hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非結像フレネルレンズと光ファイバによる太陽エネルギーの高密度集光・輸送技術の開発

ただし,太陽日射から空気加熱までの総合的な効率は26%であった.入力の内45%はレンズ損失および集光損失となっており,レンズ性能の向上が重要な課題である.
時空間・周波数インデックス変調を用いた次世代マルチユーザ無線通信の研究

次世代無線通信の高性能化を目指し、時空間・周波数インデックス変調に関して研究した。インデックス変調では、任意の集合から特定の要素を選択するパターンに情報ビット列を割り当て、低い演算量を保ったまま送信レートを改善する。平成28年度は以下の研究課題に取り組んだ。[成果1]周波数インデックス変調を用いた広帯域通信方式の通信路容量解析[成果2]差動インデックス変調による疎な時空間ブロック符号の代数的生成[成果3]インデックス変調によるミリ波送信機の簡易化[成果4]大規模アンテナアレイシステムに適した差動インデックス変調方式の提案[成果1]ではインデックス変調による性能改善効果が低い送信レートに限定されることを証明した。これにより研究計画の一部が変更となったため、研究課題名にある「マルチユーザ無線通信」に関しては将来の検討事項とし、その代替として時空間インデックス変調方式の基礎理論解析、ミリ波通信環境における性能解析、および、大規模アンテナアレイシステムへの応用研究に取り組んだ。特に[成果4]は送信アンテナ数に対してスケーラブルに送信レートが向上する唯一の差動符号化手法である。本研究の成果は計6本の論文として国際論文誌に投稿した。現在4本が採録判定となっており、うち3本が国際共著論文である。また、IEEE Communications Societyが主催するSummer School(国際選抜セミナ)と国内研究会において成果の一部を発表した。以上の成果をまとめた博士論文は機関リポジトリにおいてオープンアクセスとなる予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
国内社会の紛争としての移民問題：フランスの市民統合モデルの変化に関する学際的研究

フランスの移民統合に関する審議会報告書の記述内容の変化を検討した。その結果、フランス共和国の諸価値への賛同こそが「統合」であると見なされるようになったことが判明した。その傾向と呼応して、移民は共和国の諸価値を理解していないという偏見があり、とりわけイスラームは女性を抑圧するものと見なされる。そのためイスラームは、警戒と統制の対象として扱われ、一部の移民は統合を果たせないからという理由で権利が後退しているという事実が確認できた。その反面、統合のための社会政策や教育政策には変化が見られないことが判明したが、逆に、従来指摘されていた教育政策上の課題が放置されていることもわかった。本研究は、移民問題を社会経済的要因、文化的要因、国際的要因に基づく「国内社会における成員間の紛争」という視点で捉え直し、フランスを素材として、公権力と移民当事者との間に存在する、移民および移民出身者をめぐる紛争の本質の捉え方と紛争解決のアプローチの仕方に関するズレまたはねじれの構造を明らかにすることを目的としている。本研究では、移民の移住から定住・世代継続に深く関わる「移民政策・受入政策」「住居・家族」「教育」「文化・イスラーム」の4分野に絞って、このズレとねじれの構造を明らかにし、さらに、公権力の側の文化的統合の強調や紛争解決の原則面からのアプローチが日常生活上の紛争のプラクティカルな解決を困難にしている実態を明らかにする。研究目的を達成するための第1の方法は、「フランス的統合」を提唱し統合政策を提案した「統合高等審議会」の報告書全体を精査し、公権力にとっての移民統合の障害事例、その問題点、目指すべき政策とその期待される効果を経年変化とともに明らかにすることであり、第2の方法は、移民当事者に対する実態調査によって、移民当事者にとっての統合の問題、必要とされる政策、紛争解決のアプローチの仕方を明らかにすることである。平成27年度は第1を中心に研究活動を行った。報告書精査の結果、1990年代までは統合の阻害要因として、経済社会的要因や差別の問題を重要視していたのに対し、2000年代に入ると、イスラームを問題視し、特定の移民出身者集団の宗教的表現の要求が統合の阻害要因であると捉えるように変化したことが明らかになった。それに伴って、社会経済的統合から文化的統合へと公権力の関心が移動していること、統合政策の対象も移住者から移民出身のフランス人の若者へと移動しているという傾向が明らかになった。報告書の精査が終わっていない部分もあるので、平成28年度前半は報告書精査を完了させる。進捗状況としてはおおむね順調である。研究計画では、統合高等審議会報告書全てを「移民政策・受入政策」「住居・家族」「教育」「文化・イスラーム」の4分野に分け、各自が内容を精査し、まとめ、報告すること、平成28年度の本格的な現地調査のための予備調査を行うこととしていた。研究代表者と研究分担者がそれぞれ4分野の責任者となり、研究協力者とともに審議会報告書を精査し、研究会において内容を発表し、全体で議論した。報告書の精査は8割方終了した。研究会の実施実績は、平成27年8月、10月、12月(東京)、平成28年1月(大阪)、3月(パリ)である。また、平成28年度の現地調査の準備調査として平成28年2月3月にかけてフランスにおいて現地調査を行った。ただし、報告書精査が終わらなかった部分については、現地調査を十分に実施できなかった分野もある。当初計画からの遅れの理由の第1は、審議会報告書精査のポイントと詳細度についての調整に時間を要したことにある。研究会で審議会報告書の精査結果を報告し、内容について知見を共有し議論したが、精査のポイントと適切な詳細度について合意を得ることに時間を使い、内容精査への本格的な取りかかりに時間を要した。理由の第2は、分野間の負担の不均衡である。統合高等審議会の1991年から2013年の報告書までを精査の対象としているが、2000年代以降、「文化・イスラーム」分野の報告書が多く、分担者の負担が過多になり、精査に時間がかかった。理由の第3は、研究組織内での議論の成熟度の不足である。審議会報告書について、公権力にとっての移民統合の障害事例、その問題点、目指すべき政策とその期待される効果については内容精査ができたが、それがどのような意味をもつのか、フランスの社会モデルのどのような変容を表しているのかについての研究組織全体としての議論が少々不足したと思われる。本研究は、移民問題を「国内社会における成員間の紛争」という視点で捉え直し、フランスを素材として、公権力と移民当事者との間に存在する、移民および移民出身者をめぐる紛争の本質の捉え方と紛争解決のアプローチの仕方に関するズレまたはねじれの構造を、「移民政策・受入政策」「住居・家族」「教育」「文化・イスラーム」の4分野に絞って明らかにすることを目的としている。研究目的を達成するための第1の方法は、「フランス的統合」を提唱し統合政策を提案した「統合高等審議会」の報告書全体を精査し、公権力にとっての移民統合の考え方の変化を明らかにすることであり、第2の方法は、移民当事者に対する実態調査によって、移民当事者にとっての統合の問題、必要とされる政策、紛争解決のアプローチの仕方を明らかにすることである。平成28年度は、研究会を4回、フランスへの研究旅行を9名のべ14回行った。それにより明らかになった知見は以下の通りである。

