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非ケトーシス型高グリシン血症のDNA診断の開発

非ケトーシス型高グリシン血症(NHK)は,新生児期に激烈な中枢神経症状を呈し数日中に死亡するか,生存し得ても重度の脳障害を残す疾患であり,体液中(血液,髄液,尿)グリシン濃度の著明な増量を示す先天代謝異常症である。本症の酵素欠損部位はグリシン開裂酵素であることは1969年我々によって初めて証明された。グリシン開裂酵素は,ヒトでは肝,腎に限局するので,これまで本症の確定診断には肝生檢が必要であった。しかし,該酵素の遺伝子は全ての細胞に存在する故,DNA診断が可能となれば臨床上極めて有用である。本研究は本症のDNA診断を開発する目的で行われた。グリシン開裂酵素は4つの蛋白(P,H,T,L)から成る複合酵素であるが,本症の大部分がP蛋白の特異的欠損に基づくという我々のこれまでの研究成果からヒトP蛋白cDNAのクローニングを行った。かく得られたヒトP蛋白cDNAをプローブとして本症患児の遺伝子解析を行った結果,点変異,一塩基欠失,三塩基欠失,フレームシフト等色々な変異が病因として見出された。就中,頻度の多いS564I変異(G→T点変異の結果,P蛋白のN末端から564番目のセリンがイソロシンに置換)についてDNA診断法を確立した。PCRプライマーの1塩基を人工的に置換しておくことにより,正常アレルの場合は制限酵素RsaIで消化され,一方,異常アレルの場合にはSabIで消化される。この方法によりS54I変異を微量のDNA檢体(例えば乾燥濃紙血)を用いて筒便に診断し得る。さらに本変異のハイリスク家系について絨毛穿刺による少量の絨毛組織を用いて出生前診断を試み,診断が正確であることが確認された。非ケト-シス型高グリシン血症(NKH)は、常染色体劣性の遣伝疾患であり、その病因はグリシン開裂酵素の障害に基づく。そのうち最も頻度の高いP蛋白欠損症については既に吾々のグル-プによりヒトP蛋白遣伝子のCDNAがクロ-ニングされ、遣伝子レベルの解析が進められている。NKHはフィンランドに於てその頻度が12,000人に1人と高頻度に存在することが知られているので同地域における本症の遣伝的欠損を明らかにする目的で典型的な臨床経過を呈したNKH患者よりリンパ芽球網胞株を樹立しP蛋白遣伝子の構造解析を行なった。その結果血縁関係のない3例のNKH症例において同じ変異、すなわちP蛋白遣伝子のエクソン内にセリンからイソロイシンへの点変異が見出された。次いで正常のP蛋白cDNA及び変異P蛋白cDNA(上述のS564I変異を有するcDNA)をそれぞれ発現ベクタ-(pーEUKーc)に組込み、それぞれのベクタ-をリポフェクチン法によりCos7細胞に導入し、48時間培養後にそれぞれの細胞のP蛋白活性を測定した。その結果、正常のP蛋白cDNAを導入した細胞では著明なP蛋白活性が認められたが、変異cDNAを導入した細胞ではP蛋白活性は全く認められず、この変異が病因であることが確認された。次いでS564I変異の筒便存検出法を確立した。I塩基置換の検出はPCR産物を制限酵素で消化する方法で行なった。本来この部位には制限酵素の認識部位が存在しないため、PCRプライマ-の塩基配列を1塩基変更し認識部位がPCR産物中に存在するようにした。その結果、正常アレル由来のPCR産物はRsaIにより消化され、変異アレル由来の産物はSsbIにより消化される。

この方法を用いてフィンランドのNKH患者10名を調べた結果、70%のアレルにS564I変異が且出された。すなわち、S564I変異はフィンランド地方のNKHの、要存病因であることが示された。本法は出生前診断や保因者診断に有用であると考えられる。非ケト-シス型高グリシン血症(NKH)は新生児期から著明存中枢神経症状を示し数週以内に死亡するか、生存し得ても重度の脳障害を呈する神経難病である。本症はグリシン開裂酵素(GCS)の欠損に基づくが、本症の大部分はGCSを構成するP蛋白の欠損であることが吾々のこれまでの研究で明らかにされている。本症には現在有効存治療法がないので出生前診断に対する要望が強い。本症は北欧特にフィンランドに頻度が高い(12,000人に1人)ことが知られているので同地方のNKH患者の遺伝子解析を行なった結果、P蛋白遺伝子の1,691番目のヌクレオチドに点変異(G→T)が見出され、P蛋白の564番目のセリンがイソロイシンに置換していることが判明した(S564I変異)。正常並びに変異CDNAをCos細胞に導入して発現実験を行なった結果、この変異はNKHの病因であることが確認された。さらに検索を進め、フィンランドのNKHの70%がS564I変異を有することが判明した。次いで本症のハイリスク家系に於てDNA分析に上る出生前診断を試みた。両親共S564I。変異のヘテロ接合体であり、第1子がNKH患者でS564I変異のホモ接合体であることが判明している2家系について妊娠12週時に採取した胎盤絨毛を用いてDNA分析を行なった結果、第1の家系では絨毛細胞はS564I変異のホモ接合体であり胎児はNKHと診断された。家族の希望により妊娠中絶が行われ、流産胎児組機のDNA分析並びにGCS活性の測定を行なった結果、胎児はNKHに罹生しているこが確認された。第2の家系では胎児はS564Iのヘテロ患者であり、妊娠を継続し正常児が生れた。以上の所見は、絨毛穿刺によりDNA分析を行うことによりNKHの出生前診断が可能であることを示すものである。非ケトーシス型高グリシン血症は、新生児期に激烈な中枢神経症状を呈し、数日中に死亡するか、生存し得ても重度の脳障害を残す疾患であり、体液中(血液、髄液、尿)グリシン濃度の著明な増量を示す先天代謝異常症である。本症の欠損酵素部位はグリシン開裂酵素であることは1969年我々によって始めて証明された。グリシン開裂酵素はヒトでは肝、脳、腎に限局するのでこれまで本症の確定診断には肝生檢が必要であった。しかし、該酵素の遺伝子は全ての細胞に存在する故、DNA診断が可能となれば臨床上極めて有用である。前年度迄の研究により、本症の病因となる幾つかの変異がDNAレベルで究明された。今年度はその中で高頻度にみられるS564I変異(G-T変異の結果、P蛋白のN末端から564番目のセリンがイソロイシンに置換)を乾燥濾紙血を用いて簡便に檢出する方法を考案した。この方法は絨毛組織のDNA分析にも利用し得ることから、本変異のハイリスク家系について絨毛穿刺による出生前診断を試みた結果、診断が正確であることが確認された。
点滴ロボット-救命救急処置を支援する血管確保装置

