hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
位相的手法による非線型境界値問題の研究

多次元マルコフ過程の境界値問題についての研究成果によって、半線型楕円型方程式に対する退化型ロバン境界条件の場合に、ルレイ・シャウダーの写像度理論及びシャウダーの不動点定理に代表される位相的な手法を用いることが初めて可能となった。この手法は、古典的な変分法と組み合わせることで極めて強力な武器を提供し、個々の問題を、ディリクレ境界条件及びロバン境界条件を含む退化型ロバン境界値問題として統一的に取り扱うことができる。変分法を適用するに当たっての本質的な着眼点は、藤田宏・加藤敏夫にその源を持つ解析的半群の分数巾を考える点にある。具体的な研究成果として、アマン・ヘス、アンブロゼッチ・プロディ、アンブロゼッチ・マンチィーニ、バーガー・ポドラック、カッツダン・ワーナー、ランデスマン・レイザー等による従来の様々な非線型問題に対する先行研究を、統一的な手法により、境界条件が退化する場合に一般化することができた。下記の学術論文(1), (4), (5)及び著書(1)は、本研究課題の2年間の研究成果である。本年度の研究実績は、主として、以下に述べる研究代表者の2つの研究成果と研究集会に分類される:(1)連続体力学における非線型弾性体方程式は、材料力学、機械工学、土木工学において基本的な方程式である。発表予定の論文「Introduction to boundaryvalueproblems of nonlinear elastostatics」(Tsukuba Journal of Mathematics, Vol. 32, No1, 2008年)では、「非線型弾性体静力学」の逆問題を考察する際に基本的な役割を果たす結果を証明した。その実解析学的色彩の強い証明においては、確率論における拡散過程の境界値問題を出発点にし、擬微分作用素系に対するべーソフ空間における有界性定理を効果的に利用した。(2)空間的に不均一な生息環境において生物がランダムに振る舞うと仮定して、時間とともに個体が分散して分布が空間的に広がる生物拡散について、マルコフ過程の境界値問題の研究に有効であった手法及びアイデアを用いて研究を行った。自然環境が安全な場合と危険な場合が混在する状況下で、ディリクレ問題の第一固有値の言葉で、人口動態論を数学的に解明する試みである。この研究成果は、発表予定の論文「Degenerate elliptic eigenvalue problems with indefinite weights」(Mediterranean Journal of Mathematics, Vol.5, No1, 2008年)にまとめられた。(3)2008年1月4日から7日まで、山口大学において、全国の若手研究者を中心にした研究集会「第23回松山キャンプ」を開催した。この研究集会の研究テーマは、非線形偏微分方程式の一般論であり、合計17件の講演が行われた。本年度の研究実績は、主として、以下に述べる研究代表者の3つの研究成果に分類される:(1)著書「Boundary value problems and Markov processes」では、古典的なポテンシャル論の現代版である擬微分作用素の理論を援用して、確率論の『フェラー半群の境界値問題』について詳しく考察した。応用として、半線型放物型方程式の初期値・境界値問題を、藤田宏・加藤敏夫にその源を持つ解析的半群の分数巾の理論を使って、時間に関する局所的解の一意存在定理を証明した。(2)非線型弾性体方程式に対する逆間題を研究するための準備として、論文「Introduction to boundary value problems of nonlinear elastostatics」では、順問題を考察する際に基本的な役割を果たす、強解の一意存在定理を証明した。その実解析学的色彩の強い証明においては、確率論におけるフェラー半群の境界値問題を出発点にし、擬微分作用素系に対するべーソフ空間の枠組における有界性定理を効果的に利用した。(3)フェラー半群の境界値問題についての研究成果によって、半線型楕円型方程式に対する退化型ロバン境界条件の場合に、ルレイ・シャウダーの写像度理論及びシャウダーの不動点定理に代表される位相的な手法を用いることが初めて可能となった。この手法は、古典的な変分法と逆関数定理と組み合わせることで極めて強力な武器を提供し、従来の様々な非線型問題に対する先行研究を統一的に一般化することができた。
情報幾何モデルの離散構造解析に基づく高次幾何アルゴリズムとその応用の研究

本研究では,Web構造・量子情報構造や知識などコンピュータ内で対象を表現した際,対象物が自然と数値化されて本来の構造を反映した幾何空間が導入され,その位相幾何空間上での様々な情報処理アルゴリズムを研究・開発することを目指した.特に,その離散的構造を解析することによって,コンピュータで対象からの知識獲得など種々の高次の処理をその幾何構造を通して行うことを目的とする.本研究により,Web構造により構成される位相構造上でのアルゴリズムの開発,幾何構造を量子情報幾何の空間にまで広げて量子情報処理における幾何構造活用への発展、位相幾何構造としてシェリングとその双対構造の研究、さらにその計算代数への展開も図ることが実現できた.Web構造については,リンクによるページ間の頂戴規模グラフ構造の圧縮をその特性を活用して実現し,将来圧縮した情報上での検索の可能性も示すことができた.低次元位相幾何構造の代表的なものである単体的複体でのシェリングについて,それを有向マトロイドに拡張して計算代数的側面からも研究を展開する基礎成果を得た.量子情報処理においては,そのパワーの源である量子エンタングルメントについて,幾何構造を活用してエンタングルしている度合いにより構成される量子状態の階層構造を解明した.特に,量子エンタングルメント量と量子通信路容量の典型であるHolevo容量との関係が明らかになり,Holevo容量計算のための計算幾何アルゴリズムについて,量子情報幾何空間での計算幾何として独自の新展開を与えることができた.本研究では,Web構造・量子情報構造や知識などコンピュータ内で対象を表現した際,対象物が自然と数値化されて本来の構造を反映した幾何空間が導入され,その位相幾何空間上での様々な情報処理アルゴリズムを研究・開発することを目指した.特に,その離散的構造を解析することによって,コンピュータで対象からの知識獲得など種々の高次の処理をその幾何構造を通して行うことを目的とする.本研究により,Web構造により構成される位相構造上でのアルゴリズムの開発,幾何構造を量子情報幾何の空間にまで広げて量子情報処理における幾何構造活用への発展、位相幾何構造としてシェリングとその双対構造の研究、さらにその計算代数への展開も図ることが実現できた.Web構造については,リンクによるページ間の頂戴規模グラフ構造の圧縮をその特性を活用して実現し,将来圧縮した情報上での検索の可能性も示すことができた.低次元位相幾何構造の代表的なものである単体的複体でのシェリングについて,それを有向マトロイドに拡張して計算代数的側面からも研究を展開する基礎成果を得た.量子情報処理においては,そのパワーの源である量子エンタングルメントについて,幾何構造を活用してエンタングルしている度合いにより構成される量子状態の階層構造を解明した.特に,量子エンタングルメント量と量子通信路容量の典型であるHolevo容量との関係が明らかになり,Holevo容量計算のための計算幾何アルゴリズムについて,量子情報幾何空間での計算幾何として独自の新展開を与えることができた.本研究では,マルチメディア構造や知識などコンピュータ内で対象を表現した際,対象物が自然と数値化されて本来の構造を反映した幾何空間が導入され,その幾何空間上での様々な情報処理アルゴリズムを研究・開発することを目指している.特に,その離散的構造を解析することによって,コンピュータで対象からの知識獲得など種々の高次の処理をその幾何構造を通して行うことを目的とする.本年度は,直接的な2, 3次元構造として地理情報・知的交通システムの諸問題について成果を上げるとともに,計算代数幾何という分野での最適化方法について検討を進めた.ITSと称される知的交通システム分野では,2地点でのセンサ情報より,全域的な交通量を解析するネットワーク構造アルゴリズムを開発した.この成果は電気学会論文誌に受理されている.GISと称される地理情報システムについては、現状のシステムのサーベイを行い,これを情報処理学会の英文図書での1章として出版する運びとなっている.計算代数幾何においては,計算代数で新しい概念として注目されている標準対(standard pair)について,2次元単体的複体のレベルであるネットワークフローを題材として,それのもつ離散構造の意味を明らかにした.特に,従来明らかでなかった計算代数アプローチでの双対性を指摘し,計算代数の主道具であるGroebner基底とともにこの標準対によって始めて主双対の枠組みを提示することができた.この結果は,研究当初のものとは既に日本ハンガリー離散数学とその応用国際会議において発表している.また,量子計算における離散幾構造の研究も行い,同じ会議でその最初の成果を発表した.本研究では,マルチメディア構造や知識などコンピュータ内で対象を表現した際,対象物が自然と数値化されて本来の構造を反映した幾何空間が導入され,その幾何空間上での様々な情報処理アルゴリズムを研究・開発することを目指している.特に,その離散的構造を解析することによって,コンピュータで対象からの知識獲得など種々の高次の処理をその幾何構造を通して行うことを目的とする.本年度は,この幾何構造を量子情報幾何の空間にまで広げて量子情報処理における幾何構造活用について成果を上げるとともに,情報理論・学習論の観点からの圧縮のシステムを開発し,前年度に引き続いての計算代数的アプローチでは単体的複体・3角形分割での理論・システム開発を進めた.計算代数幾何における位相的研究の基礎として,3角形分割について一般の次元で有効な列挙手法を提示するとともに,3角形分割のさらに抽象的構造である単体的複体についてシェリングというよい性質について判定するシステム開発を行った.量子情報処理においては,量子クローニングで幾何構造を用いた理論を提案するとともに,それを現在の技術で実験実現するためのスキームの提案も行った.関連して,確率的可逆計算と量子計算の計算能力を1カウンタオートマトンの計算モデル上で比較した.

