hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞システムにおける反応ゆらぎの計測とその特性・役割の理解

EGF-Ras-MAPK回路の細胞内情報伝達反応を題材として、蛋白質分子、細胞内分子システム、細胞応答の各階層において反応ゆらぎの実測と、その性質と役割の解明を目的とした研究を行った。分子反応においてはEGF受容体とRAF、分子システムレベルではEGF受容体-Rasの反応回路と、Rasの下流に位置するMAPKカスケード、細胞レベルではEGF, NGFに対する細胞増殖・分化応答のゆらぎを解析した。細胞増殖・分化・細胞死などの細胞運命決定に関与する細胞内情報伝達回路であるEGF-Ras-MAPKシステムの反応を題材として、蛋白質分子反応、細胞内分子システム、細胞応答の各階層において反応ゆらぎとその伝搬・加工を実測して、その性質と役割を明らかにする。細胞が外来性および内在性の反応ゆらぎ(ノイズ)を克服する仕組み、さらには、反応ゆらぎが細胞応答の柔軟性の発現などに積極的に利用されている可能性を探る。(1)分子反応においてはEGF受容体とRas/Raf(MAPKKK)の反応に注目し、これらの情報蛋白質と相互作用相手分子の反応時系列解析を行って、分子レベルでの情報処理機構を探る。(2)分子システムレベルでは、EGF受容体-Rasの反応回路と、Rasの下流に位置するMAPKカスケードにおいて、入出力応答および反応ゆらぎの伝搬を計測する。(3)細胞レベルでは、EGFに対する細胞変形・運動、増殖応答のゆらぎ・分布を細胞内反応と関連づけて解釈することを目指す。本研究は、EGF-Ras-MAPK回路の細胞内情報伝達反応を題材として、蛋白質分子反応、細胞内分子システム、細胞応答の各階層において反応ゆらぎとその伝搬・加工の実測と、その性質と役割の解明を目的とする。分子反応においてはEGF受容体とRasの反応、分子システムレベルでは、EGF受容体-Rasの反応回路と、Rasの下流に位置するMAPKカスケード、細胞レベルでは、EGFに対する細胞変形・運動、増殖応答を研究対象としている。本年度、分子反応計測においては、EGF受容体の点変異体(Y1068F)を用いて、反応頻度が分子構造のゆらぎを通して反応ダイナミクスに影響を与えることを発見した。EGFRとGrb2の認識反応キネティクスは複雑であり、特に結合反応には多数の反応状態が存在し、負の濃度依存性と反応記憶が観察される。EGFRのY1068のリン酸化はGrb2との主要な認識部位であるが、リン酸化阻害変異体YIO68Fにおいては、反応頻度が減少すると共に、多状態性や反応記憶が消失することが分かった。情報伝達分子システムにおいては、Shc,Raf1,ERK2の局在変化を利用して、反応カスケードのゆらぎの伝搬を計測するシステムを開発した。また、細胞の情報応答を計測するため、光学顕微鏡上へ組み立てる細胞の長期培養計測システムの設計と、一部の部品のテストを行った。また、分子反応計測のためのプローブとして、Ras,Raf1,MAPKの蛍光蛋白質融合体と、Raflの点突然変異体2種を作成した。本年度、分子反応計測においては、EGF受容体の分子認識反応に重要な細胞質部位のの構造ゆらぎを実測するための実験系構築を行った。受容体細胞質部位の発現・精製系を構築した。また、1分子から蛍光発光した光子を実時間で捉え、光子密度変化から分子の状態変化を最尤推定することにより、100photon(10100μs)程度の精度で分子ダイナミクスを計測する装置の組み立てを行った。情報伝達分子システムにおいては、Ras,Raf(MAPKKK)および細胞膜の未知のリン酸化酵素3者の複合体によるRaf活性化経路を1分子解析し、反応キネティクスモデルを構築した。また、ERK(MAPK)の活性化反応の再構成と反応シミュレーションを行った。細胞レベルでは、細胞集団中の単一細胞毎にERKの活性化と細胞応答(増殖・分化)の対応関係を明らかにするため、分子プローブの作成と安定発現細胞の作成を行った。

本年度、分子反応計測においては、昨年作成した分子ダイナミクス計測装置とデータ解析法の実証実験を行い、1分子蛍光発光の状態変化をサブミリ秒の時間分解能で検出と、細胞内蛍光蛋白質の1分子検出に成功した。反応記憶が予想されているEGF受容体の分子認識反応に重要な細胞質部位の構造ゆらぎを実測するためのプローブ導入用分子の精製系を樹立した。情報伝達分子システムにおいては、Raf(MAPKKK)の断片や変異体の細胞内1分子反応計測により、Ras,Rafおよび細胞膜の未知のリン酸化酵素3者の複合体によるRaf活性化経路の反応キネティクスモデルの精密化を行った。また、ERK(MAPK)の活性化反応の再構成系を改良し、蛋白質濃度の制御を可能にして過剰応答性の解析を開始した。細胞レベルでは、細胞培養条件とEGF,NGF,H_2O_2依存的な細胞応答(増殖・分化・細胞死)の対応関係を集団計測し、細胞運命決定の確率性と細胞外環境・外来信号による確率変動を計測した。細胞応答と分子反応(ERKの活性化)を同時計測する顕微鏡装置を組み立てた。本研究は、EGF-Ras-MAPK回路の細胞内情報伝達反応を題材として、蛋白質分子反応、細胞内分子システム、細胞応答の各階層において反応ゆらぎとその伝搬・加工の実測と、その性質と役割の解明を目的とした。分子反応においてはEGF受容体とRasの反応、分子システムレベルでは、EGF受容体-Rasの反応回路と、Rasの下流に位置するMAPKカスケード、細胞レベルでは、EGFに対する細胞変形・運動、増殖応答を研究対象とした。本年度、分子反応計測においては、サブミリ秒領域の分子構造ダイナミクスを検出するための新たなデータ解析法(2ch HMM-BV法)を開発し、また、細胞内でRaf分子の構造分布を計測して分子活性化に伴う構造ゆらぎ変化を発見した。情報伝達分子システムにおいては、EGF受容体の会合体形成と分子動態を細胞膜上で精密に1分子計測し、運動と会合状態の状態遷移図を作った。受容体分子が会合体形成と相関した拡散係数の異なる3状態を遷移していることがわかった。さらに、EGF受容体ファミリーのうちErbB3/4がリガンド結合によって2量体化する反応キネティクスを1分子解析した。細胞レベルでは、PC12細胞の自発的運命決定(増殖・分化・細胞死)系を解析し、培養条件による自発性の変動、および、増殖因子EGF,分化因子NGFによる運命決定確率の変動を、実験とモデルで解析した。培養条件の変化により、自発的運命決定の確率が変動するばかりでなく、増殖・分化因子の効果も変動し得ることが明らかになった。
動物リボソームRNAの機能ドメインとそのタンパク質認識・高次構造

