hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Z-ジエンを基質に用いる分子内ディールスーアルダー反応と天然物合成への応用

本申請者は、その反応性の低さから合成戦略に積極的に取り入れられることの少なかった(Z)-ジェンの潜在能力を有効利用し、高立体選択的な分子内ディールス-アルダー反応の達成を目的として研究を行った。標的化合物として、中性スフィンゴミエリナーゼを特異的に阻害するという興味深い報告が最近なされたマクアリミシンAを選んだ。立体化学を考慮してマクアリミシンAの逆合成解析を行うと、(E, E, Z)-トリエン誘導体からのエキソ環化付加、または(E, Z, E)-トリエン誘導体からのエンド環化付加の2つのルートが侯補に挙げられる。しかしながら、基質として前者を用いた場合には、立体化学の制御が困難であると思われた。一方、後者の環化付加反応においては、立体的な制約によりシス縮環のエンド型遷移状態しかとり得ない。しかも、アリル位の置換基の立体配置が大きく反応のπ-面選択性に関与することが期待される。したがって、立体選択的に分子内ディールス-アルダー反応を行うためには、アリル位に適切な立体化学を有する(E, Z, E)-トリエン誘導体が基質として適当であると考えた。まず、そのような(Z)-ジエンを有するモデル化合物を合成し、それを基質に用いて環化付加反応の検討を行った。その結果、マクアリミシンAのテトラヒドロインダン環部と同一の立体化学を有する環化付加体が単一の異性体として得られた。さらに、マクアリミシンAが有するD環を組み込んだ基質を合成し、同様にして分子内ディールス-アルダー反応を行ったところ、期待した通り、きわめて高い立体選択性を実現することができた。得られた環化付加体は、マクアリミシンAのすべての不斉中心を正しい立体化学にて有しており、全合成を行うにあたり重要な中間体となり得る。このように本研究によって、(Z)-ジエンを用いた分子内ディールス-アルダー反応の有用性を見出すことができた。本申請者は、その反応性の低さから合成戦略に積極的に取り入れられることの少なかった(Z)-ジエンの潜在能力を有効利用し、高立体選択的な分子内ディールス-アルダー反応の達成を目的として研究を行った。立体化学を考慮してマクアリミシンAの逆合成解析を行うと、(E,E,Z)-トリエン誘導体からのエキソ環化付加、または(E,Z,E)-トリエン誘導体からのエンド環化付加の2つのルートが候補に挙げられる。しかしながら、基質として(E,E,Z)-トリエン誘導体を用いた場合には、エンド付加とエキソ付加の制御が困難であると思われた。一方、(E,Z,E)-トリエン誘導体においては、立体的な制約によりシス縮環のエンド型遷移状態しかとり得ない。しかも、アリル位の置換基(例えば保護基を有する水酸基)の立体配置が大きくπ-面選択性に関与することが期待される。したがって、立体選択的に分子内ディールス-アルダー反応を行うためには、適切な立体化学を有する(E,Z,E)-トリエン誘導体が基質として適当であると考えた。平成13年度は、そのような(Z)-ジエン化合物を合成し、それを基質に用いて環化付加反応の検討を行った。すなわち、立体選択的なメチル基の1,4-付加反応、アルキン化、パラジウム(O)によるクロスカップリング、リンドラー還元などを経て望む立体化学を有する基質を合成し、分子内ディールス-アルダー反応を行ったところ、マクアリミシンAのテトラヒドロインダン環部と同一の立体化学を有する環化付加体が単一の異性体として得られた。期待した通り、きわめて高い立体選択性を実現することができた。

得られた環化付加体は、マクアリミシンAのすべての不斉中心を正しい立体化学にて有しており、全合成を行うにあたり重要な中間体となり得る。このように本研究によって、(Z)-ジエンを用いた分子内ディールス-アルダー反応の有用性を見出すことができた。
キネステティク概念を応用した体位変換技術の快適さ、およびリハビリテーション効果

ドイツにおいて看護実践に取り入れられているキネステティク概念を応用したケア技術を確実な技術とするために、研究代表者が昨年度に引き続きドイツでの研修に参加し、今年度は褥瘡予防に関する研修、患者が最も重篤な状況と考えられるICUでの看護実践の研修に参加した。それにより、キネステティク概念は、患者の力を引き出すための概念であることが再認識でき、まさに「看護」に応用すべき概念であることが学べた。また、それらの知識や技術をもとに、宮城県内で数回開催した研究会で臨床看護師と共に実際の患者へのケアへの応用を考えた。そして、次年度に入院施設における長期寝たきり患者に対してキネステティク概念を応用した体位変換技術を導入するために、1病院の看護師に対し、その概念の講義と演習を含んだ技術指導を行った。この病院では、看護師が積極的にこの体位変換技術を取り入れ、病棟全体の看護師に普及させるためにパネルを用いて患者への体位変換を工夫し、患者の可動域拡大につながったため、今後学会にて発表する予定である。また、第8回聖路加看護学会学術大会にて、「キネステティクの概念を応用した体位変換に関する考察」という演題名で口演発表を行い、今まで体位変換に取り入れられてきたボディメカニクスの原理に基づく体位変換との違いを主に、キネステティク概念を体位変換に取り入れたときのメリットについて発表し、キネステティク概念に関する意見交換を行った。
日本型POE(Post occupancy evaluation)手法の開発に関する研究

