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超高速発電機・電動機システムとその駆動装置の開発

近年,数kWから数百kWの出力のマイクロガスタービンが分散電源やコージェネレーション用機器として開発されている。これらのガスタービンの性能をフルに発揮し,高効率の発電システムを実現するには,減速機を必要としない,十万百万rpmの回転数で回転する高効率のマイクロ同期発電機と,その出力を商用周波数の交流電力に変換する周波数変換装置が必要不可欠である。これらの実現のためには120kW,回転数20100万rpmの超高速電動機とそれを駆動する周波数変換装置が必要不可欠である。本研究では,定格回転速度30万rpm,5kWの永久磁石式超高速同期発電機・電動機,さらに,超高速電動機を駆動するマトリックスコンバータおよび超高速発電機の出力を商用周波数の交流電力に変換する3レベル-2レベルコンバータから構成される,超高速発電機・電動機システムの最適な構成を確立することを目的としている。本研究期間に得られた主な成果を以下に記す。(1)超高速電動機・発電機の設計法の確立を行い,目標回転速度300,000rpm,5kWの永久磁石式超高速同期電動機を設計・試作,これに直結する動力吸収装置オイル循環冷却システムやシステム架台を作成した。(2)安定化制御と高効率化制御を利用した高性能V/f制御アルゴリズムを開発し,本小型超高速電動機の駆動実験を行い,本電動機の駆動を確認し,高速実験による基礎特性を得た。(3)固定子の突極構造,集中巻線の採用などの電動機サイズの小型化,製造過程における効率化を目的とした現在の構造が,渦電流の発生を招き,熱損失を増やすことに至るなど,実験により判明した問題点の解決のため,渦電流解析を行い,最適な設計指針の検討を行った。(4)超高速電動機を駆動するマトリックスコンバータおよび超高速発電機の出力を商用周波数の交流電力に変換する3レベル-2レベルコンバータから構成される,超高速発電機・電動機システムの最適な構成を確立することを目的として,システム全体を考慮できる回路シミュレータを用いた解析手法を提案した。これらのガスタービンの性能をフルに発揮し,高効率の発電システムを実現するためには,減速機を必要としない,10万rpm百万rpmの回転数で回転する高効率のマイクロ同期発電機と,その出力を商用周波数の交流電力に変換する周波数変換装置が必要不可欠である。また研究代表者は,超小型圧縮機,高性能熱交換器および超小型膨張タービンを組み合わせた高速CPUの直接空気冷却システムの開発プロジェクトに参加している。本年度の研究では,巻線設計,鉄心設計,表皮効果の検討,鉄損分布の推定など電気的な設計にとどまらず,回転子の応力計算,臨界速度(危険速度),振動,冷却方法や温度分布の推定,軸受けの設計等,機械的な設計も合わせて総合的に行うことが可能な超高速電動機・発電機の設計法の確立を行った。これにより,目標回転速度300,000rpm,5kWの永久磁石式超高速同期電動機を設計・試作し,これに直結する動力吸収装置,オイル循環冷却システムやシステム架台を作成した。さらに,安定化制御と高効率化制御を利用した高性能V/f制御アルゴリズムを開発し,本小型超高速電動機の駆動実験を行った。この結果より,現在180,000rpmの安定駆動を実現している。

固定子の突極構造,集中巻線の採用などの電動機サイズの小型化,製造過程における効率化を目的とした現在の構造が,渦電涜の発生を招き,熱損失を増やすことに至るなど,実験により判明した問題点の解決策を検討中である。近年,数kWから数百kWの出力のマイクロガスタービンが分散電源やコージェネレーション用機器として開発されている。これらのガスタービンの性能をフルに発揮し,高効率の発電システムを実現するためには,減速機を必要としない,十万百万rpmの回転数で回転する高効率のマイクロ同期発電機と,その出力を商用周波数の交流電力に変換する周波数変換装置が必要不可欠である。また研究代表者は,超小型圧縮機,高性能熱交換器および超小型膨張タービンを組み合わせた高速CPUの直接空気冷却システムの開発プロジェクトに参加している。これらの実現のためには120kW,回転数20100万rpmの超高速電動機とそれを駆動する周波数変換装置が必要不可欠である。本研究では,定格回転速度30万rpm,5kWの永久磁石式超高速同期発電機・電動機,さらに,超高速電動機を駆動するマトリックスコンバータおよび超高速発電機の出力を商用周波数の交流電力に変換する3レベル-2レベルコンバータから構成される,超高速発電機・電動機システムの最適な構成を確立することを目的としている。本年度の研究では,以下のことを行った。1.駆動用電力変換装置の検討安川電機製の200V/11KWマトリックスコンバータユニットを基に,最大出力周波数5kHzの3相マトリックスコンバータを設計・試作した。2.電源回生用変換装置の検討定格電圧260V,定格出力5.5kVAの3レベルコンバータにより直流に変換し,その後2レベルコンバータにより電源へ回生するシステムの検討を行った。3.シミュレータによる検証超高速発電機・電動機とマトリックスコンバータ,さらに3レベル-2レベルコンバータからなる超高速実験システムをモデル化し,特性解析を行った。4.実験による検証超高速ドライブシステムの特性を実験により確認した。5.超高速同期発電機・電動機システムの検討会長崎大学,ドレスデン大学での研究成果・開発結果を持ち寄り,超高速発電機・電動機に関する検討会を実施した。
スポーツファンの社会学-近代スポーツ文化の変容過程-

スポーツファンの行動について、次のような知見が得られた。1、応援団というスポーツファン(1)煽る文化装置として、メディアとスタジアムには差異があることを明らかにした。(2)鎮めの文化装置として、私設応援団が重要な役割を果たし、フーリガンの予防になっている。2、みるスポーツと学校教育(1)体育における「見学」は、「みるスポーツ」としての教育的意味を有していない。(2)今後「みるスポーツ」教育は、スポーツファンの教育として重要になってくる。3、スポーツファンとジェンダー(1)スポーツ選手に「男らしさ・女らしさ」をみる実態が明らかになった。(2)その規定要因として、するスポーツとの関連からの分析が重要になってくる。4、メディアとスポーツファン(1)メディアによるスポーツ観戦は、われわれの身体を浮遊させる。(2)メディアでみるのと、実際にみるのとの差異化をはっきりとすることで、相互補完的な関係が必要。5、スポーツファンの身体(1)スポーツファンはスポーツを通して、ひとつの共同体を形成する。(2)その共同体は、身体性を持っており、他の共同体とは違った人間関係を形成する。6、スポーツファンと暴力(1)サッカー・フリーガニズム発生は、歴史社会学的に必然性を持っていた。(2)それは、近代スポーツの形成と文明化による暴力の抑制に非常に関係している。本年度は、基本的には、先行研究の検討から、研究枠組みの設定を行い、それに基づいた作業仮説の構築にあった。その結果、次のような研究枠組みと作業仮説を導き出せた。学説的なレベルでは、「みるスポーツ」の発生において、見方の現象学的な解釈が必要であり、スポーツファンが文化として存在するための歴史社会学的な考察が不可欠である。また、スポーツファンと観客(スペクテーター)の区別が明確ではなく、この点に関しては、エリアスの文明化の理論による解明が有効である。さらに、日本において、歴史的にスポーツファンがつくられてきた過程に、企業の企てが介在していたことを、プロ野球と都市開発の関係から研究する必要がある。近代とスポーツファンの関係からは、スポーツファンの発生時に行われていた「賭け」の問題を解明することが必要である。また、スポーツファンのもつ「地域性」にも注目したい。つまり、スポーツファンのローカルアイデンティティが、いかに形成されるかという点が重要である。スポーツに何をみるかという点からすれば、セクシャリティを含む「ジェンダー」の視点ははずすことができない。さらに、「みるスポーツ」の教育からすれば、特に、体育における「見学」の扱いをめぐっての論議は重要である。これらの現象は経済的な論理に裏付けされており、その統制も見逃すことはできない。スポーツファンと身体の関係からは、ひとつに、近年問題になっているフーリガンを中心とした、「暴力」の問題を取り上げる必要がある。さらに、何故、熱狂するのかという身体性に注目すると、そこには、一種の宗教体験が介在していると考えられる。しかも、これらは、いわゆるメディアによって、情報操作され、われわれをスポーツファンに仕立てていく機構について、解明する必要がある。5、スポーツファンの身体

