hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
導来圏におけるゴレンシュタイン次元

Aを十分多くの射影対象を持つアーベル圏,PをAの射影対象全体の成す充満部分圏,GをAのゴレンシュタイン射影対象全体の成す充満部分圏とする.このとき以下を示した:上下に有界なA上の鎖複体Xが有限のゴレンシュタイン次元を持つためには,上下に有界なA上の導来圏においてある上下に有界なG上の鎖複体と同型になることが必要十分である;上下に有界なA上の導来圏において,有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体の成す充満部分圏は実際に部分三角圏である;GのPによる剰余圏と,有限のゴレンシュタイン次元持つ鎖複体全体の成す三角圏を有限の射影次元を持つ鎖複体全体の成す部分三角圏で割った商とは圏同値である.研究代表者の星野は研究協力者の古賀(東京電機大)との共同研究によって以下の結果を得た:(1)Aを十分多くの射影対象を持つアーベル圏とし、PをAの射影対象全体からなるAの充満部分圏とする。また、Aのゴレンシュタイン射影対象全体からなるAの充満部分圏をGとする。この設定のもとで、先ず、1上下に有界なA上の鎖複体Xが有限のゴレンシュタイン次元を持つためには、上下に有界なA上の導来圏において、ある上下に有界なG上の鎖複体と同型になることが必用十分であることを示した。次に、2上下に有界なA上の導来圏において、有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体からなる充満部分圏が実際に部分三角圏であることを示した。さらに、3GのPによる剰余圏と、有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体からなる三角圏の有限の射影次元を持つ鎖複体全体からなる三角圏による商圏とは圏同値であることを示した。(2)A, Bをともに十分多くの射影対象を持つアーベル圏とする。先ず、1上下に有界なA上の導来圏と上下に有界なB上の導来圏との間にある条件をみたす三角圏としての圏同値が与えられているとき、その圏同値は有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体からなる部分三角圏同士の間の圏同値を誘導することを示した。次に、2有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体からなる三角圏同士の間に三角圏としての圏同値が与えられているとき、AおよびBがグロタンディックの公理Ab4をみたせば、その圏同値は有限の射影次元を持つ鎖複体全体からなる部分三角圏同士の間の圏同値を誘導することを示した。研究代表者の星野は研究協力者の古賀(東京電機大)との共同研究によって以下の結果を得た:(1)Aを十分多くの射影対象を持つアーベル圏とし,PをAの射影対象全体からなるAの充満部分圏とする.先ず,Aの対象に対して弱ゴレンシュタイン射影性の概念を導入した.以前,ネター環上の有限生成加群の圏の場合に,環自身による導来双対関手による二重双対の言葉で定義した概念であるが,一般のアーベル圏には適用できない.そこで,少し概念を弱めて導入した.Aにおける弱ゴレンシュタイン射影対象全体からなるAの充満部分圏をGで表す.1上下に有界なA上の鎖複体Xが有限の弱ゴレンシュタイン射影次元を持つためには,上下に有界なA上の導来圏を有限の射影次元を充満部分三角圏で割った商三角圏において,Xがある上下に有界なG上の鎖複体と同型になることが必要十分であることを示した.2各非負整数nに対してある条件をみたすGの充満部分圏G(n)を定義し,それらのなす単調減少列の極限が実はAにおけるゴレンシュタイン射影対象全体と一致することを示した.(2)A,Bをともに十分多くの射影対象を持つアーベル圏とする.上下に有界なA上の導来圏と上下に有界なB上の導来圏の間にある条件をみたす三角圏としての圏同値が与えられたとき,その圏同値は,有限の弱ゴレンシュタイン射影次元を持つ上下に有界な導来圏の充満部分三角圏同士の間に三角圏としての圏同値を誘導することを示した.年度の途中で体調不良のため予定していた出張を何度か取り止めたが,研究協力者との共同研究が順調に進み,当該年度の研究目標をほぼ完全に達成できた.研究成果は3編の論文として海外の学術誌に発表した.研究代表者の星野は研究協力者の古賀(東京電機大)との共同研究により以下の研究成果を得た.(1)Aを十分多くの射影対象を持つアーベル圏としP,Gをそれぞれ射影対象全体,ゴレンシュタイン射影対象全体の成すAの充満部分圏とする.この設定の下で,次を示した:1上下に有界なA上の鎖複体Xが有限のゴレンシュタイン次元を持つためには,上下に有界なA上の導来圏において,ある上下に有界なG上の鎖複体に同型となることが必要十分である;2上下に有界なA上の導来圏において,有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体の成す充満部分圏は実際に部分三角圏である;3Gを部分圏Pで割った剰余圏と,有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体の成す三角圏を有限の射影次元を持つ鎖複体全体の成す部分三角圏で割った商圏とは圏同値である.

(2)A,Bをともに十分多くの射影対象を持つアーベル圏とするとき次を示した:1上下に有界なA上の導来圏と上下に有界なB上の導来圏との間にある適当な条件をみたす三角圏としての圏同値が与えられたとき,その圏同値は有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体の成す部分三角圏どうしの間に自然に圏同値を誘導する;2有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体の成す部分三角圏どうしの間に三角圏としての圏同値が与えられたとき,AとBがともにグロタンディックの公理Ab4をみたせば,その圏同値は有限の射影次元を持つ鎖複体全体の成す部分三角圏どうしの間に圏同値を誘導する.Aを十分多くの射影対象を持つアーベル圏,PをAの射影対象全体の成す充満部分圏,GをAのゴレンシュタイン射影対象全体の成す充満部分圏とする.このとき以下を示した:上下に有界なA上の鎖複体Xが有限のゴレンシュタイン次元を持つためには,上下に有界なA上の導来圏においてある上下に有界なG上の鎖複体と同型になることが必要十分である;上下に有界なA上の導来圏において,有限のゴレンシュタイン次元を持つ鎖複体全体の成す充満部分圏は実際に部分三角圏である;GのPによる剰余圏と,有限のゴレンシュタイン次元持つ鎖複体全体の成す三角圏を有限の射影次元を持つ鎖複体全体の成す部分三角圏で割った商とは圏同値である.当該年度の研究目標をほぼ完全に達成した。研究代表者の星野は研究協力者の古賀との間で定期的に研究セミナーを開催し,関連する分野の研究者を適宜招いてセミナーでの講演を依頼するとともに,こちらからも先方の研究セミナーに出向いて講演を行う等,研究打ち合わせを綿密に行い,専門知識・最新情報の提供を受ける.さらに,国内外の研究集会に積極的に参加して成果発表・情報収集を行い,関連分野の研究者との間で研究討論を活発に行う.また,得られた結果は随時学術誌に投稿する.代数学研究代表者の星野は研究協力者の古賀との間で定期的に研究セミナー開催し、関連する分野の研究者(大学院生を含む)を適宜招いて、セミナーでの講演を依頼するとともに、こちらからも先方の研究セミナーに出向いて講演を行う等、研究打ち合わせを綿密に行い、専門的知識・最新情報の提供を受ける。さらに、国内外の研究集会に積極的に参加し、成果発表・情報収集を行い、関連分野の研究者との研究討論を活発に行う。また、得られた結果は随時学術誌に投稿する。体調不良により予定していた出張を何度か取り止めたため旅費に残額が生じた.研究代表者および研究協力者が研究集会等に参加するための旅費として使用する.
y幼生(甲殻類)の正体

