hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PETによる心血管疾患の活動性の映像化と治療戦略への応用

分子機能情報の映像化と定量的解析に優れたPETの特徴を活かして、心血管疾患の活動性を映像化した。実験動物では、動脈硬化の活動性とマクロファージ活性を反映するFDGや低酸素マーカーのFMISOの集積とよく一致した。臨床例では15O標識水PETで計測された心筋血流予備能とFFRとは、概ね相関を示した。また上腕動脈の血管弾力性との相関を明らかにした。さらには心サルコイドーシスの活動性病変検出にFDG-PETが役立った。PETは動脈硬化病変の重症度判定や心筋の活動性評価など、治療戦略にかかわる幅広い領域で活用されることが期待できる。動脈硬化不安定プラークにはマクロファージが多く浸潤しており、このマクロファージの活性化がプラークの破綻に関与すると言われている。平成27年度は、プラークを不安定化させる活性化マクロファージ(M1マクロファージ)と安定化に関わるマクロファージ(M2マクロファージ)を初代培養し、検討を行った。これまでに[18F]FDGはM1マクロファージへの取り込みが高いことを報告しているが、[18F]FMISOについて検討したところ、低酸素条件下においてM2への取り込みが大きく上昇することが判った。また、細胞の酵素活性を分析したところ、M2マクロファージでは薬物代謝に関わる酵素の上昇が認められた。一般に、不安定プラークは低酸素状態にあることが知られており、以上の結果は、不安定プラークが治癒する過程を[18F]FMISO-PETにて画像化することができる可能性を示すものである。なお、通常酸素条件下では、M1, M2マクロファージへの取り込みは同等であった。また、動脈硬化モデル動物であるWHHLウサギにおける[18F]FMISO-PET画像を検討したところ、[18F]FDGとは異なる分布を示すことが判った。また、次年度以降効率的にインビボでの検討を行うため、動脈硬化モデル動物であるapoEノックアウトマウスの繁殖を開始した。さらには広く臨床で用いらているFDG-PET検査でどの程度活動性プラークを描出することができるかについても検討を加える。動脈硬化不安定プラークは、マクロファージが浸潤することを特徴とする。これまでに、[18F]FDGはプラークを不安定化させるM1マクロファージを捉えることを見出した。これに対し平成27年度には、低酸素PETイメージング剤である[18F]FMISOがプラーク安定化に関わるM2マクロファージに取り込まれることを見出した。そこで本年度、PET画像を用いインビボで検証した結果、若齢の動脈硬化モデルウサギでは[18F]FDGと比較し[18F]FMISOでは取り込みが低く炎症が進展している病変ではM2マクロファージが少ない可能性が見出された。さらに、動脈硬化の初期石灰化病変を捉えると期待される[18F]NaFについて検討したところ、骨芽細胞に分化するにつれ多く取り込まれることを見出した。我々は心臓サルコイドーシスにおけるFDG-PETの有効性を先駆的に報告してきた。この検査では心筋への生理的集積を抑制する必要がある。そのための種々の前処理の条件を検討し、報告してきた。他方心筋への生理的集積のないPET用薬剤として低酸素マーカーで用いるFMISOを用いた検討を行い、FMISO-PETが心臓サルコイドーシスの診断に有効であることを世界ではじめて英語論文報告した。(J Nucl Cardiol. 2017Feb;24(1):329-331.doi: 10.1007/s12350-016-0495-2. Epub 2016 Apr 12.)FDGとFMISOでは集積度も、周囲の生理的集積も大きく異なっており、両者の相違点と不安定プラークを含む活動性病変の病態評価についての役割について詳細な検討を進めている。平成27年度までに、低酸素PETイメージング剤である[18F]FMISOは、動脈硬化プラークを不安定化させる活性化マクロファージ(M1マクロファージ)より安定化に関わるマクロファージ(M2マクロファージ)へ取り込まれやすいことを見出した。

そこで、平成28年度は動脈硬化モデル動物であるWHHLウサギを用いPETにて検討したところ、プラークへの取り込みは[18F]FDGより劣るが(FDG: 18 %dose/g, FMISO: 5%dose/g)、心臓プラーク比は[18F]FDGより高いことが判った。今回検討した16か月齢のウサギではM2マクロファージがあまり認められなかったことが、取り込みが低い原因と考えられる。さらに、動脈硬化の初期病変を捉えると期待される[18F]NaFについて検討した。[18F]NaFは正常組織への取り込みがほとんどなく、バックグラウンド比の高い画像を得ることができる。動脈硬化病変には骨芽細胞および破骨細胞が存在し、石灰化に関わっていることが知られている。そこでまず骨芽細胞・破骨細胞の初代培養系を確立した。次に骨芽細胞について[18F]NaFの取り込みを検討したところ、培養日数が増え石灰化が進むにつれて取り込みが上昇した(1.2 to 38 % dose/ mg protein)。一方、破骨細胞への取り込みは培養日数に関わらず低かった( 0.15% dose/ mg protein)。さらに、破骨細胞はマクロファージから分化した細胞であることが知られている。よって、これまでにマクロファージへの取り込みを報告している[18F]FDGについても検討した。この結果、骨芽細胞に比較し破骨細胞のほうが高い取り込みがあることが判った。心臓サルコイドーシスの診断に用いられる[18F]FDGは、長時間の絶食と低炭水化物の食事が望ましいことを報告した。目的:分子機能情報の映像化およびその定量席解析に優れるPETの特徴を活かして、心血管疾患の活動性を映像化し、その重症度を含む病態把握や治療効果判定に利用することで、同疾患の治療戦略に応用することを目指す。方法:(1)動脈硬化マウスモデルや動脈硬化自然発症家兎を用いて、種々の放射性薬剤の集積度をインビボおよびインビトロで検討し、病理組織所見と対比すると共に、集積を変化される種々の要因について検討を進めた。(2)臨床例での動脈硬化例として、心筋血流予備能(CFR)の検討を進めた。結果:(1)家兎を用いた動脈硬化モデルでは、動脈硬化病変へのFDGの集積は病理組織で得られた動脈硬化病変のmacrophageの活動性とよく相関した。また動脈硬化への集積は、低酸素やアポトーシスに起因することを同じ動物モデルで示すことができた。(2)臨床例では、種々の微小循環障害を有する症例での15O標識水PETで計測されたCFRと、冠動脈狭窄前後で計測した圧格差(FFR)と対比した。両者は概ね相関はあるものの、微小循環障害を伴う例では、FFRは維持されCFRの低下するような両者の乖離を示すことも証明できた。結論:不安定な動脈硬化病変を同定する手段としてPETが利用されているが、この研究ではPET薬剤の動脈硬化病巣への集積の機序や種々の薬剤による集積の修飾を適切な動物モデルで証明することができた。また臨床例ではPETを用いたCFRの計測法の意義について検討することができた。
パルスマイクロ波を用いた過冷却の促進による食品の低損傷・凍結保存技術の開発

