hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
定域長期観測用自律昇降式水中ロボットの研究開発

本研究では、小型浮力エンジンと定域長期観測に必要な基本制御ソフトウエアを開発して自律昇降式水中ロボット実験機「ツクヨミ」に搭載し、水槽実験や海洋実験等によりその性能を検証した。その結果、開発した自律昇降式水中ロボットは長期間の定域観測に必要な基本的機能を持つことを確認した。浮力エンジンは市販の小型斜版式アキシャルピストンポンプを用いることで、従来搭載していた浮力エンジンより体積、重量共に約1/2になり、速度も1桁以上高速にすることができた。次世代の海洋観測システムでは、観測の効率と質・量を高めるため、気候変動の影響が早期に現れるキーとなる海域を見出し、集中的に観測することが求められている。そこで本研究では、数年に亘り一定の海域に留まり、海底から海面の間を定期的に往復しながら海水温度等の海洋環境を観測し、イリジウム衛星経由でデータを陸上に伝送する定域長期観測用自律昇降式水中ロボットを開発する。本研究では、シャトル型水中ロボット「ツクヨミ」をベースとなる機材として使用する。平成23年度までに、ハードウエアの基礎部分と運動特性測定用のプログラムを開発し、基本的な潜水・浮上動作、滑空機能などを確認している。平成25年度には、以下の研究を実施した。1.小型斜版式アキシャルピストンポンプを用いた浮力エンジンを作成し、本体に組み込んだ。また、室内実験により、その詳細な特性を測定し、学会で報告した。さらに、昨年度開発した高度計をロボット本体に組み込んだ。2.運動制御ソフトウエアに関しては、高度計の制御機能とこれを利用した着底機能、および小型浮力エンジンの制御機能を組み込んだ。さらに、これまでの海洋実験の経験を反映して、イリジウム経由で運動制御パラメータを変更する機能、着底検知機能、最大潜水深度監視機能、潜水時間監視機能、浮上判定機能、浮上時の姿勢制御機能、ツクヨミの浮上位置と支援船の相対位置の表示機能などの強化や上昇開始時のアルゴリズムの変更などを行いった。3.九州大学の曳航水槽と小型船を用いた沿岸試験等を行い、ピッチ角制御が広い条件で安定して行えることを確認した。また、方位制御に関しても、一定の条件の範囲で制御が安定して行えることを確認した。さらに、水深200mまでの自律的な潜水と浮上および海面でのGPS測位とイリジウム通信に成功した。次世代の海洋観測システムでは、観測の効率と質・量を高めるため、気候変動の影響が早期に現れるキーとなる海域を見出し、2,000mを超す水深も含めて、集中的に観測することが求められている。ツクヨミの全長、空中重量、最大潜水深度はそれぞれ約2.5m、150kg、3,000mである。これまでに、ハードウエアの基礎部分と運動制御測定用のプログラムを開発し、基本的な潜水・浮上動作、滑空機能などを確認している。本年度は、以下の研究を実施した。(1)小型斜版式アキシャルピストンポンプを組み込んだ小型・高速浮力エンジンの基礎的検討を行い、モータ、ギヤ、油圧ポンプを選定した。また、予備的な実験を行い、高水圧下でも油の押し出しと引き込みが可能であることを確認した。(2)超音波高度計を開発し、小型船による沿岸での実験等により、その基本的動作を確認した。(3)運動制御ソフトウエアに関しては、パーソナルコンピュータで動作する運動シミュレータを開発した。このシミュレータを用いることにより、実際に海洋での実験を行わなくても、運動制御方式の検討を進めることができるようになった。また、制御プロフラムのデバッグにも使え、その信頼性を高めることができる。(4)平成25年1月にはJAMSTECの海洋調査船「かいよう」を用いた海洋実験を行い、防失対策用の安全索付きではあったが、安定した動作や浮上中のGPS測位とイリジウム通信ができることを確認した。本研究では、数年に亘り一定の海域に留まり、海底から海面の間を定期的に往復しながら海水温度等の海洋環境を観測する定域長期観測用自律昇降式水中ロボットを開発することを目的とした。研究では、自律昇降式水中グライダー「ツクヨミ」をベースとなる機材として使用した。本研究に先立ち、ハードウエアの基礎部分と運動制御測定用のプログラムを開発している。本研究では、まず小型の斜板式アキシャルピストンポンプを用いた高速・高効率の大水深用浮力エンジンを開発し、本体に組み込んだ。その結果、従来の浮力エンジンに比較して、寸法、重量共に1/2以下にすることができた。また、従来の浮力エンジンより一桁以上高速になり、機敏な運動制御ができるようになった。電力効率も最大で45%で良好な値が得られた。

運動制御ソフトウエアに関しては、まず運動シミュレータを開発した。また、高度計の制御機能とこれを利用した着底機能、新浮力エンジンの制御機能等を組み込むと共に様々な機能の追加と強化を行ない、その信頼性と実用性を高めた。新浮力エンジンと制御ソフトウエアの機能向上を評価するために、6回の海洋実験を行った結果、目標位置に向けて安定した滑走が行えることを実証した。着底機能と水中での浮遊機能を除いて、長期定域観測に必要とされる基本的な運動制御機能を実証することができた。また、小型模型を用いて測定した流体力学的係数を用いて運動シミュレーションを行い、ピッチ角制御と方位制御の実験結果と比較したところ、良く一致することを確認した。また本研究では超音波高度計を開発した。この超音波高度計を用いた海底着底機能の実証は今後の課題として残された。また当初計画していた音響測位システムの開発も今後の課題として残された。これは、耐圧容器の海水による腐食に対する対策とソフトウエアの開発に想定以上の支出が必要となったためである。26年度が最終年度であるため、記入しない。海洋工学26年度が最終年度であるため、記入しない。浮力エンジンに関しては、上述したように研究は順調に進み、期待した性能を持つ小型・軽量・高速な浮力エンジンを開発することができた。従来の浮力エンジンに比較して、寸法・重量は1/21/3程度となるだけでなく、速度も一桁以上早くすることができた。従来の浮力エンジンは、もともとプロファイリングフロート用に開発したものであるため、高速である必要はなかった。これにより、機敏な運動制御が可能となる。電力効率も、最大で45%程度であり、高い電力効率を持つことが確認できた。また、この浮力エンジンは、ポンプやモータ・ギヤなど主要な部品に市販品を用いているため、従来の浮力エンジンより大幅に製造コストを下げることもできた。さらに、浮力エンジンを小型・軽量とすることにより、その重量を補うために必要な浮力も小さくなるため、全体ロボットシステムもさらに小型・軽量とすることができる。ソフトウエアに関しても、当初の計画通り順調に開発が進んでいる。さまざまな監視機能を強化することにより、信頼性と実用性を高めることができた。運動制御に関しては、上述したように、ピッチ角制御が安定して行えることを確認した。方位制御に関しては、一定の条件の範囲で方位制御が安定して行えることを確認した。また、方位制御の安定範囲を広げるためには、形状の上下対称性を改善する必要があることが分かった。さらに、水深200mまでの自律的な潜水と浮上および海面でのGPS測位とイリジウム通信に成功した。一方で、予定していた音響測位システムの開発は遅れている。これは、ソフトウエア等の開発に、予想以上の費用と時間を要したことと、ツクヨミ耐圧容器の海水による腐食が予想以上に進んだため、その対策に予定外の支出が必要となったためである。ソフトウエアに関しては、予定通り順調に開発が進んでいる。ユーザーインターフェイスも改善され、海洋実験での操作やデータの解析効率も改善された。超音波高度計の開発も順調であり、当初予定していた性能を持つ超音波高度計を開発することができた。
マーモセットを用いた思春期の前頭葉発達補助薬の開発

