hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
cDNAアレイ法を用いた急性腎不全における経時的遺伝子発現プロファイルの決定

本研究では、客観的な評価基準としてアレイ法を導入し、遺伝子発現のパターンにより急性腎不全が可逆的か不可逆的かを検討中である。本年度の成果虚血再灌流障害は、近位尿細管細胞障害が病態の首座であることより、ヒト近位尿細管細胞HKC-8を用いて実験を行った。HKC-8の機能的な点が不十分であるため、これをまずこの検討を行ない、HKC8はNa^+/H^+exchanger、Cl^-/HCO_3^-exchanger及びNa^+-HCO_3^-cotransporterを有することを証明した(ref1)。次に、虚血再灌流障害のin vitroモデルの開発を行った。当初低酸素化には酸素濃度5%のインキュベーターを用いたが、細胞障害が不十分であったため、嫌気バック法に切り替えた。低酸素化時間は約8時間以上で細胞障害を生じることが確認された。また再酸素化によりcell monolayerの回復が約24時間で生じることが低酸素化時間12時間まで確認され、これ以上の低酸素化時間では不可逆的に転ずることを確認した。上記実験条件におけるHKC-8のtotal RNA10μgをAGPC変法で抽出し、DNase処理後、泳動で18S・28SのbandをSYBRGreen IIで確認の上逆転写しcDNAを得た。ここでアレイを行ったところ十分なシグナルの差が検出されにくく、ターゲットのコピー数の割合を変えずに増幅する目的で、2025サイクルでPCR後ターゲットをプローブにハイブリッドさせたところ、HKC-8においてもnon-RIのシステムで十分検討できることが確認された。現時点までで588のヒトゲノムについて解析終了し、不可逆的な低酸素化では、Interleukin系やGlutathione系、Integrin系、MAP kinase系のup-regulateが確認され、細胞周期やDNA修復に関与するゲノムでdown-regulateが確認された。現在ゲノム解析数を3000へ増やし、また可逆的変化との比較検討中である。考察アレイ解析に低サイクルのPCRのステップを入れる点は議論の分かれるところである。我々は最終目標は腎移植後のfollow-upでの腎生検などで近位尿細管障害が可逆的か不可逆的かを検討することにあり、限られたターゲットから最大限の情報量を引き出すことが要求されるため、敢えてPCRを入れる手法を導入している。はじめに本研究では、客観的な評価基準としてアレイ法を導入し、遺伝子発現のパターンにより急性腎不全が可逆的か不可逆的かをin vitro、in vivoにおいて検討した。本年度の成果虚血再灌流障害は、近位尿細管細胞障害が病態の首座であることより、ヒト近位尿細管細胞HKC-8を用いた。HKC-8の機能的解析及び低酸素ストレスの最適条件は昨年度決定した。37°Cにて嫌気バックを用いて可逆的障害モデルは低酸素化時間時間時間、再酸素化時間が、非可逆的障害モデルでは低酸素化時間時間、再酸素化時間が最適である結果を用いた。昨年度HKC8にて確立した低サイクルPCR法を組合せたnon-RIターゲット増幅法によりClonTech社製nylon membrane cDNAアレイを行った。HKC-8について検討した遺伝子総数は3528、低酸素ストレスに対して可逆的な実験方法(低酸素時間+再酸素時間)では対照群に対してセリン・プロテアーゼ、Raf反応性蛋白の遺伝子群が発現増強を認めた。
細胞膜湾曲作用をもつ分子FCHO2によるエンドサイトーシスの制御機構

FCHO2が形成する細胞膜の曲率を認識する分子が存在すると仮定し、その分子を検索し同定する。すでに有力候補分子としてユビキチン化酵素Nedd4ファミリー分子を見出している。Nedd4ファミリー分子がFCHO2による細胞膜の湾曲を認識して結合し、活性化されるかどうかを調べる。さらに、細胞膜リン脂質以外のFCHO2結合分子(タンパク質ータンパク質相互作用を介した結合)を検索・同定する。これらの同定した分子の機能を解析し、FCHO2のエンドサイトーシスにおける役割を解明する。
地域環境特性を孝慮した戦略的アセスメントのための意思決定ツールの開発に関する研究

地域の開発に関する計画に地域の環境特性を反映させることを目的として、LCA及び戦略的環境影響評価の思考を最大に活用する方法を考察した。地域の環境特性はその地域の環境そのものとそこに住む住民と環境とのかかわりから構成されるものであり、その意味では地域住民の環境意識や嗜好を合意の形に育てて計画に反映させることを目的としたものである。そのため、環境の要素のイセパクトカテゴリーへの分類の状況についての把握及び比較を行い、具体的に長崎県内の住民を対象として環境意識の調査とそのインパクトカテゴリーへの分類作業を行い、さらにAHP(階層分析法)による個々の環境問題と保護対象との関連性についての分析を行なった。国内外の関連文献を収集し分析した結果、環境の要素のカテゴリー分類で取り上げられている環境要素は多様で複雑であること、しかも「環境問題の原因である人間活動の段階のもの」、「環境の状態に関するもの」及び「保護対象の段階のもの」などが混在していることがわかった。また、AHPによる分析では、保護対象としての「人間の健康」、「自然生態系」および「社会への影響」と個々の環境の要素との間の関係を分析したが、地域環境への意識は環境専門家と呼ばれる人々と一般市民では異なる可能性があること、また地域毎に重要性の認識に違いの存在する可能性があることが示唆された。環境への負荷の表現方法の違いが、地域環境意識や嗜好を把握する際に大きく影響することも示唆された。最後にこれらの結果を長期総合計画のプロセスに導入する際の課題についても検討した。今後は、具体的な計画にかかる行動に関する情報、地域情報そして環境情報を基にして、実際の計画でケーススタディーを積み重ねていくことが必要である。その中で個々の課題についての検討がさらに深められ実践的なツールとして発展していくものと考えられる。本研究は、地域の開発に関する総合的な計画のレベルでの環境影響評価のための手準を、LCA的思考を考慮しながら開発しようとするものである。今年度は、(1)長崎県の長期総合計画を取り上げ環境配慮の現状と課題の整理、(2)諸外国を含む環境影響評価制度及びLCAにおける環境の要素の分類状況についての比較調査、(3)スコーピングの際の地域住民の意向の調査方法についての検討を行った。(1)に関しては、計画課題の実施に際しての環境影響の把握という視点からは何らの配慮もなされておらず唯環境分野での政策課題が羅列されているだけであること、県民の意向や地域の環境特性についての考察も反映されていないこと、がわかった。今後は、計画課題の実施とその環境への影響という視点からの考察を組み込んでいく必要がある。(2)の環境要素の分類については、環境影響評価制度の基本的事項、Product Life Cycle AssessmentのためのNordic Council of Ministersのレポート、同技術報告書、比較リスク分析に関する米国環境保護庁報告書(Unfinished Business)、その他国内関連文献などを収集し分析した。これらにより取り上げられている項目は多様で複雑である。しかも、「環境問題の原因である人間活動の段階のもの」、「環境の状態の段階のもの」及び「環境を介してのエンドポイントへの働きかけへの段階のもの」に分類してみると混在しているのも特徴である。(3)地域住民の意向の把握方法については、人々の環境問題に対する重要度についての考え方を考察するため、エンドポイントとして「人間の健康」、「社会への影響」及び「自然生態系」の3分類を取り上げ、これらの重要性についての価値観と個々の環境要素とを階層にして、AHP(階層分析法)を用いて分析してみた。その結果、環境専門家と一般市民の間で、また地域ごとに環境の要素ごとの重要性の認識に違いの存在する可能性が示唆された。本研究は、地域の開発に関する総合的な計画のレベルでの環境影響評価のための手法を、LCA的思考を考慮しながら開発しようとするものである。

