hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バーチャルリアリティメンタルトレーニングプログラムの開発

これらのことから,本研究における進捗状況はおおむね順調に進展していると判断した。本研究の目的は,ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display:以下,HMD)を用いたバーチャルリアリティ(以下,VR)技術に基づいたメンタルトレーニングプログラムの開発である。平成29年度は,大学生アルペンスキー競技選手13名を対象にスキー競技会の映像をHMDより視聴させ,VR映像によって競技選手が高い緊張状態へと気分状態を変容させることを報告した。平成30年度では,昨年度の結果を基に新たな実験を実施した。具体的には,大学生アルペンスキー競技者11名(男性5名,女性6名)を実験群,非競技者の一般大学生10名(男性6名,女性4名)をコントロール群とし,2群間での比較・検討を行った。実験参加者には,スキー競技会の映像をHMDより視聴させ,視聴時の心理・生理的な反応について基礎的検討を行った。本実験で使用した映像は,昨年度の実験に用いた映像を使用した。視聴時に生じた各反応については,心理指標として二次元気分尺度を用いて心理(気分)状態を検討し,生理指標として指尖脈波(脈拍間隔)を導出し,Lorentz plot法を用いた自律神経機能の検討を行った。本研究の結果,心理指標については有意な差は認められなかった。他方,生理指標については,VR映像の視聴時においてスキー競技者の交感神経が有意に活性化がした。このことから,HMDによるVR映像の視聴は,スキー競技経験のある者にはストレス反応を喚起させる刺激となることが明らかとなった。今後は,実際のスキー競技場面にて喚起される心理・生理的な反応とHMDによるVR映像の視聴による反応について検討し,大学生アルペンスキー競技選手にとって実際の競技場面と同様の刺激となりうるかを検討する必要がある。本研究の結果は,桜門体育学会第9回大会にて報告した。これまでの研究結果から,VR映像が競技者にとってストレス刺激になりえることが示された。しかしながら,実験参加者からはさらに没入感を高めることが望ましいとの回答が得られた。そこで,本研究では競技環境への没入感を高めるために,VR環境を再構築した。本件に伴い,新たなコンピューターシステムを開発やシステムの開発を依頼した企業との打ち合わせ,試作システムの確認などを行った。そのため,計画の遅延が生じた。また,暖冬の影響から雪不足となり,スキー場にて予定されていた予備実験や本実験を行うことが困難となった。これらのことから,本研究における進捗状況は遅れていると判断した。本研究は,4つの検証実験から構成されている。2017年度は,上記の通り第1実験と第2実験の実施および学会にて研究発表を行った。2018年度以降の研究計画については以下の通り示す。第3実験:第2実験で用いたVR技術に基づいたメンタルトレーニングプログラムの1カ月間の介入実験を行い,その効果について検討を行う。
岩手県・宮城県の縄文時代遺跡で出土したアスファルト遺物のバイオマーカー分析

本研究は岩手県及び宮城県内の縄文時代の遺跡地から出土したアスファルト遺物のバイオマーカー分析を行い、国内産原油のバイオマーカー特性と比較し、アスファルト遺物の産地を考察することを目的とした。天然アスファルトは原油中の揮発成分が失われ、酸化作用や水和作用等の二次的な変質を受けた不揮発性の物質であり、その原油中には生物によってのみ合成可能な化合物、すなわち生物指標化合物(バイオマーカー)が存在している。代表的なものはステラン、トリテルパン、ジアステラン、芳香族ステラン等である。これらの成分は原油の起源有機物のタイプを示すものとされ、原油のタイプを区別する事が可能となっている。今回の研究を進める直前の昨年3月11日の東日本大震災が発生し、本研究の実施が危ぶまれたが、岩手県の埋蔵文化財センターのご協力により、岩手県内の6遺跡から出土したアスファルト遺物試料の提供を受け、バイオマーカー分析を実施した。その遺跡名は岩手県北部から「寺久保遺跡」,「赤坂田II遺跡」,「浜岩泉I遺跡」,「繋V遺跡」,「金附遺跡」,「相ノ沢遺跡」の6遺跡である。分析は高速液体クロマトグラム分析装置で分取した飽和炭化水素及び報告族炭化水素をガスクロマトグラフ質量分析計(アジィレントテクノロジー者製6890N型GC-5973N型MS)でバイオマーカー分析を実施した。ステランの組成比から、6遺物のすべてが微生物分解の影響を著しく受けている事から、ステラン組成から起源有機物の推定は難しいと判断された。そして、比較的微生物分解の抵抗性が高いジアステラン組成比(13β,17α-20RジアステランのC27,C28,C29の組成比)から起源有機物を考察した。その結果、6遺物は秋田新潟でみられる典型的な海成有機物起源原油に由来する事が明らかとなった。また、芳香族のトリアロマティックステロイド組成比についても検討したところ、ジアステラン組成比と同様に海成有機物起源原油から由来するアスファルト遺物である結果を得た。以上本研究は岩手県及び宮城県内の縄文時代の遺跡地から出土したアスファルト遺物のバイオマーカー分析を行い、国内産原油のバイオマーカー特性と比較し、アスファルト遺物の産地を考察することを目的とした。以上
高周期１４族元素二価化学種の特性を活かした小分子活性化反応の開拓

