hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
集合系マシーナリーのモデル細胞としての高度好熱菌T.thermophilus

その中で,UvrA,UvrB,UvrCの他,ミスマッチ修復系のMutS,MutLは,集合系マシーナリーを形成していた。また,酸化傷害修復系のMutMとMutYは,酸化された塩基を修復するための基質特異性が相補し合っていることが示唆された。MutMについては立体構造解析を完了したので,その結果を基にして,酸化傷害DNA基質との反応機構を推定することができた。それを基にして,触媒基と考えられる2つのグルタミン酸やリジン残基を置換した変異型酵素を作製し,傷害DNAを含む基質との反応を解析した結果,より詳細な反応機構が明らかにすることができた。生物科学の急速な発展により,基本的生命システムを構成する多種類の生体分子群を,個別ではなく一括して研究対象とし,酵素反応における分子認識過程や触媒過程を,系統的に,原子分解能で研究することが可能になりつつある。そこで,高度好熱菌(Thermus thermophilus HB8)をモデル細胞とし,構造・機能ゲノム科学的解析を行っている。本高度好熱菌は独立に生育可能な最小生命体の一つで(ゲノムサイズはわずか1.8Mbpで,蛋白質は約1,500種),多くの生物に共通で基本的な生命現象が,進化の過程で"濃縮"されている。この高度好熱菌は,遺伝子操作系が確立した生物であり,しかも,その生物の中でもっとも耐熱性が高い。その蛋白質は安定性が高く,結晶化も容易であるので,立体構造解析や分子機能解析に有利である。そこで,DNA修復系やアミノ酸代謝系の酵素群を集合系マシーナリーの例とし,それら酵素群の機能を立体構造に基づいて原子レベル分解能での系統的解明を目指している。これまでに,ゲノム解析はほぼ完了した。さらに,全蛋白質約1,500個のうち,これまでに約500個の蛋白質の量産化を手がけた。His-tagをN末端に付加させた蛋白質は,不溶性になることが多かったため,His-tagを付加しない蛋白質を量産化している。立体構造解析が完成した蛋白質は,UvrBを含めてこれまでに約数個だが,これまでに他の研究者によって決定された蛋白質を合わせると,本高度好熱菌蛋白質の内,約40個の蛋白質の立体構造が決定されたことになる。
枯草菌染色体の複製開始複合体の生化学的研究

1.細菌染色体の複製開始に際して、複数の特異的蛋白が複製開始点に逐次的に作用して特異的複合体(イニシオゾ-ム)が形成されると考えられる。また、DnaA蛋白が真正細菌で普遍的に複製開始に関与すると考えられていることが明らかになっている。しかし、DnaA蛋白による複製開始点の活性化が起こる時期の制御については不明であり、複製開始の制御機構の理解のために複製開始複合体の解明を本研究の課題としてた。2.dnaA遺伝子とその産物の結合配列(DnaAーbox)が真正細菌に普遍的に保存されていること、枯草菌DnaA蛋白がDnaAーboxに特異的に結合することを明らかにしてきたが、さらに、枯草菌dnaA変異体の単離に成功し、枯草菌DnaA蛋白が複製開始に特異的に機能することを遺伝子的に証明した。また、枯草菌dnaA遺伝子近傍のDnaーboxクラスタ-が枯草菌内でars活性を持つことを証明した。3.変異DnaA蛋白は非許容温度で不安定になり、非許容温度で急速に元の数分の一まで減少し、その後蛋白量が回復する事が見いだされた。この現象は、DnaA蛋白の失活に伴い開始複合体が崩壊し、DnaA蛋白の安定性が大きく減少することを示唆している。また、この現象を利用してDnaA蛋白量と細胞の染色体複製開始能力との間には直線的な平行関係があることが示された。4.一方枯草菌内でDnaA蛋白量を人為的に約10倍に増加させたところ、複製開始が抑制されることが見いだされた。すなわち、DnaA蛋白は他の蛋白と相互作用しつつ機能しており、それらの因子も複製開始頻度を規定しうることが示された。その実体を明にかにするため、DnaA蛋白を含む複合体の生化学的解析、dnaA変異による高温感受性を抑制する変異株を単離することによる遺伝学的解析を試みた。細菌染色体の複製開始反応に際して、DnaA,DnaBなど、複数の特異的蛋白が複製開始点に逐次的に作用して特異的複合体(イニシオゾ-ム)が形成される。本研究は枯草菌染色体の複製開始複合体の構成蛋白の同定とそれらの機能の解明、細胞周期と連関した開始復合体の形成機構の解明をめざした。1.本年度、従来単離されていなかった枯草菌dnaA遺伝子の温度感受性変異株の単離に成功し、その変異株では非許容温度で複製開始が特異的に阻害されることを証明した。更に、dnaA変異株を非許容温度で培養すると、許容温度で合成されていたDnaA蛋白が急速に分解し、その後、dnaA遺伝子発現が大幅に増加することにより蛋白量が回復する事が見いだされた。この現象は、DnaA蛋白の失活に伴い、開始複合体が崩壊しDnaA蛋白の安定性が大きく減少すると考えることにより説明される。2.各枯草菌DnaAーboxクラスタ-とDnaA蛋白との親和性の定量的解析を進めた。その結果、各クラスタ-が示す染色体複製抑性能は、それらとDnaA蛋白との親和性だけでは説明できない事、従って、dnaAプロモ-タ-領域、DnaA蛋白、あるいは、両者の複合体と相互作用する制御蛋白の存在が考えられる事が明らかになった。3.In vitro複製系の開発の第一歩として、DnaA蛋白の結合により、各DnaAーboxクラスタ-中で1本鎖特異的ヌクレア-ゼに感受性となる部位を検索したが、結果は現在のところ否定的である。

