hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
作用素環論に基づく非可換解析学

長谷川慧氏の協力を得て,以前に見出したアイディアを基に単位的完全正写像についての基礎的研究を行った.本研究課題の非可換解析学という言葉は様々な解釈を持ちうるが,一つの解釈として作用素環論を基礎としたArvesonにより提唱された一連の研究とそれに引き続く研究がある.そのArvesonの最初期の研究で「境界定理」と呼ばれるものが証明され,応用として,自己共役とは限らない一般の行列あるいは有界線型作用素に対するユニタリ同値性の特徴付け定理が得られていた.他方で,2010年ごろに発表されたArvesonの論文に境界定理の既知の証明が自然なものではないと暗に示唆する注意が書かれていた.さらに同じ頃に公表された有限次元に限定してArvesonのユニタリ同値性定理を解説した論文,および泉氏が量子群に関係する作用素環の問題を解決するために導入した非可換Poisson境界の概念から動機を得て,境界定理の極めて簡明かつおそらく最も自然と思われる証明を得た.この証明は元の境界定理の枠を超えた主張を導くことも判明し,実際,単位的完全正写像が準同型写像に極めて近い概念であることを示唆する主張を得た.さらに境界定理と古典的なToepltz作用素の解析との関係も明確にすることができた.これらの結果はローマ大学でのセミナー講演すると共に雑誌に投稿し素早く査読が済んで,出版された.私が研究代表者として遂行中の挑戦的萌芽研究により確立していたMatrixliberation processに対する上からの大偏差評価の証明がユニタリBrown運動の独立族自体に適用可能なことも確認した.これは2次元Yang-Mills測度の研究を念頭に考えてみたもので,ユニタリBrown運動に対する本研究課題が企てる問題の一つに関わるものである.挑戦的萌芽研究の研究成果と合わせて論文として公表する方向である.単位的正写像の研究を通してこれまでに手をつけていなかった非可換解析学に関する話題に入る端緒を見い出した.また,本研究課題の目標に関係する内外の発展があり,それに動機付けられて研究計画がより明確になってきた.特別な方策は不要と思うが,さらに多くの研究者と意見交換等を進めていく.長谷川慧氏の協力を得て,以前に見出したアイディアを基に単位的完全正写像についての基礎的研究を行った.本研究課題の非可換解析学という言葉は様々な解釈を持ちうるが,一つの解釈として作用素環論を基礎としたArvesonにより提唱された一連の研究とそれに引き続く研究がある.そのArvesonの最初期の研究で「境界定理」と呼ばれるものが証明され,応用として,自己共役とは限らない一般の行列あるいは有界線型作用素に対するユニタリ同値性の特徴付け定理が得られていた.他方で,2010年ごろに発表されたArvesonの論文に境界定理の既知の証明が自然なものではないと暗に示唆する注意が書かれていた.さらに同じ頃に公表された有限次元に限定してArvesonのユニタリ同値性定理を解説した論文,および泉氏が量子群に関係する作用素環の問題を解決するために導入した非可換Poisson境界の概念から動機を得て,境界定理の極めて簡明かつおそらく最も自然と思われる証明を得た.この証明は元の境界定理の枠を超えた主張を導くことも判明し,実際,単位的完全正写像が準同型写像に極めて近い概念であることを示唆する主張を得た.さらに境界定理と古典的なToepltz作用素の解析との関係も明確にすることができた.これらの結果はローマ大学でのセミナー講演すると共に雑誌に投稿し素早く査読が済んで,出版された.私が研究代表者として遂行中の挑戦的萌芽研究により確立していたMatrixliberation processに対する上からの大偏差評価の証明がユニタリBrown運動の独立族自体に適用可能なことも確認した.これは2次元Yang-Mills測度の研究を念頭に考えてみたもので,ユニタリBrown運動に対する本研究課題が企てる問題の一つに関わるものである.挑戦的萌芽研究の研究成果と合わせて論文として公表する方向である.単位的正写像の研究を通してこれまでに手をつけていなかった非可換解析学に関する話題に入る端緒を見い出した.また,本研究課題の目標に関係する内外の発展があり,それに動機付けられて研究計画がより明確になってきた.特別な方策は不要と思うが,さらに多くの研究者と意見交換等を進めていく.
ウェーブレットによる金属-金属間化合物系傾斜機能材料のシステム同定に関する研究

(研究実績の概要)研究室にある遠心鋳造装置を用いて試供材としての金属-金属間化合物系傾斜機能材料(FGM)を作製する.鋳造による傾斜材料の品質を向上させるためには,それに見合う制御技術を導入する必要があり,そのためには未知であるFGMの様々な機械的性質を同定する必要がある.これらの性質を把握するために,アルミニウム(Al)基FGMおよび半熔融加工により組織の微細化を行ったAl基FGMを試供材として,ウェーブレット解析を応用し材料の耐摩耗性を検討するための研究を行った.(研究によって得られた知見)本研究では,市販のアルミニウム(Al)インゴットとアルミニッケル合金(Al-20mass%Ni)を素材として,真空遠心力法にてAl-Al_3Ni傾斜機能材料を作製した.これを試供材として用い,以下の結果を得た.1.研究室で作製したピン-リング型摩耗試験機を用いて,乾式摩耗試験を行いFGMの摩耗率を求めた.更に実験を繰り返すことにより,FGMの優れた耐摩耗性を実証することができる.2.傾斜材料の組織傾斜分布と上記1.で得た摩耗率との関係を明らかにするために,材料表面をデジタル画像として取り込み検討し,半熔融加工を施したAl-Al_3Ni傾斜機能材料に対して行った同様な実験により,作製した半溶融加工システムを改良する必要性があることがわかった.3.半熔融加工時の温度と組織の微細化の関係を検討するための基礎実験として圧縮軸方向のFGMビレットの変位を測定し,得られた変位曲線より組織と温度との関係を明らかにする目処がたった.(研究実績の概要)新しい材料として注目されている金属-金属間化合物系傾斜機能材料の特性や品質を制御し,より望ましい性質をもつ安定した材料を供給するためには,様々な未知のパラメータや各々の要素間の関係を同定する必要がある.しかし,傾斜機能材料そのものの性質のほとんどが未知であり,それを知るためには,従来の測定方法を改良した制御のための測定方法や解析方法が必要となる.このことから,本研究では,傾斜機能材料の様々な機械的性質を導出するための基礎研究として,傾斜機能材料に対してウェープレットによる画像処理技術を応用する研究を行った.(研究によって得られた知見)本研究では,市販のアルミニウム(Al)インゴットとアルミニッケル合金(Al-20mass%Ni)を素材として,真空遠心力法にてAl-Al_3Ni傾斜機能材料を作製した.これを供試材として用い,以下の結果を得た.1.平面ひずみ圧縮試験における格子線解析法をウェープレット変換を用いて改良した.2. 1.によって得られた画像データから,せん断ひずみ分布を求めた.3. 2.で得られた分布より,き裂推定の可能性を検討した.また,試験片の平均密度およびAl_3Ni層の平均体積分率を用いて導出したヤング率より,得られた上記の結果を検討することは今後の課題とする.(研究実績の概要)研究室にある遠心鋳造装置を用いて試供材としての金属-金属間化合物系傾斜機能材料(FGM)を作製する.鋳造による傾斜材料の品質を向上させるためには,それに見合う制御技術を導入する必要があり,そのためには未知であるFGMの様々な機械的性質を同定する必要がある.これらの性質を把握するために,アルミニウム(Al)基FGMおよび半熔融加工により組織の微細化を行ったAl基FGMを試供材として,ウェーブレット解析を応用し材料の耐摩耗性を検討するための研究を行った.(研究によって得られた知見)本研究では,市販のアルミニウム(Al)インゴットとアルミニッケル合金(Al-20mass%Ni)を素材として,真空遠心力法にてAl-Al_3Ni傾斜機能材料を作製した.これを試供材として用い,以下の結果を得た.1.研究室で作製したピン-リング型摩耗試験機を用いて,乾式摩耗試験を行いFGMの摩耗率を求めた.更に実験を繰り返すことにより,FGMの優れた耐摩耗性を実証することができる.2.傾斜材料の組織傾斜分布と上記1.で得た摩耗率との関係を明らかにするために,材料表面をデジタル画像として取り込み検討し,半熔融加工を施したAl-Al_3Ni傾斜機能材料に対して行った同様な実験により,作製した半溶融加工システムを改良する必要性があることがわかった.3.半熔融加工時の温度と組織の微細化の関係を検討するための基礎実験として圧縮軸方向のFGMビレットの変位を測定し,得られた変位曲線より組織と温度との関係を明らかにする目処がたった.
障害者スポーツイベントによる障害者スポーツの日常化への影響

