hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
相転移力学の保存則・流体力学に現れる非線形双曲型偏微分方程式系の解の構造

粘性と毛管現象を加味した2階と3階の空間偏微分を含む双曲型保存方程式の自己相似境界層解に対する小さな初期値に対するRiemann問題の解の存在を研究している.また,Boltzmann方程式のLp-安定性を研究している.また,化学腐食の放物型-楕円型の反応拡散系の空間多次元モデルの時間大域解の存在を研究している.1.研究計画の概要この研究の主目的は、相対論的オイラー方程式、ボルツマン方程式およびその速度離散モデル、1点で強双曲性が退化している非線形双曲型保存則系、双曲型保存則方程式の境界層解を調べることにあるが、最終目的は、より広範囲の流体力学の方程式および非線形双曲型保存則系の解の構造を解明することにある。2.研究の進捗状況(1)特殊相対論効果を加味した圧縮性等温流体のダイナミクスを記述する相対論的オイラー方程式について、P.G. LeFloch氏(director of research at CNRS & UPMC)と共同研究している。この方程式系の真空を含む解の存在を証明した。また、この結果をもとにして、同枠組みでの非相対論的極限に関する結果を得た。これらの結果を論文1編(投稿中)に纏めることができた。(2)ボルツマン方程式およびその速度離散モデルについて、S.Y. Ha氏(ソウル国立大学・准教授)と共同研究している。方程式および上記モデルの解の安定性について一般的な枠組みでの結果を得て、湯川方程式への応用を模索中である。(3) 1点で強双曲性が退化している非線形双曲型保存則系について浅倉史興氏(大阪電気通信大学・教授)と共同研究している。この方程式は石油貯蔵流などに応用があり、数値計算なしには解の存在・安定性についての結果が知られていない。そこで、衝撃波解の存在と安定性に関する結果を得ているが、これをさらに発展させようと試みている。(4)粘性と毛管現象を加味した双曲型保存方程式の境界層解について、P.G. LeFloch氏と俣野博氏(東京大学数理科学研究科・教授)と共同研究している。この方程式の小さな初期値に対するRiemann問題の解の存在を示し、論文1編(投稿中)に纏めることができた。現在、この論文に改善すべき点が見つかり、その修正に努めている所である。(2)ボルツマン方程式の速度離散モデルについて、S.Y. Ha氏(ソウル国立大学・准教授)と共同研究している。解の安定性について一般的な枠組みでの結果を得て、湯川方程式への応用を模索中である。(3)粘性と毛管現象を加味した双曲型保存方程式の境界層解について、P.G. LeFloch氏と俣野博氏(東京大学数理科学研究科・教授)と共同研究している。(4) Allen-Cahn方程式に時間の2階の微分項を加えた方程式の解の特異摂動極限について,D. Hilhorst氏(director of research,パリ南大学)との共同研究を開始した。1.研究計画の概要この研究の主目的は、相対論的オイラー方程式、ボルツマン方程式およびその速度離散モデル、1点で強双曲性が退化している非線形双曲型保存則系、双曲型保存則方程式の境界層解を調べることにあるが、最終目的は、より広範囲の流体力学の方程式および非線形双曲型保存則系の解の構造を解明することにある。2.研究の進捗状況(1)特殊相対論効果を加味した圧縮性等温流体のダイナミクスを記述する相対論的オイラー方程式について、P.G. LeFloch氏(director of research at CNRS & Pierre and Marie Curie University, France)と共同研究している。(1)ボルツマン方程式の速度離散モデルについて、S.Y. Ha氏(ソウル国立大学・准教授)と共同研究している。(2)粘性と毛管現象を加味した双曲型保存方程式の境界層解について、P.G. LeFloch氏と俣野博氏(東京大学数理科学研究科・教授)と共同研究している。

この方程式の小さな初期値に対するRiemann問題の解の存在を示し、論文1編に纏めることができた。その後、条件を弱め、結果を拡張できる可能性が出て来たので、一旦、論文の投稿を止め、論文の加筆修正を試みている。(3)放物型-楕円型の反応拡散系の空間多次元モデルの時間大域解の存在について、D. Hilhorst氏(director of research,パリ南大学)との共同研究を開始した。Hilhorst氏が2015年1月に来日したときから、論文を書き始めてはいる。2)粘性と毛細管現象を加味した2階と3階の空間変数に関する微分項をもつ双曲型保存則方程式の境界層解について,P.G. LeFloch氏(パリ第6大学・教授)と俣野博氏(東京大学・教授)と共同研究している.この方程式の小さな初期値に対するRiemann問題の解の存在を示し,論文1編に纏めることができた.その後,条件を弱め,結果を拡張できる可能性が出てきたので、一旦,論文の投稿を止め,論文の加筆修正を試みている。3)放物型-楕円型の反応拡散系の空間多次元モデルの時間大域解の存在について,D. Hilhorst氏(パリ南大学・研究ディレクター)と共同研究している.研究成果を論文に纏めることができる見込みである.粘性と毛管現象を加味した2階と3階の空間偏微分を含む双曲型保存方程式の自己相似境界層解に対する小さな初期値に対するRiemann問題の解の存在を研究している.また,Boltzmann方程式のLp-安定性を研究している.また,化学腐食の放物型-楕円型の反応拡散系の空間多次元モデルの時間大域解の存在を研究している.放物型方程式の世界的権威である俣野博氏が新たに共同研究者として加わることとなり、多角的な分析が加えられつつあり、研究に新たな独創性を生み出しつつある。LeFloch氏と俣野氏との共著の論文はほほ完成しているが、手を加えたい所が1箇所だけ残っている。また、Hilhorst氏との共同研究は始めたが、これまで双曲型保存則系の特異摂動極限で培って来た私の経験と、放物型-楕円型の反応拡散系に対するHilhosrt氏の数多くの実績を融合し、論文を書き始めてはいるが、共同研究の時間がさらに必要である。非線形偏微分方程式系今後、私が渡仏する機会を増やし、Hilhorst氏との共同研究を密に行うことによって、短期間で研究成果が挙げられるように努める。また、研究課題のうち、特に粘性と毛管現象を加味した双曲型保存方程式の境界層解および湯川方程式に特に重点を置き、Ha氏との共同研究を加速させる。粘性と毛管現象を加味した双曲型保存方程式の境界層解および湯川方程式という新たな2つの題材について研究を始めたため、やや準備に時間がかかっている。一方、放物型方程式の世界的権威である俣野博氏(東京大学大学院数理科学研究科教授)が新たに共同研究者として加わることとなり、多角的な分析が加えられつつあり、研究に新たな独創性を生み出しつつある。LeFloch氏と俣野氏との共著の論文はほぼ完成しているが、手を加えたい所が1箇所だけ残っている。一方、放物型方程式の世界的権威である俣野博氏が新たに共同研究者として加わることとなり、多角的な分析が加えられつつあり、研究に新たな独創性を生み出しつつある。
近江の古代中世彫像の基礎的調査・研究―基礎データと画像蓄積のために―

