hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歩行者条件×環境条件下における経路選択行動のモデル化と最適経路の提案手法

昨年度明らかになった次の課題(1)(2)の解決に取り組んだ.そして,研究実施計画に沿って,(3)を実施し,明らかとなった問題点を整理した.(1)昨年度実施したアンケート調査(歩行経路嗜好調査)で,被験者によっては回答負荷が非常に大きくなる課題が明らかとなった.そこで今年度は,調査方法を工夫して,回答負荷を抑えるようにアンケート調査票を修正した.(2)昨年度作成した最適経路提案プログラムを拡張し,複数の歩行経路特性を組み合わせて最適経路を提案する手法を構築した.(3)今年度実施を計画していた歩行実験について,当初はヘッドマウントディスプレイ(HMD)を用いたVR歩行実験を予定していた.しかし,実空間とVR空間における歩行経路選択傾向の比較実験にて,実空間とVR空間では歩行経路の選択結果が一致しない被験者が見られた(被験者10名中5名).原因としてコントローラや機器環境の影響が考えられたが,今年度は原因の特定には至らなかった.そこで,VR空間ではなく実空間での歩行実験に切り替え,次年度に実施することにした.ただし,実空間における歩行実験では,時々刻々と環境条件が変わるため,被験者間で環境条件が異なってしまう.そこで次年度は,実空間における歩行実験を前提として,歩行経路選択要素を動的要素と静的要素に分類し,動的要素の扱いを検討して整理した後,実空間の歩行実験を実施して最適経路を評価する予定である。今年度の当初計画では,ヘッドマウントディスプレイを用いたVR歩行実験を実施して,最適経路を評価する計画であった.しかし予備実験にて,VR歩行実験における被験者の経路選択が実空間の経路選択と異なる可能性が明らかになったため,歩行実験を中止した.これにより進捗に遅れが発生したため,「(3)やや遅れている。」と判断した.(1)実空間における歩行実験を前提として,歩行経路選択要素を分類,整理する.(2)整理した結果をもとに,アンケート調査票(歩行経路嗜好調査票)を修正する.(3)実空間歩行実験にて,最適経路と最短経路を歩行してもらい,満足度によって最適経路を評価する.(4)評価実験の結果に基づき,本手法で構築したモデルとシステムの問題点,改善点を考察する.(5)本手法の広域展開のための手法について検討する.平成28年度は研究計画に沿って、次の(1)(3)を実施した。さらに平成29年度に予定していた(4)を先行して実施した。(1)歩行経路選択行動に関わる情報を収集するために、1先行研究論文(58本)の調査、260代以上高齢者と20代学生を対象としたアンケート調査を実施した。(2)(1)の調査結果をもとに「歩行経路選択行動データベース」を作成した。本データベースは「a.歩行者条件」「b.環境条件」「c.歩行経路特性」で構成した。経路の選択に影響する「a.歩行者条件」には、人数や目的、荷物の量や体調などがあり、「b.環境条件」には、季節や時間、天候などがあった。さらに「c.歩行経路特性」には、幅員や信号の有無、治安や臭い、通行量などがあり、多様な歩行経路選択行動に関わる情報を収集、整理した。しかしアンケート調査の対象年齢を20代と60代以上に限定して実施したため、さらに幅広い年代を対象としたアンケートの実施を次年度の課題にした。(3)平成30年度実施予定の歩行実験に向けて、VR技術を用いた予備歩行実験を実施した。ヘッドマウントディスプレイを用いたVR歩行実験において、現実空間で歩いているときと同じように歩行距離感覚を得るために必要となる、仮想空間のモデル表現精度を明らかにした。(4)(2)で作成したデータベースをもとに、歩行経路選択行動のモデル化手法を検討した。その結果、AHP法を使用することで、歩行者が経路を選択するときの各歩行経路特性の重要度(ウエイト)を算出することができ、歩行者の経路選択行動をモデル化できることを確認した。研究計画書に示した本年度の達成目標は、「(1)歩行経路選択行動に関わる情報を収集するためのアンケートを実施(2)歩行経路選択行動データベースを作成(3)平成30年度実施予定の歩行実験の方法を検討」の3つであった。(1)(2)については、対象年代を20代と60代以上に限定してアンケートを実施し、歩行経路選択行動データベースを作成した。アンケートの対象年齢を広げることで、データベースをさらに充実させることを次年度の課題とした。(3)VR技術を用いた歩行実験で重要となる歩行距離の認識について、現実空間と同様の距離感を得るために必要な仮想空間のモデル表現精度を明らかにすることができた。引き続き、VR技術を用いた歩行実験の可能性を検討する。さらに、平成29年度に実施予定であった「(4)歩行経路選択行動のモデル化手法を検討」の一部を先行して実施した。上記のとおり、次年度計画予定だった内容を先行して実施できたが、幅広い年代を対象としたアンケート調査の実施を次年度に持ち越しているため、「(2)おおむね順調に進展している。」を選択した。研究実施計画書に沿って(1)(3)を実施し、さらに(4)を先行して検討した。(1)被験者15名にアンケート調査を実施し、歩行経路選択行動モデルを作成した。AHP法を用いて各歩行経路特性の重要度を被験者ごとに算出することができた。しかし、嗜好の多様性を重視して多数の歩行経路特性を採用したため、アンケート回答負荷の問題が発生した。

