hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒストン修飾酵素によるヒストン認識機構の構造的基盤

PADは、Ca^<2+>依存的にアルギニン残基を脱イミノ化(シトルリン化)して、シトルリン残基を産出する反応を触媒するタンパク質修飾酵素である。ヒトPADタイプ4(PAD4)は、663アミノ酸残基からなり核内に優先的に局在する。PAD4はヒストン修飾による遺伝子発現の制御、慢性関節リウマチの発症と関与していることが示唆されている。PAD4はin vivo、in vitroでヒストンH3の2,8,17,26番目とH4の3番目のアルギニンをシトルリン化する。これまでに、ヒストンH3のアルギニン17(H3/R17)とH4のアルギニン3(H4/R3)はの部位がメチル化を受けると、エストロゲンレセプターを介した転写が活性化される。一方、PAD4によってH3/R17とH4/R3がシトルリン化されると、前述したメチル化とは逆に、エストロゲン応答遺伝子の転写が抑制されることが明らかになっている。我々はPAD4-ヒストンN末端ペプチド複合体の構造決定に成功した複合体においてもN-2からN+2の5残基のアミノ酸の電子密度が明瞭に確認された。PAD4は各々のペプチドN-2からN+1の主鎖と水素結合を形成しており、ペプチドの側鎖との相互作用はターゲットとなるアルギニンとN-2の位置の側鎖でのみ生じていた。さらに、認識されているヒストンペプチドの構造を比較すると、ペプチド鎖は折れ曲がったβターン様の構造をとっていて、その構造は互いに非常によく一致していた。このようなβターン様の構造形成にはArg374とヒストンペプチドとの間の多数の水素結合が大きく寄与していた。このβターン様の構造形成によってペプチドのN-1の主鎖のカルボニル酸素とN+2の主鎖の窒素原子とが同一ペプチド内で相互作用できるようになるので、PAD4と直接相互作用していないN+2のアミノ酸残基が安定化され、その電子密度を確認することができた。
モデル動物を用いた神経細胞・神経軸索機能維持因子遺伝子の単離

神経軸索の機能維持に必須の分子を同定する目的で逆行性神経軸索変性モデルマウスであるgracile axonal dystrophy (gad)マウスを用い遺伝子連鎖解析に基づくgad遺伝子座の詳細な遺伝学的地図の作成、並びに酵母人工染色体(YAC)クローン解析による物理的地図の作成を行なった。gadマウスは劣性遺伝形式を取りその責任遺伝子は第5番染色体上に存在することがこれまでの研究から知られている。GADマウスとC57BL/6Jマウス間の戻し交配により作出された540余匹につきマイクロサテライトDNAマーカーを用いて解析を行なったところgad遺伝子はD5Mit197の下流0.37cMの距離にあることが判明した。また、MSMとC57BL/6Jマウスを用いた別のパネルの解析からD5Mit151がD5Mitlの下流0.8cMの距離にあることが他者により最近示されたのでD5Mit151及びD5Mit197をプローブにYACライブラリーをスクリーニングし各々2個、3個の陽性クローンを得た。各クローンのエンド配列を常法に従い決定し、キメリズムの有無、他陽性クローンとの重複状況を確認したところD5Mitl97で単離した2個のクローンはいずれもD5Mitl51をプローブに得られたうちの一つのクローンと一部で重複することが判明したこの結果はD5Mit151D5Mit197間のYAC contigが作成できたことを意味しており、今後この成果に基づいて目的のgad遺伝子の単離を目指す。
新機能性ホスト化合物・カリックスアレ-ンを用いるナトリウムイオンセンサの開発

ナトリウムイオンセンサ(ナトリウムイオン選択性電極、Na^+ーISE)のニュ-トラルキヤリアとして優れた性質を示すクラウンエ-テル類縁体がいくつか存在する。カリックスアレンはその一つでフェノ-ル、ホルムアルデヒドの環状オリゴマ-である。小さい有機分子と包接化合物を形成することができるが、フェノ-ル性のOH基でのエステルおよびアミド誘導体はアルカリおよびアルカリ土類金属イオンと錯形成が可能で、Na^+ーISEのニュ-トラルキャリアとなりうる。我々はカリックス[4]アレンのアルキルエステル誘導体数種を合成し、Na^+ーISE用のニュ-トラルキヤリアとしての性能を検討するため、ポリ(塩化ビニル)膜に加工した。その結果、デシルエステル化合物の性能が特に優れており、Na^+活量(loga_<Na+>)-5-1の範囲でネルンスト応答を示し、混合溶液法を用いて測定した選択係数K^<Pot>_<Nak>は4×10^<-3>となり、従来用いられているガラス膜電極とほぼ同じ選択係数(K^+に対して)を示した。H^+に対する選択性はガラス膜よりもはるかにすぐれているので、Na^+ーISEとして充分実用化しうる性能であると考えられる。膜の作製条件は次の通りである。ニコ-トラルキャリア9.7%、可塑剤(膜溶媒としてFPNPE使用)65.5%、ポリ(塩化ビニル)24.3%添加塩(ジピクリルアミンナトリウム)0.5%、EMFの測定は25°Cで行い、セルは次の構成である。Ag/AgCl/10^<-3>MNaCl/PVC膜/測定溶液/0.1M・NH_4NO_3/4M・KCl/Agcl・Agナトリウムイオンセンサ(ナトリウムイオン選択性電極、Na^+ーISE)のニュ-トラルキヤリアとして優れた性質を示すクラウンエ-テル類縁体がいくつか存在する。Ag/AgCl/10^<-3>MNaCl/PVC膜/測定溶液/0.1M・NH_4NO_3/4M・KCl/Agcl・Ag
腹部大動脈瘤術後２型エンドリークによる瘤増大を予測予防するための革新的研究

腹部大動脈瘤ステントグラフト内挿術後の合併症であるtype IIエンドリーク(T2EL)は、多くは自然収束する一方、中には瘤の増大をもたらし瘤破裂に至る症例があり臨床上問題となっている。この問題を解決すべく術前、あるいは術直後に瘤径増大をもたらすT2EL症例を予測しうるパラメーターを4D-flow MRIを用いて同定し、分枝血管塞栓術などにより早期に介入することにより、動脈瘤の増大や破裂を防げるかを検討する。
精密時間軸に基づいた活火山のマグマプロセスの解明とマグマ供給系の復元

