hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有理型写像の一意性・有限性と除外因子に関する研究

研究代表者・相原はn次元複素ユークリッド空間上の解析的有限分岐被覆空間Xとその上で定義された有理型写像fよりなるpair(X,f)のfamilyに対する一意性問題を研究し因子の逆像に関する条件下で有限性定理・一意性定理を証明した。また複素射影空間に因子としてmoving hyperplanesを与えた場合に有理型写像の代数的従属性定理・一意性定理を証明した。分担者・森は角領域における有理型写像の一意性の研究を行った。特に複素平面上である種の特異方向を持つ角領域の存在を証明した。分担者・厚地は複素ユークリッド空間内の部分多様体上の有理型関数に対するネヴァンリンナの第二主定理の剰余項の評価について考察した。分担者・北川は「S^3内の平坦トーラスの直径はπである」という予想について研究し,この予想からCliffordトーラスの剛性定理が得られること,およびこの予想は2次元球面上の閉曲線対に関するある種の接触問題と同値であることを示した.分担者・鎌田は超CR構造について実3次元リー群を構造群とする主束を用いた構成を考察した。更に超CR構造をもつ多様体に対してツイスター空間を定義しそれが自然なCR構造を持つこと示した。以上の諸結果は総て研究集会等で口頭発表済みであり現在原稿を投稿準備中または投稿中である(一部は論文が出版済みである)。研究代表者・相原は正則曲線の除外指数を「代数多様体上の一次系上で定義された関数」という観点から研究した.解析的連接イデアル層に対する値分布の手法を用いて一次系の底点に対する除外指数の定義を与え除外因子の集合に対する構造定理を証明した.更に底点に対する正の除外指数を持つ正則曲線の構成について研究し,複素射影空間上の一次系の場合には常に構成可能であることを示した.分担者・森は有理型写像の一意性の研究を行った.特にNevanlinnaの4点定理の重複度に関する条件を改良した.更に点の逆像の代わりに,点の集合の逆像を考察しこの場合にも一致の定理を証明し,複素射影直線の自己同型を法として2つの関数が一致する条件を与えた.分担者・厚地は完備ケーラー多様体上の有理型関数に対するNevanlinna理論の研究を熱核を用いる手法で遂行し,従前の結果を一般化・精密化した.分担者・北川は3次元単位球面内の平坦トーラスの剛性について研究を続行した.特に「3次元単位球面内の平坦トーラスの直径はπである」という予想を考察し,予想に同値な条件を与えた.分担者・鎌田は超CR構造,四元数CR構造と他の幾何構造との関連やそれらの擬凸性および超CR構造の多様性について研究した.複素多様体が正定値とは限らないある種のケーラー計量を持つ条件について考察を行った.
バイオアクティブセラミック人工骨材料粉体投与による生体への影響と薬理作用の解明

バイオアクティブセラミックの径510μmの粉体は、そのマスクへの腹腔内大量投与により生体へ致命的な影響を及ぼした。マウスの半数が生存し半数が死亡する際の投与量をDSR50(the dose for survival rate50%)とすると、Bioglass,Ceranital,AWGC,AW-Al,Silica,Class,Hydroxyapatiteはそれぞれ0.24、0.38、0.73、2.50、7.25、12.5(mg/g)で、一般にバイオアクティビティが高いといわれる材料ほどOSR50の値は小さかった。投与後のマウスの血液学的検査ではBUN、クレアチンの著明な上昇がみられたこと、および、投与により死亡したマウスの病理組織学的検査でも腎の近位尿細管、系球体にいちじるしい変性が観原されたため、その死因は急性腎傷害であろうと推定された。(機序については現在研究中である。)しかし、粉体の径が大きくなるほど生体に与える影響は減少し、臨床でも使用される可能性のある200μmの粉体を体重1g当り5mg腹腔内投与しても、生食を注入したのみのコントロ-ル群と比べ、体重減少などに有意の差は認められなかった。また、筋肉内および皮下投与では径が510μmの粉体を体重1g当り10mg投与しても、全身的な影響はみられなかった。以上より、バイオアクティブセラミックの臨床応用の可能性については、筋肉内および皮下投与では510μmの粉体状態でも安全で、また、径が200μm以上あるいはプレ-トなどの固形状態では、たとえ腹腔内への投与でも安全であると考えられた。
Ni-Fe金属中心の構造化学的研究

[NiFe]ヒドロゲナーゼの活性部位における水素分解の反応機構を解明するために,水素の競争阻害剤である一酸化炭素(CO)とヒドロゲナーゼの複合体のX線結晶構造解析を行った.この酵素はNi-Fe活性部位に4本の非アミノ酸配位子を持ち,それらは(SO,CO,CN,S)と同定されている.このようにヒドロゲナーゼは金属配位子としてひとつのCO分子を持っているが,外からさらにCOを与えるとそれは可逆的な活性阻害剤となる.赤外吸収分光法や電子スピン共鳴分光法などの分光学的な研究からCO分子は活性中心のNi原子やFe原子と強い相互作用をしており,これらの金属原子に直接配位(あるいはそのすぐ近くに結合)することが示唆されていた.そこでCO原子により水素分解が妨げられることから,CO結合型の超高分解能X線結晶構造解析を行えば,通常のX線結晶解析では同定の難しい水素原子の初期吸着位置をCO分子の結合位置から推定することを本目的とした.COとヒドロゲナーゼの複合体のX線結晶構造解析の結果,外から導入したCO分子はFe原子ではなく,Ni原子に配位していることが証明された.また,その活性中心には反応中の水素分子と思われる電子密度が残っており,これは今後の動的X線回折実験による反応機構の完全解明の可能性を示すものである.さらにCO結合型の構造中には,かなりの数の水素原子によると見られる電子密度が現れており,それらを同定中した.また、CO結合型のヒドロゲナーゼが480nmあたりに吸収を示すことを見いだした。これから,共鳴ラマン分光法によりCOの結合状態についての情報を得ることに成功した.[NiFe]ヒドロゲナーゼの活性部位における水素分解の反応機構を解明するために,水素の競争阻害剤である一酸化炭素(CO)とヒドロゲナーゼの複合体のX線結晶構造解析を行った.この酵素はNi-Fe活性部位に4本の非アミノ酸配位子を持ち,それらは(SO,CO,CN,S)と同定されている.このようにヒドロゲナーゼは金属配位子としてひとつのCO分子を持っているが,外からさらにCOを与えるとそれは可逆的な活性阻害剤となる.赤外吸収分光法や電子スピン共鳴分光法などの分光学的な研究からCO分子は活性中心のNi原子やFe原子と強い相互作用をしており,これらの金属原子に直接配位(あるいはそのすぐ近くに結合)することが示唆されていた.そこでCO原子により水素分解が妨げられることから,CO結合型の超高分解能X線結晶構造解析を行えば,通常のX線結晶解析では同定の難しい水素原子の初期吸着位置をCO分子の結合位置から推定することを本目的とした.COとヒドロゲナーゼの複合体のX線結晶構造解析の結果,外から導入したCO分子はFe原子ではなく,Ni原子に配位していることが証明された.また,その活性中心には反応中の水素分子と思われる電子密度が残っており,これは今後の動的X線回折実験による反応機構の完全解明の可能性を示すものである.さらにCO結合型の構造中には,かなりの数の水素原子によると見られる電子密度が現れており,それらを同定中した.また、CO結合型のヒドロゲナーゼが480nmあたりに吸収を示すことを見いだした。これから,共鳴ラマン分光法によりCOの結合状態についての情報を得ることに成功した.
小型スラスタのための水分解を用いた革新的着火システムの実証

