hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電気抵抗率の変化を利用したバルク金属ガラスの最適作製条件の探査と特性評価

臨界冷却速度(R_c)が極めて小さくバルク形成が可能な金属ガラスは、従来から指摘されてきたような共晶組成ではなく、共晶組成領域からわずかに離れた組成領域に存在すると指摘している報告が多い。本研究では共晶組成からわずかに離れたガラス合金を用いて以下の測定を行った。1.Pd-Cu-Ni-P系においてガラス形成能(GFA)を最大にすると報告されている組成、Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>P_<20>(R_c=0.067K/s)およびPd_<43>Cu_<27>Ni_<10>P_<20>(R_c=0.1K/s)ガラスについてガラス化の過程を連続電気抵抗測定することにより、両合金系のGFAを比較し、また、ガラス化の過程における各相(液体相、過冷却液体相、ガラス固体相)における電気抵抗率から、本合金系の電子輸送についての新たな知見を得ることを目的とした。融体の冷却過程での冷却速度を制御するために赤外線イメージ炉を用いた。装置のくみ上げが完全でないのでまだ冷却速度を制御できていないが、Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>P_<20>融体を内径5mm、長さ30mmの石英管セル内で融解し、セルの管壁に挿入したタングステンワイヤを電極として直流四端子法で電気抵抗率を測定した。Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>P_<20>融体は真空内での自然冷却でガラス化し、室温でのX線回折の結果はアモルファス単相であった。2.両金属ガラスのGFAの大きい理由は、融体からの結晶の均一核生成頻度が小さいからとされている。Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>P_<20>液体、過冷却液体、結晶の比熱曲線をDSC (Perkin Elmer Pyris 1 DSC)で測定して液体相と結晶相のGibbs自由エネルギー曲線の差(ΔG_<1x>)を計算した。その結果、本合金系は現在まで報告されているどの系よりも小さなΔG_<1x>を有し、結晶化への駆動力が極めて小さな系であることがわかった。・Pd__<40>Ni_<40>P_<20>金属ガラスは,従来バルク材作製が可能な3元金属ガラスとして知られていたが、高純度赤リン(ジョンソンマッセイ、99.99999%)を用いた母合金作製とB_2O_3をフラックス材として用いた融体の熱処理により、水焼き入れ法で直径10mm程度の棒状ガラス試料を安定的に得ることができた。フラックス処理前後の母合金の物理的特変化を調べるために、液体He温度から室温までの電気抵抗率の温度依存性を測定した。抵抗の温度係数はすべて正の値をとり、これは従来報告されていたものと一致していた。母合金作製では、焼結作製した母材に対して破砕・再融解を繰りかえして均一化を行ったが、この処理が不十分な場合は抵抗の温度係数の値が大きくなった。均一化処理を3回行ったのちにフラックス処理を行った試料では、フラックス未処理試料と比較して抵抗の温度係数の値に差はなかった。また、均一化が不十分なガラス試料と十分に均一化を行ったガラス試料の結晶化の動力学に明らかな差異が認められた。すなわち、前者では界面拡散律速である共晶析出を、後者は体拡散律速を示す動力学過程が得られた。・Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>P_<20>金属ガラスバルク材を水焼き入れ法により作製し、バルク材から切り出した矩形状試料をガラス転移温度直下の566Kで構造緩和させ、その過程を室温における電気抵抗率の変化を通して調べた。緩和のための熱処理はシリコンオイルバス中で行い、熱処理後に試料を整形し直した。矩形状試料の断面は試料両端での差が0.5%以内となるように整形された。As-quenched材の電気抵抗率(180.8μΩcm)は緩和の進行に伴ってわずかに増加し、約200分の焼鈍により緩和が終了すると一定値(181.8μΩcm)となった。正の電気抵抗率の温度依存性を示すアモルファス合金箔帯を用いて構造緩和に伴う電気抵抗率の変化について報告されているが、この場合は緩和の進行とともに抵抗率は減少した。負の電気抵抗率の温度係数を示す本合金系の緩和に伴う電子輸送特性の変化は、明らかに従来のアモルファス合金と異なっている。1.Pd-Cu-Ni-P系においてガラス形成能(GFA)を最大にすると報告されている組成、Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>

P_<20>(R_c=0.067K/s)およびPd_<43>Cu_<27>Ni_<10>P_<20>(R_c=0.1K/s)ガラスについてガラス化の過程を連続電気抵抗測定することにより、両合金系のGFAを比較し、また、ガラス化の過程における各相(液体相、過冷却液体相、ガラス固体相)における電気抵抗率から、本合金系の電子輸送についての新たな知見を得ることを目的とした。融体の冷却過程での冷却速度を制御するために赤外線イメージ炉を用いた。装置のくみ上げが完全でないのでまだ冷却速度を制御できていないが、Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>P_<20>融体を内径5mm、長さ30mmの石英管セル内で融解し、セルの管壁に挿入したタングステンワイヤを電極として直流四端子法で電気抵抗率を測定した。Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>P_<20>融体は真空内での自然冷却でガラス化し、室温でのX線回折の結果はアモルファス単相であった。2.両金属ガラスのGFAの大きい理由は、融体からの結晶の均一核生成頻度が小さいからとされている。Pd_<42.5>Cu_<30>Ni_<7.5>P_<20>液体、過冷却液体、結晶の比熱曲線をDSC (Perkin Elmer Pyris 1 DSC)で測定して液体相と結晶相のGibbs自由エネルギー曲線の差(ΔG_<1x>)を計算した。その結果、本合金系は現在まで報告されているどの系よりも小さなΔG_<1x>を有し、結晶化への駆動力が極めて小さな系であることがわかった。
直談系の中世法華経注釈書と説話・和歌など国文学諸分野との関係についての研究