対象としたすべての分野で移民や移民出自のフランス人に「共和国の諸価値」の尊重・賛同を求める論調が強まった。移民政策・受入政策の分野では、2003年に導入された「受入統合契約」制度の導入によって、統合の「義務」を移民自身が負うことが当然視されるようになった。住居・家族分野では、困難を抱えた移民に対して一般法に包摂することが強調され、そのために国家の第一義的な役割を補完する地域のアクターを動員する必要が述べられるが、徐々に地域のアクターの「共和国の諸価値」の伝達者としての役割が強調されるようになる。教育分野でも地域のアクターの役割が強調されるが、徐々に「共和国の諸価値」の教育の場としての学校(「共和国の学校」)が強調される。イスラームについては、イスラームの否定的な点が強調されるようになると同時に、ライシテを理由に個人のアイデンティティへの介入が強まった。進捗状況としてはおおむね順調に進展していると捉えている。平成27年度に完了しなかった、統合高等審議会報告書の「移民政策・受入政策」「住居・家族」「教育」「文化・イスラーム」の分野別の精査も完了した。また、精査の結果をもとに研究代表者、研究分担者、研究協力者がそれぞれのフィールドで実態調査を行った。報告書精査とフランスでの実態調査の結果を発表し、知見を共有するために、研究組織内の研究会を、平成28年7月、10月、平成29年1月(いずれも東京)、平成29年3月(大阪)で実施した。それとは別に、他の研究者と知見・意見の交換を行うための研究会を平成28年7月、10月、平成29年1月(いずれも東京)、平成29年3月(大阪)で開催した。さらに、フランスでの実態調査のために、9名が延べ14回研究旅行を行った。昨年度、研究進度に若干の遅れが見られたが、研究協力者を増員し、また研究組織内での議論の活性化を図ったことにより、研究進度も向上した。本研究は、移民問題を「国内社会における成員間の紛争」という視点で捉え直し、フランスを素材として、公権力と移民当事者との間に存在する、移民および移民出身者をめぐる紛争の本質の捉え方と紛争解決のアプローチの仕方に関するズレまたはねじれの構造を、「移民政策・受入政策」「住居・家族」「教育」「文化・イスラーム」の4分野に絞って、明らかにすることを目的としている。研究目的を達成するための第1の方法は、「フランス的統合」を提唱し統合政策を提案した「統合高等審議会」の報告書全体を精査し、公権力にとっての移民統合の考え方の変化を明らかにすることであり、第2の方法は、移民当事者に対する実態調査によって、移民当事者にとっての統合の問題、必要とされる政策、紛争解決のアプローチの仕方を明らかにすることである。2017年度は、研究会を3回、フランスへの研究旅行を8名のべ9回行った。それにより明らかになった知見は以下の通りである。対象としたすべての分野で移民や移民出自のフランス人に「共和国の諸価値」の尊重・賛同を求める論調が強まるなかで、一部の移民は「統合」を果たせず、従来獲得していた権利が不安定になることが明らかになった。また、イスラームは移民第二世代以降の女性の抑圧と結びつけられ、男女平等の原則の名のもとで、イスラームを警戒・管理する必要があるとの主張が拡大した。一方で、報告書で早くから指摘されていた移民の出身文化言語に関する教育の問題が放置され、改善されていないことも明らかとなった。
ロシア民営企業における賃金管理

[資料収集の状況]賃金動向のデータとして着目していたのは、一般労働者向けの週間求人誌(3種ほどある)で、Trizaが外資系企業のマネージャー・高級秘書に集中しているのに対し、これらは自動車修理工・建築工事の管理者・出版者の営業要員といった普通の労働者の雇用条件を知る上で非常に重要な情報をもたらすはずであったが、入手は順調にいかなかった。そこで、整理・分析の対象となった資料の大半は国家統計局およびモスクワ市統計局が作成したデータとなった。これらについては、最初から電子化されているものが多々あったが、それらのデータのformatの解析に成功した。[主要な発見]1997年7月のデータでは、所得に占める労働報酬の割合は前年の18%から15%に低下し、外貨販売収入は17%から28%へ増加し、企業家のその他の収入は59%から54%へ低下している。1.1993年以降徴税制度が活動を始めるや、脱税行為が一般化し、生産統計・所得統計の両者が「公式申告分」を表すに過ぎなくなった。2.企業間取引では、バーター方式による脱税、労働報酬では「業務委託」という脱法行為(労働賃金だと、所得税の他、各種の社会保険金を支払わなくてはならない)が蔓延した。しかし、モスクワ市統計局の所得統計(集計値)を世帯生活調査によるデータと付き合わせると、「ヤミ給与が家計では単なる賃金収入とされており、しかもそれほど多くなく、その他の収入は年金を別にするとネグリジブルである」という結論が出てくる。これは社会のごく一部の人々のヤミ収入が統計を歪めているためであると推測される。
多様体の大域的構造の研究

特に,9年度よりの課題であった四元数スピン多様体上のSpin^q-Seiberg-Witten方程式(通常の(Spin^c-)SW方程式の類似物)のトウィスター空間への引き上げ理論の構成とその“理論"の断熱極限,という問題についての研究成果は,M.Nagase:Twistor space and theSeiberg-Witten equation(preprint)にまとめられている。この研究は,四元数スピン多様体とその上のトウィスター空間(ファイバーがCP^1=S^2(もっとも単純な膜)であるような空間)という枠組みと最近注目を集めているM理論(11次元空間の膜理論:種々の超弦理論を統一する理論と期待される)の枠組みとの類似性に着目して開始した研究であり,その出発点としてSpin^q-Seiberg-Witten理論と呼ぶべきものの“引き上げ理論"及びそれの断熱極限(この操作によりその理論の本質的な部分が浮き彫りとなる)を考察した。当研究課題に属する研究としては,その他に,解析的トーションの断熱極限の研究がある。このトーションは,ラプラシアン(=ディラック作用素の二乗)の固有値より作られるゼータ関数の微分の原点における値に関係しており,本質的には熱核のトレースの(時間パラメータt→0の場合の)漸近展開に依存している。研究対象は,そのトーションの(断熱極限パラメータε→0の場合の)極限であり,上述漸近展開が二つのパラメータt,εにどう依存するかを明確にする必要がある。現在,トップ項(t^<-1/2>の係数)をεの関数として書き下すことに成功しているが,それ以降の項の評価には成功していない。
統計学における逆問題的構造の解明とその応用

