hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高圧及びフェムト秒レーザーによる希土類イオン含有ガラスのナノ構造制御と光機能

今年度は二つの研究テーマについて研究を行った。(1)フェムト秒レーザー照射によりガラス三次元結晶化近年の通信、情報関連技術の発展に伴い、光情報の大容量化、高密度化がすさまじい進歩を遂げており、情報処理のデータ三次元化の要求も高まっている。本研究はフェムト秒照射することにより、酸化フッ化物ガラス中に希土類イオンを含有したフッ化物結晶を立体的に析出させることに成功した。結晶の部分だけがある特殊のレーザーを照射すると発光するが、照射されていない部分は発光しない。この実験の結果は三次元ディスプレイとしての可能性を示した。従来の二次元立体ディスプレイと異なり、可視光が三次元実画像として得られるため、特殊眼鏡も不要で、また、あらゆる方向から実像を観測できる点で、ホログラフィーやバーチャルリアリティー画像より優れている。これはアップコンバージョン特性をフルに発揮した優れたシステムであり、今後、医療分野における画像診断をはじめ幅広い展開が期待されている。(2)長残光ガラスの部分結晶化および高圧印加による構造制御材料が励起光を遮断後も発光し続ける現象は長残光現象といい、昔から放射性物質を使った材料が利用してきた。しかし環境汚染や人体に悪影響を与えるため、近年非常に長い残光性を持った希土類イオンを添加したセラミックス材料に置き換えられた。我々は、透明性を維持したまま、普通の残光ガラスより残光強度の高い残光寿命の長い、Mn^<2+>を添加したGeO_2-B_2O_3-ZnO系透明結晶化ガラスを開発した。本研究では、この系のガラスに対し、2軸方向高圧印加実験が光物性の変化は見られなかった。さらに、CO_2レーザーを用いて、この系のガラスに照射実験を行った。その結果、CO_2照射した部分だけ粒径約1μmのMn^<2+>:Zn_2GeO_4微結晶を析出させることにより、透明性を維持したまま、結晶体と同等な光性能をもつ材料を初めて見出した。照射していない部分では赤色発光を示すが、微結晶を析出した部分では緑色の発光が観測された。これを文字盤の夜光材料などに実用化できると考えられる。(1)フェムト秒レーザー照射により純粋シリカガラスの構造誘起純粋シリカガラスは光伝播材料や半導体基盤材料などあらゆる分野で応用され、現代高度情報社会になくてはならない材料の一つである。シリカガラス内部に排除しにくい不純物が存在することにより、さまざまな光学特性が妨げることになるその化学構造が比較的単純であるゆえに解明されていないことがある。一方、この性質を利用して、ガラスに欠陥を導入することにより新規な光機能性を持つ材料として期待している。今回、800nm 1kHzのフェムト秒レーザーを用い、異なる濃度の水酸基含有量をもつシリカガラスに三次元的に照射し、その試料を蛍光スペクトル、励起スペクトル、電子スピン共鳴スペクトルなどで解析を行った結果、フェムト秒レーザー照射部のガラスが構造変化していることがわかった。また、その構造変化はガラスに含まれる水酸基の濃度とレーザー照射の深さに大きく関係していることが分かった。報告人はこの実験事実を基づき、フェムト秒レーザー照射による誘起された構造のメカニズムを提案する。また、この実験の結果は三次元光メモリデバイスとしても可能である。(2)光活性イオンを添加した透明結晶化ガラスの長残光現象材料が励起光を遮断後も発光し続ける現象は長残光現象といい、昔から放射性物質を使った材料が利用してきた。しかしながら、多結晶であるため不透明や加工成形しにくい面が残る。ガラスは透明で加工しやすいが、残光の強度や寿命の面でセラミックスには及ばない。そこで本研究はMn^<2+>を添加したGeO_2-B_2O_3-ZnO系特殊なガラスを作製し、熱処理を加え、ガラス内部に粒径約1μmのMn^<2+>:Zn_2GeO_4微結晶を析出させることにより、透明性を維持したまま、結晶体と同等な光性能をもつ材料を初めて見出した。またガラスでは赤色発光を示すが、微結晶を析出したガラスでは緑色の発光が観測された。報告人はその残光メカニズムと析出結晶の関連性を調べた。

(2)長残光ガラスの部分結晶化および高圧印加による構造制御材料が励起光を遮断後も発光し続ける現象は長残光現象といい、昔から放射性物質を使った材料が利用してきた。しかし環境汚染や人体に悪影響を与えるため、近年非常に長い残光性を持った希土類イオンを添加したセラミックス材料に置き換えられた。我々は、透明性を維持したまま、普通の残光ガラスより残光強度の高い残光寿命の長い、Mn^<2+>を添加したGeO_2-B_2O_3-ZnO系透明結晶化ガラスを開発した。本研究では、この系のガラスに対し、2軸方向高圧印加実験が光物性の変化は見られなかった。さらに、CO_2レーザーを用いて、この系のガラスに照射実験を行った。その結果、CO_2照射した部分だけ粒径約1μmのMn^<2+>:Zn_2GeO_4微結晶を析出させることにより、透明性を維持したまま、結晶体と同等な光性能をもつ材料を初めて見出した。照射していない部分では赤色発光を示すが、微結晶を析出した部分では緑色の発光が観測された。これを文字盤の夜光材料などに実用化できると考えられる。
障害を抱えた人たちが取り組む太鼓体験活動や太鼓演奏の指導プログラムの開発

1.研究の目的今回の研究では、障害種にかかわらずあるがままで楽しめる太鼓体験活動をねらい、障害のある人たちが中心となって行う演奏を主とした指導プログラムを開発する。2.研究実施計画6つの太鼓グループでの太鼓体験活動を取り組み、次の5つの柱を設けて、研究・実践していった。(1)文献研究(先行研究・知的障害および精神障害の理解)(2)グループ療法・心理療法・即興音楽療法の研究(3)実践的研究(4)太鼓体験指導プログラムの開発(5)調査・事例分析3.研究成果(1)(2)(5)においては、東京の国会図書館、日本教育大学院大学及びアライアント国際大学/カリフォルニア臨床心理大学院の図書館を利用して調査をした。(3)(4)は、障害を抱えた人たちと楽しめる世界を構築していく実験的な実践を行い、(5)では参観する保護者と支援者との懇談でより深めていった。このことは、社会参加への一助とアイデアとなり、彼らのストレスの解消や余暇活動としての充実した人生を歩んでいくことにつながり、彼らが取り組めやすい太鼓体験活動の継続と無理のない発表会につなげることになった。この発表会については、愛媛新聞朝刊に紹介された。そして論文「愛媛県の知的障害児・者が取り組む太鼓演奏のイベント体験学習の研究と実践即興的太鼓表現活動による生活空間の拡大を図る」をまとめ、東京海上日動火災教育振興基金に応募した。そのまとめは次の通りである。(1)個を認める即興的太鼓表現活動の保障と積み重ねは、自分のリズムを知り、自己肯定感が強化できた。(2)演奏では、自信や満足、他者への気づき、見通しと集中力をもたらし、演奏が力強くなってきた。(3)発表の機会を持つことにより、家族の絆が強まった。見学者や保護者たちから直接に感想をいただけるようになり、いろんな人と出会えるようになった。(4)企画して連携していくネットワークは、社会参加と必然的に生活空間の拡大をもたらした。(5)大鼓演奏が、地域で依頼されるようになってきた。
超大規模第一原理分子動力学手法の開発とナノ物質への応用