本研究では中心静脈カテーテルにおける手技的な課題点、そして合併症発生の危険性を解決するため、静脈穿刺を支援するロボットシステムを開発し、評価実験を行った。全体システムのうち、穿刺支援マニピュレータの可動範囲等の設計仕様を明確にすること、及びその仕様を実現するハードウェアの開発を行った。血管への針の留置のためには血管への刺入角度が重要となることに注目し、マニピュレータに必要な角度域を詳細に検討した。具体的には,穿刺反力測定実験を実施することにより、血管に対する適切な刺入角度を力学的な条件から考察し、1020deg程度の穿刺角度が適切であるという仕様を得た。さらに、解剖学的条件からロボットに必要な可動範囲を決定し、小型かつコンパクトな構成を実現する穿刺マニピュレータを開発した。また、超音波画像処理によって血管壁の同定を行い、穿刺角度の自動決定を行った。精度検証実験を実施し、開発した穿刺マニピュレータの超音波画像上の位置決め精度が要求仕様(位置精度1mm,姿勢精度5deg)を満たしていることを確認した。さらに、CVC訓練用ファントムに対する穿刺実験を行い、開発したマニピュレータを用いて血管の中に針を留置できることを確認した。カセンサを用いて鎖骨下静脈を同定し、穿刺を行う試作機を制作、In vitro実験を行った。1.中心静脈の同定カセンサによって針の静脈壁突破を知覚し,針の直動を停止させることで針を静脈内に誘導した。針が静脈壁を突破した際には特有の反力変化が現れるため、これを利用して針の静脈壁突破を判断し、直動停止を行った。穿刺角度と穿刺反力の関係を調べるために、in vitro実験を行った。ブタ頸静脈に直動モータを使用していくつかの角度で穿刺を行い、穿刺反力を計測した。実験では反力が極大値を刻んだ後急激に落ち込んでいる部分で針が静脈壁を突破していることがわかった。特に10-20度で大きな落ち込みが現われ、それ以降の角度では落ち込み量が減少していることが確認された。針先端が静脈壁を突破する際に反力の急激な落ち込みが確認されたため、反力の落ち込みを知覚することで針の静脈壁突破のタイミングが把握できると考えられる。2.超音波プローブと一体型の試作機の製作開発する静脈穿刺ロボットシステムでは実時間で観察可能でセッティングが容易な超音波画像診断装置をモダリティとして利用した。針の位置をレジストレーションする際に他の装置を必要とせず、全体として簡略なシステムとすることが可能なため、超音波プローブにマニピュレータを設置し-体化する方法を用いた。穿刺に必要な動作として、(a)針の刺入点を調整するための位置移動、(b)針の穿刺角度を決定するための姿勢調整、そして(c)穿刺を行うための針の直動の計3自由度の構成とし、撮像断面内の任意の角度・位置に穿刺可能なよう設計を行った。また臨床における使用を想定し、装置の外形寸法を小さく収め、各部の駆動を省ストロークで行う必要があることからリンク機構を採用した。
ホップ空間と高位ホモトピー

研究実績の概要は次のようである.1. A_n空間の定義に必要なStasheffの複体K_nを,対称性の高い他のものに置き換え,それを用いたA_n空間とA_n空間の間のA_n写像の再定義を行った.再定義に用いた複体は,n次元ユークリッド空間R^nにおける点(1,2,...,n)のn次対称群の作用による軌跡のconvex hullである.これを用いることにより,高位ホモトピー可換性がA_n空間に対しても組み合わせ的方法で定義することができる2. Harper-Zabrodskyコホモロジー作用素の非安定化作用素を用い,mod3有限ホップ空間のコホモロジーを研究し,次の結果を得た.Xが単連結mod3有限H空間でH.(X;Z/3)のPontrjagin積が結合的であるとする.この時H^*(X;Z/3)はHarperのH空間;例外群E_8,奇数次元球面の積空間のmod3 cohomologyとalgebraとして同型になる.なお,この研究には米国カリフォルニア大学サンディエゴ校のLin教授が加わっている.3.上の結果を一般の奇素数に拡張するための第1段階として,5 torsion free mod 5有限loop空間のコホモロジー上のSteenrod作用素の作用に関するある種の結果を得た.4.奇素数pに対し,modp有限A_p空間で,Steenrod作用素が自明に作用するものを調べ,次の結果を得た.Xが単連結modp有限A_p空間とする.このときXがp正則になるための必要十分条件は,H^*(ΩX:Z/p)へのSteenrod代数の作用が自明になることである.研究実績の概要は次のようである.1. A_n空間の定義に必要なStasheffの複体K_nを,対称性の高い他のものに置き換え,それを用いたA_n空間とA_n空間の間のA_n写像の再定義を行った.再定義に用いた複体は,n次元ユークリッド空間R^nにおける点(1,2,...,n)のn次対称群の作用による軌跡のconvex hullである.これを用いることにより,高位ホモトピー可換性がA_n空間に対しても組み合わせ的方法で定義することができる2. Harper-Zabrodskyコホモロジー作用素の非安定化作用素を用い,mod3有限ホップ空間のコホモロジーを研究し,次の結果を得た.Xが単連結mod3有限H空間でH.(X;Z/3)のPontrjagin積が結合的であるとする.この時H^*(X;Z/3)はHarperのH空間;例外群E_8,奇数次元球面の積空間のmod3 cohomologyとalgebraとして同型になる.なお,この研究には米国カリフォルニア大学サンディエゴ校のLin教授が加わっている.3.上の結果を一般の奇素数に拡張するための第1段階として,5 torsion free mod 5有限loop空間のコホモロジー上のSteenrod作用素の作用に関するある種の結果を得た.4.奇素数pに対し,modp有限A_p空間で,Steenrod作用素が自明に作用するものを調べ,次の結果を得た.Xが単連結modp有限A_p空間とする.このときXがp正則になるための必要十分条件は,H^*(ΩX:Z/p)へのSteenrod代数の作用が自明になることである.本年度は,A_n空間の再定義に必要な複体の構成,それを用いたA_n空間およびA_n空間の間のA_n写像の再定義,およびHarper-Zabrodskyコホモロジー作用素の非安定化作用素を用いたホップ空間の研究を行った.1.A_n空間の再定義に必要な複体は,n次元ユークリッド空間R^nにおける,点(1,2...,n)のn次対称群の作用による軌跡のconvex hullである.これはすでに多くの研究者により,高位ホモトピーの研究に用いられてきているが,我々が行ったことは,この複体の退化作用素の再定義である.退化複体はこれまでのものではA_n空間の定義においては十分であるが,A_n空間の間のA_n写像の定義に対しては適当でないことがわかっている.すなわち,A_n空間の定義に用いる退化作用素と,A_n写像の定義に用いるそれとは異なるのである.そのため新たな構成が必要であった.2.上記の複体を用いてA_n空間およびA_n空間の間のA_n写像を再定義した.さらにこの定義がこれまでの定義と同値であることを示した.また,この複体を用いてA_n空間の射影空間を再構成した.3.Harper-Zabrodskyコホモロジー作用素の非安定化作用素を用い,mod3有限ホップ空間のコホモロジーを研究した.特にホモロジーのPontrjagin積が結合的である場合のコホモロジー環を完全に分類した.研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.1.有限H-spaceのmod3 cohomologyにおけるSteenrod cohomology作用素に関して論じた.成果はカリフォルニア大学教授のJim Lin氏との共著の論文にまとめ,現在投稿中である.2.有限H-spaceのmod3 cohomologyの偶数次数生成元が8次元と20次元以外に存在しないことを示した.また,algebraとしての構造をほぼ決定した.成果はカリフォルニア大学教授のJim Lin氏との共著の論文にまとめ,現在投稿中である.

