hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホメオティック因子ATBF1のアルツハイマー病脳における発現上昇機序と意義の解明

前年度はAPP代謝およびAβ産生におけるATBF1の機能解明のため実験を行った結果、細胞株にATBF1とAPPを過剰発現させるとATBF1がAPPと結合し、APPを安定化させることによりAβ40およびAβ42の産生が促進されることが分かった。本年度はATBF1分子上のAPP結合ドメインを決定するとこと、細胞株およびAD脳を用いて、APPの代謝・輸送におけるATBF1の影響を調べた。A.研究方法1)ドメイン別のATBF1発現ベクターを作成し、APPベクターと一緒にSH-SY5Y細胞に発現させ、Aβ40およびAβ42の産生をELISA法で、APP及びATBF1局在変化を細胞小器官のマーカを用いて蛍光免疫染色で調べた。2) AD脳を用いて、ATBF1とAPPの局在を細胞小器官のマーカを用いて蛍光免疫染色で調べた。B.研究結果1)ATBF1分子上のAPP結合ドメインを決定;今回作成した3つのATBFIドメインの中、893-3288ドメインを持つATBF1をAPPと一緒にHEK293T細胞に過剰発現させることでAβ40およびAβ42の産生が促進された。まだ、このドメインを細胞に発現させると、このドメインは核に局在するが、APPを高発現させるとこのドメインは核に行かずに細胞質に留まった。しかし1-892と3289-3703ドメインを持つATBF1はAβ40およびAβ42の産生には影響しなかった。2) APPの代謝・輸送におけるATBF1の影響;(1)APPを過剰発現させると、導入されたAPPは細胞質に均等に分布しているが、ATBF1を高発現させるとAPPはエンドソームやライソーゾムに集積された、(2)AD脳では、ATBFIとAPPはエンドソーム及びライソーゾムで共局在していた。
P/Q型カルシウムチャネル遺伝子のin vivo導入によるLEMS動物モデルの作製

Lambert-Eaton筋無力症候群(Lambert-Eaton myasthenic Syndrome, LEMS)は,P/Q型電位依存性カルシウムチャネル(P/Q-type voltage-gated calcium channel, P/Q型VGCC)が標的抗原であり,それに対する自己抗体が発症機序に重要であると考えられている。しかしながら,1)カルシウムチャネル自体の多様性,2)シナプトタグミンなどのカルシウムチャネル関運蛋白に対する自己抗体の出現,そして,3)血清抗P/Q型VGCC抗体が検出されない患者などの問題より,LEMSの標的抗原は確定していない。本研究では、その学問的な問いに答えるべく,LEMSの疾患誘導動物モデルを作成し,その病態解析,特に標的抗原,エピトープの解析を行うことを目的とする。第一段階は,α1A遺伝子発現アデノベクターの作製,アデノウィルスへの変換,そして,in vitroでのα1A subunitの発現の確認までを目標とする.次にα1A subunitのin vitroの発現,P/Q型VGCC蛋白の確認をした後に,in vivo DNA免疫プロトコールに従い,第2段階の動物実験に移行する。免疫後に,動物の血清中の抗P/Q型VGCC抗体が上昇した所で,微小電極を用いた電気生理学的検討でLEMSの発症の有無について検討する.先ずは,Ishikawaら(Neurology, 2001)によって作製されたP/Q型VGCCα1A遺伝子の供与を受け,そのα1A遺伝子のcDNAをアデノウィルスベクター用のシャトルベクターpHMVCMV6に組み込む作業を行った.この段階で手間取っていたが,最近,N型VGCCα1A遺伝子を組み込むことに成功した.この時の経験を応用して,再度,組み込む作業を行ってきた.しかしながら,現時点では,VGCCα1A遺伝子を組み込む作業は上手く行っていない.その理由としては,おそらく,VGCCα1A遺伝子が非常に大きいためと考察される.現在では,今回とは全く別の手法を用いることも検討中である.Lambert-Eaton筋無力症候群(Lambert-Eaton myasthenic Syndrome, LEMS)は,P/Q型電位依存性カルシウムチャネル(P/Q-type voltage-gated calcium channel, P/Q型VGCC)が標的抗原であり,それに対する自己抗体が発症機序に重要であると考えられている。免疫後に,動物の血清中の抗P/Q型VGCC抗体が上昇した所で,微小電極を用いた電気生理学的検討でLEMSの発症の有無について検討する.先ずは,Ishikawaら(Neurology, 2001)によって作製されたP/Q型VGCCα1A遺伝子の供与を受け,そのα1A遺伝子のcDNAをアデノウィルスベクター用のシャトルベクターpHMVCMV6に組み込む作業を行った.この段階で手間取っていたが,最近,N型VGCCα1A遺伝子を組み込むことに成功した.この時の経験を応用して,再度,組み込む作業を行ってきた.しかしながら,現時点では,VGCCα1A遺伝子を組み込む作業は上手く行っていない.その理由としては,おそらく,VGCCα1A遺伝子が非常に大きいためと考察される.現在では,今回とは全く別の手法を用いることも検討中である.Lambert-Eaton筋無力症候群(Lambert-Eaton myasthenic syndrome,LEMS)は、P/Q型電位依存性カルシウムチャネル(P/Q-type voltage-gated calcium channel,P/Q型VGCC)が標的抗原であり、それに対する自己抗体が発症機序に重要であると考えられている。しかしながら、1)カルシウムチャネル自体の多様性、2)シナプトタグミンなどのカルシウムチャネル関連蛋白に対する自己抗体の出現、そして、3)血清抗P/Q型VGCC抗体が検出されない患者などの問題より、LEMSの標的抗原は確定していない。本研究では、その学問的な問いに答えるべく、LEMSの疾患誘導動物モデルを作成し、その病態解析、特に標的抗原、エピトープの解析を行うことを目的とする。第一段階は,α1A遺伝子発現アデノベクターの作製,アデノウィルスへの変換,そして,in vitroでのα1A subunitの発現の確認までを目標とする.次に、α1A subunitのin vitroの発現,P/Q型VGCC蛋白の確認をした後に,in vivo DNA免疫プロトコールに従い,第2段階の動物実験に移行する.免疫後に,動物の血清中の抗P/Q型VGCC抗体が上昇した所で,微小電極を用いた電気生理学的検討でLEMSの発症の有無について検討する.現在、Ishikawaら(Neurology,2001)によって作製されたP/Q型VGCCα1A遺伝子の供与を受け,そのα1A遺伝子のcDNAをアデノウィルスベクター用のシャトルベクターpHMVCMV6に組み込むに作業を行っている.