また、DnaB蛋白についても、その機能をin vitroで明らかにすることに成功していない。複製開始複合体の構成因子の同定は現在開始したところであり、上の課題と併せて、第2年度の重点課題とする予定である。1.細菌染色体の複製開始に際して、複数の特異的蛋白が複製開始点に逐次的に作用して特異的複合体(イニシオゾ-ム)が形成されると考えられている。また、DnaA蛋白が真正細菌で普遍的に複製開始に関与すると考えられることが明らかになっている。しかし、DnaA蛋白による複製開始点の活性化が起こる時期の制御については不明であり、複製開始の制御機構の理解のために複製開始複合体の解明を本研究の課題とした。2.新たに単離された枯草菌変異DnaA蛋白は非許容温度で不安定になり、非許容温度で急速に元の数分の一にまで減少し、その後蛋白量が回復する事が見いだされた。この現象を利用してDnaA蛋白量と細胞の染色体複製開始能力との間には直線的な平行関係があることが示された。一方、枯草菌内でDnaA蛋白量を人為的に約10倍に増加させたところ、複製開始が抑制されることが見いだされた。すなわち、DnaA蛋白は他の蛋白と相互作用しつつ機能しており、それらの因子も複製開始頻度を規定しうることが示された。3.DnaA蛋白と共に複製制御に関与する蛋白を明らかにするため、DnaA蛋白を中核とする複製開始複合体の実体の解明を試みた。細胞を温和な条件で溶かし、しょ糖密度勾配遠心で分画したところ、DnaB蛋白は特異な沈降常数をもつ複合体として存在するが、DnaA蛋白とoriCDNAの大部分は最も軽い分画に存在することが示された。DnaA蛋白複合体は細胞周期の一定の時期のみ形成される可能性があり、その点を解析したい。4.生化学的な解析と並行して、枯草菌dnaA変異による高温感受性を抑制する変異株を単離することにより、DnaA蛋白と相互作用する蛋白の同定を試みた。現在までに、dnaA遺伝子と異なる遺伝子中の変異により、高温感受性が抑制されている株が少なくとも1株得られており、現在その遺伝子の同定を進めている。
新規チタン酸バリウムの物性解明と実用化に向けたプロセス技術開発

高温で分解するため合成が困難とされていた新規チタン酸バリウムBaTi_2O_5について、実用化に向けたプロセス技術の開発を行った。ゾル・ゲル法で作製した粒子を出発原料にして、スパークプラズマ焼成という特殊技術をもちいることで、セラミックスの緻密化や配向制御ができた。また、MnO_2を焼結助材に用いることで、通常の焼成法でもセラミックスを緻密化できることが分かった。KFを添加すると、キュリー温度T_Cは急激に低下し、リラクサー状態が現れる。単結晶育成では、長さ35mm程度の結晶を得た。新規チタン酸バリウムBaTi_2O_5(BT2と略)は,転移温度Tcが470°Cと高く,Tcでの誘電率はεb=30,000(単斜晶のb軸方向)と大きく,産業界で広く利用されているチタン酸バリウムBaTiO_3(BT1と略)に優る応用的可能性を秘めている。しかし,BT2は,1150°C以上でBT1とBa_6Ti_<17>O_<40>に分解するため,急冷法で小さな針状結晶が得られているにすぎず,また,通常のBaOとTiO_2を用いた固相反応にて,BT2粉体を合成することも難しい。本研究では,まずBT2の緻密セラミックスの合成を目指し,チタニウムテトライソプロキシドとバリウムジエトキシドを原料としたゾル・ゲル法を用い,650°Cの低温で焼成することで,BT2ナノ粒子の合成を行った。さらに,放電プラズマ焼結法(SPS法)を用いて,20MPa・1000°C・5分の焼成条件で,相対密度96%以上の緻密セラミクスを焼成した。また,KFを僅か1%添加したBT2セラミックスにおいて,室温付近にピークを持つリラクサーを作り出すことができた。これらの成果をまとめ,Applied Physics Letters誌などに論文として報告した。しかし,まだグレイン制御技術が確立されておらず,誘電率の大きなb軸を配向させた緻密セラミックスを作ることが今後の課題である。次に,大型単結晶の育成のため,新たに坩堝降下機構をつけた電気炉を購入し,立ち上げ作業を行なった。また,既存設備の赤外線加熱のフローティングゾーン炉(FZ炉)による結晶育成も試みた。移動溶融帯フローティングゾーン法(TSFZ法)を新たに取り入れ,FZ法の場合より明らかに大きな単結晶を育成することができた。しかし,まだ実用的な大きさの結晶を育成するまでには至っていない。更なる結晶の大型化を目指し,坩堝降下炉での単結晶育成を本格的に進めていく。新規チタン酸バリウムBaTi_2O_5(BT2と略)は,転移温度Tcが470°Cと高く,Tcでの誘電率は助εb=30,000(単斜晶のb軸方向)と大きく,産業界で広く利用されているチタン酸バリウムBaTiO_3(BT1と略)に優る応用的可能性を秘めている。しかし,BT2は,1150°C以上でBT1とBa_6Ti_17O_40に分解するため,急冷法で小さな針状結晶が得られているにすぎず,また,通常のBaOとTiO_2を用いた固相反応にて,BT2粉体を合成することも難しい。これらの成果をまとめ,昨年Applied Physics Letters誌などに論文として報告した。今年は,グレイン制御技術を確立するため,ホットホージ法と組み合わせたSPS法を試み,軸性応力に垂直方向にb-軸がそろったグレインが成長することが,SEMや誘電測定から,明らかとなった。これらのプロセス技術の詳細については,JJAPの5月号に掲載予定である。一方,BT2の大型単結晶を育成するために,坩蝸降下炉での育成実験を進め,降下速度や温度制御などの条件出しを行った。さらに,BT2の相転移機構を解明する目的で,BT1にKFを添加した単結晶を育成し,KF添加による物性の違いをBT1とBT2の両物質で比較した。これらの成果を元に,国際会議にて,招待講演を行った。新規

チタン酸バリウムBaTi_2O_5は、転移温度T_Cが470°Cと高く、転移温度での誘電率も30、000と大きく、産業界で広く利用されているBaTiO_3に優る応用的可能性を秘めている。しかし、BaTi_2O_5は、1150°C以上でBaTiO_3とBa_6Ti_<17>O_<40>に分解し、1350°Cで融解するため、急冷法で小さな針状結晶が得られているにすぎず、また、通常のBaOとTiO_2を用いた固相反応にて、BaTi_2O_5の粉体を作ることも難しかった。本予算でのこれまでの研究により、Traveling Solvent Floating Zone (TSFZ)法での単結晶の育成、ゾル・ゲル法でのナノ粒子の合成、放電プラズマ焼成(SPS)法での緻密セラミックスの作製など、可能になってきた。本年度は、それらの成果を論文にまとめるとともに、強誘電体国際会議で報告を行った。また、SPS法という特殊技術を使わない通常焼成法にて緻密セラミックスを合成し、その配向を制御するためのスラリー化および厚膜作製技術について検討した。まず、通常焼成法によるセラミックスの作製のため、融点が低くグレインの液相成長を促す酸化マンガンを焼結助材に選び、添加濃度や焼成温度を詳細に調べた。ゾル・ゲル法で作製したBaTi_2O_5粉末に、MnO_2を0.20.8wt%添加し焼成したところ、BaTi_2O_5が分解することなく1250°Cまで存在できることを見出した。更に、1250°Cでの2回焼成により、相対密度95%以上の緻密セラミックスを作製できることを明らかにした。特殊な装置を使うことなく緻密セラミックスを焼成できるこの「Mn添加・2回焼成法」にて特許を申請した。BaTiO_3積層セラミックコンデンサーに使われているスラリーからの厚膜作製技術を真似て、Mh添加BaTi_2O_5微粉末をスラリー化し、1250°Cで焼成することで圧膜をアルミナ板に作製した。誘電率などの電気的測定が可能な膜である。現在、詳しい評価を行っている。また偶然の成果ではあるが、BaTi_2O_5前駆体ゲルにおいて、室温で強い蛍光を見出し、特許申請を行った。
反応性Py-Imポリアミドによる遺伝子機能解析法の確立

