hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
行動を安定化させる神経機構－大脳基底核の新たな機能を探る－

行動制御系としてのアクセルとブレーキの機能を大脳基底核が担っているという仮説の下、眼球運動課題遂行中のサル視床下核から神経活動を記録した。その結果、ブレーキの機能を発現すると考えられてきた視床下核は運動が亢進する時にその神経活動を増大させていることが明らかとなった。従来の概念からすると運動が抑制される時に活動を増大させると予測されるが、実験結果は逆であった。他方、アクセルの機能と考えられる線条体の神経活動は運動が亢進する時に増大していることが分かっている。これらの事象から考えると、大脳基底核は行動制御系においてアクセルとブレーキを共働させることで安定した行動の発現を可能としていると考えられる。本研究課題では、行動制御系としてのアクセルとブレーキとしての機能を大脳基底核が担っているかを検証する目的で、眼球運動課題遂行中のサルからの神経活動記録を行う。眼球運動は、その神経機構が十分に研究されていること、また、空間的・時間的解像度の高い測定が可能であることから、行動制御の神経基盤を研究する上で優れた実験モデルとなりうる。眼球運動の記録は、従来用いられてきたアイコイルシステムではなく、赤外線カメラによる測定システムを導入した。実験セットアップが完了後、馴致し終えた覚醒ザルに、無菌下にて頭部固定装置の埋入手術を行った。外科手術から回復後、記憶誘導性眼球運動課題ならびに報酬量を変化させた眼球運動関連課題を訓練した。訓練完了後、課題遂行中の実験動物の視床下核から単一神経ユニット記録を行った。その結果、行動制御系におけるブレーキの機能を発現すると考えられてきた視床下核は、運動が亢進するような時に(たとえば眼球運動の反応時間が早い、あるいは眼球運動速度が速い場合に)その神経活動を増大させていることが明らかとなった。従来の概念からすると、ブレーキの機能と考えられていた視床下核の神経活動は、運動が抑制される時に(すなわち、眼球運動の反応時間が遅い、あるいは眼球運動速度が遅い場合に)活動を増大させると予測されるわけであるが、実験結果はその逆であった。他方、アクセルの機能と考えられる線条体の神経活動は、既存の概念通り、運動が亢進する時に増大していることが分かっている。これらの事象から総合的に考えると、大脳基底核の機能は、行動制御系においてアクセルとブレーキを共働させることで、安定した行動の発現を可能としているのではないかと考えられる。本研究課題では、行動制御系としてのアクセルとブレーキとしての機能を大脳基底核が担っているかを検証する目的で、眼球運動課題遂行中のサルを用い、大脳基底核の特定の核内に神経伝達物質遮断薬を局所投与し、大脳基底核局所回路を選択的に遮断した際の行動学的変化を記録・解析する。24年度は、まず始めに、眼球運動課題が記録できるような実験室のセットアップを行った。実験セットアップが完了後、馴致し終えた覚醒ザルに、無菌下にて、頭部固定装置の埋入手術を行った。外科手術から回復後、視覚誘導性眼球運動課題、記憶誘導性眼球運動課題を訓練した。実験動物は、これらの行動課題をおおむね学習した。さらに、薬物の注入部位である淡蒼球外節ならびに視床下核の同定を行うため、MRI撮像も行った。実験セットアップの立ち上げ、実験動物の馴致・訓練は予定通りこなしたが、途中、研究所の耐震工事による実験室の引っ越しが入り、その分、研究計画の遂行が滞った。24年度の耐震工事による若干の研究計画の遅れを挽回できるよう、本年度は研究遂行のスピードアップを心がけ、対応したいと考えている。主な使用用途として、細胞外神経活動記録装置を購入予定としている。
ニワトリのマレック病発生の早期予知に関する研究

1.HVT免疫野外鶏におけるMDの実態とMD発生の早期予知に役立つ情報を得るべく野外調査された。北海道内の6育成場および道外の3育成場に、計661羽より成る18試験群を設定し、それらから220週齢にかけ経時的に羽毛サンプルを採取し、羽包上皮のMD封入体と羽髄内のMD病変(T-【R_1】-【R_2】-型)の発生を観察した。一方試験群のMD発生も30週齢まで追跡調査された。調査18群は030%のMD発生率を示し、就中5群が10%を越える高発生率を示した。試験群におけるMD発生率の差異は、育成期間中に採取された羽毛における上記両病変の発生率の差異とよく関連した。研究成果は野外鶏におけるMDの実態を示すと共に、個体あるいは鶏群単位のMD発生の早期予知に関し重要な情報を提供した。2.野外発生のMDリンパ腫形成鶏における羽髄並びに内臓病変と相互関連性が調査された。野外から得た1535週齢のMDリンパ腫形成鶏64羽において、それらの92.2%が羽髄組織中に様々な程度および組織像を示す腫瘍性リンパ球性病変(T-型病変)を有していた。そのT-型病変の炎症性病変すなわちR-型病変への過化像も指摘された。興味深いことに、羽髄内のT-型病変の程度や組織像の差異は内部臓器におけるリンパ腫病変のそれら(羅患臓器数,病変の拡がり,構成細胞)とよく関連した。従って、以上の成果はMDリンパ腫形成鶏における羽髄病変の検査が、内部諸臓器・組織のMDリンパ腫の病態の生前診断に有効であることを示唆している。以上の研究によりMD発生の早期予知は可能となった。用いられる指標は我々独自のもので、羽包上皮の封入体と羽髄内MD病変である。MD発生の早期予知は上記両病変の発生の有無、発生時期、持続の有無に基づき行なわれるべき事が示唆された。
酸性染料の異染色性を利用する尿たんぱくの高精度マイクロセンサーの開発

