hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞周期進行におけるCK2機能の解析

また、これらのeIF5について細胞内局在の変化を調べた結果、正常eIF5に比べ非リン酸化型変異eIF5は、翻訳開始複合体など細胞内コンポーネントとの会合が不十分であることを、シュクロース密度勾配遠心法、および細胞生物学のFCS法という手法を用いて、明らかにした。以上の結果から、CK2によるeIF5のリン酸化が増殖刺激後の細胞周期進行に必須であることが示唆される。次年度はeIF5のリン酸化を必要条件として翻訳開始される特定のターゲットを同定する。また新規のチェックポイント制御因子を明らかにすることが期待される。CK2(カゼインキナーゼ2)は個体の生存と細胞増殖に必須となる酵素の一つで、触媒サブユニットであるalpha(αまたはα')と制御サブユニットbeta(β)がヘテロ4量体を形成することでholoenzymeとして最大活性を示す。本酵素の生理機能の詳細は明らかでなかったが、申請者のこれまでの研究により、家族性大腸腺腫症(FAP)の原因遺伝子で癌抑制遺伝子でもあるAPC遺伝子産物と細胞周期依存的に相互作用することや、CK2活性自体が癌疾患で欠損する「APCタンパクC端領域」によって抑制されることが明らかになった。これらの成果を踏まえて、本研究では細胞周期進行におけるCK2活性変動を解析した。その結果、CK2は、これまで考えられていたような恒常的に活性化された酵素ではなく、細胞周期にともない新たなholoenzymeを形成させ、活性と局在を変動させる酵素であることが明らかになった。同時に、細胞周期特異的な標的分子として、翻訳開始因子のひとつeIF5(eukaryotic translation initiation factor 5)が細胞周期特異的にCK2と相互作用し、CK2によりリン酸化されることを見出した。さらに、eIF5のリン酸化が、eIF5自体の翻訳開始因子としての機能および細胞周期進行に必須であることがわかった。CK2によるeIF5リン酸化部位のアミノ酸を変異させた変異体を用いた研究で、このeIF5のCK2によるリン酸化が翻訳開始・細胞周期進行・細胞増殖に必須であることを明らかにした。これらの成果から、CK2は細胞周期進行の初期段階でeIF5を介して、厳密にコントロールされた細胞周期進行に関与することが示された。さらに、細胞周期の進行に伴いCK2が核内へ移行することを見出したので、今後、核内CK2新規ターゲット分子を明らかにすることともに、細胞周期特異的なCK2複合体構成分子を同定することにより、CK2が厳密な細胞周期の制御、特に核機能に関与するメカニズムを明らかにしていきたい。
モデルベースト制御のためのシステム同定に関する研究

モデルベースト制御を行うために必要な制御対象の数学モデルを構築する方法の一つであるシステム同定理論の実用化に関する基礎検討を行った。特に,システム同定入力の与え方,入出力データの計測法,確率的雑音と確定的誤差への対処,対象がおかれている環境の変化への対処などに対する理論検討を行った。そして,制御理論の産業応用問題(たとえば,自動車,精密機器,航空・宇宙,ロボット,医用機器など)におけるシステム同定の適用例を通して,検討してきたシステム同定理論の検証を行った。システム同定理論の理論的な研究を中心に行った。具体的には,・ベイズ推定を用いたシステム同定・JIT(Just-In-Time)モデリングを用いた非線形システム同定などに関する研究を行った。また,システム同定理論の産業応用研究として,いくつかの企業との共同研究を通してシステム同定実験を行っている。具体的には,ディーゼルエンジン制御系(自動車メーカ),タイヤ内圧モデル(タイヤメーカ),複写機のトナー補給制御系(精密機器メーカ),ドプラ型超音波診断装置(医用機器メーカ),ロケットの航法システム(宇宙関連メーカ)などでシステム同定,パラメータ推定,状態推定を開始した。システム同定理論に関する著書「システム同定の基礎」(東京電機大学出版局)を出版した。システム同定理論と状態推定理論の研究を中心に行った。具体的には以下の理論検討を行った。(1)ソフト不感損失関数を用いたサポートベクター回帰による非線形システムの同定:パラメータ推定における評価関数を最適に決定するアルゴリズムについて検討した。(2)放射状基底関数を用いたJIT(Just-In-Time)モデリング:従来は直交座標系に基づくデータベースの量子化が提案されていたが,新たに極座標系に基づく放射状基底関数を用いた方法を提案した。(3)MCMC(マルコフ連鎖モンテカルロ)法によるベイズ推定(4)多変数システム同定における同定入力信号の選定法:多変数システム同定を行う場合,多数の入力信号列を生成しなければならないが,M系列信号を用いた新しい入力信号の生成法を提案し,その妥当性を数学的に証明した。また,システム同定理論の産業応用研究として,いくつかの企業などとの共同研究を通してシステム同定の応用検討を行った。具体的には,自動車メーカと共同でエンジン制御系の非線形システム同定問題に(1)と(2)の手法の適用検討を行った。また,医用機器メーカとドプラ型超音波診断装置のための画像データの解析法に(3)の手法を適用し,音響システム系における頭部伝達関数の同定問題に(4)の方法の適用検討を行った。さらに,宇宙関連メーカとロケットの航法システムへのカルマンフィルタの適用,精密機器メーカと複写機のトナー補給制御系のためのモデリング法について検討した。システム同定と状態推定の理論と応用の両面にわたる研究を行った。具体的にはつぎに示すような検討を行った。1.機械学習理論を用いた二つの新しいシステム同定法を開発した。すなわち,カーネル正準相関分析に基づくサポートベクター回帰による非線形システム同定法,とモンテカルロ変分ベイズ法を用いたハイパーパラメータの推定法を新たに提案した。そして,自動車メーカと共同で,エンジン制御系の非線形システム同定問題へのこれらの新しい非線形システム同定法の適用し,実車を模擬した数値シミュレーションによりそれらの有効性を確認した。2.多変数システム同定における同定入力信号の選定に関する検討を行った。そして,音響システムにおける立体音響構成のための頭部伝達関数の多方向同時推定問題にこの方法を適用し,その有効性をNHK技研の防音室で実施した実験により確認した。3.ロケット用低コスト航法装置のためのMEMSセンサ誤差モデルのパラメータ推定を行った。また,宇宙関連メーカと共同で,ロケットの航法システムへの非線形カルマンフィルタの適用も行った。4.局所線形PLSモデルを用いた非線形モデル予測制御系の設計法を提案した。そして,精密機器メーカと共同で,複写機のトナー補給制御系へこの方法を適用し,数値シミュレーション実験を通してその有効性を確認した。5.力覚センサを用いた4ロータヘリコプタQBallのシステム同定実験を計画,実行した。不安定系であるヘリコプタを飛行させることなく,開ループ同定する新しいヘリコプタのためのシステム同定実験法を提案した。
孤発性 ALS 疾患モデルによる病態解明と治療法開発