本研究期間を通して、様々な反応性Py(N-メチルピロール)-Im(N-メチルイミダゾール)ポリアミドを合成し、効率的な配列特異的アルキル化能と生物学的機能評価の研究を進めた。具体的には、反応性と配列認識能を高いレベルで両立した反応性Py-Imポリアミドを特定遺伝子発現制御ツールとして、あるいは、生物化学的な薬剤として実用化するために(1)分子設計と合成基盤の確立(2)特定遺伝子発現制御(3)細胞増殖阻害に関する機能評価を行った。(1)DNA配列認識能をもつPy-Imポリアミドとseco-CBIアルキル化部をインドール基で結合させ、任意の塩基配列でDNAを効率的にアルキル化する機能性分子の設計を確立した。Py-Imポリアミドの合成に関しても、固相自動ペプチド合成機によって多品種の配列特異的アルキル化剤を安定して供給することが可能になった。テロメア二本鎖配列に対して特異的アルキル化能を有するPy-Imポリアミドの合成及び、機能評価にも成功した。(2)反応性Py-Imポリアミドを用いて、塩基配列特異的アルキル化が遺伝子機能に与える影響をヒト細胞系にて評価・検討した。その結果、標的とする塩基配列を、プロモーター領域のみに限らず、コード領域へ拡張することに成功した。さらに、GFP蛋白コード領域に存在する特定塩基配列を標的として、細胞内でGFP発現を阻害することが可能であることを示した。(3)様々な配列認識能を有するインドールリンカーを有する反応性Py-Imポリアミドを合成し、細胞増殖阻害活性に与える影響をヒトがん細胞系において評価を進めた。Fmoc固相合成によるDNA結合性ヘアピン型Py-Imポリアミドの生物実験への供給が確立し、実用化に向けた共同研究も進んだ。その結果、TGF-b遺伝子を標的としたPy-ImポリアミドのTGF-b遺伝子発現に与える抑制効果に関する評価が進んだ。今年度、反応性Py(N-メチルピロール)-Im(N-メチルイミダゾール)ポリアミドを特定遺伝子発現制御ツールとして実用化するために、反応性と配列認識能が高いレベルで両立した分子設計の改良と遺伝子機能制御に関する機能評価を進めた。また、Fmoc固相合成より合成供給された反応性Py-Imポリアミドのラットやマウスへの生物学的応用研究も進んでいる。実際に、反応性Py-Imポリアミドを用いて、塩基配列特異的アルキル化が遺伝子機能(mRNAへの転写、蛋白質への翻訳)に与える影響をヒト細胞系にて評価・検討した。その結果、標的とする塩基配列を、遺伝子のmRNA発現に共有されているプロモーター領域のみに限らず、タンパク質の遺伝情報が集約されているコーディング領域へ拡張することに成功した。重要なことは、配列特異的アルキル化によって、遺伝子の蛋白コード領域中に存在する特定塩基配列を標的とすることが可能であることを示したことである。さらに、2種類の異なる配列認識能をもつ反応性Py-Imポリアミドに対して、DNAチップを用いて遺伝子発現に与える影響を詳細に解析した結果、いくつかの遺伝子に関して、配列特異性の差異に由来する興味深い遺伝子の抑制と活性化が観察された。また、分子動力学計算とこれまでの合成研究成果に基盤として、まだ生物活性評価の段階には進んでいないものの、10塩基対を超える配列認識能をもつ反応性Py-Imポリアミドの合成にも成功した。現在、生体内の特定塩基配列を精密に標的化することにより特定遺伝子を制御することを可能にする技術への応用を目指し、特定塩基配列認識能をもつ反応性Py-Imポリアミドの合成供給を進めている。今年度、DNAアルキル化能と配列認識能を両立した反応性Py(N-メチルピロール)-Im(N-メチルイミダゾール)ポリアミドを特定遺伝子発現制御ツールとして実用化するために、特定遺伝子機能制御に関する機能評価を進めた。加えて、Fmoc固相合成の確立によって、十分な量の反応性Py-Imポリアミドを合成供給することが可能になった。様々な配列認識能を有する反応性Py-Imポリアミドを合成し、塩基配列特異的アルキル化が遺伝子機能(mRNAへの転写、蛋白質への翻訳)に与える影響をヒトがん細胞系にて評価・検討を進めた。その結果、mRNA発現に共有されている遺伝子プロモーター領域のみに限らず、タンパク質の遺伝情報が集約されているコード領域中のユニーク配列を標的とすることに成功した。さらに、配列特異的アルキル化の設定によって特定がん細胞を標的とする細胞増殖阻害活性を変化させることができる可能性を示した。特に、2種類の異なる配列認識能をもつ反応性Py-Imポリアミドに対して、RT-PCRを用いて遺伝子発現に与える影響を解析した結果、コード領域中に標的とするユニーク配列を有する遺伝子に関して、配列特異性の差異に由来する興味深い遺伝子の抑制を観察することに成功した。現在、固相合成に関する技術を基盤として、10塩基対を超える配列認識能をもつ反応性Py-Imポリアミドの合成供給も可能になってきている。10塩基対配列認識能をもつ反応性Py-Imポリアミドによって生体内の特定塩基配列を精密に標的化・遺伝子制御する技術の実用化を目指して、ラットやマウスへの生物学的応用研究を進めている本研究期間を通して、様々な反応性Py(N-メチルピロール)-Im(N-メチルイミダゾール)ポリアミドを合成し、効率的な配列特異的アルキル化能と生物学的機能評価の研究を進めた。