食品の凍結保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルでのミクロ現象が生じ,これが各種の機械的・膠質的損傷を廃生させる.したがって,食品の品質(食味,テクスチャー)を損なわない効果的な冷却技術の開発が必須となる.本課題は以上の観点に立って進めるものであり,パルスマイクロ波の付与により凍結過程における過冷却現象の能動的促進を追究した.すなわち,マイクロ波照射により,極性分子である水分子の回転運軌を励起し,それにより水素結合しているクラスターを解離させ,過冷却の促進を実現しようとするものである.最終的には,食品全域を過冷却状態から瞬時に凍結させる方式の開発を目指すものである.本研究で得られた主な成果は以下のとおりである.1.試験セル,液体窒素を封入した冷却部,パルスマイクロ波発生装置,熱電対を用いた温度測定系からなる装置が製作された.2.マイクロ波照射下でグリセロール水溶液の凍結実験を行い,マイクロ波は過冷却の促進と解除の2つの作用を内在する可能性があることが示された.3.食品としてリンゴ組織体を供試した凍結実験を行い,凍結組織をCryo-SEM観察した結果,マイクロ波出力が大きくなるにつれて組織体表層部において氷晶径が減少することが見いだされた.4.組織体内部ではマイクロ波による加熱効果などに起因する局所冷却速度の低下のため,氷晶径の微細化は難しく,適用サイズに制限があることが判った.5.食品凍結において生ずる氷晶形成とミクロ挙動が3次元観察により明らかにされ,マクロ伝熱,ミクロ現象,凍結後の品質変化を連結した速度論モデルが構築され,凍結による品質変化の定量的予測が実現された.食品の凍結保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルでのミクロ現象が生じ,これが各種の機械的・膠質的損傷を廃生させる.したがって,食品の品質(食味,テクスチャー)を損なわない効果的な冷却技術の開発が必須となる.本課題は以上の観点に立って進めるものであり,パルスマイクロ波の付与により凍結過程における過冷却現象の能動的促進を追究した.すなわち,マイクロ波照射により,極性分子である水分子の回転運軌を励起し,それにより水素結合しているクラスターを解離させ,過冷却の促進を実現しようとするものである.最終的には,食品全域を過冷却状態から瞬時に凍結させる方式の開発を目指すものである.本研究で得られた主な成果は以下のとおりである.1.試験セル,液体窒素を封入した冷却部,パルスマイクロ波発生装置,熱電対を用いた温度測定系からなる装置が製作された.2.マイクロ波照射下でグリセロール水溶液の凍結実験を行い,マイクロ波は過冷却の促進と解除の2つの作用を内在する可能性があることが示された.3.食品としてリンゴ組織体を供試した凍結実験を行い,凍結組織をCryo-SEM観察した結果,マイクロ波出力が大きくなるにつれて組織体表層部において氷晶径が減少することが見いだされた.4.組織体内部ではマイクロ波による加熱効果などに起因する局所冷却速度の低下のため,氷晶径の微細化は難しく,適用サイズに制限があることが判った.5.食品凍結において生ずる氷晶形成とミクロ挙動が3次元観察により明らかにされ,マクロ伝熱,ミクロ現象,凍結後の品質変化を連結した速度論モデルが構築され,凍結による品質変化の定量的予測が実現された.食品の凍結保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で筋繊維レベルでのミクロ現象が生じ,これが各種の機械的・膠質的損傷を発生させる.したがって,食品の品質(食味,テクスチャー)を損なわない効果的な冷却技術の開発が必須となる.本課題は以上の観点に立って進めるものであり,パルスマイクロ波の付与により凍結過程における過冷却現象の能動的促進を追究する.すなわち,マイクロ波照射により,極性分子である水分子の回転運動を励起し,それにより水素結合しているクラスターを解離させ,過冷却の促進を実現しようとするものである.最終的には,食品全域を過冷却状態から瞬時に凍結させる方式の開発を目指すものである.本年度は主に水溶液および食品組織体を供試した凍結実験を行い,過冷却度および氷晶径をマイクロ波の特性ならびに冷却操作と関連づけて実験的に追究し,以下の成果を得た.1.試験セル,液体窒素を封入した冷却部,マイクロ波発生装置,熱電対を用いた温度測定系からなる装置が製作された.2.マイクロ波照射下でグリセロール水溶液の凍結実験を行い,マイクロ波は過冷却の促進と解除の2つの作用を内在する可能性があることが示された.3.食品としてリンゴ組織体を供試した凍結実験を行い,凍結組織をCryo-SEM観察した結果,マイクロ波出力が大きくなるにつれて組織体表層部において氷晶径が減少することが見いだされた.

また,組織体内部ではマイクロ波による加熱効果などに起因する局所冷却速度の低下のため,氷晶径の微細化は難しく,適用サイズに制限があることが判った.食品の凍結保存は,原理的には,低温化と活性水分の低減により生化学反応の抑制を図るものであるが,凍結の過程で細胞レベルでのミクロ現象が生じ,これが各種の機械的・膠質的損傷を発生させる.したがって,食品の品質(食味,テクスチャー)を損なわない効果的な冷却技術の開発が必須となる.本課題は以上の観点に立って進めるものであり,パルスマイクロ波の付与により凍結過程における過冷却現象の能動的促進を追究した.すなわち,マイクロ波照射により,極性分子である水分子の回転運動を励起し,それにより水素結合しているクラスターを解離させ,過冷却の促進を実現しようとするものである.最終的には,食品全域を過冷却状態から瞬時に凍結させる方式の開発を目指すものである.本研究で得られた主な成果は以下のとおりである.1.試験セル,液体窒素を封入した冷却部,パルスマイクロ波発生装置,熱電対を用いた温度測定系からなる装置が製作された.2.マイクロ波照射下でグリセロール水溶液の凍結実験を行い,マイクロ波は過冷却の促進と解除の2つの作用を内在する可能性があることが示された.3.食品としてリンゴ組織体を供試した凍結実験を行い,凍結組織をCryo-SEM観察した結果,マイクロ波出力が大きくなるにつれて組織体表層部において氷晶径が減少することが見いだされた.4.組織体内部ではマイクロ波による加熱効果などに起因する局所冷却速度の低下のため,氷晶径の微細化は難しく,適用サイズに制限があることが判った.5.食品凍結において生ずる氷晶形成とミクロ挙動が3次元観察により明らかにされ,マクロ伝熱,ミクロ現象,凍結後の品質変化を連結した速度論モデルが構築され,凍結による品質変化の定量的予測が実現された.
中緯度太平洋における水温・塩分変動の伝播：形成過程と熱帯域への影響