まず、(1)長崎県の長期総合計画を取り上げ環境配慮の現状と課題の整理、(2)諸外国を含む環境影響評価制度及びLCAにおける環境の要素の分類状況についての比較調査、(3)スコーピングの際の地域住民の意向の調査方法についての検討を行った。これらの検討結果をもとに、さらに米国のNEPAに基づく地域開発計画の際のアセスメント事例等の情報を整理することにより、地方自治体の地域総合計画における環境への負荷の見積もりの方法及び環境への負荷を削減配分する方法について考察した。このような課題の場合には環境の負荷の見積もりは直接的影響にとどまらず累積的影響をLCA的視点から把握することが重要になり、さらにその配分において地域特性や住民の嗜好を反映していくべきことも考慮すると、見積もりの段階での幅広い情報収集(質問表及びインタビューなどによる)が必要不可欠であること、その結果は影響関係樹状図のようなシステムダイアグラムを活用した整理が効果的であることなどが明らかになった。こうして作成した影響関係図を基本にして個々の影響の大きさや深刻さを表現し、それをもとに地域毎の環境負荷の配分(受容と拒否)を検討することが可能になる。今回の研究では環境への負荷だけしか見積もりの対象としなかったが、便益についても同時に見積もることによって負荷の配分の議論をより積極的に進め合意を作り出していくことが可能になると予想される。そのような手法の検討、見積もりの精度の向上などが今後の課題であり、さらに、環境への表現方法の微妙な違いが、地域の人の嗜好や価値観さらには負荷の受容と拒否に大きく影響する可能性が示唆されたことも今後の検討課題である。
水素結合ネットワークを形成した有機顔料の光学的性質

生体系を除く水素結合組織体の卑近な例としてピロロピロール、インジゴ、キナクリドン等で代表される有機顔料が挙げられる。これらの顔料に共通な事は構成分子の分子量が小さいにも拘わらず、固体状態では鮮やかに赤や青に発色することである。この原因には水素結合をはじめとする分子間相互作用が深く関与している事は明らかである。本年度はチオピロロピロールの近赤外吸収と結晶構造の相関関係を励起子結合効果の視点から検討した。チオピロロピロールは分子量が僅か320であるが“レンガ塀のレンガ"構造(結晶相III)をとると近赤外吸収が現れる。この為に、本物質はレーザープリンターの感光体や光ディスクの記録材料として注目されている。光励起された分子の間に働く相互作用(励起子結合効果)は遷移モーメントの方向と分子の配列に強く依存する。結晶構造を基礎とした分子軌道計算の結果、近赤外吸収は"head to tail"型に遷移モーメントが配列した水素結合ペアと“レンガ塀とレンガ"構造のように配列した分子ペア(convex & concave pair)の双方による長波長化が原因である事が明らかになった。この計算結果が満足できるものであった事から、励起子結合効果を6種類のピロロピロール(赤色顔料)の色調と結晶構造の相関関係にも拡張してみた。その結果、分子の積層方向の相互作用が色調に大きく寄与することがわかり、吸収極大と結晶構造の相関関係を半定量的に明らかにする事が出来た。本年度はこの他にt-ブチルピロロピロールとメタシアノピロロピロールの単結晶育成と結晶構造解析を行った。
ゲノム不安定性を指標とした肝細胞癌発癌危険度の数値化の試み

I:ゲノム不安定性に関して11例の肝細胞癌(HCC)とその周辺非癌部(SL)、ならびに10例の非担癌慢性肝疾患肝組織(NC)に関して、18の蛍光標識マイクロサテライトマーカーを用いたマイクロサテライト不安定性(RER)とアレル不均衡(LOH)の評価を行った,HCC中のLOHはアレル間の多型が評価可能な142マーカー中25マーカーに認められ、その頻度である17.1.±12.8はSLにおける8.6±10.5とNCの2.5±4.2に対して有意に高率であった(P=0.01,P=0.001)。これらの癌部における高い頻度は、HBV,HCVの別に関係しなかった。SLの頻度は,NCに比較し高い傾向にあった(P=0.15)。HCCとそのSL,ならびにNCを比較すると、HBV関連の症例で有意にHCV関連の群に比較しLOHは高頻度であった(P=0.04)。HCCにおけるLOHはすべてのマーカーに一律に生じるのではなく、D2S123,D8S1106,D9S266,D15S165,D16S748の書くマーカーに高頻度に認められた。また、D2S123,D8S1106,Dl5S165におけるLOHはSLにおいても高頻度に認められた。一方RERの頻度は全体として非常に低い値であった。RERの頻度はHCC、そのSL、NCの順に高頻度となったが、各群間に有意差は認められなかった。RERの頻度にHBV、HCV間で有意な差異は認められなかった。RERは特定のマーカーに高頻度に認められることはなかった。II:テロメア長変化に関して15例のHCCと10例のNC、さらに5例の非慢性肝疾患肝組織(NS)を用いて相対テロメア反復単位数(RTC)を測定した。RTCはNC(0.89±0.15)においてNS(1.1±0.074)に比し有意に減少していた(P=0.03)。さらにSLにおけるRTC(0.68±0.16)はNCに比し有意に減少していた(P=0.02)。RTCの値とHistology activityindexスコアーとの間に有意な相関は認められなかった。また、HCCにおけるRTCの値と組織学的門脈浸潤度との間に有意な関係は認められなかった。以上の結果より、ゲノム全体を対象としたLOHの頻度の定量的評価とテロメア長の変化量の定量的評価は、慢性肝疾患患者における肝細胞癌発癌のリスクを示す指標となる可能性が示唆された。我々は本年度の研究課題として肝細胞癌発癌過程におけるゲノム不安定性とテロメア長の変化の検討を掲げた。