具体的には、反応性と配列認識能を高いレベルで両立した反応性Py-Imポリアミドを特定遺伝子発現制御ツールとして、あるいは、生物化学的な薬剤として実用化するために(1)分子設計と合成基盤の確立(2)特定遺伝子発現制御(3)細胞増殖阻害に関する機能評価を行った。(1)DNA配列認識能をもつPy-Imポリアミドとseco-CBIアルキル化部をインドール基で結合させ、任意の塩基配列でDNAを効率的にアルキル化する機能性分子の設計を確立した。Py-Imポリアミドの合成に関しても、固相自動ペプチド合成機によって多品種の配列特異的アルキル化剤を安定して供給することが可能になった。テロメア二本鎖配列に対して特異的アルキル化能を有するPy-Imポリアミドの合成及び、機能評価にも成功した。(2)反応性Py-Imポリアミドを用いて、塩基配列特異的アルキル化が遺伝子機能に与える影響をヒト細胞系にて評価・検討した。その結果、標的とする塩基配列を、プロモーター領域のみに限らず、コード領域へ拡張することに成功した。さらに、GFP蛋白コード領域に存在する特定塩基配列を標的として、細胞内でGFP発現を阻害することが可能であることを示した。(3)様々な配列認識能を有するインドールリンカーを有する反応性Py-Imポリアミドを合成し、細胞増殖阻害活性に与える影響をヒトがん細胞系において評価を進めた。Fmoc固相合成によるDNA結合性ヘアピン型Py-Imポリアミドの生物実験への供給が確立し、実用化に向けた共同研究も進んだ。その結果、TGF-b遺伝子を標的としたPy-ImポリアミドのTGF-b遺伝子発現に与える抑制効果に関する評価が進んだ。
食道・胃接合部癌発生におけるムチン分子ファミリー遺伝子及び糖鎖の役割

1.ムチンコア蛋白の発現MUC1はBarrett上皮に79%,下部食道腺癌の42.9%にまたMUC2はそれぞれ33.3%,42.9%に発現していたが,MUC3の発現は認められなかった.MUC1は組織特異性はなく上皮に一様に見られたが,MUC2はBarrett上皮のintestinal type epitheliumにのみ見られ.juctional typeやfundic typeには陰性であった.しかしながら癌化に伴う有意の発現上昇は観察されなかった.2.ムチン糖鎖ならびにM1の発現Barrett上皮で大腸型ムチンは50%,小腸型ムチンは30%,胃型ムチンは60%に検出された.組織分布を見ると大腸型と小腸型はintestinal type上皮に見られ,胃型はfundicおよびjunctional type上皮に見られた.腺癌では大腸型ムチンは92%,小腸型ムチンは42%,胃型ムチンは8%に見られた.Barrett上皮の長さによってこれらの発現を検討するといわゆるshot segment Barrett上皮は胃型のムチン優位で,classical Barrett上皮では大腸型のムチンが強く発現していた.また腺癌を伴うBarrett上皮では大腸型が,腺癌を伴わないBarrett上皮では胃型が強く発現していた.3.ムチン糖鎖とコア蛋白の関連4D3(NANA-GalNAc類似糖鎖)のapomucinはMUC2と推定されたが,91.9Hのapomucinは今回の実験では不明であった.食道腺癌,Barrett腺癌,ならびにBarrett上皮について各種ムチンコア蛋白,p53,酸性糖鎖抗原の発現を検討し,これらの癌とBarrett上皮との関連を探った.過去5年間の下部食道腺癌7例(Barrett腺癌4例を含む),非癌食道胃接合部4例,およびBarrett上皮生検16例について免疫組織学的に検討した.1.Barrett上皮ならびに腺癌に比較的特異的に発現されるムチンはMUC1,MUC2で,硫酸化糖鎖・シアル酸化糖鎖の発現も高頻度であったため,これら4つの抗原を選択し検討を進めた.2.硫酸化糖鎖はBarrett上皮に50%,腺癌では100%に発現がみられた.シアル酸化糖鎖は各々44.7%,57.2%,MUC1は各々79%,42.9%,MUC2は各々33.3%,42.9%であった.3.これら糖鎖とムチンコア蛋白の発現の関連性を連続切片を用い検討するとMUC2-apomucinとシアル酸化糖鎖(sialylated N-acetyl galactosamine)の発現の一致率は89.5%であり,シアル酸化糖鎖のムチンコア蛋白はMUC2と推定された.4.硫酸化糖鎖のコア蛋白は明かとならなかったが,Barrett上皮ならびにその悪性化病変である食道腺癌で高率に発現し,硫酸化糖鎖発現の点で胃における不完全型腸上皮化生(sulfomucin産生)からの腸型胃癌の発生に類似するものと考えられた.1.ムチンコア蛋白の発現MUC1はBarrett上皮に79%,下部食道腺癌の42.9%にまたMUC2はそれぞれ33.3%,42.9%に発現していたが,MUC3の発現は認められなかった.MUC1は組織特異性はなく上皮に一様に見られたが,MUC2はBarrett上皮のintestinal type epitheliumにのみ見られ.juctional typeやfundic typeには陰性であった.しかしながら癌化に伴う有意の発現上昇は観察されなかった.2.ムチン糖鎖ならびにM1の発現Barrett上皮で大腸型ムチンは50%,小腸型ムチンは30%,胃型ムチンは60%に検出された.組織分布を見ると大腸型と小腸型はintestinal type上皮に見られ,胃型はfundicおよびjunctional type上皮に見られた.腺癌では大腸型ムチンは92%,小腸型ムチンは42%,胃型ムチンは8%に見られた.Barrett上皮の長さによってこれらの発現を検討するといわゆるshot segment Barrett上皮は胃型のムチン優位で,classical Barrett上皮では大腸型のムチンが強く発現していた.また腺癌を伴うBarrett上皮では大腸型が,腺癌を伴わないBarrett上皮では胃型が強く発現していた.3.ムチン糖鎖とコア蛋白の関連4D3(NANA-GalNAc類似糖鎖)のapomucinはMUC2と推定されたが,91.9Hのapomucinは今回の実験では不明であった.
短寿命核のオンライン質量分離によるB+崩壊強度の精密測定

