hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高レベル放射性廃棄物処分場の立地問題　地域受容性の国際比較研究

スウェーデンとフィンランドにおいて高レベル放射性廃棄物処分場への地域受容性が高い理由として、既存の原子力施設立地地域への立地、問題の「地域化」、原発の所有関係、参加とコミュニケーション、補償と経済振興、国と電力会社の緊密な関係、社会科学の取り込み、政治的プラグマティズムといった要因が考えられる。また、これまでの原子力産業と地域社会の関係性が、処分場の地域受容性に大きな影響を与えていると考えられる。外形的なプロセスやコミュニケーション手法だけでなく、ナショナルな原子力政策の構造や地方自治制度の要因と、地域社会における原子力施設の歴史的な受容過程について、明らかにする必要がある。本研究の目的は、高レベル放射性廃棄物処分場への地域受容性の相違に影響を及ぼしている要因を、国際比較によって明らかにすることである。震災がれき、汚染土壌などの放射性廃棄物の管理・処分は、日本社会が直面する喫緊の課題となっている。特に、使用済核燃料に代表される高レベル放射性廃棄物の処分は、一国のエネルギー・原子力政策を左右する重要問題であり、解決に向けた社会科学的な知見が求められている。平成26年度においては、高レベル放射性廃棄物処分場立地問題の文献調査と比較方法の検討を行った。比較対象国を決定し、立地問題の国際比較のための理論的・分析的枠組みを構築するためには、各国の放射性廃棄物処理政策や現在の状況、直面している問題を理解する必要がある。そのため、まず、放射性廃棄物処分問題に関する論文、書籍、政策文書、新聞記事、Web記事といった文献のレビューを行った。同時に、国際比較の方法について、質的比較研究の手法をレビューしつつ、協力者である豪ジェームズ・クック大学のH.S.Lesbirel氏と共に検討を進めた。以上の調査・検討により、放射性廃棄物の区分や処分方針、プロセスは国によって多様であり、被説明変数の比較尺度を考案するためには、高レベルのみならず低中レベル放射性廃棄物処分を含めた総合的検討が必要であるとの結論を得た。また、アメリカのユッカ・マウンテンやドイツのゴアレーベンのように、一度決定された処分地が撤回されるケースもあることから、「処分場立地の進捗」を単線的な尺度で捉えることは困難である。そのため、各国の原子力政策の歴史的経緯や処分場立地プロセスをより詳細に調査し、比較枠組みの再検討を進めている。原子力発電所から発生する高レベル放射性廃棄物の処分は世界的に喫緊の問題であるが、処分場の建設はそのリスクから地域社会の合意を得ることが困難である。しかし、各国における進捗には相違があり、フィンランドやスウェーデンでは地元の同意と協力を伴って建設が進められている。本研究の目的は、高レベル放射性廃棄物処分場立地の社会的受容の国際的な違いを比較研究によって明らかにすることである。平成27年度においては、引き続き日本における高レベル放射性廃棄物処分場立地問題の調査を行った。政策文書、報告書、新聞記事、議会会議録、学術論文を中心に文献を収集し、制度構造や立地プロセス、これまでの経緯に関する分析・把握に努めた。また、NUMOや資源エネルギー庁が主催するシンポジウムに参加し、科学的有望地の選定や地域的合意形成についての取り組みを観察している。同時に、諸外国における同問題の基礎的な文献を収集し、各国の原子力政策や高レベル放射性廃棄物処分の制度的な相違の把握に努めるとともに、国際比較のための分析枠組みの構築を目指して、先行研究の検討を行った。また、フィンランドにおける同問題の第一人者であるTapio Litmanen氏(ユバスキュラ大学)をたずね、氏との議論から、いかにこの問題が同国のエネルギー政策やエネルギー産業、北欧型福祉国家、地方自治制度などと関連しているのかについて示唆を受けた。また、氏はこの問題を研究している他国の研究者とも交流があり、今後の国際研究ネットワークの構築に向けての足がかりを得た。大学の業務・講義とPhD論文に大きな時間を割かざるを得ず、初年度の遅れを取り戻すにはいたっていない。また、研究協力者であるHayden. Lesbirel氏(豪ジェームズクック大学)が所属組織の改組に伴い多忙を極め、氏を軸とした国際研究ネットワークの構築や、比較枠組みの構築が計画通り進行していない。平成28年度においては、高レベル放射性廃棄物処分場問題の調査を継続すると共に、Qualitative Comparative Analysisの検討を行った。調査においては、「日本において既存の原子力施設立地自治体が高レベル放射性廃棄物処分場建設に積極的ではないのはなぜか」という疑問から、浜岡原子力発電所と地域社会の関係について調査を行った。特に、浜岡原発が立地する御前崎市佐倉地区の浜岡原子力発電所佐倉地区対策協議会(佐対協)への注目した。佐対協は佐倉において原発に関する交渉を担い、協力金の受け入れと使用を取り仕切ってきた住民団体であり、佐対協に注目することで、原発に地域社会がどう向き合ってきたか、どう対応してきたのかを分析した。「原発に伴う利益(協力金など)は佐倉に優先的に配分されるべきである」という「佐倉の優位性」という認識を中心に、浜岡原発をめぐる地域社会のミクロな政治を明らかにした。また、原子力発電環境整備機構(NUMO)が開催するシンポジウムや意見交換会に参加し、高レベル放射性廃棄物処分場の「国民的理解」を求める活動の参与観察を行った。また、各国の高レベル放射性廃棄物処分場問題について、書籍や論文、報告書などの文献調査を継続して実施した。また、比較分析手法についてQualitative Comparative Analysisを中心に、テキストや実際の分析事例から検討を継続して進めた。さらに、既存の迷惑施設やNIMBY問題の研究のレビューを行い、地域的受容性の違いを説明するための変数の検討を行った。

