hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ホタルルシフェリン生合成経路の解明とキラルフリー発光システムへの応用

ホタル体内では、発光基質D-ルシフェリンがその鏡像異性体であるL-ルシフェリンの立体反転によって調製されるという仮説のもと、本プロセスに関与する遺伝子群をトランスクリプトーム解析によって特定することを試みると共に、その遺伝子群を利用してD-, L-ルシフェリンのいずれからでも発光するキラルフリーシステムを構築し、細胞を用いたin vivoイメージングへと応用することを目指す。申請者らは、モデル反応として細菌由来チオエステラーゼ(加水分解酵素)と、ホタルルシフェラーゼ(上記経路中のチオエステル化酵素に対応)をin vitroにて組み合わせたデラセミ化反応系を作成し、L-からD-体への立体反転を伴った発光反応が進行することを確かめた。またゲンジおよびヘイケボタル成虫に対するトランスクリプトーム解析を行った(本解析は文部科学省科学研究費新学術領域研究ゲノム支援に採択されたため委託した)。次に、得られた次世代シーケンスデータをアセンブルし、ホタル発光器内で発現しているタンパク質を予想した結果、目的と合致すると考えられる複数のチオエステラーゼ遺伝子の存在を確認することができた。これらのうち4種類を選択しcDNAを作成、クローニングし、大腸菌にてタンパク質発現を試みた。その結果、タンパク質の発現は確認できたもののすべて不溶性であった。タグの選定、発現大腸菌の変更、グアニジンによる巻き戻し等、様々な改善策を試みたが、本科研費研究終了時までに候補タンパク質を可溶性タンパク質として得ることはできなかった。ただし、本研究の過程で様々な生物種由来のチオエステラーゼについて検討を行い、それらの中には興味深い特性を示すものを見つけることができた。本研究では、ホタルD-ルシフェリンの生合成経路を利用したキラルフリー発光システムの構築を目的とした研究を行った。ホタル体内では、発光基質D-ルシフェリンがその鏡像異性体であるL-ルシフェリンのチオエステル化、立体反転、加水分解というデラセミ化プロセスによって調製されるという仮説のもと、まずモデル反応として、細菌由来チオエステラーゼとホタルルシフェラーゼを組み合わせた反応系を作成し、L-からD-体への立体反転を伴った発光反応が確かに進行することを確かめた。また、本プロセスに関与する遺伝子群を、成虫のトランスクリプトーム解析を行うことによって特定することも試みた。ホタルは非常に有名な発光生物であるが、その基質、D-ルシフェリンの生合成経路は謎に包まれている。今回申請者らは、本発光基質が、ホタル体内にてその鏡像異性体であるL-ルシフェリンから立体反転を伴ったデラセミ化反応によって合成されているという仮説を立てている。つまり、まずチオエステル化酵素によってL-ルシフェリンとCoASHからチオエステル体を生成する。次に、本チオエステル体に対してエピメリ化酵素が作用、立体が反転し、最後に加水分解酵素によってD-ルシフェリンが得られるという経路である。申請時にはすでに最近由来のチオエステラーゼを利用したモデル反応系を構築し、反応の進行は確かめていたが、実際にホタル体内にチオエステラーゼが存在するかは不明であった。
抗癌剤内包高分子ミセルの胎盤透過性の評価

本研究課題では、胎盤の物質透過性に着目し、高分子ミセルが母体に選択的に薬剤を送達するキャリアとして有効であるかどうかを評価することを目的とした。妊娠マウスに異なるサイズの白金製剤内包高分子ミセルを投与し、元素分析により、マウス胎盤および胎児内の白金の集積量を定量的に測定した。高分子ミセルのサイズによりマウス胎盤・胎児への集積量は異なっており、投与後のマウス胎盤や胎児の重量、出生数、出生後の体重変化等と白金の集積量との間に相関があった。高分子ミセルのサイズを最適化することにより、妊娠時の薬剤投与の副作用を抑える有効な手段になり得る可能性が示唆された。母親の出産年齢の上昇に伴い、妊娠中にがんを発症するケースが増加している。現在は妊娠の中断、手術、抗癌剤を中心とした対応が取られているが、リスク・ベネフィットを十分に検討する必要がある。抗癌剤は妊娠中期から後期に使用され、胎盤の透過性が低いとされる薬が選択されるが、流産や低体重、将来の発がん性といったリスクが高まるとの報告もある。本研究では胎盤の物質透過性に着目し、高分子ミセルが母体に選択的に抗癌剤を送達するキャリアとして有効であるかどうかを検証することを目的としている。当該年度は、サイズの異なる白金製剤含有高分子ミセルを妊娠後期のマウスに投与し、元素分析によって胎盤および胎児への集積と分布を定量的に評価した。その結果、高分子ミセルの胎児への集積量は抗癌剤単体に比べて低く、特に直径70nmのミセルは1/10であった。また、胎盤内への分布は、低分子量の抗癌剤単体が一様な分布を示したのに対し、高分子ミセルは母体血管が多い組織に高い集積が見られた。特に、30nmのミセルの方が70nmのミセルよりも集積濃度が高かった。これは高分子ミセルの血中滞留性が高いことに加え、胎盤に捕獲されやすいサイズがあることを示唆している。これまでの研究成果から、高分子ミセルの固形がんへの集積量が高いことが報告されており、サイズを最適化することにより、妊娠時に胎児への影響を抑える有効な手段になり得る可能性が示唆された。当初計画通り、マウス胎児と胎盤への白金製剤含有高分子ミセルの集積・分布評価を実施した。高分子ミセルの大きさが胎児や胎盤への集積量に影響を与えることが示唆された為、それが抗腫瘍効果にも影響を与えるかどうかを、担癌妊娠マウスを用いて確認する。妊娠性のがんとして発症率の高い、乳癌細胞を用いる。また、妊娠を確認してすぐに癌細胞を移植する必要があり、高度な飼育技術が求められる為、東京大学工学系研究科のオラシオ・カブラル准教授のご協力を得て、川崎市のナノ医療イノベーションセンターにて動物実験を実施する予定である。その結果を踏まえて、ヒトとマウスの胎盤の構造の違いや、内包する抗癌剤の特性を十分考慮し、臨床応用に適した形を提案する。更に、産婦人科領域での医療イノベーションについて調査し、臨床応用に向けた方向性を検討する。産婦人科の創薬や治験は国内では殆ど行われておらず、専ら海外で開発・承認されたものを輸入している。産婦人科領域のスタートアップやインキュベーションが盛んなシリコンバレーでの事例の調査を通じ、国内の産婦人科領域のトランスレーショナル・リサーチのあり方について検討する。医学物理当該年度はスタンフォード大学への研究留学を行い、往復分の旅費を計上していたが、実際には帰国せず現地にて研究を継続した為、旅費および物品費が当初予定額よりも少なくなった。また、論文の投稿を予定していたが、当該年度に有望な結果が得られた為、次年度の結果と併せた内容で投稿・発表することにした為、論文投稿費用や学会参加費用を次年度に繰越すこととなった。「理由」欄で述べたように、繰越した研究予算は、論文準備・投稿費用、国際学会の参加費用および実験を実施する際の旅費として使用する。
人工ユビキチン化合物の創製とその応用