当初はアンケートの対象年代を広げることを計画していたが、次年度は対象年代を絞って被験者の負荷を抑えるための改良を優先して実施する。(2)ダイクストラ法を用いた最適経路提案プログラムを作成した。まず、現地調査と地図を用いて歩行可能空間の連続性を確認しながら、歩行者ネットワークデータをGISで作成した。そして最適経路提案プログラムを用いて、単一の歩行経路特性を考慮した最適経路を提案できることを確認した。次年度は複数の歩行経路特性を考慮した最適経路提案を実施する。(3)対象地域において各歩行経路特性値の情報を収集した。GISとGoogleストリートビューを用いて道路区間毎に特性値の情報を収集し、一部の特性(通行量等)は次年度実施予定の歩行実験と同じ環境条件(季節、時間等)を必要とするため、次年度の歩行実験に合わせて収集する。(4)歩行実験の方法を検討し、実験で使用するプログラムを試作した。昨年度実施のアンケート調査により、経路選択に関する歩行実験では、天気や気温等の環境条件を統一する必要があることが明らかになった。そこで実空間における歩行実験と2種類のVR歩行実験の計3種類の方法を比較し、全天球画像をヘッドマウントディスプレイで提示して歩行経路を選択させる方法でVR歩行実験を実施することとした。さらに、全天球画像を提示して被験者が経路を選択するVR歩行実験用プログラムを試作した。全天球画像の適切な撮影間隔、撮影方法の検討については、次年度の検討課題とする。今年度の計画に基づき、(1)AHP法による個人の歩行経路選択行動のモデル作成、(2)現時点で収集可能な歩行経路特性値の情報収集、(3)ダイクストラ法による単一の歩行経路特性を考慮した最適経路の提案を実施した。さらに(4)次年度の主な計画である歩行実験に向けて、VR歩行実験のための方法を検討し、実験用のプログラムを試作した。アンケート回答負荷の軽減、複数の歩行経路特性を考慮した最適経路提案については次年度も継続的な改良の必要性が明らかになったが、次年度実施する歩行実験の準備を先行して実施できているため、「(2)おおむね順調に進展している。」と判断した。昨年度明らかになった次の課題(1)(2)の解決に取り組んだ.そして,研究実施計画に沿って,(3)を実施し,明らかとなった問題点を整理した.(1)昨年度実施したアンケート調査(歩行経路嗜好調査)で,被験者によっては回答負荷が非常に大きくなる課題が明らかとなった.そこで今年度は,調査方法を工夫して,回答負荷を抑えるようにアンケート調査票を修正した.(2)昨年度作成した最適経路提案プログラムを拡張し,複数の歩行経路特性を組み合わせて最適経路を提案する手法を構築した.(3)今年度実施を計画していた歩行実験について,当初はヘッドマウントディスプレイ(HMD)を用いたVR歩行実験を予定していた.しかし,実空間とVR空間における歩行経路選択傾向の比較実験にて,実空間とVR空間では歩行経路の選択結果が一致しない被験者が見られた(被験者10名中5名).原因としてコントローラや機器環境の影響が考えられたが,今年度は原因の特定には至らなかった.
グリア由来神経栄養因子としてのL-セリン供給機構の解明と神経再生への応用

非必須アミノ酸の1つであるL-セリンは、培養ニューロンに対して強力な神経栄養効果を及ぼす。L-セリン合成酵素3-phosphoglycerate dehydrogenase (3PGDH)の発現解析から、ニューロンにはセリン合成能がなく、脳内では専らグリア細胞が合成していることを以前明らかにしている。昨年度は、L-セリンの輸送機構を明らかにするために、L-セリン輸送能を持つ中性アミノ酸トランスポーターASCT1に着目し、その特異抗体を作成し、成熟脳において発現細胞を解析した。その結果、胎児期から成熟期に至るまで、ASCT1は3PGDHを発現するグリアに共発現することを見い出した。この成果は、脳においてグリア細胞がセリンの脳内合成だけでなく、その供給の中心的役割を担っていることが示唆された。本年度は、この成果を脊髄および末梢神経系にも適用できるか、さらに神経損傷後のセリン合成酵素の発現局在変化を追求した。坐骨神経を通る感覚性および運動性経路に沿って3PGDHの細胞発現を検討したところ、後根神経節の衛星細胞、髄鞘形成するシュワン細胞、運動ニューロン周囲のニューロン周囲希突起膠細胞の3種に強い陽性反応を認め、神経線維束の間に介在する線維芽細胞にも若干の発現が観察された。一方、ニューロンの細胞体や軸索には、全く3PGDHの発現は検出できなかった。挫滅損傷を与えると、シュワン細胞と線維芽細胞の3PGDHの発現が転写および翻訳レベルで増強したが、ニューロンや軸索、マクロファージは陰性のままであった。以上の結果より、末梢神経系においても、セリンの合成はニューロンにはなく、その周囲の支持細胞(グリア細胞や線維芽細胞)が担っており、機能維持や損傷後の神経再生に寄与している可能性が示唆された。これまで、小脳プルキンエ細胞の成長樹状突起がバーグマングリアの放射状突起に接しながら軟膜方向へと伸展していく事実を見い出した(Yamada et al.,2000)。さらに、アミノ酸の1種であるセリンがプルキンエ細胞の存在と樹状突起伸展を促進する作用を見い出した(Furuya et al.,2000)。これらの研究成果を背景に、本年度は、樹状突起の伸展を促すセリンの脳内産生細胞について、マウス脳を用いて解析した(Yamasaki et al.,2001)。その結果、セリン合成酵素である3-phosphoglycerate dehydrogenase(3PGDH)はニューロンには発現していないことが判明した。3PGDHを発現する細胞は小脳ではバーグマングリアなどの星状膠細胞と、嗅神経を被覆する嗅神経被覆グリアに特異的に発現していた。セリンがグルコースを出発材料とする解糖系の中間体を基質として合成されることを考えあわせると、この特異な細胞発現は、ニューロンでは専らグルコースをエネルギー産生の為に用い、エネルギー基質の損失を伴うセリン合成は周囲のグリア細胞が担当し、機能的なカップリングを形成していることを示唆するものである。L-セリン合成酵素3-Phosphoglycerate dehydrogenase (3PGDH)の発現解析から、ニューロンにはセリン合成能がなく、脳内では専らグリア細胞が合成していることを以前明らかにしている。本年度は、L-セリンの輸送機構を明らかにするために、L-セリン輸送能を持つ中性アミノ酸トランスポーターASCT1に着目し、その特異抗体を作成し、成熟脳において発現細胞を解析した。その結果、ASCT1の発現は胎生期から生後初期にかけて脳全体で高かった。胎児期におけるASCT1発現細胞は、3PGDHを発現する放射状グリアと、3PGDHを発現しない血管内皮細胞であった。