3.小林貞一は,実射影空間上の複素ベクトル束が複素直線束や実平面束の和に安定同値になる条件を調べた.成果は論文にまとめ,Mem.Fac.Sci.KochiUniv.に掲載予定である.4.下村克己は,素数p=3において,L_2局所化したl型有限スペクトラムの代表である戸田・スミスのスペクトラムV(0)のホモトピー群を決定した.成果は論文にまとめ,J.Math.Soc.of Japan.に掲載予定である.5.大嶋秀明は,高々3個の胞体からなるホップ空間の自己写像のホモトピー類集合は,任意のホップ構造から導かれる演算に関して群となることを示し,さらにすべての場合にその群構造を決定した.成果は論文にまとめ,Quart.J.Math.に掲載予定である.
ビスホスホネートによる顎骨壊死発症機構に対する免疫学的アプローチ

ビスホスホネートによる顎骨壊死発症機構の一端を明らかにするために、ビスホスホネートの破骨細胞やその前駆細胞であるマクロファージに対する作用について検討した。その結果、顎骨壊死発症が報告されているタイプのビスホスホネートは破骨細胞の分化ならびに骨吸収活性を強力に抑制するが、一方ではマクロファージの細胞死を誘導するとともに感染による細胞障害に対しても促進的に作用することが明らかにされた。骨粗鬆症や癌の骨転移に使用される薬であるビスホスホネート(BP)に関連した顎骨壊死や骨髄炎の発症が近年問題となっている。その発症機構には骨代謝回転や血管新生の抑制が関与するとの報告があるが、その詳細は十分に解明されていない。我々はビスホスホネートが硬組織に高濃度に沈着することや顎骨が常在菌などの微生物が多数存在する口腔に近接していることに着目して、BPが骨局所の免疫機構に何らかの影響を及ぼしていると推測して、BPの免疫細胞への作用について明らかにすることを目的として本研究を行った。マクロファージ様Raw264.7細胞にクロドロネート、エチドロネート、TRK-530、アレンドロネート、インカドロネート、リセドロネートを作用させて細胞増殖能に対する影響を検討した。その結果、アレンドロネートとリセドロネートで濃度依存的に細胞増殖が抑制される傾向が認められたが、他のBPではほとんど変化は認められなかった。マクロファージではクロドロネート、リセドロネート、ゾロドロネートを作用させるとリセドロネートとゾロドロネートでRac-GTP形成の増加が認められ、クロドロネートではほとんど変化がないことが報告されている。窒素を含有する骨吸収抑制能が高いBPがマクロファージ様細胞の増殖を抑制し、また、Racなどの低分子Gタンパク質は細胞骨格と関連しており、マクロファージなどの貪食作用に関与していることが知られている。今後、BPのマクロファージの貪食作用などの機能に対する作用に関して研究を進めていく予定である。本年度はエチドロネート(第一世代)、アレンドロネート(第二世代)、リセドロネートならびにゾレドロネート(第三世代)および窒素非含有ビスホスホネートであるTRK-530を用いてマクロファージ様Raw細胞に対する細胞毒性と酒石酸耐性酸性ホスファターゼ(Trap)陽性細胞の形成に対する影響について評価した。その結果、10μMアレンドロネート、リセドロネートおよびゾレドロネートでは対照群と比較して生細胞数が1/2以下になるのに対してエチドロネートならびにTRK-530では生細胞数の有意な減少は認められなかった。また、Raw細胞にRANKLとともに10μMの各種ビスホスホネートを作用させるとTrap陽性細胞総数ならびに8核以上の巨大破骨細胞数はすべての薬物で有意に減少したが、その作用はTRK-530が最も強力であった。本研究により顎骨壊死発症が報告されているアレンドロネート、リセドロネートおよびゾレドロネートはマクロファージなどの免疫細胞を抑制して易感染性を生じさせている可能性が示唆された。一方、TRK-530はマクロファージに対する細胞毒性も低く、さらにRANKLによる巨大破骨細胞の形成を強力な骨吸収活性を有するアレンドロネートならびにリセドロネートと同程度に抑制していることから、骨吸収性疾患のより安全かつ有効な治療薬として応用が可能であると推測される。今後はビスホスホネートによる免疫細胞機能に対する影響を精査するとともに、TRK-530の有用性についてさらに検討していく予定である。本年度は窒素含有ビスホスホネートであるゾレドロネート、窒素非含有ビスホスホネートであるTRK-530を用いてRANKL存在下でマクロファージ様Raw細胞より分化した破骨細胞の骨吸収に対する影響、破骨細胞アポトーシスに対する影響、さらに破骨細胞形成・融合ならびにアポトーシスに関する遺伝子のmRNA発現に対する影響を調べた。その結果、いずれの薬物も10μMにおいて破骨細胞の骨吸収能をほぼ完全に抑制した。さらに、これらの薬物は破骨細胞形成のマスター遺伝子であるNFATc1、マーカー遺伝子であるTRAP、さらに破骨細胞の融合に関与するDC-STAMP mRNAの発現を抑制した。また、細胞のアポトーシスに関与するFas、Caspase3およびCaspase8 mRNAの発現も増加させた。さらに、両薬物ともにアポトーシスの際に認められるDNAの断片化が観察され、Caspase3/7活性の有意な増加が認められた。以上の結果から両薬物ともに破骨細胞の形成ならびに融合を抑制し、アポトーシスを誘導することが明らかになった。前年度の結果も併せて勘案すると、破骨細胞前駆細胞であり、免疫機構を担当するマクロファージに対しても窒素含有ビスホスホネートが細胞毒性を示すのに対して、窒素非含有ビスホスホネートであるTRK-530は破骨細胞の形成・融合やその吸収活性抑制作用、アポトーシス誘導作用は前者とほとんど相違が認められないにもかかわらず、免疫機構に対しては影響を与えないことが示唆され、顎骨壊死などの有害な副作用を及ぼさない非常に有用な薬物であることが示唆された。
修辞のネットワークー言語コミュニケーションの創造的領域の研究