本研究では、豊富元素の一つであるスズを活用し、水素、カルボニル化合物等小分子活性化反応の開発を目的とした。そのために、当研究室で開発された、かさ高いフェロセニル基をモチーフとして、安定なスズ二価化学種(スタンニレン)の合成と反応性の精査を行うこととした。その結果、MAJHI博士の典型元素化合物の知識と合成技術をふんだんに発揮し、かさ高いフェロセニル基を有し、スズ上にクロロ基、アミノ基、ホスフィノ基を有する種々の新規なスズ二価化合物を安定な化合物として合成・単離することに成功した。各種スペクトル測定およびX線結晶構造解析により、固体・溶液中での分子構造を明らかとした。特に、クロロスタンニレンの場合、固体中および溶液中のいずれにおいても二量体構造をとることを明らかとした。また、理論計算を駆使して、各種スタンニレンの分子構造と電子状態の相関を明確にし、さらに反応性の予想を行った。実際、アルコール類やアミン類のOHおよびNH結合の活性化に関する研究を詳細に行い、スズ二価化学種の反応性を精査した。これらの知見は、いくつかの国内・国際学会で発表し、国内外の研究者に高い評価を得た。実際に、以下に挙げる論文に研究成果をまとめ、国際的な論文誌に発表した。加えて、14族元素低配位化学種についての総合論文をまとめ、Chemistry European Journal誌に採用された。さらにこの研究成果が評価され、Alexander von Humboldt research fellowshipおよびMarie-Curie Actions Individualfellowshipに採択された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。小分子活性化は、水素添加や二酸化炭素固定、窒素固定に代表されるように、基礎化学的に重要であるのみならず、有機合成化学、環境化学といった様々な学問領域から国際的に関心がもたれている課題である。過去に金属錯体によってこれら小分子を活性化し、合成反応へ利用した例は数多く報告されているが、希少性や毒性が問題となる遷移金属元素を活性中心とした場合にしか達成されていないという問題があることから、低毒性かつユビキタスな典型元素を用いた高活性触媒系の構築が望まれている。スズ二価化学種(スタンニレン)(R2Sn:)は、オレフィンやカルボニル化合物などの小分子と容易に反応し、酸化的付加に相当する挿入反応が進行することで四価化学種を生じると考えられている。この反応性を制御し活用することで、小分子活性化触媒として機能する典型元素触媒を開発出来ると考えた。スズ二価化学種の高い反応性を保ちつつ、化合物の熱力学的安定性を増す分子設計として、窒素あるいはリン置換基と、かさ高いフェロセニル置換基をあわせもつスタンニレン(Fc*(R2N)Sn:, Fc*(R2P)Sn:)を考えた。本年度は、かさ高いフェロセニル基(2,5-ビス(3,5-ジ-t-ブチルフェニル)1-フェロセニル)のリチオ化体の単離を行い、これに対し、塩化スズ(II)を作用させることで、安定なフェロセニルクロロスタンニレン(Fc*SnCl)を、塩素架橋二量体として合成・単離することに成功した。X線結晶構造解析および各種スペクトル測定を行い、合成した化合物の構造的特徴を明らかとした。さらにSn-Cl部分への求核置換反応を利用して窒素置換基やリン置換基の導入を検討中である。本研究では、かさ高いフェロセニル基と、アミノ基またはホスフィノ基を有する、安定なスズ二価化学種(スタンニレン)の合成と、それを用いた小分子活性化反応の開発を目的としている。かさ高いフェロセニル基を簡単に導入することができる前駆体であるリチオ体は、既知物であるため、既に数グラムのスケールで合成準備できている。また、これに対し塩化スズ(II)を反応させることで、対応するクロロスタンニレン(Fc*SnCl)を合成・単離し、その同定を既に行った段階である。クロロスタンニレンに対してアミドリチウムなどの窒素求核種を作用させ、置換反応が進行することは既に既知の反応であるため、本フェロセニル(クロロ)スタンニレンに関しても、同様に速やかに進行する反応であると期待できる。それ故、目的とするフェロセニル(アミノ)スタンニレンや、あるいはホスフィドリチウムとクロロスタンニレンとの反応で生じると考えられるフェロセニル(ホスフィノ)スタンニレンも、次年度には速やかに、合成・単離が可能であると考えられる。そして小分子活性化反応の検討を速やかに始めることができると考えられ、研究はおおむね順調に進行していると言える。

特に、クロロスタンニレンの場合、固体中および溶液中のいずれにおいても二量体構造をとることを明らかとした。また、理論計算を駆使して、各種スタンニレンの分子構造と電子状態の相関を明確にし、さらに反応性の予想を行った。実際、アルコール類やアミン類のOHおよびNH結合の活性化に関する研究を詳細に行い、スズ二価化学種の反応性を精査した。これらの知見は、いくつかの国内・国際学会で発表し、国内外の研究者に高い評価を得た。実際に、以下に挙げる論文に研究成果をまとめ、国際的な論文誌に発表した。加えて、14族元素低配位化学種についての総合論文をまとめ、Chemistry European Journal誌に採用された。さらにこの研究成果が評価され、Alexander von Humboldt research fellowshipおよびMarie-Curie Actions Individualfellowshipに採択された。本年度単離に成功したフェロセニル(クロロ)スタンニレンを前駆体とし、各種アミドリチウム種(R2NLi)およびホスフィドリチウム種(R2PLi)を作用させることで、対応するアミドおよびホスフィノスタンニレンを合成・単離する。さらに各種スペクトル測定および単結晶X線構造解析を行いこれらの分子構造と物性を明らかとする。これらの構造的知見に基づき、アミンやアルコール、エチレンなどの小分子活性化反応を検討する。特に分子構造や物理化学的性質から、理論計算などを用いて反応性を予測し、実験結果と比較検討することで、さらなる活性化反応の分子設計へとつなげる。特に小分子活性化反応の生成物を精査し、四価スズから還元的脱離を経て二価スズ化学種(スタンニレン)を再生する反応経路も模索し、最終的な典型元素触媒開発の基盤となる知見を集積する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ドイツの個人情報保護法制における監督システムの研究

研究成果報告書は、従来の監督システムの分析を行った「90年法の下における民間部門を対象とした監督システム」(第1部)及び、現在及び将来の監督システム構築の基礎となるデータ保護法制の分析を行った「連邦データ保護法の改正とデータ保護法の『現代化』」(第2部)という構成をとっている。第1部では、ドイツ連邦データ保護法(90年法)における、民間部門の個人情報保護の実効性を、特にその監督制度に着目して考察した、当該制度が、事業者の自己コントロールと監督官庁による外部コントロールという二重構造を採用している点、外部コントロールが強化されてきている点などを指摘し、ドイツ法における民間部門の個人情報保護の考え方を明らかにした。また、制度研究にとどまらず、監督制度の実態まで考察し、制度の有用性とその限界を、とくに監督機関の権限との関係で、明らかにした。第2部では、(1)改正ドイツ連邦データ保護法(2001年5月)の主要な改正事項を、1995年のEU指令の転換にともなうものと、その他-「現代化」の要求に応えるもの等-とに分けて検討し、あわせて、(2)「次の改正」に向けての政府部内の準備作業の一端を紹介した。具体的には、連邦内務省の編集にかかる鑑定書「データ保護法の現代化(Modernisierung des Datenschutzrechts)」を中心に検討した。この鑑定書は、連邦内務省の委託をうけて、3人の大学教授によりまとめられたもので、次の連邦データ保護法の改正に決定的な影響を与えるものと考えられる。以上により、これまでの監督官庁による、集中的、公的コントロール(監督)から、個人データを取り扱う民間企業による、分散的、自主的コントロールへのシフトが進みつつあることを明らかにした。ドイツでは、2001年5月に、連邦データ保護法の大改正があった。この改正は、主として1995年のEU個人情報保護指令の転換とデータ保護法の「現代化(Modernisierung)」に対応するものであった。この改正は、本研究のテーマである個人情報(個人データ)保護を目的としたデータ処理等の監督システムにも少なからぬ影響を与えた。この影響は、公的部門の監督にも見られるが、とくに民間部門の監督システムに、顕著に見られる。影響の中身について簡潔に述べれば、これまでの監督官庁による、集中的、公的コントロール(監督)から、個人データを取り扱う民間企業による、分散的、自主的コントロールへのシフトということである。この要因となった法律改正の背景-同時にEU指令が出される背景にもなっているのだが-には、IT技術の発展とそれにともなうネットワーク杜会の進展等により、個人データを処理する企業等の事業者の数及び処理するデータ数が著しく増大し、監督官庁による-ドイツの場合州単位で実施される-十分な公的コントロールが事実上不可能に近いという事情があった。今回の改正はこのような事態に対応するという側面を持っている。以上の知見は、関連文献、報告書等による他、平成13年度研究実施計画に沿って、2001年9月にドイツ(ボン、フランクフルト、ビースバーデン、デュッセルドルフ)で実施した、連邦データ保護監察官、ヘッセン州データ保護監察官、SCHUFA(ドイツ最大の民間信用情報機関)の法務部代表者等とのインタビュー(経済産業省の調査と共同で実施)によるところが大きい。本課題の研究計画は、ドイツのデータ保護監督制度の有用性とその限界を明らかにすることを目的として、文献研究だけでなく、実態調査を実施するというものであった。計画に従い、2001年9月にドイツ(ボン、デュッセルドルフ、ビースバーデン、)で、連邦データ保護監察官、ノルトライン=ヴェストファーレン州データ保護監察官、SCHUFA(ドイツ最大の民間信用情報機関)の法務部代表者等とのインタビューを実施した。また、2002年8月には、フライブルク大学で文献調査とデータ保護に造詣が深い公法研究者と意見交換を行った。