高レベル放射性廃棄物問題の国際比較のために、各国の専門家の協力を得る必要があるが、国際的な研究ネットワークの構築が予定通り進んでいない。また、国際共同研究の実施については、別の研究資金を獲得して実施することを計画していたが、現在のところ見通しが立っていない状態である。2017年9月にスウェーデンのオスカーシャムを訪問し、地層処理実験施設(エスポ)と使用済み核燃料の中間貯蔵庫(Clab)、キャニスター実験施設を見学し、地元におけるコミュニケーション過程について、処理主体であるSKBで地元住民とのコミュニケーションに携わった職員当事者から話を聞いた。地元オスカーシャムの自治体担当職員にも聞き取り調査を実施し、使用済み核燃料に関する自治体の対応について調査した。また、使用済み核燃料処分について研究しているイェーテボリ大学のUrban Strandberg教授を訪問し、スウェーデンで処分場の立地が進んでいる要因として、1原子力オアシス(nuclear oases)への立地、2地方自治体としてのmunicipalityの重要性、3トップ政治家の気質、4経済的なメリット、5SKBのコミュニケーション手法、6市民・住民参加について議論した。2018年3月には、使用済み核燃料処分を研究しているフィンランドのTapio Litmanen教授(ユバスキュラ大学)を招聘し、国際シンポジウム「高レベル放射性廃棄物の処分と社会的合意:フィンランドと日本の比較から」を開催した。シンポジウムでは、高レベル放射性廃棄物処分問題における人文社会科学の役割・立ち位置についての日本とフィンランドの相違や、フィンランドの政治文化としての「Political pragmatism」が処分場問題に与えた影響について議論がされた。また、今後の国際共同研究について協議した。日本における原発立地自治体の調査として、浜岡原発の地元である佐倉地区の浜岡原子力発電所佐倉対策協議会(佐対協)を中心に明らかにした。特に、3号機の立地過程を佐対協と御前崎市、中部電力の交渉、佐対協の改組問題を中心に調べ、浜岡原発と地域社会の関りについて明らかにした。スウェーデンとフィンランドにおいて高レベル放射性廃棄物処分場への地域受容性が高い理由として、既存の原子力施設立地地域への立地、問題の「地域化」、原発の所有関係、参加とコミュニケーション、補償と経済振興、国と電力会社の緊密な関係、社会科学の取り込み、政治的プラグマティズムといった要因が考えられる。また、これまでの原子力産業と地域社会の関係性が、処分場の地域受容性に大きな影響を与えていると考えられる。外形的なプロセスやコミュニケーション手法だけでなく、ナショナルな原子力政策の構造や地方自治制度の要因と、地域社会における原子力施設の歴史的な受容過程について、明らかにする必要がある。当初計画では、平成26年度中に、1各国の政策・現状の文献調査によるレビュー、2国際比較研究枠組みの決定、3各国の研究協力者の選定とプロジェクトチームの体制作り、まで進む予定であった。
非弾性電子トンネル分光法(IETS)による単分子層ー金属界面の研究

最終年度はまずLB膜を累積する金属(酸化物)基板に関する検討をIETS法を用いてさらに行なった。その結果として下部電極としてPbを用いたPb/PbO/Pbトンネル接合の場合、高バイアス領域のトンネルスペクトルを測定した結果、PbO/Pb界面への有機物のド-ピングの有無に関わらず全く分子振動スペクトルが観測されなかった。この原因に関しては今後の検討課題である。本研究の目的はLB膜分子の振動スペクトルを観測することであるから以上の結果よりPb電極はIETSによる分子振動測定には不適であると判断しPbは下部電極として用いないことにした。一方、Snを下部電極として用いたSn/SnO@_<2@>/Pbトンネル接合の場合、高バイアス側の分子振動スペクトル領域では分子の各種振動モ-ドが観測された。このことからSn電極はLB膜の分子振動測定に用いることが可能であることが分かった。以上の結果からアラキジン酸コバルトをトンネル障壁に用いたSn/Sn0@_<2@>/Ar@_<2@>Co/Pbトンネル接合を作成しトンネルスペクトル測定を行なった。10meV以下のVーdV/dI測定を行なったところPbの超伝導エネルギ-ギャップに対応するバイアス点で極小値が観測された。したがって、トンネル伝導が主要な伝導機構であることが確認された。一方、500meVまでのトンネルスペクトルを測定したところ同一の試料にも関わらず1回目と2回目の掃引で異なるスペクトルが観測された。この原因としてはLB膜分子の双極子がLB膜固有の異方性構造により増強されこれに蓄えられた電荷の充放電が関係していると考えられるが詳細に関してはさらに検討を加える必要があるものと思われる。今後は長鎖脂肪酸LB膜の作成時の最適条件(下層水のpH、含有金属等)を見いだすことと平行して高分子を利用することによる面内配向の強化を図ることによる成膜制御を行い、より膜質の良好なトンネル障壁としてのLB膜を実現したい。1.IETS装置の作製に関しては、GPIB対応のロックインアンプを購入し、測定試料からの検出信号をXーYレコ-ダと並列してコンピュ-タにも取り込めるように測定システムの改良を行った。この結果、測定デ-タのスム-ジング、バックグランド処理等、数値演算処理が可能になった。IETSシステムの動作確認としてAlーAl_2O_3ーPbのMIM(金属ー絶縁物ー金属)トンネル接合試料について液体ヘリウム温度でトンネル電流のVーdV/dI特性が観察された。従って、この段階においてIETS測定システムは完成したと判断した。2.LB膜をトンネル障壁に用いたトンネル接合においてトンネルスペクトルを測定し、LB膜分子の分子振動と金属電極フォノンを測定する予定であるが、1.で用いたトンネル接合においてさらに高バイアス側(20ー500mV)まで電圧を帰引したところ、試料作製過程において蒸着装置の排気系のオイルバック等により導入されたと思われる種々の分子振動スピクトルが観測された。すなわち、この金属電極上にLB膜を累積するとLB膜分子の振動スペクトルを有機不純物分子の振動スペクトルとの区別が不可能である。したがって、本年度はまずLB膜を累積する金属であるSn,Pbをベ-ス電極としたSnーSnO_2ーPb,PbOーPbトンネル接合ののトンネルスペクトルの測定を行った。

I,K,Yansonが低温蒸着で作製したSn/SnO_2/Pbの酸化物フオノンについて比較すると、そのスペクトルはほぼ微細構造も含めて一致したが、全くoriginの分からないスペクトルも観測され、検討が加えられた。この研究の目的はLB膜の金属上における配向・吸着状態に関する知見を得ることであり、このために以下の研究を行なった。金属上におけるLB単分子膜の吸着・配向状態に関する情報をこれらの振動モ-ドを通して得るために非弾性電子トンネル分光測定システムの構築を行なった。その後、LB膜を累積する金属の表面状態を把握するためにSn/SnO_2/Pb,Pb/PbO/Pbトンネル接合を作成し,金属/金属酸化物界面に導入された有機物の分子振動スペクトルの観測を行なった。その結果、Pbを下部電極としたトンネル接合では、Pb酸化物表面にエタノ-ルをド-ピングしてもこれらの振動モ-ドは観測されなかった。この原因に関しては明かではないが、本研究ではLB膜の分子振動モ-ドの観測を行なうことが目的であるから、Pbを下部電極に用いることは不可能であることが分かった。一方、Sn/SnO_2/Pbトンネル接合の場合、界面に導入された有機分子の振動スペクトルが観測されたのでSn電極はLB膜累積用基板として用いることが可能であることが分かった。これらの結果をふまえてSn/SnO_2/AR_2Co/Pbトンネル接合を作成しトンネルスペクトルの測定を行なった。Pbのエネルギ-ギャップが観測されたことからこのトンネル接合ではトンネル伝導が主要な伝導機構であることが分かった。一方、高バイアス領域のスペクトルでは同一試料において1回目の測定と2回目の測定で異なる形状のスペクトルが得られた。これはLB膜分子が配向することによりこれらの双極子が増強されたことによる分子中に蓄えられた電荷の充放電が関係していると考えられるが詳細に関しては今後の検討課題である。また、さらには長鎖脂肪酸LB膜の作成時の最適条件を見出すことと平行して高分子を利用した面内配向の強化を図ることによる成膜制御を行い、より膜質の良好なトンネル障壁としてのLB膜を実現したい。
木材の圧縮塑性加工