研究計画で挙げた、研究目的(A)(B)(C)に関して、昨年度の研究実施状況を記述する。(A)修辞的表現の意味を一貫した方法による詳細な記述これまでのレトリック研究を4つのアプローチに区分し、これらを統合的に俯瞰する修辞現象のモデルを提示し、より包括的なレトリック分析を行うための理論的基盤について考察を行った。特に昨年度は、発話行為のレトリックを事例分析として取り上げ、シナリオ的知識の観点から詳細な修辞的意味の分析を行った。(B)修辞学的分類のスキーマネットワークとしての再構築広い意味でのメトニミーとされてきた「換喩」「提喩」「転喩」をとりあげ、二つの異なる表現効果を生み出す認知的メカニズムの共通性と相違点を考察することで、これらのレトリックの相互関係を明らかにした。この研究は、研究の第1年度、第2年度と継続して行ってきた換喩に関連するレトリックの研究を基盤としており、レトリックの相互関係に関する本研究の主要な成果の一つとなる、メトニミーの重要性と個別現象における特徴の解明を最も明確なかたちで提示するものである。(C)言語コミュニケーションにおける修辞的基盤の考察修辞表現の最も重要な特徴は、文法の観点からみると逸脱的であるにも関わらず、コミュニケーションの観点からみると効果的であるという点にある。この点で、修辞表現は、コミュニケーション上ネガティヴな側面(i.e.逸脱)とポジティヴな側面(i.e.効果)を同時に備えていることになる。この修辞現象の相反する二つの側面は、伝達主体が慣習的な言い回しから逃れ、効果的で印象的な表現を生み出すための工夫と、それに応える言語の柔軟性と創造性の反映として位置づけることができる。この結論は、レトリックのコミュニケーションにおける重要性を裏付けるものである。研究計画における3年目の研究の主眼は、意味のゆらぎや詩的効果の問題である。この問題に取り組むために、これまで行ってきた研究をまとめ、一般的な理論的基盤を構築することを試み、その成果を博士論文『レトリックと意味の創造性-逸脱用法がもたらす表現効果の研究-』としてまとめた。この研究成果は、レトリックの効果の問題を論じ尽くすものではないが、今後の研究発展に大きく寄与するものであると言える。よって、本研究は、おおむね順調に進呈していると評価することができる。本研究では、多種多様な修辞現象のデータを観察記述することを通して、コミュニケーションにおけるレトリックの役割と本質の解明を試みた。本研究の重要な成果は、レトリックの言語学的研究の理論的基盤を構築し、包括的なレトリック研究の指針を打ち出した点にあるが、同時に、当然今後必要となるのは、個別現象のより深い考察である。特に、文法研究との関連で緻密な分析を行うことは重要であり、従来の言語学の知見を背景とするレトリック分析の手法を確立することは、今後の研究発展のために不可欠であると考えられる。研究計画で挙げた、(A)(B)(C)三点の研究目的及び下位項目に関して、昨年度の研究実施状況を記述していく。(A)修辞的表現の意味を一貫した方法による詳細な記述修士論文『修辞理解のメカニズムに関する基礎的研究ー転義現象の分析を中心にー』にて(A)の予備研究を行った。[A-1]レトリック研究の網羅的文献調査同修士論文において、レトリック研究に関する網羅的な文献調査を行い、修辞の一般的認知過程の認知モデルを提案した。[A-2]イメージ図式による詳細な意味記述同修士論文では、23種の修辞について概略的なイメージ図式を記述した。より詳細な事例分析として、洒落を中心とした言葉遊び、換喩と提喩、転喩、直喩、限定語反転に関する修辞分析を行い、論文及び研究発表として成果を公開した。(B)修辞学的分類のスキーマネットワークとしての再構築[B-1]修辞学的分類における用例の網羅的な観察同修士論文において、隠喩、直喩、比喩くびき、異義兼用、異義反復、類音語接近、かすり、誇張、緩叙、対比、対義結合、換喩、提喩、転喩、省略、黙説、転換、意味構文、破格くびき、代換、限定語反転、交差呼応、転移修飾に関する用例を文学テクストから収集し、認知言語学の観点から分析を行った。[B-2]レトリックの「地形図」の描画同修士論文において、修辞カテゴリーの「地形モデル」を提案し、上記の23の修辞の地形図に相当する分布図を描画した。(C)言語コミュニケーションにおける修辞的基盤の考察[C-1]語用論の修辞的分析発話行為論の立場から、洒落の評価の問題をめぐって、語用論的な駄洒落の条件がどのような特性によって満足されるかに関する分析を行った。また「不発」の概念に着目し、不発を逆手にとってユーモアに変換する修辞表現に関する分析を行った。[C-2]修辞表現の発話実体の解明一つの言語形式の多様な用法を観察記述を通して、言語の慣習から逃れようする言語主体の志向性とユーモアの関連性が示唆された。これは、言語主体の心理と、文法構造の相互作用に関わる言語使用の一般的メカニズムに関する研究の足がかりとなるものであると考えられる。(A)修辞的表現の意味を一貫した方法による詳細な記述