滋賀県は奈良県・京都府についで国宝・重要文化財を含む古い仏像が存在する。しかし、そのなかには研究を行ううえで必要な基礎データ(法量・品質・構造・保存状態)や画像情報(写真)が限定されるものが多い。この調査・研究では、基礎データ・画像情報のない滋賀県に所在する作例を、地元の教育委員会、博物館、美術館等と連携して行い、得られた基礎データ・写真は1)所蔵者、地元の教育委員会、博物館、美術館、東京文化財研究所、および研究分担者、研究協力者で共有し、併せて、2)地元における文化財の保護・保存活動、博物館・美術館での展示活動に貢献することを目的として実施した。調査は3ヵ年で30件に及んだ。滋賀県下所在の仏像彫刻のうち、基礎データ(法量・品質・構造・保存状態)や画像が限られる彫像、および、かつて滋賀県下に所在したが今は県外に流出してしまった作例、あるいは同一の作風を示し滋賀県内所在の作例を考究していくうえで等閑視できない作例のうち、存在は知られているものの、調書や研究を行ってうえで必要となる基礎的な写真(像本体の全図正面、両斜側面、両側面、背面、像底、頭部の正面、両斜側面、両側面の合計13カット)がないものを中心に調査と撮影を、地元教育委員会や博物館・美術館と連携して重点的に調査を行う。平成24年度は以下の調査を実施した。1)長浜市・浄信寺木造阿弥陀如来立像(鎌倉時代)、2)MIHO MUSEUM弁財天坐像(室町時代)、3)園城寺地蔵菩薩坐像、4)大津市・善通寺阿弥陀三尊立像、5)大津市・西福寺阿弥陀三尊立像、6)大津市・西教寺木造阿弥陀如来坐像の光背飛天(平安時代)、7)長浜市・大門町木造不動堂不動明王坐像(平安時代)、8)野洲市・十輪院木造地蔵菩薩立像(鎌倉時代)、9)米原市・菅山寺木造十一面観音立像(奈良時代)、10)米原市・赤後寺木像菩薩立像(平安時代)、11)米原市・充満寺十一面観音立像(平安時代)、12)米原市・善隆寺十一面観音立像(平安時代)、13)大津市・妙盛寺木造阿弥陀三尊立像(鎌倉時代)、14)大津市・西岸寺木造阿弥陀如来立像(鎌倉時代)、15)大津市・某寺木造達磨大師坐像(鎌倉時代)、16)大津市・浄国寺木造阿弥陀如来坐像(鎌倉時代)、17)大津市・大超寺木造阿弥陀如来立像(鎌倉時代)、18)大津市・西勝寺木造観音菩薩立像(鎌倉時代)、20)京都・青龍寺(比叡山伝来)木造勢至菩薩立像(鎌倉時代)、21)大津市・安養寺木造大日如来坐像(鎌倉時代)、あわせて、調査で得た知見をもとに研究会を行った。平成25年1月29日(於東京文化財研究所企画情報部研究会室)津田徹英「研究資料滋賀十輪院木造地蔵菩薩立像」/寺島典人「快慶・行快の造った耳と長浜市浄信守像について」二年目に当る25年度の研究実績は以下の通りである。(1)滋賀県下での作例の調査として、1甲賀市・大池寺阿弥陀如来坐像(平安後期)の調査・撮影、2甲賀市・檜尾寺千手観音立像(鎌倉時代)の調査・撮影、3甲賀市・檜尾寺釈迦如来立像(鎌倉時代)の調査・撮影およびX線透過撮影、4大津市・新知恩院釈迦涅槃像(鎌倉時代)の調査・X線透過撮影、5近江八幡市・浄厳院阿弥陀如来坐像の光背飛天(平安後期)の調査・撮影、6近江八幡市・浄厳院釈迦如来立像(旧慈恩寺本尊、鎌倉時代)の調査・撮影、7近江八幡市・浄厳院楼門上安置の広誉上人坐像(慶長銘)ならびに僧形坐像(江戸時代)の調査・撮影。なお、4についての調査成果は大津歴史博物館により新聞発表を行った。また、7については400年近く楼門上にて吹きさらしの状態であったが、文化財保護の観点から、市史編纂室と連携し、住職・門信徒の了解を得て、本堂内の脇壇上に安置・収蔵することにした。(2)関連作例調査として、東京国立博物館吉祥天女像(平安時代、京都府亀岡市万願寺・大宮神社伝来)の調査・熟覧を実施した。同像は26年度に調査を行う大津市園城寺護法善神堂主神・護法善神立像と非常に近い像高と作風を示す点に注目して調査実施に至った。(3)成果の公表(学会発表)として、津田徹英「平安後期の飛天光背の展開をめぐってー滋賀・浄厳院像、同・西教寺像の実査を踏まえてー」美術史学会東部例会(口頭発表)