1)木材圧縮加工装置の開発加工装置は(1)可塑化装置(2)プレス装置(3)形状固定装置よりなる.これらの装置は平成7年度に購入し現在順調に稼働している.この装置を使用しての実験はスギ角材を煮沸後1/3に圧縮した.形状固定は両端をシールした後180°Cに加熱する方法を取った。2)圧縮木材の強度評価上記の装置で圧縮加工したスギ材の強度を曲げ,及び引張りにより評価した.曲げ強度は圧縮率に比例し,1/3圧縮材でもとの強度の2.5倍になった.3倍にならないのは圧縮加工時に繊維を破壊してしまうためであることが分かった.しかし,比強度で見るとアルミの2倍,鋼の4倍になり軽量構造材として十分価値があることが分かった.3)形状復元実験いったん形状固定後,再び煮沸など熱を加えると元の形に戻ってしまう形状復元実験を行った.実験は100°Cで10分煮沸し取り出す実験を10回繰り返す.その結果,圧縮率が高い方が復元率が低いことが分かった.4)形状固定時の加熱・冷却曲線の最適化形状固定には180°C、10気圧、10分保持後冷却する。冷却曲線の取り方によって形状固定性に影響する。5)圧縮木材製造における寸法効果実験室レベルの小形試験片と2m長の大形試験片による寸法効果を調べた。その結果は小形試験片による結果は実物においても基本的には差がないことが分かった。1)高温高圧水蒸気処理法による圧縮塑性加工可塑化は、木材圧縮成形装置を用いて、温度120C,圧力0.98MPa,圧下速度5mm/minでプレスし、体積が1/2または、1/3になるまで圧縮する。その後、180°C、圧力0.98MPa、時間10分の2次処理を行い、形状を固定する。この様な処理を行った圧縮木材は、その後、煮沸試験によって形状の戻りを調べるが、1時間ぐらいいの煮沸によってもほとんど形状復元はない。以上のことから、圧縮塑性加工は上記の条件で十分であることが確認された。2)圧縮木材の強度評価上記の条件で圧密化したスギ材の静的強度試験を行った。強度評価は繊維方向引張り試験、AE特性、硬さ試験、3点曲げ試験を行った。引張強さは、未圧縮材と1/3圧縮材とでは、、3倍の差があり、ほぼ密度に比例して強度が向上することが分った。3点曲げにおいても引張りと同様な傾向が見られたが曲げ強度で見ればアルミニウムと同等の強度が得られた。これらの結果から木材の強度部材としての用途が広がったものと思われる。破壊の形態は繊維の破断よりは、むしろ、早・晩材間の層間剥離が顕著に現れていた。圧密木材は木口面に密度分布を持つため、断面内で一様な引張りを受けることはない。そのために、各層に異なった力が伝達され境界層でせん断応力が働き、層間剥離を起こしているものと考えられる。AEによる計測に結果からも破壊の形態は予測できた。破壊荷重の70%を越える荷重付近から急激にAEカウント数が増加する現象が見られた。以上の研究結果は速報として、日本機械学会で発表した。1)圧縮木材製造における寸法効果実験室レベルの小形試験片(40×40)と70mm×3,000mmの大型試験片による含水率,温度の寸法効果を調べた.温度は,木材中心部について10分60分の間10分おきに変化を調べた.また,含水率については,煮沸温度(90°C)において同じく10分おきに変化を調べた.

その結果,木材中心部と外表面との温度差は加熱開始後40分でなくなることが分かり、大型試験片では60分の加熱で中心部まで可塑化温度に昇温する.含水率については,小形試験片の方が加熱によって下がり方が大きく,大型試験片では60分の加熱によってあまり変化しないことが分かった.2)圧縮木材と金属との接合木材の断熱性と金属のもつ強度,耐食性を複合させた複合建材の製造を試みた.アルミニウム押し出し材の上に可塑化した木材を乗せて圧縮力を加えることにより圧密化と同時に接合を行う.接合は木材の圧縮復元力を利用するもので,機械的結合になる.そのための形状・寸法の設計を行い,適切な接合力が得られた.また,圧縮力を加える方向(年輪との角度)が重要で板目面,正目面を圧縮することは出来ても木口面圧縮は困難であることが分かった.加工力は予想外に大きく摩擦力による増分が純粋な変形抵抗の5倍にも達し,潤滑が大きな技術課題になることが明らかとなった。以上の結果は学会誌「塑性と加工」に投稿した.1)木材圧縮加工装置の開発加工装置は(1)可塑化装置(2)プレス装置(3)形状固定装置よりなる.これらの装置は平成7年度に購入し現在順調に稼働している.この装置を使用しての実験はスギ角材を煮沸後1/3に圧縮した.形状固定は両端をシールした後180°Cに加熱する方法をとった.2)圧縮木材の強度評価上記の装置で圧縮加工したスギ材の強度を曲げ,及び引っ張りにより評価した.曲げ強度は圧縮率に比例し,1/3圧縮材でもとの強度の2.5倍になった.3倍にならないのは圧縮加工時に繊維を破壊してしまうためであることが分かった.しかし,比強度で見るとアルミの2倍,鋼の4倍になり軽量構造材として十分価値があることが分かった.3)形状復元実験いったん形状固定後,再び煮沸など熱を加えると元の形に戻ってしまう形状復元実験を行った.実験は100°Cで10分煮沸し取り出す実験を10回繰り返す.その結果,圧縮率が高い方が復元率が低いことが分かった.4)形状固定時の加熱・冷却曲線の最適化形状固定には180°C、10気圧、10分保持後冷却する。冷却曲線の取り方によって形状固定性に影響する。5)圧縮木材製造における寸法効果実験室レベルの小形試験片と2m長の大形試験片による寸法効果を調べた。その結果は小形試験片による結果は実物においても基本的には差がないことが分かった。
細胞外マトリックスタンパク質Del1による初期胚パターン形成の制御機構