ユビキチン化はタンパク質分解系の一部として研究されてきたが、近年の精力的な研究から生体機能調節を司る重要な役割も有することが明らかとなってきた。特にタンパク質のユビキチン化異常はがんや神経変性疾患などに関与し、死や健康寿命低下の一因となっていることも多数報告されている。したがって、タンパク質の異常なユビキチン化状態を把握できれば、ユビキチン関連疾患のメカニズム解析やユビキチン化状態に応じた診断・治療が可能となると期待できる。しかし、どのタンパク質が、いつ、どの程度ユビキチン化を受けるかを分析することは非常に困難で細胞レベルでユビキチン化タンパク質を検出・定量するのは難しい。そこで、申請者は細胞内のユビキチン化タンパク質を簡便かつ効率的に検出する手法の開発を究極的な目的とし、研究を行っている。昨年度までに、E1に結合するかを調べるための1次スクリーニング系の構築を行い、弱いながらもE1に結合することが示唆された低分子化合物を数個見出すことに成功している。本年度は、昨年度見出した化合物のプローブ化を目指し、研究を展開した。昨年度得られた構造活性相関情報を基に、ビオチンプローブ基の導入位置ならびにリンカー構造検討のための数種類の化合物の合成に成功した。現在、それらの活性評価を行っている。また、これとは別に、より高次な評価系の構築を行い、ユビキチン検出プローブの評価を行うために準備が整った。研究実績の概要に記したように、E1に結合することが示唆された化合物のプローブ化体を数種類合成することができた。合成経路の確立に時間は有したものの、予定した化合物に加え、リンカー構造のことなる化合物を数種類合成するに至った。また、E1スクリーニング系に加え、より高次な活性評価系の構築が完了した。以上のように最終年度の研究計画に向けた準備が整った。今後、平成30年度までに合成したプローブ化体の活性評価を行う。その評価結果を基に、さらに高活性な化合物の創製を目指す。また、より高次な評価系にて、評価することで、ユビキチン化検出プローブとしての有用性を明らかとしていく。そこで、申請者は細胞内のユビキチン化タンパク質を簡便かつ効率的に検出する手法の開発を究極的な目的とし、本年度は、その検出ツールとしてのユビキチン活性化酵素E1を制御する低分子化合物の創製を目指した。E1と基質であるユビキチンとの複合体X線結晶構造ならびにE1の基質であるユビキチンのC末端部分の構造を基にE1に結合する低分子化合物の設計した。さらに、設計した化合物のドッキングスタディを行い、合成する化合物の選定を行った。これに基づき、設計化合物の合成ルートの確立ならびに、その一連の化合物の合成を行った。また、E1酵素の発現精製を行い、E1に結合するかを調べるための1次スクリーニング系を構築した。以上に記した実験を行った結果、弱いながらもE1に結合することが示唆された低分子化合物を数個見出すことに成功した。研究実績の概要に記したように、1次スクリーニング系の構築が完了し、弱いながらもE1に結合することが示唆された化合物を見出すことができた。しかし、1次スクリーニング系の構築に思った以上に時間が掛かってしまったため、生化学実験の面で若干の遅れを生じている。その一方で、想定していたよりも早い段階でE1に結合することが示唆された低分子化合物を見出すことに成功し、しかも、ある程度の構造活性相関も得られた。そのため、おおむね順調に進展していると判断した。

昨年度得られた構造活性相関情報を基に、ビオチンプローブ基の導入位置ならびにリンカー構造検討のための数種類の化合物の合成に成功した。現在、それらの活性評価を行っている。また、これとは別に、より高次な評価系の構築を行い、ユビキチン検出プローブの評価を行うために準備が整った。研究実績の概要に記したように、E1に結合することが示唆された化合物のプローブ化体を数種類合成することができた。合成経路の確立に時間は有したものの、予定した化合物に加え、リンカー構造のことなる化合物を数種類合成するに至った。また、E1スクリーニング系に加え、より高次な活性評価系の構築が完了した。以上のように最終年度の研究計画に向けた準備が整った。今後は、これまでに得られている構造活性相関情報と、更なるドッキングスタディを経て、さらに活性の高い化合物の創製を目指す。また、生化学実験においては、E1に結合する化合物の2次評価系の構築を目指す。今後、平成30年度までに合成したプローブ化体の活性評価を行う。その評価結果を基に、さらに高活性な化合物の創製を目指す。また、より高次な評価系にて、評価することで、ユビキチン化検出プローブとしての有用性を明らかとしていく。
次世代二次電池のためのソフト巨大クロソイオンを活用した高速イオン伝導体の開発

今年度は巨大陰イオンとしてボラン[B12H12]2-を対象とした。まず、デカボラン(B10H14)、LiBH4を原料として高圧合成により無水・高純度かつ結晶性の高いLi2B12H12の合成条件の確立を図った。不定比性の少ない基本となる化合物を得るためにLiBH4とB10H14の比を1、1.05、1.10と精密に制御し400°C、2 GPa、6時間の高圧合成を行なった。粉末X線回折(XRD)において、いずれの試料でもLiBH4原料由来の不純物Li4B7O12Clが微量に観測されたが、その量はLiBH4とB10H14の比を1.10(B10H14-rich組成)とすることで極小化された。これは、定比組成ではLiBH4が過剰となることを意味する。格子定数も混合比1.10のものが最少となり、この合成条件で最も定比に近い化合物が得られることが示された。また、より均一性の高い前駆体を得るためにボールミリング法も活用された。得られた試料のイオン伝導度は複素インピーダンス法により30150°Cの範囲で測定された。イオン伝導度は混合比が1、1.05、1.10の順に小さくなり、XRDからも示唆されたように1.10の試料が最も不定比性の少ないLi2B12H12化合物となることが分かった。また、活性化エネルギーはどの試料においても同程度であったことから、イオン伝導度の差異は不定比性に起因するキャリア濃度の差に由来すると考えられた。NMR分光からは[B12H12]2-の状態も混合比に依存することが判明した。さらに、キャリア濃度を増加させるためにCaBH4とMgBH4のドナー置換も試みられた。全固体二次電池への応用に関しては、還元性の強いLi2B12H12と化学的両立性を示し、かつ、電子伝導性に優れる酸化物電極材料の探索を実施した。当初計画では、1) Li2B12H12の合成条件の確立を図る、2)より均一性の高い前駆体を得るためにボールミリング法を活用する、3)不定比性制御のためのドーピング元素としてアルカリ元素を中心に検討するとしており、その内容を実施した。また、NMRやラマン分光法による巨大イオンの局所構造解析も実施したので、概ね順調に進展していると判断される。クロソイオンの局所構造をNMRにより詳細に観測し、イオン伝導特性との相関を明らかとする。また、新たな材料系の探索も継続する。まず、局所構造解析においては、BとHを含有するクロソイオンの対称性や運動性に関する情報をNMRにより得る。NMRはその場温度可変(最大350°C)測定システムを用いる。核種としては1Hと11Bを対象とする。化学シフトから対象核種の配位数や結合長が、また、ピークの線形や緩和時間から回転運動の情報が得られる。NMR測定を相転移温度前後で行い、巨大陰イオンの局所構造と運動性を明らかとする。新たな材料系の探索に関しては今年度確立した高圧合成法をさらに発展させ、陽イオン位置への一価有機イオン(アンモニイウムやメチルアンモニウム陽イオン)の導入を試みる。高圧合成の条件としては、圧力範囲220 GPa、温度範囲RT500°Cを主として検討する。アルカリ金属、アルカリ土類ハライド添加ではLiサイトに対して20%以下のドープ量でイオン伝導度に大きな変化が認められたため、その範囲内での添加効果を検証する。また、相転移に及ぼす圧力の効果を高圧下その場イオン伝導度測定により調査する。NMR分光からは[B12H12]

