hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中性化合物の高感度分離同定用ミセル電動クロマトグラフィー・質量分析法の構築

昨年度中にスタッキング法により疎水性の強い中性化合物であれば,100倍程度の濃縮が可能となっていた。濃縮機構を検討中に全く新しい原理に基づいた濃縮法であるスウィーピング法を開発できた。疎水性の高い中性化合物では5000倍までのオンライン濃縮が可能となった。ミセルと反対電荷を持つ試料については数十万倍の濃縮も可能であることも明らかになりつつある。これら濃縮法は,化合物選択性があるので,環境試料,生体試料などの特定成分の濃縮に有効になると期待できる。もう一つは本研究で新しく購入した質量分析計であるFinnigan LCQとキャピラリー電気泳動(CE)装置HP3DCEを用い,質量分析法(CE)-MSシステムの利用して,MEKC-MSの高感度化の検討である。実験を主に担当していた外国人特別研究員が去り,博士課程学生に交代したので,装置の取り扱いに習熟するのに時間がかかり,まだ大きくは進展していない。MS装置にも,CE-MSには不都合な点が明らかになり改良を行った。この研究は次年度に大きく進展できる予定である。上記試料濃縮法と組み合わせて,高感度MEKC-MSシステムを完成する予定である。もう一つは研究協力者の所有する装置を用いたMEKC-MSの研究である。部分注入法,逆移動ミセルを用いる方法,界面活性剤の除去を行わずそのままMEKCを行う等種々の方法を試みたところ,どの方法を用いてもMEKC-MSは可能であった。分離との兼ね合いでどの方法が都合がよいかを決めればよいことが明らかになった。しかし,界面活性剤を除去しない場合,検出感度は他の方法より劣った。最終年度にあたる本年も主として3つの研究を並行して進めた。一つはMEKCによる中性試料のオンライン濃縮法についてさらに検討し多くの成果を挙げることができた。昨年度中に開発したスウィーピング法についてその特性を詳細に検討した。その結果、スウィーピング法は電気浸透流(EOF)の大きさに関わらず可能性であるが,EOFの弱い条件の方が濃縮倍率が高いこと,擬似固定相として,ミセル以外にマイクロエマルション,イオン性シクロデキストリンも利用可能なことなどを示した。さらに,スウィーピング法の環境試料,生体試料などへの応用を試み,実試料へも応用可能なことを明らかにした。2つ目の研究である試料濃縮法のMEKC-MSへの応用については,界面活性剤の存在がイオン化効率に大きく影響しないAPCI-MSを用いて検討した。APCI-MSは本研究の前に科学研究費補助金試験研究(B)(後に基盤研究(A)展開研究に変更)を得て開発した方法で,用いた質量分析計が既に旧式のものであるが,試料濃縮法と組み合わせることにより,まだ有効に利用できる見込みがでてきた。MEKC-MSではある程度強いEOFが存在することが必要なので,スタッキング法では10倍程度の濃縮が得られたのみである。スウィーピング法のMEKC-MSへの適用は現在検討中であるが,現在のところ数十倍の濃縮にとどまっている。
繁殖戦略を組み込んだ個体群動態の数理的研究

この三年間、以下の項目について研究を行ない発表した。1.有限時間における交尾後ガ-ドの戦略について(共同研究者:辻宣行)外部からメスの供給がない場合を考察し、さきに研究代表者が行なった定常状態のモデルと比較した(Theoretical Population Biologyに発表)2.寄主摂食を伴う寄主寄生者相互作用のモデル(共同研究社:矢野栄二)寄生蜂における寄主の二つの利用法、産卵か摂食、の割合と、寄主と寄生者の平衡値の関係を明らかにした(Researches on Population Ecologyに発表)3.オスの子殺しに母親はなぜ抵抗しないか?(共同研究者:長谷川寿一)子殺しとそれに抵抗する母親の形質が、どのような条件の下で進化するのかを、集団遺伝学のモデルを使って調べた(Evolutionに印刷中)。4.無吸血蚊の進化(共同研究者:辻宣行、岡沢孝雄)蚊における無吸血への進化条件を、内的自然増加率を比較することによって調べた。吸血源の探索時間、幼虫期の餌条件と吸血行動に起因する死亡率が重要であることが分った(Journal of Medical Entomologyに印刷中)。5.昆虫の分散と休眠(共同研究者:辻宣行)空間的に不均一なパッチを想定し、単なる定数の分散率や休眠率と、密度依存的戦略やパッチの質に依存する戦略を比較して、どのような環境変動にどの戦略が強いかを考察した(第5回国際生態学会で発表予定)この三年間、以下の項目について研究を行ない発表した。5.昆虫の分散と休眠(共同研究者:辻宣行)空間的に不均一なパッチを想定し、単なる定数の分散率や休眠率と、密度依存的戦略やパッチの質に依存する戦略を比較して、どのような環境変動にどの戦略が強いかを考察した(第5回国際生態学会で発表予定)今年度は以下の4つの問題について研究を進めた.1.は,すでに動物行動学会で発表し,論文を完成させ, Theoretical Population Biologyに投稿中である. 2.3.4.もほぼ論文の原稿を完成させつつある.3.は63年2月に公開講演会で発表した.1.有限期間における交尾後ガード戦略(共同研究者:辻宣行)一定数のオスとメスが最初に与えられたとき,有限期間の非定常状態で,オスが自分の子の数を最大にするために,交尾後ガードをすべきかどうかが解かれた.連続産卵,一括産卵のいづれの場合も,先に解かれた定常モデルと同じく,おおむね,性比と精子置換率が1より大きいことがその条件である.2.寄主摂食をともなう寄主寄生者相互作用のモデル(共同研究者:矢野栄二)かなり多くの寄生蜂は,その寄主を産卵と摂食の両方に使う.その摂食の割合が中程度のとき,もっとも寄主の平衡密度が下り,システムが安定化されることが分った.害虫防除のための天敵導入計画に対する,いくつかの有益な示唆も得られた.3.オスの子殺しに母親はなぜ抵抗しないか?(共同研究者:長谷川寿一)近年,ハーレム型の社会構造を持つ多くの霊長類において,繁殖オスの交代が起きた直後に,子殺しが行なわれることが知られるようになった.子殺しとそれに抵抗する母親の形質が,どんな条件のもとで進化するのかを集団遺伝学のモデルを使って調べた.4.無吸血蚊の進化(共同研究者:岡澤孝雄,辻宣行)無吸血蚊の進化条件を,吸血と無吸血の場合の内的自然増加率を比較することによって調べた.吸血源の豊富さ,幼虫期のエサ条件と死亡率が重要であることが分った.今年度は、昨年度からの研究テーマをまとめるとともに(1,2)、新らしく生活史戦略の研究は始めた(3,4)。1.オスの子殺しに母親はなぜ抵抗しないか?(共同研究者:長谷川寿一)近年、ハーレム型の社会構造を持つ多くの霊長類において、繁殖オスの交代が起きた直後に、子殺しが行なわれることが知られるようになった。子殺しとそれに抵抗する母親の形質が、どのような条件の下で進化するのかを、集団遺伝学のモデルを使って調べた。2.無吸血蚊の進化(共同研究者:岡澤考雄;辻宣行)無吸血蚊の進化条件を、吸血と無吸血の場合の内的自然増加率を比較することによって調べた。

