hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胆管癌幹細胞に高発現するS100分子群の癌悪性形質維持機構の解明

本課題では、胆管癌幹細胞性を示すCD274low細胞で高発現するS100分子群の胆管癌悪性形質獲得、維持における役割を明らかにすることを目的としている。CRISPR/Cas9法により樹立したS100A10ノックアウト細胞が示した細胞増殖能の低下に加え、本年度は、細胞遊走能と浸潤能の解析を行った。スクラッチアッセイとインベージョンチャンバー法によりこれらを評価したところ、両能力の顕著な低下が観察された。これらの結果を裏付けるように、細胞辺縁部のアクチンメッシュ構造、核周辺部のアクチンアーク構造がノックアウト細胞では未発達であることが顕微鏡観察により明らかとなった。また、focal adhesionsは形成されていたが、これにassociateするdorsal stress fibersが細胞辺縁部に蓄積していた。アクチンアーク構造が未発達であることと合わせて考えると、ノックアウト細胞では、細胞運動を生じさせるために必要な細胞骨格や細胞膜ダイナミクスが著しく低下しているものと考えられた。このアクチン骨格に関する表現型がミオシンIIAノックアウト細胞と類似していることから、S100A10との機能関連について現在解析をすすめている。一方、臨床癌組織標本の詳細な解析から、細胞増殖部位や浸潤先端部位においてS100A10の発現増強傾向を見出し、この過剰発現が癌悪性化と密接に関連していることが示唆された。初年度の研究目標であるS100A10の胆管癌悪性化における役割の解明として、細胞骨格や細胞膜のダイナミクスへの直接的な関与を示すことができた。ノックアウト細胞の表現型より明らかとなったアクチン細胞骨格のダイナミクスを特にS100A10とミオシンとの間の機能的連携に着目して解析する予定である。ここでは高解像度レーザー顕微鏡によるリアルタイム観察が必要と考えている。また、ヌードマウスを用いたin vivo移植系により造腫瘍や癌幹細胞の維持におけるS100分子群の関与についても解析を進めていく予定である。
ローヤルゼリー中の成長因子IDGF4のミツバチ社会における役割の解析

ローヤルゼリー(RJ)に含まれるタンパク質のショットガンプロテオミクスを用いた網羅的解析と、それらの由来する外分泌腺の同定、各々の外分泌腺のプロテオームに基づく機能解析を行い、新規タンパク質9種を含む22種のRJタンパク質を同定し、その由来外分泌腺を同定した。結果、RJタンパク質はこれまで考えられて来たように下咽頭腺のみに由来するのではなく、3つの外分泌腺(下咽頭腺、後脳腺、胸部唾液腺)に由来するタンパク質の「カクテル」であることを初めて明らかにした。またRJに複数の内分泌性タンパク質が含まれることから、これらの内分泌性タンパク質がRJに「外分泌」されて他個体に影響する可能性を示した。さらに、プロテオームに基づき、3つの外分泌腺の機能を解析した結果、下咽頭腺の高タンパク質合成・分泌能の分子基盤を明らかとした。加えて、後脳腺がフェロモンの一種であるオレイン酸エチル(EO)を含むことが報告されている他は機能不明であったが、後脳腺では脂質・糖・アミノ酸代謝に関わる酵素群の発現が亢進していることから、後脳腺自体がEO合成器官である可能性を示した。これらの知見を通じて、ミツバチの外分泌腺の新規な機能と、社会性成立における新規な役割を提案し、国際学術誌へ論文発表を行った(Fujita, et al. J.P.R., 2013)。さらに、後脳腺のフェロモン合成への関与と胸部唾液腺の機能、及び、RJの脂質成分を合成分泌する大顎腺の機能の理解を目的として、働き蜂の分業(育児から採餌へ)に伴う外分泌腺でのタンパク質の発現変動を、ショットガンプロテオミクスを用いて網羅的に解析した結果について、現在論文準備中である当初の予定通り、ローヤルゼリーとその由来となる外分泌腺についてのショットガンプロテオミクスを用いた網羅的プロテオミクス解析を行った結果、ローヤルゼリータンパク質が3つの外分泌腺に由来するカクテルであることを新たに示し、国際学術誌へ論文発表[Fujita, et al. J.P.R., 2013]を行い、順調であったと考えられる。ローヤルゼリーの由来となる外分泌腺についてさらに、後脳腺のフェロモン合成への関与と胸部唾液腺の機能、及び、RJの脂質成分を合成分泌する大顎腺の機能の理解を目的として、働き蜂の分業(育児から採餌へ)に伴う外分泌腺でのタンパク質の発現変動を、ショットガンプロテオミクスを用いて網羅的に解析した結果について、現在論文準備中である。ローヤルゼリー(RJ)と、その由来外分泌腺である下咽頭腺および、我々の先行研究により由来外分泌腺と考えられる後脳腺、胸部唾液腺の各々からタンパク質を抽出し、ショットガンプロテオミクスによりタンパク質を網羅的に同定した結果、各々から52、673、776、889種類のタンパク質を同定した。これらに対し、由来分析、細胞内局在分析および、外分泌腺の機能分析のための、バイオインフォマティクス解析を行った。その結果、RJを構成するプロテオームが、下咽頭腺に加えて後脳腺、胸部唾液腺からの分泌性タンパク質のカクテルであることが示唆された。また、各々の組織で発現する分泌性タンパク質のリストから、RJに含まれうるトータルのタンパク質のリストを作成した。加えて、RJの由来外分泌腺三つに対し、主要に発現するタンパク質を比較し、組織選択的に発現するタンパク質に対し、KEGG pathway解析を行った結果、下咽頭腺ではタンパク質発現に関連するタンパク質が高発現しており、これらが下咽頭腺の分泌性タンパク質の高発現能の分子基盤であると考えられる。加えて、後脳腺では炭水化物、脂質、アミノ酸の代謝、分解能の亢進が示唆された。これらにより、我々の先行研究[Fujita,et al.2010]で提唱された、後脳腺において炭水化物性のプライマーフェロモンであるオレイン酸エチルの合成、代謝が行われている仮説が支持される結果を得た。ここまでの結果について、現在論文執筆中である。さらに、幼虫の食べた分泌性タンパク質が消化管を透過する可能性を検討する目的で、蛍光タンパク質を用いることを考案し、eGFP、mVenus、mCherryを各々クローニング、タンパク質発現・精製を行った。これらと分泌性タンパク質のフュージョンタンパク質を幼虫へ食べさせ、その挙動を蛍光イメージングにより検討できると考えられる。

