hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モノリグノール生合成に関与するC1代謝関連遺伝子の発現解析

生体内でメチル基を供給するために働くC1代謝経路では、serine hydroxymethyltrans Transferase(SHMT), glycine decarboxylase, formyl THF synthetase, THF dehydrogenase/cyclohydrolase、methylene THF reductase、methionine synthetase、methionine adenosyl transferase等の酵素が機能している。これらの酵素は、生体内での様々な化合物合成のためにメチル基を供給し、リグニンモノマーの芳香核に結合するメトキシル基の合成にも深く関与していると考えられる。我々は、C1代謝とリグニン生合成との関係を明らかにするため、C1代謝経路に関わる14の遺伝子に着目し、シロイヌナズナを用いてそれらの発現プロファイルを調査した。その結果、SHMTの発現がリグニン合成と相関しているとの傍証を得、7つあるSHMT遺伝子の1つであるSHMT-7が、リグニン合成の盛んなシロイヌナズナの花茎で強く発現していることを突き止めた。ただし、リグニンは花茎が成熟するに従って蓄積するが、この段階的なリグニン合成とSHMTの発現の間には、強い相関は見られなかった。SHMT-7を欠損するT-DNAタグラインを選抜し、その表現型を調べたところ、野性型に比較してややリグニンが減少している傾向が見られたものの、顕著な違いを見出すことはできなかった。SHMTを含むC1代謝関連遺伝子群の更に詳細な発現解析を進めることで、C1代謝とリグニン合成との関係が明らかになることが期待される。本研究課題では、モノリグノールの生合成におけるメチル基供給機構の存在意義を探るべく,テトラヒドロ葉酸(THF)が重要な役割を果たすC1代謝経路の木部組織での働きに着目した。木繊維,師部繊維細胞や道管要素では,その木化に伴い化学構造の異なるリグニンが合成される。これは,リグニンの重合反応に使われる主要なモノリグノールであるコニフェリルアルコールとシナピルアルコールの存在比率が,組織や細胞ごとに異なっていることに由来すると考えられる。本研究課題では,CAとSAの組織・細胞特異的な合成や細胞間の輸送にC1代謝経路が重要な意味を持つとの作業仮説を立て,これを証明することを目的とした。代謝経路に関わる6つの反応段階に関わる7つの酵素,即ち10-ホルミルTFT合成酵素,セリンハイドロキシメチル転移酵素,メチレンTFT還元酵素,メチオニン合成酵素,S-アデノシルメチオニン合成酵素,カフェ酸/5-ヒドロキシカフェ酸-O-メチル転移酵素及びカフェオイルCoA-O-メチル転移酵素を解析対象とした。ポプラゲノムの塩基配列情報(http://genome.jgi-psf.org/)を参考に,各々の酵素をコードすると思われる遺伝子の断片をPCRによって交雑ヤマナラシからクローニングした。次に,これらクローニングしたDNA断片の塩基配列情報を基にプライマーを設計し,若い交雑ヤマナラシの個体の根・茎(皮層と木部を含むそれ以外の組織)・葉から調製した全RNAを用い,RT-PCRを実施すること,各組織における大まかな遺伝子発現をモニターした。その結果,カフェ酸/5-ヒドロキシカフェ酸-O-メチル転移酵素及びカフェオイルCoA-O-メチル転移酵素の遺伝子の発現についてのみ細胞の木化との相関が見られた。更に,各遺伝子の細胞毎の発現をモニターする目的でin situ hybridizationによる解析を試みたが,手技の未熟さもあり明確な結果は得られなかった。シロイヌナズナで働くC1代謝に関連する複数の遺伝子の発現挙動を調べるため、野生型個体(発芽から66日後)の栄養器官であるロゼット葉と、非栄養器官である花茎での発現を検出した。その結果、解析したほとんどの遺伝子が花茎とロゼットの両方で同程度に発現していることが判明した。C1代謝経路はあらゆる代謝反応に関わっているため、これをコードする遺伝子は植物体の至るところで発現していることが予想される。

一方、代謝様式が異なると考えられる花茎とロゼットにおいて複数の遺伝子の発現を解析したにも関わらず、調べた遺伝子のほとんどで両器官における発現量の差異がみられなかった。このことからもC1代謝経路の携わる反応が多岐にわたることが示唆された。セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ(SHM)遺伝子に関する解析では、SHM1,4,6及び7番遺伝子の発現量が比較的多く、SHM2とSHM3は発現が弱いことがわかった。SHM5に関しては発現を検出することができなかった。このようにファミリー内で発現量の多いものと少ないものがあることから、主要に発現するものと補助的に発現するものといったような役割分担が行われているのではないかと考えられる。また5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸から5-メチルテトラヒドロ葉酸をつくるMethylenetetrahydrofolate reductaseをコードする遺伝子MTHFR1は、メチオニンをつくるMethionine synthaseをコードするATMS1や、SAMをつくるMethionine adenosyltransferaseをコードするMT03よりも発現量が少ないことが判明した。このように経路内の遺伝子の発現が異なることから、C1代謝経路が遺伝子の転写レベルだけでは制御されていない可能性が示唆された。生体内でメチル基を供給するために働くC1代謝経路では、Serine hydroxymethyltrans-ferase(SHMT)、Glycine decarboxylase、Formyl THF synthetase、THF de-hydrogenase/cyclohydrolase、Methylene THE reductase,Methionine synthetase、Methionine adenosyl-transferase等の酵素が機能している。本年は、これらの酵素をコードする遺伝子を欠損させた変異体の観察を行い、野生型と比較して植物体にどのような変化が見られるかを調べた。欠損させる遺伝子を選出には、既存のデータベースや既報の論文から手がかりとなる情報を収集し、その中で特にポプラのマイクロアレイ解析のデータに着目した。このデータにおいて、セリンから遊離したC1ユニットをTHFへ転移する酵素SHMTをコードするシロイヌナズナの遺伝子At4g13930は、リグニンの合成が最も盛んな時期の細胞において特異的に発現量の増加がみられたことから、シロイヌナズナのSHMTをコードする7つの遺伝子について着目し、その発現プロファイルと遺伝子欠損個体における表現型の解析を行い、当該遺伝子とリグニンのメチル化との関連性を特に注意深く検討した。その結果、解析した遺伝子の発現とリグニン合成との間には、有為な相関は見られなかった。
多角的なアプローチによる超新星ニュートリノの観測的特徴に関する理論研究

