hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
繊維配向とゲル化反応のカップリングによる強化ソフト&ウェット材料の創製

申請者は2008年、世界で最も伸びるゲルの創製に成功した。本研究は、これまでの申請者の研究成果に立脚し、高強度ゲルに制御された配向構造を効果的に導入することにより、新たな機能をもつ強化ソフト&ウェット材料を開発することを目的とする。本申請研究では、工業材料への応用を最終目標として、他の繊維への本格的展開を図るため3つのテーマとして、(I)強化ゲルの創製、(II)強化ゲルの構造と機能、(III)強化ゲルの応用、に関する研究を実施した。平成22年度は、主にテーマ「(1)強化ゲルの創製」に関して下記を実施した。(1)異方性ダブルネットワークゲル(A-DNゲル)の配向制御と力学物性の評価申請者らが開発した伸長率が高い異方性ダブルネットワークゲル(A-DNゲル)について、配向構造と力学機能の相関を詳細に検討した。配向構造が制御されたA-DNゲルの力学物性について、引張り試験を中心に特性解析を行い、配向構造と力学物性の相関の度合いを定量的に評価した。(2)メゾ網目形成の制御と力学物性の評価PBDT水溶液中におけるカチオン性モノマーのゲル化反応によって、PBDTがメゾスコピックな網目状に配向する現象を調べた。PBDT濃度、カチオン性モノマー濃度、架橋剤濃度、開始剤濃度を広く系統的に変え、粘弾性相分離によってメゾ網目が形成する条件を決定した。円筒状のパターンが規則的に配列する現象を系統的にしらべた。(3)多種の繊維/ゲルへの展開繊維によって強化されるゲルを工業材料としての応用することを重視し、アクリル繊維を使った繊維強化ゲルを合成した。繊維の太さと濃度、ゲルのモノマー濃度、架橋剤濃度を広く系統的に変え、力学物性がどのように向上するかを定量的に評価した。(4)工業化技術の開発(微粒子DNゲル・コーティング)DNゲルを工業材料として応用するにあたって、1st網目を予めゲル微粒子にすることにより、より簡便にDNゲルを合成する技術の改良を進め、多量のDNゲルを高速に合成する技術を開発した。また、DNゲルの表面を高分子フィルムでコーティングし、溶媒の蒸発を防いだり、他の材料との接着を容易にする技術を検討した。平成23年度は、主にテーマ「(II)強化ゲルの構造と機能」に関して下記を実施した。1)多種の繊維/ゲルへの展開-多糖を使った新規DNゲルの開発工業材料としての応用を重視し、液晶性多糖であるヒドロキシプロピルセルロースを用いた相互架橋網目ゲル(ICNゲル)の開発に成功した。また、工業材料としての応用範囲を広げるため、有機溶媒として炭酸プロピレンを用いてオルガノDNゲルを開発した。2)工業化技術の開発(微粒子DNゲルの自由造形)DNゲルを工業材料として応用するにあたって、1st網目を予めゲル微粒子にすることにより、より簡便にDNゲルを合成するParticle-DNゲルの合成技術を確立した。3)配向によるゲルの強化機構の解明申請者が独自に開発した走査型顕微光散乱(SMILS)はゲルの内部構造の測定に特化した構造解析装置を発展させ大変形下でのその場観察が可能なSMILS-MEを試作した。4)配向ゲルの加工強化技術の研究形状記憶ゲルの研究を進め繊維強化が可能であることを見出した。また、透明性を持つ形状記憶ゲルの開発に成功した。これらの形状記憶ゲルは大変形に対して塑性を示すが、加熱と冷却により、力学物性が回復する性質をもつことを確認した。5)配向ゲルの電気物性の研究工業材料への応用可能性を検討した。本研究で開発したDNゲルが電場印加により屈曲することを確認した。また本研究で開発したオルガノゲルの伝導率を測定し、イオン伝導を確認した。これらの成果に基づき、次年度はアクチュエータ、光学素子、電池用マトリクスへの応用や、自由成型の可能性の検討につなげる。平成24年度は、主にテーマ「(III)強化ゲルの応用」に関して下記を実施した。1)アクチュエータ・光学素子への応用強化ゲルを動く機械に応用することを検討した。1つはアクチュエータとしての応用として、温度変化によって弾性率変化を起こす強化ゲルによって、45°C以上の温度でのみ入力を受け付けるスマートポタンを開発した。もう一つは、光学素子としての応用として、透明な強化ゲルを用いて焦点距離可変のレンズを開発した。2)電池用マトリクスへの応用現在、液漏れや短絡を防止するために、ゲルマトリクスを使ったポリマー二次電池が実用化されて、携帯型機器の電源として利用されているが、マトリクスの破壊を原因とした発火事故が後を絶たない。そこで強化ゲル材料を応用することを検討した。具体的には有機溶媒である炭酸プロピレンに膨潤する強化ゲルを開発した。

リチウムイオンを溶解させた状態で導電率を評価したところ、ゲルマトリクス中でも、ゲル無しの時と同程度の実用的な導電率であることを確認した。機械特性に優れたゲルにするために繊維との複合化を検討し、圧縮破断強度が著しく向上させることに成功した。3) 3次元自由成型の検討強化ゲルについてUVレーザーによる三次元自由成型について検討を行った。具体的にはUVレーザーの局所照射によって合成が可能な系を探索した。その系について、UVレーザー光を3軸方向に走査し、PCからの制御により光のON/OFFが可能な装置を試作した。血管を模倣した強化ゲルの三次元自由造形に成功した。当初の計画に沿って遅滞無く研究を遂行し、新たな現象発見や技術開発に成功した。具体的には、新たなゲル強化法として相互架橋網目ゲル(ICNゲル)の開発に成功した。また、形状記憶ゲルの繊維強化が可能なこと、透明な形状記憶ゲルを合成できることなどを新たに発見した。これらの成果を論文に発表し、一部は特許申請した。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画に沿って遅滞無く研究を遂行していることから、平成24年度についても当初の計画に沿って研究を進める予定である。
ジョセフソン効果と量子ホール効果を基準とした熱力学温度測定技術の開発

