hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CD8陽性制御性T細胞を利用した炎症性腸疾患治療へのアプローチ

炎症性腸疾患に対するCD8^+CD122^+制御性T細胞の寄与を、マウスモデルを用いた実験によって明らかにした。モデルマウスは、リンパ球を欠くRAG-2ノックアウトマウスに、制御性T細胞を含まない細胞集団であるCD4^CD45RB^<hi>細胞を養子移入することで腸炎を誘導する系を用いた。CD4^+CD45RB^<hi>細胞を移入するのと同時にCD8^+CD122^+制御性T細胞を移入すると、腸炎の発症が認められないもしくは非常に軽い程度で治まるという実験結果が得られ、CD8^+CD122^+制御性T細胞が炎症性腸疾患の発症を予防する働きがあることがわかった。また、CD4^+CD45RB^<hi>細胞を移入してから4週間経ち、すでに腸炎を発症しているマウスにCD8^+CD122^+制御性T細胞を移入しても症状が軽快していくことから、CD8^+CD122^+制御性T細胞が炎症性腸疾患の治療にも役立つ可能性が示された。一方、IL-10ノックアウトマウス由来のCD8^+CD122^+制御性T細胞を用いた場合には、腸炎の予防効果がまったくないわけではないが、野生型マウスのCD8^+CD122^+制御性T細胞と較べると著しくその腸炎予防効果が乏しいという結果が得られ、CD8^+CD122^+制御性T細胞の炎症性腸疾患予防効果は、IL-10に完全に依存しているわけではないがIL-10が非常に重要な役割を演じていることがわかった。最後に、CD4^+CD25^+制御性T細胞とCD8^+CD122^+制御性T細胞それぞれを単独で移入して効果を発揮できる数の半分を移入した場合には腸炎の発症が見られたが、そのさらに半分ずつの細胞数の両制御性T細胞をミックスして移入すると腸炎の発症がきれいに抑えられることから、炎症性腸疾患の発症におけるCD4^+CD25^+制御性T細胞とCD8^+CD122^+制御性T細胞の協同効果が示された。1.IL-10ノックアウトマウスを用いた炎症性腸疾患モデルマウスについてIL-10ノックアウトマウスは、成長するに従って炎症性腸疾患が進行し、下痢、血便を呈するようになる。このノックアウトマウスの新生児期に、他の成熟同系アウスから採取したCD8+CD122+制御性T細胞を養子移入し、その後の腸炎発症の経緯を無処置のIL-10ノックアウトマウスと比較する形で観察した。その結果、CD8+CD122+制御性T細胞を養子移入したマウスにも無処置のIL-10ノックアウーマウスと全く同様の下痢、血便、体重減少が見られることから、IL-10ノックアウトマウスモデルでは、CD8+CD122+制御性T細胞の養子移入は効果がないことがわかった。2.RAG-2ノックアウトマウスへのCD4+CD45RB+細胞移入モデルについてリンパ球を欠くRAG-2ノックアウトマウスに、正常マウスから採取したCD4+CD45RB+細胞を移入するとやはり炎症性腸疾患を誘導することができる。このモデルに対してCD4+CD45RB+細胞を移入すると同時に、他の同系マウスから採取したCD8+CD122+制御性T細胞を移入してその効果を見た。その結果、CD8+CD122+制御性T細胞を併せて移入したマウスでは、CD4+CD45RB+細胞を単独で移入したマウスよりも明らかに下痢、血便、体重減少の程度が改善され、腸管の組織学的観察においても粘膜下への炎症性細胞浸潤の程度が軽いという現象が観察された。このCD4+CD45RB+細胞移入モデルでは、CD8+CD122+制御性T細胞が炎症性腸疾患の症状改善に効果を持つことが強く示唆された。リンパ球を欠損するRAG-2ノックアウトマウスに、正常マウスから採取したCD4^+CD45RB^+細胞を輸注することによって腸炎を誘導した。CD4^+CD45RB^+細胞のみを移入したマウスでは、腸炎が起こり体重減少が見られ、腸管の粘膜下への炎症性細胞の浸潤も著しかった。これに対し、CD4^+CD45RB^+細胞に加えてやはり正常マウスから採取したCD8^+CD122^+細胞を混ぜて移入すると、腸炎の発症は全く起こらなくなり、マウスの体重も順調に増加した。これは、CD8^+CD122^+制御性T細胞が腸炎を引き起こすCD4^+CD45RB^+細胞の活動を見事に抑制したためと考えられる。また、IL-10ノックアウトマウスから採取したCD8^+CD122^+制御性T細胞は腸炎を抑制する力が弱く、同制御性細胞の働きに抑制性のサイトカインであるIL-10が大事であることがわかった。さらに、CD4^+CD45RB^+細胞を移入してから4週間後には既に腸炎の発症が始まっているが、この時期にCD8^+CD122^+細胞を移入した場合でも腸炎は次第に治まっていき、一旦減少しかけたマウスの体重もまた順調に増加するように転じた。この実験結果から、CD8^+CD122^+細胞は炎症性腸疾患の予防のみならず、既に発症した腸炎の治療に対しても効果があることが示された。CD4^+CD45RB^+細胞はCD4^+CD25^+制御性T細胞を含まないため、CD4^+CD45RB^+細胞のみが存在する状況では正しく制御されずに腸炎を引き起こす。

CD4^+CD25^+制御性T細胞の移入でもCD8^+CD122^+制御性T細胞の移入でもそれぞれ単独での制御効果は発揮されるが、両方の制御性T細胞を混ぜて移入した場合の腸炎を抑える効果は絶大であり、CD4^+CD25^+制御性T細胞とCD8^+CD122^+制御性T細胞の協調効果が認められた。炎症性腸疾患に対するCD8^+CD122^+制御性T細胞の寄与を、マウスモデルを用いた実験によって明らかにした。モデルマウスは、リンパ球を欠くRAG-2ノックアウトマウスに、制御性T細胞を含まない細胞集団であるCD4^CD45RB^<hi>細胞を養子移入することで腸炎を誘導する系を用いた。CD4^+CD45RB^<hi>細胞を移入するのと同時にCD8^+CD122^+制御性T細胞を移入すると、腸炎の発症が認められないもしくは非常に軽い程度で治まるという実験結果が得られ、CD8^+CD122^+制御性T細胞が炎症性腸疾患の発症を予防する働きがあることがわかった。また、CD4^+CD45RB^<hi>細胞を移入してから4週間経ち、すでに腸炎を発症しているマウスにCD8^+CD122^+制御性T細胞を移入しても症状が軽快していくことから、CD8^+CD122^+制御性T細胞が炎症性腸疾患の治療にも役立つ可能性が示された。一方、IL-10ノックアウトマウス由来のCD8^+CD122^+制御性T細胞を用いた場合には、腸炎の予防効果がまったくないわけではないが、野生型マウスのCD8^+CD122^+制御性T細胞と較べると著しくその腸炎予防効果が乏しいという結果が得られ、CD8^+CD122^+制御性T細胞の炎症性腸疾患予防効果は、IL-10に完全に依存しているわけではないがIL-10が非常に重要な役割を演じていることがわかった。最後に、CD4^+CD25^+制御性T細胞とCD8^+CD122^+制御性T細胞それぞれを単独で移入して効果を発揮できる数の半分を移入した場合には腸炎の発症が見られたが、そのさらに半分ずつの細胞数の両制御性T細胞をミックスして移入すると腸炎の発症がきれいに抑えられることから、炎症性腸疾患の発症におけるCD4^+CD25^+制御性T細胞とCD8^+CD122^+制御性T細胞の協同効果が示された。
多軌道電子系を持つ量子物質で発現する新奇物性の探究

