hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下顎埋伏智歯の抜歯窩に生成した新生骨を用いた顎裂部への骨移植の有用性について

本研究計画に従い、3例の唇顎口蓋裂患者に対し,下顎埋伏智歯の抜歯とともに新生骨生成の場を確保した.その約3か月後に,抜歯窩に生成した新生骨を顎裂部へ骨移植した.移植後,X-PやCTにて移植骨の状態や骨架橋の形態を経時的に観察した.術前・術中・術後にかけて,口腔内外の病態写真(スライドを含む),石膏模型,X-P,CT等の資料を採取した.次に大学院生の協力を得て,X-PおよびCTをトレースして移植部の骨架橋の幅を計測するなど資料の分析と整理を行った.その結果は次の通りである.1.新生骨は腸骨海綿骨と同様に,成形に優れ操作性も良く,移植床の隅々まで適合良く充填できることがわかった.2.移植部には腸骨海綿骨と同様に,垂直的な幅が5mm以上の十分な骨架橋が形成され,本方法が有用であることがわかった.3.腸骨海綿骨移植において骨架橋が良好に形成される為には,大きい移植母床を形成して移植骨を十分に充填しなければならないとされているが,新生骨移植では骨供給量が少ない為に移植できる顎裂の幅に限界がある(最小幅が10mm以上のものは困難と思われる).人工材料の使用等の工夫が必要であることがわかった.本研究計画に従い、3例の唇顎口蓋裂患者に対し,下顎埋伏智歯の抜歯とともに新生骨生成の場を確保した.その約3か月後に,抜歯窩に生成した新生骨を顎裂部へ骨移植した.移植後,X-PやCTにて移植骨の状態や骨架橋の形態を経時的に観察した.術前・術中・術後にかけて,口腔内外の病態写真(スライドを含む),石膏模型,X-P,CT等の資料を採取した.次に大学院生の協力を得て,X-PおよびCTをトレースして移植部の骨架橋の幅を計測するなど資料の分析と整理を行った.その結果は次の通りである.1.新生骨は腸骨海綿骨と同様に,成形に優れ操作性も良く,移植床の隅々まで適合良く充填できることがわかった.2.移植部には腸骨海綿骨と同様に,垂直的な幅が5mm以上の十分な骨架橋が形成され,本方法が有用であることがわかった.3.腸骨海綿骨移植において骨架橋が良好に形成される為には,大きい移植母床を形成して移植骨を十分に充填しなければならないとされているが,新生骨移植では骨供給量が少ない為に移植できる顎裂の幅に限界がある(最小幅が10mm以上のものは困難と思われる).人工材料の使用等の工夫が必要であることがわかった.
マルチ・ラフ集合論によるリスク解析のための基礎理論の構築

最終年度については,これまでの研究を発展させると同時に,当初予想していなかった大きな発展があった.以下,4項目に分けて述べる.1.マルチ・ラフ集合論について,基本的な理論体系が完成した.関係データベースの記号をもとにした記法,基本演算,多様相論理との関係,理論的性質,可能性理論との関連などについてまとめ,英文学術誌論文として刊行した.2.新たに,マルチ・ラフ集合論がクラスタリングの拡張概念と必然的な関連性をもっていることが判明した.この理論は今後発展させ,ラフ集合論の新たな地平を開拓する予定である.ラフ集合論の国際会議RSCTCでこの研究成果について発表した.3.マルチ・ラフ集合論の拡張版として位置づけられるファジィ近傍システムを考察し,これをカーネルデータ解析の方法と関連付けることに成功した.このことによって,カーネルデータ解析とマルチ・ラフ集合という一見関連がないようにみえる二つの体系が密接に関係していることが明らかとなり,今後の理論・応用展開に新たな見通しができた.4.一方で,リスク解析への応用については,論文発表には未だ至っていないが,条件論理を用いた方法に基づく技法を利用するおおよその見通しが立っているため,近く発表したい.これらをまとめて自己評価すると,当初の見通しについては,すべての側面で研究発表には至っていないが,萌芽的研究であるため,基本的な部分が完成したことで,一応の成功と考えている.また,当初予定していなかった,クラスタリング,カーネルデータ解析について考えると,当初の予定よりもはるかに大きな成果を収めることができ,萌芽的研究の特性を十分に活かすことができた.今後,この研究で得られた成果を十分に活用していきたい.本年度は、研究の初年度であることと、萌芽研究であるということから、マルチ・ラフ集合のみならず、その基礎となる枠組みを再検討した。また、研究目的である基本的なマルチ・ラフ集合とその利用方法についての提案を行った。1.マルチラフ集合の基礎となる枠組みの再検討1.1マルチ集合とファジィマルチ集合を再検討し、マルチ・ラフ集合への延長を見込んだ形式と枠組みを一般化マルチ集合として提案した。この内容については、International Journal of Intelligent Systemsにおいて論文発表を行った。1.2今後マルチ・ラフ集合を取り扱うソフトウェアシステム開発のため、まず、基本的方法論として、マルチ集合とファジィマルチ集合に関するデータ構造と基本アルゴリズムの提案を行った。この内容については、Transactions on Rough Sets II, LNCSに論文発表を行った。1.3マルチ・ラフ集合の情報システムへの応用を見込んで、マルチ集合とファジィマルチ集合の情報システムへの応用について考察した。この研究内容について、Lecture Notes in Artificial Intelligenceに発表を行った。2.マルチ・ラフ集合の提案2.1マルチラフ集合のための、基本的用語を定義し、従来のラフ近似との比較を行った。研究内容については、2004年8月ラフ集合研究会において口頭発表を行った。なお、この内容は北海道大学村井哲也助教授らによって、同年12月のラフ集合と感性工学研究会において更に一般化され、発展している。2.2マルチラフ集合と多様相論理の関係について考察し、2004年12月のラフ集合と感性工学研究会において研究発表を行った。なお、リスク解析への応用については、現在考察中であるが、成果発表はまだ行っていない。今年度は,以下の3つの面から研究を行った.1.マルチ・ラフ集合と形式概念解析(formal concept analysis)との関連性について関連分野の研究者より質問と指摘があったため,これを受けて,ファジィ集合とともに,ラフ集合とマルチ・ラフ集合を含むクラスに関し,ガロワ結合(Galois Connection)について検討し、合せて、形式概念解析におけるexactnessに対応する概念を提案した.成果は,Proceedings of MDAI2005において発表した.なお、この考察において、ファジィ集合のメンバーシップの概念拡張の必要が生じ、マルチ集合における問題と合せて解決した結果をFuzzy Sets and Systemsにおいて発表した。2.マルチ・ラフ集合と関係データベースとの関連について研究協力者や関連分野の研究者と討議した結果,関係データベースの用語法と概念がマルチ・ラフ集合の記述に滴していることが明らかとなった.データベースにおける関係が,ラフ集合によるデータマイニングにおける情報表に対応していることは明らかであるが,属性をマルチ・ラフ集合で明示的に表すことができ、かつ、多様相論理との関連性から,様相論理における理論的諸結果が適用できるごとが明らかとなった.この成果は,先に研究した一般化可能性理論とも関連している.これらをまとめて,2006年3月にProceedings of ISME2006において公表する.3.リスク解析への応用については,現在考察しているマルチ・ラフ集合でも十分可能であるが,記述力を更に高めるシステムの提案が望ましい旨,研究協力者より指摘されている.このために条件論理などの考察を現在行っており,これについて成果は未だまとまっていないが,来年度に一定の成果が得られると予想している.このように,今年度は,調書で述べた基本的成果がおおむね得られ,予定外の理論的成果を得たが,最終年度に更なる発展をめざす.最終年度については,これまでの研究を発展させると同時に,当初予想していなかった大きな発展があった.以下,4項目に分けて述べる.1.マルチ・ラフ集合論について,基本的な理論体系が完成した.関係データベースの記号をもとにした記法,基本演算,多様相論理との関係,理論的性質,可能性理論との関連などについてまとめ,英文学術誌論文として刊行した.