これらの知見を通じて、ミツバチの外分泌腺の新規な機能と、社会性成立における新規な役割を提案し、国際学術誌へ論文発表を行った(Fujita, et al. J.P.R., 2013)。さらに、後脳腺のフェロモン合成への関与と胸部唾液腺の機能、及び、RJの脂質成分を合成分泌する大顎腺の機能の理解を目的として、働き蜂の分業(育児から採餌へ)に伴う外分泌腺でのタンパク質の発現変動を、ショットガンプロテオミクスを用いて網羅的に解析した結果について、現在論文準備中である年次計画1年目の、「ローヤルゼリーの構成タンパク質とその由来のプロファイリング」を予定通り行った結果について、国際学会において発表を二回行ったのに加えて、論文執筆中であり、順調である。また、「IDGF4がカースト分化に与える影響の検討」について、準備段階の分泌性タンパク質複数のクローニングおよび透過性検討のためのコンストラクションを行っており、おおむね順調と考えられる。当初の予定通り、ローヤルゼリーとその由来となる外分泌腺についてのショットガンプロテオミクスを用いた網羅的プロテオミクス解析を行った結果、ローヤルゼリータンパク質が3つの外分泌腺に由来するカクテルであることを新たに示し、国際学術誌へ論文発表[Fujita, et al. J.P.R., 2013]を行い、順調であったと考えられる。年次計画2年目の「ミツバチ遺伝子導入系統作出の検討」を行うため、各種トランスポゾンの入手を目指してトランスポゾンを所有する研究者とのコンタクトを試みたが、複数の研究室と連絡が未だとれず、予定トランスポゾンを揃えることに難航している。このため、所有研究室と継続して連絡を試みるが、手に入らなかった場合、少数種だけでも検討することを構想している。また、年次計画1年目の「IDGF4がカースト分化に与える影響の検討」を継続して行うとともに、分泌性タンパク質の挙動を追跡することを計画している。ローヤルゼリーの由来となる外分泌腺についてさらに、後脳腺のフェロモン合成への関与と胸部唾液腺の機能、及び、RJの脂質成分を合成分泌する大顎腺の機能の理解を目的として、働き蜂の分業(育児から採餌へ)に伴う外分泌腺でのタンパク質の発現変動を、ショットガンプロテオミクスを用いて網羅的に解析した結果について、現在論文準備中である。
プロテインキナーゼ類似領域を有する新規可溶型グアニル酸シクラーゼの構造と機能

【目的】cGMPはセカンドメッセンジャーとして、平滑筋の弛緩や視細胞の情報伝達系に重要である。cGMPの合成は、グアニル酸シクラーゼ(GC)により調節され、本酵素はいくつかの膜結合型および可溶型として存在することが知られている。今回、昨年度に報告したラットksGCに類似したヒトksGC類似遺伝子を胎盤から単離し、特性の解析を行った。【結果・考察】ヒト胎盤mRNAから得られたksGC類似遺伝子は、ラットksGCに84%相同性を示し、プロテインキナーゼ様ドメインとサイクラーゼドメインをコードしていた。しかし、ラットksGCの塩基配列と比較した場合、サイクラーゼドメインにいくつかの塩基の欠落が認められた。そのため、今回得られたcDNAがコードする遺伝子からは、フレームシフトにより完全なサイクラーゼドメインは翻訳されないことが示唆される。また、RT-PCR法によりこのksGC類似遺伝子は、ヒトの種々の組織(肺、腎臓、胎盤など)に発現していることが明らかとなった。得られたcDNAと既知GCのサイクラーゼドメインのアミノ酸配列を系統学的に比較すると、今回同定したksGC類似遺伝子は、膜結合型GCのプロトタイプであることが判明した。また、このksGC類似遺伝子は、ヒトの第10染色体に存在することも明らかにした。ksGCはキナーゼ類似領域を含むという、これまでに知られていないユニークな構造の可溶型グアニル酸シクラーゼであるが、その機能や活性化機構については不明である。このksGCの生体内での役割や、情報伝達機構を明らかにする目的で、本年度はほ乳類におけるksGCの構造と発現組織を調べた。また、ksGC蛋白を大腸菌で合成し、その活性を調べた。ラットksGCのcDNAを用いて、ヒト遺伝子ライブラリーからヒトksGCクローンを単離し、その部分構造を明らかにした。ヒトksGC遺伝子は膜結合型グアニル酸シクラーゼの細胞内領域に高い相同性が認められ、膜型グアニル酸シクラーゼの一つであるナトリウム利尿ペプチド・レセプターの第13番エキソンより後部の部分に対応していた。エキソン-イントロンの構成は他のグアニル酸シクラーゼと非常によく似ていた。ksGCのラットおよびヒトでの発現をノーザンブロットとRT-PCRを用いて調べた。ラットでは肺、腎臓、骨格筋に多く発現が見られ、他に消化管、胸線、網膜、鼻粘膜、舌に発現が認められた。ヒトでは肺、腎臓、胎盤、腸管に発現が認められた。このことからksGCは腎臓、肺などでの循環調節や、筋収縮の過程、あるいは感覚器系での情報伝達などに関与していると推測される。また、ラットksGCのcDNAクローンをGST(グルタチオンSトランスフェラーゼ)との融合蛋白合成用のプラスミドに組み込み、大腸菌に発現させた。発現蛋白を精製し、cGMP合成活性を調べた。その結果、融合蛋白として予想される分子量約6万6千の蛋のが発現が見られた。この発現蛋白のcGMP合成活性は、MgあるいはMn、どちらの存在下でもコントロールとの差が認められなかった。このことから、ksGCの活性化には何らかの補助因子が必要なのではないかと考えられた。
パルス電場イオン化分光法によるトルエン誘導体カチオンのメチル基内部回転運動の解明

高分解能光電子分光法に相当するパルス電場イオン化分光法をo,m-トルイジン、o-クレゾール、o,m-キシレンに適用した。観測したすべてのスペクトルは非調和な間隔の低振動数のバンドを示し、これをカチオンに於けるメチル基内部回転準位と帰属した。トルイジン及びキシレン分子は1次元内部回転子近似に基づき解析し、カチオンに於ける内部回転ポテンシャルを決定した。中性分子におけるポテンシャルと比較したところ、イオン化により内部回転障壁が大きく変化していることが明らかになった。特にm-トルイジンはイオン化後内部回転障壁が20倍も増大し、メチル基が回転しにくくなっている。これらの結果をイオン化による分子構造変化及びイオン化による電子分布変化の観点から検討した。その結果、分子構造変化だけではこの変化を説明できず、電子的効果が重要であることを明らかにした。キシレン分子はメチル基を2個有する分子であり、2個のメチル基の相互作用の観点から解析した。m-キシレンカチオンでは2つのメチル基の相互作用が極めて弱く、2個のメチル基が独立して回転していると結論した。一方、o-キシレンは極めて複雑な準位構造を示し、2個のメチル基が強く相互作用していることが示唆された。中性分子における内部回転準位の帰属を基にPFIスペクトルを検討したところ、相互作用による分裂が中性分子の6倍以上に増大していることがわかった。この分裂は中性分子での帰属の検証を含め検討中である。以上の結果は全て現在投稿準備中である。
プロトンATPase阻害による破骨細胞アポトーシスの機序の解明

