hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎上皮Ca輸送に関わるチャネルの研究

上皮におけるCa channel分子を明らかにするために、ショウジョウ蠅のTRP/TRPLを参考にホモロジークローニングを行い(1)Trp3SV,(2)SIC,(3)VR2,VRL,VRL-B,(4)rECaC,mCaT,(5)Trp9,10などと名づけたクローンを単離した。(2)については前回までに報告した。(1)は細胞内Caと脱分極によって活性化されるCatoin channelであることがわかった。脳、心に分布しているようで、ユニークな性格を有している。現在論文を執筆中である。(4)については、他施設より、先に報告されたが、ともにげっし類でクローニングし比較検討できたのは我々が初めてで、腎臓と12指腸に発現しているCation channelであることがわかった。特にECaCはビタミンDによって転写活性が上がることが知られており、腎上皮Ca輸送にもっとも重要なチャネルであった。CaTも腎臓にあり、おのおの尿細管の発現部位が異なっていた。ともにCa/Naが20以上でCaに選択性の高いチャネルで機能的には似た性質を持っていた。細胞内Caによって負の調節を受けており、血清のCaからCa-sensing receptorを介して、機能調節されていることが想像できる。本研究ではこの電気的性質を明らかにしたところで、現在論文を執筆中である。さらに抗体を作って、発現調節について、検討している。上皮におけるCa channelの分子を明らかにするために、ショウジョウ蝿のTRP/TRPLを参考にホモロジークローニングも行い(1)TRP-3 analogueと(2)Capcisine受容体のファミリーの一つをそれぞれ、心臓および、腎臓よりクローニングした。(2)について詳細に検討した;細胞容積に反応しNa/Caを通しCIを通さないチャネルでSIC(Strech-inactivated cation channel)と名づけた。563アミノ酸よりなり、Capcisine受容体のvariantである。ノーザンブロットのレベルではRNAは肝臓と腎臓に分布していた。腎臓では近位尿細管と糸球体に存在する可能性があった。SICはその名のごとく細胞の張力によって不活化されるチャネルで、生理学的には極一部で観察されていたチャネルの1つである。阻害薬Gdにもミクロモルレベルで反応し、張カ-活性関係も報告されている範囲の張力であった。Capcisineがheat(辛味)という物理因子に反応するようにSICが張力に反応する点は新しい知見である。張力をどのようにしてチャネルの活性と結びつけているのか、構造解析の結果が期待される。(1)は受容体に連動し、脳にのみ認められるTRP3のtrancated formである。736アミノ酸よりなり心臓よりクローニングしたが、ノーザンブロットのレベルでは検出できなかった。この分布に関してPCRを用い詳細に検討する予定である。また電気生理学的にはNa channelとして働く可能性があり、今後検討を要する。上皮におけるCa Channel分子を明らかにするために、ショウジョウ蝿のTRP/TRPLを参考にホモロジークローニングを行い(1)Trp3SV,(2)SIC,(3)VR2,VRL,VRL-B,(4)rECaC,mCaT,(5)Trp9,10などと名づけたクローンを単離した。(2)については、前回までに報告した。(1)は細胞内Caと脱分極によって活性化されるCation channelであることがわかった。

ともにCa/Naが20以上で、Caに選択性の高いチャネルで機能的には似た性質を持っていた。細胞内Caによって、負の調節を受けており、血清のCaからCa-sensing receptorを介して、機能調節されていることが想像できる。本研究ではこの電気的性質を明らかにしたところで、現在論文を執筆中である。さらに抗体をつくって、発現調節について、検討している。
代数群の同次元型表現の分類

複素簡約線形代数群Gの作用をもつaffine複数代数多様体を考える。その代数的商写像が同次元fibreのみをもつとき、この作用は同次元と言われる。1970年代の半ば以降、V.L.PopovとV.G.Kacは同次元なGの線形表現は余自由(cofree)であろうと予想している。この予想についてGが半単純の時は研究されつつあるが、ここではいまだ手付かず非半単純かつ非torusのGについての予想の研究を試みる。そこでG'を半単純部分とする。G-表現Vについて、(V/G',G/G')が同次元のとき、相対同次元といい、(V/G',G/G')はVのG'への制限の同次元torus拡大といわれる。相対安定も同様に定める。我々の研究の基本的道具は、torusのconicalな安定同次元作用は余自由であるという、研究代表者による定理である。得た結果は概略次の三つに分かれる。:(1)単純代数群の表現の安定な同次元torus拡大を決定した。(2)簡約代数群の相対安定な相対同次元表現に本質的に現れる既約成分を決定した。これらの半単純成分への制限はP.Littelemann[J.Algebra 123(1989)、193-222]の部分リストになり、ア・プリオリに余自由になる。;(3)半単純代数群をひとつ固定するとき、相対安定な、しかも相対同次元拡大で自明でないものをもつような表現は、自明部分を除いて有限個でありその個数の上界も具体的に与えられる。これはPopov[Chap.5,AMS Trasl. Math. Mono. 100]の部分的一般化・精密化とも解釈できる。:これら諸結果はここで明確な形で述べるにはスペースが足りない。準備的部分と一部を除いて、今後数本の論文にまとめられる予定である。
重症頭部外傷に対する局所脳冷却を用いた急性期治療法の開発