吸血源の豊富さ、幼虫期のエサ条件と死亡率が重要であることが分かった。3.昆虫における資源消費と1化及び2化の生活史濁汰(共同研究者:曽田貞滋)寄主・寄生者の関係は、固体群動態の中で最も重要なものの一つであるが、寄主が年一世代で、寄生者が年一世代のものと年二世代のものが共存する場合がある。なぜこのような奇妙な生活史が進化したのかを、資源消費の観点から調べた。4.昆虫の密度依存的分散と卵吸収休眠のESS(共同研究者:辻宣行)環境の時間空間的変動に対応するため、あるいは、親子兄弟間の競争を緩和するために、分散と休眠は生物の重要な生活史戦略となっている。植物を想定して作られた最近の数理モデル(例えば、Ellener,1987 Am.Nat)の問題点を指摘し、特に昆虫で重要と思われる密度依存的戦略の効果を解析した。分散と休眠とトレードオフの関係になること、密度依存的戦略は環境変動に非常に強いことなどが示された。今年度は、本補助金の最後の年に当たり、昨年度までの研究テ-マをまとめた(1、2)。更に、昨年度から始めた3はほぼ論文の原稿が完成しつつある。1.オスの子殺しに母親はなぜ抵抗しないか?(共同研究者:長谷川寿一、伊藤嘉昭)近年、ハ-レム型の社会構造を持つ多くの霊鳥類において、繁殖オスの交替が起きた直後に、子殺しが行われていることが知られるようになった。子殺しとそれに抵抗する母親の形質が、どのような条件の下で進化するのかを、集団遺伝学のモデルを使って調べた(Evolutionに印刷中)。2.無吸血蚊の進化(共同研究者:辻宣行、岡沢孝雄)無吸血の進化条件を、吸血と無吸血の蚊の内的自然増加率を比較することによって調べた。吸血源の探索時間、幼虫期の餌条件と吸血行動に起因する死亡率が最重要であることが分った(Journal of Medical Entomologyに印刷中、佐賀医科大学紀要に発表)。3.昆虫の分散と休眠(共同研究者:辻宣行)環境の時間的、空間的変動に対応するために、分散と休眼は昆虫にとって重要な繁殖戦略である。空間的に不均一なパッチを想定し、これまでの単なる定数の分散率や休眠率と密度依存的戦略やパッチの質に依存する戦略を比較して、どのような環境変動にどの戦略が強いかを考察した(第5回国際生態学会で発表予定)。
CO_2レーザー照射とエナメル質表面の耐酸性

歯質耐酸性の獲得はう蝕予防の点からも重要であり、う蝕予防の研究に携わる研究者の多くは、このことに関して数多くの研究を重ねてきた。最近では、レーザー機器が歯科診療に導入され、さらに生活歯漂白という新しい治療がおこなわれるようになり、従来の方法とは異なった考えと方法のもとにう蝕予防法が検討できる時代となってきた。炭酸ガスレーザーだけで歯質の耐酸性を獲得するには高出力のエネルギーが必要となり、歯質の変性を惹起させる可能性がある。そこで、フッ化物との併用によって安全且つ効果的に耐酸性獲得がなされることを、一連の実験を通して明らかにし、その方法ならびに応用時期の検討を主目的として実験を行った。その際、耐酸性獲得の評価方法についても従来とは異なった簡便な方法を模索し、エナメル質表面の酸による脱灰の程度を色彩色差計にて評価できるシステムの構築を目指した。以下に本実験で得た重要な知見について列記する。1.色彩色差計によるエナメル質耐酸性の評価では、脱灰液として燐酸よりも乳酸を用いたほうが反射増加量(Y値)とカルシウム溶出量との間に高い相関がみられた。また、フッ素を作用させたエナメル質では作用させなかったものよりも反射増加量は小さくなった。2.炭酸ガスレーザーのスーパーパルスにおけるフッ化物併用実験では、レーザー照射後フッ化物を作用させ更にレーザ照射することで、歯質の耐酸性は向上した。3.生活歯漂白後のエナメル質は酸による脱灰を受けやすいことが判明し、フッ化物を作用させると健全歯と同程度まで耐酸性が回復していた。4.生活歯漂白後にフッ化物と炭酸ガスレーザーを併用することによって、エナメル質の耐酸性は健全歯以上に回復していた。5.自由電子レーザーによる波長8.5μmの照射では、歯質に損傷を与えにくいことが示唆された。1.色彩色差計のΔY値(光反射増加量)を利用したエナメル質耐酸性評価の確立エナメル質表層が獲得した耐酸性の程度を、簡便かつ迅速に評価する方法を確立するために以下の実験を行った。牛歯エナメル質をNo.2,000にて最終研磨後、直経5mmのウインドウを作成したものを試料とし、Y値(Y1)をまず測定する。試料に0.014.0Mの各濃度のリン酸あるいは乳酸を作用させて再びY値(Y2)を測定し、ΔY=Y2-Y1を算出する。作用させた溶液を回収し、溶液中のカルシウム量を定量して、ΔYとカルシウム量の相関を求め、リン酸では0.05M、乳酸では1.0Mの濃度で60秒あるいは90秒間作用させることで、それぞれr=0.881(90sec)、r=0.966(90sec)の高い相関が得られた。2.炭酸ガスレーザー照射ならびにフッ化物処理後のエナメル質表層の耐酸性1の実験方法を基にして、エナメル質表面に炭酸ガスレーザー照射、1000ppmF(NaF)塗布、さらに両者を併用した試料に1.0M乳酸を60秒間作用させて耐酸性を測定した。レーザーの照射条件はスーパーパルスモードとし、出力7W照射時間は3秒で行った。その際の照射エネルギー密度はパワーメーター(NOVA OPHIR)で測定し、計算値で20.6J/cm2であった。その結果、本実験条件のレーザー照射だけで耐酸性を獲得するまでにはいたらなかった。フッ素塗布では耐酸性が向上しており、フッ素の効果が本評価法でも得られることが判明した。レーザー照射後フッ素塗布することにより、さらに耐酸性が向上することが判明した。