1.まず、文化ホールの事例として宮城県北部の「登米祝祭劇場」を対象に、音響調査や運営調査を含めた総合的な調査を実施した。その結果、(1)楽屋からステージまでの動線が分かりにくいこと、舞台袖が狭いことなどの使用上の問題が明らかになり、さらに、(2)バルコニーの下はよく聞こえないこと、客の入により、また楽器の種類により音響評価が異なること、などの音響計画上の問題が明らかになる一方で、(3)住民の多くを惹きつけ不思議な魅力をもつホールとして好意的に受け止められていることなどを知った。これらから総合的な評価手法の基礎的知見を得るとともに、その手法確立の必要性を再認識することになった。2.また、最終年度に当り、これまでの研究を総括する上での補助調査を、今日、社会問題の1つとなっている痴呆性高齢者の入所施設「仙台市茂庭台豊齢ホーム(老人保健施設痴呆専門棟)」「仙台基督共育児院シオンの園(特別養護老人ホーム)」で行った。調査員が介護人になりすまして痴呆性高齢者の一人ひとりの行動を観察した。その結果、(1)居室と共有スペース(食堂など)との物理的な位置関係や見通しの得られやすさなどの空間相互のつながりが、痴呆性高齢者の行動に著しく影響を及ぼすこと。(2)これまでの計画論では見過ごしてきた、アルツハイマー型痴呆と脳血管性痴呆の疾患による行動特性の差異を予感し得る観察結果が得られたこと。(3)施設計画においても家庭的な特質を保持すべきこと、物理的環境が痴呆の進行を抑止するなど治癒的手段にとって有効であることを前提に、痴呆性高齢者の諸特性に十分配慮した施設計画手法の構築が急務であることなど評価手法確立の基礎的知見を得た。今年度はPOEのうち利用者を中心にその評価を得ることを目標とし、不特定多数の利用に供される仙台市健康増進センターを対象として主にその利用者を中心として調査を展開した。(1)健康増進センターに関する評価対象施設の内容についての主な改善のポイントとしては、a.駐車場の各緒の必要性、b.駐車場退出方法の再検討、c.料金体系の再検討、d.健康度測定の総合指導の効率的運営を可能にする適正な人員配置と室構成、e.オープンスペースにおけるサインの徹底、f.更衣室床の適切な除水、g.リラックスエリアの平面、危惧の再検討、h.ロッカーの大きさと数の再検討の8項目を得ることが出来た。さらに、これから一般的同種建物の指針として、i.柔軟な料金体系、j.駐車場の確保、k.オープンな空間と個別対応空間の並設、l.トラック周長の延長・コース数の検討・コース曲率の縮小、m.リラックスエリアの対利用者数面積の拡大の5項目を得た。(2)POE手法に関する留意点として上記調査を展開する中で、POE手法のアンケート調査票作成時に留意すべき点として、次のようなことがわかった。利用者に施設の包括的な評価をしてもらい、なおかつデザインゲームへむけて実務性を持たせるためにはより具体的な指針を得る必要があるが、その結果評価項目は多岐にわたらざるを得ない。アンケートに応えてもらうには一人当りの評価項目数にはおのずと限界があり、それ故その幅と深さをどの点に収束させるか熟考する必要がある。今年度は、身体障害者福祉ホームの「仙台ありのまま舎」を対象にPOE手法を用いた調査を実施し、居住者の施設建築評価を把握して改善課題及び同種施設の計画指針を明らかにしようとした。同施設(定員20名)は、重度の身体障害者が自分でボランティアを集め、入居料を払い、各々が独立した生活を営むという自立ホームをめざして設計された。居室はキッチン、トイレを含み、単身室(3×5.5M)16室、夫婦室(6.5×5.5M)2室でそれぞれ同一の平面からなる。

居住者の不満評価は、自立生活の大部分の行為が行われる居室に集中して表れ、介護ボランティアとの一緒の生活が必須のため、そして車椅子使用のため、その狭さに起因した問題点が抽出された。また、居住者の自立度や障害の種類・程度などの個人差が大きく、同一の平面の問題やトイレなどの画一的な寸法などが問題として表れ、設計計画における個別的対応の重要性が改めて明らかになった。つまり、単身者といえども自立生活を継続するためには介護者との同居が不可欠となり、夫婦室と同程度の広さの居室を必要としていること、それが不可能な場合においては、車椅子使用を円滑に行うため、壁の両側に家具配置しても中央部で車椅子の回転寸法を確保できるよう4m以上の間口をとり、さらにキッチン、トイレなどの小集団での共用を進めること、キッチン、トイレなどにおいて可変型への対応を考慮することなどを実証的に明らかにすることができた。1.まず、文化ホールの事例として宮城県北部の「登米祝祭劇場」を対称に、音響調査や運営調査を含めた総合的な調査を実施した。その結果、(1)楽屋からステージまでの動線が分かりにくいこと、舞台袖が狭いことなどの使用上の問題が明らかになり、さらに、(2)バルコニーの下はよく聞こえないこと、客の入により、また楽器の種類により音響評価が異なること、などの音響計画上の問題が明らかになる一方で、(3)住民の多くを惹きつけ不思議な魅力をもつホールとして好意的に受け止められていることなどを知った。これから総合的な評価手法の基礎的知見を得るとともに、その手法確立の必要性を再認識することになった。また、最終年度に当り、これまでの研究を総括する上での補助調査を、今日、社会問題の1つとなっている痴呆性高齢者の入所施設「仙台市茂庭台豊齢ホーム(老人保健施設痴呆専門棟)」「仙台基督共育児院シオンの園(特別養護老人ホーム)」で行った。調査員が介護人になりすまして痴呆性高齢者の一人ひとりの行動を観察した。その結果、(1)居室と共有スペース(食堂など)との物理的な位置関係や見通しの得られやすさなどの空間相互のつながりが、痴呆性高齢者の行動に著しく影響を及ぼすこと。(2)これまでの計画論では見過してきた、アルツハイマー型痴呆と脳血管性痴呆の疾患による行動特性の差異を予感し得る観察結果が得られたこと。(3)施設計画においても家庭的な特質を保持すべきこと、物理的環境が痴呆の進行を抑止するなど治癒的手段にとって有効であることを前提に、痴呆性高齢者の諸特性に十分配慮した施設計画手法の構築が急務であることなど評価手法確立の基礎的知見を得た。
放射性廃液から陰イオンを選択的に分離回収できる配位高分子の開発

本研究では、汚染水や高レベル放射性廃液などに含まれる放射性陰イオン(TcO4-,SeO42-,IO4-)等を分離することを目的に実験を行った。特にTcO4-には、有効な吸着剤すらない現状のため、まずコールド実験でReO4-(TcO4-のアナログ)の分離を試みた。また、陰イオン選択的な吸着剤は殆ど報告されていないため、本研究では置換基を導入したテレフタル酸誘導体を用いて、Uio-66を合成して、様々な細孔サイズのMOFを利用してReO4-の分離能力を調べ、元素の分離回収方法の模索や、イオン選択性がどのように発現するか、その傾向を調べた。初年度は9種類の様々に細孔サイズの違うMOFを合成し、どのMOFが高い吸着効率を持つかを調べると同時に、環境中に含まれる陰イオンの中でも、特に原子力の廃液に混入しやすいCl-やNO3-に対する選択性を比較検討した。その結果、Uio-66においては、NO3-より、Cl-に対するReO4-選択性が高いことが明らかとなった。ReO4-がUio-66に吸着する過程で、Zrに配位すると考えられるが、この配位能力がCl-では低いためと考えられる。また、どの吸着剤も酸性条件下で高い吸着能力をもち、疎水性が高いMOFにおいては、Kd>1000(cm3/g)程度の吸着力を持つ。このことから低濃度の純粋なReO4-が含まれた水溶液からの吸着分離において、十分に実用性のあるMOFが得られたと言える。逆に弱塩基性溶液においては、これらのMOFは非常に吸着能力が弱く、ZrにReO4-が吸着出来ずに、OH基が配位すると考えられる。この性質を利用し、ReO4-を酸性条件で吸着させ、これを更に弱塩基性条件にすることで、MOFに吸着したReO4-の95%を5分以内に脱着させることに成功した。これは、放射性元素を分離回収できる可能性を示し、非常に有用なデータである。陰イオンを分離できる吸着剤の報告は乏しく、どのような細孔が陰イオン分離に向いているかを示すデータは殆どない。本研究は、細孔を使ったReO4-の吸着分離において、疎水性置換基の有効性を示したとともに、これまでにない分離回収法を見出すことで今後に大きな指針を示すことが出来た。これは、今後の分離剤開発に非常に有効な知見であり、物性を改善するにあたって、調査すべきターゲットを絞り込むことに成功している。また、基本的に塩化物中での選択性が非常に高く、吸着能力が高く、分離回収が可能なMOFを得ることも既に出来ていることから、本研究は順調に進展している。疎水性の細孔については、配位高分子のみならず、これにポリマーや小分子で複合的に疎水基を組み合わせることでも、安価で疎水性の配位高分子複合材料が作れる可能性も高い。既に分離回収手法や選択性の発現についての指針が初年度で得られていることから、今後は、今までのようなMOF合成のみならず、「疎水性の導入による性能の改善」という観点から、陰イオンの分離がより効率的に行える材料の探索を行う。