研究対象の活火山として,北海道駒ケ岳および樽前火山の考察を進め、研究期間中に噴火が開始された有珠火山・三宅島火山についても検討を行った。さらに1995年のルアペフ火山の噴火、および国後島の爺爺岳火山についても研究成果をまとめた。その結果,次のようなことが明らかになった。1)有珠火山では西暦1663年噴火と1769年以降の噴火をもたらしたマグマ供給系は別であることが明らかになった。これは従来のモデルの全面的な改訂を必要とする重大な結果である。2)三宅島火山では1983年の噴火まで、浅所の安山岩質マグマと深所の玄武岩質マグマという、2つのマグマ貯蔵系が活動していたことが明らかになっていたが、2000年噴火ではこれらのうち浅所の安山岩質マグマが海底から、そして玄武岩質マグマが山頂からというように、それぞれ別個に噴火したことが明らかになった。その結果、500年あまり存続したマグマ系は破壊・更新されたことが明らかになった。3)ルアペフ火山の1995年の噴火では、浅所の結晶に富んだマッシュ状マグマ溜まりに高温マグマが貫入を続けていたことが明らかになった。さらに頻発した噴火は、それぞれ別のマグマバッチの噴火であったことを示した。4)爺爺岳火山では、これまで不確定であった噴火史について広域テフラを用いて解明を試みた。その結果、最近1000年間の高い活動度が明らかとなり、マグマ系解明のための基礎的データが得られた。5)北海道駒ケ岳火山や樽前火山では17世紀噴火から現在までのマグマ系の変遷が初めて明らかにされ、それぞれ最初の噴火で成層マグマ溜まりが形成されていたことを示した。特に駒ケ岳については2000年の水蒸気噴火から見た火山活動度について考察した。研究対象の活火山として,今年度は岩手火山,北海道駒ケ岳および樽前火山について時間軸にそった系統的サンプリングを行い,記載岩石学的特徴および主成分化学組成を求めた。また一部のサンプルについてはモード組成分析,鉱物化学組成分析を行った。その結果,1)岩手火山において過去3000年間においてマグマ混合の産物が噴出し続けているが,山頂噴火と山腹噴火(焼け走り溶岩流)では混合端成分マグマが別であることを示せた。2)北海道駒ケ岳においては特に西暦1694年噴火を詳細に検討し,短時間の休止期を挟む2つの噴火フェーズに分けられること,噴火には3タイプのマグマが関与したことが明かになった。そして噴火前にはこれら3種のマグマが独立したマグマ溜まりを作っていたことが判明した。これは複数のタイプのマグマが成層マグマ溜まりを形成するという,従来の活火山のマグマ系モデルの見直しとなる成果である。3)樽前火山については1667年と1739年の大噴火を検討した。その結果,両者とも白色軽石の他にスコリアや縞状軽石を産しマグマ混合が示唆されるが,混合端成分のうち玄武岩質マグマが2つの噴火では別であることが明かになった。また今年度は次年度以降の研究のための希土類元素分析手法の改良および同位体比分析ルーチンの構築を行った。その他に活火山のマグマ系としてニュージーランドのルアペフ火山,複成火山と単成火山という対照的な火山のマグマ系などについて研究成果のとりまとめを行った。研究対象の活火山として,今年度は北海道駒ケ岳および樽前火山の考察を進め、今年度に噴火が開始された有珠火山・三宅島火山についても、急遽あらたに検討を行った。

その結果,次のようなことが明らかになった。1)有珠火山では西暦1663年から噴火年代とともに、次第に全岩SiO_2%が減少しており、2000年噴出物は歴史時代でもっともSiO_2に乏しいデイサイトであることが明らかになった。2)三宅島火山では我々の研究によって、1983年の噴火まで浅所の安山岩質マグマと深所の玄武岩質マグマという、2つのマグマ貯蔵系が活動していたことが明らかになっていたが、2000年噴火ではこれらのうち浅所の安山岩質マグマが海底から、そして玄武岩質マグマが山頂からというように、それぞれ別個に噴火したことが明らかになった。その結果、500年あまり存続したマグマ系は破壊・更新され、現在まで続く活動は新しい玄武岩質マグマの活動によることが示唆された。3)北海道駒ケ岳火山では西暦1640年噴火から1929年までの4回のマグマ噴火について詳細に検討し,いずれもマグマ混合の証拠が認められるものの、噴出物の不均質の程度や化学組成の多様性が時間とともに変化しており、これらは1640年に形成された層状マグマ溜りの時間変化で説明できる可能性が示された。4)樽前火山については前年度の検討に加え、19-20世紀の噴出物も検討し、マグマ混合端成分組成および混合比の時間変化を見積もった。その結果、本火山では1667年と1739年の大噴火によって低温側端成分マグマはほぼ消費され、19世紀以降は高温端成分マグマを主体として小規模に噴火していたことが判明した。このことから、樽前火山では17-18世紀クラスの大噴火が起こる可能性は低く、逆にマグマ噴火の休止期に入った可能性も指摘できる。研究対象の活火山として、北海道駒ヶ岳および樽前火山の考察を進め、研究期間中に噴火が開始された有珠火山・三宅島火山についても検討を行った。その結果、次のようなことが明らかになった。1)有珠火山では西暦1663年噴火と1769年以降の噴火をもたらしたマグマ供給系は別であることが明らかになった。これは従来のモデルの全体的な改訂を必要とする重大な結果である。2)三宅島火山では1983年の噴火まで、浅所の安山岩質マグマと深所の玄武岩質マグマという、2つのマグマ貯蔵系が活動していたことが明らかになっていたが、、2000年噴火ではこれらのうち浅所の安山岩質マグマが海底から、そして玄武岩質マグマが山頂からというように、それぞれ別個に噴火したことが明らかになった。その結果、500年あまり存続したマグマ系は破壊・更新されたことが明らかになった。3)北海道駒ヶ岳火山では西暦1640年噴火から1929年までの4回のマグマ噴火について詳細に検討し、いずれもマグマ混合の証拠が認められるものの、噴出物の不均質の程度や化学組成の多様性が時間とともに変化しており、これらは1640年に形成された層状マグマ溜りの時間変化で説明できる可能性が示された。4)樽前火山では、1667年噴火後に成層マグマ溜まりが形成され、1739年以降ではそのマグマ溜まりに、1667年噴火時とは別の玄武岩質マグマが混合してきたことが明らかになった。また本火山では1667年と1739年の大噴火によって成層マグマ溜まりの上部にあると考えられる低温側端成分マグマはほぼ消費され、19世紀以降は溜まりの下部にある高温端マグマを主体として小規模に噴火していたことが判明した。このことから、樽前火山では17-18世紀クラスの大噴火が起こる可能性は低いことが示された。
TiN高速度鋼ホブの高性能化に関する研究