超小型宇宙機による深宇宙探査の更なる発展のため,大推力と安全性を兼ね備えた金属/水ハイブリッドスラスタが提案されているが,通常の加熱方式では酸化被膜の溶融が困難であることを理由に着火に至っていない.そこで,小型スラスタのための水分解を用いた着火器を提案する.水の共有利用により,金属/水ハイブリッドスラスタと圧倒的親和性を持つ革新的な着火器が実現可能である.しかし,真空環境下での水分解特性及び水素/酸素着火限界は明らかになっていない.本研究では,小型スラスタのための水分解を用いた革新的着火システムの実証を目指し,真空環境下での水分解/水素酸素着火の基礎物理現象を解明する.超小型宇宙機による深宇宙探査の更なる発展のため,大推力と安全性を兼ね備えた金属/水ハイブリッドスラスタが提案されているが,通常の加熱方式では酸化被膜の溶融が困難であることを理由に着火に至っていない.そこで,小型スラスタのための水分解を用いた着火器を提案する.水の共有利用により,金属/水ハイブリッドスラスタと圧倒的親和性を持つ革新的な着火器が実現可能である.しかし,真空環境下での水分解特性及び水素/酸素着火限界は明らかになっていない.本研究では,小型スラスタのための水分解を用いた革新的着火システムの実証を目指し,真空環境下での水分解/水素酸素着火の基礎物理現象を解明する.
AIDで生まれた人の「出自を知る権利」を保障するための教材作成に関する研究

AIDを選択し子どもへの告知(以下tellingとする)を前向きに考えている人の体験記を、AIDを標榜している自助グループの協力を得て13事例を収集した。13事例中、親になった人は12名、その内tellingを開始している人は8名だった。また、2名は国外に在住または在住中に実施しており、精子バンクや医療者を通してオープンドナー(子どもが望めば将来ドナーとなんかかの接触が可能な非匿名の精子提供者)を選択していた。AIDを実施する前に、直接口頭でまたは著書や新聞記事等で、大人になって事実を初めて知ったAID子の体験を見聞きした人は12名、子どもが生まれてから見聞きした人は1名だった。tellingする理由は、「AIDと告知はセット」「親は子どもの気持ちや未来に正直に向き合っていくべき」「子どもたちが自身の出自を受け入れられるようにしたい」「告知をしたうえでできる限り子どもを支えていきたい」等、<正直な家族関係を築きたい>と考えていた。初めてのtellingは、子どもの年齢が、2歳、4歳と幼いうちに開始している人が多く、telling方法は<絵本や紙芝居など教材を用いている>3名、<自分の言葉で話している>3名だった。その後のtellingは、<ことあるごとに話題に出す><お誕生日など家族の大切な日に話すようにしている>だった。オープンドナーを選択した2名のうち、1名はAIDを実施した施設の協力を得て生まれた子とドナーとの間で手紙のやりとりが開始しており、1名はNPO(精子提供者・生まれた子・産んだ親の当事者の団体)を通して同じドナーから生まれた異母兄弟の親との交流が始まっていた。本体験記は、執筆者の考えを尊重しながら、プライバシーや個人情報保護に十分留意しながら現在校正を行っている。所属機関では新規事業(助産師課程の開設)を担当しており、打ち合わせや会議等があった。また私的には老親が要支援1から要介護3となり家庭内介護が急遽必要となり、特に海外に関する情報収集の時間が確保できなかった。生まれた人に真実を伝えていきたい(telling)を考えている精子提供者やAIDで親になった人の体験記の収集はほぼ完了しており、今後は教材作成のための校正の段階である。今後、AIDに関わる専門家の意見を含め10月までには教材の完成を目指す。教材は主要にAIDおよび不妊治療実施施設、不妊自助グループに配布する予定である。国内調査1AID子を授かった16名の親に「tellingに関する親の課題」についてアンケート調査を行った。telling前の主な課題には、<親子の容姿に対する周囲の発言への対処><あえてtellingすることへの躊躇><告知の時期・告知の方法><telling時の子の反応への対処>、telling後の主な課題には、<子からの質問への対処><子自身が周囲のネガティブな反応に対処して行くための支援><子が孤立しない支援><子の近親婚を避けるための対処>があった。22名の精子提供者(匿名を前提に提供1名・知人のレズビアンカップルに提供1名)に「ドナーの情報開示」についてインタビュー調査を行った。双方とも、<子どもの利益を考えれば匿名のドナーを使うべきでない><「生まれた人からの認知請求はできない」とする法的な確約が必要>と指摘した。また、前者は、<ドナーとAID子の思いを中立的に聞く公的な人や機関の存在の必要性>、また、精子提供者であった事実を妻や実子と共有することに困難があった体験から<素性を明かせる人のみドナーとなるべき>と指摘した。後者は、<実施前にカップルとともに生まれる子とドナーとの関係について熟慮する><契約書を作成し年に1回の更新で議論する>を述べた。国外調査HART Act(2004年)の施行以前より、提供型治療によって出生した子の「出自を知る権利」の保障を実現しているニュージーランドにて、当事者(親・生まれた人・ドナー)を対象に「出自を知る権利」が保障される要因について調査を行った。<tellingを含めた親のオープンな態度><様々な家族を受け入れる社会><ドナーへのインフォームドコンセント><ドナーと生まれた人を調整するカウンセラーの存在><法律の制定とシステムの確立>が挙がった。また、カンタベリー大学のダニエルズ氏より日本のDI事情について助言を受けた。本年度は、少数ながら国内外における非配偶者間生殖医療で親になった人、精子提供者になった人の調査を実施することで、彼らが直面する課題やニーズについて概観をつかむことができたと考える。AIDで親になった人の「子どもへの告知(telling)について」意見を収集すべく、自助グループにアンケート調査を実施し、女性25名、男性22名から回答を得た。【生まれた子へのtelling】については「予定している(実施した)」が男性21名(95.5%)、女性20名(80.0%)だった。tellingの主な理由には、「何も恥じることでないので」「ドナーへの感謝も含めて話すつもり」があった。また、【提供者の情報開示はどこまで必要か】については、「個人が特定できる情報(名前・住所・写真等)」男性13名(51.9%)、女性15名(60.0%)。「個人が特定できない情報(性格・趣味・医療情報)」男性