2-の状態も混合比に依存することが判明した。さらに、キャリア濃度を増加させるためにCaBH4とMgBH4のドナー置換も試みられた。全固体二次電池への応用に関しては、還元性の強いLi2B12H12と化学的両立性を示し、かつ、電子伝導性に優れる酸化物電極材料の探索を実施した。当初計画では、1) Li2B12H12の合成条件の確立を図る、2)より均一性の高い前駆体を得るためにボールミリング法を活用する、3)不定比性制御のためのドーピング元素としてアルカリ元素を中心に検討するとしており、その内容を実施した。また、NMRやラマン分光法による巨大イオンの局所構造解析も実施したので、概ね順調に進展していると判断される。クロソイオンの局所構造をNMRにより詳細に観測し、イオン伝導特性との相関を明らかとする。また、新たな材料系の探索も継続する。まず、局所構造解析においては、BとHを含有するクロソイオンの対称性や運動性に関する情報をNMRにより得る。NMRはその場温度可変(最大350°C)測定システムを用いる。核種としては1Hと11Bを対象とする。化学シフトから対象核種の配位数や結合長が、また、ピークの線形や緩和時間から回転運動の情報が得られる。NMR測定を相転移温度前後で行い、巨大陰イオンの局所構造と運動性を明らかとする。新たな材料系の探索に関しては今年度確立した高圧合成法をさらに発展させ、陽イオン位置への一価有機イオン(アンモニイウムやメチルアンモニウム陽イオン)の導入を試みる。高圧合成の条件としては、圧力範囲220 GPa、温度範囲RT500°Cを主として検討する。アルカリ金属、アルカリ土類ハライド添加ではLiサイトに対して20%以下のドープ量でイオン伝導度に大きな変化が認められたため、その範囲内での添加効果を検証する。また、相転移に及ぼす圧力の効果を高圧下その場イオン伝導度測定により調査する。
小脳疾患患者・マウスの運動力学解析に基づく姿勢機能障害の構成論的解明

小脳における神経障害が姿勢制御機能を低下するメカニズムを解明するために、生体データから力学モデルを用いて制御系を定量評価する手法を構築した。1環境に応じて運動状態を変える力学モデルとその評価手法、2後肢2足で直立するラットの姿勢実験環境という2つのツールの開発することで制御系の評価手法を構築し、この手法を用いて下オリーブ核障害ラット及び小脳疾患患者の制御系を評価することで、小脳障害が制御入力全体や環境適応のために働く制御機能を低下させるという姿勢制御能力の低下要因を示した。小脳疾患に伴う姿勢制御機能の変化を調べるため、本年度は1:ラットの姿勢計測環境の構築、2:小脳疾患ラットの運動計測、3:小脳疾患患者の計測環境の構築、4:ラット姿勢制御系の定量評価を行った。[1:ラットの姿勢計測環境の構築]無拘束状態でのラットの2足直立中の運動計測環境を構築し、直立中の動作・重心動揺を200秒以上計測することに成功した。ラットの2足直立状態での運動計測環境は従来の研究で実現されておらず、これまでにない実験データの取得が可能となった。直立では、特に0.1[Hz]未満のゆっくりとした重心動揺が神経制御系の状態によって変化することが知られており、長期間の無拘束実験環境は姿勢制御系を調べる強力なツールになることが期待できる。[2:小脳疾患ラットの運動計測]上記運動実験環境で、下オリーブ核を破壊した(小脳疾患)ラットの2足直立運動の計測を行った。これにより、小脳疾患に伴う運動変化を調べるためのデータが得られた。[3:小脳疾患患者の計測環境の構築]小脳疾患患者の制御系を調べるための実験環境の構築を行った。姿勢制御系における積分制御系が小脳疾患によって変化するかを調べるために、ヒトの感覚神経系が働かないゆっくりとした速度で床が傾く実験装置(傾斜床)を病院で安全に使用できるように整備し、実験環境を整えた。[4:ラット姿勢制御系の定量評価]計測したラットの重心動揺と数理モデルを元に、制御系の定量評価(同定)を行った。その結果、ラットの直立中の制御ゲインがヒトとほぼ同程度であることが示された。直立制御系には、同定された制御ゲイン付近に分岐点が存在することを力学解析によって示しており、同定結果は、ラットの2足直立の姿勢制御がヒトと同様に分岐構造を利用している可能性を示唆している。またこのことにより、構築したラットの実験系がヒトのモデルとして有効であることが確認できた。小脳疾患に伴う姿勢制御機能の変化のメカニズムを明らかにするため、本年度は1:小脳疾患ラットの運動計測及び解析、2:小脳疾患ラットの制御系の評価を行い、以下の結果を得た。[1:小脳疾患ラットの運動計測と解析]下オリーブ核に障害を持つラットに対して、後肢2足による直立動作を180秒以上計測し、重心動揺の解析を行った。ヒトの小脳疾患患者の運動を解析した従来研究から、疾患に伴ってカオス的複雑性が上昇すると指摘されており、今回のラットにおいて、同様の変化が生じるかを調べるため、リアプノフ指数によってカオス的複雑性を調べた。その結果、疾患ラットでは、健常ラットに比べて、リアプノフ指数が明らかに上昇し、この変化が動作によって示唆された疾患の重症度を反映することを示した。[2:小脳疾患ラットの制御系の評価]小脳疾患に伴うカオス的複雑性の変化がどのような制御メカニズムによって生じているかを調べるため、倒立振子による身体モデルと非線形性を持った制御モデルからなる力学モデルを用いて、制御系の評価を行った。同定の結果、制御ゲインの低下はみられたものの、同定した力学モデルは小脳疾患ラットで見られたカオス的複雑性の変化を示さなかった。このことは、カオス的複雑性の変化に、制御ゲイン以外の要因が関わっている可能性がある。そこで、一つの可能性として、小脳疾患に伴う振戦による振動が関わっている可能性を考え、制御系に振戦を加えたシミュレーションを行った。その結果、振戦による振動がカオス的複雑性の変化を説明できることが示された。カオス的複雑性に影響を与える可能性のある運動変化として、振戦以外に関節間協調の低下に伴う身体モデルの変化や、筋緊張の低下などが考えられるため、今後、実際の患者におけるこれらの変化の計測と、力学モデルによる影響の評価を行うことで、姿勢動作の変化のメカニズムを明らかにしていく予定である。平成27年度の研究では、昨年度構築したラットの2足直立の実験と、それによって得られたデータを中心に研究を進めてきた。実験では、健常及び小脳系に疾患を持つラットに対して直立動作を計測し、両方の実験において、非拘束下での定常的な直立状態に成功している。特に小脳疾患を持つラットにおいても、180秒の長時間にわたって実験データが得られたことは、想定以上であり、他の研究でみられないユニークなデータが得られた。また、解析によって得られたリアプノフ指数の変化は、過去の小脳疾患患者の研究と同様の性質をしており、得られたデータを元に、ヒトの疾患へのアプローチが可能な、良質なデータであると考えられる。これらの結果から、実験に関しては、当初の想定以上の結果が得られていると考えられる。力学解析に関しては、得られた小脳疾患のラット、及び健常ラットのデータを元に順調に解析が進んでいる。

