hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
状況によって誘発される機能障害時に有効な文字入力手法

本研究では,状況によって誘発される機能障害時に有効な文字入力手法を提案する.具体的には,1.小型タッチスクリーンで,2.片手操作,しかも視認できない状態を想定し,3.周囲から目立たないという特長をもつ文字入力手法を実現する.具体的には,丸型フェイスのスマートウォッチを実装環境とし,ここで視認せずにEdgeWrite入力を行う.最終年度である平成30年度は2つの観点でプロジェクトを実施した.まず,振動によるフィードバック機能の研究を行った.多様な振動パターンを用いることによって,振動フィードバックによる意味的情報の表現が可能となり,従来よりも豊かなインタラクションが実現できるという仮説を設定し,これを実験によって検証した.特に,携帯端末における画面を注視できない状況での情報伝達の必要性を考慮し,振動フィードバックによる「量」と「重要度」の表現の可能性について調査した.携帯型の実験用振動デバイスを開発して実験を行った結果,量については,振動の強度が大きい方がユーザは多い量を表していると感じ,小さい方が少ない量に感じることがわかった.重要度については,振動の強度が大きい方がユーザは高い重要度を表していると感じ,小さい方が低い重要度を表していると感じることが明らかになった.次に入力について,EdgeWriteの発展手法及び文字入力手法の応用を検討した.EdgeWriteは主として縁のなぞりを使用する入力手法であるため,縁のないベゼルレスデザインのスマートウォッチでは使用が困難である.そこで,縁の横断・交差によるスワイプジェスチャを利用した文字入力手法を提案してシステム実装を行った.本手法用にデザインした入力アルファベットは高い学習容易性をもつことが明らかになった.さらには,スマートウォッチ自体の形状の変形による入力可能性について,プロトタイプを作成して調査を行った.本研究では状況によって誘発される機能障害時に有効な文字入力手法を提案する.具体的には,1.小型タッチスクリーンで,2.片手操作,しかも視認できない状況を想定し,3.周囲から目立たないという特長をもつ文字入力手法を実現する.本手法の実現のために日本語カタカナEdgeWriteの拡張版を提案する.提案手法の実装として2つの開発目標を設定する.まず,丸型フェイスのスマートウォッチを実装環境とし,ここで視認せずにEdgeWrite入力を行うことを開発目標1とする.次に,ポケットに手をいれたままの状態で,スマートフォンで片手によるEdgeWrite入力を行うことを開発目標2とする.平成28年度には,開発目標1を実現するために,視認しない状況下での入力ジェスチャの形状に関する基礎データを取得した.まず,基礎データを取得するための実験環境を,スマートフォン上とスマートウオッチ上に構築した.次に,これらの実験環境を使って,丸型スマートウオッチにおけるジェスチャ生成実験を実施した.実験参加者に英語アルファベット,数値,各種記号の課題を提示して,一筆書きジェスチャを生成,入力してもらった.また,生成された各ジェスチャに対して,実験参加者の自信度を取得した.以上のデータの分析に加えて,各参加者が生成したデータと他者が生成したデータとの一致度を計算した.以上の結果をもとにして,丸型スマートウオッチ用のEdgeWrite入力ジェスチャの基本デザインを提案した.さらには,上記のEdgeWrite入力ジェスチャの基本デザインを入力して文字に変換するソフトウェアを開発した.本研究では,状況によって誘発される機能障害時に有効な文字入力手法を提案する.具体的には,1.小型タッチスクリーンで,2.片手操作,しかも視認できない状態を想定し,3.周囲から目立たないという特長をもつ文字入力手法を実現する.本手法の実現のために日本語カタカナEdgeWriteの拡張版を提案する.具体的には,丸型フェイスのスマートウォッチを実装環境とし,ここで視認せずにEdgeWrite入力を行う.平成29年度には2つのプロジェクトを遂行した.まず,状況によって誘発される機能障害の特性を明らかにするために,スマートウォッチ上での異なる手の姿勢における,なぞり操作時の振る舞いを,集中的に調査した.具体的には,4つの手の姿勢と入力手法(1.支持なしでの人差し指入力,2.親指支持での人差し指入力,3.親指+中指支持での人差し指入力,4.人差し指支持での親指入力)に対して,丸型スマートウォッチの縁なぞり操作がどのような特徴をもつのか,実験により評価を行った.この結果,親指支持での人差し指入力が,入力速度と作業負荷の点で,他の手法よりも優れていることが明らかになった.またこの手法では,丸型スマートウォッチの円形の縁全体を使用するよりは,弧の一部と画面を横断する直線から構成されたD型の経路を使用する方が,安定して入力可能だと明らかになった.次に,ユーザへのフィードバック問題に着手した.フィードバックの実現手段として,音声フィードバックを候補に挙げ,丸型スマートウォッチでの縁なぞり入力に対して,入力された文字を音声でフィードバックするシステムを開発した.このシステムを開発するにあたって予備調査を行ったところ,入力ジェスチャ形状がユーザの入力姿勢によって回転するといった,新たな課題が明らかになった.平成29年度には,状況によって誘発される機能障害の特性を明らかにするために,スマートウォッチ上での異なる手の姿勢における,なぞり操作時の振る舞いを,集中的に調査した.この研究成果を,国際会議ACM the 16th International Conference on Mobile and Ubiquitous Multimedia (MUM '17)にて発表した.また,研究の成果の一部は,電子情報通信学会東京支部学生会奨励賞を受賞した.以上から,おおむね順調に進展していると判断する.本研究では,状況によって誘発される機能障害時に有効な文字入力手法を提案する.

具体的には,1.小型タッチスクリーンで,2.片手操作,しかも視認できない状態を想定し,3.周囲から目立たないという特長をもつ文字入力手法を実現する.具体的には,丸型フェイスのスマートウォッチを実装環境とし,ここで視認せずにEdgeWrite入力を行う.最終年度である平成30年度は2つの観点でプロジェクトを実施した.まず,振動によるフィードバック機能の研究を行った.多様な振動パターンを用いることによって,振動フィードバックによる意味的情報の表現が可能となり,従来よりも豊かなインタラクションが実現できるという仮説を設定し,これを実験によって検証した.特に,携帯端末における画面を注視できない状況での情報伝達の必要性を考慮し,振動フィードバックによる「量」と「重要度」の表現の可能性について調査した.携帯型の実験用振動デバイスを開発して実験を行った結果,量については,振動の強度が大きい方がユーザは多い量を表していると感じ,小さい方が少ない量に感じることがわかった.重要度については,振動の強度が大きい方がユーザは高い重要度を表していると感じ,小さい方が低い重要度を表していると感じることが明らかになった.次に入力について,EdgeWriteの発展手法及び文字入力手法の応用を検討した.EdgeWriteは主として縁のなぞりを使用する入力手法であるため,縁のないベゼルレスデザインのスマートウォッチでは使用が困難である.そこで,縁の横断・交差によるスワイプジェスチャを利用した文字入力手法を提案してシステム実装を行った.本手法用にデザインした入力アルファベットは高い学習容易性をもつことが明らかになった.さらには,スマートウォッチ自体の形状の変形による入力可能性について,プロトタイプを作成して調査を行った.研究プロジェクト第2年度以降には,文字入力システムの開発,及び,関連する調査を継続して実施する.まず,丸型フェイスのスマートウォッチ用のEdgeWriteシステムの精緻化に取り組む.英字アルファベット入力モードと,日本語カナ文字入力モードの切り替えには,スマートウォッチを装着した手首のひねりを使う.また,視認せずにタッチ入力できる範囲をうまく使うことによって,複数候補からの選択操作を実現する.さらには実用性を考慮し,個人へのカスタマイズと繰り返し入力に対する適応が重要である.
ゾルーゲル法によるYMnO＿3強誘電体薄膜の作製と特性評価