この段階で手間取っていたが,最近,N型VGCCα1A遺伝子を組み込むことに成功した.この時の経験を応用して,再度,試みる予定である.次に,シャトルベクターA遺伝子遺伝子を,in vitro ligation法によりアデノウイルスベクターに組換え,大量調整する.その後は,計画とうりに1x109pfu/mouseの精製アデノウイルスを,MHCの異なる数種のマウスに筋注(3週間の間隔で計3回)し,その後,血清中の抗P/Q型VGCC抗体を経時的に測定し,抗体価の上昇の有無を確認する.また臨床症状と微小電極を用いた電気生理学的検討でLEMSの発症の有無について検討する.Lamber Eaton筋無力症候群(Lambert Eaton myasthenic syndrome, LEMS)はP/Q型電位依存性カルシウムチャネル(P/Q-type voltage-gated calcium channel,P/Q型VGCC)が標的抗原であり、それに対する自己抗体が発症機序に重要であると考えられている。しかしながら、1)カルシウムチャネル自体の多様性、2)シナプトタグミンなどのカルシウムチャネル関連蛋白に対する自己抗体の出現、そして、3)血清抗P/Q型VGCC抗体が検出されない患者などの問題より、LEMSの標的抗原は確定していない。本研究では、その学問的な問いに答えるべく、LEMSの疾患誘導動物モデルを作成し、その病態解析、特に標的抗原、エピトープの解析を行うことを目的とする。第一段階は,α1A遺伝子発現アデノベクターの作製,アデノウィルスへの変換,そして,in vitroでのα1A subunitの発現の確認までを目標とする.次に、α1A subunitのin vitroの発現,P/Q型VGCC蛋白の確認をした後に,in vivo DNA免疫プロトコールに従い,第2段階の動物実験に移行する.免疫後に,動物の血清中の抗P/Q型VGCC抗体が上昇した所で,微小電極を用いた電気生理学的検討でLEMSの発症の有無について検討する.現在、Ishikawaら(Neurology,2001)によって作製されたP/Q型VGCCα1A遺伝子の供与を受け,そのα1A遺伝子のcDNAをアデノウィルスベクター用のシャトルベクターpHMVCMV6に組み込むに作業を行っている.この段階で手間取っていたが,最近,N型VGCC α1A遺伝子を組み込むことに成功した.この時の経験を応用して,再度,試みる予定である.次に,シャトルベクターA
東アジアのイノシシ・ブタの遺伝的源流に位置するベトナムのイノシシ属の遺伝子調査

本海外学術調査は、ベトナムの野生イノシシと家畜ブタに関して形態的計測と遺伝学的解析により、東アジアに広く分布する野生イノシシや東アジアの家畜ブタの遺伝的な源流はベトナムにあることを検証することを目的として行った。平成14年16年の3年間にわたり、ベトナムの北部、北西部、中部の山岳地帯に生息する野生イノシシとベトナムの山岳少数民族にて長年飼育されているベトナム在来ブタについて調査を行った。形態的計測は、主に各部落の農家に保管されている骨や博物館等に保管されている骨について行い、遺伝学的解析は、骨から採取した骨粉のほかに、現生動物に関しては、毛根や肉片などからDNAを分離してミトコンドリアDNA(mtDNA)の多型解析により系統解析を行った。3年間でベトナム各地にて調査収集したサンプルは248検体であり、それを遺伝的に解析し以下の成果を得た。1)本海外学術調査のきっかけとなったリュウキュウイノシシの起源がベトナムであると言う仮説は、本調査により現在もベトナムにはリュウキュウイノシシと遺伝的に近い野生イノシシが生息していることが証明されたことから、上記仮説を遺伝的に検証した。2)ベトナムに生息する野生イノシシとベトナム各地で飼育されている在来ブタは遺伝的に極めて多型に富んでおり、東アジアの家畜ブタの基層を形成する遺伝子集団であることが証明された。3)ベトナムには粗食に耐えうる在来ブタから形態的に小さいミニブタまで広く飼育されていることから、東アジアのイノシシ属の起源にふさわしい遺伝子資源をベトナムの在来ブタは有していることが証明された。上記成果の一部は英文誌にすでに公表されており、平成1516年度に得られた成果については現在投稿準備中である。本海外学術調査は、ベトナムにおける野生イノシシとベトナム在来ブタの形態的計測と遺伝子解析を主な目的で行うものである。ベトナムにおける野生イノシシの生息数も極端に近年少なくなりつつあり、有用遺伝子資源の確保のためにも、野生イノシシの遺伝的な多洋性と変異の解析がいそがれていた。平成14年度は以下の日程で調査を行い多くの成果を得ることができた。1)調査の概要調査期間:平成14年10月22日10月31日、調査に参加した研究者:石黒直隆、岩佐光啓、佐々木基樹、茂原信生、本郷一美、渡部琢磨、姉崎智子(上記2名は学振特別研究員で参加)、調査場所:ベトナムの西北部(ハノイから車で8時間ほどのサパ周辺)2)調査の成果(1)形態的計測:現生の家畜ブタは大きく2種類に分類され、小さいのはミニブタに近く、ベトナムの在来家畜ブタと思われる。特にMeoと呼ばれるブタは広く飼育されていた。形態的に大きな家畜ブタは西洋系のランドレースを基本としたものが多かった。(2)遺伝学的解析:上記ベトナムの在来ブタの骨および肉片33サンプル、骨13サンプル、狩猟により得たと思われる野生イノシシの骨23サンプルを本調査で収集してミトコンドリアDNA574bpを解析した。その結果、これまでに得られているハプロタイプ以外に23種類の新たなハプロタイプを得ることができた。地方の農家で飼育されているベトナムの在来の家畜ブタは、系統樹上では東アジア系の家畜ブタのグループに属した。一方、各農家に展示され狩猟で得たと思われる野生イノシシはリュウキュウイノシシのグループに属した。このことは、ベトナムの野生イノシシの中には現在でも、リュウキュウイノシシに近い遺伝的なイノシシが生息していることを示しており、次年度の計画で調査を行う予定である。本海外学術研究は、ベトナムにおける野生イノシシとベトナム在来ブタについて形態的計測と遺伝的多型解析を目的に行うものである。ベトナムにおける野生ブタは年々減少しており、有用な遺伝子資源を確保するためにも、ベトナムとその周辺地域に生息する野生イノシシの遺伝子調査が求められている。