2.新たに,マルチ・ラフ集合論がクラスタリングの拡張概念と必然的な関連性をもっていることが判明した.この理論は今後発展させ,ラフ集合論の新たな地平を開拓する予定である.ラフ集合論の国際会議RSCTCでこの研究成果について発表した.3.マルチ・ラフ集合論の拡張版として位置づけられるファジィ近傍システムを考察し,これをカーネルデータ解析の方法と関連付けることに成功した.このことによって,カーネルデータ解析とマルチ・ラフ集合という一見関連がないようにみえる二つの体系が密接に関係していることが明らかとなり,今後の理論・応用展開に新たな見通しができた.4.一方で,リスク解析への応用については,論文発表には未だ至っていないが,条件論理を用いた方法に基づく技法を利用するおおよその見通しが立っているため,近く発表したい.これらをまとめて自己評価すると,当初の見通しについては,すべての側面で研究発表には至っていないが,萌芽的研究であるため,基本的な部分が完成したことで,一応の成功と考えている.また,当初予定していなかった,クラスタリング,カーネルデータ解析について考えると,当初の予定よりもはるかに大きな成果を収めることができ,萌芽的研究の特性を十分に活かすことができた.今後,この研究で得られた成果を十分に活用していきたい.
摘出単一粘膜下腺を用いた気道分泌機序の解明

気道分泌機序の解明の為に、私共の開発した気道分泌のisi vitroのモデルである摘出粘膜下腺を用いて検索を行ない次の成績を得た。1気道分泌には筋上皮細胞の収縮による粘液のSqueejingと腺細胞からの分泌という2つの様式が存在し、前者は数分以内の知時間の分泌反応を示し、後者は数時間にわたる反応を反映していることが判明した。2これらの分泌反応は細胞内外の【Ca^(2+)】濃度に依存している。3前述の2つの分泌反応の神経支配が異なり、粘液のSqueejingは主にコリナージック、腺細胞からの分泌はそれに加えてα- β-アドレナージック及び非アドレナージック非コリナージックの支配を受けている。4種々の化学伝達物質には、直接的な分泌促進反応は認められなかったが、神経末端からのアセチルコリン遊離に対して増強効果が認められた。5サブスタンP(SP)が前述の2つの分泌様式の両方に働いて分泌亢進をもたらすことが明らかになり、その機序はいずれも神経末端からのACh遊離を介するものであることが判明した。6イヌ、ネコ、ヒトなど種属間であるいは気道の部位による明瞭な差異は、検索した限りでは見い出されなかった。7主に腺細胞からの分泌に対して気道上皮からの抑制因子が働いていることが明らかになり、これはコリナージックα-、β-アドレナージック、サイクリックAMP及びSPなどの刺激に際しての反応で明瞭に認められた。この抑制因子はシクロゲナーゼ又はリボキシゲナーゼ系のアラキドン酸の代謝物とは関連がないことが判明した。8腺分泌細胞に【Na^+】-【K^+】ATP aseが存在しこれに伴って【Cl^-】の移動、水分の移動が粘膜下腺を通して行なわれていることが推定された。
超高速非平衡現象の電子論

これまで開発してきた時間分解光電子分光装置(TARPES)を用いた精密測定を通して、固体物質やその表層域に生じる極端な非平衡現象を電子論的に解明することが、本研究の第一の目的である。また、非平衡状態を利用した新たな電子分光法の開拓も視野に入れる。TARPESをもちいることで通常の角度分解光電子分光法(ARPES)ではみることが出来ない非占有側のバンド分散を直接観測できる。この原理とTHz分光法を用いた低エネルギー域の光学伝導度測定を組みあわせることで、固体表層数ナノメートル域の表面電気伝導度を分光学的手法のみを用いて決定するプロジェクトを進めた。トポロジカル絶縁体Bi2Te3の占有側から非占有側に渡る表面バンド分散とTHzスペクトルの光学伝導度の情報を併せることで、33000 cm2/V/sを越える高い易動度を示すことを見出した。強相関電子系の非平衡電子状態は、強い相関に由来する特異な緩和過程が存在する可能性がある。特に本年は、電子-ボゾン結合が存在する際の普遍的な振る舞いの解明に向けた研究を展開した。Sr2RuO4のTARPESを行ったところ、電子状態の変化はフェルミ準位近傍40 meV以内で起きていることがわかった。このエネルギーは丁度電子励起とボゾンが相関することに由来するバンド分散の折れ曲がりの位置に相当し、同様の振る舞いは銅酸化物高温超伝導体にもみられている。試料の温度を上昇させたところ、約100Kを境に、緩和の特性が急激に変化した。この変化は、反射型の時間分解光学測定にも見出された。100 Kのエネルギースケールは丁度40 meVに対応する。この他、黒リンにおけるナノ秒を超える励起電子状態の観測やトポロジカル絶縁体表面の強光パルス照射による表面電子状態の改変などを誌上報告した。当初の計画は、以下の3つの指針に沿って研究を進めることにあった。(1)ARPESでは見ることのできない非占有側のバンド分散を直接観測できるという原理を用いたトポロジカル物質の研究;(2)固体表層数ナノメートル域における光現象を観測できる、という利点を生かして、固体表面の光機能に資する研究を展開する;(3)平衡状態から遠く離れた非平衡ダイナミクスの理解や法則の確立を目指して、キャリアダイナミクスの高精度測定を行う。指針(1)と(2)に沿って、Bi2Te3の表面易動度の全分光学的手法による決定を行った。また指針(3)に従って、Sr2RuO4のフェムト秒-ピコ秒域の電子緩和ダイナミクスを精査し、電子-ボゾン結合の強い系に現れるダイナミクスを系統的に調べた。また(2)に沿って黒リンやトポロジカル絶縁体表面の光機能化に資する研究を誌上発表した。また、これらの研究を国際連携を強化しつつ進めることを、当初計画していた。TARPESと相補的なTHz測定と反射型の時間分解光学測定はソウル国際大学にある韓国IBS-CCESとの共同の成果である。以上により、本研究課題は、当初の計画に沿っておおむね順調に進展していると判断した。当初の計画どおり、上記の3つの指針(1)ー(3)に沿って研究を進める。特に電子-ボゾン結合系における非平衡ダイナミクスを系統的に調べるために、新たにSr2RhO4単結晶についてTARPES測定を行う。この物質については、ソウル国際大において代表者が中心となって作製した6 eVレーザー高調波光源を用いることで、既に40 meV近傍に電子-格子相互作用に伴う折れ曲がり構造がバンド分散に現れることを確認している。この他、最近、一次元系の典型物質であるNbSe3の純良単結晶がKAISTで得られるようになり、やはり先述の6 eV光源を用いてバンド分散が明瞭に得られることを確認している。特に低次元物質では、光励起状態においてエキシトン形成が促進されることが知られており、特有の電子緩和が観測されることが期待される。トポロジカル絶縁体にフェムト秒域光パルスを照射すると、表面に存在するディラック電子状態において、反転分布が生じることを我々のグループにおいて発表している。この反転分布を利用して広帯域の光、特にTHz域の光に関して光学利得が得られる可能性がある。THz時間分解測定を行うことで、トポロジカル絶縁体表面の非平衡電子状態を用いた新しい光機能を追究する。