1.CaF_2様沈着物の由来と耐酸性前年度に、研磨後のエナメル質に10000ppmのNaFを作用すると、CaF_2様の沈着物が生じ、この沈着物はエナメル質の研磨後にフッ化物を作用したもの(F)と、レーザー照射後に作用したもの(LFL)とでは由来が異なる可能性が示唆された。そこで、この由来の違いがエナメル質の耐酸性にどの様な影響を与えるかについて、エレメントアナライザーを使用して実験を行った。耐酸性試験に使用した乳酸は0.1,0.01,0.001M濃度のものを使用した。その結果、0.1MではF試料において48時間後に、LFL試料では120時間後にフッ素の存在が検出不可能となった。以下、同順に0.01で24時間、72時間、0.001で48時間、96時間となった。このことは、FとLFLで出来る沈着物が同一のものでは無いことの一事象ではないかと考えられる。高濃度フッ化物によるエナメル質の耐酸性に関して、従来から牛歯エナメル質を研磨した試料を使用した報告が非常に多く、これらの報告のほとんどが研磨により生成されたエナメル質スメアー由来のCaF_2の耐酸性を計測していたこととなり、実際に口腔内で起きている現象とは異なった研究をしていた可能性がある。したがって、更に詳細な検討を行う必要性が生じてきた。2.レーザー併用フッ化物の歯質耐酸性の試作光沢計による測定-フッ素濃度と配合物の違い-フッ化物はNaFを使用し、CMC,アルコール(Al)を配合させた1000,5000,10000ppmのフッ素溶液ならびにゲル状溶液を調製して使用した。CO_2レーザーの照射条件は1回目7WSPで20秒間照射、2回目3WCWにて20秒間照射で行った。耐酸性試験は0.01M乳酸で行い、測定は試作光沢計を用いて行った。その結果、レーザー照射、CMC配合10000ppmF、レーザー照射群が耐酸性獲得に優れていた。これは、ゲル状のCMC溶液によりフッ素イオンが高濃度に保たれているために、より多くのCaF_2が歯質表面に形成されたものと考えられた。今後、エナメル質耐酸性の向上をさらに目指し、フッ化物の種類について検討する。1.歯のエナメル質耐酸性を向上させる方法を検討し、炭酸ガスレーザー照射後にフッ化物を作用させることにより、その目的を達成できることが平成12年度までの研究により確認された。一方、最近の審美的歯科治療に対する患者の要望から、生活歯漂白が一般臨床でも行われるようになり、漂白直後がフッ化物を歯質に取り込ませる好機と考えて実験を行った。生活歯漂白後のエナメル質について、色彩色差計のY値の変化を耐酸性の指標として実験を行った結果、漂白後のエナメル質耐酸性は著しく低下しており、酸の影響を受けやすいことが判明した。しかし、フッ化物を作用させることで耐酸性が健全歯質と同程度まで回復することも示唆された。そこで、更にエナメル質の耐酸性向上を目指し、炭酸ガスレーザーとの併用を試みた。その結果、生活歯漂白後、フッ化物を作用して炭酸ガスレーザー照射を行うと、単にフッ化物を作用した健全歯よりも耐酸性が向上していることが色彩色差計、SEM、コンタクトマイクロラジオグラムの観察にて判明した。本実験結果は、単に漂白後の処置方針を示したものだけでなく、臼歯部小窩裂溝等の耐酸性獲得法としても応用可能な方法であり、今後のう蝕予防法の一助として大いに貢献するものと考えられる。
トリアジンを基盤とする脱水縮合反応場の開拓と新技術の創成

トリアジンを含む脱水縮合剤は水やアルコール中でもアミドを合成できる上に,様々な官能基の導入が容易であるという点で特に優れている。本課題では,これらの特性を利用して,水を含む均一系の種々の溶媒,ポリマー,界面,タンパクなど,多様な反応場での反応を検討した。その結果,従来法と比べて簡便な化学変換反応の開発や,膜やタンパク質などの生体分子の機能解析に役立つ新技術を開発することに成功した。(1)有機合成技術開拓の分野では以下のAからDの成果を上げ,そのうちACは学術論文に発表し,Dは学会で発表した。(A)1級アミド合成:アミドの中で窒素上に置換基を有さない単純な構造でありながら温和で優れた合成方法が知られていなかった。そこでアンモニアや塩化アンモニウム塩のメタノール溶液とトリアジン型脱水縮合剤であるDMT-MMを用いて,カルボン酸から室温下収率良く1級アミドを合成する反応を開発した。(B)オキサゾリンの簡便合成:オキサゾリンはカルボン酸の保護基や不斉リガンドとして有用であるがカルボン酸からの合成には多段階反応を要する。今回DMT-MMを用いて同一容器内で一挙にカルボン酸を対応するオキサゾリンに変換する新技術の開発に成功した。(C)本研究の主役であるトリアジン型縮合剤ならびに関連試薬の合成原料であるトリアジン化合物については,良い合成法が知られていなかったが,今回固相担持試薬を用いてこれを効率よく合成する方法を開発した。(D)界面効果に基づく超分子相互作用を利用した選択的反応:今年度はπ-π相互作用の利用に重点を置き,カルボン酸と縮合剤にそれぞれドナー性及びアクセプター性のある化合物を用いて選択的反応が進行することを明らかにした。(2)不斉合成技術開拓分野では,不斉アミン触媒による触媒的不斉アシル化技術の開発を目的として今年度は不斉クラウン型触媒の合成を終えた。(3)生体機能解析技術の開拓では以下の成果を上げた。(A)超分子化合物は生体分子のモデルとしてその機能解明に利用されている。そこでトリアジンを母核に有する新しい超分子化合物であるカリクサジンの効率的合成に成功し学術論文として発表した。その他(B)新規アフィニティーラベル化法(C)縮合反応で誘起されるリポソームの膜融合の分子機構についても次年度の研究につながる良い成果をあげた。(1)有機合成技術開拓の分野ではトリアジン/第3級アミンを用いた分子触媒への展開を目指して新しい触媒開発を行い,反応性や機能導入の簡便性などの点からいくつかの有力候補となる触媒骨格を見出した。これらは従来までのジメチルグリシン構造と比べて,触媒活性が高く,安定で様々な機能性分子への導入が容易である。この研究は現在も詳細を検討中で次年度に,学会,論文等での発表を予定している。また,DMT-MMを用いた応用として,水中でのペプチド合成や,低分子量のカルボン酸イオンの定量分析法について企業の協力を得て進めその成果について発表した。また,トリアジンをユニットに有する新規ホスト化合物を合成しその構造解析を行ったところπ系の共役した平面構造をとっていることが分かった。(2)不斉合成技術として前年度に合成した不斉クラウン型触媒を用いた不斉ラクタム化反応を行ったが,基質の溶解度など新たな問題点が出てきたため分子間のアミド化反応も視野に入れた対応を検討中である。(3)生体機能解析技術では,非常に簡便な新しいタンパク質標識化法としてモジュール式アフィニティーラペル化法(MoAL法)の開発に成功した。従来型のアフィニティーラペル化法では,タンパク質と相互作用するリガットに目印となる標識部位とタンパクと共有結合形成をする反応性部位の両方を有する化合物(アフィニティープローブ)を必要とするが,この複雑な化合物の合成が本法の大きな障害の一つになっていた。そこでこれらの部位を別々の分子に切り離すことによって,プローブ合成の簡単な方法を開発した。標的のタンパクに応じてこれらのモジュール分子を適宜組み合わせて混ぜるだけで特異的なラベル化が進行することを明らかにした。今年度はアビジンービオチン系をモデルに用いた成果についてChemComm誌に報告した。(1)有機合成技術開拓の分野では,トリアジン/第3級アミン系における新規触媒の開発,DMT-MMを用いたオキサゾロンの簡便合成法の開発についてそれぞれ成功し,いずれもその成果を学会発表した。これらの結果については現在論文執筆準備中である。また,この研究の過程でトリアジン化合物の全く新しい反応剤としての利用法を見出し,年内にまとめられるよう現在検討中である。トリアジンとは直接関連しないが,上記触媒開発で得られた知早に基づいてオリゴトリアゾールの新規簡便合成法の開発に成功し,その成果を学会発表するとともに,学術論文誌(Tetrahedron Lett.誌)に受理され掲載が決まったところである。

