hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗HCVを目指した新機能性核酸の創製

1)アプタマーのインビボ活性評価系の開発。抗NS3プロテアーゼアプタマーの細胞内での阻害効果を定量的、かつ鋭敏に測定できる系として、Green Fluorescent Protein(GFP)を利用したFRET測定法を開発した。2)HDVリボザイムを利用した抗HCVプロテアーゼアプタマーのタンデムリピート発現プラスミドの構築。HDVリボザイムを利用し抗HCVNS3プロテアーゼG9アプタマーを連結したHDV-G9アプタマーを作成した。これによりRNAアプタマーの形がコンパクトとなり、細胞内での安定化を図れた。さらにそのユニットをくり返した発現ベクターを作成し、一度の導入で大量発現を行った。アプタマー遺伝子を4回繰り返すことにより、阻害効果を60%まで上昇できることを見出した。3)抗NS3プロテアーゼアプタマーならびに抗NS3ヘリカーゼアプタマーコンジュゲート発現ユニットの構築ならびに評価。HCVのNS3ヘリカーゼドメインに対するRNAアプタマーを創出した。次に、プロテアーゼに対するアプタマーと接続することで、異なった酵素機能を持つタンパク質を相加的に阻害する多機能な新機能性核酸(Bifunctional aptamer)を種々デザインした。この多機能型アプタマーはNS3蛋白質に対して、プロテアーゼ/ヘリカーゼの異なる2箇所ならびに2段階で作用でき、また蛋白質分子を複数個捕捉でき、単独より効果が高いことを明らかにできた。HCV IRESは亜種ウイルス間で保存性が高く、また特有の二次構造を持つ。この領域に対してどのようなRNAアプタマーが得られるかを検証するため、インビトロ法により抗IRESアプタマーを創出した。得られたRNAアプタマーはループ・ループ間のKissing interactionにより結合していることを明らかにした。特にドメインIIIdに特異的に結合し、翻訳を阻害する分子が得られ、ドメインIIIdの機能的重要性を明らかにするとともに、HCV抑制のための標的探索に優れた方法であることを明らかにした。1)アプタマーのインビボ活性評価系の開発NS3プロテアーゼに対するアプタマーのインビボでの阻害効果を定量的、かつ鋭敏に測定できる系として、Green Fluorescent Protein(GFP)を利用したFRET測定法を開発した。このシステムにより、G9アプタマー(RNA)の直接導入ならびにG9アプタマー発現ベクターの導入による細胞内での転写発現(間接導入法)を検討し、アプタマーの効果を検証した。(Combi.Chem.High Throghput Screening発表)2)HDVリボザイムを利用した抗HCVプロテアーゼアプタマーのタンデムリピート発現プラスミドの構築HDVリボザイムのステムIV領域は可変であるので、ここにHCVNS3プロテアーゼに対するG9アプタマーを挿入したHDV-G9アプタマーを作成した。これによりRNAアプタマーの形がコンパクトとなり、細胞内での安定化を図れる。さらにそのユニットをくり返した発現ベクターを作成し、一度の導入で大量発現を目指した。直接導入の時とおなじく、基質、酵素各発現プラスミドとともにコトランスフェクトし、アプタマーの阻害効果を判定した。(Nucleic Acids Res.発表)HCV IRESは亜種ウイルス間で保存性が高く、また特有の二次構造を持つので、この領域に対してどのような構造を持つRANアプタマーが得られるか、またそれを用いてHCV mRNAの転写阻害を行えるか否かを検証するため、インビトロ法により抗IRESアプタマーを創出した。

IRESのドメインII領域に対してのRNAアプタマーはループ・ループ間のKissing interactionにより結合していることを明らかにした。IRESからのインビトロ翻訳に対する阻害効果はあまり見られず、ドメインII領域は突き出た構造をしているものの、機能的にはあまり重要でないと考えられた。(J.Biochem.発表)1)抗NS3プロテアーゼアプタマーならびに抗NS3ヘリカーアプタマーコンジュゲート発現ユニットの構築ならびに評価HCVのNS3ヘリカーゼドメインに対するRNAアプタマーを創出した。このアプタマーは5'側に一本鎖領域を3'側に2つのステムループ構造を持つ構造を持ち、強くヘリカーゼを阻害した。ステムループの一つには共通配列が存在し、これがヘリカーゼドメインと相互作用していることが窺われた。(Oligonucleotides発表)次に、プロテアーゼに対するアプタマーと接続することで、異なった酵素機能を持つタンパク質を相加的に阻害する多機能な新機能性核酸(Bifunctional aptamer)を種々デザインした。試験管内での阻害実験から両アプタマー間の至適距離等の情報を獲得し、最適分子を構築した。この多機能型アプタマーはNS3蛋白質に対して、プロテアーゼ/ヘリカーゼの異なる2箇所ならびに2段階で作用でき、また蛋白質分子を複数個捕捉でき、単独より効果が高いことを明らかにできた。(J.Biochem.発表)2)HCV-fullゲノム発現システム(HCVレプリコン)でのアプタマーの効果判定表記の系を用いてのアプタマーの機能の検証については、都臨床医学総合研究所小原道法先生との共同研究により解析中である。細胞抽出液を用いたセミインビボ系では40%の阻害効果を得ることができた。前年度ドメインII領域に対して獲得したRNAアプタマーのIRESからのインビトロ翻訳に対する阻害効果はあまり見られなかったので、今回、ドメインIII-IVに対するRNAアプタマーを新たに創出した。その結果ドメインIIIdに特異的に結合し、翻訳を阻害する分子が得られた。この結果、ドメインIIIdの機能的重要性、ならびにヘアピンループ・インターナルループ相互作用の安定性を見い出した。(Nucleic Acids Res.発表)
インフルエンザウイルス複製機構の分子生物学的研究

インフルエンザウイルスA型のM1蛋白温度感受性変異株ts-51感染細胞内で、ウイルスゲノムRNAの挙動をin situハイブリダイゼーション法を用い解析した。さらに、蛍光抗体法によりM1蛋白の挙動を解析した。その結果、感染後期に合成されるM1蛋白が核内に存在するRNP複合体(リボ核蛋白複合体)と複合体を形成し、この複合体が細胞質へ移行し、ウイルス粒子へ取り込まれると考えた。ウイルス成熟課程で重要な機能を担い、感染後期に最も良く発現されるM1蛋白の発現制御について解析した。その結果、M1蛋白の発現はNSI蛋白及びM1蛋白により翻訳段階で促進されること、及び、翻訳開始部位上流のRNA配列がこの促進に関与することを明らかにした。次に、インフルエンザウイルスの他の分節からの発現に及ぼすNS1蛋白の影響を調べ、その特異性について解析した。その結果、NS1蛋白はNA、NP蛋白の発現を促進するが、PB1蛋白の発現には、影響しない事を明らかにした。核から細胞質に移行したM1蛋白-RNP複合体がウイルス粒子に取り込まれる機構を知るため、ウイルス膜蛋白の一つNA(ノイラミニダーゼ)のインフルエンザウイルスA型亜型間で良くアミノ酸配列が保存されている細胞質ドメイン、及び膜貫通ドメインに種々の変異を導入しウイルス粒子形成とウイルスの増殖に与える影響を調べ、その機能を解析した。その結果、インフルエンザウイルスA型では、NA蛋白の細胞質ドメイン6残基は共に感染性ウイルス粒子形成にとつて重要であることが明らかとなった。
Novel photon control by moire superlattices and plasmonic metasurfaces

