hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デコヒーレンスフリー量子情報処理のためのシステム制御理論

同時に、研究タイトルに挙げている通り、この手法がシステム制御理論に立脚する最適制御理論を用いたものであることを強調したい。最後に、研究期間全体を通じて実施した研究の成果について述べる。申請書に記載した元々の研究目的は次である:(A)DFSの設計理論をシステム制御理論に基づいて構築する。(B)システム制御理論の道具を用いて、DFS量子情報処理を安定・ロバスト化するための方法論の開発。(C)対象を一般の量子系へ拡張。Aについては、対象が線形である場合に完全な解答(DFSが存在するための必要十分条件)が得られ、主な成果をIEEE Trans Automat Controlで発表した。Bについては、Aの成果に基づく、フィードバック制御による安定なDFS生成法の一般的プロトコル構築に成功した。さらに、DFS量子情報処理の初期化に相当する状態転送のためのプロトコル構築にも成功した。主な成果はそれぞれ、Physical Review X, New Journal of Physicsに掲載された。Cの非線形系への拡張については、大なる成果を挙げるに至らなかったが、予備的な計算結果が得られており、今後の研究につなげていく予定である。本研究では、主に次の成果が得られた。(1)量子情報処理の実現に有用な概念である「デコヒーレンスフリー部分系(DFS)」の数理的特徴付けと設計理論を、「連続値線形」の場合に、システム制御理論に基づいて構築することに成功した。(2)フィードバック制御によってDFSを生成する手法を開発した。(3)システム制御理論において非常に重要な概念として利用されている「伝達関数のゼロ点」および「ゼロダイナミクス」の概念を用いて、DFSを量子メモリとして用いるための一般的方法論を構築した。3年目の当初計画は「フィードバックによるDFSの生成法」を主な課題として設定しており、従って上記成果(2)はこの目的と大いに合致するものである。この目的は測定によるフィードバックでは達成不可能であり、他方、測定を用いないフィードバックを用いると理論的にはつねに可能である、という結果は予想外の事実であり、当初の計画を超えて有用な結果であると言える。一方、DFSの量子メモリへの応用法については当初の研究計画では挙げていなかったが、2年目から引き続くこの研究は予想以上の進展を見せた。両課題ともシステム制御理論に基づく見通しの良い理論体系の構築に成功しており、課題の当初目的の達成度は十分であると主張できるものである。量子制御理論・量子情報理論DFSは、量子メモリだけではなく本来、様々な応用を有している。とくに、近年DFSの精密測定への応用が提示されている(例えば、U. Dorner, NewJ. Physics,14,043011,2012)。本研究で得られた線形DFSの一般理論も、同じく精密測定へ応用することが出来る。事実、2014年度において部分的成果が得られており、これをさらに推進する予定である。
木質偏心住宅の捩れ応答と制振壁による捩れ応答制御に関する研究

住宅に不可欠な開口部が地震で変形し易いために生じる建物の捩れ振動は、我が国の過去の大地震において多くの木造住宅が倒壊した一因であり、その回避のためにパッシブ制振技術を適用することを提案した。効果的な制振構造を実現するためには、建物全体としてダンパーや耐震要素の適確な配置により剛性と粘性のバランスを保つことが肝要である。本研究では、制振壁単体の性能評価法から、建物全体の設計法に至るまで、実大実験と数値解析を通して網羅的に行い、従来の耐震構造よりも地震応答の抑制に優れた構造物の設計を可能とした。本年度は,偏心を有する木質住宅に対してその捩れ応答の把握をおこなった.またそれに対して制振壁や耐力壁を挿入し,それによる捩れ応答制御効果を把握した.制振壁としてはK型制振壁と方杖型制振壁を用いた.また,木質接合部の挙動を把握すべく接合部実験とモデル化を行った.得られた知見を以下にまとめる.1)方杖型制振壁による開口部の補強は,剛性偏心の矯正と短周期化,付加減衰により,並進応答と捩れ応答をともに抑制できる.2)並進応答と捩れ応答の割合は,剛性バランスが支配し,実固有値解析から求まる1次モード形により推定できる.3)ビス・引寄せボルトを用いた接合部を対象として接合部構成要素の復元力特性に関する実験を行い,横架材に打ちつけられたビスの引抜き力-引抜け変位関係,柱に打ちつけられたビスのせん断力-すべり関係,引寄せボルトの軸方向力-軸方向変形関係のモデル化を行った.モデル化した接合部構成要素の復元力特性を用い,接合部の断面解析を行った.接合部実験との比較により,柱軸方向力-変位関係および曲げモーメント-回転角関係を精度良く再現できることを示した.4)断面解析を基に接合部の履歴モデルを提案し,提案履歴モデルを用いた軸組木質架構のフレーム解析を行った.軸組木質架構実験との比較により提案履歴モデルの妥当性を示した.本年度は,研究実施計画で,1)ドリフトピンと金物を用いたモーメント抵抗接合,長ほぞ込栓による伝統的な接合の両者に対する挙動把握を行う,2)耐力要素の配置を変えるなどして既存骨組の挙動を把握するための実験を行う,3)方杖型ダンパーを組み込んだ制振壁の挙動をより精確に予測できるモデルの構築を行い,そのモデルを用いてより合理的で高効率の制振壁の開発を行う,ということにしていた。1)3)に関して,予定通りに研究を実施した。主な成果を以下に示す。1)ドリフトピンと金物を用いたモーメント抵抗接合,長ほぞ込栓による伝統的な接合の両者に対して繰り返し載荷実験を行って,接合部の力学的挙動を予測しうる力学モデルの構築を行った。2)耐力要素の配置を変えたモーメント抵抗骨組の繰り返し載荷実験を行い,耐力要素の配置が全体挙動に与える影響を把握した。3)方杖型ダンパーを組み込んだ制振壁の挙動を把握し,水平バネ系への変換法を示した。この中で,制振架構の水平バネ系への変換法を,非線形領域まで拡張する手法を示し,付加するダンパー量とシステムの動的特性・部材最大応答の関係を示した。また,この手法を用いることにより,方杖型制振壁のシステムの剛性・最大耐力・消費エネルギー量を高精度で予測できた。さらに,方杖型架構の骨組解析を行い,架構の幾何学的形状や柱の曲げ剛性の違いがシステムの特性に与える影響を示した。建物の捩れと水平構面のせん断変形を考慮した複雑な振動現象を数学的に表すことが可能となる数理モデルを開発した。本モデルを用い、水平構面の剛性が低い構造物の性能評価を行った。1×1スパンの場合,水平構面がせん断変形すると直交壁の変形が低下するが、これを直交壁の剛性が低下することに置き換え、「有効直交壁剛性比」ならびに「等価偏心率」という既往手法にはない新たな性能評価指標を提案した。これらは水平構面の低い剛性が、建物の全体挙動におよぼす影響を端的に表すものである。水平構面の剛性を表す無次元特性値(ω_y/ωθ)が低下するほど有効直交壁剛性比が低下し、従来の剛床仮定に基づく偏心率よりも等価偏心率が上昇することを示し、さらにその影響を定量的に求めることが可能となった。また、本評価法に基づき、水平構面を概ね剛床とみなして十分なクライテリアも提案した。これらから、制振構造においてダンパー効率を低下させかねない水平構面のせん断変形を抑制し、効果的な制振設計を実現するための基礎を築くことができた。その他、木質構造の剛性偏心を矯正するための方杖型