平成15年度では、ベトナムと隣国である中国での調査を行い多くの成果を得た。(中国での調査)9月28日30日、石黒直隆、富岡直人、渡部琢磨(上記2名は研究協力者)、調査場所:中国北京市社会科学院、考古学研究所、調査品目:ベトナムと隣接する省で捕獲された野生イノシシの形態的計測とDNA分析用の骨粉採取。調査結果:約45サンプルの計測とDNAサンプルを採取した。ベトナムと接する国であるが、中国特有の遺伝形質を有するサンプルが多いことが明かとなった。(ベトナムでの調査)10月31日11月5日、石黒直隆、岩佐光啓、佐々木基樹、姉崎智子、渡部琢磨(上記2名は学振特別研究員で参加)、調査場所:中国国境周辺省のLang SonとCao Bangの2州、ハノイ農業大學、ハノイ大學博物館、調査項目:現存する野生イノシシの計測とDNA解析用のサンプル取り、ベトナムの在来ブタの遺伝子調査、ハノイ農業大學に保管されている野生イノシシおよび在来ブタの計測とDNA用のサンプルの採取。調査結果:形態的な計測では、一般に野生イノシシは頭骨が極めて長く幅は極めて狭く、大型の骨が多かった。DNA分析用のサンプルは在来ブタおよび野生イノシシより83サンプルを採取した。ミトコンドリアDNA574bpを現在解析中であるが、これまでのところ野生イノシシの多くがリュウキュウイノシシのグループに属したのに比べ、ベトナムの在来ブタは殆どが東アジア系のグループに属し、野生イノシシとは異なっていることが明かとなった。ミトコンドリアDNA以外の遺伝子に関しても今後詳しく検討する予定である。本海外学術研究は、ベトナムの野生イノシシと在来ブタについて形態的計測と遺伝的解析を行い、東アジアに広く分布する野生イノシシの起源と在来ブタの系統と遺伝的多様性を分析することである。平成14年度と15年度は狩猟にて捕獲され保存されていた考古遺物について分析したが、平成16年度は現在ベトナムに生息する野生イノシシの遺伝的解析に焦点をあてた。1)海外学術調査の概要調査期間:平成16年11月13日21日、調査参加者:石黒直隆、岩佐光啓、佐々木基樹、本郷一美、姉崎智子(姉崎智子は霊長類研究所のCOE講師として参加)、調査場所:ベトナム中部のフエ市を基点に半径200キロ以内の地域、調査の内容:捕獲野生イノシシの試料とベトナム固有種である在来ブタより、血液、肉片および毛根を採取し現地にて総DNAを分離した。捕獲野生イノシシに関しては、生体での計測と解体後の形態計測を行った。ベトナムで得たDNAサンプルに関しては、帰国後、遺伝的に解析した。2)解析結果(1)形態的計測:調査した捕獲野生イノシシは15キロ程度と小さく成獣ではなかったが、在来ブタとは異なる頭蓋を有していた。(2)遺伝的解析:野生イノシシの2検体と肉片9検体についてミトコンドリアDNA(mtDNA)572bpを増幅し系統解析を行った。その結果、野生イノシシは9グループに分類され、そのうち5グループがリュウキュウイノシシのグループに属した。この結果はリュウキュウイノシシの起源がベトナムにあり、現在もその末裔がベトナムに生息していることを意味する。
心拍や呼吸の計測信頼度を考慮したベッド上の人の睡眠状態の推定手法

最終的な目的は,1枚の触覚センサのみで呼吸と心拍と体動と姿勢を同時に計測して,それらの情報の計測信頼度を用いて人の睡眠状態を実環境でも安定して推定できる手法を開発することである.そのために,生体情報の計測信頼度を定義する手法と,計測信頼度に基づいて情報ごとに適切に重みを変えて実環境でも安定して睡眠状態を推定する手法を開発する.本研究が完成すれば,介護施設や病院において職員の負担を大きく軽減させられると期待できる.高齢化が進行する社会において,本研究の波及効果は極めて大きい.最終的な目的は,1枚の触覚センサのみで呼吸と心拍と体動と姿勢を同時に計測して,それらの情報の計測信頼度を用いて人の睡眠状態を実環境でも安定して推定できる手法を開発することである.そのために,生体情報の計測信頼度を定義する手法と,計測信頼度に基づいて情報ごとに適切に重みを変えて実環境でも安定して睡眠状態を推定する手法を開発する.本研究が完成すれば,介護施設や病院において職員の負担を大きく軽減させられると期待できる.高齢化が進行する社会において,本研究の波及効果は極めて大きい.
ソーラーＳＯＥＣ展開に向けた対流抑制型ソーラーレシーバ開発とシステム設計