慶應義塾大学2013.11.16.滋賀県は奈良県・京都府に次いで国宝・重要文化財を含む多くの古仏が所在し、日本彫刻史研究を進めるうえで等閑視できない。しかしながら、滋賀県下に所在する仏像彫刻のなかには、存在は知られながらも、研究対象とするには基礎データ(法量・品質・構造・保存状態)や画像が限定される作例が意外に多い。本調査・研究では、そのような彫刻作例を、地元の教育委員会、博物館、美術館等と連携して重点的に行い、得られた基礎データは、1)所蔵者、地元の教育委員会、博物館、美術館、東京文化財研究所、および、研究分担者、研究協力者で共有するとともに、2)ことに地元における文化財の保護・保存、博物館・美術館等での研究・展示活動に貢献することを目的としている。26年度は以下の作例調査を実施した。1大津市・園城寺護法善神堂所在の護法善神立像のX線透過撮影(正面と側面)と像表面(彩色の現状)の熟覧。2同所在の愛子像のX線透過撮影(正面)。3大津市・園城寺金堂所在の不動明王立像の調査・撮影。4近江八幡市・願成就寺地蔵堂所在の秘仏本尊・地蔵菩薩立像(「木ノ中地蔵尊」)の調査・撮影。5同所在の秘仏本尊前立ち尊・地蔵菩薩立像(満願寺伝来)の調査・撮影。このほか、『日本彫刻史基礎資料集成鎌倉時代造像銘記篇11』のための甲賀市・来迎寺阿弥陀三尊立像(文永六年1269銘)の撮影ならびに形状・保存状況確認調査、および、大津市歴史博物館主催の大津市・三井寺観音堂秘仏本尊・如意輪観音像の撮影・調査にそれぞれ参加・協力した。あわせて、3年目に当たる26年度は3年間に亙った本調査・研究の報告書を編集し刊行した(『平成2426年度科学研究費助成事業基盤研究(B)一般近江の古代中世彫像の基礎的調査・研究ー基礎データと画像蓄積のためにー成果報告書(研究代表者津田徹英)』2015年3月、236頁)。26年度が最終年度であるため、記入しない。日本彫刻史26年度が最終年度であるため、記入しない。ほぼ当初の24年度の調査計画通り、作例の調査が遂行でき、その成果は、この科研の目的のひとつである地元博物館の展覧会(大津市歴史博物館秋季特別展「阿弥陀さま」)、市教育委員会の文化財指定(長浜市文化財指定「不動明王坐像」)に貢献できたので達成度を(2)「おおむね順調に進展している」とした。本研究の目的として掲げた、奈良・京都に次いで国宝・重要文化財を含む古仏が所在し、日本彫刻史研究の基幹をなし得る名品・名作と認知されながらも、基礎データ(法量・品質・構造・保存状況)や画像の限られる彫像について、地元の教育委員会や博物館・美術館と連携して調査を行い、データと画像は地元教育委員会等と共有し、地元における文化財保護・保存活動、ならびに、展示活動を含む地元の博物館・美術館の情報発信にも貢献することに寄与できたことから、達成度を「(2)おおむね順調に進展している」とした。25年度の調査候補として掲げた作例について、事前交渉を地元教育委員会、博物館、美術館等の研究協力者を得て進め、実査と研究を精力的に行う。最終年度にあたる本年度は以下の作例の調査を行う予定である。1大津市・園城寺護法善神堂護法善神立像(平安時代)、訶梨帝母像(鎌倉時代)、愛子像(時代未詳)の調査・X線透過撮影、2同金堂所在の不動明王立像(平安時代)、3近江八幡市願成就寺地蔵菩薩立像(平安時代)、4栗東市・金勝寺僧形坐像・女神像、5長浜市鳥居堂男神立像、6近江八幡市浄厳院厨子入銀造阿弥陀如来立像、あわせて、三年間に行った各作例の調書をまとめて報告書の刊行を目指す。大津市歴史博物館の配慮により、撮影機材類を留め置くことが可能となったことにより当初計上していた、現地への機材輸送費用が軽減できた。また、撮影費用のカット数を一部少なくしたためその分、撮影委託料が軽減した。
温度ストレス下での細菌鞭毛形成の制御機構の研究

サルモネラにおける鞭毛形成制御のストレス応答機構について2つの異なる観点から解析を行った。1.鞭毛遺伝子発現のストレス応答機構:鞭毛形成は温度ストレスをはじめとした種々の環境刺激によって大きな影響を受ける。鞭毛レギュロンの環境刺激に対する受容はマスターオペロンであるflhDCオペロンによって行われると考えられる。このオペロンの転写解析を行った結果、このオペロンの転写はグルコース応答に関与するCRPおよび熱・浸透圧応答に関与するH-NS蛋白質によって正の制御を受けることが明らかになった。転写開始点を決定したところ、このオペロンには4つの異なる制御(H-NS依存性、CRP抑制性、CRP依存性、構成的)を受ける転写が存在することが判明し、これらがそれぞれ異なるストレスに応答するものと推定された。2.鞭毛形成過程におけるストレス蛋白質の役割:鞭毛形成過程には細胞質内で合成された蛋白質が分子集合の場まで輸送されることが必須であり,この過程にはシャペロンやアシャーとよばれるストレス蛋白質が関与しているものと考えられる。鞭毛繊維構成蛋白質フラジェリンの輸送は、fliS突然変異により著しく阻害され、fliD突然変異により著しく促進されることが判明した。また、フラジェリン遺伝子の突然変異によりその輸送のfliS依存性が変化したものが単離されたことから、フラジェリンはFliS蛋白質と細胞内で相互作用している可能性が高くなった。一方、flgN突然変異体では繊維-フック連結蛋白質HAP3の輸送が著しく阻害されていることが判明した。以上の結果は、FliSがフラジェリン、FlgNがHAP3にそれぞれ特異的なシャペロンであることを強く示唆している。
電荷密度波を用いた微小熱機関の構築と確率的熱力学への応用

本年度は電荷密度波物質の作製、機械振動子測定系の構築、フォトリソグラフィ露光装置の構築を行った。まず、物質作成においては、電荷密度波物質Nb3、TaS3、NbSe3の結晶を安定して作成することに成功した。また作成した物質に対して、低温での電気抵抗測定と元素分析を行い、目的の物質ができていることを確認した。作成した電荷密度波物質の結晶を機械振動子デバイスとして用いるために、マクロな大きさ(mmオーダー)の試作デバイスを作成し、振動測定の構築を行った。精密なDC電流源(Keithley 6220)により電流を試料に流し、ゲート電圧(直流+交流)を印加することで、クーロン力により機械振動を誘発する。機械振動の共振周波数のところで試料の振動振幅は大きくなるので、その周波数での電気抵抗変化の測定を試みた。しかしながら、今回複数の資料で測定した結果、機械振動の電気的な検出には至らなかった。その原因として、機械振動が電荷密度波ダイナミクスに与える影響は想定より小さいと考えられる。測定法を見直し、ブリッジ測定・ロックイン測定・ノイズ測定などさらに高精度の測定法が必要である。さらに、機械振動子デバイスをさらに縮小化するために、フォトリソグラフィが必要である。試料測定系の構築と並行して、簡易マスクレスフォトリソグラフィシステムの構築を行った。小型DLPプロジェクタ(ASUS S1)から出る映像を、光学顕微鏡の直筒に接眼レンズを通して照射し、レジスト膜をコーティングした基板上に投影する。フォトレジストは、ALDRICH社のNegativePhotoresist kitを使用した。LED光源でレジスト膜がどの程度現像されるか不明であったため、露光条件を調節し、最適な露光時間を実験的に求め、設計した回路パターンの現像まで行った。機械振動を電荷密度波電流によって検出する試みは、変化量が小さいため、今のところ実現できていない。既報告の研究を参考に、ロックインアンプを用いた特殊な測定法を行うための準備を行っている。試料の精密抵抗測定を行うため、さらなる測定系の改良を行う。測定方法として、ブリッジ法を用いた精密抵抗測定法、ロックインアンプを用いたヘテロダイン測定法、またスペクトラムアナライザを用いた試料電圧降下の揺らぎを直接観測するノイズ測定の3つの方法を試みる。作成した機械振動子がどの程度振動しているかを確認するため、電気的検出とは別に、機械振動の光学測定を行いたい。その実験を共同研究者とともに行う予定である。また、簡易フォトリソグラフィを発展させ、幅数100ナノメートル、長さ数マイクロメートルの電荷密度波結晶を用いたMEMS構造の作製を行う。年度末までにわずかに残額が残ってしまったため、次年度に繰り越し、早期に使う予定である。
実験実習支援を目的としたWebアプリケーションの開発