代表研究者らはアフリカツメガエルを用いて、分泌蛋白質Del1が初期胚の神経発生における前後軸の制御に必須の因子であることを見いだした。Del1の機能阻害では、神経の頭側の発生が抑制され、後方化した胚が発生する。一方、機能亢進実験により頭部形成が促進された。Del1がこれらの表現系を示す分子メカニズムを明らかにするために下流のシグナル解析を行ったところ、Del1はWntシグナルを抑制していることが判明した。レポーターアッセイを用いてDel1のWntシグナルに対する作用点を解析したところ、転写因子であるTcfもDel1の過剰発現により抑制された。また、タンパクレベルでの解析から、Del1は細胞外に分泌されたのち、細胞周辺に蓄積する細胞外マトリックスとして機能していることが示された。Del1は頭側に細胞外マトリックスを形成することにより、頭部抑制因子Wntシグナルから頭部を隔離し、神経発生における前後軸のパターン形成に関与している可能性が高い。我々は以前に、アフリカツメガエルから細胞外マトリックスタンパク質Del1(Developmentally-endotheliallocus-1;XDel1)を単離し、その初期胚における役割を解析している。mRNA注入法による機能亢進実験ならびに、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた機能阻害実験から、Xdel1が初期胚の背側化に必要でかつ十分な役割を果たすことが明らかとなっている。平成19年度は、Del1と既知のシグナル経路の関係を明らかにすることを試みた。特に背腹軸形成においては、BMPシグナル経路は胚の腹側化を誘導することが知られている。そこで、XDel1がBMPと互いに拮抗し合っているという仮説を立て、それが正しいことを、以下の2つの検証実験から明らかにした。(1)予定外胚葉組織片(アニマルキャップ)において、BMPシグナルに応答するルシフェラーゼレポーター遺伝子の活性化が、XDel1 mRNAの注入により抑制された。(2)BMPの拮抗因子であるChordinの機能阻害が、XDel1のmRNAの注入によって部分的に回復された。さらに、Del1によって抑制されたBMP応答性レポーター遺伝子の活性化は、恒常的活性型BMPレセプターの共注入によっても回復できなかった。このことは、Del1シグナル経路とBMPシグナル経路が直接拮抗し合うのは細胞内であること、つまり、XDel1にはBMPシグナルとは独立した細胞受容体が存在することを意味する。現在、この受容体の同定を行うために、HEK293細胞からXDel1タンパク質の大量発現と精製を行い,初期胚から作製したライブラリーを用いて発現スクリーニングを行っている。さらに、BMP以外のシグナル経路とDel1シグナルの関連を調べるため、特にWnt、FGFシグナル経路に対するXDel1の影響について、アフリカツメガエル胚を用いて解析を進めている。以前、我々はアフリカツメガエルを用いて細胞外マトリックス蛋白質Del1(D__-evelopmentally-e__-ndothelial-l__-ocus1__-)を単離した。mRNA注入法による機能亢進実験,ならびにモルフォリノアンチセンスヌクレオチド(MO)を用いた機能阻害実験等によりDel1の初期発生での役割を解析してきた。平成19年度までに、Del1はBMPシグナルを細胞内で抑制し背腹軸形成において必須の分子である事を報告した。平成20年度は、Del1とBMP以外のシグナル経路との関係をより詳細に解析した。BMPシグナルの抑制因子であるChordinによって誘導される二次軸は頭部の構造を伴わないが、Del1を同時に過剰発現させることにより頭部形成が誘導された。このことは、Del1がBMPシグナル以外の機能にも関与していることを示している。一般に頭部形成にはBMPとWntシグナルの両方を抑制する必要があるため、Del1はWntシグナルの抑制因子としても機能すると考えた。そこで、この仮説を検証するために以下に示す実験を行い、Del1が効果的にWntシグナルを抑制することを明らかにした。(1)ChordinおよびWntにより後方神経化させた予定外胚葉組織片(アニマルキャップ)がDle1の共発現により前方化した。また、この効果をWhtシグナルに応答するルシフェラーゼレポーター遺伝子を用いて解析したところ、Del1により効果的に抑制された。(2)FGF、NodalシグナルはDel1による影響を受けなかった。このことは、Del1はBMPおよびWntシグナルの特異的な抑制因子として機能していることを示している。本研究によりDel1は主に頭部領域で発現し、頭部領域をBMPとWntシグナルから隔離する細胞外マトリックスとして機能することを明らかにした。
輸送用燃料需要に着目した統合型エネルギーシステムの評価

自動車がエネルギー問題、環境問題に及ぼす影響は大きいことは周知である。これに対し、近年ハイブリッド自動車、電気自動車が期待されている。また、将来的にはメタノール自動車や、燃料電池自動車などが提案されている。しかし、自動車のエネルギー需要、環境負荷は需要とインフラを加味した走行状態に依存するところが大きい。これは、従来評価法すら不十分である。また、燃料製造のプロセスにおいても、石油精製の他、天然ガスからのメタノール合成プロセス等の可能性も合わせ考慮する必要がある。そこで本研究では、(1)電気自動車、ハイブリッド自動車では、実際の交通ネットワークをベースとして、交通需要分布推定しつつ、利用者均衡条件の最適条件を制約として、その下で総交通費用最小化、総CO2排出量最小化を評価関数としてシステム最適を行う、2段階最適化問題として定式化する。対象として、交通量の多い首都圏広域道路ネットワークを取り上げた。次いで、(2)マクロレベルからの接近として、輸送用燃料需要の新エネルギープロセス評価を、電源構成問題と併せて評価する、の2段階から行った。この結果、前者では新エネルギー技術車を導入した時の導入効果についても考察し、交通費用、CO2排出量ともに削減できることが、本モデルから証明された。また、一般道路の路上駐車をなくすことによる交通費用削減、及びCO2削減効果も大きい。後者では、メタノール自動車が最も燃料供給において余裕を生む等の知見を得た。本研究では、エネルギー・環境問題において需要抑制が最も困難とされる交通問題において、技術戦略や公共投資がどのようにこの問題に寄与するかをモデル化して評価するものである。本年度は、千葉県房総半島を中とした南関東エリアを例に取り、交通ネットワークフローをモデル化し、炭素税や代替エネルギー自動車がどのように寄与するかを評価した。交通ネットワーク問題では、単に全体的な運用の効率化(システム最適性)を評価するだけでは不十分であり、個別の利用者が自ら所要時間最短経路を選ぶという、利用者最適性の概念を考慮せねばならない。そこで、本研究では、この利用者最適性を上位システム最適化問題の制約式として内包するという、2段階最適化問題と定式化した。シミュレーションでは、まず、本方法による交通フローモデルの現状設備に対する解が、現状の断面交通量調査結果を極めて高い精度で再現していることを示した。続いて、道路拡幅の設備投資金額を10億から50億まで拡大するとき、ネットワーク上のどのリンクが拡大対象となり、またネットワーク上の交通フローがどのように変化するかを示すことができた。さらに、電気自動車やハイブリッド自動車の寄与も対象に含めた。なお、本研究の一部は第14回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス、平成9年度電気学会全国大会で報告されている。後者では、メタノール自動車が最ら燃料供給において余裕を生む等の知見を得た。
プレセッションカメラ用低温装置の作成とチオ尿素包接化合物の構造相転移の研究