1:ゲノム不安定性に関して青柳らは現在までに10例の肝細胞癌(HCC)とその周辺非癌部(SL)、ならびに7例の非担癌慢性肝疾患肝組織(CI)に関して、予定していた18の蛍光標識マイクロサテライトマーカーを用いたマイクロサテライト不安定性とアレル不均衡の評価を行った。その結果HCCにおいては延べ180マーカー中35マーカー(19.4%)に異常が認められた。これに対しSL、CIではそれぞれ12.2%、3.2%に異常が認められた。全体として背景肝疾患の進行と発癌に伴いゲノム不安定性が蓄積されていることが確認された。今後は非慢性肝疾患肝組織(NCI)も含め症例数を増やし検討するとともに、HCCの生物学的悪性度とゲノム不安定生との関係を評価する予定である。2:テロメア長変化に関して本間らは現在までに8例のHCCとそのSL、12例のCIならびに4例のNCIに関して一定ゲノムに含まれるテロメア反復配列量を、同一個体の末梢血リンパ球を用いて個体間較差を補正した値(RTC)として定量化した。その結果RTCはNCIに比しCI+SL中で有意に減少していたのみ成らず(0.89±0.15(mean±SD,0.67-1.15)versus1.08±0.08(0.97-1.15),(P=0.04))、SLでCIに比し有意に減少していた(0.65±0.14(0.54-0.89)versus0.89±0.15(0.67-1.15),(P=0.008))。これに対しHCCにおいてはSLに対して一定の傾向を示さずばらつきが大きかった。RTCの測定は慢性肝疾患の進行程度を示しているものと考えられ、結果的に発癌のリスクを数値化しうる可能性が示された。今後HCCに関して内部コントロールで補正した相対テロメラーゼ活性(RTA)を定量し、RTCとの関係を検討する予定である。I:ゲノム不安定性に関して11例の肝細胞癌(HCC)とその周辺非癌部(SL)、ならびに10例の非担癌慢性肝疾患肝組織(NC)に関して、18の蛍光標識マイクロサテライトマーカーを用いたマイクロサテライト不安定性(RER)とアレル不均衡(LOH)の評価を行った。HCC中のLOHはアレル間の多型が評価可能な142マーカー中25マーカーに認められ、その頻度である17.1±12.8はSLにおける8.6±10.5とNCの2.5±4.2に対して有意に高率であった(P=0.01,P=0.001)。これらの癌部における高い頻度は、HBV、HCVの別に関係しなかった。SLの頻度は,NCに比較し高い傾向にあった(P=0.15)。HCCとそのSL、ならびにNCを比較すると、HBV関連の症例で有意にHCV関連の群に比較しLOHは高頻度であった(P=0.04)。HCCにおけるLOHはすべてのマーカーに一律に生じるのではなく、D2S123,D8S1106,D9S266,D15S165,D16S748の書くマーカーに高頻度に認められた。また、D2S123,D8S1106,D15S165におけるLOHはSLにおいても高頻度に認められた。一方RERの頻度は全体として非常に低い値であった。RERの頻度はHCC、そのSL、NCの順に高頻度となったが、各群間に有意差は認められなかった。RERの頻度にHBV、HCV間で有意な差異は認められなかった。RERは特定のマーカーに高頻度に認められることはなかった。II:テロメア長変化に関して15例のHCCと10例のNC、さらに5例の非慢性肝疾患肝組織(NS)を用いて相対テロメア反復単位数(RTC)を測定した。RTCはNC(0.89±0.15)においてNS(1.1±0.074)に比し有意に減少していた(P=0.03)。さらにSLにおけるRTC(0.68±0.16)はNCに比し有意に減少していた(P=0.02)。RTCの値とHistology activity
酵素-脂質複合体を用いた有機溶媒中での不斉選択反応

本研究の目的は、酵素(リパ-ゼ)-脂質複合体を作製し、有機溶媒中で加水分解の逆反応を利用した油溶性基質の不斉エステル合成を行なうことにある。今年度の研究により以下のような成果が得られた。1)Rizopusdelemar由来のリパ-ゼ水溶液とカチオン性あるいは糖親水基をもつ合成ジアルキル脂質の水分散液を混合し、析出した酵素-脂質複合体の沈澱を集めて凍結乾燥して白色粉末を得た。2)得られたリパ-ゼ-脂質複合体を乾燥ベンゼンに溶かし、これにカルボン酸とセラミ体アルコ-ルである2-ノナノ-ルあるいは1-フェニルエタノ-ルを加えて室温で2時間反応を行なった。リパ-ゼの立体選択性によりR-体のアルコ-ルだけがエステル化されたので、未反応のS-体不斉アルコ-ルを蒸留により分離することができた。3)基質として、分子構造の異なる(アルキル鎖長の異なる)カルボン酸成分や不斉アルコ-ル成分としてメント-ル、ステロイド等を用いて、有機溶媒中でリパ-ゼ-脂質複合体を用いてエステル化反応を行なったところ、L-メント-ルやコレステロ-ルのレギオ選択的なエステル化が起こることがわかった。4)これまでの酵素修飾方法に比べて、簡単な方法で有機溶媒可溶化リパ-ゼが得られ、均一系であるので反応速度も早く高収率で立体選択性の高い反応系が構築できることが明らかになった。
AEによるコンクリート構造物の破壊箇所の識別と破壊レベルの予測法の開発

