hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膀胱癌細胞ミトコンドリア内における鉄利用メカニズムの解明とその臨床応用

1,膀胱癌細胞株T24,MGHU3にクエン酸第一鉄ナトリウム(SFC)を投与するとT24では、0.3mM以上で有意に細胞の増殖が促進され、MGHU3では0.6mMで細胞増殖が促進された。5-アミノレブリン酸(ALA)を処理したところ、T24、MGHU3において、1mM以上で有意に細胞の増殖が抑制された。2,フェリチン、トランスフェリンの発現をウエスタンブロットで検討した。0.5mMSFCで処理した検体ではフェリチン、トランスフェリンの発現が亢進し、1mMALAで処理した検体では、フェリチン、トランスフェリンの発現が低下していた。さらに、ミトコンドリアにおけるFe2+の発現は、0.5mMSFCで発現は亢進、5-ALAでは低下していた。3, T24でのみsiRNAによるフェロケラターゼの発現低下を確認でき、1mMALAで処理しても、細胞増殖の低下は認められなかった。T24細胞株において、ミトコンドリア内の呼吸機能を評価した。SFCで処理した検体ではミトコンドリアでの呼吸能が低下し、5-ALAで処理した検体では呼吸能が亢進していた。4, T24およびMGHU3において、SFCおよびALAによるアポトーシスや細胞死はコントロールと比較し変化は認められなかった。ALAで処理したT24およびMGHU3では、コントロールと比較してG1期の割合が増加していた。5,0.05% N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamineを用いた膀胱癌マウスにおいて、5-ALAを経口投与したマウスでは、腫瘍の増殖が抑えられていた。以上から、鉄の投与により細胞増殖が促進し、5-ALAの投与により鉄の利用が進み、細胞増殖が抑制される可能性が示唆された。さらにその機序としては当初考えていたアポトーシスではなく、G1 arrestによる可能性が示唆された。1.膀胱癌細胞株であるT24,MG-Hu3細胞株にクエン酸第一鉄ナトリウムを投与し、細胞増殖を評価した。T24細胞株では、0.3mM以上で優位に細胞の増殖が促進されており、MG-Hu3では促進は認められなかった。2.活性酸素をクエン酸第一鉄ナトリウム0.5mMで測定すると、T24では活性酸素の上昇は認められず、MG-Hu3では活性酸素の上昇が認められた。3.鉄利用において、ヘム合成経路における酵素のRNA発現をreal time PCRで評価した。(PEPT1,PEPT2,ALAF,HMBS,UROS,UROD,ABCG2,ABCG6,PPIX0,FECH,HO-1,BLVCR,ALAS1,COPX,FXN)HO-1の発現が鉄投与により、大きく変化していた。その他の酵素の発現の変化は小さかった。鉄投与により、T24でHO-1の発現は5倍に変化していたが、MG-Hu3では変化は小さかった。4.HO-1のinhibitor (ZnPPIX)による影響を検討した。T24では鉄とinhibitor投与により、T24の鉄投与のみ投与で見られた細胞増殖は認められなくなった。MG-Hu3ではinhibitorによる細胞増殖の減少は認められなかった。以上から、鉄投与により、癌細胞にHO-1が発現し、活性酸素の発生が抑制され、細胞増殖につながることが予測された。さらに、ヌードマウスに皮下腫瘍モデルを作成し、鉄投与の影響を検討した。細胞株はUMUC3を用いた。鉄投与により、皮下腫瘍は大きくなったが有意差は認めなかった(大きさ:鉄投与147mm2 (36-246)対コントロール197mm2(174-212),重さ:鉄投与0.62 g (0.04-1.48)対コントロール0.78g (0.47-1.07))鉄投与により、細胞増殖や腫瘍が増大することが示すことができた。その機序としては、ヘム合成経路におけるフェロケラターゼ(FECH)の関与を予測していたが、鉄投与による発現の変化は軽度であり、FECHによる鉄過剰状態での細胞増殖の機序は否定的であった。一方ヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)が大きく変化しており、鉄投与による細胞増殖の原因になる可能性を示すことができた。このため、HO-1を中心とした検討へのシフトチェンジが必要となったことが、進捗の遅れになったと考える。さらに、皮下腫瘍モデルでの検討においては、従来in vitroで用いていたT24細胞では皮下腫瘍モデルを作成することが困難であり、UMUC3での皮下腫瘍モデル作成となった。このため、in vitroとin vivoでの細胞株の違いがあり、今後さらに検討が必要となっている。1.膀胱癌細胞株であるT24,MGHU3細胞株にクエン酸第一鉄ナトリウム(SFC)を投与し、細胞増殖を評価した。T24細胞株では、0.3mM以上で有意に細胞の増殖が促進されており、MGHU3では有意ではないが細胞増殖が促進される傾向がみられた。2,膀胱癌細胞株であるT24,MGHU3細胞株に5-アミノレブリン酸(ALA)を投与し、細胞増殖を評価した。T24細胞株、MGHU3細胞株では、1mM以上で有意に細胞の増殖が抑制されていた。3,T24,MGHU3細胞株を0.5mMのSFC、1mMの5-ALAで処理し、それぞれのフェリチンの発現をウエスタンブロットで検討した。

SFCで処理した検体ではフェリチンの発現が亢進しており、5-ALAで処理した検体では、フェリチンの発現が低下していた。4, siRNAを用いフェロケラターゼの発現を、T24およびMGHU3細胞株において低下させた。T24細胞株ではSiRNAによる発現低下を確認できたがMGHU3細胞では発現低下しなかった。T24細胞株では5-ALA酸で処理した検体では、細胞増殖の低下は認められなかった。以上から、鉄の投与により細胞増殖が促進し、5-ALAの投与により鉄の利用が進み、細胞増殖が抑制される可能性が示唆された。5,0.05% N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamineを用いた膀胱癌マウスにおいて、6mMの5-ALAを経口投与したマウスでは、明らかに腫瘍の増殖が抑えられており、膀胱癌部においてフェリチンの発現が低下していた。0.25mMのクエン酸第一鉄ナトリウムを経口投与したマウスでは、腫瘍の増殖はコントロールと比較して、差を認めなかった。ミトコンドリア内鉄の増加、および酸化的リン酸化・解糖経の比率の変化を測定するための機器の準備に時間を要した。1,膀胱癌細胞株T24,MGHU3にクエン酸第一鉄ナトリウム(SFC)を投与するとT24では、0.3mM以上で有意に細胞の増殖が促進され、MGHU3では0.6mMで細胞増殖が促進された。5-アミノレブリン酸(ALA)を処理したところ、T24、MGHU3において、1mM以上で有意に細胞の増殖が抑制された。2,フェリチン、トランスフェリンの発現をウエスタンブロットで検討した。0.5mMSFCで処理した検体ではフェリチン、トランスフェリンの発現が亢進し、1mMALAで処理した検体では、フェリチン、トランスフェリンの発現が低下していた。さらに、ミトコンドリアにおけるFe2+の発現は、0.5mMSFCで発現は亢進、5-ALAでは低下していた。3, T24でのみsiRNAによるフェロケラターゼの発現低下を確認でき、1mMALAで処理しても、細胞増殖の低下は認められなかった。T24細胞株において、ミトコンドリア内の呼吸機能を評価した。SFCで処理した検体ではミトコンドリアでの呼吸能が低下し、5-ALAで処理した検体では呼吸能が亢進していた。4, T24およびMGHU3において、SFCおよびALAによるアポトーシスや細胞死はコントロールと比較し変化は認められなかった。ALAで処理したT24およびMGHU3では、コントロールと比較してG1期の割合が増加していた。5,0.05% N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamineを用いた膀胱癌マウスにおいて、5-ALAを経口投与したマウスでは、腫瘍の増殖が抑えられていた。さらにその機序としては当初考えていたアポトーシスではなく、G1 arrestによる可能性が示唆された。HO-1と細胞内のミトコンドリア活性の関係を検討する。鉄投与による、ミトコンドリア活性(チトクロームcオキシゲナーゼ)の変化につき、in vitroとin vivoで検討する。BBNを用いた膀胱癌同所性モデルで、鉄投与によるHO-1やミトコンドリア活性の変化を検討する。膀胱癌において鉄の利用が、癌増殖に重要であることが示せた。
ケイ素の特性を生かした高スピン分子の合成と物性

