hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
IT社会における労働変容と新しい勤務制度の構築

本研究の目的は,最も労働のIT化が進行している情報通信労働者を対象として1ケ月間の生活時間調査を行ない,労働のIT化の実態の把握とそれが労働者の疲労の進展や回復に及ぼす影響を検討することであった.とりわけIT労働が適切な労働-生活バランスを維持できるかに焦点があてられた.本調査の対象者は情報通信関連企業に勤める6名の労働者であった(年齢の範囲33-54歳).本調査で用いた調査票は,睡眠,労働,社会的生活時間など15項目から構成され,調査対象者は1日24時間を15分ごとの区分されるマスに該当項目を埋めて行く方法で行った.また就寝前の「疲れの様子」を4段階(非常に疲れた-全く疲れなかった)で評定させた.業務内容を,職場内IT労働,職場外IT労働,職場内マニュアル労働,職場外IT労働に4区分して分析した.結果は6名の延べ調査日数は212日であり,休日と疲労感の記載がない日などを除いた116労働日が解析対象となった.調査期間中の職場内労働は,約9割がIT労働であり,マニュアル労働は1割を占めただけであった.疲労度が高い日は,労働時間が長く,職場内外でのマニュアル労働の混入と,職場外(生活場面)で行われるIT労働が強く影響していることが示唆された.マニュアル労働は職場内外で行われても日中に行われる傾向があり,職場外のIT労働は夕方から夜間に行われていた.これは労働者が自宅でIT機器を操作して残業を行っていると思われた.また疲労感の増大が生じると,労働者はいつもよりも早く就寝し,かつ長時間の睡眠をとることが明らかになった.また起床時刻が早い場合も疲労の増強因子となることがうかがえた.これらのことから,IT労働は生活場面の労働化を容易にすること,それによって生じた疲労の回復には十分な睡眠時間が必要であることが示唆された.本研究の目的は,最も労働のIT化が進行している情報通信労働者を対象として1ケ月間の生活時間調査を行ない,労働のIT化の実態の把握とそれが労働者の疲労の進展や回復に及ぼす影響を検討することであった.とりわけIT労働が適切な労働-生活バランスを維持できるかに焦点があてられた.本調査の対象者は情報通信関連企業に勤める6名の労働者であった(年齢の範囲33-54歳).本調査で用いた調査票は,睡眠,労働,社会的生活時間など15項目から構成され,調査対象者は1日24時間を15分ごとの区分されるマスに該当項目を埋めて行く方法で行った.また就寝前の「疲れの様子」を4段階(非常に疲れた-全く疲れなかった)で評定させた.業務内容を,職場内IT労働,職場外IT労働,職場内マニュアル労働,職場外IT労働に4区分して分析した.結果は6名の延べ調査日数は212日であり,休日と疲労感の記載がない日などを除いた116労働日が解析対象となった.調査期間中の職場内労働は,約9割がIT労働であり,マニュアル労働は1割を占めただけであった.疲労度が高い日は,労働時間が長く,職場内外でのマニュアル労働の混入と,職場外(生活場面)で行われるIT労働が強く影響していることが示唆された.マニュアル労働は職場内外で行われても日中に行われる傾向があり,職場外のIT労働は夕方から夜間に行われていた.これは労働者が自宅でIT機器を操作して残業を行っていると思われた.また疲労感の増大が生じると,労働者はいつもよりも早く就寝し,かつ長時間の睡眠をとることが明らかになった.また起床時刻が早い場合も疲労の増強因子となることがうかがえた.これらのことから,IT労働は生活場面の労働化を容易にすること,それによって生じた疲労の回復には十分な睡眠時間が必要であることが示唆された.
超臨界流体中での脂質修飾酵素を用いる酵素触媒反応

本研究は、脂質修飾糖加水分解酵素を用いて二酸化炭素超臨界流体中での位置選択的な糖転移反応を行うことを目的としている。最近、温度や圧力を変化させるだけで極性や密度が大きく変わる反応媒体として注目されている「超臨界琉体」中で酵素反応を行うことを計画し、以下の結果を得た。1)β-D-ガラクトシダーゼの水溶液とカチオン性脂質の水溶液を混合することにより、沈殿として脂質修飾酵素を得た。これを凍結乾燥したのち、タンパク含量や酵素活性を吸収スペクトルや活性部位滴定法で定量した。2)二酸化炭素ガスを31°C、73気圧以上で超臨界状態にしたのち、耐圧ガラス容器に脂質修飾β-D-ガラクトシダーゼ、糖供与体であるラクトース、受容体であるオクタノールを加えて反応を行った。所定時間後、減圧にして炭酸ガスとして反応媒体を気化した後、生成物の分析を液体クロマトグラフィーで行った。その結果、オクタノールヘの配糖化反応は、イソオクタンなどの有機溶媒中に比べて約10倍速くなった。3)圧力と温度を変えることにより超臨界流体の密度と極性が自由に制御できるので、種々の反応条件下で酵素反応速度を検討した。その結果40°C、50気圧の時に反応速度は最大になり、酵素反応速度を超臨界流体の圧力と温度を変えることにより可逆的に制御できることがわかった。4)超臨界流体としてフルオロホルム(CHF_3)についても検討したところ、二酸化炭素よりもさらに反応性が10倍も向上し、圧力と温度により同じように反応速度が可逆的に制御できることがわかった。
ラン藻の環境適応における非翻訳RNAの機能の解析