完備十分統計量が存在するとし、実母数の実数値関数が或る収束半径の円内で整級数展開可能であると仮定し、その円内でその関数のUMVU推定量を構成した。また、その円内でUMVU推定量が存在する場合に、それが母数空間全体で不偏性を満たせば、全体でUMVU推定量になる。例えば、指数分布、一様分布等の場合に所与の母数空間においてUMVU推定量を構築できることが示された。本研究課題の下で、逆問題的構造の解明のための基礎研究を行った。まず、統計学において重要な役割を果している情報不等式によるリスク等の下界について考えると、この下界は沢山存在するので、その中で最良なもの、すなわち最大な下界が望ましい。そこで、最小分散不偏推定問題において一様最小分散不偏(UMVU)推定量の構成について従来、様々な提案がなされてきたが、特に、Jani and Dave(1990)のアプローチに着目してその構成法を詳しく検討した。その方法で本質的なことは完備十分統計量の分布に大きく依存していて、不偏性の条件から積分方程式を解く形である。本研究では、完備十分統計量の分布を表現している関数に適当な条件を付加して、もっと具体的に構成する方法を考案した。この条件は比較的に簡単にチェックできるという利点を持っている。また、同様なアプローチを2母数指数型分布族の場合に拡張し、その例も提示した。従来の方法は、1母数の場合に限定されることが多いので、新奇性があると思われる。1母数指数型分布族の場合には、一定の条件があればCramer-Rao型の情報不等式による下界がUMVU推定量の存在によって最良になるが、多母数の場合には、まだよく分かっていない。今後、よく検討していきたい。従来、よく知られた分布については完備十分統計量の分布は求められていたが、一般には、その分布を求めることは容易でないことが多いので、そのことも踏まえた上で今後の研究を進めたい。特に、統計学において重要な役割を果している不偏推定量の分散の下界は、適当な正則条件め下でCramer-Raoの不等式等の情報不等式から得られるが、この下界は沢山存在ずるので、その中で最良なもの、すなわち最大な下界が望ましい。そこで最小分散不偏推定問題において一様最小分散不偏(UMVU)推定量の構成について、従来から様々な提案がなされてきた。最近、Mukhopadhyay and Bhattacharjee(2010)は母数の関数が無隈個の関数和として表現される場合に、各関数の不偏推定量が完備十分統計量に基づいて存在することを仮定して母数の関数のMVU推定量を求めた。しかし、母数の関数が無限和で表現されるような母数の範囲がやや曖昧であるためにUMVU推定量までの議論に至っていなかった。本研究では、完備十分統計量が存在するとし、実母数の実数値関数がある収束半径内で整級数展開可能であると仮定し、その甲でその関数のUMVU推定量を構成することができた。ここで、その収束半径の円内から母数空間まで拡張できるかという問題が生ずるが、すでに不偏推定量に関してこのことは一般には成り立たないことが分かっている。しかし、もっと制限してUMVU推定量に関してその拡張が成り立つか否かは分かっていないので、今後の課題としたい。現時点では、もし、その推定量が母数空間めすべての母数に対して不偏になれば、すべての母数に対してUMVU推定量になる。実際、指数分布等の場合に自然な例が得られそいる。本研究においては、「統計的モデルの前提条件の下で統計的推測方式の性質を導出する」という順問題に対して、「統計的推測方式の性質から統計的モデルの前提条件を導出する」という逆問題を考える。前年度の研究において、完備十分統計量が存在するとし、実母数の実数値関数が整級数展開可能であると仮定し、その収束半径とすれば、その半径内ではその関数の一様最小分散不偏(UMVU)推定量を構成することができた。ここで、その収束半径の円内から母数空間まで拡張できるかという問題が生ずるが、すでに、これは不偏推定量に関して一般には成り立たないことが分かっている。しかし、もっと制限して、UMVU推定量に関してはその拡張が成り立つか否かは分かっていないので、本年度の研究課題とした。これについては、収束半径内でUMVU推定量が存在する場合に、それが母数空間全体で不偏性を満たすか否か確認することで調べた。その確認は必ずしも容易ではないが、指数分布、一様分布等の場合には確認できて、与えられた母数空間においてUWVU推定量を構築することができることが示された。次に、両端が切断されている分布族を考えた。

このとき、極値統計量は1次の漸近十分統計量となり、その際、情報量損失の観点から考えると、極値統計量は1次の漸近一般情報量損失は起こさないことが分かる。さらに、2次の漸近一般情報量損失を起こさない統計量は存在するかという逆問題を考えると、それは極値統計量と範囲の中央でのスコアの値の組による統計量になることが示され、これは、1次のオーダーでは切断分布の密度の両端点での情報を取り込むような極値統計量を考えれば良いが、2次のオーダーではさらにその密度の滑らかな部分の情報の取り込みも必要であることを意味している。
６次元超共形場理論の４次元へのコンパクト化

