hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
瀬戸内海産下等動物の有毒成分 特にヒラムシのフグ毒について

また卵巣の毒性が高いため平均すると,雌は雄の約2倍の毒力を保有することが判明した.以上,フグ,イモリ等の脊椎動物と同様,ヒラムシ,トゲモミジガイでも卵巣あるいは産出卵の毒力が辛いことを確認したがこれはTTXがこれら動物において無防備な卵を保護する防御あるいは警告物質として作用していることが示唆される.この他,扁形動物と近縁の紐形動物のミドリヒモムシ(Lineus-fuscoviridis)クリゲヒモムシ(Tubulonus purctatus)等のヒモムシ類にTTXおよび関連物質の存在を初めて確認し, TTXの分布を扁形動物に拡大した.また環形動物のウロコムシにも初めてTTXの存在を検出した.瀬戸内海下等底生動物におけるフグ毒(tetrodotoxin,TTXと略記)の分布、起源、蓄積機構を解明する目的で、実験を行ない、以下の諸結果を得た。すでに他地域と同様、TTXの保有を確認した棘皮動物トゲモミジガイ(Astropecten polyacanthus)の毒性調査の結果、季節変動では生殖期に高毒性を示すこと、体内分布では卵巣の毒性が著しく高い(最高12700MV/g)こと等を認めた。また筆者らがすでにTTXによる毒化を確認している扁形動物オオツノヒラムシ(Planocera multitentaculata)では、成熟卵を含む輸卵管の毒性が高く、消化管がこれに次ぐことを認めた。さらにオオツノヒラムシの産出卵の毒性は極めて高く、最高10700MV/gに達し、親のwhole bodyの毒性の数10倍を示した。またトゲモミジガイでは卵巣の毒性が高いため、whole bodyの平均毒性で、雌は雄の約2.5倍を示した。このように卵巣あるいは卵の毒性が高いことは、フグやカリフォルニアイモリと同様、TTXが生態防衛物質として存在する可能性を示唆した。次にオオツノヒラムシ消化管から、かなり強力なTTX産生能をもつ細菌Vibrio sp.を分離し、これがヒラムシのTTXの起源である可能性を示した。また扁形動物と近縁の紐形動物のミドリヒモムシ(Lineus fuscoriridis)クリケヒモムシ(Tublanus punctatus)等ヒモムシ類にTTXとその関連物質の存在を初めて確認し、TTXの分布を紐形動物に拡大した。またヒモムシ類の部位別TTX含量を調べた結果、吻が最も高濃度であることを認めた。吻に高濃度のTTXを持つことは、TTXを餌動物の捕獲、敵からの防御の手段として使っている可能性がある。この外、環形動物のウロコムシ(Lepidonotus sp.)や腔腸動物のイソギンチャク(Actinia sp.)等にも初めてTTXを検出した。
AlGaAs単一量子細線の構造的および光学的評価

微傾斜GaAs(110)面上に分子線成長法により、GaAs/AlGaAs超格子を成長すると、ある成長条件では巨大ステップが形成される。この巨大ステップをもつ表面上にGaAsを成長すると、ステップ端で膜厚が厚くなり、量子細線が形成される。断面透過電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、走査型カソードルミネセンス及びフォトルミネセンスで評価した結果、量子細線間および量子細線内にも不均一があることが判明した。巨大ステップを低温で形成し、量子細線を高温で形成する2段階成長法により均一性は向上した。さらに量子細線形成中に成長中断を数回入れることにより均一性は一層向上した。顕微フォトルミネセンスの温度依存性、励起強度依存性より、単一量子細線の低いポテンシャル(5meV)に低温では励起子が局在するとが判明した。しかしながら高温では観測されないことから、半導体レーザへの応用には差支えないと思われる。単一量子細線の光学的性質は走査型カソードルミネセンスにより詳細に調べた。特にその温度依存性から、単一量子細線へのキャリアの保護過程についても明らかにした。半導体レーザへの応用を目指して、積層型量子細線も形成した。量子細線間のバリア層の厚さを薄くすると量子細線間の結合がフォトルミネセンスのピークの低エネルギ側へのシフトとして観測された。さらにこの巨大ステップをもつ(110)面上にInAsを成長させると、InAsがステップ端に集まり、量子細線、量子ドットが形成されるのを観察した。断面透過電子顕微鏡、フォトルミネセンスで評価し、興味ある物性が観測された。この巨大ステップ構造のある表面にGaAsあるいはAlGaAsを成長すると、膜厚変化あるいは組成変化によって量子細線が形成される。この量子細線をフォトルミネセンス、走査型カソードルミネセンスで評価すると、不均一であること、閉じ込めエネルギーが不充分であることが判明した。これ等を改善するため、コヒーレントな巨大ステップ構造と、充分な膜厚変化が得られる成長条件を求めた。コヒーレントな巨大ステップ構造は500°C位の低温でAs_2ビームを用いると形成できることが分かった。膜厚変化は550°C位の高温で成長すると大きくなり、均一になることが分かった。これより、巨大ステップは低温で量子細線は高温で形成する2段階成長法を用いて均一性の向上を試みた。透過電子顕微鏡および走査型原子間力顕微鏡による構造的評価の結果コヒーレントな巨大ステップが形成され、また膜厚変化も倍以上大きくなっていることが見出された。この2段階成長法で形成された量子細線のフォトルミネセンスのスペクトル幅は狭く、また発光ピークはより長波長にシフトしていることが分かり、均一性が向上し、また閉じこめエネルギーが大きくなっていることを示している。顕微フォトルミネセンスおよび走査型カソードルミネセンスで単一量子細線の光学的的性質を評価した結果、1meV以下のスペクトル幅の発光ピークが測定された。これは、励起子の局在によるものと考えられ、まだ単一量子細線内にもいくぶん不均一が残っていることを示唆している。さらに改善するため、成長中断法を現在検討しており予備的実験ではよい結果が得られている。日独協力してさらに均一な量子細線の形成と光学的性質を明らかにする予定である。

断面透過電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、走査型カソードルミネセンス及びフォトルミネセンスで評価した結果、量子細線間および量子細線内にも不均一があることが判明した。巨大ステップを低温で形成し、量子細線を高温で形成する2段階成長法により均一性は向上した。さらに量子細線形成中に成長中断を数回入れることにより均一性は一層向上した。顕微フォトルミネセンスの温度依存性、励起強度依存性より、単一量子細線の低いポテンシャル(5meV)に低温では励起子が局在することが判明した。しかしながら高温では観測されないことから、半導体レーザへの応用には差支えないと思われる。単一量子細線の光学的性質は走査型カソードルミネセンスにより詳細に調べた。特にその温度依存性から、単一量子細線へのキャリアの保護過程についても明らかにした。半導体レーザへの応用を目指して、積層型量子細線も形成した。量子細線間のバリア層の厚さを薄くすると量子細線間の結合がフォトルミネセンスのピークの低エネルギ側へのシフトとして観測された。さらにこの巨大ステップをもつ(110)面上にInAsを成長させると、InAsがステップ端に集まり、量子細線、量子ドットが形成されるのを観察した。断面透過電子顕微鏡、フォトルミネセンスで評価し、興味ある物性が観測された。
コアバインディングファクター白血病発症機構の解明と治療薬の開発