破骨細胞は生体内で骨吸収を司る主要な細胞である。これは、多核の巨大細胞で、単核の前駆細胞が分化融合して形成されると考えられている。破骨細胞による骨吸収は、破骨細胞の分泌するプロトン(水素イオン)ち各種の加水分解酵素が関与している。破骨細胞のプロトン分泌は、カーボニックアンヒドラーゼとプロトンATPaseによって担われている。最近、我々は、歯周病細菌による骨吸収の細胞生物学的研究を進めていく間に、プロトンATPaseを阻害すると破骨細胞が急速に死滅することを見い出した。本研究は、このプロトンATPase阻害剤による破骨細胞の死滅の機序を明らかにしようとするものである。マウス骨髄細胞からin vitroで破骨細胞を形成させ、これをプロナーゼ処理で精製して以下の実験に用いた。精製破骨細胞にMitAlertを取り込ませ、ミトコンドリア膜を蛍光ラベルした。これにプロトンATPase阻害剤であるconcanamycin Aを作用させるとアポトーシスの進行とともにミトコンドリア膜の破壊が進むことがわかった。また、生存因子除去によるアポトーシスにおいても同様の変化がみられた。また、破骨細胞にconcanamycin Aを作用させるとcaspase-1とcaspase-3の活性化が起こるが、さらに他のcaspase活性を測定するとcaspase-8およびcaspase-9の活性化も起こっていることが分かった。最近、破骨細胞に特有のプロトンATPaseサブユニットが存在し、それをノックアウトしたマウスでは破骨細胞による骨吸収が起こらず、マウスは重度の大理石病になることが示された。本研究においても、プロトンATPaseの阻害によって破骨細胞のミトコンドリアが破壊され、各種caspaseの活性化とともに破骨細胞が急激にアポトーシスを引き起こすことが明らかになった。従って、プロトンATPaseは、単に破骨細胞による骨吸収に重要であるだけでなく、破骨細胞の存在を維持するために必要な酵素であることが結論される。これは、多核の巨大細胞で、単核の前駆細胞が分化、融合して形成されると考えられている。破骨細胞による骨吸収は、破骨細胞の分泌するプロトン(水素イオン)と各種の加水分解酵素が関与している。精製破骨細胞をプロトンATPase阻害剤であるconcanamycinAあるいはbafilomycin存在下で培養すると、破骨細胞の酸性小胞のpHが上昇し、数時間のうちに死滅を始める。プロトンATPase阻害剤存在下で培養を続けると、破骨細胞は18時間で90%以上が死滅した。蛍光色素で細胞核を染色すると、細胞核の萎縮、断片化が認められ、さらにFITC-TUNEL法で検討すると細胞核においてDNAの断片化が起こっていることが分かった。すなわち、破骨細胞はプロトンATPase阻害剤によってアポトーシスを起こすことが明らかになった。破骨細胞に対して生存維持作用を発揮するIL-

1,TNF-aなどを添加しても、プロトンATPase阻害剤によるアポトーシスを抑制することは出来なかった。歯周病細菌のLPSも同様に破骨細胞の生存を延長することが見い出されたが、これもプロトンATPase阻害剤によるアポトーシスを抑制することは出来なかった。アポトーシスにはcaspaseという一群のシステインプロテアーゼが密接に関与していることが知られている。そこで、プロトンATPase阻害剤で処理した破骨細胞においてcaspaseの活性を測定したところ、数時間の間にcaspase-1とcaspase-3の活性が急激に上昇することが分かった。歯周病細菌のLPSは破骨細胞の形成を促進するが、プロトンATPase阻害剤の存在下では、LPSによる破骨細胞の形成が全く起こらなかった。一方、骨の形成を担う骨芽細胞はプロトンATPase阻害剤を添加して培養しても生存していた。以上の結果から、プロトンATPaseを阻害することにより、破骨細胞のアポトーシスが誘発されるだけでなく、破骨細胞の形成も抑制されること、骨芽細胞に対してはあまり影響がないことなどが示唆される。破骨細胞は生体内で骨吸収を司る主要な細胞である.これは,多核の巨大細胞で,単核の前駆細胞が分化融合して形成されると考えられている.破骨細胞による骨吸収は,破骨細胞の分泌するプロトン(水素イオン)ち各種の加水分解酵素が関与している.破骨細胞のプロトン分泌は,カーボニックアンヒドラーゼとプロトンATPaseによって担われている.最近,我々は,歯周病細菌による骨吸収の細胞生物学的研究を進めていく間に,プロトンATPaseを阻害すると破骨細胞が急速に死滅することを見い出した.本研究は,このプロトンATPase阻害剤による破骨細胞の死滅の機序を明らかにしようとするものである.マウス骨髄細胞からin vitroで破骨細胞を形成させ,これをプロナーゼ処理で精製して以下の実験に用いた.精製破骨細胞にMitAlertを取り込ませ,ミトコンドリア膜を蛍光ラベルした.これにプロトンATPase阻害剤であるconcanamycin Aを作用させるとアポトーシスの進行とともにミトコンドリア膜の破壊進むことが分かった.また,生存因子除去によるアポトーシネにおいても同様の変化が見られた.また,破骨細胞にconcanamycin Aを作用させるとcaspase-1とcaspase-3の活性化が起こるが,さらに他のcaspase活性を測定するとcaspase-8およびcaspase-9の活性化も起こっていることが分かった.最近,破骨細胞に特有のプロトンATPaseサブユニットが存在し,それをノックアウトしたマウスでは破骨細胞による骨吸収が起こらず,マウスは重度の大理石病になることが示された.本研究においても,プロトンATPaseの阻害によって破骨細胞のミトコンドリアが破壊され,各種caspaseの活性化とともに破骨細胞が急激にアポトーシスを引き起こすことが明らかになった.従って,プロトンATPaseは,単に破骨細胞による骨吸収に重要であるだけでなく,破骨裁縫の生存を維持するために必要な酵素であることが結論される.
生物化学的方法を用いるフッ素化合物の光学活性な有用物質への変換

生物機能を利用して光学活性なフッ素系物質を合成することを主眼として研究を勧め,加水分解酵素を用いるフルオロマロン酸ジエチルエステルの不斉加水分解反応を利用する合成方法を開発することが出来た.得られた光学活性なフルオロマロン酸誘導体を用い,さらに生物化学的手法,化学的手法を駆使して各種のフッ素系光学活性物質を合成した.特に,この種のモノフルオロ系光学活性物質から3連続不斉中心を有し,ラセミ体(8種類の立体異性体の混合物)が生理活性を有することが知られているフルオロアミノ酸の立体異性体の中から,光学活性な数種の異性体を合成することに成功し,その生理活性作用について検討中である.また,この生物化学的方法を応用して,各種の光学活性なフッ素系物質の両鏡像体を合成した.得られた光学活性なフッ素物質を用いて,表示材料,分子素子等として開発されつつある強誘電性結晶の合成を行なった.この方法により,初めて強誘電性結晶の両鏡像体の合成が可能と成ったので,合成した強誘電性結晶の両鏡像体の物性について検討中である.生物機能を利用して光学活性なフッ素系物質を合成することを主眼として研究を勧め,加水分解酵素を用いるフルオロマロン酸ジエチルエステルの不斉加水分解反応を利用する合成方法を開発することが出来た.得られた光学活性なフルオロマロン酸誘導体を用い,さらに生物化学的手法,化学的手法を駆使して各種のフッ素系光学活性物質を合成した.特に,この種のモノフルオロ系光学活性物質から3連続不斉中心を有し,ラセミ体(8種類の立体異性体の混合物)が生理活性を有することが知られているフルオロアミノ酸の立体異性体の中から,光学活性な数種の異性体を合成することに成功し,その生理活性作用について検討中である.また,この生物化学的方法を応用して,各種の光学活性なフッ素系物質の両鏡像体を合成した.得られた光学活性なフッ素物質を用いて,表示材料,分子素子等として開発されつつある強誘電性結晶の合成を行なった.この方法により,初めて強誘電性結晶の両鏡像体の合成が可能と成ったので,合成した強誘電性結晶の両鏡像体の物性について検討中である.
相対論的効果を用いたスピンデバイスの創製

