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明治維新前後の日伊交流史　―蚕種貿易と外交関係を中心に―

この3年間で、幕末・明治初期の日伊交流史に関する研究を大いに進めることができた。この研究の最終目的は幕末・明治初期の日本におけるイタリアの役割の重要性を理解し、明らかにすることである。イタリア(ミラノ、トリノ、ローマなど)や日本(東京、横浜など)で数多くの日本・イタリア関係未刊史料を発見し、収集することができた。これらの資料を学術専門書(現在執筆中)、研究論文、研究発表や講演会の準備に利用することができ、今後の研究課題にも大変役立つものもあると考えられる。1)1871 -72年に来日したイタリア人の海軍大尉カルロ・グリッロ(Carlo Grillo)が日本から母に宛てた18通の未刊書簡(以前イタリアで発見したもの)を紹介・分析した上に、グリッロ家(トリノ在住のカルロの末裔)に得た貴重な情報を活用しながら、予定通り2013年度の『イタリア学會誌』(第63号)に、研究ノートを掲載することができた。2)以前、日本外務省外交資料館、ローマのイタリア外務省歴史外交資料館等で収集した史料を活用し、1868年夏、戊辰戦争中に新潟を訪れたイタリア人蚕種商人らに関する研究を更に進めることができた。本研究の成果は2013年9月28日に、新潟市歴史博物館で開催された「近世史フォーラム9月例会」にて発表し、新潟市内でフィールドワークをすることができた。3)2013年11月3日17日、在東京イタリア文化会館において、『第13回世界イタリア語週間ーイタリア研究、発展そして革新』が開催された。同イタリア文化会館の招待を受け、2013年11月10日に、「イタリア語研究者の集い」というイベントに際して、「明治維新前後(1860-80年)の在日イタリア人コミュニティー」という題名のイタリア語による研究発表をした。今年度も幕末・明治初期における日伊交流史の研究を進めることができた。科研費を用い、2014年8月25日から9月18日まで、そして2015年2月26日から3月11日までイタリア出張をして、ジェノヴァ、ヴェネツィア、ミラノ、トリノなどの古文書館、図書館を訪れた上に、日伊関係史と関わった外交官・軍人(海軍大尉カルロ・グリッロ、そして初代駐日イタリア公使ヴィットリオ・サリエ・ド・ラ・トゥール)の末裔たちと面会した。その際、今後の研究、そして幕末・明治初期における日伊交流史についての学術専門書(執筆中)にも、その他の学術論文・発表にも利用できそうな貴重な日本関係未刊史料を発見・入手することができた。国内出張(東京、横浜など)に際しても、数々の史料を集め、様々な形で研究成果を発表することができた。具体的な成果に関して述べると、今年度は著書(共著)3点(うち2点は日本語文、1点はイタリア語文)、研究論文(イタリア語文)、口頭発表を1回(イタリア語)、セミナーにおける講演(英語・日本語)を行うことができた。2015年8月14日から9月8日までイタリアのミラノ、チェゼーナ、トリノへ赴き、資料調査を行った。まずはミラノにおいて資料調査を行い、日伊関係史に関係する珍しい洋書、新聞記事や未刊書簡を拝見することができた。また、チェゼーナで、Stefano Accardiという人物による日本関係の旅日記を拝見できた。トリノで未刊の史料を発見できた。それは第二代駐日イタリア公使の弟、日本で蚕種商人として活躍していたPietro Fe' D'Ostianiによるノート(手稿)である。その中で日本に関する記述があり、極めて興味深い史料である。次に、2015年9月15日から2015年9月30まで再びイタリアへ赴き、この度はローマで、主に国立中央図書館で調査を行い、日本で入手し難い、または珍しい日伊交流史を中心とした数々の洋書や刊行物を調べることができた。また、カターニア大学では、9月24日から26日まで第39回AISTUGIA(伊日本研究会)大会が開催され、そこでイタリア語による研究発表をした。その発表は、戊辰戦争時の東北地方を旅し、盛岡藩に武器と弾薬を運ぶイタリア商人Giacomo Farfaraおよびその日本における活動を扱う。2015年10月17日に学習院大学(目白キャンパス)において開催されたイタリア学会第63回大会に参加し、発表をした。この発表ではGiacomo Farfaraの『日本北部旅行日誌』を日本で初めて公開し、主に彼と駐日イタリア公使との関係に焦点を当てた。続いて、2015年11月18日に、イタリア文化会館(東京)でイタリア語による研究発表をした。その中で、江戸末期と明治初期に来日するイタリア人(外交官、軍人、商人)たちは、日本語という極めて難しい言語に対して、どのような姿勢をとっていたのかを追求した。

家庭の事情、大学の授業や委員会業務などの学務的用事、資料調査、そして他の著書や論文の執筆活動および研究発表の準備のため、学術専門書の執筆活動はやや遅れている。幕末・明治初期における日伊交流史平成27年度は幕末・明治初期における日伊関係史を中心とした学術専門書の執筆活動を進める傍ら、予定通り、在日蚕種商人ジャコモ・ファルファラ(Giacomo Farfara)が1868年末と1869年年始にかけて東北地方・蝦夷地を訪れた際に書いた日誌(手稿・未刊史料)を日本(イタリア学会)、そしてイタリア(AISTUGIA・伊日日本研究会)で初めて公開するつもりである。イタリアでの発表は現時点、すでにAISTUGIAに受理され、決定された(2015年9月24ー26日にイタリア南部都市カターニアでAISTUGIA大会が開催される予定である)。家庭の事情以外、大学での仕事(授業の数、大学委員会における活動など)が増えたため、幕末・明治初期の日伊交流史に関する学術専門書の作成はやや遅れている。家庭の事情、大学における研究・教育活動などにより、出張できる期間が計画していた期間より短くなったため。- Un giovane ufficiale di Marina in Giappone nel primo periodo Meiji (1871-72) -」という題名のイタリア語による学術論文を掲載する予定である(現在は印刷中)。『イタリア学会誌』に掲載したもののイタリア語版である。また、本年度は幕末・明治初期の日伊交流史に関する学術専門書の執筆活動に専念する予定である。次年度使用額を国内外史料調査を目的とした出張、書籍の購入、そして作成中の論文、学術専門書の現行プルーフリーディングに使用する予定である。家庭の事情により、平成25年9月に計画していたイタリア・ローマ出張(AISTUGIA研究会における発表)を急きょ取り消すことになった。この金額を旅行、そして専門図書などの購入に利用する予定である。
ターボ機械の異常流動現象のパッシブコントロール