特に本年は、電子-ボゾン結合が存在する際の普遍的な振る舞いの解明に向けた研究を展開した。Sr2RuO4のTARPESを行ったところ、電子状態の変化はフェルミ準位近傍40 meV以内で起きていることがわかった。このエネルギーは丁度電子励起とボゾンが相関することに由来するバンド分散の折れ曲がりの位置に相当し、同様の振る舞いは銅酸化物高温超伝導体にもみられている。試料の温度を上昇させたところ、約100Kを境に、緩和の特性が急激に変化した。この変化は、反射型の時間分解光学測定にも見出された。100 Kのエネルギースケールは丁度40 meVに対応する。この他、黒リンにおけるナノ秒を超える励起電子状態の観測やトポロジカル絶縁体表面の強光パルス照射による表面電子状態の改変などを誌上報告した。当初の計画は、以下の3つの指針に沿って研究を進めることにあった。(1)ARPESでは見ることのできない非占有側のバンド分散を直接観測できるという原理を用いたトポロジカル物質の研究;(2)固体表層数ナノメートル域における光現象を観測できる、という利点を生かして、固体表面の光機能に資する研究を展開する;(3)平衡状態から遠く離れた非平衡ダイナミクスの理解や法則の確立を目指して、キャリアダイナミクスの高精度測定を行う。指針(1)と(2)に沿って、Bi2Te3の表面易動度の全分光学的手法による決定を行った。また指針(3)に従って、Sr2RuO4のフェムト秒-ピコ秒域の電子緩和ダイナミクスを精査し、電子-ボゾン結合の強い系に現れるダイナミクスを系統的に調べた。また(2)に沿って黒リンやトポロジカル絶縁体表面の光機能化に資する研究を誌上発表した。また、これらの研究を国際連携を強化しつつ進めることを、当初計画していた。TARPESと相補的なTHz測定と反射型の時間分解光学測定はソウル国際大学にある韓国IBS-CCESとの共同の成果である。以上により、本研究課題は、当初の計画に沿っておおむね順調に進展していると判断した。当初の計画どおり、上記の3つの指針(1)ー(3)に沿って研究を進める。特に電子-ボゾン結合系における非平衡ダイナミクスを系統的に調べるために、新たにSr2RhO4単結晶についてTARPES測定を行う。この物質については、ソウル国際大において代表者が中心となって作製した6 eVレーザー高調波光源を用いることで、既に40 meV近傍に電子-格子相互作用に伴う折れ曲がり構造がバンド分散に現れることを確認している。この他、最近、一次元系の典型物質であるNbSe3の純良単結晶がKAISTで得られるようになり、やはり先述の6 eV光源を用いてバンド分散が明瞭に得られることを確認している。特に低次元物質では、光励起状態においてエキシトン形成が促進されることが知られており、特有の電子緩和が観測されることが期待される。トポロジカル絶縁体にフェムト秒域光パルスを照射すると、表面に存在するディラック電子状態において、反転分布が生じることを我々のグループにおいて発表している。この反転分布を利用して広帯域の光、特にTHz域の光に関して光学利得が得られる可能性がある。THz時間分解測定を行うことで、トポロジカル絶縁体表面の非平衡電子状態を用いた新しい光機能を追究する。
フラクタル上の解析学の基礎

本研究では、自己相似集合あるいは自己相似格子上のラプラシアンについて以下ような研究をおこなった。1.無限自己相似格子上のラプラシアンのスペクトルの研究無限自己相似格子状のラプラシアンのスペクトルがいつpure pointになるのかについて研究をおこなった。特に、Nested fractalsに対応する無限自己相似格子で対称性を持たないものについては、ラプラシアンのsupport compactな固有関数でL^2空間の完全正規直交系が構成できることを示した。したがってこの場合にはラプラシアンのスペクトルはPure pointであることがわかった。Diamond fractalは無限分岐的な自己相似集合であり、その上のラプラシアンの構成には有限分岐的な場合のものをそのまま適用することはできない。しかしながら、Diamond fractalをいくつかのパターンに分解すると、そのおのおののパターンの組み合わせは有限分岐的であることがわかる。このことを用いてDiamond fractal上にラプラシアンを構成する方法を明らかにし、そのラプラシアンに関していくつかの数値実験をおこなった。3.自己相似集合上のラプブラシアンに対応する熱核の漸近挙動有限分岐的な自己相似集合上に定義されたラプラシアンに対応する熱核の対角成分の時間0に向けての漸近評価を、一般の測度の場合についておこなった。その結果、漸近挙動に関するマルチフラクタル構造を発見した。フラクタル上での解析には一般のフラクタル領域上のラプラシアンの定義、ラプラシアンのスペクトルの分布とその漸近挙動など、その解決には全く新しい発想を必要となる問題が多く残されている。本研究の大きな目的は、この未踏の分野「フラクタル上での解析」の基礎を確立することにある。本年度は特にpostcritically finiteself-similar set上のnon-regularなHarmonic structureに対応するDirichlet formの性質を中心に研究を行い位以下のような成果を得た。non-regularなharmonic structureから定義される自己相似なDirichlet formの場合には、格子点の全体の有効抵抗距離に関する閉包が自己相似集合に一致しないことを証明した。またBernoulli測度に関してこの閉包の測度が0または1であることを示して、どのような場合に0になるのか1になるのかを完全に決定した。さらに、Dirichlet formとBernoulli測度から定義されるLaplacianの固有関数が、自己相似集合上の連続関数に拡張できることを証明した。また固有値のcounting functionの漸近挙動がregularな場合と同様に決定できることを示した。また、(regularなharmocnic structureの場合も含めて対応する熱核の対角部分の時間が0に向かっての漸近挙動が、一般にスペクトル次元だけでは決定されないことを明らかにした。この背景には、始めに与えられたBernoulli測度と、Dicichlet formに付随するBernoulli測度が一般には異なるという事実がある。これまでに知られていた自己相似集合上の熱核の漸近挙動に関する結果(Barlow-Perlkins,Kumagaiet al.Hambly-Kumagai)はこの2つのBernoulli測度が一致する場合を考察していたのである。
n-3系列脂肪酸欠乏により学習能が低下する機構の解明

