hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞質ダイニンの運動のメカニカル制御機構

モータータンパク質であるダイニンの力学応答を明らかにするために、ヒトダイニン重鎖の組換え体を用いて、微小管上の1分子の運動のようすと電子顕微鏡による分子形態の観察を行った。ダイニンは運搬する荷物を持たない無負荷の状態では、2つの頭部を重ね合わせたスタック構造をとり、微小管上を一方向に進まずに拡散運動を行い、自己抑制状態に陥ることがわかった。さらに、頚部の長さや堅さを変調して2つの頭部が重なることができないように制約を与えると、無負荷の状態でも一方向に連続的に運動できることが明らかになった。細胞質ダイニンの運動メカニズムに関しては、出芽酵母のダイニンを用いた研究から多くの知見が得られてきたが、哺乳類のダイニンを用いた観察においては、様々なグループから酵母ダイニンの振舞い、また細胞内におけるダイニンの運動と質的に異なったものであるという混乱が生じている。具体的には、微小管上での振舞いとして一方向に運動するという報告と両方向に運動するという報告が混在しており、運動速度についても細胞内で見られている輸送速度との間に齟齬を生じている。これらの混乱を解消し、またダイニンの一分子の運動を明確に特徴づけることで細胞内での多様な役割の詳細な機構の理解の基礎を築くことを目指し、組換え細胞質ダイニンを用いた研究を行った。HEK293細胞を用いて細胞質ダイニンの組換え体を作製し、運動観察および形態観察を行ったところ、ダイニンにはある種の自己制御機構が存在していることが明らかになった。すなわち、単独で存在しているダイニン分子においては、2つの頭部ドメインが積み重なったような"スタック構造"が形成されており、この構造においてダイニンは自己阻害的に弱結合状態を安定化させ、微小管上を拡散的に運動するということが示された。さらに、ダイニンにはキネシンなどと異なる力学応答性が備わっていることも分かった。具体的には、弱結合状態にあるダイニンに外力が加えられると、強結合に遷移する確立が上昇するというキャッチ機構的な性質や、力が及ぼされる向きによって結合力を変化させるラチェット的な性質を持っていることが明らかとなった。このような力学応答性を備えていることによって、多分子化などに伴う外力によって力学的摂動が加えられると強結合状態が誘起されるのに伴って自己阻害状態が解除され、また後方への拡散が抑えられることで、細胞内で見られているような安定した輸送が達成されるという描像を確立することができた。本研究において,ヒト培養細胞で発現した組換え体ダイニン重鎖を含むダイニン複合体を観察したところ,1分子ではATP存在下で微小管上をフラフラと拡散的に運動し,一方向性の運動は見られないことを前年度までに示した。今回、ヌクレオチド条件を固定することで、サイクルの各状態がダイニンの拡散運動とどのように対応しているかを調べると、ATP加水分解の過渡状態であるADP・Pi状態を模すADPとVi(バナジン酸)を添加した条件においてのみ大きく拡散する運動が観察された。この結果は、飽和ATP存在下において,多くのダイニン分子がADP・Pi状態にトラップされていることを示唆している。さらに、各ヌクレオチド条件におけるダイニンの分子形態を電子顕微鏡で観察したところ、拡散的な挙動に対応する飽和ATP存在下とADP・Vi条件では、二つの頭部を重ね合わせたような特徴的な形態(スタック構造)が支配的である一方、その他の条件では二つの頭部が互いに離れた形態(セパレート構造)が支配的であることが明らかになった。スタック構造においては,ダイニンの二つの微小管結合部位は互いに逆の方向を向いていることになり、正しい向きで微小管と相互作用できる結合部位が1つに制限されることになる。つまり、スタック構造のダイニンは,実効的なモータードメインの数としては単頭状態になり、2つのモータードメインを利用した連続的な運動が行えない状態になっていると推測される。実際,遺伝子組み換えによって,ダイニンの2つのモータードメインの間に剛性の高いリンカーを挿入するなどしてスタック構造の形成を阻害すると運動の一方向性が顕著になるので、1分子のダイニンは、スタック構造をとることで微小管上を拡散的に運動する状態になっていると考えられる。細胞質ダイニンは微小管上で、バイアスのあるブラウン運動、負荷をかけたときのキャッチボンド機構、無負荷時の自己制御的スタック状態、など特徴的な振舞いを示す。また、細胞内で多くの役割を担うダイニンが実質的にただ1つの重鎖遺伝子にコードされているので、結合タンパク質による精巧な制御機構が存在するものと考えられる。これらの制御機構を明らかにするために、以下の研究を行った。(1)哺乳類の細胞質ダイニン1分子の運動は、無負荷状態では微小管上を大きく揺らぎ、方向性のある運動成分は非常に小さい。このほぼブラウン状態にある1分子ダイニンに負荷をかけるために、ダイニンの尾部側にキネシン変異体(ATP分解活性を失っているが微小管結合能を有する)を融合させた複合体を作製した。このキネシン(inactive)-ダイニン(active)複合体1分子は、微小管上をスムースにマイナス端方向に向かって運動することがわかった。キネシン部分は微小管に対するアンカーとなり、ダイニンの運動に対する負荷となるので、1分子ダイニンは連続的に微小管上を歩くことができる、と結論することができた。(2)ダイナクチンは主要なダイニン結合タンパク質であり、複雑な構造の複合体である。