太陽の約10倍以上の質量を持つ大質量星が進化の最後で起こす、重力崩壊による超新星爆発やブラックホール形成の過程で放出されるニュートリノの観測的特徴を理論的に研究した。まず銀河系内で超新星爆発が起こった際のニュートリノバーストについて、検出数だけでなくイベントのエネルギー・角度分布や中性子タグされる割合について、統計的な誤差まで考慮してその時間変化を詳細に調べた。次に、過去の超新星爆発を起源とする背景ニュートリノについてさまざまな不定性を系統的に評価した結果、星形成史の違いによる影響は主に低エネルギー成分に現れることから、今後のスーパーカミオカンデにガドリニウムを添加する実験の重要性を指摘した。重力崩壊型超新星爆発は重たい星の死であるだけでなく、元素の起源や銀河進化の動力源として重要な意味を持ち、宇宙物理学における中心課題の一つである。将来、近傍の超新星爆発から放出されたニュートリノが観測されれば、謎とされてきた爆発メカニズムの理解が大きく進むと期待されている。一方、過去に起こった超新星爆発から放出されたニュートリノを宇宙背景放射として検出する試みもあり、この超新星背景ニュートリノの検出により超新星爆発の発生頻度や宇宙の星形成史に示唆を与えうると考えられている。そこで本研究課題では、数値シミュレーションに基づく超新星ニュートリノのデータセットを用い、銀河系内の超新星によるニュートリノバーストのイベント数の時間変化と、超新星背景ニュートリノの検出数について、系統的な予測を行う。平成26年度は、まず既存のシミュレーションデータセットを拡充し、特に親星の質量が大きくブラックホールを形成する場合に対して、中性子星最大質量の異なる状態方程式を用いて計算を行った。その結果、ニュートリノの総放出量は通常の超新星爆発の場合とは異なり、状態方程式に大きく依存することが分かった。次にさまざまな銀河の観測によって求められた星形成率と金属量の進化を考慮して、超新星背景ニュートリノの検出数予測を行った。このとき上に述べた状態方程式の不定性も含め、さまざまな不定性を系統的に評価した。結果として、星形成史の違いによる影響は主に低エネルギー成分に現れることが分かり、今後のスーパーカミオカンデにガドリニウムを入れる実験の重要性を指摘した。また、近傍で超新星爆発が起きた際に水チェレンコフ型検出器で検出されるイベントのエネルギー・角度分布を計算したほか、異なる型の検出器とのコンバインド解析の可能性も議論した。その他に、強磁場中性子星(マグネター)の再帰的な軟ガンマ線のバースト放射に関する研究も行った。そこで本研究課題では、数値シミュレーションに基づく超新星ニュートリノのデータセットを用い、銀河系内の超新星によるニュートリノバーストのイベント数の時間変化と、超新星背景ニュートリノの検出数予測について、系統的な予測を行う。平成27年度は、近傍超新星からのニュートリノバーストについては水チェレンコフ型検出器においてガドリニウムを添加した場合の粒子識別性まで考慮に入れてイベント数の予測を行った。その上で、平均エネルギーの時間変化は100ミリ秒程度の精度で捉えることが出来るが、統計的な誤差まで考慮すると、角度分布やフレーバー比については時間変化まで捉えることは難しいことがわかった。一方、超新星背景ニュートリノに関しては、実際の検出の際には無視できない大気ニュートリノなどのバックグラウンドの影響も考慮した結果、スーパーカミオカンデにおいて有意な検出のために必要な期間は、これまでにリストアップしてきたさまざまな不定性に強く依存することが指摘できた。その他に、原始中性子星における有限温度非一様状態の核物質に関する研究も行った。超新星背景ニュートリノの研究については、理論的に予想されるさまざまな不定性について系統的に調べた結果を査読誌に論文として発表することができたほか、実験グループからの協力も得て、バックグラウンドに関する議論も進んでいる。一方、ニュートリノバーストに関する研究では、統計的な誤差まで含めると、ニュートリノ観測から爆発メカニズムを探る手法は、当初の想定よりも自明でないことがわかったが、今後、取り組むべき課題が明らかになってきたことから、「おおむね順調に進展している」と評価する。平成28年度は、これまで進めてきたニュートリノ観測に関する研究と並行して、連星ブラックホール合体からの重力波が検出されたことを受け、背景重力波の研究も行った。

低金属量の大質量星は、進化の最後に起こす重力崩壊によりブラックホールを形成すると考えられており、その過程で通常の超新星爆発よりも多くのニュートリノを放出するとされるため、本研究における超新星背景ニュートリノの計算の際には、過去のブラックホールの形成数を銀河の金属量進化モデルに基づいて見積もっていた。そこで、このモデルを背景重力波の計算に応用し、近傍宇宙での連星ブラックホール合体率で規格化した背景重力波のエネルギー密度は、ブラックホールを形成するcriticalな金属量に依存しないことを指摘した。これは、metal richとなった銀河では星形成が抑制され、結果として全体の星形成に占めるあるcriticalな金属量以下の星の割合はredshiftにあまり依存しないからである。その他に、新しい超新星状態方程式の構築と公開に関する研究も行った。太陽の約10倍以上の質量を持つ大質量星が進化の最後で起こす、重力崩壊による超新星爆発やブラックホール形成の過程で放出されるニュートリノの観測的特徴を理論的に研究した。まず銀河系内で超新星爆発が起こった際のニュートリノバーストについて、検出数だけでなくイベントのエネルギー・角度分布や中性子タグされる割合について、統計的な誤差まで考慮してその時間変化を詳細に調べた。次に、過去の超新星爆発を起源とする背景ニュートリノについてさまざまな不定性を系統的に評価した結果、星形成史の違いによる影響は主に低エネルギー成分に現れることから、今後のスーパーカミオカンデにガドリニウムを添加する実験の重要性を指摘した。超新星背景ニュートリノの検出数予測に関しては当初の計画以上に進展して、現在、論文としてまとまったところである。一方、ニュートリノバーストのイベント数予測についてはやや遅れている。ニュートリノバーストについては、引き続き、ニュートリノ観測から超新星爆発のダイナミクスにつながる情報をいかにして引き出すか検討を進めていく。また超新星背景ニュートリノの研究に関しても、これまでとおり、今後の実験への示唆を与えうる議論を進めていく。素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理計画通りに、統計的な評価も含めた、近傍超新星からのニュートリノバーストのイベント数予測を進めるほか、超新星背景ニュートリノについても銀河形成の数値シミュレーションデータなども念頭に置いて、さらなる研究を推進する。また、ニュートリノ検出の実験グループとの連携も強化していく。年度途中で研究代表者が所属機関を異動したことに伴い、予定していた国際会議参加のための外国出張を見送ったため。パーソナルコンピュータの購入を予定していたが、今のところ使用しているマシンでも不自由がないこと、また年々、価格が低下し性能が向上していくことをにらんで、今年度は購入を見送ったため。成果発表のための国際会議や国内の学会・研究会への参加や、研究打ち合わせのための出張を活発におこなう予定である。今年度は見送ったパーソナルコンピュータの購入に充てる。
標的遺伝子組み替えによるヒスタミンH_2受容体欠損マウスの確立と病態解析への応用