以上のドイツ訪問及び関連文献、報告書等の調査により以下の知見を得た。これらを列記すれば、次のとおりである。(1)ドイツでは、2001年5月に、連邦データ保護法の大改正があったが、この改正は、主として1995年のEU個人情報保護指令の転換とデータ保護法の「現代化(Modernisierung)」の要請の一部に対応するものである。この改正は、本課題の研究にも少なからぬ影響があった。この影響は公的部門の監督にも見られるが、とくに民間部門の監督システムに顕著に見られた。影響の中身について簡潔に述べれば、これまでの監督官庁による、集中的、公的コントロール(監督)から、個人データを取り扱う民間企業による、分散的、自主的コントロールへのシフトということである。この要因となった法律改正の背景には、情報通信技術の発展とそれにともなうネットワーク社会の進展等により、個人データを処理する企業等の事業者の数及び処理ずるデーダ数が著しく増大し、州単位で実施される監督官庁による十分な公的コントロールが事実上不可能に近くなったという事情があった。今回の改正はこのような事態に対応するという側面ももっている。(2)今回の改正は、デーダ保護法の「現代化」という点では不徹底である。さらなる「現代化」のために再度の連邦データ保護法の改正が必要である。この点につき、既にデータ保護法の根本的な現代化のための具体的な動き(例えば連邦内務省の委託による鑑定書の公刊)が始まっていること、その実現のためにはなお数年を要するであろうこと。(3)EUの個人情報保護の構想には、ドイツのデータ保護法の基本原則(例えば、個人情報処理の一般的禁止の原則等)が大幅に取り入れられている。その意味でドイツがEUの個人情報保護の構想においてイニシャティブをとっている。なお、本研究によって得られた成果は、逐次、専門雑誌等で公表していく予定である。
自動電離状態における一般化ブライト相互作用効果の研究

重元素少電子多価イオンに関する2電子性再結合過程の観測を、電気通信大学の電子ビームイオントラップTokyo-EBITを用いて行った。X線による測定と、Tokyo-EBITから引き出したイオンによる平衡電荷分布計測による測定を合わせることにより、2電子性再結合において放出されるX線の角度分布をリチウム様多価イオンについて測定し、角度分布に現れるブライト相互作用効果を明らかにした。本年度はまず、電気通信大学の多価イオン発生装置・電子ビームイオントラップのイオン引出系を改良し、引き出し効率を増加させた。加えて、効率的なイオン引き出しを可能とするような制御システムを製作した。効率の上がった引き出しシステムを用いて、ビスマス多価イオンの2電子性再結合過程の測定をこれまでにない高分解能で行うことに成功した。その結果、放射性再結合と2電子性再結合の干渉により現れる非対称構造を、ベリリウム様ビスマスと電子との衝突において明瞭に観測することができた。その非対称構造を理論的にも説明するため、新たな計算手法を開発し、実験において得られた構造をこれまでにない精度で再現することに成功した。理論と実験の比較により、非対称構造には放射減衰効果と、ブライト相互作用が極めて重要であることが分かった。また、2光子を同時に放出する再結合過程の2重微分断面積を調べるための、2光子同時計測システムの立ち上げとその試験を行った。水素様クリプトンの2電子性再結合において同時に放出される2つのK-X線の同時観測で試験した結果、信号対雑音比は十分でなかったものの、十分な同時計測率が得られることが分かった。来年度以降、検出器や回路などを適宜改良し時間分解能を向上させることなどにより、信号対雑音比を向上させることで、2重微分測定か十分可能であるとの目処を得た。このような同時計測は過去に例がなく、国内外会議において注目を集めた。前年度において予備的な結果が得られた2光子同時計測実験の成果が注目され、今年度のはじめに2件の招待講演を国際会議において行った。それぞれ分野の異なる会議であったが、いずれの会議においても本研究課題の成果の重要性が広く認められた。この前年度の成果を発展させ、2光子同時計測実験の効率を向上させるため、まず半導体検出器の増設を行い、検出器の増設に伴う検出回路やデータ解析プログラムの整備などを行った。また、信号対雑音比を向上させるため、同時検出システムの改良を行い、時間分解能を向上させた。結果として、水素様クリプトンイオンの二電子性再結合過程において放出される2つの光子の同時計測を高効率で行うことに成功し、世界で初めて二重微分断面積の導出に成功した。得られたデータ点は一点のみであったが、これは放出光子の角度相関に現れる相対論効果やブライト相互作用効果を調べるという本課題の目標の一つに向けた大きな前進である。この成果はすぐに注目を集め、8月末に中国・上海にて行われた「第15回多価イオン原子物理国際会議」において、多くの一般講演の中から口頭発表として選出された。実験と並行し、分担研究者や連携研究者とともに理論解析を進めた。現在得られている実験データを説明するための理論解析に加え、新たな成果を導く実験の提案も理論解析から行われた。分担者と密に議論を行い、その実験の遂行計画を練った。ブライト相互作用効果の研究にはより詳細な理論との比較が必要であるため、実験における精度の確認および向上を行うことが重要であるとの認識に至った。2011年3月に開催予定であった物理学会第66回年次大会で成果発表を行う予定であったが、震災の影響で中止となったため、2011年8月に新潟大学にて開催された原子衝突研究協会第36回年会にて報告を行った。23年度は、X線による測定とTokyo-EBITから引き出したイオンによる平衡電荷分布計測による測定を合わせることにより、2電子性再結合において放出されるX線の角度分布を金多価イオンについて測定し、角度分布に現れるブライト相互作用効果を明らかにした。Tokyo-EBITでは電子ビームに対して90度方向に放出されるX線しか観測できないため、X線による測定だけでは角度分布を得ることができない。そこで、平衡電荷分布による計測で積分断面積を測定し、その結果とX線測定による90度での微分断面積とを組み合わせることで、角度分布を決定する非等方パラメータを得た。リチウム様金多価イオンの2電子性再結合過程に対する実験結果を理論計算と比較した結果、クーロン相互作用のみを考慮した計算とは大きな差異があり、ブライト相互作用を考慮に入れることによって初めて実験結果を再現することが明瞭に示された。これは角度分布に対する顕著なブライト相互作用効果を初めて示した結果であり、本研究課題の大きな目標の一つを達成したものである。この成果は、当該分野で最も権威のある雑誌Physical ReviewLetters誌に掲載された.また、多価イオン分野における代表的な国際会議である「多価イオン物理国際会議」(2012年ハイデルベルグにて開催予定)にて招待講演を行うことが決定した。