局所脳冷却による重症頭部外傷に対する急性期治療法を開発するべく、CCIモデルを用いた実験による評価を実施した。ラットを用いた実験では外傷部位に対する効果を評価できなかったため、脳容積の小さいマウスを用い、冷却温度を下げ過ぎずに深さ方向の冷却効率を上げることで同様の実験を実施した。その結果、局所脳冷却に対する外傷部位に対する損傷容量の抑制効果が見られた。温度は25度30度の領域で損傷部位が有意に縮小した。損傷部位周辺が早期の冷却によってどのような影響を受けるかについて免疫染色による評価が必要と考えられた。山口大学脳神経外科では、脳梗塞急性ー亜急性期において脳梗塞巣周辺における神経細胞が過剰興奮と可塑性の不安定な状態を呈していることを発見し、局所脳冷却がその不安定な状態から細胞死へと続く悪化を食い止めることを見出した。そこで、頭部外傷に対しても、指数関数的に死にゆく神経細胞を局所脳冷却によって食い止めることができないかと考え、本研究では、局所脳冷却による重症頭部外傷急性期治療法を開発するべく、ラットの頭部に人工的に外傷部位を作製した。そして、その損傷部位の直上に損傷脳を冷却するための冷却デバイスを一時的に接触させることで治療効果をどこまで引き出せるのかを調べた。外傷の作成にはcontrolled cortical impact injuryモデルを作成するための専用装置を用いた。外傷部位の直径は3mmとし、深さ方向へのダメージの具合を複数段階に分けることで重篤度を変えつつ冷却による治療効果との関係性を調べた。先行研究においては、ラット脳梗塞急性期モデルに対する局所脳冷却の治療効果を見出していたが、頭部外傷に対しては、外傷領域の拡大を抑えるほどの効果を確認できなかった。また、外傷部位より起こると考えられた異常脳波に関しても、さほど強い異常脳波を確認できなかったため、冷却による異常脳波抑制効果に関しても得られたサンプルが限られた。先行研究をサーベイすることで、外傷後の異常脳波は一過性にとどまるという報告があったため、実験で得られたデータは動物実験における外傷の病態を正確に表現していると考えられた。頭部外傷モデルについては安定して作製する事ができたが、その一方で、頭部外傷に対する局所脳冷却の有効性を十分に確認できなかった。実験プロトコルに問題を再検討する必要があると考えている。*脳梗塞急性ー亜急性期において脳梗塞巣周辺における神経細胞は過剰興奮と可塑性の不安定な状態を呈しているが、局所脳冷却による脳保護効果により、その不安定な状態から細胞死へと続く悪化を食い止めることができる可能性がある。そこで、頭部外傷に対しても、指数関数的に死にゆく神経細胞を局所脳冷却によって食い止めることができないかと考え、本研究では、局所脳冷却による重症頭部外傷急性期治療法を開発するべく、頭部外傷の中でも、CCIモデルを用いた実験による評価を実施した。*初年度の実験により、ラットでは外傷部位に対する効果を評価できなかったため、別の観点からの外傷部位に対する局所脳冷却の効果を検討する必要性が生じた。問題点として、脳深部まで冷却効果が及ばなかった可能性が考えられた。より脳深部冷却を伝えうる方法としては、冷却温度を低下させる方法もあるが低温での長時間冷却は副作用として異常脳波を引き起こす可能性があるため、脳容積の小さいマウスを用い、冷却温度を下げずに深さ方向の冷却効率を上げることで同様の実験を実施した。冷却デバイスには新たにマウス用の4mm角の局所脳冷却デバイスを作製した。また、CCIモデルの外傷について深さ方向に1mmとした。その結果、局所脳冷却に対する外傷部位に対する損傷抑制効果が見られた。十分な治療効果を確認できなかった理由として、脳実質自体のダメージが大きいことが原因と考えらる。実際、局所脳冷却には損傷部位自体を修復する能力はないため、損傷部位の周辺領域に対していかに病態調節できるかについての検討が必要である。冷却範囲をより広くしたり、冷却温度を治療域と考えられてきた15°Cから更に低下させ5°C程度までの温度域を用いることで効果を調べていく。脳神経外科申請時に必要と考えていた、圧力計測用アンプや解析PCについて代用品が入手出来きたため、調達を見送ったことで、使用額に変動が生じた。計測用PC側の更新が必要な時期がきたため、PCを調達する。また、計測システムに必要なコードやボードなどの調達にも当てる予定である。
光機能性分子集合体の創成と有機太陽電池への応用

平成20年度研究成果の概要を以下に記載する。1.近年、5つ以上のピロール環が結合してπ共役でつながった環拡張ポルフィリンが、合成のみならず、光物性や、電子物性など様々な機能の観点から、広範な関心がもたれている。最近我々は、ピロールと電子吸引性の3,5-ビス(トリフルオロメチル)ベンズアルデヒドを用いた反応により、ポルフィリン、サフィリン、ペンタフィリン、ヘキサフィリン、ヘプタフィリンの一連の環拡張ポルフィリン類を一段階で合成することに成功した。一連の環拡張ポルフィリン類の光学特性、電気化学特性、およびその励起状態のダイナミクスの比較を行うことで、ピロール数の増大に伴うπ共役の拡張効果を詳細に検討した。その結果、共役系が拡張されるに従い、HOMO-LUMOエネルギーギャップの減少が観測され、またその励起状態の緩和過程も促進されることが明らかとなった。2.色素増感太陽電池の増感色素としてポルフィリンを用いる場合、吸収をより太陽光にマッチングさせる必要がある。そこで、可視および近赤外領域に強い吸収をもつ環拡張ポルフィリンを合成し、増感色素としての評価を行なった。パイ共役系を拡張した結果、吸収帯は長波長シフトならびにブロード化を示し、酸化物半導体として酸化スズを用いた場合、光応答は1000nm付近まで達した。このことは、色素増感太陽電池の増感色素として環拡張型ポルフィリンが有望であることを示したものと言える。平成19年度研究成果の概要を以下に記載する。1.ヘキサデシルアミン(HDA)で保護されたCdSeナノ微粒子(CdSe/HDA)に対して、チオール基をもったポルフィリンとの配位子交換反応により、ポルフィリン修飾CdSeナノ微粒子を合成し、その構造および光物性について明らかにした。特に、CdSe励起状態からポルフィリンへの高効率エネルギー移動、およびポルフィリン励起1重項状態の失活の抑制に成功した。この特性は、これまでのポルフィリン修飾金属ナノ微粒子では、得られなかった新しい光物性であり、今後ポルフィリン修飾ナノ微粒子を人工光合成型光電変換デバイスに応用していく上での重要な知見である。2.色素増感太陽電池において、色素と半導体電極間の電子移動過程を正確に理解することは、セル性能を向上させるために重要である。そこで本研究では、分子設計が容易であるポルフィリンに様々な置換基を導入することで、置換基が電子移動過程に及ぼす効果を過渡吸収分光法により検討し、光電変換特性と、光ダイナミクスについての相関を調べた。具体的には、様々な条件下において作製したポルフィリン修飾酸化チタン電極の過渡吸収スペクトルを測定し、ポルフィリンの励起1重項状態から酸化チタン電極の伝導帯への電子注入過程の差異がセル性能に及ぼす効果について考察した。その結果、光電変換特性は、酸化チタン表面上でのポルフィリン色素の配列に大きく依存することが分かり、その配列は、ポルフィリンのメソフェニル基上の置換基、色素の浸漬時間、および浸漬溶媒などで制御可能であることが示された。
ピートモスの代替培養土として竹材を利用する