1)シケンシャルインジェクション-ラボ-オン-バルブ法による尿たんぱくとグルコースの連続定量数十μLの試料・試薬をシンリンジポンプで順次ホールディングコイル(HC)に吸引し、検出器方向に逆の吐出流れを作り、拡販混合を起こし、化学反応を誘引する。吸引・押し出しの流れを1-2回コイル中で行うことで反応を促進する。反応性生物をバルブ上に置いた光ファイバーにより検出し、吸光度を測定する。吸引・吐出、リバース流れ時間・検出器への導入と吸光度に基づくデータ処理は全てコンピュータで制御され、化学分析の完全自動化が構築できた。このシステムでは10ポートバルブを用いた。(1)たんぱくの定量には染料のTBPEHがミセル共存下でHSA(人血清アルブミン)とpH3.2でイオン会合し、青色会合体を形成する反応を利用した。(2)一方グルコースはグルコースオキシダーゼ存在下酸素と反応し、過酸化水素を生成するが、この過酸化水素はFe(II)共存下でp-アニシジンと反応し赤色生成物が形成されることを利用した。(2)の酸化反応は時間を要する(5分)ため、先ず緩衝液(pH4.2)とグルコースを含む試料溶液を固定化酵素カラム内に導入し、インキュベーションを行う。その間に緩衝液・TX-100(非イオン界面活性剤)・TBPEをHCに吸引・吐出する。この逆流れ(reverse flow)で反応が促進され、生成物(青色会合体)の吸光度を測定する。測定は時間制御されており、180secで測定される。次に緩衝,Fe(II),p-アニシジンが吸引され、カラムで生成されたH202はFe(II)とp-アニシジンの間に導入すると反応効率がよい。発色体は520nmに極大吸引を示す。このシステムでの検出限界は(3σ)はたんぱくでは0.3mg/dLで、グルコースは0.08mg/dLで、1時間当たり6試料が全自動操作で測定できた。1)測定システムの微試料化と試薬削減化酒井らは連続した「試薬流れ場」に少試料を注入し、0.5mmのテフロンチューブを反応場とする「流れ分析Flow Analysis」の学術・技術開発を行っている。本研究課題においても「流れを利用するセンシングシステム」の課題を重要な研究視点に挙げており、それらに関する基礎・応用研究を展開した。例えば尿中に排泄される覚醒アミンであるメタンフェタミンをイオン会合反応を用いて定量することを試みた(Talanta,68,235(2005).この方法は試薬をオンラインで再生し、さらに循環再利用する技術が開発され、廃液を出さない方法として注目されている。またシーケンシャルインジェクション-ラボオンバルブ(SIA-LOV)の検出システムが開発された。ここで提案された方法は試薬・試料,数十μLをホールディングコイルに吸引し、可逆送液により、化学反応を促進する方法である。SIA-LOVでは全溶液が約250μLあれば2検体を逐次測定することができ、環境にやさしい検出法である。2)たんぱくの分析法の検討陰イオン染料のテトラブロモフェノールブルー(TBPB)はpH3付近では黄色を呈する。これに少量のたんぱく質(アルブミン)が添加されると青色に変色する。

この反応はマイナスのTBPBとたんぱく表面の陽イオン部が静電的会合すると考えるが、中性界面活性剤が共存すると会合が化学量論的となり、たんぱくの量に比例して吸光度が増加することを見出した。本法は従来法と比べ、試薬空試験液の吸光度が低く、感度も良好で、尿に漏れ出てくるたんぱくの定量に応用できた。またTBPB-たんぱく会合体はニトロセルロース系のメンブランフィルターに捕集することができ、この捕集体をデジタルカメラに収録し、標準色列表と比較することにより、容易に目視定量することができた。尿は非侵襲形試料であり、患者の精神的負担を掛けることなく、測定試料として有効であることから、ここで検討した吸光光度法及び目視法は臨床化学的にも有用であると考える。1)酸性染料TBPEとアルブミン,HSA)のメタクラマジー現象発現機構の検討昨年の研究では二塩基酸染料TBPBとアルブミンとのイオン会合反応条件を検討した。しかしTBPBは2つの酸解離定数をもち、会合が複雑であることが判明した。そこで本研究では解離定数が1つの一塩基酸染料Tetrabromophenolphthalein ethyl ester(TBPE)を用いて異染色性(メタクラマジー)の検討を行なった。TBPEのpKaは4.2であることを酒井らは求めているが、pH3.5>においてはTBPE・Hの分子型として存在し、水溶液では溶けない。しかし非イオン界面活性剤Triton X-100の存在下でミセル内に可溶化することが判明した。またTriton X-100を共存させるとpH3付近にもかかわらずTBPE・Hとイオン会合し、λmaxが410nmから610nmと大幅にred shiftを起こすことが分かった。また610nmにおいてはreagent blankの吸収は殆どなく、TBPE-HSA会合体の吸光度のみを測定することが可能であることがわかった。2)1)の検討はバッチマニュアル法であることから、イオン会合反応場は大きく、また試薬の廃棄量は多く(1試料につき25mL使用)、また再現性は十分とはいえない。そこで、酒井らが研究を進めている「連続流れ場」を利用するフローインジェクション法での導入について検討した。流路は単純な2チャンネルとし、1つの流路にはキャリヤー(蒸留水)を、もう一方には試薬(Triton X-100、TBPE,緩衝液の混合溶液)をダブルプランジャーポンプを用いて0.9mL/minの流速で送液した。その結果反応場は0.25i.d.x 5mのテフロンチューブを用いれば十分に発色することが判明した。またTriton X-100、TBPEの濃度とも、それが増加すると水を対照にしたベースラインの上昇が見られた。種々の判明した条件下で作成した検量線は0-12mg/dLの範囲で良好な直線性を示し、R^2=0.998が得られた。また3.0mg/dLHSAの10回測定で求めた変動係数は1.2%で極めて再現性・精度の高い方法を確立することが出来た。このシステムで測定すると1時間に30試料を分析することが可能である。(1)シケンシャルインジェクション-ラボ-オン-バルブ法による尿たんぱくとグルコースの連続定量数十μLの試料・試薬をシンリンジポンプで順次ホールディングコイル(HC)に吸引し、検出器方向に逆の吐出流れを作り、拡販混合を起こし、化学反応を誘引する。吸引・押し出しの流れを1-2回コイル中で行うことで反応を促進する。反応性生物をバルブ上に置いた光ファイバーにより検出し、吸光度を測定する。
化学シフト計算法に基づく動的分子構造論の創製