制振架構の動的載荷実験を行った。制振架構の動的特性は、付与するダンパーの特性や大きさだけでなく、それを支持する接合部や周辺部材などの剛性のバランスによって決定づけられ、従来は試行錯誤的に最適なダンパー量を模索するようなことが行われてきた。しかし、本研究では制振架構のダンパーを除いた状態での静的実験のみから、制振架構をダンパーとその直列バネ、並列バネの3要素に変換する理論を応用し、様々なダンパー量に対する制振架構の性能を網羅的に視覚化する手法を提案した。この手法により、制振架構の開発に関わる労力を大幅に省くことができるようになった。
図形合成制約解消系に基づく地理空間情報の視覚化の研究開発

インターネットの発達とWWWの出現で個人レベルの情報の発信が可能となった.地図情報処理の分野でも,従来は国家機関あるいは地図メーカーだけが地図データを提供してきたが,インターネットを介して個人が地図上の付加データを発信し,多くの利用者により共有できる枠組みが整備されつつある.個人向け地図の仕上がりは,地図職人が作るほどの完璧さは必要無いが、簡単に作成でき,出来上がった個人用の地図は読みにくかったり,誤って情報を読み取ったりする(誤読する)ような表示は避けなければならない,本研究では,地図の自動合成における不適切な部分の検出,さらに,より読みやすい地図にするための支援ツールの方法論を確立し,実際に支援ツールの開発を行うことにより,この方法論の有効性を検証する.本年度は,地理データベースから検索された結果を地図として視覚化する際の1つの問題である表示情報量の制御に関して形式化を行い,研究論文(佐藤聡,有川正俊,「力学モデルに基づく空間データ表示の動的選択機能」,情報処理学会論文誌「データベース」,Vol.41,No.SIG6(TOD7),2000年10月,pp.58-68.)としてまとめた.また,2次元の地図上での情報制御の問題だけでなく,実写映像および風景動画に対する疑似3次元空間に対する情報制御に関しても研究を行った,2次元地図では,地球を真上から撮影したものであり,その中のオブジェクトまでの距離は一様であり,視点の角度もほぼ直角と考えて良いので,スケールと情報量を関係させていて制御している地図システムが多い.しかし,実写映像は疑似的な3次元映像であり,視点,方向,ズーム率などが自由であるので,3次元空間と同様に映像の中のオブジェクトの位置や方向が個々で異なるために,スケールというような簡易な概念は存在しない.そのために,3次元空間における情報量制御は,LoD(Levels of Detail)という概念が一般的である.これは,視点とオブジェクトの距離に応じて,オブジェクトの表示詳細度を調整するという枠組みが必要となる我々が今まで提案した枠組みは,スケールとは独立の枠組みであり,このLoDの基本的な枠組みに自然に統合可能であることが分かった.インターネットの発達とWWWの出現で個人レベルの情報の発信が可能となった.地図情報処理の分野でも,従来は国家機関あるいは地図メーカーだけが地図データを提供してきたが,インターネットを介して個人が地図上の付加データを発信し,多くの利用者により共有できる枠組みが整備されつつある.これらの個人レベルや地図メーカーの地図データをもとに,利用者が個人の目的に応じた個人向け地図を作成する枠組みが必要である.個人向け地図の仕上がりは,地図職人が作るほどの完璧さは必要無いが,簡単に作成でき,出来上がった個人用の地図は読みにくかったり,誤って情報を読み取ったりする(誤読する)ような表示は避けなければならない.本研究では,地図の自動合成における不適切な部分の検出,さらに,より読みやすい地図にするための支援ツールの方法論を確立し,実際に支援ツールの開発を行うことにより,この方法論の有効性を検証する.本年度は,地理データベースから検索された結果を地図として視覚化する際の1つの問題である表示情報量の制御に関して研究を行った.我々は,文字図形の画面中の量を,文字図形が不適切に配置されている度合いとして定義し,これを「圧力」と呼んだ.この圧力が大きすぎると表示情報量が多すぎる事を意味し,逆に少なすぎると表示情報量が足りなさすぎることになる.その他の制御量として,「縮尺」と「表示レベル」を定義し,合計3つの制御量のうち1つを固定することにより,地図の拡大・縮小・スクロール操作,情報の追加,削除などに対して適切な表示情報量を提供するシステムの枠組みを作り,またJavaを使ってプロトタイプシステムを構築した.インターネットの発達とWWWの出現で個人レベルの情報の発信が可能となった.地図情報処理の分野でも,従来は国家機関あるいは地図メーカーだけが地図データを提供してきたが,インターネットを介して個人が地図上の付加データを発信し,多くの利用者により共有できる枠組みが整備されつつある.個人向け地図の仕上がりは,地図職人が作るほどの完璧さは必要無いが、簡単に作成でき,出来上がった個人用の地図は読みにくかったり,誤って情報を読み取ったりする(誤読する)ような表示は避けなければならない,本研究では,地図の自動合成における不適切な部分の検出,さらに,より読みやすい地図にするための支援ツールの方法論を確立し,実際に支援ツールの開発を行うことにより,この方法論の有効性を検証する.本年度は,地理データベースから検索された結果を地図として視覚化する際の1つの問題である表示情報量の制御に関して形式化を行い,研究論文(佐藤聡,有川正俊,「力学モデルに基づく空間データ表示の動的選択機能」,情報処理学会論文誌「データベース」,Vol.41,No.SIG6(TOD7),2000年10月,pp.58-68.)としてまとめた.また,2次元の地図上での情報制御の問題だけでなく,実写映像および風景動画に対する疑似3次元空間に対する情報制御に関しても研究を行った,2次元地図では,地球を真上から撮影したものであり,その中のオブジェクトまでの距離は一様であり,視点の角度もほぼ直角と考えて良いので,スケールと情報量を関係させていて制御している地図システムが多い.しかし,実写映像は疑似的な3次元映像であり,視点,方向,ズーム率などが自由であるので,3次元空間と同様に映像の中のオブジェクトの位置や方向が個々で異なるために,スケールというような簡易な概念は存在しない.