霊長類は、シナプス形成において初期に増大し、ピークに達すると、急速な刈り込みがおこる。思春期はちょうど、霊長類においてシナプスの刈り込み期に当たっており、多くの因子によって、過剰な刈り込みが起こりやすい時期にあたっていると考えられる。これまでの、シナプス形成のメカニズムは主として、げっ歯類を用いて行われてきたため、霊長類特有で、自閉症発症期に、急速にシナプスが減少する刈り込み減少のメカニズムは調べられていなかった。我々は、小型で繁殖も容易で、高い社会性を持つマーモセットのスパインの、シナプス数がピークになっている時期と、急速にシナプスが刈り込まれている時期の遺伝子発現の違いを調べ、シナプス刈り込みの基本となっている遺伝子を探索した。最初に、マーモセットのシナプス数を、錐体細胞内色素注入法を用いて、A12, A8/9B, A24, TE, V1の基底樹状突起の数の経月的な変化を追求する。ピークの時期は、どの領域でも、生後3ヶ月であることを明らかにした(Sasaki, Ichinohe et al., 2015; Oga, Ichinohe et al., 2013)。また、急速にpruningが起こる時期が生後6ヶ月であることを、あきらかにした。このデータを用いて、生後3ヶ月、生後6ヶ月のマーモセットの大脳皮質の領野を採取し、microarrayで解析を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。Perenz et al., (2011)をはじめとして、自閉症スペクトラム、統合失調症は、シナプス・スパインの異常として、とらえる事も可能である。ところで、ヒトに見られる乳児期および幼年期に急速にシナプスが形成され、その後、刈り込みが起こる現象はげっ歯類では見られない現象であり、かつこのピークの周囲のシナプス・スパイン数の異常がこれらの疾患の特性の1つである。そのため、このように生後一度、シナプス数がovershootし(overshoot-type)、その後、刈り込まれるメカニズムを調べるためのモデル動物が必要とされていた。我々は、社会性の強く、多産で、成熟の早い霊長類であるマーモセットがヒトと同様のovershoot-typeと呼ばれているシナプス形成現象の存在を確認して来た(図2)。結果としては、マーモセットも3ヶ月をピークとしたovershoot-typeを示す事が見いだされた。また、同様にMRIとDTIを用いて、マーモセットの脳の発達を追求した。3ヶ月でピークに達するスパイン数、皮質厚、3ヶ月から増大する髄質量。これらを自己を制御する前頭葉の発達だと考え、3ヶ月齢の前頭葉と6ヶ月の前頭葉の遺伝子発現を調べた。3ヶ月で高い遺伝子は、シナプスを増大させ、6ヶ月で高い遺伝子はシナプスを減少させ、前頭葉からの遠距離投射を支える傾向があると考えられ、そのような遺伝子をターゲットにして、強調または抑制することにより、自己を正しく支えるチャンスを青年に与えると考えられる。自閉症モデルとの遺伝子発現の比較を考慮しているが、このデータが2ヶ月遅れている。自閉症のデータが入ったら、それをもとに、当初の実験を進める。
救急医療のための光音響診断技術の開発

受傷後早期の熱傷診断を定量的に行うため,光音響法により熱傷深度診断および移植皮膚生着度診断を行った。熱傷診断では,ラット皮膚に浅2度熱傷,深2度熱傷,3度熱傷を作成し,これらと健常皮膚を対象に光音響計測を行い,照射光の波長最適化,熱傷層の断層像作製,信号深さの統計解析を行った。熱傷深度診断の実験では光源に光パラメトリック共振器を用い,波長500650nm,パルスエネルギー100μJ/pulse,繰り返し周波数30Hzの条件で行った。また光音響波の検出にはリング状の圧電素子P(VdF/TrFE)フィルム(内径1.5mm,外径5.5mm,厚さ30μm,中心応答周波数26.8MHz)を使用し,FETアンプによって46dBに増幅後,オシロスコープで64波形の平均値を観測した。その結果,熱傷深度に応じて光音響信号の深さが有意に変化することが確認された。また熱傷診断では波長532580nmが適していることが分った。熱傷層の断層像作製により,均一加熱においても熱傷深度に差異が生じることを確認した。移植皮膚生着度診断では,ラット自家皮膚移植モデルを対象に術後経過時間と光音響信号深さの関係を調べた。実験では光源にQ-switch Nd:YAGレーザーの第二高調波(波長532nm,パルスエネルギー200μJ/pulse,繰り返し10Hz)を使用し,熱傷深度診断の時と同様の検出器により光音響波を観測した。その結果,術後6時間後より光音響信号の観測される深さが有意に変化した。確認のため,移植片をラットCD31抗体を用いて染色した所,移植6時間後からの染色が認められ,光音響法によって新生血管の形成が計測可能であることが示唆された。
ST alternans 現象を用いた心室細動の発生機序の解明と発生確率の定量的評価

【目的】正常心で興奮伝播過程が真に定常的であるのか、I群抗不整脈薬投与により興奮伝播を遅延させたとき興奮伝播過程の定常性が変化するか、もし変化するなら心室性不整脈発生との関連はどうかについて検討する。【方法】麻酔開胸犬18頭を用い心周期400msで右房ペーシングを施行し、心表面60点より単極誘導心電図を記録した。左冠動脈末梢より生食、低濃度及び高濃度のI群抗不整脈薬(flecainide 10,100μg/kg/min;lidocaine 0.12,0.60mg/kg/min;disopyramide 20,200μg/kg/min)をそれぞれ10分間注入し経時的に計測を行った。心拍毎の興奮伝播到達時間の変動は主成分分析を用いて検討した。変動がなければ第一主成分(定常性成分)が100%となり、他の成分は0%となる。【結果】コントロール時:第一主成分得点は97.8±0.6(mean±SD)%(n=18)であり、興奮伝播過程は平均2.2%の変動成分を含んでいた。第二主成分は交互脈的に出現する変動成分で主成分得点は0.5±0.5%であった。2)I群抗不整脈薬投与時:第一主成分得点はflecainide投与で低濃度97.7±0.3%、高濃度96.7±0.8%(*)と減少した(*P<0.05)。lidocaine投与(低濃度98.3±0.4%、高濃度98.0+.0.8%)及びdisopyramide投与(低濃度97.6±0.9%、高濃度97.6±0.9%)では有意な変化を認めなかった。また第二主成分はflecainide投与で低濃度0.5±0.3%、高濃度1.5±1.0%(*)と増大した。lidocaine投与(低濃度0.2±0.1%、高濃度0.4±0.1%)及びdisopyramide投与(低濃度0.6±0.8%、高濃度0.6±0.8%)では有意な変化を認めなかった。3)交互脈的に出現する第二主成分はflecainide投与でのみ有意に増大し心室細動が出現した。【総括】主成分分析を用いることで興奮伝播過程の非定常性を証明した。非定常成分には交互脈的に出現する第二主成分が含まれた。flecainideは特異的に興奮伝播過程の非定常成分(第二主成分)を増大させ、心室細動を発生させた。興奮伝播過程の非定常性は不整脈発生の新たな基質であることが示唆された。

