hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
浸炭焼入鋼の硬化層ミクロ評価による残留応力発生メカニズムの解明

本研究は,浸炭焼入したクロムモリブデン鋼の硬化層断面に対して走査型電子顕微鏡を用いたEBSD法(Electron backscattering diffraction)による結晶方位解析を行い,隣接測定点間の局所方位差KAMと硬化層深さや残留応力との相関関係を検討した.その結果,硬化層直下のKAM分布は硬化層より深い内部とは異なり,局所方位差評価のしきい値を60°に設定することで,マルテンサイトとベイナイトの混在組織に対応する有用データにすることが可能で,硬化層深さや硬化層表面近傍の圧縮残留応力が一定値に漸近する深さを評価できることを示した.異なる2条件で浸炭焼入したクロムモリブデン鋼のモデル試験片に対し,X線と中性子線による応力測定を行い,浸炭による残留応力の分布状態を実測した.また,浸炭焼入前後のモデル試験片から断面試験片を切出して断面の硬度と炭素濃度を測定し,断面硬度と炭素濃度のこう配から全硬化層深さを求めた.次に,浸炭焼入前後の試験片断面に対して,走査電子顕微鏡下で電子線後方散乱回折法による結晶方位解析を行い,浸炭表面から内部方向にわたるEBSD(Electron backscattering diffraction)パターン上の隣接測定点間の局所方位差KAM(Kernel average misorientation)をマッピング測定した.本研究では,全硬化層深さの10分割に相当する評価深さ毎に局所方位差の領域平均を求め,全硬化層深さや浸炭後の残留応力と比較して,微視的な結晶方位情報から硬化層深さや残留応力分布が評価できるか検討した.その結果,局所方位差の計算で用いる“しきい値"を60°に設定することで,浸炭表面から内部にわたる硬化層の組織変化を局所方位差の領域平均で捉えることができることを明らかにした.また,局所方位差は,浸炭焼入前後でその分布は大きく変化し,硬化層の領域平均は,硬化層より深い内部の領域平均や浸炭前の材料組織の領域平均より増加することを明らかにした.さらに,浸炭焼入により増加した領域平均が一定値に漸近する深さは,全硬化層深さと良く一致し,その1.4倍の深さで圧縮残留応力が一定値となることを実験的に明らかにすることができた.以上のことから,浸炭焼入後の硬化層深さや硬化層に発生する残留応力は,硬化層断面の微視的なマルテンサイト変態とそれに伴う結晶情報や方位変化に依存して分布しており,局所方位差の領域平均で間接的に捉えることができることを示すことができた.本研究は,浸炭焼入したクロムモリブデン鋼の硬化層断面に対して走査型電子顕微鏡を用いたEBSD法(Electron backscattering diffraction)による結晶方位解析を行い,隣接測定点間の局所方位差KAMと硬化層深さや残留応力との相関関係を検討した.その結果,硬化層直下のKAM分布は硬化層より深い内部とは異なり,局所方位差評価のしきい値を60°に設定することで,マルテンサイトとベイナイトの混在組織に対応する有用データにすることが可能で,硬化層深さや硬化層表面近傍の圧縮残留応力が一定値に漸近する深さを評価できることを示した.出発材料として炭素濃度0.2%のクロムモリブデン鋼を用い,バイクの変速ギアを模擬した中央環状切欠きを有する円筒試験片を作製し,浸炭焼入と炉冷した円筒試験片から炭素濃度勾配を代表する薄片試験片をワイヤー放電加工により切出した.また,合金鋼の浸炭焼入との比較を行うため,表面から内部方向に炭素濃度にこう配を有する炭素鋼部品として日本刀に注目し,水焼入を施した刀身から断面試験片をワイヤー放電加工により切出した.次に,浸炭層から切出した薄片試験片の弾性率を測定するために,薄片に微小引張応力を負荷するための試験方法を検討した.その結果,厚さ0.3mm程度の薄片を負荷する方法として4点曲げ法を採用し,勾配圧板と球面座を用いて細目ねじによる左右運動を微小上下運動に変換することにより,微小な曲げ荷重が試験片に均等,かつ,負荷/除荷できる治具を作製した.また,微小ロードセルと薄片に貼付けたひずみゲージからの出力を動ひずみ計でその場測定することにより,微小な曲げ荷重と弾性ひずみを計測するシステムを構築し,浸炭表面の高炭素濃度域と出発材料の炭素濃度と同じ内部から切出した薄片の微小曲げ試験を実施し,機械的およびX線的弾性定数を測定することができた.また,硬化層深さ方向に切出した角柱試験片を作製し,走査型電子顕微鏡下で電子線後方散乱回折法による菊池パターンが計測できる研磨条件を検討した.また,隣接測定点間のミスオリエンテーション情報の計測条件についても文献を参考に本研究の条件について検討した.なお,焼入残留応力についてはX線応力測定法を用いて硬化層表面から逐次研磨除去しながら残留応力深さを求めた.本研究では,クロムモリブデン鋼を浸炭焼入し,浸炭硬化層断面に対して後方電子線散乱回折法による結晶方位解析を行い,浸炭前後の試験片断面から得られたEBSD(Electron backscattering diffraction)パターンを比較することで,浸炭焼入部品の硬化層と残留応力を左右する変態塑性ひずみのミクロ分布状態を微構造情報として評価する方法を検討した.前半2年間の研究で,硬化層特性(硬度と残留応力の分布状態)を定量的に実測評価するとともに硬化層断面のEBSDパターンを測定し,取得した硬化層特性とEBSDパターン上の隣接測定点間の局所方位差KAM値(Kernel Average Misorientation)情報との相関関係を検討した.

