hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報フローベースモデルによるネットワークビークルの安全性の研究

自動車は,今後急速に電気駆動車両へと進展し,一般のコンピュータと同様にモバイルインターネット環境におかれる.このことから自動車システムはオープンネットワークシステムとしての十分な安全性と信頼性を確保することが急務となっている.しかしながら,現状の自動車システムは車内内部(車載LAN)と車両外部(車車間通信,インターネットなど)が個別に対応され,情報の相互連携を伴った安全性や信頼性は十分ではない.この問題解決のために,本研究では相互連携をも包含する情報フローベースモデルを提案し,自動車システムの安全性と信頼性の総合的な開発手法を確立し,ネットワークビークルシステムのプラットフォームを開発した.(1)情報フローベースモデル:自動車システムにおける通信ネットワーク系に関する車両内部および外部において取り扱われる情報に関する分類と関連性についての24年度の検討結果をベースに、高速道路における渋滞状況を回避するための路車間通信、車車間通信、自動速度制御を関係づけた応用システムの検討を行い、モデルの改良を実施した。(2)セキュリティ・セイフティポリシ:車両ネットワークにおける外部情報との関係におけるセキュリティ・セイフティポリシについて24年度の整理に基づいて、車車間通信を利用する悪意ある攻撃に対する安全性と信頼性の有効性を検討した。(3)自動車に関連するネットワークシステム:自動車のシェアにおける自動車運転環境の向上に向けた個人情報運営管理システムのプロトタイプの研究開発を実施し、その安全性の確認を行った。また、ETS等の路車間通信を利用した駐車場管理システムをマルチエージェントシステムを用いてシミュレーションを開発し、その有効性を確認した。さらに、車車間通信を安全に行うための暗号通信を用いたシステムの検討を行い、通信処理時間に基づく実際のシステムへの展開の可能性を検討した。車車間通信におけるリアルタイム性の確保に向けて、優先制御の導入によるその有効性をネットワークシミュレータ(OPNET)を用いて確認した。自動車は,今後急速に電気駆動車両へと進展し,一般のコンピュータと同様にモバイルインターネット環境におかれる.このことから自動車システムはオープンネットワークシステムとしての十分な安全性と信頼性を確保することが急務となっている.しかしながら,現状の自動車システムは車内内部(車載LAN)と車両外部(車車間通信,インターネットなど)が個別に対応され,情報の相互連携を伴った安全性や信頼性は十分ではない.この問題解決のために,本研究では相互連携をも包含する情報フローベースモデルを提案し,自動車システムの安全性と信頼性の総合的な開発手法を確立し,ネットワークビークルシステムのプラットフォームを開発した.(1)情報フローベースモデル自動車システムにおける通信ネットワーク系に関する車両内部および外部において扱われる情報に関する情報の分類と関連性を検討し、情報の安全性および信頼性についても考察を行った。(2)セキュリティ・セイフティポリシ車両ネットワークにおける外部情報との関係におけるセキュリティ・セイフティポリシに関して検討を行い、検証のための事例として、暗号機能を使用する車車間通信、路車間通信への適用(高速道路におけるIDベース暗号の適用と処理時間性能の検証、高速道路における渋滞回避のための車車関通信と車両内制御系との連携、路車間通信における暗号鍵配布方式の検討、車車関通信における悪意のある車両からの情報の安全性の確保など)を行い、その有効性を確認した。(3)自動車に関連するネットワークシステム自動車のシェア(レンタカーなど)における自動車運転環境の向上を目指した個人情報運営管理システム、ETS等の路車間通信を利用した駐車管理システムなどの応用ネットワークシステムにおける安全性と信頼性に関する検討を行った。(1)情報フローベースモデル:自動車システムにおける通信ネットワーク系に関する車両内部および外部において扱われる情報に関する情報の分類と関連性を検討し、情報の安全性および信頼性についても考察を行い、誤検出を抑え、パケット破棄を行う攻撃者を検出・特定できる手法を提案するとともに、誤検出率・検出率・検出時間といった項目を既存方法と比較し、提案方式の有効性を検証した。(2)セキュリティ・セイフティポリシ:車両ネットワークにおける外部情報との関係におけるセキュリティ・セイフティポリシに関して検討を行い、検証のための事例として、暗号機能を使用する車車間通信、路車間通信への適用(高速道路におけるIDベース暗号の適用と処理時間性能の検証、高速道路における渋滞回避のための車車関通信と車両内制御系との連携、路車間通信における暗号鍵配布方式の検討、車車関通信における悪意のある車両からの情報の安全性の確保など)を行い、ドライバーの加速制御にシステムによる加速制御を自動で追加する追加型自動加速制御による渋滞回避システムを提案した。この渋滞回避システムの実用性をシミュレーション実験により評価し、その有効性を示した。(3)自動車に関連するネットワークシステム:自動車のシェア(レンタカーなど)における自動車運転環境の向上を目指した個人情報運営管理システム、ETS等の路車間通信を利用した駐車管理システムなどの応用ネットワークシステムにおける安全性と信頼性に関する検討を行いIDベース暗号を用いて、車々間および路車間の認証方式を提案した。また、実現可能性を確認するために通信可能時間に対する処理・通信時間の割合についての評価を行い、提案方式の有効性を示した。計算機システム・ネットワーク情報フローベースモデルに関しては、応用系への展開によりほぼ提案したモデル案の有効性を確認し、26年度も引き続き考察を行う計画である。セキュリティ・セイフティポリシの検討についてはその考え方を整理し、当初の目的を達成したたので、さらに応用システムへの適用を行う計画である。自動車ネットワークシステムにおいては、暗号通信を用いた車車間通信への適用や各種応用システムでの安全性の実現を行うことができ、学会への研究発表を行うことができた。情報フローベースモデルの一般的なモデル検討に関しては、個々の情報に着目して整理を進めており、汎用的なモデルの確立についてはもう少し時間をかけて検討が必要であり、今後の課題として研究を進める予定である。

(1)情報フローベースモデル応用システムへの適用を行い、さらなる有効性を確認し、学会への発表を行う予定である。(2)セキュリティ・セイフティポリシ応用系への適用によりその有効性を確認し、学会への発表を行う予定である。(3)自動車に関連するネットワークシステム暗号通信を用いた車車間通信への適用を検討し、リアルタイム性、一般道における鍵配布方式の検討を行い、その有効性を学会に発表する予定である。(1)情報フローベースモデル自動車システムにおける通信ネットワーク系に関する車両内部および外部において扱われる情報に関する情報の分類と関連性についてさらに検討を進め、より汎用性のあるモデルの改良を検討する。(2)セキュリティ・セイフティポリシと安全性レベルの設計車両ネットワークにおける外部情報との関係におけるセキュリティ・セイフティポリシに関して引き続き検討を行い、ポリシーに基づく安全性レベルの概念を導入・設計し、その評価手法を研究する。その手法の検証のための事例として、H24年度に取り上げた事例をもとにその有効性を確認する。(3)自動車に関連するネットワークシステム自動車のシェア(レンタカーなど)における自動車運転環境の向上を目指した個人情報運営管理システム、ETS等の路車間通信を利用した駐車管理システムなどの応用ネットワークシステムにおける安全性と信頼性についてもさらに検討を行う。予定していた国際会議への発表や参加などが計画どおり実施できなく、また実験機器に関して効率的に使用できたため。研究成果を国内で開催される学会及び国際学会への発表・参加を中心に旅費や学会参加費を使用する予定である。H24年度の研究成果およびH25年度の研究成果を、国内外の学会に発表する旅費、検証システムの物品費、学会の発表に係る参加費(その他による支出費目)を中心に研究費を使用する予定である。
抗腫瘍タンパクの局在に着目した新規悪性腫瘍治療薬を『育薬』する