2016ー2017年度の解析で明らかにした,南太平洋のポテンシャル密度25ー25.5 kg/m3の等密度面上における水温・塩分偏差の中緯度から熱帯への伝播が,南太平洋北東部から赤道域へと流れる北側流路と,南太平洋中央部の高塩分領域から西岸経由で赤道へと流れる南側流路の2か所が存在する理由について,観測データを用いた詳細な解析を行った.その結果,南緯10度付近を西岸から西経160度付近まで東向きに流れる南赤道反流が,この2か所の流路の形成に重要な役割を果たしていることがわかった.すなわち,中緯度域で沈み込み,赤道へと伝播した水温・塩分偏差は,南赤道反流によりその伝播が分岐し,南赤道反流の北側の水温・塩分偏差は内部経路を通り赤道域へと到達する.一方,南赤道反流の南側の水温・塩分偏差は,オーストラリアの東岸域へと西方伝播し,西岸境界域を経由して,赤道域へと到達する.この南赤道反流の影響はトレーサーを用いた粒子追跡シミュレーションでも確認された.したがって,南赤道反流が中緯度から熱帯へ伝播する水温・塩分偏差が,内部経路を通るか西岸境界域を経由するかを分ける役割を果たしていることを示す.南赤道反流は海洋上層のみに存在する比較的弱い海流であり,空間解像度の低い観測データや数値モデルでは,その東西方向の分布がうまく再現されない.本年度の結果は,数値モデルを用いて中緯度海洋の熱帯域への影響を正しく見積もるには,南赤道反流の再現が重要であることを示唆する.地震により,研究室のサーバーの一部に破損が生じ,一部のデータが失われたことと,その復旧のために研究遂行に遅れが生じたが,復旧はすでに終了しており,おおむね順調に進展している.2018年度に得られた結果を精査し,研究成果を取りまとめて,国際誌に投稿する.また国際学会での発表を行う.アルゴフロートによる海洋の水温・塩分の観測データを用いて,南太平洋中緯度域での表層における振幅の大きい水温・塩分変動域の同定と,その亜表層へのサブダクション(沈み込み),またその形成過程に関する解析を行った.特に南太平洋での表層の変動域について,ポテンシャル密度2525.5 kg/m3の等密度面上に着目した解析を行った.その結果,先行研究で示されていた南太平洋北東部から赤道へ流れる北側経路と,南太平洋中央部の高塩分領域から沈み込む南側経路の2か所があることを明らかにした.この表層で形成された顕著な水温・塩分変動は亜表層へと沈み込み,北側経路については平均流により移流され,約1年で赤道域へ到達し,赤道域の亜表層の水温・塩分場に影響することを統計解析から初めて示した.一方,南側経路では沈み込みの後,亜熱帯循環の平均流により約5 cm/sの速度で西方へと伝播し,34年をかけて南太平洋西岸域へと到達することが確認された.この南側経路では,興味深いことにサブダクションの経路上で顕著な正の塩分トレンドが示された.これは表層でのトレンドが亜表層へと伝播していることを示唆している.この塩分トレンドのメカニズムについても大気の再解析データを用いて解析を行い,海上風の変動に伴うエクマン輸送が重要な役割を果たしていることが示唆された.一方,高塩分領域の形成に重要である中緯度海洋上の降水についても解析を行い,高い海面水温の重要性が示唆された.アルゴデータを用いた南太平洋での沈み込みの研究結果を2017年度内に投稿する予定であり順調に進んでいる.またアメリカの共同研究者のNASAへの研究費の申請も採択されており,研究の更なる進展が期待できる.大気海洋モデルの相互比較プロジェクトであるCMIP5データについて,海洋の3次元データが取得可能であった47モデルの現在気候シミュレーション結果を用いた水温・塩分変動の伝播の解析を行うため,深度と塩分について等深度面データから等密度面データへの変換を行った.さらにこれらのデータを用いて,南太平洋について等密度面上の塩分の平均場と変動振幅の解析を行った.その結果,モデルにより中緯度の沈み込み海域から熱帯への経路の再現性に大きな違いがあることがわかった.特に観測データで見られた南太平洋東部域から熱帯太平洋の中央部への伝播する経路については,多くのモデルの再現性が低い.対照的に,南太平洋中央部の表面塩分が高い海域から西岸域へと沈み込む経路については,比較的再現性が良いモデルが多い.またCMIP5データの将来気候データについても1つのモデルの結果を用いて予備的な解析を開始した.その結果,南太平洋東部の沈みこみの大きい領域では海面水温の上昇が他の海域に比べ小さく,この要因としては短波放射の影響が重要であることがわかった.しかし,この短波放射の変化には上空の雲量が重要であり,モデルによるバイアスが大きい.またCMIP5とは別の高解像度大気海洋モデルのデータを用いて,中緯度域での風の変化の海洋へ与える影響の解析も行った.昨年度得られたアルゴフロートによる観測データを用いた結果については,国内学会で発表を行った.また海面塩分変動に対し重要である降水量変化の結果については,国際誌に投稿し受理された.解析に必要なデータについての取得は終了している.また成果について,国内および国際学会で報告を行い,論文も出版しており,おおむね順調に進展していると言える.