y幼生の親を捜すために、田辺湾を中心にいろいろな海産無脊椎動物を採集し、それに共生・寄生している動物を調べた。その結果、4属4種の嚢胸類(3種は新種または日本未記録種)と多数の日本未記録の嚢脚類を発見したが、y幼生を出すものはいなかった。嚢胸類の新種では世界で初めて一個体保育で幼生期を追跡することに成功し、多くの新事実が明かになった。キプリスyの複眼付属二又型突起と後複眼糸状突起束を透過電顕で調べ、前者はベロンチ氏器官の外部装置、後者は分泌器官の一部であることが判明した。糸状突起束は、キプリスyに変態した後体内に吸収されて外部から見えなくなり、この有無は変態してからの時間経過を反映している。一個体保育で、ノ-プリウスyからキプリスy期に変態させることに成功した。この技術を使い、多くの種で幼生の変態過程、特に頭看板の変化を詳細に追跡することができた。頭看板の変化を記載するための用語を確立した。沖縄で多数のy幼生を採集し、一部は室内保育で変態過程を追跡した。田辺湾産のy幼生とは違う種が多数発見された。y幼生の親は発見できなかったが、y幼生(ファケトテクタ類)と嚢胸類の一部の間には、これまで知られていなかったいくつかの共通点があることが明らかになった。特に、キブリスyに見られる胸部の側小板と先端が左右に分かれた交尾器は特徴的で、一部の嚢胸類で同様のものが見られるが他のマキシロポ-ダには例を見ない。従って、ファケトテクタ類は、嚢胸類の一部か、嚢胸類ではないとしても嚢胸類に非常に近い動物群であると結論できる。1.y幼生のノープリウス期の背甲にある,網目状の模様を記載する上で必要な用語を整備した.これによって,網目模様の発育段階による変化を,正確に,しかも容易に記載することができる.また,野外から得られた個体の同定が容易になり,これからの研究が大変やりやすくなった.2.田辺湾から,ノープリウスy, VIII型を記載した.これには3種が含まれており,それぞれ網目模様や付属肢の形態で区別できる.この記載には上記の用語を使用して,その利用価値を証明することができた.3.y幼生のキプリス期の頭部にある2又型突起と糸状突起束の微細構造を,電子顕微鏡を使って調べた.2又型突起は,ベロンチ氏器官の外部装置であり,付属肢ではない.ベロンチ氏器官本体の細胞は頭の中にあり,それから伸びた突起と繊毛が2又型突起の中に入っている.2又型突起の前の枝と後ろの枝に,構造的な違いは見られない.糸状突起束は,複眼の後ろ,退化した第2触角と大顎の間に存在し,体内にある大きな腺細胞から出た糸状の突起である.フジツボなどのセメント腺に似た細胞構成を持つが,導管を持たないので,機能的には違うかも知れない.従来, 2又型突起と糸状突起束を付属肢の変形したものと考える意見があったが,今回の研究で,どちらも付属肢ではないことが確定した. 2又型突起の外形は,嚢胸類のいわゆる第2触角と似ており, y幼生と嚢胸類の関係が示唆される.4.当初計画していた,日本海に於るy幼生に関する情報収集と嚢胸類が寄生している可能性がある動物の調査に関しては,あまり成果が得られなかった.しかし,東北,四国,沖縄にy幼生が分布するという情報が得られた.

特に沖縄では高密度で出現する時期もわかっているので,来年度は調査地に加えたい.1.田辺湾で、潜水、ドレッジ等により、ヤギ類、ウミトサカ類、ウミユリ類などを採集し、それらに共生する動物を調べて、y幼生を出す可能性のあるものを捜した。その結果、4属4種の嚢胸類が発見され、3種については幼生の形態を調べることができた。いずれもy幼生ではなかったが、マメスナギンチャクに奇生するキンチャクムシの類の新種では、6つのノープリウス幼生期からアスコトラシッド期に至る変態過程を室内で完全に追跡することに成功した。この幼生の体表にはy幼生に見られるのと似た彫刻があることが、走査電子顕微鏡による観察で明らかになった。従って、嚢胸類のどれか、あるいは嚢胸類に近い動物が、y幼生を出している可能性がさらに高くなった。2.y幼生を室内で育て、変態過程を明らかにした。調べたy幼生は、全て5つのノープリウス期を経てキプリスy期になった。室内では、キプリスy期より先には進まず、成体になるには、他の動物に寄生または共生する必要があるのだと考えられる。3.沖繩で、y幼生が大量に出現すると言われている6月に、プランクトンの調査を行った。その結果、田辺湾産のとは違う幼生が多数得られ、その一部は室内でキプリスy期に変態させることに成功した。沖繩と田辺湾でy幼生の組成が著しく違うことで、田辺湾のy幼生が遠くから分散してきたものであるという可能性は少なくなった。また、普通の方法では調べられない珊瑚礁の複雑な海底直上のプランクトンを、潜水して特殊なプランクトンネットを操作することによって採集した。その結果、海底直上には、ノープリウスy期よりもキプリスy期の方が相対的に多いことが判った。y幼生の親を捜すため、田辺湾及びその周辺海域からウミシダ類やウミトサカ類など多数の海産無脊椎動物を採集し,その寄生虫を調べた。その結果、4属4種の嚢胸類と多数の日本未記録の蔓脚類を発見してその幼生も調べたが、すべてy幼生ではなかった。ノ-プリウスyの発育に伴う頭盾板変化を記載するための用語を完成させた。これにより、ノ-プリウスyの発育を、正確かつ容易に記載することができるようになった。頭盾板には、発育に伴って分裂したり移動したりするものと、全く変化しないものがあることが判った。頭盾板の変化の仕方には、板群によって多数の種で共通する部分と種に固有のものとがあり、分類形質として十分に使えることが判った。また、行動の異なる板群の下には、異なる組織や器官があって、体表の板群がそれら内部構造の変化を反映している可能性が示唆された。体表の板の意義について、他の甲殻類や化石節足動物との関係から、特殊化したものではなく、むしろ非常に古い形質であることが示唆された。ノ-プリウスyの1種を世界で初めて走査電子顕微鏡で調べた。乳頭状のfrontalfilament(前額糸)とされていた構造は、はっきりした穴を取り囲む体表の盛り上りであることが判った。これは、体内にある分泌腺(頭腺)の開口部である。y幼生の親は発見できなかったが、y幼生(ファケトテクタ類)と嚢胸類の一部の間には、これまで知られていなかったいくつかの共通点があることが明らかになった。特に、キプリスyに見られる胸部の側小板と先端が左右に分かれた交尾器は、嚢胸類のあるグル-プには同様の構造があるが、他のマキシロポ-ダには見られない特異なものである。したがって、ファケトテクタ類は、嚢胸類の一部か、嚢胸類でないとしても嚢胸類に非常に近い動物群であると結論できる。
分子イメージングと新規KOマウスによる"善玉”としてのヒスタミン系の機能研究