本研究課題の目的は、各種の6次元超共形場理論を欠陥演算子つきのリーマン面にコンパクト化した時に現れる様々な4次元理論について、6次元理論の観点から統一的な理解を得ることにあった。網羅的な理解という点では、本年度の研究成果は十分なものとは言えないが、コンパクト化の個別の事例に関してはある程度興味深い進展が得られた。また、本年度は、本研究課題のテーマと関係する内容で、物理の他分野にも影響を与える新結果を得ることができた。6次元超共形場理論の4次元へのコンパクト化を考察する上で、次元をまたいだ量子異常の間の関係は基本的な道具となる。そこで、このような量子異常の間の関係について、Kavli IPMUの米倉和也氏と共に、4次元の有限温度の量子色力学に適用した研究を行った。この研究は雑誌Physical Review Dに採録が決定している。なお、本年度は私の学位取得年度に当たる。今までの6次元超共形場理論に関する研究成果を博士論文にまとめ、東京大学に提出し、審査の結果博士(理学)を授与された。29年度が最終年度であるため、記入しない。(1) 6次元超共形場理論のインスタントン弦の量子異常。6次元超共形場理論は、真空のモジュライ空間のテンソル枝と呼ばれる部分空間上で、ひも状に広がったソリトン的な励起を持つことが知られています。このソリトン的な弦は、モジュライ空間の特異点において非常に軽く、強く相互作用するようになり、特異点において実現される超共形場理論の基本的な自由度であると考えられています。よって、この弦の性質を理解することは、6次元超共形場理論が実現されるメカニズムを明らかにする上で重要です。私は、受入研究員の立川教授と共に、このソリトン的な弦の世界面上の2次元(0,4)理論について調べ、理論の自由度の数にあたる物理量である中心電荷を計算する一般公式を発見しました。本結果は論文にまとめられ、査読の上、雑誌Journal of High Energy Physicsに刊行されました。(2)Higgs枝上のアノマリ計算。6次元超共形場理論の一つである例外型弦理論は、真空のモジュライ空間のHiggs枝と呼ばれる部分空間がE8群の1-インスタントンモジュライ空間と同型になることが知られています。このように、真空のモジュライ空間のHiggs枝が、あるリー群の1-インスタントンモジュライ空間と同型になるような超共形場理論の例は、様々な時空次元で知られていました。私は、受入研究員の立川教授、およびKavli IPMUの研究員であるGabi Zafrir氏と共に、この性質を持つ超共形場理論において、理論の持つt'Hooftアノマリが一意に決まってしまうことを示しました。この結果の副産物として、私がかつて別の手法を用いて計算した例外型弦理論のアノマリを、より簡潔な方法で再現することが可能になりました。本結果は論文にまとめられ、雑誌Journal of High Energy Physicsで査読中です。研究実績概要に示した通り、本年度は6次元超共形場理論について、ソリトン弦の中心電荷という新たな物理量の計算に成功しました。また、以前に行った例外型弦理論に対する計算を、新たな観点から大幅に簡単化することにも成功しました。これらは、私が6次元超共形場理論じたいに対する理解を着実に深めていることを示しています。さらに、私は現在、6次元超共形場理論のトーラスコンパクト化に関する以前の結果を拡張する研究をイタリア、アメリカのグループと共同で進めており、研究課題の「6次元超共形場理論の4次元へのコンパクト化」について新たな結果を次年度中に発表できると考えています。現在推進中のイタリア、アメリカのグループとのトーラスコンパクト化に対する共同研究を完成させることを第一の目標としています。また、受入研究者の立川教授やGabiZafrir氏らと共に、6次元超共形場理論の特定のクラス、つまり真空のモジュライ空間のHiggs枝がALE空間上のインスタントンモジュライ空間と同型になるような理論、に関するコンパクト化を調べています。こちらについても次年度中に論文にまとめて発表することが可能だと思われます。
大規模データ収集のための自律型エッジデバイス

本研究は、ネットワーク接続された多数のエッジデバイス(ゲートウェイ、端末、小型サーバ等)に接続されたセンサーが生成するデータを収集する際、データの収集先において生じるネットワークの輻そう状態を軽減させる方式の確立を目指すものである。今年度は,昨年度検討した,各エッジデバイスが協調的に動作して構造化オーバレイネットワークを構成し,デバイス間で複数のメッセージデータをまとめて蓄積転送(まとめ送り)することでネットワーク負荷を小さくするアルゴリズムのプロトタイプ実装を進めた.とくに,複数のデバイスが同時動作する状況へ対応するための機能拡張を行ない,50台以上のノードが存在する状況のもとでの動作検証を行なった.また,エッジ機器としてNVIDIA製Jetsonにおける正常動作の確認も行なった.また,拡張方式として,データ送信に周期に周期性があり,かつ,メッセージのサイズに上限がある制約のもと,ある時刻にあるデバイスに負荷が集中し,輻そう/故障状態と認識されることを回避するための,位相調整を用いた負荷均等化手法の検討を進めた.各デバイスに個別の時間差(位相差)を与えることで,各デバイスの瞬間的な負荷の最大値(最大瞬間負荷)を大幅に軽減させられる手法をあらたに提案し,シミュレーションにより効果を確認した.さらに,エッジ機器上のデータ収集において,上流ネットワークの帯域が十分にない場合に対応するため,データを分割して重要度が高い部分を優先して送信することで,最低限のデータを取りこぼさず,収集・処理を可能とする方法についても検討を進めた.映像データ処理を対象とした評価において,段階的なデータ収集により,デバイスに収容可能なデータソース数をおよそ7倍程度に向上させられることを確認した.計画通りプロトタイプ実装と動作検証を進めることができている.また,デバイスが輻そう・故障状態と認識されることを回避する手法,データ収集時の取りこぼしを回避する手法についてもシミュレーション評価により効果が確認できた.提案方式の実装.実証評価を進めるとともに,評価結果をとりまとめ,ジャーナル論文やBook Chapterとして発表を行う.本研究は、ネットワーク接続された多数のエッジデバイス(ゲートウェイ、端末、小型サーバ等)に接続されたセンサーが生成するデータを収集する際、データの収集先において生じるネットワークの輻そう状態を軽減させる方式を検討するものである。本年度、各エッジデバイスが協調的に動作して構造化オーバレイネットワークを構成し、エッジデバイス間で複数のメッセージデータをまとめて蓄積転送(まとめ送り)することでネットワーク負荷を小さくするアルゴリズムの基本検討を行なった。基本方式の一つとして、上記まとめ送りにおいてメッセージのサイズに上限がある状況のもと、それぞれのエッジデバイスが送信周期の位相を調整してデータ送信を行なうことで,ネットワーク送受信負荷があるエッジデバイスに集中してしまう状況を回避させる方法を検討した。構造化オーバレイネットワークとして、スキップグラフを用いたシミュレーション評価を行い、単位時間あたりに生じるネットワーク負荷を半分以下にできることを確認した。また、データ収集において、ネットワークの帯域が十分にない場合に対応するため、データを分割して重要度が高い部分を優先して送信することで、処理に必要な最低限のデータを取りこぼさないようにする方法についても検討した。提案方式のプロトタイプ実装として,構造化オーバレイネットワークにおけるルーティング実行時に,条件に応じて蓄積転送を行うプラグインをオーバレイプラットフォームPIAXの拡張機能として実装した。さらに、組み込みエッジデバイスとしてRaspberry Pi 3を用いた単体動作検証を行ない,必要な性能が得られる見通しを得た。計画通り基本検討を行なうことができている。また、プロトタイプ実装と動作検証についても順調に進んでいる。今年度は,昨年度検討した,各エッジデバイスが協調的に動作して構造化オーバレイネットワークを構成し,デバイス間で複数のメッセージデータをまとめて蓄積転送(まとめ送り)することでネットワーク負荷を小さくするアルゴリズムのプロトタイプ実装を進めた.とくに,複数のデバイスが同時動作する状況へ対応するための機能拡張を行ない,50台以上のノードが存在する状況のもとでの動作検証を行なった.また,エッジ機器としてNVIDIA製Jetsonにおける正常動作の確認も行なった.また,拡張方式として,データ送信に周期に周期性があり,かつ,メッセージのサイズに上限がある制約のもと,ある時刻にあるデバイスに負荷が集中し,輻そう/故障状態と認識されることを回避するための,位相調整を用いた負荷均等化手法の検討を進めた.各デバイスに個別の時間差(位相差)を与えることで,各デバイスの瞬間的な負荷の最大値(最大瞬間負荷)を大幅に軽減させられる手法をあらたに提案し,シミュレーションにより効果を確認した.さらに,エッジ機器上のデータ収集において,上流ネットワークの帯域が十分にない場合に対応するため,データを分割して重要度が高い部分を優先して送信することで,最低限のデータを取りこぼさず,収集・処理を可能とする方法についても検討を進めた.映像データ処理を対象とした評価において,段階的なデータ収集により,デバイスに収容可能なデータソース数をおよそ7倍程度に向上させられることを確認した.計画通りプロトタイプ実装と動作検証を進めることができている.また,デバイスが輻そう・故障状態と認識されることを回避する手法,データ収集時の取りこぼしを回避する手法についてもシミュレーション評価により効果が確認できた.今年度実装したプロトタイプ実装に、提案方式や改善方式の機能を付加し,実デバイス,実ネットワークを用いた実機検証を進める.提案方式の実装.実証評価を進めるとともに,評価結果をとりまとめ,ジャーナル論文やBook Chapterとして発表を行う.共同研究の打ち合わせを遠隔会議として実施したことにより今年度の旅費使用額が小さくなったことが、次年度使用額が生じた大きな理由である。