3名(13.6%)、女性5名(28.0%)。「近親婚を避けるための情報」男性3名(13.6%)、女性2名(8%)だった。各々の理由には、「子どもが望んだときに、ドナーを知ることができる法整備は急務」「ドナーの気持ち、子どもの気持ち両方を尊重した対応を望む」「少なくとも医療情報や近親婚を防止する制度を作ってほしい」があった。一方、反対意見は男女各々1名で、主な理由に「これでドナーが減るとなると困る」があった。自助グループという特殊な団体ではあるが、久慈ら(2002)の調査に比較し、親の「子どもへの告知(telling)」について肯定的であること、ドナーを特定できる情報も半数が求めていることが明らかになった。研究の成果物である教材(冊子)に掲載する親の体験については、上記自助グループの有志から情報提供を受けることとなる。HPや文献を用いて国外(イギリスおよびオーストラリア)の親およびドナーの「生まれた人の出自を知る権利」に関する意見収集は、29年度内に終了予定であったが、収集時間を確保することが難しく、現在も実施中である。8月末までには終了予定である。AIDを選択し子どもへの告知(以下tellingとする)を前向きに考えている人の体験記を、AIDを標榜している自助グループの協力を得て13事例を収集した。13事例中、親になった人は12名、その内tellingを開始している人は8名だった。また、2名は国外に在住または在住中に実施しており、精子バンクや医療者を通してオープンドナー(子どもが望めば将来ドナーとなんかかの接触が可能な非匿名の精子提供者)を選択していた。AIDを実施する前に、直接口頭でまたは著書や新聞記事等で、大人になって事実を初めて知ったAID子の体験を見聞きした人は12名、子どもが生まれてから見聞きした人は1名だった。tellingする理由は、「AIDと告知はセット」「親は子どもの気持ちや未来に正直に向き合っていくべき」「子どもたちが自身の出自を受け入れられるようにしたい」「告知をしたうえでできる限り子どもを支えていきたい」等、<正直な家族関係を築きたい>と考えていた。初めてのtellingは、子どもの年齢が、2歳、4歳と幼いうちに開始している人が多く、telling方法は<絵本や紙芝居など教材を用いている>3名、<自分の言葉で話している>3名だった。その後のtellingは、<ことあるごとに話題に出す><お誕生日など家族の大切な日に話すようにしている>だった。オープンドナーを選択した2名のうち、1名はAIDを実施した施設の協力を得て生まれた子とドナーとの間で手紙のやりとりが開始しており、1名はNPO(精子提供者・生まれた子・産んだ親の当事者の団体)を通して同じドナーから生まれた異母兄弟の親との交流が始まっていた。本体験記は、執筆者の考えを尊重しながら、プライバシーや個人情報保護に十分留意しながら現在校正を行っている。所属機関では新規事業(助産師課程の開設)を担当しており、打ち合わせや会議等があった。また私的には老親が要支援1から要介護3となり家庭内介護が急遽必要となり、特に海外に関する情報収集の時間が確保できなかった。次年度は、上記調査を継続するとともに、文献レビュー、関連団体への調査、自助グループへの調査を実施し、情報提供冊子作成への構成要素を検討する。
天然ホルモン除去を含む家畜糞尿・生ごみ混合物の高効率サーマルリサイクル技術の開発

牛糞尿について嫌気性処理(高温メタン発酵)→希釈→好気性処理(活性汚泥法)の順に生物学的処理を行い、その後オゾン酸化処理を行うプロセスを構築した。使用した牛糞尿廃水のBOD_5,TOC,COD_<Cr>,SS,total VFAの濃度はそれぞれ27,600mg/L,9,470mg/L,25,800mg/L,58.6g/L,12,700mg/Lと高く、環境ホルモン様活性は200-900mg/L(3.3-14.8mg/g dry weight)であった。TS負荷4g/L/dにおける高温メタン発酵では、処理水中のTOCおよびVSS濃度はほぼ一定に保たれ、有機酸濃度は約300mg/Lであった。このときのガス発生量は8,000ml/L/d、メタン含量は約60%であった。また、平均的な環境ホルモン様活性の除去率は80%であった。得られた嫌気性処理水を水道水で4倍希釈し、好気性処理を行った。その結果、total-VFA,BOD_5,COD_<Cr>,TOC,TS,VSSをそれぞれ99.7%,90%,79%,84%,48%,60%にまで削減することができた。環境ホルモン様活性も40-100mg/Lまで低下させることができたが完全には除去できなかったので、オゾン酸化処理を行った。その結果、環境ホルモン様活性を検出限界以下に低減できた。嫌気性処理での環境ホルモン様活性低減の機構を解明するため,17β-エストラジオール(E2)を含むモデル家畜糞尿廃水の嫌気処理を行った。供給液のTOC濃度8g/l、希釈率0.05d^<-1>の条件でのメタン発酵槽内の真正細菌(Bacteria)を対象として16S rRNA遺伝子に基づく系統解析を行なった結果、Proteobacteria門とFirmicutes門に近縁な微生物が優占であることがわかった。内分泌撹乱物質による生態系への影響が大きな問題となっているが、内分泌撹乱物質としては、合成された物質だけでなく天然に存在するホルモンあるいはホルモン様物質の影響が無視できないことがわかってきた。そこで、牛糞尿廃水を例にとって天然ホルモンを完全に分解除去できる処理プロセスの検討を行った。特に、これまで研究が十分には行われていなかった生物学的処理プロセスにおける天然ホルモンの分解挙動を明らかにすることを目的とした。牛糞尿は熊本県の畜産農家から提供されたものを使用した。処理プロセスとしては、嫌気性処理(高温メタン発酵)→希釈→好気性処理(活性汚泥法)の順に生物学的処理を行い、次にオゾンを用いた物理化学的処理を行う処理プロセスを構築した。高温メタン発酵には実容積8Lの機械撹枠型発酵槽を使用し、温度を56°Cに制御した。活性汚泥槽には実容積1.1Lのアクリル製リアクターを使用し、温度30°C、通気量110mL/minの条件で好気処理した。牛糞尿中に含む天然ホルモン物質であるエストロゲン活性の検出に酵母two-hybrid法を用いて17β-エストラジオール換算値として示した。