孤発性ALS患者脊髄運動ニューロンにおいて、神経変性過程の初期より発現が低下しているdynactin 1のホモログであるDNC-1の発現を運動ニューロン特異的にノックダウンした線虫モデルを作成した。その結果、軸索および細胞体の神経変性とともに高度な運動障害を呈した。さらに、変性神経細胞では、オートファゴソームの輸送障害と数の増加がみられた。オートファジーを活性化するラパマイシンと軸索輸送を改善するトリコスタチンを投与したところ、このALS疾患モデルの運動機能と軸索変性が著明に改善した。孤発性ALSは進行性の致死的神経変性疾患であり、現在でも有効な治療法はない。これまで家族性ALSの変異型SOD1を持つモデル動物を用いて治療薬の開発が試みられたが、孤発性ALS患者で有効なものはなく、孤発性ALSの病態を反映するモデルの開発が望まれている。本研究では、孤発性ALSの病態を反映する線虫モデルを作成した。我々は、孤発性ALS患者脊髄前角細胞でdynactin-1の顕著な発現低下を見出しているので、線虫においてコリン作動性ニューロン(運動ニューロン)特異的にdynactin1の線虫相同体であるdnc 1の発現を抑えるベクターを用い、dnc-1ノックダウン線虫を作成した。この線虫モデルは著明な運動機能障害を呈し、運動ニューロンの軸索の変性を認め、電顕上多数の異常な渦巻様構造物が認められた。synaptobrevin1を共発現させたところ、軸索輸送障害が確認された。autophagosomeのマーカーであるLgg1 punctaの発現が著明に亢進しており、飢餓によりautophagyを亢進させると運動機能が改善することから、autophagosomeの輸送障害が神経変性に関与している可能性が示唆された。また、運動ニューロン特異的にdynactin-1の発現を抑制するコンディショナルノックアウトマウスを樹立し解析をスタートした。これにより、線虫とマウスという新たな孤発性ALS疾患モデルの解析が可能となり、今後の孤発性ALSの病態解明、治療法開発に大きな貢献ができるものと考えている。孤発性ALSは進行性の致死的神経変性疾患であり、現在でも有効な治療法は確立されていない。このため、孤発性ALSの病態を反映する新規疾患モデルの開発が望まれている。本研究では、ALS患者の脊髄運動ニューロンにおけるdynactin1遺伝子の発現低下を再現する動物モデルの作成と解析を行っている。このうち線虫モデルについては、昨年度までに、著明な運動機能障害を呈し運動ニューロンでは軸索変性が細胞体変性に先行することを明らかにしてきた。さらに、synaptobrevin1を共発現させたところ、軸索輸送障害が確認され、一方でautophagosomeのマーカーであるLgg1 punctaの発現が著明に亢進していることが明らかとなった。そこで、今年度はautophagosomeの軸索内輸送について検討を行った。その結果、autophagosomeは逆行性、順行性ともに輸送が障害されていることが明らかとなり、これがautophagosomeの集積を引き起こしていると考えられた。そこで、オートファジーを増強させるためにrapamycinを線虫モデルに投与したところ、運動障害の改善を見たが、autophagosomeの軸索輸送には改善が見られなかった。そこで、rapamycinに加えてtrichostatin Aを投与したところ、チュブリンのアセチル化を介して軸索輸送の改善が見られ、運動障害、軸索変性ともにほぼコントロールと変わらないほどに回復した。このようにdynactin1の発現低下に基づくALSの病態が明らかになり、治療的介入に成功した意義は大きい。一方、運動ニューロン特異的dynactin-1コンディショナルノックアウトマウスについては、30週前後よりマウスが振戦を起こし、体重減少、筋萎縮、筋力低下が進行することを明らかにした。これにより、患者でみられるdynactin1の発現低下がALSの神経変性にとってどのような意義を有するかを明らかにする目的で研究を遂行した。ALS患者の変性した運動ニューロンにはオートファゴソームが集積することが近年明らかになってきており、我々もこの現象を確認している。オートファゴソームやいくつかのオルガネラ、蛋白はdynein/dynactin複合体によって軸索上を輸送されるため、dynactin1遺伝子の発現低下に基づく軸索輸送障害がオートファジーの障害を引き起こし、神経変性に至るという仮説に基づき研究を行った。我々が作成した運動ニューロン特異的dynactin1ノックダウン線虫は、著明な運動障害と軸索変性を呈した。そして、この線虫モデルにおいても、変性した運動ニューロンでオートファゴソームの輸送障害と集積が生じていることを明らかにした。

さらに、オートファジーを活性化するラパマイシンと軸索輸送を促進するトリコスタチンの両者を投与することによって、このモデルの運動障害と軸索変性を著明に改善させることを見いだした。これらの結果から、dynactin1の発現低下が運動ニューロン変性を引き起こすことが明らかとなり、オートファゴソームの輸送は運動ニューロン疾患における新規の重要な治療ターゲットになると考えられた。運動ニューロン特異的dynactin1ノックダウン線虫において、ほぼ完全に運動ニューロン変性と運動障害を抑制しうる治療法を開発することに成功した。24年度が最終年度であるため、記入しない。運動ニューロン特異的dynactin-1コンディショナルノックアウトマウスの解析も順調に進捗しており、今後は、線虫モデルで明らかになった病態と治療法をマウスに展開することで孤発性ALSのより一層の病態解明と治療法開発を推進する。
人工血小板の凝集運動に関する研究

人工血小板として実用化が有望視されているrGPIbリポソーム粒子の運動や凝集塊を形成する過程をin vitro実験にて観測し、人工血小板としての機能を評価した。人工血小板は凝集する毎に大きくなるが、その凝集塊の大きさに着目し,流路内分布,運動とともに変化する粒子の大きさを顕微鏡下で観測した。粒子の観測には共焦点レーザ走査型顕微鏡を用いた.流路は,血小板の止血機能が最も重要視される細動脈(径15500mm)のモデルとして,一辺200mmの正方形断面をもつ矩形流路を作製した.リポソーム溶液を流路内腔に灌流し,共焦点レーザ走査型顕微鏡によリz=0におけるxy平面内の粒子画像を240frames/sで取得した.さらに時間間隔0.0833sの画像200枚をコントラスト増幅後に二値化処理し,粒子の重心位置・面積を測定した.粒径は面積により評価したが,流速が大きいほど粒子像が流れ方向に伸びるため矩形管内理論流速から面積を補正した.y座標に対する粒子の度数分布(全画像の積算)を求め,管径方向濃度分布とした.粒径1μm程度の粒子から粒径10μm以上の凝集塊までが混在していることがわかる.そこで濃度分布の内訳を粒径の大小によって分類して評価を試みた。粒径1μmより小さい粒子(A),10μmより大きい粒子(B)の管径方向分布を,Control-liposome,rGP Ibα-liposomeそれぞれについて計測した.どちらのリポソームも大きな凝集塊が管壁付近に偏在するのに対し,小さな粒子は分布のピークが管軸に近いことが言える.従って、大きな粒子が壁付近にも近づく現象は、人工血小板としての機能に見通しを与えるものである。さらに、コラーゲンを被覆した面を流れに露出させると、表面で凝集塊が粘着する様子が観測され、止血効果の一端を確認出来た。
常歩(なみあし)様踏切動作に床面物理特性が与える影響