本研究課題では、計算量が原子数Nに比例するオーダーN法を用いた大規模第一原理分子動力学が高精度基底を用いて行えるようにするため、高精度基底を効率的に使うことを可能とするマルチサイト法と分子動力学の安定性を改善する拡張ラグランジアン断熱近似分子動力学法を融合した手法を、我々が開発してきた大規模第一原理電子状態計算プログラムCONQUESTに導入することが最初の大きなステップとなる。今年度は、このステップを実現するために、分子動力学の途中で得られる座標に対してマルチサイト法を用いて最適化されたサポート関数の展開係数を新たな原子座標に対しても用いることを可能とするプログラムを作成した。オーダーN法を実現するためには、サポート関数が各原子に局在していることが本質的であり、非零の展開係数を持つ基底関数を持つ近接原子のリストは分子動力学を行なっている際に変わり続ける。さらに、CONQUESTでは並列計算効率が極めて重要であるが、分子動力学では各MPIプロセスが担当する原子も各時刻の座標によって変化する。その際には各原子に対する展開係数と近接原子の情報を同時に通信し、異なるプロセスにおける近接原子リストを自プロセスのリストに変換する手法が必要となる。これらを可能とするプログラムの作成を行った。同時に、長時間の分子動力学は複数のジョブで行われるので、MPIプロセス数が変わる場合にも前回のジョブで得られた情報を使って再スタートできるようにプログラムを作成した。得られたプログラムを用い、拡張ラグランジアン断熱近似分子動力学の手法をサポート関数の展開係数に対して導入するための定式化とプログラム作成を開始した。また、第一原理分子動力学を高温の半導体、コアシェルナノワイヤ、生体系に対して適用するための準備計算を行った。拡張ラグランジアン断熱近似分子動力学の手法をサポート関数の展開係数に対して導入するためのプログラム作成、テスト計算が当初想定したものよりも時間がかかっている。サポート関数はかなり局在していて、非零の展開係数を持つ基底関数を持つ近接原子のリストが大きく変わることが原因であると考えられる。今年度に開始した、拡張ラグランジアン断熱近似分子動力学をサポート関数の係数に対して実現するプログラムの開発、そして効率と安定性の改善を最初に行う。これは重要な問題なので時間をかける必要があるかもしれないが、当初の計画にあった自由エネルギー計算手法を導入するために必要な拘束分子動力学のCONQUESTへの導入を同時に進めることによって、計画に追いつくように努力する。手法、プログラム開発にはテスト計算の時間も多く必要となるが、課題後半で行う予定であった大規模第一原理シミュレーションによる応用計算の準備と実際に科学的に重要な系に対して理論研究も開始していく予定である。
生体吸収性材料による機能的連続体の開発とその医療への応用

本研究では,生体吸収性材料による機能的連続体の応用として,薬物送達システム(Drug Delivery System : DDS)を考えた.DDSでは副作用低減の観点から薬物を作用部位に安全かつ効果的に導くことが要求されており,薬物を封入したカプセルでこれを実現する場合,カプセルの分解速度を制御する必要がある.しかし,カプセルのサイズだけで任意の分解特性を得ることは困難である.そこで,本研究ではDDSのカプセルを生体吸収性材料による機能的連続体と考えて形状を設計し,さらにはこれに予め残留応力を与えることで,分解速度や薬物放出時の挙動が調整できるものと考えた.この可能性を確認するため,生体吸収性材料であるポリL乳酸(PLLA)を用いて二次元的な機能的連続体を作製し,これに残留応力が作用するような加工を施した上で,ギ酸を生体内の環境と見たてて分解実験を行い,残留応力が分解時の挙動に及ぼす影響について検討した.具体的には,二次元の機能的連続体として部分によって厚さの異なる不等厚リングをPLLAで作製し,その一部を切り取ってできる断面を改めて接合して不等厚リングの全域にわたり残留応力を発生させる.リングの切り取る部分の大きさを変えることにより発生する残留応力も変化することができるが,材料力学における曲がりばりの理論を用いて,リングの切取り角と最大残留応力の関係を明らかにした.残留応力を作用させた不等厚リングと,そうでないものとでリングが破断するまでの分解の様子を比較した結果,残留応力を有するものの方が著しく分解速度が速く,破断時のリングの開き量もやや大きいという結果が得られた.これにより,生体吸収性材料で不等厚の連続体を作製し,厚さ分布と残留応力の大きさを変えることで,破断に至るまでの分解時間制御が可能で,DDSへの応用における有効性が明らかとなった.本研究では,生体吸収性材料による機能的連続体の応用として,薬物送達システム(Drug Delivery System : DDS)を考えた.DDSでは副作用低減の観点から薬物を作用部位に安全かつ効果的に導くことが要求されており,薬物を封入したカプセルでこれを実現する場合,カプセルの分解速度を制御する必要がある.しかし,カプセルのサイズだけで任意の分解特性を得ることは困難である.そこで,本研究ではDDSのカプセルを生体吸収性材料による機能的連続体と考えて形状を設計し,さらにはこれに予め残留応力を与えることで,分解速度や薬物放出時の挙動が調整できるものと考えた.この可能性を確認するため,生体吸収性材料であるポリL乳酸(PLLA)を用いて二次元的な機能的連続体を作製し,これに残留応力が作用するような加工を施した上で,ギ酸を生体内の環境と見たてて分解実験を行い,残留応力が分解時の挙動に及ぼす影響について検討した.具体的には,二次元の機能的連続体として部分によって厚さの異なる不等厚リングをPLLAで作製し,その一部を切り取ってできる断面を改めて接合して不等厚リングの全域にわたり残留応力を発生させる.リングの切り取る部分の大きさを変えることにより発生する残留応力も変化することができるが,材料力学における曲がりばりの理論を用いて,リングの切取り角と最大残留応力の関係を明らかにした.残留応力を作用させた不等厚リングと,そうでないものとでリングが破断するまでの分解の様子を比較した結果,残留応力を有するものの方が著しく分解速度が速く,破断時のリングの開き量もやや大きいという結果が得られた.これにより,生体吸収性材料で不等厚の連続体を作製し,厚さ分布と残留応力の大きさを変えることで,破断に至るまでの分解時間制御が可能で,DDSへの応用における有効性が明らかとなった.本研究では、生体吸収性材料による機能的連続体の応用として、薬物送達システム(Drug Delivery System: DDS)を考えた。DDSでは副作用低減の観点から薬物を作用部位に安全かつ効果的に導くことが要求されており、薬物を封入したカプセルでこれを実現する場合、カプセルの分解速度を制御する必要がある。しかし、カプセルのサイズだけで任意の分解特性を得ることは困難である。そこで、本研究ではDDSのカプセルを生体吸収性材料による機能的連続体と考えて形状を設計し、さらにはこれを予め残留応力を与えることで、分解速度や薬物放出時の挙動が調整できるものと考えた。この可能性を確認するため、生体吸収性材料であるポリL乳酸(PLLA)を用いて二次元的な機能的連続体を作製し、これに残留応力が作用するような加工を施した上でギ酸を生体内の環境と見たてて分解実験を行ない、残留応力が分解時の挙動に及ぼす影響について検討した。具体的には、二次元の機能的連続体として部分によって厚さの異なる不等厚リングをPLLAで作製し、その一部を切り取ってできる断面を改めて接合して不等厚リングの全域にわたり残留応力を発生させる。リングの切り取る部分の大きさを変えることにより発生する残留応力も変化することができるが、材料力学における曲がりばりの理論を用いて、リングの切取り角と最大残留応力の関係を明らかにした。残留応力を作用させた不等厚リングと、そうでもないものとでリングが破断するまでの分解の様子を比較した結果、残留応力を有するものの方が著しく分解速度が速く、破断時のリングの開き量もやや大きいという結果が得られた。これにより、生体吸収性材料で不等圧の連続体を作製し、厚さ分布と残留応力の大きさを変えることで、破断に至るまでの分解時間制御が可能で、DDSへの応用における有効性が明らかとなった。