前年度、トリアルキルシリル基の電子受容性置換基としての特性を生かした新しい高スピンアニオン種を生成することを目的として、シリル置換ベンゼンをスピロ炭素で直交配置して連結した一群の化合物を合成し、そのアルカリ金属還元によって生成するアニオン種のスピン状態をESR分光法によって明らかにした。本年度は14族2価化学種のアニオンラジカルに研究を拡張し、最近合成に成功した安定ジアルキルシリレン1のDME中での、カリウム還元を行った。14族2価化学種は比較的低い準位にLUMOを持つため、1電子還元によりアニオンラジカルを生成する可能性がある。実際1のカリウム還元によって、容易にシリレンアニオンラジカルを生成した。1は低温で比較的安定であり、g値は2.0077とこれまで知られているトリアルキルシリルラジカルやトリス(トリアルキルシリル)シリルラジカルのg値よりかなり大きいことが分かった。シリレンのn-p遷移エネルギーが小さいことを反映していると思われる。また、シリレンアニオンラジカルの中心ケイ素の超微細結合定数a(Si^α)は他のシリルラジカルに比べて顕著に小さい。この値は純粋にケイ素3p軌道に不対電子が収容された場合にとる^<29>Si超微細結合定数の最小値だと考えることができる。これまでトリス(トリアルキルシリル)シリルラジカルは平面構造に近いと考えられてきたが、^<29>Si超微細結合定数はこれよりかなり大きく、完全には平面でないことが示唆される。
蛋白質フォールディング反応の単一分子測定

蛋白質の立体構造形成(フォールディング)反応は蛋白質の構造形成を担うだけでなく、病気など、生命機能と直結する重要な問題である。近年、蛋白質をはじめとする生体分子の構造や機能を、単一分子レベルでの操作や測定によって解析しようとする研究が盛んになっている。本研究では蛋白質のフォールディング反応を一分子観察し、その構造と機能を明らかにしようとした。このために、全反射蛍光顕微鏡を導入し、蛍光標識蛋白質の単一分子観察を行った。これと並行して、多次元異核種NMRをはじめとする物理化学的手法によって蛋白質のフォールディング反応を解析した。その結果、以下の成果を得た。1.基質蛋白質と分子シャペロンGroELの相互作用を、全反射蛍光顕微鏡を用いて、単一分子レベルで観察した。これによりGroELと基質蛋白質の相互作用をはじめて直接的に示した。2.ヒトβ2ミクログロブリンのメタノール資化酵母を用いた大量発現系を構築した。全反射蛍光顕微鏡を用いて、β2ミクログロブリンのアミロイド線維を観察した。3.システイン残基を化学修飾したβラクトグロブリンの立体構造を、CD、沈降平衡、NMRなどで調べ、構造安定性を残基レベルで明らかにした。4.βラクトグロブリンのフォールディング反応を、異種核NMRと高速混合法を組み合わせて解析した。その結果、反応開始後、数ミリ秒で形成されるフォールディング中間体においては、天然構造に存在するβシートの一部と共に非天然のαヘリックスが形成されていることを、アミノ酸残基レベルで明らかにした。α→β転移がアミノ酸レベルで明らかになったはじめての例である。近年、蛋白質をはじめとする生体分子の構造や機能を、単一分子レベルでの操作や測定によって解析しようとする研究が始まっている。中でも全反射蛍光顕微鏡を用いた単一分子蛍光スペクトルの直視法は、フォールディング反応の解析に応用できると期待できる。本研究は、蛍光標識を導入した蛋白質のフォールディング反応を単一分子レベルで測定することを目的とする。今年度は、以下の成果を得た。基質蛋白質と分子シャペロンGroELの相互作用を、蛍光顕微鏡を用いて、単一分子レベルで解析することを試みた。まず、蛍光色素cy5で修飾したβラクトグ口ブリンと、テトラメチルローダミンで修飾したGroELを調製した。これらを結合することをゲルろ過によって測定した。結合は、塩濃度に大きく依存して、低塩濃度の条件では相互作用は弱いのに対して、高塩濃度では強い結合が観測された。また、βラクトグロブリンのジスルフィド結合を切断すると、結合は強くなった。次に、ゲルろ過カラムから溶出されたGroELとβラクトグ口ブリンの複合体の分画を蛍光顕微鏡によって観測した。テトラメチルローダミンの蛍光からGroELの存在する位置を特定し、cy5の蛍光からβラクトグロブリンの位置を特定した。これらのいくつかが一致することから、単一分子レベルで複合体を形成していることが確認された。更に、cy5で修飾したローダナーゼを基質蛋白質として用いることにより、フォールディング反応の途中でGroELにトラップされたローダナーゼが、ATPを加えると解離することを、一分子観察した。本研究では、蛍光標識を導入した蛋白質のフォールディング反応を、単一分子レベルで測定することを目的として、研究を行っている。昨年度の研究により、分子シャペロンGroELと基質蛋白質の相互作用を、蛍光顕微鏡を用いて、単一分子レベルで観測することが可能となった。今年度は、それを進展させ、以下の成果を得た。1.基質の単一分子レベルでの構造揺らぎを測定するために、まず、蛍光色素テトラメチルローダミンと、それとエネルギー移動を起こすcy5で、二重標識した、βラクトグロブリンを作製した。これと分子シャペロンGroELとの複合体を、ゲルろ過によって単離した。