MFS型(金属-強誘電体-半導体)不揮発性メモリーへ応用できると考えられる、YMnO_3系複合酸化物薄膜をゾル-ゲル法によって作製し、その結晶化温度の低温化、誘電特性を評価した。YMnO_3系強誘電体薄膜を作製する際の出発原料として、酢酸イットリウム、酢酸マンガン、溶媒として2-エトキシエタノール、添加剤としてジエタノールアミンを用いた場合に、約100500nmの膜厚を持つ均質な薄膜が得られることを見い出した。また、これらの出発原料を混合して作製した溶液でコーティングを行った場合には、900°C以上の熱処理で単相のYMnO_3が作製できるのに対し、出発原料を還流し、イットリウムおよびマンガンのアルコキシドを生成させてからコーティングを行うと、結晶化温度が低下し、800°Cの熱処理で単相が得られることがわかった。走査型電子顕微鏡により表面の組織を観察したところ、粒子が大きく成長し、その粒子間に数十nm以上の穴の存在する組織であることが確認された。また、電気的特性に関しては、リ-ク電流が非常に大きく、十分な誘電特性の評価を行うことができなかった。さらに、出発組成における、イットリウムとマンガンの比をわずかに変化させて薄膜を作製した場合、510%イットリウムが過剰の組成において緻密で平滑な表面を持つ薄膜を得ることができた。この薄膜において測定した誘電率は約20、損失係数は約0.05、また、リ-ク電流は1Vの印加で10^<-4>A・cm^<-2>となった。但し、緻密化が十分でないために、細孔や粒界が存在し、低周波数における損失が大きく現れた。
中央アジア出土ならびにチベット発券現の佛教文献の調査研究

当研究は,世界各地に分散する中央アジアチベット出土仏教文献の調査研究を主目的とする。研究者を派遺した国は当該資料を保有するドイツ・フランス・イギリス・ロシア・中国・トルコ・フィンランドの7か国になる。本年度をもって終結する当研究の3年間にわたる成果の概要を,その主題とする文献の言語別に記したい。1.梵語仏典部門当該部門の研究分担者の派遺招聘によって,各研究機関に所蔵される未整理・未登録の資料について調査した結果,多大な情報収集と写真収集に成功した。とりわけイスタンブール大学とヘルシンキ大学に所蔵の梵語資料は,いまだ学界に報告されたことのないものであり,今後の当該部門の研究に新なる資料を提供することになった。現在はこれらの資料の整理を終り,解読・比定の研究に主力を注いでいる。これらの資料の研究成果を公刊するには,なお数年を要するが,学界に新なる知見をもたらすものである。2.ウイグル語仏典部門(1)ドイツ・中国に所蔵の『白蓮社経』写本約250枚7500行の本文の解読の作業をほぼ終了した。今後は関係文献との比定作業ならびに訳注作成に入る。その成果は耿・ツィーメ・百済の3名共著で,日英語併用で日本から4巻に分けて刊行する予定であり,第1巻を1995年に出版できるよう努力している。(2)龍谷大学所蔵のウイグル語資料については,未整理資料の編号を行い,すべての資料のカード化を終了した。解読研究も半ば終り,目録作成への基礎作業はほぼ完了した。今後は,更に点検を加え断片の接合ならびに解読・比定に力を注ぎたい。目録と研究編(図版を含む)は全5巻を予定し,10年後には出版を完了したい。(3)ベルリン所蔵の『阿含経』『妙法蓮華経玄賛』『華厳経』『倶舎論』などの仏教文献を主とするツィーメと百済の共同研究の成果は,ドイツ側の事情もありBerlener Turfan-Texteシリーズの一冊としてベルリンから出版される予定である(出版年次は未定)。3.ソグド語仏典部門(1)ドイツ所蔵『大般涅槃経』写本65点の解読・比定・翻訳の作業を終えた。今後は訳注と語彙を作成する作業を残しているが,この成果は,ズンダーマン・ウッツ・百済の3名共著でBerliner Turfan-Texteとして英語版でベルリンから刊行される(1995年の予定)。(2)龍谷大学所蔵のソグド語を含むイラン語関係資料約500点の整理・編号を行い,カード化を終了し,目録作成の基礎作業を1992年末に完了した。これによって,吉田・ズンダーマン共著の目録と資料選を添えた『龍谷大学所蔵大谷探検隊収集中央アジア出土イラン語断片目録』(添付)を編集した。このイラン語断片目録の編集は,1993年度から龍谷大学仏教文化研究所の指定研究の内定を受けたので,今後3年間で現在の目録にさらに点検を加え増補加筆をはかり,図版を添え1995年に「龍谷大学善本叢書」の1冊として刊行する予定である。(3)吉田とズンダーマンの調査により,ソグド文字によるマニ教パルティア語の賛歌の断片が,中国新出の資料と,日独探検隊収集の資料中の存在することが判明した。この発見は,日独所蔵資料の姉妹性を証明する好事例であり,この分野での日独共同研究の重要性を示すものであるので,両氏が急ぎ学界に報告し発表した。4.漢文仏典部門(2)当研究の隊行上で得られた予想外の副産物であるイスタンブール大学とヘルシンキ大学に所蔵の漢文仏典資料について基礎的研究を開始し,その成果の一部を百済が発表し学界の注意を喚起した。

