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曲面状の共役分子を用いた新規機能性超分子システムの構築

著者は曲面状の共役系をもつホスト分子、カーポンナノリング(CNR)類を合成し、フラーレン類と非常に安定な錯体を形成することを見出した。本研究課題の期間内において、その成果をさらに発展させ、曲面状の共役系を基に多様な超分子システムを構築することを目的とした。1互いに相補性をもつCNR類の錯形成を検討し、より歪のかかった系同士の錯体のほうが安定であり、しかもエントロピー効果が大きく、よりフラーレン錯体との類似性が高いことを見出した。この結果は、曲面状のπ系間の相互作用に静電的な相互作用の存在を示す重要な成果と考えられる。2カーボンナノチューブ(CNT)の可溶化をめざし、より大きな環構造をもつCNRの構築を検討した。1.75nmの空孔と長鎖のアルキル基を持つ系が単層CNTを可溶化することを見出した。3 C70の誘導体とCNR類の錯体の動的挙動を研究することで、フラーレン骨格を軸化合物とする新たな擬ロタキサンが生成していることを見出した。4縮合多環状芳香族化合物を円筒状に折り曲げたカーボンナノチューブの部分構造をもつ、アームチェアー型(7,7)および(8,8)カーポンナノベルトの合成を検討した。ヘキサフェニルベンゼンのルイス酸触媒によるヘキサベンゾコロネン合成を最終ステップにすることを念頭に、重要な合成中間体であるシクロファンの合成に至った。5 Grubbs試薬が6,6'-ビニルビナフトール誘導体に対して活性が高く、容易にオレフィンメタセシス反応を触媒することを見出した。検討の結果、ビナフトール酸素上の置換基によって生成する環状オリゴマーの大きさを制御できることがわかった。この結果は、オレフィンメタセシス反応が大環状共役化合物の合成にも有用なことを示す、重要な成果と考えられる。申請者は曲面状の共役系をもつホスト分子、カーボンナノリング(CNR)類を合成し、フラーレン類と非常に安定な錯体を形成することを見出した。本研究ではその成果をさらに発展させ、曲面状の共役系を基に多様な超分子システムを構築することを目的とする。McMurry反応によって前駆体である環状フェニレンビニレンを合成し、臭素化-脱臭化水素化によって複数の二重結合を一挙にアセチレン結合へと変換する方法で、CNRの一つである円筒状の構造をもつ[n]環状フェニレンアセチレン([n]CPPA)類を合成してきた。本年度は、著者らの研究の中でもっとも空孔サイズの小さい[5]CPPA(10.8Å)と、もっとも大きい[10]CPPA(20.4Å)を合成した。[5]CPPAは17.4Åの空孔サイズをもつ[8]CPPAとかなり安定な錯体を形成することがわかった。その錯形成の熱力学パラメターはエントロピー項の効果が大きいことを示し、歪んだπ系において分極構造の寄与が大きいことがわかった。一方、[10]CPPAは比較的安定であり、また、その空孔サイズは、物性的に特に興味深いカーボンナノチューブである(10.10)CNTを取り込めるだけの大きさがあることから、ホストとしての性質を今後検討してゆく計画である。また、著者らはキラルなビナフトールやビフェニールを構成成分としてもつ環状アリールアセチレン類も合成した。これらの化合物はキラルな空孔をもち、その超分子化学的な性質に興味がもたれる。分子会合をする誘導体も見出しておりさらに詳細な検討を行う計画である。

著者は曲面状の共役系をもつホスト分子、カーボンナノリング(CNR)類を合成し、フラーレン類と非常に安定な錯体を形成することを見出した。本研究ではその成果をさらに発展させ、曲面状の共役系を基に多様な超分子システムを構築することを目的とした。本年度は、カーボンナノチューブとの錯形成、可溶化をめざした、より大きな環をもつCNRの構築を検討した。これまでのスチルベン誘導体を原料にMcMurry反応を用いる方法では、多様な置換基や環構造を構築することが困難であったため、種々の方法を検討した。1、屋根型に折れ曲がったジヒドロベンゾフロペンゾフラン骨格に注目し、これを鍵中間体として環状化合物の構築する方法を検討した。本年度は鍵中間体の効率的な合成法を確立した。2、Grubbs試薬を用いたオレフィンメタセシス反応は有用な合成反応であることが知られていたが、これまで、シクロファンなどの芳香環を含む大環状化合物の合成にはほとんど応用されていなかった。これはスチレン誘導体に対してGrubbs試薬の活性が低いためと考えられる。著者はGrubbs試薬が6-ビニルビナフトール誘導体に対して活性が高く、容易にオレフィンメタセシス反応を触媒することを見出した。この反応をもとにキラルなビナフトールやビフェニールを構成成分としてもつ大環状アリールアセチレン類の合成を検討した。これらの化合物はキラルな空孔をもち、その超分子化学的な性質に興味がもたれる。分子会合をする誘導体も見出しており、次年度はさらに詳細な検討を行う計画である。曲面状の共役系をもつホスト分子、カーボンナノリング(CNR)類を合成し、フラーレン類と非常に安定な錯体を形成することを見出した。本年度は、1これまで合成したフェニルアセチレンをユニットとしたカーボンナノリングは反応性が高く取り扱いが難しいことや、電子授受能力が低いななどの問題があった。そこで、縮合多環状芳香族化合物を円筒状に折り曲げた、本当のカーボンナノチューブの部分構造をもつカーボンナノベルト(CNB)の構築を検討した。ヘキサフェニルベンゼンのルイス酸触媒によるヘキサベンゾコロネン合成を最終ステップにすることを念頭に、アームチエアー型(7,7)および(8,8)カーボンナノベルトの合成をめざした。重要な合成中間体である(2,2)-m, m,, m, m-クウォーターフエニレノファンジインの合成に至った。2 Grubbs試薬が6-ビニルビナフトール誘導体に対して活性が高く、容易にオレフィンメタセシス反応を触媒することを見出したことから、この反応を用いた、2,2'-ビナフトールユニットを持つ大環状シクロファン類の合成を検討した。ジメトキシ体はかなり大きな分子量をもつ環状オりゴマーの混合物であったが、ブチレン架橋した出発物からは、46量体がメインとして得られ、ビナフトール酸素上の置換基によって環の大きさを制御できることがわかった。この結果は、オレフィンメタセシス反応が大環状共役化合物の合成にも有用なことを示す、重要な成果と考えられる。
鉛ビスマス冷却リフトポンプ型高速炉における二相流特性および材料の共存性

