hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ソフトエラー対策VLSI回路の考案

ソフトエラー(以下SEと略記)とは,VLSIがα線や宇宙線を受けることにより発生する一次的誤りである.本研究では,(a)SE対策VLSI回路の考案と,(b)SE対策VLSI回路のテストとテスト容易化設計についての研究成果を得た.(a)では,組合せ回路部で発生したSEパルスをマスクする方法や耐ソフトエラーラッチまたはフリップフロップの設計などを,(b)では,SE対策FFの遅延故障テスト容易化スキャン構造の提案などの成果を得た.ソフトエラー(以下SEと略記)とは,VLSIがα線や宇宙線を受けることにより発生する一次的誤りである.本研究では,(a)SE対策VLSI回路の考案と,(b)SE対策VLSI回路のテストとテスト容易化設計についての研究成果を得た.(a)では,組合せ回路部で発生したSEパルスをマスクする方法や耐ソフトエラーラッチまたはフリップフロップの設計などを,(b)では,SE対策FFの遅延故障テスト容易化スキャン構造の提案などの成果を得た.本研究の平成19年度の目的は,(a)ソフトエラー(SE)対策VLSI回路の考案と,(b)SE対策回路のテストとテスト容易化設計を行うことである。この研究の1年間の成果として,国際会議発表1件、国内口頭発表5件,特許出願3件を行った(「11.研究発表」と「12.研究成果による産業財産権の出願、取得状況」参照)。(a)に関しては2つの研究を行った。1つ目は,ラッチ内部に発生するSEをマスクできる従来の単一なラッチを利用して,遅延故障検出を可能にするエンハンスドスキャン構造方式を提案した。エンハンスドスキャン構造には,マスター、スレーブFFの構造が必要であるが,スレーブFFをダイナミック形とするかスタティック形とするかによって利用の仕方が異なる3つのタイプを提案した。ハードウェアオーバヘッドが小さい利点がある。2つ目は,FPGAのSEを含むシグナルインテグリティ対策として,2線論理でフォールトセキュア性を満たす構成法を提案し,そのフォールトセキュア性を証明した。(b)に関してはSEを含むシグナルインテグリティ対策回路について2種類の研究を行った。1種類目は,2線論理回路についてであり,遅延故障検出テストの性質を明らかにし,テストの具体的な導出方法と印加方法を与え,その有効なテスト回路構成を提案した。2種類目は,2重系回路の遅延故障検出を可能とするマスタパス,スレーブパスからなる高速なテスト実行方式を提案した。以上での研究は,SE対策を対象にしているが,それだけでなく,より広範囲なシグナルインテグリティまでも対象にした対策回路になっている点が特徴であり,その意味でも実用性が非常に高い特長がある。本研究の平成20年度の目的は,(a)ソフトエラー(SE)対策VLSI回路の考案,(b)SE対策回路のテストとテスト容易化設計,(c)考案回路の定量的有効性評価を行うことである,この研究の1年間の成果として,雑誌論文発表2件,国際会議発表4件,国内口頭発表4件を行った(「11.研究発表」参照).(a)に関してはSE対策ラッチを考案した.普通のSE対策ラッチでは,SEパルス幅がある一定値(δとする)以下のときSEをマスクできるが,δより幅が大きいエラーパルス入力はマスクも検出もできずに誤って出力する.そこで,パルス幅がδ以下のエラー入力はマスクし,δより幅が大きいエラー入力は検出することができるSE対策ラッチを考案した.(b)に関してはSEを含むシグナルインテグリティ対策回路について2種類の研究を行った.1種類目は,SE耐性をもつラッチでありながら,ハードウェアオーバヘッドが小さく,かつエンハンスドスキャン遅延故障検出ができる特性をもつラッチの提案である.2種類目は,2線式論理回路と2重系回路の遅延故障検出テストの具体的な導出方法と印加方法を与え,その有効なテスト実行方式を提案した.(c)に関しては2つの研究を行った.1つ目の研究では,耐SE対策ラッチにおいて検出できない固定故障が発生した場合に,このラッチはどの程度SE耐性があるかを定量的に評価した.2つ目の研究は調査研究であり,従来に提案されたSE対策ラッチをエラー対策手法に基づいて以下の4つの種類に分類した.(1)トランジスタの型によるエラー方向性の利用,(2)ノードへの異なる信号源からの入力,(3)空間冗長の利用,(4)時間冗長の利用本研究の平成21年度の目的は,(a)ソフトエラー(SE)対策VLSI回路の考案,(b)SE対策回路のテストとテスト容易化設計,(c)考案回路の定量的有効性評価を行うこと,および最後の年度の総整理を行なうことである.この研究の1年間の成果として,雑誌論文発表1件,国際会議発表1件,国内口頭発表3件を行った(「11.研究発表」参照).一つ目の成果は,想定内の幅の狭いソフトエラーパルスを訂正し,かつ想定外の幅の広いソフトエラーパルスとハードエラーを検出できるFFの提案である.従来手法の耐ソフトエラーFFと比較して最大で66%の面積オーバヘッドで実現できる.また,提案FFを用いた遅延故障テスト容易化スキャン設計,および2線式論理回路への適用も示している.

二つ目の成果は,ソフトエラー訂正機能を有するBILBOフリップフロップの構成についての提案である.提案フリップフロップは既存のソフトエラー訂正フリップフロップであるBISERに基づいて構成されており,リコンフィギュラブルC素子を用いている.提案フリップフロップは既存のBISERとBILBOフリップフロップの単純な組み合わせと比べ,面積が11.4%小さく,CLK-Q遅延とD-CLKセットアップ時間の和が34.8%短い.三つ目の成果は,ソフトエラー耐性があるRS-FFの提案である.従来手法と比較した場合に,面積で約33%,平均消費電力で約50%の削減ができる.また動作速度は通常のRS-FFと同程度な特性をもつ.四つ目の成果は,ソフトエラーによる2重ノードの論理値の反転に対して耐性をもつ2種類のラッチAとBの提案である.提案ラッチA(B)は,通常ラッチに比べ1.75(1.98)倍の面積オーバヘッド,2.78(2.13)倍の遅延時間,1.75(2.07)倍の消費電力で実装できることを示している.
重力レンズで探究する宇宙の大規模構造形成の統一的理解