CBr_4をゲスト分子とするチオ尿素包接化合物は分子間相互作用と物性との関係を調べる上で興味深い。松尾等による(CH_4N_2S)_3・CBr_4に関する熱力学的研究から、秩序無秩序変化によると推定される相転移が、201.75Kに見い出されている。相転移による結晶構造の違いを明らかにしたいと考え、この包接化合物を取り上げた。また、X線写真法によって低温相の結晶学的研究を行うため、プレセッションカメラ用試料冷却装置を、吉村等の論文を参考にして作成した。高温相(CH_4N_2S)_3・CBr_4は三方晶系に属し、格子定数はa=15.7536(9),c=12.412(2)Å,V=2667.6(3)Å^3,空間群はR-3c,Z=6である。水素結合によって形成されたチオ尿素のチャネルが蜂の巣構造を作り、そのチャネル中の特殊位置32をCBr_4のC原子が占め、CBr_4は6重の無秩序構造をとっている。201.75Kにおける相転移が秩序無秩序変化によるならば、チオ尿素が構成する蜂の巣格子は高温相における配置からほとんど変化しないでCBr_4の配向だけが変化すると考えるのが妥当である。(CH_4N_2S)_3・CBr_4の回折斑点(反射)は、低温相において小さい分裂を起こし、高温相では再び単一斑点に変わった。158Kにおけるプレセッション写真の分裂した回折斑点をうまく説明できるような双晶格子をいろいろ検討した結果、ac面を共有した双晶であることが分かった。γ^*=62°となり、c軸を対称軸とする単斜晶系で、可能な空間群はP2,Pm,P2/mとなった。しかし、どの空間群をとるとしても、c軸に平行な2回軸あるいはc軸に垂直な鏡面をもつため、チオ尿素の蜂の巣格子の形成が困難となる。このことから、低温相は単斜晶系ではなく、α^*=β^*=90°の三斜晶系であると考えられる。熱測定から求められた低温相と高温相の分子配向数の比W_h/W_l=3.4を考慮すると、低温相でのCBr_4は2重の無秩序構造をとっていると考えられる。ある種の小型分子をゲストとするチオ尿素包接化合物は分子間相互作用と物性との関係を調べる上で興味深い。これまでチオ尿素包接化合物の低温相の結晶構造の報告は非常に少ない。それ故、その低温相の構造を明らかにしたいと考え、CBr_4をゲスト分子とするチオ尿素包接化合物を取り上げた。松尾等による(SCN_2H_4)_3・CBr_4に関する熱力学的研究から、秩序無秩序変化によると推定される相転移が、201.75Kに見い出されている。

X線写真法によって低温相の結晶学的研究を行うため、プレセッションカメラ用試料冷却装置を、吉村等の論文に基づいて作成した。冷却方法は低温窒素気流を結晶に吹き付ける方法である。定電流定電圧直流電源を使用して、冷却用窒素ガスとエアーカーテン用窒素ガスをそれぞれジュアーびんから取り出し、結晶に吹き付けた。プレセッションカメラ法はX線の照射時間が短いため、冷却用窒素ガスを、途中、液体窒素中を潜らせることによって、通常用いられている温度コントロール装置を使用しなくても、安定した温度の吹き付け用窒素ガスを取り出すことができた。結晶付近の温度はディジタルマルチ温度計によりモニターした。高温相(SCN_2H_4)_3・CBr_4は三方晶系に属し、空間群はR-3cである。低温相(SCN_2H_4)_3・CBr_4のプレセッション写真では、高温相の場合と同じように、hkl:-h+k+1≠3nの消滅則を示した。しかしながら、高温相の場合、h-h01:h+1≠3n,1≠2nの消滅則が存在するのに対して、低温相では、h-h01:h+1≠3nの消滅則が存在するのみで、1≠2nにも反射が新たに出現した。また、低温相の等価反射は-3mの対称を示した。それ故、可能な空間群R-3m,R3m,R32,R3cのうち、Landau条件を満足する空間群R32が一義的に求められた。今後、反射における非常に小さい分裂の取り扱いについて検討を行い、その結果をふまえて低温相結晶構造を解析したいと考える。(CH_4N_2S)_3・CBr_4結晶は無色透明の六角柱状である。高温相結晶は三方晶系で、空間群R-3cである。158Kにおける針状軸方向c^*軸を回転軸とするプレセッション写真を用いて、その消滅則、ラウエ群およびLandau条件から低温相の空間群R32が一義的に求められた。201.75Kにおける相転移が秩序無秩序変化によると仮定すると、チオ尿素が構成する蜂の巣格子は高温相における配置からほとんど変化しないでcBr_4の配向だけが変化すると考えるのが妥当である。この仮定の下に低温相におけるCBr_4の配向を考えた。しかしながら、R32においてもCBr_4のC原子は特殊位置32上に置かなければならないのでCBr_4は必然的に32対称をもつことになり、CBr_4の配向数は高温相の場合と同じ6となる。このことは空間群R32が間違っている可能性を示す。すなわち、c^*軸を回転軸としたプレセッション写真では回折斑点(反射)の分裂を伴わなかったため、そのことを無視したことによると考えられる。そこで、結晶断面のa^*軸を回転/軸としたプレセッション写真を撮った。(hk0)面の写真では反射の分裂が観測された。なお、この分裂反射は高温相で再び単一反射となった。分裂反射をうまく説明できるような双晶格子をいろいろ検討した結果、ac面を共有した双晶であることが分かった。高温相ではγ^*=60°であるのに対し、低温相ではγ^*=62°となり、単斜晶系となった。消滅則から可能な空間群はc軸を対称軸とするP2,Pm,P2/mとなった。しかし、どの空間群をとるとしても、c軸に平行な2回軸あるいはc軸に垂直な鏡面をもつため、チオ尿素の蜂の巣格子の形成が困難となる。このことから、低温相は単斜晶系ではなく、α^*=β^*=90°の三斜晶系で、対称心を保存したP-1であると考えられる。熱測定から求められた低温相と高温相の分子配同数の比W_h/W_l=3.4を考慮すると、低温相でのCBr_4は2回の無秩序構造をとっていると考えられる。
高発がん家系の解析

