hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイオキシンとポリ塩素化ビフェニル複合曝露による毒性の遺伝子プロファイルの作成

極めて低用量のTCDD曝露により有意な学習行動低下があることが示された。本研究は、実験動物に対してダイオキシン異性体の中でもっとも毒性が強い2,3,7,8-TCDD(以下、TCCDと略す)とポリ塩素化ビフェニル(PCB)の複合曝露を行い、複合曝露に伴う・依存性と非依存性に現れる毒性の量・反応関係を明らかにし、遺伝子プロファイル解析により毒性発現メカニズムの分子基盤に関わる情報を定時することを目的とする。TCDD及びPCB異性体混合物のAhR依存性と非依存性毒性の影響指標の同定と量・反応関係を解析すること(フォワード・トキシコロジー)、DNAマイクロアレイによる遺伝子発現変動プロファイル解析(リバース・トキシコロジー)を行う。学習行動に対するTCDDとPCB126(1998年WHO TEF=0.1)の影響を比較検討したところ、興味深い結果が得られた。すなわち、TCDD50ng/kg及び800ng/kgの母体曝露により学習行動が顕著に妨げられ、200ng/kgではむしろ反応率の増加が認められたが(昨年度成果)、TEQ等等価量のPCB126においても同様に、50ng TEQ/kg (500ng/kg)により低下、200ng TEQ/kg (2000ng/kg)により反応率の上昇が認められたことから、この影響パタン、はTEQをほぼ反映した毒性すなわちTCDD毒性であることが示唆された。さらにPCB126の高用量曝露(8000ng/kg)では、TCDDではみられない顕著な学習低下がみられ、PCB126のもつ非TCDD毒性が存在する可能性が示唆された。非TCDD毒性について明らかにするため、現在非コプラナーPCBであるPCB153の曝露影響を解析を行っている。また、TCDDとPCB153の複合曝露実験を開始した。DNAマイクロアレイ等による遺伝子プロファイル解析、精巣、前立腺、胸腺などの器官培養系についても曝露実験を開始した。ダイオキシン類の毒性に対する社会的関心は極めて高い。ダイオキシン類として行政的に規制をされている物質群は、ダイオキシン、ジベンゾフラン、平面構造を有するPCB(いわゆるコプラナーPCB)である。その理由は、これらの化学物質が、ダイオキシン異性体の中でもっとも毒性が強い2,3,7,8-TCDD(以下、TCDDと略す)がアリール炭化水素受容体(AhR)を介して示す毒性と同じ毒性を表わすことが前提となっている。我々はこれまでに、生殖発生・脳機能行動・免疫の3つの側面から、環境中からヒトが体内に蓄積している生体負荷量に匹敵する程度の低用量TCDDへの曝露によって生じる毒性プロファイルを解明してきた。本研究では、実験動物に対してTCDDとPCBの複合曝露を行い、複合曝露に伴うAhR依存牲と非依存牲に現れる毒性の量・反応関係を明らかにし、遺伝子プロファイル解析により毒性発現メカニズムの分子基盤に関わる情報を提示することを目的とする。ダイオキシンとして2,3,7,8-TCDD(TCDD)、環境中に存在する主なPCBコプラナーPCBとして3,3',4,4',5-PCB(PCB126)、2,3',4,4',5-PCB(PCB118)、非コプラナーPCBとして2,2',4,4',5,5'-PCB(PCB153)に焦点をあてる。これらの中でPCB153は、体内動態や毒性の量・反応関係に関するデータが少ない。
古代遺跡出土骨からみたわが国の牛、馬の起源、系統に関する研究-とくに日本在来種との比較-

わが国の牛、馬の起源、系統や渡来の時期などを明らかにする目的で全国の遺跡から出土する牛、馬に関する遺物を調査し、さらに出土骨を同定する基礎資料を得るために、在来種や現代種の骨を形態計測学的に検索し、出土骨との比較を行い、以下の結果を得た。1.牛、馬の骨や歯の出土した遺跡は、全国で牛177、馬379、合計556カ所あり、時期的には古墳から中世が多く、また、地域別では、東京、神奈川、福岡、大阪、および千葉などに多かった。2.在来牛である見島牛(雄2、雌2)、口之島牛(雄3、雌5)および現代和牛の黒毛和種(雄10、雌20)の頭蓋、四肢骨をノギスや画像解析装置を用いて計測した。実測値、主成分分析から在来牛は黒毛和種から区分された。3.在来馬であるトカラ馬(雄7、雌8)、御崎馬(雄9、雌13)、木曽馬(雄1、雌10)および現代馬のサラブレッド(雄5、雌5)の頭蓋、四肢骨を計測し、実測値、主成分分析からトカラ馬が最も小型であることがわかった。なお、牛、馬共に骨の幅、径から骨長を、骨長から体高の推定式を作成した。4.藤原京、平安京、カキワラ貝塚など24カ所の出土骨を調査したが、牛の骨は、在来牛とほぼ同じ大きさであり、また、馬の骨は、小型から中型馬の大きさで、特に御崎馬と同じ中型馬のものが多かった。5.古墳時代中期になると、わが国でも馬具が出土しはじめ、また、杏葉や馬鐸飾った馬の埴輪もみられ、埴輪馬は関東に多く、西日本では少なかった。祭祀に用いたと考えられる土馬は、奈良、平安時代に最も多く、ほぼ全国に分布しているが、特に平城京、平安京など古都に多くみられた。6.以上の調査結果から、わが国の牛、馬の渡来時期は、弥生から古墳時代と考えられるが、今後さらに全国各地の出土遺物を詳細に調査し、牛、馬のわが国へのルートを明らかにしたい。わが国の牛・馬の系統や渡来の時期などを明らかにするために,まず,本年度は,全国の遺跡から牛・馬に関する遺物の出土状況を調査すると共に,出土骨を比較同定する基礎資料を得るために,在来種や現代種の骨を肉眼的,計測学的に検索し,以下の結果を得た.1.牛・馬の出土状況については,全国37都道府県から報告が寄せられ,東京,奈良,千葉,愛知,兵庫などで,多数の出土のあったことがわかった.また,青森,岩手,九州各県などを現地調査したが,弥生以前のものは,伊皿貝塚出土の牛のみで,他の遺跡のものは,古墳から中世のものであり,先人の報告と異なっていた.このことについては,次年度に詳細にしたい.2.在来牛・現代牛の骨について,黒毛和牛雄9,雌21例の全身骨格227部位を計測し,わが国の和牛の元祖である見島牛雄2(名大),雌2(山口大)および鹿児島県口之島に野生状態で生息している口之島牛雄3,雌5例のものと比較した.