本研究の目的は「床面の物理特性が日本古来の常歩(なみあし)という特徴的動作における踏切動作特性へ与える影響」を、剣道を例に明らかにすることである.本年度はまず、床面の物理的特性を検証するために一般的な体育館と剣道を専門としておこなっている道場に関する調査をおこなう.その後、大学生剣道選手や、異なった技術を持つ一般剣道愛好家を被検者とし、それぞれ異なった床において、踏切動作中の下肢の筋電図ならびに筋振動測定をおこなった.プロジェクト1 :体育館・剣道場の調査床面の物理的特性を明らかにするために体育館や剣道場の床振動周波数特性を計測する.測定予定の体育館および剣道場は3都県内(群馬県、東京都、神奈川県)の大学やスポーツセンター等の体育館とした.プロジェクト2 :剣道の踏切動作と床の物理的特性との関係床の振動周波数の結果を踏まえ、概ね3つのグループ(振動周波数:高、中、低)に分類した.その後、それぞれの床面(体育館や剣道場)に対しての踏切動作をおこなわせ、その時の下肢の筋動態、及び筋振動を測定する.なお、実験試技は正面打撃(単打撃)、小手面打撃(複数連続打撃)の2種類とし、デジタルビデオカメラを用いて、キネマティックデータを求め、それらを複合させ検討をおこなった.実験設定は3種類の床面おいて、踏切動作中のEMG測定(前脛骨筋、腓腹筋、大腿四頭筋)、踏切動作中の加速度測定(腓腹筋、大腿四頭筋)をおこなった.測定部位は左右の下肢とした.その結果、一般の剣道場のほうが、固い床面の体育館でおこなわれるものよりも筋活動が多い傾向が認められた.このことより体育館で活動をおこなう場合、怪我の予防を十分に考える必要性が示唆された.また、高齢者の場合、動作様式も考える必要も示唆できた.本研究の目的は「床面の物理特性が日本古来の常歩(なみあし)という特徴的動作における踏切動作特性へ与える影響」を、剣道を例に明らかにすることである.本年度はまず、床面の物理的特性を検証するために一般的な体育館と剣道を専門としておこなっている道場に関する調査をおこなう.その後、大学生剣道選手や、異なった技術を持つ一般剣道愛好家を被検者とし、それぞれ異なった床において、踏切動作中の下肢の筋電図ならびに筋振動測定をおこなった.プロジェクト1 :体育館・剣道場の調査床面の物理的特性を明らかにするために体育館や剣道場の床振動周波数特性を計測する.測定予定の体育館および剣道場は3都県内(群馬県、東京都、神奈川県)の大学やスポーツセンター等の体育館とした.プロジェクト2 :剣道の踏切動作と床の物理的特性との関係床の振動周波数の結果を踏まえ、概ね3つのグループ(振動周波数:高、中、低)に分類した.その後、それぞれの床面(体育館や剣道場)に対しての踏切動作をおこなわせ、その時の下肢の筋動態、及び筋振動を測定する.なお、実験試技は正面打撃(単打撃)、小手面打撃(複数連続打撃)の2種類とし、デジタルビデオカメラを用いて、キネマティックデータを求め、それらを複合させ検討をおこなった.実験設定は3種類の床面おいて、踏切動作中のEMG測定(前脛骨筋、腓腹筋、大腿四頭筋)、踏切動作中の加速度測定(腓腹筋、大腿四頭筋)をおこなった.測定部位は左右の下肢とした.その結果、一般の剣道場のほうが、固い床面の体育館でおこなわれるものよりも筋活動が多い傾向が認められた.このことより体育館で活動をおこなう場合、怪我の予防を十分に考える必要性が示唆された.また、高齢者の場合、動作様式も考える必要も示唆できた.本研究の目的は「床面の物理特性が日本古来の常歩(なみあし)という特徴的動作における踏切動作特性へ与える影響」を、剣道を例に明らかにすることである.本年度はまず、床面の物理的特性を検証するために一般的な体育館と剣道を専門としておこなっている道場に関する調査をおこなう.その後、大学生剣道選手や、異なった技術を持つ一般剣道愛好家を被検者とし、それぞれ異なった床において、踏切動作中の下肢の筋電図ならびに筋振動測定をおこなった.プロジェクト1:体育館・剣道場の調査床面の物理的特性を明らかにするために体育館や剣道場の床振動周波数特姓を計測する.測定予定の体育館および剣道場は3都県内(群馬県、東京都、神奈川県)の大学やスポーツセンター等の体育館(10ヶ所)とした.プロジェクト2:剣道の踏切動作と床の物理的特性との関係床の振動周波数の結果を踏まえ、概ね3つのグループ(振動周波数:高、中、低)に分類した.その後、それぞれの床面(体育館や剣道場)に対しての踏切動作をおこなわせ、その時の下肢の筋動態、及び筋振動を測定する.なお、実験試技は正面打撃(単打撃)、小手面打撃(複数連続打撃)の2種類とし、デジタルビデオカメラを用いて、キネマティックデータを求め、それらを複合させ検討をおこなった.実験設定は3種類の床面おいて、踏切動作中のEMG測定(前脛骨筋、腓腹筋、大腿四頭筋)、踏切動作中の加速度測定(腓腹筋、大腿四頭筋)をおこなった.測定部位は左右の下肢とした.これまでの研究では、構えから打突動作に移行する際の体重移動の特徴を明らかにすることができた.

しかし、これらは床面の物理的特性といった外部情報を考慮していない.下肢に発生する傷害の原因や、その予防に対する指導法などを考えた場合、踏切動作中に発揮される力学的情報や、主要な筋の動態を検討することだけではなく、床面の硬さ(振動周波数)との関係を明らかにすることは非常に重要なことであると考えられる.そこで本研究では、床面の物理的特性(振動周波数)が、高齢者の剣道の踏切動作にどのように影響するかをバイオメカニクス的に明らかにすることである.床の振動周波数の結果を踏まえ、概ね3つのグループ(振動周波数:高、中、低)に分類した.その後、それぞれの床面(体育館や剣道場)に対しての踏切動作をおこなわせ、その時の下肢の筋動態、及び筋振動を測定した.なお、実験試技は正面打撃(単打撃)、小手面打撃(複数連続打撃)の2種類とし、デジタルビデオカメラを用いて、キネマティックデータを求め、それらを複合させ検討をおこなった.実験設定は3種類の床面おいて踏切動作中のEMG測定(前脛骨筋、腓腹筋、大腿四頭筋)をおこなった.測定部位は左右の下肢とした.その結果、一般の剣道場のほうが、固い床面の体育館でおこなわれるものよりも筋活動が多い傾向が認められた.このことより体育館で活動をおこなう場合、怪我の予防を十分に考える必要性が示唆された.また、高齢者の場合、動作様式も考える必要も示唆できた.
新規ルテニウム分子状水素錯体の特異なNMR挙動の解明-(H_3)配位子の可能性