竹パウダーは園芸培養土としての基礎資料を得るために,竹パウダーおよび竹パウダーを配合した培養土の物理性および化学性を調査した.モウソウチクから作出した竹パウダーの主な成分は,全窒素0.3%,全リン酸0.13%,全カリ0.3%,全カルシウム0.13%,全マグネシウム0.13%,有機炭素44.76%であり,炭素/窒素比は149.22であった.竹パウダーを60%配合した培養土の陽イオン交換容量(CEC),交換態カルシウム濃度および交換態マグネシウム濃度は,慣行の園芸培養土よりも小さい値を示した.竹パウダー60%配合土のCECの値は慣行の園芸培養土の26%であった.また,三相分布,pHおよびECには両培養土間で有意差はみられなかった.未発酵竹パウダー配合土,発酵竹パウダー配合土の微生物相を調査したところ,それぞれ乳酸球菌およびErythrobacteraceae科グラム陰性好気性非芽胞形成光合成桿菌が最も多くみられた.慣行の園芸培養土ではバシラス属のグラム陽性桿菌が多くみられる傾向があった.慣行配合土と頭上灌水で栽培したダイアンサスのサイズを基準とした場合,点滴潅水施肥を行った慣行配合土,竹パウダー30%配合土,竹パウダー70%配合土および竹パウダー100%で栽培した株のサイズはそれぞれ,基準の株のおよそ4.5倍,2.5倍,1.8倍および1.4倍であった.培養土の竹パウダー配合率が高くなるに伴い,株サイズは小さくなった.開花数は慣行の園芸培養土と竹パウダーを配合した培養土との間に有意差はなかった.研究計画の「実験1.培養土として最適な竹パウダーの特性」,「実験2.物理化学特性と植物成長阻害物質の推定」および「実験3.生物相の変化」に関しては概ね計画通りに進んでいる.ただし,植物成長阻害物質の有無に関しては明らかにできなかった.次年度は竹パウダーへの熱湯処理やアルカリ処理以外の手法を検討する.また,土壌の生物相の調査はばらつきが大きいと思われたので,次年度も同様の調査を繰り返し行う予定である.これらの研究成果は,次年度の園芸学会秋季大会にて発表する予定である.これまでは主にフレンチマリーゴールドおよびダイアンサスを材料として実験を行った.今後は得られたデータを元に竹パウダー配合土で栽培できる品目を拡大するために,いろいろな花き鉢ものおよび鉢植えの野菜を栽培し,それぞれの品目に対応した栽培方法を確立する.また,淡路市の竹林所有者,竹資源活用企業および花き生産者と協働して,竹パウダーの培養土利用の実証試験を行う.淡路市をモデルにして,事業として成り立つための条件(竹林の立地条件、品目、栽培方法および価格帯など)を検討する.竹パウダーは園芸培養土としての基礎資料を得るために,竹パウダーおよび竹パウダーを配合した培養土の物理性および化学性を調査した.モウソウチクから作出した竹パウダーの主な成分は,全窒素0.3%,全リン酸0.13%,全カリ0.3%,全カルシウム0.13%,全マグネシウム0.13%,有機炭素44.76%であり,炭素/窒素比は149.22であった.竹パウダーを60%配合した培養土の陽イオン交換容量(CEC),交換態カルシウム濃度および交換態マグネシウム濃度は,慣行の園芸培養土よりも小さい値を示した.竹パウダー60%配合土のCECの値は慣行の園芸培養土の26%であった.また,三相分布,pHおよびECには両培養土間で有意差はみられなかった.未発酵竹パウダー配合土,発酵竹パウダー配合土の微生物相を調査したところ,それぞれ乳酸球菌およびErythrobacteraceae科グラム陰性好気性非芽胞形成光合成桿菌が最も多くみられた.慣行の園芸培養土ではバシラス属のグラム陽性桿菌が多くみられる傾向があった.慣行配合土と頭上灌水で栽培したダイアンサスのサイズを基準とした場合,点滴潅水施肥を行った慣行配合土,竹パウダー30%配合土,竹パウダー70%配合土および竹パウダー100%で栽培した株のサイズはそれぞれ,基準の株のおよそ4.5倍,2.5倍,1.8倍および1.4倍であった.培養土の竹パウダー配合率が高くなるに伴い,株サイズは小さくなった.開花数は慣行の園芸培養土と竹パウダーを配合した培養土との間に有意差はなかった.研究計画の「実験1.培養土として最適な竹パウダーの特性」,「実験2.物理化学特性と植物成長阻害物質の推定」および「実験3.生物相の変化」に関しては概ね計画通りに進んでいる.ただし,植物成長阻害物質の有無に関しては明らかにできなかった.次年度は竹パウダーへの熱湯処理やアルカリ処理以外の手法を検討する.また,土壌の生物相の調査はばらつきが大きいと思われたので,次年度も同様の調査を繰り返し行う予定である.これらの研究成果は,次年度の園芸学会秋季大会にて発表する予定である.これまでは主にフレンチマリーゴールドおよびダイアンサスを材料として実験を行った.今後は得られたデータを元に竹パウダー配合土で栽培できる品目を拡大するために,いろいろな花き鉢ものおよび鉢植えの野菜を栽培し,それぞれの品目に対応した栽培方法を確立する.また,淡路市の竹林所有者,竹資源活用企業および花き生産者と協働して,竹パウダーの培養土利用の実証試験を行う.

淡路市をモデルにして,事業として成り立つための条件(竹林の立地条件、品目、栽培方法および価格帯など)を検討する.超微量分光光度計(ASONE K2800)を購入予定であったが,複数の販売店から,この機種は不適切であるとの助言を得たので購入を中止した.代替器の選定に時間がかかり,今年度中に発注することができなかったため,次年度への繰越金が発生した.次年度には超微量分光光度計を購入する予定である.
初等・中等教育における〈電磁波と物質の相互作用〉実験教材の開発

