hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
標的酵素の立体構造に基づく新型アルドース還元酵素阻害剤の開発

本研究では、標的酵素の立体構造に基づいた分子デザインにより、新規ALR2阻害剤候補としてbotryllazine B類、プテリン-7-カルボキサミド類、GFP発色団モデルの3つのクラスを見出した。これらの何れにおいても酵素との特徴的な相互作用が観測され、かつ非常に高い阻害活性と副作用軽減の鍵となるLeu300との相互作用が観測された。従ってこれらの化合物群は副作用の少ない糖尿病合併症治療薬へと展開可能であることを明らかにした。初年度の実験手法の変更により酵素活性評価に遅延が発生していたが、平成26年度中に評価方法を確立し、速やかな酵素活性評価を行えるようになった。その結果遅延はほぼ解消し、予定通り研究を進められるようになっただけでなく新たな鍵構造の発見にも繋がった。複素環化学次年度は、これまでに開発してきた阻害剤候補化合物の標的酵素選択性を評価する。具体的には腎臓等で解毒に関わっているアルデヒド還元酵素(ALR1)に対するアルドース還元酵素(ALR2)の選択性を評価する。またX線結晶構造解析についても引き続き検討する。これらの研究をとおして、臨床段階へ提供可能な糖尿病合併症治療薬候補を開発する。「高い生理活性を示す新規化合物の合成」、「標的酵素への結合を量子化学的手法によりシミュレート」は計画通り進行し、これにより次の分子設計に繋がる重要な知見を得ることができた。しかし、酵素活性評価について、予定していた機器が円安の影響で高騰し、購入できなかったため、計画していた高速スクリーニングができず、従来より行われている評価法を用いているため生理活性試験が予定より遅れている。試薬・機器等を値引き額で購入できたため生じた差額である。今後は6位の置換基効果をより詳細に検討するために、誘導体を多数合成し、それらのアルドース還元酵素阻害活性を評価する。あわせて、合成化合物の標的酵素への結合の様子を量子化学的手法によりシミュレートし、実測の阻害活性と構造との相関について検討する。その後、高い阻害活性を示した化合物について、標的酵素との複合体のX線結晶構造解析を行う。また、類似酵素であるアルデヒド還元酵素に対する合成した化合物の阻害能評価も行い、標的酵素への選択性について検討する予定である。試薬等の消耗品として使用する予定である。申請時に購入を計画していた機器(計上額1,200千円)が型落ちのため取り扱い中止となっており、代替機器を探したが、いずれも予定を大幅に超える額(2,5003,000千円)であったため、一旦購入を中止し、機器分と関連消耗品分を次年度に繰り越した。高速スクリーニング可能な代替機器の購入を検討しているが、機器選定と購入に時間がかかるようであれば、従来法での活性評価に切り替える。なお、従来法では当初の計画よりも使用する酵素量(評価対象化合物1つあたり10千円程度)が10倍となるため、酵素の購入、ならびに活性評価用消耗品の購入のために繰り越し分と次年度分とを併せて使用する予定である。またこの場合一部外注での測定が必要となるため、その費用にもあてる。
日本におけるゼロ・トレランスの有効性と課題の実証的研究

これまでゼロ・トレランスに関する先行研究は、賛否ある議論を交えながら、多角的な視点から研究が進められてきた。一方で、ゼロ・トレランス理念に基づく生徒指導を実践している学校の生徒や教師を調査対象とし、そこからゼロ・トレランスの有効性や課題を明かにしている研究は少ないのが現状である。そこで、本研究では、日本におけるゼロ・トレランスに理念に基づく生徒指導の有効性と課題を生徒への質問紙調査、教師への質問紙調査・インタビュー調査を通して実証的に明らかにすることを目的としている。本年度は、1管理職教員へのインタビュー調査、2生徒への質問紙調査、3教師への質問紙調査を実施した。1の管理職教員へのインタビュー調査では、主にゼロ・トレランス導入の経緯、運用の在り方、導入後の有効性と課題がどのような点にあるかを調査した。管理職教員へのインタビュー調査で得られた知見とこれまでのゼロ・トレランスの先行研究とを整理しながら、2生徒への質問紙調査、3教師への質問紙調査の質問項目を準備した。2の生徒への質問紙調査、3の教師への質問紙調査では、生徒・教師それぞれがゼロ・トレランス理念に基づく生徒指導の有効性や課題をどのように捉えているかを調査した。調査結果の考察については、現在進めているところである。来年度以降は、2生徒への質問紙調査、3教師への質問紙調査の研究成果を学会発表、論文執筆を通してまとめていく予定である。また2生徒への質問紙調査、3教師への質問紙調査からの知見を基に、教師へのインタビュー調査を進めていく予定である。本年度は、調査初年度であったことから、改めて調査協力校を訪問し、本研究の調査の趣旨を説明した上で、1管理職教員へのインタビュー調査、2生徒への質問紙調査、3教師への質問紙調査を実施した。調査協力校の全てが遠方であったこと、また生徒への質問紙調査が約2000名の規模になったため、その集計にかなりの時間を要したことから、本年度計画していた研究成果の発表までには至らなかった。しかし、調査初年度に調査協力校と綿密な打ち合わせを実施できたことで、今後円滑に調査を進められるものと考える。また本年度実施予定であった調査は、既に集計も終えており、現段階では最終的な考察を進めている段階にある。来年度は、昨年度実施した生徒への質問紙調査、教師への質問紙調査の結果について、学会発表・論文執筆を行い、研究成果の発信を行う予定である。また今後の予定として、教師へのインタビュー調査を実施する予定であるが、既に調査依頼は済んでいることから、研究計画通りに調査を進めていく予定である。次年度使用額が生じた理由は、当初参加を予定していた本研究に関わる学会の開催地が、調査者の勤務地近くで行われたことから旅費の費用が少額で済んだためである。使用計画としては、学会参加旅費、調査旅費として使用する予定である。
カーネル多変量解析に基づく大自由度非線形力学系の縮約表現