このうち、p150サブユニットに注目し、そのN末端ドメイン(Cap-Gly)と中ほどのコイルドコイル領域(CC1)がダイニンの微小管結合に与える影響を調べたところ、Cap-Glyは結合を補強し、運動連続性をあげる役割があるが、CC1は結合を阻害して微小管からひきはがす役割があることがわかった。このCC1の効果についてはこれまでの定説を覆す新規のものであり、細胞内でダイニンがカーゴ(積み荷)を背負わずに受動的に微小管のプラス端に配置されるときに、微小管と余計なコンタクトをとって配置の邪魔をすることのないように設計されたシステムであると考えられる。モータータンパク質であるダイニンの力学応答を明らかにするために、ヒトダイニン重鎖の組換え体を用いて、微小管上の1分子の運動のようすと電子顕微鏡による分子形態の観察を行った。ダイニンは運搬する荷物を持たない無負荷の状態では、2つの頭部を重ね合わせたスタック構造をとり、微小管上を一方向に進まずに拡散運動を行い、自己抑制状態に陥ることがわかった。さらに、頚部の長さや堅さを変調して2つの頭部が重なることができないように制約を与えると、無負荷の状態でも一方向に連続的に運動できることが明らかになった。各ヌクレオチド状態における1分子の運動動態と電顕による分子形態の観察から、スタック状態とセパレート状態の分子形態と運動動態を関連付けることができた。さらに、スタック状態は他のモータータンパク質では見られていないダイニン特有の自己制御機構であることを示すことが出来た。27年度が最終年度であるため、記入しない。生物物理学ダイニンのスタック状態(自己制御状態)が時間スケールでどの程度安定に存在するのかを各ヌクレオチドの存在下で調べる。そのために、ダイニン頭部に蛍光標識用のタグを導入し、2種類の波長の蛍光色素で標識し、その色素間のFRETを1分子レベルで観察する。また高速AFMを用いて、2つの頭部のスタック状態とセパレート状態の像を観察することを目指す。さらにスタック状態を解除して、一方向性の運動を始めるために必要な要件がどのようなものであるか、光ピンセットまたは磁気ピンセットを利用して、メカニカルな視点から摂動を与えるなどして調べる。細胞質ダイニンが2つの頭部を重ねたスタック構造が、微小管上を拡散的に運動する自己阻害状態であることを新たに見出した。また、力学計測の結果、ダイニンモータードメインには、高い負荷によって強い結合を維持するキャッチ機構や、負荷の向きによって結合力を変化させるというラチェット機構を有することを明らかにした。その結果、これまで混乱のあった細胞質ダイニンの運動機構について、統一的に理解するための見解を示すことができた。超遠心機のスウィングローターを更新予定であったが、更新時期に来ているものの、最高回転数を下げて使用すれば問題ないことがわかり、運転時間を延長して対応したところ、目的の実験にかなうことが判明した。超遠心機については、ドライブユニットが故障し交換を行ったので、予定以上に費用がかかったため、今年度はスウィングローターの更新をおこなわず、来年度に購入することにした。負荷のかかった状態で、1分子ダイニンがどのように運動することができるかを明らかにする。
近代フランス教授団成立史研究(1763-1770年)

フランスにおける近代的教授職の成立という観点から、ロラン・デルスヴィルを中心とするパリ高等法院主導のコレージュ改革を考察することにより、以下の諸点について新たな知見が得られた。1.イエズス会追放に伴うコリージュ改革を契機に顕在化した高等法院と大学の教授職観の相違および改革の施行の考察により、従来聖職禄の一環であった教授職に代わり世俗性、俸給制、階層性、名誉退職制を特色とする近代的キャリアーとしての教授職が出現したこと。2.パリ大学自由学芸学部ルイ・ル・グラン・コレージュの給費制度改革および教授養成機関化に関する考察により、伝統的な私的・見習い奉公的訓練に基づく自家培養的教授養成に代わり、学業成績に基づき王国全体の教授養成を視野に入れた組織的・全学部的教授養成機関が創出されたこと。3.コンク-ル・ダグレガシヨンの発足に関する考察により、土木職団等の職団に見られる家産制からメリトクラシー制への移行と同一線上において、コンク-ルによる教授の選任、教授としての知的・技術的能力の規範の確立、ひいては、知的側面における教授の専門職化が遂行されたこと。4.オラトリオ会、ベネディクト会等、すでにこの時期には、主たる教育修道会が知的職業人の訓練機関、就中、世俗的教師の団体へと変貌しており、これら修道会の教師団としての団体意識が「帝国大学」の団体意識に継受されたと考えうること。以上、世俗的キャリアー、専門的再生産機構、メリトクラシー、ならびに全国的規模の職団意識の成立という点において、19世紀フランスにおける近代的教授の職団の原型が、すでに大革命前夜に素描されていることが明らかになった。
睡眠時無呼吸症候群治療用口腔内装置の製作に用いる咬合採得用器具の開発

研究目的閉塞型睡眠時無呼吸症候群(OSAS)は、睡眠時に断続的に無呼吸を繰り返すことにより、睡眠をとったにもかかわらず、日中の傾眠を引き起こし、社会的にも問題になっている疾患である。2003年の山陽新幹線の事故は、このOSASによって起こったことが明らかとなり、その後OSASが広く世の中に認知され、最近では治療用口腔内装置の有用性が注目されている。本研究の目的は、OSAS患者の口腔内装置を容易に製作することができる咬合採得器具を開発し、臨床応用することである。研究方法本器具は、2枚の熱可塑性樹脂エルコジュール板を重ね合わせ、中央部をボルトとナットで組み立て、エルコジュールの先端に前歯で噛む台座を取り付けたものである。使用方法は、4つのバイトテーブルの中から患者に負担のない開口量のテーブルを選択して、シリコンバイト材で噛み合わせを仮固定する。さらに2枚のエルコジュールを前後にスライドさせて下顎を前方に誘導して、下顎位を決定し、記録する。下顎位を決定した後、予め製作した上下顎の装置を即時重合レジンで一体化し、再び口腔内に装着する。口腔内装置の装着後は、紹介元に治療効果をフィードバックしてもらう。研究成果本研究の咬合採得器具を使用して計測した下顎の前方移動量は、最大前方移動量の63.4%、下方移動量の平均は8.3mmで治療効果があった。(1)患者ごとの前方移動量と下方移動量を数値化することができ、データ収集が容易であった。(2)4つのバイトテーブルを装備しているため、器具の重量が増し、患者が噛んで固定する際、咬合負担が大きかった。(3)テーブルの中央に正中線が無いため、患者の正中と違う場所で固定し、うまくスライドしなかった。(4)テーブルの厚さが3mm以下のものを使用したい症例もあったが、設定がないためできなかった。しかし、この器具を使用するとOSAS患者の効果的な口腔内装置を容易に製作できることが判った。現在、特許申請中である。
脊椎動物形態形成遺伝子ホモログの棘皮動物における発現と機能の解析