心室不整脈の発生に先行してみられるST alternansどのような機序で心室細動の発生に結びつくかについての検討を行った。まず麻酔開胸犬12頭の洞結節を挫滅、心周期400msecで右房ペーシングを行った。ついで左前下行枝を剥離し20分間冠閉塞の後再灌流し、冠閉塞中1分ごとおよび再灌流時に心室細動が生じたところで高分解能マッピング装置用い64点心表面心電図を同時記録した。J点から40msecのST電位を計測し、ST変化の程度(maxST)と範囲(nST)、連続する2心拍のST電位の差の絶対値ST alternansamplitude (STa)を求めた。再灌流時に心室細動が生じた(Vf)群6頭と生じない(non Vf)群6頭を比較するとnSTはVf群24.0±2.6(mV)、nonVf群19.5±1.7、maxSTはVf群14.5±3.5(mV)、nonVf群15.7±2.9と両群に有意差を認めなかった。このことからST変化の程度や範囲がVfの発生を規定しないことが判った。一方STaではVf群6.9±2.0(mV)、nonVf群1.6±0.1とVf群で有意に大であり心室再分極特性の空間的ばらつきがVf発生の規定因子となっていた。さらにVf群の興奮伝播過程を検討すると心室細動に至る心室期外収縮発生部位は、ST alternansを示す誘導とは必ずしも一致せず、ST alternansの程度が強く、特にST alternans位相がdiscordant(空間的不一致)となる境界でその興奮波が一方向性にブロックされリエントリ-が形成された。この結果よりST alternansが心室細動の発生に至る過程において「discordant ST alternansの境界での一方向性ブロックに基づくリエントリ-が形成」が重要な意義を持つこと指摘できた。【目的】正常心で興奮伝播過程が真に定常的であるのか、I群抗不整脈薬投与により興奮伝播を遅延させたとき興奮伝播過程の定常性が変化するか、もし変化するなら心室性不整脈発生との関連はどうかについて検討する。【方法】麻酔開胸犬18頭を用い心周期400msで右房ペーシングを施行し、心表面60点より単極誘導心電図を記録した。左冠動脈末梢より生食、低濃度及び高濃度のI群抗不整脈薬(flecainide 10, 100μg/kg/min;lidocaine 0.12,0.60 mg/kg/min; disopyramide 20,200μg/kg/min)をそれぞれ10分間注入し経時的に計測を行った。心拍毎の興奮伝播到達時間の変動は主成分分析を用いて検討した。変動がなければ第一主成分(定常性成分)が100%となり、他の成分は0%となる。【結果】コントロール時:第一主成分得点は97.8±0.6(mean±SD)%(n=18)であり、興奮伝播過程は平均2.2%の変動成分を含んでいた。第二主成分は交互脈的に出現する変動成分で主成分得点は0.5±0.5%であった。2)I群抗不整脈薬投与時:第一主成分得点はflecainide投与で低濃度97.7+0.3%、高濃度96.7±0.8%(*)と減少した(*P<0.05)。lidocaine投与(低濃度98.3±0.4%、高濃度98.0±0.8%)及びdisopyramide投与(低濃度97.6±0.9%、高濃度97.6±0.9%)では有意な変化を認めなかった。また第二主成分はflecainide投与で低濃度0.5±0.3%、高濃度1.5±1.0%(*)と増大した。lidocaine投与(低濃度0.2±0.1%、高濃度0.4±0.1%)及びdisopyramide投与(低濃度0.6±0.8%、高濃度0.6±0.8%)では有意な変化を認めなかった。3)交互脈的に出現する第二主成分はflecainide投与でのみ有意に増大し心室細動が出現した。【総括】
スパッター法による薄膜のアモルフアス化とスパッター粒子の挙動に関する研究

1.SiO_2スパッタ粒子の挙動本研究では、SiO_2をターゲットとしてスパッタリングを行った場合の中性スパッタ粒子を質量分析計を用いて分析することにより、スパッタ粒子の組成を調べるとともにその形成過程を調べ、プラズマ中でのスパッタ粒子間の反応について考察した。SiO_2ターゲットをスパッタリングした場合、ターゲットから放出されるスパッタ粒子はSi、SiO、O、O_2であり、SiO_2やSi_2、(SiO)_nといったクラスター状の粒子は検出することができなかった。また、Siに対するSiOのマススペクトルの強度比が、酸素含有量の増加につれて増大していることから、プラズマ中でスパッタ粒子SiがO原子と反応してSiOが生成している可能性があると思われる。また、本実験で分析されたO_2は、O原子同士の反応によって生成したものと考えた。2.GDMS法によるTeO_2スパッタ粒子の解析グロー放電質量分析法(GDMS法)を用いることにより、二酸化テルルをスパッタした場合におけるスパッタ粒子の形状を酸素分圧の関数として調べた。スパッタリングガス中の酸素含有量は0%から100%まで変化した。二酸化テルルをスパッタした場合のイオン性の粒子は、O^+_2、Ar^+、Ar^+_2、Te^+、TeO^+、TeO^+_2であることが分かった。酸素分圧が増加するにつれて、Te^+、TeO^+、TeO^+_2のイオンの総量に対するTe^+の割合は減少した。一方、TeO^+とTeO^+_2の場合においては逆の傾向がみられた。スパッタ粒子から考えられる膜の組成と実際に得られた薄膜の組成を比較する目的で蛍光分析を用いた結果、スパッタ粒子は酸素と主に基板上で反応して膜を形成することが分かった。高周波スパッター法によるSiO.ナ_<2.ニ>の成膜プロセスにおいて,スパッター粒子の形状を決定するとともに,粒子のスパッタリング零囲気ガスの組成依存性について調べた.更に高周波電力が,スパッター粒子に及ぼす影響についても検討した.高周波スパッタリング装置は既存の日本真空技術社製SBRー1104を用いてSiO.ナ_<2.ニ>ガラス板をターゲットとしてスパッタを行い,放出されるスパッター粒子と今回購入の差動排気システムを用いて日本真空技術社製四重極質量分析計MSQー400に導入した.このシステムはスパッタリング槽内の質量分析計内とに差圧を生じさせることにより,粒子を取り込むシステムである.スパッタリングガスとしてAr100%でSiO.ナ_<2.ニ>をスパッタした場合に放出されるスパッター粒子は,Si,SiO,O.ナ_<2.ニ>(O)であり,SiO.ナ_<2.ニ>,Si.ナ_<2.ニ>,Si.ナ_<3.ニ>,(SiO).ナ_<2.ニ>などの複合粒子は確認されなかった.この結果は,サンタマリアらの発光スペクトルを用いた解析結果とよく一致している.このことから,今回付設した質量分析システムは当初の目的に沿ったものであると言える.次に,スパッタリング雰囲気ガスの組成がスパッター粒子に及ぼス影響をArのスパッタリングガス中にO.ナ_<2.ニ>を導入することにより調べた.