強い電子間相互作用を持つ強相関電子系などの量子物質は、新奇物性が現れる宝庫である。中でも、多軌道電子系を持つ遷移金属酸化物や化合物およびそれらの関連物質では、スピン軌道相互作用、軌道間相互作用および電子ホール相互作用が重要な役割を果たす新奇物性が見つかってきている。本研究では、私たちが開発を進めて来た先進的な核磁気共鳴法を駆使して、そのような量子物質の新奇物性の発現機構を解明することを目指した研究を行う。
リアルタイムコミュニケーション可能なアクティブBCIシステムの研究

新発想のブレインコンピュータインタフェース(BCI)として,脳神経細胞の興奮特性を外部刺激により一時的に変化させる事で脳波成分を抽出し易くするアクティブBCIを提案した。非侵襲の外部刺激として反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)や経頭蓋直流電流刺激(tDCS)を用いた.低周波rTMSやtDCSの陰極刺激では脳波成分の抑制が、tDCSの陽極刺激では興奮が確認され、ABCI実現への手掛かりが得られた。本研究は経頭蓋磁気刺激や経頭蓋電気刺激を用いて脳神経の興奮特性を変化を引き出し、それにより脳波の情報を読み取るリアルタイムBCI(Brain Computer interface)を目指している。まず、経頭蓋磁気刺激時の神経興奮特性の変化を調べるため、心理物理実験で用いられる多義図形の知覚交替における知覚交替時間に与える影響を調べた。その結果、右頭頂小葉に刺激を1Hz240回与えた場合には、視覚交替の時間が優位に長くなり、1Hz 60回、および0.25Hz 60回では、短くなり、刺激の回数によって変化した。このことは、反復経頭蓋磁気刺激の刺激回数が神経の興奮特性を変化させることを示唆するものである。また、経頭蓋磁気刺激時の脳波計測に関して、磁気刺激によるアーチファクトが、大きな問題となっているが、このアーチファクトを等価回路モデルにより表し、アーチファクト除去に有効であることを示した。BCIで重要な技術はヒトの思考と相関が高い脳波特徴の発見とその特徴を抽出する解析手法であるが、本研究では、事象関連同期、事象関連脱同期におけるevoked成分とinduced成分の時間的特徴を利用することを考え、この2つの成分を分離する解析手法の提案を行い、その有用性を検討した結果、evoked成分とinduced成分を明瞭に抽出することができ、事象関連同期、事象関連脱同期の時間的特徴を捉えることに有用であることがわかった。さらに、被験者に対する非拘束計測を実現するため、無線脳波計測と無線近赤外計測による脳情報を計測するシステムを構築した。本研究は経頭蓋磁気刺激や経頭蓋電気刺激を用いて脳神経の興奮特性を引き出し、それにより脳波の情報を読み取るリアルタイムBCI (Brain Computer interface)を目指している。まず、経頭蓋磁気刺激時の神経興奮特性の変化を調べるため、経頭蓋磁気刺激を与えた運動野に与えた際のアルファ帯域成分脳波、デルタ波のパワーの刺激前後の変化を調べた。その結果、デルタ波に関しては大きな変化が見られなかったが、アルファ波においてパワーの現象がみられた。このことは、反復経頭蓋磁気刺激が神経の興奮特性を変化させることを示唆するものである。また、12ミリアンペアの弱い直流経頭蓋電気刺激を運動野に与えた際の体性感覚誘発電位およびその高周波成分であるHFOの刺激前後の変化を調べた結果、その影響は電気刺激のアノード刺激とカソード刺激で反転することがわかった。すなわち、神経興奮特性を変化させる経頭蓋磁気刺激、あるいは経頭蓋電気刺激をBCIとうまく組み合わせることにより効率のよいBCIの実現が可能である。さらに、被験者に対する非拘束計測を実現するため、無線脳波計測および無線近赤外計測を用いて脳情報を計測するシステムを構築した。このシステムを用いて、意識がほとんどない重度心身障害児に対して、脳波と近赤外計測を用いて、呼びかけを行ったときの反応の計測を行った。その結果、名前を呼んだときや音楽を聴いたときに、聴覚野での酸素化ヘモグロビンの増加を観測することができ、意識レベルが非常に低い患者の認知状態をモニタリングすることが可能であることを示すことができた。本研究は経頭蓋磁気刺激や経頭蓋電気刺激を用いて脳神経の興奮特性を引き出し、それにより脳波の情報を読み取るリアルタイムBCI(Brain Computer interface)を目指している。まず、反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)、経頭蓋直流電気刺激(tDCS)が神経興奮特性に与える影響を調べるため、それぞれの刺激を運動野に与えた際のミュー波の事象関連脱同期(BRD)の刺激前後の変化を調べた。その結果、rTMSの刺激強度が運動閾値の110%の場合、および1mA、10分間のtDCSの陰極刺激ではERDが減少し、tDCSの1mA、10分間の陽極刺激ではERDが増加する現象が見られた。これらのことは、rTMSやtDCSが神経の興奮特性を変化させることを示すもので有り、rTMS、あるいはtDCSをBCIとうまく組み合わせることにより効率のよいBCIの実現が可能であることを示すものである。また、リアルタイムで効率の良いBCIシステムを実現するために、脳波に混入するノイズ、特に眼球の動きによるアーチファクトのリアルタイム除去のためにICAを用いた手法を開発した。このシステムでは、約3秒間の時間遅れは生じるものの、眼球の動きによるアーチファクトをオンラインで除去することが出来た。さらに、経頭蓋磁気刺激と脳波を同時計測する際に問題となる磁気刺激によって誘導されるアーチファクトを、等価電気回路モデルにより算出したアーチファクト成分を用いて差分を取ることにより除去することが出来た。

経頭蓋磁気刺激における神経の興奮メカニズムを調べるため,脳の解剖構造,神経軸索を考慮したモデルを用いて、刺激時の渦電流をシミュレーションより計算する方法を開発した。これにより、神経興奮の位置や神経興奮のための刺激条件がしょうさいに求めることが出来るようになった。
低炭素社会を実現するポリマー分解微生物のハイスループットスクリーニング法の開発

