hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子流動パターンは何によって決まるか:ランドスケープ、送粉者、母樹による選択

ハリギリは個体レベルで雄期と雌期が分離しているため雌期の花に訪れている送粉者には自家花粉がつかず、訪花昆虫がどのような花粉を運んできているのかを探るのに適した材料である。18年度は、昨年に引き続き、花粉の遺伝子型の決定のための実験を行った。先行研究で明らかになっている7遺伝子座のマイクロサテライトを対象にマルチプレックスPCRキットを用いた増幅、AB3100による断片長の変異検出などの予備実験を行い、ほぼ使えることが確認できた。しかしながら、使用しているマイクロサテライトマーカーの精度が期待していたほど高くなかったので、追加のマーカーの開発を継続して行っている。花粉からの遺伝子抽出については、現在予備実験を行っているが、成功率が低いので、現在成功率を上げるための方法を検討中である。また、種子による遺伝子流動を明らかにするために、林内にシードトラップを設置しハリギリの落下種子と被食種子を採集してその分布を調べるとともに、種子散布に寄与している鳥類とそれらの移動範囲の観察も行った。種子散布者は原生林と断片林で異なることから、森林の状況が種子散布に大きく影響していることが示唆された。これらの種子をマイクロサテライト分析することによって、種子散布による遺伝子流動も評価するつもりである。また、昨年まいた種子の発芽を確認できたので、この種子のマイクロサテライト分析を行うことにより、遺伝的な内容と送粉者の体表の花粉の比較が可能になった。本研究では、小川学術保護林(茨城県北茨木市)とその周辺の600ヘクタールで、遺伝子流動パターンを決定する要因を明らかにすることを目的としている。19年度は、昨年に引き続き、低密度受種であるハリギリの遺伝子型の決定のための実験を行った。先行研究で明らかになっている7遺伝子座のマイクロサテライトを対象にマルチプレックスPCRキットを用いた増幅、AB3100による断片長の変異検出などの実験を行い、保護林と断片化した森林での遺伝子流動の比較のためのデータを得た。解析精度をあげるために新たなマイクロサテライトの開発を試みたが、まだ得られていない。送粉者の密度を保護林と断片林で調べたデータを解析し、送粉者の密度や種構成の違いを検討した。送粉者と植物の関係のネットワーク構造の検討もおこなった。温帯の日本の森林でも、最近報告されている入れ子構造が認められたが、これがサンプリング・バイアスによる可能性を検討した。また、種子による遺伝子流動を明らかにするために、林内にシードトラップを設置し、ハリギリの落下種子と被食種子を採集してその分布を調べるとともに、種子散布に寄与している鳥類とそれらの移動範囲の観察も行った。種子散布者は果実密度に依存して変動することが明らかになり、森林の状況が種子散布に大きく影響していることが示唆された。逆に、小川では森林の断片化の影響は、検出されなかった。断片化しているとはいっても近傍に比較的大きい森林があること、散布者の多くが渡り鳥で柔軟に密度や滞在時間を変化させていることがその理由と考えられた。
ヒト iPS 細胞を用いた腫瘍抗原受容体認識薬物運搬システムの開発

本萌芽研究では、オーダーメイド医療としての"血小板を用いた薬物運搬システム(DDS)"を実現化するために、安定的に血小板を産生可能なシステムの構築、がん抗原を認識する末梢血T細胞(細胞障害性CD8陽性細胞)からiPS細胞を樹立する技術、樹立したiPS細胞のT細胞受容体ががん抗原認識のT細胞受容体情報(α, β鎖のリアレンジメント情報)を完全に保持できる事の証明、この受容体情報を保持したまま、血小板産生前駆細胞である巨核球細胞に発現可能なシステムの開発を提案した。最終的には、(1)1のシステムに必要な不死化巨核球(すくなくとも6ヶ月以上増殖可能)をiPS細胞から樹立するための方法を確立した。(2)HIV患者由来CD8 Tリンパ球から、iPS細胞を樹立(T-iPS細胞)、本T-iPS細胞が、元のCD8細胞と同じT細胞受容体配列を保持できている事の証明を行った。(3)本T-iPS細胞から、サイトカインカクテルと抗原刺激に伴って誘導したナイーブTリンパ球ならびに、さらに分化誘導したCD8リンパ球の誘導方法を開発し、作製されたリンパ球のin vitroでの機能確認までを終了した。(4)引き続き、iPS細胞由来の不死化巨核球細胞株を使用して、T細胞受容体発現系、薬物取り込み後の放出システムの操作方法等の開発を継続しており、最終的な目標までは到達していないものの重要な各ステップでの開発に目処をつけた本萌芽研究では、オーダーメイド医療としての“血小板を用いた薬物運搬システム(DDS)"を実現化するために、1安定的に血小板を産生可能なシステムの構築、2がん抗原を認識する末梢血T細胞(細胞障害性CD8陽性細胞)からiPS細胞を樹立する技術、3樹立したiPS細胞のT細胞受容体ががん抗原認識のT細胞受容体情報(α, β鎖のリアレンジメント情報)を完全に保持できる事の証明、4この受容体情報を保持したまま、血小板産生前駆細胞である巨核球細胞に発現可能なシステムの開発を提案した。(4)引き続き、iPS細胞由来の不死化巨核球細胞株を使用して、T細胞受容体発現系、薬物取り込み後の放出システムの操作方法、の開発を継続しており、最終的な目標までは到達していないものの、重要な各ステップでの開発に目処をつけた。(4)引き続き、iPS細胞由来の不死化巨核球細胞株を使用して、T細胞受容体発現系、薬物取り込み後の放出システムの操作方法等の開発を継続しており、最終的な目標までは到達していないものの重要な各ステップでの開発に目処をつけた現在までに、ヒトES細胞、iPS細胞をソースに、凍結可能な巨核球細胞株の誘導に成功した。また、T細胞由来のiPS細胞からの巨核球、および血小板への誘導に関しては確認済みである。作製に成功した巨核球細胞株は、ES細胞、iPS細胞から誘導する造血前駆細胞集団に特定の遺伝子を導入し、特殊な培養条件下に暴露することで、自己複製能を獲得し、in vitroの条件で増殖を繰り返す。一方、本巨核球細胞株は、導入遺伝子の発現off状態および環境の変化に伴って、機能性血小板を放出する事を確認した。計画ではH23年度は、(1)担癌患者の細胞障害性T細胞由来iPS細胞の樹立、(2)抗原特異的TCR配列の決定、(3) TCR配列を組み込んだ巨核球特異的発現用ベクター、ウイルスの構築を計画していた。現在までの検討により、本巨核球細胞株での遺伝子操作がより簡便に行えるためには、遺伝子の発現を薬剤等により自由に制御できる為のベクターシステムの構築が不可欠である事が明らかになった。