1.環境ストレスに応答して発現するncRNAの同定2.ncRNAの発現誘導機構syc0947iとsyc0517iの転写開始点を決定し、syc0947iのプロモーター領域に強光応答性遺伝子に特有なHLR1配列とCO_2欠乏誘導性遺伝子に特有なLysRモチーフを見出した。LysRモチーフを介してcmpABCDオペロンを活性化する転写因子としてCmpRを同定したが、syc947iはCmpR欠損株でも正常に誘導され、CmpR以外のLysR型転写因子の関与が推定された。一方、syc517iのプロモーター領域に既知のプロモーターやcis制御配列との類似配列が存在しないことから、CO_2欠乏への未知の応答機構の存在が推定された。3.CO_2欠乏に応答して発現するncRNAの機能解析syc0947iとsyc0517iの相補鎖をそれぞれ過剰発現するS.elongatusの変異株を作成したところ、それらの増殖はCO_2制限条件下で野生株、および空ベクターを導入した株よりも遅くなった。このことから、syc0947iとsyc0517iがCO_2制限条件下での増殖を促進する機能を有することが示唆された。1、炭素欠乏に応答して発現するncRNAの同定単細胞性のラン藻Synechococcus elongatusを材料とし、網羅的な遺伝子発現解析には、ORFに加えて100bp以上の長さのORF間の配列に対応する順逆両方向のオリゴヌクレオチドスポットを有するAffimetrix社叢のGene chipを用いた。高CO_2濃度(2%)で培養した細胞と、高CO_2から低CO_2(0.05%)条件に移して30分後の細胞における遺伝子発現を比較し、炭素欠乏ストレス応答性のncRNA遺伝子の候補として炭素欠乏条件下の発現量が高く、かつ隣接したORFとは異なる発現様式を示すORF間領域を10種類選び出した後、これらの領域の発現を、Northem法によって解析した結果、遺伝子間領域に対応する短いRNA鎖の発現を示す2領域を最終的な炭素欠乏誘導性ncRNA遺伝子の候補として選択することができた。2、窒素欠乏に応答して発現するncRNAの探索1と同じ方法を用いて、窒素源を十分含む培地で培養した細胞と、無窒素で20分間処理した細胞の遺伝子発現を網羅的に比較して窒素欠乏誘導性ncRNA遺伝子の候補を選出した。ラン藻の窒素欠乏への適応に関わる遺伝子群の活性化は、一般に転写因子NtcAに依存しているので、前期の候補の中からNtcAの欠失変異株において窒素欠乏への応答が失われる1つを選び出し、窒素欠乏への応答に関わるncRNA遺伝子の最終的な候補とした。1.CO_2欠乏に応答したncRNAの発現誘導機構平成18年度に同定した2つのncRNA(syc0947iとsyc0517iと命名)の転写開始点を決定し、syc0947iのプロモーター領域に強光応答性遺伝子に特有なHLR1配列とCO_2欠乏誘導性遺伝子に特有なLysRモチーフを見出した。syc947iが実際に強光条件によっても誘導されることを確認した。LysRモチーフを介してcmpABCDオペロンを活性化する転写因子CmpRを同定したが、syc0947iはCmpR欠損株でも正常に誘導され、CmpR以外のLysR型転写因子の関与が推定された。一方、syc0517iのプロモーター領域に既知のプロモーターcis制御配列との類似配列が存在しないことから、CO_2欠乏への未知の応答機構の存在が推定された。2.CO_2欠乏に応答して発現するncRNAの機能解析発現ベクターを利用して、syc0947iとsyc0517iの相補鎖をそれぞれ過剰発現するSynechococcus elongatusの変異株を作成したところ、それらの増殖はCO_2制限条件下で野生株、および空ベクターを導入した株よりも遅くなった。syc0947iとsyc0517
建物内生存空間崩壊パターン記述法による激震下死者発生モデル構築へのアプローチ

本研究は地震による建物破壊に起因する人的被害の抜本的低減を目的としており、激震下における人的被害を「建物構造破壊」→「建物内部崩壊」→「生存空間被災」→「人的被害発生」という時系列展開に基づくメカニズムで理解するためのアプローチ法を提言するものである。そのために必要なツールとして、建物の力学的崩壊パターンを数量評価する尺度および崩壊家屋内の生存空間の保存状態を記述する尺度構成を議論する。本研究は3ヵ年の研究期間を予定しており、遅滞なく進めるために以下のサブテーマを想定した。(1)サブテーマ1 :基礎資料の構築(2)サブテーマ2 :建物内生存空間の崩壊パターン記述法の考察(3)サブテーマ3 :構造被害-生存空間被害-死傷者の関係考察(4)サブテーマ4 :死傷者発生モデルの検討平成11年度は最終年度に当たる。初年度はサブテーマ1の研究遂行のためのデータベース化が主作業であった。2年度はそのデータに基づいた、建物崩壊パターン記述法(サブテーマ2)及び建物被害パターンと建物内人的被害との関係考察(サブテーマ3)のためのデータ収集に力点が置かれた。本年度の成果は、建物崩壊パターン記述法に関し、2年度において得られた木造建物被害パターンに加え、鉄筋コンクリート構造に関する被害パターン分類をトルココジャエリ地震(1999年)の被害写真より20分類し、それぞれのパターンごとに死者発生率を算定した。さらに、阪神淡路大震災の神戸市における航空写真を立体視解析し、人的被害データとコンバインすることにより、木造被害20分類についても、それぞれの死者発生率を求めることが出来た。この結果、従来の被害4分類より推定される死者予測式に比し、格段に精度・信頼度の高い推定式を構成することが出来た。また、本研究で提示した分類及び関数は本研究目的以外にも被害調査に一般的に利用できることなどが確認され、研究の副産物として十分意義深いものと位置づけられる。成果の一部は学会誌に投稿した。そのために必要なツールとして、建物の力学的崩壊パターンを数量評価する尺度および崩壊家屋内の生存空間の保存状態を記述する尺度構成を論議する。本研究は3カ年の研究期間を予定しており、遅滞なく進めるために以下のサブテーマを想定した。(1)サブテーマ1:基礎資料の構築1)被害写真の収集、2)被害写真のデータベース化(2)サブテーマ2:建物内生存空間の崩壊パターン記述法の考察1)建物の構造的崩壊パターン分類、2)建物内生存空間崩壊基準の整理(3)サブテーマ3:構造被害-生存空間被害-死傷者の関係考察(4)サブテーマ4:死傷者発生モデルの検討平成9年度は初年度に当たり、実施内容および得られた成果は以下のとおりである。サブテーマ(1)基礎資料の構築について:基礎データとして、兵庫県南部地震の様々な建物構造種別ごとの被害写真を、主として淡路島北淡町において都合3回の調査を行い、約5,000枚を収集した。サブテーマ(2)建物内生存空間の崩壊パターン記述法の考察について:建物内生存空間の崩壊様式を記述する上で、建物の構造的被害パターンを分類する必要がある。本年度は主として木造建物の被害パターンを(1)の資料にもとづき分類した。結果、木造建物の構造的被害パターンをかなり一般性の高い分類として得、被害尺度の定義に照らし数量化することができた。次年度以降は、この分類にもとづき、さらに内部空間崩壊規準の整理へと発展させる予定である。(1)サブテーマ1:基礎資料の構築(2)サブテーマ2:建物内生存空間の崩壊パターン記述法の考察(3)サブテーマ3:構造被害-生存空間被害-死傷者の関係考察(4)サブテーマ4:死傷者発生モデルの検討平成10年度は2年度に当たる。本年度はそのデータに基づいた、建物崩壊パターン記述法(サブテーマ2)及び建物被害パターンと建物内人的被害との関係考察(サブテーマ3)のためのデータ収集に力点が置かれた。得られた成果としては、建物崩壊パターン記述法に関しては被害のパターン分類とその視覚化(主として木造住家被害を20分類)し、さらに地震動強さとの関係で被害率関数化することができた。本研究で提示した分類及び関数は本研究目的以外にも被害調査に一般的に利用できることなどが確認され、研究の副産物として十分意義深いもの位置づけられる。本研究は地震による建物破壊に起因する人的被害の抜本的低減を目的としており、激震下における人的被害を「建物構造破壊」

