hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フィリピン海の深層西岸境界流と深層水の海盆への流入

本研究の主目的である深層西岸境界流と海盆への流入水を測定するため、以下のような測流係留系のと設置を行った。平成元年5月中旬、鹿児島大学水産学部練習船敬天丸により琉球海溝北西斜面(RT点)と九州パラオ海嶺北端(CT点)の係留系を回収した。RT点とCT点はともに通算約550日の資料が得られた。同年9月にヤップ、パラオ海溝周辺深海谷部(YP点)の係留系の回収航海を実施したが相次ぐ台風の襲来により、航海の中途で計画を変更、四国海盆に係留系1糸と、分担者である金成誠一の西岸境界底層流計測の係留系を設置した。YP点係留系は同年12月に実施された敬天丸の他目的航海で一部回収した。これまでの測流による主な成果は以下のようである。フィリピン海盆西端の琉球海溝北西斜面上及びバシー海峡東向き斜面上には斜面を右にみて流れる深層境界流の存在が強く示唆された。その海底上400mの流速は琉球海溝の斜面で4cm/sec、バシー海峡斜面上では1cm/secであった。また、両者の鉛直スケールはともに1500m以上に及ぶことが示唆された。九州パラオ海嶺北端の四国海盆と北奄美海盆をつなぐ水路中では間歇的に強い流れが生じ海盆間に深底層水の輸送が行われていることが示唆された。海底境界層の計測は前述のごとく現在四国海盆で測定中である。杉ノ原伸夫による深層循環数値モデリングの研究は、底層水を導入した場合の熱塩循環、西側境界に沿って存在する陸棚斜面効果についての基礎的実験、及びフィリピン海への深、底層水の流入に着目したモデル数値実験が行われた。その結果、非常に小さい密度差とは云え底層水の存在は熱塩循環としての深層循環の様相を大きく変えることが判明した。このことは太平洋モデリングにとって底層水の導入が不可避であることを示唆するものである。
女性歯科医師のキャリア形成やライフプランに影響を与える要因の検討

H26年2月1日3月31日の期間でインターネットを使用したアンケート調査を集計した。アンケート調査結果の単純集計、クロス集計を行った。さらに、女性歯科医師の現状と将来希望する勤務形態との間にある関係性を明らかにするため、クラメールの連関係数を求め、相関関係を調べた。単純集計からは出産や育児が女性歯科医師のキャリア中断に関係していることなどが、明らかとなった。また、相関関係の分析から女性歯科医師のキャリアデザインに専門医,認定医の有無,現在の勤務場所,結婚相手の職業が影響を与えることが示唆された。以上から、女性歯科医師の抱える現在、将来の問題点が把握することができた。女性医師のキャリア形成では多種の取組みが行われているが,女性歯科医師に関してはほとんどない。近年,大学歯学部,歯科大学では女性学生は増加しており,今後は女性歯科医師が我が国の歯科医療の大きな担い手になることは間違いないが,女性歯科医師が歯科医師としての勤務の継続にはさまざまな問題・障害があろう。本研究の目的は,岡山大学病院で臨床研修を行った女性歯科医師を対象として,電子ポートフォリオに記載したテキストデータやアンケートをもとに量的および質的な調査・分析を行うことで,女性歯科医師のキャリア形成やライフプランに影響を与える要因を検討することである。当初、研究計画通りH18年度からH24年度の7年間に岡山大学病院で臨床研修を行った女性歯科医師に対して,アンケート調査を行った。アンケート実施に際し、岡山大学疫学研究倫理審査委員会に承認を得た。アンケートは,理想の歯科医師像の質的分析の結果を考慮しながら,基本属性(年齢,研修修了年度,家族構成,等)。歯科医師の経歴に関する項目(研修修了後の職歴,認定医・専門医等の有無,等)。ライフプラン(歯科医師としての将来設計)に関する項目。性別による不利益の有無に関する項目。仕事を継続・再開する際の環境整備に関する項目。現時点での理想の歯科医師像(自由記載)に関する質問項目を作成し,プリコード回答法,段階評価,自由回答法を用いて行った。アンケート結果は,Microsoft Excel(Microsoft)に保存している。今後は,本研究の結果を踏まえて,いかに女性歯科医師が働きやすいようにサポートを行い,環境を整備していくかを,大学や地域歯科医師会レベルで模索していく必要がある。計画通りH26年2月1日3月31日までインターネットで行ったアンケート調査をH27年度に入り集計を開始した。アンケート調査の一部の結果を、第33回日本歯科医学教育学会で、「岡山大学病院で臨床研修を行った女性歯科医師の現状についてー第一報ー」の表題のもと、出産や育児が女性歯科医師のキャリア中断に関係していることをポスター発表で行った。さらに、アンケート調査の単純集計の結果を分析ソフトで、様々な質問の項目間でクロス集計した。女性歯科医師の勤務形態の現状と将来の希望について分析するため、クロス集計結果の一部を使用し、クラメールの連関係数を求め、相関関係を分析した。将来の勤務形態の希望と,結婚,子供の有無および現在の就労状況の相関関係はなかったが,専門医および認定医の有無,現在の勤務場所,結婚相手の職業は相関関係がみとめられた。特に,結婚相手の職業は他よりも強い相関関係があった。以上から、女性歯科医師のキャリアデザインに専門医,認定医の有無,現在の勤務場所,結婚相手の職業が影響を与えることが示唆された。この結果を第35回岡山大学私学会学術集会で「女性歯科医師のキャリアデザインに関する研究ー岡山大学病院臨床研修を終了した女性歯科医師の勤務形態についてー」という表題のもと、一般講演を行った。現在さらに、アンケートの分析を続けており、第34回日本歯科医学教育学会に発表予定としている。また、テキストデータの質的分析も継続中で、今後、いずれかの学会で発表予定としている。歯科教育当初、研究計画通りH18年度からH24年度の7年間に岡山大学病院で臨床研修を行った女性歯科医師に郵送によるアンケート依頼を行い、インターネットを利用した回答を得た。アンケート結果はデータ保存しており、アンケート結果の次年度の質的、量的分析が可能となったため。1.アンケート結果の質的および量的分析データを量的および質的分析を行う。具体的には,基本属性や歯科医師としての経歴,性別による不利益等の結果に関しては,クロス集計表やグラフによる単純集計を行い全体像を把握する。ぞれぞれの集団の比率の差や相関性に関しては,カイ二乗検定や相関分析等を用いて初期分析を行う。初期分析の結果を踏まえて,ロジスティック回帰分析を行い,ライフプランや仕事の継続に関する項目に影響を与える因子のオッズ比を求める。テキストデータである現時点での理想の歯科医師像は,テキストマイニングソフトを用いて質的分析を行い,H25年度の臨床研修開始時に入力した理想の歯科医師像に対して行った質的分析の結果と比較する。2.女性歯科医師のライフスタイルに影響を与える因子の検討