産総研では量子電圧雑音源を用いて抵抗の熱雑音を精密に測定することにより、ボルツマン定数を求める技術の開発を行っている。量子電圧雑音源はジョセフソン任意波形発生器により構成され、その出力電圧の振幅はプランク定数h、電気素量e、クロック周波数周波数f、および任意の数値係数で記述できる。この量子電圧雑音源を基準として水の三重点に置かれた抵抗の熱雑音を測定すれば、ナイキストの式からボルツマン定数を求めることができる。現時点では実験から求めた値と2010年CODATA値との間には+(40±20) ppm程度のズレが見られている。ボルツマン定数再定義には不確かさを1/20以下にする必要がある。本研究はナイキストの定理に基づいた世界最高レベルの精度を持つ熱力学温度計の開発を目的とする。本研究実現のためには抵抗温度計の雑音電圧の絶対値を精密に測定するためにジョセフソン任意波形発生器、抵抗温度計、交流抵抗測定システム、温度場および温度プローブを開発する必要がある。ジョセフソン任意波形発生器を同じ条件で長期間連続運転するために専用の機械式冷凍機の開発に取り組んだ。20本の同軸ケーブルによる熱流入のため当初冷凍機が目標温度に到達しなかった。デバッグにほぼ1年費やしたが最終的にはほぼ希望どおりの性能が得られるようになった。年度の後半から並行して液体ヘリウム用のインサートの開発も開始した。抵抗温度計用素子に関しては、目標温度周辺で温度計数が極地を持つ温度計素子を企業と共同で開発した。このような素子を短期間に開発することが可能になった理由は量子化ホール抵抗測定装置を基準とした抵抗評価システムによって、市販の抵抗測定装置の100倍程度の精度で抵抗値を評価することができたためである。今年度開発した交流抵抗測定システムは現時点では熱流入が大きく量子ホール素子の温度が目標温度に到達しないことが問題となっている。温度場、温度プローブの開発も行った。当初室温付近の温度場のみを計画していたが、年度の半ばから水の三重点における測定の準備も開始した。こちらは平成23年度前半に完成する見込みである。データ収集システムに関しては測定データの分解能を最適化したシステムを開発した。データ収集速度(帯域のことではない)が当初目標の1/6程度であり、実用的なシステムを構築するにはデータ収集効率を大幅に改善する必要がある。ボルツマン定数の再定義に向けて水の三重点における抵抗温度計の雑音を精密に測定するためのシステムの開発を行った。実験に必要な構成要素は大きく分けて(1)温度場および温度プローブ、(2)液体ヘリウム用インサート、(3)データ収集システム、(4)JNT用超伝導デバイス、の4つに分類される。(1)に関しては水の3重点を実現するための温度場を作製した。水の3重点測定用に最適化した温度プローブを開発した。前年度作製した抵抗温度計を改良し、4端子抵抗がチャンネル間で異なるという問題点を改善した。(2)液体ヘリウム用インサートに関しては超伝導デバイスを固定し高周波パルスを入力するための部品の改良を行った。前年度に作製した高周波プローバーでは高価な高周波ケーブルが硬くて折れやすいという問題があったが、柔軟なケーブルを用いることにより破損の危険性が小さくなった。さらに、高周波ケーブルが着脱式になったことにより、素子の高周波プローバーへの装着と位置合わせが非常に容易になった。(3)データ収集システムに関しては2チャンネルで2MS/sでデータ収集を行うシステムを開発した。(4)JNT用超伝導デバイスに関しては電圧読み取り端子それぞれに伝達特性をマッチングさせるための抵抗を挿入した素子を開発した。(1)-(3)で述べた要素技術を統合して2つの抵抗温度計を用いたスペクトル強度の比較測定を行うことはできるようになっている。現在、抵抗温度計の雑音スペクトルの強度をジョセフソン任意波形発生器で発生した擬似的白色雑音信号のスペクトルを基準として精密に測定することによりボルツマン定数を決定するための最終的な調整を行なっている。この研究の成果は電気標準の国際会議(CPEM2012、7月、ワシントンDC)で発表することが決まっている。平成25年度は不要電磁雑音の除去に最も注力し、結果として、それまで問題となっていた不要電磁雑音のトーンの多くを除去することに成功した。除去できていない不要電磁雑音についても、除去へ向けた方向性が明確になった。現在のボルツマン定数との差は50ppm程度の結果が得られている。これらの結果はTEMPMEKO2013(マデイラ、ポルトガル)にて報告した。

平成24年度までの研究では、ジョセフソン任意波形発生器によって生成した量子擬似電圧雑音のスペクトルには、1192 kHzの整数倍、2124 kHz付近、および349 kHz付近、91 kHz付近、228kHzの整数倍、268 kHzの整数倍、にEMIのトーンが見られていた。1の192 kHzの高調波はジョセフソン任意波形発生器によって生成した量子電圧雑音のスペクトルにのみ見られていた。これらの高調波はパルスパターン発生器の電源部で発生し、電源ケーブルから放射されていることを突き止めた。電源ケーブルにノイズカットトランスを挿入し、ノイズカットトランスからパルスパターン発生器の筐体の間を平編線でシールドすることにより、これらの高調波を全て除去することに成功した。2124 kHz付近の不要電磁雑音は別の実験室の入り口に設置されたカードキー読み取り装置から放射されていることが判明し、それらの装置を停止することにより完全に除去された。3の系列の不要電磁雑音は全て測定に用いている2台のデジタイザの電源部で一旦直流が交流に変換される際に発生していることが分かった。この系列の不要電磁雑音は量子電圧雑音のスペクトルだけでなく、抵抗温度計のスペクトルにも見られているため、デジタイザをシールドすることにより、この系列の不要電磁雑音トーンは除去されるか強度が抑えられることが分かった。不要電磁雑音除去については電気学会(3月,愛媛大学)にて報告した。2011年に開催された第24回国際度量衡総会では国際単位系(SI)の7つの基本単位のうちキログラム、ケルビン、アンペア、モルの定義をそれぞれプランク定数、ボルツマン定数、電荷素量、アボガドロ定数に基いて同時に改定することが決議された。産総研ではボルツマン定数再定義およびITS-90による温度との差異の再評価を目指してジョセフソン任意波形発生器を用いたJNTの研究に取り組んでいる。ジョセフソン任意波形発生器を用いて擬似電圧雑音信号を基準として、抵抗温度計の発する熱雑音のパワースペクトルを精密に測定するためのシステムの開発を行なった。同期された2チャンネルのアナログ/デジタル変換器をバッテリーで駆動してデータを収集するシステムの論理的なセットアップは完了した。量子疑似電圧雑音源を除いたシステムの動作検証を行うために、上で述べたデータ収集システムで水の三重点(273.16K)に置かれた100Ωの抵抗器の熱雑音のスペクトル強度を基準としてガリウムの融点(約30°C)に置かれた抵抗器のスペクトルを測定し、ガリウムの融点を評価したところ、CODATAで定義されている値と統計的不確かさの範囲内で一致した。このことから量子疑似電圧雑音源を除くシステムは期待通り動作していることを確認した。次のステップとして、量子疑似電圧雑音源の発生するスペクトルを基準強度として水の三重点に置かれた抵抗器の熱雑音のスペクトル強度を測定する精密測定のフェイズに入った。測定の統計的不確かさの典型的値は半日の測定で約20 ppm程度であるが、現時点では測定から求めたボルツマン定数の値と2010年のCODATAで定義されている値のズレ(約80 ppm程度)の方が統計的不確かさよりも大きい状態である。今後このズレの原因を究明し、装置の改善を行う必要がある。昨年度までの熱雑音の測定において、測定から求めたボルツマン定数の値に100ppmオーダーのオフセットが常に観測されていた。
アルポート症候群新規モデルマウスの作出と新たな分子病態の実証および治療法の開発