さらに,古典情報理論に戻り,かつ情報学習の観点から統計的圧縮方法について実装とその解析を行った.本研究では,Web構造・マルチメディア構造や知識などコンピュータ内で対象を表現した際,対象物が自然と数値化されて本来の構造を反映した位相幾何空間が導入され,その位相幾何空間上での様々な情報処理アルゴリズムを研究・開発することを目指している.特に,その離散的構造を解析することによって,コンピュータで対象からの知識獲得など種々の高次の処理をその幾何構造を通して行うことを目的とする.本年度の研究では,特にWeb構造により構成される位相構造上でのアルゴリズムの開発を行い、昨年度より開始した幾何構造を量子情報幾何の空間にまで広げて量子情報処理における幾何構造活用についてもさらに発展させて。さらに、従来からの計算代数的アプローチでは双対性を利用した理論を単模な整数計画問題で展開した.Web構造については、リンクによるページ間のグラフ構造を解析し、それによって知的検索を可能にするとともに、超大規模のWebグラフの圧縮という情報理論的問題も統計的性質に着目して解決することができた。計算代数幾何におけるグレブナ基底と標準対の理論を、線形計画での双対性をもとに解釈し、この個数を組合せ複雑度として着目し、それによって単模やLawrence型の整数計画問題での実行可能基底解の個数を数え上げることができることを示した.量子情報処理においては,そのパワーの源である量子エンタングルメントについて、幾何構造を活用してエンタングルしている度合いにより構成される量子状態の階層構造を解明した。本研究では,Web構造・量子情報構造や知識などコンピュータ内で対象を表現した際,対象物が自然と数値化されて本来の構造を反映した幾何空間が導入され,その位相幾何空間上での様々な情報処理アルゴリズムを研究・開発することを目指している.特に,その離散的構造を解析することによって,コンピュータで対象からの知識獲得など種々の高次の処理をその幾何構造を通して行うことを目的とする.本年度の研究では,Web構造により構成される位相構造上でのアルゴリズムの開発について論文発表を行い,幾何構造を量子情報幾何の空間にまで広げて量子情報処理における幾何構造活用についてもさらに発展させた.位相幾何構造としてシェリングとその双対についての研究も実施した.Web構造については,リンクによるページ間の頂戴規模グラフ構造の圧縮をその特性を活用して実現し,将来圧縮した情報上での検索の可能性も示すことができた.低次元位相幾何構造の代表的なものである単体的複体でのシェリングについて,それを有向マトロイドに拡張して研究を展開する基礎成果を得た.量子情報処理においては,そのパワーの源である量子エンタングルメントについて,幾何構造を活用してエンタングルしている度合いにより構成される量子状態の階層構造を解明した.特に,量子エンタングルメント量と量子通信路容量の典型であるHolevo
寝たきり老人のQOLの向上-起座時の低血圧を防ぐ方法(二度起こし法)の実証-

