hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
結晶-非結晶複合標的による大強度陽電子源の開発

従来,陽電子は電子線を金属標的に照射することによって生成されてきた。この方法はで将来の線形加速器などにおいて要求される大強度陽電子源を構築すると,生成標的の熱破壊が問題となる。本研究では,この熱の問題を緩和する方法として,結晶とクリスタルを用いた複合標的の可能性を研究し,陽電子源設計の基礎となる実験データを得た。平成22年4月および,同年9月に高エネルギー加速器研究機構入射器において,複合標的を用いた陽電子生成実験を行った。・データ収集系の整備においては,当初予定していたデータ収集の完全自動化は行わなかったが,電子線の形状を記録する為のカメラと電子線を同期させるように改良を行った。その結果,標的中のエネルギー損失密度の推定に不可欠な,電子線の形状の記録が可能となった。・実験において,標的の厚さを変化させながら,陽電子生成量を系統的に測定した。それによって実験とシミュレーションの系統的な比較を行うためのデータを取得した。・熱電対による温度変化の高速測定に成功した。シミュレーションとの比較により,標的中のエネルギー損失密度と温度の変化の相関が確認でき,実験データから標的中のエネルギー損失を評価できることが確認できた。以上の成果により,複合標的の可能性を定量的に評価するための基礎データを取得するとともにまた平成23年以降の研究においてより精度の高い測定を行う為の指針を得た。結晶に電子線を入射したときに生じるチャネリング放射や,コヒーレント制動放射は,高エネルギー電子線を電磁シャワーによる陽電子生成に適した10MeV程度の光子に効率よく変換することができる。これを用いると,高強度陽電子源の妨げとなっている陽電子生成中の熱負荷を軽減できる可能性があり,線形加速器などに必要な高強度陽電子源を構築できる可能性がある。この方式による陽電子源構築の可能性を明らかにするためには,複合標的システムによる陽電子生成量と標的中の熱負荷の系統的な研究が必要である。以上の目的のため,平成23年度は1KEKB入射器において行った陽電子生成実験のデータを解析し生成量の定量的な評価を行う.そのために,実験装置の検出効率を見積もるためのシミュレーションを行う。2平成22年度に成功した温度測定装置を改良し,陽電子生成標的における陽電子生成時の温度上昇と温度分布を測定する装置を作製することを目標とした。1について実験装置の配置をプログラムし基本的な構成を再現できることを確認した。本装置の評価には高統計のシミュレーションデータが必要なため,そのための作業が進行している。2については,東日本大震災による影響のため,KEKB入射器が低エネルギーのみ可能であった。そのため,低エネルギーに最適化した温度測定の試作器を作製し装置の試験を行った。その結果とおりの温度測定が可能なことを確認した。本測定を平成24年度中に行う予定である。結晶ー非結晶複合標的の性能評価のため,高エネルギー加速器研究機構において行った実験評価のための,シミュレーション研究を行った。実験装置の大きさ,位置を正確にシミュレーション上に構築し,装置の検出効率を精度よく見積もることができるようにした。シミュレーションと実験データは,その性質のよく分かっている,通常標的による陽電子のデータを用いて規格化した。シミュレーションの結果は,実験データをほぼ,良く再現しており,陽電子生成量の定量的な考察が可能となったと言うことができる。一方で,結晶の効果に関しては,データのシミュレーションの間に20%程度の差がある。本研究における陽電子量の評価では問題とならないが,電子線の結晶中における振る舞いの研究という観点から,課題を指摘することができたと言える。本申請にかかる研究の期間において,1)複合標的の性能評価のための系統的データを得た。2)標的の温度測定システムを構築した。この結果から,複合標的による,陽電子生成システムの性能を評価した。その結果,複合標的は,陽電子生成に有効であるが,それを拡張して,当初の目的であった,線形加速器の陽電子源とするためには,より高効率で電子ー>光子への変換が可能な結晶を探索する事,冷却効率の高い陽電子生成標的の開発が重要である,という課題を見いだすことができた。これらに加え,本研究の過程において,陽電子生成量と標的中の熱損失の関係を見直したことから,これまで不可能と考えていた,国際リニアコライダー(ILC)に於いて,通常方式による陽電子生成が可能であることを見いだした。この結果は,従来のILCの陽電子源の考え方を根本から考え直す可能性があることを意味しており,同計画にとって大きな成果であるといえる。なお,本研究による成果は,現在公表論文として公表すべく論文執筆中である。東日本大震災の影響により,KEKB入射器の完全復旧をまたなければならない。そのため当初予定していた測定はできなかったが,それに変わる装置を作成することによって当初の目的はおおむね達成することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度はKEKB入射器の8GeVビームによって温度測定の本測定を行う予定である。KEKB入射器の復旧状況により平成24年度後半にしか実施できない可能性もあるが,測定装置の作製はこれに影響されない。
災害を考察する日本史授業の開発

本研究では、日本史学習の中に地震・火山噴火を中心とした災害史を組み込んで、自然災害に対する認識を深める授業を開発した。歴史災害は従来の日本史教育では断片的に取り上げられるだけで、今時要請されている防災、減災の社会建設への寄与は不十分である。最近、歴史学でも過去災害に対する研究が本格的に取り組まれようとしている。その成果を学ぶことも必要であるが、教育の役割として生徒、国民の生命、財産を守り育てることが要求され、尚早ではあるが災害を考察させる授業を構想した。授業の第1時は学習の導入として、ここ十数年の自然災害を示した。中でも雲仙普賢岳噴火災害は、火砕流と土石流による甚大な被害が見られた。それを、豊臣秀吉と伏見地震の関係を取材したテレビ番組と組み合わせることで、日本史と災害の関わりへの意識を高めることにした。第2時は江戸時代の「天明三年浅間山噴火」を取り上げ、その詳細を逐った。発掘によって明らかになった鎌原村の被災状況、そして土石流が下流域に及ぼした被害をたどった。また、復興への歩みも押さえた。特に鎌原村再建の取り組みを、当時の社会状況と絡めて考えてみた。以上を、当初計画したようにスマートボードを使用して授業展開した。動画や絵画資料、現在の火山監視カメラなどを利用して、自然災害、過去災害を視覚的に捉えやすいように工夫した。過去に幾度もの津波被害を受けた東北でさえ、防災意識は十全でなかった。本研究は、高等学校地理歴史科日本史教育の中で歴史災害を考察させる授業開発を試みた。理科や地理教育で科学的思考を育成するとともに人文的な視点から、我が国がたどりそしてこれからも必ず遭遇するであろう自然災害に、体系的に向き合わせる必要がある。何百年というサイクルで起こる大災害に対するには、日本史教育の中で、あまねく全国規模で過去被害を共有させることが求められる。
リポソームを用いた合成繊維のエコ・フレンドリー染色加工