また,ミセル系での反応加速については学会で発表した成果をについて論文執筆中である。(2)不斉クラウン型触媒を用いた不斉ラクタム化反応については,合成した触媒を用いて数種の基質で反応を行ったところ,エナンチオ選択性が発現されたものの十分な大きさではなく,さらに基質構造について検討中である。(3)生体機能解析技術では,モジュール式アフィニティーラベル化法(MoAL法)を用いたアビジンの標識化について詳細な検討を行い,得られた成果を学術論文(Bioorg.Med.Chem.Lett.誌)に発表した。また,COXの標識化については昨年度発表した成果について現在論文執筆中である。アセチルコリン受容体についてもMoAL法によるサブユニット特異的な標識化が進行することを見出し,その結果を学会発表した。膜内でのセラミド様化合物の合成による旗の形態変化については,巨大ベシクルの分裂反応が進行する条件を見つけ,学会で発表した。さらに,この膜内でのセラミド合成の速度論解析を行いミセル系以上の大きな反応加速が起きることを明らかにし,この成果については5月に学会で発表予定である。
日中国交回復の研究-東アジア冷戦の変容と日本外交

日本側の関係資料の収集は前年度にほぼ終了したこともあり、本年度は、前年度に引き続き、米国国務省資料の読み込みと、情報公開法によって開示された外務省文書の分析にあたった。本年度は、池田政権期後半から、佐藤政権にかけての中国政策の分析に焦点を合わせて資料の読み込みを行った。とりわけ本年度は、国連中国代表権の推移に着目し、米国側の資料と日本側資料を照合しながら、国連中国代表権問題に対する日本政府のアプローチがどのように変遷したのかを分析した。また資料の空白を埋めるべく当時の外交官へのインタビューを前年度に引き続いて行った。一方、資料の読み込みに並行して、本年度は、池田政権期の中国政策を研究成果として発表した(「日中LT貿易の成立と池田政権」『六甲台論集法学政治学編』53巻1号)。研究成果としては、上述の論文に引き続き、「国連中国代表権問題と池田外交」、「吉田書簡の再検討」の二本を現在執筆中である。今年度の学会・研究活動としては、学会・研究会において以下の三点の報告・コメントを行った。「日中国交回復の史的研究--東アジア冷戦の変容と日本外交196072」日本政治外交史研究会、2006年5月21日(於・神戸大学)「国連中国代表権問題と日本外交--日本政府の中国政策の一断面196171」戦後東アジア国際政治研究会、2006年6月4日(於・東京大学)、「コメント・清水麗報告『蒋経国時代の日台関係の実質と位置付け』」日本台湾学会、2006年6月3日(於・一橋大学)。本年度は、池田政権期の中国政策を中心に研究を行った。1961年における池田政権の国連中国代表権問題の対応について、日本並びに米国側一次史料の読解につとめ、池田政権が、国連を通じて、台湾の「分断固定化」の確立を図ろうとした過程について分析した。また、1964年の吉田元首相の訪台とその政治過程についての研究も進展した。とりわけ、新史料に基づいて、池田政権末期の外務省アジア局の動向と自民党親台湾派の対立に着目し、日本の中国政策が、池田政権末期に転換していく過程について分析した。学術論文については、今年度は新たな公表を行わなかったが、1962年の日中LT貿易の政治過程についての論文を執筆中であり、単著論文として近く公開する予定である。史料調査については、2005年4月、外務省外交史料館にて1964年の周鴻慶事件についての史料収集を行い、続く5月には、台湾の国史館に史料調査を実施して、1960年代の国民政府の対日政策に関する史料収集を行った。また、外務省に対して、情報公開に基づく開示請求を積極的に行い、「吉田・蒋介石会談議事録」等といったこれまでに存在が知られていなかった新史料の発見に努めた(これについては一部新聞にて報道された。2005年5月27日付『毎日新間』、『西日本新間』を参照)。対外活動としては、2005年11月に札幌にて開催された日本国際政治学会に参加した他、東京で定期的に開催される戦後日本外交史研究会及び、東アジア国際政治史研究会といった若手研究者を中心とする研究会に参加した。2005年9月10日には、東アジア国際政治史研究会(中央大学、服部龍二中央大学助教授主催)にて「吉田訪台と池田政権の中国政策の転換」についての報告を行った。
磁性強相関電子系における電子構造理論の基礎的研究

超ウラン化合物の電子構造の研究、特にフェルミ面に関する新しい結果を得た。1.反強磁性体NpRhGa_5のフェルミ面と磁気モーメントを軌道分極効果を考慮した相対論的スピン分極バンド理論を用いて計算した。この物質はHoGoGa_5型の結晶構造をもち、基底状態の磁気モーメントは[110]方向にあり、q=[0,0,1/2]で秩序化している。計算から得られたフェルミ面の形状は、ド・ハース-ファン・アルフェン(dHvA)効果により測定させた振動数ブランチの角度依存性をよく説明することがわかった。また、Npサイトの磁気モーメントの大きさは中性子散乱による磁気モーメントの測定値と一致している。これらの計算結果から、NpRhGa_5の5f電子は遍歴磁性電子として振舞うことが明らかになった。2.相対論的バンド理論によるNpRhGa_5のフェルミ面と磁気モーメントの成功は今後のNp化合物の研究の方向性を示したが、スピンと軌道の自由度が制限された非磁性Np化合物に対しても同様な性質が保たれているのかを調べる必要がある。ほとんどのNp化合物は磁性体であるが、NpGe_3は少ない非磁性化合物の一つである。相対論的ハンド理論により、NpGe_3のフェルミ面の計算を行った。この計算結果は観測されたdHvA振動数ブランチの定量的な一致を与える。さらに、電子比熱係数で見積もられる増強因子を考慮すると、サイクロトロン有効質量は理論値と実験値との定量的な比較が可能である。3.非磁性のPu化合物PuIn_3のdHvA振動数の測定が国内で初めて成功した。この測定されたdHvA振動数ブランチの起源を相対論的バンド理論による計算で定量的に示すことができた。この成功は非磁性のPu化合物でも、5f電子が遍歴電子として振舞うことを明らかにしたものである。磁性強相関電子系において、f軌道を含む化合物の電子構造には相対論的効果が顕著に現れる。ディラックの相対論的一電子方程式を基礎した理論を展開することにより、局在磁性としてのセリウム化合物から遍歴磁性としてのウラン化合物まで幅広く電子構造の計算が適応できるように拡張していくための基礎的研究を本研究では推進する。今年度では、バンド理論の基底関数において結晶場効果を磁性原子の位置で考慮し、軌道に依存した結晶場ポテンシャルを計算する相対論的理論と手法およびプログラム開発を進めた。その際、スピン・軌道相互作用を含めた相対論的効果を摂動論に寄らずに基底関数の中に取り扱う。スピン分極効果と相対論的効果、および結晶場効果による軌道間の結合を含むディラック方程式の数値解法の効率化を行った。理論の構築に先立ち、フォートラン言語による電子構造、磁気モーメントの大きさと全エネルギーを計算できる電子構造プログラムの開発を進めるために、ワークステーション(Opteron64ビット)とその周辺機器を購入し、その機器の立ち上げとPGIのフォートラン90・コンパイラーのソフトの導入および研究環境の整備を9月までに行った。今年度の末に磁性Np化合物であるNpFeGa_5とNpNiGa_5の単結晶育成が国内で成功し、その電子構造の理解が急がれていた。相対論的スピン分極LAPW法を用いてその電子構造を常磁性状態、強磁性状態および反強磁性状態で計算を行い、フェルミ面の計算を実行した。フェルミ面から最近観測されたド・