使用した牛糞尿排水のBOD_5,TOC, COD_<Cr>,SS, total VFAの濃度はそれぞれ27,600mg/L,9,470mg/L,25,800mg/L,58.6g/L,12,700mg/Lと高い濃度であった。また、環境ホルモン様活性は200-900mg/L(3.3-14.8mg/g dry weight)であった。TS負荷4g/L/dにおける高温メタン発酵では、処理水中のTOCおよびVSS濃度はほぼ一定に保たれ、有機酸濃度は約300mg/Lであった。このときのガス発生量は8,000ml/L/d、メタン含量は約60%であった。また、平均的な環境ホルモン様活性の除去率は80%であった。このようにして得られた嫌気性処理水を水道水で4倍希釈し、好気性処理を行った。その結果、total-VFA, BOD_5,COD_<Cr>,TOC, TS, VSSをそれぞれ99.7%,90%,79%,84%,48%,60%にまで削減することができた。環境ホルモン様活性も40-100mg/Lまで低下させることができたが、完全には除去できなかったので、オゾン酸化処理を行った。その結果、環境ホルモン様活性を検出限界以下に低減できた。以上、天然ホルモンの嫌気および好気的生物処理とオゾン酸化を組み合わせた処理プロセスを研究・開発した。天然ホルモンの代表的な化合物として17β-エストラジオール(E2)を含むモデル家畜糞尿廃水の嫌気処理を行った。供給液のTOC濃度8g/l、希釈率0.05d^<-1>の条件では、供給したE2(100μg/l)の90%以上がなくなり、E2供給開始とともにE2よりも弱いエストロゲン活性をもつエストロン(E1)が約60μg/lまで増加した。したがって、嫌気条件でE2は微生物によりエストロン(E1)に酸化されることが示唆された。E2がE1に酸化された結果、酵母Two-Hybrid法によるエストロゲン様活性は約60%減少した。一方、GC/MS法による中間代謝産物の測定では、E1以外に17α-エストラジオールが約1μg/l検出された。供給されたE2に対して当量の代謝産物が生成されていないことから、E1以外の他の中間代謝産物も存在すると考えられた。共代謝によりE1の分解率をさらに高くすることを目的として供給液中に酪酸を共存させ酪酸の添加濃度を変化させて検討したが、供給液の酪酸濃度の増加に伴いE1の蓄積量も増加し、完全分解は起こらなかった。供給液のTOC濃度8g/l、希釈率0.05d^<-1>の条件でのメタン発酵槽内の真正細菌(Bacteria)を対象として16SrRNA遺伝子に基づく系統解析を行なった結果、Proteobacteria門とFirmicutes門に近縁な微生物が優占であることがわかった。また、嫌気処理液を用いて好気処理の検討を行った結果、嫌気条件では分解できなかったE1が完全に分解できた。この好気処理リアクターからE1を分解する株を単離した。
トランスジェニックマウスとジーンターゲティングを用いた糖尿病モデル動物の作製

NIDDMではインスリン分泌あるいはインスリン作用に関する遺伝子異常が1つあるいは複数存在し疾患感受性を高めている可能性が高い。インスリン受容体の主要な基質であるIRS-1を特異的に欠損するIRS-1ノックアウトマウスを作成した。このマウスでは、インスリン抵抗性を認めたが、糖尿病になるには至らなかった。脂肪細胞や骨格筋でグルコース輸送やグリコーゲン合成の低下を認めた。IRS-1ノックアウトマウスは遺伝子異常の部位の明らかな初めてのインスリン抵抗性モデル動物である。IRS-1ノックアウトマウスが糖尿病を発症しないのは、膵β細胞の過形成による代償性高インスリン血症のためと考えられる(Nature372:182-186,1994)。同様に相同的遺伝子組み換えを用いて作成した膵β細胞グルコキナーゼヘテロ欠損マウスは軽度の耐糖能異常とインスリン分泌低下を示した。ホモ欠損マウスでは、生後間もなく糖尿病を呈し、未治療では数日で死亡する。これらのマウスはNIDDMのインスリン分泌不全に類似したモデル動物となりうる(J.Biol.Chem.270:30253,1995)。さらに、IRS-1ノックアウトマウス(ホモ)とGKノックアウトマウス(ヘテロ)とをかけ合わせたダブルノックアウトマウスを作成し、インスリン抵抗性とインスリン分泌不全という2つの遺伝的異常の共存がNIDDM発症に及ぼす効果を検討した。ダブルノックアウトマウスはNIDDM顕性発症を認め、インスリン分泌不全遺伝子とインスリン抵抗性遺伝子とが相乗的にNIDDMをは発症させることを示すことができた(J.Clin.Invest.99:861,1997)。我が国の糖尿病の90%以上を占めるインスリン非依存性糖尿病(NIDDM)では、よい疾患モデル動物がない。そこで、我々は、NIDDMの特徴であるインスリン分泌不全やインスリン作用不全の疾患モデルマウスをトランフジェニックマウスやジーンターゲティング法を用いて作製したいと考えている。インスリン受容体基質-1(Insulin receptor substrate-1:IRS-1)はインスリン受容体チロシンキナーゼの主要な細胞性基質であり、そのチロシンリン酸化の程度はインスリンによる代謝作用や細胞増殖作用とよく相関する。そこで、本年度は、IRS-1の個体での役割やインスリン抵抗性及びNIDDMの成因における意義を明らかにする手がかりとして、遺伝子ターゲティングの技術を用いてIRS-1を欠損するKnock-outマウスを作製した。このマウスでは意図した通りmRNAレベル、蛋白レベルでのIRS-1の有意な発現やチロシンリン酸化を認めなかった。このIRS-1欠損マウスは、致死的ではなく奇形も認めないが、子宮内及び生後の発育・成長が遅延しており、体重は野生型マウスの約70%であった。また、インスリンやIGF-1による血糖降下作用が有意に低下し、軽度の高インスリン血症とあわせてインスリン抵抗性を認めた。しかし、耐糖能はほぼ正常であった。以上、IRS-1異常は個体でインスリン抵抗性を惹起しうることが明らかになった。またIRS-1欠損マウスは軽度中等度のインスリン抵抗性を有し、今後NIDDM発症機構の解析の上で、有用なモデル動物となりうると考えられた。また、インスリン分泌に重要と考えられているグルコキナーゼやインスリン依存性の糖輸送に重要と考えられているPI3キナーゼの欠損マウスの作製も進行中である。現在ES細胞レベルで遺伝子ターゲティングが成功し、キメラマウスを作製している。そこで、我々は、NIDDMの特徴であるインスリン分泌不全やインスリン作用不全の疾患モデルマウスをジーンターゲティング法を用いて作成した。(1)インスリン抵抗性モデルとしてのIRS-1欠損マウスIRS-1はインスリンによりチロシンリン酸化を受ける分子量160-185KDaの蛋白でありインスリンの細胞内主要シグナル伝達経路であると考えられている。