今日、翻訳過程におけるリボソームRNA(rRNA)の役割が注目されており、その機能構造の解明が待たれている。通常、rRNAの高次構造はリボソームタンパク質との結合によって調整を受け安定化していると考えられ、各結合タンパク質のRNA結合機構および複合体構造が重要な問題になっている。我々は動物rRNA中でペプチド鎖伸長因子との相互作用およびGTPの水解反応に関わる"GTPaseドメイン"(ラット28S rRNAでは塩基1841-1936部位)に注目し、RNA-タンパク質相互作用および高次構造の解析を行なっている。これまでの研究で、このドメインにリボソームタンパク質L12およびPタンパク質複合体が協調的に結合することを合成オリゴヌクレオチドを用いた新しい結合実験系を用いて証明してきた。本年度は主にRNAの化学修飾により分析を行ない、以下に示すようにGTPaseドメインの二次構造、リボソームタンパク質や伸長因子EF-2との相互作用、およびこのドメインに結合しEF-2結合を阻害する抗28S RNA自己抗体のエピトープ等についての新しい知見を得た。2.1.試薬およびRNA骨格のリン酸基の修飾試薬であるethylnitrosoureaを用いたフットプリント法による解析からリボソームPタンパク質はA-1859周辺のinternal loopに、またL12タンパク質はU-1871バルジ部分を中心としたステムの骨格構造を認識することが明らかになった。3.EF-2はGTPaseドメイン中でG-1878の一か所を保護し、この部位がEF-2の作用部位であることが示された。4.抗28SもG-1878を含むループ部分の塩基を保護し、本抗体のエピトープがEF-2の作用部位と重複することが明らかになった。
静電浮上システムのデジタル制御

静電浮上の研究成果:(1)ディスク状のものを静電浮上させる新しい方式を電圧切替制御の概念に基づいて開発した。この方式はフィードバック制御によって動作し、単一の高圧電源を正負両極性のDC電圧で送り出せるようにした。この方式では従来の方式に比べて非常にシンプルなハードウエハの校正を実現している。4-inchシリコンウエハとガラス板を50umのギャップで浮上することができ、その際の変動幅を1um以下に押さえた。この技術は超高真空中や、クリンルームといった環境での興行的応用が考えられる。特にフレキ板のような多電極のプレートの浮上の実現をより現実的なものとした。(2)ガラス板の静電力による搬送装置を開発した。この装置は静電気によりガラス板を直接駆動し同時に非接触の静電浮上を行う。これら2つの機能を実現するためにフィードバック制御と静電誘導モータの原理を用いた。ステ-タにはガラス板に静電気力を発生させるための電極がついており浮上と搬送それぞれ2つの要素を持つ部分に分けることができる。実験からガラス板は約25、6mm/sの速度で移動し、その際のギャップは0、3mmであった。(3)静電浮上誘導モータ(ESIM)を開発した。ESIMの動作は通常の静電誘導モータのように回転力を発生させることに加えて静電浮上により非接触支持を行うものである。これら2つの機能を達成するためにフィードバック制御と静電モータの原理を用いた。実験は2種の回転子を浮上させて行った。1つは表面を研磨しただけのガラスディスクで、もう1つは研磨したガラス面の片側だけに薄い導電膜(ITO膜)を形成したものである。実験ではディスクは約70rpmで回転し、その際のギャップは0、3mmであった。ESIMはガラス等の非導電性物質を超高真空中や、クリンルームのような環境で回転装置として利用できる。
バルト・スラヴ語における動詞語形成の動的側面

借用語動詞の接辞付加について、ロシア語とラトビア語を例に分析を行った。とりわけ、ロシア語学ではこれまで完了化の接頭辞付加の記述はなされてきたが、不完了化の接尾辞付加はその生産性の低さゆえに、注目されてこなかった。そこで不完了化の接尾辞付加の量的・質的分析を行った。その結果、第一次不完了化よりも、語彙的意味を変える接頭辞が付加されてできた完了体の動詞に対して行われる第二次不完了化の方が生産的に行われることを明らかにした(論文2、発表2)。ラトビア語の借用語動詞の研究では、基動詞と接頭辞動詞の使用件数に注目した研究を行った。大部分の動詞では、接頭辞動詞よりも基動詞の方が使用件数が多いが、その逆のパターンで、基動詞よりも接頭辞動詞の方が使用件数が多い動詞を分析した。その理由には、基動詞が古風であること、文体的に有標であることのほか、接頭辞動詞の接頭辞が語彙化していることや、特定の接頭辞と接尾辞が名詞の語基に同時に付加される接頭辞・接尾辞付加(confixation)であることを明らかにした(発表3)。その他、ロシア語とラトビア語の借用語の合成語の対照研究を行った。両言語ともにこのタイプの語形成は活発に行われていることを示した(論文4,論文5)。近年のインターネット上で見られるロシア語のハイフンの使用を扱った。類義語の動詞をハイフンでつなぐことで、冗長ではあるものの、確実に意味を伝えるための話者の努力であること、本来音声言語に特徴的な言い加えの減少が、書記言語にも現れていることを示した(論文1、発表1)。またロシア語における語形成の言葉遊び的側面の観点から、接頭辞pere-「過」とnedo-「不足」の組み合わせであるperenedo-とnedopere-を持つ派生語の分析を行った(論文3)。研究課題の中心である借用語の接辞付加において、ロシア語学で記述されてこなかった接尾辞付加に着目をした研究がとりわけ進み、ロシア語学の国際的な学術誌に論文が掲載された。また、ハイフンといった約物を使用した語形成という当初予定していなかった研究テーマに取り組むことで、音声言語による書記言語への影響を示唆できた。本研究課題に関連して、ロシアの研究者との共同研究である借用語の名詞の語形成という新しいテーマを始めることができた。引き続き、借用語の動詞の接辞付加の質的・量的分析を行うほか、ハイフン以外の約物を使用した語形成や、動詞の範疇にとどまらず、名詞や形容詞といった別の品詞の借用語の語形成の動的側面を明らかにすることが期待される。本年度は、ラトビア語とロシア語における動詞の語形成の側面について、語形成論、アスペクト論、文体論より考察を行った。まず、ラトビア語における接頭辞動詞と「無接頭辞動詞+接頭辞に対応する副詞」構文における、接頭辞と副詞の対応関係について分析を行った(論文1)。これまでの先行研究で扱われていなかった非空間的意味の抽象的な動詞を取り上げたほか、特定の接頭辞とそれに対応する副詞(とりわけ接頭辞no-と副詞nost)が互いに置換可能であることを明らかにすることができた。ロシア語に関しては、従来の借用語動詞の接辞付加の研究では、その生産性の高さゆえにもっぱら完了化を目的とする接頭辞付加が記述されていたが、本研究では不完了化を目的とする接尾辞付加に焦点を当てた(発表1)。借用語動詞の持つ接尾辞の種類とアクセントの位置により、不完了化接尾辞付加が可能な場合と許容されにくい場合、またその不完了化が無接頭辞動詞の第一次不完了化なのか、語彙的修正が加わった接頭辞動詞の第二次不完了化なのか、それぞれのケースについて量的・質的分析を行った。テキストにおける接辞付加の動的側面については、「過剰」と「不足」を示すロシア語の接頭辞pere-とnedo-がテキストにおいて独立した語として使用される現象について考察を行ったほか(発表2、論文2)、豊富な新聞・ブログ記事のコーパスデータをもとにロシア語の借用語動詞の接頭辞付加の使用に際した書き手のメタ言語的内省を扱った(発表3、論文3)。本年度におけるラトビア語の研究1点、ロシア語における研究3点はどれも、これまでの語形成論、アスペクト論、テキスト言語学でほとんど記述がなされてこなかった諸問題に焦点を当てており、投稿雑誌や国際学会の場で高い評価を得ることができた。本年度はロシア語の語形成論を中心に研究した。ロシア語の借用語動詞の接頭辞付加では、付加率が低い接頭辞vy-と高い接頭辞za-を扱った。接頭辞vy-は動作の継続時間の長さを強調する特殊な構文(基動詞の反復+vy-動詞)で主に用いられる(発表1)。後者は、使用頻度の高い動詞では動詞を完了化し、使用頻度が低い動詞では過度性の意味を付与する(発表2)。どちらの接頭辞も、借用語動詞への接頭辞付加特有の機能を示し、借用語動詞への接頭辞付加は従来の動詞への接頭辞付加との類推により行われるという定説に一石を投じる結果が得られた。語形成の言葉遊び的な側面では、接頭辞pere-とnedo-の記述を行った。