スピンはこれまで磁界により制御されてきたため、空間局所的・時間的高速な制御が出来ない。スピン軌道相互作用は磁界を電界に変換する相対論的な効果である。半導体ヘテロ構造の電界に起因するスピン軌道相互作用を用いることにより、これまで磁界に操作されてきた電子スピンを電気的に生成・制御・検出する機能を創出することに成功した。さらに起源の異なる2つのスピン軌道相互作用を直接検出する概念を確立し、この手法を用いてスピン緩和を抑制された永久スピン旋回状態を電界制御により実現した。これらの成果は、高速・省電力スピントロニクスの重要な要素技術として期待される。スピン軌道相互作用は、電子が電場中を高速に運動することにより、電場が磁場に変換される相対論的な効果である。この変換された磁場を用いることにより電子スピンを生成・制御・検出する要素技術を確立し、新しい原理で動作するスピンデバイスを創製することを目的として研究を行っている。スピン生成に関しては、スピン偏極率の高いホイスラー合金を用いた磁性体から半導体へのスピン注入と磁性体/半導体界面の最適化を行い、ハンル効果を測定することによりスピン注入を示唆する結果を得た。また、スピン軌道相互作用の強いInGaAs系ヘテロ構造を用いた量子ポイントコンタクトを作製し、ゼロ磁場中でスピン縮退の解けた量子化コンダクタンスプラトーが形成されることを見出した。この結果は、磁場や磁性体を用いずにスピン偏極した電子が生成されることを示唆している。これまでの研究によりInGaAs系二次元電子ガスをリング列に微細加工したスピン干渉デバイスを作製し、スピン干渉がゲート電場で変調できることを確認している。このスピン干渉デバイスに面内磁場を印加することによりスピン干渉の位相が系統的にシフトすることを見出した。この結果は、スピン軌道相互作用が作る有効磁場と面内磁場の競合による幾何学的位相の変調によると解釈される。スピン軌道相互作用の作る有効磁場は電子の運動量方向に依存するため散乱によりその方向を変え、スピン緩和をもたらす。スピン緩和を抑制するには、起源の異なる2つのスピン軌道相互作用を用いることが有効であり、結晶方位の異なる細線構造を用いることによりDresselhausスピン軌道相互作用を定量的に見積もる方法を検討した。スピン生成に関しては、垂直磁気異方性を有するFePt/MgOを半導体GaAs上にエピタキシャル成長できることを確認した。FePt/MgO/GaAs構造を用いた三端子ハンル測定はスピン注入を示唆する結果を得たが、より確実なスピン注入を確認するため四端子非局所ハンル測定、光学的スピン検出を行う。スピン軌道相互作用は電場によるスピン制御を可能とするが一方、スピン緩和の原因となる。電場によって制御可能なRashbaスピン軌道相互作用に加えて、Dresselhausスピン軌道相互作用の強さを等しくすることにより、永久スピン旋回状態と呼ばれるスピンは散乱の影響を受けることなく安定な回転運動が可能となる。InGaAs量子井戸の幅を小さくすることによりDresselhausスピン軌道相互作用を増大することにより、ゲート電圧によって制御可能な永久スピン旋回状態を示唆する結果を得た。また、このゲート電圧によって変調可能な永久スピン旋回状態と面直スピン注入を用いればスピン相補インバータが可能となることを理論的に提案した。これはスピンの動的な位相がゲート電場により制御可能であることを示した実験であるが、スピンの幾何学的位相の検出は困難であった。スピン干渉デバイスのリング径を系統的に変化させた試料を用いる事により、スピン干渉効果を詳細に解析することによりスピンの幾何学的位相を観測することに成功した。スピンの幾何学的位相は、擾乱に対して安定であり永久スピン流の生成など散逸を伴わないスピン情報の保持に重要な役割を果たすことが期待される。本年度は、スピン幾何学的位相が面内磁場により変調可能であることを実験的に検証することに成功した。これまで幾何学的位相はスピンの動的位相と分離することが困難であったが、理論との比較により純粋なスピン幾何学位相の変調であることを確認した。また、磁性体から半導体へのスピン注入は三端子測定と非局所四端子測定の間に大きな乖離があり三端子ハンル効果測定で観測される巨大信号の起源が不明であった。GaMnAs/GaAsスピンエサキトンネルダイオード

構造を用いたスピン注入素子で三端子、非局所四端子測定を詳細に比較した結果、エサキディップバイアス電圧下では非局所四端子測定にも巨大スピン検出信号が得られることを発見し、トンネル微分抵抗がスピン信号の増幅効果をもたらすことを明らかにした。本成果は微小なスピン信号を適切なバイアス電圧下で増幅可能であることを示した重要な成果である。スピン軌道相互作用は、電気的なスピン生成・制御・検出を可能にする。一方、スピン緩和の原因となることから、スピン緩和の抑制が重要な研究課題である。このスピン緩和抑制法としてRashbaスピン軌道相互作用とDresselhausスピン軌道相互作用の強さを等しくすることにより、スピン緩和の抑制された永久スピン旋回状態を形成できることが示されている。これまで輸送特性からこのRashbaスピン軌道相互作用とDresselhausスピン軌道相互作用を同時に決定することは困難であった。ゼーマン効果とスピン軌道相互作用により生じる干渉効果の異方性からRashbaスピン軌道相互作用とDresselhausスピン軌道相互作用の比をフィッティングすることなく直接求めることが可能であることを理論的な提案し実験的に検証した。またこの方法を用いてゲート電界により永久スピン旋回状態を実現することに成功した。1.磁場、磁性体を一切使わないスピンフィルターを実現Stern-Gerlach効果は磁場の空間勾配がある中をスピンが通過する際、スピンの向きにより分離される現象である。我々はこの磁場勾配をスピン軌道相互作用の作る有効磁場で置き換えることによりナノスケールの半導体中で生じることを理論的に示してきた。量子ポイントコンタクト近傍で生じるスピン軌道相互作用の空間勾配によりStern-Gerlach効果に起因したスピン生成が可能であることを実験的に実証した。スピン軌道相互作用の強い量子ポイントコンタクトを通過することにより生じるスピン偏極率は70%以上となることがショット雑音測定から確認した。これは、磁場や磁性体を一切用いず半導体のみでスピン偏極生じることを示した実験であり半導体スピントロニクスの大きなブレークスルーとなる。また量子力学の基本概念であるスピンの存在を明らかにした20世紀最大の実験の1つであるStern-Gerlachスピン分離実験をナノスケール半導体トランジスタ構造で実現した。2.ゲート電界により制御された永久スピン旋回状態の実現スピン軌道相互作用は電子スピンに有効磁場として作用するがこの有効磁場の向きは電子の運動する方向に依存するため、散乱とともに有効磁場の向きが変化しスピンの向きが乱れてしまうスピン緩和が大きな問題点であった。スピンを情報の担体として用いるにはこのスピン緩和の抑制が極めて重要である。Dresselhausスピン軌道相互作用の強いInGaAs二次元電子ガス構造を設計し、ゲート電界によりRashbaスピン軌道相互作用を変調することにより、永久スピン旋回状態をゲート電界によりオン-オフさせることに成功した。この電界制御は、長距離スピンコヒーレント輸送を可能にするだけでなくスピン相補トランジスタ等のスピンデバイスのマイルストーンとなる成果である。
生活科との関連を考慮した小学校環境教育教材の開発及び系統化

