hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チャンネル機能調節におけるチロシンリン酸化酵素の役割とシグナルクロストーク

平成11年度はこれまでの結果を踏まえた上で、全力で新規のチロシンキナーゼのクローニングを行う予定である。2.ヒト心筋の遅延整流型K^+チャネルクローンHergとヒトのエンドセリン受容体(ET_A、ET_B)をアフリカツメガエルの卵母細胞に同時に発現させ、受容体刺激によってHerg電流が影響されるかどうかを検討したが、顕著な影響は見られなかった。これは、G蛋白共役型受容体のシグナル伝達系とチロシンキナーゼとのクロストークを検討する前段階であるが、目的を達成するためには、他のチャネルや受容体の共発現を行う必要があると考えられたため、ヒトのβ受容体、KvLQT1などをRT-PCR法によってクローニングし、現在検討中である。また、Herg電流に特徴的な非常に速い不活性化と遅い脱活性化は、Hergが活動電位幅の決定に関与する上で非常に重要な性質であるが、このうち脱活性化のキネティクスが、G蛋白質共役型受容体の刺激によって影響を受けることが報告された。今後チャネルの修飾機構を調べる上で、より詳細なキネティクスに関する検討が必要と思われる。イオンチャネルの機能修飾におけるリン酸化酵素の役割は非常に重要である。本研究は、特に、これまでそのような役割があまり知られていない心筋のチロシンリン酸化酵素をクローニングすることを一つの目的として行った。しかし、残念ながら新規のリン酸化酵素分子を得ることは未だ出来ていない。新しい分子のクローニングは新たな知見を得る可能性をひろげるため、依然として検討していく価値はあると考えている。また、病態下におけるチャネルの機能とその修飾に関連して、ヒト心筋の遅延整流型K^+チャネルクローンであるHergを発現させ、その電流に対する細胞外アシドーシスの影響を検討した。心筋細胞が虚血になった場合に細胞内外のpHが低下することは良く知られているが、細胞外アシドーシスによってHerg電流は著明に抑制された。さらにHerg電流に特徴的な遅い脱活性化が細胞外アシドーシスによって非常に速められた。Hergは家族性QT延長症候群の原因遺伝子であり、その電流が抑制されることは不整脈の発生へとつながるため、この結果は虚血時に見られる不整脈の一原因を反映しているのかも知れない。特にHerg電流の遅い脱活性化は大変に重要な性質であり、チャネルのアミノ(N)末端がそれに関与していることが知られているが、アシドーシスによる影響はN末端を欠失させた変異体でも認められたため、少なくとも一部はそれ以外の部位が関与している可能性が考えられた。チャネルの機能調節について薬理学的な物質を使うよりも、むしろ、より生体内に近い状態をクローンを用いて再現するために受容体とチャネルの共発現を行ったわけであるが、共発現させたヒトのエンドセリン受容体の刺激はHerg電流に顕著な影響を与えず、またβ受容体との共発現に関しては発現系の検討が必要と考えられた。今後、チャネル機能調節に関わるヒトの新規分子のクローニングも含め、さらに検討していく。
分子内および分子間プロトン移動反応の量子制御

化学反応の量子制御は、まず理論的に提唱され、実験がそれを実現すべく後を追う形となって研究が進行している。本研究は、理論と実験の隔たりを狭めるべく進めてきた。前年度までに行った、5-ヒドロキシトロポロンのsyn-anti異性化反応に対するナノ秒レーザーとピコ秒レーザーの両方を用いた量子制御実験とその元になる理論との比較から、理論におけるモデルの単純さが現実の分子の状況とかけ離れているという結論に至った。具体的な例としては、理論で扱っているモデルは反応前・遷移状態・反応後の3つの状態を考えた3準位系であるが、現実には複数、多数の準位が存在するので、一つのレーザー波長によって複数の遷移が励起され、3準位系のモデルに比べて反応効率が著しく低下することが挙げられる。そこで新たな理論的モデルを開発することを中心に研究を行った。反応のダイナミクスのシミュレーションというアプローチを新たに加えた。分子動力学シミュレーシヨン(MD)は、これまで固体や溶液などの大きな系で使われてきたが、今回はAb initio-MDと呼ばれる手法を導入し、分子レベルでのシミュレーションを行えるようにした。プロトン移動のシミュレーションに先立ち、水素結合系のシミュレーションをテストとして行った。水-尿素水素結合系のab initio-MDによる研究から、この系における様々な実験・理論の両方の研究につながる結果を出すことが出来、ab initio-MDの手法の有効性が確認された。次にプロトン移動のシミュレーションを行うべく、経路積分セントロイド量子動力学法を分子内の反応にも応用するための開発に着手した。こちらは、膨大な計算時間を必要とすることから現在のところはっきりとした結果が出せていないが、この方法を用いることにより、実験化学者が求めるようなシミュレーション結果を出すことができるようになるものと見込んでいる。
転移学習の理論的解析とその応用