このべクターの選択および改変が本プログラムの成功には必須であるが、H23年度は遺伝子操作方法およびベクターの構築に時間を要している。繰り返しになるが、T細胞受容体の発現、ならびにキメラ受容体を血小板においても発現と機能が保持できる事を目指したベクターシステムの構築に時間を要している。血小板放出の巨核球細胞株での遺伝子操作がより簡便に行えるためには、遺伝子の発現を薬剤等により自由に制御できる為のベクターシステムの構築が不可欠であり次年度は遺伝子操作方法およびベクターの構築を早期に完成させる。巨核球細胞株、由来血小板に加えて、末梢血血小板を陽性コントロールに使用して、選択的に血小板顆粒に薬剤を取り込む事ができるのか?選択的に薬剤の放出が血小板活性化剤依存的に可能か?の二つの重要な命題の検証を先ず行う。この基礎的なデータを基に、T細胞受容体キメラのベクターデザインを考慮、設計する。iPS細胞からのT細胞や巨核球の作製はできており、目的となるキメラT細胞受容体の発現とその制御系を既存の細胞等(K562, CMKなどの巨核球癌細胞株)で確認した上で、iPS細胞から誘導する巨核球細胞株での制御を試みる。目標は、本巨核球細胞および放出される血小板でのT細胞受容体でありながら、細胞内ドメインに関しては、Ca2+シグナルやProtein Kinase Cの活性化が起きるようなキメラ受容体を発現させることにあり、本システムのバリデーションを早期に行う。分子生物学、生化学関連試薬等の消耗品費と、学会参加のための旅費に使用する。研究遂行の為の新規の機器購入計画はない。
酵母の生産する新規スフィンゴ糖脂質, candicinの生理学的解析

これはcandicinが呼吸鎖に関与する生理的役割を示唆する.更に酵母の補酵素Q6型(7株)は全てcandicinが認められず, Q7Q10型ではQnumberが増加するに伴いcandicin含量も増える傾向を示した.Q9型は強力なn=alkane資化性を示し,その含量は供試酵母42株の平均値の約2倍であった.従って, candicinはn=alkane資化性やUbiquinoneの分子種との関連性が示唆される.これはcandicinが呼吸鎖に関与する生理的役割を示唆する.更に酵母の補酵素Q6型(7株)は全てcandicinが認められず, Q7Q10型ではQnumberが増加するに伴いcandicin含量も増える傾向を示した.Q9型は強力なn=alkane資化性を示し,その含量は供試酵母42株の平均値の約2倍であった.従って, candicinはn=alkane資化性やUbiquinoneの分子種との関連性が示唆される.
公開天文画像の天球への再投影による統合的データ管理とその可視化システムの開発

VO上のデータを収集する「VOクローラー」を拡張し、収集対象をデータ本体にまで広げる。画像FITSファイルをHiveテーブルへ変換するプログラム(既存・Hadoop未対応)を用い、正しいメタデータを付与してVOの1サービスとして公開する。この変換プログラムおよびその内部で使用しているFITS入出力ライブラリ、天文学の座標変換を行うライブラリを、段階的にHadoop環境へ移植する。ALMA望遠鏡・Hubble宇宙望遠鏡・Chandra望遠鏡による観測データを本システムで処理し、その結果をVOの1サービスとして一般公開する。
アルミニウム電池における根源的課題への”めっき”からのアプローチ

金属アルミニウムを負極に用いる二次電池は,そのエネルギー密度がリチウムイオン電池の理論的限界を超える次世代電池として期待されている。しかしながら、金属アルミニウムに由来する根源的問題を抱えており、この問題を解決できず行き詰まっているのが現状である。すなわち、二次電池の負極に要求される基本性能である「析出・溶解反応の可逆性」が実現できていない。これは、金属アルミニウムの析出・溶解反応が複雑で、その機構が十分に解明されていないことによる。本研究では、これまで得た知見を基に、Cl-イオンおよび酸素が金属アルミニウムおよびアルミニウムイオン種にどのように作用しているか、その作用機構を解明し、それに基づき、金属アルミニウムの溶解・析出挙動を制御する指針を提供することを目的とする。代表的なAl電析浴であるクロロアルミネート系イオン液体を用い、乾燥空気中でのAl電析挙動を調べた。酸素が存在する環境下でも、金属アルミニウムの電析は可能であることを明らかにした。しかし、イオン液体を構成する有機カチオンが1-メチル-3-メチルイミダゾリウムである場合は、アルミニウム電析の電流効率が低下し、電析状態も悪化することがわかった。一方、有機カチオンを変えた浴では、酸素を含まない雰囲気下での電析時と同様に、電流効率はほぼ100%で、良好な状態のアルミニウム膜が得られることを明らかにした。溶存酸素のカソード反応によって、スーパーオキサイドが生成し、それによって有機カチオンが分解されることが、電析不良の原因と疑われた。酸素がアルミニウム電析に及ぼす影響が明らかになってきた。酸素が存在する環境でも使用可能なイオン液体の探索を続け、可逆的にアルミニウムの析出・溶解が起こる系を明らかにすることを目指す。
国際法の構造転換

第二次大戦後の国際法を、ヨーロッパ諸国間の法として発生し発展してきた伝統的国際法(近代国際法ないし古典的国際法とも呼ばれる)との対比において、現代国際法と呼ぶことは、すでにわが国の学界においてもきわめて一般的になっている。また、さまざまな分野において、現代国際法の特徴を明確に示す法現象を具体的に分析した研究成果も、少なからず発表されてきたといってよいであろう。しかし、現代国際法を国際法の構造転換としてとらえる視角はいまだに確立しているとはいいがたく、この視角を自覚的に適用して現代国際法の総体を体系的に明らかにした研究業績も存在しない。本共同研究においては、このような視角から現代国際法の全体像を把握することを究極の目的とした。そこでは、おおきくわけて三つの作業がなされた。すなわち、1.戦争観念の転換と人民自決権の確立を軸とする国際法の構造転換の基本的視座を定める作業、2.伝統的国際法の論理構造を明らかにするとともに、そこに含まれていた現代国際法への発展の契機を析出する作業、3.現代国際法という法現象がもっとも端的にあらわれている分野において、その形成と展開とを、それを主導してきた国家群の立場にとくに注目しつつ跡づける作業である。報告書においてあきらかにした二年間の共同研究の成果は、上記の究極目的にてらせばまだ初歩的なものではあるが、そのための礎石を据えることはできたと考えている。この共同作業は今後も継続されるが、さしあたりこの共同研究でえられた成果については、さらに若干の補足を行うとともに、ここでカバーしきれなかった分野と問題については他の研究者の協力を得て補充し、一書にまとめて公刊することを予定している。
脳卒中片麻痺者が立ち上がる際に股関節内転筋は有効に利用されているのか？

