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急性リンパ性白血病の癌原遺伝子Lhx4の機能解析

急性リンパ性白血病では時にt(1;14)(q25;q32)という染色体異常を認めることがある。我々はすでにこの異常が1q25上のLhx4遺伝子と14q32上の免疫グロブリン重鎖遺伝子が遺伝子再構成し、Lhx4遺伝子が過剰発現することを報告した。Lhx4遺伝子の過剰発現が細胞の癌化と関係していることが予測された。Lhx4蛋白はその構造から転写因子であると予測され、その下流の遺伝子の発現を増加させると予測された。Lhx4蛋白によって発現が制御される下流遺伝子群の中に癌化と密接に関る遺伝子群が含まれると予測された。そこで、Lhx4遺伝子を発現していない肺がん細胞株A549にLhx4遺伝子を一過性に強制発現させたものとempty vectorを遺伝子導入したものをDNAマイクロアレイを用いて発現している遺伝子群の比較を行った。また、同様にLhx4安定発現株とコントロール株を樹立し、それいぞれに付いてDNAマイクロアレーを用いて発現している遺伝子群の比較を行った。一過性発現実験および安定発現株実験において共にLhx4を導入した細胞株ではアポトーシス抑制作用のある蛋白をコードする遺伝子群(IAP: inhibitor of apoptosis 1,2など)が比較細胞に比べて過剰に発現していることが予測させた。その発現レベルの差はReal-time PCR法により更に確認された。この結果を元に、Lhx4安定発現株とコントロール株を用いて紫外線、放射線、各種抗がん剤に対する感受性(アポトーシスの誘導率)を比較した。しかし、それぞれの株で感受性(アポトーシス誘導率)に差は認められなかった。そこで、これらのLhx4下流遺伝子群がmRNAレベルでは差を認めるが、たんぱく質レベルでの発現量に差があるかどうかウエスタンブロット法で検討した。その、結果各細胞株間でIAP1,IAP2蛋白の発現量に差は認められなかった。この結果は使用した肺がん細胞株A549では元来IAP1,IAP2の蛋白量が何らかの機序により高発現しており、Lhx4遺伝子の導入によるmRNA発現量の増加は蛋白レベルの増加に結びつかないことによると考えられた。現在、細胞株を変えて更にLhx4遺伝子導入による細胞のアポトーシス誘導能への影響を検討中である。更に、IAP1,IAP2遺伝子のプロモーター領域をクローニング中であり、今後これらの領域の中でどの領域がLhx4蛋白によって認識されるかを欠損mutantを作成して検討する計画である。
担子菌類に含まれる複合脂質成分の解析と腸管免疫および全身性の免疫賦活作用の検討

担子菌(Basidiomycota)の子実体であるキノコは、古くから食用として馴染み深く市場に多数出回っており、日常的に調理に利用されている以外にも、健康食品としても広く販売・消費されている。本研究グループではキノコ類に含まれるセラミド含有スフィンゴ糖脂質(GSL)を中心にその存在量、in vitroおよびin vivoでの免疫調節における作用機序の検討を行い、GSL以外にも様々な複合脂質が含まれていることが明らかにしている。本研究では、基盤(C)課題番号25350159の成果をもとに、キノコの機能性を複合脂質の脂質生化学的・脂質免疫学的側面から第三次機能として解明することを目的とし、研究を計画・実施した。平成30年度は基盤研究(C)課題番号25350159の成果をもとに、各種食用担子菌(食用キノコ)の複合脂質成分画分の大量調整と各種測定機器での分析手法の確立を中心に研究を行った。具体的には、1各種食用担子菌に含まれる脂質成分の抽出、2高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による複合脂質の脂肪酸組成の分析手法の確立、3ガスクロマトグラフィー・マススペクトロメトリー分析(GC/MS)による脂肪酸組成の分析方法の確立および4HPLC(2)、GC/MS(3)を用いて分析した各種食用担子菌の複合脂質の脂肪酸組成の比較・検討および5シリカゲルカラムを用いた複合脂質画分の大量調整の検討を行った。過年度の結果と合わせて1HPLCを用いた分析ではGC/MSを用いた場合と類似性および高い再現性が示され、2HPLCでの分析系は各種食用担子菌の複合脂質の分析に有効であることが明らかとなった。平成30年度も3シリカゲルカラムを用いた複合脂質画分の大量調整の確立には至らず、条件設定のみにとどまっている。動物投与試験のために必要なサンプル量を調整することができなかった。本研究グループではキノコ類に含まれるセラミド含有スフィンゴ糖脂質(GSL)を中心にその存在量を検討した結果、食用担子菌類にはGSL以外にも様々な複合脂質が含まれていることを明らかにしている。本研究では、基盤(C)課題番号25350159の成果をもとにキノコの機能性を複合脂質の脂質生化学的・脂質免疫学的側面から第三次機能として解明することを目的し、1分析手法の確立、2複合脂質の構造解析および3動物を用いた抗アレルギー作用の評価を中心に研究を計画・実施した。平成30年度は研究実施計画に記載した当該年度の計画に沿って、ほぼ順調に研究を実施した。具体的には基盤研究(C)課題番号25350159の成果をもとに、1各種食用担子菌(食用キノコ)の複合脂質成分画分の各種測定機器での分析手法の確立、2複合脂質画分の大量調整の確立を中心に研究を行った。現在までに1各種食用担子菌に含まれる脂質成分の抽出と複合脂質の分画の大量精製方の確立、2HPLCによる複合脂質の脂肪酸組成の分析手法の確立、3GC/MSによる脂肪酸組成の分析方法の確立および4HPLC(2)およびGC/MS(3)を用いて分析した各種食用担子菌の複合脂質の脂肪酸組成の比較・検討、5シリカゲルカラムを用いた複合脂質画分の大量調整方法の検討を実施した。これらの結果から、1HPLCを用いた脂肪酸組成の分析ではGC/MSを用いた場合と同様の高い再現性が示され、2本実験で確立分析系は、各種食用担子菌の複合脂質の分析に有効であること、3市販食用担子菌類の複合脂質の分析から、HPLC分析は複合脂質の評価に非常に有効であることが明らかとなった。しかしながら、4複合脂質画分の大量調整方法の確立には至らず、動物投与試験のために必要なサンプル量を調整することができなかった。食用担子菌類の機能性を複合脂質の脂質生化学的・脂質免疫学的側面から第三次機能として解明することを目的する本研究の遂行のため、基盤研究(C)課題番号25350159および平成2830年度の成果をもとに、今後は1分析手法および大量調整法の確立を中心に、3動物を用いた抗アレルギー作用の評価も並行して実施する予定である。平成2830年度の成果から、おもに市場で多く市販されている食用担子菌類の複合脂質の脂肪酸組成分析にHPLCを用いた分析が非常に有効であることが明らかとなったことから、他の食用担子菌類でも同様の評価を実施し、分析時間が長時間で使用する試薬が高価なGC/MSでの分析の結果と比較することで、安価で簡便な複合脂質分析の分析法および調整方法を確立したいと考えている。また、各種キノコ子実体から調製した複合脂質画分を用いて、キノコ脂質成分のBalb/cマウスの小腸パイエル板細胞でのin vitro腸管免疫賦活作用を評価する。具体的には各種食用担子菌類の複合脂質をマウスの小腸パイエル板細胞の培養液に添加し、各種サイトカイン濃度の測定および遺伝子発現を解析することで、細胞レベルでの腸管免疫賦活作用の評価を実施予定である。さらに、in vitroでの腸管免疫賦活作用の結果をもとに、各種キノコ子実体の複合脂質画分を正常マウス(Balb/cマウス)およびアレルギー性皮膚炎モデルマウスへの投与試験を実施する。各種キノコの複合脂質成分をマウス標準餌に混合して、耳介にトリニトロクロロベンゼンを塗布することでアレルギー性皮膚炎を人為的に誘発させたアレルギー性皮膚炎モデルマウスを飼育し、耳介の厚み、炎症の指標である腫脹・発赤などの変化を測定・観察し、食用担子菌類の腸管免疫を介した抗アレルギー作用の作用機序を評価する予定である。