日本における寝たきり老人は増え続け、平成11年には約120万にも達するといわれている。本研究は、寝たきり老人を起こすことの一つの妨げとなっている起座時(起立性)低血圧を防ぐために考案した「二度起こし法」の有効性を科学的に立証し、その適応を明らかにするを目的としている。起立性低血圧は多様な人に生じやすく、転倒や廃用性症候群、QOLの低下につながるので可及的な予防が必須である。二度起こし法とは、まず老人に声をかけて上半心をゆっくり起こし再度寝かせ、さらにもう一度ゆっくり起こしてベットに腰掛けさせて足底を床につける簡単な方法である。二度起こし法を寝たきり老人、健常老人、健常老人を対照に、一般的に行われている一度起こし法との差を以下のように測定・観察し次の様な結果を得た。1.一度起こし法と二度起こし法による臥床時と起座時の血圧の変動測定寝たきり老人では、一度起こし法の血圧低下が、二度起こし法により有意に軽減し、随伴症状も軽減した。特に糖尿病・高血圧を合併した人、人工透析をしている人では二度起こしよりさらに三度起こしの法がさらに有効であった。健常老人、健常成人では一度起こし法と二度起こし法の間には有意な差はなかった。2.一度起こし法と二度起こし法による臥床時と起座時の自律神経学的検査の変動測定健常老人に心電図RR間隔変動係数を用いて自律神経学的検査を行ったところ、安静時から起座時の心電図RR間隔変動係数の平均変化量は二度起こし法が有意に低値であり、より安定した自律神経状態をつくった。〔方法〕二度起こし法は、まず老人に「声かけ」をして上半身をゆっくり起こし再度寝かせる。もう一度静かに起こしベッドに腰掛けさせて足底を床につける簡単な方法である。健常成人10名、入院中の寝たきり老人11名を対象に、臥床時と起座時の血圧・脈拍・随伴症状の変化を一度起こし法(ゆっくり一度で起こす)、二度起こし法それぞれに測定・観察した。〔結果〕一度起こし法での寝たきり老人の臥床時と起座時の収縮期血圧の変化は-28±25.0mmHg(p=0.004)であったが、二度起こし法では-8.7±18.3mmHg(p=0.146)であった。健常成人では一度起こし法、二度起こし法ともに、血圧の有意な変化はみられなかった。寝たきり老人では、一度起こし法による血圧低下が、二度起こし法により有意に軽減し、(p<0.001)、随伴症状も軽減した。脈拍はいずれにおいても有意な変化はみられなかった。〔結語〕寝たきり老人の一度起こし法では、圧受容反射機能の低下に伴う起座時の低血圧がみられたが、二度起こし法では有意に軽減した。この方法は寝たきり者を安全に起こすために有用な方法と言えよう。本研究は、寝たきり老人を起こすことの一つの妨げとなっている起座時(起立性)低血圧を防ぐために考案した二度起こし法の有効性を科学的に立証し、その適応を明らかにするを目的としている。二度起こし法とは、まず老人に声をかけて上半身をゆっくり起こした後に再度寝かせ、さらにもう一度ゆっくり起こしてベットに腰掛けさせて足底を床につける簡単な方法である。二度起こし法を寝たきり老人、健常老人、健常成人を対象に、一般的に行われている一度起こし法と比較するため測定・観察して以下の様な結果を得た。

1.一度起こし法と二度起こし法による臥床時と起座時の血圧の変動測定寝たきり老人では、一度起こし法の血圧低下が、二度起こし法により有意に軽減し、随伴症状も軽減した。特に糖尿病・高血圧を合併した人、人工透析をしている人では二度起こしより三度起こしの方がさらに有効と思われた。健常老人、健常成人では一度起こし法と二度起こし法の間には有意な差はなかった。2.一度起こし法と二度起こし法による臥床時と起座時の自律神経学的検査の変動測定健常老人に心電図RR間隔変動係数を用いて自律神経学的検査を行ったところ、安静時から起座時の心電図RR間隔変動係数の平均変化量は二度起こし法の方が有意に低値であり、より安定した自律神経状態であった。3.「二度起こし法」と「一度起こし法」による皮膚血流量測定健常成人にレーザー血流計を用いて両方法による皮膚血流量を測定したが有意な差はなかった。
T細胞活性化に関わるインテグリンの構造解析

本研究はインテグリン分子によるT細胞活性化機構の解明を目的とし、その研究途上で平成11年度において以下の成果を得た。抗原ペプチドの一部のアミノ酸を他に置換したアナログペプチドは、MHC分子と複合体を形成した際に、T細胞輪部分的にしか活性化せず、T細胞の増殖応答を誘起できないもの(部分アゴニスト)が存在する。部分アゴニストが不完全な反応しかT細胞に誘導できない理由として、部分アゴニスト-MHC複合体とTCRとの結合は、アゴニスト-MHC複合体とTCRとの結合を比較して、親和性が低く十分なシグナルを伝達できない可能性がある。そこで部分アゴニストペプチド-MHC複合体とTCRとの結合時間の不足を、部分アゴニストを抗原提示細胞上に過剰に発現させることにより補い、T細胞の増殖応答が誘導されるか検討した。ヒトT細胞クローンYN5-32はHLA-DR4拘束性に溶連菌由来のペプチド(M12p54-68,NRDLEQAYNELSGEA)を認識する。このアナログで部分アゴニスト活性を持つE58N,Q59G,Y61V,E63Vの各ペプチドとHLA-DR4分子の複合体を様々なレベルで発現するL細胞クローンを樹立し、これらに対するYN5-32の増殖応答を検討した。その結果、抗体結合能値(antibody binding capacity)換算で、E63VではL細胞あたり2x10^6発現すればT細胞を増殖させ、Q59Gでは3x10^4から1.7x10^6の範囲で発現量の増加に伴いT細胞の増殖応答がみられた。しかし、E58N、Y61Vおよびアンタゴニスト活性を持つE63RではL細胞あたりそれぞれ1.2x10^6、3.7x10^6、8x10^6発現していてもT細胞の増殖応答はみられなかった。以上より、Low-affinity TCR ligandでも、抗原提示細胞上での過剰発現によりHigh-avidity TCR ligandとなり、末梢成熟CD4^+T細胞に増殖を誘導するものが存在することが示された。本研究は重要なT細胞と抗原提示細胞との相互作用において、coreceptorであるインテグリンの各種変異体がどのような影響をT細胞内の情報伝達系に与えるかを解析することを目的とする。本目的を遂行するために平成10年度に以下の実験を行い、また知見を得た。溶連菌M12タンパク質由来のペプチド(アミノ酸残基5468)およびHLA-DR4をリガンドとするヒトT細胞クローンYN5-32(申請者の所属する研究室で保持)のT細胞受容体(TCR)のα鎖およびβ鎖のcDNA全長をクローニングしその塩基配列を明らかにした。その結果、α鎖およびβ鎖の可変領域はそれぞれVα4.2、Vβ20.1であることがわかった。YN5-32のモデル細胞を構築するため、得られ灯CRcDNAを哺乳細胞発現ベクターであるpBJ-1に組み込み、薬剤耐性遺伝子とともにJurkat細胞あるいはTG40細胞にトランスフェクトし、YN5-32TCRの発現細胞の作製を試みている。一方、抗原提示細胞のモデルとしてマウスL細胞に、溶連菌M12タンパク質のアミノ酸残基5468のペプチドを結合したHLA-DR4、あるいはペプチド内にアミノ酸残基の変異を導入した変異ペプチドを結合したHLA-DR4をトランスフェクトし、各々の高発現体および低発現体を作製した。HLA-DR4に結合した野生型のM12ぺプチドはYN5-32を完全に活性化しその細胞増殖を誘導する。しかし63番目のグルタミン酸をバリンに変えた変異ペプチド(E63V)は部分アゴニストとして作用し、YN5-32を部分的には活性化するが細胞増殖までには至らないと従来考えられていた。これに反して本研究で作製したE63Vペプチドを結合したHLA-DR4を高発現する抗原提示細胞は、野生型ペプチドと比べて弱いながらも、YN5-32の細胞増殖を誘導することを見出した(平成10年度日本免疫学会大会にて発表)。本発見は本来T細胞が増殖応答を示さないペプチト゚であっても条件によっては増殖しうることを意味し、自己組織に対してT細胞が反応してしまうような自己免疫疾患の発症機構の解明の手がかりにもなりうる。平成11年度においては、本来の目的に加え部分アゴニストによるT細胞増殖のシグナル伝達機構についても解析を行う。