昨年度、学術論文Energyへ投稿したデータから、ソーラーレシーバを垂直に配置し、下向き集光によって加熱することで、レシーバで発生する浮力の影響を抑制することが可能であり、結果として従来の方法より精度良く定量的な伝熱現象の評価が可能であることを示した。そこで、今年度は下向き集光(ビームダウン集光)を受けるソーラーレシーバに焦点を当てた。実験に使用したハニカム体が持つ1つの矩形流路について、実構造におけるふく射輸送と熱流体直接数値解析を連成した計算モデルを構築した。流れと熱輸送については、経験式や仮定を使わず、基礎方程式から熱伝達率と圧力損失を直接計算する。一方で、ふく射に関しては、離散方位法によって放射強度の輸送を計算し、壁面吸収/放射率から吸収・反射・再放射量を計算する。この計算手法については、ハニカムレシーバによる集光集熱実験の結果を用いて、計算の妥当性を検証した。また、矩形の単純流路の入り口付近の固体を一部除去したカットバック流路を考案し、数値解析によるレシーバ能力評価も行った。入り口形状によってふく射に対する見かけの光学特性が変わり、レシーバ効率(光熱変換効率)が上昇することを示した。流路におけるエネルギー収支から、この現象が主に反射損失の低下によることを明らかにした。また流路形状によらず、入射ふく射熱流束と空気質量流束の比であるPOM(Power over air mass)を固定した状態では、レシーバ効率が質量流束によって影響を受けることを示した。この条件下では、ある質量流束でレシーバ効率が最大値を取り、その流束よりも小さいまたは大きい条件ではレシーバ効率が悪化することを明らかにし、レシーバの最適な運転条件に関する知見を得た。2つの国際会議と5つの国内学会での発表を行い、1本の論文として学術雑誌Solar Energyに掲載された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。実験では、熱流束測定装置の設計・製作・測定実験、また検証用レシーバの設計と製作まで行った。新潟大学熱工学研究室が保有する太陽光シミュレータの熱流束分を測定するために、ガードン計走査による測定装置を構築した。これより、今まで不明であった同シミュレータの熱流束分布を把握することでき、その分布を数値解析へと応用することが可能となった。また、検証用レシーバには空隙率35%の黒色アルミナ多孔質材を使用する。また、新たに構築する数値計算手法の検証のため、多孔質中央部に非貫通の穴開け加工を施し、集光加熱時の多孔質内部温度を測定可能とした。そのため、熱電対や圧力センサー取り付け位置や断熱の仕方に工夫を施した。数値解析では、デュアルセル法による固気混合系数値解析手法によって、実験用レシーバをモデル化した計算を行った。レシーバの開口部径と配置方向による浮力が温度場・速度場に与える影響を明らかにした。タワー型の水平配置ではレシーバ開口部からの強い上昇流と上部フレーム近傍での温度分布の偏りが大きな熱損失を生むことが確認された。集光照射量や空気質量流量によるが、ビームダウン型ではタワー型と比較して最大で約200K高いレシーバ出口空気温度が取得可能であることを示した。また、上記のような浮力が強く働く温度場・流れ場において、スパン方向への2次流れの存在を明らかにした。レシーバ内部において、強力な上昇流が駆動力となり、主流方向に垂直な向きに渦構造を形成することを初めて明らかにした。また、後期より上記数値解析手法を発展させ、ハニカムレシーバ単流路についてのふく射-対流-伝導複合伝熱問題に取り組んだ。ハニカムの単流路について、DO法によるふく射入射と反射、吸収、再放射解析と熱・流体解析ソルバーを連成した計算手法を構築した。世界的な化石燃料枯渇の懸念と二酸化炭素排出軽減の要請から、各国で再生・持続可能なエネルギーの効率的利用技術に関する研究が行われている。集光型太陽熱利用もその1つであり、発電や燃料化サイクルの高温高効率稼動のための集光集熱技術開発が行われている。本研究では、集光型太陽熱発電と固体酸化物型電解セルSOEC(Solid Oxide Electrolyzer Cell)を組合せた太陽熱による燃料化システムを考案し、その光熱変換要素であるレシーバについて基礎熱・流体工学的観点から実験・数値シミュレーションによる研究を行っている。実験では、これまで不明であった太陽シミュレータの熱流束分布を、数パターン出力を変更して測定することが出来た。これにより、検証用レシーバの設計や実験方針を立てることができ、また数値解析へ応用することで実機と同条件を与えた数値シミュレーションが可能となった。また、レシーバの設計・製作、多孔質体の加工、必要な実験用品の購入を済ませ、次年度の実験への準備を済ませた。研究計画上、本実験は今後取り組む高度な多孔質とふく射-対流-伝導連成数値解析モデルの構築・検証に重要な役割を持つ。一方、数値解析では、実験と同条件での計算、レシーバの開口部径と配置方向が温度場・流れ場に与える影響を計算した。本研究では、レシーバはビームダウン型集光系に合わせて垂直に配置される。一方で、一般的なソーラーレシーバは、タワー型集光系に導入されるため水平に配置される。この垂直・水平配置の違いによって、2000°C付近まで到達するレシーバの内部では浮力が強く影響することが予測される。

今年度は、これを数値解析により明らかにし、7月にイギリス・ブルネル大学で行われたSOLARIS2017等にて口頭による発表を行っている。また、1本の論文としてまとめ、エルゼビア社の学術雑誌Energyに掲載された。昨年度、学術論文Energyへ投稿したデータから、ソーラーレシーバを垂直に配置し、下向き集光によって加熱することで、レシーバで発生する浮力の影響を抑制することが可能であり、結果として従来の方法より精度良く定量的な伝熱現象の評価が可能であることを示した。そこで、今年度は下向き集光(ビームダウン集光)を受けるソーラーレシーバに焦点を当てた。実験に使用したハニカム体が持つ1つの矩形流路について、実構造におけるふく射輸送と熱流体直接数値解析を連成した計算モデルを構築した。流れと熱輸送については、経験式や仮定を使わず、基礎方程式から熱伝達率と圧力損失を直接計算する。一方で、ふく射に関しては、離散方位法によって放射強度の輸送を計算し、壁面吸収/放射率から吸収・反射・再放射量を計算する。この計算手法については、ハニカムレシーバによる集光集熱実験の結果を用いて、計算の妥当性を検証した。また、矩形の単純流路の入り口付近の固体を一部除去したカットバック流路を考案し、数値解析によるレシーバ能力評価も行った。入り口形状によってふく射に対する見かけの光学特性が変わり、レシーバ効率(光熱変換効率)が上昇することを示した。流路におけるエネルギー収支から、この現象が主に反射損失の低下によることを明らかにした。また流路形状によらず、入射ふく射熱流束と空気質量流束の比であるPOM(Power over air mass)を固定した状態では、レシーバ効率が質量流束によって影響を受けることを示した。この条件下では、ある質量流束でレシーバ効率が最大値を取り、その流束よりも小さいまたは大きい条件ではレシーバ効率が悪化することを明らかにし、レシーバの最適な運転条件に関する知見を得た。2つの国際会議と5つの国内学会での発表を行い、1本の論文として学術雑誌Solar Energyに掲載された。実験では、前年度設計した検証用のレシーバを、新潟大学熱工学研究室が保有する太陽シミュレータに導入し、集光照射量や空気質量流量、また集光距離を変更した実験を行う。本実験により、レシーバ内部に設置された直接集光照射を受ける多孔質体内部の温度分布を取得し、これを今年度構築する新たな連成解析手法の検証へと使用する。また、空隙率や屈曲度、空隙の水力直径、通気率等が異なる多孔質体をテストすることで、対流及び再放射を抑制した新型レシーバ開発に向けて、統計的なデータ取得を行う。数値シミュレーションでは、前年度後期から開始したハニカムレシーバ単流路におけるふく射-対流-熱伝導の直接連成解析手法を進める。単流路形状を変更し、光の入射角や空気流量を変更した計算を行い、ソーラーレシーバにおける複雑な熱伝達状態を解析する。また、本直接計算から得られた知見を今年度新たに取り組む連続体近似した多孔質の連成解析問題へ応用する。単流路スケールのみしか取り扱えなかった上記手法を、連続体として近似した多孔質領域での熱・流体解析へ拡張することで、新規性のあるソーラーレシーバ評価・開発法を構築することが出来る。本手法の検証のために、上記の実験データが必要である。
低温大気圧プラズマを用いた骨再生促進技術の開発と整形外科領域への展開