本研究では、多孔質膜と発色試薬を組み合わせたポリマー分解微生物のハイスループットスクリーニング法【ワンポット法】を開発し、ポリマー分解微生物を高感度に探索し、その分解性を迅速に評価した。本年度は、以下の結果が得られた。1.炭素源を含まない合成寒天培地にアルデヒド反応を検出する発色基質を混釈し、炭素源としてPIP膜を用いて分解微生物の検出を行ったが、生育した放線菌の周囲に発色を確認することは困難であった。現在、PIPの生分解に関与するoxygenaseと反応する合成発色基質の設計について、更なる検討を予定している。2.ワンポット法を用いて、オレフィン系ポリマー(PIP)膜を唯一の炭素源として増殖・分解する微生物8種類を土壌から新たに単離することに成功した。16S rRNA遺伝子配列解析の結果、これらの微生物はすべてStreptomyces属の放線菌と高い相同性(99%以上)を示した。3.ワンポット法を用いて、オレフィン系ポリマー(PIP)や脂肪族ポリエステル(PBSA)の分解性評価を行った。37日間の微生物処理を行った多孔質PBSA膜の材料強度を測定した結果、Streptomyces属(2種類)で処理したPBSA膜の相対材料強度は、培養3日目ではコントロールと比較してそれぞれ61%および25%、培養7日目ではコントロールと比較してそれぞれ20%および18%まで低下した。また、培養3日目で材料強度の低下率の高かった菌株のほうが1か月後のポリマーの平均分子量が低い値となった。この結果、材料強度を指標としたワンポット法による多孔質PBSA膜の迅速な分解性評価が可能となった。一方、PIPの場合は発泡剤や架橋剤を用いずに多孔質化することが困難であり、また、その粘弾性によって孔形成が阻害されたことから、GPCを用いた分子量分布による分解性評価が必要であることが明らかとなった。本研究で開発したワンポット法によって、オレフィン系ポリマー(PIP)を分解する複数の微生物の発見・単離・同定に成功している。さらに、多孔質化した脂肪族ポリエステル(PBSA)をポリマー分解微生物によって数日間処理し、その材料強度を評価することによって、従来法(土中埋没法やハロー法)と比較して、迅速な分解性評価を行えることを明らかにしている。これらの状況から研究目標は概ね達成できている。一方、オレフィン系ポリマーを用いて発泡剤や架橋剤を用いない多孔質シートを作製することが困難であるという課題が残されているため、引き続き、オレフィン系ポリマーを用いた多孔質シートの安定的な作製方法について検討する。ワンポット法によるハイスループットスクリーニングを高度化するため、オレフィン系ポリマーの分解微生物の検出に適した発色指示薬の検討を継続する。また、分解に影響しない材料を構造支持体としてオレフィン系の多孔質ポリマー膜を作成し、自然界からのPIP分解微生物の探索を推進する。さらに、その他のポリオレフィン系ポリマーを炭素源とした分解微生物の探索にも取り組んでいく予定である。本研究では、オレフィン系ポリマーや脂肪族ポリエステルを用いた多孔質膜と発色試薬を組み合わせてポリマー分解微生物を『迅速・高感度』かつ『可視化』して探索し、同時にポリマーの『分解性評価』が可能となる新規ハイスループットスクリーニング法【ワンポット法】を開発することを目的とした。1.ポリイソプレン(PIP)を混釈した合成寒天培地にシッフ試薬を混釈し、当研究室で単離したラテックス分解性を有する放線菌を用いて検出法の検討を行った。その結果、100 ppmの濃度でシッフ試薬を混釈することによって、生育した放線菌の周囲のシッフ試薬の発色度が低下してしまい、分解性の鮮明な検出は困難であった。また、PIPの分解に作用する酸化還元酵素Rubber oxygenaseを対象とした酸化還元発色試薬による検出を行ったが、分解性を検出することはできなかった。現在、PIPの生分解時に生じるアルデヒド基の検出について、検討を行っている。2.相分離法を用いたPIPの多孔質膜の作製が予定通り進まなかったため、パンチング加工によって物理的に孔を形成したPIP膜を用いてワンポット法を行い、ポリマーの分解性をSEM観察、GPCを用いた分子量分布の変化によって評価した。その結果、SEM観察によってPIP膜の表面および内部に放線菌の生育が確認され、また、培養0日目のMn=4.1×10^5、Mw=1.2×10^6であったのに対し、培養4週間目のMn=6.0×10^4、Mw=9.2×10^5となったことから、多孔質膜と合成寒天培地を用いたポリマーの簡便な分解性評価が可能となった。孔を形成したポリマー膜と合成寒天培地を用いたワンポット法によって、微生物によるPIPの分解性を簡便に評価できることが明らかとなった。一方、発色試薬によるPIP分解性の高感度かつ迅速な検出には課題が残されているため、引き続き、ポリマー検出指示薬の検討を行う予定である。

1.炭素源を含まない合成寒天培地にアルデヒド反応を検出する発色基質を混釈し、炭素源としてPIP膜を用いて分解微生物の検出を行ったが、生育した放線菌の周囲に発色を確認することは困難であった。現在、PIPの生分解に関与するoxygenaseと反応する合成発色基質の設計について、更なる検討を予定している。2.ワンポット法を用いて、オレフィン系ポリマー(PIP)膜を唯一の炭素源として増殖・分解する微生物8種類を土壌から新たに単離することに成功した。16S rRNA遺伝子配列解析の結果、これらの微生物はすべてStreptomyces属の放線菌と高い相同性(99%以上)を示した。3.ワンポット法を用いて、オレフィン系ポリマー(PIP)や脂肪族ポリエステル(PBSA)の分解性評価を行った。37日間の微生物処理を行った多孔質PBSA膜の材料強度を測定した結果、Streptomyces属(2種類)で処理したPBSA膜の相対材料強度は、培養3日目ではコントロールと比較してそれぞれ61%および25%、培養7日目ではコントロールと比較してそれぞれ20%および18%まで低下した。また、培養3日目で材料強度の低下率の高かった菌株のほうが1か月後のポリマーの平均分子量が低い値となった。この結果、材料強度を指標としたワンポット法による多孔質PBSA膜の迅速な分解性評価が可能となった。一方、PIPの場合は発泡剤や架橋剤を用いずに多孔質化することが困難であり、また、その粘弾性によって孔形成が阻害されたことから、GPCを用いた分子量分布による分解性評価が必要であることが明らかとなった。本研究で開発したワンポット法によって、オレフィン系ポリマー(PIP)を分解する複数の微生物の発見・単離・同定に成功している。さらに、多孔質化した脂肪族ポリエステル(PBSA)をポリマー分解微生物によって数日間処理し、その材料強度を評価することによって、従来法(土中埋没法やハロー法)と比較して、迅速な分解性評価を行えることを明らかにしている。これらの状況から研究目標は概ね達成できている。一方、オレフィン系ポリマーを用いて発泡剤や架橋剤を用いない多孔質シートを作製することが困難であるという課題が残されているため、引き続き、オレフィン系ポリマーを用いた多孔質シートの安定的な作製方法について検討する。引き続き、迅速なポリマー分解微生物の検出法(ワンポット法)を確立するため、発色指示薬を用いた分解性の検出方法を検討する。また、自然界からのPIP分解微生物の探索を継続して取り組む予定である。また,その他のポリオレフィン系ポリマーを炭素源とした分解微生物の探索を行いたいと考えている。ワンポット法によるハイスループットスクリーニングを高度化するため、オレフィン系ポリマーの分解微生物の検出に適した発色指示薬の検討を継続する。また、分解に影響しない材料を構造支持体としてオレフィン系の多孔質ポリマー膜を作成し、自然界からのPIP分解微生物の探索を推進する。さらに、その他のポリオレフィン系ポリマーを炭素源とした分解微生物の探索にも取り組んでいく予定である。発色指示薬の検討が予定通りに進まなかったが、次年度の研究計画では発色指示薬の決定が必要となるため,次年度購入費として約6万円を未使用額にした。オレフィン系ポリマーの多孔質膜の製法の確立が遅れたため、ポリマー分解微生物の単離・同定や分解性評価に必要な物品購入に影響を及ぼしており、結果的に使用額が減少し次年度へ予算執行をスライドしている。
トランスジェニックマウスによる胎盤におけるヒト・プロラクチン発現制御因子の検討

