hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
26Sプロテアソームの低分解能結晶構造解析による分子様態に関する研究

本研究課題では(1)26Sプロテアソームの精製と結晶化(2)本酵素複合体の溶液状態での形状解析と位相計算のためのモデリング、を目的とした。遺伝子改変型酵母株のうち1179株からの精製において微結晶を得ることができ、低分解能(12Å)での回折斑点を得て電子密度を求めた。この時(2)での溶液状態での形状を元に位相計算を行った。プロテアソーム・ユビキチンシステムは、生体内の貴重なエネルギーを使ってタンパク質を分解し細胞の代謝回転を安定に保ち、かつ抗原ペプチドを切り出して免疫反応に備える機能を持つ。このタンパク分解・抗原提示などのメカニズムは、分解活性の根幹をなす20Sプロテアソームとその両端に結合する19S調節因子あるいは活性化因子PA28(11S調節因子)による原子レベルで高度に制御された一連の酵素群の協調によって成り立っている。そこで、この複合体全体の構造・動態と機能を探るため、粒子を壊さずそのまま結晶構造解析を行うことを目的とした。26Sプロテアソームは酵母より単離精製するが、その際安定に精製可能なようにフラグを導入した改変酵母株を利用し、ここから得られた26S試料および調節因子部分について、結晶化および溶液散乱による形状解析を行った。26s結晶はSpring-8超分子ビームラインを用いて回折実験を行いビームストッパー位置などを工夫して、13.5Å分解能までの8220個の独立な反射強度データを得ることができた。結晶学的データはa=212 b=365 c=469,空間群C2221と見積もられた。この回折データを用いて、また26S粒子の中心である20S粒子の座標を用いて位相決定を行っている。これとともに26S試料の溶液散乱での測定を行った。26S全体粒子と、ゲルろ過で分離された調節因子部分の大きさを散乱強度データの解析から見積もり、その形状解析から20Sの樽状構造の両端に非対称な調節因子を結合させた初期モデルを構築した。この得られた26S全体の座標モデルを元に、上記回折データでの位相決定に利用する予定である。さらに26S両端基底部に結合する脱ユビキチン化酵素の結合部位を含んだC末端領域の試料調製も行っているが、良質な結晶はまだ得られていない。出芽酵母PRE6-RPT1融合株YYS676およYYS1235株の大量培養を行い、26S粒子を含む精製試料を得て結晶化を行った。微結晶は得られるものの中分解能(約4A)を与える結晶は得られなかった。熱安定性のある耐熱性酵母からの26S試料の遺伝子改変による作成、精製を進めた。これの20Sおよび26Sプロテアソームも上記手法と同様に精製、結晶化を行い20Sについて回折データを得て解析を進めた。現在耐熱性の鍵となる構造について20S粒子の立体構造比較などを行っている。26S全体粒子の両端に結合している19S調節因子の結合状態・形状を解析するため、YYS676株からの26S粒子の精製を行った。溶液散乱試料用に、上記と同様の精製方法およびゲルろ過により、26S全体部分と調節因子(蓋部領域)の試料を得て溶液散乱測定を行った。26S全体粒子の全長および形状の解析を進めた。これにより20S両端に19S基底都蓋部が結合した非対称概念モデルを解析した。さらに本酵素め基質であるユビキチン化蛋白質の大腸菌による発現系を使い、分解される蛋白質部分の調製を行って、分解複合体の調製を進めた。この試料を溶液散乱とともに原子間力顕微鏡による形態解析に利用する準備とした。さらに20S触媒部分のみの溶液散乱測定と形状解析を行って、この方法による分解過程の追跡手法を検討した。出芽酵母PRE6-RPT1融合株YYS676およびYYS1235株の大量培養を行い、26S粒子を含む精製試料を得て結晶化を行った。微結晶は得られるものの中分解能(約4Å)を与える結晶は得られなかった。この知見より熱安定性のある耐熱性酵母からの26S試料の遺伝子改変による作成、精製を進めた。26S試料については有意な微結晶はまだ得られていない。耐熱性の鍵となる構造について20S粒子の構造解析を進め、通常株20S粒子との立体構造の比較を行っている。さらに副次的な研究成果として蛋白分解機能の制御による抗がん作用を見出したので、薬剤との複合体解析も進めた。これまでの活性阻害剤とはことなる結合位置で、かつサブユニット接触領域での結合箇所であったため、20S全体構造を解析してはじめて明らかになった結果であった。これに関して現在投稿論文を準備している。

26S全体粒子の両端に結合している19S調節因子の結合状態・形状を解析するため、YYS676株からの26S粒子および両端因子の精製を行った。26S全体部分と20S部分および調節因子(蓋部領域)の試料を得て溶液散乱測定を行った。20S触媒部分のみの溶液散乱測定と形状解析を行って、結晶構造からの情報と溶液散乱からの形状解析の整合性を確認した。この方法によって26Sの非対称概念モデルを解析した。さらに原子間力顕微鏡による動態解析の準備を進めた。また基質であるユビキチン化蛋白質の大腸菌による発現系を使い、分解される蛋白質部分の調製を行って、混合・分解系の複合体の調製を行った。低分解能解析といえども結晶データが必要であり、現在4A程度の分解能を与える良質の結晶が得られていない。またデータ収集も一部のみであり、位相改良に必要な回折反射数に至っていない。溶液散乱からの形状解析は比較的順調であるため、これを用いた解析を進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。残り研究期間を全体粒子解析のための、原子間力顕微鏡像の取得および溶液散乱法による形状解析に重点を移し、現在保有している回折データを用いることで、当初計画した低分解能全体粒子解析を目指す。
火山長周期地震の発生過程に関する研究

