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ボルネオ島中央部における生態資源に関する民俗知識のネットワーク

ボルネオ島の森林地域に暮らす複数の民族を対象として、自然利用を支える知識や文化の動きを現地調査にもとづいて研究した。村落内での知識の伝達は、個人の興味や自然利用の機会に大きく左右されていた。自然利用は、直接的な技術的知識だけでなく、その利用を円滑に行えるような行動様式や倫理に支えられている場合もあった。民族間で知識の伝達が起こる場合、技術的な知識の導入に比べて、行動様式や倫理の転換は難しいようだった。生活様式と自然環境のいずれも急速に変化しつつある現在、自然利用が著しく減少している集団も存在する。基盤C生業体系や社会構造が異なる民族が共存するボルネオ島の中央部において、生態資源に関する知識の集団内・集団間のネットワークのあり方を研究するとともにそのネットワークが近年の社会変容からどのような影響を受けているのかを明らかにする。1)イン・ドネシア・東カリマンタン州・ブルンガン県の狩猟採集民の村で、狩猟採集民の社会の変化に関する調査を行った。この村は、政府が農耕民から買い上げて用意したもので1972年に開村した。沿岸部に近く森林伐採や鉱山開発が進んでいる地域にある。村は農耕民の村々と徒歩数分の距離で隣接している。現在では、焼畑農耕を行うばかりでなく、建築、料理、踊りやその衣装など様々な点でその農耕民の様式を取り入れている。農耕民など他民族と結婚した人や、イスラムに入信した人も多い。急速に農耕民やイスラムと文化的に同化しつつあるのではないかと考えられる。2)インドネシア・東カリマンタン州・マリナウ県で、狩猟採集民と農耕民の内陸部の集落において、森林に関する知識や民族間の関係について調査を行った。この調査地の狩猟採集民は、多くの人が近隣の農耕民の数民族の言葉を話すことができる。民話や植物利用を含めて様々な情報を農耕民から得ていた。年配の人たちによると農耕民起源だという民話を、自民族の民話と勘違いしている人たちもいた。近隣の農耕民とは多くの点で異なった文化を維持しているが、少しずつ農耕民の文化が流入しているのではないかと考えられる。文献から過去においても農耕民との交易関係があったことが分かっており、このような過程は古くから続いてきた可能性がある。一方、農耕民で狩猟採集民の言葉を理解できる人はごく少数である。ボートで数十分の距離という近隣に暮らす狩猟採集民の文化につてよく知らないことが多い。農耕民への狩猟採集民の文化の流入は、かなり限られてきたのではないだろうか。今後、生物に関する民俗知識の比較の分析を進めていく。3)前年度、マレーシア・サラワク州で、狩猟採集民の植物利用等の調査を行った際に採集した植物標本をクチンの標本庫において同定した。今後、インドネシアの狩猟採集民のデータと比較を行う。本研究は、ボルネオ島中央部における生態資源の利用とそれを支える民俗知識の動態を明らかにすることを目的としている。対象民族として、狩猟採集民の西プナンと東プナン、農耕民のクニャ系とカヤン系の集団を取り上げる。本年度は、おもにクニャ系農耕民を対象に調査を行った。また、民俗知識の対象植物について、証拠標本の同定を進めた。西プナン、東プナン、クニャ系農耕民について、比較の材料が揃いつつある。暫定的な結果を以下に述べる。1.狩猟採集民、農耕民の各民族とも森林をよく利用していた。主な利用は、猪や鹿類などの狩猟、森林の小川での魚毒漁、果物の採集(季節的)、食用のヤシ若芽の採集、食用シダの採集(川辺の開放地)、籠やマット用のラタン採集、焼畑小屋など軽建築用のヤシの葉や葉柄の切り出し、建築用木材の切り出し、薪採り(二次林)、沈香採集など。ただし、規則の厳しい国立公園では建材の利用はなく、木材伐採が進んだ地域では森林利用が少ない。2.食用果物や建材は、民族間で利用植物群がよく似ていた。薬用植物は、かなり異なっていた。これら植物の民族名称についても分析中だが、どのような植物で同じ/異なる名称が使われているのか、傾向はみえていない。3.どの民族についても、定式化されたような知識伝達の方法はみられなかった。このため、各個人の活動が知識の習得に大きく影響していると考えられる。森林植物について学習する機会は、日常的な狩猟採集のほか、集落によっては現金収入源となる資源の長期採集行-過去にはラタン、現在は沈香-もある。4.1970年代を中心に進んだ狩猟採集民の定住化、1980年代以降の木材伐採や現金経済の浸透が、個人や集落の森林利用に大きく影響している。またマレーシア・サラワク州では、小学校から寄宿生活が基本となっており、学校教育の浸透も今後大きく影響してくると考えられる。