我々は下垂体前葉細胞および胎盤脱落膜細胞において組織特異的に産生・分泌されるプロラクチンに着目し、胎盤におけるプロラクチン遺伝子の組織特異的な発現制御と胎盤内プロラクチン産生細胞の局在する脱落膜の組織特異性を決定する因子の存在を明らかにするため、胎盤特異的なプロモーターが存在すると考えられる胎盤由来のヒトプロラクチン遺伝子5'側非翻訳領域断片をクローン化し、本領域を導入したトランスジェニックマウスを作製し、本領域とlinkさせて導入されたtransgeneによりヒト・プロラクチンの胎盤脱落膜細胞における特異的発現がこのトランスジェニックマウスにおいて認められるか否かを検討することにより、胎盤特異的にヒト・プロラクチンを発現させるプロモーターの存在の証明を試みた。導入遺伝子コンストラクトとして我々がクローン化したヒトプロラクチン遺伝子の胎盤特異的制御領域と予想されるexon Oの5'側領域にレポーター遺伝子としてE.coliのlacZ遺伝子を接合させたものを用い、倒立顕微鏡下で雄性前核内にこのコンストラクト溶液をmicroinjectした。その後、受精卵を精管結紮雄マウスと一晩mateさせて作製した偽妊娠マウスの卵管内に移植してトランスジェニックマウスの作製を試みた。トランスジェニックマウス作製初期においては、新生児マウスは全く得られず、出産時期を過ぎた偽妊娠マウスを解剖して死亡胎児が確認できる程度であった。しかし、microinjectするDNAの精製法の改善、及び移植操作の習熟により、偽妊娠マウスあたり、46匹の仔マウスが得られるようになった。現在、生まれた仔マウスの尾よりDNAを抽出し、サザンハイブリダイゼーションにより、スクリーニングを行っているところであり、得られたトランスジェニックマウスから、β-ガラクトシダーゼの活性を胎盤を中心として酵素組織化学的に検出することにより、胎盤特異的にヒトプロラクチンを発現させるプロモーターの存在の証明を引き続き行う予定である。本研究は当初の予定のごとく、3年間にわたって行なわれる予定である。初年度である平成3年度においては、トランスジェニックマウス作製の為に導入されるべき遺伝子の調製を行なってきた。当初の予定では導入遺伝子コンストラクトは胎盤由来のヒト・プロラクチン(hPRL)遺伝子の胎盤持異的制御領域と予想される部位と、胎盤由来hPRLのcDNAをつなげたものを使用する予定であった。しかしながら、トランスジェニックマウスのスクリ-ニング、導入遺伝子の組織特異性発現の検討に際し行なう予定であるサザン・ハイブリダイゼ-ション、ノザン・ハイブリダイゼ-ション、発現蛋白に対する免疫組織化学的検索において、用いられるべきDNAプロ-ブのマウスプロラクチン遺伝子とのクロスハイブリダイゼ-ション、あるいは抗体のマウスプロラクチンとの交差反応性の存在により、その実施にあたり困難が生じることが予想された。そこで、導入遺伝子コンストラクトとしてhPRLcDNAの代わりに、大腸菌の1acZ遺伝子をレポ-タ-としてそれにhPRLの組織特異性発現制御領域と思われる領域を5'側につなぎ、それをべクタ-であるpuc19に挿入し、増殖することとし、現在、このコンストラクトを作製中である。平成4年度には、当初の予定どうり作製したこのコンストラクトを用いて、マウス受精卵へのマイクロインジェクションを開始し、サザン・ハイブリダイゼ-ションによりトランスジェニックマウスのスクリ-ニングを行なう予定である。さらに、平成5年度には得られたトランスジェニックマウスのラインを確立し、それらのマウスにおける導入遺伝子の発現を、導入遺伝子産物であるgalactosidaseの酵素活性を利用した組織化学により検討したい。本研究は頭書の如く、3年間にわたって行なわれるものであり、平成4年度はその2年目にあたる。

初年度である平成3年度のおいては、トランスジェニックマウス製作の為に導入されるべき遺伝子の調製を行なったが、2年目である平成4年度は、その調整を継続して行なった。即ち、導入遺伝子コンストラクトとして、我々がクローン化したヒト・プロラクチン(hPRL)遺伝子のクローンより胎盤特異的制御領域と予想されるexon Φの5'側領域とE.coliのlacZ遺伝子をlinkさせてベクターであるpuc 119内に組み込み、そのベクターによりE.coli JM109をtransformして、増殖させ、プラスミドDNAを精製した。更に、この精製DNAよりinsert部分を制限酵素により切り出し、sucrose gradient法により精製し、Tris/EDTA bufferにより1ng/μlの濃度で調製し、microinjection用DNA溶液に供した。次に、このconstruct溶液を用いて、トランスジェニックマウスの作製を試みた。background strainとして(C57Bl/6J X CBA)F1を用い、このF2受精卵を人工排卵させてそれを採取し、その雄性前核内に、微分干渉装置を備えた倒立顕微鏡下でmicromanupulatorとmicroinjectorを用いてconstructDNA溶液をmicroinjectした。その後、受精卵を、精管結紮雄マウスと一晩mateさせて作製した偽妊娠ICR雌マウスの卵管内に移植し、新生児マウスとして出産させた。本報告書作成時点においては、出生マウス中の導入遺伝子の存在を、hPRL遺伝子およびlac Z遺伝子をプローブとするSouthern blot analysisにより行なっている段階である。更に、平成5年度においては、当初の目的であるトランスジェニックマウスのラインの確立をはかると共に、それらのマウスにおける導入遺伝子の発現を、導入遺伝子産物であるgalactosidaseの酵素活性を利用した酵素組織化学的手法による組織学的に検索を行なう予定である。本研究は頭書の如く、3年間にわたって行われるものであり、平成5年度はその3年目にあたる。平成5年度においては我々がクローン化したヒト・プロラクチン遺伝子の胎盤特異的制御領域と予想されるexonOの5'側領域にレポーター遺伝子としてE.coliのlacZ遺伝子を接合させたものをmicroinject用DNA溶液とし、トランスジェニック・マウスの作製を試みた。background strainとして(C57B1/6J×CBA)F1を用い、このF2受精卵を人工排卵させてそれを採取し、その雄性前核内に、微分干渉装置を備えた倒立顕微鏡下でマイクロマニュピレーターとマイクロインジェクターを用いてDNA溶液をmicroinjectした。その後、受精卵を精管結紮雄マウスと一晩mateさせて作製した偽妊娠ICR雌マウスの卵管内に移植し、新生児マウスとして出産させた。
東アジアの福祉システムの行方-企業内福祉と国家の社会保障制度