過度性と過小性を持つ接頭辞pere-とnedo-が組み合わさったperenedo-、nedopere-という要素を持った派生語を記述した(発表4)。また、複合語への接頭辞nedo-の挿入という、極めて非標準的な位置への付加の可能性と、そうした派生語がテキストにおいて持つ強力な表現性を明らかにした(発表5、論文2)。接辞以外の語形成法の一つとして、インターネット上で見られる動詞と動詞をつなぐ非標準的なハイフンの使用について記述し、キーボードの使用や話し言葉の影響と考えられる新しいハイフンの使用法を明らかにした(発表3)。ロシア語の他には、ラトビア語の統語的なアスペクト表現について、"動詞nemt「取る」とsedet「座っている」+un接続詞「そして」+動詞"の構文のアスペクト的特徴を明らかにした。(発表6)また時間対格と時間位格について、アスペクトとの相応関係を明らかにした(論文1)。ロシア語の借用語動詞への接辞付加については、従来考えられてきた、元来の動詞への接頭辞付加との類推によって行われるという定説に一石を投じる現象を明らかにでき、今後の借用語動詞への接辞付加の研究に大きな一歩となった。語形成の表現的側面については、正反対の意味を持つ接頭辞pere-とnedo-の組み合わせ(perenedo-とnedopere-)と接頭辞nedo-の複合語中への挿入を例に、これまで全く明らかにされてこなかった新しい接辞付加が持ちうる強力な表現性について記述できた。その他、統語的な語形成手段ともいえる動詞と動詞をむすぶハイフンの使用も、近年の話し言葉から書き言葉への影響や、手書きではなくキーボードによるテキストの作成という新しい観点から分析できた。また語形成的な手段によらないラトビア語のアスペクト表現についての研究も進化させ、今後の個別研究や対照研究に向けた準備となった。借用語動詞の接辞付加について、ロシア語とラトビア語を例に分析を行った。とりわけ、ロシア語学ではこれまで完了化の接頭辞付加の記述はなされてきたが、不完了化の接尾辞付加はその生産性の低さゆえに、注目されてこなかった。そこで不完了化の接尾辞付加の量的・質的分析を行った。その結果、第一次不完了化よりも、語彙的意味を変える接頭辞が付加されてできた完了体の動詞に対して行われる第二次不完了化の方が生産的に行われることを明らかにした(論文2、発表2)。ラトビア語の借用語動詞の研究では、基動詞と接頭辞動詞の使用件数に注目した研究を行った。大部分の動詞では、接頭辞動詞よりも基動詞の方が使用件数が多いが、その逆のパターンで、基動詞よりも接頭辞動詞の方が使用件数が多い動詞を分析した。その理由には、基動詞が古風であること、文体的に有標であることのほか、接頭辞動詞の接頭辞が語彙化していることや、特定の接頭辞と接尾辞が名詞の語基に同時に付加される接頭辞・接尾辞付加(confixation)であることを明らかにした(発表3)。その他、ロシア語とラトビア語の借用語の合成語の対照研究を行った。両言語ともにこのタイプの語形成は活発に行われていることを示した(論文4,論文5)。近年のインターネット上で見られるロシア語のハイフンの使用を扱った。類義語の動詞をハイフンでつなぐことで、冗長ではあるものの、確実に意味を伝えるための話者の努力であること、本来音声言語に特徴的な言い加えの減少が、書記言語にも現れていることを示した(論文1、発表1)。またロシア語における語形成の言葉遊び的側面の観点から、接頭辞pere-「過」とnedo-「不足」の組み合わせであるperenedo-とnedopere-を持つ派生語の分析を行った(論文3)。
大洋中央海嶺に関する国際共同研究