2016ー2017年度の解析で明らかにした,南太平洋のポテンシャル密度25ー25.5 kg/m3の等密度面上における水温・塩分偏差の中緯度から熱帯への伝播が,南太平洋北東部から赤道域へと流れる北側流路と,南太平洋中央部の高塩分領域から西岸経由で赤道へと流れる南側流路の2か所が存在する理由について,観測データを用いた詳細な解析を行った.その結果,南緯10度付近を西岸から西経160度付近まで東向きに流れる南赤道反流が,この2か所の流路の形成に重要な役割を果たしていることがわかった.すなわち,中緯度域で沈み込み,赤道へと伝播した水温・塩分偏差は,南赤道反流によりその伝播が分岐し,南赤道反流の北側の水温・塩分偏差は内部経路を通り赤道域へと到達する.一方,南赤道反流の南側の水温・塩分偏差は,オーストラリアの東岸域へと西方伝播し,西岸境界域を経由して,赤道域へと到達する.この南赤道反流の影響はトレーサーを用いた粒子追跡シミュレーションでも確認された.したがって,南赤道反流が中緯度から熱帯へ伝播する水温・塩分偏差が,内部経路を通るか西岸境界域を経由するかを分ける役割を果たしていることを示す.南赤道反流は海洋上層のみに存在する比較的弱い海流であり,空間解像度の低い観測データや数値モデルでは,その東西方向の分布がうまく再現されない.本年度の結果は,数値モデルを用いて中緯度海洋の熱帯域への影響を正しく見積もるには,南赤道反流の再現が重要であることを示唆する.地震により,研究室のサーバーの一部に破損が生じ,一部のデータが失われたことと,その復旧のために研究遂行に遅れが生じたが,復旧はすでに終了しており,おおむね順調に進展している.2016年度に得られたアルゴフロートデータを用いた研究成果について,アメリカの共同研究者による衛星観測の海面塩分データを使用して,海面塩分変動のさらに詳細な解析を行い,論文としてまとめ国際誌に投稿する.またCMIP5データの収集と予備的解析を行う.また海面水温・塩分変動の形成メカニズムについて,海面水温と降水量の関係に着目し引き続き解析を行う.引き続きCMIP5データと高解像度大気海洋モデルのデータを用いた沈み込みの解析を行う.特に海表面での温度・塩分変動との関係について解析を行う.解析範囲も,南太平洋から太平洋全域に拡大する.さらに成果について国際学会で発表する.2018年度に得られた結果を精査し,研究成果を取りまとめて,国際誌に投稿する.また国際学会での発表を行う.例年3月に行われる国際学会が,次年度の5月に開催されることになったため.論文印刷費が予定より安価であった.使用計画として学会発表と論文印刷費に使用する地震により,研究室のサーバーの一部に破損が生じ,一部のデータが失われたことと,その復旧のために研究遂行に遅れが生じた.使用計画としては,研究成果を取りまとめて,国際誌に投稿する.また国際学会での発表を行い,その経費として使用する.成果の国際学会での発表,および準備中の投稿論文に使用する予定である.
詳細数値解析と高精度複合光学計測による噴霧燃焼機構の解明とモデリング

本研究の目的は噴霧燃焼場において燃料液滴が合体・分裂する際の燃焼挙動を明らかにし,モデル化を行うことである.実用燃焼器内の燃焼場では燃料液滴の合体・分裂が頻繁に発生しているにもかかわらず,その影響を精度よく表現できる計算モデルは存在していない.燃料液滴の合体・分裂の影響を考慮した計算モデルを構築することにより,燃焼器内における燃料液滴の位置と粒径の予測精度が向上し,燃料液滴の蒸発挙動の予測精度向上や,より均一な燃料濃度分布および温度分布の実現による排出ガスのクリーン化など,燃焼器開発における多くの技術的課題に対するブレークスルーをもたらすものと考えられる.噴霧燃焼場における燃料液滴の合体・分裂挙動の数値解析法としてSPH粒子法を採用した.SPH法では,連続体を計算格子により分割するのではなく,自由に動く粒子の集まりとして表現する.そのため,計算格子のゆがみによる問題が生じることがなく,燃料液滴の合体・分裂時に生じる気液界面の大変形を容易に取り扱うことが可能である.採用初年度は,SPH法により,連続の式とナビエ・ストークス方程式を解くシミュレーションコードを作成した.昨年度は,さらにエネルギー方程式,化学種の質量分率保存式,アレニウス方程式等を連成させて解くサブルーチンを追加し,水素-酸素予混合気の燃焼計算を行った.初期状態における当量比を0.5と1.0の2通りに設定して計算した結果,気体の膨張と収縮,および化学反応による温度変化に関して,物理的に妥当な計算結果が得られた.以上より,2次元場における水素・空気予混合気の燃焼をSPH法により表現できることが明らかとなった.本研究の目的は,噴霧燃焼場において燃料液滴が合体・分裂する際の燃焼挙動を明らかにし,モデル化を行うことである.実用燃焼器内の燃焼場では燃料液滴の合体・分裂が頻繁に発生しているにもかかわらず,その影響を精度よく表現できる計算モデルは存在していない.燃料液滴の合体・分裂の影響を考慮した計算モデルを構築することにより,燃焼器内における燃料液滴の位置と粒径の予測精度が向上し,燃料液滴の蒸発挙動の予測精度向上や,より均一な燃料濃度分布および温度分布の実現による排出ガスのクリーン化など,燃焼器開発における多くの技術的課題に対するブレークスルーをもたらすものと考えられる.今年度は,噴霧燃焼場における燃料液滴の合体・分裂挙動の数値解析法としてSPH粒子法を採用し,シミュレーションコードの開発を行った.SPH法では,連続体を計算格子により分割するのではなく,自由に動く粒子の集まりとして表現する.そのため,計算格子のゆがみによる問題が生じることがなく,燃料液滴の合体・分裂時に生じる気液界面の大変形を容易に取り扱うことが可能である.これまでに,構築したシミュレーションコードを用いて,数値流体力学のベンチマーク問題であるダム・ブレーク問題やキャビティ・フロー問題を解くことにより,シミュレーションコードの信頼性を確認した.今後は構築したプログラムに化学反応項を計算するサブルーチンを追加し,化学反応を考慮した流れ場を計算できる粒子法プログラムを開発する.本研究の目的は噴霧燃焼場において燃料液滴が合体・分裂する際の燃焼挙動を明らかにし,モデル化を行うことである.実用燃焼器内の燃焼場では燃料液滴の合体・分裂が頻繁に発生しているにもかかわらず,その影響を精度よく表現できる計算モデルは存在していない.燃料液滴の合体・分裂の影響を考慮した計算モデルを構築することにより,燃焼器内における燃料液滴の位置と粒径の予測精度が向上し,燃料液滴の蒸発挙動の予測精度向上や,より均一な燃料濃度分布および温度分布の実現による排出ガスのクリーン化など,燃焼器開発における多くの技術的課題に対するブレークスルーをもたらすものと考えられる.噴霧燃焼場における燃料液滴の合体・分裂挙動の数値解析法としてSPH粒子法を採用した.SPH法では,連続体を計算格子により分割するのではなく,自由に動く粒子の集まりとして表現する.そのため,計算格子のゆがみによる問題が生じることがなく,燃料液滴の合体・分裂時に生じる気液界面の大変形を容易に取り扱うことが可能である.採用初年度は,SPH法により,連続の式とナビエ・ストークス方程式を解くシミュレーションコードを作成した.昨年度は,さらにエネルギー方程式,化学種の質量分率保存式,アレニウス方程式等を連成させて解くサブルーチンを追加し,水素-酸素予混合気の燃焼計算を行った.初期状態における当量比を0.5と1.0の2通りに設定して計算した結果,気体の膨張と収縮,および化学反応による温度変化に関して,物理的に妥当な計算結果が得られた.以上より,2次元場における水素・空気予混合気の燃焼をSPH法により表現できることが明らかとなった.
ICT産業における共進化経営に関する研究