抗重力動作における股関節内転筋の役割を検討するために、内転筋が発揮する股関節伸展筋トルクを大殿筋やハムストリングスと比較した。抗重力動作としてスクワット動作を選択した。三次元的に運動データと床反力データを収集し、筋骨格モデル(SIMM)を用いて各筋の伸展筋トルクを推定した。大殿筋と大内転筋は、ハムストリングスよりもより大きな伸展筋トルクを発揮した。大内転筋の抗重力機能はハムストリングスよりも大殿筋に類似するものであり、この筋は補助的ではなく主要な抗重力筋として機能するだろう。【目的】立ち上がりに類似するスクワット動作について,股関節周囲筋(特に,股関節内転筋群)が発揮する筋トルクを筋骨格モデルで推定した。なお,スクワット肢位を股関節外転・外旋方向に変化させ,関節肢位の影響を加味した上で各筋が発揮する筋トルクを検討した。【方法】健常男性1名による2肢位のスクワット(NS:股関節内外転・回旋中間位,SS:股関節外転・外旋位)を分析した。身体分析点の3次元座標と床反力から求めた関節トルクをもとに,片側下肢34筋から構築された筋骨格モデルを用いて各筋の筋トルクを推定した。【結果】NS,SS共に,股関節まわりでは伸展・内転・外旋の関節トルクが発揮された。いずれのスクワットにおいても,大内転筋では股関節伸展・内転・外旋の筋トルクが推定され,伸展と内転の平均筋トルクは同程度の大きさだった。さらに,大内転筋の伸展平均筋トルクは大殿筋や大腿二頭筋長頭と同様に,半膜様筋や半腱様筋よりも大きかった。【考察】股関節内転筋群の1つである大内転筋は,立ち上がり等の場面において股関節伸展筋と共に抗重力伸展筋として十分に利用されている可能性が高い。健常者9名分の動作データを収集し,1名分のデータについて筋骨格モデルを用いて分析することができた。また,cadaver8体の形態計測を行い,股関節内転筋群の筋組織のサンプリングを行った。以上より,本研究はおおむね順調に進展していると考える。【目的】脳卒中片麻痺者を想定して体幹角度を変化させてスクワットを行い,その際の大内転筋の力発揮の特徴を調べ,立ち上がり動作における股関節内転筋の役割について検討した。【方法】健常若年男性10名を対象に,体幹を垂直位にしたスクワット(Task 1)と自然に体幹を屈曲させるスクワット(Task 2)を行った。身体分析点の3次元座標値と床反力から下肢の関節トルクを求めた。片側下肢34筋の筋骨格モデルを構築し、関節トルクを満たす各筋の筋張力を数値最適化計算で推定した。筋トルク(Nm)と筋張力(N)は対象者の体重(kg)で正規化し平均値を求めた。【結果】両タスクのスクワットの全体を通して,大殿筋と大内転筋はより大きな股関節伸展筋トルクを発揮した。股関節と体幹の屈曲角度が増大したスクワット(Task2)では,半膜様筋の伸展筋トルクが特に増大した。スクワット中の筋張力の平均値(N/kg)は,Task1とTask2でそれぞれ,大内転筋は1.8(N/kg)と2.1(N/kg),大殿筋は1.1(N/kg)と2.3(N/kg),半膜様筋は0.2(N/kg)と2.4(N/kg),半腱様筋は0.04 (N/kg)and 0.3 (N/kg),大腿二頭筋長頭は0.05 (N/kg)and 0.8 (N/kg)だった。いずれの課題においても,大内転筋の筋張力発揮のパターンは台形,他の股関節伸展筋は放物線上だった。【結論】スクワット時には股関節内転筋群である大内転筋では,体幹角度に関わらず大きな伸展トルクを発揮することが示された。立ち上がり動作において一部の股関節内転筋は抗重力的に関節を駆動させるために利用されていることが示唆された。筋線維の分析を行う予定であった施設(海外)で組織改編がありLabが解体されたため,機器の利用が困難な状況である。筋のサンプリングについては研究条件に合う(脳卒中片麻痺と推定される)cadaverを得られなかった。【目的】スクワット姿勢の違いに対する股関節内転トルクや股関節内転筋(以下、内転筋)が発揮する伸展筋トルクの特徴を調べ、抗重力動作時に脳卒中片麻痺者が選択する姿勢の意義を検討した。【方法】健常男性10名を対象に、異なる4つの姿勢でスクワットを実施した。姿勢は、Task 1(体幹垂直位、股関節中間位)、Task 2(体幹垂直位、股関節外転・外旋位)、Task 3(体幹屈曲位、股関節中間位)、Task 4(体幹屈曲位、股関節外転・外旋位)とした。関節角度と関節トルクを求めるために、3次元動作解析装置で身体分析点を計測し、フォースプレートで床反力を測定した。筋トルクと筋張力は、片側下肢34筋から成る骨格モデルを用いて推定し、その値を対象者の体重で正規化し比較した。【結果】

体幹垂直位(Task1とTask2)に比べ体幹屈曲位(Task3とTask4)では、全対象者で股関節内転トルクが発揮され、股関節伸展トルクが増大し膝関節伸展トルクは減少した。全てのTaskにおいて、内転筋群のなかでは特に大内転筋(AM)が大きな張力を発揮しており、内転筋トルクの他に伸展筋トルクも発揮した。大内転筋(AM)と股関節伸展筋群(大殿筋:GM、半膜様筋:SM、半腱様筋:ST、大腿二頭筋長頭:BF)を比較した結果、Task1とTask2では、AMとGMが、SM、ST、BFよりも明らかに大きな伸展筋トルクを発揮した。Task3とTask4では、GMよりAMがより大きな伸展筋トルクを発揮し、さらにSMやBFの値が増大した。【考察】スクワットの様な抗重力動作を行う際の体幹姿勢は、股関節前額面(内転・外転)トルクの回転方向や、大内転筋が発揮する伸展筋トルクの動作への貢献度に影響する。抗重力動作時に脳卒中片麻痺者が健常者とは異なる姿勢を選択しやすい背景には、単なる異常姿勢ではなく、緊張状態に陥りやすいとされる股関節内転筋の張力を動作に有効利用している可能性もある。抗重力動作における股関節内転筋の役割を検討するために、内転筋が発揮する股関節伸展筋トルクを大殿筋やハムストリングスと比較した。抗重力動作としてスクワット動作を選択した。三次元的に運動データと床反力データを収集し、筋骨格モデル(SIMM)を用いて各筋の伸展筋トルクを推定した。大殿筋と大内転筋は、ハムストリングスよりもより大きな伸展筋トルクを発揮した。大内転筋の抗重力機能はハムストリングスよりも大殿筋に類似するものであり、この筋は補助的ではなく主要な抗重力筋として機能するだろう。本年度収集した残りの運動データを解析し,さらに論文として発表する。筋のサンプリングについては研究条件に合う(脳卒中片麻痺と推定される)遺体からのサンプリングができなかったため継続する。シミュレーション解析および,論文投稿を進める。筋線維の分析については,改めて移動した関係者に連絡をとってみる。理学療法データ解析のための予定していた人件費の利用が先送りとなったため余剰金が発生した。筋線維を分析するために渡航予定だったが,実現できなかったため旅費ならびに分析のための人件費を利用しなかったため。データ解析のために必要な人件費として利用する予定である。次年度の論文発表,国際学会発表等の成果報告に利用する予定である。
家族システム論からみた精神障害を持つ人のきょうだいである経験の実態と支援の検討

