hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
万能折り畳みシステムの小型化とその限界

第1の課題については、弊研究室の生方が折り畳みシステムで任意の2入力2出力(2in-2out)関数を実装する手法を開発。2in-2out関数はセルオートマトンをシミュレート可能なため、生方の手法はチューリングマシンをOrisでシミュレートする新たな手法をもたらす。特記事項としてこの手法は従来の手法に比べて遥かに少ない種類の抽象高分子しか必要としない事があげられる。更に2in-2out関数は可逆計算を可能とするため、これによりOriSによる何らかの意味での可逆計算に道が拓かれた。可逆計算はエネルギー消費を任意に小さくすることが可能であることから、我々が直面するエネルギー問題の観点からも重要である。第2の課題については、分担者のFazekasおよび弊研究室の丸山、森田とともに高分子を1種類しか用いない(unaryな)折り畳みシステムの計算能力を研究してきた。既存の計算モデルの多くが使用する文字数を1に制限するとチューリング完全性を失う。OriSの重要なパラメータである遅延および価数がともに1の場合、使用する高分子の種類数に関わらずOriSはチューリング完全でないことはDemaineらによって既に証明されている。Fazekasと丸山は遅延が1のunary OriSは価数に関わらずチューリング完全でないことを証明した。またFazekasと森田は価数が1、遅延が2および3のunary OriSがチューリング完全でないことを証明した。これらの成果をまとめた論文は国際会議TAMC2019に受理された。第1の課題については、生方が開発した2in-2out関数の統合的実装案により、万能折り畳みシステム(OriS)の実装に必要であった抽象高分子の種類数を現在知られている542種類から100種類以下へと大幅に削減する事に成功した。これは当初想定を遥かに上回る小型化であり、この課題については当初の計画以上に進展していると判断してよいだろう。この統合的実装案は本予算を用いて2018年11月に生方がENS de Lyon (France)においてNicolas Schabanelと共同研究をした際に得られた。本年9月に国際会議STACS2020へ論文を投稿すべく、現在は生方、Schabanelおよび代表者でこの小型化したチューリング完全OriSの動作検証を進めている。第2の課題については、1種類の抽象高分子しか使用しない(unaryな)折り畳みシステムの非チューリング完全性を証明することを初年度の計画としていたが、残念ながらunary OriSで遅延および価数がある特定の値を取るケースにおいてのみしか非チューリング完全性を証明することが出来なかった。この課題を任せている学生の能力を代表者が過信していたことが主な要因であるが、もう一つの要因としてはOriSの非チューリング完全性の証明が計画段階の想定以上に難しいものであったという事実も挙げられる。この課題についてはやや遅れていると判断せざるを得ない。
「遠隔基関与」を利用した有機分子不斉触媒の開発

申請者らは以前,ある種のペプチドが,特定の付加反応を著しく加速して一方の鏡像異性体のみを優先的に与える触媒作用を示すこと,その理由がペプチド分子内のプロリンとヒスチジンが協同的にはたらくためであることを見出しこれを「遠隔基関与」と名付けていた。今回,遠隔基関与の一般性,応用可能性を明らかにすべく,プロリンとヒスチジンをもついろいろなペプチドを触媒として,いくつかの反応を検討した。その結果,この概念は加水分解反応にも適用できること,ならびに全く新しい配列のペプチドでも同様の現象が起こることを見出すことができ,さらなる展開可能性があることが示唆された。本研究の発端となったHis含有ペプチド触媒のHis側鎖イミダゾールの基質固定化効果に関して,当初有機溶媒中で行っていた反応を水系溶媒に変えたところ,期待したほどの加速効果が出ないことが分かった。これは,水系溶媒中ではそもそも疎水性相互作用によって基質が触媒近傍に集まりやすく,このためHisの寄与が"薄まって"しまうためと推察された。このことから,当初予定した非ペプチド系の含イミダゾール型アミン触媒の開発については実現が困難と判断して,研究の方向性を変更することとした。Hisは生体内でセリンプロテアーゼの活性中心に含まれ,側鎖のイミダゾールはセリン側鎖ヒドロキシ基あるいは水分子の脱プロトン化による活性化に寄与していることが知られている。そこで,今回のHis含有ペプチドを加水分解触媒として用いることを着想した。基質として,p-ホルミルフェノールエステルを用い,ホルミル基がペプチドN末端のプロリンによってイミニウムイオンへと活性化され,それによってエステル部分の求電子性が増加,そこにイミダゾールで活性化された水分子が攻撃する,という仮説に基づいて反応を検討したところ,期待通りの加速効果が観察された。ペプチド配列中のHisの場所は重要であり,N末端から5残基目のHisを4残基目に変えると反応の加速効果が著しく減少し,His側鎖がペプチド上の適切な位置にあることの必要性が明らかになった。また,Hisをもたないペプチド触媒と外部から加えたイミダゾールの組み合わせでも目立った加速効果は得られず,イミダゾールがペプチド側鎖に存在することの重要性も確認された。当初計画どおりには運ばなかったものの,視点を代えることで別な機能のペプチド触媒の設計に成功しており,さらにこの新しい系には立体あるいは位置選択性などの可能性が秘められることから,十分な進捗が得られたと判断できるため。まず,前年度の結果を受けて,His含有N末端プロリルペプチドによるエステル加溶媒分解反応の検討を続けた。この触媒は,プロリン部位が基質とイミニウム塩を形成して活性化し,これにHis側鎖のイミダゾールが求核的にあるいは塩基として作用して加溶媒分解を促進する,という協同効果に立脚している。これまでは,触媒による明瞭な反応加速は確認されているものの,光学活性化合物であるペプチド触媒に期待される不斉識別能はほとんどみられていない。そこで,今回,キラリティーをもつ基質を用いて,ペプチド触媒による速度論的光学分割を試みた。基質の構造やペプチドの配列,反応条件を種々検討したものの,残念ながら特筆すべき結果は得られなかった。一方我々は,触媒活性をもつN末端プロリルヘプタペプチドのライブラリスクリーニングによる探索も行ってきた。今回このライブラリの構成要素としてHisを加えることで,先入観なしにHisの協同作用がある触媒を探索した。具体的には末端プロリン以外の6箇所に(Aib, His, Leu, D-Pro, Trp, Tyr)のいずれかのアミノ酸をもつペプチドライブラリを作製し,触媒活性を調べた。しかしながら,いずれの活性ペプチドも,他の5種のアミノ酸は一定割合で含まれているにも関わらず,Hisを全く含まないことが分かった。スクリーニングによりコンセンサス配列が得られたため,その配列の一部を固定してさらにライブラリ探索を行い,さらには人為的なアミノ酸改変なども行った結果,活性・選択性ともに高い触媒として,Hisを含むPro-D-Pro-Leu-d-Pro-Aib-Trp-D-His-Trpに到達した。基質との結合性テストの結果,この触媒にはHisの協同効果が認められた。当初の計画とは少し異なる方向性に展開したものの,本研究の大きな目標である遠隔基関与を示す新たな触媒に到達しており,まずは順調に推移しているといえる。本研究は,Pro-D-Pro-Aib-Tyr-Hisという配列を含むペプチド触媒によるa,b-不飽和アルデヒドへのマイケル付加反応において,N末端のProが基質とイミニウム塩を形成して活性化し,これに対し5残基目のHis側鎖のイミダゾールが平衡的に付加・脱離を繰り返すことによる反応中間体の安定化が,反応全体の加速につながることを見出したことに端を発する。前年までは,これを加水分解反応における速度論的光学分割へと応用することを試みたが,期待した結果は得られなかった。そこで,視点を変えて別の反応について遠隔基関与による反応加速・立体制御を試みることとした。上述の通り,本研究の端緒となった触媒的マイケル付加反応では,イミダゾールによる可逆的な付加・脱離が関与するが,一時的な付加によって生じる生成物がエナミンであることに着目し,これを求核剤として利用するBaylis-Hillman反応を行うこととした。

