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ウッドセラミックスを用いた新規マクローミクロハイブリッド多孔質炭素材料の開発

このことから,600°Cのような比較的低温焼成で大きな比表面積を得るためには,うばめ樫粉末とフェノール樹脂粉末を用いるのがよく,800°Cでの焼成ではアオダモや杉,松の粉末とフェノール樹脂の粉末を用いれば,高い比表面積を得ることが出来ると考えられる.ウッドセラミックスは,廃木材を原料としフェノール樹脂と複合化して低酸素中での熱処理によって得られる炭素系新素材であり,木質由来の易黒鉛化炭素とフェノール樹脂由来の難黒鉛化炭素から構成される複合炭素材料である.ウッドセラミックスの主な製法には2つあり,一般的には中密度繊維板(MDF)に液状フェノール樹脂を含浸させて乾燥させた後,焼成するMDF法が用いられる.もう1つの方法には,木粉とフェノール樹脂粉を混合後,室温プレスして焼成する粉末法であるが,詳しい研究がほとんど行われていないのが現状である.本研究では,後者の木粉法に重点をおき,木粉とフェノール樹脂粉の混合割合および炭化温度を変化させて,木材由来組織のマクロ孔(マイクロメートルサイズ)とフェノール樹脂炭化時に形成されるミクロ孔(ナノメートルサイズ)の複合化(ハイブリッド)による,新しい機能性を有する多孔質材料を開発することを目的とした.本年度は,(1)木粉とフェノール樹脂粉の混合割合,焼成条件(温度,雰囲気,真空度)の検討,(2)焼成にともなう試料寸法変化,嵩密度変化,X線的構造変化,比表面積変化,細孔径分布変化,走査電子顕微鏡による外部組織変化の測定をおこなった.得られた主な結果は,次のとおりである.(1)フェノール樹脂粉末の混合割合を10-100%まで変化させ,焼成温度を400-800°Cの範囲で変化させて実験を行なったところ,700°C・4h(8kPaの低真空中)の焼成の場合にいずれの試料も最高の比表面積を示し,その比表面積の値はフェノール樹脂粉末量が70%の試料において最高であった.70%を超えると逆に比表面積は低下した.機械的強度,外部形状の観点から,実用的には30%フェノール樹脂粉末試料が最適であると考えられた.700°Cでの70%,30%フェノール樹脂粉宋試料の比表面積の値は,それぞれ450m^2/g,380m^2/gであった.(2)600°Cから700°Cでの焼成では,0.5nm程度のミクロ孔が増加し,700°C以上の焼成では逆に0.5nm程度のミクロ孔の容積が減少した.(3)X線回折の結果,フェノール樹脂粉末量の多い試料ほど,炭化の開始及び黒鉛化の進行が遅れることがわかった.ウッドセラミックスは,廃木材を原料としフェノール樹脂と複合化して低酸素中での熱処理によって得られる炭素系新素材であり,木質由来の易黒鉛化炭素とフェノール樹脂由来の難黒鉛化炭素から構成される複合炭素材料である.ウッドセラミックスの主な製法には2つあり,一般的には中密度繊維板(MDF)に液状フェノール樹脂を含浸させて乾燥させた後,焼成するMDF法が用いられる.もう1つの方法には,木粉とフェノール樹脂粉を混合後,室温プレスして焼成する粉末法であるが,詳しい研究がほとんど行われていないのが現状である.昨年度の実験においては,木粉の樹種として洋材の「紅松」を用いたが,その紅松粉とフェノール樹脂粉を重量比で7:3の割合で配合し,700°Cで焼成すると大きな比表面積(350m^2/g)を有する高強度なウッドセラミックスが得られることを明らかにした.さらに,紅松粉とフェノール樹脂粉との重量比を3:7と変化させると,比表面積は450m^2/gへ増加した.本年度は,さらに比表面積を増加させるために,樹種の検討を行なった.具体的には,広葉樹の「うばめ樫」,「アオダモ」,針葉樹の「松」,「杉」,「檜」および「竹(孟宗竹)」を500-800°Cで炭化し,その比表面積をBET法で測定するとともに,X線回折,電気抵抗率測定,密度測定,走査電子顕微鏡(SEM)観察を行った.その結果,「うばめ樫」は,700°Cの炭化で比表面積は最高値(350m^2/g)を示し,その後炭化温度の上昇によっても比表面積はほとんど変化しなかった.一方,同じ広葉樹でも「アオダモ」は温度上昇とともに比表面積は増加し続け,800°Cでの比表面積は450m^2/gと今回の樹種の中では,最高値を示した.針葉樹,竹も炭化温度の上昇とともに比表面積は増大した.800°Cでの比表面積の順序は,「アオダモ」,「竹」,「松」,「杉」,「うばめ樫」の順であった.
認知症高齢者支援力育成のための小学生向けバーチャル教育プログラムの開発

