hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コミュニケーションのセッティング・スイッチ・マーキングとしてのゲイジングの研究

「見せる視線」の最も精巧のものは日本手話の文法機能をもつ視線である(視線によって文の意味が変わる)。代表者は「見つめ合う視線」が「見せる視線」に転換したものがあることを発見した。それは手話の話法(他者の言動を述べるときのロールシフト)から、話者対受け手にチャンネルがかわるときの双方が「見つめ合う視線」や、落語で芝居がとぎれ、観客にト書きのような説明をする場合の観客に向ける視線である。これをセッティングスイッチマーキングのためのゲイジングと定義した。本研究は手話、演劇、舞踊、落語等を分析し、セッティングスイッチマーキングとしての視線があることを示すとともに、それぞれジャンルによって使い方が違うのかも調べる。今年度は手話に酷似した手や顔や視線の規則を持っているインド舞踊を手話者に覚えさせる実験を行った。その結果、手話者はインド舞踊の模倣をするときに、無意識で視線を規則の一部と認識していることがわかった。ろう者でも第一言語が「日本手話」でない人はインド舞踊の視線に気づかず、模倣をするときも視線を動かすには至らなかった。フィリピンの二地方でろう者の手話を収集することができた。学校に通う人と教会の信者の協力を得たが、学校の生徒には成人するまで学校に通うことができなかったという貧困な人々もおり、彼らの手話は教育による手話とは限らない。子どものころからろう学校に通っていた人との比較はかなり重要な資料となる。一方、親もろう者であれば手話の視線の規則が獲得されていると考えてよい。日本手話と同様で視線はネイティブサイナーしか巧みに使わないとすれば、ネイティブサイナー独特のゲイジングの規則は日本手話のそれと似ている、あるいは同じである可能性が高い。またインド舞踊の視線も収集できた。クラッシックバレーや舞踏の視線についても専門的な知識が得られた。落語の視線も検討し、文学上では同じメカニズムがあるかどうかも専門家である分担研究者が検討している。明かにセッテイングのスイッチマーキングが目視でわかるものも多いため、今後は資料を増やしていき、測定にこだわるよりも、より抽象的なレベルの視線を、文学等も含め考察していきたい。特に暗黒舞踏の見ていないと感じさせる視線については、本研究の想定を超えたもので、新たな発見につながる可能性が出てきた。これは手話の会話の中で、どの言語記号でもなく、表出せず、考えているときの視線と同種のものかもしれない。そして、これは見つめられてもいないし、何かを指し示されているわけでもないという、聞き手にしてみれば話者に一旦引き離されたことを意味する視線の存在を教えているのかもしれない。手話については、手話者の教育環境、家族環境(親も手話者であるネイティブサイナーかどうか)も考慮しながら、得られた資料を分析する。またインド舞踊の単語を真似させたとき、視線も含んで再現できる人は聞こえる人には少なく、ネイティブサイナーは気づかせなくても視線も含めて覚えていることがわかったため被験者を増やして、結論を出したい。
光学式トラッキング装置を用いた腫瘍検査のための画像自動重ね合わせシステムの開発

PETとMRI画像との画像重ね合わせのためのシステムの開発を行った。MRI装置は非常に高い磁場環境下にあり、既存の光学式トラッキング装置を使用できない。そこで、安価なUSBカメラを2台使用した。2台のUSBカメラを固定するための固定治具および、カメラのキャリブレーション用の治具を設計、製作した。これらの治具は非磁性体でできており、強磁場下でも利用できるようにした。また、2つのカメラから得られた画像から三次元的な位置把握のためのソフトウェアを開発した。本ソフトウェアではDirect Linear Transform法を利用し、どのようなカメラ配置でも、三次元的な位置が求められるようにした。このシステムの評価のために、胸部模擬ファントムを使って検証を行った。胸部模擬ファントムに、MRIに感度の高いGd造影剤を入れ、また、ターゲットとなるマーカーをファントム表面に設置し、そのファントムをMRI装置内に置き、MRI装置による撮像を行い、マーカーの三次元的な位置を、本システムおよび光学式トラッキング装置で観測した。そのファントムを、続いて、PET装置に移動し、PET装置においても、同様に撮像、およびマーカーの観測を行った。この結果、本システムは光学式トラッキング装置に比べ、精度は劣るものの、良好な位置合わせが可能であった。USBカメラを使うことにより、非常に安価に、また、さまざまなモダリティにおいて利用できる医用画像重ね合わせシステムの可能性が示された。光学式トラッキング装置で、体幹部の動きをモニターするために、体幹部用のターゲットを設計し、ファントム実験を行って、その検出精度を評価した。また、そのターゲットを用いて、大阪大学において、心臓のPET検査中の被験者の動きをモニターした。正常被験者に対して、O-15水を用いた心筋血流検査を2回行った。1回目と2回目の間に、被験者を固定するベットを30mm移動した。この2回の撮像で得られた画像を用いて、心筋血流量を定量した。動き補正を行わないと、一回目の撮像に比べ、2回目の心筋血流量は、88%の過大評価をしたが、動き補正をすることにより、2回目の心筋血流量は1回目とほぼ同様な値となった。この結果により、動き補正が頭部以外の部位においても、動作することが実証された。体幹部の動き補正の精度をさらに上げるために、PETの吸収補正に関しても動き補正を行うソフトウェアの開発を行った。これにより、トランスミッション撮像(吸収補正用撮像)中とエミッション撮像中の間に、大きく被験者が動いた場合でも、動き補正が行えることが予想される。それを実証するために、複数の正常被験者を用いて、PET撮像を行った。また、PETの画像再構成、及び動き補正のためのプログラムの整備を行った。大量のデータを、高速に処理するために、7台のPCを用いたクラスタコンピュータを用いて、並列処理が可能なソフトウェアの開発も行った。これにより、最大で7倍の処理速度向上が期待される本年度は、本研究の目的であるマルチモダリティの重ね合わせのうち、PETとMRIの画像重ね合わせに関して、基礎的検討および動物実験を行った。MRIとPETとの重ね合わせを行うために、光学式トラッキング装置が高磁場な環境であるMRI室で利用できるか検証した。光学式トラッキング装置をMRI室の複数の場所に置き、正常にデータが収集できるかを確認した。その結果、MRIボアから2mほど離れていれば、データは正常に収集できることを確認した。そこで、MRIのガントリにリファレンスマーカーを設置し、その校正をMRIガントリ内でも使用できる専用の校正ジグを用いて行った。リファレンスマーカーはPET側にも装着し、これらリファレンスマーカーと光学式トラッキング装置を用いて、MRIとPETの重ね合わせが行えることを確認するためのファントム実験を行った。ファントムには、複数の点線源を配置できるようになっており、MRI撮像時には、ガドリニウム造影剤を、PET撮像時には、F-18溶液を、点線源に注入し、その位置を両モダリティで測定した。その結果、2つのモダリティ間の誤差は数mmであり、良好な結果を得た。ブタを用いた動物実験を行った。ブタ食道に、癌を模擬した線源を配置し、MRIを撮像する際は、日本茶を、PETを撮像する際は、FDGをその線源に注入し、両モダリティでブタの撮像を行った。その結果、2つのモダリティで得られた画像はよい一致を示した。さらに、MRIのような高磁場な環境においても、位置のトラッキングが行えるように、さらに、安価なトラッキング装置を目指して、USBカメラを2つ用いたトラッキング装置の開発を始めた。