予備的な実験においてPro-D-Pro-Aib-Tyr-Hisを含むペプチドでは触媒能が見られなかったが,これは,エナミン中間体が安定すぎるためであり,Hisを3-MeHisにして中間体をカチオン種とすることで適度な反応性を持たせることができるものと考え,反応を行ったところ,有意に反応を加速することが分かった。そこで,昨年これまでに見出された含Hisペプチド触媒のHis部分を3-MeHisに置き換えたものを種々調整し,これを分子間Baylis-Hillman反応に適用した。その結果,一定の加速効果が見られたものの,立体選択性については期待したような結果が得られなかった。これは,立体選択性の発現機構が中間体への求電子剤の接近の方向とその向きに依存しており,その制御が困難なためと考えられた。現在,この問題を解決するべく分子内Baylis-Hillman反応へと展開を行っている。申請者らは以前,ある種のペプチドが,特定の付加反応を著しく加速して一方の鏡像異性体のみを優先的に与える触媒作用を示すこと,その理由がペプチド分子内のプロリンとヒスチジンが協同的にはたらくためであることを見出しこれを「遠隔基関与」と名付けていた。今回,遠隔基関与の一般性,応用可能性を明らかにすべく,プロリンとヒスチジンをもついろいろなペプチドを触媒として,いくつかの反応を検討した。その結果,この概念は加水分解反応にも適用できること,ならびに全く新しい配列のペプチドでも同様の現象が起こることを見出すことができ,さらなる展開可能性があることが示唆された。上記でも述べたとおり,今回見出された加水分解反応には立体ならびに位置選択的な反応へと展開可能であり,ある程度大きな反応場を提供できるというペプチド固有の性質を引き出していく予定である。さらには,加水分解に限らず,Hisを適切な反応活性をもつ側鎖を有するアミノ酸に代えることによる拡張性も検討する。今回新たに見出された遠隔基関与のペプチド触媒ついてはその分子構造に関する情報がまだ一切ない。今後はこれをまず明らかにし,それに立脚して,新たな触媒の分子設計を目指す。有機合成化学・有機機能材料発表論文
日本産カラタチゴケ属地衣類の分類学的研究

日本から報告されているカラタチゴケ属25種について地衣体や生殖組織の内部構造と種内化学変異の両面を中心に分類学的に検討した。1.地衣体の内部構造カラタチゴケ属の地衣体の皮層下部に発達する組織(chondroid tissue)には菌束糸に分裂するもの(例Ramalina conduplicans)としないもの(例R.sinensis)の二型があり,他の分類形質と密接に関連している事が明らかになった。地衣体の充実するMyelochroa亜属内の種は基本的には分裂型の組織を持つが,時にその特徴が不明瞭になる事もある。しかし,地衣体に窄孔が生じるFistularia亜属の全ての種類では後者の型が見いだされ,両者の系統関係と密接な関連を示した。この特徴は裸子器内の果托の組織にも連続的に発達する。2.地衣成分の種内変異日本産カラタチゴケ属に含まれる地衣成分は,デプサイド(ボニン酸他5種),デプシドン(ノルスチクチン酸他3種)であり,トリテルペン類や色素類は検出されなかった。種類ごとに地衣成分の特徴を見ると種内化学変異が見られないものはRamalina boninensis,R.peruviana,R.sinesis,R.yasudaeだけであり,その他の種類には複数の化学的変異株と考えられる種内変異が見いだされた。特にR.conduplicansではデプサイドとデプシドンの組み合わせにより,5つの変異株の存在が認識された。また,デプサイドとデプシドンが共存する場合,デプサイドが常に常成分として存在し,デプシドンは非常成分となっている。3.結論日本産カラタチゴケは次のようにまとめられる。括弧内は異名である。括弧内は異名である。
プロセス・トモグラフィー法による廃棄プラスチックセンシング技術の確立

