められたこと、(2)DNAマーカーの選定・開発とF2集団のジェノタイピングでは、連鎖解析等の解析に十分な数のSSRマーカーを選定できたことから、本課題の現在までの達成度を「おおむね順調に進展している」とした。交付申請時の計画の内、(1)遺伝解析用集団の育成については、普通栽培、抑制栽培及び半促成栽培において、着実に進められたこと、(2)DNAマーカーの選定・開発では、これまでにデータベース情報等を用いて、連鎖解析等の解析に十分な数のSSRマーカーを選定できたことから、本課題の現在までの達成度を「おおむね順調に進展している」とした。交付申請時の計画の通り、平成24年度以降は(1)表現型データのみを用いた単為結果性の遺伝解析等の結果を論文として公表するとともに、(2)連鎖解析のための解析集団のジェノタイピングと連鎖解析、(3)単為結果性系統の選抜実験に着手する。交付申請時の計画の通り、平成24年度以降は(1)表現型データのみを用いた単為結果性の遺伝解析、(2)連鎖解析のための解析集団のジェノタイピングと連鎖解析、(3)単為結果性系統の選抜実験に着手する。本研究課題の推進のため、次年度の研究費は、交付申請時の計画どおりに使用する。なお、次年度使用額359245円は、研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。なお、次年度使用額74140円は、研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。
「日本語音声」琉球列島における音声の収集と研究

A班に共通な音声資料の収集作業に関しては,第2年度である今年度はそのピ-クに達していて,収集計画の大半をこの年度に集中させて,おこなった。1991年2月末現在,琉球列島の代表的な地点に関する老年層,中年層の音声収集作業は計画目標(10地点)の70%程度,そして那覇市を対象にすすめている若年層から高年層にいたる多人数を対象にした調査も収録目標(70名)の90%以上をおえている。そしてこれら資料を比較対照するために,規範的な発音による首都圏方言についての録音,東北北部方言についての録音(各1名)もおこなった。また,琉球列島諸方言を中心に,アイヌ語もふくめ,ほぼ日本語圏全体を視野におさめながら,これら採集された音声資料に関する比較と分析の作業を開始した。この分析作業の中には日本語圏における基層としてのアイヌイズムの存在の有無などの究明もふくまれている。一方,当班に独自な琉球列島諸方言の諸種の音声資料収集計画(単語レベル,文レベル,作品レベルの3種類の音声資料,すなわち辞書や語彙集の項目と例文の音声化,歌謡,民話,演劇の脚本,方言ニュ-スなど,諸種の方言音声資料の組織的収集とテキスト化)も,それぞれ進捗状況におおきな差があるけれども,順調に進行しつつある。また,これらの収集作業と平行して,これらの分析のためには,音声分析のための理論の構築がかかすことのできないが,それは主としてこの班の代表者上村幸雄のこれまでの音声学的,音韻論的,方言地理学的,音韻史的,教育的な研究を基礎としながら,これを総合し,補完し,また音声資料の分析へ適用をこころみるという形をとりながら,進行していて,その過程でおおくの知見がえられつつある。
海洋微細藻類からのエネルギー回収を目指した太陽光利用型光触媒システムに関する研究

藻類バイオ燃料の事業化は、将来的に効率的なエネルギー確保の手段として大きな期待が持たれている。微細藻類のバイオエネルギー生産の効率化に欠かせない藻類の回収、オイル抽出、残渣処理などバイオ燃料生産の全プロセスの実現に太陽光を直接利用できる光触媒技術の提案は世界初であり、新規光触媒の開発及びこのプロセスを用いることで、微細藻類からの油分抽出の効率化及び残渣のバイオガス変換に着目した太陽光と光触媒を組み合わせた省エネルギー型微細藻類のオイル回収及び残渣からのバイオガス生産システムの構築に向け研究を進め、低コスト高効率の藻類エネルギー回収システムの確立が可能になった。微細藻類のバイオエネルギー生産の効率化に欠かせない藻類の回収、オイル抽出、残渣処理などバイオ燃料生産の全プロセスの実現に太陽光を直接利用できる光触媒技術を用いることで、微細藻類からの油分抽出の効率化及び残渣のバイオガス変換に着目した太陽光と光触媒を組み合わせた省エネルギー型微細藻類のオイル回収及び残渣からのバイオガス生産システムの構築に向け、研究を進めてきた。