本研究課題の平成18年度の主な成果は以下の2点である。(1)「Subaru weak lensing survey」プロジェクト(PI:宮崎聡・国立天文台)の分光観測データの処理を完成させた。観測データを基にweak lensing法で検出された銀河団の力学構造の解析を行った。本研究成果をまとめた論文を現在執筆中である。(2)宇宙論的N体シミュレーション計算でもって作られた疑似宇宙での重力レンズ効果の数値シミュレーションデータを用いて重力レンズ効果のサンプルバリアンスを評価した。本研究成果をまとめた論文は査読付き専門雑誌に受理され出版された。本研究課題の平成17年度の主な成果は以下の2点である。(1)「Subaru weak lensing survey」プロジェクト(PI:宮崎聡・国立天文台)の撮像観測データの処理を完成させた。重力レンズ解析を行うために必要なデータの質を確保するためにデータ処理のプロセスの中で次の2点(A)同じ領域の複数の撮像データを非常に高い精度で重ね合わせる。(B)望遠鏡や撮像カメラによって引き起こされる像の変形を正しく補正する。については通常のデータ処理プログラムではなく独自のプログラムを開発した。このプログラムの詳細については論文にて報告する予定である。また処理された撮像データから天体検出を行い天体の数計測や等級-数密度関係等の基礎的統計データを調査した。(2)宇宙論的N体シミュレーション計算でもって作られた疑似宇宙での重力レンズ効果の数値シミュレーションデータを用いて重力レンズ効果の統計量を計算し理論モデルの検証を行った。本研究課題に関連する平成17年度の主な観測出張、成果発表、研究会出席は以下の通りである。「Subaru weak lensing survey」プロジェクトに関する観測のためにアメリカ合衆国ハワイ州にあるすばる望遠鏡に出向き観測を行った。「Subaru weak lensing survey」プロジェクトの初期成果の発表と次期観測機器を用いたweaklensing surveyの検討のためにアメリカ合衆国カリフォルニア州カリフォルニア州立工科大学にて行われた研究会に参加した。また国立天文台において開かれた「超広視野撮像/分光器で目指す観測的宇宙論」研究会においてweaklensing surveyの将来計画の検討を行った。
ー側肺静塞の病側及び反対側の肺血管床に対する影響

合計9頭の羊に手術を施行した。実験早期において、術前の絶飲食の指示が不徹底であったために気管内挿管時に、大量の嘔吐をきたし術後早期に感染症で母羊を喪った。また胎仔の子宮内感染症のため胎仔死亡した。手術後、出産まで至ったのは、6頭であった。全例自然分娩であったが、2頭の胎仔が産道に引っかかり分娩の介助を要し、分娩直後は自発呼吸が認められたが、まもなく死亡した。他の4例は、分娩後発見されたときは、既に死亡していた。剖検では、肺は十分な含気があり、分娩後自発呼吸はあったことが証明された。双胎は、3対で手術は一方のみに施行し他方はコントロ-ルとした。コントロ-ルとした仔羊も分娩後数時間内に死亡した。剖検肺の組織が計測では、各葉間で肺静脈及び肺小静脈とも有意差がなかった。コントロ-ルとの比較において肺静脈では手術例において中膜がp〈0.005と有意に厚かった。肺小動脈でも、手術例においてコントロ-ルに比して中膜の肥厚が認められた。羊の胎仔の肺血流量は、左右両心室の心拍出の7%とわずかではあるが、我々の今回の羊の胎仔を用いた実験では、胎仔期に肺静脈閉塞性病変が出来ると出生前に肺静脈中膜の肥厚が始まり、一部肺小動脈にも影響を及ぼし始めることが示唆された。さらにこれらの病変が、葉間が有意な差が無かったことは、これらの病変が、単に血流及び圧の変化によるものではなく液性因子が関与している可能性が示唆された。この研究の目的の一つである出生後の肺血管病変の経時的変化は、出生直後に全例死亡したため、検討できなかった。本年度における実験計画では、妊娠120日前後の母羊に吸入麻酔下に子宮切開を施行して胎仔を部分的に取り出し左開胸下に左肺静脈を結紮し、再度母体に戻し、妊娠を継続させる予定であった。妊娠母羊は、11頭入手したが、業者が高配日を正確に確認できないままに納入したため、正確な妊娠日数が確認できないうちに2頭が生まれてしまった。6頭に関しては、胎仔手術を行ったが、1頭は、麻酔器にエ-テルが混入した事が原因と思われるが麻酔からの覚醒が悪く、手術翌日に母羊が死亡した。1頭は、予定通りの手術が、行われたが、分娩直後に死亡した。剖検では、手術創は完全に治癒しており、肺静脈を結紮した肺は、空気が肺胞に入っておらず、結紮しなかった肺は十分に空気が肺胞に入り膨らんでいた。このことより仔羊は、分娩後に第一呼吸をしてから死亡したとこが解り、一側肺のみでは出生直後は、換気が不十分で生存するのが困難なことが推測された。これ以降の手術は、左上肺静脈の一本のみの結紮を行うことに計画を変更した。その後の手術は、術後子宮内感染で1頭を失い、1頭は分娩中に産道に前足が引っかかり、出生前に死亡した。2頭は、手術時既に満期に近い状態で手術がなされ、手術は予定どうり行われたが、出生直後に死亡した。この仔羊も剖検では、結紮した左上葉は全く含気がなく左下葉及び右肺は十分含期があり分娩後に死亡したことが示唆された。

死亡原因は、はっきたしないが手術が満期に近くに行われたため、手術侵襲によるストレスから十分に回復する前に、分娩のストレスが加わり、出生後第一呼吸は確実行えてはいるが、生存することができなかったのではないかと推測している。残り3頭は、報告書を書いている時点で、まだ手術予定になっている。以上平成元年度の予定は大幅に変更を余儀なくされたが、平成2年度には得られた肺の組織学的検討を行う予定である。昨年度に既に行った実験での仔羊の肺の組織標本を作製した。標本は、各葉から3μmの切片を切り出し、ゴ-ルドナ-・トリクロ-ムで染色した。組織計測は、標本を倍に投影拡大したものをトレ-スしたものを用いた。肺小動脈は、内弾性板ならびに外弾性板をトレ-スし、デジタイザ-上で再度トレ-スし、コンピュ-タ-で血管を完全に伸展させた状態に基準化して、半径(R)における中膜の厚さ(D)を求め両対数グラフ上にプロットし、その回帰直線を標本間で比較した。肺静脈は、できるだけ円形に近い標本を選び、内弾性板ならびに最外縁の筋線維をトレ-スして肺動脈と同様の方法でRとDを求め、両対数グラフ上にプロットし回帰直線を求めた。さらに実験動物の標本に加えて肺静脈閉塞症状を呈して死亡した症例の剖検肺組織の標本を作製し、同様の方法で検討した。生後5カ月で死亡した先天性右肺静脈閉塞症1例、生後1週間以内に死亡した総肺静脈還流異常症3例の合計4例である。結果は、先天性右肺静脈閉塞症において、肺小動脈、肺静脈とも中膜の肥厚が著しく、肺静脈は肺動脈と類似の組織所見'ARTERIALIZATION'を示していた。閉塞側と反対側とでは、有意な差はなかった。総肺静脈還流異常症では、同年令の心肺に異常の無い死亡症例と比較したが、肺小動脈・肺静脈とも中膜は有意に肥厚して、典型的'ARTERIALIZATION'を示す肺静脈も認められた。動物実験例では、双胎例で肺静脈結紮手術を施行しなかった方をコントロ-ルとして、手術施行例と比較した。手術例では、左上肺静脈のみを結紮した例が多かったが、葉間で有意な差が認められず、コントロ-ルと比べると肺小動脈・肺静脈とも有意に肥厚していた。以上より胎児期には、肺血流量は左右心室の総拍出領の7%にすぎないとされているが、このような少ない血流量でも胎児期に閉塞病変があると出生時に肺静脈・肺小動脈の中膜肥厚を呈することが解った。
転写調節機構におけるユビキチン修飾系の役割解明