「3-1シミュレーション」では、今年度までに実施した実験について、その状態を再現するために数値解析シミュレーションを実施した。そのシミュレーションは実験の通りに空気で満たされた流路にプラスチックが流入していく状態も再現するために、自由表面流の解析法であるVOF (Volume of fluid)法を用いた。この手法を用いてシミュレーションを実施し、シミュレーション結果の取得に成功した。次に「3-2実験とシミュレーションとの比較検討」ではこの結果を用いて電気キャパシタンストモグラフィ(ECT)の3D温度分布を定量的に評価するために、ECTの平均温度、シミュレーションの平均温度、そして、温度の誤差を計算した。温度の誤差は時間依存の測定した平均温度のシミュレーションで得られた平均温度からの偏差を、シミュレーションで得られた平均温度で除したものである。まず、ECTの平均温度とシミュレーションの平均温度の両計算結果は冷却時間経過とともに減少していた。冷却の勾配はECTの平均温度よりもシミュレーションの平均温度の方が小さい結果となった。つまり、ECTの平均温度はシミュレーションの平均温度よりも温度が下がりにくい結果である。その両結果を用いて計算した温度の誤差は0.750 %から2.70 %まで冷却時間経過とともに増加した。温度の誤差が発生した原因として流路内に微小な空気が混入したこと、プラスチックの密度が一様でないこと、そして、ECTセンサ内壁の比誘電率変化が原因として考えられる。しかしながら、温度の誤差は「3-3まとめ」の目標である計測誤差5%以内よりも低く、最大でも3%以内であるため、センシング技術に必要なECTを用いた3D温度分布の取得に成功したといえる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。まず「1-1計測器の組合せ」ではインピーダンス・アナライザーに、マルチプレクサ・モジュールと制御用PCとを組み合わせたプロセス・トモグラフィーシステムを完成させ、複数の測定周波数(500Hzから5MHz)でプロセス・スペクトロスコピ・トモグラフィ計測が可能となるように同期をとった。次に「1-2 PSTセンサの詳細設計と製作」ではキャパシタンスを計測するプロセス・スペクトロスコピ・トモグラフィセンサを設計・製作し、模擬的に製作した流動場の外周に設置した。1断面は12電極とし、性能試験を実施している。センサ製作の他に配線等の電気的な処理、AD変換器後のソフトウェア的処理等も自作装置にて対応した。さらに「1-3超高速スイッチング装置のプログラミング」では12電極×2断面=24電極間の超高速スイッチングと電位印加の同期を取るためにプログラミングを行った。作成したプログラムを調整して、電極間のキャパシタンス計測の速さや精度を既存システムと比較することから、濃度分布の計測が可能かをチェックした。そして「1-4緩和周波数の決定と感度マップ計算」では測定対象であるポリエチレンの緩和周波数を複数の測定周波数から決定した。また、新しく設計したPSTセンサに対して、ガウス法則とラプラス方程式の連立微分方程式を解き、流動場の断面位置の感度マップを計算した。さらに、本年度は構築した本システムを用いて流動する溶融ポリエチレンの温度分布計測実験を実施した。詳細は【現在までの進捗状況】に記す。計画には無かった「実験」を実施できたため、「(1)当初の計画以上に進展している。」を選択した。以下にその詳細を示す。構築した本システムを用いて流動する溶融ポリエチレンの温度分布計測実験を実施した。研究手法としてPST計測装置、PSTセンサ付きパイプおよびその設置器具から構成される実験装置を用いた。つまり、PSTセンサと溶融プラスチックが流動する流路は接触しておらず、その中間には断熱材として空気が存在する。プラスチックは射出成型機により溶融・流動させ、その流動工程と冷却行程の温度分布をPST法とプラスチックの温度依存性とを組み合わせることにより温度分布計測をした。また、この分布計測の精度を比較検討するために、実験条件を再現した熱伝対による温度計測を実施した。実験結果としてPST法とプラスチックの温度依存性とを組み合わせた温度分布の計測に成功した。この計測から、流動工程では計測される温度分布はほぼ同一の値を示し、冷却工程ではその時間経過と共に温度が減少している現象が得られた。熱電対との比較から、冷却時間経過とともに計測誤差が増加している結果となったが、その値は最大で10%以下であることから、本計測手法の精度が高いことを証明した。「2-1静止状態における画像再構成の調整」では、前年度に発生したセンサ内を流動する溶融プラスチックからの熱が影響し、画像に明確なノイズが発生する問題を解決するために、新たなセンサを製作した。このセンサは測定電極の長さを100 mmから50 mmに変更するだけでなく、測定電極とその外側に設置するスクリーン電極の距離を4 mmから2 mmに変更した。このセンサ中にポリエチレン(PE)、そしてポリエチレンテレフタレート(PET)を分布が既知となるように挿入したところ、PEの挿入場所と比較してPETを挿入した場所の正規化した誘電率が高く表示され、既往研究と同傾向の結果を得た。この画像化は緩和周波数である1.25MHzを採用している。さらに、1枚の画像を取得するために必要な時間を0.010秒から0.008秒へと短縮することに成功した。次に「2-2超高速アルゴリズムの開発」ではVBAプログラムを用いた。そのVBAプログラムでは、制御用パソコンの画面に表示されるPST画像の色を判別することが可能である。そのために、まずは画像が表示される場所を指定する必要があり、VBAプログラムにて任意の場所を指定可能である。

また、VBAプログラムは画像の色をRGB値として読み込み、任意の値を閾値にすることができる。「2-3動的状態の特性と定量供給における画像再構成の評価」では、センサを使用してPEが溶融状態から固化する様子の画像化をした。得られたPST画像は正規化した誘電率分布を示しており、これを前もって計測したPEの誘電率温度依存性と組み合わせることにより温度分布を取得した。さらに、2D+計測時間の3D画像を示すことにも成功し、その結果を解析的熱伝導シミュレーションと比較をした。その結果として、最小の誤差は0.19%であり、最大の誤差は2.6%であることが分かった。この通り、低誤差での計測に成功した。計画には無かった「実験」を実施できたが、予定にあった論文の投稿が達成できなかったため「(3)やや遅れている。」を選択した。以下にその詳細を示す。PST法の計測精度を検討するために、検出可能な最小サイズと検出位置の計測をした。測定対象はリサイクルプラスチックの添加物として知られるグラスファイバを模擬した微粉炭である。検出可能な最小サイズを検討するために、感度が最も低いセンサの中心部に立方体容器に入れた微粉炭を設置し、その容器の一辺の長さLをパラメータとして計測をしたところ、L = 4 mmから検出可能である結果となった。つまり、64 mm3が検出可能な最小サイズである。検出位置の検討のため、センサを占める微粉炭の高さHをパラメータとして実験を実施した。この際、画像は微粉炭高さH = 1 mmから検出が可能であることがわかった。今後、測定対象を実際のリサイクルプラスチックの添加物とし、同様の感度が得られるかを実験的に計測する予定である。本実験結果等は日本機械学会2017年度年次大会やNinth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conferenceなどの学会にて口頭発表をした。しかしながら、平成29年度中に予定されていた論文の投稿が達成できなかった。そのため、実験と論文執筆のマネジメントをし、計画に遅れが発生しないように研究活動を進めていく予定である。「3-1シミュレーション」では、今年度までに実施した実験について、その状態を再現するために数値解析シミュレーションを実施した。そのシミュレーションは実験の通りに空気で満たされた流路にプラスチックが流入していく状態も再現するために、自由表面流の解析法であるVOF (Volume of fluid)法を用いた。この手法を用いてシミュレーションを実施し、シミュレーション結果の取得に成功した。次に「3-2実験とシミュレーションとの比較検討」ではこの結果を用いて電気キャパシタンストモグラフィ(ECT)の3D温度分布を定量的に評価するために、ECTの平均温度、シミュレーションの平均温度、そして、温度の誤差を計算した。
2D-DFTの1D-DFTへの等価変換理論を応用したアレーアンテナBFNの設計