本研究は東アジア7カ国・地域(中国、台湾、韓国、タイ、マレーシア、シンガポール、インドネシア)における国家の社会保障制度の仕組みと企業内福祉の実態を比較することを目的とした。国家の社会保障制度については、(1)年金制度、(2)健康保険、(3)労災補償、(4)失業保険の4分野に注目し、企業内福祉については、(1)有給休暇、(2)社宅、食事手当、子弟の学資補助、退職金制度などの福利厚生の提供の有無、(3)労働総費用に占める法定福利と法定外福利の比率、(4)企業内福祉に対する経営側の方針、の4つを主な調査対象とした。企業内福祉に関する国際比較は初めての試みである。平成17年度は文献調査と予備的な現地調査を実施し、その成果として『東アジアの福祉システムの行方:論点の整理とデータ集』(2006年2月、398頁)を刊行した。次いで、平成18年度は企業アンケート調査を実施し、約800社について回答を得た。平成19年度には回収した企業アンケートの集計とデータ・べースを作成し、平成20年2月に、372ページの最終報告書『東アジアの社会保障制度と企業内福祉:7カ国・地域の国際比較』をとりまとめた。調査から得られた知見は以下のとおりである。(1)有給休暇については、各国・地域とも労働法が定める有給休暇の枠内で提供しているが、各国に固有の休暇が存在すること。(2)企業が提供する福利厚生については、モノ志向ではなく金銭志向(補助金の支出)が強いこと、韓国の場合には、子弟の学資補助が際立って高かったこと。(3)法定福利の現金支給に対する比率は、中国、シンガポール、韓国、台湾と続き、タイ・インドネシアが低かったこと。他方、法定外福利の比率は韓国・台湾が高く、シンガポール、中国が低かった。(4)企業内福祉への方針は、いずれの国・地域でも9割以上が重視する意見を示したが、賃金・ボーナスをより重視すべきという質問には国・地域でばらつきが見られた。*平成17年度は、東アジア社会保障問題に関する専門家3名(日本総合研究所大泉啓一郎氏、千葉大学広井良典教授、同小川哲生助教授)を招聘し、それぞれ「東アジアの人口問題と高齢化社会」、「アジアの社会保障の特質」、「社会の質アプローチ」に関して報告を受けた。また、研究分担者がタイ、中国、台湾、韓国、マレーシア、シンガポール、インドネシアの7カ国・地域に赴き、現地語資料の収集、関連機関・企業での聞き取り調査を実施し、さらに平成18年度に予定している本調査のための企業予備調査も実施した。現地調査の結果については、9月以降、それぞれが現地での見聞と問題点を報告しあい、平成18年度の本調査の準備・検討も行った。*同時に、末廣と研究協力者であるキム・ヒョンスンが中心となって、東アジア7カ国・地域の人口動態、政府の財政支出、労働市場、労働法、病気と死亡、あるいは各国別の社会保障制度の枠組み(健康保険、労働災害保険、国民年金など)に関する年次別データを収集して、入力作業を行った。そして、先の研究報告や研究分担者の現地報告も含めて、398ページの報告書『東アジアの福祉システムの行方-企業内福祉と国家の社会保障制度、論点の整理とデータ集』を平成18年2月に完成させ、関係者に配布した。このデータ集は、膨大な参考文献目録や各国の労働法に関する文献目録も収録しており、国際協力機構や研究者のあいだで高い評価を受けている。

本プロジェクトの2年目の最大の課題は、中国、台湾、韓国、タイ、マレーシア、シンガポール、インドネシアの7力国・地域において、統一フォーム(ただし、すべて現地語の質問票を使用)による企業アンケート調査を実施し、各国・地域における企業内福祉の特徴と国家が提供する社会保障制度との関係の国際比較、労務費に占める法定福利と法定外福利の間の比重の国際比較、そして、有給休暇制度、医療手当、住居手当、食事手当、家族手当、教育支援金、退職金制度など具体的な項目における実態の把握を行うことであった。本プロジェクトでは、2006年8月から2007年2月にかけて、中国(112社、社会科学院)、韓国(105社、韓国知識経営院・KMI)、台湾(203社、台湾国立大学)、タイ(107社、タイ技術振興協会・TPA)、インドネシア(137社、インドネシア大学日本研究センター)、マレーシア(事例研究のみ、現地会計事務所)、シンガポール(50社、シンガポール国立大学)において、相手国協力機関とともに企業アンケート調査を滞りなく実施し、調査結果の回収を行った。同時に、現地において特定の複数の企業を対象に詳細な聞き取り調査も行った。なお、企業内福祉に関する横断的な調査は、本プロジェクトが初めての試みである。調査結果については現在、現地語によって記入された原票から統一のフォーマットに転写・入力中である。また、最終年度にあたる2007年度には、各国の企業内福祉に関する「テーマ群別の国際比較」と、企業内福祉と国家の社会保障制度の相互関係に関する「国別分析」から成る報告書をとりまとめる予定であり、そのための議論と準備を進めた。本研究は東アジアの7力国,地域(中国,台湾,韓国,タイ,マレーシア,シンガポール,インドネシア)における国家の社会保障制度の仕組みと企業内福祉の実態を比較することを目的とする。社会保障制度は,年金制度,健康保険,労災補償,失業保険の有無や本人負担率に注目し,「企業内福祉」については,(1)有給休暇の種類と日数(2)社宅,食事手当,会社独自の健康保険,子弟の学資補助,社員旅行,冠婚葬祭への補助,退職金制度などの福利厚生の提供の有無,(3)労働総費用に占める法定福利と法定外福利の比率,(4)企業内福祉に対する経営側の方針と見解の4つを対象とした。平成18年度に企業アンケート調査を実施し,約800社について回答を得た。平成19年度は回収した企業アンケートの集計と横比較のためのデータベースを作成し,毎月国,地域ごとの検討会を開催した。そして,平成20年2月に,372ページの最終報告書『東アジアの社会保障制度と企業内福祉:7力国,地域の国際比較』をとりまとめた。今回め調査から得られた知見は以下のとおりである。(1)有給休暇については,各国,地域とも労働法が定める有給休暇の枠内で提供しているが,中国の帰郷休暇など国に固有の休暇については日数に企業差が見られること。(2)企業が提供する福利厚生については,全体的にモノ志向ではなく金銭志向(補助金の支出)が強いこと,韓国の場合には,子弟の学資補助が際立って高かったこと。(3)法定福利の現金支給に対する比率は,中国,シンガポール,韓国,台湾と続き,タイ,インドネシアが低かった。他方,法定外福利の比率は韓国,台湾が高く,シンガポール,中国が低かった。
マルチメディアコンピュータの英語教育への利用に関する研究

