hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非密封放射性同位元素を用いた高等学校・中学校生徒実験の教材化

32Pは下限数量が小さく不利な面もあるが、検出感度が高く半減期も短いことからメリットは大きい。今回、我が国初となる32Pを使った高校生実験によって問題点やメリットなどの貴重なデータが得られた。また原発事故によって環境に飛散した放射性セシウムの測定、および天然に存在する放射性鉱物など、環境放射能の測定実験の教材を開発し、(独)日本学術振興会の助成を受けて高校生に対して実施した。中学校における放射線教育の教材として、線量率と線源からの距離の関係、および遮蔽材の違いによる遮蔽効果の検証を、町立酒々井中学校で3年生全員を対象に実施した。50分の授業時間内で説明から考察までを行えるよう最適化を達成した。32P, 33P, 35Sの放射能測定に関して市販の簡易測定器の評価を行った。8万円程度の汚染検査用のガイガー計数器による35Sの計数効率が2.3%であり、生徒実験の測定を行うのに十分な感度を有することがわかった。スマートフォンに接続して使用する1万円程度の測定器(ガイガーFUKUSHIMA他)の場合、32Pのみが測定可能であった(計数効率2-4%)。このように、放射線教育用の教材を多数開発して実施することができた。今後、これらの教材をホームページなどで順次公開して行く。生徒実験手順書の骨子はほぼ完成した。高等学校で入手しやすい測定器による放射線測定にこれからとりくみたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。^<32>P、^<33>P、^<35>Sなどを用いたトレーサ実験を高等学校でおこなう場合、入手しやすい安価な放射線測定器で軟β線や、原発由来の^<137>Cのγ線を効率よく測ることが不可欠である。市販されている簡易測定器をβ線測定用に改造して用いる。また、写真フィルムなどを用いて放射線を簡便に検出する方法を改良し、中学校などでも実施できるように改良を加える。開発した教材をホームページで公開し、広く普及に努めて行く。
ドメイン名の多様化によるインターネットガバナンスの変容の評価分析

本年度は、ドメイン名のガバナンスを評価するための指標の検討、国別トップレベルドメイン名(ccTLD)のガバナンスの課題、そしてインターネットのガバナンスの新たな課題について調査・分析を行った。トップレベルドメイン名の特性に応じて求めるべきガバナンスのあり方を検討するため、レガシーgTLD、汎用の新gTLD(地理的名称gTLDを除く)および地理的名称gTLDごとに市場占有率の二乗和を用いて評価したところ、レガシーgTLD、汎用の新gTLD、地理的名称gTLDの順に独占的状況が高まることが確認された。国別トップレベルドメイン名のガバナンスの動向を.AUドメイン名(オーストラリア)を事例として分析した。その結果、国別トップレベルドメイン名のガバナンスが問題になった当初は想定していなかっただろう問題が顕在化していることが明らかになった。.AUドメイン名の管理運営主体である.au Domain Administration Ltd.(auDA)においては、一般会員と理事会との間で意思決定をめぐる内紛が生じ、連邦通信法に基づき政府が介入する結果となった。これは、ccTLDのガバナンスの担い手に想定されていた主体が入れ替わったことが主として関わっているものと考えられる。また、グローバルのレベルでは、各国・地域における国別・地域別インターネット・ガバナンス・フォーラム(NRI)の出現や、IoT環境下での新たな資源識別子の出現が新たなインターネットガバナンスの課題として生起していることも明らかになった。これらのことから、インターネットガバナンスのあり方が、その対象とするイシューの変化、そのイシューの担い手の両面から変容を遂げつつあることが明らかになった。これまで公共財として運営されてきたドメイン名の管理運営のあり方が、2009年以降の国際化ccTLDの導入や2013年以降のgTLDの新設以降どのような変容を遂げつつあるのかを明らかにするため、今年度は、新gTLDプログラムの開始以降のドメイン名利用において、登録料と新gTLDの区分が、利用の度合い、すなわち登録数にどのような影響を及ぼすものであるかを分析した。今年度は418の新gTLDの利用状況を分析した結果、ドメイン名登録数への登録料の影響が、一般の新gTLDおよび地理的名称gTLDの間、一般の新gTLDおよび国際化gTLDの間でそれぞれ異なることが明らかになった。この違いは、地理的名称gTLDおよび国際化gTLDは一般の新gTLDに比べいずれも高い不可欠性を有し、ドメイン名利用者がもつ異なるニーズを反映するものであると解せるものであることを示した。このことから、ICANNのドメイン名政策の評価においては、トップレベルドメイン名空間の拡張は現実の利用者のニーズを適切に反映するものと考えられることが明らかになった。また、ICANNによる自己レビューの一環として行われているドメイン名の経済性とセキュリティに関する調査研究において、どのような項目が評価軸として設定されているかを調べ、次年度以降の本研究における評価軸の検討を行った。さらに、インターネット政策に関する国際会議に参加し研究報告を行い、国内外のドメイン名政策にかかる研究者と意見交換しただけでなく、今後の研究上の協力を約すことができた。今年度の研究成果は、学術論文1件、国内学会発表1件、国際シンポジウム発表1件として公表された。当初計画では、今年度は定性的な観点から新gTLDの管理運営方針に関する分析と評価を行う予定であったが、ICANNによる新gTLDプログラムの進捗が順調に進んでいたこと、また定性的な観点からの分析と評価を行う前に、定量的なドメイン名の管理運営の実態を把握し、定性分析における評価軸の検討を行うことが研究遂行上より適切であると判断されたことから、調査項目を一部入れ替えて、ドメイン名の利用促進要因についての定量研究を先行して実施した。調査項目を一部入れ替えたものの、先行して実施することになった定量調査については、新gTLDを利用区分や対象利用者層によってグループ分けできることを明らかにし、先行して実施したことによるデータおよび分析結果の不十分さは見られず、今後の研究を進める上で十分な成果が得られた。当初計画で2年目に実施する予定であった新gTLDの特徴分析に関する定量モデルの検討を1年目に実施したことから、本年度は当初計画で1年目に実施することとした国内新gTLDの管理運営の方針の分析を中心に研究を進めた。本年度は、国内の地理的名称ドメイン名の運営事業者とその関係者、および関連地域当局へのヒアリングを行った。地理的名称ドメイン名に対する地域当局の関与は、これまで当該ドメイン名のICANNへの申請時のみに考慮されており、その後の管理運営主体の変更や交代について十分な想定がされていないことが明らかになった。また、ccTLDの管理運営の一つの理想型であったオーストラリアのauDAを中心としたガバナンスの体制が、内部的な問題から維持し難くなっていることも明らかになった。さらに、国際的なインターネットガバナンスにかかわる活動について、従来積極的な取り組みが行われて来なかった国別・地域別の活動が、国連IGF事務局を中心に組織化される方向であることが注目される。このことは、国別トップレベルドメインの管理運営が、インターネットの発展初期には、その独立性が国家主権になぞらえながらも、国・地域当局とは無関係に進められたものの、インターネットの社会的重要性が認知されるに伴って次第に国・地域当局の関与が深まっていった経緯を踏まえると、長期的なインターネットの国家管理のあり方を考える上で示唆的であり、本研究課題の成果であるとともに、本研究課題の先に設定すべき新たな研究課題であると言える。初年度と第2年度の研究内容を入れ替えたものの、いずれも所期の目的を概ね達成しており、研究課題の全体としては順調に進捗している。