同時標本化という新しい概念に基づく2D-DFTの1D-DFTへの等価変換理論を中心とする理論的研究により,次の成果を得た.1. 2D-DFTの1D-DFTへの等価変換理論を,アレーアンテナの給電回路に応用し,マルチビームアレーアンテナのビーム形成回路(Beam Forming Network:BFN)の新しい設計理論を開発した.2.平面マルチビームアレーを線状マルチビームアレー用のBFNにより給電する方法として,Sheltonによる方法があったが,これに数学的な基礎を与えた。3.経験に基づいて行われて来た従来のBFNの設計に対して,理論面からの支援が可能となった.4.設計されたアレーアンテナをアダプティブアレーに応用したときの,素子間結合の影響について,ICT理論を適用して明らかとした.5.素子アンテナとしての円筒状アンテナの忠実なモデル化に基づく数値解析の方法を提案し,その有用性を示した.6.光を用いるBFNが提案されている.これは幾何光学に基づいて設計できるもので周波数帯域は非常に広い.この種のBFNの設計に本理論が適用できることを示した.実験的研究により次の成果を得た.1.製作したアレーを指向性ダイバーシチアンテナとして用いた際の室内無線LANの実験を行い,ダイバーシチ受信によるBER特性の改善度を知ることができた.2.小型,薄型,軽量の特徴を有し,携帯機のアンテナとして有望なマイクロストリップアンテナは本質的に狭帯域特性をもつ.広帯域化の研究を行い,対数周期型にすることにより,単体の帯域を数十倍に広げることができた.同時標本化という新しい概念に基づく2D-DFTの1D-DFTへの等価変換理論を中心とする理論的研究により,次の成果を得た.1. 2D-DFTの1D-DFTへの等価変換理論を,アレーアンテナの給電回路に応用し,マルチビームアレーアンテナのビーム形成回路(Beam Forming Network:BFN)の新しい設計理論を開発した.2.平面マルチビームアレーを線状マルチビームアレー用のBFNにより給電する方法として,Sheltonによる方法があったが,これに数学的な基礎を与えた。3.経験に基づいて行われて来た従来のBFNの設計に対して,理論面からの支援が可能となった.4.設計されたアレーアンテナをアダプティブアレーに応用したときの,素子間結合の影響について,ICT理論を適用して明らかとした.5.素子アンテナとしての円筒状アンテナの忠実なモデル化に基づく数値解析の方法を提案し,その有用性を示した.6.光を用いるBFNが提案されている.これは幾何光学に基づいて設計できるもので周波数帯域は非常に広い.この種のBFNの設計に本理論が適用できることを示した.実験的研究により次の成果を得た.1.製作したアレーを指向性ダイバーシチアンテナとして用いた際の室内無線LANの実験を行い,ダイバーシチ受信によるBER特性の改善度を知ることができた.2.小型,薄型,軽量の特徴を有し,携帯機のアンテナとして有望なマイクロストリップアンテナは本質的に狭帯域特性をもつ.広帯域化の研究を行い,対数周期型にすることにより,単体の帯域を数十倍に広げることができた.2D-DFTの1D-DFTへの等価変換理論とその応用の研究を続け,次の成果を得た.1.任意配列の信号点列に対するDFTの標本化定理を導いた.これは本等価変換理論が信号点列の数に等しい周波数点においてのみDFTが得られるという欠点を補うものである.2.平面マルチビームアレーを線状マルチビ-ミムアレー用のBFNにより給電するSheltonの方法への数学的な基礎はすでに与えているが,具体的なアレー構造に対して応用することにより,本理論の正当性を確固たるものにすることができた.検討したアレー形状は三角配列,六角配列を含む.実験的研究により次の成果を得た.1.基数が3のFFTのアルゴリズムをハードウェア化したものとして,変形Blass回路を設計製作した.2.上に製作したアレーを指向性ダイバーシチアンテナとして用いた際の室内無線LANの実験を行い,ダイバーシチ受信の実験を行った.3.無線データ通信実験により,ダイバーシチ受信によるBER特性の改善度を知ることができた.4.小型,薄型,軽量の特徴を有し,携帯機のアンテナとして有望なマイクロストリップアンテナは本質的に狭帯域特性をもつ.広帯域化の研究を行い,対数周期型にすることにより,単体の帯域を数十倍に広げることができた.2D-DFTのID-DFTへの等価変換理論を中心とする理論的研究により,次の成果を得た.1.同時標本化という新しい概念に基づく2D-DFTのID-DFTへの等価変換理論を,アレーアンテナの給電回路に応用し,マルチビームアレーアンテナのビーム形成回路(Beam Forming Network:BFN)の新しい設計理論を開発した.2.平面マルチビームアレーを線状マルチビームアレー用のBFNにより給電する方法として,Sheltonによる方法があったが,これに数学的な基礎を与えた.3.経験に基づいて行われて来た従来のBFNの設計に対して,理論面からの支援が可能となった.4.設計されたアレーアンテナをアダプティブアレーに応用したときの,素子間結合の影響について,ICT理論を適用して明らかとした.5.素子アンテナとしての円筒状アンテナの忠実なモデル化に基づく数値解析の方法を提案し,その有用性を示した.

6.光を用いるBFNが提案されている.これは幾何光学に基づいて設計できるもので周波数帯域は非常に広い.この種のBFNの設計に本理論が適用できることを示した.実験的研究により次の成果を得た.1.製作したアレーを指向性ダイバーシチアンテナとして用いた際の室内無線LANの実験を行い,ダイバーシチ受信によるBER特性の改善度を知ることができた.2.小型,薄型,軽量の特徴を有し,携帯機のアンテナとして有望なマイクロストリップアンテナは本質的に狭帯域特性をもつ.広帯域化の研究を行い,対数周期型にすることにより,単体の帯域を数十倍に広げることができた.
菌体成分、特にNOD1ならびにNOD2リガンドの鎮痛作用