ジアルキルジメチルアンモニウムブロミド(DADMAB)が形成する合成ベシクルを用いてナイロン6の分散染色を行った。分散染料として1,4-ジアミノアントラキノン(1,4-DAA)を、比較のために1,4-DAAを通常の分散剤で分散化した市販染料であるMiketon Fast Red Violet Rを用いた。ジドデシルジメチルアンモニウムブロミド(DDDMAB)を用いた場合の染色速度および平衡染着量は、Miketon Fast Red Violet R系よりも著しく増大する。またDDDMABを用いると、染色速度、飽和染着量は50、70、90°Cの各温度においてほぼ等しくなり、50°Cにおいて90°Cと同等の染色性が得られ、低温染色が可能になる。つぎに1,4-DAA/DADMAB系でポリステルの染色を行った。その結果、ナイロン6の場合と同様に、110°Cでも130°Cとほぼ同程度の染色性が得られることが分かった。また種々の化学構造の分散染料についてベシクル形成と染色性について検討したが、染料の化学構造がベシクルへの内包に影響し、さらに染色性にも影響することが分かってきた。さらに、アニオン性ヘッドグループをもつジヘキサデシルホスフェートのベシクル系についても検討したが、カチオン性ヘッドグループもDADMABと同じような結果が得られた。1,4-DAA/DADMAB系でジアセテートを染色した結果、染色温度が60、70、80°Cに変化しても飽和染着量はほとんど変化せず、また染色速度も大きくなり、ベシクルを用いるとジアセテートを60°Cの低温で染色できる。DDDMABを用いてナイロン6、ポリエステル布を低温でベシクル染色し、通常の分散染色布と色相および各種堅ろう度を比較したが、各種堅ろう度はほとんど変わらないかむしろベシクル染色の方が良好であり、色純度も増大する傾向を示した。光学顕微鏡で観察したところ、ベシクルを用いた低温染色でも染料は繊維内部まで十分に拡散し、リング染色になっていないことが確認された。このような結果は、ベシクル染色が十分実用染色に使える可能性を示唆している。本研究においては、ナイロン、ポリエステル、アセテート繊維の分散染色において、分散染料の可溶化剤および運搬体として、まずリン脂質類似化合物である、合成の2本鎖界面活性剤であるジアルキルジメチルアンモニウムブロミド[DADMAB,2Cn2C_1NBr(n=1018)]を用いることを試みた。分散染料としては、1,4-ジアミノアントラキノン(1,4-DAA)を用いた。また比較のために、通常の界面活性剤を用いて1,4-DAAを実用染色用に分散化した、市販染料であるMiketon Fast Red Violet Rも用いた。まず、分散染料共存下におけるDADMABのベシクル形成について調べた結果、染料を内包した安定なベシクルが得られることを確認した。つぎに、ナイロン6、ポリエステル、アセテート繊維/1,4-DAA系の染色速度および平衡染着量におよぼすDADMABの効果について検討した。その結果、Miketon Fast Red VioletRよりもDADMABで調製した染浴の方が、染色速度および飽和染着量が顕著に増大した。

この結果は、DADMABを用いることによって、染色温度を下げることが可能になり、合成繊維の低温染色の可能性を示唆する。DADMABを用いても、染料は繊維内部まで均一に拡散しており、リング染色にはならず、また染色堅ろう度も全く変わらないことが分かった。2本の長鎖疎水基をもつ界面活性剤が形成するベシクルが多量の疎水性染料を可溶化することに着目して、分散染色に2本の長鎖疎水基をもつ界面活性剤を用いることを世界で初めて試みた。1,4-ジアミノアントラキノン(1,4-DAA)/ジアルキルジメチルアンモニウムブロミド(DADMAB)分散系においてアセテート繊維の染色を行った。アセテート繊維はその構造が緻密なために、比較的分子量の小さい分散染料を用いて、高温(80°C)で染色される。本研究においては、DADMABを用いることによって、染色温度を何度まで下げることができるかを中心に検討した。まず、1,4-DAAを内包したDADMABは2分子膜構造のベシクルを形成していることを電子顕微鏡写真によって確認した。1,4-DAA/DADMAB分散系においては、60°Cでも80°Cとほぼ同程度の染色性が得られ、染色温度依存性は小さい。また染色速度も60°Cで、通常の分散剤を用いた80°Cの染色速度と同程度であった。この結果は、アセテート繊維の染色温度を通常の染色温度である80°Cから60°C程度まで下げることが可能であり、アセテート繊維の低温染色の可能性を示唆する。DADMABのアセテートに対する吸着量は通常の界面活性剤のそれよりもかなり大きい。得られた結果から、単分子状の分散染料を内包した2本鎖界面活性剤がアセテート繊維上に強く吸着し、濃厚な単分子状染料層から染色が進むものと推定した。
インビボ線量測定を可能にする標的体積内埋め込み型ミクロ線量計の開発

本研究の目的は、標的内に埋め込み可能なミクロサイズで、動く標的位置を同定するためのマーカー機能を合わせもつ、リアルタイム測定が可能な線量計を開発することである。現在のインビボ線量計は、いずれもリアルタイム測定が難しい、サイズが大きいなどの問題がある。そこで、新たな検出素子と最先端のMEMS技術を用いることにより、リアルタイムで測定可能なミクロレベルの新規線量計を開発しようと考えた。この線量計により、リアルタイム補正による適応放射線治療を可能にし、治療精度を向上させることで治療成績の向上につなげたい。検出素子材料としては、サイズを小さくするために、体内に刺入する検出器部分に電源が不要で、光ファイバーで信号の読み取りが可能な素子として、ケミカル素材(ラジオクロミック素材)、バイメタル、輝尽性蛍光体の3タイプについて検討した。放射線特性の評価を行った後、輝尽性蛍光体を用いた線量計システムのプロトタイプを作成した。線量計の組み立てにはMEMS技術を用いており、現在直径1 mmのサイズの線量計を作成し、それにマーカー材を付加してマーカー機能をもたせている。プロトタイプを用いた空気中での測定において、信号を読み取るためのフォトマルの最適感度と輝尽性蛍光体を励起するための読み出し用赤色レーザーダイオードの最適パワーの設定を行った。この設定条件下において、線量の直線性、線量率依存性、再現性の評価を行い、良好な結果を得た。また、直線加速器のパルスビームと読み出し用レーザーを同期することによるリアルタイム測定に成功した。輝尽性蛍光体を用いた線量計システムのプロトタイプの作成が終了しており、そのシステムによるリアルタイム測定にも成功した。プロトタイプを用いて、水中での測定を行い、種々の放射線特性を評価するとともに、測定精度を高めるためにプロトタイプの修正を繰り返す。次に、臨床で使用するために、実際の臨床に近い条件下で、線量計としての性能、マーカーとしての性能、そして安全性を確認する。放射線特性の評価とマーカー機能評価は、患者模擬ファントムを用いて行う。放射線特性として、エネルギー依存性、線量率依存性、方向依存性などを直線加速器にて評価する。マーカー機能評価は、X線画像、X線CT画像上で視認性試験を行う。安全性は、動物実験によって明らかにする。当初、プロトタイプの作成後、SNを上げるためにアンプ内蔵のフォトマルの購入を検討していたが、年度内発注が難しいため、次年度へと繰り越すこととした。平成31年度の早期に、アンプ内蔵のフォトマルを購入し、線量計システムのSNの向上を目指す。
測定困難な植物材料の力学的特性値の有限要素逆解析による測定システムに関する研究

