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ライプニッツ存在論の研究：生物、時間、経済を焦点に

「動物の経済」に関する研究とライプニッツの生物哲学の関係の解明については、ライプニッツによるシュタールの生気論的医学論の批判の翻訳作業を通した研究により、ライプニッツが生物を「水力・空気・火力の機械」として把握していた点の解明を行った。また、シュタール批判にもみられるものであるが、初期から後期にまで貫かれている、アナクサゴラス由来の「ペリクオーレシス」概念の思想系譜を調査とその生物哲学的意義も解明した。この研究により、ライプニッツの存在論の関係主義的特徴とその結合法的論理、自然主義と社会哲学の側面へのさらなる探究への突破口が開かれたと考えている。さらに、「形成力」の概念に関するライプニッツとカドワースの異同の詳細な検討を行った。ピエール・ベールと両者との関係や当時の生物学と(プロテスタント)神学の密接な連関のなかでの論争状況も確認することができた。デカルト主義全般に対する批判的態度も含め、カドワースとライプニッツの間には幾つかの共通点もあるが、上記のシュタール批判やアナクサゴラス由来の“ペリクオーレシス"の概念も含め、一般には、「モナド」概念に即して、生気論的であると理解されることもある、ライプニッツが生物の物質的・機械的側面を存在論的にも認識論的にも強調した点を示すことができた。これらの成果のうち、まだ活字化されていないものは、学術誌に投稿する予定である。加えて、ライプニッツ文書館での文献調査などを通して、ライプニッツの存在論の関係主義的解釈がまだ少ないことも確認した。以上、モナドの存在論的な個体性強調の陰に隠れがちな、ライプニッツの存在論の関係主義的特徴を生物存在に即して明らかにした。本研究は、ライプニッツの哲学、特にその生物学、時間論、経済思想に着目し、研究の現況を踏まえ、その存在論的問題を解明することを目的とする。計画では、「生物哲学」の存在論的解釈から始め物理学分野では研究の蓄積のある「時間論」の「進化」思想的展開といぜん未開拓にとどまる「経済思想」を焦点に、ライプニッツのモナドロジーの存在論の歴史的文脈を解きほぐすと同時に、その現代的可能性を解釈することを課題としている。そのような射程で見た時、今年度は、ライプニッツが生物を「水力・空気・火力の機械」として把握した点の解釈、その「ペリクオーレシス」の概念に見られる思想系譜とその生物哲学的意義の解明、カドワースの「形成的自然」の概念とライプニッツの「形成力」の概念との異同の検討を行い、査読付きの英文誌での論文掲載も含めた研究成果があった。生物を念頭においた、時間論と経済思想の研究に向かう準備、前提として、当初の計画で予定していた内容は、順調に達成されたと考えている。ライプニッツの存在論の研究のうち、その歴史的文脈の解明と関係主義的解釈とを試み、論文の掲載と口頭発表および関連する、シュタール批判のライプニッツの生物哲学の基本的文献の本邦初訳とその詳しい解説を公刊した。基本的に公刊されているライプニッツの遺稿も含めた諸文献を手掛かりに研究を行い、生物哲学に関しては「形成力」概念に関するライプニッツとカドワースの異同を、周辺のルクレール、ピエール・ベールら当時の「生物神学」の論争の文脈から示した。「モナド」概念について「生気論的」とされることもある、ライプニッツの立場が、生物の物質的・機械的側面を存在論的にも認識論的にも強調した点を論証した。ライプニッツの「経済」の概念についても、ライプニッツが、生物の有機的物体に関する「動物の経済」や「摂理」の意味でだけでなく、現代の意味の「経済活動」に関する学問的関心を抱き、重要性を強調すると同時に、経済活動の倫理に関する法的規範的考察も行い、ロールズやヨナスの正義論や「事前警戒」が示唆されていたことも示した。ただし、経済哲学としての評価についてはさらに検討が必要と考えている。
無人観測システムによる南極大陸沿岸域の海氷変動機構の解明

海氷の無人観測システムを試作し、将来の観測展開に向けて改良点を見出すと共に、南極沿岸域における多年性海氷の変動特性の把握と変動機構に関する考察を連携研究者および研究協力者と進めた。現地観測データをもとに海氷成長・融解過程を把握するための観測システム開発に当たって、氷厚、積雪深計測の他に、海氷および積雪層内部の鉛直温度分布を安定的に連続計測する手法の改良も進めた。また、南極リュツォ・ホルム湾を対象として、既存データを用いて過去30数年間における海氷変動特性を抽出した。南極大陸沿岸域における海氷変動、特に多年性の沿岸定着氷の変動に関する物理機構を解明するために、海氷成長・融解に関する現地観測データを取得する無人観測システムの開発を行い、試作システムを製作した。前年度に行った研究代表者、連携研究者および観測システム製作経験を有する企業の技術者との打合せ結果にもとづいて、観測システムを設計・試作、随時連絡を取りつつ、完成したシステムの常温下における試験運用を行った。概ね良好な結果が得られ、南極の現場に持ち込む目途を立てた。平成25年度に同システムを南極海氷域の現場に持ち込むべく、同年度半ばには梱包、輸送作業を進めた。年度終盤には、システムの設置場所の候補選定のため、南極昭和基地付近において現地観測を実施し、そのデータ解析を進めた。現場観測においては、第55次南極地域観測隊の同行者として派遣した研究協力者(大学院学生)の支援の下で、貴重な夏季観測データを取得することができ、今後の本観測システムで計測されるデータの妥当性検証に活用できる見通しがついた。また、南極大陸沿岸域の既存データおよび最新の衛星観測データを用いてさらに解析を進めた結果、特に最近数年間では、多雪が海氷成長に及ぼす影響の重要性が明らかになった。多雪をもたらした、広域の大気環境の実態と年々変動の特徴を理解することも必要となり、沿岸域の降雪や低気圧活動など、年々変化の特徴を捉える上で適切な指標を見出すことも念頭に置いて解析した。南極大陸沿岸域における海氷変動機構の解明に向けて、海氷成長・融解に関する現地データを取得する無人観測システムの開発・製作に着手した。同システムを南極海氷域に導入する新たな研究観測の準備を進めると共に、既存の衛星リモートセンシング・現地観測データの解析も継続して、沿岸海氷の年々変化特性の抽出と今後の研究観測を展開する上で重要となる視点の明確化を計画初年度の主目的とした。平成24年9月14日に、研究代表者、連携研究者および観測システム製作経験を有する企業の技術者と会合して、観測システムの設計・開発方針および現地観測、現地-国内間データ送受に関して検討した。その検討内容を軸として、詳細について随時メールと電話で関係者で相互に確認し、システム設計方針を確定した。年度後半においてシステムの製作を進め、2月末に完成した。既存データの解析結果からは、南極大陸沿岸海氷の消長過程の理解を進める上では、海氷上の積雪深変化を捉える重要性が従来以上に高まっていることを認識した。これは平成23年度に採取した海氷試料の解析からも裏付けられた知見で、特に昭和基地付近の多雪域の海氷上では、深く積もった積雪層の一部が氷に転化している現象が生じていることを捉えた。そこで、本課題で開発する観測システムにも積雪深センサを組み込むこととした。観測システムの設計、製作においては、現有物品の活用によって良質なデータ取得が可能であることを確認し、積雪深データを含む一連の現地観測データが研究上、極めて有効である見通しを得た。当初計画では平成25年度にシステム改善を予定していたが、上記の研究進展に伴い、平成24年度に早めてシステム改良を行った。そのため物品購入経費の追加が必要となり、前倒し支払いを請求して以降の研究・開発を進めた。南極大陸沿岸域における海氷変動特性、特に多年性の沿岸定着氷の分布状態の季節・年々変化に関する物理機構を解明するために、海氷の成長・融解に関する現地観測データを取得する無人観測システムの開発を行い、試作システムを作成、南極昭和基地に持ち込んだ。25年度終盤から26年度序盤にかけての期間である南極域の夏期に、同システムの設置場所選定のための海氷調査として、氷厚・積雪深計測および氷の割れ目(クラック)有無の確認を行い、設置地点候補領域を絞り込んだ。システム外観の日常的な点検や計測データの伝送等を安全かつ円滑に行うことに適した地点を選定した。同時に、昭和基地の屋内において無人観測システムの動作試験を行った。しかし、センサ部の動作は良好であったが、データ収録部分に動作不良が認められたため、十分なデータ取得には至らなかった。海氷の現地調査および観測システムの準備と並行して、衛星観測データ解析による海氷変動の実態把握を進めた。その結果、過去6年間のうち5か年において顕著な多雪傾向が認められ、多年性の沿岸定着氷を厚い状態で維持していることに深い積雪層の形成が寄与していることを見出した。試作した無人観測システムの改良点や将来の開発・研究に向けた計画の具体化について、連携研究者および研究協力者と検討した。特に過酷な自然環境条件下で稼働させるシステムであることから、海氷変動研究の上で有益な計測データを厳選して安定的に取得可能で、システム稼働のための電源を十分に供給できるようにする観点で意見・情報交換した(この検討のために国内出張旅費を支出した)。現地観測データから海氷成長・融解過程を把握するための無人観測システム開発に当たって、海氷および積雪層内部の鉛直温度分布を連続計測する手法の改良も進めた。