目録と研究編(図版を含む)は全5巻を予定し,10年後には出版を完了したい。(3)ベルリン所蔵の『阿含経』『妙法蓮華経玄賛』『華厳経』『倶舎論』などの仏教文献を主とするツィーメと百済の共同研究の成果は,ドイツ側の事情もありBerlener Turfan-Texteシリーズの一冊としてベルリンから出版される予定である(出版年次は未定)。3.ソグド語仏典部門(1)ドイツ所蔵『大般涅槃経』写本65点の解読・比定・翻訳の作業を終えた。今後は訳注と語彙を作成する作業を残しているが,この成果は,ズンダーマン・ウッツ・百済の3名共著でBerliner Turfan-Texteとして英語版でベルリンから刊行される(1995年の予定)。(2)龍谷大学所蔵のソグド語を含むイラン語関係資料約500点の整理・編号を行い,カード化を終了し,目録作成の基礎作業を1992年末に完了した。これによって,吉田・ズンダーマン共著の目録と資料選を添えた『龍谷大学所蔵大谷探検隊収集中央アジア出土イラン語断片目録』(添付)を編集した。このイラン語断片目録の編集は,1993年度から龍谷大学仏教文化研究所の指定研究の内定を受けたので,今後3年間で現在の目録にさらに点検を加え増補加筆をはかり,図版を添え1995年に「龍谷大学善本叢書」の1冊として刊行する予定である。(3)吉田とズンダーマンの調査により,ソグド文字によるマニ教パルティア語の賛歌の断片が,中国新出の資料と,日独探検隊収集の資料中の存在することが判明した。この発見は,日独所蔵資料の姉妹性を証明する好事例であり,この分野での日独共同研究の重要性を示すものであるので,両氏が急ぎ学界に報告し発表した。4.漢文仏典部門(2)当研究の隊行上で得られた予想外の副産物であるイスタンブール大学とヘルシンキ大学に所蔵の漢文仏典資料について基礎的研究を開始し,その成果の一部を百済が発表し学界の注意を喚起した。1.熊谷大学所蔵の大谷探検隊将来中央アジア出土資料のうち、漢文以外のいわゆる胡語文献約5000点を撮影・焼付し製本のうえ、目録作成の基礎資料として関係者に送った。現在、この焼付版によって文字・言語・内容を分類中である。2。平成2年4月から3カ月間、別費用で来日し東京に滞在中のツィ-メを、計4回にわたって京都へ出張させ、龍谷大学所蔵資料の目録作成作業に着手した。3。研究代表者・百済を平成2年9月から10月にかけて欧州に派遣した。百済は、ベルリンで、ツィ-メと当地所蔵の『白蓮社経』ウイグル訳写本の資料を収集整理しその解読研究に着手する一方、ズンダ-マンとはソグド語訳『思益梵天所問経』断片に関する共同論文を完成させることができた。また、この間に当地所蔵のドイツ探検隊将来漢文仏典断片を同定し、目録編纂事業に協力した。さらに百済は欧州滞在中、トルコのイスタンブ-ル大学を訪問し、当大学所蔵の中央アジア出土資料百数十点を実測調査・写真撮影することに成功し、基礎的研究資料を持ち帰った。4。平成2年9月から10月にかけて吉田を中国に派遣し、ウルムチ博物館、トルファン地区ならびにクチャ地区の千仏洞調査させ、未公開のソグド語碑文に関する基礎的研究資料の入手に成功した。5。
カルシウム活性化カリウムチャネルの新たな分子機能と創薬の新展開

軟骨細胞、血管内皮細胞、Tリンパ球などの非興奮性細胞においてCa^<2+>活性化K^<+>チャネル(BK, IK, SK)の機能発現が刺激応答における持続性細胞内Ca^<2+>濃度上昇に大きく貢献していることを明らかにした。その機序として細胞内Ca^<2+>濃度上昇により活性化された同チャネルが、過分極を誘発することにより、非選択性陽イオンチャネルの電気的駆動力を増加させ、容量依存性Ca^<2+>流入を増加させるという正帰還Ca^<2+>制御機構への寄与が重要であることを証明した。脳神経等の興奮性細胞では、強い刺激と興奮により細胞にCa^<2+>負荷が生じた場合、自己防衛的にスパイク発生頻度を減じてCa^<2+>過負荷による細胞障害を回避するシステムが幾種か存在する。特にCa^<2+>活性化K^+チャネルはその活性化により、過分極を介して電位依存性Ca^<2+>チャネル活性を低下させるため、多くの興奮性細胞において最も基本的な[Ca^<2+>]i負帰還調節機構を担う重要な分子と認識されている。本研究はCa^<2+>活性化K^+チャネルの分子制御機構の解明を基盤とした創薬研究を目的としている。20年度は次の事柄を明らかにした。(1)本研究室で見出したBKチャネル開口薬が、ミトコンドリアに発現するBKチャネルの活性化を介して、心筋の虚血性障害を軽減することを明らかにした(Sakamoto et al, JPS,2008)。(3)免疫系細胞における電位依存性K^+チャネルの分子機能を明らかにし、このチャネルの活性制御が自己免疫疾患の治療に応用できる可能性を提示した(Matsushita et al, BBRC,2008;AJP, in press)。(4)形質変化する血管平滑筋のイオンチャネルや受容体は、動脈硬化発症時や糖尿病時、癌細胞の転移・増殖に関わる血管新生時を標的とした新規治療薬の開発につながる可能性を提起した(Tanaka et al, JPS,2008a;2008b)。脳神経等の興奮性細胞では、強い刺激と興奮により細胞にCa^2+負荷が生じた場合、自己防衛的にスパイク発生頻度を減じてCa^2-過負荷による細胞障害を回避するシステムが幾種か存在する。特にCa^2+活性化K^+(K_Ca)チャネルはその活性化により、過分極を介して電位依存性Ca^2+チャネル活性を低下させるため、多くの興奮性細胞において最も基本的な[Ca^2+]_i負帰還調節機構を担う重要な分子と認識されている。一方、電位依存性Ca^2+チャネルが機能発現を充分にはしていない非興奮性細胞においては、電位に依存しない非選択的陽イオンチャネルがCa^2+流入経路となるため、K_Caチャネル活性の上昇による過分極は、むしろCa^2+流入を増大させ、[Ca^2+]_i正帰還調節機構を担うことになる。本研究はK_Caチャネルの分子制御機構の解明を基盤とした創薬研究を目的としている。21年度は次の事柄を明らかにした。(1)精管平滑筋におけるリアノジン受容体とBKチャネルの機能連関を可視化するとともに、男性ホルモンによるこれらイオンチャネルの発現調節機構を明らかにした(J Pharmacol Sci, 2009)。(2)軟骨細胞由来の培養細胞において、細胞内Ca^2+濃度制御機構において、非選択的陽イオンチャネルとの機能連関により、BKチャネルなどのCa^2+活性化K^+チャネルが重要な役割を果たしていることを明らかにした(Am J Physiol, 2010)。またCl^-チャネルとの機能連関を明らかにした(J Pharmacol Sci, 2010)(3)Na^+-Ca^2+交換体を高発現したマウス膀胱平滑筋において、その生理機能を明らかにした。多くの非興奮性細胞において、刺激応答の初段階となる細胞内Ca^<2+>濃度上昇([Ca^<2+>]_i)を正帰還的に制御する機構が普遍的に存在する可能性を検証し、Ca^<2+>活性化K^+チャネルがその正帰還Ca^<2+>制御機構の中心的役割を担う分子として機能するというスキームを立証することが本研究の目的である。刺激による細胞分化・増殖の促進などの長期的細胞応答において生じる初期の超持続的[Ca^<2+>]_i上昇には、特にこの正帰還Ca^<2+>制御機構が重要な寄与をすることを証明する。さらに、非興奮性細胞機能異常を伴う各種疾患の新たな治療薬物の開発において、この機構の担い手分子としてのCa^<2+>活性化K^+チャネルが創薬ターゲットとなる可能性を検討することも本研究の目的である。