カイザー効果により履歴応力を推定する研究では,次の研究成果が得られた.(1)コンクリート供試体の破壊応力を基準とした履歴応力の載荷レベルごとに,履歴応力の推定精度は履歴応力の載荷速度に依存して変化するが,ほとんど破壊したような状態を除けば,影響は小さく,推定誤差の平均値は約4%である.(2)履歴応力の推定誤差は水セメント比が一定の場合には細骨材率と共に増加し,また,細骨材率などが一定の場合には水セメント比と共に増加するが,推定誤差の平均値は約6.5%と小さい.(3)高さ,幅及び長さが, 15,15, 53cmの交番載荷を受けた無筋コンクリート梁から採取したコアを用いた履歴応力の推定誤差は圧縮及び引張応力の各場合でそれぞれ平均約18%と約9.5%であった.また, AEデータからコンクリートの損傷度を評価する研究においては, AE事象総数の対数値の単位非弾性縦歪あたりの増加率を表わすパラメタmを定義して,データを整理し次の成果を得た.(1)コンクリートの強度とm値は良い相関を有し,強度が高いほどm値は大きくなる.(2)凍結融解作用や繰り返し載荷により損傷を受けたコンクリート供試体のm値は損傷度が大きいほど小さくなる.これらより, m値は微視的及び巨視的クラックの発生・進展に対する抵抗力の大きさを表わす指標とみなすことができる. AE法により,アルカリ骨材反応が生じる骨材であるかどうかを早期に判定することを目的として行った研究では,次の成果が得られた.(1)反応性骨材を用いて作成したモルタル供試体のAE事象発生頻度には210日の間に最大値が存在し,この最大値は反応性を有しない標準細骨材を用いてて作成した供試体からのAE発生頻度に比較して著しく大きい.(2)モルタル供試体の膨張量とAE事象総数の間には良い相関々係がある.上記の研究以外に,従来のAE位置標定法の精度を改善するソフトウェアーの開発を行い, AE波形解析などを行なった.カイザー効果により履歴応力を推定する研究では,次の研究成果が得られた.(1)コンクリート供試体の破壊応力を基準とした履歴応力の載荷レベルごとに,履歴応力の推定精度は履歴応力の載荷速度に依存して変化するが,ほとんど破壊したような状態を除けば,影響は小さく,推定誤差の平均値は約4%である.(2)履歴応力の推定誤差は水セメント比が一定の場合には細骨材率と共に増加し,また,細骨材率などが一定の場合には水セメント比と共に増加するが,推定誤差の平均値は約6.5%と小さい.(3)高さ,幅及び長さが, 15,15, 53cmの交番載荷を受けた無筋コンクリート梁から採取したコアを用いた履歴応力の推定誤差は圧縮及び引張応力の各場合でそれぞれ平均約18%と約9.5%であった.また, AEデータからコンクリートの損傷度を評価する研究においては, AE事象総数の対数値の単位非弾性縦歪あたりの増加率を表わすパラメタmを定義して,データを整理し次の成果を得た.(1)コンクリートの強度とm値は良い相関を有し,強度が高いほどm値は大きくなる.(2)凍結融解作用や繰り返し載荷により損傷を受けたコンクリート供試体のm値は損傷度が大きいほど小さくなる.これらより, m値は微視的及び巨視的クラックの発生・進展に対する抵抗力の大きさを表わす指標とみなすことができる. AE法により,アルカリ骨材反応が生じる骨材であるかどうかを早期に判定することを目的として行った研究では,次の成果が得られた.(1)反応性骨材を用いて作成したモルタル供試体のAE事象発生頻度には210日の間に最大値が存在し,この最大値は反応性を有しない標準細骨材を用いてて作成した供試体からのAE発生頻度に比較して著しく大きい.(2)モルタル供試体の膨張量とAE事象総数の間には良い相関々係がある.上記の研究以外に,従来のAE位置標定法の精度を改善するソフトウェアーの開発を行い, AE波形解析などを行なった.本研究は、コンクリートの劣化についてのAEの新しい工学的応用を開発することを目的として行っている。本年度内における主要な研究成果を列挙すれば次の通りである。1.地震時などにコンクリート構造物が受けた最大履歴応力を解析することを目的とし、載荷速度がカイザー効果に及ぼす影響に関する検討を実験的に行った。実験に用いた載荷速度は、0.9t/分,3.6t/分,5.4t/分の3種類であるが、載荷速度が速い方が明瞭なカイザー効果が観察される傾向にあった。しかしながら、載荷速度が速くなるにつれて、供試体の側面に載荷方向に沿って、23本のクラックが生じたもの及び終局強度はそれ程低下せず供試体の形状を保っているが載荷軸と斜め方向にクラックが生じ損傷が著しいものではカイザー効果は不明瞭であった。また、従来の研究によれば、最大履歴応力が終局強度の80%を越えるとカイザー効果は不明瞭になることが指摘されているが、最大履歴応力が80%を越えても、載荷速度が速いほど明瞭なカイザー効果の生じることが明らかになった。したがって、上記のような観点から考える限り、地震時に構造物が受けた最大履歴応力の推定へのカイザー効果の応用は有望と考えられる。

2.アルカリ骨材反応によるコンクリートの劣化を評価することを目的とし、ASTMの規準に従がってモルタル供試体を作成し、AEの計測を行った。モルタルの打設23日後より顕著なAE現象が観察され、特に、温度勾配があるような還境下では、通常の骨材を用いて作成したモルタル供試体と比較し、AE事象の発生頻度が著しく高かった。その他、凍結融解、海水のコンクリートに及ぼす影響及び3次元AE位置標定の精度に関する検討などを行った。
蛋白質のフォールディングと機能発現におけるα-β転移の役割

α→β転移反応は、フォールディングの生物学的意義を理解する上で重要な現象である。ウシβラクトグロブリンを用いてα→β転移反応の分子機構を解析した。近年、問題となっているアミロイド線維の形成にもα→β転移反応の関与することが示唆されている。透析アミロイドーシスの原因蛋白質であるβ2ミクログロブリンを用いてそのの構造安定性とアミロイド線維との関係を研究した。1.βラクトグロブリンのフォールディング反応:ウシβラクトグロブリンはフォールディング反応の途中で、αヘリックスからβシートへの構造転移を示す。βラクトグロブリンのフォールディング反応を、異種核NMR、高速混合を中心とした手法によって解析した。その結果、反応開始後、数ミリ秒で形成されるフォールディング中間体においては、天然構造に存在するβシートの一部と共に非天然のαヘリックスが形成されていることを、アミノ酸残基レベルで明らかにした。α→β転移がアミノ酸レベルで明らかになったはじめての例である2.β2ミクログロブリンのアミロイド線維:ヒトβ2ミクログロブリンのメタノール資化酵母を用いた大量発現系を構築した。これを用いて15N,13C安定同位体で標識したβ2ミクログロブリンを発現し、多次元異核種NMR解析を開始した。同蛋白質がアミロイド線維の中でどのような構造をとっているかを明らかにすることを目標とする。また、同蛋白質のジスルフィド結合を還元したものの構造安定性を解析した。ジスルフィド結合がアミロイド線維の形成にも重要であることを明らかにした。3.全反射蛍光顕微鏡観察:全反射蛍光顕微鏡を用いて、β2ミクログロブリンのアミロイド線維を単一分子レベルで解析した。アミロイド線維は蛍光色素チオフラビンTと特異的に結合する。チオフラビンTの蛍光を用いることによってアミロイド線維を単一分子観測できることを示した。α-β転移反応は、フォールディングの生物学的意義を理解する上で重要な現象である。α-β転移反応の分子機構を明らかにするため、ウシβラクトグロブリンに注目し、NMRをはじめとする物理化学的手法によって、そのフォールディング反応を研究した。1.メタノール資化酵母を用いたβラクトグロブリンの大量発現系を用いて、安定同位体標識蛋白質を作製し、NMR構造解析を行った。NMRデータに基づき、立体構造を明らかにし、また、ナノ秒ダイナミックスを解析した。さらに、重水素交換の実験を行い、天然構造の遅い揺らぎについても解析した。2.水素・重水素交換パルスラベル法によって、βラクトグロブリンのフォールディング中間状態を解析した。中間体において、疎水性コア領域の一部が形成されていることを明らかにした。この中間体は、天然にはないαへリックスも含むことが明らかとなっているが、αへリックスの位置については、明らかではない。3.βラクトグロブリンのさまざまな変性状態の構造解析を、NMRを中心に行った。これらには、TFE存在下で形成されるαへリックスに富む状態、低温変性状態などがある。これらの変性状態においても、疎水的コアが保持されているようであった。4.βラクトグロブリンの圧力変性反応を測定し、熱力学的機構を解析した。5.レチノールをはじめとするさまざまな疎水的試薬と、βラクトグロブリンとの相互作用を、主に蛍光を用いて測定し、βラクトグロブリンとリガンドとの相互作用の分子機構を探った。