(1)スポーツファンはスポーツを通して、ひとつの共同体を形成する。(2)その共同体は、身体性を持っており、他の共同体とは違った人間関係を形成する。6、スポーツファンと暴力(1)サッカー・フーリガニスム発生は、歴史社会学的に必然性を持っていた。(2)それは、近代スポーツの形成と文明化による暴力の抑制に非常に関係している。
12-13世紀夢文学とその創作基調を成す聖書思想との比較研究

1)テクスト読解と研究資料の収集・整理夢文学の中英語テクスト読解、並びに聖書正典、外典、偽典等との比較、更に、関連研究書等を入手した。また、国内の大学図書館や国会図書館等へ赴き当該研究に必要な資料を閲覧及び入手した。中英語テクストは、語注やグロッサリーを利用して読解を進め、その他の研究資料を分類・整理した。2)聖書外典における夢と幻の考察聖書正典、外典、偽典について、夢文学の異界描写と関連のあると思われる夢や幻の箇所の一覧表を作成し、具体例を挙げながら、夢文学との関連性を考察した。考察によって示唆されたのは、聖書正典、外典、偽典中の主に預言書や黙示録の諸文書が、夢文学の楽園描写に多大の影響を及ぼしたのではないかという点である。特に注目すべきは、ダニエル書、第二エズラ書、第一エノク書、ヨハネ黙示録等である。3)異界要素一覧表および報告書の作成異界夢文学の作品群、聖書の書物群の比較対象一覧表を、異界要素(主に楽園描写に付随する天使、建造物、橋、川など)を中心に補助金交付期間中に継続して作成した。当該研究の最終年度として、研究成果報告書(冊子体)を作成してまとめた。研究成果は、今後、日本英文学会、日本中世英語英文学会、比較思想学会等で口頭発表及び論文投稿し、他の研究家の意見を聞くつもりである。1)研究資料の収集とテクスト読解研究実施のための処理システムを構築し、12-13世紀の夢文学の中英語テクスト、並びに聖書聖典、外典、偽典等の現代英語訳テクスト、更に、関連研究書等を入手した。また、国内の図書館等へ赴き当該研究に必要な資料を閲覧及び入手した。中英語テクストは、語注やグロッサリーを利用しながら読解を進めながら、その他の研究資料を分類・整理した。2)聖書聖典・外典・偽典との比較検討異界夢文学ならびに聖書聖典、外典、偽典の諸作品について、記述上の関連性があると思われる箇所を下記の比較対照表に記入し、一覧表の修正・拡充を図った。この一覧表作成を入念に調査研究することによって、夢文学が、聖書聖典、外典、偽典のどの書物を記述の最たる拠り所としたかを究明できる。3)比較対照一覧表の作成異界夢文学の作品群、聖書の書物群、それぞれ別個に比較対象一覧表を、異界要素(例えば、天使、悪魔、建造物、橋、川など)を中心に作成した。今年度一覧表を作成したのは夢文学St.Patrick's PurgatoryのAuchinleck版、Cotton版、Yale版、偽典の1 Enochである。聖書聖典については、特に、モーセ五書に焦点をあてて、異界描写と関連のある主題を中心に考察を行った。考察の結果、Genesis(創世記)が夢文学の異界記述と関連性が最も強いと思われることがわかった。この点は、本年度の研究成果のまとめとして平成18年3月25日に開催される比較思想学会福岡支部、第68会大会において口頭発表を行う予定である。1)テクスト読解と研究資料の収集・整理夢文学のテクスト読解、並びに聖書聖典、外典、偽典等の現代英語訳テクスト、更に、関連研究書等を入手した。2)聖書聖典における夢と幻の考察聖書聖典について、夢文学の異界描写と関連のあると思われる箇所の一覧表を作成し、聖書聖典中の夢と幻の具体例を挙げながら、夢文学との関連性を考察した。考察によって示唆されたのは、旧約聖書では、創世記やイザヤ書やエゼキエル書などの大預言書との関連性が強いことである。

新約聖書では、特にヨハネ黙示録の新しいエルサレムが夢文学の楽園描写に多大の影響を及ぼしたのではないかと思われる。3)異界要素一覧表の作成異界夢文学の作品群、聖書の書物群の比較対象一覧表を、異界要素(主に楽園描写に付随する天使・建造物、橋、川など)を中心に昨年度と同様に継続して作成している。現在、12世紀の代表的な夢文学The Revelation of the Monk of Eynshamの中英語翻訳テクストを基に異界要素の一覧表を作成中である。各作品の異界要素一覧表を作成するにつれて、作品ごとに楽園描写に特徴があり、作者の意図が反映されていることが明らかになってきた。研究成果をまとめて来年度は、日本中世英語英文学会、比較思想学会等で発表する予定である。1)テクスト読解と研究資料の収集,整理夢文学の中英語テクスト読解,並びに聖書正典,外典,偽典等との比較,更に,関連研究書等を入手した。また,国内の図書館等へ赴き当該研究に必要な資料を閲覧及び入手した。中英語テクストは,語注やグロッサリーを利用しながら読解を進めながら,その他の研究資料を分類、整理した。2)聖書外典における夢と幻の考察聖書外典について,夢文学の異界描写と関連のあると思われる夢や幻の箇所の一覧表を作成し,具体例を挙げながら,夢文学との関連性を考察した。考察によって示唆されたのは,聖書外典では,『第二エズラ書』の中の特に黙示文学の部分が,夢文学の楽園描写に多大の影響を及ぼしたのではないかと思われる。3)異界要素一覧表および報告書の作成異界夢文学の作品群,聖書の書物群の比較対象一覧表を,異界要素(主に楽園描写に付随する天使,建造物,橋,川など)を中心に昨年度と同様に継続して作成した。当該研究の最終年度として,現在,研究成果報告書(冊子体)を作成中である。まとめた研究成果は,日本中世英語英文学会,比較思想学会等で口頭発表及び論文投稿する予定である。
近代前夜の学問状況の東西比較 : 日本と西欧における経験的学問の方法的物質の実証研究