中世の直談系の法華経注釈書の内容や成立の場,同時代の諸ジャンルの文学との関係などを明らかにすることは,中世後期の文学,宗教,文化の状況を解明するために重要な課題である.ところが,この領域は文献資料の発掘も充分とはいえず,その国文学研究における意義や位置づけについては緒についたばかりであるというのが現状である.私は,本研究課題において直談系の法華経注釈書及びその周辺の文献資料を収集,紹介するとともに,その中からいくつかの知見を得た.直談系の法華経注釈書は,事理・法譬などの二元論的な物事の把握法をその論述の根幹としている.この特色は『法華経鷲林拾葉鈔』や『法華経直談鈔』だけでなく,あらたに注目した『轍塵抄』や『一乗拾玉集』においても指摘できる.また,このような思考法は,中世の他のジャンルの文学作品においても指摘でき,中世文化の普遍と認められることは興味深い.そこに引用される説話は論理に対する具体的事例の役割をもって掲出され,このことは説話とは何かという問に対して一つの答を与える.またここに引かれる説話の流伝の実態をあきらかにすることは中世文学の諸分野にわたる共通基盤を確認することになるので今後も検討を続けたい.次に法華経注釈書の成立の場である談義所(談所)の実態をあきらかにし,そこでの文化活動の内容,また尊瞬,実海,栄心らの談義僧の著述及び生涯について考究した.法華経注釈書の周辺の述作物に法華経歌集と,論義のためのテキストである義科がある.両者はいずれも法華経注釈書と深くかかわるが,法華経歌集の和歌は法華経注釈書の和歌とは別系統をなし,また,義科は法華経注釈書に比して同じ命題を扱いながらより硬質であることをあきらかにした.中世の直談系の法華経注釈書の内容や成立の場,同時代の諸ジャンルの文学との関係などを明らかにすることは,中世後期の文学,宗教,文化の状況を解明するために重要な課題である.ところが,この領域は文献資料の発掘も充分とはいえず,その国文学研究における意義や位置づけについては緒についたばかりであるというのが現状である.私は,本研究課題において直談系の法華経注釈書及びその周辺の文献資料を収集,紹介するとともに,その中からいくつかの知見を得た.直談系の法華経注釈書は,事理・法譬などの二元論的な物事の把握法をその論述の根幹としている.この特色は『法華経鷲林拾葉鈔』や『法華経直談鈔』だけでなく,あらたに注目した『轍塵抄』や『一乗拾玉集』においても指摘できる.また,このような思考法は,中世の他のジャンルの文学作品においても指摘でき,中世文化の普遍と認められることは興味深い.そこに引用される説話は論理に対する具体的事例の役割をもって掲出され,このことは説話とは何かという問に対して一つの答を与える.またここに引かれる説話の流伝の実態をあきらかにすることは中世文学の諸分野にわたる共通基盤を確認することになるので今後も検討を続けたい.次に法華経注釈書の成立の場である談義所(談所)の実態をあきらかにし,そこでの文化活動の内容,また尊瞬,実海,栄心らの談義僧の著述及び生涯について考究した.法華経注釈書の周辺の述作物に法華経歌集と,論義のためのテキストである義科がある.両者はいずれも法華経注釈書と深くかかわるが,法華経歌集の和歌は法華経注釈書の和歌とは別系統をなし,また,義科は法華経注釈書に比して同じ命題を扱いながらより硬質であることをあきらかにした.1.直談系の法華経注釈書の成立する場として、中世後期における談義所の実態を明確にすべく、埼玉県川越市の喜多院,中院を訪ね、十五,十六世紀の文書・史料類を閲覧整理し、また、叡山文庫天海蔵書中の義科抄群などの文献の奥書などから、関東天台及び畿内近国の談義所の所在、分布について整理した。2.直談系の法華経注釈書のうち法華経鷲林拾葉鈔,法華経直談鈔を中心的な対象として、その注釈の方法が、理(理論的解説)と事(具体的事例の提示)とから成り、事理相応することによって、十全な法華経解説が可能であるという立場をとっていることを解析した。また、数多くの和歌や説話が、具体的事例の役割をもって採用されていることを指摘した。3.法華経鷲林拾葉鈔や法華経直談鈔の内部において、直談の概念が明示されている個所を抽出し、一方これらの作品において、次のような内容は論義で扱う事柄であるので省くと言及する個所がしばしばあって、直談物と論義の質的差異が直談物の内部において明確に意識されていることを指摘した。4.法華経鷲林拾葉鈔,法華経直談鈔における説話を抽出し、それらが該書の中でどのような役割をもって機能しているかを明確に位置づけることを試みた。5.法華経注釈書の上記のような特質が他の直談物(観無量寿経,阿弥陀経,般若心経などの直談)においても通有のものであることを指摘し、直談物全体の論理構造の特色として位置づけることを試みた。6.叡山文庫の天海蔵書を中心として、義科抄類を調査し、中でも草木成仏について、その論理構築のあり方,直談物との関係,説話・和歌がとりこまれる実態などについて考察した。
DNA修復におけるRad51とp53遺伝子の役割

放射線や化学物質によるDNA損傷がもたらす発がん過程において、p53タンパクとDNA二重鎖切断の修復をおこなうRAD51タンパクがどのように、細胞周期を停止させDNA修復するか、あるいはアポトーシスを導くかを明らかにするために、それらの相互作用を調べた。(1)マウスRecA様遺伝子Rad51遺伝子とp53タンパクを培養細胞で発現させ、抗Rad51およびp53抗体で免疫沈降しウエスタンブロットにより、Rad51タンパクは、p53タンパクとATP,DNA結合ドメインで結合し、その結果、相同組換えに関する活性を失うことが明らかとなった。(2)減数分裂特異的相同組み換え遺伝子Dmc1のノックアウトマウスは、減数分裂期に最も重要な父方、母方の相同染色体の対合ができず、減数分裂を停止するとともにアポトーシスを起こして、細胞周期の進行を停止した生殖細胞が排除される。精巣のタンパク抽出液をもちいて、抗Dmc1,抗p53抗体による免疫沈降したところ、互いに、Dmc1とp53が共沈することが明らかとなった。しかし、Rad51タンパクは、精巣では発現しているにもかかわらず共沈してこなかった。このような結果から、p53タンパクはRad51タンパクの活性を抑制することにより、アポトーシスを引き起こすと考えられる。また、精巣では、p53は、Dmc1タンパクに結合し、Dmc1の活性を補うか、あるいは、影響を与えない状態で減数分裂の進行を監視している。減数分裂、対合、組換えの異常があれば、p53は、Dmc1からはなれ、Rad51タンパクに結合し、アポトーシスを起こす可能性がある。
イオン伝導経路はどこまで可視化できるか?

