hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一次元無限鎖構造を基盤とする強誘電性金属錯体液晶の開発

一次元無限鎖構造を基盤とする強誘電性金属錯体液晶の開発を行い、有機液晶の概念を越える金属錯体液晶を開発し、本分野のブレイクスルーを達成することを目的とした。次の3段階を経て、強誘電性金属錯体液晶へアプローチした。(1)電気双極子ベクトルが集積する配列の一次元無限鎖構造をもつ金属錯体。(2)液晶性の平面型配位子を持つ金属錯体の液晶挙動。(3)一次元鎖構造を持ち、なおかつ一次元鎖に垂直な平面には液晶性配位子を用いて、強誘電性液晶を実現する。(1):[MnCN(salen)]の組成をもつ一次元鎖状化合物を合成し、その構造、磁性を検討した。詳しい磁気測定の結果、自発磁化をもつメタ磁性体であることを確認した。この化合物は、マンガンの3価錯体であるが、高スピンでも低スピンでもない中間の磁気モーメントをもっている。鎖の内部では磁気中心間に強磁性的相互作用が、鎖間には反強磁性的相互作用が働く。非対称的な{Mn-CN}nの配列が一次元方向に生成しており、少なくとも鎖内では電気双極子モーメントの集積がおこる。また、[MnCl(acen)]と[Fe(CN)6]との官応から[Mn-NC-Fe-CN]nを繰り返し単位とする一次元鎖状錯体を合成した。一次元鎖内のMn-Fe間の磁気的相互作用は強磁性的であり、鎖間の相互作用も強磁性的である。この化合物は強磁性体であることを確認した。(2):平面四座の配位子である(salen)を修飾した金属錯体に液晶性を見出した。salenのサリチルアルデヒド部位を液晶性の三本鎖アルデヒドに置き換えて金属錯体を合成し液晶を実現した。非等価な四座配位子についても合成し、本系の液晶性を総合的に検討した。液晶性は、側鎖の配向、金属種に大きく依存する。(3):軸位に配位原子をもつ三価金属では液晶性がみられない。CN-等の架橋性の配位子を用いたマンガン錯体を合成し液晶性を検討したが、液晶性は見られなかった。
医療・福祉機器向けの砂時計型ニューラルネットワークを用いた新しい音声合成手法

日本語における規則音声合成技術は1970年代から熱心に研究されてきたが,高品質な合成音声をめざして音声合成システムの規模は拡大を続け,膨大な計算機資源を必要とするようになった。しかし,医療・福祉機器や,カーナビゲーション装置など,音声による情報伝達を必要とするが,そのために多くの計算機資源をさくことができない応用は現在でも多数存在する。これらの応用向けに,高品質な合成音声を小さなシステムで提供できる手法の研究を行った。提案する手法では,砂時計型ニューラルネットワークを用いて,音声の特徴を抽出した新たな音声合成パラメータを生成する。本年度は,昨年度の研究に続き,提案手法による日本語母音の再現性の詳細な評価を行った。昨年度,国際学会(AROB 9^<th> '04)で発表した主観評価実験について,より詳細な主観評価実験を実行するとともに,本手法と主成分分析を用いる手法についての比較も行った。これにより,本手法が主成分分析を用いるよりも優れており,本手法で再現された母音音声が正しく聞き取ることができる品質であることを示した。これらの結果は,神経回路学会誌(Vol.11,No.4,2004)及び,情報処理学会誌(Vol.46,No.3,2005)で発表した。これまでの基礎的な研究に続き,今年度は砂時計型ニューラルネットワークによるLSPパラメータの学習及び再現に関する本格的な実験を行った。多段化した砂時計型ニューラルネットワークに,日本語5母音のLSPパラメータを学習させ,十分な精度でLSPパラメータを再現できることを確かめた。さらに,本手法を用いて合成した日本語5母音について,聴覚による主観評価実験を行い,合成音声の品質評価を行った。この結果,本法により再現された日本語5母音が,安定して正しく聞き取られることを示した。この結果については,国際学会(AROB 9^<th> '04)で発表している。
Wジェット加工による持続可能な繊維染色技術の構築