疾患による制御系の変化が、単なる制御ゲインの変化で説明できなかったことは、予測と異なっていたが、このような変化が生じる原因を挙げ、そのうちの一つの可能性として、振戦などの外部振動要因を考慮することで、データの説明ができるようになった。これらの要因が実際の疾患患者の運動において、解析で予想された通りの働きをするかという問題が、次年度の課題として残されているが、解析の達成度は順調であると考えられる。平成27年度の残された課題として、ヒトの小脳患者の解析が遅れていることが挙げられる。一方で、これまでのラットの実験を通して、考えられる機能低下のメカニズムやそれを解析するための具体的な計測項目について、洗い出すことができたため、平成27年度の研究における計測・解析によって、これらのメカニズムがヒトにおいても成り立つかという観点を中心に、順調に検証できると考えられる。以上の結果から、現在までの達成度は「順調」であると判断した。小脳疾患に伴う姿勢制御機能の変化のメカニズムを明らかにするため、1:下オリーブ核障害ラットの運動計測、2:障害ラットの制御系の評価、3:小脳疾患患者の運動計測及び解析を行い、以下の結果を得た。[1:小脳障害ラットの運動解析]下オリーブ核に障害を持つラットの2足直立動作をモーションキャプチャによって計測した。計測した直立動作から関節間の協調関係とパワースペクトラムに注目し、下オリーブ核障害に伴う動作の変化を調べた。その結果、関節間協調には障害による有意な変化は見られなかった。またパワースペクトラムは、1Hz程度に現れるゆっくりとした周期運動のピーク周波数が低下し、その周波数以下の動作が拡大することが分かった。[2:障害ラットの制御系の評価]上記変化がどのような制御系の変化によるものかを調べるため、力学モデルの同定によって制御ゲインを定量的に評価した。その結果、評価したいずれの制御ゲインもほぼ同じ割合で低下し、さらに健常ラットの制御系で制御入力を生成し、定数倍を行うと、障害ラットの動作が再現されることが分かった。以上から、下オリーブ核障害は個々の制御系ではなく、制御入力の生成後に筋活動を生成する過程で機能不全を生じることが分かった。[3:小脳疾患患者の運動計測及び解析]小脳疾患に伴う環境適応機能の低下の要因を明らかにするため、傾斜外乱を与えることのできる実験装置上に小脳疾患患者を直立させ、ゆっくりとした速度で傾斜を与えて反応を計測した。その結果、小脳疾患患者の重心は、傾斜後に大きな前後の振動を生じ、また健常者で見られた傾斜後の垂直直立状態への復帰が見られなかった。これらの動作と力学モデルを基に同定を行うことで、制御入力の低下を定量的に評価した。以上の結果、小脳疾患が速度及び積分制御機能に影響を与え、結果的に姿勢制御機能を低下させるという機能不全のプロセスが明らかになった。小脳における神経障害が姿勢制御機能を低下するメカニズムを解明するために、生体データから力学モデルを用いて制御系を定量評価する手法を構築した。1環境に応じて運動状態を変える力学モデルとその評価手法、2後肢2足で直立するラットの姿勢実験環境という2つのツールの開発することで制御系の評価手法を構築し、この手法を用いて下オリーブ核障害ラット及び小脳疾患患者の制御系を評価することで、小脳障害が制御入力全体や環境適応のために働く制御機能を低下させるという姿勢制御能力の低下要因を示した。
難病をかかえた子どもの親の会の実態調査と援助専門職のかかわりの考察

東京近郊と全国各地にある難病をもつ子どもの親の会の役員に会い、インタビューを行い、またこれまでつくられた会の発行雑誌等を集め、分析した。会は、1960年代から活動をはじめすでに5000人以上の会員を集めているものから、つい最近できたもので会員も数十名のところがあり、差が大きい。個人の居宅を離れた事務局をもつところの発展は著しい。逆に、会長がひとり献身的な活動を行っているところは、会長にまかせきりで活動が停滞している。会の活動の中心は、夏のキャンプにあり、キャンプは、子どものケアに追われる親たちがボランティアに子どもをまかせてゆっくりと話し合える貴重な機会になっている(逆にいえば、キャンプ以外での日常的な交流は、他のセルフヘルプグループに比べて少ない)。本研究者はそのキャンプに参加し、観察をおこなったが、会員自信は気づいていない親子関係の相互点検などの機能があることを発見した。会同士の交流はまだはじまったばかりであり、会としての方針が出せないでいるところもある。また、ボランティアについての認識も低く、障害者団体との交流も少ない。稀少難病の治療法開発という点で、医師との連携が不可欠である。医師等、専門職との関係は一般に密接であり、一部の会を除いて専門職は厚い信頼を得ている。会の中心を担う役員の人材不足にどの会も悩んでおり、発展が停滞している一番の原因はそこにある。本研究の協力機関である日本児童家庭文化協会への期待は大きい。とくに、行政中央機関(厚生省)とのつながりについては、全面的に依存している会もある。
大電力ECHに拠る生成高電場プラズマ閉じ込め機構の普遍化とその新安定化法の実証