各種ジホスフィン(dppe、dppp dppb binap dpbpなど)を配位子とする分子状水素錯体[RuH(H_2)(P-P)_2]^+(P-P=各種ジホスフィン)の構造を^1Hおよび^<31>PNMRにより検討したが、いずれの場合も基本的にヒドリド配位子と配位水素分子がtransに位置した構造を取ることが明らかにされている。しかし、dpmb(1、2-bis(diphenylphosphinomethyl)-benzene)を配位子とする分子状水素錯体[RuH(H_2)(dpmb)_2]^+(1)は測定した全ての温度範囲(30-90°C)においてヒドリドに帰属される^1H NMRシグナルを1本しか示さず、trans体を全く与えないことが判明した。このヒドリドシグナルのT_1は30、-30、および-90°Cにおいてそれぞれ45、25、および46msであり、H_2配位子の寄与を一応支持する値である。ここで注目されるのは、低温(-60°C以下)でもヒドリド(H^-)と水素分子(H_2)とが^1H NMRでは区別できないが、^<31>P NMRでは2本のtripletが観測される点である。このNMR挙動はこの錯体がヒドリド配位子と水素分子が互いにcisに位置した6配位構造か、あるいは(H_3)を含む3角両錐型5配位構造のいずれかを取っていることを示すと考えられる。いずれの構造であるかを決定するには錯体の単結晶を得て、X線結晶解析により錯体分子の概略の構造を確定することが必要であり、繰り返し単結晶を得るよう努めたが、これまでのところ良好な単結晶が得られず、錯体の構造に関して結論を出すには至っていない。
小児における特異的免疫能の成立とメモリーT細胞の動態に関する研究

ヒトTリンパ球はCD45抗原ファミリーの発現を指標に、ナイーブT細胞、メモリーT細胞に大別されることが知られてきた。ヒト新生児T細胞の殆どはCD45RA^+ナイーブT細胞からなるが、生後、様々な抗原刺激によりCD45RA^+からCD45RO^+への形質変換、機能的成熟を遂げ、成長につれ特異的免疫能を獲得したメモリーT細胞プールが増大すると考えられる。伝染性単核症をモデルに、ウイルス感染時のT細胞の活性化と増殖、それに引き続く特異的なメモリーT細胞の成立の機構を解析した。1)伝染性単核症T細胞を免疫原として、IMN3・1単クローン抗体を作成した。この抗体は、伝染性単核症などにみられる活性化細胞、AIDSのCD4^+T細胞、胸腺細胞など、アポトーシスに陥り易いT細胞に選択的に発現する新しいT細胞後期活性化抗原(分子量約120kDa)を認識する。2)伝染性単核症急性期には、活性化を受け、CD45RO抗原を発現した異型リンパ球の著増する。このような活性化T細胞はFas/Apo-1抗原を発現し、アポトーシスに陥り易く、疾患の経過とともに急速に除かれる。3)正常人のCD45RO^+メモリーT細胞にもFas抗原の発現がみられるが、伝染性単核症のCD45RO^+T細胞と異なり、アポトーシス抵抗性である。前者にはbcl-2蛋白の細胞内発現がみられるが、後者にはbcl-2蛋白の発現はみられない。同じくFas抗原を発現した細胞でも、bcl-2発現の強弱によりアポトーシス感受性に差がある。一般に、T細胞の活性化に伴いbcl-2蛋白の発現減弱、Fas抗原の発現増強がみられ、アポトーシス感受性は亢進するが、なんらかの機構でFas^+/bcl-2^+の形質を獲得した一部のT細胞が細胞死を免れ、T細胞メモリーが成立するものと考えられる。4)Fas抗原は末梢リンパ球の一部、単球、好中球に発現がみられるが、Bcl-2発現はリンパ球、単球、好中球の順に減弱し、それぞれの細胞群のアポトーシス抵抗性と密接に関係するもののようである。我々は既に、正常者では末梢血におけるメモリ-形質をもつT細胞の比率は年令とともに上昇し、思春期以降はほぼ成人のレベル、すなわち、CD4ヘルパ-T細胞の40%内外、CD8^+T細胞の25ー30%内外に達することを明らかにした。さらに、CD4^+CD45RA^+のナイ-ブ形質をもつ細胞の3%程度がILー2レセプタ-α鎖を発現することを見いだし、このような細胞はCD45抗原フアミリ-をコ-ドするメッセ-ジの発現状態、リンホカイン産生能、B細胞の免疫グロブリン産生に及ぼすヘルパ-能などからみてメモリ-T細胞への移行期にある可能性を見いだした。また、EBウイルス初感染による伝染性単核症ではCD8^+T細胞を主とするが、CD4^+T細胞にもメモリ-形質の誘導がみられ、急性期にはそれぞれ80%、60%前後に達するが、数週間後には年令相当の比率にまで低下することを見いだした。