本研究ではICT産業における情報革命の一躍を担うproduct & serviceinnovationがいかなるプロセスで生み出されるかというメカニズムを明らかにした。"Knowledge Innovators"が新たなビジネスモデル創造のための"Co-creation"とICT産業全体の"Co-evolution"を推進し、ダイナミックな"ビジネスエコシステム"というBusiness model innovationを推進することを実証した。本研究の目的はICT・エレクトロニクス・工作機械・ゲーム・半導体・通信機器などハイテク産業におけるビジネスモデルイノベーション(例えば、製品・サービスおよびビジネスイノベーション)がどのようなプロセスで生み出されるかというメカニズムを「共進化モデル」および「知識統合モデル」という視点から理論的かつ実証的に明らかにすることである。この研究目的のために本研究ではマクロな企業行動というブラックボックスを開け、組織内外の実務家の思考と行動に着目し、戦略的イノベーション、戦略転換、知識統合、組織能力、組織構造、組織文化、リーダーシップいうミクロな分析と考察から新たな理論的フレームワークの導出と詳細な事例研究を通じた新たなフレームワークの実証研究を推進した。21年度に関しては「共進化モデル"co-evolution model"」に関して、企業の有する"dialectic-view"が"弁証法","複雑性理論"、"Social Ecology"、"Sociology"という4つの視点から企業の事例研究を通じてモデル化した。本年度の研究の成果は複数の事例研究を通じてビジネスモデルにおける共進化のフレームワークを導出した点である。本研究では共進化の概念を「ソーシャルエコロジー」、「社会学」、「複雑系」、「弁証法」という4つの理論研究のストリームから共進化のメカニズムを理論化した。特に理論の中核を構成するのがHegelやMarxなど代表的な哲学的思考であるである「弁証法的パースペクティブ(dialectic-view)」が共進化理論の原点であることを明らかにした。1つの企業は単一産業における構成員としてだけではなく、多様な産業にまたがる1つのビジネスエコシステムの一部として捉えられている。このようなシステムでは、組織や企業は様々な個人や組織による相互作用を通じて支えられたコミュニティに相当する。そしてこのコミュニティは、顧客(自企業に対するベンダー、パートナー、法人顧客、競争相手など)にとって価値ある財やサービスを生産するが、顧客自身もまたこのコミュニティのメンバーとなる。そしてこのコミュニティ内でのメンバー(企業群)は自身の能力や役割を共に進化させ、1つあるいは複数の中心的企業が指し示す方向に沿って自分たちの活動を展開していく。その中でリーダーシップを発揮する企業は時間と共に移り変わることもあるが、ビジネスエコシステムのリーダーとしての役割はコミュニティにとって高く評価され続けることになる。このようなダイナミックなビジネスエコシステムの関係性の中で、多様な実務家、組織、企業、産業を横断したコミュニティにおける「弁証法的思考と行動」が「弁証法的経営」を促進し、共進化のアナロジーを「ソーシャルエコロジー」に組み込んだ「複雑系システム」としての「ビジネスエコシステム」を形成していくことを理論的に提示した。ICTの急速な伸展や環境配慮型システムの開発など様々な技術革新が、社会、経済、産業など様々な分野での変革を急速に促進しつつある。ICTは世界中の人と人をインタラクティブにネットワーキングし、人が有する多様なデータ、情報および知識を発信・共有・触発・創造・蓄積を可能とするプラットフォームとして進化しつづけており、一方、環境配慮型システムは循環型の社会経済システムのコア技術として重要なインフラストラクチャとなりつつある。例えば、革新的な商品であるApple社のiPhoneやiPadなどを代表としたICTプラットフォームによる新しいビジネスモデルや循環型社会経済の実現に向けたスマートグリッド構想や電気自動車など新たな技術システムというインフラストラクチャの出現は、異なる技術や産業を超越し、従来の業界内での企業間競争に焦点をあてた戦略モデルを大きく転換しようとしている。企業にとって「プラットフォーム戦略」を推進していく上で最も重要な課題は、顧客を含めた企業内外での「co-creation&co-evolution」を生み出していく「Interactive Business Communities」をいかにして創造していくかにある。当該年度は、「Interactive Business Communities」の形成を通じた新たなビジネスイノベーション実現のメカニズムに関して、戦略、組織、技術、オペレーションそしてリーダーシップという視点から研究した。そして米国、台湾、日本におけるハイテク企業のin-depth case studiesを通じて、IBC形成のプロセスと企業リーダーたちのマネジメントやリーダーシップについて分析・考察した。これらの研究成果を学術書として海外に向けて発信した。
ドイツの赤ちゃんポストと関連諸問題における出自を知る権利の扱いに関する研究（国際共同研究強化）

