hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
副腎髄貭の開口分泌におけるプロテインホスファターゼの役割

開口分泌の過程は、ATP依存性のプライミング過程と、ATP非存在下でも起こる融合・開口過程の二段階から成ることが知られている。FK506がATP非存在下においてもCA分泌を抑制することから、FK506の作用点は融合・開口過程にあることが推察された。細胞内蛋白質のリン酸化レベルは、リン酸化反応を触媒するプロテインキナーゼと脱リン酸化反応を触媒するプロテインホスファターゼの両者で調節されている。本研究では、開口分泌におけるプロテインキナーゼ(チロシンキナーゼ、MAPキナーゼ)およびプロテインホスファターゼ(カルシニューリン)の役割を明らかにする目的で、ウシ副腎髄質培養細胞からのカテコールアミン(CA)分泌に対するそれぞれの阻害薬の作用を検討した。1プロテインホスファターゼ阻害薬(FK506、シクロスポリンA)の作用2)透過性細胞において、FK506はCa^<2+>およびカフェインによって引き起こされるCA分泌を抑制した。3)シクロスポリンAは非透過性細胞においてACh、DMPPよるカテコールアミン分泌を軽度に抑制したが、K^+脱分極によるCA分泌および透過性細胞のCa^<2+>によるCA分泌を増強した。以上の結果から、FK506が副腎髄質細胞においてCA分泌を抑制することが明らかになった。また、FK506とシクロスポリンAでは作用が異なることから、それらの作用にカルシニューリンは関与しないことが推察された。2チロシンキナーゼ阻害薬(genistein, herbimycin)、MAPキナーゼ阻害薬(PD098059,U0126)の作用1)非透過性細胞において、チロシンキナーゼ阻害薬およびMAPキナーゼ阻害薬はACh、DMPPよるCA分泌を抑制したが、K^+脱分極によるCA分泌には影響を及ぼさなかった。2)透過性細胞において、いずれの阻害薬もCa^<2+>によるCA分泌には影響を及ぼさなかった。以上の結果から、ニコチン受容体を介するCA分泌にはチロシンキナーゼおよびMAPキナーゼの活性化が関与することが推察された。プロテインホスファターゼは酵素学的な性質の違いにより4種類(PP1、PP2A、PP2B、PP2C)に分類される。PP2BはCa^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインホスファターゼであり、カルシニューリンと称される。FK506(タクロリムス)やシクロスポリンはカルシニューリンを特異的に阻害することで、免疫抑制作用を発揮すると考えられている。本研究では、開口分泌におけるカルシニューリンの役割を明らかにする目的で、ウシ副腎髄質培養細胞からのカテコールアミン遊離に対するFK506、シクロスポリンおよびカルシニューリン阻害作用が報告されているシペルメスリンの作用を検討した。1)無傷細胞において、FK506はアセチルコリン、DMPP、K^+脱分極によるカテコールアミン遊離を濃度依存的に抑制した。2)MgATP存在・非存在のいずれの条件下においてもFK506は膜透過性細胞からのCa^<2+>によるカテコールアミン遊離を抑制した。3)シクロスポリンはCa^<2+>の非存在下にカテコールアミン遊離を惹起し、K^+脱分極による遊離およびCa^<2+>による遊離を増強した。4)シペルメスリンはCa^<2+
3次元ビデオ映像の能動的実時間撮影・圧縮・編集・表示に関する研究

3次元ビデオ映像の能動的実時間撮影・圧縮・編集・表示法の開発を目指して、平成13年度15年度の3年間の研究により以下の成果を得た。(1)Myrinet高速ネットワークでPC30台を結合し、IEEE1394首振りカメラ25台を持つ能動的実時間3次元ビデオ映像撮影用PCクラスタシステムを開発した。(2)首振りカメラを準視点固定型パン・チルト・ズームカメラとしてモデル化し、高精度にキャリブレーションを行う手法を開発した。(3)3平面視体積交差法およびPCクラスタを用いた並列パイプライン処理システムを開発し、毎秒10フレームを超える処理速度で人体動作の3次元ディジタル化を実現した。(4)より高精度な3次元形状復元、高精細テクスチャマッピングの実現を目指した、人体部位の分散協調的ズームアップ撮影のための多視点カメラワークの最適化法を考案した。(5)視体積交差法で得られた3次元形状の復元精度向上のため、弾性メッシュモデルの動的変形による高精度3次元形状復元アルゴリズムを開発した。(6)対象の観察視点・視線情報を利用した高品質テクスチャマッピングアルゴリズムを考案した。(7)複数のランバーシアン参照球を用いた光環境センシシグ法(複数光源の推定法)を考案した。(8)スケルトン・キューブ(枠のみからなる立方体)を用いたセルフシャドウに基づく光環境センシング法を考案した。(9)3次元ビデオと全方位パノラマ映像を素材として使った3次元ビデオ映像のインタラクティブ編集システムを開発した。(10)正多面体展開図を用いた全方位パノラマビデオ映像の符号化法を開発しMPEG会議へ標準化提案を行った。(11)3次元ビデオ映像の圧縮法を考案しMPEG会議へ標準化提案を行った。本研究では,3次元ビデオ映像という新たな情報メディアを開拓し,DVDやディジタルテレビ放送,広帯域インターネットを活かした21世紀における映像メディア技術・文化を産み育てることを目的としている.本年度得られた成果は以下のとおりである.1.能動的実時間3次元ビデオ映像撮影システムの開発:IEEE1394インターフェイスを持つディジタルビデオカメラを搭載した視点固定型パン・チルト・ズームカメラを新たに製作するとともに,カメラ25台、PC32台からなるPCクラスタシステムを開発した.2.高精度3次元形状復元アルゴリズムの考案:視体積交差法で得られた対象の3次元ボクセルデータの表面に三角形パッチを張ったものを初期形状として,画像に写された(a)対象表面のテクスチャおよび(b)対象の輪郭形状,(c)3次元空間中での対象表面の滑らかさを評価基準としてパッチ形状を変形させることにより,対象の3次元形状を高精度に復元する弾性メッシュモデルを考案し,実験によってその有効性を示した.3.高品質映像化アルゴリズムの考案:撮影された多視点ビデオ映像に基づいて,対象表面を構成する各三角形パッチに対するテクスチャを求めるアルゴリズムとして,視点依存型頂点ベース法を新たに考案し,従来の視点独立型面ベース法に比べて大幅に画質が向上することを実験的に明らかにした.4. 3次元ビデオ映像の国際標準化:研究代表者が委員長を務る(社)電子情報技術産業協会3D-MM委員会を通じて,3次元ビデオ映像の標準化提案をMPEG会議に提案した結果,国際標準化に向けた活動が開始された.本研究では,3次元ビデオ映像という新たな情報メディアを開拓し,DVDやディジタルテレビ放送,広帯域インターネットを活かした21世紀における映像メディア技術・文化を産み育てることを目的としている.本年度得られた成果は以下のとおりである.1.準視点固定型パン・チルト・ズームカメラのキャリブレーション法の開発:準視点

