hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
消化管におけるＴｏｌｌ－ｌｉｋｅ　ｒｅｃｅｐｔｏｒを介した常在細菌制御機構の解明

本年度ラットを用いて消化管内における常在細菌の制御機構を解明するための一環として得られた研究成果は以下の通りである。1.上行結腸における常在細菌の優先的な定着部位が腸間膜付着部の腸表面上皮上であることを明らかにするとともに,同部位におけるTLRの発現が非常に弱いこと,さらに同部位では腸陰窩内に常在細菌が侵入すると,腸陰窩内における上皮細胞の細胞増殖が活性化される可能性を明らかにし,論文公表した。2.小腸の生体防御機構に関する基礎的な研究として,小腸のバイエル板の濾胞付属腸陰窩の濾胞側ではPaneth細胞や杯細胞の分化が抑制されることに加えて,これらの細胞の両方の性質を示すintermediate cellが濾胞付属腸陰窩に出現することを明らかにし,論文公表した。3.空腸の腸絨毛で産生された乳ビ球が,血管内へと直接取り込まれる可能性を明らかにして論文公表するとともに,この取り込みには毛細血管内皮に発現したVLDL受容体が関与する可能性を明らかにし,学会発表した。4.消化管における生体防御に関する基礎的な研究として,消化管全長における補体C3およびC4の分泌部位を特定し,学会発表した。5.上行結腸の集合リンパ小節の濾胞付属腸陰窩には,一般の腸陰窩にはみられないPaneth細胞と類似の細胞が分化することを見出し,さらに同腸陰窩には,いわゆるintermediate cellが小腸のバイエル板と同様に出現することを明らかにし,杯細胞とPaneth細胞の間に分化移行が存在する可能性を明らかにし,学会発表した。(抄録なし)本年度ラットを用いて常在細菌の制御機構を解明するための一環として得られた研究成果は以下の通りである。2.上行結腸における常在細菌の優先的な定着部位が腸間膜付着部の腸表面上皮上であることを明らかにするとともに,同部位におけるTLRの発現が非常に弱いこと,さらに同部位では腸陰窩内に常在細菌が侵入すると,腸陰窩内における上皮細胞の細胞増殖が活性化される可能性を明らかにし,公表した(J. Vet. Med. Sci.)。4.小腸では常在細菌が腸絨毛の表面で増殖すると,腸陰窩のパネート細胞から一過的に分泌が惹起され,これに伴ってパネート細胞がアポトーシスを発現することを明らかにした。5.小腸の生体防御機構に関する基礎的な研究として,絨毛円柱上皮細胞がIgGのFc受容体を介して大型粒子をpersoptionする可能性を明らかにし,公表した(J. Vet. Med. Sci.)。また空腸の腸絨毛で産生された乳ビ球が,毛細血管内皮に発現したVLDL受容体を介して血管内へと直接取り込まれる可能性を明らかにした。6.消化管における生体防御に関する基礎的な研究として,肝臓における補体C3およびC4の産生部位が異なることおよびその輸送経路について明らかにするとともに,消化管全長における分泌部位を特定した。本研究の目的である消化管における常在細菌の定着制御に対するTLRの関与について,主に粘膜上皮におけるTLRの発現と常在細菌の定着部位との関係から上細胞におけるTLRの発現量の調節が常在細菌の定着に大きく関わることを明らかにするとともに,この研究成果を学術集会および学術雑誌に公表することができた。本年度の研究では,申請当初計画していたin situ hybridization(ISH)法を用いて消化管粘膜上皮における膜型TLRの発現部位の特定を試みたが,特定することができなかったため,これに関してはISH法の手法改善を含めて今後も引き続き検討を行う。加えて,本年度の研究で重点的に研究対象とした上行結腸を含め,小腸および大腸の粘膜上皮上における常在細菌の増殖と細胞動態の制御,アポトーシスの発現・調節因子の変化および粘液分泌の制御の関係についても検討し,粘膜上皮における膜型TLRの発現の意義について生体防御の観点から明らかにする予定である。(抄録なし)
重い電子系化合物CeT_2Si_2の磁性と4d遷移金属T置換効果

面心正方晶ThCr_2Si_2型希土類金属間化合物CeRu_2Si_2は,20mKまで常磁性のフェルミ液体状態を保つ重い電子系化合物であるが、70K以下から短距離反強磁性相関が発達することや、磁化の容易軸方向でメタ磁性転移的な磁化過程を示すことから、この化合物は磁気秩序発生の寸前状態にあると考えられる。本研究では,Ruサイトの4d遷移金属T置換効果に焦点を当てて,T置換による高濃度近藤効果,フェルミ液体現象,磁気秩序発生およびメタ磁性転移の系統的変化に関する実験研究を行った。以下にその成果を列挙する。(1)4d電子がRuより多い元素Rh,Pdで置換した系では、T_Kおよびメタ磁性転移磁場H_Mの値がともに低下する。T_Kの濃度依存性は、極小を示したあと、増大に転ずる。これに対し、4d電子がRuより少ない元素Moの置換ではT_K、H_Mとも濃度の増加とともに増大する。(2)RhおよびPd置換では、濃度の増加とともに6K以下の低温で反強磁性的な磁気秩序が誘起され、ふたたび消失する。この磁気秩序発生に伴い、新たな磁化の弱い飛びがH_Mより低磁場で観測されるようになる。(4)Rh・Pd置換において、μSR実験から微視的に反強磁性的な磁気秩序発生が確認された。(5)CeRu_2Si_2のμSR実験から、Ceモーメントの動的ゆらぎの時間が評価された。その結果50K以下でゆらぎの相関時間が低下し、10K以下でほぼ一定になることが分かった。(6)Rh・Ph置換における常磁性と反強磁性の境界濃度領域で、非フェルミ液体現象が観測された。
ヒストンメチル化により神経細胞の運命を決定するHAMLETの機能解析