今までInv16白血病(CBF白血病)において造血に必須の転写因子RUNX1が強く抑制されることが発症の原因とされていたが、むしろ反対にRUNX1が白血病発症に必須であることを証明した。RNAiや抑制剤によってRUNX1やHATsを抑制することによりCBF白血病細胞にアポトーシスが誘導されることが解明され、RUNX1、HATsが新規の治療薬剤ターゲットとなりうることを解明した。A:マウスジェネティクスを駆使した白血病発症機構の解析CBFb-MYH11コンディショナルノックインマウス及びRUNX1コンディショナルノックアウトマウスを用いた解析上記コンパウンドマウスCre Cbfb^<+/56M>RUNX1^<+/->複合マウスの白血病発症までの期間はCreRUNX1、p300、HIPK2、MN1のノックダウンにてヒトInv16白血病細胞(ME1細胞)及びヒトAML-ETO白血病(Kasumi-1細胞)はG2/M細胞周期停止の後、細胞は分化し、アポトーシスが誘導される事を確認した。(非CBF白血病細胞株ではこのフェノタイプは認めず、CBF白血病に特異的である可能性が示唆される。)HIPK2はRUNX1、p300、MOZ(HAT)リン酸化の責任因子と報告されていることから、最も細胞増殖に影響を与えることが予想されたが、HIPK2 RNAiにて予想通り強力な細胞増殖抑制が観察された。このことからコアバインディング白血病発症機構では各種HAT活性が重要であり、HATを抑制することが治療に結びつくことが示唆された。A:マウスジェネティクスを駆使した白血病発症機構の解析上記Cre Cbfb+/56M/RUNX1PM12A/PM12A(Ser249及びSer266が脱リン酸)、Cre Cbfb+/56M/RUNXPM13A/PM13A(Ser249及びSer276が脱リン酸化)複合マウスの白血病発症までの期間はコントロールと大きく変わらない傾向にあるが、ENUなどで付加的遺伝子異常を導入した場合は、コントロールと比べて白血病発症までの期間は延長されることから、Inv16白血病にRUNX1のリン酸化は要求されるが、複数のリン酸化部位すべてがリン酸化されていることが要求される可能性があることが判明した。を繁殖中である。B:CBF白血病特異的治療ターゲットの同定及びMolecular Libraryを用いた薬剤特定、ハイスループットスクリーニング系の確立HIPK2、p300の白血病細胞増殖における機能解明RUNX1、p300、HIPK2、MN1のノックダウンにてヒトInv16白血病細胞(ME1細胞)及びヒトAML-ETO白血病(Kasumi-1細胞)はG2/M細胞周期停止の後、細胞は分化し、アポトーシスが誘導される事を確認した。HIPK2とp300の活性化が最も細胞増殖に影響を与えることが判明した。このことからコアバインディング白血病発症機構でHIPK2、p300HAT活性が最も重要であり、HATを抑制することが治療に結びつくことが示唆されたため、HAT Inhibitorn作成と、そのHighThroughPut Screeningシステムの確立をめざし、東京大学オープンイノベーションセンターを利用した創薬の準備を完成した。A:マウスジェネティクスを駆使した白血病発症機構の解析CBFb-MYH11コンディショナルノックインマウス及びRUNX1コンディショナルノックアウトマウスを用いた解析では、コンパウンドマウスCre Cbfb<+/56M>RUNX1<+/->複合マウスの白血病発症までの期間はCreCbfb<+/56M>RUNX1<+/+>より延長傾向にあり、。CreCbfb<+/56M>RUNX1<+/f1>複合マウスの白血病発症率は低下し、CreCbfb<+/56M>RUNX1<fl/fl>の白血病発症はなかった。Inv16白血病にRUNX1が要求されることが解明されたと考える。CBFbーMYH11のC端95aa欠損マウスを樹立したところ、急性白血病の発症はなく、成熟した好中球が増加し、MPN様病態を呈した。RUNX1、HIPK2、p300、MN1、PML、MOZの白血病細胞増殖における機能解明では、RUNX1、p300、HIPK2、MN1のノックダウンにてヒトInv16白血病細胞(ME1細胞)及びヒトAML-ETO白血病(Kasumi-1細胞)はG2/M細胞周期停止の後、細胞は分化し、アポトーシスが誘導される事を確認した。HIPK2はRUNX1、p300、MOZ(HAT)リン酸化の責任因子と報告されていることから、最も細胞増殖に影響を与えることが予想されたが、HIPK2 RNAiにて予想通り強力な細胞増殖抑制が観察された。同時にRUNX1-Cbfb結合抑制剤、p300HAT抑制剤を細胞株に投与したところ、RUNX1コンプレックスの構成要素のタンパクレベルは著明に低下し、構成要素の抑制によりコンプレックスのStabilizationが低下することが判明した。

マウスジェネティクスにより、研究代表者のCBF白血病発症におけるRUNX1複合体(HAT複合体)活性の重要性が完全に判明した。また創薬システムの確立も順調に進行しており、CBF白血病特異的治療薬を開発できる状態となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。HAT活性(P300及びHIPK2)がCBF白血病発症に重要であることが推測されたことから、研究代表者は7月より大阪大学医学部医学研究科遺伝子治療学教室に移籍し、HAT Inhibitor創薬を開始する。同時にさらなく詳細の解明のため、移籍先にてInv16ノックインマウスとp300ノックアウトマウス、HIPK2ノックアウトマウスによるマウスジェネティクスを開始し、Inv16白血病を代表としたCBF白血病に重要なエピジェネティックプロファイルを同定する準備を行なう。
高温下におけるPMCおよびCMC複合材料の基地/繊維界面強度の評価手法の開発