金コロイド免疫電顕法により、胎児血管内皮細胞の管腔側および脳室側両方の細胞膜に分布していた。生後発達過程で、放射状グリアのASCT1発現は星状膠細胞へと受け継がれた。対照的に、血管内皮細胞での発現は生後2週以降消失し、ASCT1陰性の血管内皮細胞はASCT1陽性の星状膠細胞のグリア境界膜に被われるようになった。胎児血管における高レベルのASCT1の一過性発現は、胎児脳がセリンを含む中性アミノ酸に対する高い血管輸送能を有していることを示唆する。また、放射状グリアおよび星状膠細胞における3PGDHとASCT1の共発現は、これらのグリア細胞がセリンの脳内合成と供給の中心的役割を担っていることを示唆する。以上の結果から、血管由来およびグリア細胞由来のセリンが発達期の活発な脳成長を支えており、脳の成熟とともにセリン供給をグリア細胞に委ねるようになるものと考えられる。非必須アミノ酸の1つであるL-セリンは、培養ニューロンに対して強力な神経栄養効果を及ぼす。L-セリン合成酵素3-phosphoglycerate dehydrogenase (3PGDH)の発現解析から、ニューロンにはセリン合成能がなく、脳内では専らグリア細胞が合成していることを以前明らかにしている。昨年度は、L-セリンの輸送機構を明らかにするために、L-セリン輸送能を持つ中性アミノ酸トランスポーターASCT1に着目し、その特異抗体を作成し、成熟脳において発現細胞を解析した。その結果、胎児期から成熟期に至るまで、ASCT1は3PGDHを発現するグリアに共発現することを見い出した。この成果は、脳においてグリア細胞がセリンの脳内合成だけでなく、その供給の中心的役割を担っていることが示唆された。本年度は、この成果を脊髄および末梢神経系にも適用できるか、さらに神経損傷後のセリン合成酵素の発現局在変化を追求した。坐骨神経を通る感覚性および運動性経路に沿って3PGDHの細胞発現を検討したところ、後根神経節の衛星細胞、髄鞘形成するシュワン細胞、運動ニューロン周囲のニューロン周囲希突起膠細胞の3種に強い陽性反応を認め、神経線維束の間に介在する線維芽細胞にも若干の発現が観察された。一方、ニューロンの細胞体や軸索には、全く3PGDHの発現は検出できなかった。挫滅損傷を与えると、シュワン細胞と線維芽細胞の3PGDHの発現が転写および翻訳レベルで増強したが、ニューロンや軸索、マクロファージは陰性のままであった。以上の結果より、末梢神経系においても、セリンの合成はニューロンにはなく、その周囲の支持細胞(グリア細胞や線維芽細胞)が担っており、機能維持や損傷後の神経再生に寄与している可能性が示唆された。
大腸癌細胞と肝類洞壁内皮細胞の相互作用による肝転移メカニズム

大腸癌が原発巣より門脈血中に侵入し、肝臓に接着・増殖し最終的に肝転移を形成すためには、いくつかのステップが考えられているが、門脈血中に侵入した癌細胞すべてが転移を形成するわけではなく、死滅する癌細胞も多く存在する。例えば、血液中に侵入したメラノーマ細胞であるB16は、0.1%以下の割合でしか転移を引き起こさない。癌細胞が死滅する理由に、機械的外傷・癌細胞自体の不安定さ・活性酸素の関与・生体の防御機構(T細胞・NK細胞・マクロファージの関与)が考えられている。今回我々は、大腸癌細胞が門脈血中で初めて肝類洞細胞と接触し、肝転移がコントロールされると仮説をたて、大腸癌肝転移抑制メカニズムを検討し若干の知見を得たので報告する。【目的】肝転移抑制メカニズムを解明するため高転移大腸癌株(CX-1)・低転移大腸癌株(Clone A)と分離培養した肝類洞壁内皮細胞(SEC)との相互関係をin vitroで検索した。【方法】(1)スイスマウスからSECを分離初代培養。(2)SECとヒト大腸癌株(高/低転移株)との接着試験および経時的接着率。(3)SECとヒト大腸癌株との培養下での、大腸癌細胞の形態変化と生存率を検討。【結果と考察】SEC分離初代培養の結果は,純度92%・活性度97%であり、活性は最長7日間低下することはなかった。この分離培養の実験系は十分に、in vitroの実験に使用できるものと判断された。SECとClone A/CX-1との接着率(90分)は、それぞれ50%/21%で、有意(p<0.05)に低転移大腸癌細胞がSECに接着した。興味深いことに,経時的な接着率では,CX-1の接着率に変化がないのに比し、Clone Aの接着率は90分以上経過すると有意に低下した。このことは、低転移大腸癌細胞はSECに有意に接着し何らかの原因で遊離することが示唆された。次にその原因を追求するために、その形態的変化を長時間培養の下に観察した。CX-1は24時間経過すると細胞同士が癒合し集落を形成するのに対して,Clone Aは30時間経過するまで形態変化を認めなかった。これは、SECと培養すると,Clone Aは増殖できない結果であった。上記結果をcell viabilityで証明するため、metabolic activityを検索したところ、CX-1は24時間経過してもなおかつ90%以上の活性を示した。しかし、Clone Aは4時間経過後から活性は低下し,24時間経過した段階では65%と有意に低下が認められた。このことは、肝類洞壁内皮細胞が,低転移性大腸癌株であるClone Aを死滅に導き、肝転移に際し抑制的に作用していることを示唆すると思われた。Fidlerらによれば、癌細胞の肺転移抑制にnitric oxideの関与が重要であると報告されている。今回我々も、nitric oxideを測定、その抑制剤であるNMMAを使用し、Clone A細胞のviabilityが改善されることを、確認している。【結論】肝類洞壁内皮細胞は、ヒト大腸癌肝転移にnitric oxideの関与により抑制的に働くと考えられ、大腸癌肝転移抑制メカニズムを知る上で重要な一見解と思われた。

CX-1は24時間経過すると細胞同士が癒合し集落を形成するのに対して,Clone Aは30時間経過するまで形態変化を認めなかった。これは、SECと培養すると,Clone Aは増殖できない結果であった。上記結果をcell viabilityで証明するため、metabolic activityを検索したところ、CX-1は24時間経過してもなおかつ90%以上の活性を示した。しかし、Clone Aは4時間経過後から活性は低下し,24時間経過した段階では65%と有意に低下が認められた。このことは、肝類洞壁内皮細胞が,低転移性大腸癌株であるClone Aを死滅に導き、肝転移に際し抑制的に作用していることを示唆すると思われた。Fidlerらによれば、癌細胞の肺転移抑制にnitric oxideの関与が重要であると報告されている。今回我々も、nitric oxideを測定、その抑制剤であるNMMAを使用し、Clone A細胞のviabilityが改善されることを、確認している。【結論】肝類洞壁内皮細胞は、ヒト大腸癌肝転移にnitric oxideの関与により抑制的に働くと考えられ、大腸癌肝転移抑制メカニズムを知る上で重要な一見解と思われた。大腸癌が原発巣より門脈血中に侵入し、肝移転を形成すためには、種々のステップが考えられているが、侵入した癌細胞すべてが転移を形成するわけではなく、死滅する癌細胞も多く存在する。血液中に侵入したメラノーマ細胞であるB16は0.1%以下の割合でしか転移を引き起こさないとの報告もある。癌細胞が死滅する理由に、機械的外傷・癌細胞自体の不安定さ・活性酸素の関与・生体の防御機構が考えられている。今回我々は、大腸癌細胞が門脈血中で最初に肝類洞壁細胞(50%以上は内皮細胞)と接触し、肝転移がコントロールされると仮説をたて、大腸癌肝転移抑制メカニズムを検討し若干の知見を得たので報告する。【目的】.肝転移抑制メカニズムを解明するため高転移大腸癌株(CX-1)・低転移大腸癌株(CloneA)と分離培養した肝類洞壁内皮細胞(SEC)との相互関係をin vitroで検索する。【方法】(1)スイスマウスからSECを分離初代培養した。(2)SECとヒト大腸癌株(高/低転移株)との接着試験および経時的接着率を検討した。【途中結果と考察】SEC分離初代培養の結果は、純度92%・活性度97%であり、活性は最長7日間低下することはなかった。この分離培養の実験系は十分に、in vitroの実験に使用できるものと判断された。SECとClone A/CX-1との接着率(90分)は、それぞれ50%/21%で、有意(p<0.05)に低転移性大腸癌細胞がSECに接着した。興味深いことに、経時的な接着率では、CX-1の接着率に変化がないのに比し、Clone Aの接着率は90分以上経過すると有意に低下した。このことは、低転移性大腸癌細胞はSECに有意に接着しながら何らかの原因で遊離することが示唆された。次にその原因を追究するために、現在その形態的変化を長時間培養の下に観察している状態である。大腸癌細胞が門脈血中で最初に肝類洞壁細胞(50%以上は内皮細胞)と接触し、肝転移がコントロールされると仮説を立て、大腸癌肝転移抑制メカニズムを検討し、前回若干の知見を報告した。
地域循環の拠点と基盤の整備による都市再生のシナリオ設計とその評価システムの構築

