hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重力シグナル伝達における鍵因子LZYの細胞内局在制御機構の解明

植物の重力屈性において、重力感受細胞における細胞内情報伝達すなわち重力シグナリングは、平衡石として働くアミロプラストの位置の認識から、オーキシン輸送の調節を繋ぐ重要なプロセスである。私たちは近年、LAZY1-LIKE (LZY) familyタンパク質が、重力感受細胞内においてアミロプラスト沈降以降の重力シグナリングの鍵因子として働くこと、またLZYはその相互作用因子とともにオーキシン輸送体PINタンパク質の制御に関与する可能性が高いことを見出した。本研究では、LZYの細胞内局在制御機構および量的制御機構を調べることで、重力刺激をオーキシン輸送制御に繋げる情報伝達機構の解明を目指す。
疫学手法に基づくひきこもりの全容解明とRCTを用いた社会復帰支援プログラムの評価

若年層のひきこもりは26万世帯に存在するとも70万人いるとも言われている。しかし、推計値は定義や調査手法等により変動し実数がつかめていない。また地域住民を対象とした追跡研究及び介入研究は行われていないため、ひきこもりの背景や予後等の全容は解明されていない。そのためひきこもりの定義を見直し、その中に含まれる比較的均質な亜群を取り出し、その一要素と考えられるメンタルヘルスとの関連を明らかにすることが、発生メカニズム解明と対策立案に重要である。本研究では疫学的手法に基づき、障害の有無、ひきこもり状況(就労、他者交流、日中の主な居場所とそこで過ごした期間)、メンタルヘルスの状況(うつ・社交不安、自殺関連行動)等を把握し、ひきこもりとの関連を解析する。また、1年後のひきこもり状況(就労、他者交流、日中の主な居場所とそこで過ごした期間)とメンタルヘルスの状況(孤独度、自殺関連行動)等の関連を解明する。更に接近が困難な“非精神障害ひきこもり群"の社会復帰促進要因の解明を行ない、ひきこもりの全容解明と“非精神障害ひきこもり群"へ介入プログラムの検証を行い、ひきこもりに対する支援体制のあり方を提示する。浜松市及び浜松医科大学の協力の下、住基台帳から無作為抽出した若者(19歳から39歳)1万人を対象に郵送による自記式調査を2015年11月から開始し2017年3月末時点で第3次調査までが終了した(1次調査では2,420、2次調査では1,070、3次調査では787の回答を得た)。2018年度は2次調査までの解析及びひきこもりの新定義に関する学会発表(2019年3月日本社会精神医学会)を行っていたため、ランダム化比較試験(RCT)の実施が遅れた。1直接面談が可能な“非精神障害ひきこもり群"の社会復帰促進要因の解明を行なうため、新定義に該当するものに、研究協力の依頼を行う。2再アセスメントのための、質問紙作成(SADS、SDS、AQ)、半構造化面接準備(生活状況の確認、生育歴、ひきこもり段階、専門機関への相談経験の有無、精神障害の有無、発達障害の有無等)の準備を行う。3対面調査員募集・研修を行う。4精神障害群・介入群・非介入群の決定し、介入する家族への説明と同意を得る。5全6回の介入を行う。また半数に精神障害の併存があると言われ「ひきこもりの評価・支援に関するガイドライン」では背景に精神障害がある可能性をあげている。しかし、ひきこもりの推計値は定義や調査手法等により変動し実数がつかめていない。そのためひきこもりの定義を見直し、ひきこもりの中に含まれる比較的均質な亜群を取り出し、ひきこもりとその一要素と考えられる不就労との関連を明らかにすることが、発生メカニズム解明と対策立案に重要である。本研究では疫学的手法に基づき、ひきこもりと精神障害の有無、発達障害の有無の解明、ひきこもりに関連するリスク要因・抑止要因の特定を行い、更に接近が困難な“非精神障害ひきこもり群"の社会復帰促進要因の解明を行ない、ひきこもりの全容解明と“非精神障害ひきこもり群"へ介入プログラムの検証を行い、最終年にはひきこもりに対する支援体制のあり方を提示する。浜松市及び浜松医科大学の協力の下、住基台帳から無作為抽出した若者(19歳から39歳)1万人を対象とする研究を2015年11月から開始し2017年3月末時点で第3次調査までが終了した。1次・2次調査では家族や他者とのコミュニケーション、就労状況、自尊感情、孤独感、うつ状態、キャリア焦燥感、インターネット依存度、日常他者交流、2015年の自殺関連行動、小学校から高校までの欠席状況、2015年の年収等について調査し、3次調査では就労状況、ライフイベント(117歳までの逆境体験、22016年のストレス)、2016年の自殺関連行動、レジリエンス、2016年の年収等について調査した。これらの調査結果を元に、精神障害の併存が無いひきこもりの者(n=23)を特定した。2016年度中旬に体調不良と業務多忙が重なり研究への準備が遅れた。また、よりエビデンスが高いprospectivestudyになるように、2016年度学内共同研究費にて3次調査を追加して行っていたため、ランダム化比較試験(RCT)の実施が遅れた。そのためひきこもりの定義を見直し、その中に含まれる比較的均質な亜群を取り出し、その一要素と考えられる不就労との関連を明らかにすることが、発生メカニズム解明と対策立案に重要である。本研究では疫学的手法に基づき、精神障害の有無、リスク要因・抑止要因の特定を行い、更に接近が困難な“非精神障害ひきこもり群"の社会復帰促進要因の解明を行ない、ひきこもりの全容解明と“非精神障害ひきこもり群"へ介入プログラムの検証を行い、最終年にはひきこもりに対する支援体制のあり方を提示する。