神経前駆細胞分化誘導機構におけるショウジョウバエPrdm転写因子Hamletの作用メカニズムを遺伝学的、生化学的、分子生物学的手法を用い調査している。Hamletはショウジョウバエの感覚神経に発現し、感覚神経の運命決定因子として同定された転写因子であり、Hamletを感覚神経にて過剰発現させるとmultidendritic (MD) neuronsからnonbranched dendriteである外部感覚神経に変化する。現在までにこのHamletの作用がヒストンのメチル化を介したものであることを明らかにするとともに、Notchシグナルを抑制することにより感覚神経の運命を決定する可能性を示した。ショウジョウバエPrdm転写因子Hamletの作用メカニズムを遺伝学的、生化学的、分子生物学的手法を用い調査した。応募者は現在までにこのHamletの作用がヒストンのメチル化を介したものであることを明らかにするとともに、Notchシグナルを抑制することにより感覚神経の運命を決定する可能性を示す結果を得ている。今後は、さらなる検討を進め、原著論文として発表を行う予定である。過去の報告からHamletとの結合が予想されるヒストンH3K9/27メチル化因子とHamletの遺伝学的相互作用について検討を行った。すなわち、HamletとヒストンH3K9/27メチル化因子との相互作用についてエンハンサー・サプレッサースクリーニングを用いて解析した。この変換は胸背板の外部毛形成の減少を確認することで簡易に判別が可能である。Hamletを比較的低発現させることにより、50%の頻度で毛およびソケット細胞から神経およびグリア細胞への変換が起こる系を作製し、この変異体に、種々のヒストンH3K9/27メチル化因子をヘテロで欠損させた遺伝子改変ショウジョウバエを交配させることでHamletの作用が失われるかどうかを検討した。その結果、我々はこの方法を用いてCtBPおよびヒストンシャペロンAsf-1、および多くのポリコーム遺伝子がHamletと遺伝的に相互作用することを明らかにした。そのうちのいくつかの因子については、生化学的な解析によりタンパク間結合することを明らかにした。また、上記実験の結果により明らかになったHamlet共同因子CtBPがHamE(spl) m3プロモーター領域のヒストンH3K27のメチル化を促し、E(spl) m3遺伝子発現を抑制することを明らかにした。当初目的としていた、実験1ー2に関しては終了し、本研究で得られた結果の一部を、申請者を共同著者として「Nature Neuroscience」に発表した。本研究で得られた結果の一部を、申請者を共同著者として「Nature Neuroscience」に発表した。目的1ー2の実験についてもほぼ終了していることから、現在までの結果には非常に満足している。予定通り、目的3に関して実験を継続するとともに、本年度中に論文投稿を試みる。23年度の研究費は使用済みである。また、24年度の計画についてはすでに支払い請求書を提出した。
赤痢アメーバ病原性を制御するフォスファチジルイノシトールリン酸シグナリングの解明

赤痢アメーバ(Entamoeba histolytica)は運動性に富み、ヒトにアメーバ症を起こす寄生性原虫である。運動や飲作用に重要なアクチン細胞骨格について細胞膜のリン脂質の一種であるホスホイノシタイド(phosphoinositieds: PPIs)による制御が知られる。本研究では赤痢アメーバPPIsによるアクチン骨格制御について、phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate (PIP3)エフェクター分子の同定と機能解析から明らかにした。PIP3結合ビーズへのアフィニティーから同定した153の赤痢アメーバPIP3結合タンパク質候補より6種類について赤痢アメーバでの発現、機能解析を行った。全ての分子はPI3Pへの結合が確認された。ここに含まれる2種類のACGファミリーのキナーゼはピノサイトーシス、赤血球の貪食、トロゴサイトーシス様の過程に関与した。さらにこれらのPHドメインのみを高発現させたところ、ひとつについて飲作用、赤血球の貪食を阻害した。ライブイメージング解析からこれはPHドメインがPIP3に強固に結合し、脱リン酸化による別のPPIへの変化が阻害されたことによると考えられた。また、もう一つのACGキナーゼは生きたCHO細胞の貪食時にトンネル様構造に局在することがライブイメージングから示された。しかしCHO死細胞や赤血球の貪食ではこのような局在は見られなかった。これは赤痢アメーバがリガンドの性質により特異的な飲作用過程を活性化する初めての知見であった。本研究は赤痢アメーバ生物学において、多様なPPIのエフェクターやそれらの機能を解析する新しい研究領域を開いた。赤痢アメーバの病原性や病理はアクチン細胞骨格とPPIに制御される運動能と貪食能に依存している。本研究の成果は多様なリガンドや病原性に対する運動や飲作用における分子機構の理解につながることが期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。各種PtdIns固相化ビーズでの結合タンパク質の探索が順調であり、有望な候補が見出されている。PtdIns結合ドメイン発現による機能解析についてもタグとの融合タンパク質が予定分子量で発現していることが確認され、計画どおりに進行している。PtdIns(3,4,5)P3に結合するタンパク質の質量分析による同定を行う。この結果を踏まえ、結合タンパク質の機能解析を高発現株、発現抑制株などを作成し遂行する。PtdIns結合ドメイン発現細胞の解析について、HAタグとの融合タンパク質の局在の解析を進めるとともに、タグをGFPに変更し、live imagingによる解析に着手する。
環境社会問題に向き合う映像：3.11原発事故後を捉えるドキュメンタリーを事例に

本研究では。1福島第一原子力発電所事故後の環境社会問題を扱ったドキュメンタリーを研究するということ、2それを、水俣病に関するドキュメンターリーのような過去の遺産や歴史と関連させて考察すること、さらには3災害後に制作された映画のほとんどが福島に焦点を合わせているのに対して、本研究は同じテーマを扱う福島以外の地域を主題にした作品も視野に収めて分析することで、原発事故が提起したものを福島だけの問題ではなく、グローバルな問題として扱う。このことは、原発事故後の放射能汚染の問題を福島に限定して取り上げる研究が多い現状に対して一石を投じるという意味で、とくに重要である。本研究では。
学校数学における中学1年生による証明構成の可能性に関する研究

本研究の目的は、次の課題A及びBに答えることであった。課題A:中学1年生は、証明の素地として何を持ち、証明をどの程度構成できるのか。課題B:中学1年生が証明を構成できるために、どのような教材と指導が必要になるか。課題Aに対する答えは、次のとおりである。教授実験の被験者である公立中学1年生3名(数学の成績上位・中位・下位群から各1名選出)は、証明の素地として、主に帰納的な推論と日常的な言語を有していた。また、証明の4レベル(証明の内容・表現・心理を軸として考案)で生徒の活動を評価した結果、上位群選出の生徒は、第2レベルの証明を構成でき、中位・下位群選出の生徒は第1レベルの証明に留まっていた。(なお、第4レベルが中学校数学で意図されている証明(「論証」)に該当する。)課題Bに対する答えは、次のとおりである。教授実験において被験者である3名の生徒に対して次の場面を設定した。活動1:代数の命題を数値計算で確かめる。活動2:同じ命題を主に具体物の操作によって証明する。活動3:同じ命題を主に日常的な言語によって証明する。活動4:同じ命題を論証の言語に翻訳する。特に、活動環境を次のように整備した。活動2及び3では、ホワイトボード上に多数のマグネットを配置し、生徒の見方や考え方をマジックで書きこめるようにした。また、活動4では、具体物の操作過程を図示し、代数の論証言語への翻訳活動を補助した。なお、各活動に対して、観察者が行う教授活動を予め設定し、その有効性を確かめた。その結果、数学の成績上位・中位・下位群選出の3名すべてが、第4レベルの証明を構成することができた。本研究の平成9年度における目的は,次の2点であった。(1).中学1年生による証明の構成のために必要な水準を設定する。(2).水準の妥当性を検証するために必要なデータを教授実験で収集する。目的(1)を達成するために,第一に,証明の目的・内容・表現の観点から「学校数学における証明」の概念規定を行った。第二に,証明の素地として説明に着目し,説明の目的・内容・表現の観点から「学校数学における説明」の概念規定を行った。第三に,説明の内容・表現に加えて,子どもの思考を観点として,説明から証明までに至る過程に,4つの水準を理論的に設定した。(なお,水準の設定に関する論文は,Educational Studies in Mathematicsに投稿中である。)目的(2)を達成するために,第一に,平成9年12月に,公立中学1年の生徒に対して質問紙調査を行った。第二に,その中から被験者として3名の生徒を選抜し,説明から証明を構成するための教授実験を平成10年」1月に2週間に渡り実施した。その後,現職教師との研究会において,実験結果の公開と討議を重ねている。以上の研究成果を受けて.平成10年度には,次の2点を実施する予定である。目的(1)の達成において設定された4つの水準に関して,4つの水準を順に経て証明に至る必要があるか否かを論証すること。目的(2)の達成において収集されたデータの分析に基づいて,4つの水準の妥当性や規範性を検証すること。
ダイコン育種の効率化をめざしたマイクロサテライトマーカーの開発

