hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラットの視覚機能の補償作用に関する行動生理学的研究

このことは、残存眼と反対側の皮質視覚野を破壊した後での再学習が成立するためには、原学習において反対側視覚野から同側視覚野に情報が渡されていなければならないことを示唆している。つまり、出生直後の片眼摘出による補償作用にはこのような限界があることが示されたのである。今回のプロジェクトはさらにこの研究を進めて、脳梁が急速に形成されはじめる生後3週令でラットの脳梁を切断し、(1)と同じような実験手続きで行動実験を行なった。すると今度はOEBは再学習で学習が成立した。そればなりでなく、原学習での時点で反対側皮質視覚野を破壊しておいても、学習を獲得するという結果が得られた。研究は進行中である。出生直後に片眼を摘出されたラット(OEB)に, 3ヶ月令になり十分成熟した時点で,白黒回避弁別学習課題を課した.学習基準到達後,残存眼と反対側の皮質視覚野を破壊し,再び同じ課題で訓練すると, OEBは, 3ケ月令で片眼を摘出されたラット(OET)に比べて有意に速く学習基準に到達した.これは,出生直後に片目を摘出したため,残存眼と同側の視覚経路系に補償的再編成が生じたためと考えられた.ただし,白黒弁別原訓練前に脳梁切断を行うと, OEB, OETとも再学習成立が困難になること,原訓練の時点で残存眼と反対側視覚野破壊を行うと,原学習自体が成立しないことから,このような補償作用は,原訓練中に情報が残存眼と反対側皮質を経由し,脳梁を介し同側の皮質に渡される場合に限り生じるということも明らかとなった. 61年度の研究はこれらの経過をふまえて,脳梁が完成したばかりの幼若時(3週令)で脳梁を切断した場合,どのような効果が現われるかを調べた.その結果, 3週令で脳梁を切断すると,成熟後の白黒弁別学習において,残存眼と反対側皮質視覚野破壊後の再訓練でOEB, OETとも学習が成立した.さらにOEBはOETに比べ有意に速く学習基準に到達した.これは,幼若時の脳梁切断によって,脳梁以外の交連線維が補償的に働き出したか,あるいは,残存眼と同側の視覚経路系に補償的な効果が生じたか,またこれら両者が相乗的な効果を生んだか,の疑問を生起した.この疑問に答えるため62年度は, 3週令で脳梁切断を行う替わりに,残存眼(あるいはそうなるべき眼)と反対側の皮質視覚野を破壊しておき, 3ヶ月令で白黒弁別学習課題を与える試みを行った.その結果, OEBは原学習が成立した.OETは成立することがかなり困難であった.これらの結果はOEBでは同側の補償が生じたことを意味しているが, OETではさらに検討の必要性を示唆した.これまでに、出生直後に片眼を摘出したラット(OEB)と3ケ月齢の十分成熟した時点で片眼を摘出したラット(OET)を用いて、出生直後の片眼摘出による視覚系の補償的再編成について調べてきた。本年度のテーマは、幼若時脳梁切断の効果であった。OEB、OETとも3週齢という幼若時に脳梁を切断し、3ヶ月齢になってから白黒弁別学習を獲得させると、OEB、OETとも脳に損傷のない動物と同じ程度で学習を獲得することができた。その後、残存眼と反対側の皮質視覚野を破壊して再学習を行なわせると、OEB、OETとも学習が成立し、しかもOEBはOETより速く再学習できた。この結果は、脳梁が正常な動物の結果と同じものであり、脳梁切断の効果は現れていないように思えた。ちなみに、成熟後に脳梁を切断し、直後に同じような事態で白黒弁別訓練を行なうと、OEB、OETとも300試行内で再学習の成立が見られなかった。これは、原学習中に脳梁を経由する反対側からの視覚情報が、残存眼と同側の視覚経路系が機能するためには不可欠であることを示している。幼若時脳梁切断は、このような脳梁を経由する経路系を補償するために、同側の視覚経路系が十分に機能していることを示唆している。
手腕振動症候群の病態解明と新しい診断体系の確立

この30年間の研究蓄積を踏まえ、わが国における手腕振動症候群の診断体系を刷新し、標準化された新しい診断体系と症度区分・診断基準による「診断ガイドライン」を作成し、国内外に発信することが目的である。現行の診断体系の意義と問題点を整理するとともに追加調査を行ない、また、国内外における手腕振動症候群の診断に関わる文献のシステマティックレビューを進めた。振動障害者と健常対照者について30年前に実施した大規模調査時に凍結保存した約300名の血清を用い、上肢の循環障害に関わる化学物質濃度を測定・解析中である。得られた成績を集約し、国内外の研究集会、振動障害研究会で報告・討議した。その結果、「診断ガイドライン2013年版」が確定し、公表・配付を進めている。手腕振動症候群(振動障害)の診断方法には各国の研究者・施設において差異がある。わが国では1970年代に体系化された末梢機能検査法を基軸とする診断方法が確立し、当時の労働省通達によって全国に普及し現在も使用されている。一方、ISOにおいて手腕振動症候群の末梢循環検査法と振動知覚検査法の国際標準化が行なわれた。このような国際動向およびこの30年間の研究蓄積とこの間の医学の進歩を踏まえ、日本産業衛生学会振動障害研究会では手腕振動症候群の新しい診断体系提案のための作業グループ(WG)を2008年5月に設置した。このWGの活動と関連し、手腕振動症候群の病態と新しい検査法の検討、システマティックレビューを行なうことによって、わが国における診断体系を刷新し、標準化された新しい診断体系と症度区分・診断基準による「診断ガイドライン」を作成し、国内外に発信することが本研究の目的である。手腕振動症候群の主要な症状である循環障害、神経障害、運動器障害に分け、振動障害研究会の当該WGメンバーを主とする研究協力者を含めてサブグループを構成し、検討を進めた。循環系、神経系、運動系の各サブグループで分担し、この30年間の研究の進歩を踏まえて現行の診断体系の意義と問題点を整理した。さらに、国内外における手腕振動症候群の診断に関わる文献のシステマティックレビューを準備している。それらの成績を集約しWG会議等において全メンバーによる検討を行い、継続中である。また、リオン社(東京)がISO規格に即して開発した新型振動感覚閾値(VPT)測定機器と同社の従来型機器(AU-02)とで測定データを比較し新型機器の性能を検証した。手腕振動症候群の主要な症状である循環障害、神経障害、運動器障害に分け、振動障害研究会の当該WGメンバーを主とする研究協力者を含めてサブグループを構成しての検討を継続した。さらに、国内外における手腕振動症候群の診断に関わる文献のシステマティックレビューを行った。それらの成績を集約し冊会議等において全メンバーによる検討を行い、新しい診断ガイドライン案を作成し完成に向けて検討を継続中である。その結果の一部については平成23年6月にオタワで開催された第12回国際手腕振動学会等で報告するとともに、平成24年5月に名古屋で開催される日本産業衛生学会等において発表予定である。また、1987年度秋から冬にかけて西日本4県において実施した手腕振動症候群の病態に関する大規模疫学調査の際に、後日分析のために残され山口大学衛生学教室で-80°C冷凍保存されている、全身寒冷負荷前後の血清試料を用いて、手腕振動症候群の診断に寄与する病態検討のための分析の準備を行った。