この成果にとどまらず、角度分布を支配する磁気量子数分布をより直接的に測定する手法として、X線の偏光度を測ることを計画し、そのための硬X線偏光度計の準備を始めた。重元素少電子多価イオンに関する2電子性再結合過程の観測を、電気通信大学の電子ビームイオントラップTokyo-EBITを用いて行った。平成23年度までに、X線による測定と、Tokyo-EBITから引き出したイオンによる平衡電荷分布計測による測定を合わせることにより、2電子性再結合において放出されるX線の角度分布をリチウム様金多価イオン(Au76+、原子番号79)について測定し、角度分布に現れるブライト相互作用効果を明らかにした。平成24年度は、同様の測定をPr(原子番号59)およびHo(原子番号67)について行い、原子番号依存性を調べた。その結果、理論で予測されたように、原子番号が増加するに伴い、ブライト相互作用が顕著に効くようになり、原子番号の小さい領域で異方的な振る舞いを示す角度分布が、大きな領域では等方的な分布に近付く様子が実験的に示された。この結果は現在、当該分野で権威の高いPhysical Review A誌に投稿準備中である。また、角度分布を生じる磁気量子数分布をより直接的に測定する手段として、硬X線の偏光度計の立ち上げを行った。2電子性再結合により放出されるX線の偏光度を測定することで、X線計測のみで磁気量子数分布を得ることが可能となった。本研究の成果は国際的にも認められ、9月にハイデルベルグにおいて開催された「多価イオン物理国際会議」において、研究協力者の胡智民が招待講演を行った他、7月末から8月頭にかけて蘭州で開催された「プラズマ中原子分子過程に関する日中セミナー」において中村が招待講演を行った。目的の一つであった、角度分布におけるブライト相互作用効果の検証を今年度達成することができた。その成果は当該分野で最も権威のあるPhys. Rev.Lett誌に掲載された。24年度が最終年度であるため、記入しない。放射X線の角度分布を生む磁気量子数分布をより直接的に観測する手段として、X線の偏光度を測定する。そのために、X線偏光度計の立ち上げを行う。また、詳細な理論解析と比較することにより、ブライト相互作用効果の中で、磁気的相互作用の寄与と遅延効果による寄与を分離して検証する。
ピストンポンプ・モータに用いられる球面軸受のトランボロジー特性

本研究の目的は,ピストンポンプ・モータの性能を決定する主要因のひとつである球面軸受のトランボロジー特性を,実験的に明らかにすることにある.本年度は,同心荷重の作用する球面軸受の実験装置を設計,製作し,この装置を用いて球面軸受部における摩擦・流量特性および損失動力を,定常状態下において実験的に明らかにした.なお,実験結果の実用性を鑑み,本装置は実機のピストンポンプ・モータに使用される4種のピストン・アッセンブリ(ピストン、スリッパ軸受および球面軸受により構成される)を活用した.また,このピストン部を静圧ジャーナル軸受で支持し,スリッパ部(球部を含む)を電動機で回転させる方式を採用した.実験方法は,最高供給圧力7MPa(最高荷重2.3kN),最高回転数25rpsとした幅広い作動領域において実験を行い,漏れ流量および摩擦トルクを測定し,しゅう動部の流量・摩擦特性ならびに損失動力を明らかにした.ここで,摩擦トルクは歪ゲージ式板ばねと動ひずみ計(NEC三栄製,AS2103)で測定し、これをデータレコーダ(NEC三栄製,RT3304)に取込みデータ処理を行った.実験パラメータには,供試軸受の球直径(8,10,13,16mm),供給圧力(1,3,5,7MPa),荷重,回転数(5,10,15,20,25rps)などを採用した.なお,供試流体には,石油系作動油を用いた.本実験より,この種の球面軸受は摩擦トルクに基づく損失動力が支配的であること,損失動力は供給圧力はほぼ比例して増加すること,摩擦係数はおよそ0.10.15であることなどを実験的に明かにすることができた.本研究の目的は,ピストンポンプ・モータの性能を決定する主要因のひとつである球面軸受のトランボロジー特性を,実験的に明らかにすることにある.本年度は,同心荷重の作用する球面軸受の実験装置を設計,製作し,この装置を用いて球面軸受部における摩擦・流量特性および損失動力を,定常状態下において実験的に明らかにした.なお,実験結果の実用性を鑑み,本装置は実機のピストンポンプ・モータに使用される4種のピストン・アッセンブリ(ピストン、スリッパ軸受および球面軸受により構成される)を活用した.また,このピストン部を静圧ジャーナル軸受で支持し,スリッパ部(球部を含む)を電動機で回転させる方式を採用した.実験方法は,最高供給圧力7MPa(最高荷重2.3kN),最高回転数25rpsとした幅広い作動領域において実験を行い,漏れ流量および摩擦トルクを測定し,しゅう動部の流量・摩擦特性ならびに損失動力を明らかにした.ここで,摩擦トルクは歪ゲージ式板ばねと動ひずみ計(NEC三栄製,AS2103)で測定し、これをデータレコーダ(NEC三栄製,RT3304)に取込みデータ処理を行った.実験パラメータには,供試軸受の球直径(8,10,13,16mm),供給圧力(1,3,5,7MPa),荷重,回転数(5,10,15,20,25rps)などを採用した.なお,供試流体には,石油系作動油を用いた.本実験より,この種の球面軸受は摩擦トルクに基づく損失動力が支配的であること,損失動力は供給圧力はほぼ比例して増加すること,摩擦係数はおよそ0.10.15であることなどを実験的に明かにすることができた.
糖尿病遺伝子座導入コンジェニックラットを利用した糖尿病原因遺伝子特定