2018年度は、スライド教材とクリッカー、チューター役と認知症高齢者役Pepperを組み合わせて双方向に内容提示できる教材の効果を確かめることができた。今年度は、S市の小学校2校の3,4,5年生64名を対象に、小学校の総合的な学習2コマを使って4段階で学ぶ内容とした。第1段階は知識を学ぶため、小学生がスライド教材で高齢者の肯定的理解を深めたのち、認知症についての理解を促す。第2段階は適切な態度を理解するため、接し方のポイントを地域の見守り専門職から説明を受けた。第3段階では、認知症高齢者役に見立てたPepperとの接し方を通して、認知症高齢者への具体的な声かけや接し方を実践的に学習できる内容とした。第4段階では、市の認知症高齢者見守りシステムについての紹介を行い、認知症の症状や接し方のポイントを確認した。小学生の理解を確認するため、学習途中でPepperから高齢者および認知症に関するクイズを出し、小学生にクリッカーで答えてもらった。学習の効果は、作成した評価指標を用いて学習前後で認知症への理解度や態度、認知症高齢者への支援力の比較を行った。学習前後の比較では、7項目中4項目「認知症は誰でもなり得る病気」、「認知症で困っている人を見かけたら大人に伝えることができる」、「認知症の人にどう声かけをすればよいかしっている」、「S市での認知症の人を見守る方法についてしっている」について、有意に「はい」と答えた小学生の割合が増えていた。自由記載からは、認知症予防への関心や質問などがみられた一方で、Pepperの話し方が聞き取りにくいなどの課題が明らかになった。研究成果については、国内外に発信し、複数の研究者より本プログラムへの意見を聴くことができた。本プログラムの長期的な効果をみるため、6か月後に再度質問紙調査を実施予定である。本研究の目的は、小学生の頃から認知症を正しく理解し、偏見や差別なく対応できる力(認知症高齢者支援力)を育成するために、コミュニケーションロボットPepperをチューター役としたバーチャル教育プログラムを開発、その効果を検討することである。そのために、(1)小学生向け認知症啓発教育用の教材を作成、コミュニケーションロボットPepperに組み込む(実装)、(2)作成した教材の効果を測定するための評価指標を作成する、(3)作成した評価指標を用いて、本教材の学習効果を測定する。今年度は、(1)小学生向け認知症啓発教育用の教材を作成、コミュニケーションロボットPepperに組み込む(実装)について、以下の検討を行った。1岡本バラ公園ネットワークメンバーを中心として、地域特性を踏まえたスライド教材を作成し、小学生の理解度を検討した。2コミュニケーションロボットPepperに認知症啓発教育の内容を組み込み、小学生の認知症への理解度を検討した。認知症キッズサポーター研修では、小学生の理解度を深めるために、スライド教材とコミュニケーションロボットを組み合わせて使った。作成した教材による研修が効果的であった年齢は、小学生4年生以上であった。スライド教材の効果としては、イラストやストーリー性が小学生の認知症への理解を深めると考えられた。コミュニケーションロボットPepperを使用した効果としては、認知症キッズサポーター研修のチューター役として、参加者への質問や要点の説明をすることで、小学生の興味関心を高めてることができた。今年度の研究結果より、小学生が興味関心を持つことで、研修のねらいである高齢者の肯定的理解および認知症の理解、認知症高齢者への対応についての理解を深めたと考える。対象となる地域関係者の小学生向け認知症キッズサポーター研修ニーズと研究実施時期が一致していたことが大きい。そのため、スライド教材の内容検討やコミュニケーションロボットPepperの活用方法について、検討を重ねることができた。スライド教材およびコミュニケーションロボットPepperの効果については、11月と3月に2箇所で認知症キッズサポーター研修を開催でき、確かめることができたため、おおむね順調に進展している。本年度は、教材の修正と評価(スライド、チューター役コミュニケーションロボット)を行った。スライドの修正は、小学生の集中力を維持するために、内容を取捨選択して認知症の説明を必要最小限とした。Pepperについては、小学生がPepperの説明が聞き取りやすいようスピードと声の大きさを調整して児童に語りかけるよう設定した。また、今年度は、地域の認知症キャラバンの紹介、自治体の取り組みを保健師から紹介する内容を取り入れた。今年度の認知症キッズサポーター養成講座はB町で開催した。参加者はポスターによる募集で申し込みのあった児童12名と保護者7名であった。B町の参加児童は、昨年開催した地域に比べて、Pepperに5回以上会った児童が半数であった。Pepperの話しについては、「片言で聞き取りにくかった」、「急に話が止まって聞き取りにくかった」との意見があった。スライド教材は「きれいでわかりやすい」、クリッカーについては「他の人の意見が分かっておもしろかった」との意見があった。認知症についての理解度については、養成講座の前後で「認知症は誰でもなる病気」、「困っているのは認知症の人とその家族」、「地域の見守りネットワークを知っている」の理解を深めた児童が5割から9割超となった。このことから、認知症高齢者支援力育成教材として話す機能のあるPepperを使用することは、一緒に勉強することで仲間意識を持つため、児童が認知症について興味関心を喚起する可能性があると考える。また、スライド教材とクリッカー、Pepperを組み合わせて使用することで児童の認知症高齢者への理解を深めることができたと考える。

計画から平成28年度の認知症キッズサポーター養成講座開催までともに進めてきたA地域で組織体制の変更があり、予定していた地域での継続が困難になった。そのため、B地域で行政保健師と協力して認知症キッズサポーター養成講座として希望者を募り、図書館で開催した。次年度、B地域で引き続き、対象地域を増やして実施する予定である。2018年度は、スライド教材とクリッカー、チューター役と認知症高齢者役Pepperを組み合わせて双方向に内容提示できる教材の効果を確かめることができた。今年度は、S市の小学校2校の3,4,5年生64名を対象に、小学校の総合的な学習2コマを使って4段階で学ぶ内容とした。第1段階は知識を学ぶため、小学生がスライド教材で高齢者の肯定的理解を深めたのち、認知症についての理解を促す。第2段階は適切な態度を理解するため、接し方のポイントを地域の見守り専門職から説明を受けた。第3段階では、認知症高齢者役に見立てたPepperとの接し方を通して、認知症高齢者への具体的な声かけや接し方を実践的に学習できる内容とした。第4段階では、市の認知症高齢者見守りシステムについての紹介を行い、認知症の症状や接し方のポイントを確認した。小学生の理解を確認するため、学習途中でPepperから高齢者および認知症に関するクイズを出し、小学生にクリッカーで答えてもらった。学習の効果は、作成した評価指標を用いて学習前後で認知症への理解度や態度、認知症高齢者への支援力の比較を行った。学習前後の比較では、7項目中4項目「認知症は誰でもなり得る病気」、「認知症で困っている人を見かけたら大人に伝えることができる」、「認知症の人にどう声かけをすればよいかしっている」、「S市での認知症の人を見守る方法についてしっている」について、有意に「はい」と答えた小学生の割合が増えていた。自由記載からは、認知症予防への関心や質問などがみられた一方で、Pepperの話し方が聞き取りにくいなどの課題が明らかになった。研究成果については、国内外に発信し、複数の研究者より本プログラムへの意見を聴くことができた。本プログラムの長期的な効果をみるため、6か月後に再度質問紙調査を実施予定である。平成29年度は、今年度の結果をもとに、作成した教材の効果を測定するための評価指標を作成する。具体的には、さらに認知症キッズサポーター研修の開催回数を増やし、介入群と対照群を設定して評価指標の検討を行う予定である。平成30年度は、評価指標を作成し、プログラムの評価をしていく予定である。認知症キッズサポーター養成講座はB町を中心に開催する予定である。交渉の結果、小学校での開催は難しいと考えられ、PTAを中心とする保護者会に働きかけていく。開催後、評価指標を用いたプログラム評価を研究分担者およびB町の関係者と共に行い、小学生向け認知症高齢者支援力育成教材の成果と課題について検討する。当初、予定していたプログラム開発費用(人件費)が予定より少なかったことが挙げられる。
回折格子やエタロンを使用しない新規構造の波長可変レーザー開発