本研究ではマイクロサテライトを有するゲノム断片の配列を利用して多型性の大きいDNAマーカを開発し、ダイコンの遺伝子地図の骨格部分を創出することを目的としている。特にこのプロジェクトにおいては、遺伝子組換え施設を持たない研究機関においてもマイクロサテライトマーカーの開発を容易に迅速に行える技術の開発を目指した。ダイコンのゲノムDNAを2種類の制限酵素で切断し、作られた断片の両側に2種類の制限酵素サイトに特異的なアダプターを接続した。これらのアダプター配列を用いて予備的なPCRを行い断片の予備的な増幅を行った。ついで、マイクロサテライト配列を持つ合成DNA断片を付着させたナイロン膜を用いてPCR産物をハイブリダイズさせ、ついで回収した。回収されたDNA断片を鋳型に、PCRプライマーの塩基を3側に延長した選別プライマーを用いて選択的なPCRを行い、電気泳動で単離可能なバンドを得た。これらのバンドから回収したDNA断片に対して直接塩基配列決定をおこなった。この結果、現在までに20種のマイクロサテライトマーカーが得られた。マイクロサテライトを有するゲノム断片の配列を利用して、多型性の大きいDNAマーカを開発し、ダイコンの遺伝子地図の骨格部分を創出することを第一の目的とする。さらには、根形、抽台性などのダイコンの育種において主要な形質の遺伝子座位を明確にすることを第二の目的としている本年度は(1)ダイコンの雑種の集団の作出を行った。2品種のダイコンを栽培して雑種種子を得、さらにそれを栽培して植物体材料を得た。(2)ダイコンの雑種集団の栽培過程で、それらの固体の形質調査を、特に根の形態に注目して行った。(3)効率の良いマイクロサテライトマーカの作出技術の開発を進めた。マグネチックビーズを利用して、ゲノム断片の中からマイクロサテライトを含むものを選び出す方法の開発をおこない、一部の断片の塩基配列からマーカーを作出することに成功した。特にこのプロジェクトにおいては、マイクロサテライトマーカーの開発を容易に迅速に行える技術の開発を目指す。さらには、これらの得られたマーカーを利用して根形、抽台性などダイコンの育種において主要な形質の遺伝子座位を明確にすることを目的としている。また、本研究では実際の育種現場で簡便に、かつ、組み換え実験施設を利用することなく、マイクロサテライトマーカーの開発を可能とする手法を開発することも第二の目的としている。具体的には、マイクロサテライトモチーフを含むDNA断片を付着させたマグネチックビーズを利用して、ゲノム断片の中からマイクロサテライトを含むものだけをを選び出し、PCR法を利用してクローニングせずに直接塩基配列を決定し、マーカとする研究設計である。今期は、各実験ステップの最適化を行い全体の効率を高めることを行った。試行的に20個のマイクロサテライトを得ることに成功した。今後は、少なくとも、200個のマイクロサテライトマーカの作出を目指し、既に作成してある、ダイコンの雑種集団の形質および遺伝子の調査を進める予定である。マグネチックビーズを利用して、ゲノム断片の中からマイクロサテライトを含むものを選び出す手法の開発を進めた。
過疎地域活性化に関する基礎的・実証的研究

本研究は、過疎地域活性化の具体的施策を提示するための前提として、過疎地域に対する基礎的・実証的検討を多面的視点と領域から加えることによって、過疎地域の現状と活性化にむけた課題とを全体として明らかにすることを目的としていた。過疎地域の現状、活性化の課題、施策の動向に関する基礎的検討の結果、過疎地域活性化にとって、人口の自然減、高齢化、集落の崩壊、農林地の荒廃などの問題状況に対し、農林業・農山村のもつ公益的機能の重要性などからして、農山村への人口定住、農林業の継続そのものを目的とする政策・施策が緊要となっていることが明らかとなった。また、本研究では、福島県大沼郡三島町を具体的分析対象に、主要な過疎対策の位置づけと展開過疎、その結果としての地域社会や住民生活・意識などの変化を検討した。そして、三島町では、都市との交流を重視した「内発的」観光開発、第3セクターを主導力とする地場産業振興、「町営」過疎バスの運行、地域の伝統文化の掘り起こしなど、全国的にも先駆的な施策が早くから展開され、かなりの地域活性化に成功していること、同時に、三島町の場合も、他の過疎自治体と同様、その施策展開は、社会的・経済的状況や中央省庁・県などの施策動向に大きく規定されざるを得ないこと、とりわけ建設土木事業を中心とする公共事業への依存が、就業・生活構造、自治体財政、住民意識を規定していることが明らかになった。また、他の過疎自治体(山形県・新潟県・長野県・島根県等)の調査・検討の結果、三島町においては、農林業振興への目的意識的取り組み、第3セクターの複合的活用、地区・集落を基礎とする住民参加、女性・青年・高齢者を主要対象とする社会教育、財産区などの共有資源の積極的活用などの視点・方向性が相対的に弱いことも明らかとできた。1、福島県大沼郡三島町を対象に、過去20数年間の諸施策(とくに企業誘致、地場産業育成、第3セクターを中心とする観光開発、「町営」過疎バスの運行、伝統文化の「再興」等)について、その主要内容、位置づけ、展開過程を検討し、さらに、現段階で主要施策として提起されている高齢者生活福祉センターの設置、下水道整備、学校統廃合、有機農業の振興等について、その位置づけ、背景等を検討した。その結果、過疎地域の活性化施策が、社会的・経済的状況や中央省庁・県などの施策動向に大きく規定されざるを得ないこと、同時に、施策形成と執行にあたっての自治体の主体性・独創性の相違によって、地域活性化の成否は大きく左右されることが明らかとなった。2、三島町の地域活性化施策が相対的には「成功」している諸要因、限界性と課題などについて明らかにするために、中央省庁の施策に関する調査・分析、全国各地の過疎自治体の資料の収集・分析、宮崎県・秋田県などでの現地調査をおこない、比較検討の結果、三島町の施策の独自性・先駆性(目的意識的な地場産業育成、複合的性格の第3セクター組織化、公共事業の導入等)と限界性(行政主導、農林業施策の弱さ等)とを、一定程度導き出すことができた。3、三島町の現状や地域活性のための諸施策について、全町民対象のアンケート調査と、3地区住民に対する聞き取り調査をおこない、地域・年齢・階層ごとの意識・評価の多様性が浮き彫りとなった。この多様性の内容を、地域の産業構造や町民の生活構造との関連で検討することが、今後の主要な研究課題の一つといえる。1、国土庁・自治省・農水省・厚生省などの過疎地域活性化との関連性が強い中央省庁の施策、および過疎市町村や道府県の施策に関する文献・資料、過疎地域問題調査会などの調査報告書を収集・検討し、過疎地域の現状、活性化の課題、施策の動向を全体的に検討した。