ユビキチン系は生体に必須の翻訳後修飾システムである。本研究は、修飾分子であるユビキチン自身がアセチル化修飾によって制御される分子機構を明らかにし、基質として転写活性化に関わるモノユビキチン化ヒストンH2Bを同定した。またユビキチン自身が2カ所でユビキチン化される「分岐型」ユビキチン鎖の定量手法を開発し、ユビキチン修飾がクロストークすることにより転写因子NF-kBシグナルを制御する新たな細胞内機能を見出した。ユビキチン系は多彩な生物学的機能を司り、遺伝子発現調節においても重要な役割を果たす。ユビキチン分子自身に対する翻訳後修飾が、ユビキチン鎖の選択性の一端を担う可能性を検討し、ユビキチン制御系の新たな分子機構解明を目指す。ユビキチンアセチル化の関連因子探索のため、定量質量分析による検討を行った。アセチル化ミミック・非アセチル化ミミック点変異導入ユビキチンを細胞に導入し、比較定量解析を行った。アセチル化ミミックで閾値以上に濃縮された候補因子群をGO解析に供した結果、クロマチン制御への関与が示唆された。また、アセチルユビキチン標準ペプチドを内部標準として絶対定量解析によりアセチルユビキチン定量系を構築した。培養細胞の全抽出液及び抗ユビキチン抗体沈降物を用いた測定により、細胞内在性のアセチルユビキチン定量を進めた。さらに、高分子量画分からもアセチルユビキチンが検出されたことから、基質に付加した形態のアセチルユビキチンの存在が明確化された。本研究では、ユビキチン分子自身に対する翻訳後修飾が、ユビキチン鎖の選択性の一端を担う可能性を検討し、ユビキチン制御系の新たな分子機構解明を目指す。ユビキチン翻訳後修飾の定量解析を用いて、アセチルユビキチンと鎖特異的なE2酵素を用いたユビキチン鎖形成能を検討した。アセチルユビキチンは残基特異的に、ある種のE2酵素による鎖伸長を顕著に変化させることがわかった。特にK48鎖特異的、K11鎖特異的、K63鎖特異的なユビキチン鎖伸長活性に影響が見られた。従って、アセチル化はユビキチン鎖に対する特異的な制御機能を有する可能性が考えられた。一方、アセチルユビキチンとの関連の示唆された転写活性化性、転写抑制性のヒストン修飾酵素について検討した所、細胞内での相互作用変化の可能性が示唆された。アセチルユビキチンの絶対定量法を用いて、制御因子候補分子を同定した。また細胞内基質を用いた解析から、モノユビキチン化維持における役割の一端を明らかにした。定量法を利用したユビキチン修飾の詳細な解析により、アセチルユビキチンの細胞内機能の一端を解析することができた。本研究では、ユビキチン鎖およびユビキチン翻訳後修飾が多彩な生物現象を調節するユビキチン・コードの一端を解明し、ユビキチン制御系の新たな分子機構解明を目指す。アセチルユビキチン蛋白を用いた相互作用因子取得を進めた。また、新規のユビキチン翻訳後修飾として見出した非典型鎖に関しては、転写因子の上流シグナルとの関連を明らかにした。本研究で解明してきたユビキチン修飾間クロストークを展開させ、新規の非典型鎖を見出し、解析を進めた。ユビキチンコードの多様性の一端を担っているユビキチンの翻訳後修飾について、さらに解析を進めた。ユビキチンのアセチル化修飾の機能解析から、ユビキチン分子内の多重翻訳後修飾(アセチル化とポリユビキチン化)が互いを制御するクロストークが明らかになった。そこでこの知見を発展させて、ユビキチン修飾間のクロストークについて検討を行った。細胞内に最も豊富に形成されうるユビキチン多重修飾は2カ所以上でのユビキチン連結、すなわち分岐型ユビキチンであると考えられる。しかし分岐型ユビキチンはこれまで定量方法が存在しなかったため、その存在量や機能的意義については良く分かっていなかった。本研究では、K48鎖とK63鎖からなる分岐型ユビキチン鎖の定量方法を開発し、K48/K63分岐鎖が細胞内に豊富に存在することを見出した。分岐によりK63鎖は脱ユビキチン化を受けにくくなることから、ユビキチン多重修飾が機能的にクロストークする一例を明らかにした。さらに分岐鎖形成酵素としてE3ユビキチンリガーゼHUWE1を同定した。HUWE1は炎症性サイトカインであるinterleukin-1b(IL-1b)依存的に分岐鎖を形成し、NF-kB標的遺伝子であるTNF-aやIL8の遺伝子発現制御を正に調節した。

またレポーターアッセイによるNF-kB転写活性測定においても、HUWE1はTRAF6依存的なNF-kB転写活性化に必要だった。ユビキチン分子内の多重翻訳後修飾がユビキチンコードのクロストークを引き起こす分子機構が示唆された。細胞内基質やin vitro解析法などを用いて、アセチルユビキチンの機能解析を進める。また新規のユビキチン修飾などへも研究を展開する。細胞内基質や抗体、in vitro解析法などを用いて、アセチルユビキチンの機能解析を進める。また新規のユビキチン翻訳後修飾についても解析を進める。生物学28年度が最終年度であるため、記入しない。アセチル化修飾の絶対定量法等を構築し、細胞内在性アセチルユビキチン蛋白の定量分析を進めることができた。またモデル基質のユビキチン化アッセイ系準備を進めた。定量法を利用したユビキチン鎖の詳細な解析により、アセチル化修飾とポリユビキチン修飾との関係を鎖特異的に解析することができた。28年度が最終年度であるため、記入しない。アセチルユビキチンの分子制御機構解析を進めるとともに、絶対定量法を構築できたことを利用し、様々な試料の測定を進めることで制御機構解明の足掛かりとする。修飾ユビキチン等を用いたin vitro系の詳細な機構解析を進めるとともに、細胞内モデル基質などを用いてアセチルユビキチンの機能を解明する。また、新規のユビキチン翻訳後修飾に関して、質量分析法や細胞内機能解析により、機能探索を行っていく予定である。
ネットワーク形成が粘土フロック懸濁液の界面沈降に及ぼす効果

