hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ロジスティクスの需要に応答した小胞輸送因子の発現調節機構

ゴルジ体は細胞内ロジスティクスの中枢であり、小胞輸送の高度な制御が行われている。小胞輸送によって運ばれるタンパク質も細胞の種類や状況によって刻々と変動しており、各方面へタンパク質を輸送する小胞輸送のキャパシティも需要に応じて増強されていると想像されるが、このような細胞の需要に応じた小胞輸送因子の発現制御機構についてはこれまでほとんど解析がされてこなかった。研究代表者は、阻害剤を用いてゴルジ体以降の小胞輸送能力を人為的に枯渇させた時に、小胞輸送因子の発現が補償的に誘導されることを見いだし、その分子機構を解析してきた。前年度までの解析によって、転写誘導を制御する新規のエンハンサー配列であるGASE (Golgi apparatus stress element)を同定し、GASEに結合する転写因子MLX及びTFE3を同定した。MLXを過剰発現すると小胞輸送因子遺伝子の発現が抑制され、TFE3を過剰発現すると小胞輸送因子遺伝子の発現が誘導されることも見いだしている。本年度の解析によって、TFE3の発現を抑制すると小胞輸送因子遺伝子の転写誘導が阻害されることを見いだした。また、平常時にはTFE3はリン酸化されて細胞質に係留されているが、小胞輸送能力が枯渇するとTFE3は脱リン酸化されて核に移行し、小胞輸送因子遺伝子の転写を誘導することがわかった。以上の結果から、TFE3が需要に応じた小胞輸送因子の発現制御機構の主要な制御因子であると結論した。細胞内の小胞輸送に関しては、これまで関与する因子群の同定やその機能の解析は行われてきたが、小胞輸送の量的な制御についてはほとんど解析が行われてこなかった。本研究課題では、細胞の需要に応じて小胞輸送因子の量を厳密に調節する分子メカニズムをヒト細胞や酵母細胞を用いて明らかにし、細胞内ロジスティクスの研究に新機軸を導入することを目指している。本年度は、小胞輸送能力を人工的に阻害した時に転写が誘導される小胞輸送因子の遺伝子のプロモーターを解析したところ、ゴルジ体以降の小胞輸送に関与するWIPI49のプロモーター領域にゴルジ体ストレス応答依存的な転写誘導を制御する転写制御配列GASE様配列が存在し、実際転写誘導を制御していることを見いだした。他の小胞輸送因子のプロモーター上にもGASE様配列が存在することから、小胞輸送因子遺伝子の転写制御は、大部分ゴルジ体ストレス応答によって制御されている可能性が示唆された。次年度は、この可能性を追求し、ゴルジ体ストレス応答による転写制御機構について解析を進めるとともに、GASE様配列が存在しない小胞輸送因子遺伝子(STX3Aなど)の転写制御機構についても解析を進める計画である。これら一連の研究は細胞内小胞輸送の動的な側面を解明するという細胞生物学の根幹に関わる問題の解決に直結するとともに、細胞内ロジスティクスが関与する様々な疾患の病態解明に貢献することを期待している。
スマートデバイスを用いたマイクロサージャリートレーニングシステムの開発

0.52.0mmの血管や神経を確実に吻合するマイクロサージャリーは高難度で専門性の高い技術であるにも関わらず、マイクロサージャリーを行う医師が育つ環境が非常に限られているのが現状である。医工連携とICTの活用によって、スマートデバイス及び安価かつ容易で導入可能な既存の装置や技術を、新たに開発するソフトウェアで統合し、アプリケーション化することで、「安価に誰もが普遍的なデバイスを用いてマイクロサージャリーという特殊な技術を敷居低く学べるトレーニングシステムを開発すること」を目的とする。このシステムが開発されれば、本邦から海外に広く発信できる技術開発など、幅広い分野に波及することが期待できる。
アサガオにパステル調の色合いを付与する花色変異の同定と多彩な花色発現機構の解明

アサガオ(Ipomoea nil)花弁に蓄積するアントシアニン色素は、複数のカフェ酸やグルコースが付加した複雑な側鎖構造を持ち、グルコース付加の欠損に起因する花色変異体、dusky及びduskishについて変異の同定を行ってきた。本研究では、カフェ酸付加の欠損に起因してパステル調の花色を示すdingy変異体について、変異の同定を試みた。アサガオで発現する31種類のアシル基転移酵素遺伝子の中から花弁で特異的に発現し、他の花色関連酵素遺伝子と同様な転写制御を受けている遺伝子を絞り込んだ後、dingy変異体はこのアシル基転移酵素遺伝子中にトランスポゾンが挿入した欠損変異であることを明らかにした。アサガオの花弁に蓄積するアントシアニン色素は、カフェ酸やグルコースが複数付加した複雑な側鎖構造を持つ。この側鎖構造はアサガオの花色発現に密接に関わっていると考えられているが、側鎖形成に関わる修飾遺伝子について不明な点が多い。そこで25年度は、アントシアニン側鎖にカフェ酸を付加するアシル基転移酵素をコードする遺伝子の候補について検索を行った。アサガオの花や葉、子葉で発現している遺伝子の中から31種類のアシル基転移酵素遺伝子を単離し塩基配列の同定を行った。続いて、個々の塩基配列情報を元にして、アサガオ花弁で、アントシアニン合成酵素遺伝子群と同様の発現制御を受けているアシル基転移酵素遺伝子の探索を行った。その結果、アシルグルコースをアシル基供与基質とするSCPLタイプに分類されるアシル基転移酵素遺伝子の一つが、MYB及びWDR転写制御遺伝子によって発現が制御されていることを明らかにした。このことは、今回単離したアシル基転移酵素遺伝子の候補が、アサガオアントシアニン色素の複雑な側鎖合成に関わっていることを示唆する。この側鎖構造はアサガオの花色発現と密接な関わりをもつと考えられているが、側鎖形成に関わる修飾遺伝子については、不明な点が多い。本研究初年度の平成25年は、アサガオの花や葉、子葉で発現している遺伝子の中からカフェ酸付加への関与が予想されるアシル基転移酵素遺伝子群について31種類のcDNAを単離し塩基配列の同定を行った。さらに、31種類のアシル基転移酵素遺伝子群の中から、アサガオ花色遺伝子の発現を調節するMYB及びWDR転写制御因子によって制御されている遺伝子を見つけ出した。平成26年度は、転写制御因子によって制御されるアシル基転移酵素遺伝子の植物体における発現様式をRT-PCR法を用いて調査したところ、花弁に特異的な発現が確認された。平成25年度の結果と合わせ、アサガオ花弁に蓄積するアントシアニンの側鎖修飾に関与することを示唆する結果であると結論付けた。そこで、ゲノム配列を取得し、cDNA配列との比較を行った結果、14のエクソンからなるゲノム構造を明らかにした。現在、アサガオ花弁にパステル調の花色を付与するdingy変異との関連を明らかにするため、dingy変異体のゲノム配列の解析を進めている。dingy変異体では、このアシル基転移酵素遺伝子ゲノム配列中になんらかの挿入が存在することを示唆する結果を得た。併せて、dingy変異の表現型と遺伝子型の同時分離を検証するため、dingy変異体と野生型とのF2個体を栽培しDNAの抽出を行った。アサガオの花弁に蓄積するアントシアニン色素は、カフェ酸やグルコースが複数付加した複雑な側鎖構造を持ち花弁の青色化に重要な働きを持つ。アサガオ花色変異体の色素解析の結果から、不完全な側鎖構造を持ったアントシアニン色素の蓄積と変異体の花色との関連が示されている。アサガオ花色変異体の内、パステル調の花を咲かせるdingy変異体は、カフェ酸の付加が欠落した不完全なアントシアニン色素を蓄積している。このdingy変異体では、アントシアニンにカフェ酸を付加するアシル基転移酵素をコードする遺伝子に何らかの変異が生じていると仮定し研究を行った。本研究初年度の平成25年度は、アサガオで発現する31種類のアシル基転移酵素遺伝子のcDNAを単離後、アサガオ花色遺伝子の発現を調節するMYB及びWDR転写制御因子によって遺伝子発現が制御されるアシル基転移酵素遺伝子を特定した。続く平成26年度には、この候補遺伝子の花弁特異的な発現様式とゲノム構造を明らかにした。研究の最終年度となる平成27年度は、dingy変異を明らかにするため、複数のdingy変異体からゲノムDNAを抽出し、Dingy遺伝子の候補となるこのアシル基転移酵素遺伝子のゲノム構造の比較を行った。その結果、dingy変異体にはTpn15、Tpn16と名付けたDNA型のトランスポゾンが挿入した2つの遺伝子座が存在していることを明らかにした。Tpn15はエキソン中、Tpn16はイントロン中に挿入しており、いずれも機能欠損型の突然変異であることが予想された。dingy変異体と野生型とのF2個体の解析からdingy変異の表現型と遺伝子型の同時分離が確認されたことから、本研究で単離、解析を行ったアシル基転移酵素遺伝子はアサガオの花色発現に重要な働きをする新規な花色遺伝子であることが示された。