本研究は、ボルネオ島中央部における生態資源の利用とそれを支える民俗知識の動態を明らかにすることを目的としている。主に、狩猟採集民の西プナンと東プナン、農耕民のクニャの集団を調査対象とする。本年度は、これまでの調査で採集した植物標本の同定にとくに重点をおいた。また、サラワクのTinjar川中流においてセボップを対象とした村落調査を行った。セボップはクニャ系の農耕民グループのひとつとして知られるが、言語的には他の多くのクニャ系のグループと異なり、狩猟採集民のプナンとの類似性が指摘されている。セボップ語について基礎的な語彙の収集すら先行研究では十分に行われていなかったため、本調査ではまず語彙の収集を行った。本研究が対象としている他民族と同様に生物にたいする知識の聞き取りも予定していたが、調査集落の周辺は木材伐採によってよい森林が消失しており、限られたデータしか収集できなかった。ただし、今後の住民の動きを考える上で示唆に富む状況が観察できた。村の周辺では、企業による木材伐採が進み森林の劣化がおこった。木材伐採についてどのような意見をもっているにせよ、伐採キャンプで働き、現金収入を得て、さまざまな財産を手に入れてきた村人も多い。サラワクでは現在、オイルパームなどのプランテーション開発が盛んになっている。調査村では、今までの企業による木材伐採への対応とは違い、どうせ開発されるなら自分たちでプランテーションを開発しようとしていた。基本的には世帯単位でプランテーションの造成を行っているが、補助金の申請は村でまとめて行うなど村としての動きともとれる。さらに、伐採キャンプでの労働から得られた資金を使って購入したシャベルカーなども造成に利用されていた。土地自体が企業に押さえられるプランテーション開発にたいしては、住民の反発はかなり強くなる可能性がある。最終年度である平成23年度は、研究成果の公表と、調査で採集した標本の同定の最終確認などのハーバリウムワーク(ボゴール、クチン、サンダカン、シンガポールの標本庫で実施)に重点をおいて研究を行った。研究成果の公表については、狩猟採集民の農耕導入という生業変化についての論文を執筆し、これが査読付き雑誌に採択された。この論文では、ボルネオの狩猟採集民の1集団の生業変化について論じた。ボルネオの森林地域での主要な生態資源利用形態には、森林資源の狩猟採集、森林の再生(遷移)を利用した焼畑稲作などがある。前者に頼って生活していた人々が後者を導入するときに、どのようなことが起こるだろうか?対象集団は1950年代から70年代にかけて定住化して焼畑稲作を導入していった。しかし、現在でも農作業を計画的に行っておらず、主食となった米の収穫が十分ではない。林産物販売や日雇労働から現金収入を得ているが、貯蓄の習慣がないため、生活必需品の購入にも窮する状態にしばしば陥っている。これは、労働投入から食料獲得までの時間が短い、食料を備蓄しない、食料を集団内の全てのメンバー(世帯)に分配する、富を蓄積しないといった狩猟採集民の生活様式や文化の特徴が残存しているためだと考察した。農業などの技術や貨幣経済は比較的容易に導入できても、狩猟採集社会を支える倫理や行動規範を、農耕社会のそれへと転換することは難しいのだと考えられる。基盤C
移牧先農耕の盛衰と西アジア遊牧文化の起源