今回の研究において、遺伝子変異を有するIV型コラーゲンα5鎖(α5(IV)鎖)を発現するトランスジェニックマウスを作成、そのオスをC0L4A5ノックアウトマウス(ヘテロのメス)と交配することにより、変異α5(IV)鎖のみを発現するモデルマウス(オス)を作出することを計画した。先ず、Gly524AspないしGly1196Arg変異を有するα5(IV)鎖を発現するトランスジェニックマウスを作成するためのプラスミドを構築した。マウスC0L4A5遺伝子cDNAにそれぞれの変異を導入し、全コード領域をトランスジェニックマウス作成において頻用されるpCAGGS哺乳動物細胞発現ベクターにサブクローニングした。改変部の塩基配列を確認した後、高純度プラスミドの精製を行った。また、これら2種類のプラスミドをHEK293細胞にトランスフェクションし、その全細胞抽出液に対し抗α5(IV)鎖抗体を用いたウエスダンブロッティング解析を行うことにより、これらのプラスミドが哺乳動物細胞中で発現することを確認した。さらに、マウスC0L4A5cDNA特異PCRプライマーを作成し、前述のα5(IV)鎖導入HEK293細胞から抽出したゲノムDNAにおいてPCRを行い、これらのプライマーがトランスジェニックマウスにおけるジェノタイピングに使用できることを確かめた。以上により、構築した2種類の発現プラスミドがトランスジェニックマウスの作成に有用であると考えられた。
電子ホログラフィによる3Dゲームシステムの構築及び評価

3次元表示技術の一つである電子ホログラフィにおいて,ホログラムの計算にGPUを用い,ホログラムの表示にOpenCVを用いることで,入力から表示までをリアルタイムで行えるシステムを構築した.このシステムを利用して,立体的に配置された物体の並び順を当てるゲームを作成し,被験者にプレイしてもらうことで立体感の評価を行った.その結果,表示する物体の形状によって立体感に有意差が得られることが確認できた3次元表示技術の一つに電子ホログラフィと呼ばれる技術がある.この技術は物体からの光の波面を完全に再現することができるため,究極の3次元表示技術と呼ばれている.この電子ホログラフィのように3次元像を表示する技術は確立されているが,その見え方については「明るい像」や「鮮明な像」といった評価しかされておらず,明確な評価の基準が定められていない.そこで本研究では電子ホログラフィを用いた3Dゲームを作成し,被験者にプレイしてもらうことで見え方の評価を行った.電子ホログラフィを用いるうえで,CGH計算の膨大な計算量が問題となる.そこで,GPUを4枚搭載したMAS-XW56SをCGHの計算に用い,さらに表示デバイスへの表示にOpen CVを用いることで,CGHの計算から表示までをリアルタイムで実現できるシステムを構築した.構築したシステムに3Dゲームを実装し,被験者にプレイしてもらうことで現在の電子ホログラフィにおける再生像の見え方の評価を行った.実装したゲームは,奥行き方向の位置が異なる像を縦,横に並べて配置し,手前から何番目かの像を選ぶというものである.本研究で評価した内容は,縦,横の並びによる見え方の違い,再生像の形状による見え方の違い,再生像の数による見え方の違い,どの程度奥行き方向にずらして配置すれば認識可能であるか,である.このような条件の下で評価実験を行った結果,再生像の形状により有意差が得られ,また,個人によって差があるものの,奥行き方向の認識精度についても評価することができた.今後は得られた結果を基に,電子ホログラフィを用いた実用的な3Dゲームを作成する予定である.また,GPUを搭載した高速計算機をサーバ化することで,インターネットに接続できる環境があれば誰でも高速にCGHを作成できるシステムを作成した.結果,この分野の研究の促進が期待できる.3次元表示技術の一つである電子ホログラフィにおいて,ホログラムの計算にGPUを用い,ホログラムの表示にOpenCVを用いることで,入力から表示までをリアルタイムで行えるシステムを構築した.このシステムを利用して,立体的に配置された物体の並び順を当てるゲームを作成し,被験者にプレイしてもらうことで立体感の評価を行った.その結果,表示する物体の形状によって立体感に有意差が得られることが確認できた本研究では電子ホログラフィ技術を用いたリアルタイム3Dゲームの製作とその評価を目的としており,平成23年度はゲームシステムを完成させる計画であった.平成23年度の研究成果として,電子ホログラフィ技術によるシンプルな3Dゲームシステムを製作することに成功した.しかし,GPGPU用コンピュータとして購入したMAS-XW56Sの演算性能を十分に引き出せておらず,秒間30フレーム(ビデオレート)での動作を考えた場合,現時点ではゲームを構成する物体点数の上限が400点程度となっており,高精細な画像を表示させることは困難である.この点については平成24年度の課題とする.また,光学系を用いて3Dゲームを表示し,10名程度の被験者に約10分間プレイしてもらい,評価実験を行った.ゲームの内容としては,水平方向及び奥行き方向にキャラクターをずらして配置し,制限時間内に奥行き方向への並び順を回答するというものである.この正答率によって奥行き感を感じられているかを確認することができる.評価項目については,「眼精疲労はあるか?」,「奥行き感は得られているか?」の2つに自由記述を加えた簡素なものとした.ゲームの正答率及び評価項目から,ほとんどの被験者が奥行き感を感じられていることが確認できた.しかし,評価項目が2つと少なかったため,適切な項目を追加する必要性があり,被験者数,プレイ時間についても多くする必要がある.以上まとめると,電子ホログラフィ技術によるシンプルな3Dゲームの製作に成功し,評価実験の結果から立体感が得られることが確認できた.これらの成果をまとめ,指導する学生が「情報処理学会第74回全国大会」で講演し,学生奨励賞を受賞した.当初の計画では,平成23年はゲームとしての動作を確認するまでとなっており,光学系での再生及び評価実験は予定されていなかった.しかし,実際にはゲームシステムを制作し,光学系を用いて3Dゲームを表示し,被験者に評価してもらうまでに至っており,当初の計画以上に進展しているように見受けられる.だが,GPGPU用コンピュータの演算性能を十分に引き出せておらず,ゲームを構成する物体点数が少なくなってしまっている.その点を差し引いても,概ね順調に進んでいると考えている.まず,GPGPU用コンピュータの演算性能を十分に引き出すことを目標として研究を行う.現在,演算性能を十分に引き出せていない理由の一つは,環境の変化によるものであると考えている.これまでの環境は32ビットOSであったのに対し,新たに購入したGPGPU用コンピュータは64ビットOSであり,この環境の違いを意識したプログラムにすることで改善される可能性があると考えている.次に,ゲーム内容及び評価項目の見直しを行う.現在のゲーム内容は,奥行き方向の並び順を回答させることで奥行き感を得られているかを確認できるようになっている.

