hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
免疫神経インターフェースにおけるシグナル授受の構造的基盤

特異的受容体蛋白質sorLAについては、企業との共同研究により親和性の高い抗体を得、それとの複合体の構造解析を達成した。ニッチ細胞から産生され幹細胞の維持や分化に必須な難水溶性Wnt蛋白質について、血液タンパク質であるアファミンがそのキャリアータンパク質として機能することを発見し、幹細胞増殖活性を維持するWntタンパク質の大量精製に成功し、これを論文として報告した。研究1において、ラミニン(基底膜)結合性インテグリンであるα6β1インテグリンの結晶化と回折データ取得を果たし、世界初の構造決定がH28年度中には達成できる見込みである。研究2については研究期間終了を待たずに論文化をほぼ終了し、予想を上回る速度で成果がでている。さらに研究3においては、幹細胞からの様々な細胞分化誘導に必須なWnt蛋白質の安定な生産を可能にしてハイインパクトのオープンアクセス誌eLifeに発表し、国内外の再生医療研究者との共同研究を多数開始した。よって総合的には「1当初の計画以上に進展している」と自己評価する。本研究では、X線結晶構造解析と電子顕微鏡イメージングという分解能の異なる手法を併用し、免疫-神経インターフェースの素反応を司る分子実体の構造生物学的解明を目指した。研究1(インテグリン受容体系):α6β1インテグリンについては、抗β1抗体TS2/16のFv-clasp(本研究室で最近開発した新規デザイン抗体フラグメント)との複合体との形で結晶化に成功し、まずは3.37Å分解能で、続いて年度末には2.9Å分解能での回折データ取得に成功し、ついにその結晶構造決定を果たした。現在論文執筆中である。また、これと同時にα6β1インテグリンの生理的リガンドであるラミニンについて、その構造解析を関口清俊博士と共同でおこない、こちらも1.9Å分解能で構造決定に成功した。研究2(セマフォリンシグナル系): Sema4Dシグナルを阻害する環状ペプチドを取得し、そのターゲットであるヒトPlexin B1との複合体の構造決定を果たしていたが、これについて論文をCell Chem. Biol.誌に発表した。また、当該ペプチドをもとにマウスPlexinB1にも結合できるように改変したペプチドを得て、その動物実験への応用を開始した。さらに、別のペプチドが阻害剤ではなくアゴニストとして働くことを見いだし、培養細胞を用いたアッセイ系を用いてその構造最適化を進めた。研究3(神経、ニッチ細胞系):ニューロン特異的受容体蛋白質sorLAについては、抗体のFv-claspフラグメントとの共結晶化によりこれまでより高い分解能(2.9Å)でのペプチドリガンド包接型構造を決定することに成功した。ニッチ細胞から産生され幹細胞の維持や分化に必須な難水溶性Wnt蛋白質について、その補助受容体であるLRP6の細胞外ドメインの電子顕微鏡による可視化に成功し、Wntシグナル伝達メカニズムに関する重要な知見を得て論文として報告した。
死後脳帯状回を用いた統合失調症特異遺伝子の同定

統合失調症の病因を明らかにする目的で、これまでドーパミン仮説や神経発達障害仮説に基づき、数多くの遺伝学的研究がなされてきた。しかし、未だ病因を明らかにする確定的な知見は得られておらず、より幅広い視点からの病因探求が必要と考えられる。そこで本研究では、膨大なヒトゲノム情報を基にしたDNA chip解析を統合失調症死後脳に用い、その結果に基づいた遺伝学的、分子生化学的に検討を行うことによって、新たな統合失調症候補遺伝子の同定と解析を行った。ヒト死後脳を用いて、統合失調症脳と正常対照脳から得られたRNAを用いて、逆転写酵素によりcDNAを作製し、転写酵素によりラベル化されたcRNAを作製した。統合失調症群、正常対照群由来のそれぞれのcRNAを用い、cDNAがブロット済みのchipとhybridizationを行った。両群の結果を比較検討し、統合失調症群に発現変化のある遺伝子を同定した。同定された候補遺伝子のうち神経の分化に関係するものについてはin situ hybridization法、ウエスタンブロッティング法を用いて統合失調症死後脳における変化を検証した。さらには免疫組織学的手法を用いて、発現蛋白のヒト脳内分布を検討し統合失調症脳における機能的役割について検討を加えた。DNA chip解析によって得られた結果については、現在欧文誌に投稿中である。統合失調症患者および正常対照者の死後剖検脳よりRNAを抽出し,18Sと28SのリボソーマルRNAを測定することによって,そのqualityを調べた.良好なqualityを保持していた統合失調症患者6サンプルとコントロール6サンプルのRNAを用い,それぞれ逆転写酵素によりcDNAを作製し,さらにそのcDNAを鋳型にラベル化されたcRNAのプローブを作製した.作製された統合失調症患者及び正常対照者由来のそれぞれのプローブを用い,約2万2千個のcDNAがブロット済みのDNA chipとhybridizationを行った.統合失調症群と正常対照者群のDNA chip結果の比較解析により,統合失調症特異的に増加している遺伝子57個と減少している遺伝子20個を同定した.以上のDNA chip解析より得られた統合失調症特異的発現変化のみられる遺伝子について,統合失調症患者302名と健常者309名の血液サンプルより抽出したDNAを用い,現在PCR-RFLP法による遺伝子解析を行っている.さらに,そのうちの一つの遺伝子についてwestern blotting法を用いて蛋白定量を行い,発現量の変化を確認した.統合失調症の病因を明らかにする目的で、これまでドーパミン仮説や神経発達障害仮説に基づき、数多くの遺伝学的研究がなされてきた。
入院中の子どもの身体感覚と造形に関する研究