GroELに結合したβラクトグロブリンを、エバネッセント場を利用した、全反射蛍光顕微鏡によって観察した。その結果、βラクトグロブリンに標識した蛍光試薬の蛍光スペクトルが、時間変化することを明らかにした。このことから、GroELに結合した基質蛋白質は、揺らいでいると推定した。2.Βラクトグロブリンは、遊離のチオール基を、ひとつもっている。このチオール基は蛋白質内部に埋もれているが、DTNBなどのチオール滴定試薬によって修飾することができる。チオール基を修飾したβラクトグロブリンが、GroELと結合することを、ゲルろ過実験によって明らかにした。GroELと結合する基質蛋白質の立体構造を解析することは、相互作用を理解するために重要である。DTNBで修飾されたβラクトグロブリンの立体構造を、CD、沈降平衡、NMRなどで調べた。この結果、チオール基が修飾されることによって、βラクトグロブリンは、単量体となり、モルテングロビュールに類似した、揺らぎの大きい状態になっていることを示した。本研究では、蛍光標識を導入した蛋白質のフォールディング反応を単一分子レベルで測定することを目的とした研究を実施した。全反射蛍光顕微鏡を用いて、蛍光標識蛋白質を観測することが可能となった。今年度はそれを発展させて以下の成果を得た。1.アミロイド線維の観察:全反射蛍光顕微鏡を用いて、β2ミクログロブリンのアミロイド線維を単一分子レベルで解析した。まず、C末端にシステイン残基を導入したβ2ミクログロブリンを作製した。次にシステイン残基を蛍光色素テトラメチルローダミンで修飾し、蛍光修飾蛋白質の形成したアミロイド線維を蛍光顕微鏡で観察した。また、アミロイド線維は蛍光色素チオフラビンTと特異的に結合する。チオフラビンの蛍光を用いることによっても、アミロイド線維を単一分子観測できることを示した。2.βラクトグロブリンとGroELの相互作用:システイン残基を化学修飾したβラクトグロブリンはGroELと結合することを、既に単一分子レベルで示した。相互作用の分子機構を原子レベルで明らかにするために、化学修飾したβラクトグロブリンの構造やダイナミックスを多次元異核種NMRを用いて解析した。修飾部位近傍だけでなく、分子全体の揺らぎが高まっていることを残基レベルで明らかにした。3.βラクトグロブリンのフォールディング反応:単一分子測定と並行して、平均的測定も進めた。βラクトグロブリンのフォールディング反応を、異種核NMR、高速混合を中心とした手法によって解析した。その結果、反応開始後、数ミリ秒で形成されるフォールディング中間体においては、天然構造に存在するβシートの一部と共に非天然のαヘリックスが形成されていることを、アミノ酸残基レベルで明らかにした。α→β転移がアミノ酸レベルで明らかになったはじめての例である。
フルポテンシャル・コリンハ・コーン・ロストーカ・グリーン関数法開発とその応用

コリンハ・コーン・ロストーカ(KKR)法は全電子第一原理電子状態計算が可能な方法であるが、フルポテンシャル化が困難である。現在実現されているフルポテンシャルKKR法は空間をボロノイセルに分割し、ボロノイセル自身を表す形状関数を球面調和関数で展開するものである。この方法は結晶構造が複雑になると非常に計算が重くなる上に、ボロノイセルが幾何学的な特異点を持つため精度を維持するのが難しく、また格子緩和によるエネルギー計算にも大きな困難が伴う。本研究の目的はこのような欠点を含まないフルポテンシャルKKR法を開発することである。本年度は平面波基底を用いた対角化によって構造グリーン関数を構成するためのコード開発を行った。しかし、この方法によりマフィンティンKKRで用いられる空格子に対する構造グリーン関数に匹敵するだけの精度を出すことは大変困難であることが明らかになってきた。空格子の場合にはその解析的な形は分かっており、その数値計算にはエバルト法を用いることによって事実上、対角化において無限個の基底をとったものと同等の精度が得られるが、対角化では無限個の基底をとるわけにはいかず、数百千個の平面波基底に制限せざるを得ないからである。このような事態を予想して用意してあった、第二の方法である格子間隙位置のポテンシャルを摂動的に取り扱う方法に方向転換を行い、その方法を用いた計算のための計算機コードの開発を開始した。また、第二の方法と全エネルギーの計算においては精度的にあまり劣ることのないと考えられる、実用的な第三の方法として空格子を参照ポテンシャルに用いながらも電子分布の形状には近似を入れない(フル・チャージ)でエネルギーを計算する方法を考案して、その計算機コードの開発も同時に開始した。当初予定していた,対角化によってフルポテンシャルの構造グリーン関数を求める方法(第一の方法)に、数値計算上の困難(必要とする計算資源の大きさが当初予想していたものより大きく.得られるアウトプットに見合わない可能性がある)があることが明らかになってきたために、この第一の方法についても引き続き開発を続けているが,第二およびそれを補完するための第三の方法に軸足を移した。そのためにコード開発が本年度取り組んだが本格的なテストに至らなかったが、その可能性については当初から考慮しており、研究はおおむね順調に進展している。ひきつづき対角化によってフルポテンシャルの構造グリーン関数を求める方法(第一の方法)の開発はすすめるが、摂動による方法(第二の方法)、および空格子を参照ポテンシャルに用いてフル・チャージを用いて全エネルギーを計算する方法(第三の方法)に主力を移して開発を進める。これらによる成果を出し、その実用性を明らかにした上で、それらを担保するために、最も精度が高いと言える第一の方法による計算を実施し、それによって代替法である第二,第三の方法の正当性を評価する。この方法は結晶構造が複雑になると非常に計算が重くなる上に、ボロノイセルが特異点を持つため精度を維持するのが難しく、また格子緩和によるエネルギー計算にも大きな困難が伴う。基本的な構想は本研究の申請段階で確立していたが、本年度(初年度)はその本格的な定式化を行った。ポイントは原子核位置を囲む適当な半径の原子球内のポテンシャルを表す擬ポテンシャルを構成し、それによって格子間隙位置の情報を含んだ参照系を作ることによって、参照系グリーン関数を生成することである。擬ポテンシャル法とは異なり、原子球内のポテンシャルにはエネルギー依存性やノルム保存等の要請は何もなく、擬ポテンシャルの構成は極めて効率よくなされる。生成されたポテンシャルを用いて参照系のグリーン関数(構造グリーン関数)を計算する必要があるが、その用法として、とりあえず、平面波基底規定を用いた対角化に頼ることにした。これは滑らかな格子間隙位置のポテンシャルを反映したグリーン関数が得られれば良いので、高いエネルギー成分は重要でないという判断に基づく。本年度はフルポテンシャルKKR法に適した擬ポテンシャルの定式化および構成法の開発と、KKR法と適合するような平面波基底を用いたグリーン関数を計算するためのコード開発の準備をを行った。構造グリーン関数を構成するところが最大の難関である。それを実現するための方法としていくつかの可能性があった。ひとつは摂動論に基づく方法で、他は平面波基底を用いた対角化である。第二の方法は平面波のカットオフを含み、KKRの思想からはあまり採用したくない方法であったが、これらの効率性を詳細に比較した結果、とりあえず第二の方法を採用するlことに決定した。ここまでにかなりの時間を費やしたが、その後の研究の進展は順調であり、今後の展開はスムーズであると予想できる。