その実測値,主成分分析の結果から,口之島牛は,最も小型の牛であることがわかった.また,骨長より体高の推定式も求めた.3.在来馬,現代馬については,木曽馬雄1,雌8例(名大),トカラ馬雄3,雌7例およびサラブレッド種雄5,雌4例の計測を行い,その実測値,主成分分析から,トカラ馬が最も小型の馬であることが示唆された.なお,御崎馬雄9,雌13例の遺体を発掘したが,現在,計測集計中である.4.以上の観察を基に,原ノ辻,土井が浜,カキワラ貝塚などの出土牛骨を調査したが,いずれも小型で,現生の口之島牛と似た型であることがわかった.また,宇土城三ノ丸跡,上の原遺跡II,博多33次遺跡などの出土馬骨を調査したが,小型から中型馬の体形で,中世の遺跡では中型馬が多いことが判明した.次年度は,藤原京,印南台,須和田など全国各地の出土骨を中心に調査する予定である.わが国の牛、馬の系統や渡来の時期などを明らかにするために、昨年度に続いて全国の遺跡から牛、馬に関する遺物の出土状況を調査し、さらに出土骨を同定するための基礎資料として、在来馬の骨を形態計測学的に精査して、以下の結果を得た。1.牛、馬の骨の出土した遺跡は、牛が177、馬379計556ヵ所にみられ、また、地域別では、東京、神奈川、福岡などに多く、時代別では、古墳時代と鎌倉時代に多かった。2.在来馬であるトカラ馬、御崎馬、木曾馬およびサラブレッドの58例の頭蓋、四肢骨を計測し、その実測値、主成分分析の結果、トカラ馬が最も小さかった。また、骨の幅や径から骨長の推定式を作成し、林田の方法で体高の推定を試み、実測した体高と近似した値が得られた。3.画像解析システムを用いて、中手骨、中足骨の表面積や断面積を測定した。最大長や近位、遠位の幅は、画像上のずれがあり、実測値との間に差がみられたが、断面積は非常に有効であり、実測値で雌雄差のない馬で、緻密骨の占める割合が雄で有意に大きいことがわかった。4.遺跡出土骨は、奈良、平安、鎌倉時代の牛、馬を調査したが、馬は中型馬に属するものが多く、少数例であるが藤原京からは小型馬のものもみられ、また、牛も在来牛とほぼ同じ大きさであった。骨の形状は、牛、馬共に在来種のものとよく似ていた。5.馬の埴輪は、馬具の出土と共に、関東地方に多く出土し、6世紀に多かった。祭祀に用いたと考えられる土馬は、奈良、平安時代に最も多く、その分布は全国にわたり、特に平城京、平安京に多かった。6.以上の調査結果から、わが国の牛、馬の渡来の時期は、弥生後半から古墳時代と考えられるが、今後さらに全国各地の出土骨を再調査して明らかにしていきたい。
ＭＡＬＴリンパ腫に対するマクロライド系抗菌薬の抗腫瘍効果

非抗菌活性作用も有するマクロライド系抗菌薬(MCL)がMucosa-associated lymphoid tissue(MALT)リンパ腫に対して直接的な抗腫瘍効果を有しているかを検証した。胃あるいは肺MALTリンパ腫組織をアポトーシス抑制との関連が言われているBcl-xLの発現について、免疫染色を行い検討した。臨床経過でMCL投与が有効であった症例ではBcl-xL発現が認められたのに対し、MCL投与の抗腫瘍効果が臨床上、不十分あるいは無効であった症例ではBcl-xLが認めないかごく軽度の発現に留まった。MALTリンパ腫へのMCL有効性はBcl-xL発現の有無で予測できる可能性が示唆された。【研究の目的】現在の臨床においてHelicobacter pylori (HP)関連胃MALTリンパ腫の治療にHP除菌が第一選択とされ、7-8割の奏功率を有しているが、HP感染との関与が明らかではないMALTリンパ腫症例に対して、マクロライド系抗菌薬(MCLs)を含む抗菌薬による除菌あるいはMCLs単剤による治療が有効である症例報告や臨床研究が散見される。我々はこれらに注目し、MCLsが持つ直接的な抗腫瘍効果を明らかにし、その薬理作用機序を解明することを目的に研究を行う。【平成24年度】長崎大学病院の臨床症例で生検や手術により得られたMALTリンパ腫の組織の未染標本を用いて、MALTリンパ腫とアポトーシスについて検討するために、アポトーシスのシグナル伝達の抑制型としてBcl-xL、Bcl-2、転写因子NF-κBを、さらにMALTリンパ腫で認められるAPI2/MALT1融合遺伝子およびMALT1遺伝子との関係が深い遺伝子産物であるBcl-10などの免疫染色を行い、染色の程度やその局在を検討した。得られたMALTリンパ腫の組織をBcl-xLの発現を検討すると病変部位によく発現する症例と余り発現しない症例が認められ、除菌治療(MCLsを含んだ抗菌薬による治療)に対する反応性で異なり、反応良好群でBcl-xL発現が多く認められる傾向であった。その他のBcl-2などは現在、検討している。また、我々はMALTリンパ腫の臨床症例を集積するにあたり、14員環MCLs投与が有効であった肺MALTリンパ腫の再増大に対し、15員環MCLsを追加投与して再び縮小効果を示した症例に注目し、MCLsの14員環と15員環によるアポトーシスの誘導能の差異や14員環と15員環のMCLs併用によるアポトーシス誘導に関する相加効果・相乗効果について検討した。【平成25年度】平成24年度に引き続き症例集積し、検討を続けている。【研究の目的】現在の臨床においてHelicobacter pylori (HP)関連胃MALTリンパ腫の治療にHP除菌が第一選択とされ、7-8割の奏功率を有しているが、HP感染との関与が明らかではないMALT