透析アミロイドーシスの原因蛋白質であるβ2ミクログロブリンを用いてそのの構造安定性とアミロイド線維との関係を研究した。1.βラクトグロブリンのフォールディング反応:ウシβラクトグロブリンはフォールディング反応の途中で、αヘリックスからβシートへの構造転移を示す。βラクトグロブリンのフォールディング反応を、異種核NMR、高速混合を中心とした手法によって解析した。その結果、反応開始後、数ミリ秒で形成されるフォールディング中間体においては、天然構造に存在するβシートの一部と共に非天然のαヘリックスが形成されていることを、アミノ酸残基レベルで明らかにした。α→β転移がアミノ酸レベルで明らかになったはじめての例である2.β2ミクログロブリンのアミロイド線維:ヒトβ2ミクログロブリンのメタノール資化酵母を用いた大量発現系を構築した。これを用いて15N,13C安定同位体で標識したβ2ミクログロブリンを発現し、多次元異核種NMR解析を開始した。同蛋白質がアミロイド線維の中でどのような構造をとっているかを明らかにすることを目標とする。また、同蛋白質のジスルフィド結合を還元したものの構造安定性を解析した。ジスルフィド結合がアミロイド線維の形成にも重要であることを明らかにした。3.全反射蛍光顕微鏡観察:全反射蛍光顕微鏡を用いて、β2ミクログロブリンのアミロイド線維を単一分子レベルで解析した。アミロイド線維は蛍光色素チオフラビンTと特異的に結合する。チオフラビンTの蛍光を用いることによってアミロイド線維を単一分子観測できることを示した。
圧電体による有機超薄膜の誘導変形を利用した微細物質輸送システムの構築

1.表面修飾膜の流動性評価修飾基板の変形によって表面修飾膜内における分子鎖傾き角の変調を誘発することがこのシステムの駆動原理である。これを実現するための表面修飾膜としては、基板変形に追随できるほどの流動性を持ち、かつその変形状態を維持できる必要がある。そのため、フッ化炭素側鎖の含量が異なるポリアクリル酸エステル単分子膜をブルースター角顕微鏡により観察し、上記条件を満たすフッ化炭素含量の範囲が2570%であることを求めた.2.表面修飾膜内の分子鎖傾き角分布の変調前年度までに開発した圧電結晶表面を有機超薄膜で被覆する技術を応用した。圧電結晶基板の逆圧電効果により表面被覆膜を誘導変形させたが、圧電結晶の変形量がそれほど大きくないため、圧電結晶自身を修飾した場合の表面自由エネルギーの変調は液体輸送を導くには不十分であった.そこで、圧電結晶を用いて大変形可能なシリコンエラストマーを基板に用い、この表面を被覆修飾するための前処理手順を検討し、有機超薄膜による良好な修飾が可能な条件を見いだした。3.表面修飾基板を用いた物質輸送1.で選定した組成のフッ化炭素側鎖を有するポウアクリル酸エステルの超薄膜で変形可能基板を被覆した。この修飾基板の変形により、液体への濡れ性を変調可能であることを明らかにした。この際、各組成の修飾膜に対して、可逆的な誘導変形を引き起こすための液体の表面張力範囲について、データベースを作成した。修飾した可変形基板を非対称的に変形すると、修飾基板表面に滴下した液滴の形状は、左右対称なドーム状から左右の接触角が著しく異なる非対称形へと変化した。対称形から非対称形への形状変化は,修飾薄膜表面に表面自由エネルギー勾配が生じたことを意味しており、当初の目的である微細物質輸送システムへの駆動原理が実現可能であることを実験的に示した。1.有機超薄膜による変形可能基板表面の修飾有機超薄膜で修飾後に延伸変形可能な基板として、シリコンラバーおよび圧電体基板を使用した。それぞれの基板を洗浄後、有機超薄膜による修飾を容易にするために金を蒸着した。この表面をラングミュア・ブロジェット(LB)法により、フッ化炭素鎖を有する両親媒性化合物の有機超薄膜で修飾した。垂直浸漬法で累積した際の累積比は、今回使用したLB膜についてはどれもほぼ1であり、良好に表面修飾が可能であった。2.基板変形に伴う接触角の変調低分子化合物のLB膜で修飾した場合には、液体の滴下によって膜が剥離した。これに対して、高分子化合物のLB膜は液滴との接触にも耐えることができた。このことから、含フッ素高分子のLB膜が液体輸送用の修飾膜として使用できる可能性がある。高分子LB膜で被覆修飾したシリコンラバーを延伸しながら、その上に滴下した液体の接触角を測定した。延伸率が低いときには、修飾超薄膜が存在するときにより大きな接触角変化が認められ、LB膜修飾の効果が現れた。特に延伸率が低いときにLB膜修飾の効果が顕著であったため、変形量の少ない圧電体基板を用いた場合にも活用できると考えている。表面張力の異なる液体について、同様の実験を行った結果、表面張力が47mN/mのエチレングリコールの液滴では、延伸により接触角が90゚をまたいで変化した。このことは、液滴の前後で非対称な変形を行えば液体輸送へと展開可能であることを示している。3.累積装置の改良電極等を接続した圧電結晶上にLB膜を作製するためには、下層水に直接基板を接触させないように水平付着法で行うことが望ましい。そこで、新規に購入したLB膜作製装置の基板保持部分を改良し、水平付着法による累積ができるように改良した。

対称形から非対称形への形状変化は,修飾薄膜表面に表面自由エネルギー勾配が生じたことを意味しており、当初の目的である微細物質輸送システムへの駆動原理が実現可能であることを実験的に示した。
I型単純ヘルペスウイルスによるアポトーシス抑制機構の解析

