hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物ウイルスの遺伝子発現を助ける昆虫ウイルス遺伝子

さまざまなウイルス遺伝子のクローニングをおこなうとともに、培養細胞にウイルス遺伝子を導入する一過性発現系を用いてウイルス遺伝子産物の機能解析を行うとともに、バキュロウイルスベクターの改良を行ってきた。この過程で、バキュロウイルスに組み込んだCaMV35Sプロモーターが昆虫細胞で強い活性を示すことが観察された。一方、昆虫細胞に35Sプロモーターを単独で導入したところ、活性は極めて低いことが判明した。そこで、35Sプロモーターを導入した細胞にバキュロウイルスを感染させたところ、35Sプロモーターの活性は100倍以上に上昇し、バキュロウイルスの増殖に伴うウイルス遺伝子の発現により、35Sプロモーターが活性化されたことが推定された。そこで、本研究では、35Sプロモーターを活性化するバキュロウイルス遺伝子の同定を第一の目的として解析を行った。その結果、バキュロウイルスによる35Sプロモーターの活性化には2種類の機構が存在得ることが判明した。まず、ウイルスのDNAポリメラーゼにより特異的に転写される機構であり、これは、ウイルス感染により転写活性化された場合の転写開始点の特異性や、宿主細胞DNAポリメラーゼを阻害した実験から明らかとなった。一方、様々なウイルス遺伝子(全体で約130個ある)の35Sプロモーターへの影響を解析したところ、ウイルスDNAポリメラーゼを含まない遺伝子領域(15個の遺伝子が存在)にも35Sプロモーター活性可能が有ることが判明した。このことから、35Sプロモーターが細胞DNAポリメラーゼにより転写されるのを強力に促進(約80倍)するウイルス遺伝子の存在することが明らかとなった。
立体像の側面から背面まで全周観察可能な高臨場感3D動画表示方式の研究

従来、3D映画等に実用されている両眼視差方式は、映像突出感は得られるが,立体像の側面等を回り込んで視認はできない。本研究は回転スクリーンにより形成した立体表示領域の任意の3次元座標に光点を照射配置する原理により、全周方向から視認可能な立体実像を形成する高臨場感3D表示技術を提案し、表示性能の確認を行うことを目的とし,設計支援,医療技術向上,エンターテインメント用途等への応用を目指している。2018年度には次のような研究実績を上げた。1.各方式試行と選定:本方式の様々な実現態様の中で、本年度は、渦巻き状スクリーン使用型、螺旋滑り型スクリーン使用型の他に、螺旋型スクリーンを放物面鏡対内部に設置して立体像を装置外部に浮上させる新方式、螺旋階段型スクリーンの周囲に再帰性反射シートを設置して立体像を装置外部に浮上させる新方式を新たに考案して、装置試作により表示特性を実験確認した。その結果、螺旋型スクリーンを放物面鏡対内部に設置して立体像を装置外部に浮上させる新方式は観賞性を顕著に向上させる可能性があることを確認できた。2.視認性の確保:1)像ちらつき解消:スクリーン回転を毎分2000回転とすることにより、ちらつきは解消と装置実用性の両立ができることを実験により確認した。2)視野角確保:スクリーン面の不透明性と散乱特性を様々に変化させた場合の像の視認性向上と回転スクリーンの白濁感の減少の両立に関して定量的測定を行い、スクリーン面の不透明性と散特性についての理想的な組み合わせの範囲を実験により確認した。3)解像度の確保:当初のスクリーン枚数8枚では粗い立体画像表現となっていたのに対し、渦巻き型および螺旋滑り型の各連続型スクリーンの採用と64枚の断面像を実現するための64段分割プロジェクションにより高解像度化の達成を実験により確認した。2018年度の進捗状況として特に下記のような具体的な研究成果を得ることができた。1.各方式試行と選定:特に本期間に重点的に進めた螺旋階段型スクリーンを放物面鏡対内部に設置して立体像を装置外部に浮上させる新方式は、空中に浮遊像を形成し、かつその像に触ることが出来る点で観賞性を顕著に向上させることを確認できた。また放物面鏡対の中に反射鏡を設置し、放物面鏡の外周部分にプロジェクター光導入用の小孔を設けて放物面鏡対の側面にプロジェクターを設置する装置構成により、プロジェクターと反射鏡を隠蔽配置し、装置上面に立体像のみが浮上表示される理想的鑑賞環境を実現することができた。2.3D像入力表示用画像加工システムの整備これまで表示用の3D画像データは手作業で作成し、作業時間が長くかつ複雑な3D像の形成が困難であったが、本年度は既存の3次元データから本表示装置用の3D表示データを自動生成するシステムを構築することが出来た。これによって複雑な3D像を短時間に生成することが可能となり、多種の3D像の表示実験効率を大幅に向上させることができた。今後は次のような推進方策で研究を進める予定である。1) 2017-2018年度中は、比較的単純な立体像(球形や四角錐形)を用いて評価を進めたが、2018年度に構築した3D表示データ自動生成システムを活用して、人物像や頭部像等、より複雑な立体画像を表示して、表示性能の評価を進める。2)2017-2018年度に比較評価した各種実現方式の中で、螺旋階段型スクリーンを放物面鏡対内部に設置して立体像を装置外部に浮上させる方式、および、さらに放物面鏡対の中に反射鏡を設置し、放物面鏡の外周部分にプロジェクター光導入用の小孔を設けて放物面鏡対の側面にプロジェクターを設置する装置構成によりプロジェクターと反射鏡を隠蔽配置し装置上面に立体像のみが浮上表示される方式が、触れる立体像を表示できる方式として有望と判断し、2019年度はこれらの方式の検討を重点化して進行させる。3D表示技術の代表例として3D映画や3Dテレビとして実用化されている両眼視差方式は,映像の飛び出し感は得られるが,表示中の立体像の側面等を回り込んで視認できるものではない。本研究はスクリーン面の回転により形成される立体表示領域の任意の3次元座標に光点を照射配置する原理により,側面・背面を含む全周方向から視認可能な立体実像を形成する高臨場感3D表示技術を新たに提案し、かつその原理的優位性確認と動画を含む表示性能の可視化確認を行うことを目的とし,設計支援,医療技術向上,エンターテインメント用途等への応用を目指している。2017年度には次のような研究実績を上げることができた。1.各方式試行と選定:本方式の実現方式としては,同心円型に分離型スクリーンを複数配置する基本形,同心円スクリーンを渦巻き状に一体化させたものの他,分離スクリーンの螺旋階段配置,螺旋階段型をさらに滑り台状に連続型としたもの等,様々なバリエーションが可能である。本研究では,前記種々の組合せによる各種スクリーン形状を試作し,表示特性の比較評価により各種用途別の最適方式を抽出選定する実験を行った。2.視認性の確保1)像ちらつき解消:スクリーン回転を高速化して既知の視認限界周波数を超えることによりちらつきは解消できることを実験により確認した。2)視野角確保:スクリーン面の適切な不透明性と散乱特性の確保により,ほぼ全方位からの立体像視認性を確保できることを実験により確認した。3.解像度の確保:

予備実験段階でのスクリーン枚数8枚では断面画像枚数が少なすぎ粗い立体画像表現しかできていないのに対し,連続型スクリーンの採用により断面画像枚数の増加による高解像度化が達成できることを実験により確認した。2017年度の進捗状況として下記のような具体的な研究成果を得ることができた。1.各方式試行と選定:本方式の実現方式としては同心円スクリーンを渦巻き状に連続一体化させたものと螺旋階段型を滑り台状に連続型としたものが特に解像度確保の点で有利であることを実験により確認し、連続型スクリーンの採用により最大64断面からなる高精細な立体像投影に成功した。2.視認性の確保:(1)[像ちらつき解消]スクリーン回転を2000回転以上に高速化することにより視認限界周波数を超え、ちらつきを解消できることを実験により確認した。2)[視野角確保]様々な光透過特性と光散乱特性を有する9種類のスクリーン素材について、像の視認性向上と全方位性およびスクリーン残像による空間白濁感の低減の観点で比較評価し、全光線透過率80%程度、光線拡散比(拡散透過率/全光線透過率)5-20%程度のスクリーン素材が少なくとも像の視認性向上とクリーン残像による空間白濁感の低減の点で望ましいことを実験により明らかにした。3.解像度の確保:予備実験段階でのスクリーン枚数8枚では断面画像枚数が少なすぎ粗い立体画像表現しかできていないのに対し,連続渦巻き型スクリーンおよび螺旋滑り台型スクリーンの採用により最大64断面の高精細な立体像を投影できることを実験により確認した。従来、3D映画等に実用されている両眼視差方式は、映像突出感は得られるが,立体像の側面等を回り込んで視認はできない。本研究は回転スクリーンにより形成した立体表示領域の任意の3次元座標に光点を照射配置する原理により、全周方向から視認可能な立体実像を形成する高臨場感3D表示技術を提案し、表示性能の確認を行うことを目的とし,設計支援,医療技術向上,エンターテインメント用途等への応用を目指している。2018年度には次のような研究実績を上げた。1.各方式試行と選定:本方式の様々な実現態様の中で、本年度は、渦巻き状スクリーン使用型、螺旋滑り型スクリーン使用型の他に、螺旋型スクリーンを放物面鏡対内部に設置して立体像を装置外部に浮上させる新方式、螺旋階段型スクリーンの周囲に再帰性反射シートを設置して立体像を装置外部に浮上させる新方式を新たに考案して、装置試作により表示特性を実験確認した。その結果、螺旋型スクリーンを放物面鏡対内部に設置して立体像を装置外部に浮上させる新方式は観賞性を顕著に向上させる可能性があることを確認できた。2.視認性の確保:1)像ちらつき解消:スクリーン回転を毎分2000回転とすることにより、ちらつきは解消と装置実用性の両立ができることを実験により確認した。2)視野角確保:スクリーン面の不透明性と散乱特性を様々に変化させた場合の像の視認性向上と回転スクリーンの白濁感の減少の両立に関して定量的測定を行い、スクリーン面の不透明性と散特性についての理想的な組み合わせの範囲を実験により確認した。3)解像度の確保:当初のスクリーン枚数8枚では粗い立体画像表現となっていたのに対し、渦巻き型および螺旋滑り型の各連続型スクリーンの採用と64枚の断面像を実現するための64段分割プロジェクションにより高解像度化の達成を実験により確認した。2018年度の進捗状況として特に下記のような具体的な研究成果を得ることができた。
セラミックスフィルター表面に形成したゼオライト膜の開発と反応・分離への適用

ゼオライトはアルミノケイ酸塩の結晶であり、ベンゼン、低級炭化水素無機ガスの最小分子径とほぼ等しい径の細孔を持つ。そのため細孔径より大きい分子は細孔内に入れない(分子篩い効果)。工業的にはゼオライトは数μmの粉体の形態でのみ合成されている。本研究ではこのゼオライトを膜状に形成することで全く新しい高度分離用の膜を開発することを目的とする。平成5年度は吸着分離用に用いられるA型ゼオライトと触媒作用を示すZSM-5ゼオライトについてアルミナセラミックスフィルター表面に緻密な膜として形成する反応条件を探索し、数10μmの厚さで形成することに成功した。しかし、ゼオライト膜にはゼオライトの超ミクロ孔(径:0.30.55nm)以外にもゼオライト結晶粒界に起因する0.数μmの径のマクロ孔と非晶質部分の数nmのミクロ孔が存在することが分った。そこで、平成6年度は(1)これらマクロ孔とミクロ孔を閉塞させる、(2)ゼオライト膜を分離に適用することを目的に研究を行った。(1)については、A型ゼオライト膜はTEOSとオゾンを反応物質としてCVDを行い、シリカ層により閉塞することを試みた。処理後の膜はHFによりエッチングすることで、後の実験に使用する。ミクロ孔を閉塞することに成功したが、マクロ孔は困難であった。ZSM-5ゼオライト膜は合成時にZrO_2とSiO_2粒子とゼオライト粉末を合成前にフィルター表面に塗布することで、マクロ孔を完全に閉塞することに成功した。ミクロ孔については上述のCVDにより閉塞可能である。(2)については蒸留等では分離が困難な共沸混合物についてパ-ベパレーションを行った。系としてA型は水-メタノール、ZSM-5はトルエン-エタノール(高分子膜でも分離は困難)を採用した。両者とも分離係数がおよそ100前後まで達成することができた。また、ZSM-5膜を用いてブタンの反応を行った結果、触媒作用を示すことを明らかにした。ゼオライトはアルミノ珪酸塩の結晶であり、0.数nmの径の細孔を持つ。そのため、高い分子篩能を示し、触媒や吸着剤として幅広く用いられている。しかし、従来、0.数数μmの結晶粉末として合成されてきた。これらゼオライトを膜状に合成することで高い分子篩能を有する分離膜を開発することが出来る。そこで、本研究では分子篩能を有するゼオライト膜の合成を最終目標として研究を行い、平成5年度として以下の研究成果が得られた。(1)セラミックスフィルターの外表面へのゼオライト膜の形成:吸着分離用のA型ゼオライトと触媒用のZSM-5ゼオライトを膜状に合成した。担体としてのフィルターには4種類の物質を用いたが、アルミナが最も好ましい異が分かった。また、合成条件は通常の条件とは異なり、特にシリカ源とアルミナ源は結晶粉体の場合と異なった。最適条件で合成を行った結果、1020μmの厚さで緻密なゼオライト膜を合成することに成功した。(2)ゼオライト膜の拡散速度と吸着特性の測定:ゼオライト結晶粉体を用いて、4種類のパラフィンと4種類の芳香族の拡散速度を定容法により温度373773Kの範囲で測定した。