鉛ビスマス冷却蒸気リフトポンプ型高速炉は、460°Cの鉛ビスマス冷却材に220°Cの給水を直接接触させることにより、圧力7MPa、温度296°Cの蒸気を発生させ、同時に蒸気の浮力により一次冷却系の鉛ビスマスを循環させる革新型高速炉である。この高速炉の開発上の主要課題のうちで、以下の2点について研究を行った。蒸気リフトポンプの性能評価に必要な基礎データとして、高温の鉛ビスマスと水の直接接触により生ずる沸騰二相流の流動(ボイド率)と熱伝達(温度変動)の試験を行った。温度150°C流量710kg/hの水を温度255265°Cの鉛ビスマスに注入した場合、40%から95%の高いボイド率が測定され、注入流量の増加と共に鉛ビスマス循環流量は若干減少し、注入部の圧力変動は数百Pa程度と小さかった。二相流部の鉛ビスマス自由表面からの鉛ビスマス液滴が蒸気流によりタービンに流入することを防止するため、液滴の発生量と除去特性を実験により明らかにした。ArガスのPb-Biプール内バブリングによって生成されるPb-Biミストの分布特性、電気集塵法およびシェブロン式ドライヤーによるPb-Biミスト除去特性を位相ドップラー粒子計測法により実験的に明らかにした。この実験結果を単相乱流解析コード(Front Flow)を用いラグランジュ法による粒子運動プログラムと組み合わせて、ドライヤー内でのミストトラップ特性を解析した。さらに、現有の鉛ビスマスポット実験装置を用いて、高温(700°C)におけるPb-Biの滞留下における鋼材の腐食試験を行い、Pb-Bi中の鋼材との共存性を明らかにした。蒸気リフトポンプの性能評価に必要な基礎データとして、高温の鉛ビスマスと水の直接接触により生ずる沸騰二相流の温度変動、圧力変動およびボイド率を測定した。二相流部の鉛ビスマス自由表面からの鉛ビスマス液滴が蒸気流によりタービンに流入することを防止するため、位相ドップラー粒子計測法により液滴の発生量と電気集塵法による除去特性を実験により明らかにした。その結果99%の除去効率で液滴が除去できることを確認した。CFDコードFrontFlow/Redを用いてシェブロン型ドライヤーによる液滴の除去効率を解析的に調べ、簡易モデルと比較した。その結果、簡易モデルは液滴除去効率を保守的に評価することがわかった。しかしドライヤー内での液滴の分裂等の現象を調べる必要があるため、ドライヤー内の鉛ビスマス液滴の除去特性を調べる試験装置を設計し製作した。次年度よりこの装置を用いて試験を行う予定である。
環境保全適性である天然色素の有効的抽出法と利用に関する研究

色素を含む天然物材料から天然色素を可能なかぎり多く抽出できる方法について、省資源化、省エネルギー化環境保全の観点から検討し、その色素抽出法の確立とその色素抽出液中に存在する色素成分について知ることを目的として本研究を行った。天然色素含有植物材料の中から水溶媒で抽出可能なものとしてインド茜と蘇枋について常温静置の状態で各4種の無機酸、有機カルボン酸及びアルカリ剤の計12種の添加剤を用いてそれぞれの濃度での初期pH値となるようにした溶液で抽出した。インド茜抽出液及び蘇枋抽出液共に同様な挙動を示した。即ち、紫外可視分光光度計による高い吸光度が得られたのは、塩基性領域では、アンモニア添加による初期値pH12.0の場合であり。酸性領域では、プロパン酸添加又はn-ブタン酸添加による初期値pH2.0の場合であった。PHの変化は、抽出日数ごとに測定し、抽出初期のpHは、中性に近い塩基性領域では大きく低下し、酸性領域では上昇した。最大波長については、アンモニア添加において、初期値pHが高くなると長波長側へと移行する傾向が認められた。色差計による色度については、アンモニア添加では、初期値pHが高くなるほど濃色暗色となり、酸性領域においては淡黄色であるが、n-ブタン酸添加による初期値pH2.0ではより濃色の黄色であった。天然色素含有動物材料として水溶媒で抽出可能なコチニールについて常温静置状態で、インド茜や蘇枋の場合と同様に12種の添加剤を用いて抽出した。酸性領域での抽出は有効的であり、リン酸、プロパン酸、n-ブタン酸添加による初期値pH2.0では、高い吸光度と長期保存可能性を示した。しかし、アンモニア添加では、初期pH値が高くなると抽出日数と共に吸光度は低下し、色度もL^*a^*b^*共に極めて低く、高速液体クロマトグラフィーによる分析においても、コチニール色素主成分のカルミン酸以外の物質の成分が示唆された。平成12年度の計画に従って研究を進め,天然色素含有植物材料のひとつとしてインド茜(水溶媒抽出)を常温静置の状態で各4種の無機酸、有機酸及びアルカリ剤の計12種の添加剤のそれぞれの濃度で初期pHとなるようにした溶液に加えて抽出した。紫外可視分光光度計により各抽出液の吸収スペクトルを測定した結果,高い吸光度が得られたのは,塩基性領域では,アンモニア添加による初期値pH12の場合であり,1日抽出から高い吸光度を示し,インド茜色素が多く抽出されていることが認められた。一方,酸性領域では,無機酸添加の吸光度は概して低く,インド茜色素の抽出量は少ないことが認められた。しかし,有機酸添加ではプロパン酸添加及びブタン酸添加による初期値pH2において良好な結果が得られ,最も高い吸光度はブタン酸添加による初期値pH2であった。最大波長の変化については,アンモニア添加の1日抽出の場合,初期値pHによって最大波長は変動し,中性付近から強アルカリ性側へと初期値pHが高くなると,最大波長は長波長側へ移行する傾向が認められた。また,pHの変化については,pHメーターにより抽出日数ごとに測定した。インド茜片をいれて1日抽出後の初期値pHは,中性に近い塩基性領域では大きく低下を示し,酸性領域では上昇を示した。次にインド茜の抽出液の色相についてみると,アンモニア添加では,初期値pHが高くなるほど濃色暗色となり,酸性領域では黄色味の茜色であり,ブタン酸添加の初期値pH2ではより濃色となる。

