hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アクアポリン１１の特性に基づいた脳浮腫治療法の開発

水チャネルであるアクアポリン(AQP)ファミリーのうち、AQP11は腎臓、胸腺、精巣で発現が特に高いが、脳にも発現している。AQP11欠損(KO)マウスの形態的特徴のある表現型は多発性嚢胞腎であり、24週齢で死亡する。AQP11は腎臓以外にも発現していることから、これは嚢胞腎による腎不全で死亡するとは限らない。AQP11欠損の2次的な影響で死亡する前に嚢胞腎になることも考えられる。また、これまでにAQP11が血液脳関門の血管内皮細胞と脈絡叢上皮細胞で発現していることを所属研究室で報告しており(Koike S. et al.2016)、脳で発現するAQP11が、生体のさまざまな機能をつかさどることも考えられる。他にも脳で発現するAQPに注目すると、AQP4が脳浮腫に重要な関わりがあることが報告されているが、AQP4の調節のみでは脳浮腫を治療することは不十分である。同じ部位に発現するAQP11も脳浮腫の制御に関与し、治療にも重要な役割を担っている可能性がある。そこで本研究では、総頸動脈結紮脳梗塞モデルマウスおよび中大脳動脈梗塞術モデルマウスを作成し、AQP11が脳梗塞後の脳でどのような役割を担っているのかを解明する。さらには、AQP11欠損マウスに脳梗塞モデルを作成することで、脳浮腫や脳脊髄液代謝の制御がAQP11にどのように関与するかを明らかにし、脳梗塞、脳出血、脳浮腫の新たな治療を提案できるようにする。また、AQP11は脳や腎臓以外の組織にも発現していることから、脳梗塞モデルにおける他組織への影響も検討する。これまで学会で発表してきたマイクロアレイのデータも応用し、AQP11の未知なる役割を明らかにする。昨年度は、脳梗塞部位におけるAQP11の発現変化を明らかにするために、中大脳動脈脳梗塞モデルと総頸動脈結紮脳梗塞モデルにおけるAQP11の発現変化の検討を行った。まずは総頸動脈結紮脳梗塞モデルにおいて、これまでは全脳をRNAレベルで検討していたが、今回は施術側と未施術側で脳を左右に分けてタンパクレベルで検討した。野生型における左総頸動脈の結紮で1時間後に再灌流させ、一晩後の脳組織では、結紮していない側(右)と比較すると結紮側(左)の脳でAQP11の発現が減少する傾向があることを確認した。また、AQP4は結紮側(左)では発現が微量に増加する傾向があることを確認した。さらにヘテロタイプのAQP11 KOマウスでは、AQP11、AQP4とも発現に大きな左右差は見られなかった。中大脳動脈脳梗塞モデルは血流計で測定しながらの作業にやや時間がかかっているが、再現性のある施術ができるようになっている。また、本課題と並行して、これまでAQP11 KOマウスの脳のマイクロアレイの結果では、zinc fingerタイプの遺伝子の発現が減少することを学会で報告している。昨年度はAQP11 KOマウスの脳の亜鉛量についても検討した。その結果、AQP11 KOマウスでは、野生型(100%)と比べて5060%に亜鉛量が減少していることを明らかにした。AQP11の機能を解明する目的で胸腺でもマイクロアレイを行ってきたが、その結果よりAQP11 KOマウスでPI3K-Akt経路の遺伝子群の発現がRNAレベルで増加していることをこれまでの学会で報告している。昨年度はそのシグナル経路でRNAの発現が増加していた各遺伝子のうちEgfr、Fgfr2がタンパクレベルで増加していることをウエスタンブロットと免疫染色で明らかにした。これら胸腺の遺伝子変化が脳の機能と関与しているかは今後検討すべき課題である。手法に関わらず脳梗塞モデルマウス用いる場合は週齢だけでなく体重を揃えて比較を行う必要がある。マウスを継続的に使用することは可能であるが、AQP11 KOマウス(ホモ)は生まれる確率が少なく、成長が遅いので小さいことから、まずは野生型を用いて結果を揃え、確立させていく予定はかわりない。しかし、母マウスの妊娠匹数が多いことが続き、AQP11 KOマウスだけでなく、野生型も小さく、成長に時間がかかることが続いているのが難点である。他の研究にも使用している都合上、ヘテロタイプ同士で交配していたが、今回の状態が続くようであれば工夫しなければならない。また、総頸動脈結紮モデルの追実験をさらに検討し、結紮時間および再灌流後の経過時間を変化させて検討する。これと並行して、中大脳動脈梗塞モデルマウス作成もさらに確立させる(結紮時間および再灌流後の経過時間の検討も含める)。これらは、AQP11を中心に他のAQPの発現変化をこれまで行ったRNAおよびタンパクの発現変化もウエスタンブロットや免疫染色で未施術マウスと比較し、結紮モデルあるいは中大脳動脈梗塞モデルマウスと比較検討を行う。昨年度の結果から施術有無の直接的な部位についても今年度は注目して検討する。連続切片によるTCC(トリフェニルテトラゾリウムクロライド)染色による虚血の程度、脳全体の左右差のサイズバランス、神経細胞およびアストロサイトも各因子を用いて遺伝子変化および形態変化も遅れているが引き続き比較検討する。また、昨年度行ったAQP11 KOの脳での亜鉛量が野生型に比べて少ないことについて、さらに検討していき、脳梗塞モデルとも関与があるか検討する予定である。