本研究では、カフェ酸付加の欠損に起因してパステル調の花色を示すdingy変異体について、変異の同定を試みた。アサガオで発現する31種類のアシル基転移酵素遺伝子の中から花弁で特異的に発現し、他の花色関連酵素遺伝子と同様な転写制御を受けている遺伝子を絞り込んだ後、dingy変異体はこのアシル基転移酵素遺伝子中にトランスポゾンが挿入した欠損変異であることを明らかにした。アサガオにパステル調の花色を付与するdingy変異体の解析から、この変異の原因遺伝子であると推定するアシル基転移酵素遺伝子のゲノム中に、なんらかの挿入変異が存在することを示唆する結果を得た。花卉園芸植物における花色発現機の研究アサガオにパステル調の花色を付与するdingy変異とアシル基転移酵素遺伝子との関連を示唆する結果が得られたことから、最終年度となる平成27年には、dingy変異の同定に至るよう研究を進める。また、アシル基転移酵素遺伝子の分子遺伝学及び生化学的な解析を通して、アサガオや他の花卉園芸植物の花色多様性の一端を明らかする。平成25年度の目標にしていた、アサガオにパステル調の色調を付与するdingy変異の原因になると考えられる修飾酵素遺伝子の候補をアサガオのESTライブラリーより選び出す事が出来た。平成26年4月より名城大学へ赴任したため新しい研究環境の中で、計画の遂行に遅れが出たため。アサガオの花色変異体の内、パステル調の花を咲かせるdingy変異体は側鎖構造が不完全なアントシアニン色素を花弁に蓄積している。平成26年度は、アントシアニン色素の側鎖形成への関与が示唆されたアシル基転移酵素遺伝子について、dingy変異との関連を明らかにする。平成27年度は、本研究の最終年度となる。所属の移動のために若干の遅れが出ていた研究を纏められるよう、研究のスピードを上げていきたい。香川大学における研究員の任期が25年度で終了し、26年度から名城大学へ移動するのに伴って、研究計画の一部を名城大学へ移行したため。名城大学における研究の再開に伴い、研究の遂行に必要な機器及び消耗品と試薬の購入に充てる。
ロボットアーム用のスマート油圧駆動機構

介護ロボットやレスキューロボットなどには、状況により高速に動く動作(高速駆動)と大きな力を出す動作(高圧駆動)が求められるが、その両立は困難である。本研究では、そのような人間共存型ロボットアーム用のスマートな油圧駆動機構を提案し実証する。アイデアとしては、制御性の良い油圧源として、モータとボールネジで駆動される油圧シリンダを持ち、そのピストンの両側間の油の移動を弁で切替えることで、送り出す油の流量と圧力を2段階に変えて大きく変速させる。さらに、低損失の油圧源を目指してこのシリンダロッドを回転させながら直動させることや、人との接触を考慮して、油圧回路に可変な柔軟性を付加することを考える。
電流誘起磁性の機構解明および強相関効果による巨大化

本研究は最近発見された電流誘起磁性(電流を流すことで物質が磁性を帯びるという特異な性質)の機構を解明するとともに、強相関効果(電子間の強い相互作用による効果)による電流誘起磁性の巨大化を目指す。電流誘起磁性の発現機構は、単体半導体Teを用いて電気伝導を担うキャリアの性質を様々に変えたときの電流誘起磁性を観測し考察することで明らかにする。強相関効果による電流誘起磁性の巨大化は、カイラル磁性体という特殊な磁性体などを用いたときの電流誘起磁性を観測することで検証する。
混合ベシクル系による水の光分解システムの構築