→「建物内部崩壊」→「生存空間被災」→「人的被害発生」という時系列展開に基づくメカニズムで理解するためのアプローチ法を提言するものである。そのために必要なツールとして、建物の力学的崩壊パターンを数量評価する尺度および崩壊家屋内の生存空間の保存状態を記述する尺度構成を議論する。本研究は3ヵ年の研究期間を予定しており、遅滞なく進めるために以下のサブテーマを想定した。(1)サブテーマ1 :基礎資料の構築(2)サブテーマ2 :建物内生存空間の崩壊パターン記述法の考察(3)サブテーマ3 :構造被害-生存空間被害-死傷者の関係考察(4)サブテーマ4 :死傷者発生モデルの検討平成11年度は最終年度に当たる。初年度はサブテーマ1の研究遂行のためのデータベース化が主作業であった。2年度はそのデータに基づいた、建物崩壊パターン記述法(サブテーマ2)及び建物被害パターンと建物内人的被害との関係考察(サブテーマ3)のためのデータ収集に力点が置かれた。本年度の成果は、建物崩壊パターン記述法に関し、2年度において得られた木造建物被害パターンに加え、鉄筋コンクリート構造に関する被害パターン分類をトルココジャエリ地震(1999年)の被害写真より20分類し、それぞれのパターンごとに死者発生率を算定した。さらに、阪神淡路大震災の神戸市における航空写真を立体視解析し、人的被害データとコンバインすることにより、木造被害20分類についても、それぞれの死者発生率を求めることが出来た。この結果、従来の被害4分類より推定される死者予測式に比し、格段に精度・信頼度の高い推定式を構成することが出来た。また、本研究で提示した分類及び関数は本研究目的以外にも被害調査に一般的に利用できることなどが確認され、研究の副産物として十分意義深いものと位置づけられる。成果の一部は学会誌に投稿した。
緑内障人眼の線維柱組織に分布する細胞外マトリックスの動態解析

平成9年度に入り、緑内障眼線維柱組織における細胞外マトリックスの動態を研究するうえで、画期的な研究報告がなされた.すなわち、若年発症する緑内障患者のなかに線維柱組織内の細胞外マトリックスと関連した遺伝子(TIGR)の変異が発見されたのである(Stone etal,Sience,1997).この遺伝子は線維柱細胞にステロイド剤を投与した際、反応性の細胞外トリックス産生に関与すると考えられている.しかしながら、TIGR遺伝子の関与する細胞外マトリックスの正体はほとんどわかっていない.本研究では2例のステロイド緑内障眼の線維柱組織において、抗ラミニン(ポリクロナール)抗体に反応する無定型な細胞外マトリックスの異常沈着を観察した.また、3例の先天緑内障眼、4例の若年緑内障眼の線維柱組織でも抗ラミニン抗体に反応する基底膜様の細胞外マトリックスの異常沈着が観察された.これらの免疫組織化学的所見とTIGR遺伝子との関連を知るために現在、分子生物学的手法を研究に導入し検索中である.一方、原発開放隅角緑内障眼においては、すでに報告したエラスチンの異常沈着(Umihira et al,1OVS,1994)の他に、エラスチン同様線維柱組織内の弾性線維に局在するビトロネクチンの異常沈着が原発開放隅角緑内障組織のほぼ半数に観察された.しかしながら、残りの半数の組織では異常沈着が観察されていない.このような現象は過去に報告されたことがなく、細胞外マトリックス分子相互の関係をさらに詳細に理解するために多重免疫染色を試みている.現状では、金コロイド免疫電顕染色法の改良により弾性線維の形成に関与するエラスチンとビトロネクチンの2重染色、基底膜の形成に関与するヘパラン硫酸、ラミニン、IV型コラーゲンの3重染色で安定した染色結果を得られるようなっている.平成9年度に入り、緑内障眼線維柱組織における細胞外マトリックスの動態を研究するうえで、画期的な研究報告がなされた.すなわち、若年発症する緑内障患者のなかに線維柱組織内の細胞外マトリックスと関連した遺伝子(TIGR)の変異が発見されたのである(Stone etal,Sience,1997).この遺伝子は線維柱細胞にステロイド剤を投与した際、反応性の細胞外トリックス産生に関与すると考えられている.しかしながら、TIGR遺伝子の関与する細胞外マトリックスの正体はほとんどわかっていない.本研究では2例のステロイド緑内障眼の線維柱組織において、抗ラミニン(ポリクロナール)抗体に反応する無定型な細胞外マトリックスの異常沈着を観察した.また、3例の先天緑内障眼、4例の若年緑内障眼の線維柱組織でも抗ラミニン抗体に反応する基底膜様の細胞外マトリックスの異常沈着が観察された.これらの免疫組織化学的所見とTIGR遺伝子との関連を知るために現在、分子生物学的手法を研究に導入し検索中である.一方、原発開放隅角緑内障眼においては、すでに報告したエラスチンの異常沈着(Umihira et al,1OVS,1994)の他に、エラスチン同様線維柱組織内の弾性線維に局在するビトロネクチンの異常沈着が原発開放隅角緑内障組織のほぼ半数に観察された.しかしながら、残りの半数の組織では異常沈着が観察されていない.このような現象は過去に報告されたことがなく、細胞外マトリックス分子相互の関係をさらに詳細に理解するために多重免疫染色を試みている.現状では、金コロイド免疫電顕染色法の改良により弾性線維の形成に関与するエラスチンとビトロネクチンの2重染色、基底膜の形成に関与するヘパラン硫酸、ラミニン、IV型コラーゲンの3重染色で安定した染色結果を得られるようなっている.
プラズマと接する液体界面における表面張力変化の計測と解明

プラズマ液体界面反応場において、これまで計測されたことがなかった物理パラメータである表面張力に着目して、プラズマによる影響を調査した。音響ホーンを利用して液面に励起したキャピラリー波によって生じる回折レーザー光の干渉パターンを解析することにより非接触で表面張力を計測する方法を確立した。音響ホーンを用いて周波数が200600 Hzの振動を水面に与えることにより、水面を伝搬するキャピラリー波を励起し、キャピラリー波が存在する領域にHe-Neレーザー光を斜入射し、キャピラリー波によって生じる回折光の干渉パターンを撮影した。この干渉パターンから表面張力を導出した。このときプラズマからラジカル類が液面に照射されることに起因する表面張力の変化を調べた。プラズマには空気中で2本の微細希ガス流を用いて大気圧直流グロー放電を水面付近に形成し、その空間アフターグローガスを水面と相互作用させ、相互作用する領域の表面張力を測定した。プラズマを照射しない通常の水において様々な周波数の音響振動を印加し、キャピラリー波の波長を算出したところ表面張力の値は理論値とよく一致したことから、水面に励起されているのがキャピラリー波であることが確認できた。さらにプラズマ照射の前後の時間帯における表面張力の時間変化を測定したところプラズマ照射前は表面張力の値は72.8 mN/m前後の値で時間変化しないが、照射後から徐々に増加し、8分が経過した時点で84.5 mN/mに達した。プラズマ照射を停止すると表面張力は急激に低下し、さらにプラズマ停止後20分程度が経過すると、水の表面張力はプラズマ照射前の水の表面張力近くの値に戻った。停止後の急激な低下は大気圧プラズマのアフターグローによって生成された短寿命ラジカルが水面に照射されることで、界面の分子の配向や結合が何らかの影響を受け、表面張力が変化したことが示唆される。計画していた表面張力を非接触で測定するための系は完成した。プラズマの有無で表面張力が変化することも実験的に確認でき、このメカニズムを次年度以降で解明していくことは当初の研究計画通りである。プラズマの存在によって表面張力が変化することは実験的に明らかにしたので、今後はその原因を探るために時間的、空間的に表面張力がどのように変化するかを調査していく。時間的な変化は高速度カメラ等を利用した計測を行うことで、高い時間分解能での評価を行う。気相部のラジカルはレーザー誘起蛍光法等を利用して計測し、表面張力の変化との相関を見出すことで、プラズマによって表面張力を変化させるメカニズムを明らかにしていく。
水平2方向地震力を受ける高速道路鋼製橋脚のハイブリッド耐震性能実験

