hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞の極性形成における低分子量Gタンパク質の役割と作用機構

細胞の極性形成には上皮細胞の細胞間接着部位における上下軸方向に生じるものや運動している細胞における前後軸方向に生じるものなどがある。運動している細胞では前後軸方向の極性形成により、運動方向前方に向かって先導端が形成されるが、この先導端形成は細胞の運動において重要である。本年度はRasファミリーに属する低分子量Gタンパク質Rap1やRhoファミリーに属する低分子量Gタンパク質Rac1、RhoAに着目して、これらの分子が細胞運動時の極性形成において果たす役割と作用機構について検討を行った。細胞をPDGFで刺激すると細胞は刺激方向に向かって運動先導端を形成し、その部位にPDGF受容体、インテグリンおよびネクチン様分子(Necl)-5が集積する。この運動先導端に、活性化したRap1も集積していた。Rap1は、PDGF刺激によってリン酸化されたPDGF受容体に結合するアダプター分子CrkおよびRap1のGDP/GTP交換促進因子C3Gを介して活性化された(Miyata et al.J Cell Sci.2009)。活性化したRap1は先導端において、RacのGDP/GTP交換促進因子Vav2を活性化することによりRac1を活性化すると共に、RhoAのGTPアーゼ活性化因子ARAPを活性化することによりRhoAの活性化を抑制した。PDGF刺激に対する細胞運動には、運動先導端におけるRap1、Rac1、RhoAの周期的な活性化・不活性化のサイクルが重要であった(Miyata et al.J Biol Chem.2009)。運動している細胞では前後軸方向に極性が形成され、運動方向に先導端が形成されることにより細胞運動が促進する。さらに、運動している細胞同士が衝突して細胞間接着が形成されると、上皮細胞では上下軸方向に極性形成が生じ、細胞の頭頂側と側基底側が区別できるようになる。本年度は細胞運動時および細胞間接着形成時の極性形成における低分子量Gタンパク質の役割と作用機構について検討し、以下の点について明らかにした。1.細胞運動時の極性形成における低分子量Gタンパク質Rap1の役割と作用機構細胞を増殖因子の一つである血小板由来増殖因子(PDGF)うで刺激すると、細胞は刺激方向に向かって運動先導端を形成し、その部位にPDGF受容体、インテグリンおよびネクチン様分子5が集積する。Rap1は、PDGF刺激によってリン酸化されたPDGF受容体に結合するCrk-C3G複合体を介して活性化された。活性化したRap1は、アクチン細胞骨格の形成に関わる別の低分子量Gタンパク質Rac1、RhoAの活性化を制御し、PDGF刺激方向の細胞運動を促進していた(論文投稿中)。2.低分子量Gタンパク質Cdc42がインテグリンと共に細胞間接着の極性形成を制御する分子機構細胞間接着の形成に重要な接着分子ネクチンの裏打ちタンパク質アファディンをノックアウトした胚性幹細胞を用いて胚様体を形成させると、胚様体は内胚葉層と外胚葉層を形成するものの、これらの層を構成する細胞間での接着構造および細胞極性が著しく乱れていた。その分子機構の一つとして、インテグリンα6β4の発現異常およびCdc42と極性因子Par-3の活性低下が明らかになった。
精子miRNAのプロファイリング

本研究は精子に含まれるmiRNAが受精後卵子において機能を発揮しているのではないかという仮定に基づき、いまだ報告のあまりないヒト精子miRNAのプロファイリングを行い、新たな精子機能検査として用いることを目的としている。方法としてはマイクロアレイを考えているが、そのためには精液から精路の上皮細胞や白血球の混入を極力除去し、精子のみを精製する必要がある。種々の洗浄法を試してみた結果、パーコール2層法により、比較的簡便に99%以上の精製が可能であることがわかった。この精子サンプルより得たtotal RNAからmiRNAを電気泳動により抽出する予定であうかが、本研究期間中にtotal RNAを検体としで供しうるmiRNAマイクロアレイがavailableとなったので、そのアレイを用いて解析することとし、total RNAを抽出したが、きわめて低濃度のRNAしか抽出できなかった。そこでスタートの精液量、精子精製における収率アップ、total RNAの抽出方法について検討を加え、まもなくマイクロアレイにかけられる見通しである。今回は健常者Aから3回、健常者Bから1回の精液の提供を受け、1.射出から短時間で精液Aの処理を開始、2.1と同条件で精液Aを処理、3.射出後時間をおいてから精液Aの処理を開始、4.1と同条件で精液Bを処理、の4検体のサンプルを用い、再現性、射出後の時間経過の影響、個体差について検討する。
バリウム同位体を使った氷河・氷床の融解イベントの検出