本研究課題ではRANSACアルゴリズムを用いて測地線距離の誤推定を防ぐことによってISOMAPを改良した多様体学習法を提案した。それを水滴落下の現象論的モデルであるバネ.質点系モデルの数値シミュレーションデータに適用し、従来のISOMAPでは解析が困難であった折り畳まれた紐状の多様体に対して適切な座標系を与え、その座標系を用いて新たにポアンカレ写像を得た。さらに、実際の水滴落下装置を作成し、水滴の落下間隔の実験データからポアンカレ写像の再構成に成功した。本年度では、まず水滴落下の実験系を構築した.水滴を落とすために蛇口の代わりにビュレットを用い、外部で大きな水槽を設置することで水面の高さをコントロールできるようにした。そして、レーザーセンサーを用いて水滴の落下間隔を計測すると共に高速度ビデオカメラを用いて水滴の時空間パターンも詳細に観察した。ビュレットの水面の高さを調整することによって周期運動からカオスへ遷移する様子を見ることができたが分岐現象を確認することは出来なかった。これはビュレットの口径が小さすぎて水の粘性が大きすぎたことが原因であると思われる。また、産総研の赤穂氏と共にRANSACアルゴリズムを用いて測地線距離の誤推定を防ぐことによってISOMAPを改良した多様体学習法を提案した。それを水滴落下の現象論的モデルであるバネ-質点系モデルの数値シミュレーションデータに適用した。従来のISOMAPでは解析が困難であった折り畳まれた紐状の多様体に対して適切な座標系を与え、その座標系を用いて新たにポアンカレ写像を得ることができた。そしてリアプノフ指数や位相エントロピーなどの力学系の不変量がこの新たな写像を用いて正しく計算されることを確認した。その結果を赤穂氏や鹿児島大学の秦氏らと共著で電子情報通信学会の非線形問題研究会(於東京)で発表した。高速度ビデオカメラを用いた観察により、流量が大きくなると共に水滴が水平方向に揺れる現象が観察された。そこで、秦氏ど水滴の水平方向への振動も考慮したバネ-質点系モデルの修正についても検討を行った。本年度では、非線形性の強い紐状多様体に対しても適用できる様にISOMAPを修正した学習手法(RANSAC-ISOMAP)を提案し、水滴カオス系のシミュレーションデータに応用した結果をICANN2011(ヘルシンキ)で発表した。実際の非線形動力学の実験では、しばしば系の状態変数を直接には観測できない。例之ば、水滴落下現象では落下直前の水滴の質量が適切な変数であるが、実験では計測できるのは水滴の落下時間間隔τのみであり、τの時系列からは系の動力学法則を適切に記述することができない。そこで、状態変数の代理となる変数を多様体学習による座標系から構成することを試みた。そして、水滴系の数理モデルによるシミュレーションデータ、さらに実際の水滴落下実験系の時系列データ双方に提案手法を適用し水滴の質量の代わりとなる適切な変数を適切に抽出することに成功した。さらに、Lyapunov指数や位相エントロピー、時間相関関数など力学系を特徴付ける統計量をこの代理変数に関する力学系から正しく推定することに成功した。この結果を秦浩起氏、Ulrich Parlitz氏らとの共著論文としてまとめている。さらに、これらの結果を踏まえ水滴落下現象のデータ同化(シミュレーションとデータ観測を融合したリアルタイム予測)に応用した。その結果をまとめたものを赤穂昭太郎氏、Parlitz氏らとの共著論文として執筆中の段階である。また、実験によって、明瞭な周期倍化分岐やホップ分岐及びそれらからカオスが発生する様子などを実際に観測することができた。これらについても秦氏らと結果を整理している段階である。
四国下フィリピン海プレート周辺部の高精度比抵抗構造の決定

本研究は四国下に潜り込むフィリピン海プレート周辺部の比抵抗構造,とりわけ四国中央部と四国西部域下における構造の精度を向上させることを目的としている。本研究では過去に得られているネットワーク地磁気地電流(MT)法データの再解析をおこない,周期100秒から10000秒の精度のよいMT応答関数を求め比抵抗構造の精度の向上をはかった。四国中央部は東部域と類似の比抵抗構造である可能性を新たに示すことができた。また,四国西部域では,深さ30kmから40kmに発生する低周波微動の発生領域が極めて低比抵抗(10Ωm)領域である可能性を新たに示すことができた。平成25年度は,平成24年度に実施したNetwork-MT観測データ整理とそれを使った予備的なMT応答レスポンス解析の結果及び開発中の漏洩電流による影響の軽減手法の成果を踏まえて次の2点について検討を行った:1)四国西部並びに四国中央部の観測点について精度を高めるための検討を行った,2)比抵抗フォワードモデルによる地殻下部・上部マントル比抵抗構造特性について検討を行った。初年次では,四国西部の観測点のうち松山・大洲・宇和・城川について,四国中央部では阿波池田・大杉・土佐山田について各観測点における全ての電場測線の組合せを検討し,比較的精度の良いMT応答関数が得られる組合せがあることが分かったが,いずれも午前1時6時の間の電車による漏洩電流の小さい期間のみを使用した場合であった。この場合には,多くの観測点で精度良く求められるMT応答レスポンスはせいぜい数百秒程度までで,1000秒までは延びていない。時系列に主成分分析を適用し1000秒近くまで比較的連続性の良いMT応答レスポンスを得ることができる観測点があることが分かった。しかし,阿波池田などはまだ95%信頼区間の幅が広く改善の余地が残されている。更に瀬戸内側の観測点については,夜間値のみでもバラツキや信頼区間が大きく目指す精度には達していないために,ノイズ特性を考慮して季節調整の手法を導入した改善策の検討も始めた。上述の比較的精度の良いMT応答レスポンスの得られた四国中央部についてフォワードモデルによる理論計算を実施し,地殻下部・上部マントルの比抵抗値の制限について検討した。その結果,従来モデルで得られていた下部地殻10kΩmという高比抵抗層の存在は必ずしも必要ではないことが分かった。これを明確にするためには,周期数百秒から1000秒にいたるMT応答レスポンスの精度をさらに上げる必要がある。初年度は,既存のNetwork-MTデータと広帯域MT法データの整理と解析に向けての予備解析をおこなった;1)取得済みのNetwork-MTデータ(松山,大洲,宇和,城川,土佐清水,橋上,土佐中村,大方,窪川,木屋が内,東津野,檮原,口屋内,頭集,観音寺,丸亀,高松,三本松,徳島,脇町,阿波池田,土佐山田,安芸,室戸,牟岐,阿南,丹生谷)について解析精度を上げるために時刻補正の再検証ならびに解析用フォーマット変換を実施し,広帯域MTデータについては再解析をするためにデータの再整理を実施した,2)Network-MTデータについて2次元解析に適しているデータのうち四国西部(松山,大洲,宇和島,城川)・四国中部(阿波池田・大杉・土佐山田)・四国東部(牟岐)について全ての組み合わせ(それぞれ538通り)について再解析を実施し,より精度の高いMT応答レスポンスを求められるデータの組み合わせを検討した,3)電車による漏洩電流の大きなデータについて多変量解析の手法などを適用し改善法の検討をした。上記の予備検討の結果,四国西部域・中部域・東部域の広帯域MT観測で求められている比抵抗構造モデルでは下部地殻・プレート上面の低比抵抗層の存在に対する解釈に違いがあるが,Network-MTデータによる長周期側のMT応答レスポンスでは絶対値は異なるものの四国全域で類似のパターンをしている可能性があることが分った。プレート境界面付近の低比抵抗を顕著に示すパターンではなく,周期が大きくなるにつれて単調に比抵抗が増加するパターンが予備解析では得られた。プレート境界面に想定される低比抵抗層の暑さを直接に決めるデータとしてではなく上限についての制約情報として有益と考えられる。四国下フィリピン海プレート周辺部の高精度比抵抗構造の決定を目的として,既存のNetwork-MTデータのノイズ軽減をはかり周期100秒から10000秒のMT応答関数の精度を向上させ(平成24年度及び平成25年度),精度の向上がある程度見られた地点の予備的な解析を行い(平成25年度),平成26年度はこれらの成果を踏まえて四国中部と四国西部域の2次元比抵抗構造解析を実施した。