我々が開発していた、複製開始領域であるoriPに様々な部分欠失を持つが機能を維持しているmini-oriP EBVベクターに、テトラサイクリンによって調節が可能な発現ユニットを組み込み、細胞に毒性をもつ遺伝子を1種類のベクターとして導入するだけで、調節性に細胞に導入・発現できるプラスミドベクター、pOS-Tetの構築を試みた。これにより、過剰発現が細胞にとって高い毒性をもつような、現在では解析の難しい遺伝子の機能解析を、簡便に行うことが可能になることが期待された。まず初めに構築したpOS-Tet4では、ドキシサイクリンの有無によって10倍以上のマーカー遺伝子の発現誘導が見られた。しかし実際に遺伝子解析を行う場合を想定すると、より高い発現差を実現できることが望ましい。そこでこのベクターにいくつかの改良を加えることにより、pOS-Tet5、pOS-Tet7を構築した。ドキシサイクリンの有無による発現レベルの変化はpOS-Tet5で20倍以上、pOS-Tet7では30倍以上であり、改善の効果が認められた。続いて、発現を抑制した状態から、発現を誘導した状態に変化するのに要する時間を解析したところ4日以上かかることが判明した。現在、より迅速に遺伝子発現を誘導できる改良型を構築中である。これと平行して、神経変成疾患であるポリグルタミン病の原因遺伝子の1つであるMJD1を、ヒト神経様細胞に誘導性に発現することにより、その細胞死の分子機構を解析できるような実験系を構築した。本研究で開発したベクターをもとに、遺伝子導入マウス体内でドキシサイクリンにより自由に導入遺伝子を発現させることが可能なベクターの開発を試みている。様々な長さのDNA断片を組み込みライブラリーを作成するためには、ベクターのサイズは小さいほど望ましい。そこで、これまでに報告のあるEBVベクターよりサイズを小さくするために、複製開始領域であるoriPに様々な部分欠失を導入し、機能解析を行った。その結果、OriP領域の、1)中央部の欠失は、EBVベクターの機能にほとんど影響していなかった。2)Family of repeatの外側の欠失は、マーカー遺伝子を発現する細胞の割合には影響しないが、G-418耐性細胞の出現頻度およびEBNA-1の発現量は低下した。3)dyad symmetryの外側の欠失によりEBVベクターの機能は完全に失われた。以上の結果に基づき、EBVベクターOriP領域の中央部およびFamily of repeatの外側を欠失させることにより943bpサイズを縮小したminimum OriPを構築できた。これにより、市販のEBVベクターか10kb以上であるのに対し、我々のベクターは8.5kbとすることができた。更に、この縮小ベクターにテトラサイクリンによって調節が可能な発現ユニットを組み込み、細胞に毒性をもつ遺伝子を1種類のベクターとして導入するだけで、調節性に細胞に導入・発現できるプラスミドベクター、pOS-Tetの構築を試みた。その結果、テトラサイクリンを除いた場合には、添加時と比較して10倍以上のマーカー遺伝子の発現が見られた。また細胞からのプラスミドDNAの回収も可能であった。現在、実際に発現させるだけで細胞にアポトーシスを誘導できるようなcDNAを細胞に導入可能かどうかについて検討中である。
巻貝はなぜ右巻なのか-巻型鏡像異性の生態遺伝学的研究

本研究の目的は、巻型鏡像異性の進化プロセスに関する帰無仮説を検証するために、巻型が遺伝的に逆旋した場合、巻き方向以外の形態発生は影響されず厳密に鏡像対称の形態が形成されるか否か、及び適応度を決定する生態的形質が同等であるか否かを検定することにある。巻貝の巻型変異には、左右巻型が多型的に共存する場合と単型的な種に逆旋個体が稀に生じる場合がある。これら多型種群と単型種群では、体型及び交接行動が著しく異なり、鏡像異性の適応的意義を同等に論じることはできない。本研究の特色は、今日まで実験的解析が不可能であった単型種群を対象とし、巻型が遺伝的に分離する系統の左右巻型を比較する点にある。左右巻型の成長・生存・産卵率を比較した。用いた系統、左右巻型のきょうだいの両親、そして左右巻型の3種類の要因について、分散分析を行った。その結果、両親が由来する系統およびきょうだいの両親の双方が生存・成長のいずれにも統計的に有意な効果をもたらしていることが判明した。しかし、左右巻型の間では、成長・生存・産卵率はいずれも有意に異ならないことが判明した。研究計画の前半にあたる平成8年度には、左右巻型の成長・生存率を比較した。用いた系統、左右巻型のきょうだいの両親、そして左右巻型の3種類の要因について、生存率と成長率の分散分析を行った。左右巻型の間では、2系統のうち1系統のみで、成長率が左巻より右巻で高いことが明らかとなった。巻貝の左右巻型は、体内の左右がすべて逆転した鏡像体である。この鏡像体の間で成長率にの差が検出されたのは本研究が初めてである。継続研究における重要な課題は、この左右巻型間の成長率の差が産卵率と相関するものか否かを検定することである。産卵率の測定を実施することにより、左右巻型の生涯適応度の比較が達成されることになる。
学校と家庭の連携にもとづく子どもの社会性育成を目的とした心理教育プログラムの効果