本研究は精神障害を持つ人のきょうだいに対して、ナラティヴ・アプローチを用い、継続的なインタビューを行う中で、精神障害を持つ人のきょうだいが家族システムの中でどのような経験をしているかを明らかにし、精神障害を持つ人のきょうだいが自分らしく生きることができるような支援を検討していく。
垂直跳びにおける下肢筋群の力制御に関する研究

本研究の目的は,人体の筋腱モデルを構築し,運動中の筋力発揮パターンを推定して,垂直跳び運動遂行に必要な,人の力制御の方式に関する知見を得ることにある.本研究は,つぎの段階を踏んで進められる.1人体運動をシュミレーションできる剛体リンクモデルの構築.2筋腱モデルに関する文献の調査と筋腱モデルの構築.3垂直跳び運動の運動学および動力学的測定実験によるデータの収集.4実験データを筋腱モデルに入力することによる筋力の推定.このうち,本年度は,筋腱モデル作成の基礎研究として,「1」と「2」を行なった.○「1」に関して:人の垂直跳び運動をシミュレートする2次元4リンク機構をもつモデルをコンピュータ上に作成した.このモデルは,爪先,足首,膝,および腰の4つの関節にトルクを与えると,関節が動くことによって身体が変位する(順動力学モデル),また逆に,時間的な関節変位を与えると,その変位に必要な関節トルクを得ることができる(逆動力学モデル),という機能を持たせてある.両機能における角変位とトルクは,互いに入力と出力の関係にあり,プログラムの検証が可能となる.○「2」に関して:筋腱モデルに関する文献を収集,調査した結果,Pandy and Zajacらの用いた筋腱モデルが,今回対象としている垂直跳び運動のモデルとして適していると判断した.一方,この論文中に明記されていない,筋長一筋力関係の数学的記述および筋付着位置について適当な推定を行なった.○今後の研究の展開:まず,「1」のモデルに関してモデルの検証を行なった後,筋腱モデルをコンピュータ上に構築し,垂直跳びの実験を行ない,垂直跳び運動における筋力の発揮パターン推定へと進む予定である.本研究の目的は,人体の筋腱モデルを構築し,運動中の筋力発揮パターンを推定して,垂直跳び運動遂行に必要な,人の力制御の方式に関する知見を得ることにある.本研究は,つぎの段階を踏んで進められる.1人体運動をシュミレーションできる剛体リンクモデルの構築.2筋腱モデルに関する文献の調査と筋腱モデルの構築.3垂直跳び運動の運動学および動力学的測定実験によるデータの収集.4実験データを筋腱モデルに入力することによる筋力の推定.このうち,本年度は,筋腱モデル作成の基礎研究として,「1」と「2」を行なった.○「1」に関して:人の垂直跳び運動をシミュレートする2次元4リンク機構をもつモデルをコンピュータ上に作成した.このモデルは,爪先,足首,膝,および腰の4つの関節にトルクを与えると,関節が動くことによって身体が変位する(順動力学モデル),また逆に,時間的な関節変位を与えると,その変位に必要な関節トルクを得ることができる(逆動力学モデル),という機能を持たせてある.両機能における角変位とトルクは,互いに入力と出力の関係にあり,プログラムの検証が可能となる.○「2」に関して:筋腱モデルに関する文献を収集,調査した結果,Pandy and Zajacらの用いた筋腱モデルが,今回対象としている垂直跳び運動のモデルとして適していると判断した.一方,この論文中に明記されていない,筋長一筋力関係の数学的記述および筋付着位置について適当な推定を行なった.○今後の研究の展開:まず,「1」のモデルに関してモデルの検証を行なった後,筋腱モデルをコンピュータ上に構築し,垂直跳びの実験を行ない,垂直跳び運動における筋力の発揮パターン推定へと進む予定である.
導電性プラスチックと視覚機能タンパク質を用いたフレキシブル動画センサーの開発

本研究は,水溶性ポリマーを用いた導電性プラスチックと,視覚機能タンパク質バクテリオロドプシン(bR)を組み合わせた柔らかい微分応答光センサーを開発し,ロボットビジョンやマシン操作に適用することを目標とした.最初にITOガラスセルの積層による出力増強を図った.さらに受光部の形状やbR成膜配置に異方性をもつ1画素センサーを作製して照射光の走査方向と速度を検出したところ,速く動く物に対して強く応答することがわかった.最後にITOガラスを導電性ポリマーPETに変更したが,導電率と入射光透過率が低く,ITOガラスで得られた出力値には届かなかったが,大面積で曲率をもつセンサー実現の可能性を確認した.本研究は,安価な水溶性ポリマーを用いた導電性プラスチックと,生物由来の視覚機能タンパク質を組み合わせた「柔らかい微分応答光センサー」を開発し,これを動画検出センサーとしてロボットビジョンやマシン操作に適用することを目標としている.本年度は,ガラス基板をPET膜に置き換えてより安価で柔軟なデバイスの実現をめざす予定だったが,平成25年度の計画を前倒しして,バクテリオロドプシンと電解質溶液を導電性ガラスITOではさんだサンドイッチ型セルを,厚み方向に積層して出力の増大を図った.両面ITOガラスにディップコーティング法によってバクテリオロドプシンを両面に塗布する方法は,セルの積層化を容易にするからである.これを互い違いに重ねて直列接続した積層型センサー,および最終端面にアルミ蒸着したアルミ付き積層センサーを作製し,時間応答特性を検討した.その結果積層型では6層で,アルミ付きでは3層で目標値2マイクロAの出力が得られた.これによりLED光源を用いてマイクロマウスロボットの制御が可能となった.一方,前後のITO上に,縦長横長の長方形にバクテリオロドプシンをそれぞれパターニングし,受光部をL字型に配置したセンサーを作製した.光の軌跡が通過するセルの光応答は通過した場所と時間順に引き起こされるため,L字パターンによって動きの検出ができる.動画検出の原理確認を行ったところ,上下,下上,左右,右左という光の軌跡を4つの異なるプロファイルとしてとらえることができた.受光部をパターニングした1画素のセンサーによって光の走査方向と速度が測定できることを確認した.本研究は,安価な水溶性ポリマーを用いた導電性プラスチックと,生物由来の視覚機能タンパク質を組み合わせた「柔らかい微分応答光センサー」を開発し,ロボットビジョンやマシン操作に適用することを目標としてて3年間推進してきた.最終年度は,より安価で柔軟なデバイスの実現のため,(株)綜研化学の協力を得てITOガラスを導電性ポリマーに変更した.4種類のサンプル(WED-SM, IW-103, IW-108, AN-SO3-T)で成膜した電極の性能評価を行ったところ,最も表面抵抗が小さかったのは,IW-103であった(10^3 Ω/sq).しかし透過率は1.77%と非常に低かった.IW-108は透過率で他の2種類よりも優れていたが,表面抵抗が最も高く(10^6 Ω/sq)導電性が良くなかった.また,導電性を上げるために膜厚を厚くすると,透過率が非常に低くなり,また曲げに対する耐性が下がってクラックが入ってしまった.そこで綜研化学からPETフィルム塗工品(WED-SM/PVA,表面抵抗がITOの約100分の1)を入手し,ITOと同型のサンドイッチセルを作製したところ,ITOセルのほぼ100分の1の光電流応答が得られた.23,24年度はすべてITOガラスを用いて「積層化による出力増強」「受光部のパターニングによる速度センシング」を行い,マイクロマウスロボットの制御に必要な目標値2マイクロAの光出力が得られ,また4光走査方向と速度が同時測定できることを確認できたため,最終年度にITOガラスを導電性ポリマープラスチックに変更したが,導電性と入射光透過率の壁に阻まれてITOガラスセルで得られた結果には届かなかった.しかし大面積のセンサーの作製は可能であり(現在50mm ×50mm),電解質溶液をゲル化することによって,曲げに対する強度の向上は十分可能であることがわかった.本研究は,水溶性ポリマーを用いた導電性プラスチックと,視覚機能タンパク質バクテリオロドプシン(bR)を組み合わせた柔らかい微分応答光センサーを開発し,ロボットビジョンやマシン操作に適用することを目標とした.最初にITOガラスセルの積層による出力増強を図った.さらに受光部の形状やbR成膜配置に異方性をもつ1画素センサーを作製して照射光の走査方向と速度を検出したところ,速く動く物に対して強く応答することがわかった.最後にITOガラスを導電性ポリマーPETに変更したが,導電率と入射光透過率が低く,ITOガラスで得られた出力値には届かなかったが,大面積で曲率をもつセンサー実現の可能性を確認した.高度好塩菌から得られるバクテリオロドプシンを電極に固定化し電解質溶液を封入した電気化学セルは,時間微分応答の光電流検出器として機能する.我々はITOガラス基板上にバクテリオロドプシン(bR)薄膜を作製し,その光電流応答特性の評価を行ってきた.

