hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然免疫で働くユビキチン化およびISG化E3リガーゼの機能と生理的意義の解明

当該年度における研究について以下に示す(<1><4>)。<1>(1)ISG化修飾のウイルス感染に対する効果、(2)フリーのISG15およびISG15化修飾の生理的意義について調べるため、ISG15E3リガーゼであるHerc6ノックアウトマウスを使用し、米国渡航先機関において、生体内のフリーのISG15、ISG15化修飾をコントロールできるISG15化関連酵素を組み合わせたダブルノックアウトマウスを作製中である。すでに数種類のダブルノックアウトマウスが完成しており、致死表現型を示すマウスについて解析を進めている。<2>RIG-Iを分解する酵素として報告した(2007,PNAS)ユビキチンE3リガーゼ、RNF125のノックアウトマウスはMEF(mouse embryonic fibroblast)を使用した実験により、RNF125ノックアウトの細胞でウイルス感染後のIFN産生が上昇していることを確認した。現在はリンパ球増殖能についても調べている。<3>また、ウイルス感染後の生体防御に重要なユビキチンE3リガーゼとして報告したTRIM23(2010,PNAS)がNEMOをK27typeでユビキチン化する詳細な証拠、メカニズムを調べている。<4>さらに、ISG15化E1リガーゼUBE1Lのノックアウトマウスと癌亢進の関係に着目しマイクロアレイ解析を行ったところ、EGFRシグナルを増加させる新規癌亢進遺伝子を発見した。この遺伝子を強制発現するとEGFRのリン酸化の上昇が見られ、逆にノックダウンしたところ、EGF刺激後のEGFRリン酸化が著しく減少した。現在はxenograftの実験により、この遺伝子が生体内で癌亢進に働くことを示すとともに、ISG15との関連についても調べている。これまでの研究により、ユビキチン化については、ウイルス感染後の自然免疫に働くユビキチン化酵素TRIM23を発見し、そのメカニズムを報告した。また、ISG化については、ISG15の生理的意義を調べるためにISG化関連酵素を組み合わせたダブルノックアウトマウスを作製しており、研究の目的であるISG15の生理的意義のいったんが解明できることが期待されるため。今後の研究については、以下の点に特に焦点を絞って研究を進める。(1)致死表現型の見られるISG15関連酵素のダブルノックアウトマウスの致死原因を病理解析およびこのマウスから樹立した細胞を使った実験により詳細に調べる。(2)前述のように、ISG化E1酵素であるUBE1Lのノックアウトで見られる癌の亢進に着目しマイクロアレイ解析(野生型vs UBE1Lノックアウト)を行ったところ、EGFRシグナルを活性化する新規癌亢進遺伝子を発見した。今後、この遺伝子がISG15に関与するのかどうかをISG15関連酵素ノックアウトマウスを使用して調べる。当該年度における研究について以下に示す。RIG-Iを分解する酵素として報告したユビキチンE3リガーゼ、RNF125のノックアウトマウスのC57/BL6へのバッククロスを終了し、ウイルス感染免疫およびリンパ球増殖能について、表現型の解析を始めている。また、ISG化修飾に働くISG化E3リガーゼ、Herc6のノックアウトマウスについてもC57/BL6へのバッククロスを完了し、ISG化修飾のウイルス感染に対する効果、ISG15化修飾の生理的意義について解析を進めている。さらに、ウイルス感染後の生体防御に重要な新規ユビキチンE3リガーゼTRIM23を同定して報告した(2010, PNAS)。TRIM23はウイルス感染防御に重要なアダプター分子NEMO (IKKgamma)に対してK27typeのユビキチン鎖を付加することにより、ウイルス感染後のIFN産生シグナルを活性化していた。TRIM23はウイルス感染による炎症性サイトカインの産生には関与していたが、TNFalpha刺激による炎症性サイトカインのシグナル経路には影響を与えなかった。TRIM23をノックダウンしたプライマリーな細胞にウイルスを感染させると、野生型に比べてIFN産生が減少し、結果としてTRIM23をノックダウンした細胞ではウイルスがより増殖することを示した。この結果により、ウイルス感染後のIFN産生シグナル自然免疫経路のいったんが解明されたと言える。<4>さらに、ISG15化E1

リガーゼUBE1Lのノックアウトマウスと癌亢進の関係に着目しマイクロアレイ解析を行ったところ、EGFRシグナルを増加させる新規癌亢進遺伝子を発見した。この遺伝子を強制発現するとEGFRのリン酸化の上昇が見られ、逆にノックダウンしたところ、EGF刺激後のEGFRリン酸化が著しく減少した。現在はxenograftの実験により、この遺伝子が生体内で癌亢進に働くことを示すとともに、ISG15との関連についても調べている。これまでの研究により、ユビキチン化については、ウイルス感染後の自然免疫に働くユビキチン化酵素TRIM23を発見し、そのメカニズムを報告した。また、ISG化については、ISG15の生理的意義を調べるためにISG化関連酵素を組み合わせたダブルノックアウトマウスを作製しており、研究の目的であるISG15の生理的意義のいったんが解明できることが期待されるため。今後の研究については、以下の点に特に焦点を絞って研究を進める。(1)致死表現型の見られるISG15関連酵素のダブルノックアウトマウスの致死原因を病理解析およびこのマウスから樹立した細胞を使った実験により詳細に調べる。(2)前述のように、ISG化E1酵素であるUBE1Lのノックアウトで見られる癌の亢進に着目しマイクロアレイ解析(野生型vs UBE1Lノックアウト)を行ったところ、EGFRシグナルを活性化する新規癌亢進遺伝子を発見した。今後、この遺伝子がISG15に関与するのかどうかをISG15関連酵素ノックアウトマウスを使用して調べる。
HOILユビキチンリガーゼのB型肝炎ウィルスXタンパク質の機能に与える影響