本研究提案は、光学レンズの色収差と光ファイバのスリット様効果を巧みに利用した新しい波長可変レーザー構成に関するものであり、超短尺光ファイバとの組み合わせにより超小型波長可変レーザーモジュールを目指した開発が目的である。レーザー光発生に利用する光学素子及びファイバを様々工夫し波長選択性を改善することで、一定の波長可変特性は得られたが必ずしも予想したものでは無かった。しかしながら、同一の実験系において可視光帯域で可飽和吸収体(SESAM)を用いたパルスファイバレーザーを実現し、可視光光源の新たな可能性を示した。物質と光の相互作用は光の色(波長)と密接な関係があり、適切な波長を選択しうる波長可変レーザーは、医療・創薬、光計測などの様々な分野で広く用いられてきた。一般に多くのレーザーは単一の固定波長で発振するが、広帯域の発光特性を持つレーザー媒質(色素、蛍光ガラス等)と回折格子やプリズムによる分光器のシステムを組み合わせることで波長可変レーザーを達成している。本研究提案は、光学レンズの色収差と光ファイバのスリット様効果を巧みに利用した新しい波長可変レーザー構成に関するものであり、超短尺ファイバによる光ファイバと組み合わせることにより10-20mm程度の超小型波長可変レーザーモジュールも期待できる。以上のアイデアの実現のための物理要因、並びにその仕様を明らかにすることが目的である。本年度は想定される可視光ファイバレーザー系における損失スペクトルの理解に焦点を当て、原理実証で示された結果を、計算機上で再現することを念頭に、つまり物理現象の理解を中心に研究を進めた。利得ファイバはマルチモードPrドープ耐候性フッ化物ファイバとGRINレンズをベースに計算を進めた。それらの計算結果に基づいて、これまでの実験系で模擬実験を行った。市販ソフトを用いた際に計算予測されるGRINレンズの焦点距離の波長依存性はほぼ線形依存に近い特性が示されたが、実際の実験結果では、波長可変動作はほとんど起こらなかった。一方で、比較的焦点距離の大きな2枚のレンズを用いた系では波長可変特性が得られている。この理由として、GRINレンズの開口数(NA)が大きい事が考えられる。発振は蛍光ピーク波長において最も起こりやすいため、ファイバの伝播モードの違いにより、発散角が異なり、同じ焦点距離で違う波長が焦点を結ぶ可能性が考えられる。現在は、モードと焦点距離の関係に焦点を絞り、動作解析を進めている。本年度は原理実証で示された結果を、計算機上で再現し、利得ファイバはマルチモードPrドープ耐候性フッ化物ファイバとGRINレンズをベースに計算を進めた。しかしながら、市販ソフトを用いた際に、計算予測されるGRINレンズの焦点距離の波長依存性はほぼ線形依存に近い特性が示されたが、実際の実験結果では、予測したようには波長可変動作はほとんど起こらなかった。この理由として、GRINレンズの開口数(NA)と伝播モードの関連が考えられ、これに焦点を絞って解析を進めている。研究提案に至った、比較的焦点距離の大きな2枚のレンズを用いた系による波長可変特性が、全てのレンズ系で同じように起こるとは予想してはおらず、それぞれのレンズの特性が動作の制限を与える物として予測していたので、おおむね予想通りと言える。その上で、当初の目的である革新的に小型化された波長可変レーザーと言う目的においてはGRINレンズ等の特殊レンズの利用が望まれるため、その解析動作を理解すると言う点に現在は注力している。その他、どうしてもGRINレンズが不適切であるという結論が出た場合、従来のレンズ系の小型化、もしくは他の小型レンズ系を利用する場合も合わせて検討している最中であり、最終的にはそれらのうち最も効果の高いものを選定する事になる。研究においては想定される可視光ファイバレーザー系における損失スペクトルの理解に焦点を当て、その物理現象の理解を中心に研究を進めた。次にモードと焦点距離の関係に焦点を絞り、動作解析を進めた。

レーザー光発生に利用するファイバをシングルモードとし、波長選択性を改善することで、一定の波長可変特性は得られたが必ずしも予想したものでは無かった。以上の研究に関連し、4件の国際学会発表、1件のシンポジウム講演、2件の学術論文の発表を行った。本研究提案は、光学レンズの色収差と光ファイバのスリット様効果を巧みに利用した新しい波長可変レーザー構成に関するものであり、超短尺光ファイバとの組み合わせにより超小型波長可変レーザーモジュールを目指した開発が目的である。レーザー光発生に利用する光学素子及びファイバを様々工夫し波長選択性を改善することで、一定の波長可変特性は得られたが必ずしも予想したものでは無かった。しかしながら、同一の実験系において可視光帯域で可飽和吸収体(SESAM)を用いたパルスファイバレーザーを実現し、可視光光源の新たな可能性を示した。平成29年度前半はGRINレンズ系の利用可能かを、更に詳細に光学計算ソフトを利用しシミュレーションによる検証を行う。それと同時にその他のレンズ系の検討も進め、ベストマッチングの光学系を決定する。また、それらの知見を用い適切なレンズ系を用いた波長可変LMの構築と、提案の波長可変レーザーの特性の理解を深める。以上の成果により、小型波長可変LMスペック(例えば、利用波長範囲、波長可変レーザー線幅及び、その制御性、現存技術を組み合わせた場合のスキャニングスピード等)の決定を行う。また、将来的な10-20mm程度の超小型波長可変LMの可能性について検討する。大まかな進め方は以下の通りである。i)適切なレンズ系の選定(4-8月)、ii)小型波長可変LMの特性評価と知見のフィードバック(7-10月)、iii)上記特性評価を反映した小型波長可変LMの構築(11-2月)、iv)小型波長可変LMの最終スペック決定並びに超小型波長可変LMの検討(1-2月)、v)最終報告:超小型波長可変LMに関する学会発表(応用物理学会)及び、論文発表(2-3月)レーザー材料物理研究実績の欄にも記入したとおり、当初予定していたGRINレンズによる実験系でのテストが思ったような結果とならなかったため、装置構成に関する物品購入は最小限とし、次年度へとしたため。当初計画であるGRINレンズ系の利用可否を含め、他のレンズ系を活用検討を進めてプロトタイプの設計を進める予定である。次年度当初計画である小型波長可変レーザーモジュールの構築と、合わせて前述の適切なレンズ系の導入調査を行う。
日本統計物理学史(不可逆過程論の展開)