骨折は、小児期から高齢期、全ての年齢層における健康上の大きな問題の1つである。特に超高齢社会においては、要介護の主要因の一つとなっている。本研究の目的は、骨折治療期間の短縮を目的とした新しい新しい治療戦略の創出することで国民の健康寿命延長に寄与する技術を革新することである。近年著しい技術革新が行われている低温大気圧プラズマ技術を骨折治療や骨再生治療に応用することで治療期間短縮を目指したい。
高温予熱時の希薄予混合燃焼法に関する基礎研究

本研究で提案する燃焼方式の基礎を固めるために、現象把握・燃焼機構の検討を目的とした「高温予混合気の燃焼機構」と,詳細な反応機構の検討を目的とした「高温予混合気の反応機構」の二つに分けて研究を進めた.「高温予混合気の燃焼機構」可視化燃焼器を用いて,メタン,ブタン,DMEを燃料として1000Kまでの高温予熱時の燃焼特性を検討した.その結果,全ての燃料において,高温に予熱することにより保炎限界が希薄側に移動すること,またこのために燃焼温度はほとんど上昇せず,逆にやや低下の傾向になることを確認し,本燃焼方式は十分に実現性があることを明らかにした.なお,DMEでは630K以上になると予熱部内で低温酸化反応が発生し,火炎色が赤みを帯びたものになる一方で,保炎限界が他の燃料に比べて悪化すること,1000K程度になると予熱器内部で第一段の熱炎反応が発生し,燃料が大量のCOに変換されることなどが明らかになった.なおこの低温酸化反応は,圧縮自着火時は着火促進に結びつくこと,またそこでの熱発生量は酸化濃度に支配されることなどを明らかにした.「高温予混合気の反応機構」高温予混合気の点火以前に進む低温酸化過程の反応機構を検討した.重要化学種の高感度計測のため,近赤外の光周波数変調法の分光装置を開発した.本装置により,閃光分解で開始するアルキル+酸素反応で生じるHO_2とOHの計測を行った.エチルではエチル過酸化ラジカルの分解で直接生じるHO_2の収率が650K以上で100%に達するが,ジメチルエーテルでは60%に留まり,メトキシメチル過酸化物から生じるOHとHCHOからの間接生成と解釈された.圧縮自着火過程の反応解析として,冷炎後排気される中間生成物の観測に基づいた検討を行い,DME燃料の場合に元始燃料分子と中間種として生成するホルムアルデヒドが連鎖担体であるOHを消費する反応において競合することで連鎖停止条件が与えられることを見出した.本研究で提案する燃焼方式の基礎を固めるために、現象把握・燃焼機構の検討を目的とした「高温予混合気の燃焼機構」と,詳細な反応機構の検討を目的とした「高温予混合気の反応機構」の二つに分けて研究を進めた.「高温予混合気の燃焼機構」可視化燃焼器を用いて,メタン,ブタン,DMEを燃料として1000Kまでの高温予熱時の燃焼特性を検討した.その結果,全ての燃料において,高温に予熱することにより保炎限界が希薄側に移動すること,またこのために燃焼温度はほとんど上昇せず,逆にやや低下の傾向になることを確認し,本燃焼方式は十分に実現性があることを明らかにした.なお,DMEでは630K以上になると予熱部内で低温酸化反応が発生し,火炎色が赤みを帯びたものになる一方で,保炎限界が他の燃料に比べて悪化すること,1000K程度になると予熱器内部で第一段の熱炎反応が発生し,燃料が大量のCOに変換されることなどが明らかになった.なおこの低温酸化反応は,圧縮自着火時は着火促進に結びつくこと,またそこでの熱発生量は酸化濃度に支配されることなどを明らかにした.「高温予混合気の反応機構」高温予混合気の点火以前に進む低温酸化過程の反応機構を検討した.重要化学種の高感度計測のため,近赤外の光周波数変調法の分光装置を開発した.本装置により,閃光分解で開始するアルキル+酸素反応で生じるHO_2とOHの計測を行った.エチルではエチル過酸化ラジカルの分解で直接生じるHO_2の収率が650K以上で100%に達するが,ジメチルエーテルでは60%に留まり,メトキシメチル過酸化物から生じるOHとHCHOからの間接生成と解釈された.圧縮自着火過程の反応解析として,冷炎後排気される中間生成物の観測に基づいた検討を行い,DME燃料の場合に元始燃料分子と中間種として生成するホルムアルデヒドが連鎖担体であるOHを消費する反応において競合することで連鎖停止条件が与えられることを見出した.本研究で提案する燃焼方式を実現するために,現象把握・燃焼機構の検討を目的とした「高温予混合気の燃焼機構」と,詳細な反応機構の検討を目的とした「高温予混合気の反応機構」の二つの分担課題に分けて検討を進めた.1.高温予混合気の燃焼機構:本年度は実験用可視化燃焼器の試作,燃焼発光の分光計測システムの整備を進めると共に,バーナ部での現象把握を行い,以下のような成果を得た.1)保炎限界時の当量比は高温予熱により大幅に低下し,メタンで0.45,プロパンとブタンで0.4の希薄燃焼を実現した.また予熱時には火炎温度が上昇するものの,予熱温度の上昇を大幅に下回ることを確認した.2)火炎吹き消えのメカニズムについて検討を進め,従来提案されていた燃焼速度と流速のマクロな釣り合いだけでは説明できないことを確認した.また壁近傍における熱損失と壁効果による燃焼反応の抑制が大きな影響を与えていることを明らかにした.「高温予混合気の反応機構」高温予混合気の点火以前に進む低温酸化過程の反応機構解明を目的とした研究実績として次のような成果があった.

