hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
樹木年輪中放射性炭素14濃度測定による過去の宇宙線強度の復元

・過去の太陽シュワーベサイクル(平均11年の太陽の特徴的な周期)の調査本採用期間(2年間)で、西暦550-1101年までの^<14>C濃度測定を実施した。主な成果として、西暦774-775年、993-994年の^<14>C急増イベントの発見(Miyake et al. 2012, 2013a)が挙げられる。西暦993-994年イベントについて、複数の樹木個体を用いた検証を行って再現性を確認した(Miyake et al. submitted)。また、7世紀後半ー8世紀初頭にかけてみられる太陽活動極小期(Grand Solar Minimum)におけるシュワーベサイクル周期長の伸びを発見した(Miyake et al. 2013b)。これらの成果(主に^<14>C急増イベントについて)を博士論文としてまとめ、2013年12月末に博士の学位が授与された。当該年度実施の研究を含む研究実績が評価され、平成25年度名古屋大学学術奨励賞、第4回日本学術振興会育志賞を受賞した。また、本年度は^<14>C急増イベントに関する多くの講演を国丙外で実施した。西暦775年前後の南極ドームふじアイスコア中の^<10>Be測定も実施し、測定年代に^<10>Beピークを確認した。この結果について、現在論文執筆中である。今年度の予定は全て実施され、これに加え、他の年代の^<14>C濃度の測定、西暦993年宇宙線イベントについての論文投稿、さらに^<10>Beの測定など新たな研究も実施した。交付申請書に記載した目的はほぼ達成された。ただし、測定したデータのデータベース化(電子ファイルとして公表)や、過去2000年間の^<14>C濃度連続測定は完了していない。さらなる年代における^<14>C濃度を測定し、他にどの程度^<14>Cイベントがあるかどうか確認する。また、24年度には^<14>Cイベントの原因追求のため、^<14>Cと同じ宇宙線生成核種である南極アイスコア中に含まれている^<10>Beの測定も行った。サンプルは国立極地研に保管されていたコアを用いて、弘前大との共同研究でサンプル前処理を行い、東京大学タンデム加速器研究施設(MALIT)で^<10>Be/^9Be同位体比の測定を行った。25年度には測定を終え、^<14>C、^<10>Be双方から、宇宙線イベントの検証を行う予定である。本研究課題の実施により、過去多くの^<14>C増加イベントが存在する可能性が示され、過去の宇宙線イベントを読み解く新たなツールを獲得したと言える。今後さらに長期の年代における^<14>C濃度測定を実施し、^<14>Cイベントの発生頻度を調査する予定である。また、測定データのデータベース化も合わせて行う予定である。
磁性ナノ粒子を用いた血管配置及び誘導による骨格筋組織再生

筋組織のような酸素・栄養要求性の高い組織体の構築は、ティッシュエンジニアリング分野における重要な課題である。そこで、本研究では、磁性ナノ粒子と磁力を用いた筋組織の構築と、遺伝子導入による再構築筋組織の生存能力向上を目的にしている。前年度において、骨格筋組織の構築に取り組み、一定の成果を得たことから、本年度では心筋組織の構築に取り組んだ。正電荷脂質包埋型磁性ナノ粒子によって、ラット新生児の心室から取得した心筋細胞を標識し、磁力により重層化することで組織化させることに成功した。なお、組織体を環状に作製することで、電気刺激による力学的評価を可能とし、組織伸展度と細胞外カルシウムイオン濃度増加に伴う筋収縮力の向上といった成熟心筋組織に見られる特性を持つことを確認した。一方、前年度試みた、骨格筋組織への血管新生因子の遺伝子導入においては、移植後の毛細血管網の形成に効果を発揮することは確認できたが、移植片の中心部において壊死部が観察された。従って、血管網の誘導以前に壊死が生じることが推測されたことから、より組織の生存能力を高める必要があると考えた。そこで、細胞死抑制に直接的に効果を持つBcl-2遺伝子に着目した。レトロウイルスベクターにより筋芽細胞にBcl-2遺伝子を導入した後、心筋組織と同様の方法によって環状の骨格筋組織を作製した。in-vitroにおいて1週間培養した後では、組織中の細胞数は、非遺伝子導入組織と比較し、1.8倍多く維持され、また、筋収縮力においては、2.0倍の向上を確認した。これらの結果から、細胞死抑制遺伝子の導入は、血管新生因子と異なるアプローチとして、筋組織の生存率向上に有効な方法であることが分かった。本研究では、血管新生因子を遺伝子導入した筋組織を作製することで、移植後に血管を促進的に誘導することを目的にしている。遺伝子導入効果の発揮には目的遺伝子を高効率に導入することが重要になるため、平成21年度はまず筋芽細胞への遺伝子導入に関する検討を行った。正電荷脂質包埋型磁性ナノ粒子(マグネタイトカチオニックリポソーム,MCL)にレトロウイルスベーターを静電的に結合させ、磁力によって細胞と接触させることで、ポリブレンを用いた既存の手法より、高効率に遺伝子導入を行うことに成功した。この方法を用いて血管新生因子である血管内皮細胞増殖因子(Vascular endothelial growth factor, VEGF)を遺伝子導入した。一方、細胞をMCL標識し、磁力により重層化させることで細胞シートの作製が可能である。そこで、今回検討を行った磁気遺伝子導入法と磁気組織構築法を組み合わせることでVEGF遺伝子を導入した筋芽細胞シート(VEGF細胞シート)を作製した。移植時に血管を促進的に誘導できるかを検証するために、モデル実験として細胞シートをヌードマウスの皮下に移植を行った。移植2週間後に、移植組織を回収し、血管内皮細胞マーカーであるCD31染色を行ったところ、非遺伝子導入細胞シートよりも、VEGF細胞シートでは移植組織中に高密度に毛細血管が形成されていることを確認した。また、組織断面積の大きさを比較したところ、VEGF細胞シートの方がはるかに大きいことが分かった。これは、毛細血管が高密度に形成され、酸素・栄養が十分に供給される環境が整ったことで、細胞が増殖したためだと考えられる。このように、磁気遺伝子導入法と磁気組織構築法を組み合わせることで、当初の目的を達成する組織構築が可能になった。
酸化マンガン鉱物の結晶構造に関する研究