エネルギーや環境分野ではイオン伝導体と混合伝導体が重要な材料であり、固体におけるイオンの移動現象が現代科学技術の中心的な課題の一つになっている。高温中性子回折法により、Ce_<0.93>Y_<0.07>O_<1.96>の核密度分布を調べた。室温では酸化物イオン(O^<2->)は螢石型構造の正規の位置(Fm3mの8c席)の近くに局在化している。一方、高温1434°Cでは酸化物イオンは大きく広がって、酸化物イオンの分布が隣の席の分布と連結している。酸化物イオンは陽イオンに比べて大きく広がり、隣の席と連結している。<100>方向に沿った拡散経路が観察された。また、<110>方向に沿った拡散経路も可能である。<110>方向に沿った拡散経路では、まず酸化物イオンが<111>方向に沿って変位してから、<100>方向に移動する。このような<111>方向への変位は、Bi_2O_3,Bi_<1.4>Yb_<0.6>O_3,CeO_2のような螢石型構造を有するイオン伝導体において見られる。一方、イオン伝導度が低い添加物を入れていない純CeO_2では拡散経路に対応する連結した密度分布は見られなかった。また、<100>に沿った拡散経路は螢石型酸化物イオン伝導体Bi_<1.4>Yb_<0.6>O_3と陽イオン(Cu^+)伝導体CuIでも観察された。したがって、イオンの拡散経路は、結晶構造に強く依存しており、同じ螢右型構造でかつ可動イオンの安定位置が8c席であれば、陽イオンや可動イオンの種類に依らず、同じ<111>方向への変位と<100>方向への拡散を示すと考えられる。固相反応法により,δ単相であるBi_<1.4>Yb_<0.6>O_3固溶体を得た。空気中738°Cと384°Cでδ-Bi_<1.4>Yb_<0.6>O_3の中性子粉末回折パターンを測定した。リートベルト解析で得られた12個の構造因子を用いて、64×64×64のピクセルについてMEM解析を行った。REMEDYサイクルにより積分強度についての信頼度因子R_Iが384°Cのデータでは7.73%から1.00%に、738°Cでは6.94%から0.84%に大幅に改善した。また、構造因子についての信頼度因子R_Fも384°Cのデータでは5.08%から0.61%に、738°Cでは4.33%から0.58%に大幅に改善した。酸化物イオンは陽イオンに比べて複雑な不規則構造を示し、大きく広がっている。酸化物イオンは陽イオンとは反対の<111>方向にシフトしている。これは陽イオンと酸化物イオンの間の反発力に起因するものと考えられる。最も注目される結果は、[001]方向に沿った酸化物イオンの拡散経路が可視化されていることである。酸化物イオンは[100],[010]または[001]方向に沿って最近接のサイトに3次元的に移動する。安定位置付近では酸化物イオンが<111>方向へシフトするのに対して、拡散経路は<100>方向に沿っているというのはおもしろい。既往の研究では困難であった、拡散経路の可視化が本研究により実現した。我々はδ-Bi_2O_3とCeO_2において<100>および<111>方向に沿った拡散経路を示唆した。本研究では<111>方向に沿った拡散経路は見られず、<100>に沿った拡散経路のみが明確に可視化された。この不規則構造と拡散経路が高いイオン伝導度の原因となっているのであろう。

また、<100>に沿った拡散経路は螢石型酸化物イオン伝導体Bi_<1.4>Yb_<0.6>O_3と陽イオン(Cu^+)伝導体CuIでも観察された。したがって、イオンの拡散経路は、結晶構造に強く依存しており、同じ螢右型構造でかつ可動イオンの安定位置が8c席であれば、陽イオンや可動イオンの種類に依らず、同じ<111>方向への変位と<100>方向への拡散を示すと考えられる。
構造と機能の両立を目指した新規ヘム結合蛋白質の計算設計と実験的検証

本研究課題において機能性を持つタンパク質のデザインについて、まずタンパク質モデリングソフトウェアRosettaに組み込まれているフラグメントデータベースが2011年で更新が止まっていることを考慮し、フラグメントアセンブリ手法の理解とともにフラグメントデータベースを自作する方法を確立し、これを2018年9月次点で最新のものに更新することができた。続いて、近年急激にタンパク質構造予測手法の中で台頭してきた、「共進化情報を用いたコンタクトマップの予測手法」を実装した。これについては構造既知タンパク質の小さめな代表的な構造ドメインに対して処理を行い、再現が可能かどうかを検討した。また、コンタクトマップの予測手法で得られたアミノ酸ペア間に距離拘束を適用しながらRosettaのフラグメントアセンブリ手法を組み合わせると、これまで収束がとても遅かった100アミノ酸以上のタンパク質のフォールディングが現実的な時間内で収束するようになり、本研究課題の遂行に十分役立つということを確認した。こうした一連の流れをパイプライン化し高速に実行できるようシステム環境を整えた。ヘム結合部分についての設計の理解を深めるために、量子化学計算を用いていくつかの既知のヘム結合モチーフの構造最適化を行い、各種残基の位置関係や距離・角度情報をライブラリ化した。特に、ヘム輸送機能を持つタンパク質ドメインであるNEATドメインについては既知の構造について計算をすべて行い、データを収集した。実質的に主体となって取り組むべき他の研究課題を優先的に処理するよう指示があったことから、半年以上をそれに費やしていたため、当該研究課題の進捗が遅れている。人工的なタンパク質の創出に向けて大きな空隙を持つ足場タンパク質をつくるために、コンタクトマップをベースとしたタンパク質再現手法に取り組む。現在は2018年のNIPS論文を改良し、論文に使われていたものより改良されたGANのアルゴリズムを使って自然に存在しないコンタクトマップの生成手法に成功している。ここからは大きな空隙構造を持つ既知フォールド(α/βフォールドなど)に対して学習を行わせて大きな空隙を持つ人工タンパク質の創出を目指す。その後、2014年のRosettaチームの論文をもとに、ヘム結合に必要な残基を取り付けてRosettaプログラム上での構造収束を目指し、最終的に実験的に人工タンパク質を発現できることを目指す。
TIM-3/galectin-9を軸とした新規白血病幹細胞治療標的分子の同定