2005年2月に発効した京都議定書において,日本は温室効果ガスを基準年比で6%削減することが定められている.2001年のマラケシュ合意において,森林管理による吸収量を削減量に含むことが認められ,その上限値が設定されたことから,日本では3.9%分の削減を森林による炭素吸収量によってまかなう計画となっている.日本では,高度成長期に大量に建設された木造住宅が更新の時期を迎えており,膨大な炭素を蓄積している木造住宅の解体・新築を適切にマネジメントすることが求められている.そのような背景のもと,燃料用チップ化による熱回収技術やパーティクルボード化によるマテリアルリサイクル技術など,廃木材を対象とした再資源化技術の開発が進められている.しかし,木材の持つカーボンプール機能を長期にわたって適切に管理するためには,住宅の設計段階を対象とした対策,利用段階を対象とした対策,解体・廃棄段階を対象とした対策など,住宅のライフサイクル全体を対象として戦略的に対策を講じることが望ましい.そこで本研究では,循環型社会に適応する木造住宅の構法を提示することを目的として,伝統的構法による木造軸組み工法住宅の実験的研究および廃木材を利用した高品位炭の水質浄化性能を評価する実験室実験を行った.さらに,エンジニアードウッド化,製紙化,燃料用チップ化を対象として,木造住宅の部材特性を考慮して,廃木材の再資源化に伴うCO2排出量,付加価値を算出し,再資源化技術の環境効率を比較した.今後は,環境効率の評価結果を,製品の初期設計に反映させるシステムの構築が求められる.そのプロトタイプとして,循環技術の地域展開による都市再生のシナリオを構築して検証するための地理情報データベースのプラットフォームをWeb上に形成するための論理フレームを構築するとともに,その試行的利用を行った.2005年2月に発効した京都議定書において,日本は温室効果ガスを基準年比で6%削減することが定められている.2001年のマラケシュ合意において,森林管理による吸収量を削減量に含むことが認められ,その上限値が設定されたことから,日本では3.9%分の削減を森林による炭素吸収量によってまかなう計画となっている.日本では,高度成長期に大量に建設された木造住宅が更新の時期を迎えており,膨大な炭素を蓄積している木造住宅の解体・新築を適切にマネジメントすることが求められている.そのような背景のもと,燃料用チップ化による熱回収技術やパーティクルボード化によるマテリアルリサイクル技術など,廃木材を対象とした再資源化技術の開発が進められている.しかし,木材の持つカーボンプール機能を長期にわたって適切に管理するためには,住宅の設計段階を対象とした対策,利用段階を対象とした対策,解体・廃棄段階を対象とした対策など,住宅のライフサイクル全体を対象として戦略的に対策を講じることが望ましい.そこで本研究では,循環型社会に適応する木造住宅の構法を提示することを目的として,伝統的構法による木造軸組み工法住宅の実験的研究および廃木材を利用した高品位炭の水質浄化性能を評価する実験室実験を行った.さらに,エンジニアードウッド化,製紙化,燃料用チップ化を対象として,木造住宅の部材特性を考慮して,廃木材の再資源化に伴うCO2排出量,付加価値を算出し,再資源化技術の環境効率を比較した.今後は,環境効率の評価結果を,製品の初期設計に反映させるシステムの構築が求められる.そのプロトタイプとして,循環技術の地域展開による都市再生のシナリオを構築して検証するための地理情報データベースのプラットフォームをWeb上に形成するための論理フレームを構築するとともに,その試行的利用を行った.埼玉県の住宅ストックを対象として,木材に由来する炭素のストック・フロー量を把握した.その上で,木材の循環利用を促進する技術の開発,多段階活用による環境改善効果およびコストを算定している,木材の循環利用技術として,解体材を再び構造材として再利用する部材リユース,チップ化した廃木材をエンジニアードウッドの原料として再生利用するマテリアルリサイクル,廃木材をチップ化して燃料代替としてエネルギー利用するサーマルリサイクルを取り上げる.各循環利用技術を組み合わせた循環利用施策プログラムを設定し,木造住宅のライフサイクルにおけるCO_2排出量およびコストの算定を通じて評価を行った.木材が焼却処分等により炭素を放出するまでの間は,伐採された木材への炭素蓄積量を将来排出される潜在的な炭素排出量とみなし,木造建築物の耐用年数を炭素蓄積期間とする.また,植林に関しては,木造建築物の耐用年数が森林伐採跡地への植林による炭素吸収期間に相当するとみなし,耐用年数を育林期間と仮定して炭素吸収量を推計した.平成14年には,全体で190kt-Cの炭素が投入され,39.7kt-Cの炭素が放出されたことが分かった.時系列の変化を見ると,廃木材の焼却によるCO_2排出量は10年間で約4倍に増加する結果となり,年間炭素放出量は,10年間で5.4倍となり,今後も高い水準で推移することがわかった.さらに,木造建築物を対象としてライフサイクルでの二酸化炭素排出量およびコストを算出し,木材循環を図るための施策プログラムの評価を行った.その結果,部材リユースとEW化の間には,CO_2排出量とコストに関してトレードオフの関係があることが分かった.廃木材の循環利用を促進するためには,各技術の特性・地域の特性を活かしたプログラムの設計が重要となることがわかった.同様のシステムを用いて,評価システムの構築と岡山エコタウンにおける解析への応用を図った.