アクアポリン(AQP)ファミリーのうち、AQP11欠損マウスの代表的な表現型は多発性嚢胞腎による腎不全により24週齢で死亡する。さらに、AQP11はマウスにおいて他の組織にも数多く発現しており、脳組織の血液脳関門の血管内皮細胞と脈絡叢上皮細胞に発現することをこれまでに報告している(Koike S. et al. 2016)。脳において発現するAQPに注目すると、AQP4が脳浮腫に重要な関わりがあることが報告されているが、AQP4の調節のみでは脳浮腫を治療することは不十分であることから、同じ部位に発現するAQP11も脳浮腫の制御に関与し、治療にも重要な役割を担っている可能性がある。AQP1も脈絡叢に発現していることが報告されているが、浮腫の原因の中心的な原因遺伝子である報告はない。これまでに代表者は「左頸動脈を結紮させた脳梗塞モデルマウスは、未施術に比べてAQP11の発現量が1/2に低下し、脳梗塞にAQP11が関与する」ことを簡易的な条件下での予備実験で示した。そこで本研究では、中大脳動脈梗塞術モデルマウスを作成し、AQP11が脳梗塞後の脳でどのような役割を担っているのかを解明するのが目的である。さらには、AQP11欠損マウスに脳梗塞モデルを作成することにより、血液脳関門でのAQP11の脳浮腫や脳脊髄液代謝の制御への関与を解明して、脳梗塞、脳出血、脳浮腫の新たな治療戦略を提案できるようにする。また、AQP11は脳や腎臓以外の組織にも発現していることから、脳梗塞後の他組織への影響も検討することにより、AQP11の未知なる役割を明らかにする。当初、左総頸動脈を結紮させた脳梗塞モデルマウスを用いた予備実験では、ある程度有意差のある結果を得られてはいたが、代表者の研究環境では簡易的な条件でしか施術を行うことができないことに懸念があった。(愛護的に行うことはできていたが、ネンブタールの麻酔下で急いで結紮およびその後の血流再開を行っていたこと。体温調節を行う環境がなかったこと。モデルマウス作成後に全脳よりRNAを抽出して発現量を調べていたため、虚血部位が存在していたか否か確認をしていなかったことなど。)そこで、本研究で中大脳動脈梗塞術作成のために準備した装置において、追実験を行いながら中大脳動脈梗塞術モデル確立に向けてスタートした。中大脳動脈梗塞術モデルマウスの作成は代表者にとって初めての試みであったことから、まずは手技の確立が重要であった。この手技を習得するにあたり、熊本大学医学部へ赴きご教授いただいた。手技の習得に関しては、複数回練習をすることでモデルマウスの確立はできると確信した。予定外であったことは、現報告時において研究環境は整ってきたが、交付開始時、代表者は留学中であったことから、研究開始が予定より遅れた。本研究のための装置などを揃えることも予定より遅くなってしまった。さらに、留学中および帰国後にAQP11欠損マウスの飼育が上手くいかず、マウスの継続的な飼育がやや困難になりかけたことも研究開始が遅れた理由である。現在は装置もマウスの飼育環境も整ってきており、安定した環境により追実験およびMCAO確立の条件を検討しているところである。開始は遅れたが、今後の研究は予定通り行うことができる。水チャネルであるアクアポリン(AQP)ファミリーのうち、AQP11は腎臓、胸腺、精巣で発現が特に高いが、脳にも発現している。AQP11欠損(KO)マウスの形態的特徴のある表現型は多発性嚢胞腎であり、24週齢で死亡する。
建築構造物におけるアクティブ制震の信頼性評価に関する研究

本研究では、建築構造物のアクティブ制震(振)技術の進むべき正しい方向付けと開発の効率化を検討して行くために、まずこの分野の研究の現況把握が重要であると位置づけ、文献資料を中心として収集し、現状の整理と分析を行った。これを参考とし、比較的単純な構造物モデルを対象に地震及び強風の外乱を作用させて、諸種のアクティブ制震(振)システムの応答制御効果を比較検討するための標準試験装置の試作に着手した。構造物モデルは3層架構とし、ステッピングモータを用いた駆動システムにより、アクティブマス型あるいはアクティブテンドン型の制御が可能な構成とした。さらに、任意地動入力が可能なシステムの開発も行った。次に、数種の制震(振)アルゴリズムによる応答制御効果、ならびにシステムの信頼性を評価するための数値実験、及び模型実験を行った。制御アルゴリズムとしてまず、ファジイ制御、及び減衰付与型制御について、種々の条件、パラメータのもとでの制御効果について調べた。また、瞬時最適制御法を実用化する際に離散化して扱う場合についての検討を行った。さらに、これらの成果を発展させて、構造物に対する2つの新しい制震(振)システムの開発を行った。まず、1つめはアクティブフインシステムと称されるもので、構造物の風外乱に対する振動応答の制御に、風外力を利用するものである。風向、風速、及び構造物応答を情報として与え、フィンを時々刻々動かすことにより制御力を構造物へ付加するものである。また、他の1つは2棟連結型制震システムであり、隣接する構造物間に制御装置を介在させ、相互の振動応答に基づく制御力を双方に同時に作用させるもので、多棟連成系の振動制御問題への糸口を付けようとするものである。これらの研究成果をふまえ、抽出された将来への研究課題を解明して行くために、さらに、継続して強力に研究を推進して行くことが重要と考えている。建築構造物の各種制震システムを評価するため、標準試験装置の試作開発を行った。本試験研究で得られた成果としての標準試験装置の性能を次に挙げる。1.外力に関して(1)地震加力を変位レベルで再現できる(2)風による揺れ制御が風洞内で検証可能である2.模型に関して(1)3次のモードまで含まれるせん断型モデルとドーム型モデルを準備した(2)模型を極力柔軟にしたため制振効果が視認もできた3.センサーに関して(1)非接触型センサーを用いている4.実験用に製作した着脱式の制御デバイス(1)アクティブマス(2)アクティブテンドン(3)アクティブフィン(4)絶対制震(なお、セミアクティブ、免震も制御デバイスさえ準備すれば可能なように振動台は設計されている)5.制御ソフト(1)3台の制御用コンピュータで平行処理、及び統合制御が可能となっている。(2)c言語により、データーの取り込みや制御用アルゴリズム(ファジィ、外部減衰、内部減衰など)のソフトが必要に応じて選べる。建築構造物におけるアクティブ制震(振)の信頼性を評価するために、各種制震(振)システムの検証を行った。本研究で得られた成果としての、検証項目を次に挙げる。1.外乱に関して、(1)種々の地震外乱による構造物の応答の制御、(2)非定常な風による構造物の揺れの制御。2.検証データに関して、(1)変位センサ及び加速度センサを用いて、構造物の変位、速度、及び加速度のそれぞれの応答低減から制震(振)システムを評価した、(2)スペクトル解析により周波数領域での制御効果を検討した。

3.制御デバイスとそれぞれの検証項目に関して、(1)アクティブマスを用いた擬似慣性力型および擬似減衰力型制御アルゴリズムの検証、(2)アクティブテンドンを用いた擬似減衰型制御、ファジィ制御および瞬時最適制御アルゴリズムの検証と、制御デバイスの分散配置による最適な制御パフォーマンスの検討、(3)アクティブフィンを用いた制振システムの開発と有効な制御アルゴリズムの検証、また、フィンにより構造物に付加される制御力の検証、4.制震(振)システムの数値シミュレーションに関して、(1)各種制御アルゴリズムを用いた場合の制震(振)効果の比較検討、(2)風により構造物に付加される外乱を、実験データから推測し、実験により得られた制御効果を追跡した、(3)流体解析による、アクティブフィンに作用する風圧力の推定。
吸入麻酔薬によるPer2発現抑制機構の解明-ICU症候群の機構解明を志向して-