本研究は、細孔を使ったReO4-の吸着分離において、疎水性置換基の有効性を示したとともに、これまでにない分離回収法を見出すことで今後に大きな指針を示すことが出来た。これは、今後の分離剤開発に非常に有効な知見であり、物性を改善するにあたって、調査すべきターゲットを絞り込むことに成功している。また、基本的に塩化物中での選択性が非常に高く、吸着能力が高く、分離回収が可能なMOFを得ることも既に出来ていることから、本研究は順調に進展している。疎水性の細孔については、配位高分子のみならず、これにポリマーや小分子で複合的に疎水基を組み合わせることでも、安価で疎水性の配位高分子複合材料が作れる可能性も高い。既に分離回収手法や選択性の発現についての指針が初年度で得られていることから、今後は、今までのようなMOF合成のみならず、「疎水性の導入による性能の改善」という観点から、陰イオンの分離がより効率的に行える材料の探索を行う。H30年度に研究代表者の機関内異動が発生し、実験に係る環境整備や状況把握に時間を要することになり、当初計画を一部変更してH30年度の備品等整備をH31年度に持ち越したため、次年度使用額が生じることとなった。次年度使用額はH31年度経費と合わせて備品購入費用や材料内疎水性の置換基導入手法の構築に係る費用に使用する。
アルゴンレーザーを用いた悪性脳腫瘍に対する光化学療法の研究

移植脳腫瘍に対する光化学療法の効果は、HpD静注後24時間でも72時間でも同程度に、脳腫瘍および皮下腫瘍共に照射部位に一致して約4mmの深さで腫瘍細胞の変性あるいは壊死がみられることにより示された。ソフテックス撮影では、脳および皮下腫瘍共に照射部位に一致して腫瘍血管の造影が不良で、血流障害が認められた。24時間後の早期からすでに腫瘍細胞の変性および壊死と血流障害が同時にみられていることから、またin vitroでの研究結果から、腫瘍細胞に対する作用と栄養血管に対する作用の両者が初めから関与していることが推定される。臨床症例における光化学療法の治療結果は、HpDを使用した6例では、再手術により摘出された病理組織標本における検討上治療効果と考えられる所見が見られたものの、著明なものではなく再発までの期間や生存期間の点からも効果ありとの結論は導きだせなかった。しかし、最近の1症例では光化学療法の著明な効果と考えられる所見が得られた。まだ日本では入手困難なPhotofrin IIを使用し、腫瘍の再発を疑い再手術したが、摘出標本の病理組織学的検索では腫瘍細胞のnestが一部あるものの大部分は腫瘍そのものではなく壊死組織であった。放射線壊死ではなく、光化学療法による結果と考えられた。この症例での特徴は、(1)HpDより強力な光感受性物質であるPhotofrin IIを使用したこと、(2)レーザー光の出力を高くしたこと、(3)腫瘍を肉眼的にほぼ全摘出したことなどであった。この新しい光感受性物質には、悪性脳腫瘍に対するきわめて高い治療の可能性があると思われるので、今後これを用いて光化学療法を行ない、症例数を増加させてその有効性を確認することが望まれる。今年度は主として移植脳腫瘍ラットにおいてhematoporphyrin derivative(HpD,伊藤ハム)の投与後24,48,72時間でアルゴンレーザー照射を行ない、腫瘍内でのHpDの動態を検索した。多少当初の目標とは異なるところもあるが、得られた結果は以下のごとくである。移植腫瘍ラットの実験ではHpD15mg/kg静注後48時間でも72時間でも同程度に、脳腫瘍および皮下腫瘍共に照射部位に一致して約4mmの深さで腫瘍壊死が見られた。また、どちらのソフテックス撮影でも照射部位に一致して腫瘍血管の造影が不良で血流障害が見られた。これは、腫瘍組織あるいは腫瘍血管に取り込まれたHpDが72時間後もかなりの程度残存していることを示している。HpDが腫瘍や腫瘍血管のどの部に取り込まれるかは明らかではないが、組織からの消失が遅いことはやはりHpDが大部分細胞内に存在することを支持するものと思われる。光化学療法の作用機序に関しては、照射24時間後すでに腫瘍細胞の変性および壊死と血流障害が同時に見られることから、腫瘍細胞に対する作用と栄養血管に対する作用の両者が始めから関与していることが推定された。今年度は本治療法の適応のある悪性神経膠腫症例が少なく、治療効果に関する十分な臨床的および病理学的検討は可能でなかった。照射手技については、腫瘍を可能な限り摘除して浸潤部分を少なくし、アルゴンレーザー514.5nmの波長光を約3-5cmの距離から摘出腔をまんべんなくわずかにオーバーラップするように、径20mmの範囲ずつ0.5Wで10-15分照射するのが現在のところ適切と考えられた。レーザー照射装置は電源プラグを工夫し、また冷却水用の排水機構を整えて手術室で使用可能とした。照射部位周囲の熱発生の程度については、2度以上の上昇は見られなかった。今後、引き続き実験での検討を行ない、臨床症例を増して治療効果の改善に結び付けたい。今年度は、培養細胞を用いた実験的基礎研究と臨床例における治療を行なった。

後者では、臨床例に新しく入手可能となった光感受性物質を投与して光化学療法を施行し、その結果を得た。著効と考えられる所見を示した臨床例があり、現在詳細な検討を行なっているところであるが、注目すべき症例であると考え、主にこの症例についてその概要を述べる。56歳神経膠芽腫症例で、ほぼ全摘出した後、光化学療法を行ない、術後放射線照射60Gyを行なった。術後2週間のMRIで摘出腔周囲壁が約8mmの厚さで造影剤により増強されるのが認められた。その後、周囲に脳浮腫が発生進展してきたため腫瘍の再発を疑い、増強される部を摘出した。病理組織学的検索にて、腫瘍細胞は認められず壊死組織と診断された。この増強効果は術後2週間目から認められていることから放射線壊死によるものとは考えられず、光化学療法の結果と考えられた。術後経過は順調であった。この症例で今までと異なる点は、(1)新しい、強力な光感受性物質Photofrin II(LB3055-8d,Lederle)を使用したこと、(2)レーザー光の出力を高くしたこと、(3)腫瘍を肉眼的にほぼ全摘除したことなどであった。従来、効果の深達度は約5mm程度とされているが、この症例では約10mm程度であったと考えられる。過去2年間文部省科学研究費補助を受けて実験においておよび臨床において研究をつづけてきたが、この新しい光感受性物質にはきわめて高い根治の可能性が追及できると思われるので、今後これを用いて同様の方法で光化学療法を施行した症例数を増加させ、その有効性を確認することが必要と考えられる。
生体ナノポアプローブを用いた細胞観察プラットフォームの開発