本研究は、ヒスタミンH2受容体の欠損マウスを作製することにより、ヒスタミンH2受容体に関わる機能と病態の理解をさらに深めることを目的とした。壁細胞での胃酸分泌には、ヒスタミンH2受容体、ガストリン受容体、アセチルコリン受容体の三者が関与しているが、なかでもヒスタミンH2受容体を介する酸分泌は中心的な役割をしている。臨床的にもH2受容体拮抗剤は消化性潰瘍の治療の中心的な役割を果たしている。現在プロトンポンプ阻害薬が広く使われてきているが、逆に即効性やプロトンポンプとは異なる胃酸分泌抑制の特性から、H2受容体拮抗薬は再評価を受け始めている。今後とも臨床で重要な地位を占め続けることは確実である。この点から、胃酸分泌抑制作用以外の点においても壁細胞の他、血液、中枢神経などをはじめとする多くの臓器に発現しているH2受容体の研究は重要である。H2受容体遺伝子クローニングによりH2受容体遺伝子を導入した発現細胞での解析が可能になり、受容体機能に関する新たな知見が蓄積されている。しかしながら、壁細胞の特性を完全に有した細胞系がないために、受容体の生体全体における機能に関する解析は困難であった。そのため本研究ではまず5'非翻訳領域を含むマウスH2受容体遺伝子全長をクローニングし、遺伝子相同組み換えに用いるベクターを構築し、これをES細胞に導入することにより相同組み替えを起こしたES細胞を得た。これをマウスのblastcystに導入しキメラマウスを作成した。しかしまだジャームラインへのトランスミッションが確認されておらず、現在さらに解析とキメラマウスの作成に取り組んでいる。マウスにおいてヒスタミンH2受容体遺伝子を標的とするノックアウトを行うため、マウスヒスタミンH2受容体遺伝子全長ならびにその5'上流域を含む遺伝子クローニングを行った。さらにノックアウトに必要な変異ヒスタミンH2受容体遺伝子ならびにネオマイシン耐性遺伝子、チミジンキナーゼ遺伝子を含むターゲッティングベクターを作成した。このベクターをES細胞にエレクトロポレーションによって遺伝子導入し、G418およびガンサイクロビルによる2重選択法で残存クローンを得、これらのなかからPCR法ならびにサザンブロット法により相同組み替えの認められるクローンを一株得た。そのクローンを胚細胞へマイクロインジェクションしたが、現在のところキメラマウスの誕生に至っていない。さらに相同組み替えクローン株を得るべく努力している。なおマウスヒスタミンH2受容体遺伝子情報に基づいて、その推定アミノ酸配列からオリゴペプチドを作成しそれに対応する抗体を作成し、マウスH2受容体遺伝子産物の免疫組織学的検討を行ったところ、胃粘膜ではH2受容体は壁細胞にのみ特異的に分布していることが明らかになった。これは以前サイエンス誌に発表された論文の誤りを証明するもので、現在論文として投稿中である。そのほか、以前からのH2受容体調節の分子機構に関する研究も継続しており、受容体刺激後の細胞内移行に関与すると考えられるH2受容体C末端側の特定部位の重要性を明らかにし英文論文として発表するとともに、H2受容体が多量体として存在する可能性を明らかにし、これも英文論文として発表した。我々は独自にマウスヒスタミンH2受容体遺伝子のクローニングに成功しcDNA配列、アミノ酸配列、遺伝子マップの決定を既に終えた。得られたアミノ酸配列から抗体を作製して、免疫染色により壁細胞での存在を確認した。本研究の成果は現在論文印刷中である(Didestion in press)得られたゲノムクローンからターゲティングベクターを作製した。それをマウス胚幹(ES)細胞に導入して、相同組換えを起こしているクローンを複数個得ることに成功した。そのマウス胚幹(ES)細胞のうち核型、形態の良いものをマウスのblastocysに導入してキメラマウスを数匹得ることに成功している。

予定ではホモマウスを得て解析を行っているはずであるが今のところへテロマウス・ホモマウスの作製に至っていない。かなりの数のインジェクションを行ったのでもともと用いたES細胞株自体の質が悪かったことも考えて、念のため新たなES株を入手してスクリーニングを行い多くのクローンを得ている。このクローンを吟味して、今までのものに加えてインジェクションを行いホモマウスの作成を行っている。マウスの解析には、プロトンポンプ・ガストリン受容体・アセチルコリン受容体など胃酸分泌に関与する蛋白の発現の変化を蛋白レベル(組織染色・ウエスタンブロッティング)、遺伝子レベル(ノーザンブロッティング、RNase Protection Assay)で検討する必要がある。すでにこれらの遺伝子のcDNA断片は独自にクローニング済みでマウスが作製されればいつでも開始できる状態にある。
タンザニアにおけるタケ酒の商品開発と環境保全