本研究は,手術後に見られる睡眠・覚醒リズムの障害やせん妄などの原因として,全身麻酔薬による脳内の遺伝子発現変動が想定されることを背景としている.近年の我々の研究から,手術に頻用される全身麻酔薬セボフルランが,視床下部視交叉上核において24時間の周期的発現を示し概日リズムを作っている時計遺伝子のひとつであるPer2の発現変動と,周期のずれを引き起こすことを明らかにしたが,本研究はこのセボフルランによる遺伝子変動のメカニズムを明らかにすることにある.2017年までに1)不死化細胞株の樹立と, 2)その細胞株を用いた観測系の構築, 3)それを用いた薬理・生化学解析を予定していた. Per2発現に応じたルシフェラーゼレポーターをもつ細胞株の樹立と,それを観測するシステムの構築を行ない,その一部を論文として報告した(Nagamoto et al. 2016)が,ルシフェラーゼ発光計測機器の不具合が生じ,安定化のための過去研究の再現実験と,安定化ができなかったときのため並行して副課題を設定し研究をおこなってきた.観測系の安定化が奏功せず, 2017年度より,副課題として設定したc-fos遺伝子発現をマーカーとしたセボフルランの投与が惹起する神経活性領域の全脳マッピングに軸足を移して解析を行い, 2018年度の延長期間にこれらの追実験を終了した.この実験によりカジェハ島をはじめとする複数のセボフルラン応答脳領域を同定し,得られた内容を投稿準備している.これに加え, 2018年度ではセボフルランと他の全身麻酔薬の比較実験を行い,静脈麻酔薬であるプロポフォールではセボフルランに見られた行動リズムのシフトが惹起されないという予備的結果を得た.本研究の目標は,これまでに申請者のグループが明らかにした『吸入麻酔薬sevoflurane投与により,ヒストンアセチル化等のエピジェネティックな機構を介して視交叉上核の時計遺伝子Per2の発現が抑制される』という現象の,より詳細な分子機構を明らかにすることである.平成27年度の研究成果は大きく2つに分けられる.1視交叉上核に存在する多くの神経細胞がGABA作動性であり,またGABAに対する受容体を発現しているという報告から, sevofluraneによるPer2発現抑制作用もGABA情報伝達を介している可能性を考え, GABA受容体の阻害剤存在下におけるsevofluraneの作用を解析した.この結果, GABAa受容体およびGABAb受容体の阻害剤を共投与した時にsevofluraneによるPer2発現抑制効果が消失することを明らかにし,論文化した(Matsuo et al. Neurosci Res).2これまで実験で用いてきた視交叉上核の切片培養では,実験条件が安定しづらく,試料の均質性を担保することが大きな課題となっていた.そこで,均質な試料を得るために,視交叉上核の神経細胞と同様なsevoflurane応答性をもった不死化細胞株の選定および,その細胞株にPer2プロモーター制御ルシフェラーゼの導入を行った.スクリーニングの結果,視床下部由来の不死化細胞株GT1-7において麻酔応答性が示され,以降の麻酔負荷実験に利用できるようになった.平成27年度に, sevofluraneによる視交叉上核Per2発現抑制にGABA受容体が関わるという論文報告を行い(Matsuo et al. Neurosci Res),また,不死化細胞株の選定とそれを用いた実験系の樹立に関して論文投稿を行っており(3月現在査読中),比較的順調な結果が出ていると考えている.本研究では,申請者らがこれまで明らかにしてきた『吸入麻酔薬sevofluraneによる時計遺伝子Per2発現のエピジェネティックな抑制機構』の詳細な分子メカニズムを明らかにすることを目標としている.平成27年度に行った実験により,この現象がGABA性のシグナル伝達によることが明らかになり, 28年度はその詳細を薬理学的に解析するための実験系を確立することを目指してきた. 27年度まで行ってきた実験では,ラットより単離した視交叉上核を試料として用いてきたが,解析の容易さ,薬剤投与の安定性等を考慮し,これまでの実験系と同様な麻酔応答性を持つ均一な不死化細胞株の樹立を行った.3種類の不死化細胞株にPer2プロモーター誘導luciferaseを導入し,そのセボフルラン麻酔応答性を検討した.これらの細胞株のうち,視床下部由来の細胞株であるGT1-7細胞にPer2プロモーター-Luciferaseを導入した株GT1-7:6D3が,ラットから単離した視交叉上核と同様の麻酔応答性を示すことを明らかにした.この研究成果を論文発表した(Nagamoto et al. Neurosci Lett).平成28年度の成果としては視床下部由来の細胞株であるGT1-7細胞にPer2プロモーター-Luciferaseを導入した不死化細胞株GT1-7:6D3を作成し,細胞を培養しつつその麻酔応答性をluciferaseの化学発光で定量する計測系を樹立した.これらの成果を論文化(Nagamoto et al. Neurosci Lett)できた点に関しては一定の成果であると言える.現在,これらの不死化細胞計測系をさらに発展させて多試料の同時観測を行う系を確立し,それを用いて薬理学的な解析を進めようと考えている.しかしながら,現在この計測系に用いる機器のトラブルにより,薬理応答の安定性を担保できない状態になっている.現在この機器トラブルの原因究明を行っており,それにより研究の進展が阻まれている状態である.