本研究ではコロイダルリソグラフィーをベースとしたナノ構造やメタマテリアルの開発を進めた。アルミナノトライアングルを用いたチューナブルな共鳴波長を持つ表面増強赤外吸収センサーを開発した。また、ITO膜とコロイダルリソグラフィーとを併せることで、ITOナノコーンを製作する方法を開発し、それをエネルギー変換材料に用いる方法論を確立した。さらに、ITOナノロッドを赤外アンテナとして表面増強赤外吸収へと応用可能であることを示し、この構造が特定のたんぱく質・酵素を選択的に対して増強シグナルを示すような表面機能化法を開発した。総合理工
イネ種子発芽の制御機構

2年間の研究成果は以下のように要約できよう。1.イネα-アミラーゼ遺伝子RAmy3Dの糖による転写抑制現象を解析するため、イネ胚を用いたパーティクルガンによるトランジェント発現系を確立した。この実験系を用いて、この糖抑制現象にヘキソースキナーゼが関与することを示した。あわせて、ヘキソースキナーゼの活性阻害剤であるグルコサミンが糖センサーに影響を与えることを明らかにした。2.イネα-アミラーゼ遺伝子の糖による発現抑制現象に着目し、RAmy3DならびにRAmy1A遺伝子プロモーターの糖応答シス配列を明かにした。両遺伝子はともに糖による制御を受けるが、その抑制はRAmy3D遺伝子の方が厳密であった。RAmy1Aのジベレリン応答シス配列の内、ピリミジンボックスとGAREが部分的に糖応答性に関与することを明らかにした。RAmy3D遺伝子においては、GmotifとGATA motifが糖応答性に関与することを示し、光誘導型の光合成遺伝子と関連もあわせて議論した。3.オオムギ種子胚を用いてα-アミラーゼの糖による発現抑制現象を解析した。オオムギα-アミラーゼ遺伝子ではジベレリンによる発現誘導が知られているが、種子胚では糖による発現抑制が観察されるのに対し、アリューロン細胞では観察されなかった。詳細な解析により、糖と植物ホルモンシグナリングのクロストーク現象を明らかにした。4.ジベレリンによるイネ葉鞘長促進現象に着目し、この促進が主に細胞伸長によって賄われていることを明らかにした。第2葉鞘では、これに伴い細胞壁物性の変化、浸透物質の増加、可溶性糖の増加、デンプン顆粒の分解が観察され、伸長現象に伴う糖輸送・転流の活発化が推察された。糖は、代謝前駆体・中間体として重要であるばかりでなく、最近では、細胞内・組織間のシグナル物質としての視点から注目を集めている。オオムギ(Himalaya)種子で発現する高pI、低pI型のα-アミラーゼ遺伝子群は、ともに1)ジベレリンによって誘導されること、2)アリューロン層細胞(胚乳外層の細胞層)と胚盤上反細胞(胚盤最外層の細胞層)において発現すること、が明らかとなっている。単離胚を用いた詳細な解析の結果から、両α-アミラーゼ遺伝子群の発現は、1)ジベレリンによって発現が促進されること、2)その発現が代謝に関係する糖によって転写レベルで抑制されること、またその抑制現象は、3)糖によるジベレリン合成の阻害とは共役しないこと、4)糖処理に伴う浸透圧効果とは異なること、5)アブシジン酸の作用とは異なること、6)代謝に無関係であってもヘキソキナーゼによってリン酸化される糖は効果的なこと、等が明らかとなった。また、両遺伝子群の発現は、胚(胚盤上皮細胞)においては上記のように糖による抑制を受けるが、アリユーロン層細胞においては全く観察されないことが示された。上記の結果は、植物ホルモンと糖シグナルのクロストークによって種子胚におけるα-アミラーゼ遺伝子群の発現が制御されていることを示している。オオムギ単離胚とアリューロン層を用いた比較実験より、糖によるα-アミラーゼの発現抑制現象は、種子胚に特異的てあり、また植物ホルモンのシグナル伝達とクロストーク現象が観察された。これらの現象は、種子の発芽過程における成長胚への栄養供給と胚盤上皮細胞の機能変化の生理的意義を分子レベルで解明したものである。この研究結果は、Plant Cell誌上に発表される予定(1997年12月号)であり、国際的に高い評価を受けている。1.イネα-

アミラーゼ遺伝子RAmy3Dの糖による転写抑制現象を解析するため、イネ胚を用いたパーティクルガンによるトランジェント発現系を確立した。この実験系を用いて、この糖抑制現象にヘキソ-スキナーゼが関与することを示した。あわせて、ヘキソ-スキナーゼの活性阻害剤であるグルコサミンが糖センサーに影響を与えることを明らかにした。2.イネα-アミラーゼ遺伝子の糖による発現抑制現象に着目し、RAmy3DならびにRAmy1A遺伝子プロモーターの糖応答シス配列を明かにした。両遺伝子はともに糖による制御を受けるが、その抑制はRAmy3D遺伝子の方が厳密であった。RAmy1Aのジベレリン応答シス配列の内、ピリミジンボックスとGAREが部分的に糖応答性に関与することを明らかにした。RAmy3D遺伝子においては、GmotifとGATA motifが糖応答性に関与することを示し、光誘導型の光合成遺伝子と関連もあわせて議論した。3.オオムギ種子胚を用いてα-アミラーゼの糖による発現抑制現象を解析した。オオムギα-アミラーゼ遺伝子ではジベレリンによる発現誘導が知られているが、種子胚では糖による発現抑制が観察されるのに対し、アリューロン細胞では観察されなかった。詳細な解析により、糖と植物ホルモンシグナリングのタロストーク現象を明らかにした。4.ジベレリンによるイネ葉鞘長促進現象に着目し、この促進が主に細胞伸長によって賄われていることを明らかにした。第2葉鞘では、これに伴い細胞壁物性の変化、浸透物質の増加、可溶性糖の増加、デンプン顆粒の分解が観察され、伸長現象に伴う糖輸送・転流の活発化が推察された。
ヒトてんかん責任遺伝子としてのμ3B遺伝子変異の検索