温度センサ・ロガーを本システムに組み込むことによって、計測の予備機能の有効性を調べた。その結果、温度測定の精度・分解能やデータの収録容量の点において要件を満たすことを確認した。この予備的な計測機能を安定稼働させることもシステム改良のための検討課題に加えた(温度センサ・ロガー購入のために物品費を支出した)。無人観測システムによる取得データを迅速処理することは、野外調査にもとづく海氷研究を進める上で不可欠である。そこで、データ処理手順の構築に向けて、データ回収以降の各種計算や作図等の自動処理の基本設計を検討した。この検討・作業過程では、仮想データを入力して処理過程を確認するため、データ処理・解析ソフトウェアを用いた(ソフトウェア購入のために物品費を支出した)。また、最近の南極大陸沿岸域の海氷変動特性を理解することも、本課題を進める上で参考になることから、昭和基地周辺の海氷状況を継続的に監視した。この結果も含めて将来の海氷変動監視の要点や無人観測網の展開方針を検討した。基地付近に加えて、北方(沖合)および南方(大陸近傍)にも観測点を設けることの重要性を見出した。これら最終年度で得た知見を含めて、本課題で得た成果を国内の学会、シンポジウムで発表した。海氷の無人観測システムを試作し、将来の観測展開に向けて改良点を見出すと共に、南極沿岸域における多年性海氷の変動特性の把握と変動機構に関する考察を連携研究者および研究協力者と進めた。現地観測データをもとに海氷成長・融解過程を把握するための観測システム開発に当たって、氷厚、積雪深計測の他に、海氷および積雪層内部の鉛直温度分布を安定的に連続計測する手法の改良も進めた。また、南極リュツォ・ホルム湾を対象として、既存データを用いて過去30数年間における海氷変動特性を抽出した。南極昭和基地に持ち込んだ無人観測システムの試作機の動作不良が認められたため、当初予定していた通年にわたるデータ取得に至らなかった。しかし、不具合箇所の改良点を洗い出すことができ、今後のシステム開発に向けて、研究方針を明確にすることができた。極域海洋学平成26年度までに南極昭和基地において取得、蓄積された現地観測データ、および広域の海氷・大気観測データ等を活用して総合的に解析する。科学的な知見を得るために、データ処理・解析ソフトウェアを用い、本研究課題による一連の成果をもとに、今後の研究の発展に向けた観測システムの開発準備を進め、国内外の学会やシンポジウムにおいて発表する。研究期間を延長した平成27年度が最終年度となり、計測データ解析と成果とりまとめ、さらに将来の研究計画に向けた検討、報告書作成を行うことによって本研究を総括する。計画二年目の第一目標としていた観測システムの耐寒試験を十分に行うことができなかった。既存データおよび最近現地で採取した海氷試料を解析した結果、海氷成長や維持に及ぼす積雪の果たす役割の重要性について定量的に明らかにする課題でも、一次元モデル化がやや遅れている。この背景には研究代表者が55次南極地域観測隊に参加することとなったため、前述の耐寒試験を含めて国内研究開発に、当初予定していた十分な時間を充てることができなくなったことが理由の一つである。
肺マイクロバイオーム解析に基づくIPF急性増悪の病態解明と革新的治療法への展開