α-リノレン酸欠乏のサフラワー油(Saf)を2世代に渡ってラットに与えると、高α-リノレン酸のシソ油(Per)を与えた群と比較して、脳内DHA含量が半減するのに伴って明度弁別学習能が低下する。しかし、Saf群の2世代目離乳期よりDHAを投与したところ、脳内DHA含量はPer群のレベルまで回復したが、学習能は回復しなかった。この時Saf群では、アラキドン酸等のn-6系列脂肪酸の脳内レベルが高い値を示していた。そこで、Saf群の2世代目離乳期よりDHAの投与に加えて、摂取するn-6系列脂肪酸の量を減らしたところ、脳内n-6系列脂肪酸含量はPer群のレベルに低下し、学習能もPer群のレベルに回復した。このことから、α-リノレン酸欠乏による学習能の低下には、n-6系列脂肪酸の脳内レベルの増加が関与していることが示唆された。アラキドン酸由来の生理活性物質である2-アラキドニルグリセロール(2-AG)は、カンナビノイド受容体(CB1)を介して海馬のシナプス長期増強を抑制する。アラキドン酸含量の差を反映して、Saf群の脳内2-AGはPer群の約2倍のレベル存在した。この2-AGの増加がCB1を介して学習行動に影響を与えているかどうかを調べるために、CB1アンタゴニスト(SR141716A, SR)の投与の効果を調べた。Saf群で観察された摂食行動の亢進と自発運動量の増加はSRで抑制されたが、学習能には回復は見られなかった。以上より、学習能の低下はカンナビノイド受容体の機能では説明できないことが示された。一方で、カンナビノイド受容体を介して、脳内アラキドン酸含量の増加が摂食行動や自発運動量の増加に関与していることが明らかになった。
グルタミン酸トランスポータファミリーの構造機能相関の解析

グルタミン酸トランスポータファミリーは、グルタミン酸トランスポータと中性アミノ酸のトランスポータからなる。その基質結合部位同定のために部位特異的変異導入による取り込み阻害薬認識部位の解析、ファミリーのメンバー間の機能比較による構造・機能相関の解析に有用な情報の抽出を行った。グルタミン酸トランスポータEAAC1とGLT-1のジヒドロカイニン酸(DHK)感受性の違いに基づくキメラ解析で同定された領域(マウスEAAC1の301-338に相当)中のC-末側にあるserine rich部位を両者で相互に入れ替える部位特異的変異導入を行い、この部位がDHK感受性の決定において重要な部位であることを明らかにした。このserine rich部位は、恐らくDHK分子中のbulkyな構造を受け入れる部分であり、基質結合部位の一部を構成すると思われれるが、基質グルタミン酸分子と直接相互作用する部域ではないと考えられる。基質アミノ酸とより直接相互作用する部位及びNa^+結合部位の同定のための手掛かりを得る目的で、ファミリーメンバー間の詳細な機能の比較を行った。中性アミノ酸トランスポータASCT1とASCT2は、ASCT2がグルタミンとアスパラギンを輸送し、ASCT1が2個のNa^+と共役するのに対して、ASCT2は1個のNa^+と共役し、しかもLi^+を受け入れることから、両者の基質結合部位とNa^+結合部位が異なった性質をもつことが示された。さらに、マウスEAAC1はシステインを輸送するがマウスGLT-1のシステイン輸送活性は低いことが明らかになった。また、Na^+依存性トランスポータであるASCT1とASCT2がNa^+非依存的にアミノ酸の交換輸送を行うことが明らかになり、Na^+共役トランスポータとアミノ酸アンチポ-タの協関の観点から興味深い事実が掴えられた。本年度の成果は、さらなるキメラ解析による基質アミノ酸側鎖結合部位とNa^+結合部位の同定、C1チャネルpore領域を決定へと繋がるものである。
感覚神経損傷に伴う大脳皮質受容野の変容動態の時空間的解明