病態時の軟骨細胞において肥満細胞から遊離するヒスタミンによる細胞内Ca^<2+>濃度上昇において、Ca^<2+>活性化K^+(BK)チャネルによる正帰還Ca^<2+>制御機構が重要であることを証明し、軟骨機能の制御に深く関わっていることを明らかにした。ATPによる脳血管内皮細胞への刺激が、内皮細胞の増殖と同時に細胞死を促進し、内皮細胞の更新を早めているが、この機構にCa^<2+>活性化K^+(SK)チャネル及び内向き整流性K^+チャネルKir2.1の活性化による正帰還Ca^<2+>制御機が深く関与していることを明らかにした。またTリンパ球においてCa^<2+>活性化K^+(IK)チャネルの不活性異性体を発見し、その機能と接触性皮膚炎モデルにおける発現変化が病態に関わる可能性を明らかにした。以上より、BK,IK,SKチャネルの(機能)発現は、多くの非興奮性細胞において重要な役割を果たしており、特にCa^<2+>活性化K^+チャネルによる正帰還Ca^<2+>制御機構の寄与が重要であることを証明あるいは、強く示唆することができた。
酵素抗原法のパラフィン切片への応用：病変で作られる抗体の疾患網羅的解析をめざして

酵素抗原法は、酵素やビオチンで標識した抗原をプローブとして、組織切片上の特異抗体産生細胞を可視化する技法である。ホルマリン固定パラフィン包埋切片では抗体失活により、本技法の適用が難しい。この問題を克服するため、これまでにhorseradish peroxidase(HRP)免疫ラットリンパ節における抗HRP抗体産生細胞を対象に、パラフィン包埋切片ではMethyl benzoate-Xylene(AMeX)、エタノールおよびアセトン、低融点パラフィン包埋切片ではperiodate lysine paraformaldehyde(PLP)および中性緩衝ホルマリンが抗体活性を良好に保持できる固定法であることを明らかにした。本年度は、HRP以外の抗原に対する抗体でも、これら固定液で同様に抗体活性が保持されるかを検証した。keyhole limpet hemocyanin(KLH)、ovalbumin(OA)およびbovine serum albumin(BSA)の混合抗原を四肢足底部に皮下免疫したラットからリンパ節を採取した。AMeX、カルノア液、アセトン、エタノール、カルボジイミド、PLP、PLP-AMeX、ザンボニ液、ホルマリンの各固定液で組織を固定後、凍結切片およびパラフィン包埋切片を作製した。一部固定法について、低融点パラフィン包埋切片も検証した。各組織切片に対して酵素抗原法を行って、特異抗体産生細胞の染色性を比較した。凍結切片ではエタノール、アセトン、PLPおよびザンボニ液が良好な染色性を示した。パラフィン切片ではAMeX、エタノールおよびアセトンが良好だった。低融点パラフィン切片では、PLPとザンボニ固定において良好な染色性が確認された。パラフィン切片の抗体活性保持には、固定液とパラフィンの種類の組み合せが重要であることを明らかにした。当初予定していたパラフィン包埋切片および低融点パラフィン包埋切片で抗体活性を保持できる固定法の検索について、予定通り完了した。ホルマリン固定パラフィン包埋切片を対象とした高感度法を利用した酵素抗原法の応用については、現在検討中であり、予定よりやや遅れている。今後の予定として、ホルマリン固定パラフィン包埋切片を対象に、高感度法を利用した酵素抗原法の応用を検討する予定である。高感度法としてproximity ligation assay法、アミノ酸ポリマー法、Avidin-biotin complex(ABC)法などを検討する。既知抗原を免疫したラットリンパ節のホルマリン固定パラフィン包埋切片を対象に、ビオチン化抗原をプローブとして各種高感度法を検討して、有用な手法を選抜する。さらにコムギ無細胞系で合成した一分子ビオチン標識抗原をプローブとして、選抜した高感度法の応用性を検証する。ヘリコバクターピロリ(Hp)を免疫したラットのリンパ節を対象に、ビオチン化Hp抗原をプローブとして検討するほか、臨床検体のホルマリン固定パラフィン包埋切片を用いて、検討する予定である。

ヘリコバクターピロリ(Hp)を免疫したラットのリンパ節を対象に、ビオチン化Hp抗原をプローブとして検討するほか、臨床検体のホルマリン固定パラフィン包埋切片を用いて、検討する予定である。予定していた高感度法を利用した酵素抗原法の検討が未実施だったため、次年度使用額が生じた。この費用は、今年度に実施予定の高感度法の試薬購入に充てる予定である。その他、酵素抗原法の実施に必要な染色用試薬およびガラス・プラスチック器具類に充てる予定である。
アストロサイトエストロゲン膜受容体を介したエストロゲンの脳神経機能調節機構の解明