1.高温イオンモードにおいて10年来突破できなかったイオン閉じ込め電位φ_c=1kVの壁を突破し最高電位を4倍に高める、φ_c=3.0kVの斯界で最高イオン閉じ込め電位値の達成に成功した。2.高電位生成に拠る、強い半径方向電場E_rシアーの形成と、これに伴うプラズマ閉じ込め改善(径方向拡散の抑制)及びプラズマ・パラメータ向上、更にはプラズマ内の乱流渦の抑制・消滅を発見した。3.我々が提唱してきた電位生成理論の拡張性について、密度の上昇とともにφ_cは緩やかに減少するものの、プラグ部電子サイクロトロン加熱(ECH)電力を増大させる事で、その減少分は容易にリカバーできる事が示された。4.ミラー独自のアイディアを用いて、円環シェル状の高温電子層形成による初めての径方向輸送障壁の生成・制御実験を行い、E_r×B_z(θ)のフローシアー生成領域における径方向輸送の抑制(エネルギー輸送障壁の形成)は、プラズマ温度上昇、温度勾配の急峻化をもたらす事を明らかにした。5.初めての本格的セントラル部電子直接加熱初期実験結果として、現在の最長パルス幅20ms間では全く飽和しない急峻な反磁性量の上昇波形を得た(イオン温度6.1keV電子温度0.3keV)。この時ミラー磁場捕捉されたイオンのエネルギー閉じ込め時間t_<E0>は少なくとも40ms以上を達成し、プラグ部ECHを重畳すると、電位閉じ込めイオンのエネルギー閉じ込め時間はパスツコフ理論の予想とよく一致する約60ms(同粒子閉じ込め時間約95ms)の初期データを得た。更に、電位で閉じ込められた蓄積エネルギー量が、反磁性量で代表されるセントラル部ミラー磁場に捕捉された高温イオンのもつ蓄積エネルギーに比し、ほぼ80%にまで到達しており、電位閉じ込めの効果が顕在化される従来無かったパラメータに到達しつつあることが示された。今年度は、新提唱「電位生成・電位効果統合理論」及び「ECH電力に対する電位生成則」を基盤とする、以下の成果をあげた。[I]「電位生成・電位効果新統合理論」に基づく、「大電力ECHを用いた高電位高電場生成」の実証と、「ECH電力に対する電位生成則」の拡張性の実証実験として、(1)15-16年度に新たにガンマ10装置に設置を実施中の、ミラー研究史上最大出力の1台0.5MWのジャイロトロン(1台当り従来の世界のミラー実験の最大パワーの2.5倍)を用いて、合計入射パワー12MWの実験を行った。これにより、(2)我々がPhysical ReviewLettersに示した、今までのタンデムミラー電位生成電位閉じ込めの2大理論(パスツコフ理論、コーエン理論)の新統合理論が、更なる高電位生成へ適用・拡張可能であることを実証した。(3)この時に、実験技術面からも現在ジャイロトロン開発技術・マイクロ波伝送・ECH射技術で、世界の最先端に在る、日本原子力研究所工学部からの設計・設置・実験への分担参加のもとに、これら理論・実験・更にこれまでの科研費で開発した独自の計測器技術を総合的に用いる、最高レベルの専門家と技術を結集・投入した、電位生成電位閉じ込め則の究明のための、共同実験を遂行・実施した。[II]また、「ECH電力に対する電位生成則」として纏めた[T.Cho et al.,Nuclear Fusion 43,293(2003)]比例則に従って、プラズマ・パラメータとECH電力・入射法を最適化した。(4)新提唱

「電位生成・電位効果統合物理則」のより高く広いプラズマ・パラメータ領域への、更なる拡張性・適用性と物理機構の実証・確立を行う目的で、ECHのミラー研究史上初めての0.4MWの入射を行い、従来の最高電位の3倍となるイオン閉じ込め電位生成に成功した。・大電力ECHを用いた高電場閉じ込めと、径方向電場とHモードの相関の究明、並びに新しいダイバータ磁場に拠る生成高電位プラズマ安定化研究を、ロシアよりパスツコフ博士を招聘して実施した。・16年度に、0.5MW超の大電力ECH装置(従来は0.2MW ECHが、世界のミラー史上最大ECHパワー)を、初めて東西2カ所両側のプラグ部(イオン閉じ込め電位生成部)に入射し、17年度に大電力ECHを用いた、初めての本格的な両側プラグ高電位プラズマ閉じ込め実験を実施した。・これにより、新提唱「電位生成・電位効果統合理論」のプラズマ閉じ込め効果検証を、高く広いプラズマ・パラメータ領域で行い本理論の拡張性を実証し、従来の約4倍の高電位形成を達成した。・更にHモード生成機構に類似な電場のシアーの有無に対応する改善閉じ込めの有無(電位効果の普遍性)の詳細究明を行った。即ち、高電位生成に伴い密度やセントラル部から磁力線に沿ってエンド部に到る端損失電流の、電子ドリフト波揺動がECH入射に伴う電位生成時にのみ、安定化され消える現象を見出し、それと共に閉じ込めが改善されることを見出した。・他方、輸送障壁生成を計画する半径位置に、ECH局所加熱を行い、ECH加速生成電子流をつくり、磁力線に沿ってミラー端へ流し出す事で、その磁力管内の電子を減少させ、この磁力管内に局所的両極性正電位φのバンプを作り、その半径r微分である径方向電場Erを生成して、Er×Bz(θ)フローシアーを形成し、ミラー装置では初めての「径方向輸送障壁」の生成に成功した。・以上、電場のシアー形成時に、電位生成による閉じ込めの改善と同時にドリフト波が抑制されるHモードに類似するデータが得られ始め、本研究で詳細依存性・一層の解明を行い、トカマクやヘリカルにも普遍的に共通する電位の効果、電位閉じ込めによるパラメータ改善の普遍化を実施した。
HTML形成による画像診断ティーチングファイルの改良

