hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵臓酵素に見出した糖鎖認識による消化・吸収と外分泌調節機構の解明

立体構造データと構造予測ソフトMOEを用いて糖鎖結合部位と残基を予測した。2.ブタトリプシノーゲン、トリプシンについて条件検討の結果、特異糖との共結晶化によりメチルα-N-アセチルガラクトサミニドとの複合体結晶を得た。X線結晶解析により糖の電子密度と糖結合部位との結合様式を決定することに成功した。各酵素について、1分子上に2か所の糖結合部位が存在したため、いずれの部位も機能部位であるかどうかを変異体解析により検証することを計画した。3.ヒト膵リパーゼについてはまだ大腸菌発現系の報告が無いため、大腸菌での野生型ヒト膵リパーゼの標識体発現、精製、リフォールディング方法を検討し、活性酵素の大量精製の方策をほぼ確立することができた(特許出願中)。4.腸管刷子縁膜(BBM)からブタ膵α-アミラーゼ(PPA)に対する糖鎖レセプターを単離、同定したところ、デンプン消化において連携する膜型酵素、糖輸送体(sucrase-isomaltase,SGLT1)および糖尿病鍵酵素であるDPP4が同定された。さらにBBMベシクル(BBMV)を再構成し、ベシクル上の酵素と膜輸送体との連携への影響を基質を用いて測定したところ、PPAとBBMVとの相互作用によりデンプン消化が2.5倍に活性化することと、膵液分泌後に匹敵するPPAの高濃度下では14C-Glcの吸収が阻害される事を見出した。PPAの糖タンパク質糖鎖結合性は、血糖値の急激な上昇を抑制し血糖恒常性維持に寄与する生物学的意義を有すると考察した(J. Biol. Chem 287, 2012に公表)分泌顆粒形成の初期段階に、酵素の糖結合性が関与する可能性が見出された。またトリプシノーゲン/トリプシンの結晶化とX線結晶解析に成功し、糖認識部位の候補が2か所得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。トリプシノーゲン/トリプシンでの糖認識部位のアミノ酸を塩基置換により変異させて、糖結合性欠損変異体を作成する。糖鎖認識部位の検証を行うとともに、酵素分泌過程への影響を細胞中で調べる予定である。
アセチルコリン合成酵素遺伝子及びその関連遺伝子の構造と機能の解明

我々は既にDrosophilaのアセチルコリン合成酵素部分cDNA(翻訳配列12.2kbp,3-非翻訳配列:0.3kbp)を単離しているが、Northern analysisから本酵素mRNAのサイズは約4.7kbpと推定され、また、単離されたcDNAには開始コドンが見出されなかった。従って、full-length cDNAを単離する目的で、部分cDNAをプロ-ブとして、Drosophta頭部cDNAライブラリ-をスクリ-ニングし、いくつかのクロ-ンを得た。そのうち、最長のサイズのcDNA(約3.6kbp)について塩基配列を決定したところ、このcDNAはポリ(A)構造を含む完全な3'-非翻訳配列(約1.4kbp)を含むことが明らかになったが、翻訳配列については、先に単離したcDNAとほとんど同一であり、開始コドンは見出されなかった。従って、さらに、5'-末端側の構造を明らかにする目的で、単離されたcDNAの5'-末端配列に対応するオリゴヌクレオチドをプロ-ブとしてcDNAライブラリ-を再スクリ-ニングし、約3.8kbpのcDNAを単離した。そのcDNAの塩基配列を決定したところ、すでに単離されたcDNAより200bp程5'末端側に長いcDNAであることが明らかになった。その塩基配列から、翻訳配列と同じreading frame内に翻訳開始コドン(AUG)がないのにかかわらず、5'末端近くに終止コドンが見出されることが明らかになった。この結果と、最近、McCamanらによって報告された結果(Molec-ular Brain Res.3,107-114(1988)と考えあわせると、Drosophilaのアセチルコリン合成酵素はAUG以外のコドンを開始コドンとしている可能性が高いと考えられた。また、5'-非翻訳配列が約1.0kbpと非常に長く、このことも興味ある知見と考えられた。
災害サイクルにあわせた高齢脳卒中患者への食生活支援に関する研究

目的:本研究は,在宅高齢脳血管障害者の災害サイクルに合わせた食生活支援を検討するために新潟県中越震災発生時から2年間の被災者の食生活と栄養状態の実態を明らかにすることである。研究方法:新潟県中越地震で被災した高齢脳血管障害者6名に面接聞き取り調査を実施。(1)発生時の様子(2)避難生活(3)震災に伴う健康課題について話を聞き,許可を得て録音し,内容を記述的に分析した。診療録や訪問看護記録から栄養に関する情報及び震災後の健康課題を収集した。データ収集期間は,2006年7月12月。結果:対象者の概要は,平均年齢80.5歳,男性3名・女性3名,診断名は脳梗塞5名,脳出血1名,基礎疾患は心房細動,高血圧,糖尿病であった。震災発生時から急性期:食事に関する実態は《再発予防ができない食事》《基礎疾患がコントロールできない食事》,嚥下障害者には《食べられない食事》であった。避難場所によって食事内容や提供量に差がみられた。薬中断により高血糖,痙攣発作,脳梗塞再発がおき治療が行われていた。慢性期:震災時に食事が十分にとれなかったことをきっかけに食事療法が守られず,体重増加者がいた。震災のためリハビリテーションが行えず身体機能が低下し,介護保険の利用が増えていた。考察:高齢脳卒中患者は,震災発生時から早急に援助が必要な要支援者であることがわかる。食事療法を含めた健康管理ができる避難施設の選択や薬の持参も含めて,地域の医療機関とともに日頃から検討していく必要性が示唆された。1研究目的(1)中越地震急性期から慢性期・復旧復興期2年間の高齢脳卒中患者の生活の実態を明らかにする。(2)(1)から得られた結果と栄養に関するデータをあわせて検討し、災害時の高齢脳卒中患者の食生沽支援方法を災害サイクルに合わせて検討する。2研究方法・方法:質的帰納的班究法と量的データの組み合わせ・データ収集期間:7平成18年7月平成18年12月・研究対象者:中越地震時に在宅療養中の65歳以上の高齢脳卒中患者およびその主介護者・データ収集方法:インタビューは半構成式面接法で実施した。インタビュー内容は遂語録を作成し、分祈を行なっている。また、栄養状態を知るために、上腕周囲長と皮下脂肪厚測定を行なった。基礎代謝をVINE携帯型カロリーメーターで測定した。かかりつけ医師の許可と研究対象者の同意を得て、血液データを診療録よりデータ収集した。3結果(1)対象者の概要A病院併設の訪問看護ステーションに研究協力を依頼し、震災時に在宅療養していた高齢脳卒中患者を紹介してもらった。対象者は6名で、診断名ば脳梗塞6名、脳出血名、性別は男性3名、女性3名、平均年齢は80.5±6.3歳であった。インタビューを行なった対象者は本人3名、主介護者4名で(妻3名、長女1名)であった.震災後の要介講度は要介護1が1名、要介護3が2名、要介講4が1名、要介護5が2名であった。震災後に再発をおこしたケースが3名あった。再発の時期は災害亜急性期1名、慢性期2名であった。(2)発災時から急性期の生活の実態発災時は全員が建造物の中(自宅・施設内)にいた。余震が続いたため、車内で過ごした人が3名、麻痺や車椅子を使用しているためすぐに逃げられるようにと外や玄関にいた人が2名、ケアハウスの食堂で過ごしたが1名であった。現在、分析を進めており、災害サイクルに合わせた高齢脳卒中患者の生活の特徴と栄養状態についてまとめている。
連動性を考慮した可動領域表現による人の手の運動機能の解明