本研究は、研究分担者のパイサックが見い出した英語教育における学習者各人に適した学習スタイル((1)learning by seeing,(2)learning by hearing,(3)learning by doing)基づいた教育ができるような教育システムをパーソナルコンピュータ(以下、パソコン)をマルティメディア化し、上記3つの学習スタイルをパソコン上に実現して、学習者が自分の理解度に合わせて学習を進めることができるようにすることを目的として行った。本年度は、windowsが稼動する汎用のパソコンに録音/再生機能及び静止画/動画表示機能を付加し、汎用のパソコンをマルティメディア化した。特に、learning by seeingに対応するために、windows上からビデオデッキをマウス操作で自由に制御することができるソフトウェアを作成した。learning by hearing機能の実現に関する研究成果の一部は、本報告書の11項に見られるように発表した。その他3編を学会誌に投稿中である。本システムの効果的な利用法は引き続き研究する予定である。
老年学モデルとしてのゼブラフィッシュ活用の試み

高齢者数が増加する将来の社会では高齢者の多様化が予想される。この多様化理解のためのモデル動物が乏しい現状を打破するために、本研究ではゼブラフィッシュ活用の有効性調査を目的とした。そのために、1)ゼブラフィッシュ個体の識別法確立と老年度測定手段の構築、2)雄雌魚同居や老若魚同居の老年度に対する効果の観察、3)Nrf2遺伝子破壊による老年度の促進効果の観察、を行った。成果は、1)でまず蛍光色素注入により個体識別を可能とし、次に運動力(動きの素早さ)・聴力(聴き取れる周波数)・学習力(電気刺激に対する回避能)を定量的に測定する解析システムを構築した。2)では、老雄魚単独もしくは老雄魚と若雄魚を同居させた場合より、老雄魚と若雌魚を同居させた方が老雄魚の健康度が維持される傾向を見出したが、有意と言えるデータにはならず、解析数増大を含めたより大規模な研究をする必要性が浮かび上がった。そこで同居解析は一旦あきらめ、野生型より健康寿命が劣ると予想されるNrf2遺伝子破壊系統を活用し、老年健康度とその分子メカニズム解明にチャレンジすることにした。Nrf2はヒトを含む脊椎動物がもつ健康維持装置Nrf2経路の主要因子で、老化や健康寿命に密接に関係することが近年明らかになっている。まず野生型を用いた月齢の違いを比較した健康度測定では、12ヶ月成魚がより若い魚と比して高周波音に対する応答がにぶくなることが見出され、ゼブラフィッシュにおいてもヒトと同様、聴力の衰えが最初にくることが示唆された。運動力や学習力に関しては明快な違いは見られず、これがNrf2変異の影響でどう変わるかを観察したが、8ヶ月齢成魚の段階では違いを見いだせなかった。本研究では老年学研究におけるゼブラフィッシュの有用性を示唆するデータを一部示すことができたが、一方で、研究をより大規模にする必要性も浮かび上がった。高齢者数増加が確実視される将来の社会では、高齢者の多様化が予想される。この多様化の医学的・生物学的見地からの理解にはモデル動物が必要だが、国の内外に関わらず、まだ未開発である。申請者は、ストレス防御と造血発生の研究をゼブラフィッシュ遺伝学を活用して行い、独自の成果を挙げてきた。この過程で、ゼブラフィッシュが老化研究の集団解析に、倫理的・経済的に有用であると認識した。本研究は、老年学におけるモデル動物として、ゼブラフィッシュ活用の有効性調査と解析系確立を目的とする。初年度の具体的研究計画項目は、1生活環境、及び、健康度低下の高齢多様化への影響の長期観察(1-1高齢多様化を起こしやすい、あるいは起こしにくい飼育環境の探索、1-2高齢多様化を起こしやすい、あるいは起こしにくいゼブラフィッシュ系統の探索)とし、行った。まずそのために、解析のための同世代の魚の大量飼育を始めた。一方で、基盤となる寿命などを、性差、系統差、等でどうなっているか、小スケールでの、準備的解析を始めた。本年度は、まず、ゼブラフィッシュ個体の識別法を確立した。具体的には、蛍光物質の内部注入によるもので、長期観察に耐えうることも分かった。次に、野生型種を用いて、部分的に各種長期観察を開始したが、今のところ、同居匹数などによる影響は、まだ見出すことは出来ていない。最後に、ゼブラフィッシュの老化度・健康度を簡便に測定する方法の構築であるが、泳力測定、視力測定、聴力測定、などを測定するための機器を現在、制作している。ゼブラフィッシュ個体の識別法は確立できた。特に、Casper系統といういわゆる透明ゼブラフィッシュ系統を用いると、有効であることがわかった。次に、部分的解析から、野生型種は老化に強いため、飼育法による老年度の違いを生み出すには、大規模解析が求められる可能性が浮かび上がった。そこで、現在、がんになりやすい系統や老化しやすい系統を用いることを検討し、育成を進めている。最後に、老年度の評価システムであるが、泳力測定、視力測定、聴力測定、などを測定するための機器を現在、制作中である。これまでに、ゼブラフィッシュ個体の識別法の確立、ゼブラフィッシュの老年度の測定手段の構築、及び、野生型種を用いた同居匹数など応じた老年度の観察を行ってきた。その結果、識別法は確立し、測定手段も一部を除き構築できた。

老年度測定に関しては、これまでのところ、同居匹数などに応じた優位な差は観察出来ていない。一方、研究代表者がここ十数年研究を続けているNrf2システムという生体防御能機構が、老化や健康寿命に密接に関係することがこの2,3年で急激に明らかになってきた。同時に、このシステムが、逆にがんの進行を促すネガティブ因子の側面をもつことも明らかとなった。そこで、研究代表者は、Nrf2システムを上手に活用して健康寿命上げる方策を、ゼブラフィッシュを用いて探索することにした。本年度は、Nrf2システムを活性化する各種機能性食品の有効成分が、ゼブラフィッシュの健康にどのような影響を与えるかを、Nrf2変異ゼブラフィッシュを駆使して調べた。その結果、ある種のストレス防御には有効だが、他のストレスに対してはむしろ共毒性を発揮するものを見いだした。このことは、Nrf2システムは、ただ活性化すればいいというものではなく、上手く活性化させることが重要と示唆された。老年度測定システムはほぼセットアップされ、実際に測定を開始することができた。また、Nrf2システムと健康度の解析を行い、その活性化の仕方の重要性を示すことができた。さらに、がんモデルとなることが期待される、Nrf2を遺伝学的に常時活性化する遺伝子改変系統の作出にも成功した。一方で、野生型系統を用いた解析では、飼育方法の違いによる老年化の変動を見出すことはできなかった。そこで、現在、老化しやすいと期待されるNrf2ホモ変異系統の大量育成を行い、次年度にはこれを用いた解析を行うことを計画している。高齢者数が増加する将来の社会では高齢者の多様化が予想される。この多様化理解のためのモデル動物が乏しい現状を打破するために、本研究ではゼブラフィッシュ活用の有効性調査を目的とした。これまでゼブラフィッシュ個体の識別法確立と老年度測定手段の構築を行い、これを用いて野生型種を用いた老年度の観察を行ってきた。その過程で、老魚の健康に若魚との同居が影響する可能性を示唆する結果を得た。即ち、老雄魚単独もしくは老雄魚と若雄魚を同居させた場合より、老雄魚と若雌魚を同居させた場合の方が老雄魚の健康が維持される傾向を見出した。ただし、有意とするには解析数や測定手段が不十分であり、再度試みているところである。問題点は予想以上にゼブラフィッシュの老齢化が遅い点であり、解析期間を早く短くしたいと考えた。そこで本年度からNrf2遺伝子破壊系統を用いた解析を開始した。Nrf2はヒトを含む脊椎動物がもつ健康維持装置Keap1-Nrf2制御系の主要因子で、早老症での活性著減や長寿動物で活性亢進などの報告がなされ老化や健康寿命に密接に関係することがこの2,3年で急激に明らかになっている。Nrf2ホモ変異成魚を活用すれば老年度測定をより早くできると予想し、まずその予想の検証を行った。これまで1年齢までの健康度を測定したが、野生型成魚との違いは見出せなかった。1年半齢で致死率の高まるとの共同研究者の情報があり、引き続き次年度の課題とする。一方、Keap1-Nrf2制御系を活用した老化予防法をゼブラフィッシュで探索できるようにすることを目指し、ゼブラフィッシュの健康に対して効果を発揮する健康食品有効成分の探索と評価を開始した。
身体に基づく歌掛けの人類学の構築