リンパ腫症例に対して、マクロライド系抗菌薬(MCLs)を含む抗菌薬による除菌あるいはMCLs単剤による治療が有効である症例報告や臨床研究が散見される。我々はこれらに注目し、MCLsが持つ直接的な抗腫瘍効果を明らかにし、その薬理作用機序を解明することを目的に研究を行う。【平成23年度】MALTリンパ腫とアポトーシスとの関連に注目し、長崎大学病院の臨床症例で生検や手術により得られたMALTリンパ腫の組織の未染標本を用いて、アポトーシスについて検討を行い、アポトーシスのシグナル伝達の抑制型としてBcl-xL、Bcl-2、転写因子NF-κBを、さらにMALTリンパ腫で認められるAPI2/MALT1融合遺伝子およびMALT1遺伝子との関係が深い遺伝子産物であるBcl-10などの免疫染色を行い、染色の程度やその局在確認を予定した。得られたMALTリンパ腫の組織をBcl-xLの発現を検討すると病変部位によく発現する症例と余り発現しない症例が認められ、除菌治療(MCLsを含んだ抗菌薬による治療)に対する反応性で異なり、反応良好群でBcl-xL発現が多く認められる傾向であった。その他のBcl-2などは現在、検討を続けている。また、我々はMALTリンパ腫の臨床症例を集積するにあたり、14員環MCLs投与が有効であった肺MALTリンパ腫の再増大に対し、15員環MCLsを追加投与して再び縮小効果を示した症例に注目した。このことをもとに、in vitroにおいてMCLsの種類によるアポトーシスの誘導能の差異や14員環と15員環のMCLs併用による相加効果・相乗効果の検討を開始した。[研究の目的]現在の臨床においてHelicobactcr pylori (HP)関連胃MALTリンパ腫の治療にHP除菌が第一選択とされ、7- 8割の奏功率を有しているが、HP感染との関与が明らかではないMALTリンパ腫症例に対して、マクロライド系抗菌薬(MCL)を含む抗菌薬による除菌あるいはMCLs単剤による治療が有効である症例報告や臨床研究が散見される。我々はこれらに注目し、MCLが持つ直接的な抗腫瘍効果の有無を明らかにし、その薬理作用機序を解明することを目的に研究を行う。[研究の方法]これまで長崎大学病院の臨床症例で生検や手術により得られたMALTリンパ腫の組織の未染標本を用いて、アポトーシス抑制に関与するBcl-xL発現を中心に検討を行った。また、健常人の末梢血液からリンパ球を単離して、14員環MCLとしてクラリスロマイシン(CAM)、15員環MCLとしてアジスロマイシン(AZM)をそれぞれ単独に添加培地でリンパ球を培養し、さらには両MCL添加培地でもリンパ球培養し、24時間後、48時間後において、アポトーシス誘導能およびFas、Fas-ligand、NFkB、Bcl-2、Bcl-xLの発現をフローサイトメトリーを用いて判定した。[研究の結果]抗Bcl-xL抗体で免疫染色したところ、肺MALT、胃MALTのいずれにおいても除菌あるいはMCL長期投与で改善した症例ではMALTリンパ腫を構成しているリンパ球細胞に陽性である傾向を示した。また、陰性であった症例はMCL投与にも関わらず反応は乏しかった。
副甲状腺ホルモン分泌異常症の病態に関する研究

末期腎不全における二次性副甲状腺機能亢進症と、それに伴う腎性骨異栄養症は患者の日常生活に支障をおよぼす重大な問題であることは広く認識されている。我々は、すでに二次性副甲状腺機能亢進症の進展過程に、副甲状腺のビタミンD受容体の減少が強く関与していることを明らかにし、ビタミンDパルス療法の理論的裏付けと本療法の限界を示した(J.Clin.Invest.92:1436,1993)。しかしながら、ビタミンD受容体の減少の機構や、カルシウムセットポイントの偏移の機序などはいまだに不明である。近年クローニングされたカルシウム受容体遺伝子は、副甲状腺ホルモンの分泌調節機構において中心的役割を果たす。本研究では、二次性副甲状腺機能亢進症とそれに伴う骨異栄養症の有効な予防手段を開発し、ひいては副甲状腺ホルモンや、関連蛋白の関与するほかの病態の理解と治療法を探索する目的で、カルシウム感知受容体のヒトにおける変異の同定、同定し得た変異の機能解析、機能調節因子の同定とそのメカニズムについて検討を行った。すでに我々が新生児重症副甲状腺機能亢進症患者より同定した遺伝子変異をもとに、変異カルシウム感知受容体cDNAを作成し、細胞内カルシウム、イノシトール3りん酸の産生などを指標に機能解析を行い、機能の喪失を確認した。更に、本遺伝子の翻訳領域の遺伝子多型を同定し、その遺伝子多型と二次性副甲状腺機能亢進症の進展の強い関連を明らかにした。一方、変異導入細胞と野生型カルシウム感知受容体遺伝子導入細胞の増殖特性を比較し、細胞増殖にも本受容体遺伝子が関与していることを示した。また、糖尿病性腎症では二次性副甲状腺機能亢進症の進行が緩徐であることに注目し、カルシウム感知受容体の機能調節因子としての細胞外糖濃度の役割についても検討を加えた。副甲状腺ホルモン分泌異常症の各種病態を明らかにし有効な治療法を開発する目的で副甲状腺ホルモン分泌の中心であるカルシウム感受性受容体(Casr)の機能について検討を行う事を目的に以下の研究を行った。我々はこれまでに本受容体遺伝子の変異によって発症する新生児重症副甲状腺機能亢進症の一家系において2種の変異を同定している。本年度はこれまでに同定した変異と新しく家族性低カルシウム尿性高カルシウム血症(FHH)の家系での変異を同定し機能解析を行った。これまで同定し得た変異は受容体のカルシウム結合領域の欠失、膜貫通領域の機能アミノ酸の変異、細胞内の変異である。これら変異をsite directed mutagenesisにより作成しCOS-1細胞およびHEK293細胞に強制発現させ、その機能を細胞外カルシウムに対するIP3の反応および細胞内カルシウムの変化として捕らえた。細胞内領域の変異を除きいずれの変異でも細胞外のカルシウムに対する反応は著しく低下していた。一方、細胞内領域はこれまで機能障害との関連は報告されておらずさらに当初の報告では多型とされているものであるが日本人50名以上のDNAの解析では多型は認められず変異と考えられた。現在より鋭敏な反応系を開発し機能解析を試みている。今後はアミノ酸変化と機能連関を更に明らかにしていくとともに遺伝性疾患以外の各種病態における本受容体の異常を蛋白発現調節機構から明らかにしていく。副甲状腺ホルモン分泌の鍵を握るカルシウム感知受容体(Casr)の機能とその疾患における役割を明らかにする目的で、以下の研究を行った。新たに発見されたFHHの母児例においての変異の同定を試みた。この結果この症例ではカルシウム感知受容体遺伝子には変異は認めず、新規のカルシウム感知機構が存在すると考えた。2.変異Casrの機能以前に同定した機能喪失変異二種を作成し、細胞内カルシウム、IP産生を指標に機能評価を行った。