担子菌(Basidiomycota)の子実体であるキノコは、古くから食用として馴染み深く市場に多数出回っており、日常的に調理に利用されている以外にも、健康食品としても広く販売・消費されている。本研究グループではキノコ類に含まれるセラミド含有スフィンゴ糖脂質(GSL)を中心にその存在量、in vitroおよびin vivoでの免疫調節における作用機序の検討を行い、GSL以外にも様々な複合脂質が含まれていることが明らかにしている。本研究では、基盤(C)課題番号25350159の成果をもとに、キノコの機能性を複合脂質の脂質生化学的・脂質免疫学的側面から第三次機能として解明することを目的とし、研究を計画・実施した。平成28年度は基盤研究(C)課題番号25350159の成果をもとに、各種食用担子菌(食用キノコ)の複合脂質成分画分の各種測定機器での分析手法の確立を中心に研究を行った。具体的には、1各種食用担子菌に含まれる脂質成分の抽出と複合脂質の分画の大量精製方の確立、2高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による複合脂質の脂肪酸組成の分析手法の確立、3ガスクロマトグラフィー・マススペクトロメトリー分析(GC/MS)による脂肪酸組成の分析方法の確立および4HPLC(2)およびGC/MS(3)を用いて分析した各種食用担子菌の複合脂質の脂肪酸組成の比較・検討を行った。これらの結果から、1HPLCを用いた脂肪酸組成の分析ではGC/MSを用いた場合に比べて類似性および高い再現性が示されること、2本実験で確立したHPLCでの分析系は各種食用担子菌の複合脂質の分析に有効であることが明らかとなった。本研究グループではキノコ類に含まれるセラミド含有スフィンゴ糖脂質(GSL)を中心にその存在量を検討した結果、食用担子菌類にはGSL以外にも様々な複合脂質が含まれていることを明らかにしている。本研究では、基盤(C)課題番号25350159の成果をもとにキノコの機能性を複合脂質の脂質生化学的・脂質免疫学的側面から第三次機能として解明することを目的し、1分析手法の確立、2複合脂質の構造解析および3動物を用いた抗アレルギー作用の評価を中心に研究を計画・実施した。平成28年度は研究実施計画に記載した当該年度の計画に沿って、ほぼ順調に研究を実施した。具体的には基盤研究(C)課題番号25350159の成果をもとに、各種食用担子菌(食用キノコ)の複合脂質成分画分の各種測定機器での分析手法の確立を中心に研究を行った。現在までに1各種食用担子菌に含まれる脂質成分の抽出と複合脂質の分画の大量精製方の確立、2HPLCによる複合脂質の脂肪酸組成の分析手法の確立、3GC/MSによる脂肪酸組成の分析方法の確立および4HPLC(2)およびGC/MS(3)を用いて分析した各種食用担子菌の複合脂質の脂肪酸組成の比較・検討を行った。これらの結果から、1HPLCを用いた脂肪酸組成の分析ではGC/MSを用いた場合と類似性および高い再現性が示され、2本実験で確立したHPLCでの分析系は、各種食用担子菌の複合脂質の分析に有効であること、3シメジ、シイタケ、マイタケ、エノキタケなどの市販食用担子菌類の複合脂質の脂肪酸組成の分析から、HPLC分析は複合脂質の評価に非常に有効であることが明らかとなった。
線量制御可能な体内挿入式微小X線源のための柔軟イオンビーム輸送管の研究