化合物の詳細な構造を解明することは、その化合物がもつ特異な機能を理解する上で不可欠である。機能と構造との相関が解明できれば、より高次の新しい機能をもった分子を設計することが可能となる。このように構造の知見は機能の理解、予測、設計などに重要である。我々はNMR化学シフト計算法を確立し、任意の構造に対する理論的な化学シフト値を正しく求め、それを用いてフレキシブルな化合物の動的な配座平衡の解析を行うため、化学シフトを用いる解析法を開発した。われわれは化学シフト値の構造依存性は分子内に存在する芳香環、多重結合やヘテロ原子を含む官能基などからの誘起遮蔽効果を見積もる方法により求めている。本研究の成果1.キラルな二級アルコールの絶対配置の決定に化学シフト計算法を適用し,メントールをはじめとして環状及び鎖状の各種のキラルな二級アルコール体の絶対配置を決定することに成功した。2.ポルフィリンの環電流効果に基づく誘起遮蔽効果を見積もる手法を新たに開発し,テトラフェニルポルフィリンのSn(IV)と各種のカルボン酸による錯体の溶液中の構造を解析することに成功した。特にナフタレン-1及び-2-カルボン酸の錯体の場合は2種類の配座異性体が存在し、それらの存在比が温度で変化することを明らかにした。当該研究期間、3年間に上げた成果により、課題の化学シフト計算法に基づく動的分子構造論の創製が一応の完成を見たといえる。今回,以前に求めたエーテルの場合と同様な手法を用いて、2級アミンの誘起磁気遮蔽効果を求めた。これにより,アミンを含む化合物への化学シフト計算法の適用が可能となった.さらに,ビナフチル骨格をもったアンドロスタ-3,17-ジオンのケタール体を合成し,ナフタレンの磁気異方性効果を見積もることに成功した。つぎにキラルな二級アルコールの絶対配置の決定に化学シフト計算法を適用した.インダン骨格を含む堅固なキラルなカルボン酸を新規に合成し,メントールをはじめとする各種のキラルな二級アルコール体とのエステルを合成し,新規不斉補助基がキラルな二級アルコール体に及ぼす誘起磁気遮蔽効果を求めた。この誘起磁気遮蔽効果を再現すべく,新規不斉補助基をもつエステル体について分子動力学計算を行い、そこから得られる動的構造を用いて化学シフト計算法により誘起シフトを計算したところ,実測の誘起磁気遮蔽効果をよく再現し,計算法によるキラルな二級アルコール体の絶対配置を決定することに成功した。

今回,本研究ではキラルな二級アルコールの絶対配置の決定に化学シフト計算法を適用し,メントールをはじめとする各種のキラルな二級アルコール体とのエステルを合成し,新規不斉補助基がキラルな二級アルコール体に及ぼす誘起磁気遮蔽効果を求めた。この誘起磁気遮蔽効果を再現すべく,新規不斉補助基をもつエステル体について分子動力学計算を行い、そこから得られる動的構造を用いて化学シフト計算法により誘起シフトを計算したところ,実測の誘起磁気遮蔽効果をよく再現し,計算法によるキラルな二級アルコール体の絶対配置を決定することに成功した。さらにポルフィリンの環電流効果に基づく誘起遮蔽効果を見積もる手法を新たに開発し,テトラフェニルポルフィリンのSn(IV)と各種のカルボン酸による錯体の溶液中の構造を解析することに成功した。ポルフィリンは生体内酵素として重要な働きをすることが知られているので,今回の成功は含ポルフィリン触媒の作用機構を実験から求める一つの手がかりになるものと期待される。化合物の詳細な構造を解明することは、その化合物がもつ特異な機能を理解する上で不可欠である。機能と構造との相関が解明できればより高次の新しい機能をもった分子を設計することが可能となる。このように構造の知見は機能の理解、予測、設計などに重要である。我々はNMR化学シフト計算法を確立し、任意の構造に対する理論的な化学シフト値を正しく求め、それを用いてフレキシブルな化合物の動的な配座平衡の解析を行うため、化学シフトを用いる解析法を開発した。われわれは化学シフト値の構造依存性は分子内に存在する芳香環、多重結合やヘテロ原子を含む官能基などからの誘起遮蔽効果を見積もる方法により求めている。今年度の成果1.キラルな二級アルコールの絶対配置の決定に化学シフト計算法を適用し,メントールをはじめとして環状及び鎖状の各種のキラルな二級アルコール体の絶対配置を決定することに成功した。2.ポルフィリンの環電流効果に基づく誘起遮蔽効果を見積もる手法を新たに開発し,テトラフェニルポルフィリンのSn(IV)と各種のカルボン酸による錯体の溶液中の構造を解析することに成功した。特にナフタレン-1及び-2-カルボン酸の錯体の場合は2種類の配座異性体が存在し、それらの存在比が温度で変化することを明らかにした。今年度を含めて3年間に上げた成果により、課題の化学シフト計算法に基づく動的分子構造論の創製が一応の完成を見たといえる。
学校教育における文化財の効果的な活用方法について

博学連携の一形態といえる「学校教育と埋蔵文化財行政の連携」において、その現状の課題のひとつとして、連携形態が「体験学習」に過度に依存し過ぎている点を指摘することができる。そのことが「学校教育と埋蔵文化財行政の連携」が停滞している主たる原因であることから、本研究ではそれに代わるものとして「教科教育」、特に社会科教育・地歴科教育での効果的な連携の在り方について考察することを目的とした。そこで、全国の学校現場、もしくは埋蔵文化財調査機関等の文化財行政現場、また博物館等の社会教育機関で実施されている、「教科教育」領域における「埋蔵文化財行政」との連携に関する実践事例と、博学連携に関する先行研究を分析対象とし、現状での連携の実態と課題を把握することにつとめた。そうしたことから、本研究の調査対象は学校教育現場と埋蔵文化財行政現場・博物館等の社会教育機関の双方にまたがり、専門的見地からの指導助言を得る必要があることから、それぞれの授業実践者(学校現場)・文化財調査担当者(埋蔵文化財行政現場)・学校連携担当者(博物館)に協力を求めたことにより、より具体的・実用的な実践事例を把握、分析することが可能となった。その結果、連携の在り方を「地域学習」・「教材開発」・「教師教育」・「総合学習」の4領域にカテゴリー化し、各領域の現状と成果、また今後の課題について見通しを立てることが出来た。本研究の成果は、「学校教育における埋蔵文化財活用」の在り方を、「教科教育」との関係の中で再構築するという斬新な方法を伴うため、従来にはない「学校教育と埋蔵文化財行政の連携」に関する新たな方向性を示すことができたと考える。今後の課題としては、連携対象を「埋蔵文化財」のみならず、広く文化財全般に拡大し、その効果的な活用方法を模索していきたい。
補償的正義（Reparatory Justice）の研究