浜松市及び浜松医科大学の協力の下、住基台帳から無作為抽出した若者(19歳から39歳)1万人を対象に郵送による自記式調査を2015年11月から開始し2017年3月末時点で第3次調査までが終了した。(1次調査では2,420、2次調査では1,070、3次調査では787の回答を得た)2016年度学内共同研究費にて3次調査を追加して行い、2017年度はその解析も行っていたため、ランダム化比較試験(RCT)の実施が遅れた。若年層のひきこもりは26万世帯に存在するとも70万人いるとも言われている。しかし、推計値は定義や調査手法等により変動し実数がつかめていない。また地域住民を対象とした追跡研究及び介入研究は行われていないため、ひきこもりの背景や予後等の全容は解明されていない。そのためひきこもりの定義を見直し、その中に含まれる比較的均質な亜群を取り出し、その一要素と考えられるメンタルヘルスとの関連を明らかにすることが、発生メカニズム解明と対策立案に重要である。本研究では疫学的手法に基づき、障害の有無、ひきこもり状況(就労、他者交流、日中の主な居場所とそこで過ごした期間)、メンタルヘルスの状況(うつ・社交不安、自殺関連行動)等を把握し、ひきこもりとの関連を解析する。また、1年後のひきこもり状況(就労、他者交流、日中の主な居場所とそこで過ごした期間)とメンタルヘルスの状況(孤独度、自殺関連行動)等の関連を解明する。更に接近が困難な“非精神障害ひきこもり群"の社会復帰促進要因の解明を行ない、ひきこもりの全容解明と“非精神障害ひきこもり群"へ介入プログラムの検証を行い、ひきこもりに対する支援体制のあり方を提示する。浜松市及び浜松医科大学の協力の下、住基台帳から無作為抽出した若者(19歳から39歳)1万人を対象に郵送による自記式調査を2015年11月から開始し2017年3月末時点で第3次調査までが終了した(1次調査では2,420、2次調査では1,070、3次調査では787の回答を得た)。2018年度は2次調査までの解析及びひきこもりの新定義に関する学会発表(2019年3月日本社会精神医学会)を行っていたため、ランダム化比較試験(RCT)の実施が遅れた。11次、2次、3次調査のデータから、26ヶ月間の6時点と6カテゴリー《正規雇用(n1=419)、非正規雇用(n=202)、学生(n=47)、主婦(n=93)、6ヶ月以上無業求職訓練有:無業求訓有(n=9)》の変化量を解析する。2症例対照研究法にて、無業求訓有(n=9)及び無業求訓無(n=15)を症例群(ケース)とし、居住地、性別、年齢をマッチングさせた対照群(コントロール)コンデショナル・ロジスティック回帰分析(オッズ比算出)を実施する。3接近が困難な“非精神障害ひきこもり群"の社会復帰促進要因の解明を行なうため、無業求訓有(n=9)及び無業求訓無(n=15)への研究協力の依頼を行う。4無業求訓有(n=9)及び無業求訓無(n=15)への再アセスメントのための、質問紙作成(SADS、SDS、AQ)、半構造化面接準備(生活状況の確認、生育歴、ひきこもり段階、専門機関への相談経験の有無、精神障害の有無、発達障害の有無等)を行う。5対面調査員募集・研修を行う。6精神障害群・介入群・非介入群の決定し、介入する家族への説明と同意を得る。71クール目(全8回)の介入を行う。
宇宙ガンマ線観測による銀河中心におけるダークマター探査

銀河中心近傍の暗黒物質探査においては、背景放射の不定性の主原因となる未検出のガンマ線天体に関する研究を進めた。我々の画像処理ソフトウェアで検出器の分解能の効果を逆畳み込みすることで、新しいガンマ線天体を検出した実績があるが、銀河中心近傍では、拡散ガンマ線の強度が高いため、点源の検出が困難となっている。そこで、我々の画像処理ソフトウェアに既知の拡散ガンマ線の強度分布を取り込めるようにソフトウェアを改良した。試験解析で数個の新しいガンマ線天体候補を見つけ、この手法の有用性を検証した。並行して、次世代ガンマ線観測装置Cherenkov Telescope Array (CTA)で使用する半導体光センサー(SiPM)の開発とその信号処理回路をマックスプランク核物理研究所やエルランゲン大学と共同で開発している。SiPMでは、クロストークとよぶ現象によって入射光子数より大きな光子数を出力してしまう欠点があり、その結果、光子数の少ない背景事象をガンマ線シャワーの現象と間違えてしまうことが問題となる。夜光による背景信号の頻度が高いCTAでは、クロストークによる偶発的トリガーが性能低下の原因となるため、光検出効率(PDE)を維持しながらクロストークを抑制したSiPMの開発が主要な課題となっている。また、クロストークを極力抑制するため、動作電圧を下げると光検出効率が低下してしまうため、動作電圧の最適化も必要となる。CTAに使用するSiPMの選定に向けて、採用候補製品の特性測定の中で、クロストークが保護樹脂を介して発生することに着目し、保護樹脂が厚いほどクロストークを低減できることを発見した。しかし、保護樹脂が厚いほど近接ピクセルへのクロストークが増加する点に問題がある。したがって、さらにクロストークを低減できる保護樹脂をなくす方向で開発を進めることにした。銀河中心近傍の暗黒物質探査においては、背景放射の不定性の主原因となる未検出のガンマ線天体に関する研究において、我々の画像処理ソフトウェアに既知の拡散ガンマ線の強度分布を取り込めるようにソフトウェアを改良して試験解析した結果、数個の新しいガンマ線天体候補を見つけ、この手法の有用性を検証できた。CTAに使用するSiPMの開発においては、採用候補製品の特性測定の中で、クロストークが保護樹脂を介して発生することに着目し、保護樹脂が厚いほどクロストークを低減できることを発見した。しかし、保護樹脂が厚いほど近接ピクセルへのクロストークが増加する点に問題があることも判明したため、さらにクロストークを低減できる保護樹脂をなくす方向で開発を進めることにした。一方でSiPMの開発と並行してカメラ信号処理系の較正方法の確立にも取り組み、波形記録回路の時刻ずれ、SiPMのクロストーク、ゲイン特性の較正法をモジュールレベルで確立した。本較正法の特徴は、現地での較正を前提とし、較正していない光源を用いてゲイン較正を可能にしている点である。本研究では、高いゲインで測定しているため120光電子程度以上では、飽和の影響が出ているが、実際の低いゲインではさらに高い光電子まで測定できる。銀河中心近傍の暗黒物質探査においては、2017年度の試験解析で古い拡散ガンマ線の強度分布を使用していたが、最新の拡散ガンマ線の強度分布を活用して、より多くの未検出ガンマ線天体の発見を目指す。CTAに使用するSiPMの開発においては、本年度中の測定で保護樹脂を除くことでクロストークを劇的に改善できること、保護樹脂なしでも組み立て上の大きな問題はないことを確認した。クロストーク特性が劇的に改善できる見込みが立ったおかげで、クロストーク特性を若干犠牲にしても光検出効率を向上させることができる余地ができた。今後は、SiPMの最適化に向けて、さらに改善したSiPMの特性測定を完了する。SiPMの開発と並行してカメラ信号処理系の較正方法の確立にも取り組んでおり、2017年度までに波形記録回路の時刻ずれ、SiPMのクロストーク、ゲイン特性の較正法をモジュールレベルで確立してきた。2018年度は、カメラの試作機を用いて較正法を検証する。銀河中心付近の暗黒物質探査においては、星間媒質と宇宙線の相互作用による拡散ガンマ線が主要なバックグラウンドとなる。これまでは、星間媒質の密度分布は、電波観測による原子状水素と一酸化炭素の密度分布から推測していたが、推測に用いる変換係数が環境に依存するため、別の測定による補正が必要となるなど、十分な精度や一様性を確保する上で問題が多かった。本研究では、マイクロ波観測衛星Planckの全天サーベイで得られたダストの熱放射、温度、光学的厚みから星間媒質の密度を系統的に導出する方法を検証した。宇宙線密度がほぼ一様と考えられる近傍のガス雲においては、拡散ガンマ線の放射強度は星間媒質の密度に比例すると考えられるため、その領域におけるPlanckの観測結果から推定される星間媒質の密度とフェルミ衛星の観測で得られた拡散ガンマ線の放射強度を比較することによってその推定精度を評価した。その結果、従来の方法より良い精度で星間媒質の密度を導出できることが検証できた。並行して、次世代のガンマ線観測装置となるCherenkov Telescope Array (CTA)で使用する半導体光電子増倍素子(SiPM)の開発を推進した。SiPMでは、一つの光子の入射に対して複数の光子に対応する信号を出力するクロストークとよぶ現象があるが、クロストークによって入射光子数より大きな出力することで、光子数の少ないバックグラウンドをガンマ線シャワーの現象と間違えてしまうことが問題となる。したがって、クロストークを極力抑制することが課題となっているが、それによって光検出効率が下がってしまうため、最適化が必要となる。