そのために,3次元空間における情報量制御は,LoD(Levels of Detail)という概念が一般的である.これは,視点とオブジェクトの距離に応じて,オブジェクトの表示詳細度を調整するという枠組みが必要となる我々が今まで提案した枠組みは,スケールとは独立の枠組みであり,このLoDの基本的な枠組みに自然に統合可能であることが分かった.
プライマリケア医とコメディカルの糖尿病診療スキル向上プログラム開発と有効性の検証

患者中心の理念、エンパワーメントに基づく医療者教育プログラム「糖尿病劇場」を開発した。糖尿病劇場は、よくある糖尿病診療・療養指導の風景をモチーフとした演劇と、引き続き参加者とともにおこなうディスカッションの組み合わせからなるワークショップ型のプログラムである。研究期間中に、全国各地で40回以上のプログラムを実施した。参加者への質問紙調査の結果、参加者は、本プログラムの理念に賛同するとともに、高い満足度を示していた。プログラムスタッフへのフォーカスグループインタビューの結果からは、自分の療養指導を振り返るきっかけとなり、コミュニケーションスキルの重要性を実感し、患者に対し糖尿病を持つ人として見る視点を獲得できたなどの効果が明らかになった。本年度は、3カ年計画の1年目にあたり、以下のような研究の進行と成果を得た。1)ニーズアセスメントのためのミーティング岡山で開催される第53回日本糖尿病学会年次学術集会、および東京で開かれた第42回日本医学教育学会大会の際に、数施設の医師、看護師、管理栄養士、薬剤師、臨床検査技師らを集めてミーティングを開き、本研究のテーマに関するニーズアセスメントを実施した。これらのミーティングの結果、糖尿病診療においても、患者のライフスタイルに合わせた医療や、エンパワーメントアプローチに代表される患者中心の医療の必要性が再確認された。教育プログラムを評価する調査票の中で大きな役目を果たすと予想される、医療者の糖尿病治療への態度を測定することのできる質問紙「Diabetes Attitude Scale」(ミシガン大学糖尿病研究訓練センターで開発)の日本語版の翻訳過程が終了した。次年度は、日英両国語に堪能な医療者の協力を得て、逆翻訳の過程を経たのちに最終的な日本語版が完成する予定である。3)医療者教育プログラム開発:「糖尿病劇場」の実施と参加者・スタッフへの調査本プログラム開発と密接な関連を持つ、ワークショップ型医療者教育プログラム「糖尿病劇場」を日本各地で実施した(札幌、滋賀、岡山、沖縄、福岡、新潟、京都、東京<開催日順>)。一部会場の参加者を対象に質問紙調査を実施し、また、スタッフにも質問紙ならびに半構造化面接を実施し、医療者教育プログラムに重要と考えられる要素を抽出した。これらの結果は、次年度以降、1)のニーズアセスメントの結果とともに、最終的な教育プログラムの作成に反映させていく予定である。本年度は、患者中心の医療というエンパワーメントの理念を理解し、糖尿病診療・療養指導の現場でこの理念に基づくケアを実施するための具体的なスキルを獲得するための教育プログラムを開発した。このプログラムは、ワークショップ型医療者教育プログラムであり、「糖尿病劇場」と命名した。「糖尿病劇場」とは、日常どこででもみかける糖尿病患者の診療風景をモチーフとした演劇を上演し、その後に参加者(聴衆)とディスカッションをおこなうという形式のワークショップである。このワークショップを通じて、演劇に登場する患者と医療者のすれ違いの原因を皆で考えることによって、参加者が自分の日常診療(療養指導)を振り返り、よりよい診療・療養指導スキルを身につけることをねらいとしている。演劇のテーマは、患者-医療者間のコミュニケーション、望ましい患者-医療者関係、家族のサポート、チームとしての糖尿病ケア、などで、診療のトピックは栄養指導、服薬指導、フットケア、血糖自己測定、インスリン導入など多岐にわたる。本年度は、プライマリ・ケアに従事する医師を対象とした講習会を30名程度の規模で、東京にて実施した。加えて、コメディカルを対象とした同様の講習会を大阪、名古屋など全国各地で実施した。これらの講習会で収集した調査票の結果を分析し、一部は学会で発表した。また、ミシガン大学糖尿病研究訓練センターで開発された、医療者の糖尿病治療への態度を測定することのできる質問紙「Diabetes Attitude Scale」の日本語版開発が進行し、信頼性と妥当性の検討を待つ段階である。本研究の目的は、糖尿病診療において患者中心の医療に基づく医療者教育の手法を確立することである。最終年度として、以下のことを実践した。1.ワークショップ型医療者教育プログラム「糖尿病劇場」の実施:「糖尿病劇場」と題する演劇とディスカッションの組み合わせによるワークショップ型医療者教育プログラムを開発し、全国各地(計10か所)で実施した。このプログラムは糖尿病診療にかかわる医療者全般を対象としており、日常診療でよく遭遇する医療者と患者のすれ違いに焦点を合わせた演劇を見たのちに、よりよい診療・療養指導へとつながるようなコミュニケーションのやり方をファシリテーターの進行の下で参加者が考えていくという形式である。2.ワークショップ型医療者教育プログラム「糖尿病劇場」の評価:大阪と神戸で実施した本プログラムにスタッフとして関与したメンバーを対象に、2回のフォーカスグループグループインタビューをおこない、結果を質的に検討した。スタッフとしての学びは、1)振り返り効果、2)コミュニケーションスキル実感効果、3)チームビルディング効果としてまとめられた。

また、現在の診療・療養指導に役立っている点としては、1)患者を人として見る視点の獲得、2)役を演じて(観て)感じたことの診療・療養指導への反映、3)やりがいの再認識、が挙げられた。3.インプロ・ワークショップの実施:医療者のコミュニケーション能力の向上を目的として、インプロバイザーを講師とした多職種参加のインプロ・ワークショップを実施した。1)教育プログラム「糖尿病劇場」を開発し、講習会をプライマリ・ケア医やコメディカルを対象として全国各地で複数回実施することができた。2)上記講習会で収集した調査票の回答内容を、量的・質的に分析することができた。3)質問紙「Diabetes Attitude Scale」の日本語版開発が進行した。このように、現在のところ、研究はおおむね順調に進捗していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。【プログラム評価に関する研究計画の一部変更点】プログラム評価に関して、調査票による評価だけでなく、講習会のビデオ映像をもとに、質的研究手法による評価も合わせて実施する予定にした。【講習会番外編の実施】コミュニケーション能力の向上を目的とした多職種参加のインプロワークショップを番外編として企画・実施し、後日、参加者へのインタビューによって評価を行う。
自然発症てんかんラットの微生物統御下における増殖維持と薬理学的応用の展開