近年文部省によって「環境教育指導資料」が刊行されるなど、環境教育を推進することの重要性が増大している。ところで、環境教育を成果あるものとするための基本は、幼少年期にある子どもの「自然に対する感性の育成」と「自然に対する身体的対応の助長」にあると、わたしたちは考えている。本研究では、「自然に対する感性の育成」と「自然に対する身体的対応の助長」にとって重要であると考える、自然の事物や事象を対象とした活動を、わが国の幼少期の子どもの「自然とのかかわり方の実態」「自然とのかかわりの欠如がもたらす影響」などを考慮して、28の活動の種類、67の活動例、31の活動によって出会い得る場面や気付き、21の活動を通して育てたい関心、等を構造化して示した。さらに、これら活動の中で代表的と考える活動をとりあげ、小学校で実施可能な環境教育教材として、具体的活動の展開に対応させた11のモジュール教材を開発した。つぎに、これらのモジュール教材を含め「(1)環境教育の必要性(2)小学校における環境教育(3)環境教育と生活科(4)自然とのかかわりからみた望ましい活動(5)具体的活動と期待される気付き・関心(6)活動モジュールの実際例」の5項目によって内容構成された報告書を作成した。本報告書は「教師の指導手引き」として利用され、これらのモジュール例を参考にして、多くの新しいモジュールが教師によって開発されることを企図して作成されている。研究は小学校教員の協力の元に、小学校における環境教育教材開発のための基礎的な調査研究を行った。その概要は以下の通りである。1.京都府下の1小学校を対象に、生活科の授業の一単元13時間分を「子どもと自然とのかかわり」から検討、計画し実施した。なお全ての授業場面は録画記録した。2.京都府下の小学生377名を対象に、身近にある自然の事物(土、砂、石、水、氷、雪、植物、昆虫、鳥、魚等)の基本的な特性の認識とそれらに対する関心度の実態を質問紙法により調査した。3.京都府下の1小学校の1年生及び2年生を対象に、日常生活の中で自然とどのようにかかわっているかの実態を質問紙法によって調査した。4.調査対象とした1、2年生の保護者に対しても、「子どもと自然とのかかわり」についての意識の実態を質問紙法によって調査した。平成6年度については、まず基礎研究としての調査結果を整理分析する。次に、現行の小学校の理科及び社会科等環境教育に関連する教科を対象に、環境教育教材として扱える内容とその順序性等を明らかにする。次にこれらを踏まえながら、小学校で実施可能な環境教育の内容とその構造及び実施方法等を明確にしていくことを計画している。近年文化省によって「環境教育指導資料」が刊行されるなど,環境教育を推進することの重要性が増大している。ところで,環境教育を成果あるものとするための基本は,幼少年期にある子どもの「自然に対する感性の育成」と「自然に対する身体的対応の助長」にあると,わたしたちは考えている。本研究では,「自然に対する感性の育成」と「自然に対する身体的対応の助長」にとって重要であると考える自然の事物や事象を対象とした活動を,わが国の幼少期の子どもの「自然とのかかわり方の実態」「自然とのかかわりの欠如がもたらす影響」などを考慮して,28の活動の種類,67の活動例,31の活動によって出会い得る場面や気付き,21の活動を通して育てたい関心,等を構造化して示した。さらに,これら活動の中で代表的と考える活動をとりあげ,小学校で実施可能な環境教育材として,具体的活動の展開に対応させた11のモジュール教材を開発した。つぎに,これらのモジュール教材を含め,「(1)環境教育の必要性(2)小学校における環境教育(3)環境教育と生活科(4)自然とのかかわりからみた望ましい活動(5)具体的活動と期待される気付き・関心(6)活動モジュールの実際例」の5項目によって内容構成された報告書を作成した。
顆粒球の増殖と分化機構の解析

顆粒球は、多能性幹細胞に由来し、種々の中間段階の細胞を経て、ミエロペルオキシダーゼなどの特異的酵素をもつ成熟細胞へと分化する。この増殖と分化過程にはG-CSR(顆粒球コロニー刺激因子)と呼ばれるタンパク性因子が関与しており、本研究代表者らはこれまでにG-CSF cDNAを単離し、その構造を決定した。本研究では、まず、このヒトやマウスG-CSF cDNAを用いて遺伝子工学の手法により、マウス細胞での大量生産を行ない、そのG-CSFを精製した。この精製G-CSFをマススの皮下に注射すると、マウス血中の好中球数は通常の610倍に達し、同時に脾臓の増大が観察された。一方、G-CSFを[^<125>]で標識した後、その受容体を検索した。G-CSFの受容体は、骨髄細胞ばかりでなく、骨髄性白血病細胞に、細胞あたり1,0002,000コの存在が認められ、その解離定数は100200pMであった。また、[^<125>]G-CSFとのcross-linkingの結果から、その受容体の分子量は140,000150,000と推定された。一方、顆粒球のマーカー酵素として、ミエロペルオキシダーゼに注目し、ヒト白血病細胞HI-60より、そのcDNAを単離し、その構造を決定した。このcDNAを用いて、種々の骨髄性白血病細胞における発現を検討したところ、マウスの白血病細胞NFS-60、WEBI-3BD^+とともに、その発現が認められた。ところが、G-CSFによってその顆粒球への分化が誘導されるWEHI-3BD^+ではその発現の抑制が観察されたが、増殖のみで分化が誘導されないNFS-60ではその発現にG-CSFの効果は見いだされなかった。一方、ヒトミエロペルイシダーゼの染色体遺伝子は12個のエクソンから成り立っていたが、その解析の過程で、ミエロペルオキシダーゼと83%相同性をもっており好酸球様の骨髄性白血病細胞において発現されていることから好酸球ペルオキシダーゼと推定された。血液中に存在する顆粒球は多能性幹細胞に由来し,種々の中間段階の細胞を経て,ミエロペルオキシダーゼなどの特異的酵素を持つ成熟細胞へと分化していく.この増殖と分化過程には, GーCSFとよばれるタンパク性因子が関与しており,本研究代表者らは,これまでに, GーCSFをコードするヒトおよびマウスcDNAを単離し,その構造を決定した.そこで本年度は,ヒトGーCSF cDNAをウシパピローマウイルスをベクターとしてマウス細胞に導入し, GーCSFを構成的に大量に分泌生産するマウス細胞株を樹立し,その培養液からヒトGーCSFを均一タンパク質として精製した.このヒトGーCSFをマウスの皮下に24時間ごと8日間注射したところ,マウス血中の好中球は顕著に増加し,通常の610倍にまで達した.それと同時に,マウス脾臓も肥満化し,その重量は正常脾臓の23倍にまで増大した.