胸部模擬ファントムに、MRIに感度の高いGd造影剤を入れ、また、ターゲットとなるマーカーをファントム表面に設置し、そのファントムをMRI装置内に置き、MRI装置による撮像を行い、マーカーの三次元的な位置を、本システムおよび光学式トラッキング装置で観測した。そのファントムを、続いて、PET装置に移動し、PET装置においても、同様に撮像、およびマーカーの観測を行った。この結果、本システムは光学式トラッキング装置に比べ、精度は劣るものの、良好な位置合わせが可能であった。USBカメラを使うことにより、非常に安価に、また、さまざまなモダリティにおいて利用できる医用画像重ね合わせシステムの可能性が示された。
認知症介護者における介護ストレスと介護に対する意味付け

認知症介護者の介護負担感には、多くの介護者に共通する負担感と、個々の介護者のおかれた状況や介護者の特性等によって受け止め方に差がある負担感がある。仮に患者の認知機能やBPSDの程度が一定であったとしても、介護者の負担感には差がある。本研究では、認知症の介護負担感のなかで、どの介護者にもおおむね共通する要素と、個々の介護者によって程度が異なる要素を明らかにした。対象は熊本大学医学部附属病院認知症専門外来を受診した認知症・軽度認知障害の患者301名とその家族である。認知機能、ADL,認知症の行動・心理症状(BPSD)等から予測される介護負担感(J-ZBI)よりもJ-ZBI得点が高い上位25%を高負担群、低い25%を低負担群として、その中間を中負担群とし、3群間でJ-ZBIの下位項目得点を比較した。その結果、「介護のために自分の時間が十分にとれない(η2=0.34)」「思い通りの生活ができない(η2=0.32)」などで群間差が大きく、「将来どうなるのか不安(η2=0.10)」「患者さんはあなただけが頼り(η2=0.10)」では差が小さかった。介護者が子の場合、「家事や仕事もありストレスだ」「介護のために自分の時間が十分にとれない」などの項目で差が大きく、介護者が配偶者の場合、「介護のために体調を崩したと思ったことがある」で差が大きかった。介護負担感を強く感じている介護者は、特に時間的制約に関して強い負担を感じており、特に介護者が子である場合その傾向が顕著であった。仕事や育児等と介護の両立、複数の者の介護など、時間的な余裕がない状態で介護を行っている人に対する積極的な支援が必要である。一方で、患者から頼られているという負担感や患者の将来への不安は介護者におおよそ共通してみられるものであった。今年度中に分析し学会発表を行うことができた。おおむね順調に進展している。初年度の研究成果をもとに、残りの2年間で、認知症介護者の希死念慮に関する研究、および介護に対する肯定的意味付けに関する分析・検討を進める。初年度は次年度以降よりも多めに予算を計上していたが、今年度予定していた研究の一部を次年度に行うこととしたため、一部次年度使用額が生じた。
超過濃メタン火炎の高速クエンチングによる高効率C_2生成

天然ガスは、現在わが国において約95%以上が電力、燃料用という偏った形態で消費されているが、他の炭化水素系エネルギ-資源の石油、石炭との相互補完という観点から、化学工業用原料として利用拡大を計ることが重要である。本研究は、触媒寿命などの点から限界視されているメタンの酸化カップリングに代わる反応ル-トとして、超過濃メタン火炎の高速クエンチングによるC_2生成法を提案し、メタンからC_2成分への転化を最大とする反応条件を見い出すことを目的として行った。1.メタンの過濃側可熱限界の拡張通常のメタン燃焼の過濃側可燃限界当量比1.6を4.0程度まで限界拡張するため、本研究では、燃焼熱を輻射熱形態で効率よく炉内熱循環しうると考えられる多孔体セラミックを用いた炉内燃焼法を採用して実験的検討を行った。具体的には当量比を変化させた燃焼条件下での、燃焼温度及び燃焼生成物を測定し、燃焼の安定性を含めた基本的燃焼特性について検討した。その結果、当量比2.0で表面温度は1000K程度の燃焼を維持できたが、多孔体セラミックの表面温度が過濃側可熱限界に大きく影響することから、さらに限界を拡張するために、輻射熱の有効利用ができる対向流型多孔体セラミックス燃焼器の利用を検討中である。2.燃焼生成物についての検討燃焼生成物については、本研究では、当量比1.8付近でC_2H_4が0.1%、C_2H_6が0.05%生成する結果が得られた。さらにC_2成分の生成を促進させるには、C_2成分の前駆体CH_3ラジカルを増加させる必要があり、反応プロモ-タ-としてのC_3H_8、H_2などをメタンに予混合し、C_2転化反応への促進効果について検討を行う予定である。また、反応途中で火炎を速やかにクエンチングすることで、CH_2ラジカルの重合によるC_2転化の高効率化も考えられるので、今後検討を行う予定である。
疾患・感染症関連糖鎖を認識する人工低分子レセプターの創製と細胞機能制御への応用