本研究は,安価な水溶性ポリマーを用いた導電性プラスチックと,生物由来の視覚機能タンパク質を組み合わせた「柔らかい微分応答光センサー」を開発すること,およびタンパク質と電解質溶液を導電性プラスチックではさんだサンドイッチ型セルを,厚み方向に積層して出力の増大を図ることを目的としている.初年度は材料確保のため,本経費で購入した大型培養器と5万Gの高速遠心分離機を用いて,バクテリオロドプシンの大量培養と単離を行った.ショ糖密度勾配遠心分離法に必要な10万G遠心機はNICTの施設を利用した.培養/単離したバクテリオロドプシンを用いて,ITOガラス上に種々の製膜方法でパターニングを行い,微分光応答特性を確認した.すでに実験推進中のキャスト法,ディップコーティング法に加えてスピンコーティング法を試みた結果,50nm膜厚のとき,キャスト法の35倍に対応する最大出力が得られた.この膜厚50nmはバクテリオロドプシン分子膜1214層に対応する.また効率的な光電変換のため,イオン導電性媒体にはKCl,pH制御のための緩衝化合物(buffer)にはTrisを選択し,電解質濃度と水素イオン濃度(pH値)の最適化を図った.さらに,入力光強度60 mW/cm2のとき、ON:420nA, OFF:320nAを出力する,ほぼ同等な3つの単層セルを準備し,積層接合して並列接続した.この3層セルの出力は,ON:750 nA,OFF:540 nAを示した.単純な加算出力は得られなかったが、単層セルより78 %の出力増強を確認した.平成25年度に計画していた「積層による出力増強」に初年度から着手したため,そのまま本年度も継続,推進した.本年度購入した両面ITOガラスには,ディップコーティング法を用いるとによってバクテリオロドプシンを一度に両面に塗布でき,セルの積層化を容易にするだけでなく,コンパクト化にも役立つ.これを互い違いに重ねて直列接続するだけでなく,最終端面にアルミを蒸着するなど,透過光の利用を工夫をした結果,マイクロマウスロボットの制御に必要な目標値2マイクロAの出力が十分得られた.また,1画素センサー受光部のパターニングという非常に単純な方法で,上下,下上,左右,右左という4つの光走査方向と速度が同時測定できることを確認した.以上の結果から,本年度はおおむね順調に進展したと考える.初年度の予定は,材料確保と製膜技術の確立,および電解質溶液の検討であった.ショ糖密度勾配遠心分離法に必要な10万G高速冷却遠心機を購入することはできなかったが,その行程のみ,NICTの装置を借用し,購入した5万Gの遠心機によって1回に10L,数10mgの材料確保が可能になった.製膜技術の確立に関しては,電気泳動法,LB法ともに製膜装置が入手できなかったため,既存のスピンコーター装置を使用し,ランダム配向のみ行った.しかし,密着度がよく,回転数によって膜厚制御が容易で,キャスト膜の5倍程度の出力が得られたため,本年度はこの製膜方法のみを採用した.電解質はKClに固定し,電解質にゼラチン,寒天,ポリアクリルアミド,ポリビニルアルコールなどの高分子有機材料からなる固体電解質を混合してみたが,出力に大差なかった.さらに,次年度以降の予定であった,多層化による出力変化の測定を行った.セルを3層に重ねて並列列接続し,出力特性(時間応答および周波数応答)を検討した.
地球周回軌道上光学センサと地上観測網による地球低軌道小径デブリの追跡

本年度は地上光学観測網で用いる画像処理アルゴリズムの開発を進めた.光学観測を行うとき,信号雑音比からみる理想は対象物体が単一の光点としてセンサ上に現れることである.この理想から外れると,対象物体の光点が見かけ上運動し軌跡としてセンサ上に現れる.このとき,軌跡を構成するピクセルあたりの信号雑音比は大幅に低下する.本アルゴリズムは取得した画像に変形処理を施し,ピクセルあたりの信号雑音比を向上させ通常では検出できない軌跡から物体を見つけることを目的としている.具体的には,画像を傾ける処理と圧縮する処理を加えることで信号雑音比向上を図る.圧縮する際のピクセル幅の平方根に比例して信号雑音比は向上する.本年度開発したアルゴリズムの有効性を検証するために,JAXA(宇宙航空研究開発機構)が取得した観測データに対して同アルゴリズムを適用した.結果,JAXAの従来手法では検出できていなかった,軌跡として現れていた物体を検出することができた.合わせて模擬データを使用して,検出結果の信頼性(誤検出かどうか)を評価したところ,同物体を検出した際のパラメータであれば誤検出の可能性は低いことも明らかにした.本アルゴリズムはPython言語によって実装した.JAXAの画像処理ライブラリの実装言語との共存を容易にするためである.現在,一つの観測データセット(18枚)から物体を探索するのに数時間程度要している.今後,大きな観測データベースへアルゴリズムを適用するには,アルゴリズムの実行速度向上が課題である.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。
ナノサイズの分子リングの反応集積化による合成