高速道路橋脚の現在の耐震設計は水平1方向地震力による耐震性能評価となっているが、実際的な水平2方向地震力によるハイブリッド耐震実験を行って、合理的で、安全な耐震設計法を提案した。実験の結果、地盤種1、2(固い、中間地盤)では水平1, 2方向載荷で大差なかったが、柔らかい地盤種3(日本の大都市沿岸部の大部分)では、1方向載荷では倒壊しなかった橋脚が2方向載荷で倒壊した。種々の地震波に対して耐震性能が得られる数値解析モデルも開発した。研究の主な目的は、現在の高速道路橋脚の耐震設計の基となっている水平1方向地震力による耐震性能評価に代えて、より実際に近い水平2方向からの地震力を用いた耐震実験を行って、従来の水平1方向地震力による耐震性能評価との違いを明らかにすることである。今年度の研究として、当初の交付申請書で計画したほぼ予定通りの内容を行い以下のような研究成果が得られた。1)はじめに水平2方向ハイブリッド実験の手法を確立した。2)これを用いて、道路橋設計示方書に規定された3種の地盤種に対する入力地震波を用いて、水平1方向および2方向の地震波入力のハイブリッド実験を9体の試験体に対して実施し、両者の比較を詳細に行うことができた。3)水平1方向入力と水平2方向入力の結果を比較すると、地盤種、(固い地盤)と、2(中間地盤)では大きな差は見られなかったが1地盤種3(やわらかい地盤、日本の大都市沿岸部の大部分)では1方向載荷では倒壊しなかった橋脚が2方向載荷では倒壊に到った。すなわち、現行の設計基準では危険な場合があることが判明した。4)以上の研究結果をまとめ、平成22年3月の土木学会・構造工学論文集に投稿、発表した。5)水平2方向載荷実験では、特殊な実験装置が必要であり一般の研究機関では実施が困難であるため、従来から水平1方向実験が多く行われている。これらの結果を有効に活用するため、また、1方向載荷実験から、2方向実験結果が予測できれば有益なため、本研究では、多数のハイブリッド実験を行わないで、一度だけ静的繰り返し実験を行っておけば、あとは数値解析的に、任意の地震波に対してハイブリッド実験と同じ結果が得られる擬似ハイブリッド実験手法を開発し、一方向ハイブリッド実験と比較した。結果は良好な一致が見られ、実用的であることが分かった。現在この内容を論文としてまとめ、土木学会論文集ほか国際学会誌に投稿準備中である。本研究の主目的は、現在の高速道路橋脚の耐震設計の基となっている水平1方向地震力による耐震性能評価に代えて、より実際に近い水平2方向からの地震力を用いた耐震実験を行い、従来の耐震性能評価との違いを明らかにすることである。昨年度までは、ハイブリッド実験の確立および鋼製橋脚の水平2方向ハイブリッド実験を行い、今年度では、計画した通りの、基部にコンクリートを部分的に充填した鋼製橋脚の水平2方向ハイブリッド実験を行うことができ、以下の研究成果が得られた。1)昨年度に完成させた水平2方向ハイブリッド実験の手法を用いて、道路橋設計示方書に規定された3種の地盤種に対する入力地震波を用いて、コンクリートを基部に充填した鋼製橋脚に対して水平1方向および2方向の地震波入力ハイブリッド実験を9体の試験体に対して実施し、両者の比較を詳細に行うことができた。2)水平2方向入力の結果は1方向入力と比べ、最大応答変位では平均50%も大きくなった。また最大荷重は1方向載荷時のNS,EW成分の平均値とほぼ同じであった。どの試験体にも倒壊は見られなかった。4)以上の研究結果をまとめ、平成22年度の土木学会・年次講演会および国際会議にて発表した。5)昨年度、コンクリート非充填鋼製橋脚への水平1方向入力ではあるが、数値解析的に任意の地震波に対してハイブリッド実験と同じ結果が得られる擬似ハイブリッド実験手法を開発し、一方向ハイブリッド実験と比較し良好な結果が得られ、今年度に土木学会論文集に投稿した。コンクリートを基部に充填した鋼製橋脚に対する研究成果は、すでに論文にまとめてあり、今年度の土木学会・構造工学論文集に投稿予定である。さらに今年度には、これを水平2方向の数値ハイブリッド実験の手法へと発展させ、実験結果と比較したところ、よい一致がみられたので、論文にまとめ投稿準備中である。[本研究の意義]我が国の現行の土木構造物の主な耐震設計基準である道路橋設計示方書によると、最重要構造部材と位置付けられている高速道路橋脚では、実地震動が水平に2方向から作用するにもかかわらず簡単のためまた十分な研究成果が得られていないために、水平に1方向からの地震入力による実験結果に基づいて設計が行われており、水平2方向載荷実験データに基づく安全性の確認が求められていた。本研究ではこれに応えるために行われたもので、研究成果は重要構造物の耐震安全性の向上に大きく寄与するものである。[具体的内容]

今年度では当初の計画通り、コンクリートを充填した鋼製橋脚実験供試体20体を用いて、従来の1方向地震力および、2方向載荷のハイブリッド実験を行い、両者を比較することによって、耐震安全性の評価を行った。鋼製橋脚に充填するコンクリート高さは0%、20%、40%変えて、コンクリート充填高さの影響を調べた。その結果、耐震強度に関しては水平1方向と2方向載荷の間にはほとんど差がみられなかったが、耐震設計で重要となる最大応答変位、残留変位に関して、コンクリート無充填の場合、軟弱地盤種では3倍近くも、2方向載荷の結果が大きくなり危険であることが明らかとなった。コンクリート充填高さが大きくなるにつれ、その差は小さくなり、40%充填率では2倍程度となった。しかしなお危険であり、設計示方書の改善が必要であることを明らかにした。ハイブリッド実験では、実地震波の影響を直接調べることができるが、1つの地震波に対して1つの実験供試体が必要となり、多額の実験費用が必要となる。そこで、数値解析的に精度よく実験を再現できるようなマルチばねを橋脚基部に有する解析モデルを開発した。解析法の独創的なところは、ばね特性値を静的繰り返し実験により同定したことである。コンクリートを充填しない橋脚に対する解析結果と実験結果を比較し、精度のよい解析法であることを明らかにした。
熱帯多島域上に発達する積乱雲群の組織化と降水-MCTEXプロジェクト

