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音楽と絵画を結びつける新教材の開発と基礎理論の整備

音楽と絵画を結びつける新教材を開発し,かつ,そうした教材開発を進める上での基礎理論を確りと整備する,という2つのテーマに,3年間,岡田と中島は取り組んできた。音楽と絵画の相互連関的な面については,両範疇に共に認めうる共通的な表現方略という視点から,前年度より継続の諸主題:<反復(音と[点のような]造形単位が示す様態)>,<直線と曲線,または,波線とジグザグ線(音符の動きとストロークなどの線が示す様態)>,<上昇と下降(旋律の上下展開と旋回的な構図[マニエリスム,バロックの一特質]が示す様態)>,<遠近法と音量の増減(音楽と絵における遠近的・空間的な描写が示す様態)>をさらに調べ,そこからの教材開発を模索した。また,本年度は,そうした表現特性上の相似性を踏まえることで教材開発の可能性を探るだけに留まらず,音楽で表されし内容と絵に表されし内容とが,その解釈・読み取りという面で実に密接に関わり合うという面にも着眼した。具体的には,絵画における図像学的読解を,作曲で数象徴を使うことや,形像的隠喩を備えたり人・出来事を暗示・喚起したりする音型を使うことなどの,音楽におけるフィギュラリスティックなやり方に関連づけ,表現教育よりも鑑賞教育によりシフトした研究ならびに教材開発を進めることとした。その成果は論文に発表し,レクチャー・コンサート(《ピアノで語る色とりどりの世界シューベルトの楽しみ》を中島が企画・開催[11/23])にも生かした。加うるに,本研究を基とした音楽と絵画を横断的に論じる試みは,岡田と中島により音楽・美術両分野で共同開講している1年生用科目『芸術教育総論』の一角を占めたりもしている。「音楽と絵画を結びつける新教材の開発」ならびに「基礎理論の整備」の2つを目的とする,本研究において,本年度,<音楽感想画>を論考し,そのベースメントとなるところの,音楽と絵画という異種表現領域に共通な,また,類似せる諸特質を明らかにした。1)基礎理論に関すること音楽と絵画とが拠って立っところの,耳(聴覚)と目(視覚)という根本的な感覚器官が示す知覚的な性質を検討する上で,ゲシュタルト心理学を,中でも<近接,連続,類同>という3つの代表的なゲシュタルト法則を参照し,両感覚を比べた。その結果,音も点もその現れる間隔また距離が短ければ凝集を示して1つにまとまろうとすることが確かめられた。さらにこの性質が基盤となり,音も点も滑らかに繋がっていく傾向を示し,一方では旋律に他方では線に発展することが確かめられた。また,音楽だと音色・ピッチなどの水準,絵画だと色・サイズ・形などの水準において凝集が確かめられた。他に,学生たちを対象としたリサーチを踏まえ,音楽と絵画を結びつけうる共感覚的な現象の1つである,<色聴>について考え,音を聴き色が感じられたり見えたりすることの可能性を示した。2)音楽と絵画を結びつける新教材に関すること音楽と美術とをリンクする授業実践(主に図画工作・美術サイド)の整理を図り,<音楽感想画,音の地図(サウンド・マップ),図形楽譜,音具(模擬楽器),音響彫刻,サウンド・インスタレーション,マルチメディア,パフォーマンス>の8項目をまとめることができた。その中で重点的に考察したものが,音楽感想画である。上述した基礎理論を視点として,佐々木薫教諭が東京学芸大学附属世田谷小と同附属小金井中とで試みた音楽感想画の授業を検証し,音楽を媒介とすることで豊かなイメージが紡がれて美しい絵を生み,児童・生徒の想像力と表現意欲とを高め,内に潜む創造性を活性化しうることを明らかにした。ア)音楽と絵画を結びつける新教材の開発,イ)基礎理論の整備,の2つを目的とする,本研究において,本年度はイ)に力点を置き,教材開発の理論的な礎ともすべく,ムソルグスキー(Modest Petrovich Musorgski□)「展覧会の絵」に最も代表されるような,絵が霊感源となり,そこから音楽を紡ぎ出す,<絵⇒音楽>という翻訳的な手法や,図形楽譜(graphic notation)のような,音楽的構想を絵として譜面化する,<音楽⇒絵>という逆の手法などを考えた。さらには,<絵と音楽とに普遍的に認められ,かつ,2つを結びつける種々の表し方(表現方略)>に関しても考察を進め,次のような諸タイプを調べているところである。◎反復:[例]カミーユ・ピサロ(Camille Pissarro)「フランス劇場の広場」における夥しい数の添景人物の併置と,スティーヴ・ライヒ(Steve Reich),フィリップ・グラス(Philip Glass)らのミニマル・ミュージック系の曲◎直線と曲線,または,波線とジグザグ線:[例]カンディンスキー(Wassily Kandinsky)が描いた折線と曲線が重なり合う図と,モーツァルト(Wolfgang Amadeus Mozart)「レクイエム」のバス"Kyrie eleison!..."とアルト"Christeeleison!..."の2旋律の絡まり◎上昇と下降:[例]ルーベンス(Pieter Paul Rubens)の<最後の審判図>に表された,天国に上げられる人々と地獄へ堕ちる人々の旋回的な動勢と,べートーヴェン(Ludwig van Beethoven)「交響曲第9番」の<歓喜の歌>における旋律の漸次的な昇り降り◎遠近法と音量の増減:[例]ホッベマ(Meindert Hobbema)

「ミッデルハルニスの並木道」とクレッシェンド/デクレッシェンド本年度はリサーチを主とし,その1ステップとして,岡田は上越美術教育連盟主催「夏のセミナー」で,《絵と音楽の交差点-図工・美術で取り組んでみたい総合的な活動》と題し,上記研究成果を織り込んだレクチュアを行った(2003.8.22於:上越市立城北中学校)。研究論文としてまとめる作業を次年度の課題としたい。また,中島は,ドイツのバーデン・ヴュルテンブルク(Baden-Wurttenberg)州の教育プランを調べ,音楽を絵に置き換えるという教科横断的な試みを取り上げている。音楽と絵画を結びつける新教材を開発し,かつ,そうした教材開発を進める上での基礎理論を確りと整備する,という2つのテーマに,3年間,岡田と中島は取り組んできた。音楽と絵画の相互連関的な面については,両範疇に共に認めうる共通的な表現方略という視点から,前年度より継続の諸主題:<反復(音と[点のような]造形単位が示す様態)>,<直線と曲線,または,波線とジグザグ線(音符の動きとストロークなどの線が示す様態)>,<上昇と下降(旋律の上下展開と旋回的な構図[マニエリスム,バロックの一特質]が示す様態)>,<遠近法と音量の増減(音楽と絵における遠近的・空間的な描写が示す様態)>をさらに調べ,そこからの教材開発を模索した。また,本年度は,そうした表現特性上の相似性を踏まえることで教材開発の可能性を探るだけに留まらず,音楽で表されし内容と絵に表されし内容とが,その解釈・読み取りという面で実に密接に関わり合うという面にも着眼した。具体的には,絵画における図像学的読解を,作曲で数象徴を使うことや,形像的隠喩を備えたり人・出来事を暗示・喚起したりする音型を使うことなどの,音楽におけるフィギュラリスティックなやり方に関連づけ,表現教育よりも鑑賞教育によりシフトした研究ならびに教材開発を進めることとした。その成果は論文に発表し,レクチャー・コンサート(《ピアノで語る色とりどりの世界シューベルトの楽しみ》を中島が企画・開催[11/23])にも生かした。加うるに,本研究を基とした音楽と絵画を横断的に論じる試みは,岡田と中島により音楽・美術両分野で共同開講している1年生用科目『芸術教育総論』の一角を占めたりもしている。
現代フランスにおける共和制モデルの変遷の分析によるシティズンシップ教育理念の探求