本研究課題は血管新生抑制因子CXCL14/BRAKの作用機序の解明を目的として解析を進めた。CXCL14/BRAKと血管新生促進因子であるVEGF-Aとの結合に関して解析を進めたが、有意な結果は得られなかった。よってCXCL14/BRAKの作用にVEGF-Aが関与していることは当研究課題では証明できなかった。平成27年度は腫瘍から分泌されたBRAKのWestern Blotを行った。Western blotの結果から,BRAKと結合しているタンパクの大きさを予測をし解析を進める予定だったが,BRAKと結合しているタンパクは確認できなかった。次に、口腔癌細胞より分泌されたBRAKタンパクを用いた免疫沈降を行う予定であったが、口腔癌細胞株4株において分泌されたタンパク量が少なく良好な結果を得られなかったため、BRAKの発現ベクター作成、およびBRAK安定発現株の作成をおこなった。その結果HSC-3におけるBRAK安定発現株の作製に成功した。またBRAKと血管新生促進因子の結合の検討において、VEGF-Aリコンビナントの添加実験では良好な結果が得られなかったため,VEGF-Aの発現ベクターの作成を行った。VEGF-Aにはスプライシングの違いにより少なくとも9つのサブタイプが存在する。このうちの6つに関してはHSC-3由来で発現ベクターの作製に成功したが、上皮での発現の少ないバリアントに関しては獲得が出来なかった。そこで、HNSCCの血管新生促進に関与すると言われるVEGF-A 121とVEGF-A 165に焦点を絞り、27年度はVEGF-A 165に関してBRAKとの結合およびBRAKによる機能阻害の有無について解析を行った。しかしリポフェクション法によるVEGF-165ベクター導入で良好な結果が得られなかったため、現在エレクトロポレーション法での遺伝子導入のプロトコルを構築中である。本年度は、実験当初同定されていなかったターゲットとするタンパクの絶対量の不足等により、良好な実験結果が得られないことが多く、安定発現株の作製などに時間を費やした。その結果備品として購入予定であった卓上マイクロ冷却遠心機を利用する実験を行わなくなったため購入をしなかった。平成28年度も平成27年度に引き続き、CXCL14/BRAKと血管新生促進因子であるVEGF-Aの結合に関する解析を行った。平成27年度の結果より、VEGF-Aリコンビナントを用いた実験では良好な結果が得られなかったため、VEGF-Aバリアント121とVEGF-Aバリアント165の発現ベクターおよびCXCL14/BRAK発現ベクターを頭頸部扁平上皮癌細胞株であるHSC-3にダブルトランスフェクションを行ったのち、CXCL14/BRAKによる免疫沈降を行った。しかしCXCL14/BRAKとVEGFとの結合に有意差は確認できなかった。またCXCL14/BRAK-FLAGベクターの作成をいFLAG抗体での免疫沈降を行った。しかしFLAGでの免疫沈降においてもVEGFとBRAKの結合に有意な結果は得られなかった。また、ヌードマウス背部皮下にCXCL14/BRAKの発現が確認されている頭頸部扁平上皮癌細胞株であるHSC-3を移植し、移植腫瘍よりたんぱく質を抽出後、BRAK抗体による免疫沈降をおこなった。結果、移植後5日の腫瘍において微量のVEGF-Aの検出を認めた。それ以降では検出されなかった。平成27年度におこなったBRAKのWestern Blotの再条件検討を行う。メンブレントランスファーの条件を精査するためにセミドライブロットiBlot2 Dry Blotting Systemの備品購入を行い検討を進める。27年度で作成したVEGF-A 165およびVEGF-A 121のベクターに関してエレクトロポレーション法での遺伝子導入をおこなう。そのうえで再度BRAKとの結合の検討を行う予定である。歯科薬理学実験計画の変更により備品購入の申請をしていた卓上冷却遠心機の購入の必要がなくなったため、差額が生じた。卓上冷却遠心機ではなく、実験計画の変更に伴い必要となったウェスタンブロッティングのセミドライトランスファー用タンパク転写機およびその周辺機器・消耗品類を購入する予定である。
予測行動型自律移動ロボットシステムの開発

本研究は、人間との共存を前提とした自律移動ロボットの行動に対して、予測の考え方を取り入れて、より安全に滑らかに動く予測行動型自律移動ロボットシステムを開発することを目的としている。本研究は2年計画で、今年度(2年目)は、以下のような手順で、外部環境情報を取り込むためのセンサシステムの製作、ベースシステムとのハードウェア統合、および実験ソフトウェアの実装を行い、予測行動型自律移動ロボットシステムのプロトタイプ機の開発を完了した。1.自律移動ロボットのセンサシステムの製作ロボットの作業空間の外部環境情報を取り込むために、複数の超音波距離センサを用いて周囲の障害物との距離を計測するセンサシステムを、消耗品費を使用して、製作した。本センサシステムは、8個の超音波距離センサを45度間隔の等方向リング状に配置したものから構成し、ロボットが周囲の複数の状況(障害物との距離)を同時に計測可能となるように製作した。2.自律移動ロボットシステムの開発完了センサシステムとベースシテムとの統合本センサシステムを、昨年度製作したロボット移動のためのベースシテムと統合することにより、予測行動型自律移動ロボットシステムのプロトタイプ機を完成させた。3.予測行動型自律移動ロボットシステムの実験ソフトウェアの実装本自律移動ロボットシステム上に、予測行動計画系の実験ソフトウェアを以下の手順で実装した。(1)ロボット内部のワンボードコンピュータ上への基本移動プログラムの実装(2)ロボット外部のデスクトップコンピュータ上への予測行動計画系プログラムの実装(3)両コンピュータ間の無線モデムによる通信プログラムの実装現在は基礎的な実験データを収集中であり、今後はこのデータを基に予測行動計画系の理論的修正を行い、より実用的な予測行動計画系の構築へ向けて展開する予定である。本研究は,人間との共存を前提とした自律移動ロボットの行動に対して,予測の考え方を取り入れ,より安全に滑らかに動く予測行動型自律移動ロボットシステムのプロトタイプを実際に開発することを目的としている.本研究は2年計画で,1年眼の本年度は,自律移動ロボットシステムのベースシステムの製作を,以下の手順で行った.1.予測行動計画系の理論的検討状態フィードバック理論に基づく予測制御・オブザ-バの考え方を導入した予測行動計画系について検討し,自律移動ロボット自身の位置情報が必須となることが分かった.2.自律移動ロボットシステムの仕様策定本システムの設計仕様を以下のように決めた.(1)ロボット本体は,拡張性と信頼性を考慮に入れて,車輪型移動ロボット(設備備品)を利用した.(2)この上に,ノート型PC(設備備品)を搭載し,また,デスクトップ型PC(設備備品)を外部に設置して,無線モデム(設備備品)を介して通信させることにより,車輪型移動ロボットに内蔵されているワンボードマイクロコンピュータの性能の限界を取り除いた.本研究ではこのシステムを,ベースシステムと呼んでいる.3.自律移動ロボットベースシステムの製作以上の設計仕様を満たす自律移動ロボットのベースシステムを実際に製作した.来年度の研究課題は,このベースシステムに,外部環境情報を取り込むためのセンサシステム(複数の超音波距離センサ等を予定)を組み合わせることにより,自律移動ロボットシステムの残りの製作を完了し,実機による評価を行い,システムのプロトタイプを完成させることである.本研究は、人間との共存を前提とした自律移動ロボットの行動に対して、予測の考え方を取り入れて、より安全に滑らかに動く予測行動型自律移動ロボットシステムを開発することを目的としている。
三叉神経刺激による胃逃走神経活動および消化管ホルモンに及ぼす影響