本研究は自動車用歯車などの比較的小モジュ-ル量産歯車の多条TiNホブによる高速ホブ切りに関するものである。1.高速ホブ切りにおけるTiNホブの摩耗生成機構を明らかにした。再研削後のホブではクレ-タ摩耗がホブの寿命を決定する要因となる。コンベンショナルホブ切りではホブの各刃に発生するクレ-タ摩耗はその形状が変化しない。深さが進行するだけである。クライムホブ切りではクレ-タ摩耗の形状が変化する。切削長さが増し,切削速度が早くなり,送りが大きくなる程クレ-タ摩耗の最深部が切刃に接近して行く。これが切刃決壊の原因となり二番面損傷を大きくする。2.従って高速ホブ切りを可能にするためにはホブのクレ-タ摩耗をできるだけ小さくすることが最も重要である。よって,(1)耐クレ-タ性の優れたホブ材質を使用すること.(2)TiN被膜の改善.(3)TiNホブは再研削後再TiNコ-トして使用する.などについて実際に多条TiNホブを試作して実用テストを行った。3.刃先硬度が高く,靭性も優れている高Vー高Coの粉末ハイスホブを試作したが,全切刃にマイクロチッピングが発生する。切刃面にTiN被膜があればまだ欠げは大きくならないが,再研削後は欠げが大きくなり易い。溶解ハイスが安全であると思われる。4.TiN被膜の厚さを厚くし,被膜の成分中Ti量を増し,TiN被膜の改善を行ったTiNコ-トホブの性能は非常に優れていた。TiN被膜はホブの摩耗を少なくするだけではなく切刃の欠げも少なくする。5.TiNホブは再研削後は再TiNコ-トして使用するのが最も効果的であると思われる。以上の研究成果を利用すれば,多条TiNホブで切削速度120m/min,ホブの送り3mm/rev以上の高速ホブ切りが実用上充分可能であることを示すことが出来た。1.最近の多条TiNホブの二番摩耗生成機構を解明するために,モジュ-ル2,外径75mmの3条TiNホブ2個を試作し,TiNホブの摩耗の進行状態を観察した。材質はHS53M,最新のTiNコ-トホブである。再研削後のTiNホブの摩耗の進行は,クレ-タ摩耗の進行によって切刃が二番面に沿って後退し二番摩耗幅が増大する。(1),ホブの切削長さを増すほど,(2),切削速度が早くなるほど,(3),送りが大きくなるほど,クレ-タ摩耗の最も深い処が切刃に接近して切刃の決壊を大きくして二番摩耗巾が増大することが明らかになった。2.高速ホブ切りにおけるTiNホブの寿命はクレ-タ摩耗によって決定される。よってクレ-タ磨耗の進行を少なくするために,高V,高Coの粉末ハイスを用いた新材質の3条TiNホブ2個を試作した。この新材質のホブは再研削後のクレ-タ摩耗の進行は少なくなるものと考えている。更にこのホブについて再研削後,再び新しいTiNコ-ト処理を行い切削性能試験を行う予定である。クレ-タ摩耗を小さくするために最も効果が大きいのは再TiNコ-ト処理であると考えている。このホブの材質は硬度,抗折力が従来のホブ材質に比べて高い為に再コ-ト後の切刃の損傷は耐摩耗性だけでなく,切刃の崩れ減少も起こり難いことを期待している。よってホブの寿命は格段に延びるものと考えている。勿論ホブの再コ-ト技術についても検討を加えたい。3.TiNホブのクレ-タ摩耗の進行は主として削屑の流れの方向によって最深部が変化することが明らかになったので,TiNホブの寿命を長くする新TiN多条ホブの設計についても考察を加えたい。

4.TiN被膜の厚さを厚くし,被膜の成分中Ti量を増し,TiN被膜の改善を行ったTiNコ-トホブの性能は非常に優れていた。TiN被膜はホブの摩耗を少なくするだけではなく切刃の欠げも少なくする。5.TiNホブは再研削後は再TiNコ-トして使用するのが最も効果的であると思われる。以上の研究成果を利用すれば,多条TiNホブで切削速度120m/min,ホブの送り3mm/rev以上の高速ホブ切りが実用上充分可能であることを示すことが出来た。
長波長光に応答する光反応性高分子液晶の合成と光配向制御に関する研究

アゾベンゼン薄膜に種々の波長の偏光光を照射した時の分子の配向状態を系統的に調べ、光の波長と光反応および配向の関係を明らかにすることを目的とし、種々の波長光を用いたアゾベンゼン含有高分子液晶の光配向制御に関して具体的に調べた。光の波長とトランス体/シス体の光異性化反応および生じる異方性の関係を明らかにしただけでなく、光の波長、露光量の調節により分子の配向方向を任意の方向へ制御できることを見いだし、面内配向性の要因についても考察した。トランス体およびシス体からなる薄膜を用い、異なる波長をもつ6種の偏光光の照射を行い、結果を解析することで、以下のことを明らかにした。・同じアゾベンゼン分子を用いても、照射する光の波長によってさまざまな分子配向状態を誘起することが可能である。・一般的なトランス-シス-トランス光異性化サイクルを利用した光配向において、波長の違いによって、照射の偏光電界に垂直方向に配向する場合と、照射軸方向へと配向する場合がある。これらの結果は、照射光の波長でのトランス体とシス体の吸収の割合が関係していることを明らかにした。532nm光を用いることで、633nm光を用いた場合と比較し1/100以下の露光エネルギーでシス-アゾベンゼンの軸選択的な光異性化反応を利用した光配向を誘起できることがわかった。さらに、露光量の調節によって、配向方向を反転することを利用し、マスク露光法により微細領域で配向方向が反転しているパターニング材料を容易に形成できることを実証した。また、新たに水素結合性の液晶メソゲンを有する光架橋性高分子液晶を合成し、その光配向挙動についての研究を開始し、これまでの材料よりも高感度で、また高配向性であることを見いだした。光情報通信・情報産業において、大容量情報をリアルタイムで処理できるシステムが求められており、そのための光記録媒体や能動的な光機能素子が必要となっている。そこで、光照射における高分子の分子配向制御によって材料中に複屈折性や二色性を誘起する光記録材料やそのシステム化について多くの研究が行われ、光スイッチ、ホログラフィー、入射する光波の偏光状態を変換・制御する機能性素子への応用展開研究が活発化している。とくに、高速光応答性や高屈折率変調を達成できる種々のアゾベンゼン高分子液晶材料の偏光軸選択的な光異性化による液晶フォトニクスの研究は光記録のみならず、光誘起配向による屈折率変化を利用したホログラム記録材料として期待されている。本申請者は17年度までに熱安定性に優れ、かつ光により書き換え可能なフォトニクス材料の構築を目指し、アゾベンゼン液晶部を有する光反応性高分子液晶を合成し、その光配向させた薄膜における光スイッチングや、アゾベンゼン部のシス体の軸選択的光反応にもとづいた新しい光配向法をすでに見いだしている。17年度ではその成果をもとに、光応答性アゾベンゼン部を側鎖に有する高分子液晶薄膜のトランス体より長波長域まで吸収末端を有するシス体の軸選択的な光反応による新しい光配向制御技術に関する研究を行った。合成した高分子液晶の種々の波長の光における反応性、安定性、光吸収特性と長波長光での偏光光再配向挙動を偏光分光光度計ならびに偏光IRを用いて、系統的、かつ詳細に調べることで薄膜内の液晶メソゲンの動きを3次元的に解明し、長波長光を用いた光異性化反応した部位の選択的光反応による新しい3次元配向制御技術の確立とメカニズムの解明を行った。また、光架橋性部とアゾベンゼン部を有する高分子液晶を合成し、光架橋部のアゾベンゼン部の配向挙動への影響を詳細に調べ、熱的に安定な能動的光学デバイス創成の足がかりをえた。