本研究の目的は光現象を導入実験として,<電磁波と物質の相互作用>を理解させる学習プログラムを構築することである。まず光が横波として伝わる現象をより深く学習するために、偏光現象に着目して<光や色が光と物質相互作用> ;について学習する教材を発展させた。つぎに、電磁波を学習する基礎として屈折現象に着目して光や電磁波の速さが物質の誘電率や透磁率に依存することを系統的に追究する実験教材を開発した。具体的には日常我々が使用している素材や製品を活用して手作りコイルや、コンデンサーを用いて、電気や磁気の学習プログラムや電磁誘導や交流回路を理解するための教材開発を研究した。1)偏光による着色現象の簡易教材化:自然界や私たちの生活の中には、電磁波と物質の相互作用が数多くある。その中でも光に関する現象は、目で直接確かめることができるので、興味や関心を喚起しやすい。光の諸現象の理解には、波動や電磁気学などの物理学の素養が必要で、難解な部分が数多くある。われわれは色に着目して、小学校の児童から、中学高校の生徒、大学生まで利用できる教材を提案してきた。白色光はさまざまな波長の光を含んでいるが、高分子シートと偏光版を用いることにより分光され、その結果、透過する光は色づく。これらの現象を応用して、申請者(千葉)は<鏡に映った物体の色が鮮やかに変わる>という常識では考えにくい、面白い現象の観察実験を考案した。なぜだろうという、知的好奇心や疑問を喚起する。この疑問を追究することは、光の物質の相互の理解を深めることになる。そこで、簡易教材を創案し、これを理解する学習プログラムを提案した。2)光と磁気の相互作用を理解するための実験教材の開発最近のIT技術の進歩にともなって、光と磁気の相互作用を応用した素材や製品が出回るようになってきた。光と磁気の相互作用は磁気-光効果呼ばれている。これは物質に磁場をかけることによって、光と物質の相互作用を変化させ現象である。電磁波の理解に基礎になる。「磁場の実験教材の開発」と「磁気-光効果実験教材開発」のための小型電磁石を設計試作した。1.偏光現象を活用した光と磁気に関する学生基礎実験の研究本年度はこれまでの研究を発展させて、超常磁性を示す磁性流体を用いた物質の磁化過程と磁気光効果に関する学生実験の開発をさらに推進させた。具体的には(1)電子天秤を活用した磁性流体の磁化過程測定装置の開発:特にパソコンによる自動計測についての検討を行い、市販インターフェイスを用いて計測を行い、成果と課題を検討した。(2)磁性流体の磁気光効果観測装置の開発:水溶媒磁性流体を用いて、磁気光効果の観測を行った。上の2つの観測結果を比較して、磁化過程と磁気光効果には対応関係があることが確認できた。(2006年:物理教育国際会議で報告)2.光に関連した学生基礎実験の開発光の屈折率が物質の濃度、誘電率や温度に依存することを追究するための系統的学生実験の研究した。(1)プリズムによるガラスの屈折率の測定、(2)水の屈折率の測定(3)水の屈折率の温度依存性の測定さらに、水の屈折率の温度変化を詳細に測定するためにペルチェ素子を活用した温度可変装置を開発した。これによって、水の屈折率の温度依存性を水-氷相転移現象が起きる0度C近傍でも観測できた。(2006年:物理教育国際会議で報告)3電磁波を理解するための電気と磁気に関する基礎実験の研究手作りコイルを用いた電気・磁気に関する下記の実験の開発検討した。(1)銅線を用いて、抵抗率、および、抵抗率の温度依存性(2)ソレノイドコイルを自作して、電流と発生磁場の関係(3)自作ソレノイドコイルを用いて電磁誘導の法則を観測し物質の磁化を調べる。(4)自作ソレノイドコイルの自己インダクタンスの測定。(2007年、応用物理学会応用物理教育分科会シンポジウムで報告)1、銅線と手作りコイルを活用した、電気磁気に関する学生基礎実験の開発、1)電流に関する基礎実験(オームの法則)2)電気抵抗の温度依存性3)電流の作る磁界と磁石の作る磁界4)電磁誘導の法則、5)交流回路の基礎実験6)物質の磁気的性質を系統的に行う実験教材である。2、手作りコンデンサーの用いた水の屈折率の温度依存性実験教材の開発1)平行平板コンデンサーを試作し、その電気容量を測定する。2)次に極板の間に誘電体を挿入したときに電気容量が増加することを確認する。3)極板の間に液体の水を挿入したときの誘電率の変化を調べる。4)水の温度を変えたときの誘電率の変化を調べる。

以上を系統的に観測して誘電率の理解を深める実験装置の開発に取り組んだ3.偏光状態の視覚化教材の開発偏光による着色現象を用いて、光が横波として伝搬することを理解するに学習ポログラムを検討してきた。今回は、直線偏光が高分子シートを透過したのち、偏光状態を直線偏光、楕円偏光、円偏光に変わることを観察する実験教材の開発と検討を行った。その結果、光の色によって偏光状態の変化が明確に現れることを確認できた。[物質の電気的、磁気的性質の理解を深める教材の開発]電気的性質の学習教材については、水の誘電率の測定実験を発展させた。屈折の法則を視覚的にわかりやすく理解するための教材を検討した。磁気的性質の学習については小型電磁石を用いて物質の磁化過程を磁気力の観測から理解する学習プログラムを検討した。特に、電子天秤を用いて、磁気力の磁場依存性から反磁性、常磁性、強磁性など分類できる実験開発をおこなった。さらに、電磁波と物質の相互作用の学習準備として、電磁誘導を用いて、物質の電気・磁気的性質について学習する教材を検討した。[電磁波と物質の相互作用デモンストレーション実験の開発]電磁波と物質の相互作用は携帯電話、電子レンジなどさまざまなところで応用されている。これらの製品の原理を可視光や他の波動現象との対応からわかりやすく分類し、説明するデモンストレーション実験教材を検討・開発する。平成17年度に購入した電磁石をおよび20年度の購入したグリーンレーザー光源を用いて、ファラデー回転を中心とした<磁気と光の相互作用>のデモンストレーション実験教材の学習プログラム開発を発展させた。[電磁波の強さについて学習するプログラムを開発]光・電磁波の透過量(明るさ)は電磁場の振幅の2乗に比例する。これも、可視光からを中心に行った。光源にはスライドプロジェクター、光検出器には太陽電池を用いて、簡単に示す実験教材の開発研究を行った。[偏光状態の視覚化実験教材の開発]光や電磁波が横波として伝わる様子を学習する実験教材を開発・検討する。20年度は光の偏光状態が回転する現象を理解する実験教材を研究した。
制約理論の枠組みによる日本語音韻構造の研究

日本語の音韻構造を(a)アクセント、(b)語順との相関、(c)語の音節構造、(d)レキシコンの構造の4点から考察した。まずアクセントについては、歴史的に挿入された母音(挿入母音)と削除された子音(削除子音)が現在の東京方言に観察される諸アクセント規則においてどのような振る舞いを見せるかを分析し、一部のアクセント規則において挿入された母音が存在しないような振る舞いを見せたり、あるいは削除されたはずの子音が未だに存在しているような振る舞いを見せることを明らかにした。また、このような現象が表層構造を重視する制約理論(最適性理論)の枠組みでは分析することが難しいということをあわせて指摘した。語順との相関については、複合語アクセント規則、複合語短縮、アクセント句形成の3つの言語現象と語順との関係を分析した。まず複合語アクセント規則について、日本語や英語を含む数多くの言語の分析を通し、[修飾部+主要部]・[主要部・修飾部]の語順に関わらず意味的主要部にあたる単語がアクセントを弱化・消去させ、その結果、意味的修飾部のアクセントが複合語全体の統合アクセントとなる傾向が存在することを明らかにした。また、意味的修飾部が音韻的な中心要素となる傾向が日本語の複合語短縮にも観察されることを指摘した。語の音節構造については、幼児語から成人の言葉遊びに至る日本語の言語現象・過程を分析し、一定の音節構造の組み合わせが日本語の広範囲な言語現象に観察されることを指摘した。具体的には、2モーラからなる重音節(長音節)と1モーラからなる軽音節(短音節)の組み合わせ(つまり重音節+軽音節)がもっとも一般的で、逆に軽音節+重音節の組み合わせが忌避される傾向が強いことを明らかにした。語の音節構造とならんで複合語アクセントや短縮語形成における音節の役割についても考察し、これらの現象において非語末性制約(nonfinality)という形で音節が不可欠な役割を果たしていることを明らかにした。最後にレキシコンとの関連においては、日本語のレキシコンが階層を成しており、語種間にみられる音韻的振る舞いの違いが制約という概念によって簡潔に表せることを示した。本研究は、言語を制約の体系として捉えようとする最適性理論(Optima1ity Theory)という新しい言語理論の枠組みにおいて日本語の音韻構造を考察し、日本語の普遍的特性と個別的特性を言語理論・対照言語学の視点から明らかにする一方で、日本語の研究が言語理論の発展にどのように貢献できか検討することを、主たる目的としている。具体的には、音声素性、音節、アクセント、イントネーションの4つの言語現象を最適性理論の枠組みで分析し、それぞれの現象のどの部分が普遍的特性であり、どの部分が言語個別的特性であるかを明らかにする。今年度はおもに音節構造とアクセント及びレキシコン(語彙構造)について研究を行った。音節構造については、日本語においてモーラと音節がそれぞれどのような役割を果たしているかを明らかにし、短縮語形成などにおいて非語末性制約(nonfinality)という形で音節が日本語の記述に不可欠な役割を果たしていることを明らかにした。また、この非語末性制約が複合語アクセントをはじめとするアクセントの現象にも重要な役割を果たしていることを考察した。レキシコンについては、これが階層を成しており、日本語の音韻現象が語種に対して示す違い(たとえば和語や漢語の間の違い)が制約という概念によって簡潔に表せることを示した。