本研究では,人の手指の関節の連動性を考慮した可動領域表現上で運動を捉えることで,運動機能の特徴を解明することを目指した.多様な姿勢を関節自由度平面に射影し,全点を内包する境界線を求めることで,連動性を反映した関節可動域が求まる.日常生活で不可欠な把持では物体から外力を受け,能動的な場合より広い受動的可動域の姿勢をとることが予想されるが,種々のサイズの物体の把持姿勢計測により,母指の中手指節関節など一部の関節のみ受動的な姿勢になることが判明した.また,この可動範囲を用いて連動性を反映した指先到達範囲を構成論的に求める手法を提案した.これにより,実世界に働きかける手の機能評価への展開が期待できる.本研究では,人の手指の関節の連動性を考慮した可動領域表現上で人の運動を捉えることで,運動機能の特徴を解明することを目指す.H25年度は,被験者5名について20種類の運動セットを映像および口頭で指示した際の手動作を計測して,導出した可動領域の体積を概算し,被験者同士で比較した.その結果,「いろいろな姿勢を自由に」など指示があいまいな場合,多くの被験者は可動範囲内の非常に狭い領域の姿勢のみが計測され,境界形状に大きな影響は与えない場合が多いことが分かった.また,境界を求めるのにアルファハルを用いた場合,被験者によっては導出される領域の内部に大きな空隙が発生することがわかった.さらに,被験者1名の非利き手について同様の計測を行ったところ,導出された領域が右手に比べ小さくなった.従来のように,各関節で独立に取得した最大伸展角度あるいは最大屈曲角度には左右で大きな違いはないことから,非利き手は利き手より関節間の連動性が高い傾向が見て取れるとともに,可動領域全体を求める際には注意が必要であることが示唆された.ここで,今年度計測対象とした20種の運動セットはすべて能動的な動作であったが,一般に,重い物体を把持する,あるいは指を外部に押し付けるといった受動的な状態も含めれば,姿勢の含まれる範囲は広がる.これらに基づき,左右で連動性が大きく異なる関節同士や,同側の手の中で連動性の高い関節同士について重点的に計測を行って,あまり寄与度の高くない動作については省略すること,また把持姿勢等を適宜付加することで,計測用の運動セットを改良可能であると考えられる.本研究では,人の手指の関節の連動性を考慮した可動領域表現上で人の運動を捉えることで,運動機能の特徴を解明することを目指す.H26年度は,被験者4名について計測・モデル化を行った可動領域を比較し,個人差の現れやすい関節や,逆に被験者間で違いが少ない関節があるかなどの確認を行った.この結果,親指関節の過伸展度合いや,遠位指節間関節を独立に屈曲させられるといった個人差が,領域形状として顕著に表現されることがわかった.また,関節可動領域の計測・モデル化を行った被験者から,可動領域のモデル化とは別途取得した,約800の様々な物体把持姿勢を合わせて分析したところ,中手指節間関節などで受動的な力を受けて伸展し,能動的に動かす場合よりも可動領域が拡大している様子が観察された.アルゴリズムに関しては,以前提案していたアルファハルでは,領域境界の内側に,実際の関節同士の連動性によってうける制約以上にえぐれた状態がしばしば発生することから,アルファシェイプを採用することとした.また,多数の計測データを活用した姿勢データの表現方法の一つである主成分分析による低次元圧縮表現方法との比較を試みた.可動領域を表現するために取得したデータの主成分分析を行ったところ,多数の主成分を用いても,元の領域をほとんど表現することができず,領域境界の表現方法としては主成分分析を用いることが難しいことが分かった.本研究では,人の手指の関節の連動性を考慮した可動領域表現上で人の運動を捉えることで,運動機能の特徴を解明することを目指した.前年H26年度に,日常生活で不可欠な把持動作を行う場合の手指の一部の関節姿勢は,把持対象の物体のサイズによっては,能動的な可動範囲だけではなく受動的な範囲にまで及ぶことが判明した.そのため,最終年度となるH27年度には被験者を10名に増やし受動的な関節可動域も併せて計測したうえで,可動領域の共通性や個人差の現れやすい部分などを確認した.また,手の関節同士の連動性ゆえに,例えばある指のとりうる姿勢は残りの手掌部および四指の姿勢により制約を受けるが,実世界に働きかける手の運動機能という観点でその制約が何を意味するかを,関節角度空間ではなく手の作業空間で表現することを試みた.具体的には,まず機能検証を行う指と姿勢を固定する部位を決め,可動領域モデルに固定部位の関節角度情報を与え,機能検証を行う指に属する関節の動きうる範囲を求めた.この範囲内でランダムに関節角度を設定して指先位置を求め,指先の到達しうる範囲(リーチエンベロープ)を点群として提示した.このような関節可動域制約を踏まえた手の作業空間での機能表現を発展させることで,日常生活動作(ADL)が出来るかどうかを判定することも可能であり,手根管症候群など可動領域の制約が生じる疾患を持つ患者の手機能診断などへの応用が期待できる.本研究では,人の手指の関節の連動性を考慮した可動領域表現上で運動を捉えることで,運動機能の特徴を解明することを目指した.