さらに、EU諸国の条件不利益地域の現状・課題・施策動向との比較検討をおこなった。その結果、過疎地域活性化にとって、人口の自然減、高齢化、集落の崩壊、農林地の荒廃等の問題状況に対し、農林業・農山村のもつ公益的機能の重要性からして、農山村への人口定住、農林業の継続そのものを目標とする施策の展開が緊要となっていることが明らかとなった。2、具体的研究対象である福島県大沼郡三島町の過疎対策について、主要施策の位置づけ、展開過程を検討した。その結果、都市との交流を重視した「内発的」観光開発、第3セクターを主導力とする地場産業振興、「町営」過疎バスの運行、地域の伝統文化の掘り起こしなど、全体的にも先駆的な施策が早くから展開され、かなりの地域活性化に成功していること、同時に、三島町の場合も、他の過疎自治体と同様、建設土木事業を中心とする公共事業への依存が、就業・生活構造、自治体財政、住民意識を規定していることが明らかになった。3、他の過疎自治体(山形県・新潟県・長野県・島根県)についての調査をおこなった結果、農林業振興への目的意識的取り組み、第3セクターの多様な活用、集落を単位とする住民参加、共有財産等の積極的活用などの重要性と、そうした視点・方向性が三島町においては相対的に弱いことがわかったので、そうした課題への接近の一つとして、三島町の林家を対象とする調査を実施した。本研究は、過疎地域活性化の具体的施策を提示するための前提として、過疎地域に対する基礎的・実証的検討を多面的視点と領域から加えることによって、過疎地域の現状と活性化にむけた課題とを全体として明らかにすることを目的としていた。過疎地域の現状、活性化の課題、施策の動向に関する基礎的検討の結果、過疎地域活性化にとって、人口の自然減、高齢化、集落の崩壊、農林地の荒廃などの問題状況に対し、農林業・農山村のもつ公益的機能の重要性などからして、農山村への人口定住、農林業の継続そのものを目的とする政策・施策が緊要となっていることが明らかとなった。また、本研究では、福島県大沼群三島町を具体的分析対象に、主要な過疎対策の位置づけと展開過程、その結果としての地域社会や住民生活・意識などの変化を検討した。そして、三島町では、都市との交流を重視した「内発的」観光開発、第3セクターを主導力とする地場産業振興、「町営」過疎バスの運行、地域の伝統文化の掘り起こしなど、全国的にも先駆的な施策が早くから展開され、かなりの地域活性化に成功していること、同時に、三島町の場合も、他の過疎自治体と同様、その施策展開は、社会的・経済的状況や中央省庁・県などの施策動向に大きく規定されざるを得ないこと、とりわけ建設土木事業を中心とする公共事業への依存が、就業・生活構造、自治体財政、住民意識を規定していることが明らかになった。また、他の過疎自治体(山形県・新潟県・長野県・島根県等)の調査・検討の結果、三島町においては、農林業振興への目的意識的取り組み、第3セクターの複合的活用、地区・集落を基礎とする住民参加、女性・青年・高齢者を主要対象とする社会教育、財産区などの共有資源の積極的活用などの視点・方向性が相対的に弱いことも明らかとできた。
HIV-1プロテアーゼによる基質認識機構の解明

HIV-1プロテアーゼは、感染細胞内で、HIV-1の前駆体蛋白質中の10箇所程度の切断箇所を"順序よく"切断していく。この順序だった切断はHIV-1の増殖に必須であるものの、その制御機構はいまだにはっきりと理解されていない。この制御機構を理解することで、HIV-1の増殖機構の理解が深まり、新規の薬物の標的が発見されることも期待される。さらに報告者は、前駆体タンパクの切断反応において切断速度を制御する因子をより深く理解するため、HIV-1プロテアーゼの切断反応サイクルのシミュレーションを観察する方法論の検討に着手した。HIV-1 HXB2株の基質結合時、基質非結合時のHIV-1プロテアーゼの構造の動的挙動について、計算機科学の手法で観察が可能かの検討を行った。計算機科学の手法のひとつである分子動力学法(MD)の結果、基質非結合時のHIV-1プロテアーゼは、10ナノ(10^<-9>)秒程度のシミュレーションにて、"ふた"となるFlap領域が広がり基質の結合部位が広がることを観察した。一方で、基質結合時のHIV-1プロテアーゼでは、10ナノ秒程度のシミュレーションでは、Flap領域はふたをしたまま、広がることはなかった。このことから、MDを用いれば、タンパクの動的観察を観察可能なことが示唆された。しかしながら、MDでの観察では非常におおくの時間が必要であったため、代替法の必要性が考えられた。報告者は、「HIV-1プロテアーゼにおける基質認識機構の解明」を目的とし、研究を実施している。HIV-1の持つプロテアーゼは、1つの酵素にも関わらず、ウイルス前駆タンパク(基質)中のさまざまなアミノ酸配列を認識し切断する。また、ウイルス粒子内において、これらの基質切断部位は、順序だって切断される。この切断反応は、ウイルスの増殖に必須であり、また、切断の順番が変わることによっても、ウイルスの増殖は低下する。しかしながら、なぜ多様な配列の認識が可能なのか、どんな因子が切断の順序を決定しているのかについて、いまだはっきりしていない。平成20年度において、報告者は、コンピューター・シミュレーションを用いて、基質切断部位のアミノ酸配列について立体構造の嗜好性を調査した。本研究において、基質がHIV-1プロテアーゼと非結合時、あるいは結合時の特徴を解析した。HIV-1プロテアーゼとの非結合時において、基質切断部位の中で、切断部位がβ-strandのように伸びた構造を取りやすいものが、HIV-1プロテアーゼと結合しやすいことを見いだした。一方、HIV-1プロテアーゼとの結合時において、基質切断部位付近のねじれの度合いが、切断速度に関わることを見いだした。この切断部位でのねじれは、HIV-1プロテアーゼー基質複合体に見られる特徴的な構造であり、切断反応に必須であるとの報告がすでになされている。これらの結果について、現在論文にまとめている。報告者は、平成20年度において、既報の7種の8残基ペプチドのHIV-1プロテアーゼによる切断反応速度定数1/Kmおよびkcatと相関性を持つ構造的特徴を計算科学的手法(レプリカ交換分子動力学法およびホモロジーモデリング法)によりそれぞれ見出した。1/Kmが大きいペプチドは、プロテアーゼと非結合時において、切断されるペプチド結合をはさんだP1位およびP1'位の側鎖が逆向きの配向をとりやすかった。一方、kcatが大きいペプチドは、プロテアーゼと結合時において、切断されるペプチド結合の平面と、そのすぐ上流のペプチド結合平面の間の二面角が大きくねじれていた。報告者は、平成21年度において、さらに上記構造的特徴の重要性を検討すべく、反応速度定数と相関するその他の特徴を探索した。しかしながら、上記特徴以上に1/Kmあるいはkcatと相関性を持っ構造的特徴は見出せなかった。つまり、上記特徴が、もっとも反応速度に重要な因子であることが示唆された。さらに、8残基ペプチドの切断反応速度定数から得られた構造的特徴のみで、前駆体蛋白質の切断反応における切断速度を説明できるかを、上記と同様の計算科学的手法にて検討した。結果、Gag中の3種の切断点についてアミノ酸変異の影響を解析したところ、すべてのアミノ酸変異の切断速度への影響を、上記の構造的特徴のみで説明することはできなかった。ゆえに、他の因子が前駆体蛋白質において関わることが示唆された。これらの結果は、HIV-1の増殖の理解、ならびにHIV-1プロテアーゼの新たな阻害薬の開発を手助けする基盤情報を提供している。