複数の製造業者の複数の仕様のSiPMの性能を測定した結果、SiPMの大きさにクロストークが依存することがわかり、6 mmのSiPMを単一のSiPMではなく、3 mmのSiPM 4個を並列接続するする方がクロストークを抑制できることがわかった。平成28年度は、MBM、ペガサスおよびカメレオンと呼ばれる領域において、Planckの観測結果から推定される星間媒質の密度とフェルミ衛星の観測で得られた拡散ガンマ線の放射強度を比較した。その結果、Planckの観測結果から推定される星間媒質の密度は、拡散ガンマ線の放射強度との比例関係において、従来の方法より良い結果が得られた。ただし、比例係数がダスト温度に依存する結果も得られており、さらに広範なダスト温度領域における比例関係の検証が必要となっている。CTAのためのSiPMの開発においては、浜松ホトニクス社とSensL社の複数の仕様のSiPMの光検出器とクロストークレートを測定した。また、当初は3 mmの素子が主流であったが、最近では6 mmの素子も製造されるようになったため、3 mmと6 mmの素子の性能比較も行った。(CTAでは、6 mmを単位として使用するため、3 mmの素子は2x2に配列し、並列に信号処理することで6 mmの素子と同等に扱う。)その結果、クロストークレートが素子の大きさに依存することが判明し、6 mmのSiPMを単一のSiPMではなく、3 mmのSiPM 4個を並列接続するする方がクロストークを抑制できることがわかった。銀河中心近傍の暗黒物質探査においては、星間媒質と宇宙線の相互作用による拡散ガンマ線が主要なバックグラウンドとなる。本研究では、マイクロ波観測衛星Planckの全天サーベイで得られたダストの光学的厚みから星間媒質の密度を推定し、拡散ガンマ線強度を導出する方法を検証した。宇宙線密度がほぼ一様と考えられる近傍のガス雲においては、拡散ガンマ線の放射強度は星間媒質の密度に比例すると考えられるため、その領域におけるPlanckの観測結果から推定される星間媒質の密度とフェルミ衛星の観測で得られた拡散ガンマ線の放射強度を比較することによってその推定精度を評価した。その結果、ダストの光学的厚み(353 GHz帯電波の減衰係数)を利用すると従来の方法より良い精度で星間媒質の密度を導出できるが、若干線形関係からずれがあることが判明した。並行して、次世代のガンマ線観測装置となるCherenkov Telescope Array (CTA)で使用する半導体光電子増倍素子(SiPM)の開発を推進した。SiPMでは、一つの光子の入射に対して複数の光子に対応する信号を出力するクロストークとよぶ現象があるが、クロストークによって入射光子数より大きな出力することで、光子数の少ないバックグラウンドをガンマ線シャワーの現象と間違えてしまうことが問題となる。したがって、クロストークを極力抑制することが課題となっているが、それによって光検出効率が下がってしまうため、最適化が必要となる。
統計力学的手法による宇宙空間プラズマの緩和過程の研究

本年度は前年度の温度非等方性の研究を拡張する目的で,非等方性がある場合の熱力学について研究した。統計力学の枠組みでは,カノニカル分布を導出する議論では,エネルギーが示量性の保存量であるという事実しか使っていない。したがって,他の保存量についても,全く同じ議論ができる。したがって,「温度」という概念は,それぞれの保存量に対してひとつづつ定義できることになる。たとえば,運動量に対して「温度」に対応するものを計算すると,重心の並進運動量をエネルギーで割ったものになる。それに対してエントロピーは全体の系に対して唯一定義されることが示せる。この事実を温度非等方性のあるプラズマに応用すると,非等方性に対応して存在する二つの温度は,単なる「平均エネルギー」と意味だけでなく,真に「温度」という概念に対応していることがわかる。それに対して,温度非等方性のある場合には,ふたつあるのか,ひとつだけなのかはっきりしなかった「エントロピー」の概念は,ひとつだけ存在すると考えるのが正しいことがになる。さらにこの考察をすすめると,温度非等方性のある場合にヘルムホルツやギブスの自由エネルギーの拡張にあたる種々の自由エネルギーが定義可能で,プラズマを温度非等方性のある流体として熱力学的にあつかうことができるようになる。この結果はたとえば,磁気圏中の衝撃波の存在条件を,非等方性の効果までいれて考えることを可能にするなどの応用が考えられる。現在,この結果を論文にまとめている最中である。また,これ以外に無衝突プラズマの統計力学を考える基礎として,シュレディンガー方程式にハートレー近似を使ってブラソフ方程式を導出する方法を案出し,現在細部を検討中である。今年度は計画時点では予想していなかった理論の基礎的な側面での成果が主であった。本研究をはじめる前は、Kullback-Libler情報量の最大化に基づいたH定理によって、無衝突系の平衡状態の分布を導いていた。しかしKullback-Libler情報量はかならずしも多くのプラズマ物理学者あるいは天体物理学者に知られている概念ではなく、その直感的説明がなかなか困難であるという側面があった。本年度の研究ではこれをもっと直接的・基本的な最大エントロピー原理から導くことを行った。これにより、以前には必ずしも明確ではなかったLynden-Bell統計の根本的問題が明らかになるなど、無衝突系の統計力学の基礎的な理解が進んだ。ここで行ったのはE.T.Jaynesの最大エントロピー原理による統計力学の基礎づけの方法と同型の技法を無衝突系に適用したものであり、初期値を指定することによって、Lynden-Bellの指摘した位相空間体積保存の束縛条件もとりこむことができる。結果はLynden-Bellの理論と異なり、非縮退極限で単一の温度(速度分散)をもつマックスウェル分布が得られた。この計算の過程で、Lynden-Bellの理論は、遷移確率から計算したエントロピーを用いて最大エントロピー分布をもとめた場合と等価であることがあきらかになった。それに対し、われわれの理論では存在確率から計算したエントロピーを用いている。われわれのアプローチは標準的な統計力学と同じであり、また、基本的なLouvilleの定理での位相空間に先験的等確率をおくことになるので、こちらの方が正しい。したがって以前から種々の矛盾が指摘されていたLynden-Bellの理論どこが基本的にまちがっているかが明らかになったと言ってよいであろう。今年度は基礎理論の応用として,無衝突磁化中プラズマの非等方性について研究をおこなった。宇宙空間のプラズマは2体衝突頻度がきわめて低いため,その速度分布が熱的平衡である等方的マックスウェル分布とはちがうことが頻繁におこる。その一例として典型的なのが磁場がある場合の温度非等方性である。近年,ロスアラモス研究所のP.Garyらの精力的な研究により,イオンサイクロトロン波がプラズマイオンを散乱する場合には温度非等方性の上限とプラズマβ(ガス圧と磁気圧の比)に顕著な反相関関係があることがわかってきた。この現象は宇宙空間での衛星観測,室内実験,および計算機実験によってたしかめられている。本研究ではこの反相関を最大エントロピー原理をもちいて解明した。もし,プラズマイオンの散乱が垂直方向/水平方向の区別なく効率的におこなわれれば,結果はエントロピー最大の分布,つまり等方的なマックスウェル分布になるはずである。ところが,イオンサイクロトロン波による散乱の場合,散乱過程に束縛条件が存在するので,プラズマは等方分布に近づくが,完全な等方分布には達しない。この束縛条件とは,波にのった系での個々の粒子のエネルギー保存である。磁力線方向に伝搬するイオンサイクロトロン波の様な電磁モードの波の場合,波に乗った系で考えると時間変動がゼロなので,誘導電場も存在せず,波によってプラズマ粒子の運動方向は変わるが運動エネルギーは一定のままなのである。この束縛条件のもとでエントロピー最大の分布を求めると,Garyらの指摘する反相関関係が定量的に再現された。これは無衝突プラズマでも統計力学的手法が有効であることを示唆する一例となろう。この結果は1999年アメリカ地球物理連合秋期大会で報告され,また,現在,Physics of Plasmas誌に投稿予定の論文を執筆中である。