その結果とゼオライト膜中の炭化水素の透過係数から、ゼオライト膜中のゼオライト被覆率を測定した。被覆率は99%の高い値であった。しかし、完全な分子篩能を示すためには、被覆率が99.999%必要であり、平成6年度は被覆率の向上について研究を行う必要がある。ゼオライト膜への吸着熱を熱量計により測定した。吸着熱は数kJ/molと小さく、分離膜として使用する際の操作温度は幅広くできることが分かった。(3)ゼオライト膜の分離特性の評価:5種類の無機ガスと1種類の炭火水素について透過速度を測定した。径が数nm、数10nmと数100nmの微細な欠陥細孔を有するため、クヌッセン拡散以上の分離能は得られなかった。平成6年度はこれら微細な欠陥を除去する研究が必要であることが分かった。ゼオライトはアルミノケイ酸塩の結晶であり、その種類によって、ベンゼン、低級炭化水素、無機ガスの最小分子径とほぼ等しい径の細孔を持つ。そのため、細孔径より大きい分子は細孔内に入れない(分子篩い効果)。工業的にはゼオライトは数μmの粉体の形態でのみ合成されている。本研究ではこのゼオライトを膜状に形成することで全く新しい高度分離用の膜を開発することを目的とする。平成5年度は吸着分離用に用いられるA型ゼオライトと触媒作用を示すZSN-5ゼオライトについてアルミナセラミックスフィルター表面に緻密な膜として形成する反応条件を探索し、数10μmの厚さで形成することに成功した。しかし、ゼオライト膜にはゼオライトの超ミクロ孔(径:0.30.55nm)以外にもゼオライト結晶粒界に起因する0.数ミクロンの径を持つマクロ孔と非晶質部分の数nmのミクロ孔が存在することが分かった。そこで、平成6年度は(1)これらマクロ孔とミクロ孔を閉塞させる、そして(2)ゼオライト膜を分離に適用する、ことを目的として研究を行った。(1)については、A型ゼオライト膜はTEOSとオゾンを反応物質としてCVDを行い、シリカ層により閉塞することを試みた。処理後の膜はHFによりエッチングすることで、その後の実験に使用する。ミクロ孔は閉塞することに成功したが、マクロ孔については閉塞は困難であった。ZSM-5ゼオライト膜は合成時にZrO_2とSIO_2微粒子とゼオライト粉末を合成前にフィルター表面に塗布することで、マクロ孔を完全に閉塞することに成功した。ミクロ孔については上述のCVD処理により閉塞可能である。(2)については蒸留等では分離が困難な共沸混合物についてパ-ベパレーションを行った。系としてA型は水-メタノール、ZSM-5はトルエン-エタノール(高分子膜でも分離は困難)を採用した。両者とも分離係数がおよそ100前後まで達成することができた。また、ZSM-5膜を用いてブタンの反応を行った結果、触媒作用を示すことを明らかにした。
肥育牛における粗飼料給与条件がアディポジェネシスに及ぼす影響

核内転写因子は脂肪細胞の分化制御に重要な役割を果たしていることが解明されてきている。そこで粗飼料給与量と体脂肪蓄積との関連を明らかにするため、核内転写因子発現を指標として検討を行った。黒毛和種去勢牛を21ケ月齢までは濃厚飼料と稲ワラを飽食させ、22ケ月齢から30ケ月齢までの肥育後期は、粗飼料の給与量の違いにより多給区(稲発酵粗飼料現物8kg給与)、中給区(5kg給与)、少給区(2kg給与)に分けて飼養した。30ケ月齢時にと畜し、各脂肪組織(皮下、内臓、筋間、腎周囲)における核内転写因子蛋白質発現量を測定した。脂肪細胞直径(セルラリティー)測定はオスミウム法を用いた。少給区の内臓脂肪重量は多給区より高かったが、皮下、筋間、腎周囲脂肪重量に区により差はなかった。内臓脂肪のセルラリティーは少給区が多給区より増大した。筋間脂肪のセルラリティーは、多給区が少給区より増大した。脂肪細胞終末分化を制御するC/EBPα発現量は、内臓脂肪において中給区及び少給区が多給区より高くなった。前駆脂肪細胞の初期分化を制御するC/EBPβ発現量は、筋間脂肪において少給区が多給区より高くなった。一方、PPARγ及びC/EBPδ発現には区による差は認められなかった。以上より、内臓脂肪において少給区のC/EBPα発現量が増加し、セルラリティーが増大したことが少給区の内臓脂肪重量増加に影響したと考えられた。また筋間脂肪における少給区のC/EBPβ発現量及びセルラリティーの結果から、粗少区の筋間脂肪は増殖、肥大能力が多給区より高く、さらに長期の肥育で脂肪重量が多給区より増加する可能性が考えられた。脂肪組織の成長は、前駆脂肪細胞が増殖及び分化する過程、脂肪細胞が終末分化し細胞内に脂肪滴を蓄積して肥大化する過程に大別される。これら一連の脂肪組織成長過程はアディポジェネシスと総称される。最近の研究において、核内転写因子C/EBPファミリーやPPARγがアディポジェネシス制御に特に重要な役割を果たしていることが解明されてきている。そこで肥育牛における粗飼料給与条件と体脂肪蓄積との関連を明らかにするため、脂肪細胞分化に影響するβ-カロチン含量が多い稲発酵粗飼料とβカロチン含量の少ない稲ワラをそれぞれ給与した肉牛におけるアディポジェネシスを検討した。供試牛として交雑種(黒毛和種×ホルスタイン種)去勢牛を用いた。肥育前期に濃厚飼料を体重の1,5%に制限し稲発酵粗飼料を飽食させ肥育中後期に稲発酵粗飼料と濃厚飼料を飽食させた区(イネ区)と、肥育前期に濃厚飼料を体重の1.5%に制限しオーチャードグラス乾草を飽食させ肥育中後期に稲ワラと濃厚飼料を飽食させた区(ワラ区)を26ヶ月齢に屠殺し、各脂肪組織(皮下、腸間膜、筋間、腎周囲、胸最長筋肉内)を採取した。これら脂肪部位における脂肪組織重量、脂肪細胞の大きさ(セルラリティー)及び核内転写因子発現量を検討した。皮下、腸間膜、筋間、腎周囲の脂肪組織重量及び胸最長筋脂肪含量に給与区による差はなかった。また各脂肪組織における脂肪細胞の大きさにも給与区による差はなかった。同様にこれら脂肪組織における核内転写因子PPARγ及びC/EBPファミリー(α、β、δ)発現量にも給与区による差は認められなかった。以上より、給与粗飼料が異なっていても脂肪組織重量に差が認められない場合は、脂肪細胞の大きさや核内転写因子の発現量に差はないと考えられた。