口腔領域画像診断の卒前・卒後教育の充実を目標として、試験運用を行っている画像診断ティーチングファイルに改良を加え、その価値を高めることを目的とし、以下の項目を実施した。1.フィルムライブラリの構築と運用:ティーチングファイルの構築と改良のためには症例の蓄積が必須である。徳島大学歯学部附属病院では過去5年間来院していない患者の検査画像に対しては教育・研究用の資料として歯学部に移管することとなった。この際、各画像のチェックを行い、保管状況をデータベース化することによりフィルムライブラリを構築した。これにより画像の管理状況を明らかにすることが可能となった。2.ティーチングファイルの改良:卒前学生、卒後一般歯科医、歯科放射線医によるモニタリングからの感想をもとに、試験的に構築されたティーチングファイルに対して、次に示す検討を加え、改良を施した。病理組織標本画像の直接デジタル入力による入力の簡便化と画質の改良、パーソナルコンピュータ(PC)を2台設置してイントラネット経由でのオンライン閲覧の評価、液晶ディスプレイでの閲覧画像の評価、PC能力に見合った画像サイズの評価、一般の電話回線経由での閲覧の可能性とCD-R配布によるオフライン閲覧の試み、DVD-RAMの試験的配布。3.デジタルメディアの活用:最新の検査技術等、ある特定の分野に絞ったトピック的な解説は、ティーチングファイルのようなページ単位の記述が困難である。そのため、画像診断に関連する教育の一環として、「CT画像の3次元処理について」に関する文書をPDF化し、徳島大学歯学部歯科放射線学講座ホームページからオンラインで参照できるようにした。これに対して、学内の卒後歯科医および国内の歯科放射線学講座に閲覧を依頼し、内容に対しての意見を求めた。口腔領域画像診断の卒前・卒後教育の充実を目標として、試験運用を行っている画像診断ティーチングファイルの価値を高めることを目的として、以下のような検討及び改良を行った。平成11年度の研究計画に基づく実績は以下の通りである。1)ティーチングファイル作成及び閲覧のための設備拡充として、病理組織標本画像の直接デジタル入力による入力の簡便化と画質の改良を行った。また、パーソナルコンピュータを2台設置して学内イントラネットに接続し、オンライン閲覧の評価に利用した。2)ノート型パーソナルコンピュータを中心に利用されている液晶ディスプレイでティーチングファイルを閲覧した結果、ファイルで多用されている8ビットモノクロ画像の一部では十分なコントラストが得られず観察困難であった。現在、改善に関する検討を進めている。3)徳島大学歯学部学生に対するアンケートの結果、パーソナルコンピュータ所有者の過半数はPowerPC750あるいはPentiumIII300MHz相当以上のCPUを有していることが判明した。68040CPUでの使用を前提に構築したティーチングファイルの閲覧には十分な性能を有する一方、アンケートによるモニタリングでは画質が不十分という意見もあり、ファイル容量を犠牲にしても画質改善を図る必要があり、適切な画像サイズに関して改めて検討を進める必要があることが判明した。4)ティーチングファイルの一般公開に先立って、コンピュータ断層画像を用いた3次元処理に関する解説ファイルをpdf形式で徳島大学歯学部歯科放射線学講座ホームページで一般公開し、学内の各講座と国内の歯科放射線学講座にモニタリングを依頼して評価を得た。平成12年度の研究計画に基づく実績は以下の帳りである。1,ティーチングファイルの構築と改良のためには症例の蓄積が必須である。移管に際し、各画像のチェックを行い、保管状況をデータベース化することによりフィルムライブラリを構築した。現在までにフィルムライブラリ該当症例は3万件を越えており、将来的な検索やファイリングシステムの導入に対応するために、パノラマエックス線画像を中心として順次デジタル取り込み、DICOM3.0形式での保管を計画している。

この場合、高品位の画像取り込みが可能となるレーザーフィルムスキャナの導入が望まれる。2,一般の電話回線による閲覧を試みた(54kbps)が、十分な画像品質を有する容量のファイルではダウンロードに非常に時間を要するため、オンライン閲覧が適さないことが判明した。そのため、学外での利用はファイルをCD-Rにコピーし配布することによって閲覧が適すると考えられた。3,CD-Rの容量は現状で700MB程度であり、ティーチングファイル症例数の増加に伴い、CD-Rでは容量不足が将来的に危惧される。そのため、DVD-RAMでの配布が有効になると考え、試験的に実施した。現状での汎用性を考え、メディアは片面2.6GBで、ケースから取り出し可能なTypeIIのものを利用した。その結果、DVD-RAMからの直接読みとりではアクセス速度が限られるために操作性が阻害されることがわかった。これに対しては、DVD-RAMの情報をハードディスクにコピーすることにより改善された。
自動運転知能化空間における安心安全フィードバックシステムの開発

本年度は、半自動運転と手動運転では、運転の楽しみやマインドワンダリング(MW)の経験に違いがあるかどうかを検証した。半自動運転としては、ACC(追従機能付オートクルーズ)とLKAS(車線維持支援システム)が搭載されている自動車で双方の機能をオンにしている場合の運転と定義した。手動運転は、それらのシステムが搭載されていない自動車の運転とした。運転の楽しみに関しては、昨年度までの結果からすると、半自動運転の方が手動運転よりも高い楽しみを感じていることが想定された(仮説1)。運転中のMWに関しては、半自動運転の方が、システムが運転を支援してくれるため、手動運転よりもMWしやすいと仮説を立てた(仮説2)。ACCとLKAS搭載の自動車を運転しているドライバ100名と、それらの機能を搭載していない自動車を運転しているドライバ100名を対象に調査を行った。運転の楽しみに関しては、昨年度までに開発した運転の楽しみを測定する尺度を用いた。運転中のMWに関しては、梶村昇吾・野村理朗(2016)によるMWの主観的な経験を測定する尺度を運転中の状況を訪ねる形に改定して用いた。その結果、半自動運転の車を運転しているドライバの方が、手動運転の車を運転しているドライバよりも、運転の楽しみを有意に高く感じていることが明らかとなり、仮説1は支持された。MWに関しては、半自動運転よりも手動運転でMWを優位に頻繁に経験していることが示され、仮説2は支持されなかった。半自動運転は、ACCやLKASのシステムのオンとオフを選択可能なため、状況に応じた運転システムの選択の自由度が増え、その分ドライバにとって運転の楽しみが増える可能性がある一方、半自動運転中は常にドライバが状況を監視する必要があるため、帰ってMWがしにくいということが考察された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。自動運転技術がもたらす高度な知能化車内空間におけるマインドワンダリング(MW:運転行為以外に意識が向く現象)と充足的安心安全の関連をモデル化し,MWをフィードバックする支援システムを開発することで,ドライバーと自動運転技術とのインタラクティブな協調性を実現する.2016年度は、手動運転よりも自動運転の方が、運転中のマインドワンダリング(MW)が生じやすいことを確認し、その状況をドライビングシミュレータ環境で実現することを目指した。まず、実車の運転状況(高速道路運転時のACC+LKASありの半自動運転とACC+LKASなしの手動運転)を比較した場合、半自動の方が手動よりもMWが生じやすいのかを確認した。予備的に、自動運転技術を詳しく知っている被験者6名を対象に実験を行い、本実験では、ゴールド免許でACC+LKASには慣れていない被験者6名を対象に実験を行った。予備実験では、半自動の法が手動よりもMWの生起率が高いことが確認できたが、ACC+LKASに不慣れな被験者の本実験の場合は、あまり差が出ないことが明らかとなった。次に、本実験に参加した5名を対象に、同じ高速道路環境を再現したドライビングシミュレータ実験を行った。ドライビングシミュレータでは、完全自動運と、手動運転の場合のMWの生起率を比較した。ドライビングシミュレータでは、完全自動運転の方が、手動運転よりもMWの生起率が高いことを確認した。実車実験・ドライビングシミュレータ実験による検証を重ね、MWの発生時の、身体的・生理的反応を特定することを来年度以降の目標とする。本年度は、ドライビングシミュレータ環境で、手動・自動運転を再現し、自動運転の場合に手動運転よりもMWが生起しやすいことを確認することが目標であった。東北大学の山邉先生が新たに分担者として加わったことも研究の進展を加速し、成果としては、ドライビングシミュレータ実験のみではなく、実車実験も併せて実施し、半自動あるいは完全自動運転状況と、手動運転状況でのMWの比較を行い、ドライビングシミュレータ実験では、予定通りに仮説が確認されている。そのため、順調に進展していると言える。ドライビングシミュレータ環境が、実車実験とどの程度類似しているかどうかを、手動・半自動での運転モードと、マインドワンダリングの発生との関連から検討するため、実車実験と同様の被験者5名に対して、ドライビングシミュレータを用いた実験を行った。実車実験のドライブレコーダ記録から、追い越された車の種類、台数、また、道路環境(工事等による片側車線規制など)を確認し、これらの要因に関して平均的な運転状況をドライビングシミュレータ上に再現した。また、実車の際には安全性を考慮して実施できなかった、アイカメラを用いた視線測定も行った。実車の場合と同様に、ランダムなタイミングで、音声により運転に集中しているかどうかを訪ね、マインドワンダリングの発生を計測した。同じ被験者に対して、自動運転、半自動運転の両方のモードを行った。その結果、同じ被験者である一方で、シミュレータと実車では、運転モードとの関連でマインドワンダリングの発生について類似した結果は得られなかった。アイカメラの測定の結果、マインドワンダリングを行っている際には、視線が真正面に集中せず、周囲に分散することが確認された。また、全ての被験者が半自動運転の際に、マンドワンダリングしやすいという訳ではなく、運転に自信のある傾向の人は、手動運転の方が、半自動運転よりもマンドワンダリングしやすく、慎重な運転をする傾向の人は、半自動運転の方が、マインドワンダリングしやすいという結果も得られた。