これを,「どのようなゲーム内容にすれば,何が明らかになるか?」という観点に基づいて見直す必要があると考えている.それに応じた適切な評価項目を付け加える必要もある.以上が改善された後,50名程度の被験者に23時間プレイしてもらい評価実験を行う予定である.平成24年度の計画では,50名程度の被験者を募り,3Dゲームを23時間プレイしてもらう予定である.その拘束する時間に対し謝金として2,000円,50名分で100,000円を予定している.また,被験者へのゲームの説明及び評価実験結果のデータ整理を本校学生に依頼する.そのことに対する謝金として100,000円(100150時間)を予定している.平成23年度24年度の成果をまとめ,成果発表の費用(発表旅費,講演費,論文別刷り費等)として200,000円を予定している.
変移する要素間の関係を条件とする組合せ最適化モデル

本研究では,入力要素の値が時間とともに連続的に変移する環境において,要素間の関係が時々刻々と変化するような様々な問題を扱い,数理最適化モデルとして定式化する統一的な手法の検討と,精度の高い近似解及び高速性能を保証するアルゴリズムの開発を目的とする.今年度は,次のような組合せ最適化モデルの形式化および計算量に関する検討を行った.1.WWWは,ウェブページとハイパーリンクから構成されており,ユーザーはハイパーリンクをクリックして次々にウェブページを表示しながらインターネット上を巡回して,目的のページに辿り着く.希望するウェブページへのアクセスを改善するための自然な解決方法は,ブックマークと呼ばれるショートカットリンクを追加することによりリンク構造を変更していくことである.本問題はブックマーク最適化問題として知られているが,近似可能性および近似不可能性に関する結果は示されていなかった.本研究課題においては,近似比(1-1/e)を持つ多項式時間アルゴリズムが存在すること,入力サイズをNとするとき,NP⊆DTIME(N^o(loglogN))でないという仮定の下で,(1-1/e)よりも良い近似比を持つ多項式時間アルゴリズムが存在しないこと,δをある小さな正定数とするとき,より弱いP=NPでないという仮定の下で,(1-δ)よりも良い近似比を持つ多項式時間アルゴリズムは存在しないということを示した.2.仕事の要求列とその要求列の一部を一時的に保存できるソーティングバッファが与えられた時,要求列の一部を置換することにより仕事効率を上げることを目的としたソーティングバッファ最適化問題について,オンラインモデルに対するFIFOアルゴリズムの競合比の上限と,オフラインモデルの計算複雑さを示した.本研究では,入力要素の値が時間とともに連続的に変移する環境において,要素間の関係が時々刻々と変化するような様々な問題を扱い,数理最適化モデルとして定式化する統一的な手法の検討と,精度の高い近似解及び高速性能を保証するアルゴリズムの開発を目的とする.今年度は,次のような組合せ最適化モデルの形式化および計算量に関する検討を行った.1.入力として,平面上にn個の移動物体が与えられる.それぞれの移動物体は,あらかじめ定められた折線上を等速移動するものとする.また,平面上の原点には,ロボット・アームが置かれ,ロボットアームは原点を出発して,移動物体を掴み,原点へと回収するものとする.このとき,できるだけ多くの移動物体を回収するような回収順序・スケジューリングを求めるような最適化問題として形式化した.また,配送計画問題および移動物体に対する巡回セールスマン問題との関連とこれらの問題に関する過去の結果についで調査を行った.2.すべての移動物体が1回以上曲がる折線上を等速移動するような場合には,上記の移動物体回収個数の最大化問題はMAXSNP困難となることを,仕事割当て区間スケジューリング問題(Job Interval Scheduling Problem)からのL還元可能性により示した.このことから,多項式時間近似方式(Polynomial Time Approximation Scheme)が存在することは無く,ある定数近似を保証するようなアルゴリズムしか設計することはできないことを示すことができた.3.移動物体に対する時間制約に関しても検討を行い,一般の場合にはNP困難となることを示した.本研究では,入力要素の値が時間とともに連続的に変移する環境において,要素間の関係が時々刻々と変化するような様々な問題を扱い,数理最適化モデルとして定式化する統一的な手法の検討と,精度の高い近似解及び高速性能を保証するアルゴリズムの開発を目的とする.今年度は,次のような組合せ最適化モデルの形式化および計算量に関する検討を行った.1.入力として,平面上にn個の移動物体が与えられ,それぞれの移動物体は,あらかじめ定められた折線上を等速移動するものとする.また,平面上の原点には,ロボット・アームが置かれ,ロボット・アームは原点を出発して,移動物体を掴み,原点へと回収するものとする.このとき,できるだけ多くの移動物体を回収するような回収順序を求めるような最適化問題として形式化し,すべての移動物体が1回以上曲がる折線上を等速移動するような場合には,上記の移動物体回収個数の最大化問題はMAXSNP困難となることを示した.また,直線上を移動する場合には多項式時間で最適解を求めることができることを示した.これらの結果は,ICTCS2005において公表を行った.2.移動物体に対する時間制約に関しても検討を行い,すべての移動物体が直線上を移動したとしても,一般の場合にはNP困難となることを示した.また,円周上を物体が移動する場合の計算複雑さと近似可能性についても示すことができた.この結果については,WMSCI2005において公表を行った.3.高次について分類が困難であるようなデータ集合に対して,正データを分類する問題について検討を行った.より具体的には,正データが含まれる割合,密度を入力として指定し,指定された密度以上に正データが含まれるバンプ領域を見つけることを目的関数とする最適化問題として定式化し,確率的決定木を利用したアルゴリズムを提案した.本研究では,入力要素の値が時間とともに連続的に変移する環境において,要素間の関係が時々刻々と変化するような様々な問題を扱い,数理最適化モデルとして定式化する統一的な手法の検討と,精度の高い近似解及び高速性能を保証するアルゴリズムの開発を目的とする.今年度は,次のような組合せ最適化モデルの形式化および計算量に関する検討を行った.1.探索者が未知グラフの全ての頂点を訪問することで頂点の隣接構造を調査するモデルを検討した.探索者は辺の存在とその長さをその端点を訪れるまで判らないとする.