また筋間脂肪における少給区のC/EBPβ発現量及びセルラリティーの結果から、粗少区の筋間脂肪は増殖、肥大能力が多給区より高く、さらに長期の肥育で脂肪重量が多給区より増加する可能性が考えられた。
電気刺激による筋力維持・廃用防止と膀胱機能改善効果の確立：リハ物理療法の新展開

膀胱尿道カテーテル長期留置者は、一日中活動に制限を受け、感染症罹患率や死亡率が高い。そこで今回、2週間以上膀胱尿道カテーテル留置された虚弱高齢患者(平均年齢83±3.1歳、FIM43±0.3)に対して、腹部電気刺激を行った。電気刺激箇所は、両側腹斜筋部とし、周波数は30Hzで、1日30分間を8週間施行した。介入前後で、肺活量(VC)、1秒量(FEV1)、吸気終末圧(MIP)、呼気終末圧(MEP)、最大呼気流気量(PEFR)の測定を行い、さらに日常生活動作を測定した。その結果、対照群では低下がみられたが、介入群では、VC、FEV、MEPは改善し、感染症や死亡による脱落もなく安全に実施できた。膀胱尿道カテーテル長期留置者は、感染予防と事故抜去防止の観点から、一日中活動に制限を受けるとともに、介護量が多く感染症罹患率や死亡率が高い。また、カテーテル留置のための活動制限や、感染症などの合併症により廃用状態に陥る者も少なくなく、大きな社会問題となっている。そこで今回われわれは、介護度3以上で2週間以上膀胱尿道カテーテル留置された介護老人保健施設入所中の長期臥床患者(平均年齢83±3.1歳、要介護35、FIM43±0.3)に対して、腹部に対する電気刺激療法を施行した。電気刺激箇所は、腹直筋、腹斜筋とした。刺激周波数は30Hzで、1日30分間、週5日間・8週間施行した。刺激強度は患者本人が耐えられる最大強度とした。電気刺激の効果を判定するため、スパイロメトリーを用いて肺活量(VC)、1秒量(FEV1)、吸気終末圧(MIP),呼気終末圧(MEP),最大呼気流気量(PEFR)の測定を行い、呼吸器能に合わせて間接的に腹筋筋力を評価した。さらに日常生活動作の評価目的でFIMを測定した。その結果、対照群では低下がみられたが、電気刺激療法実施群では、VC、FEV、MEPは改善し、感染症や死亡による脱落もなく安全に実施できた。しかし、MIP、FIMは電気刺激群で介入前後で維持できたが、対照群では低下していた。したがって膀胱尿道カテーテル長期留置者に対する腹部電気刺激療法は、呼吸器機能体幹筋力向上に有効である可能性が示唆された。このデータは、平成25年の国際リハビリテーション学会などで成果発表した。これまでわれわれは、心不全患者や呼吸不全患者など運動療法不能の患者に対して、下肢微弱電気刺激療法を施行し、微弱電気刺激施行の安全性と筋力増強、血流増加、運動耐容能向上などの効果を報告してきた。今回は通常の老人保健施設で運動療法の困難な膀胱尿道カテーテル長期留置患者を集めた。まず協力施設にて約3ケ月程度のリハビリテーションを行い、機能的にプラトーで有ることを確認したのちに、骨格筋微弱電気刺激療法の効果について微弱電気刺激介入期間の前後で比較検討した。検討項目は、日常生活活動(FIM)・筋力評価・膀胱機能評価である。電気刺激は、両側腹直筋・内外腹斜筋・腹横筋に対して行った。刺激条件は、30Hz、10秒のon-off、矩形波に設定した。刺激強度は被験者が認容可能な最大レベルとした。刺激時間は30分間とし、この電気刺激を1日1回、1週間に7日間、計8週間で施行した。その結果、膀胱尿道カテーテル長期留置患者に対して、微弱電気刺激での排尿機能には変化を認めなかったが、日常生活活動(FIM)の改善、腹筋の筋力増強を認め、対照群と比較して感染症による発熱が少なく、予後が良好であった。また当初懸念された疼痛や筋疲労の自覚症状や、腹部内臓器および電極貼付部皮膚に対する悪影響は認めなかった。したがって医療管理のために不活動下におかれた膀胱尿道カテーテル長期留置患者に対する骨格筋電気刺激療法の効果とその安全性の確認ができた。このデータの一部は、Proceedings of the 7th World Congress of the International Society of Physical and Rehabilitation Medicineや英文原著論文などに発表予定である。計画のとおりに順調に進行している。今後は対象者を増やし、介入期間や観察期間を長期化する。該当なし
2次元的渦面の運動の数値計算法の開発

本年度の研究「3次元的渦面の運動の数値計算法の開発」では、渦面の3次元運動において現れる特異性を解明するために数値計算法の精度を高めること、及び大規模数値計算に備えて計算の高速化を行うことが目的であった。研究により得られた知見は以下の通りである。1、(計算精度について)前年度までの数値計算法においては、計算の便宜上、スムージングパラメタを導入していた。渦面に現れる特異性を調べるためには非常に細かいスケールの分解能が要求され、上記パラメタの導入がその妨げになっていた。本年度の研究では、数値計算法の細部の見直し(微分演算をFFTを用いて求める等)による計算精度の向上、及びKrasny(1986)の技巧の適用により、上記スムージングパラメタをゼロとした計算が渦面の3次元運動に対しても可能であることが判明した。3、(計算の高速化について)渦面の2次元運動の数値計算において「fast multipole method」の可能性を調べた。実際、高速化に対し有効であることが分かったが、計算の精度との間にトレードオフの関係があり、計算精度の要求される「特異性の解明のための数値計算」には応用困難であった。ただ、大規模数値計算には非常に有効であるという感触を得たので、計算の並列化等の今後も引き続き行う予定である。
細胞内膜管腔系における1分子ダイナミクスの研究