この化学研究費補助金により下記の三つの成果を得た.(1)Rbを含む層状の新しい酸化マンガン結晶が合成された.結晶はγ-MnO(OH)10ngを6N-Rb(OH)飽和溶液0.3Ceとともに銀チューブに封入し, 600°C, 2Kbarの水熱条件下で48時間反応させることにより得られた.この結晶は外形上層状構造を持ち,また層状に剥離する性質をもつ,また先に報告したRb-ホランダイトの450°C,巨大トンネルをもつRb0.27MnO_2の350°Cの合成温度に比較し,この結晶は600°Cで生成するため最も高温型と考えられる. X線写真法による解析では,全体として六万晶系の対称を示す, Rb_<0.27>MnO_2から推定される層構造をもつと思われるが,回折点が五または六点に分離する複雑な構造を示すため,正確な構造は未定である.(2)先に水熱条件下で合成され結晶構造が決定されたRbを含む酸化マンガン(Rb_<0.27>MnO_2)について高分解能電子顕微鏡観察を行った.この結晶はこれまでに確認さた最大の2×5のトンネル構造を有するため,このトンネルが均一な構造として存在し得るのか,それともこの大きなトンネルを安定させるために, Turner&Buscch達が観察している様な格子欠陥や成長層の互層が存在するのかが重要となる.観察の結果このトンネルは均一な構造として存在することが確定された.(3)Baを含む新しい酸化マンガンBaMn_2O_3(OH)_2を240°C, 3.3MPaの水熱条件下で合成し,結晶構造を決定した.結晶は斜方晶系(a=11, 58.5(4)A2F2(コード), b=4, 1200(9)A2F2(コード), C=4, 390(1)A2F二(コード))であり,空間群Cm2mである.構造はMnOs八面体の鎖が, b軸方向に走り,これが組み合わせされた骨組構造より成り立っている.この骨組の大きな空隙にBaが収容されている.大きなBa原子と酸素がBaOsの層を形成しfccの積み重なりをしており,その層間をMn原子が占めている.この構造は三価のMnのみを含むBa-Mn酸化物である点に特徴がある.この化学研究費補助金により下記の三つの成果を得た.(1)Rbを含む層状の新しい酸化マンガン結晶が合成された.結晶はγ-MnO(OH)10ngを6N-Rb(OH)飽和溶液0.3Ceとともに銀チューブに封入し, 600°C, 2Kbarの水熱条件下で48時間反応させることにより得られた.この結晶は外形上層状構造を持ち,また層状に剥離する性質をもつ,また先に報告したRb-ホランダイトの450°C,巨大トンネルをもつRb0.27MnO_2の350°Cの合成温度に比較し,この結晶は600°Cで生成するため最も高温型と考えられる. X線写真法による解析では,全体として六万晶系の対称を示す, Rb_<0.27>MnO_2から推定される層構造をもつと思われるが,回折点が五または六点に分離する複雑な構造を示すため,正確な構造は未定である.(2)先に水熱条件下で合成され結晶構造が決定されたRbを含む酸化マンガン(Rb_<0.27>MnO_2)について高分解能電子顕微鏡観察を行った.この結晶はこれまでに確認さた最大の2×5のトンネル構造を有するため,このトンネルが均一な構造として存在し得るのか,それともこの大きなトンネルを安定させるために, Turner&Buscch達が観察している様な格子欠陥や成長層の互層が存在するのかが重要となる.観察の結果このトンネルは均一な構造として存在することが確定された.(3)Baを含む新しい酸化マンガンBaMn_2O_3(OH)_2を240°C, 3.3MPaの水熱条件下で合成し,結晶構造を決定した.結晶は斜方晶系(a=11, 58.5(4)A2F2(コード), b=4, 1200(9)A2F2(コード), C=4, 390(1)A2F二(コード))であり,空間群Cm2mである.構造はMnOs八面体の鎖が, b軸方向に走り,これが組み合わせされた骨組構造より成り立っている.この骨組の大きな空隙にBaが収容されている.大きなBa原子と酸素がBaOsの層を形成しfccの積み重なりをしており,その層間をMn原子が占めている.この構造は三価のMnのみを含むBa-Mn酸化物である点に特徴がある.新しい二酸化マンガン(【Rb_(0.27)】Mn【O_2】)の単結晶を合成し、結晶構造を決定した。mnサイズの針状単結晶を350°C,200MPaの水熱条件下で合成した。合成物は単斜晶系で空間群A2/mの対称を持つ。構造は二酸化マンガンの各種多形の中で、これまで見い出された最も大きな2×5のトンネル構造を持つことがわかった。Mnイオンの価数は三価と四価であり二価のマンガンは存在しない

この結晶の化学組成は【Rb(^1+_0.27)】【Mn(^3+_0.27)】【Mn(^4+_0.73)】【O_2】である。【Rb^(1+)】イオンはトンネルの中に収容されており、その電子密度分布はトンネルの方向に伸びていることが見い出された。この結晶の電子顕微鏡による格子像を観察した。その結果、これまでTurner and Buseck等により報告されている格子像の様子と異り、この結晶は2×5のトンネルをもつ単一の相のみから成る結晶単位であることが判明した。またBaを含む新しい酸化マンガンの単結晶を合成し構造の概要が決定された。mmサイズの針状単結晶を240°C,3.3MPaの水熱条件下で合成した。合成物は斜方晶系で空間群Cm2mの対称をもつ、Mnイオンの価数はすべて三価であり、化学組成は【Ba^(2+)】【Mn(^3+_2)】【O_3】【(OH)_2】である。結晶構造の詳細についての解析は、引き続いて行っている。これらの単結晶の他にRbを含むホランダイト型二酸化マンガン単結晶及びBaを含む他の酸化マンガン単結晶が既に合成されており、結晶構造の解析に着手している。
マメ科植物は窒素を贅沢に使っているのか：老化する葉からの窒素回収とその要因