運動失調症では、筋肉や神経の機能不全により運動障害が生じることが知られている。このような疾患では、しばしば筋や関節に疼痛が生じ、この疼痛がさらに随意的な運動を困難にしている。例えば筋変性モデルマウスは、四肢の運動不全のため疼痛行動を示すことができない。しかしながら、脊髄の後角において痛みのマーカーであるc-Fosの発現が示す2次ニューロンが増加する。以上のことから、このモデルマウスでは筋肉の変性とともに、筋や関節の異常な伸展や屈曲により疼痛が生じていると考えられる。したがって、運動失調症の治療においては、筋肉の運動機能を回復させるとともに、疼痛を軽減することが非常に重要であると考えられている。自然免疫は、Toll-like receptor(TLR)やNOD-like receptor(NLR)が微生物に特徴的な構造を認識することにより発動する。196080年代に内毒素性リポ多糖(LPS)やペプチドグリカンの要構造にあたるムラミルジペプチド(MDP)の鎮痛作用が報告されている。昨年度までの研究においては、各種菌体成分を投与後における5%ホルマリン或いは、2%酢酸処置による疼痛行動の観察を行ってきた。その結果、各種菌体成分が鎮痛作用を有することを明らかにした。本年度は、各種菌体成分をマウスに投与した筋変性モデルマウスの脊髄及び脳においてニューロンにおける痛みのマーカーであるc-Fosの発現分布を調べた。各種菌体成分を投与すると、生理食塩水投与よりも、明らかにモデルマウスの脊髄や脳におけるc-Fosの発現量が減少していた。以上の結果から運動失調症に伴う疼痛には、各種菌体成分が有効である可能性が示唆された。自然免疫はToll-like receptor(TLR)やNOD-like receptor(NLR)が微生物に特徴的な構造を認識することにより発動する。そこで、自然免疫系の最新知見を踏まえて、各種菌体成分の鎮痛作用を検討した。まず始めに、各種死菌体ならびに各種合成リガンドを事前に静脈注射することで鎮痛作用が発揮されるか検討した。鎮痛作用は各種系統(主としてBALB/c)マウスを用い、酢酸ライジング法で検討した。その結果、供試した限りの死菌体で鎮痛作用を示し、強力な内毒素活性を有する菌体が強い作用を示した。そこで、各種合成リガンドとしてMDP(NOD2リガンド)、FK156とFK565(NOD1リガンド)についても供試したところ、全てのリガンドにおいて、明確な鎮痛作用を示した。なお、FK565は静脈注射以外の投与経路でも検討したところ、腹腔内、筋肉内、皮下、経口、歯肉内、舌下、脳室内投与でも明確な鎮痛作用を示した。FK565の鎮痛作用の持続時間を検討したところ、鎮痛作用は30分後から観察され、8時間目に最大鎮痛作用を示し、24時間持続した。さらに、ナロキソンを前投与(10分前、皮下)するとFK565による鎮痛作用はほぼ完全に抑制された。今後、各種アンタゴニストや遺伝子欠損マウスを供試して、作用機序解明を目指す。この疾患では、しばしば筋や関節に疼痛が生じ、この疼痛がさらに随意的な運動を困難にしている。たとえば筋変性モデルマウスにおいては、脊髄の後角において2次ニューロンにおける痛みのマーカーであるc-Fosの発現が増加しており、筋肉の変性とともに疼痛を生じさせる原因になると考えられる、したがって、運動失調症の治療においては、筋肉の機能を回復させるだけでなく、疼痛をいかに軽減するかが非常に重要であると考えられている。自然免疫は、Toll-like receptor (TLR)やNOD-like receptor (NLR)が微生物に特徴的な構造を認識することにより発動する。昨年度までの研究において、各種菌体成分をマウスに投与すると鎮痛作用を示すことを明らかにした。本年度は、筋変性モデルマウスにおいて、1次知覚ニューロンにおける痛みのマーカーであるcalcitonin gene-related peptide (CGRP)の発現量をさまざまな筋肉で分析したが、痛みを伝達すると考えられる自由神経終末ではCGRPの発現に変化は認められなかった。しかし、運動ニューロンの神経終末において有意の上昇がみられた。すなわち、筋変性モデルマウスの一次知覚ニューロンにおいては、疼痛閾値の減少を示唆する組織学的な証拠は得られなかった。今後、本研究における菌体成分投与による筋変性モデルマウスの脊髄におけるc-Fosの分布を調べ、運動失調症における鎮痛効果を明らかにする予定である。

したがって、運動失調症の治療においては、筋肉の運動機能を回復させるとともに、疼痛を軽減することが非常に重要であると考えられている。自然免疫は、Toll-like receptor(TLR)やNOD-like receptor(NLR)が微生物に特徴的な構造を認識することにより発動する。196080年代に内毒素性リポ多糖(LPS)やペプチドグリカンの要構造にあたるムラミルジペプチド(MDP)の鎮痛作用が報告されている。昨年度までの研究においては、各種菌体成分を投与後における5%ホルマリン或いは、2%酢酸処置による疼痛行動の観察を行ってきた。その結果、各種菌体成分が鎮痛作用を有することを明らかにした。本年度は、各種菌体成分をマウスに投与した筋変性モデルマウスの脊髄及び脳においてニューロンにおける痛みのマーカーであるc-Fosの発現分布を調べた。各種菌体成分を投与すると、生理食塩水投与よりも、明らかにモデルマウスの脊髄や脳におけるc-Fosの発現量が減少していた。以上の結果から運動失調症に伴う疼痛には、各種菌体成分が有効である可能性が示唆された。
噴火が危惧される弥陀ヶ原火山のマグマ供給系―熱水流動経路の解明

弥陀ヶ原火山(富山県)の地獄谷では、過去1万年間に繰り返し水蒸気噴火が発生しており、近い将来に再び水蒸気噴火が発生することが危惧されている。次期噴火に向けた監視と防災対策をより現実的なものとするため、本課題では以下の学術調査・研究を地獄谷で実施する。(1)再噴火の準備段階が進行しつつある新大安地獄(地獄谷内にある小火口の一つ)でタイムラプスカメラを用いたモニタリングを行い、噴火の前兆現象を検出する。(2)赤外線カメラ搭載UAVによる熱観測と、水蒸気噴火が頻発し始める直前に噴出した溶岩についての物質科学的解析を基に、地下のマグマ供給系ー熱水流動経路のモデルを構築する。
甘味および旨味受容体の諸臓器における発現と機能、特に肥満・糖尿病との関連において