本研究では薬物送達システム(Drug Delivery System : DDS)のカプセルを生体吸収性材料による機能的連続体と考えて形状を設計し,さらにはこれに予め残留応力を与えることで,分解速度や薬物放出時の挙動が調整できるものと考えた.その可能性評価のため,生体吸収性材料であるポリL乳酸(PLLA)を用いて二次元的な機能的連続体を作製し,これに残留応力が作用するような加工を施した上で,ギ酸を生体内の環境と見たてて分解実験を行い,残留応力が分解時の挙動に及ぼす影響について検討した.具体的には,二次元の機能的連続体として部分によって厚さの異なる不等厚リングをPLLAで作製し,その一部を切り取ってできる断面を改めて接合して不等厚リングの全域にわたり残留応力を発生させた.実験結果より,生体吸収性材料で不等厚の連続体を作製し,厚さ分布と残留応力の大きさを変えることで,破断に至るまでの分解時間制御が可能で,DDSへの応用における有効性が明らかとなった.さらには,はり理論を利用した理論的解析,および有限要素法を利用した数値的解析により,不等厚の連続体における初期形状から加工を施した後で発生する残留応力の大きさを求める計算を行い,その有効性を確認した.これらの解析方法を利用すれば,任意の大きさの残留応力を発生させる不等厚連続体の初期形状を決定することができ,生体吸収性材料の分解時間を考慮した連続体設計が可能となる.一方で,本研究では,生体骨そのものを生体吸収性を有する機能的連続体とみなし,脊椎再建構造として用いられる金属製デバイスと移植骨の組み合わせにおいて,移植骨に作用する応力を解析し,移植骨の隣接椎体との癒合とその後の骨構造維持のために望ましい固定方法についても検計している.
腎間質障害における近位尿細管細胞の役割に関する研究

近位尿細管細胞の炎症や線維化を惹起する細胞としての性格を一層明らかにするために、様々な刺激時での近位尿細管細胞の変貌を詳細に研究を行った。その結果、以下のような点が明かとなった。(1)ラット由来近位尿細管細胞は高ブドウ糖濃度下で、線維化を促進する成長因子であるCTGF (connective tissue growth factor)の産生を増加させる。この作用は一部TGF-βを介するが、直接作用も見られる。(2)マウス近位尿細管細胞は補体活性化因子としても知られているLPS刺激により、マクロファージ遊走を惹起するケモカインであるMCP-1 (macrophage chem oattracting protein-1)、または好中球遊走に働くとされるRANTESの産生を増加させる。この現象はTLR4 (Toll-like receptor 4)を介して起こる。(3)LPS刺激時の近位尿細管細胞におけるTLR4を介したMCP-1とRANTESの産生については、各々の細胞内シグナルは異なっており、MCP-1はJNKもしくはNF-κBに依存性であるし、RANTESに関してはp38が重要であることが明かとなった。(4)In vivoにおいて、虚血再灌流モデルあるいはprotein oveload nephropathyモデルを作成して間質障害を惹起したラットまたはマウスにおいて、遺伝子導入による近位尿細管細胞あるいは腎間質線維芽細胞の機能を抑制することにより、有意に腎障害(間質障害)を軽減できることが証明された。これらの結果は、腎障害における間質障害の重要性を裏付けるとともに、近位尿細管細胞における様々な刺激に対する反応の詳細が明らかにされ、それらの情報に基づいた治療戦略の構築に重要な示唆を与えることを示している。研究計画に添い、本年度は以下の4つの研究を行った。1. In vitroでの実験1:ヒト、ラット、およびマウス由来の用いて補体(補体のソースとしてはヒト血清を用い、対照としては同じものを加熱して作成した非働化血清を用いた)、およびトロンビンによる刺激を行って、ケモカインとくにmacrophage chemoattractant protein 1(MCP-1)の産生に与える影響を検討した。その結果、補体刺激およびトロンビン刺激でMCP-1産生の有意な上昇を見た。2.細胞内情報伝達系を解析する目的で、上記の刺激状態での培養近位尿細管細胞におけるシグナル伝達系を解析した。各種抗リン酸化蛋白抗体を用いてウエスタンブロット法によりシグナル伝達系を解析した結果、とくにERK、NFκBの活性化(リン酸化)を確認できた。従って、MAPK系を介した細胞内シグナル伝達によるヶモカインの産生亢進が起こっていることがわかった。3.腎線維化との関連で、TGF-β、CTGFの関与をラット実験腎炎モデルを用いて検討し、完全ヒト型単クローン抗体によりTGF-βtype II receptorをブロックすることによって、腎線維化が抑制されることがわかった。この作用は糸球体だけではなく間質にも見られた。4. TGF-βの下流にあり線維化を特異的に促進すると考えられている成長因子の一つであるConnective Tissue Growth Factor(CTGF))の遺伝子をラット腎に腎灌流によりin vivoで導入する基礎実験を行い、腎灌流による手技でのモデルの確立に関する基礎研究を行った。現在までのところ、腎静脈から逆行性に遺伝子を注入することにより間質繊維芽細胞に遺伝子導入できることが確認された。