天然色素含有動物材料のコチニールは、温度条件における影響を検討した。高温抽出での吸光度は極めて高く,無機酸添加の初期値pH4で水のみによる抽出よりも効果があるが,添加無機酸の種類による相違は少なかった。また,酸添加によるコチニール抽出液の長期保存の検討結果,リン酸添加による初期値pH2は良好な結果が得られた。平成13年度は、平成12年度からの継続で研究を進め、平成12年度に実施した天然色素含有植物材料のインド茜の水溶媒抽出における常温静置の抽出法による無機酸、有機酸添加の場合の酸性領域における色彩についての結果をまとめた。そしてインド茜色素の多く抽出される効果的抽出方法についても結果をまとめた。一方、その他の天然色素含有植物材料としての蘇枋(水溶媒抽出)について研究を行い、常温静置状態で各4種の無機酸、有機酸及びアルカリ剤の計12種の添加剤で初期pHとなるようにした溶液で抽出した。蘇枋の場合、紫外可視分光光度計で各抽出液の吸収スペクトルを測定した結果、高い吸光度が得られたのはアンモニア水添加による初期値pH12の抽出条件であり、1日抽出から高い吸光度を示し、蘇枋色素が多く抽出されていることが認められた。しかし、酸性領域では、無機酸添加の吸光度は概して低く、蘇枋色素の抽出量は少ないことが認められた。有機酸添加ではプロパン酸添加及びブタン酸添加による初期値pH2における抽出は、低い吸光度であった酸性領域の中で、抽出日数の増加と共に吸光度は上昇を示し、比較的良好な結果が得られた。最大波長の変化については、アンモニア水添加の1日抽出では、初期値pHによって最大波長は変動し、中性付近から強アルカリ性側へと初期値pHが高くなると、最大波長は長波長側へ移行する傾向が認められた。pHの変化については、pHメーターにより抽出日数ごとに測定し、蘇枋を入れて1日後の初期pHは、塩基性領域の中性に近い領域では大きく低下し、その他の高い塩基性領域では添加剤の種類によって低下程度が異なったが、酸性領域ではいずれの場合も上昇を示した。次に蘇枋の抽出液の色相についてみると、アンモニア水添加では初期値pHが高くなるほど濃色暗色となり、酸性領域では概して淡黄色であり、ブタン酸添加による初期値pH2ではより濃色であった。平成14年度は、前年度の研究実績を踏まえて研究を進め、平成13年度に実施した天然色素含有植物材料の蘇枋の水溶媒抽出における常温静置の抽出法での無機酸、有機酸添加の場合の酸性領域における色彩についての結果をまとめた。また、天然色素含有動物材料のコチニールについて研究を行い、水溶媒抽出での常温静置の抽出法で添加剤としてアルカリ剤4種を用い、各々初期pHとなるように調整した溶液でコチニールを抽出した。紫外可視分光光度計を用いて各抽出液の吸収スペクトルを測定した結果、1日抽出で水のみの抽出よりも高い吸光度を示すのは炭酸ナトリウム、アンモニア及び水酸化カリウム添加の場合であり、水酸化ナトリウム添加の場合は抽出日数の増加と共に吸光度が高くなる傾向である。初期値pHについては、pHが高くなるとアンモニア添加では抽出日数と共に吸光度が低下し、炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウム添加でも高pHでは低い吸光度となり、コチニール色素の抽出量は少なくなることが認められた。また測色色差計を用いて色度を透過モードで測定し、L^*a^*b^*の値を求めた結果、初期値pHの低い塩基性領域では、水のみの抽出よりもL^*は低く、a^*b^*は比較的高い色相であるが、初期値pHの高い領域でのアンモニア添加の場合は抽出日数と共にL^*
末梢神経移行術後の神経回路再編および機能回復

末梢神経損傷後に神経移行術を行い良好な機能回復が得られたという臨床例での報告は数多く、またその中には標準術式となっているものも含まれている。一般的な神経移行術とは、損傷された神経が本来支配した筋に対し、異なる神経を切って移動し、その近位断端をもとの神経の遠位断端に縫合することにより、本来とは異なる神経からの再支配を誘導し、機能回復を図るものである。神経移行術後には、運動訓練を課すことで神経損傷により障害された機能が回復する。これは、神経回路の接続が可塑的に再編されていることを示しているが、その機構や機序については明らかにされていない。本研究では、神経回路再編の機序や再生軸索の発芽や分枝を制御する機構、神経損傷後に起こるシナプスの消退と再生後の再接続の機構などを解明する。私はこれまでの実験で神経移行術後の遠心路の組織学的検討を行ってきた。神経縫合術、神経移行術を行った群で、手術後1週間、4週間、24週間で上腕二頭筋の神経筋接合部の再神経化の評価を行った。手術後1週間、4週間では神経移行術は神経縫合術に比して再神経化率が低かったが、24週ではどちらの群でも同等の再神経化を認めた。これに加え、求心路の観察を行うために、神経移行術後の上腕二頭筋の筋紡錘の形態変化について観察を行っている。再生期間中の前肢の機能回復の程度を評価するため、各群の手術後1日、7日、14日、21日、28日で行動実験を行った。28日で全身麻酔下に神経縫合部より近位で電気刺激を行い、神経縫合術および神経移行術後に神経回路標識で標識された前角細胞と後根神経節細胞でのc-Fos(ニューロンでの刺激に応答して一時的に発現する)の発現を観察し、神経細胞活動の確認をしている。当初の予定通り研究は進行している。脊髄内での神経回路の接続の再編を観察する。神経移行術を行い28日の神経再生期間をおいたマウスを使用する。大脳皮質の前肢運動野に順行性トレーサー、左上腕二頭筋に経シナプス逆行性トレーサーを注入し、大脳皮質、脊髄の神経回路の観察を行う。さらに、免疫組織学的手法で神経回路の接続を証明し、上腕二頭筋の本来の支配髄節であるC5,6,7と移行した尺骨神経の支配髄節C8,Th1の間に介在ニューロンを介した神経回路の接続が証明できると予測している。
多重防御機構を備えたセキュアで騙されないAIエンジンの開発

Society5.0の実現のためにAI技術が注目されている。一方で、AIの社会実装における課題として、AIを使用することの安全性とセキュリティリスクが挙げられている。AIの安全性に関して、AIの誤判断は現実へ与える影響が大きいため、騙されないAIが必要である。AIのセキュリティリスクに関して、AIで利用する学習データには個人情報や企業機密が含まれるだけでなく、モデル生成は豊富な計算資源を必要とするため、モデル情報を保護するためのセキュアなAIが必要である。本研究は、セキュアで騙されないAIを実現するために、AIの内部と外部に着目した防御機構を開発する。
ファジィ制御に基づく都市高速道路流入調整方法の適用性の検討

構築されたファジィ制御を基本とした流入調整方法を,より実用的な制御方法とするために,適用性の側面から課題を整理した。また,ファジィ制御に基づく流入調整方式の拡張可能性を検証した。1.基本的な交通制御理念に対応した各種の制御目標の達成状況を明示的に示すため,リアルタイムでの流入制御結果の表示システムを構築した。これより交通管理者が現状の制御に対する目標の達成度を明確に把握できるようになり,現実に対応した調整の判断が可能となった。2.各種の流入制御目標に対応した制御モデルの実行を容易に行えるように,グラフィカル・ユーザー・インターフェースを作成し,統合的なシステムを構築した。これより,交通管理者が制御目標に対応した流入制御モデルの実施を選択可能となった。3.流入調整方法の導入に関する現実的な制約条件を整理し,ファジィ制御ルールとして記述する。このとき,都心部の環状線などより複雑な流入調整にも適用可能とした。これより,対象エリアに関わらず各入路の流入台数決定を実施できるようにモデルの汎用性を確保できた。4.LP制御との融合によるファジィ制御モデルの拡張など,交通状況に応じた各入路への流入台数分配の適正化に関する検討を行った。これより,都市高速道路の全体を対象とした流入調整方法としてのファジィ制御モデルの実用的検討が可能となった。5.現実的な制約条件となる流入時刻間隔の変動幅について,流入交通量の変動幅の調整プロセスをもつ,2段階ファジィ制御モデルを構築し,その有効性について交通シミュレーションを用いて検証できた。このように,フジィ制御を基本とした流入調整方法が都市道路網の交通制御に関して実用的な制御方法となることを示すことができた。流入制御における多様な制御目標に対する経験的知識を利用した既存研究を参考として,制御効率を高めるために,制御目標に対する合目的性および交通状況変化に対する適応性の側面を考慮してモデル構築を行った.1)都市高速道路における交通制御の理念を整理し,交通制御方法の有効性の評価基準を明確にする.さらに,交通制御の効果計測方法として,広域な都市道路網を対象とした交通シミュレーションを用いた評価方法を示した.2)実際の流入車両に対する物理的な制御方法の観点と,交通状況に応じた流入台数決定方法としての制御モデルの観点から流入制御方法を体系的に整理した.3)利用者の交通行動面から,流入調整実施に対する経路変更行動モデルを記述した.制御対象でない入路への迂回経路選択も含めたモデルを構築し,流入制御の実施にともなう各入路における流入台数の変化を推計可能とした.4)一般道路での時間帯別交通量配分と,都市高速道路利用車両を対象とした交通シミュレーションを融合し,個別車両に対する流入制御の影響を詳細に表現可能とした.これより,個別車両レベルでの流入調整の効果分析が可能となった.5)交通管制官の経験的知識を利用したファジィ制御を基本としたモデルを構築した.ここでは,本線区間の渋滞長,流入需要量,待ち行列長の3指標により,5分間流入交通量を決定するファジィ制御ルールを記述した.6)一般道路に関する経験的な知識を用いたファジィ制御ルールの改良を行った.ここでは,一般道路代表区間の所要時間は制御決定要因とし,提案したファジィ流入制御モデルを再構成した.7)交通状況が非定常な状態にある場合について,制御効果の時間遅れを考慮し.予見的ファジィ制御ルールを導入した.このように,基本的な交通制御理念に対応した各種の制御目標を明確にし,それぞれの制御目標に応じたファジィ流入制御モデルを構築し,その適用性について整理した.構築されたファジィ制御を基本とした流入調整方法を,より実用的な制御方法とするために,適用性の側面から課題を整理した。
AEによる水圧破砕亀裂検出ゾンデの開発