農産物の物性およびその測定法に関する研究が特に推進されている.この中から農産物の物性値の測定法については測定の基準化や新たな測定法の提唱などがなされている.本研究は,作物の力学的特性値の中でも特にその測定が困難なパラメータ(たとえばポアソン比,縦弾性係数,体積弾性率など)を一軸方向の圧縮試験側方変位の光学的変位測定及び最新の有限要素逆解析法の組み合わせにより決定する総合的測定システムについて研究する事を目的とする.昨年度は,共役傾斜法による有限要素解析法についてポテンシャル問題および軸対称弾性問題を素材に研究し,本研究目的に適合する有限要素法を用いた軸対象弾性解析プログラムを作製した.研究の最終年度である本年は,多くの材料について試験を行ったところ,逆解析の収束速度が試験効率に大きく影響することが明かとなり,逆解析法を従来の最小2乗法からカルマンフィルタ法に変更し,計測システムの測定効率を飛躍的に改善した.本システムに関して特記すべき点は,計測を目的とする力学的パラメータを有限要素逆解析法を用いて推定するところである.この数値解析プロセスが本システムに組み込まれたことにより農産物を対象とする計測では避けがたい不均一材料の扱いが可能になった.また,逆解析法についても本研究過程で通常の最小自乗法によるパラメータ推定からカルマンフィルタ法による推定へと発展をみるに至り,本研究成果が学会においても注目された.本研究は,農産物について力学的パラメータのみならず熱伝導係数,水ポテンシャル効果係数などの物性値の計測に大型の数値解析手法を導入した計算機支援の計測システムの開発とその応用が極めて重要かつ有効であることを明らかにした.農産物の物性およびその測定法に関する研究が特に推進されている.この中から農産物の物性値の測定法については測定の基準化や新たな測定法の提唱などがなされている.本研究は,作物の力学的特性値の中でも特にその測定が困難なパラメータ(たとえばポアソン比,縦弾性係数,体積弾性率など)を一軸方向の圧縮試験側方変位の光学的変位測定及び最新の有限要素逆解析法の組み合わせにより決定する総合的測定システムについて研究する事を目的とする.昨年度は,共役傾斜法による有限要素解析法についてポテンシャル問題および軸対称弾性問題を素材に研究し,本研究目的に適合する有限要素法を用いた軸対象弾性解析プログラムを作製した.研究の最終年度である本年は,多くの材料について試験を行ったところ,逆解析の収束速度が試験効率に大きく影響することが明かとなり,逆解析法を従来の最小2乗法からカルマンフィルタ法に変更し,計測システムの測定効率を飛躍的に改善した.本システムに関して特記すべき点は,計測を目的とする力学的パラメータを有限要素逆解析法を用いて推定するところである.この数値解析プロセスが本システムに組み込まれたことにより農産物を対象とする計測では避けがたい不均一材料の扱いが可能になった.また,逆解析法についても本研究過程で通常の最小自乗法によるパラメータ推定からカルマンフィルタ法による推定へと発展をみるに至り,本研究成果が学会においても注目された.本研究は,農産物について力学的パラメータのみならず熱伝導係数,水ポテンシャル効果係数などの物性値の計測に大型の数値解析手法を導入した計算機支援の計測システムの開発とその応用が極めて重要かつ有効であることを明らかにした.農業物の物性およびその測定法に関する研究が特に推進されている。この中から農産物の物性値の測定法については測定の基準化や新たな測定法の提唱などがなされている。本研究は、作物の力学的特性値の中でも特にその測定が困難なパラメータ(たとえばポアソン比、縦弾性係数、体積弾性率など)を一軸方向の圧縮試験側方変位の光学的変位測定及び最新の有限要素逆解析法の組み合わせにより決定する総合的測定システムについて研究する事を目的とする。今年度は、まず共役傾斜法による有限要素逆解析法についてポテンシャル問題および軸対称弾性問題を素材に研究し、本研究目的に適合する有限要素法を用いた軸対象弾性解析プログラムを作製した。また、一軸圧縮試験機を用い円柱形試験片側面変形を光学的に測定することが可能なシステムおよび測定器から出力される多量な荷重変位データを直ちに処理する計測制御ソフトウェアを開発した。計測システムのディバッグを行った。赤外線変位計はりんご等の植物材料の試験片表面の色や滑らかさに影響されるため、試料の半径方向の変位計測に用いるよりも軸方向の変位を金属面をターゲットにもちいて測定する方が有利であった。半径方向の変位測定は光学的ではあるが画像データとしての扱いがより確実であることが明かとなった。「トマト、「だいこん、「にんじんおよび「りんごについて基礎的な測定実験を行った。結果は、良好でポアソン比などかなり容易に推定することが可能である。
フロベニウス写像を用いた射影代数多様体の研究