一方、ISOにおいて手腕振動症候群の末梢循環検査法と振動知覚検査法の国際標準化が行なわれた。このような国際動向およびこの30年間の研究蓄積とこの間の医学の進歩を踏まえ、日本産業衛生学会振動障害研究会では手腕振動症候群の新しい診断体系提案のための作業グループ(WG)を2008年5月に設置した。このWGの活動と関連し、わが国における診断体系を刷新し、標準化された新しい診断体系と症度区分・診断基準による「診断ガイドライン」を作成し、国内外に発信することが本研究の目的である。手腕振動症候群の主要な症状である循環障害、神経障害、運動器障害に分け、振動障害研究会の当該WGメンバーを主とする研究協力者を含めてサブグループを構成し、検討を進めた。この30年間の研究の進歩を踏まえて現行の診断体系の意義と問題点を整理するとともに、国内外における手腕振動症候群の診断に関わる文献のシステマティックレビューを進めた。また、近年における医学技術の進歩を反映した振動障害の病態についての理解を深める目的で、振動障害者と健常対照者について30年前に実施した大規模調査時に凍結保存した約300名の血清を用い、上肢の循環障害に関わる化学物質濃度を測定・解析中である。得られた成績を集約しWG会議等において全メンバーによる検討を行なった。24年度には9月の英国振動生体反応会議や5月と10月の振動障害研究会等で報告を行った。特に10月の研究会には英国から2名の関連領域の研究者を招聘し討議を行った。「診断ガイドライン2013年版」は最終案が確定し、25年5月の振動障害研究会に提出予定である。東日本大震災により予定されていたWG会議が延期になるなどの影響を受けたが、これまでに8回にわたるWG会議での検討が続いている。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に向けて、ガイドライン案を完成させ、国外からの招聘研究者との討議を含めた、研究集会での関連研究者との討議を行う。
送電線下の地表面に直立する人体の周囲および内部のポインティングベクトルの解析

超高圧交流送電線の電気的環境問題の中で、特に人体に対する電磁界のカップリング現象に注目が集まっている。よく知られているように,送電電力は送電線周囲空間を使って送られており,送電線下の地表面近傍にも電気エネルギーの流れが存在するが、大地に直立した人体の周囲および内部での電気エネルギーのながれは未だに明らかにされていない。本研究ではまず,(1)送電線下の地表面近傍における電気エネルギーの流れを電界・磁界の強度および位相特性を基にしてボインティングベクトル解析により明らかにし,次に,(2)そのようなエネルギーの流れの中に位置する人体の周辺および内部のエネルギー分布を解析する.このような研究を行うことによって電力周波数の電磁界の人体影響を新しい角度から考察することを最大の目的にしている.本研究より次の結果が得られた.1.500kVおよび187kV送電線の周囲空間における電界および磁界の強度・位相特性の解析を線路電流1,000A,負荷力率1.0として行い,さらに周囲空間の有効電力密度(W/m^2)をボインティングベクトル解析から求めた.2.送電線下の地表面近傍におけるボインティングベクトルを磁界の水平成分と電界の垂直成分から実験的に求めた結果,計算値とほぼ一致することが認められた.3.送電線下の地表面に人体モデル(半球,球,円柱状)が直立した場合のモデル外部のエネルギーの流れを明らかにした.また,導電性の人体組織による電力損失を計算した結果,mWのオーダ程度またはそれ以下になった.この事はELF電界が体内に入り込まないことによるものと考えられる.超高圧交流送電線の電気的環境問題の中で、特に人体に対する電磁界のカップリング現象に注目が集まっている。本研究ではまず,(1)送電線下の地表面近傍における電気エネルギーの流れを電界・磁界の強度および位相特性を基にしてボインティングベクトル解析により明らかにし,次に,(2)そのようなエネルギーの流れの中に位置する人体の周辺および内部のエネルギー分布を解析する.このような研究を行うことによって電力周波数の電磁界の人体影響を新しい角度から考察することを最大の目的にしている.本研究より次の結果が得られた.1.500kVおよび187kV送電線の周囲空間における電界および磁界の強度・位相特性の解析を線路電流1,000A,負荷力率1.0として行い,さらに周囲空間の有効電力密度(W/m^2)をボインティングベクトル解析から求めた.2.送電線下の地表面近傍におけるボインティングベクトルを磁界の水平成分と電界の垂直成分から実験的に求めた結果,計算値とほぼ一致することが認められた.3.送電線下の地表面に人体モデル(半球,球,円柱状)が直立した場合のモデル外部のエネルギーの流れを明らかにした.また,導電性の人体組織による電力損失を計算した結果,mWのオーダ程度またはそれ以下になった.この事はELF電界が体内に入り込まないことによるものと考えられる.
高齢者や認知症の家族をケアする子ども・若者の発見・支援のためのプログラムの開発

