hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高度電気浸透脱水処理システムの開発

本研究では,沈降濃縮領域から圧密脱水領域にいたる電場下の固液分離過程を解明することを目的としている。1.ベントナイト,パルプ短繊維,酸化亜鉛を実験試料に用い,これらを単独あるいは混合して均質な半固体状原料を調製し,定電流条件下での電気浸透脱水実験を行った。(試料の初期空隙比-脱水終了時の平均空隙比)/初期空隙比を脱水効果の尺度として定義した。研究者らの電気浸透脱水理論に基づくと,脱水効果は,電流密度,試料の表面電荷密度,予圧密圧九仕込み固体体積に依存する。脱水効果は,電流密度,表面電荷密度,仕込み固体体積とともに増加し,予圧密圧力とともに減少することを明らかにした。2.粒子群の力学的挙動をバネで近似したTerzaghiモデルに基づく沈降濃縮領域の電場下の圧密沈降理論を構築した。重力場で沈降平衡にある酸化亜鉛スラリーおよび酸化亜鉛とパルプ短繊維の混合スラリーの電場下の圧密沈降実験を行い,試料高さの経時変化および沈降終了時の空隙比分布を測定した。圧密沈降過程の進行度を記述する平均圧密比の実測値および沈降終了時の空隙率分布の実測値は,Terzaghiモデルに基づく理論計算値と良好に一致した。圧密沈降の効果を,(試料の初期平均空隙比-沈降終了時の平均空隙比)/初期平均空隙比で定義した。理論に基づくと,電流密度と仕込み固体体積が沈降効果に影響を与える。実験の結果,電流密度の影響がより顕著であった。3.固液分離装置を設計する際に不可欠な試料の圧縮透過特性を得る方法を検討した。種々の固液系において求めた圧縮・透過データを,ニューラルネットワーク(梱)の学習・推論機能を用いて統合し,新規な固液系の圧縮・透過特性が精度よく推定できることを明らかにした。本研究では,電場を利用した固液混合物の濃縮脱水装置の合理的設計法を提案するため,沈降濃縮領域から圧密脱水領域にいたる電場下の固液分離過程を解明することを目的としている。1.粒子表面に永久荷電を有するベントナイトを試料に用い,ベントナイト-水系スラリーを予圧密し,定電流条件下で電気浸透脱水した。試料厚さの経時変化,および最終空隙比分布を実測し,研究代表者の提案した理論の妥当性を検討した。理論は,試料のクリープ特性を含む実測値の傾向を良好に記述できた。脱水速度を支配する修正圧密係数および電気浸透圧勾配は,電流密度とともに増加した。2.粒子表面に永久荷電を有していない固液系に対する,界面活性剤の助剤効果を調査した。パルプ短繊維-水系スラリーにドデシル硫酸Naを種々の濃度で加えて予圧密したケークに,定電流条件下で電場を印加し,電気浸透脱水速度を求めた。この系においては,界面活性剤の助剤効果は見られなかった。3.製缶工場より排出されるアルミ系スラッジの電気浸透脱水特性を調査した。この系では,脱水初期に正極側から排水され,やがて排水方向が反転し負極側から排水されるようになる。この現象は,粒子のζ電位のpH依存性と密接に関係しており,脱水開始時に正に帯電していた粒子が,電極反応に伴い生ずる水酸イオンのため負電荷を帯びるようになると,脱水液の移動方向が反転するために生ずる。4.ベントナイトスラリーの電場下の圧密沈降特性を測定し,この現象を記述できる圧密沈降理論を構築した。
温室効果ガス,メタンの水田からの発生量測定

全世界の水田面積の約90%近くを占める東南アジアの水田からのメタン発生量を知ることは、メタンの大気中濃度増加の原因解明の上で重要な課題である。そこで、前年度に行った国内の稲作水田からのメタン発生量の通年測定の実績をベ-スに、タイ国立環境省の研究者の協力を得て東南アジア地域における最も重要な稲作地帯の1つであるタイにおいて、水田からのメタン発生量の測定を行い、日本の発生量デ-タとの比較を行った。測定は、2期作が多く行われているバンコクの北約40kmの水田地帯の2地点の水田において、各々1990年911月および1991年24月の期間について測定を行った。1990年911月の測定では、田植後約1カ月の9月半ばの5.9±0.7mgCH_4/m^2hrから始まって、10月半ばの16±3mgCH_4/m^2hrの最大値を経て,11月には13±5mgCH_4/m^2hrという発生量変化を示した。この測定結果は、日本の水田での測定結果にみられる田植後12カ月頃にメタン発生量が最も高くなるという一般的な傾向と同じ事がタイの水田においても起こっていることを示している。一方、タイあるいは東南アジアでは日本に比べて有機肥料の施肥量が多く、また高温であることから単位面積当りのメタン発生量は日本に比べて多いことが想定されたが、今回の測定で得られたメタン放出速度の最大値は10月半ばの値で、この値は前年度に測定した福岡県の水田におけるメタン発生の最も盛んな時期の発生量20mgCH_4/m^2hrと同程度であり、従来の推定が過大であることを示唆している(1991年24月のデ-タについては現在解析中である)。本測定結果は、従来実測デ-タのなかったタイにおける水田からのメタン発生量に関する新しい知見を与えているが、タイの水田におけるメタン発生量の全体像を推定するためには今後更にデ-タの集積が必要である。
超高速で過酸化物を分解する酵素系の構築

Amphibacillus xylanus過酸化物分解酵素系は、NADH oxidaseとAhpCの2種タンパクから構成され、複数の官能基が関与する酵素系である。本酵素反応は、酵素反応の限界に近い高速で進行し、応用上極めて有利な特徴を有す。最近、A.xylanusの過酸化物分解酵素系とアミノ酸一次配列の相同性の高い(相同性70%)酵素系が高度好熱菌Thermus aquaticusに見いだされた。この酵素系の過酸化物に対する反応性はA.xylanusの酵素に対して著しく低いが、活性は安定で、NADHoxidaseとAhpCが複合体を形成することが報告されている。メルカプトエタノール無添加のSDS-PAGEとそのウエスタンブロッティングからA.xylanusにおける複合体形成を見いだした。両タンパク間で複合体が形成された場合、AhpCのS-S結合とNADHoxidaseのCys480間でのS-S結合の形成が推定される。同様の方法を野生型NADHoxidaseとC480Sミュータントで行った。野生型ではAhpCとの複合体形成が観察されたが、C480Sでは観察されなかった。PAGEによる解析では、アミノ酸残基間の局部・解析が中心となる。そこでさらに、DLS(動的光散乱法)法を併用して酵素タンパク分子間相互作用(複合体形成能)解析を試みた。野生型NADHoxidaseとC480SともにAhpCとのタンパク複合体形成が観察された。このミュータントで過酸化物分解活性が観測されたことから、このCys480はAhpCタンパクへの電子伝達には関与せず、複合体形成は両タンパク分子表面の相互作用によるものが主で、Cys480によるS-S結合形成は隣接効果の結果、形成されることが示唆された。両タンパクの複合体形成はX線溶液散乱と超遠心分析により確認されたが、ゲル濾過法では観察されなかった。複合体形成が確認された手法はすべて移動相が静置の系のため、複合体は極めて弱い結合力により形成されると示唆された。このPrxとの複合体形成がAmphibacillusのNADHoxidaseが高速反応性を発現するための鍵と推定される。Amphibacillus xylanus過酸化物分解酵素系は、NADH oxidaseとAhpCの2種タンパクから構成され、複数の官能基が関与する酵素系であるが、酵素反応速度の限界に近い高速で反応が進む特徴を有す。これは応用上極めて有利な特徴と考えられる。最近、A. xylanusの過酸化物分解酵素系とアミノ酸一次配列の相同性の高い(相同性70%)酵素系が高度好熱菌Thermus aquaticusに見いだされた。この酵素系の過酸化物に対する反応性はA. xylanusの酵素に対して著しく低いが、安定である。本年度では2種の過酸化物分解酵素系の立体構造比較を行い、高速反応性の解析を試みた。1.高度好熱菌とA. xylanusのNADH oxidaseとAhpCタンパクの立体構造比較:サルモネラ菌の過酸化アルキル分解酵素の立体構造を基にして両NADHoxidaseとAhpCタンパクの立体構造のモデリングを試みた。