多様な姿勢を関節自由度平面に射影し,全点を内包する境界線を求めることで,連動性を反映した関節可動域が求まる.日常生活で不可欠な把持では物体から外力を受け,能動的な場合より広い受動的可動域の姿勢をとることが予想されるが,種々のサイズの物体の把持姿勢計測により,母指の中手指節関節など一部の関節のみ受動的な姿勢になることが判明した.また,この可動範囲を用いて連動性を反映した指先到達範囲を構成論的に求める手法を提案した.これにより,実世界に働きかける手の機能評価への展開が期待できる.昨年度はじめの計画通り,複数被験者について可動域の計測・モデル化と比較を行い,被験者同士での差異についての観察を行うことができた.また,日常動作のうち把持姿勢に関して,まずは主成分分析等をする前に直接,関節可動領域との関係を比較した.デジタルヒューマンモデリング関節可動域と日常動作との関係が分かれば,リハビリテーションにおける回復目標設定などに利用することができる.そこで,能動的な関節可動域を取得済みの被験者による日常動作の計測を進め,主要な動作がどのような関節可動域をもっていれば実現可能かを調べる.また,能動的な動作から得られる関節可動域だけでなく,受動的な姿勢を計測プロトコルに含め,両者の関節可動域の違いと,日常動作との関係を調べる.関節可動域を求めるための現状の運動セットの特徴検討はある程度進んだが,最終的な動作セットの確定には至らなかった.成果を,次年度となるH27年7月に国際会議で発表する予定であり,その参加費等が必要なため,H25年度の検討に基づいて動作セットを確定し,複数被験者について可動域表現を求め,被験者同士で領域形状に大きく違いが出るかなどについて分析を行う.また同被験者に,従来の動作分類で扱われている数十種の動作を行ってもらい,その運動データの主成分分析を行う.主成分のベクトルを,別途計測した動作の実データとともに,可動域表現上に重畳し,境界との関係が被験者ごとに異なるかどうか(個人差の有無)を確認する.国際会議ISBへの参加費用および旅費.H25年度は,可動域を形成するための自由動作の計測が主となり,把持物体などの計測用消耗品の使用が基本的に発生しなかったため.三次元プリンタなどにより把持物体を作成するための造形剤や赤外線反射マーカなど,計測時に必要な消耗品の購入にあてたり,データ処理のために必要な計算機やソフトウェアの購入にあてる.
タブレット型デバイスを活用した新しい双方向型がん教育プログラムの構築

がん教育の講座を実施するために、導入用のiPad用ゲームシステム、講義内容の検討を行い、試作プログラムでのがん講座を実施した。その結果、受講する子どもたちにはiPadを使ったゲーム形式の導入プログラムは好評で、その後につづく講義への興味も喚起できた。いわゆるアクティブラーニングに近い状態を作れており、講義を含めて子どもたちの評価も高いことが、終了後のアンケートからも読み取れている。教育現場では、学外協力者による情報提供に関して前向きであり、特に医療者からの情報発信のニーズは高い。児童も、学外者からの講義に関しての興味関心は高く、より有効な疾患教育プログラムであると考えられた。初年度となる当該年度では、児童・生徒が興味を持てるがん教育用コンテンツの開発を目指した。持ち運びが可能である、タブレット型デバイスを有効利用すること、そして、その後、PCでも展開可能であるコンテンツを開発するということを重視した検討を行った。その結果、簡単なゲームとクイズを使ったコンテンツを開発することとした。実際に、数種類のコンテンツを開発し、テスト環境で、児童(小学校高学年)にがん教育の講座を開設した。児童の興味を喚起し、その上で、簡単ながん教育の講義へとつなげる一連のプログラムとして実施した。児童の反応はとても良く、参加した児童の感想として「また参加したい」という声が多く聞かれた。第2年目となる当該年度では、初年度に引き続き、児童向けのがん教育用コンテンツの改良を目指した。持ち運びが可能である、タブレット型デバイスを有効利用するというコンセプトは、児童の興味を十分に引くことができ、タブレットデバイスを「学校で」「遊び時ではなく」「ゲームタイプのコンテンツで」使うことは、それだけで児童のモチベーションを喚起でき、授業形式で講義をするだけよりははるかに、伝わること、参加することにつながることを改めて認識した。初年度で、コンテンツ開発だけでなく、テスト講義を行えたため、2年度では、コンテンツの改良を行ったうえで同様の講義を行うことができた。これまでの2年間で、がん教育の講座を実施するにあたり、導入用のiPad用ゲームシステム、講義に使用する内容のPPTを作成し、試作プログラムでのがん講座、改良版でのがん講座を実施してきた。その結果、当初予想していたように、受講する子どもたちにはiPadを使ったゲーム形式の導入プログラムは好評で、その後につづく講義への興味も喚起できた。一方的な講義だけでは飽きてしまう年代の子どもたちではあるが、能動的な作業と合わせて一つの講義とすることで、講師の講義に対しての積極性が高いことが分かった。第3年目となる当該年度では、これまでの実施内容を発展させ、よりコンテンツのバラエティーを増やしながら、遠隔地での講義を実施する予定であった。コンテンツの拡充に関しては、クイズプログラムの内容を見直し、より問題数を増やすなど予定通り改良を進めることができたが、講義の実施が、実施施設の都合で開催不可能となってしまった。このため、当該年度では、コンテンツの拡充をより進め、次年度に向けてプログラムシステムの改良など、講義の改良と遠隔講義の準備を行った。また、今後は、ゲームによる導入から講義という流れだけではなく、実際にゲームを組み立てる、プログラミングに近い内容を組み入れていくことも、子どもたちの興味をより喚起できる手法となるのではないかと感じている。これまでの結果を発展させるために、遠隔地講義を設定したが、実施先の都合により、実施に至らなかったため。始めの2年間で、がん教育の講座を実施するにあたり、導入用のiPad用ゲームシステム、講義に使用する内容のPPTを作成し、試作プログラムでのがん講座、改良版でのがん講座を実施してきた。一方的な講義だけでは飽きてしまう年代の子どもたちではあるが、能動的な作業と合わせて一つの講義とすることで、講師の講義に対しての参加積極性が高いことが分かった。これは、いわゆるアクティブラーニングに近い状態を作れており、講義を含めて子どもたちの評価も高いことが、終了後のアンケートからも読み取れている。後半の2年では、これまでの実施内容を発展させ、よりコンテンツのバラエティーを増やしながら、遠隔地での講義を実施する予定であった。コンテンツの拡充に関しては、クイズプログラムの内容を見直し、より問題数を増やすなど予定通り改良を進めることができた。また、講義の改良と遠隔講義のデモを行った。実際、教育現場では、学外協力者による情報提供に関して前向きであり、特に医療者からの情報発信のニーズは高い。