その結果,Si粒子に対してはガス組成の影響はあまり認められなかったが,SiO粒子についてはO.ナ_<2.ニ>含有量約20%までは,その数が急激に増加し,それ以上の濃度では緩やかに増加する傾向が認められた.このことから,SiO粒子はスパッターされたSiがO.ナ_<2.ニ>(O)と反応して生じたものと考えられる.一方,高周波電力依存性については,電力値の増加に伴いSi,SiO粒子数とも増加する傾向を示した.これはSiO.ナ_<2.ニ>のスパッタリング率が加速電圧と共に増加する事を反映していると思われる.また,石英ガラスと同じ構造をもつと考えられる,AlPO.ナ_<4.ニ>非晶質についても本年度はその物性を測定し,AlPO.ナ_<4.ニ>に関するスパッター粒子の挙動を調べる基礎とした.本年度は、高いスパッタリング率をもつ二酸化テルルをスパッタした場合におけるイオン性のスパッタ粒子の形状を、スパッタリング装置に付設した四重極質量分析計を用いて調べ、さらに、これらのスパッタ粒子の形状および濃度が、スパッタリングガス中の酸素量を変化させることによってどのように変化するかを調べ、スパッタリングにおけるスパッタ粒子の形成過程について考察した。ターゲットには加圧成形した二酸化テルル板を用いた。二酸化テルルをスパッタした場合に観測された質量数は主に、32、40、80、130、146、162であった。これらの質量スペクトルの位置からイオン性の粒子は、0_2^+、Ar^+、Ar_2^+、Te^+、TeO^+、TeO_2^+であると考えられる。このことから、TeO_2をスパッタした場合のイオン性スパッタ粒子は、主に、Te^+、TeO^+、TeO_2^+であることが合かった。次に、スパッタリンガス中の酸素含有量を0%から100%まで変化させることによって、これらのスパッタ粒子の酸素分圧依存性を調べた。その結果、Te^+、TeO^+TeO_2^+の質量スペクトルの強度の和の酸素分圧依存性は、スパッタリング速度の酸素分圧依存性とよい対応を示した。また、Te^+、TeO^+、TeO_2^+のスペクトルの強度の和に対する各々のスペクトルの強度の比の酸素分圧依存性を調べた結果、酸素分圧が増加するにつれてTe^+の割合は減少し、TeO^+とTeO_2^+は逆に増大した。この結果をもとに、TeO^+粒子はTe^+とO_2粒子との反応により、TeO_2^+粒子は、Te^+粒子あるいはTeO^+とO_2粒子との反応により生成することを明らかにした。また、スパッタ粒子から考えられる膜の組成と実際に得られた膜の組成の比較から、スパッタ粒子は、酸素とおもに基板上で反応して膜を形成することが分かった。
放浪する黒人男性――物語構造と人種概念を軸としたフォークナーとエリスンの比較研究

本研究では、アフリカン・アメリカン作家ラルフ・エリスンとアメリカ南部白人作家ウィリアム・フォークナーの小説に「放浪する黒人男性」というモチーフを軸とした類似の物語構造を見出し、それによって表される人種概念を検討することで、フォークナーからエリスンへの直接的な影響があったことを実証する。またフォークナーとエリスンがその物語構造を通じて社会的人種言説と個人的感情の交錯を描いたこと、それにより20世紀前半から中盤のモダニズム美学や、ジム・クロウ期から公民権運動の時代に至るまでの一般的な人種概念の理解を超え出ていたことを明らかにする。
2004年新潟県中越地震の余震に関する調査研究

1.臨時地震観測による余震活動調査震源域およびその周辺に、約100点の臨時地震観測点を設置して余震観測を行った。対象地域の速度構造が複雑であることを考慮し、余震が多く発生している地域では、平均観測点間隔を5km程度、震源域から遠い領域では、それよりも観測点間隔を大きくした。この余震観測により、余震の精密な空間分布、余震発生の時間変化、余震の発震機構解などが求められた。余震は、本震、最大余震、10月27日の余震の3つの震源断層の少なくとも3つの震源断層周辺域とその他の領域で発生していることが分かった。3次元速度構造と余震分布との関係が明らかになった。本震の震源断層は、高速度領域と低速度領域の境界部に位置していることが明らかになった。余震分布は、時間の経過とともに、余震域の北部と南部に集中した。27日のM6.1の余震の直前には、この余震に対する前震は観測されなかった。2.GPSを用いた地殻変動調査震源域にGPS観測点を10点程度設置し、正確な地殻変動を調査した。本震の余効変動が観測された。内陸地震の発生機構に関する基本的データを蓄積した。3.地質調査による活断層調査震源域およびその周辺において、地質調査を行い、地震に伴う地形の変化、また活構造の詳細な調査を行った。4.強震動観測による地殻及び基盤構造の調査強震動生成の機構解明のために、本震震央付近で大加速度を記録した点周辺に10台程度の強震計を設置し、余震の強震動を観測した。余震の強震動記録から、地殻及び基盤構造を推定し、強震動が発生した機構を明らかにした。
上皮間葉転換に伴うアポトーシス制御と抗癌剤耐性機構の解析