本研究は、文部省科学研究費補助金・国際学術研究(共同研究)により、中央海嶺活動に関する国際的な共同研究計画であるインターリッジ計画(国際海嶺研究計画)の一環として、大洋中央海嶺系の総合的な調査研究に関する国際的な研究協力を行うことを目指すものである。インターリッジ計画では、各国で進められている海嶺研究計画に基づき、2国間、3国間の共同研究を推進するとともに、国際的な共同研究によりはじめて可能となるような海底観測計画の立案作業を進めている。本研究においてはその双方の面において研究を進めた。本年3月の地球惑星科学関連学会合同大会では、インターリッジという表題を掲げた、中央海嶺系の研究に関する共通セッションが初めて設けられ、本研究に関係する多くの報告が行われる。中央海嶺系の研究をなかば諦めていたわが国の研究者も、インターリッジ計画の開始と本研究の実施を契機にして、海洋底生成過程に関する学際的な研究を開始した。このことが本研究の最も大きな成果といえるであろう。観測航海等における共同研究における重要な成果の一つは、インターリッジの下における国際的な研究協力により、東大海洋研究所の研究船白鳳丸のインド洋中央海嶺観測航海が大きな成功を収めたことである。平成5年7月から9月まで72日間のこの航海は、日本の大学研究グループによる初めて本格的中央海嶺観測航海であり、海嶺3重点付近において、地質学、地球物理学、地震学、地球化学、生物学という広範な分野にまたがる観測を行った。観測海域を絞ってこのような多分野にまたがる総合的な中央海嶺観測を行うことは世界でも初めてのことであり、現在解析中のその結果に各国の注目が集まっている。限られた日数の観測航海において最大限の成果を上げるためには、国際的な研究協力が不可欠であり、平成4年度から本研究により観測航海の準備を進めてきた。観測予定海域において地形調査等を進めていた英仏の研究者の招へいや、国際的な研究集会における研究交流等により、これまでに得られた観測データに基づく共同観測計画を作成した。また観測航海には米仏の研究者を招へいし(フランスは経費負担で大学院学生を派遣)共同観測を行った。特に海嶺玄武岩研究の第一人者である米国のラングミュア博士との共同研究による、ロック・コアラーと呼ばれる玄武岩採集機の改良と、海嶺玄武岩の高密度採集の研究は大成功であり、海嶺3重点付近の玄武岩組成の特徴などが明らかになるであろう。本研究のもう一つの大きな成果は、日本で開発された船上3成分磁力計が海外の多くの中央海嶺観測航海において活躍し、中央海嶺の磁化構造解析には不可欠の観測機器であるという評価を確立したことである。本研究によりこの2年間で、東太平洋海膨で米国の5航海(うち1航海は米国が経費負担で招待)、大西洋中央海嶺で米英の2航海に参加し、中央海嶺における海洋底拡大過程に関する重要な情報を得た。フランスの太平洋南極海嶺の観測航海にもこの磁力計と白鳳丸航海用に開発したロック・コアラーを持って参加したが、研究船アタラン号の主機関が故障したため航海が途中で中止されたことは残念であった。インターリッジ計画では、中央海嶺活動について、グローバル、中規模、および時間変動という3つの項目について計画立案を進めており、この作業に日本の研究者が積極的に参加できたことも本研究の重要な成果である。なかでもインターリッジ幹事会のメンバーである玉木は、グローバルな海嶺活動に関する研究実施計画の立案に参画するとともに、中規模海嶺活動の背弧拡大活動に関するワークショップのコンビナ-として研究計画白書の作成を主導した。藤本が参加した中規模海嶺活動のセグメント化に関するワークショップ等では、白鳳丸のインド洋航海の成果高く評価された。これらのワークショップの報告書とそれらを総括したインターリッジの研究計画書が94年4月に出版される。海嶺のフラックスについてはICSUの下のSCOR(海洋研究に関する科学委員会)のワーキンググループが設立され、藤本が委員となる。海嶺活動の時間変動に関するワークショップは平成6年度に開催される予定である。このほか本研究により、関連するワークショップやセミナーに研究者を派遣し、多くの分野における研究交流が図られ、中央海嶺系の国際共同研究に向けた組織化が進んだ。

平成5年7月から9月まで72日間のこの航海は、日本の大学研究グループによる初めて本格的中央海嶺観測航海であり、海嶺3重点付近において、地質学、地球物理学、地震学、地球化学、生物学という広範な分野にまたがる観測を行った。観測海域を絞ってこのような多分野にまたがる総合的な中央海嶺観測を行うことは世界でも初めてのことであり、現在解析中のその結果に各国の注目が集まっている。限られた日数の観測航海において最大限の成果を上げるためには、国際的な研究協力が不可欠であり、平成4年度から本研究により観測航海の準備を進めてきた。観測予定海域において地形調査等を進めていた英仏の研究者の招へいや、国際的な研究集会における研究交流等により、これまでに得られた観測データに基づく共同観測計画を作成した。また観測航海には米仏の研究者を招へいし(フランスは経費負担で大学院学生を派遣)共同観測を行った。特に海嶺玄武岩研究の第一人者である米国のラングミュア博士との共同研究による、ロック・コアラーと呼ばれる玄武岩採集機の改良と、海嶺玄武岩の高密度採集の研究は大成功であり、海嶺3重点付近の玄武岩組成の特徴などが明らかになるであろう。本研究のもう一つの大きな成果は、日本で開発された船上3成分磁力計が海外の多くの中央海嶺観測航海において活躍し、中央海嶺の磁化構造解析には不可欠の観測機器であるという評価を確立したことである。本研究によりこの2年間で、東太平洋海膨で米国の5航海(うち1航海は米国が経費負担で招待)、大西洋中央海嶺で米英の2航海に参加し、中央海嶺における海洋底拡大過程に関する重要な情報を得た。フランスの太平洋南極海嶺の観測航海にもこの磁力計と白鳳丸航海用に開発したロック・コアラーを持って参加したが、研究船アタラン号の主機関が故障したため航海が途中で中止されたことは残念であった。インターリッジ計画では、中央海嶺活動について、グローバル、中規模、および時間変動という3つの項目について計画立案を進めており、この作業に日本の研究者が積極的に参加できたことも本研究の重要な成果である。なかでもインターリッジ幹事会のメンバーである玉木は、グローバルな海嶺活動に関する研究実施計画の立案に参画するとともに、中規模海嶺活動の背弧拡大活動に関するワークショップのコンビナ-として研究計画白書の作成を主導した。藤本が参加した中規模海嶺活動のセグメント化に関するワークショップ等では、白鳳丸のインド洋航海の成果高く評価された。これらのワークショップの報告書とそれらを総括したインターリッジの研究計画書が94年4月に出版される。海嶺のフラックスについてはICSUの下のSCOR(海洋研究に関する科学委員会)のワーキンググループが設立され、藤本が委員となる。海嶺活動の時間変動に関するワークショップは平成6年度に開催される予定である。このほか本研究により、関連するワークショップやセミナーに研究者を派遣し、多くの分野における研究交流が図られ、中央海嶺系の国際共同研究に向けた組織化が進んだ。大洋中央海嶺系の調査研究を国際的な共同研究として推進することを目指している国際海嶺研究計画(インターリッジ計画)は、平成4年9月にはICSU/SCORのワーキンググループの設立が承認され、10月から国際的な活動を開始した。
骨腫瘍の骨破壊機序の解明-骨巨細胞腫とサイトカインの役割