本研究は、地球の気候変動に重要なアジア多島域の巨大積乱雲の組織化過程、降水機能についての国際共同プロジェクトに参加、研究を行うことを目的としている。観測は、オーストラリア・ダ-ウィン沖のMelville島で行ったが、この島は平坦で研究には理想的である。ここではモンスーン直前島全体を覆うような大きな雲システムの発達が知られているが、昼過ぎ海陸風の収束域に雲は発達し始め約1時間で雲頂が18kmにも達する雲、Hectorが東西方向に発達する。強い雨と1分間に数百回もの雷をもたらし面白い事に急に雲は南北に並びを変え、ゆっくり西に動く。このHector雲の組織化過程と降水についての研究のためオーストラリア気象局を中心に国際プロジェクトが組織化された。多くの大学・研究所が参加、オーストラリア側ではドップラーレーダ、エ-ロゾンデ、ウインドプロファイラー、ゾンデ観測が行われ、米国もウインドプロファイラーでの観測を行い、我々のグループはビデオゾンデを持って参加した。ビデオゾンデはHector雲内の降水粒子の分布の直接測定を行うもので、このプロジェクトでも大きな比重を持つものである。観測は常にドップラーレーダと緊密な連絡を取りながら行われた。平成7年夏、研究代表者はオーストラリア気象局のJasper氏とMelville島でのSite Surveyを行い、観測地、宿舎、輸送に伴う税関手続きなどについて調査を行った。平成7年10月、約1トンにも及ぶ観測資材を船で輸送、同年11月15日より1ヶ月間、大学院生4名と研究代表者がMelville島での観測を行った。観測は朝7時から夕方まで日曜なしで行われた。内陸の観測地までは宿泊地から車で40分であった。連日35°Cを越す暑さで、幸いレンタルの観測室は冷房はあるが、外は蚊やブヨ、ヒルが多い湿地帯であった。気球格納庫を設置、すぐそばに気球飛揚のため水素ボンベを並べた。ヘリウムは高価なためこの予算では購入できなかった。昼過ぎHector雲が発達、真っ黒い雲列が東に現れ、ドンドンという雷の音とともに接近、一旦Hector内に入ると大変である。激しい雨と突風があり雷はすぐ近くに落ち続ける。一度はすぐ10m先に落雷、強電流が地面から流れ、すべての器械を破壊してしまった。日本に連絡を取り、パ-ツを輸送させ修理をしたが、4日間費やした。この激しい雨と雷の中、水素を充填した気球、ビデオゾンデの飛揚は命がけであった。幸い事故もなく全員無事帰国できたが、我々の命がけの仕事はオーストラリア側も全面的に認めてくれ、オーストラリアの全国向けテレビにも放映され、オーストラリアのGeographic Magazineにも紹介された。観測期間中ビデオゾンデ14台を飛揚、この内7台がHector雲に飛揚された。ここでの大きな発見は2つあり、1つはHectorの前面、0°C層付近で大きさ1cm近くの凍結氷の存在と第二は、Hector雲上層での1cm^3当たり数個もの氷晶の存在であった。平成8年度はビデオゾンデで得られた降水粒子の映像、電荷、気温、湿度、気圧の情報を記録したビデオテープからの読み込みに全力尽くした。その間、オーストラリア気象局のKeenan氏を日本に招き、ドップラーレーダのエコー図とビデオゾンデのデータの重ね合わせについて詳細な打ち合わせをした後、研究代表者はオーストラリアを訪問、ビデオゾンデの飛揚方向に沿って切断したドップラーレーダのRHI図を作成、日本に持ち帰った。この他、30分ごとのPPI図も作成、Hector雲の発達過程を知ることができた。Hector雲が東西から南北に並びを変え西進する時前面ではdowwnshearに傾いた上昇流に沿い強い降水域があり、その少し後方に下降流が前面に向かって入り込んでいた。更に後方では厚い層状雲となり地雨性の降雨が特徴付けられた。地上電場はHectorの接近に伴ってはじめ負に強い降雨時には正に、ついで再び負に変わり、負領域がその後2時間程度続いた。Hectorに飛揚した7台のビデオゾンデの結果をドップラーで得られたRHI図に重ね合わせ、更に合成してHector雲内の降水粒子分布及び電荷の分布が明らかになるように図を作成した。その結果Hectorの前面では大きさ9mmもの大雨滴、0°C層近くでの大きな凍結氷から見られたが、正帯電の雨滴の多いことから正の霰の下降域での落下、融解を通しての上昇域への再突入、0°C層以上に吹き上げられて凍結、過冷却水滴の捕捉で更に成長したものと考えられる。一方、少し上方では負の霰・正の氷晶が形成され、小さい霰は厚いカナトコ雲層に輸送され、そこでは更に成長、霰・霰衝突を通して新しく氷晶芽を作り、それらは成長して霰と衝突、下層での霰による負空間電荷層、上層での正の氷晶による正空間電荷層の形成が示唆され、Hector雲がかなり傾いた3極構造をしていることが新しい降水プロセスの存在の発見とともに明らかにすることができた。

ここではモンスーン直前島全体を覆うような大きな雲システムの発達が知られているが、昼過ぎ海陸風の収束域に雲は発達し始め約1時間で雲頂が18kmにも達する雲、Hectorが東西方向に発達する。強い雨と1分間に数百回もの雷をもたらし面白い事に急に雲は南北に並びを変え、ゆっくり西に動く。このHector雲の組織化過程と降水についての研究のためオーストラリア気象局を中心に国際プロジェクトが組織化された。多くの大学・研究所が参加、オーストラリア側ではドップラーレーダ、エ-ロゾンデ、ウインドプロファイラー、ゾンデ観測が行われ、米国もウインドプロファイラーでの観測を行い、我々のグループはビデオゾンデを持って参加した。ビデオゾンデはHector雲内の降水粒子の分布の直接測定を行うもので、このプロジェクトでも大きな比重を持つものである。観測は常にドップラーレーダと緊密な連絡を取りながら行われた。平成7年夏、研究代表者はオーストラリア気象局のJasper氏とMelville島でのSite Surveyを行い、観測地、宿舎、輸送に伴う税関手続きなどについて調査を行った。平成7年10月、約1トンにも及ぶ観測資材を船で輸送、同年11月15日より1ヶ月間、大学院生4名と研究代表者がMelville島での観測を行った。観測は朝7時から夕方まで日曜なしで行われた。内陸の観測地までは宿泊地から車で40分であった。連日35°Cを越す暑さで、幸いレンタルの観測室は冷房はあるが、外は蚊やブヨ、ヒルが多い湿地帯であった。気球格納庫を設置、すぐそばに気球飛揚のため水素ボンベを並べた。ヘリウムは高価なためこの予算では購入できなかった。昼過ぎHector雲が発達、真っ黒い雲列が東に現れ、ドンドンという雷の音とともに接近、一旦Hector内に入ると大変である。激しい雨と突風があり雷はすぐ近くに落ち続ける。一度はすぐ10m先に落雷、強電流が地面から流れ、すべての器械を破壊してしまった。日本に連絡を取り、パ-ツを輸送させ修理をしたが、4日間費やした。この激しい雨と雷の中、水素を充填した気球、ビデオゾンデの飛揚は命がけであった。幸い事故もなく全員無事帰国できたが、我々の命がけの仕事はオーストラリア側も全面的に認めてくれ、オーストラリアの全国向けテレビにも放映され、オーストラリアのGeographic Magazineにも紹介された。観測期間中ビデオゾンデ14台を飛揚、この内7台がHector雲に飛揚された。ここでの大きな発見は2つあり、1つはHectorの前面、0°C層付近で大きさ1cm近くの凍結氷の存在と第二は、Hector雲上層での1cm^3当たり数個もの氷晶の存在であった。平成8年度はビデオゾンデで得られた降水粒子の映像、電荷、気温、湿度、気圧の情報を記録したビデオテープからの読み込みに全力尽くした。その間、オーストラリア気象局のKeenan氏を日本に招き、ドップラーレーダのエコー図とビデオゾンデのデータの重ね合わせについて詳細な打ち合わせをした後、研究代表者はオーストラリアを訪問、ビデオゾンデの飛揚方向に沿って切断したドップラーレーダのRHI図を作成、日本に持ち帰った。この他、30分ごとのPPI図も作成、Hector雲の発達過程を知ることができた。Hector雲が東西から南北に並びを変え西進する時前面ではdowwnshearに傾いた上昇流に沿い強い降水域があり、その少し後方に下降流が前面に向かって入り込んでいた。更に後方では厚い層状雲となり地雨性の降雨が特徴付けられた。
大規模データ向け粒子ベースデータ探索環境の開発