CMC複合材料の異種界面の静的および繰返しせん断強度を評価するためには,それぞれの試験法の特性の把握と試験法の確立を図る必要がある。そのための第1段階として,プラスチック樹脂/ボロン繊維間の繊維引抜きおよび押出し試験を実施し,その界面強度特性を調べた。実験にはボロン単繊維をテクノビット硬化樹脂に埋め込んだ複合材を作製し,これを用いた。また,引抜きおよび押出し試験にはマイクロフォース試験機を用いた。加えてFEMによる応力・ひずみ解析を行った。以下に得られた主な結果を述べる。1)引抜き法と押出し法の負荷形式の違いによる剥離開始時の界面最大せん断力および剥離直後の界面せん断力にはほとんど差は認められなかった。2)本研究に用いたテクノビット樹脂/ボロン繊維界面の変形挙動は力学的摩擦力に支配されていると考えられた。3)テクノビット樹脂/繊維界面における応力場をFEMによる数値計算を通じて解析した。その結果、上下表面近傍においてせん断および垂直応力が最大になることがわかった。4)片振繰返し引き抜き疲労試験を実施した結果、疲労強度は一般的なS-N曲線で表現できることがわかった。2)本研究に用いたテクノビット樹脂/ボロン繊維界面の変形挙動は力学的摩擦力に支配されていると考えられる。3)有限要素法による数値解析のために本研究で用いた試験片に関する計算モデルを作成し,計算を実施した。解析結果からせん断応力は試験片の上端部境界面(荷重の作用部分)で最大となり下端部境界面で最小となることがわかった。また,実験において得られた最大せん断力と試験片の厚みとの関係は有限要素法解析で得られた最大せん断応力とそれとの関係と一致しないことがわかった。2)本研究に用いたテクノビット樹脂/ボロン繊維界面の変形挙動には力学的摩擦力に支配されていると考えられる。3)片振り繰返し引き抜き疲労試験を実施した結果、一般的なS-N曲線特性を示すことがわかった。
６次元ボルツマン方程式ソルバーの開発

自己重力系の進化を追う6次元ボルツマンコードを開発した。その基本スキームは、空間5次あるいは7次精度で、速度分布関数の単調性および正値性を保証し、時間積分をセミラグランジュ的に行うものであるため、従来のボルツマン(ブラソフ)ソルバーよりも高速で実行でき、結果の精度も高い。実際に、自由流やランダウ減衰などのプラズマ物理および自己重力シミュレーションの基本テスト問題に適用し、その解の精度と収束性を確かめた。最終年度には、ニュートリノなどの熱的成分にはブラソフソルバーを用い、ダークマター成分には従来の粒子法を用いるハイブリッドコードを開発し、宇宙論的構造形成シミュレーションをおこなった。今年度は3次元宇宙論的シミュレーションのための初期条件生成コードを開発した。標準的なゼルドビッチ近似を用いて物質の密度場および速度場を計算し、得られた速度場を粒子の速度分布関数に反映させた。次にボルツマン方程式を宇宙膨張を取り入れた共動座標系で書き下し、さらに典型的な宇宙論的シミュレーションを想定した変数の変動区域を見積もり、計算コードの中で運動量空間での積分や時間積分など必要な部分の改訂を行った。テスト計算もかねて、軽いニュートリノが全てダークマターである場合、すなわちホットダークマターの場合の宇宙論的計算を行い、揺らぎの成長が線形理論で期待されるものと一致することを確認した。また、初期の速度分散が実効的にゼロである場合、すなわちコールドダークマターの場合の宇宙論的計算も行い、線形成長率と整合することを確かめた。ただし、計算精度が時間刻み幅に大きく依存することが判明したため、移流方程式を解く際の特性曲線の求め方を改善し、さらに必要な計算精度を得るために時間刻みをどのくらい小さくとるべきか経験的に明らかにした。現在はニュートリノとコールドダークマターのように、大きく異なる速度分散を持つ複数の成分が混じった現実的な系の計算のためにハイブリッドコードを開発している。一つの方法として、コールド成分は高速フーリエ変換ポアソンソルバーを用いた従来の粒子法で解き、ホット成分のみその速度分布関数の積分を行う方式を採用した。両方を粒子的に取り扱う手法との比較を行った上で、ホット成分の分率を変化させた計算を多数行う予定である。宇宙論的シミュレーションのハイブリッドコードを開発した。前年度に開発したVlasovソルバーに加えて、ダークマター粒子の運動はParticle-Mesh法で計算し、熱速度をもつニュートリノと冷たいダークマター両成分の密度揺らぎの進化を整合的に解くことができるようになった。しかし、ニュートリノ成分の時間発展が、線形領域においても3パーセントほど解析解からずれる現象がみられ、計算コードをチェックしたのち、計算スキームを再検討している。はじめに時間積分の刻み幅を変動させて収束性を確かめたが、すでに十分小さな時間刻みを採用しており、線形理論との差が縮まるほどには変化なかった。次に、空間解像度と速度空間の解像度をそれぞれ1方向あたり64の場合と128の場合に確かめたところ、揺らぎの成長率は速度空間解像度に対する依存度が大きいことが分かった。しかし決定的な結論は得られておらず、線形理論との差は依然としてパーセントレベルで残っている。現行のスキームでは速度分布関数の再構築の精度は空間2次であるが、これを高精度にし、高速度成分を解像することが必要であると見通しをたて、現在は5時のPFC法やMP5と呼ばれる高次差分公式を実装している。また、近年プラズマ物理学の分野で開発されたマルチモーメント法に着目し、計算コードへの実装を開始した。上記の問題解決に時間を要しているため、共動座標を採用した宇宙論シミュレーションコードの開発は来年度までの計画とし、平行して、既に精度を確認している物理座標系を採用したVlasovソルバーを用いて、非線形振動現象など古典的な無衝突力学系の問題の計算を開始した。これまでに開発した6次元ブラソフソルバーに5次精度差分法MP5スキームを実装し、はじめに固定直交座標でのテスト計算を行った。ランダウ減衰や二流不安定性などの標準的なテスト問題を解くことで計算精度をたしかめ、また局所誤差および大局誤差のスケーリングをたしかめた。局所誤差は空間差分の精度で決まる一方で、大局誤差は時間積分の精度に支配されるため、厳密にメッシュ幅の5次ではスケーリングしない。今後は時間積分スキームの最適化をすすめる。今年度はコード最適化もすすめ、特に移流方程式を解く際のメモリ空間上でのデータ探索および処理を考慮し、AVXディレクティブを用いたコードを開発した。これにより数倍の高速化を達成できた。6次元ブラゾフ方程式は基本的に移流方程式を順次解くことで発展させることができるため、全般にベクトル化および並列化には適しており、現コードも超並列計算機上で高効率で使用できる。次に、同ソルバー同スキームを共動座標系に拡張し、試験的にではあるが宇宙論的シミュレーションを遂行することができた。昨年度まで採用していたPositive Flux Conservation法では、線形揺らぎの成長が正しく追えず、振幅増幅率が速度空間でのメッシュ幅に依存するという難点があった。新たに開発したコードでは、局所誤差が抑えられるために、既存の大型計算機で可能なメッシュ数でも線形成長を高精度で追うことができる。ここまでの成果を国内外の学会で発表した。高精度差分スキームを実装することで、揺らぎの線形成長の計算精度も向上し、昨年度から持ち越した計算精度に関する問題は解決された。1次元無衝突系の基本問題については振動減衰率や位相空間構造を詳細に確かめ、一般の3次元問題へ適用できると判断した。