まっすぐな絶縁体の細管にイオンビームを入射し、その出口を振って傾けた場合のイオン輸送量の変化(傾け角依存性=ガイド効果)を、さまざまな材質の細管で測定した。その結果、低エネルギーの多価イオンに対しては、ソーダライムガラス製の細管がイオンガイドとして最適であることを見出した。そこで、ゆるやかに曲がったソーダライムガラスの細管を作ってイオンビームを通し、ガイド効果・輸送効率を測定したところ、同程度の長さの直管を傾ける場合よりも、2倍以上大きな角度までイオンを輸送できる(ガイドできる)ことがわかり、簡易イオン偏向器としての応用の可能性が見えてきた。柔軟な絶縁体細管によるイオンビーム輸送を効率的に実現するため、本年度は以下の三つの点を重点的に行った。1.さまざまな素材の細管によるイオンビームガイド特性を(直管を用いて)系統的に調べた:長さ5cm,内径0.51.8mm程度の直管をさまざまな素材(PTFEテフロン,ソーダライムガラス,ボロシリケイトガラス,鉛ガラスなど)で用意し、イオンビームを通しながら角度を振ってガイド可能な範囲を調べる実験を、ビームのエネルギーや強度を変えて系統的に行った。その結果、テフロンよりはガラス系素材の方が圧倒的に優れたガイド特性を示す(=ガイド・輸送されたビームが安定している)ことがわかった。2.ガラス曲管によるイオンビームのガイド効果を見る試験実験を行った:上記1の結果を受け、同じサイズ・曲率のテフロン曲管とガラス曲管とでガイド特性(輸送効率・安定性等)の違いを調べた。1と同様、曲管においてもガラスの方が安定してビームをガイドすることが確認された。このため、当初計画では柔軟な細管素材としてテフロンを考えていたが、内壁をガラスでコーティングしたテフロン管や、ある程度の柔軟性がある太めの中空ガラス繊維、もしくは極細ガラス繊維で編んだ細管などをビームガイドとして使用する方がより効率的であると考え、それらのサンプルをも入手して試験する方向で検討・手配を開始した。3.真空中のサンプルを動かす直線回転導入系の設計を行った:当初計画に基づき、実験計測を効率的に進めるための装置改造の一環として直線回転導入系の設計を行った。前年度までの研究により、絶縁体細管によるイオンビーム輸送はテフロンなどのポリマーよりもガラス素材(とくにソーダライムガラス)の方が格段に安定していることがわかった。ガラス管は柔軟ではないが、テフロン等の細管内面に薄いガラス・コーティングを施すことができれば(そのこと自体には別途技術開発が必要かもしれないが)すぐれたビーム輸送特性を持つ柔軟細管が期待できると考え、本年度は、その基礎データとなるようなガラス素材のガイド特性の測定を重点的に行った。前年度の材質依存の実験計測を発展させ、同じサイズ(長さ50mm、内径/外径=1.10/1.65mm)のソーダライム、ボロシリケイト、カリウム鉛の各ガラス直管でビームガイド効果のエネルギー依存性、ビーム強度依存性などを系統的に測定した。その結果、ビームのエネルギーを上げると、比較的強度が弱い場合にはボロシリケイトでも良好なガイド効果が観測され、さらにエネルギーを上げた場合には、カリウム鉛ガラスでもガイド効果が観測された。これは素材の体積抵抗率に関係していると考えられる。体積抵抗率が小さければ放電しやすいので、低エネルギーで高強度のビームのガイドに向いているが、体積抵抗率が大きくなると電荷が蓄積(帯電)しやすくなるため弱いビームでないとガイド効果に必要な帯電・放電のバランスが保てない反面、高いエネルギーのビームをガイド可能になる。測定した3つの素材の体積抵抗率は、ソーダライム、ボロシリケイト、カリウム鉛の順に、およそ2桁ずつ大きくなり、上記のメカニズムを想定すると、実験で観測された傾向とよく一致している。この知見は使用するビームに合わせた最適な素材を検討する際の指標となると考えている。また、本年度は、前年度後半の設計に基づき、直線回転導入系のパルスモーター駆動化およびプログラム制御化の改造を実施した。これまで実験を行ってきた理化学研究所内の低速多価イオン実験施設が施設側の都合で年度の始めに停止したため、実験装置一式を代替施設(首都大学東京の低速多価イオン実験施設)へ移すことになり、本年度はまずそのための諸作業に時間を充てた。首都大学の担当者の協力を得て新たなビームラインを設計・発注するとともに、理化学研究所の装置一式を解体し、首都大学へ移送。ビームラインならびに実験装置の組立・調整と計測系の再構築を行った。理研の施設と首都大学の施設とでは、多価イオンビームの性質が若干異なるので、念のためガラス直管のビームガイド効果をいくつかの条件で再測定し、理研での実験結果が再現することを確認した。並行して、当初計画に従い、柔軟素材の絶縁体細管のビームガイド試験の準備を進めた。前年度までの研究により、ガラス系素材が他の絶縁体素材より格段にビームガイド効果が高いことがわかっているので、内壁表面にガラス微粒子をコーティングしたテフロン管や中空ガラス繊維などの購入(もしくは特注での制作)を検討し、業者との交渉を進めている。また、柔軟細管のビームガイド試験の手始めに、いくつかの曲率で固定したテフロン細管(長さ5070 mm、内径/外径= 1/2 mm、S字のものを含む)でのガイド実験を試みた。

片側にのみ曲げたもの(曲率半径100270 mm)では十数数十%の輸送効率が観測されたが、S字に曲げたもの(曲率半径75150 mm)の場合、これまでに試したビーム条件下では、いずれの曲率でも安定したビーム輸送を観測できなかった。ガラス系柔軟細管の入手が待たれる。なお、並行して前年度にやり残した材質の異なる絶縁体細管(直管)のビームガイド効果の系統測定を継続した。実験研究を進めていた理化学研究所内の低速多価イオン施設が平成27年4月に停止・廃止になり、研究継続のために実験装置一式を首都大学東京の低速多価イオン施設に移設した。本年度は移設のための諸作業(移設交渉、現行装置の解体・移送、移設先での新たなビームライン設計・制作、実験計測システムの再構築、各種手続き等々)に時間と労力の多くを費やしたため。材質の異なる絶縁体細管(直管:長さ50mm、内径1.1mm)のビームガイド効果の系統測定を行い、体積抵抗率が高い[低い]素材ほど、より高い[低い]エネルギー(加速電位)のイオンのガイドに適していることが系統的に確認できた。近く論文として発表する予定である。次にいくつかの曲率(曲率半径100270mm)で固定したガラス細管とテフロン細管(長さ50mm70mm、内径0.82.4mm)を用いて曲管のイオンガイド効果を観測する実験を行い、数十%の輸送効率を得られることがわかった。ガラス細管の方がより高い効率が得られた。曲管を用いれば、同程度の長さの直管を傾ける場合よりも、2倍以上大きな角度までイオンを輸送できることもわかり、簡易イオン偏向器としての可能性が見えてきた(論文発表済)。さらに一歩進めてテフロン細管をS字に曲げた場合も試したが、実験した条件の範囲では、曲率半径270mm程度の緩いカーブのものでも安定なビーム輸送は観測できなかった。これらの結果を受け、イオン輸送の安定化のため、細管の出入口付近の外周に電極を取り付け、溜まった電荷を定期的に放電してガイディング電位を積極的に制御することを考えた。先細り型ガラス細管を用いて予備的な実験を行ったところ、良好な結果を得た(論文発表済)。この方式を曲管でのイオンガイドに適用し、検証実験を進める予定である。また、上述の材質依存性の観測から、抵抗率の大きいテフロンよりも、中庸な抵抗率のガラス素材の方がイオンガイド管に適していることがわかってきたので、ガラス繊維で編んだ断熱スリーブをテフロン細管内に収めて擬似柔軟ガラス細管とする手法を考案した。繊維編みによる表面の凹凸の影響も見極めるべく、上記ガラス繊維曲管のイオン輸送効率を観測する実験を進めつつある。まっすぐな絶縁体の細管にイオンビームを入射し、その出口を振って傾けた場合のイオン輸送量の変化(傾け角依存性=ガイド効果)を、さまざまな材質の細管で測定した。その結果、低エネルギーの多価イオンに対しては、ソーダライムガラス製の細管がイオンガイドとして最適であることを見出した。そこで、ゆるやかに曲がったソーダライムガラスの細管を作ってイオンビームを通し、ガイド効果・輸送効率を測定したところ、同程度の長さの直管を傾ける場合よりも、2倍以上大きな角度までイオンを輸送できる(ガイドできる)ことがわかり、簡易イオン偏向器としての応用の可能性が見えてきた。当初想定していたよりもガラス素材のガイド効果が格段に優れていたため、ガラスコートした柔軟素材を使用する可能性を考慮して、ガラスのガイド特性の系統測定にかなりの時間をかけた。
太陽系初期の固体物質進化：彗星塵と小惑星物質の比較鉱物学