このアナログで部分アゴニスト活性を持つE58N,Q59G,Y61V,E63Vの各ペプチドとHLA-DR4分子の複合体を様々なレベルで発現するL細胞クローンを樹立し、これらに対するYN5-32の増殖応答を検討した。その結果、抗体結合能値(antibody binding capacity)換算で、E63VではL細胞あたり2x10^6発現すればT細胞を増殖させ、Q59Gでは3x10^4から1.7x10^6の範囲で発現量の増加に伴いT細胞の増殖応答がみられた。しかし、E58N、Y61Vおよびアンタゴニスト活性を持つE63RではL細胞あたりそれぞれ1.2x10^6、3.7x10^6、8x10^6発現していてもT細胞の増殖応答はみられなかった。以上より、Low-affinity TCR ligandでも、抗原提示細胞上での過剰発現によりHigh-avidity TCR ligandとなり、末梢成熟CD4^+T細胞に増殖を誘導するものが存在することが示された。
巨大地震・津波に対する橋梁構造の安全性の向上策に関する研究

2004年の12月のスマトラ沖地震時には、巨大津波により橋桁が流失または移動するという被害が震源地に近いスマトラ島西部海岸及び北部のバンダアチェ市周辺において数多く発生した。外国人特別研究員Dr,M,H.Pradonoと受入研究者(家村)は共同して現地調査に当たり、数多くの資料を収集した。将来日本でも東海南海。東南海地震などの来襲が推定されている。激震動および巨大津波に対する橋梁の安全性を高める研究を共同して実施することにより、社会の防災性の向上に寄与するのが本研究の目的である。平成19年度における研究業績の概要は次のとおりである。1)スマトラ島バンダアチェ市における橋梁の津波による被害実態と作用流体力の関係を構造解析により検討した。特に津波による橋梁の移動・変形状態が、推定した流体力により発生することを確認した。2)京都大学防災研究所宇治川水理実験所に設置されている、津波のシミュレーション水路を用いた模型実験を平成18年度に引き続いて実施し、下記の結果を得た。3)橋梁模型の下流部にマングローブ(津波低減のための植栽)の模型を配置し、その効果を検討した所、a)橋梁に作用する波力は、マングローブが無い時に比べて、20%にまで、大きく低減できた。b)津波の流速は80%にまで、また津波の高さは65%にまで低減できた。4)バンダアチェ市における2004年の津波災害の記録を保存するため、ジャカルタの日本大使館の援助を得て、津波の高さのメモリアルポールを同市内に85本建設するとともに、これらを建設した中・高等学校において防災教育を行った。2004年の12月のスマトラ沖地震時には、巨大津波により橋桁が流失または移動するという被害が、震源地に近いスマトラ島西部海岸及び北部のバンダアチェ市周辺において数多く発生した。外国人特別研究員Dr.M.H.Pradonoと受入研究者(家村)は共同して現地調査に当たり、数多くの資料を収集した。将来日本でも東海南海・東南海地震などの来襲が推定されている。激振動および巨大津波に対する橋梁の安全性を高める研究を共同して実施することにより、社会の防災性の向上に寄与するのが本研究の目的である。平成17年度における研究実績の概要は次のとおりである。1)スマトラ沖地震・津波被害調査により収集した橋桁の移動や流失といった被害を橋梁の型式ごとに分類整理した。追加的に現地を調査した。2)ビデオ映像や津波のこん跡調査などから推定されている津波の流速を基に、橋梁に作用したであろう流体力を算出した。3)被害実態と作用流体力の関係を構造解析により検討した。特に津波による橋梁の移動、変形状態が推定した流体力により発生するかどうかの検討を行った。4)京都大学防災研究所宇治川推理実験所に設置されている、津波のシュミレーション水路を用いて模型実験を実施するための橋梁模型の設計を行い、実験準備を進めた。平成18年度における研究実績の概要は次のとおりである。2)京都大学防災研究所宇治川推理実験所に設置されている、津波のシュミレーション水路を用いて模型実験を実施するための橋梁模型を作製し、実験を進めて以下の成果を得た。3)最大波力は、陸上部での津波の速さと高さに依存する。4)3本の橋桁を持つ橋梁が受ける力は、5本の橋梁を持つ橋梁のそれに比べ大きくなることがわかった。本研究では増減幅は9%-30%であった。5)木製の破片が衝突すると、橋梁が受ける力は増大することがわかった。なお、本研究での増減幅は7%-43%であった。6)高い防波堤(陸上部での津波の高さのおよそ1/2)は、橋梁が受ける力の低減には効果はあまりなかったが、陸上部での津波の速さを低減させる効果はあった。

特に津波による橋梁の移動・変形状態が、推定した流体力により発生することを確認した。2)京都大学防災研究所宇治川水理実験所に設置されている、津波のシミュレーション水路を用いた模型実験を平成18年度に引き続いて実施し、下記の結果を得た。3)橋梁模型の下流部にマングローブ(津波低減のための植栽)の模型を配置し、その効果を検討した所、a)橋梁に作用する波力は、マングローブが無い時に比べて、20%にまで、大きく低減できた。b)津波の流速は80%にまで、また津波の高さは65%にまで低減できた。4)バンダアチェ市における2004年の津波災害の記録を保存するため、ジャカルタの日本大使館の援助を得て、津波の高さのメモリアルポールを同市内に85本建設するとともに、これらを建設した中・高等学校において防災教育を行った。
一般曲線座標系を用いた高精度3次元非圧線時間発展MHDコ-ドの開発

現在、プラズマの数値シミュレ-ションは主に圧縮性のケ-スが多く、解法としてはスペクトラム法や差分法が多用されている。これに対してここでは最近の著しく進歩した数値流体力学での非圧縮流分野での差分解法を非圧縮性プラズマの解析に適用する。その際、磁気軸近傍の解析は従来の円筒座標でのメッシュ配置では計算誤差が大きくなるので、軸中心近傍を通常の直交座標系でメッシュを分布させる領域分割法の技法を採用し2重化メッシュを構成してこれを回避する。これによって、従来解析が出来なかった磁気軸シフトのような現象が解析可能となる。また、摂動を入れた平衡解の時間発展を解析することで線形成長を見ることができる。また、トカマクやステラレ-タ等の炉心プラズマの非線型時間発展現象を解析する場合、任意の形状境界が可能な一般曲線座標系を用いるので従来の円筒座標系に比べて形状設定の自由度が大幅に増える。更にこれは磁気面座標で記述された平衡解を自由に接続できるので将来の発展が可能である。以上のような構想で、平成2年度は計算手法の検討および基礎方程式の一般曲線座標系への拡張について定式化を行い、そのコ-ドのプラズマ・シミュレ-ションへの適用の検討を中島が行い、プログラムのコ-ディングと領域分割法の技法を用いた2重化メッシュ系に導入適用を武本が実施した。テストランを兼ねて初期条件として解析平衡解を接続して平衡維持のシミュレ-ションを行い良好な結果を得た。平成3年度はこの解析平衡解に初期摂動を重ね合わせ線形成長率を解析しつつある。また、真空領域とプラズマとの間の自由境界については一般化座標での自由境界問題の数値解法はまだそう多くは提案されていないのでこれに対する処理方法を考察して具体的な適用手法を考慮・検討中である。とりあえず、電磁場を含まない通常の非圧縮性の流体コ-ドにおいて一般化座標での自由境界問題の数値解法を考慮した。この際一様な外力場が存在する時、従来の流速と圧力の同一点格子配置法では非圧縮性が保存されず数値解法上物理的意味のある自由境界が得られなくなることがあるケ-スの演算では発生しており、この根本的な解決のため複雑ではあるが一般化座標での流速と圧力の交互格子配置法を採用すべきであると考え、プログラムを作成した。また、摂動を入れた平衡解の時間発展を解析することで線形成長を見ることができるようになると思われる。