本研究は,多点広帯域地震波形データ及び空振波形データの解析とマグマ・熱水運動と地震波動伝播の数値シミュレーションに基づいた火山長周期地震の発生モデルの構築を行った.1998年より火山活動が活発化している岩手山及び2000年4月より浅部地震活動が活発化している磐梯山において,46点の広帯域地震観測及び空震観測を実施し,火山長周期地震の高精度のデータを取得した.波動特性を調べた後,長周期地震の震源位置,発震機構解をモーメントテンソルインバージョン法により推定した.また,不整形なダイクや火道中のマグマ性流体の運動により励起される地震波動を計算し,観測された長周期イベントの特徴を説明できる長周期地震発生モデルを構築した.本研究で得られた主な成果は以下の通りである.1.岩手山で発現した長周期地震は,Vp/Vs比が大きくマグマ性流体の存在が示唆される西岩手山の深さ2kmで発生し,対角成分が卓越するモーメントテンソル解をもつこと明らかとなった.これらより,長周期地震波は,マグマ性流体の膨張収縮運動により励起されていると推察された.2.磐梯山で観測史上初めて記録された火山性微動には,周期10秒程度の長周期成分が含まれていた.この長周期成分は,磐梯山山頂より約3km北東の深さ5kmでの膨張収縮運動により励起されたと考えると観測波形データをうまく説明できることがわかった.3.本研究で解析した磐梯山や岩手山の結果や他火山で得られている研究成果をまとめると,火山長周期地震の発生機構解は,周期10秒前後の周期で膨張収縮する運動で表すことができることが明らかとなった.この発生機構解と卓越周期は,狭い通路で繋がれた2つのマグマ性流体溜まりの振動現象で説明できることを,マグマ性流体を圧縮性流体の基礎式で記述し,それを数値差分法で解くことにより明らかとした.本研究は,多点広帯域地震波形データ及び空振波形データの解析とマグマ・熱水運動と地震波動伝播の数値シミュレーションに基づいた火山長周期地震の発生モデルの構築を行った.1998年より火山活動が活発化している岩手山及び2000年4月より浅部地震活動が活発化している磐梯山において,46点の広帯域地震観測及び空震観測を実施し,火山長周期地震の高精度のデータを取得した.波動特性を調べた後,長周期地震の震源位置,発震機構解をモーメントテンソルインバージョン法により推定した.また,不整形なダイクや火道中のマグマ性流体の運動により励起される地震波動を計算し,観測された長周期イベントの特徴を説明できる長周期地震発生モデルを構築した.本研究で得られた主な成果は以下の通りである.1.岩手山で発現した長周期地震は,Vp/Vs比が大きくマグマ性流体の存在が示唆される西岩手山の深さ2kmで発生し,対角成分が卓越するモーメントテンソル解をもつこと明らかとなった.これらより,長周期地震波は,マグマ性流体の膨張収縮運動により励起されていると推察された.2.磐梯山で観測史上初めて記録された火山性微動には,周期10秒程度の長周期成分が含まれていた.この長周期成分は,磐梯山山頂より約3km北東の深さ5kmでの膨張収縮運動により励起されたと考えると観測波形データをうまく説明できることがわかった.3.本研究で解析した磐梯山や岩手山の結果や他火山で得られている研究成果をまとめると,火山長周期地震の発生機構解は,周期10秒前後の周期で膨張収縮する運動で表すことができることが明らかとなった.この発生機構解と卓越周期は,狭い通路で繋がれた2つのマグマ性流体溜まりの振動現象で説明できることを,マグマ性流体を圧縮性流体の基礎式で記述し,それを数値差分法で解くことにより明らかとした.本研究は,多点広帯域地震波形データ及び空振波形データの解析とマグマ・熱水運動と地震波動伝播の数値シミュレーションに基づいた火山長周期地震の発生モデルの構築を目的とするものである.本年度は,長周期地震の発現が報告されている岩手山において,広帯域地震観測と空振観測を実施した.また,長周期地震のモーメントテンソルインバーションを行い,その発生メカニズムを推定した.さらに,一次元圧縮性流体力学に基づき,長周期地震の発生過程を探る基礎モデルを構築した.これまでに得られている主な成果は以下の通りである.1.岩手山長周期地震は,周期約10秒,5.5秒と4秒にスペクトルピークをもち,1Hz以上の短周期の波動がイベントの発生前後に付随していることを明らかとした.また,その震源は,地殻変動解析の結果から推定されているマグマ性流体の圧力源の移動経路上にあることを示した.2.モーメントテンソルインバージョン法を適応し,岩手山長周期地震が水平方向に約4km離れた2つの圧力源の交互膨張収縮運動によって励起されたことを明らかにした.3.推定された岩手山長周期地震の発生過程を一次元圧縮性流体力学に基づきモデル化した.狭い通路で繋がれた2つのマグマ性流体溜まりの振動現象を考え,地震波の卓越周波数及び地震モーメントと,マグマ溜まりや通路の大きさ・流体の圧縮性などのパラメータとの関係を明らかにした.さらに,不規則な形状内を運動する圧縮性流体の時空間変化を計算するプログラムを開発した.

本研究は,多点広帯域地震波形データ及び空振波形データの解析とマグマ・熱水運動と地震波動伝播の数値シミュレーションに基づいた火山長周期地震の発生モデルの構築を目的とするものである.本年度は,2000年4月より活動が活発化している磐梯山において広帯域地震観測を実施し,長周期成分を含む微動を記録した.さらに,この微動の震源位置,発震機構解をモーメントテンソルインバージョン法により推定した.また,不整形なダイクや火道中のマグマ性流体の運動により励起される地震波動を計算し,岩手山,磐梯山で観測された長周期イベントの発生モデルを構築した.本年度に得られた主な成果は以下の通りである.1.2000年4月より火山性地震活動が活発化した磐梯山では,周期約10秒の長周期成分を含む微動が観測された.この微動は周期1秒以下の短周期成分が卓越しているが,顕著な長周期成分も含む.4観測点で記録された波形データにモーメントテンソルインバージョン法を適用した結果,この微動は深さ5kmでの膨張収縮運動により励起されていることがわかった.この運動は,前年度解析した岩手山の長周期地震と発生機構である.2.本研究で解析した磐梯山や岩手山の結果や他火山で得られている研究成果をまとめると,火山長周期地震の発生機構解は,周期10秒前後の周期で膨張収縮する運動が卓越することが明らかとなった.この発生機構を,狭い通路で繋がれた2つのマグマ性流体溜まりの振動現象で説明した.2つのマグマ溜まり内のマグマ性流体を圧縮性流体の基礎式で記述し,数値差分法で解くアルゴリズムを開発した.これにより,地震波の卓越周波数及び地震モーメントと,マグマ溜まりや通路の大きさ・流体の圧縮性などのパラメータとの関係を明らかにすることが可能となった.
小胞体GSHトランスポーターによる小胞体レドックス制御