本研究は,極低バッグラウンドのガンマ線検出器(極低, γ検出器と略称する)を開発製作し,それを用して短寿命不安定核のβ崩壊の微弱な分岐を精密測定することによりβ崩壊の行列要素を精良く決定しようとするものである.そのため,初年度には, β^+崩壊で発生する陽電子の対消滅ガンマ線(2個の5vxkevγ線)を大立体角のBaF_2検出器で検出し, Ge(HP)γ線検出器をゲートする^+BaF_2を用いた陽電子ゲートによる極低バックグラウンドγ線検出器を設計・製作し, ^<22>Naほかの標準線源を用いてオフラインの測定を行なった.バックグラウンド抑止因子としてL10^<-4>のすぐれた値が得られた.2年度には,同装置を用してオンライン実験を行なうため,テープ導管を製作し,テープ輸送装置に極低BGγ検出器を組入んだ.特に半滅期1秒以下の短寿命核を目標とするので,既存のテープ輸送装置を大改造して,大巾な性能アップを実現し,テープ輸送時間として△t=0.35秒が得られた.また,テープ駆動の安定性と信頼性も大巾に向上し,実験が容易になった.本番のオンライン実験として,半滅期0.20秒の鏡映核^<57>Cuをイオンガイド式オンライン質量分離器で分離し,極低BGγ検出器により, 1111.6keVγ線を検出することに成功した(質量分離同定した^<57>Cuについては今回が最初). γ線の絶対強度を求めるため,より長寿命の^<54m>Co(1.46分)及び^<58>Cu(3.2秒)についても同様に実験し,それぞれのγ線を検出することができた.但し,同検出器内のプラスチックβ+検出器の効率が予想より35倍小さいのは具合が悪いので,テープ輸送速度の更なる向上とともに,今後の問題である.本装置は^<57>Cu以外にも多数の短寿命核の微弱γ線の測定にも用いることができる.本研究は,極低バッグラウンドのガンマ線検出器(極低, γ検出器と略称する)を開発製作し,それを用して短寿命不安定核のβ崩壊の微弱な分岐を精密測定することによりβ崩壊の行列要素を精良く決定しようとするものである.そのため,初年度には, β^+崩壊で発生する陽電子の対消滅ガンマ線(2個の5vxkevγ線)を大立体角のBaF_2検出器で検出し, Ge(HP)γ線検出器をゲートする^+BaF_2を用いた陽電子ゲートによる極低バックグラウンドγ線検出器を設計・製作し, ^<22>Naほかの標準線源を用いてオフラインの測定を行なった.バックグラウンド抑止因子としてL10^<-4>のすぐれた値が得られた.2年度には,同装置を用してオンライン実験を行なうため,テープ導管を製作し,テープ輸送装置に極低BGγ検出器を組入んだ.特に半滅期1秒以下の短寿命核を目標とするので,既存のテープ輸送装置を大改造して,大巾な性能アップを実現し,テープ輸送時間として△t=0.35秒が得られた.また,テープ駆動の安定性と信頼性も大巾に向上し,実験が容易になった.本番のオンライン実験として,半滅期0.20秒の鏡映核^<57>Cuをイオンガイド式オンライン質量分離器で分離し,極低BGγ検出器により, 1111.6keVγ線を検出することに成功した(質量分離同定した^<57>Cuについては今回が最初). γ線の絶対強度を求めるため,より長寿命の^<54m>Co(1.46分)及び^<58>Cu(3.2秒)についても同様に実験し,それぞれのγ線を検出することができた.但し,同検出器内のプラスチックβ+検出器の効率が予想より35倍小さいのは具合が悪いので,テープ輸送速度の更なる向上とともに,今後の問題である.本装置は^<57>Cu以外にも多数の短寿命核の微弱γ線の測定にも用いることができる.本研究は、極低バックグランドのガンマ線検出器系を開発・製作し、それを用いて短寿命・不安定原子核のβ崩壊の微弱な分岐を精密測定しようとするものであり、初年度ではその装置の設計・製作及び性能のテスト実験を行なった。本装置では、【β^+】崩壊で発生する陽電子の対消滅ガンマ線(2個の511keVガンマ線)でゲートすることによりバックグランドを大巾に抑制するものである。当初このガンマ線の検出にはNaI(Tl)結晶を用いる予定であったが、検討の結果、Ba【F_2】結晶の方が良い結果が期待されることが判明したので、予定を変更し、我々は「Ba【F_2】を用いた陽電子ゲートによる極低バックグラウンド・ガンマ線検出器」を設計・製作した。Ba【F_2】結晶は大型のものを入手するのは困難であるが、業者との共同の設計・開発により、予定より時間がかかったが、無事48【cm^2】×31cmなる大型結晶からなるBa【F_2】シンチレーション検出器8体からなるBa【F_2】検出器を製作することができた。このように大型のBa【F_2】結晶は世界でもまれと思われる。しかも、Ba【F_2】に含有される自然放射能【^(226)Ra】によるバックグラウンドとして0.053カウント/S/【cm^3】を得たが、これは結晶の高品質を示している。上記Ba【F_2】

シンチレーション検出器に、プラスチック【β^+】検出器、Ge(HP)ガンマ線検出器及びエレクトロニクスを組合せて検出器全体を組立て、標準線源(【^(22)Na】ほか)を用いて性能テストを行なったところ、通常のGe(HP)のみによる測定と比べて、バックグラウンドを実に、1万分の1に抑制することができ、予想どおりの高性能が実証された。ただし、検出効率が予想値30%に比べて10%と約1/3であったのは問題で、今後の検討の必要があり、又、オンライン実験のための特殊チェンバーの製作が残されているが、これらの完成後、本格的なオンライン実験に進む予定である。
新しい標識法による脊随運動ニュ-ロンプ-ルの樹状突起構築と樹状突起形式機構の解明

コレラトキシンサブユニットB結合ワサビペルオキシダ-ゼ(BHRP)を鶏の下肢帯筋に注入し、脊随運動ニュ-ロンプ-ル(MNP)を逆行性に標識した。この方法によりMNPは細胞体だけではなく、樹状突起、軸索、第一次求心性線維まで標識された。特に樹状突起は末端の極めて細い部分まで標識され、側索に入り込んだ樹状突起の先端は軟膜の直下に到達しているのが確認された。下肢帯の各筋のMNPを標識した結果、これまでの方法では不可能ではあったMNP全体の樹状突起構築全体を観察できた。後脛骨筋の樹状突起は外側核背外側部にある細胞体の集団からほぼ全方向に向い、側索には軟膜直下まで、背側には後角基部まで、更に内側には内側核領域まで樹状突起が分布していた。腸腓骨筋、尾側腸骨屈筋の樹状突起は外側核の外側端から外側核背側および腹側縁に沿い二方向に分布しており、特徴的な樹状突起構築を示した。それらの樹状突起の大部分は自質内で分岐していた。以上の様な結果から今回明らかになったことは、各々のMNPに特徴的な樹状突起構築が存在し、それは各々のMNPへの入力要素の違いを反映しているのであろうという点である。今後はそれぞれのMNPに特徴的な樹状突起構築がいかなる過程を経て形成されるかの点について研究を行いたい。鶏、ネコ、サルの下肢帯筋に50100μlの0.1%コレラトキシンサブユニットB抱合ワサビペルオキセダ-ゼ(CHRP)を注入、23日の生存期間後、ザンボニ液で灌流固定を行った。テトラメテ-ルベンテジンを用いたHRP反応により、50μ厚の横断切片上に各筋を支配する運動ニュ-ロンプ-ルの樹状突起、胞体を明確に逆行性に標識できた。特に樹状突起についてはその末梢端まで観察できた。鶏の下肢帯筋を支配する運動ニュ-ロンプ-ルのうち最も強大な筋である腸脛骨筋の樹状突起は胞体から全方向に伸びていた。そのうち側索に向う突起は側索の表面に達しており、後角方向への突起は後角基部でも観察された。大腿脛骨筋の運動ニュ-ロンプ-ルの樹状突起分布は基本的に腸脛骨筋のそれと相合であった。腸腓骨筋と尾側腸脛骨筋の運動ニュ-ロンプ-ルはほぼ合位置の外側核の背外側部にあるが、外側運動核の外側および腹側辺縁部の二方向に樹状突起が分布しており、その大部分は白質に観察された。この様にニワトリ下肢帯の各筋の運動ニュ-ロンプ-ルの樹状突起はそれぞれの運動ニュ-ロンプ-ルに特徴的な樹状突起分布パタ-ンを持っていることが明らかになった。そしてそれぞれの樹状突起群はそれぞれ特異的な入力をうけていることが最近の研究で明らかにされつつある。今回の研究で明らかにされた各筋に特徴的な樹状突起分布とそれに対応した入力はニワトリが運動を行うに必要な各筋の機能的特徴を裏付けるものであることが推測された。鶏の下肢筋群の各々にコレラトキシン抱合ワサビペルオキシダ-ゼ(CHRP)を注入し、筋を支配する運動ニュ-ロンプ-ル(MNP)を逆行性に標識し、胞体と樹状突起の形態を観察した。特に樹状突起はその末端まで、例えば側索に侵入した突起は軟膜直下にまで至る像が観察できた。これによりこれまで出来なかったMNP全体としての樹状突起分布、即ち樹状突起構築学的解析が可能になった。後脛骨筋のMNPはLSの1ー4に分布し、樹状突起は全方向に伸びている。そのうち後内側方に向うものは後角の基部にまで至り、側索へのものは軟膜にまで達していた。