本研究の目的は、高齢者や認知症の家族のケアを担う子ども・若年介護者の実態とニーズを明らかにし、その課題への支援プログラムを開発することである。家族や地域内の支援力の低下が指摘される中、晩婚化、高齢出産の増加、少子化、ひとり親家庭の増加、貧困や外国につながる子どもなど、様々な分野の課題が複雑に絡み合い、子ども・若年の介護者は、複数課題を抱える状況が見られる。平成29年度は、1)申請者の所属機関の「人に関する研究倫理審査委員会」に申請し、承認を得た。2)地域包括支援センターに働く専門職者を対象に、自記式質問紙調査を実施した。平成30年度は、1)前年度からの質問紙調査全ての回収作業を終えて、データのクリーニング作業などの整理、入力、分析を行った。2)質問紙調査の後は、子ども・若者たちのニーズ把握から支援までどのようにつながるのかを把握していくため、準備に着手した。具体的には、実際に様々な子どもたちへの支援活動を行っている専門職やボランティア機関と連絡を取り、運営の主体となっている人や実際のボランティアとの交流を図り、活動の実際を知る機会を持った。また、支援活動者や行政機関からの要請もあり、ヤングケアラーに関する勉強会などを共に行った。また、質問紙調査の協力者の中から、対応事例についてインタビューを行ない、事例の子どもや若者との出会い・介護状況、直面している困難と、具体的な支援・連携の方法について明らかにするための準備を進めた。平成29年度春の時点から、研究組織内のメンバーの健康問題などにより研究活動に参加できず、人的資源が少なくなったことから研究体制が当初予定より厳しい状況が続いている。研究協力者を増やしながら対応しているが、所属研究機関外の人的資源のため、研究活動の時間の捻出・調整、および研究会議等への出張などがし難い状況があった。そのため、アンケート調査後の分析に予定以上に時間を要した。まず、これまで以上に丁寧にフィールドとのかかわりを積み重ねて関係構築に努める。次に、子ども・若者介護者への支援者である地域包括支援センターに働く専門職やボランティアらへのインタビューデータの収集に取り掛かる。そこでは、どのように現状を把握して支援に結び付けているのか、その流れを明らかにするために、対応事例について支援の実際から課題や連携の在り方を明らかにする。さらに、その調査結果から課題を検討し、支援プログラムを作成する。そのために。所属機関の「人に関する研究倫理審査委員会」の承認を得る。そして、支援プログラムの実施・アウトカム指標の分析・評価を通じ、プログラム効果を明らかにし、プログラムの修正・改良をする。なお、研究の進捗が遅れていることへの対応策としては、研究体制強化のために、日常の教育・研究において協力を得ている人々への研究協力依頼を強化する。家族や地域内の支援力の低下が指摘される中、晩婚化、高齢出産の増加、少子化、ひとり親家庭の増加、貧困や外国につながる子どもなど、様々な分野の課題が複雑に絡み合い、子ども・若年の介護者は、「見えない」存在とも言われて複数課題を抱える状況が見られる。そのため、平成29年度は以下のとおりで実施した。1)調査実施に先立ち、申請者の所属する関東学院大学「人に関する研究倫理審査委員会」に申請し、承認を得た。2)地域包括支援センターに働く保健師等・社会福祉士・主任介護支援専門員と地域のケアマネジャーを対象に、子ども・若年介護者に関する認識等について質問紙調査を実施した。行政機関の協力を得て、地域包括支援センターの所長等を通して研究依頼をした後に質問紙を配布した。質問紙には研究の趣旨説明および倫理的配慮等を記載した研究協力依頼書を添付し、返信用封筒を添え、質問紙の回収をもって同意の取得とした。回収は郵送で行った。調査内容は、2015年・2016年の申請者らの教員調査の質問紙における子ども・若年介護者調査の項目を参考にした。アンケートの回収を終え、現在データ整理・分析を開始したところである。3)質問紙調査の後は、インタビューにより、子ども・若者たちのニーズ把握から支援までどのようにつながるのかを把握していくため、準備に着手した。具体的には、実際に支援活動を行っている専門職やボランティアとの交流を図り、活動の実際を知る機会を持つとともに、勉強会などを共に行った。課題採択直後の春の時点から、研究組織内のメンバーの健康問題などにより研究活動に参加できず、人的資源が少なくなったことから研究体制が当初予定よりもやや厳しい状況となった。そのため、研究倫理審委員会の承認後の研究着手までに準備時間を要した。

2)質問紙調査の後は、子ども・若者たちのニーズ把握から支援までどのようにつながるのかを把握していくため、準備に着手した。具体的には、実際に様々な子どもたちへの支援活動を行っている専門職やボランティア機関と連絡を取り、運営の主体となっている人や実際のボランティアとの交流を図り、活動の実際を知る機会を持った。また、支援活動者や行政機関からの要請もあり、ヤングケアラーに関する勉強会などを共に行った。また、質問紙調査の協力者の中から、対応事例についてインタビューを行ない、事例の子どもや若者との出会い・介護状況、直面している困難と、具体的な支援・連携の方法について明らかにするための準備を進めた。平成29年度春の時点から、研究組織内のメンバーの健康問題などにより研究活動に参加できず、人的資源が少なくなったことから研究体制が当初予定より厳しい状況が続いている。研究協力者を増やしながら対応しているが、所属研究機関外の人的資源のため、研究活動の時間の捻出・調整、および研究会議等への出張などがし難い状況があった。そのため、アンケート調査後の分析に予定以上に時間を要した。まず、初年度実施予定であった、子ども・若者介護者への支援者である地域包括支援センターに働く専門職やボランティアらにインタビューを行い、どのように現状を把握して支援に結び付けているのか、その流れを明らかにする。インタビューでは、対応事例について支援の実際から課題や連携の在り方を明らかにする。そのためには、研究の進捗が遅れ気味ではあるが、これまで以上に丁寧にフィールドとのかかわりを積み重ねたうえで、インタビューデータの収集に取り掛かる。次に、その調査結果から課題を検討し、支援プログラムを作成する。さらに、支援プログラムの実施・アウトカム指標の分析・評価を通じ、プログラム効果を明らかにし、プログラムの修正・改良をする。なお、研究の進捗が遅れていることへの対応策としては、研究体制強化のために、日常の教育・研究において協力を得ている人々へ、新たな研究協力を依頼する。まず、これまで以上に丁寧にフィールドとのかかわりを積み重ねて関係構築に努める。次に、子ども・若者介護者への支援者である地域包括支援センターに働く専門職やボランティアらへのインタビューデータの収集に取り掛かる。そこでは、どのように現状を把握して支援に結び付けているのか、その流れを明らかにするために、対応事例について支援の実際から課題や連携の在り方を明らかにする。さらに、その調査結果から課題を検討し、支援プログラムを作成する。そのために。所属機関の「人に関する研究倫理審査委員会」の承認を得る。そして、支援プログラムの実施・アウトカム指標の分析・評価を通じ、プログラム効果を明らかにし、プログラムの修正・改良をする。なお、研究の進捗が遅れていることへの対応策としては、研究体制強化のために、日常の教育・研究において協力を得ている人々への研究協力依頼を強化する。研究体制に変化が生じたために研究の遂行がやや遅延しており、予定した質問紙調査のデータ分析にかかる費用やインタビュー実施のための旅費等の支払いが、次年度使用額が生じた。
系II阻害剤結合により誘導される光合成反応中心DI蛋白質の特異的分解