本研究は,手術後に見られる睡眠・覚醒リズムの障害やせん妄などの原因として,全身麻酔薬による脳内の遺伝子発現変動が想定されることを背景としている.近年の我々の研究から,手術に頻用される全身麻酔薬セボフルランが,視床下部視交叉上核において24時間の周期的発現を示し概日リズムを作っている時計遺伝子のひとつであるPer2の発現変動と,周期のずれを引き起こすことを明らかにしたが,本研究はこのセボフルランによる遺伝子変動のメカニズムを明らかにすることにある.我々の研究では,ラットの脳から単離した視交叉上核を試料として用いていたため,試料採取の効率やばらつきに問題が生じていた.そのため研究効率化のために1)不死化細胞株の樹立と, 2)その細胞株を用いた観測系の構築, 3)それを用いた薬理・生化学解析を予定していた.平成28年度までに, Per2発現に応じたルシフェラーゼレポーターをもつ細胞株の樹立と,それを観測するシステムの構築を行っており,その一部を論文として報告した(Nagamoto et al. 2016)が, 28年度広範より観測系の不安定化が生じたため, 29年度はその安定化のための過去研究の再現実験と,安定化ができなかったときのため並行して副課題を設定し研究をおこなった.観測系の安定化は再現実験,メーカー技術者とのサポート等が奏功せず, 29年度後半より,副課題として設定したc-fos遺伝子発現をマーカーとしたセボフルランの投与が惹起する神経活性領域の全脳マッピングに軸足を移して解析を行い,これらからカジェハ島をはじめとする複数のセボフルラン応答脳領域を同定し,その一部を学会発表した(第123回解剖学会).研究実績の概要に記したとおり,平成28年度までに, Per2発現に応じたルシフェラーゼレポーターをもつ細胞株の樹立と,それを観測するシステムの構築を行っており,その一部を論文として報告した(Nagamoto et al. 2016).また,それに先立つかたちで,ラットの単離視交叉上核を用いた研究で,セボフルランの投与によるPer2発現の抑制が, GABA受容体(A, B両サブタイプ)を介したものであることを明らかにして論文発表しており,ここまでの結果は当初の予定をクリアするものであった.測定機器の不調により測定データが不安定となり, 29年度後半より,副課題として設定したc-fos遺伝子発現をマーカーとしたセボフルランの投与が惹起する神経活性領域の全脳マッピングを中心に研究を推進することとした.これは,いままで研究標的を視交叉上核に絞って詳細な解析を行ってきた一方で,広範な脳領域におけるセボフルランの影響を記述したデータが不足していたためであり,セボフルラン応答性能領域の同定後に視交叉上核に加えてそれらの領域の遺伝子発現を詳細解析するための足がかり的研究であると言える.この研究で,嗅覚系の伝導路に関与するカジェハ島を中心に,内側手綱核や台形核等,複数のセボフルラン神経核を同定して学会発表を行い,一定の成果が得られたと言える.しかしがら,機器不調により当初の視交叉上核の詳細解析が行えなかった点,副課題を論文として発表するには30年度前半までかかることが予想される点を考えると,総合してやや遅れていると自己判断するに至った.
肝臓における細胞外マトリックスの産生、分解系の制御機構に関する分子生物学的検討

1.In vivoの系では、手術や肝生検によって得られた慢性肝疾患と肝細胞癌の組織と、実験的肝障害モデル(四塩化炭素障害)の組織を用い、マトリックスの分解系、合成系の動態の解明と、制御のメカニズムについて遺伝子学的に解析した。マトリックス分解系のマーカーとしてはmetalloproteinase(MMP)-I,II,III,IXとそのinhibitorであるtissue inhibitor of metalloproteinase(TIMP)-I、IIを,マトリックス産生系のマーカーとしては、各種コラーゲン(I、II、IV型コラーゲン)、糖蛋白(フィブロネクチン、ラミニン)を、さらにこれらの調節因子としてTGF-βを用いた。それぞれのmRNAの発現をノザーン法で解析したところ、肝線維化過程では産生系の増加が見られる一方、MMP-IIの増加・MMP-Iの減少がみられた。またTIMP-I,-IIは線維化過程でともに増加傾向にあった。また組織での遺伝子発現をIn Situ Hybridization法で検討したところ、MMP-IIは主に伊東細胞に発現されていた。これらのことは、肝臓におけるマトリックスは産生系、分解系両者が複雑に絡んでおり、特に分解系ではMMP-IとMMP-IIは異なった動態を示し、その制御機構も異なると考えられた。これらの成績は、雑誌“肝臓",Hepatologyに掲載された。2.In vitro系では、各種肝癌細胞株(HUH-6、HUH-7、HUCC-T1)、胃癌細胞株、白血病細胞株を用いた。これらの培養系において、それぞれ分解系の遺伝子発現を検討したが、特にMMP-IIの活性化因子として新たにクローニングされたMT-MMPの発現形態を検討した。これら癌細胞株はMT-MMPを発現するがMMP-IIは示さず、癌細胞表面でMMP-IIが活性化されるものと考えられた。これらの成績はIn vivoの結果とともに現在論文作成中である。
ジ(α-ナフテル)カルベンの不活性化の試み

本年度は、ジ(1-ナフチル)カルベンの2、2'位、4、4'位、2、2'、4、4'位にそれぞれメチル基を導入し、不活性ジ(1-ナフチル)カルベンの構築を試みた。1.2、2'、4、4'位にそれぞれメチル基を有するジ(1-ナフチル)ジアゾメタンの光照射によって、対応するカルベンを発生させ、各種基質との反応性を検討したところ、シクロヘキサン、シクロヘキセン、α-メチルスチレン中では2、2'位にメチル基を持たないカルベンは基質へのCH挿入物やシクロプロパン化生成物、水素引抜き後二重化したテトラナフチルエタンを与えたが、2、2'位と2、2'、4、4'位にメチル基を有するカルベンは基質との反応物は生成せず、複雑な高分子量化合物を与えた。これは母体ジ(1-ナフチル)カルベン自体がそのペリ位水素のため立体的に混雑している上、2位のメチル基がカルベン中心を更に混雑させ、基質の接近を妨害するためであると考えられる。2.レーザー閃光光分解法により室温脱気ベンゼン中でのカルベンの寿命測定を行ったところ、非置換体や、4、4'位ジメチル体はその半減期が数十μsしかないのに対して、2、2'-ジメチル体は1.4ms、2、2'4、4'-テトラメチル体では100msと非常に長寿命化した。しかし、この場合カルベンが2位のメチル基から水素を引き抜いたキノジメタン型中間体の生成も観測された。また、テトラメチル体の2、2'位のメチル基を全て重水素化するとキノジメタンの生成は殆ど観測されず、半減期は265msと更に長寿命化した。以上の結果からジ(1-ナフチル)カルベンの2位へのメチル基の導入はカルベン中心への基質の接近をほぼ完全に阻害したが、分子内水素引抜きによるカルベンの減衰が観測された。従って、ジ(1-ナフチル)カルベンの完全な不活性化にはメチル基以上の嵩高さを持ち、尚且つカルベンに対して不活性な置換基の導入が必要であると考えられる。
ラゲールガウス光ビームを用いた冷却原子トラップ