Otxは、ショウジョウバエの頭部形成転位因子Otdのマウスホモログとしてクローン化され、マウスでも脳の形成に働くことが知られている。我々は、ウニ胚の体軸(口側-反口側軸)形成に重要な役割を持つアリールスルファターゼ(Ars)蛋白質の転写調節にウニOtx(HpOtx)が働くことを明らかにした。その結果、脊椎動物の形態形成に働く転写因子が同じ新口動物系列で脊椎動物より下位にある棘皮動物の形作りにどのような役割を担うかに興味を持ち、形態形成に関わる転写因子機能の進化を考えるため本研究を企画した。本年度はバフンウニからEts(HpEts)cDNA、HpHox8 cDNA、およびHpLim1 cDNAをクローン化し、強制発現実験を中心に、ウニ発生におけるこれら脊椎動物形態形成転写因子の役割を調べた。強制発現はmRNAをバフンウニ卵に顕微注入し、卵を受精させて発生させ、正常胚の原腸期に相当する時間後、発生異常を観察した。胚葉の同定は、外胚葉、中胚葉、及び内胚葉に特異的に発現する蛋白質に対する抗体を用いた全載標品の免疫染色によった。(1)HpOtxの強制発現はウニ胚の反口側外胚葉化を生じた。(2)HpEtsは母系mRNAであり、mRNAをプローブとするホールマウントインシツにより胞胚期にはHpEts mRNAは一次間充織細胞になる大小割球系列細胞にのみ検出された。HpEtsを強制発現させたウニ胚は、胞胚が崩れて全細胞が一次間充織細胞となり、仮足をだして運動した。この細胞を馬血清存在下で培養すると骨片を形成した。これらはすべて一次間充織細胞の特徴である。HpEtsを強制発現させた胚では、中胚葉性の一次間充織細胞特異的な抗原のみが検出され、外胚葉と内胚葉の抗原は検出されなかった。(3)HpHox8の強制発現はウニ胚の反口側外胚葉化をもたらした。(4)HpLim1の強制発現により、胚細胞は口側外胚葉化した。この結果、脊椎動物の形態形成転写因子が棘皮動物の形態形成にも関わることがわかった。
亀裂状地層媒体における放射性核種輸送現象のパーコレーション理論による解析

1.平成2年度では、2次元又は3次元のパーコレーション・モデルを用いた異常拡散の計算機シミュレーションを行い、不規則媒体中の拡散は、フラクタル次元、フラクトン次元などを用いて解析的に定式化できることを示した。2.平成3年度では、(1)数値計算により、ランダム線分2次元ネットワークの臨界連結度が3.2付近にあること、また臨界付近ではクラスタの相関長が線分平均長さに比べて大きいことを示した。(2)ガラス・ビーズ焼結媒体の空隙は互いに連結し、透水係数は焼結前のガラス・ビーズの半径で決定できることを示した。(3)光エッチ法により作成したランダム線分網中のトレーサ分散を観察した結果、臨界連結度付近では非対称な破過曲線が得られ相関長と実験から得られる分散長がほば等しい大きさをもつことを発見した。(4)互いによく連結した空隙の場合、分散長は固相を構成する粒子の平均粒径にほぼ等しくなること、一方、空隙のデッドエンドが無視できない場合、分散長は空隙クラスタの平均的なサイズに等しくなることがわかった。3.平成4年度では、モンテカルロ法による数値計算を実施すると共に理論的考察を行い本計画の成果を取り纒め、地層中の亀裂網と統計的に等価な輸送特性を持つパーコレーション・モデルを求めるために必要な条件を示した。4.まとめるとこれらの結果から、ある亀裂網が与えられたときに、その統計的性質にしたがって仮想的に亀裂数密度を大きくして得られる相関長を格子の単位長さとし、同じ相関長を持つ規則パーコレーション格子を発生させると、そのパーコレーション格子は元の亀裂網と同じ輸送特性を持ことが示せた。これにより、複雑な亀裂網の輸送現象解析は数学的に取り扱いやすいパーコレーション格子で行うことが出来、今後の応用に大きく寄与するものと予想される。今後は実際の岩石資料を用いた3次元系での研究の展開が期待される。計算機シミュレ-ションと実験の両面において、研究を進めた。シミュレ-ションにおいては、6角形を単位とするパ-コレ-ション格子を用いて、不規則な媒体中の拡散現象を調べた。シミュレ-ションでは、ランダム・ウォ-カの平均2乗移動距離の時間変化に着目した。確率1のときは、正常拡散であり、平均2乗移動距離は時間に比例する。規則格子から30%の経路を除いた不規則な媒体の平均2乗距離は時間の0.7乗に比例する。一方、平均2乗距離が時間の0.7乗になるような拡散は、角度方向、軸方向に対称な円柱座標系における拡散方程式において、拡散係数が原点からの距離の-0.8乗に比例するとした場合にも得られる。ところが、パ-コレ-ション・モデルより得られる濃度分布は拡散方程式から得られる分布に比べて、遥かに広い領域に拡散することがわかった。不規則媒体中の拡散は、ガウス型プロファイルで表される正常拡散の一般化によって定式化することはできず、フラクタル次元、フラクトン次元、異常拡散係数、空間次元を用いた新たな一般化によって定式化に成功した。この結果、従来モンテ・カルロ法などの統計的な手法によらなければ求められなかった亀裂ネットワ-クでの拡散プロファイルが、媒体を特徴づけるパラメタによって表すことができるようになった。研究の成果を日本原子力学会に投稿した。実験面においては、不規則媒体を作成するための基礎実験を行った。様々な大きさのガラス球を容器に詰め、燒結温度、時間、燒結前のガラス球の半径の組み合わせによって、様々な形状の空隙を持つ媒体を作成した。

このような、制御された条件下で作成された試料の空隙に水を充填し媒体の電気伝導度と透水係数を測定した。透水係数は、電気伝導度と空隙率の関数で表されること、輸送特性長さは燒結前のガラス球の半径分布によって決定されることがわかった。その結果3年度の実験に必要な技術を確率した。(1)立方格子上に発生させたパ-コレ-ション・クラスタにおける拡散現象をExactーEnumeration法による数値シミュレ-ションで調べ、昨年度の2次元における計算結果と同様、ガウス型正常拡散における拡散係数の空間的な変化では説明できず、フラクタル次元、フラクトン次元、異常拡散係数、空間次元を用いた新たな一般化によって定式化できることを示した。(2)ランダムに線分を発生させて生成した2次元ネットワ-クの臨界連結度が3.2付近にあること、また臨界付近ではクラスタの相関距離が線分平均長さに比べて遥かに大きくなることを示した。(3)ガラス・ビ-ズを燒結して作成した媒体はすべての空隙が互いに連結した構造をもち、透水係数は燒結前のガラス・ビ-ズの半径で決定できること、(4)(2)で発生させたランダム線分網を光硬化樹脂に転写しエッチングする方法により不規則媒体を作成した。媒体中にトレ-サを流し分散を観察した結果、臨界連結度付近では分散経路上に存在するデッドエンドや回り道などによって、ピ-クに対して非対称な破過曲線が得られた。(2)で求めた相関距離と実験から得られる分散長がほぼ等しい大きさをもつことを発見した。以上の実験と計算の結果、媒体中に存在する空隙が互いによく連結している場合、空隙の大きさが局所的に異なるものであっても、媒体の平均的な性質を示す分散長は固相を構成する粒子の平均粒径にほぼ等しくなること、一方、空隙同士の連結が悪くデッドエンドなどが無視できない場合には、分散長はお互い連結している空隙で構成されるクラスタの平均的なサイズに等しくなることがわかった。この知見により、昨年度や(1)に於て仮に設定した格子の単位長さが分散長を基にして決定されることがわかり、パ-コレ-ション・モデルの実用性が高まった。以上の結果は日本原子力学会、米国機会学会等に於て発表した。また、米国地球物理学協会誌に投稿準備中である。平成2年度におけるパーコレーション・モデルを用いた異常拡散の計算機シミュレーションとグリーン関数の導出、平成3年度における燒結ガラス粒子を用いた電気伝導度と透水係数の関係を求める実験や流れが存在するランダム線分媒体でのトレーサー分散の実験の結果をもとに、3箇年計画最終年度である平成4年度においては、モンテカルロ法による数値シミュレーションを実施すると共に理論的考察を行い本計画の成果を取り纒めた。具体的には、実際の地層中の亀裂ネットワークから得られる統計情報を元にそれと等価な輸送特性を持つパーコレーション・モデルを求めるために必要な条件を明らかにした。まず、亀裂数密度、方向性、長さ分布などの統計情報から計算機上にネットワークを発生させる。これは、統計上元の亀裂網と同じ性質を持つ。計算機上で発生させたネットワークの相関長は平成3年度の実験及び本年度行ったモンテカルロ法による分散の数値実験の結果から、媒体の分散長に等しいことがわかっている。また、相関長は計算機上で仮想的に亀裂数密度を大きくした場合ある長さに収束することが観察された。
TGF-βスーパーファミリーによる組織形成機構をめぐる研究動向の調査