本申請研究は,アラスカ湾と西南極アムンゼン湾において,Ba安定同位体-塩分計を初めて構築し,これらの海域で採取された堆積物試料中の有孔虫殻や貝骨格のBa安定同位体比分析から,過去の「海洋表層塩分の推定」・「融氷イベントの特定」・「融氷規模の推定」を試みることを目的としている.研究初年度は,以下のことを行なった.1)研究交付内定があった7月末に分担者とキックオフ会議を行い,今後の研究内容について話しあった.2)海水試料・炭酸塩試料からバリウムを単離するカラム分離について,試薬ブランクの低減・マトリックスの低減を目指し,さらに追加実験する必要があることを確認し,概ね低ブランク・低マトリックスになるバリウム単離法を構築した.3)ダブルスパイク・バリウム同位体比分析について,研究分担者らが,スパイク溶液の調製およびデータ解析プログラムの作成,TIMSでの予備実験を進めた.4)バリウム同位体比分析に使う標準物質にロット間で同位体比の違いがあることが指摘されているため,ロット間の均一性を確認する目的で,ロットの違う標準物質を使用しているオックスフォード大学と標準物質の共有を行なった.5)研究代表者が2019年1-3月に実施されたIODP379次航海に参加し,南極アムンゼン湾沖で海水試料および堆積物試料を採取した.6)富山湾深層水や標準海水,炭酸塩試料について,バリウム同位体比のテスト分析を開始した.7)構築したバリウムのカラム分離方法について,国内の研究集会および学会で口頭発表を行なった.初年度は,炭酸塩試料および海水試料を対象として,試薬によるブランクやマトリックスを低減させ,バリウムを単離する化学分離方法をほぼ構築した.初年度3月には実際の海水・炭酸塩試料のバリウム同位体比を分析する段階まで達した.最終年度である今年度は,分析精度および確度の向上に取り組みつつ,実際のアラスカ湾・アムンゼン湾で採取された海水試料のバリウム同位体比分析を行なっていく.さらに,H30年度に実施したアムンゼン湾のIODP航海では,二枚貝試料が得られなかったため,有孔虫,二枚貝片のバリウム同位体比の分析に関しては,主にアラスカ湾で採取されている堆積物を対象にする.ただし,南極周辺で採取されている堆積物試料を対象にすることも考慮していく.以上をまとめると,バリウム同位体比分析を立ち上げ,実試料に適用するための基礎実験をほぼ終えたため,初年度の研究進捗状況として,概ね順調に進展していると判断される.最終年度となる今年度は,バリウム同位体比の分析精度および確度の向上に取り組みつつ,実際のアラスカ湾・アムンゼン湾で採取された海水試料のバリウム同位体比分析を行なっていく.海水試料については,分析に必要な海水量が50mL以下であり,保有している海水が500mL程度はあるため,繰り返し分析をしデータの精度を評価しながら,迅速に分析を進めていく.二枚貝については,数10mgの粉末試料を削り出すことは容易であるが,有孔虫試料については,産出量が限られるため,微少量でバリウム同位体比を分析する工夫が必要になるかもしれない.最終的には,融氷期における二枚貝や有孔虫のバリウム同位体比を復元し,それらのデータを用いて,過去の「海洋表層塩分の推定」・「融氷イベントの特定」・「融氷規模の推定」を試みる.本申請研究は,アラスカ湾と西南極アムンゼン湾において,Ba安定同位体-塩分計を初めて構築し,これらの海域で採取された堆積物試料中の有孔虫殻や貝骨格のBa安定同位体比分析から,過去の「海洋表層塩分の推定」・「融氷イベントの特定」・「融氷規模の推定」を試みることを目的としている.研究初年度は,以下のことを行なった.1)研究交付内定があった7月末に分担者とキックオフ会議を行い,今後の研究内容について話しあった.2)海水試料・炭酸塩試料からバリウムを単離するカラム分離について,試薬ブランクの低減・マトリックスの低減を目指し,さらに追加実験する必要があることを確認し,概ね低ブランク・低マトリックスになるバリウム単離法を構築した.3)ダブルスパイク・バリウム同位体比分析について,研究分担者らが,スパイク溶液の調製およびデータ解析プログラムの作成,TIMSでの予備実験を進めた.4)バリウム同位体比分析に使う標準物質にロット間で同位体比の違いがあることが指摘されているため,ロット間の均一性を確認する目的で,ロットの違う標準物質を使用しているオックスフォード大学と標準物質の共有を行なった.5)研究代表者が2019年1-3月に実施されたIODP379次航海に参加し,南極アムンゼン湾沖で海水試料および堆積物試料を採取した.6)富山湾深層水や標準海水,炭酸塩試料について,バリウム同位体比のテスト分析を開始した.7)構築したバリウムのカラム

分離方法について,国内の研究集会および学会で口頭発表を行なった.初年度は,炭酸塩試料および海水試料を対象として,試薬によるブランクやマトリックスを低減させ,バリウムを単離する化学分離方法をほぼ構築した.初年度3月には実際の海水・炭酸塩試料のバリウム同位体比を分析する段階まで達した.最終年度である今年度は,分析精度および確度の向上に取り組みつつ,実際のアラスカ湾・アムンゼン湾で採取された海水試料のバリウム同位体比分析を行なっていく.さらに,H30年度に実施したアムンゼン湾のIODP航海では,二枚貝試料が得られなかったため,有孔虫,二枚貝片のバリウム同位体比の分析に関しては,主にアラスカ湾で採取されている堆積物を対象にする.ただし,南極周辺で採取されている堆積物試料を対象にすることも考慮していく.以上をまとめると,バリウム同位体比分析を立ち上げ,実試料に適用するための基礎実験をほぼ終えたため,初年度の研究進捗状況として,概ね順調に進展していると判断される.最終年度となる今年度は,バリウム同位体比の分析精度および確度の向上に取り組みつつ,実際のアラスカ湾・アムンゼン湾で採取された海水試料のバリウム同位体比分析を行なっていく.海水試料については,分析に必要な海水量が50mL以下であり,保有している海水が500mL程度はあるため,繰り返し分析をしデータの精度を評価しながら,迅速に分析を進めていく.二枚貝については,数10mgの粉末試料を削り出すことは容易であるが,有孔虫試料については,産出量が限られるため,微少量でバリウム同位体比を分析する工夫が必要になるかもしれない.最終的には,融氷期における二枚貝や有孔虫のバリウム同位体比を復元し,それらのデータを用いて,過去の「海洋表層塩分の推定」・「融氷イベントの特定」・「融氷規模の推定」を試みる.研究計画は概ね順調に進展しているものの,当該年度は,主にカラム分離に時間を割いたため,同位体比分析のために高知コアセンターに行く旅費を使用しなかった.また,主にメールベースで研究の進捗状況を共有することもできたため,当初計上していた旅費を節約できた.当該年度に旅費として計上していた予算を次年度に繰り越すことで,次年度本格的に進めようとしている高知コアセンターでの同位体比分析のための予算(旅費)を確保した.
細胞の局所環境の観測・制御技術の開発および細胞走性評価への応用

細胞走性に影響を及ぼす環境要因の解析が可能な3次元培養モデルの構築を目標とする.マイクロ流体デバイスを用いて1方向に環境要因が変化する単純な培養環境を実現し.非線形光学顕微鏡で取得した3次元画像をもとに算出した細胞移動軌跡と基質変形を指標として走性を評価する.培養モデル化の対象は腫瘍細胞の組織浸潤として,血管/リンパ管由来の内皮細胞と腫瘍細胞の共培養系が有用であるかを検討する.細胞走性に影響を及ぼす環境要因の解析が可能な3次元培養モデルの構築を目標とする.マイクロ流体デバイスを用いて1方向に環境要因が変化する単純な培養環境を実現し.非線形光学顕微鏡で取得した3次元画像をもとに算出した細胞移動軌跡と基質変形を指標として走性を評価する.培養モデル化の対象は腫瘍細胞の組織浸潤として,血管/リンパ管由来の内皮細胞と腫瘍細胞の共培養系が有用であるかを検討する.
ソフトウェア記述プロセスと内包的テンプレ-ト利用法の研究

ソフトウェア・プロセス全体の流れを具体的に研究し、その結果からソフトウェア記述プロセスのモデル化と言語パラダイムのあり方を解明することを本研究は目的とする。具体的には、これまで行ってきたTELLシステムの基本概念によって、カラ-画像描画システムのソフトウェア開発の流れを例に研究した。その結果、特定分野向けのソフトウェア記述言語のあり方が、ハ-ドウェアのASICと対比して、明らかになった。あの分野に属する種々の応用の核分野の構造を参照モデルとして記述する。それは応用に関する実世界から仮想対象を処理結果として得て感性対象世界に写像し、比較評価を行うための合目的モデルや感性モデルとのインタラクション過程を訂正し、組み込み得るものでなければならない。その過程で、人間と機械とが、協調的かつ、並行的に行うためには、自然言語的であり、しかもマルチメディア的なインタラクションである必要がある。そこでの構造を、ウインド上に図表現をし、各項目要素は名詞オブジェクト、動作オペレ-ションは動詞オブジェクトとし、それが属性構造及び制約構造が付加されたオブジェクト・ネットワ-クとして、分野についての参照モデルとして表現する方法をとった。これによって、ソフトウェアの制限文法によって自然言語表記が可能であり、かつ構造図としてウインド表記も可能となる。ヒュ-マンインタ-フェイスとしては、オペレ-ションの要求と、それによるサ-ビス・モジュ-ルの起動のために、リクエスト、レスポンド方式の標準プロトコルを準備し、操作性を向上した。全体としてのソフトウェア開発効率の著しい向上は、複数画像の前後関係を考慮した描画、画像形状デ-タ-ベ-スやテキスチャ表現などに、ウインド表記型言語の適用によって確認された。また並行システムの記述は、オブジェクト・ネットワ-クを参照モデルとして、ペトリネットで表現した。
非破壊的手法である地下流水音探査を用いた鳥取砂丘内のオアシス発生メカニズムの解明