これらの研究と並行して、第1回研究打ち合わせ会議を開催し、音節と素性構造に関する研究の成果を報告・討議しながら、共通する問題点と今後の主要課題を明らかにした。同会議においては、「最適性理論」の提唱者であるAlan Prince教授(アメリカ・ラトガーズ大学)から直接、最適性理論の現状と今後の具体的課題、日本語分析の際の問題点について学んだ。本研究では、現代日本語に見られる母音の長音化と短音化を「語の音節構造」という観点から分析し、幼児語から成人の語形成過程(短縮語、ズージャ語)、オノマトペの強調形に至る一連の日本語の名詞語彙に、共通した音節構造の原理が働いていることを明らかにした。具体的には、日本語の2音節語に「長音節+短音節」という構造を好み、逆に「短音節+長音節」という構造を忌避する傾向が存在する。音節構造の変化という視点からまとめると次のようになる。【単音節化】a.短長→短短:外来語短縮b.長長→長短:ズージャ語,散発的音声現象【長音節化】a.短短→長短:幼児語,ズージャ語,散発的音声現象,オノマトペ強調形b.短長→長長:散発的音声現象c.短→長短:幼児語,ズージャ語d.長→長短:ズージャ語e.長→長長:幼児語f.短長→長短:幼児語(?),ズージャ語全体として、日本語には「長音節+短音節」という音節構造を好み、逆に「短音節+長音節」を避けようとする一般的な原理が働いていることがわかる。つまり、「長+短」という2音節3モーラの構造を好む傾向が幼児の言語に観察され、それと同じ傾向が成人の言語にも、特に規則によって新たに生成される語を中心に認められるのである。本研究では以上の事実を、最適性理論の枠組みで分析し、これらの現象がこの理論的枠組みの中で一貫した分析が可能であること、とりわけ数少ない共通した制約を仮定することによって説明できるあることを明らかにした。日本語の音韻構造を(a)アクセント、(b)語順との相関、(c)語の音節構造の3点から考察した。まずアクセントについては、歴史的に挿入された母音(挿入母音)と削除された子音(削除子音)が現在の東京方言に観察される諸アクセント規則においてどのような振る舞いを見せるかを分析し、一部のアクセント規則において挿入された母音が存在しないような振る舞いを見せたり、あるいは削除されたはずの子音が未だに存在しているような振る舞いを見せることを明らかにした。また、このような現象が表層構造を重視する制約理論(最適性理論)の枠組みでは分析することが難しいということをあわせて指摘した。語順との相関については、複合語アクセント規則、複合語短縮、アクセント句形成の3つの言語現象と語順との関係を分析した。まず複合語アクセント規則について、日本語や英語を含む数多くの言語の分析を通し、[修飾部+主要部]・[主要部・修飾部]の語順に関わらず意味的主要部にあたる単語がアクセントを弱化・消去させ、その結果、意味的修飾部のアクセントが複合語全体の統合アクセントとなる傾向が存在することを明らかにした。また、意味的修飾部が音韻的な中心要素となる傾向が日本語の複合語短縮にも観察されることを指摘した。
産業集積の地域を越えたTFPスピルオーバー効果の分析

本研究では産業集積地域内での各企業、事業所、及び地域間における多面的、かつ広域的なさまざまな生産性スピルオーバー効果の可能性について検証することを目的としていた。研究の結果、産業集積地域内における生産性スピルオーバー効果に関しては、これまでの単純な生産性に対する影響だけでなく、エネルギー効率性に影響を与える可能性について示すことができた。ただし産業ごとに、産業集積がエネルギー生産効率性に与える影響が必ずしも生産性の向上につながるわけでなく、産業の特性、地域の特性が産業集積の生産性スピルオーバーに大きく関係することが明らかになった。本年度は本研究実施のための理論的、実証的な研究サーベイを実施するとともにデータの入手、整理、及び初期的な分析作業を行った。具体的には第一に集積の経済性に関する理論的背景を取りまとめるとともに、現在までの実証分析結果の総括を行った。総括の結果、集積の経済性の企業経営に関する多面的な効果が十分に分析されておらず、エネルギー効率性など様々な重要な影響を明らかにする必要性が確認された。第二に事業所レベル、企業レベルでの生産状況に関するデータ、及び事業所レベルのエネルギー利用状況に関するデータを入手し、現在、企業レベル、事業所レベルにおける生産性分析を行うためのデータセット作成作業を行い、今後の分析を行うための事前分析を行った。2012年単年のみの紙パルプ産業における企業別で作成したデータセットを用い、実際に生産効率性を推計する試みを行った。分析の結果、産業集積地域においては高い生産効率性を示す可能性が示唆されるとともに、一部の産業集積地域においては高いエネルギー生産効率性を示す傾向も示された。また生産効率性やエネルギー生産効率性が必ずしも経営体の規模に依存しない傾向も示された。こうした結果は産業集積の効果が単純に生産効率性のみに影響を与えるのではなく、エネルギー効率などいままで十分に確認されてこなかった経営体の経営に多面的な影響を与える可能性が高い結果を示していると考えられる。今後はデータセット作成作業を順次進めるとともに、本格的に生産性の変化を捉える計量経済分析モデルの検討、構築を開始する予定である。またこれまでの研究により本研究で応用可能な理論的モデルの応用による付随した研究成果や実証分析結果も得ることができた。今年度では本研究の当初の計画に基づき、産業集積による生産性への影響について分析を中心に研究を遂行した。各統計表データの整理、接合を実施し、産業集積指標の作成を行うとともに、各種接合データより、事業所レベルでの生産性の推計を行った。当初の目的である、事業所レベルでのTFP変化の推計とともに、近年重要となるエネルギーに関しても考慮したエネルギー生産効率性の推計を行うことにも成功した。最終的には推計した各種生産性指標と産業集積指標との間で因果関係をシステムGMMを用いて行った。本年度の研究成果としては推計された生産性指標のなかでも、通常の生産性とエネルギーを考慮したエネルギー生産効率性を比較することによって作成したエネルギー効率性について、産業集積指標との関係性があることが、紙パルプ産業、セメント産業を対象とした検証により実証された。とくに紙パルプ産業においては産業集積指標とエネルギー効率性との間に正の関係性が示された。こうした結果はエネルギーを含めた総合的な生産効率向上に産業集積が貢献できる可能性を示唆する結果といえる。一方で本研究成果では地域のインフラネットワークなどより詳細な地域の立地状況を考慮する必要性も示唆され、今後の研究に有益なインプリケーションも得られた。また前述の研究成果を取りまとめ、国内外の学会等で成果を発表し、各分野の専門家などと広く本研究に関して議論を行うことができた。現段段階では当初の目的である、生産性の推計作業、産業集積指標の作成、そして生産性指標と産業集積指標との因果関係の分析まで研究を進捗することができ、途中成果として成果もすでに国内外の学会で発表を行っている。そのためこれまで研究で一定の成果を出すことに成功しており、全体の研究計画も順調に進捗していると考えられる。当該年度では研究計画の最終年度につき、これまでの研究成果に基づき、研究成果のとりまとめ作業を中心に研究活動を行った。これまでの研究により、産業集積の多面的な企業の生産性に対する効果について検証を行うことができ、実際にエネルギー生産性の観点から産業集積がエネルギー生産性に影響を与える可能性を示唆することができた。当該年度ではこうした前年度までの推計結果をもとに、実際に今後の産業集積についての考察や、本研究により新たに示唆された様々な産業集積の要因とその影響可能性について示すことができた。とくに産業集積によりエネルギー生産効率が高まる紙パルプ産業においては、ガスパイプラインや港湾といったさまざまなエネルギー利用の可能性を広げるインフラがある地域への産業集積が進んでいる点や産業集積地内でのエネルギー利用効率を高める施策の実施可能性など、産業集積が発生し、結果としてエネルギー利用を含んだ生産効率性を押し上げる可能性を示唆できた。一方で本研究で取り上げたセメント産業のように、産業特性上の問題により、産業集積がエネルギー生産効率性を上昇させる効果が期待できない産業もあることも分析の結果示された。そうした産業では原材料などの他の産業集積要因の重要性がエネルギーの効率利用という要因よりも高いために、産業集積が総合的な生産性を向上させない可能性があることを考察できた。また地域間のスピルオーバー効果については地域間での生産効率性の相関関係がそれほど十分に高くないが、明確な関係性の実証については今後の課題として引き続き研究を行うことを予定している。当該年度ではこうした研究結果をこれまでの学会等での発表を受けて、改良し、国際学会において研究成果を発表し、当該研究分野の専門家と議論を行うことができた。