我々はIRS-1を特異的に欠損するマウスの作成に世界で初めて成功した。このIRS-1欠損マウスは糖尿病になるには至らなかったが、インスリン抵抗性を認めた。IRS-1欠損マウスの脂肪細胞や骨格筋でグルコース輸送やグリコーゲン合成の低下を認めた(Nature372,182-186,1994)。IRS-1ノックアウトマウスは遺伝子異常の部位の明らかな初めてのインスリン抵抗性モデル動物である。(2)インスリン分泌不全モデルとしてのグルコキナーゼ欠損マウスヒトの糖尿病に認められるグルコキナーゼ(GK)変異は膵β細胞と肝臓に共通な領域に限られており、インスリン分泌のグルコースに対する感受性の低下と肝での糖取り込みの低下が同時に認められ(Lancet341,893-894,1993)、病態の解釈を複雑にしている。そこで我々はインスリン分泌異常の役割を明らかにするため膵β細胞型グルコキナーゼ欠損マウスを作成し、その表現型を解析した。ヘテロ欠損マウスは軽度の耐糖能異常とインスリン分泌低下を示した。ホモ欠損マウスでは、生後間もなく糖尿病を呈し、未治療では数日で死亡する。これらのマウスはNIDDMのインスリン分泌不全に類似したモデル動物となりうる。多因子遺伝が明らかにされるにつれ、多因子間のNIDDM発症における相互作用の解明が重要となってくる。平成5、6年度に私共は、インスリン抵抗性のモデル動物としてIRS-1ノックアウトマウスを、インスリン分泌不全のモデル動物としてβ細胞型GKノックアウトマウスを作成した。IRS-1ノックアウトマウスはインスリン抵抗性にもかかわらず膵β細胞からのインスリン過剰分泌により代償され、正常耐糖能であった。一方、GKノックアウトマウス(ヘテロ)は軽度の耐糖能異常とグルコースに対するインスリン分泌不全を呈した。さらに、平成7年度は、IRS-1ノックアウトマウス(ホモ)とGKノックアウトマウス(ヘテロ)とをかけ合わせたダブルノックアウトマウスを作成し、インスリン抵抗性とインスリン分泌不全という2つの遺伝的異常の共存がNIDDM発症に及ぼす効果を検討した。ダブルノックアウトマウスはNIDDM顕性発症を認め、インスリン分泌不全遺伝子とインスリン抵抗性遺伝子とが相乗的にNIDDMを発症させることを示すことが出来た。
土壌の内部侵食(internal erosion)と土壌特性

土壌侵食試験区として、幅1m,斜面長10m,傾斜度6 P1°P15面と、幅5m,斜面長22.0m,傾斜度6 P1°P11面を用いて、種々の土壌について、各種の土壌侵食実験を行った。多レキ質マサ土については、降雨の落下エネルギーや表面流によって、表層の約1cm内の微細土のみが流亡し、表面は一様に粗レキが浮き出た状態になり、その結果、流亡土量も少ないことを確認した。このことを更に模擬降雨装置による室内侵食実験によって追試し、表層下約1cm下層においては、供試原土よりも幾分多い微細土含有量が存在し、微細土層(soil crust)の存在を視覚的に捉えることができた。クロボクを供試土としたうね立てについての試験では、平うねを1とした場合、縦うね区で1.4,横うね区で0.06,斜めうね区で1.6(未確定値)が得られた。シラスについての侵食実験では、シラスは受食性が大きく、溝状の侵食をおこしやすいこと、ネット(網目4mm又は2mm)を張ることによって、侵食土量が1/21/10に減少すること、砂利を1層だけ撒布することによって1/30程度に減少することを見出した。マサ土に対する土壌の締固めと表面流による土壌侵食機構に関する研究では、次のことが明らかになった。全ての締固め状態で、表面流の増加に伴い、掃流力が増大し、土壌侵食量は増加する。しかし侵食溝(マイクロリル)が形成され、流水が収束し、侵食溝のみに掃流力が作用するようになると、限られた幅のみで土壌侵食がおこるため、かえって土壌侵食量が減少する。侵食溝の形成条件は、表面流が比較的多い場合は、全ての乾燥密度においておこるが、表面流量が少ない場合は、1)乾燥密度が低い場合は目で確認できるほどの侵食溝の形成は見られないが、2)乾燥密度が高い場合には、全体にまんべんなく掃流力が大きく、またマイクロリルが多数、網状に形成されるようになることがわかった。宮崎大学実験圃場内の試験区のうち,幅1m,斜面長10m,傾斜6^°の2面によって,北九州市から搬入した高レキ質のマサ土について,自然降雨による侵食流亡土量を測定し,侵食の形態や痕跡を他土壌の場合と比較して調査した。その結果,マサ土の約1cm厚さの表層は降雨の落下エネルギや表面流によって微細土のみが流亡し,レキの部分は残って,表面侵食に耐えた形で存在するようになることがわかった.従って受食性も小さく,USLEのK(受食性因子)の値は約0.038となり,またリル,ガリ等の生成はなかった。このことを更に15cm×150cm×15cmの透明アクリル樹脂有底容器に,多レキ質マサ土(斜面長50cm)を詰めた斜面侵食実験を行い,表層土の変動状況を観察するとともに,表層上の土を採土してフルイ分析を行った。その結果,1cm下層土においては,供試原土の微細土含有量よりも幾分多い微細土含有量が存在することがわかり,表層付近のレキ質化と,その下層(約1cm下)の微細土層(soil crust層)の存在を視覚的にとらえることができた。