次年度、詳細検討を行うためのface-to-faceでの打ち合わせや国際学会における成果発表等にて使用する予定である。プロトタイプ実装に用いるデバイスが安価となったこと,また,既存テストベッドを活用することでシステム構築に必要な経費が節約できたことによる.来年度,成果発表に使用する予定.
全層角膜移植モデルによる免疫学的寛容の導入および移植角膜拒絶メカニズムの検討

ラット全層角膜移植モデル(Fisherラット⇒Lewisラット)を用いて、T細胞の認識を直接ブロックする抗αBTCR抗体(R73)を短期間投与による拒絶反応抑制実験を行った。これまで角膜および他の臓器において、T細胞レセプターをブロックする試みはなされておらず、これまでの投与により免疫学的寛容の導入を目指した。血管の豊富な臓器(心臓など)では、手術後の投与のみ有効との報告があるため、手術前、手術後に各1mg/ラットのR73を投与したところ、角膜においては、手術前の投与は、全く無効であった。手術後の投与についても、若干生着期間が延長したに過ぎなかった。そこでR73投与は全例術後のみとし、計2.6mg/ラット投与したところ(n=15)、術後3週の時点で非投与群で全例拒絶された(n=12)のに対して、投与群では逆に全例生着し、術後3ケ月以上の長期観察を行った例(n=5)を生着することが観察され、長期生着に有効であった。ヘマトキシリン・エオジン染色で、非投与群で移植片局所に多数の細胞浸潤が認めら多のに対し、R73投与群ではその浸潤が著明に抑制されていた。術後3週の時点における遅延型過敏反応(DTH反応)をR73投与群、非投与群で比較検討したところ投与群で有意にDTHを抑制していた。しかしR73投与により透明性を維持しているラットの反対眼に対し、術後5週目に第一眼と同系ラット角膜を移植し、抗原特異的免疫学的寛容を検討したところ、第二眼は拒絶された。現在R73による長期生着例と非投与例における角膜、前房水中のサイトカインメッセージの解析を実施し、Thelper1,Thelper2バランスを含めた移植片長期生着時の免疫学的背景について検討中である。
地中海島嶼社会の経済社会ネットワークと地域研究の方法と視角

地中海世界の歴史において人びとの活動の重要拠点となった「島嶼」に注目し、自然・生態環境に規定された人々の生活・経済空間としてのマイクロエコロジー圏、および当該マイクロエコロジー圏が対外世界と切り結んだ経済社会ネットワークの構造分析を行った。政治的、人為的に設定され認知されてきた「地域」「海域」概念、および歴史的統一体としての地中海世界の存在論にも批判的検討を加えた。地中海世界における島嶼は、歴史上人間の活動する橋頭堡として重要な拠点だった。本研究は、この島嶼空間に注目し、自然・生態環境に規定された人々の生活・経済空間としてのマイクロエコロジー圏、および各マイクロエコロジー圏が対外世界と切り結んだ経済社会ネットワークの構造分析をめざす。それを、政治的、人為的に設定され認知されてきた「地域」「海域」概念、および歴史的統一体としての地中海世界の存在論に批判的検討を加えながら推進している。分析対象は、ナクソス、マルタ、イビサの各島嶼、および「陸の島嶼」としてのエジプト・オアシスである。本研究は、この島嶼空間に注目し、自然・生態環境に規定された人々の生活・経済空間としてのマイクロエコロジー圏、および各マイクロエコロジー圏が対外世界と切り結んだ経済社会ネットワークの構造分析をめざしている。分析対象は、ナクソス、マルタ、イビサの各島嶼、および「陸の島嶼」としてのエジプト・オアシスであり、主として以下の項目に沿って分析を推進した。(a)経済的存立構造・社会関係・対外関係に関する資料収集、その系統的分析。(b)各国統計局、地元自治体より収集したデータと、独自調査の結果データとの突き合わせ。生産状況、企業活動状況、人口動態、就業事情、家族構成状況、対外経済関係状況からのその分析。平成20年度は特に、各島嶼社会の対外関係の側面に焦点を合わせた。(c)現地インフォーマントからの情報の収集、整理。各サンプル空間の歴史、今日的社会生活の再構成作業を地図上で図示化。(d)文献情報、データ資料を補完するインフォーマントへの聞き取り。これを中心とするマイクロデータの収集によって、各サンプル空間の歴史的・今日的社会生活、対外ネットワークの形成過程と現況について再構成すべく作業を推進。(e)初動研究成果の報告会議を兼ねて、チュニジア国立経済社会研究所との共催による国際ワークショップの開催(2009年3月25日)。このワークショップ、および月例研究会(一橋大学で開催)において、平成22年度まで4ヶ年にわたる本研究計画全体について微修正を含めた分析行程の確認を行った。分析対象は、ナクソス、マルタ、イビサの各島嶼、および「陸の島嶼」としてのエジプト・オアシスであり、主として以下の項目に沿って分析を推進してきた。この点では、平成21年度も平成20年度に引き続き、各島嶼社会の対外関係の側面に焦点を合わせた。(e)チュニジア国立経済社会研究所の研究協力者を招聘して国際セミナーを開催(2010年1月)。成果の中間取り纏めとして、Mediterranean World 20の刊行(2010年6月)。地中海世界における島嶼は、歴史上人間の活動する橋頭量として重要な拠点だった。本研究は、この島嶼空間に注目し、自然・生態環境に規定された人々の生活・経済空間としてのマイクロエコロジー圏、および各マイクロエコロジー圏が対外世界と切り結んだ経済社会ネットワークの構造分析をめざしてきた。