脳内のヒスタミンの役割について検討を行った。まず、histamine N-methyltransferase(HNMT)というヒスタミンを不活化する酵素に着目し、この機能を解析した。その結果、HNMTは脳内ヒスタミン濃度を正常に保つだけでなく、攻撃性や睡眠にも関係していることが示された。またアストロサイトやミクログリアといった、脳内に存在するグリア細胞の機能にもヒスタミンが関わっていることが明らかとなった。これらの結果は、ヒスタミン除去機構が脳機能に極めて重要であること、またヒスタミンがグリア細胞機能調節にも寄与していることを明らかにしたものである。脳内のヒスタミンはヒスタミン分解酵素であるHNMTによって、1-methyhistamineとなり不活化されることが明らかとなっている。平成二六年度にはHNMT欠損マウスと野生型マウスを用いて、脳内のヒスタミン濃度調節におけるHNMTの重要性についてマイクロダイアリシス法を用いて検討した。その結果、HNMTの欠損により脳内遊離ヒスタミン濃度が4倍程度まで上昇していることが明らかとなり、ヒスタミンクリアランスにおいて極めて重要な役割を担っていることが明らかとなった。またHNMT欠損マウスでは野生型マウスと比較し、活動期における自発行動量が減少していることが明らかとなった。ヒスタミンは睡眠の制御因子として極めて重要であることがわかっており、自発行動量の減少が睡眠覚醒サイクルの異常と関わっている可能性が考えられた。更にHNMT欠損マウスでは攻撃性が高いことも明らかとなった。以上のことからHNMTがヒスタミンの濃度調節において極めて重要な役割を果たしており、また脳内の恒常性維持にも大切であることが明らかとなった。脳内のヒスタミンはヒスタミン分解こそであるHNMTによって不活化されることがわかっているが、その生理的役割については不明のままであった。我々はHNMTが脳内ヒスタミン濃度制御において、極めて重要な役割を果たしていることを明らかにした。またHNMTが欠損すると、ヒスタミンが異常高値となり、ヒスタミンH1受容体の活性化によって睡眠覚醒サイクルに変化が生じること、ヒスタミンH2受容体の活性化によって攻撃性に変化が生じることが明らかとなった。2:ヒスタミンによる抗アミロイド作用の検討アルツハイマー病の原因分子の一つであるアミロイドの蓄積とヒスタミンとの関連について検討するために、アルツハイマー病モデルマウスを新たに購入し、脳内ヒスタミン系との関連について解析を進めている。3:ヒスタミントランスポーターの機能解析ヒスタミンを輸送することができるトランスポーターに対して、阻害剤のスクリーニング系を構築することができた。スクリーニングを開始したところ、既に有力な候補化合物を数種類見出すことができた。今後これらの候補化合物が実際に脳内ヒスタミン濃度調節能を有するかどうかについて、in vitroおよびin vivo両面から検討を行っていく予定である。またヒスタミン輸送能を有するトランスポーターのノックアウトマウスについても解析を継続して行っていく。ヒスタミン代謝酵素欠損マウスについては、解析の大半を終え、ヒスタミン分解系の重要性および生理的意義を新たに示す事ができた。トランスポーターのノックアウトマウスについても作製を完了しており、概ね順調に進展していると考えられる。ヒスタミン・システムは1910年にDaleらによりその作用が見出されて以来現在まで多くの薬理学研究者の研究対象である。脳内ヒスタミンは神経伝達物質として機能しており、睡眠覚醒サイクルの制御や記憶・学習など様々な生理機能に関与している。平成28年度はヒスタミン代謝酵素であるhistamine N-methyltransferase(HNMT)欠損マウスの解析を更に進め、ヒスタミン系がヒスタミンH1受容体を介して睡眠覚醒サイクルを、ヒスタミンH2受容体を介して攻撃性を制御している事を明らかにした。今後は脳内の様々な部位に存在するヒスタミン系の中で、どの部位が睡眠覚醒サイクルや攻撃性の制御に寄与しているのかを明らかにしていきたいと考えている。またHNMTは脳内ヒスタミン系の制御機構として極めて重要であることから、HNMT作用を阻害する新規薬剤の探索的研究も併せて行った。更に脳内ヒスタミン系の新たな制御機構としてヒスタミン輸送作用を有するplasma membrane monoamine transpoter(PMAT)に関する研究も行った。PMATを欠損するマウスを作製し、脳内のヒスタミン含有量を検討したところ、ヒスタミン代謝回転率がPMAT欠損マウスにて減少していることが明らかとなった。また細胞外のヒスタミン濃度を測定できるマイクロダイアリシス法を用いて視床下部周囲のヒスタミン濃度を測定したところ、PMAT欠損マウスにてヒスタミン濃度が増加傾向にあることがわかった。従って、PMATもヒスタミン系の制御に関わっている可能性が示された。今後PMATがマウスの行動などに対してどのような役割を果たしているかを明らかにしていきたい。これまでの研究によりHNMTが睡眠覚醒サイクルや攻撃性の制御に重要な役割を果たしていることを明らかにした。今年度はHNMT KOマウスに対してヒスタミン受容体の拮抗薬を投与し、ヒスタミン濃度上昇がどの受容体の活性化を介して表現型の変化をもたらしているかについて検討を行った。その結果、HNMT KOマウスで見られた異常な睡眠覚醒サイクルはヒスタミンH1受容体の拮抗薬によって、攻撃性はヒスタミンH2受容体の拮抗薬によって、それぞれキャンセルされることが明らかとなった。PMAT KOマウスの解析を行い、ヒスタミンの代謝回転率が脳内で低下していることが明らかとなった。