特発性肺線維症(IPF)の死亡原因として重要な病態である急性増悪に至る仮説として、IPF患者のマイクロバイオームに、多様性の喪失と特定細菌群の増殖(dysbiosis)が起こり、肺局所の自然免疫機構の破綻と過剰な炎症反応から、最終的に急性増悪に至ると発想し、本研究を遂行中である。申請者らは、まずIPF患者の肺マイクロバイオーム解析から研究を開始し、1急性増悪死を含む早期死亡が肺マイクロバイオームの多様性の喪失と相関すること、2肺内の特定細菌群の増殖と肺活量の低下が相関することを明らかにし、英文誌で報告した。Takahashi Y, Chiba H, etal.Impaired diversityof the lungmicrobiome predicts progression of idiopathic pulmonaryfibrosis. Respir Res.2018 27;19:34.この結果は、IPF患者の急性増悪発症、および線維化の進行にマイクロバイオームが関与していることを示し、さらに肺内マイクロバイオームを変容させることが治療につながることを示唆している。我々は現在、肺内マイクロバイオームの形成、変容に重要な役割を担うと考えられる肺サーファクタント蛋白質A(SP-A)と肺内マイクロバイオームの関連について、検討を進めている。SP-Aは、肺内の自然免疫を担う蛋白質であり、SP-Aノックアウトマウスでは肺の線維化が進行することが知られている。我々は、SP-Aノックアウトマウスのマイクロバイオーム解析、およびブレオマイシンによる線維化を誘導した時のマイクロバイオーム解析を実験中である。すでに、重要研究課題の1つであるIPF患者の肺内マイクロバーオーム解析により、多様性の喪失が予後や疾患進行と関連することを英文誌(査読あり)に報告した。課題の1つである、マイクロバイオーム解析を介した治療法開発についても、マイクロバイオームの変容に関する分子として肺サーファクタント蛋白質に焦点をあて、申請者らの保持しているノックアウトマウスを用いて順調に検討が進んでいる。急性増悪発症リスクのバイオマーカとしてのマイクロバイオームの応用については、急性増悪発症患者が少ないことから、やや検討が遅れている。総合しておおむね順調に進展している。マイクロバイオームと肺サーファクタント蛋白質の関連を探るSP-Aノックアウトマウスを用いた研究は、野生種との違いが予備実験で出ており、非常に重要な切り口と考えている。この研究を中心に進めていく。またSP-Aの機能発現に重要なToll様受容体との関連についても併せて検討を開始する予定である。今年度、情報収集のための学会研究会参加を予定しており、予算に旅費を計上していたが、同領域の研究者との電子メールでの通信やインターネットでの文献検索により可能だったため使用しなかった。次年度に、進捗中のマウスのマイクロバイオーム解析等に用いる予定である。
環境ベンチャーにおける効率的なマネジメント手法に関する研究

本研究のまとめとして、2012年に著書「社会変革期の成長戦略:グリーンラッシュで生まれる新市場を狙え」を出版した。元々、エネルギー、リサイクルなど限られた業界が担ってきた環境ビジネスに、幅広い業界からの参入とシナジー効果が見られる。新しい市場が形成される状況を「グリーンラッシュ」と名付けた。グリーンラッシュとそこから生まれるベンチャー企業のイノベーションは今後の経済成長に貢献する可能性が高く、研究意義が高いと思われる。本研究は、省エネルギー、環境汚染改善、二酸化炭素排出量削減などを目的とした環境技術を基にビジネスを創造する「環境ベンチャー企業」における、効率的なマネジメント手法を分析することを目的とする。本研究で明らかにしようと考えているポイントは、(1)多様な事業分野で成り立つ環境ビジネス全体像の分析枠組み、(2)環境技術を事業化する際の諸要素をマネジメントする方法、(3)日本企業にとっての環境ビジネス構築モデルの三点である。本研究の特色は、「環境政策」と「企業経営」の二分野を横断する学際的な手法をとることと、公益と経済の持続的発展の両立を考察することである。本年度は、環境政策、技術マネジメントに関連する文献ならびに各種資料(1次および2次資料)を入手、渉猟した。また、これまでの研究を各々の専門領域から多面的にサーベイし、試論的分析枠組みを演繹的に導出することを計画した。その過程で、約50社の国内大企業へのインタビューと国内環境ベンチャーへの参与観察を行い、月2回程度の研究会を開催することによって、事例研究・参与観察を継続実施した。今後、重点的な調査を行う企業を10社程度に絞り込み、分析・調査を行う。また、研究目的に含まれる分析フレームワークを確認し、方法の洗練化を行う。同時に、試論的な仮説の導出を行い、海外事例研究で用いるインタビュー項目の特定と調査対象企業の選定を行う。本年度の研究成果は、著書1件、雑誌投稿3件(うち査読付1件)、学会発表等8件(うち招待講演6件)であった。本年度の研究成果は学会発表等9件であったが、すべて招待講演、うち2件は国際学会での講演であった。特に、平成23年3月の東日本大震災、東京電力福島第一原子力発電所の事故、東京電力管内の計画停電、夏場の電力不足、省エネといった出来事が連続して起き、本研究への関心が各方面から高まったと思われる。この意味では、本研究の社会的意義が高まった年であった。今年度の研究成果は著書2件、招待講演6件であった。この年度は、環境ビジネスに関して影響力が大きいイベントが数多く見られた。原発の比率を含めた国の中長期的なエネルギー政策に関する初めての国民的議論、再生可能エネルギー全量買取制度の導入、京都議定書体制の実質的な崩壊など、調査意欲を掻き立てられた年であった。招待講演においては、国のエネルギー政策、未熟な再生可能エネルギーが多様な影響を市場に与える点を分析した。今年度に出版した著書「社会変革期の成長戦略:グリーンラッシュで生まれる新市場を狙え」は、3年間の研究成果をまとめたものである。元々、エネルギー業界、電力業界、リサイクル業界など限られた業界が担ってきた環境ビジネスに、極めて幅広い業界から多くの参入が見られる。この過程でシナジー効果が生まれ、新しい市場が形成される状況を「グリーンラッシュ」と名付けた。グリーンラッシュにおいては、グローバル経済の成長過程とは異なる特徴を見出すことができた。それは、下記の三点の修正が起きていることである。1飽くなき経済成長追及の修正、2集中型システムの修正、3規制緩和要求の修正グリーンラッシュとそこから生まれるベンチャー企業のイベーションは今後の経済成長に貢献する可能性が高い。したがって、本研究のテーマは長期的に継続して調査する意義があると思われる。本年度は文献収集、データベース収集、インタビュー、参与観察を通じた情報のインプットに時間を費やした。最終年度は論文、著書、学会発表のアウトプットに注力する予定で、概ねスケジュールどおりに進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後、重点的な調査を行う企業を10社程度に絞り込み、分析・調査を行う。また、研究目的に含まれる分析フレームワークを確認し、方法の洗練化を行う。同時に、試論的な仮説の導出を行い、海外事例研究で用いるインタビュー項目の特定と調査対象企業の選定を行う。また、本年度に取得したグローバル環境ベンチャーのデータベースを分析し、研究テーマの検証を行う。24年度が最終年度であるため、記入しない。
言語論と実在論の再構築―身体性を軸にして―