マメ科植物25種と非マメ科植物25種の窒素回収能力を比較するため、5月から11月にかけて野外調査を行った。この調査は2017年度から実施しており、あと1年継続する予定だが、現時点で以下のことが明らかとなった。(1)調査対象種の葉緑体DNAの塩基配列から系統樹を推定した。推定された系統樹と、実測した窒素回収能力を用いて、窒素回収能力に対し系統関係が与える影響を解析した。統計的に有意なシグナルは検出されなかったため、以降の解析は種を独立として扱うこととした。(2)窒素回収能力は非マメ科植物に比べてマメ科植物で低い、すなわちマメ科植物は枯葉により多くの窒素を残していた。また、窒素固定する種を多く含むマメ亜科と、ほとんどの種が窒素固定をしないジャケツイバラ亜科の間で比較すると、後者のほうが高い窒素回収能力を示す傾向が見られた。しかしhierarchical partitioning解析を実施したところ、全体のvarianceに対するこグループ(マメ科,非マメ科)と亜科の貢献度は、種の貢献度に比べて圧倒的に小さかった。これは、窒素固定の有無が窒素回収能力の強力な説明要因ではない可能性を示唆している。(3)上記の野外調査で得られた結果から、マメ科と非マメ科の窒素回収能力を代表する(それぞれの平均値に近い値を示した)種を3種ずつ選出し、老化葉のタンパク質組成を調べた。2017年度の研究で確立した手法で定量を行なった。非マメ科が代謝系タンパク質と構造性タンパク質の両方を分解したのに対し、マメ科は構造性タンパク質をほとんど分解しなかった。この違いが、上の(2)で得られた結果を裏付ける生化学的メカニズムである可能性が示唆された。(4)2019年度の栽培実験に用いる材料(マメ科カワラケツメイ)に着生する根粒菌系統を探った。10種の系統を摂取した後、植物体の成長を測定したが、顕著な違いが観察されなかった。本研究の目的は、「マメ科植物は高い窒素回収能力を進化させてこなかった」というほぼ定説となっている仮説を、初めて多種を対象とした野外調査によって検証すること、そしてマメ科植物と非マメ科植物の窒素回収能力の差を裏付ける生化学的メカニズムを解明することである。現時点で研究開始から2年が経過した。これまでに、マメ科植物と非マメ科植物それぞれ25種、合計50種について野外調査を行い、窒素回収能力を測定した。2018年度は2年目の調査となったが、2017年度の結果を検討することでより目的に合致する種の選定を行った。系統関係を考慮した解析を行ううえで、専門家の助言を得ることで2017年度よりもより網羅的な解析を行った(系統樹の推定方法と、用いるtaxaの数を増やした)。以上のように、野外調査は順調に進行した。枯葉の窒素濃度の種間差が、分解性の異なるタンパク質の組成比の違いで説明できるかどうかを検証するため、タンパク質組成の分析を進めたが、異なるタンパク質の分離(具体的には、水溶性タンパク質と膜タンパク質の分離)が必ずしも成功していないと思われる試料がある。その原因究明と解決が2018年度の課題のひとつであったが、必ずしもこれは達成できなかった。そこで2019年度は、先行研究を参照し、用いる薬品類を一部変更して試行してみることとする。それでも分離がうまくいかない場合は、これらのタンパク質は代謝タンパク質として扱い解析を進めることとする。マメ科植物と非マメ科植物の窒素回収能力の定量化を継続し、3年間のデータを用いて年、気象による窒素回収能力の違いがあるのかどうかを検証する。これらの結果を論文にまとめ、国際的な科学雑誌に投稿する。窒素回収能力の種間差をうみだすメカニズムを明らかにする。2018年度と同じ植物を用いて再現性を確認すると共に、遺伝的背景がより似ている2種(マメ科の窒素固定種カワラケツメイと非窒素固定種エビスグサ)を用いることで、窒素固定と窒素回収の関係をより明確にする。窒素固定の可塑的変化の生態学的意義を調べる。研究開始前に行った予備実験では、材料とする種カワラケツメイが栽培下で十分な量の根粒を形成していないようであった。そこで、複数の窒素固定細菌系統を個別にカワラケツメイに接種し、形成根粒量と植物個体のバイオマスを測定し、実験に適した栽培条件を探った。しかしながら、それらの間に顕著な差がみられなかった。そこで2019年度は、新たに入手した細菌系統で試験すると共に、カワラケツメイの自生地(茨城県水戸市内)の土壌を採取し、それを用いて試験を行う。栽培条件が確立し次第、カワラケツメイ(窒素固定種)とエビスグサ(非窒素固定種)を施肥リン量を変えて栽培し、「土壌中リンが少ない条件では窒素固定が低下し、窒素回収能力が可塑的に高くなる」という仮説を検証する。マメ科植物と非マメ科植物の窒素回収能力を比較するため、5月から11月にかけて野外調査を行った。対象種はそれぞれ26種、合計52種とした。マーキングした葉が予測外の事故(食害、除草剤散布等)により失われたが、最終的に合計48種のデータが得られた。この調査は今後2年間継続する予定だが、現時点で得られたデータから以下のことがわかった:窒素回収能力は非マメ科植物に比べてマメ科植物で低い、すなわちマメ科植物は枯葉により多くの窒素を残す。

ただし、このグループ間差よりも、各グループ内における種間差のほうが圧倒的に大きい。これは、窒素固定の有無が窒素回収能力の強力な説明要因ではない可能性を示唆している。窒素固定を行わないとされるジャケツイバラ亜科の数種について、夏季に野外で根の観察を行った。いずれの種でも根粒の形成は確認されなかった。これらの種のうち、種子が採取できたものについては、冬季に温室内で栽培し根の観察を行った。ここでも、根粒の形成は確認されなかった。上記の野外調査で得られた結果から、マメ科植物と非マメ科植物の窒素回収能力を代表する(それぞれの平均値に近い値を示した)種を3種ずつ選出し、十分に老化した葉のタンパク質組成を調べた。まず、可溶性の違いを利用してタンパク質を3つに分離し、ニンヒドリン呈色反応でそれぞれを定量する方法を確立させた。しかし、分離が必ずしも成功していないと思われる試料があった。その原因究明と解決が、次年度の課題として残った。次年度以降に実施予定の実験に用いるカワラケツメイの種子を野外で採取した。本研究の目的は、「マメ科植物は高い窒素回収能力を進化させてこなかった」という仮説を多種を対象とした野外調査によって検証すること、そしてマメ科植物と非マメ科植物の窒素回収能力の差を裏付けるメカニズムを解明することである。現時点で研究開始から1年が経過した。これまでに、マメ科植物と非マメ科植物それぞれ24種、合計48種について野外調査を行い、窒素回収能力を測定した。この調査は今後2年間継続する予定だが、これまでに得られたデータから以下のことがわかった:窒素回収能力は非マメ科植物に比べてマメ科植物で低い、すなわちマメ科植物は枯葉により多くの窒素を残す。初年度から十分な種数を調査対象にすることができたのは、昨年度までの予備調査の成果といえる。また、当初の計画通り、系統関係を考慮した解析を行うことができた。以上のように、野外調査は順調に進んでいる。枯葉の窒素濃度の種間差が、分解性の異なるタンパク質の組成比の違いで説明できるかどうかを検証するため、タンパク質組成を分析するシステムを整えた。実際に6種の植物の葉を用いて分析を行い、分析が可能であることが確認できた。異なるタンパク質の分離が必ずしも成功していないと思われる試料があった。マメ科植物25種と非マメ科植物25種の窒素回収能力を比較するため、5月から11月にかけて野外調査を行った。この調査は2017年度から実施しており、あと1年継続する予定だが、現時点で以下のことが明らかとなった。(1)調査対象種の葉緑体DNAの塩基配列から系統樹を推定した。推定された系統樹と、実測した窒素回収能力を用いて、窒素回収能力に対し系統関係が与える影響を解析した。統計的に有意なシグナルは検出されなかったため、以降の解析は種を独立として扱うこととした。(2)窒素回収能力は非マメ科植物に比べてマメ科植物で低い、すなわちマメ科植物は枯葉により多くの窒素を残していた。また、窒素固定する種を多く含むマメ亜科と、ほとんどの種が窒素固定をしないジャケツイバラ亜科の間で比較すると、後者のほうが高い窒素回収能力を示す傾向が見られた。
反射計イメージングによるプラズマ揺動の可視化に関する研究