2年間の本研究により次の点を明らかにすることができた。1. SERの増殖は雄(zi/zi, tm/+):雌(zi/zi, tm/+)を1 : 1または1 : 2の割合で同一ケージ内に1014日間同居させた時が最も効率が良く、騒音などのストレスの少ない条件にする必要があることが判明した。2. TRH類緑薬物のCNK-602Aを飼料に混入させ生後7週からSERに自由に摂取させたところ、血中T_3およびT_4レベルに影響を与えない量で強直性けいれんを抑制し、延命効果を示した。3.その他各種の薬物について急性および連続投与時の抗てんかん作用について検討し、トピラメイト、ピラセタム、クロバザムおよび神経ステロイドのエクダイソンなどが特徴的な抗てんかん作用を示すことが明らかにされた。4. SER海馬スライス標本において苔状線維を単一刺激した時、CA3細胞に長時間持続する脱分極シフトとこれに伴う活動電位の群発が得られ、これはカルシウムチャネル拮抗薬のニカルジピンにより抑制された。また、細胞内への脱分極パルスによって得られるカルシウム電位も正常動物CA3細胞のカルシウム電位を抑制するよりも少ない用量のニカルジピンによって抑制された。5.単離したSER海馬細胞についてバッチクランプホールセル記録を行ったところ、発作発現前のSER(週令8週以下)のカルシウム電流の電流-電位曲線は正常動物のそれと大差はなかったが、発作を発現しているSERではカルシウムチャネルの開口闘値は低下していた。6.新規カルシウムチャネル拮抗薬のS-312-dは単回投与でも連続経口投与でもSERのけいれんおよび欠神様発作の両者を抑制した。7.カメラとパソコンを用いてんかん発作の自動記録装置を作製した。8. SERはチッターとトレモア両遺伝子をもち、てんかん発作に関与するzi遺伝子の座は3q35の領域(IllbとPrnp遺伝子の間3Mb以内)に、tm遺伝子の座は10q24(Syb2遺伝子より1.4Mb以内)に存在することが明らかになった。1.自然発症てんかんラット(SER)の微生物統御下の増殖維持チッター表型トレモアヘテロ型(zi/zi,tm/+)同士を交配させてSER(zi/zi,tm/tm)を得る場合、温度、湿度がコントロールされ、一方向性の空気流を有するクリーンラック内で飼育することが必須であることが判明した。一回の交配により12匹のSERを得るに過ぎないので、常時10組以上を用意する必要がある。またチッター表型トレモアヘテロ型の内、雄性ラットの生殖能は約一年、雌性ラットの妊娠可能回数はほぼ4回程であることが明らかとなった。2.SERの薬理学的応用てんかん発作の自動計測システムはなお若干の改良を要するが、テレビカメラと脳波の動きを組み合わせることにより、可能となりつつある。この装置とソフトウエアを利用し、長時間にわたるてんかん発作の解析が進みつつある。一方、SER海馬スライス標本を用い、電気生理学的手法により、海馬錐体細胞のカルシウムチャネルの性状について解析し、このチャネルが開放されやすいことが見い出された。同時にこの細胞を単離し、パッチクランプ法による研究を行い、カルシウムチャネルがカルシウムチャネルブロッカーに対し、正常ラットのそれよりも感受性が高いことが見い出された。SER大脳皮質細胞の培養については困難を伴っているが、正常動物については順調に進んでいるので、改良により可能となると思われる。

1.前年度の研究から自然発症てんかんラット(SER)の海馬CA3錘体ニューロンは苔状線維刺激によって脱分極シフトと活動電位の群発を生じ、これはカルシウムチャネルの異常(低閾値)によることが示唆されたことから、このことが発作に関連すること、さらにこのチャネルの抑制が発作を抑制するか否かを検討した。SER海馬スライス標本において、CA3ニューロンのカルシウム電位は正常ラットにおけるよりも少量のカルシウム拮抗薬(ニカルジピン)によって抑制された。単離したSER海馬ニューロンにおいてパッチクランプ法によりホールセル記録を行い、発作発現前のSERのカルシウム電流について検討したところ、この電流-電圧曲線は正常動物のそれと大差はなかったが、発作発現後のSERではカルシウムチャネルの開口閾値は低下していた。SER海馬ニューロンのカルシウム電流は正常動物におけるよりもニカルジピンによって強く抑制された。一方、SERの強直性および欠神様発作は新規カルシウムチャネル拮抗薬のS-312-dの単回および連続経口投与によって抑制された。2.ビデオカメラを使用し、発作時の動きをコンピューターにて判断し、それを録画するようにしたソフトウェアを開発し、24時間の発作自動記録を行うことが可能となった。3.SER(zi/zi, tm/tm)はチッター(zi)とトレモア(tm)両遺伝子を持ち、この両者が同時発現したときに発作が起こることから、両遺伝子の座を検索した。この結果、zi遺伝子は第3染色体q35の領域にあり、tm遺伝子は第10染色体q24の領域にあることが判明した。さらに、ジーンターゲッティングにより、zi遺伝子はIl1bとPrnp遺伝子との間3Mb以内に、tm遺伝子はSyb2遺伝子より1.4Mb以内に存在することが明かとなった。現在これらの単一遺伝子を同定する作業に入っている。
イネにおいて、嫌気ストレスに誘導される酵素に関する育種学的研究