固定型パン・チルト・ズームカメラという首振りカメラに対する高精度なカメラモデルを考案し,そのキャリブレーション法を開発した.これによって,広範囲を移動する対象を追跡しながら多視点映像を撮影することが可能となった.2.3次元ボクセルを利用した人体の姿勢推定法の開発:昨年度開発した視体積交差法によって得られた3次元ボクセルデータに対して人体の多関節モデルをあてはめ,その姿勢を推定するアルゴリズムを開発した.これによって,人体の動作に応じてカメラを制御し詳細な多視点映像を撮影することが可能となった.3.全方位ビデオ映像の符号化法の開発:高解像度全方位ビデオ映像を符号化する方法として,正多面体展開図法を考案し,いずれの正多面体を用いるのが最も効率的であるのかを実験的に評価し,MPEG会議にてその結果を報告した.4.参照球を用いた光環境センシング法の考案:複数の球を実世界に配置し,その表面上での陰影パターンを解析することによって光源の種類,位置,方位を推定するアルゴリズムを考案し,シミュレーションによってその有効性を示した.これによって,3次元ビデオ映像に対して,光源の付加や削除といった新たな編集が可能となる.本年度得られた成果は以下のとおりで,3年間の研究によって,3次元ビデオ映像の能動的実時間撮影・圧縮・編集・表示法の開発という本研究の目的は十分達成されたといえる.1.人物の姿勢に基づく多視点カメラワークの最適化法の開発:視体積交差法によって得られた3次元ボクセルデータに対して人体の多関節モデルをあてはめ,得られた姿勢に応じてカメラ群の視線方向およびズーム倍率を制御することによって,詳細な3次元形状を復元するアルゴリズムを開発した.2.高精度な動的3次元形状復元アルゴリズムの考案:視体積交差法で得られた対象の3次元ボクセルデータの表面に三角形パッチを張ったものを初期形状として,画像に写された(a)対象表面のテクスチャおよび(b)対象の輪郭形状,(c)3次元空間中での対象表面の滑らかさ,(d)ボクセルの3次元運動,(e)3次元運動履歴を評価基準としてパッチ形状を変形させることにより,動的に変化する3次元ボクセルデータから対象の3次元動作を高精度に復元する動的弾性メッシュモデルを考案し,実験によってその有効性を示した.3.セルフシャドウを用いた光環境センシング法の考案:スケルトン・キューブ(枠のみからなる立方体)が多数の照明によって照らされてできるセルフシャドウおよびシェーディングから,光源種類,位置,方位を推定するアルゴリズムを考案し,シミュレーションによってその有効性を示した.4.3次元ビデオ映像の圧縮法に関する国際標準化提案:3次元ビデオ映像の圧縮法を考案し,研究代表者が委員長を務める(社)電子情報技術産業協会3D-MM委員会を通じて,MPEG会議に提案した.
備中国新見荘における総合的復原研究

備中国新見荘は岡山県新見市の高梁川上流域に存在した東寺領の荘園で、東寺百合文書等、豊富な中世史料が残存するため、中世荘園を研究する宝庫である。今回、広大な荘域全体にわたって、共同研究による総合的な復原研究を実現することができた。その過程で、荘園調査全般に役立つGISソフト「多層荘園記録システム」の開発を進め、これを基盤にして、『中世荘園の環境・構造と地域社会』(勉誠出版、2014年)などにその成果をまとめることができた。6月21日に第1回のワークショップを開催し、代表者、分担者、協力者が一堂に会してこれまでの研究成果を確認し、今後の調査の進め方を検討した。備中国新見荘(現在の岡山県新見市のうち)は史料が厖大に存在し、また、その領域が広大であることから、多くの研究者が注目してきたにもかかわらず、その全体的な復原調査は行われてこなかった。今回、多くの人の協業によりその可能性が見えてきたといえる。関連する中世文書については、東寺百合文書の検討により、平安時代から南北朝時代までの状況を把握し、データ化を進めた。これらに記された中世地名については現地調査を実施してその復原に努めた。灌漑調査については、今年度の目標としていたVI(井村)・VII(西方村)のブロックのうち、特にVIIの上金子・下金子一帯で精密な調査を行い得た。また、計画時に構想した金石文調査と古代・近世遺跡史料調査については、合体して「寺院・神社・石造文化財の調査」として行うことにより、調査の能率と精度を高めることができることがわかり、これによって多くの成果を得ることができた。特に地元協力者の積極的な対応によりIブロック(高瀬村)の高林寺において長く所蔵されてきた大般若経や鎌倉期の銘をを有する石造薬師如来像などの調査を行うことができ、今後の「寺院・神社・石造文化財の調査」のモデルを作り上げることができた。また、VIIの南朝年号を有する夕間地蔵に関連して、中世交通路の復原にも前進が見られ、同じく南朝年号を有する朝間地蔵・昼間地蔵などとの関係から、中世における荘域を超えた交通網の存在についてもその手がかりを得ることができた。9月11日から13日にかけて、学外の研究分担者全員と多くの研究協力者の協業の下、以上の成果に関する中間的な確認調査を行った。こうして「多層荘園記録システム」の構築に向けて第一歩を踏み出すことができた。2011年6月4日に第2回ワークショップを開催した。内容は、(報告1)海老澤衷「多層荘園記録システムと新見荘」、(報告2)宮崎肇「新見荘田所職文書案をめぐって-その成立の時期と経緯-」、(報告3)似鳥雄一「鎌倉・南北朝期の新見荘関連帳簿とその荘園経営」、(報告4)大澤泉「寺院・神社・石造文化財の調査・その1」で、現段階における研究成果を明らかにすることができた。代表者・研究分担者の合同調査にあたっては、研究計画で示した各ブロックを(1)I・II地区(高瀬村・釜村)、(2)III・V地区(千屋村・坂本村)、(3)IV・VI地区(足立村・上市村)、(4)VII地区(西方村)に統合して地域分担を行った。この4地区体制が今後の調査活動の基盤となるものである。地域の人々の協力により、中世の交通路の調査では荘域の広い範囲で確認することができ、灌概水路調査では特に釜村において鉄穴流しの砂鉄採取のためにできた水路の復元が可能であることがわかり、鎌倉時代の文書に示されている鉄年貢との関係が浮かびあがってきた。研究計画時では予想をしていなかった新たな視点が登場したといえる。新見市では、たたら製鉄の工房を復元しており、2012年2月10日に、市教育委員会の白石祐司氏に報告「備中国新見荘におけるたたら製鉄」をしていただいた。従来行っていた基礎的な研究の上にこの地の特性を踏まえた新たな展開を見るに至った。また、「寺院・神社・石造文化財の調査」では中世後期から近世初頭にかけてこの地域で大きな力を発揮した曹洞宗寺院にポイントを置いて調査を行った。高林寺については既に前年度からの継続調査となっているが、さらに西方村の大医寺など、現在の村落の中心的な景観を構成する寺院を調査することによって荘園内部に育つムラの性格の一端が明らかとなった。2013年度は、本研究の完成年度となるため、5月上旬に昨年度に編成した4班に分かれて、最終現地調査を行った。6月17日、文学部第10会議室において、海老澤が属する早稲田大学総合人文科学研究センターと早稲田大学高等研究所の共催シンポジウムとして「日本中世の荘園空間と水利」を開催した。備中国新見荘の水利状況と地名データを照合することによって水田農耕社会の実態を明らかにし、東寺領荘園の実態を迫るものであった。