ターボ機械の様々な異常流動現象のうち,羽根なしおよび羽根付きディフューザの旋回失速,羽根入口逆流に基づく低流量不安定性能(遠心,斜流、軸流ポンプ),ポンプの旋回キャビテーション,水車のドラフトサージなど,本質的に旋回流れに起因する異常流動現象を対象として,ケーシング壁に圧力勾配の方向に一致するように設けた浅溝の流れによる角運動量欠損を利用してこれらの異常流動現象を制御し,振動,騒音,羽根の破損等を防止するのが本研究の目的である.平成9年度および10年度では,浅溝を斜流ポンプの入口ケーシング壁に設けることにより揚程曲線の右上がり不安定性能を完全に抑制することに成功し,羽根なしディフューザの旋回失速を浅溝により完全に抑制することを理論的および実験的に示した.平成11年度は羽根付きディフューザの旋回失速の抑制,ならびに水車ドラフトサージを抑制するために,浅溝を設けた実験装置を用いてその効果について調べた.その結果,従来その抑制が大変困難であった羽根付きディフューザの旋回失速を溝形状を最適化することによりほぼ完全に抑制することに成功した.また,水車ドラフトサージ抑制を検討するために入口直管部ならびにディフューザ部に浅溝を設けることによる旋回流抑制効果を検討し,ディフューザ出口において最高で約60%の周方向速度の減少が達成され,ドラフトサージの抑制効果が期待できることが分かった.本研究では,ケーシング壁の圧力勾配の方向に設けた簡単な形状の浅溝を用いることにより,ターボ機械に生じる異常流動現象を効率を低下させることなくパッシブにコントロールすることが可能であることを示した.ターボ機械の様々な異常流動現象のうち,羽根なしおよび羽根付きディフューザの旋回失速,羽根入口逆流に基づく低流量不安定性能(遠心,斜流、軸流ポンプ),ポンプの旋回キャビテーション,水車のドラフトサージなど,本質的に旋回流れに起因する異常流動現象を対象として,ケーシング壁に圧力勾配の方向に一致するように設けた浅溝の流れによる角運動量欠損を利用してこれらの異常流動現象を制御し,振動,騒音,羽根の破損等を防止するのが本研究の目的である.平成9年度および10年度では,浅溝を斜流ポンプの入口ケーシング壁に設けることにより揚程曲線の右上がり不安定性能を完全に抑制することに成功し,羽根なしディフューザの旋回失速を浅溝により完全に抑制することを理論的および実験的に示した.平成11年度は羽根付きディフューザの旋回失速の抑制,ならびに水車ドラフトサージを抑制するために,浅溝を設けた実験装置を用いてその効果について調べた.その結果,従来その抑制が大変困難であった羽根付きディフューザの旋回失速を溝形状を最適化することによりほぼ完全に抑制することに成功した.また,水車ドラフトサージ抑制を検討するために入口直管部ならびにディフューザ部に浅溝を設けることによる旋回流抑制効果を検討し,ディフューザ出口において最高で約60%の周方向速度の減少が達成され,ドラフトサージの抑制効果が期待できることが分かった.本研究では,ケーシング壁の圧力勾配の方向に設けた簡単な形状の浅溝を用いることにより,ターボ機械に生じる異常流動現象を効率を低下させることなくパッシブにコントロールすることが可能であることを示した.本研究はターボ機械の旋回流れに伴う異常流動現象を抑制し、騒音や振動などを防止することを目的としている。本年度は遠心送風機の羽根付きディフューザ内に生じる旋回失速と、水車のドラフトチューブ内に生じるらせん状渦心のふれ回りに基づくドラフトサージに関して、流路壁面に浅い溝を多数設けることによる抑制効果を検証した。ディフューザを用いた実験ではインペラ径がphi250mmの装置を用いた。案内羽根上下の平行壁にディフューザ入口から案内羽根までの間に放射状に深さ3mm、幅5mmの溝を等間隔で各78本設けた。溝を設けることにより低流量で発生していた旋回失速は完全に抑制されたが、水力損失の増加により揚程係数が最高で約0.08低下した。そこで溝を主板側である上側壁にのみ設け、さらに羽根の上部を貫通し外周側へ10mmのばした。これにより、溝無しの旋回失速発生臨界点である流量係数0.02付近より大流量側で揚程の低下量が減った。また低流量側での揚程は旋回失速の抑制により増加したために臨界点付近の揚程の右上がり特性がほぼ無くなった。このことから本方法は旋回失速を抑制するのみでなく、サージングの抑制にも有効であると言える。ドラフトサージに関連した実験として入口直径156mmで後方直管部を持つ両広がり角30°、面積拡大率が4倍の円錐ディフューザに軸対称旋回流を流し、圧力および速度を定常測定した。ディフューザ部に軸に平行に深さ4mm、幅11mmの溝を30本設けた。溝を設けない場合に比べてディフューザ壁面近傍の軸方向速度が増加し、その分中心の逆流流速が増えている。直管部出口における旋回強さは入口に比べて人口旋回強さによらず約40%減少した。これにより流動状態が大きく変化することが分かったので、本方法によりドラフトサージの回避が可能であると思われる。

本年度は,ターボ機械の低流量域で羽根車の入口に発生する逆流が原因となって引き起こされる性能不安定,すなわち性能曲線上に現れる右上がり性能を対象として,これを簡便にしかも効率よく抑制する方法を検討した.この性能不安定は、ターボ機械の形式に拘わらず発生して運転を困難にするので、これが解消されれば夢のターボ機械が実現することになる.この性能不安定は,羽根出口角を大きくすると必然的に現れ,従来から有効な対策はないと言われ,遠心ポンプでは出口角は30゚程度より大きく出来ない.申請者らは,斜流ポンプを対象にこの原因を検討し,羽根入口逆流の旋回に基づく理論揚程の低下がこの性能不安定の主原因であることを解明してきた.したがって,入口逆流の旋回を抑制できれば,性能不安定を抑制することが可能になる筈である。そこで、比速度860[m,m3/mim,rpm]の斜流ポンプを用いて、ケーシング上に平成9年度と同様な形状の流れ方向の浅い溝を多数設けて、放射溝による旋回抑制法を実験的に検討した。様々な形状・寸法の溝に対して得られた性能曲線を、溝なしの場合能と比較することにより,以下の結論を得た。放射溝は、その深さが大変浅いにも拘わらず、性能不安定を抑制する効果は大変大きく、溝の形状および取り付け位置を最適化すれば、ターボ機械の最高効率を低下させることなく、不安定性能を全流量範囲に亘って、完全に抑制することが出来る。羽根車前後の速度分布および壁面圧力の測定結果から、放射溝の取りつけは、羽根入口逆流の旋回強さおよび大きさを低下させること、そして振動や騒音はむしろ低下することが判明した。ターボ機械の様々な異常流動現象のうち,ベーンレスディフューザの旋回失速,ベーン付きディフューザの旋回失速,羽根入口逆流に基づく低流量不安定特性(遠心,斜流,軸流),ポンプの旋回キャビテーション,水車のドラフトサージなど,本質的に旋回流れに起因する異常流動現象として,ケーシング壁に圧力勾配の方向に一致するように設けた多数の浅溝の流れによる角運動量欠損作用を利用して異常流動現象を抑制し,振動,騒音,羽根の破損等を防止することが本研究の目的である.昨年までの研究では,斜流ポンプの揚程曲線の右上がり不安定性能や,羽根なしディフューザの旋回失速を浅構により完全に抑制することを理論的および実験的に示した.本年度は羽根付きディフューザの旋回失速の抑制,ならびに,水車のドラフトザージを防止するために,浅溝を設けた実験装置を用いてその効果について調べた.羽根つきディフューザの旋回失速の抑制は従来大変困難であったが,溝形状を最適化することによりほぼ完全に抑制することに成功した.水車ドラフトサージ抑制を検討するための実験装置として,両拡がり角20°および30°の円すいディフューザを使用した.このディフューザに旋回流が流入すると,入口直管部から急激な圧力勾配が生じるため,この入口部ならびにディフューザ部に浅溝を設けることによる旋回流抑制効果を検討した.その結果,ディフューザ出口において最高で約60%の周方向速度の減少が達成され,ドラフトサージの抑制効果が期待できることが分かった.また,設計点で生じる弱い旋回流の場合には,溝による全圧損失は小さく圧力回復係数の低下はわずかであった.本研究では,ケーシング壁の圧力勾配の方向に設けた簡単な形状の浅溝を用いることにより,ターボ機械に生じる異常流動現象のパッシブコントロールが可能であり,最適な溝形状を用ることで効率を低下させることなく性能不安定を抑制することが可能であることを示した.
小児における点鼻薬デバイスの使用性に関する調査