てんかんは反復するけいれん発作を特徴とし、全人口の1%以上もが発症する、頻度の高い神経疾患である。その半数近くに遺伝的背景が想定されているが、現在までに同定された原因遺伝子は20に満たず、そのほとんどはイオンチャネルや神経伝達物質の受容体という、直接神経伝達に拘わる分子群であった。申請者らは、神経細胞特異的に発現し、シナプス小胞の形成および、シナプス小胞蛋白質のシナプス小胞への局在を制御するAP-3B複合体のサブユニットのひとつであるμ3Bの遺伝子欠損マウスの樹立・解析したところ、このマウスではシナプス小胞の構造や機能が異常になり、抑制性の神経伝達物質であるGABAの放出が傷害され、相対的に神経興奮性が増大して神経伝達が過剰になり、結果としててんかん発作を起こすこと、すなわちμ3Bの遺伝子変異がマウスにおいててんかん発作の原因となることを突き止めた。そこで本研究では、人においてもμ3Bがてんかんの原因遺伝子となっている可能性を、ゲノム遺伝子の塩基配列解析により検討した。192人のてんかん患者白血球から精製したDNAを用いて、μ3Bのゲノム塩基配列を調べた結果、ミスセンス変異およびナンセンス変異は見つからなかった。しかしながら、μ3Bゲノム遺伝子配列中に21個のSNPが発見され、そのうち18個は新規のSNPであった。21個のSNPの内、非翻訳領域に存在するものが15個(5'端は4個、3'端は11個)、イントロンの中に存在するものが6個であった。これらのSNPの機能は不明である。今後さらに解析症例数を増やして検討を続けてゆく予定である。最近、劣性遺伝が示唆される特発性全般てんかん(IGE、中でも特に覚醒時大発作てんかんを中心とする病型)の遺伝子座が8番染色体短腕のセントロメア近傍に位置することが報告された。この領域にはニコチン性アセチルコリン受容体のβ3サブユニット遺伝子が存在し、当初この領域における候補遺伝子と考えられたが既に否定されている。この領域にはヒトμ3B遺伝子も存在しており、研究代表者が樹立・解析しているμ3BKOマウスの表現型が前述の覚醒時大発作てんかんと共通することから、μ3Bがその責任遺伝子である可能性があり、これを遺伝子解析により検討することを目的とした。ヒトμ3B遺伝子は9つのエキソンからなり、そのORFの長さは86-275塩基対である。そこで、これらの領域をエキソン-イントロン境界領域を含めて増幅するようなプライマー対を設計・合成した。これらのプライマーを用いて、ヒト検体DNA(インフォームドコンセントの元に採取した、研究分担者の兼子が代表を務める「てんかん・熱性けいれんの遺伝子解析グループ」が保有しているてんかん家系の検体ならびに、健常対照群の検体)を鋳型としてPCR反応を行い、得られた増幅産物の塩基配列をダイレクトシーケンスにより両方向から決定した。得られた配列データをもとに、SNPを含む変異の検索を行ったが、現在までに変異は見つかっていない。
障害者を含む統合的総合型地域スポーツクラブ運営及び指導者養成に関する研究

全国の総合型地域スポーツクラブの約3割にすでに障害者が参加していた。規模の大きなクラブに障害者が所属している場合が多い。障害者が参加するために様々な工夫をしているところもあるが、配慮なく参加している場合もあった。日本体育協会公認指導者に障害者のスポーツ指導のために必要なものについて尋ねたところ、リスクマネジメントや障がい者との対応方法に不安を持っている人が多いことが明らかになった。本研究の平成21年度には全国の総合型地域スポーツクラブの実態調査およびドイツの地域スポーツクラブのフィールド調査を行った。1.全国の総合型地域スポーツクラブの実態調査1547の総合型地域スポーツクラブに調査票を送り、468のクラブから有効回答があった(回収率30.3%)。調査結果から、31.2%のクラブに障害者の参加があること(あるいはかつてあった)が明らかになった。障害者が参加するに当たっては、スタッフの数を多くしたり、プログラム実施前に十分ンコミュニケーションをとったり、障害のない参加者に理解を求めたりしていることが分かった。一方でクラブに障害者のスポーツ指導ができる専門スタッフがいないため不安があったり、障害のある人の対応で手いっぱいになってしまったり、施設等ハード面で問題がある場合もあることがわかった。実際障害者スポーツ指導者の資格を持つスタッフのいるクラブは8.3%とごくわずかであった。現在障害者の参加がないクラブでも受け入れが可能とするところが多かったが、専門スタッフの不在が不安を招いていることがらかになった。また、障害といっても多様であることから、対応が難しいとするクラブもあった。2.ドイツの地域スポーツクラブのフィールド調査フランクフルトを中心に4つのクラブと1つの行政事務所、1つの疾病金庫、及び健康促進研究所でフィールド調査を行った。ドイツでも完全に障害者が統合された状態のクラブは少なく、それぞれのクラブで可能な形で障害者を統合していること、障害者スポーツ指導者の資格を取得することでリハビリテーションスポーツが指導でき、クラブの財政を潤すことが可能となることが明らかになった。全国1431の総合型地域スポーツクラフに対してアンケート調査を行い468クラブから回答を得た。回収率ば32.7%であった。アンケート調査結果から次のことが明らかになった1.障害者が参加している総合型クラブの割合は31.4%。身体、知的障害者の参加が多く、内部、精神、重複障害者の参加が少なかった。女性より男性障害者の参加が多かった。2.会員規模が大きく、経済的基盤が安定しているクラブに障害者の参加が多かった3.障害著のためのプログラムがあるクラブは情報提供の工夫、プログラム運営や安全管理上の工夫をしているところが多かった。また、そうしたクラブの多くが外部資源を有効利用していることが明らかになった。4.障害者めためのプログラムのあるクラブには障害者が初めてクラブに参加した時にスタッフに障害者のことを理解する関係者がいる場合が多い。一般のスポーツプログラムだけのクラブに障害者が初めて参加する時は一般公募等で応募してくる場合が多い。さらに、特徴ある3クラブのフィールド調査より、以下のことが明らかとなった。1.障害者の参加しているプログラムには、健康・軽運動型スポーツ、車椅子バスケットなどの障害者スポーツ、一般のスポーツ種目の3つのタイプがある。2.クラブ立ち上げのときから障害者のことを理解しているスタッフがクラブに存在していた。3.障害者が参加するに際しては指導者の資質、受益者負担、健常者の理解、障害者の参加促進、外部資源の利用が重要である。本研究の目的は次の2つである。今年度はこのうち(2)の目的に関して研究を進めた。(1)総合型地域スポーツクラブにおける特別な支援を必要とする人(軽度発達障害児・障害者等)の統合のあり方および障害者を含む統合的クラブマネジメントの方法を明らかにし、地域での障害者スポーツの振興の一助とすること。(2)地域スポーツ指導者が障害者を指導する際に必要な具体的な技術、知識、経験内容を明らかにし、「障害者も指導できるスポーツ指導者」像を明確にする。そのうえで、必要な指導者養成カリキュラムの中身を明らかにすること。具体的な研究内容は次のとおり。(公財)日本体育協会公認のスポーツ指導者1000人に対してアンケート調査を実施した。アンケート項目は、障害者や障害者の能力、障害者スポーツ、障害者にスポーツ指導することに関するイメージ。障害者のスポーツ指導経験の有無、障害者のスポーツ指導を実施する際に必要と思われる学習内容に関するものである。回収率は45%であった。その結果、障害者のスポーツ指導の経験がある人が約4分の1いた。障害者にスポーツを指導する際に不安に感じることとして多かったのは対象者がパニックなどを起こした時の対処方法、コミュニケーションの取り方、スポーツの技術指導、けがなど緊急時の対処方法であった。あらかじめ学んでおきたい内容としては指導技術、緊急時の対処方法といったものが多かった。回答者の約4分の1の指導者は実際に障害者を指導した経験があると答えた。