1)解明の鍵となる化学種HO_2について,新たな高感度計測装置を開発した.1.4μm帯の可変波長ダイオードレーザ,ヘリオット型多重反射光学系および光周波数二重変調法を組み合わせてHO_2の高分解吸収スペクトルを得,検出限界として10^<11>molecule/cm^3オーダーの感度を達成した.非解離性の電子遷移帯であるため,従来の紫外吸収にはない選択性が得られ,重水素化したDO_2を分離計測する能力があることも明らかになった.2)圧縮自着火過程のアルデヒドの観測に基づいた検討を行い,元始燃料分子と中間種として生成するアルデヒドが連鎖担体であるOHを消費する反応において競合することで連鎖停止条件が与えられることを見出した.本研究で提案する燃焼方式を実現するために,現象把握・燃焼機構の検討を目的とした「高温予混合気の燃焼機構」と,詳細な反応機構の検討を目的とした「高温予混合気の反応機構」の二つの分担課題に分けて検討を進めた.「高温予混合気の燃焼機構」実験用可視化燃焼器を改良し,1000Kまで予混合気の余熱を可能にすると共に,HC検出装置の導入により,保炎限界の検出を高感度化して,希薄予混合気の高温予熱燃焼実験を進めた.その結果,保炎限界時の当量比が高温予熱により大幅に低下し,メタン,ブタン共に0.4程度になることを再確認した.またNOxはほとんど検出されず,十分に低温での燃焼が実現できていることを確認した.ブタンを燃料とした実験では,冷炎(低温酸化反応)が予熱器内部または出口で生じる温度範囲まで予熱し,燃焼実験を行ったが,低温酸化反応の発生(火炎色の変化)や,保炎限界の変化等は見られなかった.高温場での滞留時間の影響も考えられ,次年度の課題である.「高温予混合気の反応機構」1)14年度に完成した分光装置により,アルキル+O_2反応で生じるHO_2の計測を行った.アルキルラジカルとしてエチルC_2H_5と,メチルエーテル(DME)から生成するメトキシメチルCH_3OCH_2とを選び,両者を比較した.いずれからもHO_2の生成が認められ,その収率は,エチルでは550-650Kで上昇し100%に達するが,メトキシメチルでは500-600Kで立ち上がるが最高収率は60%であった.後者の方が過酸化ラジカルの異性化の障壁が低く,またOHを生じる反応経路が高温でも有利であると解釈できる.2)圧縮自着火における冷炎後の排気分析手法を,DMEにメタノールを添加した系に拡張した.メタノールがOHを消費する効果と,生成するアルデヒドの同様の効果が重畳することで,連鎖停止条件が定まることを確認した.本研究で提案する燃焼方式を実現するために,現象把握・燃焼機構の検討を目的とした「高温予混合気の燃焼機構」と,詳細な反応機構の検討を目的とした「高温予混合気の反応機構」の二つに分けて検討を進めた.「高温予混合気の燃焼機構」1)DMEを燃料とした場合の高温予熱時の燃焼特性を,可視化燃焼器を用いて検討した.高温に予熱することにより保炎限界が希薄側に移動すること,350K以上になると予熱部内で低温酸化反応が発生し,火炎色が赤みを帯びたものになる一方で,保炎限界が悪化すること,1000K程度になると予熱器内部で第1段の熱炎反応が発生し,燃料が大量のCOに変換されることなどが明らかになった.2)圧縮白着火時は低温酸化反応が着火促進に結びつくこと,そこでの熱発生量は酸素濃度に支配されることなどを明らかにした.「高温予混合気の反応機構」3)DME着火の初期過程,メトキシメチルCH_3OCH_2+O_2反応の経路について検討を進めた.生成物として新たに,CH_3OCH_2+O_2から中間体QOOHを経由せずに直接生成するOHを発見した.前年度報告のHO_2生成経路につき,従来機構にあるHCHO+OHからの生成が80%以上の寄与を持つことが認められた.4)圧縮自着火の時期を化学的に制御する添加物とその反応機構について,冷炎排気分析手法によって検討した.
結晶成長その場観察を可能とするＸ線回折測定装置の開発

半導体結晶を利用したデバイスでは、表界面の構造を原子層程度の精度で制御する必要があり、作製された表界面の真の構造を調べる手段が重要になる。本研究では、集光分光結晶と2次元検出器を組み合わせることで、X線源、検出器、測定試料の全てを固定したままX線回折/散乱測定を行う測定系の開発を目指した。これにより、既存の結晶成長装置と組み合わせて、その場表界面観察装置が実現できると期待した。ヨハンソン結晶を2枚使用することで目的の性能を持ったその場観察装置の光学系を作製することができた。この光学系と組み合わせて使用する真空チャンバを準備することで、半導体結晶表面状態の変化をその場観察できることを確認した。本研究では、既存の結晶成長装置などと組合せ可能なX線回折/散乱測定装置を開発し、新しいその場観察手法として確立することを目指す。そのために、新しく設計するX線集光光学系と2次元検出器(X線CCDカメラ)を用いることで、本研究で提唱する新しいX線回折/散乱測定系を完成させる。さらに完成させた測定系に、実際に結晶成長装置を導入することで本測定系が新しいその場観察装置として有用であることを示し、究極の界面形成を実現することで、先端的なデバイス性能の向上に貢献することを目標とする。この様な研究の中で、平成23年度は、入射光学系の完成とX線CCDカメラの導入を主たる目標とした。既にあるプロトタイプの装置から開始して、新たに集光角の大きい(4度)結晶を設計・導入した。これにより中間焦点スリットを持つ入射光学系の初期の形を完成させた。このとき、2枚の集光結晶と中間焦点スリットの性能を発揮するため、高い制度で結晶やスリットを配置する必要があり、集光結晶やスリットのアライメント調整を効率良く行なうシステムを同時に開発した。また、X線検出器としてX線CCDを導入した。このCCDと改善された入射光学系と組み合わせることで、従来よりもより短時間で高品精度の測定を可能とすることを目指した。実際には、CCDを使用した測定ソフトウエアの開発が遅れ、CCDを利用した測定は可能になったが、その特性をフルに生かした短時間測定は今後の課題である。また、中間焦点スリットを導入したことにより、X線の強度が予想よりも弱くなった。この原因と対策も今後の課題となる。この様に課題は残ったが、H24年度以降継続的に研究を進め、初期の目標である結晶成長その場観察が可能な測定系の完成を目指す。本研究では集光光学系を用いることでゴニオメータ等の回転機構を廃した新しいX線回折・散乱測定装置の開発を目指した。集光光学系の導入によって回転機構を排除することで、結晶成長装置などの他の装置との組み合わせが容易になることや、測定時間の短縮が期待できると考えた。この様な目的のため、本研究では次のようなことを行った。まず第一に、X線集光光学系を設計し作製した。その際、必要なX線集光結晶の作製も同時に行った。集光光学系は、試料に多方向から同時にX線を入射することで試料の回転なしに様々な方向からXが入射する場合に相当する測定を行うためのものである。これに加えて、検出器として2次元検出器(CCD)を導入した。2次元検出器を用いると、検出器を回転させること無く、試料から様々な方向に散乱するX線を同時に測定できる。この2つの要素の組み合わせにより、回転機構を廃したX線回折・散乱測定装置が構成できた。さらに、この測定系が有効に機能することを示すため、測定系の中に配置できる小型の試料加熱機構と簡易的な金属蒸着用チャンバを準備し、本測定装置を用いた試料表面状態のその場観察を試みた。この結果、確かに短時間(数分)で試料表面の状態を知るためのX線反射率スペクトルが測定できた。このことから、本研究で開発した回転機構を廃した新しいX線回折・散乱測定装置が、その場観察装置として有効に機能することが確認された本研究では、既存の結晶成長装置などと組合せ可能なX線回折/散乱測定装置を開発し、新しいその場観察手法として確立することを目指す。さらに完成させた測定系に、実際に結晶成長装置を導入することで本測定系が新しいその場観察装置として有用であることを示す。最終的には、新しく構築された測定系を用いて我々が行ってきた半導体結晶界面形成機構を明らかにする研究をさらに推進し、究極の界面形成を実現し、先端的なデバイス性能の向上に貢献することを目標とする。