我々は細胞内鉄代謝制御因子(IRP2)の鉄濃度依存性プロテアソーム分解に関与する新規RING型ユビキチンリガーゼとしてHOIL-1を同定したが、HOIL-1はB型肝炎ウィルスの病因蛋白質(HBx)に結合する機能不明の細胞内因子(XAP3)として以前に報告されていた。これはB型肝炎ウィルスによる肝細胞癌発癌にユビキチン系が関与する可能性を示唆する。本年度の研究で我々は、ROIL-1は細胞内で別のRING型ユビキチンリガーゼと高分子量複合体を形成していることを見いだした。HOIL-1のリガーゼ複合体形成がHBxのトランス活性化にどのような影響を与えるか調べたところ、HOIL-1リガーゼ複合体は、HepG2細胞や293細胞内でNF-κB応答プロモーターをもつルシフェラーゼ(Luc)活性を10倍以上に増大させた。しかし、Rous sarcomavirus(RSV)やAP1プロモーターのLuc活性亢進は見られなかった。NF-κB経路の活性化はゲルシフト法によっても確認され、抗NF-κB抗体を用いたスーパーシフトからp50やp65などが関与する古典的NF-κB経路が活性化すると考えられた。また、免疫蛍光染色からHBxとHOIL-1リガーゼ複合体が共発現した細胞ではp65が核内移行していることを明らかにした。さらに、ユビキチンリガーゼの活性中心であるRING領域のCysをAlaに変異するとNF-κB活性化は起こらなかった。これはHBxが結合したHOIL-1リガーゼ複合体は古典的NF-κB経路を特異的に活性化する可能性を示唆し、慢性的なNF-κB活性化が肝炎や肝細胞癌発癌に関与する可能性が示唆された。我々が酸化ダメージ蛋白質を選択的に認識するユビキチンリガーゼとして同定したHOIL-1は、以前にB型肝炎ウィルスの病因蛋白質(HBx)に結合する細胞内因子(XAP3)として報告されていた分子と同一であった。これはユビキチン系がB型肝炎ウィルスによる肝細胞癌発癌に関与する可能性を示唆する。そこで本年度の研究において我々は、HBxによる病態発現へのHOIL-1の関与を明らかにする目的で、HOIL-1とHBxの細胞内結合、及びHBxのトランス活性化能に与えるHOIL-1の影響を調べた。その結果、1)HOIL-1は分子内のユビキチン様ドメイン(2888番目)を介してHBxに結合することが示された。2)HBxのHOIL-1結合部位はC末端近傍(122139番目)であると示された。3)HBxはヒト肝癌由来のHepG2細胞とHep3B細胞内でRous sarcoma virus(RSV)、AP1、NFkBなどのプロモーターをもつルシフェラーゼ(Luc)活性は、310倍上昇させるが、このトランス活性化能に重要な領域はHOIL-1結合部位近傍であった。4)HOIL-1に対するsiRNAを用いてHep3B細胞にて内在性HOIL-1をノックダウンすると、HBxのRSV-Luc活性はコントロールRNA発現時に比べ1.52倍上昇した。以上の結果から、HOIL-1はユビキチン様ドメインを介してHBxのC末端部のトランス活性化領域近傍に会合し、HBxのトランス活性化を抑制すると結論された。B型肝炎ウィルス(HBV)感染は肝炎や肝細胞癌発症の主要病因であり、世界的には肝癌の約50%がHBV感染に起因する。HBVは3.2kbのゲノム中に4つの遺伝子をもち、その病原タンパク質として16.5kDaのXタンパク質(HBx)が同定されている。

HBxは宿主細胞内のタンパク質と会合し、遺伝子転写を亢進することで細胞を癌化させると考えられている。また、我々が細胞内鉄代謝因子IRP2のユビキチンリガーゼとして発見したHOIL-1は、HBxに結合する因子として同定されていたが機能は未同定であったXAP3と同一であった。これはHBVがユビキチンシステムを利用し、病態を発現している可能性を示唆する。そこで、本助成研究で我々は、HBVによる肝癌発症におけるユビキチン系の関与を明らかにする目的で、HOIL-1とHBxとの細胞内相互作用及びHBxの遺伝子転写亢進活性への影響を解析した。その結果、HOIL-1は新規RING型タンパク質と細胞内で結合していること、HBxはHOIL-1ユビキチンリガーゼ複合体に会合し、3者複合体を形成することを明らかにした。また、HOIL-1リガーゼ複合体はNF-κB経路を活性化し、HBxはその転写亢進活性を相乗的に増強することをルシフェラーゼ活性によって明らかにした。さらに、NF-κB経路の活性化はp65の核移行、ゲルシフトアッセイ、IκBαのリン酸化によっても確認された。NF-κB経路活性化にはユビキチンリガーゼ複合体の活性が必要であり、リガーゼ活性を欠失する変異体はNF-κB経路をドミナントネガティブ的に抑制した。NF-κB経路は炎症のみならず、炎症によって惹起される発癌に深く関与することが知られるシグナル伝達経路であり、本研究からHBxがユビキチンリガーゼ複合体を利用することでこの経路を特異的に活性化し肝細胞発癌を引き起こす可能性が示唆された。
魚類における性転換現象の系統発生と社会構造に関する研究

本研究では互いに近縁で雌雄同体と雌雄異体の種類から成るハゼ科ベニハゼ属,イレズミハゼ属,シマイソハゼ属の配偶システムと系統関係を明らかにした.ベニハゼ属アオギハゼ,オヨギベニハゼ,カスリモヨウベニハゼ,イレズミハゼ属4種の配偶システムを飼育観察により明らかにした.その結果,アオギハゼは一夫多妻,オヨギベニハゼはランダム配偶,カスリモヨウベニハゼは縄張り雄が複数のつがいになる縄張り訪問型一夫多妻であぶれた雄はスニーキングにより繁殖に参加した.アオギハゼは雌性先熟,オヨギベニハゼは雄性先熟,カスリモヨウベニハゼは雌雄異体で体長-有利性モデルに適合している.またイレズミハゼ属4種は一夫一妻であった.mtDNAによる系統解析では雌雄異体であるシマイソハゼ属から雌雄同体のベニハゼ属とイレズミハゼ属が派生したことが明らかとなった.さらにベニハゼ属の中でアオギハゼ,オヨギベニハゼ,カスリモヨウベニハゼが単系統群を形成した.このことから雌雄異体?雌雄同体?雌雄異体の順で進化したことが示された.ハゼ科ベニハゼ属,イレズミハゼ属,シマイゾハゼ属は互いに近縁で雌雄同体と異体種が混在している.本研究では3属に含まれる種の系統関係をmtDNAにより解析し,飼育実験による配偶システムの観察結果と併せて雌雄性の進化を探るものである.本研究では互いに近縁で雌雄同体と雌雄異体の種類から成るハゼ科ベニハゼ属,イレズミハゼ属,シマイソハゼ属の配偶システムと系統関係を明らかにした.ベニハゼ属アオギハゼ,オヨギベニハゼ,カスリモヨウベニハゼ,イレズミハゼ属4種の配偶システムを飼育観察により明らかにした.その結果,アオギハゼは一夫多妻,オヨギベニハゼはランダム配偶,カスリモヨウベニハゼは縄張り雄が複数のつがいになる縄張り訪問型一夫多妻であぶれた雄はスニーキングにより繁殖に参加した.アオギハゼは雌性先熟,オヨギベニハゼは雄性先熟,カスリモヨウベニハゼは雌雄異体で体長-有利性モデルに適合している.またイレズミハゼ属4種は一夫一妻であった.mtDNAによる系統解析では雌雄異体であるシマイソハゼ属から雌雄同体のベニハゼ属とイレズミハゼ属が派生したことが明らかとなった.さらにベニハゼ属の中でアオギハゼ,オヨギベニハゼ,カスリモヨウベニハゼが単系統群を形成した.このことから雌雄異体?雌雄同体?雌雄異体の順で進化したことが示された.ハゼ科ベニハゼ属オキナワベニハゼ,イチモンジハゼは双方向の性転換をすることがこれまでの研究で明らかとなっている.互いに近縁なハゼ科ベニハゼ属20種,イレズミハゼ属6種,シマイソハゼ属2種の生殖腺構造を観察したところべニハゼ属カスリモヨウベニハゼ,シマイソハゼ属2種は雌雄異体,他の種は卵巣および精巣を同時に有し,全て双方向の性転換をすることが示唆された.これらの種のについてmtDNAのND4/ND5領域の塩基配列からクモハゼを外群として系統関係を推定したところ,シマイソハゼ属からイレズミハゼ属,ベニハゼ属の順で種分化し,さらにベニハゼ属のアオギハゼ,オヨギベニハゼのグループからカスリモヨウベニハゼが分化したことがわかった.このことは雌雄異体から,雌雄同体さらに雌雄異体が進化したことが推定される.一方でイレズミハゼ属コクテンベンケイハゼの婚姻システムを鹿児島県錦江湾の野外調査と飼育実験から推定した.サイズの異なる同性のペアを作るとサイズの大きい個体が雄となる傾向があった.又,野外での生息密度は低く,本種は一夫一妻で偶然遭遇した個体どうしでペアになるものと思われる.オキナワベニハゼの婚姻システムは一夫多妻であるが,以上の結果から双方向性転換が進化した真の理由は一夫一妻であることが推定された。今後はシマイソハゼ属,イレズミハゼ属およびカスリモヨウベニハゼの婚姻システムを明らかにすることが必要である.ハゼ科ベニハゼ属の多くは双方向の性転換をすることがこれまでの研究で明らかとなっている.互いに近縁なベニハゼ属,イレズミハゼ属,シマイソハゼ属の生殖腺構造を観察したところベニハゼ属カスリモヨウベニハゼ,シマイソハゼ属2種は雌雄異体,他の種は卵巣および精巣を同時に有し,全て双方向の性転換をすることが示唆された.これらの種についてmtDNAのND4/ND5領域の塩基配列から系統関係を推定したが,さらに正確な系統樹をえるためベニハゼ属を19種追加し,引き続き実験を継続している.ベニハゼ属アオギハゼの雌雄性と婚姻システムについて採集と飼育実験により明らかにした.本種は3-121個体のグループを形成し,大型個体の多くは雄で複雄群あった.