高度好熱菌とA. xylanusの両タンパクは内部アミノ酸配列に高い相同性が観測された。両タンパク表面構造は両菌株間で微妙に異なるが、基本構造は維持されると推定された。高度好熱菌の両タンパクは複合体を形成することが報告されており、A. xylanusにおける複合体形成を検討した。両タンパク間で複合体が形成された場合、AhpCのS-S結合とNADHoxidaseのCys480間でのS-S結合の形成が推定される。2-メルカプトエタノール無添加のSDS-PAGEとそのウエスタンブロッティングを野生型NADHoxidaseとC480Sミュタントで行った。野生型ではAhpCとの複合体形成が観察されたが、C480Sでは観察されなかった。このミュタントで過酸化物分解活性が観測されたことから、このCys480はAhpCタンパクへの電子伝達には関与しないと考えられる。NADH oxidaseにはCys480の他、電子伝達に関与が推定される4個のシステイン残基が存在する。これらの部位特異的変異酵素を用いて、複合体形成と高速電子伝達の機構を解明する予定である。Amphibacillus xylanus過酸化物分解酵素系は、NADH oxidaseとAhpCの2種タンパクから構成され、複数の官能基が関与する酵素系である。本酵素反応は、酵素反応の限界に近い高速で進行し、応用上極めて有利な特徴を有す。最近、A.xylanusの過酸化物分解酵素系とアミノ酸一次配列の相同性の高い(相同性70%)酵素系が高度好熱菌Thermus aquaticusに見いだされた。この酵素系の過酸化物に対する反応性はA.xylanusの酵素に対して著しく低いが、活性は安定で、NADH oxidaseとAhpCが複合体を形成することが報告されている。昨年度の本報告で、2-メルカプトエタノール無添加のSDS-PAGEとそのウェスタンブロッティングからA.xylanusにおける複合体形成を見いだした。両タンパク間で複合体が形成された場合、AhpCのS-S結合とNADH oxidaseのCys480間でのS-S結合の形成が推定される。同様の方法を野生型NADH oxidaseとC480Sミュータントで行った。ウェスタンブロッティングによる解析では、アミノ酸残基間の局部反応の解析が中心となる。そこでさらに、DLS(動的光散乱法)法を併用して酵素タンパク分子間相互作用(複合体形成能)解析を試みた。野生型NADH oxidaseとC480SともにAhpCとのタンパク複合体形成が観察された。このミュータントで過酸化物分解活性が観測されたことから、このCys480はAhpCタンパクヘの電子伝達には関与せず、複合体形成は両タンパク分子表面の相互作用によるものが主で、Cys480によるS-S結合形成は隣接効果の結果、形成されることが示唆された。両タンパクの複合体形成はX線溶液散乱と超遠心分析により確認されたが、ゲル濾過法ではできなかった。複合体形成が確認された手法はすべて移動相が静置の系のため、複合体は極めて弱い結合力により形成されることが示唆された。この複合体形成がAmphibacillusのNADH oxidaseとAhpCが共同して高速反応性を発現するための鍵と推定される。
CMOSイメージセンサを用いた新型極端紫外線検出器の開発

近年、宇宙機からの極端紫外線による惑星観測技術が確立し、将来計画においてその必要性が高くなりつつある。一方、従来の装置設計で達成できる性能はすでに上限に達しており、将来計画に向け新たな突破口が必要であることもわかってきた。本研究では可視光用の画像素子であるCMOSイメージセンサを応用した新型の極端紫外線検出器を開発する。今年度は本研究の核となる、光を伝送するためのファイバーオプティクスプレート(FOP)とCMOSイメージセンサの接合技術の確立を目指し、各部品の試作を用いた基礎実験を実施した。通常CMOSセンサは撮像面とその周辺電気回路を保護するためにカバーガラスで覆われている。一方、FOPとCMOSセンサを接合するためには、カバーガラスを除去しなければならない。そこで過去の研究の予備品であるCMOSイメージセンサのカバーガラスを除去し、通常の衛星搭載装置と同様の環境で数か月保管した。そして保管の前後でともに正常に動作し、かつ性能に変化がないことを確認した。また真空中でも正常に動作することを確認した。また惑星探査機の搭載を目指すには、使用部品に放射線耐性があることも重要になる。そこで入手可能な2種類のFOP(標準品およびX線用)にそれぞれ放射線を照射し、透過率および機械強度の変化を調べた。その結果、機械強度はどちらも変化なく、透過率はどちらも1520%程度の低下しかないことから、衛星搭載品として使用しても問題ないことを確認した。本研究では未照射時の透過率がより高い標準品を採用する。以上の基礎実験の成果によりCMOSセンサとFOPの結合に向けた準備を整えることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究期間が半年間と短く、かつ基礎実験であるため本研究成果は論文や学会では2014年度末時点で未発表である。しかし学会中のアウトリーチ活動や高校生向けの講演の中で本研究について紹介し、成果を発信した。また今後本研究について以下ホームページにて紹介予定である。
空間複雑性と理想境界のポテンシャル解析