また、新たに水素結合性の液晶メソゲンを有する光架橋性高分子液晶を合成し、その光配向挙動についての研究を開始し、これまでの材料よりも高感度で、また高配向性であることを見いだした。
口腔扁平上皮癌の化学療法剤耐性及び転移能獲得における細胞死関連分子の役割

細胞死関連蛋白質に属するBcl-2ファミリー蛋白質は細胞死抑制因子及び細胞死促進因子に分類され、これらのバランスによって細胞の運命(生存或いは死)が決定されるという考え方が支配的である。転移巣由来細胞株では原発巣由来細胞株に比べてTRAIL誘導性アポトーシスに抵抗性を示し、TRAIL誘導性アポトーシスにストレスキナーゼJNK活性化が関わっていることから、アポトーシス関連遺伝子と腫瘍の転移との関連性が示唆されており、また、細胞死抑制関連蛋白質に属するAkt, NF-κB, protein kinase C(PKC)-αなどは持続的なJNK活性化を負に制御していることが示されている。本年度のin vivoにおける実験では、化学療法剤耐性及び転移性扁平上皮癌細胞株を免疫不全SCIDマウスへ接種し、腫瘍形成・サイズ、生存日数、化学療法剤感受性、及び転移の有無で評価を予定しており、その基礎実験として接種する細胞濃度の検討を行った。1*106cellsの接種では全例でその生着率が認められなかったが、濃度を高くすることで生着率は向上の可能性がある。In vitroにおける実験では、現在までに樹立された細胞株を用い、Akt1、Akt2、Akt3およびこれらのリン酸化(p-Akt)、またFOX、PTENについても同様に蛋白レベルで変化があるか確認を行った。結果、転移巣由来の細胞株でp-Akt1および3で上昇が認められたがp-Akt2ではその変化を認めなかった。FOXについては、転移巣由来の細胞株でFOX1,3および4の上昇を認めた。PTENはわずかながら転移巣由来の細胞株で上昇を認めた。
視覚に障害のある幼児児童生徒の身体意識を育てるための活動・教材事例集

本研究では、関東地区の盲学校教員を対象として、各校で行われている身体意識や空間概念を育てるための活動や教材・教具について調査・収集した。また、それらをまとめた「活動・教材教具事例集」を作成し、調査協力者に対して配布した。主として、盲学校において各教員が個人的に取り組んでいる活動や教材・教具等について明らかにし、事例集という形で共有することができた。その内容については、様々な年齢を対象とした取り組み事例を収集することができ、今後、各盲学校で自立活動等を実践する上での何らかのヒントとなり得ると思われる。しかし、今回収集された取り組み事例はほんの一部に過ぎず、今後、より多くの情報を得る必要があると思われる。さらに、実践を通して活動等の効果について検討していき、身体意識や空間概念の形成について、より発達の視点をふまえた事例集に充実させていくことが課題としてあり、継続して研究に取り組む予定である。
マラリアの原虫スポロゾイトの肝細胞侵入におけるロプトリー蛋白の機能解析

本研究では、スポロゾイトの先端部に存在する小器官を虫体から分離精製し,これを抗原として単クローン抗体の作成を行った。ネズミマラリア原虫(P.berghei)に感染したマウスの血液をハマダラ蚊(Anopheles stephensi)に吸血させ、経時的に蚊を解剖した。その結果、感染後20日から35日の蚊の唾液腺から多数のスポロゾイトを回収できることが判明した。そこで感染20日後の蚊の唾液腺から回収したスポロゾイトをマウスの尾静脈に注入し、スポロゾイトの感染性を検討したところ投与したすべてのマウスに感染が成立した。以上の結果から、感染20日後の蚊の唾液腺から回収したスポロゾイトは感染性を有する正常のスポロゾイトであることが確認されたので、このスポロゾイトを材料として以下の研究を行った。精製したスポロゾイトを粗抗原として免疫したBALB/cマウスの脾細胞とSP2/oミエローマ細胞を融合させ、単クローン抗体の作成を試みた。スポロゾイト粗抗原を用いたELISA法で陽性を示すクローンの大部分がスポロゾイトの主要な表面蛋白であるCS抗原に反応することが予想されたので、ハイブリドーマ培養上清のスクリーニングはスポロゾイト粗抗原とスポロゾイトの主要表面抗原であるCS蛋白の繰り返し部分の合成ペプチドを用いたELISA法を同時に実施した。そしてスポロゾイト粗抗原に陽性でCS抗原には反応しないハイブリドーマのスクリーニングを試みたが、現在までのところ目的とする反応性を示すクローンの作成には成功していない。現在、さらにマウスを免疫して新たなクローンの作成とスクリーニングを行っている。今後、目的とする虫体内部の抗原に陽性の反応を示すものを得ることができれば、次に蛍光抗体法を用いてスポロゾイト先端部に局在する抗原に対するクローンを選択する予定である。本研究は、マラリア原虫侵入型のうち人への直接の感染型であるスポロゾイトの先端部小器官のロプトリ-に局在する蛋白の機能と構造を明らかにすることを目的として,ネズミマラリアの系を用いて行った。本年度は,スポロゾイトの先端部に存在する小器官を虫体から分離精製し,これを抗原として単クローン抗体を作成することを試みた。そのために、ネズミマラリア原虫(Plasmodium yoelii)に感染したマウスの血液をハマダラ蚊(Anopheles stephensi)に吸血させ、吸血14日後に蚊を解剖した。蚊の唾液腺と胸部から遠心分離法によってスポロゾイトを回収し、精製した、このスポロゾイトを加圧細胞破砕器にて破壊した後、蔗糖密度勾配超遠心法を用いて各細胞内小器官を分取することを試みた。超遠心によって得た各分画を電子顕微鏡によって観察し、先端部小器官を含む分画の検索を行ったが、超遠心によってロプトリ-に富む分画を得ることは出来なかった。そこで、精製したスポロゾイトを抗原として免疫したBALB/cマウスの脾細胞とSP2/oミエローマ細胞を融合させ、単クローン抗体の作成を試みた。ハイブリドーマ培養上清のスクリーニングはスポロゾイト粗抗原とスポロゾイトの主要表面抗原であるCS蛋白の繰り返し部分の合成ペプチドを用いたELISA法を用いて実施した。現在、スポロゾイト粗抗原を用いたELISA法で陽性クローンのうち、CS蛋白合成ペプチドに反応しないハイブリドーマのスクリーニングを行い、虫体内部の抗原に反応するものを作成中である。次に、蛍光抗体法を用いてスポロゾイト先端部に局在する抗原に対するクローンを選択する予定である。