水槽観察で最大の個体が雌を独占することはなく,他の雄も繁殖に参加した.雄あるいは雌のみのグループを作ったところ双方向性転換が確認されたが,必ずしも最大個体が雄にならなかった.イレズミハゼ属イレズミハゼの婚姻システムを奄美大島の野外調査と飼育実験から推定した.サイズの異なる同性のペアを作るとサイズの大きい個体が雄となる傾向があった.又,野外での生息密度は低く,本種は一夫一妻で偶然遭遇した個体どうしでペアになるものと思われる.ハゼ科ベニハゼ属の多くは双方向の性転換をすることがこれまでの研究で明らかとなっている.互いに近縁なベニハゼ属,イレズミハゼ属,シマイソハゼ属の生殖腺構造を観察したところベニハゼ属カスリモヨウベニハゼ,シマイソハゼ属2種は雌雄異体,他の種は卵巣および精巣を同時に有し,全て双方向の性転換をすることが示唆された.これらの種についてmtDNAのND4/ND5領域の塩基配列から系統関係を推定し,3属が単系統性を示し,シマイソハゼ属からベニハゼ属とイレズミハゼ属が派生したことが明らかとなった.シマイソハゼ属Trimmatom sp.について雌雄性を確認したところ雌雄異体であった.このことからベニハゼ属,イレズミハゼ属の祖先種は雌雄異体であったことが予測される.ベニハゼ属オヨギベニハゼの雌雄性と婚姻システムについて採集と飼育実験により明らかにした.本種は約200個体のグループを形成し,大型個体の多くは雌で複雄群あったことから雄性先熟が予測された.飼育実験で双方向性転換が確認されたが,婚姻システムは特定の個体同士がつがいにならなかった.これは体長-有利性モデルが雄性先熟が進化する条件であるランダム配偶と一致した.ハゼ科ベニハゼ属の多くは双方向の性転換をすることがこれまでの研究で明らかとなっている.互いに近縁なベニハゼ属,イレズミハゼ属,シマイソハゼ属の生殖腺構造を観察したところベニハゼ属カスリモヨウベニハゼ,シマイソハゼ属2種は雌雄異体,他の種は卵巣および精巣を同時に有し,全て双方向の性転換をすることが示唆された.これらの種についてmtDNAのND4/ND5領域の塩基配列から系統関係を推定し,3属が単系統性を示し,シマイソハゼ属からベニハゼ属とイレズミハゼ属が派生したことが明らかとなった.シマイソハゼ属Trimmatom sp.について雌雄性を確認したところ雌雄異体であった.このことからベニハゼ属,イレズミハゼ属の祖先種は雌雄異体であったことが予測される.平成22年度は生殖腺の構造から雌雄異体とされるカスリモヨウベニハゼの繁殖行動を観察した.本種を群れごとに採集し,体長を雌雄で比較したところ有意差はなかった.また,飼育では雄が巣を構え,雌に求愛して産卵するが巣を確保できなかった雄はスニーキングをするのが観察された.本種の生殖腺構造はこれまでの研究と同様に雌は卵巣,雄は精巣のみを有していたが最小個体で両性生殖腺が見出された.これは本種が幼時雌雄同体である可能性を示している.これまでの結果を統合すると雌雄異体→雌雄同体→雌雄異体の進化の方向性が示唆された.種分化に伴う雌雄性の進化は配偶システムと関係が深いと考えられる.今後は雌雄異体種の配偶システムを明らかにし雌雄同体現象が進化した要因をつきとめたい.
フェーズフィールド法による凝固組織プロセスの解析

フェーズフィールド法は凝固・結晶成長の界面運動を予測する定量的手法として基礎理論が完成している。本研究では、昨年度までに基礎理論の拡張・定量性の確認などの基礎研究を終え、本年度は適用範囲の拡張を目的とし、温度場連成計算、熱力学データベースの利用の可能性を検討した。合金凝固過程の解析では、熱と溶質の拡散速度の違いから潜熱発生による熱分布は無視する場合が多い。また、温度場連成計算は計算タイムステップ値が数百分の1以下に制約されるため現実には行われていない。しかし、初期凝固過程等の初期過冷が比較的大きな場合、温度場を考慮した解析が必要となる。ここで、増大する計算時間を短縮する方法として、異なる大きさの計算要素や並列計算などの手法の適用を行った。これにより、温度場連成計算が約一週間と現実的な計算時間内で実行可能となった。これを用いた解析では、従来の定説とは異なり、抜熱が成長先端の側方へ流れることより、固相成長端は常に過冷液体中を成長することが明らかになった。一方、初期過冷は凝固開始直後の固相成長速度に影響を及ぼすものの、直ちに発生潜熱に緩和され、固相成長は表面からの抜熱速度に依存することを明らかにした。また、フェーズフィールド法にThermocalc等の熱力学データベースの導入するためには、平行接線条件を満たす界面濃度の計算時間が制約となる。そこで、凝固界面の成長は原子の再配列に影響を受けない範囲として平行接線条件を共通接線条件に限定し、界面濃度をあらかじめデータベース化した平衡状態図濃度から引用することで、計算時間の短縮を行った。それにより、計算時間を大幅に減少させ、手法のステンレス合金等の実用材料への適用を可能とし、界面濃度がタイラインから逸脱等を予測すること等を可能にした。
夫婦の親密性に関する研究