肺癌は早期であってもしばしば転移・再発をきたす。術後再発予防策の進歩が望まれるが、シスプラチンを用いた術後補助化学療法は早期(I期)肺癌に対して有効性が示されておらず、その理由は解明されていない。一般に癌細胞は転移・伸展していく過程で、その性状を変化させ微小環境を整えていくことが知られている。そこで、転移初期に起こる上皮間葉転換という現象に着目し、その状態にある肺癌細胞がMcl1という蛋白質を増やすことで抗癌剤耐性を増強させることを解明した。今後、術後再発予防のためのターゲットとして期待されると考える。前年度までに(1)TGF-βで上皮間葉転換を起こしたA549細胞(A549/TGF-β)は各種抗癌剤に対して耐性を示すこと、(2)A549/TGF-βではMcl-1の蛋白発現量が増加していること、(3)siRNAによる発現抑制実験から、Mcl-1がA549/TGF-βの耐性に関与していることが判明した。そこで本年度は、pcDNA3.1にHA/Mcl-1を組み込みA549細胞へ導入、G418存在下で培養を継続し、安定発現株を樹立した。得られた細胞にシスプラチンを作用させたところウェスタンブロットおよびapoptotic assayでアポトーシス抵抗性の増強が確認された。そこで、A549/TGF-βに各種Bcl-2阻害剤を作用させ、その感受性を調べたところ、Mcl-1を標的に含むBcl-2阻害剤obatoclax mesylateに対しては耐性の増強が認められなかったが、MCl-1への作用が弱いABT737およびABT263に対しては耐性が確認された。さらに、cisplatinにobatoclax mesylateを少量併用したところ、A549/TGF-βに対しても相乗的に作用し、獲得されたcisplatinへの耐性に打ち勝つことが分かった。まず、TGF-βで上皮間葉転換を起こしたA549細胞が抗癌剤に対して耐性を示すかを調べるため、cisplatin、paclitaxel、gemcitabine、vinorelbineを48時間作用させ、WST-1 assayを行った。その結果、上皮間葉転換を起こしたA549細胞はいずれの薬剤に対しても耐性が増し、IC50は1.42.0倍となった。さらに、cisplatinを24時間作用させた後にcleaved PARPとcleaved caspase3の蛋白量を比較してみると、いずれも上皮間葉転換を起こしたA549細胞の方が少なくなっていた。そこで、上皮間葉転換に伴って何らかのアポトーシス制御が行われている可能性を考え、抗アポトーシス作用を持つBcl2 familyの発現が、上皮間葉転換に伴って変化するかを調べた。その結果、TGF-βで上皮間葉転換を誘導したA549細胞では、Mcl-1とBcl2A1の蛋白発現量が増加しており、PCRでも同様の結果が得られた。次に、これらの蛋白がA549細胞の上皮間葉転換に伴う薬剤耐性に関わっているかを調べるため、siRNAを導入して発現抑制実験を行ったところ、Mcl-1を抑制するとcisplatinに対する耐性は解除されたが、Bcl2A1を抑制しても耐性は解除されなかった。これらのことから、本実験系ではMcl-1が重要と考えられた。そこで、cisplatinにMcl-1をターゲットに含むbcl-2阻害剤obatoclax mesylateを少量併用したところ、上皮間葉転換を起こしたA549細胞に対しても相乗的に作用し、cisplatinへの耐性に打ち勝つことが分かった。なお、これらの結果は未発表であり、現在論文作成中である。非小細胞肺癌細胞(A549)をTGF-β存在下で培養すると上皮間葉転換を起こす。同時にシスプラチン等の各種抗癌剤に耐性を獲得し、アポトーシス抵抗性を示すことが確認された。そこで、Bcl2familyの発現を調べたところ、Mcl-1がmRNAレベル、蛋白質レベルで増加していた。Mcl-1の増加はTGF-β添加後24時間でピークに達し、72時間後も維持されていた。次に、Mcl-1が上皮間葉転換に伴う薬剤耐性に関わっているかを調べた。siRNAでMcl-1を抑制するとシスプラチン抵抗性は解除された。一方、HA/Mcl-1過剰発現株にシスプラチンを作用させたところ、抵抗性の増強が確認された。以上より、本実験系ではMcl-1の増加が上皮間葉転換に伴う抗癌剤耐性獲得に重要な役割を担っていることが判明した。そこで、各種Bcl2阻害薬を用いて耐性出現の有無を比較した。ABT737やABT263には耐性が出現したが、オバトクラックスに対する耐性獲得は認められなかった。

これはBcl2阻害剤がMcl-1をターゲットにしているか否かの違いであると考えられた。さらに、シスプラチンに少量のオバトクラックスを併用すると、上皮間葉転換を起こしたA549細胞に対しても相乗的に作用し、シスプラチンへの抵抗性が解除されることが判明した。これらの結果から、Mcl-1は転移初期における癌細胞の生存と抗癌剤耐性に重要な役割を担っていることが予想され、術後補助化学療法の成績を改善するためのターゲットとなりうると考えられた。上皮間葉転換に伴うMcl-1の増加がどのように制御されているかは解明に至らず、今後の課題となった。作成したHA/Mcl-1導入株の解析からは転写レベルで制御されていると思われる。最終年度に研究成果をInternational Journal of Oncologyへ報告した。本研究の本質的な目標は、肺癌の原発巣切除術後、転移初期の病巣を効率的に叩き長期生存を得るためにはどのような術後治療を行えばよいのかであり、上皮間葉転換と抗癌剤耐性はその足がかりの一つである。この点、A549細胞という一種類の癌種ではあるが、上皮間葉転換に伴って抗アポトーシス作用が増強し、cisplatinをはじめとする複数の抗癌剤への耐性が増すこと、そして、その機序の一つが肺癌では重要な役割を担うことが知られているMcl-1の増加にあることが判明した。さらに、複数のBcl-2阻害剤を用いて、その感受性やシスプラチン耐性への影響を解析した。今後、予定されるであろう臨床試験に向けて、一つの分子生物学的根拠を得た点で、おおむね順調に進展していると評価した。研究の最終的・本質的な目標は、肺癌の原発巣切除術後、転移初期の病巣を効率的に叩き長期生存を得るためにはどのような術後治療を行えばよいのか解明することであり、上皮間葉転換と抗癌剤耐性はその足がかりの一つである。この点、今回、A549細胞という一種類の癌種ではあるが、上皮間葉転換に伴って抗アポトーシス作用が増強し、cisplatinをはじめとする複数の抗癌剤への耐性が増すこと、そして、その機序の一つが肺癌では重要な役割を担うことが知られているMcl-1の増加にあることが判明した。さらに、Mcl-1をターゲットに含むBcl-2阻害剤obatoclaxを併用することでシスプラチン耐性に打ち勝つという現象を確認できた。これは、ある癌種でBcl-2阻害剤を併用した術後補助化学療法が有用となりうる可能性を示唆する。(1)A549ルシフェラーゼ発現細胞を用いて、上皮間葉転換が与える影響を確認する。(2)A549細胞で上皮間葉転換に伴いMcl-1が増加する機序について探る。(3)肺癌患者におけるBcl2 familyの発現と予後について:肺癌切除術後症例を対象に抗アポトーシス作用を持つBcl-2 familyの発現と術後補助化学療法後の生存率について調査を行うため準備をすすめる。1上皮間葉転換におけるアポトーシス制御と抗癌剤耐性獲得の機序:TGF-βで上皮間葉転換を誘導したA549細胞では、非小細胞肺癌に広く使用される抗癌剤への耐性が増すことが判明した。さらに、その機序の一つとしてMcl-1の増加が重要な役割を果たしていることが示唆された。しかし、その機序は現時点で詳細不明である。
教科書文法コーパスの構築と利用