女性歯科医師のキャリア形成やライフスタイルに影響を与える因子を検討するH25年度は,予定よりも物品等が安く購入でき、パソコンは代用品で対応することができたため。分析を行うH26年度は,代用品では容量等の問題から継続使用困難のため,早急に購入し,分析等を行う予定である。
インド・チベット密教術語集成構築のためのタントラ注釈文献の綜合的研究

『アームナーヤマンジャリー』の新出梵蔵バイリンガル写本にもとづいて同書第1章の校訂・訳注作業を昨年度(2017年度)に引き続き進めている。2018年度は、一昨年(2016年)度の作業終了分とあわせて第1章の半分ほど内容の解析を進めることができた。作業の過程において『アームナーヤマンジャリー』の並行箇所が同じくアバヤーカラグプタのブッダカパーラ注『アバタパッダティ』、ラトナーカラシャーンティの『クスマーンジャリ』・『ムクターヴァリー』に見出されることが明らかになった。写本の解析作業とあわせてこれらの並行箇所の比定と異読の収集を進めている。『アームナーヤマンジャリー』には膨大な引用箇所が見出され、第1章についてもすでに苫米地等流博士によって引用転籍の比定が行われているが(苫米地[2007])、残された未比定の部分も含めて並行箇所の精査に当たった。これらの成果の一部については、印度学仏教学会をはじめ各学会で発表し、その一部については出版準備を進めている。ただし、採択当初の計画ではまだ『アームナーヤマンジャリー』の梵文写本が見つかっていなかったため、新しく発見された梵文写本にもとづいて研究計画の再構築を迫られた。再構築による延長計画については、新たに採択された研究課題(「『アームナーヤマンジャリー』梵蔵バイリンガル写本に基づくインド密教注釈文献の研究」(課題番号19K00055))にて引き続き進めていく予定である。人文学の分野における情報の共有化は他の研究諸領域と同様に急務であるが、インド学・仏教学の領域においては、一次資料となる原典の写本情報と共に信頼すべき校訂・訳注に基づいた「術語集成」の構築が最優先事項の一つと言える。本申請研究課題は、インド密教におけるいわゆる「百科全書的」的な密教注釈文献『アームナーヤマンジャリー(口伝の花房)Amnayamanjari』の校訂・訳注作業を通じて得られた綜合的な情報を国際的なサンスクリット・チベット語語彙集成プロジェクト(ITLR)と連結させることによって「インド・チベット密教術語集成」を構築するものである。初年度となる2016年度は5月・7月に国内の学術大会・研究会において研究発表を行った。5月の印度学宗教学会においては、第1章の「要義」を中心に『アームナーヤマンジャリー』のタイトルである「アームナーヤ(口伝)」と「マンジャリー(華房)」がぞれぞれ『サンプタタントラ』とは異なる内容構造をもつことを指摘し、そのために本来の『サンプタタントラ』の章立てとは異なるナンバリングをアバヤーカラグプタが行っていることを指摘した。この立場は他の二人の注釈者インドラボーディ・ヴィールヤヴァジュラとも異なる。同年9月にはプロチダ(イタリア)においてナポリ東洋大学が主催するワークショップに参加し、自身が担当するITLRのエントリーについて意見交換を行った。これらの成果は原稿に纏め、順次発表していく予定である。『アームナーヤマンジャリー』第1章のチベット語訳校訂・訳注作業については、校訂作業が現在ほぼ完了しつつあり、初年度の後半はプトゥンの『広注』とあわせてさらに精密に異読の収集に努めた。現在研究を進めている『アームナーヤマンジャリー』は、インド仏教歳晩期に活躍した顕密双修の学頭アバヤーカラグプタによって著された『サンプタタントラ』に対する綜合的注釈書であり、同じくアバヤーカラの手になる大部の曼荼羅儀軌『ヴァジュラーヴァリー』とは相互補完的な関係にある。同書の重要性は十分に認識されながら、記述の多様性と大部のテキストであることから、その内容については全体の構造とあわせて研究が進んでいない状況にあった。初年度となる2016年は同書第1章の「要義」の記述に基づき「アームナーヤ」と「マンジャリー」という二つのキーワードに着目し全体の構造を明らかにした。その成果は2度の国内学会で発表し、原稿のかたちでまとめている。また一部の語彙情報をITLRのエントリーに追加した。アバヤーカラグプタ(11ー12世紀)の百科事典的注釈書『アームナーヤマンジャリー』ならびにその周辺文献について、ハンブルク大学インド・チベット学科(アジア・アフリカ研究所)のHarunaga Isaacson教授と連携し、梵文原典の校訂・訳注研究を進めている。海外における連携研究期間はハンブルグ大学アジア・アフリカ研究所であるが、ゲッティンゲン大学をはじめ周辺の研究機関においても梵文写本資料を積極的に収集し、より精密な解析作業に繋げている。2017年3月31日に渡航し、本2017年度はチベット語訳にもとづき『アームナーヤマンジャリー』本文と同書にもとづいたプトゥン・リンチェントゥプの『サンプタ広注』との関係を精査する予定であったが、順調に作業は進められていた。得られたその成果の一部は、2017年11月の日本密教学において発表し学術論文のかたちにすでに纏めている。しかしながら、渡航して間もない2017年5月に『アームナーヤマンジャリー』の梵蔵バイリンガル写本が新たに発見され、申請者を含めたインド密教の領域における研究状況は一変した。『アームナーヤマンジャリー』の梵文断片を回収しながら「インド・チベット術語集成」ITLR(Indo-Tibetan Lexical Resource)を構築するという作業は大幅に見直すこととなり、従来使用することのできなかった梵蔵