したがって,他の保存量についても,全く同じ議論ができる。したがって,「温度」という概念は,それぞれの保存量に対してひとつづつ定義できることになる。たとえば,運動量に対して「温度」に対応するものを計算すると,重心の並進運動量をエネルギーで割ったものになる。それに対してエントロピーは全体の系に対して唯一定義されることが示せる。この事実を温度非等方性のあるプラズマに応用すると,非等方性に対応して存在する二つの温度は,単なる「平均エネルギー」と意味だけでなく,真に「温度」という概念に対応していることがわかる。それに対して,温度非等方性のある場合には,ふたつあるのか,ひとつだけなのかはっきりしなかった「エントロピー」の概念は,ひとつだけ存在すると考えるのが正しいことがになる。さらにこの考察をすすめると,温度非等方性のある場合にヘルムホルツやギブスの自由エネルギーの拡張にあたる種々の自由エネルギーが定義可能で,プラズマを温度非等方性のある流体として熱力学的にあつかうことができるようになる。この結果はたとえば,磁気圏中の衝撃波の存在条件を,非等方性の効果までいれて考えることを可能にするなどの応用が考えられる。現在,この結果を論文にまとめている最中である。また,これ以外に無衝突プラズマの統計力学を考える基礎として,シュレディンガー方程式にハートレー近似を使ってブラソフ方程式を導出する方法を案出し,現在細部を検討中である。
近代日本における官僚制の量的拡大とその動因

近代日本の行政官僚制の特徴は、第一に、日露戦後、職員数で6065%の比重を占め続けた鉄道・電信電話等の「現業部門」の巨大さにある。第二に、一次大戦中・後の191424年の間に、中央省庁の内部組織は局で39→59局(51%増)へ、課では125→255課(104%増)へと著しく増加した。この時期に、行政領域の飛躍的拡大があった。第三に、官僚制の著しい膨張にもかかわらず、国策統合・総合調整を担う内閣官房等の補佐機構は著しく小さいままだった。近代日本における官吏制の量的拡大とその動因を、統計データの利用可能な、概ね明治20年代から昭和10年代の時期について、検討する。(1)(1)『日本帝国統計年鑑』掲載の各省庁の局レベルの職員数を確定し、さらには、内閣印刷局『職員録』を利用して、各省庁局課レベルの職員数の変遷を確定する。(2)その際、官吏のみならず、戦前期における常勤的な政府職員である雇員をも検討の対象とする。その際、当該時期の官吏や雇員の身分に関する法令や恩給制度の変遷について、その運用実態を含めて、検討する。(2)(1)官吏・雇員など行政官僚制の職員が量的に増大する時期と、量的拡大が停滞する時期を確定し、その原因を明らかにする。特に、各期における内閣の政策、日清日露戦後経営や行政整理・緊縮財政などの政策が与えたインパクトにっいて、政府文書や帝国議会速記録を通じて確定する。(2)以上を通じて、日本における行政国家化の特徴を官僚制の量的拡大から明らかにする。平成20年度は、概ね明治20年代の初期議会から第一次大戦期までの基礎的データの収集・加工を行い、次年度以降の分析への見通しを得る、という計画であった。具体的な作業としては、『農林水産省百年史』など、各省の公刊史をもとに、各省内部の局・課など組織編成の変遷を確定する作業を行い、局レベルでは戦前期全体をカバーしたが、課レベルでは、陸海軍省・文部省・逓信省などで作業が終わっていない。暫定的な事実の発見としては、日清戦争までの初期議会における「民力休養」路線の民党との対立の中で、政府の官僚機構の膨張は量的に抑制されるとともに、局数・課数ともに減少し、官僚機構の機能的な整理統合が進んだ。日清戦争経営においては、官僚数および局数とも漸増するが、量的拡大が先行し、組織機構の分化、局課数の増加とはタイムラグがある。日露戦後経営においては、官僚機構は、鉄道・逓信などの現業部門で爆発的に膨張し、非現業部門においても、大きく膨張するが、この時期の局数の増加は見られず、むしろ戦後の財政危機の下で、局課数の拡大は停滞する。日露戦後経営が、既存の行政部門、特に現業部門の拡大を中心として、局課数の増加に結びつく、新たな行政分野の拡大に必ずしも結果していないのではないかと思われる。以上のような知見が得られたが、官吏および常勤的・正規的職員である雇員の外にある本来は補助的非正規的職員傭人層の取り扱いおよび、その量的把握の困難性、局・課以外の組織単位、院・部・事務局・臨時○○局・試験場などの組織単位のカウントをどのように処理するかという点で、問題に直面している。この問題を技術的に処理する方法を模索しているため、現時点では、成果を未だ論文等の形で公表するに至っていない。平成21年度は、前年度に実施した明治20年代から第一次大戦期までの作業に引き続き、第一次大戦後から昭和10年頃までの基礎的データの収集・加工を行なった。具体的には、『日本帝国統計年鑑』をもとに、職員総数の量的把握を進めるとともに、『内務省史』などの各省の公刊史をもとにその内部組織・局課構成の変遷を跡づけ、また、年度内に作業は終了しなかったが、局課別の職員数の確定に着手した。今年度得られた、知見としては、(1)第一次大戦期には、戦時ブームの結果、鉄道・逓信(郵政)に代表される現業部門の量的な拡大が顕著である。これに対して、非現業部門の拡大ペースは現業部門に対して極めて遅い。しかし、(2)戦後には、現業部門の拡大が停滞するに対して、非現業部門は拡大し続ける。この点では、(3)戦後期に、商工省の新設と並んで、各省での局課の新設が行なわれており、大戦期の社会変動に対応して、新たな行政課題・行政需要が登場し、それに対応するための、新たな局課組織が設置されたことがうかがえる。また、(4)この時期の特徴として、各省が試験場や研究機関を多数設置したことである。