当初の予定では、コンテンツ開発のみで1年程度の時間をかける予定であったが、コンテンツの内容はシンプルにしたことと、なるべく早くテスト環境でのデモ授業をしたいとの思いから、当該年度内に、テスト授業の実施が行えた。ただし、様々なバリエーションでのテスト授業を行っているわけではないため、次年度での引き続きとなる検討が重要であると考える。児童の興味を引くコンテンツに関しては、方向性は定まっており、今後、予算などに応じて増やすことは可能である。3年度では、専門家がいなくても、コンテンツを使った授業を行えるようにするための、遠隔地での講義システムの検討などを進めていく。延長した今年度には、第3年度に実施できなかった事項である、専門家がいなくてもコンテンツを使った授業を行えるようにするための、遠隔地での講義システムの検討などを進めていく。ヘルスコミュニケーション児童の興味を引くコンテンツに関しては、バリエーション等を増やすといった検討は必要であるものの、大まかな案としての方向性は決まった。今後は、専門家がいなくても、コンテンツを使った授業を行えるようにするための、遠隔地での講義システムの検討などを進めていく。初年度での簡易コンテンツ開発とそれを用いた模擬講義から、現時点ではコンテンツの改良にはそこまでの労力をかける必要がないと判断した。2年度では、遠隔地にいる専門家とライブでつなげて、やり取りの生じる講義を検討したが、コンテンツと講義内容の改良に終始してしまった。第3年度では、遠隔地にいる専門家とライブでつなげて、やり取りの生じる講義を検討したが、実施先の都合で実施中止となってしまった。このため、研究期間の延長を申請し、認めていただけたので、今年度は、第3年度に実施すべきであった内容を実施したい。コンテンツ開発に際し、当初計画していたものよりシンプルなものをまず、先行して開発し、テスト授業開催を先に行った。そのため、成果物も完全なものではないものの、テスト授業を行うには足りるものが、短い期間で開発することができた。一部、作成コンテンツの改良を行いながら、離れた場所にいる専門家とつながりながら進める講義システムの開発をメインとして検討する。当該年度で開発したコンテンツは、十分なバラエティーと量のものではなかったため、今後、テスト授業をさらに進めるにあたり、次年度でも、コンテンツの開発を引き続き行ってゆく。
光合成反応中心コア色素―タンパク質複合体の光電子授受機能の計測と制御

1.30年来「クロロフィル(Chl)aの二量体」と推測されてきた酸素発生型光合成生物の系I反応中心P700の近傍にChl aのC13^2異性体Chla'を検出し,調べたかぎりの生物種でChla/a'のヘテロ二量体がP700を構成していることを明らかにした。これにより,少なくとも系Iコア色素-タンパク質複合体の分子構築に関する議論を刷新することができた。2.光合成系で量子収率1の光→化学エネルギー変換を可能にしている機能分子間レドックス電位の絶妙なチューニングにつき,その一端を明らかにする目的で,系I反応中心P700のレドックス電位の直接計測を試みた。具体的には,ラン藻Synechococcus PCC6803のチラコイド膜を水溶液に縣濁させ,酸化スズSnO_2を作用極とした薄層電解セルによる分光電気化学計測を行った。その結果,ほぼ100倍量存在するアンテナ色素のスペクトル変化にほとんど妨害されない形で,P700の可逆な一電子酸化を反映するスペクトル変化を観測でき,ネルンストプロットから,P700のE°'値がChl aモノマーの値より約250mV負側の+540mV vs. SHEであることを確認できた。Fe(CN)_6^<3->などのメディエーターを用いない場合も,電子授受速度の低下によるスペクトル変化の遅れはあるものの,ほぼ同じE°'値が得られた。また,種々の光合成生物から単離した系I標品につき,Fe(II)/Fe(III)系を用いる簡便なレドックス滴定を行ったところ,高等な生物ほどP700のレドックス電位が高いことを伺わせる結果を得た。これは従来報告のない知見であり,詳細に検討する価値が大きいと考えられる。
金属レドックスアシストに基づく新たな触媒的アライン化学

本年度は以下の二つの内容について、重点的に検討を行った。一つ目はクロロフェニレン以外の基質に対する二量化反応である。クロロフェニレンに対する反応条件は、他の(擬)ハロゲンを有するフェニレンに対しては、適用が難しいことがわかった。より適用範囲の広い反応を目指し、再度反応条件について検討を行った。その結果、触媒配位子と塩基を変更した条件において、ヨウ素やトリフラートといった(擬)ハロゲンが置換したフェニレンの効率的な二量化反応が進行することが明らかになった。適用範囲は広く、様々な構造の分子を環化的に二量化することができた。得られた二量化体は酸化反応によって縮環し、様々な多環芳香族炭化水素に導くことができた。なおこの反応においては、アラインを経由したと考えられる生成物が得られている。いまだ直接的なアライン発生の証拠は得られていないが、アラインの発生が示唆されており、さらなる応用が期待される。二つ目はクロロフェニレン二量化反応における位置選択性の検討である。これまでの知見からは本反応の位置選択性は定まらないことがわかっていた。しかし、適切な位置に置換基を有する基質は完全な位置選択性で反応が進行することが明らかになった。様々な基質を合成し、その反応性を精査した。さらにアルキンを有する基質においても、アルキン部位を損なうことなく反応が進行した。この生成物をDiels-Alder反応を用いて、テトラアリールシクロペンタジエノンと反応することによって、ヘキサ-peri-ヘキサベンゾコロネンの完全縮環二量化体に導くことができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はクロロフェニレンの二量化反応の研究を中心として行なった。本反応ではパラジウムを触媒として用い、クロロ基を足がかりとすることによって、環化反応が進行し、トリフェニレン骨格を有する生成物が得られる。今回、特に収率の向上や反応機構解明を行なった。適切なホスフィン配位子を用いることによって、収率が大幅に向上することを見つけた。本反応の反応機構としては、パラダサイクル、もしくはパラジウムーアラインを活性種として経由することが想定される。実験的にはどちらの機構も矛盾せず、解明には至っていない。そのため現在計算科学を用いる反応機構解析を行なっている。なおハロアレーンのようにフェニレンとは異なる基質においては、パラジウムーアラインを経由したと考えることができる異性体比で生成物が得られており、パラジウムーアラインが生成しうる反応条件であることを確認した。新しい形式の二量化反応である本反応を活かして、ナノグラフェンの短工程合成にも成功した。すなわちペンタフェニレンの二量体に対して、酸化的条件下、反応を行うことにより、効率的に縮環反応が進行し、対応するナノグラフェンを高い収率で得ることができた。加えて、研究の過程で新しい縮環反応を見つけた。本反応を用いることにより、一挙に歪んだ多環芳香族炭化水素を合成することが可能となった。通常平面性の高い多環芳香族炭化水素に立体性を付与するものであり、これまでにない三次元のナノカーボン分子の創生につながると考えている。ハロアレーンの反応から、アラインが発生している可能性が示唆されており、本申請において重要な知見を得た。加えて、ハロゲン化されたフェニレンの反応からこれまでにない多環芳香族炭化水素の合成に成功しており、研究目標の一つである新しい機能性分子合成を実現した。今後も引き続き、アラインの発生と利用に関して研究を行う。加えて、本研究の過程で見つけた新しい反応を発展させることにより、未知の機能性多環芳香族炭化水素の合成法の確立に注力する。
ミトリボソームインタラクトーム解析法の開発と生合成・翻訳制御因子の同定