完全に共役したナノサイズの分子リングは、単分子分光の研究対象としてばかりでなく、その内部空孔を使った包接分子の形成およびナノ相分離を利用するナノ集積体の構築が期待でき、新機能材料として注目を集めている。本研究では、比較的合成の難しい巨大環状ポリアレーンおよび巨大環状ポリチオフェンを反応集積化によって効率的に合成し、その特異な物性を明らかにした。(1)巨大環状ポリアレーンの合成をLipshutz cuprateの環状オリゴマー化反応とそれに続く電子移動酸化を用いて行った。巨大環状ポリアレーンとしては、環状ノナフェニレンおよび環状ドデカフェニレンを先ず合成し、さらに本合成法を拡張して環状ペンタデカフェニレンの合成も行った。(2)巨大環状(チエニレン-エチニレン)を同一時空間反応集積化を用いて合成した。その前駆体として二重結合を有する分子をすでに合成しているので、これらの分子の二重結合部位を三重結合に変換することによって目的とする巨大環状(チエニレン-エチニレン)を得た。巨大環状ポリチオフェンに関しては、円形分子がグラファイト表面上で規則正しくヘキサゴナルに並んだSTM像を得ており、二次元シートとして利用可能である。また、C60がその内部にスッポリ収まるサイズの円形空孔を有しており、非常に容易に土星型錯体を形成することが分かった。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、申請者がこれまでに展開してきた研究を基礎とし、申請者の開発した反応の中で特に同一時空間反応集積化および時間的反応集積化を用いた合成反応に着目してその反応を改良し、ナノサイズの分子リングを高効率的に合成することを目的としている。このような研究の目的を実現するために、平成24年度にはLipshutz cuprateの電子移動酸化および環状反応を用いて比較的小さな鎖状オリゴアレーンおよび鎖状オリゴヘテロアレーンを同一時空間反応集積化または時間的反応集積化を用いて合成した。また、ベンザイン前駆体を中間体に経るテルフェニルの合成は、込み合った分子骨格を合成できるので、本研究で多重置換体の合成に応用した。さらに、鎖状オリゴヘテロアレーンとしては、ジチエノフランおよびジチエノピロールの効率的合成を検討した。また、平成24年度には、Lipshutz cuprateの電子移動酸化を用いる巨大環状ポリアレーンおよび巨大環状ヘテロポリアレーンの合成も計画していたので、温和な反応と考えられるLipshutz cuprateの電子移動酸化条件で、新たに導入した官能基が反応を妨げるか否かを先ず調べ、目的とした巨大環状ポリアレーンおよび巨大環状ヘテロポリアレーンの合成に取り組んだ。その結果、幾つかの巨大環状分子が合成できたので、その構造・性質および機能の関係を調べた。特に、本研究では自己組織化によってナノ構造を形成する巨大環状分子を構築することが目的であるから、その特異な構造の解析と、機能材料としての有用性についても調べた。目的とする巨大環状ポリアレーンおよび巨大環状ポリヘテロアレーンの反応集積化による合成が達成でき、幾つかの巨大分子を合成できた。今回の研究によって、幾つかの巨大分子を合成できたので、この研究をさらに進めることによって、新規機能性π電子材料の構築が可能になるものと期待できる。
液晶配向シンクロ制御型薄膜光導波路変調器

平成12年度(1)反応性スパッタによる酸化タンタル膜の作製条件の確立と酸化タンタル膜上にスピンコーティングにより作成した2層構造薄膜を金属電極間でサンドイッチした基本モデルでの光伝播、変調特性を調査した。また、薄膜の光吸収および波長依存性を申請した分光器で調査し、光伝播特性、透過率、屈折率が測定された。(2)今回のデバイスを実用化向するための微細なパターンの形成およびマスク設計を行った。酸化タンタルあるいは酸化チタン薄膜を得る方法として、種々の酸化法を調査検討するともに、実用性が期待される熱酸化法で微細パターンの酸化薄膜を形成するシステムの構築を行った。平成13年度(1)レーザ照射により光導波路パターンを形成するためにXYステージによりレーザ光の照射位置をμmオーダーで制御するための制御系を構築した。色素添加した高分子にArレーザを照射すると色素の光分解反応により照射部分が透明になる。一旦レーザ照射して透明化した部分の透過率は色素添加していない元来の高分子よりも透過率が大きく、可視光領域での光の伝送特性も優れていることがわかった。(2)次に、金属タンタル薄膜をスパッタ法により形成して、同様のレーザ処理によりレーザ処理部の酸化タンタル化を試みたところ室温での酸化タンタル形成は無効であるが、基板を300°Cから400°Cに加熱しながらレーザ照射を行うことである程度選択的に酸化できることがわかった。また、酸化タンタル層上にネマティック液晶セルを形成し、試料に電圧印加を行い、外部電圧によって液晶配向が変化すると同時に酸化タンタルを伝搬する光強度が変化することがわかった。平成14年度前年度の結果から、液晶セルを結合した酸化タンタル薄膜光導波路において液晶層に電場を加えることにより光制御可能であることを見出した。本年度は、パルス発生器やデジタルオシロスコープを組み込むことにより、素子を流れる電流あるいは出力光の過度特性について調べ、素子の感度、応答速度等の性能評価ができた。本研究(3年間)で得られた成果をまとめ報告書を作成した。本年度は、反応性スパッタ法により作成した酸化タンタル薄膜及び、その上に液晶セルを形成した試料の光伝搬、変調特性を調査した。酸化タンタルの膜厚は今回伝搬光に使用したHe-Neレーザー波長とほぼ同じ600nmとした。まず、酸化タンタル薄膜のマルチチャネル分光測定器を用いて光反射・吸収スペクトルの干渉光から膜厚、屈折率及び、減衰定数を決定したところ、酸化タンタルは可視光全般において極めて高い透過性を有する均一な薄膜形成が可能であることが分かった。次いで、酸化タンタル及び液晶セル付き酸化タンタルの光伝搬特性を調べたところ、酸化タンタル光導波路の伝搬定数は0.4dB/cm程度と優れており、液晶セルを付けた試料においても十分な光伝搬性を示すことが明らかとなった。また、液晶セルに電圧を加えると液晶分子配向に伴う容量変化と同時に伝搬光の変化も観測できた。液晶の配向を助けるポリイミド薄膜の電気絶縁特性の調査から、高電界印加が可能であることが分かった。なお、現状では伝搬光変化率(消光率)は極めて低いが酸化タンタルと液晶セルを結合した試料において光変調可能であることを見出した点は意義深いと考えられる。今後、さらなる変調特性の改善と素子の制御性の改善及および来年度購入予定のインピーダンスアナライザ-による詳細な検討が望まれる。