本年度は、交付申請書に記載した「研究の目的」に基づき、下記の作業を遂行した。まず、6月と12月に受入研究者の研究指導会にて研究計画及び研究の進捗状況に関する発表を行い、そこで指摘された内容をもとに研究課題の整理を行った。またそこでは、これまでに進めてきた研究の整理方法に関して助言をもらい、博士論文として一つの形にするための課題が明確になった。上記の課題を解決するため、19世紀末の近代公教育成立期以降のフランス共和国市民の育成をめぐる政策展開について、日仏における多数の先行研究や史資料に当たりながら、本研究が対象とする時期の前史を描き、論点や分析の視点を抽出した。史資料の収集については、6月末にフランス国立図書館で収集した。この作業を通じ、現代のフランスにおけるシティズンシップ教育政策をめぐっては、左派(共和派)と右派(リベラル派)の政治的対立があるにも関わらず、なぜ政策の基本理念は一貫するのか、という一見矛盾する問いに関する手がかりを得ることができた。次に、上記のR.ドゥブレの二つの国家の類型論を指標としてフランスの共和制モデルを明らかにしようとする先行研究を収集し、それらを検討することで、本研究における分析枠組の構築を図った。その結果は、9月1日に日本教育学会において発表し、12月までに論文としてまとめた。その論文は、上記の研究指導会でも発表し、受入研究者から指導・助言を受けた。さらに、研究協力者として参加している科研で、2015年版小学校「道徳・公民教育」学習指導要領の翻訳を分担した。また、3月にはその科研メンバーでフランスの私立学校、高等学校などを訪問し、授業見学及び教員へのインタビューなどを行った。こうした共同研究は、自身の研究を進める上でも相乗効果をあげており、フランスのシティズンシップ教育の在りようへの深い理解につなげることができた。昨年度に比べ、子育てと研究との両立が軌道に乗り始め、現在取り組んでいる博士論文の執筆作業や、史資料の収集の進捗に関しては、概ね順調に進められているため。今後は、まず、本研究が対象とする時期の前史部分の論文執筆を継続して行う。具体的には、フランスにおける80年代教育改革に影響を与えた「68年5月」以降の政策展開及び教育状況について実証的に分析を行い、論文にまとめる。続いて、2012年から2019年にかけて出版・公開された先行研究を渉猟し、これまでにまとめた2012年以前の先行研究と合わせて検討した上で、論文にまとめる。さらに、昨年度に構築した分析枠組をこれまでの研究に適用させ、5月末を目途に博士論文の第一稿を完成させる。そして6月には、受入研究者の研究指導会においてその第一稿を発表し、再検討が必要な箇所を明確にし、博士論文の完成度を高めていく。9月末を目途に、論文の構成や注、引用、文献目録など細部を確認し、博士論文を完成させ、提出する。提出後は、公開審査会に向けて準備を行う。また10月には、日本教育行政学会でこれまでの研究について発表を行う。ここで得られた知見は、論文にまとめ、年度末には『日本教育行政学会年報』に投稿する。本研究では、主に1980年代半ばから1990年代にかけてのフランスにおけるシティズンシップ教育をめぐる政策決定の要因と論理を明らかにすることを目指している。また、その際には、フランスの共和制モデルとアメリカの経済的自由主義が体現する民主制モデルの相違を類型的に捉えるR.ドゥブレの二つの国家の類型論を指標として、それを修正・精緻化することで、新たな分析枠組を設定し、それをフランスのシティズンシップ教育政策に援用することで、1980年代以降のフランス共和制モデルの変容の様態を明らかにする予定である。そこで採用1年目となる本年度は、研究計画に関する2度の発表を行い、そこで指摘された内容をもとに研究課題の整理を行った。そこでは、主にフランスにおけるシティズンシップ教育の定義と共和制モデルそのものについての問題が指摘され、両者ともフランスの歴史的展開の中に位置づけ、整理し直す必要があることが課題として明確になった。この課題を解決するため、本年度は以下の手順で作業を進めた。まず、研究の対象時期である20世紀半ば以降の政策的な流れを整理し、政策転換のメルクマールとなる出来事・改革案・法律などに関する資料の有無を調べ、それらの目録を作成した。同時に、先行研究を収集し、研究状況の把握も行った。次に、18世紀末の革命期まで遡り、日仏における多数の先行研究や史資料に当たりながら、フランス共和国市民の育成をめぐる起源及び歴史的展開を探った。これにより、本研究が対象とする時期の前史を描き、論点や分析の視点を抽出することで、フランスにおけるシティズンシップ教育の定義を歴史的展開に沿って考察した。さらに、上記のR.ドゥブレの二つの国家の類型論を指標としてフランスの共和制モデルを明らかにしようとする先行研究を収集し、それらを検討することで、本研究における示唆を得た。二人の子どもの育児と研究を両立しながら研究を進めなければならず、本年度は特に、1歳の娘の体調が安定しなかったため、その看病に時間をとられてしまったことが理由として挙げられる。