骨巨細胞腫細胞を用いてサイトカインの役割を検討した。壊死の無い良好な骨巨細胞腫から蛋白分解酵素を用いて細胞を採取し、半日後に接着を確認後、培養細胞を固定して、得られた全細胞数の中で巨細胞の占める比率を鏡視下に計測した。比率は23、5±0、6%(材料数は14例、5、6%-37、4%の比率である)であった。10%FBS,DMEM培地では約5日間の培養によって巨細胞数は半減した。一代の継代によってほぼ95%の巨細胞が消失した。培養巨細胞中にサイトカインを加えて、培養細胞を固定後に巨細胞数を検索した。コントロールはサイトカインを加えない巨細胞細胞を用いた。サイトカインは培養開始時に添加した。培養開始時、3日後及び7日後に巨細胞数を計測した。A)interleukin-3とinterferon-γ(症例数は3例)培養開始時には、27、4%(症例A)、31、5%(症例B)、16、8%(症例C)であったが、培養3日後には、それぞれ16、7%、11、5%、9、7%となった。培養7日後では3、4%、0%、3、2%となった。コントロールのサイトカインを加えない巨細胞細胞もほぼ同じ傾向を示した。B)interleukin-4とmacrophage colony-stimulating factor(症例数は3例)培養開始時には27、9%(症例A),30、4%(症例B)、18、3%(症例C)(この3例ともに実験Aと同一症例であるが、サンプリングによっては必ずしも同じ数値にならなっかた)であったが、培養3日後には、それぞれ30、4%、32、5%、18、4%となった。培養7日後では、更に増殖がみられ、細胞の胞体の体積の拡大が観察された。7日後の細胞数は30、1%、33%、25、8%となった。コントロールのサイトカインを加えない巨細胞細胞は7日後には殆ど消失した。
視覚障害者誘導用ブロックの方向定位性能に関する定量的評価

視覚障害者誘導用ブロック(TWSI)が視覚障害者の単独歩行を支援するために歩道に敷設されている。注意喚起ブロックは通常、横断歩道の入り口に敷設される。交差点を横断する方向は、靴の底を通しての注意喚起ブロックの点列の方向によって取得することができる。本研究では、国際規格で定められた5つの直径について、点列に方向提示性能を有しているかを視覚障害者による被験者実験で検証した。実験の結果、正方配列の方向に対してのみ方向提示性能を有し、対角の千鳥配列には方向提示性能を有していないことが分かった。注意喚起ブロックは横断歩道入口に正方配列のブロックを敷設することが有効であることが検証できた。本研究は、視覚障害者誘導用ブロック(点字ブロック)の一つである注意喚起ブロック(点状ブロック)の方向定位性能について検証を行うことを目的として実施している。現在、ISO規格には点状ブロックの点列が進行方向(正方配列)とその斜め45度(千鳥配列)の2種類が採用されている。日本のJIS規格は正方配列のみである。視覚障害者にとって足裏で、点列の方向が横断方向や歩行方向を示すことは重要である。そこで本研究では、点列の直径や間隔で方向定位性能の違いがあるかを定量的に計測する実験を行った。1年目の実験では、ISO規格の点状ブロックの寸法規格からJIS規格(12mm)と同じ点状間隔(60mm)のブロックの点状直径の違う5類(12mm,15mm, 18mm, 20mm, 25mm)について、方向定位性能の実験を行った。被験者は全盲者20名(女性9名,男性11名)で実施し、方向が取れないように円形に点状突起を配置し、突起の上に被験者を誘導し,足裏の感覚を頼りに正面(点列の方向)だと思う方向に定位してもらう.そして,正方向(0度)とのずれの角度を計測した.1人につきそれぞれのブロックごとに10回ずつ,計50回実験用ブロックを踏んで方向定位の実験を行った.今回の実験の結果、直径の違い5種類すべてが0度の割合(50%55%)が多く、すべてのブロックに方向定位がとれていることが分かった.0度以外の角度は、5度毎の分解能ですべて約5%の方向定位の結果となった。これは0度以外の方向は方向とどれずにランダムに方向定位したことが推測される。初年度の実験結果からだけでも,点状ブロックは正方配列のみに統一することが望ましいことが判明した.2年目は、さらに突起間隔の違い(2種類)について、同様の実験を予定している。視覚障害者誘導用ブロックのISO規格は、広範囲な点状直径(12mm25mm)と間隔(42mm70mm)が含まれている。すべてについて方向定位性能試験を行うことは単年度では困難であった。しかし、初年度においてJIS規格の点状突起の直径(12mm)を含むISO規格の5種類(12mm,15mm, 18mm, 20mm, 25mm)について、JIS規格の突起間距離60mmで実験を行ったところ、実施した5種類すべてに方向定位性能を有していることが分かった。この実験結果から、現在ISO規格にある点状ブロックの千鳥配列が方向定位性能を有効に発揮しないことが分かった。ISO規格の改正に向けた科学的根拠データとなることが期待できる。この初年度の成果は、AHFE2016国際会議(応用人間工学)に発表予定である。本研究は、視覚障害者誘導用ブロック(点字ブロック)の一つである注意喚起ブロック(点状ブロック)の方向定位性能について検証を行うことを目的とする。特に、ISO規格が指定している点状突起の直径と突起間隔の組み合わせのパターンが方向定位性能を有しているかを定量的に計測する。初年度においては、JIS規格で採用している突起間隔60mmについて、ISO規格の突起直径5種類(12mm, 15mm, 18mm, 20mm, 25mm)の方向定位性能について被験者実験を行った。5種類の直径すべて方向定位性能を有していることが確認できた。2年目の平成28年度においては、ISO規格の5種類の直径に対して,間隔の寸法は直径毎に定められたISOの許容範囲内の最小値,最大値と中央値を選定した。直径5種類、間隔3種類の計15組の組み合わせについて,5組の組み合わせを1試行の実験として,3試行の実験を行った。1試行の実験の1組に対して各10回の実験を行った。1試行の実験では、被験者は5組のパターンをランダムに計50回の実験を行うことになる。被験者数は20名で、延被験者数は60名で行った。その結果、概ねすべての直径に対して最大の突起間隔の場合が、方向定位性能が高いことが分かった。また、突起方向の斜め45度においても点列が存在するが、この方向にはすべてのパターンにおいて方向定位性能がないことが分かった。この研究成果は、ISO規格の千鳥配列が横断歩道口に敷設された場合、横断方向に対して斜め45度の方向にしか方向定位しないことが分かる。ISO規格の改訂に向けた科学的基礎データとして有効な知見を得ることができた。ISO規格の5種類の直径に対して、突起間隔の最小値,最大値と中央値の3種類について、方向定位性能の被験者実験を行うことができた。その研究結果からJIS規格やISO規格の正方配列の点状ブロック(注意喚起ブロック)には、すべてのパターンに方向定位性能を有していることが判明した。