山陰海岸国立公園内に位置する鳥取砂丘で,地下水が流動する際に発する音波を用い,湧水発生メカニズムの解明を試みた.鳥取大学乾燥地研究センター内の研究用砂丘にて,観測井水位と音圧との関係を求めた.その結果,地下水位が地表面から15mの範囲で,地下流水音圧を用いて地下水位を高精度に推定できた.また,鳥取砂丘オアシス周辺での地下流水音探査の結果,地盤中に火山灰層が分布している地点で地下水位が浅く,また地下水面形状はオアシス発生地点に向けて谷状であることが明らかになった山陰海岸国立公園内に位置する鳥取砂丘で,地下水が流動する際に発する音波を用い,湧水発生メカニズムの解明を試みた.鳥取大学乾燥地研究センター内の研究用砂丘にて,観測井水位と音圧との関係を求めた.その結果,地下水位が地表面から15mの範囲で,地下流水音圧を用いて地下水位を高精度に推定できた.また,鳥取砂丘オアシス周辺での地下流水音探査の結果,地盤中に火山灰層が分布している地点で地下水位が浅く,また地下水面形状はオアシス発生地点に向けて谷状であることが明らかになった本研究の目的は,鳥取砂丘の地下水位分布を明らかにすることで,自然文化財的価値の高い砂丘内の湧水(オアシス)の発生メカニズムを解明することにある。鳥取砂丘は海岸砂丘の典型として,一部が天然記念物,及び国立公園特別保護地区に指定されており,砂丘内の自然環境に人為的な影響が生じないよう厳しく管理されている。そのため,地下水位を観測するための井戸等の人工物の設置や大型測器による地下水位探査が事実上不可能である。そこで本研究では,地下水が流動する際に発する微少な音波を地表面から簡易に集音し,砂丘内の地下水分布を明らかにすることで,砂丘内のオアシス発生メカニズムを解明することを具体的な目的としている。平成20年度は,観測機器の設置が認められている,鳥取大学・乾燥地研究センター内の学術研究用砂丘内に観測井を設置し,この井戸内の地下水位と近域で集音した地下流水音との関係を確認することを目的とした。まず,乾燥地研究センター内に計14本の観測用井戸を設置し,流域の地下水位分布を,さらには地下水位の季節変動を観測した。また,代表1地点では,土壌水分・地温の連続観測も行い,地表面環境が地下水に及ぼす影響を確認した。地下流水音の測定は,設置した観測井の全地点の近傍で,無風時を選び測定を行った。測定の際の聴音波長域は100-1200Hzとし,低周波の音振動も測定することで地下水の爆気音にターゲットを絞った集音を行った。また,測定時には地下流水音測定装置にレコーダーを接続し,地下流水音の録音も合わせて行った。以上の観測の経過で明らかになった,砂丘地の水循環に関する現象は国内外の4つの学会で発表を行った。本研究の目的は,鳥取砂丘の地下水位分布を明らかにすることで,自然文化財的価値の高い砂丘内の湧水(オアシス)の発生メカニズムを解明することにある。鳥取砂丘は海岸砂丘の典型として,一部が天然記念物,及び国立公園特別保護地区に指定さており,砂丘内の自然環境に人爲的な影響が生じないよう厳しく管理されている。平成21年度は,20年度までの成果を利用して.地下流水音の音圧から地下水位を推定することを目的と,また,鳥取砂丘内の地質堆積状況と地下流水音との関係を明らかにすることを目的として研究を行った。その結果,砂地地盤においては地下流水音を用いることで約15mの深さまで地下水位を推定可能になった。また,砂丘オアシス周辺域の2次元比抵抗映像法による地質探査および地下氷面探査を行った結果,火山灰層の分布状態が判明し,この難透水層が地下水境界になっていることが明らかになった。本研究では,地下水が流動する際に発する微少な音波を地表面から簡易に集音し,砂丘内の地下水分布を明らかにすることで,砂丘内のオアシス発生メカニズムを解明することを具体的な目的としている。平成21年度までの成果で,音圧からおおよその地下水面深度を推定することが可能になった。平成22年度は,地下水の湧き出し口周辺を詳細に探査し,オアシス発生の解明を行った。砂丘内に火山灰分布域および地下水湧水地点を含むおよそ1kmの測線を作成し,地下流水音探査を行なった。また,同時に測線上にて2次元比抵抗映像法および地下水面調査を行った。測定の結果,オアシスの湧き出し口に向かって谷状に地下水面の起伏があること,また,その形状は深度1-2m程度に分布する火山灰層に大きく左右されていることが明らかになった。また,オアシスは海抜20m付近に位置するが,ここから海面に向かって火山灰層が傾斜しており,オアシスと海との間にある比高20mの砂丘列の下を抜けるように,地下水面が形成されていることが明らかになった。
タキストスコープによる視覚構造分析に基づく街路系統の整合性評価手法