本研究は、ベシクル(球状脂質二分子膜)を反応場とする従来に例のない水の光分解反応系を構築することを目的として、水の酸化機能をもつ触媒と、還元機能をもつ触媒をそれぞれ内包させたベシクルの混合系を検討するものである。水の酸化機能をもつ分子触媒は種類も限られており、また当研究室ではすでに、ベシクル疎水場に取り込ませた長鎖アルキル基をもつルテニウム錯体を触媒として、外水相に配置した別のルテニウム錯体を増感剤とする光酸素発生系の構築に成功している。このため、本研究の遂行にはこの系と協働的に機能する光水素発生系の創出が必須と考え、光水素発生系の開発を中心的な課題とした。今年度は特に、イリジウム錯体を増感剤として用いる可能性について検討を行った。具体的には、可視光吸収能に優れたクマリン6を主配位子とし、励起状態の長寿命化を目的としてピレン部位を連結させた新規増感剤の合成とその光水素発生系への適用、および増感剤-触媒間の電子移動効率の向上を期待してそれらを連結した二核錯体の合成とその光触媒機能を調査した。ピレン部位を連結したイリジウム錯体については、ピレンを一つ及び二つ置換した錯体の合成に成功し、極性溶媒中でも数十マイクロ秒の長い寿命成分をもつことが確認された。コバルト錯体を触媒とする光水素発生反応の増感剤として機能することも判明し、ベシクルにも取り込まれることが確認された。一方、増感剤と触媒を連結させたイリジウム-コバルト二核錯体についてもその合成に成功し、BIHを犠牲試薬とする光水素発生反応の光触媒として機能することが確認された。これらの光水素発生系の発展にもかかわらず、本研究の最終目的である水の光分解反応系を創出するには至らなかった。これは光水素発生系と光酸素発生系の連結に問題があるものと推察されるため、今後は電子伝達体を用いて二つの系を連結する反応系を検討する計画である。本研究は、触媒を含む混合ベシクル(球状の脂質二分子膜)を用いて、分子システムによる水の光分解反応系を構築することを目的とするものである。申請者がすでに開発した酸素発生機能をもつベシクル反応系と連結することを想定して、まず、触媒をベシクル疎水場に取り込ませ、増感剤を外部水相に配置した光水素発生系の創製に取り組んだ。水の還元機能をもつ触媒として従来は白金錯体を用いていたが、安価で、様々な分子修飾が可能なコバルト錯体であるコバルオキシム誘導体に注目した。アスコルビン酸を電子供与体に用いて、種々の置換基をもつコバルオキシム誘導体を触媒とし、種々の置換基をもつルテニウム錯体[Ru(bpy)3]2+を増感剤とする光水素発生反応を行い、高い水素発生効率を与える反応条件を検討した。その結果、アルキル基が置換した触媒と、電子求引性置換基をもつ増感剤の組み合わせが良好な結果を与えることが判明した。これをベシクル系に展開するために、長鎖アルキル基であるヘプタデシル基をもつコバルオキシム誘導体と、メトキシカルボニル基が置換した水溶性ルテニウム錯体を新たに合成した。アスコルビン酸を含むTris-HCl緩衝液(pH 7.5)を溶媒として、これらの金属錯体を含むDPPCベシクル溶液を調製し、光照射(> 390 nm、3時間)を行ったところ、185 μLの水素が発生した。水素発生触媒の回転数は116を記録し、これまでに当研究室で検討したベシクルを反応場とする光水素発生系のうちで、最良の水素発生効率をもつ反応系の構築に成功した。さらに、増感剤の発光のアスコルビン酸、および触媒による消光実験を行い、光水素発生反応の機構について考察を行った。本年度の研究により、水素発生機能をもつ触媒をベシクル疎水場に取り込ませ、外部水相に増感剤と電子供与体を配置したベシクルを反応場とする光水素発生系の構築に初めて成功した。また、その反応系の水素発生効率、および光反応条件における耐久性も比較的良好であった。平成28年度の実施計画は、ベシクルを反応場とする光水素発生系の改良であったことから、研究はおおむね順調に進行していると評価できる。但し、増感剤の発光の消光実験の結果から、本系における光水素発生反応は電子供与体による還元的消光によって進行していることが示唆されたことから、酸素発生側と連結する際にやや困難が生じることが懸念される。本研究は、これまでに例のない分子システムによる水の光分解反応系を構築することを最終的な目的として、水の酸化および還元機能をもつ触媒をそれぞれ内包させたベシクル(球状の脂質二分子膜)を混合することにより、それらを協同的に発現させることを検討するものである。前年度に引き続き、既存の酸素発生機能をもつベシクル反応系との連結を想定して、ベシクルを反応場とする光水素発生系の最適化に取り組んだ。当研究室では、水の還元機能をもつ触媒として白金錯体やコバルト錯体を用いてきたが、ベシクルへの取り込みや触媒活性に問題があった。このため、新たにニッケルビス(ジホスフィン)錯体NiPに注目し、ベシクルを反応場とする光水素発生系への適用性を検討した。

酢酸緩衝液(pH 4.5)中でリン脂質DPPCを構成分子とするベシクルに、増感剤として当研究室で開発した可視光吸収能に優れたクマリン6を配位子とするイリジウム錯体を取り込ませ、外水相にNiPと電子供与体となるアスコルビン酸ナトリウムを添加して可視光(> 440 nm)を照射すると、水素の発生が確認された。水素発生量に及ぼすNiP濃度の効果を検討したところ、0.05 mMのときに発生量は最大となり、3時間の照射によって水素発生触媒の回転数は145を記録した。この光水素発生系は、従来のルテニウム錯体を増感剤とする反応系と比較して触媒回転数が高いだけでなく、かなり耐久性に優れている点が特徴である。さらに、増感剤の発光の消光実験を行い、NiPを触媒とする光水素発生の反応機構を考察した。これまでの研究により、ベシクルを反応場とする光水素発生系の構築に大きな進展があった。従来の白金錯体やコバルト錯体だけでなく、ニッケル錯体も水素発生触媒として利用できることは、目的とする水の光分解反応系の構築のために有用な結果である。本研究においてまず解決すべき主要な課題は、ベシクルを反応場とする光水素発生系の高効率化であったことを考慮すると、研究はおおむね順調に進展していると評価できる。但し、NiPは水溶性でありベシクル疎水場に取り込ませることはできないため、この触媒を水の反応系の構築に利用するためには、NiPを内水相に封入させるか、あるいはNiPに疎水性置換基を導入するなどの工夫が必要になる。本研究は、ベシクル(球状脂質二分子膜)を反応場とする従来に例のない水の光分解反応系を構築することを目的として、水の酸化機能をもつ触媒と、還元機能をもつ触媒をそれぞれ内包させたベシクルの混合系を検討するものである。水の酸化機能をもつ分子触媒は種類も限られており、また当研究室ではすでに、ベシクル疎水場に取り込ませた長鎖アルキル基をもつルテニウム錯体を触媒として、外水相に配置した別のルテニウム錯体を増感剤とする光酸素発生系の構築に成功している。このため、本研究の遂行にはこの系と協働的に機能する光水素発生系の創出が必須と考え、光水素発生系の開発を中心的な課題とした。今年度は特に、イリジウム錯体を増感剤として用いる可能性について検討を行った。具体的には、可視光吸収能に優れたクマリン6を主配位子とし、励起状態の長寿命化を目的としてピレン部位を連結させた新規増感剤の合成とその光水素発生系への適用、および増感剤-触媒間の電子移動効率の向上を期待してそれらを連結した二核錯体の合成とその光触媒機能を調査した。ピレン部位を連結したイリジウム錯体については、ピレンを一つ及び二つ置換した錯体の合成に成功し、極性溶媒中でも数十マイクロ秒の長い寿命成分をもつことが確認された。コバルト錯体を触媒とする光水素発生反応の増感剤として機能することも判明し、ベシクルにも取り込まれることが確認された。一方、増感剤と触媒を連結させたイリジウム-コバルト二核錯体についてもその合成に成功し、BIHを犠牲試薬とする光水素発生反応の光触媒として機能することが確認された。これらの光水素発生系の発展にもかかわらず、本研究の最終目的である水の光分解反応系を創出するには至らなかった。これは光水素発生系と光酸素発生系の連結に問題があるものと推察されるため、今後は電子伝達体を用いて二つの系を連結する反応系を検討する計画である。前年度の研究の結果、アスコルビン酸を電子供与体に用いて、コバルオキシム誘導体を触媒とし、ルテニウム錯体[Ru(bpy)3]2+誘導体を増感剤とする光水素発生系では、アルキル基をもつ触媒と電子求引基が置換した増感剤の組み合わせが良好な水素発生効率を与えることが示された。今後は、酸素発生側との連結を念頭において、引き続き光水素発生系の検討を進める。
スルフォンアミド系眼圧降下薬と炭酸脱水酵素との複合体の構造