本研究課題では、疾病関連糖鎖を選択的に認識する低分子レセプターと特定波長の光照射下、標的糖鎖を光分解することで細胞機能を制御する新たな人工生体機能分子の創製研究を行い、結核菌糖鎖を選択的に認識し、光分解することで結核菌の増殖を制御する人工生体機能分子の創製を達成した。さらに、ガン転移に関与する糖鎖を認識する低分子レセプターの創製研究を行い、今後の人工生体機能分子の開発に向けた新たな指針を得た。第三の生命鎖としての糖鎖の重要性が明らかになるにつれ、生理活性糖鎖の機能を人為的に制御する新技術の開発と応用は、次世代の医療分野を含む生命科学において極めて重要である。本研究では、がんの転移や結核菌の生存に深く関与する生理活性糖鎖を選択的に認識し、特定波長の光照射下、その標的糖鎖を光分解することで細胞機能を制御する新たな人工生体機能分子の創製を目的とし研究を行った。研究の初年度である本年度は、研究実施計画に従い、以下の2つの研究項目を行った。1、結核菌の細胞壁構成糖鎖ガラクトフラノシド(Galf)を標的とする人工生体機能分子の創製研究では、まず、当研究室で見出された、長波長紫外光の照射下、糖鎖を光分解するアントラキノン誘導体と、Galfが有する鎖状1、2ジオールと共有結合可能なボロン酸とを連結したハイブリッド分子をデザイン、化学合成した。さらに、本分子の各種糖鎖に対する結合定数を算出したところ、Galfに対して強い結合能を有すること、また、本分子が、ブラックライトの光照射下、Galfを選択的に光分解することを見出した。さらに、本分子が、Galfを細胞壁に有する結核菌の増殖を、光照射選択的かつ効果的に抑制することを見出し、本分子が細胞壁を光分解することで結核菌を死滅させる新たな人工生体機能分子であることを実証した。2、ガン転移関連糖鎖を認識する人工レセプターの創製研究では、基礎研究として、シアリルルイスA(sLe^a)の部分構造であるシアル酸を認識する低分子レセプターの創製を目指した。すなわち、N-アセチル基と水素結合可能な1級アミド、グリセロール側鎖と結合可能なボロン酸、及びカルボン酸とイオン結合可能なグアニジノ基を有する低分子をデザインし、現在、鍵中間体までの合成を達成している。来年度は、sLe^aに対するレセプター分子の創製と細胞機能制御への応用に取り組む予定である。第三の生命鎖としての糖鎖の重要性が明らかになるにつれ、標的糖鎖の機能を人為的に制御する新技術の開発と応用は、次世代の医療分野を含む生命科学において極めて重要である。本研究では、がんの転移や結核菌の生存に深く関厚する生理活性糖鎖を選択的に認識し、特定波長の光照射下、標的糖鎖を光分解することで細胞機能を糊御する薪たな人工生体機能分子の創製を目的とし研究を行った。前年度は、長波長紫外光の照射下、結核菌の構成糖鎖ガラクトフラノシド(Galf)を選択的に認識し、かつ光分解することで結核菌の増殖を効果的に抑制するアントラキノンーボロン酸ハイブリソド分子の創製に成功している。そこで本年度は、前年度の結果と研究実施計画に従い、以下の2つの研究項貝を行った。1、長波長紫外光より光毒性が低い可視光照射下、Galfを選択的に光分解する人工生体機能分子の創製概究では、光感受性分子としてフラーレン類に着目し、フラーレンーボロン酸ハイブリッド分子をデザイン・合成した。次に、本分子の各種糖鎖に対する結合能と可視光照射下における光分解活性を評緬した結果、本分子が標的糖鎖Galfを選択的に認識し、かつ効果的に光分解する人工生体機能分子であることを明らかにした。2、ガン転移関連糖鎖を認識する人工低分子レセプターの創製研究では、シアジルルイスA(sLe^a)の部分構造であるシアル酸を認識する低分子レセプターとして、シアル酸側鎖と結合可能なボロン酸と、シアル酸のカルボキシル基とイオン結合可能なグアニジノ基を併せ持つ分子をデザイン・合成した。次に、シアル酸に対する結合能を評緬した結果、合成した分子のシアル酸に対する親和性が、グアニジノ基を有さないフェニルボロン酸と比べて、2-3倍程度向上することを見出した。今後は、更なる親和性と選択性の向上を指向し、新たな分子デザインと合成を行う予定である。
ヒトオーファンカルボキシルエステラーゼの薬物動態および毒性発現における関与

ヒトアリルアセタミドデアセチラーゼ(AADAC)が肝毒性や腎毒性が副作用として報告されている前立腺癌治療薬フルタミド、解熱鎮痛薬フェナセチン、抗結核薬リファマイシンの加水分解を触媒することを明らかにし、薬物代謝においてもAADACが重要であることを明らかにした。また、HNF4・、SHP、FXRなどの転写因子および核内受容体を介して胆汁酸によりAADAC発現量が低下することが明らかとなった。ヒトアリルアセタミドデアセチラーゼ(AADAC)は癌原性物質2-アセチルアミノフルオレンを加水分解する酵素として単離されたが、薬物代謝の面において研究がなされていない。前立腺癌治療薬フルタミドは副作用として稀に起こる肝障害が問題となっており、推定されている発症メカニズムの最初のステップが加水分解反応である。多くの薬物の加水分解に関与することが知られているカルボキシルエステラーゼ(CES)がこの反応を触媒しないことが報告されているため、フルタミドの加水分解を担う酵素がAADACではないかと考え、解析を行った。AADAC、CESIA1、CESIA2およびCES2のバキュロウイルス発現系を作製し、フルタミド加水分解酵素活性を測定した結果、AADACのみがフルタミド加水分解酵素活性を示した。ヒト肝ミクロソーム(HLM)とAADAC発現系を用いたフルタミド加水分解酵素活性に対する阻害実験、様々な臓器におけるAADAC発現と加水分解酵素活性の有無の比較や個人HLMにおけるAADACタンパク質発現量と加水分解酵素活性の相関実験からもAADACがフルタミド加水分解反応を触媒する主な酵素であることを明らかにした。フルタミドの他に、解熱鎮痛薬フェナセチンも加水分解産物と腎毒性の関連が報告されており、現在はその毒性を理由に使用されていない。しかし、フェナセチンの構造類似体であるアセトアミノフェンは現在も臨床で使用されており、体内で加水分解反応が起こりにくいと考えられている。本実験ではAADACがフェナセチンの加水分解反応を触媒する主要酵素であることを明らかにし、AADACはHLMと同様にアセトアミノフェンの加水分解能が非常に低いことも明らかにした。このようにAADACのフェナセチンとアセトアミノフェンに対する基質特異性の違いが毒性発症頻度に影響を与えていることが考えられた。以上、本年度はAADACがフルタミドやフェナセチンの加水分解反応の主要酵素であることを明らかにし、毒性発現において重要な酵素である可能性が示唆された。ヒトアリルアセタミドデアセチラーゼ(Arylacetamide deacetylase : AADAC)は前変異原性物質やコレステロールエステルなどの脂質を加水分解する酵素として知られていた。本研究において、組み替えヒトAADAC発現系を用いて酵素活性が認められるか否かを測定した検討や発現系とヒト肝ミクロソームにおける酵素活性の速度論的解析および阻害効果を比較した検討により、前立腺癌治療薬フルタミド、解熱鎮痛薬フェナセチン、抗結核薬リファマイシンの加水分解をAADACが担うことを明らかにし、薬物代謝においてもAADACが重要であることを明らかにした。フルタミドおよびフェナセチンは加水分解代謝物が肝毒性および腎毒性に関与することが報告されている。また、リファマイシンは様々な薬物代謝酵素誘導能や細胞毒性を有していることが知られているが、加水分解代謝物はこれらの性質をほとんど示さなかった。これはアデノウイルスの有する感染能を用いてAADACを過剰発現させたヒト肝癌由来細胞HepG2細胞にリファンピシンを処置すると酵素誘導能や細胞毒性が減少したことにより支持された。このように毒性学的にAADACは重要であるため、AADAC発現量の体内変動は薬物毒性発現に大きな影響を与えることが考えられた。AADACは脂質代謝に関与することから脂質により制御を受ける可能性を考え、ヒト肝癌由来細胞であるHuH7細胞に胆汁酸のケノデオキシコール酸を処置したところAADAC mRNA発現量の低下が認められた。ルシフェラーゼアッセイ、ゲルシフトアッセイなどの手法を組み合わせて、AADAC遺伝子の5'-上流領域には転写因子hepatocyte nuclearfactor (HNF) 4αの結合領域が存在し、HNF4αの機能を抑制するshort heterodimerpartner (SHP)の発現をケノデオキシコール酸がfarnesoid X receptor (FXR)を介して抑制することによりAADAC発現量低下が引き起こされることを明らかにした。
神経伝達制御の分子機構の研究