末梢神経損傷によって中枢神経回路の改編が起きるが、本研究ではその改編過程を観察し、どの回路が改編もしくは活性化されているのかを調べた。その結果、末梢神経損傷により大脳皮質の痛覚受容に関与する領域が活性化していた。一方で、遺伝子改変マウス(Krox20-Ai32)を用いて触覚経路のみを選択的に刺激し、大脳皮質の活動領域を可視化することにより、末梢神経が損傷されても中枢側の経路は退縮せずに残存していた。これらの結果は腕を失った場合に、腕の感覚が残存し続ける「幻肢」、さらに痛みが加わる「幻肢痛」のメカニズムに迫る知見であると考えられる。末梢神経を損傷すると、大脳皮質レベルでの大規模な受容野改変が起こる。この受容野改変が幻肢痛の脳内基盤とされており、この受容野改編機構の解明は幻肢痛のメカニズムの理解に必要である。しかし、具体的にどのような改編が起こるかは解明されておらず、なぜ幻肢が起こるのか、さらになぜ痛みを伴うのか、といったことは分かっていない。そこで本研究では、末梢神経損傷時に具体的どのような神経経路の活動が変化するのかに着目して、詳細な受容野改編機構を明らかにすることを目指している。本年度はまず、外部からの刺激入力に応じた大脳皮質の活動部位を長期間に渡って観察するために、内因性シグナルを用いたin vivo光学脳機能イメージングシステムを構築した。この技術により、約一ヶ月に渡って継続的に脳機能マップを同一個体で観察し続けることが可能となり、末梢神経損傷前と損傷後の脳機能マップを比較できるようになった。その結果、損傷によって痛み情報に関連した神経経路が活性化することが見出された。これは神経損傷による異常痛の脳内表現の解明に繋がる重要な知見であると考えられる。また、in vivoイメージングで得られたこれらの結果は、固定標本を用いて活性化部位を免疫組織化学的に可視化した場合にも観察されており、それらの結果は視床から大脳皮質に感覚情報が送られる段階ですでに痛み情報に関連した神経経路が活性化している可能性を示唆している。内因性シグナルを用いた光学イメージングシステムのセットアップが順調に完了し、重要な知見が得られている。またそれらの結果をサポートする免疫組織化学のデータなど、当初予定していなかった新たな手法の導入も進んだ。末梢神経損傷により中枢神経回路の改編が起きる。この回路改編の過程を観察するため、前年度に内因性シグナルを用いたin vivoイメージングシステムを立ち上げ、マウスのヒゲ感覚神経損傷により大脳皮質のdysgranular領域が活性化することを観察した。そこで本年度は、この領域が痛覚受容に関連した領域であることを証明するため、疼痛誘発物質であるカプサイシンをヒゲパッドに注射し、大脳皮質の当該領域が活性化するのかを神経活動の活性化マーカーであるc-Fosの発現により調べた。その結果、dysgranular領域の第4層でc-Fosの発現が上昇していることが分かった。このことはヒゲ感覚神経損傷によって活性化するdysgranular領域が痛覚受容に関与していることを示している。また、感覚入力の失われた経路の中枢側がどのように変化するのかを経時的に観察するため、三叉神経主知覚核(PrV)とその求心性線維である内側毛帯線維にChR2を発現したマウス(Krox20 Ai32)を作成し、in vivoにおいて内側毛帯線維を選択的に光刺激することで、末梢神経損傷時に大脳皮質においてヒゲ感覚領域がどのように変化・退縮するのかを観察した。従来は、ヒゲ感覚神経を損傷すると大脳皮質ヒゲ感覚領域(バレル皮質)の活動は低下し、領域が縮小すると考えられていた。しかし、実験結果では、ヒゲ感覚領域の退縮は観察されず、活動が維持されていることが分かった。これは腕を失った場合に、腕の感覚が残存し続ける「幻肢」のメカニズムに迫る知見であると考えられる。当初の計画通り、optogeneticsを用いた内側毛帯経路を賦活化しバレル皮質の活動を観察することに成功した。結果は従来から予想されてきたものとは異なり、「末梢神経損傷後も中枢神経経路が縮小せず維持されている」というものであったが、これはヒトで腕を失った際に現れる「幻肢」のメカニズムを考える上で重要な知見であり、研究は順調に進展していると言える。末梢神経損傷によって中枢神経回路の改編が起きるが、本研究ではその改編過程を観察し、どの回路が改編もしくは活性化されているのかを調べてきた。c-Fosを用いた免疫組織化学染色、および内因性シグナルを用いたin vivoイメージングにより、げっ歯類マウスのヒゲ感覚神経損傷により大脳皮質のdysgranular領域が活性化すること、その領域が痛覚受容に関与していることを示してきた。一方で、Krox20-Ai32マウスを用いて触覚経路のみを光刺激することにより、末梢神経が損傷されても中枢側の経路は退縮せずに残存していることも確認した。大脳皮質S1 granular領域においても痛覚に応答する細胞があることは、すでに知られている。そのため、末梢神経損傷によって中枢神経回路の改編が起き、dysgranular領域が活性化することが痛覚閾値を下げるのか、もしくはgranular領域に至る経路が残存していることが痛覚閾値を下げるのか不明である。そこでdysgranular領域とgranular領域のどちらが痛覚受容に関与するのかを明確にするため、電気生理学的な検証を行った。S1 granular

領域とdysgranular領域の同時記録を行い、ペルチェ素子を用いた熱刺激を与えた際にどちらの領域が活性化するのか、ピエゾ素子を用いた触刺激を与えた際にどちらの領域が活性化するのかを調べた。その結果、痛覚刺激である熱刺激に応答する細胞はgranular領域よりもdysgranular領域により多く存在することを確かめた。これらの結果は、末梢神経損傷によりdysgranular領域に至る経路が活性化することで痛覚受容が活性化していることを示唆している。末梢神経損傷によって中枢神経回路の改編が起きるが、本研究ではその改編過程を観察し、どの回路が改編もしくは活性化されているのかを調べた。その結果、末梢神経損傷により大脳皮質の痛覚受容に関与する領域が活性化していた。一方で、遺伝子改変マウス(Krox20-Ai32)を用いて触覚経路のみを選択的に刺激し、大脳皮質の活動領域を可視化することにより、末梢神経が損傷されても中枢側の経路は退縮せずに残存していた。これらの結果は腕を失った場合に、腕の感覚が残存し続ける「幻肢」、さらに痛みが加わる「幻肢痛」のメカニズムに迫る知見であると考えられる。光学イメージングシステムで得られた知見を、電気生理による神経活動の記録、および光遺伝学により詳細なメカニズムを明らかにしていく。イメージングにより観察された現象を神経細胞レベルでより詳細に検討するため、多チャンネル細胞外電位記録を用いて、末梢神経損傷によって大脳視床ー皮質回路でどの回路が活性化しているのかを調べていく予定である。神経生理学電気生理実験に使用する電極(特注品)の納品が間に合わなかったため。購入予定の物品が16,711円より高く、次年度に購入するのが妥当と判断したため。4月に電極の納品がされ次第、前年度分は使用されるため、使用計画は概ね申請書通りとなる。購入予定物品は2017年度4月中に納入予定であり、助成金の使用計画に変更はない。
松島の景観構造に関する調査研究

日本三景のひとつ「松島」は湾内に230あまりの島々が点在する特異な景観として、特別名勝や県立自然公園に指定されており、その自然景観についてはこれまでいくつかの分析がなされてきたが、松島固有の自然景観と、過去から現在に至る人々の営みによって生み出されてきた景観を相互に関連づけて、それらの総体を文化的景観として捉えたものはない。本論は、今後の松島の景観保全・景観創出の方向の検討に資するため、松島湾周辺の地域において、これまであまり顧みられてこなかった観光商業地や日常生活の場としての景観も、松島の景観の一側面として捉え、自然景観とこれらの人文的な景観の総体を文化的景観として捉えたものである。研究の方法としては、松島湾沿岸の海岸部と、海岸にせまる背後の丘陵地及びそれらに囲まれる湾内の海面と島嶼を含む地域を対象とし、以下の手順により対象地域内の景観特性を解明した。(1)旧版地図から近代以降の土地利用の歴史的変遷を整理した。(2)対象地域内の地形と土地利用状況との組み合わせにより、景観類型を設定し、景観構造を分析した。(3)各景観類型に所在する歴史的、文化的な景観構成要素の状況から、各類型の文化的景観としての側面からその特性を明らかにした。本研究では、松島湾沿岸の土地利用の変遷を、森林、農地、宅地、海面の視点で整理し、対象地区内の景観を、地形と土地利用の組み合わせから、里山景観、里海景観、都市景観の3つの景観類型に分類することができた。また、各景観類型に分布する景観構成要素を整理することにより、それぞれの景観が文化的景観としての特性を有することが明らかになった。例えば、里山景観では、水田が松島湾の旧地形を際立たせ、この地域の地質的な特徴である凝灰岩の利用が独特の景観を演出していること、里海景観では湾内水面に見られる養殖施設が松島の景観を特徴付けていること、都市景観では、観光地としての要素が、景観の歴史的な重層性を形づくっていることなどが明らかとなった。このようにして、松島湾地域の景観を、自然と人々の生活との関わり合いから、歴史、文化などを示す構成要素を通して、文化的景観としての特性を把握することができた。
スポーツにおける卓越した「才能」発達と文化・社会的環境の構図