本研究はTGF-βスーパーファミリーを中心とした細胞成長因子の構造、情報伝達機構等の研究とそれらの組織形成、再生での役割について国内外の研究動向を調査するとともに、わが国において重点領域研究として推進する必要性について検討したものである。本研究班での各メンバーの研究は国内外の研究動向に大きな影響をはたしているが、とくにBMPについては班会議において神経形成の抑制、筋肉分化の抑制、肢芽細胞死への関与、逆に骨新生への関与から骨折治癒への応用の例など、多方面の研究の現状が報告された。更に、このような多彩な機能はBMPに限らず、広くTGFβスーパーファミリーに属する細胞成長因子にみられ、多種の動物でのパターン形成の基本的な部分にこの細胞成長因子群が関与している事を示す証拠が益々増えている事が報告された。これらの現状の把握をもとに、個々の主要メンバー間の打ち合わせ、班会議による議論を行った結果、TGF-βスーパーファミリーの重要性は益々高くなっているが、現状では、より広い面からの組織形成の研究組織を構成する事が急務と考えることで一致した。そこで、この研究班の主要メンバーはそのまま残してシグナル分子の研究組織とし、更に形態形成遺伝子群の研究分野を加えるため、少数のメンバーを補い、平成9年度発足重点領域研究として、「脊椎動物のボディープランの分子的基盤」を申請する事となった。
ファジィニューラルネットワーク制御器の進化的生成法の研究

本研究では,枝渡り行動ロボットの運動用Takagi-Sugenoファジィコントローラーの進化設計手法を提案する。この手法によって、前提のパラメーターを確立することは可能である。また、改善単純遺伝的アルゴリズムの使用によりTakagi-Sugenoファジィコントローラーの必然のパラメーターを同時に確立する。スイングアップ運動を保証するコントローラーのための一セット、および梯子運動を保証するコントローラーのための別の一セットのコントローラーパラメーターが得られた。両セットは同じ直接設計手法と評価機能を使用して得られた。二つのケースの間の違いはロボットの初期の状態にしかない。手法の第二段階は任意である。それはTSファジィコントローラーの構造を埋め込むフィード・フォワードネットワークのパラメーターを定義するモデルの変更から成る。この段階はコントローラーのパラメーターをオンライン的に適応させる手順および並列計算構造のハードウェア・インプリメンテーションに役立つ。分析に基づいた設計方法とは対照的に、計算機知能に属する私たちの設計方法は数学的なモデルを必要としない。したがって、それは、非線形の機械的なシステムのデザインをより容易にする。提案されたコントローラーおよび設計手法は、MATLABの下のプログラムパッケージとしてインプリメントされた。枝渡り行動ロボットの力学のモデルのシミュレーションは、スイングアップおよび梯子タイプ運動のためによいコントローラーが得られることを確認した。本研究では,機械システム制御のためのフィードフォワードコントローラとその進化的設計手法を提案する.提案するコントローラはファジィニューラルネットワークにより構成されており,シミュレーションや実験から得られた数値データに基づきコントローラのデータ構造と内部パラメータを調整することで,対象とする機械システムに対し適切なコントローラが設計できる.また,制御対象の数理モデルを必要としないため,非線形システムや多自由度システムのコントローラ設計においても有利である.このコントローラのデータ構造の決定と内部パラメータの調整のために,本設計手法では進化的計算手法の一つである遺伝的アルゴリズムと,Weighted Errors Balance Algorithmを用いた.これにより,対象システムに関する先験的な知識なしに,与えられた数値データだけに基づいてコントローラのデータ構造が決定され,その内部の膨大な数のパラメータの調整が行われる.提案したコントローラと設計アルゴリズムは,一般的な数値計算ツールである「MATLAB」のプログラムパッケージとして既に実装されている.提案手法の有効性を確認するため,劣駆動システムである2リンクの枝渡りロボットのモーションコントローラ設計に本手法を適用した.その結果,適切なデータ構造と内部パラメータを持つコントローラが獲得され,ロボットの枝渡り行動が実現されることをMATLABシミュレーションにより確認した.本研究では,枝渡り行動ロボットの運動用Takagi-Sugenoファジィコントローラーの進化設計手法を提案する。
三次元剥離流の発生の実験と数値的予測