眼圧降下薬として用いられているスルフォンアミド系炭酸脱水酵素阻害薬(アセタゾラミド)とヒト炭酸脱水酵素II(以下、酵素と略す)との複合体の構造についての知見を得るために、^<13>C、^<15>Nで標識した阻害剤と酵素とを作製し、多次元多核核磁気共鳴の測定を行った。アセタミド残基の炭素と窒素を標識したアセタゾラミドは通常の方法で合成した。ヒト炭酸脱水酵素の標識は、先ず、ヒスチジン、グリシン要求性の宿主菌を作製し、これにセントルイス大学より供与されたcDNAをトランスダクションし、標識したアミノ酸を含む培地で生育させることによって行った。この酵素の精製は、アフィニティークロマトグラフィーとイオン交換クロマトグラフィーによって行った。以下の結果を得た。(1)CO-filtered^<15>N HSQC法による測定によって、His64のアミドの窒素の^<15>Nに由来するシグナルを同定した。(2)次いで、三次元HNCA法の測定で、His64のCαの炭素に由来するシグナルを同定した。(3)さらに、二次元HCαCβHの測定と(H)Cβ(CγCδ)Hの測定により、His64の側鎖の炭素、窒素のシグナルを同定した。(4)そして、^<13>C edited NOESY法で、酵素とアセタゾラミドとの複合体の各自記共鳴を測定した。その結果、アセタゾラミドのアセタミド残基のメチル基の水素核と酵素のHis64の水素核(C_<(2)>に結合した水素核)との間の核オーバーハウザ-効果を観測できなかった。かわりに、フェニルアラニン残基のものと思われる水素核との間の核オーバーハウザ-効果と考えられるシグナルを観測した。この結果は、「アセタゾラミドはHis64と相互作用しているのであろう」というわれわれの当初の作業仮説を支持しない。以下の結果を得た。本年度、われわれはヒト炭酸脱水酵素2のGly63を^<13>Cで、His64を^<15>Nで標識したものを作成し、アセタゾラミドとの複合体形成におけるHis64の役割を核磁気共鳴で調べることを計画した。現在までのところ、以下のことを達成した。(1)セントルイス大学医学部より、ヒト炭酸脱水酵素2の発現系(発現プラスミドpCAH3を持つ大腸菌BL21(DE3)pLysSPCAH3およびその宿主菌BL21(DE3)PLysSの供与を受けた。(2)この宿主菌BL21(DE3)PLysSの最小培地(M9)での生育条件を検討し、M9培地に、ビタミン類のほかにブリン塩基の前駆体であるイノシンを加えた培地でこの菌の増殖がよいことを明らかにした。(3)ICR191による変異源処理によって、宿主菌BL21(DE3)PLysSのヒスチジン要求性変異株を作成した。さらに、このヒスチジン要求性変異株を、P1ファージトランスダクション法によりグリシン要求性にした。このヒスチジン・グリシン要求株にBL21(DE3)pLysSpCAH3より抽出した発現プラスミドpCAH3を導入し、ビタミンおよびイノシンを添加したM9培地で大量培養を行った。菌体より得た蛋白質をp-アミノメチルベンゼンスルフォンアミドをリガンドとするフアィニティ・クロマトグラフィとCMセルロースによるイオン交換クロマトグラフィで精製した。

アミノ酸分析と質量分析による分子量測定とで、得た蛋白質がヒト炭酸脱水酵素2であることを確認した。(4)その後、さらに精製条件を検討し、セファデクスG-75によるゲル濾過を加えるとSDS電気泳動的に単一の標品を得ることができることが分かった。(5)^<15>N標識アセタゾラミドの微量合成は進行中である。その合成原料である^<15>N標識セミカルバジドの合成条件まで決定した。^<15>N核磁気共鳴の測定は平成5年度にずれ込む見込みである。平成5年度に得た成果は以下のとおりである。(1)安定同位元素(^<15>N)によるアセタゾラミド(acetazolamide;2-acetamido-1,3,4-thiadiazole-5-sulfonamide)の標識。250mgの^<15>N-potassium thiocyanateより出発して32mgの[acetamido-^<15>N]-acetazolamideを得た。質量分析による分子量の測定、質量スペクトルの解析、元素組成の計算、融点測定、高速液体クロマトグラフの保持時間の測定によって、化学構造の確認と^<15>N標識位置の確認をした。(2)新しいスルフォンアミドの合成。われわれの作業仮説によって炭酸脱水酵素IIのHis-64(活性中心の入口にあるヒスチジン残基)と相互作用をしないと考えられるチアジアゾールスルフォンアミド(2-ethyl-1,3,4-thiadiazole-5-sulfonamide)の合成を行った。質量スペクトルと分子量測定とから生成物の確認を行った。しかし、この合成方法では収率が極めて悪いので、次年度にこの方法の改良を試みる。(3)核磁気共鳴の測定。昨年度、調製法と精製法とを確立し、その系で得た^<15>Nと^<13>Cとで標識したヒト炭酸脱水酵素IIと^<15>Nのみで標識したものについて、HSQC法による2次元の核磁気共鳴スペクトルの測定を行った。この測定でHis-64に由来すると考えられる核磁気共鳴シグナルを捕捉したが、断定までには到らなかった。この理由は、現時点でははっきりしない。現在、His-64を遺伝子操作でアラニンに置換した酵素を作成中であり、この変異酵素のシグナルとの比較によって、最終的にHis-64に由来するシグナルの同定を行う予定である。(1)His64に由来するNMRシグナルの同定を二重標識法で行った。昨年度確立した方法によって、ヒト炭酸脱水酵素IIを^<13>Cや^<15>Nで標識した。ヒト炭酸脱水酵素IIは12個のヒスチジン残基を持つ。このうち、眼圧降下剤と相互作用していると予想しているHis64に隣接しているのはGly63で他の11個のヒスチジン残基はグリシンに隣接していない。この点に着目し、[α-^<15>N]Hisと[1-^<13>C]Clyとを用いて酵素を標識した。この酵素について多次元NMR法の1つである^1N-^<15>N HSQCを測定した。その結果、11個のシングレットのシグナルと1個のダブレットのシグナルを観測した。Gly-Hisとつながっているのは、63残基目と64残基目のみであるので、ダブレットのシグナルはHis-64に由来するものと結論し、同定した。(2)ヒスチジン残基の側鎖に由来する^1H、^<13>C-NMRシグナルの観測を行った。ヒスチジンの側鎖を^<13>
胃腸T, NK/T細胞リンパ腫の特徴とヘリコバクターピロリー感染との関係