循環型社会に適応する木造住宅の構法を提示することを目的として,伝統的構法による木造軸組み工法住宅の実験的研究を行っている.今年度は,実験住宅に使用している耐力壁(土壁)の構造性能を明らかにすることを主題にして実験を行うとともに,木造住宅の部材特性を考慮して,廃木材の再資源化に伴うCO2排出量,付加価値を算出し,再資源化技術の環境効率を比較した.実験住宅に採用した土壁に関して,その下地から耐力要素毎に試験体を作成して,繰り返し載荷実験を行い,新築・再築という条件を加える.それらの条件のもとでの耐力要素毎の剛性,耐力,変形性状を明らかにして,木小舞による土壁の構造性能を評価する評価する.試験装置は,タイロッド式(JISA1414)を採用した.載荷方法は載荷速度0.05cm/秒程度で変位制御をパソコンソフトで制御する自動載荷システムを用いた.試験体は貫壁12体,木小舞壁3体、土壁2体,合計17体である.その結果,木小舞を用いた土壁はある程度の初期剛性を有し,かつ大変形領域まで粘るという特性を持っていることが明らかとなり,建物の耐震性能を強度ではなく,粘りで確保しようとする伝統的な建物にはよく合うことが分かった.最後に,エンジニアードウッド化,製紙化,燃料用チップ化を対象として,木造住宅の部材特性を考慮した再資源化技術の環境効率を比較した結果,燃料用チップ化による熱回収,建材化,製紙原料化の間には大きな差が見られないことが明らかとなった.廃木材の供給量と再資源化利用の需要量の地域バランスなどの地域特性を考慮して,木材再資源化施策への展開を図ることが,今後の課題となる.循環技術の地域展開による都市再生のシナリオを構築して検証するための地理情報データベースのプラットフォームをWeb上に形成するための論理フレームを構築するとともに,その試行的利用を行った.
未知なるオルガネラ“トランスゴルジ網（ＴＧＮ）”の動的解析と生理学的意義の解明

植物細胞ではTGNは分泌経路と液胞輸送経路の分岐点となるコンパートメントだけでなく、初期エンドソームとして機能する。しかしながらこのような分岐点としてのTGNの動態については全く明らかにされていなかった。そこで超解像ライブイメージング顕微鏡を用いてシロイヌナズナの根のTGNの動態の観察を行った結果、TGNにはゴルジ体のトランス槽側に存在するGA-TGNとゴルジ体とは独立して存在するGI-TGNの2種類が存在することを発見した。また、GI-TGNはGA-TGNの一部が解離することによって形成されること、GA-TGNとGI-TGNの数は植物の組織によって大きく異なることを発見した。トランンスゴルジ網(TGN)は、ゴルジ体のトランス槽の外側に存在する網目状の構造体で、ゴルジ体を通過したタンパク質が機能すべき場所に正しく輸送されるための選別を行うオルガネラである。植物細胞では、TGNは初期エンドソームとしても機能するという報告もあり、植物はポストゴルジ膜交通網やオルガネラ機能を動物や酵母とは独立して発達させてきたと考えられている。そのため、植物のTGNの構造・機能を理解することは、植物細胞生物学分野において非常に重要な課題の一つであり、本年度はTGNのダイナミクスの解析を行った。当研究室で開発された超解像ライブイメージン顕微鏡(SCLIM: super-resolution confocal live imaging microscopy)を用いてシロイヌナズナの根のTGNの動態の観察を行った結果、TGNはゴルジ体のトランス槽側に存在するGA-TGN (Golgi-associated TGN)とゴルジ体とは独立して存在するGI-TGN (Golgi-released independent TGN)の2種類が存在することを発見した。また、GI-TGNはGA-TGNの一部が解離することによって形成されることを4Dイメージンによって明らかにした。さらに、GA-TGNとGI-TGNの数は植物の組織によって大きく異なることから、「植物のTGNは細胞の分化状態や組織によってその挙動と機能を大きく変える」ことを見いだした。また、うどん粉病菌応答における重要な因子VAMP721がTGNによってその局在を制御されていることを見出した。そのため、植物のTGNの構造・機能を理解することは、植物細胞生物学分野において非常に重要な課題の一つであり、本年度は塩ストレス応答におけるTGNのダイナミクスの解析を行った。1/2MS培地にNaCl(100mM)を加えた高塩ストレス下ではTGNおよび単膜系オルガネラが小さくなることを発見し、超解像ライブイメージン顕微鏡(SCLIM: super-resolution confocal live imaging microscopy)を用いて確認した。また、1/10MS培地にNaCl(100mM)を加えた高塩ストレス下では、TGNを含むポストゴルジオルガネラが凝集体をすることを見出した。この凝集体形成には細胞骨格であるアクチン、微小管は関与しないことを明らかにした。さらに、TGN機能が損なわれたsyp4変異体ではNHX6の細胞内局在が異常になることから、syp4変異体が高塩ストレスに弱くなる原因の一つとしてNHX6が正しく局在できないために細胞内の塩濃度を調整できないことが考えられた。また、TGNが関与する葉緑体機能の発現維持機構を調べるため、病原菌応答において誘導される葉緑体局在因子EDS5(サリチル酸の輸送体)の局在解析を行った。その結果、野生型とsyp4変異体のどちらにおいてもうどんこ病菌感染時にEDS5は葉緑体に局在していた。この結果からEDS5はTGNが担う葉緑体機能の発現維持機構とは関係ないことが示唆された。そのため、植物のTGNの構造・機能を理解することは、植物細胞生物学分野において非常に重要な課題の一つであり、本年度は病原菌応答におけるTGNのダイナミクスの解析を行った。シロイヌナズナに感染することが出来ないうどんこ病菌を感染させるとうどんこ病菌侵入部位にGI-TGNが集まってくることを発見した。このGI-TGNの集積はTGN機能が損なわれた変異体syp4変異体では著しく弱くなった。さらに、sp4変異体では、うどんこ病菌感染時に細胞膜上でのSNARE複合体の形成(PEN1-VAMP721複合体)の形成が著しく低下していることを発見した。また、syp4変異体ではうどんこ病菌に感染しやすくなることから、GI-TGNによるタンパク質の局所的な輸送が病原菌抵抗性に必要であることが示唆された。