ハース-ファン・アルフェン振動数ブランチの解析を行った。その結果を国際ワークショップで講演した。さらに、磁性ウラン化合物の計算結果を論文で発表した。重い原子核を含む化合物の電子構造には相対論的効果が顕著に現れる。局在磁性としてのセリウム化合物から遍歴磁性としてのウラン化合物まで幅広く電子構造の計算が適応できるように、軌道分極効果を考慮したディラックの相対論的一電子方程式を基礎して理論展開し、電子構造や磁気モーメントを計算するプログラムを開発した。磁性超ウラン化合物であるNp化合物の物性研究が最近世界的に進められている。この理論を用いて電子構造とフェルミ面、およびNpサイトでの磁気モーメントの計算を行った。いくつかのNp化合物の測定が行われているが、今年度は反強磁性体NpCoGa_5とNpRhGa_5のフェルミ面と磁気モーメントの計算を行った。低温状態でNpCoGa_5とNpRhGa_5は[001]方向に磁気モーメントをもつ反強磁性体を示す。ド・ハース-ファン・アルフェン(dHvA)効果の測定において、NpCoGa_5は強磁性状態になり、一方NpRhGa_5は低温での磁気秩序を保っている。フェルミ面は、dHvA効果で測定された磁気秩序状態で計算した。まず、得られた磁気モーメントはこの理論において軌道モーメントがスピンモーメントより大きな値となった。フントの第三法則にしたがい、磁気モーメントとスピンモーメントの向きはそれぞれ反対の方向を向いているので、Npサイトの全磁気モーメントは小さな値となり、中性子散乱実験で観測された値と一致する。次に、dHvA効果で測定された振動数のブランチは計算から得られたフェルミ面からその起源を明らかにすることができ、特に、NpRhGa_5については実験と理論の一致は非常によい。これらの結果から、基底状態において磁性Np化合物の5f電子は遍歴磁性として振舞っていることを明らかにすることができ、この理論の有効性と今後の超ウラン化合物の理論研究に対する知見を得ることができた。超ウラン化合物の物性研究、特にフェルミ面に関する研究が今年度において進展した。1.反強磁性体NpRhGa_5のフェルミ面と磁気モーメントを軌道分極効果を考慮した相対論的スピン分極バンド理論を用いて計算した。この物質はHoGoGa_5型の結晶構造をもち、基底状態の磁気モーメントは[110]方向にあり、q=[0,0,1/2]で秩序化している。計算から得られたフェルミ面の形状は、ド・ハース-ファン・アルフェン(dHvA)効果により測定させた振動数ブランチの角度依存性をよく説明することがわかった。また、Npサイトの磁気モーメントの大きさは中性子散乱による磁気モーメントの測定値と一致している。これらの計算結果から、NpRhGa_5の5f電子は遍歴磁性電子として振舞うことが明らかになった。2.相対論的バンド理論によるNpRhGa_5のフェルミ面と磁気モーメントの成功は今後のNp化合物の研究の方向性を示したが、スピンと軌道の自由度が制限された非磁性Np化合物に対しても同様な性質が保たれているのかを調べる必要がある。ほとんどのNp化合物は磁性体であるが、NpGe_3は少ない非磁性化合物の一つである。相対論的ハンド理論により、NpGe_3のフェルミ面の計算を行った。この計算結果は観測されたdHvA振動ブランチの定量的な一致を与える。
育児への非意識的な感情に着眼した新しい動機づけ過程の解明と子育て支援への応用

育児放棄や放任など親の心が育児に向かわないために生じる問題は社会問題となっている。この原因を探るため,申請者らは行動を起こすための心の働きである“動機づけ"に着目し,育児行動のメカニズムを研究してきた。しかし,実際の育児には“子育てしたくない"というネガティブ感情を伴う回避的な動機づけがあると想定されるが、それについてはまだ不透明である。そこで本研究では感情の働きが強く影響する非意識的な動機づけの過程に着目し,意識・非意識の両面から育児行動のメカニズムを解明する。動機づけを促進・低減する関連要因も合わせて明らかにし、育児に心が向かわない親を理解し,適切な支援をするための知見を提供したい。
免疫応答をマーカーとしたセンチネルリンパ節微少転移診断

センチネルリンパ節転移検体が予定症例数を満たしていないため特異的遺伝子発現の同定は困難であった。マウス舌癌転移モデルを作成し、In vitro解析を中心に行った。その結果、インテグリンファミリーの関与が示唆された。悪性腫瘍の所属リンパ節転移の有無は、患者の生命予後に大きく関わっており、より正確な診断を得るためにFDG-PETやCT、MRI、それに抹消血中の各種腫瘍マーカーなどを重ねて評価しているが、いずれも擬陽性や過剰評価など、その正誤性に問題がある。また、これらの検査はすべて、癌がある程度の大きさにならないと転移を検出せず、早期のリンパ節転移、いわゆる微小転移を反映するものではない。当科では上記検査にて臨床的に転移が明らかでない患者に対し、頸部センチネルリンパ節生検を行い、術中にリンパ節への癌細胞転移の有無を150μメートル間隔での準連続切片による迅速病理検査ならびに腫瘍細胞の検出を目的にSCC抗原をマーカーとしたRT-PCRによる遺伝子診断を行っている。しかしながら、リンパ節全層を術中に確認することはきわめて困難なため、病理組織診断の精度をあげても、初期微小転移を見逃す可能性もあると言わざるを得ない。センチネルリンパ節生検における微小転移診断に、サイトケラチンなどの腫瘍マーカーの発現をリアルタイムPCRなどで検索しているが、いずれも同じ理由から信愚性に欠ける。このように、微小転移を腫瘍細胞由来の遺伝子により検出するには限界があると考える。本研究では、微小転移の有無を腫瘍細胞由来ではなく、微小転移が成立した際のリンパ節の免疫応答由来の遺伝子変化での検出を検討する。すなわち、原発巣よりリンパ管を経由して転移した癌細胞が、所属リンパ節にたどり着いた時に起こる免疫応答の中から、腫瘍特異的な反応を見いだし、癌転移免疫応答マーカーを樹立したいと考える。1.ヒトロ腔癌患者の転移リンパ節における遺伝子発現プロファイル解析口腔癌患者より摘出したリンパ節を病理組織学的に検索して、転移(+)と(-)に分ける。ホモジナイズしてtotal RNAを抽出する。遺伝子発現プロファイルをGene Chip Expression Analysis Systemにて網羅的に解析し、両リンパ節のcomparison analysisを行った。(a)の解析で、複数の扁平上皮癌細胞株の転移により発現増強が誘発された遺伝子を10個程度に絞り込んだ。これらの遺伝子を対象に、転移が認められなかったリンパ節の組織と、転移が認められたリンパ節の癌胞巣に近接する組織をLCMで切り出し、total RNAを抽出した。これを鋳型に合成したcDNAから2回のin vitro transcriptionでcRNAを合成、これをサンプルとしてreal-time PCRで当該遺伝子の発現を確認した。同定された異常発現サイトカインの発現を、センチネルリンパ節生検にて得られた検体を用いて免疫組織学的およびin situ hybridizationにて検索した。3.異常発現遺伝子をマーカーとした遺伝子診断の有用性の評価
ケニア無歯科医地域での健康人口学的調査を活用した統合型口腔環境疫学データの構築