宇宙論的シミュレーションを行う準備も整い、現在は、時間刻み幅や初期条件生成時の宇宙年齢など、詳細なシミュレーションパラメータを精査する段階にある。速度分布関数の統計や密度揺らぎのパワースペクトルを測定するなどのための解析コードはすでに準備してあり、大規模計算へと進む条件が整った。論文としての成果発表は当初予定よりも遅れているが、計算結果や各種技術は国内外の研究会で報告している。これまでに開発した6次元ブラソフソルバーを基に、空間7次精度差分法MP7スキームを実装し、時間積分法としてセミ-ラグランジュ法を適用した並列計算コードを開発した。はじめに固定直交座標でのテスト計算を行った。高次の導関数を持つ関数や不連続点を持つ関数の移流計算では、これまでに本研究で開発した3次、5次の計算法よりも精度が向上していることをたしかめた。新たな時間積分法により、1ランあたりの計算コストを増大させることなく高い空間解像度を達成できている。高速フーリエ変換を用いたポアソンソルバーも新しく開発したため、ダークマターとニュートリノ(熱速度成分)の混合密度場に対して対応する重力ポテンシャルを設定した空間精度と整合的に解くことができる。これらの成果を論文としてまとめて、Astrophysical Journal誌に投稿した(arXiv:1702.08521)。また、国内外での研究会や研究機関でのセミナーで成果を発表した。さらに、プラズマ物理の諸問題への適用を検討し、テスト計算を開始した。次に、共動座標系を設定し、膨張宇宙の中で残存ニュートリノの空間分布の進化を追うことができるハイブリッドコードを開発した。ハイブリッドとは、ダークマター成分は従来のN体計算の手法を用い、熱速度の大きいニュートリノに対しては6次元ブラゾフ方程式を解くという意味である。残存ニュートリノの総質量を0.1エレクトロンボルトから0.4エレクトロンボルトまで変化させ、複数のシミュレーションを実行し、線形理論および高次の摂動論と結果を比較した。シミュレーションのナイキスト周波数まで、また摂動論の適用可能範囲までよい一致が得られることを確認した。大規模な宇宙論的構造形成シミュレーションを行う準備が整った。自己重力系の進化を追う6次元ボルツマンコードを開発した。その基本スキームは、空間5次あるいは7次精度で、速度分布関数の単調性および正値性を保証し、時間積分をセミラグランジュ的に行うものであるため、従来のボルツマン(ブラソフ)ソルバーよりも高速で実行でき、結果の精度も高い。実際に、自由流やランダウ減衰などのプラズマ物理および自己重力シミュレーションの基本テスト問題に適用し、その解の精度と収束性を確かめた。最終年度には、ニュートリノなどの熱的成分にはブラソフソルバーを用い、ダークマター成分には従来の粒子法を用いるハイブリッドコードを開発し、宇宙論的構造形成シミュレーションをおこなった。
リポソーム内膜タンパク質発現系の発現ダイナミクス制御技術の確立と応用

我々は、細胞サイズのリポソーム内で再構成型無細胞翻訳系PUREsystemを用いて膜タンパク質を合成する技術を確立してきた。リポソームディスプレイ法と名付けたこの技術は、膜タンパク質の進化分子工学だけでなく、細胞環境に近い反応場での膜タンパク質の機能解析を可能とする。生体膜上での高次の生命現象の多くは、発現のダイナミクスが制御された複数種の膜タンパク質が協同的に働くことで進行する。現行のリポソームディスプレイ法は、複数種の膜タンパク質を発現させることは可能だが、各タンパク質の発現のタイミングを制御できない。そこで本研究では、光によって異性化するアゾベンゼン2,6-dimethylazobenzene-4'-carboxylic acid (DM-Azo)と2,6-dimethyl-4-(methylthio)azobenzene-4′-carobxylic acid (S-DM-Azo)を導入したオリゴDNAを用いる事でリポソーム内膜タンパク質合成反応のダイナミクスを制御する技術の確立とその応用を目指した。まず、緑色蛍光タンパク質(GFP)をモデルタンパク質として用い、その発現の光制御技術の確立を行った。オリゴDNA配列をGFP遺伝子の開始コドン付近に会合し、リボソームによる翻訳反応を阻害するようデザインした。その結果、DM-Azoを用いたオリゴDNAのほうがS-DM-Azoよりも合成反応を効率的に停止させる事、オリゴへの適切なDM-Azo挿入位置を明らかにした。次に、上記の情報を用いて膜タンパク質の膜透過装置Secトランスロコンとモデル膜タンパク質である大腸菌由来多剤排出トランスポーターEmrEの発現の制御を試みた。SecトランスロコンとEmrEを両方同時に合成し、光照射によりSecトランスロコンの翻訳のみを停止させる事に成功した。リポソーム内で、この反応を実施する事により、Secトランスロコンの存在下に於いてEmrEを合成すること、すなわち細胞模擬環境が実現可能となる。29年度が最終年度であるため、記入しない。Liposome displayと名付けたこの技術は、膜タンパク質の進化分子工学だけでなく、細胞環境に近い反応場での膜タンパク質の機能解析を可能とする。現行のLiposome display法は、複数種の膜タンパク質を発現させることは可能だが、各タンパク質の発現のタイミングを制御できない。そこで本研究では、光によって異性化するアゾベンゼンを導入したオリゴDNAを用いる事でリポソーム内膜タンパク質合成反応のダイナミクスを制御する技術の確立とその応用を目指す。現在までに、緑色蛍光タンパク質(GFP)をモデルタンパク質として用い、その発現の光制御技術の確立を行ってきた。まず、オリゴDNA配列をGFP遺伝子の開始コドン付近に会合し、リボソームによる翻訳反応を阻害するようデザインした。アゾベンゼンとしては、それぞれ340 nmと400 nmの光照射によりcis構造に異性化する2,6-dimethylazobenzene-4'-carboxylic acid (DM-Azo)と2,6-dimethyl-4-(methylthio)azobenzene-4′-carobxylic acid (S-DM-Azo)を用いた。これらは共に450 nmの光によりtrans構造になる。異なる数、場所にアゾベンゼンを導入したオリゴDNAを多数合成し、これらを用いて光照射によりGFP合成反応を停止させる条件を検討した。その結果、DM-Azoを用いたオリゴDNAのほうがS-DM-Azoよりも合成反応を効率的に停止させる事が明らかになった。アゾベンゼンとしてS-DM-AzoとDM-Azoの2種類を用いてきた。これはそれぞれが異なる波長の光により異性化するためである。しかし、これまでの研究でDM-Azoを用いたオリゴDNAのほうがS-DM-Azoよりも合成反応を効率的に停止させる事が明らかになった。逆に言うと、S-DM-Azoでは、GFP合成反応を停止させる事は困難であった。その詳細なメカニズムは現時点では分かっていない。分光学的、生化学的な実験によりS-DM-Azoを用いた場合の問題点を現在、調べているところである。加えてDM-Azoを用いた場合において340 nmの光照射により反応を停止させる事は効率よく行えるが、450 nmの光照射により再度開始させる効率が低い事も明らかになってきた。この点についても分光学的、生化学的な実験により問題点を現在、調べているところである。そこで本研究では、光によって異性化するアゾベンゼン2,6-dimethylazobenzene-4'-carboxylic acid (DM-Azo)と2,6-dimethyl-4-(methylthio)azobenzene-