本研究は高知高専・電気情報工学科における実験実習支援のためのWebアプリケーションの開発を目的とし,実験報告書の管理・実験データの整理・実験実習の事前学習をサポートするWebアプリケーションの製作等を行なった。プログラムを開発するための研究設備として専用サーバを運用する必要があり,Windowsベースで実行可能であるxamppを使用してWebサーバ、SQLデータベースサーバ、データベース管理ツールを構築した。研究の主目的であるWebアプリケーションは、オープンソースの汎用スクリプト言語PHPを使って開発をし,また本システムのテストベッドとして学内LANとは独立したLAN環境で動作試験を行なった。今回製作したアプリケーションにより,次のようなことが可能となった。1.報告書提出状況をデータベース化することにより,学内LANを通じて端末から確認できるようになった。2.グラフ作成ライブラリJpGraphによる測定データの即時グラフ化が可能となり,小型情報端末を利用するだけで測定データをグラフ化できる。また測定データをデータベースで管理でき,Webアプリケーションを用いることにより測定結果をオンラインで指導者と共有,結果の検討が行なえる。これにより手早く実験結果をまとめるまたできるようになった。3.実験実習に必要な情報を配信し,内容に応じた課題を与えることにより実験実習の事前学習や安全指導ができるようになった。これらのWebアプリケーションは一般のウェブブラウザで動作し,学内であればどこからでも実行できる。また本校では,全学生へ向けて「iPodTouch」が配布されており,これら小型情報端末からも実行可能である。
群と環の表現における代数的構造と幾何的構造

1.今回の研究課題の研究目的の1番目にあげられていた、環の表現における代数的構造についての研究実績について、まず述べる。研究代表者である越谷重夫によって次の様な結果が得られた。有限群Gの群環FGのp-ブロックBとこれにブラウア-対応しているブロックbが互に同型になるための必要充分条件を完全に決定した。これの詳しい結果は、イギリスの学術雑誌Glasgow Mathematical Journalに掲載が、確定している。2.次に、群の表現における代数的構造についての研究結果として、やはり越谷重夫による次の様な結果が得られた。L.L.スコットが始めた置換表現に関するもので、有限群Gが、p-ラディカル群になるための1つの重要な十分条件を求めた。これの詳しい結果は、アメリカ合衆国の学術雑誌Journal of Algebraに掲載が確定している。3.さて、群と環の表現における幾何的構造の研究結果として、研究分担者の一人である、高木亮一による3番目の結果は、具体的に言うと、葉層リ-マン多様体の作用群の話で、1990年に論文発表の予定である。4.また、3番目の結果に関連して、やはり研究分担者のひとりである、志賀弘典によるリ-マンのゼ-タ関数の3における値を、楕円積分を用いて表示したもがある。これは、今回の研究課題である群の表現における幾何的構造についての結果である。5.6.最後の二つの結果は、柳原二郎による差分方程式に関する結果で、群と環の両方の表現における幾何学的構造についての結果で、オランダとイギリスの学術雑誌にそれぞれ掲載された。
スプリットルシフェラーゼ系を用いたプレセニリン1の基質選択性に関わる因子の探索

γセクレターゼは、AD発症に深く関与するアミロイドβの前駆体APPの膜内配列を切断する酵素であり、アルツハイマー病(AD)の治療標的として注目されている。しかし、γセクレターゼは同時に発生、分化、幹細胞の維持に必須なNotch受容体の切断も担うため、副作用の少ないAD治療薬の開発には、Notchシグナル伝達に影響を与えず、APPの切断を特異的に阻害するγセクレターゼ阻害法の探索が必要である。昨年度申請者は、γセクレターゼの基質特異性を制御する因子のスクリーニングに向けて、まずAPP、Notch各基質とγセクレターゼの蛋白質間相互作用を検出するためのスプリットルシフェラーゼ系を立ち上げた。しかし本系では膜蛋白質間での非特異的な相互作用を起因とする高いノイズが検出され、スクリーニングに十分な検出感度が得られなかった。よって本年度は戦略を修正し、APPの細胞内領域をNotchに置換したキメラ蛋白質を作製し、これとNotchのそれぞれにスプリットルシフェラーゼを融合した。またもう片方のスプリットルシフェラーゼをNotch細胞内領域の核内結合蛋白質Rbpjに融合した。Notchはγセクレターゼによって切断された後、細胞内領域が核内に移動してRbpjと相互作用することが知られている。これによって、APPとNotchの切断をそれぞれ可溶性蛋白質であるNotch細胞内領域とRbpjの相互作用によって評価できる。現在、十分な検出感度を得るために系を改良中。アルツハイマー病(AD)の治療標的として注目されているγセクレターゼは、AD発症に深く関与するアミロイドβを前駆体である一回膜貫通型蛋白質APPから切り出す膜内配列切断酵素である。またγセクレクーゼは、APPの他にも複数の基質の切断を担うことが知られており、特にその一つであるNotch受容体は発生、分化、幹細胞の維持などにおいて多様な意義が示唆されている。従ってγセクレターゼの阻害を通したAD治療を想定した場合、同時に引き起こされるNotchシグナル伝達の阻害は大きな障害となる。申請者は、Notchシグナル伝達に影響を与えず、APPの切断を特異的に阻害するγセクレターゼ阻害剤の開発を目指し、γセクレターゼの基質選択性に関与する因子を、大規模なRNAiスクリーニングによって探索する。本研究では、二つの蛋白質の相互作用を、ルシフェラーゼ活性の保持で評価できるスプリットルシフェラーゼ系を応用する。申請者、および海外の研究従事機関であるワシントン大学セントルイス校の研究グループはまず、ルシフェラーゼのN、C末端断片を挿入したNotch、APP、およびγセクレターゼの活性中心サブユニットであるプレセニリン1(PS1)を作製した。次にこれらをtetONシステムを用いてHeLa細胞に発現させた。しかし同グループが同様のスプリットルシフェラーゼ系を用いて先立って解析した可溶性蛋白質間の相互作用が高感度、かつ特異的に検出されたのに対して、Notch、APP、PS1など膜蛋白質間の解析では非特異的な相互作用を起因とする高いノイズが検出された。現在、シグナル対ノイズ比の向上を目指してルシフェラーゼ断片の各種蛋白質への挿入位置、リンカー長などの条件検討を行っている。
眼球頭部協調運動を用いた作業者の精神的負担把握システムの構築