1.筑波大学ガンマ10装置で稼働中のミリ波二次元イメージング(撮像)装置の高信頼化を図り,ヘテロダイン干渉計としての位相イメージング,ヘテロダイン受信機としてのECEイメージングの同一ショットでの測定が常時可能となった。2.アンテナ,ショットキーバリアダイオード,中間周波数アンプが一体化したモノリシック検出器の設計・製作を企業研究機関との協力で推進した。ヘテロダイン応答テストが70-140GHzの領域で行われ,中間周波数1-10GHzの広帯域特性を確認した。これは,従来使用していたハイブリッド検出器と比較して,約1桁の向上となる。3.ミリ波イメージング装置を核融合科学研究所大型ヘリカル装置(LHD)に適用するべく,回転楕円鏡および平面ミラーから構成される準光学結像系を設計・製作した。設計には光線追跡計算が利用されている。エアリーパターンの測定にも成功し,理論値に良く一致する収差の少ない光学系が実現していることを証明した。4.上記システムを,核融合科学研究所大型ヘリカル装置(LHD)に設置し,測定を実施した結果,2検出器同時かつ14GHzの中間周波数チャンネルでECE(電子サイクロトロン放射)信号を検出することに成功した。5.周波数変調波および超短パルス波を用いた反射計を高周波励起プラズマに適用し,プロセス用プラズマの密度分布モニターとして極めて有効であることを実証した。特に後者では,パルス幅30ピコ秒のインパルスをプラズマに入射し,反射波波形を直接取り込み,ウエーブレット変換あるいはトモグラフィー的解析法を利用することにより,プラズマの動的振舞いを画像表示することに成功した。これは,反射計イメージング測定の基礎となるものである。2.反射波信号のイメージング測定のためミリ波の幅広い帯域で動作する検出器アレイが重要となる。アンテナ,ショットキーバリアダイオード,中間周波数アンプが一体化したモノリシック検出器の設計・製作を企業研究機関との協力で推進した。現在幾度かの検出器パターン検討により多チャンネル化の見通しが得られている。3.平成12年度より,ミリ波イメージング装置を核融合科学研究所大型ヘリカル装置(LHD)に適用するべく,回転楕円鏡および平面ミラーから構成される準光学結像系を設計・製作した。4.LHDでは電子サイクロトロン(ECE)イメージングと反射計イメージングを同時に稼働させることを目標とし,反射計入力を光学系に同軸に導入するための,ダイクロイック・ビームスプリッターの設計を行い,現在製作中である。5.揺動信号の画像解析のための,データ収集,データ解析ソフトの検討を行った。1.受信アンテナ,ショットキーバリアダイオード,およびHBT(ヘテロ接合バイポーラトランジスタ)アンプが一体化したモノリシック検出器の改良を行い,受信アシテナアレイにビームリード形ショットキーバリアダイオードを接着したハイブリッド検出器と比較して,ヘテロダイン特性が中間周波数1-10GHzにわたって一様で,変換損失も1桁以上優れていることを確認した。2.イメージング(撮像)計測の実現のため,モノリシック検出器の多チャンネル化用検出器マウントを製作し取り付けを行った。また,周波数140GHzの局部発振器,中間周波数メインアンプ,フィルターバンク,および検波器で構成されるヘテロダイン受信機の製作を行った。

3.上記システムと,回転楕円鏡および平面ミラーから構成される準光学結像系で構成されたミリ波イメージング装置を,核融合科学研究所大型ヘリカル装置(LHD)に設置し,測定を実施した結果,2検出器同時かつ14GHzの中間周波数チャンネルでECE(電子サイクロトロン放射)信号を検出することに成功した。4.周波数変調波および超短パルス波を用いた反射計を高周波励起プラズマに適用し,プロセス用プラズマの密度分布モニターとして極めて有効であることを実証した。特に後者では,パルス幅30ピコ秒のインパルスをプラズマに入射し,反射波波形を直接取り込み,ウエーブレット変換あるいはトモグラフィー的解析法を利用することにより,プラズマの動的振舞いを画像表示することに成功した。
新規プラスチック分解菌の解析と利用

現在利用されている脂肪族ポリエステル系生分解性プラスチックは、一般的に物性が低く、他の用途への展開が難しい。その解決法の1つとして、脂肪族芳香族ポリエステル系生分解性プラスチックの開発が進んでいるが、一方でその分解様式等に関する知見は非常に少ない。これまでに、Roseateles depolymerans TB-87株が脂肪族芳香族ポリエステル系生分解性プラスチックに対して高い分解能力を持つことを見いだした。本菌株は2種の異なる分解酵素(EST-H,EST-L)を有していることが明らかとなり、これらをそれぞれ単一タンパクまで精製した。2種の酵素は分子量が異なり(31,27kDa,)、かつプロテアーゼによる部分消化パターンが異なっていた。このことから両酵素は異なるポリペプチドから成ると推察された。今年度はLC-MSによる分解産物の同定を行った。その結果、両酵素ともにpoly(butylene succinate) (PBS), poly(butylene succinate)-co-(butylene adipate) (PBSA)をモノマーに分解可能であることが明らかになった。また、同時に数種類のオリゴマーも観察された。オリゴマー生成パターンを解析した結果、両酵素はすべての供試ポリマー鎖に共通に存在するブタンジオール-コハク酸の結合に最初にアタックすると考えられた。また両酵素遺伝子のクローニングを行い、これらが異なる遺伝子から翻訳されていることを明らかにした。その解決法の1つとして、脂肪族芳香族ポリエステル系生分解性プラスチックの開発が進んでいるが,一方でその分解様式等に関する知見は非常に少ない。そこで、各種脂肪族芳香族ポリエステル系生分解性プラスチックを対象とし、これをフィルム化及びエマルジョン化したものを基質として、当研究室保有の各脂肪族ポリエステル系生分解性プラスチック分解菌(Paenibacillus, Leptothrix, Roseateles, Comamonas属菌等)を用いて分解試験を行った。その結果、Roseateles depolymerans TB-87株が高い分解能力を持つことを見いだした。本菌株は脂肪族芳香族のみならず脂肪族プラスチックに対しても高い分解活性を有していた。酵素精製のための最適培養条件の決定を検討した結果、本酵素はエステラーゼの一種であり、培地中に分泌されることが明らかになった。さらに、培養時の酸素供給量を制限することによって,分解酵素の生産が誘導されることを見いだした。培養条件決定後、大量培養を行って培養上清を取得し、ここから酵素の精製を行った。硫安沈殿、およびイオン交換、ゲル濾過クロマトグラフィーによる精製を行った結果。本菌株は2種の異なる分解酵素を有していることが明らかとなり、これらをそれぞれ単一タンパクまで精製した。昨年度、Roseateles depolymerans TB-87株が脂肪族芳香族ポリエステル系生分解性プラスチックに対して高い分解能力を持つことを見いだした。酵素精製には成功しているが、遺伝子の取得が遅れている。これは精製酵素のN末端がどちらも修飾されていてアミノ酸配列情報が得られないことと、一般的な宿主ベクター系でではクローンライブラリーの作成ができなかったことによる。クローニングの問題については、現在本菌株の全ゲノム解析を行っており、その情報と、ポリペプチド内部のアミノ酸配列を決定した結果を組み合わせることで解決する。クローン化に成功したら、大量発現を試みる。また、両酵素のプラスチック分解過程をLCMSを用い詳細に解析し、両酵素の違いを明らかにするとともに、その生理的意義について知見を得たい。
放線菌で発見された新規キチン分解産物輸送系の機能解析と発現制御機構の解明