我が国における不可逆過程論は、Fluctuation-Dissipation Theoremを重視する立場から線型応答理論として統計力学的に研究されてきた。線型応答理論は、初期分布関数としてCanonical Density Matrixを用いるとき最も簡潔な関係式(定理)に整理することができた。また、KMS状態という基本的な概念をも確立した。しかしそこには、散逸性の概念は存在するが、Entropy Productionの概念は明示的ではない。従って、線型応答理論の結果は新しい物理的原理を意味しているのか、それとも既存の原理からの帰結なのか明確ではない。もし後者であるならば、外見上の普遍性にもかかわらず線型応答理論は空疎なものに思えるであろう。具体的な応用によってその正しさは検証されなければならないからには、そのことを可能にするような新しい結果が含まれていなければならない。この辺りのことがどの様に展開されてきたかを整理しておきたい。筆者は以前から不可逆過程論に関心を抱いてきたので上記の論争にも大いに興味を持ち出来る限り科学史的資料の収集に努めてきた。その結果、論点となっているのは不可逆過程論に現れてくる統計性の介入をどのように理解するかという点にあることに気が付いた。Nakanoは力学の原理と熱力学の原理の関連性に理論的解析の重点を設定していたので、Li-ouville-von Neumann方程式と(線型化された)Boltzmann方程式との間には形式的一致以上に物理的内容(力学理論に確率が介入してくるシナリオ)が存在する点に理論的考察の重点を置いていた。戦後の日本の物理学研究のなかで素粒子論と並んで世界的水準で展開されてきた不可逆過程の統計力学史を調べることが、本研究の目的であった。第1年度は、主として関連資料の集收と整理を行うこととした。資料のうちで最も重要と思われるものは「物性論研究」誌である。今年度は、この手がきの学術誌を取り据え、初期の頃(40年代)からの論文の整理を行った。当時の日本の研究条件を反映した結果と考えられるが、日本での研究は各々の研究者が独立して自己のアイデアを展開していた。それらのうちには、九大グループ、小林理研グループ、東大グループ、関西グループなどの流れがある。40年代は、主として熱力学から統計力学への動きが見られ、不可逆性の意識が強く研究を支配していたと思われる。ゆらぎに関する確率論的考察はその代表的なものであった。この領域での成果は、世界的水準のものというより、最もオリジナルな研究である。50年代なかば過ぎて、力学理論が支配的となりそれまで重大視された不可逆性の意議が問われなくなっていった。これらの展開の過程を当時の研究者に直接インタビューして、「聞き書き資料」を作ることもできた。これはしかし未だ、人数が3人にとどまっており、来年度は更に数人の研究者と面接した上で完成させたい。特に、当時の研究者が今日の視点から見直してみると必ずといっていい程大切なアイデアに達しながらもそれを十分育てることなく他の課題に進んでいった点に焦点を当てたい。ここには、日本での科学論・研究方法の特徴があると思われる。「物性論研究」誌のいくつかの論文を集めて、復刻版を作る準備をした(ワープロ入力化)。

もし後者であるならば、外見上の普遍性にもかかわらず線型応答理論は空疎なものに思えるであろう。具体的な応用によってその正しさは検証されなければならないからには、そのことを可能にするような新しい結果が含まれていなければならない。この辺りのことがどの様に展開されてきたかを整理しておきたい。筆者は以前から不可逆過程論に関心を抱いてきたので上記の論争にも大いに興味を持ち出来る限り科学史的資料の収集に努めてきた。その結果、論点となっているのは不可逆過程論に現れてくる統計性の介入をどのように理解するかという点にあることに気が付いた。Nakanoは力学の原理と熱力学の原理の関連性に理論的解析の重点を設定していたので、Liouville-von Neumann方程式と(線型化された)Boltzmann方程式との間には形式的一致以上に物理的内容(力学理論に確率が介入してくるシナリオ)が存在する点に理論的考察の重点を置いていた。
イオプラズマトーラスの多波長光学観測

可搬型の28cmシュミットカセグレン式望遠鏡、低分散回折格子分光器、及び冷却CCDを用い、木星の衛星イオの火山性ガスを起源とするイオプラズマトーラス中イオン発光のスペクトルを取得し、木星磁気圏プラズマ源の変動を抽出することを目指した。木星観測最適時期が梅雨と重なるという天候上の理由に加え、黄道面が低いため観測時間が取れないという悪条件も重なり、プラズマトーラス発光スペクトル自体を十分なS/Nで取得することはできなかった。しかし、プラズマトーラスと類似した基線を有する惑星状星雲の観測を冬季に行い、そのスペクトルの取得に成功した。次年度以降、観測地として東北大学惑星プラズマ・大気研究センターのハワイ・ハレアカラ観測所、及びオーストラリア・アリススプリングス観測所の利用が可能となるため、比較的気象条件に左右されにくい観測が期待できる。波長帯は異なるが、惑星観測専用の小型宇宙望遠鏡計画「TOPS」に搭載を検討している極端紫外分光器の主たる観測対象がプラズマトーラスとなったことから、光学系・分光系の検討に寄与した。衛星観測からは、地上観測では困難なプラズマトーラス電子温度の観測が可能となり、両者を併用することで、プラズマトーラスの変動を、より詳細に探ることが可能となる。木星の衛星イオの火山性ガスを起源とするイオプラズマトーラス中の複数イオン種からの発光を、広い波長領域にわたり分光観測する必要があるため、市販の低分散回格子分光器、及び冷却CCDを入手した。波長校正ランプを用いた性能評価の結果、観測に必要とする波長域をおおむねカバーできることが確認できた。これらを28cmシュミットカセグレン式望遠鏡と組み合わせ、ドイツ式赤道儀に取り付けることで、天体観測が可能な状態となっている。木星と地球の軌道位置関係の問題から、当初の予想通り装置一式(シュミットカセグレン式望遠鏡、ドイツ式赤道儀、回折格子分光器、冷却CCD、波長校正ランプ)の準備が全て整った平成18年8月には、イオプラズマトーラスの観測に適した時期(4月から7月程度)はすでに過ぎていたそのため平成18年度はイオプラズマトーラスの本観測には至ってはいないが、他の天体を対象とした試験観測から、イオプラズマトーラス中のイオン発光のうち、いくつかは検出可能であることが確認できた。当初の計画では、。東北大学飯舘観測所60cm望遠鐘を利用した試験観測も予定していたが、研究代表者の異動(立教大→鹿児島高専)に伴い、その実現はほぼ不可能となった。なお、平成19年3月現在、木星観測時期を迎えつつあり、6月を中心にした前後3ヶ月間程度の本観測期間を前に、明け方に東の空に現れる実際の木星を用いて試験観測を行う準備が整っている。
初期近代イングランドの経済の制度化をめぐる論争とオランダ・モデル