また視床下部にてマイクロダイアリシスアッセイを行い、細胞外ヒスタミン量を測定したところ、PMAT KOマウスにおいて野生型マウスよりも上昇する蛍光が見られた。以上のことからヒスタミン濃度調節にPMATが寄与している可能性が示された。HNMT欠損マウスの解析結果をまとめ、HNMTが脳内ヒスタミン濃度を調節することにより、攻撃性や睡眠覚醒サイクルの制御に関わることを論文にて発表した。またHNMT floxマウスとCre recombinaseを発現するアデノ随伴ウイルス(AAV-Cre)の両者を作製した。AAV-CreをHNMTfloxマウスの脳局所に注入することにより、脳の特定の部位だけでヒスタミン濃度を上昇させることが出来る。作製したAAVが脳局所に感染し、外来性遺伝子を発現することまでを確認した。今後、脳内局所にAAV-Creを注入し、表現型解析を行っていく。PMAT欠損マウスにおいて行動解析を行った。高架式十時迷路や明暗試験箱を用いた不安様行動解析、オープンフィールドテストによる自発行動量解析、赤外線モニタリングによるホームケージでの行動観察、passive avoidance testによる記憶能などについて評価を行った。PMATの欠損によりモノアミン神経系が異常を来すことによって、前述の行動に変化が生じることを期待したが、現在の所野生型マウスとの明確な行動パターンの差異は認められていない。今後、ストレス負荷などを与えることによって、両群間の行動に変化が生じるかどうかを検討していく。脳内のヒスタミンの役割について検討を行った。まず、histamine N-methyltransferase(HNMT)というヒスタミンを不活化する酵素に着目し、この機能を解析した。その結果、HNMTは脳内ヒスタミン濃度を正常に保つだけでなく、攻撃性や睡眠にも関係していることが示された。またアストロサイトやミクログリアといった、脳内に存在するグリア細胞の機能にもヒスタミンが関わっていることが明らかとなった。これらの結果は、ヒスタミン除去機構が脳機能に極めて重要であること、またヒスタミンがグリア細胞機能調節にも寄与していることを明らかにしたものである。HNMT欠損マウスについての解析が順調に進んでいる。またヒスタミンを輸送できるplasma membrane monoamine transporter欠損マウスの作製においても現在ヘテロマウスを得るところまで来ている。またヒスタミンとミクログリアとの関連研究に関しても、新たに論文にて報告することができた。ヒスタミン代謝酵素については、全身欠損マウスの解析をほぼ終えることができたので、今後はコンディショナルノックアウトマウスを作製し解析を行っていく。HNMTは神経細胞およびアストロサイトの両者に発現していることが報告されていることから、どちらの細胞群がヒスタミン代謝に貢献しているのかについて検討を行っていく。
不飽和結合の光ビスシリル化反応の発見とその展開

本年度は、昨年度確立した光ビスシリル化反応のlimit & scopeを調べるために、ケイ素化合物としてジシラン以外のケイ素ーケイ素化合物に範囲を拡げて検討を行なった。不飽和化合物としてケトンやアルデヒドを用いた。また、ケイ素と同族の元素でより電気陰性度の小さいゲルマニウム化合物とC60との反応により、C60のゲルミル化に成功した。この反応を有機合成に応用することにより、光ビスゲルミル化反応の開発に成功し、種々の不飽和化合物にゲルマニウム基を導入することが可能となった。また、ポリシランは新素材としても注目されている化合物であり、ケイ素ーケイ素シグマ共役に由来する低いイオン化ポテンシャルを有する。ポリシランを用いたビスシリル化は、種々の新しいポリシランユニットの構築を可能にするものであり、大きな検討課題である。ケイ素ーケイ素シグマ結合の反応性のインデックスとして、実験的にはレドック電位の測定を行い、理論計算によりHOMO/LUMOエネルギーあるいはイオン化電位・電子親和力と比較検討した。ポリシランとC60との反応では、高圧水銀灯の光照射では反応は進行しなかったが、低圧水銀灯を用いることにより反応は進行し、ポリシランの主鎖にC60を導入することに成功した。さらに理論計算によるケイ素化フラーレン誘導体のHOMO/LUMOエネルギーレベル、イオン化電位や電子親和力等の検討を行い、実験結果と理論計算のinterplayにより、電子移動型ビスシリル化反応の本質を明らかにした。本年度は、ジシリランとベンゾニトリル系に焦点を絞り、光ビスシリル化反応について詳細に検討した。予備的データとして、C60とテトラメシチルジシリラン1のベンゾニトリル溶液をハロゲンランプを用いて光照射したところ、ベンゼン中では生成するC60とジシリラン1の付加体は全く得られず、1とベンゾニトリルの1体2付加体が得られた。この付加体の構造(2)は、各種スペクトルデータから推定し、最終的にX線結晶構造解析より決定した。反応の自由エネルギー変化をRehn-Wellerの式より求めると負の値となり、この反応が発熱過程であることが分かった。本反応を詳細に検討するために、まず、電子移動型光増感剤として知られるジシアノアントラセン(DCA)やピリリウム塩を用いた反応を試みた。さらに、非常に量子収率のよい三重項増感剤であるC60やC70や、暗反応での電子移動剤であるマジックブルー((pBrC6H4)3NSbC16)を検討した。電子移動抑制剤であるDABCO(ジアザビシクロオクタン)やテトラメトキシベンゼンの添加効果を調べた。反応機構をより詳細に検討するため、レーザーフラッシュホトリシス実験により反応中間体の検出を試みた。この目的のためには励起三重項の寿命が長く、且つ電子移動後のアニオンラジカルが安定なC60を増感剤として用いた実験を検討し、C60のT-T吸収の減衰と共にアジオンラジカルの吸収の増加を観測する目的で行った。これらの実験により本反応が、不飽和結合の電子移動型ビスシリル化反応であることを確立した。(赤阪・若原担当)さらに、反応中間体であるジシリランカチオンラジカルの反応性についての情報を得るために理論計算を行った。(若原担当)本年度は、昨年度確立した光ビスシリル化反応のlimit & scopeを調べるために、ケイ素化合物としてジシラン以外のケイ素ーケイ素化合物に範囲を拡げて検討を行なった。
有孔フランジ工法を用いた現場型柱梁溶接接合部の変形能力に関する研究