小中学生の問題行動の予防と好ましい社会性育成のために,社会性と情動の学習(Social and Emotional Learning)のモデルとなる試行プログラムを作成し,小中学校の教育に導入してその効果を検討した。その結果,教科の学習等や学校行事と組み合わせて実施し,保護者との計画的な連携・協力や保護者による評価を取り入れることによって,社会性に関するいくつか側面で子どもの自己評価や教師による評価が向上することが明らかになった。本年度は4年計画の初年度であり,以下の3点のような実施結果であった。まず,1.子どもの社会性育成を目的とした「社会性と情動の学習(SEL)プログラム」の開発を行った。すでに改定済みの小学校中学年用プログラムに続いて,本年度は小学校低・高学年用プログラムを改定した。なお,中学校用プログラムについてはまだ開発段階である。小学校の低・中・高学年用プログラムは,次の3つの領域の内,おもに領域Aを中心としたものである。(1)領域A : SELで育成を図ろうとする8つの能力のいずれかまたはいくつかを授業の一義的なねらいとする学習である。(2)領域B:学習の過程や背景においてSELが取り入れられている学習である(例:教科学習中の意見交流場面)。(3)領域C:学校生活場面でSELが実施されるものをいう(例:朝の会,当番の活動,休憩時間)。次に,2.小学校でのSELプログラム導入に関しては,公立小学校1校において,研究推進役の教諭(研究協力者)を中心に,1年6年の全学年でのSELプログラム導入・実践を行った。約7ヶ月のプログラム実施後,プログラムを実施しない統制校との比較を行ったところ,一つの学年を除く全学年で,教師評定による社会性と情動に関する行動の変容が認められた。なお,児童の自己評定では明確な変化は見られなかった。授業実施頻度,研究推進役のコーディネーター教員の役割,そして家庭との連携について,今後の改善が必要であると考察された。最後に,3.中学校でのSELプログラム試験導入について,上記の公立小学校卒業生が入学する公立中学校での実施は,学校側の都合により実施できなかった。そのため,他の中学校において部分的な試行に止まった。小中学校が連携して実施できる体制づくりが課題であると考えられる。本年度は4年計画の2年度であり,以下の3点のような実施結果であった。1.社会性と情動の学習(SEL)プログラム導入子どもの社会性育成を目的としたSELプログラムの小学校低・中・高学年用プログラムを,前年度に引き続き公立小学校1校の1年6年の全学年(全18学級)で実施した。その際,前年度は1授業時間単位の単発的な授業実践であったが,本年度は道徳や特別活動等との関連づけを行って実施した。また,保護者授業参観日にSELプログラムの授業を公開したり,学級通信等を用いたりして,保護者との連携を図るようにした。ただし,約10ヶ月のプログラム実施後,プログラムを実施しない統制校との比較を行ったところ,児童の自己評定および教師評定のいずれでも,結果は学年間で必ずしも一致していなかった。その原因として,児童の社会性に関する当初の個人差によって,プログラムの学習効果が異なることが推測された。教育課程への位置づけ,授業者(学級担任)の研修,そして家庭との連携と合わせて次年度の課題の一つとなった。2.目標の個別化と組み合わせたSELプログラム実践公立小学校の第2学年の1クラスで,試験的に児童一人ひとりの社会性について,担任教師が目標値を設定し,保護者と連携を図りながらSELプログラムを道徳や特別活動等と関連づけて実施した。その結果,児童の行動の教師評定において,期待された成果が見られる部分があった。他学年への実践の展開が今後の課題であると考えられる。3.SELプログラム開発上記1と2に関連して,小学生用プログラムと道徳や特別活動等と関連づけた授業案を複数試作した。また,中学1・2年生用のSELプログラムの作成をほぼ終えることができた。以上の研究成果の一部を国内学会および国際学会で発表し,同時に今後の研究推進のために関連資料の収集を行った。本年度は4年計画の3年度であり、以下の4点のような実施結果であった。1社会性と情動の学習(SEL)プログラム開発前年度までに作成と一部改定を終えた小学生用SELプログラム(16年生)と中学1・2年生用プログラムに続いて、今年度は新たに中学3年生用プログラムの原案作成を行った。2 SELプログラム効果の個人差の検討前年度の研究で、児童の社会性に関する当初の個人差によって、SELプログラムの学習効果が異なることが推測されたため、小学校5年生を対象に実験法により検討した。その結果、当初の社会性の自己評価が低い児童は、SELプログラム実施後に、社会性の教師評価の1部分についてのみ、好ましい方向での効果が確認された。なお、実施にあたって、保護者へのSEL学習のアピールおよび家庭での協力依頼の計画的な実施、道徳や特別活動と関連づけたエクササイズの計画、児童一人ひとりの社会性についての担任教師の目標設定などは、前年度と同様に実施した。

3総合的な学習との関連づけボランティア学習への取組を一つの契機として、そこにSELプログラムを位置づけ、導入・実践・評価を行うやり方について、その試行を行った。小学校3年生を対象にした事例研究法による検討の結果、向社会性についての事前の教師評定をもとに低・中・高の3群に分けたところ、3ケ月の実施で、低群で好ましい得点の変化が認められる傾向が見られた。総合的な学習等での活用が、教師がSELプログラムの意義を意識化しやすい方法の一つである可能性が示された。4中学生用プログラムの試験的実施中学校で、対人関係能力の育成をめざした学習と学校行事とを関連づけた試行を行い、効果測定の工夫や実施上の留意点等を確認した。本年度は4年計画の最終年度であり,以下の4点のような実施結果であった。前年度までに作成を終えた小学生用SELプログラムと中学生用SELプログラムに,学習教材や資料を追加して,より実用性を高めた。2小学校でのSELプログラム実践公立小学校の36学年を対象に,SELプログラムとボランティア学習を関連づけて大単元を構成し,導入・実践・評価を実験法を用いて行った。児童一人ひとりの社会性について予め担任教師が目標設定を行い,プログラムを6ヶ月間実践した結果,未実施の統制校と比較して,自己評定で社会性や有用感が高まっていた。なお児童の自己評価と,日常の学校生活にもとつく児童の相互評定との相関は高く,行動面での変容が推測された。3中学校でのSELプログラム実践公立中学校の2年生を対象に,SELプログラムと一連の学校行事を関連づけて,事例研究法による導入・実践・評価を行った。生徒一人ひとりの社会性について,予め担任教師が目標設定を行い,3ヶ月間実践した結果,当初社会性の自己評価の低かった生徒について,社会性向上の効果が確認された。他の公立中学校で,社会性の育成及び学校行事を中心とした全校の特別活動について,家庭へのアンケート調査の実施とその方法を工夫した。その結果,保護者から高い評価を得るとともに,調査自体が学校での取組と保護者との連携促進の効果を持つことが推測された。4成果の発表前年度及び本年度の研究成果や,研究実施の過程で開発した尺度について,国内外の学会や論文で発表した。
有機炭素含有銅鉱石の資源処理・精製プロセス開発

近年、鉱床中の不純物含有量の増加により、開発できない鉱山が数多く存在する。銅の需要が高まる昨今、不純物を含む鉱床を資源化する技術を開発することは喫緊の課題となっている。本申請課題では、現在開発に着手することができず早急な技術開発が求められている有機炭素を含む銅鉱石を対象に、浮選、高温高圧浸出、溶媒抽出、電解採取を組み合わせた金属銅生産プロセスの開発を行う。また各種要素技術における分離メカニズムを実験的あるいは化学的に解明し、不純物を含む銅鉱石の処理プロセスの基盤となるような学術知見を取得することを本課題の目的とする。
マイクロプラズマスラスタの研究開発:高温反応場と高速流れ場の競合現象の解明と制御