7月13日に早稲田大学小野記念講堂において、シンポジウム「中世村落の総合的復原研究ー備中国新見荘の歴史と水利ー」を開催した。前回と同様、総合人文科学研究センターと高等研究所の共催で、基調報告「多層荘園記録システムの構築に向けて」(海老澤)の後、第I部「新見荘調査の成果」として、似鳥雄一、貫井裕恵、大澤泉、宮﨑肇、川戸貴史、清水克行が報告を行った。第II部「新見荘研究の現在」では、酒井紀美、高橋敏子、高橋傑、辰田芳雄、伊藤俊一が報告。第III部ではパネルディスカッション形式で「新見荘の未来ー共同研究とたたらの伝承」のテーマのもと、井上聡、清水亮、白石祐司、藤井勲が報告。この日のディスカッションは本研究の締めくくりとなるもので、研究成果を総浚いしたものである。ディスカッション終了後、今後の成果の発信について打ち合わせが行われ、次年度に勉誠出版より2冊の書籍を刊行することが決まった。東寺に残る文献資料の分析を中心とする『中世荘園の環境・構造と地域社会ー備中国新見荘をひらくー』を14年5月に、さらに現地の水利と地名の分析を主とする『アジア遊学・中世の荘園空間と水利』を10月に出版することとなった。8月からは、海老澤衷(早稲田大学教授)、高橋敏子(東京大学史料編纂所准教授)、清水克行(明治大学准教授)、酒井紀美(茨城大学教授)による「新見荘論集委員会」を設け、論文審査の後、掲載を決定することとなった。本年度は、高梁法務局にある土地台帳の蒐集を重点的に行い、ほぼ7000程度の地名を確認することができた。また、新見市役所において「切絵図」のコピーを行い、これも荘域全体をカバーする状況となった。さらに、新見市役所の土地管理システムの航空写真図の使用が可能となり、土地台帳ー切絵図ー航空写真図の連携的な使用によって明治期の地名の地理的な把握が詳細にでき、東寺百合文書に記された荘園地名との照合が可能となった。7月には「ワークショップ3」を開催し、高梁傑「内の草集落についてー多層荘園記録システムの試みー」の報告があり、さらに地元研究者の報告により村落生活の復原や新見荘の商品生産に関する考察が一歩前進した。また秋には、新見市教育委員会と地元の有志によって進められている、大規模な中世たたら製鉄の復原実験について一昼夜にわたる観察を行った。その結果、中世のたたら生産によってもたらされるケラ(日本刀などの素材となる鋼鉄の原料)とズク(鋳物の原料)および実験過程で排出されるノロ(鉄滓)に関する明確な認識を共有することが出来るようになり、また水田農耕とたたら生産との関係も明らかにすることができた。当初の研究計画では、荘域全体を7つのブロックに分けたが、状況に応じて統合再編を行い、4つの班に組み直した。A班(坂本・千屋)、B班(上市・足立)C班(高瀬・釜)、D班(西方・金谷)とし、水路と地名照合に重点をおいて地域の調査を進めた。3月にはワークショップ4を開催。特に第1部として若手研究者発表会を行い、大島創「鎌倉後期の新見荘領家職相論の再検討」、飯分徹「漆・漆枡・塗師」、久下沼譲「新見荘代官祐清の年貢収取を巡る動向について」、土山祐之「足利義政御判御教書と新見荘」の報告があった。続いて第2部として来年度7月に予定されている総括的シンポジウム「中世村落の総合的復原研究」の準備報告会を行った。備中国新見荘は広大な荘園であり、当初は全体の掌握に時間がかかるものと予想された。
トーリックトポロジーとシンプレクティック幾何学

今年度は,研究課題「トーリックトポロジーとシンプレクティック幾何学」に関連して得られた成果をいくつかの研究集会で発表し,また纏めたものを学術雑誌に投稿した.前年度に,トロント大学のY.Karshon教授との共同研究において「コンパクト複素n次元多様体が不動点を持つn次元トーラス作用を持てば,トーリック多様体に限る」という結果を得ていた(これはBuchstaber-Panovの提出した問題を否定的に解決するものであった).本年度は,「不動点を持つ」という条件を大幅に緩めた"maximal torus action"の概念を導入し,maximal torus actionを持つコンパクト複素多様体の完全な分類結果を単独で得た.この結果は,(コンパクト非特異の範疇であるが)トーリック幾何の基本定理の拡張であり,Panov-Ustinovskyによるmoment-angle manifold上の複素構造の構成,Bosio-Meerssemannによるある種の多様体(LVM manifold,LVMVmanifoldなどと呼ばれている)上の複素構造の構成を包括したものである.また同時に,moment-angle manifold上のトーラス不変な複素構造は,Panov-Ustinovskyらの構成によって得られる複素構造と一致すること,及びいつ双正則になるかを判定する必要十分条件を与えた.これらの結果を,論文の形に纏め,ある学術雑誌に投稿した.今年度は,研究課題である「トーリックトポロジーとシンプレクティック幾何学」のうち,トーリックトポロジーを中心に研究し,得られた成果をいくつかの研究集会で発表し,また纏めたものを学術雑誌に投稿した.得られた成果のうちの1つとして,Y.FukukawaとM.Masudaとの共同研究において,位相的トーリック多様体(topological toric manifold)の概念を導入し,その理論を展開した.この研究は,トーリックトポロジーにおける研究対象を確立したもので,この分野の礎となる基本的な研究である.また,M.Masudaとの共同研究において,V.BuchstaberとT.Panovによって2002年に提出されていた「トーリック多様体でないような擬トーリック多様体であって,トーラス作用で不変な複素構造を持つものを探せ」という問題を否定的に解決した.その手法として,コンパクトかつ連結な複素n次元多様体であって,奇数次のコホモロジーが消滅していてかつ複素解析的自己同型群がn次元コンパクトトーラスを含むようなもののTodd種数が必ず1であることを示した.M.Masudaとの共同研究の後に,Y.Karshonとの共同研究において,前述したM.Masudaとの共同研究の結果をさらに精密化し,「最大次元のトーラス作用を持つ複素多様体はトーリック多様体に限る」という決定的な結果を得た。今年度は,研究課題「トーリックトポロジーとシンプレクティック幾何学」に関連して得られた成果をいくつかの研究集会で発表し,また纏めたものを学術雑誌に投稿した.前年度に,トロント大学のY.Karshon教授との共同研究において「コンパクト複素n次元多様体が不動点を持つn次元トーラス作用を持てば,トーリック多様体に限る」という結果を得ていた(これはBuchstaber-Panovの提出した問題を否定的に解決するものであった).本年度は,「不動点を持つ」という条件を大幅に緩めた"maximal torus action"の概念を導入し,maximal torus actionを持つコンパクト複素多様体の完全な分類結果を単独で得た.この結果は,(コンパクト非特異の範疇であるが)トーリック幾何の基本定理の拡張であり,Panov-Ustinovskyによるmoment-angle manifold上の複素構造の構成,Bosio-Meerssemannによるある種の多様体(LVM manifold,LVMVmanifoldなどと呼ばれている)上の複素構造の構成を包括したものである.また同時に,moment-angle manifold上のトーラス不変な複素構造は,Panov-Ustinovskyらの構成によって得られる複素構造と一致すること,及びいつ双正則になるかを判定する必要十分条件を与えた.これらの結果を,論文の形に纏め,ある学術雑誌に投稿した.交付申請書に記載した「本年度の研究実施計画」と照らし合わせて,現在進行中であるが,完遂したとは言い難いため,やや遅れていると言える.本研究課題の今後の推進方策について,平成23年度は,トーリックトポロジーを中心に研究を行ったので,引き続き,シンプレクティック幾何学,特にトーリックトポロジーの観点から見た研究を推し進める.
トリチウム理工学及び生物影響に関する総合研究