(1)マウス近位尿細管細胞は補体活性化因子としても知られているLPS刺激により、マクロファージ遊走を惹起するケモカインであるMCP-1(macrophage chemoattracting protein-1)、または好中球遊走に働くとされるRANTESの産生を増加させる。この現象はTLR4(Toll-like receptor4)を介して起こる。(2)LPS刺激時の近位尿細管細胞におけるTLR4を介したMCP-1とRANTESの産生については、各々の細胞内シグナル伝達機構は異なっており、MCP-1はJNKもしくはNF-κBに依存性であるし、RANTESに関してはp38が重要であることが明かとなった。(3)In vivoにおいて、虚血再灌流モデルあるいはprotein oveload nephropathyモデルを作成して間質障害を惹起したラットまたはマウスにおいて、遺伝子導入による近位尿細管細胞あるいは腎間質線維芽細胞の機能を抑制することにより、有意に腎障害(間質障害)を軽減できることが証明された。これらの結果は、腎障害における間質障害の重要性を裏付けるとともに、近位尿細管細胞における様々な刺激に対する反応の詳細が明らかにされ、それらの情報に基づいた治療戦略の構築に重要な示唆を与えることを示している。
芸術労働の実態と制度に関する社会学的研究

日本とイギリスの文化政策の専門機関の制度比較と、過去の調査対象者含む計23名へのインタヴュー調査を行ない、3冊めとなる現場労働者へのインタヴュー調査報告書『続々・若い芸術家たちの労働』を制作した。日英では政策方針の転換という共通の状況がある一方で、公的機関従事者や多様な立場の人々の、職務内容、労働条件、社会保障、さらにキャリア形成の仕方などの相違が明らかとなった。本研究の目的は、現代芸術の創造の現場を担う人々の労働状況を、主としてインタビュー調査によって明らかにするとともに、その結果を踏まえ現場に即した文化政策のあり方を提示することである。さらに、自己責任論で語られがちな日本の「芸術文化」活動従事者の置かれた厳しい環境を、社会運動や社会保障に関する議論と接続させていくことも視野に入れている。今年度は大阪、沖縄、それに先立って前年度に東京で、芸術文化専門の準公共機関「アーツカウンシル」が設立され、国と地方自治体レベルで文化政策をめぐる状況が大きく変化した。こうした急激な制度変更に際して、まず、大阪の文化政策を事例とした3本の論考(いずれも依頼論文)を公表するとともに、現状と課題の周知のための講演も行なった。次に、こうした変化が現場労働者にどのような影響を及ぼすのかを明らかにするために、日本各地のアーティスト、キュレーター、プロジェクト・施設マネージャー計10名にインタビュー調査を実施し、前年度に実施したロンドンと日本各地での調査結果と合わせ、のべ22名に対するインタビューを収録した『続々・若い芸術家たちの労働』(A5全68ページ)を制作公表した。この冊子は500部を印刷し、全国の大学や美術館やアートスペース、アートNPOなどのさまざまな関係者に配布したところである。本研究の目的は、現代芸術の創造の現場を担う人々の労働環境を、主としてインタヴュー調査によって明らかにするとともに、その結果を踏まえ現場に即した文化政策のあり方を提示することである。さらに、自己責任論で語られがちな、日本の「芸術文化」活動従事者の置かれた厳しい状況を、社会運動や社会保障に関する議論と接合させていくことも視野に入れている。これまで平成22年度、23年度とインタヴュー集を発行してきたが、24年度は継続調査と新規対象者合わせて15名に対しインタヴューを実施した。とりわけロンドンで約2年を空けて実施した継続調査では、離職者や転職者が複数存在するなど、イギリス政権交代後の芸術文化政策の変容と、厳しさを増す現場の状況が浮き彫りになった。また並行して、文化庁、東京都、大阪府市で急速に設立準備が進みつつある芸術文化政策の専門機関「アーツカウンシル」の組織体制の分析と関係者の聞き取りを行った。モデルとなっているイギリスのアーツカウンシルについても、文献調査と、ロンドンでその従事者にインタヴューを実施した。これにより、日本各地で設立されようとしているアーツカウンシルとは異なる組織体制と事業内容、さらにそのスタッフの労働環境およびキャリア形成過程の差異が明らかとなった。これらは、26年度に制作予定であるインタヴュー集の基礎部分をなすだけでなく、とくに大阪において喫緊の課題であるアーツカウンシルという文化政策のあり方を考えるうえでも有益なデータとなると考えられる。本研究の目的は、現代芸術の創造の現場を担う人々の労働状況を、主としてインタビュー調査によって明らかにするとともに、その結果をふまえ現実に即した文化政策のあり方を提示することである。さらに、「自己責任」論で語られやすい日本の芸術文化活動従事者の置かれた厳しい環境を、社会運動や社会政策と接続させていくことも視野に入れている。最終年度にあたる今年度は、昨年度に発行した3冊めの現場労働者へのインタビュー集『続々・若い芸術家たちの労働』の成果を、関西社会学会をはじめ各地のシンポジウムなどで報告、討論に参加した。また並行して、5名のアーティストに対するインタビューを行ない、その成果をNPO法人アートNPOリンクが受託した文化庁の委託事業「平成26年度次代の文化を創造する新進芸術家育成事業」報告書「アートNPOデータバンク2014-15アートNPOによるアーティスト・イン・レジデンス事業の実態調査」内に掲載した。さらに、国内で整備の進む「アーツカウンシル」のモデルとなったイギリスに赴き、地域によって異なるアーツカウンシルの事業内容の調査を実施した。3年にわたり、日本とイギリスで現場のスタッフから作家までさまざまな芸術労働者のなまの声を収集するとともに、文化政策のしくみに関する多角的な調査を実施することができた。本研究の一環として、5名のアーティストへのインタビューを掲載するとともに「表現すること、生活すること」と題した「調査のまとめ」を執筆した(pp.63-90)。芸術社会学、文化社会学3年目に制作・公表したいと考えていたインタビュー集を、2年目となる今年度に発行することができた。聞き取り調査は予定どおり進行している。一方で学会発表などは次年度に見送っているが、全体的に研究は順調に進展している。