また、トカマクやステラレ-タ等の炉心プラズマの非線形時間発展現象を解析する場合、任意の形状境界が可能な一般曲線座標系を用いるので従来の円筒座標系に比べて形状設定の自由度が大幅に増える。更にこれは磁気面座標で記述された平衡解をも自由に接続できるので将来の発展の可能性が大である。なお、圧縮性プラズマ解析コ-ドの開発に際しても、磁気軸近傍の解析上同様の問題点があるため、上述の技法が開発せられた段階ではこの圧縮性プラズマ解析への応用が可能となろう。円筒座標系等を用いた差分法での解法で軸中心を壁とみなすfixed boundary条件では、軸近傍の精度良い解析が要求される平衡に初期摂動を入れた場合や磁気軸が移動するモ-ドの解析の場合等は解くことが出来ないので軸まで問題を解けるように改良することはヘリカル系3次元シミュレ-ションでは重要である。結局、円筒座標系から直交座標系へと中心付近を変更してやれば、これらの問題は解決されると思われる。であるから、領域分割法の技法を用いて中心部分は直交座標系で、その外側部分は一般化座標系での円筒座標系等で解析し両者を結合させればよい。その際の境界条件としてこの両者のメッシュ系を重ねて配置すればなんら問題は生じない。以上のような構想で、平成2年度では、計算手法の検討および基礎方程式の一般曲線座標系への拡張について定式化を行い、そのコ-ドのプラズマ・シミュレ-ションへの適用の検討を中島が行い、プログラムのコ-ディングと領域分割法の技法を用いた2重化メッシュ系の導入適用を武本・中村が実施した。テストランを兼ねて初期条件として解析平衡解を接続して平衡維持のシミュレ-ションを行い良好な結果を得た。現在、この解析平衡解に初期摂動を重ね合わせ線形成長率を解析できればと考察している。平成3年度は、基礎方程式の一般曲線座標系定式化に従ってプラズマ・シミュレ-ションへの適用の検討を中島が行い、プログラムのコ-ディングと領域分割法の技法を用いた2重化メッシュ系の導入適用を武本が実施した。現在、この解析平衡解に初期摂動を重ね合わせ線形成長率を解析しつつある。また、真空領域とプラズマとの間の自由境界については一般化座標での自由境界問題の数値解法はまだそう多くは提案されていないのでこれに対する処理方法を考察して具体的な適用手法を考慮・検討中である。とりあえず、電磁場を含まない通常の非圧縮性の流体コ-ドにおいて、一般化座標での自由境界問題の数値解法を考察した。自由表面流解析は、これまで流速・圧力場交互格子点配置のStaggered Grid系のMAC法や,それを簡易化したSOLAーSURF法,自由表面境界条件を厳密化したSUMMAC法,Volume of Fluidの概念を加えたSOLAーVOF法等の等間隔直交座標系のコ-ドが主流であった。しかしながら、この方法では実際の複雑な境界形状に対するのにはかなり無理があって自由な境界形状の可能な一般曲線座標を導入する必要がある。また、この方法でのNASAーVOF3Dコ-ドに東大の宮田らの提唱する曲線境界でnoーslip条件の可能な手法やFLOWー3Dコ-ドで用いられているFAVOR法を導入してある程度複雑な任意形状を直交座標系で済ます方向性も考えられる。
安全かつ有効な粘膜アジュバントを用いた、経鼻ワクチンによる効果的な膣内免疫誘導

我々が開発してきたSF-10アジュバントの細胞性免疫誘導効果を検討した。その結果以下の3項目の関連する成果を得た。1)鼻腔粘膜の抗原提示細胞への抗原デリバリー効果の増幅作用。2)Ovalbumin (OVA)-SF-10複合体による効果的なCD8+T cellの活性化作用。3)インフィルエンザhemagglutinin (HA)抗原-SF-10複合体によるターゲット細胞の細胞障害性の増幅作用。1)鼻腔粘膜の抗原提示細胞への抗原デリバリー効果の増幅作用:OVAとOVA-SF-10複合体との間で、鼻腔の樹状細胞に取り込まれた蛍光色素標識OVAの量を検討したところ2.5-3.0倍の有意な取り込み増強を検出した。3)HA抗原-SF-10複合体によるターゲット細胞の細胞障害性:HA抗原-SF-10複合体、HA、HA-polyI:C、生理食塩水を経鼻免疫したマウスの脾臓細胞を採取して、HAペプチドで細胞を処理した際の、ターゲット細胞特異的な細胞障害性と障害因子の一つであるグランザイムの誘導を検討した。その結果、HA抗原-SF-10複合体投与群では、HA、HA-polyI:C投与群に比べて、両指標における有意な細胞障害性の増強効果を確認した。
工業高等専門学校におけるタスクシラバスの開発と指導効果の検証