ただし、第2年度に、Internet Systems Consortium(ISC)公表のDomain Name Survery 2018年2月版と本研究課題で収集したデータとの対照分析を行う予定であったが、この対照分析についてはISCによる同データの公開が遅れていることから第3年度に繰り越しとなった。本年度は、ドメイン名のガバナンスを評価するための指標の検討、国別トップレベルドメイン名(ccTLD)のガバナンスの課題、そしてインターネットのガバナンスの新たな課題について調査・分析を行った。トップレベルドメイン名の特性に応じて求めるべきガバナンスのあり方を検討するため、レガシーgTLD、汎用の新gTLD(地理的名称gTLDを除く)および地理的名称gTLDごとに市場占有率の二乗和を用いて評価したところ、レガシーgTLD、汎用の新gTLD、地理的名称gTLDの順に独占的状況が高まることが確認された。国別トップレベルドメイン名のガバナンスの動向を.AUドメイン名(オーストラリア)を事例として分析した。その結果、国別トップレベルドメイン名のガバナンスが問題になった当初は想定していなかっただろう問題が顕在化していることが明らかになった。.AUドメイン名の管理運営主体である.au Domain Administration Ltd.(auDA)においては、一般会員と理事会との間で意思決定をめぐる内紛が生じ、連邦通信法に基づき政府が介入する結果となった。これは、ccTLDのガバナンスの担い手に想定されていた主体が入れ替わったことが主として関わっているものと考えられる。また、グローバルのレベルでは、各国・地域における国別・地域別インターネット・ガバナンス・フォーラム(NRI)の出現や、IoT環境下での新たな資源識別子の出現が新たなインターネットガバナンスの課題として生起していることも明らかになった。これらのことから、インターネットガバナンスのあり方が、その対象とするイシューの変化、そのイシューの担い手の両面から変容を遂げつつあることが明らかになった。平成29年度については、以下の2点について研究を進める。(1)新gTLDの管理運営方針の分析と評価:新gTLDをドメイン名の利用区分ごとに分け、運営主体の特徴、ドメイン名登録において利用者に対して求められる登録要件、ドメイン名登録から得られる利益の処分のあり方などについて重点的に研究を進める。(2)ドメイン名のガバナンス構造の変化の分析:新gTLDの管理運営方針の分析結果と、本研究課題実施者がこれまでに明らかにしてきたドメイン名管理方針の特徴を比較し、新gTLDとレガシーTLD(従来のgTLDおよびccTLD)との管理方針の違いを明らかにする。第3年度は本研究課題の最終年度であり、当初2か年度で得られた知見を統合して、インターネットガバナンスの変容について全体的なまとめを行うとともに、国内地理的TLDの管理運営のあり方の検討を行う。
ナノ磁性フォトニック結晶を用いた高出力マイクロチップレーザ用Qスイッチの開発

磁性ガーネット膜を誘電体ミラーで挟んだ構造をもつ,ナノ磁性フォトニック結晶は,可視光領域で,高い透過率と大きな磁気光学効果をもつ.さらに,先の研究より,質量を持たないスピンを制御し,偏光角を制御することが可能なことから,数十ナノ秒の高速光スイッチが実験的に示された.これら,ナノ磁性フォトニック結晶の特徴は,手のひらサイズのマイクロチップQスイッチレーザ内で重要な役割を果たすQスイッチとして利点が多いと考え応用研究を行っている.昨年度までの理論的,及び実験的な研究で高い性能をもつことが明らかになった誘電体ミラー内に2つの欠陥層をもつ光学媒体(デュアルキャビティー構造)の形成を行った.昨年度,デュアルキャビティ構造の形成を,直接接着法を用いて行うことを検討したが,目的の値にまで達しなかった.本年度は,形成方法の改善を試みた.まず,具体的な特性劣化の原因を突き止めた.1)膜表面の粗さ,2)膜厚分布,3)膜の歪み,が原因と分かった.磁性ガーネット膜の結晶化に必要な熱処理温度を700度程度まで抑えることで,膜表面の粗さを改善した.膜厚分布は,成膜時の基板とターゲット間隔を広げることで解決した.膜の歪みは,基板の成膜面とは逆側に歪みを相殺する層を形成することで解決した.これらの解決法を用いてデュアルキャビティ膜を直接接着法によって形成した.この結果,全てスパッタ法で形成した試料と比べて,透過率は約3倍,磁気光学効果の大きさは約4倍まで増大することに成功した.マトリクスアプローチ法を用いた,試料の光学解析を行ったところ,試料に垂直入射した光は殆ど均等に2つの欠陥層に強く局在し,建設的な位相干渉を生じさせた結果,磁気光学効果が増大したことが分かった.一方,このナノ磁性フォトニック結晶を含んだ,Qスイッチレーザ光学系を構築した結果,磁気光学効果の大きさに応じた,レーザ発振の制御が確認できた.これらの結果から,ナノ磁性フォトニック結晶を用いて小型化された磁気光学効果駆動型のマイクロチップQスイッチレーザの開発が強く期待される.磁性フォトニック結晶をデュアルキャビティ化することで,大きな特性改善を行った点と,磁性フォトニック結晶とマイクロチップレーザを組み合わせたスイッチング動作の確認に至った点から,概ね順調に進展していると言える.実用に向けて,熱による耐力評価等の残された問題の解決が必要と考えられる.磁性フォトニック結晶のデュアルキャビティによる特性向上とマイクロチップレーザとの合体化により,Qスイッチの開発に一定の進展があったが,目指している実用的な手のひらサイズのマイクロチップQスイッチレーザの開発のためには残された問題がある.具体的には,デバイス全体の設計,耐力評価,出力の向上等が挙げられる.対応策は,光学系と駆動回路の小型化,放熱機構を勘案した高耐力性の磁性フォトニック結晶Qスイッチの開発,及び,Qスイッチ速度の高速化を行うことによりパルス尖頭値を増大することでQスイッチレーザの出力の向上が考えられる.ナノ磁性フォトニック結晶をレーザー共振器のQスイッチへと応用する目的で、1:Qスイッチに最適なナノ磁性フォトニック結晶の構造探査、2:共振器レーザー光学系の組み立て及び磁気光学効果によるオプティカルスイッチング動作の確認を行った。1、本研究は、大きな出力光が得られ安価な材料が多い近赤外光を用いる。この波長域において磁気光学材料は吸収が無いことから、スイッチング材料として有望なのであるが、磁気光学効果は極めて小さい。そこで、吸収をゼロとしたまま磁気光学効果の増大が可能なナノ磁性フォトニック結晶を用いた。今まで1つであったナノ磁性フォトニック結晶のキャビティーを2つとし、モードカップリングされた構造(デュアルキャビティー構造)を、マトリクスアプローチ法を用いて探査した結果、高い透光性を有したまま大きな磁気光学効果が得られるという知見が得られた。本計算結果に基づき、まずは原理実証用の単純な構造の試料を設計し、デュアルキャビティー構造の作製を行った。作製した試料の磁気光学及び光学特性の評価結果を解析したところ、ナノ磁性フォトニック結晶に必要な定量的な膜厚制御精度を明らかにできた。また、熱処理による2つのキャビティー間での不均衡が磁気光学効果の低下に大きく関係することが分かった。2、レーザー共振器のQスイッチ動作を確認する目的で、レーザー共振器光学系の構築を行った。Nd:GdVO4結晶を波長808nmのポンプ光で励起し波長1064nm発振させレーザー共振器としての動作を確認した。また、バルクのBi:YIG結晶を用意し電磁石によって磁化を制御することで、1:8000という非常に大きなスイッチングレートを得ることができた。ON時の透過率は非常に高く、スイッチング素子として他の効果を利用した素子と同等の機能を有することを明らかにした。磁性ガーネットを誘電体ミラーで挟んだ構造をもつ、ナノ磁性フォトニック結晶は、可視光領域で、高い透過率と大きな磁気光学効果をもつ。さらに、先の研究より、質量を持たないスピンを制御することで、偏光角を制御することが可能なため、数十ナノ秒の高速光スイッチが可能なことが実験的に明らかになってきている。これら、ナノ磁性フォトニック結晶の特徴は、手のひらサイズのマイクロチップレーザ内で重要な役割を果たすQスイッチとして利点が多いと考え応用研究を行っている。昨年度の研究で明らかになった誘電体ミラー内に2つの欠陥層をもつ構造(デュアルキャビティー構造)の作製プロセスの開発を試みた。