英文著作(仮題:The making of the English economic discourse-fourseventeenth-century controversies over the Dutchmodel-)のchapter,1 Herring fishingand the Dutchmodelの一部となる、16世紀後半のイングランドにおける漁業に関する議論をまとめた論考`Navy or fishery - the beginning of the earlymodern English economic controversy -'を平成28年度に用意していたが、それをさらに拡充し、ヨーロッパ経済思想史学会(5月、アントワープ)で報告した。そして、それを含め、英文著作のchapter 1、2、3、4の推敲を順次すすめ、12月末頃までに終えた。また、その間、9月には必要な資料を収集しに大英図書館、ロンドン大学図書館などを訪問した。年末から改めて、book proposalを改訂した。そして1月中にまず、book proposalの英語校閲を専門業者に依頼し、その校閲稿を改めてチェックした後、国内外の研究者に個別に送って、コメントも何人からか得た。校閲料の科研費からの支払いについては、申請中の経済学史学会英文論集委員会からの補助が得られるかどうかがわかる新年度まで待つこととした。他方、この著作の続きとなる研究の一部である、1690年代中ごろの土地銀行論争についての原稿作成のために必要な資料調査を2月末から3月初旬にかけてロンドンで行い、平成30年6月にマドリッドで開催されるヨーロッパ経済思想史学会での報告のための原稿の準備に取り掛かり、'The landbank united, a failed project'としてまとめていった。英文著作をまとめていく作業は、おおむね予定通り進んでいる。とくに平成29年度に関しては研究実施計画に書いたとおり、原稿全体をまとめることができた。経済学史学会からの補助申請の結果が平成30年度に入ってからわかるということもあり、原稿本体の英文校閲は平成30年度に入ってからおこなうこととしたり、book proposalについても、近隣分野の著名な研究者からのコメントを平成30年度の6月初旬のヨーロッパ経済思想史学会であったときに直接いただけることになっているため、book proposalの最終版の完成はそのあとになり、出版社との交渉は平成30年度の夏になってからになりそうであるが、これも、おおむね予定通りである。また、当初予定していたブラジルのCuhna氏との共同編著の計画は、氏の予定がうまくつかずに、特に進んではいない。その代わり、そもそも本研究内で予定していた、1690年代の土地銀行論争の研究を進めることとし、平成30年6月のヨーロッパ経済思想史学会での報告のための原稿作成をおこなった。米国ハーバード大学にある資料調査はできなかったが、それ以前に収集すべき一次資料がロンドンの大英図書館やロンドン大学図書館にあるため、こちらでの調査を優先した。英文著作の出版に向けての作業を引き続き行う。現在までの進捗状況の欄でも書いたように、最終的なbook proposalの改訂作業を平成30年夏には終え、また原稿本体の英文校閲もその頃までには完成させ、夏のうちに出版社への応募をする予定である。この後は、その結果がどうなるかによって異なるが、採用、不採用いずれにせよ、原稿の改訂を続けておこなっていくことになる。Cuhna氏との共同作業を本研究の期間内に大幅にすすめることは困難であるかもしれないので、やはり本研究の一部としていて予定していた、現在準備中の英文著作の続編の内容の一部となる、17世紀末イングランドの土地銀行論争およびその後の金融論争についての研究を進めていく。まず、平成30年6月にはヨーロッパ経済思想史学会で1696年の土地銀行をめぐる議論を分析した'The landbank united, a failed project'を報告し、その後これまでにおこなって来た私自身の土地銀行論争研究を踏まえて、チャールズ・ダヴナントの信用論について、そしてできれば、その後ジョン・ローおよびその周辺の金融をめぐる議論の分析まですすめていきたい。いずれも、その中間報告として、ヨーロッパ経済思想史学会かオーストラリア経済思想史学会での発表を予定している。当然ながら、これらの研究は、これまで私がおこなって来た17世紀の長い経済・金融の論争の研究を前提としており、その点で、これまでおこなわれてきた他の同テーマの研究との違いが出てくると予想される。これまでの研究の成果をもとに、英語での著書を作成するという中心的な目標のもと、以下のことを行った。(1)平成28年3月にPolitical Economy研究会(東京大学)で報告したbook proposalを、そこでのコメント、議論等を参考に大幅に加筆・修正を行った。しかしその後、現在英語での著書の出版が決定している複数の同分野の研究者からの情報によると、出版の応募に際しては最初に全原稿ができていると交渉がうまくいくとのことであり、book proposalの改訂版を作成し終えた6月ころから、著書としての全原稿の作成に集中することとした。(2)著書の第一章にあたる部分の原稿をまとめる中で、17世紀の論争の前提ともなった16世紀の第4四半期に繰り広げられた漁業や海事に関する議論についての調査を進め、大英図書館所蔵の手稿など新たな資料も参考に英文原稿としてまとめた。これを、'Navy or fishery: the beginning of the century-long controversy'というタイトルのもと、12月に社会思想史研究会(同志社大学)で報告した。(3)1月以降は、17世紀のイングランドの漁業とトレイドに関するこれまでの原稿への加筆・修正を行った。(4)5月のパリで開催されたヨーロッパ経済思想史学会に参加し、そこで重商主義に関する共同研究計画についてブラジルのAlexandre Cunha氏と打ち合わせをした。それまでに私が作成した計画案に、Cunha氏が加筆・修正をすることとした。

また前年にbook proposalを見てもらったダブリン大学のAntoin Murphy氏から、その後の作業の進め方について、アドバイスをいただいた。(5)8月末から約2週間、2月末から約2週間ロンドンに行き、大英図書館手稿室やロンドン大学図書館での資料収集・調査を行った。英語での単著を出すという目標に向けては、決して予定通りのスピードではないものの、新たな発見などもあり、充実した内容での補足ができている。この著作の原稿の冒頭部分ともなる、16世紀の漁業と海事に関する議論についての論考も作成することができ、結果として当初予定していなかった内容の原稿で、平成29年の5月のアントワープでのヨーロッパ経済思想史学会で報告することとした。これは、企画の建設的な遅延でもある。他方、ブラジルの経済思想史家であるCunha氏との共編著作成に向けての企画は、私の側での企画案を執筆し、氏と話し合いをもったあと進展を見せていないが、その分私自身の著作の作業を進めた。英文著作(仮題:The making of the English economic discourse-four seventeenth-century controversies over the Dutchmodel-)のchapter,1 Herring fishingand the Dutchmodelの一部となる、16世紀後半のイングランドにおける漁業に関する議論をまとめた論考`Navy or fishery - the beginning of the earlymodern English economic controversy -'を平成28年度に用意していたが、それをさらに拡充し、ヨーロッパ経済思想史学会(5月、アントワープ)で報告した。そして、それを含め、英文著作のchapter 1、2、3、4の推敲を順次すすめ、12月末頃までに終えた。また、その間、9月には必要な資料を収集しに大英図書館、ロンドン大学図書館などを訪問した。年末から改めて、book proposalを改訂した。そして1月中にまず、book proposalの英語校閲を専門業者に依頼し、その校閲稿を改めてチェックした後、国内外の研究者に個別に送って、コメントも何人からか得た。校閲料の科研費からの支払いについては、申請中の経済学史学会英文論集委員会からの補助が得られるかどうかがわかる新年度まで待つこととした。
スーパー求電子体としてのジカチオン