平成27年度は、太陽光に対する高い光触媒活性を有する材料の作製と特性解析、高活性光触媒材料膜作製条件の最適化及び太陽光を利用した光触媒固定型処理槽の作製関連の研究開発を行ってきた。結果として太陽光に対する高い光活性と安定性を持つ、吸収可能な波長範囲300800nmの新規光触媒材料の開発に成功した。作製した材料の物理化学特性及び表面特徴の分析を行い、高い光活性を持つ原因を解明した。また、長期使用に対する耐久性に優れた光触媒材料であることを証明した。実用化に向け、光触媒膜の活性と耐久性を保つ固定化条件を検討し、ガラス表面に固定化する場合は400°C、2時間3層が最適であることが明らかになった。さらに、開発した光触媒膜リアクターを作製し、細胞壁の固い微細藻類クロレラをモデル藻類として用いて行った予備実験の結果、24時間ですべての藻類膜は破壊され、藻類に含まれるオイル回収が可能との結果が得られた。この一年間の研究成果は国際誌6報登載、国内誌1報登載、国際学会16回、国内学会10回、うち招待講演5回の発表実績を得られた。関連成果はJST筑波大学新技術説明会には大学の新技術として紹介された。その後、約50社の企業から大学の産学連携を通して技術相談の申し入れがあり、既に、東証一部上場の6社との技術相談を行った。本業績は、当該分野のみならず、関連する環境、エネルギー、健康といった分野で、その発展に大きく寄与している。H27年は、太陽光に対する光触媒活性に優れる光触媒材料の開発を重点に置き、二酸化チタンと銀と銀イオンを原料として、水熱処理・焼結法を用い、Ag修飾した新規光触媒材料を開発し、その材料作製の最適条件を確立した。また、光触媒膜の活性と耐久性を保つ固定化条件の検討は、触媒の量、溶媒の濃度、コーティング時間、焼結温度と時間、コーティング層など固定化条件の最適化を図り、ガラス表面に固定化する場合は400°C、2時間3層が最適であることが明らかになった。耐久性を評価するためには、長時間の光照射を行い、その結果生じる表面化学組成変化をSEM、FTIR、XRD測定で評価し、表面損傷についてはAFM観察などで評価し、結果をまとめた。関連内容を科学誌Journal of Materials Chemistry A (インパクトファクター7.443)に掲載した。平成28年度は、1.光触媒固定型処理槽を用いた藻類膜の処理効果の最適化の検討を行った。微細藻類のモデルとしてクロレラを使用し、人工太陽光照射循環システムにおける藻類の濃度、通過速度、時間による光触媒の細胞壁への破壊程度との関係を確認した。その結果、藻類培養環境20倍濃縮した藻類でも24時間の処理で細胞壁が破壊され、光触媒処理で細胞壁を破壊した藻類と未処理藻類のオイル抽出率を比較した結果、約2倍高くなることが確認された。通常の溶媒処理による細胞壁の破壊、また亜臨界水処理と爆砕処理によるオイルの抽出率は50%前後である。上記の最適条件における光触媒による藻類の細胞壁の破壊処理方法を用いて、低コスト・省エネ技術の実証を行い、オイル抽出率はさらに40%向上が実現できた。

2.光触媒固定型処理槽を用いて、オイルを抽出した藻類残渣のメタン発酵を行い、光触媒処理でない条件に比べ、5倍のバイオガス転換効果が得られた。藻類残渣中に含まれる難分解性物質は太陽光を利用した光触媒固定型処理槽を用いて可溶化を促進することでプロセス全体の高速化が図れ、結果的に装置の省エネルギー、コンパクト化に寄与できるものと期待できた。この一年間の研究成果は国際誌7報登載、特許1報、国際学会18回、国内学会15回、うち招待講演2回の発表実績を得られた。多数の企業から大学の産学連携を通して技術相談を行い、1社とはMATを締結した。平成28年度は、1.光触媒固定型処理槽を用いた対象藻類膜の処理効果の最適化の検討。前年度までに開発した自動コントロールシステムを組み込んだ光触媒固定床型処理槽を用いて、処理効果の最適化を検討した。まずは微細藻類のモデルとして、クロレラを使用し、人工太陽光照射循環システムにおける藻類の濃度、通過速度、時間による光触媒の細胞壁への破壊程度との関係を確認した。