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フルオラス溶媒とイオン液体を抽出媒体としたトリウム燃料再処理への適用性検討

このことは、イオン液体の電解質媒体としての特徴により、抽出錯イオンの溶解性が高くなることが要因と推察する。当初、Ce(IV)の抽出には抽出剤の使用が必須と考えていたが、イオン液体単独で高濃度硝酸水溶液からCe(IV)は抽出可能であり、イオン液体の特殊な抽出能が明らかになった。フルオラス溶媒と水溶液間の溶媒抽出系について検討するための準備として、フルオラス化した抽出剤の合成を試みた。今年度は、リン酸トリブチルにノナフルオロブチル基を導入した抽出剤の合成に成功した。また、アクチノイドイオンの抽出剤として知られる、モノアミド型抽出剤のフルオラス化についても合成に着手した。イオン液体やフルオラス抽出剤の合成及び精製に時間を要した。また、Ce(IV)の抽出挙動を検討するに際し、Ce(IV)からCe(III)への還元反応が生じていることが明らかになったため、Ce(III)とCe(IV)の相互分析の手法を模索した。そのため、取得データの再検討を行い、有用な試験データとして評価するのに時間を要した。これまでの検討結果を基に、今後は加速度的に検討を進める予定である。実施計画では、1)フルオラス溶媒と水溶液系、2)イオン液体と水溶液系、3)フルオラス溶媒とイオン液体系の3抽出系についてCe(IV)またはTh(IV)の抽出挙動を検討することになっている。これまでに、2)イオン液体と水溶液による抽出系について、基礎検討を行った段階である。また、トリウム燃料再処理への適用性を検討するためには、フッ化水素と硝酸の混酸水溶液から、Ce(IV)またはTh(IV)の抽出挙動を検討する必要がある。まずは硝酸単独系でのCe(IV)の抽出挙動を精査した後、フッ化水素を含む混酸系での抽出実験に着手する。1)フルオラス溶媒と水溶液系については、フルオラス化した抽出剤として、ノナフルオロブチル基を導入したリン酸トリブチルを用いて、硝酸単独系でのCe(IV)の抽出挙動の基礎検討を行う。その他候補となる抽出剤についても、Ce(IV)の抽出挙動の検討を進める。検討した中で、最も効果的な抽出剤を用いて、フッ化水素と硝酸の混酸系での抽出挙動を検討する。2)イオン液体と水溶液系については、硝酸単独系での抽出挙動を検討した段階である。今後、フッ化水素と硝酸の混酸水溶液による抽出挙動について検討を進める。3)フルオラス溶媒とイオン液体の抽出系については、1)と2)で得られた抽出挙動に基づき、検討方針を決定する。予備的検討として、イオン液体へCe(IV)を溶解し、フルオラス溶媒相への抽出率を検討することで、金属錯イオンの分配挙動が把握できるものと考えられる。予備検討による分配挙動を把握した後、混酸水溶液からCe(IV)を抽出した実際のイオン液体相またはフルオラス溶媒相を用いて、分配挙動に関するデータを取得する。以上の検討結果を基に、トリウム燃料再処理のための最適な抽出系を提案する。当初計画に対し、初年度の実施状況がやや遅延した。その理由は、イオン液体やフルオラス抽出剤の準備に時間を要したことと、価数の異なるセリウムイオンの相互分析の方法を模索する必要が生じ、計画通りにデータを取得できなかったためである。遅延した分、今年度は加速度的に試験検討を実施し、計画通りに試験を完遂することを目指す。
歯乳頭細胞の分化発現に果たす骨芽細胞特異的転写因子Cbfa1の役割

歯の再生医療をめざすには、歯の発生過程で起こっている現象を詳細にとらえる必要がある。とくに歯髄は、硬組織形成誘導能を有した未分化間葉系細胞の集団であり、その特性を理解し応用することが新たな再生材料の開発につながると思われる。現在まで歯髄細胞やその前駆細胞である歯乳頭細胞の特性に関しての情報は少なく、歯乳頭細胞から歯髄細胞、さらに象牙芽細胞へと分化する過程での制御因子についても十分に解明されていない。一方、骨芽細胞の分化に必須の遺伝子であるCbfa1(core bindingfactor α1)が、初期の歯乳頭において過剰に発現しているのが組織学的に確認されている。今回報告者は、矯正学的な理由により抜歯した鐘状期後期の智歯からヒト正常歯乳頭細胞を分離培養し、RT-PCR法によりCbfa1mRNAの発現を調べた。その結果、培養初期からCbfa1mRNAの発現が確認された。さらに、株化歯髄細胞(RPC-C2A)を用いてRT-PCR法およびノーザンブロット法にてCbfa1mRNAD発現を調べた。その結果、RT-PCR法によりCbfa1mRNAの発現が確認されたが、歯乳頭細胞よりその発現量は微量であった。ノーザンブロット法により株化歯髄細胞(RPC-C2A)のオステオポンチンmRNA発現のピークとなる培養10日目にBMP-4(100ng/ml)を24時間作用させたところ、Cbfa1mRNAの発現が有意に上昇した。以上の結果から、歯乳頭細胞から歯髄細胞の分化過程においてCbfa1による転写活性調節が関与していることが示唆された。歯髄細胞のCbfa1発現がBMP-4によって増加することから、歯髄細胞が石灰化能あるいは硬組織形成能を有する過程においてBMP-4が関与している可能性が示唆された。一方、骨芽細胞の分化に必須の遺伝子であるCbfa1(core binding factor α1)が、初期の歯乳頭において過剰に発現しているのが組織学的に確認されている。さらに、株化歯髄細胞(RPC-C2A)を用いてRT-PCR法およびノーザンブロット法にてCbfa1mRNAの発現を調べた。
原子衝突の実験的研究