今年度は、昨年度までに収集したデータを分析し次年度の調査計画を策定することに時間を多くかけた。分析の結果、主な知見として、国際障害者スポーツ事例調査から、1)地元住人の大会観戦者理由の半分が「地元で開催されていた」という理由であって、必ずしも「障害者スポーツを観たい」という積極的な理由ではなかった。つまり大会に足を運ぶことで、障害者スポーツの例えば魅力を「発見」したが、事前に知っていた障害者スポーツの例えば魅力を「確認」「探求」しにきたわけではない。また全国障害者スポーツ大会事例調査により、2)中学生を対象とした障害者への配慮とアクセシビリティに対する共感調査において、障害者スポーツイベントが実施されたからと言って、地元中学生の障害者への「共感的態度」が向上するわけではない。さらには全国障害者スポーツ大会事例調査により、3)中学生の障害者スポーツの捉え方が、大会を通じて、障害者スポーツの「スポーツ」の側面より「障害」の側面に意識偏重化が起こることがわかった。これらの主要3点およびその他の知見から次のようまとめられた。障害者スポーツ大会開催に伴い、その障害者スポーツその物に対する情報が、地元住民に事前に周知されていないため、大会への関心が障害者スポーツに対し消極的であるため、共感的態度がおこりにくかった。しかし大会を観戦した多くの人は、大会の意義を感じ、障害者スポーツへの関心を高めていた。そこで大会事前に障害者スポーツに対するポジティブな関心を高め、大会への「確認・探求」としての参加動機を持たせるための仕組みをつくる。そのことで、障害に対するポジティブな態度を形成し、障害者に対する共感を高めることができる。それを支えるために、大会前後を通して積極的に障害者とスポーツを通して交流することが望まれる。こうした仮説の一部を検証するために次年度の調査計画をたてた。計画上、国内事例2の調査を行う予定であったが、前年度の調査結果の分析に多くの時間を要したためである。しかしその結果、事前に想定していなかった新たな知見を得ることができ、次年度に向けた高次な調査を行うためのきっかけとなった。次年度は本研究の最終年度であり、大きく2つの計画を推進する予定である。ひとつは、次年度に実施される全国障害者スポーツ大会において、今年度の研究で明らかになった仮説の一部を実証するための調査を行う予定である。すなわち大会開催県内の同一地域において、障害者スポーツへの関心を高めるための取り組みを行っている中学校とそうでない中学校に対して、大会実施前後の障害者スポーツに対する捉え方と障害者の共感的態度、大会への観戦動向を調査することとした。そしてもうひとつは、それらの分析と結果を踏まえ、研究報告書の作成を行いたい。冊子にまとめるだけでなく、ホームページなどを通じて公開し、加えて、研究論文としても公表したいと考えている。本年度は、愛媛県において実施された障害者スポーツイベントである全国障害者スポーツ大会(事例1)と、韓国平昌で開催されたパラリンピック冬季大会(事例2)において、実地調査を実施した。事例1では、事前調査として実地調査を実施した。すなわち、媒介変数として設定した大会付帯の教育・啓発プログラムの聞き取りとその一部の視察と、施設等のアクセシビリティーの状況、そして従属変数として設定した障害者スポーツ施設と公共スポーツ施設における障害者のスポーツ参加動向を施設から聞き取り、商業施設と公園における障害者の社会参加動向を愛媛県内の施設で定点計測した。また媒介変数として設定した地域の障害者・障害者スポーツの理解のために質問紙調査を愛媛県内の地元中学生を対象に実施した。全国障害者スポーツ大会当日は、媒介変数として設定した大会会場のアクセシビリティの状況の実地調査と観戦者動向の定点計測を実施した。また事後調査の一部として、地域の障害者・障害者スポーツの理解のために第2回目の質問紙調査を、事前と同様の中学校で実施した。逐次、データを集計し分析した。また事例2では、事前調査として実地調査を実施した。主に媒介変数として設定した大会付帯の教育・啓発プログラムの聞き取りを中心に行った後、従属変数として設定した障害者スポーツ施設と公共のスポーツ施設における障害者のスポーツ参加動向と、商業施設と公園における障害者の社会参加動向を平昌周辺の施設において定点計測した。そして媒介変数として設定した地域の障害者・障害者スポーツの理解のために質問紙調査を、平昌郡内の中学生を対象に実施した。パラリンピック大会当日は、媒介変数として設定した大会会場のアクセシビリティの状況の実地調査と観戦者動向を定点計測した。ほぼ事前に設定した研究計画通りに実施している。ただし昨年度、設定した協力研究者からの指導に関しては、一定程度の研究成果がでてからの方が良いという協議結果から、次年度以降に設定することにした。