グルタチオンは小胞体レドックス制御に必要な還元力であることがわかってきた。グルタチオンはサイトゾルで合成されるが、その小胞体への取り込みの機序は未だ不明なままである。小胞体にroGFPを発現する安定発現株から調製したマイクロソームを用い、内腔へのグルタチオンの取り込みを鋭敏に検出することで、小胞体内へのグルタチオン輸送に小胞体膜タンパク質が必要であることを明らかにし、さらにグルタチオン輸送を阻害する薬剤を同定した。小胞体は細胞内で合成されるタンパク質の約30%を占める分泌及び膜タンパク質のフォールディングの場であり、その品質管理の破綻は神経変性疾患を始めとする様々な疾患の原因となることが知られている。小胞体はフォールディングされるタンパク質の機能発現に必要なジスルフィド結合形成に適した酸化的環境にある一方、ミスフォールドタンパク質の分解においてはサイトゾルへの逆行輸送に先だって必要なジスルフィド結合の開裂においては還元力を必要とする。そのため、小胞体レドックス制御はタンパク質の品質管理において極めて重要である。グルタチオン(GSH)は小胞体レドックスを規定する主要な分子であり、小胞体における還元力のソースであることが最近、明らかになってきた。GSHはサイトゾルで合成されて小胞体へと運ばれるが、小胞体内への取り込みの機序は不明であった。そこで、本研究においてはGSHの小胞体内腔への取り込みに関わるGSHトランスポーターの同定を試みた。その結果、1)小胞体にroGFPを発現する安定発現株から調製したマイクロソームを用い、内腔へのGSHの取り込みを鋭敏に検出する系を構築した。2)ケミカルライブラリーからこれを阻害するインヒビターの探索を行い、マイクロソーム内へのGSH輸送を阻害するGSHトランスポーターの阻害剤を同定した。3)マイクロソーム画分から膜脂質と膜タンパク質を可溶化した後、GSH輸送活性を持つプロテオリポソームを再構成した。以上の成果は、今後、小胞体GSHトランスポーターを同定するうえで重要だと思われる。GSHはサイトゾルで合成されて小胞体へと運ばれるが、小胞体内への取り込みの機序は不明である。本研究においては、GSHの小胞体内腔への取り込みに関わるGSHトランスポーターを同定し、そのタンパク質品質管理への寄与を明らかにすることを目的とする。平成23年度においては、小胞体GSHトランスポーターを同定する目的で、マイクロソームへのGSH取り込みを内腔タンパク質におけるレドックス状態を指標として測定し、ケミカルライブラリーからこれを阻害するインヒビターの探索を行った。その結果、マイクロソーム内へのGSH輸送を阻害するGSHトランスポーターの阻害剤を同定することができた。昨年8月に異動し、異動先において研究開始までのセットアップに時間を要したために研究の進展がやや遅れている。しかしながら、次年度からは本研究に従事する大学院生の数が増員したことで進展の遅れは十分取り戻せる。前年度に同定したGSHトランスポーターの阻害剤に結合するタンパク質を網羅的に探索し、ここから小胞体GSHトランスポーターを同定する。同定できた小胞体GSHトランスポーターをoverexpression及びknockdownすることでタンパク質品質管理への寄与を明らかにする。さらに、GSHトランスポーターによる小胞体レドックス制御機構を解明する。昨年8月に異動したため、異動先において本研究開始に至るまでのセットアップに時間を要した。そのため、当初より研究費の使用金額が減少し、次年度使用額が生じた。しかし、次年度は本研究に従事する大学院生の数が増員したことで予定より必要な研究費用が増加した。この新たに生じた必要費用を次年度使用額分により充足させる。その他は当初の予定通り使用する予定である。
プレスチン蛋白の膜発現様式と外有毛細胞機能との関係

プレスチンは、ほ乳類の外有毛細胞に特異的に発現し、聴覚機能に大きく関与することが分かっている。今回の研究において、1プレスチンを強制発現させることにより、その細胞容積調節能力が低下した。2容積感受性Clーチャネルに対してプレスチンの競合阻害薬であるサリチル酸を投与すると、プレスチンを強制発現させた細胞のみ、電流は減弱した。以上のことから、プレスチンが、水チャネルを含む細胞容積調節に関与しており、アポトーシス時に生じる容積感受性Clーチャネルの過剰な活性化をサリチル酸がプレスチンの働きを阻害することにより減弱させる可能性がある事がわかった。プレスチンの競合阻害薬であるサリチル酸を前投与した外有毛細胞に低浸透圧液を負荷すると細胞容積調節が阻害されることが報告(Zhi M et al. 2007)されており、プレスチンが細胞容積調節に関与していることが、間接的に推測された。我々は、プレスチンが細胞容積調節に関与していることを異なった方法で証明することにした。Cell lineであるHEK293 cellにプレスチンをトランスフェクションし、低浸透圧溶液を負荷することで細胞容積調節の動態を調べた。1顕微鏡に装着したモニターにて細胞容積を測定する。2パッチクランプ法にて細胞容積調節に関与する電流を測定する。といった二つの手法を用いることにした。平成23年度までに達成しえた結果としてHEK293 cellにプレスチンをトランスフェクションした培養細胞に、低浸透圧溶液を負荷して細胞容積測定を行った。プレスチンをトランスフェクションすることで調節性容積減少(regulatory volume decrease:RVD)が抑制されるという結果を得た。今年度は、RVD時に認められる容積感受性クロライド電流を測定し、解析を行った。急性感音難聴の発生メカニズムは活性酸素の発生とそれに続く蝸牛内細胞のアポトーシスである。アポトーシス死はApoptotic Volume Decrease(AVD)と呼ばれる等浸透圧性細胞縮小の誘導と, RVI不全による細胞縮小持続によってもたらされる。いかなるアポトーシス刺激も、K+チャネルとClーチャネルの活性化によるKC1流出を原因とするAVDの発生をもたらす。このCl一チャネルは,容積感受性Clーチャネルであり,これが細胞膨張なしに活性化されるのである。プレスチンは、ほ乳類の外有毛細胞に特異的に発現し、膜電位の変化に応じて伸縮するモータ蛋白として同定され、外有毛細胞体の能動的な伸縮のメカニズムを司る責任蛋白と目されている。プレスチンは744アミノ酸からなる1012回膜貫通型の膜蛋白であり、ほ乳類の外有毛細胞・側底膜だけに発現する。現在ジャービル、ラット、ヒト、マウスについては既に遺伝子配列が明らかになっている。アニオントランスポーターファミリー(SLC26A)に属し、この属の他のメンバーであるpendrinの欠損がPendred症候群を起こすと同様、プレスチン欠損もヒトにおける遺伝性神経難聴の原因になりうると考えられている。現在まで多くのプレスチンに関する研究が報告されてきているが、そのほとんどは、プレスチンの構造、機能およびその聴覚における役割に関するものである。2007年にZhiらによりプレスチンの競合阻害薬であるサリチル酸で前投与した外有毛細胞に低浸透圧液を負荷すると細胞容積調節が阻害されることが報告された。このことからプレスチンが、細胞容積調節に関与していることが推測された。またプレスチンは細胞容積調節に関与することで細胞死にも関わっているのではないかと推測される。今回、我々はプレスチンが細胞容積調節にどのように関わっているかを調べることにした。(1)顕微鏡に装着したモニターにて細胞容積を測定する。(2)パッチクランプ法にて細胞容積調節に関与する電流を測定する。プレスチンをトランスフェクションしたHEK293 cellに、低浸透圧溶液を負荷して調節性細胞容積減少(regulatory volume decrease:RVD)時に認められる容積感受性クロライド電流がサリチル酸によって抑制されるという結果を得た。プレスチンを有する細胞は細胞容積調節能力が低いために環境適応能力に乏しいのではないかと推測された。(1)細胞容積測定HEK293 cellにプレスチンをトランスフェクションする事に成功し、低浸透圧溶液を負荷して細胞容積調節を測定することが可能となった。