1.限界流線への電気分解法の新しい適用放物体形状の模型および円柱模型を水槽に入れ電気分解によるフェノールフタレイン試薬の発色による可視化により限界流線や剥離パターンが明確に観察された.模型表面の"電極ドット"を用いる方法が考案された.鈍頭物体でのCLOSED SEPARATIONの出現迎角はレイノルズ数が数千ではBippesも可視化で指摘したように約60度である事を上述1.の手法で確認できた.3.渦など非定常領域の動的観察水素気泡法を主に用い放物体背後の表面付近の小さい縦渦やより外側の縦渦群が確認され,物体表面の定常な限界流線との関連付けが残された課題となった.4.剥離域の平坦圧力分布放物体模型で風洞実験を行ない迎え角30度以上での表面静圧分布が測定された.剥離域内部では周方向圧力分布が平坦な事が確認され圧力分布に限れば三次元でも二次元剥離との強い共通性が指摘できた.5.円柱まわりの馬蹄渦や鞍点の可視化円柱まわりの流れについては馬蹄渦や流れの特異点である鞍点,焦点などがレイノルズ数1800程度で可視化できた.ただし馬蹄渦は水素気泡法により任意断面を可視化して観察された.6.三次元ナヴィエストークス方程式による数値解析とグラフィック表示手法西川が61年度まで用いた境界層近似の能力的,時代的限界を踏まえて三次元非圧縮ナヴィエストークス方程式の差分解プログラムが開発され平板上円柱まわりの流れに適用された.その結果は上述5.の可視化結果と良好な一致をみた.一般座標上でHSMAC法を適用し,格子生成での工夫も行なった.上の数値結果をサーフェスモデルによるコンピュータグラフィックで表示し実在感のある画像群を得た.また三次元アニメーション作成も試みられた.1.限界流線への電気分解法の新しい適用放物体形状の模型および円柱模型を水槽に入れ電気分解によるフェノールフタレイン試薬の発色による可視化により限界流線や剥離パターンが明確に観察された.模型表面の"電極ドット"を用いる方法が考案された.鈍頭物体でのCLOSED SEPARATIONの出現迎角はレイノルズ数が数千ではBippesも可視化で指摘したように約60度である事を上述1.の手法で確認できた.3.渦など非定常領域の動的観察水素気泡法を主に用い放物体背後の表面付近の小さい縦渦やより外側の縦渦群が確認され,物体表面の定常な限界流線との関連付けが残された課題となった.4.剥離域の平坦圧力分布放物体模型で風洞実験を行ない迎え角30度以上での表面静圧分布が測定された.剥離域内部では周方向圧力分布が平坦な事が確認され圧力分布に限れば三次元でも二次元剥離との強い共通性が指摘できた.5.円柱まわりの馬蹄渦や鞍点の可視化円柱まわりの流れについては馬蹄渦や流れの特異点である鞍点,焦点などがレイノルズ数1800程度で可視化できた.ただし馬蹄渦は水素気泡法により任意断面を可視化して観察された.6.三次元ナヴィエストークス方程式による数値解析とグラフィック表示手法西川が61年度まで用いた境界層近似の能力的,時代的限界を踏まえて三次元非圧縮ナヴィエストークス方程式の差分解プログラムが開発され平板上円柱まわりの流れに適用された.その結果は上述5.の可視化結果と良好な一致をみた.一般座標上でHSMAC法を適用し,格子生成での工夫も行なった.上の数値結果をサーフェスモデルによるコンピュータグラフィックで表示し実在感のある画像群を得た.また三次元アニメーション作成も試みられた.三次元物体上の剥離流れは多様な様相を示すことは自明であるが、現在でも十分な実験例が得られているとは言い難い。本年度は実験に重点を置き、とくにOPEN SEPARATIONからCLOSED SEPARATIONへの移行の可視化と静圧測定を行った。1.電解法(フェノールフタレイン)の新しい適用:風洞での表面流線の可視化は油膜などの塗布を必要とし、また水槽においてもローダミンが塗布されるが、流線はそれほど鮮明に出ない。本年度において、フェノールフタレインのアルコール溶液を模型に塗布し、水槽での可視化が鮮明,容易に行えるような手法を得た。表面曲線が放物線の模型の表面の絶縁塗料を任意間隔で剥がし模型全体に電流を流すと、はがれた部分から発色線が後方に伸び表面付近の流線ベクトルが可視化されるわけである。ポテンシァルの理論値と10度以上の差はあるがOPEN型からCLOSEDSPARATIONへの移行迎角が詳細な表面流線パターンとともに測定確認できた。また従来、教科書的に伝えられて来た電解法に使われていたカセイソーダなどは我々の実験では必要なかった。さらに従来、指適されていなかった新しい知見としては、実効迎角がかなり設定迎角より小なことや、放物体背後のいくつかの縦渦の中または一次剥離線の背後に沿い前方に在ると思われる吸込へ向かって後端から流れが向かうことなどが重要と思われる。また発色終了後電圧を数十ボルトに上げると水素気泡が発生し、物体表面付近の小さい縦渦と交番的に流れ去る縦渦群が確認された。以上をビデオ撮影することにより実験の観察をくり返せ動的考察が向上した。

2.風洞実験での静圧測定61年度に備品として購入の圧力変換器を用い風洞(一様流速=約12m/scc)での放物体模型について静圧測定を行った。その結果、ほぼ一次および二次剥離線に挟まれた領域で圧力分印が平担になることが確認された。尚1,2への数値的予測が試みられている。
固体NMRによるアンフォテリシンBチャネル複合体の構造解明