平成7年度にはAEデータ収録・解析装置を設置するとともにボーリング孔内の1断面に90度の等間隔で4個のAEセンサーを設置できる水圧破破亀裂検出用のAEゾンデを試作した.また,本研究の軸となるAEのP波の到着時間差から亀裂発生方向を決定するための解析手法を理論的に定式化した.平成8年度には,この定式化した手法に基づく数値シミュレーションと室内実験を行い,亀裂方向決定精度に及ぼす種々の要因の分析を行った.まずセンサーの設置断面とAE発生断面の距離を変化させて各センサーへのP波初動到達時間の差を数値計算で求め,これを予想される測定の時間精度と比較することにより,実用的な精度を得るために必要なセンサーとAE発生断面の離間距離の限界を明らかにした.次にボーリング孔を模擬した鉄製の厚肉円筒に試作したゾンデを設置し,円筒の外側から模擬AE信号を与える実験を行い,上述の数値シミュレーションが妥当性を確認した.またAEセンサーの受感方向には指向性があるが、AEセンサーの受感方向を中心に45°以内にAE震源がある場合にはP波初動を明瞭にとらえ得ることを,この実験により明らかにした.平成9年度は,これら成果に基づき(株)日本パブリックが水圧破砕による地圧測定業務のために掘削したボーリング孔を利用して,試作ゾンデを用いた現場実験を行った.この現場実験で得られたデータを整理し,これまでの理論的・実験的研究で得た知見の妥当性を確認した.しかし,実用的な精度で亀裂方向を決定するには,亀裂発生箇所近傍にAEセンサーを設置する必要のあること,一方,現状の仕様のゾンデでも,AE発生頻度の時間変化やAEの周波数の変化から,従来明らかでなかった原位置での水圧破砕亀裂の挙動に関する情報が得られることがわかった.平成7年度にはAEデータ収録・解析装置を設置するとともにボーリング孔内の1断面に90度の等間隔で4個のAEセンサーを設置できる水圧破破亀裂検出用のAEゾンデを試作した.また,本研究の軸となるAEのP波の到着時間差から亀裂発生方向を決定するための解析手法を理論的に定式化した.平成8年度には,この定式化した手法に基づく数値シミュレーションと室内実験を行い,亀裂方向決定精度に及ぼす種々の要因の分析を行った.まずセンサーの設置断面とAE発生断面の距離を変化させて各センサーへのP波初動到達時間の差を数値計算で求め,これを予想される測定の時間精度と比較することにより,実用的な精度を得るために必要なセンサーとAE発生断面の離間距離の限界を明らかにした.次にボーリング孔を模擬した鉄製の厚肉円筒に試作したゾンデを設置し,円筒の外側から模擬AE信号を与える実験を行い,上述の数値シミュレーションが妥当性を確認した.またAEセンサーの受感方向には指向性があるが、AEセンサーの受感方向を中心に45°以内にAE震源がある場合にはP波初動を明瞭にとらえ得ることを,この実験により明らかにした.平成9年度は,これら成果に基づき(株)日本パブリックが水圧破砕による地圧測定業務のために掘削したボーリング孔を利用して,試作ゾンデを用いた現場実験を行った.この現場実験で得られたデータを整理し,これまでの理論的・実験的研究で得た知見の妥当性を確認した.しかし,実用的な精度で亀裂方向を決定するには,亀裂発生箇所近傍にAEセンサーを設置する必要のあること,一方,現状の仕様のゾンデでも,AE発生頻度の時間変化やAEの周波数の変化から,従来明らかでなかった原位置での水圧破砕亀裂の挙動に関する情報が得られることがわかった.水圧破砕により発生したAEを測定することにより,発生した孔内亀裂の方向を明らかにする実用的な手法を開発することが本研究の目的である.そこで今年度は,まずこの目的に使用できるAEデータ集録・解析装置を設計・製作し設置した.水圧破砕によって生じる亀裂は極めて短時間に進展することに特徴があり,これに伴って発生するAEは数秒以内の短時間に多数発生する.設置したAEデータ装置は,このようなAEデータを集録できるよう,従来の類似装置にない大きな記憶容量を有し,16000個のAEを極めて短時間にほとんど連続的に測定できる点に特徴がある.一方,上述のAE計測・解析装置の設計・製作とともに,今年度は測定したAEから発生した亀裂の方向を推定する手法の理論的検討を行った.本研究では,ボーリング孔内の1断面に90度の等間隔で4個のセンサーを設置し,水圧破砕に伴う亀裂の発生方向をAEのP波初動の到達時間差から推定する手法を用いる.このような測定では,ボーリング孔周辺の岩盤中で発生したAEをボーリング孔の壁面で測定するため,波動の伝播経路が直線にならない場合があり,亀裂方向の推定のためにはAE発生位置とセンサー位置の関係による波動の伝播経路の整理が必要である.そこで,今年度はこの整理を進め,解析手法の定式化を行った.また今年度は,この種の研究に優れた業績のある米国ミネソタ大学の研究者を招聘し,試作したゾンデを実際に示しながら本研究の構想を説明して意見を求めた.その結果,改善点に関する若干の示唆を得るとともに,本研究の基本構想に誤りのないことを確認した.来年度以降,数値実験により本手法の理論的検討を行うとともに,AEデータ集録・解析装置を用いて実験的検討を行い,本手法の実用的に向けた研究を進めていく予定である.水圧破砕により発生したAEを測定することにより,発生した孔内亀裂の方向を明らかにする実用的な手法を開発することが本研究の目的である.