本研究は日・英間の共同研究として平成2年度から平成4年度にわたり行われた。主たる研究目的は1.小型,軽量多価イオン源を開発し,多価イオンと原子,分子の衝突の研究,2.高分解能粒子線分光法を開発し,電子,イオン,光子と分子の衝突の研究を行うことである。平成23年度に,ベルファスト・クィ-ンズ大学においてECRイオン源を,また都立大学において電子ビ-ム型イオン源を建設した。両イオン源の建設に際しては相互訪問を行い技術協力を行ってきた。一方,高分解能粒子線分光法の開発については,主に日本側から英国マンチェスタ-大学,ダレスベリ-研,レディング大学を訪問し技術交流を行ってきた。本年度は,本研究計画の最終年度にあたり,以下のような具体的課題について共同実験を中心とする研究計画を立案した。計画1.イオン強度は弱いが価数に高い多価イオンが得られる電子ビ-ム型イオン源を用いて,低エネルギ-領域における多価イオンと原子,分子衝突による電荷移行反応断面積の測定および分子標的からの多電子捕獲によって生ずる多価分子イオンのク-ロン爆発の観測を行う。一方,価数は低いが大強度ビ-ムが得られるECRイオン源を用いて,電何移行反応の終状態をイオン分光法によって識別する。これ等の研究には日英両国研究者が相互訪問して実験に参加する。計画2.マンチェスタ-大学で水銀原子と電子の衝突によるAuger電離過程にあらわれるPost CollisionInteraction(PCI)効果を調らべる研究を行い,日本側からも実験に参加する。また,ベルファスト・クィ-ンズ大と協力し,ダレスベリ-研究所の放射光を用いて分子の光励起による解離過程のエネルギ-分布,放出原子の角度分布の測定を行い,日本側からも実験の参加する。一方,電気通信大学レ-ザ-極限技術研究センタ-の低エネルギ-電子散乱分光装置を用い,分子標的の場合のPC工効果の実験に英国側から参加する。計画1ではベルファスト・クィ-ンズ大学M.Shahを都立大学に招へいし主としてH_2分子を標的にAr^<8+>との電荷移行反応により生じたH<2+/2>のク-ロン爆発を2H^+の同時計測とエネルギ-分析を組み合せにより観測した。以前に報告された結果と異る結果が得られ,現在実験結果を検討中である。一方,都立大学の田沼をベルファスト・クィ-ンズ大学に派遺し,電荷移行反応の終状態識別の実験に参加させた。Fe^<8+>と水素原子およびHe原子の衝突による一電子移行反応の終状態の測定に成功し,実験結果を多準位ランダウ・ツェナ-法による計算と比較を行い,英国において論文投稿準備中である。計画2.では新潟大学檀上篤徳がブリティッシュ・カウンシルの補助によりマンチェスタ-大学G.KingとHg原子と電子の衝突におけるPCI効果の実験を行った。また,河内をベルファスト・クィ-ンズ大およびダレスベリ-研に派遺し光励起分子の解離の研究を行い,現在論文準備中である。一方,電通大にマンチェスタ-大学F.Currelを招へいしN_2O分子と電子衝突によるe→2e過程のPCI効果をConstant residual energy spectra法により観測した。この方法を採用により,従来分子標的では観測が困難であったPCI効果を明瞭に観測することが出来た。また,原子標的ではあらわれる高リドベルグ状態のPCI効果は見い出されず,分子の内部構造がPCI効果に重要な影響があることを示した。すでに1部J.Phys.Bに投稿ずみであり,他に1編投稿準備中である。最終年度にあたり,これまでの研究実績および成果を検討すると共に今後の共同研究の推進を議論することを目的として,3月23日から3月27日の間UK-Japan Seminar on Experimental AtomicCollision Physicsを開催した。英国から9名,日本側32名米国1名,インド1名が参加し,活発な議論を行うと共にこれまでの共同研究の実積を生かし今後も推進することを確認した。計画2.マンチェスタ-大学で水銀原子と電子の衝突によるAuger電離過程にあらわれるPost CollisionInteraction(PCI)効果を調らべる

研究を行い,日本側からも実験に参加する。また,ベルファスト・クィ-ンズ大と協力し,ダレスベリ-研究所の放射光を用いて分子の光励起による解離過程のエネルギ-分布,放出原子の角度分布の測定を行い,日本側からも実験の参加する。一方,電気通信大学レ-ザ-極限技術研究センタ-の低エネルギ-電子散乱分光装置を用い,分子標的の場合のPC工効果の実験に英国側から参加する。計画1ではベルファスト・クィ-ンズ大学M.Shahを都立大学に招へいし主としてH_2分子を標的にAr^<8+>との電荷移行反応により生じたH<2+/2>のク-ロン爆発を2H^+の同時計測とエネルギ-分析を組み合せにより観測した。以前に報告された結果と異る結果が得られ,現在実験結果を検討中である。一方,都立大学の田沼をベルファスト・クィ-ンズ大学に派遺し,電荷移行反応の終状態識別の実験に参加させた。Fe^<8+>と水素原子およびHe原子の衝突による一電子移行反応の終状態の測定に成功し,実験結果を多準位ランダウ・ツェナ-法による計算と比較を行い,英国において論文投稿準備中である。計画2.では新潟大学檀上篤徳がブリティッシュ・カウンシルの補助によりマンチェスタ-大学G.KingとHg原子と電子の衝突におけるPCI効果の実験を行った。また,河内をベルファスト・クィ-ンズ大およびダレスベリ-研に派遺し光励起分子の解離の研究を行い,現在論文準備中である。一方,電通大にマンチェスタ-大学F.Currelを招へいしN_2O分子と電子衝突によるe→2e過程のPCI効果をConstant residual energy spectra法により観測した。この方法を採用により,従来分子標的では観測が困難であったPCI効果を明瞭に観測することが出来た。また,原子標的ではあらわれる高リドベルグ状態のPCI効果は見い出されず,分子の内部構造がPCI効果に重要な影響があることを示した。すでに1部J.Phys.Bに投稿ずみであり,他に1編投稿準備中である。最終年度にあたり,これまでの研究実績および成果を検討すると共に今後の共同研究の推進を議論することを目的として,3月23日から3月27日の間UK-Japan Seminar on Experimental AtomicCollision Physicsを開催した。英国から9名,日本側32名米国1名,インド1名が参加し,活発な議論を行うと共にこれまでの共同研究の実積を生かし今後も推進することを確認した。1.英国側代表ギルボディ-教授が来日し,日本における研究情況の視察および研究計画の打合せを行った。その際,主として若手研究者に参加してもらい小規模なシンポジウムを開催した。日本の研究情況を理解してもらううえで有意義であった。また,同教授は分子科学研究所UVSORを用いた高分解能イオン分光法の実験に参加し研究打合せを行った。2.英国における共同実験(1)マンチェスタ-大学リ-ド教授の研究室において高分解能電子分光の共同研究を実施した。檀上はリ-ド教授の指導のもとで,水銀原子のオ-ジェ電離しきい値付近でおこるP.C.I.効果を調べる実験に参加した。
企業組織における職務配置と従業員の能力