現在トリチウム理工学分野ではトリチウムの計測、貯蔵および移送技術を中心に活発に研究を進めており、トリチウムの環境動態分野では環境中に放出されたトリチウムの挙動を知るとともに、それが生体系を通じて人体に摂取される過程を解明しようとしている。更に生物影響の分野では従来通り生体にトリチウムが取り込まれた時の身体的ならびに遺伝的影響の解明に鋭意努力を続けている。本研究はこれら三本の柱の研究の相互連絡・調整を行なうとともに、得られた成果を共通の場で討論・意見交換することにより、より広い、より高い立場から総合的に問題を集約しつつ、それら問題点の解決へ向けて強力な推進をはかることを目的とする。本年度は3回の研究会を開催した。第1回会合は7月10日(水)に開かれ、昭和60年度総合総括班事業に係わる「PWI研究の為のトリチウムプラズマ実験装置の設計・検討」につき事業概要の説明および今後の計画について報告を受けた後、今後の進め方について種々意見を交換した。第2回会合は10月21日(月)に開催され、昭和61年度のトリチウム理工学班の活動舞台を中心に種々討議を行なった。第3回会合は昭和61年2月4日(火)であって、2月3日(月)、2月4日(火)の両日行なわれたトリチウム関係の研究成果報告会での各報告の評価と総括を行なった。前述の昭和60年度の研究成果報告会は学士会館(神田)で出席者約100名の参加を得て盛大に行なわれた。終りに例年通り研究成果報告集(トリチウム理工学・環境動態・生物影響)をつくり、関係各方面並びに執筆研究者各位に配布した。尚本年度を最後に、トリチウム理工学班は本研究から離れ、他の研究グループに分散、研究を進めることになった。
高精度がん診断ためのマイクロRNAメチル化機構の解明

最近のRNAメチル化機構の研究からRNAはDNAやヒストン同様そのメチル化状態をダイナミックに変換させ、これが遺伝子発現の重要な調節因子として機能していることが知られるようになった。本研究ではさらに癌におけるメチル化miRNAの包括的プロファイリングによりその臨床的意義を明らかにし、メチル化を考慮することでmiRNAの癌バイオマーカーとしての精度向上を図った。その結果、マイクロRNAメチル化機構を明らかにし高精度がん診断のための基盤を構築した。本研究ではバイオマーカーとしてのマイクロRNA(以下miRNA)の精度向上のために、メチル化などのエピゲノム修飾が前駆体miRNAの成熟化・機能発現に及ぼす影響をメチル化特性(3,5アデニンor 1,6シトシン)、メチル化部位とともに明らかにすることに主眼を置いて実験を進めてきた。具体的な進捗としては、低酸素、低栄養など様々なストレス環境において、前駆体miRNAに起こるエピゲノム修飾が大きく変化することを発見した。細胞ストレスにより、細胞のRNAメチル化は遺伝子特異的に変化し、このことが各RNAの安定性に変化を及ぼし、細胞の機能発現に大きく影響することがわかった。さらに、本研究では細胞株でのメチル化プロファイリングとin vitroの機能解析をつなぐアプローチとしてin silicoでのバーチャルスクリーニングを行った。その結果、エピゲノム修飾が前駆体RNAの2次構造に与える影響を、分子シミュレーションにより解析することに成功、メチル化がRNAの機能発現に及ぼす影響をタンパク-RNA相互作用のエネルギーコストから定量的に把握することが可能となった。このシステムの優れた波及効果としては、これらのデータを蓄積する事で、それぞれのRNAのタンパク結合特性とそのメチル化による変化を検出することができる点が挙げられる。今後は、消化器癌臨床検体におけるメチル化前駆体miRNA・メチル化酵素の発現と臨床病理学的因子・予後との関連を明らかにすることでこれらのバイオマーカーとしての意義を明らかにする予定である。RNAメチル化による癌細胞株の腫瘍形成能・悪性形質の変化をin vitroで評価している段階である。様々なストレス環境(酸化ストレス、低酸素、低栄養、リガンド刺激等)に暴露することによるRNAメチル化の変化を解析したところ、一部のRNAにおいて、腫瘍中心部を模した低栄養環境への暴露により、著しくメチル化が誘導されることが明らかとなった。大腸癌細胞株などにおいて既知のRNAメチル化酵素を含む候補メチル基転移酵素ノックダウン、並びにレンチウイルスによる強制発現細胞株の作成を終え、これらを用いた癌の形質変化に関わる機能解析を行っている。In silicoでは、膨大な多様性が予想されるRNAのメチル化パターンと核酸分子上のメチル化が起こる部位を精確に予測するために、専用のプログラムを構築し、メチル化が加わることによるRNAの2次構造の変化と、RNA結合蛋白への結合性の変化を予測する実験を進めており、これらにより得られた知見は、in vitroの実験で検証する予定である。本研究は、従来からバイオマーカーとして使用されてきたマイクロRNA(以下miRNA)に対するメチル化をはじめとする化学修飾に着目し、がん診断ツールとしてのmiRNAの精度向上を測ることを目的として進めてきた。平成28年度は、化学修飾検出のための、質量分析によるmiRNAの解析技術の最適化を行い、癌細胞株から得られたRNAの解析を進めてきた。その結果、miRNAオリゴに関しては、高い精度で、ごく微量のメチル化分画も測定できるレベルにまで検出感度を向上させることに成功している。またmiRNAメチル化機構の解明に向けて、RNAメチル化に関わる酵素群の機能解析を進めており、これらが癌の造腫瘍性や、薬剤耐性に関わることを明らかにした。In silicoでは前年度に続き、メチル化が起こった場合のmiRNAの関連タンパクへの結合性の変化を示すことに成功している。miRNAの化学修飾の検出には、PCR等の定量法ではなく、質量分析による解析が必要である。平成28年度は、化学修飾検出のための、質量分析によるmiRNAの解析技術の最適化を進め、細胞株・臨床検体から得られたRNAの解析を進めてきた。具体的にはRNAサンプルの純化、イオン化効率の向上などによる検出感度の向上である。その結果、人工合成したmiRNAオリゴに関しては、質量分析で、RNA全体の5%以下に起こる化学修飾まで検出できるレベルにまで精度を高めることに成功している。これにより、生細胞で起こりうるごく微量のメチル化miRNA分画を検出できる可能性がある。さらに、メチル化RNAの機能解明に向けて、メチル化修飾に関わるRNAメチル化酵素METTL3のがん細胞における機能解析を行うことで、RNAメチル化ががんの発生・進展に果たす役割を明らかにすることに取り組んできた。難治性の消化器癌である膵癌細胞株を用いて、RNAメチル化酵素のレンチウイルスによる強制発現・ノックダウンの実験系を樹立し、これらの細胞の造腫瘍性の変化、並びに抗がん剤に対する薬剤耐性への関わりを明らかにした。また、これに並行して、in vitroの実験では再現が困難なメチル化によるmiRNAの機能変化を明らかにするために、in silicoでシミュレーションを行なった。すでに4つのmiRNAで、特定の箇所にメチル化が起こることにより、AGO2などのmiRNA結合タンパクとの親和性が大きく変化し、ターゲットの抑制に影響を与えうる可能性があることを明らかにしている。平成29年度も引き続き、化学修飾検出のための、質量分析によるmiRNAの解析技術の最適化を行い、癌細胞株から得られたRNAの解析を進めた。その結果、miRNA