本研究の目的は、スポーツの領域において類稀なる技能を獲得した選手及びそうした選手を育てたコーチを対象とし、「才能が」発達していくプロセスにおける決定要因としての高度に構造化された継続的・反復的練習(deliberate practice)を検証することにある。Ericsson K.A.のエキスパート理論に基づき、選手等が卓越した競技力を獲得するに至る経緯を、当該スポーツ活動に参加した幼少期から青年期に至るまで、deliberate practiceの総量及びそうしたdeliberate practiceを保証する社会・文化的環境要因に注目し、詳細に描写しつつ分析を行った。全国レベルあるいは国際レベルの大会出場経験をもつ日本の一流スポーツ選手に対し、詳細なインタビュー(in-depth interview)を実施し、その結果を定性的データ分析法により、遺伝的要因、努力要因、意欲要因、人的環境要因、及び物的環境要因について分類し分析を行った。本研究により、選手の卓越した才能発達プロセスに関し、下記4点が明らかにされた。1.当該スポーツに触れる導入期において当該活動に傾注していく体験を得ることが、その後開始されるdeliberate practiceへの準備として大きな意味を持っていることが指摘される。2.専門的練習が開始される練習開始期においては、当該活動に必要な基礎的技能・知識及びその習得方法についての継続的、構造的な指導の重要性と同時に、当該活動に専心する自己認識の形成の重要性が指摘される。3.Deliberate practiceの総量は平均1万2千時間であり、継続練習年数の平均は約10年であった。この点でEricsson等によるルールが支持された。4.日本のエキスパートスポーツ選手の才能発達において、遺伝的要因は必ずしも決定的要因ではない点が推察された。本研究では継続的・反復的な質の高い練習(deliberate practice)の蓄積とそれを可能にする幼少・青年期の社会・文化的環境が才能の形成に決定的な影響を与えるというエリクソン(K.A.Ericsson)のエキスパート理論に基づき、選手が卓越した競技力を獲得するに至る経緯を、スポーツに関与した量的かつ質的な総量と環境要因に注目し詳細に描写しつつ分析を行った。全国あるいは国際レベルの大会出場経験を持つ日本の一流スポーツ選手およびそうした選手を指導しているコーチ、過去に指導していたコーチ、さらに選手の親への詳細なインタビュー(in-depth interview)の結果を定性的データ分析法に基づき、遺伝的要因、努力要因、意欲要因、人的環境要因、及び物理的環境要因について才能発達段階ごとに分類し分析を行った。本件究により、選手の卓越した才能発達プロセスに関し下記5点が明らかにされた。1.スポーツ導入期における楽しみの体験がその後の専門的練習への動機づけという形で大きな影響を与えている点がエキスパート選手の幼少期の特徴としてあげられる。2.継続練習年数の平均は約10年であり、エリクソン等による10年ルールが日本のエキスパート選手においても適用可能である点が指摘される。3.高度に構造化された計画的練習であるdeliberate practiceの総量の平均は約1万2千時間であり、この点においてもエリクソン等による1万時間ルールが支持された。4.エキスパート選手においては幼少期からdeliberate practiceを可能な限り保証するする形で、コーチや親からの支援といった人的環境及び質の高い練習への利便性という物的環境が整えられている点が明らかにされた。5.日本のエキスパートスポーツ選手の才能発達において遺伝的要因が必ずしも決定的要因ではないという仮説がある程度支持された。
好熱性桿菌の遺伝子工学技術を基盤とした耐熱性有用酵素群の新開拓

好熱菌を宿主としたDNAライブラリーの構築,ならびにその高温活性スクリーニングを通じた耐熱性酵素遺伝子の探索を目的とした。高性能なライブラリー宿主として好熱菌MK244を構築し,他好熱菌のゲノムライブラリーから耐熱性酵素遺伝子を活性スクリーニングすることに成功した。さらに,好熱菌で機能する新規薬剤耐性マーカーや好熱菌宿主OS27など,新たな遺伝学的ツールを開発した。OS27は非常に安定かつ高コピーにプラスミドを維持できたことから,耐熱性有用酵素の探索において,さらに有用と期待できる。まずG. kaustophilusの制限修飾系を網羅的に破壊した株MK244を構築した.つづいて好熱菌B. caldolyticus DSM 405とG. subterraneus DSM 13552のゲノムライブラリーをE. coli-GeobacillusシャトルプラスミドpUCG48Tと大腸菌DH5aを用いて構築した.得られた大腸菌宿主ライブラリーから,pUCG48TライブラリープラスミドをG. kaustophilus MK244に接合伝達を用いて導入した.得られたMK244宿主ライブラリーを用いて,ウラシル生合成遺伝子pyrFを活性スクリーニングしたところ,推定pyrF遺伝子を含むDNA断片がいずれのライブラリーからも首尾よく得られた.つづいて土壌試料をLB培地に接種し,高温培養した.培養された未知好熱菌からDNAを調製し,上述した工程を経て,G. kaustophilus MK244を宿主としたライブラリーを構築した.当該ライブラリーからpyrF遺伝子を活性スクリーニングしたところ,やはり推定pyrF遺伝子を含むDNA断片が首尾よく得られた.本DNA断片に含まれるpyrF遺伝子は大腸菌内では機能しなかったことから,G. kaustophilusを宿主としたライブラリーは,少なくともGeobacillus属細菌もしくはBacillus属細菌に由来する遺伝子の活性スクリーニングに有用と考えられる.G. kaustophilus MK244はフルクトース,セルロース,ラクトース,キシラン,およびガラクトマンナンを唯一の炭素源として資化できない.そこで,これら炭素源を資化できる好熱菌のゲノムライブラリーを上述した手法にしたがい構築し,MK244株にこれら糖源の資化能を付与するDNA断片をスクリーニングした.各スクリーニングにおいて生育クローンが得られたが,それらが保有するプラスミドは全て挿入DNA断片を欠失していた.プラスミドが小型化したため,維持に要するエネルギーが減少し,生育速度が上昇したため,このようなクローンが得られたと思われる.Geobacillus kaustophilus中ではプラスミドが不安定で,活性スクリーニングによって得られた陽性クローンの挿入断片が大きく欠失する現象が見られた。このことからG. kaustophilusをライブラリー宿主として利用するには,プラスミド安定維持のツール開発が必要と考えられた。そこで平成26年度では,新たな宿主ベクター系開発を中心として取り組み,以下の研究成果を得た。1シャトルプラスミドのマーカーとして,高温機能性クロラムフェニコール耐性遺伝子を創出し,それを用いたプラスミドを作製した。構築したプラスミドは,大腸菌とG. kaustophilusで機能した。2クロラムフェニコール耐性遺伝子を用いた染色体挿入型ベクターを構築した。コピー数が低いためか,染色体挿入はクロラムフェニコールによって選択できなかった。3高温機能性チオストレプトン耐性遺伝子を創出し,それを用いたプラスミドを作製した。構築したプラスミドはチオストレプトン選択によってG. kaustophilusに導入できたが,その機能性は既存マーカー遺伝子を上回るものではなかった。3G. kaustophilusが本来持っている大型プラスミドpHTA426をクローニングベクターとして利用するために,pHTA426をキュアリングした。またライブラリー化のみではなく,好熱菌由来遺伝子の細胞内機能性評価にG. kaustophilusを利用することで,新規有用遺伝子を開拓できないかも検討した。このために,まずは多糖分解性を指標とした好熱菌を探索し,非常に様々な糖類を資化できる好熱菌(OS27株)を得た。OS27株のドラフトゲノム解析を行い,幾つかの有用遺伝子候補も見出した。それら遺伝子のG. kaustophilus内発現系を構築している。本研究では,好熱菌を宿主としたDNAライブラリーの構築ならびにその高温活性スクリーニングを通じた耐熱性酵素遺伝子の探索を目的とした。平成25年度では,好熱菌Geobacillus kaustophilusの制限修飾系を網羅的に破壊した派生株MK244を作製した。本株は外来DNAを高効率で受容するため,汎用的なライブラリー宿主として利用できた。他好熱菌のゲノムライブラリーを,MK244を宿主として構築し,ウラシル生合成遺伝子を活性スクリーニングしたところ,好熱菌pyrF遺伝子を効率よく同定できた。本結果は,MK244株が好熱菌遺伝子スクリーニングに実用的であることを示す。さらにMK244を宿主として耐熱性糖分解酵素の遺伝子スクリーニングを行ったが,得られた陽性クローンは挿入DNA断片を欠失していた。これはプラスミド(pUCG18T)の不安定性が原因と考え,平成26年度では新たな宿主ベクター系の開発に取り組んだ。その結果,新たな薬剤耐性マーカーやプラスミドの創出に成功し,またライブラリー化ではなく限定遺伝子の細胞内機能性評価のための宿主としてMK244が利用できないかを検討するために,多糖分解性好熱菌OS27を単離した。平成27年度では,OS27株の糖分解酵素遺伝子をMK244に導入し,その活性スクリーニングを行った。