その結果、通常藻類培養環境20倍濃縮した藻類でも24時間の処理で細胞壁が破壊され、未処理の株のオイル抽出率の比較の結果、約2倍の抽出率が高くなることが確認された。また、海水や藻類表面現存する多糖類など有機物の影響に関する各要素を検討し、適量の塩分濃度でも光触媒処理効果に大きな影響はなかったことが分かった。2.通常の溶媒処理による細胞壁の破壊、また亜臨界水処理と爆砕処理によるオイルの抽出率は50%前後である。上記の最適条件における光触媒による藻類の細胞壁の破壊処理方法を用いて、低コスト・省エネ技術の実証を行い、オイル抽出率はさらに40%向上が実現できた。光触媒処理した藻類のオイル抽出効率の比較結果のもとに、分離・抽出技術の選定、操作条件の最適化を通して、コスト、エネルギー収支の評価を行い、通常法よりのエネルギー収支が大幅プラスになった。3.光触媒固定型処理槽を用いて、オイルを抽出した藻類残渣のメタン発酵を行い、光触媒処理でない条件に比べ、5倍のバイオガス転換効果が得られた。一般に、微細藻類残渣中に含まれる繊維分などの難分解性物質の分解反応は律速となっている。微細藻類のバイオエネルギー生産の効率化に欠かせない藻類の回収、オイル抽出、残渣処理などバイオ燃料生産の全プロセスの実現に太陽光を直接利用できる光触媒技術を用いることで、微細藻類からの油分抽出の効率化及び残渣のバイオガス変換に着目した太陽光と光触媒を組み合わせた省エネルギー型微細藻類のオイル回収及び残渣からのバイオガス生産システムの構築に向け、研究を進めてきた。平成29年度は、1可溶化した藻類残渣の水素・メタン発酵の効率化及びバイオエンジニアリング研究を行った。まずは前年度で得られた最適条件における光触媒による藻類の細胞壁の破壊処理方法を用いて、微細藻類に可溶化を行うと同時に藻類バイオオイル(115g/L)を抽出し、低コスト・高効率・省エネルギー技術として確立できた。さらに、可溶化した藻類残渣の水素発酵を行った。リアクターにCPE固定床を設置することによって、通常より3倍も高い水素生成が得られた。
ビタミンD抵抗性くる病II型関連変異受容体とビタミンD誘導体との相互作用の解明

活性型ビタミンD_3の1α位水酸基と水素結合するアミノ酸(Arg274)が変異を起こしたビタミンD受容体(VDR)に対するリガンドとして、活性型ビタミンD_3の1α位に炭素-炭素結合にて疎水的な置換基を導入した誘導体を設計、合成し、変異受容体に対する活性を評価した。1α位の置換基としてメチル基とヒドロキシメチル基の導入を行なった。また、受容体との親和性向上性モチーフとして当研究室で見い出した、2α-ヒドロキシプロピル基を誘導体に導入し、さらなる活性上昇効果を狙った。その結果、1α-メチル-2α-ヒドロキシプロピル体(1)が、変異受容体に対して活性型ビタミンD_3を上回る活性を示した。1α-ヒドロキシメチル体(2)も、1には劣るものの、変異受容体に対する活性は上昇していた。1の1α-メチル基の有効性を調べるために、2α位無置換体の合成を行った。以前1の合成に用いていた方法ではガラクトースを出発原料として合成した。この方法では合成経路が長く、後に種々の置換基を1位に導入しようとすると困難が予想されたので、キラルテンプレートとしてグルタミン酸から容易に合成できるγ-ヒドロキシメチル-α,β-不飽和-γ-ラクトン(3)を用いた。1αメチル基は、3に対する有機銅試薬の立体選択的付加により導入した。この手法により種々の1,2-2置換誘導体の合成が可能になる。その結果、1α-メチル-2α-ヒドロキシプロピル体が、変異受容体に対して活性型ビタミンD_3を上回る活性を示した。1α-ヒドロキシメチル体も、メチル体には劣るものの、変異受容体に対する活性は上昇していた。一方で、今着目している受容体側の疎水的環境は、活性型ビタミンD_3の1α位周辺のみならず、2α位周辺までも広がっていると考えられたので、2α位に疎水的かつ比較的大きい置換基を導入した誘導体も有効であると考えた。そこで、そのような置換基として芳香環を有した誘導体(2α-フェニル、2α-ベンジル、2α-フェネチル体)を設計し、合成した。その結果、残念ながらこれらの誘導体のうち、2α-ベンジル体のみが検出可能な活性を示すのみで、他の誘導体には活性はなかった。いずれの誘導体も、Trost等により報告された、ビタミンD_3のCD環前駆体とA環前駆体をパラジウム触媒によりカップリングする方法で合成し、A環前駆体は、1α-メチル体はガラクトースを、それ以外はグルコースを出発原料として合成した。