アストロサイトαタイプエストロゲン膜受容体(mERα)によるアストロサイト機能調節メカニズムとして,一酸化窒素産生を含む詳細な経路を明らかにした.また,mERα機能の検討に必要な特異的リガンドを探索し候補化合物を見いだした.さらに,nERαとmERαの一分子イメージングに成功した.この技術は,受容体全分子とリガンドとのinteractionをイメージング出来る点でこれまでより進んだリガンド開発技術として応用可能である.アストロサイトαタイプエストロゲン膜受容体(mERα)によるアストロサイト機能調節メカニズムとして,一酸化窒素産生を含む詳細な経路を明らかにした.また,mERα機能の検討に必要な特異的リガンドを探索し候補化合物を見いだした.さらに,nERαとmERαの一分子イメージングに成功した.この技術は,受容体全分子とリガンドとのinteractionをイメージング出来る点でこれまでより進んだリガンド開発技術として応用可能である.申請者はエストロゲンが膜局在型α型エストロゲン受容体(mERα)を介した一酸化窒素(NO)産生によってアストロサイトのグルタミン酸(L-glu)トランスポーターの可逆的機能阻害を引き起こすことを明らかにしている.そこで,NOによるL-gluトランスポーター調節の詳細なメカニズムを検討するため,Xenopus oocyteにアストロサイト型L-gluトランスポーター(GLAST)を強制発現させトランスポーター電流をとるという実験系を立ち上げた.具体的には,L-gluトランスポーターのcDNAからcRNAを合成し,Xenopus oocyteへの微量注入によりこれらの機能蛋白質を発現させ,2本電極の膜電位固定法によりリガンドあるいはコマンドパルスにより誘導される電流変化を記録するという方法である.また,平成18年度補助金交付申請書には記載していないが,エストロゲン類縁化合物ライブラリを実験に適用する機会に恵まれたため,mERαと核内受容体としてのα型エストロゲン受容体(nERα)をそれぞれ特異的に活性化するリガンドの探索も開始した.今までのところ,nERのpartial agonistとして知られるタモキシフェンおよびその類縁化合物がエストロゲン同様mERαを介してL-gluトランスポーターを阻害することを見いだしている.今後,ライブラリに含まれるより多くの化合物についても検討する予定である.さらに,エストロゲンが脳神経系機能に総合的にどのような作用を及ぼすかという点について培養海馬切片を用いて検討し,エストロゲンが歯状回顆粒細胞に含まれる神経栄養因子BDNFの放出を促進することにより歯状回-CA3野のシナプス形成を特異的に誘導することを明らかにした(研究発表[雑誌論文]参照)申請者はエストロゲンが膜局在型α型エストロゲン受容体(mERα)を介した-酸化窒素(NO)産生によってアストロサイトのグルタミン酸(L-glu)トランスポーター(GLAST)の可逆的機能阻害を引き起こすことを明らかにしている.この機能阻害が,アストロサイトに発現しているendotherial nitric oxide synthase(eNOS)を介したNO産生によるものであること,GLASTのS-nitrosyl化による直接的な分子修飾によるものでguanylate cyclaseは関与していないことを薬理学的に明らかにした.さらに,in vitro実験系においてGLASTがNOによりS-nitrosyl化されることをビオチンスイッチ法により確認した.上記メカニズムの詳細な検討に必要なアストロサイト特異的形質転換を行うため,アストロサイト特異的発現プロモーターであるhGFAPプロモーター下流に蛍光蛋白質をもつレンチウィルスを大脳皮質スライスに適用し,アストロサイト特異的形質転換技術を確立した.Xenopus oocyte強制発現系を用いてGLAST電流を直接測定したところ,DTT処理により電流が増大し,S-nitrosyl化を誘導する薬物(S-nitoroso-L-acetyl penicillamine(SNAP),NNO1)がこれを減少させるという現象を見いだした.この結果は,生体内においてGLASTのトランスポート能がCys残基の分子修飾により正負両方向に調節されている可能性を示唆しており興味深い.昨年にひきつづきmERαを介してGLASTのトランスポート能を調節する化合物を探索し,ジフェニルブテン構造がこの作用に重要である可能性を見いだした.αタイプエストロゲン受容体(ERα)局在による脳神経機能調節機構の解析を行うためには,nERα(核内受容体),mERα(膜受容体)の発現バランスを調節する技術が必須である.そのためにhGFAPプロモーター下流に細胞標識用蛍光蛋白質をつないだレンチウイルスを作成した.現在,さらに以下のようなウイルスのサブクローニング中である.wild type (WT) ERαもしくはそのsiRNAを組み込こんだウイルス.serine522をalanin置換したmutant ERα(S522A)を組み込んだウイルス(S522AはERαの機能に影響を与えずERαの膜局在を阻害する),あるいはそのdominant negative体を組み込んだウイルス,などである.これらのウイルスは培養アストロサイトあるいは脳スライス標本に感染させ,アストロサイト細胞機能および神経細胞-アストロサイト-血管機能連関とnERα, mERαの関連について明らかにする予定である.Xenopus oocyteにL-gluトランスポーターをサブタイプ特異的に強制発現し,トランスポーター電流の測定系を立ち上げた.この系を用いてmERαは一酸化窒素(NO)産生を介してGLASTのみならずGLT-1の機能も阻害することを明らかにした.反応のばらつきが大きかったため,NO generatorやblockerを電流測定中に直接oocytesにinjectionする実験系を立ち上げ,より詳細な検討を可能にした.

細胞内局在によるERαの構造変化について原子間力顕微鏡(AFM)を用いた一分子イメージングにより検討した.nERα,mERαに明らかな構造的差異が認められた.これらの構造の差異が今後リガンド開発に影響を与える可能性が考えられる.今後,この構造的差異が何に由来するのかについて検討する.
潰瘍性大腸炎関連癌での細胞接着因子の発現とDNAメチル化:浸潤能獲得機序の解明

潰瘍性大腸炎(UC)長期罹患例には癌が高率に発生する。このUC関連癌では浸潤部で低分化に変化する傾向があり、浸潤部における細胞接着因子、基底膜の分解、糖鎖抗原などについて免疫組織化学的に検討した。その結果、UC関連癌では通常の大腸癌と比べて、基底膜の分解、悪性を示唆する糖鎖抗原の発現とも低いことが示された。今回の結果からは、UC関連癌はsporadic型大腸癌よりも悪性度が高いとは言えず、同程度の浸潤能を示すものと考えられた。潰瘍性大腸炎(UC)長期罹患例には癌が高率に発生するが、このUC関連癌では浸潤部で低分化に変化する傾向があり、進展機構が通常のsporadic型大腸癌と異なる可能性が考えられる。浸潤の先端部におけるOccludin,Zo-1,β-cateninと、β-cateninの制御を受けるmatrix metalloproteinase-7(MMP-7)の発現を検討し、浸潤機構に関する相違を検討した。UC関連癌9例とsporadic型大腸癌59例において、浸潤の先端部におけるtumor cell buddingの程度と、Occludin,Zo-1,β-catenin,MMP-7の発現を免疫染色で検討した。UC関連癌とsporadic型大腸癌の間で、buddingの強さは差が認められなかった。β-cateninの核の陽性率はUC関連癌が左半結腸のsporadic型大腸癌より低かった。MMP-7の発現とbuddingの強さの間には正の相関が認められた。Occludin,Zo-1は腫瘍の分化度が低下すると発現が低下する傾向が見られたが、UC関連癌とsporadic型大腸癌の間には明らかな差が見られなかった。また、β-cateninのexon 3の変異をPCR-direct sequence法で調べたが、変異はsporadicの1例のみであった。UC関連癌とsporadic大腸癌とで、Wnt系の制御に違いがあることが示唆された。潰瘍性大腸炎(UC)の長期罹患例には大腸癌が高率に発生するが、このUC関連癌では浸潤部で低分化に変化する傾向があり、癌の進展機構が通常のsporadic型大腸癌と異なる可能性が考えられる。前年度は、浸潤の先端部における細胞接着因子Occludin,Zo-1,β-cateninの発現を検討し、さらにβ-cateninの制御を受けるmatrix metalloproteinase-7(MMP7)の発現を検討したが、今年度はさらに、破壊された基底膜産物1aminin5γ2と、細胞表面抗原sialyl LewisXの発現を検討し、β-cateninの変異、tumor cell buddingとともに解析した。UC関連癌9例とsporadic型大腸癌95例とにおいて、分化度を揃えた解析で、sporadic型大腸癌のほうが、laminin5γ2、sialyl LewisXとも浸潤の先端部で高発現を示した。β-cateninのexon3の変異をPCR-direct sequence法で昨年に引き続き解析したが、β-cateninの変異は,両群で明らかな頻度の差は認められなかった。前年度の結果と合わせると、UC関連癌とsporadic型大腸癌の浸潤の先端部において、細胞接着因子の発現の差は明らかなものはないが、浸潤能を示す分子の発現には明らかな差が認められ、両者の浸潤能の機序に違いがあることが示唆された。
肝細胞増殖因子(HGF)と高血圧との関連-一般住民検診における疫学的検討-