【目的】平成17-18年度は,キチン分解産物であるN,N'-ジアセチルキトビオース[(GlcNAc)_2]に特異的な輸送系をコードする遺伝子群として,放線菌で発見されたdasABC遺伝子群の機能を明らかにした。平成19年度は,dasABC遺伝子群とともに機能するABC (ATP-binding cassette)サブユニット遺伝子を同定するために,msiKに着目し,その機能を解析した。【結果】msiK遺伝子を相同組換えによって破壊した。msiK変異株では,キチンの資化能が失われ,かつ,(GlcNAc)_2輸送能が失われた。これらの結果から,msiK遺伝子はキチンの資化に必須であること,放線菌Streptomyces coelicolorでの(GlcNAc)_2輸送系は,DasABCも含め,全てがABCに依存する輸送系であること,が判明した。さらに,msiK変異株では,キチンおよび(GlcNAc)_2によるキチナーゼ生産の誘導が欠損したことから,(GlcNAc)_2の細胞内への取り込みが,キチナーゼ生産の誘導に必須であることが示唆された。以上の結果から,MsiKタンパク質は,DasABCとともに(GlcNAc)_2の輸送に関与するサブユニットであり,S. coelicolorでのキチン分解とキチン資化に必須であることが明らかとなった。一方,dasA遺伝子が輸送対象となる(GlcNAc)_2の存在下で転写誘導されるのに対し,msiK遺伝子は構成的に転写されていることが判明した。Streptomyces coelicolor A3(2) M145株で発見されたキチンオリゴ糖のABC輸送系をコードすると考えられる遺伝子群cbiEFGの生物学的機能とその発現制御機構を解明するため,平成17年度には下記の事柄を行った。1.組換えCbiEタンパク質の高発現系の構築と結合特異性の決定cbiE遺伝子はABC輸送系の受容体タンパク質をコードすると推定された。そこで,CbiEタンパク質の生化学特性を明らかにするため,アミノ末端にヒスチジンタグを付加した組換えCbiEタンパク質の大腸菌での過剰発現系を構築し,精製した。表面プラズモン共鳴装置によって,CbiEタンパク質の結合特性を解析した(大阪薬科大学・辻坊裕教授の研究協力)。その結果,CbiEタンパク質がキチンオリゴ糖に特異的に結合することが明らかとなった。本結果からcbiEFG遺伝子群がキチンオリゴ糖の輸送系に関与することが強く示唆された。2.cbiE超遺伝子の発現制御の解析RT-PCR法によってcbiE遺伝子の発現制御現象を転写レベルで解析した。その結果,cbiE遺伝子は,グルコース,N-アセチルグルコサミン,グルコサミンなどの単糖では転写が誘導されなかったが,キチンオリゴ糖の存在下で転写が強く誘導されることが明らかとなった。3.CbiRタンパク質の高発現系の構築とDNA結合能の解析.cbiEFGクラスターの上流に逆向きに存在する遺伝子cbiRについて,その産物であるCbiRタンパク質を可溶性タンパク質として大腸菌で過剰発現することに成功し,精製した.得られたCbiRタンパク質を用いて,ゲルシフトアッセイを行った結果,CbiEタンパク質がcbiEFG遺伝子のプロモーター近傍に結合することが明らかとなった。Streptomyces coelicolor A3(2)M145株で発見されたキチンオリゴ糖のABC輸送系をコードすると考えられる遺伝子群cbiEFG(現在はdasABCと改名)の生物学的機能とその発現制御を明らかにするため,平成17年度は主にin vitroでの解析を行った。平成18年度は下記の通り,in vivoでの解析を行った。1.dasA遺伝子破壊株の作成と表現型の解析dasA遺伝子の生物学的機能をin vivoで明らかにするため,薬剤耐性遺伝子をマーカーとして,S.colicolor A3(2)M145株の染色体上に存在するdasA遺伝子を相同組換えによって破壊した。得られたdasA遺伝子破壊株では,キチン単糖(N-アセチルグルコサミン)の輸送活性は野生株と変わらなかったが,キチン二糖(N,N'-ジアセチルキトビオース)の輸送速度は,親株の25%に低下した。このことから,dasA遺伝子が,キチン二糖の輸送に関与することが明らかとなった。また,キチン二糖の存在下でのキチナーゼ生産能を調べたところ,dasA遺伝子破壊株では,キチナーゼ生産のレベルが親株よりも高くなることが見出された。2.dasABC遺伝子群の転写単位の解析dasABC遺伝子群はクラスターを形成しており,オペロンとして共転写される可能性が考えられた。そこで,それぞれの転写単位に特異的なプライマーを設計して,逆転写-PCRによって転写産物の有無を調べたところ,dasABCはオペロンではなく,dasA遺伝子は単独で,dasABCはともに転写されることが明らかとなった。

msiK変異株では,キチンの資化能が失われ,かつ,(GlcNAc)_2輸送能が失われた。これらの結果から,msiK遺伝子はキチンの資化に必須であること,放線菌Streptomyces coelicolorでの(GlcNAc)_2輸送系は,DasABCも含め,全てがABCに依存する輸送系であること,が判明した。さらに,msiK変異株では,キチンおよび(GlcNAc)_2によるキチナーゼ生産の誘導が欠損したことから,(GlcNAc)_2の細胞内への取り込みが,キチナーゼ生産の誘導に必須であることが示唆された。以上の結果から,MsiKタンパク質は,DasABCとともに(GlcNAc)_2の輸送に関与するサブユニットであり,S. coelicolorでのキチン分解とキチン資化に必須であることが明らかとなった。一方,dasA遺伝子が輸送対象となる(GlcNAc)_2の存在下で転写誘導されるのに対し,msiK遺伝子は構成的に転写されていることが判明した。
G蛋白質共役型受容体ロドプシンの活性化過程のX線結晶構造解析