初年度(平成23年度)にはプロトタイプの装置に用いた集光角の小さなヨハンソン結晶(集光角3度)を用いて研究を開始し、新たに設計/導入した集光角の大きい(6度以上)結晶を組み合わせて、中間焦点スリットを持つ入射光学系の初期の形を作った。本年度は、作製された測定系の中に設置できる小型の超高真空蒸着装置を設計/作製し半導体結晶表面への金属元素蒸着過程のその場観察の準備を進めた。装置は、X線導入部と検出器側にBe窓を備えるが、この点を除くと一般的な結晶成長装置などと同様の構成/構造を持ったものとし、汎用的な装置と組み合わせ可能なことの検証とした。この装置をヨハンソン分光結晶を1つだけ用いた光学系および2つの結晶を用いて中間焦点をもつ光学系に導入してX線反射率測定を試みた。結晶が一つだけの系での測定では、目的通り可動部なしで反射率測定を行うことができた。しかし、予想されたように、散乱光などのバックグラウンドが高く、質の良いスペクトルとはならなかった。中間焦点を持つ測定系では、中間焦点位置にスリットを置くことでバックグラウンドを大幅に下げることができると期待できる。現在はは光学系の調整中。課題としていた、中間焦点を持つ光学系の作製や、検出器としてのX線CCDの導入は達成した。一部、目標の性能が得られていないが、その場観察のための測定の短時間化は順調に進んでいるため評価を「おおむね」とした。25年度が最終年度であるため、記入しない。達成度80% :目標としていたその場観察可能性を示すための超高真空蒸着装置は完成し、実際にラインに導入することができた(+40%)。この装置と実際のヨハンソン光学系で測定が可能であることを確認できた(+30%)。中間焦点を持つ光学系の構築が進行中(+10%)。2結晶の光学系が完成しておらず、実際に装置を置いた状態での性能確認ができていない点で20%のマイナス。前述したように、X線CCDをシステムとして有効に利用すること、中間焦点を持つ光学系のX線強度を上げることなど、本年度達成できなかった幾つかの課題は次年度の達成を目指す。全体としては当初の計画どおりに進め、平成24年度には測定系の中に組み込み可能なその揚実験装置を準備することに重点を置く。準備した装置を用いることで本測定系が、そのばその場測定装置として有用なものであることを示すことを目指す。本研究では、既存の結晶成長装置などと組合せ可能なX線回折/散乱測定装置を開発し、新しいその場観察手法として確立することを目指す。そのために、新しく設計するX線集光光学系と2次元検出器を用いることで、本研究で提唱する新しいX線回折/散乱測定系を完成させ、さらに完成させた測定系に、実際に結晶成長装置を導入することで本測定系が新しいその場観察装置として有用であることを示し、究極の界面形成を実現することで、先端的なデバイス性能の向上に貢献することを目標とする。平成25年度は、これまでに開発してきた集光光学系と、2次元検出器を組み合わせて測定系の全体を完成することを第一の目標とする。さらに、この測定系に組み入れることを目標に24年度に開発したその場蒸着装置を組み合わせた測定を試み、本測定系が目的とする性能を発揮することを立証する。研究は、これまでの研究で、集光用のヨハンソン分光結晶は2枚準備があり、この2つを組み合わせ、中間焦点スリットを導入することで、低ノイズの入射光学系を完成させる。
ペログスカイト型3d遷移金属酸化物におけるドープされた正孔とスピンとの相互作用

強磁性、強誘電性そして高温超伝導に至る多様な機能性を発揮するペロプスカイト類縁構造をもつ3d遷移金属酸化物を電荷とスピンの複合系ととらえ、ドープされた正孔の電荷ダイナミックスを光学測定により研究した。これらの物質群は基本的に反強磁性絶縁体であり、化学的にドープされた正孔が遍歴的になるためには、少なくとも反強磁性長距離秩序が壊れることが必要である。本研究はド-ピングにより長距離秩序が破壊されても、短距離の秩序が残っている場合は、光学スペクトルの中赤外域に吸収帯が現れることを明らかにした。ド-ピングの進行とともに、スピン系が希釈されることに対応して、スペクトル強度が高エネルギー域から低エネルギー域の中赤外そしてドル-デ吸収帯に移行する。この局所的なスピン秩序の状況が、中赤外吸収を主体とする低エネルギー吸収強度を決めることが実験で示された。この結果は、強相関電子系すなわちモット・ハバ-ド系としての3d遷移金属酸化物の最大の特徴である。このようなスピン系の状況と光学スペクトルとの密接な結び付きが最もダイナミックな形で現れるのが高温超伝導Cu酸化物である。平成6年度は、研究対象を更に拡張して、1次元Ni及びCu酸化物の合成、ド-ピングの試みを行った。高温超伝導体を特徴づけるのが2次元性とスピン1/2からくる量子力学的ゆらぎの効果だとすると、上記1次元系では更に量子ゆらぎが拡大されて、ドープ前の絶縁体においても量子スピン液体状態が実現していると期待される。μSRを主体とする実験によりY_2BaNiO_5、Sr_2CuO_3において、このことを実証した。ド-ピングの試みは合圧下の合成手法により、ある程度は成功したが、金属化するには至っていない。このような量子スピン液体状態が電荷ド-ピングにより金属化したとき、高温超伝導のような全く新しい機能性が出現する可能性があり、本研究は物性物理の新分野開拓の先駆けとなるものである。1 LnNiO_3、(La,Sr)_2NiO_4、Ni(S,Se)_2系における金属-絶縁体転移。上記の系は銅酸化物超伝導体と同様に金属-絶縁体転移が観測されるが、電気抵抗、ホール係数等の輸送現象の測定結果から、これらの系においてみられる、電荷移動型絶縁体-金属転移が銅酸化物系と異なり、その有効質量の発散に起因することを明らかにした。現在、比熟測定等の結果を合わせ、より定量的な解釈を進めている。2低次元量子磁性体の開発。無機物では初めてその可能性が示唆されていた1次元ハルデン磁性体Y_2BaNiO_5の単結晶作製に成功し、本系が実際にハルデン系であることを磁化測定から確認した。また、正孔ドーピングに成功し、磁気的、光学的測定により、一次元鎖の切断に伴う物性の系統的変化等の一次元量子スピン系における特徴的な振る舞いを観測した。3炭素-ホウ素系化合物。LnNi_2B_2C及びLn-Pd-B-C系において非酸化物では最も高い、臨界温度20K級の超伝導を発見した。基本的な超伝導パラメータを見積り、本系の高い転移温度が、大きな状態密度に起因していることを明らかにした。又、磁性元素を含む系において、その磁気秩序の発生に伴うリエントラント現象を観測した。