バイリンガル写本を軸に据えることで、早急に梵文原典にもとづいた新たな研究計画の再構築をする必要に迫られた。加えて申請者は2017年10月より国内における研究拠点が東北大学より京都大学(白眉センター・文学研究科)に移ることとなり、渡航計画の一部見直しも迫られた。こうした問題のなかで、国内外の研究者と連携した研究の再構築はすでに構築し終えることができており、新たな計画のもと現在は研究の推進を進めている状況にある。アバヤーカラグプタ(11ー12世紀)によってなされた百科事典的注釈書『アームナーヤマンジャリー』の梵蔵バイリンガル写本が新たに発見されたことによって、当初に予定していた研究計画について大規模な変更・修正が必要になった。同書は中国において完本梵文写本の存在が報告されていたものの、公開はされておらず、従来はごくわずかの梵文断片しか使えない状況にあった。新たに発見された梵蔵バイリンガル写本は、おそらく二揃いあったバンドルの前半部であり、全体としては半分の分量ではあるが、本研究課題の中心となる第1章をはじめ、国際共同研究の課題((国際共同研究強化)・15KK0033)の内容と直接つながる曼荼羅理論の記述部分「究竟次第の前提となる生起次第」(第7章ー第12章)全体が含まれることから、新出梵蔵写本の解析は本研究課題の達成に不可欠なものと言える。申請者は、新出資料が見つかる以前より、チベット語訳にもとづき同書の解析を進めてきたものの、新たな梵文原典から得られる情報はチベット語訳ならびに梵文断片と比べて膨大である。また、同書はアバヤーカラグプタの著作中ないしインド密教典籍のなかでも極めて分量が多く、精密な校訂・訳注を制定するには国内外の研究者との連携が不可欠である。このような理由から、同書が発見された2017年5月以降すぐに資料を入手し、連携して同写本の内容解析に当たってきたが、こうした研究の再構築にともなって数ヶ月単位での作業の遅れが出ている状況である。また、海外の連携研究機関への渡航計画についてであるが、2017年の10月に研究拠点が東北大学から京都大学白眉センターに移ったことによって生じた異動にともなう諸手続きないし規定によって、予定していた渡航期間の三分の一の期間を完了するにとどまった。この時間的な期間変更の問題については、本年度に調節を行うことで取り戻す予定である。『アームナーヤマンジャリー』の新出梵蔵バイリンガル写本にもとづいて同書第1章の校訂・訳注作業を昨年度(2017年度)に引き続き進めている。2018年度は、一昨年(2016年)度の作業終了分とあわせて第1章の半分ほど内容の解析を進めることができた。作業の過程において『アームナーヤマンジャリー』の並行箇所が同じくアバヤーカラグプタのブッダカパーラ注『アバタパッダティ』、ラトナーカラシャーンティの『クスマーンジャリ』・『ムクターヴァリー』に見出されることが明らかになった。写本の解析作業とあわせてこれらの並行箇所の比定と異読の収集を進めている。『アームナーヤマンジャリー』には膨大な引用箇所が見出され、第1章についてもすでに苫米地等流博士によって引用転籍の比定が行われているが(苫米地[2007])、残された未比定の部分も含めて並行箇所の精査に当たった。これらの成果の一部については、印度学仏教学会をはじめ各学会で発表し、その一部については出版準備を進めている。
岩石中の粘土鉱物の層状構造変化に基づくコンクリート用骨材の乾燥収縮低減への挑戦

コンクリートの収縮・膨張といった体積変化や,それに伴うひび割れの発生を制御するために、骨材を岩石学的観点からコンクリート用骨材として適切かどうか評価することが望まれる。本研究においては,主に骨材(岩石)中の粘土鉱物の層状構造の変化による乾燥収縮メカニズムに基づいて,コンクリートの体積変化の予測・制御に関して取り組んだ。その結果,層状鉱物の一種であるトバモライトの水蒸気吸着等温線に対して,拡張BET理論をもとに発展させた親水性の異なる水蒸気吸着サイトの存在を仮定した多相モデルを提案し分析したところ,3種類の異なる親水性をもった水蒸気吸着サイトが存在する可能性が示唆された。粘土鉱物の層状構造変化に着目して,コンクリートの大部分を構成する骨材(岩石)の乾燥収縮メカニズムの解明にチャレンジし,骨材(岩石)の乾燥収縮の制御による低収縮コンクリートの実用化のために,粘土鉱物の層状構造変化による乾燥収縮メカニズムに基づく骨材の低収縮化へのアプローチを検討している。今年度は,大別して1)岩石の鉱物組成と体積変化量の関係,2)層状鉱物の一種であるトバモライトの水蒸気吸着性状,3)粗骨材中に生成したASRゲル量と体積変化量の関係の3項目の検討を行い,以下の結果が得られた。1)粗骨材(岩石片)の飽水時から60%RHまでの乾燥収縮量は,骨材中に含まれる膨潤性粘土鉱物と考えられる緑泥石の量や骨材中の膨潤性粘土鉱物量を間接的に定量しているとみなせる結合水量と相関があることが実験的に確認された。2)層状鉱物の一種であるトバモライトの水蒸気吸着等温線に対して,拡張BET理論をもとに発展させた親水性の異なる水蒸気吸着サイトの存在を仮定した多相モデルを提案し分析を行った結果,3種類の親水性をもった水蒸気吸着サイトが存在する可能性が示唆された。3)アルカリラッピングを施し,アルカリ骨材反応(ASR)促進反応試験を行ったコンクリートプリズムの膨張率は,ゲルフルオレッセンス法をもとに簡易的に定量した反応性骨材中に生成されたアルカリシリカゲル(ASRゲル)量と相関があることが実験的に確認された。骨材の体積変化の原因となる分子を定量し,骨材もしくはコンクリートの体積変化と一定の相関が確認できたため。粘土鉱物の層状構造変化に着目して,コンクリートの大部分を構成する骨材(岩石)の乾燥収縮メカニズムの解明にチャレンジし,骨材(岩石)の乾燥収縮の制御による低収縮コンクリートの実用化のために,粘土鉱物の層状構造変化による乾燥収縮メカニズムに基づく骨材の低収縮化へのアプローチを検討した。今年度は,アルカリ骨材反応(ASR)に伴う膨張メカニズムの解明を目的に、断面観察を中心に基礎的実験を進めた。アルカリラッピングを施し,アルカリ骨材反応(ASR)促進反応試験を行ったコンクリートプリズムの膨張率は,ゲルフルオレッセンス法をもとに簡易的に定量した反応性骨材中に生成されたアルカリシリカゲル(ASG)量と相関があることが実験的に確認された。アルカリラッピングを施し,異なる温度におけるアルカリ骨材反応(ASR)促進反応試験中にコンクリートプリズムの膨張率の経時変化と切断面に現れるアルカリシリカゲルの経時変化を取得した結果、反応性骨材内に生じたアルカリシリカゲル(ASG)は、骨材単独で拘束されることはなく、周囲の緻密なセメントペーストマトリクスの存在によってはじめて骨材内に拘束されていることが考えられた。また,蛍光観察の結果、角柱試験体にみられた膨張挙動の温度依存性は、アルカリシリカゲル(ASG)の生成およびアルカリシリカゲル(ASG)の拡散の温度依存性によるアルカリシリカゲル(ASG)の拘束/滲出挙動の変化に起因していることが推察された。粗骨材単体を用いて,焼成による粘土鉱物の酸化物化,薬品による粘土鉱物の溶解,混和剤の含浸による粘土鉱物の層間構造の固定化など,人為的な改質により骨材の乾燥収縮の制御が可能になることを検討する。コンクリート工学
超高速非同期式システムのための設計および検証ツールに関する研究