超強酸とは濃硫酸の1万倍もの強い酸である。この超強酸に電子欠損性化合物(ルイス酸)を加えるとさらに酸の強度は1万倍以上増加し、硫酸の1億倍も強い超強酸性が作り出される。本研究課題はこの超強酸極限条件における有機分子のプロトン化現象を取り上げ、複数のプロトン化により「多価陽荷電有機分子」が生成することを敷衍し、その構造を理解し、非常に高進された求電子性、すなわちスーパー求電子体としての新奇な反応を一般化することを目的とした。本研究課題は、超強酸という極限酸性環境状態における有機分子の高プロトン化現象に基づく新しい化学領域を形成して化学反応を究極的に制御し、伝統的な既存の酸触媒反応、例えばFriedel-Crafts反応に飛躍的な改良を加えた。具体的には(1)超強酸中ではジカチオンあるいはトリカチオンという極めて活性な求電子体(超求電子体)が生成していて、それこそがベンゼン等の不活性有機化合物(脂肪族、芳香族化合物)と反応する本体であることを明確にし、(2)化学反応における超求電子体の一般的関与を拡大した。スーパー求電子体の関与する反応の設計としてカルホニルおよび関連化合物のジプロトン化を含むフリーデル・クラフト反応をとり上げた。1、2・ジカルボニル化合物から強酸中生成求電子体がジカチオンであることを観測した。またベンゼンとの新しいタイプのフリーデル・クラフト反応をひきおこした。またこれらのカチオンの構造を分子軌道計算を用いて考察した。スーパーホ電子体の関与する反応の設計としてNuZaruタイプの電子環状反応として、フェニルビニルケトンのインダンノンへの環化反応、ジフェニルメチルカチオンのフルオレンへの環化反応を取り上げた。両反応にはそれぞれジカチオンを反応活性種として含み、高進された電子環化性が分子軌道計算にあっても示された。
離散群の変形空間と増大関数

研究代表者・藤井は、二面体群型のピュア・アルティン群Pというピュア・ブレイド群を一般化した離散群に関して、いくつかの研究成果を得た。ます、ピュア・アルティン群Pに付随するモノイドP+がPの中に自然に埋め込まれることを示した。次に、Pに対して、Pの元の代表元が測地的であるための必要十分条件を書き下した。さらに、Pの測地的元を受け付けるオートマトンを作成して、Pの増大級数Sの有理関数表示G/Fを求めることに成功した。分母の多項式Fを解析して、群Pの増大率(Sの収束半径の逆数)がある種の数論的性質を満たすこと(ピソ数であること)も示した。研究代表者・藤井は、分担者・佐藤と共に、離散群のオートマティック構造の構成を行って、離散群の球面的増大関数の計算を行った。具体的には、二面体群型のピュア・アルティン群Pについて、(1)平成23年度の研究で、ライデマイスター・シュライアーの方法を用いて、群Pの表示を得ていたが、その手法を具体的に書き下して、論文にまとめた。(2)平成23年度の研究で、群Pに対するポジティブ・モノイドP+が群Pに自然に単射に埋め込めることを、群論的手法で示したが、その証明を論文にまとめた。(3)平成23年度の研究で、ポジティブ・モノイドP+の元を受理するオートマトンを作成できたが、その手法を詳しく考察することによって、群P自体の測地的代表元を受理するオートマトンの構成に成功した。(4)(3)で得られたオートマトンを用いて、群Pの測地的増大関数Sの計算に成功し、さらに増大関数Sの有理関数表示を得ることにも成功した。研究代表者・藤井は、分担者・佐藤とともに、離散群のオートマティック構造の構築、さらに、離散群の球面的増大級数の計算を行った。具体的には、二面体型のピュア・アルティン群Pおよびポジティブ・モノイドP+に関して、(1)平成23年度および24年度の研究で、モノイドP+が群Pに自然に単射に埋め込まれることを示した。証明のポイントは、群Pが自由アーベル群と同型となる中心を持つこととモノイドP+がキャンセラティビティという性質を満たすことである。なお、群論的手法を用いた別証明も与えることができた。(2)平成23年度および24年度の研究で、モノイドP+および群Pの測地的代表元を受け入れるオートマトンの構成を行って、P+およびPの球面的増大級数の有理関数表示G+/F+およびG/Fを得ることに成功した。(3)平成23年度および24年度での研究で、モノイドP+に対する増大級数の有理関数表示G+/F+の分母の多項式F+に関して、数式処理システム(Mathematica)を用いて詳細に研究を行った。その結果、F+が0と1に挟まれる開区間の中にただ一つだけ零点を持ち、その他のF+の零点が複素平面の単位円盤の外に存在することが分かった。(4)本研究の最終年度の平成25年度の研究で、(2)で得られた群Pに対する増大級数の有理関数表示G/Fの分母の多項式Fを解析して、さらに(3)の結果を用いて、群Pの増大率τが数論的な性質(τがPisot数であるという性質)を持つことを示した。研究代表者・藤井は、分担者・佐藤と共に、離散群のオートマティック構造の構成およびそれを用いての離散群の増大関数の計算を行うための準備的考察を行った。具体的には、2面体群型のピュア・アルティン群Pについて、(1)ライデマイスター・シュライアー方法を用いてのPの表示を求めた。(2)群Pに対するポジティブ・モノイドP+がPに自然に単射で埋め込めることを示した。証明でポイントとなるのは、ブレイド群に対して、ガーサイドがポジティブ・モノイドの元のキャンセラティビティを示したのと同様の議論が2面体群型のピュア・アルティン群Pについても行える点である。さらに、この方法とはまったく異なる、群論的な証明も与えることが出来た。(3)ポジティブ・モノイドP+の増大関数の有理関数表示を求めた。増大関数の係数の満たすべき漸化式を用いてのP+の増大関数の計算を行った。(4)ポジティブ・モノイドP+の元を受理するオートマトンを作成することによって、P+の増大関数の計算にも成功した。(5)(4)および(5)で求めることの出来たポジティブ・モノイドP+の増大関数の有理関数表示について、数論の観点からの考察を行った。具体的には、増大関数の有理関数表示における分母の多項式の零点の分布を数式処理システムMathematicaを用いて調べた。