共進化手法による家庭内掃除ロボットの高効率・ロバスト行動計画法

近年,自律ロボットによる家庭内・オフィス内作業が達成されつつあるが,未だその作業効率には疑問が残っており,適切なロボットの行動計画を行う必要がある.本研究では,家庭内・オフィス内という未知・動的な環境で高効率かつロバストな行動を達成するため,ロボットの行動計画法の提案を行う.家庭内での掃引作業を例に採り,遺伝的プログラミングにより高効率性を,遺伝的アルゴリズムによりロバスト性を獲得する.これらを同時に行うための競争的共進化手法を提案し,シミュレーションによりその有効性を検証する.近年,自律ロボットによる家庭内・オフィス内作業が達成されつつあるが,未だその作業効率には疑問が残っており,適切なロボットの行動計画を行う必要がある.本研究では,家庭内・オフィス内という未知・動的な環境で高効率かつロバストな行動を達成するため,ロボットの行動計画法の提案を行う.家庭内での掃引作業を例に採り,遺伝的プログラミングにより高効率性を,遺伝的アルゴリズムによりロバスト性を獲得する.これらを同時に行うための競争的共進化手法を提案し,シミュレーションによりその有効性を検証する.本研究は,未知で動的な家庭・オフィス内で作業を遂行可能なロボットの行動計画器を設計する手法を提案するものである.特に,掃除ロボットに着目し,動的物体が存在する未知な環境下においても作業効率の低下を防ぐため,ロバストな行動を生成する行動計画器を設計することを目的としている.そこで,競争的共進化の手法を用いることにより,ロバスト化を図りつつも高効率な掃引作業を行う.そこで今年度においては,困難な環境の発見と高効率化を図る手法の提案を行った.詳細は以下の通りである.(1)作業達成効率の向上:オンラインで行動を計画する行動計画器を遺伝的プログラミングにより設計する手法を提案し,ロボットがセンサ情報に基づきオンラインで行動を決定することを可能とした.ここにおいて,壁沿い走行・反射的走行など従来の掃引計画手法に比べ,効率の良い行動が可能となったことを示した.(2)困難な環境変動の発見:環境のグリッド化により,清掃達成度が低い方向に遺伝的アルゴリズムで環境を最適化することにより,ある環境で適切な行動計画器が発見された困難な環境では清掃達成率が低くできることを明らかにした.ここにおいて,行動計画手法によって困難な環境が異なることを示し,困難な環境を発見的に行う必要性を示した.また,狭い通路や障害物の場所に関して,困難な環境として極めて妥当な配置を示した.以上の手法に基づき,シミュレーション実験を通じて,本提案手法の有効性を検証した.本研究は,未知で動的な家庭・オフィス内で作業を遂行可能なロボットの行動計画器を設計する手法を提案したものである.特に,掃除ロボットに着目し,動的物体が存在する未知な環境下においても作業効率の低下を防ぐため,ロバストな行動を生成する行動計画器を設計した.具体的には,競争的共進化の手法を用いることにより,一定のロバスト化に成功した.また実機を用いた清掃実験を行い,この特徴を鑑みることにより,当該提案手法の有効性を示した.詳細は以下の通りである.(1)作業達成効率の向上:オンラインで行動を計画する行動計画器を遺伝的プログラミングにより設計する手法を提案し,ロボットがセンサ情報に基づきオンラインで行動を決定することを可能とした.(2)困難な環境変動の発見:環境のグリッド化により,清掃達成度が低い方向に遺伝的アルゴリズムで環境を最適化することにより,ある環境で適切な行動計画器が発見された困難な環境では清掃達成率が低くできることを明らかにした.(3)行動計画器と環境変動の共進化:適切な行動計画器の設計と困難な環境の発見を同時に行い,高効率かつロバストな掃除ロボットシステムを提案した.従来製品における行動計画を上回るロバスト性を確保可能となった.(4)システム化と実機実験:実機実験を様々な環境で行い,既存の製品の行動計画を検証した.また,シミュレーションにより,本提案手法の有効性を検証した.