本年度は平面波基底を用いた対角化によって構造グリーン関数を構成するためのコード開発を行った。しかし、この方法によりマフィンティンKKRで用いられる空格子に対する構造グリーン関数に匹敵するだけの精度を出すことは大変困難であることが明らかになってきた。空格子の場合にはその解析的な形は分かっており、その数値計算にはエバルト法を用いることによって事実上、対角化において無限個の基底をとったものと同等の精度が得られるが、対角化では無限個の基底をとるわけにはいかず、数百千個の平面波基底に制限せざるを得ないからである。このような事態を予想して用意してあった、第二の方法である格子間隙位置のポテンシャルを摂動的に取り扱う方法に方向転換を行い、その方法を用いた計算のための計算機コードの開発を開始した。また、第二の方法と全エネルギーの計算においては精度的にあまり劣ることのないと考えられる、実用的な第三の方法として空格子を参照ポテンシャルに用いながらも電子分布の形状には近似を入れない(フル・チャージ)でエネルギーを計算する方法を考案して、その計算機コードの開発も同時に開始した。当初予定していた,対角化によってフルポテンシャルの構造グリーン関数を求める方法(第一の方法)に、数値計算上の困難(必要とする計算資源の大きさが当初予想していたものより大きく.得られるアウトプットに見合わない可能性がある)があることが明らかになってきたために、この第一の方法についても引き続き開発を続けているが,第二およびそれを補完するための第三の方法に軸足を移した。そのためにコード開発が本年度取り組んだが本格的なテストに至らなかったが、その可能性については当初から考慮しており、研究はおおむね順調に進展している。次年度は、まず平面波基底を用いた対角化によって構造グリーン関数を構成することに集中する。擬ポテンシャルからグリーン関数をつくることは、擬ポテンシャル法を用いた多体摂動論、非平衡グリーン関数の計算や応答関数の計算においてすでに多数なされているが、フルポテンシャルKKR法で必要とされるのは、これらのグリーン関数とは少し異なっている上、普通に要求される以上に高精度でしかも高速度な計算が必要とされる。次年度前半においてこれらの問題を解決する。次年度後半以降において、構造グリーン関数と組み合わせるためのフルポテンシャルKKR法の本体部分のコード開発に着手する。これは、従来型のフルポテンシャルKKR法を開発してきた経験を生かして、比較的短時間に開発が可能と考えている。対角化によるグリーン関数の構成に平面波のカットオフなどの問題が出てきて、この方法によるフルポテンシャルKKRの実現の見通しが悪くなった場合には、格子間隙位置の平面ポテンシャルからのずれを摂動として構造グリーン関数を構成する方法(進捗状況に記述した第一の方法)に変更する。そのような事態に備えて、この方法の実現可能な定式化を、平面波基底を用いた対角化の方法(同じく第二の方法)の開発と平行して行っていく。ただし、必要が生じるまでコード開発は実施しない予定である。
視覚注意の脳内並列処理機構

動物の視覚性注意は、前頭眼野と上丘によって並列的に制御されていると考えられている。この処理機構を解明するために、前頭眼野を破壊し、上丘が単独で働くときの活動を調べた。実験には、無麻酔の日本ザルを用い、頭を動かないように固定し、眼球運動を記録した。上丘に微小電極を穿入し、ニュ-ロンの視覚性反応、サッケ-ド時の活動、および微小電気刺激で生じるサッケ-ドについて調べた。上丘の多くの場所でこれらを調べた後、1側の前頭眼野をカイニン酸を用いて破壊した。破壊後、再び同様な調査を行った。その結果、1.上丘の電気刺激で起きるサッケ-ドの閾値が、前頭眼野破壊後明らかに低下した。閾値の低下は破壊側と同側の上丘全域の浅層から深層に渡って見られ、破壊後の調査期間中(40日)観察された。2.上丘電気刺激によるサッケ-ドの潜時、振幅、速度は、前頭眼野の破壊後変化なかった。一方、上丘ニュ-ロンの視覚性反応の強さ、反応パタ-ン、受容野の大きさには変化なかった。3.自発眼球運動は前頭眼野の破壊によって大きく変化した。破壊後、自発サッケ-ドの頻度が減少した。また、破壊脳半球と反対側の空間に視線を向けることが少なく、動きの範囲が狭く、動きの範囲の中心は破壊側に著しく偏位した。これらの変化は1ヶ月後に回復した。眼の位置の同側偏位は視覚誘発性眼球運動ではわずかに認められる程度であった。反対側視野に提示した光スポットへ眼を向けることができた。しかし、眼の位置はスポット位置よりもわずかに同側にずれていた。視覚誘発サッケ-ドの潜時、速度に変化はみられなかった。以上の結果は、前頭眼野の摘除後上丘のサッケ-ド生起機能が亢進することを示す。このことと自発眼球運動の障害から、普段は、上丘のみで視覚性注意の全てを司るとは考え難く、両者が共同して視覚性注意を司ると考えられた。
エネルギーにかんする経済学的研究

1)70年代のエネルギー政策にかんしては、森口(京都大)が、クロノロジカルなサーベイと特に石炭政策についての批判的な評価をこころみた。省エネルギーにかんしては日本経済では、価格変動に対処する産業の調整速度が速やかであったこと、エネルギー多消費型産業の縮小と輸入による代替の効果が大きかったことが明らかにされた。2)エネルギー価格政策にかんしては、新庄(神戸大)による投入・産出係数表による分析が行われ第1次石油ショック後の価格体系は、あるべき価格体系よりは現実の価格が、低目に仰えられた一方第2次石油ショックでは、価格体系がほぼ費用面からの実勢どおりに変化したことが、示された。3)エネルギー需給世界マクロモデルにかんしては天野(神戸大)によって小規模ではあるが、石油価格の変動を予測する上で有用性の高いモデルが作成された。また一方木下(名古屋大)は、鉄鋼業におけるエネルギー需要の推移を分析し、日・独・米間の国際比較を行なった。4)多部門一般均衡モデルグループ(慶応大学)では、データ・インプットの改訂作業を行う一方、これを用いて全要素生産性の日米比較が行われた。またCGE(Computable General Equilibrium)モデルを日本経済に応用したモデルが江崎(京都大)によって開発され、金融セクターの内生化が進められた。
工学システムの機能ベースな設計支援手法に関する研究