入院児22人と非入院児20人にコラージュか粘土の制作活動をしてもらい、両群を比較検討した。研究の結果、(1)制作した作品に関しては作品の印象が入院していない児の作品より、見る人に「不快」な印象を与え、エネルギー低下に起因すると考えられた。(2)入院児にとって造形活動を見守る人は、表現を受けとめ、話を聞いてくれたりする人として存在している。特に低学年では、受けた侵襲についての言語化は避けられるが、侵襲的でない内容が多岐にわたって語られた。(3)コラージュはエネルギーの低下している児にも作りやすく、粘土は制作した児の技術や状況が表れやすいことが示唆された。平成25年度の研究・調査調査計画に基づいてデータ収集を行った。当初小学生以上2030人を予定していた。平成25年8月12月に2病院の協力を得て、22人の入院中の小学生の造形活動の様子を録画し、DVDに保存した。また、作品は写真として保存した。造形活動はコラージュか粘土かを本人が選択し、自由に制作してもらった。対象者の症状、身体的侵襲の状況を保護者や本人に確認する方法として、本人には制作後に聞き取りを行い、保護者にはアンケート用紙に記入してもらった。データ収集は原則として保護者と分離した状況で、それぞれの病院の院内学級を使用し、見守り手が一人ついて行った。データの概要は男児16人、女児6人と男児が多かった。疾患の内訳は手術を受けた児が15人、急性疾患が2人、慢性疾患が4人、検査入院1人であった。1年生から6年生までの各学年の児の参加があり、平均年齢は概算で8.7歳であった。制作時間は最長を50分に設定し、550分の制作時間で、平均は30分であった。コラージュと粘土の選択頻度の差は無かった。目的の1造形活動を通してどのように表現するのか、ならびに2表現に適した造形の素材はどんなものかについて検討するためのデータ収集が行えた。平成26年度から研究者が月2回のペースで90分枠の検討会を実施し、データを視聴して分析を行っている。一回に検討するデータの長さはおよそ50分とし、事前にデータの概略の資料を作成、討論・分析をICレコーダに録音し、分析のデータを蓄積している。平成25年度に実験群として22人の入院中の子どもの造形活動についてデータ収集をおこなったが、それに引き続いて、平成26年度は、調査計画に基づいてコントロール群のデータ収集を行った。当初の計画通り、学校に通っている子ども(入院していない子ども)小学1年生から6年生までの20人の造形活動を平成26年7月から9月にかけて1人ずつ記録した。場所は研究者の所属する大学のゼミナール室とし、その他の条件は実験群と同様に行った。コントロール群の概要は以下の通りで、実験群の値はカッコ内に記した。1年生5人(7人)、2年生1人(2人)、3年生2人(4人)、4年生7人(4人)、5年生2人(3人)、6年生3人(2人)で、男児10人(16人)、女児10人(6人)であった。学年の平均は3.5で、実験群より、0.5多い。造形活動の種類の頻度は粘土13(10)、コラージュ7(12)。平成25年度に収集した実験群のデータは26年12月に一次的な検討を終了している。また、コントロール群の検討は平成27年3月までに、8人の一次的な検討を終了している。コントロール群の検討はまだ終了していないが、現在までの検討結果として、実験群とコントロール群の差異について以下の点が示唆されている。1.造形活動の種類の頻度に関しては実験群もコントロール群も有意差は認められない。2.児の見守り手への関係の持ち方の相違の可能性。3.児の造形素材への関わり方の相違の可能性。1)素材の吟味2)素材との折り合いのつけ方など。研究着手時に予想されていた、身体感覚や身体侵襲の造形活動へのはっきりとした影響は今のところ見出されていない。1.入院中の子どもの1造形活動を通して、入院・治療・検査など苦痛を伴う身体感覚をどのように表現するのかについて:aコラージュ、粘土の両方の作品の写真からどのような印象を受けるかという調査を行い、因子分析を行ったところ、2因子が抽出され、コラージュ作品では、病理群の方が「不快」因子が高いことが認められた。作品を見る側にも、何らかの不快感や苦しさが伝わるような作品が作られていることが示唆される。b見守り手との会話量は病理群の方が多く、見守り手が話し相手としても機能していることが示唆された。2表現に適した造形の素材について:コラージュと粘土の制作によって比較したところ、病理群と対照群で制作中の会話の量、制作時間、テーマ変更などを比べたが差は見られなかった。両群を合わせての統計では粘土の方が制作時間が長く、何を作ろうかと試行錯誤するテーマ変更も粘土を制作した子どもの方に多く見られた。このことからはコラージュ制作では比較的自分の作りたいものが決まりやすいのに対し、粘土では手で触ったり、捏ねたりしているうちに、別のものを作りたくなったり、また、思ったとおりに造形できずに変更せざるを得ないというケースもみられ、子どもは一定の迷いや葛藤を体験していると思われる。

それが入院中の造形活動として、適するかどうかについては今後考察の必要がある。3造形活動が子どもに与える影響について:1にも述べたように、病理群では会話量が多く、病院の日常と違った場面で、見守り手に対するが遊び相手、話し相手としての期待が高いことも予測されるが、造形が様々な話のきっかけとなっていることが考えられる。話の内容については今後分析する予定。2.病院スタッフと造形活動の有効性の共有や実施方法の検討については今後行う。3.入院中の子どもの造形活動をどのように取り入れるかの造形プログラムについても今後検討を行う。研究に使える時間が限られており、分析に時間がかかっているため、前年度に計画していた病院スタッフとの造形活動の共有はまだできていない。入院中の子どもが治療・検査などによって受けた、苦痛を伴う身体感覚を造形活動を通してどのように表現するのかを明らかにするために調査研究を行った。調査の対象は病理群:入院中の小学生22人、コントロール群:入院していない小学生20人とし、コラージュか粘土のどちらかを選んで制作してもらい、その様子をビデオで記録した。また、入院・治療を通して感じた「嫌なこと、痛いこと」について本人にインタビューを行ったほか、保護者にも児の様子についてのアンケートを行った。分析項目は病理群とコントロール群の差異を調べるために、作品の形式分析(コラージュの切片数や粘土べらの使用など8項目)と内容分析(アイテムの差異やテーマの変更など6項目)を行ったほか、病理群のインタビュー内容やアンケート内容、群を問わない低学年・高学年の差異、コラージュと粘土の差異についても注目して分析を行った。平成2526年度は、データを収集し、平成27年度は結果の分析を行った。平成28年度は結果を検討し以下の内容を病棟保育士と共有した。1.コラージュ作品では、切片のはみ出しがコントロール群より多いこと、2.粘土制作で、粘土を全部使わなかった子どもが、コントロール群より多いこと、3.コラージュ作品では作品を見たときの印象として、不快因子が高いこと、4.見守り手との会話の量(時間)がコントロール群より多いこと。その結果、これらの内容が病棟保育士の日々の子どもの観察と一致する部分があることが確認された。研究全体を通して得られた結果から、1.入院中の子どもと入院中でない子どもの造形の違い、2.痛いこと、いやなことが無いと答える子どもの作品への取り組み・表現、3.入院という状況が生み出す見守り手との関係、4.子どもの造形活動としてのコラージュと粘土の特徴についての4項目について考察した。論文発表等は今後行うこととする。入院児22人と非入院児20人にコラージュか粘土の制作活動をしてもらい、両群を比較検討した。研究の結果、(1)制作した作品に関しては作品の印象が入院していない児の作品より、見る人に「不快」な印象を与え、エネルギー低下に起因すると考えられた。(2)入院児にとって造形活動を見守る人は、表現を受けとめ、話を聞いてくれたりする人として存在している。特に低学年では、受けた侵襲についての言語化は避けられるが、侵襲的でない内容が多岐にわたって語られた。(3)コラージュはエネルギーの低下している児にも作りやすく、粘土は制作した児の技術や状況が表れやすいことが示唆された。データ収集は予定通り終了し、検討会も予定通りほぼ月2回のペースで行われている。6月分析終了7月資料作成8月病院スタッフとの共有・検討9月10月子どもの入院の際のプログラムの提案
橋梁用高性能鋼の開発とその高度利用技術に関する研究