その結果,KAMの計算で用いる“しきい値"を一般に用いる25°とは全く異なる60°に設定することにより,KAM値を代表値とする微構造情報から硬化層特性を統一評価することができることを見出した.最終年度は,異なる3つの浸炭処理条件で浸炭焼入した試験片を用い,硬化層断面の研磨条件をパラメータとして硬化層特性とEBSDパターンを再評価し,新らしい指標によるKAM値の評価結果から,硬化層特性は,硬化層断面の微視的なマルテンサイト変態とそれに伴う結晶情報や方位変化に依存して分布することを明らかにした.また,硬化層特性は,硬化層表面から内部にわたるKAMの領域平均を取得し,KAMの領域平均分布を捉えることで定量評価できることを示すことができた.・研究協力者の稲山朝仁君が日本機械学会で発表した「電子線後方散乱回折法による浸炭焼入鋼の固有ひずみ評価」が若手優秀講演フェロー賞を受賞.また,日本材料学会で発表した「浸炭焼入鋼断面の局所方位差と残留応力の関係」が最優秀発表賞を受賞.・坂井田が一連の「クロムモリブデン浸炭焼入鋼の残留ひずみ・応力の非破壊評価に関する研究」に対し,日本材料学会X線材料強度部門委員会の業績賞(研究)を受賞.先進材(金属,セラミックス,骨)の変形・応力・破壊評価,電子顕微鏡やX線による非破壊評価法の開発昨年度の研究成果を用いて浸炭焼入したクロムモリブデン鋼の断面試験片の研磨条件を最適化し,硬化層断面に対し,走査電子顕微鏡による結晶方位解析を行い,EBSDパターン上の隣接測定点間の局所方位差から浸炭表面から内部にわたる複雑な組織変化を定量的に評価する方法を見出すことができた.また,本手法から,硬化層の局所方位差の領域平均は,浸炭前の領域平均より増加し,かつ,増加した領域平均が浸炭表面からの距離とともに減少し,一定値に漸近する深さは,全硬化層深さとほぼ一致することを明らかにすることができた.本研究に必要な試験片は予定通り作製できた.また,浸炭層の弾性率を測定するための微小負荷治具については,単純引張方式はつかみ部が塑性変形する問題を解決できなかったので,4点曲げ法を採用し,実験可能な微小負荷治具を設計・作製することができた.また,表面研磨条件や仕上げ条件,蒸着条件を検討し,硬化層表面近傍から内部までの領域で電子線後方散乱回折法による菊池パターンが計測できる条件を見出すことができた.なお,円筒試験片に発生した残留応力は,東日本大震災の影響で中性子実験炉が停止しているため,X線応力測定法により試験片表面を逐次研磨除去しながら残留応力測定を繰り返すことにより定性評価した.研究計画通り研究を実施する.走査電子顕微鏡による浸炭焼入材の結晶方位解析については,新たな浸炭焼入試験片を作製して硬化層の局所方位差の領域平均を求め,全硬化層深さや硬化層生成に伴う残留応力の発生深さとの相関関係をさらに定量化する.また,硬化層から切出した薄片の弾性率を実測する方法として新たに共鳴超音波スペクトロスコピー法を適用し,これまで測定が困難であった表面と内部の中間領域の弾性率測定を行うとともに,局所方位差や領域平均の評価方法の再検討と熱処理シミュレーションを行い,これまでの微視的評価結果や残留応力の発生深さとの新しい相関関係から残留応力の発生メカニズムについてミクロの観点から考察を加える.研究計画通り研究を実施する.
レセプトを活用した職域がん検診及びがん医療費の分析

本研究は、保険者が保有する職域がん検診、特定健康診査、レセプトなど各種データを名寄せ・突合して大規模コホートを構築し、大規模コホートを用いた職域がん検診とがん医療費について多角的で詳細な分析により、がん医療費の医療システムおよび保険者財政に与える影響については考察することを目的に実施している。研究2年目の本年は、研究代表者を中心に、研究分担者、連携研究者、さらに全国健康保険協会(協会けんぽ)本部、東京支部、兵庫支部、福岡支部、さらに新たに研究に加わった大阪支部が研究協力機関として参加した研究班を組織した。研究班に参加した協会けんぽ4支部それぞれにおいて、先行研究の成果を活用した2010から2017年の8年分データを収載した分析用DBを構築し、大規模コホートの利用を可能とした。本研究で構築したコホートを用いたがん医療費の分析にあたり、レセプトを用いたがん患者の正確な特定が必須であるもののレセプトに記載された疾病名では正確性に欠けるため、がん患者の特定手法について検討し、その方法の確立を試みた。具体的には、胃がん、大腸がん、肺がんをケースとして、レセプトに記載された傷病名と診療行為コードを組み合わせた抽出方法を試行し、その妥当性について検討を行った。その上で、本年度は胃がん、肺がん、大腸がん患者の抽出とがん発症からその後のがん医療費の月次推移とがん検診受診ががん医療費に与える影響について推計を行った。研究班を組織して大規模コホートの構築を実現した他、構築した大規模コホートを用い、がん患者とがん精密検査受診者の特定手法を検討し、胃がん、大腸がん、肺がんについて実際に特定を実施した。また、抽出した胃がん患者について、がん検診の有無で医療費の推移を分析し、がん検診が医療費に与える影響について考察した。これらより、研究は計画通りに進展している。今後はさらに乳がん、子宮頸がんについてもがん検診の分析を行うほか、がん患者の抽出手法の確立に向けたマニュアル作りを行う予定である。さらに、本研究で実施したがん患者の抽出手法について妥当性を検討する予定である。また、協会けんぽ以外の保険者においても同様の手法でがん患者の抽出とがん検診の分析の実現に向けた検討を行う予定である。研究初年度の本年は、研究代表者を中心に、研究分担者、連携研究者、さらに全国健康保険協会(協会けんぽ)本部、東京支部、兵庫支部、福岡支部が研究協力機関として参加した研究班を組織した。研究班に参加した協会けんぽ3支部それぞれにおいて、先行研究の成果を活用した2010から2016年の7年分データを収載した分析用DBを構築し、大規模コホートの利用を可能とした。がん医療費の分析にあたり、レセプトを用いたがん患者の正確な特定が必須であるものの、レセプトに記載された疾病名では正確性に欠けるため、がん患者の特定手法について検討し、その方法の確立を試みた。その上で、本年度は胃がん患者の抽出とがん発症からその後のがん医療費の月次推移とがん検診の医療費に与える影響について推計を行った。また、がん治療の地域連携クリティカルパスの利用実態に関する分析として、胃がん患者の利用している医療機関数とその所在地を確認することで、がん医療の医療機関間の連携について明らかにする試みも実施した。さらに、がん患者の特定に合わせて、がんの精密検査受診者の特定手法についても検討し、がん患者および精密検査受診者の特定の手法の確立を、胃がん、大腸がん、肺がんそれぞれについて試みている。本研究の初年度で研究班を組織し、大規模コホートの構築を実現した。構築した大規模コホートを用い、がん患者とがん精密検査受診者の特定手法を検討し、胃がんについて実際に特定を実施した。さらに、がん医療を提供した医療機関情報を用いて、がん医療の地域連携パスの実態についても分析を実施しており、研究初年度の計画よりも研究が進展している。