本研究は、小惑星帯を故郷とする始原的コンドライト構成物質と太陽系外縁部を起源とする物質である彗星ダストとの比較研究により、太陽系星雲内での凝縮過程から微惑星形成後までの熱史について考察することを目的とした。母天体の異なる試料(始原的コンドライト隕石CVコンドライト、COコンドライト、CRコンドライト隕石)について、鉱物学的・分光学的研究を行った。さらに始原コンドライト母天体上の様々な場所からの隕石の系統的な比較から、小惑星進化の熱史について考察をした。同様の手法を小惑星イトカワ粒子、ヴィルト2彗星粒子に応用し、太陽系の固体物質試料の形成過程について比較考察を行った。本研究は、炭素質隕石及び彗星物質の鉱物学的特徴と分光学的特徴から、太陽系初期の小天体の進化の条件に制約を与えることを目的としている。今年度は、これまで発見された隕石の中でも、もっとも始原的な隕石の一つとして知られる、Y-81020隕石(炭素質COコンドライト)中と、母天体の異なる、すなわち様々な程度の2次変成を経験した隕石Bali, Y-86009, Efremovka, Y-86751(CVコンドライト), NWA1152(CR/CVコンドライト),彗星粒子(C2067,2,112,1)の比較を行った。化学的・組織的特徴からのアプローチとして、特に、それぞれの炭素質コンドライト中に含まれるAOA(Amoeboid Olivine Aggregates;かんらん石集合体)に含まれるかんらん石に着目した。それぞれの隕石に含まれるAOAかんらん石の化学組成を比較した結果、隕石(彗星粒子)ごとにMnやCrの微量元素に大きな違いがあることが分かった。平衡凝縮計算モデルを合わせると、それぞれの母天体が異なる温度から凝縮した鉱物情報を保存していることが示唆された。このことは、隕石母天体である小惑星は、形成時の位置により、それぞれ異なる温度域から凝縮した物質を取り込んだことを意味している。本研究で用いた隕石について、UV-NIR範囲での拡散反射スペクトルを比較したところ、Allende隕石は、他の隕石に比べ、かんらん石に起因するFeO吸収が明確に表れることが分かった。このことは、母天体での変成過程が、反射スペクトルに変化を生じていることを示している。以上の結果を、地球惑星科学連合大会(2013年5月2024日)、第46回南極隕石シンポジウム(2013年11月14-15日、国立極地研究所、東京)、日本惑星科学会秋季講演会(2013年11月20-22日)、The 46th Lunar and Planetary Science Conference (2014年3月17-21日、アメリカ、ヒューストン)にて発表を行った。アメリカNASAのStardust探査機による彗星ダスト粒子(C2067.2.112.1, C2067,2,113,1)について、詳細な電子顕微鏡分析を行った。その内一つの粒子(T112)のかんらん石は、星雲での凝縮にて形成されたAOA(アメーバ状かんらん石集合体)と呼ばれる始原隕石中にみられる物質と組成的に類似していることがわかった。しかしながら、彗星ダスト粒子のかんらん石は、隕石中のAOAかんらん石とは異なり、クロマイトと共存しており、凝縮後の2次的な加熱を経験した可能性が示唆された。さらに、西アフリカ砂漠発見された隕石NWA1152などの始原隕石を分析した。AOAの特徴を手掛かりとして、それらの隕石の母天体の変成過程について議論した。その結果、NWA1152は熱変成をほとんど受けておらず、炭素質コンドライト種の中でも始原的であることを示した。また、AOA中の鉱物の化学的特徴と平衡凝縮計算モデルを合わせると、AOA以下の二つのトレンドを保存することを明らかにした。すなわち、1ほぼ全ての種類に含まれるAOAが約1250-1150Kの温度で星雲より凝縮2母天体を形成後、水質変成・続いて熱変成が生じたと考えられる。今年度は、始原的コンドライト隕石とその母天体の進化の条件について明らかにする為に、炭素質隕石の鉱物学的研究・分光学的研究と小惑星イトカワ試料の鉱物学的研究を行った。(1)CVコンドライト隕石は、全岩の酸素同位体組成に幅広い特徴を持ち、母天体において様々な程度の2次変成が生じていたことが示唆されている。しかしながら、これまでの研究では、Allende隕石という1種の隕石のみ多く研究されているのみで、それ以外のCVコンドライト隕石の特徴は不明な点が多い。本研究では、Allende隕石を含めた、複数の南極産CVコンドライト隕石の鉱物学的特徴から水質変成及び熱変成の度合いを比較し、合計7個の隕石についての2次的変成についての系統的分類を行った。さらに、それぞれの隕石について拡散反射スペクトル分析を行った。特に、紫外・可視・近赤外領域での拡散反射スペクトルでは、南極産隕石に地球風化の影響が見られ、スペクトルの解釈に考慮が必要であることが示唆された。(2)小惑星イトカワ試料について、新たに配分された粒子RA-QD-0094についての初期記載を行った。本粒子は、平衡コンドライトの中でも熱変成度の程度の低い隕石に類似しており、本粒子も熱変成度の比較的低い場所を起源とすることがわかった。また天体上でのショックステージを見積もった結果、S2 (weak shock)程度であることを示した。

始原的コンドライト隕石の鉱物学的研究・分光学的研究と小惑星イトカワ試料の鉱物学的研究により、以下の通り小惑星の形成過程、特に母天体での変成作用について考察を行った。(1)隕石試料の中でも最も始原的な隕石種である、CRコンドライト隕石について系統的な分析を行った。本研究において数多くのCR隕石について系統的研究を行った結果、全てのCR隕石の熱変成の度合いは極めて低いが、異なる程度の水質変成を受けていることが分かった。また、ラマン分析で有機物の始原性について検証したところ、ショックを受けている隕石は鉱物学的な熱変成の痕跡は殆ど残されていないが、炭素質物質のグラファイト化が進んでいることが明らかになった。(2)小惑星イトカワ試料について、RA-QB02-0127粒子についての鉱物学的研究を行った。RA-QB02-0127は、細粒の鉱物(olivine、low-Ca pyroxene、plagioclase)が集まった組織としている。粒子中に含まれるかんらん石について放射光分析を行い、得られた格子定数より化学組成を算出したところ、Fo70程度の化学組成を持つことが分かった。LLコンドライト隕石組成と比較を行い、岩石学タイプはLL4に近く、これまでのイトカワ粒子の中でも熱変成の度合いが低い粒子であることが明らかになった。本研究は、小惑星帯を故郷とする始原的コンドライト構成物質と太陽系外縁部を起源とする物質である彗星ダストとの比較研究により、太陽系星雲内での凝縮過程から微惑星形成後までの熱史について考察することを目的とした。母天体の異なる試料(始原的コンドライト隕石CVコンドライト、COコンドライト、CRコンドライト隕石)について、鉱物学的・分光学的研究を行った。さらに始原コンドライト母天体上の様々な場所からの隕石の系統的な比較から、小惑星進化の熱史について考察をした。同様の手法を小惑星イトカワ粒子、ヴィルト2彗星粒子に応用し、太陽系の固体物質試料の形成過程について比較考察を行った。今年度は、始原隕石中の熱変成度/水質変成度について着目し、多くの隕石について比較研究を行った。変成度の異なる数多くの隕石を統計的に分析し、太陽系星雲からの凝縮過程と変成過程の条件に制約を与え、同隕石の分光学的特徴も組み合わせた議論を行ったことは本研究独自のものである。本研究で結果は、本研究課題の目的である「太陽系初期の固体物質進化」を議論する上で重要な情報であり、本研究の順調な進展を示している。宇宙化学、隕石学これまでの研究において、隕石種ごとの反射スペクトルの違いは多くの議論がされているが、同じ隕石種内での変成度と反射スペクトルの関連性については不明な点が多い。本研究では既に鉱物学的特徴を基に変成度を決定しており、同じサンプルを用いた反射スペクトル分析をさらに進めることで、小惑星のリモートセンシングデータとの比較に関するさらなる議論を展開する予定である。また、小惑星イトカワ試料について、次年度は透過型電子顕微鏡によるナノスケール分析を計画しており、その結果を早急に論文として取りまとめる予定である。今年度は、隕石中のolivineに含まれるMn量に着目し、多くの隕石について比較研究を行った。隕石中のolivineのMn量については、凝縮計算モデルは発表されているにも関わらず、実際の隕石に応用した例は数が限られている。本研究では、変成度の異なる数多くの隕石を統計的に分析することで、太陽系星雲からの凝縮過程と変成過程についてのより詳細な考察を行った。
精神障害当事者の語りを生かした福祉教育のプログラムモデル開発に関する評価研究