神経ネットワークの機能と制御、並びにグルタミン酸受容体シグナル伝達系の機構に関し以下の事実を明らかにした。1.イムノトキシン標的細胞破壊法を用い基底核のアセチルコリン神経細胞を特異的に除去することに成功し、基底核の神経回路においてはドーパミンとアセチルコリンが拮抗的に作用し基底核の神経伝達を正負に調節し運動のバランスを制御していること、さらに測座核アセチルコリンはコカインによる神経可塑性を制御していることを明らかにした。以上の結果はパーキンソン病、薬物中毒の作用部位である基底核、測座核の新しい制御機構を明らかにしたものであり、パーキンソン病、薬物中毒治療の新しい方向性を示すものである。2.上記細胞破壊法を用い、網膜のstarburst cellが光の動きに対する方向選択性、視運動性眼振を決定していることを明らかにし、網膜神経回路においてstaburst cellからのGABAとアセチルコリンの物の動きの情報を統合する上で必須の役割を果たしていることを示した。3.パラアルブミン陽性・GABA神経細胞にヒトインターロイキン2受容体/GFPを特異的に発現するトランスジェニックマウスを作製することに成功した。4.代謝型グルタミン酸受容体mGluR1,5に結合する新規蛋白質tamalinを同定し、tamalinはGTP交換促進因子と複合体を形成し、mGluR1,5の細胞膜分布を促進することを明らかにした。5.mGluR1,5のアダプター蛋白homerlaがNMDA受容体/Ca^+/MAPキナーゼ細胞内情報伝達系を介してmRNAレベルで誘導されることを明らかにした。6.グルタミン酸受容体のグルタミン酸結合部位の結晶化と三次構造の解析に成功した。本成果はG蛋白共役受容体のリガンド結合三次構造を初めて明らかにしたものである。本研究はimmunotoxin-mediated cell targeting法を用い、特定の神経細胞を神経回路から選択的に除去し、神経回路の伝達調節及び役割を明らかにするものである。本年度は本方法によって、以下の結果を明らかにした。1.基底核のアセチルコリン神経細胞を特異的に除去することに成功し、基底核の神経回路においてはドーパミンとアセチルコリンが拮抗的に作用し、基底核の神経伝達を調節していること、この調節は運動のバランスに必須のものであること、又、アセチルコリンを長期に渡って欠損させるとドーパミンが代償的に応答し、運動のバランスがある程度回復することを明らかにした。基底核のドーパミンはパーキンソン病の発症に関わるものであり、本研究はパーキンソン病治療の新しい方向性を示すものである。2.網膜の神経回路からstarburst cellを特異的に除去し、その結果網膜の神経節細胞の光の動きに対する方向選択性が失われ、物の動きによって生じる視運動性眼振が消失することを明らかにした。以上の結果は網膜神経回路においてstarburst cellからのGABAとアセチルコリンが物の動きの情報を統合する上で必須の役割を果たしている事を示すものである。以上の成果の他に、グルタミン酸受容体のグルタミン酸結合部位の結晶化と三次構造の解析に成功し、又本受容体の細胞内局在の種々の分子メカニズムを明らかにした。神経ネットワーク伝達の制御、並びに受容体シグナル伝達系の機構に関し以下の事実を明らかにした。1.イムノトキシン標的細胞破壊法を用い基底核のアセチルコリン神経細胞を特異的に除去することに成功し、基底核の神経回路においてはドーパミンとアセチルコリンが拮抗的に作用し基底核の神経伝達を正負に調節し運動のバランスを制御していること、さらに側座核アセチルコリンはコカインによる神経可塑性を制御していることを明らかにした。

以上の結果はパーキンソン病、薬物中毒の作用部位である基底核、側座核の新しい制御機構を明らかにしたものであり、パーキンソン病、薬物中毒治療の新しい方向性を示すものである。2.上記細胞破壊法を用い、網膜のstarburstceIIが光の動きに対する方向選択性、視運動性眼振を決定していることを明らかにし、網膜神経回路においてstarburst cellからのGABAとアセチルコリンが物の動きの情報を統合する上で必須の役割を果たしていることを示した。3.パラアルブミン陽性・GABA神経細胞にヒトインターロイキン2受容体/GFPを特異的に発現するトランスジェニックマウスを作製することに成功した。4.代謝型グルタミン酸受容体mGluR1,5に結合する新規蛋白質tamalinを同定し、tamalinはGTP交換促進因子と複合体を形成し、mGIuR1,5の細胞膜分布を促進すること、またmGluRl,5のアダプター蛋白homerlaがNMDA受容体/Ca^+/MAPキナーゼ細胞内情報伝達系を介してmRNAレベルで誘導されることを明らかにした。5.グルタミン酸受容体のグルタミン酸結合部位の結晶化と三次構造の解析に成功した。本成果はG蛋白共役受容体のリガンド結合三次構造を初めて明らかにしたものである。
特異性を持つ形状最適設計問題及び破壊での変分理論構築と工学への応用に関する研究