一方,マサ土の斜面の表面流による侵食特性を研究するため,一定間隔で一定流量ずつ流下する不等流型および不定流型表面流の性質を合わせもつような複合型表面流を発生する装置により,室内実験を行った。その結果,等流型,複合型,不等流型の順に土壌流亡量は多いが,複合型は表面流が減少すると不等流に近づき,増加すると不等流型から離れて等流型に近づく2つの流下形式の中間型の傾向を示した。さらに,複合型表面流の結果から,無次元表面流量と無次元侵食量の関係式を推定した。多レキ質の不完全風化のマサ土2種類について、斜面長10m,傾斜度6°、幅1mの野外試験区で土壌侵食試験を継続し、自然降雨による表層からの小粒子の流亡に伴って、表面は一様に粗いレキが浮き出た状態になり、その結果流亡土量が減少することを確認した。表層の形状のちがいによる流亡土量の比を求めるため、クロボク土を供試土とした斜面長22.0m、傾斜度6°、幅5mの試験枠に、幅2.5mの横うね区、幅1.5mの縦うね区、幅1.0mの平うね区(傾斜平面区)を設け、自然降雨による流亡土量を測定した。その結果、平うね区を1とした場合、縦うね区では1.3,横うね区では0.06となる比の値が得られた。つぎに、シラス土における自然豪雨による土壌侵食の状況を見るために、前述のマサ土の試験区と同じ規模の試験区2面において、1面はネット(網目2mm)を張った場合と砂利(4mm25mm)を表面に一層だけ撒布した場合の土壌流亡量を測定し、何も施さない場合との比較を行った。その結果、シラスは自然豪雨でリル・ガリ等の溝状侵食をおこしやすく、侵食性も大きいこと、シラス裸地での流亡土量を1とした場合、ネット(網的2mm)の場合0.12、砂利(425mm)撒布の場合0.03という結果が得られた。降雨に伴う土壌表面流による侵食特性に関する実験では、供試土としてマサ土を用い、汎用型表面流発生装置により、等流型、不等流型および複合型表面流を発生させ、次の諸点が明らかになった。(1)表面流の形式にかかわらず、表面流が増加すると、土壌流亡も増加する。(2)表面流の中で、不等流型、複合型、等流型の順に流亡土量が増加する。(3)複合型表面流で表面流量が少ない場合不等流型に、多い場合等流型にそれぞれ近ずくような侵食推移状態を呈する。(4)複合型表面流の場合は、等流型表面流が作用する場合よりも深い侵食溝が生ずる傾向がある。1991年10月より南試験区において、クロボク土を供試土とした幅4mの斜めうね区と幅1mの平うね区を設け、約1年3カ月にわたり侵食流亡土量を実測した。今回の斜めうねは、従来のうね形(うね幅0.5m、うね高0.1m)を地形傾斜方向と30゚の斜め方向にうね立てしたもので、うね間の水は30゚の斜め方向に流れ、うね末端の傾斜斜面方向の溝を下流方向に流れる仕組みになっている。その結果、USLEのPの値として、平うねを1とした場合、斜めうね区では1.6程度になった。この値は、前年度の同じうね形の縦うねの値1.4より若干大きく、予想を裏切るものであった。今回の斜めうねの場合は、試験区の幅の影響があり、平うね、縦うね、横うねなどの試験のように、幅に無関係というわけにはいかないので、今後の検討が必要である。マサ土に対する土壌の締固め状況と表面流による土壌侵食機構に関する研究では、次のことが明らかになった。全ての締固め状態で、表面流量の増加に伴い、掃流力が増大し、土壌侵食量は増加する。しかし侵食溝(マイクロリル)が形成され、流水が収束し、侵食溝のみに掃流力が作用するようになると、限られた幅のみで土壌侵食が起こるため、かえって土壌侵食量が減少する。侵食溝の形成条件は、表面流量が比較的多い場合は、全ての乾燥密度においておこるが、表面流量が少ない場合は、1)乾燥密度が低い場合は目で確認できるほどの侵食溝の形成は見られないが、2)乾燥密度が高い場合は、全体にまんべくなく掃流力が大きく、またマイクロリルが多数、網状に形成されるようになることがわかった。
博物館と社会的弱者による新しい自然史リテラシーの開発

1体験学習プログラムの開発平成14年度に考えた体験学習プログラムを、「地学クラブ」に対してケーススタディとして実施した。その結果、この研究で開発した体験学習プログラムが有効であるという結果を得た。2データベースの作成・公開と学習プログラムの開発平成14年度に作成した素案に基づいて、日本固有の地学素材によるデータベースとして、「神奈川の大地」と「北海道の自然史」を作成した。そのデータベースをインターネットで公開した。このデータベースを活用した学習プログラムを開発した。3社会的弱者からの発信平成13年度に作成した素案に基づいて、「地学クラブ」の活動をインターネットで紹介し、情報発信をした。そして、クラブのメンバーが取り組んだ体験学習プログラムの結果を、メンバー自身がレポートを作成し、ホームページを通じて情報発信をおこなった。そして「地学クラブ」の活動は、この研究と共に終わるのではなく、長期にわたっておこない、自然史リテラシーを身につけるための活動へと続けることを確認して、継続している。4方法論を作成と公開この研究でケーススタディとして取り組んだ体験学習プログラムの作成、実施から、方法論を作成した。社会的弱者と博物館の連携による新しい自然史リテラシーの方法論を、,学会で報告し、論文として公表した。この方法論は、博物館や社会的弱者に閉じたものではなく、ひろく生涯学習、あるいは市民教育へと一般化できるものだと考えられる。まさに萌芽的な内容であったので、市民教育としての方向性で現在も研究を継続中である。1現状調査とニーズ調査日本固有の学習プログラムを作るためには、自然史リテラシーの先進国である欧米と日本の博物館の現状を把握する必要がある。今年度はカナダの地質関係の博物館や野外散策施設を現状調査し、現状分析をおこない、博物館を活用した自然史リテラシーのニーズを調べた。2「地学クラブ」作り社会的弱者と呼ばれる児童・生徒を中心とした(大学4年生、大学2年生、中学3年生、小学校6年生、5年生、4年生)6人からなる「地学クラブ」を作った。そして、定期的な活動をした。3体験学習プログラムとデータベースの素案作り「地学クラブ」で、体験学習のためのプログラムの素案作りとケーススタディをおこなった。そして体験学習プログラム作成の基礎的資料となるデータベース「神奈川の自然」の素案を作った。4インターネットのホームページ開設「地学クラブ」による体験学習プログラムとデータベース作成のための準備として、インターネットを利用してホームページを開設した。そこで、「地学クラブ」の活動の目的や内容を広く公開した。1体験学習プログラムの開発平成13年度に考えた体験学習のプログラム素案を、博物館の行事としてケーススタディとして実施した。2データベースの作成・公開と学習プログラムの開発平成13年度に作成した素案に基づいて、日本固有の地学素材によるデータベース「神奈川の大地」をインターネットで公開した。3社会的弱者からの発信平成13年度に作成した素案に基づいて、「地学クラブ」の活動をインターネットで紹介した。4海外の実地調査日本固有の学習プログラムを作るためには、自然史リテラシーの先進国である欧米と日本の博物館の現状を把握する必要がある。このような現状調査から、現状分析をおこない、博物館を活用した自然史リテラシーのニーズを調べる。今年度は、イギリスでも現地調査をした。5方法論の試案を作成体験学習プログラムの作成、実施から、社会的弱者と博物館の連携による新しい自然史リテラシーの方法論の試案を作成し、学会で公表した。
グラフ文法に基づくオープンソース・ソフトウェアのドキュメント自動生成