設計意図を含む設計情報を表現するための機能モデリングとして,Lindの提案するMultilevel Flow Modellingを検討した.そして,MFMでは(1)エネルギの形態の変化を明確にモデル化できず,また,.(2)構造を主とした情報表現がなく設計図との親和性が低いことが問題であることが明らかとなった.(1)に対しては、エネルギを熱エネルギなどの形態に応じて細分化して表現することにより,理解し易いモデルが得られることがわかった.一方,(2)に対しては,構造を主として機能との関連づけを行う構造-機能モデルと構造モデルの追加を行った.これらの拡張により,目標間の関係,エネルギの形態や構造を組織的,有機的に表現できる目標モデル,機能-目標モデル,機能-構造モデル,構造モデルからなる四層表現設計モデルを提案した.四層表現設計モデルをエンジニアリングワークステーションに表現するインタフェースシステムを,Small Talk-80を用いて開発した.そして,インタフェースシステムを用いてセントラレルヒ-ティングシステムや流動床式ゴミ処理プラントを例題に設計情報表現を行い,組織的,有機的に設計情報を表現できることを確認するとともに,設計意図の違いをモデル化できることを示した.また,設計者が行う機能と構造の対応づけを支援するインタフェースシステムを構築した.設計情報を表現する四層表現設計モデルから挙動を導出するアプローチとして,システムの構造から挙動を導出する方法を採った.そのために,Woodsが提案しているHybrid Phenomena Theory (HPT)を適用して,システムの構造モデルとその挙動を解析する数値シミュレーションプログラムとの結合を行った.また,桐山らのモデル構成におけるオントロジーを参考にしてHPTにモデルの複雑さの指標を導入することにより,複数モデルに対応できるように拡張した.検討した機能への構造の割り当て手法や挙動導出手法の有効性は,セントラルヒ-ティングシステムの概念設計を行う例題により検証した.設計意図を含む設計情報を表現するための機能モデリングとして,Lindの提案するMultilevel Flow Modellingを検討した.そして,MFMでは(1)エネルギの形態の変化を明確にモデル化できず,また,.(2)構造を主とした情報表現がなく設計図との親和性が低いことが問題であることが明らかとなった.(1)に対しては、エネルギを熱エネルギなどの形態に応じて細分化して表現することにより,理解し易いモデルが得られることがわかった.一方,(2)に対しては,構造を主として機能との関連づけを行う構造-機能モデルと構造モデルの追加を行った.これらの拡張により,目標間の関係,エネルギの形態や構造を組織的,有機的に表現できる目標モデル,機能-目標モデル,機能-構造モデル,構造モデルからなる四層表現設計モデルを提案した.四層表現設計モデルをエンジニアリングワークステーションに表現するインタフェースシステムを,Small Talk-80を用いて開発した.そして,インタフェースシステムを用いてセントラレルヒ-ティングシステムや流動床式ゴミ処理プラントを例題に設計情報表現を行い,組織的,有機的に設計情報を表現できることを確認するとともに,設計意図の違いをモデル化できることを示した.また,設計者が行う機能と構造の対応づけを支援するインタフェースシステムを構築した.設計情報を表現する四層表現設計モデルから挙動を導出するアプローチとして,システムの構造から挙動を導出する方法を採った.そのために,Woodsが提案しているHybrid Phenomena Theory (HPT)を適用して,システムの構造モデルとその挙動を解析する数値シミュレーションプログラムとの結合を行った.また,桐山らのモデル構成におけるオントロジーを参考にしてHPTにモデルの複雑さの指標を導入することにより,複数モデルに対応できるように拡張した.検討した機能への構造の割り当て手法や挙動導出手法の有効性は,セントラルヒ-ティングシステムの概念設計を行う例題により検証した.本研究では、工学システムの概念設計を念頭におき、設計作業の効率化、設計ミスの回避や過去の設計の新規設計への有効利用など、設計作業を支援するインテリジェントCADシステムの要素技術を検討している。平成7年度は、(a)設計情報の表現方法の検討、および(b)設計目標、機能、構造を組織的有機的に表現するためのインタフェースシステムの開発を行った。(a)では、セントラルヒ-ティングシステムや原子力プラントのようなシステムではLindの提案する機能モデリングの一手法であるMultilevel Flow Modelingにより情報表現が出来ることがわかった。しかし、MFMでは目標間の関係や構造の表現が不十分であったので、設計情報を網羅するための三層表現(目標レイヤー、機能-目標レイヤー、機能-構造レイヤー)の拡張MFMを提案した。また、研究テーマ(b)に関連して、拡張MFMモデルをエンジニアリングワークステーションに表現するインタフェースシステムを開発し、セントラルヒ-ティングシステムを例題に情報表現を行った。さらに、機械システムへの拡張MFMの適用性について、電動車駆動系を例題として予備的な検討を行い、以下のような問題点が明らかとなった。すなわち、(1)機械システムにおいては力のモデル化が重視されるが、拡張MFMでは力の伝達はエネルギーの流れとして表現しなければならず、エネルギーの形態の変化を明確にモデル化できない。また、(2)従来の機械設計における設計図のような構造を主とした情報表現がなく、設計図との親和性が低い。(1)に対しては、エネルギーを力学的エネルギー、熱エネルギー、電気エネルギーなど、形態に応じて細分化して表現することにより、理解し易いモデルが得られることがわかった。一方、(2)に対しては、構造を主として機能との関連づけを行う構造-機能レイヤーの追加を行った。

本研究においては,工学システムの概念設計では設計目標,システムの機能,挙動や構造に関する情報が重要であると考え,これら4つの情報を組織的,有機的に表現し利用する枠組みを検討している.平成8年度は,機能モデルに表現されたシステムの設計情報から,システム挙動を導出する手法について検討した.このためには,(1)設計者の分析・表現したシステムの機能への構造の割り当て,および,(2)構造から挙動の導出手法が必要となる.(1)については,過去のシステムコンポーネント使用法を分析して各コンポーネントの機能と構造を対応づけしたデータベースを作成し,パターンマッチングによる方法により機能への構造の割り当てを支援するインタフェースシステムを構築した.また,(2)に対しては,Woodsが提案しているHybrid Phenomena Theory (HPT)の適用により,システムの構造モデルとその挙動を解析する数値シミュレーションプログラムとの結合を行った.また,HPTでは,定性的なモデルや定量的なモデルといったモデルの詳細度を変えて挙動を導出することはできなかったが,HPTにモデルの複雑さの指標を導入することにより対応できるように拡張した.検討した機能への構造の割り当て手法や挙動導出手法の有効性は,セントラルヒ-ティングシステムの概念設計を行う例題により検証した.
インフルエンザ治療を目指した新規モノクローナル抗体作出法の確立

