hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
宿主側から見た腫瘍増殖機序の分子免疫学的解析

腫瘍発生に関する宿主要因の解析に関し,白井班員は, MRLマウスのリンパ腫細胞と選択的に反応するモノクローナル抗体の作製に成功し,その抗原解析より,腫瘍発生素因にリンフォカイン(ILー4)受容体関連分子の異常発現を明らかにした.吉木班員は,マウスのT細胞系の悪性リンパ腫の発生モデルを, HVGD(Host versus graft disease)の終末像として発生させる実験系を確立した.宿主側との免疫反応において,多くの自己免疫現象を伴いつつ, T細胞が白血病化してゆく過程の詳細を調べた.佐藤班員は,発癌遺伝子を用いて形質転換をさせた線維芽細胞に表現される抗原のうち,宿主の抗腫瘍免疫応答に最も関連した腫瘍抗原の解析をおこない,例えばNK細胞の認識分子の解析,増殖性と関連した抗原に対するモノクローナル抗体の作製に成功した.藤原班員は, L3T4^+T細胞亜群による腫瘍抗原認識機構の解析をおこない, class II抗原を有さぬ腫瘍細胞上のTAAが,いかにL3T4^+T細胞に認識されるかその細胞性機序を明らかにした.垣生班員は,腫瘍宿主の自然免疫系に関与するNK細胞のシグナル伝達機序を明らかにした.特に免疫不全動物を用い,その抗腫瘍反応系における細胞性機序を,リンパ球分化の観点より明らかにした.奥村班員は, NK細胞, CTLのエフェクター分子として必須でもあり,またT細胞の分化における重要なリンパ球機能分子のひとつであるCD2分子の遺伝子クローニングにつづき, CD2に対する抗体の作製に成功した.佐辺班員は,宿主リンパ球活性化機構に関して2種のTLー2レセプターのシグナル伝達機序の詳細を明らかにし, α,βレセプターがT細胞表面上にいかに相互作用をおこない,シグナル伝達をおこなうかという,宿主の免疫応答における基本的象を明らかにした.腫瘍発生に関する宿主要因の解析に関し,白井班員は, MRLマウスのリンパ腫細胞と選択的に反応するモノクローナル抗体の作製に成功し,その抗原解析より,腫瘍発生素因にリンフォカイン(ILー4)受容体関連分子の異常発現を明らかにした.吉木班員は,マウスのT細胞系の悪性リンパ腫の発生モデルを, HVGD(Host versus graft disease)の終末像として発生させる実験系を確立した.宿主側との免疫反応において,多くの自己免疫現象を伴いつつ, T細胞が白血病化してゆく過程の詳細を調べた.佐藤班員は,発癌遺伝子を用いて形質転換をさせた線維芽細胞に表現される抗原のうち,宿主の抗腫瘍免疫応答に最も関連した腫瘍抗原の解析をおこない,例えばNK細胞の認識分子の解析,増殖性と関連した抗原に対するモノクローナル抗体の作製に成功した.藤原班員は, L3T4^+T細胞亜群による腫瘍抗原認識機構の解析をおこない, class II抗原を有さぬ腫瘍細胞上のTAAが,いかにL3T4^+T細胞に認識されるかその細胞性機序を明らかにした.垣生班員は,腫瘍宿主の自然免疫系に関与するNK細胞のシグナル伝達機序を明らかにした.特に免疫不全動物を用い,その抗腫瘍反応系における細胞性機序を,リンパ球分化の観点より明らかにした.奥村班員は, NK細胞, CTLのエフェクター分子として必須でもあり,またT細胞の分化における重要なリンパ球機能分子のひとつであるCD2分子の遺伝子クローニングにつづき, CD2に対する抗体の作製に成功した.佐辺班員は,宿主リンパ球活性化機構に関して2種のTLー2レセプターのシグナル伝達機序の詳細を明らかにし, α,βレセプターがT細胞表面上にいかに相互作用をおこない,シグナル伝達をおこなうかという,宿主の免疫応答における基本的象を明らかにした.
SOS信号物質を介した植物間のコミュニケーション

SOS信号物質の系と、植物間のコミュニケーションの進化に関する本研究の一環として、本年度は以下のような研究・執筆活動を行った。1.本研究において得られた成果を投稿論文にまとめ、Journal of Theoretical Biologyに投稿したところ、受理された。以下はその概要である。(概要)特定の植物種においては、植食者に食害を受けたときに、化学シグナルを分泌することで、植食者の天敵を呼び寄せ、自らを防御することが知られている。過去の研究によって、このようなシグナルが、隣接する非食害個体によるシグナル分泌を再帰的に誘導することが知られている。著者は、このような再帰的に誘導されたシグナルは、非食害個体の、将来の危険を回避するための適応戦略であるという仮説をたて、それに基づき、数理モデルを構築、解析し、以下のようなことを明らかにした。すなわち、再帰シグナルは、(1)シグナルのコストが、食害のコストに比べて小さいとき、(2)シグナルの誘因性が、シグナルの局所的な濃度と正の相関があるとき、(3)食害個体の近くにある個体の方が、そうでない個体よりも、将来のリスクが大きいとき、(4)植食者のライフスパンが、植物のそれに比べて短いとき、に進化しやすいことが明らかになった。2.植食者と天敵が、ともに植物の出すSOSシグナルに対する応答を共進化させる場合のモデルを構築し、解析を開始した。具体的には、植食者は、シグナルを出している植物個体を忌避するか、無視するかを選択でき、また、天敵は、植物の出しているシグナルを利用するか、しないかを選択できるとした。簡単な解析の結果、このような仮定のもとでも、植物のSOSシグナルが進化しうることがわかった。まだ解析は始まったばかりであり、系の詳しい性質は今後の研究で明らかにしていく予定である。
新規サービスが飽和市場のシェア変動に与える影響の分析