そこで昨年度は,まずこの目的に使用できるAEデータ集録・解析装置を製作するとともに,測定したAEから発生した亀裂の方向を推定する手法の定式化を行った.今年度は,この定式化した手法に基づく数値シミュレーションと室内実験を行い,亀裂方向決定精度に及ぼす種々の要因の分析を行った.まずセンサーの設置断面とAE発生断面の距離を変化させて各センサーへのP波初動到達時間の差を数値計算で求め,これを予想される測定の時間精度と比較することにより,実用的な精度を得るために必要なセンサーとAE発生断面の離間距離の限界を明らかにした.次にボーリング孔を模擬した鉄製の厚肉円筒に試作したゾンデを設置し,円筒の外側から模擬AE信号を与える実験を行い,上述の数値シミュレーションが妥当性を確認した.またAEセンサーの受感方向には指向性があるが,AEセンサーの受感方向を中心に45′以内にAE震源がある場合にはP波初動を明瞭にとらえ得ることを,この実験により明らかにした.また昨年度,この分野の研究に優れた業績のある米国ミネソタ大学のJ.F.Labuz助教授を招聘して本研究に対する意見を求めたところ,この種の測定ではRayleigh波が卓越し,P波初動を見落とす可能性が指摘された.そこで上述の実験で得た波動で,Rayleigh波の到達をP波初動と誤認していないが慎重に検討した結果、今回の実験の範囲では問題のないことを確認した.来年度は本研究の最終年度であり,試作したゾンデを現場実験に適用するとともに,研究成果を国際会議で発表し,内外の優れた研究者のレビューを受けたいと考えている.平成7年度にはAEデータ収録・解析装置を設置するとともにボーリング孔内の1断面に90度の等間隔で4個のAEセンサーを設置できる水圧破砕亀裂検出用のAEゾンデを試作した.また,本研究の軸となるAEのP波の到達時間差から亀裂発生方向を決定するための解析手法を理論的に定式化した.平成8年度には,この定式化した手法に基づいて数値シミュレーションを行い亀裂方向決定精度の検討を行った.また,ボーリング孔を模擬した鉄製の厚肉円筒に試作したゾンデを設置し,円筒の外側から模擬AE信号を与える実験を行い,この数値シミュレーション結果の妥当性を実験的に検証した.本年度は,これら成果に基づき(株)日本パブリックが水圧破砕による地圧測定業務のために掘削したボーリング孔を利用して,試作ゾンデを用いた現場実験を行った.この現場実験で得られたデータを整理し,これまでの理論的・実験的研究で得た知見の妥当性を確認した.しかし,実用的な精度で亀裂方向を決定するには,亀裂発生箇所近傍にAEセンサーを設置する必要のあること,一方,現状の仕様のゾンデでも,AE発生頻度の時間変化やAEの周波数の変化から,従来明らかでなかった原位置での水圧破砕亀裂の挙動に関する情報が得られることがわかった.また,研究成果を国際会議(4th International Symposium on Rockburst and Seismicity in Mines)で発表したところ,おもしろい試みであるとの評価をカナダの研究者より得ることができ,この手法が外国の研究者にとっても興味ある新しい手法であることを確信することができた.また,この国際会議の帰路パリ大学に立ち寄り,この分野の第1人者である研究者から研究内容のレビューを受け,研究成果の最終とりまとめについて,貴重な意見をうることができた.
シオミズツボワムシの寿命制御機構に関する分子生物学的研究

シオミズツボワムシ(以下ワムシと略記)の寿命は、1日に3時間のみ給餌するカロリー制限(CR)により約2倍に延長する。昨年度までに、研究代表者は、このように培養したCR区のワムシと、一生を通じて給餌しながら培養した連続給餌区のワムシで種々の遺伝子のmRNA蓄積量を調べ、マンガン型スーパーオキシドジスムターゼ(Mn SOD)などのmRNA蓄積量がCRにより増大することを示した。本年度は、それら遺伝子につき詳細な発現解析を行った。CR区および連続給餌区のワムシに50°C、5分間の熱処理を加え、熱処理の前(対照区)および30分後(50°C処理区)に回収して試料とした。対照区では、CR区の熱ショックタンパク質(HSP)70、Mn SODおよびカタラーゼ遺伝子のmRNA蓄積量は連続給餌区のそれぞれ2.3、1.7および2.8倍であった。50°C処理区では、CR区および連続給餌区とも全ての遺伝子が顕著に発現誘導されたが、CR区のHSP70およびカタラーゼmRNA蓄積量は連続給餌区のそれぞれ3.3および2.5倍であった。逆に、連続給餌区のHSP90 mRNA蓄積量はCR区の2.1倍であった。HSP60およびMn SODのmRNA蓄積量は両試験区でほぼ同じであった。さらに、対照区および50°C処理区におけるHSP60およびHSP70量をそれぞれの特異抗体を用いて調べた。まず対照区では、CR区のHSP60およびHSP70量は連続給餌区のそれぞれ約2倍および約8分の1であった。次に、50°C処理区では、CR区のHSP60およびHSP70量はいずれも連続給餌区の約2倍であった。以上の結果から、50°C処理区のストレスタンパク質および抗酸化酵素のmRNA蓄積量および発現タンパク質量は、HSP90のmRNA蓄積量以外は全てCR区で高いことが明らかとなり、これらの分子がCRによる寿命の延長と関連していると考えられた。シオミズツボワムシ(以下ワムシと略記)は、環境条件に応じてその産仔数や寿命、ストレス耐性を大幅に変化させる。給餌を制限するとワムシの産仔数は減少するが、代わりに寿命および繁殖期間が長くなることが知られている。研究代表者らは、ワムシの寿命延長の分子機構を明らかにするため、寿命に関連すると考えられている遺伝子を数種類クローン化した。本年度は、それら遺伝子の発現様式を定量的リアルタイムPCRにより個体ごとに比較し、寿命への関与を調べた。ワムシの寿命は、1日に1時間のみ餌を与えながら培養すると約2倍にまで延長する。このように培養したワムシを飢餓区とし一生を通じて給餌しながら培養した対照区のワムシとの間で、抗酸化酵素マンガン型スーパーオキシドジスムターゼ(Mn SOD)、銅・亜鉛型スーパーオキシドジスムターゼ(Cu/Zn SOD)およびHSP70遺伝子のmRNA蓄積量を比較した。これらの遺伝子は、いずれも寿命を延長させる機能を有しているため、寿命の長い飢餓区のワムシにおいて発現量が高くなることが予想された。定量的リアルタイムPCRの結果、MnSOD遺伝子は若齢期のワムシで、またCu/Zn SOD遺伝子は老齢期のワムシでそれぞれ対照区より高い値を示した。それ以外の時期では、両試験区におけるSOD遺伝子のmRNA蓄積鼻はほぼ同じであった。これらの結果は、寿命研究の代表的なモデル生物である線虫Caenorhabditis elegansにおける知見と一致する。したがって、両遺伝子がワムシの寿命を延長させている可能性が考えられた。一方、HSP70のmRNA蓄積量は、寿命め長い飢餓区のワムシで一生を通じて低く、対照区のワムシでは一日あたりの平均産仔数の増減に伴って変化する傾向を示した。したがって、HSP70の発現量はワムシの寿命とは直接は関連しないと考えられた。すなわち、本分子は新生タンパク質のフォールディングを補助する分子シャペロンとしても働くため、ワムシの活発な繁殖に伴うタンパク質合成により誘導されているものと思われた。シオミズツボワムシ(以下ワムシと略記)はカロリー制限により繁殖を抑制し、そのエネルギーを転化して寿命を延長する。研究代表者は、ワムシの寿命を制御する分子としてストレスタンパク質および抗酸化酵素に着目し、昨年度までにこれらをコードする遺伝子を8種類クローン化し、発現様式を調べてきた。本年度は、ワムシの寿命と関連すると考えられるストレス耐性とストレスタンパク質につきさらに詳細な解析を行った。さらに、これらを制御する分子機構の解明を試みた。ワムシの寿命は、1日3時間のみ給餌するカロリー制限区で約2倍に延長する。このように培養したワムシをカロリー制限区とし、一生を通じて給餌しながら培養した給餌区との間で種々のストレスに対する生存率を比較した。その結果、熱ストレス、過酸化水素およびパラコートに対する耐性がカロリー制限により増大することがわかった。次に、既に部分配列を決定しているHSP70遺伝子につき5'および3'RACEを行い、ワムシにはHSP70遺伝子が2種類存在することを示した。両者の塩基同一率は98%と高く、その発現様式を個別に調べることは困難であった。そこで、in situハイブリダイゼーションおよび定量的RT-PCRにより、これらの発現部位および熱ストレス誘導性がほぼ同一であることを明らかにしたのち、リアルタイムPCRにより両者の発現量を合一し測定した。