橋梁用高性能鋼の開発とその高度利用技術に関し、以下の研究を行った。1)鋼材の予歪み(塑性歪み)導入による靱性劣化傾向について、種々の鋼材を用いて検討した。その結果、圧縮予歪みの方が引張予歪みを与えた場合よりも靱性の劣化傾向が大きいが、靱性の劣化度は鋼材により異なることが分かった。また、予歪みによる靱性の劣化原因についても、ミクロ的な破面観察、予歪み材の機械的性質などから、引張予歪み、圧縮予歪みの場合で比較検討を行った。2)鋼橋への高強度鋼の活用を目的として、これまで鋼橋に用いられたことがない、900MPa級の鋼材を用いて溶接試験体を製作し、疲労試験を行い、その疲労特性について検討した。また、鋼橋への活用に向け、溶接継手部の疲労強度向上を目指し、ハンマーピーニングや、改良溶接棒などの適用を検討した。3)高性能鋼に対する大入熱溶接の適用について、鋼材の靱性劣化といった観点から、過去の資料を整理し、また、実際に普通鋼、および高性能鋼に対して、大入熱溶接を施した突合せ溶接継手部を設け、大規模なCTOD試験を行い、大入熱溶接の適用の可能性について検討を行った。4)地震時に鋼材に生じる、低サイクル疲労に注目し、溶接構造用鋼材に対して低サイクル疲労試験を行い、鋼材の低サイクル疲労特性の検討、特に累積被害則について検討を行った。また、動的応答解析から求めた鋼製橋脚の挙動から、同様の鋼材を用いて擬似動的載荷実験を行い、鋼材の地震時に生じた低サイクル疲労についての検討を行った。本年度は、阪神淡路大震災で鋼製橋脚に生じた脆性破壊に注目して検討を行った。着目点は、(1)ラーメン橋脚隅角部に生じた脆性亀裂の再現およびその補強対策の検討(2)地震時に受けた繰返し塑性歪みの破壊じん性への影響に関しての2点とした。研究成果を以下に示す。(1)実ラーメン隅角部のスケールモデル試験体を作成し、正負交番繰り返し載荷実験を地震時と同様に0度の環境で行った結果、隅角部からの脆性亀裂を再現することができたことから、既存ディテ-ルでは阪神淡路大震災で生じたような脆性破壊を生じる可能性があることが分かったが、今度、隅角部における歪みの集中についてより検討していく必要があると考えられる。また、既存ディテ-ルの補強案として、隅角部にRを有するリブを後付溶接することにより、隅角部における歪み集中を緩和し、破滅的な脆性破壊を防ぐことができることを示した。(2)阪神大震災により繰返し塑性ひずみを受けた既存鋼製円筒橋脚から試験体を作成し、シャルピー試験、CTOD試験を行った結果、座屈部だけではなく、座屈の見受けられない健全部と思われる部分も非常に低いじん性値しか有していないことが分かった。このじん性低下を定量的に評価するために、1020%の引張、圧縮塑性歪みを導入した試験体による同様の実験を行った結果、圧縮、引張に関わらず塑性歪みの導入によりじん性が大きく低下することが分かった。また、これらの塑性歪みは、歪み時効によりさらにじん性を低下させることを明らかにした。・高性能鋼の橋梁への適用の可能性を検討することを目的として、高強度鋼の適用可能性を検討した。ここでは、鋼材の降伏点と鋼重との関係を、立体FEM解析より限界状態設計法に基づいて検討した。その結果、高強度鋼を用いることにより鋼重を減少させることができるが、疲労がクリティカルになるために、ある程度の高強度になるとそれ以上の高強度鋼を用いても鋼重の低下はなく、高強度鋼を有効に活用するためには、溶接継手部の疲労強度を向上させることが重要であることを示した。

・高強度鋼(9000MPa)を用いた溶接継手部の疲労強度向上を目的として、溶接継手試験体、及び大型桁試験体をに対して溶接止端部処理(TIG処理、ハンマーピ-ニング処理、グラインダー処理)を施し疲労試験を行い、軟鋼やこれまで研究が行われてきた高強度鋼(570MPa級)と同様に疲労強度向上効果があることを明らかにした。・地震時に大きな塑性歪みを生じても、破壊靭性が低下しない耐震性の優れた鋼材の検討を行うことを目的として、種々の鋼材を用いてCTOD試験を行った。その結果、引張塑性歪み、圧縮塑性歪みともに、鋼材の破壊靭性を低下させ、また遷移温度を上昇させるが、特に、圧縮塑性歪みの方がその効果が大きいという結果が本検討で用いた鋼材全てに対して得られた。また、塑性歪みの低下を鋼材の製造過程、添加元素等から検討した。本年度は、本科学研究費補助金研究の最終年度であり、今までの成果を取りまとめるとともに、以下の検討を行った。1)鋼材の予歪み(塑性歪み)導入による靭性劣化傾向について、種々の鋼材を用いて検討した。その結果、圧縮予歪みの方が引張予歪みを与えた場合よりも靭性の劣化傾向が大きいが、靭性の劣化度は鋼材により異なることが分かった。また、予歪みによる靭性の劣化原因についても、ミクロ的な破面観察、予歪み材の機械的性質などから、引張予歪み、圧縮予歪みの場合で比較検討を行った。2)鋼橋への高強度鋼の活用を目的として、これまで鋼橋に用いられたことがない、900MPa級の鋼材を用いて溶接試験体を製作し、疲労試験を行い、その疲労特性について検討した。また、鋼橋への活用に向け、溶接継手部の疲労強度向上を目指し、ハンマーピーニングや、改良溶接棒などの適用を検討した。3)高性能鋼に対する大入熱溶接の適用について、鋼材の靭性劣化といった観点から、過去の資料を整理し、また、実際に普通鋼、および高性能鋼に対して、大入熱溶接を施した突合せ溶接継手部を設け、大規模なCTOD試験を行い、大入熱溶接の適用の可能性について検討を行った。4)地震時に鋼材に生じる、低サイクル疲労に注目し、溶接構造用鋼材に対して低サイクル疲労試験を行い、鋼材の低サイクル疲労特性の検討、特に累積被害則について検討を行った。また、動的応答解析から求めた鋼製橋脚の挙動から、同様の鋼材を用いて擬似動的載荷実験を行い、鋼材の地震時に生じた低サイクル疲労についての検討を行った。
運動する細胞の先端に形成される浸潤装置複合体の構造と機能