平成10年度、レーザークーリングの実験装置を組み立て、^<85>Rbと^<87>1Rbの磁気工学トラップに成功した。光源にはRbの飽和吸収スペクトルに周波数安定化した外部共振器型半導体レーザーを用いた。高真空のガラスセル中で熱運動しているルビジウム原子のうち速度の遅い原子を冷却してほぼ静止させた。温度はおよそ100mKで1.2×10^7個、密度8×10^<10>particle/cm^3の原子が捕獲された。平成11年度はレーザークーリングの実験環境の整備、実験装置の改良を行った。冷却原子の温度や密度の精密測定を行うために、トラップされた原子雲の画像をCCDカメラで撮影し、高速でパーソナルコンピューターに取り込むシステムを作った。同時に実験全体の制御をパーソナルコンピューターで行えるようにした。レーザークーリングの光源に半導体レーザーを利用しているが、Rbの共鳴線と同調させるためにはレーザーの温度を下げなければならない。結露をさけるために冬季以外実験ができなかったが、エアコンを整備した。また、化学的性質の激しいRbにさらされていた真空系にトラブルが多発した。このため、真空系にバルブを増やし、ターボポンプを常時使えるように改良した。予期せぬトラブルや工事のため、当初計画したラゲールガウスによる冷却原子の光トラップや画像取り込みシステムを利用した実験は行えなかった。しかし、今後の実験のため必要な準備を行うことができた。今年度、レーザークーリングの実験装置を組み立てた。光源には、波長780nmのクーリングレーザーとリパンプレーザーが必要となる。クーリングレーザーには外部共振器型半導体レーザーを製作し、ルビジウム原子のD2遷移の飽和吸収線にゼーマン変調信号を使って周波数安定化した。出力は15mW、線幅は1MHz以下、周波数安定度は約5MHzを得た。リパンプレーザーは半導体レーザーをそのまま用いた。出力は10mW、線幅は10MHz程度である。四重極磁場発生用アンチヘルムホルツコイルを巻き、10gauss/cmの磁場勾配を作った。地球磁場やイオンポンプの漏洩磁場を補償するコイルを巻き、理想的な四重極磁場からのずれを0.01gauss以下にした。イオンポンプで10^<-8>Torr以下の高真空に排気したガラスセルにルビジウム原子を封入した。これに円偏光したクーリングレーザー光を六方向から入射して、^<85>Rbと^<87>Rbの磁気光学トラップにそれぞれ成功した。トラップされた原子の観測は原子が発する蛍光をCCDカメラで撮影して行った。温度は約100mK、数密度は8×10^<10>/cm^3と見積もられる。昨年度、レーザークーリングの実験装置を組立て、85Rbと87Rbの磁気光学トラップに成功した。本年度はレーザークーリングの実験環境の設備と実験装置の改良を行った。また、ラゲールガウスビームの高効率の発生法の予備実験を行なった。冷却原子の温度や密度の測定を行うために、トラップされた原子雲の画像をCCDカメラで撮影し、高速でパーソナルコンピューターに取り込むシステムを作った。ラゲールガウスビームによる冷却原子の光トラップを目指しているが、加熱が少なくしかも深い光ポテンシャルを作るためには大きな光強度を必要とする。従来はチタンサファイアレーザーの共振器内にワイヤーを挿入してモード制御していたが、損失が大きく光出力は小さい。本研究では最も損失の小さなTEM00モードでレーザーを発振させ、この光を位相板に通すことにより高次エルミートガウスビームに変換する。位相板の損失は小さく、ラゲールガウスビームへの変換も高効率で行なった。レーザークーニングの光源に半導体レーザーを使用しているが、Rbの共鳴線と同調させるためにはレーザーの温度を下げなければならない。結露を避けるために冬期以外実験ができなかったが、昨年夏にエアコンを設備した。工事期間中実験ができなかったが、今後は季節を問わずに実験できる環境が整った。

化学的に激しい性質のRbにさらされていた真空系にトラブルが多発した。このため、真空系にバルブを増やし、ターボポンプを常時使えるように改良した。予期せぬトラブルや工事のため、当初計画したラゲールガウスによる冷却原子の光トラップや画像取り込みシステムを利用した実験は行えなかった。しかし、今後の実験のために必要な準備を行うことができた。
リンゴにおける芽条変異の発生機構とそれら系統の識別方法に関する研究

芽上変異の発生機構とそれらの識別のための基礎資料を得ることを目的として,リンゴ枝変わりの着色系統についてアントシアニン生成の特性に着目し、その元の品種との違いについて検討した。また,それら系統の識別方法について,遺伝子解析の技術を応用することについて検討し,主に以下の結果を得た。1.'つがる'の着色系を用いて,アントシアニン生成と温度および光質との関係について検討した。その結果,着色系は,紫外光を含まない光でも,また,より低い光エネルギーでもより多くのアントシアニンを生成する特性を持っていることが明らかとなった。これらの着色系のアントシアニンを含むフラボノイド類について分析した結果,枝変わり品種では、アントシアニンを含むフラボノイド類は果実の幼果期、成熟期ともに'つがる'よりも高い値を示した。この結果から、これらの枝変わりではフラボノイド代謝全体が活性化しているものと推測された。この結果は,これらの着色系において見いだされた,アントシアニン生成時の高いPAL活性に関連しているものと考えられた。2.AFLP法を用いて,品種および'ふじ'の枝変わり系統の識別について検討した。その結果,AFLP法は品種およびそれらの交配親の推定にも有効であることが分かった。また, 'ふじ'と枝変わり系統の識別も可能であることが示唆されたが,この点については再現性等についてさらに検討することが必要であると考えられた。3.リンゴゲノム内にMITE(Miniature inverted-repeat transposable element)型トランスポゾンを見いだし,これをMajinと命名した.Majinは153bpからなり,リンゴの他,ナシおよびそれらの野生種にハプロイドゲノム当たり約6千コピー存在していた.そこで,Majinの内部配列をプライマーとしたDNAフィンガープリント技術を開発しこのゲノム上に高度に散在するMITEを用いたゲノム解析法が,リンゴ枝変わり品種の識別に活用できる可能性を明らかにした。本研究は、リンゴ枝変わり系統について、芽条変異の発生機構の解明と,それに基づいた識別同定方法を確率することを目的として,本年度は以下の研究を行った.枝変わり系統の識別方法について,AFLP(Amplified restriction lengthpolymorphism)法による枝変わり系統識別の可能性を検討した.材料として,'ふじ'の枝変わりである'秋ふ1'の系統について,その原木および'ふじ'の原木を含む4個体を用いた.プライマー61組から計約2700本のほぼ同一のバンドパターンが各個体より得られた.このうち,2本の増幅断片が一部の個体では検出されなかった.以上のことから,AFLP解析は枝変わり系統間のゲノムの変異についても検出されることが可能であると考えられた.現在,これらの増幅断片を解析中である.また,AFLP法は,親子の鑑定にも有効であることが明らかとなった.着色系枝変わりについて,アントシアニン生成の制御機構を明らかにするために,光質の違いが,アントシアニン生成とフェニルアラニンアンモニアリアーゼ(PAL)活性に及ぼす影響について調査した.その結果,UV(280-320nm)照射およびUVと白色光の混合光照射は高いPAL活性を誘導するが,アントシアニン生成量は混合光で著しく大きかった.また,白色光のみの照射ではPAL活性は著しく低いが,アントシアニン生成量は,特に成熟がすすんだ段階では比較的多くなり,PALの役割は成熟段階でも異なることが明らかとなった.本研究は、リンゴ枝変わり系統について、芽条変異の発生機構の解明と,それに基づいた識別同定方法を確率することを目的として,本年度は以下の研究を行った.枝変わり誘発機構として、生長点における表層キメラ説とともにトランスポゾン説が有力である。