西アジアにおけるヒツジ遊牧の成立過程を解明するため、移牧先農業の盛衰という新たな視点を導入し、ヨルダン南部ジャフル盆地におけるダム遺構の変遷を追跡した。その結果、「大型かつ開放的プランの貯留式灌漑農業用ダム」から「小型かつ閉鎖的プランの貯水専用ダム」への、構造的・機能的変遷が明らかになった。また、前者が定住域寄りに偏在し、しばしば移牧拠点とペアを成すのに対して、後者は沙漠の奥にまで分布し、通常単独で運営されていることも判明した。従って、前者は移牧民の本格的な社会インフラ、後者は遊牧民の簡易インフラと定義される。従来の墓制編年にダム編年が加わったことによって、生(水)と死(墓)の両面から、遊牧化の過程を辿ることができるようになった。西アジア遊牧文化の起源を、「移牧先簡易灌漑農耕の盛衰」という新たな視点から追跡・解明すること。それが、本研究の目的である。そのため、1)ヨルダン南部ジャフル盆地における新石器時代ダムの分布調査を実施し、2)これによって確認されたダムと、(その運営母体である)隣接集落遺跡を一体的に発掘調査すると同時に、3)比較資料として、シリア中部ビシュリ山系の初期遊牧民遺跡とこれに伴うダム遺構を調査する。これら一連の調査結果を基に、西アジア遊牧化の動因とその具体的経緯を水利面から明らかにしたい。年度当初に掲げた二つの具体的目標のうち、ワディ・アブ・トレイハ遺跡の補足調査は、2008年の89月に実施した。これによって、1)ステップの中で運営された小型移牧拠点に二種類の水利施設(貯留式灌漑用のダムと飲料水供給用の貯水槽)が伴っていたこと、2)ダム・貯水槽の埋没・放棄時期と隣接移牧拠点の廃絶時期がほぼ一致すること、3)埋没後の貯水槽が短期的なキャンプに再利用されていること、などの重要な事実が明らかになった。これらの事実は、先土器新石器文化B末から進行し始めたとされる大規模な乾燥化の過程で、ダムを用いた貯留式灌漑農耕が維持できなくなり、その結果、貯水槽および移牧拠点が放棄・廃絶されたことを、示唆している。重要なのは、埋没後の貯水槽に短期キャンプする集団がいたことである。この集団こそは、固定的移牧拠点の維持・運営を放棄した移牧民、すなわち最初の遊牧民、と定義できるであろう。だとすれば、移牧拠点における灌漑農耕の盛衰こそが遊牧化の直接的契機となったという本研究計画の仮説的展望が早くも立証されたことになる。初年度にこうした確信を得たことは、大きな成果である。なお、もう一つの目標であるヨルダン南部ジャフル盆地における移牧拠点および付属ダム遺構の分布調査は、目標1に多大な時間・労力を費やしたため、まだ実施できていない。これについては次年度前半に集中的に実施し、遅れを取り戻す予定である。計画二年次の本年は、本調査に向けた最終準備段階と定義される。そのため、ジャフル盆地(ヨルダン)における新石器時代水利遺構の分布調査と、ワディ・ハッジャーナ1遺跡(シリア)の試掘調査を実施した。9月に実施したジャフル盆地の分布調査では、これまでに確認していた新石器時代の水利遺構7件の構造・年代などを再点検した。その結果、定住農耕文化圏に近い集落遺跡の水利遺構は単純な堰だけで構成されているのに対して、周辺乾燥域の移牧拠点遺跡では大型の地下式貯水槽や貯留式灌漑用ダムが併存することが判明した。これによって、移牧拠点の維持運営にとって各種の水利施設が不可欠の要素となっていたこと、だからこそその衰退が遊牧化につながったと考えられることが、改めて確認された。なお、この時の踏査では、3件の新たなダム遺構も確認した。このうちの1件(ワディ・クワイールWadi Quwayir)には小型の集落が伴っており、移牧または遊牧り拠点であったと考えられる。次年度からの発掘調査に備えて、遺跡周辺の等高線測量を実施した。一方、年度末の3月に実施したワディ・ハッジャーナ1遺跡の調査では、ジャフル盆地と同様に、新石器時代小型集落に伴う、ただし天然のダム・貯水槽の存在が明らかになった。本年度は、等高線測量図の作成と試掘調査を実施した。その結果、小型の竪穴住居が検出された。以上2件の事前調査によって、バーディアット・アッ・ジャーム(広義のシリア砂漠)の南北両端で、乾燥地水利遺構の盛衰と遊牧化との相関関係を具体的に追跡する体制が整った。