我国におけるがん多発家系の実態調査を行い、これらの家系由来の試料収集とそれを用いた主原因遺伝子変異の同定を目的とした解析を行った。がん患者の家族歴調査を行い、我国におけるがん患者の12%はがん多発家系に由来することを明らかにした。また小児がん登録調査により、小児奇形腫は部位をとわずダウン症候群の合併率が高いことを見出した。大腸がんにおけるマイクロサテライト不安定性はがん多発家系に由来する場合に特に高率に観察されることを確認した。hMSH2およびhMLH1ゲノム遺伝子の全構造を明らかにし、これにもとづいて大腸がんにおける変異を検索し、顕著なマイクロサテライト不安定性を示す腫瘍の一部にこれらの遺伝子に継世代変異を検出した。一方体細胞変異の検索からマイクロサテライト不安定性を示す大腸がんではp53およびAPC遺伝子変異がむしろ低率であることを明らかにした。またがん多発系由来の大腸がんの半数にはマイクロサテライト不安定性が観察されないことを示し、ミスマッチ修復酵素系以外の主原因遺伝子の存在を示唆した。一方がん多発家系由来の乳がんの一部にp53あるいはBRCA1遺伝子の体細胞変異を検出したが、それぞれの家系内における発がん部位は、主遺伝子毎に異なるパターンをとることが示された。また乳がんはその前がん病変の時点で既にmonoclonalであることを見いだした。一方、網膜芽細胞腫におけるRB遺伝子変異は継世代変異、新生配偶突然変異、体細胞変異間で検出率や性状には相違を認めなかった。さらに、p53およびRB遺伝子あるいはヒト単一染色体を種々のヒトがん細胞株に導入し、その特性変化は細胞株毎に異なるパターンをとることを示し、がん抑制遺伝子の機能が組織特異性であること、すなわちがん多発家系において継世代変異を認めるがん抑制遺伝子毎に発がんの集積する臓器パターンが異なることとの関連が示唆された。またマウスTリンパ腫を決定する遺伝子座(Tlsm-1)をIL4R近傍にマップした。
セラミックスの高温における応力ーひずみ応答の計測と非弾性変形解析

突起部付板状試験片を用いて、常圧焼結窒化けい素セラミックスの高温引張試験および高温引張クリープ試験を実施した。このとき、試験片突起部間に生じる変位をレーザ変位計により測定した。さらに、高温下においてセラミックス製丸棒試験片の引張圧縮疲労試験を行うことができる試験システムを開発した。これを用いて、常圧焼結窒化けい素セラミックスの引張圧縮疲労試験を室温および高温下において実施した。得られた結果は次のように取りまとめられる。1.高温下におけるセラミックスの引張応力ーひずみ関係は、顕著な試験温度依存性および変位速度依存性を示した。2.突起部間の変位を測定することにより得られたこの材料の公称応力ー公称ひずみ関係を材料構成式として、弾塑性有限要素法により荷重ー変位関係を算出した。これと実験より得られた荷重ー変位関係が一到するように材料構成式を補正することにより、突起部の影響を除いた正しい応力ーひずみ応答を決定できることを示した。3.クリープ試験結果によると、この材料のクリープ曲線はいずれの試験条件下においても遷移クリープ状態を経た後、定常クリープ状態へ移行した。4.1300°Cにおいて得られた最小クリープひずみ速度と公称応力を両対数紙上にプロットした結果、両者の関係は、高応力域と低応力域において成立する2本の直線により表現できた。5.室温および高温下において、窒化けい素セラミックスの疲労寿命は応力振幅の低下とともに増加するいわゆるS-N曲線の形態を示した。しかし、S-N曲線の勾配は試験温度の上昇とともに小さくなる傾向を示した。室温から1400°Cまでの試験温度下で、突起部付試験片を用いて常圧焼結窒化けい素セラミックの引張試験を実施した。試験中、レ-ザ-変位計により突起部間の引張変位を計測することにより荷重ー変位関係を得た。さらに、荷重ー変位関係の測定結果と弾塑性有限要素解析を組み合わせることにより、高温下におけるこの材料の引張応力ーひずみ応答の決定法とこの材料の非弾性変形挙動に検討を加えた。1.レ-ザ-変位計を用いた高温下における引張変位の測定結果によると、1200°Cの試験温度下で荷重(P)ー変位(δ)の関係は、0.6および0.06mm/min.の変位速度の下で直線関係を示すが、変位速度、0.006mm/min.では上に凸にわん曲する。また、これを超える温度下で、Pーδ関係は全ての変位速度の下で上に凸にわん曲する。そして、そのわん曲の程度は、試験温度の上昇あるいは変位速度の低下とともに大きくなる。2.Pーδ関係より得た公称応力ー公称ひずみ関係は、1200°C以上の試験温度下で顕著なひずみ速度依存性を示した。3.2.で得られた公称応力ー公称ひずみ関係を材料構成式として、弾塑性有限要素法によりPーδ関係を算出した。そしてこれを実験より得られたPーδ関係と比較した。さらに、弾塑性有限要素法と実験的に得られたPーδ関係が一致するように、材料構成式を補正した。このような手法により試験片に設けられた突起部の影響を除いた正しい応力ーひずみ応答を決定できることを示した。加えて、弾塑性有限要素法により、高温下における突起部付試験片の非弾性域の発達過程を明らかにした。常圧焼結窒化けい素セラミックス製の突起部付き板状試験片を用いて、1170°Cおよび1300°Cの試験温度下において種々の公称応力下引張クリープで試験を実施した。このときクリープ変位の測定は、レーザ変位計測装置を用いて試験片突起部間に生じる変位を計測することにより行われた。

測定結果によると、本変位計を用いて試験片に生じる微小クリープ変位を約600時間にわたって安定して測定できることがわかった。また、いずれの試験条件下においても、セラミックスのクリープ曲線は遷移クリープ状態を経た後、定常クリープ状態へ移行した。なお、1300°C下における低応力域で得られたクリープ曲線は、定常クリープ状態後加速クリープ状態をも示した。さらに、1300°C下におけるクリープ試験で得られた定常クリープひずみ速度と公称応力を両対数紙上にプロットした結果、両者の関係は、高応力域と低応力域において成立する2本の直線により表現できた。さらに、高温下においてエンジニアリングセラミックス製丸棒試験片の引張・圧縮疲労試験を行うことができる試験システムを開発した。これは、Ni基超耐熱合金製の水冷式負荷用治具、円筒二分割型高温電気炉および閉ループ型電気油圧式材料試験機により構成された。この試験装置を用いて、常圧焼結窒化けい素セラミックスの引張・圧縮疲労試験を室温、1000°Cおよび1200°Cの試験温度下で実施した。その結果、いずれの試験温度下においても、窒化けい素セラミックスの疲労寿命は応力振幅の低下とともに増加するいわゆるSーN曲線の形態を示した。しかしながら、SーN曲線の勾配は室温におけるより1200°Cにおいて小さかった。
MRI心筋血流造影剤としての経静脈性マイクロバブルの可能性