ソフトウェア開発時に用いられる図式表現であるUMLを対象として、形式的な手法であるグラフ文法を用いたソフトウェア要約ドキュメント自動生成方法について研究を行った。UMLに対応したグラフ文法の定義を行い、また、グラフ文法の構文解析系の設計を行い構文解析系のアルゴリズムを構築した。要約ドキュメントは、構文解析で得られた構文木上で属性評価を行うことで生成するため、必要となる意味規則の定義も行った。提案した手法に基づき既存のオープンソース・ソフトウェアを対象に解析を行い、提案手法の有効性について検討した。平成26年度では,UML対応グラフ文法からソフトウェア要約ドキュメントを生成する方法の基本方針について検討を行った.さらに,UMLに対応したグラフ文法の定義を行った.また,グラフ文法の構文解析系の設計を行い構文解析系のアルゴリズムを構築した.要約ドキュメントは,構文解析で得られた構文木上で属性評価を行うことで生成するが,要約ドキュメントの生成,および,大規模なプログラムの図式描画(含,Focus+Context技術等も応用した大規模図式の簡略・縮退表示の検討)については引き続き検討と改良を行う.初年度の基本方針,手法の検討には,申請者ならびに共同研究者間での議論を密に行う他に,長年グラフ文法の研究を行っている関係研究グループ間で意見交換を行った.さらに,これまで,メトリクスやUMLに関する研究を多く行っている米国大学教授を招聘し,意見交換を行った.ソフトウェアドキュメント生成へのソフトウェアメトリクスの適用等について重要な知見が得られた.研究成果については,Journal of Computational Science, Elsevierでのジャーナル論文公表(論文タイトル:"Generation of UML Package Diagrams Based on an Attribute Graph Grammar"),及び, CATA-2015にて国際会議発表(論文タイトル:"Parsing of UML Package Diagrams")にて発表した.その他,ソフトウェアドキュメント生成時に必要とされる,ソースコード類似箇所検出,ソフトウェアオントロジに関する国際会議発表も2件行った.平成27年度には、UML対応グラフ文法からドキュメントを生成する詳細の検討を行った。具体的には、属性評価機構を用いた図式の構造情報等を含んだドキュメント生成の方式の検討・設計を行った。今年度の取り組みにおいても、研究代表者が所属している研究グループ内での議論の他、米国大学教授との意見交換(国際会議参加時に実施)も行い、研究を進める上で有益なディスカッションを行うことができた。提案手法を実現するプロトタイプの開発については、着手し現時点でも開発を続けている。研究成果については、2015年度内に国際会議3件の報告を行った(1件目は2015年7月に英国・ケンブリッジで行われたIEEE INDIN 2015(提案手法の応用例に関する内容)、2件目は2015年9月に米国・サンディエゴで行われたCAINE 2015(提案手法の応用例に関する内容)、3件目は2016年3月に台湾・台北で行われたIEEE ICIT 2016(生成するドキュメントの考察に関する内容))。研究計画時点で予定した詳細設計及びプロトタイプ開発の開発を行うことができた。プロトタイプは引き続き開発を進めているが、研究グループ内でのディスカッションをはじめとして、国際会議での発表・意見交換も行え、有益な情報を得ることができた。国際会議で発表した内容およびその拡張を行った内容で専門誌への投稿の準備を進めているところである。平成28年度には、UML対応グラフ文法からドキュメントを生成するシステムの検討を行った。具体的には、既に検討・発表を行ったUML対応グラフ文法をベースとしたシステムのプロトタイプについて検討を行った。特にUMLのパッケージ図を対象とした属性グラフ文法をベースとしており、グラフ文法部や属性の値を算出する意味規則について、和文・英文のいずれの要約文生成も考慮した上で見直しと一部修正を行った。今年度の取り組みにおいては、研究代表者が所属している研究グループでのディスカッションの他、国際会議発表も行った。国際会議発表では他研究者との意見交換も行い様々な角度から取組内容について検討を行った。研究成果については、2016年度内では国際会議2件の発表を行った。1件目は2016年7月にIEEE INDIN 2016に、2件目は2017年3月にISCACATA 2017のそれぞれにおいて発表を行った。さらに、専門誌への投稿に向けた論文執筆を行った。今後に向けては、ソフトウェアドキュメントのデータベース化が重要であると考えられる。提案手法をベースとして既存のオープンソースソフトウェアの要約の事例を蓄積して、それら蓄積したデータを活用できるような枠組みに関しても今後取り組んでいきたい。その際、ソースコードと要約だけでなくソフトウェアの可視化技術も重要となるため、それらの融合についても検討してきたいと考えている。研究計画時点で予定していた,基本方針の検討,及び,提案手法の核となる理論面での整備を研究計画に沿って研究を進めることができた.また,関連研究グループでのディスカッションも密に行えたうえ,さらに,米国大学教授との意見交換も行え,ソフトウェアドキュメント生成に関する新たな着目点も得ることができた.ジャーナル論文発表,国際会議発表については,当初予定していた投稿先とは異なったが,着実に成果を発表・公表することができた.

さらに,当初の予定に加えて,ソースコード類似箇所検出,ソフトウェアオントロジの活用についても検討及び,国際会議発表を行うことができた.ソフトウェアドキュメント自動生成のための仕組みについては,まだ検討・改良の必要性もあるが,引き続き,次年度にも研究を進めていく予定である.最終年度には、プロトタイプの改良を行い、開発したソフトウェアを基に提案手法の有効性の検討を行う。さらに、既存の複数のOSSへ提案手法を適用し問題点や改良点の洗い出しを行う。ソフトウェア工学まず,平成26年度に設計したグラフ文法とその構文解析のプロトタイプを開発し,提案手法の検討と改良を行う.ならびに,属性評価機構の処理系についてもプロトタイプを実装し,図式の構造情報と,定義したグラフ文法の言語構造を比較することにより,属性評価機構を用いた日本語によるドキュメント生成に関するシステム機能についてもプロトタイプの実装を行う.英文ドキュメントへの変換方式についても検討を行う.プロトタイプの実装,評価,改良の後に,構築したシステムのプロトタイプを用い,UECソフトウェア・リポジトリに掲載されているOSSを基に,動作の検証を行う.出張旅費,人件費・謝金,消耗品費の支出が圧縮できたため,次年度使用額が生じた.次年度使用額分については,当初予定していた平成27年度分使用額に加えて使用するが,物品費,出張旅費に関して当初の想定より支出が増加する可能性があり,それらに充当する予定である.
カリウムイオンキャパシタ用炭素電極と電解液に関する研究