ある企業が、他企業に勤務する労働者を新たに雇おうとする場合、雇い入れ企業は労働者の(生産)能力レベルに関しての情報について不利な立場にある。この不利な状況を克服するため、労働者の能力に関し不正確ではあるが、一つのシグナルとして労働者の現在の「職務配置」を使うことができると考えられる。職務配置を観察することで、現在労働者が勤務する企業と、これからこの労働者を雇い入れようとする企業間の労働者の能力レベルに関しての情報の非対称性は、幾分和らげられる。このような状況の下で、本研究では、次の3つの事柄を明らかにした。第1に、賃金は、能力レベルよりも、むしろ職務に関連する傾向があるということ。第2に、従業員の職務配置は、しばしば非効率に行われる傾向があること。第3に、この非効率の程度は、「企業特殊人的資本」のレベルと負の相関の傾向があるということ。これらの課題を分析するため「世代重複モデル」を用いて分析を行った。従来、このような課題に関しては、2つのアプローチが取られてきている。1つは、ある企業によって明らかになった従業員の能力に関する情報は、すべての企業が手に入れることができるというもの。もう1つは、その情報は、現在従業員を雇用している企業のみに明らかになるというものである。本研究では、後者の仮定に依拠しながら、上記の3つの問題点を議論した。昨年度の研究では、賃金は能力レベルよりも、むしろ職務に関連する傾向があるという第一の課題を明らかにし、本年度は、従業員の職務配置は、しばしば非効率的に行われる傾向があること。そして、この非効率性の程度は、「企業特殊人的資本」のレベルと負の相関の傾向があるということを明らかにした。ある企業が、他企業から労働者を雇用しようとする場合、雇い入れ企業は労働者の(生産)能力レベルに関して、情報的に不利な立場にある。この不利な状況を克服するため、個人の能力に関し不正確ではあるが、一つのシグナルとして労働者の現在の「職務配置」を使うことができる。その結果、職務配置を観察することで、現在の企業と、これからこの労働者を雇い入れようとする企業間の情報の非対称性は、幾分和らげられる。このような状況の下で、本研究では、次の3つの事柄を明らかにする。第2に、従業員の職務配置は、しばしば非効率的に行われる傾向があること。第3に、この非効率性の程度は、「企業特殊人的資本」のレベルと負の相関の傾向があるということ。これらの課題を分析するためP.Samuelsonによって定式化され、Wallaceらによって様々な問題に適用された「世代重複モデル(overlapping-generations model)」を用いて分析を行う。従来、上記の課題に関しては、2つのアプローチが取られてきている。1つは、ある企業によって明らかになった従業員の能力に関する情報は、すべての企業が手に入れることができるというものである。もう1つは、その従業員を雇用している企業のみ、その情報は明らかになるというものである。本研究では、後者の仮定(個人の能力についての情報は、その従業員を雇用している企業にのみ明らかになる)に依拠しながら、他の企業は従業員の職務配置を考慮することで、従業員の能力についての情報を集めることができると考え、上記の3つの問題点を議論する。その結果、本年度の研究からは、賃金は能力レベルよりも、むしろ職務に関連する傾向があるということが明らかにした。来年度は、第2,第3の命題の導出、およびモデルの実証性の検証を行い、いくつかの意味のある結論を導き出す予定である。

ある企業が、他企業に勤務する労働者を新たに雇おうとする場合、雇い入れ企業は労働者の(生産)能力レベルに関しての情報について不利な立場にある。この不利な状況を克服するため、労働者の能力に関し不正確ではあるが、一つのシグナルとして労働者の現在の「職務配置」を使うことができると考えられる。職務配置を観察することで、現在労働者が勤務する企業と、これからこの労働者を雇い入れようとする企業間の労働者の能力レベルに関しての情報の非対称性は、幾分和らげられる。このような状況の下で、本研究では、次の3つの事柄を明らかにする。第1に、賃金は、能力レベルよりも、むしろ職務に関連する傾向があるということ。第2に、従業員の職務配置は、しばしば非効率に行われる傾向があること。第3に、この非効率の程度は、「企業特殊人的資本」のレベルと負の相関の傾向があるということ。これらの課題を分析するため「世代重複モデル(over lapping-generations model)」を用いて分析を行う。従来、上記の課題に関しては、2つのアプローチが取られてきている。1つは、ある企業によって明らかになった従業員の能力に関する情報は、すべての企業が手に入れることができるというもの。もう1つは、その情報は、現在従業員を雇用している企業のみに明らかになるというものである。本研究では、後者の仮定に依拠しながら、上記の3つの問題点を議論する。昨年度の研究では、賃金は能力レベルよりも、むしろ職務に関連する傾向があるという第一課題を明らかにした。本年度は、従業員の職務配置は、しばしば非効率的に行われる傾向があること。そして、この非効率性の程度は、「企業特殊人的資本」のレベルと負の相関の傾向があるということを明らかにした。
マイクロシンテニーの進化的保存の背景にある分子メカニズムの解析

これまでの研究で、胚発生の時期に発現する調節遺伝子を含むマイクロシンテニーに注目し、時空間的な発現パターンの解析をおこない、マイクロシンテニー内の遺伝子の特徴づけをおこなった。その結果左右相称動物で保存されているマイクロシンテニー(そのうちホヤにも存在するマイクロシンテニー)のうち30個についてホヤの胚発生期における遺伝子発現を解析したところ、22個は胚発生の時期に発現が見られた。そのすべての例でマイクロシンテニー内の遺伝子は同じ時期に同じ細胞・組織に発現していなかった。このうちの1つのマイクロシンテニーに注目して解析を進めている。このマイクロシンテニー含まれる2つの遺伝子は、隣り合う細胞で空間的に相補的な発現パターンを示す。この2つの遺伝子にまたがるゲノム領域を単離し、それぞれの遺伝子をGEPとRFPレポーター遺伝子に置き換えたコンストラクトを作成し、レポーター解析を行った結果、片方、あるいは両方の遺伝子の発現に必要なゲノム領域が明らかになった。さらに詳しい解析の結果、一方の遺伝子のプロモーターはもう一方の遺伝子のプロモーターと入れ替えると発現しないことが明らかになった。このことはプロモーターとエンハンサーと相性があり、このことが隣り合った遺伝子のエンハンサーが隣接していても特定のプロモーターとしか相互作用しない理由であると考えらえる平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。「研究の目的」ゲノム上で遺伝子が並ぶ順序は進化の過程で変化していくが、少数(3%)の遺伝子の並びは左右相称動物の間で広く保存されている。この保存された遺伝子の並び(マイクロシンテニー)には多くの発生遺伝子(胚発生時期に発現する遺伝子)が含まれている。マイクロシンテニー内の遺伝子の機能と転写調節機構を明らかにすることにより、マイクロシンテニーが保存されてきた理由(=進化的拘束)を解明する。この進化的拘束は一般的な遺伝子並びにも当てはまる可能性もある。本研究により、ゲノム上の遺伝子構成に関する理解が大きく進むはずである。「今年度の研究実績」胚発生の時期に発現する調節遺伝子を含むマイクロシンテニーに注目し、時空間的な発現パターンの解析をおこない、マイクロシンテニー内の遺伝子の特徴づけをおこなった。左右相称動物で保存されているマイクロシンテニー(そのうちホヤにも存在するマイクロシンテニー)のうちこれまでのところ30個(タンデムに同じ遺伝子が重複したものは除く)についてホヤの胚発生期における遺伝子発現を解析したところ、22個のは胚発生の時期に発現が見られた。このうちの1つのマイクロシンテニーに注目して解析を進めた。このマイクロシンテニー含まれる2つの遺伝子は、隣り合う細胞で相補的な発現パターンを示した。現在、この2つの遺伝子について詳しい機能解析、及び、遺伝子の上流解析を進めているところである。「今年度の研究実績」これまでの研究で、胚発生の時期に発現する調節遺伝子を含むマイクロシンテニーに注目し、時空間的な発現パターンの解析をおこない、マイクロシンテニー内の遺伝子の特徴づけをおこなった。その結果左右相称動物で保存されているマイクロシンテニー(そのうちホヤにも存在するマイクロシンテニー)のうち30個についてホヤの胚発生期における遺伝子発現を解析したところ、22個のは胚発生の時期に発現が見られた。このマイクロシンテニー含まれる2つの遺伝子は、隣り合う細胞で空間的に相補的な発現パターンを示した。また、モルフォリノオリゴヌクレオチドを用いた阻害実験では2つの遺伝子が反対の機能もつという結果が明らかになりつつある。また今年度、このマイクロシンテニー内の2つの遺伝子の転写における3次元構造を明らかにすべく、chromosome conformation Capture解析も行った。この解析結果と現在進行中のエンハンサー解析によりつの遺伝子の転写制御のメカニズムを明らかすることができると考えている。解析するマイクロシンテニーを一つに絞り、詳しい転写制御解析が進んでいる。加えてそこに含まれる2つの遺伝子の機能面での関係についても明らかになりつつある。