現在,大部分の非同期式回路のデータパスは2線式符号を用いて設計されている.この場合データパス内に制御用記憶素子(C素子と呼ばれる)が多数必要となる.これは,状態空間の拡大,処理速度の低下等の問題を引き起こしている.そこで,本研究では2線式符号の替りに3線式符号を用い,C素子を用いずにデータパス構成する設計手法を確立した.まず3値2線式符号を一つ決め,それに基づいて,与えられた真理値表から基本ゲートを得るための手法をいくつか考案した.その中で,有効と思われる2つの方法について,アルゴリズムや得られた回路の複雑度について比較検討した.さらに,基本ゲート生成アルゴリズム・簡単化アルゴリズムについて検討した.上記のような設計手法を用いることにより状態空間・C素子数が削減でき,設計検証の計算量は大幅に削減されることが期待できるが,特にデータパスを含む回路の計算量は依然として大きいと予想される.そこで,本研究ではより実現性の高い,「データパスは(ランダムデータに基づき)確率的に,制御部は網羅的に」検証を行うことで,人手による簡単化・抽象化を不要とする手法を開発した.まず,データパスを確率的に扱うために,データパス回路にランダムデータを与え,データパス回路から受け取った値が(その与えた値に対して)正しい値であるかを判定できるように,タイムペトリネットモデルの拡張を行った.すなわち,データトランジション,条件トランジションといったデータを出力・比較するトランジションを設け,その発火規則を形式的に定義した.さらに,拡張したタイムペトリネットを効率的に解析するために,検証に必要ない部分の状態解析を効率的に除去する,partial order reductionと呼ばれる手法を適用し,いくつかのベンチマーク回路を検証して効率を評価した.その結果,partial order reduction手法の効果は非常に大きいことを確認するとともに,レベル指向モデルを用いることにより,モデルが大幅に簡単になることがあり,そのような場合には,従来の遷移指向モデルで記述した場合よりも検証自体の高速化が図れることがわかった.現在,大部分の非同期式回路のデータパスは2線式符号を用いて設計されている.この場合データパス内に制御用記憶素子(C素子と呼ばれる)が多数必要となる.これは,状態空間の拡大,処理速度の低下等の問題を引き起こしている.そこで,本研究では2線式符号の替りに3線式符号を用い,C素子を用いずにデータパス構成する設計手法を確立した.まず3値2線式符号を一つ決め,それに基づいて,与えられた真理値表から基本ゲートを得るための手法をいくつか考案した.その中で,有効と思われる2つの方法について,アルゴリズムや得られた回路の複雑度について比較検討した.さらに,基本ゲート生成アルゴリズム・簡単化アルゴリズムについて検討した.上記のような設計手法を用いることにより状態空間・C素子数が削減でき,設計検証の計算量は大幅に削減されることが期待できるが,特にデータパスを含む回路の計算量は依然として大きいと予想される.そこで,本研究ではより実現性の高い,「データパスは(ランダムデータに基づき)確率的に,制御部は網羅的に」検証を行うことで,人手による簡単化・抽象化を不要とする手法を開発した.まず,データパスを確率的に扱うために,データパス回路にランダムデータを与え,データパス回路から受け取った値が(その与えた値に対して)正しい値であるかを判定できるように,タイムペトリネットモデルの拡張を行った.すなわち,データトランジション,条件トランジションといったデータを出力・比較するトランジションを設け,その発火規則を形式的に定義した.さらに,拡張したタイムペトリネットを効率的に解析するために,検証に必要ない部分の状態解析を効率的に除去する,partial order reductionと呼ばれる手法を適用し,いくつかのベンチマーク回路を検証して効率を評価した.その結果,partial order reduction手法の効果は非常に大きいことを確認するとともに,レベル指向モデルを用いることにより,モデルが大幅に簡単になることがあり,そのような場合には,従来の遷移指向モデルで記述した場合よりも検証自体の高速化が図れることがわかった.現在,大部分の非同期式回路のデータパスは2線式符号を用いて設計されている.この場合データパス内に制御用記憶素子(C素子と呼ばれる)が多数必要となる.これは,状態空間の拡大,処理速度の低下等の問題を引き起こしている.そこで,本研究では2線式符号の替りに3線式符号を用い,C素子を用いずにデータパス構成する設計手法を確立することを目的の一つとしている.本年度は,3線式符号を3値論理値を用いて2線で実現することを考え,まず3値2線式符号を一つ決め,それに基づいて,与えられた真理値表から基本ゲートを得るための手法をいくつか考案した.その中で,有効と思われる2つの方法について,アルゴリズムや得られた回路の複雑度について比較検討した.次年度は,SPICEシミュレーションやレイアウトCADを用いた評価を通して,3値2線式符号および基本ゲート生成アルゴリズム・簡単化アルゴリズムの決定を行う予定である.

一方,本研究のもう一つの目的は,データパスは(ランダムデータに基づき)確率的に,制御部は網羅的に検証を行うことで,人手による簡単化・抽象化を不要とする手法を確立することにある.本年度は,データパスを確率的に扱えるように,データパス回路にランダムデータを与え,データパス回路から受け取った値が(その与えた値に対して)正しい値であるかを判定できるように,タイムペトリネットモデルの拡張を行った.すなわち,データトランジション,条件トランジションといったデータを出力・比較するトランジションを設け,その発火規則を形式的に定義した.また,状態解析を効率よく行うため,partial order reductionと呼ばれる手法を,拡張したタイムペトリネットに適用することを検討した.その結果,アルゴリズムの大枠を得ることができたため,来年度はこれを実装し,効率を評価する予定である.昨年度は,データパスは(ランダムデータに基づき)部分的に,制御部は網羅的に検証を行うことで,人手による簡単化・抽象化を不要とする手法を確立することを目的として,タイムペトリネットモデルの拡張を行った.これは,データトランジション,条件トランジションといったデータを出力・比較するトランジションを設けたもので,これを用いることにより,データやレベル指向の記述能力が大幅に向上する.一方,実際の状態探索に要する計算量はほとんど変わらないため,単純に状態解析を行うと状態爆発問題が起こりうる.そこで,検証に必要ない部分の状態解析を効率的に除去する,partial order reductionと呼ばれる手法を,拡張したタイムペトリネットに適用することを検討してきた.本年度は,このアルゴリズムの詳細を検討し,形式的に記述した.解決すべき問題は,ある状態で発火させるべき最小のトランジション集合を求めることと,各トランジションの発火の因果関係を決定することであった.従来のタイムペトリネットに対する考え方を拡張し,新しく導入したデータトランジションや条件トランジションを扱えるように工夫した.これらの成果により,実装および正しさの証明が容易になる.本年度では実装を完了させることはできなかったが,来年度前半には完了できる見通しで,評価や正しさの証明も十分可能であると考える.一方,この拡張したタイムペトリネットを用いれば,仕様や回路の記述に高位記述言語を用いても,それらから容易に拡張タイムペトリネットに変換できる.さらに,上記のアルゴリズムを拡張すれば,高位記述言語を直接partial order reductionを用いて解析できる見通しを得ている.これが可能になれば,高位記述のレベルで回路を検証することができ,非同期式回路の検証ツールとして完成度が非常に高まると考える.来年度はこの部分にも力を注いでいきたい.また,3値2線式符号に基づく設計法については,基本ゲート生成アルゴリズム・簡単化アルゴリズムについて検討した,来年度はこれらの成果をまとめたいと考えている.本研究の主要な目的は,3値2線式符号に基づく設計法の確立と「データパスは(ランダムデータに基づき)確率的に,制御部は網羅的に」検証を行うことで,人手による簡単化・抽象化を不要とした検証手法の開発である.昨年度は、後者を一般化したレベル指向モデルに基づく検証方式について主に検討し,そのモデルの解析にpartial orderreduction手法を適用するためのアルゴリズムを形式的に記述した.本年度は,このアルゴリズムを本格的に実装し,いくつかのベンチマーク回路に適用して効率を評価した.
第二言語としての日本語のリズム習得を目的としたHVPTに関する基礎研究