計算機科学の手法のひとつである分子動力学法(MD)の結果、基質非結合時のHIV-1プロテアーゼは、10ナノ(10^<-9>)秒程度のシミュレーションにて、"ふた"となるFlap領域が広がり基質の結合部位が広がることを観察した。一方で、基質結合時のHIV-1プロテアーゼでは、10ナノ秒程度のシミュレーションでは、Flap領域はふたをしたまま、広がることはなかった。このことから、MDを用いれば、タンパクの動的観察を観察可能なことが示唆された。しかしながら、MDでの観察では非常におおくの時間が必要であったため、代替法の必要性が考えられた。
社会的構成主義と思想史的方法論による「真正の学び」論の再検討

本研究では「真正の学び」論を向上させるために教育における真正性について考察した。結果は次の通りである。第一に、教育における真正性には、子供の自己の内面の真正性と、現実の社会に対応する学校の真正性という二つの解釈が存在する。第二に、社会的構成主義は、「真正の学び」でこの二項対立を克服できると主張する。しかし第三に、思想史が示しているのは、「真正の学び」は既存の社会や学業成績向上のための合理的手段として使用される可能性が高いということである。第四に、デューイの科学的・美的「探求」では、真正性ではなく、「主題」の展開に対する「誠実さ」が要求される。これは教育における真正性を再構成する観点となり得る。平成26年度に行った研究は以下の三つに分けられる。1.真正性(authenticity)概念の研究を代表する著作(ライオネル・トリリング『誠実とほんもの』、チャールズ・テイラー『<ほんもの>という倫理』)について検討を行った。また、これらを導きとした哲学と教育学のそれぞれにおける真正性研究書を収集し、近年の研究状況を概観することに努めた。これについては、金沢大学で研究報告を行った。2.現代教育学において、真正性がどのような文脈で求められ、論じられているのかを、戦後教育学批判、近代教育思想批判との関わりで考察し、論じた。その成果が、古屋恵太「近代教育思想批判後の「新しい教育学」の原理」(山本睦・前田晶子・古屋恵太編『教師を支える研修読本ー就学前教育から教員養成までー』ナカニシヤ出版、2014年。)である。これにより、近代教育、戦後教育学の文脈ではなく、それらに対する批判的文脈で真正の学びを位置づけることができることが明らかとなった。3.真正性を近代的概念としてではなく、近代批判的、ポストモダン的概念として論じることは、真正の学び論のルーツであるジョン・デューイと近代・近代化の関係を再検討する必要があることを意味する。そこで、比較思想史的手法を用いて、20世紀初頭の中国の近代化に対するデューイの論考を考察することで、この課題に取り組んだ。その成果が、古屋恵太「20世紀初頭の中国における二人のデューイー西洋近代化の象徴、および/それとも、それを相対化する媒体ー」(教育思想史学会『近代教育フォーラム』第23号、2014年。)である。この論文は、デューイが近代化の象徴でありつつも、中国が西洋近代化を批判する思想を持っていることを評価した思想家であったことを論じたものである。平成27年度に行った研究は以下の通りである。2.現代における「真正の学び」を教育現場において確認するために、アメリカ出張を行い、1896年にデューイが開設したシカゴ大学附属実験学校(The University of Chicago Laboratory Schools)で、プライマリー・スクールの現在の校長と対談し、教師たち、父兄からもインタビューを行った。また、デューイが開設して以来の同校の歴史を知ることのできる資料を収集し、分析した。3.日本における「真正の学び」の先行研究を分析した。例えば、中野・柴山(2012)、黒田(2013)、石井(2015)などである。4.「真正の学び」とデューイの学習論の関係を検討する素材として、デューイの『人間性と行為』(Human Nature and Conduct)の翻訳・検討を研究会として行った。これと関連して、同時代のアメリカ革新主義期の思想史を、Cunningham(2005)、Taubman(2012)などを用いて考察した。2で述べたアメリカ出張の際にも、革新主義期アメリカの思想を知るために、デューイに影響を与えたジェーン・アダムズの活動を記録したハルハウス博物館を訪問し、資料収集を行った。さらに、「真正の学び」の定義を明確にし、その学習過程を構築するための典拠とすることを目指して、デューイの『経験としての芸術』(Art as Experience)のテクスト・クリティークを行った。社会的構成主義の観点からの「真正の学び」の考察、また、思想史的観点からの「真正の学び」の考察、さらに、それらを結びつけるデューイのテクスト・クリティークは、すべて順調に進めることができた。しかし、それらをまとめ上げる形で、論文等の業績を著すにはいたらなかった。その原因として、社会的構成主義の観点からの「真正の学び」の考察、思想史的観点からの「真正の学び」の考察において、共通した新たな課題が浮かび上がり、それを検討する必要があったことが挙げられる。例えば、シカゴ大学附属実験学校での対談・インタビューを通して、同校では、「経験的学習」(experiential learning)が「真正の学び」と理解されていること、現在アメリカで進行している「標準テストに基づく教育」のためでなく、それを超えるために「経験的学習」が目指されていることを学ぶことができた。ところが、現在の成果主義、それを支える教育に対する合理的統制の思想のもとでは、一般的に、「真正の学び」はグローバル化した社会に適応できる学校教育を意味したり、そのための学習理論である社会的構成主義も、「標準テスト」等で測られる学力の向上の合理的手段と理解されたりしている現実があった。このことは、思想史にもその対応物を見ることができる。革新主義期アメリカの人格教育運動も精神衛生運動も、近代合理主義を批判して、その枠組みを越えて提起されたはずの教育思想を、近代合理主義の枠内に収めることで展開されていたからである。