1)フロログルシノール系化合物の各種類縁体を合成し、D1蛋白質に対する作用を調べた。D1蛋白質の分解活性発現にはベンゼン環上の2、4、6位に水酸基が必須であった。また、3位のニトロ基、1位の疎水性側鎖が存在しない誘導体は活性が著しく弱かった。ニトロ基を持たず、6位に置換基を持つ、誘導体(G63)では、光傷害時と同じく9,16、23kDa断片が生成した。2) Ca除去により異常なS_2状態にある光化学系IIをさらに光照射すると、g=2付近に2種類の信号(doublet-like,singlet-like)が観測された。doublet-1ike信号はS_2状態の1電子酸化により生成し、典型的な有機ラジカル対の双極子交換相互作用由来の性質を有していた。一方、singlet-like信号は2電子以上の酸化によって生成した。この時、Parallel porlarization測定ではg=15、Perpendicular測定ではg=11に新たなEPR信号を見い出した。3)一般的なマンガン4核錯体の可能な磁気相互作用の全ての組み合わせについて数値計算を行い、その中より酸素発生系Mnクラスターが示す磁気的性質(S_2状態)を満足する磁気構造を抽出した。更に、薄膜上に配向した光化学系II膜断片について角度依存性S_2マルチラインスペクトルのシュミレーション解析を行った。Mnの持つ実効的超微細結合テンソル値の範囲内でクラスターの各MnのEhfcを再現する構造を酸素発生系Mnクラスターの構造として選択した。4) Mn^<2+>存在下酸素発生能を失った光化学系IIを光照射するとMn^<2+>イオンからの電子供与が起こる。Mn^<2+>イオンの高親和性部位は系IIあたり1つしか存在せず、この部位にMn^<2+>イオンが結合するときのみ酸化型Yzチロシンへの電子移動が起こった。また結合のpH依存性の解析よりより、ヒスチジン残基が結合に関与してことが示唆された。光化学系II阻害剤結合により誘導されるD1蛋白質の選択的切断フルオルグルシノール骨格を持つ1群の阻害剤により誘導されるD1蛋白質の切断について、様々な誘導体を用いて研究を行った。D1蛋白質の分解活性発現にはベンゼン環上の2、4、6位に水酸基が存在することが必須であった。また、3位のニトロ基、1位に疎水性側鎖が存在しない誘導体は活性が著しく弱かった。PNO8(N-octyl-3-nitro-2,4,6-trihydroxy benzamide)の場合は、切断はQ_B部位に結合したPNO8により、D1蛋白質のdeループ中のロイシン258近傍1カ所で起こり、23、9kDa断片が生じる。一方、ニトロ基を持たず、6位に置換基を持つ、誘導体(G63)では、16、23kDa断片が生成したが9kDa断片は生じなかった。従って、G63ではPNO8とは異なった部位で切断が起こっている可能性が示唆された。部分的に阻害された光化学系II酸化側の反応の解析酸素発生反応が阻害されると、いわゆるドナーサイド光阻害が起こることが知られている。

この現象を理解するためには、酸素発生活性が阻害された光化学系IIで起こる反応を理解する必要がある。そこで、Ca除去により酸素発生が阻害された光化学系IIにおける反応を検討した。異常なS_2状態にある光化学系IIをさらに光照射すると、g=2付近に2種類の信号(doublet-like,singlet-like)が観測された。doublet-like信号はS_2状態の1電子酸化により生成し、典型的な有機ラジカル対の双極子交換相互作用由来の性質を有していた。pulsed ENDOR-Induced EPRの測定よりチロシンラジカル(Y_z)の関与が示された。一方、singlet-like信号は2電子以上の酸化によって生成した。この時、Parallel porlarization測定ではg=15、Perpendicular測定ではg=11に新たなEPR信号を見い出した。これらの信号は1種類のスピンセンター(S=2)に対応しており、Mnクラスター由来であると推定された。光化学系II阻害剤結合により誘導されるD1蛋白質の選択的切断フルオルグルシノール骨格を持つ1群の阻害剤により誘導されるD1蛋白質の切断について研究を行った。ベンゼン環上の2、4、6位に水酸基が存在するが、3位にニトロ基を持たず、6位に置換基を持つ、誘導体(G63)は、電子伝達阻害活性がpl_<50>:5.8とPNO8と比較して一桁活性が低いが、PNO8と同様に暗所てD1蛋白質切断活性を示した。しかし、PNO8とは異なり、16kDa断片が主に生成し、その他、PNO8処理では検出されない23kDa断片が検出されたが、9kDa断片は全く生じなかった。系II膜断片を強光処理すると、23kDa断片が主に現れた。また、D1蛋白質の部位特異抗体にたいしても、G63-23kDa断片と強光-23kDa断片は同じ挙動を示した。酸素発生活を失った光化学系IIに対するMn^<2+>イオンからの電子供与酸素発生能を失った光化学系IIを光照射するとYzチロシン、又は酸化還元活性ヒスチジン残基が光損傷を受ける事が、Mn^<2+>イオンが存在するとMn^<2+>イオンからの電子供与が起こり、光損傷が抑制される。Mn^<2+>イオンの結合部位、Yzチロシンへの電子移動を調べた。Mn^<2+>イオンの高親和性部位は系IIあたり1つしか存在せず、この部位にMn^<2+>イオンが結合するときのみ酸化型Yzチロシンへの電子移動が起こった。また結合のpH依存性の解析よりより、ヒスチジン残基が結合に関与しており、1アミノ酸残基のプロトン化により変化することが解った。
腸球菌におけるペプチドフェロモン−リセプター−DNA三分子間相互作用の解析

腸球菌EnterococcusfaecalisのバクテリオシンプラスミドpPD1の接合伝達は受容菌の分泌するペプチド性フェロモンの一つであるcPD1により活性化され、供与菌自身が分泌するiPD1により停止される。これまでにcPD1は受容菌細胞内に取り込まれpPD1にコードされる38kDaの細胞内受容体タンパク質TraAに結合することが示されている。本研究はTraAによるcPD1のシグナル変換の分子機構を明らかにすることを目的としている。まず、大腸菌によりN端末にGSTを付加したGST-TraAを過剰発現させた。スキャッチャード解析において、GST-TraAはcPD1に対し0.13nMの解離定数を示した。この値は、cPD1が生理作用を示す最小濃度にほぼ一致していることから、TraAがフェロモンに対する直接的なセンサーとして働いていることが示唆された。iPD1存在化でのスキャッチャード解析においては、結合サイト数は変化しないが、解離定数が増加することから、iPD1はフェロモンに対するアンタゴニストであることが判明した。またGST-TraAは他のプラスミドに対するフェロモンおよびインヒビターには全く結合能を示さなかった。このことよりTraAは自己のプラスミドに対するフェロモンおよびインヒビターに対して完全に特異的であることを示している。フェロモンに対してC末端44アミノ酸残基を欠くGST-TraAはフェロモンに対する結合能を示さないことからC末端44アミノ酸残基がフェロモン結合部位はこのC末端領域に存在することが示唆された。またゲルシフトアッセイによりTraAがインヒビター遺伝子のプロモーター上流域に結合することが示された。TraAはこのインヒビター遺伝子領域のmRNAの発現調節を行うことによりフェロモンのシグナルを伝達していると考えられる。
新しい水産資源としてのイソギンチャクの有効利用に関する基礎的研究