またそこでは、これまでに進めてきた研究の整理方法に関して助言をもらい、博士論文として一つの形にするための課題が明確になった。上記の課題を解決するため、19世紀末の近代公教育成立期以降のフランス共和国市民の育成をめぐる政策展開について、日仏における多数の先行研究や史資料に当たりながら、本研究が対象とする時期の前史を描き、論点や分析の視点を抽出した。史資料の収集については、6月末にフランス国立図書館で収集した。この作業を通じ、現代のフランスにおけるシティズンシップ教育政策をめぐっては、左派(共和派)と右派(リベラル派)の政治的対立があるにも関わらず、なぜ政策の基本理念は一貫するのか、という一見矛盾する問いに関する手がかりを得ることができた。次に、上記のR.ドゥブレの二つの国家の類型論を指標としてフランスの共和制モデルを明らかにしようとする先行研究を収集し、それらを検討することで、本研究における分析枠組の構築を図った。その結果は、9月1日に日本教育学会において発表し、12月までに論文としてまとめた。その論文は、上記の研究指導会でも発表し、受入研究者から指導・助言を受けた。さらに、研究協力者として参加している科研で、2015年版小学校「道徳・公民教育」学習指導要領の翻訳を分担した。また、3月にはその科研メンバーでフランスの私立学校、高等学校などを訪問し、授業見学及び教員へのインタビューなどを行った。こうした共同研究は、自身の研究を進める上でも相乗効果をあげており、フランスのシティズンシップ教育の在りようへの深い理解につなげることができた。昨年度に比べ、子育てと研究との両立が軌道に乗り始め、現在取り組んでいる博士論文の執筆作業や、史資料の収集の進捗に関しては、概ね順調に進められているため。「研究実績の概要」に記載した本年度の作業を踏まえ、今後は、80年代半ばの改革を主導したJ.-P.シュヴェーヌマンが範をとった、第三共和制期の市民育成について、先行研究を収集・検討しながら、フランス共和制モデルの近代と現代との相違及び80年代の改革意図を明らかにする作業を継続させたい。そして採用2年度目は、育児と研究との両立に励みながら、本年度中にかなわなかったフランスでの資料取集を行い、積極的に研究の成果を発信していきたい。今後は、まず、本研究が対象とする時期の前史部分の論文執筆を継続して行う。具体的には、フランスにおける80年代教育改革に影響を与えた「68年5月」以降の政策展開及び教育状況について実証的に分析を行い、論文にまとめる。続いて、2012年から2019年にかけて出版・公開された先行研究を渉猟し、これまでにまとめた2012年以前の先行研究と合わせて検討した上で、論文にまとめる。さらに、昨年度に構築した分析枠組をこれまでの研究に適用させ、5月末を目途に博士論文の第一稿を完成させる。そして6月には、受入研究者の研究指導会においてその第一稿を発表し、再検討が必要な箇所を明確にし、博士論文の完成度を高めていく。9月末を目途に、論文の構成や注、引用、文献目録など細部を確認し、博士論文を完成させ、提出する。提出後は、公開審査会に向けて準備を行う。また10月には、日本教育行政学会でこれまでの研究について発表を行う。ここで得られた知見は、論文にまとめ、年度末には『日本教育行政学会年報』に投稿する。
一酸化窒素の非シナプス型神経伝達に注目した麻酔薬の作用機序の解明

全身麻酔は日常臨床の場において広く用いられているにも関わらず、その麻酔作用発揮のメカニズムは未知のままである。我々は、近年注目されている神経伝達物質である一酸化窒素と、その非シナプス型神経伝達に注目し、麻酔薬の作用機序解明を目指した。これまでに、麻酔薬が非シナプス型神経伝達をも抑制し、他の神経伝達物質の制御にも関わっている事を発見した。線条体におけるin vivoマイクロダイアリシス法による脳内一酸化窒素(NO)代謝産物測定の技術を確立し,0.1pmo1 1^<-1>程度の検出感度でNOの変化を追及できるようになった。また,無麻酔自由行動下の実験モデル動物に対して,動物実験にしばしば用いられるペントバルビタール,ケタミンの細胞外NO濃度に及ぼす影響に関する研究を開始し,ペントバルビタールがNOを減少させる一方,ケタミンがNOを増加させる作用のある事を発見した。更に,ペントバルビタールのNO減少作用はネオスチグミンやニコチンによって拮抗される事から,アセチルコリン作動性神経活動が関与している可能性が明らかとなった。反対に,NOを増加させるケタミンの影響は,メカミラミンによって拮抗されず,アセチルコリン作動性神経活動の関与がほとんど無いと考えられた。以上の所見は未だ現象論の域を出ないが,本研究に於いて初めて明らかにされた事象であり,麻酔薬の作用機序解明の手掛かりになると考えられる。また,各種の薬剤の脳保護作用,神経毒性作用の解明にも役立つであろう。現在,臨床における代表的な麻酔薬であるセボフルラン,プロポフォールの影響を検討しているが,セボフルランもNOを減少させ,その作用がニコチンで拮抗される事を確認した。成果の一部は既に国際学会へも発表しており,20年度中には最初の成果を国際的学術誌へ投稿すべく予定している。フットの線条に於いて、in vivoマイクロダイアリシス法による脳内一酸化窒素(NO)代謝産物測定の技術を確立し、0.1pmol1^<-1>程度の検出感度でNOの変化を高精度で追及できるようになった。また、無麻酔自由行動下の実験モデル動物に対して、臨床において一般に用いられるプロポフォール、セボフルランの細胞外NO濃度に及ぼす影響に関する研究を開始し、プロポフォールがNOを減少させる一方、NOドナーであるニトログリセリン投与によるNO放出を、より増加させる作用のある事を発見した。この作用は、セボフルランによる麻酔では観察されず、麻酔薬の特性による差異を検討する因子として注目に値すると考えられる。今年度は、特に量依存性の証明に関して、実験を進めてきた。以上の所見は未だ現象論の域を出ないが、本研究に於いて初めて明らかにされた事象であり、麻酔薬の作用機序解明の手掛かりになると考えられる。また、各種の薬剤の脳保護作用、神経毒性作用の解明にも役立つであろう。成果の一部は既に国際学会へも発表しており、21年度中には最初の成果を国際的学術誌へ投稿すべく予定している。ラットの線条体に於いて、in vivoマイクロダイアリシス法による脳内一酸化窒素(NO)代謝産物測定の技術を確立し、0.1pmol 1-1程度の検出感度でNOの変化を高精度で追及できるようになった。また、無麻酔自由行動下の実験モデル動物に対して、臨床において一般に用いられるプロポフォール、セボフルランの細胞外NO濃度に及ぼす影響に関する研究を開始し、プロポフォールがNOを減少させる一方、NOドナーであるニトログリセリン、ニトロプスシド投与によるNO放出を、より増加させる作用のある事を発見した。これらの依存性も確認でき、22年度からは新しいテーマに挑戦する。成果の一部は既に国際学会へも発表しており、既に論文発表の準備をおおよそ終了している。22年度中には最初の成果が国際的学術誌に掲載されると予想する。
二硫化銅ガリウムのクロライド気相エピタキシャル成長