さらには全国障害者スポーツ大会事例調査により、3)中学生の障害者スポーツの捉え方が、大会を通じて、障害者スポーツの「スポーツ」の側面より「障害」の側面に意識偏重化が起こることがわかった。これらの主要3点およびその他の知見から次のようまとめられた。障害者スポーツ大会開催に伴い、その障害者スポーツその物に対する情報が、地元住民に事前に周知されていないため、大会への関心が障害者スポーツに対し消極的であるため、共感的態度がおこりにくかった。しかし大会を観戦した多くの人は、大会の意義を感じ、障害者スポーツへの関心を高めていた。そこで大会事前に障害者スポーツに対するポジティブな関心を高め、大会への「確認・探求」としての参加動機を持たせるための仕組みをつくる。そのことで、障害に対するポジティブな態度を形成し、障害者に対する共感を高めることができる。それを支えるために、大会前後を通して積極的に障害者とスポーツを通して交流することが望まれる。こうした仮説の一部を検証するために次年度の調査計画をたてた。計画上、国内事例2の調査を行う予定であったが、前年度の調査結果の分析に多くの時間を要したためである。しかしその結果、事前に想定していなかった新たな知見を得ることができ、次年度に向けた高次な調査を行うためのきっかけとなった。事前に計画した研究内容のうち、事例1と事例2の集計と分析に時間を要することが判明、今後、そこに注力する方向で検討している。それに伴い、次年度、計画していた協力研究者からの指導を今年度実施する予定である。次年度は本研究の最終年度であり、大きく2つの計画を推進する予定である。ひとつは、次年度に実施される全国障害者スポーツ大会において、今年度の研究で明らかになった仮説の一部を実証するための調査を行う予定である。すなわち大会開催県内の同一地域において、障害者スポーツへの関心を高めるための取り組みを行っている中学校とそうでない中学校に対して、大会実施前後の障害者スポーツに対する捉え方と障害者の共感的態度、大会への観戦動向を調査することとした。そしてもうひとつは、それらの分析と結果を踏まえ、研究報告書の作成を行いたい。冊子にまとめるだけでなく、ホームページなどを通じて公開し、加えて、研究論文としても公表したいと考えている。今年度、予定した協力研究者の指導が次年度に延期になったことに伴い、そこにあたる旅費・謝金等を次年度に使用するため、今年度使用しなかった。計画上、当初、今年度予定していた国内実地調査が繰り越しになったため旅費や調査員謝金等が発生しなかったためである。
血管柄付同種関節移植に関する実験的研究

(1)donor/recipient間の主要組織適合抗原亜領域の一致が移植片生着に及ぼす影響については、ラットMHCであるRT1-Aと-Dの両者を一致させることにより移植片の生着期間がRT1全亜領域非一致群に比べ2倍以上延長することが証明された(20.3 days v.s. 9.4 days)。この結果より、同種肢・関節移植においてはRT1-A、-D両者を一致させることが移植片の生着期間延長には最も重要であると考えられた。(2)FK506の効果におけるtime dependencyの存在の有無に関する実験は以下のように行った。ラット同種肢移植モデルを作製し、recipientにFK506 5 mg/kg単回投与を術日(day0群)、術後1日(day1群)、術後2日目(day2群)に行った(各n=5)。各群の移植片の平均生着期間および組織学的所見を比較することで、FK506投与日の相違による効果判定を行った。移植片生着期間は、非投与群で9日、day0群19日、day1群52日、day2群42日であり、day1およびday2群において有意な延長を認めた。また、組織学的所見においてもこれらの群は他に比べ拒絶反応は有意に抑制されていた。これらの結果より、FK506にはtime dependencyがあり、術直後の投与よりも術後24-48時間後の投与がより効果的であると考えられた。今後は、血中サイトカイン濃度の推移などからそのメカニズムを解明していく予定である。10年度に本研究代表者および研究が行った研究内容は以下の通りである。1.ラット主要組織適合抗原(RTl)亜領域のdonor/recipient間の相違が,血管柄付同種関節移植に及ぼす影響:異なるRTl亜領域(RTIA,B,D,E)間にて同種関節移植を行ったモデルを作製し,移植関節の生着期間について観察し,統計学的比較検討を行った。これにより,ラット同種関節移植においては,RT1 A/Dを一致させることが生着に有利であると考えられた。2.各組織別の免疫学的反応の相違:複合組織移植である関節移植においては,各組織毎に異なる拒絶過程を示すことが予想される。これを証明するために,経時的に移植関節の各組織を採取し,組織学的評価を行った。結果は,皮膚および筋肉が移植後早期に拒絶され,それに続き血管,腱,神経,最後に骨,軟骨が拒絶された。複合組織移植としての関節移植では,皮膚筋肉の拒絶反応を抑制することが重要と考えられた。3.同種関節移植におけるlow dose免疫抑制剤使用の可能性について:生命維持を目的としない同種関節移植においては,免疫抑制剤投与による副作用を極力減少させなくてはならない。そのためには,その投与量を減少させる必要がある。本年度は,lowdose(1mg/kg/day x 14 days)のFK506をRTl亜領域がすべて異なるラット移植モデルに投与し,各組織毎の免疫学的反応について調べた。結果は、皮膚の拒絶反応はlow doseのFK506投与では抑制されないが,他の組織ではその拒絶反応は有意に抑制されていた。今後は,RTl亜領域の一部が異なる移植群にもlow doseのFK506投与を行い,同種関節移植におけるlow dose免疫抑制剤使用の可能性についても明らかにしていく予定である。平成11年度に本研究代表者および研究分担者が行った研究内容は、ラット同種肢および関節移植における免疫抑制剤の投与timingと移植片の拒絶反応抑制効果との関係を明らかにしたものである。具体的な実験内容は、主要組織適合抗原(RT1)亜領域のすべて異なるラット同種移植モデル(ACI to Lewis)を用いて、移植直後、移植後1日、移植後2日にFK506 5 mg/kgを単回投与し、移植片の生着期間および組織学的所見を各投与群間で比較検討した。