2009年末に20例の胃原発T細胞リンパ腫のまとめを行った。胃T細胞リンパ腫の特徴は、腸管症関連T細胞リンパ腫(EATL)とは異なる臨床像、細胞形質を有していることが分かった。EBV感染が認められず、東アジア型CagA遺伝子は10例中3例に認めるのみであった。現在、小腸のEATL24例の臨床病理的検討を行い、その臨床病理、遺伝子学的背景を明らかにした。日本のEATLは、欧米に認められるCoeliac病を基礎疾患としたEATLと全く異なる組織型、細胞形質を有することが確認できた。HLAの検討では、欧米例にみられるDQB1*02の異常はなく、CGH法での染色体の検討でも、Coeliac病、欧米EATLにみられる9q33-35の増幅がなく、8q2(c-Myc),Xp,Xqの領域の増幅が高率にみられた。また、EBVの感染が6例(25%)であることを確認した。胃悪性B細胞リンパ腫に関しては、血清でのH.pylori菌の検討は多く行われているが、腫瘍組織においての解析はごくわずかである。まず、MALTリンパ腫、びまん性大細胞性リンパ腫に分けて、その腫瘍組織において、H.pyloriのCagA遺伝子、VacA遺伝子の同定を行い、その陽性率を確かめる。また、H.pylori菌,東アジア型CagAに対する単クロン性抗体(TMDU-mAb,a-EAS Ab)を用い、実際の腫瘍組織においてH.pylori菌の分布、またリン酸化SHP2が腫瘍細胞にどのような状態で出現するかを確認する。この機序に関して、胃がんの陽性例との比較を行い、2疾患でいかに異なるかを確認する。次に、胃及び腸原発T細胞リンパ腫の症例に関して、H.pylori菌がいかに関与するかを同様に行い、上述の機序が腫瘍細胞に働いているかを確認したい。特に腸T細胞リンパ腫の背景には、小腸炎がある可能性が有り、その1つの原因としてH.pylori菌が関与しているか否か確認を試みる。2009年末に20例の胃原発T細胞リンパ腫のまとめを行った(Histopathol 2009,55:641-653)。今回、小腸のEATL24例の臨床病理的検討を行い、その臨床病理、遺伝子学的背景を明らかにした(Histopathol 2011,58:395-407)。また,本群には、典型腸管症様病変が半数に認められることを確認して検討中である。日本人の胃がんにおいては、東アジア型H.pyloriCagA,VacA遺伝子が高率に出現し、その刺激がSrc homology 2 domain-containing tyrosine phosphatase,SHP2)の高発現を引き起こし、上皮細胞を増殖させ腫瘍につながる機序がある。胃悪性B細胞リンパ腫に関しては、MALTリンパ腫、びまん性大細胞性リンパ腫に分けて、その腫瘍組織において、H.pyloriのCagA遺伝子、VacA遺伝子の同定を行い、その陽性率を確かめた。また、H.pylori菌,東アジア型CagAに対する単クロン性抗体(TMDU-mAb,a-EAS Ab)を用い、実際の腫瘍組織においてH.pylori菌の分布、またリン酸化SHP2が腫瘍細胞にどのような状態で出現するかを確認した。この機序に関して、胃がんの陽性例との比較を行い、2疾患で異なるデータを確認した。腸管症様T細胞リンパ腫の背景には、典型腸管症様病変が半数に認められ、その1つの原因として約半数に東アジア型H.pyloriCagA遺伝子が出現し、その刺激がSrc homology 2 domain-containing tyrosine phosphatase,SHP2)の高発現を引き起こしており、そのMAPキナーゼ活性を検討中である。小腸のEATL24例の臨床病理的検討を行い、その臨床病理、遺伝子学的背景を明らかにした(Histopathol 2011,58:395-407)。日本のEATLは、欧米に認められるCoeliac病を基礎疾患としたEATL、I型と全く異なる組織型、細胞形質を有することが確認できた。HLAの検討では、欧米例にみられるDQB1^*02は認めず、CGH法での染色体の検討でも、Coeliac病、欧米EATLにみられる9q33-35の増幅がなく、8q24(c-Myc)の領域の増幅が高率にみられた。その後、他の研究者より同調する疾患(EATL、II型)がアジアに群発するという報告があり、より明確に分布の違いが理解された。

EATLにおけるH.pylori菌の検討では、約半数において東アジア型H.pylori菌CagA遺伝子が認められた。上述のc-Metと同様にp-SHP2の高発現を認めており、高いMAPキナーゼ活性(pMAPK蛋白発現)を引きおこしている可能性が示唆された。また、CagA遺伝子に関しては健常小腸、大腸、小腸、大腸B細胞リンパ腫の多数例を検討に加えたが、EATLにおいてCagA遺伝子が有意に高く、背景として東アジア型H.pylori菌感染が何らかの誘因になっている可能性を見出した。現在、この結果をまとめている。
現代の在日朝鮮人当事者運動の実証的研究―アイデンティティ論の再構成へ―