(a)経済的存立構造・社会関係・対外関係に関する資料収集、その系統的分析。(b)各国統計局、地元自治体より収集したデータと、独自調査の結果データとの突き合わせ。生産状況、企業活動状況、人口動態、就業事情、家族構成状況、対外経済関係状況からのその分析。この点では、平成22年度も、平成20、21年度に引き続き、各島嶼社会の対外関係の側面に焦点を合わせて作業を推進した。(c)現地インフォーマントからの情報の収集、整理。各サンプル空間の歴史、今日的社会生活の再構成作業を地図上で図示化。(d)文献情報、データ資料を補完するインフォーマントへの聞き取り。これを中心とするマイクロデータの収集によって、各サンプル空間の歴史的・今日的社会生活、対外ネットワークの形成過程と現況について再構成すべく作業を推進した。(e)イタリア共和国トリエステ大学において、同大およびヴェネツィア大学と共催して、国際ワークショップを開催(2010年9月)、成果を発信した。地中海世界における島嶼は、歴史上人間の活動する橋頭塗として重要な拠点だった。本研究課題は、この島嶼空間に注目し、自然・生態環境に規定された人々の生活・経済空間としてのマイクロエコロジー圏、および各マイクロエコロジー圏が対外世界と切り結んだ経済社会ネットワークの構造分析をめざしてきた。それを、政治的、人為的に設定され認知されてきた「地域」「海域」概念、および歴史的統一体としての地中海世界の存在論に批判的検討を加えながら推進した。分析対象は、ナクソス、マルタ、イビサの各島嶼、および「陸の島嶼」としてのエジプト・オアシスである。平成23年度は、本研究課題の最終年度であり、成果取り纏めを中心に活動した。これらの諸点に関する、(c)現地インフォーマントからの情報の収集、整理。各サンプル空間の歴史、今日的社会生活の再構成作業を地図上で図示化、を行った。(d)文献情報、データ資料を補完するインフォーマントへの聞き取りは、各サンプル空間の歴史的・今日的社会生活、対外ネットワークの形成過程と現況について再構成する上で有益だったと思量する。なお、これまでの研究成果とともに、イタリア共和国トリエステ大学において、同大およびヴェネツィア大学と共催して、平成22年9月に開催した国際ワークショップでの成果をも含めた欧文報告書を、平成24年6月末に刊行した。
腎癌の新しい腫瘍マーカー

蓚酸カルシウム結晶の成長を抑制する高分子物質(glycoprotein)はIto and Coeによりヒト尿中から分離・精製され、Coeによりネフロカルシンと命名された。この物質の起源が近位尿細管であることよりネフロカルシンが腎癌の腫瘍マーカーになりうるかどうかについて検討した。まず、ネフロカルシンを特異的に検出するELISA法を開発した。ネフロカルシンを皮下注射したウサギの血液から抗体を精製した。精製IgGはネフロカルシンとは反応するが、アルブミンやTamm^- Horsfall蛋白とは反応しなかった。このIgGを使って、尿中ネフロカルシンの濃度を直接ELISA法で測定した。すなわち、ウサギに対するヤギの抗体を第2抗体として使い、ABC法により、horseradish peroxidaseと過酸化水素を加えて、オルト・フェニレンジアミンと共役させる。オルト・フェニレンジアミンの酸化による発色の強度を自動吸光度測定器を用いて、470nmで測定した。尿は手術前日と術後5-90日、平均14日後に1回ずつ、19名の臨床的に転移を認めない患者の24時間尿を、1gのチモールをいれたポリスチレンの容器に集めた。対照は健康な成人女子3名と男子5名の計8名である。腎癌患者の尿中ネフロカルシンは対照例よりも有意に上昇していた。また腎癌患者に対する根治的腎摘徐術後には術前に比して有意に低下した。腎癌を進展度別および悪性度別に分類し、ネフロカルシンをみると、これらのパラメーターとの間には明らかな相関はみられなかった。以上より、尿中ネフロカルシンは腎癌の腫瘍マーカーとなりうることが示唆された。今後は組織化学的に腎癌のネフロカルシン染色を行い、組織型との関係をしらべると共に、染色性と腎癌の予後との関係についても調べる予定である。
複雑ネットワーク解析による認知症初期像の検討

3D-T1強調像と拡散テンソル像の両方を用いてグラフ理論を用いた複雑ネットワーク解析を行った。複雑ネットワーク解析では最初に全脳に関心領域を設定し拡散テンソルトラクトグラフィーを行うことで関心領域間の結合の強さを計量し、関心領域間の結合の強さをグラフ理論を用いて解析し脳全体を1つの複雑ネットワークとみなして、疾患特異的なネットワーク特性があるか検討した。ネットワーク特性の解析と並行してq-space imaging(QSI)による脳微細構造の検討も行った。QSIによる検討では中性脂肪が高いほど半値幅;full width at half maximum(dFWH)が優位に上昇していた。研究代表者らはこれまで高磁場3テスラMRIを用いて撮像した拡散テンソル像を解析し、中年の肥満者においてbody mass index(BMI)に関連して微細な変化が生じる大脳白質部位を同定した。また研究代表者らは同じく高磁場3テスラMRIを用いて撮像した拡散テンソル像を解析し、diffusional kurtosis imaging法を用いて、高血圧の中年男性では血管障害の顕在化前から微細な白質変化が生じていることを明らかにした。これまでの研究結果を踏まえ本研究課題では3D-T1強調像をVBMの手法を用いて灰白質容積の評価を行い、各種認知症に特異的な脳萎縮を評価している。また拡散テンソル像を用いて、各種認知症に特異的な白質障害を評価、定量している。さらに拡散テンソル撮像を発展させた新しいMRIの撮像法であるdiffusionalkurtosis imaging:DKI法とq-space imaging:QSI法による解析も行っている。3D-T1強調像と拡散テンソル像の両方を用いてグラフ理論を用いた複雑ネットワーク解析を行っている。複雑ネットワーク解析では最初に全脳に関心領域を設定し、拡散テンソルトラクトグラフィーを行うことで関心領域間の結合の強さを計量する。次に関心領域間の結合の強さをグラフ理論を用いて解析し、脳全体を1つの複雑ネットワークとみなして、疾患特異的なネットワーク特性があるかを検討している。現在までの進捗状況についてはやや遅れている。主な理由は以下の通り。1)高性能ワークステーションを使用しているが、各症例のネットワーク特性の計算に想定以上の時間を要していること。2)各症例のネットワーク特性は想定以上に均質で、当初計画よりも症例数を増やす必要がありそうなこと。3)各症例のネットワーク特性の検証に必要なランダムネットワークの生成に時間を要していること。本研究課題では3D-T1強調像と拡散テンソル像の両方を用いてグラフ理論を用いた複雑ネットワーク解析を行っている。次に関心領域間の結合の強さをグラフ理論を用いて解析し、脳全体を1つの複雑ネットワークとみなして、疾患特異的なネットワーク特性があるか検討している。ネットワーク特性の解析と並行してq-space imaging(QSI)による脳微細構造の検討も進めている。今回の検討ではTGが高いほど半値幅;full width at half maximum(dFWH)が優位に上昇していた。また桿状核好中球が高いほどdFWHが優位に上昇していた。また分節核好中球が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またシスタチンCが高いほどdFWHが優位に上昇していた。またIRI-60が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またCPR-60が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またIRI-210が高いほどdFWHが優位に上昇していた。しかしLDLが高いほどdFWHが優位に低下し、VO2PEAK(ml/kg/min)が高いほどdFWHが優位に低下していたまた分節核好中球が高いほどmaxprobability(maxP)が優位に低下していた。またIRI-60が高いほどmaxPが優位に低下していた。またCPR-60が高いほどmaxPが優位に低下していた。またIRI-210が高いほどmaxPが優位に低下していた。またgul-30が高いほどmaxPが優位に低下していた。脳白質のQSIと臨床指標の関連については、これまでほとんど検討されていないことから、これらの結果の学会発表、論文化を進めている。2)高性能ワークステーションを使用しているが、各症例のネットワーク特性の検証に必要なランダムネットワークの生成に想定以上の計算時間を要していること。3)各症例のネットワーク特性は想定以上に均質で、当初計画よりも症例数を増やす必要がありそうなこと。