今年度は過去3年間の調査をふまえた総合考察を行うとともに、8-9月に開催されたロンドンパラリンピック大会の現地視察を行った。全国の総合型地域スポーツクラブの約3割にすでに障害者が参加していた。規模の大きなクラブに障害者が所属している場合が多い。障害者が参加するために様々な工夫をしているところもあるが、配慮なく参加している場合もあった。日本体育協会公認指導者に障害者のスポーツ指導のために必要なものについて尋ねたところ、リスクマネジメントや障がい者との対応方法に不安を持っている人が多いことが明らかになった。全国障害者スポーツ大会参加の身体障害者に対する調査結果の比較(1995年と2010年)からは、練習時間の長時間化、障害者スポーツ施設などで練習する人の増加、障害のない人との練習の機会の増加が見られた。スポーツに対する意識では「勝つことを目指す」「大会を目指して頑張る」「技術向上を目指したい」「公式ルールでやりたい」など競技性の高さを示す回答の比率が増えていた。これらの結果から障害者スポーツはよりスポーツ化し、また総合型地域スポーツクラブなど一般のスポーツクラブでスポーツ活動する人も増加している。そのため、障害者も指導できる指導者の養成が急務であり、とりわけ障害者への対応方法や安全面での知識の普及が求められていることが明らかになった。ロンドンパラリンピックの特徴として1は競技レベルの高さ(ex.陸上男子100m弱視クラス(T13)の優勝記録10秒46、下肢障害クラス(T44)10秒90など)。2観客の多さ(ex.チケット販売数は270万枚で過去最高)。3観客のマナーの良さ。4組織員会がオリンピックと同等の扱いを行ったことの4つを上げることができる。今年度実施する予定だった各競技団体の指導者養成カリキュラムの内容調査が実施できなかった。理由は体協指導者のアンケート調査を実施する前段階で体協、障害者スポーツ協会等との連絡調整が複雑で時間をとられてしまったこと、アンケート調査対象者を当初の予定の倍の1,000人としたことで、統計分析等に時間を要した為である。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度においては今年度実施できていない指導者養成カリキュラムの内容調査を次年度実施する。これに加えて当初から予定していた障害者のスポーツ指導経験のないスポーツ指導員数名にインタビュー調査を行い、アンケート調査では明らかにできなかった、障害者のスポーツ指導に際して不安な内容、またどのような知識を必要としているかについて明らかにする。合わせて障害者のスポーツ指導経験のある指導者にもインタビュー調査を行い指導に必要な知識、技術、経験内容を明らかにする。前年度の研究調査とあわせて、障害者も指導できるスポーツ指導者像を明らかにする。
再構成可能論理回路の計算困難問題への応用に関する研究

多くの計算困難問題は実用上も重要な意味を持つが,大規模な問題を解くことが難しい.本研究の目的は,計算困難問題を高速に解く専用回路を検討することである.本研究では,NP完全問題の一つである「部分グラフ同型判定問題(SIP)」を例として取り上げる.まずSIPの専用回路化に関して,2つのアルゴリズム(UllmannとKonishi)の実装方法(各種)を定量的に比較検討した.その結果,いずれの専用回路もそのままでは回路規模が大きく実装に難があることがわかった.一般に入力データを固定すれば専用回路の規模は縮小するが,得られる回路は入力に依存するため再利用が不可能となる.このような回路(データ依存回路)の実装には再構成可能論理回路が必須であり,再構成可能論理の有望な応用であると期待される.そこでUllmannのアルゴリスムとKonishiのアルゴリズムに関してデータ依存回路を評価した結果,回路規模が縮小すると同時に,回路生成時間を含めても実行時間が短縮可能であることが示された.この傾向は,ランダムグラフ,連結グラフのいずれのデータセットでも同じであった.これらの結果は国際会議と論文誌に採録された(論文リスト参照).部分グラフ同型判定は一種のパターンマッチ問題であるが,これに関連してプログラムへの電子透かし埋め込みに関する研究を行った.プログラムは基本ブロックによって構成される一種の有向グラフとしてモデル化可能である.この構造に電子透かしを埋め込むDavidsonの手法に関して定量的評価を行い,レターとして論文誌に採録された.多くの計算困難問題は実用上も重要な意味を持つが,大規模な問題を解くことが難しい.本研究の目的は,計算困難問題を高速に解く専用回路を検討することである.本研究では,NP完全問題の一つである「部分グラフ同型判定問題(SIP)」を例として取り上げる.まずSIPの専用回路化に関して,2つのアルゴリズム(UllmannとKonishi)の実装方法(各種)を定量的に比較検討した.その結果,いずれの専用回路もそのままでは回路規模が大きく実装に難があることがわかった.一般に入力データを固定すれば専用回路の規模は縮小するが,得られる回路は入力に依存するため再利用が不可能となる.このような回路(データ依存回路)の実装には再構成可能論理回路が必須であり,再構成可能論理の有望な応用であると期待される.そこでUllmannのアルゴリスムとKonishiのアルゴリズムに関してデータ依存回路を評価した結果,回路規模が縮小すると同時に,回路生成時間を含めても実行時間が短縮可能であることが示された.この傾向は,ランダムグラフ,連結グラフのいずれのデータセットでも同じであった.これらの結果は国際会議と論文誌に採録された(論文リスト参照).部分グラフ同型判定は一種のパターンマッチ問題であるが,これに関連してプログラムへの電子透かし埋め込みに関する研究を行った.プログラムは基本ブロックによって構成される一種の有向グラフとしてモデル化可能である.この構造に電子透かしを埋め込むDavidsonの手法に関して定量的評価を行い,レターとして論文誌に採録された.多くの計算困難問題は実用上も重要な意味を持つが,大規模な問題を解くことが難しい.本研究の目的は,専用回路を用いて計算困難問題を高速に解くことである.本研究の背景については,共立出版『アルゴリズム工学』6.27節「計算困難問題と専用回路」に小文が掲載されたので参照されたい.過年度,計算困難問題の実例として"部分グラフ同型判定問題"を取り上げ,その専用計算回路化について検討および評価を行ってきた.その結果,専用回路化に伴う回路規模の増大と,専用回路とメモリ間のデータ転送ボトルネック(フォンノイマン・ボトルネック)が問題であると認識するに至った.そこで本年度は,データに依存した専用回路を設計評価することによって回路規模の縮小および動作速度の改善が可能であるか検討した.暫定的評価で肯定的な結果が得られたので,2002年3月の電子情報通信学会総合大会で速報すると共に,年度内に結果をまとめて国際学会に投稿する予定である.本年度は,研究計画どおり新たなFPGAプラットホームを検討し,AlteraとXilinxの評価システムを導入した.新システムの容量は現在の数十倍であるため,来年度以降の研究では,より現実的な応用や回路について検討を加えることが可能になった.グラフは非常に一般的で適用範囲が広いデータ構造なので,他の応用について本手法が適用できる可能性がある.本年度予備的な検討を進めるうち,立体モデル記述に含まれる冗長性を用いて情報を運ぶ手法を発見し,電子署名手法への応用を国際学会WSCG2002に投稿して受理された.本手法については,2002年中に論文誌に投稿する予定である.多くの計算困難問題は実用上も重要な意味を持つが,大規模な問題を解くことが難しい.本研究の目的は,計算困難問題を高速に解く専用回路を検討することである.本研究では,NP完全問題の一つである「部分グラフ同型判定問題(SIP)」を例として取り上げる.まずSIPの専用回路化に関して,2つのアルゴリズム(UllmannとKonishi)の実装方法(各種)を定量的に比較検討した.その結果,いずれの専用回路もそのままでは回路規模が大きく実装に難があることが確認された.一般に入力データを固定すれば専用回路の規模は縮小するが,得られる回路は入力に依存するため再利用が不可能となる.このような回路(データ依存回路)の実装には再構成可能論理回路が必須であり,再構成可能論理の有望な応用であると期待される.そこでUllmannのアルゴリズムとKonishiのアルゴリズムに関してデータ依存回路を評価した結果,回路規模が縮小すると同時に,回路生成時間を含めても実行時間が短縮可能であることが示された.