沈降過程ではフロック構造が変化しないと予測されてきた(Michaels & Bolger)。しかしながら、本研究によってフロック構造が変わらないのは最密充填構造までであることがわかった。又、フロック構造が変化したのは、フロック間引力に基づく構造のみであることがわかった。最終沈降体積から推定されたフロック間引力に基づく構造は、最疎充填構造、最密充填構造、完全充填構造(フロック変形で間隙がない状態)等であった。ネットワーク構造は壊れやすく、最終沈降状態では捉えることができなかった。さらに、この構造から粒子の接触による有効応力が推定された。[はじめに]平成25年度については、沈降過程における粘土フロック懸濁液の相転移とネットワーク形成の関係を定量的に評価した。最初に撹拌中における沈降の実態を示し、ついで、撹拌中にすでに生じている相転移の実態を明らかにし、相転移の存在する場合の界面沈降について解析を行った。具体的には、規格化された高さと時間の関係にネットワーク相を含ませた沈降速度曲線法を提示した。[実験]粒径を3μm以下に調整したNaカオリナイト懸濁液をpH5、NaCl濃度0.03mol/L;体積濃度を0.40.7%に調製し、初高を12、15、20、25cmに変化させ、沈降高さの時間的変化を1/100mm精度で読み取った。また、撹拌中におけるネットワーク形成の程度をコントロールするため、振とう機で撹拌振動数を70220rpmに変えて、20分間同じ振動数で撹拌を行った。[結果]1撹拌中の沈降は、撹拌振動数92rpm以上では決して起きなかった。撹拌沈降の生じない時、静置沈降速度は撹拌強度に関係なく一定となり、固体濃度のみに依存し、さらに従来から行われている転倒による撹拌法の結果とも一致した。2沈降速度式から求めた膨潤比αの値は、固体濃度の薄い領域と濃い領域で大きく異なった。この結果は、沈降体積から求めたα値と類似していることから、撹拌中に相転移現象が起こっているものと考えられる。3撹拌中に沈降が生じる振動数7090rpmの領域において、静置沈降速度と撹拌強度の関係をみると、固体濃度ごとに4つの領域に分けられることがわかった。凝集フロック構造に自己相似則を取り入れ、粘土懸濁液の界面沈降曲線から得られる最大沈降速度と沈降体積に基づいて、フロック構造を決定する理論を構築した。さらに、フロック構造の変化を用いてネットワーク構造の転移現象を示した。得られた主な成果は、以下の通りである。1.界面沈降速度式の適用について:提案された界面沈降速度式は、ネットワークのない状態でしか使えないことから、初期沈降高さを変えて沈降実験を行い、初高無限大のネットワークのないときの沈降速度Ufと膨潤比αを求めた。これによって、界面沈降速度式に適用できるαとUfを決定することができる。2.フロック構造の決定:フロックを球形と仮定したため、フロック構造は膨潤比αと構造次元Dで完全に決まり、沈降体積から得られたαを用いて提案した界面速度式から構造次元Dを求めた。α、Dとフロック体積濃度Φfの関係を調べた結果、膨潤比αは3領域に区分されることがわかった。また、提案された界面沈降速度式から、構造次元Dが極めて高い精度で決定された。3.ネットワーク転移現象:膨潤比αの挙動はフロック体積濃度Φfによって、Φf<0.21のネットワーク(フロック連結)のない理想領域、Φf=0.21のネットワーク領域、Φf>0.21のネットワークの剛性が弱くなる領域の3つの領域にわかれることがわかった。4.圧縮降伏応力:自重によりネットワークがつぶれる現象について、沈降体積がフロック充填相に軽いネットワーク相が乗っている二相モデルで表わせると仮定し、その測定値をモデルに適用して圧縮降伏応力σyを求めた。その結果、理想領域ではσyは0に近い値でフロック体積濃度Φfに依存せずにほぼ一定値をとり、Φf=0.21のネットワーク領域ではσyが急激に増大し、Φfが0.21を超える領域ではσyはΦfの増加にともなって少しづつ低下することがわかった。[はじめに]これまでの研究で凝集懸濁液の界面沈降は、撹拌による影響を強く受けることが明らかになった。このことを踏まえ、本年度は撹拌強度がネットワーク形成にどのように影響を及ぼすのかを検討した。すなわち、振動撹拌で発生した波動とそれによって生じる粘土フロックの浮遊についてその動態を示すとともに、低振動数の撹拌で発生する沈積層の特異的な沈降過程を明らかにした。[理論]撹拌沈降速度(静置沈降速度に相当)は撹拌時における懸濁液の流動速度と水面の波動速度(固有振動)との関係で決まる。そこで、強制振動の指標として振動数νと管長Lの2倍との積である流動速度を用い、この流動速度と撹拌水深で決まる波動速度が等しくなる共振理論を導いた。[実験]固体体積濃度を0.0030.007、NaCl濃度0.03

mol/l、pH5.0に調整した懸濁試料を撹拌時間と撹拌振動数を変えて撹拌し、撹拌終了後に沈積層が変化しないように静かに立てて静置沈降測定を行った。静置沈降における界面沈降高さは、1/100mm精度の読み取り顕微鏡で測定した。[得られた知見]1強制流動速度と静置沈降速度との関係から波の特性が示され、撹拌沈降から完全浮遊に転じる浮遊点で最も小さい浮遊点は、同一であった。提案した共振理論より撹拌水深を変えて共振点を算定した結果、計算値と実測値は一致した。2低い振動数で波動と浮遊の関係が明らかにされた。すなわち、撹拌時に沈積層が生じる領域、沈積と浮遊の境界領域、完全浮遊領域の3領域に分けられ、静置沈降による沈降曲線からこれらの領域の変化が確認された。3沈積層の沈下開始時でフロックが同一であること、及び最密充填で沈下が変化することが示された。さらに、沈下過程でフロックが同一に保たれ、沈下曲線が試料濃度に依存しないことが明らかになった。平成27年度については、フロックの大きさの指標である膨潤比を高い精度で評価するために、フロック沈積層にける振動沈下と構造転移の関係について調べた。試料はNaカオリナイトを用い、沈降はフロック同士の接触が起こらない自由沈降となるように固体体積濃度を低く調整した。次いで、懸濁試料の入った沈降管を横転し振動数を低周波の範囲で変化させて撹拌し、撹拌終了後に沈積した層の濃度が変化しないように静かに沈降管を立てて静置沈降測定を行なった。測定には、1/100mm精度の読み取り顕微鏡を用いた。また、自由沈降では沈降界面は見えないので、沈積面の上昇量を測定した。得られた結果は、以下の通りである。1フロックが変形を起こさず剛体球で近似できるとき、沈下速度は振動数に寄らないことがわかった。沈下の始点を最疎充填とすると沈下の終点は最密充填となったことから、液状沈下領域は最疎充填から最密充填であることがわかった。2フロックの変形が生じない限り、最密充填を超えるような堆積層は生じない。ただし、フロック変形が起こると、沈下は最密充填を越えたより密な充填構造を示す。3フロックが収縮変形を引き起こすとさらに充填密度は大きくなり、最終沈下状態に近づいていく。このようなフロックの収縮変形は撹拌振動数に依存し、振動応力の特異性を示すことがわかった。沈降過程ではフロック構造が変化しないと予測されてきた(Michaels & Bolger)。しかしながら、本研究によってフロック構造が変わらないのは最密充填構造までであることがわかった。又、フロック構造が変化したのは、フロック間引力に基づく構造のみであることがわかった。最終沈降体積から推定されたフロック間引力に基づく構造は、最疎充填構造、最密充填構造、完全充填構造(フロック変形で間隙がない状態)等であった。ネットワーク構造は壊れやすく、最終沈降状態では捉えることができなかった。さらに、この構造から粒子の接触による有効応力が推定された。平成26年度は科研費交付最後の年でりあり、ネットワーク形成と界面沈降現象の関係を取りまとめるための実験と解析をほぼ終えることができた。特に、界面沈降を支配するネットワーク形成にフロックがどのように寄与するのか、そのメカニズムを明らかにすることができた。すなわち、ネットワーク形成はフロック大きさの指標である膨潤比に大きく左右されるとともに、測定直前に行う凝集懸濁液の撹拌振動がネットワーク形成に大きく寄与することを波の振動の理論解析と撹拌水深を変えた沈降実験によって明らかにできた。土壌コロイド工学今後は、フロックの大きさの指標である膨潤比をより高い精度算定するため、沈降体積の評価方法について若干の検討を行う。
バクテリアの走化性機構を模倣した無生物自己駆動粒子の集団運動