このマイクロシンテニー含まれる2つの遺伝子は、隣り合う細胞で空間的に相補的な発現パターンを示した。また、モルフォリノオリゴヌクレオチドを用いた阻害実験では2つの遺伝子が反対の機能もつという結果が明らかになりつつある。また、このマイクロシンテニー内の2つの遺伝子の転写制御のメカニズムを明らかにすべく、詳しい機能解析、及び、遺伝子のエンハンサー解析をおこなった。具体的には2つの遺伝子にまたがるゲノム領域を単離し、それぞれの遺伝子をGEPとRFPレポーター遺伝子に置き換えたコンストラクトを作成し、レポーター解析を行った。それにより、片方、あるいは両方の遺伝子の発現に必要なゲノム領域を絞ることができた。胚発生の時期に発現する調節遺伝子を含むマイクロシンテニーの一つについて、その機能と転写制御の解析が進んでいる。これまでの研究で、胚発生の時期に発現する調節遺伝子を含むマイクロシンテニーに注目し、時空間的な発現パターンの解析をおこない、マイクロシンテニー内の遺伝子の特徴づけをおこなった。その結果左右相称動物で保存されているマイクロシンテニー(そのうちホヤにも存在するマイクロシンテニー)のうち30個についてホヤの胚発生期における遺伝子発現を解析したところ、22個は胚発生の時期に発現が見られた。そのすべての例でマイクロシンテニー内の遺伝子は同じ時期に同じ細胞・組織に発現していなかった。このうちの1つのマイクロシンテニーに注目して解析を進めている。このマイクロシンテニー含まれる2つの遺伝子は、隣り合う細胞で空間的に相補的な発現パターンを示す。この2つの遺伝子にまたがるゲノム領域を単離し、それぞれの遺伝子をGEPとRFPレポーター遺伝子に置き換えたコンストラクトを作成し、レポーター解析を行った結果、片方、あるいは両方の遺伝子の発現に必要なゲノム領域が明らかになった。さらに詳しい解析の結果、一方の遺伝子のプロモーターはもう一方の遺伝子のプロモーターと入れ替えると発現しないことが明らかになった。このことはプロモーターとエンハンサーと相性があり、このことが隣り合った遺伝子のエンハンサーが隣接していても特定のプロモーターとしか相互作用しない理由であると考えらえる。1つのマイクロシンテニーに注目して、レポーター解析を行った結果、片方、あるいは両方の遺伝子の発現に必要なゲノム領域が明らかになった。当初はあまり計画になかったが、プロモーターとエンハンサーの相性という観点からマイクロシンテニー内の遺伝子が同じ時期同じ組織で発現しない仕組みを解明できる可能性が示せた。
重度認知症高齢者に対する口腔ケアガイドライン実用性の検証

昨年度、摂食嚥下認定看護師、認知症看護認定看護師、老年看護教員、精神看護教員を含めた認知症看護と口腔ケアの専門家により、ガイドラインに含まれた口腔ケア項目の実践方法について検討し、具体的な方法を確定することができた。それらを踏まえて、口腔ケアチャートを完成した。引き続き、今年度は、重度認知症高齢者における口腔ケアの実践方法について確定できたので、口腔ケアチャートを臨床でも使用できるかどうか、全国調査を行った。その結果、実践頻度が高かった項目は、痰付着・痰貯留時の「吸引」「痰除去」など3項目、食物残渣時の「食物残渣除去」「含嗽」など4項目、義歯使用時の「義歯洗浄介助」「義歯装着介助」など4項目、実行機能障害・記憶障害・失認・失行の介入「習慣に合わせる」、嚥下障害時の「ポジショニング」の合計13項目であった。実践頻度が低い項目のうち、実施の必要性ありと答えた割合が75%以上の項目は、口腔失行時の「口腔周囲筋マッサージ」、拒否時の「段階的介入」、口腔乾燥時の「唾液腺マッサージ」、唾液多量時の「皮膚アイスマッサージ」の4項目であった。BPSDを伴う重度認知症高齢者に対して必要であるが実践がされていない項目として、「口腔周囲筋マッサージ」「唾液腺マッサージ」「皮膚アイスマッサージ」の3項目が上がったが、それらを安全に実施するためには専門的技術を要するため、これらの項目についての解剖学的知識や実践的な教育が必要という結果が得られた。また、全国調査における看護管理者が認識する重度認知症高齢者に提供されている口腔ケアの現状としては、重度認知症高齢者に提供される口腔ケアが伸展するためには、診療報酬の引き上げや口腔ケアに対する加算など経営的な誘因も必要であり、さらに、地域の歯科医師にも協力を求め相談体制を強化する必要性が述べられていた。今年度、全国調査の結果から、次の段階として、「口腔周囲筋マッサージ」「唾液腺マッサージ」「皮膚アイスマッサージ」等、重度認知症高齢者に必要と考える項目を確実に実践している施設において、確定した口腔ケアチャートを基に、臨床で口腔ケアを実践していただき、実施対象の重度認知種高齢者の方の口腔内の変化について口腔アセスメントシートを用いて前後の口腔評価をしていただく予定であったが、全国調査の結果のまとめに時間がかかり、実施に至らなかった。確定した口腔ケアチャートを基に、臨床で口腔ケアを実践していただき、実施対象の重度認知種高齢者の方の口腔内の変化について口腔アセスメントシートを用いて口腔評価をしていただき、その結果を基に、重度認知症高齢者における口腔ケア実践モデルを構築していく予定である。本年度は、摂食嚥下看護認定看護師、認知症看護認定看護師、老年看護教員、精神看護教員を含めた、認知症看護、口腔ケアの専門家により、ガイドラインに含まれた口腔ケア項目の実施方法について検討し、具体的な方法を確定し口腔ケアチャートを作成し、実践モデルを構築することを目的とした。まず始めに、認知症高齢者に対する口腔ケアのポイントと基本的な手順を検討した。具体的には、コミュニケーションを駆使し信頼関係を築くことや、本人のペースに合わせた口腔ケアの実施の重要性である。また、口腔ケアの手順としては、同意を得ることや、状態を把握し、身体の動きを確認すること、姿勢を整えて顔面の状態を観察する。口腔観察後ケアを実施し、相手に心地良いと思っていただくことが口腔ケアの目的と再確認した。次に、自立度別、実施者の立ち位置と認知症高齢者の姿勢について検討した。障害高齢者の日常生活自立度に沿ってどのような介入方法が良いか検討した。この時、介護者の立ち位置や、ポジショニング方法についても具体化した。認知症の中核症状に対しては、記憶障害、実行機能障害、失認・失行のそれぞれの状態に対する効果的な介入方法について検討した。具体的には、以前のケア方法の想起と、その習慣に合わせたケア方法や、開口困難な場合の口腔周囲のマッサージ方法であった。認知症の行動・心理症状(BPSD)が見られる認知症高齢者への口腔ケアとしては、アセスメント方法や、タイミングに合わせた誘導方法、口腔内の部位を限定した段階的な口腔ケアの実施等であった。さらに、認知症高齢者の義歯ケアとして、義歯の紛失を防ぐための義歯一覧表の作成や、義歯に記名をすることの重要性があがった。最後に、含嗽水を吐き出すことが出来できない場合や誤嚥のリスクがある場合など、含嗽ができない場合のケア方法として清拭法について具体的方法を確定した。摂食嚥下看護認定看護師、認知症看護認定看護師、老年看護教員、精神看護教員を含めた、認知症看護、口腔ケアの専門家により、ガイドラインに含まれた口腔ケア項目の実施方法について検討し、具体的な方法を確定し、雑誌に発表することが出来た。