林の劣化が深刻なアフリカの半乾燥地域において、在来のタケを植林体系に組み込むことで環境保全と農村の生活改善を両立する可能性について検討した。タンザニア南部では、アフリカに広く分布するOxytenanthera abyssinicaという木本性のタケからウランジという酒を造り販売している。この研究では、世界的にも類い希なこの酒の製造方法を詳細に記録するとともに、そのメカニズムを解明した。また、ウランジ特有の風味を化学的に分析し、それを損なわずに再現できる方法を見つけ商品化の可能性を見いだした。さらに、この竹林がもつ環境保全の機能についても確認し、短・長期的な植生復興のあり方を構想した。アフリカには学名をオキシテナンテラ・アビシニカというタケが広い範囲に分布していて、各地でさまざまな用途に利用されている。タンザニア南部高原では、このタケから酒を造って常飲・販売している。萌芽してきたタケノコの先端を切除すると、その断面からしみ出てきた樹液が自然に発酵して酒になる。彼らはこの酒およびタケをウランジと呼ぶ。収穫作業を容易にするため、屋敷や畑の周辺にウランジを植えているが、その発達した根茎のおかげで生活空間を土壌環境が守られてきたのである。本研究では、ウランジの経済性と土壌保全性に着目し、タケを植林体系に組み込むことを目的として、1)酒の生産工程および生育・収量の最適条件の解明、2)酒の発酵を止める加工技術の構築、3)竹林が周辺環境におよぼす影響について調査している。本年度は周辺環境とウランジ滲出量の関係について調査する予定であったが、測定機器の調子が悪く計測を順延し、それに代わって株の増殖方法と酒の発酵停止技術について聞き取り調査を開始した。一般にウランジの増殖には成竹の根茎を掘り起して移植するが、採取する季節や成竹のエイジなどによっても活着率が大きく異なることが分かった。また、発酵停止については、できるだけ簡易な方法でウランジ独特の風味を損なわずに発酵だけを停止することを目指し、タンニンの添加による発酵の停止を試みた。日本から持参した柿渋タンニンを採取直後のウランジに添加してみたが、アルコール発酵を止めるには至らなかった。ウランジは、採取後1日半ほどで糖が消費し尽くされて発酵が自然に停止する。一方、耐圧瓶で70°Cで10分間湯煎すると、酵母の死滅によって発せられる硫黄臭が少し気にはなるものの、発酵を止めることはできた。採集直後に湯煎した甘いウランジを、発酵が停止したアルコール濃度の高いウランジとブレンドすることで、多彩な味わいを再現できる可能性が示唆された。タケの酒ウランジの成分を分析し、他の酒類にはないいくつかの特徴を見いだした。ウランジは、ワインの香気成分でもあるエチレンアセテートをワインの約2倍も含んでいた。また、果糖やブドウ糖という単糖類が甘みの主成分となっていて、これは他の酒類には見られない特徴である。単糖類は採取後の発酵によってアルコールへと変換され、採取直後に約4%であったアルコール濃度は72時間後には7.5%にまで上昇した。また、採集時にはすでに乳酸と酢酸が多く生成されており、その後も高い値で安定していた。pHは終始4弱の一定値を示していた。アルコール濃度ははじめ急速に高まり、2日目からは徐々に安定したことから、発酵は採集後72時間ほどで自然に停止すると考えられる。この発酵停止のメカニズムを解明することは、産地におけるウランジの商品化を進めるうえで重要である。一方、ウランジを産出するタケOxytenathera abyssinicaを増殖するため、生育条件について生態観察、ならびに栽培試験を実施した。栽培試験は、2014年の雨季のはじめ(12月)に移植したタケ苗が、翌年の乾季の落葉を経験した後、再出芽するかどうかを環境条件の異なるサイトで比較した。その結果、このタケは地下水位の高い場所でしか乾季に生存できないことが分かった。それは、生態観察から得た、乾燥地域におけるウランジの分布とも一致していた。タンザニア南部高原では自生のタケを家や畑の周りで半栽培し、そのタケノコから樹液を採集して酒をつくっている。この酒を現地語でウランジといい、手軽でおいしい地酒として大衆に親しまれてきた。新鮮なウランジを近郊の町に持っていって現金収入を得ることも多い。また、タケの桿はさまざまな工芸品や建築の材料になり、網目状の地下茎には表土の浸食を抑える効果もある。この研究では、タケがもつ多彩な機能に着目し、1)ウランジの商品化、2)増殖技術の確立、3)環境保全機能の実証をとおして環境保全と生計向上を実現するための糸口をつかもうとした。1)ウランジの商品化には味の化学成分を把握した上で、もっともおいしい状態を再現・維持しなければならない。採集して間もないウランジは糖度が高く香りもよいがアルコール度は低い。採集後も発酵は継続し、1日も経てばほとんどの糖が発酵してアルコールは強くなるが甘みや芳香は失われる。酒づくりの工程をよく観察してみると、採集者は朝夕2回ウランジを採集し、発酵程度の異なるウランジをブレンドすることで風味とアルコールを兼ね備えた酒を造り出していた。採集後の経過時間が異なる酒をブレンドし、密閉して煮沸滅菌することで現地の味に近い、保存可能なウランジを再現することができた。ただし、死滅酵母に由来する硫黄臭の課題は残った。

2)ウランジ種の繁殖については、植え付け用の桿の齢、季節、水環境、家畜の食害防除などに関するデータを収集した。これらの点に留意すれば、3年でウランジを採集できる竹群を形成できることを実証した。3)最終年は、竹林の環境保全機能について試験区を設置したが、1年では結果は現れず、長期的にデータと向き合う必要性を感じた。広域調査では、河岸での竹林の土留め効果は各地で観察されたが、急傾斜地で竹林自体を見ることがなく、地滑りの抑制については確証がもてなかった。林の劣化が深刻なアフリカの半乾燥地域において、在来のタケを植林体系に組み込むことで環境保全と農村の生活改善を両立する可能性について検討した。タンザニア南部では、アフリカに広く分布するOxytenanthera abyssinicaという木本性のタケからウランジという酒を造り販売している。この研究では、世界的にも類い希なこの酒の製造方法を詳細に記録するとともに、そのメカニズムを解明した。また、ウランジ特有の風味を化学的に分析し、それを損なわずに再現できる方法を見つけ商品化の可能性を見いだした。さらに、この竹林がもつ環境保全の機能についても確認し、短・長期的な植生復興のあり方を構想した。研究対象としている酒(ウランジ)の香気成分を明らかにしたことで、商品化する際の品質上の目標を定めることができた。また、ウランジは採取後72時間ほどで自然に発酵を停止し、その後しばらくは品質が安定していることを見出した。当初の研究計画では、商品化への最初の段階として、発酵停止技術の確立を想定しながらいくつかの技法を試行していたが、酵母の失活と香気成分の維持を両立することには成功しなかった。しかし、発酵の自然停止とその後の品質の安定が確認されたことで、研究の方向性を軌道修正した。つまり、商品化にとって必須の条件となる発酵の停止は、酒を静置することによる自然停止に委ね、発酵による香味の劣化(単糖類の減少など)を別の方法で補うことで、最もおいしいウランジを再現することにした。この方針転換により、研究プロセスは修正されることになるが、研究の目的にはむしろ着実に近づいたと考えている。地域研究交付申請書に記したとおり、1)ウランジ生産工程、および生育・収量の最適条件の解明、2)ウランジ酒の発酵を止める加工技術の構築、3)竹林が周辺環境に及ぼす影響の解明、という本研究計画の基本的な枠組みに変更はない。ただ、2)の「発酵停止技術の構築」については、「発酵が自然に停止するメカニズムの解明」に変更するとともに、発酵停止の過程で生じる品質の劣化を補うために、糖類や香味を添加して風味を調整する試験を実施することにした。具体的には、ウランジではブドウ糖や果糖をおもな甘味成分として、あっさりとした独特の風味を出しているが、これは発酵が進むことによって失われてしまう。そこで、発酵の自然停止などによってエチレンアセテートなどの香気成分を保ちつつ、別に加熱処理によって早期に発酵を止めた糖液をつくり、これらをブレンドすることによって、ウランジ特有の風味を再現する試験を実施する。3)の「竹林が周辺環境に及ぼす影響」については、今年の乾季と雨季に土壌サンプリングや浸食試験を実施して、土壌保全効果を定量的に示す。周辺環境とウランジ滲出量の関係についてはデータをとれなかったが、タケの移植・増殖に関する有意義な情報を得ることができた。
イオンビーム表面加工による金属インプラントの生体親和性向上に関する研究