申請課題に関連する文献および資料の収集等は順調に進んでいる。これまでのところ、植民地主義の諸遺制の研究、戦間期における全体主義諸国の国際協働の研究、多国間主義の歴史的変遷あるいは発展の研究、国民国家システムの変遷と変貌における市民権/国籍の意義の研究などの細目に網の目を広げてきた。これらの諸問題の研究深化のために、2018年8月9月、および2019年3月の2度にわたり、昨年度に引き続いてバーゼル大学ヨーロッパ研究所(ヨーロッパ・国際問題研究所)に滞在して、所長ほかの所員と共同研究を精力的に進めた。同研究所は植民地主義の研究において世界的に評価されている研究機関であり、同所における共同研究はきわめて大きな成果をもたらしている。多国間主義(multilateralism)の研究は中核となった歴史問題の研究の外延として浮かび上がり、それについても研究所内外の研究者を国際的に糾合して共同研究を開始した。すでに刊行計画も進み、その内容の確定等につき実質的な協議を始めるに至っている。また市民権/国籍の研究は、歴史的に多くの個人において犠牲を生み出してきた問題であり、研究所の中心課題にもなり、申請者もそれに国際参加の形で参与する。国際的不正義の問題でありながらこれまで国際法的な解明がほとんどと言ってよいほどなかった分野であり、その学問駅処理の過程が順調に開始されたことは大いに有意義だと考える。いずれにおいても、グローバル・ヒストリー論の潮流を踏まえており、それによる結節効果を念頭に置きながら立体的な研究を進めている。「概要」記載のとおり、当初の予想以上の成果につながっている。日本において自己単独の研究をするほか、これまでとほぼ同様に、バーゼル大学ヨーロッパ研究所にしばしば滞在し、共同研究を精力的に進める予定である。具体的には第一に、市民権/国籍に関する研究プロジェクトの遂行を行う。これには同研究所における共同研究に加え、ジュネーヴに赴いて国連図書館の資料を渉猟して国際法的観点からの貢献をすることを予定している。必要に応じ、ロンドン等にもおもむき、植民地関係の国際訴訟等についても研究を深める。また第二に、多国間主義(multilateralism)に関する共同研究も急速に進める。この問題を、単なる「幅広い国際協力」という問題ではなく、国際的正義の実現の可能性および限界の問題と捉える点で共同研究参加者は一致しており、かなり早い時期にそれぞれの研究成果を持ち寄り、出版物につながる見通しである。これらにより、申請者の当初の研究計画にさまざまな外延の肉付けができ、有意義な研究過程が実現している。平成29年度前半は日本において文献および資料研究を行い、9月以降3月まで、2度に分けてバーゼル大学(スイス)ヨーロッパ研究所に滞在し、主として同研究所所長マドレーヌ・ヘレン教授との共同研究に従事した。直近の共同研究課題は、戦間期の枢軸国による国際機構ネットワーク形成過程の研究であり、日本・ドイツ・イタリアの協働関係の事実確定および分析である。その協働関係において第一次大戦以前の「国際主義」がいかにして壊され、あるいは逆に保存され再利用されたかを探る、独自性豊かな研究の基礎が固まりつつある。同時にそれは、戦間期ヨーロッパおよび戦間期アジアの平和的関係の破壊をも伴っていた。それゆえ、そこにおける「国際主義」の破壊した平和がそののちいかにして修復されていったかの研究でもある。すなわち、歴史研究であると同時に通時的かつ法的な補償的正義を考究するための作業を蓄積してきたと言うことができる。このように、法律家と歴史家の異分野間の協働により、いくつもの新しい研究調査課題が発見されつつあり、当初想定していた以上に広い範囲にわたって研究が深められつつある。その過程においてとりわけ、ようやく研究の光が照射され始めた国際連盟について、いくつもの論題が設定され、新たな発見が加えられている。それによって明らかにされることの一つは、欧米諸国をはじめとする列強の植民地主義がいかに展開され、国際連盟の制度(特に委任統治制度)によっていかに変容していったか、という点である。それは形を変えて国際連合に受け継がれ、国際機構が過去の清算にどれほど有用であるかを計る試金石となってきた。この異分野間協力の可能性がきわめて大きいことを確信している。研究状況は上記「概要」に記載のとおりであり、その限りでは「当初の計画以上」と自己評価することも不可能ではない。他方、まだ独自研究も共同研究も進行中であり、成果を論文あるいは著書に結実させていないため、ひとまず「おおむね順調」と申告する。成果論文化を個々に行うほか、ヘレン教授とは共著を執筆し、予定としては今年度中にヨーロッパの出版社から刊行の予定である。

多国間主義(multilateralism)の研究は中核となった歴史問題の研究の外延として浮かび上がり、それについても研究所内外の研究者を国際的に糾合して共同研究を開始した。すでに刊行計画も進み、その内容の確定等につき実質的な協議を始めるに至っている。また市民権/国籍の研究は、歴史的に多くの個人において犠牲を生み出してきた問題であり、研究所の中心課題にもなり、申請者もそれに国際参加の形で参与する。国際的不正義の問題でありながらこれまで国際法的な解明がほとんどと言ってよいほどなかった分野であり、その学問駅処理の過程が順調に開始されたことは大いに有意義だと考える。いずれにおいても、グローバル・ヒストリー論の潮流を踏まえており、それによる結節効果を念頭に置きながら立体的な研究を進めている。「概要」記載のとおり、当初の予想以上の成果につながっている。ヘレン教授(および同研究所の研究者各位)との共同研究が予想以上に生産的であると知ったため、今後は初年度以上に協働関係を深め、そのためにバーゼル大学の滞在もできる限り実施したい。幸い、同教授が国際連盟研究、戦間期研究、ファシズム研究、植民地化および脱植民地化研究において国際的に高名であり、それゆえ同研究所に世界各地から優秀な研究者も集まりやすいため、そうした人的な刺激も十分に活用する所存である。日本において自己単独の研究をするほか、これまでとほぼ同様に、バーゼル大学ヨーロッパ研究所にしばしば滞在し、共同研究を精力的に進める予定である。具体的には第一に、市民権/国籍に関する研究プロジェクトの遂行を行う。これには同研究所における共同研究に加え、ジュネーヴに赴いて国連図書館の資料を渉猟して国際法的観点からの貢献をすることを予定している。必要に応じ、ロンドン等にもおもむき、植民地関係の国際訴訟等についても研究を深める。また第二に、多国間主義(multilateralism)に関する共同研究も急速に進める。この問題を、単なる「幅広い国際協力」という問題ではなく、国際的正義の実現の可能性および限界の問題と捉える点で共同研究参加者は一致しており、かなり早い時期にそれぞれの研究成果を持ち寄り、出版物につながる見通しである。これらにより、申請者の当初の研究計画にさまざまな外延の肉付けができ、有意義な研究過程が実現している。分担研究者となっている他の科研費からの支援も得られたため、当基金からの支出が予定より少なくて済んだため。共同研究の相手方であるバーゼル大学・ヨーロッパ研究所が、研究滞在する際に大学宿舎の宿泊費をほとんどすべて負担してくれているため、その分が大幅に節約できた。次年度もひき続きしばしばバーゼルで共同研究に従事するため、節約できた額を旅費交通費および日当に充当させていただく。
試験管内再構成系を用いた相同組換え反応における時空間ダイナミズムの分子機構研究