口腔内手術は,他領域より嘔吐発生頻度が高いことや胃液分泌亢進が起こるとされている.その機序については,神経系や消化管ホルモンの関与が推測されるが未だ明らかでない.臨床麻酔の安全性を向上させるための基礎的知見を得ることを目的として口腔内刺激が胃迷走神経活動および消化管ホルモン分泌に及ぼす影響を神経生理学的および血液化学的手法により検討した.方法:ウイスター系ラットを用いて,全身麻酔下で胃迷走神経幹を露出させ,ポリグラフ下で神経インパルスを観察しながら電気刺激装置を用いて10分間の歯髄刺激を行ない,口腔内刺激に対する胃迷走神経の興奮波を観察記録した.そして,体液性胃液分泌に関与する中枢性ホルモン(プロラクチン),消化管ホルモン(ガストリン,セクレチン)の分泌に与える影響を検索した.結果:口腔内での三叉神経刺激により,体液性胃液分泌に関与する中枢性ホルモンのプロラクチンは,対照値0.83±0.12ng/mlが10分間の歯髄刺激後,16.92±3.15ng/ml.消化管ホルモンのガストリンは,対照値177.6±20.5pg/mlが10分間の歯髄刺激後,230.4±48.6pg/ml.セクレチンは,対照値115.4±35.6pg/mlが10分間の歯髄刺激後,864.4±56.3pg/mlとそれぞれ上昇が認められた.以上の結果より,全身麻酔下においても,口腔内三叉神経刺激により胃迷走神経活動および消化管ホルモン分泌を活発化させ,胃液分泌亢進が示唆される結果となった.口腔内手術は,他領域より嘔吐発生頻度が高いことや胃液分泌亢進が起こるとされている.その機序については,神経系や消化管ホルモンの関与が推測されるが未だ明らかでない.臨床麻酔の安全性を向上させるための基礎的知見を得ることを目的として口腔内刺激が胃迷走神経活動および消化管ホルモン分泌に及ぼす影響を神経生理学的および血液化学的手法により検討した.方法:ウイスター系ラットを用いて,全身麻酔下で胃迷走神経幹を露出させ,ポリグラフ下で神経インパルスを観察しながら電気刺激装置を用いて10分間の歯髄刺激を行ない,口腔内刺激に対する胃迷走神経の興奮波を観察記録した.そして,体液性胃液分泌に関与する中枢性ホルモン(プロラクチン),消化管ホルモン(ガストリン,セクレチン)の分泌に与える影響を検索した.結果:口腔内での三叉神経刺激により,体液性胃液分泌に関与する中枢性ホルモンのプロラクチンは,対照値0.83±0.12ng/mlが10分間の歯髄刺激後,16.92±3.15ng/ml.消化管ホルモンのガストリンは,対照値177.6±20.5pg/mlが10分間の歯髄刺激後,230.4±48.6pg/ml.セクレチンは,対照値115.4±35.6pg/mlが10分間の歯髄刺激後,864.4±56.3pg/mlとそれぞれ上昇が認められた.以上の結果より,全身麻酔下においても,口腔内三叉神経刺激により胃迷走神経活動および消化管ホルモン分泌を活発化させ,胃液分泌亢進が示唆される結果となった.
ジャック・デリダを中心とした戦後フランスの哲学教師論の展開に関する研究

1974年にJ・デリダを中心に「哲学教育研究グループ」が組織され、そこでの議論が後に、「哲学の三部会」というフランス全土を巻き込む哲学教育運動へと発展したことはよく知られている。しかし、この運動の背景にあった思想史的な文脈や議論の実態については不透明な点も多い。そこで本研究は「教師」の問題を軸に、この時期のフランスにおける哲学教育運動を思想史的に検討することで、その問題史的文脈や主要論点の整理を行う。それによって、「哲学教育における教師の役割」をめぐって、当時のフランスでどのような議論があったのかを立体的に明らかにすることを目指す。
サクランボ(オウトウ)収穫ロボットの研究