各種イソギンチャクから、サワガニに対する毒性を指標にして、ペプチド毒の探索を行った。その結果、3種イソギンチャクから、新規ペプチドを含む9成分のペプチド毒を単離し、その-次構造を解析することに成功した。なかでも隠岐の島沿岸で食用とされる深海産イソギンチャクからは、6成分のペプチド毒が単離され、内5成分は従来のイソギンチャクのペプチド毒とは全く異なる-次構造をした新規ペプチド毒であった。本研究によって、深海産イソギンチャクには、数多くの新規ペプチド毒が存在する可能性が示唆された。1.有明海沿岸で食用とされるイシワケイソギンチャクの食品衛生上の安全性について検討した。その結果、粗抽出液のサワガニに対する毒性は、致死活性が16倍希釈液、麻痺活性が128倍希釈液まで認められたが、ウマ赤血球に対する溶血活性はみられず、またマウスに対する静脈投与、腹腔内投与、経口投与のいずれにおいても毒性は認められなかった。2.イシワケイソギンチャクから、サイズ排除クロマトグラフィーと逆相HPLCによって、サワガニに致死活性を示すToxin Iを単離し、そのN末端アミノ酸配列を解明した。Toxin Iはそのアミノ酸配列の特徴とTOF-MSでの分子量から、イソギンチャクのタイプ1のNaチャネル毒であると推定された。また各種クロマトグラフィーによる毒成分精製の条件検討から、本研究で単離したToxin I以外に、イシワケイソギンチャクにはまだ単離されていない毒成分があることが示された。3.外国産イソギンチャクActinostephanus haecheliから、サイズ排除クロマトグラフィーと逆相HPLCによって、サワガニに強い致死活性を示すAh IおよびIIを単離し、そのN末端アミノ酸配列を解明した。アミノ酸配列の特徴からAh IおよびIIは、タイプ1のNaチャネル毒と判断された。興味深いことに、Ah IおよびIIは、タイプ1のNaチャネル毒の中でも、54残基とペプチド鎖が最も長く、特異的な位置づけにあるウメボシイソギンチャクのAe Iと高い相同性を示した。1.有明海沿岸で食用とされるイシワケイソギンチャクから単離したペプチド毒のcDNAクローニングを行い、3'Race法によって、C末端部のアミノ酸配列を明らかにした。2.隠岐の島沿岸で食用とされる深海産イソギンチャクの毒性を調べたところ、粗抽出液のサワガニに対する毒性は、致死活性が32倍希釈液、麻痺活性が64倍希釈液まで認められた。マウスに対する毒性は低く、静脈投与と腹腔内投与において、原液のみに活性が認められた。3.上記イソギンチャクからサワガニに対する毒性を指標にして、サイズ排除クロマトグラフィーと逆相HPLCによって、サワガニに致死あるいは麻痺活性を示す6成分のペプチド毒を単離し、そのN末端アミノ酸配列を解明した。内1成分については、シマキッカイソギンチャク由来のAm IIと相同性が見られたが、他の成分については、従来のイソギンチャクのペプチド毒とは相同性を示さない新規ペプチド毒と判断された。現在、単離したペプチド毒の全アミノ酸配列の解明と、混合物であった成分についてはその精製を試みている。4.養殖場の魚網などに付着して大量発生し、深刻な漁業被害をもたらすオヨギイソギンチャクの毒性を調べたところ、粗抽出液のサワガニに対する毒性は、致死活性が16倍希釈液、麻痺活性が32倍希釈液まで認められた。現在、サイズ排除クロマトグラフィーと逆相HPLCによって、毒成分の単離を試みている。1.有明海沿岸で食用とされるイシワケイソギンチャクから単離したペプチド毒および、外国産イソギンチャクActinostephanus haeckeliから単離したペプチド毒について、3'Race法と5'Race法によるcDNAクローニングを行い、その前駆体構造を明らかにした。従来のイソギンチャクのペプチド毒前駆体と同様に、シグナルペプチド、プロパート部、成熟ペプチドから構成されていた。2.隠岐の島沿岸で食用とされる深海産イソギンチャクから単離した6成分のペプチド毒の内、混合物とみられる3成分については、いずれの毒成分も従来のイソギンチャクのペプチド毒と同様に、安定性が非常に高く、逆相HPLCによっても失活しなかったため、逆相クロマトグラフィーのカラム条件等の検討を行い、再精製を試みた。3.前年度、サワガニに対して毒性が認められ、サイズ排除クロマトグラフィーの溶出位置からペプチド毒と推定されたオヨギイソギンチャクの毒成分は、従来のイソギンチャクのペプチド毒とは異なり、その安定性が低く、逆相HPLC後には活姓を確認できなかった。現在、他のクロマトグラフィーによる精製を試みている。

4.北海道から島根県に亘る日本海沿岸の水深6001400mほどで採集された深海産イソギンチャク十数種を入手し、サワガニに対する毒性をスクリーニングしたところ、ヒダベリイソギンチャク科Metridium属のイソギンチャク粗抽出液に、致死活性が8倍希釈液、麻痺活性が128倍希釈液までの活性が認められた。致死活性と麻痺活性との差が大きいことから、致死成分とは別に麻痺のみを示す新規ペプチド毒が存在する可能性も考えられることから、現在、サイズ排除クロマトグラフィーと逆相HPLCによって、毒成分の単離を試みている。
アナパイレキシア(能動的な低体温）における熱産生抑制機構

アナパイレキシア(anapyrexia)とは熱放散促進と熱産生抑制とにより能動的に体温が低いレベルに調節される生理反応であり、能動的体温上昇である発熱とは正反対の現象である。本研究ではアナパイレキシアに関わる神経機構を同定することを目的とし、特に熱産生抑制機構に注目して、発熱機構および正常体温調節機構との相互関係の解明をめざしている。視床下部の視索前野にプロスタグランジンE2(PGE2)が放出されることが発熱機構において最も重要なステップであるとされている。視索前野の中でPGE2に最も感度が高い部位は終板器官周囲部である。ラットをウレタン・クロラロースで麻酔し、終板器官周囲部にガラスピペットを用いてPGE2を420fmol注入した。これによりベースラインの熱産生率に比べて1.5倍以上の大きさの熱産生反応が誘起された部位においてPGE2受容体サブタイプ(EP1, EP2, EP3, EP4)に関する下記の実験を行った。終板器官周囲部のPGE2感受性部位にEP4受容体作動薬であるrivenprostを投与すると有意な熱産生反応が誘起され、EP4受容体拮抗薬であるONO-AE3-208をPGE2投与の5分前に投与しておくと、その後のPGE2による熱産生反応の大きさは減弱した。EP3受容体作動薬であるsulprostoneを投与しても熱産生反応が起きた。EP1およびEP2受容体拮抗薬であるAH6809を前投与した場合ではPGE2による反応に影響しなかった。これらの結果からはEP4とEP3受容体の関与が考えられるが、薬物の生理食塩水への溶解度の違い、特異性に関する検証を行っていないこと、また投与量にも違いがあるため、他の拮抗薬や作動薬等の実験を行った上でないと結論は出せない。本研究で行っているような終板器官周囲部に先端径20ミクロン程度の大きさの三連ガラスピペットを用いてフェムトモルレベルのPGE2やその受容体拮抗薬をピコモルレベルで同一部位に投与した実験はこれまで報告されておらず、投与する物質、量とタイミングを決めるのに手間取っている。EP3受容体拮抗薬として知られるL-789106は水溶性がきわめて低く、DMSOを用いて溶解した後に生理食塩水で希釈して投与する報告があるが、希釈度が高ければ再結晶が生じ、DMSOの最終濃度が高い場合には溶媒自体がPGE2反応を阻害することが判明し、適切な投与法に苦慮している。また、EP1およびEP2受容体拮抗薬であるAH6809も溶解度が0.1mM程度と低く、現在までに得られている結果がfalse negativeの恐れがあり、他の拮抗薬や作動薬の作用を調べる必要がある。EP1,EP2受容体に非特異的に拮抗するAH6809の投与量を増やして前投与したときのPGE2反応を調べる。別のEP1受容体拮抗薬であるONO-8130やEP1受容体作動薬であるiloprost注入による熱産生率への影響を明らかにする。EP3受容体拮抗薬であるL-798106の溶解法をこれまでとは異なる処方を試すとともに、別のEP3受容体拮抗薬であるL-826266の作用も調べる。ラットをウレタン・クロラロースで麻酔し、終板器官周囲部にガラスピペットを用いてPGE2を420fmol/50nl注入することでベースラインの熱産生率に比べて二倍程度の大きさの熱産生反応が誘起された。PGE2受容体には4種類のサブタイプEP1, EP2, EP3, EP4が存在する。視床下部視索前野においてはEP3受容体の重要性が知られているが、終板器官周囲部において上記の反応を介す受容体の種類は分かっていない。終板器官周囲部にPGE2を投与する5分前にEP4受容体拮抗薬であるONO-AE3-208を20pmol/100nl投与しておくと、その後のPGE2による熱産生反応の大きさは減弱した。一方、EP3受容体拮抗薬であるL-798,106を5pmol前投与した場合や、EP1受容体拮抗薬であるONOー8130を18pmol前投与した場合ではPGE2による反応に影響しなかった。これらの結果からはEP4受容体の関与が考えられるが、薬物の生理食塩水への溶解度の違い、特異性に関する検証を行っていないこと、また投与量にも違いがあるため、受容体サブタイプに特異的な作動薬等の実験を行った上でないと結論は出せない。