本研究では、スポロゾイトの先端部に存在する小器官を虫体から分離精製し,これを抗原として単クローン抗体の作成を行った。ネズミマラリア原虫(P.berghei)に感染したマウスの血液をハマダラ蚊(AnoPheles stephensi)に吸血させ、経時的に蚊を解剖した。その結果、感染後20日から35日の蚊の唾液腺から多数のスポロゾイトを回収できることが判明した。そこで感染20日後の蚊の唾液腺から回収したスポロゾイトをマウスの尾静脈に注入し、スポロゾイトの感染性を検討したところ投与したすべてのマウスに感染が成立した。以上の結果から、感染20日後の蚊の唾液腺から回収したスポロゾイトは感染性を有する正常のスポロゾイトであることが確認されたので、このスポロゾイトを材料として以下の研究を行った。精製したスポロゾイトを粗抗原として免疫したBALB/cマウスの脾細胞とSP2/oミエローマ細胞を融合させ、単クローン抗体の作成を試みた。スポロゾイト粗抗原を用いたELISA法で陽性を示すクローンの大部分がスポロゾイトの主要な表面蛋白であるCS抗原に反応することが予想されたので、ハイブリドーマ培養上清のスクリーニングはスポロゾイト粗抗原とスポロゾイトの主要表面抗原であるCS蛋白の繰り返し部分の合成ペプチドを用いたELISA法を同時に実施した。そしてスポロゾイト粗抗原に陽性でCS抗原には反応しないハイブリドーマのスクリーニングを試みたが、現在までのところ目的とする反応性を示すクローンの作成には成功していない。現在、さらにマウスを免疫して新たなクローンの作成とスクリーニングを行っている。今後、目的とする虫体内部の抗原に陽性の反応を示すものを得ることができれば、次に蛍光抗体法を用いてスポロゾイト先端部に局在する抗原に対するクローンを選択する予定である。
高圧による単結晶炭化ボロンのナノ構造変化と相変化

ナノインデンテーションとラマン分光を用いることで、単結晶ボロンカーバイドの圧力誘起によるアモルファス化現象について明らかにすることができた。これによると、アモルファスボロンカーバイドは、炭素の芳香環とボロンのクラスターによるsp2混成軌道から成っていた。このsp2混成軌道は高圧下におけるボロンカーバイドのせん断強度の現象に関わっていると考えられる。そして、その場観察による実験により、約50GPaからの負荷減圧中にアモルファス化が起こっていることが明らかとなった。また、第一原理計算を用いて、どのような過程でアモルファス化するのか検討を行った。・予備的な実験をかねて、ボロンを高濃度と低濃度にドーピングした2種類のシリコン単結晶を用い、ダイナミック負荷試験に対してどのような影響があるか、負荷レート変更をともなったナノインデンテーション試験とラマン分光法をもちいて調べた。その結果、ボロンが高濃度にドーピングされたシリコンの方がアモルファス化しやすいことがわかった。これは、ボロンとシリコンの大きな原子半径の差と弾性係数の減少によってアモルファス化が促進されたものと思われる。・低温および高温でラマン分光法を用いることで、ショック負荷により生成したアモルファスボロンカーバイドの構造変化を調査した。昇温中にはアモルファスボロンカーバイド中のカーボンのクラスターが粗大化しているのが確認できた。また、冷却中にピークシフトの異常な温度依存性が観察された。これらの結果は、ボロンカーバイドのアモルファス化はC-B-C鎖の切断と関係があり、アモルファスボロンカーバイドはカーボンのsp2芳香環とボロンのB11Cクラスターと関係していることを意味していた。アモルファスボロンカーバイドは高圧力化での炭素の弱いsp2結合とB4Cのせん断強度の低下により引き起こされたと思われる。
緩速ろ過池の藻類被膜に関する研究

夏季の緩速ろ過池の砂層表面には糸状珪藻のメロシラが盛んに繁殖した真綿状の藻類被膜を形成している。このメロシラを優先種とする藻類被膜が形成されるとろ過持続日類が増加し、この藻類被膜はろ過効率を上げるのに役立っていることがわかった。使用中のろ過池や砂層表面の藻類被膜を採取するための吸引採取道具を試作し、砂層表面をいためず定量採取が可能になった。藻類被膜が発達したときのクロロフィル現存量は夏季は100200mg/m2で、秋は、80150mg/m2であり、富栄養湖の生産層中の現存量とほぼ同等であった。この値は、河床の付着藻類の現存量の数分の1と少なかった。さらに新しい砂層からの現存量の増加速度は、夏季は、約1.5倍、秋は約1.1倍であり、そのため最大現存量に達するまでには、夏季は約1週間、秋は、23週間かかった。流入と流出水中の溶存酸素濃度の日変化と流速の日変化より求めた生産速度は1020g【O_2】/m2・dであり諏訪湖のプランクトン、河の付着藻類の活性より数倍高い値であった。単位クロロルィル当りの藻類活性は100200g【O_2】/gChl・dで普通のプランクトンや付着藻類の活性より1050倍も高い値が得られた。このように高い値いが得られた原因は、普通は明暗瓶法を用いるのに対し、測定に制限要因の働かない瓶につめないで測定する日変化法を用いたことである。明暗瓶法での値は、種々の制限要因が働き真の値より小さい値と思われる。また緩速ろ過池は新鮮な栄養物質に富んだ河川水が常に供給され真綿状の藻類に常に接しているためと思われる。また大量に繁殖した藻類被膜は光合成により気胞がつき砂層より剥離浮上し越流管より排出されろ過池には常に生産活動の活発な藻が繁殖するという連続培養系になっているために、このように活性が高いと思われる。
金属負イオンクラスタ-の光脱離光電子角度分布

原子数が100ヶ程度までの原子集合体はクラスタ-と呼ばれ、特異的性質を示す物質相として、その物理・化学的性質の解明が待たれている。本研究では金属クラスタ-の化学反応特異性を理解する一手段として金属クラスタ-の電子構造解明に焦点を絞り、とりわけクラスタ-の安定性と殻膜型成立の正否あるいは反応性と粒子数依存性が指摘されている金属クラスタ-の電子状態を明らかにすることを目的とした。この目的を遂行するために本研究では負イオンクラスタ-の光脱離光電子の角度依存性に注目して研究を行なった。負イオン金属クラスタ-のモデルとしてAlを試料とし、又、半導体クラスタ-モデルとして、グラファイトを試料として、レ-ザ-蒸発法により負イオンクラスタ-を発生させた。飛行時間分析型質量分析器により粒子数分別を行なった後、特定粒子負イオンクラスタ-の飛行時間に同期したパルスレ-ザ-光により光脱離実験を行なった。光電子の検出には飛行時間分析型電子エネルギ-分析器により予備的な実験を行ない、さらに精度良く角度分布測定を行なうため静電場型電子エネルギ-分析器を購入した。光電子角度分布測定はエネルギ-分析器の入射角を一定にし、直線偏光したレ-ザ-光の電気ベクトル方向を入板を回転することにより行なった。実験はまず比較的高濃度のクラスタ-が得られる炭素負イオンクラスタ-を用いて行なった。このクラスタ-では本申請者らの研究から直鎖構造と環構造の2種の異性体が存在することが示唆されており、その両者の角度分布の相似は極めて興味ある事柄である。現在、予備的結果が得られているが、さらに、精度良く角度分布を決定するために静電場型電子エネルギ-分析器を用いて研究を遂行している。
タキキニン・ペプチドによる生理反応の多様性と受容体サブタイプとの対応