平成29年度にドイツのミュンヘン大学医学部付属「医学の倫理・歴史・理論学研究所」において所長のゲオルク・マルクマン教授の指導の元で実施した共同研究「ドイツの赤ちゃんポストと関連諸問題における出自を知る権利の扱いに関する研究」に平成30年度も継続して取り組んだ。その研究成果の全体的なまとめを、当初考えていた雑誌への投稿による発表ではなく、学術図書という形で行うことにしたため、その執筆を進めていた。その学術図書の執筆にあたっては、「赤ちゃんポスト」、「匿名出産」、「内密出産」という匿名による子どもの委託の諸形態に関する日独両国の学問および政策における現下の動向を考慮しながら、日本の議論にも貢献しうる倫理学上の見識を中心にまとめていた。また、赤ちゃんポスト等の問題を倫理学的に考察する際には、子どもの「自己の出自を知る権利」の役割及び文化的・法制度的な位置づけについて検討した。さらに、赤ちゃんポスト等の是非についてのドイツにおける議論の中での「出自を知る権利」という論拠のさまざまな扱い方についても検討を加え、とりわけ、「生きる権利」と「出自を知る権利」との比較衡量についての研究を進めてきた。他にも、赤ちゃんポスト等の議論と生命倫理学上のその他の諸問題、とりわけ生殖補助医療(例えば、非配偶者間人工授精(AID))における「自己の出自を知る権利」の(異なる)扱いと役割についての検討も進めていた。研究成果の全体的なまとめは、雑誌への投稿による発表ではなく、学術図書という形をとる方が適していると判断し、より一層充実した内容の図書にするために、本プロジェクトを一年間延長し、平成31年度も引き続き原稿の執筆に取り組むことにしたため。本プロジェクトの枠内で行った「ドイツの赤ちゃんポストと関連諸問題における出自を知る権利の扱いに関する研究」を学術図書という形でまとめて、公表する。内定年度:2016平成29年3月30日に現地に渡航し、平成29年4月からミュンヘン大学医学部附属「医学の倫理・歴史・理論学研究所」において共同研究を行うために、移動及び手続き等を行った。当初の予定通りに現地に渡航し、ミュンヘン大学医学部附属「医学の倫理・歴史・理論学研究所」において共同研究を行うために、移動及び手続き等を行った。交付申請書に記載した研究実施計画に基づき、渡航先であるドイツのミュンヘン大学医学部附属「医学の倫理・歴史・理論学研究所」において、所長のゲオルク・マルクマン教授の指導の元、ドイツの赤ちゃんポストと関連諸問題における出自を知る権利の扱いに関する国際共同研究を実施した。同研究所で定期的に開催されている、同研究所のスタッフおよび国内外の専門家が出席する医療倫理の研究コロキウムを通して、また、生命倫理学におけるメタ倫理および研究方法論に関する学術的対話集会への参加を通して、自分の研究テーマについて内容的にも方法論上にも極めて重要な手掛かりを得ることができた。また、学術面に加えて、ドイツ連邦家族省や妊娠相談所や病院の関係者を対象とした聞き取り調査も実施し、行政や医療と福祉の現場についての最新の情報も把握できた。上記を通して滞在中に得られた研究成果は、国際学会発表等において紹介した。また、本研究期間中に、日本でもドイツの「内密出産制度」をモデルとした制度の導入を巡る議論がはじまったことを受け、日本の関係行政機関や基課題の研究分担者にもドイツの最新の状況についての情報を提供することができた。なお、今回のプロジェクトの主な研究テーマであった赤ちゃんポストや匿名出産やその他の関連諸問題における出自を知る権利とはまた別に、受け入れ先であるミュンヘン大学医学部附属「医学の倫理・歴史・理論学研究所」で築いた連携を活かし、「医学の倫理・歴史・理論学研究所」が拠点的に力を入れているアドバンス・ケア・プランニングというテーマについても、今後共同研究を行う方向で検討している。本研究期間中に得られた研究成果の一部は既に国際学会等で発表できたが、研究成果の全体的なまとめは、本テーマの本質を考慮し、研究実施計画当初に考えていた国際誌への投稿による発表ではなく、学術図書という形をとる方が適していると判断し、平成30年度も引き続き原稿の準備を進めていく予定である。

平成28年度科学研究費助成事業交付申請書の研究計画に基づいてドイツにて共同研究を実施していく。研究成果の全体的なまとめを学術図書として纏めるための準備を行う予定である。本プロジェクトの枠内で行った「ドイツの赤ちゃんポストと関連諸問題における出自を知る権利の扱いに関する研究」を学術図書という形でまとめて、公表する。
テンション材と小径木丸棒で構成されたハイブリッド格子シェルの構造設計法の提案

テンション材と小径木丸棒からなる単層2方向格子シェルに関して,実験的研究により,初期軸力,荷重作用位置,テンション材の3次元配置,境界の支持条件が荷重変形性状に及ぼす効果ならびに離散的数値解析法の適用性を確認し,テンション材の材長管理により初期軸力が推定可能なことを明らかにした。さらに,実験的研究,数値解析的研究より,初期軸力,形状初期不整等を考慮した構造設計法提案の基礎資料を提示した。本研究はテンション材と小径木丸棒を用いた単層2方向格子シェルのような、ハイブリッド格子シェルを対象とし、ハイブリッド格子シェルの構造特性の基礎資料を得ることと構造設計法の確立を目的としている。本年度は屋根型円筒単層2方向ハイブリッド格子シェルに対し、テンション材の配置形式(格子面内、格子面外)と組合せに着目して、初期不整、テンション材の軸力を考慮して、実験的研究、数値解析的研究により、座屈荷重、荷重変形性状を明らかにしている。まず、実験的研究では、1)面外に配置するテンション材として採用したPC鋼棒部材は、単層2方向格子シェルでテンション部材とほかの部材のなす角が小さい場合にも適用可能であり、施工性に優れていることを示した。2)部材の製造長さと公称長さとの差は、テンション材の導入軸力と巨視的に対応していることを明らかにした。3)導入初期軸力が増加することによって、座屈荷重の増加、剛性の増加することより、テンション部材の初期軸力が単層格子シェルの荷重変形性状に及ぼす効果が確認された。4)円筒面外に配置された4本の長尺PC鋼棒部材のテンション部材は、対称載荷の場合に4本ともに有効であるが、非対称載荷の場合に2本のみ機能する。このことから,面外にテンション材を配置する場合には、テンション材配置と荷重分布形との対応を考慮する必要がある。次に数値解析法の有効性を実験結果と数値解析結果との比較から示した。数値解析的研究より面外テンション材の配置によって、座屈荷重、釣合経路の剛性は、対称荷重が作用する場合に増加するが、非対称荷重が作用する場合にはほとんど増加しないことを明らかにした。本研究は,テンション材と小径木丸棒を用いた単層2方向格子シェルのようなハイブリッド格子シェルを対象としている。ハイブリッド格子シェルの数値解析的研究としては,テンション材を格子対角に配置し,小径木丸棒を用いた屋根型円筒単層2方向格子シエルを対象とし,部材半開角,初期不整分布形,初期軸力をパラメータとした離散的取扱い法による座屈荷重解析結果から,座屈荷重と形状初期不整,テンション材の初期軸力,アーチ半開角の関係を示し,本研究で提案した座屈荷重低減係数で形状初期不整の効果を論じた。なお,形状初期不整は,屋根型シリンダーを対象とし,Formianに新しい関数を導入して与えている。ハイブリッド格子シェルの実験的研究としては,既往の実験的研究から,ドームの境界条件,ドーム半開角,テンション材の初期軸力を変化させた矩形平面の推動曲面単層2方向格子ドームの中央集中載荷実験を行なった。今回のドーム試験体では,格子部材と格子面外テンション材とが接合部において干渉すること,試験体製作の効率を考慮し,テンション材は格子対角のみに配置している。ドームは母線,推動曲線が半開角35度の円弧,スパン4mであり,格子部材は桧の小径木丸棒,テンション材にPC鋼棒を用いる。試験体の支持条件は,4隅ピン支持である。テンション材の初期軸力設定値を12kNとしてPC鋼棒部材を製作する。PC部材,格子部材の製作部材長さを精度よく管理すれば初期軸力設定値から実際に導入される初期軸力を工学的に有意な精度で推定可能であることが確認できた。初期軸力がほぼ零の場合に比べて,初期軸力の設定値が12kNの場合には,座屈荷重が増加とともに座屈モードが節点座屈から個材座屈に変化することを明らかにした。さらに,離散的取扱い法による数値解析より,2方向格子ドームの載荷実験の荷重変形性状推定が可能なことを示した。本研究は,テンション材(PC鋼棒部材)と小径木丸棒で構成されている単層2方向格子シェルような,ハイブリッド格子シェルを対象としている。実験的方法,数値解析的方法によって,ハイブリッド格子シェルの構造特性の基礎資料を得るとともに構造設計法の確立をめざしている。本年度は,2010,2011年度のテンション材で補剛された単層屋根型円筒2方向格子シェル,単層推動2方向格子ドームに引き続いて,テンション材で補剛された単層球面2方向格子ドームの鉛直荷重載荷実験を行なった。実験変数としては,荷重作用位置ならびに,テンション材に導入する初期軸力の設定値を採用した。初期軸力はテンション材の端部をノードに締付けることにより部材に導入される。導入軸力推定値は実験測定値の0.8から1.2倍を示し,工学的に有意な精度で得られた。