昨年度までに決定した視覚の光受容体ロドプシンの光反応初期中間体であるバソロドプシンの結晶構造モデルは、湾曲したポリエン鎖を持つ発色団レチナールの歪んだオールトランス型構造を提唱した点で非常に貴重なものである。一方、解析に用いたX線回折は2.6Å分解能までの比較的低分解能データであるという点で、更なる検証が必要と考えられた。そこで、密度汎関数法に基づく構造最適化・量子力学的計算を行い、構造モデルの安定性及び様々な分光特性等の観点からの妥当性を調べた。発色団構造そのものについては、各々の結合長、結合角、捩れ角を入力値である結晶構造と比較したところ、主に二重結合周りの捩れ角により歪んだ湾曲構造を形成していることが再現され、その程度を示す一つのパラメータと見なせるコークスクリューピッチもよく一致していることが示された。また、中間体に特徴的な可視吸収極大波長、円偏向二色性、ラマン散乱ピークなどの分光特性についても、過去に報告されている測定結果を再現できていることが確認された。更に、活性化過程に重要な構造変化を行うために必要な光エネルギー蓄積メカニズムに関しては、発色団自身の寄与が定量的に見積もられたため、近傍タンパク質部分との相互作用に依存する部分についても貴重な知見が得られた。一方、昨年度に決定した次の中間体ルミロドプシン以降の活性化に関する研究、特に創薬標的GPCRとの関連で重要と考えられるアロステリック制御候補因子の検索・ロドプシンとの複合体結晶構造解析を行い、結合部位に関する予備的な知見が得られた。また、構成的活性型変異体の大量発現から結晶構造解析や、G蛋白質との複合体の三次元結晶化についても、特に重要な試料作成の面での進展を得ることが出来た。既存の網膜由来試料からの3次元結晶を用いた実験では、顕微分光測定システムによる温度設定・光照射条件検索と可視吸収変化測定、発色団レチナールの異性体分析とから中間体生成の最適条件を決定した。この過程で、結晶化条件の大幅な改善が達成されるという16年度に計画していた成果が得られた。即ち、最大X線回折限界が2.5Åから2.0Åまで拡張し、また解析上好ましくないmerohedral twinningの度合いも大幅に減少した。これらの結果を踏まえて、基底状態の精密構造解析と光刺激直後に起こる僅かな構造変化が検出可能と判断し、暗中及び光反応中間体(バソ、ルミ、MI、MII)のうち最初に生成するバソロドプシンの集中的なデータ収集・解析を行った。不活性型GPCRの唯一の高分解能モデルである基底状態の構造は、2.2Åでの精密化が完了し、これまで一部欠けていたポリペプチド鎖を完全なものにすることができた。また、この分解能の向上により、発色団である11シスレチナール自身や結合部位の詳細がいっそう明確になり、分子動力学計算等の手法による理論的な検証に耐えうる精度に近づくことができたといえる。一方、液体窒素温度近傍に維持したロドプシン3次元結晶について光刺激を加えて生成したバソロドプシンについても、その構造モデルを2.6Åで構築することができた。その結果は、インバースアゴニスト結合状態にほぼ固定された蛋白質環境の中でのレチナールの異性化反応により、非常に捩れたアゴニスト(オールトランスレチナール)が生成することを明確に提示している。これらの研究と平行して、活性型に近い構造を示すと考えられる変異蛋白質のデザイン及び安定発現系の構築を進めた。また、現在のロドプシン結晶化過程においてG蛋白質の部分ペプチドを導入し、その複合体構造を解析する研究もスタートさせた。昨年度に決定したロドプシンの2.2Å分解能での基底状態結晶構造は、インバースアゴニストである11シスレチナール発色団及びその結合部位や蛋白質表面の詳細構造の点で新たな貴重な情報を含んでおり、様々なシミュレーション研究の発展を可能とした。今年度は、密度汎関数法に基づくQM/MM分子動力学計算により、その構造の比較解析を行った。その結果、高感度光センサーとして働くために重要な発色団C11=C12二重結合回りの捩れ角が、あらかじめ一方向に偏っていることが明らかになった。従って、このような実験・理論両面からの研究が非常に有効であることが示されたことから、昨年度作成したロドプシンの光反応初期中間体であるバソロドプシンの結晶構造モデルについても同様の研究を開始した。一方、バソロドプシンでの非常に捩れたオールトランスレチナール発色団及び周辺アミノ酸の緩和過程を更に明らかにするために、次の中間体であるルミロドプシンを160K近傍で捕捉し、X線データ収集・解析を行った.その結果、複数の結晶から再現性のある差フーリエ電子密度が得られ、2.8Å分解能でモデル構築を行うことが出来た。発色団レチナールはほぼ完全なオールトランス型に緩和するとともに、近傍膜貫通ヘリックスに局所的な歪みが生じるという、活性化過程に重要な構造変化プロセスが明らかになった。このような結果に基づき、新たなロドプシン変異体をデザインして安定な活性型を作成する研究を開始するとともに、既知の構成的活性型変異体の大量発現から結晶構造解析までのプロセス確立を進めた。また、G蛋白質との複合体の三次元結晶化についても、脂質二重膜構造を保持した方法による試みを開始した。

昨年度までに決定した視覚の光受容体ロドプシンの光反応初期中間体であるバソロドプシンの結晶構造モデルは、湾曲したポリエン鎖を持つ発色団レチナールの歪んだオールトランス型構造を提唱した点で非常に貴重なものである。一方、解析に用いたX線回折は2.6Å分解能までの比較的低分解能データであるという点で、更なる検証が必要と考えられた。そこで、密度汎関数法に基づく構造最適化・量子力学的計算を行い、構造モデルの安定性及び様々な分光特性等の観点からの妥当性を調べた。発色団構造そのものについては、各々の結合長、結合角、捩れ角を入力値である結晶構造と比較したところ、主に二重結合周りの捩れ角により歪んだ湾曲構造を形成していることが再現され、その程度を示す一つのパラメータと見なせるコークスクリューピッチもよく一致していることが示された。また、中間体に特徴的な可視吸収極大波長、円偏向二色性、ラマン散乱ピークなどの分光特性についても、過去に報告されている測定結果を再現できていることが確認された。更に、活性化過程に重要な構造変化を行うために必要な光エネルギー蓄積メカニズムに関しては、発色団自身の寄与が定量的に見積もられたため、近傍タンパク質部分との相互作用に依存する部分についても貴重な知見が得られた。一方、昨年度に決定した次の中間体ルミロドプシン以降の活性化に関する研究、特に創薬標的GPCRとの関連で重要と考えられるアロステリック制御候補因子の検索・ロドプシンとの複合体結晶構造解析を行い、結合部位に関する予備的な知見が得られた。また、構成的活性型変異体の大量発現から結晶構造解析や、G蛋白質との複合体の三次元結晶化についても、特に重要な試料作成の面での進展を得ることが出来た。
遺伝性乳がん・卵巣がん症候群に関する看護職者教育プログラムの開発