本研究で行っているような終板器官周囲部に先端径20ミクロン程度の大きさの三連ガラスピペットを用いてフェムトモルレベルのPGE2やその受容体拮抗薬をピコモルレベルで同一部位に投与した実験はこれまで報告されておらず、投与する物質、量とタイミングを決めるのに手間取っている。EP4受容体拮抗薬であるONO-AE3-208は20pmol前投与すると作用があることが分かったので、他の薬物もこの量を参考にする。アナパイレキシア(anapyrexia)とは熱放散促進と熱産生抑制とにより能動的に体温が低いレベルに調節される生理反応であり、能動的体温上昇である発熱とは正反対の現象である。本研究ではアナパイレキシアに関わる神経機構を同定することを目的とし、特に熱産生抑制機構に注目して、発熱機構および正常体温調節機構との相互関係の解明をめざしている。視床下部の視索前野にプロスタグランジンE2(PGE2)が放出されることが発熱機構において最も重要なステップであるとされている。視索前野の中でPGE2に最も感度が高い部位は終板器官周囲部である。ラットをウレタン・クロラロースで麻酔し、終板器官周囲部にガラスピペットを用いてPGE2を420fmol注入した。これによりベースラインの熱産生率に比べて1.5倍以上の大きさの熱産生反応が誘起された部位においてPGE2受容体サブタイプ(EP1, EP2, EP3, EP4)に関する下記の実験を行った。終板器官周囲部のPGE2感受性部位にEP4受容体作動薬であるrivenprostを投与すると有意な熱産生反応が誘起され、EP4受容体拮抗薬であるONO-AE3-208をPGE2投与の5分前に投与しておくと、その後のPGE2による熱産生反応の大きさは減弱した。EP3受容体作動薬であるsulprostoneを投与しても熱産生反応が起きた。EP1およびEP2受容体拮抗薬であるAH6809を前投与した場合ではPGE2による反応に影響しなかった。これらの結果からはEP4とEP3受容体の関与が考えられるが、薬物の生理食塩水への溶解度の違い、特異性に関する検証を行っていないこと、また投与量にも違いがあるため、他の拮抗薬や作動薬等の実験を行った上でないと結論は出せない。EP3受容体拮抗薬として知られるL-789106は水溶性がきわめて低く、DMSOを用いて溶解した後に生理食塩水で希釈して投与する報告があるが、希釈度が高ければ再結晶が生じ、DMSOの最終濃度が高い場合には溶媒自体がPGE2反応を阻害することが判明し、適切な投与法に苦慮している。また、EP1およびEP2受容体拮抗薬であるAH6809も溶解度が0.1mM程度と低く、現在までに得られている結果がfalse negativeの恐れがあり、他の拮抗薬や作動薬の作用を調べる必要がある。EP1,EP2,EP3受容体に非特異的に拮抗するAH6809を前投与したときのPGE2反応を調べる。EP4受容体作動薬であるrevenprostやEP3受容体作動薬であるsulprostone注入による熱産生率への影響を明らかにする。水溶性がより高いEP3拮抗薬やrevenprost以外のEP4作動薬の検討も必要である。EP1,EP2受容体に非特異的に拮抗するAH6809の投与量を増やして前投与したときのPGE2反応を調べる。別のEP1受容体拮抗薬であるONO-8130やEP1受容体作動薬であるiloprost注入による熱産生率への影響を明らかにする。EP3受容体拮抗薬であるL-798106の溶解法をこれまでとは異なる処方を試すとともに、別のEP3受容体拮抗薬であるL-826266の作用も調べる。
ガルバニ電池式高温水素センサおよび水蒸気センサに関する研究

高温ガス中の水素あるいは水蒸気活量をその場で直接測定するあめのセンサ素子として、高温型プロント導電性固体を用いたガルバニ電池式センサを考え、本研究者らが見出したSrCe【O_3】系およびBaCe【O_3】系プロトン導電性セラミックスをこれに適用して種々のタイプのセンサを試作し、その特性について検討した。得られた成果を要約すれば次のようになる。1.センサの試作と性能評価......SrCe【O_3】系プロトン導電体を電解質として使用し、基準極に活量一定の水素あるいは水蒸気を含むガスを用いた試作センサはいずれも被験ガスの水素または水蒸気活量の変化に応答して安定で信頼性のある起電力信号を与えることがわかった。しかし、基準ガスを用いることは実用上不便であるので、本研究では、高温でもかなりの水蒸気分圧または水素活量をもつ物質を基準極に充填したセンサを考え、これに適する基準物質を種々探索した。その結果、高温まで化学吸着水を保持するアナターゼ型酸化チタンまたは脱水温度の高い水酸化インジウムを基準物質とし、黒鉛またはニッケル粉末を導電剤として加えた充填剤を用いると、安定なセンサ特性が得られることがわかった。2.SrCe【O_3】系セラミックスのプロトン導電性発現機構の検討......SrCe【O_3】にYおよびNdを種々添加した試料について、その添加量と水素導入による導電率およびプロトン輸率の変化との関係を詳細に調べた結果、プロトン導電性の発現には結晶中に酸素イオン空格于点が相当量存在することが必須条件であることが明らかとなった。3.BaCe【O_3】系セラミックスを用いたセンサの試作......BaCe【O_3】系プロトン導電性を用いて水素濃淡電池ならびに水蒸気濃淡電池を試作し、そのセンサとしての特性を検討した結果、SrCe【O_3】系セラミックスと同様、良好な応答特性を示すことがわかった。
開眼・閉眼の機能回復治療を支援する顔面装着型ロボットの開発