MS培地にNa+を過剰に加えて高塩ストレス処理を行うとTGNのサイズは減少するのに対して、MS培地の組成を1/10にしNa+を過剰に加えた高塩条件では、TGNはサイズが減少するのではなく凝集体を形成する。これらの結果から塩ストレス応答においてもTGNが重要な役割を果たしていること見出した。植物細胞ではTGNは分泌経路と液胞輸送経路の分岐点となるコンパートメントだけでなく、初期エンドソームとして機能する。しかしながらこのような分岐点としてのTGNの動態については全く明らかにされていなかった。そこで超解像ライブイメージング顕微鏡を用いてシロイヌナズナの根のTGNの動態の観察を行った結果、TGNにはゴルジ体のトランス槽側に存在するGA-TGNとゴルジ体とは独立して存在するGI-TGNの2種類が存在することを発見した。また、GI-TGNはGA-TGNの一部が解離することによって形成されること、GA-TGNとGI-TGNの数は植物の組織によって大きく異なることを発見した。ライブイメージングによるゴルジ体とTGNダイナミクスの解析については、2014年に論文発表を行うことができ、当初の計画以上に進展することができた。また、塩ストレス応答におけるTGNの役割についての新たな知見を得ることができた。植物細胞生物学今後は、ストレス応答(特に病原菌応答に注目して)におけるライブイメージングシステムを完成させ、TGNの役割の解明を目指す。ライブイメージングによるゴルジ体とTGNダイナミクスの解析については、論文発表を行うことができ、当初の計画以上に進展することができた。また、うどん粉病菌応答におけるTGNの役割についての新たな知見を得ることができた。平成26年8月に、本研究の主要課題である、TGNが関与するストレス応答の分子基盤を解明するため、うどん粉病菌感染下でTGNを介して輸送される因子の探索を行ったところ、平成26年12月に植物の生育が不十分のため、十分な実験結果を得ることが出来なかったことが判明した。そのため、再度植物を生育して実験を行う必要が生じたため、実験計画に3ヶ月の遅れが生じ、補助事業の本年度中の完了が困難となった。今後は、TGNとエンドソーム・TGN同士のダイナミクスについて超解像ライブイメージング顕微鏡を用いて観察し、植物のポストゴルジオルガネラの動態の解明を目指す。また、ストレス応答(特に病原菌応答に注目して)におけるTGNの役割の解明を目指す。物品費として、一般試薬300,000円、人件費として、技術補佐員の雇用費250,000円の計550,000円が必要である。当初の計画していた実験が大幅に遅れサンプルの作成に時間がかかってしまったため。研究が実施できる準備が整ったため、実験補助員を雇用して遅れた研究を遂行する。
肺癌における自己分泌型運動促進因子およびその受容体の発現

研究の目的肺癌は日本や米国において第1位の死亡率で診断技術の進歩にもかかわらずその予後の改善は少ない。また、癌細胞の運動能は癌転移や浸潤において重要な役割を担っている。癌細胞の運動能を刺激する自己分泌型運動促進因子であるAutocrine Motility Factor (AMF)は、癌細胞から分泌され、その受容体であるAutocrine Motility Factor Receptor (AMF-R)とともに腫瘍細胞の運動能と転移能を促進すると言われている。今回われわれは、肺癌臨床検体(主に手術症例)を用いて自己分泌型運動促進因子(AMF)およびその受容体(AMF-R)の遺伝子レベル、蛋白レベルでの発現量を計測しAMF,AMF-Rが予後判定や診断、腫瘍マーカーなどに使用できるか判定する。方法手術材料、培養細胞におけるAMF-RのRNAレベルでの発現RNA抽出はこれらの手術材料(切除した検体は切除直後ただちに液体窒素にて凍結し保存。)と培養細胞をsemiconfluentの状態でAGPC法を用いてRNAを抽出し、Real Time (RT)PCR法でAMF、AMF-R検出。結果および研究進捗1.遺伝子レベルにおいて手術検体約30症例よりRNA抽出終了、RT-PCR法によるAMF,AMF-Rの発現量を計測中。肺癌34症例中約27症例においてAMF,AMF-R発現陽性と判定した。2.蛋白レベルにおいて現在抗体作成を施行。約70%で遺伝子レベルと同一の結果が得られている。今後の展望1.遺伝子レベルにおいて。今後症例数を増やし、遺伝子レベルにおいてAMF,AMF-Rが予後や腫瘍マーカーとして使用可能か判定していくとともに、Real Time (RT)PCR法を使用し、術中リンパ節における発現を計測、リンパ節郭清の必要性についても検討していく予定。2.蛋白レベルにおいて。免疫染色により蛋白レベルでの発現量を計測中。なお,これらの手術材料に関しては患者の同意書を得ているものだけを使用しております。目的今回われわれは、肺癌臨床検体(主に手術症例)を用いて自己分泌型運動促進因子(AMF)およびその受容体(AMF-R)の遺伝子レベル、蛋白レベルでの発現量を計測しAMF,AMF-Rが予後判定や診断、腫瘍マーカーなどに使用できるか判定する。方法1.遺伝子レベルにおいてAMF,AMF-Rに特異的なprimer作成。臨床検体よりAGPC法によりRNA抽出、cDNA作成し、RT-PCR法により遺伝子発現量を測定とした。遺伝子発現量はアガロースゲル電気泳動しイメージアナライザーにより、バンド量比を測定。肺癌と正常肺でのAMF,AMF-Rの発現量を比較検討。2.蛋白レベルにおいてAMF,AMF-Rに対しての抗体を作成し、免疫染色などにより蛋白レベルでのAMF,AMF-Rの発現を計測。結果および研究進捗1.遺伝子レベルにおいて検体約30症例よりRNA抽出終了、RT-PCR法によるAMF,AMF-Rの発現量を計測中。肺癌30症例中約25症例においてAMF,AMF-R発現陽性と判定した。今後症例数を増やし、遺伝子レベルにおいて予後や腫瘍マーカーとして使用可能か判定していく予定。2.蛋白レベルにおいて現在抗体作成の準備中であり、免疫染色などにより蛋白レベルでの発現量を計測する予定。
超高エネルギー連星系における相互作用と放射のダイナミクス