なお、本年度当初予定としてはアルゴンレーザーを用いた金属タンタルの熱酸化条件の検討を行なう予定であったが、レーザーの納入が大幅に遅れたため酸化条件の検討までに至ることは出来なかった。しかしながら、平成13年度予定の一部である光変調素子のプロトタイプの作成にはすでに大まかな見込みができたことから、今後、素子特性改善と並行して検討していくことで今年度の遅れ分についての問題はそれほどないと考えられる。本年度は、屈折率が大きく損失が小さい酸化タンタル薄膜光導波路の形成法やレーザ照射による高分子薄膜及び酸化タンタル光導波路層のパターン制御について検討を行った。まず、レーザ照射により光導波路パターンを形成するためにXYステージによりレーザ光の照射位置をμmオーダーで制御するための制御系を構築し、Arレーザを色素添加した高分子に照射する実験を行った。色素添加した高分子にArレーザを照射すると色素の光分解反応により照射部分が透明になる。そこで、照射部分の光吸収スペクトルや光伝送特性を調べたところ、一旦レーザ照射して透明化した部分の透過率は色素添加していない元来の高分子よりも透過率が大きく、可視光領域での光の伝送特性も優れていることがわかった。なお、色素添加した高分子は熱処理等によっても透明化可能であるが熱処理により透明化した薄膜の透明度は元来の高分子の透明度に戻るだけであり、レーザ処理が特に光伝送特性改善に有効である。次に、金属タンタル薄膜をスパッタ法により形成して、同様のレーザ処理によりレーザ処理部の酸化タンタル化を試みたところ室温での酸化タンタル形成は無効であるが、基板を300°Cから400°Cに加熱しながらレーザ照射を行うことである程度選択的に酸化できることがわかった。ただし、基板加熱の際には試料全体が酸化される傾向があるためさらなる詳細な条件の検討が必要である。また、酸化タンタル層上にネマティック液晶セルを形成し、試料に電圧印加を行ったところ、外部電圧によって液晶配向が変化すると同時に酸化タンタルを伝搬する光強度が変化することがわかった。さらに、パルス電圧印加時の過渡応答から電圧極性変化直後数μ秒の短時間で光強度が変化しうることもわかったが、変化の機構や詳細については次年度での更なる検討が必要である。本年度は最終年度であり、以下の点について調査する。(1)前年度の結果より、レーザ色素であるローダミンB(RhB)を微量添加したポリカーボネイト(PC)膜の光伝送特性はArレーザ処理によってレーザ処理しない膜およびRhBを添加しない膜等に比べて格段に改善されることが明らかとなった。しかしながら、レーザ処理しない部位の屈折率のほうが高くかつ伝搬損失も大きいために、現状の方法ではレーザ処理部に有効に光を閉じ込めるようなパターン形成が困難である。そこで、本年度計画として高分子薄膜のパターン化のためのレーザ処理条件の導出、最適な高分子材料(フッ素化ポリイミド)の選出とフォトリソグラフィー技術の導入等を検討していく。また、本研究で提案する液晶結合型薄膜光導波路にプリズムカップリング法によりレーザ光を入射するためには0.1°以下での微妙な確度調整が要求される場合がある。特に、高分子と液晶の屈折率差は小さいためにその要求は一層重要となる。そこで、入射角の確度分解能をあげるために、コンピュータ制御された回転器を導入する。
転写コアクチベーターMBFによる転写活性化機構の解析

GCN4と相互作用するMBF1の領域を決定するため、GCN4のMBF1との相互作用能が低下した変異株R245AあるいはR245QをサプレスするMBF1変異株を酵母の遺伝学的手法を用い1個のサプレッサー変異株を得た。また、MBF1と相互作用するTBPの領域を決めるため、GCN4機能特異的に転写活性能が低下するTBPの変異株をスクリーニングし、11個のTBP変異株を得て解析を進めている。MBF1と相互作用するショウジョウバエ因子を新たに検索するため、Flagタグを付けたMBF1をショウジョウバエで発現できるトランスジェニックフライを作成した。このトランスジェニックフライ系統の胚核抽出液を調整し、Flag抗体レジンを用いFlag-MBF1に結合する因子を精製し、アミノ酸配列を決定した。この配列をもとに、データベースを検索したところ、この因子はAPTというbZip蛋白であった。APT全長およびbZip領域を用いたin vitro結合アッセイで、MBF1との結合が確認された。また、MBF1変異株は、APT変異株での気管系形成異常をエンハンスすることが明らかになり、ATPの作用にMBF1が関与することが示唆された。MBF2と弱いホモロジーを有する因子をカイコから2個、ショウジョウバエから2個見いだした。これらは、いずれもエリ蚕MBF2で保存されている領域内に保存されてる領域が存在した。ショウジョウバエの2個の因子についてGST pull down法でMBF1との結合能を調べたところ、カイコMBF2と同様の結合能を示した。この結果から、MBF2は、ファミリーを形成している因子であることが推定された。
平面分割，交代符号行列の代数的組合せ論と関連する表現論、数理物理学の研究