特に換喩現象に関する文献調査を行い、換喩の修辞的効果に関する類型を示した。また、言葉遊びの修辞現象における音韻形式のメカニズムを記述し、類音性にもとづく酒落の意味分析を行った。(B)修辞学的分類のスキーマネットワークとしての再構築修辞学において記述されてきた、反転修飾、転移修飾、異義兼用、異議反復、類音語接近、もじり、直喩、換喩、提喩、転喩の現象に注目し、その用例を日本文学、英米文学のテクストから収集し、観察を行った。研究の第1年度で扱った換喩に関連するレトリックの相互関係については、より詳細な認知的、言語的基盤を明らかにした。(C)言語コミュニケーションにおける修辞的基盤の考察昨年度の研究で最も重視して取り組んだ点は、言語コミュニケーションにおける修辞表現の機能の問題であったといえる。修辞表現を、文法研究における標準的な言語表現の逸脱性の観点から特徴づけることによって、標準的なものと逸脱的なものの差異として修辞的効果の分析を行った。修辞現象の語用論的分析を通して明らかになってきた事実は、言語の修辞的機能は、話し手の意図を聞き手が汲み取り、また話し手は聞き手が意図を理解していることに気付いている、といったような、他者の認知に関するメタ認知のプロセスが密接に関わるということである。この他者との相互行為のプロセスは一見すると非言語的な問題に思われる部分であるが、実際には、言語の構造の中にはこの種の間主観的認知が反映されている。言語の行為的側面は、自己と他者との修辞的相互作用の分析において重要となるものと見込まれ、今後は、修辞表現の発話行為論的分析も視野に入れ、研究を進めていく。研究計画で挙げた、研究目的(A)(B)(C)に関して、昨年度の研究実施状況を記述する。(A)修辞的表現の意味を一貫した方法による詳細な記述これまでのレトリック研究を4つのアプローチに区分し、これらを統合的に俯瞰する修辞現象のモデルを提示し、より包括的なレトリック分析を行うための理論的基盤について考察を行った。特に昨年度は、発話行為のレトリックを事例分析として取り上げ、シナリオ的知識の観点から詳細な修辞的意味の分析を行った。(B)修辞学的分類のスキーマネットワークとしての再構築広い意味でのメトニミーとされてきた「換喩」「提喩」「転喩」をとりあげ、二つの異なる表現効果を生み出す認知的メカニズムの共通性と相違点を考察することで、これらのレトリックの相互関係を明らかにした。この研究は、研究の第1年度、第2年度と継続して行ってきた換喩に関連するレトリックの研究を基盤としており、レトリックの相互関係に関する本研究の主要な成果の一つとなる、メトニミーの重要性と個別現象における特徴の解明を最も明確なかたちで提示するものである。(C)言語コミュニケーションにおける修辞的基盤の考察修辞表現の最も重要な特徴は、文法の観点からみると逸脱的であるにも関わらず、コミュニケーションの観点からみると効果的であるという点にある。この点で、修辞表現は、コミュニケーション上ネガティヴな側面(i.e.逸脱)とポジティヴな側面(i.e.効果)を同時に備えていることになる。この修辞現象の相反する二つの側面は、伝達主体が慣習的な言い回しから逃れ、効果的で印象的な表現を生み出すための工夫と、それに応える言語の柔軟性と創造性の反映として位置づけることができる。
学習臨界期の扉を開くホルモンの脳内作用メカニズム

本研究では、学習臨界期の扉を開く甲状腺ホルモンの脳内作用メカニズムを解明することを研究目的とした。その結果、甲状腺ホルモンが刷り込み学習に伴って脳内へ急速に流入すると、細胞内のタンパク質リン酸化反応が亢進し、脳神経細胞内の細胞骨格が一過的に再編成されることを示した。また、刷り込み学習の初期記憶を維持、貯蔵する脳領域を新たに同定した。さらに電気生理学方法によって甲状腺ホルモンが抑制性の受容体を介した電気活動を減弱させることを示した。刻印付け(刷り込み)は、孵化直後の鳥類ヒナが親鳥を記憶し追従する早期学習の典型例であり、臨界期を有する記憶のメカニズムを解析するモデルとなっているが、臨界期を決定する因子は不明であった。代表者らは、ニワトリヒナを用いた実験系において刻印付けトレーニングを開始すると甲状腺ホルモン(T3)が脳内へ急速流入し、臨界期を開く決定因子となること、そしてT3が一過的に作用すると、その後行う他の強化学習の習得効率が顕著に向上すること(メモリープライミングと命名)、さらにT3を脳内に局所的に注入することで、一度閉じた臨界期を再び開けることも可能であることを示した。本研究では、記憶を、定量的かつ個体レベルで解析できるという利点を生かし、『学習臨界期の扉を開くホルモンの脳内作用メカニズムを解明すること』を研究目的とする。本年度はメモリープライミングの分子的な実体の解明を目指し、メモリープライミングに関与する分子の検索を行った。その結果、Rho GTPaseシグナルに関わる物質群が重要であることを示す実験結果を得た。すなわちRho GTPaseシグナルを活性化すると、プライミング活性が抑制され、刷り込みは起こらなくなる。反対にRho GTPaseシグナルを抑制すると、プライミング活性が上昇し、刷り込みは起こる。以上の結果は、刷り込み学習を開始することでT3が脳内へ急速流入すると、神経細胞内のRho GTPaseシグナルが抑制され、下流の分子のリン酸化が抑制されることを示しており、このことがメモリープライミングの細胞内カスケードとして重要な生化学反応であることを示唆する。本年度は、T3による学習能力向上の脳内メカニズムと、記憶学習の初期記憶を維持する脳領域に関する研究成果が得られた。T3は、刷り込み学習を始めると急速に脳内に取り込まれて神経細胞に作用して非遺伝子的な作用を引き起こす。本年度はT3の下流にNucleotide diphosphatekinase 2があり、この酵素の作用を抑えると、T3依存の刷り込み学習が起こらないことを明らかにした。T3は神経細胞内に存在する受容体TRと結合した後、他の遺伝子発現を制御することに先んじて非遺伝子的な作用を引き起こすことが刷り込みに重要であることを示してきたが、Nucleotide diphosphate kinase 2は、T3による非遺伝子的な作用を担う細胞内シグナル分子の一つと考えられる。さらに刷り込み学習においてT3が作用する脳領域を新たに同定した。これまでT3が作用する脳領域としては、刷り込み記憶形成の初期過程でIMM領域が必要であることが知られていたが、本年度はIMMで形成された初期記憶が転座して維持される脳領域としてIMHA領域を新たに同定した。そしてIHMA領域の働きを抑制するとIMM領域で形成された初期記憶が維持できないことを明らかにした。これまでIMM領域は、刷り込み学習の記憶形成の初期過程のみに必要であり、その後脳内の未同定の脳領域に情報が転座することが示唆されてきた。IMHA領域は刷り込み記憶の転座先と考えられる重要な知見である。今年度は、T3の細胞内シグナル伝達に関するNucleotide diphosphate kinase 2の同定と、刷り込み記憶の長期維持に関わるIMHA領域の同定の2報の学術論文の成果があり、T3のメカニズムに関する研究成果が順調に得られたため。本年度は、T3がどのようなメカニズムで刷り込み学習の過程に作用するのかを明らかにすることを研究目的とし、以下の研究成果を得た。1、GABA(γ-amino-butyric acid)受容体がT3による階層的な作用メカニズムの下流で働く受容体であることを発見した。そしてGABA-A受容体が、刷り込み学習に対して抑制的に働く受容体であり、GABA-B受容体は促進的に働く受容体であることを示した。このようなGABA-A受容体とGABA-B受容体の競合的な機能が刷り込み学習の習得に必要であることが示唆された。2、刷り込み学習させるとIMM領域の神経細胞の棘突起(dendritic spine)内のアクチンの重合が亢進し、T3による作用が加わると抑制されることがわかった。そしてT3の作用と学習トレーニングの両方が揃った場合にのみ、PSD(シナプス後肥厚部)にAMPA受容体のサブユニットの集積が起こることを発見した。3、ニワトリ脳のIMM領域から調製した急性スライスに対するT3の効果を電場電位測定法によって調べたところ、T3の投与によるP波の増強を検出し、後シナプス応答の増強効果を示した。また、ホールセル記録を行いT3によるIPSC(抑制性シナプス後電流)の減少を示した。これらの生理学的解析から、T3はGABAA受容体を介したCl-電流を減弱させることを示唆した。4、孵化直後にT3が脳内流入することによって刻印付け学習が成立すると、その後の学習課題(反転学習(Reversal learning)やTask switching)の学習効率が顕著に上昇することを見出した。