インクジェット染色の前処理としての太鼓圧プラズマジェットの適用を検討した。綿、羊毛、絹およびポリエステルの各布のプラズマ処理を行ったところ,羊毛布とポリエステル布で顕著なぬれ性の増大が起こり,繊維表面の酸化に起因することがわかった.羊毛布と各種酸性染料を用いてインクジェット染色性に及ぼすプラズマ前処理の効果を検討したところ、薬剤処理に比べて蒸熱処理時間を削減しても十分な染色性が得られた.ブリーディング・染めむら、および染色堅ろう度の評価を行ったところ,プラズマ前処理は薬剤前処理と同様に問題がなかった.以上,インクジェット染色工程への大気圧プラズマジェットの導入が期待される.気相中で行われるインクジェット染色は,環境低負荷型染色として近年適用されつつあるが,前処理や熱固着処理を必要とするなど改善点は未だ多い.そこで,染色の大気中での処理が可能な大気圧プラズマジェット処理とインクジェット染色を組み合わせることで(Wジェット),持続可能な繊維染色加工技術を構築するための基本的情報を得ることを目的として研究を行った。インクジェット染色の前処理として,綿布、絹布および羊毛布を用いて大気圧プラズマジェット処理を行った。処理は現有設備を用いて予備実験で検討した最適条件で行った。処理により羊毛繊維のスケール剥離,絹繊維のフィブリル化が観察されたが,いずれも布内部の繊維については殆ど損傷がないことが示された.布の白度変化は殆どなく,力学特性も大きな変化はなかった.以上の結果から,大気圧プラズマジェット処理による布の劣化は殆どないことが確認された.X線光電子分光分析で処理による繊維表面の酸化が起こっていることが確認され,親水性が付与されたことが確認された。この変化は羊毛布が最も大きく、インクジェット染色は羊毛布で試みることとした。大気圧プラズマ処理前後の羊毛布のインクジェット染色は購入設備(テキスタイルインクジェットプリンタ)を用いて行った。ミリング型酸性染料C.I. Acid Green 27を用いて染色を行い,染色布のクベルカムンク関数を測定して,染色性を評価した。大気圧プラズマ処理羊毛布は未処理布に比べてK/Sが大きく,濃く染まっていることがわかった。また,通常の薬剤処理布と比較しても濃色化が確認された。とくに,湿熱固着処理が短時間のとき差異が大きく,エネルギー消費の観点からもインクジェット染色の前処理としての大気圧プラズマの有効性が期待された。大気圧プラズマジェット処理による綿、羊毛および絹の各繊維表面の形態や化学組成の変化を表面分析により明らかにした。また、布の表面特性や力学特性を調べることで、大気圧プラズマジェット処理による損傷が殆どなく、実用的見地から使用可能なことを確認した。さらに、羊毛布のインクジェット染色に及ぼす大気圧プラズマジェット前処理の濃色化効果を確認し、薬剤処理工程の削減のみならず湿熱処理時間の短縮化の可能性が得られた。このように、研究の当初計画通り、インクジェット染色に大気圧プラズマジェットを導入することにより、革新的染色加工技術が構築できる可能性を見出している。この技術はエネルギー消費や環境負荷の観点からも現行の方法に比べて優位にあり、今後の検証が期待される。なお、上記の研究成果を用いて、すでに学会発表申込および論文投稿準備を進めており、平成28年度中には研究成果の公表が行える見通しである。繊維製品への色彩付与は付加価値機能として極めて重要であり、通常染色により行われる。本研究では染色加工技術の一つであるインクジェット染色を取り挙げ、大気中での処理が可能な大気圧プラズマジェットによる表面改質加工を組み合わせることで,持続可能な繊維染色加工技術を構築するための基本的情報を得ることを目的としている.試料に羊毛布を用い、大気圧プラズマジェットにより布表面の酸化処理を行ったところ、ぬれ性が著しく増大したことが確認された。X線光電子分光分析の結果、繊維表面の酸素濃度が10%程度増加したことが確認された。プラズマ酸化による羊毛布の損傷を調べるために走査型電子顕微鏡観察を行った結果、布表面の繊維は若干損傷を受けているが、布内部の繊維には変化がないことがわかった。プラズマ処理による布表面の黄変や力学特性の変化は殆どなかった。ミリング型酸性染料C.I. Acid Green 27を用いて、大気圧プラズマ処理前後の羊毛布の浸染およびインクジェット染色を行った。インクジェット染色では、染色後に蒸熱処理を行い、比較のため、通常行われている薬剤前処理を行った羊毛布も用いた。染色性(濃色化の程度)は染色布のクベルカムンク関数K/Sを分光色差計により測定して評価した。浸染ではプラズマ処理布は未処理布や薬剤前処理布に比べてわずかに濃色化された程度であった。一方、インクジェット染色では、プラズマ処理布は未処理布や薬剤前処理布に比べて短い蒸熱処理時間でのK/Sが大きかった。以上の結果から、羊毛布のインクジェット染色前にプラズマ処理を行うことで,薬剤前処理工程の削減のみならず,蒸熱処理時間短縮によるエネルギー消費が軽減される可能性が示唆された。大気圧プラズマジェット処理による天然繊維(綿、羊毛および絹)の形態や化学組成の変化を走査型電子顕微鏡やX線分光分析により調べ、処理による表面変化を明らかにしている。インクジェット染色の前処理として、大気圧プラズマジェット処理が有効であることが羊毛布を用いて確認された。従来の尿素前処理法と比較して、短い蒸熱時間で濃色化が行えることがわかり、エネルギー消費の観点からも有効であることが示唆された。

上記の結果は繊維学会誌に2報の原著論文としてすでに掲載されている。繊維製品の付加価値機能として色彩付与は重要である.本研究では染色加工技術の一つであるインクジェット染色を取りあげ,気相での処理が可能な大気圧プラズマジェット表面改質を組み合わせることで,持続可能な染色加工技術を構築するための基本的情報を得ることを目的としている.各種布の大気圧プラズマジェット処理を行ったところ,ポリエステル布と羊毛布で顕著なぬれ性の増大が起こり,繊維表面の酸化による親水化に起因することがわかった.プラズマ前処理の効果を羊毛布と各種酸性染料を用いて検討した.尿素を含む薬剤処理と比較すると,染色性の指標となるK/S値はプラズマ処理で大きく,羊毛繊維表面の親水化で染料との親和性が高まって染料の浸透が促進されたと考えられた.また,この効果はミリング染料>ハーフミリング染料>レベリング染料となり,分子量が大きく染料内部に拡散しにくいミリング染料で浸透効果が大きいためと考えられた.会合しやすいミリング染料やハーフミリング染料では,染料インクに尿素を添加することにより,さらにK/S値が上昇した.染料の脱会合による溶解性の増大,並びにプラズマ前処理による親水化の相乗効果により,染料の浸透が促進されたと考えられる.染色布の画像を用いてブリーディング・染めむらの評価を行ったところ,プラズマ前処理は薬剤前処理と同程度であった.発色剤や湿潤剤としての尿素のみならず,糊剤の削減もプラズマ前処理で可能になることが示唆された.また,プラズマ前処理では蒸熱処理時間を大幅に削減しても十分な染色性が得られた.染色布の洗濯堅ろう度や摩擦堅ろう度は,プラズマ前処理でも薬剤前処理と同等に高い値を示した.以上,環境負荷やエネルギーの低減,および生産効率向上の観点から,インクジェット染色工程への大気圧プラズマジェットの導入が期待される.インクジェット染色の前処理としての太鼓圧プラズマジェットの適用を検討した。綿、羊毛、絹およびポリエステルの各布のプラズマ処理を行ったところ,羊毛布とポリエステル布で顕著なぬれ性の増大が起こり,繊維表面の酸化に起因することがわかった.羊毛布と各種酸性染料を用いてインクジェット染色性に及ぼすプラズマ前処理の効果を検討したところ、薬剤処理に比べて蒸熱処理時間を削減しても十分な染色性が得られた.ブリーディング・染めむら、および染色堅ろう度の評価を行ったところ,プラズマ前処理は薬剤前処理と同様に問題がなかった.以上,インクジェット染色工程への大気圧プラズマジェットの導入が期待される.ミリング,ハーフミリングおよびレベリングの各種酸性染料を用いて染色を行い,ミリング染料で得られた大気圧プラズマジェット前処理の濃色効果を調べる。染料の構造による効果の違いを検討する方法で、プラズマ前処理による濃色化機構を検討する。
Riemann面上の平坦接続のモジュライ空間の幾何的量子化と写像類群の表現