四国中央部では土佐山田,大杉,阿波池田について従来のMT応答関数よりも精度の点で改善は見られたが逆解析に使用するにはまだ不十分と判断し,2次元のフォワード計算による理論値と観測値の比較により比抵抗構造に制約を与えることを試みた。従来のモデル(塩崎,1993)で示された下部地殻の高比抵抗(10kΩm),そして100Ωmのプレートというモデルを完全に否定するものではないが,既存の四国東部比抵抗構造を模した構造[上部地殻100Ωm(厚さ20 km),下部地殻1000Ωm(20 km),下部マントル1Ωm,プレートの海洋地殻75Ωm(10 km),プレート5000Ωm(km)]によるMT応答関数でも観測値は説明できることがわかった。四国西部では既存の広帯域MT探査のMT応答関数(1000秒)に,測線上に位置する城川のMT応答関数(周期100秒から10000秒)を統合して2次元比抵抗構造の逆解析を実行した。従来のモデル(例えば,鳥取大学(2009))の特徴であった上部地殻中に広く見られる低比抵抗領域の分布の詳細が明らかになり,下部地殻とプレートの比抵抗は数十Ωmから数百Ωmと値が低くコントラストも小さいことが再確認できた。四国西部域はプレート境界での低周波微動が活発で,海洋地殻内でスラブ地震が発生していることが知られており四国東部・中部域とは地震活動が異なるが,比抵抗構造においても異なることがより明らかになった。村上研究室ホーム・ページ地球電磁気学平成25年度(2年次)には,初年次の予備的な成果を踏まえてNetwork-MTデータの再解析を進めることを計画した。その内,四国西部及び四国中央部については測線の組合わせとノイズ軽減手法を導入し,従来の生データをそのまま用いた解析ではバラツキが大きく信頼区間も極めて大きかった観測地点のMT応答レスポンスについて改善できた。また,それだけでは改善できないデータについては新たに季節調整手法を用いた手法を適用し改善できないかを検討し始めた。これらの手法で,漏洩電流の極めて大きく従来は手つかずの瀬戸内側のデータについて検討を始めている。四国東部では瀬戸内側を除けば,比較的良好なMT応答レスポンスが従来手法で得られているので,新たなノイズ軽減手法の検討により改善する観測地点が増えれば比抵抗構造に対する制約がより広範でより確かなもになると期待される。精度向上の見られた四国中央部のMT応答レスポンスと比較して,四国中央部の地殻下部・上部マントル比抵抗構造について制約を検討するために,比抵抗のフォワード計算ができるようにプログラム(Uchida and Ogawa,1993)とメッシュデータを準備することができた。まだ予備的ではあるが,四国中央部の下部地殻比抵抗について従来モデルで提案されている10kΩmという高比抵抗ではなくもっと低い可能性があることが得られたことは2年次の重要な成果である。研究目的を達成するために,初年度において1)既存データの整理,2)ノイズの大きな地域のデータについてノイズ軽減手法の検討の実施を予定した。そのうち既存データの整理については,既存データのフォーマット変換を含めて本格的な解析のための整理がほぼ実施できた。ノイズ軽減手法の検討については,部分的ではあるが解析上重要な地域のデータについてデータの全ての組み合わせについて再解析を実施することで比較的良好なデータ組み合わせを見つけることが可能な場合があり,従来の結果よりも安定したエラーバーのより小さいMT応答レスポンスを得ることができることが分った。
FISH法による染色体転座の解析:骨軟部肉腫診断への応用

1).PNETにおけるパラフィン包埋材料、及びタッチスメア標本を用いた染色体転座の解析。平成8年度に行ったPNET13例に、新たに患者さんの承諾を得ることができた症例を含む5例を加え、染色体転座をdouble target FISH法を用いて解析した。その結果、細胞診に対するFISH法は、シグナルの発現もよく、これら5例中4例において11番、22番染色体の転座がみられ、細胞診標本におけるFISH法による染色体解析の方法論の確立をした。2).FISH法におけるPNETの予後因子の検討。PNETの予後因子として、FISH法を用い、1番染色体の数的異常との相関に加え、Flow cytometryによる解析を合わせて行い、第30回日整会骨軟部腫瘍学会において報告した。3).粘液型脂肪肉腫・MFHにおけるt(12;16)染色体転座の解析。myxoid typeのMFHと診断されていた4症例に対し、FISH法によりt(12;16)の相互転座を検索し2例に転座を認めた。遺伝子レベルで、改めて粘液型脂肪肉腫とMFHの鑑別が問題となり、今後分子学的検討を要すると思われた。以上より、骨・軟部腫瘍領域においてFISH法による染色体の解析は、臨床に沿った有効な診断法であると考えられた。1.PNETにおけるt(11;22)染色体転座の解析。PNET13例に対しFISH法を行い、t(11;22)の染色体の相互転座を検索した。その結果、このうち、10例(79.6%)の60%以上の腫瘍細胞において、染色体の相互転座が示唆された。今後、標本の固定条件などを改善していけば、免疫組織化学的結果と合わせ、十分に補助診断になり得ると確信された。2.FISH法におけるPNETの予後因子の検討。PNETの予後因子として、FISH法を用い、1番染色体の数的異常との相関について検討した。この結果は、第29回日整会骨軟部腫瘍学会において報告したが、PNETの予後不良例と、1番染色体の数的異常が相関する結果が出た。3.粘液型脂肪肉腫・MFHにおけるt(12;16)染色体転座の解析。現在解析中であるが、過去にmyxoid typeのMFHと診断されていた中に、FISH法によりt(12;16)の相互転座が示唆された症例が見つかっており、遺伝子レベルで、改めて粘液型脂肪肉腫とMFHの鑑別が問題となり、今後の検討を要する。
全身性エリテマトーデスにおけるBAFF産生異常とそれを標的とした抗体療法の検討