具体的には、胃がん、大腸がん、肺がんをケースとして、レセプトに記載された傷病名と診療行為コードを組み合わせた抽出方法を試行し、その妥当性について検討を行った。その上で、本年度は胃がん、肺がん、大腸がん患者の抽出とがん発症からその後のがん医療費の月次推移とがん検診受診ががん医療費に与える影響について推計を行った。研究班を組織して大規模コホートの構築を実現した他、構築した大規模コホートを用い、がん患者とがん精密検査受診者の特定手法を検討し、胃がん、大腸がん、肺がんについて実際に特定を実施した。また、抽出した胃がん患者について、がん検診の有無で医療費の推移を分析し、がん検診が医療費に与える影響について考察した。これらより、研究は計画通りに進展している。研究初年度は胃がん患者の特定を実施したことから、今後は肺がん、大腸がん、乳がん、子宮頸がんなどにその対象を拡大する予定である。また、がん精密検査受診者の特定を各がんで実施し、保険者ががん検診受診者の把握とその後のフォローアップを簡易にできる枠組みを構築する。大規模コホートを用いた研究としては、引き続きがん医療費とがん検診、さらにがん医療の提供にかかる分析を実施する。また、がん検診の費用対効果分析や革新的がん治療にかかるがん医療費の分析を実施する予定である。今後はさらに乳がん、子宮頸がんについてもがん検診の分析を行うほか、がん患者の抽出手法の確立に向けたマニュアル作りを行う予定である。さらに、本研究で実施したがん患者の抽出手法について妥当性を検討する予定である。また、協会けんぽ以外の保険者においても同様の手法でがん患者の抽出とがん検診の分析の実現に向けた検討を行う予定である。本年度予定していた研究補助者による研究実施を次年度にしたため。また、本年度購入予定であったソフトウエアを次年度に行うことにしたため。本年度予定していた研究補助者による文献調査、データ解析などの研究の補助業務と取りまとめを次年度にまとめて実施することとしたため。本年度購入予定であったソフトウエアとPCの購入を、本年度は研究の進捗の関係で見送り、次年度に行うことにしたため。本研究の成果を海外で開催の国際学会で発表の予定であったが、本年度は研究の進捗の関係で見送り、次年度に行うことにしたため。
マラリア原虫が持つ四重包膜オルガネラ内へのタンパク質輸送メカニズムの解明

マラリア原虫が引き起こすマラリア感染症は発展途上国を中心に毎年およそ3億人が感染し、年間約50万人の命を奪っている。マラリア原虫はアピコンプレックス門に属し、細胞内に取り込んだ紅色植物の葉緑体が退化したと考えられている四重包膜に囲まれた二次共生色素体:アピコプラストを持つ。本申請ではアピコプラストへ運ばれるタンパク質と膜透過を手助けするタンパク質、特にTic22タンパク質に着目し、その相互作用メカニズムの解明を目指す。これまでの研究で用いてきた分光学的手法と物理化学的手法を組み合わせた多面的解析手法により、タンパク質輸送過程の分子構造を経時変化と共に明らかにする。
甘藷でん粉粕を活用した生分解性マルチシートの開発

本研究では、甘藷デンプン粕を利用した生分解性マルチの開発を目標とした。実験においては,再利用を目的に古新聞を主原料とし,デンプン粕を混合して加えてマルチシートを試作し,マルチ利用の目的である分解性,作物栽培への影響などについて研究した.まず,主原料である新聞紙とデンプン粕の混合割合を変化させ,成分の違いによる分解特性に関して基礎実験を行った.実験では試作シート片をシャーレに充填した土壌表面に密着させ,インキュベータ中に保存した.その結果,デンプン粕の混合割合が多くなると分解が早まること,また強度も小さくなることが判明した.つぎに,ほ場における試作マルチシートの分解特性について研究を行った.原料の配合は,デンプン粕に対して新聞紙,段ボール,コピー用紙を混合する3試験区を設けた.試験片をほ場の深さ5cmの位置に8週間埋設した.質量の保持率は,厚さ,破断力についてデンプン粕と混合する原料により分解特性が異なことが判明した.作物栽培への影響などについて知るため,デンプン粕と新聞紙を原料とするマルチシートを作成し,ほ場にこの試作シートを敷設してコマツナを10週間にわたり栽培を行った.雑草,地温,pF値,草丈,コマツナの生体重を測定した.実験の結果,試作シート区では,雑草の発生は抑制する事が出来たが,コマツナの生育,収量はポリマルチ区に比較して劣っていた.生育条件として劣っていたと考えられるのは,地温の条件であった.これは,試作シートは色が白く,太陽光を反射してしまうことが考えられた.そこで平成30年度は,マルチシートの色の違いが作物の生育に与える影響について研究し,色を濃くすることで地温上昇効果が得られる事を明らかにした.以上のように,本研究の結果,甘藷デンプン粕を活用した生分解性マルチシートについて,開発・普及のための基礎資料を提供する成果を得た.本研究では、鹿児島県の地域資源である甘藷でん粉粕を有効活用するために、生分解性マルチシートの原料として利用することを考えた。そこで、原料として使用する甘藷でん粉粕と新聞紙の混合割合を変化させてシートを試作し、シートの力学的および分解特性に与える影響を明らかにするための実験を行った。本実験では、新しく購入したシートマシンを使用して原料の割合を変えた数種類のシート[デンプン粕割合:60・40・20・0%]を試作した。試作シートを幅2.5cm×長さ20cmに切った試験片を作製し、土を入れたシャーレに土と密着するように張り付けた。温度30゚Cに設定したインキュベータに保管し,1週間ごとに試験片の引張試験を行って破断強度の測定と厚さ測定を行った。引張試験の結果から、試験片の破断力は原料の割合により違いが生じることが分かった。すなわち、甘藷でん粉粕の割合が増えると破断力が低下する傾向が示された。また,成分が違っていても時間経過とともに土壌微生物による分解が進んで破断力は小さくなっていた。甘藷でん粉粕入りシートは新聞紙のみのシートの分解特性と類似していた。強度面から判断すると,いずれの混合割合でも機械による紙マルチの土への貼り付け作業が可能な強度を持っているのではないかと考えられた。以上の結果から,新聞紙と甘藷でん粉粕の混合割合を変化させることで,マルチシートの分解速度を調整出来る可能生があることが示唆された。混合割合を変化させた試作シートを作成するため,角形シートマシンを選定購入したが,選定までに時間を要し,納入が8月になった。シートマシンの取り扱い方法等に慣れるための時間が必要であったことなどから,実験開始が11月となった。試作シートを土壌に付着して,分解特性を明らかするための実験を実施したが,1ヶ月程度の測定期間となり,当初予定していた,長期間の繰り返し実験をするまでに至らなかった。しかし,基本的な実験については行うことが出来たので,得られた結果を信頼性の高いものにするには,反復試験を実施する必要ある。1.生分解性マルチシートの原料の配合比により土壌中での分解特性がどのような影響を受けるかを明らかにするため,マルチシートを土壌中に埋設する実験を行った.原料の配合としては,デンプン粕40%に対して,(1)新聞紙60%,(2)コピー用紙60%,(3)段ボール60%の3種類の組み合わせとした.平成28年度に購入したシートマシンによりそれぞれの配合のマルチシートを作成し,1.5cm×20cmの試験片を切り取って,一般のほ場の深さ5cmの位置に埋設した.8週間にわたり埋設し,2週間ごとに試験片を掘り出し,質量,厚さ,引っ張り試験による破断力を測定した.その結果,質量の保持率は,小さい順に段ボール,コピー用紙,新聞紙となっていた.厚さについても同様の順であった.破断についても同様の順であったが,値の大きさは質量や厚さの場合よりも大きな差が出ていた.以上のことから,デンプン粕と混合する原料により分解特性が異なり,新聞紙が最も分解が遅く,コピー用紙,段ボールの順であることが判明した.