内側方向へ向う樹状突起は内側運動核にまで達していた。大胆脛筋を支配するMNPの樹状突起の分布は後脛骨筋の分布とほぼ合じであるが、MNPはLSIー3にあった。CtiofibulorisとCaudilioflexoriusのMNPはそれぞれLS4ー7,6ー8にあるが、これら2つのMNPの樹状突起分布は特徴的であった。即ち二つの主要な樹状突起群は前角の背側、腹側縁に沿って伸び、樹状突起の大部分は白質内に分布していた。こうした各々のMNPに特徴的な樹状突起の分布は、それぞれのMNPに入力する線維群によって規定されることが考えられるので、この点について現在接樹状突起の終る例について検討を行っている。
ダイナミックな相互作用による多種感覚的認知の形成過程の研究

手の運動とその視覚フィードバックとの相互作用について検討した結果、中枢神経系が,感覚器の測定誤差や運動の結果生じる誤差を考慮し,それに基づいて運動精度を予測(推定)しながら制御を行っていることが明らかにされた。また,前補足運動野が内的な運動予測に,右半球の後部頭頂皮質が自己運動のオンラインの誤差評価に,右半球の頭頂側頭接合部が,視覚フィードバック遅延を補償するような状態推定に関連することが示唆された.動的な情報に対する視触覚間感覚統合では,時間を手掛かりに重み付き線形和として統合されたダイナミクスの表象を有すること,統合過程における時間手掛かりと同時性知覚における時間手掛かりが独立の情報であることが示唆された.また,三次元物体を同一感覚内で認識する場合は,視点に依存的,独立的な形式の両方を併用しているのに対し,学習と異なる感覚で認識する場合に,視点に独立的な表現のみを用いていることが示唆された.日常物体に対する運動プログラムは習慣的な行為を実行している際には強く活動するのに対して,あまり習慣的ではない行為を実行する際には視覚的なフィードバックの役割が大きくなることを明らかにした。これらの結果は,日常物体に関する運動表象が,把持を行う部分と特定の手の形状間でのインタラクションの経験に基づいていることを示している。手の能動的運動によって物体認識の促進がみられることを実験的に明らかにした.またそれは,手を回転させたことによる運動系からの情報と視覚情報の間の相互作用によって,視点変換規則が獲得されていることが示唆された.さらに,能動的観察を行った被験者群において,左頭頂葉に電流双極子が推定される時間帯で左半球の脳磁信号強度が能動的観察後に有意に減少することが明らかにされた.手の運動とその視覚フィードバックとの相互作用について検討した結果、中枢神経系が,感覚器の測定誤差や運動の結果生じる誤差を考慮し,それに基づいて運動精度を予測(推定)しながら制御を行っていることが明らかにされた。手の能動的運動によって物体認識の促進がみられることを実験的に明らかにした.またそれは,手を回転させたことによる運動系からの情報と視覚情報の間の相互作用によって,視点変換規則が獲得されていることが示唆された.さらに,能動的観察を行った被験者群において,左頭頂葉に電流双極子が推定される時間帯で左半球の脳磁信号強度が能動的観察後に有意に減少することが明らかにされた.【ダイナミックな制御過程】我々はこれまで到達把持運動制御において運動初期の視覚情報が重要であることを明らかにしてきた。本年度は把持運動速度を上げたときにこの特性がどのように変化するかを調べた。その結果、これまで同様、運動初期の視覚特性が重要であるが、これまでよりさらに早い期間が重要になることが示された。一方、functional MRIを用いて、曲線をマウスを用いてトレースする課題中の脳内活動を調べた。その結果、自己の運動指令から手の運動の予測を行うのが右の側頭・頭頂接合部(TPJ)であり、手とターゲットの位置の運動誤差を計測するのが後部頭頂皮質(PPC)であることが示唆された。マグカップの取っ手の向きが,到達把持運動の運動学的特性に対して与える影響について,心理実験による検討を行った.実験協力者は,2つの左右に並んだマグカップ(取っ手の向きは左右の2通り)のいずれかがスポット光で照らされると同時に到達把持運動を行った.その結果,把持を行うマグカップの取っ手が左向きで,行わないマグカップの取っ手が右向きのときに,運動の初期段階で親指と人差し指の間の距離が大きくなる傾向がみられた.このことは,マグカップの取っ手が右向きのときには習慣的なインタラクションの知識から運動計画が自動的に生成され,実際に把持を行う取っ手が左向きのマグカップに対する運動計画と干渉が生じることを示唆している.【異種情報の統合】VR環境により形状が動的に変化する仮想物体を呈示し,物体の変形量を視覚と触覚を用いて推定するという心理実験課題を通して,動的な性質に対する異種統合過程を検討した.その結果,静的な性質の推定同様,動的な性質の推定においても,複数の感覚を用いることで単一の感覚よりも精度の高い推定が可能であることが示された.