調和関数や熱方程式解,Green核,熱核と定義領域の関係や空間複雑性の境界挙動への影響を研究し,ユークリッド空間の複雑領域,多様体,バリフォールド,ネットワーク,フラクタルなど様々な分野に応用した.とくに,除外集合を許したHarnack原理,最小固有値の容量的幅による評価,大域的境界Harnack原理のGreenレベル集合の容量的幅による十分条件,放物型境界Harnack原理(Intrinsic Ultracontractivity)に対応する条件,グラフ領域が大域的境界Harnack原理をみたす臨界連続率,無限における容量密度の極限の0-1法則などに新しい結果を得た.一般領域のDirichlet最小固有値を容量的幅を用いて評価した.熱半群に対するIntrinsic Ultracontractivityを容量的幅とGreen関数により導いた.熱方程式や吸収項をもつ半線形熱方程式の解の除去可能な特異点について考察した.特に,放物型距離に関するMinkowski容量を導入して増大条件や可積分条件を満たす解に対する除去可能集合を調べた.Klein群の擬等角変形空間の複素構造について研究を行ない,Klein群の不連続成分の形状がその変形空間の構造に大きく影響を与え,様々な複素解析的性質,例えば正則凸性などが変化することを発見した.また,コーシー積分の境界値に関しても新たな知見を得た.Sierpinski carpet上のBrownian motionのtime changeについて考察し,speed測度がユークリッドの距離に対してvolume doubling propertyを持つときには,ユークリッドの距離とquasisymmetricな距離が存在してtime changed processの熱核はその距離に関してsub-Gaussian型の評価を持つことを示した.Brakkeの定義した幾何学的測度論の枠組みにおける平均曲率流に関連し,境界で直交条件を満たしつつ動く平均曲率流のBrakke解の構成を,Allen-Cahn方程式の特異摂動を用いて行った.また1次元のBrakke解で典型的な3重点周りの正則性定理を証明した.Modular sequence spacesをモデルにした非線形ネットワーク上のポテンシャル論を展開し,フローに関するトムソンの原理,射に関するレイリー単調性法則,倉持境界とディリクレ問題などについて研究した.複素平面上の非定数有理型関数の除外値数の上限である「2」の幾何学的意味は,その値域であるリーマン球面のオイラー数であることが知られている.この結果に対応するものとして,完備極小曲面のガウス写像や弱完備な平坦波面の標準形式などを含んだ曲面のクラスにおけるガウス写像の除外値数の上限の幾何学的意味を明らかにした.一般領域のDirichlet最小固有値を容量的幅を用いて評価した.熱半群に対するIntrinsic Ultracontractivityを容量的幅とGreen関数により導いた.集合のCapacityに関する密度を考察し,密度をとる球の半径が大きくなったときの極限は0か1しかないことを導いた.双曲空間に埋め込まれているグラフの拡大定数の幾何的な評価式を与えた.n-次元の立方体を含むSierpinski carpetsの上のBrownian motionのTime changeが可能で,熱核が存在して連続関数になるための十分条件与えた.双曲計量と球面幾何を用いてリーマン球面内のコンパクト集合が一様完全であるための新たな特徴付けをみつけた.また,リーマン球面から有限個の点を抜いたリーマン面の双曲距離の評価を行った.平面上での一般的な1次元曲率流に対して,最も重要な特異点である3重点の近傍でのε正則性定理を幾何学的測度論の枠組みで証明した.Teichmuller曲線と呼ばれるRiemann面からモジュライ空間への局所等距離正則写像について研究し,その剛性と有限性について新しい結果を得た.さらにTeichmuller空間のthick partのgeometry,特にその凸性について新たな知見を得た.半正値ではあるが正値性ではない曲率を持つ直線束の特異計量と,その特異性を測る乗数イデアル層を研究し,乗数イデアル層を用いたコホモロジーの単射性定理を定式化し,最小特異計量に対するNadel型のコホモロジー消滅定理を得た.グラフで与えられた領域が大域的境界Harnack原理をみたすかどうかについて研究し,成立するためのグラフのシャープな滑らかさを明らかにした.また,様々な容量大域平均の0-1法則を導いた.Lipschitz領域上の熱核評価の応用として,境界に特異点をもち時間無限でMartin核と比較可能な定常解に収束するような半線形熱方程式の正値解の存在について考察した.一般化された離散Orlicz空間や一般化されたLp空間を含む,離散モジュラー列空間を枠組みとする非線形ネットワーク上のポテンシャル論を,ロイデンコンパクト化と倉持コンパクト化を中心に研究した.ユークリッド空間を含む一般化されたSierpinski carpet内の領域での一般の測度に関するポアンカレ不等式について考察し,ポアンカレ定数がグリーン関数の積分を用いて評価できることを見いだした.その応用としてBrown運動のTime changeについて考察した.複素n次元ユークリッド単位球上でspaciousレブナー鎖を導入し,その応用としてパラメーター表現を持つ単葉正則写像の族の端点や支持点に関する定理を導き出し,支持点の具体例を見つけた.リーマン球面から有限個の点を除いて得られるリーマン面の双曲距離を近似する距離を提唱し,2つの距離を比較する際のリプシッツ定数が点の配置によって定まるある量のみで評価されることを示した.流体力学的微分の変分公式とその応用について考察した.Riemann面上の種々の等角不変計量について研究し,特にポアンカレ計量との比較を行い,様々な不等式を導きその等号成立条件について考察した.特にハルナック距離についてはマルティンコンパクト化の観点から研究した.

また,Klein群の変形空間について,その複素解析的性質を明らかにした.研究代表者,分担者ともに活発な研究活動を行い,昨年度は査読付き論文9編(掲載予定を含む),招待講演11件(代表的なものを選定)を行った.ポテンシャル論を中核とし,複素解析,PDE,確率論,幾何学に渡る多様な研究成果が上がった.非有界集合の容量密度について考察した.半径一定の球に対する容量密度の中心を動かしたときの下限(下容量密度)を研究し,半径を大きくしたときの下容量密度の極限値は0か1に限ることを示した.さらにこの結果を距離測度空間に拡張した.Riemann面上の様々な調和函数から定義される不変距離について,双曲距離との比較からいくつかの不等式を導き,その等号成立条件について調べた.また,Klein群の変形空間の複素構造を調べ,その正則凸性について新しい知見を得た.Riemann面をパラメータ空間とする正則運動がリーマン球面の正則運動に拡張できるための必要十分条件をそのmonodromyを用いて与えた.球面や双曲平面内の領域のその幾何に関する凸性を双曲計量の言葉で記述し,平面領域に関するHarmelin, Minda, Mejiaらの結果を拡張した.単葉函数の係数評価や擬等角写像に関する研究,擬等角写像の数値的構成手法を研究した.正値調和関数に対するCarleson評価や境界減衰評価および熱核評価を利用して,Lipschitz領域において非線形不等式を満たす非負優温度関数に対する増大評価を与え,半線形熱方程式の正値解に応用した.非線形ネットワークのポテンシャル論を展開しその基礎を確立した.Stretched Sierpinski gasketと呼ばれるSierpinski gasketの分岐点を区間で置き換えた集合上のポテンシャルの構成,調和関数の構造などについて研究を行い,どのようなポテンシャルが存在するのかについて完全な分類を行った.曲面の一般化であるvarifoldに対して,境界における接触角度条件の概念について研究を行い,Modica-Mortola汎関数の特異摂動問題で自然に発生する条件を得た.調和関数や熱方程式解,Green核,熱核と定義領域の関係や空間複雑性の境界挙動への影響を研究し,ユークリッド空間の複雑領域,多様体,バリフォールド,ネットワーク,フラクタルなど様々な分野に応用した.とくに,除外集合を許したHarnack原理,最小固有値の容量的幅による評価,大域的境界Harnack原理のGreenレベル集合の容量的幅による十分条件,放物型境界Harnack原理(Intrinsic Ultracontractivity)に対応する条件,グラフ領域が大域的境界Harnack原理をみたす臨界連続率,無限における容量密度の極限の0-1法則などに新しい結果を得た.
投資ファンドによる企業再生・企業合併の増加の影響に関する計量的実証分析