細胞内膜系におけるタンパク質の1分子レベルでの動きを解析するために2008年に発表した論文で用いたシステムよりも、時間空間分解能を一桁以上高めた系を構築し、これまでの結果の再検討を行った。この系では、単純拡散するタンパク質においても、トラッキングを行うのにある程度十分な生存時間が得られるので、先に用いたような生存時間のfast time passage analysisに加えて、軌跡を直接解析することができる。輝点のjump distance analysisを用いて拡散の成分分析を行うと、最小の蛍光タンパク質の場合には、小胞体内でほぼ完全なブラウン運動の特性を示し、熱運動であるかは証明できてないが、拡散自体に異常性は見られない。これに対して、N型糖鎖が結合したものは、複雑な動きを示し、jump distance analysisで観察される遅い動きは、軌跡の平均二乗変位がt^a(2>a>1)である特性を持つものが多く、蛍光相関分光法(FCS)により観測される遅い成分は、実は膜成分への単なる一時的な結合ではなく、移動距離のより長いflowの動きを反映している可能性が示唆されてた。この動きは、タンパク質合成とは無関係であり、latrunculinでほぼ阻害される事から、先に提唱した、アクチン細胞骨格は、糖タンパク質のfence and picket modelで説明されるような障壁として機能するというよりは、アクチン骨格がモーター分子と受容体を介して、糖鎖が結合したカーゴ分子の積極的な攪拌を引き起こすというモデルの方が適切かもしれない。この点について、さらに証明を試みている。細胞内での蛍光標識1分子ダイナミクスの解析のために,報告した生存時間による初到達時間解析に,各輝点の移動距離の確率分布を調べるjump distance解析を組み合わせて,面像データからの自動化を検討した。さらに,方向性を持った動きの検出のために,画像自己相関を用いるspatio-temporal imagecorrelatlon sectroscopy (STICS)を行うためのプログラムを作成し,有効性について検討した。その結果,はずれ値の処理に新たなアルゴリズムが必要となることが示された。また,様々な分泌系カーゴダシハク質について全反射顕微鏡を用いた1分子ダイナミクスの記録を行い,terminal misfoldする場合には特徴的な2つのモードの動きがあることが示唆され,これが処理機構と関連するのか,あるいはフォールディング装置との関連なのか,動きそのものの解析と同時に,それらの装置本体との関連についてその解析を進めている。さらに,これらと,現在提唱されているquality control compartmentとの関連についても検討を進めている。カーゴタンパク質の結合相手の分子の可視化のために,長波長側のレーザーを用いた2色同時観察の有用性について検討を進め,両分子ダイナミクスの相互相関関数を用いた解析の検討中である。また,長波長側のプローブとして用いる蛍光タンパク質そのものについても,分泌系の環境で使用できる新たな変異体を作成している。
分散仮想マルチポイントスイッチング技術の研究

本研究ではVLANなどの仮想化ネットワーク基盤を対象として、ネットワーク内の複数の点で通信の中継(ルーティング)を行うマルチポイントスイッチング技術を提案した。これにより、中継点を仮想化レイヤのトポロジを考慮して動的に配置することで、仮想化されたネットワーク資源を有効かつ効率的に利用する、仮想化通信制御の基礎技術を創出した。本研究では、データリンク層(L2)が仮想化されたネットワーク上でのTCP/IPネットワークの構築および制御技術の研究を展開する。本研究の核となるのは、仮想化ネットワークインフラ上の複数のレイヤ3(L3)スイッチで通信の中継を可能にするという新しい通信手法の確立である。初年度であるH22年度は、IPネットワーク中の複数のL3スイッチ間での負荷分散の観点から中継点の配置を制御する手法について研究を進めた。具体的にはコア・エッジのスター状の構成の場合、L3スイッチにおけるトラフィック観測(特にコアのスイッチ)により、L3レベルで中継するトラフィックの送受信点の方向の分布に応じて中継点の配置を行う。これにより、L3スイッチ上のトラフィック転送をL2レベルで処理するためのフローキャッシュの消費をネットワーク全体に分散させることができ、より多くのトラフィックをL2レベルで処理し高速化することが可能となる。さらに中継点の配置については、より高度な学習による制御を目指して、PSO (Particle Swarm Optimization)を用いた手法を試みた。この手法は実トラフィックデータを元にして生成したモデルによりシミュレーションを行い、良好な結果を得ることができた。さらに、より多様なネットワークトポロジに対する展開を目指して、Ethernetリングによるネットワークのトラフィック観測や通信制御手法の検討を進めた。本研究の核となるのは、仮想化ネットワークインフラ上の複数のレイヤ3(L3)スイッチで通信の中継を可能にするという新しい通信手法とその制御技術の確立である。研究の核となる技術は、L3の転送情報をL2レベルにマッピングするフローキャッシュ情報を、ネットワーク中の複数のスイッチで分散管理することである。これにより、最終的にはネットワーク中の複数点での効率良いトラフィック中継を可能にすることを目指す。この要素技術して、トラフィック状況に応じて転送制御情報(すなわち中継点)を最適に配置するための配置制御技術と実際の転送処理技術の両面からの研究を展開している。具体的には、前年から進めていたPSO(Particle Swarm Optimization)を用いた高度な学習手法についての研究を進めるのと同時に、学習の要素として必要なトラフィック状況の観測・推定手法の研究を展開した。また、昨今の仮想化ホスティング環境との連携を鑑みて、将来的に仮想化ネットワーク制御と連携する仮想化ホスティング環境制御技術の研究も展開した。さらに、転送処理技術の研究として、仮想化環境を用いたL2/L3の通信エミュレーション基盤の構築を行った。これにより実際の制御処理の実現可能性の評価を実環境に近いソフトウェアによって確認できるようになった。今年度は仮想化環境でのマルチレイヤ・マルチポイント通信制御の仕組みの実現に関する研究と仮想化環境の通信機能測定や制御技術についての研究を展開した。マルチレイヤ・マルチポイント制御については、OpenFlow技術を制御の基盤として、ネットワーク中の多数のスイッチで、ネットワークの末端のノードのIPアドレスに応じて、複数パスを有効に活用しつつ並行スイッチングする技術を確立した。具体的には複数の経路と中継点を持つトポロジであるFAT-treeネットワークを対象として、仮想化され多様なIPアドレス(L3アドレス)を付与されたノード群の通信を柔軟に制御し、ネットワーク全体の通信効率を向上させることを可能とした。ここでは、実際に様々なネットワーク状態の観測と制御を行うとともに、そこに流れるトラフィック情報から必要等される中継情報の抽出・構築を行った。これを元に、ネットワーク中の各スイッチに複数レイヤにわたる中継情報を動的に設定することで、任意の端末群において効率的な通信制御が可能となった。また、このネットワークを制御する制御ネットワークについても、物理ネットワーク上に低コストで自動構築する技術を確立した。これについては、将来的に障害等への対処も考慮したものとなっている。これらの実環境の制御技術に加えて、その制御の高速化技術の研究や、仮想化基盤上の通信効率のモデル化についても研究を進めた。これらの連携により、データセンタやクラスタなどの仮想化・高密度ネットワークにおける動的通信制御の基礎が確立された。制御手法のアルゴリズム的な面については研究が進んでおり、それに関連するトラフィック状況の観測技術の研究も進んでいる。仮想化環境との連携を意識しその部分を先行したために、エミュレーション環境は基盤ができたくらいであるが、全体としてはおおむね順調である。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に向けて、エミュレーション基盤上での機能確認など実システム面に展開する。
糖鎖が関わる小胞体関連分解の構造生物学的研究