一方, GーCSFは, in vitroにおいて,マウス白血病細胞NSFー60の増殖を促進するのに対し,他の白血病細胞WEHIー3BD^+細胞の分化を誘導した.また,顆粒球に存在するミエロペルオキシダーゼに注目し,ヒト前骨髄性白血病細胞であるHLー60細胞より,ヒトミエロペルオキシダーゼcDNAを単離しその構造を決定した.その結果,ミエロペルオキシダーゼの2コのサブユニット(heavy chainとlight chain)は1コのmRNAによってコードされており,そのプレプロ前駆体から,数段階のprocessingを経て,成熟タンパク質となることが示唆された.このミエロペルオキシダーゼ遺伝子の発現を検討したところ, NFSー6D,WEHIー3BD^+細胞ともにミエロペルオキシダーゼを発現しているが, GーCSFによってその分化が誘導されるWEHIー3BD^+細胞においてのみ,その発現抑制が,癌遺伝子mycとともに観察された.顆粒球の増殖と分化はG-GSI(顆粒球コロニー刺激因子)と呼ばれるタンパク性因子により制御されている。本研究代表者らは、G-CSFを大量に構成的に産生するヒトやマウスのがん細胞より本因子のcDNAを単位し、その構造を解析するとともに、遺伝子工学の手法により、ヒトやマウスのG-GSIを大量に産生、精製してきた。本年度は、まず、マウスG-CSFcDNAを用いて、G-CSF遺伝子の染色体における存在部位を検討した。その結果、G-CSF遺伝子はマウス染色体17番上のerb-B2やerbAとともにmapされた。また、精製したリコンビナントマウスG-CSFを〔^<125>I〕で標識し、その受容体を解析したところ、G-CSF受容体は、種々の骨髄性白血病細胞に細胞あたり、1,0002,000個の割合で発現されており、その解離定数は100200pMであった。このG-CSFとその受容体との結合は特異的であり、G-CSFと同様に顆粒球に作用するGM-CSRやII-3とは拮抗しない。また、〔^<125>I〕G-CSRとその受容体を化学的にcross-linkした解析より、マウスG-CSFの受容体は分子量140,000150,000と推定された。一方、顆粒球の増殖と分化の過程では、ミエルペルオキシダーゼ(MPO)などの酵素の発現が特異的に誘導されることから、MPOのcDNA染色体遺伝子を単離し、その構造を解析した。その過程で、ヒト染色体上には、ミエルペルオキシダーゼに似た遺伝子が存在することが示唆され、その染色体遺伝子を単離し、その構造を解析した。その結果、このミエルペルオキシダーゼ様遺伝子は、ミエルペルオキシダーゼと同様に12個のエクソンから成りそのアミノ酸配列はミエルペルオキシダーゼと83%の相合性を保持していた。ついで、種々の白血病細胞のNorther hylridzationによる検討から、本遺伝子は、好酸球の性質をもつ白血病細胞株で発現しており、本酵素は、好酸球に特異的なペルオキシダーゼと推定された。
ユニバーサルアクセス型高等教育システムにおける学位制度の機能変容に関する調査研究

わが国では高等教育のユニバーサル・アクセス時代を迎え,従来型の「伝統的学生」を前提にした高等教育システムの制度設計と大学等の現状との間の乖離が徐々に明らかになってきた。大学における教授・学習行動を秩序立ててきた「学位制度」もまた,多様な就学目的,学習意欲を有する「新しい学生層」の参入により,これまで暗黙裡に果たしてきた機能の融解・変容が懸念され,「学位の質保証」が政策的課題となっている。本研究では,「新しい学生層」の事例として,大学への転編入学生,短期大学専攻科等での学修を経て大学評価・学位授与機構で学士の学位を取得する学生に着目し,かれらが抱える学修上の問題点,学士取得(学歴)に対する価値観,学位取得の社会的効用等を調査することにより,従来型の学位の機能と現状との齟齬を明らかにする。さらには,今後の高等教育システムにおける大学と非大学高等教育機関との相互関係(境界設計),学位と学位以外の資格証明との等価値性・互換可能性について検討することを目的としている。平成20年度には,多様な学習履歴を経て学士の学位を取得した者のうち,とくに平成17年度に短期大学および高等専門学校の専攻科を修了した者(修了後5年が経過した者)を対象に,専攻科進学の動機,専攻科在学中の学習経験,修了後の進路等に関してアンケート調査を実施した。この調査は,他の研究プロジェクトにおいて大学卒業後5年後の者を対象にした調査と同一の質問項目を設定することにより,一般的な大学卒業者との比較を可能にした。この調査の結果,とくに教育内容が類似していると考えられる,高等専門学校専攻科修了者と大学の工学部卒業者を比較したとき,修了直後では高等専門学校専攻科修了者の方が,自らの教育経験への満足度,学修達成度に対する評価が高いにもかかわらず,5年を経過した後にはその差はきわめて縮小もしくは逆転すること等が明らかになった。大学と大学以外の高等教育機関における学修成果の相違についてはさらに分析を行う予定である。わが国では高等教育のユニバーサル・アクセス時代を迎え、従来型の「伝統的学生」を前提にした高等教育システムの制度設計と大学等の現状との間の乖離が徐々に明らかになってきた。大学における教授・学習行動を秩序立ててきた「学位制度」もまた、多様な就学目的、学習意欲を有する「新しい学生層」の参入により、これまで暗黙裡に果たしてきた機能の融解・変容が懸念され、「学位の質保証」が政策的課題となっている。本研究では、「新しい学生層」の事例として、大学への転・編入学生、短期大学専攻科等での学修を経て大学評価・学位授与機構で学士の学位を取得する学生に着目し、かれらが抱える学修上の問題点、学士取得(学歴)に対する価値観、学位取得の杜会的効用等を調査することにより、従来型の学位の機能と現状との齟齬を明らかにする。さらには、今後の高等教育システムにおける大学と非大学高等教育機関との相互関係(境界設計)、学位と学位以外の資格証明との等価値性・互換可能性について検討することを目的としている。上記について、平成18年度には、大学への編入学生5名、短大専攻科生6名、大学教職員4名へのインタビュー調査を実施した。その結果、編入学後の大学への適応は比較的円滑に行われているものの、最短修業年限で卒業するために編入学後の修得単位数が年60単位を超過するなど学修上の問題点が散見されること、一部の銘柄大学を除き編入学(専攻科進学)の動機は、学位(大卒学歴)の取得よりもむしろ上位の職業資格の取得にあり、学生の流動化の背景にはより短期間で取得可能な学位以外の資格証明への志向が存在すること、などが明らかになった。さらに、短大及び高専の専攻科修了生(17年度修了者)に対する質問紙調査を作成し、19年度5月中に実査を行う予定で準備を進めている。