超高エネルギーガンマ線連星系(1超電子ボルトよりも高いエネルギーのガンマ線を出す連星系)における活動性の起源とコンパクト天体の性質を解明するために、個々の系に対して3次元流体シミュレーションに基づく高エネルギー放射計算を行い観測と比較した。また、超高エネルギーガンマ線連星系の潜在的候補天体であるBe/X線連星系(Be星と中性子星の連星系)に見られる突発的なX線増光現象の起源について、3次元流体シミュレーションに基づき、新しいシナリオを提案した。超高エネルギーガンマ線連星系における活動性の起源とコンパクト天体の性質を解明するために平成25年度には以下の研究を行った。【プログラムの改良】大質量星の恒星風に対する放射の影響を取り入れるために、これまでは放射の効果を擬似的に取り入れていたが、放射による力を各点の速度勾配を用いて正しく計算するようにプログラムを改良した。しかし、シミュレーションでの速度分布の揺らぎが大きく、そのために現時点では放射による恒星風の加速が期待通りのものにはなっていない。速度分布の揺らぎを低減する工夫が必要である。【超高エネルギーガンマ線連星系におけるBe星星周円盤の構造と放射の計算】前年度に引き続き、ガンマ線連星系LS 5039に対してパルサー風と恒星風の衝突のシミュレーションを行うとともに、新たにそのデータを用いて熱的X線放射の計算を行い、パルサー風の強度の上限を求めた。また、新たに2つのガンマ線連星系(HESS J0632+057, Cyg X-3)に対する3次元シミュレーションを行い、これらの系での衝撃波領域の構造や降着流の構造を初めて明らかにした。また、Cyg X-3に対して、シミュレーションに基づくX線放射・吸収の計算を行い、観測と比較した。後者については、シミュレーションから計算したX線光度曲線と観測されるX線光度曲線の間に食い違う部分があり、現在、その原因を調査中である。【Be/X線連星系の3次元SPHシミュレーション】Be/X線連星系の大規模X線増光現象(ジャイアント・アウトバースト)の起源を解明するための第一歩として、潮汐トルクと粘性トルクの働きをシミュレーションで調べた。また、ワープした円盤の計算方法について検討し、当初考えていたaritificial conductivityの導入をやめ、コードを大幅に書き換えて物理的に正しいシミュレーションを行うことにした。本研究の目的は、超高エネルギーガンマ線連星系の活動性の起源を、2つの競合モデル(降着モデルとパルサー風モデル)に沿った3次元流体シミュレーションを行い、得られた結果を観測と比較して明らかにすることと、超高エネルギーガンマ線連星系の候補天体であるBe/X線連星系(Be星と中性子星の連星系)に見られる大規模なX線増光現象の起源を3次元シミュレーションと放射計算により明らかにすることの2つである。そのための第1段階として以下の研究を行った。【SPHコードの改良】降着シミュレーションのために、粒子を分割することで高精度を得るアルゴリズムをSPHコードに組みこんだ。改良したコードを超高エネルギーガンマ線連星系の降着シミュレーションに適用し、おおむね期待通りの高精度化がなされることを確認した。しかし、ときおり粒子の適切な分割に失敗するので、現在、その原因を調査中である。【SPHコードと放射輸送コードのインターフェースの開発】Be星を持つ系では、星周円盤からの放射を調べることで相互作用のタイプや性質を探ることができるので、SPHシミュレーションの結果を放射輸送計算コードに読み込ませて放射計算を行うことが重要である。そのためのインターフェースを開発した。【超高エネルギーガンマ線連星系の3次元SPHシミュレーション】コンパクト天体の性質が解っていない超高エネルギーガンマ線連星系のうち、性質の異なる2つの系LS 5039とLS I +61 303に対して、パルサー風モデルに基づく3次元シミュレーションを実施し、パルサー風の強さが衝撃波領域やBe星星周円盤の構造に与える影響を明らかにした。【Be/X線連星系の大規模X線増光現象のシミュレーション】ワープしたBe星星周円盤からの降着現象の近似として、軌道面から傾いた円盤からの降着シミュレーションを行い、傾きと降着率の関係を求めた。高エネルギーガンマ線連星系とBe/X線連星系の活動性の起源を解明するために平成26年度には以下の研究を行った。【SPHコードの改良】超高エネルギーガンマ線連星系の中で最も謎に満ちた天体(HESS J0632+057)における相互作用の性質を解明するため、パルサー周囲のガス圧がパルサー風の動圧よりも大きいときにはパルサー風が抑止される効果をコードに組み込んだ。また、密度の大きく変化するところの計算精度を上げるため、変分原理に基づく定式化を用いてコードを改良した(いわゆるgrad-h項の導入)。【超高エネルギーガンマ線連星系に対するSPHシミュレーション】

パルサー風抑止効果を取り入れたコードを用いて、HESS J0632+057に対する世界で初めての3次元シミュレーションを行った。【超高エネルギーガンマ線連星系に対する放射輸送計算と観測との比較】パルサー風抑止効果を考慮したHESS J0632+057のSPHシミュレーションに基づき、衝撃波領域からの非熱的高エネルギー放射を計算し、その結果が観測と良く一致することを示した。これにより、この系のコンパクト天体の正体が中性子星であること、および独特なX線・ガンマ線光度曲線の起源がパルサー風とBe星星周円盤の相互作用により引き起こされていることが明らかになった。【Be/X線連星系のワープした円盤のシミュレーション】Kozai-Lidov mechanismに関する新たな研究に触発され、当初の計画を変更して、軌道面から大きく傾いたBe星ガス円盤の進化を3次元SPHシミュレーションで調べ、このようなガス円盤ではKozai-Lidov mechanismにより円盤の離心率が長周期で振動すること、そしてその振幅は時間と共に減衰することを確認した。天文学研究目的達成のためには、(1)SPHコードを改良し、(2)超高エネルギーガンマ線連星系の3次元SPHシミュレーションを2つの競合モデルに沿って行い、(3)結果を観測と比較してモデルに制限を与えることと、(4)Be/X線連星系の大規模X線増光現象の起源を明らかにするために、ワープしたガス円盤からの降着シミュレーションを行い、(5)結果を観測と比較してモデルの成否を決定することが必要である。全体として最終的なゴールに対して約40%が達成されたと考える。各段階における達成度は次の通り。【(1)SPHコードの改良】SPHコードをいくつかの点で改良できたが、ワープしたガス円盤のシミュレーションのためのコード改良が必要。達成度は60%。【(2)超高エネルギーガンマ線連星系のSPHシミュレーション】新たに2つの異なるタイプのガンマ線連星のシミュレーションを始め、そのうちの1つの系についてシミュレーションを終了した。達成度は70%。【(3)超高エネルギーガンマ線連星系のシミュレーション結果と観測との比較】当初の計画は可視光と赤外線での比較だったが、今年度は2つの系に対してシミュレーションに基づくX線放射を計算し、観測と比較した。波長域が異なるので評価が難しいが、自分では40%程度の達成度であると考える。【(4)Be/X線連星系のワープしたガス円盤からの降着シミュレーション】現時点では、傾いた円盤からの降着シミューションを少し発展させただけである。ワープした円盤のシミュレーションを行うためにはコードの大幅な改良が必要であり、そのことも考えると達成度は約20%である。【(5)Be/X線連星系のシミュレーション結果と観測との比較】ワープした円盤からの降着シミュレーション、および降着流からの放射計算と観測との比較は最終年度に行う予定である。現時点での達成度は0%。
近接場光による微細パターンの一括転写と立体的微細加工