オオムギ乳酸脱水素酵素(LDH)cDNAの1部分をPCR法によって合成した。これをプローブに用いて、イネcDNAライブラリーをスクリーニングし、イネLDHcDNAをクローニングし、塩基配列を決定した。cDNAクローンは1412bpで、1062bpのタンパク質翻訳領域、110bpの5'非翻訳領域、および240bpの3'非翻訳領域からなる。イネLDHの一次構造がcDNA配列から推定された。そのアミノ酸配列は353残基で、分子量は38168ダルトンと計算された。タンパク質翻訳領域におけるイネcDNA塩基配列は、オオムギおよびヒトとそれぞれ75%、54%の相同性を示した。また、アミノ酸配列の相同性は、オオムギおよびヒトとそれぞれ85%および45%であった。ADH、LDHなどの酵素の発現と嫌気条件への適応能力との関連を明かにしていく上での実験材料を得る目的でこれらの酵素の発現に関する突然変異体のスクリーニングを行った。イネ品種金南風へのNMU処理による約1000系統の突然変異系統からのスクリーニングの結果、ADH活性の欠失した突然変異体が単離された。この変異体では、通常3種類あるアイソザイムのすべてが欠失しており、LDHなどの他の酵素に変異はみられなかった。また、水中で発芽を行った結果、発芽はしたがその後の子葉鞘の生長が著しく劣り、ADHの発現誘導もみられなかった。しかし、好気条件下での生長は正常であり、水田での栽培によってもADH欠失個体には稔性があった。
地震直後の救助を支援する遅延耐性アドホックネットワークの構築とその応用

スマートホームシステムのホームサーバを利用した、災害向け遅延耐性アドホックネットワーク(Delay Tolerant Ad hoc Network in Disaster:DTAND)システムを開発した。本システムと独自アプリを搭載した携帯端末を使って、地震直後の住民の救助や避難を支援することを主な目的としている。研究期間の3年間で、生埋め被災者救助支援システム、帰宅困難者支援システム、津波避難支援システムの3つを開発した。その有用性を実機実験とシミュレーションにより評価した。シミュレーション実験の結果、30%以上の家庭に提案システムが導入されれば、近隣情報の95%以上をDTANDを介して得られることを示すことができた。このことから、提案システムは地震災害時の生埋め者救出に十分有用であると考える。また、DTANDの応用範囲を拡大し、津波発生時の避難支援システムも開発している。このシステムは、混雑状況も考慮した最適な避難システムを携帯端末上に表示できるものである。さらに、地震時の帰宅困難者を支援するために、携帯端末のGPS機能と携帯端末間の遅延耐性アドホックネットワークを用いて位置情報を携帯端末同士で共有し合い、リアルタイムで通行可能な道路地図を作成するシステムを開発し、ネットワークシミュレータNS-2を利用したシミュレーションにより、システムの有効性を評価している(論文投稿中)。スマートホームシステムのホームサーバを利用した、災害向け遅延耐性アドホックネットワーク(Delay Tolerant Ad hoc Network in Disaster:DTAND)システムを開発している。地震直後の生埋め被害者救出のためのシステムに対するシミュレーションの開発を終え、シミュレーション結果をまとめ、有効性を評価した(論文投稿中)。現在、シミュレーションを開発中である。並行して実機による実験も実施している。平成27年1月には、関西大学千里山キャンパスにおいて、ホームサーバ(OpenBlocks)5台と携帯端末(Nexus7)5台で津波避難用DTANDシステムを開発し、実験を行った。実験の結果、携帯端末を持った被験者の移動軌跡と加速度センサ情報から通行不能箇所を検知し、それをホームサーバを介して他の携帯端末に伝えることに成功している。夏には、ホームサーバ10台と携帯端末10台程度で実験を行う予定である。さらに、地震時の帰宅困難者を支援するために、携帯端末のGPS機能と携帯端末間の遅延耐性アドホックネットワークを用いて、位置情報を携帯端末同士で共有し合い、リアルタイムで通行可能な道路地図を作成するシステムを開発している。携帯端末による実機実験とネットワークシミュレータNS-2を利用したシミュレーションにより、システムの有効性を評価している(論文投稿中)。研究期間の3年間で、大きく分けて以下の3つのシステムを開発した。1つめは、地震直後の生埋め被害者救出のためのシステムである。平常時から把握している在宅情報や地震発生後のホームサーバ稼働状況を基に、地震発生後に自動的に構築されるアドホックネットワークを使って救助要請マップを作成し、それを救援者が持っているスマートフォンなどの携帯端末で受信し、救助活動に利用する。本研究は、シミュレーションによりその有効性を評価した(電子情報通信学会英文論文誌2015年掲載)。2つめは、地震発生時に問題となる帰宅困難者を支援するシステムである。携帯端末間で構築した遅延耐性アドホックネットワークを使い、帰宅困難者のGPSログから通行可能な道路地図を作成し、帰宅経路や、混雑場所、休憩所等の情報を掲示する。本研究は、まずシミュレーションによりその有効性を評価した(The Review of Socionetwork Strategies 2015年掲載)。現在、実機実験に向けてシステムを開発中である。3つめは、DTANDの応用範囲を拡大し、津波発生時の避難支援システムである。津波避難者のGPSログから通行不能箇所を自動的に検出し、DTANDを使って他の避難者の携帯端末に送信する。2015年度には、関西大学千里山キャンパスにおいて実機実験を行い、その有効性を評価した(論文準備中)。最終年度は主に2つめと3つめを中心に研究開発を進めた。研究はおおむね順調に進んでいる。津波避難システムのシミュレーションも夏までには完成する予定である。今後、提案システムの性能を評価するために、実機による実験とシミュレーションによる実験を行い、システムの有用性を確認したい。その後、研究会や国際会議で発表し、電子情報通信学会や情報処理学会の論文誌にも投稿する予定である。計算機科学現在進めているものは、1生埋め被災者救助支援システム、2津波被災者避難支援システム、3帰宅困難者支援システムの3点である。今後は、1提案システムの平常時の利用方法、2農村部や山間部での応用、3提案システムの省電力化の3点について検討したい。特に、実機による電力消費量を計測することにより、省電力化の実験を行う予定である。

特に、コンピュータシミュレーション実験に関しては、自前のシュミレータだけでなく、ネットワークトラフィックを評価するため、NS-2やOMNeT++の導入も検討している。これらを導入すれば多角的な評価が可能になると考えている。しかし、システム構築の点で若干遅れが生じている。今後、システム構築に重点を置き、構築されたシステムでの実機実験を行う必要がある。特に、バッテリによる稼働時間の測定を行い、システムの省電力化を検討したい。さらに、農村部や山間部での応用も検討が必要である。消耗品の購入が予定より少なかったため。今後の提案システムの構築、改良について、主なものは以下の5つである。1)シミュレーション実験、2)ネットワークトラフィックの輻輳、3)バッテリによる稼働時間、4)無線LANの到達距離、5)在宅情報の把握である。さらに、その他の応用についても検討している。現在進めているものは、1)提案システムの構築と応用、2)津波避難への応用、3)帰宅困難者支援への応用の3点である。今後は、1)提案システムの平常時の利用方法、2)農村部や山間部での応用、3)提案システムの省電力化について検討していきたい。最終年度は研究成果の発表に力点を置くつもりである。そのため、昨年度の残金と今年度の予算を合せて、旅費と論文掲載料に充当させる予定である。物品の購入額が当初計画よりも少し安かったため。昨年度でシステム構築用の備品は概ね揃ったので、今年度は、旅費(特に、海外旅費)、謝金、さらに研究成果投稿料に使う予定である。
非線形偏微分方程式の未知係数同定逆問題の再構成理論について