本研究では、Aim 1)ミトリボソームの結合タンパク質を系統的に同定するためのプロテオミクス手法の開発と、Aim 2)同定した結合タンパク質の生合成または翻訳への影響を定量的かつプロテオームワイドに評価するための手法の開発を目的としている。Aim 1に関しては、実験系の立ち上げが終わり、実際にミトリボソームに結合するタンパク質を系統的に同定でき、本法のコンセプトが実現可能であることを確認した。来年度は、実際にこの方法を用いて、種々の細胞種のミトリボソームインタラクトームを解析する予定である。Aim 2に関しては、ミトリボソームによって翻訳される13種のタンパク質の合成を定量的にモニターする手法の開発を行った。従来法では13タンパク質のうち3-5タンパク質しか定量できなかったが、我々の方法では12タンパク質が定量可能であった。来年度は、この方法を用いてAim 1で同定した結合タンパク質の翻訳への影響を評価していく予定である。Aim 1, 2とも実験系の立ち上げとコンセプトの実現可能性を確認しており、順調に進展していると判断している。来年度は確立した技術を駆使してミトコンドリア翻訳に関わるバイオロジーに迫っていく予定である。具体的にはAim 1で同定した未知のミトリボソーム結合タンパク質に対するsiRNAライブラリを用いて、それらのタンパク質をノックダウンする。Aim 2で確立した技術を用いて、結合タンパク質ノックダウンの翻訳への影響を評価する。これらの技術を駆使して、新規翻訳制御因子を同定していきたい。当初本年度に購入を予定していたsiRNAライブラリや安定同位体アミノ酸を購入しなかったため。これらのに関しては来年度購入予定である。
急性期脊髄損傷に対する低体温療法の有効性についての検討-アポトーシス抑制効果とシグナル伝達経路の解明-

神経損傷におけるアポトーシスの関与及び低体温療法による保護効果を検討するために,まず我々の施設では種々の脳損傷を小動物でモデル化することからはじめ,それを利用しながら病態解明に努めてきた.例えばTaKiら(Nagoya Med. J 2000)は、ラット局所脳虚血モデルを作成し,アポトーシス関連遺伝子の発現を検討した.それによると虚血周辺部(penumbra)でのapopototic cellsの出現及びアポトーシス抑制遺伝子であるbax,細胞周期に関連したp21遺伝子の発現亢進を示した.Nakatsukaら(Nagoya Med J 2000)はラットでくも膜下出血後の海馬神経損傷におけるアポトーシスの役割を研究し,海馬CA1領域における関連遺伝子の発現経過を明らかにした.Kananoら(Neuro Report 2000)はラットの凍結脳損傷モデルでガン抑制遺伝子であるp53やp21遺伝子発現様式から,脳損傷拡大にアポトーシスと細胞周期が深く関わることを示した。これらの所見から我々は,神経損傷においては初期損傷に続く2次障害にアポトーシスが深く関わっている事は確実であり,細胞周期等を調節することでそれを抑制することが後遺症の軽減につながると考えられた.アポトーシス抑制のために種々の薬剤が推奨されてはいるが,副作用等の面で臨床応用に耐えない.低体温療法は重症頭部外傷の治療として用いられているが,基礎データの裏付けに乏しい,Kawamuraら(J Neurotrauma 2000)はくも膜下出血モデルを用い,低体温治療後にhsp 70,c-jun遺伝子の発現が抑制され,虚血ストレスが緩和される事を示した.またアポトーシス細胞の出現が抑制されるという基礎データも有している.Shibayamaら(J Comp Neurol 1998)のデータによれば、脊髄損傷後の逆行性変性にもアポトーシスの関与が示唆された.我々は現在脳や脊髄損傷後の浮腫に注自している.すでに我々の基礎データでは損傷周囲での浸透圧調節遺伝子(SMITやAquaporin)の発現亢進を明らかにし,これによる2次性損傷がアポトーシスを誘導するものと推測している.脳外傷では低体温が脳浮腫抑制に有効であることから,脊損においても治療効果が期待される低体温あるいは局所脊髄冷却モデルを作成し脊髄損傷の基礎研究を続行している.神経損傷におけるアポトーシスの関与及び低体温療法による保護効果を検討するために,我々は様々な脳損傷モデルを作成し病態解明に努めてきた.Takiら(Nagoya Med.J 2000)は,局所脳虚血損傷後のアポトーシス関連遺伝子の発現を検討し,虚血周辺部でのbaxおよびp21遺伝子の発現亢進とapopototic cellsの出現を示した.Nakatsukaら(Nagoya Med J 2000)はくも膜下出血後の海馬神経損傷におけるアポトーシスの役割を研究し,海馬CA1領域における関連遺伝子の発現経過を明らかにした.Kananoら(NeuroReport 2000)は凍結脳損傷でp53,p21遺伝子発現からアポトーシスの経路が損傷拡人に寄与する事を示した.つまり神経損傷においては初期損傷に続く2次障害にアポトーシスが深く関わっている事は確実であり,それを抑制することが後遺症の軽減につながると考えられた.アポトーシス抑制のために種々の薬剤が推奨されてはいるが,副作用等の面で臨床応用に耐えない.低体温療法は重症頭部外傷の治療として用いられているが,基礎データの裏付けに乏しい.Kawamuraら(J Neurotrauma 2000)はくも膜下出血モデルを用い,低体温治療後にhsp70,c-jun遺伝子の発現が抑制され,虚血ストレスが緩和される事を示した.またアポトーシス細胞の出現が抑制されるというprelimimaryなデータも有している.Shibayamaら(J Comp Neurol 1998)のデータによれば,脊髄損傷後の逆行性変性にもアポトーシスの関与が示唆された.我々は現在脊髄損傷後の浮腫に注目している.損傷周囲での浸透圧調節遺伝子(SMITやAquaporin)の発現亢進を明らかにし,これによる2次性損傷がアポトーシスを誘導するものと推測している.脳外傷では低体温が脳浮腫の抑制に有効であることから,脊損に置いても治療効果が期待され,その基礎実験が進行中である.神経損傷におけるアポトーシスの関与及び低体温療法による保護効果を検討するために,まず我々の施設では種々の脳損傷を小動物でモデル化することからはじめ,それを利用しながら病態解明に努めてきた.例えばTaKiら(Nagoya Med. J 2000)は、ラット局所脳虚血モデルを作成し,アポトーシス関連遺伝子の発現を検討した.それによると虚血周辺部(penumbra)でのapopototic cellsの出現及びアポトーシス抑制遺伝子であるbax,細胞周期に関連したp21遺伝子の発現亢進を示した.Nakatsukaら(Nagoya Med J 2000)はラットでくも膜下出血後の海馬神経損傷におけるアポトーシスの役割を研究し,海馬CA1領域における関連遺伝子の発現経過を明らかにした.Kananoら(Neuro Report 2000)はラットの凍結脳損傷モデルでガン抑制遺伝子であるp53やp21遺伝子発現様式から,脳損傷拡大にアポトーシスと細胞周期が深く関わることを示した。これらの所見から我々は,神経損傷においては初期損傷に続く2次障害にアポトーシスが深く関わっている事は確実であり,細胞周期等を調節することでそれを抑制することが後遺症の軽減につながると考えられた.