本申請研究では、細胞培養や溶液調整を行うマイクロ流体制御技術と局所的なナノポアセンシングが可能な生体ナノポアプローブを組み合わせることで、全く新しい細胞観察プラットフォームの開発を目指す。本細胞観察プラットフォームでは、生体ナノポアプローブを用いてマイクロ流路内で培養した細胞から放出される様々な細胞放出物を直接観察する。細胞から分泌される様々な生体分子は、細胞のシグナル伝達物質として用いられ、また様々な疾患のバイオマーカーとしても注目されているため、生体ナノポアプローブにより一分子レベルでの細胞分泌物質の研究が可能となれば、新たな細胞観察手法として非常に有用である。
尿細管・糸球体フィードバック機構の解明

尿細管・糸球体フィードバック(TGF)機構の異常が、各種腎症の発症・進展に関わっていると考えられる。本研究目的は、TGF機構の伝達機序の全容を明らかにし、腎症の発症・進展におけるTGFの関与、さらにTGF機構の伝達物質に焦点を当てた新たな腎症治療法の開発である。1.TGF機構を評価する方法として高感度ペンシル型CCDカメラを使用するin vivo dynamic analysis法が確立:麻酔下で左腎臓を露出後、腎臓表面に高感度ペンシル型CCDカメラ(倍率:1000)を装着し、同一糸球体の輸入・輸出細動脈の内径を連続的に測定した。無刺激状態における正常血圧SDラットの輸入、輸出細動脈の内径は、8.55+/-0.22,8.06+/-0.28μmであった。アセタゾラミドを投与すると、輸入細動脈の内径は6.25+/-0.17μmへと低下が、輸出細動脈の内径には変化がなかった。フロセミドは、輸入細動脈の内径をアセタゾラミド投与前値に回復させた。本法によりin vivo TGF活性を評価出来ることを確認した。2.腎症を発症させるDahl食塩感受性高血圧ラットにおけるTGF機構の評価:6週齢のDSラットを高食塩食(H:8%NaCl)および低食塩食(L:0.3%NaCl)でそれぞれ4週間飼育した。無刺激状態におけるDSHラットの輸入細動脈の内径は6.09+/-0.49μmで、DSLラットの内径(8.80+/-0.22μm)に比べ有意に小であった。DSLラットのTGF活性は、SDラットと差がなかった。しかし、DSHラットではTGF活性の亢進していた。3.TGF伝達物質の特定:腎間質中のアデノシン、ATP、一酸化窒素濃度を、腎動脈圧変化時に測定したところ、ATP濃度が腎血管抵抗の変化と最も良い相関を示した。以上、TGF活性評価法を確立した。Dahl食塩感受性高血圧ラットではTGF活性が上昇し、この結果輸入細動脈は収縮していた。高血圧および腎症の原因は、TGF活性の上昇と考えられる。したがって、TGF活性の正常化が腎症・高血圧の治療戦略である。現在、TGF機構伝達物質であるATP受容体遮断薬の効果を検討中である。尿細管糸球体フィードバック(TGF)機構の異常が、各種腎症の発症・進展に関わっていると考えられる。しかし、TGF機構自体の評価が困難のため解析が進んでいない。本研究目的は、TGF機構の刺激伝達メカニズムの全容を解明し、様々な病態の発症・進展におけるTGFの関与、新たなる治療法の開発にある。本年度では、1 TGF機構における刺激伝達メカニズムを直接評価する実験法として、高感度ペンシル型CCDカメラを使用するin vivo dynamic analysis法を確立し、2腎間質中に遊離する各種生理物質濃度を解析し伝達候補物質を絞り込む。

1 in vivo dynamic analysis法の確立:麻酔ラットの左腎露出後、腎臓表面にペンシル型高感度CCDカメラ(倍率:1000)を装着し、単一ネフロンの腎輸入・輸出細動脈尿細管部位を同定し、腎輸入・輸出細動脈の内径を連続的に測定した。無刺激状態での腎輸入・輸出細動脈の内径は、それぞれ8.55±0.22μm,8.06±0.28μmであった。TGF機能を亢進させるため、アセタゾラミド(100μg/kg)を静脈内に投与すると、輸入細動脈の内径は8.55±0.22μmから6.25±0.17μmへと収縮したが、輸出細動脈の内径に変化が認められなかった。次いで、アセタゾラミド投与下でTGF機能を減弱させるフロセミド(1mg/kg)を静脈内に投与すると、輸入細動脈の内径は6.25±0.17μmから8.78±0.26μmへと正常値に回復した。一方、輸出細動脈の内径に変化が認められなかった。高感度CCDカメラの使用により、in vivoの条件下でTGF機能を正確に評価出来ることを明らかにした。2 TGF伝達物質の特定:腎動脈圧を変化させた時の、腎間質中アデノシン・ATP・一酸化窒素(NOx)をファイバー型微小透析プローベを用いて測定した。動脈圧上昇時にはTGF機能が活性化されるが、TGF機能は間質中のATP濃度と正相関した。以上、本年度の研究により、TGF機能のin vivo評価法を確立することが出来た。また、TGF伝達物質の特定に関しては、ATPがその候補物質である可能性が高い結果を得た。本研究目的は、TGF機構の伝達機序の全容を明らかにし、腎症の発症・進展におけるTGFの関与、さらにTGF機構を変化させる新たな腎症治療法の開発である。昨年度の研究により、TGF機構を評価する方法として高感度ペンシル型CCDカメラを使用するin vivo dynamic analysis法が確立出来た。本年度では、腎症を発症させるDahl食塩感受性高血圧ラットにおけるTGF機構の評価、次いでTGF機構の伝達候補物質の動態を検討し、新たな治療法確立の基礎とする。1.Dahl食塩感受性(DS)高血圧ラットにおけるTGF機構の評価:6週齢のDSラットを高食塩食(H:8%NaCl)および低食塩食(L:0.3%NaCl)でそれぞれ4週間飼育した。腎臓表面に高感度ペンシル型CCDカメラを装着し、輸入・輸出細動脈の内径を連続的に測定した。無刺激状態におけるDSHラットの輸入細動脈の内径は6.09+/-0.49μmで、DSLラットの内径(8.80+/-0.22μm)に比べ有意に小であった。DSLラットにアセタゾラミドを投与すると、輸入細動脈の内径は7.72+/-0.25μmへと低下した。フロセミドは、輸入細動脈内径をアセタゾラミド投与前値に回復させた。一方、DSHラットにアセタゾラミドを投与しても輸入細動脈の内径には全く変化が認められなかった。しかし、フロセミドにより輸入細動脈内径は8.01+/-0.92μmへと増加した。2.TGF伝達物質の特定:腎間質中のアデノシン、ATP、一酸化窒素濃度を、腎動脈圧変化時に測定したところ、ATP濃度が腎血管抵抗の変化と最も良い相関を示した。以上、Dahl食塩感受性高血圧ラットではTGF活性が上昇し、この結果輸入細動脈は収縮していた。高血圧および腎症の原因は、TGF活性の上昇と考えられる。したがって、TGF活性の正常化が腎症・高血圧の治療戦略である。
多重学習機構を導入したロボットの知的処理と協調の枠組み