その結果、ワムシHSP70遺伝子はストレス耐性の強いカロリー制限区のワムシで誘導されていることが示され、本遺伝子とワムシのストレス耐性および寿命との関連が示唆された。また、本年度ワムシからクローニングした抗酸化酵素カタラーゼ遺伝子もカロリー制限により発現誘導されることが明らかとなった。さらに、ワムシの寿命を延長させるインスリン様シグナル伝達経路の阻害剤が、ワムシのストレス耐性を増大させることを示した。したがって、ワムシの寿命、ストレス耐性およびストレスタンパク質の発現が本経路により制御されていることが考えられる。シオミズツボワムシ(以下ワムシと略記)の寿命は、1日に3時間のみ給餌するカロリー制限(CR)により約2倍に延長する。昨年度までに、研究代表者は、このように培養したCR区のワムシと、一生を通じて給餌しながら培養した連続給餌区のワムシで種々の遺伝子のmRNA蓄積量を調べ、マンガン型スーパーオキシドジスムターゼ(Mn SOD)などのmRNA蓄積量がCRにより増大することを示した。本年度は、それら遺伝子につき詳細な発現解析を行った。CR区および連続給餌区のワムシに50°C、5分間の熱処理を加え、熱処理の前(対照区)および30分後(50°C処理区)に回収して試料とした。対照区では、CR区の熱ショックタンパク質(HSP)70、Mn SODおよびカタラーゼ遺伝子のmRNA蓄積量は連続給餌区のそれぞれ2.3、1.7および2.8倍であった。50°C処理区では、CR区および連続給餌区とも全ての遺伝子が顕著に発現誘導されたが、CR区のHSP70およびカタラーゼmRNA蓄積量は連続給餌区のそれぞれ3.3および2.5倍であった。逆に、連続給餌区のHSP90 mRNA蓄積量はCR区の2.1倍であった。HSP60およびMn SODのmRNA蓄積量は両試験区でほぼ同じであった。さらに、対照区および50°C処理区におけるHSP60およびHSP70量をそれぞれの特異抗体を用いて調べた。まず対照区では、CR区のHSP60およびHSP70量は連続給餌区のそれぞれ約2倍および約8分の1であった。次に、50°C処理区では、CR区のHSP60およびHSP70量はいずれも連続給餌区の約2倍であった。以上の結果から、50°C処理区のストレスタンパク質および抗酸化酵素のmRNA蓄積量および発現タンパク質量は、HSP90のmRNA蓄積量以外は全てCR区で高いことが明らかとなり、これらの分子がCRによる寿命の延長と関連していると考えられた。
地域連携における医療介護情報の信頼性および情報に基づいたサービス選択に関する研究

2018年度は、生命倫理審査会の承認を得た後、2017年度に作成した情報項目一覧およびマスタに従い、データ収集を開始した。プロブレムリストについては、ICDー10のほか、独自の病名リストを用いて、データ整理・分析に用いた。2018年度末時点において、288例のデータを収集し、、本研究は主に、医療機関の間でやりとりする情報の信頼性を分析するものであるが、データ収集開始後、同じ医療機関内でも、評価者個人の差ばかりでなく、評価の場面や職種(医師、リハビリテーション療法士、看護師ら)によって、大きく異なることが知られ、その要因分析を実施した。基本的ADLは複数回の評価が最も多くなされていた項目であるが、すべて介助(Barthel Index 0/100点)の場合は複数回評価されていても合致している場合が多いものの、それ以外では短期間の入院であっても、入院直後や急性期後の状態など、評価時期にもよって評価値が異なっており、評価時点をデータに付随させる必要性が知られた。心不全や感染症などの急性疾患患者においては基本的ADLなどの変動は大きかったが、認知症を主疾患とする場合、情報源が家族らによる場合が多いためか、評価値の変動はさほど大きくなかった。多職種カンファランスが行われた場合、評価値の差が小さくなることが期待されたが、多職種カンファランス実施の有無では、有意な差として示されなかった。体重やBMIには信頼が持たれていたが、腎機能(eGFR)や栄養評価に用いるアルブミンについては、急性期の入院では無視しがたい値の変動があった。生命倫理審査会の承認を得るのに時間を要した。本研究は主に、医療機関の間でやりとりする情報の信頼性を分析するものであるが、データ収集開始後、同じ医療機関内でも、評価者個人の差ばかりでなく、評価の場面や職種(医師、リハビリテーション療法士、看護師)によって、大きくことなり、その状況把握と要因分析を先行させる必要があったため。2019年度は2018年度から収集を始めたデータにつき、1年間分収集できた時点で統計解析を行い、分析する。研究場所の1つである名古屋大学医学部附属病院では2019年2月、国際基準の病院評価であるJCI認定を得た機会に、定型的な患者評価の手順を整え、収集データ量が増えてる。2019年度は、医療機関外の情報連携につき、調査を行い、最終年の成果を求める。29年度は、厚生労働省により新たに設置された「科学的裏付けに基づく介護に係る検討会」で医療と介護を連携させる情報のフレームワークが議論され、分担研究者の鈴木がここに委員として参加、関連の現状を把握し整理するとともに、委員会においてその成果も含め、中間報告書作成に加わった。本研究で計画したADL(日常生活動作)や認知機能、BPSD(認知症に伴う行動心理的症状)、社会的環境等を含めた高齢者の包括評価につき、評価方法とその解釈、および情報を共有する対象を整理した。急性期から回復期における連携、回復期から慢性期、生活期における連携において共有すべき情報項目を一覧とした。情報連携における信頼性につき、関連の専門職からヒアリングを行い、現状把握の一助とした。これらをもとに、地域連携支援ツール開発の端緒として、情報項目マスタの草案を作成した。愛知県犬山市、豊山町など複数自治体で日常生活圏域ニーズ調査の実施と分析を担い、情報の信頼性に関するノウハウを蓄積し、分析・研究を行った。地域連携における包括的データの信頼性・共有範囲に関する研究は、現行制度に関する研究と、先行研究収集にとどまった。29年度は、30年度診療報酬および介護報酬改定にて地域連携に大きな変更が加えられ、情報連携の現状整理と、制度改定に伴う変化予測、研究計画への適応に時間を要したため。