磁性ガーネットは、成膜後に高い温度での結晶化熱処理が必要になるため、下部誘電体ミラーの膜構造を劣化させ、表面粗さを増大させる。デュアルキャビティ構造は、磁性ガーネットが2層あるため、熱処理も2回となり、膜構造劣化と表面粗さも増える。そこで、欠陥層が1つのシングルキャビティー構造を2つ作製し、2つを接着するプロセスを考えた。光の波長オーダーでの接着が必要になることから、原子レベルでの接着が可能な直接接着法の利用を採用した。スパッタ法により作製したシングルキャビティー構造の表面をイオンビームにより僅かに削り、純水洗浄を施すことで親水基を抜き出しにした状態を作り出し、デュアルキャビティ構造の作製を行った。作製された試料の特性値は、目的を達するまでに至っていないが、2つの欠陥層間でのカップリングを示すフォトニックバンドギャップ中の透過率のピークを示した。接着面の拡大と、接着強度の増大によって、改善の余地があると考えている。本内容は、磁気光学の分野で新規な知見であることから、学術雑誌及び、学会で報告した。磁性ガーネット膜を誘電体ミラーで挟んだ構造をもつ,ナノ磁性フォトニック結晶は,可視光領域で,高い透過率と大きな磁気光学効果をもつ.さらに,先の研究より,質量を持たないスピンを制御し,偏光角を制御することが可能なことから,数十ナノ秒の高速光スイッチが実験的に示された.これら,ナノ磁性フォトニック結晶の特徴は,手のひらサイズのマイクロチップQスイッチレーザ内で重要な役割を果たすQスイッチとして利点が多いと考え応用研究を行っている.昨年度までの理論的,及び実験的な研究で高い性能をもつことが明らかになった誘電体ミラー内に2つの欠陥層をもつ光学媒体(デュアルキャビティー構造)の形成を行った.昨年度,デュアルキャビティ構造の形成を,直接接着法を用いて行うことを検討したが,目的の値にまで達しなかった.本年度は,形成方法の改善を試みた.まず,具体的な特性劣化の原因を突き止めた.1)膜表面の粗さ,2)膜厚分布,3)膜の歪み,が原因と分かった.磁性ガーネット膜の結晶化に必要な熱処理温度を700度程度まで抑えることで,膜表面の粗さを改善した.膜厚分布は,成膜時の基板とターゲット間隔を広げることで解決した.膜の歪みは,基板の成膜面とは逆側に歪みを相殺する層を形成することで解決した.これらの解決法を用いてデュアルキャビティ膜を直接接着法によって形成した.この結果,全てスパッタ法で形成した試料と比べて,透過率は約3倍,磁気光学効果の大きさは約4倍まで増大することに成功した.マトリクスアプローチ法を用いた,試料の光学解析を行ったところ,試料に垂直入射した光は殆ど均等に2つの欠陥層に強く局在し,建設的な位相干渉を生じさせた結果,磁気光学効果が増大したことが分かった.一方,このナノ磁性フォトニック結晶を含んだ,Qスイッチレーザ光学系を構築した結果,磁気光学効果の大きさに応じた,レーザ発振の制御が確認できた.これらの結果から,ナノ磁性フォトニック結晶を用いて小型化された磁気光学効果駆動型のマイクロチップQスイッチレーザの開発が強く期待される.
植物病原糸状菌の宿主特異的毒素生合成の分子機構

Alternaria属糸状菌には、病原性の決定因子として宿主特異的毒素を生産する7種の重要植物病原菌が存在する。本研究では、これら病原菌のうちナシ黒斑病菌(the Japanese pear pathotype of A. alternata、宿主特異的AK毒素生産菌)を用いて、その病原性(毒素生産性)遺伝子の検索を中心に、以下の研究を行った。1.毒素生産時に特異的発現されるmRNAのサブトラクション法による検索黒斑病菌は、静置培養時には毒素を生産するが、振とう培養時には全く生産しないことを先に確認している。そこで、静置と振とうの両条件下で培養した菌体からmRNAを抽出し、両者に共通して存在するmRNAをサブトラクション法によって除去し、毒素生産時特異的なmRNAを濃縮した。得られたmRNA画分のcDNAライブラリーを作製し、静置培養菌体と振とう培養菌体から抽出したmRNA由来のcDNAをプローブとしてディファレンシャルスクリーニングを行った。静置培養菌体由来のcDNAとのみハイブリダイズする15クローンを選抜し、それらのうち少なくとも3クローンが静置培養時にのみ発現するmRNAのcDNAであることをノーザンハイブリダイゼーションによって確認した。2.遺伝子タギングによる病原性欠損変異株の分離REMI(restriction enzyme-mediated integration)法を用いた遺伝子タギングにより、AK毒素欠損変異株の分離を試みた。REMI法を用いて黒斑病菌を形質転換したところ、形質転換頻度が約10倍向上し、その有効性が示された。約1000株のREMI形質転換体から、AK毒素生産性を失活した3株の病原性欠損変異株を選抜した。さらに、これら変異株の染色体DNA-におけるベクターDNAの存在様式を解析し、ベクターDNAと隣接する染色体DNAを同定・回収した。
ICタグ活用によるADHD児の集団生活における安全管理の可能性に関する研究