また、運転の楽しみについても、これまでの成果で、半自動運転の昨日のついた車のドライバーの方が、手動運転の車のドライバーよりも、運転の楽しみを高く感じていることが明らかになっている。マインドワンダリングの発生時に置ける視線の特徴について明らかにすることができた。また、運転の楽しみを定量化する心理尺度も完成し、半自動運転と手動運転のとの比較も完了した。本年度は、半自動運転と手動運転では、運転の楽しみやマインドワンダリング(MW)の経験に違いがあるかどうかを検証した。半自動運転としては、ACC(追従機能付オートクルーズ)とLKAS(車線維持支援システム)が搭載されている自動車で双方の機能をオンにしている場合の運転と定義した。手動運転は、それらのシステムが搭載されていない自動車の運転とした。運転の楽しみに関しては、昨年度までの結果からすると、半自動運転の方が手動運転よりも高い楽しみを感じていることが想定された(仮説1)。運転中のMWに関しては、半自動運転の方が、システムが運転を支援してくれるため、手動運転よりもMWしやすいと仮説を立てた(仮説2)。ACCとLKAS搭載の自動車を運転しているドライバ100名と、それらの機能を搭載していない自動車を運転しているドライバ100名を対象に調査を行った。運転の楽しみに関しては、昨年度までに開発した運転の楽しみを測定する尺度を用いた。運転中のMWに関しては、梶村昇吾・野村理朗(2016)によるMWの主観的な経験を測定する尺度を運転中の状況を訪ねる形に改定して用いた。その結果、半自動運転の車を運転しているドライバの方が、手動運転の車を運転しているドライバよりも、運転の楽しみを有意に高く感じていることが明らかとなり、仮説1は支持された。MWに関しては、半自動運転よりも手動運転でMWを優位に頻繁に経験していることが示され、仮説2は支持されなかった。半自動運転は、ACCやLKASのシステムのオンとオフを選択可能なため、状況に応じた運転システムの選択の自由度が増え、その分ドライバにとって運転の楽しみが増える可能性がある一方、半自動運転中は常にドライバが状況を監視する必要があるため、帰ってMWがしにくいということが考察された。実車実験・ドライビングシミュレータ実験による検証を重ね、MWの発生時の、身体的・生理的反応を特定することを来年度以降の目標とする。昨年度は、被験者の数が少なった点を考慮し、できるだけ被験者を増やし知見の妥当性を高めることに努める。今後、シミュレータを用いた実験状況の改善と共に、実際に、半自動運転の機能(ACC、LKAS)のついた車のドライバーと、そうではない手動運転の車のドライバーに対する調査を実施し、自動運転機能とドライバーのマインドワンダリングについて検討を行う。運転の楽しみとマインドワンダリングの関連についても、詳細な調査を実施していく。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
２１世紀の植民地主義ーハワイ、ディエゴ・ガルシアを事例にー