本研究の目的は、スパコン上で計算される大規模データを手元の可視化用端末に移動させることなく、Webブラウザを通して手軽に探索的な可視化が行えるデータ分析環境を構築することである。2018年度は、前年度開発したソフトウェア実行基盤環境を拡張し、大規模数値計算結果に対して対話的な可視化パラメータの変更を可能とする基盤技術の開発を行った。具体的には、本研究で開発を進める粒子ベースレンダリング向けに次の2つの基盤技術を開発した。(1)並列アンサンブル平均処理技術:前年度開発した並列可視化実行基盤環境上に、分散環境下で計算される大規模数値計算結果向けに、各プロセスで生成される部分画像を効率よく重畳処理するための並列アンサンブル平均処理技術を完成させた。実験により、提案手法は中間データ(粒子データ)を格納する必要がないためメモリコストを大幅に削減できる一方で、全体処理時間がアンサンブル数および並列数に依存する部分画像データの転送回数に強く依存することが明らかとなったが、同時に複数部分画像の一括転送処理を行うことでデータ転送コストの削減が可能であることがわかった。(2)適応的粒子調整技術:伝達関数を経由した可視化パラメータの変更には、従来では粒子データの再生処理が必要であったが、空間充填率に基づく粒子生成技術を並列レンダリング技術に適用することによって対話的な伝達関数操作を実現した。実験では、従来法と同程度の粒子数を用いて、伝達関数に応じて適応的に粒子投影を行うことによって、同程度の画質を保ちつつ投影粒子数を削減し、処理速度の大幅な高速化(約2.5倍)に成功した。研究開始当初、利用を想定している京コンピュータ上での動作環境構築にいくつかの問題が発生していたものの、前年度開発した基盤環境を利用して効率よく当初予定していた通りの開発を進めることができた。また、研究成果については論文誌および国際会議などで発表することができており、概ね順調に視点していると判断した。最終年度となる来年度は、これまでに開発した基盤技術を使って実際の利用者を想定したデータ探索環境の構築を進め、対象とする問題に対して本システムがどの程度効果的であったかを検証し、大規模数値計算向け視覚的分析基盤環境としての公開を予定している。また、本研究で主に利用を想定している京コンピュータは2019年度内にシステムを停止する予定であるが、停止期間内に利用可能となる京クラウド環境での検証を進める予定であり、すでに事前実験で動作検証を進めている。研究代表者が所属する神戸大学のGPUスパコン(Π-vizstudio)での検証も予定している。本年度は、本研究の基盤となる粒子ベースレンダリング(PBR)のソフトウェア実行基盤の開発を行った。具体的には、GPU (Graphics Processing Unit)を搭載していないスパコン上でのPBRを実施するために必要となる次の2つの基盤技術を開発した。(1)並列ソフトウェアレンダリング基盤技術:OpenGLコマンドを利用して実装されているPBR基盤向けにOSMesaを利用したラスタライズ処理機能を実装し、連携研究者の野中氏が開発する並列画像重畳技術を組み込むことで、複数プロセス間で共有可能な仮想フレームバッファ機構を開発した。本機構を従来のPBR技術に適用し、並列環境下で性能評価実験を行ったところ、プロセス数の増加に対してほぼ一定の割合で速度向上(強スケーリング)が確認できた。(2)並列アンサンブル平均処理基盤技術:1で述べた基盤技術をもとにして、並列画像重畳技術を使った並列アンサンブル平均処理技術を開発した。本技術では、アンサンブル毎に画像重畳技術を使って画像化を行うことにより、中間データを格納することなく平均化処理を実施することで、メモリコストを大幅に削減できることを確認した。また、並列環境下での性能評価実験の結果、アンサンブル平均数と画像転送コストの関係が明らかになり、次年度以降の開発のための重要な知見を得ることができた。本年度の目的は、粒子ベースレンダリング(PBR)向けのソフトウェア実行基盤を開発することであったが、上述のように計画通りの成果が達成できた。特に、想定していた計画よりも早く並列環境上での評価実験を実施することができ、初年度から多くの国際会議等で成果を発表することができた。その結果として、PBRの並列化に向けた数多くの知見が得られたことは、次年度以降の研究開発を加速させる上で重要な成果であった。また、研究開始当初、ソフトウェア環境下でOpenGLコマンドを実行するための基盤であるOSMesaが、京コンピュータ(SPARK64 CPU環境)上で最適化が適用されない問題があったが、本研究における評価実験結果をもとに、原因が明らかとなり、SPARK環境向けのOSMesaの実行環境が提供されたことは大きな成果の一つである。以上の結果より、当初の計画以上に進展していると判断した。(1)並列アンサンブル平均処理