特に突起間隔の最大の値において方向定位性能が高いことを示した。また、各パターンにおいては、正方の点列に対して千鳥の点列(正方に対して45度の方向)が存在するが、この千鳥方向には正方の点列方向との方向定位実験(全盲被験者の足裏による方向定位実験)において、千鳥方向に方向定位性能がないことが判明した。ISO規格の千鳥配列においては、横断方向に対して斜め45度に方向定位を示すことを意味する。この知見から現在のISO規格の点状ブロックの千鳥配列を排除することが望ましいことが示唆される。この研究成果を早急に公表し、ISO規格の見直しの科学的データとして活用されることが望まれている。本研究は、視覚障害者誘導用ブロック(点字ブロック)の一つである注意喚起ブロック(点状ブロック)の方向定位性能について検証を行うことを目的とする。点字ブロックの設計は危険や危険と決定ポイントのための注意を促す。注意喚起ブロックは、横断歩道、プラットホームなどの付近に敷設することができる。日本では2001年にJIS規格が制定された。横断歩道口で使用する場合などを想定して、横断する方向に沿って突起の点列が配列される正方配列を採用している。しかし、2012年に制定されたISO規格では、この注意喚起ブロックの点状突起の配列パターンは、正方配列とその斜め45度の千鳥配列の2パターンが併記された。ISO規格が指定している点状突起の直径と突起間隔の組み合わせのパターンが方向定位性能を有しているかを定量的に計測する。ISO規格の改善に向けた科学的根拠資料の取得を目指す。視覚障害者誘導用ブロック(TWSI)が視覚障害者の単独歩行を支援するために敷設されている。注意喚起ブロックは通常、横断歩道の入り口に敷設されます。交差点の方向は、靴の底を通しての注意喚起ブロックの点列の方向によって取得することができる。しかし、国際標準化機構(ISO)は、注意喚起ブロックの点列の配置のパターンに横断方向に平行な正方配列に加えて横断の方向に対して45度の千鳥配列を許容してしまった。本研究では、国際規格で定められた5つの直径について、点列に対して方向提示性能を有しているかを視覚障害者による被験者実験を行った。実験の結果、正方配列の方向に対してのみ方向提示性能を有し、対角の千鳥配列には方向提示性能を有していないことが分かった。注意喚起ブロックは横断歩道入口に対して正方配列のブロックを敷設することが有効であることが検証できた。視覚障害者誘導用ブロック(TWSI)が視覚障害者の単独歩行を支援するために歩道に敷設されている。注意喚起ブロックは通常、横断歩道の入り口に敷設される。交差点を横断する方向は、靴の底を通しての注意喚起ブロックの点列の方向によって取得することができる。本研究では、国際規格で定められた5つの直径について、点列に方向提示性能を有しているかを視覚障害者による被験者実験で検証した。注意喚起ブロックは横断歩道入口に正方配列のブロックを敷設することが有効であることが検証できた。
Crypt FISH-腺管分離材料を用いたFISH法による染色体異常の解析-

腺管分離法で得られた正常大腸腺管および大腸癌腺管についてcrypt FISHを行い、17番染色体数を観察した。正常及び癌腺管のいずれでも、腺管構築を保ったまま細胞内染色体シグナルの検出が可能であったが、細胞の重積により従来の蛍光顕微鏡下でのシグナル数の計測は困難であった。共焦点レーザー顕微鏡(LSM)を用いたシグナル数の計測は正常腺管では可能であったが、一回の解析で10個程度の細胞しか計測できなかった。正常腺管では腺管内の位置にかかわらず細胞はdisomyであり、heterogeneityは認めなかった。癌腺管ではシグナル数は増加していたが、細胞の重積が強く、シグナル数の計測が可能な領域は限られ、癌腺管内でのheterogeneityは評価できなかった。LSMを用いたシグナル数の計測は実用性に欠けると思われたが、crypt FISHを用いることで癌の形態像と染色体数異常の比較が可能となり、今後はシグナル数の効率的な計測法を確立することが必要と思われた。2.FISH arrayによる大腸癌における17番染色体数的異常の解析大腸癌分離腺管から細胞を単離し、スライドグラス上に6箇所のスポット状に展開した塗沫標本(FISH array)を作製し、FISH法にて17番染色体数的異常の検出を行った。48例中40例(83.3%)に有意な染色体数的異常が認められた。モード値ではtrisomyが26例(54.2%)、tetrasomyが14例(29.2%)であった。同一腫瘍内の染色体数のheterogeneityは30例(62.5%)で観察された。腺管分離材料を用いたFISH arrayの使用により、正常細胞の混入のないFISHシグナル数の計測を効率的に行うことが可能であった。腺管分離法により得られた正常大腸腺管および大腸癌腺管についてcrypt FISHを行い、17番染色体数を観察した。正常腺管では腺管内で染色体数は一定であり、細胞内染色体シグナル数にheterogeneityは認めなかった。癌腺管では染色体数は増加しており、腺管内でheterogeneityが観察された。共焦点レーザー顕微鏡を用いた細胞内染色体シグナル数の計測では、正常腺管においてはシグナル数の計測が可能であったが、計測効率が悪く、一回の解析で10個程度の細胞の計測しか施行できなかった。癌腺管については細胞の重なり合いが極めて強く、計測はごく限られた領域のみに留まった。実用的には共焦点レーザー顕微鏡を用いた細胞内染色体シグナル数の計測は困難であり、改善が必要であった。2.腺管分離材料を用いたFISHによる、大腸癌における17番染色体数的異常の解析分離腺管から細胞を単離し、スライドグラス上に6箇所のスポット状に展開した塗沫標本(FISH array)を作製し、FISH法により大腸癌における17番染色体数的異常の検出を行った。48例の大腸癌検体において、40例(83.3%)に有意な染色体数的異常が認められた。異常はすべて染色体数の増加であり、モード値ではtirsomyが26例(54.2%)、tetrasomyが14例(29.2%)であった。同一腫瘍内の染色体数のheterogeneityは30例(62.5%)において観察された。染色体シグナル数の異常と臨床病理学的因子との間に有意な相関関係は認めなかった。腺管分離材料によるFISH arrayを用いることにより、効率的に正確な染色体数の解析を行うことが可能であった。
生物分類学の実践と連携した自然史情報発信の高度化：鱗翅目昆虫を対象に