HDSSを活用し、ケニアの無歯科医地域であるビタ地区の12歳児計約160名および高齢者計約150名を選び、口腔健診を実施した。その結果、小学生ではDMFTが0.18から0.56へと増加していることが明らかとなった。このデータは、共同研究機関であるナイロビ大学歯学部のWagaiyu教授を介してケニア厚生省の担当部署へ報告した。高齢者の平均年齢は約75歳で、残存歯数は平均21歯以上であった。平均齲歯数は24本であった。食事の回数は1日3回が大多数で、無歯顎者や少数歯残存者は、柔食を取っており、調理法の重要性を再認識した。また、6割以上の人は木の枝からなるスティックで口腔清掃を行っていたケニアでは、80%以上の歯科医師が大都市部に偏在し、地方住民は歯科医療の恩恵にあずかっていない。したがって、大都市部においては、比較的高頻度のう蝕罹患率であることは分かっているが、地方における調査は行われていない。ケニアにおけるでは、1960年代からの長い歴史と実績を有する長崎大学熱帯医学研究所の海外拠点が、ナイロビ及びビタに開設されている。本学に特徴的な熱帯感染症研所のナイロビ/ビタ拠点を活用して、これまで口腔衛生状態に関する疫学データが皆無であるケニアの辺境(無歯科医)地区における、HDSS(Health and Demographic Surveillance System,健康と人口静・動態調査システム:特定地域の住民を対象に疾病罹患状態、死亡、移動、出生などを把握)と社会人類学的側面を加味した初めて本格的な口腔健康調査を実施した。現地にてHDSSを活用したインタビュー調査と実際の口腔健康調査を行った。12歳児に関しては、これまで調査を実施した2つの小学校へ4年間の継続した調査を依頼し、了解を得た。すなわち、4あるいは5年生を毎年10月ごろ口腔健康調査し、4年間の口腔内の変化を観察することにした(ケニアの小学校は8学年まである)。本年度は2校で計164名の口腔内を調査で来た(事前にインフォームド・コンセントを全員からとった)。65歳以上の高齢者の口腔環境調査は、ビタタウンシップというビタ地区の最小の行政区域の約170名を対象とした。インフォームド・コンセントと基本健康アンケートを事前に現地のスタッフが行ったのち、本年度は2月に34名の居宅を訪問し、聞き取り調査と口腔健診を実施できた。34名全員が歯の重要性を訴え、咬むことの重要性を再認識できた。平成26年度も、前年度と同様に、ナイロビ大学歯学部の歯科医と共同で西ケニアの無歯科医地域(ビタ地区)で口腔健康調査を実施した。平成26年10月23-24日、ビタ地区の2つ小学校(kaswanga, ICIPE)の5-6年生134名の口腔健康調査を事前のアンケート調査を基に実施した。データの詳細な集計は終わっていないが、昨年度の同時期から1年間で大きく口腔内の衛生状態の悪化はないようである。具体的なう蝕歯の状況は以下のとおりであった。<一人平均う蝕歯(DMF)数>合計(134人)平均値0.28標準偏差0.760<一人平均う蝕歯面(DMFS)数>合計(134人)平均値0.54標準偏差1.817これまでの調査で指摘したとおり、我が国と異なり斑状歯の頻度が多いが昨年度と比べて、増加の傾向は特に認められなかった。平成27年2月19-23日、ビタ地区の最小行政単位であるビタタウンシップの一番南に位置する山間部に居住する高齢者42名の歯科と関連する生活状態のインタビューと口腔内健康調査を行った。食事に関してポリジというトウモロコシの粉を粥状にした食べ物があり、残存歯の少ない高齢者にとって食べやすいことが分かった。また、家族構成はほとんどの家庭で大家族制をとっており、専門的な調査は行っていないが、65-90歳までの高齢者でいわゆる認知症が疑われる方はいなかった。生活環境とQOL,ADLとの関連についても検討の必要性がある。平成27年10月にケニア西部の無歯科医地域であるビタの東部地区の高齢者56名の健康調査インタビューと口腔健診、並びにkasuwannga小学校6+7年生66名とICIPE Point INternational小学校7年生63名のアンケート調査と口腔健診を実施した。さらに、平成28年2月は、ビタ中南部地区の高齢者30名の健康調査インタビューと口腔健診を実施した。小学生に関しては、同一生徒を3年間の調査を実施した。高齢者に関しては、平成27年度でビタ4地区の調査を終了できた。本学のアフリカ研究拠点であるケニア南西部のビクトリア湖畔の無歯科医地域であるビタ地区にて今年度、小学生約124名と高齢者は合計131名を対象に口腔健康調査(事前インタビューと現地での聞き取りおよび口腔健診)を実施した。小学生に関してはDMFT指数が0.18(2013年度)から0.56へと増加し、明らかに口腔衛生状況の悪化が確認できた。この内容は、共同研究者であるナイロビ大学歯学部のWagaiyu教授からケニア厚生省の担当部局へ周知を依頼した。平均年齢は女性75.58歳、男性75.74歳で差はなかった。