医療用・一般用医薬品は小児・高齢者、健常者、障害を有する方々まで、使用者の限定なく適正に使用されることを前提に投与・販売されている。医薬品投与デバイスは、「確実に使用できること」「患者にとって理解しやすく使いやすいこと」が重要であるが、小児における点鼻薬デバイスの使用性調査を実施し、確実に適応できる点鼻薬及びデバイスを提案することを目的とし、研究に着手した。まず、先行の小規模調査を踏まえ、成人の協力者に対し点鼻薬デバイスについての質問紙調査、客観試験・官能試験、及び握力、ピンチ力測定、手指寸法採寸、点鼻薬デバイスを操作した際の接触力測定を行った。この結果をもとに小児及び保護者に対する質問紙の内容を検討した。小児及び保護者を対象に約100件程度の実地調査を実施するにあたり、より分かりやすい同意文書及びアセント文書を策定のうえ、研究計画書を作成し、倫理委員会に申請、承認を得た。研究協力者(小児、保護者)を募集するにあたり、近隣住民の協力を得て、募集文書内容ならびに募集方法を策定する会議を3度開催した。ヒアリングを通じ、近隣住民協力者から、問題点や課題の抽出を行い、議論を重ねることで、より分かりやすい、募集文書を作成することが出来た。また、点鼻薬デバイスにおけるデジタルフォースゲージでの力学的検討を行い、成人の協力者に対する接触力測定結果ならびに官能試験の結果を踏まえ、成人における点鼻薬デバイスの使用性と力学的関係における知見を得た。研究協力者(小児及び保護者)の募集に際し、当初、児童クラブ等に加え、モニター企業との連携による外部委託を考えていたが、近隣住民の協力により、より多くの児童及び保護者の協力を得られることとなった。慎重に研究協力者募集文書内容ならびに募集方法を策定した結果、ある程度の時間を要した。募集を開始したところ、必要な研究協力者数を概ね充足することができ、次年度(令和元年度)上期に小児及び保護者に対する調査を実施する予定である。令和元年度以降に実施予定としていた点鼻薬デバイスの力学的検討の一部を実施し、成人における点鼻薬デバイスの使用性と力学的関係における知見を得た。令和元年度は本年度(平成30年度)に作成した質問紙等を用い、被験者の握力・ピンチ力、被験者の手指寸法採寸等の計測を含め、小児及び保護者を対象に約100件程度の実地調査を実施する。調査結果に基づき、既存点鼻薬デバイスの問題点を整理し、改善方法の検討を実施する。これまでの研究知見を整理し、調査範囲の確定、調査内容につき分担・連携研究者と会議を行う。会議では知りえた個々の問題事象の報告や実態調査の必要や改善方法の検討を実施する。また、平成30年度に実施した、成人における点鼻薬デバイスの使用性と力学的調査との関係性を検討する予定である。

また、平成30年度に実施した、成人における点鼻薬デバイスの使用性と力学的調査との関係性を検討する予定である。研究協力者(小児及び保護者)の募集に際し、当初、調査は50名程度は児童クラブ等で募り、50名程度は業務委託により協力者を募ることとしていたが、近隣住民の協力により、より多くの協力者(児童及び保護者)の協力を得られることとなり、業務委託による募集は行わないこととした。慎重に研究協力者募集文書内容ならびに募集方法を策定した結果、ある程度の時間を要したため、本年度、小児における実地調査は実施せず、次年度使用額が生じた。募集を経て、現時点で必要な研究協力者数は概ね充足し、次年度(令和元年度)上期に小児及び保護者に対する実地調査を実施する予定である。次年度は官能試験謝礼及び学会旅費等に拠出する予定である。
包埋後染色免疫電顕法を用いた尋常性天疱瘡水疱形成機序の解明