しかし、リンゴにおけるトランスポゾンに関する報告はこれまで全くなかった。そこで、リンゴゲノムの既報の塩基配列を検索したところ、果皮赤色化遺伝子Rfに連鎖するDNAマーカーの対立遺伝子内に存在する挿入配列163bpは、リンゴのACC合成酵素遺伝子ACS1の上流域にも存在することが判った。また、これらの配列の両隣接部位には転移因子に特徴的な繰り返し配列が存在していたことから、これらをトランスポゾンと断定し、Md-Tn1と命名した。スロットブロット実験から、リンゴゲノム上に数万コピーのMd-Tn1の散在が確認された.枝変わり系統のアントシアニンやフラボノイド類の組成を比較するために,今年度は,液体クロマトグラフによる分析方法について,品種の比較を行いながら検討した.アントシアニン類の抽出溶媒を検討した結果,従来の抽出溶媒では抽出中にアントシアニンの変成が起こっていることがわかり,抽出溶媒を変えたところ,安定したクロマトグラムが得られるようになった.マルチチャンネル検出器を用いて検出されるピークについて吸収スペクトルを検討した結果,アンドシアニンの種類が6種類と従来報告されている4種類以上のアントシアニンが検出されるようになった.枝変わり品種のアンドシアニン組成の違いについては,この方法を用いて現在調査中である.本研究は、リンゴ枝変わり系統について、芽条変異の発生機構の解明と、それに基づいた識別同定方法を確率することを目的として,本年度は以下の研究を行った。'つがる'の枝変わり品種を用いて,果皮のアントシアニンとアントシアニンへの中間代謝産物であるフラボノイド類の組成と量の比較を行った。その結果,アントシアニンについては,'つがる'で一つ成分が少なかったが,それはごく小量であった。フラボノイド類については,組成には大きな違いは認められなかったが,着色系は成熟初期からその総量が多く,2次代謝が'つがる'より活性化されていることが推察された。枝変わり誘発機構として、生長点における表層キメラ説とともにトランスポゾン説が有力である。リンゴゲノム内にMITE(Miniature inverted-repeat transposable element)型トランスポゾンを見いだし,これをMajinと命名した。Majinは153bpからなり,リンゴの他,ナシおよびそれらの野生種にハプロイドゲノム当たり約6千コピー存在していた。そこで,Majinの内部配列をプライマーとしたDNAフィンガープリント技術を開発し,このゲノム上に高度に散在するMITEを用いたゲノム解析法が,リンゴ枝変わり品種の識別に活用できる可能性を明らかにした。
実践的アルカロイド合成法としての新規ワンポット不斉アザ環化反応の開発と展開

ペリ環状反応は試剤を必要とせず熱により分子を変換できるため、反応集積化合成法の開発に対し極めて魅力的である。今年度は、以下の3つの課題を研究したのでその成果を報告する。1.6π-アザ電子環状反応を鍵とするアルカロイド合成:これまでの実績を基に、アミノインダノールを不斉源とし、4置換ビニルヨウ素化合物、電子豊富なアリールビニルスズ化合物の3成分をワンポットで加熱・撹搾することにより、3カ所での立体化学を制御しながら4カ所での結合を一挙に形成させ、4環性の多置換ピペリジン等価体を得た。次いで立体制御の下に還元、エチル基の異性化、キラル窒素源の除去、環形成などを経て収率よくプロトエメチン合成前駆体への変換を果した。今後キノリチジンアルカロイド、プロトエメチンの全合成を完成させる。2.アルデヒド水素[1,5]移動反応:先の6π-アザ電子環状反応の原料であるジエナールのアルデヒド水素は、加熱により[1,5]移動することを見出した。生成したケテンをアルコールまたはオレフィンで補足し、それぞれエステル及び4員環化合物へワンポットで変換した。この転位反応は、3位のエステル基および5位の嵩高い置換基により著しく促進されることを明らかにした。この反応を鍵とし、ジテルペン・Aframodialの合成を達成した。3.N-スルフォニルジエンアミドの熱環化反応:アリール基やアルキル基を持つビニルスズ化合物とN-スルフォニルアミドをPd触媒存在下にカップリングさせ、N-スルフォニルジエンアミドを得、これを130度に加熱したところ環化生成物である2-ピペリジノン化合物が得られた。この環化反応では、窒素状の顕著な置換基効果が観測され、中間のイミド酸からの6π-アザ電子環状反応が進行したものと推定された。熱による簡便な2-ピペリジノン化合物の新しい合成法の開発である。研究計画最終年度研究計画最終年度本研究では、様々なアルカロイドの構造単位として又ファーマコアーとして注目を集めている、多置換ピペリジンおよび多置換2-ピペリジノンの新たな反応集積化合成法の開発を目的としている。すなわち、種々の合成シントンの触媒的カップリングによりアザトリエンおよびその等価体を得、それに続く6π-アザ環化反応を逐次的およびタンデム的にワンポットで行なうことにより、目的とするピペリジン-キラルブロックを合成し、次いでそれらを用いて生物活性アルカロイドを効率よく合成するというものである。これまでに、1.キラルなシス-アミノインダノール誘導体を用いた三成分連結タンデムワンポット不斉アザ電子環状反応を開発しているが、この集積化合成法をアルカロイド合成のための一般的合成戦略として確立することを目的とし、今回、テントウムシの防御物質であるアザフェナレン骨格を持つHippodamineおよびインドールアルカロイドGuetterdineの立体化学を制御した初の不斉全合成を達成した。一方、先の合成法ではキラル窒素源は回収できずリサイクルできない。そこで、2.アザトリエンのC=N結合をアミドの特性に求め、Pd触媒による変形アザトリエンの活性化を検討した。すなわち、3位にエトキシカルボニル基を持つN-スルポニルジエンアミド化合物のPd触媒による環化反応を検討した結果、2座配位子を用いることにより6-エンド環化が進行し、2-ピペリジノンが得られることを発見した。さらに、配位子としてキラルBINAPを用いると86%収率、81%エナンチオ選択性で目的物が得られることを発見した。これは、初めての触媒的不斉6π-アザ電子環状反応の可能性を有し、大いに注目される。