研究成果は次の3点である。(1)筆者の提案する一般J積分における主定理「エネルギーの特異点の摂動に関する変分は一般J積分で表現できる」が,幅広い非線形問題について成り立つことを木村教授と共に証明した。なお,本理論では境界も特異点の集合である。(2)一般J積分と畔上教授の提案するH1勾配法を組み合わせることで,混合境界値問題など特異性のある工学的環境下での形状最適化問題が解けることを理論と数値計算で示した。(3)偏微分境界値問題において,パリ第6大学のF.Hecht教授がリーダとなっているFreeFem++が数理思考に基づく有限要素システムとして使えることを示した。片持ち梁の形状最適化については,フランス・エコールポリテクのG.Allaire教授等の結果を越すことが確認できた。特に,偏微分方程式境界値問題が特異項を含んでいても,特別の考慮が不要であることが,数値計算によっても確認された。本研究テーマは,統計数理研究所が中核機関となっている「数学協働プログラム」において採択され,名古屋大学においてワークショップ「形状最適化の数理と製品設計への応用」を開催した。他分野との研究交流において,パリ第6大学J.L.Lions研究所のF.Hecht教授が中心となっているFreeFem++が大きく役立つと考え,理解を深めるためF.Hecht教授を日本に招聘し,最近の進展を講演いただいた。それらをまとめて,「有限要素法で学ぶ現象と数理--- FreeFem++数理思考プログラミング」を執筆中で,9月ごろに共立出版から発行される予定である。業績等としては次がある。北京(8/198/24)で開催されたThe 23rd International Congress of Theoretical and AppliedMechanicsにおいて混合境界値問題における特異点の扱い方について講演した。名古屋大学におけるワークショップで講義ノート(111ページ)を配布した。筆者が主査を務めている日本応用数理学会研究部会「連続体力学の数理」によるワークショップCoMFoS12を東京電気通信大学において10月6日(土)10月8日(月)に開催し,参加者22人,講演件数14であった。木村氏(分担者)が2月18日・19日と「連続体力学の現象と数理III」を九州大学西新プラザで開催し,講演数が9件であった。●形状最適化問題における本研究での結果は次の通り。1破壊力学でのJ積分を楕円型境界値問題での境界摂動感度解析に拡張した一般J積分法が,畔上教授(研究分担者)による最適形状探索法と連動することで形状最適化問題を解く有効な方法であることが理論的に確認した。2本手法を工学的諸問題に適用するため,面積一定の条件下での弾性板におけるエネルギー最小化問題,平均コンプライアンス最小化問題について数値計算法を確立した。3本手法が,混合境界問題など特異性をもつ条件下での数値計算法において有効であることが数値的に検証された。4最適形状最小化問題に,報告者が関係している数理指向プログラミング言語FreeFem++が有効であることを検証した。●整数論などでは他分野との連携において,数学的記述を可能とするMathematicaなどの数式処理が有効である。他方,偏微分方程式論と相性の良い有限要素法では,数理アルゴリズムをブラックボックス化する傾向にあり,数学者のツールとすることは難しい。報告者は,数学者と工学者が協働するには数理構造に基づくプログラミング言語が必須であり,そのようなものを「数理指向プログラミング言語」と呼んでいる。パリ第6大学のO.Pironneau教授,F.Hecht教授が開発しているFreeFem++を数理指向プログラミング言語と考え,著書「有限要素法で学ぶ現象と数理ーFreeFem++数理思考プログラミングー」(共立出版,2014年)を出版した。ポアソン方程式から形状最適化問題を含む連続体力学や反応拡散問題に及ぶ50近い例題を実行可能な形で240ページに納めることができたのは,数理アルゴリズムを記述できる数理指向プログラミングの有効性を示すものと思っている。数理指向プログラミングの考えを普及させる内容を,日本応用数理学会研究部会「連続体力学の数理」のサイトcomfos.org内に,本書のサポートページの形で展開していく。形状最適設計問題での畔上法を用いた有限要素法による離散化について理論研究を行う件については,設計コストを「エネルギー」及び「コンプライアンス」にした場合の片持ち梁における形状最適化ついては,応力集中部分を扱えるなど既存の数値計算結果を越えた。数値計算で用いるFreeFem++について開発リーダのF.Hecht教授(パリ第6大学)を招聘するなどにより理解が深まり,分担者の畔上教授ともソースコードレベルで研究が出来る体制となった。

筆者の研究の源が他分野との協働にあることから,他分野との協働に力を注いでいる関係で,純数学的な研究は停滞している。今までは,畔上教授に筆者による一般J積分法を理解していただくと同時に,畔上教授が開発してきたプログラムを理解することに時間を使ってきた。漠然とお互いの研究内容を理解していた段階から,数値計算において協働できる体制づくりまでに思いの外,時間がかかった。今後は,具体的な問題に本手法を適用すると共に,一般J積分+畔上法を破壊力学に利用する方法を考えること,非線形問題への適用を検討するなど残った課題に取り組みたい。なお,数学研究と他分野との協働を促進するツールとしてのFreeFem++についても,その方法をWebなどを通じて公開していきたい。大学では,数学に関する授業は教職向けの「幾何学」だけで,それ以外は卒業研究を含めてWeb関連とWebアプリケーションの開発が主である.そのため,授業及び日常業務のすべてを自作システムMaKR「数理貯蔵庫」で管理をしている.これは,日本数学会での提言「我が国の数学力向上を目指す」(平成18年9月15日)における(d)数学と諸分野との交流のための仕組みの構築において「自然に,かつ日常的に諸分野との交流を持てるような環境を用意し,モティベーションを高める方策を取る必要がある.」に対する申請者なりの環境づくりである.数理貯蔵庫は申請者のノートパソコンにあり,非公開の個人データから公開サイト「連続体力学の数理」(comfos.org)及び個人サイト(otlab.jp)まで大量のデータとなり,数理データに触れる機会が減っている.今後,すべてをotlab.jpに集め,非公開データとの連携を図るようシステムを変更している.これにより,本研究成果の公表が促進されると期待している.ICTAM2012 (International Union of Theoretical and Applied Mechanics)において一般J積分の形状最適化問題への適用を講演する予定にしており,研究集会CoMFoS12を10月に電気通信大学で海外からの講演者1人2人を招聘して開催する予定にしている.日本応用数理学会研究部会「連続体力学の数理」が主催するワークショップCoMFoS13を木村教授(九州大学から金沢大学に異動)が赴任している金沢大学で開催する。開催に必要な費用を30万円,海外から当該研究に関係する研究者を招聘する費用を30万円計上する。残りは,筆者が共同研究,研究発表,そして研究に必要な文献等を購入するための費用に充てたい。次年度は25万円の繰越により大塚が90万円,そして分担金として畔上氏15万円,木村氏30万円が使用可能である.大塚はICTAM2012(中国北京)の費用25万円(参加費(CNY 5000),航空運賃6万円,宿泊費6日分),CoMFoS12での海外からの招聘1人分費用30万円,CoMFoS12参加者補助10万円,研究打ち合わせ等旅費15万円,そして雑費等10万円を予定している.分担金,畔上氏15万円は旅費等に,木村氏30万円はワークショップ等の支援に使われる予定である.
駐車情報提供方策を対象とした情報提供戦略に関する研究