生体材料として多用されているチタンは、比較的加工しやすく、耐食性が高いという物理化学的特性、さらに他の金属と比較して毒性が少ないという生物学的特性のため、優れた生体親和性をもつインプラント材料と一般的に考えられてきた。チタンインプラントは生体親和性が高いにもかかわらず、生体組織内に溶出することが判明している。したがって、適切な表面処理をすることによって、耐食性を増加させるとともに、生体親和性を向上させる必要がある。本研究ではチタン系インプラントの表面に蒸着した薄膜の密着性、化学的安定性、多孔性等のような問題点を解明し、より生体親和性の高い材料開発を目的として、イオンビームアシスト蒸着法を生体材料の表面加工に用いた。ハイドロキシアパタイトを蒸着したインプラントを家兎に埋入し、12週間後家兎を屠殺し、標本を作成した。このような標本を、超微量金属元素解析(マイクロイオンビーム局所的超微細領域PIXE法)し、新生体複合材料の生体親和性評価をin vivoで行った。これらの予備実験の段階で、イオンビームを用いて表面加工したインプラントが極めて優れた特性を示すことが判明した。本実験には純チタン製の厚さ0.5mm,直径4mmの円板に長さ3mm,直径2mmのシリンダーが付いたインプラントをチタンブロックの削り出しにより作製(machine turned)し、円板の平坦面に酸化チタン粒(25μmおよび250μm)による砥粒加工(grit blast),電解研摩(electro-polish)及びイオンビーム加工を行った。各インプラントをラットの腹膜に埋入した後、12週後に屠殺し、インプラントを周囲組織を含め一塊として摘出した。インプラントの円板の平坦面に接した部位の組織のうち半分からPIXE測定用の凍結切片を作成し、残り半分から顕微鏡観察のためのHE染色切片を作成した。PIXE測定には約1ppmまでの測定精度のある2MeVのタンデトロンタイプの加速器を使用した。各インプラントに接した組織反応については被膜の厚さと細胞の種類と数について測定を行なった。線維性被膜内におけるチタン濃度はインプラントのμmレベルでの表面粗さと関係なく10ppm以下となった。線維性被膜の厚みはインプラントのμmレベルでの表面粗さにほぼ比例して厚みを増した。PIXEの応用によりインプラントに直接接した部位の組織反応を観察することができ、同一面内におけるチタン濃度を高精度でしかも位置的にも正確に測定することができた。
酸素ならびに窒素分子の電気化学的還元と動的過程

1。酸素分子の還元:さきに本研究室では白金-イリジウム系が酸素の電解還元に優れた性能を有することを見いだしているが、本研究においてもそれを確認し、更に他の興味ある知見も得られた。しかしこの電極の安定度は特に酸素還元の電位領域で充分とは言い難い。次にシリカ担持コバルトポルフィリンコロイド触媒で修飾した電極を用いた研究でCoTPPを用いた場合には酸素分子がH_2O_2までしか還元されないのに対し、Co_2FtF_4の場合には水まで還元されることが明らかになった。生体類似の系は酸素の取り込みに優れた性能を持つと期待される。生体内での酸素の運搬に重要な金属ポルフィリン(ここではコバルトポルフィリン)をシリカ微粒子に担持したコロイド触媒は、酸素還元に対して高い活性を示し、特にポルフィリン環が2量化したFace-to-faceポルフィリンでは酸素を水まで直接還元できることが明らかになった。2,3の酵素系についても検討を行ない、興味ある結果を得た。2。窒素分子及び窒素化合物の還元:窒素分子の電解還元には有機金属錯体修飾電極など、興味ある系が報告されている。本研究でもいくつかの類似の系について実験したが、従来の結果より特段に優れた系を見いだせなかった。Ti+Moの混合酸化物電極、あるいはMoO_4^-修飾Cu電極等も活性は認められなかった。関連反応である窒素化合物の電解還元については、新しい手法であるDEMS(On-line質量分析装置)を用いて、既報の結果に新しい知見を加えることが出来た。即ち白金電極上の硝酸イオンあるいは亞硝酸イオンの電解還元は、従来窒素分子まで還元されるとする説と、されないとする説とがある。本研究ではこの反応の実時間追跡に成功し、反応機構をより詳細に調べることが出来た。その結果、窒素分子までの還元は過渡的に極く初期にのみ起こり、その後はそれが抑制され、他の生成物を与える反応が主体になることが明らかになった。1。2。1.O_2の還元:先ずCoおよびFeのテトラフェニルポルフィリン(CoTPP及びFeTPP)をグラファイト電極上に固定してO_2還元特性を調べ、反応がCoTPPではH_2O_2生成に、またFeTPPではH_2O生成に至ることを確かめた。次いでカ-ボン粉末を電極担体とするon line質量分析用電極を作製し、還元反応過程の中間体の追跡を試みた。現在の所、この方法での反応生成物の確認が難しく、同位元素を用いる方法等を検討中である。2.N_2及びHNO_Xの還元:(i)金属電極:Pt及びCu電極を用いてin situ質量分析及びガスクロによる溶液分析により、N_2及びHNO_Xの還元過程を検討した。何れもN_2還元に対する活性を示さなかったが、HNO_2及びHNO_3では、N_2、N_2O及びNOまで還元する反応に活性を示すことが明らかになった。今後はin situ赤外反射法による中間吸着種の同定、ならびに他の金属電極による還元特性も検討したい。とくにRu、FeはNH_3合成の触媒としてN_2の活性化に働くことから、興味ある系である。(ii)ヘテロポリ酸:Feを含むヘテロポリ酸、{(H_2O)FeSiW_<11>O_<39>^<5->など}、はHNO_Xの還元に対して活性を示すことが知られている。ここではヘテロポリ酸をグラファイト電極上に固定し、そのHNO_Xに対する還元特性を調べた。

しかしHNO_2に対し活性であることが見られたものの、電極が不安定がまだ系統的な結果は得られていない。1。O_2の還元:(1)CoおよびFeのテトラフェニルポルフィリン(CoTPP及びFeTPP)をグラファイト電極上に固定して酸素還元の反応経路と電気化学的特性を調べ、またカ-ボン粉末を電極担体とするon line質量分析(DEMS法)用電極による還元反応過程の中間体の追跡を試みた。反応生成物はそれぞれH_2O_2及びH_2Oであることが認められたが、on line質量分析による反応中間体の確認には成功していない。(2)従来行って来た酸化Ir系酸素還元電極に関する研究の展開として種々の基体や合金を用いた高活性電極の可能性を調べた。基体としては炭素やステンレスを用い得るが、高活性の発現にはIrとPtとの共存が不可欠であると見られる。(3)酸化還元酵素で修飾した電極による電解酸素還元の可能性についても検討を行った。例えばラッカ-ゼを炭素素材に塗布した電極で、酸素電極の静止電位および酸素還元反応の両者についてある程度の活性が認められた。(1)金属電極:Pt及びCu電極を用いてH_2SO_4およびHCIO_4溶液中でon line質量分析及びガスクロによる溶液分析により、N_2及びHNO_xの還元過程を検討した。何れもN_2還元に対する活性は認められなかったが、他方HNO_2及びHNO_3水溶液の場合にはそれらをN_2,N_2O及びNOまで還元する反応に活性を示すことを明かになった。(2)Feを含むヘテロポリ酸はHNO_xの還元に対して活性を示す。ここではヘテロポリ酸をグラファイト電極上に固定し、そのHNO_xに対する還元特性を調べたが、従来報告されている程度を越える活性は今の所得られていない。
鎖肛ブタモデルにおける多因子遺伝研究-GLI2の網羅的遺伝子座相互作用分析