細胞運動は、癌細胞の浸潤や免疫系細胞の炎症部位への浸潤などにおいて重要である。われわれは、細胞接着レセプターCD44が、浸潤性細胞の運動先端部に集積し、膜型メタロプロテアーゼにより切断を受けること、そして、その現象が、細胞運動の駆動力を発生させることを見出した。本研究課題は、これらの独自の研究成果に基づき、浸潤装置複合体の構造と機能を明らかにすることにより、細胞運動・浸潤のメカニズムを解明することを目指した。そして、次の点について、細胞の運動先端部位に形成される浸潤装置複合体の構造と機能の解明を進めた。機能面では、臨床的に癌組織で顕著に検出される接着レセプターCD44のリガンドであるピアルロン酸の低分子量化が、浸潤性癌細胞が産生するピアルロン酸分解酵素・ヒアルロニダーゼの作用によりオートクリン様の機序で起こっており、それが浸潤装置複合体の構成を変化させることにより、細胞運動性を亢進することを明らかにした。また、癌細胞に多く発現する上皮成長因子受容体からのシグナルによっても、CD44の機能による癌細胞の運動性が亢進し、そのときに浸潤装置複合体がダイナミックに作動していることを明らかにした。構造面では、浸潤装置構成分子の大量発現、および、高純度精製を進め、溶液NMRなどによる構造解析を行い、フレキシブルに動く構造を有することを見出した。以上、CD44を中心とした細胞運動・浸潤の重要な機能調節機構が明らかとなった。これまでに、細胞接着分子CD44が、浸潤性細胞の運動先端部に集積し、膜型メタロプロテアーゼにより切断を受けること、そして、その現象が、細胞運動の駆動力を発生させることを見出した。本研究では、これらの独自の研究成果に基づき、浸潤装置複合体の構造と機能を明らかにすることを目的とする。CD44は、細胞膜に存在するI型膜貫通タンパク質であり、N型糖鎖、O型糖鎖、およびグリコサミノグリカン糖鎖による翻訳後修飾を受けることが知られている。さらに、CD44のリガンド結合には、これらの翻訳後糖鎖修飾は必要とせず、リガンド結合ドメインのコアタンパク質のみでリガンドに結合する能力を有することがわかっている。よって、CD44の細胞外に存在するドメインのコアタンパク質について、大腸菌を用いた発現をおこなった。いくつかの大腸菌株を用いて発現系を検討した結果、CD44を、可溶型GST融合タンパク質として大量発現させることに成功した。さらに、これをアフィニティーカラムとゲル濾過カラムクロマトグラフィーにより高純度に精製することができた。そして、これを用いてCDスペクトルおよびNMR解析をおこなった。HSQCスペクトルの結果より、得られた組み換え体タンパク質が二次構造をとっていない可能性が示唆された。そこで、大腸菌封入体からの巻き戻し操作をおこない、約10%の回収率で組み換えタンパク質を得ることができた。CD44の正しいフォールディングを認識することのできるモノクローナル抗体を用いたELISA検定により、立体構造の予備検討をおこなったところ、正しくフォールディングした組み換え体タンパク質が得られた可能性が示唆された。
有機分子組織体テンプレートによるナノ形態制御複合酸化チタン材料調製法の開発

多様な微細構造を有する二酸化チタン(TiO2)材料の調製プロセス開発のため、長鎖アルキルアミンベースの混合ラングミュアーブロジェット膜、アミノ基を有する長鎖シラン化合物の分子集合体構造、蒸発誘起自己組織化で生成する高分子ミセル、Pt微粒子を担持したシリカ微粒子などを用いたテンプレート法について検証を行った。これらのプロセスの調製条件がTiO2の微細構造に及ぼす影響を明らかにするとともに、光触媒や電極材料としての応用についても検討した。また、相分離ラングミュア単分子膜を用いたプロセスによってリング状パターンを有するTiO2薄膜の調製に成功した。本研究では様々な反応マトリックスを用いた複合酸化チタン材料の調製法開発を目的としている。H25年度は、主にテンプレートとして「長鎖アルキルアミンベースの混合LB膜」と「長鎖アルキルシラン化合物のミセル」の利用について検討を行った。前者においては、混合する膜物質を数種類探索し、長鎖アルキルアミン/炭化フッ素系アルコール系において膜面内における相分離構造を確認した。このLB膜は混合した膜分子の分子長の差に一致する0.6nmの凹凸が表面に観察された。チタニア層の形成はLB膜を前駆体水溶液に作用させることで進行し、その生成量は長鎖アルキルアミンの累積量に依存した。これよりチタニア層の構造はLB膜組成や累積層数によって制御できることが明らかとなり、焼成処理後は0.2nm厚の二酸化チタン薄膜が形成されることを実証できた。後者については、アンモニウム基をもつシラン化合物の溶液にチタニア前駆体を様々なモル比で作用させ、これによりSi:Ti=1:1の溶液中では平均158nmの粒子の生成を確認した。これはアルコキシシリル基どうしの反応によってミセル形状が固定された後にチタニアが生成した構造を持つと考えられ、シラン分子中でアンモニウム基とアルコキシシリル基の位置が近いためシロキサン結合とチタニア層が高度に複合化していることが示唆される。このシリカ/チタニア複合粒子からシリカ成分を除去したところ、直径約10 nmの繊維状の構造が得られた。加えて、エチレングリコールを用いたソルボサーマル合成環境下での界面活性剤の鋳型効果を調べるため、二酸化チタン以外の金属酸化物(Bi2MoO6およびBiVO4)についても調製を試みた。検討した界面活性剤の中では長鎖アルキルアンモニウム塩が焼成試料の微細化に対して効果が大きく、色素吸着特性および触媒活性の向上が認められた。本研究では様々な有機分子集合体を反応マトリックスとして用いることで複合酸化チタン材料を調製するプロセスの開発を目的としている。前年度に引き続き、H26年度も「長鎖アルキルアミンベースの混合LB膜」および「有機シラン化合物が形成するミセル」をテンプレートとして利用するチタニア材料調製法の開発についての課題を継続するとともに、「蒸発誘起自己組織化させたプルロニック系高分子材料をテンプレート利用した多孔性チタニア層の作製」についても検討を行った。「長鎖アルキルアミンベースの混合LB膜」については膜物質をオクタデシルアミン/パーフルオロアルコールの混合系に絞り、二次元面内の相分離状態を確認するためLB膜(1層累積膜)を作製してコンタクトモードおよびフリクションモードによるAFM観察を行った。テンプレートに用いたLB膜とこれより得られるチタニア膜の結果を比較することによって、LB膜の相分離構造とチタニア薄膜の二次元パターニングとの関係を明らかにした。「有機シラン化合物が形成するミセル」については、昨年度実施できなかったTEM観察を行ない、試料粒子の微細構造の確認を行った。さらに、水熱処理プロセスを追加した場合のチタニアの結晶性への影響を調べ、シリカ成分を除去した試料については光触媒活性の評価を行った。「蒸発誘起自己組織化させたプルロニック系高分子材料」は多孔性チタニア薄膜を得るためのマトリックス材料として用い、その調製プロセスと得られる膜構造の検討を行った。高分子材料には両親媒性トリブロック共重合体のP123を用い、チタンアルコキシドとともにエタノール溶液から基板上に塗布することで複合化膜を作製した。焼成処理後の薄膜は色素増感太陽電池の作用極に適用してセル性能の評価を行った。研究課題の集大成として、H27年度は「長鎖アルキルアミンベースの混合LB膜」および「高分子界面活性剤の蒸発誘起自己組織化膜」をテンプレートとして利用するTiO2材料調製法の開発に関する研究を発展させるとともに、新たに「キトサン吸着シリカ粒子表面へのTiO2コーティング」および「シリカ粒子をテンプレートとする中空TiO2粒子の調製」の2つの課題に取り組んだ。具体的には、「長鎖アルキルアミンベースの混合LB膜」ではテンプレートとなるLB膜の膜物質としてオクタデシルアミン/長鎖フルオロカルボン酸混合系と2-スルホネート脂肪酸アルキルエステルナトリウム塩/ポリビニルアミンの系を追加し、主としてAFMを使って二次元面内の相分離状態を観察し、チタニア前駆体水溶液の作用によって得られるTiO2薄膜のモルフォロジーとの相関について確認した。「高分子界面活性剤の蒸発誘起自己組織化膜」では両親媒性トリブロック共重合体をP123からF127に換え、得られる多孔性TiO2薄膜の構造と色素増感太陽電池(DSSC)特性への影響を比較した。