本科研では、江戸後期考証学の研究手法的特質と16世紀中葉以降の西欧にて発展した古典文献の実証的研究手法との比較研究を行い、日欧両領域において醸成された研究手法がいかに各々において近代学問、とりわけ歴史学の方法的基盤となったかについての考察も行う。また、古典研究とは即ち異なる文明が翻訳・原語研究を通じて時を隔てて邂垢する事象ともいえるが、本科研では日中と西欧両領域における古典言語研究の相違に起因する研究手法の違いの解明も目指す。本科研は、英・米・伊の専門研究者との連携を基盤とする、日本思想史では例外的に高い国際性、学際性を有する研究であり、高水準の日本思想史研究の海外への発信も目的とする。
高CO2環境下におけるスギのCO2吸収機能および材形成へのオゾン影響の解明

開放型二酸化炭素オゾン暴露装置内に植栽したスギ6品種のクローン苗を対象として、高CO2ならびに高オゾン環境が成長、光合成特性および材形成に与える影響を調べた。二生育期間の高CO2・オゾン処理によりスギ6品種の根を含めた乾物成長量はオゾンにより増加する結果となった。ガス交換測定により光合成特性を調べた結果、生育環境のCO2濃度で測定した光飽和の光合成速度は高CO2処理区で高い値を示したが、光合成能力の指標であるルビスコ活性は高CO2処理により低下した。処理2年目に形成された木部の容積密度は、クローン間での差異が大きい一方で、高CO2および高オゾン処理による影響は認められなかった。現在、化石燃料の消費により、大気中のCO2濃度上昇と同時に、大気汚染物質であるオゾン濃度の上昇が進行している。本課題では、野外に植栽したスギ苗木を対象として、開放型暴露施設を用いて高CO2とオゾンの複合ストレスを与え、光合成によるCO2吸収機能および材形成への影響を解明することを目的とする。平成25年度は、森林総合研究所実験林苗畑に設置した開放型CO2・オゾン暴露装置内に産地や成長特性の異なるスギ品種12品種を植栽した。高CO2処理は、生育期の昼間に観測される外気の最も低いCO2濃度に対して約200ppm高い550ppmとなるように制御を行った。一方で、大気オゾン濃度は顕著な季節変化を示すことから、高オゾン処理については、大気オゾン濃度に対して2倍の濃度になるように制御を行った。各処理の組み合わせ(コントロール、CO2付加、オゾン付加、CO2+オゾン付加)に対してフレーム3基ずつを繰り返しとし、計12基のフレームを設けた。高CO2・オゾンの複合ストレスが、スギ品種の成長量へ与える影響を評価するために、相対伸長率を指標として用いた。12品種のうち、「久慈10」については一部個体に枯死が生じたためデータから除外した。統計解析の結果、高CO2による成長促進効果は有意ではなかった。一方、光合成を阻害することで成長に負の影響を与えると予想されたO3処理によって、スギ品種の成長が促進される結果が得られた。平成26年度は、開放型二酸化炭素オゾン暴露装置内に植栽したスギ6品種のクローン苗を対象として、高CO2、高オゾン環境が光合成特性と成長に及ぼす影響を調べた。高CO2処理は550ppmとなるように制御を行った。一方で、高オゾン処理については、大気オゾン濃度に対して2倍の濃度になるように制御を行った。筑波1号では光合成のポテンシャルを示すVc,max(ルビスコの最大活性)に処理による影響が見られなかったが、上都賀7号では高CO2処理によりVc,maxの有意な低下が見られた。このことは、上都賀7号において光合成のダウンレギュレーションが生じていることを意味する。高CO2・オゾンの複合ストレスがスギ品種の成長量へ与える影響を評価するために、D2H([根元径]2[樹高])を指標として用いた。生育2年目の10月の時点において、全体として、高CO2によるD2Hへの影響は認められなかったが、オゾン処理によりD2Hは増加した。各クローン毎に解析した結果、郷台1号を除く5クローンでは高オゾンによってD2Hが増加する傾向にあった。また、筑波1号のクローンでは高CO2によってD2Hが増加する傾向にあった。一方で、上都賀7号のクローンでは、高CO2・オゾンの複合ストレスにより、D2Hが低下する傾向が見られた。スギ人工林は我が国の森林で最も大きな面積を占めており、木材生産のみならず、地球温暖化防止のためのCO2吸収源として重要である。そこで、本課題では、野外に植栽したスギを対象として、開放型暴露施設を用いて高CO2とオゾンの複合ストレスを与え、将来大気環境におけるCO2吸収機能および材形成への影響を解明することを目的とした。そこで、開放型二酸化炭素オゾン暴露装置内に植栽したスギ6品種のクローン苗を対象として、高CO2ならびに高オゾン環境が成長、光合成特性および材形成に与える影響を調べた。2生育期間の高CO2・オゾン処理によりスギ6品種の根を含めた乾物成長量はオゾンにより増加する結果となった(p=0.0558)。一方で、光合成産物の分配に関しては、高CO2処理により地上部:地下部比の低下が見られ、根への分配が増加していることが明らかとなった。ガス交換測定により光合成特性を調べた結果、生育環境のCO2濃度(通常CO2処理:380ppm、高CO2処理:550ppm)で測定した光飽和の光合成速度には処理による違いが見られず、光合成能力の指標であるルビスコ活性は高CO2処理で低下した。材構造の指標となる木部の容積密度はコントロールに比べてオゾン処理区で低下する傾向が見られた。これらの結果より、スギの光合成はオゾンに強い耐性を持ち、オゾンによってスギ個体の成長量(CO2吸収量)は若干増加するが、材質には負の影響を及ぼすことが示唆された。