夫婦の情緒的関係の構造を把握するために、カップルへのインタビュー調査、並びに、サンプル数317の質問紙調査を行った。その結果わかったことを数点にまとめる。(1)意識調査により、カップルは情緒的関係を二つの基準(親密性とロマンス)で把握していることがわかった。(2)その二つの基準は、男女で異なっている。男性は、親密性(気安さ)と性的満足を結びつけ、ロマンス的なものは結婚とは別のものとして把握している。一方、女性は、性的満足はロマンスと結合しており、親密性とは別のものと意識する傾向がみられた。(3)配偶者への期待は、かかわりたいか、かかわりたくないかという一次元で把握できることがわかった。(4)夫婦間の親密性を生み出す行動は比較的よく行われているが、地方では日常的買い物、都市部では記念日を祝うという非日常的行動が特徴的である。(5)ご機嫌をとるなどの感情労働は、地域差、性差がみられた。地方では、妻が夫のご機嫌をとるなど、女性の方がより相手に気をつかうが、都会では逆転し、夫が妻に気をつかう割合が増える。(6)夫婦の情緒的満足度においては、親密性の点では、男女差がないが、ロマンスという点では、女性の満足度が低くなる傾向がみられた。夫婦の親密性を実証的に分析するために、本年度は、理論的整理と、インタビューによるインテンシブな調査を行った。まず、Cancianの「愛情分析」の枠組み、及び、Hochschildの「感情労働」の枠組みを研究し、実証分析に向けての理論的整理を行った。インタビュー調査は、うまくいっているカップル(夫婦、及び、恋人)を5組選び、男女双方に対して、個別にインタビューを行った。そこでえられた知見を整理すると、以下のようになる。(1)うまくいっているカップルは、男性の「感情労働(気を遣ったり、相手にあわせたり、ご機嫌をとったりする)」に支えられている。(2)愛情の主観的意味として、男性は機能的に愛情を考え、女性は、コミュニケーションとして愛情を考えるというCancianの枠組みは、おおむね妥当する。(3)そのため、男性は感情労働を負担と考え、一人になるときに離ラックするという傾向が強い。(4)セックスに関しては、世代によって回数の違いはあるが、回答者は満足しているが、お互いに「相手は不満に違いない」と思う傾向がある。(5)現在、うまくいっていても、婚外の男女関係は、過去に存在したカップルが多い。現代日本の夫婦関係の親密性を実証的に測定するために、夫婦や未婚カップルに対するインタビュー調査、及び、質問紙調査を行った。平成10年度のインタビュー調査によって、夫婦の親密性欲求が、男女によって異なり、特に、夫の親密行動が夫婦の仲のよさによって意味をもっていること。しかし、男性は、親密行動を「労働」と認識する度合いが強いことが分かった。その結果をもとに、平成11年度は、学生に対する予備的調査を含め、都下の市及び地方の町を選んでの大規模な質問紙調査を行った。その結果、カップルの感情関係は、二つの要素から成ると認識されている点が確認された。一つは、ロマンチックな感情の系列、もう一つは「仲がよい」というような親しみの感情の系列である。そして、夫婦生活の維持のためには、後者が重要であり、前者はあったらいいが、なくてもかまわないものと位置付けている傾向が特に、女性に強かった。後者の感情を維持するためには、人々は様々な感情労働と呼ばれる行動を行う。性差を検討したところ、都市部の夫婦では男性が「気を遣う」などの感情労働をより多く行い、地方では年齢が高いほど女性が行う割合が高まることが確認された。特に、未婚者のカップルでは、圧倒的に男性が女性に対して気を遣っており、従来の男性の経済力をバックに、女性が気を遣うという従来のステレオタイプ的な構図が崩れていることが分かった。
教科書分析に基づいた学習用Web情報の検索・分類システムの開発に関する研究