1)SLE患者T細胞におけるζ鎖mRNA3'UTR異常:mRNAの3'非翻訳領域(UTR)はmRNAの安定性に関与するだけでなく、mRNAの細胞質への輸送にも重要な役割を担っていることが報告されている。exon 8を含むζ鎖3'UTR cDNAをRT-PCR法で増幅しアガロースゲルで電気泳動した結果、大部分のSLE患者では、正常の野生型と思われる910bpのcDNAフラグメントと比較し560bpも短い350bpのcDNAフラグメントが優位に検出された。この野生型910bpと短い350bpのcDNAフラグメントを比較した結果、野生型mRNAの3'UTRにはsplicing donorおよびacceptor siteと考えられる配列が存在し、短いmRNAはこの部位でスプライシングが起こって560bpがスプライスアウトされ、生成されたものと思われた。2)ヴァリアントTCRζ鎖遺伝子導入T細胞株の樹立:これらヴァリアントの蛋白発現低下およびT細胞機能に及ぼす影響を検討するため、レトロウイルスベクターにwild型あるいはヴァリアントTCRζ鎖遺伝子を組み込み、TCRζ鎖欠損マウスT細胞ハイブリドーマMA5.8にトランスフェクトして細胞株を樹立した。short 3'-UTR株は、wild TCRζ株に比し、TCRζの表面発現が平均蛍光強度で65.5から24.5へと有意に低下し、同時にCD3ε鎖の発現も38.0から15.1へ低下していた。免疫ブロットによって蛋白合成を検討したところ、short 3'-UTR株のCD3ε鎖はwild株と同等であることが確認され、CD3ε鎖の表面発現低下はTCRζ鎖の産生低下による2次的現象と考えられた。アクチノマイシン処理によってTCRζ鎖mRNA安定性を検討したところ、short 3'-UTR株ではwild株にくらべmRNAの消腿は明らかで、安定性が低下していることが明らかとなった。一方、CD3ε鎖の安定性はshort 3'-UTR株でむしろ亢進し、この安定性低下はTCRζ鎖mRNAに特異的なものであった。3)BAFF産生異常と、それに及ぼすTCRζ鎖異常:BAFF産生をmRNAレベル、蛋白レベルで検討したところ、正常人T細胞に比し、SLE T細胞で両者とも発現が亢進していた。免疫ブロット法でSLE T細胞に発現されているBAFF蛋白亢進の機序を解析したところ、SLE CD4 T細胞に比し、CD8 T細胞でよりおおくBAFFが発現していた。これらBAFF高産生T細胞では、TCRζ鎖は正常に発現され、BAFFの発現亢進は、TCRζ鎖異常と独立して生じたものと考えられた。

これらBAFF高産生T細胞では、TCRζ鎖は正常に発現され、BAFFの発現亢進は、TCRζ鎖異常と独立して生じたものと考えられた。1)SLE患者T細胞におけるζ鎖mRNA3'UTR異常:mRNAの3'非翻訳領域(UTR)はmRNAの安定性に関与するだけでなく、mRNAの細胞質への輸送にも重要な役割を担っていることが報告されている。exon8を含むζ鎖3'UTR cDMをRT-PCR法で増幅しアガロースゲルで電気泳動した結果、大部分のSLE患者では、正常の野生型と思われる910bpのcDNAフラグメントと比較し560bpも短い350bpのcDNAフラグメントが優位に検出された。この野生型910bpと短い350bpのcDNAフラグメントを比較した結果、野生型mRNAの3'UTRにはsplicing donorおよびacceptor siteと考えられる配列が存在し、短いmRNAはこの部位でスプライシングが起こって560bpがスプライスアウトされ、生成されたものと思われた。2)SLE患者におけるshort exon8ヴァリアン下の発現:350bpのshort exon8スプライシングヴァリアントがSLE患者T細胞で優位に認められるかどうかを定量的に検討するため、半定量PCR法を用いてζ鎖mRNAの発現を比較した。その結果、健常人コントロールでは全例で野生型3'UTRがshort exon8ヴァリアントよりも優位に強く発現していたが、SLE患者7例では全例で、short exon8ヴァリアントが野生型よりも優位に検出された。3)ヴァリアントTCRζ鎖遺伝子導入T細胞株の樹立:これらヴァリアントの蛋白発現低下およびT細胞機能に及ぼす影響を検討するため、レトロウイルスベクターにwild型あるいはヴァリアントTCRζ鎖遺伝子を組み込み、TCRζ鎖欠損マウスT細胞ハイブリドーマMA5.8にトランスフェクトして細胞株を樹立した。short 3'-UTR株は、wild TCRζ株に比し、TCRζの表面発現が平均蛍光強度で65.5から24.5へと有意に低下し、同時にCD3ε鎖の発現も38.0から15.1へ低下していた。免疫ブロットによって蛋白合成を検討したところ、short3'-UTR株のCD3ε鎖はwild株と同等であることが確認され、CD3ε鎖の表面発現低下はTCRζ鎖の産生低下による2次的現象と考えられた。アクチノマイシン処理によってTCRζ鎖mRNA安定性を検討したところ、short 3'-UTR株ではwild株にくらべmRNAの消腿は明らかで、安定性が低下していることが明らかとなった。一方、CD3ε鎖の安定性はshort 3'-UTR株でむしろ亢進し、この安定性低下はTCRζ鎖mRNAに特異的なものであった。1)SLE患者T細胞におけるζ鎖mRNA 3'UTR異常:mRNAの3'非翻訳領域(UTR)はmRNAの安定性に関与するだけでなく、mRNAの細胞質への輸送にも重要な役割を担っていることが報告されている。exon 8を含むζ鎖3'UTR cDNAをRT-PCR法で増幅しアガロースゲルで電気泳動した結果、大部分のSLE患者では、正常の野生型と思われる910bpのcDNAフラグメントと比較し560bpも短い350bpのcDNAフラグメントが優位に検出された。
ロイシンジッパーでβ-シートを集積化した低分子フィルムの形成