軽度発達障害、なかでも行動に障害を有するADHDをもつ子どもの集団生活における安全管理あるいは見守りという点でのICタグの有用性を検討するために、本研究では、疾患の有無を問わず一般の保育園に通う子どもを対象としてICタグシステム(RFID)を用いた実験を行った。実験の結果、保育士の背後にいる子どもが離れた際に保育士がその情報をすぐにキャッチできるという点で本システムは有用であった。ICタグシステムに対する保育士のニーズとしては、遠足のようにさらに大きい集団を引率する必要がある場合に、子どもの活動範囲も拡大するため有効であろうとのことであった。ただし、本実験のように研究者が同行しない状況下で使用するためには、アンテナを簡易に保持できることが求められる。ADHDを幼児期から鑑別することは難しい例が非常に多い。本研究の対象者にはADHD児は含まれておらず、多動性のみられる子どももいなかったため、ADHD児にとってのRFIDシステムの有用性についての確認はできなかったが、アラーム信号の頻度から多動性を推測し、経時的に子どもの行動をフォローアップすることは可能であると考える。ADHD(注意欠陥多動性障害)は近年、医療関係者や教育者の間ではその認識が深まりつつあるが、専門知識を持たない一般の保護者等への浸透は依然浅く、ADHD児の行動は躾や気質の問題として保護者が非難されることが多い。また、人間関係形成において困難を呈することも少なくないなど、育児・教育・社会生活等さまざまな場面での支援が必要である。ADHDが特別支援教育の対象となり通常学級で学校生活を送る体制が整備されてきているが、教育機関の中でも特に幼稚園においては全体として整備体制が遅れていると報告されており、軽度発達障害児への教育環境の充実が求められる。そこで、教師や保護者に替わり補助的な見守りの役割を担えるRFIDシステムの利用に注目した。初等教育現場における支援の一環として、ADHD児の安全管理に関する保護者のニーズを明らかにし、ADHD児の行動特性から安全管理の一手段としてICタグが担える役割の可能性について追求することを目的として本研究を行っている。本研究ではまず、疾患の有無を問わず一般の初等教育現場を対象としてRFIDシステムを用いた実験を行った。園外での散歩時にアクティブICタグを園児に装着し、アンテナを持つ保育士から半径約10m以上離れるとそのことがコンピューターのモニターで確認できるが、現段階では園児が保育士から離れた際に危険な行動をとろうとしていたデータがまだ得られておらず、RFIDシステムが園児の安全管理に有用であるという結果はまだ得られていない。今後、園児の集団の大きさやデータを収集する環壌を変更するなど、実験手法を変更して実験を継続していく予定である。本研究では、疾患の有無を問わず一般の保育園に通う子どもを対象としてRFIDシステムを用いた実験を行った。園外での散歩時にアクティブICタグを園児に装着し、子どもを引率する保育士がアンテナを保持した。アンテナを持つ保育士から半径約10m以上離れるとアラームが鳴り、そのことがコンピューターのモニターで確認できる。10人の子どもの集団に対して5回実験を行った結果、保育士の背後にいる子どもが離れた際に保育士がその情報をすぐにキャッチできるという点で本システムは有用であった。しかし、1集団あたりの子どもの人数が10人と少ないため保育士の目が比較的行き届きやすく、子どもが危険行動に及ぶことがなかった。また、離れた子どもをコンピューターの画面で確認する煩わしさも見受けられた。保育士のニーズとしては、遠足のようにさらに大きい集団を引率する必要がある場合に、子どもの活動範囲も拡大するため有効であろうとのことであった。本研究の対象者にもADHD児は含まれていなかったため、ADHD児にとってのRFIDシステムの有用性についての確認はできなかったが、アラーム信号の頻度から多動性を推測し、経時的に子どもの行動をフォローアップすることは可能であると考える。
DNA結合能を有するキネシン様蛋白質Kidの染色体分配における機能

近年、キネシン様分子が、細胞核分裂過程に深く関わっていることが示されている。我々はDNA結合能を有するキネシン様蛋白質Kidを同定した。Kidは染色体分配に関与する可能性があり、又、細胞分裂(M期)の制御機構にはリン酸化が重要であることから、本年度はKidの生理機能を更に詳しく解析するために、Kid機能のリン酸化による制御を検討した。Kid蛋白質を、M期の細胞抽出液から免疫沈降し、リン酸化反応を行った。その結果から、Kid蛋白質は、M期でリン酸化酵素と複合体を形成し、リン酸化されることが確認された。Kid蛋白質は、M期で重要な役割を担っているcdc2ファミリー蛋白質により、リン酸化されうる配列を有しており、cdc2/サイクリンBによりリン酸化される可能性が示唆される。そこで、大腸菌にて作製、精製したKid-GST融合蛋白質と、ヒトデから精製したcdc2/サイクリンBを用いin vitroでリン酸化反応を行ったところ、Kidのリン酸化がみられた。又、KidはG2期からM期において機能するPLKキナーゼと会合することが外国のグループにより指摘されている。そこで、M期の細胞溶解液から、PLKキナーゼを免疫沈降し、リン酸化反応を行ったところ、KidはPLK複合体中に存在し、リン酸化されることが分かった。以上のことから、KidはM期においてcdc2/サイクリンB、及び、PLKによってリン酸化されることが明かとなった。リン酸化によりKidの機能がどのように制御されるのか、現在解析中である。
東南アジア諸国の食塩摂取量およびコールドチェーンが国民健康改善に及ぼす影響の評価

日本型コールドチェーン流通が東南アジア諸国で普及した場合に、コールドチェーンの導入が食生活の減塩効果や高血圧に代表される生活習慣病の予防といった健康改善効果をどの程度もたらす可能性があるのかを、人類生態学的手法により得られたデータに基づき定量的に評価する。具体的には、インドネシアで調査対象者の食塩摂取量を尿測定および食事調査を通して明らかにする。また、コールドチェーンの普及が消費パターンの変化に及ぼす影響を類型化した上で、食事調査を通して得られた個人の食塩摂取量および医療機関へのアクセスから健康の水準への定量的な効果推計をもとに、コールドチェーンの導入による生活習慣病の予防効果を評価する。
真空紫外フェムト秒光源によるアルカリハライド結晶における内殻励起の緩和過程の研究