自律移動ロボットの制御を動作レベルと行動レベルに分け,それぞれに対する制御方法を提案した.動作レベルでは強化学習により環境から得られるセンサー情報から,重みやパラメータの値を学習した.これにより,環境に順応した動作が可能となった.一方,行動レベルでは協調行動計画において行動規則を帰納的に学習した.これにより,人間のアドバイスから行動規則を汎化することで,人間の意図に対応した行動が可能となった.さらに千葉県工業技術展においてコンパニオンロボットをデモし,人間機械協調における特性や問題点を明らかにした.その際,一般の人々に対してロボットの応用例に関するアンケートを実施し,どういう領域に対してロボットを導入すれば良いかを調査した.一方,オフィスロボットに関しては,2台の異機種のロボットが存在する仮想的なオフィス環境を設定し,秘書ロボットの特性や問題点を考察した.その結果,人間協調ロボットを実現するには,人間からのアドバイスが必要不可欠で,そのようなアドバイスを処理する方法として,帰納学習が有効であることを確認した.自律移動ロボットの制御を動作レベルと行動レベルに分け,それぞれに対する制御方法を提案した.動作レベルでは強化学習により環境から得られるセンサー情報から,重みやパラメータの値を学習した.これにより,環境に順応した動作が可能となった.一方,行動レベルでは協調行動計画において行動規則を帰納的に学習した.これにより,人間のアドバイスから行動規則を汎化することで,人間の意図に対応した行動が可能となった.さらに千葉県工業技術展においてコンパニオンロボットをデモし,人間機械協調における特性や問題点を明らかにした.その際,一般の人々に対してロボットの応用例に関するアンケートを実施し,どういう領域に対してロボットを導入すれば良いかを調査した.一方,オフィスロボットに関しては,2台の異機種のロボットが存在する仮想的なオフィス環境を設定し,秘書ロボットの特性や問題点を考察した.その結果,人間協調ロボットを実現するには,人間からのアドバイスが必要不可欠で,そのようなアドバイスを処理する方法として,帰納学習が有効であることを確認した.
U1に依存しない新規スプライシング機構の解明

mRNA前駆体におけるスプライシング初期過程において、U1 snRNPは5'スプライス部位の認識に不可欠とされているが、私達はヒトF1γ遺伝子の第9イントロンがU1に依存しないスプライシングを受けることを見出している。本研究では、F1γ遺伝子におけるU1非依存型スプライシングが、Fox蛋白質による選択的スプライシング制御に必要なことを明らかにした。また、U1 snRNP機能を阻害した試験管内実験系において、制御シス配列領域の同定を行い、このスプライシング機構の解明を進めている。真核生物遺伝子を分断化するイントロン配列は、RNAスプライシングによって除去される。スプライシング初期過程において、U1 snRNPは5'スプライス部位の認識に不可欠である。これに対し、本研究では、U1 snRNPに依存しない新規スプライシング反応の分子メカニズムを明らかにするとともに、これまで見過ごされてきたU1非依存的にスプライシングされる遺伝子群を探索し、この機構の一般性を検証するとともに、U1非依存的スプライシングの生理的な役割に光を当て、ゲノム情報発現における意義を解明することを目的とする。ヒトF1γ遺伝子の第9イントロンにはU1 snRNPが結合せず、U1 snRNPに依存しないスプライシングが行われている。これに対し、5'スプライス部位の配列を保存配列に置換すると通常のU1依存型スプライシングとなった。選択的スプライシング制御因子Fox蛋白質は第9イントロンの抑制によって第9エキソンのスキッピング誘導を行う(Fukumura et al., Nucleic Acids Res., 2007)が、第9イントロンをU1依存型に置換した場合にはFox蛋白質による誘導が行われなくなった。また、第9イントロンの5'スプライス部位配列に相補的な配列を持つサプレッサーU1 snRNAを強制発現した場合にも、Fox蛋白質による制御が阻害された。これらのことから、ヒトF1γ遺伝子におけるU1 snRNPに依存しないスプライシングは、Fox蛋白質による選択的スプライシング制御に必須なことが明らかとなった。真核生物遺伝子を分断化するイントロン配列は、核内のRNAスプライシングによって除去される。これに対し、本研究では、(1)U1 snRNPに依存しない新規スプライシング反応の分子メカニズムを明らかにする、(2)U1非依存的にスプライシングされる遺伝子群を探索し、この機構の一般性を検証するとともに、(3)U1非依存的スプライシングの生理的な役割に光を当て、ゲノム情報発現における意義を解明することを目的とする。これまでに、ヒトF1γ遺伝子の第9イントロンにはU1 snRNPが結合せず、U1 snRNPに依存しないスプライシングが行われていること、またこの機構が、Fox蛋白質による選択的スプライシング制御に必要なことを明らかにしてきた。一方、熱ストレス条件下では、一般に、U1 snRNPの機能阻害によってRNAスプライシングの抑制が起こることが報告されている。これに対し、いくつかのヒートショック遺伝子においては効率よいスプライシングが起こることから、これらの遺伝子ではU1 snRNPに依存しないスプライシングが起こっているのではないかとの作業仮説のもとに解析を進めてきたが、現時点でこの仮説を支持する結果は得られていない。スプライシング初期過程において、U1snRNPは5'スプライス部位の認識に不可欠である。これに対し、本研究では、(1)U1snRNPに依存しない新規スプライシング反応の分子メカニズムを明らかにする、(2)U1非依存的にスプライシングされる遺伝子群を探索し、この機構の一般性を検証するとともに、(3)U1非依存的スプライシングの生理的な役割に光を当て、ゲノム情報発現における意義を解明することを目的とする。これまでに、ヒトF1γ遺伝子の第9イントロンにはU1snRNPが結合せず、U1snRNPに依存しないスプライシングが行われていること、またこの機構が、Fox蛋白質による選択的スプライシング制御に必要なことを明らかにしてきた。HeLa細胞の核抽出液を用いたin vitro実験系においてアンチセンスオリゴを用いてU1snRNP機能を阻害した実験系において、さまざまな領域を改変したヒトF1γmRNA前駆体を基質としてU1snRNPに依存しないスプライシング機構に必要な制御配列領域の同定を行った。この制御配列領域に相互作用するRNA結合タンパク質を制御候補因子として同定し、培養細胞においてこの因子のRNAiによるノックダウン実験を行うことにによってU1非依存的なスプライシングへの関与の検証を進めているところである。
細菌の細胞膜結合型ペルオキシダーゼに関する基礎的研究