平成14年度にはトリロイシン・テトラロイシンを含む両親媒性分子から、ある程度の機械強度と柔軟性を有するフィルムが得られることについてを成果報告した。これらに加え本年度はロイシン数2個の両親媒性分子とロイシン数5個(ペンタロイシン)および6個(ヘキサロイシン)のオリゴロイシン誘導体を用いてフィルム形成能を系統的に調べた。ペンタロイシンとヘキサロイシンを含む分子はクロロホルムをゲル化するがメタノールには不溶である。そこでクロロホルムのゲルにメタノールを加えると、吸引濾過してキセロゲルを得ることができる。このキセロゲルは脆いがカッターナイフで切断できるので、断片を油圧プレスしたところトリロイシンやテトラロイシンを含む両親媒性分子のキャストフィルムよりも機械強度に優れた柔軟なフィルムを得ることができた。脆いキセロゲルが柔軟なフィルムに変化したことは、加圧によって分子配向に何らかの変化が生じたことを意味している。断片を二枚のCaF_2窓材に挟み込み、摺り合わせを繰り返しながらFT-IRスペクトルを測定すると、試料厚は薄くなっていくにもかかわらず、アミドIをはじめとする各吸収帯の吸光度が増大する興味深い結果を得た。ペプチド部分は逆平行β-シートを形成していた。これらの結果はオリゴロイシン誘導体が水素結合してβ-シートを形成し、加圧によって側鎖部分がファスナーのように噛み合うという構造階層性から説明できる。加圧によって原子配列が整う例は金属の鍛造では知られており、高分子化合物が塑性加工できることも周知であるが、低分子量有機化合物での例は知られていなかった。本研究で用いた分子は当然プラスチックのように鋳型成形をはじめとする塑性加工が可能であり、新しい素材になると考えている。アミノ酸の一種であるロイシンが3つ連鎖したユニット(-Leu-Leu-Leu-)を導入すると、二鎖型両親媒性アンモニウム塩はクロロホルム溶液を剥離加工紙上に展開して風乾するだけで柔軟なフィルムになる。他のアミノ酸を連鎖させても柔軟なフィルムは得られないこと、アミノ酸数の増加に伴って水素結合強度が増大する点から考えて、フィルムの柔軟性はロイシン側鎖の絡み合いに起因する可能性が高い。本研究は分子連鎖に共有結合を用いずに柔軟なフィルムをつくることが目的であるため、本年度はロイシン側鎖の絡み合いをロイシンジッパー形成の結果ととらえ、その証明に力点を置いた研究を行った。研究はまずロイシンの連鎖数を24とした分子を合成し、キャストフィルムを作製した後、柔軟性を調べた。その結果、ロイシン2個を連鎖した分子のキャストフィルムはきわめて脆く、ロイシン3個とロイシン4個を連鎖した分子から柔軟なキャストフィルムが得られた。フーリエ変換赤外(FT-IR)スペクトル測定の結果、キャストフィルムはいずれも平行β-シートを形成していることから、フィルムの柔軟性はロイシンジッパー形成によるものであることが証明できた。隣接するロイシン側鎖はβ-シート面に対し直交して表裏に位置するため、ジッパー形成には少なくともロイシン3個の連鎖が必要であるためであると考えられる。なお、ロイシンジッパーはβ-シート間に形成されるもので、水素結合に先んじて形成されるものではない。つまり、水素結合形成とロイシンジッパー形成は階層性を持っていることになり、本研究のフィルム形成法は、作用をランダムに組み合わせるものとは異なる新たな手法であることもわかった。これらに加え本年度はロイシン数2個の両親媒性分子とロイシン数5個(ペンタロイシン)および6個(ヘキサロイシン)のオリゴロイシン誘導体を用いてフイルム形成能を系統的に調べた。

そこでクロロホルムのゲルにメタノールを加えると、吸引濾過してキセロゲルを得ることができる。このキセロゲルは脆いがカッターナイフで切断できるので、断片を油圧プレスしたところトリロイシンやテトラロイシンを含む両親媒性分子のキャストフィルムよりも機械強度に優れた柔軟なフィルムを得ることができた。脆いキセロゲルが柔軟なフィルムに変化したことは、加圧によって分子配向に何らかの変化が生じたことを意味している。断片を二枚のCaF_2窓材に挟み込み、摺り合わせを繰り返しながらFT-IRスペクトルを測定すると、試料厚は薄くなっていくにもかかわらず、アミドIをはじめとする各吸収帯の吸光度が増大する興味深い結果を得た。ペプチド部分は逆平行β-シートを形成していた。これらの結果はオリゴロイシン誘導体が水素結合してβ-シートを形成し、加圧によって側鎖部分がファスナーのように噛み合うという構造階層性から説明できる。加圧によって原子配列が整う例は金属の鍛造では知られており、高分子化合物が塑性加工できることも周知であるが、低分子量有機化合物での例は知られていなかった。本研究で用いた分子は当然プラスチックのように鋳型成形をはじめとする塑性加工が可能であり、新しい素材になると考えている。
葉の老化制御メカニズムの解明と農作物への応用を目指した基盤研究