現在,サブスタンスP(SPと略記)に感受性の強いNK-1型,ニューロキニンAやニューロペプチドγに感受性の強いNK-2型およびニューロキニンBに感受性の強いNK-3型の3種に分類されている.本研究は,中枢や末梢におけるタキキニン・ペプチドの生理作用の多様性がタキキニン受容体の多様性によることを予測して,平成2年4年にかけて中枢と末梢の実験系を用い,次の様な結果を得た.1.タキキニン・ペプチドによる血管平滑筋弛緩作用ブタ冠状動脈やモルモット大動脈を用い,タキキニン・ペプチドによる弛緩反応に関与する受容性サブタイプの種類を調べた結果,血管内皮細胞に存在するタキキニンNK-1受容体を介して血管が弛緩することを確認した(Neurocsci.Lett.1990).2.タキキニン・ペプチドによるモルモット回腸縦走筋収縮作用SPによる回腸縦走筋の収縮作用およびイノシトール・リン脂質代謝との関係を,ホスホリパーゼC阻害剤のネオマイシンを使って検討した。その結果,SPによる初期の一過性収縮に関与するCa動員系は,イノシトール・リン脂質代謝系と共に別のCa動員系の存在が考えられた(J.Pharmacobio-Dyn.,1991).3.タキキニン・ペプチド受容体と中枢性血圧調節SP,ニューロキニンAおよびニューロペプチドγによる中枢性血圧反応は主に交感神経系を介しているものと考えられる(Brain Res.,1990,Neurosci.Lett,1992).一方,ニューロキニンBのアゴニストのセンクタイドの中枢性血圧反応は視床下部の室傍核のNK-3受容体を刺激し,下垂体からバソプレシンを遊離し血圧を上昇させるものと考えられる(Brain Res.1992).現在,サブスタンスP(SPと略記)に感受性の強いNK-1型,ニューロキニンAやニューロペプチドγに感受性の強いNK-2型およびニューロキニンBに感受性の強いNK-3型の3種に分類されている.本研究は,中枢や末梢におけるタキキニン・ペプチドの生理作用の多様性がタキキニン受容体の多様性によることを予測して,平成2年4年にかけて中枢と末梢の実験系を用い,次の様な結果を得た.1.タキキニン・ペプチドによる血管平滑筋弛緩作用ブタ冠状動脈やモルモット大動脈を用い,タキキニン・ペプチドによる弛緩反応に関与する受容性サブタイプの種類を調べた結果,血管内皮細胞に存在するタキキニンNK-1受容体を介して血管が弛緩することを確認した(Neurocsci.Lett.1990).2.タキキニン・ペプチドによるモルモット回腸縦走筋収縮作用SPによる回腸縦走筋の収縮作用およびイノシトール・リン脂質代謝との関係を,ホスホリパーゼC阻害剤のネオマイシンを使って検討した。その結果,SPによる初期の一過性収縮に関与するCa動員系は,イノシトール・リン脂質代謝系と共に別のCa動員系の存在が考えられた(J.Pharmacobio-Dyn.,1991).3.タキキニン・ペプチド受容体と中枢性血圧調節SP,ニューロキニンAおよびニューロペプチドγによる中枢性血圧反応は主に交感神経系を介しているものと考えられる(Brain Res.,1990,Neurosci.Lett,1992).一方,ニューロキニンBのアゴニストのセンクタイドの中枢性血圧反応は視床下部の室傍核のNK-3受容体を刺激し,下垂体からバソプレシンを遊離し血圧を上昇させるものと考えられる(Brain Res.1992).我々はタキキニン類の中枢性血圧調節機構に関する一連の研究から,延髄や視床下部の特定部位にタキキニン受容体サブタイプのNKー1とNKー3が存在し,血圧調節に重要な働きをしていることを報告している(Brain Res.1990,1991).本年度は,主としてタキキニン類の末梢における生理作用の多様性を,タキキニン受容体サブタイプと対応させて検討した.<1.血管弛緩作用:>___ーブタ大動脈血管内皮細胞のタキキニン受容制の性質と,弛緩反応発現に至る細胞内情報伝達系について検討した.その結果,血管内皮細胞上に存在するタキキニン受容体はNKー1型であることを, ^<125>IーBoltonーHunter substance Pをリガンドに用いた結合実験から証明した.また,これと共役するGTP結合タン白質の存在を明らかにした.タキキニン類は血管内皮のNKー1型受容体に作用し,内皮細胞から弛緩因子(EDRF)を遊離させ,血管を弛緩させると思われる(Neurosci.Lett.,1990).<2.細胞内情報伝達系:>___ー平成2年度に購入した「細胞内Ca測定装置」を使用して,血管内皮細胞あるいは血管平滑筋を用い,タキキニン類による細胞内Caの変動を調べた.その結果,血管内皮細胞のNKー1型受容体刺激に伴って内皮細胞内のCa含量が上昇することが明らかになった.また,モルモット回腸縦走筋を用いて,NKー1型受容体刺激による平滑筋収縮と細胞内イノシト-ルリン脂質代謝との関係を明らかにした(論文投稿中).次年度はこれらの研究成果を生体レベルの実験に応用していく.本研究は昨年度に引き続き,モルモット大動脈またはモルモット回腸縦走筋などの末梢組織を用いた実験,およびラットによる血圧実験からタキキニン・ペプチド(タキキニン類)の生理作用の多様性をタキニニン受容体サブタイプと対応させて検討した。