このようなメモリ-T細胞の消失のメカニズムを検討し、活性化されメモリ-形質を獲得したT細胞はin vitroでは極めて死滅し易く、その形態変化、DNA fragmentationなどのパタ-ンは、従来より胸腺細胞などで報告されているアポプト-シスに極めて類似することが明らかになった。EBウイルスによる伝染性単核症の急性期には、末梢血にもメモリ-形質をもつT細胞が過剰に誘導され、疾患の終息にともないその多くがアポプト-シスで死滅し、一部が永続的な免疫記憶細胞として選択されるように思われるが、その詳細は今後に残されている。麻疹などではメモリ-形質をもつT細胞の増加はそれほど明らかでなく、T細胞の動態は疾患によりかなり差があるらしい。このようなT細胞におけるメモリ-形質の獲得とアポプト-シスの傾向は、骨髄移植後の末梢血CD4^+T細胞にも観察される。この現象はアロオ-トを問わずみられ、また、移植後の感染やGVHDの存在とは必ずしも関係しないようであり、より本質的な活性化機構の存在を推測させる。EBウイルス初感染による伝染性単核症急性期には、未梢血T細胞の多くにCD45RO抗原の強い発現がみられ、いわゆるメモリー形質をもつT細胞であるが、このような細胞の殆どは回復期の入ると急速に減少する。この原因はこのような細胞にみられるアポトーシスの異常な抗進によるものであることを明らかにした。また、伝染性単核症急性期のT細胞を免疫源として、活性化にともないT細胞表面に発現する分子量約120kDの細胞膜抗原を認識する新たなモノクローン抗体(IMN3・1)を作製した。現在までの検討ではIL-2依存性細胞、細胞株に強い発現がみられ、従来の報告にない新しい活性化抗原を認識する抗の可能性が高い。また、この抗体は直接には細胞死を引き起こさないが、この抗原を発現したT細胞はアポトーシスによ細胞死に陥り易く、胸腺細胞にも強い発現のみられることなども明らかにされた。ヒト未梢血リンパ球亜子画についてFas抗原の発現状態を検討し、CD45RA(ナイーブ)T細胞には発現がなく、CD45RO陽性T細胞に発現すること、レクチン刺激によりCD45RA+T細胞に強い発現が誘導されること、Fas抗原は表面Ig陰性B細胞に強い発現がみられるが、IgD陽性B細胞ではその発現の弱いこと、さらに、このようなFas抗原をもつ正常リンパ球では、KT-3などの細胞株とちがって、抗Fas抗体によっても細胞死が誘導されにくいことなども報告した。また、この現象と関連すると思われるが、伝染性単核症にみられるCD45RO+T細胞はbcl-2遺伝子産物の発現に乏しく、アポトーシスに陥り易いが、正常なCD45RO+T細胞ではbcl-2発現が強くみられ、細胞死に陥るのを防いでいるらしいことなどが明らかにされてきた。1。伝染性単核症急性期のT細胞を免疫原として、単クローン抗体、IMN3-1を作成した。この抗体は活性化を受けたT細胞に新たに発現する分子量約120kDaの膜抗原を認識するlateactivation antigenと考えられ、伝染性単核症のCD45RO^+T細胞や胸腺細胞などアポトーシスに陥り易い細胞に強い発現が見られた。アポトーシス関連抗原としてFas/Apo-1抗原が有名である。正常人のCD45RO^+メモリーT細胞にはFas抗原の発現がみられるが、このような静止期にあると思われるT細胞は、伝染性単核症のCD45RO^+T細胞と異なり、アポトーシス抵抗性であり、IMN3-1抗原の発現はなく、アポトーシスに陥り易いか否かはFas抗原の発現と同時に細胞の活性化の状態により規定されるもののようである。
動的イミン結合に基づく超分子ジャイアントリング：リングポリマーへの挑戦

熱力学平衡に立脚する動的イミン結合を用いることによって、「超大環状化合物および環状高分子の高選択的かつ定量的合成法の開発」に挑戦することを目的とした。具体的には、長鎖かつ柔軟なスペーサーの両端にアルデヒド基またはアミノ基を有するダンベル型ベンズアルデヒドとダンベル型アニリンとの動的イミン結合反応を検討した。[2]脱水剤にMS4Aを用い、溶媒にCHCl3を用い、ダンベル型ベンズアルデヒド(A)とダンベル型アニリン(B)の各基質濃度0.5 mM、触媒として4当量のCF3CO2Hを用いて室温下で48時間反応を行うことにより、動的イミン結合に基づく超大環状二量体(超分子ジャイアントリング)を良好高選択的に生成することを見出した。n = 1では94員環が形成率86%、n = 2では140員環86%、n = 3では186員環77%、n = 4では232員環70%、n = 5では278員環53%で生成することがわかった。高濃度(各基質濃度4 mM)条件下では、形成率は、94員環0%、140員環49%、186員環40%、232員環18%、278員環13%であった。[3]異種スペーサーのA (n = 0)とB (n = 4)を反応させても、同種スペーサーのA (n = 2)とB (n = 2)との反応とほぼ同等の収率で140員環を生成した。[4]動的イミン結合をヒドリド還元して不可逆結合であるアミン結合に変換し、超大環状二量体の結合をロックさせることに成功した。本研究では、「鎖状体と環状体両者の生成が可能な柔軟な長鎖スペーサーをもつDitopic系では、熱力学平衡に基づく強力なコネクターを用いれば、無理のない最小の数からなる超分子ジャイアントリングに収束する」というコンセプトを提案し、熱力学平衡に立脚する動的イミン結合を用いることによって、未だ達成されていない「超大環状化合物および環状高分子の高選択的かつ定量的合成法の開発」に挑戦することを目的とした。初年度は、まず、[1]段階的に伸張した長鎖柔軟スペーサーの両端にアルデヒド基またはアミノ基を有するダンベル型ベンズアルデヒドとダンベル型アニリンを合成した。[2]続いて、動的イミン結合に基づく超大環状二量体(超分子ジャイアントリング)の合成条件の検討を行った。酸触媒存在下、ベンズアルデヒドPh-CHOとアニリンPh-NH2は、熱力学平衡下でイミン結合体Ph-CH=N-Phを生成することが知られている。種々の反応条件検討の結果、脱水剤として過剰量のモレキュラーシーブスを用い、溶媒としてCHCl3を用い、ダンベル型ベンズアルデヒドとダンベル型アニリンの各基質濃度0.5 mM、触媒として4当量のCF3CO2Hを用いて室温下で48時間反応を行うことにより、動的イミン結合に基づく超大環状二量体(超分子ジャイアントリング)を良好高選択的に生成することを見出した。形成率は、94員環で86%、140員環で86%、186員環で77%、232員環で71%、278員環で53%であった。[2]上記の最適反応条件下でダンベル型ベンズアルデヒドとダンベル型アニリン(各n = 1-5)を反応させることにより、動的イミン結合に基づく超大環状二量体(超分子ジャイアントリング)を良好高選択的に生成することがわかった。n = 1では94員環が形成率86%、n = 2では140員環が86%、n = 3では186員環が77%、n = 4では232員環が71%、n = 5では278員環が53%で生成することがわかった。

[3]異種スペーサーのA (n = 0)とB (n = 4)を反応させても、同種スペーサーのA (n = 2)とB (n = 2)との反応とほぼ同等の収率で140員環を生成した。[4]動的イミン結合をヒドリド還元して不可逆結合であるアミン結合に変換し、超大環状二量体の結合をロックさせることに成功した。上記のとおり、長鎖かつ柔軟なスペーサーの両端にアルデヒド基またはアミノ基を有するダンベル型ベンズアルデヒドとダンベル型アニリンとの動的イミン結合反応を通して、「鎖状体と環状体両者の生成が可能な柔軟な長鎖スペーサーをもつDitopic系では、熱力学平衡に基づく強力なコネクターを用いれば、無理のない最小の数からなる超分子ジャイアントリングに収束する」というコンセプトを実証し、動的イミン結合に基づく高選択的な超大環状二量体(超分子ジャイアントリング)の合成に成功した。次年度は、基質の濃度を少しずつ高めて、基質濃度とスペーサー長(n = 15)と超大環状二量体(超分子ジャイアントリング)の生成割合の相関性を明らかにする。また、動的イミン結合以外の動的共有結合を用いた超大環状二量体(超分子ジャイアントリング)の選択的合成を検討する。また、さらに長い高分子スペーサー(ポリエチレングリコールを想定)から成るダンベル型ベンズアルデヒドとダンベル型アニリンを合成し、動的イミン結合に基づく環状高分子二量体(超分子ジャイアントリング)の選択的合成を検討する。[次年度使用額が生じた理由]次年度への繰越額は¥1,564,980である。次年度(最終年度)の予算は¥200万円のため、次年度の消耗品費として、本年度敢えて¥1,564,980残した。[使用計画]繰越額は、次年度の消耗品費として使用する。
リン酸欠乏に応答した根毛形態の生理学的意義の解明