アポトーシス抑制のために種々の薬剤が推奨されてはいるが,副作用等の面で臨床応用に耐えない.低体温療法は重症頭部外傷の治療として用いられているが,基礎データの裏付けに乏しい,Kawamuraら(J Neurotrauma 2000)はくも膜下出血モデルを用い,低体温治療後にhsp 70,c-jun遺伝子の発現が抑制され,虚血ストレスが緩和される事を示した.またアポトーシス細胞の出現が抑制されるという基礎データも有している.Shibayamaら(J Comp Neurol 1998)のデータによれば、脊髄損傷後の逆行性変性にもアポトーシスの関与が示唆された.我々は現在脳や脊髄損傷後の浮腫に注自している.すでに我々の基礎データでは損傷周囲での浸透圧調節遺伝子(SMITやAquaporin)の発現亢進を明らかにし,これによる2次性損傷がアポトーシスを誘導するものと推測している.脳外傷では低体温が脳浮腫抑制に有効であることから,脊損においても治療効果が期待される低体温あるいは局所脊髄冷却モデルを作成し脊髄損傷の基礎研究を続行している.
東アジアにおける古代庭園遺跡の調査研究

本研究は平成1215年度の4カ年で日本・中国・韓国を中心とする東アジア地域における古代庭園遺跡について、発掘調査成果の収集分析・遺跡現地調査・古代庭園研究者との研究交流、などにより同地域における庭園の構造、立地、使われ方などを明らかにし、各地域の庭園の特色と相互の影響・系譜関係を解明することを目的とした。調査研究対象とした庭園遺跡は日本の飛鳥時代15遺跡(島庄遺跡他)、奈良時代26遺跡(平城宮東院庭園他)、中国11遺跡(唐大明宮太液池他)、韓国10遺跡(雁鴨池他)の計62遺跡に及んだ。各庭園遺跡に関する発掘調査成果の収集・確認は発掘調査報告書を基礎資料とし、できる限り遺跡現地の踏査と発掘調査担当者へのヒアリングを行い、本研究の目的に沿った遺構の詳細把握につとめた。また、発掘庭園情報の共有と意見交換を行い、研究をとりまとめるための研究集会として2度の国際シンポジウムを開催した。1回目が「日韓の古代庭園研究集会」(2001.2.2425)、2回目が「日本・中国・韓国の古代庭園シンポジウム」(2004.2.45)である。特に2回目の国際シンポジウムでは、韓国:「百済の古代庭園」・「韓国・統一新羅時代の古庭園における園池構成の特徴に関する研究」、中国:「南越国宮署遺址の庭園遺構」・「隋唐東都園林遺跡の考古調査と研究」・「唐大明宮太液池発掘調査の成果」、日本:「飛鳥時代の庭園」・「奈良時代庭園の特色」、の計7本の報告をもとに、本科研のテーマである各地域の庭園の特色と系譜関係について討議した。本研究をとおして、それぞれの国、地域における古代庭園の特色と、他の国・地域との相違点が明らかになり、相互の系譜関係に関しては、中国→韓国→日本といった単純な文化伝播は想定できず、むしろそれぞれの地域における独自性を考慮すべき見通しを持つに至った。本研究は平成1215年度までの4カ年計画で日本と中国、韓国を中心とする東アジア地域における古代庭園について、発掘遺構を主たる対象として調査研究をおこない、同地域における庭園文化の系譜と伝播の道筋を明らかにすることを目的としている。初年度である平成12年度は中国と韓国の発掘遺構について概要調査を行なった。調査した遺構は下記の12箇所である。中国西安市:前漢建章宮太液池・唐長安城大明宮太液池・興慶宮・華清宮・曲江池、洛陽市:上陽宮園池、偃師商城:王宮園池韓国扶余市:王宮跡方池・定林寺跡方池・宮南池、慶州市:雁鴨池・龍江洞園池調査はできるかぎりそれぞれの遺跡の調査担当者に直接面接し、遺跡に関する情報をあつめるとともに、同園池についての調査所見をヒヤリングした。また、2001年2月24・25日には日本と韓国の庭園史研究者、庭園遺跡発掘担当者などをあつめてシンポジウム(日韓の古代庭園」研究集会)を開催し、情報の交換と確認をおこなうとともに、園池の構造や形態について意見交換をおこなった。このシンポジウムの詳細は日本庭園学会紙(2001年中発刊予定)において収録するので、次年度以降の実績報告に添付することとしたい。本研究は平成12.15年度の4カ年計画で日本と中国、韓国を中心とする東アジア地域における古代庭園について、発掘遺構を主たる対象として調査研究を行い、同地域における庭園の構造、立地、使われ方などを明らかにするとともに、各地域の庭園の系譜関係と相互の影響を解明することを目的としている。