本研究では,精度の悪い情報提供によってドライバーが情報提供を参照しなくなる可能性を含んだ交通行動モデルを用いて,都市内交通状況の緩和を目指した情報提供戦略に関する検討を行う.具体的には,駐車情報を例にとって,(1)現時点/予測情報,(2)情報の種類(3)情報の閾値・丸め方,(4)情報提供の位置,(5)情報の更新頻度と都市内交通状況変化について考察を加えることによって,最も効率的な情報提供戦略を模索する.研究初年度である本年度は,以下の検討を実施した.1)駐車情報提供効果の評価指標に関する検討ケーススタディを実施するにあたって,まずは情報提供効果をどのような観点から評価すべきであるかを整理した.計画者からの視点や運転者,駐車場経営者からの視点での評価指標を検討し,さらに総合的にはどのように評価すべきであるかについて検討を加えた.2)駐車情報提供戦略の整理と各提供戦略が及ぼす影響,期待される効果に関する検討ケーススタディを実施する条件を規定するために,各種の情報提供戦略とその戦略が及ぼすと考えられる影響について整理した.例えば情報提供位置とその提供内容との関係等,情報提供戦略の複合効果についても検討した.3)ケーススタディ用のインプットデータの作成情報提供効果分析についてのケーススタディを実施するためのネットワークデータの整備を実施した.まずは,格子型のネットワークや放射状のネットワークなどの仮想的なネットワークデータを作成し,さらに,駐車情報提供が実施されている都市を研究対象として選定し,ネットワークデータの収集を行った.本研究では,精度の悪い情報提供によってドライバーが情報提供を参照しなくなる可能性を含んだ交通行動モデルを用いて,都市内交通状況の緩和を目指した情報提供戦略に関する検討を行う.具体的には,駐車情報を例にとって,(1)現時点/予測情報,(2)情報の種類(3)情報の閾値・丸め方,(4)情報提供の位置,(5)情報の更新頻度と都市内交通状況変化について考察を加えることによって,最も効率的な情報提供戦略を模索する.研究初年度である本年度は,以下の検討を実施した.1)駐車情報提供効果の評価指標に関する検討ケーススタディを実施するにあたって,まずは情報提供効果をどのような観点から評価すべきであるかを整理した.計画者からの視点や運転者,駐車場経営者からの視点での評価指標を検討し,さらに総合的にはどのように評価すべきであるかについて検討を加えた.2)駐車情報提供戦略の整理と各提供戦略が及ぼす影響,期待される効果に関する検討ケーススタディを実施する条件を規定するために,各種の情報提供戦略とその戦略が及ぼすと考えられる影響について整理した.例えば情報提供位置とその提供内容との関係等,情報提供戦略の複合効果についても検討した.3)ケーススタディ用のインプットデータの作成情報提供効果分析についてのケーススタディを実施するためのネットワークデータの整備を実施した.まずは,格子型のネットワークや放射状のネットワークなどの仮想的なネットワークデータを作成し,さらに,駐車情報提供が実施されている都市を研究対象として選定し,ネットワークデータの収集を行った.
ヒト脳脊髄に存在する変異型HTLV-Iの生物学的活性と局在からみた神経障害機構

次に、このような変異型pX遺伝子産物がin vivoで実際に発現している可能性を調べた。変異型taxまたrex蛋白の変異部分に相当するアミノ酸配列を人工合成し、これを抗原としてenzyme-linked immunosorbent assay法を施行した。HAM患者では42例中11例が変異蛋白に対する抗体が血清で陽性だった。これに対してHAM以外のHTLV-Iキャリアーでは25例中2例が陽性、HTLV-I陰性者40例は全例陰性だった。可溶性ペプチドを用いたcompetitive inhibition assayでもHAM患者のうち抗体陽性者は全例該当する合成ペプチドにより抑制がみられ、合成ペプチドに対する特異抗体がin vivoで産出されていると考えられる。このことはHAM患者および一部のHTLV-Iキャリアーでは変異taxまたはrex蛋白がin vivoで発現していることを強く示唆する。私どもの研究により初めてHTLV-Iが多くの変異型ウイルスとwild typeのquasispecies(擬似ウイルス集団)としてin vivoで存在することが明らかとなった。しかも変異型ウイルス遺伝子がin vivoで発現しており、何らかの病的意義をもつことが強く示唆された。2.pX領域6549-8276の塩基配列を決定し、計52ケ所で変異を見い出した。3.HAM/TSP患者pX3'領域に由来する50クローンのうち13クローンが調節蛋白であるtaxがdefectiveで、7クローンはrexがdefectiveであった。4.778位のCのinsertの変異はHAM3例で共通して認められたが、MS例では見られなかった。pX-defective mutantsの中枢神経系における存在を初めて明らかにし得た。末梢血同様中枢神経系でもHTLV-Igenotypesがquasispeciesをとっていることが示された。今後さらにpXmRNAの検出、HTLV-Iゲノム局在等について平成6年度に検討を加える予定である。HTLV-I-associated myelopathy(HAM)患者剖検脳脊髄に存在するHTLV-IゲノムのpX領域遺伝子約1.6kbの塩基配列を決定し、多数の変異を見い出した。この領域にはウイルス遺伝子や宿主細胞の遺伝子の発現を調節するtax蛋白、rex蛋白という重要な調節蛋白がコードされている。神経組織に存在するHTLV-Iゲノムの約1/4はtaxまたはrex蛋白がdefectiveとなる変異を伴っていた。このようなdefectiveな蛋白がin vivoで発現している可能性を調べるために、変異型taxまたはrex蛋白の変異部分に相当するアミノ酸配列を合成し、これを抗原としてenzymelinked immunosorbent assay法にて、変異蛋白に対する抗体の有無を検索した。HAM患者では、42例中11例で変異蛋白に対する抗体が陽性であった。HAM以外のHTLV-Iキャリアーでは25例中2例、HTLV-I陰性者では40例全例陰性だった。このことはHAM患者および一部のHTLV-Iキャリアーでは変異型taxまたはrex蛋白がin vivoで発現しており、何らかの病的意義をもつことを強く示唆している。
近現代のユダヤ人にとって宗教法（律法）の遵守は何を意味するのか？