本申請研究では、分裂酵母を主要な生物モデル系として、申請代表者らによって独自に発見された因子を中心に、これらの因子がどのように組換え反応に関与するのか詳細に解析した。特に、以下の2点において大きな成果を得ることができた。1)Swi5-Sfr1タンパク質複合体のX線立体構造を決定し、Rad51依存的DNA鎖交換反応の活性化機構についてモデルを提唱した。2)ヘリカーゼ活性とユビキチンE3活性をもつFbh1が、それぞれの活性を利用して、Rad51リコンビナーゼに対して正負の制御をして、組換え反応のクオリティコントロールをしていることを明らかにした。相同組換え(修復)は、大きく3つの反応ステップ(初・中・後期)に分かれるが、本申請研究では、分裂酵母を主要な生物モデル系として、申請代表者らによって独自に発見された因子(Nip1/Ctp1、Swi5-Sfr1複合体、Fbh1ヘリケースなど)を中心に、各ステップを再構成し、これらの因子がそれぞれの反応過程にどのように関与するのか、分子レベルでの解明、また、一部は、ヒトタンパク質ホモログを解析し、その普遍性の検討、さらに、各ステップ間を再構成し、ステップ間の連携機構の解明、最終的に、これらのアプローチより、時空間的にダイナミックな核内反応機構における分子反応機構解析のパラダイムの構築を目指している。2013度は、Swi5-Sfr1タンパク質が減数分裂特異的リコンビナーゼであるDmc1に対して、recombinase mediatorとactivatorの2種類の作用機序の異なる正の因子として働くことを証明した。さらに、Rad51のmediatorであるRad52は、Dmc1にとって負の因子として機能することを示し、Dmc1依存的な交差型組換えの発生機構について提唱し、これらを論文にまとめて出版した。また、Swi5-Sfr1はRad51が形成するヌクレオプロテインフィラメントを安定化することが以前から知られていたが、その安定化はSwi5-Sfr1が存在しない時と比べて極めて高い安定化(50倍程度)であることが分かった。また、Fbh1ヘリカーゼについては、Rad51反応の制御機構について、前年度までに、正負の2面の効果を発見していたが、当該年度に、負の制御の新たな作用機序として、5'-invasionの抑止力があることを見出した。昨年度は、Ctp1タンパク質にエンドヌクレアーゼ活性を有することを発見した。また、Ctp1はカゼインキナーゼIIでリン酸化されるが、試験管内リン酸化反応系を構築し、リン酸化フォームによってNbs1と物理的相互作用が初めて可能になることを示した。また、発見以降10年以上を精製が困難であったRad55-Rad57複合体の精製に成功した。遺伝学的なトリックを使ったスクリーニングによって、Sfr1による活性化を受けないRad51ミュータントを分離した。現在、その生化学的解析を行っているところである。Sfr1の分子解剖により、機能ドメイン(Rad51やDNAとのを結合部位)を明らかにした。Fbh1ヘリカーゼの精製方法を改良した。また、Fbh1ヘリカーゼよるRad51反応の制御機構について、新たに、正負の2面の効果を発見した。また、ヒトRad51の精製方法を改良して安定供給を可能とした。さらに、ヒトSwi5及びヒトSfr1の発現系を構築した。Brca2の発現精製系を検討し、改良しているところである。相同組換え(修復)は、大きく3つの反応ステップ(初・中・後期)に分かれるが、本申請研究では、分裂酵母を主要な生物モデル系として、申請代表者らによって独自に発見された因子(Nbs1、Nip1/Ctp1、Swi5-Sfr1複合体、Fbh1ヘリケースなど)を中心に、各ステップを再構成し、これらの因子がそれぞれの反応過程にどのように関与するのか分子レベルでの解明、また、一部は、ヒトタンパク質ホモログを解析し、その普遍性の検討、さらに、各ステップ間を再構成し、ステップ間の連携機構の解明、最終的に、これらのアプローチより、時空間的にダイナミックな核内反応機構における分子反応機構解析のパラダイムの構築を目指している。2014年度は、Fbh1ヘリカーゼの解析ついて大きな成果があった。すなわち、1)遺伝学的な解析から、Fbh1はmitoticな相同組換え修復において、交差型組換えを負に制御すること、2)生化学解析から、Rad51依存的なDNA鎖交換反応に対して、負の制御をすること、3)試験管内反応系で、ユビキチンリガーゼE3として機能することなどを纏めて、論文発表した。また、Rad51リコンビナーゼの活性化因子であるSwi5-Sfr1複合体がRad51と相互作用するのに重要な働きをしているアミノ酸残基を同定する目的で、Rad51の表面に位置すると予想されるアミノ酸残基のアラニンスキャニングを行った。

その結果、数カ所の候補残基を同定することができた。さらに、Mre11-Rad50-Nbs1複合体を相互作用するCtp1のプロテアーゼ限定分解を行い、C末端の機能ドメインを同定した。相同組換えは、重篤なDNA損傷である二重鎖切断を正確に修復する機構として働く。それゆえ、ゲノムの安定性を維持する重要な遺伝的メカニズムの一端を担い、発ガン抑止機構としても機能する。相同組換え(修復)は、大きく3つの反応ステップ(初・中・後期)に分かれるが、本申請研究では、分裂酵母を主要な生物モデル系として、申請代表者らによって独自に発見された因子(Nip1/Ctp1、Swi5-Sfr1複合体、Fbh1ヘリケースなど)を中心に、各ステップを再構成し、これらの因子がそれぞれの反応過程にどのように関与するのか、分子レベルで解明することを目指した。当該年度は、以下の成果を得た。Swi5-Sfr1ヘテロ2量体によるRad51の活性化機構---リアルタイムアッセイ系を構築して、Swi5-Sfr1によるRad51依存的鎖交換反応を解析するアッセイ系を2種類構築した。Rad55-Raad57ヘテロ2量体によるRad51の活性化機構---昨年度までに構築したRad55-Rad57ヘテロ二量体の発現精製系を改良して、多量精製を可能とした。Rad55-Rad57ヘテロ二量体によるRad51の鎖交換反応の効果について、予備的ではあるが、一定の促進機構を検出することに成功した。本申請研究では、分裂酵母を主要な生物モデル系として、申請代表者らによって独自に発見された因子を中心に、これらの因子がどのように組換え反応に関与するのか詳細に解析した。特に、以下の2点において大きな成果を得ることができた。1)Swi5-Sfr1タンパク質複合体のX線立体構造を決定し、Rad51依存的DNA鎖交換反応の活性化機構についてモデルを提唱した。2)ヘリカーゼ活性とユビキチンE3活性をもつFbh1が、それぞれの活性を利用して、Rad51リコンビナーゼに対して正負の制御をして、組換え反応のクオリティコントロールをしていることを明らかにした。(1)初期過程の再構成系の構築と反応機構解析:初期過程には、Mre11, Rad50, Nbs1, Ctp1などが関与する。昨年度までに、プロテアーゼ限定分解を行いCtp1のドメインを同定した。そして、C末端に特異的なモチーフを見出し、現在、このドメインの結晶化を図っている。2015年度は、引き続き、Ctp1C末端のの結晶化を行い、立体構造を決定する予定である。(2)初期ー中期過程の再構成系を用いた反応機構解析:Rad51が一本鎖DNAに結合して形成するフィラメントを、蛍光異方性を利用して解析する手法を立ち上げた。これを利用して、Swi5-Sfr1によるRad51ヌクレオプロテインフィラメントに対する影響を解析した。その結果、Swi5-Sfr1による安定化はRad51の解離速度の低下を促すことが原因であることを明らかにした。Swi5-Sfr1が存在しない時と比べて極めて高い安定化(50倍程度)であることが分かった。
倫理を結節点とした都市の学際研究：持続可能性・安全・情報・ウェルビーイングの連環