今年度は深層ニューラルネットと呼ばれるある種のグラフから導出される関数の研究を代数幾何学的手法を用いて行った。まず活性化関数にReLU関数を用いた深層ニューラルネットとサンプルから導出される関数(損失関数)が局所的に多項式になることを示した。また他方でそのような局所的な領域に対し、グラフ側も部分グラフが導出される。この状況下で局所的に存在している多項式の因数分解の様子が、導出される部分グラフの言葉で特徴付けられることを証明した。具体的には局所多項式の素因子と、部分グラフのうちノードを一つしか持たない層で挟まれたものとが一対一に対応することを示した。証明には次数付き可換環環と斉次多項式の理論を用いた。それと同時に損失曲面と呼ばれる集合が半代数的集合になることを示し、その半代数的集合としての区分が微分不可能な点たちで与えられることも証明した。またこれらの事実の応用として深層学習の損失関数からそのサンプルたちがスカラー倍を除いて復元されることも証明した。この結果についてはプレプリントを書き、公表した。対称群に対して不変、同変な関数に対する普遍近似定理の研究を行った。不変、同変な深層ニューラルネットを定義し、コンパクト集合上にサポートを持つ不変、同変な関数に対してはその深層ニューラルネットで普遍近似定理が成立することを証明した。またこのニューラルネットのパラメーター数が通常のものより指数的に少ないことも証明した。この結果についてもプレプリントを書いて公表した。多目的最適化のパレート解の集合の研究も行った。パレート解集合が単体上のある種の可換性を持つ多項式関数の族(ベジェ関数)の像で任意精度で近似可能なことを証明した。またそれとともにベジェ関数の可換性をベースにして、パレート解集合を近似するアルゴリズムも提案し、プレプリントを出し、国際会議にて発表も行った。今年度はアーベル多様体のFrobenius写像の持つ性質による特徴付け及びCowsikの問題と呼ばれるある種の環の有限生成性に関する問題の解決を行った。先の研究により、正標数の代数閉体上の滑らかな射影多様体がオーディナリーなアーベル多様体であることは、標準束が擬効果的であることと、構造層のFrobenius押し出しが(無限回の合成について)直線束の直和になることで特徴づけられた。今年度の研究ではこれが標数3以上の時には一回のFrobenius押し出しでチェック可能なこと標数2の時は二回のFrobenius押し出しでチェック可能なことを証明した。また多項式環上の素イデアルのシンボリックリース環が有限生成になるか?というCowsikによる問いに対する反例の構成(標数0の場合は永田とRobertsによって行われた)を任意の体上で構成した。特に有限体上の場合はTotaroによるnefでsemi ampleでない因子を持つ曲面を元に、Poonenによる合同ゼータ型のBertiniの定理を用いることで素イデアルに対応する代数曲線を構成した。これらの結果はpreprintとして公開した。本研究課題を考える上で重要な構造層のフロベニウス押し出しの構造についての理解が深まった。またアーベル多様体はそれ自体魅力的な対象でありながら様々な問題を考える上でモデルケースとして考えるべきクラスであるため正標数のアーベル多様体のフロベニウス写像について理解が深まったことも望ましい結果である。今年度はアーベル多様体のFrobenius写像の持つ性質による特徴付けに関する理論の深化を行った。三内-田中の研究により、正標数の代数閉体上の滑らかな射影多様体がオーディナリーなアーべル多様体と同型であることは、標準束が擬効果的であることと、構造層のFrobenius押し出しが(無限回の合成について)直線束の直和になるという条件で特徴づけられてた。昨年度の研究では東京大学の江尻氏とともにこれが標数3以上の時には一回のFrobenius押し出し(が直線束の直和になるという条件)でチェック可能なこと、および標数2の時は二回のFrobenius押し出し(直線束の直和になるという条件)でチェック可能なことを証明していた(標数2の場合は一回のFrobenius押し出しでは判定できない反例も構成した)。今年度はこの理論をオーディナリーでない場合に拡張した、その仮定で、これまでの「直線束の直和になる」という条件を構造層のFrobenius押し出しが本質的にアルバネーゼ多様体のポアンカレ束のアルバネーゼ射によるフーリエ-向井変換を用いて書くことができるという条件読み換えることとなった。これによってこれまでには制御することが不可能だった、構造層のFrobenius押し出しが既約なケース(これは加群の構造としてはほぼ情報がないことに注意する)も取り扱うことができるようになった。またこれについてはいくつかの場所で発表を行い、城崎代数幾何シンポジウムの報告集などに結果を発表した。フロベニウス写像を用いた代数多様体の研究に十分に貢献し得るアーベル多様体に関する特徴づけが十分に進展したため今年度は深層ニューラルネットと呼ばれるある種のグラフから導出される関数の研究を代数幾何学的手法を用いて行った。

具体的には局所多項式の素因子と、部分グラフのうちノードを一つしか持たない層で挟まれたものとが一対一に対応することを示した。証明には次数付き可換環環と斉次多項式の理論を用いた。それと同時に損失曲面と呼ばれる集合が半代数的集合になることを示し、その半代数的集合としての区分が微分不可能な点たちで与えられることも証明した。またこれらの事実の応用として深層学習の損失関数からそのサンプルたちがスカラー倍を除いて復元されることも証明した。この結果についてはプレプリントを書き、公表した。対称群に対して不変、同変な関数に対する普遍近似定理の研究を行った。不変、同変な深層ニューラルネットを定義し、コンパクト集合上にサポートを持つ不変、同変な関数に対してはその深層ニューラルネットで普遍近似定理が成立することを証明した。またこのニューラルネットのパラメーター数が通常のものより指数的に少ないことも証明した。この結果についてもプレプリントを書いて公表した。多目的最適化のパレート解の集合の研究も行った。パレート解集合が単体上のある種の可換性を持つ多項式関数の族(ベジェ関数)の像で任意精度で近似可能なことを証明した。またそれとともにベジェ関数の可換性をベースにして、パレート解集合を近似するアルゴリズムも提案し、プレプリントを出し、国際会議にて発表も行った。当初の枠組みをより一般化し、構造層のフロベニウス写像による押し出しと代数多様体の大局構造について研究を続ける。その特別な場合として当初の計画であるSchwede-Smith予想について取り組む。今後もアーベル多様体に関するフロベニウス写像の理論の進展をはかるとともに大域的F-正則多様体の研究も同時に行っていく予定であるアーベル多様体に関する研究が思ったより進展したために発表を行う必要が出て次年度使用額が生じた。来年度についての計画としては問題ないと考えられる。今年度は昨年度発表のために出張した分を抑えて使用する予定である。
ヒト骨芽細胞刺激因子1を高発現するマウス骨芽細胞の選択的培養系と細胞移植系の開発