本研究では、糖鎖が関わる小胞体関連分解の中心的な役割を担っている小胞体レクチン(OS-9)、マンノシダーゼ様タンパク質(EDEM)に着目し、ミスフォールド糖タンパク質認識機構の構造基盤を解明することを目的とした。また、その分解経路において最終的なタンパク質分解を担うプロテアソームの制御機構にも着目した。(1)マンノシダーゼ様タンパク質EDEMの大量発現系の構築これまで構造生物学研究の遂行に十分量のEDEMを大量発現させた報告例は無い。そこで、哺乳動物細胞に加えて、大腸菌発現系の検討を行った。大腸菌での可溶性大量発現のネックになるジスルフィド結合に着目し、プロテインジスルフィドイソメラーゼ(PDI)を融合タンパク質として発現させるベクター(pCold-PDI)を創成した。現在、本研究基盤を用いて、EDEMについて検討を進めている。(2)新規プロテアソーム活性化因子PbaBの同定および立体構造解析プロテアソームは分解活性中心をもつ20Sプロテアソームと、その両端に結合することにより分解を促進するプロテアソーム活性化因子から構成される。真核生物では、20Sプロテアソームは一連の集合因子の介助を受けて複雑な四次構造が形成される。一方、古細菌の20Sプロテアソームはそれぞれのサブユニットが自発的に集合する。最近興味深いことに、古細菌においても集合因子様タンパク質PbaBが見出された。本研究ではプロテアソーム系におけるPbaBの機能を明らかにするために、多角的な構造機能解析を行った。集合因子様タンパク質として見出されたPbaBは、シャペロン活性を示し、ATP非依存的に20Sプロテアソームによる変性タンパク質の分解を促進した。きらに、X縁結晶構造および電子顕微鏡解析により、PbaBが従来とは異なる機構で20Sプロテアソームによる基質タンパク質分解を促進することを明らかにした。小胞体関連分解は、マンノシダーゼ様タンパク質(EDEM)とレクチン(OS-9およびXTP3-B)などを介して、タンパク質に結合するN型糖鎖のマンノース残基の数により制御されている。フォールディングに失敗した異常糖タンパク質は、EDEMにより57糖のマンノースを含む糖鎖までトリミングされた後、MRH(マンノース6リン酸受容体相同)ドメインを持つOS-9により認識され、細胞質へ逆行輸送され、最終的に分解される。今年度は、OS-9のMRHドメインの糖鎖複合体の結晶構造解析に成功した。解析の結果、OS-9のMRHドメインは、扁平なβバレル構造を形成しており、マンノース6リン酸受容体とは異なるジスルフィド結合様式とβシート構造を持つユニークな立体構造をしていることが分かった。また、興味深いことに、MRHドメインの糖鎖結合部位は、マンノース6リン酸受容体と同様のアミノ酸残基に加え、特徴的な連続する2つのトリプトファン残基から構成されていた。我々は、この糖鎖結合部位を"WWモチーフ"と名付けた。結晶構造データと溶液中でのNMR解析およびWWモチーフの変異体を用いた結合実験などを合わせて、OS-9のMRHドメインはWWモチーフを介して、高マンノース型糖鎖のα1,6結合からなるマンノース3糖と特異的に結合することを解明した。この研究により、マンノース残基がトリミングされた異常型の高マンノース型糖鎖をOS-9が特異的に認識する仕組みが明らかになった。また、糖鎖構造生物学研究の技術開発を目的として、新しい組換えタンパク質発現法を確立した。具体的には、チモーゲン顆粒の形成に関わるZG16タンパク質をモデルケースとして、その大量発現に成功し、結晶構造を明らかにした。また、希少糖鎖であるガングリオシドAG2を化学合成し、シグレック2との原子レベルでの相互作用様式をSTD-NMR法により明らかにした。
原因遺伝子のmRNA非翻訳領域の変異による自己炎症症候群の発症メカニズムの解明

自己炎症疾患は、特定遺伝子の変異によって全身に炎症を起こす難治性疾患である。遺伝子の変異が疾患の原因とされているが、発見された遺伝子変異の意義が十分に解析されていないため、診断や治療が困難な症例も存在している。我々は、続々と報告されてきている自己炎症症候群の遺伝子異常の中から、mRNAの3'非翻訳領域の変異に着目している。独自の解析技術を用いて、それらの変異がどのようにして遺伝子機能の異常を引き起こし、炎症病態を形成しているのかを検証する。その成果として、自己炎症疾患の診断と治療の新たな手がかりが得られることが期待される。
位相欠陥のまわり場の量子効果と相転移に関する研究

本年度は、広い意味での位相欠陥として、ブラックホールの周りの量子場のふるまいについて研究した。最近、三次元時空におけるブラックホール解が発見されたので、私はその周りのスカラー場の量子効果について考察した。三次元ブラックホール時空は、anti-de Sitter時空の持つ対称性の一部が破れたものとして考えることができる。いいかえれば、相転移時に形成される宇宙紐の周りの時空のように、ある種の欠損角のある時空となっている。したがって、この時空内の任意の点でのスカラー場の二点関数は厳密に閉じた形で求めることができる。私はこれを二種類の異なる方法(モード関数法、鏡映法)で求めた。スカラー場の量子効果はこの二点関数を元に計算することができる。私は数値計算を用いて具体的に量子効果としての物理量(エネルギー運動量テンソル、スカラー場の自乗期待値)を求めた。またこの具体的な表式を用いて時空構造へのバックリアクションを議論した。以上を二篇の論文としてまとめたものは、雑誌に掲載が決定されている(Classicaland Quantum Gravity, Physical Review D)。(論文をまとめるに当たっては、都立大の牧琢弥氏に加わっていただいた。)同様な時空構造はより最近になって三次元時空以外にも拡張された。私はそのような一般化された場合についても、スカラー場の量子効果を計算する方法を示した。また、具体例として五次元時空の場合に数値計算を行った。以上を論文としてまとめたものは、雑誌に掲載が予定されている(Classical and Quantum Gravity)。)本年度は、広い意味での位相欠陥として、ブラックホールの周りの量子場のふるまいについて研究した。)
投運動における運動連鎖に関するシミュレーション研究