老化は生育に伴う内生的な刺激や環境の変化(ストレス)により制御されているが、植物ホルモンはそれらのシグナルを伝達する上で重要な機能を担っている。これまでにサイトカイニン、エチレン、オーキシン、アブシジン酸、サリチル酸やジャスモン酸など数多くの植物ホルモンの関与が示唆されているが、その仕組みは複雑で未解明の部分が多い。本研究では老化の開始や進行を制御する分子メカニズムを解明し、農作物の増収や収穫後の品質保持やコスト削減を可能とする新品種の作出のための基盤研究を行うことを目的としている。これまでにMAPKKK18-MKK3-MPK1/2/7/14がMAPKカスケードを形成し老化を制御していることを、分子生物学的あるいはMAPKKK18過剰発現植物の表現型解析により明らかにしてきた。今年度は野生型シロイヌナズナ及び35SMAPKKK18のDNAマイクロアレーによる網羅的解析により得られた変動遺伝子およびタンパク質の機能を、これまでに報告があるものについては文献等により精査し、それらの中で各種ホルモンの合成やシグナル系に関連する候補遺伝子およびタンパク質の絞り込みを行った。さらに定量的RT-PCRにより、これら候補遺伝子の発現を確認した。さらにMAPKKK18と相同な遺伝子であるMAPKKK17について作製した過剰発現植物についてもDNAマイクロアレーによる網羅的解析を行い、MAPKKK18過剰発現植物の発現解析の結果との比較をすることで、老化に関連する候補遺伝子のさらなる絞り込みに成功した。現在これらの遺伝子の機能解析を行っている。MAPKKK18と相同な遺伝子であるMAPKKK17について同様に過剰発現植物を作製することに成功し、その表現型の調査を行った。これらの成果は学術論文において報告した。また、MAPKKK17過剰発現植物についてもDNAマイクロアレー解析により、変動する遺伝子を解析し、MAPKKK18過剰発現植物で行った結果と比較することで老化に関連する候補遺伝子のさらなる絞り込みに成功した。現在これらの候補遺伝子の機能を解析するため、各種ストレス処理を行ったシロイヌナズナでの遺伝子発現の解析やこれら候補遺伝子過剰発現植物や遺伝子破壊株の作製に取り掛かっている。これらの研究により、本研究の目的とする葉の老化制御メカニズムの解明へとつながると期待している。これまでの研究を継続するとともに、網羅的解析により得られた候補遺伝子やタンパク質の過剰発現体や遺伝子欠損体を作製しその表現型(特に葉の老化に対する影響)を調査すると共に、各種ホルモン(アブシジン酸、エチレン、サリチル酸、ジャスモン酸)およびストレス(暗黒、乾燥、低温)に対する応答を評価する。また不活性型MAPKKK18過剰発現による老化抑制を利用した高収量作物作出のための基盤研究として、誘導発現系の構築による老化制御を行なうため、以下の研究を実施する。特定の時期にのみ発現するようにシロイヌナズナを用いて誘導発現系を構築し葉の老化に対する影響を調査する。用いる発現系はシロイヌナズナでよく使用されているデキサメタゾン(DEX)誘導系および老化得意的発現遺伝子であるSAG12遺伝子プロモーターを予定している。それぞれのプロモーターの下流にMAPKKK18KN遺伝子を連結した植物形質転換用ベクターを構築し、アグロバクテリウム法によりシロイヌナズナに導入し、形質転換植物を作成、その表現型を評価する。また本研究のもう一つの目的である、コマツナへの導入に取り掛かる。コマツナはシロイヌナズナと同じアブラナ科に属し、また申請者がこれまでクローニングした複数のリン酸化酵素遺伝子についてもその相同性が高いことが分かっている。またコマツナの形質転換については胚軸を外植片としたアグロバクテリウム法が確立されており、ベクターについても申請者がすでに構築したpBI121ベクターを利用したMAPKKK18KN発現ベクターおよび上述の誘導系ベクターも使用可能である。作成したコマツナの収量および収穫後の葉の黄化に関する表現型を調査する。これまでにMAPKKK18はMKK3と相互作用すること、またMKK3はMPK1/2/7/14と相互作用することからMAPKKK18-MKK3-MPK1/2/7/14がMAPKカスケードを形成し老化を制御していると考えている。今年度はMAPKKK18過剰発現による老化制御メカニズムの解明を目指し、特にMAPKKK18カスケード下流因子の同定について野生型シロイヌナズナ及び35SMAPKKK18のロゼット葉より抽出したRNAを用いてDNAマイクロアレーによる網羅的な発現変動の調査を行った。網羅的解析により得られた変動遺伝子およびタンパク質の機能をこれまでに報告があるものについては文献等により精査し、それらの中で各種ホルモンの合成やシグナル系に関連する候補遺伝子およびタンパク質の絞り込みを行った。その結果、ジャスモン酸の合成やシグナル伝達に関与する遺伝子がMAPKKK18過剰発現植物において顕著に誘導されていることが確認された。現在MAPKKK18-MKK3-MPK1/2/7/14カスケードとの関連を詳細に検証しているところである。

またMAPKKK18と相同な遺伝子であるMAPKKK17について同様に過剰発現植物を作製し、その表現型の調査を行い、MAPKKK18過剰発現植物との比較を行っている。MAPKKK18過剰発現植物において顕著に誘導されている遺伝子群を同定し、現在MAPKKK18-MKK3-MPK1/2/7/14カスケードとの関連を詳細に検証しているところである。またMAPKKK18と相同な遺伝子であるMAPKKK17について同様に過剰発現植物を作製することに成功し、その表現型の調査を行っている。また現在、MAPKKK17過剰発現植物についてもDNAマイクロアレー解析により、変動する遺伝子の同定を行っている。これら2種の植物で共通する変動遺伝子などを評価することにより本研究の目的とする葉の老化制御メカニズムの解明へとつながると期待している。老化は生育に伴う内生的な刺激や環境の変化(ストレス)により制御されているが、植物ホルモンはそれらのシグナルを伝達する上で重要な機能を担っている。これまでにサイトカイニン、エチレン、オーキシン、アブシジン酸、サリチル酸やジャスモン酸など数多くの植物ホルモンの関与が示唆されているが、その仕組みは複雑で未解明の部分が多い。本研究では老化の開始や進行を制御する分子メカニズムを解明し、農作物の増収や収穫後の品質保持やコスト削減を可能とする新品種の作出のための基盤研究を行うことを目的としている。これまでにMAPKKK18-MKK3-MPK1/2/7/14がMAPKカスケードを形成し老化を制御していることを、分子生物学的あるいはMAPKKK18過剰発現植物の表現型解析により明らかにしてきた。今年度は野生型シロイヌナズナ及び35SMAPKKK18のDNAマイクロアレーによる網羅的解析により得られた変動遺伝子およびタンパク質の機能を、これまでに報告があるものについては文献等により精査し、それらの中で各種ホルモンの合成やシグナル系に関連する候補遺伝子およびタンパク質の絞り込みを行った。さらに定量的RT-PCRにより、これら候補遺伝子の発現を確認した。さらにMAPKKK18と相同な遺伝子であるMAPKKK17について作製した過剰発現植物についてもDNAマイクロアレーによる網羅的解析を行い、MAPKKK18過剰発現植物の発現解析の結果との比較をすることで、老化に関連する候補遺伝子のさらなる絞り込みに成功した。現在これらの遺伝子の機能解析を行っている。MAPKKK18と相同な遺伝子であるMAPKKK17について同様に過剰発現植物を作製することに成功し、その表現型の調査を行った。これらの成果は学術論文において報告した。また、MAPKKK17過剰発現植物についてもDNAマイクロアレー解析により、変動する遺伝子を解析し、MAPKKK18過剰発現植物で行った結果と比較することで老化に関連する候補遺伝子のさらなる絞り込みに成功した。現在これらの候補遺伝子の機能を解析するため、各種ストレス処理を行ったシロイヌナズナでの遺伝子発現の解析やこれら候補遺伝子過剰発現植物や遺伝子破壊株の作製に取り掛かっている。
競技的要素を取り入れた国際交流型工学教育ネットワークの構築