本研究は、授業で使われる教科書を分析し、必要とする学習情報をインターネット上から容易に抽出し、分類できるシステムを開発することを目的としている。さらに、学習情報としての画像情報の扱いについて検討した。本研究で得られた成果を以下にまとめる。1.学習用語の収集と解析:学習情報の分類整理のために,学習に関する語彙を教科書から収集した.特に,特徴的な用語が多い,数学,理科,社会について,小学校,中学校,高等学校で扱われる語彙を収集した.これらの教科に現れる用語について,出現頻度や他教科での出現頻度などについて調査した.さらに,これらの語彙を形態素解析用の辞書に実装し,学習情報の分類に利用できるようにした.2.文書特徴の抽出法の検討:文書特徴の表現方法にはさまざまな方法があるが,1つの方法として文書に含まれる特徴的な用語の情報に基づいた表現がある.すなわち,学習情報の利用可能な教科を判別する目的であるので,前項で述べたような用語に着目し,その用語の特徴に基づいて文書特徴を推定定義することにした.具体的には,用語の特徴情報に文書での出現頻度を重みとして考慮して文書特徴を推定した.ここで,用語の特徴量についての定義が,文書特徴にも大きく影響する.本研究では,教科文書に現れる用語の出現頻度である用語-文書行列を特異値分解し,特徴量を抽出した.ただし,特異値分解の効果は明らかにされていない.そこで,次項のように教科分類の性能を検討して,この効果を検討した.3.教科分類とその性能の評価:特異値分解した特徴量と,正規化した出現頻度(TF-IDF)をもちいて,単純なニューラルネットで分類した場合の性能を検討した.単純な分類方法であるNN法とも比較した.その結果,特異値分解した特徴量についてニューラルネットによる分類が最も性能が高かった.しかし,単一文書に出現する用語だけで文書特徴を推定することが必要であった.本研究は、授業で使われる教科書を分析し、必要とする学習情報をインターネット上から容易に抽出し、分類できるシステムを開発することを目的としている。1.学習用語の収集と解析:学習情報の分類整理のために,学習に関する語彙を教科書から収集した.特に,特徴的な用語が多い,数学,理科,社会について,小学校,中学校,高等学校で扱われる語彙を収集した.これらの教科に現れる用語について,出現頻度や他教科での出現頻度などについて調査した.さらに,これらの語彙を形態素解析用の辞書に実装し,学習情報の分類に利用できるようにした.2.文書特徴の抽出法の検討:文書特徴の表現方法にはさまざまな方法があるが,1つの方法として文書に含まれる特徴的な用語の情報に基づいた表現がある.すなわち,学習情報の利用可能な教科を判別する目的であるので,前項で述べたような用語に着目し,その用語の特徴に基づいて文書特徴を推定定義することにした.具体的には,用語の特徴情報に文書での出現頻度を重みとして考慮して文書特徴を推定した.ここで,用語の特徴量についての定義が,文書特徴にも大きく影響する.本研究では,教科文書に現れる用語の出現頻度である用語-文書行列を特異値分解し,特徴量を抽出した.ただし,特異値分解の効果は明らかにされていない.そこで,次項のように教科分類の性能を検討して,この効果を検討した.3.教科分類とその性能の評価:特異値分解した特徴量と,正規化した出現頻度(TF-IDF)をもちいて,単純なニューラルネットで分類した場合の性能を検討した.単純な分類方法であるNN法とも比較した.その結果,特異値分解した特徴量についてニューラルネットによる分類が最も性能が高かった.しかし,単一文書に出現する用語だけで文書特徴を推定することが必要であった.本研究では、授業で使われる教科書を分析し、必要とする学習情報をインターネット上から容易に抽出し、分類できるシステムを開発することを目的としている。さらに、学習情報としての画像情報の分析手法についても検討することを目標にあげている。本年度は、以下の3つの内容を検討した。1.学習用語に基づく文書分類方法の検討:分類方法を確立するために、小学校指導要領から用語と教科学年の特徴ベクトルを得て、任意の文書の特徴ベクトルを推定する方法を検討した。この特徴情報を用いて、3つの方法で文書検索および文書分類の方法を検討した。方法は、ベクトル空間モデル、特徴情報を学習した自己組織化マップ、およびニューラルネットワークである。それぞれの方法で可能であることを示し、その性能を比較した。2.Webの検索システムの開発と評価:社会科の教科書に出現する用語と前述の自己組織化マップを用いて、検索しようとする教科学年の確認と、類似する用語リストを明示して、検索を支援するシステムを開発した。さらに、ユーザによる本システムの検索支援を評価する実験を行った。その結果、検索語を追加することによって、ユーザの支援ができることと検索性能の向上が認められた。3.教科書の語彙の収集:教科書に記述されている語彙を収集して、その文章表現の特徴について分析を行った。また、情報検索や情報分類に利用する方法を検討した。本研究では、学習指導要領の情報を基にしてweb情報を教科分類する手法として、ベクトル空間法、自己組織化マッブ多層パーセプトロンを検討した。

これら3種の教科分類の性能を、教科が既知の指導案403をテストデータとして分類し、その性能を再現率と精度およびF1尺度によって比較した。その結果、多層パーセプトロンによる方法がほとんどの教科で再現率が高いことがわかった。また、精度については、教科によって3つの方法によってそれぞれ最大値が得られることがわかった。F1尺度値においてはMLPによる性能が最も高かった。ただし、分類に用いる特徴ベクトルの次元数は、教科に依存することがわかった.また、特徴ベクトルの次元数に基づく分類結果を総合的に用いる、システム混合の方法を検討した。具体的には、ベクトル空間法、ニューラルネットによる分類で、教科に対する分類の指標をそれぞれの出力値を比較して、より出力値の高い教科に分類する方法でシステム混合を行なった。この方法で、先と同様の評価データを用いて、性能評価を行なった。その結果、一部の教科では、システム混合によってより高い性能を示した。その他、システム混合に関する知見を得た。さらに、画像も分析に加えるために、顔画像を取り上げ、画像の画素情報を特徴情報として、サポートベクタマシン(SVM)を用いて、個人識別する方法を検討した。本研究は、授業で使われる教科書を分析し、必要とする学習情報をインターネット上から容易に抽出し、分類できるシステムを開発することを目的としている。さらに、学習情報としての画像情報の扱いについて検討した。本研究で得られた成果を以下にまとめる。1.学習用語の収集と解析学習情報の分類整理のために,学習に関する語彙を教科書から収集した.特に,特徴的な用語が多い,数学,理科,社会について,小学校,中学校,高等学校で扱われる語彙を収集した.これらの教科に現れる用語について,出現頻度や他教科での出現頻度などについて調査した.さらに,これらの語彙を形態素解析用の辞書に実装し,学習情報の分類に利用できるようにした.2.文書特徴の抽出法の検討ここで,用語の特徴量についての定義が,文書特徴にも大きく影響する.本研究では,教科文書に現れる用語の出現頻度である用語-文書行列を特異値分解し,特徴量を抽出した.ただし,特異値分解の効果は明らかにされていない.そこで,次項のように教科分類の性能を検討して,この効果を検討した.3.教科分類とその性能の評価特異値分解した特徴量と,正規化した出現頻度(TF-IDF)をもちいて,単純なニューラルネットで分類した場合の性能を検討した.単純な分類方法であるNN法とも比較した.その結果,特異値分解した特徴量についてニューラルネットによる分類が最も性能が高かった.しかし,単一文書に出現する用語だけで文書特徴を推定することが必要であった.
狭小域分布性固有種を多数含む大陸部動物相から大陸における固有種創出の普遍則を探る