(2)電流測定RVD時に認められる容積感受性クロライド電流を測定し、解析する予定である。細胞容積測定に関する環境整備は整い、結果を得られるまでに至った。電流測定に関してはパッチクランプのセットアップがようやく完了したところである。プレスチンをトランスフェクションした細胞容積調節に変化は生じるのか?ということを主眼に置いて研究していく。細胞容積はCCDカメラを用いて測定。細胞容積調節に重要な容積感受性クロライドチャネルの解析をパッチクランプを用いて行う。Cell lineで得られた結果がラットでも同様に得られるかを確認していく。ABR、蝸電図といった聴覚測定機器のセットアップがようやく完了したところである。今後、ラットの外有毛細胞で細胞容積調節が聴覚に及ぼす影響も検証していく予定である。プレスチンをトランスフェクションした細胞にアミノグリコシド系抗生物質を投与して耳毒性は生じるのか?細胞容積調節に変化は生じるのか?ということを主眼に置いて研究していく。次年度の研究費は実験用品(薬剤など消耗品)、実験動物、学会などの出張旅費などに充てる予定である。現在、CCDカメラ、パッチクランプに必要な研究機器は整った。今後、ラットで同様の実験を行う場合には細胞容積調節が聴覚に及ぼす影響も検証していく予定である。そのためにABR、蝸電図といった聴覚測定機器が必要である。次年度の研究費は聴覚機器の整備、実験用品(薬剤など消耗品)、実験動物、学会などの出張旅費などに充てる予定である。
患者教育のできる看護婦・療法士育成のための教授法(老人患者のリハビリ援助)

1.老人患者と援助学生とのコミュニケーション阻害の実情調査臨床実習(老人看護・理学療法)中に学生が老人援助で困った事例を調査した.リハビリテーションを意欲的に受けない事例やその日の体調で著しく変化するケースなど,援助上配慮することが必要な情報が収集できた.2.ロールプレイングの実施.上演状況の録画記録とその分析学生のロールプレイング上演状況を録画記録した.これを学生に再視聴させ理解を深めさせることができた.また,上演中の発言や役割行動を時系列に従って個別回答分析法を適用して客観的に分析した.共感的受容的応答と非難や拒否など望ましくない応答の特色が確認できた.3.改善された教授法による授業設計とその効果判定.ロールプレイングの取り入れ方について,これまでの実験授業で得た知見をもとに改善し最適なプログラムを設計した.実施時期については,講義前は問題意識を喚起させるために,講義後は学習を総括発展させるために取り入れるようにプランを改めた.また,自発性を促進するために学生の自主性を重んじた授業も計画した.これらの改善プログラムを実際に試行し,その効果を検証できた.4.望ましい教授方法についての教材ビデオの試作と研究成果の普及活動研究成果として明かになった患者教育の望ましい方法を視覚的に表す教材ビデオを編集した.試作したものを学生に視聴させたところ,実際の上演に近い効果が確認できた.これらを関係諸学会で発表するとともに,各地の研究協力者に送りその成果の普及をはかる計画を進めている.1.老人患者と援助学生とのコミュニケーション阻害の実情調査臨床実習(老人看護・理学療法)中に学生が老人援助で困った事例を調査した.リハビリテーションを意欲的に受けない事例やその日の体調で著しく変化するケースなど,援助上配慮することが必要な情報が収集できた.2.ロールプレイングの実施.上演状況の録画記録とその分析学生のロールプレイング上演状況を録画記録した.これを学生に再視聴させ理解を深めさせることができた.また,上演中の発言や役割行動を時系列に従って個別回答分析法を適用して客観的に分析した.共感的受容的応答と非難や拒否など望ましくない応答の特色が確認できた.3.改善された教授法による授業設計とその効果判定.ロールプレイングの取り入れ方について,これまでの実験授業で得た知見をもとに改善し最適なプログラムを設計した.実施時期については,講義前は問題意識を喚起させるために,講義後は学習を総括発展させるために取り入れるようにプランを改めた.また,自発性を促進するために学生の自主性を重んじた授業も計画した.これらの改善プログラムを実際に試行し,その効果を検証できた.4.望ましい教授方法についての教材ビデオの試作と研究成果の普及活動研究成果として明かになった患者教育の望ましい方法を視覚的に表す教材ビデオを編集した.試作したものを学生に視聴させたところ,実際の上演に近い効果が確認できた.これらを関係諸学会で発表するとともに,各地の研究協力者に送りその成果の普及をはかる計画を進めている.1.老人患者と学生とのコミュニケーション阻害の実情調査臨床実習中に学生が老人患者の援助時に生じたコミュニケーション阻害の実情を調査した.意欲的にリハビリテーションを受けない事例や体調で著しく変化するケースなどの報告がみられ,その特性が明らかになった.2.ロールプレイングの実施,上演状況の録画記録とその分析学生の上演状況を録画記録し,学生に再視聴させたので発言内容やその意図について理解を深めさせることができた.また,発言や役割行動を時系列に従って個別回答分析法を適用して分析した.望ましい応答(共感受容的)と望ましくない応答(拒否・非難など)の上演行動の特色が確認できた.3.ロールプレイング参加効果の組織的分析個別回答分析法を用いて,ロールプレイングを講義前に行うのがよいか,それとも講義後が適切かという実施時期についての実験的授業を実施し比較・検討した.その結果,初期は課題意識を喚起させるために,終末では学習の総括発展として活用するのが有効であることが確認できた.個別回答分析法;外人数の集団のロールプレイング効果の判定法としてわれわれが開発したものである.個々の参加者にロールプレイングの前後に援助の必要な場面を提示し「自分が看護婦としてその場にいたらどう話すか」を自由に記述させる.そして,回答内容を共感性の度合を判定基準としてキーワードと文脈から4段階(共感受容,部分的受容,援助者中心,拒否・非難など)に評価する方法である.日本健康心理学会・日本保健医療行動科学会等で高い評価を受けている.1.老人患者と援助学生とのコミュニケーション阻害の実情調査リハビリテーションの臨床実習中に学生が老人援助で困った事例を調査した。多くの患者は積極的に訓練を受けているが,中には痛みのため拒否する患者やその日の体調で著しく変化するケースなどの報告が見られた。そこで,これら個々の患者の実情に即する対応の必要性が明らかになった。2.改善された教授法による授業設計とその効果判定.ロールプレイングの取り入れ方について,これまでの実験授業で得た知見をもとに改善し最適化されたプログラムを設計した。実施時期については,講義前は問題意識を喚起させるために,講義後は学習を総括発展させるために取り入れるようにプランを改めた。また,自発性を促進するために学生の自主性を尊重するように工夫し,進行を学生中心に改善した授業も計画した。これらの改善プログラムを実際に試行したところ,その有効性を実証的に確認できた。3.望ましい教授方法についての教材ビデオの試作と研究成果の普及活動研究成果として明かになった患者教育の望ましい方法を視覚的に表す教材ビデオを編集した。

試作したものを学生に試聴させたところ,実際の上演に近い効果が確認できた。これらを関係諸学会で発表するとともに,各地の研究協力者に送付しその成果の確認をするとともに,広く普及をはかる計画を進めている。
感性評価方法の確立とそれに基づく一品生産システムの構築