この傾向は,ランダムグラフ,連結グラフのいずれのデータセットでも同じであった.これらの結果は国際会議と論文誌に採録された(論文リスト参照).部分グラフ同型判定は一種のパターンマッチ問題であるが,これに関連してプログラムへの電子透かし埋め込みに関する研究を行った.プログラムは基本ブロックによって構成される一種の有向グラフとしてモデル化可能である.この構造に電子透かしを埋め込むDavidsonの手法に関して定量的評価を行い,レターとして論文誌に採録された.
Kobusine型7環性アコニットアルカロイドの全合成研究

トリカブトは美しい青紫で特異な形状をした花と毒性で有名である。その毒性の本体は主として塊根部に含有される、トリカブトアルカロイドと呼ばれる複雑な構造を有する塩基性成分であり、それらは基本骨格からatidane, veatchane, cycloveatchane, aconitane, hetisanの5種類に分類される。これらの合成研究には40年を超える歴史がある。本邦をはじめ世界中でこれらアルカロイドの全合成レースが展開され、日本、カナダ、アメリカなどでその幾つかが全合成された。しかしながら、代表的な上記5母核のうち、もっとも複雑な骨格の一つである7環性hetisanのみが唯一その全合成はもとより、基本骨格の構築さえも報告されていなかった。我々は、既に報告した「Pd触媒による分子内ケトン基、ホルミル基、ニトロ基に対するα-アリール化反応」の応用の一環として、本課題「Kobusine型7環性アコニットアルカロイドの全合成研究」に挑戦した。種々試行錯誤、紆余曲折を経たが、ようやく(±)-Nominineの全合成を完成し、報告することができた。40工程に亘る本合成は、世界で初めての7環性hetisan骨格アルカロイドの全合成例である。更に合成標品のX線結晶解析を行ない、これまでKobusineとの関連付けによって確定されていたNominineの分子構造を最終確定するとともに、解析依頼標品の単結晶構造がdl体であることを確定した。このことは、完成した全40工程に亘る合成ルートに沿って、全合成が疑いの余地なく完成していることの客観的証左である。主要経路以外にも、速報では表面に出ない貴重な数々の知見が得られたが、これらは2006年に遺漏なく全ての機器データとともに、その全容を報告予定である。トリカブトは美しい青紫で特異な形状の花とその毒性で著名である。トリカブトは400種類以上もの特徴的で複雑なアコニットアルカロイドを産生するが、その合成研究には40年に亘る歴史がある。しかしながら、代表的な母核であるatidane, veatchane, cycloveatchane, aconitane, hetisanのうち、もっとも複雑な骨格の一つである7環性hetisanのみが唯一その全合成はもとより、基本骨格の構築さえも報告されていなかった。種々試行錯誤、紆余曲折を経たが、2004年(±)-Nominineの全合成を完成し、報告した。本合成は、世界で初めての7環性hetisan骨格アルカロイドの全合成例である。更に合成標品のX線結晶解析を行ない、これまでKobusineとの関連付けによって間接的に確定されていたNominineの分子構造を再確認すると共に、解析依頼標品の単結晶構造がdl体であることを確定した。ここで得た数々の知見を元に、さらに本骨格アルカロイドの全合成研究を実施する予定である。トリカブトは美しい青紫で特異な形状をした花と毒性で著名である。

これらの合成研究には40年を超える歴史がある。本邦をはじめ世界中でこれらアルカロイドの全合成レースが展開され、日本、カナダ、アメリカなどでその幾つかが全合成された。しかしながら、代表的な上記5母核のうち、もっとも複雑な骨格の一つである7環性hetisanのみが唯一その全合成はもとより、基本骨格の構築さえも報告されていなかった。我々は、既に報告した「Pd触媒による分子内ケトン基、ホルミル基、ニトロ基に対するα-アリール化反応」の応用の一環として、本課題「Kobusine型7環性アコニットアルカロイドの全合成研究」に挑戦した。種々試行錯誤、紆余曲折を経たが、ようやく(±)-Nominineの全合成を完成し、報告することができた。本合成は、世界で初めての7環性hetisan骨格アルカロイドの全合成例である。更に合成標品のX線結晶解析を行ない、これまでKobusineとの関連付けによって確定されていたNominineの分子構造を最終確定するとともに、解析依頼標品の単結晶構造がdl体であることを確定した。このことは、完成した全40工程に亘る合成ルートに沿って、全合成が疑いの余地なく完成していることの客観的証左である。主要経路以外にも、速報では表面に出ない貴重な数々の知見が得られたが、これらは遺漏なく2006年に全ての機器データとともに、その全容を報告予定である。
慢性膵炎モデルの構築と膵星細胞を標的とした分子標的治療-膵線維症解消と膵再生-