遺伝性乳がん・卵巣がん症候群(HBOC)を最も患者に身近な看護職者に啓発する目的の研究である。H30年度は県内の看護職者300名以上にアンケートした結果を元に、ニーズや時間帯など調査した結果に基づきITCの利用環境の確認などおこなった。また文献を調べたり関連学会に参加して教育に必要な情報を入手した。個人情報を扱う分野にて新たに購入したPCにてそれらのデータ整理を行った。HBOCに関して関連学会での発表を施行した。1日本外科学会総会、2日本乳癌学会、3日本家族性腫瘍学会のそれぞれの総会にて関連する発表を行った。また日本外科学会総会では始めて遺伝性乳癌に関するシンポジウムが設けられ、シンポジストとして選出されたため遺伝性乳癌に関する当院での現状と今後の看護職者の教育プログラムに関して発表を行った。(2018年抄録提出、2019/4発表)また院内院外を含めて看護職や医師を対象にHBOCの理解に役立つよう複数回講演を行った。看護職者の教育の実践に関しては、大学病院看護部を中心に、講義前小テストと講義後の小テストを用いて、知識の定着を図るため定期的に勉強会を行った。当大学にある看護職者のみ入学できる遺伝カウンセリングコースがあり、こちらの大学院生や保健学科看護科の学生対象とした講義も行っている。今後は、離島が多い長崎県において、ITCを用いた遠隔地講習会を気軽に行えるよう計画しており、またeーlearningを用いた知識の取得を行っていただくようシステムを構築する予定である。概ね順調に看護職者への啓発は進んでいるが、まだ大学を中心としているので今後は県内全体での教育システムとして確率し全国的にも利用可能な形にしたいと考えている。遠隔地への教育が可能なようにITCを用いて、遠隔地でも容易に直接相談できる体制を整え、教育の機会も増やしていきたいと考えている。講義前後の小テストなどが知識定着に大変有用と考えており、こちらもIT機器を用いれれば紙媒体を経由せず集計も楽になると考えている。研究の方法で遺伝看護の状況を確認して原案プログラムを作成する方針としているが、既に全国で利用できる看護職者向けのe-learningなどもあり、今後はこれらを参考にして更に遠隔地が多い地域でもニーズに合った学習プログラムを作成したい。当該年度に予定していた研究代表者と研究分担者による視察が、予定していた施設の都合で行けなかったため余剰金額が発生した。従って次年度に視察をする予定であるので、当該年度の金額をその費用に当てる予定である。
顔の近赤外画像を用いた情動変化検出に最適なセンシング波長帯域の検討

○研究目的および概要:本申請課題では「ユーザにやさしい対話型インタフェース」構築の基礎的検討として、情動の検出に適する近赤外波長帯域に関して知見を得ることを目的とした。具体的には、近赤外帯域に感度を有するCMOSカメラと複数の狭帯域バンドパスフィルタを組み合わせた撮影装置により被験者の顔情報を取得し、各波長帯域のセンシング情報について比較検討を行った。○実施内容ならびに研究成果:(1)データの取得:被験者5名(20代男性)を対象に、近赤外感度カメラ(ACH100-NIR ; 1280×728画素; 25フレーム/秒)を用いて顔の動画像を取得した。取得する波長帯域の制限には近赤外帯域ロングパスフィルター3種類(Midopt社製LP715, LP780, LP830)、狭帯域バンドパスフィルタ5種類(Midopt社製BN740, BN785, BN810, BN850, BN880)を用いた。データの取得は被験者の心理状態と体調状態が共に良好である時に実施した。(2)近赤外画像解析: 8種類のフィルタを用いた動画像から時系列静止画像を生成し,鼻孔部を基準点として頬部から70×70画素の解析対象領域を抽出した。対象領域の輝度情報からヒストグラムを生成し,波長帯域毎に比較を行った。さらに,各ヒストグラムの尖度および歪度を算出し,頬領域の輝度情報変化に関する特徴量として検討を加えた。(3)血流観測:血流観測装置Bscan-Zを用いて指先(爪母近傍)の毛細血管における血流画像を取得した。(4)検討結果:抽出した領域における各近赤外波長帯域の輝度ヒストグラムおよび尖度・歪度等を観測した結果、780nm-850nmの範囲で画像のコントラストが比較的高い傾向が認められた。この結果は、780nm-850nmが顔の血流観測に適している可能性を示唆するものと考える。
産業構造転換下の日独企業の事業再構築(リストラクチャリング)に関する比較分析

コンツェルンによるコンツェルンの併合,系列化,それに伴うコンツェルンの再編成,マネジメントの変革等,付随して再組織をめぐる諸問題の解決がもとめられている。今般のダイムラ-・コンツェンによるMBBコンツェルンの系列化の場合,ドイツ・エアロスペ-ス(DASA)の機構改革が注目される。特にそれまで企業分野(Unternehmensbereich)の1つにすぎなかったDASAは,これを機に株式会社として法人格を与えられると同時に,持株会社ダイムラ-・ベンツ株式会社の傘下の持株会社,すなわち中間持株会社Zwischenholdingとして性格づけられた。このDASAの機構改革が「統合技術グル-プの形成」に向けられたもので,ダイムラ-・コンツェルンを国際的テクノロジ-・コンツェルンに相応しいものにしたことは言うまでもない。こうした動きの中で,再組織種類については事業部制の導入ばかりでなく,事業分野のスピン・オフ,持株会社の設置,企業の法的形態の変更,共同出資者の変更などが新たに付加される必要がある。ちなみに,これに関連して1980年から89年までにドイツ企業178社が行なった再組織についてのドイツ側の実証分析でも,それを裏づける結果が得られている。いずれにせ,1983年以来ドイツにおける合併・系列化は急増の一途をたどり,1989年には前年にひき続き1.000件を上廻る1.415件を数えており、研究課題である再組織のマネジメントの理論的分析が実践の側からももとめられている状況にある。本年度は、研究課題である企業の事業再構築の分析を実施するにあたっての予備的作業の一貫として調査デザインおよび研究フレームワークの検討を行なった。今後実証分析を進めるため、特に西ドイツでなされた再組織をめぐる実証研究を中心にして、比較研究上の基本的問題が再認識された。それは特に、企業の組織形態、職制、決定メカニズムといったミクロレベルの国情による違いである。例えば、西ドイツの再組織(Reorganisation)で、その中心とされる機能部門制から事業部制への組織形態の移行については、次のことが確認された。(1)事業部制それ自体派、包括的概念であるため、比較分析を正確に実施可能な操作的定義がなされる必要がある。基本的には西ドイツの実証研究のそれをとることにするが、問題はこの操作的定義によって示された事業部制に関して、具体的に我が国での制度的ならびに機能的関係の確定を行うことと、西ドイツのそれとの対応関係をつけることにある。(2)フレームワークについては、再組織を行為者、誘因、活動という3つの変数からなる段階的に職別可能なプロセスと捉えることで作成されるが、これら変数で示される構成概念のもとに、実際どのようなインディケータをとりこむかが問題となる。このインディケータのグルーピングにあたっては、統計解析(因子分析、クラスター分析etc)を駆使することの有効性が認められた。ともかくも、以上の点はいずれも分析結果を左右するものであり、西ドイツ企業の再組織事象の特殊性と普遍性を正確に識別し、我が国の事業再構築を理論的に解明する上で、欠くことのできない予備作業を構成している。なお、これら一連の作業のなかで、西ドイツの実態調査および実証研究の成果を平行して翻訳、出版する準備を進めており、その一部は論文翻訳として本学紀要に掲載している。企業の事業再構築を産業構造転換との関連で分析する時、コンツェルンの再編成ということが注視される。成熟化段階を迎えた自動車産業については近年航空宇宙産業との接近が試みられており、ダイムラ-・コンツェルンによるMBBコンツェルンの系列化もその代表的なケ-スである。成熟産業による成長産業の組み込みによる産業再編成は、連邦政府の航空宇宙産業育成政策による政策的判断が働いている。特に、商業用航空機であるエアバスの製造、開発をめぐる欧州共同プロジェクトの一端を担うMBBについて、分担生産に伴う固有の経営圧力という問題性を明示し、同時に系列化に伴う自動車産業へのインパクトを示唆した。その産業特性という点からするとかなり異質な面が少なくない。後者においては、技術集約的性格が強く研究集約度においては他の産業部門と比して抜きん出て高い。しかし、比較的優位性という点からすると、西ドイツの場合、自動車産業とは対照的に航空機産業の弱さが顕著となっている。それにつけても航空機製造においては、マイクロ・エレクトロニクスを中心として多くの部品産業企業との技術的総合を必須とする航空機製造・開発での戦略展開、再組織のマネジメント展開についても検討する予定でいる。