一方、新たな研究課題に関しては、シリカ微粒子表面へのTiO2薄膜コーティングのためキトサン吸着膜をテンプレートとするプロセスの検証を行った。また、エマルション中でのチタンアルコキシドのゾルゲル反応にシリカ粒子を添加することでTiO2-SiO2粒子を調製し、これよりシリカを除去することで中空球構造を有するTiO2粒子の作製を行った。さらにこの中空球の内壁に白金担持を試み、これらの中空球構造や内部白金担持が試料の光触媒活性に及ぼす影響について検討した。平成27年度の各課題において、以下に示す有用な知見が得られた。「長鎖アルキルアミンベースの混合LB膜」では膜中の相分離に基づくTiO2薄膜の直接パターニング挙動解明のため、新たに2種類の膜物質系(パーフルオロカルボン酸との混合LB膜およびポリビニルアミンとのポリイオンコンプレックスLB膜)を検討した。その結果、TiO2の生成量はテンプレートLB膜中のアミノ基に依存して変化し、ポイオンコンプレックスLB膜ではチタニア前駆体水溶液への浸漬過程で起こる膜の再配置が低減できることを明らかにしている。「高分子界面活性剤の蒸発誘起自己組織化膜」ではプルロニックF127からメソポーラスTiO2薄膜を作製し、前年度のP123の結果と比較した。これらのTiO2は規則的な多孔質構造を有し、鋳型分子の構造を反映してP123は10nm、F127では12nmの細孔配列が観察された。この結果はP123のTiO2薄膜の方がより大きい比表面積をもつことを示唆しており、DSSCへの応用でも色素吸着性が良好で高いセル性能を示すことを確認している。新規課題では「シリカ表面のキトサン吸着膜」をテンプレートに用いてコア-シェル型SiO2-TiO2粒子を作製し、DSSC作用極への適用を試みた。SEM観察より、シリカ表面に厚さ1525nmの均一なTiO2シェル形成を確認したが、膜厚が薄いため十分なセル性能が得られなかった。一方、「シリカ粒子をテンプレートとする中空TiO2粒子の調製」では、エマルション中でのチタンアルコキシドの反応過程にシリカを添加し、得られる粒子からシリカ除去することで中空球構造を導入し、さらに中空球内壁への白金担持により光触媒活性が向上することを認めた。上記のとおり、実験結果においては一定の成果が得られたが、当初予想よりも学内業務でエフォートが割かれたため成果のアウトプットの点では課題が残っている。多様な微細構造を有する二酸化チタン(TiO2)材料の調製プロセス開発のため、前年度までの研究において、長鎖アルキルアミンをベースとした相分離LB膜、アンモニウム基を有する長鎖シラン化合物の分子集合体構造、蒸発誘起自己組織化によって得られる高分子ミセル、白金微粒子を担持したシリカ微粒子などをテンプレートに用いた調製プロセスの検証を行った。2016年度はこれらのプロセスの最適化と実験結果の確認を実施し、その過程でリング状ドメインがアレンジされたパターン化TiO2薄膜の調製法を見出した。以下に全期間をとおして得られた研究成果の概要を示す。1.長鎖アルキルアミンとパーフルオロアルコールの相分離LB膜を使って平均膜厚1.7 nmのドメイン構造を持つTiO2薄膜を得た。
液体シアノ試薬を用いた新たな指紋検出法の創製研究

1液体シアノ法における指紋検出能の向上指紋検出能の向上を目指し,液体シアノ試薬の最適化をおこなった。結果,アントラキノン系化合物を溶解させたシアノアクリレート溶液を,シリコンオイル中に分散させ,スプレー式噴霧機材により検体に噴霧した後,波長452nmの青色LED照射装置により蛍光を励起することで,最適な指紋検出をおこなえることが明らかとなった。この方法により,ポリ袋, CD,粘着テープ,ガラスをはじめとする,様々な種類の検体から指紋検出を行えることを確認した。2液体シアノ法がDNA鑑定に及ぼす影響についての検討液体シアノ法で検出された指紋を用いてDNA鑑定を行うための資料採取法を検討した。溶媒の種類や濃度比を中心として種々の検討をおこなった結果,水:アセトン=1:1の混合溶媒で湿らせた綿棒を用いて検出された指紋部分を拭き取ることで,最も効率よく資料を回収できることを確認した。3検出不可能と考えられてきた検体等からの指紋検出従来法では困難であったコンクリートブロック等の凹凸のある多孔質の検体において,通常の検体からの指紋検出の際に用いる検出試薬の濃度よりも試薬濃度を高くすることで,指紋検出を行うことを可能とした。また凹凸のある検体から顕在化された蛍光指紋は,カメラにオレンジフィルターを装着した状態で写真撮影を行うことで,二次元画像として取り込み,画像処理等の解析を行えることを確認した。同じく指紋検出が困難である比熱を帯びた金属については, 200°C程度の温度で加熱された金属からでも指紋検出を行えることを確認した。なお,本法を用いてタオルなどの布片からの指紋検出についても検討を行ったが,良好な結果は得られず,今後の課題である。
肺移植後長期経過例の肺局所免疫能に関する実験的検討