1990年代末から、わが国でも外資系を始めとする投資ファンドの活動が活発になった。投資ファンドの経済活動がもたらした影響を検証することは、今後の投資ファンドに対する規制のあり方や企業再生・M&Aに関する政策をめぐる議論のために欠かせない。本研究では、投資ファンド主導の会社更生の事例が増加しているという事実に着目し、投資ファンドが会社更生事件の弁済率に与えた影響を計量的に分析した。不況産業に属している破綻企業の企業買収案件では、同じ(不況)産業内企業(インサイダー)の資金制約のため、その産業外の資金制約の緩い企業(アウトサイダー)が最終買収者になる確率が高くなることが考えられる。投資ファンドが主として不況産業に属する更生会社の再建のスポンサーになることによって、不況産業の弁済率が相対的に上昇し、好況産業と不況産業との弁済率の差が緩和される可能性がある。この仮説を「ディープポケット仮説」と名づけ、他の代替的な仮説と、現実説明力を比較した。1990年から2004年の期間に手続きが開始された会社更生事件を対象とし、投資ファンドの活動がない前半(1990年-1998年)と、投資ファンドがスポンサーとなった会社更生事件が見られるようになった後半(1999年-2004年)の債権弁済率(要弁済額/確定債権総額)の関数を推計した。前半では更生会社が不況産業に属していたことを表すダミー変数が統計的に有意な負の値であったが、後半では有意性は認められなかった。こうした分析結果は、ディープポケット仮説と整合的である。単に投資ファンド主導であるから弁済率が上昇するということではなく、スポンサーが見つかりにくく、弁済率も抑制的な傾向のあった不況産業で投資ファンドがスポンサーとなり、好況産業との弁済率の差を緩和している可能性を検出したことが重要である。このように不況産業での更生案件において、一定の役割を果たしつつあるのであれば、投資ファンド主導の企業倒産処理の増加は、企業倒産処理の効率化にとって望ましいことと考えられる。投資ファンドが関わった企業再生・企業合併のデータベースを作成した。そして、それらのうち、とくに会社更生法による会社更生事件を当面の分析対象とした。分析期間は、1990年から2004年末までとした。そして、その期間の会社更生事件のデータを官報から収集し、債務弁済率を始めとする更生計画データを収集した。次に、それらの会社更生事例について、スポンサーの有無を確認した。そして、スポンサーになった投資ファンドを確認した。A.Shleifer-R.Vishny(1992)の理論モデルを参考にし、倒産した企業が属する産業は不況産業である場合が多く、したがって同じ産業内の他社(インサイダー)も不況のため、資金が乏しく、倒産企業を買収したり、救済したりする余力に乏しいことから、倒産企業は資金制約のない、他の産業に属する企業(アウトサイダー)に買収・救済される可能性が出てくることを分析の基本的な枠組とした。投資ファンドは、このアウトサイダーの典型であると考えられる。一方、スポンサーを決める権限を持つ更生事件の法律管財人は、できるだけ高い弁済率で債権者の満足度を高めるだけでなく、更生計画が遂行される可能性も高めたいと考える。そのため、不況産業では、資金余力のある投資ファンドがスポンサーとして選択される可能性が高い。また、最終的にスポンサーに選ばれなくとも、選考のプロセスに参加することで、競争状況を高めることが予想される。この着想に基づき、分析期間

全体を投資ファンドの活動が事実上存在しない前半(1998年まで)と投資ファンドが活発になった後半(1999年以降)とに分け、債務の弁済率の決定関数を統計的に推計した。そして、投資ファンドの影響があることを統計的に確認した。この研究成果に基づき、どのように変化したかをさらに厳密に分析し、最終的結論を得ることが、平成17年度の研究課題である。1990年代末から増加しているバイアウトファンド主導の会社更生が、会社更生債権の弁済率に与えた影響を計量的に分析した。不況産業に属している破綻企業の企業買収案件では、同じ(不況)産業内企業(インサイダー)の資金制約のため、その産業外の資金制約の緩い企業(アウトサイダー)が最終買収者になる確率が高くなることが考えられる。バイアウトファンドはどの産業に関してもアウトサイダーであるが、バイアウトファンドが主として不況産業に属する更生会社の再建のスポンサーになることによって、不況産業の弁済率が相対的に上昇し、好況産業と不況産業との弁済率の差が緩和される可能性がある。この仮説を「ディープポケット仮説」と名づけ、他の代替的な仮説と、現実説明力を比較した。1990年から2004年の期間に手続きが開始された会社更生事件を対象とし、バイアウトファンドの活動がない前半(1990年-1998年)と、バイアウトファンドがスポンサーとなった会社更生事件が見られるようになった後半(1999年-2004年)の債権弁済率(要弁済額/確定債権総額)の関数を推計した。前半では更生会社が不況産業に属していたことを表すダミー変数が統計的に有意な負の値であったが、後半では有意性は認められなかった。こうした結果は、ディープポケット仮説と整合的である。単にバイアウトファンド主導であるから弁済率が上昇するということではなく、スポンサーが見つかりにくく、弁済率も抑制的な傾向のあった不況産業でバイアウトファンドがスポンサーとなり、好況産業との弁済率の差を緩和している可能性を検出したことが重要であり、不況産業での更生案件において一定の役割を果たしつつあるのであれば、バイアウトファンド主導の企業倒産処理の増加は、企業倒産処理の効率化にとって望ましいことと考えられる。
照射損傷タングステンの水素吸蔵とその低減法の開発