本研究の目的は、国内および国際社会の情勢による自己決定権の制限から21世紀の植民地主義のメカニズムを解明することにある。最終年度である本年度は、ハワイのカナカマオリの自決権の阻害を反基地運動に着目し、既存の研究を調査し、現地調査を行った。カナカマオリの自決権の阻害に関しては、米国に併合された歴史的背景を踏まえ、それが現代の反基地運動にどのように関係するかを検討した。ハワイ州は20.6%が米軍基地となっている。そのうちの56%の土地がハワイ王国の土地であった。ハワイに米軍基地が建設されて以降、いくつかの米軍基地は、カナカマオリの反対運動で閉鎖された。しかし、2001年以降のハワイの米軍基地は、「対テロ戦争」の影響もあり強化されている(主な資料:米国政府のNational Defense StrategyならびにQuadrennial Defense Review Report)。一方で、20世紀後半からカナカマオリの政治家がカナカマオリの権利を保護する目的でアカカ法制定に向けて取り組んできた。しかし、この法律に関しても米国政府が優位となるようなものになり、カナカマオリが主張している権利とかけ離れる恐れが懸念事項にあげられる。また、2014年後半から陸軍基地の縮小が米国政府によって検討され始めているが、ハワイの産業の第2位が米軍基地となっており、多数派である移民はそこから利益を得ているため、米軍基地を容認することに繋がっている。さらに、米国によるハワイ併合や移民受け入れによってカナカマオリの人口は減少している。そのため、手続き的民主主義制度によってカナカマオリが自決権を行使することは難しい状況である。最後に、現地調査を行ったことで国際的にカナカマオリの権利回復を訴える人権活動家兼ハワイ大学講師と共同研究を進めていくことになった。これは、今後の研究へと繋がる実績である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の第1年度計画は、1植民地主義の問題が取り上げられた国際会議ならびに国際機関の文書を通して現在の植民地主義の概要を把握し、2本研究が着目する周辺化された人々の自己決定権の行使が阻害されているかを判例や国内政策を通して特定すること、3軍事基地問題に直面し、かつ国家の「安全保障」政策によって自己決定(権)が阻害されているといわれているハワイ人の聞き取り調査を行うことであった。まず、国際機関の文書や2001年以降の国際社会の動向を通して、植民地主義の概要を把握することに努めた。また2001年以降の国際社会において「民主主義」に価値が置かれ、非民主主義国家への民主化支援が行われることで、民主主義が現代世界において「文明化」の一つの指標となっているという議論から現代の植民地主義の概念と結びつけ概念の構築を行った。次に、この議論を国内のシステムに当てはめ検証を行うため、特に国家の「安全保障」政策によって犠牲になる人々に着目し、文献や資料を通して問題を整理した。1年目は、ハワイを事例に検証することを計画していたが、ディエゴ・ガルシアの米軍基地の使用期限が2016年に迫り、2014年に同協定が英米間で見直されることから、本年度はディエゴ・ガルシア島の基地問題に変更し研究を進めた。この成果を、2013年6月15日に大阪大学で開催された日本平和学会春季研究大会「琉球・沖縄・島填国及び地域の平和」分科会で報告した。最後に、2014年の英米協定見直しに向けチャゴス人がどのような運動を展開しているかを確認するため10月と11月にロンドンとモーリシャスで聞き取り調査を行った。ロンドンでは公文書館を中心に6月の報告で明らかにできなかった英国政府のチャゴス人に対する補償に関する資料収集を行った。モーリシャスでは、チャゴス難民グループ主催の国際シンポジウムに参加し、現在の運動の動向を把握した。(『国際公共政策』(第18巻第2号、2014年に発表)本研究の目的は、国内および国際社会の情勢による自己決定権の制限から21世紀の植民地主義のメカニズムを解明することにある。

さらに、米国によるハワイ併合や移民受け入れによってカナカマオリの人口は減少している。そのため、手続き的民主主義制度によってカナカマオリが自決権を行使することは難しい状況である。最後に、現地調査を行ったことで国際的にカナカマオリの権利回復を訴える人権活動家兼ハワイ大学講師と共同研究を進めていくことになった。これは、今後の研究へと繋がる実績である。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画であったフィールド調査をハワイからディエゴ・ガルシアの調査へ変更をしたが、それまで研究していた沖縄の事例と共通する箇所を多く見つけることができた。また、本研究の概念を構築するにあたり明確ではなかった点が、ディエゴ・ガルシアの調査を通して明らかになった。以上のことから、現在までの研究達成度はおおむね順調に進展していると考える。次年は、ハワイの米軍基地とハワイ人に関する調査を予定している。そこでは、これまでの研究と大きく違い、「研究対象者の宗主国が米国のみ」であるという点がある。その相違点を現在の研究とどのように結び付け研究を進めていくか、という点が問題点である。この点は、ハワイ大学で政治学やハワイ人が抱える問題を研究している研究者や実際にフィールドワークを通してハワイ人にインタビューを行い、彼らの自己決定(権)行使の阻害の状況をまとめていくことで問題点を検証していくよていである。また、ハワイの米軍基地に関わる問題を文献や新聞記事などからディエゴ・ガルシアとの違いと共通点を明確にする。
亜臨界水を利用した有機性廃棄物からリン回収技術の開発

1.研究目的当研究グループは、有機性廃棄物からの資源・エネルギーの回収型処理技術の開発研究を行っている。亜臨界水により有機性廃棄物中リンは正リン酸として溶出するので、MgまたはCaの不溶性塩、MH_4MgPO_4・5H_2O(MAP法)又はCa_<10>(PO_4)_6(OH)_2(HAP法)、として固定・回収できる。本研究では、有機性廃棄物として、汚水の活性汚泥処理により発生する余剰汚泥を取り上げ、それを亜臨界水で処理し、正リン酸の溶出および回収に関する操作条件の最適化を行った。また、リン回収装置の設計・試作を行い、その性能評価を行った結果、次のような成果が得られた。2.研究成果(1)人工下水を投入した活性汚泥装置から発生する余剰汚泥を亜臨界水処理し、温度と溶出率との関を調べ、最適溶出温度を決定した。(2)処理汚泥を固液分離し、リン溶出液にMg塩又はCa塩を添加して、それぞれのリン回収条件(pHル比、回収率)を実験的に最適化した。(3)連続装置の基本設計を行い、小型連続装置を製作した。(4)連続実験装置を用いてMAP法及びHAP法によるリン回収の最適条件(pH、添加モル比、回収率)決定した。さらに下水実汚泥を用いて最適条件の決定を行った。(5)下水汚泥中のリン資源回収装置についての運転指針の作成を行った。リン回収効率およびプラント建設・運転コストの試算結から、提案するリン資源回収技術の性能および経済性を総合的に評価したところ、本技術の有用性を検証できた。3.今後の課題下水汚泥中の夾雑物の除去、及び回収したMAP結晶の精製方法について検討を行い、実用化に向けたさらなる検討を行う。平成18年度成果1.バッチ実験によるリン容出条件の最適化供試汚泥は人工下水を投入した活性汚泥装置から発生する余剰汚泥を用いた。本研究ではリン容出率及び回収率の検討を行うので、人工下水による余剰汚泥を使用した。この汚泥を回分式亜臨界水装置(インコネル製、容積100ml、汚泥充填量40mlのにより溶解後リン容出条件を検討した。その結果、最適反応温度は200240°Cであった、また、汚泥の容出率は80%であった。汚泥容出液中のリンは、オルトリン酸として容出した。2.マグネシウム、カルシウム塩添加によるリン回収条件の最適化亜臨界水処理後容出液には、オルトリン酸及びアンモニアを含むので、マグネシウム塩(またはカルシウム塩を加えてリンをリン酸アンモニウムマグネシウム(MAP)として回収した。最適pHは9.0、Mg^<2+>:NH^<4+>:PO_4^<3->のmol比は1:1:1であった。リン回収率は、95%であった。さらに、反応温度20040°CではMAPリンの割合が9497%に達した。200°C以下では、NH^<4+>の容出量が少なく、MAP形成が十分に行われないことが分かった。カルシウム塩の場合は、ヒドロキシアパタイト(HAP)として回収した。最適pHは7.5、リン回収率は95%であった。3.連続装置の基本設計及び最適化連続実験装置は、反応槽容積2L,分離槽容積2Lとして、ローラーポンプにより亜臨界水容出液を連続投入できるようにした。さらに、pHコントローラーを設置しpHコントロール機能を加えた。