この環化反応では、窒素状の顕著な置換基効果が観測され、中間のイミド酸からの6π-アザ電子環状反応が進行したものと推定された。熱による簡便な2-ピペリジノン化合物の新しい合成法の開発である。研究計画最終年度研究計画最終年度
シアノバクテリオクロムによる光合成アンテナの補色調節機構の解明

一部のシアノバクテリアは、緑色光と赤色光に応答して光合成アンテナ量を調節することが知られている。この現象は、補色順化(Complememary chromatic acclimation)と呼ばれている。近年、補色順化の分子機構の解析が進み、緑色光と赤色光を受容するフィトクロム型の光受容体(シアノバクテリオクロム)が、それぞれの色の光を吸収するアンテナ遺伝子を発現制御することが示された。本研究では、この分子機構の普遍性を検証するため、補色順化能を持つ野外のシアノバクテリア種の収集とそのゲノム解析を実施した。約30種の補色順化能株の中から、単細胞性種を2種、糸状性種を2種、これらを高速DNAシークエンサーRoche 454 FLX+にてゲノム解析を行った。化学的なDNA抽出法を用いる事で最頻リード長約800-850bp、全データ量780Mbpという良質なデータが得られた。ゲノムサイズは単細胞性種が約4Mbp、糸状性種が約8Mbpであり、1種あたり約200コンティグの配列情報が得られた。これらの種の遺伝子情報を解析したところ,いずれの種でも緑色光/赤色光変換型のシアノバクテリオクロムが見つかり、これまでのモデルの普遍性が示された。一方で、シアノバクテリオクロムに制御されることが予想されるアンテナ遺伝子セットには種間に違いが認められた。これまでに補色順化は2種類しか存在しないと考えられていたが、実際はもっと細かい多様性が存在することが強く示唆された。シアノバクテリア種の収集と、高速シークエンサーを用いたゲノム解析、遺伝子の解析まで一通り行う事ができた。今後はさらに補色順化株を収集し、同様にゲノム解析を進め、補色順化の分子機構の多様性を明らかにしていきたい。
非正規滞在の無国籍者の法的地位に関する研究―国際人権法の理論と実践―

3年間に亘る研究を通して、日本には政府統計に表れていない無国籍者が潜在的に多くいる現状とその問題点を明らかにしてきた。特に、「非正規滞在」でかつ「無国籍」という法的地位が、親から子へと世代を超えて受け継がれる問題の見えにくさ、深刻さを指摘した成果は大きいと考える。また、研究開始当初では、比較法の対象として、無国籍認定制度をもつヨーロッパ諸国に注目していたが、近年、アジアにおいても先進的な取組みがなされるようになったため、タイとフィリピンで現地調査を実施した。その結果、多いなる示唆を受けた同時に、人の移動と無国籍との関連性、およびアジア諸国の法制度とその運用を研究する必要性があると認識した。平成24年度では、日本における非正規滞在の無国籍者の法的地位について考察するという本研究の目的に鑑みて、以下に述べる研究を推進し、成果を挙げてきた。すなわち、1研究初年度である平成23年度における検討を踏まえて、本研究の対象者である日本における非正規滞在の無国籍者が、無国籍でかつ「不法」滞在となった経緯ないし原因の解明を継続して行った。2これら日本における非正規滞在の無国籍者の抱える法的問題とその特徴を明らかにした。3それらの問題に対する具体的な法的解決策の第一歩として、日本が無国籍条約(1954年の無国籍者の地位に関する条約、および1961年の無国籍の削減に関する条約)に加入する意義について検討した。そして、4無国籍条約に照らしての日本における課題について考察した。前年度および今年度の研究を通して得られた成果について、以下の国内学会において報告を行った。(1)「無国籍条約加入の意義と日本の課題」と題する報告を、2012年5月19日に明星大学で開催された移民政策学会2012年度年次大会のミニシンポジウム「『在留カード』導入前に無国籍問題を考える」において行った。(2)「グローバル化する家族と子どもー退去強制による家族の分離と子どもの利益ー」と題する報告を、2012年11月10日に早稲田大学で開催された日本家族〈社会と法〉学会第29回学術大会の若手セッションにおいて行った。平成24年度における研究は、本研究対象の置かれている現状を見つめるだけでなく、無国籍でかつ非正規滞在という地位に至った経緯ないし原因を究明することができた。そして、子どもの国籍の生来取得の問題と、無国籍の地位の世代間連鎖の問題が明らになった。この一連の研究は、本研究対象の直面する法的問題の特質を明らかにすること、また、これらの問題に対応した法的解決策を考察するうえで重要である。【最終年度(平成25年度)に実施した研究の成果】1本研究課題に関する最新の情報および国際的な議論の動向を把握するために、国内外で開催されているシンポジウムやセミナー等に積極的に参加した。特に、平成25(2013)年6月にジュネーブで開催された国連難民高等弁務官事務所(UNHCR)主催の無国籍に関する研究合宿、およびUNHCRと難民・無国籍者支援NGOとの年次協議会に参加できたことに加えて、日本からの問題提起を行った上、意見交換・ネットワークの構築を行うことができた。2平成26(2014)年3月に、日本のNGO職員や弁護士らと共に、フィリピンにおける難民・無国籍認定制度に関する現地調査を行った。アジアで初めて無国籍者の地位に関する条約を批准したフィリピンにおける、理想とも言える無国籍者保護システムがあることを知り、本研究課題に対する解決方法を考える上で多いに参考になった。3日本にいる難民2世、特に日本で生まれた者の国籍について、NPO無国籍ネットワークと恊働してパイロット調査を開始した。4本研究課題の研究成果の一部を研究会やシンポジウムで報告し、論文を公表することができた。また、研究成果を含むテキスト(共著図書)の一部を執筆し、その刊行も決定されている。本研究期間終了後も、本研究課題の成果を積極的にシンポジウムや国際会議で発表することを通して、社会に還元することを予定している(11.研究発表を参照)。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】3年間に亘る研究期間において、当初予定していた「非正期滞在の無国籍者」に主眼を置きつつも、その枠組みを超えて、特に世帯を超えて無国籍が受け継がれる問題の見えにくさ、深刻さを考察し指摘した成果は大きいと考える。今後も、本研究課題の成果を踏まえて、引き続き無国籍の発生防止および無国籍者の権利保障に向けた研究を進める予定である。本研究は、無国籍者の法的地位、特に日本における非正規滞在の無国籍者の法的地位について、国際人権法の観点および比較法の観点から検討し、具体的な法的解決策を探求することを目的としている。上記の研究目的を達成するために、本研究では手始めに、平成23年度において、主に以下の3点に関する研究を行った。