本課題の2年目にあたる本年度においては、2000年度以降にはおおむね飽和状態にあると思われる携帯電話市場に対して、そのシェア変動を、拡張されたイジング型のエージェントモデルに基づいて詳細に分析し、その結果を論文にまとめた。具体的には、イジング型のエージェントモデルを拡張し、サービス提供事業者が複数ある状況を適切に記述できるようにし、かつそれらの企業者が相互に競争関係にあることを記述できるようにした。飽和状態にある市場内で、事業者ごとのシェアの差異をモデル内に取り込むため、個々のサービス提供事業者に対して、サービス開始時期を変動させた。こうして、市場内のシェアを2000年時点での携帯電話市場のシェアに一致させ、その後、新規サービスの導入による効果をモデルに取り入れるために、効用を表すパラメータを変化させた。このようなモデルに基づき、主として2000年代における携帯電話市場におけるシェア変動を、新規サービス導入による効用変動という観点から定量的に説明可能であることを見出した。同時に、モデル内の他のパラメータ、とりわけ、エージェント間の相互作用を表し、ネットワーク外部性を生み出す効果を持つパラメータを変動させた場合に、どのような現象が生じるかを定性的に考察した。その結果、パラメータセットによっては、ネットワーク外部性の効果のうちで、サービス開始当初の停滞期間を有することなくかつ、飽和状態に達した後にはシェアが固定されるという、資金的な制約が大きいベンチャー企業にとって有利な状況が存在する可能性が示唆された。詳細なモデルを用いて、携帯電話市場という、ネットワーク外部性の効果が大きくかつ飽和状態が長く継続している市場において、新規サービス導入によって生じるシェア変動を、既存のエージェントモデルを拡張することにより、定量的に説明できることを見出した。これにより、本研究課題における、最も重要な部分を達成した。携帯電話市場以外の飽和状態にある市場に対して、そのシェア変動を調査する。また、その要因がどのようなものであるのか、それが本研究で用いたモデルで説明可能であるのかを調べる。同時に、ネットワーク外部性の強さを表すパラメータの変動がもたらす効果が、ネットワークの特徴、具体的には、スケールフリーネット性などの特徴にどのように依存するかを調べる。その結果を国際学会や学術雑誌における論文として公表する予定である。本年度においては、エージェントモデルを用いた飽和市場におけるシェア変動の見通しをつけるために、計算にかかる時間が少ない簡易的なモデルを用いて、特定市場の分析を行った。具体的には、ネットワーク構造として、格子状にエージェントを配置し、エージェント間の相互作用を最近接エージェント間に限定した、イジング型エージェントモデルを用い、2000年代前半の携帯電話機市場におけるカメラ機能付き携帯電話機の効果をモデルが適切に説明できるかどうかを検証した。モデル内においては、特定の企業についてのみ、効用を表すパラメータを上昇させ、市場が飽和状態にある状況を対象として、その後のシェア変動を再現できるかを調査した。モデル内に現れるパラメータは、効用・ネットワーク外部性の強度・サービス開始時期・効用の上昇率である。このうち、サービス開始時期を表すパラメータは、2000年の初頭に相当する時期の各社のシェアを再現するために使われるため、本研究におけるパラメータサーチの対象にならない。また、ネットワーク外部性の強度を表すパラメータは、時間に応じて変動することはなく、企業ごとに異なることもない。従って、これらのパラメータは、直接的にはシェア変動に関係しない。以上をふまえて、パラメータサーチを行った結果、2000年代前半におけるシェア変動がおおむね再現可能であることが判明した。このことから、比較的単純なモデルでも、飽和市場におけるシェア変動をある程度再現できることがわかった。初年度の研究として予定していた、簡易型モデルを用いた計算を行い、大部分を完了させた。調査は特定の飽和市場に限定されたものではあるが、おおむね良好に結果の再現ができ、研究の方向性が正しいことを確認できた。前年までの研究成果をふまえ、より詳細なモデルを用いた分析を行う。

具体的には、エージェント間のネットワークとして、スケールフリー性を有するネットワークを用いて、飽和市場におけるシェア変動を分析する。前年度の結果と合わせて、これらを学術雑誌に論文として公表する予定である。携帯電話市場以外の飽和状態にある市場に対して、そのシェア変動を調査する。また、その要因がどのようなものであるのか、それが本研究で用いたモデルで説明可能であるのかを調べる。同時に、ネットワーク外部性の強さを表すパラメータの変動がもたらす効果が、ネットワークの特徴、具体的には、スケールフリーネット性などの特徴にどのように依存するかを調べる。その結果を国際学会や学術雑誌における論文として公表する予定である。2018年度には複数の国際学会が予定されており、そのための経費を確保するため、一部を次年度に使用することとした。昨年度は国際学会のうちの一つが国内で開催されたため、経費支出が抑制された。今年度は、2件以上の学会参加・発表を予定しており、いずれも海外で行われる予定であり、予算を全て使用する予定である。
レーザー2段階励起によるラジカルおよびカルベンの光化学反応の研究

1.置換ベンジルラジカルの励起状態の研究種々のパラ置換ベンジルクロリドの常温ヘキサン溶液において, 248nmエキシマーレーザー励起により対応するベンジルラジカルを生成し,そのラジカルの過渡吸収スペクトル(Dn←D0)を測定した.この吸収スペクトルに対応する波長の方2段レーザー励起により,ラジカルの蛍光スペクトル(D1→D0)や蛍光寿命を測定した.さらに,2段階励起過渡吸収スペクトルにより,ラジカルの励起状態の吸収スペクトル(Dn←D1)とその寿命を測定した.これにより,ラジカルの励起状態における緩和過程を明らかにするとともに,励起状態における反応性が基底状態における反応性と比較して著しく大であることが明らかとなった.2.ジアリルカルベンの励起状態の研究常温において,パラ置換ジフエニルカルベンやナフチルフエニルカルベンを対応するジアゾ体よりエキシマーレーザー励起により生成し,過渡吸収スペクトルを測定した.これによりカルベンの基底状態(T0)みならず,励起状態の吸収スペクトル(Tn←T1)および寿命を求めた.また2段階励起蛍光法により,カルベンの蛍光スペクトル(T1→T0)および寿命を測定し,これによりカルベンの励起状態のエネルギーレベルを明らかにするとともに,その緩和過程に対するパラ置換基の効果や,カルベン炭素原子とアリル基との分子内囲〓の自由度との関係を明らかにした.1.置換ベンジルラジカルの励起状態の研究種々のパラ置換ベンジルクロリドの常温ヘキサン溶液において, 248nmエキシマーレーザー励起により対応するベンジルラジカルを生成し,そのラジカルの過渡吸収スペクトル(Dn←D0)を測定した.この吸収スペクトルに対応する波長の方2段レーザー励起により,ラジカルの蛍光スペクトル(D1→D0)や蛍光寿命を測定した.さらに,2段階励起過渡吸収スペクトルにより,ラジカルの励起状態の吸収スペクトル(Dn←D1)とその寿命を測定した.これにより,ラジカルの励起状態における緩和過程を明らかにするとともに,励起状態における反応性が基底状態における反応性と比較して著しく大であることが明らかとなった.2.ジアリルカルベンの励起状態の研究常温において,パラ置換ジフエニルカルベンやナフチルフエニルカルベンを対応するジアゾ体よりエキシマーレーザー励起により生成し,過渡吸収スペクトルを測定した.これによりカルベンの基底状態(T0)みならず,励起状態の吸収スペクトル(Tn←T1)および寿命を求めた.また2段階励起蛍光法により,カルベンの蛍光スペクトル(T1→T0)および寿命を測定し,これによりカルベンの励起状態のエネルギーレベルを明らかにするとともに,その緩和過程に対するパラ置換基の効果や,カルベン炭素原子とアリル基との分子内囲〓の自由度との関係を明らかにした.
数論的問題から生じる誤差項の解析的研究