我々は,カリウムが電気化学的に黒鉛電極に挿入されることを見出しており,これをカリウムイオンキャパシタに応用する基礎研究に取り組んだ.本研究では,結晶性のことなる黒鉛,ハードカーボン等の各種炭素材料や水溶性の各種バインダー,電解液について調査した.その結果,炭素材料やバインダ,電解液を適切にえらぶことで,リチウムイオンキャパシタに対して,カリウムイオンキャパシタがレアメタルフリー構成で高出力特性を示す可能性を明らかにした.我々の研究室がこれまで実績を上げているリチウムイオン電池およびナトリウムイオン電池用の電極活物質および電解質用の新材料に関する研究を発展させて,カリウムイオン電池の研究へ展開した.すでに2015年の我々の学術論文で,黒鉛がカリウム電池中で可逆インターカーレション応答を示すこと,さらに炭酸エステル系電解液中では,リチウムよりもカリウムの方が低い電位を示すため,高電圧な全電池構成の可能性を報告している.本研究はこれらの成果をさらに発展させるものであって,2016年には黒鉛負極と鉄系錯体正極の電池作動を実証して論文発表した.具体的には,カリウムイオン電池用炭素負極について電解液添加剤の効果を調査し,さらに,その電解液のイオン導電性を調査した.その上で,黒鉛材料および電極用結着剤について調査して,それらの電気化学特性を調べた.合わせて電極表面の不動態被膜の効果と構造についても解析した.さらにキャパシタ作動の関連調査として,鉄系正極と組み合わせたカリウムイオン蓄電池の実証に成功した.これはリチウムイオン蓄電池の開発を基礎として,リチウムイオンキャパシタが開発された経緯を基に,本研究でも電池作動の作動を基礎知見として,キャパシタ開発を並行して行う計画である.これまでの成果を基に,世界にさきがけてカリウムイオン蓄電池の実証を行えたことは評価できると考えている.さらにキャパシタとしての作動を想定した検討が必要であり,当初の計画に沿った研究を実行する必要がある.以上の状況から,おおむね順調に研究が進んでおり,29年度もさらに注力して研究する予定である.我々は,リチウムイオン電池に代わる新たな次世代電池としてカリウムイオン電池の開発および基礎研究に取り組んできた.カリウムイオン電池は,レアメタルや毒性元素を一切用いずに構成できることが特徴である.負極活物質には黒鉛を用いることが可能であることを明らかにしているため,この負極を利用すれば,レアメタルフリーなカリウムイオンキャパシタを構成することが可能になる.そこで本研究では,カリウムイオンキャパシタ用負極材料を調査した.具体的には,黒鉛の結晶性や粒子サイズ,さらに黒鉛以外の炭素材料として,ハードカーボンやソフトカーボンの構造が,カリウムイオン挿入挙動にどのような影響を及ぼすかは十分に解明されていないため,さまざまな炭素材料を合成して各種有機電解液中でカリウムイオン電池負極特性を調査した.黒鉛材料では,すでに産業界で実績のあるリチウムイオン電池用の各種黒鉛材料について,黒鉛の結晶構造と電気化学特性の相関を調査した.その結果,特に黒鉛の結晶性(黒鉛化度)が電気化学特性を左右する重要な因子であることが分かった.ハードカーボンでは,電極を作製する際に用いる,導電助剤,高分子バインダーの選択が非常に重要で,とくにリチウムイオン電池とは異なる傾向を示すことを明らかにした.その上で,ハードカーボンの電池特性を引き出すための最適な電極作製条件を見出した上で,各種分析によってカリウムの脱挿入メカニズムを調査した.さらにソフトカーボンも合成し,これらの各種炭素負極に適合する電解液の調査も行った.以上の結果の総括から,カリウムイオンキャパシタに求められるサイクル寿命やレート特性をまとめてリチウムイオンキャパシタに対する優位性を明らかにした.本成果を発展させて,今後はキャパシタ構成時に重要となるプレドープ法の確立する高次研究へ発展させ,デバイスの作動実証の研究へ展開する計画である.我々は,カリウムが電気化学的に黒鉛電極に挿入されることを見出しており,これをカリウムイオンキャパシタに応用する基礎研究に取り組んだ.本研究では,結晶性のことなる黒鉛,ハードカーボン等の各種炭素材料や水溶性の各種バインダー,電解液について調査した.その結果,炭素材料やバインダ,電解液を適切にえらぶことで,リチウムイオンキャパシタに対して,カリウムイオンキャパシタがレアメタルフリー構成で高出力特性を示す可能性を明らかにした.黒鉛以外にハードカーボンやソフトカーボンといった各種炭素材料をカリウム電池に適用する検討を行う.さらに,鉄系錯体材料を正極とした全電池構成で,エネルギー密度を向上させる材料の組み合わせを実証する.また電解液についても負極表面の不動態特性と長寿命化を念頭に置いた検討を昨年から進めており,今後,学会や論文での成果発表を行いたい.同時に,活性炭を正極に用いたカリウムイオンキャパシタのセル設計および充放電作動の実証に取りかかる.電気化学使用予定だった電池試験薬品の金額が小さかったため次年度の使用予定の電池試験薬品として有効に使用する計画である
遺伝子改変樹状細胞を用いた新規ワクチンの開発

樹状細胞は末梢組織にて異物を貧食し、その抗原をT細胞に提示することにより、抗原特異的な免疫反応を惹起している。この際、抗原を直接T細胞に提示するために、樹状細胞はさまざまなサイトカインを産生分泌している。DC-CK1(dendritic cell-derived C-C chemokine 1)や、FKN(fractalkine)は、そのような働きをしているケモカインである。そこで本研究では、DC-CK1やFKNを樹状細胞内で強発現させると、樹状細胞はT細胞をより効果的に呼び寄せるようになり、樹状細胞の抗原提示能力が増強されるという仮説を立て、その細胞性ワクチンへの応用を検討する。DC-CK1やFKNを樹状細胞内で強発現させるためには、樹状細胞への遺伝子導入効率から、それぞれのcDNAの発現ユニットを組み込んだアデノウイルスベクターを用いる。当初の計画通り、まずFKN発現組換えアデノウイルスベクター(AdFKN)の作製を行った。組換えアデノウイルスベクターは、発現カセットのプラスミドと、アデノウイルスゲノムDNAのプラスミドを、大腸菌内で相同的に組換えることにより作製した。そして作製したAdFKNが、FKN mRNAとFKNたんぱく質を感染細胞内で発現することをそれぞれ確認した。さらに、遺伝子改変樹状細胞の抗感染症効果をin vivoで評価するために、既に確立しているマウス緑膿菌肺炎モデルに加え、新たにマウスレジオネラ肺炎モデルの作製を行った。次の研究段階として、FKN発現樹状細胞の細胞性ワクチン効果を、マウス緑膿菌肺炎モデルとマウスレジオネラ肺炎モデルにおいてそれぞれ評価し、さらに、DC-CK1発現組換えアデノウイルスベクターを、AdFKNと同様の手法で作製する準備を現在すすめている。