今年度は昨年度定式化した共形プロックの空間へのHeisenberg作用の3価グラフを用いた構成についての研究を引き続き行った。具体的な成果は以下の通りである。Blanchet-Habegger-Masbaum-Vogelらによるskein理論に基づく(2+1)次元の位相的場の理論におけるHeisenberg作用の表現行列の明示的な表示を計算し、それが昨年度定式化した「外線条件」をみたすことを確認した。さらに、表示が外線条件を満たすという事実とVerlindeの公式および初等的な数え上げの議論のみを用いて、Heisenberg作用の指標の具体的な公式を得ることができた。ここで得られた公式を用いることで、理論の状態空間へのHeisenberg作用の同時固有空間への分解の次元公式も得られる。昨年度までは3価頂点のみを持つグラフに対する定式化しか得られていなかったが、本年度は全ての(1-3)価グラフに対して-様に定式化することができた。ここで得られた公式はBlanchetらおよびAndersen-Masbaumが(閉曲面に対応する)3価グラフの場合に得た結果の拡張となっており、公式自体も1価頂点がない場合のものに1価頂点から決まる(0,1,-1に値をとる)定数をかけあわせたもとという非常に自然な形をしている。ここでの結果はSU(2)-理論に対するものである。高階の構造群に対する結果が、modular圏の枠組みでBlanchetにより得られている。上述のグラフを用いた組み合わせ的なアプローチにより高階の場合を考察することも考えられる。本年度は共形ブロックの空間へのあるHeisenberg群の作用に関しての研究を行った。この作用は共形ブロックの空間をコボルディズム圈からの関手として実現したとき自然に現れる対称性であり、Blanchet-Masbaum-Habegger-Vogelらにより考察されたものである。また、Andersen-Masbaumらは、代数幾何的な枠組みで同様の作用を考察した。彼らにより作用の指標は決定されていたが、具体的な表現行列は得られていなかった。私は、3価グラフに付随する許容ウェイトでパラメトライズされた基底に対してHeisenberg作用を定式化し、その表現行列を得た。より正確には次の結果を得た。まず、3価グラフの情報のみからHelsenberg群を再現する。そのHelsenberg群のある部分群の捩れ1双対輪体ごとにHeisenberg群の(一般には異なる)作用が定義できる。そのうえで、捩れ1双対輪体に対する条件であって、既存の作用と同型な作用を得るためのものを見出した。それはグラフと許容ウェイトに対する幾何/組み合わせ的な条件であって、共形ブロックの分解定理から見て非常に自然なものである。さらに、全ての平面3価グラフとある非平面グラフに対して、その条件をみたす捩れ1双対輪体の具体的な構成を与えた。全ての3価グラフに対する統一的な構成は今後の課題である。これらを論文としてまとめ、雑誌Algebraic & Geometric Topologyに投稿した。
マイクロセル環境における高速移動体通信のための3次元構造マルチアンテナシステム

本研究では,3次元構造マルチアンテナシステムを提案し,その性能評価を実施した.まず,複数の正四面体構造を組み合わせた3次元マルチアンテナアレー構造を提案し,このアレー構造が直方体アレーを含む拡張となっていることを示した.シミュレーションを通して,この構造により,方位角・天頂角方向の推定精度を改善した.また,一部のアレー素子位置を変化させることで,推定精度をさらに高めることが可能となることを示した.まず,複数の正四面体構造を組み合わせた3次元マルチアンテナアレー構造を提案し,このアレー構造が直方体アレーを含んだ拡張となっていることを示した.こうしたアレー構造により,特に天頂角方向の到来方向推定精度を改善できることを理論解析により示したうえで,その性能を評価した.シミュレーションの結果,理論解析の通り,方位角方向の推定精度を保持したまま,天頂角方向の推定精度を改善できることを確認した.また,アンテナアレー受信器の低コスト化を目指し,スイッチングによりアンテナ素子と受信器の切り替えを行うシステムを提案し,そのスイッチング方法について検討した.一般に,限られた受信機数では推定性能に限界があるが,受信できないアンテナ素子の受信信号を合成することで仮想的に全素子受信と同様の信号を作成し,その相関解析により高精度な到来方向推定が可能であることを示した.シミュレーションの結果,受信器数による推定限界値を超えて,より高精度な推定が可能であることを確認した.さらに,3次元アレーによる2次元到来方向推定問題において,複数の角度スペクトルを用意してそれらを合成することで,推定精度の改善,特にスプリアスピークの抑制が可能であることを示した.簡易なアプローチではあるがその効果は極めて高く,到来方向推定性能を飛躍的に高めることができるものとして期待できる.今後引き続き,推定手法の追加検討,および到来方向推定性能の検証を行っていく予定である.平成26年度は,主としてネストアレー構造に着目して,最適構造と到来波数推定,到来方向推定手法について検討した.到来波数推定においては,アレー受信信号の相関行列において欠損があるため,行列のToeplitz性に基づいて欠損要素を補間し,さらに比率法によって高精度な到来波数推定を行うことが可能であることを実証した.到来方向推定においては,従来と同程度の推定精度は確認できたものの,それを超える精度は確認できなかったため,今後さらに検討したい.また,MUSIC法,2q-MUSIC法などの利点・問題点を解析し,それらのスペクトルを合成することで,あらゆる場面に適用可能でロバストな到来方向推定手法を確立した.MUSIC法における不得意角を打ち消す手法として効果が期待できる.さらに,代数的解放に基づいた低計算コスト到来方向推定手法についても検討を行い,従来はリニアアレーにのみ適用可能だった手法を,矩形アレーにも適用可能になるよう拡張した.従来法との比較においても,特に複数のコヒーレント波の到来方向推定において高い推定精度を実現することを検証した.平成27年度は,前年度に検討したネストアレー構造からの発展として,アレーの補間および拡張処理とその応用について様々な検討を行った.まず,ネストアレー以外のアレー構造について検討を行った.その結果,ネストアレーよりも広い開口長を持つアレー構造からでも,補間によって等間隔リニアアレー構造の仮想アレーを構築可能であることを実証した.併せて,得られた仮想アレーによる到来方向推定精度が良好であることを確認した.また,単一スナップショット数における到来方向推定手法であるSSIA(Single Snapshot Improved Aperture)を改良し,複数スナップショット数でも対応可能として,さらにMODE法を援用することで推定精度の改善効果があることを検証した.さらに,代数的解法に基づいた到来方向推定手法についても更なる検討を行い,矩形および様々なアレー構造においても適用可能となることを実証した.コヒーレント波の到来方向推定において高い推定精度を実現するこの手法は,マルチパス環境などでの利用が期待される.本研究では,3次元構造マルチアンテナシステムを提案し,その性能評価を実施した.まず,複数の正四面体構造を組み合わせた3次元マルチアンテナアレー構造を提案し,このアレー構造が直方体アレーを含む拡張となっていることを示した.シミュレーションを通して,この構造により,方位角・天頂角方向の推定精度を改善した.また,一部のアレー素子位置を変化させることで,推定精度をさらに高めることが可能となることを示した.ネストアレーの構造に着目することで新しい展開があり,最適構造の検討,到来波数・方向推定への応用など,様々な検討を行った.今後もより良い構造を模索しつつ,検討を行っていきたい.関連して,スイッチングを用いた低コストアレー受信器,および角度スペクトルの合成による高精度推定手法,アレー受信信号相関行列の分析による低計算コスト到来方向推定手法など,マルチアンテナシステムに関連する様々な研究を進めることができた.こうした諸問題についても引き続き検討していきたい.信号処理当初の計画の通り,より良いマルチアンテナ構造を模索しつつ,理論解析およびシミュレーション・実験による検討を進めたい.マルチパス波への対応が可能な推定手法についても引き続き検討したい.当初の研究計画では,初年度はまずアンテナ構造とCRLBの解析を通して最適なマルチアンテナ構造を検討することを予定していたが,正四面体構造に着目することで良好な構造を見つけるに至った.今後もより良い構造を模索しつつ,検討を行っていきたい.関連して,スイッチングを用いた低コストアレー受信器,および角度スペクトルの合成による高精度推定手法など,3次元マルチアンテナシステムに関連する様々な研究を推進することができた.こうした諸問題についても今後検討したい.当初の計画の通り,より良いマルチアンテナ構造を模索しつつ,理論解析およびシミュレーション・実験による検討を進めたい.