結果は、Fk506の移植後1日および2日投与群において有意な生着期間の延長および組織学的拒絶反応の抑制効果を認めた。これらの結果より、同肢種枝および関節移植においては、移植後にある程度の免疫学的反応が生じた後に免疫抑制剤を投与することが移植片の拒絶抑制に対してより効果的であると考えられた。平成12年度には、RT1亜領域の一部の組み合わせを変えたり移植モデルを用いて同様のprotocolで実験を行うことにより、本研究の最終目的である同種肢および関節移植における、low doseの免疫抑制剤投与による移植片拒絶反応抑制の可能性について明らかにしていく予定である。本研究の目的は、非生命維持組織移植である肢・関節移植をいかに重篤な合併症を予防し、安全に行うかという点にある。このため、donor/recipient間の主要組織適合抗原亜領域を一致させることによる移植片生着への影響および免疫抑制剤の必要投与量を何らかの投与方法の工夫により減少させることが可能であるかという点について、ラット肢移植モデルを用いた実験的研究により明らかにしてきた。前者に関してはラットMHCであるRT1-Aと-Dの両者を一致させることにより移植片の生着期間がRT1非一致群に比べ2倍以上延長することを証明し、同種肢・関節移植におけるRT1-A、-D両者の一致の重要性を明らかにした(平成11年度本研究において)。本年度は後者に関連し、FK506の効果にはtime dependency、すなわち投与日による効果の相違はあるのかという仮説を証明するための実験的研究を行った。方法はラット同種肢移植モデルを作製し、これにFK506 5mg/kg単回投与を術日(day0群)、術後1日(day1群)、術後2日目(day2群)に行った(各n=5)。各群の移植片の平均生着期間および組織学的所見を比較することで、FK506投与日の相違による効果判定を行った。移植片生着期間は、非投与群で9日、day0群19日、day1群52日、day2群42日であり、day1およびday2群において有意な延長を認めた。また、組織学的所見においてもこれらの群は他に比べ拒絶反応は有意に抑制されていた。これらの結果より、FK506にはtime dependencyがあり、術直後の投与よりも術後24-48時間後の投与がより効果的であると考えられた。これにより、FK506必要投与量の減少が可能になり、重篤な合併症の予防も可能になると考えられる。今後は、血中サイトカイン濃度の推移などからそのメカニズムを解明していく予定である。
スフィンゴミエリナーゼの触媒および基質認識機構の解明

スフィンゴミエリナーゼ(SMase)はスフィンゴミエリン(SM)を加水分解してセラミドとホスホコリンを産生する酵素である。以前我々はSMaseによって加水分解されるSMのリン酸基の酸素原子を炭素や窒素に置換したアナログを合成し、この化合物がBacillus cereus菌由来SMaseの酵素活性を阻害することを示した。そこで、本研究では、この酸素原子をCF_2に置換したアナログを合成し、SMaseの阻害作用を調べた結果、窒素に置換したアナログと同程度の阻害を示すことがわかった。リン脂質加水分解酵素は酵素分子表面に存在する界面認識部位の作用により、基質がミセルを形成するとその活性は著しく高くなるが、SMaseについては明らかにされていない。以前我々は、SMのリン酸基の酸素原子を硫黄に置換した化合物(thio-SM)を基質に用いると、SMaseの酵素活性が経時的に連続して測定出来ることを示した。また、B.cereus SMaseはSM以外にもリゾレシチン(Lyso-PC)も加水分解できる。そこで、SMaseによるthio-SMとLyso-PCの加水分解を調べた結果、いずれを基質に用いても、その臨界ミセル濃度(cmc)の1/3付近の濃度で酵素活性は急激に増大した。また、SMaseによって加水分解されないアシル鎖の短いレシチン(PC)は、SMaseが存在するとcmc以下の濃度で凝集することがわかった。さらに、SMaseとPCとの結合について表面プラズモン共鳴を用いて調べた結果、cmc前後のPC濃度において3つの異なるセンサーグラムが得らた。以上の結果から、SMase分子表面には界面認識部位が存在し、単分子分散状態の基質が一定濃度以上存在すると、その部位に基質が協同的に集合し、酵素の高次構造の変化を誘発することにより酵素活性を増大させることが示唆された。一般にリン脂質加水分解酵素の活性は、基質であるリン脂質が低濃度で分散しているときは弱いが、高濃度でミセルを形成するとその活性は急激に高くなる。以前我々は、SMaseによって加水分解されるスフィンゴミエリンのリン酸エステル結合の酸素原子を硫黄に置換した基質アナログ(thio-SM)を用いた、連続測定可能なSMaseの酵素活性測定法を確立した。そこで、アシル基の短いthio-SMを合成し、臨界ミセル濃度(cmc)前後の濃度範囲で、SMaseの酵素活性を測定した。その結果、cmcの1/5以上の濃度で酵素活性が急激に増大し、cmc付近では著しい変化は見られなかった。また、アシル基の短いリソレシチンを用いても同様の結果が得られた。そこで次に、SMaseによって加水分解されないPCの凝集について調べた結果、SMaseが存在する場合には、低濃度でPCが凝集した。さらに、SMaseとPCとの結合を表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて測定した結果、PCの濃度によって3つの異なるセンサ-グラムが得られた。以上の結果から、SMase分子表面にはアロステリック部位(界面認識部位)が存在し、一定濃度以上の単分子分散状の基質が存在すると、その部位に基質が協同的に集合し、酵素の高次構造の変化を誘発することにより酵素活性を増大させることが示唆された。また、このアロステリック相互作用は、PCやある種の金属イオンの存在下では、より低い基質濃度で見られることが明らかになった。他方、哺乳類由来中性Mg^<2+>依存性SMaseの大腸菌による大量発現系の構築を試みたが、発現量が少なかった。そこで、膜結合ドメインを欠損させた変異体の発現を試みた結果、多量に発現することが確認できた。今後は、発現タンパク質の精製を行い、酵素反応速度論に基づく実験や結晶化を行う予定である。

リン脂質加水分解酵素は酵素分子表面に存在する界面認識部位の作用により、基質がミセルを形成するとその活性は著しく高くなるが、スフィンゴミエリナーゼ(SMase)については明らかにされていない。そこで、アシル鎖長の異なるリゾレシチン(LysoPC)を用いてSMaseの酵素活性を測定した結果、いずれのLysoPCを用いても、その臨界ミセル濃度(cmc)の1/3付近の濃度でSMaseの酵素活性は急激に増大した。また, SMaseによって加水分解されないアシル鎖の短いレシチン(PC)は, SMaseが存在するとcmc以下の濃度で凝集することがわかった。さらに、SMaseとPCとの結合について表面プラズモン共鳴を用いて測定した結果, cmc前後のPC濃度において3つの異なるセンサーグラムが得られた。以上の結果から、SMase分子表面には界面認識部位が存在し、単分子分散状態の基質が一定濃度以上存在すると、その部位に基質が協同的に集合し、酵素の高次構造の変化を誘発することにより酵素活性を増大させることが示唆された。また、この協同的な相互作用は、コリン基を持つ界面活性剤、Mn^<2+>、またはCa^<2+>の存在によって、さらに低い基質濃度で見られることも明らかになった。他方、哺乳類由来中性Mg^<2+>依存性SMaseについては、大腸菌による大量発現系の構築を試みたが、発現量が少なかった。そこで、膜結合ドメインを欠損させた変異体の発現を試みた結果、多量に発現することが確認できたが、不溶性画分に発現した。現在、発現タンパク質の再構成方法の検討を行いっており、今後、再構成した酵素を用いて酵素反応速度論に基づく実験や結晶化を行う予定である。
都市ごみ焼却残渣の水熱-炭酸化連続処理による再資源化