開放型二酸化炭素オゾン暴露装置内に植栽したスギ6品種のクローン苗を対象として、高CO2ならびに高オゾン環境が成長、光合成特性および材形成に与える影響を調べた。二生育期間の高CO2・オゾン処理によりスギ6品種の根を含めた乾物成長量はオゾンにより増加する結果となった。ガス交換測定により光合成特性を調べた結果、生育環境のCO2濃度で測定した光飽和の光合成速度は高CO2処理区で高い値を示したが、光合成能力の指標であるルビスコ活性は高CO2処理により低下した。処理2年目に形成された木部の容積密度は、クローン間での差異が大きい一方で、高CO2および高オゾン処理による影響は認められなかった。平成26年度は、開放型二酸化炭素オゾン暴露装置内に植栽したスギ6品種のクローン苗を対象として、高CO2、高オゾン環境が光合成特性に及ぼす影響を明らかにした。平成27年度は、刈り取った苗木を対象として、乾物生産量および材形成への影響を評価することで、本課題の目的である高CO2・オゾンがスギのCO2吸収機能および材形成へ与える影響の解明が達成できると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。樹木生理学平成27年度は、高CO2・オゾン環境で生育したスギ苗木について、クロロフィル蛍光反応測定により光阻害感受性を評価するとともに、スギ針葉での遺伝子発現の変化を解析する。また、苗木の刈り取り調査を行い、葉、枝、幹、根の乾物重比により光合成産物の分配の変化を調べる。幹に関しては、顕微鏡を用いた組織解剖学的手法によって主軸の構造解析を行い、材形成への影響を評価する。これらの結果を取りまとめ、高CO2とオゾンの複合ストレスがスギのCO2吸収機能および材形成に与える影響を解明する。平成25年度は、森林総合研究所実験林苗畑に設置した開放型CO2・オゾン暴露装置内に産地や成長特性の異なるスギ品種12品種を植栽したが、1品種を除く11品種が順調に生育しているところである。これにより、平成26年度は、CO2・オゾン処理を受けた個体について、前歴を考慮した測定が可能である。開放型CO2・オゾン暴露装置の点検・校正費用に関して、効率的な予算執行が可能となったため当該助成金を繰り越すことができた。平成26年度は、ガス交換測定とクロロフィル蛍光反応測定によって、高CO2とオゾンの複合ストレスがスギの光合成に及ぼす影響を解明し、品種間差を明らかにする。開放型CO2・オゾン暴露装置内の3次元オゾン濃度分布データを取得するために、オゾン濃度連続測定装置(496,800円)を購入予定である。国際会議へ参加して研究成果を発表するための参加費および旅費として40万円を使用する予定である。また、材構造解析のための実験補助として人件費(3ヶ月、27万円)を使用する予定である。
新規構造を有する天然物由来抗癌物質に関する研究

本年度の各班員の成果は以下個別に列挙するとおりである。1。P388白血病細胞に対して有効な抗癌物質として、放線菌の培養液からquinolidomicinを単離し、これが側鎖にキノン環を有するユニークな60員環マクロライドであることを決定した。また細胞増殖機構解明のツールとなることを目指し、NIH3T3細胞の増殖を促進する低分子性の化合物を探索した結果、exfoliazon、lavanducyanin、resorcininn、misakimycinを単離し、その作用機作について若干の検討を行った。3。ヒト白血病細胞K-562、HL-60に対して殺細胞効果を示す新規40員環マクロライド系化合物malolactomycinを単離し、その構造を決定した。急性毒性は10mg/kg以下であった。4。v-sis-トランスフォーム細胞の形態正常化誘導物質として知られていた環状テトラペプチドであるtrapoxinが、新しいタイプのヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であることを明らかにした。本物質の側鎖に存在するエポキシ基が酵素と共有結合することが示唆された。5。マクロファージの貪食能を利用した探索系により、piericidin、mycotrieninおよびgenisteinを単離同定した。また、細胞障害性T細胞の標的細胞の障害課程に作用する物質の探索系を構築し、抑制物質としてadriamycinを同定した。6。ポドフィロトキシンおよびカンプトテシン等の類似化合物の合成を種々検討し、新規1,3-イミダゾリジン誘導体の合成とカンプトテシンとその誘導の全合成に成功した。1。3。4。5。6。
夜間中学校の有用性と存在意義に関する学際的研究

本年度は引き続き、いじめや不登校等の現代における教育問題を通して、夜間中学の存在意義を明らかにすることにより、2016年12月14日に交付された「義務教育の段階における普通教育に相当する教育の機会の確保等に関する法律」(教育機会確保法)のもと、文部科学省の「各都道府県に少なくとも1校開校することを促進する」方針の後押しを行い、各地方自治体に対し、公立夜間中学校及び不登校特例校の増設を促すことを目的に調査研究を進めた。前年度に調査を終えたそれぞれの学校の教育実践における教育効果の検証を行いつつ、さらなるフィールドワークによる調査研究として、研究代表者を含む研究チーム及び実践チームとして、研究分担者、連携研究者及び研究協力者により、公立夜間中学校や自主夜間中学への視察、夜間中学に関する研究集会やいじめ・不登校に関するシンポジウム等への参加を行った。また、昨年度訪問することができなかった不登校特例校への視察も実現した。中でも、不登校特例校への視察やいじめ・不登校に関するシンポジウム等への参加により、発達障害等支援の必要な生徒への指導と夜間中学における指導の方向性における新たな視座を得ることができた。このような研究集会及びシンポジウム等への参加を通して知見を深め、視察した学校等における実践を理論化すると同時に、ビデオ編集でわかりやすくまとめることにより、地方自治体主催の「夜間中学についての講演会」や文部科学省主催の「夜間中学設置推進説明会」で発表することができた。また、基礎教育保障学会研究大会や全国夜間中学校研究大会でも発表することができた。さらに、夜間中学設置推進・充実協議会(「教育機会確保法」の施行3年経過に伴う見直しに関する有識者会議)の座長を務めることもでき、TVやラジオ、新聞等のディアによる発信もできた。昨年度に引き続き、千葉県松戸市における「夜間中学講演会」(一般市民向け)により、「松戸市立第一中学校みらい分校」の開校(平成31年4月16日開校)に寄与できた。また、「高知県人権教育研究協議会結成60周年記念人権問題課題別研修会」での講演により、高知県における全国初の県立夜間中学校設立を推進し、「仙台市夜間中学についての講演会」により仙台市における夜間中学校の設立の後押しができた。さらに、テレビ(全国版)やラジオ、新聞におけるコメントにより、各地方自治体の公立夜間中学校設立の動きに刺激を与えることができたと思われる。一方、ビデオ資料については、プライバシーの関係上、収集が困難である上に、必要に応じてモザイク等の加工を行う必要があるため、発信する資料としては難しい側面はある。しかし、プライバシーに配慮しつつ、必要最低限の場面を編集し、パワーポイントに挿入することで資料化を行ってきた。今年度、各地方自治体の夜間中学に係る担当者対象の「夜間中学設置推進説明会」が文部科学省主催で、東京と大阪で行われた。図らずもそこで発表する機会をいただき、動画付きパワーポイントにより、これまでの研究成果を全国の教育委員会関係者に発信することができた。今年で、「教育機会確保法」が施行されて3年目になるが、実際に開校したのは「松戸市立第一中学校みらい分校」と「川口市立芝西中学校陽春分校」の2校のみである。その他、数ヶ所の地方自治体で設置に向けた動きはあるものの、全国的にはまだまだ弱い。これまでの研究を通して、夜間中学校の全国設置に向けて新たな課題と同時に重要な要素も見えてきた。その一つが自主夜間中学の存在である。各地で行われている自主夜間中学での活動やその様子を、その自治体にはもちろん、全国に広げることで各地方自治体がそのニーズを確認するきっかけとなるものと考える。もう一つは、自主夜間中学がない自治体におけるニーズ調査のあり方である。例えば、高知県のように独自のニーズの掘り起こしを行っている自治体の事例を全国に広げることで、これまで公共施設にアンケート用紙を置くなどだけの調査を行い、「現段階においてのニーズは認められない」などの結論を出している地方自治体への刺激になると思われる。文部科学省のおかげで、本研究が予定以上に進んでいることを踏まえ、全国に点在する自主夜間中学の調査研究やニーズ調査のあり方に関する研究にも範囲を広げ、公立夜間中学校の増設を促すため、次の研究課題へと繋げていく。本研究の目的は、これまで既存の夜間中学が取り組んできた実践における教育効果を検証し、いじめや不登校等の現代における教育問題に切り込むことを通して、夜間中学の存在意義を明らかにすることにある。またそれにより、2016年12月14日に交付された「義務教育の段階における普通教育に相当する教育の機会の確保等に関する法律」(教育機会確保法)のもと、文部科学省の「各都道府県に少なくとも1校開校することを促進する」方針の後押しを行い、各地方自治体に対し、公立夜間中学校及び不登校特例校の増設を促すことにある。2017年度は、主として以下の2つについて研究を進めた。第1に、研究代表者の前任校である洛友中学校における教育実践の検証である。当校は、不登校を経験したがそれを克服しようとする昼間部の生徒と、様々な理由により学齢期に義務教育を果たすことができなかった夜間部(二部学級)の生徒が、世代や国籍を超えてふれあい学び合う全国唯一の学校である。校長として実践してきた事柄を、生涯学習について社会教育学の視点から、不登校について生徒指導の視点からそれぞれ考察・理論化を行い、一部の地方自治体に発信することができた。第2に、研究代表者を含む研究チーム及び実践チームとして、研究分担者、連携研究者及び研究協力者の、不登校特例校や公立夜間中学校、自主夜間中学へのフィールドワークによる教育実践や教育課程の調査である。多くの関係者の協力により、とりわけ自主夜間中学の資料が数多く集まった。