4′-carobxylic acid (S-DM-Azo)を導入したオリゴDNAを用いる事でリポソーム内膜タンパク質合成反応のダイナミクスを制御する技術の確立とその応用を目指した。まず、緑色蛍光タンパク質(GFP)をモデルタンパク質として用い、その発現の光制御技術の確立を行った。オリゴDNA配列をGFP遺伝子の開始コドン付近に会合し、リボソームによる翻訳反応を阻害するようデザインした。その結果、DM-Azoを用いたオリゴDNAのほうがS-DM-Azoよりも合成反応を効率的に停止させる事、オリゴへの適切なDM-Azo挿入位置を明らかにした。次に、上記の情報を用いて膜タンパク質の膜透過装置Secトランスロコンとモデル膜タンパク質である大腸菌由来多剤排出トランスポーターEmrEの発現の制御を試みた。SecトランスロコンとEmrEを両方同時に合成し、光照射によりSecトランスロコンの翻訳のみを停止させる事に成功した。リポソーム内で、この反応を実施する事により、Secトランスロコンの存在下に於いてEmrEを合成すること、すなわち細胞模擬環境が実現可能となる。上記で述べたDM-Azo、S-DM-Azoの問題点を分光学的、生化学的な実験により明らかにし、これを解決することを目指す。DM-Azo、S-DM-Azoに加えて、光架橋性オリゴDNA(CNVオリゴDNA)を用いてリポソーム内膜タンパク質合成反応のダイナミクスを制御する技術の確立を目指す。CNVオリゴDNAは366 nmの光照射により相補鎖のmRNAもしくはDNAと共有結合を形成する。この原理を用いる事でmRNAにCNVオリゴDNAを結合させる事でリボソームによる翻訳反応を阻害する事を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
拡張型心筋症に対する抗心筋膜受容体抗体吸着療法の開発-実験的検討-

a.自己抗体に対する選択的吸着体の開発合成β1ペプチドにて免疫された家兎血清からアフィニテイ精製したIgGとβ1受容体第2細胞外ループに一致する種々の長さの合成ペプチドとの親和性をBIAcoreを用いて検討した。その結果を参考にして、材質・孔サイズの異なる3つの担体に等モルのβ1受容体の第2細胞外ループに一致する合成ペプチドを固定した吸着体を合成し、その吸着体:抗β1受容体抗体陽性患者血清=1:6の条件で吸着実験を行った。その結果、一つの担体で吸着効率は約70%前後であった。また、γ線による滅菌操作でもその効率は影響を受けなかった。以上の成績より、拡張型心筋症に対する自己抗体吸着療法の臨床応用の可能性が示唆された。b.非選択的IgG吸着実験抗心筋膜受容体を非選択的に吸着する目的で、IgG吸着体を用いて、β1ペプチド、M2ペプチドで免疫された家兎に対する吸着実験を行った。その結果、家兎血清中の抗β1受容体抗体、抗M2受容体抗体価は共に有意な低下をみた。また、吸着体、吸着装置、吸着実験共に安全性には問題はなかった。C.抗β1受容体抗体吸着体の開発とそれを用いた吸着実験現在、β1受容体の第2細胞外ループに対する自己抗体の吸着体を開発し、選択的抗β1受容体抗体に対する吸着療法を検討中である。予備実験では、一回の吸着実験で血清中の約50%の抗β1受容体抗体の吸着が可能との成績を得ている。今後、選択的抗β1受容体抗体吸着療法の有効性、安全性を実験的自己免疫性心筋症家兎を用いて確認の上、臨床応用に持っていきたいと考えている。1)ヒト拡張型心筋症のSCIDマウスへの移入実験抗β1受容体抗体を有する拡張型心筋症患者の自己抗体あるいは/ならびにリンパ球を放射線照射したSCIDマウスの腹腔内へ投与し、60日後に屠殺。マウス血液中のヒト抗β1受容体抗体の存在、脾臓組織におけるヒトリンパ球の生着・増殖の有無、および、心筋病変、とくに、心筋膜へのヒトIgGの沈着、ヒトリンパ球の浸潤が見られるか否か検討した。その結果、少数のSCIDマウスの心臓にヒトIgGの沈着とヒトリンパ球(T細胞およびB細胞)の浸潤が認められた。このことは、ヒト拡張型心筋症の一部が自己免疫疾患である可能性を示唆する。2)抗心筋膜受容体抗体吸着療法の開発合成β1ペプチドにて免疫されたウサギ血清からアフィニテイ精製したIgGとβ1受容体第2細胞外ループに一致する種々の長さの合成ペプチドとの親和性をBIAcoreを用いて検討した。その結果、KD値は4×10^<-5>4×10^<-7>であった。この結果を参考にして、材質・孔サイズの異なる3つの担体に等モルのβ1受容体の第2細胞外ループに一致する合成ペプチドを固定した吸着体を合成し、その吸着体:抗β1受容体抗体陽性患者血清=1:6の条件で吸着実験を行った。その結果、材質がセルロースで、孔のサイズが5×10^6daltons以下の担体で吸着効率は約70%前後であった。以上の成績より拡張型心筋症に対する自己抗体吸着療法の臨床応用の可能性が示唆された。