本研究では,顔面麻痺と呼ばれる神経疾患に対し,装着型ロボットの手法を利用し,その運動機能,特に本研究では瞼の運動機能の回復を目的とする.この目的を実現するため日常生活に即して瞼の運動を補完し,治療する顔面装着型ロボットの開発を行う.麻痺の急性期では柔軟素材の変形を利用して物理的に瞼を動かす新たな手法で機能再生フィードバック(以後,BF)を施し,後遺症が発生しやすくなる回復期では音によるBFを施し,中枢神経系の可塑性を促進させる.このように発症直後から回復期までの全体を鑑み,顔面麻痺後の瞼の運動機能回復を実現する装着型ロボットシステムの構築を目指す.本研究では,顔面麻痺と呼ばれる神経疾患に対し,装着型ロボットの手法を利用し,その運動機能,特に本研究では瞼の運動機能の回復を目的とする.この目的を実現するため日常生活に即して瞼の運動を補完し,治療する顔面装着型ロボットの開発を行う.麻痺の急性期では柔軟素材の変形を利用して物理的に瞼を動かす新たな手法で機能再生フィードバック(以後,BF)を施し,後遺症が発生しやすくなる回復期では音によるBFを施し,中枢神経系の可塑性を促進させる.このように発症直後から回復期までの全体を鑑み,顔面麻痺後の瞼の運動機能回復を実現する装着型ロボットシステムの構築を目指す.
ＵＡＵアンチコドンを持つ新規ｔＲＮＡによるＡＵＡ／ＡＵＧコドン読み分け機構の解明

昨年度までに、枯草菌新規tRNA修飾酵素TmcALを同定した。TmcALはATPと酢酸イオンを基質として、枯草菌のtRNAMetのアンチコドン1文字目のN4-アセチルシチジン(ac4C)修飾形成を触媒する酵素である。今年度は、遺伝学的な解析を行い、tmcAL欠損株が低温感受性を示すことを発見した。また、AUAコドンの解読に必須なライシジン(L)修飾酵素TilSとTmcALの間に遺伝学的な相互作用を見出した。更に、tmcAL欠損株において、tilSの発現を抑制すると、AUAコドン特異的にIleからMetへの誤翻訳が高頻度に起こることを見出した。この事は、tRNAMetのac4C修飾とtRNAIle2のL修飾が協同的にAUAコドンの誤翻訳を防止している事を示しており、本年度の特質すべき成果であると言える。また、生化学的な実験によって、TmcALによるtRNAの識別機構を明らかにした。その結果、伸長tRNAMetの32U/38Cの二つの塩基がTmcALの強い正の認識部位に、開始tRNAMet、tRNAIle2の32C/38Aの二つの塩基がTmcALの強い負の認識部位になっていることが明らかとなった。更に、共同研究によってTmcALとATPとの複合体のX線結晶構造を明らかにした。また、明らかにしたTmcALのX線結晶構造を基に、ATP結合・tRNA結合・二量体形成に重要と思われる残基に関するTmcAL変異体を作製し、反応活性に必要な残基の解析を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに大腸菌ではtRNA^eMelのアンチコドン一文字目(wobble位)にN^1-アセチルシチジン(ac^4C)を呼ばれる修飾塩基が存在し、修飾酵素TmcAによってアセチルCoAを基質として触媒されている事が報告されている。しかしながら、マイコプラズマ種や枯草菌においてはac^4C修飾の存在は報告されていなかった。報告者はこれまでに枯草菌やMycoplasma mobileにおいてもac^4C修飾がtRNA^<eMet>のwobble位に存在するが、TmcAのホモログは存在しないことを発見していた。そこで、この新規ac^4C修飾酵素を同定する事とした。比較ゲノムを用いて候補遺伝子を絞り込み、枯草菌の候補遺伝子破壊株より単離したtRNA^<eMet>を解析する事で新規ac^4C修飾酵素の同定に成功した。同定した新規ac^4C修飾酵素は既知のアセチルトランスフェラーゼドメインを持っていなかった。そこで、大腸菌を用いて枯草菌新規ac^4C修飾酵素の組み換えタンパクを取得し、in vitro修飾再構成反応を行うこと反応機構の解析を行った。その結果、新規ac^4C修飾酵素は、酢酸イオンとATPを基質として、tRNA^<eMet>のwobble位にアセチル化を導入していることが判明した。また、「ac^4C修飾によってIleRSによるミスアシル化が防止されており、AUA/AUGコドンの読み分けに寄与している」という仮説の証明を研究目的にしていた。そのためac^4C修飾によりI1eRSによるミスアシル化の頻度が変わるかを調べたが、特に変化は見られなかった。当該年度の研究成果は、当初の研究目的からはずれる部分はあるが、酢酸イオンを直接の基質としてRNAのアセチル化を行う初めての酵素の発見であり、アセチル化の基質はアセチルCoAであるというこれまでの概念を改めさせられる意義深いものであると考える。当該年度の研究により、新規ac^4C修飾酵素の同定に成功した。

また、同定した酵素は酢酸イオンとATPを基質としてRNAアセチル化を行う初めての酵素であった。この成果は、当初の研究目的の方向性とは異なるが、今後さらなる研究の展開が可能になったためおおむね順調に進展していると考える。今後は、tRNA変異体を作製し、数多くあるtRNAの中からどのようにtRNA^<eMet>を識別しているかを解明するとともに、酵素変異体を作製し、反応を担う残基の特定を行っていきたい。また、ac^4C修飾欠損株における表現型を探索し、ac^4C修飾の持つ生理学的意義の解明を目指して取り組んでいきたいと考えている。そして、研究成果として国際学会にて発表、学術論文に投稿していく予定である。
がん関連線維芽細胞を標的とした大腸がんの制御

大腸がんは、悪性新生物の中でも高齢化や生活習慣の変化に伴いその罹患率・死亡率が増加傾向であり,現在女性の死因第一位となっている.今後も患者数の増加が予想され,治療のみならず発がん予防など多方面からのアプローチが必要な疾患である.本研究ではレドックス感受性分子に焦点を当て解析を行い、大腸がん発症メカニズムの一端を明らかにする。
磁性流体を利用した研削型超精密研磨法の開発研究