この結果、これらの変異は完全に機能を喪失しているという結果を得た。さらに、細胞外カルシウム濃度の変化による細胞増殖能の変化をこれらの変異で見出し、二次性副甲状腺機能亢進症における副甲状腺の腫大の病態に本遺伝子産物の機能喪失が関与していること、これはMAPK系を介する新たな細胞内情報伝達系の存在によるものであることを示唆した。3. Casr遺伝子の多型遺伝子解析の結果、数種の多型が存在することを見出した。これらはアミノ酸の変化を伴うもので機能的にも異なる可能性がある。慢性腎不全においてはコドン990の多型に副甲状腺ホルモン分泌との関連が見出された。副甲状腺ホルモン分泌異常症の原因におけるカルシウム感知受容体の役割を明らかにする目的で、細胞増殖に及ぼす影響を野生型受容体遺伝子および、我々が以前に新生児重症副甲状腺機能亢進症患者から同定した機能喪失型遺伝子を部位特異的変異導入により作成し、HEK293細胞に強制発現し検討した。この結果、機能喪失型遺伝子を強制発現させた細胞は形態的にもthymidineの取り込みによるDNA合成能においても、生理的なカルシウム濃度では野生型を上回る細胞増殖を示した。また、生理的範囲におけるカルシウムの増加は細胞増殖促進に働くが、過剰な状態では細胞増殖抑制に働くこと、更に、その細胞内の情報伝達系を検討した結果、カルシウム感知受容体の下流にはMAPK系の活性化が存在していることなどが判明し、カルシウム感知受容体が細胞増殖活性に深く関与していることが考えられた。一方、糖尿病性腎症による腎不全では、二次性副甲状腺機能亢進症は重症化しにくいことの機序を、細胞外液のブドウ糖濃度がカルシウム感知受容体のカルシウム感受性を変化させる可能性に求め同様の系で検討した。その結果、カルシウム刺激を行う際に反応液中の糖濃度を高くすると、IP3の産生量で見たカルシウム感知受容体の反応は明らかに亢進しており、この作用は浸透圧の変化のみでは説明が出来ないことが判明した。この事は、糖尿病による細胞外液の糖濃度の上昇は、カルシウム感受性を高め、その結果、副甲状腺機能亢進症が増悪しにくいことを示唆するものと考えられる。
MOVPE法によるZnSe/MgS量子井戸箱の試作研究

前年度はZnSe/MgS超格子井戸層の界面揺らぎによる自然量子井戸箱の作製と,自己組織化によるCdSe,ZnSe量子井戸箱の作製が可能であることを示した。本年度はさらにナノメートルスケールの微細加工技術の開発を行い,選択成長法による量子井戸箱の作製を行った。原子間力顕微鏡を用いたナノリソグラフィにより22nmのパターニングが可能であることを示し,それにより形成したマスクを用いて選択成長による量子井戸箱構造の作製が可能であることを示した。これらの手法を用いて量子井戸箱を作製することにより,高性能光デバイスの実現が期待できる。また,高性能II-VI族半導体レーザを実現するためにはp型ZnSeの作製手法の確立が必要である。本研究では従来のドーピング法と異なるZnSe膜中にp型ZnTe:Li量子箱を埋め込む手法により,p型ZnSeの作製が可能であることを示した。ZnSe/ZnSによるブラッグ反射鏡の検討を行い,II-VI族半導体光微小共振器の形成が可能であることを示した。一方,光集積回路を実現するには高性能受光素子の開発が必要である。長波長半導体受光素子の開発に向けて,新しい材料系のGaNAs混晶半導体の研究を行った。MOMBE法によるGaNAs成長過程を示した。GaNAsの巨大バンドボーイング特性やN組成の増加に伴うバンド端状態密度の増加現象などの,従来研究されてきたIII-V族混晶半導体と異なる特性を示した。これまで研究されてきたII-VI族半導体超格子はヘテロ構造のバンドオフセットが伝導帯あるいは価電子帯に偏る場合が多く、十分な電子と正孔の閉じ込めが困難であった。青色半導体レーザの実用化のためには、ハンドオフセットのより大きなヘテロ構造の開発が必要である。ZnSe/MgSヘテロ構造は大きなバンドオフセットを持ち、新しいII-VI族半導体デバイス構造として有望である。本研究ではこの系のヘテロ構造の作製と評価を進め、原子レベルで制御された量子井戸箱の作製技術の確立を図り、新しい量子デバイスの開発を目的とする。MOVPE法を用いて作製したZnSe/MgS超格子の励起フォトルミネッセンス測定ならびに反射スペクトル測定により、強い量子閉じ込め効果により励起子が室温まで安定化していることを確認した。ZnSe井戸層の界面揺らぎによる励起子の局在化が確認され、界面揺らぎによる自然量子井戸箱構造の作製が可能であることを示した。さらに自己組織化によるCdSe、ZnSe量子井戸箱の作製が可能であることを示した。これらの成果により、3次元的に量子閉じ込めした量子井戸箱構造や局在励起子などの強い励起子効果を取り入れた高性能光デバイスの実現が期待できる。
南極ドームふじ氷床コアを用いた気候変遷期の二酸化炭素濃度と全球平均海水温の復元