このように,局所的な情報が時々刻々と与えられるオンライン環境で,探索者はできるだけ短い経路を通ることにより全ての頂点と辺を調査して,出発点まで戻って来なければならない.本研究課題では,このオンライン環境における経路最適化問題に対するオンラインアルゴリズムの設計とその競合比解析を行い,研究成果をSOFSEM2007で公表した.2.ディスク・メモリ間のページ単位でのデータ転送回数の最適化問題は,オンライン計算モデルとして定式化されることが多く,ページング問題と呼ばれる.本研究課題では,このブロック単位のデータ転送をオフライン計算モデルとして定式化する.オフライン計算モデルとして定式化した場合には,アクセスするデータ構造のディスク上での配置,すなわち,ブロック単位への効率の良いデータ分割により,全体のデータ転送遅延を小さくすることが目的となる.本年度は,有向非巡回グラフを対象として,ブロック転送問題に対する近似アルゴリズムを設計し,CIAC2006で公表した.3.高次について分類が困難であるようなデータ集合のバンプ領域を求めることを目的とした最適化問題に対して,テストサンプル法とブートストラップ法のメリットを併せ持つ方法を提案し,解精度について詳しく調べた.一連の成果を論文誌と国際会議で公表した.本研究では,入力要素の値が時間とともに連続的に変移する環境において,要素間の関係が時々刻々と変化するような様々な問題を扱い,数理最適化モデルとして定式化する統一的な手法の検討と,精度の高い近似解及び高速性能を保証するアルゴリズムの開発を目的とする.今年度は,次のような組合せ最適化モデルの形式化および計算量に関する検討を行った.1.WWWは,ウェブページとハイパーリンクから構成されており,ユーザーはハイパーリンクをクリックして次々にウェブページを表示しながらインターネット上を巡回して,目的のページに辿り着く.希望するウェブページへのアクセスを改善するための自然な解決方法は,ブックマークと呼ばれるショートカットリンクを追加することによりリンク構造を変更していくことである.本問題はブックマーク最適化問題として知られているが,近似可能性および近似不可能性に関する結果は示されていなかった.本研究課題においては,近似比(1-1/e)を持つ多項式時間アルゴリズムが存在すること,入力サイズをNとするとき,NP⊆DTIME(N^o(loglogN))でないという仮定の下で,(1-1/e)よりも良い近似比を持つ多項式時間アルゴリズムが存在しないこと,δをある小さな正定数とするとき,より弱いP=NPでないという仮定の下で,(1-δ)よりも良い近似比を持つ多項式時間アルゴリズムは存在しないということを示した.2.仕事の要求列とその要求列の一部を一時的に保存できるソーティングバッファが与えられた時,要求列の一部を置換することにより仕事効率を上げることを目的としたソーティングバッファ最適化問題について,オンラインモデルに対するFIFOアルゴリズムの競合比の上限と,オフラインモデルの計算複雑さを示した.
「反省的で生産的な批判的思考力」を育む国語科授業モデル構築のための実践的研究

新学習指導要領では、予測困難なこれからの社会において、互いの個性や多様性を大切にしつつ、協同で問題を解決していくことのできる子どもの育成が求められている。その中核をなす資質・能力の1つが、「反省的で生産的な批判的思考力」である。本研究では、その育成の中心を担う国語科授業、とりわけ論理的文章の読みの授業を対象に、反省的で生産的な批判的思考力育成のための授業モデルを構築する。そのために、上記の批判的思考が発揮された姿を論理的文章の読みの技能へと具体化し、その学習過程を解明したうえで、継続的な授業開発と効果検証を行う。カリキュラムや教師の役割にまで考察の幅を広げ、授業モデルとしての集約を目指す。
敗血症における硫化水素吸入による治療効果に関する研究―分子細胞学的検討―

マウス敗血症モデルにおける硫化水素吸入療法の効果について検討した。その結果、LPS腹腔内投与による敗血症に対し硫化水素吸入は、その生存率を改善させた。さらに炎症性サイトカインのmRNAの発現も著明に抑えた。また、神経細胞におけるHMGB1の細胞質への移動については、硫化水素吸入により抑える傾向が認められた。この結果から、敗血症における硫化水素吸入療法はHMGB1の細胞質への移動ならびに炎症性サイトカインを抑制することでその生存率を上げることが示唆された。マウス腹腔内に大腸菌リポポリサッカライド(LPS)を投与することにより発症する敗血症に対し、硫化水素吸入療法による生存率改善ならびに肝保護効果のメカニズムを検討することを目的として以下の実験をおこなった。マウスに10mg/kgのLPSを腹腔内投与し、その後に硫化水素80ppm5時間吸入させたところ、96時間目の生存率の改善ならびに肝機能の維持効果が認められた。さらに、硫化水素ドナーであるGYY4137の腹腔内投与による、LPS投与後敗血症による生存率への影響は、硫化水素吸入療法の生存率改善効果には及ばなかったが、対照群と比較し有意に改善効果が認められた。LPS腹腔内投与による敗血症の病態には炎症性サイトカインの放出に伴う各種臓器の炎症性臓器障害が関与しているといわれている。そこで硫化水素吸入療法による炎症反応への影響を検討したところ、LPS腹腔内投与により肺と肝臓での炎症性サイトカインの発現増加が認められたが、硫化水素吸入療法群では炎症性サイトカインの増加は抑えられた。これらのことから、LPS腹腔内投与による敗血症モデルでは、その臓器障害を引き起こす炎症反応は炎症性サイトカインの放出増加がその一因を担っており、硫化水素吸入による敗血症性臓器障害の改善効果は炎症性サイトカイン放出の抑制効果が関わっていると思われた。また、硫化水素吸入療法に代わる治療として、硫化水素ドナーの全身投与など毒性の少ない治療法の可能性が示唆された。硫化水素は生体内ガス分子として様々な生理学的機能を発揮しているが、特にその抗炎症効果は強力で様々な病態に影響を及ぼすと考えられている。今回は、マウスの腹腔内にグラム陰性桿菌の外膜にあるリポポリサッカライド(LPS)を投与することによる敗血症モデルを用い、その生存率、肝臓でのオートファジー発現ならびにアポトーシスに対する硫化水素吸入療法の効果を検討した。<方法>マウス(雄性B57/BL6、8週齢)の腹腔内にLPSを投与し、その直後から硫化水素80ppmを5時間吸入させる硫化水素吸入群と対照群(吸入なし)とに分け比較検討した。さらに、硫化水素吸入から12時間後にマウスの肝臓を採取し、パラフィン切片を作成しオートファジーに関わる蛋白であるLC3ならびにアポトーシスに関わる活性型カスパーゼ3を免疫染色し、両群間で比較検討した。<結果>LPS投与後の生存率では、対照群ではLPS投与後48時間目に15%であったが、硫化水素吸入群で95%であった。さらに肝臓におけるLC3の発現は、硫化水素吸入群で多く発現する傾向が認められたが、有意な差ではなかった。また、活性型カスパーゼ3の発現では、対照群と比較して硫化水素吸入群で有意に活性型カスパーゼ3陽性細胞が少なかった。<結論>以上のことから、LPS腹腔内投与により肝臓でのカスパーゼの活性が増加し、肝障害が発症するが、硫化水素の吸入によりカスパーゼの活性化が抑えられた。その結果、LPS投与後48時間目の生存率は、硫化水素吸入群で高くなったかもしれないことが示唆された。マウス腹腔内にLPSを投与する敗血症モデルを用い、硫化水素吸入療法による生存率改善効果について、敗血症に伴うHMGB1の漏出に対する影響を検討した。HMGB1の漏出については、脊髄における神経細胞のHMGB1漏出を解析した。その結果、マウス腹腔内にLPSを投与する敗血症モデルでは脊髄神経におけるHMGB1の核外移動(細胞質への移動)が認められたが、硫化水素吸入療法群ではHMGB1核外移動は少なかった。しかしながら、両群ともに明らかなHMGB1細胞外漏出は認められなかった。これらのことから、敗血症の病態における硫化水素吸入療法は、核内のHMGB1が細胞質に漏出することを抑制する可能性がある。集中治療医学大腸菌由来リポポリサッカライド(LPS)のマウス腹腔内投与による敗血症モデルに対する硫化水素吸入療法の効果ならびにその作用機序を検討した結果、炎症性サイトカイン放出抑制効果がその一因ということが示唆される実験結果を得ることができ、これは当初の計画通りに進んでいることから、概ね順調と判断した。マウス敗血症モデルを用いその生存率に及ぼす硫化水素吸入療法の効果について検討した結果、当初の予測のごとく生存率を改善させた。そのメカニズムを検討する目的で、まず肝臓でのアポトーシスの発現を比較し、その有意さも確認できた。