最終的には学会等でのコメントも含め、研究成果をワーキングペーパーをとして取りまとめた。本研究では産業集積地域内での各企業、事業所、及び地域間における多面的、かつ広域的なさまざまな生産性スピルオーバー効果の可能性について検証することを目的としていた。研究の結果、産業集積地域内における生産性スピルオーバー効果に関しては、これまでの単純な生産性に対する影響だけでなく、エネルギー効率性に影響を与える可能性について示すことができた。ただし産業ごとに、産業集積がエネルギー生産効率性に与える影響が必ずしも生産性の向上につながるわけでなく、産業の特性、地域の特性が産業集積の生産性スピルオーバーに大きく関係することが明らかになった。データの入手、整理作業が若干遅れているものの、分析モデルについての検証など前倒しにできる研究作業を随時実施行うことができたため、概ね予定通り進展している。今後の研究としては現段階での研究成果を国際的な学術誌へ投稿するための準備を行うとともに、企業間でのTFPスピルオーバーを検証するための実証分析を追加的に行う予定である。現段階ですでに生産性の推計作業など、主要となるデータ分析は終了しているものの、研究を進める過程で、空間計量分析などの新たな方法を応用することで、より発展的な結果を得られることが推察されるようになった。そのため残された期間内でできる限り、新たな分析手法を応用し、より有用な研究成果を得るために、研究協力者や各専門家などとの協力のもとに課題の解決を図るように研究上の工夫を行うことを予定している。環境経済学、産業組織論膨大なデータの整理が必要であり、今後もデータ整理作業を引き続き実施するとともに、生産性分析を行うためのプログラムの拡張作業、及び推計された生産性の分析モデルの検討、構築作業を行う。次年度使用額が発生した理由としては、当初予定していた国際学会参加旅費が想定よりも多少少ない金額で済んだために、生じた。第1に本分析で使用するデータ入手が遅れたために、データ整理作業自体も遅れ、購入を予定していたデータ整理や保存に必要となる機材(PC等)の調達を見送ったため、支出額が減少した。また同様の理由からインタビューや研究打ち合わせを一部延期したことも支出額を予定より減少させた。次年度使用額については、当初の想定より研究補助作業量が多くかかることが見込まれるために、研究補助作業者に対する人件費・謝金として費目間流用を行い、より確実な研究進捗、最終的な結果の取りまとめに有効的に活用することを想定している。本年度ではデータの入手が終わり、すでに整理作業を開始している。そのため順次、必要となる機材の購入を行うとともに、研究進捗に合わせてインタビュー、打ち合わせを実施する。そのため前年度発生した次年度使用額については、本年度で使用する予定である。
細胞運動と脳発生におけるPDK1-Akt経路の活性化と機能