鋼構造柱梁溶接接合部の変形能力を向上させる有孔フランジ工法に関する実大破壊実験及び3次元有限要素法解析から、有孔フランジ工法における応力比γの値を1.07以上、孔位置aを梁幅Bの0.75倍以上に設計すると変形能力が効果的に向上することが明らかとなった。また、降伏比の値を問わず同様の設計方法で十分な変形能力を得ることができることが明らかとなった。以上の結果より有孔フランジ工法の設計式を提案した。本研究は比較的施工が容易であり且つ現場型柱梁溶接接合部の変形能力を向上させる有孔フランジ工法を提案し、そしでその設計方法を確立することを最終目的とする。平成19年度は柱梁溶接接合部をモデル化した実大柱梁試験体の破壊実験と有限要素法解析を行ない、以下の成果を得た。1)過去の研究では梁断面H-400×200×13×21について実験をおこない、応力比γ、(孔部の応力/スカラップを考慮した梁端部の応力)が有孔フランジ工法の変形能力に影響をおよぼし、γ=1.07以上で変形能力が十分に向上すると報告されている。そこで本研究では梁せいの異なるH-612×202×13×23につてい実験をおこなった結果、梁せい400mmと同様にγ=1.07以上で変形能力が十分に向上することが明らかとなった。2)梁断面H-400×200×13×21、H-612×202×13×23、H-800×200×13×21につてい、3次元弾塑性有限要素法解析をおこなった。なお梁せい612mmの試験体につていは荷重-変位関係および歪分布が実験値と解析値で概ね等しいことを確認している。解析の結果、いずれの梁断面においても有孔フランジ工法を用いることでスカラップ底及びスチールタブ近傍の応力集中を緩和できることが分かった。以上の結果は有孔フランジ工法が現場型柱梁溶接接合形式の変形能力を向上させる工法として大きな意義を持つものであり、設計に必要な数値を得ることが出来た。平成19年度におこなった実験及び有限要素法解析と、平成20年度におこなう材料試験及び材料試験から得られた機械的性質を用いておこなう有限要素法解析を総合して設計法の確立を行なう予定である。本研究は現場型柱梁溶接接合部の変形能力を向上させ、かつ施工が比較的容易である有孔フランジ工法を提案し、そしてその設計方法を確立することを最終目的とした。平成19年度は柱梁溶接接合部をモデル化した実大柱梁溶接接合部の破壊実験を行ない、応力比γ(孔部の応力/スカラップを考慮した梁端部の応力)が1.07以上で十分な変形能力が得られることを明らかとした。平成20年度は材料試験から得られた機械的性質を用いて梁断面H-400×200×13×21、H-612×200×13×21、H-800×200×13×21について、3次元弾塑性有限要素法解析を行ない、以下の成果を得た。なお梁せい612mmについては、平成19年度に行なった実験の荷重-変形関係および歪分布が、解析値と概ね一致していることを確認している。1)いずれの断面においても応力比γを大きくするほど、スカラップ底とスチールタブとフランジのスリット部近傍の応力を低減できることを明らかとした。2)孔が柱に近すぎる場合、梁フランジに孔を設けてもスカラップ底に生じる応力は、同変位時の無孔のスカラップ底応力と変わらない結果となった。応力比γ=1.07の場合、孔をフランジ幅の0.75倍以上柱から離すことによって、スカラップ底の応力が効果的に低減できる。以上の結果から、現場型柱梁溶接接合部の変形能力を向上させる工法として大きな意義を持つ有孔フランジ工法に関する設計法をまとめた。
CSマウスの体内時計制御機構についての行動・神経科学的研究

近交系マウスの一つであるCS系マウスは,他系統マウスとは異なる特徴的なサーカディアンリズムを行動上に示す.このことからCS系マウスは,そのサーカディアン振動体機構(体内時計)に変異を持つことが考えられる.本研究では,CS系マウスの体内時計機構を行動から分子レベまで総合科学的に調べることから哺乳類体内時計機構の理解を深めることを研究背景として,まずこのマウスの恒暗条件(DD)下での行動(回転輪走行活動)リズムの特徴をC57BL/6J系マウス(B6)と比較することにより明らかにすることを目的とした.12時間交代の明暗サイクル下での同調リズムを計測した後,DDに移行し,DD下で最長で約140日間フリーランリズムリズムを計測した.その結果,CSのDDでのフリーランリズムの周期τ(タウ)が,24時間よりも長いもの(24匹中7匹),短いもの(8匹),24時間を境に変動するもの(9匹)の3パターンに分かれた.一方,B6のτは全個体(12匹)で24時間よりも短かった.CSのDDでのフリーランリズムの最大の特徴として,ほとんどの個体で活動相が2つのコンポーネントに明確に分かれるリズムスプリッティング(リズム分割)が見られた.CSのスプリッティングでは,τが短くなると(平均で23.76時間)第2のコンポーネントが消失し,第2コンポーネントの出現はτに依存することが分かった.以上のことから,CS系マウスの体内時計機構は異なる周期を持つ2つの振動体により構成されていること,そしてCS系の場合,2振動体間の結合力が弱くそのために振動体相互の影響力のバランスが変化しやすいことが考えられた.現在このCS系の2振動体構造をさらに確かめるために,DDでの光パルスによるリズム位相反応および視交差上核のc-fos遺伝子発現について検討中である.近交系マウスの一つであるCS系マウスは,他系統マウスとは異なる特徴的なサーカディアンリズムを行動上に示す.このことからCS系マウスは,そのサーカディアン振動体機構(体内時計)に変異を持つことが考えられる.本研究では,CS系マウスの体内時計機構を行動から分子レベまで総合科学的に調べることから哺乳類体内時計機構の理解を深めることを研究背景として,まずこのマウスの恒暗条件(DD)下での行動(回転輪走行活動)リズムの特徴をC57BL/6J系マウス(B6)と比較することにより明らかにすることを目的とした.12時間交代の明暗サイクル下での同調リズムを計測した後,DDに移行し,DD下で最長で約140日間フリーランリズムリズムを計測した.その結果,CSのDDでのフリーランリズムの周期τ(タウ)が,24時間よりも長いもの(24匹中7匹),短いもの(8匹),24時間を境に変動するもの(9匹)の3パターンに分かれた.一方,B6のτは全個体(12匹)で24時間よりも短かった.CSのDDでのフリーランリズムの最大の特徴として,ほとんどの個体で活動相が2つのコンポーネントに明確に分かれるリズムスプリッティング(リズム分割)が見られた.CSのスプリッティングでは,τが短くなると(平均で23.76時間)第2のコンポーネントが消失し,第2コンポーネントの出現はτに依存することが分かった.以上のことから,CS系マウスの体内時計機構は異なる周期を持つ2つの振動体により構成されていること,そしてCS系の場合,2振動体間の結合力が弱くそのために振動体相互の影響力のバランスが変化しやすいことが考えられた.現在このCS系の2振動体構造をさらに確かめるために,DDでの光パルスによるリズム位相反応および視交差上核のc-fos遺伝子発現について検討中である.
蛋白質リン酸化特性の網羅的解析による大腸がんの病態解明と制御への応用