[背景]肝細胞増殖因子(Hepatocyte Growth Factor : HGF)は、各種臓器において臓器保護作用や再生作用さらには器官の発生にも関わっていることが明らかにされたユニークな増殖因子である。HGFは高血圧などの動脈硬化や心血管疾患との関連も報告されており、それらの患者の血清HGFは上昇している。一方、肥満者の増加した分泌脂肪細胞からHGFが分泌されている可能性があり、血清HGFの上昇と動脈硬化性疾患、肥満、インスリン抵抗性の間の関連性が推測されている。[目的]HGFが内皮特別増殖因子であることより、内皮機能障害という観点からHGFやその他の指漂(fibrinogen, vWF : von Willebrand factor)を含めて包括的に高血圧との関連を検討することを目的とした。さらに、HGFとインスリン抵抗性の関連性についても検証を行った。[方法・結果]1999年に行った福岡県田主丸町における住民検診受診者のうち、肝、腎、呼吸器疾患を除くデータが完全であった1466名(男性591名、女性875名:平均年齢:62.7歳)を対象とした。検査項目は、血清HGFの他、収縮期・拡張期血圧、BMI、血糖、インスリン、インスリン抵抗性の指標としてのHOMA指数、ヘモグロビンA_<1C>である。年齢・性別で補正した共分散分析の結果、HGFは血圧の重症度、vWF、fibrinogen, HOMA score、BAI、IRIと有意に正の関連を認めた。[結語]HOFは高血圧、閉塞性動脈硬化症、肥満、インスリン抵抗性と有意に関連していた。HGFは高血圧の診断的指標、重症度の判定に用いることが可能と考えられた。また、HGFは虚血の重症度との関連性が示された。肥満者におけるHGFの上昇は潜在性の動脈硬化性疾患に反応した血管保護、臓器保護作用である可能性も示唆された。肝細胞増殖因子(HGF)は血管内皮特異的増殖因子であり、近年高血圧との関連性が報告されているが、健常者を対象とした大規模住民検診における検討は極めて少ない。そこで、今回我々は一般住民検診においてHGFと血圧との関連を調べ、またその機序を調べるため血管内皮機能障害の程度を示すことが報告されているマーカー(von Willebrand factorやfibrinogen)を併せて測定した。我々は、平成11年度に福岡県浮羽郡田主丸町在住の40歳以上の男女住民約2000人を対象に大規模な検診を行った。このうち、1474名(男性597名、女性877名)にHGFを測定した。統計学的手法としては、一元配置分散分析(ANOVA)および共分散分析を用い、HGFと年齢、収縮期血圧、拡張期血圧、von Willebrand factor(vWF)、フィブリノーゲンとの関連を検討した。まず、基本的データを示すとHGFは平均値0.23ng/ml、標準偏差0.09、最小値0.1ng/ml、最大値0.91ng/mlで正規分布を呈していた。また、HGFレベルを均等に5分割し、ANOVAを行ったところ、年齢(p<0.05)、収縮期血圧(p<0.001)、拡張期血圧(p<0.05)、vWF(p<0.001)、フィブリノーゲン(p<0.001)の全てにおいて有意な正の関連を認めた。

さらに、血圧に強い関連を持つ年齢と性別を共変量とした共分散分析を行った結果では、拡張期血圧に関しては有意性が消失したが、収縮期血圧(p<0.01)、vWF(p<0.001)、フィブリノーゲン(p<0.001)とは強い正の関連を認めた。vWF、フィブリノーゲンは内皮機能障害のマーカーとして知られており、今回の結果より、HGFは血管内皮機能障害を介して収縮期血圧と関連している可能性が示唆された。[背景]肝細胞増殖因子(Hepatocyte Growth Factor:HGF)は、各種臓器において臓器保護作用や再生作用さらには器官の発生にも大きく関わっていることが明らかにされたユニークな増殖因子である。HGFは内皮細胞からも分泌され血管新生作用を持つ因子といわれており、血管新生能力の減弱した閉塞性動脈硬化症(ASO)の患者に対してHGFを使用した血管新生療法が検討されている。HGFは高血圧などの動脈硬化や心血管疾患との関連も報告されており、それらの患者の血清HGFは上昇している。一方、肥満者の増加した分泌脂肪細胞からHGFが分泌されている可能性があり、血清HGFの上昇と動脈硬化性疾患、肥満、インスリン抵抗性の間の関連性が推測されている。[方法・結果]1999年に行った福岡県田主丸町における住民検診受診者のうち、肝、腎、呼吸器疾患を除くデータが完全であった1466名(男性591名女性875名:平均年齢:62.7歳)を対象とした。検査項目は、血清HGFの他、収縮期・拡張期血圧、BMI、血糖、インスリン、ASOの指標としてのABI、インスリン抵抗性の指標としてのHOMA指数、ヘモグロビンA_<1C>である。年齢・性別で補正した共分散分析の結果、HGFは血圧の重症度、vWF、fibrinogen,ABI、HOMA score、BMI、IRIと有意に正の関連を認めた。[結果]HGFは高血圧、閉塞性動脈硬化症、肥満、インスリン抵抗性と有意に関連していた。HGFは高血圧の診断的指標、重症度の判定に用いることが可能と考えられた。また、HGFは虚血の重症度との関連性が示された。肥満者におけるHGFの上昇は潜在性の動脈硬化性疾患に反応した血管保護、臓器保護作用である可能性も示唆された。
スーパーデンスコーディングの研究