通常,音声の聞き取り練習には,1名または男女各1名の母語話者(声優やアナウンサー)によって読み上げられた音声が用いられるが,本研究で扱おうとするHVPTは,複数の母語話者による(多様性のある)音声を用いた知覚トレーニングで,様々な言語で訓練効果が報告されつつある。日本語の特殊拍(促音「っ」,撥音「ん」,長音「ー」)は,上級日本語学習者にとっても困難で,日常のコミュニケーションに支障を来す一因ともなっている。そこで本研究では,第二言語として日本語を学ぶ学習者にとって特に習得が難しいとされる特殊拍を対象に,HVPTの有効性を検証する。
女性アスリートにおけるハムストリングスのエクササイズがジャンプに与える影響

2020年東京オリンピックを目前に控え、近年は女性アスリートに注目が集まり、女性特有の生理的課題や性差を踏まえたトレーニング方法の確立が求められている。本研究では、男女差が顕著に見られるジャンプに注目し、女性アスリートのジャンプパフォーマンスを向上させる方法を確立することを研究目的とした。具体的には、女性がジャンプ時に効果的に動員できないとされるハムストリングスに注目し、筋活動増加および筋力向上を狙ったエクササイズを行うことで、ジャンプパフォーマンスが向上するのではないかとの仮説を立て、その効果を検証することとした。
自然水域における光化学反応の環境科学的評価

水中に貫入する太陽光による光化学分解は、溶存有機物の除去機構として重要である。しかし、溶存有機物の主成分である腐植物質の光化学分解の特徴や汚染物質との反応には不明な部分が多い。本研究は次の諸点を明らかにすることを目的として、琵琶湖と流入河川を主なフィールドとした観測とシミュレーション実験を実施した。・琵琶湖における腐植物質の分布に果たす光化学反応の働き・ノニルフェノールの光化学分解性・農薬の光化学分解性と琵琶湖における分布の特色・下水処理水の有機物の光化学分解・琵琶湖における鉄の分布におよぼす有機物と光の影響本研究の結果から次の諸点を明らかにすることができた。(1)琵琶湖における腐植物質の濃度プロファイルは、表層で低く、水温躍層以深で漸増し、最深部で上昇する。表層の低濃度は腐植物質の光化学分解によってもたらされる。(2)腐植物質の光化学分解においては、フルオロフォア、クロモファオ、炭素骨格の順に分解が進行する。また反応は一次反応であり、反応速度定数は0.40.01の範囲にある。(3)ノニルフェノールならびに燐酸エステル系の農薬は光反応によって分解され、天然水中に存在する腐植物質は反応速度を左右する。(4)光化学的に分解されにくい農薬は琵琶湖において周年残留する。(5)下水処理水に含まれる溶存腐植物質は蛍光が強く、光化学的に分解しやすい。水中の光化学反応は超高度下水処理法としての可能性をもっている。(6)鉄を初めとする重金属イオンは腐植などの有機物と錯体を形成し、これは光化学反応を受ける。水中の光化学反応が湖沼・河川水の主要な難分解溶存成分である腐植物質の分布に果たす役割を評価するために、2005年9月に、琵琶湖北部の菅浦沖において腐植物質濃度の鉛直分布とその経時変化についての連続観測を行って次の結果を得た。(1)腐植物質濃度は堆積物直上で最も高く、有光層内において低く、水面において最も低いこと。(2)腐植物質濃度は有光層内において日変化し、午後早くに最低濃度に達すること。(3)腐植物質を構成する分子量1,000前後の化合物群は、鉛直的にも経時的にも相対比を変えること。(4)以上の濃度分布の特徴は水中光の強度とはほぼ逆相関すること。これらの事実は水中の太陽光による腐植物質の光化学分解の可能性を強く示唆するものである。この可能性を確かめるために菅浦沖および、大学構内の水中で腐植物質の光化学分解実験を実施した。実験は琵琶湖湖水を石英ボトルに封入して、太陽光を照射し、経時的に腐植濃度を測定することによって行った。その結果は、腐植物質の光化学分解が一次反応的に進行することを示し、構成成分の経時変化も菅浦沖の現場観測の結果と類似するところから、琵琶湖表層における腐植物質の濃度分布に太陽光が関わる光化学反応が支配的に寄与していることか明らかになった。琵琶湖における腐植物質濃度は上記のごとく、水深とともに上昇傾向を示し、最深部の堆積物直上で急上昇する。このことは堆積物が腐植物質の供給源のひとつとなっていることを示唆するものである。これを確かめるために堆積物間隙水に含まれる腐植物質の濃度分布を詳細に調べた結果、腐植物質形成への堆積物最表層の寄与を確認することができた。さらに室内における生分解実験からは、バクテリアによる植物プランクトンならびに各種有機物の分解過程においても腐植物質が生成することを明らかにした。これらの成果は、査読付き論文1報において発表するとともに、国内外の学会における5つの講演において公表した。