本年度は昨年度タキストスコープにより分析された看板の認知特性の知見を活用し、ある街路を全体としてみた場合の看板の状態を定量的な指標として把握できるようにすることが課題であった。本研究は街路の系統=景観タイプ別に視覚的秩序の評価指針を見出すことを目的としているので、様々な景観的属性を有する道路区間を含む国道140号の花園IC秩父雁坂峠間の70kmの区間を調査対象とした。まず現地調査を実施し、全区間の広告物の現状評価マップを作成した。調査の結果、広告物の景観的課題は20タイプに分類することができ、大きく分けて(1)広告物の個別の形態に関する要因、(2)複数の看板の構図上の見え方の要因、(3)背景と看板の視覚的関係の要因、の3つと分類できることが判明した。続いてビデオ映像の分析を通じて、広告物の形態や道路属性などからなる11要因51項目の計測・分類指標を作成し、200地点での要因計測・分析を実施した。続いて本研究のテーマである景観秩序について、道路走行者が体感する「乱雑さ」を評価指標とし、加えて沿道・背景の景観阻害、総合的な評価について、28名の被験者による評価実験を実施した。評価は200地点の映像より、屋外広告物の出現条件が網羅的に含まれるような80地点の静止画を選定し被験者に提示した。広告物のデータは、形態に関わる定量指標と、道路の属性などカテゴリーデータの両者が含まれるので、定量指標に限定した重回帰分析と、すべての要因を含む林の数量化理論I類の分析手法を適用した。その結果、広告物の数量、色彩数、周辺環境の要因が相対的に他の要因よりも視覚的影響力が高いことが示された。本研究は、都市空間の骨格を構成する街路空間を対象に、町並みの秩序を形成する上で必要な知見を人間の視知覚構造の解明により導こうとするものである。本年度は街路景観の質の向上を考えた場合重要と思われる建物付属の広告物の景観的影響をそのほかの街路景観構成要素との関係性を踏まえて定量的に評価した。広告物の視覚的影響の程度については、その他の景観構成要素の視覚的影響力との相対的比較によって得られると考えられる。既存研究においては街路景観を構成する要素が概ねではあるがある時間的序列をもって人間の認知に取り込まれていることが知られている。看板・広告物もそのような視覚認知過程において位置づけられるが、大きさや視野内の位置など様々な属性を有する多数の看板・広告物については、より早い時間に認知されることがより大きな視覚的インパクトを有するとの仮定がある。そこで瞬間画像提示装置を用いて様々な街路映像から看板・広告物を含む街路景観要素の認知時間を観測し比較評価を行った。分析のポイントは(1)街路景観全体の認知形成過程の観測、(2)看板・広告物の認知時間や出現パターンの観察とその他の要素との比較、(3)出現速度と看板・広告物の形態指標の相関分析、である。要素の認知時間については被験者数を考慮した出現速度指数を定義した。(1)の分析からは、並木や街灯のような街路景観の枠組みを規定する要素の内、鉛直方向に卓越した形状を有するものがより早く出現すること、(2)の分析からは看板・広告物の出現パターンには共通性が見られず、形態要因の影響が強いと考えられること、(3)からは出現速度指数との相関が得られた広告物の面積と最大縦幅が視覚的インパクトを高める要因と予想されること、等の知見が得られた。
癌細胞の機能解析による癌性腹水の病期の評価と治療法の見直し

:癌性腹水は末期癌患者の予後やQuality of lifeを著しく低下させている。近年、癌細胞の薬剤感受性試験が行われるようになり、治療効果を向上させる可能性が期待されている。しかしながら、殺腫瘍効果の高い抗癌剤の腹腔内投与は癌細胞のみならず正常腹膜中皮細胞をも損傷する可能性がある。今年度は、各種抗癌剤が腹膜に及ぼす影響を調べ、予防的投与の可能性を検討した。1)ヒト大網より分離された正常腹膜中皮細胞抗癌剤感受性をATCCS検査にて測定したこの中皮細胞の感受性検査の結果を癌細胞の感受性と比較した。2)ヒト大網より分離された腹膜中皮細胞をプラスチックプレートで培養しコンフルエントなモノレイヤーを形成したところで、各種抗癌剤を加えて形態的な変化を観察した。さらに低濃度の各種抗癌剤で前処理した中皮細胞に対する癌細胞株の接着率を調べた。結果として1)3例の早期胃癌患者大網より得られた腹膜中皮細胞の抗癌剤感受性IC90 (μg/ml)はADM (.0048),CDDP (.453),5-FU (.23),MMC (.026),MTX (.011),VCR (.00073)であった。癌細胞の感受性と比較したPCTL (%)はそれぞれ(2.67), (12.67), (21.67), (19.0), (25.0), (10.67)であり、いずれも癌細胞の平均より感受性が高かった。また、1例はその後に腹膜再発を来した為、腹膜と腹水癌で感受性IC90を比較した。その結果CDDP,5-FU,MTXはほぼ同等でMMC,ADR,VCRでは腹膜の方が癌細胞より感受性が高かった。2)ヒト大網より分離された中皮細胞は、培養環境において単層敷石状で2ケ月間安定であったが、抗癌剤の添加により単層敷石状の形態は損なわれた。3) OK432は中皮細胞の形態には影響を与えなかった。4)低濃度でも抗癌剤で前処理された中皮細胞では癌細胞株の接着が有意に増加した。今回の実験結果より腹膜中皮細胞の抗癌剤感受性は各種癌細胞と同等かそれ以上であった。しかも、低濃度でも抗癌剤を作用させると腹膜中皮細胞は癌細胞の接着率が増加した。従って抗癌剤の予防的腹腔内投与は癌以上に腹膜中皮にダメ-ジを与え、再発を誘発する可能性が示唆された。濃度やタイミングなど投与法の詳細な検討が必要と考えられた。
システム最適化した高効率集光型太陽電池水素生成機構の高精度コスト試算モデルの構築

海外高日射地域にて太陽光によりCO2フリー水素を高効率・低コストに発生して日本に輸送・消費する再生可能エネルギーシステム構築を目指して、高コストが懸念される太陽光水素生成に関する実稼働データを、宮崎大学に設置する集光太陽電池・水電解装置により取得することが本研究の要旨である。屋外において実際の太陽光を用いた太陽光・水素製造について実証試験を行い、1日積算の太陽光エネルギーから水素エネルギーへのエネルギー変換効率においてサブキロワットスケールのシステムでは世界最高の18.78%を達成した。水素製造における水分解の駆動力(電力)として、高い光電変換効率を有するIII-V族多接合型太陽電池を用いた集光型太陽電池を用い、太陽光から水素までのエネルギー変換効率を高めた。さらに、発電量が日射量の変動によって急峻に変動する集光型太陽電池に対応したDC/DCコンバータを開発することで、1日の日射量の変動に対して高いDC/DC変換効率を達成した。本成果は、再生可能エネルギーによるCO2フリー水素を高効率で製造する実証試験である。太陽光・水素製造に関する実運用データの取得が可能であり、世界各地での気象データから太陽光水素製造量の試算を可能にし、集光型太陽電池と水電解による海外での大規模水素製造の展開の加速に寄与するものと考える。また、水電解装置の劣化の要因を明らかにするために、水電解装置に供給する水中の不純物の影響を調査し、水素製造に使用できる水質の特定を行った。その結果、供給水中の不純物が膜電極接合体に吸着することで水電解装置の性能が低下することが分かった。また、膜電極接合体への吸着量が増加するにつれて性能低下が進んだことから、吸着量と性能低下には関係性があることが分かった。更に、Mg、Caは膜電極接合体に吸着しやすく性能低下に大きな影響を及ぼすことが分かった。屋外において実際の太陽光を用いた太陽光・水素製造について実証試験を行い1日積算の太陽光エネルギーから水素エネルギーへのエネルギー変換効率においてサブキロワットスケールのシステムでは世界最高の18.78%を達成した。さらに、発電量が日射量の変動によって急峻に変動する集光型太陽電池に対応したDC/DCコンバータの開発を行い、1日の日射量の変動に対して高いDC/DC変換効率を達成した。固体高分子水電解装置の劣化の要因が、Mg、Caが膜電極接合体に吸着することが要因であることを明らかにした。以上のように,計画通りに,研究が遂行している。本年度構築した屋外での太陽光・水素製造装置を用いて、天日下での年間実稼働データの取得を継続して行い、取得したデータから求めたシステム稼働率から精度の高いコスト試算を行う。太陽光・水素製造装置を構成する集光型太陽電池および固体高分子水電解装置のシステム最適化設計を行い、太陽光から水素エネルギーへの変換効率の向上を行う。これまで構築した集光型太陽電池の伝熱解析モデルを用いて、集光型太陽電池の動作温度の上昇を抑制する構造を明らかにする。また、固体高分子水電解装置の詳細な動作解析を行い、水電解装置の耐久性向上を行う。