自走粒子の集団に現れる巨視的な秩序パターンは、粒子の運動および粒子間相互作用に基づいて、単純な数理モデルを用いて説明されている。その理論の普遍性を示すように、無生物系の自走粒子でも集団運動が再現されている。また、大腸菌のようにrunとtumbleを周期的に繰り返すような複雑な挙動を示す自走粒子の集団運動についても理論的な研究が進められている。その一方で、対応するようなモデル実験系の構築が求められている。本研究では、runとtumbleを繰り返す間欠運動を示す自走粒子を用いて、運動モードや個体間相互作用の環境応答性を明らかにし、集団運動の実験研究を推し進めるためのモデル実験系の構築を目指す。
進行性神経芽細胞腫に対する自家骨髄移植を導入した集学的治療法に関する研究

平成2年度までに進行性神経芽細胞腫19症例に対しMagnetic Immunobeds(M1)処理自家骨髄移植(AーBMT)を導入した集学的治療を行った。病期はIII期2例,IV期17例で移植時年令中央値は3歳5ケ月である。原発部位は核膜膜7例,副腎10例,縦隔2例でNmyc増幅は13例中6例(46%)で骨転移は19例中9例(47%)にみられた。移植前に1例を除き全例腫瘤摘出が試みられ19例中12例に局所照射(術中術後)を1026Gy/114fを行った。移植時期は19例中13例(68%)が1年以内にまた移植時の状態はCR15例,PR2例で2例は2PRであった。合併症としてヘルペス感染2例,肝中心静脈閉塞症1例,溶血性尿毒症性症候群(HUS)5例であった。再発は4例で移植後919ケ月にみられ主な部位は骨・骨髄であった。局所再発はみられなかった。骨骨髄再発についてはMRIを用い現在検討中である。移植後追跡期間は255ケ月目で現在までの生存率は78.9%,無病生存率は73.7%と諸外国の成績に比べ良好である。MI処理骨髄細胞でbludsに付着した細胞について検討した結果4種類のモノクロナ-ル拡体に反応し神経芽腫細胞であることが確認された。しかしNmyの増幅に関してはDNA抽出量が不十分な為検討は困難であったので今後dot blating法などで検討する予定である。末梢循環中のNB細胞については藤沢らの報告(1991,小児かん)からも明らかな柱に初発行再発時はもちろんの事一部の症例では骨髄細胞中はNB細胞が検出されなくても確認されることがあり今後の検討が必要と思われた。副作用として腎障害々合併する症例が多く中でもHUSが19例中5例(26%)に種々の感染症を契機に移植後4ケ月半前後にみられることが多くその予後は様々で腎不全死亡例も1例にみられた。この原因としては移植前処置のCDDP投与と全身放射線照射(TBI)が最も考えられ現在動物実験を予定しており臨床的にはTBIを行う際には腎臓遮閉が必要と思われ現在移行中である(Mugshima H,J of Cellulcr Biochem1990)平成2年度までに進行性神経芽細胞腫19症例に対しMagnetic Immunobeds(M1)処理自家骨髄移植(AーBMT)を導入した集学的治療を行った。この原因としては移植前処置のCDDP投与と全身放射線照射(TBI)が最も考えられ現在動物実験を予定しており臨床的にはTBIを行う際には腎臓遮閉が必要と思われ現在移行中である(Mugshima H,J of Cellulcr Biochem1990)
金属有機構造体(MOF)の配向薄膜によるサーマルマネージメント

本研究では、提案者らが開発した有機-無機金属構造体(Metal-organic framework: MOF)の配向薄膜を用いることで、「指向性熱輸送」、「特定の波長の熱を輸送」、「熱輸送方向のスイッチング」などの自在な熱輸送(サーマルマネージメント)を実現する。MOFの方向性のある細孔、結晶性の骨格による「指向性の熱輸送」を目指す。さらに、細孔の大きさや形だけではなく、分子・格子構造、MOF自体の機能性も広く制御できるMOFの特徴を利用することで「各波長に分解した指向性熱輸送」や「熱輸送方向のスイッチング」を試みる。
インドネシアの高等教育機関内における宗教施設の教育的役割

本研究は、インドネシアの高等教育機関における宗教施設の教育的役割を明かにするため、学内の宗教施設であるモスクにおいて提供される教授・学習活動と、教員による教育・研究・社会貢献との関わりを比較・考察し、インドネシアの高等教育機関におけるイスラームの実態の解明に努めることを目指している。インドネシアの高等教育機関は、研究・技術・高等教育省が管轄する一般系の高等教育機関と、宗教省が管轄するイスラーム系の高等教育機関が存在する。イスラーム系の高等教育機関だけでなく、一般系の高等教育機関においても、イスラーム教徒の教職員および学生が大半を占めることが多く、高等教育機関創設後、学内にモスクが創設された例は少なくない。本研究は、研究・技術・高等教育省が管轄する一般系の大学と、宗教省管轄のイスラーム系の大学における大学キャンパス内のモスクを研究対象としている。これまでに、複数の国立大学における大学モスクの創設の背景や組織体系、諸活動の目的や内容に関する情報収集を行い、大学内の宗教施設として、モスクが担う教育的役割の全体像をとらえることに努めてきた。かつては、小規模だった大学内におけるモスクは、近年では、施設・設備の充実が図られるとともに、モスクにおける諸活動も充実し多様化している。教員らの監督や指導のもとで、学生たちによるさまざまな活動が展開されており、学生や教職員のための活動だけでなく、地域社会に向けた社会的サービスの提供にも積極的であることが明らかとなった。今年度は、近年のインドネシア社会・政治・教育関連の文献閲覧・収集とともに、インドネシア高等教育や宗教に関する法制度関連の情報収集と整理を行った。また、宗教省管轄の高等教育機関であるイスラーム大学および研究・技術・高等教育省管轄の高等教育機関である教育大学と総合大学の関係者と連絡を取り、当初の計画通り、現地訪問調査を行った。現地での資料収集および関係者へのインタビューを行うことによって、大学内の宗教施設であるモスクの諸活動に関する概要についてはおおむね把握することができた。一般系の総合大学に関しては、予定していた大学以外にも訪問する機会に恵まれたため、総合大学における宗教施設の概況を捉えるうえで有益であった。本研究では、引き続き、インドネシアの高等教育機関内の宗教施設としてモスクの教育的役割に関連する文献・資料の収集と整理、さらにその分析を行い、関連する活動の見学や関係者へのインタビューを実施する。平成30年度における研究実績をふまえ、現地調査においては、高等教育機関内のモスクが提供する教授・学習活動のより詳細な実態把握および教員による教育・研究・社会貢献との関係についてさらに情報収集を行う予定である。特に、個々の大学のモスクが有する学内外のさまざまな組織や団体とのネットワークの把握に努めることで、インドネシアの大学内モスクが持つ教育的役割を多角的に考察できるよう努めたい。また、研究成果に関しては、比較教育学会をはじめとする学会において、成果発表を行うとともに、論文雑誌への投稿を通して、研究成果を社会に発信する。
無血清培地において高速度増殖可能な培養細胞の開発