本研究計画は、これまで個別の課題として研究されてきた持続可能性、ウェルビーイング、そして人工知能や自動運転などの先端技術に関連する諸問題を、それらが相互に連関した問題として生じる場としての都市を研究対象とすることによって統合的に検討することを目的とする。この目的のために、倫理学、工学倫理、食農倫理、環境経済学、地理学の専門家によるチームを組んで学際的に取り組むと同時に、倫理を軸とした統合を可能にする学問的な基盤を探求する。
エンド型植物細胞表層多糖加水分解酵素の構造機能相関の解明

食用増粘多糖類であるアラビノガラクタンの骨格であるβ-1,6-ガラクタンに作用する酵素を放線菌から取得し、基質特異性、立体構造を解明した。詳細な基質認識機構の解明を目指し、配列的に区別できる別種のβ-1,6-ガラクタナーゼを糸状菌から獲得し、立体構造の解明を試みたところ、結晶化には成功したが、立体構造を決定するには至らず、詳細な基質認識機構の解明には至らなかった。本研究は(1)エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの立体構造を解明し、(2)エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの基質特異性のメカニズムを明らかにすることを目的とする。本研究では、Streptomyces avermitilis由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼとAspergillusflavus由来別種エンド-β-1,6-ガラクタナーゼと考えられる酵素を対象とし、糖加水分解酵素ファミリー5に分類されるエンド-β-1,6-ガラクタナーゼの基質特異性のメカニズムを解明し、同ファミリーに属するグルカナーゼ、マンナナーゼ、キシラナーゼなどの酵素との立体構造的な差異を解明する。本年度は、Aspergillusflavus由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼ様遺伝子をPichia pastorisの系で発現させることに成功した。S.avermitilis由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼを大腸菌の系で、A.flavus由来別種エンド-β-1,6-ガラクタナーゼをP.pastorisの系で、それぞれセレノメチオニンを導入した組換え酵素の発現を試み、S.avermitilis由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼについてセレノメチオニン導入組換え酵素の発現に成功した。セレノメチオニンを導入したS.avermitilis由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼについて、結晶化条件の検討を試みた。本研究は(1)エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの立体構造を解明し、(2}エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの基質特異性のメカニズムを明らかにすることを目的とする。本年度は、昨年度にPichia pastorisの系で発現させることに成功したAspergillusflavus由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの結晶化を試みた。組換え酵素は糖タンパク質であり、糖鎖部分が結晶化を妨げていると考えられたため、糖鎖を除去した酵素を調製し、種々の条件で、結晶化の検討を行なった。一方、S.avermitilis由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼについては、昨年度にセレノメチオニンを導入することに成功した組換え酵素を結晶化して、立体構造を解明することに成功した。立体構造をもとに、本酵素が基質であるβ-1,6-ガラクトオリゴ糖をどの様に認識し、β-1,3-ガラクトオリゴ糖やβ-1,4-ガラクトオリゴ糖と識別しているかを明らかにした。本年度は、昨年度にPichia pastorisの系で発現させ、糖鎖を除去することにより結晶化に成功したAspergillusflavus由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの結晶化条件の検討を行ったが、構造解析が行える分解能を示す結晶は得られず、結晶構造を解明することはできなかった。また、構造解析へ向け、Pichia pastorisの発現系でセレノメチオニンを導入したAspergillusflavus由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼを、天然型酵素と同様に糖鎖を除去し、結晶化を行った。しかしながら、セレノメチオニンを導入した酵素では、天然型酵素と同条件では結晶が得られなかった。本研究では、2つの酵素の立体構造解析、基質特異性のメカニズム解明を予定しているが、一つのものについては立体構造が明らかとなり、基質特異性のメカニズムが解明できる状況にある。

もう一方の酵素についても検討を加えており、概ね順調に研究が進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に従い、Aspergillusflavus由来エンド-β-1,6-ガラクタナーゼの構造解析、基質特異性のメカニズム解明を中心に研究を実施する。
肺・肝臓癌に対する機能的画像を用いたオーダーメイド放射線治療法の開発