本年度の当初の研究計画は、レイコフ、ジョンソンが提起した「身体化された実在論」の構想を発展させ、実在論と相対主義をめぐる対立にひとつの解答をあたえることであった。前年度の研究との関連でやや敷衍すると、フッサールの生活世界論、後期メルロ=ポンティの存在論、ギブソンの生態学的実在論を参照しつつその成果を展開させることとなる。そのためには、身体論を軸として認知科学の各学科の成果についての有機的な統合の見取り図を描き、人間の認識能力についての総合的な知見を提示することも必要となろう。というのも、実在論と相対主義という問題は人間の認識能力と密接に関係してくるものだからである。具体的には、人工知能(およびロボティクス)と認知意味論をむすぶ軸を身体性の問題として考察した。以上の成果は、"Human intelligence and AI---toward the archaeology of body"というタイトルで、フロリダ州ディルレイにおいてフロリダ・アトランティック大学とThe Center for advanced research in phenomenologyの主催により開催された国際会議Phenomenology as Bridge between Asia and the Eastで公表された。この論文は、表象主義的人工知能研究と創発主義的知能ロボット研究を概観し、そこに現れている問題を現象学的身体論と実在論を踏まえて考察したものである。当初計画の相対主義の克服については、ロボット研究の哲学的意味を考察する過程で行き着いた原身体という概念を精錬することによって達成される。というのも、原身体は世界の相対性を越えるような超越論的意味をもつものだからである。しかし、本論文のなかではこの概念を十分に展開することはできなかった。今後の課題としたい。本年度は、言語と身体の問題について、認知意味論と進化生物学を現象学に関係づけながら研究を進めた、その成果は以下のふたつの論文に集約されている。論文「言語の身体性について」は、1.認知意味論の基本戦略を確認し、2.それが身体性ということで何を表現しようとしているのかを明確にしている。さらに、3.身体性に依拠した認知意味論の言説がある特徴的な隠喩に彩られていることを指摘することによって、この立場を現象学の系譜のなかに位置づけた。最後に、4.構造的観点からの身体と所作としての身体を区別することで、認知意味論の今後の使命のひとつを明らかにした。以上は第34回日本科学哲学会ワークショップで発表され、その要旨が同学会の年報『科学哲学』に掲載予定である。論文「進化論の起源について」は言語の役割を進化生物学的観点から考察したものである。本論は、進化生物学、進化心理学、人類学といった分野で近年話題になることの多い「ミーム」という概念を、これにたいするいくつかの批判を踏まえつつ(哲学-とりわけ現象学-的な観点から)検討した。周知のように、進化論は認知科学の諸学科のあいだで近年急速に浸透してきている。それは、人間の心、思考、行動といったものを進化論の道具立てを使って説明しようとする動きである。とくに人間の心や文化を説明する際にしばしば取り上げられる概念が「ミーム」である。ミーム論者によれば、それは自己複製子であり、遺伝子が生物の進化を支えているように、文化的進化にとってきわめて重要な役割を担っているという。ミームは自己を複製することによって増殖するが、この自己複製に言語は不可欠である。さらに、この自己複製は現象学で言語が取り上げられるときに論じられている「同一性」「反復」といった問題に関わっている。以上は第23回日本現象学会ワークショップで発表され、同学会の年報『現象学研究』に掲載予定である。今後の課題としたい。
折れ曲がったπ系の重なりを利用した機能性化合物の創製

芳香環がつづら状に折れ曲がってジグザグに重なりあう芳香族フォルダマーの基本単位となる芳香環が3つS字型に連結されたイミド系分子についてその立体配座を明らかにした。またヘリカルな構造に由来する誘起CDを見出した。また、非連結系の芳香環π系の積層化制御を、結晶中、溶液中、液晶中において行った。結晶、溶液中の制御ではアントラセン環をクロモフォアとして用い、前者ではCF-πF相互作用の利用により、後者ではイミダゾリウム基を用いたイオン間相互作用の利用により行った。液晶場での制御では、トリフェニレン環をコアとし、PEO鎖を側鎖として有するディスコチックネマチック液晶を創製し、積層化による高秩序化をリチウムイオンの取り込みにより行った。本研究は芳香環をつづら折り状にリンカーでつないだ折りたたまれた構造を持つ芳香族フォルダマー分子を合成し,その分子構造がどのように円二色性などの光学特性に反映されるのかを考察することを目的としている。またイオン間相互作用を利用した超分子的なπ系の積層化も併せて検討することも目的の一つである。1,π系カラムを利用した遠隔誘起CD:中央部にフェニレン,両末端にアントラセン環を有するS字型の分子形状を持つフォルダマー分子を合成し,その構造を単結晶X回折により検討した。窒素上の置換基に依存してジグザグ型とらせん型の2種類のS字型フォルダマー構造が存在することを明らかにした。また窒素上にキラル置換基を有するらせん型ではい誘起CDの発現が見られ,アントラセン環が1個からなるコの字型分子よりもその強度は強くまた極大波長は長波長シフトすることを明らかにした。これは上下のアントラセン環が中央部のフェニレンを介して励起子相互作用することに由来するものと考えられる。2.イオン間相互作用を利用した超分子的なπ系の積層化:中央部にアントラセン環を配し,両端に疎水性の長鎖アルキル基を置換基に持つイミダゾリウム基を置換した両親媒性化合物を合成し,その自己集合を蛍光スペクトルの利用により調査した。無極性溶媒中ではイオン間相互作用により集合しアントラセン環同士が向き合いエキシマー発光が観測され,有機極性溶媒中では溶媒和により分子が集合せずモノマー発光がみられた。また,水溶液中では疎水相互作用が優勢となり自己集合しエキシマー発光となるなど,きわめて特異的なソルバトクロミック特性を見出した。複数の芳香族π系が結合部位により連結されてつづら折り状に連なった化合物である芳香族フォルダマーはπ系が折り重なるように接する特異な構造を有する。π平面の垂直方向を軸とするカラムナー構造が形成され、またジグザグ構造をとりながらラセン構造が構築される。本年度はカチオン一π相互作用を利用したS字型フォルダマーの創製を試みるとともに、イオン間相互作用を利用した非連結型の超分子型によりπ系の集合・積層化を溶液中、液晶状態で試み積層化による発光特性を検討した。また、イオン性超分子の積層化を検討するためにイオン性超分子カラムナー液晶の構築もあわせて行った。1.カチオン-π相互作用を利用したS字型フォルダマーの創製:カチオン部位としてビリジニウム、塩を用い、リンカーでナフタレンと連結し溶媒極性に依存しS字型のフォルダマー構造をとる分子の構築を試みた。2.イオン間相互作用を利用したコの字型芳香族化合物による蛍光ソルバトクロミックシステムの構築:分子中央部にアントラセン等の蛍光性芳香環を有し両末端に脂溶性アルキル鎖で修飾されたイミダゾリム等のイオン部位を導入した両親媒性化合物の蛍光の溶媒依存性を検討した。無極性有機溶媒中および水系の両極端の極性の溶媒中で集合体構造をとり芳香環同士の重なりによりエキシマ一発光が観測された。溶媒の極性を混合溶媒を用いることで変化させるとモノマー発光とエキシマ一発光を任意の割合で混合させることが可能であり、白色発光を含め発光色調を変化させることに成功した。またこの系はディスコチックカラムナー液晶性を示し、蛍光性液晶も創製することが可能である。
網膜微小循環障害における好中球エラスターゼの役割