今年度はインスタンス転移アプローチを用いた転移学習の理論解析に取り組んだ.転移学習の重要な目的の一つとして,元ドメインのデータを利用して目標ドメインにおける期待リスクを減少させ,精度の良い予測を行うことが挙げられる.本研究では教師なし転移学習の設定において,目標ドメインの期待リスクの上界評価を与えた.具体的には,Kantorovich-Rubinstein双対性を用いることで両ドメインの期待リスクの差を両ドメインの結合分布間のWasserstein距離で上から評価した.さらにその結合分布間のWasserstein距離を,周辺分布間のWasserstein距離と条件付き分布のWasserstein距離の和で上から評価できることを示した.これは数学的な定理としての新規性のある結果である.上記の結果は既存の最適輸送を応用した研究にはない利点を持つ.既存研究でもWasserstein距離を用いた期待リスクの上界評価は得られていた.しかし,その不等式では両ドメインの分布が一致する最も簡単な状況においてすらタイトではない不等式であった.一方で本研究において得られた不等式は,定理が成り立つための仮定が既存研究より弱いにもかかわらず,よりタイトな結果を達成しており,特に両ドメインの分布が一致する場合には等式になる.またインスタンス転移アプローチにおける手法としてImportance Weightingに基づくアルゴリズム群が有名であるが,それらの性能を理論的に保証するためには共変量シフトと両ドメインの分布間の絶対連続性が仮定されていた.一方で,本研究の結果が成り立つためには,それらの仮定は不要であり,広い範囲で成り立つ理論的評価であると言える.転移学習の理論的背景についての理解が深まり,意味のある新たな定理を証明することができた.また数学における最適輸送理論とのつながりがより明確になった.現在までは転移学習において元ドメイン数が1つの場合のみを扱ってきた.今後はこれらの結果を多ドメインへ拡張することを考える.現実的な問題設定ではしばしば元ドメインの数が複数あるので,そのような状況での理論解析を進める.特に複数のドメインがある場合の組み合わせや,良いドメインの選択方法などにも着目する.本研究では主に,転移学習と呼ばれる分野に関する理論的解析を行った.転移学習とはあるデータドメイン(元ドメイン)で学習した知識を,他のデータドメイン(目標ドメイン)での学習に役立てる手法である.本研究では元ドメインと目標ドメインにパラメトリックなモデルを仮定し,元ドメインで学習したパラメータを目標ドメインへ転移するパラメータ転移と呼ばれる手法に着目した.ここでは特に,両ドメインにパラメトリックな特徴写像を考え、そのパラメータを転移する場合に着目した.そしてパラメトリックな特徴写像に対し,局所安定性および転移学習可能性という新たな概念を導入した.ここで局所安定性とは,特徴写像のパラメータの局所的な変動に対し,特徴写像の出力が急激には変化しないという条件である.また転移学習可能性とは,元ドメインにおける特徴写像の最適なパラメータの推定が十分な近似精度をもっていることを表す条件である.さらに,それらの概念に基づき汎化性能を理論的に評価した.本成果は自己教示学習と呼ばれる,理論的にはほとんど解析されてこなかった問題設定に対しても適応できるという利点がある.パラメトリックな特徴写像として具体的には,深層ニューラルネットワーク,スパース符号化,多重カーネルなどをとることができ,様々な状況へ応用することができる.応用例として,スパース符号化に基づいた自己教示学習の設定をより詳細に理論解析し数値実験を行った.昨年度も一部,類似の理論解析を行っていたが,そこで得られた汎化誤差の評価の導出では,理想的な仮定を置いていた.一方で,本年度は仮定をより自然な形に弱めることができた.さらに数値実験を行うことで,理論が実際の現象を記述することを確認できた.またこれらの結果をまとめて論文を投稿し,3件の研究発表を行った.今年度はインスタンス転移アプローチを用いた転移学習の理論解析に取り組んだ.転移学習の重要な目的の一つとして,元ドメインのデータを利用して目標ドメインにおける期待リスクを減少させ,精度の良い予測を行うことが挙げられる.本研究では教師なし転移学習の設定において,目標ドメインの期待リスクの上界評価を与えた.具体的には,Kantorovich-Rubinstein双対性を用いることで両ドメインの期待リスクの差を両ドメインの結合分布間のWasserstein距離で上から評価した.さらにその結合分布間のWasserstein距離を,周辺分布間のWasserstein距離と条件付き分布のWasserstein距離の和で上から評価できることを示した.これは数学的な定理としての新規性のある結果である.上記の結果は既存の最適輸送を応用した研究にはない利点を持つ.既存研究でもWasserstein距離を用いた期待リスクの上界評価は得られていた.しかし,その不等式では両ドメインの分布が一致する最も簡単な状況においてすらタイトではない不等式であった.一方で本研究において得られた不等式は,定理が成り立つための仮定が既存研究より弱いにもかかわらず,よりタイトな結果を達成しており,特に両ドメインの分布が一致する場合には等式になる.またインスタンス転移アプローチにおける手法としてImportance Weightingに基づくアルゴリズム群が有名であるが,それらの性能を理論的に保証するためには共変量シフトと両ドメインの分布間の絶対連続性が仮定されていた.一方で,本研究の結果が成り立つためには,それらの仮定は不要であり,広い範囲で成り立つ理論的評価であると言える.転移学習の理論的背景についての理解が深まり,意味のある新たな定理を証明することができた.また数学における最適輸送理論とのつながりがより明確になった.今後はより一般的な転移学習の設定において理論解析を行う予定である.

具体的にはドメイン間のデータ空間が異なっているような変異的な状況を扱う.さらに元ドメインが一つだけではないマルチドメインの状況を扱う.また,理論的結果が実際のデータで成り立つかを検証する.現在までは転移学習において元ドメイン数が1つの場合のみを扱ってきた.今後はこれらの結果を多ドメインへ拡張することを考える.現実的な問題設定ではしばしば元ドメインの数が複数あるので,そのような状況での理論解析を進める.特に複数のドメインがある場合の組み合わせや,良いドメインの選択方法などにも着目する.今年度から現所属機関へ移動したが,現所属機関から支給される研究費が加算されたため,その分だけ科研費からの支出が予定よりも減少した.来年度は,出張や論文の掲載等にかかる費用が申請時の予定より増える見込みであるため,今年度分の科研費の残額を来年度に使用することを計画している.2018年度に必要な物品等はすでに購入しており,無理に使用しなかったため.2019年度は研究関連の書籍が発売される予定なので,次年度使用額はそれらを購入するために用いる.
脂肪肝改善に関与する核内受容体の研究:新規病態モデルの確立と治療応用への展開