天疱瘡の水疱形成の発症機序を検討するため、デスモグレイン3に対する新しいヒモノクローナル抗体をヒト皮膚器官培養に注入することによって起こる変化を包埋後染色免疫電顕法により経時的に解析した。病原性モノクローナル抗体は注射後2時間後ではデスモソームに到達するものの水疱形成は起こらなかった。注射22時間後には棘融解が起こり、デスモソームの消失とdsg3分子の細胞内移行を認めた。非病原性抗体ではこのような変化は起こらなかった。今回初めてヒト皮膚においてdsg3分子の細胞内移行が観察されたが、抗体による分子間結合阻害との関係についてさらに検討を加える必要があると考えた。天疱瘡の水疱形成機序は未解決の問題である。近年開発された水疱形成能を有するヒト抗デスモグレイン3(dsg3)モノクローナル抗体とヒト皮膚を用いた形態学的手法により尋常性天疱瘡の水疱形成機序を詳細に解析することが本研究の目的である。具体的には包埋後染色免疫電顕法により病原エピトープを正常ヒト皮膚上に電顕レベルでマッピングすること、器官培養中の正常ヒト皮膚を用いて抗体結合から水疱形成、デスモソーム消失までの形態および分子構造変化を経時的に明らかにする。23年度にうまくゆかなかった免疫電顕法のエピトープマップについてまず、基質となる正常ヒト皮膚のブロックの新規作成を行った。すなわち正常ヒト皮膚を凍結固定し凍結置換により化学固定を用いずに免疫染色が可能な電顕用のブロックを作成した。また、ヒト皮膚の器官培養に2種の抗dsg3モノクローナル抗体を真皮内注入し、経時的に表皮の変化と抗体の沈着を観察した。その結果、病原性を持つPX4-3抗体は22時間後には棘融解を来すこと、病原性を持たないPX4-4抗体は棘融解を起こさないことが明らかになった。また、dsg1に対するモノクローナル抗体についてもIgGタイプの抗体と単鎖Fvタイプ(scFv)の抗体をファージディスプレイ法にて作成、生成し、25年度の実験のための十分料の抗体を作成した。また、それらも器官培養中の正常ヒト皮膚に真皮内注射し、棘融解が生じる抗体と生じない抗体があることを確認した。今後はこれらの抗体注射から棘融解発生までを電顕、免疫電顕で解析する予定である。ヒト抗デスモグレイン3(dsg3)モノクローナル抗体とヒト皮膚を用いた形態学的手法により尋常性天疱瘡の水疱形成機序を詳細に解析することが本研究の目的である。昨年度までにヒト皮膚の器官培養に2種の抗dsg3モノクローナル抗体を真皮内注入し、経時的に表皮の変化と抗体の沈着を観察した結果、病原性を持つPX4-3抗体は22時間後には棘融解を来すこと、病原性を持たないPX4-4抗体は棘融解をおこさないことが明らかになった。また、正常ヒト皮膚を基質とした包埋後免疫電顕法では分子間結合によるエピトープマスクのためモノクローナル抗体のデスモソームへの沈着は確認できず、器官培養系を用いることの必然性が示されていた。(1)モノクローナル抗体注射2時間器官培養後の正常ヒト皮膚病原性抗体では、基底細胞のデスモソームの細胞外部にわずかに金コロイドの沈着が確認できた。非病原性抗体では、基底細胞のデスモソームの細胞外部に多数の金コロイドの沈着が確認できた。(2)モノクローナル抗体注射22時間器官培養後の正常ヒト皮膚病原性抗体では、基底細胞直上で棘融解形成があった。水疱に面した基底細胞の細胞膜にはデスモソーム構造はほとんど確認できず、金コロイドはわずかに細胞膜上に散在して沈着していた。基底細胞側縁では金コロイドはデスモソーム構造が残存している所では細胞外部に沈着しているが、病原性抗体注射後2時間の検体と比較して細胞質内、特にケラチン線維に一致して金コロイドが散在していた。非病原性抗体では22時間後の検体もデスモソーム構造は保たれ、金コロイドは主にデスモソームの細胞外部に沈着していた。以上のことから、病原性抗体が沈着したデスモグレイン3分子はendocytosisをおこしている可能性が示唆され棘融解形成にある程度関与していることが示された。尋常性天疱瘡の水疱発症機序は各説提唱されているが、培養細胞やモデルマウスなど実験系ごとに異なる機序が推察されており、ヒト天疱瘡の水疱形成機序は未解決の問題である。

具体的には包埋後染色免疫電顕法により病原エピトープを正常ヒト皮膚上に電顕レベルでマッピングすること、ヒト皮膚の器官培養系を用いて抗体結合から水疱形成、デスモソーム消失までの形態および分子構造変化を経時的に明らかにする。23年度はまず、凍結固定凍結置換を用いたヒト皮膚を用いてデスモソームにおけるモノクローナル抗体の結合部位を同定し、統計解析によりエピトープをマッピングする計画であった。実際、免疫電顕用正常ヒト皮膚ブロックを用いて金コロイド免疫電顕法を施行したところ、ラベリングが非常に少なく、染色条件を様々に変えてみたものの解析に適する画像が得られなかった。新鮮正常ヒト皮膚を採取し、器官培養を行い培養液中に抗体を入れin vivoでのラベリングを試みる予定であるが、ヒト皮膚の入手可能日と実験可能日が一致せず、実現できていない状況にある。打開策として、平成24年度は今回のモノクローナル抗体作成者であり、天疱瘡研究者である石井健氏を当施設の准教授として迎えることとなっており、また、大学院生の入学もあり24年度は計画が速やかに進行することが期待される。平成23年に研究代表者が勤務先変更となり、研究体制を整えるために時間を要した。24年度は研究室のインフラ、研究協力者の人的資源を迎え、倫理申請なども整え、計画を遂行し始めることができた。しかし、まだ遅れは否めず、やや遅れている、と自己評価したい。25年度は遅れを取り戻せると確信している。新規赴任した施設に於いては研究を補助する人員がなく、また、臨床実務が予想外に多忙であったことから限られた時間の中で限られたことしかできなかった。正常ヒト皮膚を数ミリ大に細切し培養液中にて器官培養を行う。この皮膚に皮内針を用いてモノクローナル抗体を皮内注射することにより起こる形態学的変化を抗体沈着の分布とともに時間経過を追って詳細に観察する。指摘濃度に希釈した抗体を真皮内に局所注射し、設定した的確な時間おきに固定、蛍光抗体法、電顕法、免疫電顕法の検体としてブロック作成を行う。蛍光抗体法では表皮細胞間のIgGの沈着の進行度を、電顕法ではデスモソームの変化、ケラチン線維の変化、細胞間離開の進行度を、免疫電顕法ではデスモソームの変化と抗体結合との時間的関係を検討し、抗体結合と水疱形成に伴う形態変化を経時的に明らかにする。さらに水疱形成前後におけるdsg3分子およびそのほかのデスモソーム構成分子(デスモプラキン、プラコグロビン、デスモコリン1,3,デスモグレイン1,プラコフィリン1)を免疫電顕法により観察する。棘融解が生じた後、デスモソーム構造が消失することが知られているが、細胞内に接着板がendocytosisされるのか、分子が細胞膜に離散してゆくのかそれ以外の機序があるか明らかになっていない。ケラチン退縮との関係も含め検討してゆく。前述の如く、天疱瘡研究者として第一線にいる石井健氏を当施設の准教授として迎え、研究推進の手助けをしていただくことが決定している。また、大学院生が1名、新規入学し、研究を推進する体制が整いつつある。24年度は研究室のインフラ、研究協力者の人的資源を迎え、新たな倫理申請などもととのえ、計画を遂行し始めることができたが、インフラ、人的資源整備のために時間を費やしたため、消耗品購入はあまり執行されず、未使用額が生じた。今後は24年度の成果を元に本格的に免疫電顕を中心とした実験を遂行するため、抗体、試薬、ダイヤモンドナイフなどの消耗品購入、さらには成果発表のための学会出張旅費、論文作成費などでの使用が見込まれる。
心身の感性を育てるダンス教育に関する実践的研究-ホリスティックな体育科教育プログラム開発にむけて-