照射損傷タングステンの水素吸蔵量低減法開発のためにタングステン(W)基板上にクロム(Cr)層とW層を蒸着した試料(W-Cr-W試料)の重水素吸蔵特性等の評価を行った。FIB加工による断面観察から、この試料のCr層とW層の厚さがそれぞれ60nmと570nmであることを評価した。試料に照射した重水素プラズマのフラックスは約4 E21 D/s/m2であり、同じ試料に対して照射時間を変えて、2.0 E25 D/m2のフルエンスまで複数回の照射が行われた。1回目の重水素プラズマ照射(2.0 E25 D/m2)後の試料を昇温脱離装置に入れ自然放出される重水素放出量を評価したところ、蒸着を行っていない通常のタングステン試料(非蒸着試料)よりも1桁程度重水素自然放出量が大きいことが分かった。その後試料を加熱して測定した昇温脱離スペクトルは非蒸着試料よりも低温側に放出ピークがあり、重水素吸蔵量はW-Cr-W試料の方が非蒸着試料よりも約2倍大きいことが分かった。これらの結果は、W-Cr-W試料表面に弱い結合の水素捕捉サイトが多くあることを示唆している。複数回のプラズマ照射後のSEMによる表面観察では多くのブリスタリングが観測されており、クロム層による水素拡散の低減によりCr層とW層の界面に重水素が滞留したことが示された。今後、ブリスタリング抑制手法の開発が課題となる。W表面に吸蔵された水素同位体の除去法開発の一環として、Wへの重水素プラズマ照射(2.0 E25 D/m2)後に約6 E24 D/m2の水素プラズマを照射する同位体交換実験を行った。昇温脱離測定に用いる四重極質量分析計のHDの感度がD2と同じと仮定すると、水素プラズマ照射によりW試料中の重水素の約23%が水素プラズマ照射によって除去されたことが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、中性子照射損傷を受けたタングステンの水素同位体吸蔵を低減させる手法を開発する観点から、タングステン内部損傷の微細組織と水素同位体吸蔵との関係を明らかにすること、材料表面改質を積極的に活用した水素同位体吸蔵量低減法の原理検証を行うこと、さらに表面改質層に閉じ込めた水素同位体の除去法を開発することを目的としている。本年度は、中性子損傷を模擬するために再結晶タングステンに対して2.4 MeVの重イオン(Cu2+)を2 dpa照射した試料を製作し、その水素同位体吸蔵特性を調べた。SRIMコード解析から転位損傷は表面から400 nmにピークがあり、約600 nmまで達している。また、透過型電子顕微鏡(TEM)観測により、高密度の格子間型転位ループとナノボイドが観測されている。この試料に対して、小型PWI模擬実験装置を用いて重水素プラズマを照射し、昇温脱離スペクトル(TDS)測定を行った。プラズマのパラメータは、電子温度約12 eV、電子密度約1E17 m-3、フラックス約1.5E21 m-2 s-1、フルエンス約1E25 m-2である。TDS測定により求めたこの試料の重水素吸蔵量は、約6E20 m-2であった。この値は、重イオン照射をしていない再結晶タングステンに対して同様のプラズマを照射した試料の重水素吸蔵量の約20倍に達することが分かった。また、TDSスペクトルの重水素放出ピークの温度が高温側にシフトすることも明らかとなった。さらに、再結晶タングステン表面にクロムを蒸着し酸素プラズマを照射することで酸化クロム層を形成する予備試験を実施し、酸化クロム層形成の最適条件を探索した。X線光電子分光(XPS)測定から酸化クロム層を同定し、酸化クロム層の厚さはGD-OESによる分析から約30nmであることが分かった。中性子損傷を模擬するために2.4MeVのエネルギーの重イオン(Cu2+)を再結晶タングステンに照射した試料を作成している。この重イオン照射によりタングステン表面から約600nmまで損傷が発生することがSRIMコード解析から分かっている。また、透過型電子顕微鏡観測から、格子間型転位ループとナノボイド等が発生していることが確認されている。再結晶タングステンに照射する重イオンのフルエンスを変化させて、損傷レベルが0.1dpa, 0.4dpa, 4dpaの3種類の試料を製作した。これらに加えて、重イオンを照射していない試料の合計4種類の試料に対して、小型プラズマ生成装置で低エネルギー・高フラックスの重水素プラズマを照射した。重水素イオンのフルエンスは2E25 D/m2である。重水素プラズマ照射後に試料を1 K/sの昇温速度で900°Cまで加熱して、昇温脱離スペクトルを測定した。重イオン照射をしていないタングステン試料では、約560Kと約740Kに脱離ピークが存在した。重イオン照射をした試料では、これら2つの脱離ピークに加えて、約840Kの高温に脱離ピークが現れることが明らかとなった。透過型電子顕微鏡観察の結果と合わせて、この高温の脱離ピークはナノボイドまたはベーカンシークラスターに起因することが示唆された。

また、損傷タングステンの重水素リテンションは0.4dpaまでは損傷レベルとともに増加し、0.4dpaでは約1.4E21 D/m2に達するが、その後リテンションが飽和することが明らかとなった。タングステンの水素吸蔵を低減させるための表面改質試料の作成は当初予定通りに実施できたが、その試料に対して重水素プラズマを照射するための小型プラズマ生成装置の性能改善に時間を要した。プラズマ照射を行うことにおいては問題がなかったが、試料への重水素イオンフラックスが通常の約半分にまで低下してしまった。原因究明の結果、プラズマとアンテナのカップリングが劣化していることが分かり、アンテナ形状を微調整すること、アンテナ直近のシールドを取り外すことで当初の性能を回復することができた。表面改質試料の製作には時間と予算がかかることと試料の数が少ないことから、照射プラズマの性能が安定してからプラズマ照射実験を行うこととしたため、時間を要してしまった。中性子損傷を模擬するための高エネルギー銅イオン(2.4MeV)を照射した再結晶タングステン試料に対して、低エネルギー高フラックスの重水素プラズマを照射後に昇温脱離スペクトルを測定して重水素吸蔵特性を評価した。重水素吸蔵量の損傷レベル依存性に対して、銅イオン照射フラックスの影響があることが明らかとなった。具体的には、同じ損傷レベル(dpa)では高フラックスの銅イオン照射の方が低フラックスの照射よりも重水素吸蔵量が高くなること、高フラックスの銅イオン照射の場合には重水素吸蔵量が0.4dpa付近で飽和するのに対し、低フラックスの銅イオン照射の場合には少なくとも2dpaまで重水素吸蔵量が増加し続けることが分かった。さらに、重水素吸蔵量の銅イオン照射時の試料温度依存性を取得し、試料温度の増加とともに重水素吸蔵量が減少することが明らかとなった。照射損傷タングステンの水素吸蔵量低減法開発のために準備したタングステン板への酸化クロム蒸着層の表面状態の評価を行った。クロム蒸着層表面の自然酸化膜および酸素プラズマ照射による酸化膜の厚みについて、グロー放電発光分光法(GD-OES)による深さ方向分析により評価し、自然酸化膜(酸化被膜)を3nmと仮定した場合、酸素プラズマ照射では酸化膜が表面から約30nm程度までに達することが分かった。同じ試料の表面の化学結合状態をX線光電子分光法(XPS)によって解析したところ、酸素が検出された領域では、酸化クロムの化学結合状態が形成されていることが分かった。酸素プラズマ照射試料の表面近傍で最も酸素濃度が高い場所では,原子組成比として70%の酸素となっていることが明らかとなった。中性子損傷を模擬した高エネルギー銅イオン照射したタングステン試料の重水素吸蔵特性に関して、銅イオン照射フラックスの効果、銅イオン照射時の試料温度の効果等を明らかにすることができた。また、水素吸蔵量低減のために開発したのタングステン試料の表面状態を評価することができた。しかし、YAGレーザーを用いた試料昇温システムの製作に時間がかかっている。中性子照射を模擬した高エネルギー重イオン照射によって生成されるタングステン中の欠陥の水素捕獲特性を調べるために、再結晶タングステンに対して2.4MeVの銅イオンを0.4dpa照射後に重水素プラズマを照射してからSIMS計測を行い、銅イオンと重水素イオンの深さ方向分布を測定した。銅原子の深さ方向分布はSRIMコードにより計算された分布と同様であること、重水素原子の深さ方向分布は銅イオンの存在する領域にほぼ限られていることが明らかとなった。
新規なx(A_2O)・WO_3 (A=Li,Na)の水熱合成とリチウム拡散に関する研究