この調査の結果,とくに教育内容が類似していると考えられる,高等専門学校専攻科修了者と大学の工学部卒業者を比較したとき,修了直後では高等専門学校専攻科修了者の方が,自らの教育経験への満足度,学修達成度に対する評価が高いにもかかわらず,5年を経過した後にはその差はきわめて縮小もしくは逆転すること等が明らかになった。大学と大学以外の高等教育機関における学修成果の相違についてはさらに分析を行う予定である。
化石・現生微生物の局所分析と変質実験から探る先カンブリア時代微化石分類の新指標

今年度は,前年度に投稿した2報の論文を完成させることと,微化石試料の顕微赤外分光分析を推進することを目標とした.これは,平成29年度に産前産後休暇を取得し,今年度も研究再開準備支援期間を取得したことに伴い,申請当初に設定した計画を変更したものである.投稿論文については,前年度までに投稿した2報の論文に関して,査読結果を受け,追加実験を実施した後,再投稿した.そのうち1報は受理された.微化石の顕微赤外分光分析については,南中国三峡地域から産出した約5.8億年前の有機質微化石(アクリターク)のマッピング分析を行った.分析対象としたアクリタークを光学顕微鏡観察により,外膜に突起構造を有するか否かに基づき,Acanthomorphとその他の2つに大別した.またAcanthomorphを外膜内に構造を有するか否かに基づき2つに分類した.マッピング分析の結果、突起構造の有無に関わらず,外膜はいずれも芳香族C-H結合を含むことが分かった.内部構造を有するAcanthomorphでは,内部構造が主に脂肪族C-H結合から成るものと,芳香族C-H結合から成るものの2種類があることが分かった.これまで先行研究において,原生代アクリタークから検出された特徴の殆どは脂肪族C-H結合である.例外として,後期原生代のAcanthomorphの一種が主に芳香族C-C結合からなることが報告され,現生の渦鞭毛藻シスト壁に組成が類似する可能性が指摘された(Arouri et al., 2000).これは本研究で観察された特徴(芳香族C-H結合)とは異なる官能基だが,芳香族に富む点は類似する.更なる考察が必要だが,本研究におけるアクリタークの外膜構造は脂質・タンパク質のような一般的な細胞ではなく,シストのような生体高分子由来かもしれない.育児による休業に伴い,研究期間を延長し,申請当初の計画を変更したが,変更後の計画はおおむね達成したので,順調に進展したと評価した.引き続き微化石の記載・化学分析を中心に研究を推進する.これまでに得られた成果を学術論文としてまとめる.平成28年度は、主に1、分析試料の選定・記載、2、試料の顕微ラマン分光分析、3、顕微赤外分光分析、4、大型放射光施設(SPring-8)における顕微赤外分光分析、5、NanoSIMSを用いた分析の前準備として走査型電子顕微鏡観察を行う予定であった。このうち1から4を実施した。通常は空間分解能10ミクロンオーダーの顕微赤外分光分析において、数ミクロンスケールの空間分解能を達成しうるSPring-8の赤外ビームラインの利用は、本研究の更なる発展につながると期待できるため、4の実施および成果発表に重点を置いた。SPring-8において約8.3億年前の糸状微化石および球状微化石の顕微赤外分光分析を行った。これらは市販の赤外顕微鏡によるマッピング測定(アパーチャーサイズ:20x20um2)で、微化石部分から脂肪族CH2結合およびCH3結合が検出された試料である(Igisu et al., 2006)。これまでに、放射光赤外顕微鏡による薄片中の有機質微化石分析の前例がないため、本実験では市販の赤外顕微鏡で有機物のシグナルが得られた微化石試料を選定した。SPring-8では、アパーチャーサイズ約2x2um2、ステップ間隔約2umでマッピング分析を行った。その結果、前述の条件で中赤外スペクトルを得ることが可能であることを確認した。得られたスペクトルの2925cm-1および2850cm-1ピーク(いずれも脂肪族CH2結合)に着目し、それらの空間分布から、1、糸状微化石では幅約6umの糸状構造に沿って脂肪族CH2結合が分布すること、2、球状微化石においては膜構造の一部に沿って脂肪族CH2結合が分布することを明らかにした。以上の結果は放射光赤外顕微鏡が薄片中の微化石分析においてミクロンスケールの空間分解能で官能基の検出部位に制約を与えることが可能であることを示す。年度当初に設定した目標15のうち14を実施し、4については成果をまとめ、学会発表および国際誌への論文投稿を行った。ゆえに、5は実施していないが、全体としてはおおむね順調に進展したと評価した。今年度当初は、主に微化石試料の顕微赤外分光分析を推進し,元素分析用の試料準備法を検討する予定であった。しかし,産前産後の休暇及び育児休業を取得したことに伴い、年度当初に設定した目標を変更して,前年度までの研究成果の発表に集中し,また次年度以降のSPring-8等外部施設での実験の準備を行った。結果として,筆頭著者として改訂中であった3報を再投稿し,2報が受理された。残り1報は査読結果をうけ改訂中である。また新たに論文1報を投稿した。共著論文1報が受理された。次に,筆頭著者として投稿・再投稿した論文4報のうち,新たに投稿した1報の内容について記す。カナダ,Fifteenmile Groupから産出された約8億年前の黒色チャートの顕微赤外分光マッピング分析を行った結果をまとめ,Island Arc誌に投稿した。形態的にシアノバクテリアと解釈される球状有機質微化石(Glenobotrydion)と糸状有機質微化石(Paleolyngbya?)から脂肪族炭化水素CH結合を検出した。