長期生着移植肺の局所免疫状態を検討するために、抗体産生系であるB細胞の分布様式を検討した。正常肺ではB細胞の分布は気管支随伴リンパ組織(BALT)に認められるが、長期生着移植肺におけるBALTは細胞の減少、線維化を示しB細胞は明らかに減少を示した。この長期生着移植肺には静脈周囲には軽度の細胞浸潤を認め、B細胞はこの部に認められ、移植肺でのB細胞のホーミングの障害を示唆した。肺局所での抗原提示細胞としては樹状細胞(DC)がある。レシピエントDC再分布を長期生着移植肺で検討すると、レシピエントDCは移植後1週間で、すでに気管支周囲に出現しており、気管支周囲のレシピエントDCの分布は移植後1カ月目ではすでに正常以上の分布が認められた。レシピエントDCの再分布は移植後すくなくとも1カ月でドナーDCはレシピエントDCに置換されている可能性が強かった。羊赤血球(SRBC)を経気管支的に投与し、長期生着肺を持つラットにおける抗SRBC抗体の産生能を正常ラットおよびアイソグラフト移植肺と比較検討した。移植後7日に経気管支的に移植肺にSRBCを投与しても、抗体産生は認められなかったが、対側健常肺にSRBCを投与すると抗体産生は正常ラットと同程度の産生を示した。移植後2週でSRBCを移植肺に投与すると、抗体産生は観察されるが、正常ラットに比較すると低値であり、抗体産生の正常ラットに比較すると遅れる傾向を示した。移植後3週でSRBC投与ではアイソグラフト移植肺の抗体産生はほぼ正常ラットと同様のパターンを示すが、アログラフト肺では、依然、抗体産生量は軽度減少傾向を示した。移植後4週での、SRBC投与では抗体産生はアログラフト肺、アイソグラフト肺とも正常ラットと同様の抗体産生パターンを呈するようになった。レシピエントDCの再分布の結果と考えあわせると、レシピエントDCが移植肺で局所免疫に重要な役割を果たしていることが示唆された。
数値計算・原子核実験・天文観測で探るＸ線バーストの物理

X線バーストは、中性子星と呼ばれる超高密度の天体の表面で生じる爆発現象である。そこでは速い陽子捕獲過程(rp過程)と呼ばれる特異な元素合成過程が発生していると考えられており、陽子過剰な原子核の物理学と宇宙物理学が交差する大変面白い現象といえる。本研究では、原子核の理論的・実験的研究と、観測X線天文学、そして理論天文学の融合によって、X線バーストの物理のよりよい理解を目指すとともに、天文観測から逆に原子核の物理に関する新しい知見を引き出すことを目標とする。
労働契約における兼職法制・競業避止義務・守秘義務に関する研究

兼業・副業をめぐる法的課題は、労働法及び社会保障法の領域で幅広く存在している。そこで、本研究では、雇用型の兼業・副業の議論を中心に、契約上の兼業規制のあり方、守秘義務をめぐる議論、労働時間の通算制をめぐる法的課題について、労働者の職業選択の自由(憲法22条1項)と使用者の利益との関係、労働者のキャリア形成の利益、健康確保といった観点から検討・分析を行い、研究成果を公表した。本研究は、労働関係において、良好な雇用・職場環境を築くために、いかに労働契約上の権利義務を通じて法的に反映すべきか(付随義務論)、法のあり方としての視点を明らかにすることを目的としている。具体的には、労働契約における兼職法制に焦点を当てて、さらに、その中の兼職避止義務と関連する、競業避止義務、守秘義務との関係性を明らかにする。研究テーマに関連する成果は、以下の通りである。まず、労働者の在職中の守秘義務をめぐる法的課題(違法性の判断・時間的適用範囲・契約上の守秘条項の有効性)について、研究に取り組んできた。ドイツ法では、労働契約上の守秘義務をめぐって、不正競争防止法および契約上の守秘義務の議論がみられるところ、その根拠、保護対象や違法性の評価における視点は参考にすべき点が多いものと考える。そこで、わが国における在職中の守秘義務をめぐる議論を概観した上で、ドイツ法の議論を紹介し、その比較的考察を行った。この研究成果は、次年度公表予定である。また、わが国における従業員の引抜きをめぐる法的課題(違法性の判断および法律効果)について、ドイツ法との比較法的考察を行った。ドイツ法では、従業員の引抜きをめぐって、詳細な議論がみられることから、その適法性審査のあり方について分析を行った。それに伴い、研究会において、「ドイツにおける引抜きをめぐる法律問題」に関する報告を行った。その他、フランチャイズ契約を締結した加盟者(フランチャイジー)の労働組合法上の労働者性の概念及び判断要素をどのように解すべきかをめぐって、近年多くの議論がみられる。そこで、フランチャイジーの労組法上の労働者性を肯定した労委命令について、考察を行い、成果を公表した(「フランチャイジーの労組法上の労働者性ーファミリーマート事件・東京都労委決平27・4・16ー」〔査読有〕日本労働法学会誌126号(2015年10月))。兼職法制の問題の中でも特に重要とされる、労働契約上の付随義務の中の兼職避止義務について焦点を当て、それに関連する在職中の守秘義務や競業避止義務について研究を行ってきた。これまで、兼職をめぐる紛争類型のあり方、兼職を理由とする不利益取扱いの適法性、また、兼職避止義務と密接に関わる在職中の守秘義務(秘密の保護対象に関する認定の問題)や競業避止義務(従業員の引抜きの適法性)に関して、研究を深めてきた。さらに、この研究を発展させ、使用者が労働者の兼職や競業を把握・管理する際に問題とされる、プライバシー保護との関係や、社会保障法との交錯領域(労災保険給付の算定のあり方等)についても研究を進めているところである。近年、終身雇用や年功型賃金といった雇用保障に関わる企業と正社員の関係の変化や技術革新に伴う産業構造の変化等に対応するため、兼業・副業のような柔軟な働き方の在り方が検討されている。本業とは別に副業をもつことによる、パラレルキャリアとしての働き方(キャリアの複線化)は、職業人生を通して満足いくキャリアを展開していくことを可能にする。実際に、兼業・副業を容認する企業もみられる傾向にある。しかし一方で、就業規則等により兼業・副業の許可制または禁止条項を定め、労働者の兼業を制限する企業も依然として多い。契約上の兼業・副業規制をめぐっては、労働者の私生活の自由や職業活動の自由(憲法22条1項)と使用者の利益との調整が図られている。この点、兼業・副業をめぐる法的課題は、労働法及び社会保障法の領域で幅広く存在している。兼業の法律問題は諸外国でもみられ、特に、ドイツでは、兼業に関する法律問題が盛んに議論されている。そこで、比較対象であるドイツの兼職法制を分析し、わが国における兼業法制のあり方につき、どのような法の解釈あるいは法制度を採用すべきか検討を行ってきた。こうした議論を踏まえた上で、本研究では、雇用型の兼業・副業の議論を中心に、契約上の兼業規制のあり方、守秘義務をめぐる問題、労働時間の通算制をめぐる法的課題について、労働者の職業選択の自由(憲法22条1項)と使用者の利益との関係、労働者のキャリア形成の利益、健康確保といった観点から検討・分析を行い、研究成果として公表した。特に、兼業・副業を通して、キャリア形成に向けて様々な職種を経験していく就労の機会を保障するという観点から、労働者が自律的に選択する働き方を尊重する法規制のあり方について、検討を行った。引き続き、平成28年度の計画に沿って、研究を進めていく。