トレリス栽培されたオウトウを対象にして,三次元視覚センサを取り付けた直角座標ロボットを試作した。収穫ハンドは開閉型,平行リンク型,リング型,カット型を試作した。果実とロボット間の距離は40cmが最も適していた。ほ場試験では,ハンドの位置が果梗からずれる場合があった。そのずれは最大約1cmであり,ハンドの位置決定成功率は57.2%であった。ハンドの位置決定が適正になされた時の各ハンドの果実収穫率は,開閉型と平行リンク型では80%以上であった。リング型ではその直径が果実直径に比して小さかったため0%であった。1本仕立てのオウトウを対象とした収穫ロボットも試作して実験を行った。この栽培様式は側枝を整枝して主幹のみを並木状に栽培するものである。このロボットは,4自由度マニピュレータ,三次元視覚センサ,ハンド,コンピュータ,走行部などで構成した。三次元視覚センサの画像を処理して,果実や障害物の位置を認識し障害物を避けて果実収穫を行うようマニピュレータの軌道を決定した。ハンドは果実を吸着したあと,フィンガで果梗を把持して収穫するものとした。実験の結果,目的外果実をフィンガで把持することがあったため,フィンガの開口幅を小さくして実験を行った。開口幅を小さくすると目的外果実は損傷しなかった。低樹高一本仕立ては,植栽5年目に10a当たり約500kg,7年目に10a当たり約800kgの収量を得ることができた。作業時間は盃状形と比べて,収穫は約3分の2,剪定は約4分の1に抑えられたが,摘芯は約3倍かかった。ポットを用いた加温栽培試験では,休眠覚醒直後(7.2°C以下の遭遇時間が1,400時間)に最低温度5°Cから漸次昇温し,5月中旬収穫を目標とするのが効率的と考えられた。1.この研究は,サクランボ(オウトウ)の収穫作業省力化のために,収穫ロボットを開発することを目的としている。対象とするオウトウは,果実が平面的に分布する垣根仕立てと1本仕立てのオウトウである。2.対象物の視認性,ロボットの機構などを検討するため,オウトウの収穫時期である6月に基礎的な調査を実施した。垣根仕立て,1本仕立てのオウトウを調査した結果,これらの仕立て方は,平面的に存在する側枝または主幹の周囲に果実が結実しているため,視覚認識,収穫動作に有利であることが確認できた。3.果実をもぎ取るときの力学性を調べる実験を行った結果,果梗-短果枝間の強度は,果梗-果実間の強度より大きく,果梗が付いたまま収穫するためには,果梗を把持して収穫する必要があると考えられた。4.垣根仕立てのオウトウを対象としたロボットは,直角座標型マニピュレータを用いたものを試作した。山形県天童市の農家の仕立て方に適合するよう,マニピュレータの可動範囲は3軸とも約500mmとし,次年度以降の実験でリフトで持ち上げて高所作業も行えるよう,軽量とした。5.1本仕立てのオウトウを対象としたロボットは,奈良県果樹振興センターでの仕立て方にあわせて基本部分の試作を行い,室内で収穫基礎実験を行った。このロボットは,水平関節型ロボットで,三次元視覚センサ,収穫用エンドエフェクタを装備している。三次元視覚センサで得られた画像を処理して,果実の三次元位置や収穫時の障害物を認識して,障害物を避けて果実を収穫するプログラムを作成した。

エンドエフェクタは,果梗を把持して収穫するものとした。室内実験の結果,収穫の基本動作が可能であることを確認した。6.栽培面の研究は,従来から行っている1本仕立ての研究を継続して実施し,栽植4年で早期成園化が可能で,10アールあたり換算で300kg台の収量が得られることを明らかにした。1.この研究は,サクランボ(オウトウ)の収穫作業省力化のために,収穫ロボットを開発することを目的としている。対象とするオウトウは,果実が平面的に分布する垣根仕立てと1本仕立てのオウトウである。2.垣根仕立てのオウトウを対象として目視により収穫可能性を調査した結果,4方向から画像認識することで収穫可能な果実数が増加することを確認した。また,垣根仕立てのオウトウを対象とした直角座標型ロボットを試作して,室内において収穫基礎実験を行った。その結果,三次元視覚センサの画像から認識した果実を収穫する動作を確認できた。実際の農家での実験は平成19年度に実施する予定である。3.1本仕立てのオウトウを対象としたロボットは,奈良県果樹振興センターでの仕立て方にあわせて試作機を作製し,6月の収穫時期には,奈良県果樹振興センターで栽培されているオウトウを対象として収穫実験を行った。エンドエフェクタの果実吸引パイプ先端に目的果実を吸着し果実位置を固定することで,果梗の根元を把持して収穫することができた。しかし,目的果実の真後ろに別の果実が存在する場合,目的果実の果梗把持動作により別の果実を挟むことがあり,収穫に失敗することがあった。このため,果実収穫期終了後に改良を行い,目的の果実を吸着したあと,別の果実を空気圧で排除するようにした。改良機については,室内実験で動作確認を行ったが,実際のオウトウを対象とした実験を平成19年6月に行い,性能を調査する予定である。4.1本仕立てのオウトウを対象に,ロボット視覚部による果実視認性を目視により調査するとともに,ロボットによる収穫のしやすさについて検討を行った。果実が葉に隠れて見えない場合があり,確実なロボット収穫のためには,いろいろな方向から対象を走査すること,摘葉をやや強くすることが有効と考えられた。トレリス栽培されたオウトウを対象にして,三次元視覚センサを取り付けた直角座標ロボットを試作した。収穫ハンドは開閉型,平行リンク型,リング型,カット型を試作した。果実とロボット間の距離は40cmが最も適していた。ほ場試験では,ハンドの位置が果梗からずれる場合があった。そのずれは最大約1cmであり,ハンドの位置決定成功率は57.2%であった。ハンドの位置決定が適正になされた時の各ハンドの果実収穫率は開閉型と平行リンク型では80%以上であった。リング型ではその直径が果実直径に比して小さかったため0%であった。1本仕立てのオウトウを対象にした実験では,従来は吸引用パイプ先端に果実を吸着したあと,半円状の2本のフィンガで果梗を把持していたが,果実が密集している場合にフィンガで周辺の果実に損傷を与えることがあった。そこで,果梗を開閉式フィンガで把持して収穫する新しいハンドを試作した。フィンガの入口幅を果実より狭くすることでほかの果実の損傷を防止した。果梗が斜めになった果実でも収穫できるよう開閉式フィンガを3連とし幅45mmの範囲の果梗を把持可能とした。実験の結果,周辺果実損傷防止効果を確認できた。三次元視覚センサで認識した果実数に対する収穫果実数の比率は44%であった。低樹高一本仕立ては,植栽7年目に10a当たり800kgの収量を得ることができた。
HMGタンパク質のDNA結合ドメイン構造と認識機構の解析

1.HMG2のDNA結合領域の構造解析:HMG2のcDNAよりドメインAB(AとBがリンカーを挟んで連結した配列を大腸菌で高発現させ、均一になるまで精製する系を確立した。この系を用いて、同位体で標識した試料を調製し、現在大阪大学蛋白質研究所など3研究機関の協力のもとNMRによる高次構造解析を進行中である。また、奈良先端技術大学院大学の協力のもとにDNAとの複合体についてX線回折による解析も同時進行中である。2.部位特異的変異を導入したHMG2のDNA結合領域をもちいた結合機構の解析:立体構造保持(疎水性コアを形成する疎水性アミノ酸)やDNAとの結合(塩基性アミノ酸)、インタカレーションに関与すると期待されるアミノ酸残基を部位特異的変異法により他残基に置換したドメインBを大腸菌で高発現させ、精製した。これら変異体とDNAとの相互作用をゲルシフトアッセイ、表面プラズモン共鳴現象を測定するBIAcore装置によって解析したところ、全ての変異体で結合能の変化と立体構造の差異が観察された。以上の結果より、これらのアミノ酸の構造保持と結合における重要性を明らかにした。3.示差走査熱量計をもちいたDNA-HMG2複合体の熱安定性の解析:DNAとの複合体の安定性を測定する前段階としてペプチド単独で測定を行なった。その結果、加熱とともにペプチドが凝集し、測定が不可能となった。現在、凝集の原因と考えられるシステイン残基に変異を導入したペプチドを調製し、解析を行なっている。4.新しいDNA結合タンパク質EPF-5の構造解析:DNA結合機構の解析の一環として、花の組織の特異的発現に関与するZn-Finger型DNA結合性タンパク質EPF-2-5のNMRによる高次構造解析を進行中である。
高次脳機能障害のための配信型認知リハビリテーションの開発と評価に向けて