それと同時にOS27の遺伝子改変にも取り組み,本菌は非常に安定かつ高コピーにプラスミドpUCG18Tを維持することを見出した。本結果は,OS27とpUCG18Tがライブラリー構築のための優れた宿主ベクター系であることを示唆しており,今後の有用酵素遺伝子の探索における新たな可能性が拓かれたといえる。ただしOS27を汎用的宿主にするには,DNA導入を容易にする工夫が必要であり,よって今後はOS27の制限修飾系を破壊した派生株の構築が,本研究の達成に有効と考えられる。好熱菌を宿主としたDNAライブラリーの構築,ならびにその高温活性スクリーニングを通じた耐熱性酵素遺伝子の探索を目的とした。高性能なライブラリー宿主として好熱菌MK244を構築し,他好熱菌のゲノムライブラリーから耐熱性酵素遺伝子を活性スクリーニングすることに成功した。さらに,好熱菌で機能する新規薬剤耐性マーカーや好熱菌宿主OS27など,新たな遺伝学的ツールを開発した。OS27は非常に安定かつ高コピーにプラスミドを維持できたことから,耐熱性有用酵素の探索において,さらに有用と期待できる。Geobacillus kaustophilusをライブラリー宿主とするには,プラスミド安定維持が必要であり,平成26年度研究は,その方法開発を中心とした。好熱菌遺伝子工学の新たなツールが開拓できた一方で,プラスミド安定維持に関わる画期的な方法は見出されておらず,スクリーニングによる遺伝子探索も進んでいない。これを理由に“やや遅れている"と自己評価した。研究室ホームページ応用微生物学,酵素工学,進化工学平成26年度において見出されたOS27株は,優れた遺伝子探索源である。平成27年度は遺伝子探索源をOS27に絞り,G. kaustophilusを用いた遺伝子探索法に関する新たな可能性について引き続き研究していく。まずはOS27のライブラリー化を再検討し,引き続きライブラリーからの遺伝子スクリーニング法も検討する。研究協力者からは,ライブラリーの品質は実験者の力量に大きく依存するというアドバイスを受けた。多少不安定でも,ライブラリー化によるスクリーニングを再検討していく。また同時に,OS27ゲノムに見出される有用遺伝子候補を,G. kaustophilusを宿主とした迅速スクリーニングによって機能解析するという利用法も検討していく。G. kaustophilusを宿主とした好熱菌ゲノムライブラリーを構築し,モデル実験として未知好熱菌pyrF遺伝子の活性スクリーニングにも成功した.
熱赤外域分光リモートセンシングによる都市空間の気温分布の逆推定手法の構築