今年度は、CsCl結晶の内殻励起に伴う発光(オージェフリー発光)のフェムト秒領域における時間依存性を、発光の二つのピーク波長でSNよく測定した。その結果、高エネルギー側の発光は時間分解能以内で立ち上がるのに対し、低エネルギー側の発光は200fs立ち上がり時間を要することを見いだした。アルカリハライド結晶では電子格子相互作用が強いので、内殻正孔とフォノンとの相互作用により格子ひずみを起こすと考えられる(自己束縛状態)。同時に価電子帯電子も格子ひずみをともない安定した状態へ緩和する。この時、内殻正孔は、価電子帯電子および格子ひずみを伴った価電子帯電子と輻射再結合することにより消滅する。それが、オージェフリー発光の二つの発光帯に相当する。この様な立場に立つと、低エネルギー側の発光は格子ひずみが起こるまで発光が現れないことになり、発光が現れるのに要する時間は格子ひずみが起こる、つまり、格子振動の周期程度の時間を要することになる。その時間は、200fs秒程度と考えられ、実験結果と良い一致をみた。一方、高エネルギー側の発光は、内殻、価電子帯共にひずむため、内殻正孔生成直後から現れると考えられる。本結果は、内殻励起状態の緩和過程を初めてフェムト秒の時間分解能で観測したものであり、内殻励起においては、内殻正孔のみならず、終状態の価電子帯電子の格子歪みを考慮しなけらばならないことが明らかになった。本研究の目標は、フェムト秒レーザーの高次高調波でアルカリハライド結晶の内殻を励起し、内殻励起の緩和ダイナミクスを実時間で観測し解明することである。今年度は、まず、繰り返し1kHzピーク強度0.6TWのフェムト秒レーザーを用いて高次高調波を発生して内殻からの発光を観測し、アルカリハライド結晶の内殻を励起できることを確認した。この結果、これまで繰り返し10Hzであった高調波の強度を1秒あたり約100倍にすることができた。これらの成果を平成11年8月に大阪で開かれた発光国際会議で口頭発表した。ついで、今年度の計画である、高次高調波を励起源とするカーシャッターを用いたフェムト秒時間分解発光分光装置の製作を行った。まず、性能評価のため色素のクマリン480を用いて実際に測定を行い、実際に発光の時間波形が測定できることを確認した。ついで、発光寿命が長いCsCl、BaF_2で時間分解波形を得ることを試みたが、残念ながら成功しなかった。その原因として光学系にレンズを用いたことが挙げられる。内殻からの発光は紫外領域にあるため目視で光学系を調整することは不可能である。そのため色素からの発光を用いて調整しているが、レンズを用いているため色収差が大きくでてしまい、光の損失が多くなっているためと考えている。そのため、反射光学系に変えて実験を行うことを計画している。また、カーゲート法では予想以上に偏光子での光の損失が大きいため、差周波発生法による発光の時間分解法を検討し実験を始めている。
魚類の受精をめぐる競争と隠れた雌の選択：雄と雌の間で何が起きているのか？

本研究は,ヘビギンポ科魚類ヘビギンポにおけるスニーキング戦術の成功に影響を与える要因を調べたものである.推定される要因として,スニーカーの意思決定,ライバル雄の影響,雌の影響を考えた.スニーカーの意思決定,そしてそれに影響するなわばり雄の行動がスニーカーの成功に離京することが示された.一方で,配偶前の段階では雌の影響は少ないことも示唆された.一方配偶後の性淘汰においては,なわばり雄とスニーカーの精子形質にほとんど差はなかった.唯一,遊泳の直進性に違いがあり,スニーカーの精子はよりまっすぐに泳ぐことが分かった.しかしこのような運動性は,ライバル雄の存在によって変化することはなかった.本研究は,産卵行動の観察が容易なヘビギンポ科魚類を用いて,1.受精動態と隠れた雌の選択を考慮した`配偶後の性淘汰'の実態の解明2.子形質の適応進化の解明を通じて配偶後の性淘汰に関連した適応進化を実証を目的とし,これらの成果によって体外受精生物における配偶後の性淘汰の理解を前進させることにある.本年度は,上記目的のために宇和海の浅海域でヘビギンポの野外調査を実施した.今年度は主に1に関して調査を実施した.精子の耐水流機構を調べるために,野外において産卵床から一定間隔で精子を採集した.また,上記とは別に,雌の産卵行動の詳細を知るため,約40巣において雌にフォーカスしたビデオを設置し,産卵行動を録画した.また,スニーキング行動の詳細を知るために,上記とは別のビデオ14台を用いて,繁殖行動を録画した.これらの採集されたデータは現在解析中である.ビデオ解析から,雌の産卵行動となわばり雄の産卵行動が同期していないこと,スニーカーはスニーキング前の様々な局面で様々な意思決定を行っていることなどが示された.その結果は調査終了後に速やかに解析され,論文としてパブリッシュされた.現在は,より詳細なビデオ解析と,採集した精子サンプルの解析を行っている.予定していた調査は実施できた.当初の予定よりは得られた標本数が少ないという点ではやや遅れているが,新たな仮説が提示できたという点で,予定以上の成果は得られている.総合的に見て,おおむね順調である言える.本研究は,産卵行動の観察が容易なヘビギンポ科魚類を用いて,1.受精動態と隠れた雌の選択を考慮した'配偶後の性淘汰'の実態を解明すること2.精子形質の適応進化の解明を通じて配偶後の性淘汰に関連した適応進化を実証することを目的とし,これらの成果によって体外受精生物における配偶後性淘汰の理解を前進させることにある.本年度は,宇和海の浅海域でヘビギンポのスニーカー雄の産卵に関連した行動の詳細な野外調査,様々な条件(雌のキューの有無,ライバル雄のキューの有無)における精子形質の測定,野外での卵の採集を実施した.野外調査は高速度ビデオカメラを用いて行われた.ビデオ解析はほとんど終了し,雌とは独立のスニーカーの動きが明らかになった.また,捕食者の存在と他種の存在がスニーカーの成功に強く影響することも示唆された.これらは,本テーマとは離れてしまうが,産卵行動の理解には欠かせないものとして,来年度以降の研究に反映させていく必要があるだろう.前年度以上に,スニーキング行動の理解が進んだ.現在,その成果の公表に向けて論文を執筆中である.予定していた調査はおおむね実施できた.但し,雌の産卵行動の観察が思うように進んではいない.やはり卵が見えないということが大きなネックになっている.水槽実験で実施する方がよいと判断し,飼育環境下での観察も開始したが産卵に至ってはおらず,この点は改良の余地がある.しかし,スニーキング行動の解析によって,これまで考えられてきた以上にスニーカーには細かな意思決定が存在することが明らかになりつつあり,この点は計画以上の成果といえる.総合的に見て順調であると判断した.本研究は,産卵行動の観察が容易なヘビギンポ科魚類ヘビギンポを用いて,1.受精動態と隠れた雌の選択を考慮した'配偶後の性淘汰'の実態を解明すること,2.精子形質の適応進化の解明を通じて配偶後の性淘汰に関連した適応進化を実証することを目的とし,これらの成果によって体外受精生物における配偶後性淘汰の理解を前進させることにある.研究計画の最終年度である本年は,宇和海の浅海域でヘビギンポのスニーカー雄の産卵に関連した行動の詳細な野外調査を実施した.雌の行動の理解を深めるため,雌の産卵行動を中心にデータを採った.これは初年度にも実施したが,産卵行動の一部しか観察できず,今回新たにデータを補足するために実施した.しかし,ビデオ上で透明卵の観察は困難であり,良いデータを採ることはかなわなかった.次に,精子の耐水流能が雄由来なのか雌由来なのかを調べるための実験を行った.これは精巣から直接採集した精子と精漿(遠心分離)及び卵胞液を組み合わせ,一定の水流に対し精子がどれだけ残るかを調べた実験である.また,昨年度に見出した捕食者の存在と他種の存在がスニーカーの成功に影響しうるという仮説を検証するため,捕食者の提示実験も実施した.