グローバル化の進む21世紀において国際的に活躍できる技術者を育成するには、専門知識に加えて、外国人とプロジェクトを円滑に推進するためのコミュニケーション能力が必要である。本研究では、学生がWeb上の共同実験施設を外国人とチームを組んで利用し、プロジェクト活動を推進する国際交流型の工学教育を実践できる環境構築を目的とし、Webブラウザでコントロールできる遠隔操作ロボットシステムの開発を試みた。グローバル化の進む21世紀において国際的に活躍できる技術者を育成するには、専門知識に加えて、外国人とのプロジェクトを円滑に推進するためのコミュニケーション能力が必要である。そこで、本研究では、学生がWeb上の共同実験施設を外国人とチームを組んで利用し、プロジェクト活動を推進する国際交流型の工学教育を実践できる教育ネットワークを構築することを目的とする。Webブラウザでコントロールできる遠隔操作ロボットはROBOCUBEを用いて試作し、これを使った国際交流を検討した。3色を認識できる画像認識ブロックを導入し、より複雑なゲームをできるようにしたが、インターフェースに課題が残り、今後さらなる検討を行う。異国間での交流では、距離の違いによるパケットの遅延の問題があるが、これはデータ伝送のホップ数に依存しているため現在の技術では解決が難しい。そのため、競技の運営上で工夫し、作成したプログラムをサーバーにアップロードしてロボットが自律走行できるようなシステムを考え、新しいシステムを試作した。開発したシステムによる国際交流を行うために、ベトナム・ハノイ日本人学校と打合せを行い、今後、石川県の柳田小学校と交流を行うことにした。さらに提携校であるシンガポール理工学院において、Webカメラの動作確認、音声コミュニケーションツールの動作確認、データ送信およびロボットの簡単な操作の確認を行った。しかし、開発システムの新しい機能(画像認識ブロック)においては開発遅延により実際のテストは行えなかったため、継続して開発を進める。前年度、Webブラウザでコントロールできる遠隔操作ロボットをROBOCUBEを用いて試作し、これを使った国際交流を検討したが、プログラム作成が困難で学生が自由にプログラムできない問題が生じた。そのため、使用ロボットをROBOCUBEからLEGO Mindstormsに変更し、これを遠隔操作できるようにした。シンガポール理工学院からの遠隔操作テストにおいて、正常に動作することを確認した。また、これまでのマウスによるロボット制御に加えて、Wiiリモコンによる制御についても検討し、動作を確認した。さらに、学生が手にはめてロボットを操作できるウェアラブルデバイスについても試作し、動作を確認した。これらを使った競技方法については今後検討する。遠隔操作ロボットを使った国際交流をシンガポールの小学校と石川県柳田村の小学校で行う計画であったが、シンガポールの小学校では放課後の利用が不可、土日不可などの時間的制約が厳しく、実現できなかった。代替案を模索した結果、シンガポールの日本人協会に協力を依頼し、その協会に小学生を集めて交流を行うことにした。前年度、LEGO Mindstormsを使ったロボット遠隔操作システムおよびそのコントロールデバイスについて試作した。本年度は開発したシステムをシンガポールの日本人協会で動作させ、動作確認および今後の国際交流の施行方法について検討した。さらに学生が興味を示す新たなロボットの開発を試み、2輪のみで倒立する「2輪倒立振り子型ロボット」を試作し、そのコントロールもできるようにした。このロボットをシンガポールの日本人協会で動作させ、それによる交流方法について検討した。これまでの4輪ロボット以上に子どもたちが強い関心を示すことが明らかとなったが、その不安定さ故に遠隔操作には不向きであるとの結論に達した。従って、2輪倒立ロボットで子どもたちの興味・関心を引き出し、遠隔操作による交流は従来の4輪ロボットを使用した方が効果的であることが明らかとなった。また、子どもたちに興味を持たせ、互いのコミュニケーションを円滑にする手法についても検討し、ペット型ロボットによるダンスのパフォーマンスが効果的であることが明らかとなった。
三フッ化ホウ素とトリアルキルシリル誘導体から調製される新規ルイス酸に関する研究

1.有機合成化学の分野でルイス酸として汎用されているトリメチルトリフレート(TMSOTf)と三フッ化ホウ素エーテル錯体(BF_3・Et_2O)がアセトニトリル中で速やかに反応して新しいルイス酸BF_2(OTf)を生成することを見いだした。すなわち、BF_3・OEt_2とTMSOTfについて^1H,^<11>B,^<19>Fの各NMRを測定し詳細に検討した結果、BF_3・OEt_2とTMSOTfを1:1で加えた時に^1H-NMRにおいて完全にTMSOTfのシグナルが消失し、新たに生成したTMSFのシグナルが観測され、また^<11>B-NMRにおいて完全にBF_3・OEt_2のシグナルが消失し新たに単一のホウ素分子種の存在が確認された。さらに、^<19>F-NMRからはそのフッ素の積分値によりOTf(-SO_3CF_3)基がホウ素に1つ結合していることが認められたことより新たに生成した化合物はBF_2OTfであると推定できた。この反応はケイ素原子とフッ素原子の非常に高い親和性に基づくものであると結論づけることができる。TMSOTf以外にもTMSOMs,TMSOMe,TMSH,TMS-allylについても検討し結果反応速度の差はあれ、いずれもこの反応が進行することが分かった。但し、ホウ素原子と親和性の乏しい原子を有するTMSH,TMS-allylについてはその反応速度は極めて遅いことも分かった。2.この新しいルイス酸の中でBF_2OTfを用い、イドース型ピラノース誘導体に対するC-グリコシル化反応を検討したところ、分子内に存在する水酸基を保護することなく反応が高選択的に進行することを見いだした。また、水酸基が保護されている基質に対してもBF_3・OEt_2やMe_3SiOTfを単独で用いた場合よりも圧倒的に反応が速いことを見出した。さらに^<19>F-NMRからはそのフッ素の積分値によりOTf(-SO_3CF_3)基がホウ素に1つ結合していることが認められたことにより新たに生成した化合物はBF_2OTfであると推定できた。TMSOTf以外にもTMSOMs,TMSOMe,TMSH,TMS-ally1についても検討し結果反応速度の差はあれ、いずれもこの反応が進行することが分かった。但し、ホウ素原子と親和性の乏しい原子を有するTMSH,TMS-ally1についてはその反応速度は極めて遅いことも分かった。

2.この新しいルイス酸を用いてC-グリコシル化反応を検討したところイドース型ピラノース誘導体のC-アリルグリコシル反応において、分子内に存在する水酸基を保護することなく反応が高選択的に進行することを見いだした。1.我々は三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体(BF_3・OEt_2)(1)とトリメチルシリルトリフレート(Me_3SiOTf)(2)が反応し、金属交換反応を経由して新しいルイス酸、BF_2(OEf)(3)を生成することを見いだした。この反応において、溶媒としてアセトニトリルが必須であった。アセトニトリルの役割について検討した結果3が生成するためには1のジエチルエーテルがアセトニトリルと配位子交換することが示唆された。すなわち、CDCl_3中1にアセトニトリルを添加していくとその比35:1で平衡に達し、^1HNMRを観測するとエーテルのメチレンシグナルが、4.17ppmから3.51ppmへ高磁場へシフトした。実際に他の溶媒中でもこのような比で1とアセトニトリルを混合させた後2を添加しアリルシラン存在下c-グリコシル化反応が容易に進行することが分かつ2.この新しいルイス酸を用い、イドース型ピラノース誘導体に対してC-グリコシル化反応を検討したところ、分子内に存在する水酸基を保護することなく反応が高選択的に進行することを見いだした。また、水酸基が保護されている基質に対してもBF_3・OEt_2やMe_3SiOTfを単独で用いた場合よりも圧倒的に反応が速いことを見出した。
水晶振動子セルを用いた超微粒子検知システムの開発