本研究は、過去の全球平均海水温の指標であると考えられている希ガス(Ar, Kr, Xe)の存在比と同位体比および二酸化炭素濃度を、南極ドームふじ氷床コアを用いて分析することで、気候が大きく変遷した期間における全球平均海水温とCO2濃度の変動を同時に復元し、両者の変化の相関関係や時間関係を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、CO2濃度分析のための新規切削抽出装置の開発、希ガス分析の手法開発、南極沿岸部(H128)およびグリーンランド氷床北東部(EGRIP)で採取されたフィルン空気(氷床上部の通気層にある空気)の分析を行った。CO2濃度分析に関しては、これまで開発を進めてきた氷切削機構(高速回転刃により微細に粉砕する機構)と異なる原理(直径3mm程度のステンレス製円柱を剣山のように100本程度立て、その先端を氷試料に衝突させて粉砕し気体を抽出する)で氷を粉砕する装置を新規に開発した。空気抽出ラインのバルブや継手、冷却機、真空排気装置、圧力計などの調達も行い、装置の製作を開始した。希ガス分析に関しては、平成29年度に製作した希ガスの抽出装置を用い、同じく平成29年度に確立した空気試料からの希ガス抽出・測定手法にて、フィルンにおける希ガスの分別プロセスを明らかにするためにH128地点とEGRIPで採取されたフィルン空気の分析をした(H128:全27試料、58データ、EGRIP:全28試料、67データ)。フィルン空気の希ガス分析結果を唯一出版している他の研究機関の精度に匹敵する測定精度を達成した。氷コアからの希ガス抽出に関しては、試料空気に使用する水トラップを大容量化しつつ2段式にし、細管を入れるなどの改良を行った。CO2濃度分析に関しては、当初の計画を拡張し現有装置とは異なる原理で氷を切削する装置を新規に開発した。平成30年度の間に、装置の設計開発から必要な物品の調達までを完了し、氷床コアのCO2濃度分析に向けて大きく研究を進展させた。氷床コアの希ガス分析は非常に歴史が浅く分析している研究所が少ないことから、各研究所における分析手法の確立が最初の課題となる。空気試料からの希ガス抽出・分析に関しては現在までに手法を確立させた。フィルンにおける希ガスの分別プロセスを明らかにするために、当初の計画にはなかった南極とグリーンランドのフィルン空気試料を分析した。H128地点の希ガスと窒素の同位体比の比較から、同地点のフィルンにおける動的同位体分別効果が予想外に大きいことが判明し、対流強度の季節変化や、冬季におけるフィルン空気の下方への移流が生じていた可能性があることが明らかになるなど、重要な科学的知見が得られた。氷床コアからの希ガス抽出に関しては、使用する水トラップを改良し、既存のトラップで問題となっていた氷の詰まりによる転送効率の低下を解消するなど、氷床コアの希ガス分析に向けて研究を進展させた。CO2濃度分析に関しては、新規開発中の氷切削装置の製作を進める。装置の主要部分である氷切削機構の組み立てと、空気抽出ラインの製作を行う。人工氷や浅層コアを用いた総合試験を経てドームふじ深層コアを分析する。希ガス分析に関しては、過去に掘削された氷床コア試料を用いた試験を経て空気抽出・分析手法を確立したのちにドームふじコアの希ガスデータを取得する。それらのデータから、全球平均海水温とCO2濃度の復元と解析を行う。本研究は、過去の全球平均海水温の指標であると考えられている希ガス(Ar, Kr, Xe)の存在比と同位体比および二酸化炭素濃度を、南極ドームふじ氷床コアを用いて分析することで、気候が大きく変遷した期間における全球平均海水温とCO2濃度の変動を復元し、両者の変化の相関関係や時間関係を明らかにすることを目的としている。平成29年度は、希ガスの存在比・同位体比とCO2濃度を得るために、現有装置の改良と分析手法の確立に取り組んだ。希ガスの分析に関しては、空気試料から希ガスを抽出して分析するまでの一連の実験手法の開発にあたった。上記の希ガスを調合した混合標準ガスを作成し、それを使用して、質量分析計による各気体に最適な分析条件を決定した。また、現有装置を改良したうえで、大気試料中の希ガス以外の気体を除去する手法を確立した。氷床コア中の希ガス組成から海水温を復元するためには、氷床上部の通気層(フィルン)における分別過程を詳細に把握する必要がある。また、分析手法の確立のためには、現在の大気と異なる希ガス組成を持つ空気試料の多数回の分析が必要となる。そのため、南極沿岸部で採取されたフィルン空気の一部の分析を実施した。さらに、氷床コア試料の分析に向けて、希ガスの抽出装置を新たに製作し、他の氷床コア分析との作業工程の重なりがなく、効率よく分析が行える環境を整えた。CO2濃度分析に関しては、まず切削抽出装置の改良方針を検討した。氷試料を切削するための回転刃を安定させる機構に、回転軸の延長線上の位置に新たに永久磁石を取り付ける方法を考案し、そのテストのための装置を設計した。現有装置を用いた氷床コア分析のテストにおいては、切削刃駆動部のセラミック製カップとステンレス製フランジの筐体の接続部に微少リークが発見された。原因究明の過程でセラミックカップの破損もあったため、該当部品を新規に製作した。

希ガスの標準ガス作成と、大気中の希ガス分析にかかる手法開発が進捗した。CO2分析に関しては、現有装置の改良を進めた。また、当初の計画を拡張し、フィルン空気の希ガスや温室効果ガスを分析して氷床コアに含まれる気体成分の拡散と空気取込みによる分別を定量化するためのデータを取得したうえ、新たに希ガス抽出装置を製作した。さらに、第59次南極地域観測隊に参加し、南極内陸において最長152mの浅層氷床コアを掘削し、氷床コアの希ガスとCO2の濃度を分析するための手法確立と完新世後期の変動復元のための試料を取得したとともに、本研究に使用する予定の第2期ドームふじ氷床コアの日本への輸送を行った。このように、平成29度には氷床コアの測定を開始させるには至らなかったが、現有装置の改良や分析手法の確立に加えて、研究目的をより高いレベルで達成すべく、当初の計画より多くの課題を実施した。本研究は、過去の全球平均海水温の指標であると考えられている希ガス(Ar, Kr, Xe)の存在比と同位体比および二酸化炭素濃度を、南極ドームふじ氷床コアを用いて分析することで、気候が大きく変遷した期間における全球平均海水温とCO2濃度の変動を同時に復元し、両者の変化の相関関係や時間関係を明らかにすることを目的としている。平成30年度は、CO2濃度分析のための新規切削抽出装置の開発、希ガス分析の手法開発、南極沿岸部(H128)およびグリーンランド氷床北東部(EGRIP)で採取されたフィルン空気(氷床上部の通気層にある空気)の分析を行った。CO2濃度分析に関しては、これまで開発を進めてきた氷切削機構(高速回転刃により微細に粉砕する機構)と異なる原理(直径3mm程度のステンレス製円柱を剣山のように100本程度立て、その先端を氷試料に衝突させて粉砕し気体を抽出する)で氷を粉砕する装置を新規に開発した。空気抽出ラインのバルブや継手、冷却機、真空排気装置、圧力計などの調達も行い、装置の製作を開始した。希ガス分析に関しては、平成29年度に製作した希ガスの抽出装置を用い、同じく平成29年度に確立した空気試料からの希ガス抽出・測定手法にて、フィルンにおける希ガスの分別プロセスを明らかにするためにH128地点とEGRIPで採取されたフィルン空気の分析をした(H128:全27試料、58データ、EGRIP:全28試料、67データ)。フィルン空気の希ガス分析結果を唯一出版している他の研究機関の精度に匹敵する測定精度を達成した。氷コアからの希ガス抽出に関しては、試料空気に使用する水トラップを大容量化しつつ2段式にし、細管を入れるなどの改良を行った。CO2濃度分析に関しては、当初の計画を拡張し現有装置とは異なる原理で氷を切削する装置を新規に開発した。平成30年度の間に、装置の設計開発から必要な物品の調達までを完了し、氷床コアのCO2濃度分析に向けて大きく研究を進展させた。氷床コアの希ガス分析は非常に歴史が浅く分析している研究所が少ないことから、各研究所における分析手法の確立が最初の課題となる。空気試料からの希ガス抽出・分析に関しては現在までに手法を確立させた。フィルンにおける希ガスの分別プロセスを明らかにするために、当初の計画にはなかった南極とグリーンランドのフィルン空気試料を分析した。H128地点の希ガスと窒素の同位体比の比較から、同地点のフィルンにおける動的同位体分別効果が予想外に大きいことが判明し、対流強度の季節変化や、冬季におけるフィルン空気の下方への移流が生じていた可能性があることが明らかになるなど、重要な科学的知見が得られた。
細胞内の疎水性水和を利用した農産物の鮮度保持に関する研究