本研究は人の肥満性2型糖尿病に非常によく似た2型糖尿病ラットを用いて、それの糖尿病原因遺伝を導入したコンジェニックラットをもちいて、原因遺伝子の特定をおこない、かつ、糖尿病発症機構を検討する目的であった。そのためNidd2遺伝子座領域に関するサブコンジェニックラットを作成し、直接的なポジショナルクローニングを検討した。さらに、コンジェニックラットとその基準系統をもちい、プロテオーム解析及び遺伝子発現解析を行い、直接的な原因遺伝子の特定を行った。次いで、個々の糖尿病遺伝子座導入コンジェニックラットを組み合わせた、再構成コンジェニックラットを作成し、遺伝子間相互作用研究をおこなった。さらに高カロリー食、あるいは肥満形質を組み合わせたシステムを構成し、肥満が糖尿病発症にどのように関与しているかを研究した。染色体14番上にあるNidd2領域のサブコンジェニックラットの作成は染色体マーカーにより、約2cM程度の幅で10系統を作成した、そのいずれかがNidd2コンジェニックラットの高血糖の形質を、持っていると考えられたが、驚いたことに、いずれのサブコンジェニックラットも高血糖を示さなかった。そのことはNidd2領域内に少なくとも二つの糖尿病関連遺伝子が存在しており、その組み合わせによって高血糖を示すことが示唆された。実際、このような例は海外でも知られており、多因子性疾患遺伝解析の難しさを示している。一方、プロテオーム解析では、筋肉組織蛋白にpH6領域、分子量5万程度のスポットに加齢に伴う変異が認められた。それが糖尿病原因遺伝子である可能性は高く、今後、質量分析解析により遺伝子を特定する予定である。我々はコンジェニックラットを高カロリー食あるいは肥満形質との組み合わせによる実験を行った。その結果、Nidd1は高カロリー食や肥満バックグランドに対して耐性であり、一方、Nidd2は非常に感受性が高く、肥満とNidd2のみの組み合わせのみで糖尿病を発症する程、高血糖を示すに至った。即ち肥満に著しく影響される糖尿病遣伝子の存在を明らかとした。我々はこれまでにヒト糖尿病モデルラット、OLETFにおける糖尿病原因遺伝子座14QTL領域すべてに関してのコンジェニックラットの作成を行い、その形質について検討してきた。また、十数個の原因遺伝子を単遺伝子のようにあつかうので、各コンジェニックラットの示す糖尿病に関わる表現型は大変小さくなる。そのため、遺伝子単離のための表現型情報は極めて不安定となることが判明したので、個々のコンジェニックラットの示す表現型をよりクリアに判定する方法が必要となった。そのため、プロテオーム解析を行うにあたり、まず、コンジェニックラット表現型のクリアかをおこなった。即ち、正常食以外に、10%ヒマワリオイルを追加した高脂肪食を摂取させ、Nidd2,Nidd10,Nidd2&10コンジェニックラットならびに基準系統であるF344ラットを用い、その影響の効果を検討した。20週齢において体重はNidd2&10H群は418.82±17.17gであり、Nidd2H群367.60±19.84g及びNidd10H群363.78±27.70gに比し有意に高値(p<0.01)を示した。糖負荷後血糖は30分値で基準系統F344H群95.33±3.22mg/dlに対しNidd2H群159.60±14.08mg/dl(p<0.01)及びNidd2&10H群120.60±3.51

mg/dl(p<0.05)と有意に高値を示した。その他指標については検討中である。いずれにせよ、高カロリー食で飼育した場合、Nidd2/ofとNidd10/ofの両者を合わせ持つことにより、それぞれ単独で持つ場合と比較すると、相加的な体重増加がみられたが、単独遺伝子としては糖負荷後血糖の上昇にNidd2/ofが深く関与する遺伝子座であることが確認された。従って、今年度、Nidd2ラットの糖尿病原因遺伝子のクローニングに向けてのプロテオーム解析の基盤ができあがった。作成した十数系統のコンジェニックラットの特性実験から、2型糖尿病と肥満の双方に関与すると考えられるNidd2遺伝子座領域を導入されたコンジェニック系統をプロテオーム解析による原因遺伝子探索系統として選択した。コントロールはF344ラットである。それらの系統の10週齢と20週齢をもちい、糖尿病のターゲット臓器といわれている膵臓、肝臓、筋肉、脂肪等をサンプルとして供した。プロテオーム解析においては、サンプルの取り方、保存方法等が極めて大切なポイントとなるので、採取位置、採取時間、ホモジェネート条件、それらの保存方法等を検討し、最も適切な方法を選択した。ゲルによる今離は一次元はpH3-10のアンフォライトを用いて展開させるpHによる分離、次いで、二次元は10% SDSポリアクリルアミドゲルによって展開させた。ゲル分離能を高めるため、二次元ゲルをオーバーナイトでゆっくり展開させる方法を採用した。染色は最も感度の高い銀染色を行った。多くのスポットが認められ、その再現性に関しても一応安定した段階に入ったので、具体的にMDD2コンジェニック系統とその基準系統であるF344系統間での比較検討を行った。現在までのところ、肝臓を用いた系ではpH7-8.5,MW 12,000-13,000付近とpH9,MW 21,000程度の辺りに候補スポットが認められた。一方、膵臓を用いた系ではpH6,MW 45,000付近とpH7.5,MW 32,000付近のスポットが候補スポットとして認められた。しかし、さらなる解像度で確認していく必要があり、pHレンジをさらに狭め、また、高分子領域と低分子領域を別個に解像度を上げるため、ゲル濃度を変更して、実験を積み重ね中である。プロテオーム解析はDNAとは異なり変性しやすい蛋白が相手であり、確定するために、このようなさらなる実験の積み重ねが必要であると考えられた。いずれにせよ、より高い分離能を実現させる必要がある。コンジェニックラットによる糖尿病原因遺伝子の単離をめざして。サブコンジェニックラットによる解析:最終年度はサブコンジェニックラットの多数のラインを完成させ、原因遺伝子を絞り込み、さらに、プロテオーム解析、リアルタイムPCRによる遺伝子発現等の手段を使い、実際に遺伝子を同定することが、ゴールであった。染色体14番上にマップされた糖尿病遺伝子座の一つであるNidd2は高血糖のみではなく肥満因子もその領域に含んでいることから、その領域を狭めるためにその領域に関するサブコンジェニックラットをおよそ数cMの違いでOLETF
2点境界値問題の符号変化する解の個数に関する研究とその応用