試験体架構への中央載荷実験から,設定された導入初期軸力の範囲内では,載荷点に接続する小径木丸棒の曲げ座屈モードを示し,設定初期軸力の大きい試験体の座屈荷重が初期軸力の小さい試験体に比べて大きくなっている。偏心載荷の場合には,明瞭な座屈点が現れず,最大荷重は両試験体とも互いにほぼ等しい値を示した。離散的取扱い法による数値解析による構造設計用データの蓄積として,等分布雪荷重が作用すし,テンション材で補剛され,小径木丸棒で構成された単層球面2方向格子ドームを対象とした。ドームの構造単位数,子午線方向アーチ半開角,境界条件,テンション材の初期軸力,形状初期不整をパラメータとして数値的に弾塑性座屈荷重を求めた。その結果,テンション材で補剛された2方向格子ドームの場合も初期軸力による座屈荷重が増加することその増加効果が最大となる初期軸力が現れることを確認した。これら、実験による成果,数値解析による成果は,ハイブリッド格子シェルの構造設計法を提案する上で重要である。テンション材を格子対角に配置し,格子部材に小径木丸棒を採用した単層2方向格子シェルのようなハイブリッド格子シェルを対象とし,テンション材の配置形式と組み合わせに着目し,構造特性の基礎資料を得るとともに構造設計法を提案することを目的としている。シェルの形状,テンション材の配置形式と組み合わせに関する実験的研究,並びに数値解析的研究について,2010,2011年度は屋根型円筒,推動曲面ドームを対象として初期軸力,荷重分布形を変数として行っている。屋根型円筒格子シェルの座屈荷重に及ぼす初期不整の効果について数値解析研究で基礎資料を蓄積している。テンセグリティ基本ユニットからなる格子シェルの構造特性資料の蓄積検討が必要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。格子シェルの形状,テンション材の配置形式(格子面内,格子面外),組み合わせに着目し,施工性に配慮しつつ,初期不整,テンション材の初期軸力を考慮した数値解析的研究を行い座屈荷重などの基礎資料を得る。これまでに得られた成果からハイブリット格子シェルの構造設計法を提案し,提案設計法による格子シェルの載荷実験を行い,有効性を示す。
化学反応とラジカル分光から見た大気環境科学

大気環境科学の基本的な課題を押え、根本的問題解決の切り口を開拓し、新生基礎学問としての大気環境科学の方法論を分子科学の立場からチェックし確立するため物質変換・交換過程・大気モデル・計測の問題に焦点を絞り調査研究を行った。地球規模での環境問題として温暖化問題、オゾン層破壊、気候の変動など互いにリンクした深刻な課題が噴出している。これらの問題を解決する唯一の方法は、環境大気のダイナミズムを予測可能な程度まで理解し、自然がもつ自浄能力を超えない程度に豊かさを求めた人類の活動をコントロールすることである。複雑な物質変換システムである大気環境の将来を精度良く予測するには、大気中での物質変換と輸送過程、大気と他の物質系・生態系との物質変換過程など種々の物理化学過程を総合化し、地球規模での大気環境モデルを構築する必要がある。このような状況を鑑み、大気環境科学の問題解決に強い関心をもつ我が国の分子科学研究所を集結し、大気環境科学の基本的な課題を押え、根本的問題解決の切り口を開拓し、新生基礎学問としての大気環境科学の方法論を分子科学の立場からチェックした。調査する研究分野を5グループ(不均一反応、均一反応、大気モデル、理論計算、計測)に分け討論し、結果をまとめた。小グループによる討論をふまえて全メンバーによる研究会を行い、その後推進すべき研究の方針を明らかにし、報告書にまとめた。不均一反応系の取り扱い方法、均一反応系における遅い反応・同位体効果・弱吸収帯での光分解・内部励起した分子種の反応・ハロゲン化学などの今後の取り組み方について議論された。
光により酸またはアミンを生成する高分子の合成と応用