我々はヒト急性骨髄性白血病における白血病幹細胞特異的表面抗原としてTIM-3を同定したが、その機能は不明であった。本研究ではヒト白血病幹細胞がTIM-3リガンドであるgalectin-9を分泌するautocrine様式にて、自身にTIM-3シグナルを生じるというユニークなautocrine stimulatory loopの存在を見出した。TIM-3シグナルは、NF-κBとβ-cateninの共活性化を白血病幹細胞に生じていた。さらにこのautocrine loopは、ヒト骨髄系腫瘍全般においてTIM-3発現異常造血幹細胞がクローンサイズを拡大させていく過程で利用されている事を見いだした。平成26年度末の時点で申請者は、マウス同様にヒトにおいてもGalectin-9がTIM-3のリガンドであることをSPRアッセイにより確認しています。さらに、ヒトAML細胞を異種移植したマウス血清中にヒトGal-9が高濃度で検出されることをELSIAアッセイを用いて確認していますが、平成26年度は症例数を増やしてその傾向を再確認しています。すなわち、AML細胞が異種移植モデルにおいてもTIM-3リガンドであるGalectin-9をautocrine様式で分泌していることを確認しました。さらに、TIM-3/galectin-9相互作用が、NF-kBおよびβ-catenin経路を活性化させる可能性をin vitroのマイクロアレイを用いた先行研究の結果確認しているが、その現象を患者AMLサンプルを用いて、解析症例数を増加させて検討を進めた。具体的にはウェスタンブロット法、およびFACSを用いて、TIM-3/Galectin-9相互作用がNF-kB p65、β-cateninタンパクの活性化型リン酸化亢進を誘導することを確認しました、さらにArray Scanシステムを用いてp65あるいはβ-cateninタンパクが刺激後に核内移行していることを確認しました。現在これらの実験を検討する症例数を増加させています。これらの結果、ヒトAMLおよび白血病幹細胞がTIM-3リガンドであるGalectin-9をautocrine様式にて分泌し、その下流のシグナルとして、NF-kBおよびβcatenin経路を共活性化することが確認されました。平成27年度は、これまでの研究結果から白血病幹細胞がTIM-3リガンドであるgalectin-9をautocrine様式で分泌すること、そして、TIM-3/galectin-9シグナルがNF-kBとβ-cateninの共活性化を生じることを見いだしていましたので、このautocrineシグナル経路がin vivoにおいて治療標的になりうるかどうかを異種移植系を用いて実験を行いました。ヒトgalectin-9に対する中和抗体の投与により免疫不全マウス内に再構築したヒトAMLの白血病幹細胞の機能に対して抑制的に作用するか検討しました。その結果、TIM-3/galectin-9autcrineloopの遮断により白血病幹細胞の自己複製能力を中心とした機能が抑制されることが明かになりました。すなわち、in vivoにおいてもTIM-3/galectin-9シグナル経路が白血病幹細胞の機能にとって重要な役割を担うことが明かになりました。さらに、AML以外の骨髄性腫瘍においても、AML同様にTIM-3陽性白血病幹細胞がgalectin-9を分泌するTIM-3/galectin-9シグナルが存在することも明らかにしました。平成27年度はこれらの実験結果をまとめ、Cell Stem Cell誌に報告することができました。上述のように平成26年度末の時点で申請者は、マウス同様にヒトにおいてもGalectin-9がTIM-3のリガンドであることをSPRアッセイを用いて確認している。さらに、TIM-3/galectin-9相互作用が、NF-kBおよびβcatenin経路を活性化させることを先行研究の結果確認しているが、その現象を患者AMLサンプルを用いて、解析症例数を増加させて検討を進めました。したがって、平成26年度は、先行研究の結果を正確に確認することができており、さらにシグナル経路を解明することができており、おおむね順調に経過していると考えます。27年度が最終年度であるため、記入しない。造血器腫瘍今後は、免疫不全マウス内で再構築したヒトAML細胞に対するTIM-3/Galectin-9相互作用の遮断実験をin vivoで行い、このTIM-3/Galectin-9相互作用がヒト白血病幹細胞にどのような作用を及ぼしているのかを評価する予定です。シグナルのターゲットとして本研究で同定したNF-kBおよびβ-cateninは、近年の報告では癌幹細胞活性強化において協調的、相乗的に作用することが報告されており、白血病幹細胞活性の調整に寄与するとの仮説をたて、検証を行います。

さらに、別の先行研究結果で、TIM-3陽性異常幹細胞が慢性骨髄増殖性疾患の幹細胞分画において病期進展にともない増加していることを見いだしており、AML以外の骨髄性疾患においてもTIM-3シグナルの関与を検討する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
ジーンターゲティングによる新規アトピー性皮膚炎モデル動物の開発

最近、ある機能未知の遺伝子を同定して機能解析のためにジーンターゲティングによりこの遺伝子を破壊したマウスを作製したところ、ホモ型欠損マウス(仮にAllergic Dermatitis、ALDマウスと呼ぶ)の顔面を中心にアトピー性皮膚炎様の病変が認められた。本研究の目的は、外見的に皮膚炎を認めるALDマウスについてその病態を解析し、これを疾患モデル動物として確立することである。1.マウスの交配と維持:研究の途中で岩手大学から北海道大学に拠点を移したが、いずれの場所でも問題なく微生物学的に清浄な環境でマウスを飼育した。繁殖規模を拡大すると同時に近交系への戻し交配を進めた。また、万が一の事故に備えて受精卵を凍結保存させた。2.病態の解析:皮膚病変部位の組織学的検索を行い、白血球系細胞の細胞浸潤による炎症反応を認めた。皮膚病変部では、ケモカインであるTARCとeotaxin、ケモカイン受容体であるCCR3の増加が認められた。これらはヒトのアトピー性皮膚炎とよく似た所見であり、MAIL欠損マウスが良いモデルとなる可能性を示すものである。正常マウスでのMAILの発現を免疫組織化学およびリアルタイムPCRで検索したところ、表皮ケラチノサイトでの発現を認めた。この結果は、ケラチノサイトのMAILが皮膚の恒常性に重要であり、これが欠損すると皮膚炎を発症することを示唆している。マウスの系統によって免疫応答に差があることが報告されているので、Th1優勢のC57BL/6、およびTh2優勢のBALB/cへの戻し交配を進めたが、いずれの系統でもMAIL欠損マウスで皮膚炎が認められた。以上より、本遺伝子操作マウスを疾患モデル動物として応用するための基盤の整備を進めることができた。病態の解析は、アトピー性皮膚炎との関係に焦点をあてて実施した。1.マウスの交配と維持:アイソレータを用いて微生物学的に清浄な環境でマウスを飼育した。交配の過程においては、遺伝型をポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により判定した。これまで、ホモ欠損型のADLマウスの数が不足している点が支障となっていた。繁殖規模を拡大すると同時に近交系への戻し交配を進め、この点がやや改善された。さらに、マウスの系統によって免疫応答に差があることが報告されているので、遺伝的背景の影響を検討する準備を実施した。すなわち、Th1優勢のC57BL/6、およびTh2優勢のBALB/cへの戻し交配を進めた。2.病態の解析:肉眼的観察を行い、皮膚病変の写真を継続的に記録した。皮膚病変部位の組織学的検索を行い、白血球系細胞の細胞浸潤を認めた。細胞種を同定するために各種組織化学的検索を実施した。好中球、ランゲルハンス細胞、肥満細胞やTリンパ球や単球・マクロファージの浸潤が認められた。これらの細胞浸潤は、皮膚病変の進展によって変化していった。
地域特性を活かした『雪』学習の普及を図る解説資料及び授業プラン、テキストの開発