官庁主導の技術開発が、本格的に登場したと言えるかもしれない。また、(5)政党政治期には、憲政会・民政党系の緊縮財政政策もあり、量的拡大は停滞する。そして、(6)満州事変後の総動員体制準備の過程で、現業・非現業を問わず、官僚制は急速な量的拡大に転じる。以上のような知見にもかかわらず、軍部や一部省庁での量的把握が、データの不足などから、完結していない。特に、雇用・傭人などの非正規的職員(非官吏)の量的な確定に技術的困難を感じている。また、研究機関などのユニットを局、課のどちらに近いものとしてカウントするかなど、解決すべき問題があり、論文等を公刊するに至らなかった。平成22年度は、前年度に引き続き昭和戦前期昭和10年代半ばまでの基礎的データの加工を行ない、一部の省庁を除き、明治20年代から昭和10年代半ばまでの各省庁の局課編成の変更とその数量的な変化について、経年的な動向を掴むことができた。その結果、今年度までに得られた成果としては、(1)官僚制の量的拡大が顕著であった時期は、日清戦後経営、日露戦後経営および第一次大戦末から戦後期(191620年)であるが、伸び率・絶対量ともに、1910年代後半期の拡大が顕著である。官僚制の絶対数では約80%拡大し、局数で50%、課数では70%前後の拡大を見た。(2)逆に行政整理(行政改革)による官僚制の量的拡大の停滞ないし縮小という点では、周知の初期議会の政府・民党対立下での官僚制の縮小を別とすれば、1910年前半(明治末年から大正初期)の停滞が著しい。特に山本権兵衛内閣期の行政整理は、それなりに徹底したもので、官僚数の絶対的な減少(但し減少率は極めて小さい)とともに、局数で約20%の削減、課数では10数%の削減を見ている。(3)1920年代の緊縮財政を唱えた憲政会→民政党系の行政整理は、官僚数の停滞ないし微増、局課編成における微減に留まっている。以上のような成果があったが、研究上の困難もまた明確になってきた。それは、(1)司法省など一部で省内の局課編成の変化を明らかにする資料がない。官報の告示等でも課レベルの変遷の全てを明らかにできなかった。(2)課単位での職員数を把握するには、内閣印刷局「職員録」の掲載内容にゆらぎがあり、通年的にデータを加工できない。(3)現業部門については、陸海軍工廠を除いても、経年的な信頼できるデータを得ることが困難である。このような理由から、今年度も論文の形で成果を公表することができないでいる。本研究は、『日本帝国統計年鑑』のデータが利用可能な、おおむね1888年から1938年までを対象として、軍人・軍属を除く、国の行政官僚制(中央省庁(府県を含まず)の官吏および雇員)の量的拡大と、『職員録』や各省の公刊史を基礎に各省の局・課数の変遷とを検討し、わが国の行政国家化の特徴を明らかにしたものである。わが国の官僚制の量的拡大の最大の特徴は、巨大な現業部門の存在である。日露戦後の1905年08年の三ヶ年間に、鉄道国有と電信電話郵便事業の拡大によって、現業部門の職員数は107%の増加を示し、非現業職員の23%に比して、著しく増大した。以後、官僚制の中で、現業部門は概ね6065%の比重を占めつづける。そうした国の行政官僚制は、1890年の約3万人から1935年の35万人まで11.5倍に拡大した。その量的拡大は、大きく三つの時期に生じた。初期議会期に3万人規模で停滞していた官僚制は、(1)日清戦後約5万人へ、次いで、(2)日露戦後に13万人へと現業部門を中心に飛躍し、(3)第一次大戦中・戦後に、工業化と都市化を背景に22万人へと拡大した。11.5倍化という量的拡大に対して、省の数は、1885年の内閣制施行時の9省から1938年厚生省発足時の13省へと1.4倍化と、省の安定性が確認され、主に既存の省の中で人的拡大が吸収された。
卵白リゾチームの抗炎症作用の解明