今年度は予想以上のスピードで国内でのアーツカウンシル設立準備が進んだため、想定していたイギリスでの調査より国内事例調査を優先したが、結果として調査報告書である3冊目のインタヴュー集制作に向けて、ほぼ予定通りの人数分のデータと関連資料を収集、分析の準備を進めることができた。3年目となる次年度は、まず関西社会学会(5月)の若手研究部会「文化と労働」で「若い芸術家たちの労働」と題した報告を行ない、2010年以降継続してきた主として公的文化事業の現場労働者へのインタビューをもとに、ここまでのデータと今後の議論の土台を提示する予定である。また随時、大学だけでなく美術館やオルタナティブスペースでの講演も行なっていく。並行して、文化政策学、労働社会学、社会運動に関する文献調査を進め、専門誌への投稿を目指すとともに、「芸術労働」という不可視化されたプロセスについての開かれた議論の場を作っていく。引き続き、芸術文化活動従事者の労働に関するインタヴュー調査を中心に進めていく。対象者は継続と新規を合わせて20名ほどを予定し、とくにアートマネージャーなどの現場を支える若手専門家に、労働環境やキャリア形成のプロセスを重点的に聞き取る予定である。まず、東京と大阪のアーツカウンシル設立にかかわった関係者や実際に従事しているスタッフを重点的に行う。また「劇場法」施行によって大きな変化があると予想される舞台芸術の分野の従事者に対しても実施する。さらにイギリスでは、ロンドンでの継続調査に加え、アーツカウンシル・イングランドの北部地域事務所もしくはスコットランドのアーツカウンシルに赴き、インタヴュー調査、資料収集を行う。こうしてインタヴューのデータを収集、日本とイギリスの政策の比較分析を加えたのち、26年度に調査報告書『若い芸術家たちの労働』第三号を制作し、この成果を各地に配布するとともに、招待講演や報告発表を精力的に進め、芸術と労働に関する議論の土台を作っていく。主として、計上していた設備備品費を使用しなかったため次年度、備品を購入する予定していたイギリス調査より国内事例調査を優先したため、次年度使用費が発生した。次年度以降は、国内でのインタヴューを大阪、東京、新潟、福岡、香川で実施する。またイギリスでの調査は、ロンドンと、ニューカッスルもしくはグラスゴー、エジンバラのいずれかを予定している。さらに、現代芸術、社会学、文化政策、社会運動に関する図書や映像資料も引き続き収集し分析を進める。こうした理由から、国内旅費、国外旅費と通訳謝金、図書を中心とした研究費が必要となる。
鉄筋コンクリート梁の開口補強方法の開発

建築物における設備配管は,梁の下を通すと階高が高くなり,建築コストの面で好ましくないために,梁に開口を設けて配管することがよく行われる。しかし,梁に開口を設けると,耐力や変形性能の面で大きな問題を生じる。本研究は,鉄筋コンクリート建物を対象とし,施工が簡単で,効果の大きい開口補強方法を開発することを目的とする。そして,この補強を使用する部材のせん断強度を算定するための実用的な設計式を導出する。実際の建物では,大きさの異なる複数の開口が千鳥状に並ぶこともあり得る。さらに,ヒンジ領域に使用し,塑性変形能力を要求される場合もある。これら種々の状況に対応できるように,構造規定,配筋詳細規定,施工要領などを含む設計規準を作成するのが最終目標である。平成7年度は,基礎的実験・分析により,開口補強筋の定着についての知見を得た。主筋,開口補強筋,せん断補強筋は,高強度のものを用いた。これは,梁開口でのせん断破壊を実現し,開口補強筋の定着の影響を明確にするためである。平成8年度には,7年度の実験・解析結果について,力学的性能,施工性能の両面から検討し,補強方法の改良点を見いだした。そして,トラスモデルにもとづく塑性解析や有限要素法解析を行い,複数開口の影響,特に,大きさの異なる複数の開口が千鳥状に並ぶ場合の孔間の距離やならび角度なども考慮して,より実用的な開口補強方法を模索した。平成10年度は,高強度コンクリートを使用し,開口補強筋の定着位置をパラメータとした実験を行って、定着位置の重要性を確認した。定着位置が主筋の付着破壊に影響することもわかった。施工が容易で力学的に最も有効な開口補強方法を見つけだす目的で以下の研究を行った。1.トラスモデルによる塑性解析を行った。この際にこれまでの解析方法では,せん断補強筋が少ない場合に支配的なアーチ作用をうまく表せないことが分かり,まず塑性解析法の改良を行った。続いて開口補強として最も有効ではあるが施工性はよいとはいえない斜め筋補強を基本とし,施工性を考えパラメータ解析をした。パラメータとして開口補強筋の定着位置(補強筋の角度),定着長さ,定着部分の折り曲げの方向を取り上げた。2.塑性解析では,釣合条件のみが考慮され,変形の適合条件は無視される。開口近傍でひび割れが拡大することにより,骨材のかみ合いが減少して,圧縮力の伝達が困難になるケースもあり得る。また,ヒンジ領域での使用においても,変形能力との関連で,塑性解析に全面的に頼るのは危険である。そこで塑性解析で目星をつけたいくつかの候補について,有限要素法でも解析を行い,有効性を確認した。3.これらの補強方法から梁に1個だけ孔がある場合について,力学的性能と施工性を確かめるための予備実験を行い,補強方法の有効性を確認した。以上,13を総合して,施工が容易で力学的に最も有効な開口補強方法として幾つかの候補を選抜した。しかし,これらの真の有効性を確かめるために1で取り上げたパラメータを用いた実験を行う必要性を感じている。幸いなことに本研究課題は次年度も継続課題として認可されているので,引き続きパラメータ実験を行い,より合理的な補強方法を提案し,既存の補強金物とも比較検討する予定である。建築物における設備配管は,梁の下を通すと階高が高くなり、建築コストの面で好ましくないために,梁に開口を設けて配管することがよく行われる。しかし、梁に開口を設けると,耐力や変形性能の面で大きな問題を生じる。本研究は,施工が簡単で,効果の大きい開口補強方法を開発することを目的とする。

実際の建物では,大きさの異なる複数の開口が千鳥状に並ぶこともあり得る。さらに,ヒンジ領域に使用し,塑性変形能力を要求される場合もある。これら種々の状況に対応できるように,構造規定,配筋詳細規定,施工要領などを含む設計規準を作成するのが最終目標である。平成7年度は,基礎的実験・解析により,開口補強筋の定着についての知見を得た。平成8年度には,昨年度の実験・解析結果について,力学的性能,施工性能の両面から検討し,補強方法の改良点を見いだした。さらに,複数開口の影響,特に,大きさの異なる複数の開口が千鳥状に並ぶ場合の孔間の距離やならび角度なども考慮して,より実用的な開口補強方法をトラスモデルにもとづく塑性解析により模索した。このうちの有力候補について,有限要素法解析を行い,有効性を確認した。力学的性能と施工性を確かめるための実験も行った。孔間の距離やならび角度などは無限に可能性があるが,いくつかの典型的な場合に限定した。これは,塑性解析の結果をにらみながら工学的に判断した。普通強度コンクリートを用いた実験を名古屋工業大学で,高強度コンクリートを用いた実験を京都大学で行った。主筋,開口補強筋,せん断補強筋は,高強度のものを用いた。これは,梁開口でのせん断破壊を実現し,開口補強筋の定着の影響を明確にするためである。建築物における設備配管は,梁の下を通すと階高が高くなり、建築コストの面で好ましくないために、梁に開口を設けて配管することがよく行われる。しかし、梁に開口を設けると,耐力や変形性能の面で大きな問題を生じる。本研究は,鉄筋コンクリート建物を対象とし,施工が簡単で,効果の大きい開口補強方法を開発することを目的とする。そして、この補強を使用する部材のせん断強度を算定するための実用的な設計式を導出する。これら種々の状況に対応できるように,構造規定,配筋詳細規定,施工要領などを含む設計基準を作成するのが最終目標である。平成7年度は,基礎的・解析により,開口補強筋の定着についての知見を得た。平成8年度には,7年度の実験・解析結果について,力学的性能,施工性能の両面から検討し,補強方法の改良点を見いだした。そして,平成9年度は,トラスモデルにもとづく塑性解析や有限要素法解析を行い,複数開口の影響,特に,大きさの異なる複数の開口が千鳥状に並ぶ場合の孔間の距離やならび角度なども考慮して,より実用的な開口補強方法を模索した。また,開口補強筋の定着一をパラメータとした実験を行って,定着位置の重要性を確認した。
リーリン変異動物を用いたオリーブ蝸牛束の構築異常と内耳保護機構の解明