本研究の目的は、(1)工業高等専門学校の学生が学校生活および将来技術者として直面する英語使用場面について調査するニーズ分析を行うこと、(2)ニーズ分析を踏まえてタスクシラバスを構築し、その指導効果の検証を行うことである。高専の学生、専門教員、技術者を対象に半構造化面接を用いてニーズ分析を行った結果、所属組織、交際、業務、研究、機器・技術、英語学習に関連する15の目標タスクタイプが報告された。これらの結果をもとに、タスクを中心とした授業実践を行った結果、発話の抵抗感の観点からは向上が見られなかったものの、授業に対する動機づけに肯定的な影響を与えていることが明らかになった。本研究の目的は、工業高等専門学校(以下高専)における、タスクをもとにしたシラバスを構築し、その指導効果の検証を行うことである。今年度は、高専生が学校生活や将来技術者として必要とされる英語使用場面についてニーズ分析を行い、その結果を踏まえてタスクシラバスを検討・構築した。調査協力者は、高専の学生(専攻科生)、専門科目教員、高専を卒業したエンジニアである。データ収集のために、半構造化インタビューを行い、学校生活や職場で現在経験していたり、過去に経験したりした英語使用場面について尋ねた。インタビューデータは、コミュニケーションの手段、文脈、内容の観点から質的に分析された。コミュニケーションの手段や文脈の観点から具体的な英語使用場面について分析した結果、ウェブサイトや資料の検索、各種文書の作成・閲覧(マニュアル・仕様書、論文、報告書、企画書、注文書、契約書、特許文書、専門文献)、ソフトウェアの理解、電話・電子メールのやりとり、プレゼンテーション・ポスターセッション・インフォーマルな会話、会議の参加、各種試験の受験・学習が挙げられた。内容の観点から具体的な英語使用場面について分析した結果、新しい企画についての提案・議論、機器の操作や動作状況についての説明・理解・指示・助言、契約内容の理解、資格試験の学習、仕事の進捗状況についての報告や助言、自身の研究・自社製品・所属組織の説明・紹介、専門文献の検索・文献内容の理解・報告、他社(製品)の説明・紹介・情報検索、注文内容についての指示、日常生活・日本文化についての会話、日々の仕事内容についての相談・交渉・指示・助言などが挙げられた。これらの中から、対象学生の生活面や英語能力面等を考慮し、「企業について説明する」、「製品について説明する」、「所属組織について説明する」タスクを中心にシラバスを検討・構築した。本年度の実施計画は、(1)ニーズ分析の方法論の概観と調査計画の作成、(2)パイロット・スタディおよび本調査、(3)タスクの開発とシラバスの構築、の3点であった。これらの点について、次に示す3点を本年度の研究成果として挙げる。(1)ニーズ分析の方法論についての理論的枠組みと工学分野において近年行われたニーズ分析の先行研究を整理した上で調査計画を作成した。(2)作成した調査計画とパイロット・スタディを踏まえて、高専学生、専門科目教員、高専を卒業したエンジニアを対象に本調査を実施した。(3)ニーズ分析の結果を踏まえて、本科高学年を対象としたタスクシラバスを構築した。これらの点を踏まえ、当初に予定した本年度の計画はおおむね順調に進展していると判断した。本研究の目的は、工業高等専門学校におけるタスクを中心としたシラバスを開発し、その指導効果の検証を行うことである。平成28年度は、平成27年度の調査結果を踏まえ、4年生のあるクラス(男子35名、女子3名)を対象にタスクを組み込んだシラバスを作成し、指導を行い、主に情意面の観点からその効果をアクション・リサーチの手法で検証した。本授業で用いたタスクは「企業紹介タスク」と「製品紹介タスク」である。4年生は夏休みにインターンシップに参加することになっていた。企業について意識したり具体的に調査したりする時期であることを考慮し、学習者に身近なトピックでタスクを作成することとした。第1回目から第3回目の授業では、1分間英会話活動を行った。第4回目から第7回目の授業において「企業紹介タスク」を、第10回目から第13回目の授業において「製品紹介タスク」を行った。学習者の情意面の変化を調査するために、フィールド・ノーツ、リアクション・ペーパー、質問紙の3種類のデータを収集した。フィールド・ノーツは、教師である筆者が学習者の様子について気づいたことを可能な限り詳しくメモをした。また、上に挙げた各実践が終わる毎に、学習者のコメントや感想をリアクション・ペーパーによって収集した。また、リサーチの前後における学習者の発話の抵抗感の変化を調査するために、磯田(2009)で用いられた質問紙による調査を行った。フィールド・ノーツとリアクション・ペーパーを分析した結果、2つのタスクにおいて「楽しく授業に取り組めた」「将来の役に立ちそうである」という声と、複雑な概念を英語で伝えるための指導の必要性が共通して挙げられた。質問紙を量的に分析した結果、発話の抵抗感の下位項目とされている能力認知、不安、回避のいずれの観点からも顕著な変化は見られなかった。

これらの結果をもとに、タスクを中心とした授業実践を行った結果、発話の抵抗感の観点からは向上が見られなかったものの、授業に対する動機づけに肯定的な影響を与えていることが明らかになった。平成28年度は、構築したシラバスを実践し、その指導効果の検証を行う。具体的には、(1)タスクについての学習者の情意面や態度面、(2)学習者が行うタスクのパフォーマンスの観点、(3)タスクの指導前後の学習者の目標言語使用の質の変化、の3つの観点から調査を行う。検証に際してはアクション・リサーチの手法を用い、タスクの難易度や指導方法について内省を行いながらリサーチを進める。現在、本科高学年を対象として、上記のリサーチを進めている。外国語教育
ヒト口腔粘膜組織アポトーシスにおけるFas抗原およびFasリガンドの機能と発現

我々は口腔粘膜上皮における癌の発生、進行及びその予後とアポトーシスとの関係を解明するためにFas抗原に注目して研究を開始した。研究を進める上で、特異的な抗Fas抗体が必要であると考え、まず、Fas抗原の細胞外領域(a.a.,104-114)に相当する11個のアミノ酸配列に対するオリゴペプチドを合成し、家兎に免疫して非常に抗体値の高い抗Fas抗体を得た。この抗体を用いて、我々は細胞にアポトーシスを誘導するFas抗原が正常口腔粘膜の基底細胞及び有棘細胞に局在すること、その分子量が35kDaであることを免疫組織化学的手法及び免疫ブロッティング法を用いて証明した。この分子量はFas抗原遺伝子の塩基配列より類推される分子量とよく一致する。我々は、Fas抗原が口腔扁平上皮癌の分化度に応じて、その発現量が異なること、口腔粘膜関連各種疾患において、特異的な発現様式を呈するする事等を発表した(Muraki et al,1997)。我々はさらに、Fas抗原の発現と化学療法後の抗腫瘍効果が関連する事を見いだした。この成果の一部はすでに公表されている(材木等、1997)。さらに詳細な検討を加えた他の一部の成果は、現在印刷中である。口腔癌発生におけるFas遺伝子の関係をより詳細に知るために、我々はヒト口腔粘膜と培養口腔癌細胞より、mRNAを採取して、RT-PCR法により、Fas遺伝子を増幅した。このPCR産物の塩基配列はすでに公表されているFas遺伝子の塩基配列と完全に一致した。このことは口腔粘膜にFas遺伝子が存在し、その発現が種々の刺激により調節されている事を示唆する。さらに、Fas遺伝子の発現の異常は、口腔癌を含む口腔疾患の発生に関与する。さらにFas遺伝子の発現量を知る事は口腔癌の化学療法後の予後を予想する事を可能にする。以上の結果より、我々は、口腔粘膜細胞及び口腔癌細胞にアポトーシスを誘導し、その機構を知ること、Fas抗原、Fasリガンドを含むアポトーシス関連遺伝子を検出し、その発現量を以前に知ることは、口腔癌の確定診断、癌発生の予測、残存癌細胞や転移癌細胞の検出、疾患の予後と転移性の予測を行う上でも臨床上特に重要であると考える。Fas抗原はTNFレセプターファミリーに属し、細胞にapoptosisを伝達する蛋白として同定され、Apo-1又はCD95と同一の蛋白である.我々は、ヒト口腔粘膜上皮におけるapoptosisとFas抗原の関係について研究を進めてきた.まず抗Fas抗体を用い、ヒト正常口腔粘膜におけるFas抗原の発現について検討した.ヒト歯肉より抽出した蛋白をSDS-PAGE後Western Blotting法で分析し分子量36kDaの蛋白を同定した.この分子量はアミノ酸配列より推定されるFas抗原の分子量と一致する.また、ヒト正常口腔粘膜組織切片を用い免疫組織化学的検討を行ったところ、細胞増殖能の強い基底細胞層はFas-陰性であったが、有棘細胞層はFas-陽性を示した。このことは、口腔粘膜におけるapoptosisが、Fas抗原と関係していることを示唆する.この所見の一部は既に印刷公表されている(Yoshioka et.al.,1996).