光により酸を発生する基や光によりアミンを発生する基を有するポリマーを合成し、高感度光架橋系への応用、再溶解型光架橋系への応用、および化学気相堆積法(CVD法)によって、未露光表面あるいは露光表面で選択的にポリシロキサンを生成させ、プラズマ現像でポジ型像を得る、表面イメージング用フォトレジストへの応用を検討した。(1)366nm光でスルホン酸を生成する基と環状エーテル基を有するポリマーを合成し、高感度な光架橋系であることを見出した。(2)三級のカルボン酸エステルユニットとエポキシユニットを同一側鎖に持つビニルモノマーと光でスルホン酸を発生するモノマーの共重合によりポリマーを合成した。このものは高感度な光架橋ポリマーであるが、架橋後の加熱により溶剤に可溶になる再溶解型光架橋ポリマーとして利用できる事を見出した。(3)O-アクリロイルナフトフェノンオキシムとスチレンスルホン酸のアルキルエステルを共に含むポリマーを合成した。このポリマーは193nm光でアミンを生成すると共に、加熱によりスルホン酸を生成することがわかった。このポリマー薄膜に193nm光を照射した後加熱し、その後アルコキシシランの蒸気に曝してから、酸素プラズマでエッチングすればポジ型のパターンが得られることがわかった。(4)146nm光でスルホン酸を生成する、種々のタイプのポリマーを合成し、表面修飾用ネガ型レジストとして利用できることを見出した。1)146nm光照射によってスルホン酸を発生するポリマーを合成した。ポリマーは、スチレンスルホニルクロリドと種々のオキシム化合物あるいはNーヒドロキシイミド化合物との反応で得たスチレン型モノマーと、メタクリル酸メチルあるいはメタクリル酸ブチルとのラジカル共重合で得た。いずれのポリマーも、窒素雰囲気下、146nm光照射によってスルホン酸を生成することが分かった。酸発生の効率は用いたオキシムあるいはN-ヒドロキシイミドの構造に依存したが、おおむねスルホン酸のオキシムエステルユニットを持つものの方が高効率であった。露光表面をアルコキシシランの蒸気に曝せばポリシロキサンが生成し、酸素プラズマでエッチングすればネガ型の微細像が得られることが分かった。2)146nm光照射によってアミンを発生する化合物の合成とその光反応を検討した脂肪族ケトンのオキシムとメタクリル酸クロリドとの反応でモノマーを得た。このものは種々のビニルモノマーとのラジカル共重合が可能であった。得られたポリマーは146nm光照射により、側鎖にアミンを生成する事が分かった。3)146nm光でアミンを生成するユニットと254nm光でスルホン酸を生成するユニットを有するポリマーを合成した。このものは146nm光でパターン露光後、254nm光で全面露光し、アルコキシシランの蒸気に曝せば146nm光露光部分以外にポリシロキサンが生成し、酸素プラズマでエッチングすればポジ型の微細像が得られることが分かった。光により酸を発生する基や光によりアミンを発生する基を有するポリマーを合成し、化学気相堆積法(CVD法)によって、露光面あるいは未露光表面で選択的にポリシロキサンを生成させ、プラズマ現像でネガ型あるいはポジ型像を得る、表面イメージング用フォトレジストへの応用を検討した。1)O-アクリロイルナフトフェノンオキシムとスチレンスルホン酸のアルキルエステルを共に含むポリマーを合成した。このポリマー薄膜に193nm光でパターン露光した後加熱し、その後アルコキシシランの蒸気に曝してから、酸素プラズマでエッチングすればポジ型のパターンが得られることがわかった。2)O-アクリロイルアセトンオキシム(AAO)とテトラヒドロナフチリデンイミノスチレンスルホナート(NIS)を共に有するポリマーを合成した。

このものは146nm光や193nm光照射により、AAOとNISが共に分解し、それぞれアミンとスルホン酸を生成した。一方254nm光や248nm光照射ではNISユニットのみが分解し、スルホン酸が生成した。AAO組成がNIS組成よりも高いポリマー薄膜を用い、193nm光でパターン露光し、その後254nm光で全面露光したのち、アルコキシシランの蒸気に曝してから、酸素プラズマでエッチングし、線幅0.14μmのポジ型パターンを得た。3)146nm光でスルホン酸を生成する種々のタイプのポリマーを合成し、表面修飾用ネガ型レジストとして利用できることを見出した。
細胞増殖シグナルの伝達・発現とその制御

1.細胞膜近辺の現象の解析ーインスリンリセプタ-の発現系を使いPI3キナ-ゼの85Kサブユニットがリン酸化されることが判明した。また、カエルの卵の系でM期に活性化されるキナ-ゼがMAPキナ-ゼであることを始めて明らかにし,そのcDNAのクロ-ニングを完成した。このキナ-ゼはG_0/G_1期にも特異的に活性化され,微小管と情報伝達の関係を明らかにする手がかりとしてさらに研究を進めている。情報伝達に伴い活性化されるPKCの新しい分子種をさらに数種類同定し,結局,PKCは10種類を越えるファミリ-を形成していることが明らかになった。また,これらの新しいPKC,nPKCがGH4C1細胞では生理的な刺激に反応し,情報を伝達することが,甲状腺刺激ホルモン放出ホルモンを用いた実験で明らかになった。また,PKC分子種間ではPKCγのみがホルボ-ルエステル刺激に反応してTREーCATの発現が誘導できず,PKC分子に機能分担があることが判明した。2.核内でおこる現象の解明ーFos,Junおよびその関連のFra1,Fra2について解析した。Jun/Fosだけでなく,Fra2/JunなどもAPー1配列に特異的に結合することが明らかになった。また,カルパスタチンのcDNAを細胞内で発現させると,JunによるTREーCATの転写活性の著しい増加が観察され,Junなどの転手因子の活性がプロテア-ゼによって制御されていることが示唆された。3.酵母系をもとにした情報の流れの解析ーPKCの阻害剤スタウロスポリンに対する耐性出芽酵母変異株を単離し,そのうちの1つを解析し,PKCの類似体であるものが同定された。この変異株は2nの状態で増殖を停止していた。また,分裂酵母でもアデニル酸シクラ-ゼを同定し構造を決定した。このものの遺伝子を破壊しても生育は可能であったが,有性生殖に対しては脱抑制されていた。
固体水素の量子光学的研究

原子の基底状態に準備した量子コヒーレンスを用いる事により光学応答がさまざまに制御できることが気体原子系を用いて実証されている。本研究では、この量子コヒーレンスを用いる光学応答制御の研究を固体系に拡張する方法について理論的に研究した。被制御対象物質としては、固体パラ水素中のオルソ水素が有用であることを示した。基底状態のコヒーレンスとしてはオルソ水素の核スピン副準位間のコヒーレンスを取り扱った。基底状態のコヒーレンスは、赤外領域の結晶場誘起振動遷移を用いて、Λ型の共鳴3準位遷移(共鳴ラマン遷移)を用いて制御する。固体水素は水素分子からなる結晶であり、各水素分子は孤立分子とほぼ同じ分光学的性質を維持しているという極めてユニークな系である。核スピンコヒーレンスの制御には,オルソ水素分子の分子振動遷移を用いる。この遷移は結晶場誘起遷移であり、MHz程度のスペクトル線幅になり得ることが、当グループにより実験的に実証されており、原子と同様な制御手法の適用が期待できる。弱い分子振動遷移を介してコヒーレンスを制御するためには強いレーザー場を準備しなければならない。本研究では、光ファイバーのエバネッセント場を用いた。要点は、光ファイバーの一部を1-2μと極細化し(Tapered Fiber)そのファイバーを固体水素中に埋め込む事である。ファイバーの極細化した領域ではエバネッセント領域においても極めて高いレーザー強度が実現でき,弱いオルソ水素の遷移に対しても十分な制御性が実現できることを示した。例えば光パルスの伝播速度が真空中の光速より7-8桁も遅くする事ができ、最終的には光パルスをその位相情報を含めて光ファイバーを用いてオルソ水素系に閉じ込める事可能性も示され、光ファイバー回路中で量子情報蓄積する可能性が提示された。