代謝の抑制は、農産物の鮮度保持に重要な役割を果たす。代謝は細胞内の化学反応に基づいており、それらの大部分は酵素反応である。酵素反応の律速因子は基質の拡散速度であるので、これを遅くすると代謝の抑制につながる。細胞内の水が構造化すると水の粘度が増大し、基質の拡散速度が抑制される。従って、代謝抑制の一つの方法は、細胞内水を構造化することであると考えられる。このような考えに基づき、本研究は、構造化した水の形成により細胞内水の状態を抑制して保存する方法を提示することを目的とした。無極性ガスが水に溶解すると、疎水性相互作用により水素結合した水分子数が増加して、水が構造化する。無極性ガス中では、不活性ガスが化学的活性が低いという意味で細胞内に溶解させるには都合がよい。その中でキセノンガスが構造化の程度が最も高いので、水の構造化を図るためにキセノンガスを利用することとした。キセノンガスの溶解による水の構造化は、NMR測定を行って確認した。すなわち、キセノン溶液の化学シフトが蒸留水の化学シフトよりも大きくなることが確認された。この方法を、ブロッコリとナスの保存に適用することを試みた。二酸化炭素濃度ならびに累積二酸化炭素量を、所定の分圧の下でのキセノンを利用した保存区(キセノン区)と通常の空気組成の下での保存区(対照区)について保存期間中測定し、キセノン区の方が二酸化炭素の濃度及び累積量ともに、対照区よりも明らかに低いという結果を得た。これにより、提案した方法の妥当性が示された。水の構造化を利用して、農産物の鮮度保持を行うための基礎的事項を知るために、(1)植物細胞レベルでの保存実験及び(2)NMR測定による水の構造化の把握を行なった。(1)についてはオオムギ子葉鞘細胞細胞を用いた実験により、6°CでXeガス分圧を0.40.5MPaとしたとき、細胞の生存率が100%となることが示された。この温度とXeガス分圧の組み合わせが、細胞内の水の構造化の程度を決定する要因である。一方、Xeガス分圧が0.5MPaを越えると細胞内にクラスレート水和物が形成されて細胞質構造が破壊されるため、生存率が低下することが判明した。また、オオムギ子葉鞘細胞に接種したうどんこ病菌の発芽管の伸びを指標とした実験により、温度8°C、分圧0.4MPaでXeガスを溶解させたうどんこ病菌の生長が抑制されたことが認められた。さらに、同じうどんこ病菌を大気圧下に戻すことにより、機能が回復されることが確認された。(2)については蒸留水と蒸留水にXeガスを溶解させた溶液のプロトンNMRスペクトルの測定を行った。その結果、蒸留水のスペクトルは線幅が狭いのに対し、Xe溶液では液体であるにも拘らず線幅が極めて広く、一般に固体試料にみられる特徴を呈することが示された。さらに、Xe溶液の共鳴線の位置は蒸留水に比べて低磁場側へシフトしていることが明らかになった。これはXe溶液の緩和の機構が蒸留水とは異なっていることを意味しており、Xeガスの溶解により水素結合した水分子集団が増加したものと理解される。これによりXe溶液において水の構造化が促進されたことが確認された。以上により、Xeガスの溶解により水が構造化されることが判明し、また、微生物レベルでの生長抑制ならびに植物細胞レベルでの保存が可能であることが示された。次年度は農産物への適用を図る予定である。キセノンガスを溶解させて実現される水の構造化を利用して農産物の鮮度保持を行うために、平成5年度はオオムギ子葉鞘細胞を用いた細胞レベルの代謝抑制実験とNMR測定による蒸留水の構造化確認のための実験を行った。

その結果、水の構造化が代謝抑制に効果的であることが示された。この知見を基にして、平成6年度は鮮度保持の対象を野菜とした実験を行った。以下にその保存条件と結果の概要を述べる。供試野菜はブロッコリおよびナスとした。ブロッコリは変色が激しいとされている野菜の一つであるので、主に保存中の変色の有無を鮮度保持の指標とした。ブロッコリを茎部の長手方向に切断して2つの試料とし、一方を大気圧下で通常の組成の空気で満たされた保存容器(2000ml)に入れて密封しして対照区とし、他方を同様の条件で密封した後、キセノンガス分圧が0.4MPaになるまで圧入してキセノン区とした。保存温度は279K(6°C)とし、これらを16日間保存した。保存終了時のキセノンガス分圧は0.34MPaであった。切断面の色は、キセノン区ではほとんど変化がなかったのに対し、対照区では明らかな褐変が認められ、キセノン区を基準とした切断面の色差ΔEは18.6であった。なお、花蕾の黄化については両試験区間に明瞭な差異は認められなかった。ナスは低温傷害を来す野菜の一つであるので、保存温度を288K(15°C)に調整し、ブロッコリと同様に対照区とキセノン区(キセノン初期分圧:0.4MPa)を設定して14日間保存した。保存前後の重量損失は両区とも無視できる程度であった。一方、累積呼吸量はキセノン区において対照区の約1/2に抑えられた。また、試料を切断した結果、対照区の試料には、種子およびその周辺に褐変が認められた。これらの結果により、本研究で用いた水の構造化の手法が野菜の呼吸代謝の抑制に効果的であることが示された。
会計基準設定のための概念フレームワークの国際的展開とその制度的意義に関する研究