本研究の狙いは,眼球運動と頭部運動を総合的に評価することにより,作業者のメンタルワークロードを評価することができる指標を提案することである.実験では,メンタルワークロードが増大(作業者の負担が増す)と有効視野が狭窄することに着目し,メンタルワークロードを段階的にコントロールし,その際の眼球運動,頭部運動の計測を行った.得られたデータを解析することで,眼球と頭部運動の開始時間差をはじめとする眼球頭部協調運動をパラメータとすることで,作業者のメンタルワークロード(情報処理余裕度)を評価できることを示した.ヒューマン・インタフェースにおける重大事故の要因であるヒューマンエラーを防止するために,作業者の眼球頭部協調運動を指標として余裕度を定量的に評価する方法を提案し,実験的に提案した手法の有効性を検証することが本課題の目的である.また,これまでヒューマンエラー解明のために人間の行動規範や原理究明を目指し,作業時の処理しなければならない情報量と処理することができる範囲(有効視野)の関係が明らかにされており,その有効視野とと眼球頭部協調運動の関係を明らかにすることが今年度(平成25年度)の目的であった.今年度の実績概要としては、眼球運動と頭部運動を同期をとって計測し2つの運動の時間的なかかわりについて検討した.検討は,作業者の視認行動が固視状態における作業,追視状態における作業,眼球および頭部の運動を制限しない自由視状態における作業というように段階的に検討を行っている.その結果,眼球頭部協調運動は眼球運動が先に発生する眼球先行運動と頭部運動が先に発生する頭部先行運動に大別できることが明らかとなった.さらに,作業者の視線移動が有効視野の内側で発生する場合には眼球先行運動により視認行動を行う傾向が確認できた.一方,作業者の視線移動が有効視野の外側へ発生する場合には頭部先行運動により視認行動を行うといった新たな知見も得た.これらの結果より,作業者の余裕度と関連がある有効視野の内外で視認行動が異なることから,眼球頭部協調運動は作業者の余裕度を評価できる新たな指標となる可能性が期待できる.次年度は,作業者の余裕度をメンタルワークロードと定義し,メンタルワークロードの異なる作業環境下での眼球頭部協調運動を検討することで,本課題の主目的の達成を目指す.平成26年度は,平成25年度に開発した実験システムならびに眼球頭部協調運動のパラメータにより,どの程度処理しなければならない情報量が増加すると精神的負担が増大するのかを脳波信号から得られる事象関連電位P300との比較により明らかにする.さらに,精神的負担を把握する手法が,実際のシステムを運用する上で安全性確保に寄与できるかを明らかにした.申請者の所属機関の既設設備である生体アンプ(NEC三栄)とP300検査プログラム(日本光電)により,脳波信号を記録し,その中から事象関連電位を抽出する.事象関連電位P300は,視覚,聴覚,体性感覚などの刺激種類によらない内因性の成分と考えられ,刺激課題に対する難易度,注意配分,処理の深さ,記銘の強さ,作業集中度を反映するといわれており被験者が処理しなければならない情報量を定量的に把握するのに有用な手段である.次に,申請者の所属機関の既設設備であるドライビングシミュレータ(HONDA)により仮想運転作業中の被験者の精神的負担計測を試みる.ドライビングシミュレータ内の走行コース設定により,走行速度や道路混雑度といった情報量を変化させた際の眼球頭部協調運動の変動をとらえ,これまでの実験結果から作業者に精神的負担が一定値以上かかった場合に警告を促すシステムを構築し,その実用性を実験的に検証した.その結果,眼球・頭部協調運動が自動車運転時のMWL(余裕度)の評価指標になりえるか否かを明らかにするため実験を実施した.その結果,負荷の強度によるものの頭部運動先行確率により簡便に運転作業中のMWLを客観的に評価できることを示唆した.平成27年度は、25年度、26年度の研究成果を踏まえて視認行動を定義する際に重要となる眼球運動、頭部運動から抽出することができる眼球・頭部協調運動を評価指標として余裕度を推定できるか否かについて、実場面での実験ならびに有効性検証を行った.具体的には、前年度については自動車運転場面を想定した実験として、ドライビングシミュレータによる実験室内での検証を行ってきた結果、上述のとおり眼球・頭部協調運動を評価指標としてドライバの余裕度を推定することできることを示した。この結果の発展的応用として自動二輪車のライダーを対象とし、実運転環境において計測した眼球運動、頭部運動から眼きゅ・頭部協調運動を抽出するアルゴリズムを提案し、得られた評価指標を複合的に解析することでライダーの余裕度を一部推定できることを明らかにした。具体的には、眼球運動と頭部運動から算出できる複数のパラメータ(たとえば、眼球回転角度、頻度、時間、頭部運動距離、頻度、時間、さらには瞬目や眼球と頭部の運動開始時間差など)を説明変数とし、ライダーの余裕度を目的編すとした場合の評価関数を構築することで余裕度推定を行う方法を開発し、有効性の検証ができた。本研究の狙いは,眼球運動と頭部運動を総合的に評価することにより,作業者のメンタルワークロードを評価することができる指標を提案することである.実験では,メンタルワークロードが増大(作業者の負担が増す)と有効視野が狭窄することに着目し,メンタルワークロードを段階的にコントロールし,その際の眼球運動,頭部運動の計測を行った.

得られたデータを解析することで,眼球と頭部運動の開始時間差をはじめとする眼球頭部協調運動をパラメータとすることで,作業者のメンタルワークロード(情報処理余裕度)を評価できることを示した.課題申請時の実験計画と比較しても予定通り進んでいる.実験の実施のみならず、適宜学会発表等アウトプットも行えていることからおおむね順調であるといえる.ヒューマンインタフェース次年度は,本課題の最終年度となるためこれまでの成果をまとめることと学術論文の作成に力を入れる予定である.さらに,これまでの研究でメンタルワークロード(作業者の余裕度)を評価することができる複数の評価指標を提案しているため、これらを複合的に解析することでより作業者の余裕度推定に精度の高い評価方法の構築と検証を行いたいと考えている.当初の予定では,実験システムの構築と実施が平成25年度の目的であった.それに対して,実験の実施のみならず結果のまとめと考察までを終えることができた.これらのことから,達成度としてはおおむね順調であるといえる.次年度以降の研究の推進方法については,研究計画書に記したとおり進める予定である.具体的には,作業者の余裕度(メンタルワークロード)と眼球頭部協調運動の関係を検討するため,メンタルワークロードを定量的に計測できる生体指標を取り扱う.換言すると,眼球頭部協調運動のパラメータにより,どの程度処理しなければならない情報量が増加すると精神的負担が増大するのかを脳波信号から得られる事象関連電位P300との比較により明らかにする.さらに,精神的負担を把握する手法が,実際のシステムを運用する上で安全性確保に寄与できるかを明らかにする.その手続きとしては,生体アンプ(NEC三栄)とP300検査プログラム(日本光電)により,脳波信号を記録し,その中から事象関連電位を抽出する.事象関連電位P300は,視覚,聴覚,体性感覚などの刺激種類によらない内因性の成分と考えられ,刺激課題に対する難易度,注意配分,処理の深さ,記銘の強さ,作業集中度を反映するといわれており被験者が処理しなければならない情報量を定量的に把握するのに有用な手段であると考えられる.さらに,上記の手続きを応用して,ドライビングシミュレータ(HONDA)により仮想運転作業中の被験者の精神的負担計測を試みる.ドライビングシミュレータ内の走行コース設定により,走行速度や道路混雑度といった情報量を変化させた際の眼球頭部協調運動の変動をとらえ,これまでの実験結果から作業者に精神的負担が一定値以上かかった場合に警告を促すシステムを構築し,その実用性を実験的に検証する.
プロトン-電子連動型物質の開発