数論的誤差項,特にディリクレの約数問題から生ずる誤差項Δ(x)について,Δ(x)やその2乗を係数に持つディリクレ級数の解析的性質を研究すると共に,Δ(x)を含む積分の明示公式を導いた.またΔ(x)と深い関係にあるチャウラ-ワールムの和について,指数対の理論を適用し,上からの評価を改良した.またこの和の2乗平均値定理についても,従来知られている結果の改良を得た.一方,我々の研究対象の一般化として,一般約数問題をチャウラ-ワールムの和の拡張を用いて研究し,その誤差項の2乗の離散平均と連続平均の差を詳細に研究した.数論的誤差項,特にディリクレの約数問題から生ずる誤差項Δ(x)について,Δ(x)やその2乗を係数に持つディリクレ級数の解析的性質を研究すると共に,Δ(x)を含む積分の明示公式を導いた.またΔ(x)と深い関係にあるチャウラ-ワールムの和について,指数対の理論を適用し,上からの評価を改良した.またこの和の2乗平均値定理についても,従来知られている結果の改良を得た.一方,我々の研究対象の一般化として,一般約数問題をチャウラ-ワールムの和の拡張を用いて研究し,その誤差項の2乗の離散平均と連続平均の差を詳細に研究した.約数関数d(n)のxまでの和から生する誤差項Δ(x)及びその2乗を係数とするディリクレ級数を考え,それらの解析接続,極の位置,留数などを決定した.更にΔ(x)の2乗平均に関するラウとツァンの有名な結果との比較をおこなった.またd(n)Δ(n)を係数とするディリクレ級数についても解析的な性質を調べた.その応用として従来扱うことのできなかった多重ゼータ関数に対して,絶対収束域を超えて接続できることなどを証明した.これは大きな成果であった.またΔ(x)の変形メリン変換ともいえる積分の具体的な形を,平均値定理を使わない初等的な議論によって導いた.入っている複素パラメータがある領域にあるときは積分は発散する.そこでxまでの有限積分を考え,xに関する挙動を詳細に調べた.それを解析するために,2つの周期的ベルヌーイ関数の積を被積分関数とするような積分について新しい評価式を導出した.これは次に述べるチャウラ-ワールムの和とも関運していて非常に興味深く,今度の研究に大いに有用であると思われる.チャウラ-ワールムの和はディリクレの約数問題と深い関係にある.我々はチャウラ-ワールムの和に対してヴォロノイ型の表示を導出し,それを用いてチャウラ-ワールムの和の2乗平均の漸近式を得ることができた.これは従来知られていた上からの評価を改良したものであり,チャウラ-ワールムの予想が平均的には成立していることを示すものである.またその応用として,Δ(x)の2乗平均の簡単な証明を与えた.前年度に引き続き,数論的関数の総和に現れる誤差項を含むディリクレ級数や積分について研究をした.平成22年度は,特に一般約数問題やガウスの円問題の場合を詳しく考察し,離散和と連続和の差,多重ディリクレ級数など様々な結果を得た一般約数問題における誤差項を含む積分を,チャウラーワールムの和を用いて,非常に正確に表現することができた.位数が2以上のチャウラーワールムの和が出現するが,特に重要なのは位数2のものである.この上からの評価について,チャウラとワールムの予想が成り立つことが現時点では証明されておらず,知られている結果もそれほどよくはない.我々は指数対の理論を適用し,位数2のチャウラ-ワールムの和の上からの評価を,大きく改良することができた.しかしそれでも予想には届かないことに注意しておく.更に離散和と連続和の研究を続け,それらの差を,チャウラ-ワールムの和を含むほぼ漸近展開に近い形にまで持っていくことができた.その応用として,誤差項の2乗平均及び2乗和について,知られている結果の精密化や,新しい結果を得ることができたガウスの円問題の誤差項を含む積分の研究では,出現する和を4を法とする1と3の剰余に分け,約数問題において対応する結果と同等の結果を得た.円問題と約数問題はおおよそ同じものとみなされがちであるが,当該の問題においては,円問題の方が難しく,それ相応の工夫を必要とした.また円問題の誤差項を含む2重ゼータ関数についても,2変数の関数としての非自明な解析接続可能の結果を得た前年度に引き続き,ディリクレの約数問題から生ずる数論的誤差項Δ(x)について研究した.特に23年度は,Δ(x)の高次べきの離散和と連続和の差について研究した.この差は,既にハーディの論文の中に散見するが,詳細に研究したのは古屋である.彼は2005年の論文の中で,3乗までの場合に,差の詳しい漸近式を与えている.私は,古屋,ツァオ,ジャイとの共同研究で,離散和と連続和の差について,周期的ベルヌーイ多項式を用いない新しい表示方法を研究し,それを高次の場合に応用した.実際この方法によって,4乗の場合は十分な漸近式を,また5乗から10乗の場合には,差の主要項を分離することに成功した.同様に,ガウスの円問題や,ランキン-セルバーグ級数の場合にも考察した.一方,上で述べたような離散和と連続和の差は比較的大きく,両者はお互いをうまく近似しているとは言い難い.

そこで,連続和をうまく近似するような離散和のとり方を,彼らとともに共同研究した.その結果,2次のベルヌーイ多項式の2つの根でシフトした離散和を考えると,これが連続和を非常によく近似するという,奇妙だが興味深い結果を得ることができた.さらにΔ(x)とその2乗の場合に,これらのを含む積分と,シフトしたものを係数とするディリクレ級数を考えると,上から2番目までの極の主要部が一致しており,上の事実をディリクレ級数の方からも確認かつ解釈することができた.さらに23年度は,チャン,バーントとともに,ラマヌジャンのローストノートブックにある2つのディリクレ級数に関する公式を共同研究した.まずラマヌジャンの公式の証明をあたえ,次にそれを拡張した公式を見出すことができた.さらにスターリング数を用いた表示,三角関数を用いた表示方法など,組合せ論的にも興味深い公式を見出すことができた.
ガスエンジン排ガスからのCO2回収技術に関する基礎的研究

船舶から排出されるCO2を代表とする地球温暖化ガス(GHG)やNOx, SOx, PM等の削減に向け、ほとんどの大気汚染物質を同時に削減可能な手段としてガスエンジンに注目した。ただし、LNG利用の場合、原理上CO2削減効果は2025%程度にとどまること、また、リーンバーン方式のガスエンジンでは、CO2より地球温暖化係数の大きいメタンスリップの問題があるため、GHG削減効果には限界があることが知られている。本研究では、ガスエンジンを使用した場合のGHG削減効果を向上させるため、ガスエンジン排ガスからのCO2及びCH4回収及び再利用技術を船上で実用化するための基礎的な研究を行う。
細胞内レドックス変化に対する植物応答機構の解明