味覚受容体は当初、舌や口腔粘膜に分布する味蕾の味細胞に発見されたため、Taste Receptorと命名された。しかし味覚受容体は味蕾のみならず、多くの組織に発現している。本研究は、脳、膵臓、腸管など味蕾以外の諸臓器の特定の細胞における、味覚受容体の局在・発現を、免疫組織化学、ウエスタンブロッティングおよびin situ hybridizationにより明らかにした。結果、味覚受容体が体内での糖やアミノ酸の代謝に様々に携わっている事が示唆された。また肥満、糖尿病、加齢などの条件下で、味の感受性が鈍り、味覚受容体のmRNAの発現量も減少する事を、行動学的および定量的PCRにより証明した。代謝関連ホルモンのネットワークを考える時、細胞の栄養レベルの感受は重要である。本課題により、膵臓、腸等に発現し、血中の糖やアミノ酸を受容する味覚受容体が、糖尿病発症・進行にどのような役割を果たしているか解析した。結果、糖尿病になると甘味および旨味に共通する受容体T1R3のmRNAの発現のダウン・レギュレーションが起こることを明らかにした。さらに、また糖尿病モデルマウスの腸管においても、健常マウスと同様、味覚受容体が発言していることを明らかにした。これらの成果は、下記を含む8回の学会で発表(国内3回、国際学会5回)した。・谷口和美、柴田睦、井上裕康、原正美、杉山真言、吉岡一機糖尿病モデルマウス腸管における味覚受容体T1Rファミリーの発現について日本獣医学会(岩手大学)2012.9.15・谷口和美、小川順子、杉山真言、中牟田祥子、吉岡一機カエルの味覚円盤の比較形態学的研究日本獣医学会2013.3.29現在これらの成果は論文として執筆中である。加えて、著書1冊著した(「味と匂いをめぐる生物学」第2章味覚を科学する.アドスリー社、2013年)実験はほぼ計画通り終了し、現在論文執筆中である。本研究の目的は、甘味および旨味受容体の舌の味蕾以外の組織・臓器における発現とその機能を明らかにすることにあった。本研究は(1)舌以外の臓器における甘味および旨味受容体の発現と局在を明らかにし、(2)グルコースやアミノ酸のトランスポーターとの関連において検討し、(3)肥満や糖尿病など代謝に関わる異常との関連を考察することを目的とした。このためマウスとラットを用い、RT-PCR, in situ hybridizationにより、どの臓器の、何細胞に甘味および旨味受容体のmRNAが発現しているか、決定した。また免疫組織化学とウエスタンブロッティング法により、味覚受容体蛋白質の局在を明らかにした。また行動学的解析および定量PCRにより、味覚感受性が肥満、糖尿病、加齢条件下で変化するかどうかを検討すると同時に、糖尿病の動物において、味覚受容体のmRNAの量が健常動物と比べて変化するかどうかを検討した。結果、本研究は、脳、膵臓、腸管など味蕾以外の諸臓器の特定の細胞における、味覚受容体の局在・発現を、免疫組織化学、ウエスタンブロッティングおよびin situ hybridizationにより明らかにした。これらの結果より、味覚受容体が体内での糖やアミノ酸の代謝に様々に携わっている事が示唆された。また肥満、糖尿病、加齢などの条件下で、味の感受性が鈍る事、糖尿病の個体では、味覚受容体のmRNAの発現量も減少する事を、行動学的および定量的PCRにより証明した。味覚の受容体についての研究を順調にすすめており、科研費を用いた研究成果として、以下の3学会で発表した。(1)味蕾の細胞のアポトーシス、日本解剖学会第57回東北・北海道連合支部学術集会(盛岡)、2011/09/10(2)加齢による味覚感受性の低下とその形態学的根拠、第152回日本獣医学会学術集会(大阪)、2011/09/20(3)脳における味覚受容体T1Rファミリーの発現について、第153回日本獣医学会(大宮)、2012/03/28実験の6ー7割は完了したと考えている。あとは、必要な追加実験を行うと同時に、これまでの結果を早く論文の形で発表するため準備中である。主として研究環境がうまく整っていないことによるものだが、科研費以外の学外との共同研究は順調にすすみ、5報の共著論文として発表したが、このためにも、相応の時間を有した。形態学的に味覚受容体の蛋白質の局在やmRNAの発現を明らかにした。

今後は機能的な側面に焦点をあてて、実験を展開すると同時に、これまでの成果を早くまとめたい。計画どおり進める予定である。実験補助者への謝金と、消耗品に使用予定。また成果発表のための旅費も必要であると考えている。平成23年度未使用で残った研究費を加え、平成24年度の予算も、主として消耗品代として使用予定である。
プラズモニック光捕集アンテナ界面の構築

本研究は、強い局在振動電場が生じるプラズモニックアンテナ界面を作製し、その界面で起こるプラズモン誘起電荷分離を、人工光合成系に適用することを目的としている。光アンテナ効果については、銀ナノキューブを用いることで、硫化鉛コロイド量子ドットと酸化亜鉛ナノワイヤを用いたヘテロジャンクション太陽電池のエネルギー変換効率を、4.5%から6.0%へと向上させることができた。これは、近接場効果と散乱効果に基づくものと考えられる。また、電子正孔対を解離させる効果もある可能性が示唆されている。この結果に基づいて、コロイド量子ドットを用いた、あるいはコロイド量子ドット増感系に基づいた人工光合成反応の速度増強が可能だと期待される。25年度にアンテナ効果を実験的に調べた分枝状金ナノ粒子については、生成する局在電場強度分布を理論計算によって調べた。その結果、金ナノロッドと比べて、広い範囲の波長、入射角、偏光角の光を利用できることが示された。プラズモン誘起電荷分離については、酸化チタン上に金ナノ粒子を担持した系について、プラズモン共鳴状態の金ナノ粒子から酸化チタンへの電子移動に伴う、金ナノ粒子の電位を系統的に調べた。酸化チタン上に金ナノ粒子を担持し、適切な配位子の存在下において単色光を照射した。その際の金ナノ粒子のスペクトル変化から、金の錯形成を伴う酸化溶解反応の進行の有無を調べた。様々な条件において調べることで、電位挙動を支配する因子を明らかにすることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。まず、金ナノ粒子を用いた光捕集アンテナ界面の作製を行った。透明電極上に担持した金ナノ粒子を酸化チタンを被覆し、光捕集アンテナ界面を作製した。量子ドット増感光電極にこのアンテナ界面を適用したところ、光アンテナ効果に基づく外部量子収率の向上が見られた。続いて、より効率的な光捕集および近赤外域の光の利用を目指し、特定部位における局在振動電場の強度が非常に強く、近赤外域の光を吸収する異方的な形状の金ナノ粒子を用いて光アンテナ界面を作製した。透明電極上に作製した異方性金ナノ粒子を、低温で作製可能な酸化亜鉛薄膜で被覆することでアンテナ界面とし、量子ドット増感光電極に適用したことろ、波長1300 nmを超える範囲まで光電流を増強することに成功した。以上の結果は、2次元界面における電荷分離効率の向上に対応するものであることから、人工光合成系に適用可能な光アンテナ界面を作製し、その効果を実証することに成功したといえる。さらに、ケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)を用いることによって、プラズモン誘起電荷分離に伴いナノ粒子から酸化チタンへ電子が移動していることが示された。また、金と銀の合金ナノ粒子を用いることにより、プラズモン誘起電荷分離の効率向上の指針が得られた。銀ナノ粒子によるプラズモン誘起電荷分離では、電荷分離に伴って銀自身が酸化溶解するが、銀に金を25%以上加えた合金ナノ粒子は光安定であり、金ナノ粒子よりも高いプラズモン誘起電荷分離効率を示した。以上の成果より、金属ナノ粒子の形状や化学組成を制御することによって、効率的に光を捕集し、高いプラズモン誘起電荷分離効率を示す光捕集アンテナ界面の作製につながる知見を得ることができた。平成25年度には、種々の金属ナノ粒子を用いて光捕集アンテナ界面を作製し、それらが実際に量子ドット増感太陽電池の光電流を増強することを実証できた。これは、平成25年度の目標であった「光捕集アンテナ界面の作製」を達成していると言える。

水素発生系などへの適用については試行段階であり、やや遅れている一方で、プラズモン誘起電荷分離系については機構解明が進み、また、金属ナノ粒子の化学組成を制御することなどによって、高効率化に向けた指針も得られつつあるなど、想定を超えた進展もあった。以上を総合的に勘案すると、本研究はおおむね順調に進展していると言える。平成26年度は、光捕集アンテナ界面の構造のさらなる最適化を行い、半導体光電極などの中に光捕集アンテナを埋め込むなどのアプローチを行う。また、金属ナノ粒子の化学組成や構造を最適化することで、プラズモン誘起電荷分離における外部量子収率を向上させるとともに、プラズモン誘起電荷分離の機構に関するさらなる知見を得ることを目指す。具体的には、金属ナノ粒子の化学組成や仕事関数、局在電場強度と電荷分離効率の関係や、プラズモン誘起電荷分離における酸化力の評価を行い、それらの結果から機構について考察する。最終的には、最適化したアンテナ界面を、水分解をはじめとした人工光合成系へ適用することを目指す。
アズレンを含む高度に安定なカルボカチオンの合成と構造