侵襲性歯周炎原因菌であるAggregatibacter actinomycetemcomitansの活性酸素除去及び毒素産生に関与する細胞膜結合型キノールペルオキシダーゼ(QPO)の大腸菌ホモログであるYhjAの過剰発現系を構築し、本酵素の部分精製まで行うことができた。また、A. actinomycetemcomitansのQPO阻害剤を化合物ライブラリーを用いてスクリーニングすることにより、新たにアスコクロリン及びイリシコリンBを見出し、その阻害様式が各々competitive inhibition、mixed-type inhibitionであることを明らかにした。侵襲性歯周炎原因菌であるAggregatibacter actinomycetemcomitansから発見されたヘムcを有する細胞膜結合型キノールペルオキシダーゼ(QPO)は、本菌の過酸化水素耐性及び毒素産生に密接に関わる一方、Escherichia coliは基質となるシトクロムcをもたないにも拘らず、QPO相同遺伝子であるyhjAをもっており、病原性大腸菌の毒素産生に関与している可能性がある。本研究では、E. coli YhjAの生化学的性質の解明を目的として、リコンビナントYhjAの発現及び精製系の構築を試みた。その結果、シトクロムc成熟因子群ccmA-Hの同時過剰発現及びγ-アミノレブリン酸の添加によりYhjAの発現量増加が確認され、本酵素の部分精製まで行うことができた。QPO阻害剤に関する成果については、二件の学会発表を行った。過去の研究により、侵襲性歯周炎原因菌であるAggregatibacter actinomycetemcomitansから発見された新規のヘムcを有する細胞膜結合型キノールペルオキシダーゼ(QPO)は、本菌の過酸化水素耐性及び毒素産生に密接に関わっていることが明らかになった。病原微生物における過酸化水素除去機能は、宿主の免疫機能からの防御および自身の呼吸鎖エネルギー代謝系の副産物除去の面から感染成立に重要な因子であると考えられる。従って、このQPOは病原細菌の新たな薬剤ターゲットとなり得る。興味深いことに、Escherichia coli (K12及びO157:H7)は基質となるシトクロムcをもたないにも拘らず、QPO相同遺伝子であるyhjAをもっている。このyhjAに関する論文はPartridgeらによって2007年に報告されたものだけであり、欠損させることにより嫌気下における外因性H2O2耐性が低下すること、また酸素応答に関与するFNR及びOxyRによって発現制御されていることしか明らかになっていない。即ち、YhjAは大腸菌において発現し表現型に影響することは明らかであるが、未だ単離・精製されておらず、その機能や構造については解っていない。そこで本研究は、QPOホモログであるYhjAをもつEscherichia coli K12株及びO157:H7株を材料として基礎的な解析を行い、本酵素の大腸菌における生理的意義及び病原性との関連について明らかにすることを目的とした。本年度においては、E. coli YhjAの過剰発現系を確立した。本年度においては、まずE. coli YhjAの過剰発現系構築を行った。発現及び精製手法に関しては、当講座において行われた組換えQPOの発現・精製方法を基盤として行った。しかしながら、QPOと同様の方法では安定した過剰発現が得られなかったため、各種培養条件を検討し一部改変を加えることにより、下記のような過剰発現系を構築した。供試菌株として、ペリプラズム性プロテアーゼDegPを欠損したE. coli Keio::JW0157 (DE3)株を用いた。YhjAの過剰発現は、T7プロモーター支配下にyhjA遺伝子をクローン化したプラスミドを構築し、IPTG添加誘導により行った。また、YhjAのアミノ酸配列解析から、本タンパク質はヘムc結合サイトを3つ持つと予測されたため、シトクロムcの成熟化に関わる遺伝子群であるccmA-Hオペロン全長を持つプラスミドを構築し、両プラスミドを移入した株を作製した。さらに、ヘムcの前駆体であるγ-アミノレブリン酸を培地に添加することで安定した過剰発現が観察された。申請書においては、今年度中にYhjAの精製法を構築する予定であったが、上記のように過剰発現系の確立に時間を要したため、現在精製法の構築を行っている。また、部分精製標品であるが、YhjA過剰発現試料においてユビキノール-1を基質として過酸化水素を水に還元する活性が観察された。即ち、E. coli YhjAはA. actinomycetemcomitansのQPOと同様にキノールペルオキシダーゼ活性を持つことが確認できた。

過剰発現系が構築でき、部分精製標品にキノールペルオキシダーゼ活性があることを確認できたことから、現在組換えYhjA精製法の構築中である。精製手順に関しては下記のように、当講座において行われた組換えQPOの精製方法を基盤に行っている。フレンチプレス法により回収したE. coliの膜画分を界面活性剤SM-1200を用いて可溶化し、カラムクロマトグラフィー(ハイドロキシアパタイト、DEAEなど)によって精製を行い、最終的に>95%精製標品を調製する。なお指標として、SDS-PAGE、ヘム染色、吸光度測定(412 nm:シトクロムcのSoret吸収帯)、キノールペルオキシダーゼ活性測定を各精製処理後に行い、精製効率を算出する。本年度同様25年度においても、プラスチック・ガラス器具、組換えDNA実験試薬などの消耗品、特に培養関連試薬を中心に多くの経費を計上している。また、平成25年度においてはQPO阻害剤のスクリーニングに用いる化合物ライブラリーに300千円を算定した。研究成果は積極的に学会発表及び誌上発表する予定であり、それらは平成25年度の消耗品項目の論文別刷り、また国内・国外旅費項目の研究打ち合わせ旅費、成果発表に算入した。なお、全体の研究経費のうち、90%を超える、もしくは特に大きな割合を占めるような経費項目はない。
転写因子のターゲット部位予側からのゲノム機能推定