例えば、デューイの「習慣」概念を受容した教育家・心理学者たちは、子どもたちが悪しき習慣を身に付けてしまい、人格形成に影響を及ぼされることを予防するために、合理的統制を外部から加えるという教育運動へとそれを変換してしまったのである。この変換を回避するための考察を組み込んだ形で研究を進めていく必要があると思われる。平成28年度に行った研究は、国内での研究と国外中心で行った研究とに大きく分けて記すと以下の通りである。1.国内での研究。現在、「真正の学び」をけん引している二つの潮流、すなわち、Wiggins(1998)に代表される「真正の評価」論とNewmann(1996)に代表される「真正の学力」論を検討した。また、アクティブ・ラーニングに見られる、日本の主体的で対話的で深い学びを目指す動向を分析する視点を前年度に引き続いて提示するために、「子ども主体の授業」をデューイの主体論から考察した。その成果が「教育哲学で考察する『子ども主体』の授業」及び「求められる『本物の学習』=『真正の学習』」(平野朝久編『教職総論』学文社、2016年。)である。2.国外中心で行った研究。アメリカのイリノイ大学シカゴ校の客員研究員として研究した時期(2016年9月初めから11月末まで)を中心として、デューイの『論理学』(Logic)、『思考の方法』(How We Think)等のテクスト・クリティークを行った。これと前年度までの真正性に関する研究を総合し、真正性の観点からデューイの科学的探求の特徴を描き直す作業を行った。また、前年度に行ったデューイの芸術的著作に関する検討を踏まえて、真正性の観点からデューイの美的探求の特徴を描き直す作業を行った。これについては、デューイに影響を与えたジェーン・アダムズの「労働博物館」の実践を論証の題材として用いることで、「実演」、「劇的に表現すること」という新たな観点を得ることができた。社会的構成主義を中心として、現代の「真正の学び」論の特徴や課題を考察したり、思想史的観点から、デューイにおける真正性を「探求」過程での「誠実」さに見出す考察を行ったり、予定していた研究はおおむね進めることができた。研究代表者が年度末に病気となったために、平成28年度中に研究をまとめることが困難となったが、海外で客員研究員として研究を行う期間を得たことで、本研究課題についての研究の遅れは取り戻し、予定していた研究を行うことができたと言える。平成29年度は、「真正の学び」の思想的ルーツとされているジョン・デューイの教育思想を、科学的探求と美的探求という二つの観点から考察した。前年度までに行った研究によれば、現代の社会的構成主義においては、「真正の学び」はグローバル化した社会に適応できる学校での教育内容や、そのための学力の向上を実現する合理的手段(例えば「協同」という活動)を意味する傾向が強い。また、思想史的に革新主義期を考察しても、やはり善き習慣の確立のための合理的手段としてデューイを含む進歩主義教育思想を摂取する傾向が強いことが示されていた。しかし、デューイの科学的探求を「真正性」の観点から再考察すると明らかになるのは、デューイに「真正性」にあたるものがあるとすれば、それは「誠実」(sincerity)であるということである。
石垣島のサンゴ年輪を用いた過去１３００年間の海洋環境復元

本研究は、過去1300年間の気候復元を、とりわけ情報量の少ない低緯度海洋域を対象として実施することを目的と定め、その達成のため、琉球列島石垣島海域において、多様な年代に生息した造礁サンゴ年輪試料を採取し、骨格炭酸塩の放射性炭素による年代測定、酸素同位体比および金属濃度比による水温変動の復元を行った。現在(2005年)から西暦1430年までの575年間および1240年から800年までの440年間について酸素同位体記録を得ることができ、小氷期および中世温候期の水温および塩分変化を明らかにした。本研究は、過去1300年間の気候復元を、とりわけ情報量の少ない低緯度海洋域を対象として実施することを目的とする。そのため、琉球列島石垣島海域において試料を採取し、骨格炭酸塩の放射性炭素による年代決定、酸素同位体比および金属濃度比、炭素・酸素二重置換同位体比による水温変動の復元を行う。本年度は以下の項目を実施した。1)石垣島米原沖で採取した現生サンゴ年輪試料の酸素同位体比分析2003年に採取した、514本の年輪を有す試料について、現在(2003年)から270年前までの酸素同位体比を分析した。酸素同位体比からは、地球温暖化に伴う水温上昇が認められ、特に冬季の上昇量が大きいことが明らかとなった。周期解析からは、18世紀から現在にかけて徐々にモンスーン変動の影響が小さくなり、変わってENSOと思われる数年規模の変動が卓越している様子が明らかとなった。2)石垣島登野城礁で採取した埋没化石サンゴ年輪試料の酸素同位体比分析2000年に採取した、300年の年輪を有す試料について280年間の酸素同位体比を分析した。放射性炭素年代測定によれば、最古部の年代が西暦860年であったため、9世紀から12世紀にかけての水温変動を明らかにした。10261036年にかけて急激な水温の低下が認められ、樹木年輪を用いた東アジアの気温を復元した先行研究と時期・傾向とも同様であった。周期解析から、この水温低下期後の数十年間についてはENSOと思われる数年規模変動が卓越し、その他の時期は4050年周期が卓越していることが明らかとなった。以上の結果は、2013年3月の日本海洋学会春季大会にて発表した。さらに、炭素同位体比からは20世紀以降の人為起源二酸化炭素の大気を介した海洋の吸収による同位体比の低下が顕著にみられた。2)石垣島登野城礁で採取した埋没化石サンゴ年輪試料の酸素同位体比と金属元素の複合分析2000年に採取した、300年の年輪を有す試料について280年間の酸素同位体比およびSr/Ca比の分析が完了した。10261036年にかけてみられた急激な酸素同位体比の上昇は、同時期のSr/Caは不変であったことから、水温の低下ではなく塩分の上昇であることがわかった。また、Sr/Caから、9世紀から12世紀にかけて、石垣島周辺海域の水温はほぼ現在と同じであったことが認められた。10261036年の急激な酸素同位体比の上昇以降、約100年間にわたり、高塩分状態が続いていることがわかり、これは、梅雨前線の弱化に伴う降水量の減少によるものと推測される。そのため、琉球列島石垣島海域において、多様な年代に生息した造礁サンゴ年輪試料を採取し、骨格炭酸塩の放射性炭素による年代決定、酸素同位体比および金属濃度比、炭素・酸素二重置換同位体比による水温変動の復元を行う。1)石垣島米原沖で採取した現生サンゴ年輪試料の分析:2003年に採取した、約500本の年輪を有す現生サンゴ試料の酸素同位体比分析が完了した。最下部(最古部)数10cm部分の年輪方向が、鉛直すなわち掘削方向に対して平行ではないため、実際の年輪数は457年となり、1546年までの連続データを得ることができた。