抗ニワトリ卵白リゾチーム(HEL)抗体HyHEL-10のVH、VL断片とマウスエリスロポエチン受容体(EpoR)細胞外D2ドメインおよびIL-6/CTNF/LIF受容体β鎖gp130の細胞内ドメインからなるVH/VL-EpoRD2-gp130キメラ受容体を作製した。これをIL-6依存性ハイブリドーマ7TD1細胞に導入し、低血清培養条件下で抗原HELの添加によって増殖と抗体生産を促進できるかどうかについて検討を行った。その結果、0.6%の低血清培養条件下、無血清培養条件下のいずれの場合にも、抗原HELの添加によりIL-6添加と同等の増殖促進効果が得られることが明かとなった。また、抗原HELの添加に応答してSTAT3がリン酸化されたことより、この増殖促進効果がキメラ受容体への抗原HELの結合、gp130細胞内ドメインの活性化に始まるJAK-STAT系の情報伝達経路を経ていることが明らかとなった。さらに、増殖促進効果のHEL濃度依存性を調べたところ、HEL濃度に最適値110μ9/mlが存在し、それより高濃度のHELを添加した場合には増殖速度の減少が見られた。このようなリガンド濃度依存性はIL-6を添加した場合についても見られた。最大増殖速度を得るための条件としては、IL-6と比較してより高濃度のHELが必要であったが、リガンド-レセプターの結合定数の違いや、細胞膜上に提示されているレセプター数の違いによると考えられる。また、抗体の生産量もHEL添加によって促進され、増殖促進の場合と同様なHEL濃度依存性が見られた。抗ニワトリ卵白リゾチーム(HEL)抗体HyHEL-10のVH、VL断片とマウスエリスロポエチン受容体(EpoR)細胞外D2ドメインおよびc-Kit細胞内ドメインからなるキメラ受容体を作成した。これをIL-3依存性Ba/F3細胞に発現させたところ、キメラ受容体の発現は抗c-Kit抗体を用いたWestern Blottingによって確認できたが、HELを添加しても増殖は起こらず死滅した。次に,細胞内ドメインをIL-6/CTNF/LIF受容体γ鎖gp130に交換したVH/VL-EpoRD2-gp130キメラ受容体を作製し、Ba/F3細胞ならびにIL-6依存性ハイブリドーマ7TD1細胞に導入したところ、いずれの細胞においても抗原依存的増殖が認められた。増殖アッセイの結果、ハイブリドーマ7TD1細胞ではHEL濃度の増加に伴って増殖速度が増加したが、最適HEL濃度より高濃度のHELを添加すると逆に増殖速度が減少した。そこで、ハイブリドーマ7TD1細胞のIL-6濃度依存性を調べたところ、IL-6濃度に最適値が存在し、それより高濃度のIL-6の添加では増殖速度の減少が見られ、HEL濃度依存性増殖応答との相関が見られた。最大増殖速度を示すためには、IL-6と比較してより高濃度のHELが必要であったが、リガンド-レセプターの結合定数の違いや、細胞膜上に提示されているレセプター数の違いによると考えられる。現在、抗原濃度依存的増殖制御の結果として、低血清培養条件下での増殖と抗体生産の誘導を制御できるかどうかについて確認中である。抗ニワトリ卵白リゾチーム(HEL)抗体HyHEL-10のVH、VL断片とマウスエリスロポエチン受容体(EpoR)細胞外D2ドメインおよびIL-6/CTNF/LIF受容体γ鎖gp130の細胞内ドメインからなるVH/VL-EpoRD2-gp130キメラ受容体を作製した。その結果、0.6%の低血清培養条件下、無血清培養条件下のいずれの場合にも、抗原HELの添加によりIL-

6添加と同等の増殖促進効果が得られることが明かとなった。また、抗原HELの添加に応答してSTAT3がリン酸化されたことより、この増殖促進効果がキメラ受容体への抗原HELの結合、gp130細胞内ドメインの活性化に始まるJAK-STAT系の情報伝達経路を経ていることが明かとなった。さらに、増殖促進効果のHEL濃度依存性を調べたところ、HEL濃度に最適値110μg/mlが存在し、それより高濃度のHELを添加した場合には増殖速度の減少が見られた。このようなリガンド濃度依存性はIL-6を添加した場合についても見られた。最大増殖速度を得るための条件としては、IL-6と比較してより高濃度のHELが必要であったが、リガンド-レセプターの結合定数の違いや、細胞膜上に提示されているレセプター数の違いによると考えられる。また、抗体の生産量もHEL添加によって促進され、増殖促進の場合と同様なHEL濃度依存性が見られた。
眼内増殖性網膜疾患病態解明に向けた硝子体細胞の機能解析と治療戦略