1)実験的自己免疫性心筋症(家兎)のSCIDマウスへの移入実験ヒト拡張型心筋症の一部がG蛋白に共役する心筋膜受容体に対する自己免疫疾患であることの更なる確証を得るために,β1受容体の一部に一致する合成ペプチドで免疫された自己免疫性心筋症家兎のIgGあるいは/ならびにリンパ球をSCIDマウスに投与した。投与70日後にマウスを屠殺。マウス血液中の家兎抗β1受容体抗体の存在、脾臓における家兎リンパ球の存在、心筋病変の有無を検討した。その結果、SCIDマウス血清中に家兎抗β1抗体の存在が確認された。マウスの心重量は増加し、家兎リンパ球の浸潤も確認された。また、マウス血液中のBNPの上昇も確認された。以上の成績より、家兎の心筋膜β1受容体に対する実験的自己免疫性心筋症はSCIDマウスへ移入可能と考えられた。2)抗心筋膜受容体抗体吸着療法の開発β1受容体の第2細胞外ループに対する自己抗体の吸着体を開発した。吸着効率は約70%であり、臨床応用に十分な効率と判断した。現在、家兎を用いての吸着実験用に吸着装置を開発中である。来年度、早々にβ1あるいはムスカリン2受容体の一部に一致するペプチドで免疫された家兎を用いての吸着実験を予定している。良好な結果が得られれば、臨床治験も視野に入れて今後の開発計画をたてる予定である。1)実験的自己免疫性心筋症(家兎)のSCIDマウスへの移入実験ヒト心筋症の一部がG蛋白に共役する心筋膜受容体に対する自己免疫疾患であることの更なる確証を得るために、β1受容体とムスカリン2(M2)受容体の一部に一致する合成ペプチドで免疫された自己免疫性心筋症家兎のIgGあるいは/ならびにリンパ球をSCIDマウスに投与した。マウス血液中の家兎抗β1ならびに抗M2抗体の存在、心筋病変の有無を検討した。その結果、SCIDマウス血清中に家兎抗β1ならびに抗M2抗体の存在が確認された。マウス心筋重量は増加し、心筋細胞の肥大が認められた。また、心筋組織への炎症細胞の浸潤ならびに電顕的に心筋細胞の変性も確認された。以上の成績より、家兎の心筋膜受容体に対する実験的自己免疫性心筋症はSCIDマウスへ移入可能と考えられた。2)抗心筋膜受容体抗体吸着療法の開発抗心筋膜受容体を非選択的に吸着する目的で、IgG吸着体を用いて、β1ペプチド、M2ペプチドで免疫された家兎に対する吸着実験を行った。その結果、抗β1抗体、抗M2抗体共に有意な低下をみた。また、吸着体、吸着装置、吸着実験ともに安全性には問題はなかった。現在、β1受容体の第2細胞外ループに対する自己抗体の吸着体を開発し、選択的抗β1抗体に対する吸着療法を検討中である。予備実験では、一回の吸着実験で約50%の抗体の吸着が可能との成績を得ている。今後、本治療法の安全性を確認の上、心筋病変の改善を目標とした吸着方法を開発する予定である。
東アジア地域のデザインにみる交流に関する歴史的研究：中国、台湾、韓国、日本

本研究は、日本という枠組を越え、東アジアという広域的な地域におけるデザイン史という研究領域を開拓することを目標に、日本、韓国、台湾。中国におけるデザインをめぐる人とモノの相互交流に関心を向けて調査研究を行った。具体的には、展覧会、博覧会、教育機関、留学生などに注目し、研究会やシンポジウムで研究成果を公表した。2012年3月にはトロントのヨーク大学で、同年5月には東京国立近代美術館で、2013年6月には台湾の雲林大学でシンポジウムや研究会を実施した。また、台湾、韓国、香港、イギリスのデザイン史研究者と交流を深め、今後の調査研究を進めていく上で基盤となるネットワークを構築することができた。二年目にあたる平成24年度には、「オリエンタル・モダニティ」というテーマで、国際シンポジウムを開催し、本科研の参加メンバーの井口壽乃(研究分担者)がモヂュレータとなり、菅(井田)靖子(研究分担者)、木田拓也(研究代表者)と、研究協力者である菊池裕子(ロンドン芸術大学)がこれまでの調査研究の成果の一部について個別に報告を行うとともに、私たちの研究グループと同じような問題意識を抱き、東アジア圏のデザインについて研究している海外の二人の若手研究者(ユナ・リー、ブライトン大学;リン・ウエッシー、ロンドン芸術大学)、そして、樋田豊次郎(秋田公立美術工芸短期大学)を招き「デザイン」という領域に含まれる、プロダクトデザイン、グラフィックデザイン、ファッション、工芸、工芸教育など多岐にわたる分野について討議を行った(平成24年7月14日、東京国立近代美術館)。討議を通じて、「東アジア」という地域の近代史におけるさまざまな課題が浮かび上がってきた。また、研究の方向性、研究対象、今後の課題などについて共感する部分も多いことが確認された。また、シンポジウム以外では、木田拓也は、「越境する日本人」工芸家が夢みたアジア」展を実施するとともに、カタログに執筆した。井口壽乃は、日本統治時代の台湾博覧会について調査を行った。菅靖子は北京自由学園について調査を行った。三年目(最終年度)にあたる平成25年度には、台湾の雲林工科大学において開催された、シンポジウム「Translating and Writing Modern Design Histories in East Asia for the Global World」に本研究に参加した3名(木田拓也、井口壽乃、菅靖子)が参加し、研究発表を行った。このシンポジウムでは、工芸/プロダクト、ファッション(服飾)、グラフィックの三つの分野に分けてセッションが行われた。このシンポジウムには日本、台湾、韓国、イギリス、オーストラリア、中国、香港のデザイン史研究者が計18名パネラー及ディスカッサントとして参加、熱心に東アジアという枠組みでのデザイン史構築の可能性や、基礎的な用語の確認作業など、熱心に意見交換を行った(平成25年6月27、28日)。東アジアという地域における将来的な協力関係構築の可能性を探った。このシンポジウムのほかにも、個別に国際会議等での研究発表を行った。2011年7月28日に東京国立近代美術館で会議を行い、今後の調査研究の進め方について協議した。10月14日には二回目の会議を東京国立近代美術館で行い、現段階での進捗状況を報告するとともに、2012年7月に実施するシンポジウムの内容について協議した。2012年3月、トロントで開催されたアジア研究会議(AAS)にあわせてトロントのヨーク大学で研究会を開催した。この研究会には、木田拓也(研究代表)、井口壽乃(研究分担者)、菊池裕子(研究協力者、ロンドン芸術大学)のほか、ウエンディ・ウォン(ヨーク大学)、ユナ・リー(ブライトン大学)が参加し、それぞれが東アジアのデザインをテーマに、パネル発表を行い、「東アジア」という国境を越えた枠組みにおけるデザイン史研究に関すると意見交換を行った。本研究の初年度である2011年度においては、木田拓也は2012年4月から開催する「越境する日本人:工芸家が夢みたアジア」展の実施およびそのカタログ制作に向け、本研究成果の一部を公開に向けた整理をすすめた。井口壽乃はソウルの韓国デザインミュージアムを調査した。菅靖子(研究分担者)は自由学園の北京生活学校に関する資料について、国内にある資料を調査した。今年度は、平成24年3月にトロント(ヨーク大学)で行った研究会を踏まえ、「越境する日本人:工芸家が夢みたアジア」展(東京国立近代美術館、平成24年4月7月)の会期中に、本研究メンバーを中心として、国際シンポジウム「オリエンタル・モダニティ:東アジアのデザイン史1920ー1990」を実施、パネル発表を通じて研究成果の一部を報告するとともに、海外の研究者を迎えて討議を行った。各自個別の調査研究を進めるとともに、海外の研究者との情報交換を重ねており、平成25年度にも、共同のワークショップを予定している。東アジアデザイン史研究者とのネットワーク構築は着々と進んでいる。平成23年度は、東京で打ち合わせ会議を二回し、研究調査対象やその方法について意見交換を行った。