琵琶湖水中における水中光化学反応のスケールを観測と実験から推定するために、溶存腐植物質を指標物質として選び、その鉛直濃度分布の季節変化を観測する一方で、反応の詳細を解析するために光化学分解実験を実施した。一年間を通しての観測からは、腐植濃度の季節変化に関して次のことが明らかになった。(1)溶存腐植物質の濃度は、2-3月には、水温プロファイルと同様に、表層から湖底まで鉛直的に一様となること。(2)春から夏に向かって、表層での濃度現象、水温躍層付近での濃度上昇、湖底での濃度上昇が顕著になること。(3)秋から冬にかけて、鉛直的な濃度変化は次第に小さくなり、濃度一様なプロファイルに近づいていくこと。このような季節変化をもたらす原因を探るために実施したいくつかの室内実験から、つぎの結果を得た。(4)春から夏の表層における腐植の濃度減少は、腐植の光化学分解によること、また夏の晴天日における腐植物質のフロオロフォアの半減期は5時間であること(太陽光による光分解実験より)。(5)夏季の水温躍層付近における腐植物質の濃度上昇は、プランクトンなどの生物粒子がバクテリアによって腐植物質へと変質することによって引き起こされること(植物プランクトンと懸濁態粒子の生分解実験から)。(6)堆積物表面から水中に拡散した腐植物質が湖底付近の腐植濃度を上昇させること(堆積物の滲出実験より)。本研究においては、農薬の光分解性についても検討を加えた。農薬としては除草剤のシメトリンと殺虫剤のMEPを用い、これらの光照射実験から次のことが明らかになった。(7)MEPは速やかに光分解し、腐植物質が共存する自然水中では、晴天時、2日間で濃度が半減すること。(8)シメトリンは光分解しにくく、水中に残留すること。これは琵琶湖水中からシメトリンが常時検出されることと調和的である。水中に貫入する太陽光による光化学分解は、溶存有機物の除去機構として重要である。しかし、溶存有機物の主成分である腐植物質の光化学分解の特徴や汚染物質との反応には不明な部分が多い。本研究は次の諸点を明らかにすることを目的として、琵琶湖と流入河川を主なフィールドとした観測とシミュレーション実験を実施した。・琵琶湖における腐植物質の分布に果たす光化学反応の働き・ノニルフェノールの光化学分解性・農薬の光化学分解性と琵琶湖における分布の特色・下水処理水の有機物の光化学分解・琵琶湖における鉄の分布におよぼす有機物と光の影響本研究の結果から次の諸点を明らかにすることができた。(1)琵琶湖における腐植物質の濃度プロファイルは、表層で低く、水温躍層以深で漸増し、最深部で上昇する。表層の低濃度は腐植物質の光化学分解によってもたらされる。(2)腐植物質の光化学分解においては、フルオロフォア、クロモファオ、炭素骨格の順に分解が進行する。また反応は一次反応であり、反応速度定数は0.40.01の範囲にある。(3)ノニルフェノールならびに燐酸エステル系の農薬は光反応によって分解され、天然水中に存在する腐植物質は反応速度を左右する。(4)光化学的に分解されにくい農薬は琵琶湖において周年残留する。(5)下水処理水に含まれる溶存腐植物質は蛍光が強く、光化学的に分解しやすい。水中の光化学反応は超高度下水処理法としての可能性をもっている。
光・パワーデバイス応用に向けたε型酸化ガリウムのハライド気相成長

(1) ε-Ga2O3の結晶構造の検討本研究のターゲットであるε-Ga2O3の結晶構造は、当初はPlayfordらによって六方晶系と報告されてきた。しかし最近、Coraらがサファイア基板上にMOCVDで成長させたε-Ga2O3膜の微細構造をTEMと電子線回折を用いて解析し、直方晶系のナノスケールドメインが面内で3回対称に回転配置することで、X線などのマクロな測定方法では疑似的に六方晶に見えることを報告した。Ga2O3の結晶構造は基板や成長条件によって様々に変化するため、このような報告が我々の製膜した試料にもあてはまるかは実際に検証する必要がある。そこで、我々はc面GaN、AlNおよび(-201)面β-Ga2O3上にε-Ga2O3を成長させ、その微細構造解析をTEMと電子線回折により行った。その結果、いずれの基板上でも結晶構造は直方晶であることが明らかになった。また、β-Ga2O3基板上の膜では、skew-symmetric配置で測定した122のX線回折強度がAlN基板上の場合と比べて桁違いに強く、基板の結晶対称性を反映して面内の配向が大きく異なることが示唆された。(2) ε-Ga2O3の選択成長前年度に引き続き、選択横方向成長(Epitaxial Lateral Overgrowth, ELO)の検討を行った。前年度は、AlNテンプレートを用いて選択成長が可能であることを示したが、今年度はより経済的で大面積基板も入手しやすいサファイア基板を試み、この場合でもマスク形成やHVPEの条件を工夫することでε-Ga2O3のアイランドを形成できることを明らかにした。さらに、選択成長のシード層を高品質化する目的で様々なバッファ層を検討し、サファイア基板上に安定的にε-Ga2O3を成長させる条件を見出した。平成30年度はε-Ga2O3のELOを推し進める計画であったが、上述のようにε-Ga2O3の結晶構造そのものに関しての重要な議論が生じたため、まずはその確認に注力した。X線回折測定の結果、AlN基板上では(-201)β-Ga2O3基板上に比べて直方晶であることを示すピークの強度が非常に弱く、両者の膜で結晶構造が異なるか、面内配向の程度が大きく異なることが示唆された。そのため、TEMおよび電子線回折によるさらに詳細な解析が必要となった。特に、六方晶ε-Ga2O3と直方晶ε-Ga2O3の差はわずかであり、その違いを確実に見分けるための電子線回折パターンのシミュレーションには慎重を要したが、前述のように結晶構造を明らかにすることができた。そのためにELOの検討に遅れが生じたが、バッファ層等の重要な知見が得られ、今後につなげることができた。平成31年度は、前年度のELOの検討を本格的に推し進める。これまでの研究では、ELOが原理的に可能なことを示したものの、アイランド同士の会合や連続膜化には至っていない。また、イレギュラーなグレイン成長も多くみられる。このようなグレインは成長開始界面で発生していることがわかっており、結晶開始前の昇温段階で下地基板表面に何らかの変化が生じているためである可能性がある。そこで、まずは成長開始条件の精査や前述のバッファ層技術等を駆使してグレインの抑制を試みる。その上で長時間の成長を行い、高品質な連続膜の実現を目指す。ただし、前述の回転ドメインがELOによってどうなるのかは未知数であり、成長した結晶構造やドメイン構造に注視しながら進める必要がある。(1) ε-Ga2O3の熱的安定性の検討本研究のターゲットであるε-Ga2O3は準安定相であるため、その熱的な耐久性を把握することは本材料を実用化するうえで重要である。これまで、我々はGaN上のε-Ga2O3エピ膜で高温XRD測定を行い、概ね700°Cまでは安定であることを明らかにしている。しかし、このような安定性は結晶の歪や欠陥の状況で変化する可能性がある。そこで、GaN以外にもAlNやβ-Ga2O3基板上に製膜したε-Ga2O3についても同様に熱的な安定性を調査した。その結果、いずれの場合もやはりβ-Ga2O3への転位は概ね700°Cで起こり、GaN上のエピ膜と大きな差はないことを明らかにした。(2) ε-Ga2O3の選択成長ε-Ga2O3は準安定相でありβ-Ga2O3の場合のように融液成長によるホモエピ基板が利用できないため、結晶成長はヘテロエピ成長に依らざるをえない。そのために用いるGaN、AlN等の基板は格子不整合が大きいため、ε-Ga2O3エピ膜は転位等の欠陥密度が非常に大きくなる。これらの欠陥はキャリアの輸送を阻害するため、ドーピング等の検討に先立って結晶性の改善を行うことが望ましい。そこで、我々はGaN等の結晶性改善で実績のある選択横方向成長(Epitaxial Lateral Overgrowth, ELO)の適用を試みた。AlN/sapphireテンプレート上にSiO2で三角格子状に円形開口が配列するドットパターンマスクを形成し、その上にHVPEでε-Ga2O3の成長を試みた。その結果、開口部から選択的に結晶成長を開始できることが確認できた。