それらのCH3/CH2比が現生のシアノバクテリアと調和的であることから,両微化石は形態的にも化学組成的にもシアノバクテリアであることを支持する。また形態的には細胞構造か否か判別の難しい楕円様構造の測定を行い,そのCH3/CH2比が一個体中で比較的一様であることを示した。周囲の不定形炭質物は幅広いCH3/CH2比を持つことから,楕円様構造を構成する炭質物は様々な生物の混合物ではなく,類似した生物由来と考えられる。しかし,その起源生物については,より詳細な化学組成形態構造の分析が必要である。出産・育児による休業のため,年度当初に設定した目標を変更して,前年度までの研究成果の発表に集中させた。結果として,筆頭著者として改訂中であった3報を再投稿し,2報が受理された。残り1報は査読結果を受け改訂中である。また新たに論文1報を投稿した。共著論文1報が受理された。以上により概ね達成できたと考え,順調に進展したと評価した。今年度は,前年度に投稿した2報の論文を完成させることと,微化石試料の顕微赤外分光分析を推進することを目標とした.これは,平成29年度に産前産後休暇を取得し,今年度も研究再開準備支援期間を取得したことに伴い,申請当初に設定した計画を変更したものである.投稿論文については,前年度までに投稿した2報の論文に関して,査読結果を受け,追加実験を実施した後,再投稿した.そのうち1報は受理された.微化石の顕微赤外分光分析については,南中国三峡地域から産出した約5.8億年前の有機質微化石(アクリターク)のマッピング分析を行った.分析対象としたアクリタークを光学顕微鏡観察により,外膜に突起構造を有するか否かに基づき,Acanthomorphとその他の2つに大別した.またAcanthomorphを外膜内に構造を有するか否かに基づき2つに分類した.マッピング分析の結果、突起構造の有無に関わらず,外膜はいずれも芳香族C-H結合を含むことが分かった.内部構造を有するAcanthomorphでは,内部構造が主に脂肪族C-H結合から成るものと,芳香族C-H結合から成るものの2種類があることが分かった.これまで先行研究において,原生代アクリタークから検出された特徴の殆どは脂肪族C-H結合である.例外として,後期原生代のAcanthomorphの一種が主に芳香族C-C結合からなることが報告され,現生の渦鞭毛藻シスト壁に組成が類似する可能性が指摘された(Arouri et al., 2000).これは本研究で観察された特徴(芳香族C-H結合)とは異なる官能基だが,芳香族に富む点は類似する.更なる考察が必要だが,本研究におけるアクリタークの外膜構造は脂質・タンパク質のような一般的な細胞ではなく,シストのような生体高分子由来かもしれない.育児による休業に伴い,研究期間を延長し,申請当初の計画を変更したが,変更後の計画はおおむね達成したので,順調に進展したと評価した.引き続き微化石の記載・化学分析を中心に研究を推進する。赤外スペクトルの脂肪族CH結合は、CH2結合(2925cm-1)・CH3結合(2960cm-1)のピーク高さ比によって鎖状構造の長さ・枝分かれ度合を評価することが可能である。しかし、今回のSPring-8で行った測定条件下では基質石英の干渉縞が検出されてしまい、脂肪族CH結合の構造の制約は難しい。この問題は試料作製方法の改良および測定条件の再検討で解決されると期待されるので、今後諸条件を検討し、微化石から検出された脂肪族CH結合の起源の考察を試みる。引き続き微化石の記載
発FRPから回収した繊維材料のコンクリート補強材としての有効利用に間する研究

廃FRPをモルタル・コンクリート用材料として有効利用することを目的に,廃FRPの処理において,気流粉砕機によりFRPをマトリックス部分と繊維部分に分離し,回収したガラス繊維に関し,モルタル用繊維補強材としての再利用の可能性について検討した。その結果,モルタルの曲げ特性を向上させうる繊維補強材として有効利用できることが明らかにした。しかし,廃FRPを構成している繊維は主に,E-ガラス繊維であるため,モルタル中に分散した二次処理分級繊維は,長期的にはセメントの水和による高アルカリ性雰囲気により劣化していくものと考えられる。これにより,廃FRP処理材を混入したモルタルの曲げ強度もある材齢以上になると低下していくことが予想される。そこで,モルタル中のアルカリ性を低下させ,長期的な曲げ強度の低下を軽減する目的で,結合材として高炉スラグ微粉末をセメントに置換した場合について検討を行った。その結果,結合材としてセメントに対し高炉スラグ微粉末を30%または50%置換することにより,本処理材を補強材として用いたモルタルの長期材齢における,強度および靭性の低下を抑制できることを明らかにした。更にSEM観察により,モルタル中の二次処理分級繊維が長期的に殆どアルカリ劣化を起こさないことを確認した。また,本研究課題と関連させ,廃プラスチックを減容化し破砕処理したものをコンクリート用軽量骨材として適用する方法についても検討し,軽量骨材として有効利用できることを示した。廃FRPをモルタル・コンクリート用材料として有効利用することを目的に、廃FRPの処理において、気流粉砕機によりFRPをマトリックス部分と繊維部分に分離し、回収したガラス繊維に関し、モルタル用繊維補強材としての再利用の可能性について検討した。廃FRPから回収したガラス繊維を用いた短繊維補強モルタルは、繊維混入率の増加に伴い曲げ強度および曲げ破壊時のたわみ量(曲げ靭性)とも向上した。なお、廃FRPから回収される繊維の殆どがEガラスであるため、モルタル中の強アルカリ性により材齢とともにガラス繊維がアルカリ劣化していくことが考えられる。そこで長期材齢に伴うガラス繊維のアルカリ劣化については、セメントを高炉スラグ微粉末で3050%程度置換することで繊維の劣化が抑えられ、長期材齢の曲げ強度を向上できた。モルタルの練混ぜ方法に関しては、通常の方法では繊維がダマ状に凝集し均一に分散しないが、オムニミキサを用い分割混練法を行うことで、繊維混入率5%程度まで、均一に分散することが出来た。以上の検討により、廃FRPから回収したガラス繊維をモルタルの曲げ特性を向上させうる繊維補強材として有効利用できることが明らかとなった。また、本研究課題と関連させ、廃プラスチックを減容化し破砕処理したものをコンクリート用軽量骨材として適用しする方法についても検討し、軽量骨材として有効利用できることを示した。昨年度は、廃FRPをモルタル・コンクリート用材料として有効利用することを目的に、廃FRPの処理において、気流粉砕機によりFRPをマトリックス部分と繊維部分に分離し、回収したガラス繊維に関し、モルタル用繊維補強材としての再利用の可能性について検討した。その結果、モルタルの曲げ特性を向上させうる繊維補強材として有効利用できることが明らかにした。しかし、廃FRPを構成している繊維は主に,E-ガラス繊維であるため、モルタル中に分散した二次処理分級繊維は,長期的にはセメントの水和による高アルカリ性雰囲気により劣化していくものと考えられる。そこで本年度は、モルタル中のアルカリ性を低下させ,長期的な曲げ強度の低下を軽減する目的で,結合材として高炉スラグ微粉末をセメントに置換した場合について検討を行った。その結果、結合材としてセメントに対し高炉スラグ微粉末を30%または50%置換することにより,本処理材を補強材として用いたモルタルの長期材齢における、強度および靭性の低下を抑制できることを明らかにした。更にSEM観察により、モルタル中の二次処理分級繊維が長期的に殆どアルカリ劣化を起こさないことを確認した。

また、本研究課題と関連させ、廃プラスチックを減容化し破砕処理したものをコンクリート用軽量骨材として適用する方法についても検討し、軽量骨材として有効利用できることを示した。