前年度に確立したDBTC-アルコール投与による慢性膵炎ラットに対して、コラーゲン分子のシャペロンであるHSP47に対するsiRNAをvitamin-A混合リポソームを用いて静脈注射し、膵線維症の改善を試みた。siRNAの10回投与後、組織を取り出し、切片作成後にAzan染色により線維症の程度を評価した。その結果、特に血管周囲において線維症の改善が認められた。中でもランゲルハンス島内の線維については十分な線維解消がみられ、ランゲルハンス島の構造も改善していた。一方、血管から離れている膵実質部の線維については線維の残存が見られた。これらの結果は、HSP47遺伝子の発現抑制が膵線維症の解消に有効であることを示し、またその効果は血流動態に大きく依存することを示唆している。in vitroでの細胞間相互作用を解析する目的で膵外分泌細胞の培養を試みた。ラット膵より外分泌細胞を分離し、液相ー気相境界面での培養を行ったところ、およそ1週間まで一定の生存率を維持したまま培養することに成功した。培養した膵外分泌細胞について詳細を解析したところ、多核化した細胞が見られた。これは細胞分裂が核分裂後に停止していることを示唆している。また前年度に分離・同定したランゲルハンス島内星細胞について遺伝子発現解析を行った結果、β細胞の増殖に要求されると考えらえるサイトカインの発現を確認できた。またラット膵よりランゲルハンス島を分離後、内分泌細胞を分離し、膵星細胞と特定条件下で共培養することによりランゲルハンス島様の構造を再構築することに成功した。ラットにおける慢性膵炎病理モデル作出を目的として、有機スズ化合物(DBTC)およびアルコールの投与を行い、投与開始10週後に組織の解析を行った。DBTC単独投与では膵臓内の繊維は慢性的に維持されているものの総胆管周囲に限局しており、小葉内線維化は認めらず、線維症の発症率も40%程度であった。アルコール単独持続投与においては著しい体重の減少は認められたものの、慢性膵炎の発症は認められず、膵線維症も認められなかった。一方、DBTC投与後にアルコールの持続投与を行ったところ、重症化し、一部個体で重度の膵線維症が認められた。DBTC投与後早期にアルコール投与を開始した場合には急性膵炎を発症する個体が認められたが、線維症の慢性化を伴った個体は得られなかった。一方、DBTC投与により膵管閉塞が見られるようになる6週後からアルコール投与を開始した場合には急性膵炎の発症は少なく、DBTC単独投与個体に比べて線維症の進行した個体が確認された。DBTC単独投与個体と異なり、DBTCアルコール併用投与個体では総胆管周囲以外にも小葉間、小葉内の線維化が認められ、部位によってはランゲルハンス島内にも線維化が認められた。これらの結果より、DBTC投与により線維症の慢性化を誘導し、その上でアルコールによる急性のダメージを与えることで臨床像と一致する慢性的な膵線維症を発症させることが可能であることが明らかとなった。また膵線維症の詳細を解明するために膵間質およびランゲルハンス島の星細胞に対して免疫染色を行ったところ、それぞれ異なる表現型を示すことが明らかとなった。膵間質、ランゲルハンス島それぞれから星細胞を分離し、遺伝子発現を解析したところ、両星細胞間に違いが見られ、膵組織には少なくとも2種類以上の星細胞が存在することが明らかとなった。当該年度の研究計画にあったDBTCおよびアルコールの投与による膵炎誘導については計画通り実施し、これらの個体に対して体重変動、解剖所見のデータを取得した。また組織切片の作製および染色による解析まで実施し、計画通り慢性膵炎の発症の検証を行うことができた。結果、目標であった慢性膵炎を呈する個体の作出まで完了した。26年度は実施計画にある通り、慢性膵炎個体の膵における星細胞の分布について免疫染色等により詳細に検討を行う。また膵再生の機構を調べる目的で膵細胞の分離・培養系の確立を目指す。

3月に納品された物品(76,550円分)に関して、当大学では業者への支払が翌月となっているため。納品済みの消耗品(76,550円分)の支払とする。
ライフサイクルを考慮した化学プロセスの統合設計システムの開発

ライフサイクルを考慮した化学プロセスの設計支援をするための統合システムを開発することを目的として、以下の成果が得られた。(1)分子設計、材料設計からプロセス設計に至るまでのプロセスライフサイクルを解析し、アクティビティモデルとしてIDEFOで表現した。これによって各アクティビティ間の物質と情報の流れを明確にした。特にバッチプロセスにおける運転設計のためのレシピの作成のために必要な情報が明らかになり、この情報に対して製品のライフサイクル情報の与え方を検討することによって、統合設計システムの構造が設計できる。(2)原料から生産、利用、廃棄までの製品ライフサイクルをモデル化する手法を開発した。設計の対象としている化学プロセスが生産する製品のライフサイクルをこのモデルで表現することにより、反応や溶媒の選択なプロセス設計に関する種々のシナリオに応じた製品の地球環境への影響を評価することが可能となる。(3)ライフサイクルにおけるアクティビティをオブジェクトとし、化学プロセス設計におけるアクティビティ間の情報伝達をするための情報システム設計を行い、この設計に基づいて、分散オブジェクトの相互利用を可能とする情報システムのプロトタイプを実装した。これらの成果から、さらにオブジェクト間インタフェースの標準化が今後の検討課題となった。また、プロトタイプからより実用的なシステムとするためには、モデルの詳細化、シミュレーション環境との結合、最適化への展開が必要である。物質設計、材料設計、プロセス設計を経て、製品化にいたるプロセスライフサイクルのアクティビティのIDEFO(Integration Definition for Function Modeling)によってモデル化した結果を詳細に分析し、情報の流れを明らかにした。これによって、これまで明確に分析されたことのない開発活動と生産活動の多くのフェーズを個々のアクティビティに分解し、そのアクティビティ間の物質、情報の流れが明らかになった。各アクティビティを実行するために必要な情報やシミュレータなどの資源(メカニズム)についても解析を行い、統合設計システムに必要なツールと情報構造についても検討を進めた。また、生産後の製品の流れを含むプロダクトライフサイクルについて、生産から流通、消費、廃棄、回収、リサイクルなどのモデル化を行い、このモデルから抽出される情報を設計に段階に取り入れるための情報構造について解析を開始した。これらの解析結果から、個々のアクティビティをオブジェクトととらえ、情報の流れをオブジェクト間あるいはデータベースとオブジェクト間、シミュレータとオブジェクト間の情報伝達ととらえることによって化学プロセス設計の全体のアクティビティのつながりをモデル化するシステムの試作に着手した。種々のシミュレーション実行するツール、各アクティビティを実行するために必要だが現在は個別に存在しているデータベースを管理するツールを分散環境での情報技術であるJavaやオブジェクトリクエストブローカー、オブジェクト指向データベースなどの技術を活用し、分散環境での情報交換技術について基本実験を完了した。設計者に対するユーザーインタフェースについても基本機能設計を行った。昨年度分析した、物質設計、材料設計、プロセス設計を経て、製品化にいたるプロセスライフサイクルのアクティビティモデルによって、プロセスライフサイクルとプロダクトライフサイクルを結合したモデルを作り上げ、全体を統合化したシステムとするために、プロダクトライフサイクルのモデル化、および統合化のための基本システムの設計、試作を行った。プロダクトライフサイクルについては、汎用ポリマー材料であるポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートについてモデル化を行い、原料から廃棄、リサイクルを含めたモデルとその評価手法を確立した。特に地球環境への影響についても地球温暖化、酸性雨などまでを含めた評価方法を検討した。統合システムの設計については、ライフサイクルモデルの表現方法、物質、熱フローの計算方法、外部のライフサイクル情報のデータベースやモデルの構築、管理、利用方法について検討、設計を行った。特にライフサイクルモデルの表現方法については、再利用可能性についても重視して設計した。この設計に基づいたプロトタイプ実装には、分散環境を前提としたJava言語を用い、分散オブジェクトの相互利用のためにオブジェクトリクエストブローカーの一種であるRMI、分散オブジェクト管理にJiniを利用した。設計者へのユーザーインターフェースについても昨年度の基本設計に基づいた実装を行った。Javaの利用によって、計算機環境の違いを最低限に押さえることができた。オブジェクト間のインタフェース、例えば物質名の引き渡し方について標準化が必要であるが、この点については今後の課題となった。
中国の人口問題―一人っ子政策による国際人口移動への影響