水素結合鎖を持つ電荷移動錯体(水素結合型電荷移動錯体)において,プロトンと電子が連動して分子間で相互作用すれば,特異な物性が発現すると期待される.本研究計画においては,多様な水素結合型電荷移動錯体を設計・合成し,プロトン-電子連動現象を発現する新物質の開発を行った.具体的には主に次のような水素結合型電荷移動錯体を設計・合成し,その基礎的諸性質を調べた。(1)拡張共役キンヒドロン系を構成成分とするプロトン-電子連動型物質,(2)遷移金属を含むウロトン-電子連動型物質研究計画(1)ではビフェノキノンおよびそのハイドロキノン体を約20種類合成した.このとき置換基としてメチルチオ基,電子供与基,電子受容基などを選択した.さらも酸化還元電位など,キンヒドロン型錯体の構成成分として基本的な諸性質を明らかにした.キンヒドロン型錯体の合成は現在検討中である.(2)では次のような種々の水素結合型遷移金属錯体を合成した.先ず,新しい二核化三座配位子の設計・合成,およびこれを用いて二つの銅原子の環境が等価な平面型混合原子価錯体の合成に成功した.次に,新しいジアミノグリオキシム型の配位子を設計・合成し,これを用いて水素結合型金属錯体および有機アクセプターとの電荷移動錯体の作成にも成功した.この錯体では,水素結合の関与する新しい金属-半導体転移が起こることを見出した.水素結合鎖を持つ電荷移動錯体(水素結合型電荷移動錯体)において,プロトンと電子が連動して分子間で相互作用すれば,特異な物性が発現すると期待される.本研究計画においては,多様な水素結合型電荷移動錯体を設計・合成し,プロトン-電子連動現象を発現する新物質の開発を行った.具体的には主に次のような水素結合型電荷移動錯体を設計・合成し,その基礎的諸性質を調べた。(1)拡張共役キンヒドロン系を構成成分とするプロトン-電子連動型物質,(2)遷移金属を含むウロトン-電子連動型物質研究計画(1)ではビフェノキノンおよびそのハイドロキノン体を約20種類合成した.このとき置換基としてメチルチオ基,電子供与基,電子受容基などを選択した.さらも酸化還元電位など,キンヒドロン型錯体の構成成分として基本的な諸性質を明らかにした.キンヒドロン型錯体の合成は現在検討中である.(2)では次のような種々の水素結合型遷移金属錯体を合成した.先ず,新しい二核化三座配位子の設計・合成,およびこれを用いて二つの銅原子の環境が等価な平面型混合原子価錯体の合成に成功した.次に,新しいジアミノグリオキシム型の配位子を設計・合成し,これを用いて水素結合型金属錯体および有機アクセプターとの電荷移動錯体の作成にも成功した.この錯体では,水素結合の関与する新しい金属-半導体転移が起こることを見出した.プロトン-電子連動型金属錯体の開発を最終目標として,分子間水素結合を介して共役系がつながった水素結合型金属錯体の合成と単結晶化を行っている.本年度は,π共役系を有し金属イオンへのキレート配位と配位子間N-H...O,N-H...N水素結合が可能なプテリジン誘導体であるルマジン(HLM)とプテリン(HPR)を用いて,[Cu(LM)_2(H_2O)_2](1),[Cu(PR)_2(H_2O)_2](2),[Zn(PR)_2(H_2O)_2].2H_2O(3)を合成し,X線結晶構造解析を行った.これらの金属錯体1-3は、いずれも水酸化ナトリウムで脱プロトン化したLMまたはPRの水溶液と金属塩の水溶液をH字管を使用して拡散し、単結晶を得た。X線結晶構造を解析の結果、金属錯体1-3は,いずれもプテリジン配位子のスタッキング相互作用と水素結合の三次元ネットワークを持った水素結合型金属錯体であることがわかった.分子ユニットは,配位子LMと配位した水分子間の水素結合とLM間のスタッキング相互作用によってつながり、結晶格子のac面に対して平行に配列した二次元シート構造を形成している.さらに、この二次元シートは,結晶格子の[110]方向に隣接する分子のLM間の2本のN1-H1...02水素結合によって三次元的につながっている.以上のように3次元の水素結合ネットワークを持つ金属錯体の開発に成功した.今後,各種の機能を測定して,新しい性質を持つ物質の開発を目指す.プロトン-電子連動型金属錯体の開発を目指して,分子間水素結合を介して共役系がつながった水素結合型金属錯体の合成と単結晶化を行っている.本年度は,π共役型配位子としてエチレンジアミノグリオキシムを有する遷移金属錯体を合成した.さらにこの金属錯体とアクセプターTCNQとの電荷移動錯体の合成を行った.単結晶のX線結晶構造解析の結果,ドナーとアクセプターが分離積層していること,および,これらの間に水素結合が存在することがわかった.次に赤外スペクトル,ラマンスペクトル,電子スペクトルなどを測定し,電荷移動錯体の電子構造を考察した.その結果,アクセプターTCNQのイオン化度は0.7と決定でき,部分電荷移動錯体を得ることができた.電気伝導度は室温近辺では金属的な挙動を示し,さらに低温においてヒシテリシスを持つ金属-絶縁体転移が存在することがわかった.

一方,赤外スペクトルの温度変化においても相転移温度付近においてNH...N型の水素結合に帰属できる吸収が現れ,電気伝導度における相転移と矛盾しない結果が得られた.これは極めて珍しい挙動であり,現在,より詳細な測定および結果の解析を続行している.水素結合鎖を持つ電荷移動錯体(水素結合型電荷移動錯体)において、プロトンと電子が連動して分子間で相互作用すれば,特異な物性が発現すると期待される.本研究計画においては,多様な水素結合型電荷移動錯体を設計・合成し,プロトン-電子連動現象を発現する新物質の開発を行った.具体的には主の次のような水素結合型電荷移動錯体を設計・合成し,その基礎的諸性質を調べた.(1)拡張共役キンヒドロン系を構成成分とするプロトン-電子連動型物質、(2)遷移金属を含むプロトン-電子連動型物質研究計画(1)ではビフエノキノンおよびそのハイドロキノン体を約20種類合成した.このとき置換基としてメチルチオ基,電子供与基,電子受容基などを選択した.さらに酸化還元電位など,キンヒドロン型錯体の構成成分として基本的な諸性質を明らかにした.キンヒドロン型錯体の合成は現在検討中である.(2)では次のような種々の水素結合型遷移金属錯体を合成した.先ず,新しい二核化三座配位子の設計・合成,およびこれを用いて二つの銅原子の環境が等価な平面型混合原子価錯体の合成に成功した.次に,新しいジアミノグリオキシム型の配位子を設計・合成し,これを用いて水素結合型金属錯体および有機アクセプターとの電荷移動錯体の作成にも成功した.この錯体では,水素結合の関与する新しい金属-半導体転移が起こることを見出した.
環状ポリオールを基軸とした糖代謝調節分子の探索と創製