オリゴに関しては、高い精度で、ごく微量のメチル化分画も測定できるレベルにまで検出感度を向上させることに成功した。またmiRNAメチル化機構の解明に向けて、RNAメチル化に関わる酵素群の機能解析を進めており、これらが癌の造腫瘍性や、薬剤耐性に関わることを明らかにした。In silicoでは前年度に続き、メチル化が起こった場合のmiRNAの関連タンパクへの結合性の変化を示すことに成功した。最近のRNAメチル化機構の研究からRNAはDNAやヒストン同様そのメチル化状態をダイナミックに変換させ、これが遺伝子発現の重要な調節因子として機能していることが知られるようになった。本研究ではさらに癌におけるメチル化miRNAの包括的プロファイリングによりその臨床的意義を明らかにし、メチル化を考慮することでmiRNAの癌バイオマーカーとしての精度向上を図った。その結果、マイクロRNAメチル化機構を明らかにし高精度がん診断のための基盤を構築した。RNAメチル化が細胞の機能発現に及ぼす影響をin vitro、in vivoでさらに詳しく解析することに加え、消化器癌臨床検体におけるメチル化RNA・メチル化酵素の発現と臨床病理学的因子・予後との関連を明らかにすることでメチル化前駆体miRNAのバイオマーカーとしての意義を明らかにする。今後、平成29年度までで行ってきた質量分析によるmiRNAの検出感度をさらに向上させることで、臨床検体でmiRNAメチル化の測定ができるレベルにまで手法の最適化を行って行く予定である。正常部と癌部でのメチル化の違い、またmiRNAメチル化と臨床病理学的因子、予後との関連を調べる。さらにRNAメチル化酵素のがん進展への関わり、治療抵抗性の原因となるがん幹細胞維持への関わりなどを調べることにより、これらの酵素群のがん治療標的としての重要性を明らかにする。29年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝子機能解析29年度が最終年度であるため、記入しない。
量・質・エネルギー・環境を考慮した水利用の評価手法と合理的な水利調整の開発

本研究は、多様な水利用を量、質、エネルギー的消費と河川環境維持に分け、それぞれを評価することで合理的な水利調整のあり方を考察することを目的とした。調査対象地として、農業用水、水力発電の取水の影響がある米原市の姉川と富士宮市の芝川を選定し、第一に利水実態・状況(目的、取水量、利用者等)、利水施設の形態・仕様/状態を歴史的な経緯を含めて把握した。明治時代以降の発電と農業水利の競合・共生に関しては、「姉川における利水と調整の歴史」(姉川沿岸土地改良区)に調査報告を取りまとめた。第二に、河川環境への影響評価に関しては、姉川中・上流部を対象として、取水による減水が魚類および底生生物の生息に及ぼす影響を調査し、優占種であるタカハヤと、底生魚のカワヨシノボリを対象に肥満度の算定と胃内容物の調査を行って、減水の影響が大きい区間で肥満度の低下、空胃率の上昇が見られることを明らかにした。さらに、平面2次元流モデルにより流況を推測して、水深、流速、底質を魚類選好性の環境因子として、対象魚(カワヨシノボリ、カワムツ)の生息場としての質を、生息場適性指数(HSI)を用いて評価した。また、重み付き利用可能面積(WUA)により区間全体の生息場を質と量で表して河川の魚類生息場へ与える取水の影響の定量化した。経済学の観点からは、水質保全政策史やダムによる水資源開発、アメリカのダム撤去政策の社会経済構造を制度派経済学に依拠して分析し、既得権を取り込むことで水政策の新設、変更されることを明らかにした上で、既得権の位置づけを明らかにすることが、水政策を評価するうえで重要な論点になることを示した。最後に、発電取水の利得、取水の河川環境に対するマイナス影響、柔軟な農業用水取水によるマイナス影響緩和を融合させる枠組みについて検討を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。調査対象河川の選定の考え方,事例収集の方法などを検討し,研究の方針,スケジュールなどを決めた。調査対象には,異なる種類の水利が見られる対象河川として滋賀県東部の姉川を選定し、現地調査を行って発電および農業水利(地域用水を含む)による減水区間を含むように3箇所の観測地点を選定した。平成26年度には、これらのうち最下流にあたる伊吹橋に圧力式水位計を設置し、水位の記録を開始するとともにH-Q曲線を作成するための流量観測を実施した。また、当該地域の生物などに関する情報資料を収集し,河川生態系の指標として魚類もしくは水生昆虫を暫定的に設定した。続いて,指標生物の数や種類の連続的な変化を定量的に把握するために,これらを捕食する鳥類の捕食行動の回数等を期別,種類別に調査する手法を採用することとし,連続撮影の映像から解析することを計画した。そこで,選定した3地点における設備設置方法(電源,設置場所選定を含む)を検討し,関係者(滋賀県,米原市,関電など)に対して許認可等の手続き等を行い,すべての手続きが完了した伊吹橋にビデオカメラ,データレコーダを設置して,水利用に伴う河川流況の変化が河川生態系に及ぼす影響を調べるための撮影を開始した。さらに,平成27年度に河川本流と農業用水路で成立している魚類群集を比較し、特に非灌漑期の通水および水路構造の重要性を明らかにしたいと考えていることから、姉川沿岸土地改良区に協力要請を行い,候補となる水路の概略踏査を行った。27年度は,調査対象河川に選定し農業,発電,地域用水としての水利があり,過剰取水による河川環境劣化が想定される姉川(滋賀県米原市)において,次のように研究を進めた。河川環境・生物調査として,資料調査および聞き取り調査に基づき,観測・観察を行う2点を設定し,流況調査を開始するとともに,魚類を補食する鳥類の行動による河川環境評価手法の開発を行うこととして,関係機関に対して承認・許可手続きを行い,観察用ビデオカメラ・レコーダ,水位計を設置して連続観察を開始した。また,河道の形態を把握するために,対象河川の測量を実施した。利水実態調査と水利の影響・問題抽出に関しては,調査対象地の水利及びその調整敬意等を把握するために,資料収集,聞き取りなどにより歴史関連の調査を行った。さらに,水機能評価フレームの検討として,海外調査(アメリカ,オーストリア,イギリス)を実施し,ダム撤去に関わる関係者,制度,社会的背景,エネルギー利用における河川環境維持の実態,水利と地域コミュニティとの関係についての知見/情報を収集し,水利と河川環境・地域社会形成,水利に関わる多様な評価と社会政治構造についての一次検討を行った。さらに,合理的水利調整の枠組みを考察するために,利水関係者として土地改良区(農業用水),自治会(地域用水),行政(河川管理者)が参加する研究会を開催し,水利調整に果たす地域コミュニティの役割,利水者別の要望・課題などを把握した。現地調査のための機器設備設置が終了し,連続データの収集が可能になった。また,予定通り海外調査を実施することができ,水利と河川環境・地域社会との関係について新たな知見を得ることができた。第一に,米国のダム撤去事例から,ダム撤去の社会政治構造を考察するとともに,ダム撤去による堆砂の移動に関する事前分析と事後の結果を整理して利水の変更が及ぼす河川環境への影響予測手法の可能性と課題について考察し,農業農村工学会において発表した。