その結果、実践頻度が高かった項目は、痰付着・痰貯留時の「吸引」「痰除去」など3項目、食物残渣時の「食物残渣除去」「含嗽」など4項目、義歯使用時の「義歯洗浄介助」「義歯装着介助」など4項目、実行機能障害・記憶障害・失認・失行の介入「習慣に合わせる」、嚥下障害時の「ポジショニング」の合計13項目であった。実践頻度が低い項目のうち、実施の必要性ありと答えた割合が75%以上の項目は、口腔失行時の「口腔周囲筋マッサージ」、拒否時の「段階的介入」、口腔乾燥時の「唾液腺マッサージ」、唾液多量時の「皮膚アイスマッサージ」の4項目であった。BPSDを伴う重度認知症高齢者に対して必要であるが実践がされていない項目として、「口腔周囲筋マッサージ」「唾液腺マッサージ」「皮膚アイスマッサージ」の3項目が上がったが、それらを安全に実施するためには専門的技術を要するため、これらの項目についての解剖学的知識や実践的な教育が必要という結果が得られた。また、全国調査における看護管理者が認識する重度認知症高齢者に提供されている口腔ケアの現状としては、重度認知症高齢者に提供される口腔ケアが伸展するためには、診療報酬の引き上げや口腔ケアに対する加算など経営的な誘因も必要であり、さらに、地域の歯科医師にも協力を求め相談体制を強化する必要性が述べられていた。今年度、全国調査の結果から、次の段階として、「口腔周囲筋マッサージ」「唾液腺マッサージ」「皮膚アイスマッサージ」等、重度認知症高齢者に必要と考える項目を確実に実践している施設において、確定した口腔ケアチャートを基に、臨床で口腔ケアを実践していただき、実施対象の重度認知種高齢者の方の口腔内の変化について口腔アセスメントシートを用いて前後の口腔評価をしていただく予定であったが、全国調査の結果のまとめに時間がかかり、実施に至らなかった。重度認知症高齢者における口腔ケアの実施方法について検討し,具体的な方法を確定したので、今後は、口腔ケアチャートを再確認し、実践モデルを構築する予定である。その後、確定した口腔ケア実践モデルを基に、臨床で口腔ケアを実施して頂き、実施対象の重度認知症高齢者の方の口腔内の変化について口腔アセスメントシートを用いケア前後で評価して頂こうと考えている。確定した口腔ケアチャートを基に、臨床で口腔ケアを実践していただき、実施対象の重度認知種高齢者の方の口腔内の変化について口腔アセスメントシートを用いて口腔評価をしていただき、その結果を基に、重度認知症高齢者における口腔ケア実践モデルを構築していく予定である。今年度は、予定していた人件費がかからなかったため、来年度に繰り越すこととした。実践研究が実施できなく、人件費と謝金が発生しなかったことから、次年度使用額が生じた。
精子に発現する嗅覚受容体の機能に関する研究

鼻以外の組織で発現する嗅覚受容体が、発現組織で認識している内在性リガンドの探索に取り組んだ。精子で発現するものだけでなく、他の様々な組織細胞で発現する嗅覚受容体についても検討したところ、マウス卵子で発現する嗅覚受容体のリガンドを卵巣内から同定することに成功した。さらなる実験により、このリガンド物質が卵子の減数分裂を制御している可能性を示唆した。鼻以外の嗅覚受容体の内在性リガンドを同定し、それを用いて機能解析に着手した初めての例である。一方で嗅覚受容体が自然条件下、鼻において認識しうるリガンド物質を、マウス外分泌腺から精製する取り組みにも成功した。具体的には、嗅覚受容体リガンドとしてマウス包皮腺より(Z)-5-tetradecen-1-olを同定した。この物質は哺乳類では新規の化合物である。(Z)-5-tetradecen-1-olは、尿を介して大気中に発せられ、鼻の嗅覚受容体で感知されうることを示した。近年、嗅覚受容体は合成化学物質レパートリよりリガンドとの対応付けがなされてきたが、上記の結果は、自然・生理的条件下で、個々の嗅覚受容体がそれぞれの組織で、どのような物質を情報として認識しているかという疑問に答えるものとして、本研究結果は意義深いと考える。本研究は、鼻以外の組織で発現する嗅覚受容体の内在性リガンドを同定し機能を明らかにすることを目的とした。この目的を達成するために(1)内在性リガンドの単離・構造決定(2)内在性リガンドの時・空間的な局在解析(3)内在性リガンドの受容により嗅覚受容体が引き起こす現象の解析、の三点を行う。このうち,本年度(平成23年3月31日)の研究実施計画として「(1)内在性リガンドの単離・構造決定」を交付申請書に記載した。研究の成果を以下に述べる。内在性リガンドの探索に取り組むマウス嗅覚受容体としてMOR-Oに着目した。MOR-Oは鼻だけでなく卵子にも発現しており、卵巣内の何らかの化学物質を感知して機能していると考えられた。卵巣をはじめとする様々なマウス組織から化学物質を抽出し、MOR-Oに対する活性を調べた。すると、活性分子は雄マウス副生殖腺や腎臓に多く存在していることが分かった。そこで2つの組織よりそれぞれ活性分子を構造決定し、それが卵巣内にも存在しているかを検証するアプローチをとった。その結果、雄マウス副生殖腺から不飽和一級アルコール、腎臓からは一級アルデヒドを同定し、このうちアルデヒドが卵巣にも存在していることを明らかにした。この結果は、卵子のMOR-Oは卵巣内でアルデヒドを感知している可能性を示唆している。本研究成果は、鼻以外の嗅覚受容体について生体内からリガンドを同定した初めての例となる。ところで、当研究室よりMOR-Oは卵子の第一減数分裂の再開時期を制御する可能性が見出された。卵子は嗅覚受容体MOR-Oを用いてアルデヒドを嗅ぎ分けることで、精子と出会うために排卵される適切なタイミングを見極めている可能性がある。
選択的神経細胞死におけるSpreading depressionの役割