1,アズレンがナフタレンの異性体の炭化水素であるが、極性構造を示すことを利用し、極めて安定なトリアズレニルメチルカチオン及びその各種の誘導体を得、特にヘキサ-t-ブチル体はpK_R+14.3という、最も安定なカチオンであることを見いだした。またジアズレニルフェニル-、アズレニルジフェニルメチルカチオン類も合成し、安定性の検討及び酸化還元電位等を測定した。2,これらのカチオンは分子プロペラとしての性質を有し、その動的立体化学を温度可変NMRによって研究し、これをflip mechanismに従ってコンピュータによって解析し、one-ring flip機構で回転する初めての例であることを見いだした。またそれぞれの環にすべて異なる置換基を持つカチオンを合成し、この場合も同じ機構で回転すること及びこの解析手法の正当性を証明した。3,2位にメチル基を有するトリ(2-メチルアズレニル)メチルカチオンではその動的立体化学はtwo-ring flipに変化すること、その前駆体のトリ(2-メチルアズレニル)メタンの動的立体化学についてもtwo-ring flipで回転することを見いだした。4,1-及び2-ナフチル基と二個のアズレン環からなるメチルカチオン類を合成し、その安定性は極めて高いこと、またその動的立体化学についてナフチル基についてone-ring flipで回転回転している等の興味ある結果を得た。5,6-メトキシアズレンからトリ(6-メトキシアズレニル)メチルカチオンを得、このものが炭化水素ではないが、これまで知られているカチオンの中で最も高い14以上(正確な値は測定不能)のpK_R+値を有することを見いだした。6,アズレンに関するわれわれのこれまでの研究を総合論文として取りまとめた。
熱帯の劣悪土壌地域の生物生産力の回復

本研究は昭和59年度から60年度に実施された「熱帯の劣悪土壌地域の植生管理とその農林業的利用に関する生態学的研究」を引き継ぐ形で昭和63年度から開始された。タイ国内に広がりつつある採鉱や焼き畑によって生じた劣悪土壌地域において、早成樹種造林と農業的利用の可能性を探り、さらにそれがもたらす問題点を明らかにすることを目的としている。タイでは1970年代からユ-カリ樹種、特にリバ-レッドガム(Eucalyptus camaldulensis)による造林が盛んに行われているため、本研究でもこの種を主要な研究対象とした。異なる由来を持つ4カ所の試験造林地での調査研究により以下のような成果が得られた。1.早成樹種造林と農業的利用の可能性ユ-カリの一種リバ-レッドガムを実験材料として、有機肥料、化学肥料、マルチング、客土など、土壌に対する処理を単独あるいは複数組み合わせることにより、稚樹の定着率・成長速度がどう変化するのか、5年間追跡調査を行った。この結果、タイ南部のスズ採鉱跡地の粗砂の堆積地では、イネ科雑草の植物体によるマルチングと、稚樹を植栽する穴に小量の粘土質土壌を客土することが、稚樹の定着率と成長率を著しく改善することが明らかとなった。またマルチングは、キャッサバ、パイナップルなどの作物を栽培する際にも収量の増加をもたらした。他の実験地では特別な土壌処理がなくても、リバ-レッドガムは旺盛な成長を示し、5年で10ー15mの樹高にまで達した。2.根系構造と土壌環境リバ-レッドガム植林地で根系の分布構造と土壌構造の調査を同時に行った。この調査により、土壌の物理性(粒度組成、土壌硬度)やマルチング・土壌の耕起などの処理が、根系の発達と分布に大きな影響を与えることが明らかになった。特にタイ南部のスズ採鉱跡地では、非常に緻密な粗砂の堆積層が根系の伸長を著しく阻害していることが分かり、さらに水分及び栄養分の欠乏が植物の地上部と地下部の比(T/R比)や、葉と細根の重量比を極めて小さなものにしていることが分かった。ラテライトの形成母材となるソフトプリンサイトの分布する地域や、キャッサバ栽培で地力の低下した砂質ロ-ム土壌では、根系の伸長を特に阻害する要因は見あたらず、T/R比などもスズ採鉱跡地に比べると大きな値を示し、地下部への投資量が少なく地上部の成長が旺盛であることが判明した。3.早成樹種造林地の土壌の変化昭和59年度から平成1年度までの6年間の継続調査により、植林前から、早成樹種の造林を経て、伐採可能なサイズに至るまでの1伐採周期について、土壌の物理性、化学性についての十分なデ-タを取ることができた。その結果、タイ東北部の砂質ロ-ム土壌地帯のリバ-レッドガムの植林地では、土壌水分の減少とそれによる土壌硬化がみとめられた。他の樹種の植林地や自然植生との比較も行ったがその違いは著しかった。化学性については、いずれの実験地でも明確な変化は認められず、唯一有機肥料の利用がpHと土壌有機物量の増加をもたらすことが認められた。4.リバ-レッドガムの呼吸と蒸散特性旺盛な成長を示すリバ-レッドガムの生理生態的特性を呼吸と蒸散の2点に絞り調査を行った。リバ-レッドガムは他の造林樹種や自然林の構成種に比べ、呼吸速度・蒸散速度ともに高かった。5.リバ-レッドガム造林における問題点我々の調査結果では、少なくとも1伐採周期の間は土壌養分の急激な消耗は認められなかったが、土壌水分の低下とそれに伴う土壌硬度の増加は明白であった。また、蒸散量の測定結果も、リバ-レッドガムの水分消費量が大きな事を裏付けた。リバ-レッドガムは耐乾性も強く造林樹種として有用であるが、水分環境に与える影響の大きさを十分認識して利用する必要がある。