太陽光・水素製造装置を構成する集光型太陽電池および固体高分子水電解装置のシステム最適化設計を行い、太陽光から水素エネルギーへの変換効率の向上を行う。これまで構築した集光型太陽電池の伝熱解析モデルを用いて、集光型太陽電池の動作温度の上昇を抑制する構造を明らかにする。また、固体高分子水電解装置の詳細な動作解析を行い、水電解装置の耐久性向上を行う。固体高分子水電解装置の動作解析に必要な気液分離装置の納入が、本年度中に困難なため翌年度に繰り越した。気液分離装置は発注済みのため、翌年度納入見込みである。また、購入費用も繰り越し金額で確保しているため、翌年度助成金は当初計画通り使用する。
高血圧による脳血管のRemodelingの機序に関する細胞・分子生物学的検討

SHR-SPにおいて生じる脳の高血圧性血管病変について、以下の項目に着目してその発生機序を検討した。1、血管壁構成細胞の変化内皮細胞の機能の変化をみるために、内皮細胞における接着分子のうち、ICAM-1、LFA-1αの発現について検討した。両者の抗体を用いて免疫染色を施行したが、コントロールと比較して、SHR-SPで有為な差を認めなかった。また、中膜平滑筋細胞の動態をみるためにアクチンの免疫染色を行ったが、コントロールと比較して、アクチンの染色性の低下を認め、中膜平滑筋の細胞傷害、消失が生じていることが考えられた。この細胞傷害、消失にアポトーシスの関与があるかterminal deoxynucleotidyltransferase assayを用い検討したが、アポトーシスの関与は否定的であった。また、血管中膜とは逆に血管外膜は肥厚していたが、この部位では細胞成分そのものではなく、細胞外マトリックスのtypeI、IIIのコラーゲンが増加していることが明らかとなった。2、免疫担当細胞の関与についての検討脳実質内動脈では、アクチンの染色性の低下、血管周囲のED2(+)在住マクロファージの減少の後、フィブリノイド壊死像とMHC classI(-)滲出マクロファージの浸潤を認めた。腎臓(増殖性血管病変が多い)でみられるような病変早期の血管周囲でのMHC classI(+)滲出マクロファージ、Tリンパ球の動員は認められなかった。このような細胞性免疫の機序が働らかないことが、脳で増殖性変化を生じにくい原因のひとつである可能性が考えられた。3.凝固関連蛋白についての検討(フィブリノイド変性形成機序の解明)血液凝固のイニシエーターである組織因子がどの細胞から発現されてるか,また,病変形成時に発現増加があるか,抗組織因子抗体による免疫組織染色とin situ hybridizationにより検討した。免疫染色の結果より、組織因子はアストロサイト、血管周囲細胞より発現していると考えられた。今のところ、病変の完成後では脳全体で組織因子のタンパク発現レベルは低下することが明らかとなった。病変形成時点での発現の変化については現在検討中である。
非定常条件下にある高性能伝熱面の除熱限界とその制御に関する研究

平成6年度は5年度に引き続き強制流動脈動を加えた鉛直上昇管における限界熱流束の測定実験(特に管肉厚にたいする影響の検討)を行うと共に,これらの実験から得られたデータを基に作成した集中定数系による動的挙動の数値シミュレーションの検討を行った.さらに,流動脈動場における限界熱流束に対する流動姿勢の影響を検討するために,鉛直下降流に対して上昇流に対するものと同等の実験も行った.これらの結果得られた本年度の研究結果は下記の通りである.1.流動場を均質流モデルで仮定することで作成されている集中定数系モデルによる数値計算結果は,管の熱容量が比較的小さい条件では,流動差圧や管壁温度の変動という本課題で対象とする場の動的挙動を良く現すとともに,脈動による限界熱流束の低下現象の予測が可能である.2.加熱管の熱容量が大きくなるに従い脈動周期による限界熱流束の差が小さくなる.さらに,流動脈動による限界熱流束の低下現象自体も弱くなるなど,管熱容量と流動脈動場における限界熱流束への影響が示された.3.下降流に対する実験結果においても上昇流と同様の結果(流動脈動に対する限界熱流束の下限値の存在,およびその到達挙動.管熱容量の限界熱流束に対する影響等.)が得られた.しかし,定常状態下では下降流の限界熱流束値と上昇流の限界熱流束値には差がみられなかったものの,流動脈動下では下降流で示される流動脈動による限界熱流束の下限値は上昇流よりも若干低くり,脈動振幅にたいする影響も早く現れる傾向が得られた.以上,平成6年度の計画調書(継続)でも触れたとおり研究当初に予定していた水平管に関する実験は行わなかったものの本課題で対象としていた研究目的はほぼ達成できたものと考える.平成5年度においては,実験装置の構成,定常状態での限界熱流束の測定を行い,さらに脈動状態での限界熱流束の測定を行っている。実験装置や計測方法の妥当性の検証を行い,従来,定常状態下で求められた実験式や相関式と遜色無いデータが得られていることを確認した。また脈動実験では,実験範囲が現在のところ限定されてはいるが,以下のような結果が得られている。1.所定の振幅,周期のもとでテスト部に供給する熱流束を順次増加していくと,ある程度までは流量変動に伴って壁温が周期的に低下するが,徐々に,その変化が認められなくなり,ついで周期的にドライアウトが発生するようになる。熱流束が相対的に低い場合には大きな壁温変動には至らないが,熱流束の増加とともに壁温が鋭く上昇するようになり,ついには完全なドライアウト状態に至る。2.流量脈動の周期が短い,あるいは振幅が小さい場合には限界熱流束の定常値からの低下は相対的に少ないが,振幅の増加とともに,また周期の増加とともに大きく低下し,本実験の範囲では定常値の40%にまで低下する。今後の展開としては,実験過程において管の熱容量が大きく影響し,またそれによって温度変動挙動が大きく異なることが明かとなった。つまり沸騰二相流の流れの変動の時定数と壁温変動の時定数の大小関係が挙動に影響する。従って,基本的な伝熱流動の動的特性の解析,シミュレーションが不可欠となってきた。本研究の当初の予定では垂直管のみならず水平管についても実験を行う予定であったが,この予定を変更して,垂直管についての実験をさらに追加して行い,限界熱流束のみならず,流動の動的挙動,つまり圧力損失挙動についても測定することとした。これによって動的挙動のシミュレーション結果の検証用のデータを得ることができる。平成6年度は5年度に引き続き強制流動脈動を加えた鉛直上昇管における限界熱流束の測定実験(特に管肉厚にたいする影響の検討)を行うと共に,これらの実験から得られたデータを基に作成した集中定数系による動的挙動の数値シミュレーションの検討を行った.さらに,流動脈動場における限界熱流束に対する流動姿勢の影響を検討するために,鉛直下降流に対して上昇流に対するものと同等の実験も行った.これらの結果得られた本年度の研究結果は下記の通りである.1.流動場を均質流モデルで仮定することで作成されている集中定数系モデルによる数値計算結果は,管の熱容量が比較的小さい条件では,流動差圧や管壁温度の変動という本課題で対象とする場の動的挙動を良く現すとともに,脈動による限界熱流束の低下現象の予測が可能である.2.加熱管の熱容量が大きくなるに従い脈動周期による限界熱流束の差が小さくなる.さらに,流動脈動による限界熱流束の低下現象自体も弱くなるなど,管熱容量と流動脈動場における限界熱流束への影響が示された.3.下降流に対する実験結果においても上昇流と同様の結果(流動脈動に対する限界熱流束の下限値の存在,およびその到達挙動.管熱容量の限界熱流束に対する影響等.)が得られた.しかし,定常状態下では下降流の限界熱流束値と上昇流の限界熱流束値には差がみられなかったものの,流動脈動下では下降流で示される流動脈動による限界熱流束の下限値は上昇流よりも若干低くり,脈動振幅にたいする影響も早く現れる傾向が得られた.以上,平成6年度の計画調書(継続)でも触れたとおり研究当初に予定していた水平管に関する実験は行わなかったものの本課題で対象としていた研究目的はほぼ達成できたものと考える.
地域運動会の生態学-地域交流の拠点としての学校