国立国語研究所の『現代日本語書き言葉均衡コーパス』(BCCWJ)のコアデータに含まれるアノテーション優先順位Aのデータセット(894サンプル)に対して、学校文法の「文の成分」「文節どうしの関係」に相当する情報を付与した。学校文法には「文の成分」として「主語」「述語」「修飾語」「接続語」「独立語」があり、また文の成分の内部構造として「並立の関係」「補助の関係」があるが、これらを「主語」「連用」「連体」「接続」「独立」「並立」「補助」「その他」の8種類の係り受けラベルとして表現した。このデータをBCCWJ-1.1版の節境界と一致するように重ね合わせ、データベースや機械解析の入力として利用可能なCaboCha形式のファイルを作成した。また、作成したデータを教師データとしてYamChaで学習させ、同様のラベルを約93%の精度で自動付与する簡易タガーを作成した。このデータ(『教科書文法アノテーションデータ』)およびツール(kokugo_tagger-1.0.3)をWeb上で公開するとともに、その概要およびレジスタ別の比較等を学会で報告した。BCCWJについては既存の係り受けデータ(BCCWJ-DepPara)が存在するが、主語、連用、連体など係り受けの下位分類は付与されていない。研究者個人が独自に付与するには一定の技術やコストが必要となり、再現性の確保も問題となる。本研究は学校文法に準拠した汎用的な係り受けデータセットとツールを提供するものであり、日本語学や国語教育の分野での利活用が期待できる。
発がんにおけるmicroRNAの発現異常の意義とその分子機構の解明

ヒトでは現在約1000種以上のmiRNAが知られ、その中でもmiR-21,miR-199a,niR-200c,miR-15/-16等はその発現レベルが癌組織において、それが由来した正常細胞のそれと比べ異常な発現レベルを示すことが知られる。本研究では、こうしたmiRNAの異常発現がどのように誘導されているのかを追求して、miRNAと転写制御因子やクロマチン構造変換因子の間で形成されるいくつかの重要な発現制御ネットワークを明らかにした。また我々が開発した特定のmiRNAを阻害する分子(TuD)が、こうした解析にはもちろん、将来のがん治療にもたいへん有効であることを示した。(288)ヒトでは現在約1000種以上のmiRNAが知られ、その中でもmiR-21,miR-199a,niR-200c,miR-15/-16等はその発現レベルが癌組織において、それが由来した正常細胞のそれと比べ異常な発現レベルを示すことが知られる。(288)本研究は発癌に伴うmiRNAの発現異常が生じる分子機構とそれが及ぼす生物学的効果を解明し、新しい治療標的を同定してその治療法を開発することを目標としている。平成22年度では、癌種によって発現動態が著しく変動するmiR-199aにおいて特に著しい成果があったので報告する。ヒトのエピジェネティカルな制御で中心的な働きをなしているクロマチン構造変換因子SWI/SNF複合体は10数個のサブユニットからなり、触媒サブユニットとしてBrmあるいはBRG1のどちらか一方を一分子のみ有している。これまでに我々は、Brm遺伝子が、いくつかのヒトがん細胞株あるいはがん組織において活発に転写されるものの、転写後抑制を受けてBrmタンパク質の発現が欠失すること、またこの発現欠失はがんを増悪化することを示してきた。本年度我々は、miR-199a-5pと-3pの2つのmiRNAが主としてこの転写後抑制を担うことを示した。さらに、これらを産生する主なヒト遺伝子座であるmiR-199a-2遺伝子は、転写因子Egr1によって転写の活性化を受けること、またBrmはEgr1遺伝子のプロモーター上に動員され、その発現を負に制御することによって、miR-199a-5pと-3pの産生量を低下させることも示した。この成果から、エピジェネティクス制御の要となるクロマチン構造変換因子が、miRNAの発現制御を介したダブルネガティブフィードバックループにより制御されることを示している。実際、複数種のヒトがん細胞株を比較検討したところ、一般にmiR-199a-5p,-3pとEgr1の発現が高い細胞株では、Brmの発現が低く、逆にmiR-199a-5p,-3pとEgr1の発現が低い細胞株では、Brmの発現が高い傾向であることを示し、多くのがん細胞株をこれらの発現様式により大きく2種に分類可能であることを示した。本研究は発癌に伴なうmiRNAの発現異常が生じる分子機構とそれが及ぼす生物学的効果を解明し、新しい治療標的を同定してその治療法を開発することを目標としている。平成22年度の成果から、ヒト癌細胞株は、miR-199a-5p/3pの発現が高くて、その標的であるBrmの発現がほとんど見られず、またBrmによって発現が負に制御されるEgr-lの発現が高いタイプ(タイプ1)と、反対にmiR-199a-5p/-3pの発現が低く、Brmの発現が高く、その結果Egrlの発現が低下しているタイプ(タイプII)に2分できることを示した。ここではmiR-199aは、分子スイッチとして機能していて、こうした双極性の制御の1つが、miR-199aの遺伝子がFgr-lにより正に制御されていることによるdouble-negative-feedback制御によることを示してきた。今年度はタイプIに属する細胞株はほとんどの場合CD44(+),c-met(+)を発現し、内在性のNF-kB,AP-1が高いこと、またタイプIIは、それと逆の表現型を示すことを明らかにして、その主要な分子機構のいくつかを解明した。また今年度、我々は腸の特異的なマーカーであるCdx1とCdx2に注目して、Cdx1のexogenousな発現がCdx2をpost-transcriptionalに抑制すること、またこの抑制には、Cdx1の発現により発現誘導される複数のmiRNA(miR-15/16,miR-9,miR-22)により説明されることを実証し、Cdxファミリー間のホメオスタシスを保つ重要な分子機構の一部を解明した。これまで十数種類のmiRNAについてヒト癌部でmiRNAの発現異常が観察されることから癌の有力な遺伝標的、また診断マーカーと考えられる。本研究ではこうした発癌に伴うmiRNAの発現異常が生じるいくつかの分子機構を解明し、新しい治療標的の同定とその治療法の開発を行うことを目標とする。