まず、(1)本研究の対象者である日本における非正規滞在の無国籍者の現状を把握したうえ、無国籍でかつ非正規の状況が創出されるメカニズムについて検討した。次に、(2)非正規滞在の無国籍者を発生原因別に分類し、それぞれの類型が直面する人権問題についての検討を行った。そして、(3)これらの問題を、国際人権条約の関連条項に照らして、日本における法制度上の問題点についての検討を進めてきた。本研究で取組む問題の発信をすべく、日本における非正規滞在の無国籍者訴訟、すなわち、来日したタイ出身の無国籍者の退去強制事件の背景および判決について、国際家族法学会が運営するウェブサイトに投稿して紹介した(Yue FU, Statelessness, legal status and family reunion - A reportfrom Japan、下記「15.備考」に示したURLを参照)。また、2012年2月6日にバンコクのタマサート大学法学部で開催された無国籍者に関する国際シンポジウムでは、日本における無国籍者の分類と関連法制度を内容とする口頭報告を行った(下記「13.研究発表」のうち、「学会発表」を参照)。上記の研究は、人権保障の見地から問題点を明らかにするために重要である。また、本研究における問題意識および研究成果の積極的な発信は、問題解決の方策を検討するための第一歩であると考える。平成24年度では、以下の研究成果を得ることができた。本研究の目的、すなわち、「日本における非正規滞在の無国籍者の法的地位」について検討し、「具体的な法的解決策を探求する」こと、および、その研究成果を公表して広く社会に還元することが既に一部達成されている。第1に、日本における無国籍でかつ非正規滞在している者が直面する問題、特に市民生活を営むうえでの問題、および、これらの問題を引き起こす原因ないし根本的な問題を明らかにした。そして、これらの問題を解決するために、2つの無国籍に関する条約の関連条項について日本の文脈において考察し、日本の両条約への加入意義について検討した。その成果について、移民政策学会で報告した(「13.学会発表」参照)。その後、同学会の要請を受けて、学会誌である『移民政策研究』の特集のための論文を執筆した(平成25年度に刊行予定、「13.雑誌論文」参照)。第2に、非正規滞在であるがゆえに退去強制の対象になっている外国人家族の直面する法的問題、とくに、親子の国籍や法的地位が異なることから、退去強制によって親子が別々の国に分離させられる問題について検討した。その成果を、日本家族〈社会と法〉学会で報告した(「13.学会発表」参照)。また、同報告の内容を論文として執筆し、学会誌に投稿しているところである。平成24年度における研究は、文献研究を中心に進めた。また、上記の研究は、前年度に引き続き、日本における無国籍者に対する法的支援を行っている唯一の団体である特定非営利活動法人「無国籍ネットワーク」の協力を得て実現している。以上のことにより、本研究は、おおむね順調に進展しているといえる。
信号処理を中心とする特定用途向けVLS[アーキテクチャ設計支援システムの研究

われわれは、すでに本研究にさきだって5年間にわたり、高位記述に基づくVLSI設計支援システム(SYARDS)の研究を行ってきた。そして、このシステムを既存のVLSI論理合成システムと接続し評価を行い、このようなシステムの可能性を示した。本研究では、その基礎の上に立ってシステムをさらに高度化・一般化して、プロセッサ設計のみならず、その利用のための環境を含めたシステムを実現し、将来の上位設計支援技術の基礎を作ることを目的として進められた。具体的には、並列処理を含む仕様記述言語の整備、その解析系と命令のスケジューリング、シミュレータと処理回路合成などの問題を取り上げた。本研究のもう1つのテーマとしては、多層並列回路の設計が取り上げられた。この研究は、松本隆が遂行し画像処理に必要となる規則性抽出フィルタの設計など重要な成果が得られた。設計支援システム(SYARDS)は、高級言語(PascalまたはC)で記述されたアルゴリズムを実行する専用プロセッサを自動的に設計することを目的とするシステムである。この3年間の研究期間の中では、アルゴリズムに含まれる局所並列性を抽出した最適設計法、デジタル信号処理の実規模レベルのアルゴリズムを対象とする場合に必要となるビット幅決定の支援、C言語による並列処理記述の導入、パイプライン設計の最適化などの研究を進め、SYARDSを一層強力なシステムとすることができた。この間、プロセッサ設計においても、その高速化にともなって、ハードウェアとソフトウェアの両面から適切な設計を考えるCodesignの概念も生まれてきたが、本研究は元来、ハードウェアだけでなく、そのプログラムを生成するコンパイラについても同時に作成することを特長としており、Codesignの考え方とも親和性が高い。今後、SYARDSはこのような方向にも発展の可能性が高く、本研究の成果は今後のVLSI設計支援技術に大きな意義があると考えている。本研究は、通常の高級言語によるアルゴリズム記述を入力として、これを実行する特殊目的LSIを自動的に設計することを目標としている。本研究で構築されたシステムは、Pascalのような高級言語で書かれたアルゴリズム記述を入力とし、それを効率よく実行するマイクロプロセッサの設計支援を行う。また、設計されたプロセッサに対する最適化コンパイラを自動合成することにより、ハ-ドウェアのみならずソフトウェアを含めた統合システムの実現を目的としている。現在までに、本システムは中間情報生成系・解析系・合成系の3つの系で構成されたものとなっている。中間情報生成系は、入力されたアルゴリズム記述に、コンパイラ的な処理を施して、中間情報である3番地文を生成する。解析系は、中間情報を用いて、アルゴリズムの実現にどれだけの命令やハ-ドウェア要素が必要なのかを調べと共に、命令の高機能化のための情報を調べる。具体的には、アルゴリズム解析、頻度解析、デ-タ依存解析などを行う。合成系は、解析系で得られた諸情報に基づいて命令セットを合成する。この際、ユ-ザは解析結果をもとに命令セットや記憶要素を変更できる。そして、合成された命令セットから、機能ブロックを合成し、ハ-ドウェア情報を出力する。さらに、コ-ド列を生成し、マイクロプログラムを出力する。システムの評価のための適用例として、複数の代表的なディジタル信号処理アルゴリズムとクイックソ-トアルゴリズムを取り上げ、種々の専用プロセッサの設計を試みた。今年度の結果として、本研究で構築されたシステムの設計手法が可能かつ有効なことと、仕様記述の違いにより設計されるプロセッサに差が生ずるものの設計過程でかなり吸収され、設計結果はほぼ同等のものが得られるシステムであることがわかった。高級言語で記述された処理アルゴリズムを、効率良く実行するような特定用途向けプロセッサの設計を、支援するシステムを構築した。本システムの特長は、アルゴリズムのシミュレーションによって、ハードウェア構成の具体化のための情報を得るという機能を備えている点である。