最後に,異なる戦術の精漿が精子の運動能力に影響するかどうかを検証するため,卵+なわばり雄の精子+スニーカーの精漿,卵+なわばり雄の精漿+スニーカーの精子,各操作の精漿なしで精子の運動性を計測した.現在解析中であるが,精漿が何らかの影響を与えているならば,精漿の有無が運動性に違いを与えているという成果が期待される.本研究は,ヘビギンポ科魚類ヘビギンポにおけるスニーキング戦術の成功に影響を与える要因を調べたものである.推定される要因として,スニーカーの意思決定,ライバル雄の影響,雌の影響を考えた.スニーカーの意思決定,そしてそれに影響するなわばり雄の行動がスニーカーの成功に離京することが示された.一方で,配偶前の段階では雌の影響は少ないことも示唆された.一方配偶後の性淘汰においては,なわばり雄とスニーカーの精子形質にほとんど差はなかった.唯一,遊泳の直進性に違いがあり,スニーカーの精子はよりまっすぐに泳ぐことが分かった.しかしこのような運動性は,ライバル雄の存在によって変化することはなかった.精子の採集については来年度もさらにサンプルを増やす必要があるし,雌の産卵行動についても,巣間で変異が激しいために更なるデータの採集が必要である.今回の調査で,本研究の申請時では思いつかなかった新たな仮説が得られたので,その検証のための野外・水槽実験を実施したい.また,精子形質の適応進化の研究についても実施していく.引き続き,計画通り進める.具体的には前年度に採取したビデオデータの解析を続け,調査としては雌の行動の解析と父子判定を実施する.但し,申請時には思いつかなかった結果も出てきており,野外調査においては,その点も考慮して観察する.行動生態学見積もっていたライト,ビデオ,予定外だった英文校閲,ダイビング機材のオーバーホールの金額と実際の金額の差によって発生したと思われる.本研究はカメラなどの民生電化製品に頼るところが大きい.これらは毎年のように機能的を充実させた製品が発売される.本研究では,新たに追加された機能を利用することで,より詳細なデータが得られることが容易に想像できたため,当初の計画よりも高額な商品を購入することにした.結果として,当初の予算より物品にかかる経費が増加した.差額はそれによって発生したものである.予定以上に行動データが取れ,予想以上に成果が出ているので,それらの成果を発表する機会(英文校閲や学会旅費)に充てたい.今執筆中の原稿の英文校閲や学会旅費などに使いたい.
水腎に伴う対側腎障害促進因子

水腎の対側健腎に対する長期的影響を、腎の発育が成熟過程にある生後3週前後の雄S-D ratを用いて実験的に検討した。また、この変化に対するアンギオテンシンII変換酵素阻害剤enalaprilの影響についても検討を行った。左水腎作成(水腎群)後4ヶ月目から健腎側に顕著な腎間質の線維化と硬化糸球体の増加が認められた。尿albumineは5ヶ月以降増加した。腎摘群では7ヶ月目に腎間質の線維化、硬化糸球体の増加、尿albuminの上昇が観察された。糸球体サイズをみると、腎摘群では高度の糸球体肥大が観察されたが、水腎群健腎では、糸球体肥大の程度は腎摘群より軽度であった。次にenalapril投与rat(enalapril 50mg/L飲水中に投与)で検討したところ、腎間質の線維化・糸球体硬化は水腎群・腎摘群で有意に抑制された。糸球体サイズは、腎摘群で有意に縮小したが、水腎群では逆にenalapril投与群の方が有意差はないものの無投与群に比べ大きかった。以上の結果、一側に水腎がある場合偏腎摘出群に比較し対側健腎の腎障害を促進する可能性が示唆された。この腎障害は、アンテギオテンシンII変換酵素阻害剤enalapril投与によって改善されることから、水腎による腎障害の進展にはレニン-アンギオテンシン系が関与していると考えられた。糸球体サイズについては、水腎群では腎摘群に比較し糸球体肥大の程度が小さいにも関わらず硬化の程度が高く、また、enalapril投与にて糸球体サイズが腎摘群とは逆に大きくなっており、この点に関してはさらに検討が必要と考えられた。
子どもの在宅ターミナルケア確立のためのプロトコール作成に関する検討

治癒が望めず、死期が近くなる段階になると、痛みをはじめとする身体症状のコントロールや全人的なケアを求めて、ホスピスに対する需要が高くなる。しかし厚生労働省によって認可された126ヵ所(2004年度)あるホスピスのうち、子どもを対象としたホスピスはなく、子どもに対するケアは試行錯誤の段階にある。死を迎えることとは、肉体的だけでなく、精神的、社会的にも死を迎えることである。ただ、子どもは発達段階により認知レベル、思考力、理解力などが様々なため、病態、治療内容、生活の変化などの説明や病名告知などに関してはケアを行うナースの高い技術が要求される。また、身体症状の把握や精神面へのケアを実践する際においても、子どもの認識や言語の発達段階の違いにより、子ども自身が意思を上手に表現できない場合も多い。そのため、病気の子どもを取り巻く家族は、子どもの精神面への安定剤として役割だけでなく、医療従事者と協同で子どものケアを行う役割を期待されることがあり、非常にストレスフルな状況に置かれている。そこで、本研究では、実際に病棟で行われているターミナルケアを把握した上で、子どもの在宅ターミナルケア実施に向けてのプロトコールの草案作りを目的としている。本年度は、前年度の研究により抽出した、子どもの在宅ターミナルケアのプロトコール草案の作成に必要なケア項目を整理し、インタビュー調査の項目を作成した。また、ターミナル期の子どもに対して看護経験のある、主に首都圏の看護スタッフに対して、インタビュー調査を行った。現在は、地域格差をなくすために、インタビュー調査を併用しながら、インタビュー内容の逐語録を作成し、小児看護の経験があるスーパーバイザーと共に検討し、項目の妥当性の確保を行っている段階である。医療技術の発展に伴い、ターミナル期のケアに焦点をあてた研究は数多く見られるが、多くは成人を対象としたものである。そこで本研究では、ターミナル期を過ごす子どもに対して、現在我が国において行われている病棟でのターミナルケアの実態を把握した上で、子どもの在宅ターミナルケア実施に向けてのプロトコール草案の作成を最終目的としている。今年度は、子どもに対して病棟で行われているターミナルケアの実態を把握した。そこから子どもの在宅ターミナルケアに向けたプロトコール草案の作成に必要なケア項目を抽出するために、小児科医を含めたスーパーバイザーと共に、文献や子どもを亡くされた両親の事例検討を通して、インタビュー調査のための項目作成を試みた。また、インタビュー調査を効果的に実施するにあたり、研究手法に関した研究者の面接技術のトレーニングを行った。看護スタッフを対象とした、インタビュー調査においては、ターミナル期の子どもに対してケア経験のある看護スタッフを対象として面接調査を行うために、対象とするスタッフの抽出を行い、インタビュー調査への準備を整えた段階にある。さらに、看護スタッフを対象とする質問紙の作成においては、文献検討、スーパーバイザー、小児がんの子どもに接した経験を持つ臨床心理士との話し合いにより、子どもの在宅ターミナルケアに向けて必要なケア項目の抽出を行った。来年度は、インタビュー調査を実施し、その結果から、子どもの在宅ターミナルに関するケア項目を抽出し、文献検討の結果との関連性に関する検討を行う。次に、質問紙を作成し、研究協力が得られた病院の小児病棟で勤務する看護スタッフを対象とした、質問紙調査を実施する予定である。
糖代謝ダイナミクスのin vivo非侵襲的臓器別計測-グルコースクランプ法及び安定同位体トレーサ法の応用-