近接場光の技術を利用したリソグラフィーや高密度光メモリーを実現するには、高いスループット(伝播光から近接場光に変換する光の効率)を持つプローブが要求される。100nm以下の微少開口を持つ近接場プローブを作製しその評価を行なった。このプローブは、マイクロマシニングによる半導体微細加工を利用して作製しているため、大量生産が可能であり、また高精度に微少開口を作製できるメリットがある。より高いスループットを得るための同軸型構造の作製方法を開発した。シリコンを比較的低温(950°C程度)でウエット酸化する際の異常成長を利用し、微少開口を形成することができた。SPM探針を作る際によく用いられるように、ウエット酸化により形成したシリコン酸化膜は、その酸化膜の局所的な圧縮応力などの原因によりコーナー部分などで成長速度が遅い。このため、逆ピラミッド状のエッチピットの底では、酸化膜が薄くなる。この酸化膜を化学エッチングし、この局所的に薄くなった部分に小さな微少開口を作ることができることを見いだした。微少開口形成後にAl/Cr等の金属を堆積し、金属の微少開口とする。前述した方法を用いて容量型原子間力顕微鏡プローブ先端に微少開口を持つプローブを作製した。このプローブでは、シリコン片持ち梁に加わる力を対向する電極との間の容量変化として検出できる。この微少開口の径は25nmである。この作製方法は、バッチプロセスにより一括に寸法の揃った多くの開口を形成できるメリットがある。またこの手法で作製したプローブは非常に高いスループットを持つことが分かった。
高周波大容量電動機駆動用電流形GTOインバータの試作研究

本研究の目的は、大電力用GTOサイリスタを主回路に用いて、高周波大容量誘導電動機駆動用の電流形インバータを試作開発することであった。本研究はインバータ部だけの開発ではなく、商用電力を直流に変換するエンバータ部も含めた電動機駆動装置の開発で、実用化の開発研究である。大容量の誘導電動機を駆動する場合、まず低周波数で始動する。このとき、電動機の特性を低下させないためにP__ーWM制御を行ない、インバータ出力電流を正張波に近づける。本研究でもP__ーWM制御可能なインバータとするためにGTOサイリスタを主回路に用いている。また、高周波数領域では(100Hz以上400Hz程度まで)120°導面形にしている。2OKW程度のインバータを試作し、8極、400Hz、55KWの三相誘導電動機を駆動し、特性を実測し、基礎特性を明らかにしている。本装置をさらに実用的なものに開発するためには、商用3相電力を直流に変換するコンバータの特性改善が必要である。研究期間の後半ではこのことを中心に行なって多くの成果が得られた。すなわち、電力系統に接続されている負荷からは、高周波電流の発生は好ましくない。また、力率の悪化もさけなければならない。高調波電流のよくせいを高力率での運転を可能にするコンバータ側のPWM制御が、インバータ回路直流コンデンサの特性を利用し、可能となった。また、PWM制御するためのインバータ側の条件も実験研究し、その基本条件を明確にしている。本研究の成果は、日本の電気学会、米国の電気電子学会で発表、公表し、省資源、省エネルギーなどに効果を持つものである。本研究の目的は、大電力用GTOサイリスタを主回路に用いて、高周波大容量電動機駆動用の電流形インバータを試作開発することであった。昭和62年度は、初年度であり、電流形GTOインバータの転流エネルギー処理回路やスナバー回路、ゲート制御回路などを試作し、基本回路を研究して成果を上げた。本年度は、電流形GTOインバータで誘導電動機を駆動する場合のシステムを中心に研究した。すなわち、三相交流電源で駆動するので、まず、交流直流変換器(サイリスタ・コンバータ)の改善と実用的回路の開発、インバータ部のPWM制御化による誘導電動機駆動特性の向上を中心に研究した。本インバータ装置の転流エネルギー処理回路の特性を利用し、その中にある直流コンデンサに充電されている電荷を放電し、その電圧でサイリスタで構成させるコンバータを一括消弧させ、PWM制御が可能となった。このため、商用の交流電源は、低次の高調波電流が流れず、基本波力率も1に保つことができるので実用的である。また、このPWM制御するためのインバータ側の条件についても詳細に研究した結果、誘導電動機を高周波運転しているときは当然としても、低周波で始動する場合には、インバータ側もGTOサイリスタのスイッチング時間の許す範囲でPWM制御の数をふやしその、スイッチング時の転流エネルギーを直流コンデンサに貯えることによって、コンバータ側のPWM制御範囲を拡大できることも確認されている。本研究の成果は、日本の電気学会はもちろん、米国の電気電子学会でも多く、発表している。
インテグリンレセプターにおける細胞膜をはさんだ双方向性シグナル伝達機構

我々はこれまで数年間の研究でインテグリンの細胞外ドメインの構造が活性化やリガンド結合によって大きく変化することを明らかにした。細胞外ドメインのおおまかな構造はX線結晶解析から、短い細胞内ドメインペプチドの構造はNMRでそれぞれ解かれているが、シグナルの"関所"とも言える両サブユニットの膜貫通ドメインについては、そもそも膜内で安定な2量体を形成しているのかさえ実験的には確かめられていなかった。そこで膜貫通部位の残基に一つ一つしらみつぶしにシステイン変異を導入して細胞にトランスフェクトし、サブユニット間のジスルフィド結合形成を見ることによって位置情報を得る、という「システインスキャンニング」を行った。膜貫通ドメインに埋もれている残基はたとえ近くにあってもジスルフィドを形成できないが、酸化剤で処理することによってこれを誘導することができる。このような実験を、血小板のインテグリンであるα_<llb>β_3の各サブユニットの膜貫通部位付近の多数の残基のペアにたいして行い、以下の情報が得られた。(1)α_<llb>サブユニットではTrp^<698>が、β_3サブユニットではVal^<695>が、それぞれ細胞外ドメイン-膜内部位の境界であること。(2)両サブユニットの膜貫通ヘリクスは、低親和性状態では特異的な配向をもって会合しており、特にα_<llb>サブユニットのTrp^<698>,Val^<969>,Gly^<972>、β_3サブユニットではVal^<696>,Leu^<697>,Val^<700>がそのインターフェースに来ること。(3)活性化されたインテグリンでは上記のインターフェースが壊れ、膜貫通部分においてサブユニットの解離が起こること。本研究によって、インテグリンの膜貫通ヘリクス部分の解離が細胞外にまで伝播して細胞外領域の構造変化を引き起こし、活性を制御するという、「中から外へのシグナル伝達」のメカニズムが明らかとなった。