中国では、経済発展にともなう農村部から都市部への労働人口の移動や、“一人っ子政策"の厳しい賞罰制度を逃れるための北京・上海などの経済発展を遂げた都市部から香港への妊婦の移動など、人口が流動化している。このような人口流動は、すでに国際的なものとなり、今後さらに規模が大きくなると予想されているが、周辺各国に対する影響の大きさについて、本格的な実態調査はまだ行われていない。本研究では、中国の経済発展および人口抑制とグローバルな人口移動の関係について、一人っ子政策の焦点を当てた実証調査を行い、日本に代表される少子高齢化が進んだ周辺各国に対する長期的な影響を予測した。中国大陸妊婦が香港で出産するケースが急増し、香港の医療機関の大きな負担となり、社会問題になりつつある。香港保安局の資料によると、2001年の620人であった出生数が2005年の9200人までにのぼり、2010年に4万人を超えており、香港の新生児8万8千人のうち、45%は中国大陸の妊婦が生んだ子供であった。また、香港で“双非"と呼ばれる児童が深刻な社会問題を引き起こしている。香港に居住権を持たない中国本土出身の夫婦が香港で越境出産をすると、その子女は“双非"と呼ばれる。香港教育局の統計によると、越境通学児童の数は1997年の時点では500人程度だったが、2010年は30倍以上の1万6000人にも上っている。就学児童の急増は学校の受け入れ態勢が追いつかない、経費の増加など現地の教育機関に大きな負担となっている。また、地元の学童が入学できずにあぶれるという事態も生まれつつあり、香港人と中国人の摩擦の原因になりうると懸念されている。このように、18万人の双非児童の教育問題が大きな課題である。聶は現地実態調査を行い、越境出産する妊婦を対象にして香港出産の原因やルートを明らかにし、双非児童家庭の越境通学の実態についても考察・分析した。中国は世界に華僑・華人を約4,000万人近くも進出させてきた歴史があり、世界の人口流動化にもっとも大きな影響を与えているという観点から、中国人のグローバルな人口流動の要因解析は、世界の人口問題を研究する上で、社会的に重要な意義を持つ。中国雲南省と国境を接することからミャンマー、さらにはラオス、タイ、ベトナム、カンボジアとメコン河の運輸交通の拡大から、国境をこえた人と物の移動がインドシナ半島で日に日に巨大化している。メコン川流域における人口流動化は、中国の人口問題が周辺の複数国家に多極的な影響を及ぼした、重要なフィールドケースである。本研究では、中国の主要な研究機関とのネットワークに加え、本学独自のメコン川流域におけるネットワークを活用し、要因である中国側と、影響を受けた側であるメコン川流域諸国という、多角的観点から調査・解析を実施した。具体的に、本調査は次の2段階に分けて行った。第1段階では、中国の華僑・華人の大量流出地である福建省永定県に現地調査を行った。なお、調査協力者としては、福建省永定県は県政府および福建省から留学中の黄衛鋒(現・本学博士課程在籍)である。第2段階では、中国の雲南省からベトナム、ラオスへの現地調査、現地の華僑・華人を対象者としてインタビュー調査を行った。なお、調査協力者としては、ラオス国立大学である。また、日本については、一人っ子政策後に生まれた中国人の留学生、就学生、研修生の流入問題の実態と意識調査を行い、日本の社会および今後の日中関係にどのような影響を与えられるかが明らかになった。ロシアの人口減少はとりわけ極東沿海地域で極めて深刻である。その理由として、1991年にソビエト崩壊後、極東地域の政治的役割が消滅したことが挙げられる。例えば市全体が軍の拠点であったウラジオストックも、いまでは観光化されてしまった。また、賃金の割増が1989年からなくなったために、物価高や治安悪化で寒冷な極東であえて働く魅力がなくなり、モスクワ周辺やふるさとのより生活しやすい地域に帰郷したため、人口減少が著しい。さらには、ロシア全体にもいえることだが、人工妊娠中絶や離婚率は世界一の高さまで上昇しており、出生率低下につながり、急速な人口減で危機にある。プーチン政権になって以降、子だくさんの若夫婦への住宅ローン免除など、人口増強政策に手をうっているが効果は容易でない。こうした中国との国境付近の人口減少化の続く沿海州を中心に、商売上手の中国人が急増していることから、中ソ間の国際人口移動の実態と移動者(華僑・華人)へのインタビュー調査を実施する。本調査は黒龍江大学中露学院国際経済・貿易学院、ロシア語学院、およびロシアの大学に留学している黒龍江大学の中国人留学生らの協力を得て、次のように2段階に分けて行う。第1段階(2015年8月)ではweb会議を通して調査項目について議論し、調査員の確定と専門訓練を行った。第2段階(2016年8月)は黒龍江省にて現地調査を行いながら、移動者のインタビュー調査を実施し、その後検証・分析する。調査地・中国黒龍江省における実地調査の計画期間において、家族の看病のため、実現できなかった等を理由とする。