本研究では異なるカチオンのタングステン酸塩の酸性化した水溶液を100200°Cの温度範囲で高熱水中で反応させた時得られる生成物について検討した。特にこれまで殆ど研究されていない小さいイオン半径のLi^+塩の生成物について、その組成、結晶構造および構造中でのリチウムの拡散過程について検討した。0.25M Li_2WO_4水溶液を0.55NのHCl濃度の水溶液と100°Cで混合し、10分間100°Cで反応させたところ白色沈殿が得られた。0.51Nの低いHCl濃度の場合、Li^+イオンをほとんど含まないヘキサゴナルブロンズ構造のWO_3・0.9H_2Oが得られた。これを350°Cで加熱するとヘキサゴナルWO_3が生じた。Li^+塩を出発剤とする本反応はヘキサゴナルWO_3を合成する新しい合成方法である。一方25Nの高いHCl濃度の場合、層状格子のタングステン酸、H_2WO_4が生じた。さらに1M Li_2WO_4水溶液20mlを室温で1N HClで約pH1.5にした後、これをオートクレーブ中で150200°Cにて約3日間反応させたところヘキサゴナルブロンズ構造を有するx(Li_2O)・WO_3・yH_2O (x=0.250.30、y=0.60.8)である。これを350°Cで加熱処理すると無水のヘキサゴナル構造のxLi_2O・WO_3が生成した。ヘキサゴナルWO_3中へのリチウム挿入の速度論を交流インピーダンス法により検討した。ヘキサゴナルタングステン酸化物中におけるリチウムの化学拡散係数および自己拡散係数(D_<Li>)をリチウム濃度の関数として測定した。これらの酸化物中の値は30°Cで10^9cm^2/s代にみられ、これはx(A_2O)・WO_3 (A=Na^+、K^+)と近い。さらにこれらの値は単斜晶のWO_3中より2桁程高い。これのヘキサゴナル酸化物に於けるリチウム自己拡散係数D_<Li>は10^<-10>cm^2/s代であり、活性化エネルギーは2035KJ/molであった。
静電場を利用した自動昆虫識別装置‘インセクトレック’の開発

昆虫には、それぞれの昆虫に特有の電荷が保存されており、その電荷量を測定すれば、昆虫の種類と頭数を予測することができる。この原理を応用し、本研究では、全自動で昆虫の種類と頭数を識別するプレート`インセクトレック'を開発した。このインセクトレックを施設の出入り口や窓、換気口に設置すれば、貯蔵施設や生鮮食品加工施設で問題となる`昆虫の自動モニタリング'が可能になる。本申請で開発したインセクトレックにより、`リアルタイムで昆虫の発生状況が認識'できるようになり、殺虫剤の使用量が大きく軽減され、安全な食料品生産が可能になると期待できる。本研究の目的は、それぞれの昆虫に保存されている特異的な電荷量を利用し、静電場を利用した昆虫モニタリングシステム`インセクトレック'を構築することである。本年度は、効率的に昆虫を識別できる装置の開発を目的として、昆虫からのマイナス電子を効率的に検出する電極の配置方法を調査した。1.電極の配置間隔について検討:昆虫を効率的に識別するための絶縁被覆材質と電極間隔を調査した。その結果、体の大きな昆虫を識別するためには、大きな電極間距離が必要であり、逆に、ちいさな昆虫には小さな距離が有効であることが明らかになった。これらのデータに基づき、目的とする識別昆虫に対する電極間隔を決定することとした。2.電極の形状と識別効果について検討:タバコシバンムシ、ショウジョウバエ、アザミウマを識別するための電極の形状、および、絶縁被覆材の材質を調査した。その結果、電極形状は平板型の方が丸棒型より有効であることが明らかとなった。また、平板型を絶縁被覆する材質には、体積抵抗が10の9乗レベルのものが最適であり、この条件は昆虫によって左右されないことが明らかとなった。3.電圧と昆虫識別効果について検討:それぞれの昆虫を識別ために有効な電圧を調査した。その結果、1)大型昆虫の場合には、大きな電極間距離で、高い電圧が、2)小型昆虫には、小さな電極間距離で、低い電圧が有効であることが明らかになった。以上13で明らかになったことを参考に識別装置の試作に入る予定である。本研究の目的:害虫自動モニタリング装置`インセクトレック'を開発し、その機能を調査するとともに、有効性を検証する。1.基礎的な情報として、異なる害虫の種類を識別できるか否か、また、識別した害虫が正しいか否かを調査する。その結果、異なる種類の害虫を害虫の体表から放出される特徴的な電荷量で識別できることが確認された。一例として、タバコシバンムシ、ココクゾウムシ、コクヌストモドキの3種類の害虫を使用したところ、正確に自動で識別できることが明らかとなった。2.実際の装置でモニターした場合、ランダムに異なる害虫が装置に進入する可能性が高い。装置の正確度を調べるためには、電流値によって識別された害虫の種類が実際の害虫と同じであることを確認する必要がある。そこで、害虫識別装置にオプションとして、害虫自動捕捉装置を設置し、識別された害虫との相関関係を確認した。その結果、自動識別された害虫の種類と数は、100%一致しており、本装置の有効性が確認できた。3.試作機を作成して機能を調査する。この課題に関しては、6台の試作機を作成し、貯蔵倉庫に設置するとともに、モニタリングを継続中である。先の課題でも報告したように、識別装置に捕捉装置を取り付けると、装置の機能試験の信頼性が高まる。そこで、全ての試作機に捕捉装置を取り付け、実用化試験に取り組んでいる。現在のところ、問題の発生もなく、順調に機能しており、捕捉された害虫と対応させたところ、正確に識別できている。この原理を応用し、全自動で昆虫の種類と頭数を識別するプレート`インセクトレック'を開発した。このインセクトレックを施設の出入り口や窓、換気口に設置し、貯蔵施設や生鮮食品加工施設で問題となる`昆虫の自動モニタリング'を実施した。その結果、本申請で提案したインセクトレックにより、`リアルタイムで昆虫の発生状況が認識'できるようになり、殺虫剤の使用量が大きく軽減され、安全な食料品生産が可能になった。最終年度は、食品加工施設へインセクトレックを設置し、以下の2つの点について、モニタリング効果を検討し、経営的観点から装置の有効性を評価した。1)現地の食品加工施設において、インセクトレックを設置し、施設内の温湿度などの環境が害虫の識別と頭数計測に及ぼす影響を調査し、その有効性を確認した。2)インセクトレックを設置した施設と慣行施設とを比較して調査し、昆虫発生状況および収穫物被害状況について最終的にその経営評価を行った。現在のところ、昆虫のモニタリングに静電場を適用した前例はなく、このインセクトレックが最初の適用例になる。また、このインセクトレックは、全自動で、連続的に、昆虫の種類と頭数を識別できることが特徴である。この装置を農業生産施設に設置することにより、合成農薬の使用量を軽減させ、付加価値の高い農産物が確保できるとともに、安全な食品を提供できると期待される。