平成30年度の活動として、サブテーマ1の分類学的研究およびそれに基づくデータ蓄積については、ひき続き、国内での野外調査や他研究者からの標本提供等によりサンプルを収集し、データベース化の基盤構築に努めた。また一部の種については、DNAバーコード情報を取得し、形態とあわせての検討を行った。サブテーマ2の生物種情報の高度化とその活用については、種名情報の現状把握調査、および必要な機能の抽出、リソースの探索を実施した。昨年の検討事項をもとに、実際にサイエンスミュージアムネットのチョウ類標本について、名寄せによるクリーニングを実施し、その傾向解析に努めた。その結果、和名での表記揺れは少なく、大量データであっても、和名の別名・入力時の誤記チェックのみでほぼ十分なクリーニングが行えることは判明した。ただし、分類学的変更によって種の枠組みが変わってしまった場合は、学名も和名を組み合わせても現在の分類体系に合わせることができないため、標本の確認が必要となる。学名情報とのリンクはこれでは難しいため、名寄せのために必要な種名情報データベースおよびそのツールの構築検討を進めている。種情報データベースについては、海外の主な種情報および種名情報データベースとのコンテンツおよび形式の比較を行い、これらとの連携方法について検討した。日本産種については海外のデータアグリゲータの情報は少ない。種名情報ではLepIndexへのリンクが必要と考えられた。また、既存のDNAバーコード情報との連携リソースとして、GBIFから公開されているチェックリストに基づき、BOLDデータベースにおける日本産鱗翅類のBINデータの網羅的抽出を行い、現状の把握及びギャップの検出に努めた。今後は、これらをまとめ上げることで、初期の目的である種情報データベースの構築を目指す。サブテーマ1については、サンプルの確保が難しい分類群がありやや遅れている。サブテーマ2については、様々な機能の検討や必要なリソースが集まりつつあるが、試行システムの構築がやや遅れている。テーマ1については、DNAバーコード情報の網羅化をおこなうため、サンプルの収集を進める。本課題でのサンプル収集では限界があるため、協力者への依頼も必要となる。これらをもとに、分類学的研究を進めていく。また標本情報についても蓄積も進め、可能な範囲で公開を検討する。テーマ2については、種情報データベースの試行版と、種名の名寄せに関するサブシステムの構築を目指す。その際には、1)一年目に実施した海外の種情報データベースや標準形式調査を参考に標準的な語彙を日本語化した項目設計とする、2)二年目に実施した様々なリソース情報とのリンクする、3)名寄せに関するサブシステムとの連家に配慮する、ことを念頭に置く。また、必要なデータとして、同定に必要な種情報記述・写真類に加え、特定された種名履歴情報、昨年度調査したものを中心とした既存リソースとの連携(特にDNAバーコードプロジェクトにおけるBIN情報との連携)などについて情報を整備する。試行システムを元に、公開されている既存のガ類データベース情報の高度化を検討する。これらのテーマの活動を元に、博物館から発信される情報の高度化についての議論を行い、研究全体を総括する。平成29年度の活動として、サブテーマ1の分類学的研究およびそれに基づくデータ蓄積については、国内で野外調査をおこないサンプルを収集するとともに、申請者の所属組織で収蔵されている標本類の整理・チェックを推進し、今後のデータベース化の基盤を作成した。サブテーマ2の生物種情報の高度化とその活用については、まず、サイエンスミュージアムネットなどの既存データベースからのデータ解析を進めるため、種名の名寄せを実施するためのワークフローの構築に努めた。重要な問題点は、和名および学名の表記揺れ、および分類学的見解の違いによる揺れである。これらの品質向上には、GBIFなどによる生物名称のデータベース化ワークフローであるGlobal Name Architectureの方法である、表記の標準化と、関係性の記述の二段階で名寄せを行う方法が必要と考えられた。名寄せに必要な情報としては、主な図鑑類など、データ作成時に依拠した文献での学名・和名情報も必要で、今後データ整備が必要である。日本のチョウ類については、和名が非常に安定しているため、学名と和名を組み合わせた検証ツールを使うことで、より一層のデータ品質向上が可能と考えられる。また、種情報データベースの対象候補のウェブサイトについて、その形式を検討し、今後のプロトタイプ構築のための情報を収集した。対象候補としている日本の主だった蛾類のウェブサイトは、それぞれフォーマット化はされているものの、意味による構造化や、最新の学名への反映を省力化するようなシステムを持っていない。上記のような名寄せのあり方は、このような種情報を扱うウェブサイトにとっても重要なものであり、実装にあたっては、その汎用性と他のシステムからの利用に留意すべきであると結論づけた。サブテーマ1の野外調査・DNAバーコードライブラリの充実・形態を含めた生物分類学的研究、サブテーマ2の標本情報のクオリティ改善方法の確立・名寄せによるデータ品質改善、それぞれについて進捗があり、概ね順調である。

その結果、和名での表記揺れは少なく、大量データであっても、和名の別名・入力時の誤記チェックのみでほぼ十分なクリーニングが行えることは判明した。ただし、分類学的変更によって種の枠組みが変わってしまった場合は、学名も和名を組み合わせても現在の分類体系に合わせることができないため、標本の確認が必要となる。学名情報とのリンクはこれでは難しいため、名寄せのために必要な種名情報データベースおよびそのツールの構築検討を進めている。種情報データベースについては、海外の主な種情報および種名情報データベースとのコンテンツおよび形式の比較を行い、これらとの連携方法について検討した。日本産種については海外のデータアグリゲータの情報は少ない。種名情報ではLepIndexへのリンクが必要と考えられた。また、既存のDNAバーコード情報との連携リソースとして、GBIFから公開されているチェックリストに基づき、BOLDデータベースにおける日本産鱗翅類のBINデータの網羅的抽出を行い、現状の把握及びギャップの検出に努めた。今後は、これらをまとめ上げることで、初期の目的である種情報データベースの構築を目指す。サブテーマ1については、サンプルの確保が難しい分類群がありやや遅れている。サブテーマ2については、様々な機能の検討や必要なリソースが集まりつつあるが、試行システムの構築がやや遅れている。サブテーマ1については、継続的な生物分類学的研究を、野外調査・標本調査の両面から進めつつ、サブテーマ2で必要な情報の整備に努める。DNAバーコードについては、これまでライブラリ化できていない種の充実に努める。サブテーマ2については、まず、標本データ品質向上に寄与する情報ワークフローの実装をすすめつつ、種情報データベースのパイロット版作成に必要な情報学的側面の充実をすすめ、早ければ30年度中に技術的な問題を総括しつつ実際の実装も検討したい。テーマ1については、DNAバーコード情報の網羅化をおこなうため、サンプルの収集を進める。本課題でのサンプル収集では限界があるため、協力者への依頼も必要となる。これらをもとに、分類学的研究を進めていく。また標本情報についても蓄積も進め、可能な範囲で公開を検討する。テーマ2については、種情報データベースの試行版と、種名の名寄せに関するサブシステムの構築を目指す。その際には、1)一年目に実施した海外の種情報データベースや標準形式調査を参考に標準的な語彙を日本語化した項目設計とする、2)二年目に実施した様々なリソース情報とのリンクする、3)名寄せに関するサブシステムとの連家に配慮する、ことを念頭に置く。また、必要なデータとして、同定に必要な種情報記述
東北地方の洋楽受容と唱歌教育普及過程のデータベース構築と活用