高次脳機能障害者の自宅での認知リハビリテーションをサポートするために,インターネットのサイト上で認知リハビリテーション課題が実施できるような環境を整えた。サイトは登録制で,それぞれの利用者ごとにIDとパスワードを発行するようになっており,各利用者の成績を個人ごとに保存できるようになっている。3年間の研究で,注意機能に関する課題を二つ開発し,実際の臨床現場で利用してもらうことで,ユーザビリティを評価した。18年度の研究においては,まず,米国にてインターネット配信型のリハビリテーションを行っているインディアナポリス州のニューロサイエンスセンターのOdie Bracy博士を訪問し,施設の視察を行うと同時に,配信型のリハビリテーションの実際を見学し,様々な意見交換を行った。また,ニューロサイエンスセンターがリハビリテーションソフトを配信している有料サイトにも登録し,各リハビリテーションソフトの構成を検討するとともに,臨床現場で実施することによって,その有効性や限界について吟味した。この結果は,福山大学心の健康相談室紀要に論文として掲載した。また,現在,認知リハビリテーションに利用されている様々な課題のみならず,学習障害等で利用されている課題や近年流行している「脳トレーニング」等のソフトを取り寄せ,それらについての高次脳機能障害者への適用可能性についても,臨床現場において高次脳機能障害者に実施することによって検討した。本研究では,リハビリテーションの中でも,特に注意と記憶機能に焦点を絞った課題の開発を試みるため,注意については,子ども用の教育支援ソフトの一つである視覚的注意訓練ソフトを様々なタイプの高次脳機能障害者に実施し,利用しやすさ,妥当性などを検討した。また,記憶については,外的補償方略としてのパソコンや携帯で管理するメモリーノートを立案するため,臨床現場で用いられている記述型のメモリーノートの内容を確認し,パソコン版,携帯版への反映可能性を検討した。サイトについては,現在,専門家の協力を得て,高次脳機能障害者が利用しやすい,ユーザビリティの高いサイトの構成について,携帯端末を含めて検討中である。今年度の早い段階で,高次脳機能障害に関する情報を配信でき,研究最終年度には課題の配信ができるようなサイトを公開する予定である。平成19年度は,課題を配信するためのホームページのデザインと,具体的なコンテンツについて検討し,専門技術者とともに準備,開発を行なった。まず,サイトには登録制と非登録制のページを設け,リハビリテーションは登録制のページで実施できるようにした。これは,個々人のペースに合わせてリハビリテーションができるようにするためである。登録された個人ごとのページの作成を可能にするため,データベースをレンタルし,リハビリテーション課題の成績や実施を,個人ごとに管理できるよう環境を整えた。課題については,注意の課題を具体的に考案し,テストプログラムを開発した。また,記憶の外的補償方略の一つとして,パソコン上でのスケジュール管理について検討し,様々な高次脳機能障害の様相に対応できる構成を考案した。ホームページ全体のデザインや構成については,高次脳機能障害者が利用しやすい環境を提供できるよう工夫した。実際のサイトの公開は20年度前半になる予定である。さらに,わが国の認知リハビリテーションの現状について把握するため,その動向についてまとめ,福山大学人間文化学部紀要第8号に掲載した。近年,リハビリテーションの臨床現場においては,診療報酬の改定などによって早期リハが求められているため,より効率的で効果的な方法が求められている。亀田他(2007)は,ドイツのmaker software社によるCOGPACKを参考に,認知症を対象としたリハビリテーションゲームソフトの開発を試みており,この研究は,本研究とも大きく関連すると考えられ,今後の課題作りの具体的な参考になった。パソコンとインターネットを利用した本研究は,効率的なリハビリテーションを提供する手段の一つであると考えられる。平成20年度は,平成19年度に引き続き,課題を配信するためのホームページをデザインし,具体的な内容を検討した上で,ホームページの公開を行なった(http://kokorogaku.net/top.html)。課題については,注意機能の改善を目的としたもぐらたたきと数字探しを作成した。HPの使いやすさや課題のやりやすさなどのユーザビリティ評価は,広島県障害者リハビリテーションセンター内の高次脳機能センターに所属する心理士に協力を仰ぎ,実際の臨床現場で活用してもらうことで,意見交換を行ないながら,改良を行なった。まず,もぐらたたきでは,背景があると課題が実施しにくいという意見があったため,背景があるものとないものを作成し,難易度を調整した。また,数字探しでは,探すべき数字が分かりにくいとの意見があったため,探すべき数字に枠をつけて分かりやすくした。このような臨床現場から出された意見については,課題を開発する業者とネットワーク上にグループを開くことでそこに意見をアップし,即時に対応してもらえるよう工夫した。れまで臨床現場より,課題はおもしろいとの一定の評価をもらっているが,課題数が少ない,ターゲットとなる障害を明記するべきである,マウスの操作が難しい場合の対処がなされていないなどの意見が出ており,これらについては,今後の検討課題である。HPを公開したことで,認知リハビリテーションに興味を持つ県外の医療機関からも問い合わせがあった。そのような機関と意見交換する中で,本サイトは,現在の臨床現場がかかえる問題に対処できるサイトであることが確認された。
C型肝炎ウイルス感染による肝線維化の分子生物学的解析