インドシナ半島に生息するリス科齧歯類等の小型哺乳類において,河川及び海洋による地理的隔離が種分化の要因であることが示唆された.しかしながら,現在のインドシナ半島に存在するメコン川等の地理的障壁では簡単に説明することが出来ない系統地理学的結果も得られたことから,今後さらに詳細な研究が必要であることが示された.また,研究計画の主目的とは逸れるが,新種のコウモリ1種及びリス1種をベトナムにおいて発見し記載・報告することに成功した.平成26年度においてはベトナムおよびミャンマーで小型哺乳類の捕獲プロジェクトを実施した。ベトナムにおいては、ベトナム北部の固有種であるベトナムリスを3ヶ所の異なるエリアから収集する事に成功した。これらの毛皮標本および頭骨標本はベトナム生態生物資源研究機関にて保存・管理されている。また、これらのサンプルよりDNAを抽出し、塩基配列を解析する事に成功した。本種の分布域は大河によって同属近縁種と隔てられており、固有種創出のメカニズムが河川による隔離である可能性が以前の研究で示唆されている。今回採集に成功した地域間にも河川が存在することから、集団間での遺伝的相違が河川によってどのような影響を受けているのか?を占うためのサンプリングに成功した。ミャンマーにおいては、インドシナ半島西部の固有種であるイラワジリスの採集に成功した。本種の分布域の制限要因については不明であるが、河川・山脈等の地理的要因を中心に今後検討する計画である。サンプルからDNAを抽出し、塩基配列を解析する事に成功しており、同属他種との比較検討等を実施予定である。平成27年度においてはベトナムおよびミャンマーで小型哺乳類の捕獲プロジェクトを実施した。地上性および樹上性の齧歯類などに加え、飛翔性のコウモリ類についても試験的に調査を試みた。ベトナムにおいては、ベトナム北部の固有種であるベトナムリスを3ヶ所の異なるエリアから収集することに成功した(昨年度と併せて6ヶ所となった)。これらの頭骨標本はベトナムの生態生物資源研究機関にて保存・管理されている。これらのサンプルから既にDNAを抽出しており、今年度塩基配列の解析を実施予定である。ミャンマーにおいては、中部域よりハイガシラリスの採集に成功した。これらのサンプルからもDNA抽出に成功している。本種の分類学的扱いについては検討の余地が残されており、今後は塩基配列に基づいた系統学的ポジションについて解析を行う予定である。両種の種分化には河川・山脈などの地理的要因が影響を与えていると予測され、今年度の成果を併せて系統地理学的な解析を実施する計画である。ミャンマー、ベトナムにおいて固有哺乳類種を捕獲し、これらを本研究に使用することが出来たが、そのサンプル数および捕獲地点数は当初の計画より少ないものであった。これは、採集活動に使用可能な経費が大きく減少したためである(数カ所の調査を諦める結果となった)。一昨年度4月に突如として生じた円安(1ドル=100円→1ドル=120円)により、海外における調査活動費の予算見積りが大きく狂い、計画の大きな見直しを迫られた結果である。現在やや円高(1ドル=110円)が維持されているが、計画修正を行うのは困難である。平成28年度においてはベトナムおよびミャンマーで小型哺乳類の捕獲プロジェクトを実施した。地上性および樹上性の齧歯類などに加え、飛翔性のコウモリ類についても調査を試みた。ベトナムにおいては、ベトナム北部の固有種であるベトナムリス(タイワンリス属)を2ヶ所の異なる地域から採集することに成功した(昨年度と併せて本種の採集地点は8ヶ所となった)。これらの頭骨標本および毛皮剥製標本はベトナムの生態生物資源研究機関(ハノイ)にて保存・管理されている。これらのサンプルからは既にDNAを抽出しており、今年度分子系統地理学的解析を実施する計画である。また、本研究で使用するタイワンリス類と比較する目的でベトナム南部の島嶼環境等から同属他種のリス類を採集した。これらのDNA塩基配列を併せて分析予定である(これらはインドシナ半島におけるリス類の種多様性評価の基礎データとして活用する予定である)。ミャンマーにおいては、中部においてイラワジリスの採集に成功した。これらのサンプルから得られたDNA塩基配列を現在解析中である。本種の系統学的位置については、これまでに研究が為されておらず、今後、分子系統学的手法を用いて詳細に検討する計画である。特に、イラワジ川による本種への地理的分断効果を検証し、インドシナ半島全域を睨んだタイワンリス属の進化的歴史を明らかにすることを考えている。これは2年前に突如生じた円安(1ドル=100円→1ドル=120円)になったことに起因するが、リス類等を短期間で捕獲することの難しさも原因である。解析に使用出来るある程度のサンプルを得ることが出来たが、今年度末まで捕獲作業を実施したため、DNA塩基配列の分析作業がまだ終了していない。今年度はDNA塩基配列の解析のみを集中して実施する計画である。平成29年度においては、平成26年度から平成28年度の期間に終えることができなかった本研究課題の実施事項について補足的な作業を実施した。具体的には、これまでに得られたリス科齧歯類サンプルのDNA塩基配列の解析およびデータの整理、論文作成、研究成果の発表を行った。

特に、これまでに解析をされていないミャンマー産のタイワンリス属の系統的位置について調べ、インドシナ半島西部を流れるイラワジ川による地理的隔離効果について検証を行った。その結果、ミャンマー産のタイワンリス属は、ベトナム北部に限局的に分布するベトナムリスやその姉妹種であるハイガシラリスに近縁であることが明らかとなり、インドシナ半島における河川による地理的隔離効果を検討する上で、現在とは異なった大河の流れ・存在を検討する必要性が示唆された。この成果については、平成29年12月にミャンマーのヤンゴン大学で開催された国際シンポジウム(The 7th International Symposium on East Asian Vertebrate Species Diversity)で口頭発表を行った。地史的視点から俯瞰した地理的隔離効果の解明は今後の重要な検討課題であると考えている。また、これに加えて、ベトナムの共同研究者と共にベトナム産のクリハラリスの頭骨の地理的変異を解析し、同国際シンポジウムでベトナムの若手研究者により口頭発表が行われた。インドシナ半島に生息するリス科齧歯類等の小型哺乳類において,河川及び海洋による地理的隔離が種分化の要因であることが示唆された.しかしながら,現在のインドシナ半島に存在するメコン川等の地理的障壁では簡単に説明することが出来ない系統地理学的結果も得られたことから,今後さらに詳細な研究が必要であることが示された.また,研究計画の主目的とは逸れるが,新種のコウモリ1種及びリス1種をベトナムにおいて発見し記載・報告することに成功した.ミャンマー、ベトナムにおいて固有哺乳類種を捕獲し、これらを本研究に使用することが出来たが、そのサンプル数および捕獲地点数は当初の計画より少ないものであった。これは、採集活動に使用可能な経費が大きく減少したためである(数カ所の調査を諦める結果となった)。昨年度4月に突如として生じた円高により、海外における調査活動の予算見積りが大きく狂い、計画の大きな見直しを迫られているのが実状である。今年度もベトナムおよびミャンマーにおいて固有の小型哺乳類(齧歯類・トガリネズミ類・コウモリ類)の採集活動を継続する予定である。調査地点数を2/3程度に減らし、また捕獲対象もベトナムリスをメインとしてこれに数種を補足的に加えるスケールに変更予定である。そして、今年度は本申請課題の最終年度であるため、DNA塩基配列および頭骨形態を指標とした系統地理学的解析に集中し、これらの結果から得られた大陸部における哺乳類固有種の創出機構に関する知見を整理して、国際雑誌に論文を幾つか投稿する計画である。3年間を通して残念ながら最初に見積った十分なサンプルを得ることは出来なかったが、現在解析中のデータで論文を3編国際誌に準備中である。本研究課題は昨年度で終了したが、機会があれば今後もベトナム、ミャンマーにおいて固有の小型哺乳類(齧歯類・トガリネズミ類・コウモリ類)の採集活動を継続する予定である。そして、今回準備中の論文データの補強を将来的に実施したいと考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類学・系統地理学今後もベトナムおよびミャンマーを中心として固有の小型哺乳類の採集活動を継続する予定である。
燃焼炎を用いる新しいラジカル供給法による水溶液内反応現象の解析