本研究では、miR-199aが形成する遺伝子制御ネットワークの重要な骨格を解明し、一般にmiR-199a-5p, -3pとEgr1の発現が高い細胞株では、Brmの発現が低く(タイプ1)、逆にmiR-199a-5p,-3pとEgr1の発現が低い細胞株では、Brmの発現が高い傾向があることを示し(タイプ2)、これらの発現様式により多種のがん細胞株を大きく2種に分類可能であることを示した。BrmがmiR-199a-5pと-3pの標的であること、miR-199a-2遺伝子は転写因子Egr1により活性化されるが、一方Egr1の発現はBrmにより負に制御されることから、miR-199a/Brm/Egr1が形成するdouble negative feedback loopによる分子スイッチにより細胞株が2種のタイプに分かれているものと考えられる。一方miR-15/16のmiRNAクラスターは、慢性白血病で欠失や発現低下が見られる癌抑制活性をもつmiRNAである。我々は、腸の特異的なマーカーであるCdx1とCdx2に注目して、Cdx1のexogenousな発現がCdx2をpost-transcriptionalに抑制すること、またこの抑制には、Cdx1の発現により発現誘導されるmiRNA,miR-9,miR-15/16,miR-22により説明できることを示した。この結果Cdx1,Cdx2という同じファミリーに属する転写因子のホメオスタシスの維持の機構の一側面を明らかにした。ヒトの癌細胞株を大きく2種に分類した先年度の成果を大きく発展させた。特にタイプIIに属する細胞株ではneural geneの発現が見られ、また足場非依存性増殖活性が低いという共通の特徴があることを示した。その分子機構の解明内在性の転写因子NF-kBとAP-1の活性の違いに由来することもわかってきた。24年度が最終年度であるため、記入しない。ヒト癌培養細胞株で見られたこの現象は、in vivoにどのように反映されるのか、今後病理検体をもちいた解析を進めていく必要がある。
魚類の変態機構と生残への適応

魚類の変態を定義し,その意義を特に生残への適応との関連において評価することを目的に,形態学的および生態学的研究をおこなった。結果の概要は次のとおりである。(1)魚類の変態は非直達型の発育をする要素の仔魚期から稚魚期への移行期における体制の変換的事象として定義されるもので,厳密には,仔魚期末期に位置づけられるのが妥当である。従って変態の事例は種によって大きく異なり,ウナギ型,イワシ型,カレイ型などと類型化されるものは最も著しい形態的・生態的変化を伴なう典型を示すにすぎず,魚類の変態とは初期生活史戦略としての広い基盤を有する普遍的現象であるといってよいことが結論された。(2)ハタハタ科魚類の初期生活史研究によって,変態の起源,すなわち直達型と非直達型の発育の分化についての知見が得られた。本科では卵径における形態的分化ではなく,卵期の物理的環境の違いが二型分化の鍵要因となっており、変態現象の機能を考える上で大きな示峻を得た。(3)ニギス亜目魚類4科13種の比較初期生活史研究によって,近縁群内における直達型から非直達型までの多様な発育戦略の実態を明らかにするとともに、最も顕著な変態をおこなうソコイワシについて,変態を前後して全体制的な変換の種相を解剖学的・組織学的に明らかにした。特に一部の骨格要素において従来知られていなかった硬骨と軟骨の可送的移行が変態との関連で確認され,変態の持つ特異性が注目された。(4)イセゴイにおけるレプトセファルス幼期の変態過程の研究により,日令を軸にすると,変態現象の生態的・形態的特性がより明瞭にとらえられ,今後の変態研究をおこなううえで貴重な知見が得られた。(5)生残への適応については具体例が集積されたが,定量的な評価については今後の課題として残された。魚類の変態に関しては、その多様性を反映して明確な定義がおこなわれていない。本研究では変態の概念に関する歴史的変遷をわが国における稚魚研究史の中で評価し、初期生活史研究の体系化にあたって、変態の位置づけが極めて重要であることを明らかにした。変態現象の解明においては顕著な形態変化を示す分類群として、ウナギ目、サケ目、カレイ目魚類を取上げる一方、比較対象群としてハタハタ科について研究をおこなった。ニホンウナギに関しては耳石による日令の査定を基礎に海洋生活のレプトセファルス期について成長、回遊および接岸の実態を解明した。しかし、ソトイワシ科のレプトセファルスに関しては標本が採集できなかった。ニギス亜目魚類のうち、ソトイワシについては初期発育期の標本が十分に収集され、形態発育および分布生態の大容を明らかにすることができた。その他の近縁種についても幼期の標本が採集され比較発育史の研究が進行中である。カレイ目のババガレイについて変態過程を人工飼育標本を用いて詳細に解析した。変態に伴なう骨格系(軟骨を含む)および皮膚組織等の発達が非常に適応的な変化を示すことが解明され、生息環境に従属した変態現象の特性が示唆された。ハタハタ科魚類については、顕著な形態変化を伴なわないにも拘らず、変態型と直達型の2型の初期発育パターンが存在することが判明した。このように生息域の特性と系統的属性に支配された多様な発育パターンの分化によって、魚類における変態現象は一層複雑化していることが示唆された。つまり、体系化の前に具体例の正確な解析と蓄積が当面は平行してすすめられる必要のあることが痛感された。

一方、変態機構の組織学的解析を深めるために主に視覚系を中心として手法の検討がすすめられた。今後は代表種について総合的解析を試みながら、対象種を拡大する方向で研究を推進することを考えている。サケ目ニギス亜目を中心に興味深い知見が得られた。本亜目の日本産4科10属17種中4科7属15種(4タイプを含む)について初期生活史に関する情報が集積され、これらの外部形態、骨格系、歯系、消火器系、嗅覚系、視覚系の発達について比較検討した。各種ともに系統的な拘束を受けながらも、生息環境に適応的な初期生活史特性を有し、変態現象も様々なレベルで機能していることが推測された。特に仔魚期を表層で過し、稚魚から未成魚期にかけて中深層へと生息深度を移行するソコイワシにおいては明確な変態期の存在が認められた。この間の形態変化は全体的に顕著な不連続相を示すが、体長の減少、消化系組織の退行、一部骨格系の脱化骨などは一時的な発育の逆行的現象でもあり、変態現象の特殊な側面として注目された。これはウナギ目におけるレプトセファルス幼期を有する変態例にも対比されるべき事象と考えられる。また生活様式を異にする代表的3種、ニギス、ソコイワシ、ヒナデメニギスの比較を通じて、卵を含む初期発育特性、感覚系の形式序列が各々の適応戦略をよく反映していることが推測され、変態現象と生残とのかかわりについても多くの示唆が得られた。カライワシ亜目の変態については、試料の採集が予定通りすすまなたったが、ハイレンについて長期間の飼育を通じて変態後期を中心に形態変化の検討をおこなった。組織学検討を現在も継続中である。カレイ目についてはババガレイの変態について取りまとめ、学会発表をおこなった。なお、沿岸性のホカケトラギス科の1種ナミアイトラギスについて初期初育段階の標本がえられ、その特化した浮遊稚魚について検討を加えた。いわゆる「前稚魚」と呼ばれる発育段階と変態現象について考察する上で、ナミアイトラギスは興味深い素材と思われた。3カ年の研究計画の最終年度にあたる本年は,ウナギ目およびサケ目魚類に関する変態の典型の解析を中心に研究をおこなうとともに,本研究目的である変態機構と生残への適応についての全般的な検討をおこなった。成果の大要は以下の通りである。(1)レプトセファルス型変態をおこなうことで特異な変態様式と有するカライワシ上目カライワシ目イセゴイに関する変態過程の詳細な形態学的研究により,従来見落されていた変態期として体長収縮後の成長停滞期の存在が明らかになり,この段階の長短によって変態様式が大きく変化することが示唆された。本種では変態に関与する甲状腺ホルモンの放出が変態時に2分されることをはじめ,変態現象が発育様式の不連続的な転換を意味し,生残への適応的側面を強く示すことが判明した。(2)サケ目ニギス亜目魚類の変態現象に関しては,生息環境を異にするニギス科,ソコイワシ科,デメニギス科,ギンザケイワシ科についての知見を比較検討した結果,変態前後の発育段階の生息域の生産力と強く関連した適応属性が認められた。特に亜表層から中・深層へと生息域を移行させるソコイワシ科において最も顕著な変態がおこなわれることが明らかとなり,その意義についても多くの示唆が得られた。(3)変態に関する全般的な考察をおこなった結果,魚類の変態は非直遠発遠型の要素には全て存在すること,そして発育段階との関係では仔魚期から稚魚期の移行段階に該当すること,変態の起源を大型沈性卵を有する魚種,例えばハタハタ,に求めることが可能であることなどが明らかとなった。
細胞制御用電子移動反応場の設計と殺菌への応用