2年目以降の課題としていた,マルチパス波への対応が可能な推定手法についても検討する予定である.初年度に関連して得られた様々な3次元アンテナシステムの成果についても,引き続き理論解析およびシミュレーションによる検討を進めたい.
線虫の化学走性行動の分子基盤

線虫のNa^+イオンに対す化学走性は餌との連合学習の面を持っていることが東大の飯野雄一等によってしまされている(J.Exp.Biol.2001,204,1757-1764)。通常の線虫はNa^+イオンの入った寒天培地で大腸菌を餌にして飼育している。この条件ではNa^+イオンに正の走化性を示すが、Na^+イオンのあるところで飢餓させると今度は逆に不の走化性を示す。Na^+イオンと餌の両方ない超純水に数時間漬けておくとNa^+イオンに対する正の走化性を示すことから、デフォルトはNa^+イオンに正の走化性を示し、これが周りの条件で修飾されると考えることができる。我々は化学走性変異体としてksr-1(kinasesuppressor of ras)をクローニングし、Ras-MAPK経路がNa^+イオンに対する走化性に関与することを見出した。その発展としてMAPKの変異体mpk-1を調べたところ通常の飼育ではNa^+イオンに対して走性を示さないが超純水で数時間処理すると正の走化性を回復することがわかった。これはmpk-1が餌を摂食している情報と培地中にあるNa^+イオンとの情報をうまく連合させられないために起こると解釈できる。これに関していろいろな行動アッセイをした結果、mpk-1変異体では餌の情報によるNa^+イオンへの順応の抑制がうまくできないために餌の存在かであってもNa^+イオンに対して慣れを起こし正の走化性ができないと解釈できた。慣れの制御の遺伝的経路を明らかにするためインシュリン経路などとの関係を二重変異体を作成することで明らかにしていこうとしている。線虫のNa^+イオンに対する化学走性は餌との連合学習の面を持っていることが東大の飯野雄一等によって示されている(J.Exp.Biol.2001, 204, 1757-1764)。通常線虫はNa^+の入った寒天培地で大腸菌を餌にして飼育している。この条件ではNa^+に正の走化性を示すが、Na^+のあるところで飢餓させると今度は逆に負の走化性を示す。Na^+と餌の両方ない超純水に数時間漬けておくとNa^+に対する正の走化性を示すことからデフォルトはNa^+に正の走化性を示し、これが周りの条件で修飾されると考えることができる。我々は化学走性異常変異体としてksr-1(kinase suppressor of ras)をクローニングし、Ras-MAPK経路がNa^+に対する走化性に関与することを見いだしている。その発展としてMAPKの変異体mpk-1を調べたところ通常の飼育ではNa^+に対して走性を示さないが超純水で数時間処理すると正の走性を回復することがわかった。これはmpk-1が餌を摂食している情報と培地中にあるNa^+との情報をうまく連合させられないために起こると解釈できる。これに関していろいろなアッセイをしてデータを積み重ねた結果、mpk-1変異体では餌の情報によるNa^+への慣れの抑制がうまくいかないために餌の存在下であってもNa^+に対して慣れを起こし正の化学走性ができないと解釈された。線虫のNa^+イオンに対する化学走性は餌との連合学習の面を持っていることが東大の飯野雄一等によってしまされている(J.Exp.Biol.2001,204,1757-1764)。

Na^+イオンと餌の両方ない超純水に数時間漬けておくとNa^+イオンに対する正の走化性を示すことから、デフォルトはNa^+イオンに正の走化性を示し、これが周りの条件で修飾されると考えることができる。我々は化学走性変異体としてksr-1(kinase suppressor of ras)をクローニングし、Ras-MAPK経路がNa^+イオンに対する走化性に関与することを見出した。その発展としてMAPKの変異体mpk-1を調べたところ通常の飼育ではNa^+イオンに対して走性を示さないが超純水で数時間処理すると正の走化性を回復することがわかった。これはmpk-1が餌を摂食している情報と培地中にあるNa^+イオンとの情報をうまく連合させられないために起こると解釈できる。これに関していろいろな行動アッセイをした結果、mpk-1変異体では餌の情報によるNa^+イオンへの順応の抑制がうまくできないために餌の存在かであってもNa^+イオンに対して慣れを起こし正の走化性ができないと解釈できた。慣れの制御の遺伝的経路を明らかにするためインシュリン経路などとの関係を二重変異体を作成することで明らかにしていこうとしている。
居住の高密度化に伴う水資源環境変化の予測

大都市空間のような高密度化に伴う環境と人間に関わる諸問題のうち、高密度居住・生産空間への安全・安定な水供給の今後の変化を予測し、あるべき構造を明らかにする。現実に水供給が停止した事例として、日本の1994年(平成6年)渇水の実態を分析することにより、都市の水供給構造とその安定性に関する指標を検討した。ある町の断水が起こる前の最大貯留量を、降雨量と水使用量から算定し指標とした。四国瀬戸内海側の各都市の1994年(平成6年)の水使用量と降雨量のデータを基にして、新たに提案した指標に基づいて整理した結果、各町における水の利用形態に相違があるものの、各町における断水が起こる前の最大貯留量によって、その町が何日前後保てるだけの貯留量を持つ構造であるかということが評価できた。
マラリア原虫人工染色体を用いたvar遺伝子の相互排他的転写制御機構の解明