本研究では、スクイーズド光を用いて、連続量の量子エンタングルメントを生成し、その制御さらにスーパーデンスコーディング実験を行うことを目的とした。具体的な成果としては、1.連続量量子エンタングルメントの制御を目的として、マルチパータイトエンタングルド状態を生成し、それを用いて量子テレポーテーションネットワーク実験を行った。結果は任意の2者間で量子テレポーテーションに成功した。(CLEO/QELS2003、平成15年物理学会秋期にて発表。平成16年物理学会春期、CLEO/IQEC2004にて発表予定。論文投稿準備中。)2.連続量量子エンタングルメントの制御を目的として、高フィデリティ量子テレポーテーション実験を行い、フィデリティ0.64を得た。(平成15年物理学会秋期にて発表。)3.連続量量子エンタングルメントの制御を目的として、スクイーズド状態の量子テレポーテーション実験を行った。結果は非古典状態であるスクイーズド状態のテレポーテーションに成功し、量子テレポーテーション過程における古典/量子の境界に関する知見を得た。論文投稿中quant-ph/0311056。)4.スーパーデンスコーディング実験に成功した。論文投稿中quant-ph/040204。)本研究では、スクイーズド光を用いて、連続量の量子エンタングルメントを生成し、その制御さらにスーパーデンスコーディング実験を行うことを目的とした。論文投稿準備中。)本研究ではスクイーズド光を用いて、連続量の量子エンタングルメントを生成し、その制御さらにスーパーデンスコーディング実験を行うことを目的としている。具体的な成果としては、(1)デンスコーディングフィデリティ0.71に相当する直交位相成分スクイーズ4dBを得た。また、スクイーズド光を生成する光パラメトリック発振器用ポンプ光源の開発に成功した。(平成14年秋期物理学会で発表)(2)情報送信者に必要な「ディスプレースメント生成装置」の作製に成功した。これを用いることで、情報送信者でのコーディングが可能となる。(平成15年春期物理学会、CLEO/QELS2003にて発表予定)(3)スーパーデンスコーディングに必要なEPRビーム生成に成功した。(平成15年春期物理学会にて発表予定)したがって、(2)の「ディスプレースメント生成装置」と合わせてスーパーデンスコーディング実験系が完成したことになる。(4)連続量エンタングルメントの制御を目的として、マルチパータイトエンタングルド状態に関する理論を構築し、実際に実験を行った。(平成15年春期物理学会、CLEO/QELS2003にて発表予定)以上のように、目標を達しつつあり、平成15年度中の目標達成は確実であると思われる。本研究では、スクイーズド光を用いて、連続量の量子エンタングルメントを生成し、その制御さらにスーパーデンスコーディング実験を行うことを目的としている。具体的な成果としては、(1)連続量量子エンタングルメントの制御を目的として、マルチパータイトエンタングルド状態を生成し、それを用いて量子テレポーテーションネットワーク実験を行った。論文投稿準備中。)(2)連続量量子エンタングルメントの制御を目的として、高フィデリティ量子テレポーテーション実験を行い、フィデリティ0.64を得た。)(3)連続量量子エンタングルメントの制御を目的として、スクイーズド状態の量子テレポーテーション実験を行った。論文投稿中quant-ph/0311056)(4)スーパーデンスコーディング実験に成功した。
高度利用住宅地開発計画標準の研究

既成市街地の高密度住宅更新には,再開発による新規住宅更新と,既存住宅ストックの改良による場合があるが,今年度は再開発による場合について研究を行なった.調査対象地として都心地区を取り上げ,計画設計条件の整理と数値予測による計画設計及びその評価を行なった.1,まず,当該地区における現況建物用途,建物容積,昭和42年と昭和62年の2時点を比較による建物の更新状況の各項目について調査分析を行った.2,得られた結果に基づき,当該地区の非住宅施設に対し,新たに住宅更新を行なった場合の,住宅施設の受け入れ可能量を推定し,同時に非住宅施設と住宅施設の複合化高度利用の形式について類型化を行ない,各形式についての立地,構成,要素等の計画諸元を整理した.これらは計画標準作成のための基礎的資料となる.3,類型化された各形式について,形状モデルを用いた環境シミュレーションを行なった.まず天空率を街区単位レベルで総計し,それを現行規制によるものと比較した総天空貢献量なる指標を用い,計画案の既存環境への影響を評価した.次に,日照エネルギー評価モデルにより,日照から一日の内に得られるエネルギーの総量をシミュレートすることにより,計画案自体の住宅施設としての性能を評価した.これらのシミュレーション手法の開発により,計画案の妥当性の評価が可能になる.4,類型化された各形式を対象として,住宅施設設置による容積割増措置や開発権移転措置などの住宅施設の新規更新を促進する誘導開発手法について,海外事例を参照しながら検討を加えた.次に,これらの手法を用いて住宅更新を行なった場合の,住宅施設の容積,計画人口,人口密度などの諸指標について,数値予測を行なった.1.要素ライブラリ作成について青山北町団地などを対象とした要素抽出とそれらの要素の相互関係についての分析を行った。団地周辺を含む市街地内に存在する各種機能が要素として捨われた。居住機能のほかに、業務機能とそれらを支えるサービス産業が不可欠な機能である。次に、これらの機能をいれる空間が、機能の相互関係を反映するものとして、それらの階層を記述した。2.計画標準検討のための予備作業について既成市街地内の高密度住宅更新には、再開発によるものと、既存住宅ストックの改良によるものとがある。わが国の現況と比較するために、英国の事例について検討を加えた。まずローカルプランとして、ロンドン市内の区が作成・施行しているものをとりあげた。これはディストリクトプランとして包括されるもので、保全区域、GLDPに基づく特定区域、商業用街路、非外交区域などが指定され、それぞれの整備方針とデザイン・プランニング標準が示されている。ロンドンにおいて特徴的であるのは、建築以来1世紀ほどを経た連続住宅の修復が積極的に進められていることである。修復・快良についての標準的事例も出版されている。また従来の港湾機能が撤退した跡地を利用する再開発も進んでいる。この地区は、業務と住宅の混在を前提として建設が進められており、サービス産業の実態を把握するのに好都合である。3.今後の展開南関東の高度利用市街地内に立地する住宅団地の要素ライブラリ作成を継続すると共に、海外事例を参照しながら、計画標準を記述あるいは数値で示すための環境シミュレーション手順を提示することを目標とする。既成市街地の高密度住宅更新には,再開発による新規住宅更新と,既存住宅ストックの改良による場合があるが,今年度は再開発による場合について研究を行なった.調査対象地として都心地区を取り上げ,計画設計条件の整理と数値予測による計画設計及びその評価を行なった.1,まず,当該地区における現況建物用途,建物容積,昭和42年と昭和62年の2時点を比較による建物の更新状況の各項目について調査分析を行った.2,得られた結果に基づき,当該地区の非住宅施設に対し,新たに住宅更新を行なった場合の,住宅施設の受け入れ可能量を推定し,同時に非住宅施設と住宅施設の複合化高度利用の形式について類型化を行ない,各形式についての立地,構成,要素等の計画諸元を整理した.これらは計画標準作成のための基礎的資料となる.3,類型化された各形式について,形状モデルを用いた環境シミュレーションを行なった.まず天空率を街区単位レベルで総計し,それを現行規制によるものと比較した総天空貢献量なる指標を用い,計画案の既存環境への影響を評価した.次に,日照エネルギー評価モデルにより,日照から一日の内に得られるエネルギーの総量をシミュレートすることにより,計画案自体の住宅施設としての性能を評価した.これらのシミュレーション手法の開発により,計画案の妥当性の評価が可能になる.4,類型化された各形式を対象として,住宅施設設置による容積割増措置や開発権移転措置などの住宅施設の新規更新を促進する誘導開発手法について,海外事例を参照しながら検討を加えた.次に,これらの手法を用いて住宅更新を行なった場合の,住宅施設の容積,計画人口,人口密度などの諸指標について,数値予測を行なった.
非線形反応拡散方程式系における空間パターンとその時間発展解の研究