環境ストレス応答により生じる細胞内レドックス変化の認識及びシグナル伝達機構の解明を目的としている。特にサリチル酸(SA)及びジャスモン酸(JA)シグナル伝達時に生じる酸化ストレスの認識機構は、各ホルモンシグナル及び両者のクロストーク制御に重要な役割を担っていることが明らかになりつつある。本研究では、レドックスシグナルを受容し、その情報を遺伝子発現へと変換する転写制御因子群の同定と、それら調節因子のホルモンシグナル誘導機構について分子レベルで明らかにする。一酸化窒素(NO)感受性転写因子のスクリーニングの結果、WRKYファミリーに属する全ての転写因子がS-ニトロソ化されることを明らかにした。一方、NOはNPR1依存的防御応答を誘導することが知られているので、NPR1応答性遺伝子のシスエレメント解析を行った結果、NPR1と相互作用することが知られているTGA転写因子の結合モチーフ及び、WRKY転写因子のDNA結合配列であるW-boxが有意に濃縮されることを明らかにした。そこで、転写補助因子であるNPR1とWRKY転写因子群が実際相互作用するかを調査した。興味深いことに、SA依存的な抵抗性反応を負に制御しているWRKYはNPR1と結合することが明らかになった。一方、SA応答を正に制御しているWRKYに関しては、NPR1との相互作用は認められなかった。また、NPR1はWRKYと相互作用することにより、WRKYのシスエレメント結合能を上昇させること、しかしながら、同エレメント上でNPR1とWRKYは複合体を形成しないことを明らかにした。24年度が最終年度であるため、記入しない。植物は、あらゆる環境刺激に応じて細胞内酸化還元状態(レドックス)を変移させ、適切な生理・生化学的反応を誘導する。レドックスシグナルに関与する一酸化窒素(NO)や活性酸素種(ROS)の生理機能に関する知見が増える一方で、植物のレドックス認識機構と、それに続く遺伝子発現制御機構は殆ど明らかになっていない。そこで、植物病害抵抗性シグナルに重要な役割を担う、NO及びROS応答性転写因子の同定と特徴付けを目的として、病原菌、サリチル酸及びジャスモン酸誘導性の全転写因子タンパク質を用いてスクリーニングを行う。特に、レドックスシグナルを介在するS-ニトロソ化やS-グルタチオン化に対する感受性を検討し、同タンパク質翻訳後修飾のシスエレメント結合能や転写補助因子に対する親和性に与える影響を調査し、疾病防御応答におけるレドックスセンサータンパク質の役割を明らかにする。一酸化窒素(NO)は病害応答を誘導するので、植物内性のNO供与体であるGSNOを用い、S-ニトロソ化を指標としてNO感受性転写因子をスクリーニングした。転写因子タンパク質は、当研究室で確立した無細胞タンパク質合成系を用い合成した。その結果、TGA、HSF、NAC、WB、ERF、C2H2及びTIFY等の一部転写因子がNO感受性であった。特に興味深い結果として、供試した61のWRKY転写因子は全てS-ニトロソ化感受性であることが明らかになった。アラインメント解析より、WRKYドメイン内システイン残基が全てのWRKYタンパク質で保存されており、NO感知に関与することが示唆された。研究の目的にあるように、NOによる転写因子のスクリーニングと標的転写因子の同定を行った。また、被修飾システイン残基の同定及び同システインミュータントの作成を開始しており、予定通り進行していると考えている。今後は、特にWRKY転写因子に対するS-ニトロソ化の影響を調査する。WRKYドメインが被修飾部位であると考えられるので、DNA結合能に影響を受けている可能性が高い。そこで、WRKY18、WRKY40やWRKY70等の病害関連転写因子について被修飾システイン残基を同定し、S-ニトロソ化のシスエレメント結合能やin vivoにおける標的遺伝子発現誘導能に与える影響について検討する。また、グルタチオン化感受性転写因子のスクリーニングも開始しているので、これを終了させる。
高感度MRIを用いた免疫細胞動態追跡による脳病態形成機序の解明

小動物用超高磁場11.7テスラ磁気共鳴画像(MRI)装置を用いて、磁性酸化鉄ナノ粒子に標識されたマウス生体内単球・マクロファージの1細胞解像度での動態解析を実現した。時間・空間分解能ともに従来に比べ改善し、四次元細胞追跡が可能となった。実験的脳虚血モデル動物における脳障害領域と正常領域での細胞動態を定量的に解析することが可能となった。生体脳内に浸潤する単球・マクロファージの移動速度、直進性や移動の方向性が、正常部と脳障害領域で顕著な違いが存在することが示された。マウス脳内の免疫細胞動態を生きたまま、非侵襲かつ経時的に解析した報告はこれまでになく、新規の免疫学的評価法として有用である。超高磁場11.7T磁気共鳴画像(MRI)装置を用いたマウス生体内における単球・マクロファージの細胞追跡技術の改良を行った。従来より高い空間分解能・時間分解能による撮像を実現し、1細胞レベルの細胞分布をマウス脳内で経時的に追跡することが可能となった。また、実験的脳虚血モデル動物を作成し、本法を適応することで、虚血障害部位における単球・マクロファージの動態が、正常側、正常動物とは異なることを視覚的に描出することに成功した。生体脳内の免疫細胞動態を、非侵襲、且つ経時的に捉えた報告はこれまでになく、脳内の免疫細胞動態を捉える新しい免疫活動評価手法を提供するとともに、免疫細胞と病態形成の関係性及び病態形成機序の解明につながる重要な知見をもたらす可能性がある。超高磁場11.7T磁気共鳴画像(MRI)装置を用いたマウス生体内における単球・マクロファージの細胞追跡技術の改良を行い、病態モデルを用いた細胞動態の定量的解析を行った。MRIは非侵襲的に生体内の情報を収集することができるが、個別の細胞動態を解析するには感度が不十分なため困難であった。我々は超高磁場11.7T MRI装置の利用に加え、高感度プローブコイルの開発、撮像パラメータの最適化により、生体内における免疫細胞を1細胞レベルの空間分解能で描出するとともに、時間分解能の向上により、生体内の細胞が正常時及び病態変化に従いどのような振る舞いをするかを視覚的に捉えることを目的に研究を行った。今回の研究により、細胞追跡解析に耐え得る高い空間分解能・時間分解能による撮像を実現し、マウス生体脳内における1細胞レベルの細胞動態を3次元空間で描出し、時間軸を加えた4次元的な細胞動態解析を行うことが可能となった。また、実験的脳虚血モデル動物を用いた評価に本法を適応することで、虚血障害部位における単球・マクロファージの分布が正常部または正常動物とは異なることを視覚的に描出し、細胞動態(移動・停滞時間、移動速度、直進性、移動の方向性など)について定量的に評価することに成功した。生体脳内の免疫細胞動態を、非侵襲、且つ経時的に捉えた報告はこれまでになく、本法は、新たな免疫学的in vivoイメージング評価法として、脳内恒常性における免疫細胞の役割を理解するための重要な知見をもたらす可能性がある。当初の実験計画に従い、技術改良、病態モデルにおける検討など順調に進行している。生体機能イメージングこれまでの結果より、実験的脳虚血モデル動物において、虚血障害部位における単球・マクロファージの動態が、正常側、正常動物とは異なることが示された。今後はこの動態の違いの原因について、当初の計画に従い病態形成機序、および治癒機序についての解明を図る。
Snyder libraryによる酵母の環境ストレス応答性遺伝子の単離と機能解析