また分節核好中球が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またシスタチンCが高いほどdFWHが優位に上昇していた。またIRI-60が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またCPR-60が高いほどdFWHが優位に上昇していた。またIRI-210が高いほどdFWHが優位に上昇していた。しかしLDLが高いほどdFWHが優位に低下し、VO2PEAK(ml/kg/min)が高いほどdFWHが優位に低下していたまた分節核好中球が高いほどmaxprobability(maxP)が優位に低下していた。またIRI-60が高いほどmaxPが優位に低下していた。またCPR-60が高いほどmaxPが優位に低下していた。またIRI-210が高いほどmaxPが優位に低下していた。またgul-30が高いほどmaxPが優位に低下していた。脳白質のQSIと臨床指標の関連について、学会発表、論文化を進めている。3D-T1強調像と拡散テンソル像の両方を用いてグラフ理論を用いた複雑ネットワーク解析を行った。複雑ネットワーク解析では最初に全脳に関心領域を設定し拡散テンソルトラクトグラフィーを行うことで関心領域間の結合の強さを計量し、関心領域間の結合の強さをグラフ理論を用いて解析し脳全体を1つの複雑ネットワークとみなして、疾患特異的なネットワーク特性があるか検討した。ネットワーク特性の解析と並行してq-space imaging(QSI)による脳微細構造の検討も行った。QSIによる検討では中性脂肪が高いほど半値幅;full width at half maximum(dFWH)が優位に上昇していた。各症例のネットワーク特性の計算に想定以上の時間を要しているので、計算アルゴリズムを見直し、より迅速かつ網羅的に解析を行える環境の構築を目指す。また各症例のネットワーク特性は想定以上に均質であることから、当初計画よりも症例数を増やす方向で検討する。さらに外部の連携研究者の協力も得ながら、各症例のネットワーク特性の検証に必要なランダムネットワークの生成に要する時間の短縮を図る。放射線科学当初計画で購入を予定していたワークステーション用メモリチップが円高の進行のため購入できなかったため。
植物環境感覚を支える機能性分子・粒子のＸ線構造解析

1.植物光受容蛋白質の構造解析シロイヌナズナphot2のLOV2-linker-Kinase fragment (L2LK)についてX線小角散乱実験を行い、青色光が誘起するLOV2内のアミノ酸残基レベルでの構造変化をlinker領域が増幅伝達してLOV2とKinaseの位置関係に変化が生じると推測した。現在、At phot2全長とAt phot1のL2LKについても同様の実施し、光受容に伴う立体構造変化を推定している。特に、phot1のL2LKについては、linker領域の変異体を作成し、光誘起構造変化への影響を検討し、青色光依存的な酵素分解との対応が取れるモデルを提案した。2.生体粒子のコヒーレントX線回折イメージング実験クライオ試料固定照射装置を用いたSACLAにおける実験の高度化・標準化により、1-10 Hzのレートでシングルショット回折パターンの取得が可能となった。現在、500 nmの小角分解能を実現し、1200 nmを超えるサイズの粒子の電子密度像回復を行っている。これに関連して、装置制御及びデータ処理ソフトウェアを構築し、解析理論の充実を図った。特に、検出器の飽和で小角散乱領域が欠損した回折パターンの像回復法、回復電子密度の確からしさを評価する方法、散乱断面積の小さな生物試料に金属ナノ材料を混在させて信号を増強する方法、画像超空間で位相回復像を分類する方法について理論的な検討行い、ソフトウェアを構築した。短時間に膨大な回折パターンが収集可能なSACLAの優位性を活かし、シゾン葉緑体、酵母核などの生体粒子について、低温CXDI実験を実施した。十分な強度で記録された回折パターンでは30-50 nm程度の分解能で投影電子密度図を再構成できるようになった。さらに、酵母核については間期と分裂期の投影構造を200枚以上取得して、三次元再構成の可能性を検討した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、2つの空間階層でのX線構造解析を展開し、植物の環境感覚応答研究に貢献することを目指す。分子レベルにおいて、植物光受容蛋白質のドメインやフラグメントの立体構造を結晶構造解析や小角散乱(SAXS)を通じて明らかにする。また、結晶化が原理的に不可能な細胞内オルガネラ等について、コヒーレントX線回折イメージング(CXDI)を適用し、植物環境感覚応答が細胞内でどのような変化をもたらしうるのかを光学顕微鏡よりも高い解像度で明らかにすることを目的としている。平成25年度は、クラミドモナス(Cr) phot全長とLOV2-kinase、シロイヌナズナ(At) phot1のLOV2-kinaseについてSAXS実験を実施し、Cr phot全長とL2LK、At phot1のL2LKについては解析が完了し、既にAt phot2 L2LKで推測された構造変化が、これらでも生じていることが明らかとなった。At phot2全長についてもSAXS実験を行った。また、赤色光受容体蛋白質At phytochrome B発色団ドメインの結晶化を試みている。SACLA低温CXDI実験では、500 nmの小角分解能を実現し、1200 nmを超えるサイズの粒子の電子密度像回復が可能となった。さらに、短時間のうちに取得される膨大な回折パターンを円滑かつ高効率な実験・解析のためのソフトウエアを開発した。これらの応用として、短時間に膨大な回折パターンが収集可能なSACLAの優位性を活かし、回折データからサブミクロン材料粒子の粒度分布と構造を複合的に解析した。シゾン葉緑体、酵母核、磁性細菌やアミロイドなどの生体粒子について、低温CXDI実験を実施し、十分な強度で記録された回折パターンでは30-50 nm程度の分解能で投影電子密度図を再構成できるようになった。