ゲノム機能の解明の一端を担うため1)計算科学的なアブローチから、転写因子それぞれの結合部位を予測する、2)共通の転写因子をもつ遺伝子をクラスタリングすることによって遺伝子間の相互作用を推定すること、この二つを目的として本研究を行った。今年度は、1)に関して進展した。本研究では、DNA結合蛋白質とDNAの複合体から統計ポテンシャルを求め、そのポテンシャルを用いてゲノム上からDNA結合蛋白質のターゲット部位を探す。そのため、まず、年々増加しつづけている蛋白質-DNA複合体の立体構造に対応して、自動的に導出し、定期的にアップデートするシステムを構築した。その結果、冗長性のない複合体を150得た。その複合体の解析を行い、統計ポテンシャルを更新した。また、DNA結合蛋白質は、ゲノムのORFの上流・下流に結合して、転写を制御していることが知られている。そこで、任意の長さの上流・下流のDNA配列を抽出することを行った。その抽出した配列に対して、更新したポテンシャルを用いて、蛋白質のフォールドタイプを探すスレッディングのアナロジーにより、DNA結合蛋白質のターゲット部位を探すことを行った。どの蛋白質がどの遺伝子を制御しているか、現在解析中である。また、更新した統計ポテンシャルを用いて、さまざまなDNA結合蛋白質とそのターゲット配列の認識機構の違いを定量的に評価することができた。
透明感知覚の神経機構の解明

透き通ったガラスや、柔らかい陰影を持つゴムや人肌など、現実世界の物体がもつ透明感・半透明感は非常に複雑かつ多様である。本研究では、これらの多様な透明感の違いを見分ける脳内神経機構を明らかにすることを目的とし、ヒトに近い質感認知機能を持つサルの高次視覚野において、透明感知覚にかかわる神経活動の計測を試みる。実験では、コンピュータグラフィクス(CG)を用いて作成した、様々な異なる透明度を持つリアルな物体画像群をサルに見せ、サルの視覚野の神経細胞が、物体の透明度が異なるとどのように活動を変化させるかを計測する。
エピトランスクリプトミクス機構の解明 ‐新規癌分子機序の提唱を目指して‐

我々は2種の質量分析計を用いる事でエピトランスクリプトミクス研究基盤体制を構築している。本研究課題ではDNA/RNA脱メチル化酵素遺伝子であるALKBHファミリーを中心とした癌における分子機序の解析について取り組むことを旨としている。ALKBHファミリーリコンビナントタンパク質を用いて新規RNA修飾基質の探索的検討を行った。約40種のRNA修飾を対象とした検討からは既存基質に対する反応性は確認されたものの、残念ながらの新規の基質同定には至っていない。各ALKBH分子によって適切な反応条件が異なる可能性が考えられるため、引き続き反応条件を再構築し検討を行う。一方、質量分析計の活用から本研究課題申請時には構築されていなかったアンターゲットメタボローム解析の体制を整えることが出来た。そこで、ALKBHファミリーのうち機能に関する報告がなく解析が最も遅れているALKBH6に特に着目し検討に着手した。ALKBH6ノックダウン細胞における代謝物変化を解析するとADP-ribose 2'-phosphateをはじめとした様々な特徴的変化が確認された。ALKBH6と癌との関連について検討したところ、淡明細胞型腎細胞癌癌部における高発現と予後不良性との相関が示唆される結果が得られている。ADP-ribose 2'-phosphateは酸化ストレスに対する応答性に関与していることが報告されている事からALKBH6は癌細胞の酸化ストレスに対する防御機構として機能し癌悪性化に寄与している可能性を現在検証している。ALKBHファミリーと会合するRNAの探索実験、及びALKBHファミリー発現抑制における各会合候補RNAのタンパク質発現について検討を行っておりALKBHファミリーがRNAと会合することによってタンパク質発現にどのような影響を及ぼし得るのか順次解析を行っている段階である。さらに、アンターゲットメタボローム解析から機能未知遺伝子であるALKBH6の生物学的意義についての片鱗が確認されつつあり、ALKBHファミリーの機能に関する新たな知見が得られている。ただし、ALKBHファミリーリコンビナントタンパク質を用いたALKBHファミリーの基質RNA修飾塩基の探索と同定を行う実験計画については、既知のRNA修飾への反応性は認められている一方で求めていたALKBHファミリーの新規基質の同定までには至っていない。そこで、現在反応条件を再考し検討を継続している。ALKBHファミリーによるRNA修飾制御に関して、反応条件を改善しリコンビナントタンパク質を用いて新規基質の探索実験を継続する。一方で各ALKBHタンパク質は単体では活性が十分ではなく、他のタンパク質との相互作用により酵素活性を発揮している可能性が考えられる。そこで、リコンビナントタンパク質を用いた検討に加えALKBHファミリー発現抑制細胞におけるRNA修飾の解析を平行して実施する。そしてこの細胞レベルでの検討からALKBHファミリーによるRNA修飾制御の可能性が示唆されれば会合タンパク質の探索も行う。この会合タンパク質の同定に関してはRNA修飾解析にも使用しているドリフトタイムイオンモビリティー搭載四重極飛行時間型質量分析計を活用することにより実施可能である。また一方で、この質量分析計を用いてアンターゲットメタボローム解析が実施可能な体制を整えることができた。これはALKBH発現抑制および過剰発現時における癌細胞表現型解析に応用できると考えており、エピトランスクリトミクスおよびメタボロミクスを統合的に研究していきたいと考えている。

一方で各ALKBHタンパク質は単体では活性が十分ではなく、他のタンパク質との相互作用により酵素活性を発揮している可能性が考えられる。そこで、リコンビナントタンパク質を用いた検討に加えALKBHファミリー発現抑制細胞におけるRNA修飾の解析を平行して実施する。そしてこの細胞レベルでの検討からALKBHファミリーによるRNA修飾制御の可能性が示唆されれば会合タンパク質の探索も行う。この会合タンパク質の同定に関してはRNA修飾解析にも使用しているドリフトタイムイオンモビリティー搭載四重極飛行時間型質量分析計を活用することにより実施可能である。また一方で、この質量分析計を用いてアンターゲットメタボローム解析が実施可能な体制を整えることができた。これはALKBH発現抑制および過剰発現時における癌細胞表現型解析に応用できると考えており、エピトランスクリトミクスおよびメタボロミクスを統合的に研究していきたいと考えている。質量分析計の不具合により一部研究計画に遅れが生じた。これに伴い質量分析に係る実験費用および学会発表が延期となり、翌年に予算を残す必要が生じたため。
フランス・スポーツ基本法の成立と展開に関する研究