さらに新たな発見として、肝臓でもオートファジーが硫化水素群で微増していたことから、肝臓の再生にも多少影響を及ぼしていた可能性がある。これらの結果から、当初の計画が概ね順調であると判断した。今後は、硫化水素による炎症性サイトカイン放出抑制の分子生物学的機序について検討する。マウス敗血症モデルにおいて、硫化水素吸入がその生存率を上げたことならびに肝臓におけるカスパーゼ3活性を抑えたことを示した。今後は、肝臓のみならず、LPS投与後の肺、心臓および脳におけるカスパーゼ3活性の変化ならびに硫化水素吸入によりどのように修飾されるか検討する。さらにカスパーゼ3活性化の抑制効果について、分子生物学的検討(カスパーゼ3の翻訳後修飾)を行い、その分子的メカニズムにアプローチする。マウスLPSモデル作成における動物購入および飼育費、肺、心臓および脳におけるカスパーゼ活性の測定、カスパーゼ発現の免疫染色における薬物、器具などの購入、ならびにカスパーゼの翻訳後修飾の検討に用いる器具などの購入に使用する。
アメリカにおける「教職専門職基準」の策定とそのインパクトに関する研究

「全国教職専門職基準委員会」(NBPTS)により策定された、専門職としての「教職基準」(Teaching Standards)の具体的な内容とそれがどのように運用されているのかを明らかにした。「基準I:生徒の知識」「基準II:公正、公平、そして多様性」「基準III:学習環境」「基準IV:教育のデザインと実施」「基準V:読解と鑑賞」「基準VI:筆記と創作」「基準VII:スピーキングとリスニング」「基準VIII:言語研究」「基準IX:探究」「基準X:評価」「基準11:協働」「基準12:唱道」こうして、NBPTSは資格証明の活動を開始し、これらの基準に合致した教師を「全国委員会による資格証明された教師」(National Board Certified Teachers=NBCTs)として認定している。このようなプロセス、方法において認定された教師(NBCTs)の数は年々増加し、2018年現在118,000名以上となっており、これは全米公立学校教師の34%である。「全国教職専門職基準委員会」(NBPTS)の教職基準は、多くの学区において現職教師の職能開発のための研修に、また大学においては教員養成プログラムに組み込まれている。さらには、各州独自の教職基準にインパクトを与え、それは州認可の養成プログラムや免許更新・上進に連動したものとなっている。収集した関連文献・資料を分析し、また10日間のフィラデルフィア市でのフィールドワークを実施することができた。そして、それらを踏まえて「教職基準」(Teaching Standards)の具体的な内容とそれがどのように運用されているのかを明らかにした。さらに、「教職基準」の意義と課題について考察した。アメリカ(the US)においては、1980年代半ば『危機に立つ国家(A Nation at Risk)で深刻な学力低下が報告され、それらの問題解決を図るために本格的な教師教育の改革が展開される。「全国教職専門職基準委員会」(NBPTS)は1987年に設立された。そして、1989年に『教師が知らなければならない、また出来なければならないこと』を刊行し、その中で「教職に対する5つの中核提言」(Five Core Propositions for Teaching)を提示した。5つの提言は以下の通りである。「提言1:教師は、生徒と彼らの学習に専念する」「提言2:教師は、教える教科とその教科の生徒への教え方を知っている」「提言3:教師は、生徒の学習を管理し、点検する責任を持っている」「提言4:教師は、自分の実践を体系的に考察し、また経験から学ぶ」「提言5:教師は、学習共同体のメンバーである」この「5つの提言」は、教職の専門職としてのビジョンであり、熟達した(accomplished)教師を特徴付ける知識、技能、資質、信念、責務等の枠組みである。そして、NBPTSをはじめとして幾つかの教職関連団体が「教職専門職基準」を策定していく。これらの「教職スタンダード」は教職の専門的力量のビジョン、方向性、教師としての専門性の基本的な枠組みであり、一連の教師教育に影響を与えていく。関連する文献・資料を収集分析し、「全国教職専門職基準委員会」(NBPTS)を中心に、教職専門職基準の策定について、その歴史的背景を探ることが出来た。そしてそれは、各州の「教職スタンダード」(Teaching Standards)を策定する際参考とされ、教員養成プログラム、採用、研修、免許制度等、州の一連の教師教育の指針となっていることが分かった。ただ手術入院したため、体調を考慮して、当初の計画であったアメリカ・フィラデルフィア市のフィールド・ワークを実施することはできなかった。昨年度の文献・資料を分析して得られた知見をもとに、不明な点を明らかにする。