2.デンプン粕(40%)と新聞紙(60%)を原料とするマルチシート(25cm×25cm)を作成し,これを貼り合わせて100cm×125cmのシートにした.ほ場にこの試作シートを敷設してコマツナを栽培し,生育や収量に与える影響を検討した.対照区として慣行のポリマルチを用いた試験区を設けた.10週間にわたり栽培を行い,雑草の生体重,地温,pF値,コマツナの草丈,コマツナの生体重を測定した.実験の結果,試作シート区では,雑草の発生は抑制する事が出来たが,コマツナの生育,収量はポリマルチ区に比較して劣っていた.生育条件としてもっとも劣っていたと考えられるのは,地温の条件であった.これは,試作シートは色が白く,太陽光を反射してしまうこと,紙は透水性が有り,水分の蒸発時に熱を奪われたなどが考えられた.平成28年度に,デンプン粕の配合割合が40%が最も適当である事が明らかになった.平成29年度は,平成28年度に実施する予定であった,生分解性マルチシートを作成するためのパルプ原料ごとの分解特性を明らかにする研究を行った.試作マルチシートを使った栽培実験を行うために,夏季に予備的な実験を行ったが,豪雨に見舞われたため,再実験を行うことになった.そのため,本実験の開始時期が遅くなり,冬季の栽培となった.試作シートの夏季栽培における性能を調査することが出来なかった.本研究では、甘藷デンプン粕を利用した生分解性マルチの開発を目標とした。実験においては,再利用を目的に古新聞を主原料とし,デンプン粕を混合して加えてマルチシートを試作し,マルチ利用の目的である分解性,作物栽培への影響などについて研究した.まず,主原料である新聞紙とデンプン粕の混合割合を変化させ,成分の違いによる分解特性に関して基礎実験を行った.実験では試作シート片をシャーレに充填した土壌表面に密着させ,インキュベータ中に保存した.その結果,デンプン粕の混合割合が多くなると分解が早まること,また強度も小さくなることが判明した.つぎに,ほ場における試作マルチシートの分解特性について研究を行った.原料の配合は,デンプン粕に対して新聞紙,段ボール,コピー用紙を混合する3試験区を設けた.試験片をほ場の深さ5cmの位置に8週間埋設した.質量の保持率は,厚さ,破断力についてデンプン粕と混合する原料により分解特性が異なことが判明した.作物栽培への影響などについて知るため,デンプン粕と新聞紙を原料とするマルチシートを作成し,ほ場にこの試作シートを敷設してコマツナを10週間にわたり栽培を行った.雑草,地温,pF値,草丈,コマツナの生体重を測定した.実験の結果,試作シート区では,雑草の発生は抑制する事が出来たが,コマツナの生育,収量はポリマルチ区に比較して劣っていた.生育条件として劣っていたと考えられるのは,地温の条件であった.これは,試作シートは色が白く,太陽光を反射してしまうことが考えられた.そこで平成30年度は,マルチシートの色の違いが作物の生育に与える影響について研究し,色を濃くすることで地温上昇効果が得られる事を明らかにした.以上のように,本研究の結果,甘藷デンプン粕を活用した生分解性マルチシートについて,開発・普及のための基礎資料を提供する成果を得た.前年度に実施出来なかった、試作マルチの分解特性に関する長期間・繰り返し実験を実施する予定である。また、ラミー繊維やポリ乳酸繊維を用いた実験についても実施出来ていないので、これらの材料を使用した場合の試作マルチの分解特性についての実験を実施する。また、同じ甘藷由来の有機性廃棄物である焼酎粕を混合材料として追加の予定である。若干の予備実験を行ったところ、焼酎粕はシートに塊ができやすい傾向にあるため、まず粕の塊のない均一なシート試作方法の検討が一つの課題である。
発見準拠型革新的有機反応 創出研究の支援体制に関するフィージビリティスタディ

本研究は調査研究であり、新しい有機合成手法開発に向けての望ましい研究体制に関する調査・検討を行った。まず、基礎科学の中での有機化学の位置づけについて検討した。その中で、基礎科学の多方面への健全な発展のために、物質供給の責務を有する有機合成化学の進展の遅れが、将来の障害となる可能性が明らかとなった。この認識に立ち、新しい重点領域研究の発足に向けて重点領域の申請を行うことになった。申請領域名を「直截的単位合成反応」とした。申請の概要はつぎのとおりである。鍵となる物質が入手できるかどうかが、あらゆる物質科学の根源を制している。有機系物質供給の責務を持つ合成化学は現在の力不足のままで21世紀の物質供給の任に耐えられない。申請すべき重点領域研究は、合成化学の基本要素ともいうべき単位反応の革新をはかり、これにより有機化学的知見の飛躍的増大と物質供給能力の飛躍的拡大を目指す研究である必要がある。直截的な、すなわち、簡単で無駄のない、単位合成反応を広く確立するため、新金属有機反応の開拓、反応新メディアの確立、新有機化学現象の発見と展開、新反応則の創出の4研究項目を集中的に研究する。これにより、来世紀のあらゆる物質科学分野への波及効果が期待される。このような骨子の申請を平成7年2月15日に行い本調査研究を終了した。
物価連動債およびファイナンス理論の数理的諸問題の研究