リン酸は、植物にとって不可欠な三大栄養素の一つであるが、土壌中の植物が利用できるリン酸は欠乏しやすいことが知られる。植物のリン酸欠乏応答で最も顕著なのは根系の形態の変化であり、特に根毛の発生および伸長が促進される。近年、リン酸欠乏応答を制御する機構が解明されつつあるが、このリン酸欠乏時に特異的な根毛伸長の促進を制御する機構は未だ明らかではない。申請者は、リン酸欠乏時に特異的な根毛伸長の促進の制御にホスファチジルイノシトール-4-リン酸-5-キナーゼ(PIP5K)が関わるのではないかと考え、リン酸欠乏時の根毛伸長の制御における機能の解明を目的とした。シロイヌナズナの9つのBタイプPIP5κ遺伝子のうち、根毛伸長の制御に関わる遺伝子を特定するために、発現解析および遺伝学的解析を行った。リアルタイムPCR解析とT-DNA挿入変異体の表現型解析の結果から、PJP5K3とPIP5K4がリン酸欠乏時の根毛伸長の制御に関与すると考えられた。PJP5K3とPIP5K4のそれぞれの上流配列を調べると、リン酸欠乏応答を制御する転写因子PHR1の認識配列がそれぞれに存在することがわかった。これらの上流配列のうちPHR1認識配列のみに改変を加えた遺伝子をそれぞれ作製し、二重変異体pip5k3pip5k4に導入することで、リン酸欠乏に応答した根毛伸長の促進のみに欠陥をもつ植物を作製できると考えた。作製したpip5k3pip5k4に対する二重部分相補体の表現型解析およびリアルタイムPCR解析から、PHR1認識配列を介したPIP5K3とPIP5K4の転写レベルの上昇によって、リン酸欠乏時の根毛伸長が制御されることを確かめた。本研究で、リン酸欠乏応答転写因子PHR1の認識配列を介して、PIP5K3とPIP5K4の発現が上昇し、リン酸欠乏に応答した根毛伸長の促進を制御するという一連の機構を明らかにした。
天然ガスを燃料に用いるプロトン導電性酸化物薄膜電解質燃料電池の開発

燃料電池を利用する発電システムを商品化するためには、燃料にパイプラインにより供給される安価な主成分がメタンである天然ガスの利用が望まれている。メタンと空気の混合ガスを燃料とする燃料電池においてメタンの酸化反応により生じた水素イオンはアノードから電解質を通過してカソードに移動し、カソードにおいて、2H^+(s)+2e^-+O_2(g)-H_2O(g)、の反応が生じ起電力が発生する。我々の研究は実験室規模の高出力メタン-空気燃料電池の製作とその性能の評価を目的とする。一室型燃料電池では、アノードとカソードに同じメタンと空気の混合ガスを供給するために、通常の燃料電池の場合のようにアノードとカソードを互いに隔離・密封する必要がない。それ故に、燃料電池の容器内で電極間の接続が可能になり、個々の電池の集積が容易であり発電装置の小型化が可能である。更に、電解質と電極が燃料電池容器に接合されていないために、個々の電解質や電極の修理・交換が可能であり、発電装置の維持管理が極めて容易である。この燃料電池は電解質に中間温度領域の導電率の高いイオン導電性酸化物を用い燃料電池の運転温度が600800°Cであるから、燃料電池を構成する材料に高価な耐熱材を必要としない。一室型燃料電池において理論値でいる1.07Vに近い起電力を得るためには、アノードにカソード反応に対して不活性な材料をそしてカソードにはアノード反応に対して不活性な材料を用いる必要がある。また電池出力を増大を図るには、IRロスによる作動電圧低下を軽減するために導電率の高い物質を電解質に用いる必要がある。本研究では、電解質にはCe_<0.8>Gd_<0.2>O_<1.9>(GDC)を、そしてアノードとカソードには、GDCとNiOのセラメットとGDCとAgのセラメットを、それぞれ、用いている。現在迄に、燃料電池を商品化するための目標値である作動電圧が0.5Vにおいて0.1W/cm^2の出力密度が得られている。燃料電池を利用する発電システムを商品化するためには、燃料ガスにパイプラインにより供給される安価な天然ガスの利用が望まれている。天然ガスの主成分であるメタンを燃料とする電池において、メタンが完全燃焼する場合のアノード反応は、CH_4(g)+O_2(g)→CO_2(g)+4H^+(s)+4e^-、で表される。一方、メタンが部分酸化する場合のアノード反応は、2CH_4(g)+O_2(g)→2CO(g)+8H^+(s)+8e^-、である。酸化反応により生じた水素イオンはアノードからプロトン導電性の電解質を通過してカソードに移動し、カソードにおいて、2H^+(s)+2e^-+O_2(g)→H_2O(g)、の反応が生じる。我々の研究は実験室規模の一室型メタン燃料電池の製作とその性能評価を目的とする。一室型燃料電池では、アノードとカソードに同じガスを供給するために、通常の燃料電池のようにアノードとカソードを互いに隔離・密封する必要がない。そのため、燃料電池容器ないで電極間の接続が可能になり、個々の電池の集積が極めて容易で発電装置の小型化が可能である。更に、電解質や電極を燃料電池容器に接合する必要がないので、電解質や電極の補修やメインテナンスが容易である。