とりわけ、兼職法制との関係について、使用者は、労働者の健康確保や競争上の利益保護の観点から、労働契約締結時や展開過程において、労働者の兼職、競業等を把握する必要があり、その際、私生活・プライバシーの保護との関係で問題となりうる。現在、我が国では、この点について明らかにされていないものの、労働者の個人情報保護の観点から、新たな視点での研究が求められる。これに関して、ドイツ法では、使用者の質問権の問題として、使用者は労働者の採用時に兼職の有無を質問できるものと解されている(Preis,Der Arbeitsvertrag Handbuch der Vertragsgestaltung,4. Aufl.,2011)。こうした観点から、労働者のプライバシー保護との関係において、労働者の兼職の有無・程度について尋ねることの適法性を考察することには意義があり、この研究を通して、最終的には、良好な雇用・職場環境を築くことのできる法解釈・法政策の構築に寄与することができるものと考える。28年度が最終年度であるため、記入しない。労働法28年度が最終年度であるため、記入しない。
分子状水素水を用いた間質性肺炎に対する新たな治療法の開発

本研究の目的は、「分子状水素水を用いた間質性肺炎(IP)に対する新たな治療法の開発」である。本研究ではマウスによる肺線維症モデルおよびIPの一因であるARDSモデルを用いて、分子状水素水のIPに対する治療効果とそのメカニズムを系統的に分析する。分子状水素の活性酸素(ROS)に対する防御機能や、Nrf2を介したヘムオキシダーゼ(HO)-1、制御性T細胞(Treg)の誘導機能により、IPやARDSが制御されることが期待される。
ウシ滑膜組織におけるマイコプラズマの高度免疫回避機構に関する細胞生物学的研究

牛の関節という閉鎖的微小空間におけるM.bovisへの免疫応答性(関節免疫)の本質を解明する。申請者らはこれまでウシ関節由来滑膜細胞が免疫担当細胞としての高い機能を有するという仮定の元、複数の先行研究を重ねその概要を明らかにしてきた。本研究ではM.bovisが関節腔という特殊な閉鎖的微小空間に置いて、滑膜細胞や白血球で構築される免疫システムにどのような影響をおよぼすかを解明するとともに、その病態解明を試みる。
光でナトリウムをポンプする新型ロドプシンの機能解明

本研究では我々が新しく海洋性細菌より発見した、光駆動型の外向きナトリウムポンプであるナトリウムポンプ型ロドプシン(NaR)について、そのナトリウムイオン(Na+)輸送メカニズムについて研究を行った。その中で、今回我々は特に「機能」、「ダイナミクス」、「構造」の3つの視点からメカニズムの解明に迫った。その結果NaRは周辺の環境によってLi+やH+も輸送し、その輸送に関わる反応素過程の決定や、Na+結合サイトの同定に成功した。その結果を含め本研究に関わる成果を8つの論文と3件の新聞報道、42件の学会発表などで公表した。本年度は我々が海洋性細菌より発見した光駆動型ナトリウムポンプロドプシン、KR2について、さらに詳細な機能解析と分光学的手法を用いた構造研究を行った。その結果これまでナトリウムイオン(Na+)より大きなカチオンは輸送されないと考えられてきたが、様々にpHを変えた活性測定により、KCl溶液中では弱いながらカリウムイオン(K+)の輸送が行われている事が明らかとなった。またこの際にはK+と同時に高い水素イオン(H+)の輸送が見られ、K+とH+は競合的に輸送が行われている事が示された。また構造研究については低温フーリエ変換赤外分光法(FTIR)により、Na+輸送時とH+輸送時における光反応中間体について研究を行った。今回対象とした中間体は、光反応によってレチナールの異性化後に現れるK中間体についてである。そしてNa+輸送時とH+輸送時では、過去にフラッシュフォトリシスの研究から、光反応サイクルに大きな違いが見られた事から、初期中間体においてもロドプシンの構造に違いがあることを期待しFTIRによる構造解析を行った。そうしたところ予想に反し、Na+輸送時とH+輸送時におけるK中間体生成に伴う赤外吸収スペクトルの変化はほぼ同一であり、光反応に伴う初期中間体の構造変化は同一であることが明らかとなった。この結果は光反応直後においてKR2は輸送するカチオンに依存しない、共通の構造変化を起こし、その後の反応過程においてカチオンの選択がなされ得ることを示唆している。本結果はこれらの結果についてJ. Phys. Chem. B誌へ論文発表を行い、さらに招待講演(7件)を含む33件の学会発表で本研究において得られた成果を発表した。平成24年度は交付申請時の研究計画に従い、我々が新たに発見したナトリウムポンプ型ロドプシンのダイナミクスや構造について、主にフラッシュフォトリシス分光法や赤外分光法を用いた研究を行った。その結果反応中間体の可視吸収に基づいて反応素過程を決定することに成功し、さらに野生型および変異体についての全反射型赤外分光法による構造解析からナトリウムイオンの結合部位がタンパク質の細胞外側にあることを明らかにした。またナトリウムポンプ型ロドプシンは周辺のカチオンをリチウムイオンに変化させるとリチウムを輸送するが、その場合フォトサイクルはナトリウム輸送時のものと大きな差は無かった。その一方でカリウム以上のイオン半径の大きい一価カチオン存在下では水素イオンを同じ方向に輸送するが、その場合の光反応サイクルの速度はナトリウム輸送時のものと比べて非常に長く、数秒に及ぶものであり、中間体の種類も大きく異なっていた。またこれまで野生型のものについては詳細なイオンの輸送活性が調べられてきたが、変異体のものについては知見が少なかった。そこで本年度19種類の変異体についてその輸送活性を測定したところ、膜貫通領域において重要と思われるAsn112、Asp116、Asp251の3つの残基については変異により活性が完全に無くなることが明らかとなった一方で、イオンの結合が阻害される変異体であっても強い活性を持つものがあることが示された。このことは既知のロドプシンと異なり、ナトリウムポンプ型ロドプシンにおいて暗状態におけるイオンの結合は輸送に必須でないことを示唆している。本年度はこれらの結果についてNature Communicationsへ論文発表を行い、さらに招待講演を含む17件の学会発表を行った。また本成果についてプレスリリースを行ったところ、3件の新聞報道が成された。本年度はフラッシュフォトリシス分光法によるダイナミクス研究や赤外分光法による構造研究に成功し、さらに変異体による輸送メカニズムの解明に成功し、それらをNature Communicationsへ論文発表することまで達成した。これらを初年度において達成したことは、当初予想されたものよりもかなり大きな進展であると考えられる。初年度において最初のナトリウムポンプ型ロドプシンについては、反応素過程や分光による構造研究について、当初の予想以上のペースで明らかにすることに成功した。最終年度に当たる平成25年度においては低温赤外分光法による中間体の構造研究だけでなく、他の海洋細菌由来のナトリウムポンプ型ロドプシンについても研究を拡大していく予定である。次年度にあたる平成25年度においてはあらたに備品の購入は行わず、分子生物学用のプラスチック製品(チューブ、チップ等)や試薬などの消耗品を物品として購入する(120万円)。
プログラム抽出法の新展開　－－　証明自動化と高性能の両立