今後要求が高まる変種変量生産や単品生産に対応するためには、熟練技術者に頼っていた一品生産の自動化を行うことが必要不可欠である。具体的には、粘土などの加工を対象にロボットとセンサーシステムとから構成された加工システムをネットワーク環境下で試作し、感性評価を行いながらその機械に適した加工方法、加工条件を自律的に学習し、常に新しいものに対応できる生産システムの構築について研究を行った。また、感性評価においては測定結果を直接処理するのではなく、粘土などの装飾加工結果を客観的に評価することにより、感性評価方法の概念や基準を自己組織化することを目標とした。これに基づき、人間に似た柔軟で滑らかな加工運動を実現する一品生産システムの実用化を試み、下記のような新たな知見を得た。(1)感性評価の概念化とその自己学習方法の確立:センサ情報を融合し、遺伝的プログラミングとシミュレーティドアンニーリングを組み合わせて感性評価の概念獲得プロセスを実現し、その実用性を確認した。(2)感性評価に基づく最適加工条件の推定法の提案:感性評価結果を生かすために、粘土の加工に適した条件を推定し、加工目的に合致するように加工を行う方法を提案し、その有用性を明らかにした。(3)一品生産システムの実用面における問題点の解明:感性評価に基づく一品生産システムを6軸多関節ロボットで構築し、その実用面での問題点を解明するとともに、ネットワーク環境下での有効性について検討を行い、興味深い結果を得た。これまでの生産システムにおける自動化技術は,少品種多量生産を念頭に開発されており,今後要求が高まるといえる変種変量生産や単品生産に対応することは難しい.その原因は,熟練技術者の持っている技能,特に感性に裏付けられたノウハウが充分に理解されておらず,具体的な加工システムに組み込めていないためである.そこで本研究では,感性評価方法の確立とそれに基づく一品生産システムの構築を目的とし,ロボットとセンサから構成された加工システムを具体的なネットワーク環境下で試作し,感性評価を行ないながらその機械に適した加工方法,加工条件を自律的に学習し,常に新しいものに対応できる生産システムの実現を目指している.具体的な対象は,初期の木材装飾加工から粘土によるクレイモデルの製作に変更しているが,本質的には本研究遂行上なんら支障がなく,研究は次の二つの課題について当初の計画通り順調に進められている.(1)感性評価手法の分析と加工技術との関連性の究明:手作業加工の分析を行ない,作業者が行なっている判断、評価の過程を整理するとともに,加工技術との関連性について解明を試みた.その結果,粘土特有の加工特性を明らかにするなど,新しい知見が多数得られた.(2)感性評価における情報処理とその制御方法の確立:感性評価結果に対応する新しい情報処理方法を提案し,感性フィードバックが行なえる制御システムについて検討を行った.その結果,クレイモデル製作に適した加工パスの自動生成アルゴリズムなど新しい提案を行なうことができた.以上のように,研究は順調に実施されており,継続して行うことにより,工学的にも工業的にも意義ある成果が得られるものと確信している.今後要求が高まる変種変量生産や単品生産に対応するためには、熟練技術者に頼っていた一品生産の自動化を行うことが必要不可欠である。そこで本研究では、感性評価方法の確立とそれに基づく一品生産システムの構築を目的としている。(1)感性評価の概念化とその自己学習方法の確立:センサ情報を融合し、遺伝プログラミングとシュミレーティドアンニーリングを組み合わせて感性評価の概念獲得プロセスを実現し、その実用性を確認した。

(2)感性評価に基づく最適加工条件の推定法の提案:感性評価結果を生かすために、粘土の加工に適した条件を推定し、加工目的に合致するように加工を行う方法を提案し、その有用性を明らかにした。(3)一品生産システムの実用面における問題点の解明:感性評価に基づく一品生産システムを6軸多関節ロボットで構築し、その実用面での問題点を解明するとともに、ネットワーク環境下での有効性について検討を行い、興味深い結果を得た。
低速運動性能に優れた水中移動体の性能推定法の開発と試作模型による検証

海洋調査は現在国際社会が直面している地球温暖化などの環境問題や資源エネルギー問題を解決する有力な分野の一つである。しかし、その調査に必要な潜水船の推進方法は従来の船舶に用いられてきたプロペラ型が主であり詳細な運動が容易ではない。他方、調査船は海底近傍などにおいて、細かな操船や前後進を必要とすることが多く、新しい推進装置が必要となるものと思われる。この課題に対して水中生物の動きを模倣した推進器の開発に取り組んだ。主にはイカなどが通常遊泳中に用いている側ヒレによる運動についてそのメカニズムを解明し水中移動体に応用しようと試みた。手法としては数値流体力学を用いてメカニズム解明及び適したヒレ形状の選択を行い、小型模型を制作し検証した。具体的には、低速海流模擬水槽及び小型模型を制作し、海流模擬水槽においてヒレに働く流体力を計測し数値計算結果と比較し、よい一致を見た。また小型回流水槽においてヒレ後流を計測しCFD計算が現象を表現していることが確認された。さらに無線により操作可能な中型模型を制作し6自由度の運動を行わせるためのヒレの運動モードを調査した。これらにより側ヒレによる推進方法は水中移動体に対しては有望なものと思われる。また尾ヒレを使った運動試験により、少し広い領域がある場合は尾ヒレを使った水深の変更などが効果的であることが確認された。そのほかに胸鰭推進器システムを用いた、詳細な制御について検討を行い、ドッキングなどが潮流中でも可能であることを示した海洋調査は現在国際社会が直面している地球温暖化などの環境問題や資源エネルギー問題を解決する有力な分野の一つである。そのほかに胸鰭推進器システムを用いた、詳細な制御について検討を行い、ドッキングなどが潮流中でも可能であることを示した1)中型水中移動体模型の設計・製作を行い,実験的に性能評価を行う。本年度の研究実施計画は,2)側ヒレ付中型水中移動体模型周りの流場を実験的に明らかにするために,低速海流模擬水槽を設計・製作し性能評価を行う。3)低速海流模擬水槽において、屈曲運動をする側ヒレ付水中移動体模型周りの流場計測を行い、数値計算のための流場モデルの改良および推進性能の推定を行う.4)数種類のヒレを作成し、推進性能、操船性能を調査し最適形状を見出す.5)自立型計測・操船制御システムソフトウエア-の開発を行う.等であり、これらの計画に沿い研究を行った結果,以下の実績が得られた.(1)昨年度製作した側ヒレによる推進機構をもつ水中移動体模型1号機の推力測定実験を行い,性能解析に用いることのできる側ヒレ性能曲線を得ることができた.(2)1号機について数値計算により推定した側ヒレ推力と模型実験による模型の抵抗曲線より模型の運動性能を推定し,自航試験結果と比較した結果,非常に良い精度で一致することが分かった.(3)今年度、新たに製作した2号機の自航試験を行った結果,水中移動体の運動性能が飛躍的に向上したことが分かった.(4)2号機の推進性能を数値計算により推定した結果,模型実験とよく一致することが分かった.(5)3次元流場内の3次元速度分布を得るために,3色カラーシートを異なる順列組み合わせで配列することにより,速度と位置を同時に計測する手法を開発し,側ヒレ付水中移動体模型の下流に存在する非定常流場の速度時系列を計測可能であることが分かった.(6)カラー情報をもつ粒子の追跡解析処理プログラムを開発し,有用性を確認した.今年度は昨年行った、外部から電源及び制御信号を送る模型での結果を踏まえて、内部にマイクロコンピュータ及び電源用バッテリーを搭載し、自由に航走可能な中型(長さ1m)のモデルを製作し実験を行った結果、以下のような結果が得られた。1)無線による外部コンピュータとの接続のためフロート内に無線モジュールをおき、それと本体との間は細いコードで有線接続としたが、コードの影響はそれほど大きくなくほぼ自由に航走可能であった。2)基本的な前後進、及びその場旋回について基本的な試験を行ったところ、ほぼ予定通りの速度(0.5m/s)と旋回速度が得られていることが確認できた。また前後進の切り替え時の運動などについても基本的なデータを得た。