また、公立夜間中学校開設に向けたニーズ調査研究については、文部科学省の委託を受けた業者への助言を行い、今後の各自治体が行うニーズ調査のための大いなる参考になるものと思われる。研究代表者の前任校である洛友中学校における教育実践を考察・理論化し、千葉県松戸市における「夜間中学講演会」(一般市民向け)や高知県「公立中学校夜間学級設置検討委員会」での発表に活かすことができた。松戸市は2019年度の開設を予定、高知県も近々の開設に向けて具体的な動きになっている。また、今後夜間中学校への不登校生徒や不登校経験者の入学が多く見込まれることから、「中学校やフリースクール等から夜間学級への円滑な接続について」と題する教職員研修を墨田区立文花中学校において行えた。フィールドワークについては、関係者の協力のもと、特に自主夜間中学の資料を数多く集めることができた。また、ビデオ資料については、プライバシーの関係上、収集が困難ではあるが、数本収集することができた。ただし、不登校特例校への視察ができていないことが残念である。上記のような状況から総合的に見れば、課題は残るが、研究はおおむね順調に進展していると言える。本年度は引き続き、いじめや不登校等の現代における教育問題を通して、夜間中学の存在意義を明らかにすることにより、2016年12月14日に交付された「義務教育の段階における普通教育に相当する教育の機会の確保等に関する法律」(教育機会確保法)のもと、文部科学省の「各都道府県に少なくとも1校開校することを促進する」方針の後押しを行い、各地方自治体に対し、公立夜間中学校及び不登校特例校の増設を促すことを目的に調査研究を進めた。前年度に調査を終えたそれぞれの学校の教育実践における教育効果の検証を行いつつ、さらなるフィールドワークによる調査研究として、研究代表者を含む研究チーム及び実践チームとして、研究分担者、連携研究者及び研究協力者により、公立夜間中学校や自主夜間中学への視察、夜間中学に関する研究集会やいじめ・不登校に関するシンポジウム等への参加を行った。また、昨年度訪問することができなかった不登校特例校への視察も実現した。中でも、不登校特例校への視察やいじめ・不登校に関するシンポジウム等への参加により、発達障害等支援の必要な生徒への指導と夜間中学における指導の方向性における新たな視座を得ることができた。このような研究集会及びシンポジウム等への参加を通して知見を深め、視察した学校等における実践を理論化すると同時に、ビデオ編集でわかりやすくまとめることにより、地方自治体主催の「夜間中学についての講演会」や文部科学省主催の「夜間中学設置推進説明会」で発表することができた。また、基礎教育保障学会研究大会や全国夜間中学校研究大会でも発表することができた。さらに、夜間中学設置推進・充実協議会(「教育機会確保法」の施行3年経過に伴う見直しに関する有識者会議)の座長を務めることもでき、TVやラジオ、新聞等のディアによる発信もできた。
動物実験用MRIを用いた、妊産婦脳血管障害の病態解析および治療法の検討