強磁性、強誘電性そして高温超伝導に至る多様な機能性を発揮するペロブスカイト類縁構造をもつ3d遷移金属酸化物を電荷とスピンの複合系ととらえ、ドープされた正孔の電荷ダイナミックスを光学測定により研究した。これらの物質群は基本的に反強磁性絶縁体であり、化学的にドープされた正孔が遍歴的になるためには、少なくとも反強磁性長距離秩序が壊れることが必要である。本研究はド-ピングにより長距離秩序が破壊されても、短距離の秩序が残っている場合は、光学スペクトルの中赤外域に吸収帯が現れることを明らかにした。ド-ピングの進行とともに、スピン系が希釈されることに対応して、スペクトル強度が高エネルギー域から低エネルギー域の中赤外そしてドル-デ吸収帯に移行する。この局所的なスピン秩序の状況が、中赤外吸収を主体とする低エネルギー吸収強度を決めることが実験で示された。この結果は、強相関電子系すなわちモット・ハバ-ド系としての3d遷移金属酸化物の最大の特徴である。このようなスピン系の状況と光学スペクトルとの密接な結び付きが最もダイナミックな形で現れるのが高温超伝導Cu酸化物である。平成6年度は、研究対象を更に拡張して、1次元Ni及びCu酸化物の合成、ド-ピングの試みを行った。高温超伝導体を特徴づけるのが2次元性とスピン1/2からくる量子力学的ゆらぎの効果だとすると、上記1次元系では更に量子ゆらぎが拡大されて、ドープ前の絶縁体においても量子スピン液体状態が実現していると期待される。μSRを主体とする実験によりY_2BaNiO_5、Sr_2CuO_3いおいて、このことを実証した。ド-ピングの試みは合圧下の合成手法により、ある程度は成功したが、金属化するには至っていない。このような量子スピン液体状態が電荷ド-ピングにより金属化したとき、高温超伝導のような全く新しい機能性が出現する可能性があり、本研究は物性物理の新分野開拓の先駆けとなるものである。
対話における「間(ま)」の共有支援と共創インタフェース

ITコミュニケーションにおける情報爆発の背景には、記号化された明在的情報に偏った伝達チャンネルの拡大がある。この問題を克服するためには、明在的情報に加えて、情報を意味づけている暗在的なコンテクスト情報の共有促進技術が不可欠である。そして、このコンテクストを生む「場」や「間」が人々の間で共創される必要があると考えられる。そこで本研究では、人間の対話コミュニケーションをモデルとして「間」の共創機構を解析し、それに基づく「間」の共有支援インタフェースの構築をめざしている。これは大きく2つのステージに分けられ、前半が対話コミュニケーションにおける「間」の共創機構の解析とモデル化であり、後半がそれに基づく共創型の音声インタフェースの開発とネットワークにおける「間」の共有支援への展開である。本年度は、その構想の最初の1年分について実施した。具体的には、同期タッピング実験の研究成果をもとに、対話において発話と身体動作の関係を解析し、この予測的な時間感覚としての「間」の生成と共有のメカニズムを明らかにした。特に、対話におけるターンテイキングに注目し、発話と身振りの時間発展の計測を行なった。その結果、発話や身振りのタイミング同調(「間」の共有)と合意形成が対応することを明らかにした。これは申請代表者(三宅)・分担者(山本)と海外共同研究者(ペッペル)の連携のもと進めた.さらに、このデータの時系列解析に基づいて対話における「間」の共創モデルを構築した。これは海外共同研究者(ザカイ)の協力を得て推進した。
レプトスピラが宿主の脂肪組織血管内に定着する分子機構の解明

今年度は、レプトスピラが経皮感染する際に重要な分子機構、特にレプトスピラの運動性の関与を解明するため、トランスポゾンによる遺伝子組換えレプトスピラライブラリーを用いて解析を行なった。まず、遺伝子組換えレプトスピラライブラリー各菌株の運動性を確認した。各菌株を軟寒天(0.5%)コルトフ培地へ播種し、最大2週間観察を行いコロニー直径を比較した。野生型に比べ有意に直径が減少している菌株を運動性低下菌株とした。これら運動性低下菌株に関して、トランスポゾンの挿入位置を確認したところ、鞭毛構造に関する遺伝子への挿入が認められた。その中でも、同一遺伝子の異なる位置にトランスポゾンが挿入された株(M1株、M2株)について、液体培地中での運動能を計測した。液体培地中の菌体の遊泳をビデオカメラで記録しその回転数を比べると、野生型に比べ変異型はそれぞれわずかに回転数が低下していた。またその遊泳速度を計測したところ、野生型に比べ遊泳速度が低下していた。この速度は、Ficollを加えることで粘性を増加させた場合にもほとんど変化がなかった。さらにこのM1、M2株を用いて感受性動物であるハムスターへの感染実験を行なったところ、M1株の病原性は野生型に比べて低下していたが、M2株の病原性は野生型と同等であった。このトランスポゾンが挿入された遺伝子に関して、その挿入位置で病原性が変化することが示された。今後はこの遺伝子の機能やドメインに関して探索を進めていく予定である。今年度は2019年1月3月において、鳥取大学医学部動物実験施設感染区域の空調工事が行われたため、その期間動物実験を進めることができなかった。鞭毛遺伝子変異株M1、M2に関してその病原性(感染経路別、菌数別)をより詳細に検討する。またこの鞭毛遺伝子のドメイン探索や局在、その機能に関して生化学的、情報生物学的探索を進める。レプトスピラは感染後に周囲の環境を感知して遺伝子発現を変化させていると考えられる。ハムスター脂肪組織へ感染した後の発現変化を、RNA-seq法を用いて網羅的に解析し病原性に関与する因子を同定する。次年度はこの期間に行うはずであった動物実験を行い、その動物購入費用・飼育料として使用する。また通常3月に開かれる日本細菌学会総会が、今年は開催地(札幌)の都合により4月開催となった。そのため旅費は次年度に使用する。