今年度は、前年度までの成果を基に、「リラクゼーション」「協力的活動による学習コミュニティの形成」「センサリーアウェアネスやリリーステクニックの技法を用いた運動感覚の気づき」「現代ダンスの創作法を用いた動きづくり」などの活動を組み合わせた学習プログラムを作成し実施した。実施後の学習者の自由記述式感想文をKJ法により分析したところ、記述内容は以下のようにまとめられた。A.身体感覚の気づき→日常生活やダンス・スポーツ活動へのリラクゼーション技法の応用リラックスしたときの身体の感覚に気づいた→自分でからだをリラックスさせる方法がわかった→自分でからだをリラックスさせることができるようになった→日常生活での動きやダンス・スポーツ活動へリラクゼーション技法が応用できるのではないかと考えた→実際に応用を試み、うまくいったB.ダンス観の変容どんな動きでも組み合わせればダンスになると気づいた→ダンスに対して抱いていた既成概念が崩れた→受容の幅が広がった→苦手意識や学習に対する不安が軽減したC.自己への気づき自分の身体感覚に意識を集中できた→自分でも気づかなかった自分を発見できた→自分に対するものの見方が変わった→「他人とは違う自分」がいて「自分とは違う他人」がいることを再認識した→「人」が大切に感じられるようになった本研究は、ホリスティックな教育観すなわち〈論理的思考と直観〉、〈心と身体〉、〈知の様々な分野〉、〈個人とコミュニティ〉、〈自我と自己〉各々の〈関わり〉に焦点をあてた教育のあり方を志向して考察をすすめる。ホリスティックな教育では、身体活動はイメージワークとの併用によりメタファー化される。本研究は子どもを対象に、主として(1)身体感覚の気づき(2)生命への畏敬の念(3)非暴力によるコミュニティ形勢への態度に関わる内的感情を、身体活動を通して体験・表出できる教材を作成したい。今年度は、インターネットによる情報検索・文献講読および講習会参加等により、心身のつながりを重視するホリスティックな教育活動または社会活動の諸資料・教材を収集し、それらの中で身体活動がどのように心の教育と関わり合って取り扱われているのか・また学習プログラムの中でどのような役割を果たしているのかを調査した。収集された資料・教材は以下のaeの領域に分類できる。a.ホリスティックな教育に関する総論的な研究や実践事例(シュタイナ-教育を含む研究書及び教材)b.アートセラピーに関する理論や実践事例(ダンスセラピー研究書及びミュージックセラピー教材)c.既存のダンス教育に関する理論や実践事例(国内外のダンス学習指導書及び教材)d.エコロジカルな自覚を促す環境教育に関する理論や実践事例(ネイチャーゲーム指導書及び教材)e.非暴力による平和教育に関する理論や実践事例(非暴力と子どものためのプログラム指導書)次年度以降は、資料の調査・分析を継続し、各教育論および事例から上記(1)(3)の理念を象徴すると思われる活動を抽出し、それらを身体活動の中核として統合した教材案の試作に取り組みたい。今年度は前年度の結果をうけて、リラクゼーション・ボディーワークセラピー・ネイチャーゲーム・協力ゲーム・イニシアティブゲーム・イメージワーク・運動遊びなどを応用した一連の体ほぐしやダンスのプログラムを試作し、実践した。なお、プログラム作成においては、以下の事柄に留意した。(1)身体活動においては競争的な要素よりも協力的な要素を重視し、導入する。(2)個々の運動については既成の型を修得させることよりも学習者自身が感じたままに動くことを尊重し、支援する。(3)即興的な創造活動の場を保障する。(4)実践にあたっては、学習者の内的活動である直観・体験・認知・考察が個々の学習者の中で互いに関わり合いつながり合えるような場づくりをする。具体的には、毎時限の展開の中にアクティブに活動する場・リラックスする場・フィードバックする場を設定し、学習者のからだとこころのエネルギーの流れに応じてそれらの場を配置する。また、これらの体験を通して得られた気づきを意識化する場を保障する。(5)各個人の体験や気づきを仲間と共有できる場を保障する。活動内容の選択においては、とりわけ「身体感覚の気づき」「生命への畏敬の念」「非暴力によるコミュニティ形成への態度」の形成を促すような内的感情を、身体活動を通して体験または表出できるようなものが望ましいと考えた。また、実践の結果学習者がどのような感想や気づきを得たのかについて、感想文を手がかりに分析した。その中から、今年度は「ストリングラフィ」の活動について実践結果をまとめ、現在、島根大学教育学部附属教育実践研究指導センター紀要に投稿中である。A.身体感覚の気づき→日常生活やダンス・スポーツ活動へのリラクゼーション技法の応用リラックスしたときの身体の感覚に気づいた→自分でからだをリラックスさせる方法がわかった→自分でからだをリラックスさせることができるようになった→日常生活での動きやダンス・スポーツ活動へリラクゼーション技法が応用できるのではないかと考えた→実際に応用を試み、うまくいったB.ダンス観の変容どんな動きでも組み合わせればダンスになると気づいた→ダンスに対して抱いていた既成概念が崩れた→受容の幅が広がった→

苦手意識や学習に対する不安が軽減したC.自己への気づき自分の身体感覚に意識を集中できた→自分でも気づかなかった自分を発見できた→自分に対するものの見方が変わった→「他人とは違う自分」がいて「自分とは違う他人」がいることを再認識した→「人」が大切に感じられるようになった
中国語教育への社会的要請に応えるコミュニケーション能力育成のための日中対照研究