本研究の目的は、精神的不調を抱える子どもたちの生きる力を育む福祉教育の必要性と、精神障害当事者の病いの語りを生かした福祉教育の有効性を融合した、効果的なプログラムモデルの開発にある。研究方法は、「精神障害当事者の語りを生かした福祉教育」を実践する組織・団体にアクションリサーチを行い、その参与観察からグッドプラクティスの要素を抽出し仮説モデルを作成する。そのモデルの精度を高めるため、同様の福祉教育を行っている組織・団体の協力を得て、仮説モデルの修正を図る。最終的に「精神障害当事者の語りを生かした福祉教育」の効果的なプログラムモデルを提示するとともに、他の障害等への応用可能性を検証する。
特異領域変形,係数退化を伴う楕円型作用素のスペクトル漸近解析と応用

1.典型的な2階楕円型作用素において,特異的な領域変形の過程あるいは変数係数が特異摂動を受ける過程において,固有値の漸近挙動を解析した.扱った作用素はラプラス作用素,ラメ作用素,マクスウェルの作用素シュレディンガー作用素などである.2.ジャンクションをもつ集合上のギンツブルク-ランダウ方程式の解構造を解析した.分岐や安定性を調べた.1.典型的な2階楕円型作用素において,特異的な領域変形の過程あるいは変数係数が特異摂動を受ける過程において,固有値の漸近挙動を解析した.扱った作用素はラプラス作用素,ラメ作用素,マクスウェルの作用素シュレディンガー作用素などである.2.ジャンクションをもつ集合上のギンツブルク-ランダウ方程式の解構造を解析した.分岐や安定性を調べた.有界領域が部分退化して低次元に収束するときのラプラス作用素の固有値の漸近挙動を解析した.これはここ数年来研究してきたテーマであるが,非共鳴的な固有値の場合,共鳴的な固有値の場合それぞれの場合に摂動公式の証明を完成した.マクスウェル方程式の主要部をなす楕円型作用素にたいして境界条件と関数空間の中に適切な定義域を与え自己共役作用素のスペクトル問題として定式化した.この作用素のスペクトルをヒルベルト空間論の枠組みで解析し離散性を示し固有振動数の摂動問題を設定した.従来同様のミニマックス法による固有値の特徴付けを行い,精密な固有関数を作成して固有値の摂動公式を弱形式の方法によって研究した.(i)3次元の場合に領域に球状の穴がある場合に固有振動がシンプルのとき摂動公式を証明に成功し現在論文を作成中.次に欠陥部分の次元を上げて曲線の細い管状近傍を取り除いた領域上で同じ問題を考え,固有振動数の第ゼロ近似を示した.以上は以上はシンプルの場合であるが重複の場合は関数空間の近似固有空間を構成して同様の問題をブロック毎に行えば良いことが判明した.(ii)領域が部分退化する場合の同じ問題を扱った.この場合はまずダンベル型領域およびパンケーキ+ドーナツ領域の場合に上記と同様に第ゼロ近似の収束を証明した.(i)と同様の方程式の弱形式の方法で摂動公式を得る見通しを得た.ギンツブルグ・ランダウ(GL)方程式と解の構造の研究:薄い領域および"くびれ"のある領域における解の構造を調べた.これは安定解のみならず不安定解の特徴付けまで視野に入れた研究である.変分法における最小化経路の方法により解の特徴付けを考察した.当初の計画にたいする成果と継続過程を個別に記述する(a)領域の一部が低次元集合に退化する場合の楕円型作用素:ラプラシアンの場合の従来の研究に付け加えて部分的退化する領域が様々な縮退の仕方とオーダーをもつ場合を研究し固有値の摂動公式を得た.結果は研究集会で発表した.また,同様の特異領域に関してラメ作用素の場合も研究を開始し小さい固有値を計算した.(b)欠損をもつ領域(穴またはトンネルがある領域)に対する作用素の問題:マクスウェルの作用素の固有値の摂動公式の証明を完成した.(c)主部の係数あるいはポテンシャル項が特異摂動パラメータをもつ作用素の問題:大きな井戸型ポテンシャルをもつシュレディンガー作用素の低領域の固有値に対する極限公式を示した.現在は井戸型ポテンシャルのみならず,一般のゼロ部分領域をもつポテンシャルを持つシュレディンガー作用素の場合を研究中.(d)Ginzburg-Landau方程式(等)の研究:外部磁場をもつGinzburg-Landau方程式の薄膜領域における変分構造を解析した.極限の2次元問題の非退化な解から3次元の薄膜領域における解を構成した.また,現在空間的に非自明な構造,あるいは著しいくびれをもつ細いひも状領域の極限方程式の問題を研究.極限における変分構造の停留点を特徴付けた.本研究計画で行ってきたプロジェクトの1つである特異的な(部分的に退化する)領域上の偏微分方程式の解の研究を継続した.具体的に得られた成果は以下の通りである.1.一部が退化した領域上の楕円型作用素の固有値の漸近挙動の解析:細い括れがあるオーダーで収縮する場合や細い溝のある領域などについて固有値の摂動公式を示した.退化の度合いやサイズのオーダーなど幾何的な性質の差異に応じて異なる形を取るなど非常に興味深い性質が見いだされた.2.弾性体の振動問題に現れる特異領域の問題の解析:細いあるいは薄い領域上のラメ作用素の振動モードを与える解を考察した.領域変形の極限における解の挙動と極限方程式として現れる偏微分方程式系の性質をモード別に考察した.3.部分的に薄いあるいは複雑領域上の楕円型方程式(系)の解の解析:部分的に細い領域や薄い領域における半線型楕円型方程式やギンツブルグ・ランダウ(GL)方程式の解に構造について領域が変形した極限集合上の方程式系の解と関連付けた.従来安定な解についての対応関係は調べられていたが不安定な解も含めて特徴付けられた.これらの結果は上記の単独な特異領域のみならずそれらを組み合わせた複合領域の場合にも拡張された.特に極限集合が部分的に1次元の場合のネットワーク状の領域の場合は一様収束の意味で解の特徴付けまでできた.今回は変分法における最小化経路の方法に関して発展した.1.細い棒状の等方的な弾性体の固有振動数の精密な特徴付けを行った.