網膜微小循環障害における好中球エラスターゼ(NE)の役割について主としてエンドトキシン誘発ぶどう膜炎モデルと網膜虚血再灌流モデルを用いて研究した。ぶどう膜炎モデルではNE阻害剤の投与によってぶどう膜炎スコアの減少がみられ、網膜虚血再灌流モデルでは同じく網膜傷害が軽減された。両モデルでは網膜内への白血球の集積も減少した。NEはこれらモデルでの組織傷害および白血球動態に関与していると考えられた。(1)ぶどう膜炎モデル、網膜虚血再潅流モデルでの組織障害の検討ぶどう膜炎モデルはエンドトキシン誘発ぶどう膜炎(Endotoxin-induced uveitis, EIU)を用いた。Lewisラット足蹠にLPSを注射することによりEIUモデルを作成した。炎症スコアおよび前房中のタンパク濃度、細胞数はいずれも24時間をピークとした。抗好中球エラスターゼ抗体を腹腔内および硝子体内に投与し、炎症の強さの変化を見た。LPS注射後24時間での炎症のスコア(6点満点)はEIUのみ起こした群で平均4.8だったのに対し抗好中球エラスターゼ抗体を硝子体内に投与した群では3.6に低下し、前房タンパク濃度は38%減少した(P<0.01)。網膜虚血再潅流モデルはS-Dラット視神経鞘を縫合糸で結紮し虚血とした後、1時間後に開放して作成した。14日後に眼球摘出し網膜のHE染色標本を作製したところ、網膜虚血再灌流ラットでは網膜厚は著明に減少していた。抗好中球エラスターゼ抗体を硝子体内に投与すると網膜厚の減少は平均31%抑制された。(2)両モデルでの白血球動態に関する検討(1)で作成したモデルに関してacridine orangedigital fluorography (AODF)を行い、白血球動態を記録した。EIUモデルではLPS注射後24時間の時点で網膜への白血球の集積が著明にみとめられた。抗好中球エラスターゼ抗体を硝子体内に投与した群では視野あたりの白血球数の平均値がEIUのみの群に比べて15%減少していた。網膜虚血再灌流モデルにおいても再灌流後24時間での1mm^2あたりの白血球集積数は平均823から抗好中球エラスターゼ抗体を硝子体内に投与した群では646と22%減少した。1)ぶどう膜炎モデル、網膜虚血再潅流モデルでの細胞接着因子の発現とNE阻害剤による抑制効果の検討ラット足蹠にLPSを注射することにより作成されたエンドトキシン誘発ぶどう膜炎(Endotoxin-induced uveitis, EIU)においてLPS注射後24時間での炎症のスコア(6点満点)はEIUのみ起こした群で平均4.8だったのに対し抗好中球エラスターゼ抗体を硝子体内に投与した群では3.6に低下し、前房タンパク濃度は38%減少していた。このときの網膜を回収し作成したフラットマウントにて免疫組織化学を用いて網膜血管内皮におけるICAM-1の発現を検討した。ICAM-1の免疫染色性は投与後24時間で上昇しており、NE阻害薬投与によって染色性の低下傾向は見られたが、有意な変化はみられなかった。網膜虚血再潅流モデル(SDラット視神経結紮、1時間後開放)に関しても同様の結果が得られた。2)網膜虚血再潅流モデルにおけるVEGFの発現とNE阻害剤による抑制効果の検討網膜虚血再潅流を起こしたラットから硝子体を採取し、ELISAを用いて硝子体中のVEGF濃度を測定した。虚血再灌流後24時間で採取した硝子体中にはVEGF濃度の増加がみられた。いっぽう、NE阻害剤を投与した虚血再灌流群では硝子体中のVEGFは36%減少していた。また、同じときに採取した網膜からRNAを抽出しRT-PCR法によってVEGF-AのmRNAを測定したところ、同様に虚血再灌流時にはVEGF-AのmRNAには強い発現増加が見られたが、NE阻害剤投与によって減少が見られた。本研究においてこれまでにエンドトキシン誘発ぶどう膜炎(EIU)および網膜虚血再灌流傷害のモデルにおいて、好中球エラスターゼ(NE)阻害剤の投与により、炎症の抑制と組織傷害の軽減が得られることを見出した。白血球の網膜内集積が減少することもわかった。また、網膜虚血再灌流モデルではNE阻害剤の投与によってVEGF産生が抑制された。網膜虚血再灌流モデルでは網膜血管内皮におけるICAM-1発現も検討したが、NE阻害剤による有意な変化は見られなかった。以上の結果をふまえ本年度は白血球の網膜血管内皮細胞に対する接着性に対するNEの役割に注目して研究を進めた。研究方法として培養ヒト網膜血管内皮細胞(HREC)を用い、これをシート状に培養したのちに健常人から採取したヒト白血球を加え一定時間培養し、接着細胞を計測する方法を用いた。

培養中に高グルコース負荷を与えると、HRECに接着する白血球数は増加した。高グルコースに加えNE阻害剤を添加したところ、わずかに接着数が減少したものの、有意差はなかった。以上の結果からHRECと白血球の接着性にはあまりNEが関与していない可能性が考えられた。NEによる組織傷害を説明する一つの可能性として、HRECに対するNEの作用によるHRECでの細胞内活性酸素産生を検討した。培養HRECにNEを添加したのち、HRECの細胞内活性酸素測定を行った。NEを添加したHRECでは細胞内の活性酸素の上昇がみとめられた。
液体中でのパルスアーク放電を利用したカーボンナノ粒子の高効率合成法