骨粗鬆症に対する新しい治療法を確立するためOSF1(osteoblast stimulating factor:骨芽細胞刺激因子)による細胞・遺伝子治療モデルの構築を行っている。患者自身の骨髄細胞から間葉系幹細胞を単離し、osf1を導入することにより活性の高い骨芽細胞への分化能を与える。この幹細胞を移植することにより全身の骨組織において骨形成活性の上昇がおこり、骨粗鬆症を治療しようとする試みである。今回モデル実験系を確立するため、高い分化能を有した間葉系幹細胞の供給源として、ヒトOSF1を組織非特異的なCAGプロモーター、または骨芽細胞特異的なオステオカルシン(Oc)プロモーターで発現するトランスジェニックマウスを作製した。複数系統のTgマウスの骨芽細胞、骨髄間質細胞の骨芽細胞への分化能・骨形成能についての評価を行った。トランスジェニックマウス由来の初代培養骨芽細胞では、BMP2存在下でCa沈着量がコントロールに比べて有意に増加する系統が確認され、骨髄間葉系幹細胞においてもBMP2存在下の培養で細胞への分化指標であるアルカリホスファターゼ活性の増加、Caの沈着量の増加が確認された。現在、osf1高発現幹細胞の移植による骨量増加の解析を行っている。本研究の目的は、遺伝的に骨芽細胞刺激因子(OSF1)遺伝子を高発現するように形質転換したマウス骨芽細胞を野生型マウスの骨組織に移植することで、移植された骨組織特異的に骨形成の促進が起こることを証明することである。野生型マウスから採取した骨芽細胞の前駆細胞に対して、OSF1遺伝子を導入する手段としては、アデノウイルスベクターを用いる計画であり、その構築は、CAGプロモーターおよびヒトオステオカルシンプロモーター(Hoc)制御下にヒトまたはマウスOSF-1遺伝子を発現し、感染時に感染効率をモニターし、ドナー由来の細胞を区別するためのマーカーとして、蛍光蛋白質GFPとの連結発現ユニットを用いたものが構築できている。アデノウイルスベクターによる遺伝子の導入に関しては、臨床試験段階での副作用問題も指摘されており、他の方法も考慮し、OSF1を高発現するトランスジェニックマウスの系統を作成し、前骨芽細胞前駆細胞の供給源とする系を確立した。上記ベクター系と同様に、CAGプロモーター制御下にモニター用のGFPを共通に発現し、それに加えて、HocまたはCAGプロモーター制御下にヒトOSF1を発現する、計3種類のトランスジェニックマウスを作成した。GFPのみを発現するトランスジェニックマウスが3系統、CAGプロモーターによりOSF1を高発現するマウスが3系統、HocによってOSF1を発現するマウスが5系統確立された。それぞれ組み込まれたトランスジーンのコピー数は、数コピーから、30コピーで、骨、脳、肝臓におけるmRNAの発現に関しても系統間において10倍程度の差が観察されている。今後、これらのマウス系統由来の骨芽細胞の骨形成能をin vitroで比較し、その後、骨移植実験における骨形成の促進作用について検討を行う予定である。今回モデル実験系を確立するため、高い分化能を有した間葉系幹細胞の供給源として、ヒトOSF1を組織非特異的なCAGプロモーター、または骨芽細胞特異的なオステオカルシン(Oc)プロモーター発現するトランスジェニックマウスを作製した。複数系統のTgマウスの骨芽細胞、骨髄間質細胞の骨芽細胞への分化能、骨形成能についての評価を行った。トランスジェニックマウス由来の初代培養骨芽細胞では、BMP2存在下でCa沈着量がコントロールに比べて有意に増加する系統が確認され、骨随間葉系幹細胞においてもBMP2存在下の培養で骨芽細胞への分化指標であるアルカリホスファターゼ活性の増加、Caの沈着量の増加が見られ、OSF1の高発現による骨代謝の正の制御が可能であることが確認できた。
転写制御蛋白質による転写終結領域の構造変化と機能解析

転写制御蛋白質HutPと標的RNA複合体のX線解析を行った。その結果、HutPは6量体を形成していること、HutPは6量体の両面で、RNAの2個所のUAG繰り返し配列と結合していた。生化学的実験においても、UAG繰り返し配列の重要性が明らかにされた。また、in vivo実験により、活性発現がHutPにより誘導された。以上より、HutPはUAG繰り返し配列と結合し、RNAをステム-ループから3角形様構造に変化させるすることによって、転写終結解除する機構を明らかにした。HutPが効果的に結合するために、それぞれに3つのUAG繰り返し配列を含む2つの21鎖長RNAを必要とするかどうかを言及するために、我々は2つの21鎖長RNAを化学合成し、スペーサーとして13鎖長のU(U13)を間に入れてつないだモデルRNA(55鎖長)を調製した。このU13はhutターミネーターRNAのサイトIとサイトIIとの間に存在するスペーサー領域を模倣したものである。このモデルRNAを用いて、我々はマッピングアッセイを行い、インラインコンフォメーションを取ると考えられる領域を解析した。この領域は活性化されたHutPとの複合体形成における2価金属イオンの関わりを助長していると考えられる。その結果、Uの02'-P-Uの05'の間の角度111.4度と考えられるAG塩基の前のUpU領域中のリン酸基が、活性化されたHutP(HutP-L-histidine-Mg)の存在下でのみ55鎖長のRNA内で6カ所全ての領域を効果的に切断した。また、これらの領域に加えて21鎖長のRNAに挟まれた13鎖長のUのスペーサー領域も同様に活性化HutPの存在下で効果的に切断された。最近ではネイティブのhutターミネーターRNAにも同様の実験を行い、スペーサー領域の横に位置すること、また3つのUAGモチーフを含む2つの21鎖長のヌクレオチドがhut-HutP相互作用において重要な役割を果たしていることが明らかになった。これらの結果を踏まえて、HutPはその上下の表面を21鎖長のRNAに包まれており、その過程によってスペーサー領域がむき出しになり再構成させるのだということが示唆された。In vivoでhutターミネーター(転写終結)領域内のHutP結合部位の重要性を検定するため、2,箇所(5'側と3'側)のNAGモチーフ配列に塩基置換を施したhut-lacZ融合ベクターを作製し、Bacjllus subtilisの1A1もしくはH:UTPN1株のamyEの位置に導入した。H:UTPN1株はHutP遺伝子のコード領域に4塩基の欠落を持つが、1A1株は染色体のhutオペロンからHutpを生成することができるので、この2種類の株を用いて、.誘導可能な発現がHutpによるものかどうかを検討した。形質導入はカナマイシンプレート上で選択し、β-ガラクトシダーゼの活性発現は細胞の対数増殖期の終了前に回収するこ:とにより、L-ヒスチジンの存在、非存在下での成長によって解析した。これには、L-ヒスチジン存在下での測定値を、L-ヒスチジン非存在下での測定値で割算して算出した誘導比を用いた。この結果、1A1株では、約55倍の誘導比が得られたが、NAG配列に塩基置換を施した変異体では発現が見られなかった。また、HUTPN1株でも発現が見られなかった。一方、HutPと2箇所のNAGモチーフをもつ55mer RNAとの複合体の良質の結晶が得られたので、X線解析を行った。その結果、Hutpは6量体の両面の2箇所において、RNAの5'側NAG配列および3'側NAG配列と特異的に結合していることが明らかになった。以上の研究から、anti-terminationを引き起こすhutターミネーターの不安定化にはHutPが必要であり、hutターミネーター内の2つのUAGモチーフがHutPへの結合に関わることにより、元のRNAのstem-loop構造が巻き戻され、不安定していることが明らかになった。HutP-L-histidine-Mg2+複合体をHutP-L-histidine-Zn2+複合体に変えたときの構造変化を調べるために、X線解析法及びZnの吸収端を利用したXAFS吸収スペクトル法を用いて構造解析を行った。先ず、X線解析であるが、HutP-L-histidine-Zn2+複合体の結晶を作製し、高エネルギー加速器研究機構の放射光を利用して、分解能2.3Åでの強度データを収集した。構造既知のHutP-L-histidine-Mg2+複合体を用いて分子置換法により構造を決定し、さらに構造の精密化を行い、現在R因子は26.5%である。HutP-L-histidine-Mg2+複合体の構造では、Mg2+は