本研究では,投動作における運動連鎖が発生する要因を明らかにすることを目的とした.投動作のコンピュータシミュレーションを用いて,様々な条件での最適投動作を推定し,運動連鎖の現象がみられるのかを検討した.さらにシミュレーション条件に類似した投動作を実験的に分析し,シミュレーション結果の妥当性を検証した.その結果,投動作における運動連鎖を決定する要因は,ボールや上肢の慣性の分布よりも,上肢関節の自由度である可能性が高いと考えられた.たとえば肘関節は内外反軸が拘束されているため,受動トルクを有効利用するように肩関節水平内転は肩関節内旋よりも早いタイミングで生じ,運動連鎖が存在すると考えられる.本研究では,投動作における運動連鎖,いわゆる「ムチ的動作」が発生する要因を明らかにすることを目的としている.そのために,本研究では,質量および大きさが異なるボールの投動作を3次元動作分析し,それぞれの条件下で運動連鎖の現象がみられるのかを実験的に検討し,さらに剛体リンクモでルを用いた投動作のコンピュータシミュレーションと最適化手法を組み合わせて,ボールの質量や大きさが変化した場合の投動作の変化を推定する必要がある.そこで,平成24年度は,従来のシミュレーションシステムでは考慮できていない「ボールと手指の接触状態の変化」を考慮し,さらにボールの質量や大きさの変化をも考慮できるようにシミュレーションシステム(モデル)を改良することを中心に研究を進めた.具体的には,従来は剛体リンクモデルに質点としてのボールを組み合わせた手指によってボールの把持状態をモデル化していたものを,弾性の異なるバネ-質量系によるモデルに変更することで,リリース直前にボールが指先方向に移動することをモデル化した.しかし平成23年度で得られた実験データとの整合性が低く,継続してモデルの改善を進める必要があることを確認した.なお,これまでに得られた成果・知見については,日本体育学会第63回大会(於:東海大学湘南キャンパス)において口頭発表を行い,他の研究者からのコメント等をもらい,その後の研究の実施に役立てた.本研究では,投動作における運動連鎖,いわゆる「ムチ的動作」を決定する要因を明らかにすることを目的としている.そのために,平成23年度,平成24年度は異なる質量および大きさのボールの投動作を3次元動作分析するとともに,コンピュータシミュレーションと遺伝的アルゴリズムを用いた最適化手法を組み合わせ,ボール質量や大きさが運動連鎖に及ぼす影響を検討した.そこで本年度は,ヒトの特性,特に上肢の慣性特性(質量と慣性モーメント)と最大筋力が運動連鎖に及ぼす影響を検討するために,(1)前腕または上腕に付加質量(0.25kg)を取り付けた投動作実験,(2)前腕または上腕の慣性を変化させた際の最適動作シミュレーション解析,(3)実験的には実施困難である最大筋力を変化させた際の最適動作シミュレーション解析,を実施した.その結果,様々な条件で実験およびシミュレーションを行ったとしても,投動作においては,肩関節水平内転→肩関節内旋→肘関節伸展という「近位ー遠位順序性」が崩れることはなかった.したがって,平成23年度,平成24年度の研究結果も踏まえると,投動作における運動連鎖を決定する要因は,上肢やボールの慣性よりも,上肢の構造そのものである可能性が高いと考えられる.言い換えると,肘関節では内外反軸が拘束されており,受動的なトルクが発生する.この受動的なトルクを有効利用するために,肩関節水平内転は肩関節内旋より早いタイミングで生じる必要があると考えられる.また肩関節内旋と肘伸展については,肘の伸展が関節力のモーメントで生じていることを考えると,肩関節内旋は肘伸展より早いタイミングで生じる必要があると考えられる.本研究では,投動作における運動連鎖が発生する要因を明らかにすることを目的とした.投動作のコンピュータシミュレーションを用いて,様々な条件での最適投動作を推定し,運動連鎖の現象がみられるのかを検討した.さらにシミュレーション条件に類似した投動作を実験的に分析し,シミュレーション結果の妥当性を検証した.その結果,投動作における運動連鎖を決定する要因は,ボールや上肢の慣性の分布よりも,上肢関節の自由度である可能性が高いと考えられた.たとえば肘関節は内外反軸が拘束されているため,受動トルクを有効利用するように肩関節水平内転は肩関節内旋よりも早いタイミングで生じ,運動連鎖が存在すると考えられる.本研究では,投動作における運動連鎖,いわゆる「ムチ的動作」が発生する要因を明らかにすることを目的としている.そのために,本研究では,質量および大きさが異なるボールの投動作を3次元動作分析し,それぞれの条件下で運動連鎖の現象がみられるのかを実験的に検討し,さらに剛体リンクモデルを用いた投動作のコンピュータシミュレーションと最適化手法を組み合わせて,ボールの質量や大きさが変化した場合の投動作の変化を推定する必要がある.そこで,平成23年度は,具体的に以下の研究活動を実施した.(1)硬式野球ボール(質量が異なる3種類),ソフトボール(質量が異なる3種類),軟式野球ボール,テニスボール,ハンドボール,バスケットボールなどの投動作を,3次元自動動作分析装置により計測した.また,超高速度ビデオカメラを用いて,リリース時の手指とボールの接触状態(把持状態)を撮影した.(2)従来のシミュレーションシステム(研究代表者が以前に作成したもの)では,最急降下法を用いた最適化手法を採用していたが,質量や大きさが異なる様々な条件での最適動作の推定を行うためには,より高速かつ局所解に陥りにくい最適化手法をシミュレーションシステムに組み込む必要がある.そこで,3次元剛体リンクモデルのシミュレーションシステムに,生体の進化過程を模したジェネティックアルゴリズム(遺伝的アルゴリズム手法)の組み込みを行った.