1.細胞内情報伝達系:動脈血管と同様にサブスタンスP感受性を持つモルモット腸管縦走筋を用い,サブスタンスPカルバコ-ルによりイノシト-ルリン脂質代謝と収縮との関係を比較し,NKー1およびムスカリン性の各受容体による細胞内情報伝達系の差異を明らかにした(J.PharmacobioーDyn.,1991).NKー1受容体と遊離SH基の存在:モルモット大動脈に活性化SH基含有サブスタンスPを作用させると,サブスタンスPの弛緩反応が抑制された。この成績からNKー1型受容体も,例えばオピオイド受容体と同様に,受容体上に遊離SH基が存在し,サブスタンスPとの結合に関与していることを示した(投稿準備中).末梢組織を用いた上記1と2の実験,およびすでに報告した血管内皮細胞の成績を踏まえて,中枢の血圧調節部位におけるタキキニン受容体の性質を調べた。3.血圧作用:NKー1受容体の選択的拮抗薬のCPー96,345を用い,種々タキキニン類による昇圧作用に対するCPー96,345の効果を調べた。その結果,すでに我々が報告しているように,中枢にはNKー1とNKー3の各受容体が存在すること,この場合ニュ-ロキニンAのようなNKー2刺激薬はNKー1受容体に結合して昇圧に作用すること,さらに我々が調べたタキキニン類のうち最も昇圧作用の強いニュ-ロキニンγの昇圧効果はCPー96,345により完全には拮抗しないことを確かめた(Neurosci.Lett.,in press,1992)私達はこれまでタキキニン・ペプチドによる中枢性血圧調節機構について研究し,交感神経系を介する系と,下垂体からのバゾプレシン遊離による系との二つの作用機構が存在するという非常に興味深い結果を得た.一方,摘出血管では,タキキニン・ペプチドは内皮細胞から弛緩因子を遊離させ,血管を弛緩させることを明らかにした.平成4年度は最終研究年度にあたるので,中枢や末梢におけるタキキニン・ペプチドの生理作用の多様性について,中枢と末梢の実験系を用い一連の研究をまとめた.1.無麻酔・無拘束のラットに,NK-3型受容体選択的アナログであるセンクタイドを脳室内に投与すると,血中のバゾプレシン量が増加することを明らかにした.2.センクタイドを視床下部の視索上核や室傍核に直接投与し,血圧の変化を調べた.その結果,センクタイドは室傍核のNK-3型受容体を刺激し,下垂体からバゾプレシンを遊離させて,血圧を上昇させることを明らかにした(Brain Research,1992).3.NK-1受容体のアゴニストや,NK-1受容体の非ペプチド性アンタゴニスト用い,サブスタンスPによる中枢性血圧調節機構を明かにした(Neurosci.Lett.1992).4.サブスタンスPによる回腸縦走筋の収縮作用およびイノシトール・リン脂質代謝との関係を,ホスホリパーゼC阻害剤のネオマイシンを使って検討した.サブスタンスPは回腸縦走筋を収縮すると共に,イノシトール・リン脂質代謝を促進した.ネオマイシンはサブスタンスPによるイノシトールリン酸生成をほぼ完全に阻害したが,一過性の収縮は一部のみ抑制した.これらの成績からサブスタンスPによる初期の一過性収縮に関与するCa動員系は,イノシトール・リン脂質代謝系と共に別のCa動員系が考えられる(J.Pharmacobio-Dyn,1991).
ハイビジョンカメラによるゴルフボ-ルの3次元位置計測用追尾システムの研究

飛翔中のゴルフボールの位置(X、Y、Z)をハイビジョンカメラ映像から求める.カメラを上下、左右に向けさらにレンズをズーミングさせる.回転角度やズーム情報は雲台やレンズ部に装着したエンコーダからの出力信号により得る.画面内のゴルフボールの位置情報は画像処理により求める.これらを統合して、ボールの(X,Y,Z)情報が求まる.現在これらのハードウェアと画像処理システムが完成しており、実地テストにより改良を行っている.飛翔中のゴルフボールの位置(X、Y、Z)をハイビジョンカメラ映像から求める.カメラを上下、左右に向けさらにレンズをズーミングさせる.回転角度やズーム情報は雲台やレンズ部に装着したエンコーダからの出力信号により得る.画面内のゴルフボールの位置情報は画像処理により求める.これらを統合して、ボールの(X,Y,Z)情報が求まる.現在これらのハードウェアと画像処理システムが完成しており、実地テストにより改良を行っている.平成22年度は、それ以前の研究成果を踏まえて、(1)ハイビジョンカメラを搭載した雲台をチルト・パンする機構を完成させた。(2)TVハイビジョンカメラでとらえたボールの位置をピクセルスキャンすることにより自動検出することができた。(3)時刻tにおけるカメラからのボールの位置の球面座標系における位置情報(r(t),θ(t),φ(t))に対して、任意の原点からに直交座標系で表わしたボールの物理的位置を(X,Y,Z;t)に変換することができた。(4)この位置をカメラのチルトおよびパンの角度をロータリーエンコーダで検出した情報とコンピュータ上で合成することが出来た。(5)これらの情報とボールまでの絶対距離情報を組み合わせることにより、ボールの物理的位置(X,Y,Z;t)を、特殊な場合(5m程度の近い場所に限ること、ボール映像と背景がクリアーに識別出来る場合)についてであるがボールが運動状態にある場合にほぼリアルタイムで確定出来た。現在は、(6)カメラのズーミング情報をコンピュータに取り入れて、それを正確な位置情報に結実させることを行っている。(7)また画面上のボール位置の検出のためのピクセル拾いの精度を向上させるべく改良、及び(8)ボールをジャストピントで捉える改良を行っている。NHKとの共同研究による打ち合わせも、3カ月に一度の割合で行っている。ゴルフ場に出向いて行う野外実験も計画している。2011年度に実施した研究の成果として、以下の3点を記述する。1.ハイビジョンカメラに固有の機構の一つに、ズーミング機能がある。この機能を使わないと撮影対象をより大ピクセルで取り込むことができないので、必要不可欠である。しかしながら、ズーミングの量を信号としてカメラが出力しておりそれを取り込むことが可能なカメラと分解能などとの関係でそれが利用できないものがある。この研究では、後者の場合を想定して、レンズ部の回転に伴ってパルス信号を出せるセンサーを取り付け、それからの信号を制御コンピュータに取り込むことに成功した。つまりハードウエアの装着が完成した。今後、ヅーミング量と映像表示ピクセルとの関係式を実験などにより求め、組み込み関数として作動させる計画である。2.ハイビジョンカメラに取り込んだボールの映像は、画面上の規準位置からどの座標位置にあるのか?ということを自動的に検出しなければならない。これを検出するソフト開発はボールと背景との区別化など画像処理の難問を含んでいる。ソフト開発のためにある業者と共同研究を進めて来たが、実質的にこの業者が担当不可能になった。そこで新たに将来このシステムを製品化にまで結実できる別な企業との共同開発の道を見つけた。新しい共同開発によりボール画像の検出ソフトを開発できてこれを実装した。また、ボール軌道の予測理論まで入れてより高精度にボール軌道探査を行う道が開けた。なお、元の業者が開発したソフトの改良はできないが、部分的に利用している。3.このシステムはゴルフボールのみならず、野球ボール、サッカーボールの飛翔軌道、地上での動きの解析に利用できるが、これらのボールに関しても、"統一球の空力特性"、"2-シーム、4-シームボールの変化の様相"など重要な研究成果が得られた。2012年度研究実績放送業界などでの使用に耐え、かつ研究室の種々の研究に耐えるスポーツボールの3次元飛翔軌道測定システムを開発中である。前年度までに、カメラを作動させた場合に、1.カメラを載せる雲台を作成しその動きであるチルド・パン情報、がパルス信号としてコンピューターに自動的にインプットされるシステムを完成させた。2.取り込んだ画像情報からボールを自動認識させその面積ピクセルを求めるソフトが完成している。3.レンズのズーミング情報を取り込むハードウエアーが完成していた。2012年度はこの3.のソフトウエアーを完成させる実験を進行させた。その結果、カメラとボールの直線距離の関係近似式の定数をズーム量のパルス信号数で表せた。パルス数とズーミングの同期も取れた。しかし直線距離の近似式による距離と実際の測定距離の間には100mの距離では25%程度の誤差がある。これは近似式の誤差、面積計算ピクセルの誤差などが考えられる。そこで動画の撮影を実施して実際の直線距離と測定距離の誤差を明確にして距離の計測精度を上げる。今後長距離撮影を行うためにソフトに画像の補正処理を組み込むとさらに解析精度が上がると考えられる。もう一方の研究の流れとして、2次元平面における位置情報の取り込みが可能であるのか、ゴルフのパッティンググリーンでのボールの動きを計測したり、野球やサッカーに関して計測適用を深めるなどによる改良研究を進める。