様々なバックグランドを持つ教員が雪の学習に容易に取り組めるようにするために、教師用雪の学習プラン集及び児童用テキスト4種、ワークシート3種を開発した。また、札幌市学校教育の重点に対応するWebコンテンツや利雪に関するコンテンツを開発し、気象衛星画像提供サイトを拡充した。教員向け研究会を実施し、教育現場への普及を図った。北海道雪たんけん館への札幌市立学校からのアクセスは2009年度を境に約10倍に急増した。テキスト・ワークシート利用者は授業役立度を4.5(5段階)と高く評価した。1.児童向けワークシートを3種制作した。ワークシート「冬の天気」は冬の気象の特徴や日本海側の多雪の理由を理解する。また、「雪遊びのCMを作ろう」は"Let's!"・"OK"という英語表現を用い、積極的なコミュニケーションをを図る。「冬の観光」は冬の観光を通して、児童の住んでいる街の魅力について考える。2.教育現場への啓蒙・普及を図るために、教員向け研究会を札幌市内小学校で実施した。上記ワークシート「冬の天気」を用いた公開授業「冬の天気日本海が雲を作る!」(5年理科)ではハバロフスクと札幌の気温と降水量を比較しながら、冬の気象での日本海の役割を浮かび上がらせ、気象衛星画像で日本海に発生する雲の様子を示した。模擬授業では、除雪・空港・雪エネルギー・住居・外国語活動などの授業の展開例を示した。事後アンケートによれば、研究会の満足度は5段階評価で4.6、取り上げた内容を授業でやってみたいかが4.3と好評であった。3.上記「冬の気象」授業をサポートするために、Webページを更新し、日本付近の可視画像等を新たに提供すると共に、動画ができるようにソフトウェアを改良した。4.「スノークールライスファクトリー」(雨竜郡沼田町)や「ガラスのピラミッド」の雪冷房システム(札幌市)などを調査し、「利雪」に関するWebコンテンツを制作した。また、スポーツに関するページとして、スキーを扱ったページを制作した。教員向け研究会は朝日新聞きょういく特捜部2011・1月9日付「身近な雪広がる学び」で紹介された。また、研究協力者の実践の一つが朝日新聞花まる先生公開授業・1月29日付け「除雪考え市民の自覚」で取りあげられた。尚、10月採択のため、成果の学会発表を今年度は行うことができなかった。1.児童用テキストの開発:テキスト「クイズ大会をしよう雪・冬編」(小学校5,6年生用)と「雪の学習プレゼンテーション」(小学校36年生用)を制作した。前者は小学校外国語活動での利用を念頭に置いたもので、"What's this?"という表現を用いて質問したり、それに答えられるようにすると共に、身近な雪や氷に関する英語表現に慣れることを意図している。後者は総合的な学習の時間で、雪に関する課題についての学習の結果をまとめ、表現、伝えていく方法を習得することを意図した。下記教員向け研究会等で制作物を配布した。2.授業プランの開発:教員向けに「雪の学習プラン集Vol.2」を制作した。指導案及び解説、実践報告からなる。上記テキストやこれまで開発してきたWebページに連動した内容とした。3.Webコンテンツの拡充:Webページ「北海道雪たんけん館」の北海道教師用ページ「雪の総合研究室」に「授業に役立つ雪プロ刊行物」ページを設け、前年度までに制作してきたテキストやワークシートを掲載した。また、「'札幌市学校教育の重点'への対応」ページでは、札幌市教育委員会発行教育課程編成の手引などで取り上げられている内容例に対応した本サイト内のページや授業プラン、ワークシート、テキスト、授業ビデオを紹介した。4.教員向け研究会の実施:内容の充実を図るために、北海道雪プロジェクトコアメンバーを対象とした指導的教員向けセミナーを7月に実施し、開発するテキスト・指導案等のプランを討論した。また、啓蒙・普及を図るために、模擬授業などからなる研究会を道内教員を対象として、12月に開催した。教育現場への事後アンケートに依れば、研究会の満足度は5段階評価で4.7、取り上げた内容を授業でやってみたいかが4.5と好評であった。(1)児童用テキストの開発:「雪の随筆を書こう」は小6国語用で、体験したことや見聞したことを振り返って、雪に関する随筆を書く時の書き方を示す。「雪は自然エネルギー」は小5・6総合的な学習の時間用で、エネルギー問題を考え、身近な雪をエネルギーに利用できないかを札幌市にあるガラスのピラミットを例に考える。(2)教員向け研究会、出張授業の実施:内容の充実を図るために、北海道雪プロジェクトコアメンバーを対象とした指導的教員向けセミナーを7月に実施し、開発するテキスト・指導案等のプランを討論した。また、普及を図るために、公開授業「みんなで作ろう雪あかり村」や雪に関する模擬授業などからなる道内教員を対象とした研究会を12月に開催した。

事後アンケートに依れば、研究会の満足度は5段階評価で4.5と概ね好評であった。また、雪に関する出張授業を市内5小学校で行った。(3)Webページへのアクセスログ解析: Webページ「北海道雪たんけん館」トップページへのアクセスログを解析し、次のことがわかった:a)札幌市の学校教育の重点で雪が取り上げられた2009年度を境に札幌市立学校からのアクセスが10倍増え、年間1万5千件になった,b)2011年度以降、全体のアクセスは6月に増加し、1, 2月に減少した。6月の増加は小学校5年生・社会の国土の気候と各地の暮らしに関する授業での利用、1,2月の減少は指導要領の改訂で総合的な学習の時間が削減されたことを反映していると考えられる。(4)開発したテキスト利用状況アンケート調査:利用した教員26名から回答を得た。授業に役だったかについては5段階で4.5と高評価であった。「プレゼンテーションを初めて学習した子どもたちにとってプレゼン作成のコツや筋道が分かりやすく、非常に活用しやすかった。」などと書かれており、授業で活用し得るものであることが示された。授業プラン集や児童向けテキストの開発・制作及び教員向け研究会の実施を計画通りに進めることができた。教員向け解説資料も制作する予定であったが、テキストを2種類制作することとし、解説資料の一部は授業プラン集に収録した。24年度が最終年度であるため、記入しない。雪の実践を深め、広めていくために、児童・生徒向けテキスト・ワークシートを更に充実させる。また、教員向け研究会等を継続実施する。また、開発してきたWebページ「北海道雪たんけん館」へのアクセス状況等を調査する。
リキッドバイオプシーを用いた卵巣癌の術前組織診断法と卵巣癌予測診断法の開発