熱帯熱マラリア原虫の免疫回避に関わる中心分子は感染赤血球表面抗原であるvar遺伝子産物である。原虫は59個のvar遺伝子を持ち、1個のvar遺伝子が転写されると排他的に残り58個の転写を全て抑制する(相互排他的転写制御)。これにより、原虫は宿主免疫による攻撃を受けると、var遺伝子の転写を抗原性が異なる別のvar遺伝子へ切り替え、免疫を回避している。本研究では独自に作製したマラリア原虫人工染色体を用い、相互排他的転写制御を実験モデル化し、その解明の糸口を得ることを試みた。まず、bir遺伝子の転写制御機構へのクロマチンの修飾の関与を検討するためにbir遺伝子が存在するsubtelomeric regionのhistone H3の修飾についてChIP-seq法により調べた。その結果、テロメア末端からsubtelomeric region含む領域中のhistone H3の第9番Lys残基(H3K9)が高度にトリメチル化されていることが明らかとなり、bir遺伝子の転写はH3K9の修飾によるヘテロクロマチン形成によって抑制されている可能性が示唆された。次に実験に使用する人工染色体のテロメアの機能について検討した結果、ヘテロクロマチン形成を伴う末端長の制御が示され、人工染色体のテロメア近傍も実際の染色体のテロメアと同様にクロマチンの修飾を受けることが示唆された。続いて特定のbir遺伝子が優位に発現していることをクローン化した原虫のマイクロアレイ解析によって検討した。その結果、複数のbir遺伝子の内、数種のbir遺伝子が優位に発現していることを示唆する結果を得た。さらに、優位に発現していたbir遺伝子は単一の染色体末端止に存在しており、染色体末端単位でその発現が制御されている可能性が示唆された。さらにマイクロアレイで検出した優位に発現しているbir遺伝子の5'-および3'-UTRを人工染色体に組み込み、その転写活性をGFPの発現を指標に検討した結果、両者を組込んだ人工染色体を持つ原虫においてGFPの発現に差が見られた。この結果より、bir遺伝子の相互排他的転写制御には5'-および3'-UTRが関与することが推察された。まず、ネズミマラリア原虫でvar遺伝子と同様の制御を受けていると考えられるbir遺伝子に着目し、その転写制御が実際に相互排他的であるかDNAマイクロアレイによって確認した。その結果、bir遺伝子もvar遺伝子同様に各クローンごとに転写されるbir遺伝子の種類が異なる可能性を示唆することが示された。続いて、遺伝子転写抑制にクロマチン構造が関与することを推定し、ヒストンH3の第9番目のLys残基のトリメチル化を指標にChIP-seq解析を行った結果、bir遺伝子が存在するサブテロメリック領域が特異的に上記修飾を受けていることが明らかとなった。上記結果を受け、現在人工染色体を用いた解析を進めている。」熱帯熱マラリア原虫の免疫回避に関わる中心分子は感染赤血球表面抗原であるvar遺伝子産物である。
結晶/非晶質混合相シリコン系材料による巨大熱電現象の実証とその応用

高抵抗Si基板上に堆積したSiGeが高い熱電性能を示すことを報告してきたが、高抵抗Si基板は、450°C程度の熱処理を加えると結晶内部に微量溶融している酸素がドナーとして電気的に活性化しキャリアを放出するという現象が存在する。いわゆるサーマルドナーと呼ばれる効果である。本研究で見られた高い熱電効果は、膜抵抗の低下によるところが大きく、このサーマルドナーの影響を受けたものであると推定された。一方、基板の影響を受けないようにSOI基板を用いたところ、高抵抗Si基板で得られたような高い熱電特性は得られなかったが、従来のバルクSiGeを上回る値が得られた。歪みや結晶欠陥が引き起こしたものであると考えられる。
DNA修復欠損マウスを用いたエピミューテーションの解析

酸化型グアニン(8-オキソグアニン)の修復機構に関与する酵素の遺伝子であるOgg1,Mth1,Mutyhの3つの遺伝子を欠損したトリプルノックアウトマウスを作成し解析していたところ家系内でのがんの発生率が上昇し、さらに様々な先天性の変異表現型(無/小眼球症、体毛色変異、水頭症など)を有する個体が高頻度に発生することを見いだした。このことからこのマウス家系では体細胞だけでなく生殖細胞中でも高頻度に(epi)genetic mutationが生じていることが推測された。遺伝形式を交配実験により解析したところ、水頭症は常染色体優性遺伝形式(浸透率約50%)、体毛色変異は常染色体優性形式(浸透率はほぼ100%)であったことから少なくとも二つの変異表現型はゲノム変異に起因することが予測された。それぞれの変異表現型の原因遺伝子を同定することを目的とし、変異マウスの形態学的、解剖学的、病理学的解析を行い、その結果に基づき原因遺伝子の候補をデーターベースより検率した。トリプルノックアウトマウス家系内の全マウス(60匹)、野生型との交配により得られたトリプルヘテロマウス(70匹)および野生型(60匹)の尾組織からゲノムDNAを抽出し個々のマウスにおけるゲノム変異解析を行ったところ、トリプルノックアウトマウスの数個体で散発的に突然変異が検出されたことから、酸化損傷塩基の蓄積に起因して突然変異頻度が上昇していることがわかった。また、Ogg1およびMth1遺伝子欠損マウスの精巣を用いた細胞遺伝学的解析により、8-オキソグアニンが蓄積した精母細胞ではDNA鎖切断が生じ、その結果減数分裂期の細胞において相同染色体組換え頻度を上昇させることがわかった(当該年度の学会で成果を発表した)。酸化型グアニン(8-オキソグアニン)の修復機構に関与する酵素の遺伝子であるOggl, Mthl, Mutyhの3つの遺伝子を欠損した3重欠損マウスを作成し解析していたところ家系内でのがんの発生率が上昇し、さらに様々な先天性の変異表現型(無/小眼球症、体毛色変異、水頭症など)を有する個体が高頻度に発生することを見いだした。これまでほ乳類では形質変異は物理的な塩基配列の変化に起因するゲノム変異が原因と考えられてきた。しかし以前からショウジョウバエやゼブラフィッシュでは塩基配列の変化を伴わないエピジェネティック情報の変化が変異表現型を生じる原因になっている可能性が示唆されていた。さらに最近ではマウスの体毛色変異の原因の1つとして変異Kit遺伝子の転写産物が野生型Kit遺伝子の発現を抑えることで、野生型アレルをホモで持つ個体に変異形質を誘発し後の数世代に渡って変異形質が伝わる現象が報告されている。申請者らが作成したOggl, Mthl, Mutyh3重欠損マウスの家系で見られた眼形成異常や体毛色変異はエピジェネティック情報の変異の可能性が考えられたので検証実験を行った。当該年度はこの家系で生じた変異表現型の遺伝様式を明らかにするために、変異表現型を有する3重欠損マウスと野生型との交配により遺伝学的解析を行った。その結果、水頭症は常染色体優性遺伝形式で浸透率は約50-60%程度と考えられた。体毛色変異は常染色体優性形式で浸透率はほぼ100%であった。これらの変異表現型は遺伝子に生じた変異が原因であると考えるのが妥当に思えたので、それぞれの変異表現型の原因遺伝子を同定することを目的とし、変異マウスの形態学的、解剖学的、病理学的解析を行った。その結果に基づき原因遺伝子の候補をデーターベースより検索しシーケンス解析を行っているところである。また、もしエピミューターションであるならば交配世代数を増やすと変異形質の発生頻度が低下すると考えられるのでさらに交配を進めている。