1.横型四帯域クロライド気相エピタキシャル成長今回新たに採用した成長手順の要点は、(1)反応管内をN_2ガスでバ-ジした後、原料及び基板部が昇温中はN_2キャリアガス流量を規定量(金属塩化物側:1l/min、硫黄側:0.1l/min)の約1/10に減少させる、(2)成長を終了する際には、すべての炉の電源を切り、ガス流量を再び1/10に落とし、同時に基板を低温領域(<200°C)まで移動させる、である。(1)の操作は、昇温時に成長領域に輸送される塩化物の量を減少させて基板表面の荒れを防ぎ、二つの成長方向の混在を減少させるのに有効、(2)の操作は、エピタキシャル成長終了後、成長層上への多結晶粒の付着を減少させるのに有効であった。代表的な成長条件は、原料輸送速度CuCl:2×10^<-6>mol/min、GaCl_3:3×10^<-6>mol/min、S:8×10^<-7>mol/min、基板はGaAs(100)で基板温度は560570°Cである。10時間の成長で6.3μmのエピタキシャル層が得られた。2.超減圧クロライド気相エピタキシャル成長原料供給をよりいっそう精密に制御するために、超減圧雰囲気での成長を検討し、クロライドMBE装置を試作した。原料にはCuCl、Ga、Sを用い、成長雰囲気は、H_2ガス(1×10^<-4>Torr)である。原料セルの温度T_<CuC1>=220°C、T_<G3>=850°C、T_S=55°CでGaAs(100)基板(T_<SUB>=600°C)上に成長させた試料(厚み0.3μm)から強いCuGaS_2(004)X線回折ピ-クが観測され、エピタキシャル成長が確認された。回折角度から求めた格子定数はc=10.43Aであった。1.横型四帯域常圧クロライド気相エピタキシャル成長塩化銅(CuCl)、塩化ガリウム(GaCl_3)、いおう(S)を原料、窒素(N_2)をキャリアガスにして二硫化銅ガリウム(CaGaS_2)をガリウム砒素(GaAs)基板上に気相成長させた。CuClとGaCl_3のキャリアガス流量を1l/min、Sのそれを0.05l/min、原料部の温度をCuCl:450600°C、GaCl_3:72°C、S:140160°Cの範囲で実験した。基板温度は600°Cである。原料、特にCuClの温度が高い場合は、基板が塩化物に激しくエッチングされて良好な成長膜が得られなかった。原料供給量を減少させると(上記温度範囲の最低温度付近)基板のエッチングは低減され、基板との付着性のよい膜が得られた。また、CuClおよびGaCl_3キャリアガス流量を大きくすると結晶析出領域が反応管の軸方向に拡大し、均一な成長層を得るのに有効であることが分かった。成長結晶を水銀ランプの紫外線で励起すると、77Kで2.4eV付近から立ち上がり、2.12.0eV付近にピ-クを持つ幅広い発光スペクトルが観測された。

2.超減圧クロライド気相エピタキシャル成長装置の制作三元化合物半導体の特性は成長時の各原料の供給速度と供給比に大きく影響される。原料供給の安定性と制御性に優れたクヌ-センセル方式を採用したクロライド気相エピタキシャル成長装置を設計・試作した。原料蒸発セル四個(CuCl、GaCl_3、S、ド-パント)を備え、10^<ー1>10^<ー5>Torrの水素と窒素の混合ガス流中での成長が可能である。また、高周波水素プラズマによる基板表面のその場クリ-ニングが可能である。
ガス流動中での微小火炎の燃焼促進に最適な着火条件に関する研究

最終年となる3年目は、まずガス流動として等方性乱れ場に対しては、改修した定容燃焼器および点火装置を用い、乱れ強度を0.35m/sに加えて1.76m/s程度まで高い強度で実験を実施した。混合気には、分子拡散特性の影響について詳細に検討するために燃料に分子拡散特性さらにはルイス数が大きく異なるプロパンと水素を用い、希薄混合気の燃焼促進法を評価するために当量比0.8と1.4における水素添加量の影響を検討し、さらに高相対乱れ強度場での燃焼促進法を評価するために層流燃焼速度を25cm/sに加えて15cm/sに揃えた混合気も対象にした。その結果、最小着火エネルギーは、希薄の当量比0.8では水素の添加量を増やすほど、逆に過濃の当量比1.4では減らすほど、小さくなり着火特性が改善することを明らかにした。この傾向には、混合気のルイス数と分子拡散特性に強い相関関係があることがわかる。さらに、相対乱れ強度が12程度の高強度乱れ場でも、この相関関係は維持される可能性があることを明らかにした。一方、ガス流動特性による差異および壁の有無が、微小火炎の着火および燃焼特性に与える影響を評価するために、主流を有するスワール場での微小火炎について検討した。ここでは、改修した扁平円筒状定容燃焼器および点火装置を用い、当量比0.5から1.4の水素添加プロパン混合気を対象に、シュリーレンによる観測および圧力履歴さらには未燃燃料量を計測し、着火特性や火炎伝ぱなどの燃焼特性を把握した。その結果、スワール流速が30m/sの高ガス流動場でも、上述の等方性乱れ場と同様に、混合気のルイス数と分子拡散特性が燃焼特性に強く影響していることを明らかにした。以上より、ガス流動中での微小火炎の燃焼促進に最適な着火条件としては、混合気の分子拡散特性およびルイス数に着目することが重要であることを明らかにできた。初年度となる本年度は、ガス流動中での微小火炎の燃焼促進に最適な着火条件を解明するために必要な、次の予備的な事項を主に検討した。まず、燃焼器中心付近に等方性乱流場を得ることが出来る既設の乱流燃焼定容器で、微小火炎の燃焼特性を把握できるよう点火システムの改修作業に着手した。ここでは、火炎半径が5mm以下の微小な火炎領域で燃焼速度特性を把握するために、最初に、高速シュリーレン撮影、静電探針や自発光分光の観測も可能にする微小火炎用点火システムの試作を行った。また、LDVを用いてガス流動分布を計測できるか検討も行った。その結果、基本的な点火栓の仕様は既存のものと同等であるが点火電極の幾何学的な配置関係が異なる、既存のものと新設のものの比較から点火電極配置の影響は小さいこと、またイオン電流波形およびOH*とCH*自発光の同時分光が概ね可能であることが確認できた。また、ガス流動場での計測について問題点の抽出が行えた。一方、ガス流動場での着火および微小火炎の燃焼および火炎伝ぱを安定化・維持することはさらに困難になることが予測される。そこで、さらなる熱効率の向上および低NOx燃焼化を意図し、当量比0.5の超希薄でのプロパン予混合微小火炎の燃焼特性に与える水素添加の影響を既存の点火システムを使用し検討し、これら混合気の基礎的な燃焼特性を明らかにした。その結果、プロパンー空気では希薄可燃限界以下の当量比0.5でも水素を添加することにより、プロパン予混合微小火炎の燃焼特性は改善し、水素添加量が燃料中の内割りで0.8程度とると燃焼特性は火炎半径の影響を受けなくなることを明らかにした。また、これは既に明らかにしている当量比0.8の希薄混合気の場合と概ね同様の燃焼特性であることもわかった。「研究実績の概要」で述べたように、当初の計画のとおり、微小火炎のガス流動中での火炎性状の観測のために必要な、高速シュリーレン撮影、静電探針および自発光分光の計測が可能な点火システムの試作ができ、これら計測法によるデータの取得の確認、さらに問題点の抽出ができた。また、ガス流動場での微小火炎の観測に関する問題点を明らかにできた。さらに、ガス流動中での微小な火炎では、さらに安定した火炎核形成や火炎伝ぱ手法が求められるが、ガス静止場ではあるが超希薄プロパン混合気への水素添加の効果を明らかにできた。2年目となる平成29年度は、ガス流動中での微小火炎の燃焼促進に最適な着火条件を解明するために、実際にガス流動中での微小火炎の燃焼特性について分子拡散特性に着目しつつ検討を開始した。等方性乱れ場に対する検討としては、初年度に明らかになった問題点を考慮し改良した点火栓を新規に製作し、燃焼実験を開始した。ここでは、まず静止場で、これまで使用していた微小層流火炎用点火栓での結果との差異が無いことを検証した。その後に、乱れ強度が0.35m/s程度において微小火炎の火炎伝ぱ特性の予備的な観測を行った。一方、分子拡散特性の影響について詳細に検討するために、燃料の種類だけではなく、希釈ガスに窒素に加え、分子拡散係数が小さなヘリウムと大きな二酸化炭素の添加割合を変化させた混合気も対象とし、初年度と同様の実験も進めた。その結果、ヘリウムに比べ相対的に二酸化炭素の添加割合を増やすと、当量比が0.5の超希薄混合気でも微小火炎の燃焼特性が改善されることを明らかにした。