1.経口糖負荷を加味した正常血糖クランプによる肝糖代謝の非侵襲的解析:経口ブドウ糖負荷を加味した正常血糖クランプ法が,標的臓器の糖処理をin vivo非侵襲的に弁別解析し得る手段として有用であることを実証した。本法の適用により,インスリン非依存型糖尿病(NIDDM)患者において,厳格な代謝管理や運動が標的臓器の糖代謝動態に及ぼす景響を新局面から追究することが可能となった。2.安定同位体標識glucoseの適用による糖代謝動態のin vivo非侵襲的計測:^<19>F-MRSが糖代謝動態の非侵襲的・経時的・臓器別計測法として有用であることを家兎における基礎的検討で確認し得た。更にTFA化^<13>C-glucoseのGCMSによる解析法を確立し,^<13>C-glucoseを用いるトレーサ法の妥当性をラットにおける生理学的な実験系で実証した。本手法は臨床応用が可能であるため,今後,未知の病態生理解明,既知の疾病状態の早期把握などにきわめて有益な情報をもたらすことが期待される。1.グルコ-スクランプ法による肝糖代謝のin vivo非侵襲的分別解析:私共の開発した人工膵B細胞を応用、糖尿病患者においてグルコ-スクランプ下で経口的にブドウ糖を負荷し、糖代謝動態を非侵襲的・臓器別にin vivo解析する手法を考案、各種interventionが肝糖代謝に及ぼす影響を検索した。その結果、1)インスリン非依存性糖尿病患者において、運動終了後に肝糖取り込みが顕著に増加し、運動中に消費された肝グルコ-ゲンが運動直後に活発に補填されること2)経口血糖降下剤二次無効インスリン非依存性糖尿病患者での毎食前速効型インスリン注射療法による3ー4週間の厳格な血糖管理が、肝糖取り込みを指標としたインスリン感受性を顕著にたかめること、を実証した。家兎において3ーFluorodeoxyglucose(3FDG)及び2ーFluorodeoxyglucose(2FDG)をトレ-サとして投与し、3FDG、2FDG及びその代謝産物の動態を1.5Tesl a MRS装置ににより経時的にin vivo計測することにより、経口ブドウ糖投与時ならびに運動負荷時における肝および筋でのブドウ糖取り込みのダイナミクスの追究に有用であることを確認した。1.経口糖負荷を加味した正常血糖クランプによる肝糖代謝の非侵襲的解析:本研究では、糖取り込み量を臓器別に非侵襲的に解析し得る手段として、経口ブドウ糖負荷を加味した正常血糖クランプを適用し、インスリン非依存型糖尿病(NIDDM)患者において、厳格な代謝管理が肝および末梢組織のインスリン抵抗性に及ぼす効果を検索せんとした。インスリン治療導入を目的として入院した経口血糖降下剤二次無効非肥満NIDDM患者9例を対象とし、強化インスリン療法により34週間の厳格な代謝管理を実践し、その前後で、本手法により肝および末梢組織のインスリン刺激糖利用を分別定量した。インスリン療法により血糖管理は顕著に改善し、末梢組織の糖取り込み率に有意な変動を与えることなく、経口投与ブドウ糖量に対する比率でみた肝糖取り込み率を有意に増加させることを、実証した。2.^<13>c標識glucoseを用いるin vivo糖代謝動態解析法の確立。(1)基礎実験:[1-^<13>C],[2-^<13>C],[1-^<13>C],および非標識D-glucoseをTMS化TFA化し、GCMS測定により出現する各フラグメントイオンピークの分析によりフラグメントイオンの構造解析および反応機構の解析を行い、さらに主なイオンについて同位体ピーク比の安定度を検討した。その結果、TFA化は出現するフラグメントの構造、ピーク強度の点からTMS化より優れた方法であり、糖代謝動態解析に有用な誘導体化法であることを確認した。(2)動物実験:ラットを用い、無麻酔・非拘束下で^<13>C-glucoseの持続注入下、正常血糖クランプを施行しglucose fluxを計測した。その結果、TFAによる誘導体化を用いる^<13>C-glucoseトレーサ法は、ラジオアイソトープトレーサ法に替わり得る優れた手法であることを確認し得た。
分子モータ・アクトミオシンのESRによる動的構造解析とその結晶化

我々は筋収縮のエネルギー変換を蛋白質の分子構造に立脚して理解するために、最小単位であるアクチンとミオシン頭部の単量体コンプレックスのX線散乱実験とモーター蛋白用にESR技術改良を行った。Gアクチンをマレイミドベンゼン酸エステル、ジアゾニウムテトラゾルで化学修飾した結果、全く重合しないがミオシンと結合するアクチンモノマーを調製し、ミオシン頭部S1との1:1複合体を形成させることに成功した。さらに可逆的に強く結合したアクチン-S1複合体のみの散乱強度曲線は遊離アクチン、S1の散乱を補正して得られ混合モル比に関係せず一致した。算出した慣性半径は50オングストローム、分子量150kDa、最大分子コード長は180オングストローム、アクチン-S1重心間距離70-80オングストロームとなった。今年度はこれらを指標にしてアクチン、S1の原子座標を用いて散乱強度曲線を最適化するドッキング原子モデルを計算機により探索したところ、S1先端近くにアクチンが結合することが確定した。小さいドメイン間内部運動を考慮することにより完全にフィットできた。ATPの場合は複合体の解離がおこってしまい解析不能であったが、ADPでは解離を最小限に抑えた条件で同様の実験することに成功した。その結果、分子量は殆ど変わらず慣性半径が約3-4オングストロームだけ小さくなった。モデル計算ではS1が長軸のまわりに90度以上回転した。この結果はS1の2つの結合部位のち一方は隣接アクチンだけでなくもう一方の結合部位とともに同じアクチンと相互作用できることを示唆する。現在これらのモデルがユニークかどうかマーカー蛋白(DNaseI,軽鎖)を結合させて実験中である。アクチン・ミオシン複合体モノマーの結晶化も精力的に押し進めているがまだ成功には至っていない。モーター蛋白用高感度SRE測定のためループギャップ共振器を試作中である。
覚醒剤の立体構造と薬理作用 覚醒剤の拮抗薬の探索