本年度は昨年度に樹立した遺伝子型1bのHCV-O株由来の全長HCV RNA複製細胞(O細胞)をインターフェロンで処理することによりHCV RNAを排除した治癒細胞(Oc細胞)を樹立した。Oc細胞はHCV RNAを含まず、O細胞と細胞のバックグラウンドが同じため、HCV RNA複製の有無による宿主細胞の線維化関連因子への影響を検討できる良い材料である。さらに、線維化に関連している宿主遺伝子としてCTGF (Connective Tissue Growth Factor)に着目し、CTGFのプロモーター領域をクローニングした。CTGFのプロモーター領域を、ルシフェラーゼ遺伝子の上流に組み込んだプラスミドを作成し、レポーターアッセイ系を構築した。CTGFはTGF-βにより産生され、肝線維化の原因となるcollagenを産生する。また、O細胞およびOc細胞でのTGF-βの産生についてreal time PCRでの定量を、現在試みている。また、肝線維化はアルコール、鉄などにより促進されるためこれらによる刺激を加えた時に産生されるTGF-βの定量も行っている。今後の計画として、ヒト肝癌細胞株HuH-7由来のO細胞およびOc細胞をヒトstellate細胞と共培養することで、1)構築したCTGFプロモーターのアッセイ系を用いたstellate細胞におけるCTGF発現の検討、2)線維化の最終産物であるcollagenのstellate細胞での発現の検討を予定している。さらに、アルコール、鉄刺激によりこれらの宿主因子のstellate細胞での発現量を検討したい。本年度は全長HCV RNAを複製するヒト肝細胞(O細胞)とstellate細胞との共培養系を構築することができた。今後この共培養系を用いてHCVの肝線維化に及ぼす分子生物学的機構を解明し、さらに肝線維化を抑制する薬剤への応用へと研究を発展させていきたい。平成16年度は遺伝子型1bのHCV-O株(以前は1B-2と記載)由来の全長HCV-O複製細胞であるO細胞を樹立した(2005 BBRC in press)。効率の良い全長HCV複製細胞の報告は文献上、日本の研究施設では初めてのものである。また、HCV-O株由来の各蛋白質の影響を見るために、Core, E1, E2, p7, NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A, NS5Bの各遺伝子をレトロウイルスベクターで、ヒト不死化肝細胞PH5CH8細胞に導入し恒常的に各HCV蛋白質を発現する細胞株を樹立した。現在、肝線維化との関連が報告されているTGF-βのプロモーター領域のクローニング、レポーターを含むプラスミドへの組換えが進行中である。以前に、樹立したHCV-O株由来のNS3からNS5Bを含むサブジェノミックレプリコン細胞(sO細胞)に加えて、新しく樹立した全長HCV RNA複製細胞(O細胞)を用い、Stellate細胞と共培養することでalpha-smooth muscle actinとfibroblast activation protein、type I collagen、MMP, TIMPなどの線維化関連遺伝子の発現に及ぼす影響を検討中である。さらに、これらの情報をもとに、作成したHCV各蛋白質を発現するPH5CH8細胞とStellate細胞と共培養を行い解析をすることで線維化関連遺伝子に影響を及ぼすHCVの責任蛋白質を明らかにしたい。
細胞シート工学を用いたヒト間葉系幹細胞の3次元培養とその分化誘導

ヒト子宮内膜由来間葉系幹細胞を温度応答性培養皿に播種・培養し、温度低下処理により細胞シートを回収した。回収した細胞シートを積層化し、培養皿上に接着させた状態で培養した。グルコース・乳酸など培地内の代謝成分、細胞存率および薄切切片を経時的に解析し比較を行った。積層枚数の違いによる積層化細胞シートの状態の変化から、培養可能な組織の厚みは40μmであった。これは、組織が厚くなると拡散の限界により、低酸素・栄養不足・老廃物の蓄積等が生じることが原因だと考えられる。拡散の限界を克服する方法として、組織の上下両側を培養液に接触させる培養法やラット背部皮下組織への3層積層化細胞シートの繰返し移植を行ったところ、100μm以上の厚い組織が作製可能であることを確認した。次に、培養した積層化細胞シートの薄切切片を作製し、経時的に幹細胞マーカーを用いて染色した。その結果、培養日数により組織の一部が幹細胞マーカーに陰性となることが分かった。これは、3次元組織中で間葉系幹細胞が何らかの細胞に分化したことを示唆している。また、培養1日目の特に40μm以上の厚い組織の中層部において、軟骨細胞様の細胞が認められ、軟骨特殊染色および軟骨特異的マーカーによる免疫染色において陽性であった。以上のように本年度は、細胞シート工学の手法により、間葉系幹細胞を用いてin vitroで3次元組織を構築することに成功し、その厚さの限界を明らかにした。そして、3次元培養において間葉系幹細胞が軟骨細胞に分化することを確認し、3次元組織内では環境に応じて部位により分化の相違が生じる可能性を示唆する結果が得られた。
超高速水素マイグレーション

先端的超短パルスレーザー光源を用いたコインシデンス運動量画像法によって、強光子場下で進行する超高速水素マイグレーションの機構を明らかにした。また、超高速の水素移動も追跡できる高い時間分解能を持つ電子回折法を提案し、超短パルスレーザーによる光電場内散乱信号を初めて観測することによって、提案した手法が実現可能であることを示した。さらに、水素マイグレーション過程を理論的に取り扱うために、電子とプロトンから成る系の粒子間相関ダイナミクスを記述できる量子動力学理論を新たに構築した。近年の我々の研究から、強いレーザー場中で、分子内の水素原子が極めて速く動き回ることが明らかとなった。これは水素原子の持つ量子性を顕著に反映したものと考えられ、その超高速動力学を理解するためには、従来の断熱近似を超えた新しい考え方を導入する必要がある。本研究では、「コインシデンス運動量画像法」、「光電場内電子散乱法」を用いた水素マイグレーションの実時間追跡、および「時間依存多配置波動関数理論による水素マイグレーションの記述」を通じて、「強光子場中における超高速水素マイグレーションの本質」を解明する。平成19年度は、超高速水素マイグレーションの実時間追跡に必要なレーザー光源の準備を行った。新しいレーザーシステムとして、800nm, 0.6mJ/pulse, 30fs, 5kHzの仕様の高繰り返し搬送波位相制御フェムト秒レーザーシステムを導入した。また、既存のレーザーシステムの拡張として、半導体励起Nd:YLFレーザー導入による基本波出力の高安定高出力化(5kHz, 1.7mJ/pulse, 35fs)を行った。並行して、極短パルスを用いて、水素マイグレーション過程を実時間追跡するために必要な、(1)パルス対生成装置および(2)パルス幅評価装置の製作を行った。また、超高速時間分解電子回折装置の組み上げを完了し、装置性能を評価した。1keVの単色電子線を強レーザー場中で分子と衝突させ、エネルギー分析器により光電場内で散乱された電子を選別し、二次元検出器で検出し、ファラデーカップによる電子線強度測定から、単色電子線源は当初の予定通り約1μAの電子線を発生できることが分かった。Arガスを試料として、弾性散乱電子の角度分布測定を行い、電子エネルギ分析器等の電極へ印加する電圧の最適値を求めた。得られた弾性散乱電子のエネルギー幅から、装置全体のエネルギー分解能は当初の目標を上回る約0.4eVであることが分かった。さらに、超高速水素マイグレーション過程の理論的取り扱いのため、最小不確定性波束による分子積分評価の高速化手法化を試みた。具体的には、局所近似によって、クーロン積分や交換積分を評価する手法を1次元水素分子の電子エネルギーに関する平均場計算に適用し、量子トラジェクトリの考え方を軌道計算に用いることができること、そして、非古典的な粒子間相互作用に対応する分子積分を最小不確定性波束を使って近似できることを示した。本年度は、超高速水素マイグレーション過程を実時間追跡するため、高強度搬送波位相制御高繰り返しフェムト秒レーザーシステムを導入した。最終出力で搬送波位相が制御できることを確認した。そして、3mJの出力を用いて、ホローファイバーパルス圧縮器を通すことにより、サブ10fs、2mJの出力を得ることに成功し、波長可変数サイクルパルスを発生させるために必要である光パラメトリック増幅器の製作および性能評価を完了した。さらに、既存のフェムト秒レーザーシステムを用い、アレンおよびメチルアセチレンについて、コインシデンス運動量画像計測を行い、強光子場中において水素原子が非常に高速に動くことを確認した。レーザーパルス波形整形装置の構築も完了し、アレンおよびメチルアセチレンにおける水素マイグレーション過程の最適制御実験を行った。また、光電場内電子散乱法を実現するための課題となっていた電子線強度の向上を目指して、光電陰極型超短パルス電子銃を新たに設計・製作した。製作した電子銃について電子線軌道シミュレーションを行った結果、従来の電子銃よりも輝度で約20倍、背景信号とのコントラスト比で約400倍の向上が見込まれ、光電場内電子散乱法の実現に十分な性能を持つことを示した。一方、メタノール等の多原子分子を多配置波動関数法で扱う場合に、水素原子核(プロトン)の運動を軌道関数によって、そして、重原子をCIベクトルによって記述する理論の枠組みを新たに提案した。その結果、二原子分子の電子ダイナミクスの計算のために使われてきた方法論が、プロトンの分子内運動を含めた分子ダイナミクスの計算に使うことが出来ることを示した。また、多原子分子を扱う際に必要となる「制限されたCI計算」のためのサブルーチンを構築し、その有効性をN_2分子の電子基底状態を計算することによって示した。コインシデンス運動量画像法用いて強光子場におけるアレン分子とブタジエン分子の水素マイグレーション過程を調べ、水素移動が、等価な炭素-炭素二重結合の切断されやすさを決めることが明らかとなった。