HutPの3つのHis残基(His73,His77,His138)、L-histidineリガンドの主鎖のカルボニル酸素とアミド窒素および水分子との間で6配位結合を形成しているが、Zn2+の場合は、HutPの3つのHis残基(His73,His77,His138)、L-histidineの各イミダゾール側鎖のNε原子が配位し、4配位結合を形成していることが明らかになった。このZn2+まわりの近傍の構造をさらに詳細に調べるために、BioXAS吸収スペクトル法による解析を行った。実験には、高エネルギー加速器研究機構・放射光施設のBL-12Cビームラインにおいて、ZnK吸収端付近のXASデータを集めるため、先ず、この光学系に合ったアルミニウム製クライオ用試料ホルダーを作製した。次に、XASデータとしては、吸収端近傍構造(XANES)と吸収端より高エネルギー側の広域X線吸収微細構造(EXAFS)のデータを測定、データ解析、フーリエ変換等より、Zn周りの動径分関数を得て、原子間距離、配位数などを求め、Zn2+付近の構造が4配位結合であることを確かめることができた。
国際資本移動のプロシクリカリティに関する研究

本研究の目的は、国際資本移動が、実体経済に対して、順循環的(pro-cyclical)に及ぼすメカニズムを理論的・実証的に分析し、前者が後者に対して反循環的(counter-cyclical)に作用するような制度的枠組みを提言することにある。近年における国際資本移動に関する諸研究において、プロシクリカリティという分析ツールは頻出するが、必ずしも確固たる経済学的基礎付けや実証分析がなされているわけではない。そこで本研究の成果は、以下の4点にまとめられる。(1)まず、「なぜ資本は豊かな国から貧しい国に流れないのか」という「ルーカスの逆説」(1990)に答える理論的仮説と実証研究をフォローし、本研究の理論的枠組みを提示し、(2)次に、標準的な資本移動モデルで等閑視されてきた「貸し手と借り手の情報の非対称性」(マッキノン等による「オーバーボローイング・シンドローム・モデル」)と「対外債務がいかなる通貨建てであるか」(アイケングリーン等による「原罪仮説」)という2つの視点を入れながら、東アジアの新興市場諸国を対象にした資本移動モデルの理論的研究を行った。(3)また、カミンスキー等(2004)によって、厳密に定義され実証された資本移動のプロシクリカリティに関する「4つの定型化された事実」に関して、上記(1)(2)の理論モデルに依拠しながら、「アジア債券市場」の育成ついて若干の政策提言を行った。(4)さらに、本研究のテーマにとって欠くことができない「世界的不均衡の持続可能性」について考察対象を拡大し、アメリカの経常収支赤字のファイナンスについて、オブズフェルドとロゴフ(2005)の「ドルの実質実効為替レートの33%減価」というベースライン・シナリオについて、価格の硬直性(パススルーの不完全性)を導入したモデルを考察した。本研究の目的は、資本移動が、景気循環や資産価格等の実体経済に対して、順循環的に及ぼすメカニズムを理論的・実証的に分析し、前者が後者に対して反循環的に作用するような制度的枠組みを提言することにある。研究初年度に当たる平成17年度は、主として先行研究のサーベイを行なう過程で、次年度以降の研究に利用可能な理論的枠組みの提示に専念した。経常収支の動学的アプローチでは、(1)現在の経常黒字国から経常赤字国へ、異時点間の国際貸借が行なわれることによって、(2)実体経済における消費の平準化が達成されることが示されるが、(1)については、いわゆる「ルーカスの逆説」[1990]の発表以降、この逆説を支持する実証研究が提出され、(2)については、近年の実証研究では、必ずしもこの平準化命題は支持されていない。こうした理論と現実のギャップを埋めるためには、標準的な資本移動モデルで等閑視されてきた「貸し手と借り手の情報の非対称性」(マッキノン等による「オーバーボローイング・シンドローム・モデル」)と「対外債務がいかなる通貨建てであるか」(アイケングリーン等による「原罪仮説」)という2つの視点を入れる必要がある。本研究の枠組みから言えば、現在日本を中心に進められてきている「アジア債券市場」の育成は、債券市場からの資金調達によって、銀行借入れに特有の情報の非対称性を軽減し、自国通貨建てでの資金調達によって、原罪制約を緩和する試みと位置づけられる。

次年度以降は、Kaminsky, G.L., et al.[2004]によって、厳密に定義され実証された、資本移動のプロシクリカリティに関する「4つの定型化された事実」に関して、「原罪仮説」を導入した上で、アジアの新興市場を対象に実証し、「アジア債券市場」の育成について政策提言する予定である。本研究の目的は、資本移動が実体経済に対して順循環的に及ぼす影響を理論的・実証的に分析し、前者が後者に対して反循環的に作用するような制度的枠組みを提言することにある。研究初年度は、実証研究に利用可能な理論的枠組みの提示に専念し、2年目に当たる平成18年度は、この理論的枠組みにしたがって、東アジア諸国における資本移動を対象に実証研究に着手する一方で、本研究のテーマにとって欠くことができない世界的不均衡の持続可能性について考察対象を拡大した。なぜならば、(1)今日の国際資本移動をグローバルな視点から考察すると、どうしても世界の経常余剰の3/4を吸収している米国の経常収支赤字を中心に据えざるを得ないこと、(2)アメリカが建国当初以降かつてない高水準の経常収支赤字を記録し続けている一方で、日本や高い経済成長を遂げている東アジア諸国、および原油価格高騰の影響を受けている中東諸国は、経常収支黒字を拡大していること自体が、資本移動の順循環性を考察する格好の対象であるからである。具体的な研究実績としては、(1)現在、国際経済学会関西支部総会(2007年6月9日:岡山大学)における共通論題報告「グローバル・インバランスの持続可能性をめぐって-価格の硬直性の観点から-」(Obstfeld and Rogoff[2005]の「ドル減価33%」というベースラインにパススルーの不完全性を導入したモデル)のフルペーパーを準備中である。(2)また本研究は、本研究科に在籍する博士課程大学院生を対象としたセミナー(International Doctoral Seminar:2006年11月22日)において、大学院教育にも還元されている。研究対象を(1)に拡大したため、学術雑誌への投稿が遅れているが、本年6月の学会発表に合わせてフルペーパーを完成させ、当該学会誌に投稿する。(2)については、HPにパワーポイント資料(英語版)を貼り付けているだけであるが、しかるべき時期に学内紀要に公表する予定である。最終年度に当たる平成19年度は、本研究のテーマにとって欠くことができない世界的不均衡の持続可能性について考察した。一方で世界の経常余剰の3/4を吸収している米国の経常収支赤字と、他方で日本・東アジア諸国・中東諸国の経常収支黒字の拡大が、資本移動の順循環性を考察する格好の対象であるからである。具体的な研究実績としては、(1)国際経済学会第49回関西支部総会(2007年6月9日:岡山大学)における共通論題報告「米国経常収支赤字の持続可能性」を行い(http://www.e.okayama-u.ac.jp/jsie-west49/Iwamoto-handout.pdf)、(2)「アメリカ経常収支赤字の持続可能性」を公表した。
糖尿病マウスにおける脳内ドパミン神経系の機能変化