1)肺機能画像:本研究の目的は肺機能画像と放射線肺臓炎の線量分布解析との相関を前向きに検証することである。Grade 3以上の放射線肺臓炎は、全肺に対する機能肺の割合が低い症例ほど、機能肺に対して照射された肺線量が低値でも発生し、機能肺の割合と放射線肺臓炎の発生に有意な相関を認めた。2)肝機能画像:EOB-MRIより描出した肝機能画像を肝定位照射を施行した20例の治療計画画像に融合し、機能肝を避ける計画をIMRTを用いて行った。機能肝を融合せずに行った計画と比較して、機能肝を避ける計画の方が、肝線量の有意な低下を認めた。1.肺機能画像の精度向上に関する検討(木村、永田)14次元CTによる肺機能画像の精度向上に関する検討:4次元CTは呼吸性移動を加味しており、これを用いた肺機能画像は適切なCT値の閾値を設定することで低吸収域を各呼吸相で描出し低肺機能領域と定義し、肺換気画像を構築した。2肺血流シンチによる血流情報を付加した肺機能画像の検討:肺機能評価は換気-血流ミスマッチのため肺換気情報に肺血流情報を加味することで精度向上につながる。既に確立した評価法である肺血流シンチをSPECT表示し、上記の4次元CTによる肺機能画像と融合し、より高精度の肺機能画像の作成を実施した。2.通常照射での臨床的有用性に関する検討:上記撮像法により得られた肺機能画像を、本臨床研究に登録された肺癌患者に施行した通常照射の放射線治療計画上で融合し、以下の点について前向きに評価を行った。1)各患者の機能肺体積の比較:COPDの国際ガイドラインの重症度分類と機能肺体積との間の相関関係を認めた。2)肺機能的画像より算出した機能肺の割合と、Grade 2、3以上の放射線肺臓炎の頻度とを比較し、有意な相関関係を認めた。3.肝機能画像の精度向上に関する検討(木村、村上):治療計画CTとSBRT後のEOB造影MRIを融合する際の問題点は、SBRT後半年経過した場合に生じる正常肝の委縮、MRIの磁場による画像の歪み、撮影時の呼吸状態の相違である。これを画像処理を用いて融合精度を向上し、EOB造影MRI画像に線量分布図を重ねあわせる際の精度も向上させた。その上で重なりあったボクセルで値の対応を検証し、線量とEOB信号(肝脾コントラスト比:liver-spleen contrast; LSC)の関係を表示し、20症例における検討において正常肝の耐容線量閾値を明らかにした。肺機能画像を用いた高精度放射線治療(IMAT)の前向き評価を実施(木村、永田)1通常照射での臨床的有用性に関する検討:平成26年度に検討した撮像法により得られた肺機能画像を、本臨床研究に登録された肺癌患者に施行した通常照射の放射線治療計画上で融合し、以下の点について前向きに評価を行い、以下の結果を得た。1)各患者の機能肺体積の比較:COPDの国際ガイドライン(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease; GOLD)の重症度分類と正常肺に対する機能肺の割合との間の相関関係を認めた。2)肺機能的画像の有無による放射線肺臓炎の予測因子の検討:V20(全肺に対して20Gy以上照射された肺体積の割合)、FV20及びMLD(全肺における平均線量)、FMLDを肺機能的画像の有無による通常の3次元放射線治療計画を行い検討した。経過観察によりGrade2,3以上の放射線肺臓炎は、それぞれ正常肺に対する機能肺の割合が低い症例ほどFV20及びFMLDが低値でも発生し、肺機能肺の割合と放射線肺臓炎の発生に相関関係を認めた。この成果はIJROBP誌に発表した。2高精度放射線治療照射(IMAT)での臨床的有用性に関する検討:上記1による検討の結果、FV20及びFMLDと放射線肺臓炎の重症度に関連性を認めたため、IMATでの臨床応用を検討した。現在、本邦では肺癌治療においてIMATを用いた放射線治療は未だ一般的でないことや、機能肺に線量制約をかける方法は実臨床で世界的にも報告がないことから、院内倫理委員会へのプロトコール申請に向けて書類作成中であり、承認を得た上で開始する。3国際共同研究:より高精度の肺換気画像によっても1で得られた結果が再現されるかどうかを検証するため、University of California Davisとの共同研究を行うこととなり、当院倫理委員会の承認を受けた。肺機能画像の検討では、「研究実績の概要」で記載したとおり、肺機能的画像の有無による通常の3次元放射線治療計画の前向き研究の成果を既に論文発表したため。また、高精度放射線治療照射(IMAT)での臨床的有用性に関する検討についても、開始に向けたプロトコールを執筆中である。本研究では、肺・肝臓癌の放射線治療において、患者毎の残存肺・肝機能に応じた正常肺・肝への線量低減により安全性を向上することを目的とし、機能的画像を用いたオーダーメイド放射線治療法の開発を行った。肺機能画像として4次元CTによる肺換気画像と肺血流シンチを、肝機能画像としてガドキセト酸ナトリウム(Gd-EOB-DTPA)造影MRI(以下、EOB-MRI)を用いて高機能領域を描出した。この高機能領域への照射線量を現行の高精度放射線治療により選択的に低減させ、実臨床において有害事象の低減につながるか否かを検証した。

肺機能画像については、前向き研究として進行肺癌60例を対象とし、通常照射での放射線治療計画において前述の肺機能画像を融合し、以下の結果を得た。1各患者の全肺に対する機能肺体積の割合とCOPD国際ガイドラインの重症度分類に相関を認めた。2Grade 2,3以上の放射線肺臓炎は、全肺に対する機能肺の割合が低い症例ほど、機能肺に対して20Gy以上照射された体積の割合(FV20%)及び機能肺の平均肺線量(FMLD)が低値でも発生し、機能肺の割合と放射線肺臓炎の発生に有意な相関を認めた。肝機能画像については、EOB-MRIより描出した肝機能画像を肝定位照射を施行した20例の治療計画画像に融合し、機能肝を避ける計画をIMRTを用いて行った。機能肝を融合せずに行った計画と比較して、機能肝を避ける計画の方が、肝V20Gyや平均肝線量の有意な低下を認めた。以上の結果から、今後、各患者の状態に応じたオーダーメイド放射線治療の実現のため、肺・肝機能画像を用いた前向き臨床試験を実施予定である。1)肺機能画像:本研究の目的は肺機能画像と放射線肺臓炎の線量分布解析との相関を前向きに検証することである。Grade 3以上の放射線肺臓炎は、全肺に対する機能肺の割合が低い症例ほど、機能肺に対して照射された肺線量が低値でも発生し、機能肺の割合と放射線肺臓炎の発生に有意な相関を認めた。2)肝機能画像:EOB-MRIより描出した肝機能画像を肝定位照射を施行した20例の治療計画画像に融合し、機能肝を避ける計画をIMRTを用いて行った。機能肝を融合せずに行った計画と比較して、機能肝を避ける計画の方が、肝線量の有意な低下を認めた。肺機能画像の検討においては、既に平成27年度に予定していた「通常照射での臨床的有用性に関する検討」が終了し、現在論文執筆中であるため。また、肝機能画像の検討においても20症例での検討を終え、こちらも論文執筆中である。以下の2点を推進する。1)肝機能画像を用いた高精度放射線治療(SBRT)による前向き評価に関する成果を論文発表する。2)肺、肝機能画像を用いた実臨床への応用に向け、院内倫理委員会の承認を経て、症例のリクルートを開始する。3)より高精度の肺換気画像によっても「研究実績の概要1」で得られた結果が再現されるかどうかを検証するため、University of California Davisとの共同研究を推進する。放射線腫瘍学以下の2点を推進する。1)上記の検討における肺・肝機能画像に関する論文を完成させ、投稿する。2)肺・肝機能画像を前向きに実臨床へ応用するため、倫理委員会への書類提出準備を始める。倫理委員会での承認を経て、実際の症例のリクルートを開始する。前年度に計画していた旅費、物品費が想定より低く抑制可能であったため。前年度に計画していた旅費が想定より低く抑制可能であったため。次年度は実臨床への応用を計画しており、これに伴う消耗品(非再換気型マスク、診断用スパイロメータディスポマウスピースなど)にかかる費用が必要となる。また、University of California Davisとの共同研究の計画が年度途中より発生し、これに伴う旅費や通信費が必要となる。次年度は、初年度に検討した成果を元に、倫理委員会への承認を経て、実臨床への応用を目指している。
無停電電源の独立制御の研究