肝臓HNF4α欠損マウス(KOマウス)にPPARαを欠損させると脂肪肝が改善する。脂肪肝発症機構の解明のために、PPARαのDNA結合能を解析した結果、KOマウスでのDNA結合活性が低下していた。KOマウスでPPARγ1とPGC1αの発現増加とPPARα標的遺伝子の転写活性化が確認された。従って、KOマウスではPPARγやPGC1α、PPARα/γ1の内在性リガンドによりPPARα標的遺伝子が転写活性化され、脂肪肝が誘導されると推測された。HNF4αは肝臓で高発現する核内受容体であり、多くの肝臓特異的遺伝子の発現を正に制御している。肝臓特異的HNF4α欠損マウス(HNF4α-KOマウス)は、血糖値の低下や脂肪肝などの多くの表現型を示し、最終的には生後10週間程度で死亡する。このマウスとPPARα欠損マウスを交配させてHNF4αとPPARαを欠損したダブルKOマウスを作成したところ、ダブルKOマウスは脂肪肝の改善と寿命の延長を示した。そこで、HNF4α-KOマウスにおけるPPARαの欠損効果を解明するために、HNF4α-KOマウスとダブルKOマウスの生化学検査を行った。この結果、HNF4α-KOマウスは正常マウスと比較して血清コレステロール値とトリグリセリド値の顕著な減少を示した。さらに、ダブルKOマウスではHNF4α-KOマウスと比較してトリグリセリド値が約2倍に増加していた。この結果から、ダブルKOマウスでは肝臓からのトリグリセリドの輸送が亢進した結果、脂肪肝が改善したと推測された。また、マイクロアレイとノーザンプロットによる発現解析の結果、HNF4α-KOマウスでは脂肪酸酸化に関与する多くのPPARα標的遺伝子群の発現が増加したが、ダブルKOマウスではこれらの発現低下が認められた。以上の結果は、HNF4α-KOマウスにおいてPPARαによる脂肪代謝遺伝子群の活性化が脂肪肝を引き起こす一因であることを示唆している。現在は、HNF4α-KOマウスにおけるPPARα活性化機構を解明するために、PPARα標的遺伝子のプロモーターに対するHNF4αとPPARαのDNA結合能と転写活性化能の解析と、PPARαアンタゴニストによりHNF4α-KOマウスの表現型が改善されるかどうかを検証している。HNF4αは肝臓で高発現する核内受容体であり、肝臓特異的HNF4α欠損マウス(HNF4α-KOマウス)は脂肪肝を示し、生後約10週間程度で死亡する。HNF4α-KOマウスとPPARαを欠損したダブルKOマウスは脂肪肝の改善と寿命の延長を示した。このため、HNF4α-KOマウス肝臓においてPPARαの活性化が脂肪肝と寿命延長に関与していると推測して、PPARαの活性化機構を解析した。リアルタイムPCRによりPPARα経路の遺伝子群の発現を比較定量したところ、HNF4α-KOマウス肝臓におけるPPARαのmRNA発現量が約40%に低下していることが分かった。また、PPARαとヘテロダイマーを形成するRXRαの発現に変動はなかったが、PPARαの標的遺伝子であるBIENは約4倍,MCADは約3倍,CYP4A14は約15倍,HMGCS2は約2倍といずれの遺伝子の発現もHNF4α-KOマウス肝臓で上昇していることが確認できた。またウエスタンブロットによりHNF4α-KOマウスにおけるPPARαタンパク質はmRNAレベルと同様に発現低下していることが分かった。次にPPARαのPPARα結合配列(PPRE)への結合能をゲルシフト法により解析したところ、HNF4α-KOマウス肝臓のPPARαはBIEN,CYP4A14,HMGCS2の3つの遺伝子のPPREすべてに対してDNA結合能が低下していることが明らかになった。以上の結果は、HNF4α-KOマウスにおいてPPARαは発現量とDNA結合能ともに低下しているにも関わらず、転写活性化能が上昇していることを示唆している。また、ヒトPPARαの機能を特異的に抑制するアプタマーを取得するために、ヒトPPARα発現ベクターを作製して大腸菌での発現系を構築した。肝臓で高発現する核内受容体HNF4αは多くの遺伝子の発現を正に制御する肝臓のマスター様因子である。肝臓特異的HNF4α欠損マウス(H4-KOマウス)はPPARα標的遺伝子群の発現増加と脂肪肝を示した。このため、H4-KOマウスとPPARαを欠損したダブルKOマウスを作製したところ、脂肪肝の改善と寿命の延長を示した。以上の結果より、H4-KOマウスではPPARαによるPPARα標的遺伝子の転写活性化を介して脂肪肝を発症すると推測した。ゲルシフトアッセイにより、H4-KOマウス

肝臓ではPPARαのPPAR結合配列(PPRE)への結合能の低下が確認されたため、in vivoでのPPARαの3種類のPPREへの結合能をクロマチン免疫沈降を用いて解析した。その結果、H4-KOマウスではPPARαの結合能はコントロールマウスと同程度、もしくは低下していることが明らかになった。また、H4-KOマウス肝臓においてPPARγ1とPGC1αの顕著な発現増加が認められ、これらの因子はPPARα標的遺伝子を転写活性化することがレポーターアッセイにより明らかになった。従って、H4-KOマウスにおけるPPARα標的遺伝子群はPPARγやPGC1α、加えてPPARα/γの内在性リガンドにより転写活性化され、脂肪肝が誘導されることが示唆された。また、ヒトPPARαタンパク質の発現系を構築し、現在は核酸アプタマーを取得中である。ヒトPPARαタンパク質が不安定であったため、アプタマー取得までに至らなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。HNF4α-KOマウス肝臓におけるin vivoでのPPARαのDNA結合能をクロマチン免疫沈降により解析して、ゲルシフト法の結果と一致するのか検証する。また、HNF4α-KOマウス肝臓においてPPARαが転写活性化されているのか解析する。さらに、ヒトPPARαタンパク質の安定化を検討してアプタマーを取得する。その後、アプタマーやPPARαアンタゴニストによりHNF4α-KOマウスの表現型が改善されるか検証する。
紫外光励起顕微ラマン分光システムの実用化

細胞構造解析に充分応用できるだけの感度と分解能を有する実用的な紫外光励起顕微ラマン分光システムを開発することを目的に、これまでに以下の特徴を有する装置を製作した。先ず、基本光学配置としては、共焦点方式を採用し、空間分解能の向上と散乱光の効率的集光を行なえるようにし、厳選した光学部品を用いることにより、ラマン散乱光を分光器に導く過程での損失を低減化した。また、紫外用超高感度CCD検知器システムを導入し、検知システムの高感度化を行なった。上記紫外顕微鏡・集光部と分光・検知部、および連続発振紫外レーザーを用いて、紫外顕微ラマン分光システムの構成・配置の抜本的改良を行なった。蛋白質、核酸などの試料を対象にスペクトル測定を行い、空間分解能、スペクトル分解能、偏光特性、明るさなどの基本性能の評価を行った。その結果、顕微鏡対物レンズでの光損失が、スペクトル測定の可否を決定する重要な要因であることを見出し、光学軸の再調整や、試料ステージの微調整機構の導入を行なった。現在、比較的低倍率の条件では、蛋白質や核酸の紫外顕微共鳴ラマンスペクトルを測定することが可能となっている。今後、新規顕微鏡対物レンズの設計・製作を行うことにより、より高感度の紫外顕微ラマンシステムを作製し、細胞内の小器官の構造や特定生体成分の細胞内分布、およびそれらの動的過程の解析への応用を行い、細胞構造を分子構造レベルで解析するための有力な新規測定法として紫外顕微ラマン分光法を確立できる見通しがついた。これまでの技術的蓄積を活用し、かつ、最新の技術発展を積極的に取り入れることにより、細胞構造解析に充分応用できるだけの感度と分解能を有する実用的な紫外光励起顕微ラマン分光システムを製作することを目的に、以下の現有の顕微ラマン分光計に以下の改良を行った。1.空間分解能を大幅に向上させるために、共焦点光学配置を採用し、かつ、散乱光を効率よく集め、分光器までに導く間の損失を最小にするため、紫外アクロマチックレンズや特殊コーティングミラーを活用し、現有の紫外顕微鏡の改良を行った。2.顕微鏡像モニター用のテレビカメラは、蛍光板を挿入することにより紫外光でもモニターできるようにした。3.紫外用超高感度CCD検知器システムを購入し、現有の紫外分光器に設置して、検知システムの最適化を行った。4.上記紫外顕微鏡・集光部と分光・検知部、および現有の連続発振紫外レーザーを組み合わせ、高性能紫外顕微ラマン分光システムを試作した。5.蛋白質、核酸などの試料を対象にスペクトル測定を行い、空間分解能、スペクトル分解能、偏光特性、明るさなどの基本性能の評価と改良を行った。次年度は、細胞内の小器官の構造や特定生体成分の細胞内分布、およびそれらの動的過程の解析への応用を行い、細胞構造を分子構造レベルで解析するための有力な新規測定法として紫外顕微ラマン分光法を確立する予定である。細胞構造解析に充分応用できるだけの感度と分解能を有する実用的な紫外光励起顕微ラマン分光システムを開発することを目的に、これまでに以下の特徴を有する試作品を製作した。先ず、基本光学配置としては、共焦点方式を採用し、空間分解能の向上と散乱光の効率的集光を行なえるようにした。紫外アクロマチックレンズや特殊コーティングミラーを活用し、集光したラマン散乱光を分光器に導く過程での損失を低減化した。また、蛍光板を設置したテレビカメラで顕微鏡像をモニターすることにより、試料上のレーザー照射位置を容易に選択できるようにした。昨年度購入した紫外用超高感度CCD検知器システムの微調整を行い、検知システムの最適化を行った。上記紫外顕微鏡・集光部と分光・検知部、および現有の連続発振紫外レーザーを用いて、紫外顕微ラマン分光システムの構成・配置の抜本的改良を行なった。