正しい神経回路の構築には、形態や機能の異なるニューロンが正確に特定の場所に配置されることが必須である。発生過程においてニューロンは一定速度で移動するのではなく、移動と滞留を周期的に繰り返す独特の移動様式を示す。すなわち、まず中心体が伸長突起内を進行方向に移動し(ステップ1)それに遅れて核が追いつく(ステップ2)という過程を繰り返し移動する。核-中心体カップリングと呼ばれるこの現象はニューロンに共通した特徴的な細胞移動の基盤であると考えられているが、分子メカニズムは未だ不明であり、特にステップ1に関してはこれまで関与する分子も全くわかっていなかった。我々はPDKI経路を抑制することにより、移動ニューロンの核と中心体の距離が縮まりニューロン移動が遅くなることを見出し、この経路が上記のステップ1に関与する可能性を初めて示唆した。すなわち、PDK1の脳特異的コンディショナルノックアウトマウスを作製したところ、(1)大脳新皮質ニューロンの移動が遅くなる事が、BrdUラベルによるBirth date analysis、GFP発現プラスミドの子宮内導入によるタイムラプスイメージングによって明らかになり、(2)さらに皮質内での移動ニューロン中の核と中心体の距離を測定した所、短くなっている事が明らかになった。これらの表現型は優性抑制型Aktを大脳新皮質神経幹細胞に子宮内導入する事によっても得られたので、PDK1の下流因子のうちAktが重要である事がわかった。Aktの下流で細胞の極性や移動に重要と考えられているGSK3については、Aktによるリン酸化部位の変異を導入したノックインマウスを用いてもニューロン移動に影響がなかったため、Aktがニューロン移動を制御する際のターゲットはGSK3以外である事も明らかになった。現在PDK1-Akt経路がいかなるメカニズムでニューロン移動を制御しているのかを検討中である。我々は以前にPD6Fによる繊維芽細胞の運動性上昇にAktが必須の役割を果たすことを報告した。Aktの活性型は移動中の細胞の前方(先導端)に局在し、前後の極性の確立と維持に働くことも明らかになった。このような前後の極性形成は、癌細胞が浸潤する際にも貢献する可能性が十分に考えられる。しかしながらこのときAktがいかなるメカニズムで細胞の前後極性形成を引き起こすかは明らかではなかった。本研究において、Aktとその活性化因子PDK1がP13キナーゼからのシグナルのポジティブフィードバックに関与することを示した。このポジティブフィードバックは移動細胞の先端部で観察され、Aktシグナルを抑制すると細胞の前方に特徴的なラフリング膜等の構造が阻害された。さらにAktは細胞の後方を規定するRhoと互いに抑制しあうことを示す結果を得た。このPI3K-Akt経路のポジティブフィードバックとRhoとの相互抑制は、細胞の前後極性の確立メカニズムを説明しうると考えている。長い距離を移動する繊維芽細胞等の細胞においては、前後極性の維持に微小管が関与することが知られている。しかし、細胞外のシグナルに応答していかなるメカニズムで微小管が配向するのかについては不明であった。本研究において、細胞の前後極性の確立に関わるAktが、その後の微小管の安定化に重要な役割を果たす事を明らかにした。Akt活性を抑制すると配向を持った微小管の重合が阻害され、また活性型Aktを発現するだけで安定な微小管の量が上昇した。さらにこの際のAktの基質について検討中である。正しい神経回路の構築には,形態や機能の異なるニューロンが正確に特定の場所に配置されることが必須である。発生過程においてニューロンは一定速度で移動するのではなく,移動と滞留を周期的に繰り返す独特の移動様式を示す。

すなわち,まず中心体が伸長突起内を進行方向に移動し(ステップ1)それに遅れて核が追いつく(ステップ2)という過程を繰り返し移動する。核-中心体カップリングと呼ばれるこの現象はニューロンに共通した特徴的な細胞移動の基盤であると考えられているが,分子メカニズムは未だ不明であり,特にステップ1に関してはこれまで関与する分子も全くわかっていなかった。我々はPDK1経路を抑制することにより,移動ニューロンの核と中心体の距離が縮まりニューロン移動が遅くなることを見出し,この経路が上記のステップ1に関与する可能性を初めて示唆した。すなわち,PDK1の脳特異的コンディショナルノックアウトマウスを作製したところ,(1)大脳新皮質ニューロンの移動が遅くなる事が,BrdUラベルによるBirth date analysis,GFP発現プラスミドの子宮内導入によるタイムラプスイメージングによって明らかになり,(2)さらに皮質内での移動ニューロン中の核と中心体の距離を測定した所,短くなっている事が明らかになった。これらの表現型は優性抑制型Aktを大脳新皮質神経幹細胞に子宮内導入する事によっても得られたので,PDK1の下流因子のうちAktが重要である事がわかった。Aktの下流で細胞の極性や移動に重要と考えられているGSK3については,Aktによるリン酸化部位の変異を導入したノックインマウスを用いてもニューロン移動に影響がなかったため,Aktがニューロン移動を制御する際のターゲットはGSK3以外である事も明らかになった。現在PDK1-Akt経路がいかなるメカニズムでニューロン移動を制御しているのかを検討中である。
紅藻ソゾ属の臭素代謝物の単離・同定とRIイメージング法を用いた代謝機構の検討

<研究目的>・本研究は、紅藻ソゾ属における臭素代謝機構の検討のため、放射性臭素Br-80を用いた新規化合物の探索、分子イメージング手法を用いた生体内分布の解明等を予定していた。しかし、Br-80の唯一の供給元である日本原子力研究開発機構による生産が当初アナウンスから大幅に遅れ、現在も停止状態である。このため、同族体である放射性ヨウ素を用いて、臭素-ヨウ素置換体の生合成やその生体内分布を検討することによって、ハロゲン代謝機構の知見を得、ヨウ素置換体による新たな研究手法を検討することを目的とした。<研究方法><研究成果>分子イメージング手法を用いた検討により、ヨウ素化合物が生長点に集積することが分かった。これらの成分について、TLC-IP分析、HPLC-放射能分析およびLC/MS分析を実施した結果、数種類のヨウ素化合物の存在が示唆された。これらの結果から、臭素欠乏状態では、組織の成長に伴いヨウ素化合物が生合成されることが示唆された。ソゾ属における臭素代謝を検討する場合、放射性臭素を用いる手法が有効であることは既に報告した。しかし、放射性ヨウ素を用いたヨウ素代謝物の研究例はほとんどない。ヨウ素化合物の構造決定やその生理活性、元素選択性等、今後検討する部分は多いが、容易に入手できる放射性ヨウ素と従来本分野に応用されることのなかった分子イメージング法を用いた本手法が、臭素を含むハロゲン代謝機構の解明や新規化合物の探索に有用であることを示すことができた。
マクロファージの潜在的骨形成促進能を利用した骨再生担体の開発