平成30年度は、研究計画にしたがい、エイブラハム・ヘッシェルと、フランツ・ローゼンツヴァイクおよび彼の同時代のユダヤ教正統派の論客たちの律法理解について研究を進めた。6月には、論文「現代ユダヤ思想における律法の意味を考えるーブーバー、ローゼンツヴァイク、ヘッシェルの場合」を執筆した。本論考は令和元年度、京都ユダヤ思想学会刊行の学術誌『京都ユダヤ思想』に掲載予定である。7月にはクラクフで行われたヨーロッパユダヤ学協会第11回学術大会において、ローゼンツヴァイクの律法論に対する同時代のユダヤ教正統派の反応について発表した。ローゼンツヴァイクの律法論は、同時代の改革派と正統派の両方を批判するものであった。発表では、同時代の正統派の論客ヤーコプ・ローゼンハイムとヨーゼフ・カルレバハがこれに加えた再批判を分析した。ローゼンツヴァイクとカルレバハの関係についてはさらに研究を続け、9月の日本宗教学会において報告をおこなった。このなかで、ドイツのユダヤ教正統派の多様性を詳しく解明することができた。この成果は令和元年度に論文にまとめる予定である。10月には『フランツ・ローゼンツヴァイクー生と啓示の哲学』を刊行したが、その第9章でローゼンツヴァイクの律法理解について詳述した。以上のような研究の結果、本研究でとり上げた論者のあいだには、伝統的律法の遵守の程度や方法ではなく、律法の遵守にどのような意味を込めるのか(あるいは、遵守する理由をどのように説明するか)という点に重要な差異がみられることがわかった。この違いのために、共通の問題に直面していたにもかかわらず、かれらはお互いを肯定的に評価することができなかった。今後、伝統的律法と権威とのかかわりの諸相を文化的記憶という視点からーユダヤ人の文化的記憶の問題については論文「ホロコーストを語ること」を発表したー分析してゆきたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、近代に生きる人間にとって宗教法を守ることは何を意味するのかという宗教学的問題を明らかにするために、20世紀のユダヤ人思想家である、М・ブーバー、F・ローゼンツヴァイク、I・ブロイアー、A・ヘッシェルの律法理解を比較し、分析することを目的として開始された。平成29年度は研究計画に従い、フランツ・ローゼンツヴァイクの律法理解の変遷の分析と、イザーク・ブロイアーの律法理解の解明を中心に研究を進め、それぞれ論文「フランツ・ローゼンツヴァイクとユダヤの律法」(『東京外国語大学論集』95号81 - 104頁、2017年12月31日)および、学会発表「I・ブロイアーとS・R・ヒルシュー律法の遵守をめぐってー」(日本宗教学会2017年9月15日)においてその成果を発表した。また、ヘッシェルの律法理解についても研究にとりかかることができ、その成果を学会発表「現代ユダヤ思想における律法ローゼンツヴァイクとヘシェル」(京都ユダヤ思想学会創立10周年記念・東京大会2017年12月2日)で発表した。これらの分析および研究から、ローゼンツヴァイクとヘッシェルの律法理解が、よく似たものであることが分かった。また、律法の意義を宗教哲学的に論じ、そこから同時代の多数派の実践を批判したという点において、意外にもブーバーの立論とも近いものであることが分かった。また、研究を進める過程で、近代ユダヤ人にとっての律法の意味を総体的に理解するためには、個別の思想家の律法理解と、共同体にとっての律法の意味の関係を考察しなければならないことがわかった。この問題について、「近代ドイツ・ユダヤ人の思想から宗教法の現代的意義を考える」(東京外国語大学海外事情研究所2017年度第2回所員研究会、2017年10月04日)において予備的な考察を行った。平成29年度の研究計画では、フランツ・ローゼンツヴァイクの律法理解の変遷を分析すること、そして、イザーク・ブロイアーの律法理解の特徴を明らかにすることを目標としていた。前者の課題については、順調に研究が進み、その成果を論文にして公表した。また、後者については、フランクフルトではじめて当地のユダヤ人共同体(改革派が多く存在した)から袂を分かち、独自に分離正統派の共同体を組織したブロイアーの祖父、ザムゾン・ラファエル・ヒルシュの律法理解とブロイアーの律法理解との比較を行った。ヒルシュは、律法の遵守と人間の精神の自由を同時に実現することは可能であり、様々な現代的価値を知った後でもなおユダヤ人として伝統に則して生きることは可能であるし有意義であると説いた。二世代下のブロイアーにとって、伝統的価値とヨーロッパ的価値の統合が簡単に実現されるとは考えられなかった。彼が属した分離派の共同体においてすら、律法の実践は自己目的化し道徳性の実現からはかけ離れた状態であったし、宗教的な価値ばかりか啓蒙主義的な価値もまた、世界大戦を通して説得力を失っていたからだ。ブロイアーは、ヒルシュが説いた伝統の堅持を基本とするユダヤ教と西洋近代文明の両立の理想を、律法に即した伝統的生と現実的生の統合の理想に読み替え、彼の共同体の成員も含めた全てのユダヤ人ーブロイアーによれば、彼らは皆、個人主義と相対主義の中で生き方を見失っているーの課題としたのだった。

このように、ドイツの正統派の中で、伝統と西洋近代社会に対する考え方が世代によって異なることを明らかにできた。一方で、ブロイアーの見解がどの程度独特なものであるのか解明するために、同時代のドイツのほかの正統派の見解を比較するという新たな課題も生じた。平成30年度は、研究計画にしたがい、エイブラハム・ヘッシェルと、フランツ・ローゼンツヴァイクおよび彼の同時代のユダヤ教正統派の論客たちの律法理解について研究を進めた。6月には、論文「現代ユダヤ思想における律法の意味を考えるーブーバー、ローゼンツヴァイク、ヘッシェルの場合」を執筆した。本論考は令和元年度、京都ユダヤ思想学会刊行の学術誌『京都ユダヤ思想』に掲載予定である。7月にはクラクフで行われたヨーロッパユダヤ学協会第11回学術大会において、ローゼンツヴァイクの律法論に対する同時代のユダヤ教正統派の反応について発表した。ローゼンツヴァイクの律法論は、同時代の改革派と正統派の両方を批判するものであった。発表では、同時代の正統派の論客ヤーコプ・ローゼンハイムとヨーゼフ・カルレバハがこれに加えた再批判を分析した。ローゼンツヴァイクとカルレバハの関係についてはさらに研究を続け、9月の日本宗教学会において報告をおこなった。このなかで、ドイツのユダヤ教正統派の多様性を詳しく解明することができた。この成果は令和元年度に論文にまとめる予定である。10月には『フランツ・ローゼンツヴァイクー生と啓示の哲学』を刊行したが、その第9章でローゼンツヴァイクの律法理解について詳述した。以上のような研究の結果、本研究でとり上げた論者のあいだには、伝統的律法の遵守の程度や方法ではなく、律法の遵守にどのような意味を込めるのか(あるいは、遵守する理由をどのように説明するか)という点に重要な差異がみられることがわかった。この違いのために、共通の問題に直面していたにもかかわらず、かれらはお互いを肯定的に評価することができなかった。今後、伝統的律法と権威とのかかわりの諸相を文化的記憶という視点からーユダヤ人の文化的記憶の問題については論文「ホロコーストを語ること」を発表したー分析してゆきたい。ローゼンツヴァイクやブロイアー以降の世代のユダヤ人が律法についてどのように考えるか知るために、アブラハム・ヘッシェルの思想を分析する。ヘッシェルの思想は日本でも森泉弘次の精力的な研究を通してその基本的な概要については紹介されている。彼は自身の哲学的、現代的な問題意識から、独自の仕方でユダヤ教の伝統を見直し、現代における信仰の重要性を説いた。ヘッシェルはまた、律法についても詳しく論じた。例えば『人間を探し求める神』において彼は、ブロイアーを悩ませた「ユダヤの魂」と実践の関係という問題について、古典の再解釈に基づき明確な回答を示している。彼の見解は第二次世界大戦以降のユダヤ教の中でどのような意味を持ったのだろうか。また彼は、彼の前の世代を悩ませたこうした問いに対し、なぜこのほどまでに決然とした見解を示すことができたのだろうか。こうした問いを念頭に置きヘッシェルの著作を研究する。その際、戦後社会でも活躍したブーバーとの比較が手掛かりとなるだろう。
Insight TNBCtypeによるsubtype/分子標的薬治療の確立

医師主導前向き臨床試験サンプルを用い、Insight TNBCtypeのうちのImmunomodulatory(IM)signature高発現がImmune checkpoint inhibitorの治療効果予測因子となりうるかを検討する。また、TNBCに対して、Target therapyを行う上で、Insight TNBCtypeが効果予測因子となりうるか前向き、後ろ向きに臨床サンプルを用いて解析を行う。
有機廃棄物の水熱反応資源化で生成した有用物質の超臨界二酸化炭素による分離