我々はこれまでに鎖肛ブタ家系を構築し責任遺伝子の主座が15番染色体上にありGLI2遺伝子を候補遺伝子として同定した。本研究の目的はSNPをマーカーとしてGLI2遺伝子における連鎖解析を行い鎖肛発症に関連する領域を特定することである。DNAサンプル調整を行い遺伝子相同性を利用してGLI2遺伝子領域のSNPを同定した。ブタゲノム計画の進行により高速かつ大量のSNPタイピングを行う予定である。鎖肛は小児外科で施行する新生児手術の中で最も頻度が多く、その機能予後は依然として改善の余地が大きい。鎖肛の遺伝様式の解明は、疾患の予防、根絶につながる重要な基礎研究である。我々はこれまでに鎖肛ブタモデルによってこの複雑な多因子遺伝の解明に取り組んできた。多因子遺伝の研究には、患者対照研究にしても連鎖解析にしても何千というサンプルが必要になりヒトでは事実上不可能である。我々は自然発症の鎖肛ブタを手術で救命し交配することによって鎖肛を高率に発症する筑波鎖肛ブタ家系を構築した。これを他の家系と交配して遺伝解析用のバッククロス家系を作りサンプルを全て保存した。これまでの研究によって、責任遺伝子の主座は15番染色体上にあり、GLI2遺伝子が候補遺伝子として同定された。本研究の目的は、鎖肛の遺伝様式のなかでさらにGLI2遺伝子のどこにどのような変異がおこると鎖肛発症につながるのか、について調べることである。SNPをマーカーとしてGLI2遺伝子における連鎖解析を行い、鎖肛発症に関連する領域を特定して行きたい。1)筑波鎖肛ブタ家系のDNAサンプル調整バッククロス家系(N=545)の全検体について筑波大学の実験室に-80°Cで保存してある組織検体からFUJIFILMのQuickGene-800を用いてDNAを抽出した。貴重なサンプルを今後の研究のために使いはたさないように、ゲノムDNA増幅を行った。2)GLI2遺伝子のSNP解析遺伝子相同性を利用してこれまでにExonl,2,11からそれぞれ766,846,900bpの塩基配列を得た。各塩基配列には各々13,8,6個のSNPを含まれていた。この結果からこの家系においてGLI2遺伝子に含まれるSNPの頻度は約1%であることがわかった。今後SNPタイピングを進める上でSNPが連鎖解析の良いマーカーとなりうることが確認できた。鎖肛は小児外科で施行する新生児手術の中で最も頻度が多くその機能予後は依然として改善の余地が大きい。多因子遺伝の研究には患者対照研究にしても連鎖解析にしても多数のサンプルが必要になりヒトでは事実上不可能である。これまでの研究により責任遺伝子の主座は15番染色体上にありGLI2遺伝子が候補遺伝子として同定された。本研究の目的は、鎖肛の遺伝様式のなかでさらにGLI2遺伝子のどこにどのような変異がおこると鎖肛発症につながるのかについて研究をすすめ、SNPをマーカーとしてGLI2遺伝子における連鎖解析を行い、鎖肛発症に関連する領域を特定することである。1筑波鎖肛ブタ家系のDNAサンプル調整バッククロス家系(N=545)の全検体について筑波大学の実験室に-80°Cで保存してある組織検体からFUJIFILMのQuickGene-800を用いてDNAを抽出した。2 GLI2遺伝子のSNP解析遺伝子相同性を利用してExon1,2,11からそれぞれ766,846,900bpの塩基配列を得た。各塩基配列には各々13,8,6個のSNPが含まれていた。この結果から本家系におけるGLI2遺伝子領域のSNP頻度は約1%であることがわかった。3ブタゲノムデータベースを利用したSNPタイピングと連鎖解析ブタゲノム計画の進行によりillumina BeadArrayを用いて高速に大量のSNPタイピングが可能になった。現在タイピングの対象となるSNPを探索中である。
気管支喘息における気道浸潤T細胞活性化機序の解析

本研究は原因が不明である非アトピー型気管支喘息における気道浸潤CD4陽性T細胞活性化の機序を明らかにするため、喘息患者気道浸潤CD4陽性T細胞のT細胞レセプター(TCR)のVβ遺伝子レパトアを解析することにより、以下の3点を明らかにすることを研究目的とした。すなわち、1.気道浸潤T細胞のTCR Vβレパトアがオリゴクローナルか否か、2.スーパー抗原の関与による活性化があるか否か、および3.TCRのCDR3領域の核酸塩基配列に共通性があるか否かを検討した。その結果、1.非アトピー型喘息患者の気道浸潤T細胞のTCR Vβレパトアはオリゴクローナルであり、またスーパー抗原による活性化は否定的であった。すなわち、BALF中クローン数(8.9)はPBL中クローン数(2.9)より増加しており、とくにVβ6,Vβ12とVβ17が増加していた。2.さらにCDR3領域核酸塩基配列では患者毎に特定のアミノ酸モチーフの増加が認められ、それらクローンは全クローンの8-9%を占めていた。すなわち、RG,PT,DP,PF,SP,GA,LGおよびSTが認められた。したがって、非アトピー型喘息患者の気道浸潤T細胞が抗原刺激により活性化されていることが明らかにされた。本研究は気管支喘息における気道浸潤CD4陽性T細胞活性化の機序を明らかにするため、喘息患者気道浸潤CD4陽性T細胞のT細胞レセプター(TCR)のVβ遺伝子レパトアを解析することにより、以下の3点を明らかにすることを研究目的とした。すなわち、BALF中クローン数(8.9)はPBL中クローン数(2.9)より増加しており、とくにVβ6,Vβ14,Vβ15とVβ17が増加していた。2.また同患者の末梢血T細胞でも同じTCR Vβクローンのオリゴクローナルの増加が認められた。3.さらにCDR3領域核酸塩基配列ではPXGというモチーフの増加が認められた。
モンゴル帝国時代初期中国黄河流域支配の政治史・文化史的研究