国内での調査のひとつは、最近就職活動を行った在日青年への就活経験と個人史を詳細に聞き取り、前年までとあわせ計約20事例となった。その経験は多様だが、親世代の社会経済的階層や資源の格差が見られ、特に零細自営業を営み被差別経験の深い親の家庭では、主観的客観的位相の両者で就活において在日性が深い問題となっていた。その特筆すべき背景として、「コミュニケーション力」を問う現在の就職活動が学生に自分語りを求めるため、在日青年は皮肉にも就活という機会にこれまでにない程度で在日としての自己提示という困難な挑戦へ駆り立てられてしまう。このように在日性が主題化される就活経験とそこでの当事者による在日性の再定義を捉えるには、従来「差別」や「民族的アイデンティティ」の規範的な定義によってきた枠組みを再考する必要があり、それはまた現在社会での在日アイデンティティの再考にもつながっている。また、他に民族名を「名乗る」ことをアイデンティティの中核に置き、「名乗れない」ことを在日青年の葛藤として捉えてきた従来的言説から距離をとり、日本名(通称名)を使用しつつ積極的に自らの在日性を再定義する実践を対象に、若者2名に詳細な聞き取りを行い、民間の研究会で発表し、従来の名前論の実践を一概に否定せず、なお具体的な当事者の経験から批判的に問い直すべき点を論じた。次に、韓国で行った調査では、在日との連帯を行う韓国の運動と韓国内のコリアン・ディアスポラの経験に注目し、活動家2名と個人4名に聞き取りを行い、「韓国人」に対する「在日」アイデンティティの差異化の実例を収集、現在考察中である。また、11月に発表、その後加筆した英語論文では1990年代以降の「韓国」(日本にとって有用、消費可能なもの)の許容と・「朝鮮」(不要なもの、他者)の排除という、概念の分裂状況に介入しつつ新たな在日性を再定義する言説実践の歴史的位置とその流用例を論じた。本研究は、日本の民族的マイノリティである在日朝鮮人について、現在の若者世代である3世世代のアイデンティティの特徴と、その当事者運動(社会運動)との関係を明らかにする。これにより、戦後日本にとって重要な民族的「他者」である在日朝鮮人の世代変容と現在世代のアイデンティティの状況を明らかにし、今も残る差別的関係の克服と真の「多文化共生社会」の模索に寄与することを目指している。この作業はまた、従来の本質主義的なアイデンティティの「脱構築」の流れの中、抑圧への抵抗の主体としての「われわれ」という分節の構築がいっそう困難な課題となった、現在の多くのマイノリティ集団も直面している問題の解明でもある。今年度は、第一に、在日朝鮮人3世らの若者たちが集う民族運動の団体への事例調査を進めた。在日朝鮮人の若者たちの民族運動には複数の歴史的系譜が存在するが、本研究では特に3世世代において、韓国の「民主化」を核としていた祖国志向の運動の挫折と変遷以後、日本社会に生きる「在日朝鮮人」としての特徴的なアイデンティティ実践を築いた学生団体、青年団体に注目し、これらの団体の活動に参与し、機関誌等の言説の分析を行った。第二に、これら現在の運動の意義を明らかにする視角のひとつとして、対「差別」の文脈を考察する必要性から、就職活動を行った在日の若者たちのうち、民族団体への参加者と非参加者の双方の事例の収集に着手した。本年度は計12名の就職活動経験者に聞き取り調査を行い、若者たちの日本企業に対するアイデンティティの提示とコミュニケーションの様相の中に、現在世代のアイデンティティの状況、また民族運動経験の影響を考察した。予算の限界から、本年度に当初予定していた韓国での調査は実現できなかったが、就職活動調査の中で留学経験を持つ若者への聞き取り調査を行なったことで、代替的な分析をすることができた。平成22年度の研究活動は、現代日本社会における在日朝鮮人(在日コリアン)の社会運動とアイデンティティの研究において、4つの小テーマに取り組んだ。ひとつは、日本の在日朝鮮人の事例を海外のエスニック・マイノリティ(移民、民族的少数者)の事例と比較し、日本での議論を補完することである。特に米国の韓国系アメリカ人、日系アメリカ人の研究は、個々人のライフヒストリー等の聞き取りを中心としてきた日本の在日研究の弱点と考えられる、社会運動や文化表象によるエスニシティやアイデンティティの再構築についての研究が盛んで、特にエスニック共同体の階層性についての指摘、多様な社会運動が共同体を再構築していく可能性の指摘は在日研究に取りいれる必要がある。ふたつめに、現在世代の在日青年の民族運動における集合的アイデンティティの事例研究をさらに進め、マイノリティの集合的アイデンティティが集団内部の抑圧を隠蔽してしまうというアイデンティティのジレンマの問題に関する本研究の議論をまとめる作業として、「多様性と響きあう集合的アイデンティティ」の実践事例から、社会運動の空間においてはアイデンティティの構築性が柔軟に捉えうることを論じた。みっつめに、在日の若者たちによる対抗文化としての笑いの実践に注目し、在日である自己をめぐる笑いの文化には「多文化共生」言説が排除しがちな被差別者による対抗戦略としての重要性が見られることを分析している。最後に、在日青年たちの就職面接、企業とのコミュニケーションの場面における在日アイデンティティの提示方法に関するインタビュー調査を進め、新たに3名に聞き取りを行った。就職活動時の多様な戦略の存在や、採用後の職場での「差別」的体験の捉え方が明らかになってきている。

その経験は多様だが、親世代の社会経済的階層や資源の格差が見られ、特に零細自営業を営み被差別経験の深い親の家庭では、主観的客観的位相の両者で就活において在日性が深い問題となっていた。その特筆すべき背景として、「コミュニケーション力」を問う現在の就職活動が学生に自分語りを求めるため、在日青年は皮肉にも就活という機会にこれまでにない程度で在日としての自己提示という困難な挑戦へ駆り立てられてしまう。このように在日性が主題化される就活経験とそこでの当事者による在日性の再定義を捉えるには、従来「差別」や「民族的アイデンティティ」の規範的な定義によってきた枠組みを再考する必要があり、それはまた現在社会での在日アイデンティティの再考にもつながっている。また、他に民族名を「名乗る」ことをアイデンティティの中核に置き、「名乗れない」ことを在日青年の葛藤として捉えてきた従来的言説から距離をとり、日本名(通称名)を使用しつつ積極的に自らの在日性を再定義する実践を対象に、若者2名に詳細な聞き取りを行い、民間の研究会で発表し、従来の名前論の実践を一概に否定せず、なお具体的な当事者の経験から批判的に問い直すべき点を論じた。次に、韓国で行った調査では、在日との連帯を行う韓国の運動と韓国内のコリアン・ディアスポラの経験に注目し、活動家2名と個人4名に聞き取りを行い、「韓国人」に対する「在日」アイデンティティの差異化の実例を収集、現在考察中である。また、11月に発表、その後加筆した英語論文では1990年代以降の「韓国」(日本にとって有用、消費可能なもの)の許容と・「朝鮮」(不要なもの、他者)の排除という、概念の分裂状況に介入しつつ新たな在日性を再定義する言説実践の歴史的位置とその流用例を論じた。
レプトンフレーバーを破るミュー粒子崩壊の研究