本研究の目的は、中国貴州省のプイ族や漢族を対象としたフィールドワークと理論的探求を通して、歌掛けの人類学の構築の三つのステップである「ミクロな次元」(言語や旋律)、「中間的な次元」(コミュニケーションやパフォーマンス)、「マクロな次元」(社会の生産・再生産)を明らかにし、最終的にこの三つのステップのつながりを総合的に解明することである。本年度は4月に中国の歌掛け研究の比較対象として、秋田県横手市で行われている歌掛け「金澤八幡宮伝統掛唄」の社会的状況および基本的な歌われ方について、前年度の調査に基づき学会で発表した。その後、8月にラ・トローブ大学言語類型論研究所を訪れ、歌の言語学的研究について議論を深め、プイ語の歌掛けに見られる韻律構造について分析を進め、その成果をセミナーで発表した。中間的な次元については、歌掛けのコミュニケーション構造について分析を進め、とりわけプイ語で行われる歌掛けが、日常会話では隠されている文脈情報を言明していくことで成り立っているという重要な特徴が明らかとなった。これについては社会言語科学会で発表し、分析の元になった一次資料についても整理して論文の形で出版した。また、本研究における調査の他分野への連携として前年度行ったプイ語および中国語の味言葉調査結果について、言語学会などで発表した。さらに、マクロな次元に関しては、感覚論から歌掛けの社会的位置づけについて考察し、論文として発表した。本研究の最終的な考察については、三つの次元を総合する視点として遊び論を見いだし、こうした成果を現在博士論文としてまとめているところである。歌掛けについてはこれまで多角的に研究されたことはなく、本研究は歌掛けを総合的に捉えた嚆矢であり、人間のコミュニケーション研究に新たな光を投げかけた点で重要な意義を持つと考えられる。本研究は、中国貴州省プイ族の歌う歌掛け「山歌」をミクロ(歌詞や旋律)・中間(コミュニケーション・パフォーマンス)・マクロ(社会的位置づけ)の各次元それぞれで分析し、それらを総合して歌掛けの人類学を構築することを目的とする。今年度は、歌掛けを取り巻く社会状況の調査、歌掛けの歌詞の持つ社会言語学的特徴の分析、旋律と声調の相関関係の分析を行なった。その結果歌掛けが社会的変化の中で見た目をよくする方向へ変化しつつあり、観光化に結びつく可能性があること、山歌の歌詞は接続表現に乏しいこと、さらに中国語で歌われる「漢歌」では旋律の動きと声調の間に相関関係が見られず、プイ語で歌われる「プイ歌」ではゆるやかな相関関係がみられることが示された。こうした成果はそれぞれ日本文化人類学会、社会言語科学会、日本音楽学会、東洋音楽学会で発表された。また9月には秋田県横手市の金澤伝統掛唄大会の調査を短期間調査し、今後継続的に調査して「山歌」と比較検討する可能性を見いだした。さらに12月から3月には中国貴州省で山歌の調査を行なった。この調査では歌手たちの社会関係や歌掛けの習得状況のインタビュー、山歌の収録と書き起こしを行なった。その結果「山歌」でも中国語で歌われる「漢歌」と、プイ語で歌われる「プイ歌」では、歌い方だけでなく歌手の関係においても違いが見られることが明らかとなった。またプイ歌も地域によって歌い方がまったく異なっており一般化が難しいことも分かった。こうした研究成果は次年度研究発表や論文の形でまとめられる予定である。
接触腐食防止と結合層強化による真空大気両環境対応固体潤滑膜の研究

真空と大気の両環境下で優れた摩擦寿命を有する二硫化モリブデンスパッタ膜の構造を提案し検証することを目的に,まず,SUS440C製ローラに被覆した二硫化モリブデンスパッタ膜の摩擦寿命に及ぼす膜密度と大気湿度環境下での保管の影響を調べた。その結果,次のことを見出した。1.二硫化モリブデンスパッタ膜の密度が大きいと腐食による摩擦寿命の低下が小さいが初期の摩擦寿命は短い。2.二硫化モリブデンスパッタ膜の密度が小さいと腐食による摩擦寿命の低下が大きいが初期の摩擦寿命は長い。次に,二硫化モリブデンスパッタ膜の密度によって摩擦寿命の長さが異なる原因について調べ,以下のことを明らかにした。1.密度3.7g/cm^3以上の二硫化モリブデンスパッタ膜被覆ローラは膜厚を増加させても摩擦寿命は長くならない。この原因は摩擦によって膜と基材間で膜の剥離が生じるためである。2.密度2.7g/cm^3以下の二硫化モリブデンスパッタ膜被覆ローラは膜厚の増加と共に摩擦寿命が長くなる。この原因は膜の剥離が生じないためである。3.密度3.7g/cm^3以上の二硫化モリブデンスパッタ膜に酸素を混合していくと,酸素含有量が15at%を越えると膜の剥離を生じなくなる。4.膜の剥離のしやすさには結晶配向が関係している。二硫化モリブデン結晶のC軸が基材に対して垂直の場合は剥離しやすく平行の場合は剥離しにくい。以上の知見に基づいて,上層に耐食性に優れた高密度膜を下層に基材との結合力が大きい低密度膜からなる二層膜構造を提案し,この膜の摩擦寿命を測定した。その結果,大気湿度環境下に保管しても腐食による摩擦寿命の低下が少なくしかも摩擦寿命が長いことを確認した。真空大気両環境中で優れた潤滑特性を有するMoS_2固体潤滑膜の開発を目的として,まず,SUS440C製ローラに被覆したMoS_2真空スパッタ膜の摩擦寿命に及ぼす膜密度と空気中保管の影響を調べた.その結果,寿命の変化は膜の密度に大きく依存し,密度3.7g/cm^3以下の膜被覆ローラにおいては,空気中保管により寿命は低下し,かつ膜の密度が小さいほど寿命が低下し始めるまでの保管日数は低下すること,密度4.3g/cm^3の膜被覆ローラにおいては,空気中保管により寿命は一旦増加した後減少,この寿命の増減にはローラとの境界部の膜の酸化が関係することを明らかにした.次いで,スパッタ膜中に含まれる酸素含有量が潤滑特性に与える影響を定量化するために,酸素を0.11%含むアルゴンガス中でスパッタを行い,4.435at%の酸素を固溶したMo-S-O膜を作製する条件を見出し,この膜の潤滑特性を測定した.その結果,膜の酸素含有量はアルゴンガス中の酸素濃度に比例すること,膜の酸素含有量の増加とともに結晶配向性は変化し,15.6at%ではほとんどのC軸が基板面に平行になること,膜の酸素含有量の増加とともに寿命は向上し,15.6at%で最大値をとった後低下すること,酸素含有量が4.4at%の膜の寿命は,膜厚にかかわらず一定であるが,酸素含有量が8.5at%以上の膜の寿命は,膜厚とともに増加することを明らかにした.