:循環型社会の実現へ向け、廃棄物最終処分量の削減が喫緊の課題として社会から要請されており、焼却・溶融処理残渣を有効利用する取り組みがなされつつあるが、なお年間680万トンの焼却残渣が埋立処分されており、最終処分場の容量不足が依然課題となっている。この問題を解決するためには、都市ごみ焼却残渣をリサイクル資源として再利用することが、最も有効な手段である。焼却残渣の土木資材等への有効利用のためには焼却残渣中に含有される有害重金属の存在形態を利用先の環境において長期に安定なものに改変する必要があるが、酸性雨の影響を考慮すると焼却残渣本来のアルカリ性の環境のみならず、中性から弱酸性のpH領域においても重金属を安定して焼却残渣内に保持し、外部への溶出を防ぐ必要がある。本研究は、都市ごみ焼却残渣をリサイクル資源として再利用するため、水熱処理および加速炭酸化処理を行うことで、土木資材として求められる重金属の非溶出性と長期安定性を併せ持つ環境安全なリサイクル資源の創出を試みるものである。水熱処理により、熱水性鉱物が生成され、幅広いpH条件において重金属の溶出が抑制された。加えて炭酸化処理をおこなうことで方解石が生成すると共に、酸性から中性域においてさらに重金属の溶出が抑制されることを見出した。これらの結果から、清掃工場からの廃熱と排ガスを有効利用した焼却残渣の環境安全なリサイクルが可能であることが示された。循環型社会の実現へ向け、廃棄物最終処分量の削減が喫緊の課題として社会から要請されており、焼却・溶融処理残渣を有効利用する取り組みがなされつつあるが、なお年間680万トンの焼却残漬が埋立処分されており、最終処分場の容量不足が依然課題となっている。本研究は、都市ごみ焼却残渣をリサイクル資源として再利用するため、水熱処理による化学的安定性の強化と炭酸化処理による物理的安定性の強化を行うことで、土木資材として求められる重金属の非溶出性と力学的強度を併せ持つ環境安全なリサイクル資源の創出を試みるものである。本年度は水熱処理による重金属の安定化について最適な条件を見つけるための研究を行った。試料を微粉砕することにより熱水との反応性を高めた結果、熱水性鉱物の生成が促進され、幅広いpH条件において重金属の溶出が抑制されることを見出した。また、高い重金属安定性を持つ粘土鉱物を合成するための化学組成調整剤の添加量の検討の結果、従来の約1/4の添加量での粘土鉱物生成を確認した。循環型社会の実現へ向け、廃棄物最終処分量の削減が喫緊の課題として社会から要請されており、焼却・溶融処理残渣を有効利用する取り組みがなされつつあるが、なお年間680万トンの焼却残渣が埋立処分されており、最終処分場の容量不足が依然課題となっている。

焼却残渣の土木資材等への有効利用のためには焼却残渣中に含有される有害重金属の存在形態を利用先の環境において長期に安定なものに改変する必要があるが、酸性雨の影響を考慮すると焼却残渣本来のアルカリ性の環境のみならず、中性から弱酸性のpH領域においても重金属を安定して焼却残渣内に保持し、外部への溶出を防ぐ必要がある。本研究は、都市ごみ焼却残渣をリサイクル資源として再利用するため、水熱処理および加速炭酸化処理を行うことで、土木資材として求められる重金属の非溶出性と長期安定性を併せ持つ環境安全なリサイクル資源の創出を試みるものである。本年度は水熱処理後の試料を炭酸化処理することによる重金属の安定化について基礎的研究を行った。水熱処理により、熱水性鉱物が生成され、幅広いpH条件において重金属の溶出が抑制される。加えて炭酸化処理をおこなうことで方解石が生成すると共に、酸性から中性域においてさらに重金属の溶出が抑制されることを見出した。これらの結果から、清掃工場からの廃熱と排ガスを有効利用した焼却残渣の環境安全なリサイクルが可能であることが示された。
合成遺伝子を用いるDNA修復酵素の機能の研究

本研究では、DNA修復酵素の一つであるエンドヌクレアーゼ【V】の遺伝子を化学合成し、微生物において酵素を大量に生成させること、また、合成遺伝子を用いることにより任意のアミノ酸を変換した変異体を合成することが可能であるので、エンドヌクレアーゼ【V】の二つの活性部位に変異を導入した変異体を生成させることにより、この酵素の機能を明らかにすることを目的とする。T4エンドヌクレアーゼ【V】の遺伝子の塩基配列はすでに知られておりcDNAはクローニングされているが、ここでは高発現ベクターに結合する制限酵素認識配列を両末端に持ち、内部に変換用の制限酵素切断配列を持った遺伝子を得るために遺伝子の設計を行った。DNAリガーゼによる結合の際、不都合な結合が生じないように、7塩基以上の繰り返し配列が100塩基以内にはないように、ユドンを変更することによって塩基配列を決定した。138個のアミノ酸に対応する420塩基対からなる二本鎖DNAを26本のオリゴデオキシヌクレオチドに分割した。これらの断片を固相アミダイト法によって、DNA合成機を用いて合成した。これらをDNAリガーゼにより結合し、両末端に設けて制限酵素Sal【I】およびClla【I】部位を用いて発現ベクターpGHL-9に結合し、それを用いて大腸菌をトランスフォームした。合成遺伝子が正しく組み込まれていることをデオキシ法による塩基配列分析で確めた。この発現ベクターのトリプトファンプロモーターをインドールアクリル酸によって誘導することによって遺伝子の発現を行った。生成した蛋白質をSDS存在のポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分析し、期待される分子量を持つことがわかった。また蛋白量は3時間で最大となり、以後減少することが見出された。この酵素はチミンダイマーを含むDNAを切断し、酸可溶物とする活性を示した。
血小板内在性ＶＥＧＦ－Ａを分子標的とする新規大腸癌治療の臨床及び分子生物学的研究