20世紀以降の地球温暖化に起因する温度上昇が明瞭に検出できた一方、19世紀以前は長期的にはほぼ一定となり、小氷期と言われる長期間継続する低温状態は見られなかった。周期解析の結果から、PDOに関連する1020年およびENSOに関連する34年の周期が有意に見られるとともに、ENSOの出現頻度が20世紀以降増加していることがわかった。2)石垣島登野城礁で採取した埋没化石サンゴ年輪試料の分析:前年度に引き続き2000年および2001年に採取した試料の分析を行い、西暦800年から1150年までの350年間について酸素同位体比の連続データを得ることができた。3)石西礁湖で採取した斃死サンゴ年輪試料の分析:2009年に採取した試料の酸素同位体比分析を行い、西暦1090年から1240年までの150年間の連続データを得ることができた。以上より、2003年から1550年までの460年間および西暦1240年から800年までの440年間、合計1000年間についての酸素同位体記録を得ることができた。本研究は、過去1300年間の気候復元を、とりわけ情報量の少ない低緯度海洋域を対象として実施することを目的とする。そのため、琉球列島石垣島海域において、多様な年代に生息した造礁サンゴ年輪試料を採取し、骨格炭酸塩の放射性炭素による年代決定、酸素同位体比および金属濃度比による水温変動の復元を行う。最終年度は以下の項目を実施した。1)石垣島登野城礁で採取した埋没化石サンゴの分析:前年度に引き続き2000年および2001年に採取した試料の分析を行い、西暦800年から1150年までの350年間について酸素同位体比の連続データを得ることができた。2)石西礁湖で採取した斃死サンゴ年輪試料の分析:2009年に採取した試料の酸素同位体比分析を行い、西暦1090年から1240年までの150年間の連続データを得ることができた。3)トカラ列島宝島沖で採取した現生サンゴ年輪試料の分析:2005年に採取した、約650本の年輪を有す現生サンゴ試料の酸素同位体比分析が完了した。最下部(最古部)数10cmについては年輪方向が掘削方向に対して平行ではないため、実際の年輪数は575本となり、1430年までの連続データを得ることができた。以上より、2005年から1430年までの575年間および西暦1240年から800年までの440年間、合計1015年間についての酸素同位体記録を得ることができた。現生サンゴに関しては、前年度に分析が完了した石垣島米原沖に生息し、約450年輪を有す試料と、今年度得られた宝島試料について比較を行ったところ、全体的な傾向がほぼ一致した。本研究は、過去1300年間の気候復元を、とりわけ情報量の少ない低緯度海洋域を対象として実施することを目的と定め、その達成のため、琉球列島石垣島海域において、多様な年代に生息した造礁サンゴ年輪試料を採取し、骨格炭酸塩の放射性炭素による年代測定、酸素同位体比および金属濃度比による水温変動の復元を行った。現在(2005年)から西暦1430年までの575年間および1240年から800年までの440年間について酸素同位体記録を得ることができ、小氷期および中世温候期の水温および塩分変化を明らかにした。分析は当初計画通りに進展している。また試料の採取についてもほぼ予定通り進行しており、以上から総合的に概ね順調に進展している、と判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。同位体地球化学計画調書に従って順次進めていく予定である。具体的にはこれまで採取した試料の分析を進め、これまで得られた成果については順次論文を準備・投稿することで公表を進める。酸素同位体分析は当初の計画以上に進展している。また、3月に化石試料を採取し、現在年代測定を行っている。一方、その他の分析項目については未達成である。そのうち金属濃度比についてはH25年5月に分析を行う予定であり、その他項目についても順次進めていく。
地球温暖化分子計測用差分吸収ライダーの開発

赤外域の波長7003μmにおける差分吸収ライダー(DIAL)計測の検知下限について、HITRAN分光データを用いて詳細なシュミレーションを行った。その結果,地球温暖化に関与したCO_2,CO,N_2O,CH_4の4分子については,距離分解DIALが実現可能であることが判明した。本研究期間中に、その実証のための実験を行い、シミュレーションの妥当性を検討し、性能を評価した。光源として出力600mJ(波長532nm)のNd:YAGレーザー励起のTi:sapphireレーザーを製作し、さらにこの誘導ラマン散乱の第2ストークス線を利用した。このTi:sapphireレーザーは、発振器と2段の増幅器からなる。発振器は、分散プリズム3個とソリッドエタロン2枚により波長7001μmで波長可変であり、2段の増幅器後に、波長780nmでスペクトル幅20pmの30mJの出力を持つ。この光源にラマンシフターを使うことで波長2μm付近で出力1mJの可変波長光源を得た。この光源と口径200mm望遠鏡とInGaAs赤外検出器からなる差分吸収ライダーを構成した。実際に、この装置を用いて、大気中のCO_2計測を行い、その性能評価を行った。距離300m700mの範囲をCO_2濃度分布の計測に成功した。この計測は、差分吸収ライダーとしては、初めての二酸化炭素の計測となった。今後は、さらに改良を行うことで、他の分子についても計測が可能である見通しを得た。赤外域の波長700nm3μmにおける差分吸収法(DIAL)計測の検知下限について、HITRAN分光データを用い詳細なシミュレーションを行った。その結果、地球温暖化に関連したCO_2、CO、CH_4、N_2Oの4分子については、距離分離DIALが実現可能であることが判明した。次に、Nd:YAGレーザー励起チタンサファイヤレーザーを開発し、このレーザーを用いて吸収線への同調を行った。チタンサファイヤレーザをエタロンで狭帯域化し、DIAL計測に必要な同調技術の開発を行った。吸収線への同調にはOG法とPAS法を併用して行った。室内の音響ノイズをさけるためPASセルを二重管にし、セルの中を真空に引き測定対象分子を詰められるように改良したものを用いた。本研究では、4分子の中でもっとも測定可能性の高いCO_2分子への同調実験を行った。実際に、CO_2吸収線に同調したレーザー光を用いて、タ一ゲットライダー(LPAL)で観測を行った。その結果光路長180mとして、HITRAN分光データを用いて、吸収プロファイルのシミュレーションを行ったところ、実際の二酸化炭素了330ppmと一致した。最適ラインでなくても400m程度はDIAL計測できることがわかった。さらに測定域を拡大するには最適吸収線を用い、レーザーエネルギーを大きくし、望遠鏡を大きくすればよいことがわかった。本研究では、最初に大気中CO_2、CH_4の濃度分布計測用差分吸収ライダーの詳細な一般的シミュレーションを行った。これは、HITRAN分光データを用いて、実際の分子の吸収スペクトルデータを考慮に入れたものである。その結果、可変波長レーザを利用した場合、最適吸収線の波長を利用することができるため、大気の存在量程度の濃度を検知可能な距離分解差分吸収ライダーが実現可能であることがわかった。本年度は、その実証のための実験を行い、シミュレーションの妥当性を検討し、性能を評価した。