さらに、ガス流動特性による差異および壁の有無が、微小火炎の着火および燃焼特性に与える影響を評価するために、等方性ではなく主流を有するスワール場での微小火炎の燃焼特性や点火条件の影響について検討を開始した。ここでは、まず既設の扁平円筒状定容燃焼装置を改修および点火装置の改良を行った。また、LDVを使用し燃焼器内のガス流速を計測した。そして、当量比0.5と0.8の水素添加プロパン混合気を対象に、着火特性や火炎伝ぱなどの燃焼特性を把握するために、高速度シュリーレンによる観測および圧力履歴の計測も行った。その結果、常温常圧下ではあるが、スワール流速が40m/sを達成できる装置を構築でき、その高速気流中でも着火が可能な混合気条件が存在することなどを明らかにした。「研究実績の概要」で述べたように、当初の計画のとおり、微小火炎の等方性乱流場およびスワール流場の2種類のガス流動中での燃焼特性を把握するために必要な実験装置および点火システムの構築ができた。特に、扁平円筒状定容燃焼器におけるスワール流を対象にした実験では、40m/sという高速ガス流動中でも着火可能な条件を明らかにできるなど、予想を上回る成果を得ている。さらに、ガス流動中での微小な火炎において、さらに安定した火炎核形成や火炎伝ぱ手法が求められるが、超希薄プロパン混合気への水素添加の効果を明らかにできた。最終年となる3年目は、まずガス流動として等方性乱れ場に対しては、改修した定容燃焼器および点火装置を用い、乱れ強度を0.35m/sに加えて1.76m/s程度まで高い強度で実験を実施した。混合気には、分子拡散特性の影響について詳細に検討するために燃料に分子拡散特性さらにはルイス数が大きく異なるプロパンと水素を用い、希薄混合気の燃焼促進法を評価するために当量比0.8と1.4における水素添加量の影響を検討し、さらに高相対乱れ強度場での燃焼促進法を評価するために層流燃焼速度を25cm/sに加えて15cm/sに揃えた混合気も対象にした。その結果、最小着火エネルギーは、希薄の当量比0.8では水素の添加量を増やすほど、逆に過濃の当量比1.4では減らすほど、小さくなり着火特性が改善することを明らかにした。この傾向には、混合気のルイス数と分子拡散特性に強い相関関係があることがわかる。さらに、相対乱れ強度が12程度の高強度乱れ場でも、この相関関係は維持される可能性があることを明らかにした。一方、ガス流動特性による差異および壁の有無が、微小火炎の着火および燃焼特性に与える影響を評価するために、主流を有するスワール場での微小火炎について検討した。ここでは、改修した扁平円筒状定容燃焼器および点火装置を用い、当量比0.5から1.4の水素添加プロパン混合気を対象に、シュリーレンによる観測および圧力履歴さらには未燃燃料量を計測し、着火特性や火炎伝ぱなどの燃焼特性を把握した。その結果、スワール流速が30m/sの高ガス流動場でも、上述の等方性乱れ場と同様に、混合気のルイス数と分子拡散特性が燃焼特性に強く影響していることを明らかにした。以上より、ガス流動中での微小火炎の燃焼促進に最適な着火条件としては、混合気の分子拡散特性およびルイス数に着目することが重要であることを明らかにできた。2年目となる平成29年度は、ガス流動中での微小火炎の燃焼促進に最適な着火条件を解明するために、実際にガス流動中での微小火炎の燃焼特性について分子拡散特性に着目しつつ検討する。具体的には、初年度に明らかになった問題点を考慮し改良した点火栓を製作して、等方性乱れ場が得られる燃焼器を使用し検討を開始する。
動的ネットワークにおける自律適応的分散アルゴリズムの計算コストの削減に関する研究

本研究では,自律適応性と安定性を同時に保証する分散アルゴリズムの設計手法を確立することを目指した.特に,分散アルゴリズムの一種であり,すぐれた自律適応性をもっ,自己安定アルゴリズムに着目した.本研究では,システム状況の変化後に自己安定アルゴリズムの行う再計算を抑制することで,安定性の高い分散システムを実現できることを示した.研究期間中に,計算量の削減限界の解明,また,継続的に状況変化が起こる環境下でも安定性と自律適応性をもつ分散アルゴリズムの桿案を行った本研究では,自律適応性と安定性を同時に保証する分散アルゴリズムの設計手法を確立することを目指した.特に,分散アルゴリズムの一種であり,すぐれた自律適応性をもっ,自己安定アルゴリズムに着目した.本研究では,システム状況の変化後に自己安定アルゴリズムの行う再計算を抑制することで,安定性の高い分散システムを実現できることを示した.研究期間中に,計算量の削減限界の解明,また,継続的に状況変化が起こる環境下でも安定性と自律適応性をもつ分散アルゴリズムの桿案を行った本研究でほ,動的なネットワークを対象に,ネットワークの状況変化に対して出力を変化させていくという自律適応性と,ネットワークの変化が頻発しても安定した出力をユーザに提供するという出力安定性の2つの性質を同時に満たす分散アルゴリズムの設計手法を確立することを目標としている.本研究の基本的なアイデアは,優れた自律適応性を有する自己安定プロトコルに,安定した出力を提供する機能を付加する手法を確立することにより,自律適応性と出力安定性を同時に保障する分散アルゴリズムを実現するというものである.本年度は無線アドホックネットワークの運用に必要不可欠な問題に対し,自律適応性と安定性を備えた分散アルゴリズムを設計する(i)発見的な手法,(ii)(i)で得られた結果をもとにした,統一的な手法を得るのが目標である.本年度は特に,モバイルアドホックネットワーク上での生成木作成問題とクラスタリング問題に着目し,(i)の発貝的な手法を確立した.生成木作成問題については,トポロジ変化に対応するための出力の変化数を最小化することにより安定性を実現する手法を示した.クラスタリング問題については,ノードの移動特性を考慮し,安定なクラスタリング結果を提供する手法を確立した.さらに,オーバレイネットワーク上で通信量を抑制しながら,安定した通信を保証する分散アルゴリズムを提案した.高信頼なオーバレイネットワークを構築できれば,大規模なネットワークを効率よく管理することが可能となる.また,これらの成果をもとに,(ii)の統一的な手法を検討し,既に結果を得ている.この成果は平成22年度中に論文誌に投稿する予定である.本年度の研究は研究実施計画通りに進行しており,これらの結果をもとに無線アドホックネットワーク等を対象とした大規模なシミュレーション実験を行う準備を進めている.本研究では,動的なネットワークを対象に,ネットワークの状況変化に対して出力を変化させていくという自律適応性と,ネットワークの変化が頻発しても安定した出力をユーザに提供するという安定性の2つの性質を同時に満たす分散アルゴリズムの設計手法を確立することを目標としている.本年度は(i)故障耐性と安定性をそなえた分散アルゴリズムの設計手法について成果を得るとともに,(ii)無線アドホックネットワークや無線センサネットワークの制御・運用手法について初年度の結果を拡張し,実験評価等を行った.(i)については,故障計算機の最悪時の振る舞いを想定したビザンチン故障モデルを対象に,その影響の局所化により安定性を実現し,故障の影響からの自律的な修復を行う手法を提案した.この手法は,今まで耐ビザンチン故障自己安定アルゴリズムが設計できないと示されている問題の多くに適用することが可能である.また,計算機の一時故障後に分散システムが復帰する際の最適性を新たに提案し,最適な(つまり,効率のよい)復帰に必要な情報量を示した.つまり,効率よくシステムを復帰させつつ,計算量を削減できる限界を明らかにした.これら2つの成果は国際会議で口頭発表を行い,現在論文誌投稿準備中である.(ii)については,初年度に提案したアドホックネットワークのクラスタリング手法,センサネットワークでのデータ収集手法の実験評価を行った.これにより,いずれの手法もネットワークの状況変化や計算機故障に対して自律適応性と安定性をもつことを理論的,実験的に確認したこととなる.前者については国際会議で口頭発表を行い,論文誌投稿準備中である.
リグノセルロース分解菌の育種ならびに培養