(1)平面内の摩擦を生じる媒質を伝播する波を表す方程式(偏微分方程式)の数学解析を行い、(1)(ある条件のもとで)摩擦の効果によって波が散乱されること、(2)散乱された波のデータから媒質中の摩擦係数を(ある条件のもとで)一意に同定できること、を証明した。(2)棒状の弾性体の振動を表すモデル方程式(非線形波動方程式)の数学解析を行い、棒の両端での計測データから物体の特性を表す物理係数を一意に同定できることを証明した。1.研究成果の内容:本年度は研究目的のひとつである,複素ポテンシャルをもつ2次元シュレーディンガー作用素の散乱の逆問題に関して成果を得た.散乱の逆問題を境界値逆問題に帰着させることで,適当な意味で小さい複素ポテンシャルが,エネルギーを1つ固定した場合の対応する散乱振幅から一意的に定まり,さらに具体的に求める再構成手続きを与えることに成功した.2.意義:エネルギーを1つ固定した場合の散乱の逆問題は,多次元(空間3次元以上)の場合は優決定(Overdetemined)の問題すなわち未知関数よりも既知関数の独立変数の方が多い問題である.一方,空間2次元の場合は未知関数と既知関数はともに2変数の関数となり,多次元の場合と問題の構造が異なっている.そのために2次元の場合は多次元の場合とは違った様々な数学的困難さが生じる.これらを解決することは逆問題の数学解析にとって重要な課題となっている.さらに,空間2次元における研究結果は数値実験への応用へと発展する可能性を秘めている.3.重要性:本年度の研究で, 2次元における逆問題で生じる数学的困難を解決する1つのアプローチを提示した.この方法は他の問題にも適用できる可能性があると思われる。さらに,数値実験への応用も検討できるような具体的な再構成法を与えることができたという点でも,この研究成果は重要な位置を占める.1.研究成果の内容:平面内(空間2次元)の摩擦を伴う媒質を伝播する波の運動を記述する方程式を研究対象とした.周期一定の波の散乱状態を表す解を構成できることおよび解の散乱状態から媒質の摩擦係数を一意的に再構成できることがわかった.2.意義:平面内での微分方程式の解の具体的表示や構成手続きを与えることは,数値解析へと応用できる可能性がある.また,より複雑な媒質(層状媒質など)の場合についても本研究で得た結果を応用できる.3.重要性:平面内における複素係数を持つ微分方程式の散乱問題と逆問題で生じる数学的困難を解決する1つのアプローチを提示した.平面内における逆問題は未解決の問題を含んでいるため,国際的にも関心は高い.本年度,上記の研究成果を専門家が集まる国際会議「International Conference on Inverse Problems and Applications」で招待講演者として発表できたことは大変喜ばしいことである.1.研究成果の内容:ハートリー方程式は、量子力学における多体問題の近似方程式の1つとして知られている。本年度の研究では、ハートリー方程式の解の散乱状態から決まる「ある量」が小さければ、方程式に含まれる未知のポテンシャルも小さくなるか、という逆問題の安定性について考察し、安定性が得られるような「ある量」を具体的に定め基本的な計算を行い、今後の研究の指針を与えた。2.意義:ハートリー方程式のみならず、非線形偏微分方程式の散乱の逆問題の安定性に関しては、驚くべきことにほとんど注意が払われなかった。今年度の研究で得た基本的方針は、今後の非線形偏微分方程式の散乱の逆問題の研究をさらに発展させる契機となる。3.重要性:逆問題の安定性の問題とは、数学的にいえば、散乱データから未知のポテンシャルへの写像が連続かという問題である。写像に関する基本的性質を調べることは数学上重要である。また、この写像が連続であることがわかると、計測データに対する未知ポテンシャルの誤差評価がわかるため、応用上も重要である。
下垂体前葉における濾胞星状細胞の形態の機能の解析

1)濾胞星状細胞と下垂体腫瘍の形成マウス濾胞星状細胞培養株(TtT/GF)とラット下垂体成長ホルモン細胞腫瘍(MtT/S)をヌードマウスに移植する実験を行った結果、濾胞星状細胞は下垂体腫瘍の形成を著しく促進した。このことは、濾胞星状細胞から何らかの増殖因子を分泌するか、血管形成などの微環境にかかわる因子を分泌することによるものと考えられた。2)濾胞星状細胞と下垂体前葉細胞の増殖濾胞星状細胞(TtT/GF)の順化培地を使用し、下垂体ホルモン産生細胞株の培養系に作用させたところホルモン産生細胞株の細胞増殖が促進した。この因子については現在継続して研究中。3)去勢動物における下垂体の濾胞星状細胞の形態学的な解析去勢動物では性腺刺激ホルモン産生細胞が機能亢進と細胞増殖を示す。これに伴って、濾胞星状細胞は去勢に伴って徐々に細胞数を増加し、性腺刺激ホルモン産生細胞を包み込むようになる。特に、去勢4週間でその変化が顕著になった。この現象は濾胞星状細胞が性腺刺激ホルモン産生細胞の増殖制御に何らかの関連を持つことが示唆される。4)老化ブタ下垂体におけるコロイド濾胞と濾胞星状細胞との関連老化ブタ下垂体ではPAS陽性のコロイドを持った濾胞が数多く形成される。濾胞星状細胞によって作られるものと考えられる。組織学的な観察では、老化にともなって出現する類デンプン小体とは異なる。また、レクチンによる染色では、PHAやMAMで染色され、シアル酸を多く持つことが明らかになった。一方、、老化ブタ下垂体は通常のブタ下垂体と比較して、4倍大きい。また、プロラクチン細胞が多く認められた。このプロラクチン細胞は、コロイドを持った濾胞に近接して多く存在していた。1、共焦点レーザー顕微鏡によるFS細胞の特異な構造の観察:S-100タンパク質に対する抗体を使用し、FS細胞を蛍光抗体法で染色して共焦点レーザー顕微鏡で観察した。この結果、FS細胞が長い細胞質の突起を伸ばし、近傍のホルモン産生細胞を包み込む特異な構造が3次元的に鮮明に観察された。2、濾胞星状細胞株(TtT/GF)細胞から分泌される生理活性物質の検索:TtT/GF細胞の培養によって得られたconditioned mediumが下垂体由来の成長ホルモン産生株(MtT/S)の細胞増殖を促すことを明らかにした。しかし、どのような因子が細胞増殖を促すかは明らかでない。一方、TtT/GF細胞とMtT/S細胞を混ぜてヌードマウスに移植したところ、TtT/GF細胞が下垂体のホルモン産生細胞(MtT/S)の腫瘍形成を著しく促進することが明らかになった。これらの結果は、濾胞星状細胞が近傍のホルモン産生細胞の増殖を促す何らかの生理活性物質を分泌していることを示している。この事は濾胞星状細胞の機能を考えるうえで極めて重要であり今後継続して研究したい。3、FS細胞のモノクローナル抗体の作成:TtT/GF細胞およびブタ下垂体を使用してFS細胞を特異的に染色するモノクローナル抗体の作成が試みられた。現在、未だ、特異抗体の作成には成功していないが、現在その作成に向けて研究を進行している。1)去勢動物における下垂体の濾胞星状細胞の形態学的な解析去勢動物では性腺刺激ホルモン