ステロールの側鎖もしくはステロイド骨格の構造が異なる誘導体を合成し、アンフォテリシンBとの親和性をイオン透過活性試験などにより評価した。その結果、AmBとエルゴステロールは面と面のファンデルワースル力により相互作用していることが示唆された。また、炭素13やフッ素19で標識されたAmBやエルゴステロールを合成し、固体NMR測定から分子間距離や複合体構造の情報取得を試みた。ポリエン系抗生物質であるアンフォテリシンB(AmB)が脂質膜中で形成するチャネル複合体の構造解析を目指して、固体NMRによるアプローチを試みた。まず、AmBとエルゴステロールを炭素13もしくはフッ素19で標識し、その標識原子間の距離を固体NMRの手法であるREDOR法を用いて、詳細に解析した。また、標識原子や部位の組み合わせを複数用いることで、多点での原子間距離を測定し、AmBーエルゴステロールの相対的な位置関係を決定することに成功した。また、フッ素19標識AmBを用いて、CODEXという固体NMR測定法を応用し、予備的な結果ながらも、AmBチャネル複合体の形成に必要なAmBの分子数を推定することに成功した。これは、直接的な実験によりAmBの会合数を決定した最初の結果である。以上、AmBの会合数とエルゴステロールとの距離情報により、AmB複合体の全体像の大部分に関して具体的なモデル構造を描けるようになった。さらに、今後の構造決定をするために必要なマイコサミン部位の配向情報の取得に向けて、新規重水素標識体の合成検討を行った。これまで報告されているAmBの合成例を参考に、まずAmBからマイコサミン部位を除去し、別途合成した重水素標識化マイコサミン部位を再導入するという方法で合成を行った。今後この標識体を用いて固体重水素測定を行う予定である。抗生物質アンフォテリシンBがリン脂質二重膜中でエルゴステロールと共に形成するイオン透過性チャネル複合体の構造を明らかにするため、固体NMRを用いた構造解析を行った。まず、AmB-エルゴステロールの相互作用様式に関して、13C{19F}REDOR測定から得られた分子間の距離や、エルゴステロールの構造活性相関研究から明らかになった分子の大まかな認識機構をもとに、計算化学によるAmB-エルゴステロール二分子間の位置とエネルギーを計算し、これら二分子間の詳細な相互作用様式を求めた。この結果、ステロイド骨格の平面性がAmBとの相互作用には重要であり、AmBの疎水性面とのファンデルワースル相互作用による安定化の寄与が大きいことが明らかになった。次に、チャネル複合体の核となるAmBーAmBの分子間位置関係を明らかにするため、13Cおよび19Fで標識したAmBを化学的に合成し、それらを用いた分子間REDOR測定を行った。この結果、新たなAmB分子間距離情報を得ることに成功するとともに、AmBはお互いに平行な向きに並んでいることを確認することができた。最後に、これまでに得られているAmB分子間距離を総合的に解析することで、AmBの形成するチャネル構造を計算した。AmBは回転対象なチャネルを形成すると仮定し、AmBの脂質膜に対する傾きやチャネル内径、会合数を変化させて、固体NMRの実験値との比較を行った。AmBの会合数は6分子で、かつ脂質膜法線法から少し傾いた角度をとるとき、もっとも実験値をよく再現するチャネル構造が得られた。また、この構造に先のAmB-エルゴステロールの相互作用様式を合わせることで、初めて実験に基づくAmB-エルゴステロールチャネル複合体の構造を推定することに成功した。天然物化学AmBの活性発現時に最も重要とされるエルゴステロールとの相互作用に関して、フッ素19および炭素13で標識された分子を用いて詳細な距離測定を行うことに成功し、これら2分子間の位置を正確に見積もることに成功した。また、チャネル形成に必要なAmB分子数の決定にも道筋を立てることができた。さらに、マイコサミン部位に重水素と導入した新たな標識体の合成にも成功し、今後の固体NMR測定による配向の測定に用いる。以上のように、検討に多くの時間を必要とする化学合成や、固体NMR測定法の実験系を確立することがで、今後予定されているNMR測定、分子動力学計算をスムーズに行うことができると期待している。合成に成功した新規重水素標識体を用いた固体NMR測定により、マイコサミンの配向解析を行う。また、予備的な実験に成功しているAmBチャネルに含まれる分子数を決定し、チャネル形成時のAmBの配置を推定する。さらにREDOR測定から求められたAmB-エルゴステロールの距離情報をもとにエルゴステロールを配置し、AmB-エルゴステロール複合体のモデル構造を構築する。その情報をもとにチャネル複合体を脂質二重膜に埋め込みMD計算を行い、AmB-エルゴステロール-リン脂質の三者複合体の全体像を明らかにする。

合成検討が主の段階であり、非標識体で検討を行ったこと、また標識体の合成ルートの検討から、標識前駆体の使用段階を後半にする等の工夫により、標識体の使用量が抑えられた。固体NMR測定の測定も効率的に行うことができ、用いる器具の消耗が抑えられた。確立した合成法に従い、固体NMR測定に必要な試料を合成するため、大量スケールでの合成を予定しており、標識体等の試薬代に充てる。また、固体NMR測定をさらに積極的に行う必要があり、そのための消耗品として使用する。また必要に応じて、MD計算に必要なソフトウェアの購入を行う予定である。さらに、得られた結果を国際会議にて発表する予定であり、その旅費として使用する。
神経細胞のプログラムドセルデス(programmed cell death)

10mMのL-グルタミン酸をC6グリオーマ細胞に添加すると遅延型の細胞死が生じる。その原因としてC6グリオーマ細胞にはグルタミン酸/シスチンの対向輸送系が豊富に発現しており、細胞内に高濃度に含有されるグルタミン酸の外向き勾配を利用してシスチンが細胞外から取り込まれシスチンが細胞内で還元されシステインとなりグルタチオン(GSH)が生成される。つまり、この対向輸送系により細胞内GSHの濃度が維持されていることが判明した。また高濃度のグルタミン酸添加はこの輸送系を阻害し、結果としてGSH濃度維持機構の破綻をもたらすことが明かとなった。更にGSH減少による細胞死の細胞内分子機序を探るため、未処理コントロール細胞群とグルタミン酸処理細胞群から別個に核内DNAを抽出し、アガロース電気養動したところ、グルタミン酸処理群では早期(810時間)からのDNAのラダー状断片化が認められた。また抗酸化剤であるビタミンEの添加により、グルタミン酸細胞死とDNA断片化が共に完全に抑えられた。しかしながらこの時、細胞内GSHは殆ど枯渇していた。以上の結果から1)GSHの減少が直接細胞死に結びつかないこと。2)細胞死に先立ちラダー状のDNA断片化が認められることにより、このグルタミン酸細胞死はアポトーシスの可能性が高いこと。3)GSHの減少とDNA断片化の時間経過が良く似ていること。4)ビタミンEはGSHの減少にも拘らず細胞死とDNA断片化の両現象を抑えること。5)両現象にはGSH減少による何らかの酸化的ストレス過程の関与があることが考えられた。今後この神経系モデル細胞をもちい更なる細胞死=アポトーシスの成因機構について追求して行きたい。
情報伝達チャネルの興奮と抑制を修飾する少数分子の機構解明