当初はε-Ga2O3のn型ドーピングを試みる予定であったが、同様にGa2O3の準安定相であり欠陥密度の大きいα-Ga2O3では電気特性が欠陥にかなり影響されていることが別の研究により示唆されたため、平成30年度から実施する計画であったELOでε-Ga2O3の高品質化を行う検討を前倒しで開始することとした。しかし、基板構造が複雑でありフォトリソグラフィの条件出しに予想よりも多くの時間を要したことと、おそらく低温成長であるというε-Ga2O3の特殊性に起因して、選択成長が成功するためのマスク形成プロセスの工夫に多くの時間を割く必要があっため、連続膜の形成や透過電子顕微鏡による欠陥低減効果の確認までは到達せず、選択成長が可能であることを実証するのにとどまった。(1) ε-Ga2O3の結晶構造の検討本研究のターゲットであるε-Ga2O3の結晶構造は、当初はPlayfordらによって六方晶系と報告されてきた。しかし最近、Coraらがサファイア基板上にMOCVDで成長させたε-Ga2O3膜の微細構造をTEMと電子線回折を用いて解析し、直方晶系のナノスケールドメインが面内で3回対称に回転配置することで、X線などのマクロな測定方法では疑似的に六方晶に見えることを報告した。Ga2O3の結晶構造は基板や成長条件によって様々に変化するため、このような報告が我々の製膜した試料にもあてはまるかは実際に検証する必要がある。そこで、我々はc面GaN、AlNおよび(-201)面β-Ga2O3上にε-Ga2O3を成長させ、その微細構造解析をTEMと電子線回折により行った。その結果、いずれの基板上でも結晶構造は直方晶であることが明らかになった。また、β-Ga2O3基板上の膜では、skew-symmetric配置で測定した122のX線回折強度がAlN基板上の場合と比べて桁違いに強く、基板の結晶対称性を反映して面内の配向が大きく異なることが示唆された。(2) ε-Ga2O3の選択成長前年度に引き続き、選択横方向成長(Epitaxial Lateral Overgrowth, ELO)の検討を行った。前年度は、AlNテンプレートを用いて選択成長が可能であることを示したが、今年度はより経済的で大面積基板も入手しやすいサファイア基板を試み、この場合でもマスク形成やHVPEの条件を工夫することでε-Ga2O3のアイランドを形成できることを明らかにした。さらに、選択成長のシード層を高品質化する目的で様々なバッファ層を検討し、サファイア基板上に安定的にε-Ga2O3を成長させる条件を見出した。平成30年度はε-Ga2O3のELOを推し進める計画であったが、上述のようにε-Ga2O3の結晶構造そのものに関しての重要な議論が生じたため、まずはその確認に注力した。X線回折測定の結果、AlN基板上では(-201)β-Ga2O3基板上に比べて直方晶であることを示すピークの強度が非常に弱く、両者の膜で結晶構造が異なるか、面内配向の程度が大きく異なることが示唆された。そのため、TEMおよび電子線回折によるさらに詳細な解析が必要となった。特に、六方晶ε-Ga2O3と直方晶ε-Ga2O3の差はわずかであり、その違いを確実に見分けるための電子線回折パターンのシミュレーションには慎重を要したが、前述のように結晶構造を明らかにすることができた。そのためにELOの検討に遅れが生じたが、バッファ層等の重要な知見が得られ、今後につなげることができた。平成30年度は、前年度のELOの検討をさらに推し進める。平成29年度の研究では、ELOが原理的に可能なことを示したものの、アイランド同士の会合や連続膜化には至っていない。また、イレギュラーなグレイン成長も多くみられる。
分子層制御スパッタ方式によるジルコン・チタン酸鉛膜のエピタキシヤル成長

タ-ゲット下部に電磁石よりなる第三磁極を設けたスパッタ装置を用い、鉛、チタン、ジルコニウムで構成された複合タ-ゲットと組み合せ、鉛およびチタン・ジルコニウムを交互に反応性スパッタする方法でPZT膜の堆積を試みた。このとき、チタン・ジルコニウムの一周期スパッタ時間T_<Tz>を8sまたは10s一定とし、鉛のスパッタ時間Tpbを変化させて1サイクル当りの膜の成長量を測定した。その結果、基板温度が500°Cのとき45A^^°の値で平坦となる特性が現われ、自己制御モ-ドの実現していることが確められた。X線回折の観察からは、基板温度が500°C、550°Cでは膜がc軸配向し(ool)のピ-クのみを示すが、450°Cでは他のピ-クも現われ配向性の乏しいことがわかった。一般にペロブスカイト構造のPZT膜を得るためには600°C以上の基板温度が要求され、500°C程度のときにはパイロクロア構造が現われることが知られている。本研究では500°Cとこれまでより低温で配向したPZT膜が得られ、しかも投入電力が50Wである限りさらに低温においてもパイロクロア構造は現われることがなかった。得られた膜の電気的特性を測定したところややひずんだヒステリシス曲線が観察された。これは膜中に何らかの格子欠陥が存在するからであると考えられ、次にさらに成長速度を減少させて、完全性の高い膜が得られる条件を模索した。ところが酸素分圧等の条件を同一に保持したまま放電電力を20Wまで下げると膜中の鉛濃度が著しく増加してペロブスカイト以外の相も現われた。これは反応スパッタでは成長速度が変わると同じ酸素分圧であってもスパッタ粒子の酸化の程度が変動し、ひいては膜全体の組成にも大きく影響するものと解釈される。以上、より低温で配向膜が得られるなど本方法の優位性を立証でき、また、反応性スパッタでは成長速度が組成に影響する興味ある知見が得られた。
超好熱始原菌の生産する蛋白質の耐熱化機構