第2年度である平成13年度は日本国内と韓国、中国、台湾の発掘遺構・現存庭園・庭園関係資料について資料収集と調査研究を行った。海外において現地調査した庭園遺構・現存庭園等は下記の11箇所である。韓国慶州市:九黄洞苑池遺跡・王京都市遺跡園池(2カ所)・感恩寺伽藍園池、大邱市:孤山池(方池)、益山市:弥勒寺跡方池中国広州市:南越国宮署遺址園池、昆明市:円通寺伽藍園池、西安市:唐長安城大明宮太液池台湾台北市:故宮博物院、板橋林家庭園現地ではできるかぎりそれぞれの庭園遺跡の発掘調査担当者に直接面接し、遺構に関する情報をあつめるとともに、東アジア地域における同園池の位置付け等について意見交換を行った。また、2002年2月1日には日本と韓国の庭園史研究者、庭園遺跡発掘担当者などをあつめて行われた研究集会に参加し、日本の飛鳥京苑池遺跡と韓国の慶州九黄洞苑池について、最新の発掘成果の確認と園池の構造、形態、機能などについて研究協議を行った。なお、日本の庭園遺構については平成13年度は古墳時代以前の湧泉と流れからなる遺構について情報収集と分析を行った。本研究は平成12年15年度の4ヵ年計画で日本と中国、韓国を中心とする東アジア地域における古代庭園について、発掘遺構を主たる対象として調査研究を行い、同地域における庭園の構造、立地、使われ方などを明らかにするとともに、各地域の庭園の系譜関係と相互の影響を解明することを目的としている。第3年度である平成14年度は日本国内と韓国、中国の発掘遺構・遺跡庭園・庭園関係資料について資料収集と調査研究を行った。海外において現地調査した発掘遺構・遺跡庭園等は下記の8箇所である。韓国慶州市:九黄洞苑地遺跡、四天王寺祉、雁鴨池への給水路安東市:方壇形積石塔、河回民族村、陶山書院中国集安市:丸都山城、渤海鎮:上城龍泉府現地ではできるかぎりそれぞれの庭園遺跡の発掘調査担当者に直接面接し、遺構に関する情報を集めるとともに、東アジア地域における同園池の位置づけ等について意見交換を行った。また、2002年10月には日本、中国、韓国の造園研究者をあつめて行われた第5回中日韓風景園林学術検討会(於北京)に参加し、「古代東アジア(中国・韓国・日本)の方池」と題する研究発表を行った。なお、日本の庭園遺構について平成14年度は飛鳥時代の庭園遺構について情報収集と分析を行った。本研究は平成1215年度の4カ年計画で日本と中国、韓国を中心とする東アジア地域における古代庭園について、発掘遺構を主たる対象として調査研究を行い、同地域における庭園の構造、立地、使われ方などを明らかにするとともに、各地域の庭園の系譜関係と相互の影響を解明することを目的としている。最終年度である平成15年度は中国において庭園発掘現場・曲水庭園遺構の現地調査を行ったのと、本研究のとりまとめのシンポジウムを日本・中国・韓国の庭園史研究者を集めて開催した。中国の現地調査(2003.10.113)では曲水遺構として北京故宮内禊賞亭・潭柘寺・香山、河南省崇福宮泛觴亭跡の現場を調査し、また庭園発掘成果の情報収集を西安市、唐大明宮太液池について中国社会科学院考古研究所の協力を得て行った。国際シンポジウム(2004.2.45)は「日本・中国・韓国の古代庭園シンポジウム」と題し、韓国からは「百済の古代庭園」・「韓国・統一新羅時代の古庭園における園池構成の特徴に関する研究」、中国からは「南越国宮署遺址の庭園遺構」・「隋唐東都園林遺跡の考古調査と研究」・「唐大明宮太液池発掘調査の結果」、日本からは「飛鳥時代の庭園」・「奈良時代の庭園」、の計7本の報告をいただき、本科研のテーマである各地域の庭園の特色と系譜関係について討議した。
地理情報システムGISによる大気汚染・地表熱の複合曝露の健康影響：コホート研究

世界的な問題の一つである地球温暖化は、生態系に与える影響のみならず、特に都市部ではヒートアイランド現象そのものが与えるヒトへの健康影響についても報告され始めている。加えて、わが国では、地域の交通などを起因とする大気汚染であるPM2.5などの粒子状物質に加え、越境大気汚染として飛来してくる黄砂による健康影響も懸念されている。しかし、それら環境からの回避は容易ではないため、一般的には複合的な曝露を受けているが、その影響はよくわかっていない。近年、地理情報システム(Geographic Information System:GIS)から様々な環境情報が得られるようになっており、我々は、1990年より開始の多目的コホート研究対象者の居住地情報から、大気汚染曝露、さらに、黄砂と地表熱の各曝露、および、複合曝露を割り当て、その健康影響を、大規模コホート研究で明らかにすることが目的である。多目的コホート研究の1990年ベースライン当時の居住地域から転出していない約9万人の居住地情報から、今年度は、新たに、Atomospheric Compostion Analysis Groupにより公開されている、1998年から2013年のPM2.5とNO2濃度を個人の居住地に割り当てた。地表熱については、文献検索、情報収集を行い、比較的人口が多く大気汚染濃度情報が多い吹田地域に限定することとし、現在、Landsat等衛星画像の熱バンド画像データを用いて推定作業中である。また、黄砂についても、Lidarシステム割り当て中である。今後、大気汚染・地表熱・黄砂データを用いて、多目的コホート研究における全対象地域において、がん・循環器疾患・死亡との解析を実施し、健康との関連を明らかにする計画である。多目的コホート研究の1990年ベースライン当時の居住地域から転出していない約9万人の居住地情報のジオコーディングから、大気汚染と地表熱の複合曝露と健康との関連を検討すべく、今年度は、新たに、Atomospheric Compostion Analysis Groupにより公開されている、1998年から2013年のPM2.5とNO2濃度を個人の居住地に割り当てた(1km×1km範囲の衛星データ)。その結果、11保健所管内における、PM2.5の最低濃度地域(平均±標準偏差)7.38±0.107から最高濃度地域16.42±0.06と、国内でも2倍の差がみとめられた。今年度の作業で、割り当てられた大気汚染曝露評価は4種類となった。(1衛星データ2最も近隣の一般大気測定局3交通センサス情報4一般大気測定局が比較的多い吹田地域限定の二酸化窒素濃度常時観測LURモデル)地表熱については、文献検索、情報収集を行い、比較的人口が多く大気汚染濃度情報が多い吹田地域に限定することとし、現在、Landsat等衛星画像の熱バンド画像データを用いて推定作業中である。地表熱については、Landsat等衛星画像の熱バンド画像データを用いて推定作業を継続し、黄砂についても、Lidarシステムによる割り当てを継続する。多目的コホート研究は1990年に開始され、20年以上の追跡が行われ、現在までに、2万人のがん罹患、7千人の循環器疾患罹患、1200人の自己申告糖尿病罹患、2.7万人の死亡データが蓄積されているため、今後、大気汚染・地表熱・黄砂データを用いて、多目的コホート研究において、がん・循環器疾患・死亡との解析を実施し、健康との関連を明らかにする計画である。

多目的コホート研究の1990年ベースライン当時の居住地域から転出していない約9万人の居住地情報のジオコーディングから、大気汚染と地表熱の複合曝露と健康との関連を検討すべく、今年度は、新たに、Atomospheric Compostion Analysis Groupにより公開されている、1998年から2013年のPM2.5とNO2濃度を個人の居住地に割り当てた(1km×1km範囲の衛星データ)。その結果、11保健所管内における、PM2.5の最低濃度地域(平均±標準偏差)7.38±0.107から最高濃度地域16.42±0.06と、国内でも2倍の差がみとめられた。今年度の作業で、割り当てられた大気汚染曝露評価は4種類となった。(1衛星データ2最も近隣の一般大気測定局3交通センサス情報4一般大気測定局が比較的多い吹田地域限定の二酸化窒素濃度常時観測LURモデル)地表熱については、文献検索、情報収集を行い、比較的人口が多く大気汚染濃度情報が多い吹田地域に限定することとし、現在、Landsat等衛星画像の熱バンド画像データを用いて推定作業中である。また、黄砂についても、Lidarシステム割り当て中である。地表熱については、Landsat等衛星画像の熱バンド画像データを用いて推定作業を継続し、黄砂についても、Lidarシステムによる割り当てを継続する。多目的コホート研究は1990年に開始され、20年以上の追跡が行われ、現在までに、2万人のがん罹患、7千人の循環器疾患罹患、1200人の自己申告糖尿病罹患、2.7万人の死亡データが蓄積されているため、今後、大気汚染・地表熱・黄砂データを用いて、多目的コホート研究において、がん・循環器疾患・死亡との解析を実施し、健康との関連を明らかにする計画である。地表熱・黄砂データを割り当てる人がみつからず、人件費が使用できなかったため。また、国際学会への参加を予定していたが、他の研究との兼ね合いで日程があわず参加ができなかったため。R1年度は、地表熱・黄砂データの割り当てを継続・加速化しデータの固定をめざし、国際学会に参加し、国際情勢を把握し、本研究を推進・発展させる。
長期間・長距離の深宇宙航行を可能とするソーラーセイルの燃料フリー姿勢制御系の開発