蛋白質、核酸などの試料を対象にスペクトル測定を行い、空間分解能、スペクトル分解能、偏光特性、明るさなどの基本性能の評価を行った。その結果、顕微鏡対物レンズでの光損失が、スペクトル測定の可否を決定する重要な要因であることを見出し、光学軸の再調整や、試料ステージの微調整機構の導入を行なった。現在、比較的低倍率の条件では、蛋白質や核酸の紫外顕微共鳴ラマンスペクトルを測定することが可能となっている。今後、新規顕微鏡対物レンズの設計・製作を行うことにより、より高感度の紫外顕微ラマンシステムを作製し、細胞内の小器官の構造や特定生体成分の細胞内分布、およびそれらの動的過程の解析への応用を行い、細胞構造を分子構造レベルで解析するための有力な新規測定法として紫外顕微ラマン分光法を確立できる見通しがついた。
ホウ酸リチウム系セラミックスのエキン電子放射に関する研究

ホウ酸リチウム(Li_2B_4O_7)は有効原子番号が7.3であり,人体組織の値と近いため,熱蛍光(TL)あるいは熱刺激電子放射(TSEE)現象を利用して放射線量を測定するのに適している.問題点は,この材料の結晶が正方晶系(4mm)に属しており,圧電体であることから,微結晶の集合体であるセラミックスでも,単に-100°C附近以下に冷却するだけで,放射線照射とは無関係にTSEEを生じることである.本研究では,この効果を抑制する目的で, Li_2B_4O_7とLiclとの混合物から焼結によりセラミック材料を作成した.結果はLiclの比率が増加するに伴い,放射線と無関係なTSEEが急激に減少しており, Li_2B_4O_7対Liclのモル比が2対1の場合には,主なTSEEピークの強度比が1/4000程度となることを確認した.しかしながらこの材料でも放射線照射に対しては,良好なTLおよびTSEEの応答が観測されるので,実用に適している.たゞし,有効原子番号の増大という欠点が伴っている.なお, Li_2B_4O_7対Liclのモル比が5対1程度になると,ガラス体を生じるが,この場合には-100°C附近以下に冷却しても殆んどTSEEを生じない.したがって,冷却によるTSEEはLi_2B_4O_7結晶が圧電性を持つことによるとした当初の推測の妥当性が立証されたと考えている.なお,ガラス体では放射線照射によるTLおよびTSEEの感度は低く,計測材料としては適していない.予め-100°C以下に冷却する処置を加えていない場合でも,セラミックス体は,放射線照射によらない微弱なTSEEピークを160°C附近に生じる.しかしながら,室温でX線照射を行った場合のTSEE強度は, 1000R程度の照射で,非照射の場合の10,000倍を超えると共に, 270°C附近にもTSEEピークを生じるので,放射線量計測に利用できる.なお, -50°C附近のTSEEピークはTLピークと対応しているが,他のピークは対応していない.ホウ酸リチウム(Li_2B_4O_7)は有効原子番号が7.3であり,人体組織の値と近いため,熱蛍光(TL)あるいは熱刺激電子放射(TSEE)現象を利用して放射線量を測定するのに適している.問題点は,この材料の結晶が正方晶系(4mm)に属しており,圧電体であることから,微結晶の集合体であるセラミックスでも,単に-100°C附近以下に冷却するだけで,放射線照射とは無関係にTSEEを生じることである.本研究では,この効果を抑制する目的で, Li_2B_4O_7とLiclとの混合物から焼結によりセラミック材料を作成した.結果はLiclの比率が増加するに伴い,放射線と無関係なTSEEが急激に減少しており, Li_2B_4O_7対Liclのモル比が2対1の場合には,主なTSEEピークの強度比が1/4000程度となることを確認した.しかしながらこの材料でも放射線照射に対しては,良好なTLおよびTSEEの応答が観測されるので,実用に適している.たゞし,有効原子番号の増大という欠点が伴っている.なお, Li_2B_4O_7対Liclのモル比が5対1程度になると,ガラス体を生じるが,この場合には-100°C附近以下に冷却しても殆んどTSEEを生じない.したがって,冷却によるTSEEはLi_2B_4O_7結晶が圧電性を持つことによるとした当初の推測の妥当性が立証されたと考えている.なお,ガラス体では放射線照射によるTLおよびTSEEの感度は低く,計測材料としては適していない.予め-100°C以下に冷却する処置を加えていない場合でも,セラミックス体は,放射線照射によらない微弱なTSEEピークを160°C附近に生じる.しかしながら,室温でX線照射を行った場合のTSEE強度は, 1000R程度の照射で,非照射の場合の10,000倍を超えると共に, 270°C附近にもTSEEピークを生じるので,放射線量計測に利用できる.なお, -50°C附近のTSEEピークはTLピークと対応しているが,他のピークは対応していない.
マイクロ・コンピュータを用いた英語習得システムの開発研究