合成した1,5-AGを用いて,強いα-グルコシダーゼ阻害活性を有するtellimagrandin Iのアナログ合成を試みた。Tellimagrandin Iの構造に含まれるヘミアセタール性-OH基やhexahydroxydiphenol(HHD)基の有無,ガロイル基の数や位置が活性に与える影響を明らかにするために,25種類のアナログ合成に成功し,α-グルコシダーゼ阻害活性を検討したところ,次の点が明らかとなった。1)ガロイル基の数が増すほど活性も強くなる。2)ヘミアセタール性-OH基の有無は活性に影響を与えない。3)HHDP基(ビアリール構造)の存在により活性は減弱する。4)4位のガロイル基が欠如しても活性に影響を与えない。5)フェノール性-OH基は隣り合っていること(カテコール構造)がより強い活性発現に重要である。また,DPPHを用いた抗酸化活性と構造の関係についても検討をおこなった。その結果,ガロイル基の数の増大とともに活性が強くなり比例の関係にあることがわかった。次に,1,5-AGがヒト血液中に含まれる糖質としてグルコースに次いで多く含まれる環状ポリオールの一種であり,1,5-AGにはインスリン感受性増強作用を有するアディポネクチンの産生増強効果が報告されていることから,3T3-L1前駆脂肪細胞を用いて1,5-AGが脂肪細胞分化へ与える影響について検討を行った。1,5-AGの脂肪細胞分化能をOil Red O染色により検討したところ、500 μMおよび1000 μMにおいて脂肪細胞分化促進作用が認められた。当初の計画通り,研究代表者らが開発した方法により環状ポリール類の大量合成に成功した。また,合成された環状ポリオール(1,5-AG)を用いて20種類以上の天然物のアナログ合成にも成功し、その構造とα-グルコシダーゼ阻害活性の相関について新たな知見を得ることができた。一方、生体における1,5-AGの機能解明のために,合成した1,5-AGを用いて前駆脂肪細胞の分化誘導を指標に検討をおこなうことができた。以上のことより,本研究は初年度の進捗状況としておおむね順調に進展している。天然物の構造にヒントを得,より優れた活性をもつ化合物を探索し創製することが本研究の最終目標の一つである。今後は大量供給が可能となった1,5-AG以外の環状ポリオール類を用いて,より強いα-グルコシダーゼ阻害活性化合物のデザインと合成を試みる。また,1,4-anhydroalditol類の簡便合成法の確立にも挑戦する。1,5-AGが生体においてどのような機能を有しているのか,次年度も引き続き脂肪細胞分化にともなうアディポネクチン産生能に着目して検討をおこない,遺伝子レベルで解明する。

より簡便な環状ポリオール類の合成法を確立できたことから,消耗品費(ガラス器具および合成用試薬・溶媒)の支出が計上したものより少なかった。次年度は消耗品費(生物活性試験用試薬・器具)としての使用を計画している。
スポーツにおける非定常流体力の積極活用を目指した多目的空力最適化

本研究では、回転機構を備えたラグビーボールやテイクオフ局面の動作を模擬できるスキージャンプロボットを製作し、非定常流体力を測定することに成功した。測定した空気力に基づき、飛翔軌跡を計算した。さらに遺伝的アルゴリズムにより、多目的最適化を実行し、最適な飛翔条件を明らかにした。加えて、最適な飛翔条件のトレードオフを自己組織化マップにより、可視化した。本研究課題では、スポーツにかかわる非定常流体力を風洞実験により測定し、遺伝的アルゴリズム(GA)による多目的最適化により、新たなスポーツスキルやスポーツ用具の開発を目指している。本年度は、無回転サッカーボールに働く空気力の非定常性について、実験的に調べた。また、ラグビーのタッチキックに関して、GAにより、最適な蹴り出し条件を求めた。以下、具体的に説明する。●無回転サッカーボールに働く空気力の非定常性無回転サッカーボールに働く空気力を6分力検出器によって、測定するとともにタフト実験によって、ボール後流を可視化した。その結果、4つの特徴的な速度域があることが明らかになった。すなわち、1.臨界レイノルズ数未満の領域、2.臨界レイノルズ数近傍、3.臨界レイノルズ数以上から25m/s未満の領域、4.25n/s以上の領域である。1.と3.の領域では、空気力は時間に対して、ほぼ一定となるが、2.と4.の領域では、空気力は時間とともに変化した。その振動の振幅はボールの自重程度であり、周波数は約1Hzであった。これらより、速度域によっては、ぶれ球シュート出現の可能性が示唆された。これらの非定常空気力を利用して、飛翔軌跡を計算した結果、ぶれ球シュートが出現した。しかし、そのぶれ幅は数cm程度であり、実際よりも小さかった。●ラグビータッチキックの最適蹴り出し条件空力データを基にGAによる最適化を実行し、最適なタッチキックの蹴り出し条件を明らかにした。従来、タッチキックはタッチラインから遠い側の足で蹴りだすことが常識であった。今回の最適化の結果、これは飛距離に自信はあるがコントロールに自信の無いキッカー向けの最適蹴り出し条件であることが明らかになった。逆に飛距離に自信はないが、コントロールに自信のあるキッカーの場合は、タッチラインから遠い側の足で蹴り出すべきであることが明らかになった。本年度は、ラグビーゴールキックを模擬した実験:回転するラグビーボールに働く非定常空気力を測定し,さらにGAにより、最適な蹴り出し条件を求めた。また、ゴルフ・ドライバーヘッドの姿勢角依存性も実験的に調べた.以下、具体的に説明する。ラグビーゴールキックの最適蹴り出し条件空カデータを基にGAによる最適化を実行し、最適なゴールキックの蹴り出し条件を明らかにした。その結果,従来から指導されてきたフック系のゴールキックではなく,飛翔軌跡は直線的であること,すなわち蹴り出し条件は,角速度ベクトルと長軸及び速度ベクトルが直交すべきであることが明らかになった.ゴルフ.ドライバーヘッドの姿勢角依存性商用ドライバー3種類の空力特性を実験的に調べた.その結果,ボール衝突時のフェイス向きでは,抗力の差は無視できる程度であるが,ダウンスイング時に対応するフェイス向きでは,クラブによる差があることが明らかになった.これは,抗力が投影面積に加えて,圧力抵抗,つまり境界層のはく離位置に依存するためである.本研究課題では、スポーツにかかわる非定常流体力を風洞実験により測定し、遺伝的アルゴリズム(GA)による多目的最適化により、新たなスポーツスキルやスポーツ用具の開発を目指している。本年度は、ラグビーハイパントの多目的最適化、無回転サッカーボールの非定常空力特性、スキージャンプのテイクオフ局面、及びセパタクローの空力特性に関して、実験的・計算的に調べた。以下、揺れるラグビーのハイパントの最適制御空間探索について、具体的に説明する。揺れるハイパントに関して、揺れ回数(前進方向&横方向)とハングタイムを目的関数とした多目的最適化を実行し、目的関数と制御変数のトレードオフを自己組織化マップにより可視化した。その結果、以下を明らかにした。i)ハングタイムを長いと揺れ回数は少なくなり、ハングタイムが短いと揺れ回数が多くなった。つまり、ハングタイムと揺れ回数にはトレードオフがある。ii)ハングタイムを長く、かつ揺れ回数を少なくする為には飛行経路角を大きくすべきである。ハングタイムを短く、かつ揺れ回数を多くする為には飛行経路角を小さくすべきである。iii)揺れ回数を多くする為には、ボール回転速度を大きくすべきである。これは、回転速度が大きいほど、迎え角や縫い目角が短時間で変化し、その結果、横力係数が頻繁に正負に符号を変えるためである。iv)ハングタイムを長くする為には、ボール長軸を鉛直軸に一致させ、抗力が小さくなる姿勢で蹴り出すべきである。
メソ空間を検出に用いる超高感度核磁気共鳴センシングシステムの開発