卵巣明細胞癌は子宮内膜症の中から発癌することが知られている。よってまずは卵巣明細胞癌に特異的なDNAメチル化領域を同定することとした。卵巣癌組織85検体、正常卵管・卵巣表層上皮細胞8検体、卵巣癌細胞株46株、正常卵管・卵巣表層上皮細胞株4株を用いて網羅的DNAメチル化解析をおこなった。卵巣癌組織、卵巣癌細胞株に共通して明細胞癌が非明細胞癌よりDNAメチル化が20%以上(β値が0.2以上)高く、p値が0.01以下の遺伝子は25個あった。逆に明細胞癌が非明細胞癌よりもβ値が0.2以上低く、p値が0.01以下の遺伝子は6個あった。また、機能的に重要と思われ、DNAメチル化によって制御されている遺伝子を卵巣癌細胞株を用いて、以下の基準によって抽出した。1) t検定でp値が0.01未満、2)明細胞癌と非明細胞癌との間でβ値が0.2以上(DNAメチル化が20%以上)異なる、3)発現マイクロアレイと網羅的DNAメチル化のデータから発現とβ値が有意に逆相関を示す(p<0.05)。この解析により、非明細胞癌と比較して明細胞癌において低DNAメチル化により活性化している遺伝子は22遺伝子、逆に高DNAメチル化により抑制されている遺伝子が276遺伝子あった。明細胞癌において低DNAメチル化により活性化している遺伝子は22遺伝子はHNF1B転写に関わる遺伝子が含まれ、高DNAメチル化により抑制されている遺伝子が276遺伝子はERネットワークに含まれる遺伝子が含まれていた。これらのHNF1B転写ネットワークやERネットワークの遺伝子は、それぞれ協調してDNAの低メチル化、高メチル化が起こっていることが分かった。腫瘍と正常とのペアで16検体を、腫瘍のみを23検体を、エクソームシーケンスに提出した。RNAシークエンスは発現解析に用いるが、遺伝子変異を類推することが可能であるため、明細胞癌40例、高異型度漿液性癌13例、明細胞+類内膜癌1例、正常卵巣表層上皮や正常卵管上皮5例をRNAシークエンスに提出した。検体回収の遅れがあること、データ解析の信頼性を評価することに時間がかかっている。検体の回収を引き続き継続して検体数を増やしていきたい。また、データ解析は京都大学内のバイオインフォマティックス部門に相談することで推進したい。また、卵巣明細胞癌に特異的な遺伝子を同定するのみならず、卵巣癌の様々な組織型に共通するバイオマーカーを探索したい。ゲノムワイドなDNAメチル化データは以下の3データセットから抽出したいと考えている。1卵巣癌細胞株30株を用いて脱メチル化剤であるデシタビン投与による網羅的発現解析と網羅的DNAメチル化解析を用いたデータ、2卵巣癌細胞株32株を用いて網羅的発現解析と網羅的DNAメチル化解析のデータ、3卵巣癌検体508組織を用いたTCGAの網羅的発現解析と網羅的DNAメチル化解析のデータ。これらの3データを統合して解析することで、DNAメチル化の程度のみならず、実際に発現に関わる機能的にも重要な遺伝子を同定することが可能と考える。SNV解析に関しては、現在提出中のエクソームシークエンスデータ、RNAシークエンスデータから同定したいと考えている。データはサンプル数が多いほど精度が上がるため、他施設のエクソームシークエンスやRNAシークエンスデータセットを用いることを検討中である。

RNAシークエンスは発現解析に用いるが、遺伝子変異を類推することが可能であるため、明細胞癌40例、高異型度漿液性癌13例、明細胞+類内膜癌1例、正常卵巣表層上皮や正常卵管上皮5例をRNAシークエンスに提出した。検体回収の遅れがあること、データ解析の信頼性を評価することに時間がかかっている。検体の回収を引き続き継続して検体数を増やしていきたい。また、データ解析は京都大学内のバイオインフォマティックス部門に相談することで推進したい。また、卵巣明細胞癌に特異的な遺伝子を同定するのみならず、卵巣癌の様々な組織型に共通するバイオマーカーを探索したい。ゲノムワイドなDNAメチル化データは以下の3データセットから抽出したいと考えている。1卵巣癌細胞株30株を用いて脱メチル化剤であるデシタビン投与による網羅的発現解析と網羅的DNAメチル化解析を用いたデータ、2卵巣癌細胞株32株を用いて網羅的発現解析と網羅的DNAメチル化解析のデータ、3卵巣癌検体508組織を用いたTCGAの網羅的発現解析と網羅的DNAメチル化解析のデータ。これらの3データを統合して解析することで、DNAメチル化の程度のみならず、実際に発現に関わる機能的にも重要な遺伝子を同定することが可能と考える。SNV解析に関しては、現在提出中のエクソームシークエンスデータ、RNAシークエンスデータから同定したいと考えている。データはサンプル数が多いほど精度が上がるため、他施設のエクソームシークエンスやRNAシークエンスデータセットを用いることを検討中である。3月に外国出張旅費の支出を予定していた為、3月末に旅費が確定し差額が生じた。差額は次年の旅費として計上する。
高専の特色に立脚した英語教育プログラムの開発とその実用化

本研究は、平成13年度および平成1517年度に行った科学研究費補助金による研究で明らかになった、高専の英語教育の特色やその要求される教材および教育プログラムの特徴に立脚し、高専英語教育のさらなる発展に寄与する英語教育プログラムおよび教材を開発し、さらにそれらの実用化を目指して行われた。本研究は、平成13年度に行った科学研究費補助金による企画調査「高等専門学校の特色を生かした英語教育カリキュラム作成に向けての企画調査(課題番号:13898006)」および、平成1517年度に行った科学研究費補助金による基盤研究(B)「高専の特色と目的にかなった英語教育のための教材とカリキュラムに関する研究(課題番号:15320076)」の成果を受け、高専における英語教育の改善を目指して行うものである。平成19年度における主な成果は、以下の通りである。1.平成13年度に行った高専英語教員対象のアンケート、および高専卒業生の就職・進学先の大学・企業を対象としたアンケートの追調査高専における英語教育のあり方を探るために平成13年度に行ったアンケートを再度実施し、その傾向の変化を調査する。データの集計は次年度に行う。2.高専生のための新しい英語Eラーニング教材の開発高専生が無料で利用できるための語彙および文法、特に構文と品詞を学習するためのEラーニング教材を開発した。3.本研究で開発したEラーニング教材のWEB公開と実績の調査上記で開発した教材を、インターネット接続された公開サーバーに載せ、外部からアクセス可能とした。アクセス解析により、この教材は高専生のみならず、一般の学生や社会人からのアクセスがあることもわかった。平成20年度における主な成果は、以下の通りである。1.平成13年度に行った高専英語教員対象のアンケート、および高専卒業生の就職・進学先の大学・企業を対象としたアンケートの追調査高専における英語教育のあり方を探るために平成13年度に行ったアンケートの追跡調査として前年度に実施したアンケートデータの集計を行った。2.高専生のための新しい英語Eラーニング教材の応用と実践これまでに開発した、語彙および文法、構文と品詞を学習するためのEラーニング教材を利用して授業実践を行い、その成果を確認した。これまでの主な成果は、以下の通りである。3.高専生のための必須語彙の再検討過去の研究で開発された、高専生のための必修語彙「COCET3300」の再検討を行い、よりよい語彙集の作成に向けた語彙の選定を行った。
戦前の官庁営繕組織所属の建築家-永瀬狂三と山田七五郎-の研究