オリーブ蝸牛束は音響刺激に対するフィードバック作用を有し、外有毛細胞の音響増幅を抑制する内耳保護作用を有すると考えられている。Dab1はReelinシグナル経路の下流に存在し、Dab1遺伝子異常マウスでは大脳皮質ニューロンのradial migrationに異常をきたす。今回、Yotariマウスの蝸牛に逆行性トレーサーとしてCTBを注入し、上オリーブ核の局在を検討した。Homo個体では内側オリーブ蝸牛束ニューロンの位置異常を認めた。またHomo個体では生後8週時点でABRの閾値上昇を認めた。Yotariマウスではオリーブ蝸牛束のフィードバック機能が働かず、早期から難聴が進行すると考えられた。リーリン変異動物(以下、Yotariマウス)を用い、脳幹の神経核の位置異常について、免疫組織化学的な検討を行った。その結果、オリーブ蝸牛束の反対側に投射する線維である内側神経核の位置異常があることが示された。平成26年度の目標であった蝸牛へのトレーサー注入手技は確立でき、オリーブ核外側核、内側核へのトレーサーの標識を確認した。Wild typeでは両側性にオリーブ核内側核に標識されるニューロンを認めたが、Yotariマウスではオリーブ核外側核には標識を認めたが、内側核には標識を認めなかった。Wild、Yotariマウスそれぞれの蝸牛を摘出して切片を作成し、コルチ器の形態を観察した。H-E標本における評価ではYotariマウスWild typeとの間で、有毛細胞やらせん神経節細胞などの形態、数に差がないことが分かった。Yotariマウスの聴覚評価で、聴性脳幹反応(ABR)を行い、同じ週数のWild typeと比較して難聴の進行が早いという結果が得られた。周波数別では8kHzと16KHzで統計学的な有意差を認めた。つまり、Yotariマウスにおける難聴の原因は蝸牛に由来するのではなく、中枢性の遠心性フィードバックの欠如により、難聴が進行するということが判明した。加齢性難聴においてオリーブ蝸牛束は蝸牛の変化よりも先に生じることが近年指摘されており、Yotariマウスは音響外傷と加齢性難聴の両方のモデルとして使用できる可能性があるという結果が得られた。リーリンの下流シグナルであるDab1遺伝子異常マウス(Yotariマウス)を用いて、進行性難聴についての解析を行った。聴性脳幹反射(ABR)による聴力評価では、YotariマウスはWiidタイプと比較して、生後8-10週という早期に難聴が進行することが判明した。蝸牛切片における形態学的な評価では、Yotariマウス、Wildタイプともコルチ器、有毛細胞の形態やらせん神経節の細胞数には大きな違いを認めなかった。また脳幹切片を抗コリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)抗体により免疫染色を行ったところ、内側オリーブ核(MOC)ニューロンが上オリーブ核内側核近傍のMVPO (Medioventral Periolivary Nucleus)には認めず、より背側に散在して存在していることが判明した。これにより、内側オリーブ核ニューロンの腹側への遊走が、Dab1の欠損により障害されていることが示唆された。聴覚評価を聴性脳幹反応と耳音響反射で行う予定であったが、耳音響反射の器械が予算の都合で購入できなかった。またオリーブ核の構築異常があることを示唆する結果が得られたが、これまでの結果からは未だばらつきがあるため定量評価が難しく、現在は染色方法を工夫して定量化に取り組んでいる。神経解剖学アセチルコリンエステラーゼ染色およびコリンアセチルトランスフェラーゼ抗体を使用した免疫染色により、オリーブ核内側核と前庭神経運動核の定量評価を行い、オリーブ核内側核の腹側への遊走障害を明らかにする。ヘテロタイプでも難聴を示す結果が聴性脳幹反応の結果で得られており、加齢性難聴および騒音性難聴のモデルとして使用できないか、追加実験を行う。
レーザのカオス現象を用いた物理乱数生成器の高速化と小型化