3)基本的なヒレの運動モードに対して推力の測定を行い、無次元表示により形状が同じであれば周波数に関係なく、ほぼ1本の性能曲線が得られることを確認した。4)3)で得られた定常流体力とHess-Smith法により推定された付加質量を用い、準定常の仮定のもとに運動方程式を解いて2)の自由航走試験の結果を推定したところ、良い一致が得られた。5)6自由度方向(3つの並進運動方向と3軸周りの回転方向)の力を出すヒレの運動モードを構築し、それを与えた実験を行ったところヒレのみで6自由度の運動が可能であることが示された。6)尾びれを使った運動試験により、少し広い領域がある場合は尾びれを使った水深の変更などが効果的であることが示された。
低環境負荷バイオプロセスの構築に向けた酵母の有機酸耐性機構の解明

酵母Saccharomyces cerevisiaeの産業利用において重要な特性である有機酸ストレス耐性の機構解明を目的に研究を実施した。酢酸等の有機酸に対してストレス耐性を有する自然分離株において転写活性化因子をコードするHAA1遺伝子が過剰発現していること、及びHAA1を人為的に過剰発現させた場合に、高度な酢酸耐性が付与されることを明らかにしている。そこで、酢酸ストレス耐性の分子機構に関する知見を取得し、分子育種目標を設定することを目的に研究を行った。まず、酢酸ストレス耐性の発揮に寄与する情報伝達系及びエフェクター分子に関する解析を実施した。高温ストレス等に対して、generalストレス応答系を介して蓄積誘導されるトレハロースを指標とした解析の結果、細胞に様々な実験条件で酢酸ストレスを負荷しても有意なトレハロースの誘導蓄積は観察されなかった。これらのことから、Haa1の制御による酢酸ストレス耐性の誘導は、generalストレス応答系とは異なる機構による可能性が示唆された。一方、トレハロース分解酵素(トレハラーゼ)遺伝子の破壊により、細胞内にトレハロースを高蓄積させた場合に、高い酢酸ストレス耐性を示すことが明らかになった。特に、中性トレハラーゼをコードする2種の遺伝子(NTH1及びNTH2)を二重破壊した場合には、相乗的な効果により極めて高度な酢酸ストレス耐性を示した。さらに、HAA1遺伝子破壊による酢酸ストレスに対する感受性は、トレハロースの高蓄積によりキャンセルされることも示唆された。野生型のS. cerevisiae株では、酢酸ストレスの負荷によりトレハロース蓄積誘導は観察されないものの、トレハロースの高度蓄積が分子育種目標となることが強く示唆された。
伝導性亜酸化物薄膜の合成とその機能性の研究

TiOは高融点、高硬度でかつ金属的伝導性を持つことが予想され、物性的に興味深い物質である。しかし、大気圧下では不安定で容易に酸化されるため単結晶を得ることが難しく、そのため物性、反応性についてほとんど分かっていない。本研究は、TiOと結晶構造の類似したAg(100)基板上に酸素雰囲気下でTiを蒸着することにより、TiO単結晶薄膜を合成することを目指したものである。室温のAg(100)に10^<-7>-10^<-5>Torrの酸素雰囲気下でTiを蒸着し、600°Cに加熱すると、下地と(5×1)周期のTiO_2薄膜が生成した。一方、3×10^<-9>-1.0×10^<-8>Torrの酸素雰囲気下でTiを蒸着し、600°Cに加熱することにより、下地と(1×1)周期で整合したTiO(100)単結晶薄膜を合成することに成功した。以上のように、Ti蒸着中の酸素圧を制御することにより、TiO_2とTiOの薄膜を選択的に合成しうることが分かった。以上により合成したTiO薄膜に対して角度分解光電子分光測定を行うことにより、その電子状態の解明を目指した。TiO薄膜の光電子スペクトルには、4-8eVに主として0 2pより成る価電子帯、0-2eVに伝導帯が観測される。伝導帯のスペクトルには鋭いフェルミエッジが観測され、これは薄膜が金属的電子状態を持つことを示している。共鳴光電子分光の測定の結果、伝導帯のスペクトル強度はTi 3dの光イオン化断面積特有の共鳴を示した。これより、TiO結晶に対する理論計算の予想通り、TiOの伝導帯は主としてTi 3dより成ることが分かった。伝導帯の二次元バンド構造の測定の結果、伝導帯を構成する準位はフェルミ準位を横切ることが示され、理論計算の予想通り伝導帯は部分的に占有された金属的準位であることが実証された。超高真空仕様のTi蒸着装置を試作し、それを用いてAg(100)表面でのTi酸化物薄膜合成の研究を行った。予備実験として、Ag(100)表面を室温で酸素に露出し、50,000L露出しても表面の酸化が進行しないことを確認した。さらに、超高真空下でAg(100)表面にTiを蒸着する実験を行い、この系においては合金化が進行せず、表面上にTi薄膜がlayer-by-layer成長することを見出した。表面上にTi酸化物薄膜を形成するため、10^<-5>10^<-7> Torrの酸素雰囲気下で室温のAg(100)表面上にTiを蒸着した。薄膜の成長過程、組成についてオージェ電子分光(AES)を用いてモニターし、その結果この酸素圧力下においては、酸素導入圧、Ti蒸着量によらず常に一定の組成のTi酸化物が形成されていることを見出した。AESスペクトルの解析より、得られたTi酸化物におけるTiの酸化状態は+1.2+1.5と見積もられた。得られたTi酸化物薄膜をさらに酸素に露出しても酸化の進行は観測されず、化学的に安定な酸化物が得られたことが分かった。次に、10^<-6>Torrの酸素雰囲気下で、基板温度を変化させてTiを蒸着し、基板温度の関数として酸化物薄膜の成長様式の変化を見る実験を行った。