技術:前年度開発した並列可視化実行基盤環境上に、分散環境下で計算される大規模数値計算結果向けに、各プロセスで生成される部分画像を効率よく重畳処理するための並列アンサンブル平均処理技術を完成させた。実験により、提案手法は中間データ(粒子データ)を格納する必要がないためメモリコストを大幅に削減できる一方で、全体処理時間がアンサンブル数および並列数に依存する部分画像データの転送回数に強く依存することが明らかとなったが、同時に複数部分画像の一括転送処理を行うことでデータ転送コストの削減が可能であることがわかった。(2)適応的粒子調整技術:伝達関数を経由した可視化パラメータの変更には、従来では粒子データの再生処理が必要であったが、空間充填率に基づく粒子生成技術を並列レンダリング技術に適用することによって対話的な伝達関数操作を実現した。実験では、従来法と同程度の粒子数を用いて、伝達関数に応じて適応的に粒子投影を行うことによって、同程度の画質を保ちつつ投影粒子数を削減し、処理速度の大幅な高速化(約2.5倍)に成功した。研究開始当初、利用を想定している京コンピュータ上での動作環境構築にいくつかの問題が発生していたものの、前年度開発した基盤環境を利用して効率よく当初予定していた通りの開発を進めることができた。また、研究成果については論文誌および国際会議などで発表することができており、概ね順調に視点していると判断した。来年度は、本年度開発した並列粒子レンダリング向けソフトウェア実行基盤をもとにして、並列環境下で効率良くアンサンブル平均処理を実施するための基盤技術を開発し、粒子径調整技術を拡張することによって対話的な可視化パラメータの変更を可能とする適応的粒子径調整技術を開発し、粒子数と画質による関係を明らかにする。さらに、すでに開発を進めているWebベース可視化システムへのモジュール化を進め、京コンピュータおよび神戸大学が所有するスパコン(ΠコンピュータおよびΠVizStudio)での検証実験を進めていく予定である。最終年度となる来年度は、これまでに開発した基盤技術を使って実際の利用者を想定したデータ探索環境の構築を進め、対象とする問題に対して本システムがどの程度効果的であったかを検証し、大規模数値計算向け視覚的分析基盤環境としての公開を予定している。また、本研究で主に利用を想定している京コンピュータは2019年度内にシステムを停止する予定であるが、停止期間内に利用可能となる京クラウド環境での検証を進める予定であり、すでに事前実験で動作検証を進めている。研究代表者が所属する神戸大学のGPUスパコン(Π-vizstudio)での検証も予定している。当初想定していた研究計画に対して、実環境での性能評価実験をより多く実施することができ、その知見によって次年度以降の成果発表の増加を想定して、本年度執行予定額を抑制し、その分を2018年度へ繰り越した。
レーザーによるエナメル質形成不全歯への臨床応用」

小児歯科の臨床の場において、乳歯の外傷、根尖性歯周炎による後継永久歯のエナメル質形成不全歯を目にする機会が多い。形成不全部は硬度も通常のエナメル質とくらべ低いため、異常に咬耗の進行するケースが多く、それに伴い冷水痛などの不快症状を生じる。一般(成人)歯科における象牙質知覚過敏症の治療法として、従来行われていた充填処置に代わり、新しくレーザーによる治療が導入されてきている。医科の分野では以前からこのようなレーザーによる治療が積極的に行われており、歯科の分野でもその応用が期待されている。歯科におけるレーザー治療による長所としては、1.歯を削合しない2.除痛効果3.無痛4.無臭5.無音6.操作時間が短い。小児歯科治療においては、これらの長所は臨床上重要であり、最も望まれる特徴である。そこで今回は、エナメル質形成不全を起こし冷水痛などの不快症状を生じた、乳歯および幼若永久歯に対しレーザーを用い、その効果を検討したところ次のような結果が得られた。エナメル質形成不全を有する患児に対しHe-Neレーザーを使用し、60%に効果が認められた。しかし、この次回の来院までに再び症状を訴えたものが認めれたため、再度レーザー照射を行った。なおmHe-Neレーザーは、タカラベルモント社製"Belbeam"(連続波、波長632.8nm、出力6mW)を使用した。永久歯知覚過敏の過去の報告では、約70%以上の有効性が報告されているが。今回はやや低い結果となった。これは永久歯に対し、乳歯、幼若永久歯では感受性が低く、また軽度の知覚過敏度の診断も患児の反応が微妙なため、対象が比較的重度な症例に偏った可能性が示唆された。今後はこれらの点を考慮し、知覚過敏の処置のみでなく、He-Neレーザーのアフタ等の軟組織疾患や歯髄処置への効果についても研究していく所存です。
形状記憶合金マルテンサイト相における規則構造変化のキネティクス

Cu-Zn-Al等の銅系形状記憶合金マルテンサイト相を時効とすると、逆変態温度の上昇(安定化現象)や、擬弾性挙動の発現(ゴム状弾性)など、その特性が大きく変化することが知られている。本研究では、マルテンサイト相における規則構造の変化のキネティクスについて、電気抵抗率測定・X線解折・電子顕微鏡観察等を用いた実験を行った。その結果得られた主な知見を以下に述べる。(1)マルテンサイト相の時効による安定化やゴム状弾性のキネティクスおよび格子定数・残留抵抗率の変化は、母相での前熱処理により大きく変化する。これは、時効効果のキネティクスが焼入れ空孔の濃度に依存することを示唆している。(2)格子定数の変化が無くても、逆変態温度の上昇やゴム状弾性における変形応力の上昇が顕著に起こる。(3)これに対して、逆変態温度の上昇・変形応力の上昇と、電気抵抗率の間には非常に密接な関連がある。つまり両者の変化の時間依存はほぼ等しく、安定化もゴム状弾性は必ず電気抵抗率の減少を伴う。(4)以上により、安定化およびゴム状弾性の原因となる構造の変化は主として短範囲規則度パラメータの変化によるものであると結論される。
絡みあった高分子マトリックス中に分散した球状ミクロドメインの配列を支配する物理

ブロック共重合体は、ナノメータースケールで相分離して構造を形成する。これはミクロ相分離構造と呼ばれており、球状、棒状、ラメラ状、ジャイロイド状の形態が知られている。球状構造の場合、体心立方格子(bcc)を組むことが知られているが、球の充填個数密度を考えると、bccではなく、面心立方格子(fcc)配列の方が理に叶っている。しかしながら実際は、fcc配列の存在を実験で立証した例は皆無に近い。本研究では、なぜfccの配列が不安定なのか、その理由を鎖状高分子の特徴に立脚して理解し、それを克服してfcc配列の実現を果たすことを目的とした。ブロック共重合体にホモポリマーをブレンドした試料を用いて、規則的なfcc配列を実現させることに成功した。それのみならずfcc格子が自発的に高度に配向することを見いだした(サブテーマ1)。さらに、サブテーマ2では、球状ドメインの一方向の合体によって得られるシリンダー構造が、膜面に対して垂直に配向したようなフィルムが有する異方的な特性(光学特性と力学特性)を明確に示す実験を行ったとともに、異方的光学特性を利用したマイクロメータスケールでの構造解析も行った。また、サブテーマ3では、球状ドメインを形成するブロック共重合体試料の最も有効な用途である熱可塑性エラストマーについて、ウルトラ超小角X線散乱実験を行うことにより、一軸延伸にともなう内部構造の変化をサブミクロンスケールで明らかにした。ブロック共重合体はブロック鎖の自己凝集によりミクロ相分離構造を形成する。このミクロ相分離構造には、球、シリンダー、ジャイロイド、ラメラといった構造があるが、それらはバルク中(三次元空間中)での構造である。我々はミクロ相分離構造の性質をより詳細に考察するため、さらには工学的応用を視野に入れ、表面近傍での構造を明らかにする必要があると考えた。当初の予定では、ブロック共重合体とホモポリマーをブレンドすることによって、球状ドメインの面心立方格子(FCC)配列を実現する予定であったが、困難を極め未だ実現には至っていない。そこで本研究では、同時進行的に次のテーマでも検討を行った。すなわち、バルク中で球が体心立方格子(BCC)を組むブロック共重合体の表面において、球がFCC配列することを確認し、膜厚を変化させた場合の表面と内部の配列の変化、またそれぞれの膜厚で昇温させた場合の、球の配列が無秩序化する温度が表面と内部で同じか異なるかを明らかにすることを目的とし実験を行った。その結果、内部はBCC配列、表面近傍ではFCCとBCCの両方の配列が混在していることがわかった。一方、250nm程度の薄膜では、FCC配列のみであることもわかった。これらの結果から、膜厚が薄くなるほど、FCC配列をしやすくなると結論した。また、転移温度については、内部と表面でほとんど差は見られなかつた。ブロック共重合体とホモポリマーをブレンドすることによって、球のFCC配列を実現させることができなかったという結果は、しかしながらそれ自体重要な示唆を与えている。実際、不本意ではあるがこの結果を受けて方針変更し、すでにH20年度、次の対策を講じている。すなわち、マトリックス相を形成するブロック鎖に幅広い鎖長分布を導入してFCC配列を促す実験を実施中である。
初期胚における未分化制御因子の同定および体細胞核リプログラミング機構の解明