本研究では非線形常微分方程式の2点境界値問題を考えた。その問題の符号変化する解の一意性について新たな結果を得た。また、その応用として球状領域における楕円型偏微分方程式の境界値問題の符号変化する球対称解が一意であるための十分条件を得た。さらに、そのような解が一意でないような例も与えた。今回の手法を応用することにより、2点境界値問題の符号変化する解の厳密な個数について新たな結果が得られることが期待される。平成20年度は、以前に2階非線形常微分方程式の2点境界値問題で得た符号変化する解の一意性についての結果を球状領域における楕円型偏微分方程式の球対称解の問題について一般化することに成功した。具体的には、単位球の内部においてある楕円型微分方程式を満たし、境界での値が0で、かつ内部でk回符号変化する解がただ1つであるための十分条件とそのような解が3個以上存在するための十分条件を得た。その問題の符号変化する球対称解の一意性についてはこれまであまり多くの結果が得られていなかったが、今回、過去のものとは別の十分条件を得ることができた。また、非一意性の結果は過去にはないもので、今回、始めて得ることに成功した。この非一意性の結果により、無条件では一意性が成り立つ訳ではないことがはっきりし、一意性の結果が重要であることが再認識された。さらに、以前の2階非線形常微分方程式に対する結果を一次元のp-Laplace作用素をもつ常微分方程式の2点境界値問題に一般化することにも成功した。即ち、その一次元のp-Laplace作用素をもつ問題の解で端点の値が0で区間の内部でk回符号変化する解が一意であるための十分条件を得た。この問題の符号変化する解の一意性に関する結果は過去に得られておらず、始めての結果であり、この分野の進展に大きく貢献できたと考える。また、ある特殊な場合は一意性が崩れることが起こることも示した。従って、無条件で一意性が成り立つ訳ではなく、今回の一意性の結果の正当性も主張できた。平成21年度は、劣線形と呼ばれる場合について、以前に2階非線形常微分方程式の2点境界値問題で得た符号変化する解の一意性についての結果を球状領域における楕円型偏微分方程式の球対称解の問題について一般化することに成功した。具体的には、単位球の内部において劣線形の楕円型微分方程式を満たし、境界での値が0で、かつ内部でk回符号変化する解がただ1つであるための十分条件を得た。また、そのような解が3個以上存在するような例も構成することができた。その問題の符号変化する球対称解の一意性については自励系の場合は解決済みであったが、今回、非自励系の場合の結果をを得ることができた。また、非一意性の例は過去にはないもので、今回、始めて得ることに成功した。この非一意性の結果により、非自励系の場合は無条件では一意性が成り立つ訳ではないことがはっきりし、一意性の結果が重要であることが再認識された。また、Emden-Fowler型と言われる微分方程式の2点境界値問題の正値解の一意性について、新たな解析方法を見つけることができた。Emden-Fowler型微分方程式はさまざまな微分方程式の原点でもある方程式であり、また、楕円型の偏微分方程式の球対称解の解析においても非常に重要な方程式である。今回得た方法は符号変化する解への利用が期待できる。また、原点であるEmden-Fowler型方程式で新たな結果を得ることにより、様々な応用も期待できる平成22年度は、Emden-Fowler型常微分方程式の2点境界値問題の正値解が一意であるための十分条件をいくつか新しく得ることができた。そのうちの一つはこれまでの結果とはまったく違ったタイプの条件である。過去の結果はEmden-Fowler型方程式のもつある指数に無関係な条件であったが、今回得た新しい結果により、その指数が小さい方が正値解が一意になりやすいことがわかる。また、対称性をもつEmden-Fowler型常微分方程式の2点境界値問題について、一つの正値偶関数解と二つの正値非偶関数解が存在するための十分条件も得ることができた。これまでにEmden-Fowler型の問題で正値解が非一意である例はいくつか知られていたが、今回の様な一般的な結果はこれまで得られていなかった。今回得られた結果は一次元のHenon型の方程式に関する境界値問題にも適用できるものであり、ある二つの指数がともに小さいと正値解は一意であり、二つの指数が大きいと3個以上の正値解が存在することがわかる。符号変化する解を扱うのは難しいことが多く、正値解の結果を得ることが符号変化する解について研究する上での第一段階となる。

従って、今回の解析を足がかりにして符号変化する解に対する解の個数に関する結果を得ることができる。Emden-Fowler型微分方程式はさまざまな微分方程式の原点でもある方程式であり、また、楕円型の偏微分方程式の球対称解の解析においても非常に重要な方程式でありEmden-Fowler型方程式で新たな結果を得ることにより、様々な応用が期待できる。
メタ環境としての都市芸術-環境美学研究-

本研究は、環境美学という新しい視点から、現代の様々な問題が集約されている都市芸術の諸相を分析することによって、環境概念そのもののメタ批判を行うことを課題としてきた。そのため、各研究分担者は、都市芸術の実態把握につとめるべく、都市景観、パブリックアート、音環境などさまざまな領域においてフィールドワークを行う一方、その調査結果をもちよって頻繁に研究連絡会議を行い、環境美学の理論的視座の確立に向けて議論を重ねてきた。その結果、当該課題が直面するいくつかの問題点を明確にすることができた。環境美学から見た都市空間というと、アメニティスペースの演出といったことが短絡的に連想されるが、環境美学をこのような「都市の美化」の問題にのみ方位することには陥穽があるということである。そこで、芸術作品を屋外の都市空間に設置すればすなわちパブリックアートであり、それだけで美的環境たりうるとするような、「都市の美術館化」といった事態に対して、批判的な検証を行った。例えば、千葉大の長田健一氏を研究代表者とする「<美術>展示空間の成立・変容」の科研グループとの合同研究会などを通じて明らかになったのは、屋外空間における「都市の美術館化」が美術館という屋内空間の制度化と補完関係にあるということであった。このような状況は、必ずしもわれわれが考える美的文化環境といえるものではなく、モダニズムの芸術館と環境美化政策の安易な結合によるものだということが指摘され、モダニズム芸術理論の相対化によるオルタナティヴなアートの可能性を探るとともに、都市の景観や音環境等の保存や創生のありうべき方向性についても研究した。その結果、都市と芸術との関係に重点をおいてきたわれわれの環境美学の新たな展開のためには、他の諸領域においても問題となっている公共性概念の検討が不可欠であるという認識に至り、これを今後の課題とすることにした。二年間の研究の初年度にあたる今年度は、研究課題の性格上、各研究分担者とも実地調査と積極的に行って都市芸術の諸相の実態把握につとめた。また、テーマに関連する展覧会や美術プロジェクトの視察等も行い、当該課題に関するさまざまな実践形態の現状を知ることもできた。これらのフィールドワークを通じて得られた情報を整理・分析するとともに、関連する文献資料の収集も行った。それらをもとに、特に環境美学の理論的観点からの批判的検討を加えるべく、研究連絡会議を開いて各研究分担者の研究状況を報告しあい、活発なディスカッションを行った。それらの結果、現時点で当該研究課題が直面するいくつかの問題点を明確にすることができた。例えば、彫刻作品を屋外の都市空間に設置すればすなわちパブリック・アートであり、それだけで美的環境たりうるとするような「都市美術館化」といった事態である。さらには、それに対するオルタナティヴな試みとしてのコミュニティー・アートが、いわゆる所有権と結びついた近代芸術概念と矛盾するところから生じる問題などがあげられる。われわれの環境美学が19世紀的な芸術観に定位された自律性美学の乗り越えを念頭に置いていることはすでに確認済みであるが、この環境美学の構想のもとで、事例研究を通じて浮かび上がってきた具体的な問題点をいかに考えていくかが今後の課題であり、次年度はそれについて積極的に取り組んでいく予定である。研究の最終年度にあたる今年度は、報告書にまとめるべく、初年度に明確になった問題点について、研究分担者それぞれの視点から批判的検討を加え、文献研究とフィールドワークを積極的に行うとともに、研究連絡会議を開いて活発な討議を行った。初年度において、環境概念のメタ批判を試みるにあたり、都市芸術の諸相を検証した結果、問題として浮上してきたのは、アメニティ空間を追求するパブリックアートの普及などによってもたらされている「都市の美化」や「都市の美術館化」という昨今の状況のネガティヴな側面であった。