本研究では、中国の経済発展および人口抑制とグローバルな人口移動の関係について、2015年までの一人っ子政策に焦点を当てた実証調査を行い、日本に代表される少子高齢化が進んだ周辺各国に対する長期的な影響を予測した。ロシアの人口減少はとりわけ極東沿海地域で極めて深刻である。その理由として、1991年にソビエト崩壊後、極東地域の政治的役割が消滅したことが挙げられる。例えば市全体が軍の拠点であったウラジオストックも、いまでは観光化されてしまった。また、賃金の割増が1989年からなくなったために、物価高や治安悪化で寒冷な極東であえて働く魅力がなくなり、モスクワ周辺やふるさとのより生活しやすい地域に帰郷したため、人口減少が著しい。さらには、ロシア全体にもいえることだが、人工妊娠中絶や離婚率は世界一の高さまで上昇しており、出生率低下につながり、急速な人口減で危機にある。プーチン政権になって以降、子だくさんの若夫婦への住宅ローン免除など、人口増強政策に手をうっているが効果は容易でない。こうした中国との国境付近の人口減少化の続く沿海州を中心に、商売上手の中国人が急増している。本年度において、本研究課題の「中国の人口問題:一人っ子政策による国際人口移動への影響」について中国遼寧省瀋陽市にて研究交流し、中国の経済学者、人口学者、社会学者の方々と大いに議論し、情報・資料収集ができ多くの知見を得られた。さらに、中ソ間の国際人口移動の実態と移動者(華僑・華人)へのインタビュー調査を実施した。中国では、経済発展にともなう農村部から都市部への労働人口の移動や、“一人っ子政策"の厳しい賞罰制度を逃れるための北京・上海などの経済発展を遂げた都市部から香港への妊婦の移動など、人口が流動化している。このような人口流動は、すでに国際的なものとなり、今後さらに規模が大きくなると予想されているが、周辺各国に対する影響の大きさについて、本格的な実態調査はまだ行われていない。本研究では、中国の経済発展および人口抑制とグローバルな人口移動の関係について、一人っ子政策の焦点を当てた実証調査を行い、日本に代表される少子高齢化が進んだ周辺各国に対する長期的な影響を予測した。26年度では、ラオス国立大学のを協力を得ながら、ラオス、ベトナムへの現地調査、現地の華僑・華人を対象者として国際移動した経緯や現在のの生活実態等にについてインタビュー調査を行った。それに加え、予想以外の現地の華人の新たな経済活動状況を把握することができたため、順調に進展していることに間違いない。中国との国境付近の人口減少の続く沿海州を中心に、商売上手の中国人が急増していることから、平成28年度では、中ソ間の国際人口移動の実態と移動者(華僑・華人)へのインタビュー調査を実施する計画である。これまでは協力関係者と調査項目について議論し、調査員の確定と専門訓練を行ったが、平成28年度は確実に実地調査を行う。また、3年間の総括をまとめていく予定である。人口社会学中国との国境付近の人口減少化の続く沿海州を中心に、商売上手の中国人が急増していることから、平成27年度では、中ソ間の国際人口移動の実態と移動者(華僑・華人)へのインタビュー調査を実施する。25年度では、香港で中国本土から妊婦の移動が急増した実態調査および要因解析を行った。それに加え、新たに関連する国際人口移動となる双非児童家庭の越境通学の実態についても考察・分析したため、順調に進展していることに間違いない。
大規模分散処理に適したマルチ分子オブジェクト法による分子計算技術の研究

本研究は大きく分けて(1)マルチ分子オブジェクト法のための分子計算プラットフォームの構築、(2)階層化分子シミュレーションのための分子計算技術の開発、(3)不均一計算タスクの負荷分散アルゴリズムの開発、の3つの部分からなる。それぞれに関する研究実績の概要を以下に示す。(1)マルチ分子オブジェクト法による並列化効率と計算精度の向上を目指し,大規模系の結晶シミュレーション技術の開発を行った。その結果,分子間相互作用エネルギー和で14桁までの精度保障を実現すると伴に,およそ4億原子で構成された直径0.1μmもの分子性結晶計算に成功した.また、実用化レベルで結晶多形間の相転移シミュレーションによる熱力学解析法の開発に成功した.(2)マルチウェーブレット基底を用いたTDHF/TDDFT時間依存シュレディンガー方程式の解法や超分極率の算定法などの開発を行なった.これらは,現時点では大規模系への適用は容易ではないが,今後,不均一系に対する密度汎関数理論の開発へ展開することが大いに期待できる結果となった.(3)分子シミュレーションの計算タスクに対して演算性能が不十分なヘテロ分散計算環境では,実践的な負荷分散アルゴリズムは困難であることが分かった.そこで,分子シミュレーションに利用されることが多いマルチコアCPUをクラスター化したヘテロ分散環境を想定し,マルチコア/マルチスレッドシステムの負荷分散アルゴリズムめ開発に着手した.本研究は大きく分けて(1)マルチ分子オブジェクト法のための分子計算プラットフォームの構築、(2)階層化分子シミュレーションのための分子計算技術の開発、(3)不均一計算タスクの負荷分散アルゴリズムの開発、の3つの部分からなる。(1)では、分子オブジェクト法による分子計算を確立するための最初の段階である結晶計算システムを、ほぼ完成させた。典型的な分子性結晶をサンプルとして検証を行ったところ、ジカルボン酸系の結晶多形と配座異性体の関係を考察することができた。また、計算精度をさらに高めるため、電荷平衡法を導入した分子計算ポテンシャルの改良を行うと伴に、既往の計算法を用いた応用計算を行い、その一部について論文発表を行った。(2)では、並列フラグメント分子軌道計算法の改良を行うと伴に、溶媒和された高分子鎖の有効ハミルトニアンの下でブラウニアン動力学シミュレーションを行う手法を開発した。また、溶媒中での高分子シミュレーションの問題点を解決するため、密度汎関数近似に基づく溶媒誘起対ポテンシャルを提案した。(3)では、演算性能が不均一なヘテロ分散計算環境において複数の計算タスクを効率的に処理するための基本アルゴリズムを構築し、検証を行った。HPL(High Performance Linpack)だけでなく、広範囲のベンチマークプログラムを用いた検証では、新たに提案したモデルが、従来の実行時間予測モデルよりも広範囲に適応できることを確認した。(1)では、昨年完成させて分子オブジェクト法による結晶計算システムを用いて,大規模系の結晶シミュレーションを行った。その結果,400万原子で構成される直径400Åもの分子性結晶の結晶計算に成功している.また、計算精度をさらに高めるため、電荷平衡法の更なる改良を行い,実測の双極子能率をほぼ完全に再現した(RMSD:0.35D,相関係数0.9).(2)では、FMM(高速多重極展開法)を改良することによって,タンパク質やDNAなどの分子シミュレーションに必要なクーロン力計算の計算コストの増大無しに精度を上げることを可能にした.一方,高精度な水和構造の記述を目指して,分子間の配向相関を露に考慮した密度汎関数理論(DFT)に基づく新たな統計力学的手法の開発を行った.