本研究では、学習臨界期の扉を開く甲状腺ホルモンの脳内作用メカニズムを解明することを研究目的とした。その結果、甲状腺ホルモンが刷り込み学習に伴って脳内へ急速に流入すると、細胞内のタンパク質リン酸化反応が亢進し、脳神経細胞内の細胞骨格が一過的に再編成されることを示した。また、刷り込み学習の初期記憶を維持、貯蔵する脳領域を新たに同定した。さらに電気生理学方法によって甲状腺ホルモンが抑制性の受容体を介した電気活動を減弱させることを示した。本年度はメモリープライミングに関与する分子の検索を行い、関与する分子群の同定に成功したことがその理由である。その結果、Rho GTPaseシグナルに関わる物質群が重要であることを示す実験結果を得た。以上の結果は、刷り込み学習を開始することでT3が脳内へ急速流入すると、神経細胞内のRho GTPaseシグナルが抑制され、下流の分子のリン酸化が抑制されることを示しており、このことがメモリープライミングの細胞内カスケードとして重要な生化学反応であることを示唆する。T3およびRho GTPaseの阻害剤を作用させると棘突起内のアクチンの重合状態が変化することを示唆する結果を得ているので、細胞内骨格の制御に注目した解析を進めるが、Rho GTPaseシグナルに関わる物質群の重要性を示す結果を得たことは、本研究目的に照らし大きな進展と考えられる。本年度は、T3の細胞内シグナル伝達に関する進展が見られ、また新たに記憶維持に必要な脳領域を同定できたので、今後は、T3の細胞内シグナル伝達に関する更なるメカニズムの解明と、記憶の初期記憶を維持させる脳内転座のメカニズムについて解析を進めていく。脳神経科学27年度も引き続き、1、プライミング成立に必要なT3の短時間のnongenomicな神経細胞への作用機構と、2、T3の効果を持続させる長時間の作用機構を解明する。特に2光子励起レーザ走査型顕微鏡を用いたin vivoイメージングによって、T3およびRho GTPaseの阻害剤を作用させたときの神経細胞の微細構造(棘突起、樹状突起)の変化を解析し、メモリープライミングの効果を維持する形態的な基盤を解明する。T3およびRho GTPaseの阻害剤を作用させると棘突起内のアクチンの重合状態が変化することを示唆する結果を得ているので、細胞内骨格の制御に注目した解析を進める。具体的には棘突起内のGアクチンの重合状態をin vivoイメージングして、プライミングによる細胞内骨格のダイナミズムを解析する。また、神経伝達に関与するシナプスタンパク群にも注目してT3の制御下にあるか否かについて、免疫抗体染色により量的変動と局在性を解析する。さらに、成立した効果が維持される分子的実体を明らかとするため、Rho GTPaseシグナル伝達系の下流で駆動される遺伝子群を、cDNAマイクロアレイ解析により網羅的に同定する。本年度の研究成果は、比較的安価な試薬購入実験が遂行可能であったので、使用予定であった差額分を、次年度で必要とされる抗体や遺伝子工学試薬、イメージングに必要な整備などに使用する計画に変更したため。今年度は、甲状腺ホルモンが記憶形成に関わる分子メカニズムを鳥類を中心に研究し、満足すべき成果を得た。
鏡面物体の三次元形状と光沢度のオンライン同時測定法

平成10年度は計測システムの構成,画光学系像センサの設計,の及びデータ処理用プログラムを製作した.計測システムの構成を決めるために,鏡面物体に適用できる三角測量式を導き,シミュレーションを行った.そして,その結果に基づき,光学系と画像センサの設計・製作を行った.光学系はレンズと遮光マスクから成るものである.遮光マスクにより,画像センサヘの入射角度を限定し,鏡面物体の測定を可能にした.また,画像センサは電子回路により,スポット光の重心位置を求めることを基本原理としている.本画像センサは分解能と測定範囲を任意に決めることができ,これにより測定装置の制約が軽減される.さらに,予備実験も終わり,本提案原理の実現可能性が確認できた.以上の結果より,次年度に向けた準備が整った.平成11年度は実験による提案方法の検証と従来法との比較検討を行った.測定対象は平板と円柱の鏡面物体,凹面と凸面からなる鏡面物体,および平板と円柱の拡散物体であった.その結果,従来スリット光投光方式では測定が困難とされていた,鏡面物体の形状測定に成功した.その測定精度は比較のために行った拡散物体とほぼ同程度であり,その有効性が確認できた.また,測定対象からの反射光の光強度を測定することにより,測定対象の光沢度も測定できた.実験では,完全鏡面である鏡,半鏡面物体であるアルミニウム,完全拡散物体である木などの光沢度を測定し,本研究の方法でそれらの光沢度が把握できることが明らかとなった.本研究の方法は従来の画像を用いる受動的な方法に比べて,測定環境に多少制約があるものの,測定精度や信頼性の面で優れた特性を示し,工業的な鏡面物体の形状測定や光沢度測定に有望であることが明らかとなった.今後は,スリット光の戦略的な投光法を検討して,測定時間の短縮に取り組む予定である.平成10年度は計測システムの構成,画光学系像センサの設計,の及びデータ処理用プログラムを製作した.計測システムの構成を決めるために,鏡面物体に適用できる三角測量式を導き,シミュレーションを行った.そして,その結果に基づき,光学系と画像センサの設計・製作を行った.光学系はレンズと遮光マスクから成るものである.遮光マスクにより,画像センサヘの入射角度を限定し,鏡面物体の測定を可能にした.また,画像センサは電子回路により,スポット光の重心位置を求めることを基本原理としている.本画像センサは分解能と測定範囲を任意に決めることができ,これにより測定装置の制約が軽減される.さらに,予備実験も終わり,本提案原理の実現可能性が確認できた.以上の結果より,次年度に向けた準備が整った.平成11年度は実験による提案方法の検証と従来法との比較検討を行った.測定対象は平板と円柱の鏡面物体,凹面と凸面からなる鏡面物体,および平板と円柱の拡散物体であった.その結果,従来スリット光投光方式では測定が困難とされていた,鏡面物体の形状測定に成功した.その測定精度は比較のために行った拡散物体とほぼ同程度であり,その有効性が確認できた.また,測定対象からの反射光の光強度を測定することにより,測定対象の光沢度も測定できた.実験では,完全鏡面である鏡,半鏡面物体であるアルミニウム,完全拡散物体である木などの光沢度を測定し,本研究の方法でそれらの光沢度が把握できることが明らかとなった.本研究の方法は従来の画像を用いる受動的な方法に比べて,測定環境に多少制約があるものの,測定精度や信頼性の面で優れた特性を示し,工業的な鏡面物体の形状測定や光沢度測定に有望であることが明らかとなった.今後は,スリット光の戦略的な投光法を検討して,測定時間の短縮に取り組む予定である.工業用途では,金属のような著しい鏡面反射特性を有する物体の3次元形状と光沢度の同時測定を要求されることがある.しかし,一般的には鏡面物体の測定は困難な場合が多い.なぜなら,鏡面物体では,光沢のない拡散物体に適用されているスリット光投光法などの方法が適用できないからである.そのため,従来の鏡面物体に対する形状や光沢度の測定法では,鏡面物体の表面反射特性を積極的に利用することで対処している場合が多い.しかし,この方法では光沢のない場合から金属のような光沢のある物体まで様々物体が混在する工業的な用途には適用できない.そこで本研究では,拡散物体から鏡面物体まで同一原理で測定できる3次元形状と光沢度のオンライン同時測定法を提案することを目的とする.本年度は計測システムの構成,光学系・画像センサの設計及びデータ処理用プログラムを製作した.計測システムの構成を決めるために,鏡面物体に適用できる三角測量式を導き,シミュレーションを行った.そして,その結果に基づき,光学系と画像センサの設計・製作を行った.光学系はレンズと遮光マスクから成るものである.遮光マスクにより,画像センサへの入射角度を限定し,鏡面物体の測定を可能にした.また,画像センサは電子回路により,スポット光の重心位置を求めることを基本原理としたものを設計・製作した.本画像センサは分解能と測定範囲を任意に決めることができ,これにより測定装置の制約が軽減されるという利点がある.さらに,予備実験も終わり,本提案原理の実現可能性が確認できた.以上の結果より,来年度に向けた準備が整ったものと考える.工業用途では,金属のような著しい鏡面反射特性を有する物体の3次元形状と光沢度の同時測定を要求されることがある.しかし,一般的には鏡面物体の測定は困難な場合が多い.