妊産婦脳血管障害の病態解析とその検査法の確立を目的として研究を行った。急性高血圧モデルの妊娠ラットと非妊娠ラットの脳浮腫形成についてMRIを用いて評価したところ、脳浮腫が形成され始める血圧は両群で差は無く、妊娠に伴う脳血管自己制御能の域値の低下は確認されなかった。脳浮腫発症部位は主に後頭葉であったが、非妊娠群ではより広い範囲で脳浮腫が起きており、妊娠特有の自律神経機能や血管内皮機能が関与していることが推測された。妊産婦脳血管障害の病態を解析するため、本年度はラット急性高血圧モデルの作成および動物実験用MRIによる脳浮腫評価法の確立を目指した。急性高血圧の作成にはイソフルレン1.5%による麻酔下にラットに気管内挿管し、人工呼吸下でフェニレフリンを持続静脈注入することにより、動物の全身状態を変化させること無く安定した急性高血圧を作成することが可能であることが分かった。また脳浮腫評価のためのMRI撮像パラメターは、4.7T MRIにおいて、TR2000ms,TE80msのT2強調画像が最適であり、浮腫出現時には、後頭葉を主体とした信号強度の増加が認められた。また部位による脳浮腫の程度を定量評価するために、グラディエントカラム法による脳比重測定法を確立した。実際に脳浮腫作成後の脳から1mm四方の組織片を細切し比重測定を行ったところ、T2強調画像における信号強度と脳浮腫の重症度とが正の相関を示すことが判明した。血管脳関門の破綻とそれに伴う細胞の脱分極(痙攣発作)を麻酔下で評価するために、塩化マンガンの静注を試みたが、文献に記載されている100mMの持続静注ではラット心毒性のために脳浮腫が出現する前に心停止もしくは肺水腫が出現することが多く、現在至適静注方法を検討中である。次年度は、本年度確立した方法をもとに、妊娠ラットと非妊娠ラットの脳浮腫、細胞脱分極発生の閾値に差があるか否かを明らかにする予定である。妊娠高血圧症候群における脳浮腫および子癇の病態生理を解明するため、雄ラット(4尾)、非妊娠雌ラット(23尾)、妊娠後期雌ラット(14尾)に昇圧剤を投与し、この間の脳の状態を動物実験用MRIにてin vivoで経時的に観察した。血液脳関門に評価にはマンガン造影T1強調画像を、脳浮腫の評価にはT2強調画像を、脳虚血の評価には拡散強調画像を用いて評価した。また昇圧実験終了後は動物を屠殺後、脳を取り出し、血液脳関門の障害をエバンスブルーの漏出で評価、また脳浮腫の程度を脳比重測定により定量的に評価した。麻酔は吸入麻酔より静脈麻酔を、昇圧剤としてはフェニレフリンを用いることで、安定した高血圧を維持することが可能であった。雄ラットでは200mmHgの昇圧により、後頭葉有意の広汎で重篤な脳浮腫、時にくも膜下出血が発生した。非妊娠雌ラットでは200mmHgの昇圧により後頭葉有意の脳浮腫が出現したが、くも膜下出血はなかった。妊娠後期雌ラットでは、同様のプロトコールを用いても血圧の上昇がゆるやかであり、また200mmHg以上の昇圧を達成しても小脳の一部に脳浮腫が発生するのみであった。脳浮腫・子癇は妊娠高血圧症候群に特有の病態であることから、妊娠がそのリスク因子であることを予測して実験を行ったが、結果的には予想に反し、妊娠は血圧上昇時にも脳浮腫に対して保護的に作用していることが判明した。したがって子癇の発症には単に血圧が上昇することのみではなく、何らかの炎症、血管内皮機能障害が関連している可能性が示唆され、次年度の研究で解明することとした。【目的】妊産婦脳血管障害の病態解析とその検査法の確立【方法】非妊娠メスラット(NP群;n=11)と妊娠後期ラット(LP群;n=9)を、1.5%イソフルレン吸入麻酔下に気管内挿管。麻酔をペンドバルビタールの静脈投与に切り変えてエバンスブルーを投与後にフェニレフリンを持続静脈投与することで全身状態を変化させることなく脳の自己制御能の域値を言われる収縮期血圧170mmHgを超える急性高血圧状態を安定的に作成。4.7T動物実験用MRIを用いて、昇圧前から170mmHg以上に昇圧されて安定するまでT2強調画像を連続撮影し脳浮腫形成評価を行った(TR2000ms,TE80ms)。また。血管脳関門の破綻とそれに伴う細胞の脱分極(痙攣発作)を麻酔下で評価するために塩化マンガンの静脈投与も行いT1強調画像を撮影した(TR600ms,TE25ms)。【結果】NP群、LP群ともにフェニレフリン持続投与するとある時点で急激に収縮期血圧が170mmHg以上に上昇し、同時に後頭葉有意にT2強調画像で高信号部位が出現した。

最高血圧は両群で差は無いが、昇圧までに必要なフェニレフリン投与量はNP群で有意に多く(0.39±0.35vs.0.88±0.35;p<0.05)、高信号の発症部位はNP群のほうが後頭葉以外の部位にも発症しやすい傾向があった。摘出した脳組織へのエバンスブルーの染み出し部位はT2強調画像で高信号になった部位と一致しており、血管脳関門の破綻をT2強調画像で評価できることが確認された。塩化マンガン投与後のT1強調画像ではT2強調画像で高信号になった部位と一致して信号の増強が認められた。【結論】妊娠群では非妊娠群よりも急性高血圧モデル作成により多くの薬剤投与が必要であった。T2強調画像で脳浮腫が形成される血圧には明らかな差がなく、妊娠に伴う脳血管自己制御能の域値の低下は確認されなかった。また、非妊娠群ではより広い範囲で高血圧性脳浮腫が起きており、妊娠特有の自律神経機能や血管内皮機能がこの違いに関与していることが推測された。非侵襲的検査法であるMRIを用いて生体下で脳浮腫形成を評価することが可能であった。
ヒトに近似した逆流様式によるBarrett腺癌発生モデルの確立―その原因の究明

Barrett食道の発生に関しては、胃酸だけでなく、十二指腸液を含む胃液の逆流が重要であるとの報告が多く見られるようになった。このことを検証すべく、動物モデルを用いて、Barrett食道や食道腺癌を発生させる研究が多く行われてきたが、多くのモデルが胃を切除するか、胃-食道接合部を切離するために胃液の関与を検討するというより、十二指腸液逆流の関与を検討したモデルが中心であった。我々は、ヒトに近似した逆流様式を示す十二指腸液逆流モデルの確立を目標としているが、本年度は、1)胃液のみの逆流モデル、2)少量の十二指腸液を含む胃液の逆流モデル、3)大量の十二指腸液を含む胃液の逆流モデルを作成し、手術後20週にて粘膜障害の程度にて検討した。その結果、明らかに十二指腸液を含む胃液の逆流モデルにおいて、粘膜障害が強かったのである(消化器の臨床2006)。手術後20週では、いずれのモデルもBarrett食道の発生は認めなかったものの、3)の大量の十二指腸液を含む胃液の逆流モデルでは、食道潰瘍及びhyperplasiaと軽度のdysplasiaを認め、術後週数を延長すれば、これまで報告されてきた他の十二指腸液逆流モデルと同様にBarrett食道や食道癌の発生が期待できると考えられる。今年度の結果から、胃液単独よりも十二指腸液を含む胃液の逆流の方が、粘膜障害が強いことが分った。また、本年度は、本研究課題に関連して、Barrett食道が発生する食道を含む全消化管の共通機構であると提唱してきたGut Regenerative Cell lineage(GRCL)において、腸型の形質発現及び維持に関係するといわれるホメオボックスCDX2が関与していることを報告した(Tatsuta T et al., 2005)。
最新の素粒子実験に基づく超対称大統一模型の構築とその現象論