カーボンナノ粒子の合成法の一つである水中でのアーク放電法は、気体中でのアーク放電法と比較して簡便な合成法であるが、生成効率が低いという問題がある。この水中アーク放電法では、水の冷却作用がカーボンナノ粒子の合成過程に影響することが指摘されている。本研究では、水中でのアーク放電を直流ではなくパルス化したパルスアーク放電を利用して、カーボンナノ粒子の合成過程における周囲媒質の冷却効果の観点より、水中でのパルスアーク放電によってカーボンナノ粒子を高効率に合成することを目的とする。本年度は、昨年度に提案した「水中間欠アーク放電法」によるカーボンナノ粒子の生成法を検討するとともに、更に、水酸化鉄コロイド粒子を金属触媒として利用することを試みた。得られた主な結果を以下にまとめる。(1)水中でのパルス及び間欠アーク放電によるカーボンナノ生成物は、電流のパルス幅に依存することを見出した。パルス幅が数100ms以下では、カーボンオニオンのみが生成され、数ms以上になるとカーボンオニオンとともに、多層カーボンナノチューブが生成される。生成効率は、直流の約3倍である。(2)電流パルス幅を制御することにより、カーボンオニオンと多層カーボンナノチューブを選択的に生成することができる可能性があることを指摘した。(3)水酸化鉄コロイド粒子を金属触媒として利用することにより単層カーボンナノチューブの生成を試みたが生成することが困難であることがわかった。しかし、水酸化鉄コロイド水溶液中でアーク放電処理したカーボンナノチューブを空気中で熱処理することにより、従来法よりも極めて簡単に磁性酸化鉄ナノ粒子を生成できることを明らかにした。カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンオニオンなどに代表されるカーボンナノ粒子は、半導体性や導電性、電子放出などの電気的性質に優れているため、電子デバイスの電気材料として極めて有力な材料である。ナノ粒子の合成法の一つである水中でのアーク放電法は、気体中でのアーク放電法と比較して簡便な合成法であるが、生成効率が低いという問題がある。本研究では、アーク放電を直流ではなくパルス化したパルスアーク放電の利用とナノ粒子の合成過程における周囲媒質の冷却効果の観点から、温度の著しく異なる液体として、水、液体窒素や液体ヘリウムを用いることにより、これらの液体中でのパルスアーク放電によって、カーボンナノ粒子を高効率に合成することを目的とする。本年度は、主にアーク持続時間に着目してカーボンナノチューブの生成と生成効率の向上を目的とした「水中間欠アーク放電法」を提案してカーボンナノ粒子の生成を行った。(1)水中間欠アーク放電による生成物は、従来の直流アーク放電法のように陰極表面には堆積せず、均一に水に分散した後、時間の経過とともに浮上物と沈殿物に分離することを明らかにした。(2)浮上物からは直径が約20nmの多数の凝集したカーボンオニオン、沈殿物からは多層カーボンナノチューブが得られた。(3)これらの生成物について直流アーク放電法との生成効率を比較検討した結果、間欠アーク放電における電極損耗量に対するカーボン煤生成量は、直流アーク放電よりも3倍程度増加した。以上より、本研究によって従来の水中直流アーク放電法よりも高効率にカーボンナノ粒子を生成することに成功した。
Ｘ線で探る 中性子星の表面

本研究は、質量降着する中性子星において、表面温度よりずっと高温な硬X線が表面を照射するようなスペクトル状態(いわゆるハード状態)が実現されている際、熱化していないX線が中性子星の表面にて反射・散乱されることで生じるスペクトル構造をとらえ、もって中性子星の表面状態を探査することを目的とする。今年度は昨年度に引き続き、トランジェント弱磁場中性子星連星であるAquila X-1がこのハード状態にあるとき、「すざく」衛星で観測されたスペクトルの30 keV付近に輝線状の盛り上がりがあることに着目した。スペクトルの詳しい定量解析を行った結果、硬X線放射が単一温度の電子雲によるコンプトン散乱で作られているという仮定の下で、この構造は統計的に有意であり、降着円盤など冷たい物質での反射や、降着ガスによる部分吸収を考えても、説明できないことが確認できた。さらにこの構造をモデル化したところ、30 keV付近を中心とするガウシアンでも合わせられるが、自由電子が、約27 keVにエッジをもつ高階電離イオンと再結合する際の放射として、より良くフィットできることがわかった。イオンが水素様であると仮定し、中性子星の標準的な重力レッドシフトを考えると、これは原子番号Z=48ー51、すなわちCdからSbに対応する。そこで以下の斬新なシナリオに到達した。(1)この種の天体では降着物質が中性子星の表面で「X線バースト」と呼ばれる爆発的な核融合反応を起こす。(2)そのさい水素過剰な環境で核融合が進むため、「速い陽子捕獲過程」(Rp過程)が起き、中性子星の表面直下でZ52までの重元素が多く合成される。(3)それらの重元素はバーストにより中性子星の大気にまき上げられる。(4)上空のコロナで生じる硬X線が大気を照射する際、大気中の重元素が光電離し、それらが再結合放射を行うことで30 keVの構造が生じる。28年度が最終年度であるため、記入しない。低質量X線連星系とは、弱磁場の中性子星(NS)と低質量星とから成る近接連星系で、後者から前者へ質量が降着することでX線が放射される。LMXBが「ハード状態」にある時、物質は光学的に薄い高温コロナ流となってNS表面に降着し、加熱されたNS表面は温度およそ1keVの黒体放射を出し、それらは後続のコロナ流によりコンプトン散乱されて硬X線光子となる。この硬X線光子の一部はNSの表面に叩き込まれ、さらにその一部はNS表面で反射されると期待されるので、観測される硬X線には、NSの表面状態の熱化されない情報が含まれている可能性がある。この硬X線スペクトルからNS表面の情報を引き出すことが、本研究の目的である。今年度はまずハード状態にある2つのLMXBを研究し、基本となる降着流の理解を深めた。ついで硬X線の2つの徴候に注目した。第1は、ハード状態にある複数のLMXBのスペクトルの30 keVに、微妙な超過構造が見られる現象である。第2の現象はAql X-1と呼ばれるLMXBが、ハード状態からソフト状態に遷移した直後、>40 keVの硬X線が超過を示したことである。両者が関連し現象である可能性を強めた。これら二現象の説明として当初、NS表面の高密度プラズマ中では30 keVにプラズマ周波数が現れることから、加熱中のNS表面で<30 keVのX線のみ反射されると第1の構造、冷却中のNS表面内部から>30 keVの硬X線のみ抜け出すと第2の構造が発生すると考えた。しかしNSの大気によるコンプトン散乱が効くため、真の「表面」でのプラズマ効果は見えない可能性が高いと判明した。そこで別の可能性として、玉川徹博士の指摘により、NS表面で原子核のRp過程が効いた結果、終着点としてアンチモンやテルルがNS表面に濃縮され、そのK吸収端(3437keV)が見えている可能性が浮上した。今年度は、おもに以下の4点で、研究の良い進展があったと考えている。1.ハード状態にある2つのLMXBの「すざく」データを解析することで、コロナ流、黒体放射、コンプトン散乱などに立脚した、我々のハード状態の理解を強化できた。2.いくつかのLMXBの硬X線データを解析し、統計的に有意な2つの硬X線スペクトル構造を同定するとともに、それらの特徴的なエネルギーが類似していることを確認できた。3.当初これら二現象の説明として考えていた「NS表面の高密度プラズマ中でのプラズマカットオフ」という考えの問題点に早期に気づき、研究の方向を修正することができた。4.それに替わる可能性として、Rp過程で生成・濃縮された重元素のK吸収端という新しい解釈に至った。これにより、中性子星の表面を調べるという本来の目的を保ちつつ、さらにその表面における降着物質のX線バーストを通じた核融合反応という、新しい観点を導入することができると期待される。