これまで、片側頚動脈結紮モデルを用い、脳表にSpreading depression(SD)を1週間与えると海馬CA-3領域に細胞障害の指標であるMAP-2(細胞骨格蛋白)の脱落がみられ、脳表での刺激が遠隔領域である海馬に障害を与えることが明らかになった。これまで、SDの研究は広く行われているが、実験的にSDが神経細胞障害を起こしたとされるものはなく、本研究結果である、SDによる細胞骨格蛋白の崩壊は初めてのSDによる細胞障害性を示した報告であるといえる。脳表に与えられたSDがいかなる機序がこの細胞障害に関わっているかは明らかではない。そこで、高濃度では細胞障害をおこし、SDに伴い細胞外に放出されるglutamateを測定し、血流量、glutamateの放出、そしてSDの関連を検討した。その結果、SDに伴い、細胞外glutamate濃度が上昇し、さらに濃度が上昇するとSDのdurationが延長することがわかった。すなわち、SDはglutamateが細胞の脱分極に伴い過剰に放出されていることの現れであることがわかる。したがって、海馬で見られるSDによる細胞障害はglutamateが関与していることが推察される。そこで海馬のglutamateの放出を検討するためにglutamateの放出に関与する蛋白の一つであるSNAP-25のモノクローナル抗体を用いて免疫染色を行った。その結果、MAP-2の欠損領域である海馬CA-3において、SNAP-25が強染された。したがって、脳表に起こされたSDはMAP-2の欠損した海馬においてもglutamateの放出を起こしていることが示された。Spreading depression(SD)による細胞障害の病態生理を検討するためFischer ratを用いて実験を行った。SDは反応性の血流量増加を伴い、このため増大するエネルギー消費を補償している。この反応性の血流増加を抑えるために片側の頸動脈結紮を行った。SDをKClにて引き起こし、頸動脈結紮群と非結紮群で細胞障害の程度を比較した。その結果、SDと頸動脈結紮により、細胞骨格蛋白であるMAP2の欠損が大脳皮質および海馬CA1に引き起こされることが示された。この現象はSDのみ、頸動脈結紮のみあるいはsham operationでは起こされず、この細胞障害がSDと血流量増加の制限の両者により引き起こされることが示された。次にSDに伴うGlutamateの増加をマイクロダイアライシス(科学研究費により購入)により測定し、SDと血流量の制限によりGlutamateが増加するかを検討した。その結果、SDとともにGlutamateは急速に増加するが、血流量が減少するとSDの持続時間が延長し、それに伴いGlutamateも増加することが示された。以上の結果から反応性の血流量増加が抑えられるとSDの持続時間が延長し、これがGlutamateの放出を促し、これが、細胞障害を引き起こす可能性が示唆された。このメカニズムが反応性の血流量増加が制限されている梗塞周辺部のpenumbraにおける細胞障害のメカニズムであると考えられる。また、近年、Apoptosisによる細胞障害のメカニズムが明らかにされつつあり、Apoptosisの特徴であるDNAのfragmentationをTUNEL法にて検出できる。現在、このTUNEL法にてSDがApoptosisを引き起こすかを検討している。平成8年度はこのSDとApoptosisの関係を検討する予定である。Spreading depression(SD)を1週間与えると片側の頚動脈を結紮したモデルでは海馬CA3領域に細胞障害の指標であるMAP-2(細胞骨格蛋白)の脱落がみられる。この病態生理を検討するために、昨年度までにSDとグルタミン酸の放出の関係を明らかにしてきた。その結果、血流量が低下するとSDの通過に伴うグルタミン酸の放出が亢進することが明らかになってきた。そこで、海馬CA3の細胞脱落にグルタミン酸の放出が関係するかを調べるためにglutamateの放出に関与する蛋白の一つであるSNAP-25のモノクローナル抗体を用いて免疫染色を行った。

その結果、MAP-2の欠損領域である海馬CA-3において、SNAP-25が強染された。したがって、脳表に起こされたSDはMAP-2の欠損した海馬においてもglutamateの放出を起こしていることが示された。しかも、このSNAP-25のexpressionは3時間後から始まり、7日目にはほとんど消失していることが明らかになった。したがって、海馬の障害は数時間後から始まり、7日間で広範な障害に進展していくことが推察された。しかしながら、この免疫染色だけでは定量はできないので、海馬でglutamateの放出が亢進しているという証左は得られなかった。今後、さらに定量的な検討を行い海馬でのglutamateの推移と錘体細胞脱落の関連を検討したい。SDの研究は広く行われているが、実験的にSDが神経細胞障害を起こしたとされるものはなく、本研究結果である、SDによる細胞骨格蛋白の崩壊は初めてのSDによる細胞障害性を示した報告であるといえる。
エディアカラの海での気候激変と動物進化の因果関係の解明