中国河南省済源市・沁陽市(済涜廟・奉仙観・陽台宮・博物館及び市街)における、モンゴル帝国時代の遺跡・建造物の現状及びそこに所蔵される石刻の調査と、その石刻の内容の考察を通じて、モンゴル帝国初期の当地区において実施された政治、特に文化政策の具体的状況を考察し、当地区における施策の重要性を明らかにする。同時に、1990年代の学術雑誌所収の宋元代石刻関係記事を収集調査して、そのデータベース化を進める。1,モンゴル時代前後、金王朝の成立からモンゴル帝国・元朝の崩壊(1388年)までの碑刻・墓誌を対象として、1990年以降出版の単行本・雑誌における石刻資料の記事についてリスト作成を進めた。予定していなかった原因(人員確保の問題、『全元文』など大型叢書の刊行)により、データベース作成に割く予算を減らし、史料の購入に充てた。データベースの作成は、来年度も引き続き行なう予定であるが、本年度中に発表された、森田憲司「可看河南拓影目録」(『13,14世紀東アジア史料通信』第4号、当雑誌の発行には筆者が分担者として参加する森田憲司氏代表の基盤研究(B)があたる)をもとに、本研究が主な対象とする河南地域については、河南のみを対象とする別のデータベースの作成も開始した。2,モンゴル帝国時代に限らず、宋代から現代まで幅広く、河南省済源市附近を対象とした地方志や石刻書及び先行研究について調査検討し、特に、宋代以降の当該地域について、遼との関係、金朝治下の軍事・政治・祭祀活動について知見を深めた。さらに、モンゴル時代初期における黄河流域の支配を文化史な側面からも検討する目的で、国家が関わる中国的祭祀活動や、当該地区における道教徒の活動に焦点をあてて考察を進め、「モンゴル帝国治下漢地における中国的祭祀」及び「元代の北岳廟祭祀とその遂行者たち」についての口頭発表を行った。内容については、モンゴル帝国の専門研究者からも意見を得た。3,来年度以降の現地調査に備え、現地の研究者数名と連絡を取って、協力を約束した。また、現地へ持参すべき材料(先行研究・各時代の文物リスト)などについて、コピーやインターネットを通した史料の収集・整理をすすめた。一昨年度より継続中の、1990年以降出版の雑誌における元代石刻資料記事のリスト作成については、院生を雇用して、地域性のある考古学雑誌や、美術系の雑誌にも対象を広げ、1990年代に絞って検索して関連記事の複写・整理と、そのデータベース作成を行った。研究代表者所属機関所蔵の雑誌を優先して、1989年以前の目録の凡例に沿って私家版のデータベースを作成した。不足の資料は、研究者仲間より閲覧の許可を受けたり、他機関での調査によって補ったりしている。データベースの精度を上げるため、ウェブなど一般への公開は20年度を考えている。19年度には、元代研究に大きく寄与する新資料『至正条画』が、韓国学中央研究院より出版され、それに併せて学会が該研究院で開かれた。『至正条画』は、その内容が本研究課題にも深く関連し、また、資料学として石刻資料との比較検討も必要な資料であり、急遽、学会に参加を決めた。韓国・中国・台湾・合衆国における関連資料への取り組みの情報も得、校訂資料をいち早く研究に利用する環境が整えられた。なお、計画していた河南方面への出張は予算の都合から平成20年度に期した。出張時期の変更により、河南方面についての資料整理も、優先順位を下げて整理途中にあるが、調査先との連絡は引き続き行っている。モンゴル時代の漢地における国家祭祀の考察については、河南地域のものとして、中嶽・東涜(淮水)・西涜(黄河)について資料を収集して知見を整理することができた。五嶽四涜四鎮四海については、河南地域とは離れた地域の、例えば、五嶽廟・北鎮廟などでは歴代の崇拝も篤く、解放後も比較的早くから整備が進められている。しかし、西涜を初めとする、それ以外の歴史的な祭祀施設は、移動を経たところもあり、破壊や荒廃が著しい。関連資料の保存状態も問題があることが推測され、現状と文献内の記述との乖離が考えられた。本年度は、本研究課題の中心的計画であった、河南方面への現地調査を行った。河南省済源市を中心に、現存する遺跡や元代の建造物と石刻の調査を行った結果、未公開の碑文を含めた碑刻の所在・現況を確認するとともに、それら石碑の構成と内容から、当地がモンゴル帝国初期の軍事・政治において極めて重要な地点であったこと、また、当該地域に流行した道教の勢力とモンゴル・元朝政権が密接に結びついていたことが、改めて確認された。調査結果については、平成21年度中に公開予定である。また、済源市における現存碑刻資料の整理も、学生を雇用して行った。

こちらは、まだ校正が不十分であるが、近く整理を終えて、情報を提供いただいた済源市の済涜廟管理処に贈呈するとともに、必要があれば公開したい。継続中の、1990年以降出版の雑誌における元代石刻資料記事のリスト作成については、昨年度作成した私家版のデータベースをもとに、研究代表者所属機関以外に所蔵される雑誌によってデータを充実させるとともに、これまで作成した部分をもう一度校正して厳密さを期した。主な地域考古雑誌の中で、部分的にまだ未調査のものが残されているため、その拡充を以て公開を予定している。河南だけに止まらない、元代の岳涜祭祀の全体像の研究は、平成21年度の参加学会テーマとの関係から、当時の首都大都(北京)におけるものを優先して進めた。これまで収集した各地の岳涜の現状と当時の状況に関する情報を統合し、元代の祭祀全体に位置づける作業を今後行っていく予定である。
珪酸塩鉱物とくにオリビンの主要、少量陽イオンの席分配と、その温度変化

産状の異なるオリビンにおけるMg,FeカチオンのM1,M2席の占有率を,X線単結晶構造解析で求めた。そのうちの一部のオリビンについては,加熱実験をしてin situで回折実験を行ない,その構造解析で,2種の陽イオンの2席に対する占有率の温度依存性を求めた。火成岩,変成岩中のオリビンは常温では,それぞれ,わづかながらFeのM1席,ならびにM2席への優越占有率を示す。オリビン中の陽イオン分配係数,K_D=(Fe/Mg)M1/(Fe/Mg)M2は席占有率より計算される。K_Dは加熱するにつれ増加し,600°C以上でFe成分の増加とともに増加し,組成依存性を示すことが明らかになった。2種の席に対する3種以上の原子,陽イオン,或いは微少量の原子の席占有率を決定するのは,X線,中性子線,電子線による通常の回折法では困難である。これについて近年開発されたTafto,Spence等によるALCHEMI法は有効なものである。日本ではまだ殆ど活用されていない。そこで,ALCHEMI法を用いて,オリビン中のMg,Feのみならず,Mn,Ni等微少量元素のM1,M2席への分配決定を試み,従来の研究と比較検討した。そしてこの方法に関する基礎的研究を行ない,実験的にかなり難しいことはあるものの,将来有望な研究手段となりうるものと確認する。今回,従来のMgのM1,M2席に均等に分配されていると仮定することなく,Mgの分配もとりいれて一般的に導出する関係式を得た。オリビンについては従来の方法の結果と大差はないが、他の珪酸塩の解析には意味がでてこよう。論文作成中である。これと間接的に関係する石英の原子の挙動,変形鉱物の解析,更に理論面では結晶軌道の応用,点群に対する出現頻度のランダムモデル,楕円体のパツキングの密度問題について,成果を得ることができた。論文作成中である。地球惑星の形成,発達史を推定,研究するため、その構成固体物質、とくに鉱物を物質科学的,鉱物学的手法で研究することは必要不可欠である。本研究では、石質隕石,地球岩石中の珪酸塩鉱物、また硫化物,硫塩鉱物をとりあげ、鉱物学的,結晶学的手法により、それらの主要成分,少量成分陽イオンの結晶学的非等価な陽イオン席への占有率,席分配を求めることを目的とする。これより、その岩石鉱物の熱史の解明の手がかりを得たい。特にオリビンにおけるMg,Feの主要イオンのみならず、Mn,Ni,Ti等少量陽イオンの2ケの席(M1,M2)への席分配を求めたい。このため、X線単結晶解析法のみならず、電子チャネリング効果を用いた電子顕微鏡によるALCHEMI法により解析をすゝめたい。後者については、実験法,精度,計算法等につき、検討,改良する余地がかなりある。今年度は、試料の収集,良質結晶の品質検討,X線回折用単結晶の球状整形等、豫備的仕事を主にしてきた。試料オリビンとして、佐賀県高島玄武岩中のもの、鹿児島県隼人のrhyolite中のもの、ハワイSalt Labe CraterのLher20lite中のものをX線写眞法で単結晶の品質を調べた。他産地のオリビンも調べたがよい単結晶は得られていない。前記産の良質単結晶を一部球状に作成し、四軸自動回折計で反射強度測定を開始した。