そこで、1が零点であり、さらに0と1で挟まれる開区間の中に一つだけ零点が存在することが分かった。また、その他の零点はすべて、複素平面での単位円盤の外部に存在することも分かった。本研究では、幾何学的に重要な離散群Γに対して、Γの幾何を適切に反映させるリー群Gを選んで、その変形空間X = Hom(Γ,G)を研究することが目的である。特に、Γとして、(1)双曲群、(2)アルティン群(例:ブレイド群)について、変形空間Xの構造を明らかにすることが目的である。平成24年度の研究では、(2)のアルティン群については、平成23年度の研究の基礎固めを基にして、群の測地的増大関数の計算をして、その有理関数表示を得ることが出来たので、ある程度の達成感はある。それに対して、(1)の双曲群に関する研究は、平成23年度と変わらず、3次元球面内の5-2結び目の補空間の上の双曲構造の変形空間の研究に関するものだけである。その点で、現在の達成度としては、「やや遅れている」を選んだ。本研究では、幾何学的に重要な離散群Γに対して、Γの幾何を適切に反映させるリー群Gを選んで、その変形空間X = Hom (Γ,G)を研究することが目的である。特に、Γとして、(1)双曲群、(2)アルティン群について、変形空間Xの構造を解明することが目的である。平成23年度の研究では、(2)のアルティン群に関する研究は、比較的順調に進んだといえる。特に2面体群型のピュア・アルティン群については、研究の基礎固めがかなり出来たといえる。それに対して、(1)の双曲群に関する研究は、3次元球面内の5-2結び目の補空間の上の双曲構造の変形空間に関しるものに留まっている。その点で、現在の達成度としては「やや遅れている」を選んだ。特に、Γとして、(1)双曲群、(2)アルティン群に的を絞って、変形空間Xの構造を考察していく。今後の推進方策を具体的に述べると、(1)の双曲群の場合には、3次元球面内の5-2結び目の補空間上の双曲構造の変形空間のヤコビ多様体の加法を具体的に記述して、変形空間Xの有理点の分布を研究していく。さらに、変形空間Xの数論的性質、例えば、モジュラー性を追求していく予定である。(2)のアルティン群については、平成23年度及び24年度の二面体群型のピュア・アルティン群Pに関する研究をさらに深めて、一般のアルティン群の代表元の測地性の条件を求めていく予定である。幾何学的に重要な離散群Γに対して、Γの幾何を適切に反映させるリー群Gを選んで、その変形空間X = Hom (Γ,G)の構造を解明することを目指す。(1)の双曲群の場合は、3次元球面内の5-2結び目の補空間の上の双曲構造の変形空間のヤコビ多様体の加法構造を具体的に記述するところから研究を開始する。それをもとにして、変形空間Xの上の有理点の分布を考察する。(2)のアルティン群については、平成23年度の2面体群型のピュア・アルティン群Pに関する考察をさらに深めて、Pの元の測地性のための十分条件を求めるところから研究を開始する。その十分条件をもとにして、Pの元の測地的代表元を受理するオートマトンの構成を行っていきたい。研究代表者・藤井は、分担者・佐藤および河澄との間で短期集中セミナーを適宜開催して、研究の進展具合を報告し、研究成果のまとめを行う。そのときに国内旅費を使用する。
オルガネラプロテオミクスに基づくペルオキシソーム形成とその障害の分子機構の解明

オルガネラプロテオミクスによって新規に同定されたペルオキシソームLonプロテアーゼ(pxLon)の生理的機能の解明を目的として,大腸菌中でN末端にHisタグをつけて組換え発現したタンパク質を用いて諸性質の検討を行った.様々なベクターおよび宿主大腸菌の使用にも関わらず,大部分の組換え発現pxLonは不溶性であった.わずかな可溶性タンパク質をCo-アフィニティカラムおよびゲルろ過で部分精製した.pxLonはゲルろ過で単量体から多体に分布し,単量体以外はいずれも同程度のATPase活性およびATP依存性のペプチダーゼ/プロテアーゼ活性を示した.様々な酵素学的性質は大腸菌酵素に離維持したが,消光性蛍光基質ライブラリーを用いた検討では,pxLoはアラニン残基のC末側ペプチド結合を優先的に切断するエラスターゼ様の基質特異性を示し,大腸菌Lonがキモトリプシン様の基質特異性を示すのとは性質を異にした.ペルオキシソームのマトリックスタンパク質の輸送シグナルに2種類(FTS1およびPTS2)が知られており,N末延長ペプチドであるPTS2は輸送後切断除去されるが,この反応を担う酵素未だ同定されていない.PTS2のコンセンサス配列(Arg/Lys-Leu/Val/Ile-X_5-His/Gln-Leu/Ala)から,pxLonがシグナルペプチダーゼとして機能している可能性も考えられ,現在検討中である.また多量体構造をとるpxLonには熱変性タンパク質の凝集を防ぐシャペロン活性も認められた.この結果は分子状酸素を使って酸化心を行うペルオキシソームにおいて,酸化防止あるいは酸化変性されたタンパク質の分解による品質管理にpxLoが働いている可能性を示唆する.大腸菌Lonとの一次構造比較から推定された活性中心セリン残基(Ser-733)をアラニンに置換した変異(pxLonS743A)は,ペプチダーゼおよびプロテアーゼ活性は全く示さなかったが,野生型と同程度ATPase活性を示し,両活性が互いに独立した活性であることが示唆された.さらに多量体構造の変異体にも野生型と同様のシャロン活性も認められた.全長およびC末端SKLが欠失したpxLon cDNAの動物細胞中での発現パターンから,SKLがペルオキシソームへの移行シグナルトとして働いていることを確認した.オルガネラプロテオミクスによって新規に同定されたペルオキシソームLonプロテアーゼ(pxLon)の生理的機能の解明を目的として,大腸菌中でN末端にHisタグをつけて組換え発現したタンパク質を用いて諸性質の検討を行った.様々なベクターおよび宿主大腸菌の使用にも関わらず,大部分の組換え発現pxLonは不溶性であった.わずかな可溶性タンパク質をCo-アフィニティカラムおよびゲルろ過で部分精製した.pxLonはゲルろ過で単量体から多体に分布し,単量体以外はいずれも同程度のATPase活性およびATP依存性のペプチダーゼ/プロテアーゼ活性を示した.様々な酵素学的性質は大腸菌酵素に離維持したが,消光性蛍光基質ライブラリーを用いた検討では,pxLoはアラニン残基のC末側ペプチド結合を優先的に切断するエラスターゼ様の基質特異性を示し,大腸菌Lonがキモトリプシン様の基質特異性を示すのとは性質を異にした.ペルオキシソームのマトリックスタンパク質の輸送シグナルに2種類(FTS1およびPTS2)が知られており,N末延長ペプチドであるPTS2は輸送後切断除去されるが,この反応を担う酵素未だ同定されていない.PTS2のコンセンサス配列(Arg/Lys-Leu/Val/Ile-X_5-His/Gln-Leu/Ala)から,pxLonがシグナルペプチダーゼとして機能している可能性も考えられ,現在検討中である.また多量体構造をとるpxLonには熱変性タンパク質の凝集を防ぐシャペロン活性も認められた.この結果は分子状酸素を使って酸化心を行うペルオキシソームにおいて,酸化防止あるいは酸化変性されたタンパク質の分解による品質管理にpxLoが働いている可能性を示唆する.大腸菌Lonとの一次構造比較から推定された活性中心セリン残基(Ser-733)をアラニンに置換した変異(pxLonS743A)は,ペプチダーゼおよびプロテアーゼ活性は全く示さなかったが,野生型と同程度ATPase活性を示し,両活性が互いに独立した活性であることが示唆された.さらに多量体構造の変異体にも野生型と同様のシャロン活性も認められた.全長およびC末端SKLが欠失したpxLon cDNAの動物細胞中での発現パターンから,SKLがペルオキシソームへの移行シグナルトとして働いていることを確認した.オルガネラプロテオミクスによって,ラット肝ペルオキシソーム中に固有のLonプロテアーゼ(LonPx)が見出された.このタンパク質は一次構造においてミトコンドリアに局在するLonプロテアーゼとホモロジーを示したが,C末端にペルオキシソーム移行シグナルであるSer-Lys-Leu(PTS1)配列を有する点で異なっていた.LonPxを大腸菌中で発現させて部分精製し,その性質を検討した.ネイティブタンパク質のほかに,N末端にNus, GST, Hisなどのタグを導入したプラスミドコンストラクトを構築し,様々な大腸菌宿主を用いて温度条件を変えて発現を試みたが,活性を持った可溶性タンパク質として大量に発現する系は見つからなかった.