日本人が,英語を読むとき,日本語の語順に従って,戻り読みをすることは,どうしても避けられない.日本語らしい日本語に訳すことが,最終的に要求されることが多いからである.われわれは,この戻り読みができないようにする英文表示システムをマイクロ・コンピュータにより,開発した.さらに,これをLL教室で実現できるように, X1ターボを導入した.マイコン画面とテレビ画面は走査方法が異なるため,これ以外の機種では,鮮明な画面をLL教室のブーステレビに表示することは不可能である.最初,録画テープにより, LL教室で訓練を実施,さらに, 62年度後期からはX1ターボをLL教室のメインコンソールに入れ,直接,マイコン画面が,ブーステレビに映し出せるようにした.ライン入力によるので,テープによるより,さらに鮮明に文字を読みとることができるようになった.また,その場で,レスポンスアナライザー(8001)のディスプレイ画面上に生徒の反応が判るので,それに応じて,表示速度,表示方法を自由に切り替えることができるようにした.一方,同上ソフトをIBM55シリーズに移植,これは,生徒が,独立に一台ずつのマイコンを占有し,自己のペースで,好きなように学習できるようにした.また,その学習結果が,システムディスクに残るようにし,適宜教師のディスクに,そのログ記録をコピーして持帰り, 98でモニタできるようにした.日本人が,英語を読むとき,日本語の語順に従って,戻り読みをすることは,どうしても避けられない.日本語らしい日本語に訳すことが,最終的に要求されることが多いからである.われわれは,この戻り読みができないようにする英文表示システムをマイクロ・コンピュータにより,開発した.さらに,これをLL教室で実現できるように, X1ターボを導入した.マイコン画面とテレビ画面は走査方法が異なるため,これ以外の機種では,鮮明な画面をLL教室のブーステレビに表示することは不可能である.最初,録画テープにより, LL教室で訓練を実施,さらに, 62年度後期からはX1ターボをLL教室のメインコンソールに入れ,直接,マイコン画面が,ブーステレビに映し出せるようにした.ライン入力によるので,テープによるより,さらに鮮明に文字を読みとることができるようになった.また,その場で,レスポンスアナライザー(8001)のディスプレイ画面上に生徒の反応が判るので,それに応じて,表示速度,表示方法を自由に切り替えることができるようにした.一方,同上ソフトをIBM55シリーズに移植,これは,生徒が,独立に一台ずつのマイコンを占有し,自己のペースで,好きなように学習できるようにした.また,その学習結果が,システムディスクに残るようにし,適宜教師のディスクに,そのログ記録をコピーして持帰り, 98でモニタできるようにした.日本人が英文を解釈する時、日本語の語順に直して読んでいることが多い。英語を日本語の語順通りに戻り読みすると、原文のニュアンスを損ない、コミュニケーションを正しく速かに行なう上で幣害となり、原文を語順通りに理解するトレーニングが必要となる。本研究では、英文を語順通りに読み、戻り読みを不可能とし、強制的に英語の思考パターンに引き込むCAI機器を開発し、実際の語学教育に応用し、その有効性の検証を引き続き行なっている。システムが持つ機能は以下の通りである。・英文の戻り読みを不可能にするため、英文が単語毎、分節毎あるいは一文毎にディスプレイ上に提示された後、即座に消滅し、次の単語、分節、一文を次々にディスプレイ上に提示する機能。・提示された文章の内容が学習者に理解されたかをチェックするため設問と応答を行ない、正解率を提示する機能。・理解が不確かな場合、提示する速さを変更する速度制御機能。・未知の単語を説明する機能。以上の機能を市販されているマイクロ・コンピュータ上で実現するソフトウェア等を開発した。具体的にはX1-turbo(シャープ)用は開発が終了し、実際の語学教育に試みている。また、この機種ではBASICで表示速度を速くできないのでマシン語によるものを製作中。PC-9801(NEC)用は学生が個人で自由に学習できるソフトを完成。またIBM5550に移植中、本訓練開始のため、直読直解用のテキストデータを打込み中(これは上記の機種に使用可能)。
妊娠経過に伴う胎盤トロホブラスト細胞における核酸輸送担体と薬物輸送の相互作用

妊婦への薬物の投与基準は確立されていない。本研究では妊婦への安全で有効な計画的治療法を確立するために、胎盤における薬物と栄養物の輸送機構の相互作用、および病態時における変動を解明することを目的とした。本研究により、胎児の発達に重要である核酸と薬物の輸送との相互作用を明らかにした。更に、妊娠糖尿病時における核酸取り込み輸送機能の変動についても一部解明した。これらの成果は、妊婦への薬物の投与基準確立への応用が期待される。胎盤における母体から胎児へのnucleosideおよびnucleobase(以下、nucleoside類)の供給は胎児の発達に重要である。重度ウイルス感染症の治療に用いられる、抗ウイルス薬などnulceoside analogの妊婦への投与基準を確立するためには、血液胎盤関門におけるnucleoside類とnucleoside類似薬物輸送の相互作用を明らかにする必要がある。本年度は、TR-TBT18d-1(妊娠後期syncytiotrophoblastモデル)におけるnucleoside類取り込みに関与するトランスポーターの推定と、取り込み輸送に対するnucleoside類似薬物の添加による影響および用量依存的な阻害効果を検討した。TR-TBT18d-1における[^3H]uridine及び[^3H]adenosineの取り込みを検討したところ、両者ともにNa+非依存性、DBMPR非感受性及び飽和性であり、ENT1及びENT2が主に寄与することが示唆された。更に、TR-TBT18d-1の[^3H]uridine及び[^3H]adenosine取り込みに対するnucleoside類似薬物の阻害効果及び濃度依存性を検討した。その結果、高濃度のcytrabine, zidovudine(AZT), amitriptyline, caffeine, nizoribine, vidarabineの添加により、両取り込みへの顕著な阻害効果が認められたが、臨床投与における血漿中遊離型薬物濃度においては阻害が見られなかった。したがって、これらの薬物は、妊婦へ投与された場合に胎児へのnucleoside類供給に影響を与えないと推察された。また、抗HIV薬のdidanosine(ddI)及びAZTの取り込みについて検討した結果、ddIにはENT2、AZTには未知のトランスポーターが関与することを明らかにした。rat ENT1およびENT2よりcRNAを作成し、アフリカツメガエル卵母細胞に発現させたのち、[^3H]adenosineおよび[^3H]uridineの取込み輸送特性の解析を行った。各基質の取込みはENT1,2発現細胞において顕著に高く、NBMPRは0.1μMおよび100μMでENT1,2をそれぞれほぼ完全に阻害した。[^3H]adenosine取込みの親和性はそれぞれ13.6μMおよび38.7μMと算出され、胎盤関門モデルTR-TBT細胞における高親和性輸送と一致していた。またこれらの特性はTR-TBT細胞と一致しており、TR-TBT細胞におけるENT1,2の機能的発現が示された。ENT1,2のin vivoラット胎盤での機能を評価するため、妊娠ラットに[^3H]adenosineおよび[^<14>C]mannitolを静脈内投与し、胎盤への取込みクリアランスをインテグレーションプロット法により解析した。[^3H]adenosineおよび[^<14>C]mannitolの取込みクリアランスはそれぞれ0.055、0.011mL/min/g placentaであり、adenosineの取込みクリアランスは顕著に高かった。したがってENT1,2の機能的関与が示唆されたが、ENT阻害剤であるNBMPRはin vivoにおいては毒性が強く用いることができないことが示され、胎盤におけるENT1,2の機能評価には、生理的発現量を維持した膜小胞系による解析が有用であると推察された。In vivoにおけるnucleoside類の胎盤取り込みの評価を発展させるため、[^3H]adenosineおよび抗ウイルス薬である[^3H]ddIおよび[^3H]AZTを妊娠ラットに静脈内投与し、胎児胎盤系への取込みクリアランスをインテグレーションプロット解析により行った。非透過マーカーである[^<14>C]mannitolと比較し、[^3H]adenosineおよび[^3H]AZTの取込みは顕著に高かった。一方、[^3H]ddIの取込みは[^<14>C]mannitolと同程度であった。したがって胎盤でのnucleoside輸送の重要性および抗ウイルス薬による輸送特性の差が示された。ラット胎盤刷子縁膜ベシクルを調製し、[^3H]adenosine取込みは主にNBMPRの感受性および速度論解析からENT1およびENT2で輸送されることが示された。妊娠糖尿病時における胎盤の核酸取り込み輸送機能を評価するため、streptozotocin (STZ)を妊娠ラットに投与し病態モデルラットを作製した。