また、Ogg1およびMth1遺伝子欠損マウスの精巣を用いた細胞遺伝学的解析により、8-オキソグアニンが蓄積した精母細胞ではDNA鎖切断が生じ、その結果減数分裂期の細胞において相同染色体組換え頻度を上昇させることがわかった(当該年度の学会で成果を発表した)。
飛躍型確率過程の正則性の研究

Malliavin解析によって次の放物型擬微分作用素に対するHormanderの定理の研究を行った。ただしπ(dθ)=|θ|^<-m-α>dθ(θ∈R^m,0<α<2),A_k=a_k(x)・∂_x(x∈R^d)でB_θはB_θφ(x)=φ(x+b(x,θ))によって定義される作用素とする。この作用素の準楕円性は、次の確率微分方程式の解として定まる飛躍型Markov過程の推移確率が、滑らかな密度関数を持つことと同義である。ただしβ(s)=(β^k(s))はm次元Brown運動でJ(dsdθ)はE[J(dsdθ)]=π(dθ)dsを満たすPoissonランダム測度である。通常の放物型微分作用素に対する同様の問題はMalliavin解析で研究されている。ここでは飛躍型Markov過程の変分をLevy過程のGirzanov変換によって行い、必要なカデ・ラグ空間上のある部分積分公式を示した。その際、Malliavin共分散行列に関するある汎関数のLaplace変換が強い減衰性を持つことを示す必要があった。今まで、その種の強い減衰性は長くて複雑な論法によって示されてきた。ここではそれを簡単な新手法によって示したが、この手法で鍵となっているのは、一般的セミマルチンゲールについてのある評価式である。これによって、Leandreによって導入されたHormander型の条件を本質的にゆるめた条件のもとで、対応する飛躍を持つMarkov過程の推移確率が、滑らかな密度関数を持つことを示した。本研究の目的は、退化した生成作用素を持つ飛躍型のMarkov過程の推移確率の正則性を、確率解析的方法によって示すことである。確率解析の分野でMalliavin解析は既に確立した方法であるが、それは通常Wiener空間上で行われる。類似の解析をcad-lag空間という、不連続写像を含む関数空間の上で行おうとすると、それはWiener空間上とは比較にならない程の困難に直面する。Malliavin解析で中心となるのは関数空間上の部分積分公式であり、その公式が成立するための条件は、Malliavin共分散と呼ばれる汎関数行列の逆が存在し、その逆行列の任意の高次モーメントが有限であることである。Malliavin解析において、大きな部分がこの「共分散の非特異性」に関する議論に当てられている。しかし、cad-lag空間上の解析の場合に、Wiener空間上の解析で採られた方法に沿って「共分散の非特異性」を示すのは絶望的である。研究代表者小松等は、飛躍型の確率微分方程式の解の分布の密度関数が滑らかであるための十分条件として、拡散型の確率微分方程式の場合のHormander条件の一般化に相当する条件を導く目的で、cad-lag空間上の汎関数の微分の定義を始めとするMalliavin解析の枠組みの再構築を試みた。その結果、「共分散の非特異性」を示す単純であるが強力な方法を考案した。それはある種のsemimartingaleの汎関数についての評価式を利用するものである。この成果は本年度の研究会及び学会で、「飛躍型の確率微分方程式の解の密度関数の滑らかさについて」という題で口頭発表した。このsemimartingaleの汎関数についての評価式は、確率微分方程式とは無関係であり、連続なsemimartingaleについては簡単に証明出来て、既成のWiener空間上のMalliavin解析の重要部分の簡略化にも役立つ。このことは下記のKomatsu-Takeuchi論文として雑誌発表予定である。この研究課題に関して交付申請書の「研究目的・研究実施計画」に挙げていた中心的な事柄は、退化型の非局所的な生成作用素を持つMarkov過程の推移関数の正則性を、飛躍型の確率微分方程式に対するMalliavin解析的な確率解析によって示すことであった。

これについては、研究代表者小松と共同研究者のTakeuchiが、飛躍型確率微分方程式に対してMalliavin解析的な確率解析を展開し、Malliavin共分散行列式の逆数の任意次数の可積分性を示す簡略な方法を開発した。それは一般的なセミマルチンゲールの汎関数について成立するある種の評価式を利用するものである。この方法を用いて、昨年度Malliavin解析によるHormanderの定理の簡単な証明を与えた。更に今年度、Hormander条件を本質的に一般化した非退化条件のもとで、飛躍を持つ確率微分方程式の解の確率密度関数が滑らかであること証明した。前者の結果は専門雑誌に掲載予定となっている。後者の成果は平成12年8月にブルガリアで開催された第11回微分方程式に関する国際コロキウムで研究代表者の小松が発表した。また、その成果を論文としてまとめたものは、微分方程式の専門雑誌に掲載済みである。一方、本研究課題に関して研究実施計画に挙げていた他の事柄は、擬微分作用素論によりSobolev空間を解析する方法での飛躍型確率過程の研究、および、飛躍型確率過程の極限理論の研究であった。これ等についての若干の成果はえられているが、未だ発表の段階にはなく、研究継続中である。
繰返し高圧力を受ける土粒子の破砕特性に関する研究