研究目的リグノセルロースのエネルギー源化合物への変換をより迅速に行なうために、リグニン関連物質、デヒドロジバニリン(DDV)を分解資化できる嫌気性のルーメン桿菌と球菌との細胞融合株を育種し、分解活性の増強をはかることとした。研究成果の概要1.DDVを相乗的に分解できる偏性嫌気性ルーメン細菌および通性嫌気性ルーメン細菌を、それぞれFusobacterium variumおよびEnterococcus faeciumと同定した。両菌株の対数増殖期細胞をペニシリンおよびリゾチームを用いて、効率よくプロトプラスト化することに成功した。プロトプラストの細胞壁再生率は、F.variumが28%、E.faeciumが21%であった。2.両菌株のプロトプラストをポリエチレングリコール処理したのち、ペニシリンを含みグルコースを欠いている選択培地のスラント上から、12株の偏性嫌気性桿菌を得た。3.12株のうち7株のDDV分解能が勝っていたので、この7株(FE-1-7)について嫌気性菌の同定法および乳酸菌の同定法に従い各種酵素活性や糖発酵能を検討した。その結果、これらの7株は、いずれもF.variumとE.faeciumの融合株であることが判明した。これらの融合株のうちFE-2、-5、-6および-7は、融合株単離1年後の今日においても1.52倍のDDV分解活性を安定に維持していることが確認できた。
キンギョから見る知覚統合の進化的基盤

人間は異なる感覚情報を統合して知覚することがある。その代表例が共感覚である。例えば、「明るい音」や「暗い音」といった共感覚的な比喩表現は、視覚と聴覚という異なる感覚が統合的に処理されていることを表す。ヒトの共感覚的表現では、特定の組み合わせと方向性が知られている。一方、ヒト以外の種、特に、水中生活種のキンギョにも共感覚的知覚が存在する可能性が示されているが、キンギョではその方向性は検証されていない。そこで、キンギョとヒトを比較し、成立する共感覚的表現の種類と方向性がヒトと同じであるかどうかを検証する。それにより、ヒトの共感覚的知覚の進化的な起源を探る。
「帰国しない留学」の長期的成果～日本に留学したラテンアメリカ出身者の場合～

日本留学後10年以上経過し、現在出身国に帰国していない元留学生(ラテンアメリカ出身)約30名に、日本および北アメリカ・ヨーロッパで留学成果についての聞き取り調査を行った。日本人配偶者を得て、日本を生活拠点と考えて社会貢献する元留学生がいる一方、いずれ他の国へ移ることを考えている人もいる。北アメリカ・ヨーロッパ居住者たちは、日本・出身国との関係を様々な形で継続しつつ、居住社会にも貢献している。出身地域の社会状況によっては当面帰国は考えていない人たちもいる。元留学生の生活自体がグローバルであり、留学成果は様々な形・方法で、世界に広がっており、「頭脳流出」では理解できない状況がみられる。今年度は「帰国しない留学」の中で、留学後ヨーロッパ地域で仕事や生活をしている元留学生を中心に調査を行なった。また、日本に残って、または戻って現在日本に滞在する元留学生についても数名対象とした。言語的文化的類似性から、スペインには多くのラテンアメリカ出身元留学生が滞在していたが、ここ数年のスペインの景気悪化の影響でその多くがヨーロッパ域内の別の地域に移ったり、ラテンアメリカの出身国に帰国したりしていることがわかった。そのため今回の調査対象地域を、複数の元留学生たちと連絡がとれたノルウェーとスペインとした。また、スペイン国内ではスペインに帰国した元留学生たちにも会い、景気悪化の状況の中で自国で仕事をすること、また外国へ行って仕事をすることについて聞き取り調査をした。ヨーロッパでは12名の元留学生に会い、その面接の内容を文字化した。ここまででわかったことは、元留学生たちが出身国やその他の国々の経済社会状況によって度々居住地を変え、自分の知識や能力が最も生かせ、また次世代に安心して教育が提供できる場所を、国境に関わらず探しているということである。日本に留学したことは特に、専門知識によって学位を得たこと、またどこででも仕事や生活ができるという自信を与え、大いに生かされている。ただし、日本語や日本文化を専門とし、日本と直接の関係の中で仕事をすることを強く希望している元留学生にとっては、日本や自国の経済状況の影響も受けて厳しい状況が見られた。出身国との関係では、子どもの教育は極力スペイン語で行なっている元留学生や、長期休暇には必ず家族で出身国の家族に会いに行く元留学生など、言語文化の保持や継承について意識しているのが大半であった。25年度はアメリカとカナダ数都市と日本国内でさらに10数名のラテンアメリカ出身元日本留学経験者に聞き取り調査を実施した。3年間の調査成果について、現在のところ以下のような傾向がみられる。1.専門性:分野・人によって成果が異なる。国際的に著名な指導教員の影響で就職およびその後の仕事が順調だった場合がある。直接の応用が難しい分野を専攻した場合、現在も新たな職業に挑戦を続けている人もいる。2.人間的成長:多くの元留学生たちは、留学が彼らに大きな人間的成長をもたらしたと感じ、ラテンアメリカと文化差の大きい日本社会での経験が、自信と他者からの評価につながった。3.日本との関係:日本人と結婚したことで日本に残る選択をした留学生が多い。北アメリカ、ヨーロッパに住んでいる元留学生たちは、現在の地域での生活に便宜を感じている。長期間住んでも日本社会の一員になるのは難しいという認識が強い。4.出身国との関係:アメリカやカナダ在住者は出身国から比較的近い地域に住んでいること、ヨーロッパ在住者は貨幣価値の違いから出身国に旅行しやすいことから、関係が維持しやすい。現在治安が悪化している地域出身の場合、帰国を思いとどまる人が多い。一部の元留学生は、国際的に移動する中、国境に影響されない選択をしている。5.国際社会との関係:日本留学中に、世界各国の留学生たちと協働したことが彼らの国際性を高めたと感じている。その後仕事や生活自体が国際的環境の中にある。6.次世代への波及留学中に身に付けたまたは確認した価値観等を次世代や周りの人たちに伝えている。物事への専念、誠実さ、尊敬、時間を守る、などである。元留学生会などを通して、次世代に日本留学を伝える努力をしている人が多い。今年度は「帰国しない留学」の中でも、留学後日本に残って仕事をする元留学生、または一度帰国してその後に日本に戻った元留学生について、聞き取り調査を行ない、今後の調査項目の検討を行なった。計画通り5名の元留学生への聞き取り調査が実行できたが、40歳代50歳代の多忙な時期にある彼らとの日程調整が難しく、一回の出張で数名への聞き取り調査をすることはできなかった。最終的には、名古屋近辺で2名、横浜で1名、神戸で1名、東京で1名と、別個に面接を行なった。