十分な強度で記録された回折パターンでは30-50 nm程度の分解能で投影電子密度図を再構成できるようになった。さらに、酵母核については間期と分裂期の投影構造を200枚以上取得して、三次元再構成の可能性を検討した。26年度が最終年度であるため、記入しない。いずれの空間階層でも、構造解析が順調に進んでいる。今後、植物光受容蛋白質の構造解析では結晶化を推進し、結晶が得られれば、実験室やSPring-8でのX線回折実験によって立体構造を明らかにしたい。CXDIでは、より多くの良質な回折パターンを得て、生体粒子三次元再構成の可能性を探りたい。
銅輸送チャネルの局所構造の解明：多量体および膜中での分光測定手法の構築

本研究では、銅輸送タンパク質Ctrの細胞外ドメインに存在する銅結合配列(Cys/Trpモチーフ)の局所構造を、分光測定によって解析している。前年度の成果として、銅を結合したCys/Trpモチーフは脂質二重膜中へ埋没することが明らかになった。金属イオンをトリガーとして膜中へ移行するペプチド配列の発見は、新しい人工タンパク質の合成や、金属イオン応答性に機能する医薬品の開発につながる重要な結果である。前年度の結果を受け、このモチーフを用いて新規の機能性分子を設計し、その構造と機能を分光測定によって評価した。L体とD体のアミノ酸が交互に並んだ配列をもつ6から12残基の環状ペプチドは平面構造をとる。さらにこの分子は分子間で水素結合を形成して、各分子が互いに平行になるように自己集合し、ナノチューブを形成する。ナノチューブは脂質二重膜中に移行するとイオンチャネル活性を示す。Cys/Trpモチーフは銅を結合していないと膜へ移行せず、銅を結合すると膜の中へ埋没することから、モチーフを修飾した環状ペプチドは銅に応答して活性を持つチャネル分子になると考えた。6残基のアミノ酸からなる環状のペプチド分子を合成し、そこに3分子のCys/Trpモチーフを修飾した。修飾したCys/Trpモチーフは、修飾する前と同様の配位構造で銅イオンを結合した。しかし、合成した分子は、銅がなくてもチャネル活性を有することが明らかになり、前述の機構は成立しないことがわかった。その後検討を進めた結果、この分子はCys残基がS-S結合を形成しているとチャネル活性が低く、形成していないとチャネル活性が高いことが明らかになった。したがって合成した分子に、銅応答性にチャネル活性を変更する機能は与えられなかったが、還元剤などのS-S結合を切断する化学種に応答してチャネル活性を持ちうることが示された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。一価銅選択的な銅取り込みタンパク質であるCtrについて、細胞外N末端領域にあるCys/Trpモチーフに着目し、構造機能相関を検討している。これまでの研究では、Cys/Trpモチーフと銅イオンの配位構造と、その結合定数を分光測定によって明らかにしている。Cys/Trpモチーフと脂質二重膜との相互作用について、Red-edge excitation shift (REES)を用いて検討した。溶媒の粘性が大きい場合、短波長側での励起と長波長側での励起で蛍光ピーク波長が大きく異なるようになり、この差をREESと定義する。REESの値から、蛍光団近傍の粘性を見積もることができる。その結果、脂質二重膜(リポソーム)がある条件でのみ、Cu(I)を添加するとCys/TrpモチーフのREESの値が大きくなった。これは、銅の結合によって、Cys/Trpモチーフがより粘性の高い環境、すなわち脂質膜中に移行したことを示す結果である。モチーフの膜中への埋没は、Stern-Volmer消光実験と蛍光寿命測定によっても確認した。アクリルアミドのような消光剤分子による消光の度合いから蛍光団の溶媒への露出度合いを見積もることができる。その結果、リポソームがある条件でのみ、Cu(I)を添加するとCys/Trpモチーフの消光度合いが減少した。Cys/Trpモチーフが膜中へ移行するメカニズムは、銅の結合に伴うペプチド全体の疎水性の上昇であると考察している。円偏光二色性スペクトルおよびラマンスペクトルの測定により、モチーフが銅を結合すると、主鎖がランダムコイルからβシートへ変化することが示された。ペプチド結合間の水素結合形成によりペプチド鎖全体の疎水性が増すため、脂質膜との親和性が増すと考えられる。Cu(I)の結合に伴うペプチド鎖の埋没は、過剰な銅イオンの取り込みの抑制に関与していると考えられる。本研究は、当初の計画では化学修飾を行ったCys/Trpモチーフを脂質二重膜上にアンカーし、脂質二重膜と相互作用したCys/Trpモチーフ分子の結合能や構造の変化について検討を行う予定だった。しかし、実際に合成した分子はリポソーム同士を凝集させてしまい、当初考えていたモデル系としては機能しないことが明らかになった。なぜペプチドによってリポソームが凝集してしまうのか、円偏光二色性スペクトルや蛍光スペクトルを測定し、ペプチド分子の構造と周囲の環境を考察する過程で、未修飾のペプチド分子が金属イオンの結合に伴って膜中へ埋没することを発見した。金属イオンをトリガーとして膜中へ移行するペプチド配列は、新しい人工タンパク質の合成や、金属イオン応答性に機能する医薬品の開発につながる重要な結果であると考え、これについて考察を進めた。結果として、ペプチドが銅イオンを結合して膜中へ埋没することを2つの手法を用いて示し、さらにそのメカニズムを明らかにすることができた。以上の結果は学会やシンポジウムでの発表において一定の評価を受け、原著論文にまとめて現在投稿中である。また今後この配列を用いて実際に新規の機能性分子を合成する計画を立てている。以上より、本研究は当初予定していた方向とは違うものの、おおむね順調に進展していると考えている。