情報機器や精密機器に搭載されている硬脆性材料の部品の加工の精度の向上とコストの低減を目指して、磁性流体を利用した研削型超精密研磨法の開発研究を行っている.本研究は,磁性流体に砥粒を懸濁した磁性スラリーを用いることにより,加工液を溜めるための研磨槽や加工物の移し替えを必要としない研削加工型の最終仕上げ法の開発を指向している.加工装置は,精密型自動XYステージおよび2軸パルスコントローラを用いて,同時2軸制御型の加工実験装置であり,円盤状ポリシャと加工物ホルダを回転させるための2つの直行した回転軸から構成されている.ポリシャ内部には永久磁石を配置して,磁性スラリーをポリシャ外周表面上に保持できるようになっている.また,加工物側回転軸を固定してあるXYステージを速度制御して精密な送りを行ない得るようになっている.硬脆材料であるガラス,シリコンウエハを加工物とし,本研磨法の基本的特性を調べるために,研磨能率と仕上げ精度について研磨回数,クリアランス,磁場強度と磁場勾配の影響を検討した.また,送り速度を制御して加工物を送りながら研磨することによって面創成研磨の加工性能を検討した.さらに本研磨法による鏡面創成への適用について検討した.その結果,水ベース磁性流体とケロシンベース磁性流体では,加工量の大きさがことなること,研磨能率は加工点付近の磁場強度と磁場勾配を変えることによって制御し得ること,また,表面粗さは,使用する砥粒径に強く依存することも明らかとなった.本研磨法を平面創成に適用した実験的検討の結果,加工物の回転中心からの距離に応じて送り速度を制御して研磨を行うことによって精密な平面創成ができること,さらに,磁性スラリーとして粒径の大きい砥粒による研磨の後,小さい粒径の砥粒によって研磨を繰り返すことによって,粗面を高能率で鏡面に仕上げることができることを示した.情報機器や精密機器に搭載されている硬脆性材料の部品の加工の精度の向上とコストの低減を目指して、磁性流体を利用した研削型超精密研磨法の開発研究を行っている.本研究は,磁性流体に砥粒を懸濁した磁性スラリーを用いることにより,加工液を溜めるための研磨槽や加工物の移し替えを必要としない研削加工型の最終仕上げ法の開発を指向している.加工装置は,精密型自動XYステージおよび2軸パルスコントローラを用いて,同時2軸制御型の加工実験装置であり,円盤状ポリシャと加工物ホルダを回転させるための2つの直行した回転軸から構成されている.ポリシャ内部には永久磁石を配置して,磁性スラリーをポリシャ外周表面上に保持できるようになっている.また,加工物側回転軸を固定してあるXYステージを速度制御して精密な送りを行ない得るようになっている.硬脆材料であるガラス,シリコンウエハを加工物とし,本研磨法の基本的特性を調べるために,研磨能率と仕上げ精度について研磨回数,クリアランス,磁場強度と磁場勾配の影響を検討した.また,送り速度を制御して加工物を送りながら研磨することによって面創成研磨の加工性能を検討した.さらに本研磨法による鏡面創成への適用について検討した.その結果,水ベース磁性流体とケロシンベース磁性流体では,加工量の大きさがことなること,研磨能率は加工点付近の磁場強度と磁場勾配を変えることによって制御し得ること,また,表面粗さは,使用する砥粒径に強く依存することも明らかとなった.本研磨法を平面創成に適用した実験的検討の結果,加工物の回転中心からの距離に応じて送り速度を制御して研磨を行うことによって精密な平面創成ができること,さらに,磁性スラリーとして粒径の大きい砥粒による研磨の後,小さい粒径の砥粒によって研磨を繰り返すことによって,粗面を高能率で鏡面に仕上げることができることを示した.情報機器や精密機械に搭載されている硬脆性材料の部品の加工精度の向上と加工コストの低減を目指して,磁性流体を利用した研削型超精密研磨法の開発研究を行っている.本研究は,磁性流体に砥粒を懸濁した磁性スラリーを用いるこよにより,加工液を溜めるための研磨槽や加工物の移し換えを必要としない研削加工型の最終仕上げ法の開発を指向している.加工装置は,精密型自動XYステージ(シグマ光機:STM-40XY)および2軸パルスコントロラ-(シグマ光機:AS NET-3-2)を用いて,同時2軸制御型の加工実験装置を試作した.加工装置は円盤状のポリシャと加工物ホルダを回転させるための2つの直交した回転軸から構成され,加工物側回転軸は精密型自動XYステージ上に固定されている.ポリシャの内部には永久石を配置して,磁性流体と砥粒の混合液体をポリシャ外周表面上に保持できるようにしている.また,加工物とポリシャの接触状態は加工物ホルダに取り付けられた加速度検出器によって検出され,常にポリシャと加工面の間に極わずかな隙間が生じるように,XYステージを制御している.実験は,磁性スラリーとして磁性流体(タイホ-工業,フェリコロイド,W-40,HC-50)にアルミナ砥粒(A12O3)を懸濁したもを使用し,脆性材料の一種であるシリコンウエハについて行った.加工状態の観察・測定は,SEM観察及びホームタリサーフを使用して行った.

その結果,水ベス磁性流体とケロシンベース磁性流体では,加工量の絶対値(大きさ)が異なること,研磨能率は加工点付近の磁場強度と磁場勾配を変えることによって制御し得ること,水ベース磁性流体を用いた場合,研磨溝深さの変化の割合は大きいことがわかった.また,表面粗さは,使用する砥粒径に強く依存することも明らかとなった.情報機器や精密機器に搭載されている硬脆性材料の部品の加工の精度の向上とコストの低減を目指して、磁性流体を利用した研削型超精密研磨法の開発研究を行っている.本研究は,磁性流体に砥粒を懸濁した磁性スラリーを用いることにより,加工液を溜めるための研磨槽や加工物の移し替えを必要としない研削加工型の最終仕上げ法の開発を指向している.加工装置は,精密型自動XYステージおよび2軸パルスコントローラを用いて,同時2軸制御型の加工実験装置であり,円盤状ポリシャと加工物ホルダを回転させるための2つの直行した回転軸から構成されている.ポリシャ内部には永久磁石を配置して,磁性流体と砥粒とを混合した磁性スラリーをポリシャ外周表面上に保持できるようになっている.また,加工物回転軸を固定してあるXYステージを速度制御して精密な送りを行い得るようになっている.実験は,硬脆性材料であるシリコンウエハを加工物とし,研磨能率と仕上げ精度について研磨回数,クリアランス,磁場強度と磁場勾配の影響を検討した.さらに,加工物の送りを行いながら研磨することによって面創成の研磨加工を行なった結果,加工物回転中心からの距離に応じて送り速度を制御して研磨を行うことによって精密な平面創成ができることを示した.また,鏡面創成について検討した結果,磁性スラリーとして粒径の大きい砥粒で研磨の後,小さい粒径での研磨を繰り返すことによって,能率よく粗面を鏡面に仕上げることができることがわかった.