確率的に変動する金利とリスクの市場価格の環境下において物価連動債を含む複数の証券を対象に動学的な最適ポートフォリオを求めた.金利モデルで用いられている手法を用いて,最適ポートフォリオの最適性に関する方程式を金利モデルに現れる方程式に置き換えることにより,見通しよく解を求めることを示した.これにより,本来,観測できない実質金利やリスクの市場価格を,観測できる証券価格等から推定し,その情報によって最適なポートフォリオを構築する手立てを得ることが可能となった.確率的に変動する金利とリスクの市場価格の環境下において物価連動債を含む複数の証券を対象に動学的な最適ポートフォリオを求めた.金利モデルで用いられている手法を用いて,最適ポートフォリオの最適性に関する方程式を金利モデルに現れる方程式に置き換えることにより,見通しよく解を求めることを示した.これにより,本来,観測できない実質金利やリスクの市場価格を,観測できる証券価格等から推定し,その情報によって最適なポートフォリオを構築する手立てを得ることが可能となった.ファイナンス理論はその研究領域と手法の多様性から隣接分野が多いものの,その数学的手法が高度になるにつれて各分野の知見が十分に融合していない研究課題が散見される.本研究は,物価指数に関連する問題で,資産価格に関するファイナンス理論で十分に解明されていない,いくつかの数理的問題点を解明することを目的としている.平成19年度では以下の2点が研究成果である.Ikeda and Tanaka(2008)"Preference Rate Induced by Risk Aversion"においては,確定的な消費に対しても心理等の理由により内的なゆらぎのために効用水準が不確実性になる,という設定のもとで内生的な時間割引率を導出した.効用水準を不確実にする要素として,心理的要素以外にも物価指数として解釈することも可能である.すなわち,効用を消費量ではなくその貨幣価値を基準とする,貨幣への幻想(money illusion)を持った投資家の行動は,物価指数を内的なゆらぎと見る投資家の行動と同じである.内生的な時間割引率の導出をしたが,さらに議論を発展させて,インフレ連動債を導入した場合の結果,および,内的なゆらぎを確率測度の変換の観点から整理することが期待できる.Tanaka(2007)"Asset allocation under inflation of two goods"は編集過程途上にあるが,消費財と耐久財の複数の財から構成されるバスケットにした場合のポートフォリオ選択問題の考察をしている.ファイナンス分野における既存研究では,物価指標の構成は従来単一的であり,複数財のバスケットから構成される物価指数のモデル化は成されていない.2財の価格変動の間の相関に起因する,投資家の株式投資比率の問題のみならず,耐久財が持つ資産としての側面を探求できる.本研究は,資産価格に関するファイナンス理論で十分に解明されていない,いくつかの数理的問題点を解明することを目的としている.元来ファイナンス理論はその研究領域と手法の多様性から隣接分野が多いものの,その数学的手法が高度になるにつれて各分野の知見が十分に融合していない研究課題が散見される.Tanaka(2008)では,確率的に変動する金利とリスクの市場価格の環境下における最適ポートフォリオを求めた.その際に,金利モデルで用いられている手法を用いて,最適ポートフォリオの最適性に関する方程式を金利モデルに現れる方程式に置き換えることにより,見通しよく解を求めることを示した.これにより,本来,観測できない実質金利やリスクの市場価格を,観測できる証券価格等から推定し,その情報によって最適なポートフォリオを構築する手立てを得る可能性がある.そのポートフォリオには,物価連動債を含むことは可能なので,ポートフォリオ構築における物価連動債がもたらす情報の役割を追究することが次年度の課題となる.企業価値を表す確率過程の初到達時刻を用いた企業倒産の構造モデルについては,複数の状態変数がある場合でも,測度変換により十分解析可能な枠組みを考察した.今年度はその考察結果の取り纏めに着手したところであり,近々論文として発表できる見込みである.本研究は,資産価格に関するファイナンス理論で十分に解明されていない,いくつかの数理的問題点を解明することを目的としている.元来ファイナンス理論はその研究領域と手法の多様性から隣接分野が多いものの,その数学的手法が高度になるにつれて各分野の知見が十分に融合していない研究課題が散見される.金融機関を中心に,金利リスクヘッジに多用されるスワップションやCMS(Constant Maturity Swap)のポートフォリオの価格計算には,モデル整合性を維持しつつ,ある程度の精度を持って高速で計算できることが望ましい.論文"Applications of Gram-Charlier expansion and bond moments for pricing of interest rates and credit risk"は,そのための近似計算を提示した。満期日における価格の密度関数について,標準正規密度関数によるその商をエルミート多項式で直交展開したものがGram-Charlier展開なので,容易に計算可能である.その際の展開の係数を債券モーメントを用いてより平易に計算できるようにしたことは,信用リスクを含めて類似の派生商品の価格付けにも容易に応用できることが本論文の貢献である.異なる種類の金利や通貨の間のスプレッド,すなわち,イールドスプレッドは信用リスクや流動性リスクを表す重要な指標である.例えば,ドル金利と円金利を交換するベーシススワップは,本国通貨とは異なる通貨建ての債券を発行した企業が本国通貨に転換するために利用されるスワップであるため,通貨間の需給の度合いを示す指標であり,信用問題が生じた場合には通貨の信用を示す指標ともなる.そのような,スプレッド取引のオプションの需要が増加するなか,そのオプションの実務的な価格付けの要請に対して,論文"Yield Spread Options under the DLG model"はDLGモデルを用いてその合理的な価格付けの方法を提案した.
急速加熱による低合金鋼の非平衡逆変態

高周波誘導や直接通電のように試料自体の電気抵抗を利用して加熱する方法では、短時間で能率的に鋼を熱処理することができ、その大きな加熱速度のために平衡状態とは異なった非平衡な相変態が起こることが十分予想される。本研究は前組織ならびに化学成分を変化させて急速加熱による非平衡逆変態の機構を明確にすることを目的とした。前組織には冷却マルテンサイト・加工マルテンサイト・再結晶マルテンサイトの3条件選定した。また化学成分の影響として加工マルテンサイトの状態で合金元素フリ-のA鋼とCr,Niなどを添加したB鋼を比較した。得られた結果は次のようなものである。(1)無加工材(冷却マルテンサイト)の場合、加熱中に炭化物は存在しないが、前加工により炭化物が生じ、加工度が大きくなるにつれて、それは微細に分布している。(2)無加工材ではマルテンサイトの再結晶(フェライトの形成)はおこらず、直接オ-ステナイトへ逆変態するが、加工材ではマルテンサイトの再結晶を経由している。(3)加熱中に炭化物ならびにマルテンサイトの再結晶をおこす臨界加工度は10%程度である。(4)合金添加鋼(B)のほうが炭化物が微細に析出するために、逆変態オ-ステナイト粒径も微細になる。(5)マルテンサイトの再結晶粒と逆変態オ-ステナイト粒はよい相関関係があり、再結晶粒が小さいほどオ-ステナイト粒も微細になる。これは、再結晶粒界がオ-ステナイトの重要な核形成サイトになっていることを示唆するものである。本研究は種々の前組織をもつ構造用低合金鋼(SNCM;約0.2%C)について、急速加熱による非平衡逆変態の機構を明らかにするのが目的である。まず前組織に、溶体化→前加工→焼戻しのプロセスを用いて、冷却マルテンサイト・加工マルテンサイト・再結晶マルテンサイトの3種類を選定した。このそれぞれの前組織材を急速加熱可能な赤外線ゴールドイメージ炉を用い、逆変態処理を施し次のような結果を得た。1.無加工材(冷却マルテンサイト)の場合、加熱中に炭化物は見られないが、前加工することで炭化物が生じ、加工度が大きくなるにつれて、それは微細に分布している。2.無加工材ではマルテンサイトの再結晶(フェライトの形成)はおこらず、直接オーステナイトへ逆変態するが、加工材ではマルテンサイトの再結晶を経由している。3.加熱中に炭化物ならびにマルテンサイトの再結晶をおこす臨界加工度は10%程度である。今後は炭化物形成能の異なる合金元素を添加した場合の急速加熱後の組織を観察し、加熱時の炭化物形成過程と分布・オーステナイトへの逆変態機構を電顕観察から調査していく。また引張試験等により急速加熱処理した組織と機械的性質の関係を明らかにする。高周波誘導や直接通電のように試料自体の電気抵抗を利用して加熱する方法では、通常の電気炉での加熱に比べ短時間で鍋を熱処理することができ、加熱速度も著しく大きくなる。従って、通常とは異なった非平衡な相変態が起こる可能性が十分あり、本研究では低合金鋼を急速加熱してそのときのマルテンサイトからオ-ステナイトへの逆変態について調査してきた。本年度は、試料に合金元素を含まない炭素鋼(A鋼)、Cr、Moの炭化物安定化元素を含む炭素鋼(B鋼)ならびにNi・Mnのオ-ステナイト安定化元素を含む炭素鋼(C鋼)の3種類を選定し、これらの加熱時の炭化物形成過程と分布・オ-ステナイトへの逆変態機構を調査した。