29年度が最終年度であるため、記入しない。
受容体多型性解析による拡張型心筋症におけるβ遮断薬に対する反応多様性の機序解明

近年心不全は増加傾向であり、その主要原因疾患である拡張型心筋症に対し有効であるアドレナリンβ受容体遮断薬療法が注目されている。しかしながら、アドレナリンβ受容体遮断薬に対する著効例と無効例が存在することが本治療法の問題点である。この反応性の差異を生じる機序を解明すべく以下の観点から検討を行った。(1)冠血流予備能:拡張型心筋症では健常者より冠血流予備能は低下しているが、アドレナリンβ受容体遮断薬療法により低下していた冠血流予備能が改善することを証明し、Journal of the American College of Cardiology 200545(2):318-319において報告した。(2)心筋運動不均一性:拡張型心筋症においては局所心筋運動の不均一性があり、心拍出が非効率となり心不全を生じる。アドレナリンβ受容体遮断薬療法により局所心筋運動不均一性が改善され、左室全体の心拍出非効率性も改善されることを証明し、Journal of the American College of Cardiology 200545(3)supplementA:289A、日本心不全学会誌、において報告した。また、欧米人の拡張型心筋症例において心不全発症危険因子と報告されているα_<2c>、Del322-325、β_1Ser49、β_1Arg389といったアドレナリン受容体多型は日本人の拡張型心筋症例では心不全発症危険因子ではないことを証明し、British Journal of Clinical Pharmacology 200560(4):414-417において報告した。今回証明したアドレナリンβ受容体遮断薬療法が拡張型心筋症に対し有効性を生じる機序や拡張型心筋症から心不全を生じる機序から、アドレナリンβ受容体遮断薬に対する反応性の差異を生じる機序がある程度解明できたものと考える。今後さらに症例とデータを重ね検討を進める。社会高齢化に伴い心不全は増加傾向にあり、拡張型心筋症はその主要原因疾患である。近年アドレナリンβ受容体遮断薬が本疾患に対し有効であることが明らかとなり、現在では本疾患に対する標準的治療薬のひとつとなっている。しかしながら、アドレナリンβ受容体遮断薬に対する著効例と無効例が存在することが本治療法の問題点であり、その機序を解明すべく以下の検討を行った。1)まずその反応性の差異を生じる機序を解明する一手段として、β受容体遮断薬投与による冠血流予備能の改善効果の有無を検討した。冠血流予備能の程度を判定する目的で、アデノシン負荷を施行した。その結果、拡張型心筋症においては健常者より冠血流予備能は低下しているが、アドレナリンβ受容体遮断薬を投与することで低下していた冠血流予備能が改善する、という新たな知見を得た。この新たな知見は、Journal of the American College of Cardiology 200545(2):318-319において報告した。2)つぎに、拡張型心筋症においては左心室の心筋障害の程度は心筋局所間で不均一であり、そのため心拍出が非効率となり、心不全を生じる。こうした局所心筋の運動の不均一性が、アドレナリンβ受容体遮断薬により改善されるか否かを検討した。その結果、アドレナリンβ受容体遮断薬投与により局所心筋運動の不均一性が改善される、という新たな知見を得た。Journal of the American College of Cardiology 200545(3) supplementA:289Aに報告し、この結果をまとめた論文を現在投稿中である。現時点では、アドレナリンβ受容体遮断薬が有効性を生じる機序解明については一定の結果を得たものと考えるが、有効例と無効例が生じる機序解明につき、受容体多型性解析を含め、今後さらに検討を進める。

今回証明したアドレナリンβ受容体遮断薬療法が拡張型心筋症に対し有効性を生じる機序や拡張型心筋症から心不全を生じる機序から、アドレナリンβ受容体遮断薬に対する反応性の差異を生じる機序がある程度解明できたものと考える。今後さらに症例とデータを重ね検討を進める。
酵素と固定化した開管キャピラリー型反応管を用いるフローインジェクション分析法の研究

我々が従来提案してきた酵素を固定化した中空キャピラリー反応管を用いるFIA法の利点に、酵素反応の特徴の一つである、多くの異なる反応から共通の主成物を生ずる点を組み合せて、多成分間時定量FIA法を試みた。そのために、単一のインジェクター、単一の検出器、複数の並列反応管から成る比較的簡単な流路構成のFIA系を用いた。並列流路FIA系は反応前後の吸光度等の信号の変化を測定するのにも有利であるので、複数成分の定量を行う前に、尿酸の定量に応用した。並列二流路FIAの設計法について検討した後、その考察に基づいて、固定化ウリカーゼ反応管とバイパス管を並列に並べたFIA系を組み立て、血清中の尿酸の定量を行った。別々の流路を通り、時間差をおいて出現する二つのピークの大きさから、尿酸からアラントインの変換に伴う吸光度(290nm)の減少量を測定した。臨休的に重要な濃度範囲の尿酸を、共存するアスコルビン酸の影響を受けることなく、再現性よく定量することができた。次に、並列三流路FIA法による三成分間時定量を試みた。中空反応管内でのバンドの広がりはTaylor-Arisの拡散式を用いて、更に、ラセン状反応管の断面に生ずる二次流れの効果を考慮することによって表わされる。これとピーク分離度を考慮することによって最適のFIA系を設計することができた。脱水素酵素反応では、共通の生成物としてNADHを生ずるので、乳酸、グルコース、グリセロールの各脱水素酵素の反応管を並列にしたFIA系を組み立て、NADHを螢光検出器(励起340nm、螢光460nm以上)でモニターすることによって、3本のピーク列としてこれらの基質を定量した。最後に、共役酵素反応系とストップトフロー法を含むものとして、リパーゼ-グリセロール脱水素酵素系とグルコース脱水素酵素を並列にしたFIA系を組み立て、試料の前処理をすることなく、グルコースとトリグリセリドを同時定量した。
薄明視における視知覚の質的変化の解明と補償システムの開発