申請者らはこれまで、リン酸オクタカルシウム(OCP)とブタ皮膚由来1型コラーゲン(Col)の複合担体(OCP/Col)が優れた骨再生材料となり得る知見を得て来た。また、マクロファージ(Mφ)が試適濃度の細胞外カルシウム(Ca)によって、骨形成因子として知られるbonemorphogenic protein-2(BMP-2)の発現、分泌を促進するという知見を得た。本研究は、局所Caの濃度調節を可能にするリン酸カルシウム系骨再生担体を開発し、担体周囲に存在するマクロファージの潜在的骨形成能を賦活化することで、既存の骨再生担体を超える新規骨再生材料の開発を目的している。申請書に記載したOCP・DCPD/Colは、ラット頭蓋冠骨欠損モデルにて骨形成を評価したところ、OCP/Colに比べ骨形成が乏しい結果を得た。また昨年度の原因究明目的として行った実験から、適度な溶解性を具備するCaPの必要性を示唆された。そのため、今年度は溶解性を高めたOCPを含有するCol担体の作成を視野に入れた、Nano OCPの合成方法の確立と、顆粒径を縮小したOCP/Colの作成・評価を中心に実験を行った。以下NanoOCP合成を記載する。既存の合成方法(申請書参照)では,1μm以下の合成は困難である。そのため、すでにヒドロキシアパタイト粒子径の低下が報告されている、W/O emulsion内での析出方法(Furuzono,et al 2001)を応用し、OCP合成を行った。溶媒、界面活性剤にはDodecanおよび、Pentaethylene glycol dodecyl etherを持ちいて、合成、粒径解析を行った。OCPが合成される60度においては、W/O emulsionは作成されず、乳白色を呈する溶液内での析出であったが、SEM像において,300-500nmの粒子像が認められた。XRD所見からは、OCP特有の100面(4.7度)のピークが確認され、Nano OCPの合成が可能であった。今後、更に粒子径を低下条件探索後、溶解実験を経て、骨形成脳実験を遂行する予定である。これは、主に材料吸収性に着目されていたMφが、局所Caの濃度を調節する事でBMP-2の供給源として積極的に骨形成に参加させうる可能性を示唆している。そこで本研究は、局所Caの濃度調節を可能にするリン酸カルシウム系骨再生担体を開発し、担体周囲に存在するマクロファージの潜在的骨形成能を賦活化することで、既存の骨再生担体を超える新規骨再生材料の開発を目的している。本年度は、申請書の研究実地計画におけるOCP-DCPD/Colの作成・材料学的評価と、骨形成能の評価を行った。局所Ca濃度の制御は、適度な生体内溶解性を示すDicalcium phosphate dihydrate(DCPD)をOCP/Col複合体に混合する事で調節した。申請書に記載した、OCP-DCPD/Colを作成し、ラット頭蓋冠骨欠損モデルに埋入後、骨形成を評価した所、OCP/Colに比べ骨形成の減少が認められた。これらの結果は、OCP-DCPD/Colの複合方法に改善の余地が残されている事を示す。そのため、原因の解明を目的として、1)DCPD/Col(申請書におけるOCP-DCPD/Colの混合比(0:10:3)に当る)の擬似体液中の挙動の解明。2)DCPDの最適な細胞親和性をもたらす複合化条件の探索(DCPD上でのMφの培養実験)を行った。その結果、DCPD/Colは擬似体液に浸漬時、Col表層へのbone like apatiteの顕著な析出を認めた。これは、DCPDはColに被覆されても、CaをCol表層まで溶出している事を示す。一方、細胞親和性の実験においては、DCPD単体では溶解性が強く培地のPHの低下を招くことでMφに対して細胞毒性に働いた。しかしながら、DCPDを培地に12時間前培養する事で、急激な溶解を阻害し、細胞生存率の上昇が認められる事を明らかにした。以上の結果を踏まえた、新たなOCP-DCPD/Col合成法を用いて、現在実験を続行中である。

申請書に記載したOCP・DCPD/Colは、ラット頭蓋冠骨欠損モデルにて骨形成を評価したところ、OCP/Colに比べ骨形成が乏しい結果を得た。また昨年度の原因究明目的として行った実験から、適度な溶解性を具備するCaPの必要性を示唆された。そのため、今年度は溶解性を高めたOCPを含有するCol担体の作成を視野に入れた、Nano OCPの合成方法の確立と、顆粒径を縮小したOCP/Colの作成・評価を中心に実験を行った。以下NanoOCP合成を記載する。既存の合成方法(申請書参照)では,1μm以下の合成は困難である。そのため、すでにヒドロキシアパタイト粒子径の低下が報告されている、W/O emulsion内での析出方法(Furuzono,et al 2001)を応用し、OCP合成を行った。溶媒、界面活性剤にはDodecanおよび、Pentaethylene glycol dodecyl etherを持ちいて、合成、粒径解析を行った。OCPが合成される60度においては、W/O emulsionは作成されず、乳白色を呈する溶液内での析出であったが、SEM像において,300-500nmの粒子像が認められた。XRD所見からは、OCP特有の100面(4.7度)のピークが確認され、Nano OCPの合成が可能であった。今後、更に粒子径を低下条件探索後、溶解実験を経て、骨形成脳実験を遂行する予定である。
バルク状Zr水素化物の創生と破壊挙動解析

水素脆化した軽水炉燃料被覆管の健全性評価のため、本年度はまず、応力下におけるZr合金中の水素拡散挙動を実験的に評価することを試みた。明確な水素の拡散は観察されなかったものの、今後の研究に必要な装置・知見・技術が整備され、課題も明らかとなった。次に、有限要素法解析によって、被覆管における温度・応力・ひずみ分布を熱-応力連成解析から計算し、また破壊評価線図を用いて破損に至る内圧を評価した。内圧の増加によって特に円周方向応力が増加し、強い引張応力が被覆管全般にわたって生じた。半径方向応力は円周方向に比べると小さいものの、被覆管内面側で大きい値をとり、この影響によって塑性ひずみ量はいずれも被覆管内面で大きくなった。また、相当塑性ひずみ量が1%となる内圧は30MPaと見積もられた。き裂先端近傍では強い円周方向の引張応力のため、負の静水圧応力が生じた。さらに、破壊評価線図から、50μm以上のき裂ではほぼき裂の進展によって破壊に至ると考えられる。そして、この温度と応力分布から、被覆管における水素の拡散挙動を評価した。き裂先端近傍の数十・mの範囲においてのみ、水素は静水圧応力分布に従って分布すること、水素の拡散は速やかに起こり、き裂先端近傍では1秒程度のごく短時間で水素濃度が10%程度増加することなどが見出された。また、浅いき裂もしくは内圧が小さいときはほぼ10秒程度で水素の拡散が収束した。水素濃度の増加率およびその範囲はき裂深さおよび内圧に依存しており、時間依存性も含め静水圧応力の分布が水素拡散挙動に対する主要因であるといえる。さらにき裂が進展するために要する時間を仮定によって求めた結果、き裂が進展するのに要する時間はき裂深さとともに指数関数的に減少し、き裂深さや内圧によって到達できる水素濃度変化率が決まり、また拡散はごく短時間で収束するため、数分以内のごく短時間に破損するか、あるいは進展が全く起こらないかの2通りに分かれた。以上より、BWRの燃料のRX材Zry-2に見られる水素化物遅れ割れ現象を模擬する手法の基礎を確立した。欠陥のないバルク状のジルコニウム、チタンおよびイットリウム水素化物・水素固溶体を作成するテクニックを確立し、物理化学的特性、機械的性質を測定した。また、これらの特性の挙動を説明するため分子軌道計算を行った。その結果・ジルコニウム水素固溶体は水素量とともに軟らかくなることが分かった。その原因は、固溶水素による金属結合力の減少に起因すると、電子状態計算の結果から考えられる。・水素固溶量とともにクリープ速度が増加する原因は、クリープ機構の変化ではなく、弾性率の低下によるものであることが明らかとなった。・チタン水素化物及び水素固溶体はジルコニウムと同様の挙動を示したが、イットリウムについては異なっており、IV族金属に特有の現象であると考えられた。また、本研究で試験したジルコニウム、チタンおよびイットリウムは周期表で隣接していて、それらの金属と水素化物が同じ結晶構造を持っている。それら性質の水素含有量にともなう変化をそれぞれの金属と水素の電気陰性度の差で説明することが出来た。