産生細胞が機能亢進と細胞増殖を示す。特に、細胞分裂は去勢1-3週目が顕著でその後、著しく減少する。一方、濾胞星状細胞は去勢に伴って徐々に細胞数を増加し、性腺刺激ホルモン産生細胞を包み込むようになる。特に、去勢4週間でその変化が顕著になった。この現象は去勢4週目で性腺刺激ホルモン産生細胞の細胞分裂が減少する事を考えると、濾胞星状細胞が性腺刺激ホルモン産生細胞の増殖制御に何らかの関連を持つことが示唆される。2)老化ブタ下垂体におけるコロイド濾胞と濾胞星状細胞との関連老化ブタ下垂体ではPAS陽性のコロイドを持った濾胞が数多く形成される。この濾胞はS-100タンパク質陽性の細胞から構成され、濾胞星状細胞によって作られるものと考えられる。この濾胞について組織学的な観察を行ったところ、老化にともなって出現する類デンプン小体とは異なる成分からなることが明らかになった。また、コロイドの糖を同定するためにレクチンによる染色を行ったところ、PHAやMAMで染色され、シアル酸を多く持つことが明らかになった。一方、老化ブタ下垂体は通常のブタ下垂体と比較して、その重量が4倍大きい。また、下垂体にはプロラクチン細胞が多く認められた。このプロラクチン細胞は、コロイドを持った濾胞に近接して多く存在していた。恐らく、老化ブタ下垂体に於けるプロラクチン細胞の増加と、濾胞星状細胞との間には何らかの関連が有ることが示唆された。今後、プロラクチン細胞の増殖と分化を制御する因子の解析を進める必要がある。
マダニの生存基盤としての吸血・産卵に関わる生物活性分子の機能解明

研究の骨子は、研究代表者らによって完成された世界有数の約20,000クラスターからなるフタトゲチマダニの臓器別ESTデータベースを活用し、(1)マダニの生存に不可欠な吸血・消化の分子機構を解明し、(2)この研究で明らかになったマダニ生物活性分子(TBMs)が、マダニ体内におけるBabesia原虫の発育・増殖・伝搬に果たす役割を明らかにし、(3)最終的に、解明されたマダニ特有のTBMsの特性や機能をマダニの寄生・吸血と原虫媒介を制圧するための技術開発に発展させるとともに、抗腫瘍、免疫増強、殺菌などの広範な医・農・獣医学領域における新規創薬にTBMsを活用する方途を拓くための展開研究を実施することである。平成19年度は、前年度までに得られているマダニ体内の一連の新陳代謝(タンパク代謝回転protein turnover)の分子制御基盤としての「中腸からヘモリンフを経て卵巣に至るアミノ酸シグナルamino acid signal」について、その「伝達制御機構(TOR signal transduction pathway)」を明らかにすることによって、「マダニの吸血・消化によって変動する栄養刺激nutritional stimuliとBabesia原虫媒介の関係」の解明を図るという、これまで世界に例のない総合的視点からの新領域研究に着手した。その結果、TORキナーゼ(Hl TOR)、S6キナーゼ(Hl S6K)、GATA転写因子(Hl GATA)などの、シグナル伝達を介してBD-TBMの機能と特性を根幹から左右しうる分子について、相当程度に特性解明を図ることができた。本年度は、マダニに独特とされるblood-mealの細胞内消化がマラリア原虫のヘモグロビンの細胞内消化経路に酷似していることに注目し、マラリアと同様の蛋白分解酵素の参画によるblood-mealの消化分解経路の存否について、総合的な検証を行った。その結果、HISP (serine protease)の働きによって、blood-mealが中腸ルーメン内で溶血し、ヘモグロビンは、現在詳細を検討中の特異的レセプターによって、中腸細胞内にphagocytosisとpinocytosisの形で取り込まれ、lysosomeに移動後に、新たに発見されたロンゲプシンlongepssin (aspartic protease)の働きによってペプチド断片となり、ロンギパインlongipain (cysteine protease)の働きによってさらに小さなペプチドまで分解され、中腸細胞質内に移動後は新発見されたmLAP (leucine aminopeptidase)の働きによってアミノ酸に分解され、栄養源として供与されることが判明した。すなわち、研究開始時に立てた作業仮説(『マダニはマラリア原虫である』、『「ダニの血液消化はマラリア原虫に類似する』)を大筋において立証することができた。
がん細胞膜トランスポーターをターゲットとした化学療法の最適化