本研究の目的は、素粒子標準模型の様々な問題点を一挙に解決する超対称大統一理論の検証を行うことである。現在、加速器実験において超対称粒子の兆候は見られておらず、また観測されたヒッグス粒子の質量からも超対称性の破れのスケールが高い可能性が示唆されている。超対称性の破れのスケールが非常に高い場合においても、グルイーノ粒子などのフェルミオンは対称性によってその質量が軽くなる場合がある。将来加速器実験において、グルイーノ粒子が発見された場合、それらの質量の起源を探ることが重要になる。本年度は付加的粒子が低エネルギーまで残った場合における、超対称標準模型でのグルイーノ崩壊現象に着目した。付加的粒子は、大統一理論における残存物や超対称性の破れを伝達するメッセンジャー粒子として、様々な現象論的模型に導入されている。グルイーノ崩壊は、超対称性の破れのスケールが非常に高い場合における、加速器で検証が期待される現象の一つである。特に、重いスカラー超対称粒子のおかげでグルイーノが長寿命になることによって崩壊長や崩壊分岐比からグルイーノの質量の起源を探ることが可能であると考えて研究を行ってきた。この研究課題に関しては現在進行中である。また、本年度は昨年度中にプレプリントサーバ上で公開していた、超対称理論における4点フェルミ相互作用の高次異常次元計算に関する論文の雑誌掲載並びに、当該研究に関する研究発表を国内外の研究会議において行った。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の初めには、超対称大統一理論の予想する現象の一つである陽子崩壊に着目し、陽子の寿命に関する理論的不定性を取り除くことを行った。この研究では、超対称大統一理論の最小模型が抱える問題点を解決するミッシングパートナー模型と呼ばれる超対称大統一模型に着目した。この模型では、高い自由度を持つヒッグス場が対称性の破れを担っており、その自由度の高さから陽子の寿命に大きな量子補正を与えることが期待されていた。実際にこの模型において、陽子の寿命がおよそ60%程度長くなることを明らかにした。また、関連して超対称理論における4点フェルミ相互作用(フレーバーを破る過程などを記述する相互作用)の高次異常次元の導出も行った。また、本年度は大型衝突型加速器実験(LHC)の新たな結果が出始める頃であり、超対称化した標準模型(超対称標準模型)の予想する粒子が発見またはそれらの粒子の質量などに新たな制限がかかることが期待されていた。そのため、超対称大統一理論の低エネルギー有効理論である超対称標準模型をより実験に即した形で取り入れることで、より現実的な超対称大統一理論の可能性についても議論を行った。特に、グルイーノと呼ばれるグルーオン粒子の超対称パートナー粒子の質量はLHC実験において非常に強く制限がされていた。一般に、重いグルイーノ粒子を仮定してしまうとくりこみ群による効果を受け、低エネルギーでのスカラー粒子(クォークやレプトンの超対称パートナー粒子)も重くなる。本研究では、付加的な粒子を加えて、ゲージーノ伝達機構による質量スペクトラムを仮定することで、重いグルイーノと軽いストップ粒子を実現しつつ、観測されたヒッグス粒子の質量も説明できる領域があることを明らかにした。初年度では、陽子崩壊などを記述する高次元演算子に関する高次の量子補正の計算を行った。本研究で行った高次量子補正の計算よりもより高次の量子補正による効果は、格子計算を用いたハドロンを含む崩壊率の計算の不定性よりも小さくなることが期待できる。また、現状の加速期実験を反映した超対称標準模型の構築を行った。そのため、「陽子崩壊に関する理論的不定性を取り除く」という本研究の目的に向けた進展をしているといえる。初年度で得られた高次元演算子に関する高次異常次元を、より具体的な模型に基づいて数値的な評価を行う。

また、初年度に提案した超対称標準模型を提案する際に仮定したスペクトラムを実現する、より具体的な模型の提案を行う。これらの研究について結果を論文にまとめ、国際会議等で発表を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ショケ積分を用いた不確実性下でのシステム信頼度の研究

本研究は、主観確率の観点から不確実な情報を持つファジィ確率変数に関する解析と動的決定、決定理論の研究と応用を目的としている。昨年度の基礎の上に、本年度の主な研究成果は次の通りである。1.ショケ積分のファジィ数に関する「あいまいさ」の評価方法の研究。2.ファジィ・ランダム・データに関する信頼区間の計算と信頼度の研究。3.ファジィ・ランダム・データを用いたシステム評価算法の研究。4.ファジィ・ランダム・データを用いた評価に関する計算方法の研究。5.ファイナンスやマーケティングなどのデータ解析への応用研究。本年度では、前年度の成果をもとに、ファジィ確率モデルにおいて主観的確率の観点から期待値、分散、ファジィ性の測度について計算の研究成果が得ることができた。ファジィ性に関して導入された測度はショケ積分で表現できることを示した。また、得られた結果は、数理ファイナンスにおけるポートフォリオや信頼区間の計算に応用できることを示した。しかし、項目3のシステムについては研究期間内に十分な成果が得られなかった。本研究に参加した研究者は、本研究の実施計画に基づきそれぞれ一定の成果を納め討論を行っている。本研究は、人工知能モデルの観点から、不確実な情報を持つファジィ確率システムの数理構造に関する解析と最適停止問題、決定理論の研究を目的としている。本年度の主な研究成果は次の通りである。1.ショケ積分の評価基準や主観確率による期待値の研究を行った。2.ファジィ数に関する「あいまいさ」の評価方法の研究を行った。3.ファジィ・ランダム・データに関するデータ評価の研究を行った。4.Aggeration演算による効用関数の統合の研究を行った。本年度は、ファジィ確率システムを基礎とした意思決定基準と金融工学でのオプションの研究や人工知能モデルの観点から期待値の計算について研究成果が得ることができた。本研究に参加した研究者は、本研究の実施計画に基づき、それぞれ一定の成果を納め、研究論文や口頭発表を行っている。
肝細胞分泌神経再生促進因子の同定と老化神経活性化の機構

肝細胞から分泌される因子が老化した末梢神経の神経再生を促進するだけでなく、成熟動物の中枢の神経組織からの神経再生をも促進することを明らかにしてきた。本研究は:(1)肝細胞分泌神経再生促進因子の分離・精製を更に進め、この因子を単離しそのアミノ酸シークエンスを決定すること、(2)この因子の作用機序を明らかにすること。を目的として行ってきた。その結果:1.神経再生アッセイ系による肝細胞分泌神経再生・生存維持因子の精製法の確立(1)末梢神経系:成熟・老化マウス及びラットから神経線維を伴った脊髄後根神経節を摘出しコラーゲンゲル内で培養し肝細胞の培養上精の分離分画をアッセイして活性因子の分離精製を進めた。限外濾過膜、ゲル濾過法、各種クロマトグラフィーを用い活性画分の分離精製法を確立し、活性画分の単離に成功した。(2)中枢神経系:成熟ラットの網膜を培養してアッセイ系として用い、(1)での活性画分の活性を確認した。末梢神経での活性画分に活性を示した。同一の肝細胞分泌神経再生・生存維持因子が末梢神経のみならず中枢神経系に対しても活性を示すことが明らかとなった。2.肝細胞培養上精の分離精製培養上精500L集め分離精製を行いアミノ酸シークエンスの部分的決定に成功し、この因子が新規である可能性が極めて高くなった。(特許の関係で詳細報告は割愛)3.肝細胞分泌因子による神経再生促進・生存維持機構の解明活性因子によるアッセイ系の神経組織中での神経栄養因子のmRNAの発現レベルの変化を測定中であり近々その作用機序が明らかになると思われる。
超伝導トンネル接合素子を用いた可視光1光子分光検出器の基礎開発