千葉大の長田謙一氏を研究代表者とする「〈美術〉展示空間の成立・変容」の科研グループとの合同研究会などを通じて明らかになったのは、屋外空間における「都市の美術館化」が美術館という屋内空間の制度化と補完関係にあるということであった。このような状況は、必ずしもわれわれが考える美的文化環境といえるものではなく、モダニズムの芸術観と環境美化政策の安易な結合によるものだということが指摘され、モダニズム芸術理論の相対化によるオルタナティヴなアートの可能性を探るとともに、都市の景観や音環境等の保存や創生のありうべき方向性についても研究した。その結果、都市と芸術との関係に重点においてきたわれわれの環境美学の新たな展開のためには、他の諸領域においても問題となっている公共性概念の検討が不可欠であるという認識に至り、これを今後の課題とすることにした。
物質移流の連続性に着目した新しい流域環境評価指標の提案

環境基準としての水質項目など,従来より一般的に用いられている水環境や流域環境の良好度を表す指標が,必ずしも環境状態を反映したものではないことを動機として,本研究では,環境状態評価の本質を根本的に見直すことを通じて,普遍的な環境評価の思想を確立することを目的とした.具体的には,環境状態を支配している基本的事項は流域における物質の移動状態であるとの考えに基づき,流域内物質移流の連続性を表すパラメータ(連続性パラメータ)を提案し,このパラメータが流域環境の良好度を客観的に評価する普遍的かつ総合的な指標となり得るかどうかについて検討した.その結果,物質流出モデルに基づく流域内物質移動状況解析より,連続性パラメータが,流域内の環境要因を決定づける人間活動状況(人口,下水処理施設,家庭排水対策,農業,工業,森林施業,流路整備など)、に影響を受けていることを明らかにした.また,流下過程での自然浄化量と人間活動に伴う水域への物質排出量がバランスする空間的広さが大きくなるほど,連続性パラメータによる流域環境良好度が悪化する傾向があることも判明した.とくに,数km^2の集水域(集水域内メイン流路の流下距離としては12km)で物質収支が保たれなければ,その下流域での余剰物質の浄化回復が困難となり,環境状態悪化をもたらす可能性が高くなることがわかった.さらに,この結果を前年度に実施した長良川流域内住民アンケート(有効回答数:12,382件)の解析結果と併せて検討したところ,現時点での絶対的な環境印象度よりも,過去からの環境変化量に関する印象と上述の物質収支悪化箇所とが一致する傾向があることが明らかになった.なお,数値生物モデルに基づくアユ生息状況解析からも物質収支状況を検討したが,これについてはモデルへの入力データが不足していることもあり,明確な結論を出すには至らなかった.流域環境の状態は,そこでの物質移動の円滑さ,すなわち物質移動量の空間的連続性に依存しているとの発想から,この連続性の具体的な評価方法について検討した.その結果,物質移動状態の把握に際しては,流域における面的な物質発生源の分布状態を評価できるスケール設定と流下過程における自然浄化機能の効果を定量化できるスケール設定の両者が重要であり,こうしたスケール設定を満足させつつ,物理的な物質流下現象を表現できる方法で領域を分割することにより,領域内での物質移動状態を評価できることを明らかにした.また,こうした検討を通じて,流域環境状態の良好度を示す流域環境指標を具体的に提案し,その有効性について検証することができた.また,流域環境状態の良好度と住民による主観的印象との対応関係を検討することを目的としたアンケート調査を実施し,12,382件の有効回答の解析から,森林流域および耕地・都市流域での環境要因間の因果関係が,アンケート回答結果の時空間相互相関解析から明らかになった.このことは,主観的と思える住民の印象も,流域環境状態を評価する上での重要な要素となり得ることを示す結果と言える.さらに,森林流域における両生類の生息状態と森林環境要因との関係についても現地調査およびGISによる検討を行い,森林管理と土砂動態を基本とする物質移動状態がその生物生息における支配要因になっている可能性があることを掴んだ.これは,住民によるアンケート調査から判明してきた環境要因間の応答メカニズムとも合致するものであり,今後さらに解析を進め,住民の印象と物質移動状態との関係を定量的に明らかにする予定である.環境基準としての水質項目など,従来より一般的に用いられている水環境や流域環境の良好度を表す指標が,必ずしも環境状態を反映したものではないことを動機として,本研究では,環境状態評価の本質を根本的に見直すことを通じて,普遍的な環境評価の思想を確立することを目的とした.具体的には,環境状態を支配している基本的事項は流域における物質の移動状態であるとの考えに基づき,流域内物質移流の連続性を表すパラメータ(連続性パラメータ)を提案し,このパラメータが流域環境の良好度を客観的に評価する普遍的かつ総合的な指標となり得るかどうかについて検討した.その結果,物質流出モデルに基づく流域内物質移動状況解析より,連続性パラメータが,流域内の環境要因を決定づける人間活動状況(人口,下水処理施設,家庭排水対策,農業,工業,森林施業,流路整備など)、に影響を受けていることを明らかにした.また,流下過程での自然浄化量と人間活動に伴う水域への物質排出量がバランスする空間的広さが大きくなるほど,連続性パラメータによる流域環境良好度が悪化する傾向があることも判明した.とくに,数km^2の集水域(集水域内メイン流路の流下距離としては12km)で物質収支が保たれなければ,その下流域での余剰物質の浄化回復が困難となり,環境状態悪化をもたらす可能性が高くなることがわかった.さらに,この結果を前年度に実施した長良川流域内住民アンケート(有効回答数:12,382件)の解析結果と併せて検討したところ,現時点での絶対的な環境印象度よりも,過去からの環境変化量に関する印象と上述の物質収支悪化箇所とが一致する傾向があることが明らかになった.なお,数値生物モデルに基づくアユ生息状況解析からも物質収支状況を検討したが,これについてはモデルへの入力データが不足していることもあり,明確な結論を出すには至らなかった.
天然ゴムの生合成機構とその特異な分子構造の関連の解析