近年、H5N1、H7N9ウイルスなど、様々なHA亜型のインフルエンザウイルスによる新型インフルエンザの発生が危ぶまれている。インフルエンザの治療には、ウイルス蛋白質NAの阻害薬が使用されているが、耐性ウイルスの出現が問題となる。抗体医薬品は、一つの抗体が一つの抗原を認識する特異性を利用した、副作用の少ない効果的な治療薬である。本研究では、抗体医薬品として全てのA型インフルエンザの治療に利用可能な、つまり、高親和性であり、かつ全てのA型ウイルスHA蛋白質を中和するモノクローナル抗体の作出法を確立することを目的とする。HA機能の必須領域を抗体の標的とするため、耐性ウイルスの出現は少ないと予想され、インフルエンザの新たな治療法の開発につながるとともに、本手法は他のウイルス性感染症の治療法の開発にも応用できると考えられる。本年度は、マウスへの免疫方法を以前の方法からさらに変更し、そのマウスのリンパ球とミエローマ細胞とのフュージョンを行い、ハイブリドーマの作出を試みた。加えて、スクリーニング方法にも変更を加えたところ、複数のHA亜型を認識する抗インフルエンザウイルス抗体産生ハイブリドーマを選別できた。つまり、複数のHA亜型を認識する抗体を作製するのに適した免疫方法を見出すことができた。現在、これらのモノクローナル抗体の性状解析を進めるとともに、別の病原性ウイルスに対する抗体作出を進めており、これらにより、本手法がウイルス性感染症治療用に利用可能なモノクローナル抗体の作出法となることが期待できる。本研究では、抗体医薬品として全てのA型インフルエンザの治療に利用可能な、全てのA型ウイルスHA蛋白質を中和するユニバーサルな高親和性モノクローナル抗体の作出法を確立することを目的とする。HA機能の必須領域を抗体の標的とするため、耐性ウイルスの出現は少ないと予想され、インフルエンザの新たな治療法の開発につながる。さらに、本手法は他のウイルス性感染症の治療法の開発にも応用できると考えられる。これまでに、HA蛋白質保存領域を認識する高親和性抗体をマウスに作らせるための免疫源を準備し、マウスに免疫し、そのマウスのリンパ球とミエローマ細胞とのフュージョンを行い、ハイブリドーマの作出を試みた。スクリーニング方法を工夫したところ、さまざまな抗インフルエンザウイルス抗体産生陽性ハイブリドーマを選別できるように修正できた。つまり、これまでに従来通りの免疫方法と新たな免疫方法によるモノクローナル抗体の作出方法を比較できている。今後は、さらにさまざまな免疫方法を試して比較することにより、治療用に利用可能な高親和性モノクローナル抗体の作出法を確立する計画である。本研究では、免疫方法を工夫した場合に作出できたモノクローナル抗体の親和性や認識するインフルエンザウイルスHA亜型、作出できたモノクローナル抗体の数などを比較することにより、治療用に利用できる高親和性な、かつ、全てのHA亜型のインフルエンザウイルスHA蛋白質を中和するユニバーサルなモノクローナル抗体を作出する方法を確立することを目的とする。まず、HA蛋白質保存領域を認識する高親和性抗体をマウスに作らせるための免疫源を準備し、マウスに免疫した。そのマウスの血清中の抗体価を調べたところ、非常に高いことがわかった。そのマウスのリンパ球とミエローマ細胞とのフュージョンを行い、ハイブリドーマの作出を試みた。最初のフュージョン時には、スクリーニングがうまく機能せず、抗体産生ハイブリドーマの選別に苦労した。そこでさまざまなスクリーニング方法を試したところ、さまざまな抗インフルエンザウイルス抗体産生陽性ハイブリドーマを選別できるように修正できた。つまり、免疫方法を工夫するだけでなく、スクリーニング方法も工夫する必要があることがわかった。以上により、これまでに数種類の方法を比較しながら、抗体の作出を進めていることから、本研究は順調に進展していると考えられる。本研究では、抗体医薬品として全てのA型インフルエンザの治療に利用可能な、高親和性であり、かつ全てのA型ウイルスHA蛋白質を中和するユニバーサルなモノクローナル抗体の作出法を確立することを目的とする。これまでに、免疫方法を変更してマウスに免疫した後、そのマウスのリンパ球とミエローマ細胞とのフュージョンを行い、ハイブリドーマの作出を試みたところ、複数のHA亜型を認識する抗インフルエンザウイルス抗体を作出できた。つまり、複数のHA亜型を認識する抗体を作製するには、変更した方法の方が適していると考えられる。今後は、さらに免疫方法を試して比較することにより、治療用に利用可能な高親和性モノクローナル抗体の作出法を確立する計画である。

本研究では、マウスにさまざまな免疫方法で免疫を行い、モノクローナル抗体を多数作出した後、抗体のスクリーニング方法、抗体の親和性、認識するインフルエンザウイルスHA亜型の数、作出できたモノクローナル抗体の総数などを比較することにより、治療用に利用できる高親和性であり、かつ、全てのHA亜型のインフルエンザウイルスHA蛋白質を中和するような広域親和性を示すモノクローナル抗体を作出する方法を確立することを目的とする。まず、HA蛋白質保存領域を含む免疫源を準備し、マウスに免疫し、マウス血清中の抗体価を調べたところ、非常に抗体価が高いことがわかった。そのマウスのリンパ球とミエローマ細胞とのフュージョンを行い、ハイブリドーマの作出を試みた。スクリーニングを行い、抗インフルエンザウイルス抗体産生ハイブリドーマを選別できたが、多数のHA亜型を認識する抗体は作出できなかった。そこで次に、別の免疫源を用いてマウスに免疫した。マウスの抗体価は非常に抗体価が高く、そのマウスのリンパ球も用いてフュージョンを行ったところ、複数のHA亜型を認識する高親和性の抗インフルエンザウイルス抗体産生ハイブリドーマを選別できた。そして現在は、さらに免疫方法に変更を加えて、ハイブリドーマの作出を進めている。以上により、これまでに数種類の方法を比較しながら、抗体の作出を進めていること、特に目的である高親和性・広域親和性抗体を作出できるようになってきていることから、本研究は順調に進展していると考えられる。近年、H5N1、H7N9ウイルスなど、様々なHA亜型のインフルエンザウイルスによる新型インフルエンザの発生が危ぶまれている。インフルエンザの治療には、ウイルス蛋白質NAの阻害薬が使用されているが、耐性ウイルスの出現が問題となる。抗体医薬品は、一つの抗体が一つの抗原を認識する特異性を利用した、副作用の少ない効果的な治療薬である。本研究では、抗体医薬品として全てのA型インフルエンザの治療に利用可能な、つまり、高親和性であり、かつ全てのA型ウイルスHA蛋白質を中和するモノクローナル抗体の作出法を確立することを目的とする。HA機能の必須領域を抗体の標的とするため、耐性ウイルスの出現は少ないと予想され、インフルエンザの新たな治療法の開発につながるとともに、本手法は他のウイルス性感染症の治療法の開発にも応用できると考えられる。本年度は、マウスへの免疫方法を以前の方法からさらに変更し、そのマウスのリンパ球とミエローマ細胞とのフュージョンを行い、ハイブリドーマの作出を試みた。加えて、スクリーニング方法にも変更を加えたところ、複数のHA亜型を認識する抗インフルエンザウイルス抗体産生ハイブリドーマを選別できた。つまり、複数のHA亜型を認識する抗体を作製するのに適した免疫方法を見出すことができた。現在、これらのモノクローナル抗体の性状解析を進めるとともに、別の病原性ウイルスに対する抗体作出を進めており、これらにより、本手法がウイルス性感染症治療用に利用可能なモノクローナル抗体の作出法となることが期待できる。これまでに、従来の方法および工夫した方法でのモノクローナル抗体の作出を進めてきた。
磁性アタッチメント用新規磁性コンポジットレジンの開発