胎盤におけるENT1,2およびCNT1,2,3のmRNA発現を解析したところ、CNT2の発現が有意に上昇していた。これは病態ラットから作製した胎盤刷子縁膜ベシクルへの[^3H]adenosine輸送におけるNa+依存性が増加していたこと、またwestern blotにおいてもCNT2の発現が上昇していることも観察された。血管収縮性にも関与するadenosineの妊娠糖尿病での胎盤内動態において、胎児発育不全との関連をさらに解明することが重要である。
ヒト口腔領域悪性腫瘍の原発巣と転移巣における癌遺伝子の変化

我々は,ヒト悪性腫瘍における原発巣と転移巣の各癌遺伝子の変化とその関連性を検討をしてきた。この結果,胃癌,乳癌などの腺癌では,ERBB,ERBB2などの癌遺伝子の増幅がみられ,食道癌などの扁平上皮癌ではINT2遺伝子を含む染色体11q13の部位の増幅が高頻度に認められた。これら遺伝子の増幅は,原発巣よりも転移巣に高頻度に認められたことより,癌遺伝子の変化が癌の増殖伸展や転移に関与していることが強く示唆された。今回,さらにホルマリン固定パラフィン包埋材料を含めた頭頸部癌24例の原発腫瘍と転移巣14例からDNAを抽出し,サザンブロット法やドットブロット法により癌遺伝子の変化を検索した。検索材料は,上顎洞癌の原発巣5例と転移巣6例,咽頭・喉頭癌の原発巣10例,また口腔癌の原発巣9例と転移巣8例である。これら各病巣組織のDNAを抽出し,INT2,ERBB,ERBB2,MYC,LMYC,PgR,β-actinの各遺伝子の変化について検討した。上顎洞癌と咽頭・喉頭癌には,今回検索した遺伝子に変化はみられなかった。口腔癌では,原発巣の9例中2例(22.2%)に,転移巣では8病巣中4病巣(50.0%)にINT2遺伝子が増幅していたが口腔癌でも,他の遺伝子には変化はなかった。INT2遺伝子の存在する染色体11q13領域は,扁平上皮癌,特に食道癌で高頻度に増幅していることが,既に報告されている。今後,これら遺伝子の変化から悪性腫瘍の増殖伸展や転移の関係をさらに考究する予定である。
β-カテニンの変異による癌化の分子機構―細胞運動と遺伝子発現の変化に関する研究―

β-カテニンはユビキチン/プロテアソーム系により分解され、その細胞質あるいは核内の量は厳密にコントロールされている。しかし、癌の場合では、この分解系の異常により、しばしば核や細胞質内にβ-カテニンが検出されるようになる。本研究では主として、(1)ヒトの癌において、どのようなβ-カテニン遺伝子の変異が起きているのか、(2)細胞内にβ-カテニンを蓄積させたとき細胞にどのような変化が起きるかを調べ、β-カテニン遺伝子の変異による癌化の分子機構を明らかにすることを研究目標とした。私達はヒトの疾病と遺伝子の変異に関するデータベース(MutationView)を作成しており、現在、種々の疾患の原因となるヒト遺伝子200以上について入力を済ませており、その遺伝子の中にはβ-カテニン遺伝子が含まれている。β-カテニン遺伝子の変異441例が入力されており、変異型はミスセンス変異や欠損が多かった。β-カテニン遺伝子は16エクソンよりなるが、遺伝子の欠損はエクソン3に集中して起きていた。また、ミスセンス変異についてもエクソン3の特定のアミノ酸(殆どの場合セリン)に起きていた。そこで、これら変異型β-カテニンを強制的に発現することにより、変異型β-テニン蛋白質が癌化にどのような影響を与えるかを調べるため、ヒトで見つかつた種々の変異を導入したβ-カテニンcDNAを作製し、発現ベクターに組み込んだ。その遺伝子を導入する細胞としてマウスとヒトの細胞株を2種ずつ選択し、発現する細胞株のスクリーニングを行ったが安定に発現する細胞株を得ることができなかった。今後は、種々のヒト癌においてβ-カテニン遺伝子のエクソン3以外のところにも変異がないかを調べる予定である。さらに、これら遺伝子レベルの変異が真に癌化に関係あるのかを明らかにするため、引き続き、種々の変異型遺伝子を安定的に発現する細胞株の樹立を試みる予定である。β-カテニンは細胞間接着分子カドヘリンの接着能を制御する分子であり、かつWntシグナルカスケードの鍵となる分子でもある。通常、カドヘリンと結合していないβ-カテニンは速やかに分解されるため細胞質にはほとんど存在しないが、Wntのシグナルが細胞内に伝わると、細胞質のβ-カテニンが安定化され発現量が増大する。その結果、細胞質β-カテニンは核へ移行し転写因子として標的遺伝子の発現を誘導する。様々な上皮性ガンにおいてβ-カテニン量の増加が報告されており、それは遺伝子変異の結果β-カテニンの安定性を決定する特定のアミノ酸に変異が生じるためと考えられている。以上のことから、我々は、正常ではWntシグナルを必要としない細胞において細胞質β-カテニンレベルが上昇することによって、発ガンに関わる遺伝子発現が誘導されると考えた。そこで、我々は培養細胞系をモデルとして細胞質にβ-カテニンが存在する細胞において、細胞間接着性などの細胞行動及び遺伝子発現変化について解析を行うことを本研究の目的とした。変異β-カテニンを発現させることにより細胞質β-カテニンのタンパク質レベルを上昇させ、その細胞の行動の変化と発現が誘導される遺伝子種を解析するため、本年度は、変異β-カテニン発現細胞株の樹立を試みた。まず、β-カテニンのN末の一部に種々の変異を導入したβ-カテニンcDNAを作製し、発現ベクターに組み込んだ。その遺伝子を導入する細胞としてマウスとヒトの細胞株を2種ずつ選択し、現在発現株のスクリーニングを行っている。また、変異β-カテニン発現細胞の行動の変化とWntが細胞の行動に与える影響を比較するために、まずWntの影響を調べた結果、細胞形態が顕著に変化していた。