95°C以上の高温でも生育できる超好熱始原菌が生産する蛋白質の耐熱化機構を明らかにする目的で、様々な酵素遺伝子のクローニングを試みた。その結果、P.kodakaraensisKOD1のDNAゲノムからグリセロールキナーゼとリボヌクレアーゼHIIの遺伝子をクローニングすることに成功した。更に、酵素ではないが、Zinc finger motifを持ち転写制御に関与すると考えられるTBP結合蛋白質の遺伝子をクローニングすることにも成功した。これらの酵素の大腸菌での大量発現系を構築し、精製した後、酵素的性質や熱安定性を解析した。その結果これらの酵素は超好熱始原菌由来酵素に特徴的と考えられている性質を示すことが明らかになった。まず、これらの酵素は高い熱安定性を示すことが明らかになった。熱安定性は、酵素を含む水溶液を高温で適当な時間インキュベーションした後の残存活性を測定することにより、不可逆的な熱変性に対する安定性として解析したが、いずれの酵素も90°Cの熱処理ではほとんど失活しないという結果が得られた。また、グリセロールキナーゼとリボヌクレアーゼHIIの場合、広い金属イオン要求性を示した。これらの酵素のアミノ酸組成を常温菌由来のものと比較した場合、いずれの場合も、Lys、Arg、Asp、Gluなどの荷電アミノ酸残基の含量が高いという特徴を有していた。最近、イオンペアネットワークの増強が超好熱菌由来酵素の耐熱性に寄与するという報告がいくつかなされているので、我々のクローニングした酵素も同様の機構で耐熱化されているのかもしれない。実際、大腸菌グリセロールキナーゼの結晶構造に基づいて超好熱菌グリセロールキナーゼの三次構造をモデリングしたところ、イオンペアの数は超好熱菌グリセロールキナーゼの方がはるかに多いことが示唆された。今後はこれらの酵素の三次構造の解析と耐熱化因子の同定を試みる予定である。その結果、グリセロールキナーゼ、リボヌクレアーゼH_2、ズブチリシン、RecA蛋白質等の遺伝子をクローニングすることに成功した。このうち、RecA蛋白質については、大量発現系を構築し、酵素を精製した。RecA蛋白質はDNAの相同的組み換えに必須であるが、一本鎖DNAと結合することによりATPase活性を示すことが知られている。しかし、超好熱菌由来RecA蛋白質はDNase活性を持っており、一本鎖DNAに結合するどころかこれを分解してしまうこと、さらには、DNA非存在下においてもATPase活性を示すこと等ユニークな性質をもつことが明らかになった。また、DNase活性を目印にしてその安定性を調べることにより、本酵素の耐熱性は比較的低いことが示唆された。本酵素の至適温度も60°Cとかなり低い。一方、既にクローニングされ大量発現系も構築されているアスパルチルtRNA合成酵素について、酵素活性の至適温度を調べたところ、やはり65°Cとかなり低かった。しかし、この至適温度はポリアミンを加えることにより約10°C上昇することが見いだされた。CDを用いて本酵素やtRNAの安定性を調べることにより、いずれも70°Cでは変性しないことが示されたので、ポリアミンは本酵素とtRNAの複合体を安定化するものと思われた。以上の結果、超好熱菌菌体内において酵素が機能するためには、ポリアミンを初めとする様々な補助因子の存在が必要であることが示唆された。

今後、グリセロールキナーゼ、リボヌクレアーゼH_2、ズブチリシン等についてもその耐熱性を解析する予定である。95°C以上の高温でも生育できる超好熱始原菌が生産する蛋白質の耐熱化機構を明らかにする目的で、様々な酵素遺伝子のクローニングを試みた。その結果、P.kodakaraensisKOD-1のDNAゲノムからグリセロールキナーゼ、リボヌクレアーゼHII及びズブチリシンの遺伝子をクローニングすることに成功した。これらの酵素の大量発現系(大腸菌)を構築し、酵素を精製した後、酵素的性質や熱安定性を解析したところ、いずれの酵素も超好熱菌由来酵素に特徴的と考えられる性質を示すことが明らかになった。まず、これらの酵素は高い熱安定性を示すことが明らかになった。熱安定性は、酵素を含む水溶液を高温で適当な時間インキュベーションした後の残存活性を測定することにより、不可逆的な熱変性に対する安定性を解析したが、いずれの酵素も90°Cの熱処理でほとんど失活しないという結果が得られた。また、グリセロールキナーゼやリボヌクレアーゼHIIの場合広い金属イオン要求性を示した。これらの酵素のアミノ酸組成を常温菌由来のものと比較した場合、いずれの場合もLys、Arg、Asp、Gluなどのイオン性アミノ酸残基の含量が高いという特徴を有していた。最近、イオンペア-ネットワークの増強が超好熱菌由来酵素の耐熱性に寄与するという報告がいくつかなされているので、我々のクローニングした酵素も同様の機構で耐熱化されているのかもしれない。実際、大腸菌グリセロールキナーゼの結晶構造に基づいて超好熱菌グリセロールキナーゼの三次構造をモデリングしたところ、イオンペア-の数は超好熱菌グリセロールキナーゼの方がはるかに多いことが示唆された。今後は、これらの酵素の三次構造の解析と耐熱化因子の同定を試みる予定である。
局所麻酔薬による神経伝達物質トランスポーター阻害の機序とその意義

神経伝達物質トランスポーターは神経終末より遊離された伝達物質を再取込みし、その作用を速やかに終結させる役割を果たす重要な膜機能蛋白である。多様な中枢作用を有し麻酔であるコカインにこれらトランスポーターのうちモノアミントランスポーターに特異的に作用するが、また強力な局所麻酔作用も有していることが知られている。末梢神経系におけるこの作用は血管収縮をもたらし、その結果持続的な局所麻酔作用を示すが、一方合成局所麻酔薬はこの様な性質を持たないとされてきた。我々はコカインの中枢作用、特に強化作用に深く関連すると考えられているドーパミントランスポーターをクローニングし、このトランスポーターに対するコカインの作用様式を分子レベルで研究してきた。本研究では合成局所麻酔薬とコカインの作用の相違に着目し、ドーパミン、GABA両トランスポーターに対する効果の比較より構造活性相関を解析した。ラットドーパミントランスポーター発現COS細胞において、合成局所麻酔薬はコカイン同様いづれも濃度依存的に|3H|dopamine(DA)の取込みを抑制し、その作用強度はcocaine>dibucaine>tetracaine>benzocaine>procaine>lidocaineの順であった。コカイン誘導体|3H|CFT結合もこれら局所麻酔薬により抑制された。これら両抑制効果の作用強度は良く一致していたが、局所麻酔作用強度とは必ずしも一致しなかった。外液Na^+濃度を減少させても|3H|CFT結合に対する局所麻酔薬の抑制効果は変わらなかった。一方マウスGABAトランスポーター発現COS細胞において|3H|GABA取込みはこれら局所麻酔薬によって抑制されたが、|3H|DA取込み抑制に比べると弱く、|C50は約10倍高かった。また|3H|GABA取込み抑制の作用強度は局所麻酔作用強度と良く一致していた。以上の結果より合成局所麻酔薬もまたコカイン同様ドーパミントランスポーターに選択的に作用することを明らかにした。その作用機序としてはトランスポーター上でコカイン作用部位と一部競合する作用部位を有することを示唆された。