また各感覚間に時間的なずれを加えて物体の変形を呈示した結果,125ミリ秒以上のずれが存在する状況での統合効率の低下が観察された.異種感覚統合過程においては,各感覚の情報が時空間的にコヒーレントな状況ではオンラインで統合された表象を用いた精度の高い推定が可能である一方,感覚間の情報の乖離に対して脆弱である可能性が示唆された.(乾)到達把持運動を行う際に,運動時間がオンライン視覚情報の利用特性にどのような影響を及ぼすかを検討するために,運動時間1000msと500msの実験条件を設定した.その結果,運動時間を約500msに短くした場合においても,オンライン視覚情報の指間距離最大値への影響が認められた.特に,運動開始直後からの非常に早いフェーズ(運動開始後080ms)において重要であることが示唆された.一方、到達把持運動の精度予測制御モデルを用いて、運動時間・視覚情報を変化させた場合のシミュレーションを行った結果、心理実験の結果とも一致し、スピード/精度のトレードオフ関係が視覚情報に応じてオンラインにシフトすることを示した。さらにコンピュータマウスを使った曲線のトレーシング実験から,前補足運動野の活動が内的な運動予測に関連しており,また後部頭頂皮質が運動誤差の評価に関連する点が示唆された.(斎木)物体の変形を視覚と触覚により知覚する課題を行い,動的な特性の異種感覚統合を実験的に検討した.動的な特性であっても複数の感覚を用いることで精度の高い知覚が可能であり,効率的な統合には感覚間の比較的厳密な時間的同期が必要であることが示された.つぎに、物体の記憶における視触覚のマルチモーダルな変換過程を明らかにするために,複雑な形状の新奇物体を作成し,再認課題を行った.視覚のみによる記憶・再認を検討した結果,視覚では複数の視点からの学習が,より広範に物体を再認できることが確認された.(杉尾)日常物体としてマグカップを用いて,到達把持運動をおこなう対象となるマグカップの向きと運動をおこなわない妨害刺激となるマグカップとの関係によって,到達把持運動の運動学的特性がどのように変化するかを実験により検討した.その結果,妨害刺激のマグカップの向きが,指間距離の時間変化のプロフィールに影響することが明らかにされた.特に,視覚情報が運動遂行の初期段階に影響することが示された.(乾)運動予測における自己運動と外部運動の神経基盤の違いを検討した.その結果,前補足運動野は自己,外部運動に依存しない視覚運動イメージ化に関連し,後部頭頂皮質における左IPL,右SPL/IPLがそれぞれ自己,外部運動の予測に関与することが示唆された.一方,到達把持運動制御におけるオンライン視覚の影響とともに,把持成分における一定の運動出力パタンを示した.また到達把持運動のパントマイムにおけるオンライン視覚の影響についてシミュレーションを行った結果,パントマイムと実物体への運動の把持制御には共通の機構が関与している可能性が示唆された.(斎木)物体の変形を視覚と触覚により知覚する課題を行い,動的な感覚統合においては,感覚間の時間関係が統合の時間窓を規定する以上の重要な役割を果たし,更にその時間関係は知覚対象の性質により柔軟に変化するものであることが示された.また三次元物体の認知に関して同一感覚内では視点に依存的,独立的な表現を併用して三次元物体を表現しているが,異種感覚間では視点に独立的な表現を用いて三次元物体を表現していることが示唆された.(杉尾)
楕円的リ-マン面の一変形の研究

1.種数1のコンパクトリ-マン面をリ-マン球の2枚の被覆面として表現し、それにリ-マン球を貼り合わせ,リ-マン球の三枚の被覆面として種数1のコンパクトリ-マン面を表現する.その付随する代数方程式の3つの解のどれが元のリ-マン球の2枚の被覆面に対応するかは明かでなかった.今年度,3つの解に現れる2乗根と3乗根の分枝の選び方や接続の方法が解明され,終結式のどの根がリ-マン球を貼り合わせたときの分岐点であるかを判定するアルゴリズムを具体例において与えることが出来た.そして,種数1のリ-マン面のモデュラスが与えられたとき,リ-マン球を貼り合わせて変形したリ-マン面のモデュラスがはじめて得られた.また、0、1を分岐点にもつ代数曲線を2つのパラメ-タ-の簡単な多項式で表示することが可能となった。このことから係数による分岐状況の判定法を見いだすことが期待される。2.研究分担者石田は弱完全調和微分とある種の関数族から生成される微分による開リ-マン面上の二乗可積分な調和微分の直交分解を得た.また,研究分担者福井は4次元閉多様体上のクラインの壺による葉層の安定性について考察し,その葉層がCー安定であるための十分条件をその葉層空間のオイラ-数の言葉で与えた.1.種数1のコンパクトリ-マン面をリ-マン球の2枚の被覆面として表現し、それにリ-マン球を貼り合わせ,リ-マン球の三枚の被覆面として種数1のコンパクトリ-マン面を表現する.その付随する代数方程式の3つの解のどれが元のリ-マン球の2枚の被覆面に対応するかは明かでなかった.今年度,3つの解に現れる2乗根と3乗根の分枝の選び方や接続の方法が解明され,終結式のどの根がリ-マン球を貼り合わせたときの分岐点であるかを判定するアルゴリズムを具体例において与えることが出来た.そして,種数1のリ-マン面のモデュラスが与えられたとき,リ-マン球を貼り合わせて変形したリ-マン面のモデュラスがはじめて得られた.また、0、1を分岐点にもつ代数曲線を2つのパラメ-タ-の簡単な多項式で表示することが可能となった。2.研究分担者石田は弱完全調和微分とある種の関数族から生成される微分による開リ-マン面上の二乗可積分な調和微分の直交分解を得た.また,研究分担者福井は4次元閉多様体上のクラインの壺による葉層の安定性について考察し,その葉層がCー安定であるための十分条件をその葉層空間のオイラ-数の言葉で与えた.
複数の回線品質の同時推定を可能とするアクティブ測定方式の研究