Snyder libraryは、プロモーターを欠失させた大腸菌由来のβ-ガラクトシダーゼ遺伝子(lacZ)と、Saccharomyces cerevisiae中での選択マーカーとしてのLEU2遺伝子が、S.cerevisiaeの染色体DNAを含むplasmid libraryにランダムに導入されたものである。このplasmid libraryからlacZ-LEU2を含む酵母の染色体DNA部分を切り出し、宿主酵母の染色体へ導入する。宿主酵母としては2倍体を用いる。その理由としては、lacZ-LEU2部分を宿主染色体へ導入した場合、その導入部分は相同組み換えにより置換破壊されるため、必須遺伝子であった場合、致死となってしまいその後の解析が不可能となるためである。今回、酸化的ストレス応答性遺伝子のクローニングの試みとして、過酸化脂質であるtert-ブチルヒドロペルオキシド(t-BHP)によって発現レベルが変化するクローンのスクリーニングを行った。約3000株のコロニーバンクをそれぞれ2枚のナイロン膜へ転写後、一方はそのまま最小培地へ移し、もう一方はt-BHP含有の最少培地へ移し28°Cで培養しコロニーを形成させた。その後、ナイロン膜を液体窒素へ浸し室温で放置し細胞膜を凍結・融解により破壊した。その後ナイロン膜をX-galを含む緩衝液へ浸しコロニーの発色を観察した。その結果、t-BHPの有無によって青色の異なるクローンがいくつか得られた。得られたクローンを更に精査し、過酸化脂質に起因する活性酸素ストレスによって誘導的にβ-ガラクトシダーゼ活性が変化するクローンを3つを得た。1番目のクローンは四分子解析の結果、LEU2^+とβ-ガラクトシダーゼ活性はリンクして2:2分離を示した。2番目のクローンも2:2分離を示したが、3番目のクローンは調べたいくつかの胞子については発芽せず、致死性を示した。しかし、発芽可能であった胞子がLEU2^+でありβ-ガラクトシダーゼ活性を示したことから、3番目のクローンでは少くとも2ケ所でlacZ-LEU2断片の染色体への挿入が起こっていると考えられた。1番目のクローンでは、挿入部分をYIp5を用いてrescueし塩基配列を決定したところ2-デオキシグルコース-6ーリン酸ホスファターゼをコードするDOG2遺伝子内にlacZ-LEU2断片が挿入されていた。同様に、2番目と3番目のクローンについても挿入部位を特定したところ、両クローンとも酵母におけるレトロトランスポゾンであるTy1エレメントのうちのTyA遺伝子中に挿入されていた。これらのクローンのうち、DOG2遺伝子中に挿入されたクローンについて更に解析を行ったところ、DOG2-lacZ融合遺伝子の発現は、ジアミドやエタクリル酸などの細胞内グルタチオン枯渇剤やCd^<2+>によっても誘導された。
フラボノイド異性化マシナリーの機能構造解析と応用

フラボノイドはポリフェノールの一種で天然に存在する有機化合物である。主に植物の葉、茎、幹などに含まれており、数多くの種類があり、抗酸化作用、免疫機能を高める、アンチエイジングなど様々な効果を持つ機能性成分として注目されている。本研究では、フラボノイドを異性化する代謝経路とそれに関わる酵素を新規マシナリーと捉え、その機能を解明することを目的とする。さらにフラボノイドを異性化する酵素を利用して、様々な化合物の生産を目指す。
基幹産業におけるIT・情報化に伴う技術者教育の展開と能力開発に関する実証的研究

1.電機産業では労働の二極分解が進んでいるが、それでもなお自動車産業に比して知的・熟練労働が一定の割合で存在している。従来、技能者と技術者の仕事内容が完全に分離されていた時代から、IT・情報化の進展に応じて次第に技術者の担当領域が広範囲にかつ上方に拡がりを見せていると同時に、技能者の仕事内容との重複領域が拡大している。そうした電機産業では技能者養成、技術者教育のいずれにおいてもOffJT方式の地位の高まりを確認することができた。2.ライン労働とメンテナンス労働とに大別される鉄鋼生産現場における労働の変容に関して、その特質を明らかにした。ライン労働はIT・情報化の進展に伴って、監視労働が主流を占めている。そこでは経験的熟練の低下をもたらす一方で、新たな熟練が生起するがために最終判断はオペレータに委ねられている。鉄鋼業における教育訓練は、今なお高度な熟練を必要とするために手厚い技術、技能教育が用意されている。また、階層別教育、職能別教育いずれにおいても技術、技能教育との結びつきを強めているとともに、昇進・昇格と通信教育や国家資格とのリンクが重視されている。3.これまで、OJTを中心とする企業内教育はわが国の職業教育の中核として位置づいてきた。しかし、IT・情報化の進展や労働市場の流動化等を契機として人材育成システムの転換が叫ばれ、公共職業訓練施設が期待されている。職業能力開発大学校では、「テクニシャン」「エンジニア」「専門スタッフ」などの人材を育成している。そこでは「生産現場のOJTを教育の場に置き換えた教育システム」が機能している。研究初年度の調査研究は基幹産業のなかでも電機産業を対象とした。調査対象先は松下電器産業(株)及び(株)日立製作所である。いずれも日本を代表する大手電機メーカーであり、従業員構成をみると技術者の比重が高く後者の場合8割も占めている。松下では人材開発カンパニーを、そして日立製作所では本杜並びに技術研修所を設定した。現在取りまとめ中であるが、一部内容を紹介しておく。松下電器産業では従来社内の一部門として教育機能を担っていた人材開発センターを、02年4月から人材開発カンパニーとして分社独立させることによって更なる経営合理化を行うとともに体質強化をはかっている。人材開発カンパニーでは「ものづくり大学教育体系」と称して松下電器産業の人材育成の再編・強化が行われている。例えば、生産技術、工場技術分野の大卒新入社員に対して「大卒新入社員ものづくり系育成スクール」が7.5ヶ月間にわたって行われる。このように、大卒技術者に対する教育はこれまでもっぱらOJTによって担われていたのであるが、最近OffJTによってシステマチックに取り組まれていることがうかがえる。一方、(株)日立製作所では創立60周年を記念して技術研修所が設立され、そこでは日進月歩で進歩する技術革新を担う技術者の教育が行われていた。「総合基礎技術研修」「ソフトウエアエンジニアリングプロジェクト研修」「専門技術研修」「基礎工学講座」である。例えば、「基礎工学講座」では若手技術者を対象に1999年から実施されている。12ヶ月にわたる通信教育と中間に1泊2目、最後に2泊3日の計2回のスクーリング,からなる。1科目につき2025時間の独学時間が必要とされる。いずれにせよ、電機産業における技術者の教育においてOJTのOffJT化が進行している今年度の調査研究は基幹産業のなかでも鉄鋼産業を対象とした。調査対象先は鉄鋼最大手新日本製鐵の君津製鉄所を中心として、中手の大同特殊鋼に対してそして産業技術短期大学に対してインテンシヴな調査研究を行った。現在、取りまとめ中であるが、一部内容を紹介しておく。なお、今年度は企業と教育現場の密接な連携のもとで人材育成を展開しているドイツのヂュアルシステムについて自動車会社と鉄鋼会社を調査することができた。最終的な報告書に反映させていくつもりである。新日鐵君津製鉄所の労働力構成は所員数3657人のうち、スタッフと操業・整備