永瀬狂三(明治10(1877)昭和30年(1955))は、東京帝国大学卒業(明治39年)後、横浜・大阪で民間の設計事務所で設計活動を行っていた。その後京都帝国大学の創立に伴う建築部の設置(明治40年)直後の明治42年から退職する昭和4年までの20年間、同大学の営繕組織の一員として建築の設計に従事した。その間大正8年からの10年間は組織の長であった。京都キャンパスでは初代建築部長山本治兵衛や建築学科教授武田五一の存在が大きかったためか永瀬個人の代表的作品は少ない。その中でキャンパス外の大分県別府市の京都帝国大学別府地球物理学研究所(大正12年)や、京都大学以外の大和田銀行本支店(福井県、昭和2年)、敦賀町庁舎(福井県、昭和8年)では京都大学キャンパスとは違った自由な意匠で設計を行っている。このことから、永瀬狂三はこれらの建築において自由に実力を発揮でき、また永瀬の建築観をよく示していると考えられる。山田七五郎(明治4年(1871)昭和19年(1944))は、東京帝国大学卒業(明治32年)後、福岡医科大学、長崎高等商業高校の創立時の営繕組織に関わり、明治38年から大正2年までは長崎県技師を勤めた。大正3年からは横浜市に移り、大正9年からは初代横浜市建築課長となり、昭和4年の退職までの30年間を官庁の営繕組織の一員として設計活動を続けた。この中で特に長崎県時代の明治37年43年までの第二課(土木課)事務簿から当時の営繕の職務内容や仕事の推移が把握された。技師としては、議会で答弁を行う立場であり、また皇室の来県では関係施設の設計を自ら行うなど、組織内での位置づけが把握された。また永瀬同様、森田銀行本店(福井県・大正9年)等の営繕組織外の設計活動の位置づけの需要性を知ることができた。研究対象の建築家の内、今年度は山田七五郎の九州での活動、および福井県での作品を中心に研究を行った。1.九州での活動福岡県立図書館、および長崎県立長崎図書館他の資料の調査により、九州での活動および長崎県の営繕組織とその中での山田七五郎の役割の概略を把握できた。明治36年(1903)の福岡医科大学創立工事監督補助嘱託期間は医科大学の開校(明治36年9月)の直前であった。明治38年から大正2年(1913)まで長崎県技師であり、着任した経緯は、長崎県議会での新県庁舎新築の際の専門家(技師)の招請要求を受け、明治37年に当時第3(長崎)高等商業嘱託となった山田七五郎の雇用となったものである。明治38年から明治42年までの第二課事務簿・土木課事務簿(長崎県立長崎図書館蔵)や県議会記録により、長崎県営繕組織での担当物件の入札から完成までの流れと職員動向が把握された。技師としては、県議会では参与員という立場で専門的な意見を述べる立場にあり、特に県庁舎の建築に対しては設計者辰野金吾の設計を忠実に実施する立場で予算の削減防止にも努めている。また、比較的大きな施設の竣工検査を行い、皇族が使用する施設の場合は、普段行わないような小さな建物の設計も行っている。さらに、組織維持のための金銭的な稟議には関与していない。すなわち事務的仕事は行わない高等技術官吏としての立場であったことが明確になった。2.福井での活動

福井では大正9年完成の旧森田銀行本店の復元工事に携わり詳細な設計手法や技術的側面の把握に努めた。また、調査により今まで不明であった設計依頼の経緯は、建築総司の取締役・横山吉十郎は進取の気概のあった人であること、森田銀行倉庫部が大正4年まで横浜支店を開設していたことからの依頼であること推定される。今年度は永瀬狂三について京都大学、及び京都での活動についての調査を行った。山田七五郎については九州での活動の補足調査、及び横浜市での活動を調査した。1.永瀬狂三明治39年10月に東京帝国大学卒業後、横浜の下田築造合資会社に入社している。「実業の横濱、第3巻第4号(M39.11/25)、同6号(M40.1/10)」(横浜市立図書館蔵)に永瀬狂三名で、「建築.製図.設計の依頼に応ず」とあり、翌年5月に辰野片岡事務所に入るまでの横浜での活動の一端が伺える。京都大学では大正8年から建築部長(12月17日から建築課長)を勤めるが、例えば文学部陳列館の図面を見ると、建築顧問として武田五一の印鑑が押されたものもあり、学内の重要な建築では武田が学内の建築に対して目を通していたことが知られた。その中での活動であることから、むしろ武田の関与しない建築(例えば別府地震観測所や大和田銀行本店等)に永瀬の力量が発揮されているものと考えられる。2.山田七五郎長崎県立長崎図書館での文献補足調査、長崎市立博物館での文献調査により、さらに長崎県時代の活動が把握された。また、公共建築以外では、東邦電力長崎支店(大正3年)、藤瀬呉服店の民間の設計活動が確認された。長崎県から横浜市への転任は、長崎市役所(大正4年竣工)の漏水問題が原因であったとされる。横浜市時代では、横浜市立図書館で公的文献を中心に活動を追った。福井の森田銀行との関係では、小学校の鉄筋コンクリート造による不燃化に携わる大正8年頃からそれまでの勾配屋根の建物から陸屋根へと変化する。森田銀行は山田による最初の鉄筋コンクリート造と考えられ、そのテストケースとも言える。長崎時代に腕を振るった西洋の様式的建築は、開港記念横浜開館を最後に姿を消し、その意味でも山田にとっては横浜市時代で腕を奮える作品であったと言えよう。
大規模結合非負システムの解析手法の確立と社会システム設計への応用