日常の生活環境において人間が晒されている明るさ(環境光)は、実に1000億倍という広い範囲に渡る。その中で、錐体系と桿体系が同時に機能する薄明視では視覚に基づく行動パフォーマンスの低下が指摘されている。本研究では、視覚運動プライミングという錯視現象を利用した実験心理学的手法により、この低下の原因探求および補償システムに関する検討を目的とした。実験の結果、錐体系と桿体系からの情報を時空間的に統合するメカニズムの機能が不完全であるが故に、薄明視における低下が生じることがわかった。またこの低下を補償するためには、桿体系からの情報の時間遅れを補正した上で空間的な情報統合を促進させればよいことを示した。本研究では、環境光の変化によって大きく変容しうる運動知覚に着目し、錐体と桿体が同時に機能する薄明視下における視覚情報統合過程の実験的推定、及び補償システムの開発を目的としている。本年度は、先行刺激により、後続する多義運動テスト刺激の見かけの運動方向が一義に定まる視覚運動プライミングという現象(Takeuchi, et al, 2011, Vision Research)を利用し、様々な環境光においてプライミング現象の変容を検証した。その結果、明所視下においてテスト刺激が先行刺激とは反対方向に知覚される負のプライミング現象には低次の運動検出機構が関与する一方で、先行刺激の運動方向にテスト刺激が引きずられる正のプライミング現象は高次の運動検出機構が関与していることがわかった。こういったプライミング現象は明所視・暗所視下では観察されるものの、薄明視下ではプライミングが消失する条件があることを見いだした。プライミングの消失は先行刺激とテスト刺激の空間距離が離れている場合に顕著であった。しかしながら、先行刺激とテスト刺激を時間的に重ねて提示すると、プライミングが観察された。この結果から、薄明視下において先行刺激とテスト刺激を処理する錐体と杆体の時間応答差により運動情報統合が阻害されると結論づけた。この結果を国際学術誌(Journal of Vision)および国内学会(日本心理学会)で発表した。人間が日常で晒されている環境の明るさは100億倍という広い範囲で変化しており、それに対応するために錐体と桿体というダイナミックレンジの異なる2つのメカニズムが機能している。環境光に基づく視機能は、錐体のみが機能する明所視、錐体と桿体が同時に機能する薄明視、そして桿体のみが機能する暗所視に分けられる。薄明視では、球技における視認性の低下や交通事故の低下など、運動物体に対する視覚的な感度の低下が見られるが、その理由は定かではない。今年度は、薄明視における運動情報の統合過程を、視覚運動プライミングという手法を用いて実験心理学的手法により検討した。その結果、明所視下や暗所視下ではプラミングの効果が表れる一方で、薄明視下ではプライミングの効果が消失することを発見した。明所視や暗所視など、錐体系あるいは桿体系いずれか一方のみが機能している状況下ではプライミングの効果が表れたされたことから、錐体系と桿体系が同時に機能する薄明視下では、その時間特性の違い故に両者から出力された運動情報は完全には統合されず、その結果としてプライミングが消失した可能性があることが示唆された。そこで実際に錐体と桿体における処理の時間差を補償するように刺激を提示すると、運動プライミングが再び観察されることがわかった。以上の結果から、薄明視における運動知覚感度の減少は、錐体と桿体の時間特性の違いに基づくと結論づけられる。本研究は、日常の行動において重要な運動知覚に着目し、錐体と桿体が同時に機能する薄明視下における視覚情報処理過程の実験的推定、および補償システムの開発を目的としている。本年度までに行った実験から、運動視は環境光レベルに応じて変容することがわかった。先行する運動刺激が後続するテスト刺激の見かけの運動方向を変える視覚運動プライミングという現象は、明所視および暗所視下では顕著に観察される。ところが先行刺激とテスト刺激を空間的に異なる位置に提示した場合、薄明視下においてのみプライミングの効果が消失することを発見した。さらに周辺視野に提示した先行刺激をタイミングを遅らせて提示すると、薄明視下においてもプライミングが現れることがわかった。このことから、薄明視下における錐体系と杆体系の時間応答特性の違いが、運動方向の判断に影響を及ぼし運動統合を妨げていると結論づけられる。本年度までの研究では、環境光レベルや先行刺激とテスト刺激の空間距離といった実験条件はそれぞれ一種類でのみ検討していた。しかしながら薄明視は5 log unitに渡る広い範囲で生じており、補償システムを構築する際にはどのような順応レベルまでを考慮すべきかを決める必要がある。

そこで最終年度はプライミングが消失する状況をより詳細に検討すべく、様々な環境光レベルや空間距離について実験的に検討した。その結果、薄明視においては比較的明るい領域から2 log unitに渡る範囲、空間については視角にして10度程度の領域までプライミングが消失することがわかった。以上の結果は、運動統合が正しく行われない範囲は非常に広いことを示している。つまり薄明視における視覚感度の低下を適切に補償するためには、局所的な運動情報の統合の不全が広範囲において生じると想定して、ベースとなるモデルを構築する必要があることが明らかになった。実験心理学今年度は、薄明視における運動検出特性の変化は、錐体と杆体の時間応答差に基づくものであるという実験的証拠を得た。この実験では、薄明視では先行刺激とテスト刺激が空間的に離れている時、つまり両刺激がそれぞれ錐体と杆体を刺激している時には視覚運動プライミングが生じないこと、そして両刺激の提示時間差を減少させるとプライミングが生じることを見出した。プライミングは時間空間的に離れた運動刺激の統合により生じる。したがって本研究から、錐体と杆体における応答時間差を補償してやれば、薄明視において生じていなかった適切な運動情報統合を回復させることができるという示唆を得た。本研究計画の最終目的である薄明視における補償システムの開発という点から考えた場合、そもそも何を補償すればよいのか、という最も重要な問題について解答を得ることができたという点から、これまでの研究はおおむね順調に進んでいると評価できる。眼球運動計測を組み込んだ実験環境の構築を完了し、薄明視下における運動視に関する実験を遂行した。実験の結果、薄明視下において運動プライミングが消失するという新しい知見を得た。さらに薄明視下における錐体細胞と桿体細胞の時間差を補完するような刺激布置を用いると、運動プライミングの知覚が復活することを実験的に示すことができた。これらの結果から、これまでほとんど研究がなかった薄明視下における運動知覚の変容をもたらす視覚メカニズムの解明への手がかりを得た。実験の途中経過を国内学会(日本基礎心理学会)と国際学会(Asia-Pacific Conference on Vision)で発表し、また査読付き国内学術誌(心理学研究)に投稿・受理された。包括的な実験結果を査読付き国際学術誌へ投稿できたが、現時点で審査中であり年度内の受理は適わなかった。そのために達成度としては「(2)おおむね順調に進展している」とした。今後の研究計画は以下の二点にある。一つは、今年度までに行った実験では薄明視の条件は一つのみに絞っていたという点についてである。実際には薄明視の領域は、ヒトが生活する環境では3対数単位以上という広い範囲にわたる。今年度は、ある薄明視レベルにおける視覚運動プライミングの消失は、錐体と杆体の応答速度差に基づく視覚運動情報統合の不完全さに起因することを見出した。しかし、これが他の薄明視レベルにおいても同様の結論が当てはまるのかどうかを確認する必要がある。次年度はこの点を実験的に解明していく。二つ目は、薄明視における補償システムの考案である。
精神科訪問看護における利用者との関係づくりに関する研究