発振器は、分散プリズム3個とソリッドエタロン2枚により波長7001μmで波長可変であり、2段の増幅器後に、波長780nmでスペクトル幅20pmの3mJの出力を持つ。この光源にラマンシフターを使うことで波長2μm付近で出力1mJの可変波長光源を得た。この光源と口径200mm望遠鏡とInGaAs赤外検出器からなる差分吸収ライダーを構成した。実際に、この装置を用いて、大気中のCO_2計測を行い、その性能評価を行った。距離300m700mの範囲のCO_2濃度分布の計測に成功した。この計測は、差分吸収ライダーとしては、初めての二酸化炭素の計測となった。今後は、さらに改良を行うことで、他の分子についても計測が可能である見通しを得た。
地域環境におけるコロイド成分の凝集分散ダイナミックスの解明に向けた基礎的研究

地域におけるコロイド成分の凝集分散動力学の解明に必要となる解析および実験手法の確立を目指し,条件の明確な場において,十分にキャラクタライズされた標準コロイドの凝集分散,沈着,荷電特性の実験および理論による解析を行った。その結果,古典的な電気泳動理論,電気二重層理論や軌道理論が荷電・凝集・沈着挙動の解析に有効であること,高分子電解質が荷電・凝集挙動に多大な影響を及ぼすことが明らかになった。本研究の目的は、地域環境におけるコロイド成分の凝集分散ダイナミックスの解明に必要となる解析および実験手法の確立を目指すことである。この目的のため、輸送条件の明確な条件下において、十分にキャラクタリゼーションされた標準コロイドについて凝集実験を行い、実験結果を拡散電気二重層理論によって解析した。本年度の研究により得られた知見は以下の通りである。1.異符号に帯電したポリスチレンアミジンラテックス粒子とシリカ粒子とのブラウン凝集速度を、単純な塩である塩化カリウム溶液の濃度とpHの関数として測定した。測定結果から、異符号帯電粒子間の凝集速度は、pH、すなわち表面電位の変化に影響を受けないこと、凝集速度は塩濃度の低下とともに増加することがわかった。さらに、測定により得られた粒子間の安定度比を、DLVO理論によって計算された安定度比と比較したところ、両者は定量的に一致した。静電反発が支配的である系とは対照的に、静電引力が卓越する系においては、DLVO理論は低い塩濃度でも定量的に妥当な計算結果を与えることがわかった。2.剪断流場における異符号帯電粒子問の凝集速度を軌道理論により計算した。計算された捕捉効率は塩濃度が低いほど高く、塩濃度が上がるにつれて電気二重層力のない場合の値に収束した。また、低塩濃度においては表面電位の効果が顕著であるものの、1mM程度の塩濃度以上では表面電位の効果はわずかであった。さらに塩濃度の影響がなくなる限界の濃度は剪断速度の増加とともに増加することが明らかとなった。この目的のため、輸送条件の明確な条件下において、十分にキャラクタリゼーションされた標準コロイドについて凝集分散実験を行い、実験結果を拡散電気二重層理論によって解析した。1.コロイド粒子の表面電位のキャラクタライズ法を検討することを目的として,一定の表面電荷密度を持つラテックス粒子の電気泳動移動度を,塩濃度と塩の種類を変化させて測定し,その結果を理論的に解析した。その結果,2価のイオンが存在する系においても理論的予測と実験値は良好な一致を示すことが分かった。2.撹絆乱流場において異符号に帯電した粒子間の凝集速度を測定した。得られた凝集の捕捉効率は塩濃度が低いほど高く、塩濃度が上がるにつれて電気二重層力のない場合の一定値に近付いた。実験値は軌道理論による予測と定性的に一致したものの,定量的にはズレが見られた。実質的な表面電位の値を推定する必要性が示唆された。3.流れ場において存在しうる最終的な凝集体径を決定する上で重要な凝集体(フロック)の破壊に要する力を,オリフィス収縮流によるラテックスフロックの分散実験から推定した。この系で得られたラテックスフロックの破壊力は,コロイドプローブ型原子間力顕微鏡による直接測定の結果から得られたラテックス粒子間の付着力と同程度であった。撹拌場により形成されたフロックでは接点数の増加による破壊に対する抵抗力の増加が示唆された。本研究の目的は、地域環境におけるコロイド'分の凝集分散ダイナミックスの解明に必要とよる解析および実験手法の確立を目指すことである。この目的のため、条件の明確な場において、十分にキャラクタリゼーションされた標準コロイドについて,凝集,沈着,電気泳動の実験あるいは計算を行いその結果を考察した。1.自然水のように複数の電解質が混合した溶液中における電気泳動移動の実験を行い,実験結果を解析することにより,標準理論の妥当性を検討した。実験は,一定の表面電荷密度を持つラテックス粒子の電気泳動移動度を,塩濃度と一価と二価の対イオンの混合比を系統的に変化させて行った。実験結果を理論的に解析したところ,二価のイオンが存在する系においてすべり面の厚さを大きくとることで理論値と実験値は良好な一致を示すことが明らかになった。2.剪断流場における異径・異符号帯電粒子間の凝集速度を軌道理論により計算した。計算により得られた捕捉効率は塩濃度が低いほど高く、塩濃度が上がるにつれて電気二重層力のない場合の値に近付いた。また、粒径比の大きな場合ほど引力的な電気二重層力の影響が大きく現われることがわかった。3.ポリスチレンサルフェイト

ラテックス粒子のジルコニアビーズ充填層内での沈着挙動を実験および理論的に検討した。実験は単純な塩である塩化カリウム溶液の濃度とpHを変化させて行った。測定結果から、ラテックスとジルコニアが異符号に帯電する条件下では,沈着速度は、pHすなわち表面電位の変化に影響を受けないこと、沈着速度は塩濃度の低下とともに増加することがわかった。さらにDLVO理論と多孔体流れを考慮した軌道理論により計算した値は理論値と一致した。静電的反発力が支配的な系では良く知られているように沈着速度は塩濃度の低下とともに低下した。