グリコーゲン合成酵素キナーゼ(GSK)3βの大腸がん促進作用のメカニズムを蛋白質リン酸化特性の視点から探究した.GSK3β阻害によりがん細胞でリン酸化レベルが変化する蛋白質群を,リン酸化プロテオームとメタボローム解析により統合的に検討した.その結果,糖代謝を触媒する酵素A(仮称)がGSK3βによりがん細胞でリン酸化されることを見出した.したがって,GSK3βは酵素Aのリン酸化と不活性化によるがん固有の糖代謝を介してがん促進的に作用し,GSK3β阻害によるがん治療効果が蛋白質リン酸化の修飾に立脚すると考えられた.グリコーゲン合成酵素キナーゼ(GSK)3βの大腸がん促進作用のメカニズムを蛋白質リン酸化特性の視点から探究した.GSK3β阻害によりがん細胞でリン酸化レベルが変化する蛋白質群を,リン酸化プロテオームとメタボローム解析により統合的に検討した.その結果,糖代謝を触媒する酵素A(仮称)がGSK3βによりがん細胞でリン酸化されることを見出した.したがって,GSK3βは酵素Aのリン酸化と不活性化によるがん固有の糖代謝を介してがん促進的に作用し,GSK3β阻害によるがん治療効果が蛋白質リン酸化の修飾に立脚すると考えられた.本研究では,がん細胞の生存,増殖,浸潤やエネルギー代謝など根源的な生命現象とGSK3βの病的作用を関連させる可能性のある蛋白質リン酸化特性をプロテオミクスの理論と技法により解析する.そして,がん細胞の病理特性とGSK3βの「がん促進機能」の分子メカニズムをリン酸化プロテオームの視点から探究する.これにより,大腸がんの生物学的特性と関係する腫瘍蛋白質の性質や機能を規定するリン酸化特性と,GSK3βによるそれらの制御機構の手がかりとなる分子経路を探索し,GSK3β阻害による新しいがん治療法が“がん特異的リン酸化特性の修飾"に立脚するかを検討する.本年度はまず,大腸がん細胞(SW480,HCT116)とヒト胎児腎由来の正常細胞(HEK293)の蛋白質リン酸化状態の基礎レベルを網羅的に半定量解析した.ついで,GSK3βの強制発現あるいはGSK3β阻害剤を処理した同一の大腸がん細胞のリン酸化プロテオームを測定した.得られたデータをバイオ統計学的に比較し,GSK3β特異的なリン酸化モチーフを検索することで, GSK3βによってリン酸化される候補ペプチド群を抽出した.その結果, GSK3βによってがん特異的にリン酸化状態が変化する21種類の蛋白質候補を見出した.各々の候補蛋白質を強制発現させ, GSK3βで免疫沈降することで相互作用を確認したところ,現在までに2種類の蛋白質で直接的な相互作用を確認できている.また,次年度に予定していた生体腫瘍のリン酸化プロテオーム測定のための大腸がん細胞動物移植腫瘍も作成できている.当初予定していたヒト大腸がん組織と非がん部(正常)粘膜における蛋白質リン酸化状態の比較解析は,下記の理由により期間内に実施できなかった.本研究では,がん細胞の生存,増殖,浸潤やエネルギー代謝など根源的な生命現象とGSK3βの病的作用を関連させる可能性のある蛋白質リン酸化特性をプロテオミクスの理論と技法により解析する.そして,がん細胞の病理特性とGSK3βの「がん促進機能」の分子メカニズムをリン酸化プロテオームの視点から探究する.これにより,大腸がんの生物学的特性と関係する腫瘍蛋白質の性質や機能を規定するリン酸化特性と,GSK3βによるそれらの制御機構の手がかりとなる分子経路を探索し,GSK3β阻害による新しいがん治療法が“がん特異的リン酸化特性の修飾"に立脚するかを検討する.本研究と並行して進めてきたメタボローム解析と初年度のリン酸化プロテオーム解析の結果を統合的に検討した結果,細胞の糖代謝経路の主要酵素の1つであるピルビン酸脱水素酵素(PDH)がGSK3βによりがん細胞で優先的にリン酸化されることが示唆された.まず,GSK3βによるリン酸化モチーフ(S/TXXXS/T)をもとにPDHのアミノ酸配列を調べたところ,2個ずつのセリン(S)残基とスレオニン(T)残基が同定された.これらのリン酸化ペプチド特異的な抗体を作成して解析した結果,正常細胞に比べて大腸がん細胞では1ヶ所のSリン酸化が亢進し,GSK3β阻害により低下した.この結果より,GSK3βはPDHのリン酸化によりその活性を修飾してがん特有の糖代謝を誘導し,がん促進的に作用することが示唆された.医歯薬学リン酸化プロテオーム解析に協力していた連携研究者が本研究期間の途中で米国に出向したため,ヒト組織の蛋白質リン酸化状態の比較解析は実施できなかった.また,次年度に予定していた動物移植腫瘍のリン酸化プロテオームの測定も実施できなくなった.本研究と並行して進めてきたメタボローム解析と初年度のリン酸化プロテオーム解析の結果を統合的に検討した結果,細胞の糖代謝経路の主要酵素の1つであるピルビン酸脱水素酵素(PDH)がGSK3βによりがん細胞で優先的にリン酸化されることが示唆された.そこで次年度は,今年度の解析で得られたGSK3βによるリン酸化候補蛋白質についての解析を進めるとともに,大腸がん細胞におけるPDHのリン酸化や機能とGSK3βのがん促進作用の関連を中心に研究を進める.ヒト組織の蛋白質リン酸化状態の比較解析を実施しなかったため.初年度の研究結果から,当初は予想していなかったピルビン酸脱水素酵素(PDH)の解析が必要であり,それに充てる.
生活科において歴史教育の視点から社会認識の基礎を育成するスタンダード開発研究