本研究は主に、医療機関の間でやりとりする情報の信頼性を分析するものであるが、データ収集開始後、同じ医療機関内でも、評価者個人の差ばかりでなく、評価の場面や職種(医師、リハビリテーション療法士、看護師)によって、大きくことなり、その状況把握と要因分析を先行させる必要があったため。29年度の成果をもとに、30年度はデータ収集を進める。名古屋大学医学部附属病院においては2018年1月、電子カルテの更新を終え、国際基準の病院評価であるJCI受審(2019年1月見込み)に向け、各種、診療科によらず共有できる患者評価項目の整理と手順書の整えを進めている。本研究はこれと連動し、国際的な基準で求められている情報項目と、その評価方法、信頼性の担保法をまとめる。その上で、研究計画に従い、急性期と回復期の情報共有、病院と地域との共有について研究を進める。2019年度は2018年度から収集を始めたデータにつき、1年間分収集できた時点で統計解析を行い、分析する。研究場所の1つである名古屋大学医学部附属病院では2019年2月、国際基準の病院評価であるJCI認定を得た機会に、定型的な患者評価の手順を整え、収集データ量が増えてる。2019年度は、医療機関外の情報連携につき、調査を行い、最終年の成果を求める。29年度は寄付金など他予算に比較的余裕があり、研究補助者の活用ができたことによって、当初予定よりその人件費を抑えることができた。30年度は、29年度からの繰越により、余裕を持った予算を活用し、データ収集を進める。複数の医療機関の間でやりとりする情報の信頼性に関する研究進捗が遅れており、予定した賃金予算を執行することができなかったため。2019年度においては、前年度に残った予算を使用し、計画に従い、協力医療機関におけるデータ収集と、収集したデータのマネジメントを行う人件費にあて、研究の遅れを取り戻し、成果を得る。
平成の「農地改革」と農業構造改革のゆくえ

「平成の農地改革」を標榜した2009年の農地制度改正について、その課題並びに内容と特徴を農政改革の全体的な文脈のなかで分析し、(1)農地貸借の自由化により農地制度の方向性が逆転したこと、しかし、(2)それが農業の構造改革にどう寄与するかは未知数であるうえ、制度改正自体も「道半ば」の状態にあり、(3)その行きつく先の如何(とくに所有権取得の自由化の成否)によっては、土地法制全体にかかわる様々な問題が生じうることを明らかにした。1.全体としての農政改革とその下での農地制度改正作業の動向やそれをめぐる諸議論、並びに関連施策(「直接支払型の」経営安定対策や、農地情報データベース化の試行、農地の面的集積のための新しい補助制度の試行等)の実施状況と農村現場の反応をフォローする作業を進めた。2.そのため国内では、他の調査研究事業(農水省経営局構造改善課「広域展開する農業経営・農地情報の入手等の実態に関する調査研究」、同「農地賃貸借における有益費等に関する調査研究」への委員としての参加の機会も活用しながら、所要情報の入手に努め、自らも富山県(入善町)、山形県(庄内市)、岡山県(浅口市)で聞取り調査を実施した。研究発表(4)は、その成果の一部である。3.制度改正問題の内容に関しては、不動産法制中での農地制度の特殊な位置づけとその故に生じる法律的諸問題を不動産法の専門家と議論した結果を公表した(研究発表(1))ほか、現在の改正作業の内容と方向を戦後農地制度の展開過程の中に位置づけつつ、その課題と問題点を分析する作業を行った。研究発表(6)と(2)がその成果であり、農地貸借の自由化を最大の眼目とする今回の改正(案)は、現行農地制度のあり方を根底から覆すほどの重大な意味を持つことを解明した。本年3月に国会に上程された改正法案は、まさにそのことを確認させる内容をもっており、現在、法案の分析・評価作業を進めている。4.フランスの政策・立法の動向を具体的に把握するため、2009年2月にパリの関係諸機関に赴き、最新の情報資料を入手した。その成果の一端は、研究発表の(5)と(7)に反映させているが、フランスの場合と対比すると、日本の動向の特異性が如実に浮かび上がってくる。1. 4月5月には国会審議中の農地法等改正法案について衆院農林水産委員会で参考人意見を陳述し(研究発表(1))、問題指摘の論稿を発表した(同(2)(5))。その意見は法案の国会修正に反映されている。すなわち、政府法案は、旧農地法の考え方から離脱して、生産資源たる農地を「効率的に利用する者」に集積することを目的とし、農地の貸借を原則的に自由化する一方、所有権の取得には当面、従来通りの規制(農地耕作者主義)を維持するとしたが、後者の規制の存在根拠は法文中には示されず、やがては所有権取得も自由化する方向が示唆されていた。しかし当所有権取得まで無限定に自由化した場合に農業と農村社会が受ける影響には、様々な危惧と不安が残る。そこで国会修正では、農地が地域資源でもあることを付加した上、農地についての権利(所有権及び賃借権)の原則的な取得者を「効率的に利用する耕作者」と改め、貸借の自由化=解除条件付きの例外的貸借で参入する法人企業等の借地農業主体には「地域農業との調和」、にかかる種々の要件(許可・不許可、許可取消しの要件)を加重したのである。2.改正法成立後は、農業委員会の役割が格段に拡大し、業務の性質にも重要な変化が生じることを押さえた上で、運用上の法律的問題点と農地管理の新たな仕組みの検討作業を続けた。そのため、調査・講演・研究会の機会を利用して現場の担当者の意見を聞き(北海道、山形県、福島県当長野県、千葉県の農業会議等)、10月下旬に公表された政省令、運用通知、処理基準の内容を分析した。研究発表(6)(9)は、その過渡的な成果の発表である。3. 2010年3月にパリに赴き、フランスとEUの政策・立法動向の最新の情報資料を入手した。その成果の一部は、構造政策と農地制度の日仏比較を行った(7)論文に反映させている。サルコジ政権が1月に議会提出した「農業近代化法」案の帰趨、並びに、日本の民主党政権の農業・農地政策の動向の分析評価は、次年度の課題である。1.新農地制度の施行状況に関する情報入手に努め、貸借の自由化を中心とする新しい仕組みが農村の現場と参入企業等からどう受けとめられ、いかに機能しているかを考察した。(1)施行後の参入数は加速化した(7カ月で144法人)が、従前からのものも含めた参入法人の総数は436法人で、利用農地の総面積は1,886ha、平均借入面積も3.5haでしかない。(2)研究発表