情動の調節をはじめ、多くの神経科疾患において、脳内ドパミン神経系が重要な役割をはたしていることがよく知られている。そこで本研究では、脳内ドパミン神経系がその作用発現に重要であるオピオイドゃコカインなど依存性薬物による自発運動促進作用におよぼす糖尿病動物脾臓由来因子の影響について、ドパミン受容体の機能変化と関連させつつ検討を進め、以下のような結果を得た。1)ストレプトゾトシン誘発糖尿病マウスにおける自発運動活性は対照群マウスに比べ、有意に増大していた。ストレプトゾトシン投与後と同時にインスリンを投与し、血糖値の上昇を抑えたマウスにおいては、自発運動活性の増大は認められなかった。しかし、ストレプトゾトシン投与後、4日目よりインスリンを投与し、血糖値の調節を行ったマウスにおいては、自発運動活性の有意な増加が観察された。2)ストレプトゾトシン投与前に、脾臓を摘出した糖尿病マウスの自発運動活性は、対照群マウスに比べほとんど変化がみられなかった。しかし、ストレプトゾトシン投与4日後以降に脾臓を摘出しても、糖尿病マウスにおける自発運動活性の増大は影響を受けなかった。これらのことより、糖尿病マウスにおける自発運動活性の増加に脾臓由来の何らかの因子が関与していることが明かとなり、脾臓由来因子の形成には血糖値の上昇の持続が重要な要因となることが示唆された。3)糖尿病マウスにおいて、中脳辺縁系におけるドパミンDX_1受容体数は有意に減少していた。しかし、ドパミンの代謝回転は有意に増大していた。これらのことより、糖尿病マウスにおける自発運動活性の亢進には、ドパミン受容体機能の亢進ではなく、ドパミン神経終末よりのドパミン遊離機構の変化が関与していることが示唆された。
言語モデルと数理モデルを用いた思考ゲームの記述に関する研究

棋譜中の着手に対して,着点の盤上の絶対位置,直前の相手方の着手からの相対位置,着点の周囲の配石状況の3つの観点からの特徴を用いて符号化して棋譜テキストを作成し, n-gramに基づく確率的言語モデルを構築した.このモデルは,最善手の予測だけでなく,次善手の候補着手数の削減や観戦記で解説対象となる着手の判別にも有効であることがわかった.また,人間の棋風を形成する要因を分析し,各棋風間で有意差のある特徴要素を見つけた.棋譜中の着手に対して,着点の盤上の絶対位置,直前の相手方の着手からの相対位置,着点の周囲の配石状況の3つの観点からの特徴を用いて符号化して棋譜テキストを作成し, n-gramに基づく確率的言語モデルを構築した.このモデルは,最善手の予測だけでなく,次善手の候補着手数の削減や観戦記で解説対象となる着手の判別にも有効であることがわかった.また,人間の棋風を形成する要因を分析し,各棋風間で有意差のある特徴要素を見つけた.対戦型思考ゲームをプレイする際には,プレーヤーは相手の着手からその意図や戦略を見い出し,それに応えて着手を行なっている.囲碁が別名「手談」とも呼ばれているように,対局は着手を通じたコミュニケーションであると考えることができる.本研究は,思考ゲームの中でも特に囲碁を対象として,ゲームと言語との関わりを明らかにすることを目的としている.一局のゲームは棋譜を用いて記述され,棋譜中には石の配置などの静的局面情報や着手系列によって局面がどのように変化していったかなどのゲームの進行に関する情報が全て含まれている.棋譜は,個々の着手が符号化されたテキストであるとみなすことができるので,その棋譜テキストに対して適切な言語モデルを作成することが本研究の課題の一つである.囲碁では,個々の石には先験的な役割がなく,周辺の状況や局面の進行状況に応じて石の役割が定まるため,(1)着点の盤面上の絶対位置,(2)直前の相手方の着手と現在の着手との位置関係,(3)着点の周囲の配石状況の3つの観点から着手を特徴づけて符号化し,棋譜テキストを構成する.約2万局のプロ棋士の棋譜を符号化して得られた棋譜テキストに対して,n-gramに基づく確率的言語モデルを構築し,それを用いた着手予測実験を行なった結果,1位正解率約35%,10位以内の正解率約72%を達成した.また,囲碁は,最善手以外にも多くの次善手が存在すると言われるゲームであるが,この確率モデルを用いることによって,次善手の候補着手数を減少させることができた.そして,着手に対する評価値の分布が,棋譜中の着手の解説を行なう際の解説対象の着手の発見に利用できる可能性を示した.対戦型思考ゲームをプレイする際には,プレーヤは相手の着手からその意図や戦略を見い出し,それに応えて着手を行なっている.囲碁が別名「手談」とも呼ばれているように,対局は着手を通じたコミュニケーションであると考えることができる.本研究は,思考ゲームの中でも特に囲碁を対象としてゲームと言語との関わりを明らかにすることを目的としている.一局のゲームは棋譜を用いて記述され,棋譜中には石の配石などの静的局面情報や着手系列によって局面がどのように変化していったかなどのゲームの進行に関する情報が全て含まれている.棋譜は,個々の着手が符号化されたテキストであるとみなすことができるので,その棋譜テキストに対して適切な言語モデルを作成することが本研究の課題の一つである.囲碁では,個々の石には先験的な役割がなく,周辺の状況や局面の進行状況に応じて石の役割が定まるため,(1)着点の盤面上の絶対位置,(2)直前の相手方の着手と現在の着手との位置関係,(3)着点の周囲の配石状況の3つの観点から着手を特徴づけて符号化し,棋譜テキストを構成した.本年度は,前年度に作成したn-gramに基づく確率言語的モデルを用いた着手予測結果と,モンテカルロシミュレーションに基づく局面評価結果を対照させ,観戦記の付随する棋譜中の個々の着手の分類を行なった.その結果,局面評価値が高く,かつ,予測順位の低い着手が,観戦記において好手とされている傾向が強いことがわかった.また,組合せゲーム理論に基づく局面の数理的解析として,複数の対象からなる複合的な攻合い局面を記述するために,AND/OR結合を導入して組合せゲームを拡張することを提案した対戦型思考ゲームをプレイする際には,プレーヤーは相手の着手からその意図や戦略を見い出し,それに応えて着手を行なっている.囲碁が別名「手談」とも呼ばれているように,対局は着手を通じたコミュニケーションであると考えることができる.本研究は,思考ゲームの中でも特に囲碁を対象として,ゲームと言語との関わりを明らかにすることを目的としている.一局のゲームは棋譜を用いて記述され,棋譜中には石の配置などの静的局面情報や着手系列によって局面がどのように変化していったかなどのゲームの進行に関する情報が全て含まれている.棋譜は,個々の着手が符号化されたテキストであるとみなすことができるので,その棋譜テキストに対して適切な言語モデルを作成することが本研究の課題の一つである.囲碁では,個々の石には先験的な役割がなく,周辺の状況や局面の進行状況に応じて石の役割が定まるため,(1)着点の盤面上の絶対位置,(2)直前の相手方の着手と現在の着手との位置関係,(3)着点の周囲の配石状況の3つの観点から着手を特徴づけて符号化して棋譜テキストを構成した.N-