これまで、母国に帰国した元学生たちへの聞き取り調査を行なってきたが、今回帰国していない元留学生への調査の中で特徴的だったのは、第一に、日本に滞在している彼らが、調査の使用言語として日本語を選んだことである。長期間日本で仕事をし生活しているため、日本語でコミュニケーションすることがごく自然なことになっていることが分かった。第二に、面接の内容を録音することに躊躇する元留学生が複数いた。現在も日本で生活する彼らにとって、日本に残るという選択をするに至った様々な人間関係は現在にもつながっており、慎重な対応が必要である。この点については今回は調査対象者が少数であり一般化することないが、今後さらに調査をしていく必要がある。第三に、日本留学の中で深めた専門知識や技能を、何らかの形で生かしている、または生かす努力をしている様子が確認できた。生活の糧は専門とは別の分野で得ている元留学生もいたが、ボランティアでの仕事として、または将来へ向けての準備として、日本社会および母国の人々と関連づけて専門分野を継続していた。長期間日本で生活していることで、母国との直接の関係が薄れ、母国の家族や人脈を失いかけている場合もみられたが、日本に滞在する母国出身者や関連地域の人々との関係を築き、様々な形で意識的に母国に貢献していることがわかった。元留学生は、留学後も知的移民として滞在地を変えやすいという状況、また年代的にも多忙期にあるという状況から、彼らと連絡をとり面会時間を調整するのが非常に難しい。スカイプでの面会を提案した元留学生もあるが、背後にある環境やコンテクストを知るには現地調査が必要である。今回の調査でも日程調整の過程で面会を断念せざるを得なかった人々もあり、面会人数が限定されることは免れない。ある程度予想されたことであるが、留学後数十年を経ている元留学生のデータ入手が難しく、最近入手したデータにも変更が多く、新たに追跡しないといけない場合が多かった。帰国していない元留学生たちの住所には移動が多いことがうかがわれる。大使館や元留学生会、これまでの協力者たちのつてをたどって連絡をしているが時間的負担が大きい。また、連絡がとれても、予想よりも協力の申し出が少ないことが懸念材料としてあげられる。彼らが非常に多忙な日々を送っていることは予想通りであるが、それに加えて、日本に残っている元留学生の場合は、日本が現在も自らの生活・仕事の場であり、特別な位置にあるわけではないことや、留学時代の人間関係が現在も継続しており、調査に対しては慎重になることも、理由として考えられる。次年度は日本国内に加えて当初の予定通り、アメリカ・カナダでの聞き取り調査を予定している。現在のところ多くの元留学生が滞在している西海岸地域の数都市を対象地域にする予定である。次年度は日本国内に加えて、多くの元留学生が向かったスペインでの聞き取り調査を計画している。一定の日程内で効率的に聞き取り調査を行なうために、既に関係者への連絡を始め、元留学生たちの所在確認をとり、協力依頼をしつつある。しかし昨今の経済状況の悪化により、スペインを離れた元留学生もおり、住所が変化しつつある。スペインに限定せず調査を行なえるよう、予算配分の調整が必要になることが予想される。その翌年にはアメリカ合衆国・カナダでの調査を予定している。
有機質資材を用いたフリーストール乳牛舎のミルキングパーラー廃液の簡易処理

1.はじめに酪農家におけるミルキングパーラーの排水処理は、塩素系の殺菌剤、酸性・アルカリ性洗剤等を含むために処理が難しい。それゆえ、ミルキングパーラー廃液の成分を分析し、それに適合する有機質資材を用いて簡易で安価な排水処理施設を構築する。2.材料および方法【搾乳室・牛乳処理室排水の簡易処理装置の製作】調整槽、第1ばっ気槽、第2ばっ気槽・第3ばっ気槽、沈殿槽のそれぞれ約1m^3の5つの浄化槽を塩ビパイプで繋いで製作した。調整槽には汲み上げポンプ、23槽にはばっ気装置を取り付けた。【排水および処理水の分析】搾乳室の排水および処理水についてBOD、SS、N、P、K等を分析した。3.結果および考察【簡易処理槽の改良】フリーストール乳牛舎の搾乳室の排水を木炭・ゼオライト等の有機質資材を用いて処理を行った。当初、設置した処理装置では木炭の浮き上り、ゼオライトに微生物が付着しない等で浄化効果が認められなかった。そのため、2つの浄化槽をひも状接触材に変更した。また、排水貯留槽の貯留量により各槽に流れる流量が変化するので流量調整槽を設置し、汲み上げ水の一部を貯留槽に戻すことで、処理水のポンプアップ時に各槽を一定の流量で安定して流れるようにした。さらに浄化能力を高めるため、最終の沈殿槽上部にV字状の越流せきを設けた沈殿槽に改良した。汲み上げポンプをエアーリフトポンプに換え、流量を減らし運転時間を長く設定した。これらの改良で浄化能力が向上した。【排水および処理水の分析】当初、BODおよびSS値(ppm)は原水、処理水ともにそれぞれ650、170(BOD)および330、72(SS)と高くかったが、装置の改良後、処理水の値は両者とも良好な値を得た。n-ヘキサン値は原水では高く、処理水では減少した。しかし、原水や季節による変動も大きいと思われるため、接触材やばっ気装置の等のさらなる改良が望まれる。1.ミルキングパーラー廃液の簡易処理装置の構造フリーストール乳牛舎のミルキングパーラー廃液を木炭・ゼオライト・ひも状モール等の有機質資材を用いて処理を行った.試作した処理装置は,貯留槽,第1曝気槽(ひも状接触材),第2曝気槽(木炭),第3曝気槽(ひも状接触材),第4曝気槽(ゼオライト)のそれぞれ各1m^3の5つの浄化槽から構成されている.2.簡易処理槽の改良ミルキンギングキングパーラー排水槽の清掃を10年間怠ったため当初,設置した槽では処理しきれなかった.そのため実験に先立って排水槽の清掃を行った.最初に設置した装置では木炭が浮き上がるったり,ゼオライトに微生物が付着しない等,浄化効果が認められなかった.そのため,それぞれの浄化槽をひも状接触材と静置したままの沈殿槽に変更した.それらにより生物化学的酸素要求量(B.O.D.),浄化能力が向上した.さらに沈浄化能力を高めるため,沈殿槽の上部にV字状の越流せきを設けた沈殿槽に改良した.