さらに、口腔粘膜に生じる様々な粘膜病変(歯原性角化嚢胞、白板症、扁平苔癬、扁平上皮癌)を材料に免疫組織化学的検討を行い、Fas抗原の発現様式に違いが認められる事、口腔扁平上皮癌においては、分化度による発現の違いがあり、高分化型、特に角化傾向を示す場合に強い発現を認めた.これらの所見も既に印刷公表されている(Muraki et.al.,1997)口腔粘膜上皮を材料にFas蛋白のプライマーを用いRT-PCRを行い、682bpのFas mRNAの発現を確認した.このPCR産物はFas抗原のDNAシークエンスと完全に一致した.また、臨床統計学的に扁平上皮癌を対象にFas抗原の発現とその予後についても検討を加えている.我々は口腔粘膜における癌の発生、進行及びその予後とアポトーシスとの関係を解明するためにFas抗原に注目して研究を開始した。研究をすすめる上で特異的な抗Fas抗体が必要であると考え、我々はまず、Fas抗原の細胞外領域に担当する11個のアミノ酸配列に対するオリゴペプチドを合成し、家兔に免疫して非常に抗体価の高い抗ペプチド抗体を得た。この抗体を用いて我々は細胞にアポトーシスを誘導するFas抗原が正常口腔粘膜の基底細胞及び有棘細胞に局在すること、その分子量が35kDaであることを免疫組織化学手法及び免疫ブロッティング法を用いて証明した。この分子量はFas遺伝子の塩基配列より類推される分子量とよく一致する(Yoshioka et al,1996)。我々はさらにFas抗原が口腔扁兵上皮癌の分化度に応じてその発現量が異なること、口腔粘膜関連各種疾患において特異的な発現様式を呈する事等を発表した(Murakami et al,1997)。我々はさらに、Fas抗原の発現と化学療法後の抗腫瘍効果が関連することを見いだした。この成果の一部はすでに印刷公表され(村木等、1997)他の一部は現在印刷中である(Muraki et al.,in press)。我々はヒト口腔粘膜と培養口腔癌細胞よりmRNAを採取してRT-PCR法にてFas遺伝子を増幅した。このPCR産物の塩基配列はすでに公表されているFas遺伝子の配列と完全に一致した(Yoshioka-Seta et al,in preparation)。このことは口腔粘膜にFas遺伝子が存在し、その発現の異常は口腔癌の発生に関与しその発現量を知ることは化学療法語の予後を予想することを可能にする。以上の結果より、我々は口腔粘膜細胞と培養癌細胞にアポトーシスを誘導し、その機構を知ること、アポトーシス関連遺伝子、癌原遺伝子、癌抑制遺伝子を検出するすることは、癌の確定診断、癌発生の予測、残存癌細胞や転位細胞の検出、疾患の予後と転位性の予測を行う上で臨床上特に重要であると考える。
内在性神経幹細胞の分化誘導に及ぼす脂肪酸の効果と認知症予防・改善への応用

1)n-3系多価不飽和脂肪酸であるドコサヘキサエン酸(DHA)とエイコサペンタエン酸(EPA)はラット胎児脳あるいは成体脳の海馬由来の神経幹細胞からニューロンへの分化(Neurogenesis)を促進することを見出し、その作用機序として、これら脂肪酸は神経幹細胞の細胞増殖を抑制しニューロンへの分化を促進することを明らかにした。2)超軽度認知症の健常高齢者を対象としたヒト介入試験を行い、DHAは加齢に伴う認知機能の低下を抑制することを明らかにした。1)神経幹細胞(NSCs)の分化誘導に及ぼす多価不飽和脂肪酸の影響[実験方法]ラット胎児脳からNSCsを単離し、bFGF非存在下で培地にドコサヘキサエン酸(DHA)、エイコサペンタエン酸(EPA)、およびアラキドン酸(ARA)を添加し(各1μM)培養を行い、添加後2、4、7日目のニューロンとアストロサイトへの分化率を算出した。[結果・考察]i)NSCsからニューロンへの分化率は、DHA添加後の2日目と7日目で有意に増加し、EPAでは、7日目に有意に増加した。一方、ARA添加による影響は認められなかった。ii)アストロサイトへの分化率は、有意差は認められなかったが、DHAとEPA添加により減少する傾向がみられた。これらの結果からDHAとEPAはNSCsのneurogenesisを促進することが見出された。[結果・考察]i)DHA添加24、48時間後、分化抑制性転写因子であるHes1発現量は有意に低下し、一方、分化促進性転写因子であるNeuroD発現量は有意に増加した。ii)EPA添加では、96時間後のNeuroDおよびMAP2の発現量が有意に増加した。1)、2)の結果から、DHAやEPAがbHLH転写因子の発現量を変化させ、NSCsのneurogenesisを促進することが見出された。1)成体脳由来神経幹細胞(NSCs)の培養法の確立と分化誘導に及ぼす多価不飽和脂肪酸の影響1)-1)成体脳NSCsの培養法の確立[実験方法]10週齢の雌性ラットを麻酔下で氷冷した生理食塩液を還流したのち脳を摘出して左右海馬を単離した。単離した海馬を細かく刻み、コラゲナーゼ、ヒアルロニダーゼを含むリン酸緩衝液に入れ37°Cで10分間加温した。ピペッティングにより組織を懸濁後、トリプシンを加えさらに37°Cで10分間加温した後、遠心により得られた沈殿をN2培地で懸濁した。懸濁後、細胞数を計数し、1x10^5個/mLの濃度でEGFとbFGFを添加したN2培地で培養した。[結果]7日間培養すると、胎児脳由来NSCsの場合と同様に、ニューロスフェアとよばれる神経幹細胞塊が得られた。得られた神経幹細胞のほとんどは、神経幹細胞マーカーのnestinおよびprominin陽性細胞であった。1)-2)NSCsの分化誘導にたいする各種脂肪酸の影響[実験方法]得られたニューロスフェアを分散後24-ウエルプレートに各ウエル2x10^5個の細胞を幡種した。培地には成長因子を添加せず、0.01%BSA中に懸濁したDHAを添加した。対照群には0.01%BSAを添加し7日間培養した。[結果・考察]i)DHAの添加によりTuj-1陽性細胞が増加した。ii全細胞数(PI数)に対するTuj-1(ニューロン)陽性細胞数の割合はニューロンへの分化率し、コントロールと比較してDHAの添加により約40%Tuj-1陽性細胞数の割合が増加した。i)、ii)の結果から、DHAは成体海馬由来神経幹細胞に対してもニューロンへの分化を促進する作用があることが明らかとなった。平成21年度はこの系を用いてDHA以外の脂肪酸の成体海馬由来神経幹細胞に対する影響について検討する。ドコサヘキサエン酸(DHA)強化ソーセージによる認知症予防効果の検討-ヒト介入試験-平成1920年の基礎研究、さらには過去の我々の研究成果から、加齢に伴う認知機能低下に対するDHAの予防効果が推察されたので、65歳以上の在宅健常高齢者を対象としたヒト介入試験を行った。【実験方法】島根県川本町在住の認知症と診断されない平均年齢73歳の高齢者108名を対象に、DHAとエイコサペンタエン酸(EPA)が規定量(DHA850mg、EPA200mg)含有する魚肉ソーセージを被験食品、オリーブ油を添加した魚肉ソーセージをプラセボとして、両品を2つのグループに分けた対象者にそれぞれ1年間程度摂取させる事による二重盲検並行群間比較試験を実施した。