また、平成24年3月に行ったトロントで海外の研究者を交えた研究会には、本研究メンバーの木田拓也、井口壽乃、菊池裕子が参加、それに、ウエンディ・ウォン(ヨーク大学)とユナ・リー(ブライトン大学)が加わって意見交換を行うとともに、平成24年7月に東京で開催を予定しているシンポジウムや今後の研究計画について話し合った。調査旅行については、井口壽乃が韓国での調査を実施することができたものの、木田拓也および菅靖子は、海外調査をすることはできなかった。しかしながら、木田と菅は国内での調査を行っており、国内調査を踏まえて、平成24年度に海外調査を実施する予定。木田拓也は、本調査研究事業の成果の一部を、平成24年4月から開催している展覧会「越境する日本人:工芸家が夢みたアジア1910s-1945」(東京国立近代美術館工芸館、平成24年4月7月)に反映するとともに、展覧会カタログも作成した。また、この展覧会の会期末に、本研究メンバーを中心とする国際シンポジウム「オリエンタル・モダニティ:東アジアのデザイン史1920-1990」を予定しており、本調査研究事業の成果の一部は、そのシンポジウムで発表する予定。平成25年6月には、台湾の雲林大学において、海外の研究者との共同で、東アジアにおけるデザイン史をテーマとするシンポジウムを実施する予定。また、これまでの研究成果と、本研究を通じて構築されつつある海外研究者とのネットワークを土台に、デザイン史の分野における「東アジア」という枠組みの構築に向けて、今後の展開の方向性についても探りたい。なお今年度が最終年度にあたることから、これまでに集積した文献目録等をデータベースとして整理したい。平成24年4月から東京国立近代美術館工芸館で開催している展覧会「越境する日本人:工芸家が夢みたアジア1910s-1945」(平成24年4月7月)の会期末に、本研究メンバーを中心とする国際シンポジウム「オリエンタル・モダニティ:東アジアのデザイン史1920-1990」を予定している。また、平成24年度中には、木田拓也は韓国の調査を、菅靖子は北京の調査を、菊池裕子は大連と台湾の調査を実施する予定。現地調査とあわせて、各参加メンバーは、学会等での研究発表等を行う計画。平成25年度の研究費については、平成25年6月に台湾で開催されるシンポジウムの参加費用に充てるほか、7月にシンガポールで開催されるIACS Conference(Inter-Asia Cultural Studies Society)の参加費用にあてる予定。平成24年度の研究費については平成24年4月から東京国立近代美術館工芸館で開催している展覧会「越境する日本人:工芸家が夢みたアジア1910s-1945」(平成24年4月7月)の会期末に、本研究メンバーを中心として実施する国際シンポジウム「オリエンタル・モダニティ:東アジアのデザイン史1920-1990」のための招へい費用にあてるほか、平成24年度に予定している、木田拓也の韓国調査、菅靖子の北京調査、菊池裕子の大連と台湾の調査などにあてる予定。
全ゲノムメチル化解析による神経幹細胞性質変化に関与する遺伝子同定及び機能解析

本研究課題では、発生の進行に伴って変化する神経幹細胞の性質(未分化性維持・分化能)をDNAメチル化変動といったエピジェネティックな観点から解析した。胎生期の異なる(胎生11, 14, 18日目)マウス脳より単離した神経幹細胞、及び、神経幹細胞から分化したニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイトよりDNAを回収し、全ゲノムメチル化解析を行った。その結果、各細胞種特異的なメチル化変動領域を同定するとともに、それら変動領域での転写因子結合配列を同定した。脳・神経系は発生段階依存的に性質の変化する神経幹細胞から分化した細胞で構成されるため、その成り立ちを理解するためには、どのようなメカニズムで神経幹細胞の性質変化が引き起こされるかを知ることが非常に重要である。DNAメチル化といったエピジェネティックな変動が神経幹細胞の分化を制御していることが報告されているものの、DNAメチル化変動は領域特異的であり、どのような機構で領域特異的なメチル化変動が引き起こされているのかは未解明である。そこで、本研究では、神経幹細胞の発生段階の進行に伴うメチル化変動領域を特定し、領域特異的なメチル化変化を制御するメカニズムの解明、及び、それに伴う神経幹細胞の性質変化を解析した。まず、全ゲノムメチル化解析より、神経幹細胞の性質変化に伴うメチル化変動領域を数千カ所同定した。また、ニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、それぞれの細胞における特異的メチル化変動領域も同定した。これら変動領域に存在する転写因子を探索した結果、アストロサイトではNFI、オリゴデンドロサイトにおいては、Sox10, Mash1の結合配列が優位に出現することを発見した。実際に、神経幹細胞にNFIをレトロウィルスを用いて強制発現させると、アストロサイト特異的遺伝子プロモーター領域のNFI結合領域近傍のDNA脱メチル化が誘導されることを確認した。また、メチル化パターンによるクラスター解析により、遺伝子発現とは異なるクラスターを見いだした。このクラスターは遺伝子発現によるクラスター解析では現れなかったことより、メチル化パターンの情報を用いることで神経幹細胞の性質変化を同定できることを示唆している。脳・神経系は発生段階依存的に性質の変化する神経幹細胞から分化した細胞(ニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイト)で構成されるため、その成り立ちを理解するためには、どのようなメカニズムで神経幹細胞の性質変化が引き起こされるかを知ることが非常に重要である。そこで、本研究では、神経幹細胞の発生段階の進行に伴うメチル化変動領域を特定し、領域特異的なメチル化変化を制御するメカニズムの解明、及び、それに伴う神経幹細胞の性質変化を解明することを目的とした。発生段階進行に伴う神経幹細胞のエピゲノム動態を解析するため、神経幹細胞特異的発現遺伝子であるSox2のプロモーター制御下にGFPを組み込んだトランスジェニックマウスを用いて発生段階の異なるマウス脳よりGFPの蛍光を指標にFACSにて神経幹細胞を分取し、遺伝子発現解析及びPBAT法によるメチル化状態の網羅的解析を行った。その結果、既に報告のあるメチル化変動領域に加え、多数のメチル化変動領域を同定した。さらに、現在まで変化しないと考えられていた、ニューロンやオリゴデンドロサイトの分化に重要である因子についても、その遺伝子近傍領域のメチル化が変化していることを見いだした。上述したように、各細胞種におけるメチル化変動領域を多数同定した。それに加え、遺伝子発現解析も予定通り終わり、今後、神経幹細胞の性質変化を引き起こすメカニズム解明に向けた研究を展開できる準備が整ったため。遺伝子発現解析とメチル化解析から得られた候補因子が、実際にメチル化状態を変化させるか、さらにはその変化によって遺伝子発現が制御されているかを神経幹細胞の培養系を用いて明らかにする。神経幹細胞に候補因子を、レトロウィルスを用いた強制発現実験や、RNAiを用いた機能減弱実験を行い、通常のbisulfite sequencing法によりメチル化状態を確認する。また、標的の遺伝子の発現を定量的PCR法により確認する。さらに、神経幹細胞の分化傾向を観察することで、同定した因子の機能を明らかにしたいと考えている。該当無し
協調システム材料の信頼性評価