細胞の未分化状態の維持あるいは分化制御に関与する因子を同定するため,マウス着床前胚に由来するESTライブラリより細胞間相互作用に関与すると予想される遺伝子を抽出し,RNAiによる機能的スクリーニングを行った.各々に対するsiRNAをマウス受精卵ヘマイクロインジェクションした結果,着床前胚の発生を有意に抑制するものとしてBysl(bystin-like)を含む5遺伝子を同定した.Byslは当初,ヒト栄養外胚葉細胞特異的な細胞接着に関与する細胞質因子として同定された.しかし,その後多くの生物種で高度に保存されていることがわかり,特に出芽酵母のホモログであるENP1は40Sリボソームサブユニットの生合成に関与することが報告された.そこで,まず胚盤胞発生過程におけるByslの役割について検討した.Bysl siRNAの導入胚を詳細に解析したところ,胚盤胞形成直前の16細胞期桑実胚で増殖が停止していることがわかった.また,栄養外胚葉分化マーカーの発現をRT-PCR及び免疫染色により検討したところ,サイトケラチンEndoA及びCdx2の発現がタンパク質レベルで顕著に減少していた.次に,内部細胞塊に由来する細胞株であるES細胞にshRNA発現ベクターを導入したところ,その増殖が著しく阻害されることがわかった.細胞内局在を調べるため,Venusとの融合タンパク質を作製し発現させたところ,Byslは核内に存在し,特に核小体に強い局在が認められた.さらに,Bysl shRNAを導入したES細胞では40Sサブユニットの構成要素である18S rRNAの合成が著しく阻害されていた.次に,蔗糖密度勾配遠心法により細胞質中のリボソームを解析したところ,40Sサブユニットの生成が著しく減少し,60Sサブユニットの蓄積及びポリソームの減少が認められた.また,透過型電子顕微鏡による解析の結果,Bysl siRNA導入胚においてもリボソーム生合成に異常を来していることが明らかになった.以上のように当初の報告とは異なり,Byslは40Sリボソームの生合成に必須の因子であり,胚盤胞発生において不可欠な役割を担っていることが示された.哺乳動物の発生は,分化全能性を有する1つの受精卵から高度に特化した種々の機能細胞を生み出す過程である.そこでは時空間的に規定された細胞間相互作用を介して細胞運命が調節的に決定されることにより,多様性をもった細胞集団が創り上げられる.我々は,細胞の未分化状態の維持あるいは分化制御に関与する外因性因子を同定するため,マウス着床前胚に由来するESTライブラリより膜タンパク質をコードすると予測される遺伝子を抽出し,RNAiによる機能的スクリーニングを行った.各々に対するsiRNAをマウス受精卵へマイクロインジェクションした結果,胚盤胞への発生を有意に阻害するものを複数同定した.上記遺伝子の一つは,siRNAの導入により胞胚腔の形成を完全に抑制した.siRNA導入胚を詳細に解析したところ,コンパクションは正常に起きるもののBrdUの取り込みが著しく低下しており,その後16細胞期で増殖を停止していることがわかった.またEndoAの発現が低下しており,初期の栄養外胚葉細胞の分化に異常を来していることが示唆された.当該遺伝子のmRNAは,成体組織に対して胚性組織において高発現し,着床前発生過程においては未受精卵から胚盤胞までほぼ均一に発現していた.また,ES細胞およびTS(栄養芽幹)細胞においてもそれぞれ発現が認められた.ES細胞における当該遺伝子の機能を検討するために,shRNAベクターをES細胞に導入したところ,自己複製が有意に阻害された.以上のことから,当該遺伝子は着床前胚の発生に必須であり,細胞増殖,分化,あるいは形態形成に関与する可能性が示唆された.細胞の未分化状態の維持あるいは分化制御に関与する因子を同定するため,マウス着床前胚に由来するESTライブラリより細胞間相互作用に関与すると予想される遺伝子を抽出し,RNAiによる機能的スクリーニングを行った.各々に対するsiRNAをマウス受精卵ヘマイクロインジェクションした結果,着床前胚の発生を有意に抑制するものとしてBysl(bystin-like)を含む5遺伝子を同定した.Byslは当初,ヒト栄養外胚葉細胞特異的な細胞接着に関与する細胞質因子として同定された.しかし,その後多くの生物種で高度に保存されていることがわかり,特に出芽酵母のホモログであるENP1は40Sリボソームサブユニットの生合成に関与することが報告された.そこで,まず胚盤胞発生過程におけるByslの役割について検討した.Bysl siRNAの導入胚を詳細に解析したところ,胚盤胞形成直前の16細胞期桑実胚で増殖が停止していることがわかった.また,栄養外胚葉分化マーカーの発現をRT-PCR及び免疫染色により検討したところ,サイトケラチンEndoA及びCdx2の発現がタンパク質レベルで顕著に減少していた.次に,内部細胞塊に由来する細胞株であるES細胞にshRNA発現ベクターを導入したところ,その増殖が著しく阻害されることがわかった.細胞内局在を調べるため,Venusとの融合タンパク質を作製し発現させたところ,Byslは核内に存在し,特に核小体に強い局在が認められた.さらに,Bysl shRNAを導入したES細胞では40Sサブユニットの構成要素である18S rRNAの合成が著しく阻害されていた.次に,蔗糖密度勾配遠心法により細胞質中のリボソームを解析したところ,40Sサブユニットの生成が著しく減少し,60Sサブユニットの蓄積及びポリソームの減少が認められた.

また,透過型電子顕微鏡による解析の結果,Bysl siRNA導入胚においてもリボソーム生合成に異常を来していることが明らかになった.以上のように当初の報告とは異なり,Byslは40Sリボソームの生合成に必須の因子であり,胚盤胞発生において不可欠な役割を担っていることが示された.