本年度は、以下の結果を得た。(1)前年度に配列への破壊的代入を伴う計算をCoq上で表すための仕組みとして考案した「配列状態モナド」を拡張し、その上で記述したプログラム同士の合成の自由度、モジュール性、性能向上に貢献した。早い段階で得られていた結果について国際会議FLOPS 2018で発表を行い、その後に得られた結果を論文誌に投稿した。(2) Georges Gonthierによる有限ドメイン関数の新しい実装に着想を得て、要素の型が添字の値に依存する配列を表現する方法を考案・実装し、従来とほぼ同じ方法を用いてそこから高性能なプログラムを抽出できることを明らかにした。本拡張は、等式の証明を出力するunion-findやcongruence closureの実装に非常に有用である。(3) Cyril Cohenらの協力を得て、順序集合(半順序、分配束、全順序など)を扱うためのライブラリをMathematical Componentsに導入し、順序付きの数のクラス(ordered integral domainなど)の定義や補題を整理した。これによって、区間に関する定義や補題を「数以外の順序集合」に一般化することが可能となり、量化子除去に関するより一般的な結果を得られると期待している。(4) (3)の実装の過程で、Mathematical Componentsライブラリの代数構造の階層の実装が非常に冗長で間違いの発見が困難であることを見出し、そのような間違いを検出するためのツールをCyril Cohenらと開発した。まだ完全な実装は得られていないが、既に多くのバグを発見・修正するために役立っており、今後の変更に対するレビューの手間の削減にも大きく貢献できると期待している。本年度の研究計画で予定していた項目は、[1]配列状態モナドの再実装、[2] MiniMLの意味論と最適化器の形式化、[3]副作用を伴うプログラム抽出の正当性の証明の3つであった。[1]は当初の計画では添字付きのモナドに拡張することで表現力を高めることを目的としたものであったが、Coqでの実装上の問題とOCamlコンパイラによる最適化が上手く働かないことによる性能低下の問題を発見した。しかしながら、研究実績の概要(1), (2)にあるように異なる形での拡張に成功しており、特に(2)は1つの応用として目標としているcongruence closureの実装に非常に役立つものである。従って、非常に満足のいく結果が得られたと考えている。[2]を含めたCoqのプログラム抽出器の(より問題が少なく高信頼な)再実装のため、Coqのプログラム抽出器に関する問題の報告39件全てに目を通した。それらの問題を原因ごとに分類し、特に重大なバグであると考えられるものに対して修正方法の検討を行い、いくつかの問題に対しては解決策を発見済みである。特にMiniMLの最適化器部分のexponentialな振舞い(#7830)は本研究で行った(また、予定している)最適化器の改良によって大きな改善の余地があり、更に再実装と形式化によって示すべき性質の1つを示唆するものであった。このような調査、実装、証明を進めることで、最終的な目標に到達できると考えている。[3]については、現時点で満足のいく結果は得られていない。研究計画で予定していなかった項目として、研究実績の概要(3), (4)にある問題に取り組み、本研究に関わる実装上の多くの問題点を解消するに至った。特に(3)で最終的な目標としている量化子除去の形式化は、congruence closureと合わせて様々な決定手続きを構築する上で有用である。従って全体としては十分な進展があったと考え「おおむね順調に進展している。」とした。次年度は、以下の問題に取り組む。<2>研究実績の概要(2), (3)に引き続き、証明を出力するunion-findとcongruence closure、線形算術の量化子除去アルゴリズムの(再)実装を行い、プログラム抽出によって現実的に実行可能かつ高信頼な決定手続きの抽出を目指す。これが完了し次第、得られた決定手続きをCoq上での自動証明に用いるためのプラグインの開発に取り組む。<3>研究実績の概要(3), (4)から着想を得て、代数構造の階層をCoq上で自動生成する仕組みの開発をCyril Cohen, Enrico Tassiらと行う。Mathematical Componentsでの代数構造の階層は、定義や補題のoverloadingを余計な型情報を書くことなく実現するための非常に優れた方法だが、その実装には大量のcanonical projection, coercionを書くことが要求され、開発上の非常に大きな問題点の1つとなっている。この技法を習得することなく代数構造の階層を正しく実装するための仕組みを開発する。<4>現在までの進捗状況[3]で達成されていない副作用を伴うプログラム抽出の正当性の証明に、引き続き取り組む。本年度は、以下2つの結果を得た。(1)配列への破壊的代入を伴う計算をCoq上で表すための「配列状態モナド」を定義した。また、抽出プログラムの性能を向上させるため、Coqのプログラム抽出プラグインが持つ最適化の機能を改良した。このプラグインの改良は大きく2つの部分に分けられ、一方はMathematical ComponentsというCoq上での数学(主に代数)の形式化に広く使われるライブラリを用いて記述したプログラムについて、もう一方はモナドを用いるプログラムについて、高性能なコードの抽出に有効なものである。