超臨界二酸化炭素は、炭化水素、アルコール、カルボン酸等の分子量の小さい無極性あるいは微極性の物質と完全に溶解するか、かなり高い飽和溶解度を有し、また、溶解力が温度や圧力によって大きく変化するので、温度や圧力の制御により、溶液中の有用成分を高純度で分離することが可能である。しかしながら亜臨界状態の高温熱水が共存する系では二酸化炭素の水相への溶解など不明な点が多く有機物の存在する系で分離・濃縮を最適化した流通式システムを設計するのは困難である。そこで、超臨界二酸化炭素を用いた、有機廃棄物の水熱反応によって生成する有用物質の抽出プロセスを考案した。有機廃棄物を高温高圧水中で水熱反応させると水溶性の有機物を含む水溶液が得られる。得られた水溶液に超臨界二酸化炭素を加え、水溶液から有機物を抽出する。その後、超臨界二酸化炭素相と水相とを分離し、超臨界二酸化炭素相を減圧すると、二酸化炭素は気化し、水溶性の有機物が高濃度で得られるというプロセスである。本研究ではこのプロセスの可能性を検討するため、向流連続抽出装置を作製し、低濃度の水溶性有機物水溶液から有機物を抽出する実験を行った。2wt%溶液を試料として実験を行い、微極性の1-ブタノールはほぼ100%の抽出液濃度と最大で60%の抽出率が得られ、濃縮効果が得られることが分かった。極性の強い酢酸は最大で12%の抽出液濃度と1%の抽出率が得られた。これらの実験によって、超臨界CO_2を用いてバイオマス廃棄物の水熱プロセスからの有用生成物を抽出するプロセスの可能性が示された。本年度は、まず、主に水と二酸化炭素の混合系について、温度・圧力及び水と二酸化炭素の混合比の変化により、それぞれの相の挙動ならびに状態についての基礎知見を得ることを目的として次のような検討を行った。(1)超臨界二酸化炭素は、炭化水素、アルコール、カルボン酸等の分子量の小さい無極性あるいは微極性の物質と完全に溶解するか、かなり高い飽和溶解度を有し、また、溶解力が温度や圧力によって大きく変化するので、温度や圧力の制御により、溶液中の有用成分を高純度で分離することが可能である。そこで、既存の設備である超臨界振動光解析装置のラマン散乱測定用高温高圧セルに新たな光学窓を設置して水-二酸化炭素二成分系の高温高圧流体についてラマン散乱に加え目視ならびに透過光による分光学的計測を可能とするため、既設の高温高圧セルを改造新たに光学窓を設け透過光を用いた計測を可能なセルを製作した。(2)(1)のセルを用い、水-二酸化炭素混合系流体の高温・高圧条件下において混合系で流体を観察した。境界の消滅などの現象は観察できなかったが、二酸化炭素と水の比が散乱光の強度ならびに吸光度に影響することを見出した。次に、それぞれの低級カルボン酸やアルコール糖類等の水溶液系における分離・濃縮ついて、機能性膜分離試験用バッチ式テストセルを用いて低級カルボン酸の濃縮を機能性膜の選択ならびに水溶液系における分離・濃縮条件の最適条件を検討した。(3)低級カルボン酸塩のイオン交換膜,および逆浸透幕による濃縮効果を確認した。本研究は、有機廃棄物の水熱処理により生成する低級カルボン酸やアルコールなどの有用物質を、安価・高効率で分離する環境調和型のプロセスの開発を目的とし、有機廃棄物の湿式酸化後の有用物質を含んでいる溶液中に、超臨界二酸化炭素を注入し、溶液中の成分の二酸化炭素への溶解度の温度と圧力依存性の違いを利用して、混合物から目的物質を分離する条件を実験的に解明するための基礎的な検討を行った。

超臨界二酸化炭素は、炭化水素、アルコール、カルボン酸等の分子量の小さい無極性あるいは微極性の物質と完全に溶解するか、かなり高い飽和溶解度を有し、また、溶解力が温度や圧力によって大きく変化するので、温度や圧力の制御により、溶液中の有用成分を高純度で分離することが可能である。そこで、本年度は、水-二酸化炭素2相系を用いて水溶液から超臨界二酸化炭素への高温・高圧条件下における溶質の移動について基礎的研究を行った。まず、室内規模の小型分離実験装置を製作してそれぞれの低級カルボン酸やアルコール等の水溶液系における溶質の選択的分離・濃縮について検討した。超臨界送液システムと対向流式抽出塔を組み合わせた実験室規模の小型分離装置を製作した。1-ブタノールを溶質として水溶液・超臨界二酸化炭素系における挙動を調べ、選択的分離・濃縮条件を検討し、以下の結果を得た。1.製作した対向流式抽出装置により超臨界二酸化炭素による濃縮が可能なことを見出した。2.高温高圧条件下では超臨界二酸化炭素に対して水そのものも溶解度が大きくなるため、抽出側には溶質のみならずわずかに水も産出された。連続処理を行う場合、二酸化炭素を除去した後に固体が析出するような系に対しても、この現象を利用した液-液分離を行うことにより超臨界状態のまま二酸化炭素を分離して循環させるプロセス開発が可能になると考えられる。
アゲハ網膜における個眼の多様性と色情報処理機構

本研究は、動物の色覚神経機構を解明する研究の一環として、アゲハ複眼における個眼の多様性を検証した。特に、含まれる色受容細胞の種類による個眼の分類を試み、異なるタイプの個眼が複眼中でどのように配列しているかを調べた。その結果、以下の諸点が明らかになった。複眼の無染色切片の光学顕微鏡観察により、個眼には光受容部位の周囲に赤あるいは黄の色素顆粒が存在することを発見した。"赤"個眼と"黄"個眼はランダムに混ざって分布していた。視細胞の分光感度を測定した後、細胞内に色素を注入して細胞が局在する個眼の色素を調べたところ、赤個眼には例外なく赤、黄個眼には例外なく緑の受容細胞が存在することがわかった。一方、複眼を紫外線落射照明下での観察から、強い蛍光を放つ個眼があることを発見した。蛍光を放つ個眼はやはりランダムに分布していた。個眼蛍光を顕微分光したところ、スペクトルはアゲハ複眼に多量に含まれる3ヒドロキシレチノール(3OH-ROL)の蛍光スペクトルと酷似していたため、蛍光は3OH-ROL由来と推定した。そして、3OH-ROLが個眼内でフィルターとして働いていると仮定すると、紫受容細胞の異常に細い分光感度特性は、紫外受容ロドプシンが3OH-ROLのフィルター効果を受けた結果として説明できることがわかった。これを確認するため紫受容細胞をルシファーイエロ-で染色し、染色された個眼と個眼蛍光の関係を調べた。実際、紫受容細胞は蛍光個眼に、紫外受容細胞は非蛍光個眼に入っていた。以上より、アゲハ網膜では少なくとも紫外、紫、緑、赤の受容細胞が、ランダムに分布していることが明らかになった。これは色覚の機能と深い関係にあるものと推定される。