第二に,対象河川の利水実態調査として農業水利,発電水利に関するデータを収集し流況調査結果との比較を通して利水がどのように河川環境に影響しているかを検討して,安定区間では12m3/sの流量が観測されたのに対し、減水区間では降雨時と放流時以外は常に0.2m3/s未満と大きな減水が見られる区間があること,農業用水の余水還元が取水堰より下流の流量維持に寄与していることを示した。第三に,水生生物の生息状況調査流量と生息環境に関する調査分析を行い,平均水深と平均流速が最も小さい減水区間でタカハヤとカワヨシノボリの生息密度が最も高いこと,一方で両種の肥満度が有意に小さいこと(Steel-dwass test、p<0.01),両種とも減水区間の空胃率が最も高いことを明らかにした。さらに,流況の数値シミュレーション,生息場適性指数と重み付き利用可能面積を用いた生息環境評価を行い,各流量でのカワヨシノボリとカワムツの生息環境を予測・比較し,好ましい流量水準を考察した。第三に,対象河川の水利・調整の歴史に関する文献・聞き取り調査を行い,とくに水力発電所建設の経緯,発電水利の発生にともなう,農業水利との調整過程などを把握し,新規水利による漁業権変更の可能性など指摘した。水利の経緯に関する調査結果に関しては,地域の関係者に公開できる報告書として取りまとめた。斜面崩壊による調査地対象地の環境変化によりデータ回収に遅れが生じた。ただし,当初予定の海外事例調査に基づく関係者調整の社会構造や河川環境への影響予測に必要性についての考察と発表,現地調査による河川環境評価,水利の変遷・実態に関する調査は順調に進んだ。一方で,現地調査等に多くの時間を要したため,水機能の評価フレームに関する資料・情報収集が不十分で,検討もやや遅れ気味である。河川環境維持・水利取水制約の考え方,第一に取水の影響を流況(流速・水深など)や河川環境から考察する枠組みを検討し,第二に水利調整の経緯や制度上の背景を分析・考察することで整理した。流況への影響は,観測・放流データ等収集し,Nays2DHの河川流況シミュレーションが有効であることを示したうえで,農業用水の取水と余剰水の流入,水力発電のためのダムからの放水といった人為的な影響を大きく受ける河川の流量に対応した魚の利用可能面積の推定に拡張した。さらに,取水の河川魚類に与える影響を前年度までの採捕調査で個体数が多かったカワヨシノボリ,カワムツを対象にHSI(Habitat Suitability Index)モデルを用いて定量化した。河川環境に関しては,流況と水生生物の関係を水生生物・陸生昆虫などの種類と個体数の関係や魚類の肥満度,空胃率,胃内容物などから考察することとした。詳細な分析は,次年度に繰り越すことにしたが,生物の個体数は取水放水により流量が変動する区間で多く、減水区間と流量が安定した区間には差が見られなかった。魚類(タカハヤ,カワヨシノボリ)の空胃率は減水区間で高く,餌となる流下昆虫の量が減水区間では少ない可能性があることを示した。水利調整の経緯からは,発電水利確保のための既得の農業水利の優先権や代償などを明らかにすることができた。制度については,アメリカのダム撤去という既得権の改革を糸口として既得権を考慮する公共政策の枠組みについて考察した。
蛋白質合成装置リボソームの構造研究