本研究は、日本語母語場面と中国語母語場面、日中接触場面という3場面(各場面はさらに2者間会話と4者間グループ討論の2種類含む)計6種類のデータを収集し、その分析と考察を行った。分析の結果、中国語母語話者と日本語母語話者のコミュニケーション・スタイルの特徴に違いがみられた。共感構築的側面が強い日本語母語場面と比べ、中国語母語場面では情報交換的側面が強く、共感構築的側面の少ない展開となっている。また、日本語母語話者と比べ、中国語母語話者はモダリティ表現を付加せずに、断定的に不同意を伝えることに抵抗が少ないことが明らかになった。本研究では、意思決定の場面での意見表明の仕方や合意形成のプロセスにおける日本語母語場面と中国語母語場面の対照分析を通して、それぞれの特徴を明らかにしたうえで、中国語使用の接触場面における日本語母語話者のコミュニケーションの特徴および問題点を解明することを目的としている。今年度では、前年度に収集したデータの分析・考察を深め、学会発表や論文の発表を行った。まずデータの分析を行い、その結果の一部をまとめ、中国瀋陽で開催された中日韓比較文化研究国際学術検討会(検討会=シンポジウム)で口頭発表を行った。シンポジウムでは、中国や日本、韓国の研究者と幅広く情報交換や意見交換を行い、本研究をさらに進めていくための有益な知見が得られた。シンポジウムの発表論文集は、近日出版の予定である。また、中国語母語場面の意見表明発話の分析結果の一部を論文にまとめ、発表した。(「意見表明発話における「覚得」「感覚」の機能の分析」『人文』第37号, pp.21-35.)また、前年度に続き、接触場面のデータ収集も実施した。日本語母語話者の中国語学習者が参加する2者間会話場面および2種類の接触場面(相手接触場面、第三者接触場面)の話し合いのデータを収集した。本研究では,意思決定の場面での意見表明の仕方や合意形成のプロセスにおける日本語母語場面と中国語母語場面の対照分析を通してそれぞれの特徴を明らかにしたうえで,中国語使用の接触場面における日本語母語話者のコミュニケーションの特徴及び問題点を解明することを目的としている。本年度は、中国語母語場面及び日本語母語場面の会話データをそれぞれの国で収集し、以下の研究成果が挙げられた。(1)中国語母語場面のデータを分析し、中国語学会でポスター発表を行った(2012年10月「試論漢語自然口語中「覚得/感覚」的語用功能」日本中国語学会第62回全国大会,同志社大学(京都府・京田辺市)『日本中国語学会第62回全国大会予稿集』pp.83-84.)。(2)中国語母語場面と日本語母語場面のデータを比較分析し、「同意要求ー応答」の連鎖を切り口にして、両者のコミュニケーションのスタイルの相違を明らかにした(2012年12月「初対面会話における「同意要求ー応答」の連鎖の分析ー共感構築の観点からー」『鹿児島県立短期大学紀要人文・社会科学篇』第63号, pp.119-133.)また、日本人中国語学習者の接触場面のデータ収集に関して、中国の大学に所属する研究協力者と打ち合わせを重ね、学習者の中国語能力や収集に際しての困難点などを分析し次年度のデータ収集の計画を精査した。本研究では,意思決定の場面での日、中の意見表明発話の対照分析を通してそれぞれの特徴を明らかにしたうえで、接触場面における日本語母語話者のコミュニケーションの特徴及び問題点を解明することを目的として、3年間にわたり、日中間の話し合いや会話場面における相互行為の分析を行ってきた。初年度は会話における「同意要求ー応答」の連鎖の分析を行い、共感構築的に会話を進める日本語母語話者とは異なる中国語母語話者の情報交換的側面の一端を浮き彫りにした。次年度は、中国語の意見表明発話全体を分析し、特に話者の認識を示す知覚動詞「覚得」「感覚」の機能および話し合いのプロセスにおける両者の使い分けを考察し、論文にまとめた。情報交換的側面の強い中国語会話においても、相手に配慮した意見表明の側面も明らかになった。そして最終年度は,前年度に収集した中国語を媒介語とした日中接触場面のデータも追加してさらに分析および考察の深化と精緻化を図り、その成果を,学会発表2回,論文2本発表しました。研究のテーマは二つある。一つは話し合いにおける不同意を示す意見表明の発話にみられるモダリティの日中比較であり、もう一つは、日中の感嘆表現の類型論的観点からの比較である。分析の結果、中国語母語場面では、話し合いの参加者が互いの意見に命題のみで断定的に不同意を示す発話が多くみられ、日本語母語場面との違いが明らかになった。中国語母語話者の日本語母語話者との異なるコミュニケーションスタイルの影響のほか、日本語と異なる中国語の言語類型的特徴の影響も浮かび上がった。

教育の現場において学習者の母語の影響を多角的に検討することの必要性が示唆された。このように本研究は、日中両場面の相互行為の分析を通し言語を超えたコミュニケーションの普遍性および言語文化によるコミュニケーションのスタイルの相違点の解明に努め、一定の成果がえられた。談話分析1.データ収集については、当初予定していた中国語接触場面のデータを収集した。2.成果発表については、中国で開催された国際シンポジウムにおいて口頭発表を行った。また、中国語母語場面のデータを用いて分析を行い、その結果の一部を論文にまとめ発表した。当初の予定通りに中国語母語場面と日本語母語場面のデータ収集を行い、初歩的な分析を行い、学会発表等で一部成果を出しているところを評価し、おおむね順調に進展していると思われる。ただし、ホームページを作成する予定が、研究経費の不足等で年度内には実施できなかった。今年度でデータ収集は完了し、今後は引き続きデータの分析を行い、分析の結果を学会等で発表していく。また、学会参加等を通して、分野の近い研究者と情報や意見交換を行い、さらに考察を深めていく。今後は、引き続き、データの分析・考察を深め、言語類型論の見地を取り入れ、談話分析の手法を用いて研究発表や論文執筆を通して研究成果を公表していく予定である。本研究では、中国語、日本語の母語場面のデータおよび日本語母語話者の中国語による接触場面のデータを収集してきた。これまではデータの処理に多くの時間と労力をかけていたため分析と考察に十分な時間が確保できなかったという課題も出てきた。今年度は前年度に収集したデータのみの分析しか行っていないため、次年度は、今年度に収集したデータを中心にさらに分析を深めていく予定である。平成24年度に収集した中国語母語場面及び日本語母語場面のデータを多角的に検証し、その分析・考察を深め、論文を執筆する。日本人中国語学習者のデータ収集に関して、中国の大学に所属する研究協力者と打ち合わせを重ね、より質の高いデータが収集できるように努める。また、前年度に続き、母語場面の比較分析をさらに多角的に行っていく。引き続き当該分野の最新の動向を把握するための文献収集を行うため、書籍購入等に伴う物品費が必要である。また他の研究者との情報交換や研究発表を行うため旅費が必要である。年2回開催される社会言語科学会、中国語学会への参加および発表や、中国大連で開催される国際学術シンポジウムへの参加および発表に旅費を用いる。また、書籍購入に物品費を用い、データベース化作業に謝金を用いる。旅費は、主に下記2つに用いられる。1.平成24年度のデータの分析・考察を深め、日本中国語学会や、社会言語科学会等で発表を行う。2.中国語で日本人留学生と中国人学生による接触場面のデータを収集する。人件費は、中国でのデータ収集の際に協力者への謝金や文字起こし・資料整理の謝金に用いる。物品費は、文献収集や参考書等の購入、文房具等に使用する。その他、通信費等が予想される。
蛋白質セラピー法による記憶、学習の分子基盤の解明