また、ボールの撮影に対して自動的にジャストピントになるような改良と太陽光との位置関係による正確なボール認識が行えるソフト開発など課題は残っている。画像処理を行うための共同開発業者を変更せざるを得なかった。このため2011年度後半から新しく別の業者との共同開発を開始したためにやや遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。1.ズーミング機能のハードウエアを組み込んだのでその組み込み関数(ズーミング程度とボール表示ピクセル数との関係式)を実験で求め組み込む。2.新しく入れたボール認識ソフトを実地試験で確かめ、改良を行う。3.ボール軌道予測理論を組み込む。4.全体のシステムの完成と実地試験。
実時間ソフトウェアの階層的パラメトリック解析

前年度までに考案した,キャッシュやパイプラインなどのCPUアーキテクチャ情報を考慮したパラメトリック実行時間解析手法の改良と実装および実験的評価を行った.考案した手法は,有限オートマトンから正規表現を求める古典的なアルゴリズムの応用であり,プログラムの指定した区間の実行時間の上限と下限を,指定した箇所のループ回数に対応するパラメータ変数,および,動作周波数などのCPUアーキテクチャに関するパラメータを含む式の形で導出するものであるレこの手法は,考慮すべきCPUアーキテクチャ情報が複雑な場合,解析にかかる時間計算量が膨大となり現実的でないため,実際の組込みソフトウェアでよく用いられるCPUアーキテクチャの調査を行い,対象とするCPUを,キャッシュなし,同時発行命令数1で,各命令の実行時間の上限と下限をCPU動作周波数やメモリアクセスサイクルなどに関する関数の形で与えられるものとした.また,プログラムの制御構造によっては,正規表現の非-意性が原因で,ループ構造を反映しない式の導出が行われることがあることが判明した.この問題の解決のため,アルゴリズムを修正し,ループ構造を正しくパラメータ条件式に反映するための工夫を行った.得られたアルゴリズムを実装し,実時間画像認識プログラムの実行時間解析に適用し,実時間制約を満たすためのパラメータに関する条件式の導出を試みた.その結果,実時間制約を満たすための,画面解像度などのプログラムパラメータ,および, CPU動作周波数などの実行環境パラメータの関係式を,既存のプログラムコードから実用時間で得ることが可能となった.この結果は,既存の実時間ソフトウェアを新しい実行環境の下で再利用する上で基礎的.かつ,有用な成果であり,今後,割り込みやマルチタスクなどの,より高度なソフトウェアアーキテクチャヘの拡張を行う上で意義ある結果であると考える.命令キャッシュを持つパイプラインプロセッサ上で実行される任意の機械語プログラムが、指定した実時間制約を満たすための、プロセッサの動作周波数およびプログラム中の各ループの実行回数に関する条件式を自動導出する手法を提案した。提案手法は、入力として、機械語プログラムコード、プロセッサアーキテクチャ情報、および、プログラムの各部分の実行時間の間に成立すべき実時間制約をとる。機械語プログラムとしては、命令語としてロード、ストア、算術論理演算およびジャンプ命令を含み、任意の制御構造をとるプログラムを仮定する。プロセッサアーキテクチャ情報としては、命令フェッチ、実行などのパイプラインステージ構成情報、各命令語のステージ実行順、および、命令キャッシュのキャッシュブロックサイズと連想方式(n-wayセットアソシアティブなど)を指定可能である。実時間制約としては、与えられたプログラム全体を制御構造において入口と出口をそれぞれ一つのみ持つコードブロックに分割し、各ブロックの最良または最悪実行時間の間に成立する条件を、定数およびパラメータ変数を含む線形不等式の論理結合で指定することにより与える。例えば、ブロックB1,B2に対して「T(B1)<T(B2)+x+1」(B1の最悪実行時間はB2の最良実行時間にx+1より常に小さい)などといった実時間制約を指定可能である。提案手法では、まず、プログラムおよびプロセッサアーキテクチャ情報から、プログラムの実時間的な振舞いを表現するパラメータ付時間オートマトンモデルMを構成する。得られるモデルはプロセッサ動作周波数f、および、プログラム中の各ループiの実行回数kiをパラメータとして持つ。モデルの構成においては、まず、プログラムの条件分岐をすべて非決定分岐とみなし制御構造のみに着目する。そして、パイプライン処理による並列動作を考慮し、かつ、命令キャッシュによる実行時間の変化を制御構造とキャッシュアーキテクチャ情報から静的に解析することによりモデルを構成する。次に、プログラムコードおよび実時間制約式から、実時間制約式を満たさないようなプログラム実行系列の集合を受理するパラメータ付時間オートマトンモデルPを構成する。最後に、モデルMとモデルPの積オートマトンの受理系列集合が空であるための各パラメータに関する条件式を、既存のパラメトリックモデル検査手法に帰着することにより導出する。提案手法をライントレースカー制御プログラムやMotionJPEGデコーダに適用し、実用的な計算時間で実時間制約を満たすためのプロセッサ動作周波数およびループ回数の許容範囲を導出できることを示した。前年度までに考案した,キャッシュやパイプラインなどのCPUアーキテクチャ情報を考慮したパラメトリック実行時間解析手法の改良と実装および実験的評価を行った.考案した手法は,有限オートマトンから正規表現を求める古典的なアルゴリズムの応用であり,プログラムの指定した区間の実行時間の上限と下限を,指定した箇所のループ回数に対応するパラメータ変数,および,動作周波数などのCPUアーキテクチャに関するパラメータを含む式の形で導出するものであるレこの手法は,考慮すべきCPUアーキテクチャ情報が複雑な場合,解析にかかる時間計算量が膨大となり現実的でないため,実際の組込みソフトウェアでよく用いられるCPUアーキテクチャの調査を行い,対象とするCPUを,キャッシュなし,同時発行命令数1で,各命令の実行時間の上限と下限をCPU動作周波数やメモリアクセスサイクルなどに関する関数の形で与えられるものとした.また,プログラムの制御構造によっては,正規表現の非-意性が原因で,ループ構造を反映しない式の導出が行われることがあることが判明した.この問題の解決のため,アルゴリズムを修正し,ループ構造を正しくパラメータ条件式に反映するための工夫を行った.得られたアルゴリズムを実装し,実時間画像認識プログラムの実行時間解析に適用し,実時間制約を満たすためのパラメータに関する条件式の導出を試みた.その結果,実時間制約を満たすための,画面解像度などのプログラムパラメータ,および, CPU動作周波数などの実行環境パラメータの関係式を,既存のプログラムコードから実用時間で得ることが可能となった.この結果は,既存の実時間ソフトウェアを新しい実行環境の下で再利用する上で基礎的.かつ,有用な成果であり,今後,割り込みやマルチタスクなどの,より高度なソフトウェアアーキテクチャヘの拡張を行う上で意義ある結果であると考える.