砂に大きな圧力が作用すると粒子自体が壊れることが分かっている。これを粒子破砕といい、この現象が発生すると土粒子の力学的性状が変わる。土粒子の破砕は高層ビルの杭基礎や大規模なダムの直下で発生することが知られており、特に杭の底部の角で発生するせん断破壊ではより大きく力学的性状が変化することが考えられる。三主応力制御型高圧圧縮試験機を用いて様々な応力径路下での破砕実験を行い、平均主応力p=一定であるπ面上での応力径路の違いによる粒子破砕の進行度について調べた。その結果偏差応力qが大きな影響を与えていることが分かった。pの大きさによって多少異なるが、π面上の三軸伸張から三軸圧縮への方向角が異なっても粒子破砕の進展度合いにあまり影響がなく、粒子破砕性状をも考慮した構成関係を構築する際には、説明変数として平均応力pと偏差応力qを独立パラメータとして取込む必要性が実験結果から示唆された。さらにマイクロスコープを用いて破砕前後の粒子形状の測定を行ったところ、凹凸係数ならびに針状比共に応力径路の影響を受けた結果が見られた。そして、破砕後の粒子の状態を調べるためにふるい分け試験を行い、土を構成する土粒子径の分布状態を調べた。ふるい分け試験の結果から得た粒子破砕量と塑性仕事量との関には非常にユニークな関係が見られたが、応力履歴の影響は明確に現れていない。以上の結果から粒子破砕量を平均応力pと偏差応力qとにより表す実験式を見い出し、その近似性は非常に良好であることを示した。三主応力制御型高圧圧縮試験機に三方向の主応力を独立に制御できるように改良を加えて、様々な応力径路下での破砕実験が可能となった。当初の計画どおり、一般の三次元応力径路下での破砕性状に関する検討を行っており、汎用性のある結論を導き出せる。到達高圧状態に至るまでの応力径路(平均応力pと偏差応力qの増加径路)を変えた破砕実験から導いた実験式の汎用性についてさらに検討する必要がある。本年度は、三主応力制御型高圧圧縮試験機に三方向の主応力を独立に制御できるように改良を加え、様々な応力径路下での破砕実験が可能となった。また、本研究では、様々な土質実験においてよく用いられる豊浦砂を用いて試験を行った。一般的な方法で豊浦砂の粒度試験を行うと、粒径が125μm297μmの間の粒子の重量割合が多く、74μm以下の粒子はほとんどない。本研究では平均主応力p=一定であるπ面上での応力径路の違いによる粒子破砕の進行度について調べた。pの大きさによって多少異なるが、π面上の三軸伸張から三軸圧縮への方向角が異なると粒子破砕の進展度合いに影響があり、粒子破砕性状をも考慮した構成関係を構築する際には、説明変数としてこれらのパラメータを取込む必要性が実験結果から示唆された。JIS A 1214を基に、本研究においては粒径が75μm以上の粒子を対象とするため、ふるい分け試験のみを行った。三主応力制御型高圧圧縮試験機に三方向の主応力を独立に制御できるように改良を加えて、様々な応力径路下での破砕実験が可能となり、当初の計画どおり、おおむね順調に進展している。三主応力制御型高圧圧縮試験機に三方向の主応力を独立に制御できるように改良を加え、様々な応力径路下での破砕実験が可能となった。pの大きさによって多少異なるが、π面上の三軸伸張から三軸圧縮への方向角が異なると粒子破砕の進展度合いに影響があり、説明変数としてこれらのパラメータを取込む必要性が実験結果から示唆された。

そして、粒子破砕量を調べるためにふるい分け試験を行い、土を構成する土粒子径の分布状態を調べた。粒子破砕量と塑性仕事量との関には非常にユニークな関係が見られたが、応力履歴の影響は明確に現れていない。これらの性状を考慮して、粒子破砕量と平均応力ならびに偏差応力との関係実験式を導いた。また粒子破砕に伴う塑性体積ひずみと粒子破砕量との間には明確な関係があり、塑性体積ひずみ平均応力ならびに偏差応力との関係も導くことができた。三主応力を独立に制御できる高圧圧縮試験機を用いており、様々な任意応力径路下での破砕実験を行うことにより、粒子破砕現象を定量的に評価できる見通しが立ち、当初の計画どおり、おおむね順調に進展している。砂に大きな圧力が作用すると粒子自体が壊れることが分かっている。これを粒子破砕といい、この現象が発生すると土粒子の力学的性状が変わる。土粒子の破砕は高層ビルの杭基礎や大規模なダムの直下で発生することが知られており、特に杭の底部の角で発生するせん断破壊ではより大きく力学的性状が変化することが考えられる。三主応力制御型高圧圧縮試験機を用いて様々な応力径路下での破砕実験を行い、平均主応力p=一定であるπ面上での応力径路の違いによる粒子破砕の進行度について調べた。その結果偏差応力qが大きな影響を与えていることが分かった。pの大きさによって多少異なるが、π面上の三軸伸張から三軸圧縮への方向角が異なっても粒子破砕の進展度合いにあまり影響がなく、粒子破砕性状をも考慮した構成関係を構築する際には、説明変数として平均応力pと偏差応力qを独立パラメータとして取込む必要性が実験結果から示唆された。さらにマイクロスコープを用いて破砕前後の粒子形状の測定を行ったところ、凹凸係数ならびに針状比共に応力径路の影響を受けた結果が見られた。そして、破砕後の粒子の状態を調べるためにふるい分け試験を行い、土を構成する土粒子径の分布状態を調べた。ふるい分け試験の結果から得た粒子破砕量と塑性仕事量との関には非常にユニークな関係が見られたが、応力履歴の影響は明確に現れていない。以上の結果から粒子破砕量を平均応力pと偏差応力qとにより表す実験式を見い出し、その近似性は非常に良好であることを示した。三主応力制御型高圧圧縮試験機に三方向の主応力を独立に制御できるように改良を加えて、様々な応力径路下での破砕実験が可能となった。当初の計画どおり、一般の三次元応力径路下での破砕性状に関する検討を行っており、汎用性のある結論を導き出せる。さらに高圧領域での破砕実験や杭の底部の角で発生するせん断破壊域で予想される応力履歴を模擬した破砕実験を行い破砕の進展状況を確認し、粒子破砕性状をも考慮した構成関係を構築する。ただし、現在の油圧による応力制御方式では設定精度が不十分であるため、高精度ロードセルを用い載荷圧を直接計測する制御方式に変更する必要がある。到達高圧応力状態(平均応力,偏差応力)と粒子破砕量・塑性体積ひずみ・偏差ひずみとの関係は明確にできたので、到達高圧状態に至るまでの応力径路を変えた破砕実験を行うことにより、導いた実験式の汎用性について検討する必要がある。到達高圧状態に至るまでの応力径路(平均応力pと偏差応力qの増加径路)を変えた破砕実験から導いた実験式の汎用性についてさらに検討する必要がある。予定の学会発表会が近場で開催されたため、国内旅費の残が生じた。(理由)学会発表が近場(広島県内)で開催となったため、旅費の残が生じた。(使用計画)追加実験の実施に必要な人件費・謝金にあてる。消耗費等、すでに購入済みの物品を使った為、その他の経費で残金が発生した。
STM/STSによる半導体微粒子の研究