mRNAの塩基配列に従ってポリペプチド鎖を正確に伸長して蛋白質を合成する細胞内小器官リボソームは,大小2つのサブユニットから構成される核酸蛋白複合体として機能している.原核生物の場合3個のrRNAと50数個の蛋白質からなる.本研究では,リボソームの最も重要な活性センターであるペプチジル転移活性センターに存在する蛋白質を中心に構造解析を行うと同時に,リボソームの結晶化を目指して,数種の好熱菌リボソームの精製を行った.研究期間中に構造解析に成功したリボソーム蛋白質は,L2(EMBO J.18,1459-1467(1999)),L5(RNA印刷中),それにL13(投稿準備中)である.リボソーム蛋白質L2は,50数個あるリボソーム蛋白質の中で最も大きく,また,ペプチジルトランスフェラーゼ活性センターの近傍に存在し,その活性にとって不可欠の要素であることなどから,最もよく研究されてきた蛋白質のひとつである.私たちは,Bacillus stearothermophilus L2(分子量30Da,275アミノ酸残基)のRNA結合ドメインと推定された中央の142残基(60-201)について,結晶化に成功し,その構造を決定した.一方,L5は5S RNA結合蛋白質であり,また,L13は,23SRNAの初期会合に関与する蛋白質である.mRNAの塩基配列に従ってポリペプチド鎖を正確に伸長して蛋白質を合成する細胞内小器官リボソームは,大小2つのサブユニットから構成される核酸蛋白複合体として機能している.原核生物の場合3個のrRNAと50数個の蛋白質からなる.本研究では,リボソームの最も重要な活性センターであるペプチジル転移活性センターに存在する蛋白質を中心に構造解析を行うと同時に,リボソームの結晶化を目指して,数種の好熱菌リボソームの精製を行った.研究期間中に構造解析に成功したリボソーム蛋白質は,L2(EMBO J.18,1459-1467(1999)),L5(RNA印刷中),それにL13(投稿準備中)である.リボソーム蛋白質L2は,50数個あるリボソーム蛋白質の中で最も大きく,また,ペプチジルトランスフェラーゼ活性センターの近傍に存在し,その活性にとって不可欠の要素であることなどから,最もよく研究されてきた蛋白質のひとつである.私たちは,Bacillus stearothermophilus L2(分子量30Da,275アミノ酸残基)のRNA結合ドメインと推定された中央の142残基(60-201)について,結晶化に成功し,その構造を決定した.一方,L5は5S RNA結合蛋白質であり,また,L13は,23SRNAの初期会合に関与する蛋白質である.リボソームは,(原核生物由来のリボソームの場合)3個のrRNAと50数個の蛋白質から構成される拡酸蛋白複合体であり,その総分子量は,270万にものぼる.リボソームの構造解析は,全体の構造を一度に決定しようとするアプローチと,個々の成分を抽出して高精度で解明しようとする研究が同時進行している.本計画研究では,両方のアプローチをとっている研究グループが国際的に協力することにより,リボソームとその構成成分の立体構造解析を通して,翻訳機構を分子レベルで解明しようとするものである.この目的にしたがって,本年度は,次の項目について研究を行った.1.リボソーム蛋白質S7と16S rRNAとの相互作用の研究:私達が立体構造解析したリボソーム蛋白質S7は,16S rRNAの構造構築因子として知られている.そこで,S7と結合する16S rRNAフラグメント(926-986/1219-1393)をT7 RNA Polymeraseを用いた転写系によって大量に調整した.現在,S7との相互作用を調べると共に,複合体の結晶化を試みている.2.リボソーム蛋白質の構造解析によるRNA結合モチーフの研究: S7と共に30SサブユニットのHeadを構築する役割を担った蛋白質,S9,S19について,それぞれ,大量発現系を構築した.3.超高度好熱古細菌Aeropyrumpernix由来のリボソームの結晶化と構造解析: Aeropyrum pernixは,海洋性超高度好熱古細菌である.この菌体を用いてリボソームを調整した.現在,X線構造解析可能なリボソームの結晶化を試みている.mRNAの塩基配列に従ってポリペプチド鎖を正確に伸長して蛋白質を合成する細胞内小器官リボソームは,大小2つのサブユニットから構成される核酸蛋白複合体として機能している.原核生物の場合3個のrRNAと50数個の蛋白質からなる.本研究では,リボソームの最も重要な活性センターであるペプチジル転移活性センターに存在する蛋白質を中心に構造解析を行うと同時に,リボソームの結晶化を目指して,数種の好熱菌リボソームの精製を行った.研究期間中に構造解析に成功したリボソーム蛋白質は,L2(EMBO J.18,1459-1467(1999)),L5(RNA印刷中),それにL13(投稿準備中)である.リボソーム蛋白質L2は,50数個あるリボソーム蛋白質の中で最も大きく,また,ペプチジルトランスフェラーゼ活性センターの近傍に存在し,その活性にとって不可欠の要素であることなどから,最もよく研究されてきた蛋白質のひとつである.

私たちは,Bacillus stearothermophilus L2(分子量30Da,275アミノ酸残基)のRNA結合ドメインと推定された中央の142残基(60-201)について,結晶化に成功し,その構造を決定した.一方,L5は5S RNA結合蛋白質であり,また,L13は,23SRNAの初期会合に関与する蛋白質である.
ウェアラブルデータベースシステムとその可能性