本研究は、研究代表者による数年来の映像解析に関する基礎研究、調査・収録実績をふまえ、各地において、地域の中核たる学校を会場として広く実施されている運動会に焦点を絞り、その意義、役割を映像特性を生かした新視座により究明し、文書からは得られない諸情報を収集、分析することをねらいとして企画実施された。この主旨に則し、平成12年度および13年度の2年間にわたり、以下の3項目にわたる取り組みを行い、所期の成果を得ることができた。1 1995年以来、継続して続けられている各地の地域運動会の実施計画および実施状況に関して、最新の調査データを更新し、実態の推移を確かめるとともに、映像収集地域を設定する上での基礎資料を整えた。2地域運動会に関して、既に、25件の収録実績を有しているが、平成12年度および13年度においては、5箇所の最新の地域運動会の実況を業務用カメラ5台により収録することができた。3過去に収録した地域運動会に関する映像記録(個別編集版、総合編集版)を整理、補足改訂するとともに、新に収集した映像記録を加えて、地域運動会の特性(運動会の開催形態、学校の役割、プログラムの構成・内容、参加者の範囲と参加の度合い、会場の雰囲気など)を分析した映像作品を制作して公開した。本研究は、研究代表者による数年来の映像解析に関する基礎研究、調査・収録実績をふまえ、地域に根を下ろし広く実施されている運動会に焦点を絞り、その意義、役割を映像特性を生かした新視座により究明し、文書および歴史的な経過を含めた包括的な考察を行い、文書からは得られない諸情報を解析することをねらいとしている。この主旨に則し、平成12年度および平成13年度の2年間にわたり、実施する継続研究の初年度として、以下の4項目にわたる取り組みを行った。なお、本研究で使用する収録・編集用機材は、大部分、現有の機器をもって充て、必要最小限の機器に限り補充するにとどめた結果、配分経費の大部分を実質的な調査活動に振り向けることができた。1関連文献資料(文学作品、沿革史、プログラム)、既存フィルム等の調査(文芸映画作品、記録映画作品、写真)の調査と収集2これまでの研究実績と収録手法(3カメラ・フル稼働方式)を生かして、平成12年度には、全国3地区の収録を予定したが、一部降雨による中止に見舞われ、2地区(うち1地区は午前のみ)となった。3収録した素材を視聴、解析し、運動会の性格、プログラムの構成・内容、参加者の表情と動き、応援席の様子、招待者の区分と顔ぶれ、地域環境との関連などの視座から、映像分析の枠組みを設定した。4本研究室に常備の追記型ビデオディスク検索システムを用いて、本研究の目的に照らし大量の「静止画・動画の併用検索」を可能ならしめる技法を開発、実用化した。本研究は、研究代表者による数年来の映像解析に関する基礎研究、調査・収録実績をふまえ、地域に根を下ろし広く実施されている運動会に焦点を絞り、その意義、役割を映像特性を生かした新視座により究明し、文書および歴史的な経過を含めた包括的な考察を行い、文書からは得られない諸情報を解析することをねらいとした。この主旨に則し、平成12年度および13年度の2年間にわたり、以下の4項目にわたる取り組みを行った。なお、本研究で使用する収録・編集用機材は、大部分、現有の機器をもって充てた結果、配分経費の大部分を実質的な調査活動に振り向けることができた。1関連文献資料(文学作品、沿革史、プログラム)、既存フィルム等の調査(文芸映画作品、記録映画作品、写真)の調査と収集を継続し、既存データをさらに拡充することを期した。2これまでの研究実績と収録手法(3カメラ・フル稼働方式)を生かして、各年度3地区ずつ、計6地区分を収録した。
炭素繊維束で端部定着された炭素繊維格子板のせん断特性の評価に関する研究