そして、「全国教職専門職基準委員会」(NBPTS)の教職基準を中心にその内容と運用、課題等について詳細かつ具体的に探って行きたい。その際、昨年度はできなかったが、平成30年度はアメリカ(フィラデルフィア学区)に10日間ほど滞在してフィールド・ワークを実施する。平成29年度は、手術入院しその後職場には復帰したが、体調を考慮してアメリカでのフィールドワークを断念した。その結果、海外旅費を使用しなかったため次年度使用額が生じた。平成30年度は体調も回復したことから、アメリカ(フィラデルフィ学区)へ調査研究のために当初計画より長期間滞在し、フィールドワークを実施する予定である。初年度(平成29)術後の体調を考慮し、海外の調査(フィラデルフィのフィールドワーク)を中止した。それが当該年度(平成30)に持ち越された。そのため、当該年度(平成30)請求額は超えたものの次年度使用額が生じた。今年度(平成31)は最終年度に当たり、それらを国内外の調査研究のための出張、備品の購入等に使用したい。
スーパーカミオカンデにおける反電子ニュートリノを用いた宇宙素粒子の探究

超新星背景ニュートリノ(SRN)解析のエネルギー領域(1680MeV)のうち低い領域(<20MeV)における主なバックグラウンド(BG)は宇宙線ミューオンによる核破砕事象と大気ニュートリノ中性カレント(NC)反応から生じる原子核脱励起ガンマ線であるが、後者は^160原子核に対するNCの断面積と残存原子核の脱励起ガンマ線のスペクトルの双方の不定性のために、モンテカルロ(MC)シミュレーションのみに頼った見積もりには限界がある。本研究では長基線ニュートリノ振動実験であるT2K(Tokai to Kamioka)実験が大気ニュートリノの典型的なエネルギーとほぼ同じエネルギー(600MeV)の人工ニュートリノを用いていることに着目し、SKで見えているはずのT2Kビーム起源の低エネルギー(<30MeV)事象を探索した。BGを可能な限り除去した結果、計20のT2Kビーム起源の低エネルギー事象を同定することができた。系統誤差の評価を行った後、同解析結果を用いて、SRN探索における大気ニュートリノ起源バックグラウンドの見積もりを行った。その結果、T2Kの統計目標相当のデータを用いれば、バックグラウンドの精度良い差引きが可能となり、最終的にはガドリニウムを入れたSKにおいて3σ以上でSRNシグナルを発見できることを示した。また一方で、NC事象の観測事象を基にステライルニュートリノ探索も行い、T2K実験で将来的に予想される感度を見積もった。本研究では上記の研究の他に、大統一理論が予言する磁気単極子の探索のためのシミュレーションの改良も行った。得られた上限値は地上実験としては世界最高感度であり、結果をまとめた論文を物理誌に投稿した。従来SKにおけるSRN解析では、大気ニュートリノ起源のバックグラウンドについては、よく知られているミューニュートリノに由来する崩壊電子事象と電子ニュートリノに由来する電子事象の2つのバックグラウンドのみを考え、他の可能性を度外視した上で発見感度を見積もってきた。しかし、今回の解析により最も大きなバックグラウンドは上記の2つではなく、中性カレントによる脱励起ガンマ線であることが判明した。だが一方で、T2Kのデータを適切に活用すればこのバックグラウンドを十分な精度で見積もり、SKのSRN発見感度を3σ以上に保つことができることを立証した。したがって、本研究は当初の計画以上に進展しているといえる。T2K実験でSKにおけるステライルニュートリノ探索では、ビームニュートリノのフラックスと中性カレントの反応断面積の不確定性が探索感度を決めている。これらの不確定性は加速器の近傍にSKと同様の水チェレンコフ検出器を設置することにより、2つの検出器の間で相殺させることが可能である。SKはT2Kのビーム中心から2.5°離れているが、この検出器で期待されるニュートリノのスペクトルがSKで振動がない場合に期待されるスペクトルと同等になるためには、ビームの中心に近すぎない場所に設置する必要がある。ただし、距離が離れるほど統計的には損失を被り、また振動なしの近似も悪くなるため、数kmの位置が最適となる。このような検出器の設置はT2Kにおける他の振動解析においても系統誤差の削減に大きく寄与することが期待される。超新星背景ニュートリノ(SRN)解析のエネルギー領域(1680MeV)のうち低い領域(<20MeV)における主なバックグラウンド(BG)は宇宙線ミューオンによる核破砕事象と大気ニュートリノ中性カレント(NC)反応から生じる原子核脱励起ガンマ線であるが、後者は<16>^O原子核に対するNCの断面積と残存原子核の脱励起ガンマ線のスペクトルの双方の不定性のために、モンテカルロ(MC)シミュレーションのみに頼った見積もりには限界がある。本研究ではニュートリノ振動現象の全容解明を目指す長基線実験であるT2K(Tokai to Kamioka)実験が大気ニュートリノの典型的なエネルギーとほぼ同じエネルギー(600MeV)の人工ニュートリノを用いていることに着目し、SKで見えているはずのT2Kビーム起源の低エネルギー(<20MeV)事象を初めて探索した。BGが特に検出器の壁際に多いことを利用した除去アルゴリズムを開発し、可能な限り除去した後実際にT2Kビーム起源の低エネルギー事象を同定することができた。この結果を基にMCをチューニングし、系統誤差の評価を行っている。本研究では上記の研究の他に、大統一理論が予言する磁気単極子の探索アルゴリズムの開発も行った。徹底的なBG除去の結果、磁気単極子の発見には至らなかったものの、得られた上限値は、典型的な値であるパーカー限界を7桁以上上回り、古い中性子星のX線過剰からもたらされる上限値の中で最も厳しい場合(パイ中間子凝縮が起こっていない場合)の値を1桁上回り、事実上世界最高となった。