本研究の目的は、ドイツの事実教授教科書における時間学習に関する単元の分析に基づいて、歴史意識の基礎を育成する生活科授業開発を行うことである。そのために、まず、生活科において歴史意識をどのように育成すべきかを、次に時間意識の育成のためのドイツ及び日本の教科書の内容構成について考察した。それをもとに生活科における時間学習の授業を学校の今と昔に着目して開発し、実際に公立小学校で実施し、授業分析を行った。その授業を歴史意識の基礎を育成するという視点から評価し、生活科における歴史意識の基礎を育成する授業の在り方を究明することを試みた。本研究は、日本の生活科に相当するドイツの事実教授が歴史学習の観点から育成を図るコンピテンシーに着目し、事実教授と生活科のカリキュラムや実践事例の比較検討を通して生活科独自の歴史コンピテンシーを確定することで、その歴史コンピテンシーを社会認識の基礎として育成する生活科教育スタンダードの開発を目的としている。本研究初年度の平成26年度においては、下記の成果を挙げた。・生活科における歴史学習の調査研究(I):旧低学年社会科や生活科の歴史学習に関連したカリキュラム、教科書、実践例等を収集して、比較分析の対象とできるようその実践内容について整理し、生活科教育スタンダード試案開発のための基礎的情報とした。・事実教授における歴史学習の調査研究(I):第1に、事実教授における歴史学習の重要性の根拠となる文献、ドイツのハンブルク州やニーダーザクセン州等の事実教授の指導要領、教科書を分析した。第2に、事実教授における歴史学習の重要性を主張する事実教授学者、事実教授と歴史科の接続の重要性を主張する歴史教授学者の協力を受け、事実教授で学習する歴史的内容は中等以降の歴史科の歴史的内容とどのように接続しているのか、子どもと生活界と後続する教科の知識体系をどのように関連づけ、どのようなコンピテンシーを育成しようとしているのかを考察した。これら2つの調査を通して、事実教授における歴史学習を理論レベルで解明することを試みた。本研究2年目の平成27年度においては、下記の成果を挙げた。・事実教授における歴史学習の調査研究(II):事実教授における歴史学習の調査研究(I)の結果を踏まえた上で、実際の授業では子どもと生活界と後続する教科の知識体系をどのように関連づけているか、コンピテンシーをどのように評価しているのかを分析した。ここでは、事実教授における歴史学習を実践レベルで解明することを試みた。・生活科における歴史学習の調査研究(II):第1に、事実教授における歴史学習と旧低学年社会科及び生活科における歴史学習の比較分析を行い、生活科ではどのような歴史学習を実施すれば、中学年以降の社会科での歴史学習と接続できるのか、子どもと生活界と後続する教科の知識体系を関連づけることができるのかを考察した。第2に、第1の考察を踏まえ、生活科における歴史学習ではどのようなコンピテンシーを育成すべきであるのかを考察し、生活科独自の歴史コンピテンシーを設定した。これら2つの考察を通して、生活科における歴史学習を理論レベルで解明することを試みた。本研究は、コンピテンシーの育成・評価を実現するドイツの事実教授と日本の生活科の比較考察を通して、歴史コンピテンシーに着目した生活科教育スタンダードを開発することで、生活科が抱える課題を克服し、生活科教育研究の新たな発展を図ろうとするものである。本研究に当たっては社会認識の基礎としての歴史コンピテンシーに着目している。それは歴史は、1現在の諸問題を考察する上で不可欠である、2多様な文化・教養を通して、子どもを取り囲んでいる、3子どもの生活界の基本的要素であるということから歴史との主体的関わりを可能にする歴史コンピテンシーが子どもと生活界と後続する教科の知識体系を結節する役割を果たすと考えられるからである。そこで、ドイツの事実教授と日本の生活科における歴史学習の比較考察を踏まえ、歴史コンピテンシーを育成する生活科教育スタンダードの開発をめざす基礎研究を開始した。2年目の平成27年度には、以下の2点を研究成果として挙げることができたので「研究の目的」の達成度を「おおむね順調に進展している」の区分とした。・ドイツの事実教授学では、子どもと生活界と後続する教科の知識体系をどのように関連づけ、どのようなコンピテンシーを育成しようとしているのかを理論レベルで考察した。ドイツの事実教授に関する授業実践を収集・記録し、実際の授業ではコンピテンシーをどのように評価しているのかを実践レベルで分析をすることができた。・日本の生活科で育成すべき歴史コンピテンシーとその評価体系をドイツの事実教授との比較考察から構想した。平成28年度は、これまでの研究を総括し、ドイツ事実教授における第1・2学年の時間学習の単元構成を分析し、その時間学習ではどのように時間意識を形成しているかを明確にすることで、歴史意識の基礎を育成する生活科授業を開発するための示唆を得、それをもとに実際に時間意識を形成する生活科授業を開発した。まず、ドイツにおける歴史意識の概念規定に基づいて生活科学習指導要領では歴史意識をどのように育成できるのかを考察した上で、歴史意識の概念規定を分析枠組みとして、ドイツ及び日本の教科書の内容構成ではどのように歴史意識の基礎を育成しているのかを分析した。

次に、これまでの考察を踏まえて歴史意識の基礎を育成する「学校の今と昔」に着目した生活科授業を開発し、公立小学校(H県F校)の2年生で、研究代表者が授業を実施した。本授業では、歴史的次元では時間意識を、社会的次元ではアイデンティティの意識の育成を目指し、授業のねらいを、「創立記念日との関連から自分の小学校の歴史に興味を持つことができ、今と昔の小学校の様子や生活の比較において継続と変動があることに気付き、時間意識を育成する」と設定し、その授業実践を歴史意識の基礎を育成するという視点から開発した授業実践の評価を行い、本実践が生活科において歴史教育の視点から社会認識の基礎を育成するスタンダード開発の範例として有効なものかどうかを検証した。そして、以上の考察を通して、生活科における歴史意識の基礎を育成する授業の在り方を究明した。この研究の成果を10月22日に日本教科教育学会において「歴史認識の基礎を育成する生活科授業開発ー学校の今と昔に着目してー」というタイトルで発表した。そして、名古屋市立大学大学院人間文化研究科『人間文化研究』第27号に同タイトルで論文を投稿し、平成29年1月に掲載された。本研究の目的は、ドイツの事実教授教科書における時間学習に関する単元の分析に基づいて、歴史意識の基礎を育成する生活科授業開発を行うことである。そのために、まず、生活科において歴史意識をどのように育成すべきかを、次に時間意識の育成のためのドイツ及び日本の教科書の内容構成について考察した。それをもとに生活科における時間学習の授業を学校の今と昔に着目して開発し、実際に公立小学校で実施し、授業分析を行った。その授業を歴史意識の基礎を育成するという視点から評価し、生活科における歴史意識の基礎を育成する授業の在り方を究明することを試みた。本研究は、コンピテンシーの育成・評価を実現するドイツの事実教授と日本の生活科の比較考察を通して、歴史コンピテンシーに着目した生活科教育スタンダードを開発することで、生活科が抱える課題を克服し、生活科教育研究の新たな発展を図ろうとするものである。研究に当たっては、社会認識の基礎としての歴史コンピテンシーに着目している。それは、歴史は1現在の諸問題を考察する上で不可欠である、2多様な文化・教養を通して、子どもを取り囲んでいる、3子どもの生活界の基本的要素であるということから、歴史との主体的関わりを可能にする歴史コンピテンシーが子どもと生活界と後続する教科の知識体系を結節する役割を果たすと考えられるからである。そこで、ドイツの事実教授と日本の生活科における歴史学習の比較考察を踏まえ、歴史コンピテンシーを育成する生活科教育スタンダードの開発をめざす基礎研究を開始した。初年度の平成26年度には以下の2点を研究成果として挙げることができたので「研究の目的」の達成度を「おおむね順調に進展している」の区分とした。・生活科における歴史学習の調査研究(I)では、旧低学年社会科及び生活科における歴史学習に関するカリキュラム及び単元指導計画の収集・分析をすることができた。・事実教授における歴史学習の調査研究(I)においては、文献分析・研究協力者との共同研究による事実教授における歴史学習の理論レベルでの解明を行った。
フォトン走査トンネル顕微鏡による超高密度フォトンモード光記録法の開発