ペプチドトランスポーターが発現することにより、がん細胞へのペプチド性抗がん剤の移行性が上昇するかを、in vitroおよびin vivoで以下のように検討した。1.hPEPT1を過剰発現するモデル腫瘍の樹立ヒト小腸オリゴペプチドトランスポーターhPEPT1cDNAをHeLa細胞にトランスフェクションし、安定発現細胞(HeLa-hPEPT1)を得た。同様に空ベクターでトランスフェクションを行い、陰性対照細胞(HeLa-pcDNA3)を得た。両細胞へのペプチド性抗がん剤[^3H]ベスタチン取り込み活性について検討を行ったところ。HeLa-hPEPT1の取り込みはHeLa-pcDNA3と比較して約5倍に増加した。HeLa-hPEPT1への取り込みは非標識グリシルサルコシンおよび非標識ベスタチンの共存により有意に低下した。更に[^3H]グリシルサルコシン取り込みに対するベスタチンによる阻害効果も検討したところIC50値約0.56mMが得られた。この値はhPEPT1を発現する小腸モデル細胞Caco-2の示すベスタチンのKm値0.34mMとよく一致した。これらの結果からhPEPT1を過剰発現する腫瘍細胞株を樹立できたと考えられた。ヌードマウス(Balb/c nu/nu)の背部皮下にHeLa-hPepT1もしくはHeLa-pcDNA3を移植し腫瘍を形成させた担がんマウスに、ベスタチンあるいは[^3H]カルノシンを投与し30分後の組織対血漿中濃度比(Kp値)を求めたところ、HeLa-hPEPT1移植により形成した腫瘍では、それぞれKp値約2.0および2.5と算出された。この値は細胞間液のみ分布する[^<14>C]イヌリンの値(約0.5)と比べ有意に高いことから、両ペプチドが腫瘍細胞内に取り込まれていることが示された。一方HeLa-pcDNA3移植により形成した腫瘍については、ペプチドの蓄積は認められなかった。以上の結果より、hPEPT1の発現によりペプチド性化合物の腫瘍への蓄積が上昇する可能性が示された。
澱粉粒子内に於けるアミロースの存在形態の解明

現在まで澱粉粒の分子構造(amylose,amylopectinの空間的配列)に関しての容認できる説は全く無いと云ってもよい。我々はこの問題解決に2つの方法を開発して取り組んだ。第一は、澱粉粒のボールミル処理である。即ち、ボールミル処理が水も熱も加えることなく粒を糊化させることを見いだした。このことは,ミルの諸条件を変える事で極めて容易に糊化の程度を制御できることを意味する。従って、適切なボールミル条件を見いだせばamlopectinの結晶領域を部分融解させることができる筈であり、この結果、粒全体はその組織を保持したまま膨じゅんさせることが可能と考えられる。この粒にamyloseに特異的な試薬を作用させ反応させてからアミラーゼ処理するか、amylopectinに特異的な酵素を作用させることで、amyloseの固定化、または、削りだしが可能となることも考えられる。言わば鋳造におけるロストワッス法である。本研究においてボールミル処理が有効であることを確認した、そして超高圧処理による試薬の選択的導入のモデルとして脂肪酸導入に成功した。そして、脂肪酸がamyloseに特異的に導入されることを、澱粉の種類を変えることで証明した。これは、間接的にamyloseの独立性を示唆する。第二は、アミラーゼをある特定の長さの鎖の先端に固定することで、酵素の作用範囲を制げんし、amylopectin分子を外側から順次分解させ、amyloseを露出させる。この場合もアミラーゼの作用を可能にするため当然ボールミル処理で粒組織を緩めておく必要がある。先ず、pullulanaseの磁性化単体への固定化を試み成功した。この固定化酵素により容易に個体の澱粉粒から酵素の分離が可能になった。次ぎの段階としてamylopectinの外部からの切断を検討し是れに成功した。以上の実験結果から、方法論的にはかなりの進展を見たといえるが、決定的結論を得るには至らなかった。当初の申請書に記載したように本研究の特色は、目的の簡明さにも抱らず、その研究方法を全てに亘り全く新たに開発する必要があることにある。即ち、化学的又は生化学的分析法は基本的には対象を均一系として捕らえ、これの組成の解明であるのに対し、本研究は対象を不均一系と認識し、この不均一性とさらにはその構造体としての澱粉を明かにすることにある。現在我々は2方法によりこの目的遂行に努めている。第1はボールミル処理と選択的アミロース抽出である。澱粉はMeuserによりボールミル処理でプラスチックス化することが認められたが、我々の本研究により、衝撃エネルギーが結晶領域の融解を引き起こすことがこの原因で、化学的に見た分子構造レベルでの変化は極めて小さいことを明かにした。この結果溶媒系の調整により容易に澱粉粒の膨潤化度の制御が可能であることを明らかにしたので、次のステップとしては各種物理的化学的条件を変えることでアミロペクチンの構造を残したままで選択的にアミロースを抽出し、この空洞に適当な充填剤となる化学的物質を封入する予定である。第2は磁性化担体の開発とこれにプルラナーゼ又はイソアミラーゼを結合させ、澱粉粒の外部からの構造削りだしである。酵素は遊離の場合と固定化した場合で作用機作には変化はなくても作用範囲が大きく異なる筈である。

基質が低分子に於いてはこのことは問題とならないが、極めて高分子の澱粉ではこの結果、表層領域から特異的に作用を受けることになり、この生成物を解析することで順次澱粉の立体構造が明らかになるはずである。又磁性化により極めて容易に基質と酵素を分離できることで、この酵素作用を動的に追求できる。現在既に磁性化担体結合イソアミラーゼの調整に成功し、モチ澱粉を用いて予備実験の段階にあり、甚だ興味ある結果を得ている。現在まで澱粉粒の分子構造(amylose,amylopectinの空間的配列)に関しての容認できる説は全く無いと云ってもよい。我々はこの問題解決に2つの方法を開発して取り組んた。第一は、澱粉粒のボールミル処理である。即ち、ボールミル処理が水も熱も加えることなく粒を糊化させることを見いだした。このことは、ミルの諸条件を変える事で極めて容易に糊化の程度を制御できることを意味する。従って、適切なボールミル条件を見いだせばamylopectinの結晶領域を部分融解させることができる筈であり、この結果、粒全体はその組織を保持したまま膨潤させることが可能と考えられる。この粒にamyloseに特異的な試薬を作用させ反応させてからアミラーゼ処理するか、amylopectinに特異的な酵素を作用させることで、amyloseの固定化、または、削りだしが可能となることも考えられる。言わば鋳造におけるロストワックス法である。本研究においてボールミル処理が有効であることを確認した、そして超高圧処理による試薬の選択的導入のモデルとして脂肪酸導入に成功した。そして、脂肪酸がamyloseに特異的に導入されることを、澱粉の種類を変えることで証明した。これは、間接的にamyloseの独立性を示唆する。第二は、アミラーゼをある特定の長さの鎖の先端に固定することで、酵素の作用範囲を制げんし、amylopectin分子を外側から順次分解させ、amyloseを露出させる。この場合もアミラーゼの作用を可能にするため当然ボールミル処理で粒組織を緩めておく必要がある。先ず、pullulanaseの磁性化担体への固定化を試み成功した。この固定化酵素により容易に固体の澱粉粒から酵素の分離が可能になった。次ぎの段階としてamylopectinの外部からの切断を検討し是れに成功した。以上の実験結果から、方法論的にはかなりの進展を見たといえるが、決定的結論を得るには至らなかった。