水素マイグレーション過程の実時間追跡のため、差動排気中空ファイバーパルス圧縮器を製作し、搬送波位相を制御した数サイクルパルス(2mJ, 6fs, 200 mrad)の発生に成功した。また、強光子場中にある炭化水素分子の電子ダイナミクスと水素マイグレーション過程を、同時に、第一原理的に計算するための時間依存多配置波動関数理論を新たに定式化し、論文として公表した。提案した手法は、エチレンやメタノール分子などの(電子)+(プロトン)+(2つの重い原子核)から構成される様々な分子種を「二原子様分子」として統一的に取り扱う事が出来るという特徴を持つ。メタノール分子の構造最適化計算から。BO近似に基づく「古典的な分子構造」は、電子のスピン状態ばかりか、プロトンのスピン状態を明示的に考慮することで再現されることが、予備的な計算から判明しつつある。さらに、光電場内電子散乱法の実現のために製作した光電陰極型超短パルス電子銃の性能評価を行い、目標の性能を有していることを確認した。電子線シャドウグラフ法を用いて、生成した超短電子パルスの時間幅が約45psであることを確認するとともに、電子パルスと超短レーザーパルスとの散乱点における時空間的な重なりを位置精度<100μm、時間精度<3psで確保することができた。Xeを試料として、近赤外超短レーザーパルスによる光電場内電子散乱実験を行い、1光子吸収・放出した散乱電子の観測に初めて成功した。コインシデンス運動量画像法用いて強光子場におけるメタノール分子とブタジエン分子の水素マイグレーション過程を調べた。その結果、メタノール分子において、2段階の水素移動過程が存在することが観測された。また、ブタジエン分子においては、2個の水素移動を伴う解離過程があることが見出された。また、水素マイグレーション過程の実時間追跡のため、搬送波位相を制御した数サイクルパルス(2mJ, 6fs, 200mrad)を用いて、単一アト秒パルスを発生するのに十分なスペクトル帯域の高次高調波の発生に成功した。また、拡張された時間依存多配置波動関数理論を実行(緩和法)するプログラムの開発を行った。メタノールの電子-プロトン基底状態波動関数を計算し、プロトンに関する条件付き確率密度関数を解析し、メタノール分子のBO近似に基づく構造最適化計算と整合する分子構造に関する情報を抽出出来ることを明らかにした。また、1次元水素分子に対する非BO波動関数を求め、厳密解との比較から拡張された理論の有効性を明らかにした。さらに、Xeを試料として、近赤外超短レーザーパルスによる光電場内電子散乱実験を行い、1光子吸収および1光子放出した散乱電子信号の散乱角度依存性とレーザー偏光依存性の観測に初めて成功した。また、塩素分子に対する光電場内電子回折信号の数値シミュレーションを行い、光電場内電子回折法によってフェムト秒オーダーの分子の過渡的な幾何学的構造を0.1Å以上の精度で決定できることを示した。平成23年度は、以下の(A)搬送波包絡線位相とイオン信号の同時計測システムによる二重イオン化過程の搬送波包絡線位相依存性の観測、(B)時間依存多配置波動関数理論に基づく計算コードの実装と波動関数解析と(C)
中性子照射法による高臨界電流密度を有する実用高温超伝導材料の試作

本研究は、次世代の超伝導材料として注目されている高温酸化物超伝導体について、高速中性子照射や、ウランドーピング後熱中性子照射による核分裂によって照射欠陥を内部に導入し、これを量子化磁束のピン止め中心として働かせ、臨界電流密度を実用レベルにまで向上させた材料を試作することを目的として研究を行った。具体的には、結果の解析が容易なBi-2212単結晶試料および実用材料として研究が進められている溶融凝固バルク材料を作製し、それらに対して東京大学工学部「弥生」炉および日本原子力研究所JMTRおよびJRR-3で高速中性子照射および熱中性子照射を行った。特に、照射温度の効果を調べるために、400°C程度の高温での照射も併せて実施した。また、照射前後の試料の特性に関して、Jc等の超伝導特性の測定、ピン止め中心の特性測定などを行った。特に、フラックスクリープ法により、ピン止めポテンシャルの測定を行い、673K確度の比較的低いアニール温度において、その大きな増加を見出した。さらに、本手法の実用性を検討するための極めて重要な因子である放射化についてBi-2212の放射化の測定とY-123およびウランをドープしたY-123の放射化計算を行った。誘導放射能の多くの部分が不純物に由来すること、試料作製過程においてCoやZnの量を減らすことにより、ある程度の誘導放射能の低減が可能であること、また、放射化の問題を考慮してもKgオーダーの試料を中性照射法で改質することが可能であるという知見を得た。本研究は、次世代の超伝導材料として注目されているイットリウム系やビスマス系などの高温酸化物超伝導体について、高速中性子照射や、ウランドーピング後熱中性子照射による核分裂によって照射欠陥を内部に導入し、これを量子化磁束のピン止め中心として働かせ、臨界電流密度を実用レベルまで向上させた材料を試作することを目的とする。本年度は本研究の1年度目であり、具体的に以下の作業を実施した。1)照射用酸化物高温超伝導体試料の作製照射効果の基礎プロセスを明らかにするため、結果の解析が容易なBi-2212単結晶試料を東京大学工学部において作製するとともに、放射線照射法の実用化を研究するために、実用材料として研究が進められているバルク材料を超伝導工学研究所において作製した。2)酸化物高温超伝導体試料の照射上記によリ調整した試料について、東京大学工学部「弥生」炉および日本原子力研究所JMTRおよびJRR-3で高速中性子照射および熱中性子照射を行った。3)高温超伝導体試料の照射前後の特性測定と照射欠陥の同定照射前後の試料の特性に関して、Jc等の超伝導特性の測定、ピン止め中心の特性測定などを行った。特に、フラックスリーブ法により、ピン止めポテンシャルの測定を行い、本手法が特性評価に極めて有効であることを確認した。4)高温超伝導体試料の放射化量評価本手法の実用性を検討するための極めて重要な因子である放射化について、実際にBi-2212の放射化の測定と放射化の計算を行った。本研究は、次世代の超伝導材料として注目されている高温酸化物超伝導体について、高速中性子照射や、ウランドーピング後熱中性子照射による核分裂によって照射欠陥を内部に導入し、これを量子化磁束のピン止め中心として働かせ、臨界電流密度を実用レベルにまで向上させた材料を試作することを目的とする。本年度は、本研究の2年度目であり、具体的に以下の作業を実施した。1)照射用酸化物高温越伝導体試料の作製結果の解析が容易なBi-2212単結晶試料を東京大学工学部において作製するとともに、実用材料として研究が進められている溶融凝固バルク材料を超伝導工学研究所において作製した。2)酸化物高温超伝導体試料の照射上記により作製した試料について、東京大学工学部「弥生」炉および日本原子力研究所JMTRおよびJRR-3で高速中性子照射および熱中性子照射を行った。3)高温超伝導