その時、細胞骨格系の分子群の細胞内局在パターンが大きく変化しており、アクチンや微小管の再編成が行われていることが示唆された。β-カテニンは、細胞接着因子カドヘリンの細胞間接着能を制御する分子として見いだされたが、近年、この作用以外にも形態形成因子Wntのシグナルカスケードの一因としての役割を担っていることが明らかになった。通常、細胞質にβ-カテニンは殆ど存在しないが、Wntシグナルが細胞内に伝わると、細胞質内のβ-カテニンは安定化され発現量が増加し、その結果、β-カテニンは核へ移行し転写因子として働き標的遺伝子の発現を誘導すると考えられている。β-カテニンは、GSK-3βによるリン酸化、そしてユビキチン化を受け、その後、プロテオソームにより分解される。Wntシグナルは、このリン酸化を抑えるためユビキチンによるβ-カテニンの分解を抑えると考えられている。私達は、Wntのシグナルにより、β-カテニンに結合しているAxinの脱リン酸化が起きること、脱リン酸化されたAxinはβ-カテニンに対する親和性が低下することを示した。また、この時、細胞質および核にβ-カテニン量が増加しており、Axinのリン酸化状態はβ-カテニンの安定性を制御していることが明らかとなった。上皮性のがん細胞株やがん患者の中にはβ-カテニン遺伝子の変異(エクソン3)が起きており、多量のβ-カテニンが細胞質に存在するようになる。その結果、Wntのシグナルと関係なしに上昇した細胞質のβ-カテニンが、種々の遺伝子の発現を誘導してがんを引き起こす可能性が考えられる。そこで、β-カテニンのN末のセリンおよびスレオニン(ヒトがんにおいて高頻度に変異が見つかっている)に変異を起こさせた遺伝子をトランスフェクションしたところ、この変異β-カテニンは細胞内で安定に存在した。この細胞において、どのような遺伝子の誘導が起きるかreporter assayを用いて調べている。β-カテニンは細胞間接着分子カドヘリンの接着能を制御する分子であり、かつWntシグナルを伝達する分子でもある。通常、カドヘリンと結合していないβ-カテニンはユビキチン/プロテアソーム系により分解されるため細胞質にはほとんど存在しないが、Wntシグナルが伝わると細胞質のβ-カテニンが安定化され、細胞質および核内の発現量が増加する。種々の癌において、細胞質や核内におけるβ-カテニン量がWntのシグナルに依存せず増加している。これは主としてβ-カテニン遺伝子のエクソン3領域の変異が原因であり、これら変異の中にはエクソン3のセリンがミスセンス変異を起こしているケースが多く見つかった。エクソン3中のセリン残基がGSK-3によりリン酸化されることがプロテアソームによる分解の目印となっていると考えられているので、これらのセリン残基が変異したβ-カテニンcDNAを用いて、細胞内のβ-カテニン量を増加させることを計画した。作製した変異β-カテニンcDNAを発現ベクターに組み込み、ヒト細胞株に導入してβ-カテニン発現細胞株の樹立を試みたが、安定発現株を得ることはできなかった。抗てんかん薬として用いられているValproate(VPA)は、ヒトの神経芽細胞腫においてGSK-3活性を阻害して核および細胞質中のβ-カテニン量を上昇させることが報告されている。
NLKによるGroucho/TLEファミリーの活性制御機構の解析

これまでの研究でWntシグナルを抑制的に制御するセリン/スレオニンキナーゼNLKが、同じくWntシグナルを抑制する事が知られているコリプレッサータンパク質TLE/Grouchoファミリーと複合体を形成する事、ほ乳類培養細胞内でNLKと共発現するとTLE/Grouchoファミリーのリン酸化が増大する事、をそれぞれ明らかにしていた。これらの結果はNLKによるTLE/Grouchoファミリーのリン酸化を介したWntシグナル抑制機構の存在を示唆するものであった。そこで、本年度はTLE/Grouchoファミリー分子内でNLKによってリン酸化される残基を特定し、その残基のリン酸化がTLE/Grouchoファミリーの活性をどのように制御するか明らかにする事を目的とした。昨年度の研究からTLE/GrouchoファミリーのC末側領域がNLKでリン酸化される事が示されていたので、セリン/スレオニン残基を含むいくつかのC末側領域について欠失変異体を作製し、NLKによるリン酸化を検討した。その結果、いくつかの重複しない欠失変異体でNLKによるリン酸化の減少がみられた。この結果はNLKがTLE/Groucho内の複数のセリン/スレオニン残基をリン酸化しうる事を示している。更にNLKによるリン酸化が示された領域に含まれるセリン/スレオニン残基をアラニン残基に置換した変異体を作製し、NLKによるそれら変異体のリン酸化を検討したところ、いくつかの変異体でNLKによるリン酸化の減少が見られ、これらのセリン/スレオニン残基がNLKによってリン酸化されうる事がわかった。しかし、NLKによるリン酸化の減少が見られたTLE/Groucho変異体においても、そのコリプレッサー活性は野生型と変わらなかった。この結果から、NLKによって複数のリン酸化サイトが総合的にリン酸化される事がTLE/Grouchoファミリーの活性制御に必要である可能性が考えられたので、更に複数のセリン/スレオニン残基をアラニン残基に置換した変異体を作製しその解析を進めている。これまでにWntシグナルを抑制的に制御するセリン/スレオニンキナーゼであるNLKが、コリプレッサー蛋白質であるTLE/Grouchoファミリーと複合体を形成する事が質量分析法を用いた解析から示唆されていた。そこで本実験においてはまず、TLE/Grouchoファミリー分子のクローニングを行い、ヒトTLE1、TLE2、TLE3、AES1をそれぞ単離した。培養細胞にTLE/GrouchoファミリーとNLKを共発現させ、これらが複合体を形成するか免疫沈降法で検討した所、TLE1がNLKと共沈する事が確認された。さらにTLE1、TLE2、TLE3それぞれをNLKと同時に細胞内で発現させると、TLE1、TLE2、TLE3の泳動度が遅くなる事がわかった。この泳動度の変化はフォスファターゼ処理により消失したので、リン酸化によるものである事がわかった。TLEのN末側の領域のみからなるAES1の泳動度はNLKと同時に発現しても変化しなかったため、TLEのC末側の領域がリン酸化を受けると考えられた。現在TLEのNLKによってリン酸化される残基を特定する実験を進めている。また、NLKを同時に発現する事でTLE1のリプレッサー活性がやや上昇する傾向が見られた。この結果はNLKによる直接のリン酸化によってTLE/Grouchoファミリーの活性制御されている可能性を示唆しており、今後リン酸化部を変異させたTLE/Grouchoファミリー分子を用いて更に解析を進めて行きたいと考えている。
フライパス法の高度化による微量試料のパルスミュエスアールの開拓