(1)で論じた「地域的農地管理の新しい仕組み」についても、千葉県などでは積極的な運用への取り組みが進んでいるが、全国的な動向はまだ不明である。(3)加えて戸別所得補償制度の導入もあったため、新農地制度の効果や影響の如何は、いまだ見通しがたい状況にある。2.一方、2010年秋以降には、菅首相のTPP参加意欲の表明を契機に、農地制度の更なる改正論が急浮上した。企業参入の促進、農業生産法人制度の要件緩和、法の運用主体である農業委員会の見直し等が主要論点だが、一部の政策文書等では、ゾーニング・転用規制制度の強化と合わせた「農地所有権取得の自由化」論も再登場した。上記1の諸点とも併せて、今般の制度改正は、なお「道半ば」なのである。そこで年度後半には、その今後のゆくえを問い、そこに生じうる様々な課題や問題点を検討する作業に着手した。研究発表(3)(4)がその当面の成果である。3.今後のゆくえを問う際には、[O!a]「地域農業と地域資源たる農地」という視点を持って、[O!b]小子高齢・人口減少社会の国土空間管理システムの中に農地制度をいかに位置づけていくかを考える必要がある。研究発表(6)の図書は、[O!a]の視点からの研究であるが、今後は[O!b]の課題についても、研究発表(2)の成果や年度末のフランス調査で得た知見(2010年7月の「農業近代化法」による新たな転用規制措置の導入)なども踏まえつつ、さらに研究を進めていく(2011年度に向けて新たな研究計画調書を提出済み)。
鋼床版とSFRC舗装の接着剤接合部における劣化特性と耐久性評価に関する研究

本研究課題では、鋼床版の疲労対策技術である、鋼繊維補強コンクリート(SFRC)舗装に関して、舗装とデッキプレート間の接着剤接合に着目し、その長期耐久性を明らかにするものであり、1)温度と水による環境負荷が接合部の強度及び破壊性状に及ぼす影響の解明、2)環境負荷に対する劣化傾向を踏まえた経時的な強度低下の予測手法の提案、3)実環境での劣化傾向と劣化促進試験結果との関係の明確化を目標としている。平成30年度においては、主として、1)について以下のとおり検討を行った。SFRC舗装に適用されている、性状の異なる3種類のエポキシ樹脂系接着剤を選定し、舗装と鋼床版デッキ面の接合部を模擬した試験体を製作した。これらの試験体に対して、申請者らが既往研究において得ている現場での接合部の環境負荷条件を踏まえ、1ヶ月12ヶ月間の、現場で想定される温度(50°Cを基本)による水中、気中及び温冷繰り返しサイクル下での環境負荷による劣化促進試験計画を作成し、試験準備を進めた。また、製作した試験体のうち、引張強度に着目した試験体を用いて、試験体の寸法形状、試験時の拘束等の試験条件をパラメータとした引張試験を行い、試験条件と引張強度の関係について把握した。併せて、FEM解析結果との比較により、試験条件に応じた接着剤接合部の応力性状と引張強度との関係を分析した。その結果、いずれもSFRC内の材料破壊が生じたが、引張強度の相違がみられ、接合部に生じる応力集中が引張強度の低下に少なからず影響を与える可能性があることが確認された。本研究課題で使用する試験体については予定どおり製作したが、年度末に、試験に使用する試験装置が老朽化により故障し使用不能となったため、予定していた試験の一部を次年度に行わざるを得ない状況が生じた。実験工程にやや遅れが生じているが、遅れの生じている試験については、平成31年度の前半に実施する目途が立っており、今後の進捗に影響を与えないものと考えている。予定どおり平成30年度の研究を進めるとともに、これまでの成果を学会誌に投稿し、受理を目指す。次年度使用額については端数残額であり、物品費に充当する。なお、経費の一部は、当初、研究打合せ等の旅費として使用する予定であったが、打合せ場所・時期の調整を行い支出を0円とし、試験体製作費(物品費)に充当することで試験ケースを充実させた。
ユビキチンリガーゼBRCA1-BARD1によるDNA修復および転写の制御

家族性乳癌の原因遺伝子BRCA1はBARD1とともにRINGヘテロダイマー型ユビキチンリガーゼを形成する。この酵素活性がBRCA1の生物学的機能、すなわちDNA修復および転写の制御にどうかかわっているかを解析した。研究者はBRCA1-BARD1によって生じるユビキチン鎖がLys-6を介したものであることを、変異型のユビキチンを用いたin vitroおよびin vivoの実験系で、さらに野生型のユビキチン鎖の結合部分を質量分析計(LC/MS/MS)で解析することによって証明した。興味あることにプロテアソーム依存的蛋白質分解のシグナルであるLys-48結合型ユビキチン鎖とは異なり、BRCA1-BARD1によって生成されるLys-6結合型ユビキチン鎖はin vitroにおいて26Sプロテアソームによって脱ユビキチン化された。したがって、BRCA1-BARD1ユビキチンリガーゼはタンパク質分解を誘導する酵素ではないことか判明した。研究者はさらに質量分析計を用いたスクリーニングによりBRCA1-BARD1の2つの基質を同定した。いずれもin vivoおよびin vitroにてBRCA1-BARD1にてユビキチン化され、安定化した。このうちの1つは中心体複製を制御する蛋白質でBRCA1の欠損による中心体過剰複製、染色体不安定性はこの系の機能不全によるものと考えられる。もう一つの基質はRNAポリメラーゼIIのサブユニットで現在、ユビキチン化によって転写活性が阻害する可能性が示唆される結果が得られており、BRCA1によるtranscription-coupled DNA repairはこの系を介していること考えられる。われわれは家族性乳癌の原因遺伝子であるBRCA1およびBARD1がRINGヘテロダイマーユビキチンリガーゼであることを報告したが、この酵素活性がBRCA1の主たる機能であるDNA修復および転写の制御にどうかかわっているかは明らかにされていない。ユビキチンリガーゼの機能を知る上で重要な事項として基質の同定とユビキチン鎖の種類の同定があげられるが、このうち本研究でわれわれはBRCA1-BARD1によって生じるユビキチン鎖がLys-6を介したものである可能性が高いことを見いだしている。変異型のユビキチンを用いたin vitroの系ではK6Rが他のLys-Arg変異に比較して有意にポリユビキチン鎖の形成を阻害した。また、Lys残基を1つだけのこし、他の6カ所を全てArgに変異させたユビキチンを用いたin vivoの系ではK6において他の変異に比較して有意にBRCA1の自己ユビキチン化が認められた。現在はマススペクトロメーター(LC/MS/MS)を用いてin vivoで自己ユビキチン化したBRCA1のユビキチン鎖の同定を行つているがpreliminaryなデータとして、やはりLys-6を介したユビキチン鎖であることが示唆されている。これと平行してBRCA1-BARD1によって生成されるユビキチン鎖がin vitroにおいて26Sプロテアソームによって分解されるか否かを解析中である。