ヘベア樹(Hevea brasiliensis)からラテックスとして得られる天然ゴムの生合成機構はイソペンテニル二リン酸(IDP)を経由する基本経路が解明されているが、開始反応は不明であり、鎖長や機械性の制御機構に関する知見は得られていない。これまでの研究で、本申請者らはNMRによる構造解析からイソプレン単位の配列構造の決定法を確立した。本研究では、ラテックスのボトム画分にFDP、GGDPなどの各種基質あるいはF-などの阻害剤の存在下で^<14>C-IDPのゴム分子鎖への取り込みとゴム生成量を解析し、開始反応機構を解明した。この系では高分子量も合成され、従来の洗浄ゴム粒子を用いるin vitro合成とは異なり、in vivoに近い系である。そこで、中分子量と高分子量の二種類のゴムを合成する条件を見出し、分子量規制する因子を明らかにする試みを行った。1天然ゴムボトム画分によるin vitroゴム合成機構の解析天然ゴムラテックスのボトム画分によるin vitroゴム合成の条件と機構を調べた。この系では添加IDP量よりはるかに多量のゴムが得られることから、ボトム画分にはIDP合成の酵素系と炭素源が存在すると推定した。この炭素源についてin vitroゴム合成前後のボトム画分の組成変化から分析した。ボトム画分の調製・処理条件及び添加剤を加えて生成したゴムの分子量分布への影響を調べ、高分子量ゴム成分を合成する条件を検討した。2天然ゴムボトム画分による分子量規制機構の解析これまでの研究で、天然ゴムラテックスのボトム画分はC30C80のポリプレノールも合成することを見出している。これらのポリプレノールを単離して構造決定を行い、ゴムの開始基質との差異を調べた。凍結乾燥したボトム画分ではゴムは合成されず、ポリプレノールのみが得られることから、それぞれの合成サイトの相違をボトム画分中に含まれるゴム微粒子の形状と膜の存在を電子顕微鏡で調べることにより検討した。1天然ゴムのボトム画分によるin vitroに近いゴム合成と精製ゴムの構造解析天然ゴムラテックスから超遠心分離によってボトム画分を分取した。低温に保持して酵素系を活性化後、^<14>C-IDPと開始基質(FDP、GGDP)を添加あるいは無添加でインキュベートし、精製したゴムの^<14>C取り込み量、収率、両末端基の構造解析を行った。ボトム画分はIDPあるいはFDPの添加によって新しいゴムを大量に合成することを明らかにした。得られたin VitrOゴムの構造解析及びトレーサー法を用いた構造化学的手法による解析から、ゴムの生合成機構の開始基質が一般のイソプレノイド系とは異なることと、特異な重合停止反応が起こること及び分子量を支配する因子が存在することを明らかにした。2天然ゴムラテックスの粒径と酵素活性及び停止反応機構の解析天然ゴムラテックスを粒径により分別し、各画分を^<14>C-IDP、^<14>C-IDP+FDP、^<14>C-IDP+GGDPの存在下でインキュベートした。生成したゴムの分子量分布をUVと^<14>Cで検出し、新規に合成された分子鎖と既存在の分子鎖を区別した。FDPまたはGGDPを添加した系と^<14>C-IDPのみの系の^<14>C取り込み量の比較から鎖長延長のみと新たに開始による分子鎖の量比を求めた。これらの結果から鎖長延長反応及び停止粒径の関係を求めた。

一方、分子量で分別した各粒径のゴムについて末端に結合した長鎖脂肪酸の量と分岐度をエステル交換反応、NMR、GPC及び粘度測定から求めた。微粒子ゴムは停止末端に重合活性があるリン酸基を持ち、一方、大粒径のゴムはリン脂質の結合した停止末端をもつことを明らかにした。ヘベア樹(Hevea brasiliensis)からラテックスとして得られる天然ゴムの生合成機構はイソペンテニル二リン酸(IDP)を経由する基本経路が解明されているが,開始反応は不明であり、鎖長や機械性の制御機構に関する知見は得られていない。これまでの研究で、本申請者らはNMRによる構造解析からイソプレン単位の配列構造の決定法を確立した。本研究では、ラテックスのボトム画分にFDP、GGDPなどの各種基質あるいはF-などの阻害剤の存在下で^<14>C-IDPのゴム分子鎖への取り込みとゴム生成量を解析し、開始反応機構を解明した。この系では高分子量も合成され、従来の洗浄ゴム粒子を用いるin vitro合成とは異なり、in vivoに近い系である。そこで、中分子量と高分子量の二種類のゴムを合成する条件を見出し、分子量規制する因子を明らかにする試みを行った。1)天然ゴムボトム画分によるin vitroゴム合成機構の解析天然ゴムラテックスのボトム画分によるin vitroゴム合成の条件と機構を調べた。この系では添加IDP量よりはるかに多量のゴムが得られることから、ボトム画分にはIDP合成の酵素系と炭素源が存在すると推定した。この炭素源についてin vitroゴム合成前後のボトム画分の組成変化から分析した。ボトム画分の調製・処理条件及び添加剤を加えて生成したゴムの分子量分布への影響を調べ、高分子量ゴム成分を合成する条件を検討した。2)天然ゴムボトム画分による分子量規制機構の解析これまでの研究で、天然ゴムラテックスのボトム画分はC30C80のポリプレノールも合成することを見出している。これらのポリプレノールを単離して構造決定を行い、ゴムの開始基質との差異を調べた。凍結乾燥したボトム画分ではゴムは合成されず、ポリプレノールのみが得られることから、それぞれの合成サイトの相違をボトム画分中に含まれるゴム微粒子の形状と膜の存在を電子顕微鏡で調べることにより検討した。