平成17年度は、とくに発展途上国において設定・公表されている、会計基準設定のための概念フレームワークを中心に研究を進めた。当初は、近年会計制度の改革が早急なペースで進むアジア諸国で公表された概念フレームワークを、広く研究する計画であった。しかし、すべてのアジア諸国を網羅することの困難性を考慮し、会計制度の発達と経済発展との関連性を考察するという観点から、インド、マレーシア、韓国の3カ国に焦点を絞った。ちなみに、世界銀行の定める、国民所得の大きさによる経済発展段階の類型によれば、インドはLow Income Economy、マレーシアはUpper Middle Income Economyにそれぞれ属し、韓国はここ数年でHigh Income Economyに昇格している。マレーシアの概念フレームワークについては、平成16年度にある程度の研究成果を発表していることもあり、平成17年度はインド、韓国の両国に研究の焦点を絞った。インドでは、政府による経済自由化政策の一環として、会計制度改革の重要性が認識される一方、実際の会計制度改革は民間団体である、インド勅許会計士協会によって進められていることが明らかとなった。その中で、インドの概念フレームワークは、国際会計基準審議会(IASB)が1989年に公表した概念フレームワークをほぼそのまま導入するとともに、その他の会計基準についても、2000年以降、最新のIAS(国際会計基準)/IFRS(国際財務報告基準)をほぼそのままの形で導入していることが明らかとなった。その一方で、インドでは、会計基準を企業に適用するための諸制度、さらにはその適用状況を監視するための諸制度がまったく欠けていることも明らかとなった。このことは、インドでは先進国で一般に言われているような、投資意思決定有用性を中心とした会計情報に対するニーズが、国内ではいまだ高まっておらず、海外からの直接投資を誘致するためのインフラ整備の一環として、会計制度整備が進んでいる段階にあることの証左であるように考えられる。韓国については、平成17年度の後半から本格的に研究を開始したが、各種文書の日本語訳の検討などに時間をとられ、残念ながら年内に研究を完成するには至らなかった。韓国については継続課題としていきたい。平成15年度は、フランコ=ジャーマン型会計制度の国において設定された概念フレームワークとして、とくにスペインにおける概念フレームワーク、『財務情報のための概念的枠組み』をとりあげた。スペインは、商法典およびプラン・ヘネラル・デ・コンタビリダといった会計法規を中心に会計制度が確立されているが、その一方で、民間機関であるスペイン企業会計経営協会(AECA)からも会計基準が公表されている。同機関による会計基準は、スペインのGAAPとして、広く企業会計に適用されている。今回研究対象とした概念フレームワークも同機関より公表されたものである。スペイン版概念フレームワークの内容を検討した結果判明したのは、(1)スペインの会計基準をIASに収斂させることを目的に、IASC(現IASB)概念フレームワークをベースとして設定されたこと、(2)IASC概念フレームワークをベースとしながらも、随所に特異性がみられたこと、であった。とくに上記(2)について、具体的には、a)明瞭性および慎重性という二つの質的特徴、b)評価基準、c)利益をめぐる諸概念の3点で、IASCフレームワークとの相違がみられただけでなく、スペイン版概念フレームワークにおけるその他の諸概念と齟齬を生じていることが分かった。このことは、スペインの会計制度が法律中心に構成されていることに起因していると思われる。スペインのように、法律が会計を規制している環境にあっては、その会計関連法が、企業会計の枠組みとして機能する。スペインの会計法規における会計の目的は、IASと異なり、必ずしも投資意思決定有用性を志向してはいない。したがって、そこから導出される諸概念も、IASC概念フレームワークとは異なる。スペイン版概念フレームワークでは、スペイン会計法規で確固たる明文規定のある、上記a)、b)、C)の3点については、IASC概念フレームワークの内容を、そのまま受け入れることはできなかったものと考えられる。それがスペイン版概念フレームワークの内容に齟齬を生じさせている原因であるといえる。以上の考察の結果、会計基準の国際的統一化の観点から概念フレームワークの導入を行なう場合、それは、フランコ=ジャーマン型会計制度においては、制度上の位置付けや内容の一貫性などの面で困難をともなう作業となると考えられる。本年度は、上記の研究課題について、ヨーロッパ、およびアジアの発展途上国の状況を考察した。具体的には、ヨーロッパについてはフランス、スペイン、ポルトガル、アジア諸国については、とくにマレーシアを中心にとして、東アジア、東南アジア、西アジアの国々における、概念フレームワーク形成の状況とその制度的意義について研究を行った。本研究では、概念フレーみワークの設定を、会計基準の国際的収斂のための手段と位置づけ、その観点から、概念フレームワークの意義を考察している。その結果、ヨーロッパの大陸諸国においては、会計制度のあり方や、伝統的な会計思考との兼ね合いから、概念フレームワークを形成し、とくに英米流の会計思考を導入しようとするに当たっては、大きなジレンマが生じ、会計基準の国際的収斂上の問題点ばかりが浮き彫りになるという皮肉な結果を生むことがわかった。また、アジア諸国については、ヨーロッパ大陸諸国のように、会計規定を法律の中で規定していくアプローチを取る国においては、概念フレームワークの形成は観察されず、逆に英米のように、独立した民間の会計基準設定主体を設立し、当該機関に会計基準設定の権限を委譲している国においては、概念フレームワークの形成への取り組みも熱心であることが判明した。

このことは、概念フレームワークの形成が、会計制度のあり方、すなわち、プライベート・セクター中心に会計制度が自主規制されることと大きくかかわりがあることを示唆している証左に他ならないように思われる。平成17年度は、とくに発展途上国において設定・公表されている、会計基準設定のための概念フレームワークを中心に研究を進めた。当初は、近年会計制度の改革が早急なペースで進むアジア諸国で公表された概念フレームワークを、広く研究する計画であった。しかし、すべてのアジア諸国を網羅することの困難性を考慮し、会計制度の発達と経済発展との関連性を考察するという観点から、インド、マレーシア、韓国の3カ国に焦点を絞った。ちなみに、世界銀行の定める、国民所得の大きさによる経済発展段階の類型によれば、インドはLow Income Economy、マレーシアはUpper Middle Income Economyにそれぞれ属し、韓国はここ数年でHigh Income Economyに昇格している。マレーシアの概念フレームワークについては、平成16年度にある程度の研究成果を発表していることもあり、平成17年度はインド、韓国の両国に研究の焦点を絞った。インドでは、政府による経済自由化政策の一環として、会計制度改革の重要性が認識される一方、実際の会計制度改革は民間団体である、インド勅許会計士協会によって進められていることが明らかとなった。その中で、インドの概念フレームワークは、国際会計基準審議会(IASB)が1989年に公表した概念フレームワークをほぼそのまま導入するとともに、その他の会計基準についても、2000年以降、最新のIAS(国際会計基準)/IFRS(国際財務報告基準)をほぼそのままの形で導入していることが明らかとなった。その一方で、インドでは、会計基準を企業に適用するための諸制度、さらにはその適用状況を監視するための諸制度がまったく欠けていることも明らかとなった。このことは、インドでは先進国で一般に言われているような、投資意思決定有用性を中心とした会計情報に対するニーズが、国内ではいまだ高まっておらず、海外からの直接投資を誘致するためのインフラ整備の一環として、会計制度整備が進んでいる段階にあることの証左であるように考えられる。韓国については、平成17年度の後半から本格的に研究を開始したが、各種文書の日本語訳の検討などに時間をとられ、残念ながら年内に研究を完成するには至らなかった。韓国については継続課題としていきたい。
多次元多重型全光ネットワークの周波数資源極限利用に向けた資源割当法に関する研究