本研究において、2年間(平成26・27年度)の研究期間で、細胞内外の効果分子により、情報変換チャネルの興奮および抑制を定量的に解析することを目的に研究を進めた。初年度(平成26年度)は、嗅細胞内で機能する情報伝達因子の時空間的分布と作用を明らかにする。情報変換システムのセカンドメッセンジャーであるcAMP・Ca2+は高surface/volume ratioを持つ線毛内では細胞内空間とは異なり、低濃度でも高協同性を引き起こし、効率的なシグナル伝達に貢献している。その機構を明らかにするべく、単一嗅細胞から局所的な電流記録を行い、生理状態での分子挙動を検証した。次年度(平成27年度)は、細胞外の少数分子による情報変換チャネルの抑制機構を検証した。匂い物質はそれ自体が単体の化学物質であるため、単一化学物質に対するチャネル活性抑制を示すが、その中でも2,4,6-Trichroloanidole(TCA)は特に強い抑制能を有し、市販されているチャネルブロッカー(L-cis diltiazem)の100倍程度である。更に、その最小有効濃度はサブフェムトモルであるが、作用機序は知られていない。極低濃度溶液に含まれる少数のTCA分子が線毛に高密度に発現している情報変換チャネル活性を抑制する可能性を探索した。有力な可能性の1つとして、TCAが高いLogD(3.95)を有していることより、細胞に投与した際に、チャネルタンパク質へ直接作用するよりも、チャネル周囲の膜に影響を与え、間接的なチャネル活性の抑制が示された。これらの研究より、少数の機能分子が嗅細胞の内・外から作用することで「匂い」の感覚を修飾する可能性を検証した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的である「情報伝達チャネルの興奮と抑制を修飾する少数分子の機構解明」のため、嗅覚受容の初段を担う感覚神経細胞である嗅細胞を用いて、実験を行った。嗅細胞では化学物質-生体電気信号への変換が行われ、情報変換チャネルであるCNGチャネルとCl(Ca)チャネルの高協同性が関与する。その過程における信号の修飾が少数分子により引き起こされる点について電気生理学的手法(パッチクランプ法)・細胞内物質制御(ケージド化合物の光解離)・蛍光観察法(LY・Fluoシリーズ)を用いて、検証した。特に、極低濃度でチャネル電流抑制を引き起こす2,4,6-Trichloroanisole(TCA)を中心に、抑制の機構について調査した。本研究成果から、情報変換チャネルの中でも、TCAによるチャネル抑制はCNGのみで効果を示したことや、抑制を引き起した分子の数と抑制を受けたイオンチャネルの数が1対多数であることからも、従来のブロッカーとは機序が異なることが予想された。本研究成果は、嗅細胞のCNGチャネル抑制機構解明のみならず、他チャネルでの抑制機構に関する可能性にも繋がることから、シグナル伝達に関与するイオンチャネル抑制の新しいメカニズムを探索すると考えられる。本研究課題の進捗として1実験データの取得2データの解析3成果発表の項目を示す。1は研究課題期間中に当初予期していない事態(もらい事故である上階からの水漏れ)が起こり、実験セットアップが大規模に破損したことから、細胞を用いた実験は、計画よりも遅い進行となった。しかし、修復させながらも可能な限りのデータ取得を試みた。2では細胞実験でのデータ取得が難しかったため、シミュレーションを使用し、解析を行った。3は主に海外・国内学会による発表を行った。本研究に関する未解明の課題が残されていることや、未復興の装置やセットアップがあるため、今後はセットアップの再構築と共に、より実験に対して合目的なシステムを作製する。また、研究成果の論文化、国内外問わず学術会議での発表に一層力を入れていくことが必要である。
クロマチンリモデリング因子CHD8の動態追跡と自閉症治療への応用

CHD8はATP依存性クロマチンリモデリング因子であり、クロマチンの構造変化によって転写を調節することが知られている。近年、自閉症患者における大規模な原因遺伝子探索によってCHD8が自閉症原因遺伝子の最有力候補として同定された。CHD8変異による自閉症の発症メカニズムを解明するためにはCHD8がどのようにクロマチンリモデリングを行っているかを直接観察する必要がある。この目的のため原子間力顕微鏡を用いてCHD8によるクロマチンリモデリングの動的挙動をリアルタイムに観察することにした。さらに変異型CHD8でも同様の解析を行い、変異による自閉症の発症メカニズムを明らかにし治療への応用を目指す。
中国海南省農村部コミュニティにおける《都市的なるもの》の拡がりと健康影響

代表者は、都市化に伴う急激な社会変化が農村部コミュニティに与える健康影響を明らかにすることを目的に、中国海南省6地域21村落を対象に保健学・人類学にかかわる調査を実施している。平成24年度は、(1)代表者が平成22年11月から12月にかけて収集した生体試料の分析、および(2)その結果を説明する要因を探求することを目的としたフィールドワークの2つを実施した。(1)生体試料の分析本年度はEpstein-Barr virus抗体価(EBV抗体価)の測定を実施した。具体的にはまず、EBV抗体価を測定する実験系を海南省疾病予防コントロールセンターで確立した。EBV抗体価は心理的ストレスのバイオマーカーとして人類学の分野で近年着目されているバイオマーカーであり、日内変動が小さく、半減期が長いという特質がある。実験系の構築が完了したのちに、五指山市と保亭黎族・苗族自治県に居住する対象者の濾紙血から240名分をランダムに抽出し、EBV抗体価の測定を行なった。得られたEBV抗体価のデータと生活環境の変化との関連、そして既存の、質問紙票(WHOQOL-BREF質問紙票)のスコアとの関連が検討された。(2)海南省の農村部コミュニティにおけるフィールドワーク平成23年度に海南省文昌市の村落において収集した家系図データを整理した。具体的には、家系図管理ソフトに情報(出生、死亡、婚姻)を入力し、分析のためのデータベースの整備を行った。また五指山市と保亭黎族・苗族自治県の2地域では身体活動量の評価を、加速度計(アクセロメーター、Kenz社製)を対象者50名に連続7日間装着してもらうことで、その評価を行った。本研究では代表者が2010年11月から12月にかけて収集した資料・生体試料(広域調査)の分析を行ったほか、その結果を説明する要因を探し当てることを目的としたフィールドワーク(in-depth調査)を実施した。代表者は、中国海南省における急激な社会変化が農村部コミュニティに与える健康影響を明らかにすることを主たる目的に、海南省6地域21村落を対象に調査を実施中で、2300名の調査データをもとに研究を進めている。研究活動の内容の詳細は、以下のとおりである。各村長に対して実施したコミュニティの基本情報の収集では、新中国成立(1949年)以降の生活環境の変化(生業の変化、インフラ整備の変遷、公衆衛生・医療サービスへのアクセスなど)について聞き取りをおこなった。各対象者に対しては、客観的健康指標と主観的健康観の評価を実施した。客観的健康指標として、Body Mass Indexの算出のための身体計測、血圧測定、炎症マーカーであるC-reactive Protein(CRP)分析のための濾紙血を収集した。一方、主観的健康観の評価としては世界保健機関(WHO)が開発したWHOQOL-BREF質問紙を使用した。また質問紙の中では食習慣や経済活動(出稼ぎ)、衛生状況など幅広い生活の側面に関する項目も合わせて質問し回答を回収した。2011年5月にCRP分析の実験系を海南省疾病予防コントロールセンターでも確立し、分析を完了させた。また2011年7月から9月、11月から2012年1月までは海南省文昌市の村落においてフィールドワークを実施した。分析の結果、従来は比較的同質であったと考えられる海南省農村部コミュニティの中にも、観光開発や換金作物栽培、出稼ぎなどの諸要因によって、収入やライフスタイルについて世帯間や個人間の差異が存在しており、CRP値と関連があることが明らかになった。血液サンプルの持ち出しが出来ないため実験系を構築しなくてはならないなどの困難はあったが、無事にCRPの分析も完了した。
岩盤崩落、斜面崩壊災害予防保全へのデジタル写真測量技術の応用