細胞の極性形成に関与する分子を欠失したマウスの作成とその分子細胞生物学的解析

細胞の極性は上皮細胞や神経細胞の機能に重要な役割を持つ。これらの細胞内で合成された分泌蛋白や膜蛋白はTGN(トランスゴルジネットワーク)等においてapicalやbasolateralに行く輸送小胞に分配、濃縮された後、目的地に運ばれてその役割を果たす。この一連の方向性を持った輸送を選別輸送と呼ぶ。近年、細胞の選別輸送に関わる分子(例えば、低分子量GTP結合蛋白質であるrab蛋白や、SNARE蛋白等)が知られてきたが、これらの蛋白の組織や個体における役割は明らかでなかった。そこで本研究では、gene targeting法を用いて、これらの分子(具体的にはrab8a,bやsyntaxin3、VAMP7等)の欠失マウスを作成し、その細胞の極性の形成、維持が正常に行われるか、器官形成にどのような影響を及ぼすかを解明しようとした。これらの遺伝子を欠失したマウスは発生に異常を来し、胎生致死になる可能性があるため、Cre-loxPシステムを用いた組織、時期特異的gene targetingを行った。当該研究期間内に、rab8a、syntaxin3、VAMP7の欠失マウスの作成は終了し、現在これら欠失マウスの表現型の解析を行っている所であるが、rab8a欠失マウスについては少なくとも生きて生まれてくるため、rab8aは組織形成には必須ではないと考えられる。更に当該研究期間内に神経の選別輸送に重要と考えられるadaptor proteinである、AP3Bの欠失マウスの形態学的解析を行い、これらのマウスにおいてinhibitory synapseのsynaptic vesicleの大きさに異常を来し、痙攣発作をおこすことを解明した。さらに神経の極性形成について研究を行い、樹状突起から軸索が形成できることや、抑制性神経では極性の形成が遅れること等を明らかにした。細胞の極性は細胞の機能に重要な役割を持つ。例えば上皮細胞は頂端側(apical)、側底側(basolateral)という極性を持つことが分泌等の機能に必須であり、神経細胞も軸索、樹状突起という極性を持つことが刺激の伝達にとって必須である。合成された分泌蛋白や膜蛋白はTGN(トランスゴルジネットワーク)等においてapicalやbasolateralに行く輸送小胞に分配、濃縮された後、目的地に運ばれてその役割を果たす。選別輸送は細胞の極性の形成、維持にも重要と考えられている。近年、選別輸送に重要と考えられている分子として、低分子量GTP結合蛋白質であるrab蛋白や、SNARE蛋白等が同定されている。しかし、これらの蛋白の研究は主に培養細胞を使って行われており、組織や個体における役割が明らかでないこと等から、蛋白の機能はこれらの蛋白を細胞から欠失させて再検討する必要がある。そこで本研究では、gene targeting法を用いて、これらの分子(具体的にはrab蛋白であるrab8やSNARE蛋白であるsyntaxin3,VAMP7等)の欠失マウスを作製し、その細胞の極性の形成、維持が正常に行われるか、器官形成にどのような影響を及ぼすかを解明しようとしている。これらの遺伝子を欠失したマウスは発生に異常を来し、胎生致死になる可能性があるため、Cre-loxPシステムを用いた組織、時期特異的gene targetingを行い、目的とする器官(神経、上皮組織など)における異常を解析する予定である。現在ノックアウトマウス作製用のベクターを作成中であり、近日中にES細胞に導入する予定である。細胞内で合成された分泌蛋白や膜蛋白はTGN(トランスゴルジネットワーク)等においてapicalやbasolateralに行く輸送小胞に分配、濃縮された後、目的地に運ばれてその役割を果たす。