研究2年目である本年度は、理論的・実験的に逆問題固有の誤差への対応を検討するとともに各種要因の感度分析を行い、手法の有効性を検討した。リモートセンシングを用いた大気からの熱赤外域の分光放射量の測定結果から気温分布を逆推定する際に、逆問題固有の誤差を回避し解を安定化させる方法としてMAP推定(最大事後確率推定、Maximum a posteriori)を用い、その解の安定性を検討した。また、気温分布の空間分解能を表す指標としてAveraging Kernelを用い、水平方向の観測における測定距離、離散化間隔・離散化数、使用波長帯、パス内の気温差が気温分布の逆推定結果に及ぼす影響を評価した。まず、大気放射伝達モデル(MODTRAN5)を用いた数値実験を実施しパラメータの感度をあらかじめ確認したたうえで、パス内に気温差が生じている実際の街路空間を対象に屋外検証実験を実施した。実験は、すずかけ台キャンパス内の街路とし、熱赤外分光放射計を用いて100150m程度のパスを3つ設定し観測を行った。境界面は建物壁面とし、熱赤外放射カメラを用いて、放射エネルギー量を観測した。また、真値のデータとして、パス内の4地点において気温の測定を行った。MAP法の事前分布には、熱赤外分光放射計近傍で計測した温湿度データを用いた。得られた主要な結果としては、熱赤外分光放射計で観測した全チャンネルを用いた結果、離散化した各層の情報量は多くなったが、無用なノイズにより気温推定値であるMAP解にバイアスが生じる結果となった。一方、全チャンネルから相互情報量の多い10チャンネルを選択し逆推定を行ったところ、0.51.3°Cの精度で、気温分布の逆推定が可能なことを示した。ただし、パスによってはバイアスが修正されない場合もあり、離散化による精度向上などを課題とした挙げた。遅延なく、当初の計画通りに進展している。現時点までに、当初予期していない事態は発生していない。研究の最終年度は、当初の計画に従い、構築した手法の都市空間への適用の有効性と、適用範囲や限界、今後の課題について提示してゆく予定である。本年度は、研究手法に関する定式化を理論的・実験的に行った。具体的には、気温分布の逆推定手法の数学的定式化と熱赤外域分光センサの利用可能性の理論的・実験的検討に関する課題に取り組んだ。まず、衛星リモートセンシング分野で用いられている気温分布や大気濃度分布の逆推定手法を調査し、都市大気の水平気温分布推定に適用する方法を理論的に検討した。特に、パスの終点が既知の温度(放射率)の物体である場合と大気の無限遠である場合とで、定式化がどのように異なるのかを示した。これらは、建築空間でパスが短く、且つパスの終点が壁面等である場合と、都市大気を対象として比較的遠距離のパスに適用する場合との違いに相当する。次に、熱赤外域分光センサを利用して、上記で定式化した逆推定手法を都市大気の気温分布逆推定に適用した場合に、どの程度の精度が得られるのか、また課題点は何かを実験的に検討した。実験は7月に東京都多摩市で実施した。4階建物の最上階から、500m遠方と2.7km遠方の森林までの区間を対象に熱赤外域分光センサによる観測を実施した。同時に、パスの終点が大気の無限遠である場合についても観測を実施した。パス間を4層に分割して気温分布の逆推定を行った結果、いずれのパスにおいても第1層目から誤差が大きく気温の過小推定が起こっていた。第2層目以降では、MAP法による事前分布に近い結果が得られており、実際の大気からの温度情報の寄与が小さい結果となった。上記の点について放射伝達モデルを用いて数値実験的に検討を行った。放射伝達モデルでは、実験のような誤差は生じなかったこと、また実験においてはいずれのパスにおいても同様の誤差傾向を示していることから、今回の実験に含まれるバイアスの原因であると考察した。これらは、実験と数値解析の両方を用いて、今後要因の感度分析を行って行く必要がある。おおむね当初の予定通りに進行した。都市大気を対象とした実験において、当初の想定や数値解析の結果よりも誤差が大きい結果となったが、これは研究の第一段階として実施したもののため、想定の範囲内である。むしろ、研究計画段階では具体化できていなかった課題部分が明確となり、次年度の研究の方向性が具体的に定まったと考えている。

境界面は建物壁面とし、熱赤外放射カメラを用いて、放射エネルギー量を観測した。また、真値のデータとして、パス内の4地点において気温の測定を行った。MAP法の事前分布には、熱赤外分光放射計近傍で計測した温湿度データを用いた。得られた主要な結果としては、熱赤外分光放射計で観測した全チャンネルを用いた結果、離散化した各層の情報量は多くなったが、無用なノイズにより気温推定値であるMAP解にバイアスが生じる結果となった。一方、全チャンネルから相互情報量の多い10チャンネルを選択し逆推定を行ったところ、0.51.3°Cの精度で、気温分布の逆推定が可能なことを示した。ただし、パスによってはバイアスが修正されない場合もあり、離散化による精度向上などを課題とした挙げた。遅延なく、当初の計画通りに進展している。現時点までに、当初予期していない事態は発生していない。今後は、今年度の研究によって明らかとなった実験上現れる誤差について、その要因を具体的に特定してゆく。具体的には、逆推定で用いるMAP法において誤差の鋭敏性について理論的に検討をするとともに、解の安定化手法を検討する。また、都市大気を対象として実験条件を変更した実験の実施と、大気放射伝達モデルを用いた数値実験による感度分析を行ってゆく。これらは、おおむね当初の計画通りである。研究の最終年度は、当初の計画に従い、構築した手法の都市空間への適用の有効性と、適用範囲や限界、今後の課題について提示してゆく予定である。
誘電エラストマ型柔軟膜翼の能動的形状制御による空力性能向上

火星探査航空機には,希薄で突風の強い火星大気中で飛行するため翼の高性能化が不可欠である.低レイノルズ数かつ突風の強い流れ場に適した翼としては,コウモリのような柔軟膜翼が知られているが,膜の受動的変形のみを利用する従来の柔軟膜翼では空力性能に限界があった.そこで本研究では,柔軟膜の面積を電圧によって変化させることのできる誘電エラストマアクチュエータを柔軟膜翼に適用する.この誘電エラストマ型柔軟膜翼により,柔軟膜翼形状をその場の状況に合わせて受動的ではなく能動的に変形させ,最大の空力特性を引き出すことを目指す.火星探査航空機には,希薄で突風の強い火星大気中で飛行するため翼の高性能化が不可欠である.低レイノルズ数かつ突風の強い流れ場に適した翼としては,コウモリのような柔軟膜翼が知られているが,膜の受動的変形のみを利用する従来の柔軟膜翼では空力性能に限界があった.そこで本研究では,柔軟膜の面積を電圧によって変化させることのできる誘電エラストマアクチュエータを柔軟膜翼に適用する.この誘電エラストマ型柔軟膜翼により,柔軟膜翼形状をその場の状況に合わせて受動的ではなく能動的に変形させ,最大の空力特性を引き出すことを目指す.
Ras癌遺伝子産物を標的とした細胞増殖制御に関する基礎的研究-ファルネシルトランスフェラーゼ発現とその抑制

ファルネシルトランスフェラーゼ活性測定には従来より精製Ras淡白と^3Hラベルされたピロ燐酸ファルネシルを基質として用いた測定法が使用されてきた。しかし、従来の測定法では臨床材料などを用いた場合、検体試料の蛋白増加によりバックグラウンドのカウントが上昇するため、正確な測定が不可能であった。本研究では、ダブシル基にてラベルしたRas C末端ペプチドを用いたHPLCによる本酵素活性測定法を開発した。本法は、臨床材料などの粗精製の検体においても有用な測定法であると考えられる。ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤(manumycin gliotoxin)は十種類のヒト癌由来細胞株の増殖を抑制した。Ras p21のファルネシル化抑制率と増殖抑制率はほぼ並行しており、とくにRas癌遺伝子の活性化された細胞株において著効を示した。ヒト膵癌由来細胞PaCa-2をBALB/cヌードマウスの皮下に移植し、本阻害剤の抗腫瘍効果を検討したところ、有意の抗腫瘍効果を観察した。本研究によって、ファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤はin vitroおよびin vivoにおいて抗腫瘍効果を示すことが明らかとなった。また、Ras癌遺伝子が活性化されている癌細胞においてより強い増殖抑制作用を示した。これらのことから、Ras癌遺伝子の活性化を有する大腸癌や膵癌の治療法として本法が有用である可能性が示唆される。今後、臨床応用にむけてのさらなる検討が必要である。