対象とする炭素繊維格子(CFG)板を用いたせん断補強方法は、既設部材と補強部分の一体性を吹付け材と既設コンクリートとの付着力で確保している。また、補強材であるCFG板の定着は、吹付け材の付着力と提案するCFG板端部の定着で保証しようとしている。したがって、補強方法としてみた場合には、吹付け材と既設コンクリートとの付着力(強度)の影響を受けるものと考えられる。過去の研究においては、圧縮強度が70N/mm2程度のPCMを用いた実験を行い、非常に良い結果を得ている。そこで、圧縮強度が50N/mm2程度のPCMを使用して補強した試験体によるせん断破壊試験を行い、吹付け材の圧縮強度の影響の有無を確認した。また、既設部材と補強材を一体化させる施工方法としては、吹付け工法のほかに左官工法もある。したがって、圧縮強度が50N/mm2程度のPCMを使用して左官工法で補強した試験体に関してもせん断破壊試験を行い、問題点に関して検討した。本年度の実験的研究により得られた知見は、以下のとおりである。(1)圧縮強度が50N/mm2程度のPCMを乾式吹付け工法により一体化させる方法でせん断補強されたRC部材に関する力学的特性は、圧縮強度が70N/mm2程度のPCMを乾式吹付け工法により一体化させる方法でせん断補強されたRC部材の力学的特性と大きくは変わりがなかった。したがって、乾式吹付け工法に用いるPCMの圧縮強度に関しては、50 N/mm2程度以上であれば、補強部材のせん断特性に与える影響はないものと考えてよさそうである。(2)左官工法により一体化した場合は、既設コンクリートとPCMとの界面剥離が生じ、せん断補強用のCFG板の性能が十分には発揮できなかった。したがって、左官工法により既設部材と一体化した場合には、CFG板の端部を炭素繊維束で固定する定着方法が成立しない可能性がある。(1)研究成果は日本コンクリート工学会の年次論文集に投稿している。現時点では「条件付き採用」となっており、2019年度内には査読付き論文として発表が予定されていること。(2)研究成果は2019年度土木学会全国大会第74回年次学術講演会で発表予定(投稿済み)であること。(3)研究対象としている提案方法において、ポリマーセメントモルタル(PCM)の圧縮強度の影響がある程度予測されたが、現在までのところ50N/mm2程度の強度では影響が確認されておらず、今後の研究の展開において多少の変更を考えざるを得ないため、「おおむね」とした。2019年度:補強設計の設計式の提案:一般に、炭素繊維で補強されたRC部材のせん断耐力は、コンクリート系材料が負担するせん断耐力Vcu、既設帯鉄筋が負担するせん断耐力Vsyおよび補強用CFG板が負担するせん断耐力Vguの和で表される。本研究では、補強用CFG板が負担するせん断耐力Vguを算定する式において、定着用炭素繊維でCFG板の格子を結束することによる、補強用CFG板の格子の強度の低下あるいは結束による応力集中等による定着用炭素繊維束の強度低下を、補強用CFG板の強度の有効係数Kgの形で評価式に取り入れようとするものである。2018年度までに本研究課題を含め7体のRCはり試験体を用いたせん断破壊試験を行っている。これまでに得られた知見を整理し、炭素繊維束を用いたCFG板の端部定着による耐震補強(せん断補強)設計手法を確立する。すなわち、Vguを算定する式において、定着用炭素繊維で格子板の格子を結束することによる、格子板の格子の強度の低下あるいは結束による応力集中等による定着用炭素繊維束の強度低下を評価する有効係数Kgの値を明示する予定である。2020年度:FEM解析に用いるCFG板のモデルの提案:一般的に補強設計の検討段階では、対象構造物の条件を考え、様々な可能性を考慮し、最終的に最もよい補強方法が決定される。その際、FEMなどのシミュレーションにより、補強方法を絞り込むことも行われる。このような設計段階における種々の検討を可能にするためには、本研究で提案する補強方法に関しても、解析用モデルを提案しておくことは極めて重要である。そこで、提案方法でせん断補強されたRC部材の力学的挙動をFEMにより解析する際に用いるCFG板のモデル化について解析的に検討する。また、検討をとおして、シミュレーションに必要なCFG板のモデルを提案し、モデルの妥当性に関して検討する。

(1)圧縮強度が50N/mm2程度のPCMを乾式吹付け工法により一体化させる方法でせん断補強されたRC部材に関する力学的特性は、圧縮強度が70N/mm2程度のPCMを乾式吹付け工法により一体化させる方法でせん断補強されたRC部材の力学的特性と大きくは変わりがなかった。したがって、乾式吹付け工法に用いるPCMの圧縮強度に関しては、50 N/mm2程度以上であれば、補強部材のせん断特性に与える影響はないものと考えてよさそうである。(2)左官工法により一体化した場合は、既設コンクリートとPCMとの界面剥離が生じ、せん断補強用のCFG板の性能が十分には発揮できなかった。したがって、左官工法により既設部材と一体化した場合には、CFG板の端部を炭素繊維束で固定する定着方法が成立しない可能性がある。(1)研究成果は日本コンクリート工学会の年次論文集に投稿している。現時点では「条件付き採用」となっており、2019年度内には査読付き論文として発表が予定されていること。(2)研究成果は2019年度土木学会全国大会第74回年次学術講演会で発表予定(投稿済み)であること。(3)研究対象としている提案方法において、ポリマーセメントモルタル(PCM)の圧縮強度の影響がある程度予測されたが、現在までのところ50N/mm2程度の強度では影響が確認されておらず、今後の研究の展開において多少の変更を考えざるを得ないため、「おおむね」とした。2019年度:補強設計の設計式の提案:一般に、炭素繊維で補強されたRC部材のせん断耐力は、コンクリート系材料が負担するせん断耐力Vcu、既設帯鉄筋が負担するせん断耐力Vsyおよび補強用CFG板が負担するせん断耐力Vguの和で表される。本研究では、補強用CFG板が負担するせん断耐力Vguを算定する式において、定着用炭素繊維でCFG板の格子を結束することによる、補強用CFG板の格子の強度の低下あるいは結束による応力集中等による定着用炭素繊維束の強度低下を、補強用CFG板の強度の有効係数Kgの形で評価式に取り入れようとするものである。2018年度までに本研究課題を含め7体のRCはり試験体を用いたせん断破壊試験を行っている。これまでに得られた知見を整理し、炭素繊維束を用いたCFG板の端部定着による耐震補強(せん断補強)設計手法を確立する。すなわち、Vguを算定する式において、定着用炭素繊維で格子板の格子を結束することによる、格子板の格子の強度の低下あるいは結束による応力集中等による定着用炭素繊維束の強度低下を評価する有効係数Kgの値を明示する予定である。2020年度:FEM解析に用いるCFG板のモデルの提案:一般的に補強設計の検討段階では、対象構造物の条件を考え、様々な可能性を考慮し、最終的に最もよい補強方法が決定される。その際、FEMなどのシミュレーションにより、補強方法を絞り込むことも行われる。このような設計段階における種々の検討を可能にするためには、本研究で提案する補強方法に関しても、解析用モデルを提案しておくことは極めて重要である。そこで、提案方法でせん断補強されたRC部材の力学的挙動をFEMにより解析する際に用いるCFG板のモデル化について解析的に検討する。また、検討をとおして、シミュレーションに必要なCFG板のモデルを提案し、モデルの妥当性に関して検討する。
インターフェロメトリックSARによるリモートセンシングの災害状況調査への応用