本研究では,細胞をより低電位で効果的に殺菌することを目的として、フェロセン誘導体を用いた細胞制御用電子移動場の設計について検討した。まず、フェロセンを電極に吸着固定し、微生物の電極反応について検討した。その結果、Vibrio alginolyticus懸濁液(1.4×10^<11>cells/ml)中で電位走査を行ったとき、0.3V vs.SCEのフェロセンによる電流応答は限界電流を示した。また、同様の実験をフェロセン未修飾のグラファイト電極を用いて行ったところ、0.8V vs. SCE付近のみに酸化ピークが確認された。このことから、フェロセン修飾電極を用いることにより、0.3V vs. SCE付近の低電位において微生物を電極反応可能であることが確認された。次に、フェロセン修飾電極を微生物の殺菌に利用することとした。海洋細菌V.alginolyticusを吸着させた電極に定電位0.6V vs. SCEを印加し、微生物の殺菌について検討した。その結果、電位印加時間とともに生菌率に減少がみられ、10分間で66%、30分間では25%となった。これに対し、フェロセン未修飾のグラファイト電極では電位印加30分後においても生菌率は95%以上であり、生菌率の変化はほとんどみられなかった。このことから、フェロセン修飾電極を用いることにより、低電位において微生物を殺菌できることがわかった。また菌体懸濁液中にフェロセン固定化電極およびグラファイト電極を浸漬させ、付着した生菌数を測定したところ、菌体数に変化がみられなかったことから、フェロセンには細胞毒性がないことが示された。以上のことから、フェロセン修飾電極を用いることにより、電極に吸着した菌体を電気化学的に、低電位において効果的に殺菌できることが示された。今後、フェロセンの修飾法をさらに検討することにより、低電位における微生物フィルムの形成防止や生物汚損防止への応用の可能性が示唆された。
変分問題に関連した位相幾何学の研究と数式処理の研究

(1)コンパクトリーマン面から射影的代数多様体への滑らかな写像全体のなす空間上のエネルギー関数は、ラグラジアンと考えられる。そこでその変分問題を考えるとき、その極小値を与える写像全体の空間(調和写像の空間)はその空間全体の位相的に重要な情報をすべて含んでいると考えられる。今回、とくにコンパクトリーマン面Mの種数gがg>0の場合について、Mから複素射影空間への写像全体のなす空間の有限次元Configuration space(粒子の配置空間)モデルの構成法について研究した。とくにその構成法を1つ定義することに成功した。また関連して実射影空間の間の代数的写像(algebraic mapつまり多項式から定義される写像)のなす空間のホモトピー安定性に関する結果も得ることができた、(2)楕円曲線や代数的トーラスの同種写像に付随する代数体の拡大についての基礎的な研究を行った。その応用として、代数的トーラスの群構造を使った簡明な素数判定法を得ることができた。(3)小さな非線形摂動項をもつ半線形弱双曲型方程式の大域可解性について調和解析的手法により研究を行なった。特に、小さな初期データに対する小さな時間大域古典解の存在と時刻無限大での漸近挙動を2次元以上で示せた。(4)非特異射影多様体上の豊富ベクトル束(ample vector bundle)について研究した。以前の豊富ベクトル束のネフ値に関する研究との関係で,特に偏極多様体で二つの異なる射影空間束構造(正確には,scroll構造)を持つものについて研究した。(5)局面結び目の変形の族の構成に関する研究およびそれに伴う4次元多様体の研究を行った。(1)調和写像の空間のトポロジーに関連してラベル付きの粒子の配置空間(labelled configuration space)のトポロジーとそれに関連した写像空間のトポロジーを研究した。具体的には,リーマン球から複素射影空間への正則空間のなす空間の各写像は、多項式の組みで与えられる。その各多項式の根の重複度からこの正則写像のなす空間に自然なフィルトライションが得られる。このフィルトライションから得られる各部分空間に対してモース理論的原理が成立することを証明した。またこれらと同様な性質(結果)がリーマン球からある種のquasi-projective spaceへの正則写像の作る空間に対しても、同様なモース理論的原理が成立することを証明した。(2)さらに、古典群上のモース関数を具体的に作成することを、Mathematica(数式処理ソフト)を利用して研究した。とくに、ユニタリー群について、1次関数のモース関数の構成を研究した。(3)G.Segal(1979)が初めて研究した有理関数の空間に対して、以前に、M.Guest氏達との共同研究でその具体的なホモトピー型を調べたが、そのときホモトピー群の分解が2次元以上で成立することが知られていた。その分解が実は、そのuniversal coveringレベルで分解していることを証明した。(4)Vassiliev(1987)によるある種の多項式の空間のホモトピー型についての結果の精密化を証明した。またこの結果を次数dが小さい場合にそのホモトピー型を具体的に求めた。(これは、平田浩一氏(愛媛大学との共同研究である)(5)だ円曲線の等分点を付け加えて得られる局所体の分岐について研究した。とくに、だ円曲線の導手のwild partから拡大の高次分岐群の様子が決定できることを示した。さらに、この結果を使って、分岐を持つbase changeをしたときの、だ円曲線の導手の変化の決定を行った。この結果はreduction typeの変化の記述にも使えるものと期待される。(6)4次元球面に埋め込まれた曲面に沿う手術(surgery)によってホモトピー球面を構成する研究を行った。さらに、一般の4次元多様体内に埋め込まれた射影平面に沿う手術とそれにともなう曲面のイソトピー類の変型問題を研究した。