本研究では、核偏極された環境感受性分子を内包できるメソ空間を利用した新しい超偏極センシングシステムの開発を目指した。メソ空間は、環境応答性蛍光色素を利用する蛍光検出システムにおいて広く使用されている。そのようなシステムを実現するために、我々はメソ空間に内包する候補となる環境応答性の超偏極分子の探索を試みた。その結果、15Nグリシン由来の有望なシグナル分子を見出した。この分子はpH変化に伴い、15N化学シフト変化を示した。さらに、超偏極寿命と相関する重要なパラメータである十分なT1値を有していた。この知見が新しい超偏極センシングシステムを開発する上で有益であると考えている。本研究の目的は、生物個体における生体分子の機能・活性を分子レベルで明らかにするために、生体における化学反応を解析可能な高感度核磁気共鳴検出システムを開発することである。本研究では、生体深部での解析に優れた核磁気共鳴技術と、その感度を数万倍向上可能な核偏極技術、さらにメソ空孔を利用した汎用的な分子センシングプラットフォームを用いる事で、生物個体での応用を指向した高感度化核磁気共鳴技術による生体分子解析法の確立を目指している。具体的には、メソ細孔を有するメソポーラスシリカなどの細孔に、環境応答性を持たせた超偏極シグナル分子を入れ込み、外部刺激に応じて内部のシグナル分子を放出するシステムを目指した。個体応用可能な生体分子検出システムの実現に向け、初年度は、細孔等の空間を利用したセンシングシステムを開発する上で重要な環境応答性のシグナル分子を探索・合成・評価した。これは、環境(メソ空孔の出入り相当)に応答して13C, 15Nの化学シフトが変化する分子である。当初、核偏極状態の寿命が長い15Nトリメチルフェニルアンモニウム構造を元に検討を進めていたが、化学シフト変化が目指している変化幅に達するものができなかった。次に、アミノ酸誘導体やニトロ化合物誘導体を検討したところ、いくつかの誘導体において、化学シフト変化が期待できるものが見つかった。pHやイオンに応答して、化学シフト変化が起こるため、空孔内に閉じ込められた状態と放出された状態とで化学シフト変化が起こる事が期待できる。今後、更なる探索・分子構造の最適化を行い、生体分子検出システムの実現を目指す。初年度は、細孔等の空間を利用したセンシングシステムを開発する上で重要な環境応答性のシグナル分子を探索・合成・評価した。当初、核偏極状態の寿命が長い15Nトリメチルフェニルアンモニウム構造を元に検討を進めていたが、化学シフト変化が目指している変化幅に達するものが得られなかった。そのため、分子の探索にやや時間を要してしまった。現在は、その他の誘導体において候補分子が見つかっており、今後それを元に検討を続けていく。本研究では、生体深部での解析に優れた核磁気共鳴技術と、その感度を数万倍向上可能な核偏極技術、さらに微小空間を利用した汎用的な分子センシングプラットフォームを用いる事で、生物個体での応用を指向した高感度化核磁気共鳴技術による生体分子解析法の確立を目指している。具体的には、細孔や空間を有するキャリアに、環境応答性を持たせた超偏極シグナル分子を入れ込み、外部刺激に応じて内部のシグナル分子を放出するシステムを目指した。個体応用可能な生体分子検出システムの実現に向け、本年度は、細孔等の空間を利用したセンシングシステムを開発する上で最も重要な環境応答性のシグナル分子を探索・合成・評価した。昨年度は、15Nトリメチルフェニルアンモニウム構造を基盤として、大きな化学シフト変化を誘起可能なシグナル分子を探索したが、十分な変化を示すものをみつけることができなかった。そこで、新たな候補として15Nジメチルアニリン誘導体、15Nアミド誘導体等の評価を行った。評価した化合物の高感度化状態の維持時間と相関のあるT1の測定を行った結果、核偏極で汎用的に用いられるピルビン酸のT1をこえるT1を有することが確認された。また、化学シフト変化についても評価したところ、目標としていた2 ppmを超える化学シフト変化を観測することに成功した。偏極分子の高速な内包法を検討することで、目的の分子システムに近づくと考えている。今後、候補として得られてきた環境応答性シグナル分子を、メソ細孔内に内包する手法を検討する。環境応答性の超偏極シグナル分子の内包は、分子の電荷や弱い相互作用(水素結合、疎水性相互作用)を利用できるのではないかと考えている。内包した超偏極シグナル分子の放出を検出に利用するシステムの開発を図る。

その後、超偏極高感度化の実証実験を行う。偏極法としては、動的核偏極法かパラ水素誘起偏極法のうち最適なものを選択する。超偏極検出に成功しだい、実際の生物サンプルを用いた実証実験に移る。ケミカルバイオロジー
Applying Theory of Political Science and IR to Globalization of Education Policy

カンボジアへの訪問を通じて、日本、韓国、スウェーデン、ユネスコ、ユニセフ、世界銀行などの二国間援助機関の多数の援助職員を訪問してインタビューすることができた。これにより、文書形式でデータを収集し、インタビューデータを収集・分析し、それを会議で発表し、国際的な研究誌に掲載することができた。このJSPS研究助成金の研究の結果、自分の研究を発表し、過去1年間に1つの論文を発表することができた。講演は東京大学のシンポジウムで、日本の教育研究の国際化のテーマについて行われた。国際比較教育学