得られた結果は次のようなものである。(1)炭化物の形状は球状で鋼種間に差異はなく、B鋼が他の鋼種に比べ微細に分布している傾向にある。(2)逆変態オ-ステナイト粒は、B→C→Aの順に微細である。これには次の2つの要因がある。B鋼では炭化物が微細に分布しているために、その炭化物がオ-ステナイトの核となる核形成頻度の増大とMoなどの合金元素のドラッグ効果による粒成長抑制によるものである。(3)急速加熱による逆変態においてもオ-ステナイトの形成は炭化物析出とマルテンサイトの再結晶を経て起こっている。この再結晶粒と逆変態オ-ステナイトの粒径はより相関関係があり、再結晶が小さいほどオ-ステナイト粒も微細になる。これは、再結晶粒界がオ-ステナイトの重要な核形成サイトになっていることを示唆するものである。(4)超微細オ-ステナイトを有する試料では常温引張試験でセレ-ションを起こす。
腫瘍組織の薬剤添加培養後の遺伝子発現の変化から見た抗癌化学療法剤の治療効果の予測

1.乳癌根治術で得られた乳癌組織に、24時間種々の内分泌療法剤を作用させ、培養組織中の副甲状腺ホルモン関連蛋白(PTHrP)のmRNAの発現量を定量したところ、E2やタモキシフェン(TAM)ではPTHrPの発現量には変化を認めなかったが、MPAでは有意の現象を認めた。PTHrPは骨転移に関与することから、TAMに比べてMPAが骨転移を阻害することが予測された。また本研究が乳癌の薬物療法の治療動果が予測可能であることを明らかにした。2.上記の実験系でprogesterone receptor(PR)のmRNAの発現量を定量したところ、ER陽性乳癌組織ではE2、TAMの添加により増加したが、ER陰性乳癌では変化が認められず、PRの発現はERを介して誘導されることを明らかにした。本研究により、乳癌組織を24時間培養することにより、薬剤感受性の予測が可能であることを実証した。またPTHrPの発現量はMPAにより抑制されることから、乳癌組織中にPTHrPの発現量が高く、術後骨転移の可能性が高い症例に対する補助ホルモン療法にはMPAが有用であることを明らかにした。乳癌根治術で得られた切除乳癌組織に、24時間、内分泌療法剤を作用させ、培養組織中の副甲状腺ホルモン関連蛋白(PTHrP)のmRNAの発現量の変化を測定した。方法は私達が開発したcoamplification PCR法を用い、β-actin mRNAを内部基準としてmole比でPTHrP mRNA量を定量した。PTHrP mRNA発現量はこれまでに報告された免疫染色法とよく一致した。乳癌内分泌療法剤の効果を検討したところエストラドオールやタモキシフェン(TAM)ではPTHrP発現量は変化がみられなかったがメドロキシプロゲンテロンアセテート(MPA)で有意な減少を認めた。PTHrPは乳癌の骨転移に関与することが知られており、本研究の結果からTAMに比べMPAが骨転移を押さえることが予想される。臨床的にも骨転移を有する乳癌症例に対しTAMよりMPAの方がより有効であることが報告されており、本研究は乳癌の薬物療法の治療効果が予測可能なことを明らかにした。平成10年度は乳癌の薬物療法剤に対する感受性が予測可能であることを明らかにするために内分泌療法剤を中心に検討した。乳癌根治手術で得られた乳癌組織を内分泌療法剤、estradiol(E2)あるいはtamoxifen(TAM)とともに培養し、乳癌組織中のprogesteronereceptor(PgR)の発現量の変化をcoamplificationPCR法を用いてPgRmRNA発現量の変化として定量した。PgR発現はestrogenを作用させるとestrogenreceptor(ER)を介して誘導されることが知られている。今年度の研究で、乳癌組織をE2、TAMとともに24時間培養するとPgRmRNA発現量はER陽性の症例から得られた乳癌組織では増加するが、ER陰性の乳癌組織では変化が見られないことを明らかにした。この結果は24時間と言う短時間に乳癌組織の薬剤感受性が予測可能であることを実証した。さらに培養の実験条件を整備するために乳癌組織の培養に用いる牛胎児血清中の内因性estrogenの影響についても検討した。牛胎児血清中の内因性estrogenが存在しても、乳癌組織が添加した内分泌療法剤に反応してPgR発現が誘導されることを確認し、市販の牛胎児血清を用いた簡単な培養系で簡便に内分泌療法剤に対する感受性を明らかに出来ることを示した。以前に報告した乳癌組織中の副甲状腺関連ペプチド(PTHrP)のmRNA発現量の内分泌療法剤による変化とも比較し、酢酸メドロキシプロゲステロン(MPA)によるPTHrP発現の抑制がERを介さず他のステロイドホルモン受容体を経由することもあわせて明らかにした。術後の補助内分泌療法剤として多く用いられるTAMはPTHrPmRNA発現を抑えないことも本研究で判明し、乳癌組織中のPTHrP発現が高く骨転移の可能性が高い症例に投与する補助内分泌療法剤にはTAMよりもMPAが有用である可能性を示した。今年度は抗癌剤治療を行う直前の乳癌患者の臨床材料を用いて、抗癌剤の感受性試験を、研究者らが共同で開発したコラーゲンドロップ法によって検討した。