眼内増殖性疾患病態における硝子体細胞の役割をしらべるために、我々が以前に樹立したブタ硝子体由来細胞を用いて、病態において上昇する炎症性サイトカインによる反応を検討したところ、サイトカイン刺激によるヒアルロナン産生調節が認められた。また、眼組織の他の細胞と比較するために結膜組織由来細胞系統を樹立した。結膜組織由来細胞も炎症性サイトカインによるヒアルロナン産生調節が認められた。眼内増殖性疾患における硝子体細胞・ヒアルロナンの役割を調べるために、ブタ硝子体由来細胞をもちいて分子細胞生物学的検討を行った。IL-1-alpha, IL-1-betaによる刺激にてヒアルロナンの産生調節がみとめられ、病態への関与が示唆された。また、硝子体手術にて得られた検体(硝子体)を検討したところ、炎症の活動性が高いと考えられる増殖糖尿病網膜症、増殖性硝子体網膜症などの症例群では、炎症の活動性が低いと考えられる黄斑円孔、黄斑上膜の症例群と比較して多くの細胞が含まれていた。今後、実際の検体に含まれる硝子体細胞、サイトカイン、ヒアルロナンを詳細に検討することにより、これらの病態への関与を追求していく。我々はこれまでに、ブタ硝子体細胞における炎症性サイトカインによるヒアルロナン産生制御、ブタ硝子体細胞と血管内皮細胞の共培養系における炎症性サイトカインの応答について検討し、増殖性糖尿病網膜症や増殖性硝子体網膜症などの眼内増殖性疾患に硝子体細胞、炎症性サイトカイン(主にTNF-alpha,IL-6,IL-1-alpha/beta,VEGF)、ヒアルロナンが関与している可能性を報告した。今年度は眼内増殖性疾患において眼内(硝子体内)で上昇するサイトカインの一つであるIL-1-alpha/betaと硝子体細胞・ヒアルロナンの関連を調べるために、IL-1-alpha/betaによるブタ硝子体細胞の反応性を、ヒアルロナン産生、細胞増殖について検討した。ブタ硝子体細胞において、IL-1-alpha/beta刺激による細胞増殖能への明らかな影響は認められなかった。IL-1-alpha/beta刺激によるヒアルロナン合成酵素(HAS2)の発現亢進がmRNAレベルで認められ、タンパク質レベルにおけるヒアルロナン産生促進も認められた。また、IL-1-alpha/beta刺激によるIL-6,VEGFの発現亢進がmRNAレベルで認められた。眼内増殖性疾患において、硝子体細胞が炎症性サイトカインによってヒアルロナンを産生し、これらが何らかの形で病態に関与している可能性が考えられた。今後は臨床検体からの検討が課題である。昨年度同様、研究成果を1年に1回、アメリカで行われる眼科学会にて発表しているため。眼内増殖性疾患の病態解明のために、硝子体手術時に得られる硝子体サンプルを用いてサイトカイン濃度の測定、病理学的検討を行い、これまで得られた分子細胞生物学的検討と比較する。治療時に得られた硝子体サンプルにおいて、これまで行ってきた眼内増殖生疾患と関連が考えられる炎症生サイトカイン(TNF-alpha,IL-6,IL-1-alpha/beta,VEGFなど)についてELISAを用いて濃度測定を行う。また、関連する硝子体細胞の検討のために病理学的検討を行う。得られたデータは、これまでブタ硝子体細胞による研究で得られた知見と比較し病態解明を試みる。実験に必要な消耗品、研究成果発表のための旅費、論文作成時に必要な費用に当てる。消耗品は、硝子体サンプルのサイトカイン濃度測定のためのELISA測定キット、病理学的検討のための標本作製のための器具、抗体を主とする。研究成果発表はアメリカで行われるARVO(視覚と眼科学研究協会会議)での演題発表を予定する。論文作成時には英文校正を業者に依頼する。
染色体の動態制御機構による多様な生命体の維持・継承

我々の研究目的は、多様な生命体の維持・継承の根幹である、染色体のダイナミックスの精密な制御と染色体構造維持との理解である。これらの機構には、DNA複製と修復、複製の結果生じた2本の姉妹染色分体間の合着(コヒーシン)、細胞分裂M期での染色体凝縮(コンデンシン)、染色体と細胞骨格(紡錘体)との接点(動原体)の形成、すべての動原体に紡錘体が結合していることをチェックする機構(紡錘体チェックポイント)、末端(テロメア)の形成が含まれる。柳田グループは、分裂酵母とヒト細胞両方で、動原体で働く相同分子を複数種類、遺伝学とマススペクトロメーターによる解析とを併用して同定し、その機能解析のデータを発表した。またコヒーシンとコンデンシンは、M期以外では、DNA修復にも関与することを証明した。他のグループは以下のテーマで成果をあげた:Atomic force microscopyを使って水溶液のなかのテロメアやコンデンシンを電顕レベルの分解能で観察(竹安)、紡錘体が正常に結合した後にチェックポイントが解除される機構(松本)、Polo like kinaseによるG2→M期移行の誘導機構(西田)、カエル卵抽出液による試験管内テロメア複製の成功(石川)、ニワトリ体細胞株(DT40)の遺伝子破壊による相同組み換え分子群の機能解析(武田)。以上に説明したように、本COEグループでは、酵母、カエル卵(in vitro)、ニワトリ体細胞株、ヒト細胞を用いて、染色体に関連する各生化学反応と各反応間の密接な相互作用とを統合的に解明できた。また、Atomic force microscopyを使った新しい染色体解析方法の開発(竹安)、およびメダカの遺伝子石壊の実験系を樹立する(武田)ことに成功した。<柳田研>分裂酵母有糸分裂制御因子についての解析(1)微少管結合タンパク質Dis1が動原体タンパク質であることを見いだした。この動原体局在は有糸分裂期中期後期特異的であることから、Dis1タンパク質は分裂期において動原体と動原体微少管をつなぎとめる分子であると考えられる。(2)姉妹染色分体問結合タンパク質Mis4およびRad21について、これらの遺伝子の変異株における分裂期進行遅延表現型を観察し、これらの分子が分裂期初期の動原体と動原体微少管の確立に機能することを明らかにした。(3)Cut17タンパク質がBIRタンパク質であることを見いだし、さらにその局在の細胞周期変化の解析により、染色体パッセンジャータンパク質であることを見いだした。<武田研>ニワトリBリンパ細胞株、DT40を使ったDNA組み換え機構の解析(1)大腸菌RecAの、真核細胞でのホモログであるRad51と相互作用する分子群(Rad51B/C/D、XRCC2/3、Rad52、Brca1/2)の機能の解析を、それらの遺伝子の欠失細胞を作製することによって行った。(2)姉妹染色分体間結合タンパクコンプレックス(コヒーシン)の構成因子の1つであるrad21/Scc1の欠損細胞を作製することによって、コヒーシンが姉妹染色分体間の相同DM組み換えに重要であることを開明した。<竹安研>原子間力顕微鏡(AFM)を使った染色体構成因子の観察平成12年度までに達成されていた数kbのDNA上でのクロマチン再構成技術を発展させて、より高次な構造の解析の材料とするために、ヒト21番染色体のセントロメア領域のアルフォイドDNA(100kb)を含むプラスミドを用いてクロマチンを再構成して原子間力顕微鏡で可視化することに成功した。