ベクターにpET15bを用いてN末端にHisタグを導入したLonPxを,大腸菌Rosetta-gamiB(DE3)pLysS中で発現誘導し,可溶性タンパク質をNiカラムで部分精製した.得られた標品はATPase活性およびATP依存性のpeptidase活性とprotease活性を示し,ゲルろ過で分子量100万以上のサイズをもつ多量体および単量体と思われる位置に溶出された.ラット肝ペルオキシソーム画分中のLon proteaseもゲルろ過で同様の多量体として溶出されることから,大腸菌Lonプロテアーゼなどと同様,LonPxも生理的に多量体として働いていることが示唆された.LonPxのC末16残基のペプチドに対する抗体を用いて動物細胞中の局在を検討したところ,ペルオキシソーム膜たんぱく質であるPMP70と共局在を示した.さらに全長およびPTS1を欠失したLonPx cDNAを動物細胞発現ベクターに導入してCOS-7細胞にトランスフェクションすると,後者はペルオキシソームへ移行せず細胞質にとどまることから,PTS1がペルオキシソームのマトリックスへの移行に働いていることが確認された.現在RNAi法によるLonPxの生理的機能を検討中である.オルガネラプロテオミクスによって新規に同定されたペルオキシソームLonプロテアーゼ(pxLon)の生理的機能の解明を目的として,大腸菌中で組換え発現したタンパク質を用いて諸性質の検討を行った.部分精製pxLonはゲルろ過で単量体から多量体に分布し,単量体以外はいずれも同程度のATPase活性およびATP依存性のペプチダーゼ/プロテアーゼ活性を示す.ペプチダーゼ活性の至適pHはpH9.5付近にあり,様々なセリンプロテアーゼ阻害剤のうちキモトリプシンの特異的阻害剤であるN^α-tosylphenyl chloromethylketoneによって阻害された.しかし消光性蛍光基質ライブラリーを用いた検討では,pxLonはアラニン残基のC末側ペプチド結合を優先的に切断し,エラスターゼ様の基質特異性を示すことが明らかとなり,大腸菌Lonがキモトリプシン様の基質特異性を示すのとは性質を異にした.ペルオキシソームのマトリックスタンパク質の輸送シグナルに2種類(PTS1およびPTS2)が知られており,N末延長ペプチドであるPTS2は輸送後切断除去されるが,この反応を担う酵素未だ同定されていない.PTS2のコンセンサス配列(Arg/Lys-Leu/Val/Ile-X_5-His/Gln-Leu/Ala)から,pxLonがシグナルペプチダーゼとして機能している可能性も考えられ,現在検討中である.また多量体構造をとるpxLonには熱変性タンパク質の凝集を防ぐシャペロン活性も認められた.この結果は分子状酸素を使って酸化反応を行うペルオキシソームにおいて,酸化防止あるいは酸化変性されたタンパク質の分解による品質管理にpxLonが働いている可能性を示唆する.大腸菌Lonとの一次構造比較から推定された活性中心セリン残基(Ser-733)をアラニンに置換した変異体(pxLonS743A)は,ペプチダーゼおよびプロテアーゼ活性は全く示さなかったが,野生型と同程度ATPase活性を示し,両活性が互いに独立した活性であることが示唆された.さらに多量体構造の変異体にも野生型と同様のシャペロン活性も認められた.
HMGB1-RAGE axis制御による歯周炎及び血糖値の改善メカニズムの解明

これまでに、歯周炎が歯周局所のhigh mobility group box 1 (HMGB1)を増加させること、糖尿病がreceptor for AGEs (RAGE)を上昇させることが既に報告されていることから、糖尿病患者における歯周炎の進行には、HMGB1-RAGE経路の関与が示唆される。そこで、本研究では、歯周炎-糖尿病モデルマウスにおけるHMGB1-RAGE経路の制御が、歯周炎及び糖尿病の病態改善に与える効果について評価し、口腔からの健康増進寄与について検討する。
レトロウイルスcDNA発現ライブラリーによる新規サイトカイン遺伝子の単離

我々が以前に開発したレトロウイルスcDNAライブラリーを利用して、新規サイトカイン遺伝子のスクリーニングを行っている。ストラテジーとしては、まず突然変異原(EMS)で処理したマウスIL-3依存性プロB細胞株Ba/F3から、各種ストローマ細胞と共培養を行うことによってストローマ細胞依存性の変位Ba/F3株を樹立する(Ba/F3細胞は通常ストローマ細胞依存性増殖は示さない)。この場合変異Ba/F3株は異所性のサイトカインレセプター発現によって、ストローマ細胞由来のサイトカインに対する反応性を獲得したことが考えられる。実際、樹立した変異Ba/F3株のうち多くは、GM-CSF、SCFなど既知のサイトカインに対するレセプターを発現することによってストローマ依存性を獲得したことが、サイトカイン中和抗体を利用した実験で判明した。次に既知のサイトカイン抗体でそのストローマ依存性が抑制されない変異Ba/F3細胞株の増殖を維持するストローマ細胞のcDNAライブラリーをレトロウイルスベクターpMXを利用して作成した。このライブラリーを変異Ba/F3株の増殖を維持できないストローマ細胞に導入して変異Ba/F3株のストローマ依存性増殖を指標として、ライブラリーをスクリーニングした。得られたcDNAを現在解析中である。