化学治療法施行前に腫瘍の抗癌剤感受性を知ることは、的確な治療を行う上で非常に重要である。コラーゲンゲルドロップ(CD-DST)法には、初代培養をコラーゲンゲル内で行うことにより、腫瘍細胞が生体内と同様の形態をとりながら3次元的に増殖できるという利点がある。また、抗癌剤の接触条件は、通常の治療において得られるひとAUC(濃度曲線下面積)ら近似し、ヌードマウス法と高い相関関係を示すことが知られている。そこで我々は進行再発乳癌を対象としてCD-DST法の有用性を検討した。【方法】化学治療を施行前に進行再発乳癌患者16例より少量の腫瘍組織を採取し、CD-DST法により腫瘍の抗癌剤感受性を評価した。次に、このCD-DST法の結果と臨床効果との相関を検討した。化学療法としては、CE療法(CPA600mg/m^2+Epirubicin 60mg/m^2,every 3wks,n=11)、TXT療法(Docetaxel 60mg/m^2,every 3wks,n=5)を施行した。【結果】抗癌剤の臨床効果に対するCD-DST法のpositive predictive valueは72.7%(8/11)、negative predictive valueは100%(5/5)、diagnosticaccuracyは81.3%(13/16)であった。以上の結果からCD-DST法は進行再発乳癌の抗癌剤感受性の予測に有用であることが示唆された。本法によって治療効率の向上を目指せるものと考える。なおこれらの腫瘍組織中の種々の遺伝子発現についても現在検討中である。
活人画および活人画的なるものに関する総合的調査研究

活人画とはフランス語「tableaux vivants(生きている絵画)」の翻訳語であり、衣裳を身に着けた人物が静止した状態で絵画を再現するパフォーマンスを意味する。人が絵画を演じる活人画、ないし活人画的なものを対象とする本研究は、活人画そのものの歴史記述ではなく、活人画から美術および諸芸術に目を向けることによって新たに浮かび上がる諸問題について考察を広げようとするものである。
血管内皮伸展刺激に着目した肝再生メカニズムに関する基礎的研究

われわれはファイブロネクチンをコートしたシリコンゴム製のチャンバーにヒト臍帯内皮細胞(HUVECs)を培養し、チャンバーを牽引することにより細胞に持続牽引刺激を加える実験から、血管内皮細胞からのIL-6の分泌にはIκB kinases/NF-κBのactivationを経由して起こることを明らかにしてきた。この系において、さらに上流側のノシグナル伝達経路を明らかにすることを目的に研究を進めた。われわれはこれまでに門脈枝塞栓術後に非塞栓葉の門脈枝径が約1.5倍に拡張し、それに伴い血管内皮細胞が持続伸展刺激を受けることに注目し、肝類洞内皮細胞にin vitroで持続牽引刺激を加えることによりIL-6が分泌され、これが肝再生のtriggerになっている可能性について報告してきた。今回は持続伸展刺激に対する血管内皮細胞からのIL-6分泌のシグナル機構を知る目的で転写因子であるNF-κBに注目した研究を行った。【材料および方法】ファイブロネクチンをコートしたシリコンゴム製のチャンバーにヒト臍帯内皮細胞(HUVECs)を培養し、チャンバーを牽引することにより細胞に持続牽引刺激を加えた。培養液中のIL-6濃度、IL-6 mRNAの発現、NF-κBの活性化などについて検討した。【結果】(1)持続牽引刺激の強度とIL-6産生の時間経過:細胞に1.25倍、1.5倍の一方向持続牽引刺激を加え、上清中のIL-6濃度変化の時間経過を調べた。牽引後最初の6時間でIL-6の分泌が亢進し、濃度上昇の速度は徐々に対照群と近づいた。また牽引度を強くすると上清中IL-6濃度が上昇した。(2)持続牽引刺激に対するIL-6 mRNA発現の時間経過:IL-6 mRNAの発現は持続牽引刺激後2時間でpeakとなり徐々に減衰した。(3)IL-6 mRNAの発現に対する牽引時間の効果:様々な牽引時間に対するIL-6 mRNAの発現を調べた。IL-6 mRNAの発現は牽引時間5分、30分では上昇しなかったが、60分から上昇し90分でpeakとなり120分で減衰した。(4)持続牽引刺激に対するNF-κBの活性化:抗NF-κB P65/RelA抗体を用い免疫染色をおこなうと、牽引後1時間でNF-κBの核への集積を認めた。次にNF-κBの活性化を見るためにIκBのリン酸化酵素であるIKKαの活性化をkinase assayで調べると、牽引後5分後から徐々に活性化し、15分でpeakとなり徐々に減衰した。以上の結果より、血管内皮細胞の持続牽引刺激に対するIL-6の産生にはNF-κBを介するシグナル経路が重要であることが明らかとなった。血管内皮細胞は血流による流れ、血圧、伸展などの機械刺激に常時晒されている。経皮経肝門脈枝塞栓術では血流変化に伴い非塞栓葉の門脈は拡張し血管壁は約150%に持続伸展され、肝再生に重要なサイトカインであるIL-6の血中濃度の上昇が認められる。一方、持続伸展刺激は転写因子NF-κBを介して培養血管内皮からのIL-6分泌を促進することが知られている。流れ刺激や周期性伸展刺激の効果に関する報告は多いが、持続伸展刺激に対する血管内皮細胞の応答機構に関する研究は少ない。我々はこれまでの報告に基づき、持続伸展刺激によるIL-6の産生には、integrin/PI3-kinase/phospholipase Cγ/細胞内カルシウム濃度([Ca^<2+>]_i)の上昇/protein kinase C/NF-κBというシグナル伝達系が重要ではないかとの仮説を立て、培養ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVECs)を用いた検証実験を行い以下の結果を得た。
皮膚細菌叢による病原細菌ゲノム進化時の「進化的リスクマネージメント戦術」制御法