まず記録再生のための高感度プローブを作成した。これは二段階の化学エッチング法によるもので、先鋭化コア根本は先鋭角が小さく、先端では大きくなっている形状をもつ。これによりプローブは記録媒体表面まで容易にちかづき、かつエバネッセント光の発生、検出効率は従来より10倍以上高い。記録媒体としてはフォトクロミック材料であるジアゾベンゼン誘導体を用い、スライドガラス上にLB法で堆積した。アルゴンレーザの紫外光(波長350nm)の照射によるトランス・シスの構造変化を起こさせ記録した。パワー密度100W/cm^2のとき、記録時間は約8秒であった。この変化に伴う透過率の局所的な変化を近接場光学顕微鏡で測定することにより記録の再生を行った。円形状の記録ビットの直径として50100nmを得た。これは従来の光記録の場合の1/10以下であり、良好な結果が得られた。記録再生後、長波長の光照射を照射することにより記録ビットを消去することができ、良好なフォトンモード光記録再生消去を実現した。より高い記録密度を得るために、エバネッセント光の寸法依存局在性を利用することを考え、ラテックス球をガラス基板にアレイ状に固定し、その上にLB膜を堆積する方法を開発した。情報伝送容量に関する理論的な考察にもとづき、必要なプローブの高効率化を試みた。そのためにファイバプローブのコア先鋭部を軸非対称加工し表面プラズモンモードを励起した。その結果従来の軸対称プローブにくらべ10100倍の近接場光発生効率の向上が実現した。これによりデータ伝送レート100Mビット/秒以上の実現の見通しが得られた。これによりプローブは記録媒体表面まで容易に近づき、かつエバネッセント光の発生、検出効率は従来より10倍以上高い。プローブと記録媒体との間隔はせん断応力をモニターすることにより制御し、10nm以下の間隔を保持した。記録媒体としてはフォトクロミック材料であるジアゾベンゼン誘導体を用い、スライドガラス中にLB法で累積した。アルゴンレーザの紫外光(波長350nm)の照射によるトランス-シスの構造変化を起こさせ記録した。円形状の記録ピットの直径として50100nmを得た。より高い記録密度を得るために、エバネッセント光の寸法依存局所性を利用することを考え、ラテックス球をガラス基板にアレイ状に固定し、その上にLB膜を累積する方法を開発した。なお、高密度記録の再生を高速で行うためのシステム設計を行った。特に符号誤り率1x10^<-9>を維持しながら、走行速度10Mビット/秒を実現するためには再生の際の信号光パワー1100nW,記録部のデュティ比0.3以上、検出系の量子効率0.3以上が必要であることが判明した。しかし、これらは実現可能な数値であることがわかった。さらに重要な要因は、10Mビット/秒でプローブを走査するアクチュエータであり、これを実現するための構造、動的特性などについて検討を加えた。以上の実験や検討により、当初の目標が達成でき、次年度へむけての準備が完了したことを確認した。フォトンモード光記録再生消去を行うためにフォトクロミック材料であるジアゾベンゼン誘導体8AZ5の超薄膜を作成した。波長350nmの紫外の近接場光をプローブ先端にしみ出させ、これを記録再生に用いた。

記録についてはパワー密度100W/cm^2のとき約8秒であった。低パワーの近接場の光により再生した結果、円形の記録ピットの直径は約50nmであることがわかった。これは従来の光メモリのピットの1/10以下であり、従って100倍以上の記録密度が確認された。また長波長の光照射により記録ピットを消去することができ、良好なフォトンモード光記録再生消去を実現した。次に、このようなフォトンモード光記録再生消去を超高速で行うために必要なプローブの高効率化を試みた。そのためにファイバプローブのコア先鋭部を軸非対称加工し表面プラズモンモードを励起した。その結果従来の軸対称プローブにくらべ10100倍の近接場光発生効率の向上が実現した。これによりデータ伝送レート100Mb/s以上の見通しが得られた。なお、このような高効率プローブを実際に超高速走査するために、ファイバではなくシリコンの平面加工技術を用いてシリコン平面プローブアレイの作成を試みた。これが実現すれば、磁気メモリのフライングヘッドの高速走査技術などを流用して、プローブアレイの超高速走査が可能になるからである。加工にはシリコン結晶の方向性エッチングを使い、V溝を作成し、その底部に開口を作成した。約200nmの開口が実現し、光照射により近接場光が発生していることが確認された。この他、超高密度光記録を実用化するために必要な記録媒体、記録再生アーキテクチュア、などに関する要件をピックアップし、本研究のまとめとした。
損傷筋に対する運動刺激の影響

実験動物(Fischer344系)ラット骨格筋に損傷を与え,その回復過程における組織学的・生理生化学的検討を行った。被験筋とした足底筋に対し直接電気刺激による強縮中に機械的に引き延ばす伸張性収縮をおこなった。収縮回数を510回と60回を比較した場合では60回に明らかに損傷線維が多く見られ,マクロファージの浸潤面積が拡大した。収縮強度(参加運動単位数)・可動範囲(関節角度変化)等の他にも収縮回数が損傷誘発の大きな要因となることが示された。筋線維タイプ別に伸張性収縮に対する易損性を検討した結果,明らかに崩壊する線維については、90%以上が速筋線維typeIIbがであることが示された。また、筋の横断構造に見られ、数十本の筋線維束を作っている筋周膜に隣接するtypeIIb線維にもより損傷発生率が高く、収縮伸展時の摩擦に原因があることが推察された。次に,損傷量の大きさとトレーニング効果,あるいはトレーニング期間の違いとの関係を調べ,損傷量が大きい場合には酸化系優位な速筋線維typeII占有率が増加することトレーニング期間を延長した場合はミオシン組成における混在線維とtypeIIb線維が減少し,より有意なトレーニング効果としてのタイプ移行が進んだ事実が得られた。また,損傷筋において一横断面上の筋線維数を算出した結果,対照群3309本に比べ損傷筋では3872本と有意に高値を示した。このことは損傷筋内に再生筋線維と考えられる極細線維が多数観察された結果であり,増殖あるいは枝分かれ線維の発生が原因と考えられた。この極細線維は腱から腱までの一本の筋線維ではなく,枝分線維であり収縮機能・代謝特性など母線維とほぼ同様の特性を有していた。しかし,細い枝分線維は協同筋切除による慢性刺激に対しても肥大能力を持たず,成長因子に欠陥を有するものであった。実験動物(Fischer344系)ラット骨格筋に損傷を与え,その回復過程における組織学的・生理生化学的検討を行っている。平成11年度の実験計画として,筋に直接電気刺激による強縮中に機械的に引き延ばす伸長性収縮をおこなった。被験筋は足底筋であり、損傷を引き起こす場合の収縮回数を5,10,60回と設定した。収縮回数が5と10回では3-5日後の損傷率に大きな差がないが,収縮回数60回では明らかに損傷線維の増加し、マクロファージの浸潤面積が拡大した。筋損傷後の継時的変化は崩壊像が損傷進行過程であるのか、再生過程であるのかの規準を模索している段階である。組織学的観察が困難のため、生理的機能を中心に測定している。易損性が筋線維タイプ別に存在するかを検討した結果、形質膜に損傷が生じ、透過性の変化から起こるOpeque線維の発生頻度は筋線維組成とほぼ一致した。しかし、明らかに崩壊する線維については、連続切片の追従測定から、90%以上が速筋線維typeIIbがであることが示された。また、筋の横断構造に見られ、数十本の筋線維束を作っている筋周膜に隣接する線維にもより損傷発生率が高く、収縮伸展時の摩擦に原因があることが推察された。typeIIb線維に特異的に起こる損傷について、さらに検討を必要とすると考えられる。実験動物(Fischer344系)ラット骨格筋に損傷を与え,筋の回復過程における組織学的・生理生化学的変化を検討を行っている。