燃焼炎は燃料に応じて炎中に各種ラジカルが生成し、燃焼炎を水溶液界面へ吹きつけると、燃焼炎中のラジカルは水溶液中へと移動し、水溶液内での化学反応に利用することができる。これまでの実験結果より、水溶液外部からの燃焼炎吹きつけに関しては燃焼炎周辺の気相中の気体との反応、燃焼炎の燃料/助燃剤比率及び供給量の変化による燃焼炎の温度、等が水溶液に移動・溶解するラジカル量に大きく影響を及ぼすことが判明している。従って、より効率的且つ選択的に燃焼炎中に生成したラジカル種を水溶液に供給するための条件を探索するために、攪拌速度、バーナー-液界面間距離、供給燃料流量及び燃料/助燃剤比等の物理的条件を変化させた場合の水溶液界面上の温度分布及び水溶液に生成した化学種量との関連性について検討した。溶液の攪拌速度を変化させた場合、攪拌速度250,500rpmでは溶液中に生成した過酸化水素濃度に殆ど変化が無かったが、攪拌速度を750rpmに増加させると生成過酸化水素濃度は500rpmの場合よりも20%程度増加した。攪拌速度の変化は溶液表面での炎との接触面積の増加と界面から供給される化学種の拡散速度を増加させる効果があると考えられる。液界面温度分布の測定からは、750rpmでは液面温度3550°Cの面積が500rpmの場合よりも減少していることから攪拌速度の変化は水溶液界面での物質の拡散速度に影響を及ぼしていることが示唆される。バーナー-液界面間距離を変化させた場合、反応60分後に溶液中に生成した過酸化水素濃度は、その距離が5cmの場合と比較して2cmでは約4倍、0.5cmでは約23倍に増加した。燃焼炎は燃料に応じて炎中に各種ラジカルが生成することが知られており、燃焼炎を水溶液界面へ吹きつけると、燃焼炎中のラジカルは水溶液中へと移動する。特に水素一酸素燃焼炎においては、主に、水素ラジカルおよびヒドロキシルラジカルが水溶液中に供給され、このヒドロキシルラジカルの酸化力を利用して燃焼炎の廃水処理への適用が可能となる。本研究では、水溶液中に生成する過酸化水素、硝酸イオンおよび亜硝酸イオン各濃度を定量し、燃焼場の気相成分が水溶液中への化学種供給に及ぼす影響等、水溶液へのラジカルに及ぼす諸反応条件の影響について検討した。気相が単一成分の場合、水溶液中に生成した過酸化水素の濃度は、アルゴン、二酸化炭素、酸素およびヘリウムの場合は、時間とともに増加した。生成した過酸化水素濃度に差が生じた原因としては気体と燃焼炎の反応性や熱伝導性の違いなどが考えられる。窒素を流通させた場合には、反応開始30分以降に濃度が減少した。これは、気相中の窒素が燃焼炎中に生成したラジカルにより酸化され水溶液中に生成する亜硝酸イオンが、水溶液中で過酸化水素により酸化され、硝酸イオンになったためであると考えられる。また、同時に生成する硝酸イオンおよび亜硝酸イオン各濃度は、反応開始30分以降にそれまで増加していた亜硝酸イオン濃度が減少し、一方、硝酸イオン濃度は急激に増加し、過酸化水素生成量の経時変化に関する推測を裏付ける結果となった。アルゴン、酸素および窒素混合気体下で反応させた場合に生成した過酸化水素濃度は、窒素の割合を少なくすると、上述のような濃度減少が見られくなった。また、窒素一酸素混合気体の場合には、濃度の増加と減少が繰り返された。これは、酸素のラジカル捕捉作用および窒素酸化物の生成による酸素の消費等、複数の反応が起きているためと推測される。
離散レベルをもつ量子系のダイナミックスと光子系の直接数値シミュレーション

輻射場と原子系の相互作用によって量子力学的特性をもついわゆる非古典光の発生メカニズムに関してモデルの設定を行ない、およびその性質を直接数値シミュレーションの方法で研究した。モデルとしてはJaynes-Cummingsモデルに光子系の緩和機構と原子系の励起機構を付け加えた模型を考え、その系における光子数スクイージングを調べた。また複数個の原子を含むように拡張し原子系の励起子効果を調べた。さらに回転波近似をしないモデルを考えて輻射場と格子の結合がある程度弱いときには回転波近似がよい近似になっていることを確認し、さらに結合が強い場合どのような効果が現れるかについて調べた。より強い光子数スクイーズド状態を発生するため、緩和機構が光子数に関して非線形な場合を考え、その発生に成功した。また、個々の発生プロセスを研究するためのモデルとして確率的Schrodinger方程式を導入し、発生光のアンチバンチングについても研究した。
デング出血熱重症化に関与するウイルス遺伝子多型性の研究