このインセクトレックを施設の出入り口や窓、換気口に設置すれば、貯蔵施設や生鮮食品加工施設で問題となる`昆虫の自動モニタリング'が可能になる。本申請で開発したインセクトレックにより、`リアルタイムで昆虫の発生状況が認識'できるようになり、殺虫剤の使用量が大きく軽減され、安全な食料品生産が可能になると期待できる。実験計画通りに進んでおり、初期に得られた成果は、Journal of Electrostatics(2014)に既に公開されており、新規に得られた成果については、Open Jounal Insects,および, Journal of Electrostaticsに投稿中である。また、2つの特許も出願中である。病害虫防除試作装置による実用化試験を繰り返し、改良点の発見に務めるとともに、改善を繰り返し、実用化・市販化を目指す。申請時に計画した初年度の研究内容は、すべて終了することができた。おおむね順調に進展していると思われる。特許:静電場発生装置及びそれを用いた飛動生物除去方法(特許番号:特許第5252449号)登録日:2013年4月26日著書:静電場スクリーンによる農作物防除システムー空間遮蔽のための静電気工学入門(農文協)2014年3月10日初版インセクトレックのプロトタイプを製作し、昆虫の識別精度を検討する。・インセクトレックの設置方法・設置場所と昆虫識別効果を検討する。・風速と昆虫識別精度の関係を検討する。・昆虫の種類と識別精度の関係を検討する。・インセクトレックの設置と昆虫の各種類に対する識別効果を検討する。本年度購入を予定していた実験昆虫(コナヒョウヒダニ)が入手できなかった為。2014年5月以降、購入が可能となるため、その時点で予算を執行する予定である。
火災発生後の干潟環境中での多環芳香族炭化水素(PAHs)の動態研究

本研究では、2011年3月11日に発生した製油所の火災に伴う近隣の干潟底質へ影響を調べることを目的として、干潟底質に含まれる8種の多環芳香族炭化水素(PAHs)濃度の経時変化を調べた。火災1か月後の底質を採取し、含まれるPAHs濃度を調べたところ、1.7-28.4 ug/kg-dryであり、災発生前と比較すると約3倍高濃度になったことが明らかになった。しかし、1年後に再び底質を採取し、同様に底質中PAHs濃度を確認すると1.0-5.1 ug/kg-dryになっていた。これらのことから、火災により一時的に底質中PAHs濃度は上昇したものの、徐々に低下し、1年後には火災発生前と同程度まで低下したことを確認した。本研究では、2011年3月11日に発生した製油所の火災に伴う近隣の干潟底質へ影響を調べることを目的として、1年間に渡って干潟底質中の多環芳香族炭化水素(PAHs)濃度の経時変化を調べた。さらに、報告者らはこれまでに、この千潟に生息する環形動物であるイワムシ(Marphysa sanguinea)の糞中にはPAHsが高濃度に濃縮し、排泄後およそ2時間で糞中PAHs濃度が半減することを明らかにしてきていた。そこで、イワムシ糞中へのPAHs濃縮に対する火災の影響を調査すると共に、糞中PAHs濃度変化について更なる調査をおこなった。(1)火災後の干潟環境のモニタリング火災発生以前と比べると、今回調査した8種のPAHsでは最大で4.5倍程度高濃度になったことが確認された。一時的にPAHs濃度が増加したものの、火災発生から1年が経過したときにはほとんど火災発生以前と同レベルのPAHs濃度にまで低下したことが明らかになった。一方、生物があまり生息していない比較対照地ではPAHs濃度はほとんど変化せず、干潟とは異なる挙動を示した。干潟では、貝類や環形動物のような底生生物の存在によって底質が撹拌され、結果としてPAHs濃度低下がもたらされたと推測される。(2)イワムシによるPAHs濃縮・分解及び浄化能力の評価火災発生後のイワムシ糞中へのPAHs濃縮の度合いは火災発生前とさほど変わらなかった。火災発生の有無よりはサンプリング日による誤差が大きいことが分かった。また、排泄後1時間及び0.5時間経過後のイワムシ糞中のPAHs濃度変化も調べた。その結果として、イワムシ糞中PAHs濃度低下は擬一次反応で近似され、半減期は1.72.2時間であることが明らかになった。これより、イワムシ糞中に存在する微生物が関与することによるPAHs分解の可能性が示唆された。
Haloarcula japonica由来フェレドキシンに関する研究

Ha.japonicaが産生したFd/His-Tag融合タンパク質を、陰イオン交換カラム、ゲルろ過およびNi-キレーティングカラムを用い精製した。その結果、SDS-PAGEにおいて単一バンドを示す標品が得られた。そして、精製品の電子スペクトルおよびESRスペクトルの結果から、Fd/His-Tag融合タンパク質が[2Fe-2S]型クラスターを保持していることが明らとなった。フェレドキシン(Fd)は、地球上の様々な生物種に普遍的に存在し、比較的低分子量の電子伝達タンパク質であることが知られている。申請者は、高度好塩性古細菌Haloarcula japonicaが産生する耐塩性Fdの研究に取り組んでいる。これまでに天然型Fdの精製を行い、[2Fe-2S]型クラスターを含むことを明らかにした。また、X線結晶構造解析により立体構造についても明らかにされている。これまでにHa.japonica Fd遺伝子のクローニングを行い、本遺伝子が387ntのオープンリーディングフレームからなり、129アミノ酸をコードしていることを明らかにした。本研究では、Ha.japonica Fdの耐塩機構および電子伝達機構を解明することを目的として、大腸菌および高度好塩性古細菌を宿主とした発現系の構築を試み、各種組換え型Fdの性質検討を行った。まず最初にHa.japonica Fd遺伝子を大腸菌用発現ベクターpKK223-3に連結し、構築した発現型プラスミドを大腸菌へ導入して直接発現を試みた。そして抗Ha.japonicaFd抗体を用いFd遺伝子の発現を確認した。しかしながらFd遺伝子の有無を検出できなかったことから、Fd遺伝子のN末端にT7-TagおよびグルタチオンS-トランスフェレラーゼ(GST)を連結した融合遺伝子を構築し、大腸菌での発現を試みた。その結果、T7-TagおよびGSTを連結した各種融合タンパク質の菌体内での生産が確認された。今後はこれら融合タンパク質の精製条件を検討し、各種融合タンパク質精製品の物理化学的手法を用いた解析を試みる。申請者は、高度好塩性古細菌HaloarculaJaponicaが産生する耐塩性Fdの研究に取り組んでいる。さらにHa.Japonica Fd遺伝子のクローニングを行い、本遺伝子が387ntのオープンリディングフレームからなり、129アミノ酸をコードしていることを明らかにした。本研究では、Ha.Japonica Fdの耐塩機構および電子伝達機構を解明することを目的として、大腸菌を宿主とした発現系の構築を試み、各種組換え型Fdの性質検討を行った。まず最初にHa.japonica Fd遺伝子の大腸菌における直接発現を試みた。しかしながらFd遺伝子の有無を検出できなかったことから,Fd遺伝子のN末端にT7-TagおよびグルタチオンS-トランスフェレラーゼ(GST)を連結した融合遺伝子を構築し、大腸菌での発現を試みた。そこでこれら融合タンパク質の精製を試み、得られた精製品の電子吸収スペクトルを測定した。しかしながら各融合タンパク質には鉄硫黄クラスタ特有のスペクトルが見られず、これら融合タンパク質は[2Fe-2S]型クラスターを含まないアポタンパク質であることが明らかになった。
脳の記憶・学習機能における海馬の役割の計算論的研究