さらに,膜厚と寿命の関係に及ぼす結晶配向性の影響を調べたところ,膜厚と寿命の関係は,膜の結晶配向性に依存し,基板面に対し(10・1)面と(11・0)面が垂直に強く配向している膜は,膜厚0.2μm以上で寿命がほぼ一定になること,基板面に対し(10・1)面と(11・0)面が垂直に弱く配向している膜の寿命は,膜厚とともに増加して約0.6μm以上で急増することを明らかにした.真空と大気の両環境下で優れた摩擦寿命を有する二硫化モリブデンスパッタ膜の構造を提案し検証することを目的とし,まず,SUS440C製ローラに被覆した二硫化モリブデンスパッタ膜の摩擦寿命に及ぼす膜密度と大気湿度環境下での保管の影響を調べた。その結果,二硫化モリブデンスパッタ膜の密度が大きいと腐食による摩擦寿命の低下が小さいが初期の摩擦寿命は短いこと,二硫化モリブデンスパッタ膜の密度が小さいと腐食による摩擦寿命の低下が大きいが初期の摩擦寿命は長いことを明らかにした。次に,二硫化モリブデンスパッタ膜の密度によって摩擦寿命の長さが異なる原因について調べ,以下のことを明らかにした。(1)密度3.7g/cm^3以上の二硫化モリブデンスパッタ膜被覆ローラは膜厚を増加させても摩擦寿命は長くならない。この原因は摩擦によって膜と基材間で膜の剥離が生じるためである。(2)密度2.7g/cm^3以下の二硫化モリブデンスパッタ膜被覆ローラは膜厚の増加と共に摩擦寿命が長くなる。この原因は膜の剥離が生じないためである。(3)密度3.7g/cm^3以上の二硫化モリブデンスパッタ膜に酸素を混合していくと,酸素含有量が15at%を越えると膜の剥離を生じなくなる。(4)膜の剥離のしやすさには結晶配向が関係している。二硫化モリブデン結晶のC軸が基材に対して垂直の場合は剥離しやすく平行の場合は剥離しにくい。以上の知見に基づいて,上層に耐食性に優れた高密度膜を下層に基材との結合力が大きい低密度膜からなる二層膜構造を提案し,この膜の摩擦寿命を測定した。その結果,大気湿度環境下に保管しても腐食による摩擦寿命の低下が少なくしかも摩擦寿命が長いことを確認した。
溶液反応の試薬濃度依存性と温度・圧力効果に関する分子動力学的研究-溶液反応エルゴードグラフィ-

(1)自由エネルギー勾配法と溶液反応エルゴードグラフィ:興味ある凝縮系反応に対してモンテ・カルロ計算、分子動力学計算と統計摂動法とを組み合わせて自由エネルギー面上の力場を計算した。さらに自由エネルギー勾配法を適用することにより溶液中の安定状態や遷移状態を最適化して特定した。さらに振動解析を実行して溶媒効果による振動数シフトを見積もった。その際に必要となる大規模数値計算を、並列コンピューティングシステムの支援の下で実行した。中問的な研究成果発表を平成13年9月に開催された分子構造総合討論会で報告した。(2)凝縮系の量子動力学と確率過程量子化:平成13年度に代表者が完成した確率偏微分方程式の数値アルゴリズムをコード化した。その際、有限温度下での古典量子結合系として凝集系反応を取り扱うため、時間変数を複素数化して連立運動方程式を解くプログラムの開発を推進した。(3)有機溶液反応の極限的反応座標解析:有機溶液化学反応系、特にメンシュトキン反応に対して極限的反応座標に沿った自由エネルギープロファイルを求めて微視的な溶液反応運動学を明らかにした。特に本手法のみが可能とする溶媒分子群の非平衡性や溶質分子に対する配向性とケージ効果などに焦点を当て、動径分布関数を求めた。(4)凝集系における化学反応量子動力学の数値計算:前年度までに開発を進めてきた・凝集系における量子動力学を取り扱うための統合コンピュータ・コードの完成を目指した。具体例である水溶液中グリシン分子の異性化反応の計算を通して、多量の乱数を利用した計算結果の統計性について確率解析を実行した。その際重要になったのは、計算データの統計解析と可視化による量子経路の時空パターンの理解及び遷移振幅の溶媒構造サンプル数に関する収束性の吟味であった。グラフィック・ワークステーションを用いて、これら数値データをグラフ化・可視化して解析した。年度最後に、展開してきた要素理論の最終的な完成をはかり、ミクロ分子環境場の効果とその非定常非平衡性に関して、その化学的・物理学的側面の二面からまとめて、11.研究発表欄(裏面)に記載したような学術誌に発表した。また最終的な報告を国内の主要学会(分子総合討論会、日本化学会)において公表した。平成13年度は主として、実践的対象となる溶液有機反応系を検討して選択することと、平衡分子動力学計算を用いた自由エネルギー面(A(T)またはG(P))上の安定構造(SS)と遷移状態(TS)を見つけだす新手法である自由エネルギー勾配法の開発と実行に力を入れた。(1)文献調査と研究資料収集:実験・理論両面の論文等の調査により、概念的整備と現実的反応系を探索し、同時に有機溶液化学反応系全般に関する実験結果や実験データの収拾を行なった。さらに実験化学者との討論をとおして有機溶液反応の実験的成果と実際的問題点を探った。(2)自由エネルギー面上の安定状態と遷移状態の探索:自由エネルギー面の安定状態と遷移状態を正確に求めた。そのために興味ある有機反応に対してモンテ・カルロ計算、分子動力学計算と統計摂動法とを組み合わせて自由エネルギー面上の力場を計算し自由エネルギー勾配法を適用することにより、水溶液中でおこるメンシュトキン反応NH_3+CH_3Cl→H_3NCH_3^++Cl^-に対する遷移状態構造を特定した。その結果、水中の反応経路は遷移状態は気相中に比べて反応系よりに大きくずれて、より電荷が分離するように大きく変形することが判った。9月に北大で開催された分子構造総合討論会において、本研究で展開された、水溶液中系におけるグリシン分子のプロトン移動異性化反応における量子効果に関する知見を、その化学的・物理学的側面の二面からまとめて発表した。また、以下の11に記載した学術誌に発表した。