ちなみに,これに関連して1980年から89年までにドイツ企業178社が行なった再組織についてのドイツ側の実証分析でも,それを裏づける結果が得られている。いずれにせ,1983年以来ドイツにおける合併・系列化は急増の一途をたどり,1989年には前年にひき続き1.000件を上廻る1.415件を数えており、研究課題である再組織のマネジメントの理論的分析が実践の側からももとめられている状況にある。
大気圧コロナ放電の放電波形によるラジカル生成量の制御

当初予定通り、パルス幅をナノ秒オーダで制御できる高圧パルス電源を作成し、パルスコロナ放電のパルス幅を変化させたときに、活性種の生成エネルギー効率がどのように変化するかを調べた。具体的には様々なパルス幅において(1)レーザ誘起蛍光法(LIF)によるOHラジカル密度計測、(2)紫外線吸収法によるオゾン濃度計測、(3)発光分光法による励起準位N_2(C)およびOH(A)密度計測、および(4)間接励起発光分光法によるN_2(A)密度計測を行った。その結果、OH、オゾン、N_2(C)、N_2(A)は、パルス幅が短いほど生成エネルギー効率がよいという結果が得られた。このときパルス幅が閾値以下では、ラジカル生成量は放電エネルギーと共にほぼ線形に増加するものの、閾値以上では放電エネルギーを増やしてもラジカル生成量がほとんど増えない現象が観測された。すなわちパルス幅が一定値を越すと、その部分は特定の活性種にとっては生成に寄与しないことが示された。また閾値以下でも、一次ストリーマと二次ストリーマによる生成効率は大きく異なり、ラジカルの種類によっても異なる値を示した。一方OH(A)については、パルス幅によらず生成エネルギー効率はほぼ一定という結論が得られた。以上の結果から、パルス幅を制御することで、ラジカルの種類別の生成量をある程度制御できる可能性を示すことができた。この他、ラジカル生成量の測定に欠かせないラジカル計測技術の開発も平行して進め、これまでストリーマ放電では計測できなかったN_2(A)の直接計測に成功した。測定には可視域のレーザ誘起蛍光法を用いた。放電波形によるラジカル生成制御では、放電のどのフェーズでラジカルが生成されるかを知る必要がある。そこで本研究では、OHラジカルとOラジカルのレーザ誘起蛍光法(LIF)による計測と、オゾンのレーザ吸収法による計測を行った。その結果、正極性放電では各ラジカルの密度分布が針電極近傍で最大になり、平板電極に近づくにつれて密度が減少することが分かった。これは各ラジカルが二次ストリーマによって主に生成されていることを示している。一方負極性放電では、放電ギャップ間でラジカル密度が比較的均一な分布となり、正極性放電とは異なる機構でラジカルが生成されている可能性が示唆された。この違いをさらに詳細に検討すれば、ラジカルの種別密度を、放電波形により制御することがある程度可能になるかもしれない。実際に直流コロナ放電では、正負極性の違いによりオゾン生成量に大きな差が生じることが知られており、極性の違いによる放電の性質の違いと、それに伴うラジカル生成量の違いを詳細に調べることは、本研究に代表される放電によるラジカル生成に大きな知見を与えるものと期待される。これに関連して、正負パルスコロナ放電の進展の様子を、5nsゲートの極短ゲートICCDカメラおよびストリークカメラを用い、正極性および負極性のコロナ放電が進展する様子を観測した。正極性放電では、よく知られるように一次ストリーマから二次ストリーマを経て放電が進展するが、負極性放電では一次ストリーマのあと、二次ストリーマとは異なる機構の進展が観測された。放電のガス温度も、ラジカルの生成には重要な要素である。放電時の温度を放電の発光分析で計測し、放電後のガス温度をLIFにより計測した。その結果、放電中はほぼ室温程度だが、放電後に温度が増加する傾向が観測された。放電波形制御用のパルス幅可変の高圧電源は、資材を揃えて装置を作成中である。
学習障害児及び言語障害児の言語発達援助技法開発のための臨床心理学的基礎研究

本研究は、学習障害や言語発達遅滞を有する児童の言語発達を促すための方法論について臨床心理学的視点から検討を行ったものである。言語発達に障害を有するクライエントに対する個別遊戯療法、心理劇の技法を取り入れた集団療法場面でのセラピストの援助行動特徴の比較を行った結果、両セラピー場面でのセラピストの相互作用特性に違いが認められることが明らかとなった。すなわち、個別セラピーにおいては、クライエントに対する行為の促しやモデリングのなどの活動への「誘いかけ」、セラピスト自身の気持ちや行動を言語的に明確化して表現するセルフト-クやこどもの気持ち・行動を言語的に明確化するパラレルト-クなどの「叙述」といった言語行動が多かったことが明らかとなった。一方、集団療法においては、こどもから情報を引き出すように質問したり、その場の状況をわかりやすくこどもに説明し、理解を深めるための「確認」という言語行動がセラピストから多く遂行されていたことがわかった。これらの結果から、セラピストは個別・集団という異なるセラピー環境において、クライエントとの相互作用の様態を変え、クライエントに併せて自分の行動を微調整し、クライエントの自発的な言語行動を引き出すべく努力していたことが示された。