この電池は、電解質に中間温度領域の導電率が比較的高いプロトン導電性の酸化物薄板を用い電池作動温度が500700°Cであるから、高価な耐熱材料を必要としない。一室型燃料電池において理論値に近い起電力を得るためには、アノードにカソード反応に対して不活性な材料を、そして、カソードにはアノード反応に対して不活性な材料を用いる必要がある。我々は、この条件を満たす材料を探索した結果、アノードには貫通孔のない水素透過性のPd膜をそしてカソードには多孔性のAgを用いると理論値に近い0.81.0Vの起電力が発生することを見出すことができた。その原因として、貫通孔のないPd膜を通過できる気体は水素に限られるためにPdアノードではH_2Oを形成する反応は完全に阻止されること、一方、Agカソードはメタンの酸化反応に対して不活性であることが考えられる。現在迄に、厚さ1.2mmのBaZr_<0.8>Y_<0.2>O_<2.9>組成の電解質を用いた一室型メタン燃料電池において、700°Cの温度で6mW/cm^2の出力密度が得られている。今後は、この燃料電池の高出力化を図ることを目的として、プロトン導電性酸化物薄膜を電解質に用いる燃料電池を開発する。燃料電池を利用する発電システムを商品化するためには、燃料にパイプラインにより供給される安価な天然ガスの利用が望まれている。天然ガスを燃料とする燃料電池において、メタンの酸化反応により生じた水素イオンはアノードから電解質を通過してカソードに移動し、カソードにおいて、2H^+(s)+2e^-+O_2(g)→H_2O(g)、の反応が生じ起電力が発生する。我々の研究は実験室規模の一室型メタン空気燃料電池の製作とその性能評価を目的とする。一室型燃料電池では、アノードとカソードに同じメタンと空気の混合ガスを供給するために、通常の燃料電池のようにアノードとカソードを互いに隔離・密封する必要がない。そのために、燃料電池容器内で電極間の接続が可能になり、個々の電池の集積が極めて容易で発電装置の小型化が可能である。更に,電解質や電極を燃料電池容器に接合する必要がないので、電解質や電極の修理が可能であり、発電装置の維持・管理が容易である。この電池は電解質に中間温度領域の導電率の高い混合イオン導電体であるCe_<0.8>Sm_<0.2>O_<1.9>を用い電池の運転温度が600800°Cであるから、高価な耐熱材料を必要としない。我々はこの条件を満たす材料を探索した結果、アノードに金属RuとCe_<0.8>Sm_<0.2>O_<1.9>のセラメットをそしてアノードには多孔性のAgを用いた場合に、理論値に近い値である0.92Vの起電力が発生することを見出した。現在迄に、Ce_<0.8>Sm_<0.2>O_<1.9>組成で厚さが0.3mmの電解質を用いた燃料電池において燃料電池を商品化の目標値である100mW/cm^2の出力密度が得られている。今後は、この燃料電池の更なる高出力化を図ることを目的として、過電圧により電圧損失の少ない電極材料を開発する。燃料電池を利用する発電システムを商品化するためには、燃料にパイプラインにより供給される安価な主成分がメタンである天然ガスの利用が望まれている。メタンと空気の混合ガスを燃料とする燃料電池において、メタンの酸化反応により生じた水素イオンはアノードから電解質を通過してカソードに移動し、カソードにおいて、
インドネシア漁業における資源管理と輸出インセンティブ構造の解明

インドネシアでは近代的漁業が急速に発展し、伝統的漁業との衝突が顕在化している。インドネシアから日本に輸出されるマグロ類の輸出データおよび国内市場データを用いて、価格形成メカニズムを計量経済学の枠組みで分析した。マグロ類の長期供給関数の形状は後方屈曲となっており、インドネシア周辺のマグロ類資源の減少によって限界費用が上昇し、輸出価格の上昇を引き起こしている可能性が示唆された。漁業資源管理の問題の難しさは、資源減少による価格上昇が漁業開発のインセンティブを一層強化することにある。日本の輸入水産物需要を支えているのは主にアジア諸国であり、水産物輸入の約半分はアジア諸国の水産資源に依存している。中でも、東南アジアからの輸入量は一貫して増加傾向にあり、日本への輸出インセンティブが東南アジア地域における水産資源の乱獲を招いているとも指摘されている。本研究は、水産物輸出の増大と資源管理の関係を解明し、水産物貿易が持続的に行えるようにするために必要とされる政策・制度について検討を行うことを目的としている。日本の拡大する輸入水産物需要を支えているのは主にアジア諸国であり、水産物輸入の約半分はアジア諸国の水産資源に依存している。本年度は、インドネシアへの現地調査と同国の主要輸出品目であるカツオ、マグロを対象に、市場構造と資源管理のあり方について分析を行った。生物経済モデルに依拠する理論によると、水産物市場の寡占度は、その資源賦存量によって、資源管理へのインセンティブにも、ディスインセンティブにもなり得るからである。カツオ、マグロの日本への輸出シェアが高い韓国、台湾、インドネシアを対象に、輸入価格、輸出量および為替相場のデータから、価格支配力を表わすマークアップ率を計測した(Goldberg and Knetter, 1990)。分析の結果、市場シェアが3国の中で最も少ないインドネシア(8-10%)においてのみ価格支配力は確認されなかった。資源の枯渇が問題になっているマグロの主要輸出国である韓国や台湾では、日本向けの寡占的輸出から生じるレントが資源管理へのディスインセンティブになっていることが示唆された。本年度は、インドネシア東ジャワ州のスンダンビル漁港において市場調査を行った。漁港での水揚量は一貫して増加傾向にあったが、2005年をピークに緩やかに減少している。にもかかわらず漁獲圧力は減少しておらず、漁船数は増加傾向にあり、今後の資源枯渇が懸念される。産地価格は基本的にセリよって決定されている。近年マグロが高値で維持されており、そのことが高い漁獲圧力の要因になっていると考えられる。今後は他の市場と価格、水揚量を比較し、漁獲インセンティブとなっている産地の価格形成について調査と分析を行う予定である。研究成果の一部はオーストラリア国立大学のアジア・太平洋学部のResource Management in Asia and Pacificsのセミナーにて報告した。低い関税率によって韓国、台湾、インドネシアから大量のマグロを輸入している日本の貿易政策が途上国での漁獲圧力を招いている可能性を示唆した。本年度の主な研究内容及び結果は以下のとおりである。1.マグロ類の貿易統計データの分析インドネシアから日本に輸出されているマグロ類の貿易統計から、長期供給関数を計測した。日本への輸出向け需要の拡大に伴い、輸出価格は2000年まで上昇している。しかしながら、2000年以降、輸出量が減少する中、輸出価格は依然として上昇傾向を示している。このことは、長期供給関数の形状が後方屈曲となっており、インドネシア周辺のマグロ類資源の減少によって限界費用が上昇し、輸出価格の上昇を引き起こしている可能性を示唆している。2.漁港における調査本年度は、Muara Baru漁港とBenoa漁港において、資源管理の実施状況や市場での取引方法に調査した。

これらの漁港では、インド洋まぐろ類委員会(IOTC)によって試験的に漁獲物の体長,体重測定等の資源管理が実施されていた。市場取引は主に相対で行われ、日本の産地価格(焼津等)を参考にしているとのことであった。今後、Benoa漁港で入手した体長,体重測定等のデータを分析する予定である。本年度の主な研究内容及び結果は以下のとおりである。1.マグロ輸出の長期供給関数の計測第一に,生物経済モデルから導出される長期供給関数は市場データから計測することが可能であり,その形状や安定性は統計データから検証できることを明らかにした。インドネシアからのマグロ輸出データに当てはめた場合,生物経済モデルの理論が示唆する結果を示し,インネシアのマグロ輸出は取引数量と価格の両方が上昇する「資源開発段階」から,取引数量と価格がトレードオフの関係を示す「資源枯渇の前兆段階」に入っていることが示唆された。第二に,計測された生物経済モデルの係数からカルマン・フィルター法を用いて調整費用係数の時系列的変化を観察したところ,技術進歩による生産性の伸びを考慮しても,マグロの漁業費用は,この20年間に2倍以上増加していることが明らかになった。第三に,漁業資源の枯渇の最大の問題は,資源が減少すると価格は上昇するが,それが漁業者にとって,さらなる漁獲へのインセンティブとなることである。特に,需要が価格に対して非弾力性な場合には,資源減少により漁獲量が減少しても,価格上昇効果で水揚金額全体は上昇することすらある。今後は,資源管理と市場データを結び付け,市場取引データを資源管理手法の中に取りいれていくことが重要であることを提言した。2.貧困マップの作成と分析貧困と関連の深い要因としては,教育,保健,インフラストラクチャー,就業機会等が挙げられているが,本年度は貧困の地理的特徴とその社会経済的要因を特定するため、インドネシアの貧困マップを作成し、その要因を主成分分析や重回帰分析で分析した。貧困指標の貧困世帯比率,貧困ギャップ率,二乗貧困ギャップ率は、保健衛生や教育水準と強い相関があり、また漁村が多く点在するインドネシア東部の遠隔地で高いことが明らかになった。
Co基ホイスラー合金における冷却誘起逆マルテンサイト変態