両群それぞれのソーセージは1日2本を摂取し、認知機能や記憶力を簡単に測定できる質問形式のMMSE(ミニメンタルステートテスト)や、6課題からなる前頭葉機能検査(FAB)を行い、高齢者の認知機能に及ぼすDHAの影響を検討した。さらには血漿・赤血球膜脂肪酸を測定した。【結果・考察】DHA強化ソーセージ摂取群の血漿・赤血球膜DHA・EPA量は増加した。認知機能評価として行ったMMSEとFABのうち、重なった五角形を模写させるMMSE-12が摂取6ヶ月後で改善傾向となり、12ヶ月後では有意な改善が認められた。また、ルールを決めて指運動をやってもらうFAB-4は6ヶ月で有意に改善され、運動プログラムや短期記憶の低下が抑えられたことが示唆された。一年間の赤血球膜DHAの変化量とFAB-4の評価値との間には有意な相関が認められた。今回の解析より、短期記憶や運動能力、模写などに関連する加齢に伴う認知機能の低下がDHA・EPA強化ソーセージの摂取によって抑制されることが明らかとなり、DHAによる認知症予防効果が示唆きれた。
全ゲノム選抜とその自動化のための育種情報解析システムの開発

本研究プロジェクトにおいて,DNA多型連鎖地図作成用のコンピュータ・プログラムMAPLが作成され改訂され,QTL(量的形質遺伝子座)の基礎的解法を含むVer.3.0を3月に学会誌上で発表公開された.本プログラムは、F_2、戻し交雑、半数体倍加系統、他殖性植物に適用可能である。また全ゲノム選抜のためのグラフ遺伝子型の作成が可能である。MAPLは、日本における最初のイネDNA多型連鎖地図の作成に利用されたのをはじめ、他の多くの作物で連鎖検出や地図作成に使われている。連鎖地図作成において問題となる形質の誤分類と致死因子の存在について、組換価推定やQTL解析への影響が理論的に解析された。またQTL解析理論の検討により、F2集団においてQTL別に相加効果と優性効果を分けて検出するための理論的方法が提案された。イネのDNA多型連鎖地図の精密化のために、栽培種Oryza sativaの種内交雑で作成されたDNA多型連鎖地図と米国で野生種を含む種間交雑で作出された連鎖地図との比較統合が試みられた.さらに量的形質についての解析が日印交雑由来後代の固定系統におけるグラフ遺伝子型に基づいて行われ,穂数と稈長に関与する染色体領域が推定された.QTL解析の対象となる量的形質の計測精度向上のための基礎となる研究として、葉形,粒形などの形態形質をとりあげ、画像処理と楕円フーリエ解析によって,遺伝子型間の微妙な差異を主成分分析により抽出することが行われた.ダイズでは、これらの特徴量をさらにダイアレル分析にかけることにより主成分別にその遺伝様式を解明することができた.またイネでは穀粒の形態に関与するQTLを連鎖地図上に位置づけることができた.本研究プロジェクトにおいて,DNA多型連鎖地図作成用のコンピュータ・プログラムMAPLが作成され改訂され,QTL(量的形質遺伝子座)の基礎的解法を含むVer.3.0を3月に学会誌上で発表公開された.本プログラムは、F_2、戻し交雑、半数体倍加系統、他殖性植物に適用可能である。イネのDNA多型連鎖地図の精密化のために、栽培種Oryza sativaの種内交雑で作成されたDNA多型連鎖地図と米国で野生種を含む種間交雑で作出された連鎖地図との比較統合が試みられた.さらに量的形質についての解析が日印交雑由来後代の固定系統におけるグラフ遺伝子型に基づいて行われ,穂数と稈長に関与する染色体領域が推定された.QTL解析の対象となる量的形質の計測精度向上のための基礎となる研究として、葉形,粒形などの形態形質をとりあげ、画像処理と楕円フーリエ解析によって,遺伝子型間の微妙な差異を主成分分析により抽出することが行われた.ダイズでは、これらの特徴量をさらにダイアレル分析にかけることにより主成分別にその遺伝様式を解明することができた.またイネでは穀粒の形態に関与するQTLを連鎖地図上に位置づけることができた.DNA多型連鎖地図作成用プログラムMAPLを1992年10月に公開した。その基本的機能はつぎの通りである。(1)データ入力、(2)単一遺伝子座の分離比のx^2検定、(3)連鎖検定、(4)最尤法による組換価推定、(5)多型座の連鎖群へのふりわけ、(6)TORGERSONの計量的多次元尺度解析法の適用による連鎖群内多型座の順序の同時推定、(7)隣接RFLP間地図距離の推定、(8)連鎖地図の作成とグラフ表示、(9)グラフ遺伝子型の図示。本プログラムは、データ入力後は、改行キーと簡単な条件選択のみで連鎖地図作成まで一過した解析が行える。上記中とくに(5)及び(6)の機能はMAPMAKERなど他のDNA多型連鎖解析用プログラムには含まれていない機能である。なお、MAPLにF_2及びBCF_1集団においてQTL解析を行うための基本的機能をもつプログラムが追加された。イネ連鎖地図作成のデータを利用して、イネにおける最適な地図関数を検討した結果、中程度の長さの染色体ではKosambi関数が適することが判明した。また、RFLP連鎖地図を利用したQTLの遺伝子の染色体上位置と効果についての推定法についての統計遺伝学的検討をおこなった結果、QTLの相加効果と優性効果とを区別してその有意性と寄与を推定する方法が開発された。オオムギ穀粒の種皮皺やイネ倒状程度など、従来量的な計測がなされなかった形質の画像解析による評価法が開発された。また、虫媒性を中心とする他殖性作物を対象に、集団の遺伝構造の変化をシミュレーションなどにより理論的に解析した結果、遺伝子流動の制約程度の正確な推定が遺伝構造の予測に重要であることが明らかにされた。昨年度公開したDNA多型連鎖地図の自動作成用プログラムMAPLに、つぎの改良を加えた。