つまりホワイトカラーとブルーカラーの比率は2:8の割合である。スタッフの特徴として一般職よりも管理職が圧倒的に多くを占める。スタッフは技術者と事務系のホワイトカラーで占められている。高卒のスタッフは多くはない。大卒は入社後早い段階で管理職になるため、スタッフはほぼ管理職で占められている。一方、現場に目を移すと操業と整備つまりオペレータとメンテナンスマンに大別されるが、その割合はオペレータ7に対してメンテナンスマン3である。最近の特徴としてメンテナンスマンの比重が高まっていることに留意する必要がある。監督者については主任の占める比率は33%と3人に1人の割合でこれも高い。要員合理化が進むなかで、工場に配属されている技術スタッフが決定的に重要な役割を果たしている。たとえば、毎月の要員設定については事務サイドが数字を決めて、技術者は機械合理化、作業の仕方、配置の仕方等を練るのである。従来現場労働者が要員削減を積極的に展開していたのであるが、今日要員削減案の枯渇、削減による作業スパンの拡大等により現場労働者は消極的となっている。平成16年度では、(1)企業内の技術者教育機関の調査として産業技術短期大学及び附属人材開発センターへの聴取り調査と資料収集、(2)雇用・能力開発機構の職業能力開発大学校(ポリテクカレッジ)と雇用職業能力開発促進センター(ポリテクセンター)への聴取り調査と資料収集を行った。第1に、鉄鋼業における中級技術者不足への対応策として設立された鉄鋼短大は、80年代に入り、産技短大へと再編されて、派遣生は100名を割り込む。90年代に入ると、石油危機直前の130名に企業派遣生は復活する。しかし、90年代半ば以降再び減少して、95年にはついに100名を割り込み、2000年には50名を、04年には27名に減少している。こうした変化は、鉄鋼企業にとって産技短大派遣の目的を大きく転換させることになった。ブルーカラーからホワイトカラーへと職種転換をはかるための教育から、中堅労働者の育成のための教育へとシフトしていることであり、今ひとつは、今なお高度な熟練を必要とする鉄鋼労働に分厚い技術教育が用意されていることを意味している。第2に、ポリテクセンターでは、「コース別能力開発体系」の開発・構築によって、受講生は必要とする技能・技術や知識に応じて段階的・体系的に学べることが可能になっていることである。ポリテクセンターは開講する「能開セミナー」のレベル区分によって、差別化がはかられており、在職者の教育ニーズに即応している。一方、ポリテクカレッジは「エンジニア」「テクニシャン」という職種だけではなく「研究補助員」「専門スタッフ」「メンテナンスマン」など多様な人材を供給しているのであり、高専や大学が果たしている役割とは明らかに異なる。もっとも重要なこととしてポリテクカレッジは「生産現場のOJTを教育の場に置き換えた教育システム」へと教育スタイルの転換を図ったことである。
ポリオーマビールス遺伝子を用いた心筋クローン細胞作成の試み

ウイスターイマミチ系雌妊娠ラット(10日令)の胎児より心臓を摘出した。この胎児期の心臓は心室、心房の完全な形成には至らず、軽度のくびれを持つ管状構造で3040/分の拍動を示した。この心臓の将来心室になる部分を高倍率の実体顕微鏡下に分離回収し、低濃度トリプシン(0.04%)を含むCaフリ燐酸緩衝液中にて消化後、心室筋細胞を得た。心筋細胞は10%FCS入りMEM培地に培養皿(3cm径)当り5×10^2個の濃度で培養した。ポリオーマビールス遺伝子の抽出は、PBR322プラスミドに組み込まれたPPY_1、PLT_1、PLTtsa、PLT_<214>、を持つE.coliを増殖後、セシウムクロライド法により分離抽出した。抽出されたDNA量はE.coli2×10^6コ当り1ugで、アガロースゲル電気泳動にてバンドを確認した。ポリオーマビールス遺伝子導入は、DNA-CaPO_4共沈澱法により、培養開始1時間後、24時間後の心室筋細胞に対し試みた。導入に用いたDNA量は各遺伝子とも約300400ng/培養皿を加えた。培養液のみで培養した心筋細胞は培養4872時間後に円形より紡錘形に変形し、拍動を認めた。1014日目には接着しあった細胞群が同期して収縮した。DNA-CaPO_4共沈澱物を培養開始1時間目の細胞に24時間添加した場合、細胞は拍動性、分裂能を失い失活した。培養開始24時間目の細胞に24時間添加した場合、細胞は一部分拍動性を保ち得たが、形態は無添加群と同様であった。そこで培養開始1時間目の細胞に4時間添加後、EGTA液で洗浄後経過を観察した所、やや丸みをおびた生存した細胞が得られたが、次第に経時的に形態は無添加群と類似したものとなり、分裂能も失った。以上より心筋細胞に遺伝子導入を行いクロン細胞を作成するには、胎生10日目より早期、胎児心筋を用いること、DNA-CaPO_4共沈澱法はあまり適切な方法でない事が明かとなった。又グリセロールとヨク法も成功しななったため、電気ショック法を今後試みる予定である。
樹状細胞を用いた新規免疫アジュバントの同定及びその作用機作の解明

樹状細胞は、種々の外来微生物成分(免疫アジュバント)を認識し、種々のサイトカインを産生することにより、生体防御に関与する。この認識にはToll様受容体(TLR)と呼ばれる一群の膜タンパクが極めて重要である。主に遺伝子欠損マウスを用いて、免疫アジュバントの認識機構、作用機構を明らかにした。これまでに、TLR7は、抗ウイルス活性を持つイミダゾキノリン誘導体を認識することを明らかにしていたが、ウイルス由来の1本鎖RNAもTLR7リガンドとして機能していることを明らかにした。また、2本鎖RNAを認識するTLR3,LPSを認識するTLR4によるI型インターフェロン(IFN)の誘導に、IκBキナーゼファミリーの中のinducible IκB kinase(IKKi/IKKε),TANK-binding kinase 1(TBK1)が関与していることを明らかにした。IKKi, TBK1は、TLRシグナルばかりでなく、ウイルス感染によるI型IFNの誘導にも関与していた。また、核酸を認識するTLR7/9は、形質細胞様樹状細胞(PDC)からのI型IFN産生を誘導するが、この機構にIKKαが必須であることを明らかにした。さらに、種々の樹状細胞を用いた実験系により、寄生虫由来の成分の中にIL-12を誘導する活性を見出した。この活性には、TLRシグナル伝達に必須のアダプター分子MyD88に依存しており、TLRのいずれかが関与すると考えられた。以上のように、免疫アジュバントの認識、作用機構に関する重要な知見を得ることができた。樹状細胞は、種々の病原体成分、免疫アジュバントを認識することにより活性化され、引き続きT細胞を活性化することにより、獲得免疫の成立に関与する。この過程に関与するToll様受容体ファミリーと呼ばれる一群の膜タンパクの機能、シグナル伝達に関する解析を行った。これまで、TLR7は、抗ウイルス活性を持つイミダゾキノリン誘導体を認識することを明らかにしていたが、今年度、ウイルス由来の1本鎖RNAがTLR7リガンドとして機能していることを明らかにした。興味あることに、宿主由来の1本鎖RNAもTLR7リガンドとして機能しうることも明らかになり、この点は、TLR7の機能に関して今後解明されるべき課題となった。また、2本鎖RNAを認識するTLR3,LPSを認識するTLR4によるI型インターフェロン(IFN)の誘導に、IκBキナーゼファミリーの中のinducible IκB kinase(IKKi/IKKε),TANK-binding kinase 1(TBK1)が関与していることを遺伝子欠損マウスの解析により明らかにした。また、TLRシグナルばかりでなく、ウイルス感染によるI型IFNの誘導にもIKKi,TBK1が関与していた。IKKi,TBK1は構造上類似しているが、IKKi単独欠損マウスでは異常がないこと、およびIKKi/TBK12重欠損マウスではTBK1単独欠損マウスで認められるより障害が著名であることから、IKKiよりTBK1の重要性が相対的に高いものの、IKKi、TBK1は協調して機能していると考えられた。樹状細胞の成熟分化刺激として、Toll様受容体(TLR)と呼ばれる樹状細胞上の一群の膜タンパクは極めて重要である。その樹状細胞への効果は、TLRの発現パターンばかりでなく、樹状細胞のサブセットにも大きく依存している。したがって、サブセットごとに免疫アジュバントの作用機作を解析することが重要である。まず、種々のサブセットを用いて新規の樹状細胞活性化因子、すなわち免疫アジュバントをスクリーニングした。ヒトの実験系においては、CpGモチーフを持つRNAが単球系の細胞を刺激すること、そしてそれが既知のTLRを介していないことが明らかとなった。また、マウスの実験系においては、寄生虫由来の成分の中に骨髄由来樹状細胞からIL-12を誘導する活性が明らかとなった。