本研究では,ウェアラブルデータベースシステムとその可能性を探るために,近年,ビデオカメラの小型化やバッテリの長寿命化が進み,ビデオカメラを自在に持ち歩いて長時間移動しながら多数のビデオを撮影することが多くなり,当然の帰結として莫大なビデオデータが取得されることとなっていること,また,一方では,MPEGに代表されるビデオデータの圧縮技術と標準化が進み,ビデオをデータベース化することが,今日の大容量ストレージ技術の進歩と相まって可能となっている状況を背景として,ビデオ撮影者が3次元地図を格納しているウェアラブルコンピュータを装着し,それにGPS (Global Positioning System)を,ビデオカメラにジャイロを取り付けることによって,GPSによりビデオ撮影者の位置と時刻を取得し,ジャイロセンサによりビデオカメラの姿勢データを取得し,さらに撮影地点を含む3次元地図がウェアラブルデータベースシステムに格納されているので建物オブジェクトの3次元形状データがわかる状況で,ビデオカメラの視野に入り,実際にビデオに写っている建物オブジェクトをウェアラブルコンピュータで計算して,ビデオのどのフレームからどのフレームまでどのような建物が移っているかを自動的に計算して,写っている建物IDをビデオに索引として付与することができる,これまでにない新しいビデオコンテンツの自動索引法を提案し,その有効性を検証した.撮影者はウェアラブルコンピュータを身に付けGPSとジャイロヲを装着して実際に街頭でビデオ撮影を行った.実験の結果,提案・実装した被写体建物オブジェクトの自動抽出アルゴリズムが理論どおりうまく稼動して,提案している自動索引法が非常に有効に働くことを確認した.さらに,関連して,ユーザからの建物オブジェクトの相対的位置関係だけを用いた自動ナビゲーションシステムをウェアラブルデータベースシステム上で実現して,さまざまな可能性があることを示し,研究の目的を達成した.ウェアラブルコンピュータの出現により人はコンピュータを常時身に付けておくことができるようになり,その結果constancy(恒常性):常に利用可能であること,augmentation(増幅性):作業を増強できること,mediation(介在性):ユーザに情報をあたえうる役割,を増強することができる.更にウェアラブルコンピュータがデータベースを搭載することにより様々なデータを身体化することが可能となるので,これまで考えられなかった様々な新しいデータベース応用が出現するはずである.本研究ではウェアラブルデータベースとその可能性を次の二つの観点から研究した:(1)ユーザに優しい時間依存ウェアフブルナビゲーションシステムの開発(2)位置・姿勢・地図・人文地理データを用いた映像データの索引付けと検索の研究(1)では,ウェアラブルコンピュータ,GPS,コンパス,屋外地図データベース,屋内地図データベース,を身に付けたユーザが,更にユーザプロファイルデータベースを身に付けた状態で,時間と空間的位置に依存して,どこまで的確にユーザが期待する問合せ結果をシステムが提供できるかを,データをリレーショナルデータベースに格納し,ユーザが東京駅に降りたって最寄の銀行からお金を引き出すまでを想定して,ユーザに優しくナビゲートするシステムを試作して,ウェアラブルデータベースの可能性を検証した.(2)では,ユーザがウェアラブルコンピュータに3次元地図データを格納して,ビデオカメラを持って屋外でビデオ撮影する状況を設定し,ビデオカメラにはGPSとジャイロセンサを付属させてそのデータをウェアラブルコンピュータに送り,ビデオに写しこまれている地理オブジェクトを実時間で計算してビデオコンテンツに自動的に索引付けをするシステムを提案してその機能の一部を実装し,ウェアラブルデータベースの可能性を検証した.いずれの結果も,本研究で構想するウェアラブルデータベースの姿とその応用を通した可能性を肯定的に検証する結果となった.今後の課題としては,(1)に関してはオンラインリアルタイムな時空間問合せ言語の体系化を今後推し進めることと,(2)に関しては空間オブジェクト抽出機能のフル実装,システムの有効性の検証,索引付けビデオコンテンツの効率の良い格納法等が挙げられる.本研究では,ウェアラブルデータベースシステムとその可能性を探るために,近年,ビデオカメラの小型化やバッテリの長寿命化が進み,ビデオカメラを自在に持ち歩いて長時間移動しながら多数のビデオを撮影することが多くなり,当然の帰結として莫大なビデオデータが取得されることとなっていること,また,一方では,MPEGに代表されるビデオデータの圧縮技術と標準化が進み,ビデオをデータベース化することが,今日の大容量ストレージ技術の進歩と相まって可能となっている状況を背景として,ビデオ撮影者が3次元地図を格納しているウェアラブルコンピュータを装着し,それにGPS (Global Positioning System)を,ビデオカメラにジャイロを取り付けることによって,GPSによりビデオ撮影者の位置と時刻を取得し,ジャイロセンサによりビデオカメラの姿勢データを取得し,さらに撮影地点を含む3次元地図がウェアラブルデータベースシステムに格納されているので建物オブジェクトの3次元形状データがわかる状況で,ビデオカメラの視野に入り,実際にビデオに写っている建物オブジェクトをウェアラブルコンピュータで計算して,ビデオのどのフレームからどのフレームまでどのような建物が移っているかを自動的に計算して,写っている建物IDをビデオに索引として付与することができる,これまでにない新しいビデオコンテンツの自動索引法を提案し,その有効性を検証した.撮影者はウェアラブルコンピュータを身に付けGPSとジャイロヲを装着して実際に街頭でビデオ撮影を行った.実験の結果,提案・実装した被写体建物オブジェクトの自動抽出アルゴリズムが理論どおりうまく稼動して,提案している自動索引法が非常に有効に働くことを確認した.さらに,関連して,ユーザからの建物オブジェクトの相対的位置関係だけを用いた自動ナビゲーションシステムをウェアラブルデータベースシステム上で実現して,さまざまな可能性があることを示し,研究の目的を達成した.
現象論的ダイナミクスに基づく反応・分離プロセス強化手法の開発

本研究では、(A)マイクロ場を活用した革新的装置、(B)多様なエネルギー場の有効な利用技術、(C)物質変換の新しい精密操作法に関する現象論的考察を通して、精密場を活用したプロセスシステムにおける個々の反応系、分離系およびユーティリティー系のモデリング手法とシミュレーション手法を検討し、プロセス強化を目指した装置・操作設計に利用できる構成論的設計手法を構築することを研究目的とした。3年間の研究期間内においては、装置設計と操作設計の構成論的手法に関する下記の11件のテーマで成果を得ることができた。(1)交流電界操作を用いた触媒反応プロセス装置のコンパクト化(2)マイクロ場・超音波場を利用した反応・分離プロセスの効率化(3)通電加熱触媒プレートを用いた非定常操作触媒反応器の設計(4)能動分岐型マイクロチャネルを利用した分取操作用の分岐チャネルの開発(5)超音波間接照射場における重合システムの変動操作(6)微小流路を利用した限外濾過操作の設計(7)マイクロ流動場における分離操作の精密化(8)時空間的な精密操作による反応・分離プロセスの効率化(9)温度周期操作によるプロピレン酸化反応の制御(10)スプレーパルス2プロパノール脱水素反応の最適操作条件の検討(11)連続乳化重合プロセスの反応・凝集ダイナミクスによる粒子径制御更に、既往の化学工学で採用されてきた単位操作論に準拠した還元論的なプロセス設計開発技術だけでは、プロセス強化を実現することが難しいことが明らかとなった。そして、プロセス強化技術開発の推進のために、マルチビューポイント(あるいはマルチスコープ)モデリング・シミュレーション技術が必要不可欠であるという結論に到った。精密場活用の強化プロセスに関する9件のテーマについて、現象論的考察を通して同プロセスのモデル化手法に関する以下の知見が得られた。1.超音波間接照射スチレン乳化重合において、反応器設置距離と波長(周波数)が重要な因子となり、波長で無次元した反応器設置距離で重合反応挙動をモデル化できることが判った。2.液液二相系において交流電界操作により第三相を形成できることを示し、同相を利用した相間移動触媒反応に及ぼす各種液物性の影響を実験的に明らかにした。3.微小流路をもつ膜濾過装置における流動と堆積層内の透過現象に関するモデルを実験的に構築した。また、マイクロ分離分級器特有の無次元数を新たに提案し、操作条件最適化の指針を示した。4.回転ディスク式向流擬似移動層反応装置を用い、白金触媒上での一酸化炭素酸化反応を行い、触媒量、ガス流量、切替周期に強い因果関係があることを明らかにした。5.酢酸ビニルの連続乳化重合を行い、微粒子の発生、反応成長、凝集、粒子の排出のステップからなる構成論モデルが、粒子径の自励振動現象を定性的にうまく表現することを明らかにした。6.3次元的に屈曲した微小チャネル内の流動特性を、実験と数値計算を併用して解析し、2種の静止型微小チャネル混合器を開発するとともに、その混合性能の定量的評価を行った。7.温度の周期操作を容易に実用化できる反応装置を開発し、プロピレン酸化反応において、生成物組成を制御できることを示した。8.非定常反応操作のモデル化に必要となる原料の蒸発特性を実験的に調べ、その蒸発特性と基板の表面処理状態との関連を解析した。9.反応蒸留及び膜反応器プロセスを対象として、マルチスケールモデリング・ダイナミックシミュレーションを行い、系の効率が向上するような設計・操作手法の指針を示した。以上のモデル化と解析を通して、それらをハイブリッドシミュレーションに結び付けるための知識コラボレーションシステムの設計に関する指針が得られた。精密場活用によるプロセス強化に関する9件のテーマについて、前年度の現象論的考察に基づきながら、装置設計と操作設計の両面からプロセス強化手法を検討し、以下の知見を得た。【装置設計】