リゾチームは、炎症状態のマクロファージに対して、MAPキナーゼ経路のうちJNKの活性化抑制により、炎症性サイトカイン(IL-6およびTNF-α)やNO産生を遺伝子発現レベルで抑制することで、抗炎症効果を示すことが明らかになった。一方、MAPキナーゼのうち、ERKおよびP38のリン酸化レベル、さらにNF-kBの核内移行には影響しなかった。また、マクロファージの貪食活性にも影響しないことが明らかになった。生体内における抗炎症効果については、LPS誘導性の全身性炎症症候群モデルマウスに対して、血中の炎症性サイトカインレベルの抑制、脾臓における各炎症性サイトカイン遺伝子発現レベルの抑制効果を認めた。リゾチームは分子量約14,000の塩基性タンパク質であり、細菌の細胞壁を構成する多糖類を加水分解することで、自然免疫応答(非特異的免疫応答)における第1段の生体防御分子の一つとして感染症予防に大きく関わっている。一方、申請者らは、リゾチームの免疫促進効果、特に獲得免疫応答の活性化に大きな役割を担っていることを明らかにした。これまでの予備的な検討によって、リゾチームはリポポリサッカライド(LPS)で過剰炎症状態にしたマクロファージ細胞株に対して、抗炎症作用を示すことが推察された。そこで本研究は、培養細胞や炎症モデルマウスを用いてリゾチームの抗炎症効果、およびその作用メカニズムの解明を目的とした。本年度は、研究計画に基づき、LPSにより過剰炎症状態を誘発したマウスマクロファージ細胞株に対する抗炎症効果の詳細を検討した。マウスマクロファージ細胞株RAW264.7細胞をLPSで1時間刺激し、炎症性応答を誘導した。リン酸緩衝生理食塩水で洗浄したのち、LPS非存在下においてリゾチームを作用させた。培養後、培養上清中に産生された炎症性サイトカインであるインターロイキン(IL)-6、および腫瘍壊死因子(TNF)-α産生に及ぼす影響を検討した。その結果、リゾチームの作用により、炎症性サイトカイン産生が、濃度依存的に抑制されることが明らかになった。一方、LPS刺激しない状態のRAW264.7細胞に対しては、炎症性サイトカイン産生の促進効果は認められず、過剰炎症状態にあるマクロファージに対して抑制的に作用することが明らかになった。また、抗炎症効果の経時変化を検討したところ、作用3時間で効果を示し、少なくとも24時間は効果を維持することが明らかになった。当初計画でH27年度に実施する内容について、概ね検討し、明らかにすることができた。リゾチームは、粘膜や唾液に含まれ、細菌の細胞壁を構成する多糖類を分解することで、抗原非特異的な自然免疫系の第1の生体防御因子として、感染症予防に関与している。これまでの研究で、リゾチームは過剰炎症状態のマクロファージ細胞株RAW264.7細胞に対して、炎症性サイトカインであるインターロイキン(IL)-6や腫瘍壊死因子(TNF)- α産生を抑制することで、抗炎症作用を示すことが明らかになった。そこで、平成28年度は、マウス腹腔より回収した初代マクロファージ(P-Mac)に対する効果を検討した。その結果、細胞株に対する効果と同様に、LPSで過剰炎症状態を誘導したP-Macに対しても、IL-6およびTNF-α産生を抑制し、抗炎症効果を示した。また、活性酸素種である一酸化窒素産生も抑制した。一方、貪食活性には影響しないことが明らかになった。作用メカニズムを解析した結果、リゾチームは、炎症性サイトカインの遺伝子発現を抑制することが明らかになった。そこで、転写活性を制御しているMAPキナーゼ経路に及ぼす影響を検討した結果、リゾチームは、MAPキナーゼファミリーであるJNKのリン酸化を抑制することが明らかになった。また、NF-κBの核内移行も抑制することで、転写因子の活性化を抑制し、炎症性サイトカインの産生を下方制御していることが明らかになった。以前の研究で、リゾチームはリンパ球の抗体産生を促進し、その活性はを加熱処理することで上昇することが明らかになっている。そこで、抗炎症効果についても同様の現象が認められるかを検討した。リゾチームを100°C、20分間か熱処理した後に抗炎症効果を検討したところ、加熱処理しない場合と比較して、活性の低下が認められ、抗体産生促進効果とは相関しない結果となった。さらに、リゾチームは、マクロファージの細胞内に取り込まれていることが明らかになった。初代マウス腹腔マクロファージ(P-Mac)に対する抗炎症効果の検討、作用メカニズムの検討、一酸化窒素産生や貪食活性に与える影響など、当初予定していた試験項目について、全て明らかになったことから、概ね順調に進展していると評価した。これまでの研究で、リゾチームには抗炎症効果があり、LPSで過剰炎症状態にしたマクロファージ細胞株RAW264.7細胞やマウス腹腔マクロファージの炎症性サイトカイン産生を、遺伝子発現レベルで抑制することが明らかになっている。そこで平成29年度は、生体内におけるリゾチームの抗炎症効果について検討した。6週齢メスBALB/cマウスに6日間リゾチームを経口投与した後に、LPS(5.0 mg/kg体重)を腹腔内投与することで全身性炎症症候群を誘導した。

Intact群(炎症非誘導)、Control群(炎症誘導)、リゾチーム投与群(炎症誘導およびリゾチーム経口投与;Low群4.5 mg/kg体重/日、Middle群450 mg/kg体重/日、High群2250 mg/kg体重/日)の5群で検討を行った。各群において、リゾチーム投与による体重変化の有意な変化は認められなかった。炎症誘導後2時間後の血中IL-6およびTNF-α量を測定した結果、Control群と比べてHigh群においてIL-6およびTNF-α量が有意に抑制された。また、有意差はなかったものの、Middle群においても抑制傾向がみられた。また、脾臓における各サイトカインの遺伝子発現レベルを検討したところ、High群においてIL-6の遺伝子発現が有意に抑制されていた。また、Middle群においても抑制的な傾向が認められた。さらに、IL-1βおよびIL-12の遺伝子発現がHigh群において有意に抑制された。IL-1βは単球をはじめとした樹状細胞や好中球など様々な細胞から産生され、IL-12はマクロファージや好中球、樹状細胞から主に産生される。これらの結果からリゾチームは生体内においてマクロファージや他の細胞にも作用して遺伝子発現を抑制し、抗炎症効果を示す可能性が示唆された。また、脂肪細胞のMCP-1発現を抑制した。リゾチームは、炎症状態のマクロファージに対して、MAPキナーゼ経路のうちJNKの活性化抑制により、炎症性サイトカイン(IL-6およびTNF-α)やNO産生を遺伝子発現レベルで抑制することで、抗炎症効果を示すことが明らかになった。一方、MAPキナーゼのうち、ERKおよびP38のリン酸化レベル、さらにNF-kBの核内移行には影響しなかった。また、マクロファージの貪食活性にも影響しないことが明らかになった。生体内における抗炎症効果については、LPS誘導性の全身性炎症症候群モデルマウスに対して、血中の炎症性サイトカインレベルの抑制、脾臓における各炎症性サイトカイン遺伝子発現レベルの抑制効果を認めた。(1)作用メカニズムの解明過剰炎症状態にしたマクロファージに対する炎症性サイトカイン産生抑制効果の作用メカニズムについて解析する。遺伝子発現が抑制されることが強く示唆されるので、転写活性を制御するシグナル系に及ぼす効果について解析する。(2)サイトカイン産生以外の活性に対する効果一酸化窒素(NO)産生や貪食活性などについて、リゾチームの効果を明らかにする。本課題最終年度の平成29年度は、炎症モデルマウスを用いた生体内におけるリゾチームの抗炎症効果について検討する。LPS(リポポリサッカライド)で全身性炎症を誘導したマウスに対してリゾチームを経口投与し、血中の炎症性サイトカイン濃度や腹腔マクロファージの炎症性サイトカイン産生、および貪食活性等を検討する。また、高脂肪食摂餌による食事性肥満で誘導される脂肪組織における炎症応答に対するリゾチームの摂取効果を明らかにする。脂肪組織における単球遊走因子(MCP-1)の発現や炎症性サイトカイン産生に与える効果、脂肪組織へのマクロファージの浸潤に及ぼす影響を中心に明らかにする。食品機能学
アユの遺伝解析に有用なDNA標識の探索