その結果、室温から600°Cの間では、基板温度を変えても表面上に成長するTi酸化物薄膜の組成は変わらないことが分かった。ただし、低速電子回折(LEED)測定を行った結果、室温で作成したTi酸化物薄膜は回折像を与えず、無秩序な構造を持っているのに対し、400°C以上に保った基板表面でTi酸化物薄膜を作成した場合は明瞭な(1×1)LEEDパターンが観測され、Ag(100)表面の原子配列の対称性を反映した規則的な原子配列を持つTi酸化物がエピタキシャル成長していることを見出した。よって、組成の点では基板温度による変化は見られないものの、薄膜の原子配列は基板温度により大きく変わることが分かった。一方、室温で10^<-6> Torrの酸素雰囲気下で成長させた薄膜を、600°Cで加熱すると、組成に変化は見られないもののLEEDパターンは(5×1)に変化し、(1×1)酸化物薄膜とは異なる周期構造を持ったTi酸化物薄膜が得られた。今後、Ag(100)表面上において新たに合成した上記の興味深い酸化物薄膜に対し、X線光電子分光(XPS)測定を行い、酸化物薄膜中におけるTiの化学状態を決定する実験を行う予定である。TiOは高融点、高硬度でかつ金属的伝導性を持つことが予想され、物性的に興味深い物質である。しかし、大気圧下では不安定で容易に酸化されるため、単結晶は未だ得られておらず、そのため電子状態、物性、反応性は未知の状態にある。本研究は、格子定数の似たAg(10o)基板上に酸素雰囲気下でTiを蒸着させることにより、TiO単結晶薄膜を作成することを目指したものである。5.0×10^<-9>1.0×10^<-8>Torrの酸素を導入しつつTiをAg(100)面上に蒸着し、その後400-600°Cでアニール処理をすると、鋭い(1×1)LEEDパターンを示すTi酸化物薄膜が得られた。x線光電子分光(xPs)による測定の結果、Ti 2pの内殻ピークはTiが2+の状態にあることを示し、さらにTi 2pと0 1sピークの強度比の解析より薄膜の組成はO/Tiがほぼ1であることがわかった。以上の結果より、Ag(100)表面上にTiO(100)薄膜をエピタキシャル的に形成することに成功したと考えている。紫外光電子分光(UPS)の測定の結果、薄膜はフェルミ準位近傍にバンドを持つことが見出された。これは、TiO結晶に対して理論的に予想されている部分的に占有されたTi 3dバンドに帰属でき、予想通りTiOは金属的伝導性を持つ可能性が高い。1.0×10^<-6>Torr以上の酸素雰囲気下でTiをAg(100)上に蒸着し、その後400-600°Cでアニール処理をした場合、(5×1)LEEDパターンを示すTi酸化物薄膜が得られた。XPS測定の結果、薄膜におけるTiは4+の状態にあり、また組成はO/Tiがほぼ2であることがわかった。したがって、1.0×10^<-6> Torr以上の酸素圧で作成した場合、TiO_2薄膜が形成されると結論できる。UPS測定の結果、スペクトルは従来より数多く報告されているTiO_2のスペクトルと一致した。(5×1)TiO_2酸化物の構造については今のところ未知である。TiO_2がルチル型結晶となった場合、格子定数a、cはそれぞれ(銀の結晶における再隣接距離をrとして)5r/3、rに近いため、現在のところ下地Ag(100)と整合して少しひずんだルチル型結晶薄膜が形成されているのではないかと予想している。今後、STM測定等により、Ti酸化物薄膜の構造をより詳しく研究する予定である。また、角度分解光電子分光測定により、TiO薄膜の電子状態を解明することを目指している。TiOは高融点,高硬度でかつ金属的伝導性を持つことが予想され,物性的に興味深い物質である。
非線形常微分方程式の漸近解析、およびその偏微分方程式への応用

数理科学に現れる種々の微分方程式の解の定性的性質が解明出来た。主な結果は次である:1.Emden-Fowler型方程式の一般化である2階準線形常微分方程式の正値解の漸近挙動を解明した。特に正値解の漸近公式を精密な形で得ることが出来た。応用上重要な非線形項が特異性を持つ場合には減衰正値解について一意性等さらに精密な結果を得ることが出来た。この応用として、比較定理を援用してある種の準線形楕円型境界値問題が正値解を持つための十分条件を得た。2.Emden-Fowler型方程式の一般化である4階準線形常微分方程式や更にその一般化である連立常微分方程式系を考察し、その正値解の漸近挙動の解明、及び解の振動定理を得た。また比較定理とこれの応用として、ある種の半線形楕円型偏方程式系が無限遠点の近傍での正値解を持たないための十分条件を得た。3.半線形固有値問題を種々の拘束条件下で考察し、(変分)固有値と固有関数の漸近的性質、固有関数の形状の漸近的状態、特に固有関数のL-2ノルムの漸近展開式を解明した。4.パラメータ付き高階線形常微分方程式の非振動解の零点の個数がパラメータの変化にともないどのように変化するのかを考察した。部分的ではあるが、よく知られている2階Sturm-Liouville型固有値問題と類似の結果を得た。5.走化性を有する粘菌類の増殖過程を記述する偏微分方程式系の解の定性的性質を明らかにした。特にその自己相似解に重点を置いて考察した。自己相似解はある楕円型方程式の解となるが、それが球対称となることが分かった。そのことと、3の結果などを用いて解のパラメータに対する変化の様子を調べることが出来た。数理科学に現れる種々の微分方程式の解の定性的性質の解明が出来た。主な結果は次の通りである:1.Emden-Fowler型方程式の一般化である2階準線形方程式の正値解の漸近挙動、特に漸近公式を精密な形で得ることが出来た。2.連立非線形Poisson方程式系が非負値非自明解を持つためのある種の必要十分条件、及びそれらに対するLiouville型定理を確立した。証明の際には解の球面平均の満たす常微分不等式の解析が鍵となった。3.半線形固有値問題を種々の拘束条件下で考察し、(変分)固有値と固有関数の漸近的性質、固有関数の形状の漸近的状態、固有関数の零点の個数の変化を解明した。4.準線形楕円型方程式、特に退化Laplace方程式が無限遠点の近傍で正値解を持つためのある種の必要十分条件(いわゆる振動定理)を確立した。5.ある種の半線形楕円型方程式の正値全域解の球対称性を示すことが出来た。これらの方程式の物理的に意味のある解は球対称性を有しているのでこの結果は当然のことではあるが、数学的に厳密に証明できたということが重要である。6.走化性を有する粘菌類の増殖過程を記述する偏微分方程式系の解の定性的性質を明らかにした。自己相似解はある楕円型方程式の解となるが、前項5の結果らによりそれが球対称となることが言える。主な結果は次である:

1.Emden-Fowler型方程式の一般化である2階準線形常微分方程式の正値解の漸近挙動を解明した。特に正値解の漸近公式を精密な形で得ることが出来た。応用上重要な非線形項が特異性を持つ場合には減衰正値解について一意性等さらに精密な結果を得ることが出来た。この応用として、比較定理を援用してある種の準線形楕円型境界値問題が正値解を持つための十分条件を得た。2.Emden-Fowler型方程式の一般化である4階準線形常微分方程式や更にその一般化である連立常微分方程式系を考察し、その正値解の漸近挙動の解明、及び解の振動定理を得た。また比較定理とこれの応用として、ある種の半線形楕円型偏方程式系が無限遠点の近傍での正値解を持たないための十分条件を得た。3.半線形固有値問題を種々の拘束条件下で考察し、(変分)固有値と固有関数の漸近的性質、固有関数の形状の漸近的状態、特に固有関数のL-2ノルムの漸近展開式を解明した。4.パラメータ付き高階線形常微分方程式の非振動解の零点の個数がパラメータの変化にともないどのように変化するのかを考察した。部分的ではあるが、よく知られている2階Sturm-Liouville型固有値問題と類似の結果を得た。5.走化性を有する粘菌類の増殖過程を記述する偏微分方程式系の解の定性的性質を明らかにした。特にその自己相似解に重点を置いて考察した。自己相似解はある楕円型方程式の解となるが、それが球対称となることが分かった。そのことと、3の結果などを用いて解のパラメータに対する変化の様子を調べることが出来た。
時限付き鍵管理による組織内データの漏洩対策に関する研究

組織内の機密データに対する漏洩対策として,暗号技術を用いたアクセス権を制御するシステムの構築と,内部の許可を受けた利用者による不正漏洩を防ぐシステムの構築を目指した方式を提案した.高機能暗号を利用してアクセス構造を2重にして,許可のない者には暗号化されたデータを閲覧できないようにして,更に許可を受けた者もファイルを復号した際に,使用した鍵によってファイル内にその利用者を特定する情報が残るような管理システムを提案した.ファイル内に情報を忍ばせるための技術として,PDF文書ファイルへの情報埋め込み方式を考案した.埋め込み可能な容量と視覚的な品質の劣化,秘匿性のトレードオフにおいて,既存手法に比べて良好な特性を示すことを数量的に示した.MS-Wordファイルから変換して作成したPDFファイル,およびLatexで作成した文書ファイルを変換したPDFファイルにおいて,自動的に処理を行えるシステムを構築し,動作確認を行った.複数の利用者による結託攻撃を想定して,埋め込む情報を電子指紋符号で符号化し,不正者の特定をするための手法も考案した.特に結託攻撃によって改変された符号語から,行われた攻撃戦略を推定する手法を考案し,最適な検出器の実現に成功した.現在はその成果を論文としてまとめて,トップジャーナルに投稿中である.以上の管理システムにおいて,それぞれの基幹技術を確立させるだけでなく,実装して全体としての処理コストを見積もった.標準化されたPDFファイル規約に応じて処理するため,そのフォーマットを検証するためのツールにおける処理時間が比較的長くなってしまうが,提案システムにおける処理自体は数百ミリ秒程度で動作させることが可能であり,実用的な範囲内で実装できたと考えている.ディジタルデータの安全な管理方法として,暗号化されたファイルに対して,許可されたユーザは復号権限を与えられ閲覧することができるが,それ以外のユーザは閲覧できないようにアクセス制御システムの枠組みについて考察した.また,許可されたユーザがファイルを復号した際に,そのユーザを識別するための指紋情報が含まれるように,ユーザに配布する鍵と電子指紋情報を結びつける仕組みの導入を検討した.アクセス制御技術は,鍵の管理が極めて重要であり,本研究では鍵管理において階層構造をうまく用いる手法を考案した.各ユーザに発行する指紋情報の含まれた鍵と,ファイルへのアクセスを許可する鍵の二種類を,それぞれの管理機関から受け取る仕組みを提案し,その安全性を評価した.電子ドキュメントは主に文書であることから,文書への指紋情報を埋め込むための電子透かし技術について検討した.特に,広く普及しているフォーマットであるPDFファイルに対する情報埋め込みの手法を考案し,その実用性を確認した.視覚的な劣化を抑えるだけでなく,指紋情報を除去しにくくするための手法や,意図的な改ざんを困難とする手法についても考案した.同一のファイルに対して,ユーザごとに異る指紋情報が含まれるファイルが復号されることから,複数のユーザが結託して違いを解析する攻撃が想定される.この攻撃を結託攻撃と呼ぶ.この結託攻撃に対しては,電子指紋符号の適用を検討している.結託攻撃の戦略に応じて,検出器を適応的に調整できれば,不正ユーザの検挙性能を向上できることが報告されている.本研究では,複雑なその検出器の設計を簡略化しつつ,高い検挙性能を得られる手法を考案し,シミュレーションにて有効性を確認した.当初は,鍵管理の手法として,時限付き鍵の発行および管理を可能とする技術を基にシステムの構築を行う予定であった.しかし,関連する研究を調べていくうちに,既存の時限付き鍵管理手法には欠点があることが明らかとなり,代替となる鍵管理に関連する暗号技術を模索することになった.鍵管理技術は暗号の研究者の間でも長年議論されており,最新の動向を確認していく内に,属性ベース暗号が本研究で扱うシステムと親和性が高いことを発見した.特に復号権限を関数型の制御ルールで管理できる点に注目し,本研究で扱う鍵管理に基く電子指紋方式で配布する秘密鍵の管理を行うことにした.この管理方法では,制御ルールをうまく設定すれば,時限付きの鍵管理も可能であり,当初の目的を変更する必要はない.扱う手法は異るが,到達点は同じところに向うという意味では,順調に進展している.電子指紋情報をディジタルデータに埋め込む技術においては,文書ドキュメントへの電子透かし技術に注目し,PDFファイルの内部構造を適切に制御することで,大容量の情報埋め込みが可能となる手法を考案できた.容量を制限すれば,改ざんや除去しようとする攻撃に対する耐性を向上させることも可能であり,本研究で扱うシステムへの適用を見据えての調整ができるところまで進展している.結託耐性に対する符号の研究においては,その検出器の設計を行った.攻撃側の採る戦略によって検出性能が変動することが従来より知られており,検出側でその戦略を推定できれば検出器の性能を最大化することができる.しかし,厳密な推定は困難であるため,本研究では3種類に分類して,それぞれで最適に近い性能を示すような検出器が提案できた.概ね良い検出性能が得られており,もう少し調整をすれば,更なる性能向上が期待できる.組織内の機密データに対する漏洩対策として,暗号技術を用いたアクセス権を制御するシステムの構築と,内部の許可を受けた利用者による不正漏洩を防ぐシステムの構築を目指した方式を提案した.高機能暗号を利用してアクセス構造を2重にして,許可のない者には暗号化されたデータを閲覧できないようにして,更に許可を受けた者もファイルを復号した際に,使用した鍵によってファイル内にその利用者を特定する情報が残るような管理システムを提案し,論文としてまとめた.この管理システムにおいて,それぞれの基幹技術を確立させて,全体としての処理コストを見積もった.