海馬は、脳の記憶・学習機能の形成に深く関与していると考えられている。海馬体の神経細胞の興奮性シナプスにおいて、短時間に高頻度刺激を与えると、長時間にわたってシナプスの伝達効率が増強あるいは仰圧される現象がみられる。このような長期増強(LTP)や長期抑圧(LTD)は記憶・学習や忘却等の機能形成の基礎過程として注目されている。本研究は、脳の記憶・学習機能における海馬の役割を計算論的アプロ-チにより解明することを目的とする。本研究を進めるに当たって、まず、長期増強と長期抑圧の機能を有する神経細胞のモデルを構成する必要がある。さらにそのモデル化は、生理学的、生化学的実験結果に基づいて行われる。Sejnowskiiらの実験結果によれば、海馬CA1野において、シャファ-側枝に強い入力,交連線維に弱い入力が同期して与えられた場合にはLTP、非同期的に与えられた場合にはLDTが交連線維におけるシナプスに発現する。また、Artolaらは、シナプス後細胞の膜電位のレベルによりシナプス伝達効率の増強あるいは抑圧が発現することを報告した。シナプス後細胞の脱分極がある閾値を越えるとLTDが発現する。さらにその脱分極が第2の閾値に達するとLTPが発現する。Tumotoらはシナプス後細胞の脱分極やCA^<2+>濃度がシナプス伝達効率のLTPあるいはLTDをもたらす役割を担っていると推測している。本年度の研究では、上記の実験結果を考慮して、LTPとLTDの誘発と発現の総合機構のモデルを構成した。Levyらは、同側内嗅野と対側内嗅野に与える入力の強さとタイミングにより対側内嗅野一顆粒細胞のシナプスにLTPあるいはLTDが発現することを示した。本モデルをLevyらの実験に適用して、Levyらの実験結果と共に、Artolaら,Tsumotoらの実験結果を説明した。
リン過剩摂取による食後高リン血症の概念の確立と病態の解明

現代の食生活におけるリンの過剰摂取が生活習慣病などの発症に関与していると考え、本研究では食後高リン血症が、生体機能特に血管機能に及ぼす影響を細胞レベルおよび動物レベルで解明することを目的とした。昨年度までに、ウシ胸部大動由来血管内皮細胞において、細胞外リン濃度の負荷により活性酸素産生が増加すること、またNO産生を抑制することを明らかにした。さらに、動脈硬化関連遺伝子(lox-1、COX-2、MCP-1)の誘導を促進することも見出した。高リン負荷は、血管内皮細胞におけるNO産生を抑制したことから、血管弛緩を抑制すると考えられる。そこで、ラット胸部大動脈リングを用い、アセチルコリンによる血管内皮依存的な血管弛緩反応に及ぼす高リン負荷の影響を検討したところ、高リン負荷により血管弛緩反応が抑制された。そこで、本年度は、さらに高リン負荷によるNO産生抑制メカニズムの解明と、動物モデルにおいて、in vivoにおける高リン負荷の血管機能に及ぼす影響を検討した。その結果、高リン負荷によるNO産生抑制は、細胞内へのリン酸の流入とそれに引き続き起こるPKCの活性化により、eNOSの497番目のスレオニン残基のリン酸化が促進し、一方、Akt/PKBによる1177番目のセリン残基のリン酸化が抑制されることでeNOSの活性が抑制されることによることが明らかとなった。また、ラットを0.02%の低リン食で2週間飼育したのち、0.6%あるいは1.2%の高リン食を13日間投与すると、低リン食で飼育した場合と比べ、血清リン濃度の上昇と共に、胸部大動脈を用いた血管弛緩反応試験において、アセチルコリンによる内皮依存性の血管弛緩反応の低下が認められた。以上のことから、高リン食を摂取することは、血管弛緩反応を低下させること、さらには、動脈硬化の発症・進展に関わる遺伝子の発現を促進することから、動脈硬化の危険因子となりうると考えられた。慢性腎不全患者に高頻度に観察される動脈硬化性疾患の原因として高リン血症がその要因として示唆されているが高リンによる動脈硬化性疾患の詳細な発症機序は明らかでない。そこで、我々は、従来から生活習慣病のリスクファクターとして知られている高血糖と同様に、高リン状態が血管内皮細胞において、酸化ストレスを促進させ、動脈硬化性疾患ならび一連の生活習慣病を引き起こす可能性について検討した。その結果、正常範囲内の高リン負荷にも関わらず、濃度依存的に活性酸素の産生が促進され、血管内皮機能に重要な一酸化窒素(NO)の産生を抑制することが明らかになった。また、酸化ストレスの応答遺伝子を解析すると、シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2),酸化LDL受容体(LOX-1),単球遊走化因子-1(MCP-1)など動脈硬の進展に関わる遺伝子の発現が増加していることを見いだした。実際、ラットの胸部大動脈を用い等尺性トランデューサーによって検討したところ、高リン負荷により血管弛緩反応が低下した。これらの結果から、高リンは血管内皮細胞において酸化ストレスを介してNO産生を低下させ血管弛緩反応を低下させることが明らかとなった。さらに高リンによる活性酸素の産生メカニズムには、プロテインキナーゼCおよびNADHオキシダーゼが関与している可能性が示唆された。以上の結果より、高リン血症は酸化ストレスを促進する新たな要因であり、生活習慣病のリスクファクターとなる可能性を見出した。