本研究は「全球凍結後の層状化海洋でのエサの増加が多細胞動物の進化を促した」という独自の仮説を検証するために,海綿・刺胞動物由来の痕跡を含む世界各地のクリオゲニアエディアカラ系堆積岩を対象に多項目の分析を行うものである。本年度はこれまで中国・ブラジル・オーストラリア・モロッコで採集した試料をもとに,詳細な組織観察と同位体分析を行った。初年度ではあるものの,ブラジルから採集したエディアカラ系のストロマトライトについては国際誌に成果を公表することができた。このストロマトライトについては,縞状構造を形作る微生物がシアノバクテリアであることを特定し,その光合成がバイオフィルム内でのリン酸カルシウムの過飽和度を増加していることが示された。また,オーストラリアで採集した全球凍結前に堆積した蒸発性炭酸塩の鉱物組成と同位体を分析し,当時の海水化学組成が現在と大きく異なり,カルシウム濃度が低く,溶存炭酸濃度が高いことを示唆した。この条件を満たすためには,当時の海水のpHは現在よりかなり低い可能性がある。もしそうであれば,二酸化炭素は大気から海洋へと移動を促し,低下した温室効果により寒冷化が起きたとも考えられる。中国やモロッコで採集した試料を用いた研究も着実に進展しつつある。さらに,ストロマトライトのモダンアナログであるトラバーチンに関する研究をまとめ著書を執筆したことも重要な成果である。この中で,ストロマトライトにできる縞状構造にいくつかのタイプを識別した。また,原生代のストロマトライトに見られるいくつかの縞状組織は日輪である可能性があり,それを頼りに,当時の海洋環境を復元できる可能性を示唆した。初年度にもかかわず,具体的な成果を公表できており,研究は計画通り進展していると評価できる。オーストラリアでの成果は,「全球凍結がなぜ起きたのか」という地球史上の重大な問題に対し解答を与える可能性があり,将来的な発展も見込める。共同研究者の奥村が産休・育休を取るため一時本研究を離れることになった。そのため,各種分析を担当する特任研究員を雇用することとする。その上で,本年度はモロッコ,オーストラリア,ブラジルにおいて,トニア紀エディアカラ紀(85.5億年前)の地層の調査と試料採集を進め,1)海綿動物の痕跡と,2)全球凍結時の生命の避難場所の探査し,3)当時の海水の物理化学的条件について考察する。採集した試料の分析作業としては,組織観察,高解像度の元素分布の復元,炭酸凝集同位体を含めた各種同位体分析を行う方針である。また,海外研究協力者である中国科学院の王偉とは軟体部の化石化について議論を進める予定である。当初の計画で行う予定だった海外調査が,受け入れ先との調整がつかず今年度内の実施を断念した。代わりの調査は次年度に行う予定である。
自己組織化低次元結晶を用いた有機FET/LDの開発

本研究では、有機レーザーダイオード(OLD)の開発を目的として、まず安定で強い可視発光を示すチオフェン・フェニレン・コオリゴマー(TPCO)の低次元結晶を用いて、無共振器下で誘導共鳴ラマン散乱(SRRS)現象に基づくレーザー作用が得られることを見出した。この光増幅効果は、大きな振動子強度をもつ遷移双極子が結晶中で一次元に高度に配向することにより現れ、分子振動のコヒーレンスに関与した現象であると結論づけた。TPCO結晶のSRRSは、低いASEノイズ、増幅波長のチューナビリティー、波長帯域の広さなどの特徴をもつことから、小型で集積化が可能な有機光増幅器やOLDへの応用が期待される。次に、このTPCO材料のすぐれた発光増幅現象を電流励起によるOLDへ発展させるため、P/N接合型有機電界効果型トランジスタ(OFET)を作製してそのキャリア注入・輸送特性を評価した。N型分子のC_<60>とP型のTPCOを共蒸着または積層蒸着によりヘテロ接合させたOFET素子においてambipolar特性が得られ、電子と正孔の両キャリアの注入が可能であることが示された。さらに、TPCOの真空蒸着薄膜を用いたOFET素子において、ソース電極にAu、ドレイン電極にAl:Liのように仕事関数の異なる金属を用いてトップ・コンタクト素子を作製した結果、負ゲート電圧印加時に電流注入発光が観察された。顕微鏡観察の結果、この発光は蓄積された正孔がドレイン電極界面で電子と再結合して生じたものであることがわかった。しかし、チャンネル内の活性層への電子注入は起こってないため、発光強度がまだ弱いものであった。今後、OLDを実現するには、TPCOと同程度の高い電子移動度を有するN型有機半導体分子の探索と、チャンネル内での高効率のキャリア蓄積と再結合を可能にするP/N接合型OFETの素子構造の検討が課題である。多波長発振が可能な微小有機レーザー・ダイオード(LD)の開発を目的として、分子修飾により発光波長の制御が可能なπ共役系オリゴマーが自己組織化した低次元結晶を作製した。その光励起発光増輻現象を観察するとともに、それらのp型、n型有機半導体を接合した薄膜を用いて有機電界効果型トランジスター(FET)作製してキャリア注入・輸送特性を評価した。1.自己組織化した低次元結晶の光励起発光増幅p型半導体発光性分子として知られている種々のチオフェン・フェニレンオリゴマーを溶液成長させることにより、大きさがサブミリメートル、厚さが数μmの薄板状結晶を作製した。この結晶を波長可変YAG/OPOパルスレーザーを用いて光励起発光スペクトルを測定した結果、励起波長に依存して、線幅10nmのAmplified Spontaneous Emissionがさらに狭線化した線幅0.5nmのStimulated Resonance Raman Scatteringに基づくレーザー作用が得られた。この現象は、分子が規則配列した結晶中でのコヒーレントな分子振動に基づき、室温で安定に起こることから、有機固体レーザー材料への応用が有望である。2.ヘテロ接合型有機半導体薄膜のFET特性有機LDを実現するためには、電子と正孔の両極キャリアを効率よく注入し再結合させる必要がある。そこで、本研究ではn型分子としてC60やペリレン誘導体をp型のチオフェン・フェニレンオリゴマーと共蒸着あるいは積層によりヘテロ接合させてFET素子を作成した。その結果、共蒸着ヘテロ接合により良好なambipolar特性が得られ、電子と正孔の注入が可能であることが示された。また、積層膜においては膜構造により特性が変化し、絶縁層界面で膜形態を不均一にすることによりp/n接合が形成され、ambipolar特性が得られることがわかった。

有機レーザー・ダイオード(LD)の開発を目的として、強発光性のπ共役系オリゴマーの低次元結晶や薄膜を作製し、その誘導共鳴ラマン散乱(SRRS)現象に基づいた光励起発光増幅特性と、有機電界効果型トランジスター(FET)を用いた電流注入による発光特性を評価した。1.自己組織化した低次元結晶のSRRS発光増幅特性(チオフェン・フェニレン)コオリゴマー(TPCO)を溶液成長させた薄板状結晶を波長可変パルスレーザーを用いて光励起すると、ラマン散乱光が増幅した線幅0.5nmの強発光線が得られる。この発光線は分子の対称性に基づくラマン活性モードに従って現れたが、その偏光異方性を測定した結果、SRRS現象は単にラマン散乱光がスラブ導波路によってのみ増幅されたものではなく、分子性結晶のコヒーレント・フォノンに起因していることが示唆された。すなわち、分子が一軸配列したTPCO低次元結晶中でラマン活性な分子振動が共鳴励起下でコヒーレントに励振し、励起子と閉じ込め光が結合したポラリトン状態であることが予想される。この現象は、微結晶から室温で安定に得られることから、有機固体レーザー材料への応用が有望である。2.FET構造をもつ有機発光素子の電流注入発光有機LDを実現するためには、電子と正孔の両極キャリアを高密度で発光層に効率よく注入する必要がある。本研究ではTPCOの薄膜や低次元結晶を用いてFETを作製し、その電流注入発光特性を評価した。FETにおいて、ソース電極にAu、ドレイン電極にAl-Liのように仕事関数の異なる金属を用いてトップ・コンタクト素子を作製した結果、負ゲート電圧印加時に電流注入発光が観察された。この発光は、蓄積されたメジャー・キャリアであるホールがドレイン電極近傍で電子と再結合したことによると考えられ、今後、電子注入効率をいかに改善するかが課題である。
超新星残骸における電子加速と大振幅に揺らいだ磁場