系統誤差の評価を行った後、同解析結果を用いて、SRN探索における大気ニュートリノ起源バックグラウンドの見積もりを行った。その結果、T2Kの統計目標相当のデータを用いれば、バックグラウンドの精度良い差引きが可能となり、最終的にはガドリニウムを入れたSKにおいて3σ以上でSRNシグナルを発見できることを示した。また一方で、NC事象の観測事象を基にステライルニュートリノ探索も行い、T2K実験で将来的に予想される感度を見積もった。本研究では上記の研究の他に、大統一理論が予言する磁気単極子の探索のためのシミュレーションの改良も行った。得られた上限値は地上実験としては世界最高感度であり、結果をまとめた論文を物理誌に投稿した。従来SKにおけるSRN解析では、大気ニュートリノ起源のバックグラウンドについては、よく知られているミューニュートリノに由来する崩壊電子事象と電子ニュートリノに由来する電子事象の2つのバックグラウンドのみを考え、他の可能性を度外視した上で発見感度を見積もってきた。しかし、今回の解析により最も大きなバックグラウンドは上記の2つではなく、中性カレントによる脱励起ガンマ線であることが判明した。だが一方で、T2Kのデータを適切に活用すればこのバックグラウンドを十分な精度で見積もり、SKのSRN発見感度を3σ以上に保つことができることを立証した。したがって、本研究は当初の計画以上に進展しているといえる。T2K実験でSKにおけるステライルニュートリノ探索では、ビームニュートリノのフラックスと中性カレントの反応断面積の不確定性が探索感度を決めている。これらの不確定性は加速器の近傍にSKと同様の水チェレンコフ検出器を設置することにより、2つの検出器の間で相殺させることが可能である。SKはT2Kのビーム中心から2.5°離れているが、この検出器で期待されるニュートリノのスペクトルがSKで振動がない場合に期待されるスペクトルと同等になるためには、ビームの中心に近すぎない場所に設置する必要がある。ただし、距離が離れるほど統計的には損失を被り、また振動なしの近似も悪くなるため、数kmの位置が最適となる。このような検出器の設置はT2Kにおける他の振動解析においても系統誤差の削減に大きく寄与することが期待される。
分子生物学的手法を用いて腎症候性出血熱の診断法及びワクチン開発

本年度は組み換えワクチン作製に際しての基礎的データを得るためにワクチニアウイルスと動物細胞の発現ベクターを用いてMセグメントの培養細胞での発現を行った。更にハンタウイルスの性質を明らかにするためにB1株のLセグメントの塩基配列も明らかにした。まずワクチニアウイルスの発現系としてPAK10にMセグメントの全コーディング領域を組み込み、TK^-細胞に挿入し、ワクチニアウイルスを感染後、組み換えワクチニアウイルスのクローニングを行った。得られた組み換え体のG1やG2タンパク質のいずれの発現も認められなかった。次にかなり強力な発現ベクターpEF-BOSを用いて同じMセグメントの全コーディング領域をVeroE6中で発現させた時、ウイルス感染時と損色のない量のG1とG2タンパク質の発現が認められた。ウイルスのタンパク質が細胞毒性を示すためか、一時的な発現はできるが安定的な発現を示す細胞を得ることはできなかった。既に報告したようにハンタウイルスの持続感染細胞の中にはLセグメントの発現のみが認められるものがある。又、LセグメントはRNA依存のRNAポリメラーゼをコードしていると予測されている。そこでこのLタンパク質の発現もしくは活性を抑制することによりHFRSの治療効果が得られる可能性がある。従ってまずLタンパク質の性質を明らかにするための塩基配列を明らかにした。B1株のLセグメントは6533塩基からなり、2151アミノ酸の1本鎖のポリペプチドをコードしていた。このペプチドのほぼ中央にRNAポリメラーゼのモチーフが認められ、さらにN末近くにCAP結合タンパク質のモチーフが認められた。このことからインフルエンザウイルスと同様のメカニズムでmRNAを合成している可能性が示唆された。(1)HFRSウイルスは増殖能が低く、大量のウイルスを単離することはかなり困難であるので、これまでの方法では遺伝子のクロ-ニングは不可能であった。そこで遺伝子増幅法(PCR)を用い、大腸菌にたよらない新たなクロ-ニングシステムを開発した。(2)HFRSウイルスには、アポデムス型、ラット型、クレスリオノミス型、ミクロタス型の少なくとも4種類の血清型が存在している。これまでに明らかになっているアポデムス型、ラット型、クレスリオノミス型ウイルスのMゲノムセグメントの遺伝子配列と我々が明らかにしたラット型ウイルスのBー1株とを比較した結果、それぞれおよそ70%、97%、55%の相補性を示した。さらに血清型に対して特異的な変異部位が存在することも明らかにした。この変異部位は宿主特異性や感染性に関与している可能性も示唆された。(3)Bー1株とHantaan株のウイルスゲノムRNAの構造の比較を行い、その遺伝子配列をもとに適切なプライマ-を合成し、それを用いてウイルスのゲノムを検出するPCR法を確立した。Bー1株とHantaan株に感染したマウスの白血球を材料とし、遺伝子診断を行った結果、感染後1週間でウイルスゲノムが検出された。これにより抗体検出よりも感染初期の診断が可能となった。更にこの診断において血球のサンプリングの方法により検出感度の変わることも明らかとなった。即ち採血時のヘパリンの使用はリバ-ストランスクリプタ-ゼの活性を阻害することから、ヘパリンのかわりにEDTAを用いることによりさらによい結果を得ることができた。腎症候性出血熱ウイルスB-1株のMセグメントのクロ-ニングと全塩基配列については昨年報告した。今年は更にSとLセグメントのクロ-ニングと全塩基配列をMセグメントと同様の方法で決定した。(1)本年は組換えワクチンを作製すべくB-1株のMセグメントをまずワクチニアウイルスへ組込んだ。B-1G1S-Sa1(18/39)、B-1G1L-Sa1(1990/1968)、B-1G2S-Sa1(1975/1994)、B-1G2L-Sa1(3464/3444)の4種類のプライマ-を合成した。これらのプライマ-の5末端にはそれぞれSa1Iリンカ-を予め合成時につないでおいた。G1とG2の両タンパク質を発現させるためにはB-1G1S-Sa1とB-1G2L-Sa1のプライマ-の組合せによりPCRを行った。G1だけの場合はB-1G1S-Sa1とB-1G1L-Sa1、G2だけの場合はB-1G2S-Sa1とB-1G2L-Sa1の組合せで行った。これらのPCR産物をPAK10のSa1I部位に組込み、大腸菌で増幅後、TK細胞に導入し、ワクチニアウイルスを感染させそのウイルスへの組込みを行った。現在この組換ワクチニアウイルスクロ-ンをサザンブロットで解析し更にその中で発現しているものをウェスタンブロッティングで検索中である。(2)Sセグメントシ-クエンスの結果同じ血清型のSR-11とは98.4%、Hantaan株とは83.2%、Hallnas株とは61.7%のアミノ酸シ-クエンスのホモロジ-を示した。又DNAのホモロジ-からHantaan株からB-1株そしてフレ-ムシフトによりSR-11株に進化したものと考えられる。更に血清型に対して特異的に変位する部位が1内至2ヵ所存在した。Lセグメントの場合Hantaan株とは83.0%、Hallnas株とは73.5%のアミノ酸シ-クエンスのホモロジ-を示した。このことはHantavirusにおいてLセグメントが最も保存されていることを示している。更にRNA依存RNAポリメラ-ゼの活性中心と予測される部位の保存性は非常に高かった。