1)本研究では、アユの資源遺伝学的解析に必要な強力な遺伝的標識を開発することを目的に、これまでの間接的な手法ではなく、DNAの塩基配列レベルを扱う直接的な手法を活用して研究を進めた。2)解析対象には、遺伝的に組換えがなく、その素性がよく知られており、遺伝的変異が大きいため種内の遺伝標識を探るのに最適なミトコンドリアDNAを取り上げ、そのうちでもとくに変異性の高い調節領域の塩基配列を解析して遺伝標識を探索した。3)新たに設計・作成したものを含むいくつかのプライマーの組み合せを用いることにより、PCR法によって調節領域全域が増幅できた。そのうちでも特に変異性が高いと推測される前半部分(チトクロームb遺伝子側)に焦点を絞り、塩基配列を決定する実験システムを確立した。4)確立した実験システムを用いて、両側回遊型アユの東北地方太平洋側、日本海沿岸、九州南部から得た3集団約70個体、琵琶湖から得た約30個体、ならびに奄美大島のリュウキュウアユ集団約10個体のそれぞれについて、同領域の約300塩基の配列を決定した。5)リュウキュウアユとそれ以外の基亜種との間には、完全に塩基が置換しているサイトが見出された。また、基亜種の中では、琵琶湖集団と両側回遊型集団間には、塩基が完全に置換しているサイトは見出されなかったが、頻出する塩基の頻度が大きく異なるサイトがいくつも認められた。このように、これらの塩基サイトは、各集団の遺伝的組成などを解析する上で有用なDNA標識となることが明らかとなった。1.有用なDNA標識は、個体変異の多い部位に設定できる。今回まず対象としたミトコンドリアDNAにおいては、多くの脊椎動物では、Dループ領域を含むコントロール領域で最も個体変異が多い。そこで、この部位を対象にして、新たに設計、作成したものを含むいくつものプライマーの組み合せを用い、PCR法によってその増幅を試みた。その結果、コントロール領域全域が容易に増幅できる、いくつかのプライマーセットを開発した。2.また、通常のフェノール法以外に、より簡便なDNA試料の抽出法を検討し、イオン交換樹脂を利用した簡便な抽出法による試料からも、十分量のDNAが増幅できることを確認した。これは、多くの個体を対象とする今後の調査のために有用なDNA試料抽出法となる可能性がある。3.さらに、非対象プライマーによる直接塩基配列決定法に加えて、放射性同位元素を用いずに、2本鎖DNAを試料にDNAシーケンサーと蛍光標識を利用して塩基配列を決定する方法を種々検討し、効率的な実験システムを確立した。4.以上の成果を基礎して、両側回遊型アユの数個体につき、ミトコンドリアDNAのコントロール領域のほぼ全域の塩基配列を決定した。引き続き、琵琶湖産アユ、およびリュウキュウアユ集団の複数個体について、同領域の塩基配列決定を進めている。
婦人科悪性腫瘍の進展におけるGα13の役割

前年度の解析の結果、Ga13の高発現に伴い卵巣癌の上皮間葉転換が誘導されることが示された。今年度は、Ga13下流のどのようなシグナル伝達経路が上皮間葉転換を誘導するのかについて解析を行った。Ga13により制御されるシグナル伝達経路の解析を行うために、GPCRの遺伝子変異体およびGタンパクのキメラタンパクを用いた実験系を確立した。解析の結果、Ga13はHippoシグナル伝達経路の制御を介してEMTを誘導していることが示唆された。Hippoシグナル経路の中で中心的な役割を果たしているLATS1は、様々な癌において発現が低下していることが報告されている。今回の解析の結果、Ga13の高発現や活性化に伴い、LATS1の発現レベルが低下することが示された。プロテアソーム阻害剤を用いた解析の結果、Ga13により誘導されれるLATS1の発現低下はmRNAレベルではなく、タンパクレベルの制御であることが示された。様々なLATS1アミノ酸置換体を用いた解析の結果、Ga13の活性化は、LATS1のリン酸化(セリン909)とそれに引き続くE3ユビキチンリガーゼのITCHによるタンパク分解が誘導されることが示された。また、ヒト卵巣癌組織を用いた免疫組織染色の結果、正常卵巣と比較して癌組織においてLATS1の発現が低下していることが示された。研究計画通りの実験が遂行できている。Ga13の活性化によるHippoシグナル経路の制御について解析を行った結果、LATS1の制御に関する新たな知見を得ることができ、論文作成中である。基礎実験の結果から、卵巣癌細胞においては、Ga13の活性化がLATS1のリン酸化、それに引き続くタンパク分解を介して、EMT様の変化を誘導することが明らかとなった。現在、論文作成中である。卵巣癌の悪性形質獲得におけるGa13の役割を解析するために、卵巣癌細胞株OVASを用いた実験を行った。Ga13安定発現株、Ga13恒常的活性変異体(Ga13QL)安定発現株を樹立し、野生型OVASとの比較を行った。その結果、Ga13QL安定発現株では、Eカドヘリンタンパクの発現が低下している一方で、Nカドヘリンタンパクの発現が増加を認め、また、細胞運動能が亢進していることが示された。これらの結果から、Ga13の活性化は、卵巣癌細胞に上皮間葉転換(EMT)様の変化を誘導することが示唆された。また、Ga13下流のどのようなシグナル伝達経路が、EMT様の変化を誘導するのかを解析するために、GPCRおよびGa13の遺伝子変異体を用いた実験を行った。その結果、Ga13の活性化は、Hippoシグナル伝達経路において中心的役割を果たしている分子であるLATS1を制御することによって、EMTを誘導していることが明らかとなった。これまでの報告では、Ga13の活性化はLATS1の脱リン酸化を誘導し、それに伴うYAPの脱リン酸化によって、Hippoシグナル経路が制御されているとされてきた。しかし、今回の解析の結果、Ga13の活性化は、T1079の脱リン酸化を誘導し、それに引き続くYAPの脱リン酸化を誘導する一方で、S909の著明なリン酸化を誘導し、それに引き続くLATS1のタンパク分解を誘導することが明らかとなった。また、shRNAを用いた解析から、LATS1の発現抑制が、卵巣癌細胞にEMT様の変化を誘導することが示された。これらの結果から、Ga13の活性化は、LATS1のリン酸化とそれに引き続くタンパク分解を介して、卵巣癌細胞にEMT様の変化を誘導している可能性が示唆された。Ga13の活性化によるHippoシグナル経路の制御について集中的な解析を行った結果、LATS1の制御に関する新たな知見を得ることができた。

基礎実験の結果から、卵巣癌細胞においては、Ga13の活性化がLATS1のリン酸化、それに引き続くタンパク分解を介して、EMT様の変化を誘導することが明らかとなった。今後は、ヒト卵巣癌組織におけるLATS1タンパクの発現レベルを解析した上で、論文作成および学会発表を行う。現在、論文作成中である。当該年度に予定していた卵巣癌細胞株を用いた実験を次年度に持ち越したため、物品購入費を次年度に持ち越した当該年度に予定していた動物実験を、次年度に行うことにしたため
マルチプルクリスタルによるセラミックスの粒界設計と粒界塑性