また、X線法で方位を決め、方位をきめた薄片を作り、更に電子顕微鏡用試料作成を試みている最中であるが、思う様よい試料がつくれない。このALCHEMI用薄片作成法は改良の余地があり検討中である。また加熱炉の調整,マキントツシュの使用は初めた所である。コロラド大学がSmyth教授の金沢訪問,そしてこゝでの席分配の実験上の討論は大変有意義であった。とくに電子顕微鏡の試料台(保持)の差異がはっきりしたし、現保有のものでは能率が悪いので、何とか手をうちたい。地球,惑星の形成発達史を推定研究するため、その構成固体物質,とくに鉱物を物質科学的鉱物学的手法で研究する事が必要不可欠である。本研究では地殻,マントル域は石質隕石の主要造岩鉱物とくにオリビンをとりあげ、主要陽イオンMg,Fe,少量陽イオンNi,Mnの結晶学的非等価は2種の席M1席M2席への占有率,席分配を求めようとするものである。それより、岩石鉱物の熱史の解明の手がかりを得たいためである。昨年度にひき続き、佐賀県高島玄武岩中のもの、鹿児島県隼人rhyolite中のもの、ハワイSalt Lake CratorのLher20Lite中のもの3種オリビンの学結晶X線構造解折を行なった。一部については加熱実験を行ない、席占有率の組成依存性、温度依存性を検討した。4軸自動回折計は老朽化し不調で、実験は必ずしも十分とは云えず、将来更に続ける必要がある。しかし、陽イオンは予想以上に速く動き得るものらしい。また、Mgの多いハワイオリビンと、Feの多い鹿児島オリビンについて、ALCHEM1法による陽イオンの2席への分配を検討した。粉未試料中から適当方位のオリビンをさがすのは容易でなく、X線で方位を知り、定方位の〓片を作成そしてイオン・シニングで電子顕微鏡の試料を作成した。定在波を利用し、主要元素Mg,Feのみならず、少量元素Mn,NiのM1,M2席占有率を求めることが可能であった。実験法にも改善を加え、一応基礎的なデ-タ-を得たことは将来役にたつ。また、占有率を求めろ従来の式では,Mgを基準とし、M1,M2の2席へ等分に配分されていると仮定し、他の元素の分配を求めるものであった。しかし、この様な仮定を設けることはL、Siが4配位位置のみ占めるとして、席占有率を求める式を新に導出し、従来の計算法と比較検討した。近くALCHEMI法の結果を論文にまとめるべく準備中である。
Ssを用いた砂の三主応力状態における変形の予測

1.一般の3次元主応力状態におけるSsの表現式を導き、式中の係数αの値を評価し、ほとんどα=1であることを示した。2.Ssを用いたFlow ruleの設定を行ない摩擦法則を整理した。この式から、体積ひずみυを求める式を求めた。3.次に実際の砂についての実験値を用い、(1)Ssは供試体の異方性にはほとんど影響されずにγoctと関係づけられることが判明した。(2)Ssとγoctの関係の傾きm(係数)が体積ひずみを予測する場合に重要なパラメタになることも判明した。4.全搬的にみて、与えられたLodeのパラメタμに対して変形初期から最大圧縮点までは係数mの一定性が良い。最大圧縮点以後の変形領域においてμが-1寄りの場合にはmを増大させてやらないと体積変形をフォローできないがμが+1に近づくにつれてmの一定性がかなり良い。5.mはμに関して若干の変動があり、μ=-1の場合のmの方がμ=+1の場合のmの値よりも大きな値をとる。6.αはほとんど1近いが、このことは砂の違いや異方性の影響を受けない。今後、次のような研究の関開が望まれる:7.砂の物性の違いを考慮した応力比ηとSsの実験的関係の整理8.非排水時におけるSsと発生間隙水圧の統一的整理、この場合砂の物性や密度の異なりや、三軸圧縮試験機、平面ひずみ試験機、ねじりせん断試験機、単純せん断試験機によってえられた試験結果をどのように統一的に整理されるかが問題となる。9.このことを非排水繰返しせん断試験についても発展させることも必要となってくる。10.液状化のエネルギー論的考案に応用できる。
生体内環境における医用器具用チタン合金の疲労特性の改善に関する研究

本研究では、医用器具用チタン合金として実績のあるTi-6Al-4V(Ti-6・4)ELI合金および開発段階にあるTi-5Al-2.5Fe(Ti-5・2.5)合金のより適切な医用器具への適用を踏まえて、疲労強度特性を大気中および生体内環境にて調べることおよび水素を用いた化学熱処理(TCP)によるミクロ組織の微細化による同チタン合金の疲労強度の改善を目的とした。先ず、Ti-6・4およびTi-5・2.5合金の引張強度および疲労強度特性を大気中にて調べた。その場合、従来医用器具用金属系材料として多用されてきているステンレス鋼(SUS 316L)の引張強度および疲労強度特性との比較も行った。Ti-5・2.5合金の引張強さ、0.2%耐力および伸びは、Ti-6・4合金のそれらに比べやや優れる結果が得られた。SUS 316L鋼の引張強さおよび0.2%耐力は、両チタン合金のそれらに比べかなり劣るが、伸びについては逆にかなり優れた結果となった。回転曲げ疲労強度をこれらの合金について調べたところ、SUS 316L鋼では例えば10^6サイクルの寿命の場合両チタン合金の疲労強度の約1/2と低くなっており、両チタン合金の疲労強度はほぼ等しいが、ややTi-5・2.5合金の疲労強度の方がTi-6.・4合金に比べ優れることがわかった。したがって、Ti-5・2.5合金の医用器具への適用が支持される。一方、Ti-6・4およびTi-5・2.5合金に水素吸脱処理、すなわち化学熱処理(TCP)を施したところ、両チタン合金のミクロ組織が微細化され、引張強度が著しく改善された。特にTi-5・2.5合金では、強度とともに伸びおよび破壊靭性も向上した。よって、TCP処理による両チタン合金の疲労強度の向上が期待される。上記研究を進行されるとともに、生体内環境装置を回転曲げ疲労試験機に設置した。今後、生体内環境での疲労強度データの蓄積をさらに進めることが可能となった。