今年度は昨年度に引き続き、トランジェント弱磁場中性子星連星であるAquila X-1がこのハード状態にあるとき、「すざく」衛星で観測されたスペクトルの30 keV付近に輝線状の盛り上がりがあることに着目した。スペクトルの詳しい定量解析を行った結果、硬X線放射が単一温度の電子雲によるコンプトン散乱で作られているという仮定の下で、この構造は統計的に有意であり、降着円盤など冷たい物質での反射や、降着ガスによる部分吸収を考えても、説明できないことが確認できた。さらにこの構造をモデル化したところ、30 keV付近を中心とするガウシアンでも合わせられるが、自由電子が、約27 keVにエッジをもつ高階電離イオンと再結合する際の放射として、より良くフィットできることがわかった。イオンが水素様であると仮定し、中性子星の標準的な重力レッドシフトを考えると、これは原子番号Z=48ー51、すなわちCdからSbに対応する。そこで以下の斬新なシナリオに到達した。(1)この種の天体では降着物質が中性子星の表面で「X線バースト」と呼ばれる爆発的な核融合反応を起こす。(2)そのさい水素過剰な環境で核融合が進むため、「速い陽子捕獲過程」(Rp過程)が起き、中性子星の表面直下でZ52までの重元素が多く合成される。(3)それらの重元素はバーストにより中性子星の大気にまき上げられる。(4)上空のコロナで生じる硬X線が大気を照射する際、大気中の重元素が光電離し、それらが再結合放射を行うことで30 keVの構造が生じる。今後の研究方針は、おおむね当初の予定に沿って進められるが、以下の2点で変更が発生している。1.当初は、第1と第2の硬X線現象をともに中性子星表面のプラズマカットオフで説明する可能性を考えていたが、その物理的な妥当性が低くなったため、今後はそれに替わって、Rp過程の生成物のK吸収構造という可能性をおもに追求する。具体的には、これらの硬X線スペクトル構造が、テルルなどのK吸収端の効果で説明できるかを定量的に評価するとともに、Rp反応の舞台となるX線バーストの頻度との関係などを探求する。2. 2016年2月17日に打ち上げられた「ひとみ」(ASTRO-H)衛星は、軌道上で順調な立ち上げ作業を行われていたが、3月26日に軌道上でトラブルを起こし、痛恨ながら同衛星による観測は実行が難しくなってしまった。そのため、先代に当たる「すざく」衛星のアーカイブデータの解析をおもな研究手法とする。28年度が最終年度であるため、記入しない。
新しい無機材料の創製と機能制御

本研究は次の3グループ間の密接な連携によって課題研究を遂行した。固相反応による無機材料創製グループ:インターカレーション法、燃焼合成法、レザーアブレイション法による固相反応プロセスを駆使し、高強度を持つマシナブルSi_3N_4/BN複合材料の開発、触媒能が傾斜したゼオライト材料の作製、Ba_yFe_xCo_<4-x>Sb_<12>の合成とその熱電特性、熱還元反応によるCa-α-サイアロンの作製、Gd_3GaO_6の結晶構造の解明とマルテンサイト転移の発見、複合プロブスカイトのAサイトイオン置換に伴う結晶構造と誘電特性の解明、さらに、セリアで被覆したアルミナ長繊維での界面反応を明らかにし、組成、界面構造や高次構造制御による機能制御を確立し、新しい高温構造材料、電子材料、超硬材料の合成に成功した。液相反応による無機材料創製グループ:ゾルーゲル法、融液の徐冷および急冷法、水熱合成法などのプロセスを利用して、高酸素イオン伝導性を有する希土類ケイ酸単結晶の合成、自己組織膜上のTiO_2薄膜作製とマイクロパターンニング、Ba_2NaNb_5O_<15>薄膜の合成と誘電特性、アナターゼ微結晶高分散SiO_2膜の合成、水熱反応による新規カーボン膜の作製を行い、サイズ、形状、形態、組織の制御を行う。この制御を通して新しい機能発現を図った。気相反応による無機材料創製グループ:CVD,スパッタリングとレーザ誘起CVDによるZrN_x-SiN_xやZrN_x-GeN_x人工格子の作製とその超伝導性、Fe/AlNとFe/Nb多層薄膜における巨大磁化とその界面反応、SiC-BN複合粒子から成る焼結体作製、さらに、サイアロンの水蒸気酸化の機構を解明し、組成とミクロ構造、基板との界面構造との関係を明らかにした。固相反応による無機材料創製グループ:高温合成法、インターカレーション法、燃焼合成法、レザーアブレイション法による固相反応プロセスで、高強度を持つマシナブルSi3N4/BN複合材料を開発し切削、ネジ加工が可能となり、触媒能が傾斜したゼオライト材料を作製し、BayFexCo4-xSbs12の合成とその熱電特性を求め、熱還元反応を経て単一相をもつCa-a-サイアロンを作製し、Gd3GaO6の結晶構造を明らかにしてマルテンサイト転移を見出し、複合ペロブスカイトのAサイトイオン置換に伴う結晶構造と誘電特性を明らかにし、さらに、セリアで被覆したアルミナ長繊維での界面反応を解明した。液相反応による無機材料創製グループ:ゾルーゲン法、融液の徐冷および急冷法、水熱合成法など最近注目されている液相合成プロセスを利用して、高酸素イオン伝導性を有する希土類ケイ酸単結晶を合成し、自己組織膜上に作ったTiO2薄膜上にマイクロパターンニングし、Ba2NaNb5O15薄膜を合成し興味ある誘電特性を明らかにし、アナターゼ微結晶が高分散したSiO2膜を合成し、水熱条件で新規なカーボン膜を作製した。気相反応による無機材料創製グループ:非平衡状態での合成法として注目されているCVD,スパッタリングおよびレーザ誘起CVDによる気相反応制御プロセスを駆使して、ZrNx-SiNxやZrNx-GeNx人工格子を作製しその超伝導性を確認し、Fe/A1NとFe/Nb多層薄膜における巨大磁化とその界面反応が及ぼす影響を明らかにし、SiC-BN複合粒子から得た焼結体の複合構成を制御でき、さらに、サイアロンの水蒸気酸化の機構を解明した。

固相・液相・気相反応によって新しい無機材料(窒化物、炭化物、酸化物、それら複合材料)を創製し、その機能発現と制御を次の3固相反応による無機材料創製グループ:高温合成法、燃焼合成法、衝撃圧縮凍結法、放電プラズマ焼結法による固相反応プロセスを利用して、組成、界面構造や高次構造つのグループで行った。制御による機能制御を確立し、新しい高温構造材料、電子材料、超硬材料を合成した。液相反応による無機材料創製グループ:ゾルーゲル法、融液の徐冷および急冷法、水熱合成法、さらに、微小重力下での液相合成プロセスを利用して、大型の単結晶育成とアモルファス薄膜、光化学特性ガラスの作製、均一組成の金属塩の析出を行い、それらのサイズ、形状、形態、組織の制御を行った。この制御を通して新しい誘電特性、電池特性、ガスセンサー、TiO2による光触媒機能を見出した。気相反応による無機材料創製グループ:非平衡状態での合成法として注目されているMOCVD、自己組織化を狙った気相からの反応制御プロセスを駆使して、炭化物や誘電体超薄膜作製を行い、薄膜化による新機能の発現を試みた。この際、気相からの析出過程パラメータと膜の組成とミクロ構造、基板との界面構造との関係から最適なパラメータを求め、Ir-Cなどの機能性薄膜を作製した。以上の反応による材料合成に加えて、高分解能TEMによるナノ結晶の新しい評価法も確立した。
線維芽細胞における細胞競合機構とその発生学的意義