断面はεのオーダー大きさとして,任意の番号kに対し第k固有値μ(k, ε)はεの2乗のオーダーとなりμ(k, ε)/ε^2の極限値が,ある変数係数の4階常微分作用素の固有値を用いて表現した.これらが曲げ振動のモードであり,伸縮モード,ねじれモードと異なるスケールの世界をなしている.次に非一様の板状の薄い弾性体の低い振動数モードの解析を行った.これはKirchhoff-Loveの方程式の一般化となる.2. 8の字型の1次元超伝導体の電流状態を表すGinzburg-Landau方程式の解の構造を調べた.円形体の場合には先行研究より分岐構造は解明されていたが8の字型の場合は新しいタイプの分岐の仕方によって著しく複雑で多様な解の発生のが見られる.特にスカラータイプの解からは1次分岐, 2次分岐, 3次分岐が起こり.最後の3次分分岐のあと安定化する.こうして2つのループでそれぞれ非自明な巻き数をもつ安定解が得られる.3.ノイマン境界条件をもつダンベル型領域上のラプラス作用素の固有値の特徴付けを扱った。ハンドルが細くなるとともに短くなる変形の極限において固有値の極限値への収束を記述する摂動公式を与えた.さらに断面がこのような領域となるような高次元の領域変形を扱い一般化した摂動公式を得た.
食欲と脂肪蓄積の制御と破綻の分子基盤の解明

総括班は、領域の全体的な研究方針の策定、全体的な企画調整、各研究項目の研究方針の策定、各研究項目の企画調整および研究支援活動を行い、さらに、本新学術領域内の研究者の情報交換、有機的な連絡を密にして共同研究を推進することを目的として、各年度1回以上の班会議あるいは領域ミーティングを開催した。さらに、平成24年度と平成26年度には公開国際シンポジウムを実施するとともに、本新学術領域のホームページを開設し、情報発信にも務めた。肥満とそれに伴い増加する生活習慣病の重積の機序として、食欲及び脂肪細胞と非脂肪細胞における脂肪蓄積の制御の破綻による細胞機能異常が想定される。本領域は、食欲及び脂肪細胞と非脂肪細胞の脂肪蓄積の制御の生理的な分子基盤及び新規因子の同定と意義を解明するとともに、その破綻における分子基盤の解明を行うことを目的とする。さらに本研究は、肥満のみならず、痩せの病態の分子基盤の解明も併せて行う。本研究は広範な分野に渉る広義の脂肪毒性(Adipotoxicity)に対して、多くの分野の専門家から成る融合的な新学術領域を組織した。本新学術領域内の研究者の情報交換、有機的な連絡を密にして共同研究を推進することを目的として平成22年度中に2回の会議を開催した。〇第一回班会議日時:2010年8月20日(金)17:00-18:00/会場:千里阪急ホテル3F梅・桃の間大阪・千里阪急ホテルにて、評価委員の先生方も交えて、班構成の確認と当新学術領域研究「食欲と脂肪蓄積の制御と破綻の分子基盤の解明」の研究概要の確認を行った。その他、以下の4点を確認した。(1)計画研究者による領域ミーティングの開催日程調整について、(2)今後の班会議の予定、(3)公募研究について、(4)ホームページについて。〇領域ミーティング日時:2010年11月20日(土)11:00-17:10/会場:千里ライフサイエンスセンター6F千里ルームA大阪・千里ライフサイエンスセンターにて、計画研究11件の現段階での研究発表をし、活発な議論・意見交換を行った。本新学術領域のホームページを開設した。さらに本研究は、肥満のみならず痩せの病態の分子基盤の解明も併せて行う。本研究は広範な分野に渉る広義の脂肪毒性(Adipotoxicity)に対して11件の計画研究による多くの分野の専門家から成る融合的な新学術領域を組織した。さらに、平成23年度から2年間の公募研究の公募を行い29件の研究課題を採択した。本新学術領域内の研究者の情報交換、有機的な連絡を密にして、共同研究を推進することを目的として第二回目の班会議を開催した。○第二回班会議日時:2011年8月18日(木)12:50ー8月19日(金)18:00会場:千里ライフサイエンスセンター5F 501・502・503号室大阪・千里ライフサイエンスセンターにて、計画研究11件・公募研究29件の現段階での研究発表を行った。評価委員の先生方にも参加頂き、活発な議論・意見を交換した。また、本新学術領域のホームページを作成し、情報発信を行っている。本研究では、11件の計画研究による多くの分野の専門家から成る融合的な新学術領域を組織している。さらに、平成25年度から2年間の公募研究の公募を行い28件の研究課題を採択して、研究を推進した。また、本新学術領域内の研究者の情報交換、有機的な連絡を密にして共同研究を推進することを目的として第四回目の班会議を開催した。○第四回班会議大阪・千里ライフサイエンスセンターにて、2013年8月22日・23日に、計画研究11件・公募研究28件の現段階での研究発表を行った。評価委員・学術調査官の先生方にも参加頂き、活発な議論・意見を交換した。