超新星残骸のX線の観測により超新星残骸衝撃波近傍では、磁場が星間ガスの3μGから100μG以上に増幅されていることが示唆されている。磁場の値は、衝撃波粒子加速機構の加速効率を決める重要な物理量である。しかし理論的に、どのようにして、どの程度まで増幅されるのかはわかっていない。また、超新星残骸は銀河宇宙線の源として最有力天体であるが、理論が予言する宇宙線のエネルギースペクトルと、地球で観測される宇宙線のエネルギースペクトルは異なり、矛盾する。本年度は、これらの問題に重点をおいて研究を行った。超新星残骸からはHαも観測されていることに着目し、中性粒子が無衝突衝撃波へ与える影響について調べた。線形解析によって、衝撃波下流では磁場を増幅する無衝突プラズマ不安定性が発達することを明らかにした。また、衝撃波の構造も変えることを示した。さらに宇宙線によって、衝撃波上流のプラズマが衝撃波に達する前に減速する場合は、中性粒子のイオン化を考慮すると、衝撃波上流での磁場の増幅、衝撃波の圧縮率の変化、衝撃波波乗り加速が生じることを示した。また、超新星残骸で加速された宇宙線が、超新星残骸から逃げ出すときに、エネルギーの高い宇宙線ほど早く逃げ出すことを考慮して、逃げ出した後の宇宙線のエネルギースペクトルを調べた。その結果、逃げ出したあとのエネルギースペクトルは、加速領域のエネルギースペクトルと異なることを明らかにした。スペクトルの違いは、逃げ出す宇宙線のエネルギーの時間依存性と、超新星残骸内部の宇宙線総量の時間依存性によることも明らかにした。また、新しく導いた関係式を用いて、地球で観測される宇宙線のエネルギースペクトルを矛盾なく説明できる衝撃波加速理論モデルヘ制限を与えた。電波からカンマ線にわたる多波長観測により、超新星残骸無衝突衝撃波では、ほとんどの電子は数keVにまで加熱され、一部の電子は100TeVにまで加速されていることが示唆されている。また、磁場の増幅も生じていることが示唆されているが、これらの物理的機構は理解されていない。本年度は、特に電子加熱と磁場の増幅について重点をおいて研究を行った。まず、超新星残骸衝撃波の遷移層の状態をモデル化し、無衝突プラズマの線形解析を行い、斜め伝搬するイオン2流体不安定性が生じることを世界で初めて示した。さらにプラズマ粒子シミュレーションによって、その非線形発展を調べ、世界で初めて観測されている超新星残骸の電子温度を再現し、私が発見しだ不安定性がないと観測を説明できないことを示した。また磁場の増幅機構として、加速された宇宙線と星間空間プラズマとの間のプラズマ不安定性についてシミュレーションを行い、磁場をどの程度増幅できるのか、プラズマをどの程度加熱するのかを調べた。私は、与えられた自由エネルギーの内半分が磁場で、残りがプラズマの熱エネルギーになることを示した。また、この不安定性に関する周期境界のシミュレーションの欠点を明らかにした。また磁場の増幅機構として、星間空間に存在している水素原子が衝撃波下流でイオン化する際に、無衝突プラズマ不安定性が生じ磁場が増幅する機構を世界で初めて提唱した。これによって、磁場の増幅、観測されているX線フィラメント、時間変動と電波のスペクトルのベキが一度に説明できる。
曲げ変形を受けるアンカーの破断特性を考慮した維持管理手法の開発

アンカーは常時数百kNの緊張力が作用した状態で保持されているため,想定以上の地山変状が生じた場合には破断して飛び出し,第三者に被害を及ぼす危険性がある。本研究では,従来考慮されていなかった地すべり等の地山変状による曲げ変形が,アンカーの破断に及ぼす影響を明確にするため,地山変状によりアンカーに破断が発生した現場調査を行うとともに,実物大試験装置を用いて曲げ変形を与えたアンカー実験を実施し,曲げ変形を受ける各種アンカーの特性,並びに破断時の対策手法を確立し,破断特性を考慮した新たなアンカー維持管理手法の提案を行うものである。
枯草菌と大腸菌におけるトランス・トランスレーションの標的タンパク質の解析

トランストランスレーションは、翻訳が中断したmRNAからtmRNAへとリボソームが翻訳を切替えることで二つの分断された情報から一本のキメラペプチドを作り出す、変則的翻訳である。本研究ではまず、トランストランスレーション産物を特異的に検出、単離するシステムを開発した。この方法を用いてまず、枯草菌のtmRNAが仲介するトランストランスレーションの標的タンパク質が通常の温度(37°C)と高温(50°C)では大きく異なること、また全体として高温のときほど、トランストランスレーションが盛んに起こっていることを明らかにした。次にN末端アミノ酸配列分析により、それぞれの温度における標的タンパク質のうちのいくつかを同定した。それらの中にはストレス応答遺伝子産物(PerR)、カタボライト抑制を受ける遺伝子産物(TreP)など興味深いものが含まれていた。TrePのトランストランスレーション産物は、プロテアーゼで消化した後、MALDI TOF MASを用いてアミノ酸配列を解析し、TrePからタグペプチドへの切り替え位置を調べた。その結果、切り替えはTrePの内部に存在するCre配列(カタボライト抑制に関わるリプレッサータンパク質CcpAの認識配列)のすぐ上流から起こっていることが明らかになった。CcpAの欠損株を作成したところ、そこではTrePのトランストランスレーション産物も消失していた。CcpA欠損株においては、TreP以外のトランストランスレーション産物の多くが消失していた。以上のように、トランストランスレーション反応がCcpAを介したカタボライト抑制全般に関与する可能性が示唆された。一方、大腸菌のトランストランスレーションの標的タンパク質ついてもそのいくつかを明らかにすることができた。その中で、現在MetEについてトランストランスレーション反応産物の詳しい解析を行っているところである。