磁性アタッチメント義歯(磁石の吸引力で維持される義歯)用として、歯根に填塞すると硬化する新規磁性複合レジン材料の開発を試みた。フィラーに適したステンレス鋼粒子の種類と粒度、表面処理法を明らかにするとともに、適当と判断されたフィラー含有量とレジン組成における試作材料の各種特性を調べた。その結果、吸水性、耐食性等に問題はないが、臨床使用のためには長期間の水中耐久性の向上が必要であることが明らかとなった。磁性アタッチメント用磁性コンポジトレジンを開発することを目的として、平成22年度は、まず磁性コンポジットレジン用フィラーに適した合金種を決定するために、クロム及びモロブデン含有率の異なる3種類の高耐食性軟質強磁性フェライト系ステンレス鋼、すなわちSUS444(17.8%Cr,2.0%Mo)、SUSXM27(25.9%Cr,1.0%Mo)、SUS447J1(30.6%Cr,2.1%Mo)の45μm径以下の粉末を91mass%含有するUDMA/MAAベースのコンポジットレジンを試作した。なお、フィラーはレジンへの配合に先立って、塩酸処理有および無の2条件について4-META処理を施した。以上6種の試作磁性コンポジットレジンの吸水性と水中における溶解性をISO 4049:2000" Polymer-based filling, restorative and luting materials"に準拠して測定した結果、SUS444を使用するとSUSXM27およびSUS447J1を使用した場合に比較して吸水量・溶解量が有意に小さくなること、また、フィラー粒子に対して塩酸処理を施すと,吸水量・溶解量がともに有意に小さくなることが明らかとなった。次に、4種類の市販磁性アタッチメント用磁石および1種類の市販汎用ネオジム磁石と試作磁性コンポジットレジンとの吸引力を測定した結果、フィラーとしてSUS444粉末を使用した方がSUSXM27およびSUS447J1粉末を使用するよりも磁石との吸引力が有意に大きくなることが明らかとなった。以上より、吸水性と水中における溶解性、さらに磁石との吸引力の面から考えて、磁性コンポジットレジン用フィラーに適する合金種はSUS444であると結論された。続いて、最適フィラー含有量・粒径を求めるために、3種類の粒度に鯖分けしたSUS444粉末の含有量を89,90,91,92,93mass%の5水準とした試作磁性コンポジットレジンの操作および硬化時間をISO 4049:2000の方法に準じて測定した。その結果、レジン中の重合開始剤・促進剤量を調整した後に実験を継続することとした。1.最適フィラー含有量およびフィラー粒度の決定1)操作時間・硬化時間の測定:3種類の粒度に篩分けしたSUS444粉末を89,90,91,92%含有する12種類のコンポジットレジンの操作時間・硬化時間をISO4049に準拠して測定した。フィラー量が92%のときに硬化時間が長過ぎることが判明(M粒子で330±37s)したため、レジン中のBPOとDMPT量を若干調整して再実験した。その結果、硬化時間は規格値をほぼ満足するようになったが、M粒子91%配合でも操作時間が規格値よりも相当短くなった(71±9s)。92%フィラー含有は過多であったため除外し、BPOとDMPT量を減らして再々実験を行った結果、フィラー粉末粒度が細かいほど、またフィラー含有量が多いほど、操作時間及び硬化時間が長くなることが明らかとなった。なお、操作時間が90秒未満となったのは89%L粒子、硬化時間が5分を超えたのは91%M粒子及び91%S粒子の場合であった.2)曲げ試験:上記最後の条件で練和した9種類のコンポジットレジンについて、ISO4049に準拠して曲げ試験を行った。分散分析の結果、主効果および交互作用効果がいずれも有意となったが、曲げ強さが最大でも52±2MPaしかなく、咬合面を修復する材料に必要な80MPaを大きく下回った。そこで、種々の条件で曲げ試験を繰り返し行った結果、フィラーはM粒子を使用し、含有量は90%とすることが適当と判断された。2.最適フィラー処理条件およびレジン最適組成の推定フィラーHC1処理の有無、フィラー表面の4-META処理濃度、ベースモノマー中の4-META含有量を因子とする三元配置法の曲げ試験を行った。その結果、すべての主効果およびHCl処理と4-META処理濃度の交互作用効果が有意となった。一般に曲げ強さはHC1処理無しの場合に大きかったが、4-META処理濃度1%、4-META含有量8%のときにはHC1処理有りの場合でも97.4±5.2MPaと無しの場合(102.6±6.8MPa)と大差がなく、使用に耐えうる値が得られることが判明した。

SUS444粉末を90%含有する磁性コンポジットレジンを調製し、まずISO 4049に準拠して操作時間と硬化時間を調べた。なお、ベースレジンは、UDMA/MAAに4-METAを6%、もしくは8%配合した後BPOを微量添加したものを使用し、キャタリストレジンは、DMPTを微量添加したUDMAを用いた。フィラーは、HCl処理を行った場合(PH)と行わなかった場合(NH)について、1%、2.5%あるいは4%4-META処理を行った。その結果、1)HCl処理を行うと硬化は遅延した。また、4-META処理濃度が高いと、およびレジン中の4-META含有量が多いと、硬化は遅延した。続いて、レジン中の4-META配合量を6%、4-META処理濃度を1%に固定したときのNH試料とPH試料の各種特性を測定した。主な結果は以下の通りであった。2)蒸留水中に1日、7日、4週、12週浸漬したときの曲げ強さは、浸漬日数の増加に伴い顕著に低下した。また、NHに比較してPHの値は有意に小さかった。3) ISO 4049に準拠した吸水性と溶解性は、各規格値をNHおよびPH試料とも余裕をもって満足した。4) ISO 10271に準拠した乳酸および塩化ナトリウム混合溶液中における静的浸漬試験の結果、溶出金属イオン量の合計は、NH試料の方が若干多かったが耐食性はいずれも良好といえた。磁性アタッチメントを利用している歯科医師に磁性コンポジットレジンを試用してもらった結果の主な意見は以下のようであった。12種類のペーストの色を変えてほしい。2表層だけでも光重合可能にしてほしい。3早く実際に臨床で使用したい。これらを受けて改良を試みたが、1は、フィラーの特性上顕著な差を付けることは困難であった。2は、ある程度可能と考えられた。3については、上記2)の結果から、長期間の水中耐久性を向上させることが必要と判断された。フィラーの表面処理に使用していたスターラー付恒温槽の性能が低い上に以前より劣化し、フィラーの表面処理が十分に行えていなかったため、また、当初作製した試作磁性コンポジットレジンの曲げ強さが予想外に低く、規格値80MPaを上回る条件を見出すのに何度も試行錯誤を繰り返す必要が生じたため、さらに、原料のロットの違いによって想定外の影響が現れたため24年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要で記したように、フィラーはHC1処理を行わない方が一般に大きな曲げ強さが得られた。しかしながら、HC1処理を行った場合でも行わない場合とあまり差のない条件も幸い見出すことができたため、それぞれについて今回得られた最適と思われる条件で作製した磁性コンポジットレジンの各種特性を調べ、いずれが臨床使用に適するかを明らかにするとともに、さらなる改良方法を探ることとする。24年度が最終年度であるため、記入しない。
Ｋ中間子希崩壊探索実験によるＣＰ非保存過程の解明