本研究では,複数の非負のサブシステムがネットワークを介して結合することで構成される大規模結合非負システムを対象とし,その解析手法・設計手法を確立させることを目的とした.主結果として,結合非負システムの安定性や定常特性が,非負のサブシステムの特徴量と考えられるL1誘導ノルムと,サブシステム間の結合を表す結合行列の特徴量と考えられるフロベニウス固有値によって表されることを明らかにした.本研究では,複数の非負のサブシステムが結合することで構成される大規模結合非負システムを対象とし,その解析手法・設計手法に関する理論を確立させるとともに,理論的成果の実システムへの応用・実社会への還元を達成することを目的としている.本年度はまず,半正定値計画法や線形計画法に基づく非負システムの解析に関する基礎的な研究を進め,得られた研究成果を3編の論文にまとめ発表した.また,結合非負システムの解析・設計の応用として,マルチエージェント非負システムのフォーメーション制御に関する研究を精力的に進め,未だ学会発表などは行っていないものの自動車群の車頭時間制御といった実問題において良好な結果が得らた.この研究成果に関してはこれから学会発表・論文発表を行う予定である.また,むだ時間を有する非負システムの解析,通信遅延(すなわちサブシステム間の情報伝達に関するむだ時間)を有する結合非負システムの解析に関する研究も着実に進めることができ,得られた研究成果の一部を国際会議で発表予定である.マルチエージェントシステムのフォーメーション制御における基本的な問題設定は,各エージェントが近接するエージェントと位置情報の交換を行って所望のフォーメーションを構成するというものであるが,実システムへの応用を見据えた場合に通信遅延は(それがわずかであっても)不可避である.したがって通信遅延がフォーメーションの達成の可否やフォーメーションの達成速度にどのような影響をもたらすかを解析することには十分に意義がある.このような通信遅延の存在によるフォーメーションの制御時の性能の劣化の解析に関しても良好な結果が得られており,今後学会発表を行う予定である.本研究では,複数の非負のサブシステムがネットワークを介して結合することで構成される大規模結合非負システムを対象とし,その解析手法,設計手法に関する理論を確立させるとともに,理論的成果の実システムへの応用・実社会への還元を達成することを目的としている.本年度はまず,サブシステム間の通信に遅延(むだ時間)がある場合を想定し,通信遅延を有する結合非負システムの安定性解析に関する研究を行った.むだ時間を有する通常の(非負とは限らない)システムの安定性解析はシステムの無限次元性に起因して非常に難しいものとなるが,システムの非負性を利用することで簡明な安定条件が導かれることが知られている.本研究ではこの結果をさらに発展させ,むだ時間を有する安定な非負システムの支配極を効率的に計算するための2分探索法を開発し,論文発表を行った.支配極の実部はシステムの定常状態への到達の速さを表す指標となるため,その計算を効率的に行うことを可能にする手法を開発した意義は大きい.一方,昨年度の研究において,サブシステム間の結合を表す結合行列をうまく設計し,結合非負システムを安定限界にすることで,コンセンサス型のフォーメーション制御が達成できることが明らかになった.この成果を踏まえ,今年度は,通信遅延を伴う状況下でもコンセンサス型のフォーメーション制御を達成するための結合行列の設計に関する検討を行った.サブシステムの非負性に基づいて詳細な理論的検討を進め,結論として,通信遅延がないものとして結合非負システムが安定限界になるように結合行列を設計すれば,どのような通信遅延に対しても結合非負システムが安定限界に留まることを明らかにした.この結果を国際会議論文にまとめ発表した.本研究では,複数の非負のサブシステムがネットワークを介して結合することで構成される大規模結合非負システムを対象とし,その解析手法,設計手法に関する理論を確立させるとともに,理論的成果の実システムへの応用・実社会への還元を達成することを目的としている.昨年度からは,サブシステムがネットワークを介して通信を行う場合には通信遅延(すなわちむだ時間)の存在が不可避であることを考慮し,むだ時間を有する非負システムの解析に取り組んできた.本年度はとくに中立型と呼ばれるむだ時間非負システムの安定性解析に焦点を当てて研究を進め,このシステムが安定となるための必要十分条件を非常に簡明な形で導出した.(一般の)中立型むだ時間システムの安定性解析は数学的に非常に取り扱いの難しい問題であることが知られているが,本研究ではシステムの非負性を上手く利用することで必要十分条件の導出に成功している.本研究成果は2016年9月にRome (Italy)で開催されるThe 5th International Symposium on Positive Systems (POSTA 2016)で発表予定(現段階では口頭発表原稿の査読中)である.このシンポジウムは非負システムの研究を主導する世界の著名な研究者が主に発表者を招聘する形で開催されるものであり,筆者もそのような呼びかけを頂いている.また,本年度は,昨年度までに取り組んだ(必ずしもむだ時間を持たない)非負システムの解析や設計に関する研究結果をまとめ,国内学術雑誌に研究論文を1本,解説記事を1本を出版し,国際会議論文として3本の論文発表を行った.これまでの3年間の取り組みにより,結合非負システムやむだ時間を有する非負システムの解析や設計に関する理論的成果が着実に得られている.とくに当初は明確な取り扱いを予定していなかったむだ時間を有する非負システムの解析・設計に関する数理は深淵であり興味深い結果が得られている.

一方,当初予定していた非線形非負システムの解析や設計に関しては,平成27年度末に基礎研究に着手した段階であり現時点で明確な成果が得られていない.また,非負システム理論の実システムへの応用に関しても,シミュレーションベースの結果に留まっている.本研究では,複数の非負のサブシステムがネットワークを介して結合することで構成される大規模結合非負システムを対象とし,その解析手法・設計手法に関する理論を確立させることを主目的とした.とくに平成26年度後半からは通信遅延(むだ時間)を有する非負システムの解析に精力的に取り組んできた.これはサブシステムがネットワークを介して通信を行う場合には,通信遅延の存在が(たとえわずかであっても)不可避であるからである.むだ時間がシステムの安定性に大きな影響を及ぼすことは古くから知られているが,むだ時間システムの安定性解析は(その無限次元性に起因して)一般に困難である.本研究では,中立型と呼ばれる遅延非負システムに関して,その非負性を積極的に活用することで,このシステムが安定となるための(成否の判定が容易な)必要十分条件の導出に成功した.本成果を2016年9月に開催された非負システムに関する国際シンポジウムInternational Symposium on Positive Systems (POSTA 2016)で発表し,概ね好評を得た.また,本成果はSpringerから発刊予定の成書Positive Systems (仮題)の一部として採録される予定である.本年度はこのほか,本研究助成のもとで進めてきた非負システムの解析と設計に関する一連の研究成果をまとめた長編論文がIEEE TACから発刊されたほか,結合非負システムの収束性能解析に関する学術論文1本を発表することができた.さらに中立型遅延非負システムの解析と,共同研究者とともに進めてきた非負システム理論に基づくmobile robotのフォーメーション制御に関する実験的研究の成果をまとめた計3本の論文を2017年7月に開催される国際会議IFAC WC 2017に投稿し,いずれも発表を受理された.本研究では,複数の非負のサブシステムがネットワークを介して結合することで構成される大規模結合非負システムを対象とし,その解析手法・設計手法を確立させることを目的とした.主結果として,結合非負システムの安定性や定常特性が,非負のサブシステムの特徴量と考えられるL1誘導ノルムと,サブシステム間の結合を表す結合行列の特徴量と考えられるフロベニウス固有値によって表されることを明らかにした.上述のように,通信遅延(むだ時間)を有する結合非負システムの解析に関して着実に理論的成果が導かれている.これらの理論的成果は,昨年度までに得られた通信遅延のない場合の結合非負システムの解析理論を発展させることで得られたものである.一方,昨年度までに得られた理論的成果の実システムへの応用として,本年度は自動車群の車頭時間制御やHEMS(Home Energy Management System)における蓄電池の効率的運用に関する研究にも取り組んだ.