インターネットにおける通信品質と最も深く関係するend-to-end回線の可用帯域とリンク容量を推定する従来技術はそれぞれ独立に多数回の測定を要し,試験パケット量が増えるとともに測定誤差が大きい問題があった。本研究は,速度の異なる2つの試験パケットを送信し,受信点での試験パケットの時間分散を直線近似することで可用帯域とリンク容量の同時推定を可能とする。提案方式をCプログラムで記述してPCに実装し,最大10リンクの実験ネットワークを構築して性能を実測した。従来の代表的な測定技術であるDietToppと比較し,測定誤差は最大で50分の1以下,試験パケット量は最大で4分の1以下となることを確認した。本年度は本研究プロジェクトの2年目であり,前年度から開始した下記の4つのポイントについて研究の進展があった。(1)筆者らが提案するアクティブ測定法の改良:筆者らが提案した,プローブ量は少ないが測定値がばらつくPTP方式と,比較的安定に測定が可能な従来のADR推定技術(Average Dispersion Rate)と組み合わせた新たな方式を提案した。また,シミュレーションによって,その妥当性を確認した。(2)パケットペア方式の開発:PTP方式をベースとして,そのプローブ量(トレイン長)を最小とすると,POPP(Pair of Packet Pair)方式が得られる。ただし,プローブ量が少ないため測定精度の劣化が予想される。その測定性能をシミュレーションで確認した結果,PTP方式より精度が劣化するが(最悪30%程度),大まかな値を把握することはできることがわかった。(3)ネットワークプロセッサを用いた実験:PTP方式のようにプローブの分散の変化より可用帯域を推定する方式では,パケットの到着時間を精度よく測定できることが必須である。一般のPCはOSの割り込み処理などによって,その時間精度は良くない。このため,Cavium社のパケットプロセッサ(OCTEON)を導入してプローブの送受信の実験を実施した。その結果,現時点では時間精度に大差がないという結果が得られた。これは最近のNICカードはGb/sイーサネット対応であり,性能が向上していることに起因していると考えられる。(4)可用帯域とキャパシティの同時推定:PTP方式において,1回のプロービング処理で可用帯域とキャパシティの同時推定を行う方式を提案し,シミュレーションで動作確認を行った。この場合,キャパシティは可用帯域以上にバラツキが大きくなる性質があることが判明した。この問題を解決するための測定方法について検討した。本年度は本研究プロジェクトの1年目であり,下記の3項目の課題の検討を開始した。(1)インターネット回線の常時モニタを可能とするパケットペア方式の設計:本研究では最小のプローブパケット量で回線品質の常時モニタを可能とするため,2組のパケットペアを周期的に送受信する方式を提案する。この方式は筆者らが従来提案してきたプローブトレインペア方式に必要なプローブ量を最小限度に抑えた極限の方式である。今年度はシミュレーションによる動作確認と基本的な性能評価を行うため,ネットワークシミュレータ(ns2)によるモデルを作成した。(2)ネットワークプロセッサを用いたプローブパケット送受信回路の検討:本研究における提案方式はプローブパケットの時間間隔(パケット分散)を計測し,その値を用いて可用帯域などを推定する。このため,正確な時間間隔でのパケット発生と受信パケットの到着時刻の計測が必要となる。本研究ではこれらの機能をパケットプロセッサで実現することを目的に開発セットを購入して設計環境を整備した。(3)ソフトウェアによる測定ツールの開発:我々の研究グループが独自に提案してきたパケットトレインペア方式については,従来,シミュレーションを基に検討を進めてきた。本年度はその実現性と問題点を検証するため,PC上にCプログラムで測定ツールを開発し,直線状の簡単な実験ネットワークを構築して動作確認を行った。従来,公開されている既存の測定ツールとの性能比較を行い,提案方式の有効性を確認した。なお,この測定ツールは上記の(2)で新規に開発する測定回路との性能比較のためリファレンスともなっている。近年,インターネットにおける通信品質の制御および監視のための技術開発が世界的に注目されている。その品質と最も深く関係するend-to-end回線の可用帯域とリンク容量を推定する従来の測定技術は多数回の測定を要し,試験パケット量が増えるとともに測定誤差が大きいなどの問題があった。本研究は,速度の異なる2つの試験パケットを送信し,受信点での試験パケットの時間分散を直線近似することで可用帯域とリンク容量の同時推定を可能とする新たな測定方式を提案した。また,可用帯域およびリンク容量の推定誤差を最小とする最適な測定条件を明らかにした。提案方式をCプログラムで記述してPCに実装し,最大10リンクの試験ネットワークを構築して性能を実測した。

従来の代表的な測定技術であるDietToppと比較し,測定誤差は最大で50分の1以下,試験パケット量は最大で4分の1以下にすることができた。ただし,提案方式の測定値の変動係数は10倍程度に増えた。これらの結果より,本提案手法の有効性を確認し,今後の検討課題を明確にした。通信ネットワーク上記の4つのポイントの進行状況をそれぞれ下記に示す。それらの状況より,おおむね順調に進展していると判断した。(1)PTP方式の改良:改良案を提案し,その効果をシミュレーションで確認できた段階であり,今後,実験ネットワークでの検証実験が残っているがおおむね順調である。(2)パケットペア方式の開発:予定通り,シミュレーションで性能評価を行った。その結果はほぼ予想通りであり,それをどのように活用していくかが次のステップであり,おおむね順調に進展している。(3)ネットワークプロセッサを用いた実験:パケットプロセッサの性能が思ったほどよ良くないという結果が得られた。ソフトウェア処理の限界と考えられ,今後はハードウェア(FPGA)による測定なども選択肢として考えなければならないことがわかった。この問題のため検討の見直しが必要であり,研究の遅れが見込まれる。(4)可用帯域とキャパシティの同時推定:推定方式を提案し,シミュレーションで確認できたため,おおむね順調に進展している。インターネットの回線品質の常時モニタを可能とする新たな方式を提案し,シミュレーションで動作確認ができた。パケットプロセッサを用いたプローブパケットの送受信回路の開発環境を準備することができた。PC上にプログラム制御の測定ツールを実装し,従来技術より優れた性能を確認できた。以上の3項目の達成度から順調に進展していると判断できる。(1)PTP方式の改良:キャパシティ推定機能を組み込んだプログラム開発を行い,PCにインストールして実験ネットワークでの動作確認を行う。また,前年度に作成したプログラムではプローブパケットの損失に対応できないなどの実用上の問題があったため,それらの改良を行う。(2)プローブ送受信回路の設計:プローブの遅延時間を精度よく測定するためのタイムスタンプ付加機能(送信側)と,プローブ信号の時間間隔の測定機能(受信側)をPCの外付け回路として構成する。そのため,FPGAを用いたイーサネットインタフェース回路の設計を行う。今後は前記のそれぞれの検討課題について,機能の追加や実用的な条件を考慮した詳細な評価を行って設計にフィードバックする。旅費と人件費(RA経費)が予定より少なくなったため。旅費として使用する。次年度は,前年度よりさらに規模の大きい実験ネットワークを構築して性能評価実験を行う。このために必要となるルータやトラヒック発生装置およびトラヒックモニタ装置(いずれもPCベース)などの設備を新規に購入する。また,最新の技術情報収集と,前年度の成果のアピールのため学会の大会,研究会,国際会議などに参加し,論文投稿についても検討する。