平成11年度に引き続き、素子の設計・試作と評価を行った。素子の試作では、理化学研究所内のSTJ作製専用プロセスラインを用いて可視光検出に用いることのできるSTJの試作を行った。前年度に開発したSTJの側面を酸素プラズマで酸化する方法に加えて、Alの準粒子トラップ層の厚みを従来の50nm×2から70nm×2に増やした素子を新たに開発し、従来に比べて発生信号電荷量を5倍大きくすることができた。この素子の低エネルギー光子に対する応答特性を高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光施設(KEK-PF)で評価した。その結果、約50eVのエネルギーの光子の一光子分光検出を行なうことが出来た。このエネルギーにおける一光子分光検出は国内初である。この際のエネルギー分解能は、放射光施設特有の雑音に起因する読み出し回路雑音と、高次軟X線光の混入に起因する基板フォノン信号との重畳(パイルアップ)で決まっている。分解能の値は約15eVであったが、読み出し雑音の寄与を差し引くと、検出器単体のエネルギー分解能が約4eV(波長にして約3,000Å)を達成していることが明らかになった。このことから、素子性能として、可視光光子の一光子検出が十分可能なレベルまで仕上がっていることが確認された。平成11年度は素子の設計・試作と読み出しシステムの開発を行った。まず、Si基板およびサファイヤ基板の上にA1_2O_3をスパッタ法で成膜し、その上にNb/A1/AlOx/Al/NbやNb/Ta/Al/AlOx/A1/Nb/Ta/Nbといった膜をスパッタ法で積層してSTJ素子を作製した。特に、STJの側面を酸素プラズマで酸化する方法を新たに開発することによって、トンネル障壁における漏れ電流を劇的に減少させることができた。これらの素子をHe3クライオスタットを用いて0.35Kまで冷却し、電流-電圧特性を測定してトンネル障壁の評価を行った。その結果、バイアス電圧0.2mVにおける漏れ電流が、0.5nA(20×20μm^2素子)、1.2nA(100×100μm^2素子)という極めて小さい値を実現できていることが確認された。また、トンネル障壁のクオリティに高い感度を有するX線特性評価を行い、これらの素子がSTJ素子を用いたX線検出素子としては、現状での世界最高レベルに匹敵する性能を有していることを確認した。また、STJに生じる微量電荷を効率的に読み出すシステムの開発のために、常温電荷有感型プリアンプを用いて計測システムの低雑音化をはかった。その後、電界効果トランジスタ(FET)を用いて、77Kで動作する低雑音の電荷有感型専用プリアンプの設計・製作を行い、常温プリアンプを上回る性能が得られることを確認した。また、平行して超伝導量子干渉素子(SQUID)を用いた低温プリアンプの開発も行った。このプリアンプの性能は現状では電荷有感型プリアンプに及ばないものの、安定して動作することが確認され、今後の開発の基礎を確立できた。
イヌ・ネコ由来Capnocytophaga属菌の莢膜型遺伝子タイピング

イヌ・ネコの常在菌であるカプノサイトファーガ・カニモルサスは、イヌ・ネコにヒトが咬まれたり引っ掻かれたりすることによって感染し、時に重篤な敗血症を引き起こすが、その感染・発症メカニズムは明らかとなっていない。本研究では、カプノサイトファーガ菌の莢膜型を調べることによって、莢膜型と病原性の関連を明らかにし、カプノサイトファーガ感染症の診断・治療法の開発に役立てることを目的としている。
B細胞分化誘導を特異的にエンコードするシグナル動態の制御機構

様々な刺激により誘導されるシグナルは、共通のネットワークを介しながら細胞応答特異的な遺伝子発現を制御する情報に変換(エンコード)される。共通のネットワークを使いながらシグナルを生物応答特異的な情報にエンコードするのは、活性動態であると考えられている。本課題では申請者のネットワーク解析の実績を活かし、B細胞の分化特異的なシグナル活性動態を制御する分子機序を、分子間相互作用から生まれる機能的性質である創発特性を情報生物学的に解析した。これまでの知見によりB細胞分化にIKK活性の持続的かつ増幅された動態が必要であることがわかっている。この計時的動態変化は遺伝子発現を介したフィードバックによって制御されていることから、申請者はERKとIKKの双方の制御に関わるE3ユビキチン化酵素である分子cIAPとTRAF6を動態制御因子として同定した。これら動態制御因子に焦点をあて反応速度モデルを構築し、活性動態を増幅維持する正の制御因子としてシミュレーションと、シグナルネットワークを形成する分子の遺伝子欠損細胞を組み合わせて行った定量実験を繰り返し試みた。しかしながら、実験結果とシミュレーション結果が一致しないことから連続性が欠けた部分があることに気づき、仮説とモデルの再構築を行った。さらに定量実験とシミュレーションを繰り返し再検討した結果、動態制御因子として同定したTRAF6は初期シグナルを正に制御するユビキチン化酵素としての機能と同時に負の制御因子をリクルートする足場を負に制御するという新たな機能を持つことが分かった。この解析によりB細胞分化を制御するNF-kB活性動態を維持するために必要なシグナル分子の新たな機能が明らかとなった。施設の事情等で大幅に計画は遅延したが、現在これらの成果は論文発表に向け鋭意準備を行っているところである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本課題では申請者のネットワーク解析の実績を活かし、B細胞の分化特異的なシグナル活性動態を制御する分子機序を、数理学的に解析する。この解析により細胞分化を特異的に決定する分子機序、蛋白修飾を明らかにする。免疫B細胞では、転写因子の一つである、NF-κBは抗原受容体を介したシグナル伝達系によって活性化され、シグナル分子の機能が欠損すると免疫不全を招き、逆に過活性が起ると代謝性疾患や癌を誘導する。このシグナルを標的としたシグナル分子であるIKKの阻害剤も開発されている。しかしながら、IKKはシグナルの高度な連結要素であり、かつNF-κB活性動態の律速になっている。その機能阻害は発癌性が指摘されている。一義的な分子の機能ではなくシステムとしてシグナル動態を規定する情報の理解が求められている。また、IKKのみならずシグナル分子ERKの活性動態もB細胞分化に重要な意味を持つと考えられている。ERKとIKKの計時的動態変化は遺伝子発現を介したフィードバックによって制御されているという知見を得ている。申請者が既に同定しているERKとIKKの双方の制御に関わるE3ユビキチン化酵素である分子cIAP、TRAF6お呼びA20の実験に拠る機能解析と数理解析に拠る検証を鋭意遂行している。所属の異動があり、また異動先の研究施設が未だ稼動していないという不測の事態があったため、予定より研究は遅れている。しかしながら、シグナルネットワークを構成する分子の計時的な会合情報と活性化情報を獲得し、E3ユビキチン化酵素の欠失による動態への影響を観察している。数理モデルによる検証を平行して行い、作用点の推定を急いでいる。

分化の指標である分化マーカーBlimp1を計時的に計測可能な細胞を用意し、E3ユビキチン化酵素の作用点から分化に必要な分子の修飾を解析する。必要に応じて質量分析も行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。