また,貯留槽の排水貯留量により各層に流れる流量が変化するので流量調整槽を設置し,一定の流量で安定して流れるようにした.3.酪農家の実地調査パイプラインミルカーおよびバルククーラーの洗浄水を牛ふんとともに手作りの1槽式(20m^3)のメタン発酵処理している長野県伊那市のO酪農家を見学した.投入口と発酵槽は牛舎の床下に設置されていた。メタン発酵が順調に行われており,発生した1日当たり45m^3のメタンガスをボイラーで温水に換えて乳牛舎と家庭の洗い水にメタンガスを家庭の炊飯に用いていた.メタン発酵消化液は,飼料作物の肥料として耕地還元して利用していた.1.はじめに酪農家におけるミルキングパーラーの排水処理は、塩素系の殺菌剤、酸性・アルカリ性洗剤等を含むために処理が難しい。それゆえ、ミルキングパーラー廃液の成分を分析し、それに適合する有機質資材を用いて簡易で安価な排水処理施設を構築する。2.材料および方法【搾乳室・牛乳処理室排水の簡易処理装置の製作】調整槽、第1ばっ気槽、第2ばっ気槽・第3ばっ気槽、沈殿槽のそれぞれ約1m^3の5つの浄化槽を塩ビパイプで繋いで製作した。調整槽には汲み上げポンプ、23槽にはばっ気装置を取り付けた。【排水および処理水の分析】搾乳室の排水および処理水についてBOD、SS、N、P、K等を分析した。3.結果および考察【簡易処理槽の改良】フリーストール乳牛舎の搾乳室の排水を木炭・ゼオライト等の有機質資材を用いて処理を行った。当初、設置した処理装置では木炭の浮き上り、ゼオライトに微生物が付着しない等で浄化効果が認められなかった。そのため、2つの浄化槽をひも状接触材に変更した。また、排水貯留槽の貯留量により各槽に流れる流量が変化するので流量調整槽を設置し、汲み上げ水の一部を貯留槽に戻すことで、処理水のポンプアップ時に各槽を一定の流量で安定して流れるようにした。さらに浄化能力を高めるため、最終の沈殿槽上部にV字状の越流せきを設けた沈殿槽に改良した。さらに汲み上げについてもエアーリフトポンプを用いて少量ずつ流すようにした。それらにより浄化能力が向上した。【排水および処理水の分析】各期の分析値を示した。当初はBODおよびSS値は原水、処理水ともにそれぞれ650、170、330、72と高かったが、装置の改良後の値は両者とも良好な値を得た。n-ヘキサン値は原水では高く、処理水では減少した。しかし、原水や季節による変動も大きいと思われるため、接触材やばっ気装置等のさらなる改良が望まれる。
ヒト・マラリア原虫の赤血球内寄生を支える膜分子基盤に関する研究

1.ヒト・マラリア原虫P.falciparumのV-ATPase C subunitのcDNAをクローン化した。このcDNAは酵母の相同遺伝子欠失株においてC subunit機能を相補した。マラリア原虫のcDNAが酵母のcDNAと相補することがわかったのはこれが最初であり、マラリア原虫V-ATPaseの機能解明に大きく前進した。この仕事はBBAに発表した。2.細菌からヒトまで普遍的に存在すると考えられる新しい薬剤耐性トランスポーター(multidrug and toxic compound extrusion, MATE)を発見した。このトランスポーターは細菌ではカチオン性抗菌物質を細胞外に排出するが、ヒトなどのほ乳類においては腎臓尿細管のアピカル部位や肝臓の微少胆管に存在しており、有機カチオン系の薬剤や代謝老廃物の排出を司っている。この他、代謝性の疎水性物質(例えば、性ホルモン類や脂溶性ビタミン類)の体内動態にも関与していると考えられる。この仕事はPNASに発表した。3.このMATE型トランスポーターの機能必須残基を決定した。MATE型トランスポーターは他のトランスポーターと異なりコンセンサス配列が存在しない。しかし、我々は900近くのゲノム・バンクに登録された配列よりその構造を推定した。関連業績はPNASに発表した。またTrends in Pharmacol.Sciに投稿中である。4.原虫類におけるこのトランスポーター遺伝子を解析した。関連業績はTrends in Pharmacol.Sciに投稿中である。5.特にP.falciparumにおけるMATE transporter遺伝子を同定しつつある。マラリア原虫の抗マラリア薬耐性を説明するトランスポーターと考えている。鋭意研究を進めている。ヒト・マラリア原虫(Plasmodium falciparum)の赤血球内寄生時における原虫外膜系の形成と血球膜への膜タンパク輸送機構を分子レベルで解明するためのプローブを作成した。すなわち、PfNSF-GFP融合タンパクのマラリア原虫用の発現プラスミドを構築した。これをマラリア原虫内で発現させた。その発現速度をGFP抗体を用いるイムノブロット法で追跡した。プラスミドを添加後2日目で発現が最大となった。現在、GFP蛍光を指標にして分泌とエンドソーム様オルガネラ、原形質膜への組み込み過程を可視化解析している。現在は発現量が少ないために再現性よく測定できていない。発現量をふやすためのプラスミドの構築を再度進めている。PfNSFタンパク質そのものの生化学的性質を解析するために昆虫細胞発現系を構築し、約80kDaの精製標品を得た。ATPase活性やcell free系での小胞輸送機能を解析しているが、活性は検出できていない。動物のNSFのATPase活性は酵素濃度とco-perativityが見られる。すなわち、一定量以上存在しないと活性が観察できない。同じ事がPfNSFにもあてはまると思われる。現在、発現量を増やす目的で、昆虫細胞での発現系を改良している。具体的には昆虫細胞株を変え、発現後の可溶化のための界面活性剤を工夫している。動物細胞のエキソエンドサイトーシスに関与するシンタキシン様用タンパクをコードするcDNAを得た。このタンパクの抗体を調製した。原虫における発現・局在を調べている。原虫の内膜系が強く染色されている。現在この部位の同定を急いでいる。