いろいろな生物が走化性による集合現象を示す.走化性は生物個体が誘引物質の濃度勾配に反応して動く現象で,それによって多様な空間パターンを形成し,バクテリアのコロニー,細胞性粘菌の集合,昆虫の群などに見られる.自らが分泌する物質に対して走化性を示すバクテリアはスポット状のコロニーを作り,さらに,そのスポットコロニーがほぼ等間隔の同心円上に規則正しく配列する.また,培養条件の違いによってバクテリアコロニーがDLA(Diffusion Limited Aggregation)やDBM(Dense-Branching Morphology)などのパターンを形成する.本研究では,これらの興味有る現象を説明するために,バクテリアの増殖と移動拡散を非線形の反応拡散方程式系にモデル化し解析することを試みてきた.走化性の動きは非線形偏微分方程式で定式化で,計算機シミュレーションによって同心円上に並んだスポット状のコロニーのパターンを再現した.さらに,反応拡散方程式で複雑なDBMパターンが得られた.パターンの形成時間は養分の初期濃度とバクテリアの拡散能力に依存している.養分の初期濃度が増加すれば,コロニーパターンの広がる速さは放物線的に増加することが明らかにされた.また,1変数の非線形反応拡散方程式から理論的に導かれるパターン形成速度と計算機シミュレーションの結果は,養分の初期濃度が高いところでは,だいたい一致する一方,養分の初期濃度が低いところではその形成速度は極端に小さくなることがわかった.いろいろな生物が走化性による集合現象を示す.走化性は生物個体が誘引物質の濃度勾配に反応して動く現象で,それによって多様な空間パターンを形成し,バクテリアのコロニー,細胞性粘菌の集合,昆虫の群などに見られる.自らが分泌する物質に対して走化性を示すバクテリアはスポット状のコロニーを作り,さらに,そのスポットコロニーがほぼ等間隔の同心円上に規則正しく配列する.また,培養条件の違いによってバクテリアコロニーがDLA(Diffusion Limited Aggregation)やDBM(Dense-Branching Morphology)などのパターンを形成する.本研究では,これらの興味有る現象を説明するために,バクテリアの増殖と移動拡散を非線形の反応拡散方程式系にモデル化し解析することを試みてきた.走化性の動きは非線形偏微分方程式で定式化で,計算機シミュレーションによって同心円上に並んだスポット状のコロニーのパターンを再現した.さらに,反応拡散方程式で複雑なDBMパターンが得られた.パターンの形成時間は養分の初期濃度とバクテリアの拡散能力に依存している.養分の初期濃度が増加すれば,コロニーパターンの広がる速さは放物線的に増加することが明らかにされた.また,1変数の非線形反応拡散方程式から理論的に導かれるパターン形成速度と計算機シミュレーションの結果は,養分の初期濃度が高いところでは,だいたい一致する一方,養分の初期濃度が低いところではその形成速度は極端に小さくなることがわかった.生物の集合現象の中で,バクテリアの走化性や細胞性粘菌の集合,昆虫の集合などは,化学物質の濃度勾配に感じて集まる走化性の問題として重要視されている.また,培養条件の違いによってDLA(Diffusion Limited Aggregation)やDBM(Dense-Branching Morphology)などのパターンが形成される興味有る現象が報告されている.このような現象は非線形の反応拡散方程式系によって定式化することができる.本研究では,このような非線形の反応拡散方程式系でモデル化されたバクテリアのコロニーパターンの形成に関して,既に,知られているDBMが再現されるパラメータ空間の中で,種々の値に対して,空間パターン解の存在条件や空間パターンの拡大速度のパラメータ依存性の具体的な関数関係を求めるための計算機によるシミュレーションを多数行った.現在その計算結果をまとめている段階であるが,一部,以下のようなことが明らかにされた.パターンに関して,拡散係数と養分の初期濃度がパターンの形をその形成時間に大きく影響し,特に,養分の初期濃度に関して拡大速度は放物線的に大きくなる.また,1変数の非線形反応拡散方程式から理論的に導かれるパターン形成速度と養分の初期濃度が高いところでは,だいたい一致し,一方,養分の初期濃度が低いところではその形成速度は極端に小さくなることがわかった.生物の集合現象の中で,バクテリアの走化性や細胞性粘菌の集合,昆虫の集合などは,化学物質の濃度勾配に感じて集まる走化性の問題として重要視されている.自らが分泌する物質に対して走化性を示すバクテリアは集合現象としてスポット状のコロニーを作るが,さらに大域的にそのスポットがほぼ等間隔の同心円上に規則正しく配列する.また,バクテリアの培養においては,培養条件の違いによってDLA(Diffusion Limited Aggregation)やDBM(Dense-Branching Morphology)などのパターンが形成される.これらの興味有る現象を非線形の反応拡散方程式系によって定式化することができる.本研究では,このような非線形の反応拡散方程式系でモデル化されたバクテリアのコロニーパターンの形成に関して,コロニーのスポットが同心円上に形成する走化性のバクテリアについては,空間パターンの拡大速度やスポットの密度などのパラメータ依存性を計算機シミュレーションを多数行って調べた.また,DBMのパターンを再現するパラメータ空間に対して,空間パターン解の存在条件や空間パターンの拡大速度のパラメータ依存性を調べるための計算機によるシミュレーションを多数行った.コロニースポットの同心円パターンに関しては走化性の大きさを示す係数がスポットパターンの再現に大きく影響することが明らかにされた.また,DBMパターンに関して,拡散係数と養分の初期濃度がパターンの形とその形成時間に大きく影響していることは明らかにされているが,実験に見られる養分の初期濃度が非常に低い場合のDLAパターンについては,拡散係数の養分濃度依存性をいろいろ関数形で調べたが,今のところ反応拡散方程式ではうまく再現できず今後の課題である.