本領域は、食欲及び脂肪細胞と非脂肪細胞の脂肪蓄積の制御の生理的な分子基盤及び新規因子の同定と意義を解明するとともに、その破綻における分子基盤の解明を行うことを目的とする。さらに本研究は、肥満のみならず、痩せの病態の分子基盤の解明も併せて行う。本研究では、11件の計画研究による多くの分野の専門家から成る融合的な新学術領域を組織している。さらに、平成25年度から2年間の公募研究の公募を行い28件の研究課題を採択して、研究を推進した。また、本新学術領域内の研究者の情報交換、有機的な連絡を密にして共同研究を推進することを目的として第五回目の班会議を行うとともに、情報発信のため公開国際シンポジウムを開催した。○第五回班会議大阪・千里ライフサイエンスセンターにて、2014年8月21日・22日に、計画研究6件・公募研究25件の現段階での研究発表を行った。評価委員・学術調査官の先生方にも参加頂き、活発な議論・意見を交換した。○公開国際シンポジウム肥満とそれに伴い増加する生活習慣病の重積の機序として、食欲及び脂肪細胞と非脂肪細胞における脂肪蓄積の制御の破綻による細胞機能異常が想定される。本研究では、11件の計画研究による多くの分野の専門家から成る融合的な新学術領域を組織した。さらに、平成23年度から2年間の公募研究の公募を行い28件の研究課題を採択して、研究を推進した。また、本新学術領域内の研究者の情報交換、有機的な連絡を密にして共同研究を推進することを目的として第三回目の班会議を行うともに、情報発信のための公開国際シンポジウムを開催した。○第三回班会議大阪・千里ライフサイエンスセンターにて、2012年8月23日・24日に、計画研究11件・公募研究28件の現段階での研究発表を行った。○公開国際肥満シンポジウム肥満学会とジョイントで「アディポメディシンのトランスレーショナルサイエンスと臨床疫学-脂肪萎縮症から肥満まで-」と題し、2012年10月13日・14日の両日、京都大学医学部芝蘭会館にて公開シンポジウムを開催した。日本国内より137名、海外より19名と総勢約160名の参加者で、当領域の研究発表も含め、海外スピーカーや領域外の国内スピーカーにもご講演いただき、活発な議論・意見交換を行った。11件の計画研究に加え28件の公募研究課題による、多くの異なる分野の特に若手研究者が結集して融合領域を創成し、脂肪蓄積と食欲の制御と破綻の分子機構解明に対する体制を構築し、研究を推進することができた。その結果、領域内の研究者間で39件の共同研究を実施し、研究成果を挙げる事ができた。また、2日間にわたる班会議を開催することにより、領域内のメンバーが、全ての研究計画についての理解がさらに深まり、有意義な議論や意見交換が行えた。また、アウトリーチ活動として、公開講演会も実施した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本領域の最終目標が、食欲と脂肪蓄積の調節と破綻における分子機構の解明、新規因子の同定、領域全体による新規因子の機能の解明である事を明確化し、その実現に向けて領域全体の連携を促進する。
複合破損を考慮した原子力仮想耐震シミュレータに関する研究

本研究では,原子力システムの耐震性能評価に焦点を絞り,先進計算科学に基づいた原子力システムの地震荷重負荷時の極限強度を高精度に予測する仮想耐震シミュレータの開発研究を行っている.具体的には,世界最高レベルの計算機である地球シミュレータ及び代表的なグリッド環境であるITBL上で,シュラウドや燃料集合体,制御棒などの炉内構造機器を含む原子炉容器本体及び配管系やサポート機器の応答から極限強度までを丸ごとシミュレーションできる仮想耐震シミュレータの構築を目的としている.本研究は,東京電力・日立製作所から提供を受けた2億自由度沸騰水型圧力容器(BWR)モデルを対象に行い,地震応答解析から大規模解析結果の可視化までを地球シミュレータ上で一貫して高効率で行うシステムを開発した.また本研究では以下のことを行った.・バランシング領域分割法に多点拘束条件を組み込む手法,及びプリプロセスで用いるツール群の開発・非圧縮性流体解析コードの移動境界問題への対応,熱解析機能の追加・陽解法衝撃接触解析コードの効率向上・不均一な構造物の脆性破壊を行う数値解析手法の確立・分離反復型連成アルゴリズムの研究開発・流体,構造等の各単一現象解析ソフトウェアを接続するためのカップラーの開発以上により,冷却水,熱の影響を考慮した地震応答解析をパラメトリックに行い,BWR設計開発に貢献するための一連のシステムが完成した.本研究では,原子力システムの耐震性能評価に焦点を絞り,先進計算科学に基づいた原子力システムの地震荷重負荷時の極限強度を高精度に予測する仮想耐震シミュレータの開発研究を行っている.具体的には,世界最高レベルの計算機である地球シミュレータ及び代表的なグリッド環境であるITBL上で,シュラウドや燃料集合体,制御棒などの炉内構造機器を含む原子炉容器本体及び配管系やサポート機器の応答から極限強度までを丸ごとシミュレーションできる仮想耐震シミュレータの構築を目的としている.本研究は,東京電力・日立製作所から提供を受けた2億自由度沸騰水型圧力容器(BWR)モデルを対象に行い,地震応答解析から大規模解析結果の可視化までを地球シミュレータ上で一貫して高効率で行うシステムを開発した.また本研究では以下のことを行った.・バランシング領域分割法に多点拘束条件を組み込む手法,及びプリプロセスで用いるツール群の開発・非圧縮性流体解析コードの移動境界問題への対応,熱解析機能の追加・陽解法衝撃接触解析コードの効率向上・不均一な構造物の脆性破壊を行う数値解析手法の確立・分離反復型連成アルゴリズムの研究開発・流体,構造等の各単一現象解析ソフトウェアを接続するためのカップラーの開発以上により,冷却水,熱の影響を考慮した地震応答解析をパラメトリックに行い,BWR設計開発に貢献するための一連のシステムが完成した.本研究では,原子力システムの耐震性能評価に焦点を絞り,先進計算科学に基づき,原子力システムの地震荷重負荷時の極限強度を高精度に予測する仮想耐震シミュレータの開発研究を行っている.具体的には,世界最高レベルの計算機である地球シミュレータ及び代表的なグリッド環境であるITBL上で,シュラウドや燃料集合体,制御棒などの炉内構造機器を含む原子炉容器本体及び配管系やサポート機器の応答から極限強度までを丸ごとシミュレーションできる仮想耐震シミュレータの構築を目的としている.今年度は、東京電力・日立製作所から提供を受けた2億自由度沸騰水型圧力容器(BWR)モデルの静応力解析を地球シミュレータ上の128ノードを利用し2.2TFLOPSという高い実行効率で行うことが可能となった.またバランシング領域分割法に多点拘束条件を組み込む手法を,節点対節点モデルに基づく接触問題に応用するためのアルゴリズムについて検討し,解析コードを開発した.これまで開発を進めてきた非圧縮性流体解析コードを移動境界問題へ対応させ,熱解析機能も追加した.陽解法衝撃接触解析コードの効率向上を図り,PCクラスタ環境においてもGPUを用いて演算速度を向上させるための基礎的検討を行った.不均一な構造物の脆性破壊を行う数値解析手法を確立した.この手法は,脆性破壊の主要因である亀裂に対して,ランダムに分布する不均一性に対応した複数の進展方向をあらかじめ設定するところに特徴がある.これらの機能拡張により流体-熱-構造連成解析を行う上での要素技術の確立を行った.これらの要素技術を繋ぎ合わせる分離反復型連成アルゴリズムの研究開発を行い,安定に解が求まることを確認した.次年度以降,これらの個別の要素技術を着実に発展,統合し,稼動中の原子力プラントにおける冷却水,熱の影響を考慮した地震応答解析をパラメトリックに行いBWR設計開発への貢献を目指す.本研究では,原子力システムの耐震性能評価に焦点を絞り,先進計算科学に基づき,原子力システムの地震荷重負荷時の極限強度を高精度に予測する仮想耐震シミュレータの開発研究を行っている.具体的には,世界最高レベルの計算機である地球シミュレータ及び代表的なグリヅド環境であるITBL上で,シュラウドや燃料集合体,制御棒などの炉内構造機器を含む原子炉容器本体及び配管系やサポート機器の応答から極限強度までを丸ごとシミュレーションできる仮想耐震シミュレータの構築を目的としている.第2年度目にあたる今年度は、東京電力・日立製作所から提供を受けた2億自由度沸騰水型圧力容器(BWR)モデルの地震応答解析を地球シミュレータ上の256ノードを利用し3.56TFLOPSという高い実効効率で行うことができた.時間刻み0.01秒で20ステップ分の解析を5.35時間で実行できた.