蛋白質セラピー法は11個のアルギニン(11R)からなるペプチドを目的の蛋白質やペプチドに融合する事により、すべての組織へin vivo導入できる方法である。この方法を利用し、ゲノム解析や構造解析で得られた遺伝子情報をもとに、疾患遺伝子に11R融合させ、組み換えタンパク質を精製し、そのタンパク質を神経細胞などに導入するこが可能である。研究代表者である松下正之は、上記の蛋白質セラピー法を用いて学習記憶の分子基盤の解明をめざし以下の結果を得た。1)神経細胞死に関与するCalcineurinの阻害ペプチド神経細胞内に導入し、興奮性神経細胞死を抑制する事に成功した。2)11以外のタンパク質導入ドメインとして注目されている、TATタンパク質が神経可塑性を阻害することを発見し、そのメカニズムの解明を行った。3)NFATの阻害ペプチドをT細胞に導入する事により、新たな免疫抑制剤を開発した。4)蛋白質セラピー法による細胞内導入を光により制御する方法を開発した。以上の結果より、蛋白質セラピー法によりタンパク質やペプチドを用いた高分子を細胞に導入し、細胞機能を制御できることが確認された。この方法を利用し、ゲノム解析や構造解析で得られた遺伝子情報をもとに、疾患遺伝子に11R融合させ、組み換えタンパク質を精製し、そのタンパク質を神経細胞に導入するこが可能である。1)アンチセンス核酸(PNA)を塩基性アミノ酸と結合し転写を抑制することに成功した。この方法により、PNAと核内移行シグナルを化学的に結合しPNAの機能を阻害しないで細胞内に導入可能になった。3)脳神経細胞に高発現し神経細胞死に重要な役割を果たす、脱リン酸化酵素calcineurinの阻害ペプチドにより、神経細胞死を抑制した。4)学習記憶に重要な役割を果たす、転写因子であるCREBを恒常的活性型にし、11Rと融合タンパク質をE. coliより精製し、転写制御による細胞機能制御法を開発した。以上の結果より、蛋白質セラピー法によりタンパク質やペプチドを用いた高分子を神経細胞に導入し、神経機能を制御できることが確認された。今後、新規に開発した、これら高分子薬剤が生体で機能するかを検討することが大切である。
領域摂動法による固有値問題の研究

研究代表者(小澤真)は、ランダム媒質のスペクトルの統計的性質に関して、領域摂動法を用いた微分方程式論的、関数関析的方法により、基本的かつ重要な結果を与えた。これは、ダイヤグラム技法を用いたランダム媒質の数学的に厳密な解析法など、手法的にも汎用性の高い内容を含んでいる。グリ-ン関数の多重積の期待値の評価法には、巧みな不等式計算の実行が必要であるが、長大な計算を完遂し、その中から、原理的に重要なパタ-ンを発見するなど、今後の数学的解析にとって、確実な着手点を与えている。また、ランダム媒質のスペクトルのゆらぎの性質が媒質の次元に多いに依存しているとう知見を発表し、これは、今後の研究の動向う定めるものとなろう。分担者(志賀徳造)は、測度値拡散過程のあるクラスの解析を実行し、重要な結論を与えた。分担者(吹田信之)は、等角写像に関し、分担者(丹野修吉)は、リ-マン多様体上の変分問題に関し、分担者(福田拓生)は、特異点の分岐理論に関し、分担者(岡睦雄)は、非退化ニュ-トン境界をもつ完全交差系の特異点の研究に関し、重要な結論を与えた。これらは裏面の研究論文欄に記載する論文に発表または発表予定である。その他、分担者(志賀啓成)のリ-マン面に関する研究、西本敏彦の常微分方程式の漸近解に関する研究など興味深い知見が得られた。
電界効果トランジスタ型水素ガスセンサの高性能化・高機能化

耐環境性に優れた高性能・高機能な水素ガスセンサの開発を目指し研究を行った.ケルビン法により電界効果トランジスタ型水素ガスセンサの検知メカニズムについて調査した結果,水素吸蔵によるパラジウム電極自体の仕事関数変化であることが分かった.空気中での水素検知範囲はサブppmから10%であった.ガス選択性を付与する方法として温度掃引型動作を導入することにより,水素,メタン,プロパンを区別して検知できることを示した.耐環境性に優れた高性能・高機能な水素ガスセンサの開発を目指し研究を行った.ケルビン法により電界効果トランジスタ型水素ガスセンサの検知メカニズムについて調査した結果,水素吸蔵によるパラジウム電極自体の仕事関数変化であることが分かった.空気中での水素検知範囲はサブppmから10%であった.ガス選択性を付与する方法として温度掃引型動作を導入することにより,水素,メタン,プロパンを区別して検知できることを示した.小型,安価で耐環境性に優れた水素ガスセンサの開発を目指し,今年度は,電界効果トランジスタ型水素ガスセンサの検知メカニズムの解明を目的として研究を推進した.特に,パラジウム電極/III族窒化物半導体の表面および界面の水素ガス雰囲気中での電気特性を評価した.水素吸蔵によるパラジウム電極自体の仕事関数変化を明らかにするため,ケルビン法を用いて仕事関数の水素ガスに対する応答特性,雰囲気中の酸素濃度依存性および湿度の影響を測定した.また,水素ガス濃度変化に対する電極/半導体界面の電気的特性変化を明らかにするために,デバイスの電流-電圧特性および容量-電圧特性を評価した.その結果,金属の仕事関数に対してショットキー障壁高さが変化する割合を意味するs-factorを考慮することで,水素ガス濃度に対するパラジウムの仕事関数変化量とショットキー障壁高さ変化量との対応が良く説明できることが分かった.パラジウム/III族窒化物半導体構造における水素検知メカニズムは,水素吸蔵によるパラジウム電極自体の仕事関数変化であることが示せた.また,水素ガス検知における湿度の影響について評価した結果,パラジウム電極上で水分子の分解により生成された水素がパラジウム電極中に吸蔵されることにより,湿度に対応した水素を検知した状態になっていることが明らかになった.このことから,提案デバイスにおいては湿度センサとしての応用も可能であり,高機能化・集積化が容易であるといえる.今年度は,検知濃度範囲の拡大を目指し,ゲート電極に使用するパラジウムの水素吸蔵による膨張量とそれにより導入される半導体層の歪みの効果を検証した.はじめに,AlGaN/GaN構造を有する高電子移動度トランジスタのゲート電極界面に対し,格子不整合に起因した歪みとは独立に歪みを導入した際の2次元電子ガス濃度と歪み量の相関を有限要素法および有限差分法を用いた解析により評価した.その結果,ゲート金属の膨張による歪みがガス検知に効果があることが分かったが,実際にその効果を発揮させるには,現実的には難しい膨張量が必要であることが明らかになった.現在のデバイス構造は,触媒金属と半導体が直接接触している構造(MS)であるが,昨年度から引き続き実施している検知メカニズムの解明を目指した研究結果において,高感度化および検知濃度範囲拡大には次のことが重要な条件であることが分かった.Pd-GaNやPd-AlGaNのMS界面特性では表面ピン止め係数(S値)が小さいことからショットキー障壁高さの変化量の一部しか検知に影響していない.そのため,MS界面に絶縁層をはさんだ金属-絶縁体-半導体(MIS)構造を利用することでS値を増大させることで,高感度および高濃度ガス検知に有効である.今年度は,マルチガスセンサ化に必要なガス選択性についての研究を行った.水素ガスセンサでは,炭化水素などの水素を含むガスを誤検知しやすい.これはガスの分解によって水素が切り離されるためである.そこで,選択性の評価には,水素,メタン,プロパンの三種類のガスを用いた.今回の評価に用いた直鎖式炭化水素は,炭素の次数が大きくなるにつれて分解されやすい特徴を持っていることから,それぞれのガスによって分解温度が異なる.そこで,デバイス温度を掃引することで検知ピーク温度を読み取り,検知ガスを同定する方式を採用した.電界効果トランジスタ型センサで温度掃引が可能となったのは,提案デバイスがワイドギャップ半導体をベースにしているからである.昨年度までに作製したガス検知特性評価試験システムを改良し,短時間に室温から400°Cまでの温度掃引を可能にした.デバイスとしては,Pd/AIGaN/GaN構造を有する高電子移動度トランジスタ型水素ガスセンサを用いた.その結果,本提案デバイスでの水素ガス検知ピーク温度は200°C,プロパンは300°C,メタンは400°C以上であることが分かった.このピーク温度はガスの濃度には依存しないことも示すことができた.このことから,今回の三種類のガスについては,温度掃引式の検知方法により,確かなガス選択性の機能を付与できることが分かり,ガス種の識別および定量的な検知が可能なマルチガスセンサの実現に貢献できたと言える.残された課題としては,温度・湿度センサおよびヒーターとの一体化があげられる.
レーザー分子注入法によるタンパク質結晶化技術