報告者は、茨城県東海村の大強度陽子加速器施設J-PARCで行われている、K中間子稀崩壊探索実験であるKOTO実験に参加している。本研究の目的は、KL→π0νν崩壊を用いて、CP非保存過程における未解明の謎を明らかにしようとするものである。KOTO実験は、24年度のエンジニアリングランを経て、25年度5月に初の物理データ取得を行った。ここで得られたデータの解析から、目標となるシグナル事象の発見に向け、新しい解析方法の開発、および検出器のアップグレードと既存検出器群の整備が進んだ。26年度に進めた検出器のアップグレード及び既存検出器群の整備を経て、27年度春にKOTO実験は物理データ取得を再開した。報告者は、この物理ランにおいて、現場での統括を行い、24年度の5倍の統計量を収集することに成功した。統計量についての単純な外挿を用いれば、これは世界最高感度での結果が得られることが期待される。その後は、得られた物理データの解析に着手した。27年度は、物理結果を得るために必要な各種検出器の較正が主な作業となった。以前と同じ手法を用いて解析を行い、得られた較正結果を適用して得られた解析結果から、現状では較正が不十分であることがわかったため、よりよい較正手法の確立が必要とされた。残念ながら27年度中に完遂することは出来なかったため、引き続いての研究を進めている。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、KL→π^0νν崩壊を用いて、CP非保存過程を解明しようとするものであり、私は大強度陽子加速器施設J-PARCで行われている、KOTO実験に参加している。その中で私は、バックグラウンド排除とビーム中の中性子の測定に用いられる、光子中性子検出器の運用を行った。この検出器は、先行実験において主要であった、中性子由来のバックグラウンドの排除とその値の決定のために開発した検出器であり、その安定動作と精度良い較正メソッドが重要である。25年度の研究において、私は検出器に用いたヨウ化セシウム結晶及び波長変換ファイバーの発光量を実験データより算出し、モンテカルロ・シミュレーションに組み込むことを行った。これら発光量は、検出器が真空中に置かれていることから、直接の測定が現状では困難である。しかし、バックグラウンド数の正確な算出には、モンテカルロ・シミュレーションにおけるエネルギー情報の精度が重要であり、この発光量を逐次見積もることは、エネルギー情報の精度向上には重要である。この成果は、今後の実験データ解析において、大きな意義を持つ。また、ビームを受けた際の検出器の出力変動の見積もりを、LED構成システムを用いて行い、十分小さいことを確認した。基本的な較正は、ビームを受けていない状態で行うため、実際の物理データ取得の際は、この出力変動を考慮に入れて考える必要があるため、この結果についても、今後のデータ取得と解析において、重要である本研究の目的は、KL→π0νν崩壊を用いて、CP非保存過程を解明しようとするものであり、私は大強度陽子加速器施設J-PARCで行われている、KOTO実験に参加している。26年度において、KOTO実験は、25年度5月に行った初の物理ランの解析を進めた。その中で私は、検出器上流部に設置された光子中性子検出器およびその内側に設置された荷電粒子検出器を用いた解析を行った。ビーム中の中性子に由来する背景事象を見積もる際に、検出器上流部の物質とK中間子崩壊に起因する荷電π中間子の相互作用によって生成されるπ0粒子が問題となることがわかっていた。私はこの影響を算出し、現在の統計では十分無視できることを確認した。これにより、検出器上流部のイベント数を用いて、シミュレーションと観測データ間の統計数のノーマリゼーションが可能になった。また、次期物理ランに向けた検出器アップグレードと、既存の検出器の再立ち上げ及び運用にも携わった。特に、実験の要となる荷電粒子検出器を運用し、物理ランで使えることを確認した。

以前と同じ手法を用いて解析を行い、得られた較正結果を適用して得られた解析結果から、現状では較正が不十分であることがわかったため、よりよい較正手法の確立が必要とされた。残念ながら27年度中に完遂することは出来なかったため、引き続いての研究を進めている。物理ランに向けた検出器のアップグレードと、各検出器の性能評価は、運用前の段階ではすでに終了し、物理ランに向けた運用が可能であるという結果を得ている。しかし、実際にビームを受けて物理データを取得、性能評価をするという目的は、2014年度にビームを受けることがかなわなかったため、2015年度に持ち越しとなった。以上をもって、達成度としてはやや遅れていると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。2015年度は、夏までに物理ランの取得を終え、その後データの解析を行う。解析では、前回の物理ランで問題となっていた、ビーム中の中性子がカロリーメータに直接あたることから生じる背景事象の削減のための研究を進めていく。物理ラン中に、ビーム中に挿入したターゲットを用いた中性子イベント収集を予定しており、そのデータを解析することで、ビーム中の中性子への知見が得られると考えている。また、上流部の光子中性子検出器をもちいた、ビーム周りの中性子測定も予定しており、その解析結果も合わせて、中性子の素性を理解し、背景事象の見積もりを進め、分岐比上限値の更新を目指す。検出器の較正メソッドの確立が難航したため、それが前提となる中性子測定やバックグラウンド数の算出が遅れていること、また、J-PARCの運用停止に伴い、物理データ取得時間が短縮されてしまったため。26年度後半に予定されている、物理データの取得に向け、必要となるいくつかの検出器のアップグレードとその性能試験を予定している。このアップグレードは、実際にK_L→π^Oνν崩壊事象の発見に必要な実験感度に到達するためには必須であることが、これまでのデータ解析でわかっている。これらアップグレードを終え、実際に物理データ取得を開始し、その解析を進めることによって、K_L→π^0νν崩壊分岐比の測定、あるいは上限値更新を目指す。