左心系へ造影効果が持続する経静脈性マイクロバブルであるガラクトース溶液であるLevovistを用い、心筋潅流用MRI造影剤としての可能性を評価する。ガラクトース溶液に含まれる微小気泡は、その常磁性によるsusceptibility効果により局所磁場を乱し、T2^*を短縮することが基礎実験により確認された。同時に酸素気泡によるT1短縮効果が信号強度の変化として捉えることができることが確認できた。T2^*短縮効果は信号強度の低下として現れるのに対し、T1短縮効果は信号強度を増強するため、両者を同時に用いることは無意味である。心筋潅流の評価においては、造影剤のfirst passを捉える必要があるため、T2^*の影響を必ず受けることになる。故に、T2^*短縮効果でもって潅流を評価するのが適切であると考えられた。そこで、酸素気泡よりも空気気泡を、さらにT2^*短縮系高速撮像シークエンスを用いることによりlevovist通過に伴うT2^*短縮(信号低下)を評価(潅流強調画像)できると考えた。ただし、今回、現有のMRI装置によるウサギを用いた動物実験では、FOVの設定限界等、撮影を断念した。正常男性ボランテアに対して、400mg/ml濃度であるLevovist7.6ml(3.0ml/sec)をボーラス注入し、心電図同期下、拡張末期相にて心筋潅流評価を行った。用いたシークエンスはグラジエントエコー型EPI。コントロールとした生理的食塩水と比較して、Levovistボーラス注入によってT2^*短縮効果による信号低下が心室中隔に認めた。結論としては、十分な気泡の潅流が得られる条件下では、Levovistによる潅流強調画像の可能性が示唆されたが、現時点では投与法の制約による目的部位への十分な到達気泡が得られないことにより臨床応用にはさらなる検討が必要であり、位相画像をも用いた評価が必要と考えられた。超音波用造影剤(Levovist)を急速静注し、MRIによる心筋潅流を評価できるか否かを検討する。微小気泡が血液中に存在すると、susceptibility effectによりT2^*を短縮することが予想される。また気泡の成分として、純酸素を用いることでT1短縮効果も予測される。基礎実験として、超音波用造影剤として使用されているガラクトース懸濁液のT1短縮効果およびT2^*短縮効果を測定した。試験管に封入した試料(20mg/ml)をヘッドコイル内に固定し、1.5T MRIを用い、Turbo FLASHおよびTurbo Inversion Recoveryの2種類の撮像シークエンスでT1緩和時間測定を行なった。この結果、酸素気泡によるT1短縮効果は認められるが、有意な値ではなかった。純粋に気泡により生じたsusceptibility effectによるT2^*緩和が促進され、T1短縮効果そのものを確認することができなかった。すなわち、T2^*短縮効果が信号強度について支配的であることが予想された。次に、強いT2^*短縮効果を得るために高濃度の溶液を用いた。200mg/mlを10ml試験管に取り、T2協調型シーケンスであるDE(Driven Equilibrium)-prepared turbo FLASHを用い、T2^*緩和曲線を求めた。またTurbo Inversion Recoveryも併用しT1値をも求めた。これにより、ガラクトース縣濁液によるT2^*短縮効果、および酸素気泡によるT1

短縮効果が信号強度の変化として捉えることが可能であることが解った。T2^*短縮効果は信号強度の低下として現われるのに対し、T1短縮効果は信号強度を増強するために酸素気泡を用いることは両効果が相殺されるため有用でないことが予想される。心筋潅流評価においては気泡のファーストパスを捉える必要があるため、T2^*の影響は必ず受ける。故に、T2^*短縮効果をもって潅流評価するのが適切であると考え、今後空気気泡を用いた実験を行なう。超音波用微小気泡造影剤Levovistを急速静注し、MRIにより心筋潅流を評価できないか否かを検討する。微小気泡が血液中に存在すると、susceptibility effectによりT2^*を短縮することが予想される。また気泡の成分として、空気ではなく純酸素を用いることでT1短縮効果も予測できる。昨年度は、基礎実験として、Levovist懸濁液のT1短縮効果およびT2^*短縮効果を測定した。今回、家兎を用いて、上記実験結果を踏まえて、心筋イメージの描出を試みた。現有のSimens社製1.5T MRIにて心電図同期法を確立し評価を試みた。しかしながら、今回の実験では、対象心臓が小さすぎFOVを縮少すると、T2^*効果評価のためのturbo FLASHシークエンスが正常に動作せず、本装置での撮影を断念した。また心臓が小さいので、わずかなT2^*の変化がROI内信号値に反映されないことも予想された。打開策としては、FOVの縮少が可能な現有のGE社製1.5T MRIを用いて次年度試みる。最終的には心筋に応用したいが、評価対象の大きい脳のperfusion studyをまず施行する。実験群はLevovist+生食のフラッシュ、コントロール群は生食+生食のフラッシュ、および通常使用量Magnevist+生食フラッシュの2種類。さらにLevovistは静注使用可能なため、人体に応用し、T2^*およびT1短縮効果を用いた心筋潅流評価あるいは造影効果を試みる予定である。超音波造影剤Levovistに含まれる微小気泡は局所磁場を乱し、T2^*を短縮する。T2^*短縮系高速撮像シークエンスを用いることによりlevovist通過に伴うT2^*短縮(信号低下)を評価(潅流強調画像)できると考える。用いたシークエンスはグラジエントエコー型EPIであり、TR=0.8msec, TE=29msec, FA=90deg, Matix=256x128, FOV=250mm, slice thickness=10mmを用いた。正常男性ボランテアに対して、Levovist 7.6ml(3.0ml/sec)をボーラス注入し、心電図同期下、拡張末期相にて心筋潅流評価を行った。コントロールとした生理的食塩水と比較して、Levovistボーラス注入によってT2^*短縮効果による信号低下が心室中隔に認められた。背筋内においた関心領域の信号強度に変化は認められなかった。これは心拍出量に対する同部潅流血液量が僅少で、信号を有意に低下させる量の気泡が到達しなかったためと考える。
リニアモータータンパク質の力発生機講