本研究では、明治の洋楽黎明期から昭和初期の東北地方における洋楽受容と関連する唱歌教育普及過程の資料を収集し、デジタルデータ化してデータベースを構築する。その上で、下記の三つの取り組みを通して地域の音楽文化遺産の継承と、地域の音楽素材に着目した研究と実践の充実に資することを目指す。i)明治の洋楽黎明期から昭和初期の東北地方における洋楽受容と唱歌教育普及過程のライブラリの設置ii)上記を活用した研究者及び社会教育・学校教育への資料提供iii)ライブラリの資料を活用した教材開発と大学等における授業実践本研究では、明治の洋楽黎明期から昭和初期の東北地方における洋楽受容と関連する唱歌教育普及過程の資料を収集し、デジタルデータ化してデータベースを構築する。i)明治の洋楽黎明期から昭和初期の東北地方における洋楽受容と唱歌教育普及過程のライブラリの設置ii)上記を活用した研究者及び社会教育・学校教育への資料提供iii)ライブラリの資料を活用した教材開発と大学等における授業実践
含フッ素芳香族系ポリイミド膜のガス収着・透過物性に関する研究

1.本研究では、種々のフッソ含有芳香族系ポリイミドの無定型構造の膜について、その化学構造と気体収着・透過物性との関係を調べ、高性能な気体分離膜素材の開発を目的としたものである。2.3,6ージアミノカルバゾ-ルと6FDAからのポリイミドは優れたCO_2透過性とCH_4およびN_2分離性を示したが、Nーアルキル置換は置換基の局所運動性のため分離性が著しく低下した。3.ジアミノベンジジンと6FDAからのポリイミドを300°Cで熱処理して閉環構造のポリピロロンにすることにより、CO_2透過性を維持したまま、分離性を著しく増加することができた。4.今までに調べた中で、選択透過性および製膜性に優れた6FDAーメタフェニレンジアミンポリイミド非対称膜を作成した。CO_2の比透過速度が5x10^<-5>cm3(STP)/(cm・s・cmHg)そしてCH_4およびN_2に対する分離係数がそれぞれ80及び35の性能が得られた。5.ポリイミドは、酸無水物の電子親和力に依存して、陽電子消滅の長寿命成分(oーPs)を示するものと示さないものがある。酸無水物残基の電子受容性が大きいPMDAおよびBTDAでは、おーPsの生成の抑制およびクエンチング効果が見られた。ポリイミドでのおーPs生成にスパ-モデルが適用できる。6.oーPsから見た自由体積孔の大きさV_hと気体の拡散係数の間に良い相関関係がみられた。これは、oーPsが見ている自由体積孔のサイズが拡散に寄与できる自由体積孔のサイズに近いからと考えられる。陽電子消滅法は高分子膜のミクロ構造の研究に有効であり、今後の研究の進展が期待できる。
二重ビーム照射を用いた照射下材料挙動に及ぼすPKAエネルギースペクトル効果の研究

本年度は9年度に引き続き、陽電子ビーム測定装置製作を進め、これを完了し、この装置を主に用いて研究を行った。陽電子ビーム測定装置は照射(特にイオン照射)によって生成した空孔型欠陥を検出するのに有効な装置である。数ミクロン数十ミクロン程度のイオン飛程は最大30keV程度の低速陽電子ビームと整合性がよく、その利用価値は高い。陽電子線源は185MBqの^<22>Na密封線源で、タングステン箔で減速された後50Vのバイアス電圧をかけたグリッドメッシュで陽電子を引き出し、線源部の外にあるソレノイドの磁場によって集束させ、ビームトランスポートヘ導く。ビームトランスポートは2本の90度曲げ管と2本の直管から成り、いずれも5重に巻いた銅線で陽電子輸送用の磁場を作り出す。チャンバーの直前に加速管を置き、それより上流側は電位的に浮いた状態になっており、この部分が最大+30kVまで昇圧され加速電圧を与える。加速管からベローズ、ゲートバルブを経て試料にたどり着くまでは外部のソレノイドで磁場が与えられ、ビームの集束が保たれる。10年度早々にドップラー拡がりの測定を可能にし、照射したFe-Cu合金の焼鈍実験を行い、イオン照射によって生成した空孔型欠陥の回復挙動と、硬さの回復過程との相関を調べた。この結果では空孔型欠陥の回復段階と硬さの回復段階の温度が一致せず、空孔型欠陥の照射硬化への寄与が大きくないことが示唆された。その焼鈍実験の後、陽電子ビーム測定装置をイオン加速器のビームラインとつなげ、イオンビーム照射下陽電子ビーム測定装置を製作した。この装置はいわば「イオン-陽電子二重ビーム照射実験」を行うための装置であり、イオン照射によって生成した空孔型欠陥を「その場」で陽電子によって検出する装置である。試運転も順調に完了し、今後この装置を用いてユニークな実験が可能になった。本年度は二重ビーム照射された材料特性変化の評価法を検討した。マクロな材料特性変化評価法としては超微小押し込み試験の適用性について実験的に検討し、二重ビーム照射によって生成する欠陥の検出に有効な陽電子ビーム測定装置の製作も並行して進められた。試料として電解鉄を用い、東大原総センター重照射研究設備(HIT)のIMVタンデムと3.75MVバンデグラフで生成する4MeVのニッケルイオンと1MeVのヘリウムイオン(入射角18度)を試料温度300°Cで同時に照射した。ニッケルによるはじき出し損傷量は0.1dpa、appmHe/dpa比は0、5、50の三段階に設定した(いずれも表面から1μmまでの平均値)。同等量のヘリウムのみの注入も行った。超微小押し込み試験には島津製作所製のDUH-201を使用し、室温で照射面に対して垂直にビッカース圧子を押し込み、荷重-押し込み深さ曲線を得た。荷重5gfで通常のマイクロビッカース硬さを測定した場合、ヘリウムの単独照射材では注入量に伴って硬化が増大したが、ニッケル照射材では同時照射ヘリウムの影響は顕著でなかった。押し込み時の荷重Lが変位dの2次式で表されると仮定すると、L/dをdの関数としてプロットすればその傾きから硬さが評価できる。この方法に従って評価すると、ニッケル単独照射材では深さ0.15μm付近で傾きが変化し、その深さ以上では未照射材での傾きに近づいた。このことから、約1μmのニッケルイオン照射層の硬化の評価には、押し込み深さ0.15μm程度までの押し込みが適していると考えられる。陽電子ビーム測定装置の製作は9年度中に完了し、現在試運転中である。注入陽電子エネルギーは30kVで、注入エネルギーを変えることによって空孔型欠陥の深さ分布に関する情報を得ることができる。今後は陽電子ビームのデータと押し込み試験のデータを有効に活用し、PKAエネルギースペクトルの効果について検討を行う。

その焼鈍実験の後、陽電子ビーム測定装置をイオン加速器のビームラインとつなげ、イオンビーム照射下陽電子ビーム測定装置を製作した。この装置はいわば「イオン-陽電子二重ビーム照射実験」を行うための装置であり、イオン照射によって生成した空孔型欠陥を「その場」で陽電子によって検出する装置である。試運転も順調に完了し、今後この装置を用いてユニークな実験が可能になった。