女性85名(64.9%)、男性46名(35.1%)で、有意に女性が多かった。男女比率はケニア全体の65歳以上の比率(54.8:45.2)と差はなかった。残存歯数に関して、体が健康と自覚している人(5名)は28.8歯、平均的と自覚している人(62名)22.21歯、不良と自覚している人(64名)は21.20歯で、全身的に健康と自覚している人は、有意に残存歯数が多かった。無歯顎者は4名、平均齲歯数は24本であった。113名(86.3%)の人で伝統的抜歯風習(下顎前歯の抜去、1950年ごろまで、65歳未満の人には見られない)による欠損部を認めた。また、下顎抜歯部位として両側第一小臼歯間8歯、両側犬歯間6歯、両側側切歯間4歯のように時代とともに抜歯数が減少していく傾向にあった。食事の回数は1日3回が大多数であった。食餌は、ウガリ(トウモロコシ粉のだんご)、スクマビキ(青菜)、魚(小魚、テラピア等)が主な内容であった。無歯顎者や少数歯残存者は、ポリジ(トウモロコシ粉のおかゆ)、オメナ(小魚のスープ)を摂取することが可能で、歯がなくても食事は可能である。調理法の重要性を再認識できた。現地の安全情報、現地協力スタッフの確保の観点から、口腔健康調査は、ビタ地区に限定して小学生、高齢者に関して実施し、この地区では予定した内容で完了できた。今後予定されている本学アフリカ拠点のクワレ地区での口腔健康調査の予備調査を実施した。まず、ナイロビ拠点職員およびクワレ駐在調査員との日程、行程調整ののち、2018年1月20日から1月28日まで現地へ出張した。現地調査員の案内で、HDSS(本学熱帯医学研究所が実施・管理している健康および人口登録・動態追跡調査)データのあるクワレ地域の異なった環境の3地区を視察した。その結果、小学生に関しては、経済的に裕福な地区と裕福でない地区のそれぞれ1校(計300名程度)を選定することができ、両校の校長へ今後の調査協力を依頼した。高齢者に関しては、3地区のDispensary(地域の保健室)を活用して各地区60名程度の調査を実施することの可能性が確認できた。州厚生省の説明ではクワレ地区全体で歯科医師は3名とのことで、この地域の中心であるクワレの州立病院には歯科医師が1名常勤として勤務していた。非常に短期間であったが、現地調査員の特段の支援のもと、今後の詳細な研究計画を立てる上で有益な情報が得られ、有意義な予備調査を行うことができた。HDSSを活用し、ケニアの無歯科医地域であるビタ地区の12歳児計約160名および高齢者計約150名を選び、口腔健診を実施した。その結果、小学生ではDMFTが0.18から0.56へと増加していることが明らかとなった。このデータは、共同研究機関であるナイロビ大学歯学部のWagaiyu教授を介してケニア厚生省の担当部署へ報告した。高齢者の平均年齢は約75歳で、残存歯数は平均21歯以上であった。平均齲歯数は24本であった。食事の回数は1日3回が大多数で、無歯顎者や少数歯残存者は、柔食を取っており、調理法の重要性を再認識した。また、6割以上の人は木の枝からなるスティックで口腔清掃を行っていた小学生は180名程度、2度目の口腔健康調査を実施でき、高齢者に関しても出張期間中に約40名のインタビューと口腔健康調査が実施出来ている。平成28年10月に小学生の4回目の口腔健康調査を実施する。これまでのデータ整理ののち、現地で小学生に対して口腔健康教育を実施したいと考えている。部族、気候などの異なった無歯科医地域であるケニア東南部の本学
がん微小環境におけるエクソソーム由来分泌型非コードＲＮＡの機能とその臨床応用

細胞外小胞(エクソソーム)に含まれる分泌型分子として、免疫関連分子EBAG9によるがん悪性化の仕組を解析した。EBAG9過剰発現の前立腺がん細胞から細胞外小胞を分離し他のがん細胞に取り込ませると細胞移動能は上昇した。がん由来細胞外小胞をTリンパ球系細胞に取り込ませるとがん細胞への細胞障害性が低下し、EBAG9中和抗体によって回復した。がん細胞外小胞のEBAG9は微小環境を調節してがん増悪に関与することが示された。子宮内膜がんで高発現のマイクロRNAを低分子RNAシーケンス解析で探索し、がん細胞増殖性を上げる分子に着目して、その候補標的遺伝子をin silico解析と機能実験により同定した。28年度は乳がん・前立腺がんにおいて、ホルモン治療抵抗性モデルがん細胞とホルモン感受性がん細胞との比較から、がん病態進展にかかわる非コードRNAのうち、特にホルモン受容体のゲノム結合領域近傍に位置するアンチセンスRNAに着目し、がん細胞のRNAシーケンスデータからホルモン応答性に発現上昇する長鎖非コードRNA候補を複数同定した。また、乳がん・前立腺がんの臨床検体におけるRNAシーケンスデータから、それらの非コードRNAが発現が亢進している症例が多く存在することを見出し、がん診断バイオマーカーとしての可能性を示すことができた。注目される非コードRNAに対して、特異的なsiRNAの作製を行い、RNAレベルでの発現抑制が得られることを確認し、がん細胞の増殖性や移動性、細胞周期に対する作用を検討した。いくつかのsiRNAについては、ホルモン受容体のプロモーター活性解析やクロマチン免疫沈降アッセイから、エピゲノム作用に直接作用する可能性が示された。がん細胞からのエクソソーム分離については、超遠心を用いて濃縮したエクソソーム試料において、マーカー蛋白質やがん細胞で過剰発現する蛋白質の発現を、ウエスタン法を用いて確認することに成功した。さらに、がん由来のエクソソームを腫瘍免疫にかかわるT細胞系細胞に取り込ませ、元となるがん細胞の性質により、T細胞系の細胞傷害性にかかわる遺伝子の発現が調節されることを見出した。がん細胞から超遠心法を用いてエクソソームを抽出し、エクソソームマーカー蛋白質の発現を指標に、エクソソームを濃縮できる手法が確立し、さらにがん由来のエクソソームをがん微小環境にかかわる免疫系細胞等へ作用させる実験が可能となった。がん細胞からのexosome由来分泌型因子として、がん免疫関連分子EBAG9による前立腺がんモデルの病態進行メカニズムを明らかにした。前立腺がん発症モデルのTRAMPマウスとEbag9欠損マウスとの交配により、前立腺がんの発症抑制が観察された。次にヒト前立腺がん細胞におけるEBAG9遺伝子の発現抑制により、上皮間葉移行(EMT)関連遺伝子の発現が抑制され、がん細胞の移動能も低下した。EBAG9結合分子のうち膜貫通因子TM9SF1に着目し、がん細胞のTM9SF1の発現を抑制するとEMT関連遺伝子の発現が抑制され、細胞移動能も低下しTM9SF1と協調して働くEBAG9の作用が明らかになった。がん由来exosomeのがん微小環境に対する作用として、EBAG9強発現前立腺がん細胞由来のexosomeを取り込ませたTリンパ球系で細胞障害性の低下が認められた。EBAG9強発現exosomeによるTリンパ球の細胞障害性低下は、EBAG9中和抗体によって解除されることから、exosome由来のEBAG9によるがん微小環境への作用が示された。また、数種類のヒト子宮内膜がん細胞における低分子RNAシーケンス解析から、発現レベルが高く、臨床子宮内膜がん組織において発現量が高いmiRNAを抽出した。その中で、特にアンチmiRNA核酸製剤によって子宮内膜がん細胞の増殖が抑制されるmiRNAに注目した。数種類のアルゴリズムを用いたin silico解析により、子宮内膜がん細胞における高発現性で注目したmiRNAに対する候補標的遺伝子を絞り込んだ。この候補miRNA標的遺伝子はエピゲノム制御に関わる因子であることから、注目したmiRNAおよびその標的遺伝子の発現調節により、子宮内膜がんにおけるエピゲノム制御がどのように変化し、それによってがん細胞の病態がどのように変化するかについて解析を進めている。各種病態のがん細胞からのエクソソーム抽出を行い、そこに内包される非コードRNAの同定と機能解析を行って、がん病態におけるエクソソーム由来の非コードRNAの作用を明らかにする。研究代表者と研究分担者が注目している乳がんと前立腺がんの非コードRNAについても、がん細胞での過剰発現および発現抑制を行った場合に、そこから分離されるエクソソームによってがん微小環境の細胞がどのように影響を受けるかについても解析を行う。内分泌学次年度の効率的な研究推進のため、試薬・消耗品等の物品費、旅費と学会参加費、人件費に支出するための必要が出てきたため。
乾燥地域の広域水循環と温暖化-衛星を利用した統計ダウンスケーリング手法の開発-