本研究は、吸着膜を塗布した水晶振動子の発振周波数がにおい物質の付着状態によって微小変化することを利用した微粒子検知システム(におい識別システム)の開発を目的としている。はじめに、基本的ハードウェア(測定系)の構築を試み、4つの水晶振動子吸着膜センサ・セルを使ったシステムを製作した。本システムはにおい試料を気化することによって、(1)定常状態までに時間がかかる、(2)微量の試料に対して認識が困難であるという、水晶振動子を用いたこの種のにおい識別システムにおける欠点を補うことを特徴としているが、数十秒から十数分程度の時間で周波数変化パターン・データの取り込みを終了することができた。また、測定系の改良を行い、水晶振動子セルを4チャネルから6チャネルに増やした。合成二分子膜の17種類について検討し、11種類がにおい分子吸着膜物質として使用可能であることを確認した.そして、それぞれについて、吸着膜を形成するのに最適な塗布量を明らかにした.さらに、ニューロ・アルゴリズムを使ったにおい識別プログラムを作成した.これは、周波数変化パターンの傾きのみを情報量として識別を行うという簡単なものであるが、学習した結果、80%以上の認識率が得られた.また、各センサ・セルの最大周波数変化だけでなく、各センサ・セルの周波数変化をパターン認識することが、においの識別に有効であることが明らかになった。そして、地場産業の一つである柑橘果実類(ゆず、ライム、土佐ぶんたん、ポンカン、夏みかんなど、16種類)のにおい物質に対する水晶振動子吸着膜の周波数変化を記録した。その結果、周波数変化パターンには再現性が見られること、また柑橘類の種類によって特徴のあるパターンを示すことが明らかにした。本年度は、超微粒子検知システムの開発を目的とした本研究の中で、基本的ハードウェア(測定系)を構築した。検知システムはカウンタ部、データ処理部を核として、センサににおい物質を流すフロー系、温度制御系から構成される。その中で、においセンサ振動子セルの周波数変化をパソコンに取り込むカウンタ部とフロー系を中心に製作した。具体的には、周波数発振回路とパソコンの入力ディジタル・インターフェイス回路を自作して、さらにカウンタ部のシステムの安定性の向上を目指し改良を加えた。4つの周波数振動子セルを組み合わせた検知システムを構築した。本システムは、水晶振動子を用いたこの種のにおい識別システムにおける、(1)定常状態までに時間がかかる、(2)微量の試料に対しての認識が困難であるという欠点を補うことを特徴としているが、数十秒から十数分程度の短い時間で周波数変化パターン・データの取り込みが終了することができた。試みとして、吸着膜にはとりあえず合成二分子膜を4種類用い(9年度で検討する予定)、地場産業の一つである柑橘類(ゆず、ライム、土佐ぶんたん、ポンカン、夏みかんなど、8種類)のにおい物質に対する吸着膜の振動周波数の変化を記録した。その結果、周波数変化には再現性が見られること、また柑橘類の種類によって特徴のあるパターンを示すことが明らかになった。この周波数変化のパターンを認識し、目的のパターンを識別するソフトウェア・アルゴリズムの開発や柑橘類に敏感な吸着膜の開発、さらに吸着膜の数を倍の8種類に拡張したシステムの改良を、来年度以降に検討する計画である。本年度は、測定システムのデータ信頼性の向上を目指した測定系の改良と、より多くの種類のにおい分子吸着膜の開発を行った.測定系の改良について、昨年度までは自作の周波数カウンタ回路を使用していたが、市販の周波数カウンタと多チャネル・スキャナを導入した.これにより、データ収集処理速度が向上し、水晶振動子セルを4チャネルから6チャネルに増やすことができた.このことから、におい試料の識別に使用する情報量が1.5倍となった.におい分子吸着膜の開発については、昨年にチェックした合成二分子膜に、さらに17種類の物質について検討した結果、11種類が吸着膜物質として使用可能であることを確認した.そして、それぞれについて、吸着膜を形成するのに最適な塗布量を明らかにした.

さらに、ニューロ・アルゴリズムを使ったにおい識別プログラムを作成した.これは、周波数変化パターンの傾きのみを情報量として識別を行うという簡単なものであるが、昨年度収集した柑橘類の水晶振動子セルの周波数変化パターンを使って、学習した結果、80%以上の認識率が得られた.昨年度に引き続き、地場産業の一つである柑橘類のにおい物質に対する吸着膜の振動周波数変化を記録した.柑橘類は、昨年度の8種類に加え、さらに8種類について認識を行った.水晶振動子セルを6チャネルに増やしたことも併せて、個々の柑橘類はそれぞれ固有の周波数変化のパターンを持つことがわかった.今年度は、測定系の改良を重ねつつ、本研究の最終目的である柑橘果実の識別への適用を試みた。測定系においては、Visual Baisic言語によるデータ収集プログラムを作成し、周波数カウンタ計器をGP-IBインターフェイスでWindowsパソコンから制御した。これらによって、一回のデータ測定にかかる時間が短縮し、6チャンネルの水晶振動子センサ・セルを使った測定が可能となった。また、GUI環境における簡単な操作で、安定した測定が行えるようになった。本研究では、ヒータでにおい試料を気化することによって、早い反応(周波数変化)が得られることと、周波数変位の感度が高くなることを特色としている。そこで、種々のヒータ温度に対するにおい識別の感度(周波数変位)を測定した結果、250°Cで試料を気化することが柑橘系果実のにおい認識に効果的であることを明らかにした。また、前年度までにも検討を重ねてきたが、認識対象を柑橘果実と限った場合の吸着膜の種類と形成する吸着膜の厚さ等についても検討を行った。また、収集したデータの分析方法(認識方法)についても検討を行った。ニューロ・アルゴリズムを使ったにおい識別プログラムをVisual Baisc言語を使って作成し、検討を重ねた。その結果、各センサ・セルの最大周波数変化だけでなく、各センサ・セルの周波数変化をパターン認識することが、においの識別に有効であることがわかった。