体試料の照射前後の特性測定と照射欠陥の同定照射前後の試料の特性に関して、Jc等の超伝導特性の測定、ピン止め中心の特性測定などを行った。特に、フラックスクリープ法により、ピン止めポテンシャルの測定を行い、673K程度の比較的低いアニール温度において、その大きな増加が見出した。4)高温超伝導体試料の放射化量評価本手法の実用性を検討するための極めて重要な因子である放射化についてBi-2212の放射化の測定と放射化の計算を行った。誘導放射能の約40%がCo、Zn等の不純物に由来すること、試料作製過程においてCoやZnの量を減らすことにより、ある程度の誘導放射能の低減が可能であること、また、Cdフィルタを用いることにより誘導放射能を30%程度まで減らすことができるという知見を得た。本研究は、次世代の超伝導材料として注目されている高温酸化物超伝導体について、高速中性子照射や、ウランドーピング後熱中性子照射による核分裂によって照射欠陥を内部に導入し、これを量子化磁束のピン止め中心として働かせ、臨界電流密度を実用レベルにまで向上させた材料を試作することを目的とする。本年度は、本研究の最終年度であり、具体的に以下の作業を実施した。1)照射用酸化物高温超伝導体試料の作製と酸化物高温超伝導体試料の照射結果の解析が容易なBi-2212単結晶試料および実用材料として研究が進められている溶融凝固バルク材料を作製し、それらに対して東京大学工学部「弥生」炉および日本原子力研究所JMTRおよびJRR-3で高速中性子照射および熱中性子照射を行った。特に、照射温度の効果を調べるために、400°C程度の高温での照射も併せて実施した。2)高温超伝導体試料の照射前後の特性測定と照射欠陥の同定照射前後の試料の特性に関して、Jc等の超伝導特性の測定、ピン止め中心の特性測定などを行った。特に、フラックスクリープ法により、ピン止めポテンシャルの測定を行い、673K程度の比較的低いアニール温度において、その大きな増加を見出した。3)高温超伝導体試料の放射化量評価本手法の実用性を検討するための極めて重要な因子である放射化についてBi-2212の放射化の測定とY-123およびウランをドープしたY-123の放射化計算を行った。誘導放射能の多くの部分が不純物に由来すること、試料作製課程においてCoやZnの量を減らすことにより、ある程度の誘導放射能の低減が可能であること、また、放射化の問題を考慮してもKgオーダーの試料を中性照射法で改質することが可能であるという知見を得た。4)成果のとりまとめ上記の成果について、今後1年程度をかけて報告書をとりまとめる予定である。
微小管の力学的特性計測と再構成系による微小管切断装置の階層的理解

微小管の配向パターン形成の制御は、染色体分離や細胞極性、形態形成など生物に必須な活動に寄与している。発生や環境シグナルに応答し植物が表層微小管の変化させるためには、カタニンによる微小管切断が重要であることが知られている。微小管動態解析により植物体表面の間期表皮細胞における微小管切断部位や切断に要する時間は確認できるが、カタニンの局在性や切断活性制御の分子基盤は明らかとなっていない。そこで、本研究では、従来の遺伝学や生化学的解析に加え、ライブセルイメージング法やin vitro再構築系の確立を行うことで微小管切断装置を分子レベル・細胞レベルで理解することを目的とする。微小管切断因子であるカタニンは切断活性を持つp60サブユニット、及び切断部位や活性を制御するp80サブユニットで構成される。表層微小管の時間的空間的な制御機構を明らかにするため、p80および関連タンパク質のカタニン局在への機能を調べる。計画初年度はin vitro再構成系のための微小管切断タンパク質発現用ベクターの作製と発現精製、ライブセルイメージング用の植物体の作製を行った。赤色蛍光タンパク質mCherryを付加したチューブリンタンパク質と緑色蛍光タンパク質GFPを付加したp80サブユニットまたはp60サブユニットを発現するシロイヌナズナ形質転換体を作製し、それぞれの局在解析を行った。その結果、p60サブユニットとp80サブユニットはともに微小管形成部位と微小管交差部位に局在し微小管切断に関わることが明らかとなった。現在、p60サブユニットとp80サブユニット、微小管を同時に観察するための植物体を作製している。微小管切断装置の分子レベルでの詳細な機構を調べるため、動的な微小管をin vitroで再構成し交差部位でのp80および関連タンパク質のカタニン局在への機能を調べる。シロイヌナズナのそれぞれのサブユニットを昆虫培養細胞で発現し精製を行なった。また、シロイヌナズナ生細胞内でのp60サブユニットp80サブユニットの動態を微小管とともに詳細に解析するため、蛍光タンパク質を付加したタンパク質を発現するシロイヌナズナ形質転換体を作製した。動的微小管を用いたin vitro再構成系の確立を行い、これまでに得られた微小管切断タンパク質p60サブユニット・p80サブユニットの微小管交差部位でのカタニン局在性への機能を調べる。また一般的にin vitroの系で使用されるブタのチューブリンに加え、植物から精製したチューブリンを用いた実験を行う。研究遂行に係る旅費についての支出額は予定していた研究打ち合わせや実験の都合上、回数が減少した。また物品費の差額については一部の実験を次年度へ延期したために生じた。そこで研究代表者と分担者は次年度において研究計画で示した実験とともに延期した一部の実験や解析を追加して行う。