この誘導活性は、TLRシグナル伝達に必須のアダプター分子MyD88に依存しており、TLRのいずれかが関与すると考えられた。また、シグナル伝達分子IκBキナーゼα(IKKα)がサブセット特異的な機能に関与することを明らかにした。形質細胞様樹状細胞(PDC)というサブセットは、TLR7/9刺激でI型インターフェロン(IFN)を産生するという特徴を持つ。この機能がIKKα欠損マウスにおいて著明に障害されていた。一方、TLR7/9刺激による炎症性サイトカイン産生誘導の障害は軽度であり、その他のTLRシグナルに異常はみとめられなかった。IKKαはサブセット特異的な機能に選択的に関与していることが明らかとなった。
揺らぐ境界の操作論による非平衡統計熱力学の定式化

まず粉体気体の速度分布の間接測定法を分子動力学計算により検討した。粉体の速度分布は熱的な系と異なり分布の非ガウス性が重要になる。粉体気体中に回転子をいれてその速度を観察する事を考える。回転軸と強く摩擦する回転子の速度分布関数と粉体気体の速度分布関数が1対1対応する事を1年目に報告したが、今年度は測定公式の実験可能な状況での検証を行った。鉛直加振した直方体容器に稀薄な粉体気体を用意しその中に回転子を入れた系の分子動力学計算(MD)を行い、回転子の角速度分布関数に測定公式を適用したところ、回転子の周囲の粉体気体の速度分布関数を再現する事がわかった。この事から粉体ローターは粉体気体の速度分布を間接的に推定する道具として有用である事がわかった。次にマクロな揺らぐ熱機関の効率を計算する事を念頭におき採用1年目に導入した確率平均場模型(SMF)に有限濃度効果を取り込み、SMFを有限濃度の剛体球気体に適用できるように拡張した。SMFは気体が稀薄で空間一様かつ理想気体の状態方程式を仮定している。気体の密度が比較的高い場合、SMFの結果はMDの結果を再現しない。これは熱浴の温度を急激に変化させた際に剛体球気体粒子同士が衝突する熱伝導の効果を取り込んでいないことに起因する。そこで気体の速度分布関数に熱伝導の効果を取り入れたものを用いてSMFを拡張した。拡張したSMFはMDで測定した温度変化と最大パワー効率を定量的に再現した。更に熱伝導の効果はサイクルの温度差が小さい場合でも残り、効率はChambadal-Novikov-Curzon-Ahlborn(CNCA)効率より下がる事がわかった。CNCA効率の達成条件はオンサーガー行列のタイトカップリング条件であるが、私が研究を行った熱サイクルでは、熱伝導によりタイトカップリング条件を達成できない事をオンサーガー行列を陽に導出する事で発見した。27年度が最終年度であるため、記入しない。採用1年目の計画にあった(i)温度差のある気体で挟まれた可動壁の確率過程によるモデル化(ii)摩擦存在下の可動壁のモデル化(iii)温度差と摩擦の両者が存在する熱機関のモデル化の3点は予定通り完了した。以下にその具体的な実施状況を述べる。[計画(i)(ii)]Liebがボルツマンメダル受賞記念講演で指摘した、圧力は等しいが温度の異なる気体で断熱可動壁を挟んだとき、可動壁の静止位置は平衡熱力学で予言できない、という断熱ピストン問題がある。線形化ボルツマン方程式と等価なポアソンノイズに駆動される確率微分方程式を提案し固体摩擦下の断熱ピストン問題を解決した。摩擦の無いときピストンは高温側に向かって動く事が知られるが、摩擦の大きさを大きくするとピストンの運動の方向は逆転し低温側に向かって動く事がわかった。[計画(iii)]生体内の細胞の境界に相当する細胞膜等は揺らぐ為決定論的には制御できず確率的に揺らぎ、当然その制御は有限の速さで行われる。こういった「境界の揺らぎ」を理想化したものとして、理想気体を熱浴で温度制御された容器に封入し揺らぐピストンで蓋をした系を考える。ピストン外側の理想気体と封入気体が力学平衡であれば、ピストンの速度揺らぎは素朴には熱浴の温度で決まるランジュバン方程式で記述できると期待できるが、ピストンの速度相関関数は粒子数が大きくないときランジュバン方程式では再現できない事が知られており、従来の温度一定のランジュバン方程式を越えた定式化が必要であった。そこで断熱ピストン問題で用いた確率微分方程式を拡張した確率平均場模型を提案し、有用性を分子動力学計算で確かめ、熱機関の効率を調べた。封入気体に対して高温と低温の熱浴を切り替える事を繰り返すエンジンを考えた。このエンジンに対し、有限時間熱力学として知られる、単位時間当りの仕事を最大化したときの効率(最大パワー出力時の効率)を論じる枠組の有用性を論じた。