マイクロプラズマ源とマイクロノズルから成るマイクロ波励起の電熱加速型マイクロプラズマスラスタの具現化・実用化と,マイクロプラズマに特徴的な反応場と流れ場の競合現象の解明とその制御方法の創出をめざし,[1]これまでの数値解析モデル(マイクロ波電磁界,マイクロプラズマ生成・維持,マイクロノズル流れ,スラスタ推進性能)の高度化を推進し,マイクロプラズマ源からノズルに至る全領域に2温度流体モデルを適用して,マイクロプラズマ生成・維持とマイクロノズル流れの自己無撞着な数値解析モデル(統一シミュレーションモデル)を完成した.その結果,プラズマパラメータの空間分布がマイクロプラズマ源内でのマイクロ波電磁界の微細構造,ひいてはマイクロ波エネルギーのプラズマでの吸収効率に影響を及ぼし,プラズマ生成ひいては推力に大きな影響を及ぼすことがわかった.[2]さらに,これまで,数値解析および実験において推進剤として用いてきたArガスにかえて軽い分子性ガスH_2を用い,マイクロプラズマ生成を実証し,マイクロプラズマスラスタとしての推進性能を測定した.H_2を推進剤とした場合,その優れた熱伝導性のため,微小空間の壁でのプラズマ損失が顕著になるマイクロプラズマスラスタにおいては,大型のスラスタほど特徴が出ないことが危惧されたが,Arと比較して推力は約0.1mNと1桁程度低いが,比推力は約500sと1桁程度高く,H_2の高い熱伝導性による壁へのエネルギー損失は大きな問題にならず,電熱加速型マイクロプラズマスラスタの推進剤として使用できることを明らかにした.マイクロ波励起電熱加速型マイクロプラズマスラスタについて,その具現化・実用化と,マイクロプラズマに特徴的な反応場と流れ場の競合現象の解明とその制御方法の創出をめざし,数値解析モデル(マイクロプラズマ生成・維持,マイクロノズル流れ,スラスタ推進性能),実験モデル(マイクロプラズマ源,マイクロノズル),および微小推力測定法の高度化をはかった.具体的には,[1]マイクロプラズマ生成・維持とマイクロノズル流れについて,プラズマ源におけるマイクロ波とプラズマとの相互作用には有限差分時間領域(FDTD)法を適用するとともに,プラズマ源からノズルに至る全領域に2温度流体方程式(プラズマ源では亜音速流れ,ノズルでは超音速流れ)を適用し,反応場と流れ場の自己無撞着な数値解析モデルを構築した.また,プラズマ源のプラズマパラメータの空間分布と流れ(亜音速流れ)の影響について考察した.[2]マイクロプラズマ源のプラズマパラメータについて,発光分光法を用い,水素原子H_βスペクトル線のシュタルク拡がりを解析して,Arガス圧力2050kPaの場合,プラズマ電子密度がne=712×10^<13>cm^<-3>程度であることを明らかにした.さらに,[3]微小推力測定について,スラスタのジェットプルームが当たるターゲット構造に改良を加え,プルーム粒子のターゲットでの跳ね返りによる測定誤差を低減した.また,形状の異なる(スロート径0.10.2mm,長さ11.5mm)3種類のマイクロノズルを製作し,ノズル形状と推進性能との関係について,数値解析結果とほぼ一致することを実証した.マイクロプラズマ源とマイクロノズルから成るマイクロ波励起の電熱加速型マイクロプラズマスラスタの具現化・実用化と,マイクロプラズマに特徴的な反応場と流れ場の競合現象の解明とその制御方法の創出をめざし,[1]これまでの数値解析モデル(マイクロ波電磁界,マイクロプラズマ生成・維持,マイクロノズル流れ,スラスタ推進性能)の高度化を推進し,マイクロプラズマ源からノズルに至る全領域に2温度流体モデルを適用して,マイクロプラズマ生成・維持とマイクロノズル流れの自己無撞着な数値解析モデル(統一シミュレーションモデル)を完成した.その結果,プラズマパラメータの空間分布がマイクロプラズマ源内でのマイクロ波電磁界の微細構造,ひいてはマイクロ波エネルギーのプラズマでの吸収効率に影響を及ぼし,プラズマ生成ひいては推力に大きな影響を及ぼすことがわかった.[2]さらに,これまで,数値解析および実験において推進剤として用いてきたArガスにかえて軽い分子性ガスH_2を用い,マイクロプラズマ生成を実証し,マイクロプラズマスラスタとしての推進性能を測定した.H_2を推進剤とした場合,その優れた熱伝導性のため,微小空間の壁でのプラズマ損失が顕著になるマイクロプラズマスラスタにおいては,大型のスラスタほど特徴が出ないことが危惧されたが,Arと比較して推力は約0.1mNと1桁程度低いが,比推力は約500sと1桁程度高く,H_2の高い熱伝導性による壁へのエネルギー損失は大きな問題にならず,電熱加速型マイクロプラズマスラスタの推進剤として使用できることを明らかにした.
有機酸を用いる土壌中セシウムの抽出及び濃縮に関する研究

本研究は、植物が栄養源を吸収するために自ら分泌している根酸(有機酸の混合物)を用いて農地の土壌の洗浄を行い、さらには洗浄液を凝集剤(ゲル化剤)を用いて凝縮し、放射性廃液の減量を行うことを目的として行った。その結果、根酸を用いた場合セシウムの抽出効率を上昇させるファクターが温度であることが確認できた。できるだけ低コストで加熱を行うため、マイクロ波を利用して根酸を加熱し抽出を行った。抽出実験の結果セシウム(1000ppm)を吸着させた黒土、水田土から、純水及びクエン酸(5%)を、用いてマイクロ波加熱抽出を行った。30分間マイクロ波で加熱すると、黒土では純水、クエン酸ともに抽出効率は100%であった。水田土では、純水で53%、クエン酸で63%であった。廃液の減量実験の結果抽出液に凝集剤としてカラギーナン(海藻抽出物質)を加えゲル化させた。乾燥させるとフィルム状になり、剥離することが出来た。
原子レベルでの結晶成長機構に関する研究

本総研では、原子レベルでの結晶成長機構を調べる目的で、問題を以下の1)5)にわけ、理論家と実験室がお互いの領域を越えて討論し研究を進めた。先ず1)結晶成長理論の精密化に関しては、樹枝状成長の形態、計算機による成長のシミュレ-ション等を行ない成長の微視的振舞についての理解を深めた。2)核形成の原子的プロセスと成長のカイネティクスに関しては超高真空下でGaAsのMBE成長を行なったとき、成長とともにステップ端がどのように変化するかを調べた。同時にGaの表面拡散につき知見を得た。又、ファセット近傍の外形を調べることによりステップ関相互作用についての知見を得た。3)結晶の界面・表面構造は、成長を理解する上で極めて重要である。そこで、超高真空下でシリコンの表面構造をステップとのかかわり合いでくわしく調べた。又、高温での結晶表面のラフニングについても研究を行なった。4)エピタキシャル成長機構に関しては、気相成長におけるマクロステップの発生とヘテロエピタキシャル成長における格子緩和の様子を調べた。5)環境相と成長機構に関しては、酸化物超伝導結晶を例にとり、溶液が成長結晶の結晶性におよぼす効果を調べた。以上の研究を分担し、行なった他、平成3年度から始まる重点領域研究「原子レベルでの結晶成長機構」の組織作りと研究計画の作成のため、計画研究担当者全体会議や、研究代表者会議を開催した。以上、核形成から環境相における物質輸送まで理論的実験的研究を行ない原子スケ-ルでの成長素過程に関しより深い理解を得た。