2年目である本年度は、前年度に開発した遺伝的アルゴリズムを用いた粗粒度ルーティング手法の改良並びに詳細な性能評価を実施した。また、機械学習適用についての検討を進め、比較対象も含めた基本的な提案アルゴリズムの実装を進めた。具体的には、エラスティック光ネットワークにおいて送受信ノードごとに必要となる周波数帯域が異なること、並びにそれぞれの光パスが利用する経路が一部重複することから発生する周波数フラグメンテーションを抑制するため、事前設計フェーズとしてネットワークのトポロジや平均的なトラヒック負荷などの情報を元に、遺伝的アルゴリズムにより全送受信ノード間でどの周波数帯域を優先的に利用するかを事前設計し、個別割当フェーズでは、事前設計フェーズで得られた解に基づいた優先利用周波数帯域から順に探索を行い利用周波数の割当を行う周波数資源割当手法を確立した。初年度に作成した計算機シミュレータに本方式を実装し、提案方式が特に高負荷時において光パスの棄却率を改善可能であることを確認した。続いて、多数の空間チャネルを利用可能な空間分割多重型光パケットネットワークを対象として、高スループット、低レイテンシ、低コストを実現するための一形態である空間スーパーチャネルスイッチングを用いたタイムスロット型光パケット伝送における空間チャネルスライス型スイッチングシステムを確立した。具体的には、映像データなどの大きなサイズのパケットと受信確認応答などの小さなサイズのパケットそれぞれに対して割り当てる空間チャネル数を変えるとともに、全体で伝送されるトラヒック量に応じた空間チャネルスライシングを行うことで、特に小さなサイズのパケット伝送におけるオーバーヘッドの削減、並びに周波数利用効率の向上を可能とする部分的な空間スーパーチャネル方式を確立した。粗粒度ルーティング手法については方式の確立、並びに性能評価を実施してその有効性・適用領域を明らかにしている。また、空間分割多重型光ネットワークにおける新たな空間チャネル割当設計も性能評価を実施するとともに国際会議でも発表済みである。一方で、学習のためのデータセットの構築並びに学習については計算機での処理に時間を要している。細かいトピックに関しては当初計画からの変更・修正は多少あるものの、上記のことからおおむね順調に進展しているといえる。当初計画に従って、引き続き研究を進める。まず、平成30年度の研究成果について、詳細な性能評価を行うとともにその評価結果に基づき、方式の改良並びに論文誌などへの投稿を行う。また、空間チャネルの高効率利用のための機械学習を適用した資源割当手法の確立を行う。更に、大規模環境への適用として、管理システムの分散化、シグナリングプロトコルも含めた手法についても検討し、計算機を用いて提案手法の特性を評価する。初年度は、空間分割多重技術関連のデバイス研究開発動向調査を定期的に実行するとともに、まずは本研究の準備として進めていた空間分割多重型エラスティック光ネットワークのネットワーク性能分析として、マルチコアファイバ、マルチモードファイバ、並びにマルチコア・マルチモードファイバを具備したエラスティック光ネットワークの光パス資源割当手法評価用シミュレータの開発を行った。また、フラグメンテーションの抑制、他の空間チャネルを用いた衝突回避性能の向上を目的とした粗粒度ルーティングアルゴリズムの開発を行った。ネットワーク全体におけるトラヒック行列に基づき、それぞれ要求帯域幅の異なる光パス設定を効率的に収用するために、メタヒューリスティック手法である遺伝的アルゴリズムを用いて、各要求帯域幅のコネクションがフラグメンテーション無しに収用される仮想グリッドの準最適な幅を探索し、その設定された仮想グリッドを用いた動的光パス設定手法を検討した。検討した手法を評価用シミュレータ上に実装し、遺伝的アルゴリズムにおける各種パラメータの評価、既存のルーティングアルゴリズムとの性能比較評価を実施した。経路選択による負荷分散機能のみを実行した場合は、既存のk-shortest pathを用いた場合に対して有意な差は確認されなかったが、仮想グリッドを適切に設定した粗粒度ルーティング手法では、別空間チャネルへの衝突回避などにより棄却率を改善可能であることを明らかにした。更に、デバイス関連の動向調査に基づき、多次元多重型全光ネットワークにおける空間チャネルの新たな使用法として、波長・空間チャネルをスーパーチャネルとして伝送する光パケット伝送に関する特性評価も実施した。これらの成果については本分野の主要国際会議に投稿済あるいは投稿準備中である。大阪大学から情報通信研究機構に異動したことにより特に本研究課題を進めるための計算機環境の構築に大きく時間を要したため、成果報告の観点では当初予定より遅れが見られる。一方で、研究そのものについては計画に概ね沿った形で進捗している。得られた研究成果の一部は、国際会議IEEE Globecomに投稿済みであり、他の成果についても順次投稿準備を進めている。これらのことより、概ね順調に進展している。

続いて、多数の空間チャネルを利用可能な空間分割多重型光パケットネットワークを対象として、高スループット、低レイテンシ、低コストを実現するための一形態である空間スーパーチャネルスイッチングを用いたタイムスロット型光パケット伝送における空間チャネルスライス型スイッチングシステムを確立した。具体的には、映像データなどの大きなサイズのパケットと受信確認応答などの小さなサイズのパケットそれぞれに対して割り当てる空間チャネル数を変えるとともに、全体で伝送されるトラヒック量に応じた空間チャネルスライシングを行うことで、特に小さなサイズのパケット伝送におけるオーバーヘッドの削減、並びに周波数利用効率の向上を可能とする部分的な空間スーパーチャネル方式を確立した。粗粒度ルーティング手法については方式の確立、並びに性能評価を実施してその有効性・適用領域を明らかにしている。また、空間分割多重型光ネットワークにおける新たな空間チャネル割当設計も性能評価を実施するとともに国際会議でも発表済みである。一方で、学習のためのデータセットの構築並びに学習については計算機での処理に時間を要している。細かいトピックに関しては当初計画からの変更・修正は多少あるものの、上記のことからおおむね順調に進展しているといえる。2年目である平成30年度は、初年度に開発した遺伝的アルゴリズムを用いた粗粒度ルーティング手法の改良と多面的な性能評価を実施するとともに、研究成果を国際会議などに投稿する。また、機械学習の適用についての検討を進め、これまで研究を進めてきたヒューリスティック手法との比較評価を実施し、適用可能性及び優位な適応領域について明らかにする。また、デバイス技術を中心に、関連研究の動向調査を並行して進めるとともに、適宜本研究で開発するアルゴリズムなどへのフィードバックを行う。当初計画に従って、引き続き研究を進める。まず、平成30年度の研究成果について、詳細な性能評価を行うとともにその評価結果に基づき、方式の改良並びに論文誌などへの投稿を行う。また、空間チャネルの高効率利用のための機械学習を適用した資源割当手法の確立を行う。更に、大規模環境への適用として、管理システムの分散化、シグナリングプロトコルも含めた手法についても検討し、計算機を用いて提案手法の特性を評価する。