本研究は、我々が樹立した細胞競合のモデル系を用いて、線維芽細胞における細胞競合の分子的基盤を明らかにすること、さらに、細胞競合に関連した細胞間コミュニケーション機構の持つ発生学的な意義を明らかにすることを目的として行った。昨年度、NIH3T3細胞の系でゲノムワイドな変異細胞ライブラリー作成してスクリーニングをない、細胞競合に関連する新規遺伝子候補を得た。今年度は、これらの候補遺伝子について、NIH3T3細胞で個別に遺伝子を破壊し、実際に細胞競合に関与するかどうか検証した結果、変異により細胞競合の勝者になる遺伝子を7個、変異により敗者になる遺伝子を6個同定することができた。これらの検証された遺伝子については、その遺伝子を破壊した胚性幹細胞(ES細胞)を作製して、正常なES細胞とのキメラマウス胚を作製することにより、マウス胚内においても細胞競合を起こす事ができるかどうかを検証するとともに、これらの遺伝子について受精卵にCRISPR/Cas9法を行って遺伝子を破壊し、遺伝子破壊がマウス胚の発生にあたえる影響を解析した。その結果、約半数の遺伝子のモザイク変異胚では初期胚では明確な競合は見られず、残りの半数の遺伝子のモザイク変異胚において変異細胞の排除が見られた。しかし、変異細胞の排除が見られた遺伝子の単独変異胚は初期胚で発生異常を示したことから、変異細胞の排除が細胞競合の結果であるのか、細胞自律的な細胞死であるのかについては更なる解析が必要である。今後、モザイク変異胚における細胞死のタイミングと単純な変異胚における異常の原因や細胞死の様子を詳細に比較し、モザイク胚にみられた細胞死が細胞競合によるものであるかどうかを明らかにできると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。脊椎動物における細胞競合のしくみとその役割には不明な点が多く、本研究は、細胞競合の分子的基盤とその胚発生における役割を明らかにすることを目的とする。本年度は、我々が樹立した培養細胞NIH3T3を用いた細胞競合のモデル系を用いて、新規の細胞競合関連遺伝子の検索を行った。Cas9を発現するNIH3T3細胞にゲノムワイドなgRNAレンチウイルスライブラリーを感染させることで、様々な遺伝子に変異を持ったNIH3T3の変異細胞ライブラリーを作成した。ライブラリーを培養し、次世代シークエンサーでgRNAの存在比率の経時的な増減を調べることで、遺伝子変異により勝者・敗者になる遺伝子候補を検索した。次世代シークエンサーの解析はゲノム支援により実施した。Hippo経路に異常を持つ細胞は、細胞競合の勝者になり、時間と共に存在比率の増加が予想されるが、スクリーニングの結果Nf2, Sav1, Amotl2などのHippo経路の遺伝子に対するgRNAの存在比率が顕著に増加しており、本実験系によって細胞競合関連遺伝子の検索が可能であることが示された。時間とともに増加する細胞競合の勝者になる新規遺伝子の候補のリストと、時間と共に減少する敗者になる新規遺伝子の候補のリストが得られた。リストの上位の遺伝子から順に、NIH3T3細胞において細胞競合への関与を検証したところ、変異により細胞競合の勝者になる遺伝子を7個、変異により敗者になる遺伝子を6個新たに同定した。さらに、現在、それらの遺伝子について、in vivoでの細胞競合への関与を解析するために、遺伝子欠損ES細胞を作成し、キメラマウス胚を作製する準備を進めている。本研究は平成27年度中に実施予定であったが、平成27年当初の大阪大学への移動の後、研究で使用するNIH3T3細胞がフリーザーの電源故障事故により失われ研究が中断した。再度、新たな細胞株を入手してその性質の検定し、最適な細胞株の選別を行う必要があり、5か月遅延した。しかし、新規遺伝子を同定し、そのin vivoでの機能解析に着手できており、不慮の事故に起因する実験期間の延長を行ったことを除けば、研究は予定通り進んでいるといえる。

今後は、スクリーニングで得られた新規遺伝子について、遺伝子欠損ES細胞を作成し、正常なES細胞とのキメラマウス胚を作製することで、in vivoでの細胞競合への関与を解析する。また、関与が認められた遺伝子については、変異マウスの作成などにより、胚発生における役割を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。
リフマグの原理と用いた制御用多板電磁ブレーキの開発とその動特性の研究

近年工場の自動化に伴い大量の制御機器が用いられるようになり、制御用ブレーキも多方面に利用され、より性能,効率の良いブレーキの開発が望まれている。本研究はリフマグの原理を応用し、さらに多板構造のブレーキを用いることにより、従来のブレーキより強力でかつ高能率のトルク制御型の電磁ブレーキの開発を行ったものである。本研究で提案したブレーキは希土類永久磁石,電磁石ならびに多板ブレーキより成り、電磁石の電流制御により吸引力すなわち摩擦制動トルクを制御している。本研究で行った内容は、(1)電磁ブレーキの抵抗トルクを決定する設計式の導出とそのプログラムの開発,(2)電磁ブレーキに組込れる永久磁石の磁化の強さ、摩擦円板の内外半径,枚数ならびに電磁石の電流などの最適条件の探索とそれに基く設計,(3)電磁ブレーキの最適構成と試作,(4)試作ブレーキの性能試験ならびに解析結果との比較検討などである。とくにブレーキ部分については、従来型の単純面圧による摩擦トルクを用いる方法では、ブレーキ作動が高速になると騒音,振動を発生することがわかり、皿ばねによる振動吸収法を導入し、単に制動トルクの高能率化のみならず、振動,騒音の発生を抑制する方法も提示した。以上の研究により本ブレーキは永久磁石による吸引力と電磁石による吸引力の和が制動トルクとなるため、エネルギ効率が極めて良く、また制動トルクをパソコン等により自由に制御できる特徴を有し、かつ本研究で与えた設計式は実験とも良く一致し、実用に供するものであることを確認した。さらに本ブレーキはその特殊な使用法として、電流の単純なオン・オフ切替により従来型のブレーキとまったく同じ使い方もできることを明らかにした。