gramに基づく確率言語モデルを用いた着手予測結果と,モンテカルロシミュレーションに基づく局面評価結果を対照させて棋譜中の好手の判別を行った結果,単純なパターンのみを用いた着手予測よりも,N-gramに基づく確率言語モデルによる着手予測のスコア順位を用いる方が,好手とそれ以外の着手との区別に有効であることがわかった.また,囲碁の対局中に現れる対局者の棋風と棋譜中の着手との関係性について調査し,棋風を形成する特徴要素についての分析を行った結果,模様・厚みや攻撃性に関するいくつかの特徴要素を発見した.
新規ドーパリガンドの構造決定とドーパ応答の電気生理学的解析

ドーパは中枢神経系における新しい神経伝達物質候補である。その特異的受容体の実体を明らかとするため、選択的なリガンドを見出すことは重要なアプローチの一つである。本研究実績は、ドーパリガンド溶液中に新規な活性画分を見出した事、脳スライスNTSにおけるドーパ応答を捉える新しいアッセイ系、Multiple electrode arraysystem(MED64)において、NTS領域においてドーパの二相性性作用を捉えることに成功した。本研究途上,新たにドーパ受容体候補分子を見出した.ドーパは中枢神経系における新しい神経伝達物質候補である。本研究途上,新たにドーパ受容体候補分子を見出した.[目的][方法]ドプス由来活性成分の分離は高速液体クロマトグラフィー(HPLC)・紫外分光光度計を用いた。活性は、麻酔したラットを人工呼吸下に大動脈ヘカニューレを挿入し、頭部を固定・開頭して下部脳幹部を露出し、NTS領域に微量注入し測定した。脳スライスNTSにおけるドーパ応答を捉える新しいアッセイ系、Multiple electrode arraysystem(MED64)を用いたシナプス活動多点計測を行った。[結果]ドプス由来の活性成分として、HPLC画分S122を得た。NTSに微量注入したA113およびS122は血圧下降・徐脈応答を惹起し、この反応はドーパ拮抗薬、L-DOPA cyclohexyl ester(DOPA CHE)の前処置により遮断された。この活性画分の構造決定を試みたがベンゼン環を有する特定の化学構造を同定するに至らなかった。一方、MED64において、ドーパは増強および抑制の二相性作用を示した。[結論]ドーパおよびドプス誘導体の中にドーパ様活性を示す活性成分を見出したが、同画分より単一の有効成分の構造決定を行うことができなかった。MEAsにおいて、NTS領域においてドーパの二相性性作用を捉えることに成功した。また新規ドーパ受容体候補分子としてoa-1遺伝子産物が報告され、今後当該分子がドーパ応答を担う分子であるか否かを検討する必要がある。新規神経伝達物質候補であるドーパの受容体同定を目的として、新規ドーパリガンドの構造決定とドーパ応答の電気生理学的解析を目指した。ドーパ様の応答を惹起するノルアドレナリンの前駆体、ドプス(L-threo-DOPS)の水溶液を高速液体クロマトグラフィ、マススペクトル、NMR解析を組み合わせ、ラット孤束核に微量注入した際の血圧下降応答を指標に活性成分の構造決定を試みた。しかし最終的には特定の化合物の構造決定には至らなかった。一方、ドーパに対する血圧下降応答を解析するために本研究において用いた方法は、NTS領域を含む脳切片における多点電気生理学的解析法である。同実験系において、大動脈神経入力領域(baroreceptor afferents innervated area)であるNTS背内側部(SolDM)に電極を置いて刺激を加えると、evoked fEPSPsがSolDMを含むやや広い範囲の内側NTS領域に検出された。この応答は、AMPA型グルタミン酸受容体拮抗薬であるCNQXにより阻害された。ことからAMPA型受容体を介する応答と考えられる。この応答に対してドーパ30nMは二相性の作用を示した。電気刺激によるfEPSPsの大きさが0.07mV以上のものと、0.07mV以下のものとに分類すると、前者に対してドーパは抑制、後者に対してドーパは促進作用を示した。また両作用はドーパ拮抗薬のDOPA CHE前処置により拮抗された。一方、新規G蛋白質受容体であるマウスOA-1がドーパ結合活性を示すことを見出した。本研究は未だ解明されていないドーパ神経伝達物質仮説の分子基盤を明らかとするため、ドーパによる血圧応答を指標に見出されつつある数種ドーパリガンドの構造決定、ならなびに線虫において新規に同定されたG蛋白質連関型受容体の解析を通じドーパ受容体同定と作用機序解明の糸口を得ることを目的とした。ラット孤束核(NTS)微量注入による血圧下降を指標として、ドーパ作動性リガンドとして同定したL-threo-DOPSの溶液中に、ドーパ様血圧下降応答を惹き起こすドーパ類似化合物の存在を見出し、NMR解析等により、その化学的同定を試みたが、一定の構造を示すシグナルを検出することはできなかった。一方、線虫ドーパ受容体候補として同定したCO6H5.7は、ドーパ自体をリガンドとせず、ドーパ溶液中に産生される複数の化合物に応答する新規G蛋白質受容体であることが判明した。検討した化合物中、最も強い応答を示すリガンドが、dihydrocaffeic acidであったことから、本受容体をDCAR (dihydrocaffeic acid receptor)と命名した。DCARは線虫においてdihydrocaffeic acidによる忌避反応を媒介する受容体であることを突き止めた。その間、ヒト遺伝病の一つ、眼白子症の原因遺伝子oa-1の遺伝子産物OA-1がドーパ受容体候補分子そのものである証拠を得て、ドーパ研究は新たな段階に到達しつつある。