本研究の目的は,大面積の帆で太陽光を反射し,その反力で宇宙を航行するソーラーセイルの姿勢を,燃料を用いずに制御するシステムを確立することである.これまでの研究で開発した光の反射特性を電気的に制御してトルクを発生させるデバイスに対して,本研究では,既存のデバイスの配置を工夫することによって任意の方向の姿勢制御トルクを発生できることを明らかにするとともに,デバイスの長期間の宇宙環境耐性確保の目処を得ることができ,加速(軌道制御)だけでなく帆の操舵(姿勢制御)にも燃料が不要な真に半永久的な深宇宙航行システムの実現につながる成果を上げた.本研究は3つの研究課題,すなわち(A)素材レベルの基礎評価試験を通じた,姿勢制御デバイス全体の超長期宇宙環境耐性評価方法の確立,(B)超長期の宇宙環境耐性を有する姿勢制御デバイスの改良・開発,(C)光の反射方向も制御可能で任意の方向の姿勢制御トルクを発生可能な新しいデバイスの開発,で構成される.研究の最終年度である本年度は,初年度に実施した(A)および(C)を発展させるとともに,(B)においても成果を上げることができ,研究目的である長期間の航行を可能にする姿勢制御デバイスの開発について見通しを得ることができた.(A)の耐環境性評価と(B)の長期宇宙環境耐性を有するデバイスの開発においては,耐環境性の観点でボトルネックになっている液晶ポリマー部の宇宙環境耐性評価試験(紫外線試験)を昨年度に引き続いて実施したところ,デバイスの性能は紫外線照射後の時間経過に伴って変化(改善)することが確認され,実際の宇宙空間での低照射強度・長時間の照射における性能変化を精度良く評価するためにはさらなる詳細な評価が必要であることが明らかになった.その一方で,紫外線カットのコーティング処置をデバイスの基材に施したサンプルを今年度作成し,その紫外線透過特性を評価したところ,ソーラーセイルを用いた実ミッションで要求される耐環境性を満足できる可能性が確認できた.(C)については,任意の変形を有するソーラーセイル上に配置した液晶デバイスによって発生可能な姿勢制御トルクのモデルを精密化することで,新たな方式のデバイスを開発せずとも,既存の液晶デバイスのみを用いて3次元の任意の方向の姿勢制御トルクを発生可能であることを明らかにした.導出した精密な姿勢制御トルクモデルの妥当性は,ソーラー電力セイルの技術実証機IKAROSで液晶デバイスを用いて実施した姿勢制御実験の結果を通じて評価した.本研究の目的は,大面積の帆で太陽光を反射し,その反力で宇宙を航行するソーラーセイルの姿勢を,燃料を用いずに制御するシステムを確立することである.これまでの研究で開発した光の反射特性を電気的に制御してトルクを発生させるデバイスに対して,本研究では,既存のデバイスの配置を工夫することによって任意の方向の姿勢制御トルクを発生できることを明らかにするとともに,デバイスの長期間の宇宙環境耐性確保の目処を得ることができ,加速(軌道制御)だけでなく帆の操舵(姿勢制御)にも燃料が不要な真に半永久的な深宇宙航行システムの実現につながる成果を上げた.本研究は3つの研究課題,すなわち(A)素材レベルの基礎評価試験を通じた,姿勢制御デバイス全体の超長期宇宙環境耐性評価方法の確立,(B)超長期の宇宙環境耐性を有する姿勢制御デバイスの改良・開発,(C)光の反射方向も制御可能で任意の方向の姿勢制御トルクを発生可能な新しいデバイスの開発,で構成される.本年度は(A)および(C)を中心に研究を進めた.(A)の耐環境性評価においては,液晶材料を利用した既開発の姿勢制御デバイスを構成する各材料要素のうち,耐環境性の観点でボトルネックになっている液晶ポリマー部の宇宙環境耐性評価試験(紫外線試験)を実施し,デバイスとして統合する前の素材レベルでの宇宙環境耐性についての基礎データを取得した.試験の結果,適切な紫外線カットのコーティングをデバイス表層に施すことによって,ソーラーセイルを用いた実ミッションで要求される耐環境性を満足できる可能性が確認できた.(C)については,任意の変形を有するソーラーセイル上に配置した液晶デバイスによって発生可能な姿勢制御トルクのモデルを精密化することで,計画当初は既存の液晶デバイスではソーラーセイルのスピン軸方向のトルクは発生不可能と考えていたが,既存の液晶デバイスのみを用いて3次元の任意の方向の姿勢制御トルクを発生可能であることを明らかにした.本研究で導出した精密な姿勢制御トルクモデルの妥当性は,ソーラー電力セイルの技術実証機IKAROSで液晶デバイスを用いて実施した姿勢制御実験の結果を通じて評価中である.耐環境性の観点でボトルネックになっている液晶ポリマー部の宇宙環境耐性の基礎データを今年度の研究によって取得でき,実ミッションでの宇宙環境耐性要求は,次年度以降のデバイス改良で達成できる見込みが得られた.また,本研究で新たに試みている,3次元の任意の方向に姿勢制御トルクを発生可能なデバイスの開発については,既存のデバイスのみで十分に実現可能であることを今年度実施した姿勢制御トルクモデルの精密化によって明らかにできたため,引き続き次年度以降にモデルの妥当性が確認できれば本研究の目的は達成可能な見込みである.次年度(本研究の最終年度)は,今年度で見込みが得られたデバイスの耐環境性確保策を実際に試作・試験を通じて評価する.また,今年度に導出した精密な姿勢制御トルクモデルの妥当性を,ソーラー電力セイル実証機IKAROSを用いて実際に軌道上で行った姿勢制御実験の結果を通じて評価する.今年度はほぼ計画通りに研究費を使用し,デバイスの試作・耐環境性評価試験を実施できた.次年度も予定通り,デバイスの改良・試験・評価を中心に研究費を使用するとともに,研究成果の発表も適切に実施していく計画である.