J-PARCの大強度ミュオンビームを用いた物性測定(パルスミュエスアール)における信号対雑音比の飛躍的向上を目指し、D1実験エリアにフライパス法を導入した。フライパス法において鍵となる真空容器の形状とミュオンビームの軌道を最適化するために、3次元的にミュオンビームを可視化する装置を製作し、ビーム軌道の観測に基づいてこれらに関するパラメータを決定した。最適化された条件下における信号対雑音比を計算機シミュレーションにより評価したところ、断面積φ4mmの試料に対しておよそ3という数値を得た。本手法によりこれと同程度の断面積をもつ微量試料のパルスミュエスアール測定が可能になると期待される。平成24年度に開発した2次元実像ミュオンビームプロファイルモニタの光学系を改良することにより、撮影時間の短縮に成功した。これをもってプロファイルモニタは一応の完成をみたと考え、装置の詳細およびビーム試験の結果を論文(Nucl. Instr. Meth. A 754 (2014) 1-9)にまとめた。本装置により得られたミュオンビームプロファイルをもとに、フライパス装置の設計・製作・性能評価を行う予定であったが、平成25年5月にJ-PARCハドロン実験施設において発生した放射性物質漏洩事故の影響により、研究は中断している。J-PARCの大強度パルスミュオンビームに対応した2次元実像ミュオンビームプロファイルモニタを開発し、J-PARCミュオン実験施設D1エリアにおいてミュオンビームプロファイルの観測に成功した。本装置を用いてミュオンDラインのビームラインパラメータの調整を行ったが、ビームスポットサイズを劇的に縮小する条件を見出すには至らず、シミュレーションの結果からもそのようなチューニングは困難であることがわかった。一方で、ビームコリメータを適切に用いれば、十分下流までビーム径を小さく保つことができることがわかった。パルスμSR実験における信号対雑音比(SN比)の大幅な向上を目指し、J-PARCミュオン実験施設D1エリアにおいてフライパス法の高度化に関わる以下の研究開発を行った。(1)ビームチューニングの最適化:ビーム軸方向に走査可能なミュオンビームプロファイルモニターを開発し、試料位置周辺の3次元的なビームプロファイルを取得した。これと計算機シミュレーションの結果に基づいてビームチューニングを再検討し、最終的にフライパス法に適したミュオンビームを引き出すことに成功した。なお、ミュオンビームプロファイルモニターの詳細については、Nucl. Instr. Meth. A 754, 1-9 (2014)に報告済みである。(2)試料チェンバー(フライパス真空チェンバー)の最適化:モンテカルロシミュレーションの結果に基づいて試料チェンバーを再設計し、製作物をJ-PARCミュオン実験施設D1エリアのμSR分光器に設置した。この試料チェンバーを用いることにより、μSR実験におけるSN比の大幅な改善が期待される(計算上、3 mm×3 mmを覆う試料に対し、SN比1)。ミュオンビームを用いたSN比の検証は、最終年度の2月上旬にミュオン実験施設において発生した電磁石電源火災の影響により、残念ながら現時点において未実施である。ビームの供給が再開され次第、速やかに検証実験を行い、物性測定に投入する予定である。固体物理、ミュオン科学平成24年度に得たビームプロファイルをもとにフライパス装置の設計を進めていたが、平成25年5月にJ-PARCハドロン実験施設において放射性物質漏洩事故が発生し、その影響によりJ-PARC全体が長期シャットダウンされることとなり、研究の中断を余儀なくされた。さらに、このシャットダウン期間中にミュオンビームラインの改修が実施されることとなり、本計画で製作するフライパス装置の設計を一から見直さざるを得ない状況となった。このため、研究期間を一年延長して、フライパス装置の製作と評価を平成26年度に行う予定である。24年度はミュオンビームプロファイルモニタの開発を中心に研究を進めた。研究計画の段階では、プラスチックシンチレータ、光電子増倍管、およびチャージADCを組み合わせた従来型のミュオンビームプロファイルモニタを製作する予定であったが、検討を重ねた結果、イメージインテンシファイア(II)とCCDカメラを用いる方式がより目的に即していることがわかった。後者を採用したことにより、従来型のビームプロファイルモニタに比べ空間分解能および利便性が大幅に向上した。その結果、II-CCDミュオンビームプロファイルモニタはJ-PARCミュオン実験施設において日常的に利用されるようになり、当初の予想を超える利益をもたらしている。たとえば、本装置を用いることにより今まで認識されていなかったビーム構造が明らかになり、既存のミュオン二次ビームラインに関する理解が格段に深化した。こうして得られた知見は、今後のミュオンビームライン建設にフィードバックされるものと期待される。

ミュオンビームラインの改修によりビーム光学系が変更されたため、まずはミュオンビームプロファイルを取り直す必要がある。それに基づいてフライパス装置の設計・製作を行い、これをμSR分光器に組み込んでS/Nの評価を行う。24年度に得られた知見をもとにフライパス実験装置を改良し、J-PARCミュオン実験施設D1エリアにおけるμSR実験のSN比の改善を目指す。J-PARCハドロン実験施設における放射性物質漏洩事故の影響により、J-PARC全体が長期間シャットダウンされることとなり、その間にミュオンビームラインの改修も行われることとなった。このため、ビームライン改修後にビームプロファイルを撮り直し、それに基づいてフライパス装置を設計し直す必要が出てきた。J-PARCの運転が再開されたのは平成25年度末であったため、これらの作業を平成26年度に持ち越さざるを得ない状況となった。フライパス装置の製作とS/N評価用試料の購入のために物品費を使用する。また、学会等に出席して成果発表を行うために旅費を要する。フライパス実験装置の製作費、成果報告に関わる費用(出版費、会議参加料、旅費)等に本予算を用いる。
分散性微粒子群の燃焼と爆発に関する企画調査研究

多数の可燃性粒子のあるいは熱流体的構造不安定性が分散して存在し、その分散性が燃焼・爆発特性に大きな影響を及ぼす系は燃焼デバイスや自然環境ではごく普遍的に遭遇するもので、高効率エネルギ-利用と安全工学との観点から体系的な調査研究が急務である。このような系では、化学反応論的な吟味のほかに熱流体的な面からの精密解析が必要であり、燃焼爆発の微細構造を計測解明する先端センシング技術の開発が不可欠である。以上の観点から分散性微粒子群の燃焼と爆発に関する企画研究調査を以下の課題の下で行った。(1)噴霧燃焼等の様に液滴が分散して存在する場の多体燃焼効果およびグル-プ燃焼(噴霧燃焼)、(2)微粒炭等の様に固体微粒子が分散して存在する場の多体燃焼効果およびグル-プ燃焼(微粒炭燃焼)、(3)多相複合材料の様に不均質構成を持つ場の燃焼機構(多相複合材料の燃焼)、(4)乱流炎等の様に熱流体刀学的機構不安定を有する反応場における燃焼機構(乱流燃焼)、(5)炭じん爆発の様な2相系における爆発と安全評価(炭じん、粒じん爆発)この調査研究の成果を国内の燃焼シンポジウム、熱流体シンポジウム、応用力学講演会、国外においては、国際衝撃波シンポジウム等に発表した。本研究課題の遂行に当り、月1回の研究会における討論、平成元年12月には熱流体シンポジウムにて、ワ-クショップ等を開催した。平成2年3月にその研究成果を報告書に取りまとめた。さらに平成2年3月に本研究を元にして、平成3年度発足重点領域研究(課題名「分散性媒質の燃焼・爆発に関する熱流体力学」申請代表者久島信徳)を申請した。