現在、常在細菌叢解析法は広く疾患の病態解明のため用いられ、細菌叢に限らず、真菌叢、ウイルス叢を内包した微生物叢解析を行うことが先端研究として注目されている。われわれ宿主を構成する細胞数を遥かに凌駕する数のこれらの共生体は“第2の指紋"と称されるほどユニークな多様性と保存性を兼ね備えている。しかしながら、常在細菌叢解析をベースにした疾患病態の解明がその多様性を切り口にした解析法であると捉えると、その保存性を解析する方法はこれまでに確立されていない。ヒトにおける“指紋"の保存性を決定しているのがヒトゲノムであるように、細菌の“指紋"を決定しているのは細菌ゲノムである。そこで、細菌叢保存性を決定している細菌ゲノムの皮膚定着に関係する規定因子と、細菌叢および宿主との相互関係を明らかにすることで、従来の常在細菌叢解析とは異なる、多様性および保存性の両側面からの革新的な解析手法を確立する。マウスモデルを用いて皮膚上に感染させた黄色ブドウ球菌ゲノムに変異が誘導されるのかどうか、また、皮膚上で遺伝子発現プロファイルに変化が起こるかどうかを確認した。これまでにマウスの皮膚に感染させたS. aureusは10週間程度の生着期間の後、機能喪失性のagr変異を獲得していることが明らかとなった。また、これらの変異にともない、皮膚上の菌数は、もともと機能喪失製のagr変異を獲得している菌株のレベルまで定着菌数の現象を確認できた。このことから、今後、常在細菌、宿主のトランスクリプトームを変異獲得前後で解析することにより、病原微生物の変異獲得機序を明らかにできると考えている。マウスモデルにおける皮膚でのS. aureusゲノムの変異獲得モデルを確立できたので、変異獲得機序を明らかにするべく、トランスクリプトーム解析サンプルを採取しているところである。なお、細菌の全ゲノム比較において、我々が昨年までに使用していたゲノムのassembleツールが、世界的に当該分野で広く用いられているものと異なっていることが明らかとなったため、基盤となる先行研究の菌株も含め、すべてのS. aureusゲノム解析を再解析する事となった。この解析の結果による、先行研究の結論には影響がないことはすでに判明しているので今後研究を完成させることに関して問題はないが、これらの再解析により、前年度のやや遅れていた研究にさらに遅延をきたす結果となったため、研究費の繰越を行った。引き続き、マウスモデルにおける病原微生物ゲノムの変化と細菌叢の相互作用を解析する。採取前後のゲノム変化の起こるタイミングでの常在細菌および宿主のRNA発現パターンに影響している遺伝子領域やファージの感染様式などを検討する。これらにより、トランスクリプトーム解析はaRNAを作成し解析を引き続き行っていく。本年度は、まずマウスモデルを用いて皮膚上に感染させた黄色ブドウ球菌ゲノムに変異が誘導されるのかどうか、また、皮膚上で遺伝子発現プロファイルに変化が起こるかどうかを確認した。これまでに、ブドウ球菌ゲノム上の大きな変異は確認されていないが、RNA発現パターンには皮膚上での棲息後に一定の変化が誘導されていることが明らかとなった。また、皮膚サンプルからのトランスクリプトーム解析のため、菌由来RNA抽出を皮膚スワブから行った。検討の結果、得られるRNA量が微量のため、aRNAを作成しシークエンスを行う必要があると考えられた。マウスモデルにおける皮膚での棲息後の細菌ゲノム比較解析、RNA発現パターンのin vitroでの解析は概ね順調に進行している。一方、マウス皮膚スワブサンプルのトランスクリプトーム解析は、予想よりもRNAの収量が低いことが明らかになるなど、次の研究ステップへの条件検討に時間を要したため、やや遅れていると評価した。

マウスモデルを用いて皮膚上に感染させた黄色ブドウ球菌ゲノムに変異が誘導されるのかどうか、また、皮膚上で遺伝子発現プロファイルに変化が起こるかどうかを確認した。これまでにマウスの皮膚に感染させたS. aureusは10週間程度の生着期間の後、機能喪失性のagr変異を獲得していることが明らかとなった。また、これらの変異にともない、皮膚上の菌数は、もともと機能喪失製のagr変異を獲得している菌株のレベルまで定着菌数の現象を確認できた。このことから、今後、常在細菌、宿主のトランスクリプトームを変異獲得前後で解析することにより、病原微生物の変異獲得機序を明らかにできると考えている。マウスモデルにおける皮膚でのS. aureusゲノムの変異獲得モデルを確立できたので、変異獲得機序を明らかにするべく、トランスクリプトーム解析サンプルを採取しているところである。なお、細菌の全ゲノム比較において、我々が昨年までに使用していたゲノムのassembleツールが、世界的に当該分野で広く用いられているものと異なっていることが明らかとなったため、基盤となる先行研究の菌株も含め、すべてのS. aureusゲノム解析を再解析する事となった。この解析の結果による、先行研究の結論には影響がないことはすでに判明しているので今後研究を完成させることに関して問題はないが、これらの再解析により、前年度のやや遅れていた研究にさらに遅延をきたす結果となったため、研究費の繰越を行った。引き続き、マウスモデルにおける病原微生物ゲノムの変化と細菌叢の相互作用を解析する。特に、採取時系列でゲノム変化をより詳細に解析し、RNA発現パターンに影響している遺伝子領域やファージの感染様式などを検討する。トランスクリプトーム解析はaRNAを作成し解析を引き続き行っていく。採取前後のゲノム変化の起こるタイミングでの常在細菌および宿主のRNA発現パターンに影響している遺伝子領域やファージの感染様式などを検討する。これらにより、トランスクリプトーム解析はaRNAを作成し解析を引き続き行っていく。皮膚トランスクリプトーム解析に条件検討が必要となり、この部分でやや研究の進捗に遅れが生じたため、RNAシークエンスにかかる試薬などを用いる実験に遅れが生じた。このため、この額が次年度使用相当額となった。この解析の結果による、先行研究の結論には影響がないことはすでに判明しているので今後研究を完成させることに関して問題はないが、これらの再解析により、前年度のやや遅れていた研究にさらに遅延をきたす結果となったため、研究費の繰越を行い、トランスクリプトーム等を次年度使用として行う。
音を聞き分ける聴覚ロボットの開発

われわれの生活環境では常にノイズと反響音が存在する。雑踏な環境の中で特定の音だけに注目し、ほかから聞き分ける現象をカクテルパーティ効果といい、反響環境においても反響音に影響されず、ただしく音源の位置を定位できる現象を先行効果という。人間と同じ環境で自律的に動き回るロボットを開発するにあたっては、人間と同程度の音源定位、分離能力を必要とする。音源定位システムは音源定位手掛かり処理部と抑制信号生成部からなる。抑制信号生成部は予測される反響音のレベルによって音源定位を抑制する機能をもつ。反響音の予測はインパルス応答の遅延特性と減衰特性を一般化したインパルス応答のパターンを用いる。先行効果と同じように本システムは反響音の少ない音の立ち上がり(ONSET)を検出し、音源定位を行う。反響音のレベルを先行効果のモデルによって予測できるため、ONSETの検出条件を自動的に環境に合わせることができる。音源分離システムは音を知覚の基本要素である時間周波数平面上の連続的な周波数成分で表現し、分離統合することによって違う音源から来る音の分離を行う。周波数成分の分離統合にあたっては認知的な要因を用いると同時に各成分の音源方向を先行効果によって定位し、音源の方向による分離統合を行う。先行効果とカクテルパーティ効果の実現によって、ロボットは自分の所有者などの位置を音声から認識できるようになる。また、雑踏な環境においても、命令を聴き、任務を遂行することができる。音信号の特徴として暗闇の中や物陰からもコミュニケーションできる。