本研究では、レーザの高速性とカオスの不規則性を利用した超高速物理乱数生成器の開発を行い、高速化および小型化を達成した。乱数生成速度を向上させるために、半導体レーザを一方向に結合することで帯域拡大カオスの生成実験を行った。その結果カオスの周波数帯域を拡大することに成功した。さらに帯域拡大カオスを用いて高速物理乱数生成を行い、乱数のランダム性を評価したところ統計検定に合格した。この時の乱数生成速度は、最大で1秒間に1兆2000億個(毎秒1.2テラビット)であり、高速物理乱数生成に成功した。加えて、レーザカオス発生用光集積回路を用いた物理乱数生成実験の実証を行った。ランダムな数列を生成する乱数生成器は、情報セキュリティ分野や自然災害予測のための大規模数値シミュレーション分野に必要不可欠な基盤技術である。しかしながらコンピュータで生成される擬似乱数を用いた場合、安全性の脅威や予測精度の低下が近年大きな問題となっている。そこで本研究では、レーザの高速性とカオスの不規則性を利用した超高速物理乱数生成器の開発を行い、実用化へ向けた高速化および小型化を達成することを目的とする。特に世界最速となる1秒間に1兆個(毎秒1テラビット)の生成速度を有する超高速物理乱数生成器の開発と、光集積回路および後処理用電子回路を実装した超高速物理乱数生成用ボードの開発を行う。半導体レーザにて発生するカオスを用いることで物理乱数生成の実証実験を行った。本手法では半導体レーザに戻り光を加えてカオスを発生させ、これを光検出器にて検出・増幅し、電気信号へと変換した。さらに電子回路によりアナログ-デジタル変換を行い0または1へと変換し、論理演算を行って2値乱数列を実験的に生成した。生成された乱数は国際標準の統計検定に全て合格し、ランダム性の高い乱数であることが明らかとなった。さらに生成速度を向上させるために、取得された時間波形から乱数を生成する際の後処理方式の開発を行った。一つのサンプリング点から複数のビットを抽出するマルチビット生成方式を適用し、後処理としてビット反転処理を実現した。さらに複数のレーザカオス光源を用いて並列化し、時間遅延信号と組み合わせることで高速な乱数生成を実現した。また半導体レーザから受光素子までを一体化した乱数生成用光集積回路の設計を行った。カオス発生用の外部共振器と光増幅器を備えた半導体レーザ光集積回路の設計および数値計算による最適パラメータ値の調査を行った。本年度は、半導体レーザにて発生するカオスを用いた物理乱数生成および高速化のための後処理方式の開発を行った。カオス波形とその時間遅延波形をマルチビットサンプリングし、8ビットデジタル信号へと変換する。一方のビット列に対して上位ビットを下位ビットへと置換するビット順反転処理を行い、これと元のビット列との排他的論理和演算を行うことで、高品質な乱数の生成に成功した。さらに2値乱数列の1の出現頻度を調査したところ、上位ビットと下位ビットに出現頻度の偏りが発生していることを発見した。本後処理方式により出現頻度の偏りを低減させることが可能となり、レーザカオス波形に対する本手法の有効性を示した。さらに乱数生成用光集積回路における非線形ダイナミクスの実験的調査と物理乱数生成実験を行った。半導体レーザの注入電流および戻り光強度を変化させると、周期振動や準周期振動、さらにはカオスが観測された。また低周波不規則振動や間欠性状態も観測された。このカオス振動を用いて乱数生成を行ったところ、国際標準の乱数統計検定に合格する乱数の作成に成功した。乱数生成速度を向上させるためには、カオスの有する周波数成分を広帯域化することが重要である。そこで本年度は、半導体レーザの注入同期現象を利用した広帯域化実験を行った。カオス生成用レーザと帯域拡大用レーザを準備し、帯域拡大用レーザの光出力をカオス発生用レーザへと注入する。レーザの波長を高精度に制御することで、最適な帯域拡大幅の調査を行った。

その結果、従来法では10 GHz程度に留まっていた周波数帯域を、30 GHz以上まで拡大することに成功した。さらに本手法で生成された帯域拡大カオスを用いることで、高速物理乱数生成を行ったところ、1秒間に1兆2000億個(毎秒1.2テラビット)の高速物理乱数生成に成功した。本成果は既に国際公刊論文誌に採択されている。さらに、レーザカオス発生用光集積回路を用いた物理乱数生成を行った。外部共振器長の異なる光集積回路を用いて物理乱数生成を行い、最適な外部共振器長の調査を行った。本成果も国際公刊論文誌に採択されており、物理乱数生成器の小型化へ向けて大きな成果が得られている。ランダムな数列を生成する乱数生成器は、情報セキュリティ分野や自然災害予測のための大規模数値シミュレーション分野に必要不可欠な基盤技術である。しかしながらコンピュータで生成される擬似乱数を用いた場合、安全性の脅威や予測精度の低下が近年大きな問題となっている。そこで本研究では、レーザの高速性とカオスの不規則性を利用した超高速物理乱数生成器の開発を行い、実用化へ向けた高速化および小型化を達成することを目的とする。特に世界最速となる1秒間に1兆個(毎秒1テラビット)の生成速度を有する超高速物理乱数生成器の開発と、光集積回路および後処理用電子回路を実装した超高速物理乱数生成用ボードの開発を行う。乱数生成速度を向上させるために、結合された半導体レーザを用いて周波数帯域拡大実験を行った。3つの半導体レーザを一方向に結合し、各々のレーザの波長を高精度に制御することで、周波数帯域拡大の調査を行った。その結果、30 GHz以上の周波数帯域を実現できた。さらに本手法で生成された帯域拡大カオスを用いて、高速物理乱数生成を行った。その結果、1秒間に1兆2000億個(毎秒1.2テラビット)の高速物理乱数生成に成功した。加えて、白色カオスと呼ばれる広帯域カオス発生方法に関する実験を行い、同等の広帯域出力を得ることに成功した。さらに、レーザカオス発生用光集積回路を用いた物理乱数生成を行い、大量の乱数に対する質の評価を行った。TestU01のBigCrushと呼ばれる統計検定を用いて、440ギガビットの2値乱数列のランダム性の評価を行った。その結果、生成された乱数は統計検定に合格し、十分なランダム性を有していることを示した。本研究では、レーザの高速性とカオスの不規則性を利用した超高速物理乱数生成器の開発を行い、高速化および小型化を達成した。乱数生成速度を向上させるために、半導体レーザを一方向に結合することで帯域拡大カオスの生成実験を行った。その結果カオスの周波数帯域を拡大することに成功した。さらに帯域拡大カオスを用いて高速物理乱数生成を行い、乱数のランダム性を評価したところ統計検定に合格した。この時の乱数生成速度は、最大で1秒間に1兆2000億個(毎秒1.2テラビット)であり、高速物理乱数生成に成功した。加えて、レーザカオス発生用光集積回路を用いた物理乱数生成実験の実証を行った。研究は当初の計画以上に進展している。本年度の研究において、当初目標であった1秒間に1兆個を超える高速物理乱数の生成に成功している。さらに小型化に関しても、光集積回路を用いた物理乱数生成実験を達成している。
建築物の解体を考慮した設計手法の開発とその実現手段に関する研究