タンパク質の結晶化確率を向上させる新規手法として、フェムト秒レーザーと界面を組み合わせた新規結晶化手法の開発を行った。鶏卵白リゾチームを用いた核発生誘起実験の結果、ゲル-液や気-液界面にレーザー照射することで、条件によっては従来までの溶液中照射より核発生確率が高くなることを示した。また、ゲルー液界面に晶出したインシュリン結晶を溶液撹拌しながら育成することで、従来法(溶液中で静置しながら育成)よりも高品質を有する結晶を得ることに成功した。(1)分子注入法によるタンパク質分子高濃度化の実証モデルタンパクであるニワトリ卵白リゾチームをCoomassie Brilliant BlueR-250 (CBB-R)を用いて染色し、タンパク質の存在量を色の濃淡で可視化した。そして、フェムト秒レーザー(波長800nm,パルス時間幅182fs)照射後のゲル-溶液界面においてキャビテーション及び、この染色リゾチームがどのような挙動をとるか、高速カメラを用いて観察した。その結果、レーザーを溶液側に照射した場合、ゲル側に照射した場合どちらにおいてもタンパク質の濃集領域の形成が確認され、レーザー照射により分子がゲルに注入されることが示された。(2)分子注入法によるタンパク質結晶核発生誘起効果の実証(1)に示す2通りのレーザー照射をした後、タンパク質濃度が高くなった領域を遠続的に観察したところ、タンパク質が濃集した領域でのリゾチーム晶出確率が有意に高いことが確認された。特にゲル側照射した場合には、タンパク質の注入位置に結晶が晶出する様子が捉えられている。また、モデル物質として、有機低分子であるパラセタモール(タンパク質より核形成までの待ち時間が短い)を用いて同様の実験を行ったところ、ゲルー溶液界面から次々に晶出する様子をその場観察することに成功した。(1)分子注入法によるタンパク質結晶核発生誘起効果の実証ニワトリ卵白リゾチーム(HEWL)を用いてレーザー分子注入法による結晶化確率向上の評価を行い、より最適なゲル条件を決定した。パラメータとしてゲルの濃度(0.5%および2.0%)、リゾチームの過飽和度を変化させた。その結果、0.5%アガロースゲルを用いた方が、核発生可能な最低過飽和度がより低過飽和側にシフトし、より低い過飽和条件での結晶化が実現した。また、0.5%ゲルの方が、各過飽和度において核発生確率の向上も顕著であった。また、リゾチームを用いて、核発生に最適なレーザー照射位置の検討を行っていた際、ゲルー溶液界面と同様に、気相ー溶液界面でも高いレーザー照射効果が得られることが明らかになった。そこで緑色蛍光タンパク質(GFP)と高速度カメラを用い、レーザー照射時に発生するキャビテーションバブル近傍のGFP由来の輝度を観測することで、タンパク質濃縮の定量測定に挑んだ。その結果、気相ー溶液界面では数倍以上の濃度圧縮が起こることが分かった。これはゲル-溶液界面に着目した本研究では想定外の結果であったが、従来以上の高効率な核発生法となる可能性を秘めていると考えており、今後より詳細に調べていく予定である。(2)「タンパク質・レーザー分子注入法」と「溶液攪拌法」との融合開発した「ゲル上撹拌法」でインシュリン結晶を育成し、得られた結晶をX線で評価することで、結晶品質向上効果を定量的に示した。ゲル上育成により、結晶の環境変化に対する耐性が向上した。具体的には、結晶が溶け出す温度が2°Cほど高くなった。また、ゲル上撹拌法を行うことで、85%以上の結晶(13/15)で品質向上が確認され(比較対象、撹拌しないゲル上法)、ゲル上撹拌法の有効性が明らかになった。(1)分子注入法によるタンパク質分子高濃度化の実証色素Coomassie Brilliant Blue R-250(CBB-R)により染色したタンパク質と高速カメラを用いることで、溶液ーゲル界面でのタンパク質濃度分布をマイクロ秒オーダーで高速測定できることを実証した。タンパク質濃縮の結果である核発生については、ゲル側にレーザーを照射した場合、溶液側にレーザーを照射した場合いずれもレーザー照射した位置近辺に核発生することが確認できている。現在、緑色蛍光タンパク質(GFP)を用いたタンパク質濃度の観察も進行中でありタンパク質濃縮の時間スケールが、数秒数分ではなくマイクロ秒オーダーと極めて短時間である可能性が示唆された。(2)分子注入法によるタンパク質結晶核発生誘起効果の実証我々はこれまでに、リゾチームやグルコースイソメラーなどのモデルタンパク質を用いて結晶化最適条件の探索を行い、(A)レーザー集光点ーゲル間距離(B)ゲル濃度の2つがその重要パラメータであることを見出し、これらの条件を最適化することで核発生確率の高効率化に成功した。(3)「タンパク質・レーザー分子注入法」と「溶液攪拌法」との融合本課題で提案した「タンパク質・レーザー分子注入法」と「溶液攪拌法」を融合させる技術「ゲル上攪拌法」の開発を行った。