我々は覚醒剤の薬理作用の構造活性相関を研究してきたが、覚醒剤のフェニル基とアミノ基窒素の位置関係が近い形のコンフォメ-ションをとるとアミン放出作用を、遠い形のコンフォメ-ションをとると、セロトニン受容体へのアゴニスト作用を発現することを示してきた。今回、フェニル基とアミノ基窒素が近い形に固定された薬物の構造ー活性相関の研究の過程で、それ自体では覚醒剤のような作用は持たないが、覚醒剤のアミン放出作用を選択的に抑制する化合物(4ーフェニルテトラヒドロイソキノリン、4-PTIQ)を見出した。本研究においては、4-PTIQの作用機序をラットの脊髄反射系およびラット脊髄切片からのアミン放出系を用いて研究した。(1)メタンフェタミンは脊髄へ下行するノルアドレナリン神経の脊髄終末へ働き、ノルアドレナリンを放出させることにより、ラットの脊髄単シナプス反射を増強した。メタンフェタミンの単シナプス反射増強作用は4-PTIQにより抑制された。ノルアドレナリンの作用を遮断するα_1ーアンタゴニストのプラゾシンを比較したが、4-PTIQはノルアドレナリン遮断作用を有さなかった。(2)ラットの脊髄切片を作製し、内在性のノルアドレナリンの放出を高速液体クロマトグラフィ-により測定した。メタンフェタミンはノルアドレナリンの放出を増強し、この作用は単独作用のない4-PTIQにより抑制された。以上の結果は4-PTIQが覚醒剤の作用を直接的に遮断することを示し、覚醒剤の拮抗薬であることを示唆する。ノルアドレナリン、ドパミン、セロトニンの受容体の遮断薬はアミンを介する覚醒剤の作用を抑制するが、4-PTIQのような覚醒剤のアミン放出作用を直接に抑制する物質は他には知られていない。本薬物を用いることにより、覚醒剤のアミン放出作用機序の研究、覚醒剤の行動作用に関与するアミン系の同定に貢献できると考えられる。
代数問題に対する量子アルゴリズムの新展開とその応用

本研究の目的は、代数問題を解くための新しいアプローチを開発することである。研究期間内に得られた最も重要な成果として、行列乗算を計算する新しいアルゴリズムの構築が挙げられる。行列乗算の計算は数学及び理論計算機科学の中核問題であり、1969年に巧妙な行列積アルゴリズムが示されて以来、70年代と80年代にその研究が盛んに行われてきた。我々は、正方形行列の乗算及び長方形行列の乗算を従来のアルゴリズムより速く計算するアルゴリズムを構築し、20年来できなかった改良を行うことに成功した。25年度は以下の3つの柱でこの研究を推進し、成果をあげた。行列積に対する量子アルゴリズムの研究:今まで主に実数行列など環上の行列を扱ってきたのに対し、25年度はグラフの距離行列など一般の半環上の行列にも着目し、従来のアルゴリズムより高速な量子アルゴリズムをこの枠組みでも構築することに成功した。そして、この成果の応用にも着目し、全点対最短経路問題をはじめとする様々なグラフ問題に対して既存のアルゴリズムより速いアルゴリズムを構築することも可能にした。正方形行列積に対する古典アルゴリズム:24年度の長方形行列積の研究を通じて獲得した知見を活かし、正方形行列積の研究を推進した。正方形行列積を計算する問題は、数学や計算機科学において極めて重要な問題であり、広く研究されてきた。ここで、量子計算に触発された新しいアプローチを提案し、体上の正方形行列の積を従来の方法より高速に求める古典アルゴリズムの構築に成功した。量子対話型証明系の計算量の究明:量子プロトコルの中で代数的な要素を特に備えている量子対話型証明系というプロトコルに関する研究を推進した。この枠組みで、検証者が証明者と量子資源(量子もつれ状態)を共有することも可能としたモデル「一般化量子Arthur-Merlin証明」を定義し、そのモデルの様々な性質を明らかにすることに成功し、その量子プロトコルの計算能力の上限と下限を求めた。24年度は以下の3つの柱でこの研究を推進し、成果をあげた。(1)ブール行列の積を計算する量子アルゴリズムの構築:数学や計算機科学において極めて重要でありながら、行列積を求める問題の計算量が未だ明らかになっていない。24年度はスペシャルケースであるブール行列に着目し、この問題の計算量の究明を目指した。先行研究は基本的に質問計算量の枠組みでこの問題を扱っていたのに対し、時間計算量の枠組みでも従来のアルゴリズムより高速な量子アルゴリズムの構築に成功した。(2)長方形行列積に対する古典アルゴリズム:(1)の量子アルゴリズムの研究を通じて獲得した洞察を活かし、長方形行列積に対する新しい古典アルゴリズムを構築することに成功した。1997年のCoppersmithによるアルゴリズム以来、15ぶりの新しいアルゴリズムである。また、この成果の応用にも着目して、全点対最短経路問題をはじめとする様々なグラフ問題に対して従来のアルゴリズムより速いアルゴリズムを構築することも可能にした。(3)量子対話型証明系の計算量の究明:量子プロトコルの中で代数的な要素を特に備えている量子対話型証明系というプロトコルに関する研究を推進した。量子対話型証明系の計算量理論の中核になっているQMA=QMA_1問題(任意のプロトコルを片側誤りプトロコルに変換できるかという問題)に特に着目し、プロトコルのクラスを限定することによってこの問題の部分的解決に成功した。26年度は以下の2つの柱でこの研究を推進し、成果をあげた。(1)正方形行列積に対する古典アルゴリズムの開発:行列乗算の計算量を求める問題は、数学及び理論計算機科学の中核の問題である。1969年にStrassenによって巧妙な行列積アルゴリズムが示されて以来、研究が盛んに行われてきた。多くのアルゴリズムがCoppersmith-Winograd法(CW法)という手法に従って得られた。26年度は、テンソル解析と凸最適化に基づく新しいアプローチを提案し、そのCW法より一般的な手法を導くことに成功した。更にこの新しい解析手法を用いて、正方形行列乗算の計算量を改良し、世界最速の行列積計算アルゴリズムを得ることに成功した。(2)グラフ問題に対する量子アルゴリズムの開発:三角形発見問題をはじめとする基礎的なグラフ問題の複雑さの究明を目指した。26年度は質問計算量という枠組みに着目し、量子ウォークと組み合わせ的な手法を用いて、重みなしグラフ上の三角発見問題に対して従来のアルゴリズムより高速な量子アルゴリズムを開発することに成功し、量子計算の優位性を証明した。27年度はこれまで得られた成果に基づき、研究の対象を拡張した。特に以下の3つの柱で研究を推進した。(1)行列積の計算量の研究:行列乗算の計算量を求める問題は、数学及び理論計算機科学の中核の問題である。1969年にStrassenによって巧妙な行列積アルゴリズムが示された以来、研究が盛んに行われてきた。多くのアルゴリズムがCoppersmith-Winograd法(CW法)という手法に従って得られてきた。26年度は、テンソル解析と凸最適化に基づく新しいアプローチを提案し、そのCW法より一般的な手法を導いた。27年度は、量子計算の解析手法に触発され、行列積アルゴリズムの計算量の解析方法を開発し、CW法及びその一般的な手法の限界を明らかにすることに成功した。