本研究は,岩盤崩壊事故の被害を未然に防ぐためのモニタリング技術を開発するものであり、対象となる岩盤斜面をデジタルカメラにて写真撮影するだけで高精度に多くの対象点の変位を算出する新しい計測手法を確立し、それに基づいた管理システムを開発することを目的とした。具体的には、市販のデジタルカメラを使って計測対象を複数枚の写真に撮影し、画像処理技術及び写真測量技術に基づくデジタル画像計測理論によって、微小な三次元変位・変形をほぼリアルタイムで高精度に算出する技術を開発するため、次の項目を明らかにした。(1)計測理論,計測方法の構築-計測精度に係わる事項(カメラレンズ歪の定量的影響,撮影形態,空間座標決定のための統計解析方法など)の解明と実用的な計測法の提示(2)岩盤崩落、斜面崩壊を対象としたデジタル画像計測の適用性の把握、課題の抽出(3)計測環境に制約がある場合の適用性向上策の提案-不動点、基準点を持たない計測場におけるデジタル写真測量での変位計測法の構築(1)については、基本理論として、デジタル写真測量の基本的な考え方と解くべき基礎方程式について導いた。また、計測システムを構成する要素技術を検討した。(2)については、斜面変位計測への適用性と課題抽出を実工事現場での実験によって実施した。斜面部の挙動監視を目的に、対象に設置したターゲットの三次元座標値を計測した。内的誤差は約1mm程度の高水準であったが、基準点の信頼性の問題で、計測データの絶対値が安定しない課題が残り、次項で確認することにした。(3)に関しては、カメラキャリブレーションを簡便に行う方法の検討、及びこれによって得られたカメラ内部標定要素を使用した場合の精度の検討を行い、その有効性について確認した。また、不動点、基準点を持たない計測場における変形検知の方法として、複数回での計測データの座標変換方法、及び統計的手法による変形有無の判定法を提案した。本研究では,実際の岩盤崩落現場でデジタル写真測量を用いるために,その適用性を把握するとともに,実用するための課題を抽出し,岩盤計測への適用性向上のために必要なデジタル写真測量技術の高度化を図ることを目的の一つとしている.本年度は,次の2つの研究課題に対して実施した.すなわち,大きな対象物を限られた場所からの撮影で精度良く計測する方法の開発と,変位の原点となる基準点,不動点の設置が困難な状況下で変位検出を遂行するための方策の開発という課題である.前者に関し,現場では計測対象物の大きさに比べて撮影可能範囲が狭く収束撮影が困難,すなわち観測ネットワークが弱い.また,コスト的,時間的に計測対象へのターゲット設置密度を大きくできない,撮影枚数が多くできない,等の理由で計測精度の低下するという問題点が上げられるが,それを解決する方法として,内部標定要素を事前にキャリブレーションすることに注目し,簡易的に高精度のキャリブレーションが可能な方法を開発した.これによって,廉価版のデジタルカメラでも計測精度を確保できる見通しが立った.後者に関し本年度は,画像計測法を使って斜面の変位を検知するときの精度と感度を調べた.2つの時間のエポックで計測を行い,設置したターゲットが変位したか仮説検定を使って検知する。検知のための一連の式を導き,ターゲット座標の精度,観測の感度,観測の信頼性の3点から観測の網の強さを評価した.この方法の有効性を検証するため,模型実験を行った.1.1mx0.5mの大きさの斜面模型を作り,30mに付き2mm程度の変位を検知できる撮影形態を示した.その結果3箇所から4枚ずつ計12枚の撮影で十分実用的な精度、感度、信頼性が得られることが分かった.

本研究ではデジタル写真測量技術の性能把握,実用化への課題を抽出し,岩盤崩落現場計測への適用性向上のための技術の高度化を図ることを目的としている.本年度は,次の三つの研究項目を実施した.まず構築した計測システムの基本性能検証として、現場での計測実験により,計測方法,計測精度の確認を行った。高さ20m、幅40mの計測対象場を設定し,約100の測点をデジタル写真測量にて計測、各点の計測精度を算出した。また,人為的に測点を移動させ,変位検出感度の確認を確認した。結果としては,撮影距離40-50mで計測精度は2-4mmであり、5mm以上の変位をほぼ確実に検出できることが分かった。次は,昨年度の研究成果である簡易高精度キャリブレーション方法に基づき,市販の小型デジタルカメラのキャリブレーションを実施し,その性能を評価した。すなわち,我々はこれまで堅牢,高解像,収差の少なさという理由で一眼レフのデジタルカメラを使用してきたが,小型カメラに適用性があれば,低コスト,取扱い性の簡便さによって利用範囲が大きく拡大する可能性がある。結果としては,小口径レンズの影響で周辺画像の歪が大きく,計測として使える範囲が制限されるため,撮影枚数が多く必要となることが分かった。三つ目として,計測精度に対する画像圧縮の影響について検討した。これまで我々は,計測用の画像として最も情報量の多い非圧縮のTIFF形式の画像のみを扱ってきたが,1枚当たりの画像ファイルの容量が大きく,多数の撮影が必要な複雑な計測対象であると,データの保存や解析に手間と時間が掛かることになる。これを回避することをねらって,圧縮画像の適用性に関して検討した。圧縮の形式はJPEG形式の画像を対象とした。その結果,画質を下げればそれに伴って精度は落ちていくが,圧縮率25%程度であればTIFF形式と同程度の精度を保てることが分かった。本研究では,岩盤崩落の危険度評価としてデジタル写真測量の斜面変位計測に対する適用性を把握するとともに,実用するための課題を抽出し,岩盤計測への適用性向上のために必要な技術の高度化を図ることを目的としている,これまでの適用性検討の結果,基本的には変位・変形計測へのデジタル写真測量の適用性は十分あると判断できた.しかし,撮影,解析上の制約を主要因とする次の問題点も指摘された.(1)計測現場には座標既知の固定点,或いは基準点の設置が困難であること(2)或いは基準点を別の技術で計測することによるコストアップや精度の悪化がある本年度は,変位の原点となる基準点,不動点の設置が困難な現場状況下で変位を検出するための手法開発,及び計測の設計法とその評価の課題について検討した.デジタル写真測量では対象物の相対的形状は正確に測れるが,絶対座標は測れないという原理的な課題がある.すなわち,まったく変位がない場合であっても,その前後の2回の測定で算出される同一点の座標は異なる.その理由は,通常は基準点(予め座標が分かっている点)を置けないからである.