本年度は昨年度までの実験結果をふまえ、アルミナおよびジルコニアのマルチプルクリスタルを系統的に作製した。各試料のマルチプル粒界をHREM, EDSおよびEELSで評価・解析し、その構造と化学組成を明らかにした。アルミナのマルチプルクリスタルとして、小傾角粒界、対応粒界、高傾角粒界を含む10種類の試料を高温接合法で作製した。粒界エネルギーは粒界性格に大きく依存し、低Σの粒界でエネルギーカスプを有することが分かった。一方、粒界エネルギーの大部は粒界近傍の弾性ひずみエネルギーに起因するものであり、粒界原子構造の寄与は小さいことも明らかにした。小傾角粒界は、1/3[1 1 00]のバーガースペクトルを有する部分転位列で構成されており、転位間には積層欠陥が形成されていた。また、マルチプルクリスタルの粒界すべり挙動は、粒界原子構造とマルチプルクリスタルの幾何学に依存することが判明した。ジルコニアのマルチプルクリスタルとして、小傾角粒界、対応粒界、高傾角粒界を含む10種類の試料を高温接合法で作製した。サーマルグルービング法により、粒界エネルギーと粒界原子構造は粒界性格に大きく依存することをはじめて明らかにした。しかし、その挙動は金属と全く異なり、低Σ粒界でもしばしば高エネルギーを示,ことが分かった。たとえばΣ9粒界ではYの偏析が大きく粒界エネルギーも非常に高いが、これは粒界に形成される構造ユニットが大きくひずむことに起因する。一方、Σ3粒界は粒界面が(111)と(112)では全く異なる構造を有し、(111)では直線的な整合界面を形成するが、(112)面だとマイクロファセット構造をとる。粒界エネルギーと粒界性格の相関性が、原子構造と偏析挙動から詳細に説明された。本年度はアルミナのマルチプルクリスタルの設計およびその作製を行った。また、作製されたマルチプルクリスタルの高温変形挙動の評価と微構造観察も合わせて行った。考案した粒界設計にしたがって、高精度に切り出したサファイヤブロックの各接合面に機械化学研磨を施し、三つの結晶ブロックを幾何学的に組み合わせて加熱接合することによって所定のマルチプルクリスタルを作製した。作製したマルチプルクリスタルは、二つの低エネルギー粒界と一つの高エネルギー粒界を有しており、構造セラミックスでは世界で初めて成功例となった。実際には、Σ3、Σ13の低エネルギー粒界とΣ39の高エネルギー粒界が含まれており、マルチプルクリスタル中で粒界三重線を形成している。次に粒界三重線近傍を中心に透過電子顕微鏡法で微構造を観察した結果、各粒界は原子レベルで接合していることが確認された。これらの粒界のサブナノプローブによる局所X線分析も行ったが、不純物などは検出されず、各結晶がクリーンな粒界結合を形成していることが判明した。さらに三つの粒界のうちΣ39高エネルギー粒界に最大せん断応力が負荷されるように、試料を高温圧縮試験機内に設定し、1400°C、20MPaの条件下でクリープ変形させた。この条件下において、マルチプルクリスタルの変形量は数十ミクロンであった。したがて、十分塑性変形が達成しているものと判断され、粒界三重線における応力緩和機構に興味がもたれる。今後、変形後のクリスタルの微構造観察を系統的に行い、高温塑性変形における粒界での応力緩和機構の本質を明かにする予定である。本年度は昨年度作製したアルミナのマルチプルクリスタルに加えジルコニアのマルチプルクリスタルの設計およびその作製を行った。また、作製されたマルチプルクリスタル各試料の系統的な高温変形挙動の評価と微細構造観察も合わせて行った。

作製したマルチプルクリスタルは、いずれも二つの低エネルギー粒界と一つの高エネルギー粒界を有するように設定した。アルミナ試料について各温度のクリープ挙動を系統的に計測した結果、クリープ挙動は温度に大きく依存し、いずれの場合もそのクリープ曲線は下に凸の形状を示すことが見出された。また、変形前後の粒界三重線近傍の透過電子顕微鏡観察を行い、三重線における微視的応力緩和機構を調べた。その結果、粒界にはアモルファスなどは存在せずクリーンな状態であったが、三重線から微少なキャビティーが発生している様子が観察された。また、転位の発生も一部観察されており、応力緩和-転位運動-拡散-キャビティー形成の相関性について現在考察中である。さらに、三重線近傍のEDS,EELS,CBEDによる局所的な組成、状態、応力分布についても詳細に解析し、特に局所的な応力の分布が応力緩和機構と密接に関連していることを見出した。一方、ジルコニア試料については、幾何学的には低エネルギーと考えられる低Σ対応粒界でエネルギーが高く、Yの偏析量が大きくなることなどが見出された。これは、粒界近傍におけるカチオンの酸素配位数と相関性があり、多元素から構成されるセラミックスの特徴であるものと推測される。今後、ジルコニア試料についても変形後の微細構造観察を系統的に行い、高温塑性変形における粒界での応力緩和機構の本質を明らかにする予定である。本年度は昨年度までの実験結果をふまえ、アルミナおよびジルコニアのマルチプルクリスタルを系統的に作製した。各試料のマルチプル粒界をHREM, EDSおよびEELSで評価・解析し、その構造と化学組成を明らかにした。アルミナのマルチプルクリスタルとして、小傾角粒界、対応粒界、高傾角粒界を含む10種類の試料を高温接合法で作製した。粒界エネルギーは粒界性格に大きく依存し、低Σの粒界でエネルギーカスプを有することが分かった。一方、粒界エネルギーの大部は粒界近傍の弾性ひずみエネルギーに起因するものであり、粒界原子構造の寄与は小さいことも明らかにした。小傾角粒界は、1/3[1 100]のバーガースベクトルを有する部分転位列で構成されており、転位間には積層欠陥が形成されていた。また、マルチプルクリスタルの粒界すべり挙動は、粒界原子構造とマルチプルクリスタルの幾何学に依存することが判明した。ジルコニアのマルチプルクリスタルとして、小傾角粒界、対応粒界、高傾角粒界を含む10種類の試料を高温接合法で作製した。サーマルグルービング法により、粒界エネルギーと粒界原子構造は粒界性格に大きく依存することをはじめて明らかにした。しかし、その挙動は金属と全く異なり、低Σ粒界でもしばしば高エネルギーを示すことが分かった。たとえばΣ9粒界ではYの偏析が大きく粒界エネルギーも非常に高いが、これは粒界に形成される構造ユニットが大きくひずむことに起因する。一方、Σ3粒界は粒界面が(111)と(112)では全く異なる構造を有し、(111)では直線的な整合界面を形成するが、(112)面だとマイクロファセット構造をとる。粒界エネルギーと粒界性格の相関性が、原子構造と偏析挙動から詳細に説明された。