近年、CoCrGaSiホイスラー合金において、冷却過程で母相(L21)→マルテンサイト相(L10)→母相(L21)といった特異な変態挙動が見出された。また、この変態は熱弾性型マルテンサイト(M)変態であり、この異常変態を利用して通常とは逆の冷却誘起形状記憶効果が初めて報告された。本研究では、CoCrGaSiホイスラー合金について、M相の比熱は、デバイス曲線からの大きな変倚が見られると共にP相の電気抵抗は、キュリー温度以下で上昇した。またその電気抵抗、磁気特性、変態潜熱、比熱などの基本物性を調査し異常変態の起源解明を試みた。その結果、本現象は母相とM相の磁気変態に起因することが示唆された。(1)結晶構造およびミクロ組織の調査:a)高温母相と低温母相の構造の確認:X線回折や電子回折を用いて、高温と低温で現れる母相の結晶構造の差異を詳細に調査した。b) M相の結晶構造と内部欠陥組織の観察:X線回折や透過電子顕微鏡を利用してM相の構造と内部組織(ナノ双晶や長周期構造の有無)を明らかにした。(2)諸物性の調査と冷却誘起逆変態の起源解明:a)諸物性の測定:変態温度の決定にはDSCと電気抵抗装置を用いた。また、比熱の測定には、測定温度域に応じて高性能DSCおよびPPMSを用いた。磁化特性の評価にはSQUID磁力計およびVSMを利用した。超弾性特性は、約600Kからヘリウム温度までの温度で既設の機械試験機やDSCを用いて行った。b)熱力学的考察と変態起源の解明:特にa)で測定した比熱や変態臨界応力、変態臨界磁場の情報を利用して、変態エントロピーや自由エネルギーを評価した。(3)変態挙動の組成および時効熱処理依存性の調査:種々のCr, Ga, Si濃度を持つ合金を作製して、マルテンサイト変態温度やキュリー温度を調査し、相図を作成した。また、合金の加工性や延性等材料学的特性についての組成依存性も調査した。以上のような調査、分析の結果、CoCrGa合金に出現するマルテンサイト相及び母相の結晶構造を電子顕微鏡によって確認することが出来、さらに変態温度の組成依存性なども決定し、大まかな状態図も作成することが出来た。また単結晶を作製し、圧縮試験による超弾性効果の実験により、室温以下の温度では誘起変態応力が温度の低下と共に上昇することが判明した。この現象は、通常の超弾性合金では現れない異常現象であり、変態エントロピー変化の符号が逆転することを意味する。(1)結晶構造およびミクロ組織の調査:a)X線回折や電子回折を用いて、高温と低温で現れる母相の結晶構造の差異を詳細に調査した。その結果、高温が常磁性、低温が強磁性以外は違いが無いことを確認した。b)透過電子顕微鏡を利用してM相の構造と内部組織(ナノ双晶や長周期構造の有無)を明らかにした。(2)諸物性の調査と冷却誘起逆変態の起源解明:a) DSCと電気抵抗装置を用いて変態温度の決定を行った。また、高性能DSCおよびPPMSを用いて比熱の測定を行った。以上の結果、電気抵抗はキュリー温度より低温で徐々に高くなる異常な現象が確認できた。SQUID磁力計およびVSMを利用し磁化特性を評価した。超弾性特性は、約600Kから液体窒素温度までの温度範囲で既設の機械試験機を用いて行った。その結果、応力誘起変態の臨界応力は、母相のキュリー温度付近で最少となることが判明した。b) a)で測定した比熱や変態臨界応力、変態臨界磁場の情報を利用して、変態エントロピーや自由エネルギーを評価し、その情報に基づき、冷却誘起逆変態の起源を現象論的に解明することができた。(3)変態挙動の組成および時効熱処理依存性の調査:a)種々のCr, Ga, Si濃度を持つ合金を作製して、マルテンサイト変態温度やキュリー温度を調査し、相図を作成した。b)本合金のM変態温度は、300°C程度における時効により大きく変化することが分かった。そこで、200500°Cの温度域で所定の時間熱処理を行い、変態温度の時効熱処理温度依存性を明らかにした。金属材料学CoCrGa合金に出現するマルテンサイト相及び母相の結晶構造を電子顕微鏡によって確認することが出来た。また変態温度の組成依存性なども予定通り決定し、大まかな状態図も作成できた。

さらには、単結晶の作製、低温圧縮試験の実施とその解析にも成功し、熱変態ばかりでなく応力誘起変態によっても、変態の異常を証明することに成功した。以上のことから予定していた項目はほぼ80%以上達成された。(1)諸物性の調査と冷却誘起逆変態の起源解明:a)諸物性の測定:平成25年度に引き続き比熱を中心に調査すると共にホール効果についても新たに測定する。b)変態起源の解明:a)の結果を用いて比熱における格子、電子、磁性各要素について明確にし、異常変態をもたらす熱力学的背景を明らかにする。(2)変態挙動の組成および時効熱処理依存性の調査:a)組成依存性の調査:種々のCr, Ga, Si濃度を持つ合金を作製して、マルテンサイト変態温度やキュリー温度を調査し、引き続き精度の高い相図を作成する。また、合金の加工性や延性等材料学的特性についての組成依存性も引き続き調査する。b)時効熱処理依存性の調査:本合金のM変態温度は、300°C程度における時効により大きく変化することが分かっている。そこで、200500°Cの温度域で所定の時間熱処理を行い、組織観察による析出相の有無を調査すると共に、変態温度の時効熱処理温度依存性を明らかにする。c)以上の高温域における安定性を評価し、高温形状記憶の可能性を調査する。計画していた海外出張は、時間の都合がつかず中止された。また当初予定していた消耗品の量を減らすことが出来たため、次年度使用額が生じた。Co基ホイスラー合金における冷却誘起逆マルテンサイト変態に関する情報収集のための旅費として支出予定である。また本年度は近年高騰しているヘリウムガスを多量に利用する実験を計画しており、その用途に使用する予定である。