二本の`足'を持つリニアモータータンパク質であるミオシンVの長い`脚'に,光学顕微鏡で容易に観察できる棒(微小管)を結合させ,アクチン線維上を`歩行'中の脚の動きを直接観察し,運動メカニズムの解明を試みている.昨年度は,脚を固定してアクチン線維の運動を観察する系に改良し,問題となっていたデータの取得効率を上げることができた.今年度はさらに実験を重ね,今まで観察されていた微小管やアクチン線維の動きが,確かにミオシンVの脚の動きを反映していることを示した.改良した系ではアクチン線維の動きの解析から,脚の角度変化と同時にミオシンVのステップ状の並進運動を捉えることができ,力発生を伴った一方向性の角度変化が前足→後足,次の角度へ到達する前に回転ブラウン運動をする変化が後足→(アクチン線維から解離→)前足の動きに対応していることを示すことができた.さらにアクチン線維の動きが床に近いことで制限されないように,ビーズを`橋げた'にして脚が固定されている微小管を`橋'にする系でも実験を行ったところ,解離した足はほぼすべての角度をとり,回転自由ブラウン運動をすることが分かった.これらの結果より,次の歩行モデルを提唱した:両足がアクチン線維に結合した状態から後足が解離して`股関節'を中心に回転自由ブラウン運動をする.前足の脚が力発生を伴って前方に傾き,股関節を前方に押し出す.解離している足が,回転の支点(股関節)が前方に移動したことにより,アクチン線維に結合している足よりさらに前方に着地する.歩行中のミオシンVの前足の脚が力発生を伴って前方に傾くことや解離した足が回転ブラウン運動をするというメカニズムは,リニアモーター蛋白質全般の動作機構の解明において重要な知見を与えると考えている.論文としてまとめ,現在投稿中である.ミオシンVを用いて,リニアモータータンパク質の力発生機構を調べている.ミオシンVは二本の長い足(通常はヘッドとネックといわれる部位)をもち,アクチンフィラメント上を一方向に運動する.足を構造変化させて力を発生し,運動を可能にしているという説が現在有力であるが,直接証拠はまだない.本研究では,ミオシンVの足に棒状プローブを結合させて足の動きを直接見ることにより,力発生を本当に行っているのか,また,いつどの部位がどのタイミングで力発生を行っているのかを明らかにすることを目的としている.複数の手法を試した結果,ミオシンVの足に微小管(棒)を結合させることに成功した.ミオシンVの足に結合するカルモジュリンを,微小管に結合するタンパク質と融合させた.この融合タンパク質を,ミオシンVの足に結合しているカルモジュリンと入れ替え,蛍光ラベルした微小管をミオシンVの足に結合させた.ミオシンVがアクチンフィラメント上を運動するときに,足に結合した棒が床にぶつかってミオシンVの運動を阻害しないように,床の上に固定した二つのビーズの上にアクチンフィラメントを橋渡しにした(アクチンブリッジ).しかし,棒が結合したミオシンVは溶液中でのブラウン運動が抑えられ,アクチンブリッジにほとんど近寄ってこなかった.そこで,アクチンブリッジの両端に結合したビーズを光ピンセットで捕捉し,アクチンブリッジを溶液中で自由に動かせるようにした.その結果,棒が結合したミオシンVとアクチンフィラメントを頻度よく相互作用させることができた.少数例だが,ミオシンVがアクチンフィラメント上を動いているときに,片足に結合していると考えられる一本の棒が,安定した二つの角度に交互に滞在する様子が観察された.これは初めてミオシンVの運動中の足の動きを鮮明に捉えた結果である可能性があり,さらにデータを得るため,研究を進めている.ミオシンVを用いて,リニアモータータンパク質の運動機構を調べている.ミオシンVは二本の長い足(通常はヘッドとネックといわれる部位)をもち,アクチン繊維上を一方向に運動する.運動機構について,足を構造変化させて力を発生して運動を可能にしている,また,運動過程の一部でブラウン運動を利用している,という有力な説があるが,それぞれ直接証拠はまだない.本研究では,力発生を本当に行っているのか,また,どの部位がどのタイミングでブラウン運動を行っているのかを,ミオシンVの足に棒状プローブを結合させて足の動きを直接見ることにより,明らかにすることを目的としている.試行錯誤の結果,昨年度に,ミオシンVの片足に微小管(棒状プローブ)を結合させることに成功した.それにより,少数例だが,ミオシンVの足の動きを反映していると考えられる棒状プローブの動きが観察された.この結果の信頼性を高めるため,実験系を改良した.今まではアクチン繊維を固定していたが,今回は棒状プローブを固定し,アクチン繊維の運動により足の動きを捉えることにした.他の様々な要素も重なった結果,最終的に実験効率が10倍程度上がった.この新しい系で,足が力発生をしていると考えられる一方向性の速いスイングと,ブラウン運動をしていると考えられるふらふらしたスイングが,交互に起こる動きが鮮明に観察された.これは,広く提唱されているミオシンVの運動機構モデルを証明し得る,重要な結果である可能性が高い.新しい系では,アクチン繊維と床の接触を完全には回避できていないので,今後は,接触しない実験系を開発し,より信頼性の高い実験結果を得られるようにするつもりである.二本の`足'を持つリニアモータータンパク質であるミオシンVの長い`

脚'に,光学顕微鏡で容易に観察できる棒(微小管)を結合させ,アクチン線維上を`歩行'中の脚の動きを直接観察し,運動メカニズムの解明を試みている.昨年度は,脚を固定してアクチン線維の運動を観察する系に改良し,問題となっていたデータの取得効率を上げることができた.今年度はさらに実験を重ね,今まで観察されていた微小管やアクチン線維の動きが,確かにミオシンVの脚の動きを反映していることを示した.改良した系ではアクチン線維の動きの解析から,脚の角度変化と同時にミオシンVのステップ状の並進運動を捉えることができ,力発生を伴った一方向性の角度変化が前足→後足,次の角度へ到達する前に回転ブラウン運動をする変化が後足→(アクチン線維から解離→)前足の動きに対応していることを示すことができた.さらにアクチン線維の動きが床に近いことで制限されないように,ビーズを`橋げた'にして脚が固定されている微小管を`橋'にする系でも実験を行ったところ,解離した足はほぼすべての角度をとり,回転自由ブラウン運動をすることが分かった.これらの結果より,次の歩行モデルを提唱した:両足がアクチン線維に結合した状態から後足が解離して`股関節'を中心に回転自由ブラウン運動をする.前足の脚が力発生を伴って前方に傾き,股関節を前方に押し出す.解離している足が,回転の支点(股関節)が前方に移動したことにより,アクチン線維に結合している足よりさらに前方に着地する.歩行中のミオシンVの前足の脚が力発生を伴って前方に傾くことや解離した足が回転ブラウン運動をするというメカニズムは,リニアモーター蛋白質全般の動作機構の解明において重要な知見を与えると考えている.論文としてまとめ,現在投稿中である.
看護基礎教育における医療事故の未然防止シミュレーショントレーニングの構築

循環器病棟看護師及び手術室看護師を対象に、i)日本医療機能評価機構の医療事故情報収集等事業のデータベースを用いて医療事故の未然防止事例の抽出と分析、ii)医療事故の未然防止における思考と行動のインタビュー調査を行う。その後クリティカルケアに携わる看護師を対象にアンケート調査を実施する。研究成果は、医療事故防止対策への提言と、医療事故が未然防止された事例から看護基礎教育におけるシミュレーショントレーニングを構築することである。