またこの超大規模問題の静解析結果及び動解析結果を可視化するシステムを2種類開発した.一つは、地球シミュレータ上での解析結果をPCクラスター上でオフライン並列可視化するシステムであり、もう一つは、階層型データ構造を活用して、実時間で視野や位置を対話的に変更しながら内部までを詳細に可視化できるウォークスルー可視化システムである.また、昨年度に引き続き、接触解析への展開を目標に、バランシング領域分割法に多点拘束条件を組み込む手法として,節点対節点モデルに基づく接触問題に応用するためのアルゴリズムの開発を行い解析コードへの組み込みを行った.次年度は,これらの個別の要素技術を着実に発展,統合し,稼動中の原子力プラントにおける冷却水,熱の影響を考慮した地震応答解析をパラメトリックに行いBWR設計開発への貢献を目指す.本研究では,原子力システムの耐震性能評価に焦点を絞り,先進計算科学に基づき,原子カシステムの地震荷重負荷時の極限強度を高精度に予測する仮想耐震シミュレータの開発研究を行っている。具体的には,世界最高レベルの計算機である地球シミュレータ及び代表的なグリッド環境であるITBL上で,シュラウドや燃料集合体,制御棒などの炉内構造機器を含む原子炉容器本体及び配管系やサポート機器の応答から極限強度までを丸ごとシミュレーションできる仮想耐震シミュレータの構築を目的としている。最終年度にあたる今年度は,東京電力,日立製作所から提供を受けた2億自由度沸騰水型圧力容器(BWR)モデルの地球シミュレータ上で)地震応答解析の結果を,同じく地球シミュレータ上でオフライン並列可視化するシステムを開発し,100枚のイメージを32APを用いて7分半で作成することに成功した(昨年度は接触解析へ)展開を目標に,バランシング領域分割法に多点拘束条件を組み込む手法として節点対節点モデルに基づく接触問題に応用するためのアルゴリズムの開発を行い,解析コードへの組み込みを行ったが,今年度はこの解析コードでの解析を支援するための多点拘束支援ツールとして,プリプロセスで用いるツール群の開発を行った。このツール群と解析コード,前述の並列可視化手法により,プリからポストまで一貫して多点拘束条件を組み込むための手法がほぼ完成した。また,流体,構造等の各単-現象解析ソフトウェアを接続するためのカップラーの開発研究を行い,流体-構造一熱連成解析のためのシステムの開発に成功した。これにより,冷却水,熱の影響を考慮した地震応答解析をパラメトリックに行い,BWR設計開発に貢献するためのシステムが完成した。
フレキシブルな暗号システムの研究

本研究では、閾値秘密分散法において1度構築したシステムを再編することなしに、パラメータである閾値およびメンバ数、さらに秘密情報を効率的かつ安全に更新する方式を提案した。田村らとの共同研究で提案した手法においては、パラメータの変更前、変更後のシステムはともに完全な安全性をもつ。しかし、システムの初期設定において安全な通信路を使って分散情報保持者に送る情報量が多くなる。前田らとの共同研究では、変更後のシステムの完全な安全性は犠牲にするが、安全な通信路を使って送る情報量を削減できる閾値変更可能秘密分散法を提案し、さらにその方式を検証可能にした。岡本らとの共同研究では、「岡本-田中鍵共有方式(OT方式)」において、効率的にメンバの秘密情報を更新できるシステムを提案し、安全性の評価を行った。またKimらとの共同研究では、OT方式の様々な種類の能動的攻撃に対する安全性を評価した。多重署名方式において、署名だけでなくその付加的な情報も検証できる多重署名方式を「機能付き多重署名」と呼ぶことにする。Burmesterらとの共同研究では、署名者および署名順序を検証できる機能付き多重署名として「順序付き多重署名」を提案し、その安全性を評価した。湊らとの共同研究では、署名者および、文書に対する「賛成/反対」などの署名者の意思を検証できる機能付き多重署名として「意思付き多重署名方式」を提案し、その安全性を評価した。小出らとの共同研究では、電子現金方式に関する研究を行った。その方式においては、発行機関である銀行の秘密鍵が漏洩しても、正当な電子現金と漏洩した秘密鍵によって偽造された電子現金を識別することができる。3年前に北陸先端科学技術大学院大学が初めて順序付き多重署名方式を提案した。この方式は構造を持つ暗号システムである。M.Burmesterらとの共同研究として発表した「Structured ElGamal-type multisignature scheme」は、その順序の構造をseries-parallelグラフにした順序付き多重署名方式であり、その安全性については「グラフ構造を変えた偽造署名を作成する難しさは、離散対数問題を計算するのと同程度に難しい」ことが証明された。しかし最近では、署名方式に関しては「攻撃の種類」と「偽造のタイプ」を分けて全部で6種類の安全性の基準が定義されている。前述の方式に関しては、一人の正当な署名者以外の全署名者が「受動的攻撃」をおこなって「一般的偽造」をおこなう難しさを評価したものである。最強の攻撃「適応的選択文書攻撃」による「存在的偽造」に関しては、その安全性は未解決である。T.Okamotoらとの共同研究として発表した「Proxy signature(委任署名)scheme」は、会社などの組織で署名作成が一極集中しないように構成された署名システムで、まさに実際の社会に必要とされているものである。委任署名自体はすでに提案されていたが、前述の方式は従来の方式より計算及び通信コストを削減しており、また安全性に関しても受動的攻撃による一般的偽造の難しさを評価している。「適応的選択文書攻撃」による「存在的偽造」に関しては未解決である。また、署名方式の応用として「電子現金」が挙げられ、数多くの方式が提案されて、また実証実験も進んでいる。これらは発行機関である銀行の秘密鍵が漏れない限り、ある程度の安全性は保証されている。しかし実際の社会では、銀行の内部行員による不正も数多く指摘されている。その場合、銀行の秘密鍵が漏洩し、不正なユーザにより電子現金が偽造されるが、既存の方式では、そのようにして偽造された現金と、正当な現金を区別することができなかった。小出らとの共同研究により発表予定の「関連づけ可能な匿名オフライン電子マネー」は、電子マネーをシリアルナンバーで管理することによって、偽造された現金を見つけるものである。