さらに,最急降下法による最適化計算とジェネティックアルゴリズムによる最適化計算を比較したところ,ジェネティックアルゴリズムによる最適化計算の方が初期解の影響を受けにくいことを確認した.平成24年度には,「ボールと手指の接触状態の考慮」と「ボールの大きさの考慮」できるようにシステムを改良することを課題の一つとしていた.そこで,「接触状態の変化」および「ボールの大きさの変化」に対して,手指部分を弾性の異なるバネ-質量系によるモデル化を実施したが,平成23年度に得た実験データとの整合性が低く,再検討を要することが明らかとなった.このことを考慮すると「やや遅れている」と判断するのが妥当である.基礎データを得ることを目的にした投動作の3次元動作分析,さらに最適化システムの第1次バージョンアップ(ジェネティックアルゴリズムの組込み)が終了しており,おおむね順調に進展したと考えられる.なお,平成23年度の研究計画では,実験のための質量の異なるボールを作成する予定であったが,質量の異なる野球硬式ボールおよびソフトボールが市販されていることが判明したため,平成23年度に実験においては特注ボールを作成する必要はなかった.平成25年度における課題は,(1)接触状態の変化を考慮し,さらにボールの大きさの変化をより正確に再現できるようにシミュレーションモデルを再検討する,(2)実験結果とシミュレーション結果との整合性を確認する,(3)運動連鎖が発生する要因をシミュレーションによる検討する,ことである.整合性の検討の際には,投動作の追加実験を行い,3次元データを取得する予定である.なお,平成24年度までに得られた成果については,国際バイオメカニクス学会(平成25年8月,発表確定)で発表し,意見交換する予定である.平成24年度における課題は,従来のシミュレーションシステムでは考慮できていない「ボールと手指の接触状態の変化」を考慮し,さらにボールの質量や大きさの変化をも考慮できるようにシステムを改良することである(第2次バージョンアップ).その後,コンピュータシミュレーションシステムの妥当性を検討・確認するため,平成23年度に得られた基礎データに加えて,より多くのボール条件(表面の素材=滑り具合)を考慮した投動作の計測を行う予定である.その際には,平成23年度では実施しなかった特注ボール(表面の材質は同じであるが直径が異なるボール)の作成を行う予定である.「現在までの達成度」の項で示したようにシミュレーションモデルの改良に時間を要し,予定していた特注ボールの作成および追加実験を実施できなかったため,平成25年度への繰越額が生じた.繰越額を含めて主な研究費の使用予定は,特注ボールの作成,実験補助者および被験者への謝金,平成24年度の成果を学会で発表して他の研究者と情報交換するための旅費等に使用する予定である.主な研究費の使用予定は,特注ボールの作成,平成23年度の成果を学会で発表して他の研究者と情報交換するための旅費,ボール条件を増やした実験における実験補助者および被験者への謝金等に使用する予定である.
肝細胞膜上に局在するトランスポーター分子の細胞内移送機構の解析-green fluorescent proteinとの融合蛋白発現系を用いたリアルタイム解析-

肝細胞のcanalicular membraneに局在するP-glycoprotein(multidrug resistance1, MDR1)の細胞内移送機構を解析するため、P-glycoproteinとgreen fluorescent protein(GFP)を融合蛋白として発現するベクターの作製を試みた。ヒトMDR1 geneをmammaliancellで強発現するGFPベクターの3'側(pGFP-hMDR1)ならびに5'側(phMDR1-GFP)に挿入したconstructを作製した。かかるプラスミドをtransfectionしたHeLa細胞からcell lysateを回収し、anti-GFP抗体、C219(anti-P-glycoprotein抗体)を用いたWesternblottingに供した。220KDの分子量が目的のGFP-MDR1融合蛋白が合成されていることが確認された。GFP-hMDR1融合蛋白はcontrolであるGFP単独の場合と同様、細胞内にdiffuseに発現していた。一方、hMDR1-GFP融合蛋白はplasma membraneに局在していた。photobleacing後、一時間経過により蛍光が復帰することから細胞内で融合蛋白が合成され、plasma membraneにtargetingされていることが確認された。しかしながら、HepG2細胞ではplasma membraneに局在が見られたものの遺伝子導入効率が極めて悪く(0.01%以下)、蛍光強度も微弱であったため、詳細な観察は困難であった。GFP-hMDR1とhMDR1-GFPの局在の相違はGolgiから目的の領域にsortingされる機序を考察する上で非常に興味深く、我々の作製したconstructがさらなる研究に有用と考えられた。肝細胞のcanalicular membraneに局在するP-glycoprotein(multidrugresistance1,MDR1)の細胞内移送機構を解析するため、P-glycoproteinとgreenfluorescent protein(GFP)を融合蛋白として発現するベクターの作製を試みた。すなわち、ヒトMDR1 geneをmammalian cellで強発現するGFPベクターの3'側に挿入したconstructを作製した。かかるプラズミドをtransfectionしたHeLa細胞からcell lysateを回収し、anti-GFP抗体、C219(anti-P-glycoprotein抗体)を用いたWesternblottingに供した。分子量から目的のGFP-MDR1融合蛋白が合成されていることが確認された。GFP-MDR1融合蛋白の細胞内挙動は上記プラズミドをtransfectionしたHeLa、肝癌由来HepG2,HuH7、腎上皮細胞由来MDCK、腸上皮細胞由来Caco2細胞について共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。GFP-MDR1融合蛋白はcytosolのvesicle内に局在したが、membraneにはtargetingする像は得られなかった。平成11年度はGFPベクターの5'側にMDR1 geneを挿入したconstructを作製し(MDR1-GFP)、GEP-MDR1融合蛋白との局在の相違などからP-glycoproteinの細胞内移送に関与するregion、ならびに移送機構の解析を行う予定である。
関数微分方程式の解析的及び数式処理的研究

関数微分方程式とくに差分微分方程式の境界値問題について研究を行い,チェビェフ多項式を基底関数とするガレルキン法により近似解を構成するアルゴリズムをまず開発し,さらにその近似解についていくつかの条件をチェックすることにより,近似解の近くに厳密解の存在を保罪する存在定理を証明し,合せて誤差限界を与える評価式を導した。前者については,近似解を初期関数の定義域の区間と差分微分方程式の定義域の区間で各々定義された2つの未知関数を導入し,各区間をチェビシェフ多項式の定義域に変数変換した上で,各々未知関数のチェビシェフ多項式展開級数の未定係数に関する代数的連立方程式を導いた。後者については,線形差分微分方程式の基本行列を用いて線形方程式の境界値問題をある種の積分方程式に変形し,再構成されたリ-スの理論を適用して存在定理を証明している。上記の一連の理論について2・3例をあげて応用し,数式処理実験及び数値実験を行った。この成果は,指導下にあった大学院生の修士論文の形で発表した。一方,複素領域上の連立線形常微分方程式の特異点について研究し,とくに形式上2位以上の極をもつ関数を係数とする方程式に関し,ジュルカットの方法により確定特異点を解としてもつ場合の判定を行い,さらにホルン型変換により1位の極をもつ方程式に変換し,その基本行列を構成するアルゴリズムを数式処理技法によりコンピュ-タ上にソフトウェアとして実現した。同時に2・3例により数式処理実験を行ってその有効性を検証した。この成果も大学院生の修士論文としてまとめた。研究分担者独自の研究としても各々発展させ,数論の分野と固有値問題の分野で一定の成果をあげた。