東南アジアのデング出血熱では同じ流行、地域、同一患者体内において異なる遺伝子的背景をもつウイルスが流行・感染していることを明らかにした。さらにB細胞に感染が疑われる多数の症例を発見した。B細胞系の細胞に高い親和性を示したデング2型ウイルス株(K株)はウイルス粒子表面タンパクに特徴的な1アミノ酸変異をもっていることが明らかになった。またヒト細胞膜上に存在がしられているタンパク質のなかから、7種類のK株ウイルス受容体蛋白質候補を同定した。フィリピン国、ベトナム国などアジアの国々において臨床的にデング熱、デング出血熱疑われる患者血清から、蚊培養細胞C6/36細胞、サル細胞LLC-MK2細胞、ヒト単核球系細胞K562細胞を用いてウイルス分離を行うとともに、RT-PCR法とRT-LAMP法によるウイルス遺伝子の検出、ELISA法を用いて抗体検査をした。また同時に患者の臨床データをデータベースに入力した。分離したウイルスは長崎大学熱帯医学研究所に保存するとともにそれぞれのウイルス株について、ウイルス遺伝子の全塩基配列をシークエンスして決定し、分子疫学的解析した。さらに、フィリピン国マニラ市のセントルークメディカルセンターおよびベトナム国ホーチミン市において1)のPCR法によりデングウイルスが陽性であった患者の抹消血サンプルについてフローサイトメトリーで解析しデング感染細胞を検出し、種々の細胞マーカーについての反応性を検討した。この結果、デングウイルス感染が疑われる患者75名のうち7名の患者がRT-PCR法によってデング3型ウイルス陽性を示した。このうち5名の患者血液でCD19陽性細胞(B細胞)にデングウイルス抗原が認められ、1名の患者ではCD16陽性細胞(NK細胞)、残りの1名の患者ではCD19陽性細胞とCD16陽性細胞の両方の細胞群にデングウイルス抗原が認められた。これらの患者血清からウイルス分離をおこなっており、遺伝子解析結果との相関についての解析が進行中である。東南アジア各国において患者からデングウイルスの分離を行い分子疫学解析を実施した。その結果、東南アジアでは4つの血清型のデングウイルスが依然として国境を越えて移動している現状が確認された。またベトナム、フィリピンにおいて患者末梢血球中に存在するウイルス抗原をフローサイトメトリーにより解析した結果B細胞にデングウイルスが感染している例を複数症例得た。患者血液からデングウイルスを異なる培養細胞系で分離して分子レベルで解析した結果、細胞向性のことなるウイルスが同一患者に感染していること明らかとなり、デングウイルスの多型性が分子レベルで確認された。この2つのウイルスはウイルス表面抗原であるE蛋白に1つだけアミノ酸置換が確認できた。1つのウイルスは人のB細胞に高い結合性をしめし、1つのウイルスは蚊の細胞に高い結合性をしめした。このことはデングウイルスの多型性がヒトと蚊を交互に感染して感染感染が拡大してゆく上で何らかの役割を持つことを示唆している。研究最終年度の平成20年の研究では野外のウイルスサーベイランスを継続すると同時に実験室レベルでウイルスの細胞特異性の分子基盤を明らかにする予定である。フィリピンとベトナムなどの東南アジア各国においてデング出血熱患者の末梢血B細胞にウイルス感染が疑われた症例から複数の培養細胞を用いてウイルスを分離しその遺伝子解析を実施した。その結果、同じ流行、地域においても異なる遺伝子的背景をもつウイルスが流行していることを明らかにする一方で、ネパールにおいて初めてデングウイルス感染が存在することを科学的に実証した。またベトナムの患者から分離し、B細胞系の細胞に高い親和性をしめしたデング2型ウイルス株(K株)については、宿主細胞上のどの分子にウイルス粒子が結合するのかを明らかにするために、プルダウンアッセイを実施するとともに、マイクロアレイの手法を用いてヒト細胞膜上に存在がしられているタンパク質のなかから、7種類のK株ウイルス受容体蛋白質候補を同定した。現在ノックダウンアッセイにより最終確認をしているところである。また、K株が感染(あるいは結合)した培養細胞では各種のサイトカインが分泌されることが判明した。さらにこのうちの幾つかのサイトカインは血管の透過性を亢進させる性質をもつものであることが明になった。このことから、デング出血熱で顕著でありかつ重症化の要因となっている血管からの血漿の急激な透過性亢進がウイルス側の要因により制御される可能性が示唆された。今後は、上記の受容体を同定したのち、血管透過性亢進を刺激するサイトカイン分泌までの細胞内シグナル伝達系がどの様になっているのかを解明する予定である。
低コスト・高稼働率な固定衛星業務用時間遅延/サテライトダイバーシティ方式の研究

本研究は、Ku(14/12GHz), Ka(30/20GHz)帯の衛星通信方式において、降雨、降雪減衰による回線不稼働率改善のために、大きな降雨マージンを必要とすることにより、コストアップしているシステムの、低コスト化、高性能化を実現するための新しいダイバーシティ方式として、時間遅延ダイバーシティ(TDD)/サテライトダイバーシティ(Sat.D)方式(TDD/Sat.D方式)を提案し、その理論的考察および実験的特性取得を行い、TDD/Sat.D方式の使用により、遅延時間約1020分で、年間の回線不稼働率を約1/10に改善できること証明し、設計方法に反映した。本研究は、Ku(14/12GHz),Ka(30/20GHz)帯の衛星通信方式において、降雨減衰のよる回線不稼働率改善のために、大きな降雨マージンを必要とすることにより、コストアップしているシステムの低コスト化、高性能化を実現するための新しいダイバーシティ方式として、時間遅延ダイバーシティ(TDD)/サテライトダイバーシティ(Sat. D)方式(以下TDD/Sat. D方式と記述)を提案し、その理論的考察および実験的特性取得を行い、設計方法を明らかにすることを目的としている。このために、これまでのKu(14/12GHz)帯でのサテライトダイバーシティ(Sat. D)方式の研究成果を有効に生かし、L帯でのデジタル移動通信方式の設計のために検討してきた時間遅延ダイバーシティ(TDD)方式を組み合わせ、簡易な小型地球局装置で、大幅に降雨減衰による回線断を補償するためのTDD/Sat. D方式の基本特性を理論的、実験的に明らかにし、この方式設計に必要な電波伝搬特性についての理論的、実験的検討を以下の手順で行い、具体的なTDD/Sat. D方式の回路設計法を確立する。(1)Ku帯TDD方式の特性測定Ku帯-TDD方式の設計に当たっては、2信号間の遅延時間をどの程度にすべきかが現在の技術では不明であるが、この値がどの程度の値になるかによって、Ku帯TDD方式の実用化の可能性が左右される重要な値である。今年度は、これらの疑問点を解明するために、測定系のプログラムを作成するとともに、データ取得実験を進めた。現有の、測定系は、BS,JCSAT-3号衛星を受信するための5基のアンテナ(アンテナ直径(台数):40cm(4)、65cm(1))、Ku帯地球局(実用局免許)装置2局(1.8mφアンテナ、対象衛星150°EのJCSAT-1B)を使用してJCSAT-1B衛星信号の特性を取得し、TDD方式特性の基礎データを測定した。さらに、Ku帯信号受信専用アンテナ装置、5局(3mφ(1)、2.4mφ(1)、1mφ(3))を使用して、110°E154°Eに配置されている衛星(JCSAT, N-STAR, BSなど)の信号(主として、ビーコン信号)を受信し、TDD方式特性の基礎データをうるための測定系を準備している。最新の成果の一部は、IEEE AP-S(アンテナ・伝搬シンポジューム)に2件投稿し採録され、平成19年6月に発表する。これまで、Sat.D方式の特性データはかなり収集されているが、最近の異常気象により、短期の測定データでは、詳細設計には不十分である。本年度は、Sat.D方式のデータをさらに充実するとともに、Ku帯TDD/Sat.D方式の適用による回線稼働率の改善効果を定量的に明らかにするためのデータを収集した。TDD/Sat.D方式では、1衛星はt=0で信号を送信し、他の1衛星は遅延時間t=τで信号を送信して、信号強度の良好な衛星を選択して受信するものであるが、現在までに蓄積しているKu帯のSat.D方式のデータを使用して、暫定的な回線稼働率の改善効果を推定してる。さらに、詳細データ取得のために、組み合わせる衛星の設定、データ規格の統一などを行って、より詳細な結果を導出する。この検討によりTDD/Sat.D方式のダイバーシティ利得がどのくらいか、遅延時間t=τはどの程度の値になり、最適値が存在するか、軌道間隔はどの程度離せば有効化などの疑問点を明らかにする。得られた結果は、平成19年7月の通信学会の衛星通信研究会に発表する予定である。以上の技術に関連して、JSAT,住友電工との共同特許2件を提出した。(1)Ku帯TDD方式の特性測定:Ku帯-TDD方式の設計に当たっては、2信号間の遅延時間をどの程度にすべきかがKu帯TDD方式の実用化の可能性が左右される重要な値である。