他の実験地では特別な土壌処理がなくても、リバ-レッドガムは旺盛な成長を示し、5年で10ー15mの樹高にまで達した。2.根系構造と土壌環境リバ-レッドガム植林地で根系の分布構造と土壌構造の調査を同時に行った。この調査により、土壌の物理性(粒度組成、土壌硬度)やマルチング・土壌の耕起などの処理が、根系の発達と分布に大きな影響を与えることが明らかになった。特にタイ南部のスズ採鉱跡地では、非常に緻密な粗砂の堆積層が根系の伸長を著しく阻害していることが分かり、さらに水分及び栄養分の欠乏が植物の地上部と地下部の比(T/R比)や、葉と細根の重量比を極めて小さなものにしていることが分かった。ラテライトの形成母材となるソフトプリンサイトの分布する地域や、キャッサバ栽培で地力の低下した砂質ロ-ム土壌では、根系の伸長を特に阻害する要因は見あたらず、T/R比などもスズ採鉱跡地に比べると大きな値を示し、地下部への投資量が少なく地上部の成長が旺盛であることが判明した。3.早成樹種造林地の土壌の変化昭和59年度から平成1年度までの6年間の継続調査により、植林前から、早成樹種の造林を経て、伐採可能なサイズに至るまでの1伐採周期について、土壌の物理性、化学性についての十分なデ-タを取ることができた。その結果、タイ東北部の砂質ロ-ム土壌地帯のリバ-レッドガムの植林地では、土壌水分の減少とそれによる土壌硬化がみとめられた。他の樹種の植林地や自然植生との比較も行ったがその違いは著しかった。化学性については、いずれの実験地でも明確な変化は認められず、唯一有機肥料の利用がpHと土壌有機物量の増加をもたらすことが認められた。4.リバ-レッドガムの呼吸と蒸散特性旺盛な成長を示すリバ-レッドガムの生理生態的特性を呼吸と蒸散の2点に絞り調査を行った。リバ-レッドガムは他の造林樹種や自然林の構成種に比べ、呼吸速度・蒸散速度ともに高かった。5.リバ-レッドガム造林における問題点我々の調査結果では、少なくとも1伐採周期の間は土壌養分の急激な消耗は認められなかったが、土壌水分の低下とそれに伴う土壌硬度の増加は明白であった。また、蒸散量の測定結果も、リバ-レッドガムの水分消費量が大きな事を裏付けた。リバ-レッドガムは耐乾性も強く造林樹種として有用であるが、水分環境に与える影響の大きさを十分認識して利用する必要がある。
品質を考慮したプログラミング能力早期育成支援システムの研究開発

本提案課題の目的は、初期段階から品質に着目しながらプログラミングを学べる学習コンテンツ・学習支援システムを開発することである。平成30年度は、想定している品質特性のひとつであるテスト容易性とセキュリティについて検討を進めた。平成30年度の成果としては、(1)テスト容易性について、初期段階のプログラミング技術と直接関係する項目に絞って学習支援の仕組みを構築し評価したこと、(2)セキュリティの要素のひとつとしてバッファオーバーフロー等の問題に関して、対象コード上の問題の理解を可視化を通して促進する仕組みの検討を進めたこと、である。特に前者の(1)については学習支援システムの実装・評価まで行うことができた。ソフトウェアモジュールのテスト容易性について、初期のプログラミング学習に関わる部分であるインタフェース設計に注目した。構築した学習支援システムでは、テスト容易性の観点から見た設計の良しあしについて、学習者自身がソースコードの分析を通して、その良し悪しを理由を外化できる。更に外化した理由に基づき、ソースコードを改善を行い、実際に自動テストを設計・実装するところまでを支援することができる。開発した学習支援システムは、Cプログラミング言語及びJavaプログラミング言語の講義・演習の現場(3クラス,計60人程度)に適用し、開発したシステム及び、テスト容易性の観点でのソフトウェア設計学習コンテンツについて、フィードバックを受けることができた。想定した品質特性のひとつについて、学習支援システムを構築し、コンテンツを作成して実際の学習現場に導入しフィードバックを得ることができた。想定した品質特性の中で、テスト容易性について実際に適用できる学習の現場が確保できた。また、2019年度はセキュリティについても実際に適用できる学習の現場を確保できる目途がたっている。そこで、今後はこの2つの品質特性について、学習支援システムを構築し、コンテンツを作成して実際の学習現場に導入しフィードバックを得るPDCAサイクルを構築する。教育現場の実践における補助業務が当初想定より少なくて済んだため。2019年度と合算して教育現場の実践における補助業務に支出する予定である。
口腔癌の新しい治療戦略に向けて

実験結果の概要は下記の通りである.1)口腔扁平上皮癌(Oral SCC)102例におけるHSV-1抗原の発現について,抗ウサギポリクロナール抗体を使用して免疫組織化学的に検討したところ,約53%の陽性率を示した(HSV-1陽性群とし,対して陰性群と表現する)。また遺伝子レベル(RT-PCR method)においても,発現(330bp)を確認できた。2)HSV-1陽性群と陰性群をレトロスペクティブに比較検討したところ,陽性群の頸部リンパ節転移率は陰性群より有意に低かった(P<0.01)。それに伴い,5年累積生存率は陽性群(95% vs 83%)が高かった。3)Oral SCC患者の術前の唾液から,HSV-1の分離培養を行ったが,分離陽性群,陰性群間でHSV-1抗原の発現に差はなかった。4)中和抗体価や血清IgGは陽性群が有意に高い値を示した(P<0.01)。以上の結果から,HSV-1が癌に発現して,その周囲免疫機能を高めることでリンパ節転移を抑制している可能性が考えられた。現在はHSV-1の口腔癌での発現経路を解明するために,HSV-1を潜伏感染させたシリアンハムスターでの口腔癌モデルを作成中である。(本研究の成果は第23回口腔腫瘍学会総会にて優秀ポスター賞を受賞した。)実験結果の概要は下記の通りである.1)口腔扁平上皮癌(Oral SCC)102例におけるHSV-1抗原の発現について,抗ウサギポリクロナール抗体を使用して免疫組織化学的に検討したところ,約53%の陽性率を示した(HSV-1陽性群とし,対して陰性群と表現する)。5)CD8陽性のTリンパ球は陽性群の癌組織に高度浸潤する傾向を認めた。)平成17年度は主に下記のような結果を得た。1)口腔扁平上皮癌(Oral SCC)102例におけるHSV-1抗原の発現について,抗ウサギポリクロナール抗体を使用して免疫組織化学的に検討したところ,約53%の陽性率を示した(HSV-1陽性群とし,対して陰性群と表現する)。平成18年度はHSV-1の口腔癌での発現経路を動物実験で解明していく。(本研究は第23回口腔腫瘍学会にて優秀ポスター賞を受賞した。)平成17年度からの研究で主に下記のような結果を得た。それに伴い,5年累積生存率は陽性群(95%vs83%)が高かった。

以上の結果から,HSV-1が癌に発現して,その周囲免疫機能を高めることでリンパ節転移を抑制している可能性が考えられた。平成18年度はHSV-1の口腔癌での発現経路を動物実験で解明していく。(本研究は第23回口腔腫瘍学会総会にて優秀ポスター賞を受賞した。)まず18年度はシリアンハムスターの三叉神経節にHSV-1が潜伏することを確認した(現在までシリアンハムスターを用いての潜伏感染実験はない),現在それらHSV-1潜伏感染ハムスターの頬嚢にDMBAを塗布して人工的に口腔癌形成を行っている,今後,潜伏感染したHSV-1が癌形成がトリガーとなって活性化が惹起され,癌に感染(発現)するのかを確認中である,免疫能の差や頸部リンパ節転移の差を含め本年度までには結果報告の予定.