本年度は実験の早期開始をめざし各検出器要素の準備作業が精力的に行われた。液体キセノン検出器に関しては、主に二種類のガンマビームを用いて大型プロトタイプ検出器の性能評価を行った。産業技術総合研究所TERASにおいて最大40MeVの逆コンプトンガンマ線を用いてコンプトンスペクトルを測定、そのエッジの広がりからエネルギー分解能を、またコリメーターを用いることで位置分解能を評価した。その後PSI・πE1ビームラインにおいて、π+p→π^0+nにおけるπ^0粒子2γ崩壊から180度の角度で放出された二つのガンマ線のうち一方をタグすることで、ほぼ単色のガンマ線を利用して、エネルギーおよび時間分解能を評価することができた。プロトタイプで得られたデータと経験を元に実機の設計が進められた。スペクトロメータ用電磁石は建設が完了し励磁試験が行われた。クエンチテストなどで電磁石の健全性を確認しながら通電電流を上げていき、最終的に通常運転電流より5%高い通電電流380Aでの励磁に成功した。試験終了後電磁石はPSIまで輸送され、現地でも同様の励磁試験が行われ所定の性能を実現していることを確認した。実験で使用されるπE5ビームラインに関しては、引き続きミューオンビームの基本特性の測定が行われた。ビーム中の電子成分の除去、ミューオンビーム強度、ビームスポットサイズ等必要な条件を満たすビームチャンネルが決定された。得られたデータを元にしたビームラインマグネットの設計作業はほぼ終了した。TOFカウンターに関してはz方向カウンターに使用するPMTの磁場中での動作特性などの調査が行われ、使用するPMTが選定された。またφ方向カウンターに使用される予定のAPDのテストも行われ、実機の設計作業が順調に進められた。ドリフトチェンバーは基本的な設計作業が完了、フルプロトタイプの製作が開始された。平成12年度は、実験に用いる各検出器の開発およびその性能評価実験が行われた。液体キセノン検出器に関しては、32本の光電子増倍管を使った小型のプロトタイプ検出器を用いて性能評価を行った。その結果から、最終的な検出器において、52MeVのガンマ線に対し約2%のエネルギー分解能、約数mmの位置分解能、100psec程度の時間分解能が達成可能であることが示された。さらに実際の実験に近いかたちで液体キセノン検出器の性能を詳細に調べるために、大型プロトタイプ検出器の建設が進められている。大型プロトタイプ検出器はほぼ完成しつつあり、電子技術総合研究所にある電子蓄積リング(TERAS)から得られる高エネルギーガンマ線(最高40MeV)を使ってテスト実験を行う予定である。ポジトロンスペクトロメーターについては、ドリフトチェンバーの小型プロタイプを製作し、線源を使ってその性能を評価した。その結果、ワイヤーと垂直方向の位置分解能が100-150ミクロンであることがわかった。この値は既に設計値である300ミクロンを上回っている。またこれとは別に製作した小型プロトタイプを用いて、PSIにおいてビームテストを行った。テストでは、磁場がチェンバーの性能に与える影響などが調べられ、現在データ解析が続けられている。ポジトロンスペクトロメーターに用いる薄肉超伝導電磁石の詳細な設計作業も進んでいる。電磁石に用いる高強度アルミ安定化超伝導線材の開発は終了し、既に必要な強度および臨海電流値を達成している。また、液体キセノン検出器周辺での超伝導電磁石からの漏れ磁場に関して、補償コイルを用いた効果的なシールド方法が考案された。平成13年度は各検出器の開発および性能試験を行った。液体キセノン検出器については前年度建設した検出器の大型プロトタイプを使った性能評価を行った。また検出器実機建設に向けてのクライオスタット設計を行った。薄肉超伝導電磁石の開発については磁場計算シミュレーションプログラムにより磁場分布の最適化を行うとともにテストコイルを製作し励磁試験を行った。液体キセノン検出器大型プロトタイプを使った性能評価においては、宇宙線を使用した検出器の較正、減衰長の測定を長期にわたり実行するとともに、産業技術総合研究所の電子蓄積リング(TERAS)からの40MeVガンマ線ビームを使用した性能評価試験を遂行した。クライオスタット設計についてはプロトタイプで得られた知見をもとに、浸入熱流入量の最小化、液体キセノン保持に要求される断熱性の向上、ガンマ線入射窓の物質量低減化の検討を行い、基礎的な設計作業を終了された。薄肉超伝導電磁石の建設においては、磁場計算シミュレーションプログラムを利用して電磁石コイル形状の詳細設計を行い、ターゲットからの陽電子の軌道を大きく変えることなしに光電子増倍管付近での漏れ磁場を50ガウス以下に軽減する設計を確立した。設計終了後はテストコイルの製作、コイル励磁試験を行い、実験で要求される中心磁場強度1.2テラスでの運動が問題なく達成できることを確認した。コイルの設計と並行して電磁石用クライオスタットの設計を実施し実験現場での設置方法も含めて冷却方法の検討を行った。これらの開発、試験と並行してデータ収集用オンラインバードウェア、ソフトウェアの開発、多チャンネル安定化高電圧電源の開発、マイクロコンバータを使用した汎用スローコントロールシステムの開発も行った。またPSI研究所にて実験が実施されるビームラインのスタディを開始し、ビームラインに要求される基礎的パラメータのデタディを行った。平成14年度は、実験開始に向け各検出器の準備が精力的に進められた。

液体キセノン検出器に関しては、大型プロトタイプを用いてさまざまな角度からその性能評価が行われた。特筆すべきは、液体キセノンの効率的な純化方法を確立したことである。これにより液体キセノン中でのシンチレーション光の吸収を飛躍的に抑制することに成功し、1m以上の吸収長を達成した。これは本検出器の性能を決定する極めて重要なパラメータの一つである。また、京都大学化学研究所の電子蓄積リングKSRにおいて、大型プロトタイプに電子ビーム(60MeV)を照射し、荷電粒子に対する応答特性を調べた。検出器の時間応答特性、吸収長の評価等を中心に解析が進行中である。さらに、本検出器のキャリブレーション方法の一つとして検討されている原子核励起反応により生成される単色ガンマ線に関する予備実験が、筑波大学加速器センター・タンデム加速器を利用して行われた。スペクトロメーター用電磁石の建設は順調に進行した。特に、本電磁石で最も電流密度が大きく電磁力が集中するコイル中心部分が完成し、その励磁テストが行われた。テストでは、通常運転電流の135%に相当する486Aまでのコイル通電電流を試みた。この通電電流により、本実験で予想されるコイル中心部分に作用する電磁力、超伝導線に対する負荷、コイル内応力を再現することができる。クエンチ伝搬特性、コイル歪み特性等、電磁石の基本的な特性が測定され、コイル中心部分に関してその基本設計に関する妥当性が確認された。本実験で使用するPSI・πE5ビームラインにおいて、使用するミューオンビームの基本特性に関する研究が行われた。その結果、ビーム起源の電子成分の除去、ミューオン停止頻度、ターゲットにおけるビームスポットサイズ等において十分な性能が得られることが確認された。また、検出器直前に配置されるビームトランスポートソレノイドの設計作業が開始された。本年度は実験の早期開始をめざし各検出器要素の準備作業が精力的に行われた。液体キセノン検出器に関しては、主に二種類のガンマビームを用いて大型プロトタイプ検出器の性能評価を行った。産業技術総合研究所TERASにおいて最大40MeVの逆コンプトンガンマ線を用いてコンプトンスペクトルを測定、そのエッジの広がりからエネルギー分解能を、またコリメーターを用いることで位置分解能を評価した。その後PSI・πE1ビームラインにおいて、π+p→π^0+nにおけるπ^0粒子2γ崩壊から180度の角度で放出された二つのガンマ線のうち一方をタグすることで、ほぼ単色のガンマ線を利用して、エネルギーおよび時間分解能を評価することができた。プロトタイプで得られたデータと経験を元に実機の設計が進められた。スペクトロメータ用電磁石は建設が完了し励磁試験が行われた。クエンチテストなどで電磁石の健全性を確認しながら通電電流を上げていき、最終的に通常運転電流より5%高い通電電流380Aでの励磁に成功した。試験終了後電磁石はPSIまで輸送され、現地でも同様の励磁試験が行われ所定の性能を実現していることを確認した。実験で使用されるπE5ビームラインに関しては、引き続きミューオンビームの基本特性の測定が行われた。
次世代若手育成のための日中体験型実験化学教室と教材開発に関する研究