本研究課題は,建築生産全体を視野に入れた「建築物の解体を考慮した設計手法の開発とその実現手段」の開発研究に取り組むものである。前年度までの研究成果から,建築物の解体に最も大きな影響を与える建設発生木材について,建設解体現場だけでなく,地域の林産木材市場などの大きなサイクルの課題が明らかになった。本年度は,京都地域で荒廃の進む林業・林産の実態を把握し,古材の回収・再利用が必ずしも資源循環システムに経済的に寄与しないことを明らかにした。すなわちコストを投下して古材を再利用することが新材需要をますます低迷させ,すでに輸入材に圧迫されている国内木材流通システムに壊滅的な打撃を与えることとなる。その結果,地域の山林の荒廃を招き,かえって環境負荷の増大をもたらすのである。したがって,古材は環境負荷を高めずに廃棄物処理することになる。そこで,古材の処理方法として考えられる技術を収集し,コストと環境負荷等の指標から有効な技術を抽出した。抽出された還元処理とバイオマス処理について先進的な事例を見学,ヒアリング調査,他分野研究者との議論等を通じて集中的に調査分析し,これらの処理の前提となる古材排出条件をまとめた。得られた条件から,木造住宅の設計時に留意すべき点を抽出した。これにより,解体を考慮した設計手法が開発された。今後の課題としては,この設計手法の実プロジェクトでの検証と,さらに有効な還元処理・バイオマス処理の技術開発との連携が望まれる。本年度は,既往研究と実態の把握を中心に実施し,最終成果物となる「建築物の解体を考慮した設計手法」の構築のための基礎的な理解を深めることとした。具体的には,まず,日本建築学会や関連学協会での現在の研究上の動向(マレーシアなど地球環境問題への認識が深い諸外国を含む)をつかむための文献研究を行った。また,実務の動向については解体工事の実務経験者約20名による研究会を発足させ,研究会を中心に情報収集と検討を進めた。同時に,建設廃棄物の処理の実態,リサイクルの実態把握のためのフィールド調査を行った。これらにより,マニフェスト伝票などにより解体工事作業所を始点とする廃棄物処理の流れを把握した。また,アスファルト・コンクリート,プラスチック,木材等の中間処理工場を視察調査し,それらの実態と問題点を把握することができた。以上より得られた知見としては,1.解体と廃棄物のマネジメント方法を検討するには,分別された廃棄物ごとに搬出先,搬出量,費用,引き渡し条件など詳細な情報の記録が必要である,2.例えば木材など一部のリサイクルについては,林産事業者や中間処理事業者の視点からは国による基準を批判的に検証する余地がある,3.次プロジェクトの設計段階で再生資源が採用されうるかどうかによってリサイクルの成立可能性が大きく影響される,等の認識を得られたことがあげられる。前年度の研究成果から,建築物の解体に最も大きな影響を与える廃棄物として建設発生木材の重要性が指摘された。この建設発生木材のリサイクルを実現することが研究課題の中心的論点となるが,それには建設現場での努力だけでは限界があり,木材処理技術の検討はもちろんのこと,供給側である地域の林産木材市場など個別の条件を詳細に勘案することが不可欠である。本年度は,このような観点から生活環境を構成する物質のうちで木材に焦点を絞り,京都地域で建設発生木材のリサイクルを実現するための現実的な方策を提言することを中心として研究を展開した。具体的には,まず京都地域での建設廃棄物の現状を明らかにし,次いで京都地域における木材供給システムを記述した。さらに,木材の個別部材の再利用方法を検討し,適正なリサイクルモデルを提案した。ただし,これらの、一部分には,追加の検討,実データによる検証の必要なものもある。全体として,京都地域における建設廃棄物の実態を報告し,そのなかで木材のリサイクルに関わる諸問題を提起した。最終年度となる次年度には,独自の研究チームに加え,学内他部局の教官等の支援も受けながら,解体後の木材のバイオマス利用による処理方法,木材の適正利用のための設計手法を中心として展開していきたいと考えている.本研究課題は,建築生産全体を視野に入れた「建築物の解体を考慮した設計手法の開発とその実現手段」の開発研究に取り組むものである。

得られた条件から,木造住宅の設計時に留意すべき点を抽出した。これにより,解体を考慮した設計手法が開発された。今後の課題としては,この設計手法の実プロジェクトでの検証と,さらに有効な還元処理・バイオマス処理の技術開発との連携が望まれる。
Rab33による小胞輸送制御機構の解明

低分子量G蛋白質Rab33は、脊椎動物に広く保存され、何らかの特異的な膜輸送過程を制御するものと考えられているが、これまでその役割は明らかではなかった。本研究では、活性化型のRab33に特異的に結合するエフェクター分子としてAtg16LやRUFY2/3などを新規に同定することにより、オートファゴソームの成熟過程の制御や神経機能への関連性を初めて明らかにした。低分子量G蛋白質Rabは真核生物に普遍的に保存された膜(小胞あるいはオルガネラ)輸送の制御因子で、Rasスーパーファミリーの中で最大のファミリーを形成している。出芽酵母では11種類、線虫・ショウジョウバエでは約30種類のRabアイソフォームが存在するのに対し、ヒトやマウスでは60種類以上のRabアイソフォームがゲノム上に存在することから、高等動物の高度に特殊化した組織・細胞での複雑化した膜(小胞)輸送との関連性が示唆されている。本研究課題の対象であるRab33は脊椎動物に広く保存されており、脊椎動物に特異的な何らかの膜輸送過程を制御するものと考えられる。一般的に、Rabの膜輸送における役割を解明するためには、その下流の因子である特異的なエフェクター分子(活性化型のGTP-Rabに結合する分子)の同定とその機能解析が不可欠である。そこで本研究課題では、Rab33に特異的に結合するエフェクター分子の同定とその機能解析を通じて、Rab33が制御する膜輸送過程(生命現象)の分子メカニズムを解明することを目指している。これまでの研究で活性化型固定化Rab33をbaitにした酵母two-hybridスクリーニングにより、3種類の新規Rab33結合蛋白質の同定に成功している。このうちAtg16L1に関しては、Atg16L1の中央部分に存在するコイルド-コイル領域を介してRab33と結合することにより、オートファジー(自食作用)制御への関与が示唆されている。本年度はさらに、残りの2つのRab33結合蛋白質に関しても、欠失変異体を用いた解析によりRab33結合サイトの決定を行った。今後、これらの分子のRab33との結合意義を明らかにするため、哺乳動物の培養細胞レベルでの結合を共免疫沈降法により検証するとともに、RNA干渉法を用いたノックダウン実験等を行う予定である。低分子量G蛋白質Rabは真核生物に普遍的に保存された膜輸送の制御因子である。出芽酵母では11種類、線虫・ショウジョウバエでは約30種類のRabアイソフォームが存在するのに対し、ヒトやマウスでは60種類以上のRabアイソフォームが存在することから、高等動物の高度に特殊化した組織・細胞での複雑化した膜輸送との関連性が示唆されている。これまでの研究で活性化型固定化Rab33をbaitにしたスクリーニングにより、3種類の新規Rab33結合蛋白質の同定に成功している。このうちAtg16L1に関しては、Atg16L1の中央部分に存在するコイルドーコイル領域を介してRab33と結合することにより、オートファジー(自食作用)制御への関与が示唆されている。本年度は、Rab33の不活性化因子(Rab33-GAP)としてOATL1を同定し、この分子がLC3/Atg8を介してオートファゴソームに局在することによりオートファゴソームの成熟過程を制御することを突き止めた。また、残りの2つのRab33結合蛋白質に関しても、欠失変異体を用いた解析によりRab33結合サイトがコイルドーコイル領域であることを明らかにした。現在これらの分子のRab33結合意義を明らかにするため、RNA干渉法を用いたノックダウン実験等を行っている。出芽酵母では11種類、線虫・ショウジョウバエでは約30種類のRabアイソフォームが存在するのに対し、ヒトやマウスでは60種類以上のRabアイソフォームが存在することから、高等動物の高度に特殊化した組織・細胞での複雑化した膜(小胞)輸送との関連性が示唆されている。本研究課題で対象としてきたRab33は脊椎動物に広く保存されており、脊椎動物に特異的な何らかの膜輸送過程を制御するものと考えられる。