複数台のUPSシステムが独立制御により、それぞれの出力情報を共有しない状態でも、安定動作かつ負荷分担を行い、しかも無効電力のバランスもある程度可能であることを理論的かつ実験的に示した。(1)2台のUPSが負荷に並列に接続され、それぞれの出力情報を交換しないで、提案している独立制御により、制御されている状態をモデル化した。周波数は一定と仮定して、周波数変換により、d軸とq軸の成分に分割して、電圧や電流を表現する。それに基づき、提案している制御則を盛り込んだ制御系の安定性解析を行った。その結果、安定領域がシミュレーションの結果よりも小さめに求まることがわかった。(2)次に、昨年構築した、3台のUPSシステムから構成される独立制御の実験装置用いて実験を行った。(3)まず、2台のUPSに独立制御を適用した。独立制御を行っている状態で、(A)UPS1の位相が急変する場合、(B)UPS1の振幅が急変する場合、(C)負荷が急変する場合、について、データ(端子電圧、有効電力,無効電力)を収集した。横流の抑制が問題となるが、経験的に無効分電流の積分ゲインをうまく選ぶことにより、抑制できた。(4)さらに、3台のUPSへ拡張して実験を行った。3台でも独立制御が有効に機能し、安定かつ、負荷分担を行いながら、横流も抑制して動作することが確認された。ただし,理論検討とはまだ誤差がみられ、今後の課題が残った。(5)まとめると、3台のUPS制御において、申請者が提案している独立制御により、自律分散的に安定に動作することがシミュレーションおよび実験で確認された。今年度の成果の要点は以下である。2台および3台のUPSシステムが独立制御により、安定かつ負荷分担を行い、しかも無効電力のバランスも達成可能であることを実験的に示した。(1)3台のUPSシステムから構成される独立制御の実験装置を構築した。3つの4象限バイポーラ電源は、UPSの電圧源を模擬するために用いる。また、DSPボードは制御装置として用いる。それぞれの出力端子の電圧と電流のみを観測できると仮定する。それぞれのUPSの情報(端子電圧、電流)は、1つのDSPに集められるが、情報は交換しないで実験できるように制御プログラムを工夫した。(2)まず、2台のUPSに独立制御を適用した。瞬時電圧と瞬時電流から有効分電流と無効分電流をサンプル時間毎に求め、現在、申請者が研究室で提案している範囲の独立制御を行っている状態で、(A)UPS1の位相が急変する場合、(B)UPS1の振幅が急変する場合、(C)負荷が急変する場合、について、データ(端子電圧、有効電力,無効電力)を収集した。横流の抑制が問題点をなるは、無効分電流の積分ゲインをうまく選ぶことにより、抑制効果をあげることができた。(3)さらに、3台のUPSへ拡張して実験を行った。(4)その結果、3台のUPSは申請者が提案している独立制御により、自律分散的に安定に動作することが確認された。
ナノ制御粒界相を有する高温高硬度材料の作製及び産業分野への応用のための基礎的研究

11273K(1000°C)以上で、硬度低下が認められないあるいは低下が少ない優れた硬質セラミックス材料の開発をめざす。すなわち、ナノオーダーで粒界相を最適に制御したホウ化物系コンポジット(SiB_6-SiC-B_4C)の作製を行い、新規高硬度材料を産業界へ応用展開することを目的とし、1000°C以上で、硬度の低下が認められないあるいは低下が少ない優れた硬質セラミック材料の開発をめざし研究を行った。SiB_6に520mass%のカーボンを添加して、焼結体の作製を試みたところ、16001700°C(真空中)で得られた焼結体は、いずれもSiB_6-SiC-B_4C組成のコンポジットになることを見出した(粉末x線回折装置を用いた測定の結果、SiB_6、SiCおよびB_4Cの3相のみを検出した。この材料は、800°C以上の温度まで、硬度の低下がほとんど認められない高温高硬度材料であることが明らかになった。そして、得られる材料の高温摩擦摩耗特性、高温耐酸化性などを明らかにし、SiB_6の高温特性挙動を比較検討する目的で、Si-B-Cの3元系セラミックスの合成およびホウ化物のTaB_2セラミソクスの高温酸化特性を調べた。Si-BおよびSi-B-CにB_4Cを添加し、1400°Cで2時間、アルゴンガス中で合成を行い、合成試料を得た。得られた試料のビッカース硬度を調べた結果、B_4Cを未添加の試料のビソカース硬度は、13GPaの値を示した。B_4Cをlmass%添加した試料は、15GPa、B_4Cを5mass%添加した試料は、最大値の20GPaを示し、B_4Cを10mass%添加した試料は、18GPaの値を示した。試料の成分同定はX線回折法により測定した。試料表面の状態は、走査型電子顕微鏡を用いて観察を行った。x線回折分析の結果、SiおよびBの他に、SiB_6と考えられる回折ピークを強く認めた。この結果から、SiとBが反応してSiB_6相を生成したものと考えられ、良好な高温耐酸化性を有する高温高硬度材料を得ることができた。1000°C以上で、硬度低下が認められないあるいは低下が少ない優れた硬質セラミックス材料の開発をめざす。すなわち、ナノオーダーで粒界相を最適に制御したホウ化物系コンポジット(SiB_6-SiC-B_4C)の作製を行い、その材料の産業分野への応用展開に関する研究を目的とした。本年度は、カーボンを添加したSiB_6の焼結性に及ぼすカーボン添加量の影響について、調べるためにカーボン源(出発原料)として、グラファイトを用い、SiB_6に020mass%のグラファイトを添加し、30MPaの圧力下、15001700°C、1時間、真空中でホットプレス焼結を行った。得られた試料の相対密度は、1700°Cの焼結条件で、カーボンの添加量が、515mass%の試料が、最も緻密化し相対密度95%以上の焼結体を得ることができた。