平成18年度研究成果の概要2年間にわたる研究の最終年となり、データを統計的分析し論文としてまとめ、2編を学会で発表した。近畿圏内で精神科訪問看護を実践している看護師を対象に、精神病院関連施設と訪問看護ステーション416施設に質問紙を郵送した。その中で精神科訪問看護を実施していない一般の訪問看護ステーションは96施設あり、訪問を実施していない事情が明らかとなった。有効データ数は117で、T検定と因子分析を行い結果として10因子が抽出できた。それらは1.受容的な対応2.ほめる・喜ぶ3.自主性の重視4.安心感をもたらす5.タイミングをとらえる6.柔軟な対応7.理解できるよう伝える8.相談にのる9.意思を引き出す10.看護師の意思を伝えるであった。精神科訪問看護において利用者との信頼関係を築くために、訪問看護師のかかわりはこの10の対応に集約されることを考察した。平成17年度研究実績の概要1.調査用紙・質問紙の作成1)予備調査と文献をもとに精神科訪問看護で利用者との関係作りで気をつけていること等の6つのカテゴリー(インフォームドコンセント、情報収集、信頼関係づくり、行っている看護、連携、家族との関係)からなる質問紙を作成した。10枚からなる質問紙はフェイスシートと利用者の概要をふくむ。2)プレテストを4名の訪問看護師に依頼した。3)プレテストの結果を取り入れ洗練した質問紙とした。2.調査用紙質問紙の郵送1)近畿圏の2府4県(大阪、京都、奈良、兵庫、和歌山、滋賀)の訪問看護ステーションと訪問看護を実施している精神病院の名簿を作成した。2)その名簿を基に依頼文と質問紙を9月郵送した。訪問看護ステーション370施設、精神病院46施設、合計416施設に郵送し、11月を返却期限とした。3.質問紙の返却9月から11月末に返却された数は訪問看護ステーション52施設、精神病院23施設。4.データの統計的分析有効データ数112をspssの統計ソフトに入力し分析している。5.研究成果の発表データの分析をまとめ、来年の精神保健看護学会で発表する予定である。平成18年度研究実績の概要2年間にわたる研究の最終年となり、データを統計的分析し論文としてまとめ、2編を学会で発表した。
選択的水和効果・解離現象・化学反応の研究

1)水の誘電分極理論を水素結合を考慮して大規模計算機計算に基づき構築した。水の電場反転に伴う非平衡状態を調べた。2)酸素などのガスを微量に水に昆入させてできるナノバブルの物理化学的理論を作った。この現象が酸素分子の水中での水和効果に起因することを明らかにした。3)臨界点に近い2成分溶液中のコロイド粒子の集合現象が局所的な相分離から起こることを理論的に示した。4)親水的イオンと疎水的イオンが水-油混合溶液で示す現象の解明をした。水を含む溶液、タンパク質、膜系、高分子電解質など、多くのソフトマターや、生体物質においては、イオンが重要な役割を担っているが、従来の研究ではイオンの水和効果は殆ど考慮されておらず、特に相転移における水和の効果は余り研究されていない。当研究では、水和効果を考慮した、電離現象・化学反応の理解を目指す。研究計画の初年度では、水などの極性のある粒子系にイオンが入っている場合の基礎的なミクロな手法による動力学を取り上げた。物理化学分野においても極性分子とイオンの相互作用の複雑な運動は計算機によってよく調べられていないのが現状である。代表者は分子動力学法を電極の存在のもと使う方法を考案し発表した。即ち、長距離静電相互作用を扱う従来のエバルト法は周期境界条件でのみ適用可能であるが、電極板に挟まれた双極子・電荷は金属板上の表面電荷の強い影響を受けている。そのため表面電荷をイメージ電荷の集合と置き換え各粒子に働く電場を計算した。具体例としてイオン結晶の電場による破壊や、双極子の電場による鎖的な連結形成、誘電率の大きな極性液体における印加電場下の局所電場計算などの実例も示した。特に最後の話題ではフレーリヒらの古典的な局所場の理論が双極子間の印加電場方向の相関により破れていることを示した。なお計算機手法として金属電極を導入することは物理・化学の基礎研究でも電池などの工学応用研究でも本質的な重要性があるが、従来の成功例は殆どない。文献上わずかに強誘電体BaTiO3薄膜でその試みが見られる。電極での化学反応は印加電場(金属内の表面電子)により決定的影響を受けることも付記しよう。代表者は自らの新たな手法により未開拓の重要問題に迫りたいと考えている。またそれ以外にも、ガラス転移をする粒子系の振動や構造緩和の問題、異方的粒子に不純物が混入した場合のガラス(方位ガラス)の動力学の研究なども発表した。初年度に開発した計算手法を、電極にはさまれた水分子体系に応用した。金属面近くで大きく水素結合構造がゆがめられること、電極近くでの大きな電圧降下が起こり誘電応答に影響を及ぼすことなどがわかった。また水素結合の集団的組み換えが見出された。特に外部からの電場を反転させダイポールの向きの反転過程を調べた。そこではる水素結合の集団的運動が支配的である。これらの発見はJ.Phys.Chem Bに掲載された。現在さらに進行中の計算は次のようになる。イオンの水の中での電場による運動を微視的に調べている。小さなイオンは5ー6個の水分子と水和構造を構成してるので、印加電場下では数個の水分子を引き連れて動きまた水和構造が壊れる場合間歇的に巨大なエネルギー揺らぎを示す。水のなかでのイオン間相互作用は複雑な多体問題であり、イオン濃度が増すとともに水分子を介したクラスターが形成される。特に過冷却水中ではイオンクラスターの運動が遅くなり際立った不均一性が発見された。これらの発見は水の塩添加によるガラス化の具体描像を初めて与えている。別なテーマであるが、液晶中のコロイドにおいて電場を与えた場合の現象の理解は不十分である。電場はコロイド周りで不均一になり局所的配向秩序ができる。これらの成果は、Softmatterに掲載された。コロイド粒子間の集合化において、溶媒が2成分であるとコロイド間に相分離が引き起こされる。bridgingと呼ばれる効果である。申請者らはこの相分離を介在にした集合化の解析をした。また大気圧は水の飽和蒸気圧に近くため酸素などのガスが水に昆入することにより小さな気泡が発生しやすい。この良く知られた現象は、酸素分子などの比較的弱い疎水性水和効果によって起こることを明らかにした。これら成果は投稿中である。1)水の誘電分極を大規模計算に基づき調べた。以下を明らかにした。伝統的な誘電体理論では個々の分子に働く局所場は印加電場に比例した弱い場であると仮定しているが、水では局所場が巨大である。それは水素結合で結びついた近接他分子の酸素からの電場寄与が非常に大きいからである。すると各分子の双極子は局所場にほぼ平行になり、誘電分極は水素結合構造の動力学に支配される。更に電極があるとその表面電荷揺らぎは内部の水分子分極揺らぎに大きな影響を与える。2)酸素などのガスを微量に水に昆入させるとナノバブルと呼ばれる小さな安定気泡ができる。我々はこの現象が酸素分子の水中での水和効果に起因することを明らかにした。詳しい計算として、密度汎関数法に基づく気泡の平衡条件や動力学の解析も発表した。3)臨界点に近い2成分溶液中のコロイド粒子の集合現象は有名である。