そこで本研究では拡散物体から鏡面物体まで同一原理で測定できる3次元形状と光沢度のオンライン同時測走法を提案することを目的とする.その基本原理は、マルチスリット光投光法の原理に基づくもので,複数のレンズとセンサを用いて測定領域を分割し、その領域に一本のスリット光を投光して、鏡面物体の形状と光沢度の同時測定を可能にするものである.本年度は実験による提案方法の検証と従来法との比較検討を行った.測定対象は平板と円柱の鏡面物体,凹面と凸面からなる鏡面物体,及び平板と円柱の拡散物体であった.その結果,従来のスリット光投光方式では測定が困難とされていた鏡面物体の形状測定に成功した.その測定精度は,比較のために行った拡散物体とほぼ同程度であり,本方法の有効性が確認できた.また,測定対象からの反射光の光強度を測定することにより,測定対象の光沢度も測定も可能となった.実験では,完全鏡面である鏡,半鏡面物体であるアルミニウム,完全拡散物体である木などの光沢度を測定し,それらの光沢度が本研究の方法で把握できることを確認した.最後に,電池の頭部など複雑な形状をもつ鏡面物体の測定を行い,何ら問題ないことを確認した.本研究の方法は従来の画像を用いる受動的な方法に比べて,測定環境に多少制約があるものの,測定精度や信頼性の面で優れた特性を示し,工業的な鏡面物体の形状測定や光沢度測定に有望であることが明らかとなった.今後は,スリット光の戦略的な投光法を検討して,測定時間の短縮に取り組む予定である.
金属イオンの有機物への特異吸着を利用した有機物の分解コントロールと土壌改良

火山灰土壌は日本の主要な土壌である。火山灰土壌は他の土壌と比較してきわめて特異な理化学的性質を有している。その特異な性質がDNAやリン脂質といった微生物生体成分の抽出に及ぼす影響についてこれまでは充分な検討がなされてこなかった。本年度の研究において、火山灰土壌を土壌化学的な側面から再検討した結果、従来は非常に困難とされていた火山灰土壌からのDNA抽出を、短時間、低コストで行う方法の開発に成功した。この新しい方法により様々な土壌から大量のDNAを抽出することが可能となり、加えてPCR-DGGEに伴う問題を解決することに成功した。これらによりDNAに基づく土壌微生物の群集構造解析の信頼性向上を実現した。さらにリン脂質やイソプレノイドキノンという主要なバイオマーカーの抽出効率の改善により、土壌微生物の群集構造解析をより定量的なものにすることに成功した。現在、土壌微生物の研究は、従来の培養法に基づいた研究からDNAなどの生体構成成分を利用した培養を経ない研究に大きく転換しようとしている。本研究で新たに確立ならびに改良された手法を用いることにより、今後日本の火山灰土壌というほとんど未知であった微生物資源の利用とそれに先立ち信頼性の高い土壌微生物学的知見が得られるものと期待される。土壌中での有機物分解過程における微生物の群集構造の変化およびそれに与えるAl, Fe添加の影響を解析するため、キノンプロファイルおよびリン脂質の脂肪酸組成解析による微生物集団構造の解析を試みてきた。しかし、前者では有機物源として土壌に施用した植物残渣に由来するユビキノン及びカロテノイドなどの色素がキノンと同じような挙動を示し、キノンのHPLC分析時に夾雑ピークとして現れるため目的とする微生物キノンの定量的解析が困難となることが明らかとなった。また、リン脂質脂肪酸組成解析においても植物由来の脂肪酸が夾雑ピークとして出現した。それゆえ、植物残渣由来のこれらの成分が残存している有機物分解初期の群集構造の解析を正確に解析することができないと考えられた。特に土壌中での有機物分解においては糸状菌類の働きが重要であるが、キノンやリン脂質脂肪酸組成解析では糸状菌の細胞壁が強固なために、それらの完全な抽出は難しく、また、キノンおよびリン脂質脂肪酸両方の組成が単純であり、糸状菌類の種構成などの解析を詳しく行うことができないと予想された。このことから有機物分解初期のバクテリアおよびより詳しい糸状菌の群集解析を行うために、もうひとつの方法として16SrDNAと18SrDNAのDGGE解析を試みた。そのためには土壌からの直接DNA抽出及びPCRが必要となるが、使用している黒ボク土壌からはDNAの抽出およびPCRが極めて難しく、既存の方法では増幅が困難であったので土壌からのDNA抽出法を新たに開発した。この方法により今までの方法よりもより純度が高く、PCRの障害となる夾雑物が少ないDNAを得ることができるようになった。現在この方法を用いて土壌からDNAを抽出しDGGE解析を進めている。
任意形状を有するFRP積層殻の動応答に対する積層構成の適正化に関する研究