乾燥地域の水資源への温暖化の影響を評価することは、重要な課題となっている。乾燥地域の水資源は近接する(流域の)山岳地域への降水が重要な役割を占める。そのため、対象地域には物理モデルによるダウンスケーリングだけでなく、山岳地域への降水を適切に評価した上で、統計的なダウンスケーリング手法を適用することが、期待される。そこで本研究は、山岳降水を衛星データを利用して評価し、統計的な手法により温暖化影響のダウンスケーリングを行うことを目的としている。対象地域は中国北部とトルコの乾燥地域である。平成17年度は、平成16年度に作成した、山岳の効果(山の上の方で雨が多く降るなど)を考慮した日降水グリッドデータを用いて、ダウンスケーリング手法を開発した。衛星データについては、熱帯降雨観測衛星(TRMM)と、NOAA/CPCで作成されたCMORPHという、マイクロ波による推定降水量と静止気象衛星による雲風ベクトルを組み合わせて算出される降水量データセットを利用した。TRMM/PRデータは雨量計データから作成されたデータセットに対し、強い雨に対して系統的な誤差がみられることがわかった。また、GPCP1DDなど他のいくつかの衛星による降水プロダクトと比較してCMORPHの降水量や、TRMM3B42プロダクト(マイクロ波TMIとSSMIによる)は量的にも経年変動の点でもよい見積もりを示していることがわかった。これらのことから、ECMWFによる1.125度解像度の客観解析データと、TRMM/PRおよびCMORPH降水量により、対象地域についての、水蒸気輸送場・大気循環場と降水分布について比較研究を行った。また気象庁気象研究所の温暖化実験結果と本研究により作成されたデータセットやこれら衛星データを比較することにより、ダウンスケーリング手法を開発した。平成16年度は、予定通り、山岳の効果(山の上の方で雨が多く降るなど)を考慮した日降水グリッドデータを、雨量計に基づき東アジアについて作成した。中国北部の乾燥地域のみならず、中国全体、モンゴルを含む地域でデータセットを作成した。衛星データについては、熱帯降雨観測衛星(TRMM)観測地域について、本研究で作成したデータセットとTRMM/PR(レーダー)データを比較した。予想に反し、TRMM/PRデータは雨量計データから作成されたデータセットに対し、強い雨に対して系統的な誤差がみられることがわかった。そのため、第1次的な評価としては衛星データを使わないデータセットから統計ダウンスケールをこころみることにした。一方トルコについては、500地点ほどの雨量計による日降水データを収集した。またイスラエルのテルアビブ大学教授との共同研究の話がすすみ、トルコのみならずイスラエル,シリア、レバノンなどで月降水量データを入手できることになった。
ローカライズド制御理論の構築とその宇宙システムへの応用

柔軟宇宙構造物の制御においては、一般にモード関数による級数展開の手法を用いて、システムの振動特性を有限個の常微分方程式で記述することにより状態空間モデルを得ている。この手法によれば振動特性の取り扱いが極めて容易になるが、その対価として局所的な振動特性に関する情報が失われてしまう。今後の宇宙インフラストラクチャの展開においてはシステムの形状がより複雑になると考えられ、このような方法は必ずしも有効ではない。このことを背景に、本研究では新しい制御論理として、ローカライズドコントロールと言う概念に着目する。この方法は、システムを有限要素に分割し、各有限要素の変位と回転を記述するローカル座標系に基づき状態空間(ローカライズド空間)を展開する。つまり、システムの数学モデルにシステムの有限要素的振動特性を記述することにより、制御論理の構築において構造の振動特性を陽に反映するものである。複雑な宇宙構造物を制御する場合には、対象を単なる数学モデルとして捕らえるのではなく、構造としての特性を考慮して制御則を構築することが望ましいが、偏微分方程式を取り扱うことの難しさから、この観点での研究は十分に行われてこなかった。本研究は、常微分方程式を用いつつも対象の有限要素的振動特性を考慮するものであり、画期的な制御系設計理論と言える。その応用例として、最適レギュレータの設計にローカライズド制御の概念を適用すると、最適フィードバックゲインを剛性マトリクスと質量マトリクスという構造パラメータのみにより構成できることを示した。なお、本研究では、ローカライズド制御理論にもとづく制御系設計コードを作成するとともに、これを実システムに適用するための方法論を示し、理論の拡張を図った。この手法によれば振動特性の取扱いが極めて容易になるが、その対価として局所的な振動特性に関する情報が失われてしまう。このことを背景に、本研究では全く新しい制御論理として、ローカライズドコントロールと言う概念を導いた。その応用例として、最適レギュレータの設計にローカライズド制御の概念を適用し、最適フィードバックゲインを剛性マトリクスと質量マトリクスという構造パラメータのみにより構成できることを示している。平成15年度には、ローカライズド制御の概念を定式化し、その利点を理論的に明らかにするとともに数値シミュレーションコードを開発し、単純な構造モデルへの適用を通してその有効性を定量的に示した。本研究では、ローカライズドコントロールと言う新しい制御の概念を宇宙機の制御系設計に適用するための研究を行なった。この理論では、システムを有限要素に分割し、各有限要素の変位と回転を記述するローカル座標系に基づき状態空間(ローカライズド空間)を展開する。

ローカライズド制御は、常微分方程式を用いつつも対象の有限要素的振動特性を考慮するものであり、画期的な制御理論と考えることができる。ここでは、最適レギュレータの設計にローカライズド制御の概念を適用するとともに、その実用化のために、システムのパラメータ変化に対するロバスト性を機能的に追加する方法を提案し、これによりローカライズド制御理論の拡張を図った。昨年度は、ローカライズド制御理論の定式化を行なうとともに、この理論に基づき制御系を設計するための計算コードを作成した。16年度は、この計算コードを数学モデルに適用し、ローカライズド制御の有効性を示すとともに、柔軟宇宙構造物を制御対象として、この制御概念を実システムへ適用するための方法論を示した。特に、センサとアクチュエータの配置問題に対する指針を示すことに加え、制御対象の不確定性に対するロバスト性を獲得するための設計については、従来の試行錯誤的、あるいは、マクロな評価関数的設計から脱却し、複雑な宇宙システムの局所的振動特性を考慮しながら設計を進めるための手法を導いた。