Si(001)面上に成長させたGeクラスターの形状・電子状態をSTM/STSで解析した。Si(001)面上の少量のGe原子は、表面のSi原子と同様に原子2個からなるダイマーを形成し1列に並ぶ。基板温度300°C以上では、Ge蒸着量約3MLを境として2次元層状から3次元島状成長に変わる。層状成長では、GeとSiの格子不整合を緩和するようにダイマー欠損列が導入され、Ge膜はベルト状やパッチ状に観察される。島状成長では4つのファセット{015}面で囲まれたhut clusterが基板表面を覆い、蒸着量を増やすと成長温度によって膜の形態が変わる。300°Cではhut clusterが融合するが、400°Cでは4つの{113}ファセットをもつ大型clusterが成長し、500°Cではdome clusterが成長する。この形態変化の相図を作成した。400°CでGeを5ML蒸着した後500°Cで熱処理すると、巨大clusterが成長するが、試料全面を覆っていたhut clusterは消失し、パッチ状膜が出現する。成長初期にも現れるこの構造は下地に対して安定であるが、上部のhut clusterは密着度が低い。巨大clusterの裾野には{105}ファセットが存在する。Si(001)面上のGeはダイマー列に沿った方向に優先的に初期成長する。そのダイマー列終端部に注目した。300°Cで成長させた場合、列終端部の列延長線上で1ダイマー分だけ離れた下地ダイマー列上にダイマーが形成され、もう1ダイマー分だけ離れた下地ダイマー列上に1原子が配置されることがある。列終端部は基板ダイマー列方向に沿って拡散した原子を捕獲するが、ダイマーが連続的に配列するとは限らず、拡散原子は列延長線上で下地ダイマー列上に配置される。この配置のダイマーは、連続的配置のダイマーと異なり、占有状態のSTM像でダイマーの2原子が分離して観察される。この領域でのSTSスペクトルは、エネルギーギャップの増加と空状態密度の増加を示した。ダイマー列終端部での原子位置変化がsp混成度を減少させたことが示唆される。
デジタル一眼カメラを用いたスペクトル測定技法と高校物理教材の開発

本研究では,普及してきた一眼デジタルカメラを用いて,スペクトル画像をなるべく容易に撮影する方法を考え,実際に天体や気体放電のスペクトルを撮影していくことを目的として,活動してきた.当初は,普及しているデジタルカメラによる圧縮されたJPEG画像,非圧縮形式であるRAW画像,そして研究で利用される高精度のFITS画像を相互に比較して,容易に扱えるJPEG画像あるいはRAW画像がFITS画像と比較してどの程度の信頼度を保てるかを調べようと考えていた.しかし,FITS画像を得るための冷却CCDカメラを入手することができなかったため,画像相互の検証は今回は見送り,スペクトルの撮影に力を入れて活動することにした.対象が恒星のように点光源である場合には,カメラレンズの前に回折格子のレプリカフィルムを貼るなどして,比較的容易にスペクトル画像が得られる.明るい恒星の場合,固定撮影でもそこそこに撮像することができ,連続スペクトルの色の分布の違い程度は、ある程度区別することができる.しかし,輝線や吸収線をはっきりととらえるためには,やはり望遠鏡への接続が必要で,今回はトミーテック社のミニボーグシリーズによる望遠鏡パーツを組み合わせて,望遠鏡とカメラ,回折格子の接続をした.また,高分解能のスペクトル画像を得るためには,接眼レンズの焦点の位置に精度のよいスリットを設置する必要があった.これは,気体放電のように点光源でない場合のスペクトルを撮影するときも同様である.ある程度の精度で妥協すれば、比較的簡単にスリットを設置して撮影することはできるが,精度を高めようとするとスリットの製作は難しく,定量的解析に利用できるスペクトル画像は,まだ十分には得られていない.引き続きこの点については自分でさらに研究を続けていきたいと考えている.物理の授業におけるスペクトル分野は,そこからの発展が多様であるため,生徒の興味関心は非常に高い。実際のスペクトル画像の授業での利用も非常に有効であった.本研究では,普及してきた一眼デジタルカメラを用いて,スペクトル画像をなるべく容易に撮影する方法を考え,実際に天体や気体放電のスペクトルを撮影していくことを目的として,活動してきた.当初は,普及しているデジタルカメラによる圧縮されたJPEG画像,非圧縮形式であるRAW画像,そして研究で利用される高精度のFITS画像を相互に比較して,容易に扱えるJPEG画像あるいはRAW画像がFITS画像と比較してどの程度の信頼度を保てるかを調べようと考えていた.しかし,FITS画像を得るための冷却CCDカメラを入手することができなかったため,画像相互の検証は今回は見送り,スペクトルの撮影に力を入れて活動することにした.対象が恒星のように点光源である場合には,カメラレンズの前に回折格子のレプリカフィルムを貼るなどして,比較的容易にスペクトル画像が得られる.明るい恒星の場合,固定撮影でもそこそこに撮像することができ,連続スペクトルの色の分布の違い程度は、ある程度区別することができる.しかし,輝線や吸収線をはっきりととらえるためには,やはり望遠鏡への接続が必要で,今回はトミーテック社のミニボーグシリーズによる望遠鏡パーツを組み合わせて,望遠鏡とカメラ,回折格子の接続をした.また,高分解能のスペクトル画像を得るためには,接眼レンズの焦点の位置に精度のよいスリットを設置する必要があった.これは,気体放電のように点光源でない場合のスペクトルを撮影するときも同様である.ある程度の精度で妥協すれば、比較的簡単にスリットを設置して撮影することはできるが,精度を高めようとするとスリットの製作は難しく,定量的解析に利用できるスペクトル画像は,まだ十分には得られていない.引き続きこの点については自分でさらに研究を続けていきたいと考えている.物理の授業におけるスペクトル分野は,そこからの発展が多様であるため,生徒の興味関心は非常に高い。実際のスペクトル画像の授業での利用も非常に有効であった.
臓器特異的遺伝子編集によるRasドライバー発癌制御遺伝子座解析系の実証的構築

ヒト肺癌の10-20%はRas遺伝子の活性化変異に起因する。私たちは、独自に量的遺伝子座(QTL)解析を進めてきた結果、肺発癌を制御する15の遺伝子座を新たに見出し、責任遺伝子として72遺伝子を候補した。これらについて、in vivoで、遺伝子組換え・編集を駆使した肺細胞特異的な新たな実験系を用いて発癌解析を実施する。マウス遺伝学における従来手法と最新手法の遺伝子編集技術を融合させ、その有用性を実証することによって、将来的に、種々の癌におけるRasドライバー発癌感受性制御遺伝子を解析可能な動物実験系を確立・駆使して、ヒトがん治療における新たな分子標的の同定、治療法の開発に貢献する。