1現行のフランスにおけるスポーツ基本法である1984年7月16日の法律について解説付きの逐条訳を行った論文を公表した。また,同論文の解説において1984年以降のスポーツ基本法の改正の歴史的な展開を次の通り示した。1985年1月3日の法律第85-10号による改正,1987年12月7日の法律第87-979号による改正,1992年7月13日の法律第92-652号による改正,1993年12月6日の法律第93-1282号による改正,1994年8月8日の法律第94-679号による改正,1995年1月21日の法律第95-73号による改正。2フランススポーツ基本法のスポーツ法体系における位置について,論文「フランススポーツ法典の構成」の中で示し,スポーツ基本法が基礎となりフランスのスポーツ法体系および各種の関係する制度が発展していることを明らかにした。3特にスポーツ保険法制度の指導的判例であり,スポーツ基本法のスポーツ保険理論の展開の前提となった1989年10月24日の破棄院判決を判例研究した。また,スポーツ基本法におけるスポーツ保険制度の歴史的な形成の過程を明らかにし,論文を公表した。4特にスポーツ指導者資格制度に関する法の歴史的発展の過程を明らかにし,論文を公表した。5スポーツ連盟の公役務および公権力の特権を行使することによる制裁に関わる指導的な判例研究を行い,論文を公表する。6スポーツに関する特別な法律が誕生する1940年以前において,1907年から1920年に国会に提出された体育を義務化する法律案が存在し,これらが1940年のスポーツ組織に関する法律に与えた影響を検討し,論文を公表する。7今後は,これまで行ってきた研究成果を踏まえて,フランスにおけるスポーツ基本法の成立と展開に関する歴史的な過程をまとめ,平成11年度以降に論文としてまとめる予定である。1フランス・スポーツ基本法に関係する未収集の資料(法律議事録、法文、雑誌論文、関係図書)を収集した。2体育およびスポーツの発展に関する1975年10月29日の法律の成立過程について、成立背景、立法経過の視点からまとめ、学会誌に掲載された。3現行の1984年7月16日の法律を、同法制定から現在までの改正がすべて明らかになる形で、解説し、逐条訳を神戸大学発達科学部研究紀要に投稿した。4スポーツ基本法の判例による法形成の視点として、1981年10月13日ナンテ-ル大審裁判所判決、1984年3月2日ベルサイユ控訴院中間判決、1984年6月29日ベルサイユ控訴院判決、1986年7月16日破棄院判決の内容を明らかにし、同判決のスポーツ基本法のスポーツ保険に関わる法規定への影響を明らかにし、専門分科会誌に掲載された。平成9年度日本スポーツ法学会において、ダローズ社「スポーツ法典」に占める1984年のスポーツ基本法の中心的な役割について関連発表をした。これまで行ってきたスポーツ基本法の研究に関係する論文等を時系列的に整理し、ファイルに目次を付けてまとめた。
ホッピング伝導に起因する高抵抗GaNの共振周波数緩和機構の解明

本研究では,超音波共鳴法を用いて高抵抗GaNの共振周波数緩和の振動モードおよび圧電特性依存性を明らかにすることにより,高抵抗GaNの非デバイ型共振周波数緩和の発現機構の解明,およびそれに対する新たな緩和モデルの構築に取り組む.そして,構築したモデルを用いて,高抵抗GaNのホッピング伝導メカニズムを解明することにより,デバイスへの応用上重要な電気伝導特性や弾性波の伝播特性を正確に評価することを目指す.本研究では,超音波共鳴法を用いて高抵抗GaNの共振周波数緩和の振動モードおよび圧電特性依存性を明らかにすることにより,高抵抗GaNの非デバイ型共振周波数緩和の発現機構の解明,およびそれに対する新たな緩和モデルの構築に取り組む.そして,構築したモデルを用いて,高抵抗GaNのホッピング伝導メカニズムを解明することにより,デバイスへの応用上重要な電気伝導特性や弾性波の伝播特性を正確に評価することを目指す.
折りたたみ/展開技術の開発とその航空宇宙工学への応用に関する研究

我国の伝統文化の一つの折りたたみ法、これに基づく折りたたみ構造が持つ機能特性と力学的特性あるいはこれ等を融合させた特性を利用して、(1)簡素な収納と容易な展開性を有するインフレータブル構造や、(2)軽量コアモデルの開発や3次元ハニカム構造等を創製し、この技法の実用化を実現するための一連の研究を行い、論文7編でその詳細を報告した。それらを短くまとめると以下のようになる。(1);次世代の宇宙構造物として期待されているインフレータブル構造を実現させるための基本の構造要素である円筒、円錐形状膜、円形膜あるいは応用例としてパラボラ面等の簡素な折りたたみ収納モデルを開発するとともに、インフレータブル型式の2m高さの円筒構造や簡易収納型式の2m径のパラボラ面状膜を設計し、製作されたこれらの膜構造の展開過程を調べて、その展開性能が理論モデル通りであることが確かめられた。また半円球状膜構造、円球状膜構造や楕円球状膜構造の折りたたみモデルを新たに開発した。円形筒等の基本構造についてはその展開過程のコンピューターグラフィック化を試みた。(2);複雑・多数の折り線で構成される平板を3次元化してコア材料の加工を行うためのフレキシブル金型を開発し、折紙加工に類する多数の曲げ加工を瞬時に行うことが可能になった。これにより0.2mm厚さまでのアルミニウム合金板を用いて2軸方向に強化されたコア材(DCコア)を製作し、この製造方法の問題点とその解決を計った。また、周期的に多数のスリットを設けたアルミ合金製平板を折り曲げて製作するハニカムコアの製造方法の開発を行い、製作された0.10.2mm厚さのアルミニウム合金製のコア材料及びハニカムコア材料の強度評価試験を行い、期待通りの結果を得た。また、新たにスポンジコアのモデルを提案した.我国の伝統文化の一つの折りたたみ法、これに基づく折りたたみ構造が持つ機能特性と力学的特性あるいはこれ等を融合させた特性を利用して、(1)簡素な収納と容易な展開性を有するインフレータブル構造や、(2)軽量コアモデルの開発や3次元ハニカム構造等を創製し、この技法の実用化を実現するための一連の研究を行い、論文7編でその詳細を報告した。また、新たにスポンジコアのモデルを提案した.我国の伝統文化の一つの折りたたみ法、これに基づく折りたたみ構造が持つ機能特性と力学的特性を応用して、(1)簡素な収納と容易な展開が可能なインフレータブル構造や(2)新しい形の軽量コア構造やハニカム構造等を創製し、この技法の工業的応用とその実用化を実現するための一連の研究を行い、下記の研究成果を得た。(1);次世代の宇宙構造物として期待されているインフレータブル構造を開花させるための基本の構造要素である円筒、あるいは応用例としてパラボラ面等の簡素な折りたたみ収納モデルを開発するとともにこれらのモデルに基づいて、インフレータブル型式の2m高さの円筒構造(直径0.6m)や簡易収納型式の2m径のパラボラ面状膜を実際に設計・製作し、製作されたこれらの膜構造の展開の過程を観測して、その展開性能が理論モデル通りであることが確かめられた。また半円球状膜構造、円球状膜構造や楕円球状膜構造の折りたたみモデルを新たに開発するとともに、4角形等の異型状の筒構造や角錐等の折りたたみモデルを異なる要素形状を組合わせる手法を用いて開発した。円形筒についてはその展開過程のコンピュターグラフィック化が試みられた。(2);複雑・多数の折り線で構成される平板を3次元化してコア材料の加工を行うためのフレキシブル金型を新たに開発した。この金型によって、折紙加工に類する多数の曲げ加工を瞬時に行うことが可能になった。これによりアルミニュウム合金板(0.2mm厚さ)を用いて2軸方向に強化(double corrugation(DC))されたコア材(DCコア)を製作し、この製造方法の問題点とその解決を計った。