より高庚な特性が材料に要求されるようになってきており,また素材と構造が一体であるような知的システム材料の開発も進められてきている.したがって,従来とは異なる材料設計のアプローチが強く望まれている.このような材料においては信頼性を確保するための新しい手法,あるいは健全性を保証し易い材料・構造の設計も重要な課題である.したがって,本研究においては,このような新しいアプローチに基づいた材料協調設計に関して,従来にはない新たな非接触非破壊評価手法についての開発を行った.また,き裂進展抑制の効果が著しいと考えられる金属/金属間化合物積層材料の作製およびその特性に関して研究を行った.アルミナ/SUS3C4系のコーティング材料の熱サイクル試験を行い,その際に発生する微視割れに伴うAE波形をレーザー干渉計を用いて検出することに成功した.しかし,より微小な微視割れを検出・解析を行うためには,より感度のレーザー干渉計の開発が重要である.そこで,干渉計の感度向上を目指して研究を進めた.干渉計の復調器を新たに作製し雑音の低減を図った.また,多チャンネルのレーザーを近傍に集光させることにより,雑音の低減を図る装置の作製も行った.これらの装置の開発により,S/N比の高い計測が可能となった.また,Ti-Al系積層材料の作製条件を明らかとするとともに,これらの材料の力学特性,き裂進展過程についての解析を行った.さらに,Ni-Al系積層材料について検討を行い,層厚の小さい材料の作製に取り組んだ.また,熱処理によるNi層の延性向上を目指し,積層材料のき裂進展特性の改善を試みた.また同時に,金属間化合物相め生成メカニズム,残留応力の破壊靭性への影響等について,材料設計への指針を得ることができた.より高庚な特性が材料に要求されるようになってきており,また素材と構造が一体であるような知的システム材料の開発も進められてきている.したがって,従来とは異なる材料設計のアプローチが強く望まれている.このような材料においては信頼性を確保するための新しい手法,あるいは健全性を保証し易い材料・構造の設計も重要な課題である.したがって,本研究においては,このような新しいアプローチに基づいた材料協調設計に関して,従来にはない新たな非接触非破壊評価手法についての開発を行った.また,き裂進展抑制の効果が著しいと考えられる金属/金属間化合物積層材料の作製およびその特性に関して研究を行った.アルミナ/SUS3C4系のコーティング材料の熱サイクル試験を行い,その際に発生する微視割れに伴うAE波形をレーザー干渉計を用いて検出することに成功した.しかし,より微小な微視割れを検出・解析を行うためには,より感度のレーザー干渉計の開発が重要である.そこで,干渉計の感度向上を目指して研究を進めた.干渉計の復調器を新たに作製し雑音の低減を図った.また,多チャンネルのレーザーを近傍に集光させることにより,雑音の低減を図る装置の作製も行った.これらの装置の開発により,S/N比の高い計測が可能となった.また,Ti-Al系積層材料の作製条件を明らかとするとともに,これらの材料の力学特性,き裂進展過程についての解析を行った.さらに,Ni-Al系積層材料について検討を行い,層厚の小さい材料の作製に取り組んだ.また,熱処理によるNi層の延性向上を目指し,積層材料のき裂進展特性の改善を試みた.また同時に,金属間化合物相め生成メカニズム,残留応力の破壊靭性への影響等について,材料設計への指針を得ることができた.より高度な特性が材料に要求されるようになってきており,また素材と構造が一体であるような知的システム材料の開発も進められてきている.したがって,従来とは異なる材料設計のアプローチが強く望まれている.このような材料においては信頼性を確保するための新しい手法,あるいは健全性を保証し易い材料・構造の設計も重要な課題である.したがって,本研究においては,このような新しいアプローチに基づいた材料協調設計に関して,従来にはない新たな非接触非破壊評価手法についての開発を行った.また,き裂進展抑制の効果が著しいと考えられる金属/金属間化合物積層材料の作製およびその特性に関して研究を行った.アルミナ/SUS304系のコーティング材料の熱サイクル試験を行い,その際に発生する微視割れに伴うAE波形をレーザー干渉計を用いて検出することに成功した.しかし,より徴小な微視割れを検出・解析を行うためには,より感度のレーザー干渉計の開発が重要である.そこで,干渉計の感度向上を目指して研究を進めた.干渉計の復調器を新たに作製し雑音の低減を図った.また,多チャンネルのレーザーを近傍に集光させることにより,雑音の低滅を図る装置の作製も行った.これらの装置の開発により,S/N比の高い計測が可能となった.また,Ti-Al系積層材料の作製条件を明らかとするとともに,これらの材料の力学特性,き裂進展過程についての解析を行った.さらに,Ni-Al系積層材料について検討を行い,層厚の小さい材料の作製に取り組んだ.また,熱処理によるNi層の延性向上を目指し,積層材料のき裂進展特性の改善を試みた.また同時に,金属間化合物相の生成メカニズム,残留応力の破壊靭性への影響等について,材料設計への指針を得ることができた.本研究では、金属と金属間化合物が交互に積層した人工的なラメラ組織の複合材料を作製することにより、これらの材料系の開発を行った。このような積層構造にすることにより、破壊靭性およびき裂進展抵抗の大幅な向上が期待される。