平成10年度における,本研究の成果は以下の2つに分類される.まず,インターフェロメトリックSAR解析における特異点の探索のために,知識処理を用いる.この知識処理は.対象となる画素とその周辺の画素を対象に,人間の持つ知識を計算機上に記述したテンプレートを用い,特異点であるか否かを判読するものである.この処理を行う前に,ニューラルネットワークにより特異点をパターン分けする必要がある.ニューラルネットワークの分類結果に対し,知識処理による特異点のタイプ分けを行うこととする.この処理については,研究者が光学センサから得られた画像に対して土地被覆状況の解析のために用いる手法を従来より提案している.これまでに用いてきたデータ(LAFNDSAT/TM)に加え,さらに汎用性を検証するため,新たなデータ(JERS-1/OPS)を用いた実験を行った.その結果,従来のニューラルネットワーク単独による手法に比べて,処理精度の向上を図ることができた.この結果については.平成10年7月に米国のシアトル市で開かれた,IEEE主催の国際会議IGARSS'98(International Conference on Geoscience and Remote Sensing '98)にて報告を行った.次に.災害状況の調査のために,SAR画像から山地領域のみを抽出する手法の研究を行った.これには,ウェーブレット変換を用いることにより,ある領域内の濃度分散から山地領域と市街地とを切り分けることが可能であることを示した.この結果については,平成9年度に口頭で発表済みであり,現在.論文誌上に発表するべく準備中である.併せて,山地領域の地理状況を把握するため,2枚のSAR画像から標高を抽出する手法についても検討を行った.この結果については,四国大学附属経営情報研究所年報第4号誌上に掲載される予定である.本年度は当該研究における初年度であるため,システムの構築およびデータ収集を主に研究を行った.本研究は,知識処理に基づいたパターン認識により,インターフェロメトリックSAR解析におけるphase unwrappingを行うことを目的としている.まずは,知識処理に基づいたパターン認識手法として,2つのニューラルネットワークによるニューロパターン認識手法を構築した.これは,前処理としてKohonenの提案した自己組織化マップを用い,それにより得られた結果を用いて,三層構造のニューラルネットワークによるパターン認識を行う手法である.その妥当性について,論文誌上にて発表を行った.続いて,インターフェロメトリックSAR解析におけるphase unwrappingシステムを構築した.これをシミュレーションデータに対し応用し,従来の手法に比べて誤差に強く,精度を向上できることを示した.広く用いられているphase unwrapping法は,ブランチカット法などのように画素単位でresidueを調べ,2π毎のあいまいさを修正するものである.これでは,画像中に雑音成分が存在していた場合,その影響が全画像に伝搬するという欠点がある.これに対し,本研究で提案するシステムでは,wrapping後の画像に対してエッジ検出を行い,エッジにおける位相の変化に応じて、あいまい性の修正を行う.このため,画像中に雑音成分が存在していたとしても,それを容易に補正することが可能となる.最後に,本年度の実験では,実データへの応用がなされておらず,シミュレーション上での評価に止まっている.それ故,次年度以降では,実データへの応用を行い,提案手法の妥当性の検証を行っていく予定である.平成10年度における,本研究の成果は以下の2つに分類される.まず,インターフェロメトリックSAR解析における特異点の探索のために,知識処理を用いる.この知識処理は.対象となる画素とその周辺の画素を対象に,人間の持つ知識を計算機上に記述したテンプレートを用い,特異点であるか否かを判読するものである.この処理を行う前に,ニューラルネットワークにより特異点をパターン分けする必要がある.ニューラルネットワークの分類結果に対し,知識処理による特異点のタイプ分けを行うこととする.この処理については,研究者が光学センサから得られた画像に対して土地被覆状況の解析のために用いる手法を従来より提案している.これまでに用いてきたデータ(LAFNDSAT/TM)に加え,さらに汎用性を検証するため,新たなデータ(JERS-1/OPS)を用いた実験を行った.その結果,従来のニューラルネットワーク単独による手法に比べて,処理精度の向上を図ることができた.この結果については.平成10年7月に米国のシアトル市で開かれた,IEEE主催の国際会議IGARSS'98(International Conference on Geoscience and Remote Sensing '98)にて報告を行った.次に.災害状況の調査のために,SAR画像から山地領域のみを抽出する手法の研究を行った.これには,ウェーブレット変換を用いることにより,ある領域内の濃度分散から山地領域と市街地とを切り分けることが可能であることを示した.この結果については,平成9年度に口頭で発表済みであり,現在.論文誌上に発表するべく準備中である.併せて,山地領域の地理状況を把握するため,2枚のSAR画像から標高を抽出する手法についても検討を行った.この結果については,四国大学附属経営情報研究所年報第4号誌上に掲載される予定である.
効率の良いヘパラン硫酸/ヘパリンの生産には生合成酵素の正しい局在化と集積化が必要

本研究は、培養細胞の系を利用してヘパラン硫酸/ヘパリンの生合成酵素の細胞内における集積化に関する基礎的知見の収得を目指し、生合成酵素の一つ脱N-アセチル化酵素/N-硫酸転移酵素を材料に、1)N末部位を利用した細胞内局在化機構、2)酵素ドメイン同士の相互作用の解明を目的とした。まず、NDST各アイソザイムが誘導発現できるようなHEK293細胞を材料として、各NDSTアイソザイムの誘導発現とヘパラン硫酸の二糖組成との関連について解析を行った。その結果、NDST1, 2, 4の強制発現により、N-硫酸化された二糖の割合が増加し、N-硫酸化の昂進が観測される一方で、NDST3では大きな変化が見られなかった。この結果は、in vitroにおける酵素活性の結果と良く相関していた。次に、NDSTのN末部分のアイソザイム間でのシャッフリングとそれらのヘパラン硫酸構造形成に対する影響を解析するために、NDST3及び4のN末部分とNDST1の酵素活性領域を連結した融合蛋白のCHO-K1細胞での一過性発現を行った。その結果、コントロールに比べて、ヘパラン硫酸の二糖組成では顕著な変化が見られなかった。従って、この発現系では上記目的を検証することはできなかった。さらに、NDSTの酵素ドメイン間の集積化に関する知見を得るため、非常に弱いN-硫酸転移活性を保持するNDST3が安定発現しているHEK293細胞にNDST4あるいは脱N-アセチル化酵素活性を変異により欠いたNDST1及び2それぞれの一過性発現を行った。最後に、NDST1の細胞質に露出していると推定される領域を含むポリペプチドを細胞質に限定して発現させることができた。本研究は、培養細胞の系を利用してヘパラン硫酸/ヘパリンの生合成酵素の細胞内における集積化に関する基礎的知見の収得を目指し、生合成酵素の一つ脱N-アセチル化酵素/N-硫酸転移酵素(NDST)を材料に、1)N末部位を利用した細胞内局在化機構、2)酵素ドメイン同士の相互作用の解明を目的とする。本年度はまず、各NDSTアイソザイムの細胞質領域からステム領域に相当するN末部分の機能を探るために、マウスNDST1の803アミノ酸の触媒領域(m1CAT)のN末側にNDST2,3,4由来のそれぞれの細胞質領域、膜貫通領域及びステム領域を含む約80アミノ酸のN末部分(m2stem,m3stem,m4stem)を持つような融合タンパク質(m2stem-m1CAT,m3stem-m1CAT,m4stem-m1CAT)を発現するようなDNAを構築した。次に、それぞれN-硫酸転移酵素及び脱N-アセチル化酵素の活性をほとんど有していないNDST3及び4が脱N-アセチル化とN-硫酸転移の一連の反応を行うには、NDST3は他のN-硫酸転移酵素の、NDST4は他の脱N-アセチル化酵素の助けが必要である可能性を探ることを行った。このために、マウスNDST1及び2に脱N-アセチル化酵素活性及びN-硫酸転移酵素活性を消失させるような点変異(CW,KA)を導入した変異型酵素(mNDST1-CW,mNDST1-KA,mNDST2-CW,mNDST2-KA)を発現するようなDNAを構築した。