本研究は、重量当りの高い強度とこわさを有する複合材料の一つであるFRPから積層された殻構造物に、点入力あるいは局所入力が作用したときの動的応答の低減を目的としている。このため、積層枚数、繊維配向角、積層順序など殻の動特性に影響を及ぼす積層パラメ-タに着目し、以下のような手順で研究を実施した。1.ガラス/エポキシ、ボロン/エポキシ、グラファイト/エポキシなど実在のFRP材料の基本特性を調査し、比較検討した。2.任意形状を有する積層殻として、本研究では、軸対称積層殻を取り上げ、積層殻の厚さが薄い場合を想定して、積層間のすべりを考えに入れない古典積層理論と殻の回転慣性とせん断変形を無視した古典殻理論とを用い、殻のひずみエネルギ-と運動エネルギ-を解析的に求め、Hamiltonの原理に基づいて運動方程式と境界条件を誘導した。3.この方程式を、子午線方向に関する伝達マトリックスを用いた連立1階常微分方程式に変形し、殻両端の境界条件が固定あるいは単純支持の場合に適用し、振動数方程式を導いた。4.これらの解析結果をもとに、高速ワ-クステ-ションを用いて数値計算を実施し、軸対称積層殻の固有振動数と固有モ-ドを求め、上記積層パラメ-タ-の影響を数値的に明らかにした。これらの研究成果は平成4年9月長野市で開催される日本機械学会第70期全国大会講演会で発表の予定である。以上は、研究実施計画のうちの前段であるが、殻の過渡応答計算法の確立とこれに基づく広範な数値計算の実施によって明らかとなる、積層構成の適正化に関する検討は今後の研究課題としたい。
分子シャペロンによる複製開始蛋白質(RepE)の二量体から単量体変換の分子機構

分子シャペロン(DnaK,DnaJ,GrpE)はストレス条件下で作られたunfolded proteinをfoldingする働き等があり、これらに関する知見は多い。他方分子シャペロンは通常の条件で複製開始因子や転写因子の活性化や不活性化を助け、広い生物種にわたり機能蛋白質の調整因子として重要な働きをしている。しかしこれらの作用機構の詳細は明らかでない。大腸菌ミニFの複製開始因子(RepE)の系はこのモデル系として優れている。RepEの単量体は複製開始因子として機能し、二量体はRepE遺伝子の自己転写抑制因子として機能することを明らかにした(Proc Natl Acad Sci.1994)。RepEは通常二量体として安定に存在し、複製開始因子としては不活性状態である。二量体から単量体への変換はDnaK,DnaJ,GrpE,ATPによって行われることを明らかにした(論文作成中)。1997年度の研究計画(1)でRepE-分子シャペロン複合体形成に関する成果は以下である。分子シャペロンの変異体を用いてRepE-分子シャペロン複合体形成をAffinity Columnを用いて調べた結果、RepEとDnaK,DnaJ,GrpEが各々直接相互作用することが分かった。今後、他の方法を用いて、このことを確認するとともに、複合体の解離過程を明らかにする実験を計画している。一方でこの変換過程を分子レベルで理解するための基礎となるRepEの二量体形成ドメインを遺伝学、生化学的手法を用いて解析した結果、RepE(251 Residues)の中央領域が(93-161 Amino Acids)が二量体形成に必須であることが分かった(J.Mol.Biol.,1997,274,27-38)。この系ではRepEの二量体、単量体がともに生理的機能を持ち、それらの変換に分子シャペロンが関与しているという特徴を持つ。この系での詳細な解析の成果は生物種にひろく保存されている分子シャペロンがストレス応答だけではなく、正常な増殖においても機能しているがこれらに共通する普遍的な法則性があることが予想され、それを見いだせるのではないかと考えている。
新しい研究手法による天然セラミック原料の加熱変化機構の研究

多岐にわたる天然セラミック原料の中,(1)カオリン鉱物,(2)繊維状粘土鉱物(セピオライト,パリゴルスカイト),(3)ゼオライトを対象とし新しい研究手法により,これらの加熱変化機構を検討した。(1)カオリン鉱物:とくにデイッカイトの加熱脱水反応を速度論的に解析し,脱水機構を明らかにするための基礎デ-タとした。この反応は複合反応であるためまずこの解析を行うためのコンピュ-タシステム(CAKAS)を開発した。これにより結晶度の異なる4種のデイッカイト試料の脱水反応をTGデ-タを用いて解析した。この結果,この反応は低温側脱水反応(296ー630°C,E=126164kJ・mol^<ー1>,拡散反応)と高温側反応(526ー780°C,E=260kJ・mol^<ー1>,1次あるいは界面律則反応)に分けられた。なお低温側および高温側の脱水量比から低温側脱水反応では結晶度と負の相関が,高温側では正の相関があることが分かった。(2)セピオライト,パリゴルスカイト:前者についてはとくに結合水の2段階脱水機構を種々の手法を用いて検討し,この結果,1段目の脱水はNgイオンからの水分子の分離速度に,2段目のそれはfoldingした空洞中を拡散する水分子の速度にコントロ-ルされることを確認した。パリゴルスカイトについてはその脱水過程は本質的に3段階であることを確認した。(3)ゼオライト:ナトロライトおよびこれをKイオンで置換処理したKー型試料について脱水機構を検討した。速度論的解析から前者の反応は0次反応,後者は一次反応で律則されていることが分かったがこれをそれぞれの鉱物の含水相,脱水相の結晶構造の変化と対比して脱水機構を考察した。ロ-モンタイトについては相対温度を制御した条件下で含有水分子量を正確に測定し,単位脆中の水分子数が12(相対温度0%),14(50%),16ー18(100%)の3相が存在あることを確認した。1.カオリナイト1試料、デイッカイト4試料を対象として検討を行った。とくに後者の加熱脱水相に認められると報告のある14Å回析線の挙動を高温X線回析により検討した。各試料は550°Cから750°Cにかけて脱水の進行とともに14Å回析線を示すが、その挙動は試料により異なり、DTA曲線の形状と良く対応し、結局、構造の積層の整、不整状態と密接に関連していることが確かめられた。また固体高分解能NmRによりAlの配位数が脱水の進行とともに4→5→6と変化することが確認でき、脱走相の構造の解釈に有用な手がかりが得られた。2.アメリカ合衆国産3種、スペイン産1種、韓国産1種、本邦産2種、合計7種のパリゴルスカイトについてX線粉末回析、電子顕微鏡観察、EPmArによる化学分析、熱分析、赤外吸収スペクトル測定、比表面積測定を行い、(1)主な異種鉱物として石英、ドロマイト、カルサイトが存在すること(2)結晶子の大きいもの程、繊維が長いこと(3)BET(N_2)比表面積は室温で150200m^2/gだが150°Cではいずれも急激に減少すること(4)脱水はセピオライトと異なり本質的に3段階で進行することなどが分かった。