拡張したSMFはMDで測定した温度変化と最大パワー効率を定量的に再現した。更に熱伝導の効果はサイクルの温度差が小さい場合でも残り、効率はChambadal-Novikov-Curzon-Ahlborn(CNCA)効率より下がる事がわかった。CNCA効率の達成条件はオンサーガー行列のタイトカップリング条件であるが、私が研究を行った熱サイクルでは、熱伝導によりタイトカップリング条件を達成できない事をオンサーガー行列を陽に導出する事で発見した。次年度の計画に含まれる(iv)非熱的マシンの構築を念頭に置いた非熱的揺らぎの基礎理論も行った為計画以上に研究は進展した。以下にその具体的な実施状況を述べる。[計画(iv)]を念頭において非熱的揺らぎの基礎理論の研究を行った。粉体気体中に粉体粒子より質量が充分大きな軸周りの摩擦が無い回転子を入れて運動を観察する。この運動は粉体ブラウン運動と呼ばれるが、回転子の角速度分布はガウス分布となる為、粉体気体の非平衡性が顕著に現れない。つまり回転子の揺らぎを詳細に測定しても系の非平衡性は特徴づける事ができない。回転子の速度分布はガウス分布となる事は粉体気体が非平衡であれ、回転子が緩和中に十分な回数衝突する事で中心極限定理により平衡化して回転子と粉体気体の“温度(分散)"が等しくなってしまう事が原因である。従って回転子が軸と強く摩擦すれば、回転子の緩和時間が非常に短く粉体気体は中心極限定理が成り立つ程多数回衝突する事はできない為、平衡化を回避できる事が期待できる。以上を確率過程の言葉で一般化した。具体的には平衡化の数学的表現であり、単一の熱浴に接した粒子に対するマスター方程式の縮約理論として知られるシステムサイズ展開法を複数の“熱浴"に接する場合に拡張した。以上の結果は1編学術誌で出版,1編投稿中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に行う予定であった[(iv)非熱的マシンの構築]を念頭に置いた非熱的揺らぎの基礎理論を発展させ、非熱的マシンの構築を行う。具体的には、可動壁が重力方向に動くとし、粉体系を重力に垂直な面上で水平加振させて非平衡定常状態にし、非平衡非熱的系の駆動されたマシンを構築する。続いて(v)揺らぐマクロな熱機関を提案を行う。計画(iii)で行った論文に対してレフェリーから高密度領域での補正を如何にすべきかというコメントをもらった。現状提案している確率平均場模型では高密度の分子動力学の結果と有意にずれている事がわかっている。この原因は粒子の拡散の効果を取り入れていないことに起因していると考えている為、確率平均場模型で導入したエネルギー保存の方程式において「白色のポアソンノイズ」を「拡散の時間だけ相関をもつ有色のポアソンノイズ」に拡張すればよいのではないかと考えている。さらにマクロな熱機関を念頭に置いた化学反応下のエンジンの研究も始める。
脳磁図を用いた触圧覚情報の脳内処理過程の解明

本研究では,一側と両側同時に触圧覚二点刺激を与えた時の体性感覚誘発脳磁界(SEF)を計測解析し,二点識別の処理過程について検討することを目的とした.SEF波形の計測には306ch脳磁界計測装置を用いた.二点刺激は非磁性体触圧覚刺激装置を利用した.課題は,全被験者が二点と判別できる二点刺激を右示指と両側示指に対して行う場合(一定距離間隔刺激条件)と,3種類の二点刺激をランダムに与え二点識別させる課題を右示指と両側示指に対して行う場合(二点識別条件)を設定した.平均ピーク潜時は両条件ともに一側,両側同時刺激間で差は無かった.振幅は両条件間で比較すると一側刺激においては両条件で差は無かったが,両側同時刺激においては二点識別条件で大きかった.第二,第三成分のECDは,一次感覚野(3b野)の後方に同定された.本研究では,一側と両側同時に触圧覚二点刺激を与えた時の体性感覚誘発脳磁界(SEF)を計測解析し,二点識別の処理過程について検討することを目的とした.SEF波形の計測には306ch脳磁界計測装置を用いた.二点刺激は非磁性体触圧覚刺激装置を利用した.課題は,全被験者が二点と判別できる二点刺激を右示指と両側示指に対して行う場合(一定距離間隔刺激条件)と,3種類の二点刺激をランダムに与え二点識別させる課題を右示指と両側示指に対して行う場合(二点識別条件)を設定した.平均ピーク潜時は両条件ともに一側,両側同時刺激間で差は無かった.振幅は両条件間で比較すると一側刺激においては両条件で差は無かったが,両側同時刺激においては二点識別条件で大きかった.第二,第三成分のECDは,一次感覚野(3b野)の後方に同定された.本研究は,体性感覚誘発脳磁界(SEF)波形から体性感覚情報の脳内処理過程を検討することを企画したものであり,2つの実験によって構成した.実験1では左右両側の示指に対し同時に1点と2点触圧覚刺激を与え,その時のSEF波形の潜時120ms以降の長潜時波形成分を中心に電流発生源を同定するものとした。実験2では左右両側の示指に対し同時に二点識別を行わせることを課題とし,二点識別時の活動特性を解明するとともに2点識別が可能であった時の運動反応との関係から,感覚-運動制御機構を解明するものとした.平成22年度では,これらの実験を遂行することに先立ち,実験プロトコル,実施マニュアルを作成し,実験1および2で利用する実験システムを構築した.実験システム構築のための具体的な成果は,非磁性体性皮膚触圧覚刺激装置を組み込んだ手指固定装置を作成し,MEG計測シールドルーム内で触圧覚刺激装置が磁気に影響を与えないように測定装置を改良した.また,触圧覚刺激時にSEFを計測するには,触圧覚刺激のトリガー信号と筋電図信号を基準にSEF波形を加算平均するシステムが必要であり,これらの信号をトリガーとしたSEF計測システムを作成した.さらに,これらの実験は両側で触圧覚刺激を行うものであり,2台の刺激装置を同期して稼働するように設定した。最終的には,安定したSEFが計測できるよう数名の被験者で予備実験を繰り返し,本研究のSEF計測が円滑に遂行できるように修正を加え,実験システムを構築した.本研究では,右一側示指と左右両側の示指に対して,触圧覚二点ランダム刺激(三種類の距離間隔)を与えて二点識別した時と,明らかに二点と判別できる二点刺激を与えた時の体性感覚誘発脳磁界(SEF)波形を比較し,二点識別の脳内処理過程を検討することを目的とした.対象は健常男性6名とし,306ch脳磁界計測装置で計測した.二点刺激は,非磁性体触圧覚刺激装置(ピン径1.3mm,突出量0.7mm)を利用し,ピン間隔が2.4,4.8,7.2mmの刺激をランダムに与え二点識別させた時(二点識別条件)と,明らかに二点と判別できるピン間隔7.2mmの刺激を与えた時(注意なし条件)の2条件を設定した.両条件とも右一側示指と両側示指に対して行った.二点の刺激持続時間は10msとし,刺激間隔は2秒以上でランダムとした.SEFはそれぞれ100回加算平均した.被験者6名のうち4名で,右一側刺激,両側同時刺激とも両条件において約60,150,300ms後に第一,第二,第三成分波形が左半球に認められた.一側,両側同時刺激それぞれにおいて,これらの波形を両条件間で比較すると,平均ピーク潜時は,一側,両側同時刺激ともに差は無かった.振幅においては,両側同時刺激では二点識別条件で第二,第三成分の振幅が大きくなる傾向を示した.第二,第三成分の電流発生源は,それぞれ3b野と3b野後方に同定された.以上のことから,両側刺激は一側刺激に比べ多シナプス的に興奮性が増大することで鮮明に二点識別過程が解析でき,5野近辺での活動が観察できたと考えた.本研究では,一側と両側同時に触圧覚二点刺激を与えた時の体性感覚誘発脳磁界(SEF)を計測解析し,二点識別の処理過程について検討することを目的とした.対象は,健常男性10名とした.SEF波形の計測には306ch