平面分割,交代符号行列に関連した代数的組合せ論のさまざまな側面を扱った.1. Pfaffian版Caucy-Binet型公式を見出し,SchurのQ関数やその一般化に対するさまざまな関係式を証明した.2. Young bookの母関数がq-Selberg積分の形で表されることを証明した.3.古典群に対するPieri規則を見出し,Burrill予想に別証明を与えるとともに,その一般化を見出した.4. KP階層の\tau関数の展開係数に対するGiambelli型行列式を見出し,この行列式表示が解を特徴づけることを証明した.平面分割,交代符号行列は代数的組合せ論の核となる対象であり,表現論,数理物理学などの他の分野においても重要な役割を果たしている.この研究では,他分野との関係を念頭におきつつ,(1)Wey1の指標公式の交代符号行列による変形,Andrews-Robbins予想,(q, t)フック公式(2)交代符号行列,平面分割の精密な数え上げ(構造の解析),ASM-TSSCPP対応の構成(3)クラスター代数,ストリング理論への応用などをテーマとして,これらに関するさまざまな未解決問題を解決すること,さまざまな側面を統一的に理解,説明すること,得られた公式,手法などを,他の分野へフィードバックすることを目標とする.2012年度の研究では,d-complete poset以外のフック公式をもつ半順序集合の構造を解析することにより,ブック公式をもつ一般の半順序集合に対しても(q,t)フック公式が定式化できることがわかった.この(q, t)フック公式は,d-complete posetに対して研究代表者が定式化したものとは異なるものである.そして,その公式を具体的に書き下すために,フック公式を組合せ論的に証明するHillman-Grass1型対応の構成,明示公式を目指し,d-complete posetの基礎となるdouble-tailed diamondについてはHillman-Grass1対応の明示公式を得ることができた.これ以外にも,交代符号行列などについても研究を進めた.また,7月30日8月3日に名古屋大学において国際研究集会"Formal Power Series and Algebraic Combinatorics (FPSAC'12)"を,8月6日10日に国際高等研究所において合宿型セミナー"ヤング図形・統計物理に関連した代数的組合せ論"を,8月28日31日に組合せ論サマースクールを開催した.平面分割,交代符号行列は代数的組合せ論の核となる対象であり,表現論,数理物理学などの他の分野においても重要な役割を果たしている.この研究では,他分野との関係を念頭におきつつ,(1) Weylの指標公式の交代符号行列による変形,Andrews-Robbins予想,(q,t)フック公式,(2)交代符号行列,平面分割の精密な数え上げ(構造の解析),ASM-TSSCPP対応の構成,(3)クラスター代数,ストリング理論への応用,などをテーマとして,これらに関するさまざまな未解決問題を解決すること,さまざまな側面を統一的に理解,説明すること,得られた公式,手法などを,他の分野へフィードバックすることを目標とする.また,名古屋組合せ論セミナーを主催するとともに,9月2日5日に盛岡で組合せ論サマースクールを開催した.平面分割,交代符号行列は代数的組合せ論の核となる対象であり,表現論,数理物理学などの他の分野においても重要な役割を果たしている.この研究では,他分野との関係を念頭におきつつ,(1) Weylの指標公式の交代符号行列による変形,Andrews-Robbins予想,(q,t)フック公式,(2)交代符号行列,平面分割の精密な数え上げ(構造の解析),ASM-TSSCPP対応の構成,(3)クラスター代数,ストリング理論への応用,などをテーマとして,これらに関するさまざまな未解決問題を解決すること,さまざまな側面を統一的に理解,説明すること,得られた公式,手法などを他の分野へフィードバックすることを目標としている.2013年度の研究では,分割の列の長さに制限を課したSchur関数に対するLittlewood型の公式(R. Kingによる)に対して,小行列の和公式とSchurのPfaffianの一般化を用いた別証明を与えるとともに,Littlewood型の公式の変種,拡張を見出した.この研究の過程で見出したSchur型のPfaffianを用いることによって,特別な分割に対応するSchurのQ関数のSchur関数による展開公式に代数的な証明を与えた.また,伊藤洋介との共同研究において,parking functionに付随して得られる対称群の表現の一般化として,複素鏡映群上のある種の類関数とそのq-類似が表現の指標となるための条件を完全に決定し,対応するq-Catalan数の多項式性との関連を見出した.さらに,Jang Soo Kimとの共同研究では,shape, shifted shapeの一般化となる半順序集合に対するKim-Ohの結果の完全なq-類似を与えることに成功した.名古屋組合せ論セミナーを主催した.平面分割,交代符号行列は代数的組合せ論の核となる対象であり,表現論,数理物理学などの他の分野においても重要な役割を果たしている.この研究では,他分野との関係を念頭におきつつ,(1) Weylの指標公式の交代符号行列による変形,Andrews-Robbins予想,(q,t)フック公式,(2)交代符号行列,平面分割の精密な数え上げ(構造の解析),ASM-TSCPP対応の構成,

(3)クラスター代数,ストリング理論への応用,などをテーマとして,これらに関するさまざまな未解決問題を解決すること,さまざまな側面を統一的に理解,説明すること,得られた公式,手法などを他の分野へフィードバックすることを目標とする.Weylの分母公式の変形(徳山の公式など)の観点から組合せ論的に与えられていたC型のfactorialQ関数に対して,その代数的構造を明らかにすることができ,Pfaffian版Cauchy-Binetの公式などの応用が見込まれる公式を見出すことができた.平面分割,交代符号行列は代数的組合せ論の核となる対象であり,表現論,数理物理学などの他の分野においても重要な役割を果たしている.この研究では,(1) Weylの指標公式の交代符号行列による変形,Andrews-Robbins予想,(q,t)フック公式,(2)交代符号行列,平面分割の精密な数え上げ(構造の解析),ASM-TSSCPP対応の構成,(3)クラスター代数,ストリング理論への応用,などをテーマとして,これらに関するさまざまな未解決問題を解決すること,さまざまな側面を統一的に理解,説明すること,得られた公式,手法などをほかの分野にフィードバックすることを目標とする.2016年度の研究では,2015年度の研究に引き続いてSchurのQ関数とその一般化,変種を扱った.C型ルート系に付随したQ関数(Hall-Littlewood関数においてt=-1としたもの)について,積に関する構造定数の正値性などのいくつかの正値性予想を得るとともに,それらの特別な場合を証明した.また,分割の対に対して定まる有理型Q関数の研究を開始した.古典群の自然表現の対称,交代テンソル積と既約表現とのテンソル積の既約分解を記述するPieri ruleを証明し,ある種の半標準盤の個数に関するBurrill予想の別証明と一般化,変種を与えた.執行,中屋敷との共同研究において,KP階層のタウ関数で原点で0となるものをSchur関数によって展開したときの展開係数が行列式で表されること,そしてこの行列式表示によって解が特徴づけられることを証明した.また,Sylvesterの公式の一般化,Giambelliの公式のskew Schur関数への一般化,およびそのPfaffian版,Q関数版を見出した.平面分割,交代符号行列に関連した代数的組合せ論のさまざまな側面を扱った.1. Pfaffian版Caucy-Binet型公式を見出し,SchurのQ関数やその一般化に対するさまざまな関係式を証明した.2. Young bookの母関数がq-Selberg積分の形で表されることを証明した.3.古典群に対するPieri規則を見出し,Burrill予想に別証明を与えるとともに,その一般化を見出した.4. KP階層の\tau関数の展開係数に対するGiambelli型行列式を見出し,この行列式表示が解を特徴づけることを証明した.組合せ論,表現論において重要な役割を果たしているLittlewoodの公式の一般化が得られただけでなく,そこで新たに見出したSchur型Pfaffianを用いることによって予期していなかった応用も得られた.
経皮免疫治療のための高分子キャリアを用いたナノDDS製剤の開発

重要な食物アレルギーである鶏卵および牛乳アレルギーの経皮免疫治療のためのナノ粒子製剤を開発する。皮膚を介した経皮免疫治療は、口を介した経口免疫治療に比べて副作用が少ないことが期待される。本研究では、ナノ粒子製剤として、皮膚を介した免疫応答に有用であることが分かっている体内で分解する高分子から成る平均粒子径50 nm程度の大きさの微粒子に、抗原タンパク質を含有させたものを用いる。ナノ粒子製剤の有用性は、ナノ粒子の皮膚への浸透性、皮膚中の免疫応答において重要な細胞への取り込み能、投与時の抗体産生量の測定実験により評価する。