本研究では、これまでに国際共同研究を行ってきた中国の若手女性研究者・浙江工業大学XiaoFan准教授と中国・杭州と日本・岡山で体験型出前実験教室を共催することを目的とした。具体的な活動として、2014年9月に中国・杭州市内の長江実験小学校と杭州天長小学校で4年生70名を対象とした実験教室を共催した。また、2014年12月に浙江工業大学Xiao准教授を招聘して、日本・岡山市内でも20名を対象とした実験教室を共催した。中国で訪問した杭州天長小学校は中国国内ベスト100小学校に選ばれており、中国での影響力も大きいと考えている。実験テーマは、吸着剤として有名な高吸水性ポリマーを用いた芳香剤づくりを通じて高分子の構造イメージとイオンの動きについて演示実験を用いて行った。さらに、半透膜の原理を説明する人工イクラづくりやペーパークロマトの原理を用いた水性ペンの色分けも行った。中国で行った実験教室には多くの教育関係者の参観があり、注目を得た。実験を体験することで化学や日本の大学で行っている最新研究が近くに感じられたと多くの感想が寄せられ、小学校のwebsiteでも公開される等、好評を得た。また、いずれの出前実験教室にも修士学生を同行した。中国語と英語を用いたプレゼンテーションや動画を用いた解説や演示実験を準備することで、修士学生も相手に伝わるプレゼンテーションを考えるとてもよいきっかけとなり、修士学生自身の行っている研究発表にも有効であった。さらに、これらの成果報告を日本セラミックス協会の2015年年会にて発表を行った。次世代である修士学生育成や次々世代である日中小学生の化学への興味づけなど有意義な活動であると評価を得た。
炭素材料表面への酸化物被覆と酸化防止機構の解明

本研究では、耐酸化性の金属酸化物皮膜を炭素材料表面へ形成させるために、1)金属アルコレートを用いたゾル・ゲル法により金属酸化物皮膜を形成させる条件を確立すること、2)金属炭化物の酸化機構を解明することを目的とした。1)炭素材料表面への金属酸化物皮膜の形成適当なアルコキシドを選択することによって金属酸化物の皮膜を炭素材料表面に作製することができることを、ZrO_2,SiO_2そしてZrSiO_4について示した。なお、将来の実用化を考慮して操作の最も簡単なディップコーティング法を用いた。その際、アルコキシド溶液の粘度を調節することによって膜厚をコントロールすることができる。また、アルコキシドの加水分解速度をコントロールすることが均質で健全な皮膜を作製するためには必要であった。特に複酸化物であるジルコンZrSiO_4の作製の際には各々のアルコキシドの加水分解速度を一致させることが必須であった。2)金属炭化物の酸化機構の解明金属炭化物として炭化チタンTiCおよび炭化ジルコニウムZrCを選び、その酸化機構を速度論的に検討すると共に、原料炭化物と生成酸化物との境界層に注目した。金属炭化物の酸化反応はいずれも酸素の拡散が律速となって進行すること、そして原料炭化物と生成酸化物の間に境界層が存在することが明かとなった。TiCの場合はその境界層はチタンのオキシカーバイドと低級の酸化物からなっており、ZrCの場合は炭素リッチとなっており、ダイヤモンドの生成が推定された。この境界層はきわめて薄く、その生成は酸化条件に強く依存している。しかし、この境界層と原料炭化物および生成酸化物との間には全くクラックは認められなかった。これらの結果は、金属酸化物皮膜と炭素材料の中間に境界層を設けることが皮膜の健全性を確保するためにも有効であることを示唆している。炭素・黒鉛材料を高温材料として考える際の唯一とも言える欠点が耐酸化性に乏しいことである。現在この耐酸化性を向上させるための一つの方策として材料表面に酸化物皮膜を作ることが試みられている。この方式は、炭素・黒鉛材料が本来持つ電導性と耐熱衡撃性を損なうことなく、耐酸化性を付与できる点で利点があると考えられる。本研究はこれら酸化物皮膜の生成条件を確立するための基礎化学及び工学を明らかにすることを目的として、以下の研究を行った。1)ゾル・ゲル法による酸化物皮膜の形成ー塩化スズのエチレングリコ-ル溶液を等方性高密度黒鉛材及びガラスカ-ボンのプレ-ト表面にディッピング法によってコ-トし、その後加熱処理することによって酸化スズの薄い皮膜を形成させることができた。エチレングリコ-ル溶液の温度を制御することによって、溶液の粘度の制御が生成酸化物皮膜の完全性を支配することが明らかとなった。更に、ジルコニュウム・テトラノルマルブトキシドを原料として、黒鉛材と熱膨張係数がほぼ等しいジルコニア皮膜を作る為の予備的実験を行った。2)金属カ-バイドの酸化ージルコニュウムカ-バイドの酸化によるジルコニアの生成を速度論的に検討した。470°C以下の温度における酸化反応の活性化エネルギ-は138KJ/moleであり、470°C以下では180KJ/moleと増加した。酸化反応はいずれの温度でも拡散律速であり、その速度式はJanderの式で近似できた。生成ジルコニアは非常に微粒であり、高温安定相である立方晶であった。炭素・黒鉛材料はその高い耐熱性及び耐熱行撃性から高温での用途が期待されている。