細胞内でいかにしてDNAが高次構造を形成するかを理解するには、DNA結合性タンパク質の複合体としての詳細な機能を明らかにすることに加え、DNAの物理化学的性質やそれに対するDNA結合性タンパク質の結合影響を理解することが必須である。そこで、ゲノム高次構造構築の一般的原理を探索するという意味で、原核生物のゲノム高次構造を可視化・解析することは有意義であると考えた。ガラスや雲母などの基盤に大腸菌を貼り付け、細胞壁と細胞膜を非常に穏やかに取り除いてゆくと、内部のゲノムが周囲に広がる。これをAFMなどで観察すると、様々な段階のゲノムの高次構造を観察することができた。これまで、細菌のゲノムは、ヒストンからなるヌクレオソームを形成していないので、真核細胞のゲノムのモデルにはなり得ないと考えられていた。しかし、真核細胞でも原核細胞でも、DNAの構造は同じであり、おなじ性質を持っている。また、真核細胞で見られる染色体の構造形成に関わるタンパク質のホモログが細菌でも数多く見つかっている。さらには、細菌においてもヌクレオソーム様構造やループ領域などが存在するという事実は、「真核細胞、原核細胞を問わず、ゲノムはヌクレオソーム様構造をとりながら、DNA結合性タンパク質の複合体により足場でまとめ上げられていることを示している。真核生物のゲノム高次構造は、基本的には原核生物のゲノム高次構造と同様な原理で、すなわち、DNAの物理的性質とDNA・タンパク質相互作用のバランスの上に構築されると考えられる。MPFの主要な活性化因子Cdc25Cが核外移行シグナル(NES)と14-3-3タンパク質との結合により、G2期での細胞質局在が規定されており、M期前期になるとMES中のセリン残基(Ser198,ヒトCdc25Cの配列)がPolo-like kinase 1(Plk1)によってリン酸化されることによって核内移行の引き金が引かれることがわかった。またPlk1がS期からG2期にかけて核と細胞質両方に存在し、M期ではキネトコア領域さらにはmidzone領域に局在が変化していくことが示された。以上、Plk1の機能と局在について新たな知見が得られ、Plk1がM期制御因子として重要な役割を果たすことが、哺乳類細胞においても示された。<石川研>分裂酵母、ヒト細胞、Xenous卵抽出液無細胞系を使ったテロメア構成タンパクの解析(1)分裂酵母テロメア結合蛋白質spRap1を同定し、これが既に知られている分裂酵母テロメアDNA結合蛋白質Taz1によってリクルートされて、テロメアに局在すること、rap1破壌株は、taz1破壊株と同じ表現型を示すことから、Taz1はRap1を介してテロメア機能を果たしていることを示した。また、これらの成果より、ヒトテロメア機能の研究上、分裂酵母は出芽酵母よりも適したモデル生物であると考えられた。(2)ヒト細胞における、細胞分裂ごとのテロメア短小化(末端複製問題)を直接的に解析するために、SV40T抗原によって開始される線状SV40 DNAの試験管内線状DNA複製系を開発し、ラギング鎖合成によって一回約75塩基対のDNAが末端から失われることを示した。(3)Xenopus卵抽出液無細胞系によるテロメア機能再構成系を開発することを目的として、Xenopusテロメレース触媒サブユニットxTERTを同定し、解析した。<柳田研>
低次モデルを用いた複数噴流のダイナミック制御

工学機器において、混合、伝熱、化学反応等の促進を行うための基本的な手段として噴流が用いられてきた。制御しなければならない流れ場が従来と比べ多様化し、機器の大幅な負荷変動に柔軟に対応すること、あるいは機器のコンパクト化、微小化にあわせた高い混合を実現する制御手法の開発が求められている。本研究では複数噴流に対する有効なダイナミック制御手法を見出すため、従来手法のような噴流自身の不安定性に依存するのでなく噴流を強制的に制御する能動制御に着目し,DNS(Direct Numerical Simulation)により複数噴流の制御手法に必要な個々の単独噴流に関するダイナミック制御手法を検討した。自由噴流の場合、ノズルを噴流軸と直交する方向に大きく振動させる(振動モード)制御や振動モードの空間異方性を改善したノズルを傾けて回転させる回転モードによるダイナミック制御をこれまでに提案していたが、さらなる混合性能の向上のため、カオス混合的な視点から、回転モードに対し回転方向を反周期ごとに反転させる逆回転制御について検討を行った結果、高い混合性能が得られること、回転モードと比べても優位な制御方法であることを明らかにした。衝突噴流については、単独噴流を一定速度で旋回させるダイナミック制御に取り組み、単独噴流との伝熱性能を比較した結果、単独噴流の欠点である衝突面上での伝熱特性の不均一が、特定の回転周波数下で大幅に改善されることを見出した。さらに単独噴流を複数配置した多重衝突噴流について、噴流間距離を制御し特性を調べた結果、噴流間距離に応じた噴流干渉が生じることを定量的に明らかにした。また、多重衝突噴流の動的挙動を調査するため、DMD法(Dynamic Mode Decomposition Method)により、噴流の動的構造を解析し、噴流制御に必要な噴流の空間構造と周波数特性について明らかにした。混合、伝熱、化学反応等の促進を行うための基本的な手段として噴流が工学機器における流動制御に用いられている。制御しなければならない流れ場は従来と比べ多様化し、工学機器の大幅な負荷変動に柔軟に対応すること、あるいは工学機器のコンパクト化、微小化にあわせ、高い混合性能を達成する制御手法の開発が求められている。本研究ではこれを実現するために、従来手法のような噴流自身の不安定性に依存するのでなく噴流を強制的に制御するダイナミック制御に着目し,独自に開発したDNS(Direct Numerical Simulation)コードを用いて実用上重要な複数噴流の制御手法の開発に必要な個々の単独噴流に関する制御手法について検討した。自由噴流の場合、カオス混合的な視点から、回転方向を反周期ごとに反転させる逆回転制御を前年度に提案したが、さらに多数の回転周波数の場合についてシミュレーションを行い、回転周波数に対する混合特性を明らかにした。またその際の動的挙動を調査するため、DMD法(Dynamic Mode Decomposition Method)により噴流の動的構造を解析し、制御によって生じる噴流の空間構造と周波数特性について明らかにした。衝突噴流については、単独噴流を一定速度で旋回させるダイナミック制御を前年度に提案したが、これについても旋回半径の影響についてさらに調べ、衝突面上での伝熱特性の不均一が、特定の旋回周波数でかつ特定の旋回半径下で大きく改善されることを見出した。さらに単独噴流を複数配置した多重衝突噴流については、回転軸周りに自由噴流を旋回させる新たな制御に取り組み、その噴流を対向させ配置した多重噴流のシミュレーションを行ない単独噴流の場合と比較し、その混合特性を明らかにした。工学機器における混合、伝熱、化学反応等の促進を行うための基本的な手段として噴流による流動制御が行われてきた。本研究ではこれを実現するために、これまでに検討された噴流自身の不安定性に依存するのではなく噴流を強制的に制御するダイナミック制御を提案し,独自に開発したDNS(Direct Numerical Simulation)コードを用いて実用上重要な複数噴流の制御手法の開発に必要な個々の単独噴流に関する評価を行った。本年度は旋回軸周りに噴流を旋回させる制御方法を中心に検討した。自由噴流の場合、旋回半径ならびに旋回周波数を変化させ混合特性を評価した結果、制御しない場合と比べ大幅に混合特性が改善し、制御したパラメータ範囲において旋回半径よりも旋回周波数に応じて噴流構造のパターンが大きく変化することを見出した。衝突噴流の場合、衝突面上の伝熱特性の不均一が特定の旋廻周波数と旋廻半径下で大きく改善されることをすでに見出しているが、これについてDMD(Dynamic Mode Decomposition)法により抽出された低次モード構造の特性や熱バランスの収支からその要因を明らかにした。さらに単独噴流を複数配置した上記の旋回制御を行った結果、単独の場合と比べて混合特性は大きく改善せず単純な複数化では効果を上げないことを明らかにした。さらに4本の噴流を一列に配置した多重衝突噴流について配置間隔が伝熱特性に与える影響を調べ、列方向に多重噴流を振動させる制御を行った結果、制御しない場合と比べ総伝熱量が改善され多重衝突噴流下におけるダイナミック制御の有効性を明らかにした。予定していた複数噴流の制御については、前年度すでに衝突噴流の場合、検討を行っており、本年度は新たに自由噴流の場合について複数噴流制御のシミュレーションを開始した。