次年度以降、本格的な発掘調査に移行する予定である。本年度は、計画していた3件の発掘調査を実施した。1ワディ・クウェイール106号遺跡(ヨルダン、ジャフル盆地):2010年9月に調査し、2件の石造ダムを確認した。出土遺物や立地・構造などの分析により、先土器新石器文化Bの貯留式灌漑用ダムであることが判明した。2ワディ・クウェイール17号遺跡(ヨルダン、ジャフル盆地):同年9月に調査した。先土器新石器文化Bの移牧拠点として機能した小型集落である。立地の近接、および類似遺物の出土などにより、106号遺跡ダム群の運営母体と同定された。3ファカット・ビデゥイ1号遺跡(シリア、ビシュリ山系):年度末の3月に調査した。後期新石器時代遊牧民の擬集落型墓域である。本遺跡の発見によって、ビシュリ山系遊牧化の開始時期を確定することができた。以上3件の発掘調査によって、「水利問題と遊牧化との相関関係」にかかわる具体的データを得た。その結果、1)先土器新石器文化Bの貯留式灌漑農耕用ダムは、中規模ワディ最下流の洞れ湖(playa)に好んで立地すること、2)貯水によって生ずる塩害のため、ダムは下流方向に次々と更新されたこと、3)ワディ最下流に位置しながら下流方向へのダム更新を余儀なくされるため、結局はダム=システム(およびその運営母体である移牧拠点)自体を移転せざるを得なかった、などの重要な知見が得られた。従って、貯留式灌漑用ダムに支えられた先土器新石器文化Bの移牧は、気候乾燥化の如何に関わらず、当初から遊牧化の契機を内包していたことになる。次年度は、この新しい展望の検証に集中したい。本年度は以下3件の発掘調査を実施し、研究課題の解明に努めた。(1)ファカット・ビデゥイ12号遺跡(シリア、ビシュリ山系):昨年度末から本年度4月にかけて調査した。対象としたのは、後期新石器時代遊牧民のシリア型擬集落(擬住居ケルン墓の横列連結体)と、銅石器時代遊牧民の擬壁ケルン墓群である。両遺跡の発掘によって、ビシュリ山系における遊牧化初期の墓制が明らかなった。(2)ワディ・ナディーア1号遺跡(ヨルダン、ジャフル盆地):本年度9月後半に調査し、先土器新石器時代Bの移牧文化に伴う貯留式灌漑農耕用ダム2件を発掘した。併せて、ダム周辺の現植生についても調査した。その結果、ダムの立地とその更新システムについて新たな知見を得た。(3)アウジャ13号遺跡(ヨルダン、ジャフル盆地):9月前半に調査した。先土器新石器文化Cから後期新石器時代にかけてのジャフル型擬集落や、銅石器時代の擬壁ケルン墓群を確認し、遊牧化初期のジャフル型墓制の分布圏を明らかにした。以上3件の発掘調査によって、「周辺乾燥地の水利問題と遊牧化との相関関係」に関わる新たな展望が得られた。すなわち、1)ダム立地にとっての網状河川とその収束ワディの意義を解明し、ダム更新システムについてのより具体的なモデルを構築した。2)加えて、ダム・システム放棄後の移牧民が遊牧化する過程を墓制面から追跡するための具体的なデータを得た。計画最終年度となる次年度は、これら知見の最終確認と、不足部分の補填、研究成果の総括に全力を注ぎたい。本年度は以下3件の調査を実施し、研究課題の解明に努めた。1.ワディ・ナディーア2号遺跡の発掘調査(ヨルダン、ジャフル盆地北部):2012年8月に実施し、先土器新石器時代Bの移牧民に伴う石造ダム3件を確認した。相互を比較した結果、「開放的なプランの貯留式灌漑農業用大型ダム」から「より閉鎖的プランの貯水専用小型ダム」への、構造的・機能的変遷の過程が判明した。
三光波混合に基づく進行波型ジョセフソンパラメトリック増幅器の開発と応用

超伝導量子回路系の研究における微小なマイクロ波信号の検出のためには、極低温下で動作し、標準量子限界に迫る低雑音かつ広帯域動作の初段増幅器が必要とされる。本研究では、このようなマイクロ波増幅器を開発し、量子ビットの周波数多重化読み出し等へ応用することを目指す。以下に研究実績の概要を示す。(1)進行波型ジョセフソンパラメトリック増幅器の開発:信号が伝搬する線路を多数のSQUIDからなる非線形伝送線路とし、その傍を伝搬するポンプ波の磁束がSQUIDの臨界電流を変調し、三光波混合に基づくパラメトリック増幅が生じる構造を検討した。進行波型増幅においては、位相整合と呼ばれる光子間の運動量保存が満たされる必要があり、本研究では、ポンプ導波路の実効的な位相速度を低下することで位相整合を達成する方式を考案した。このアイデアに基づき回路・電磁構造の設計を行い、試料の作製を開始した。(2)長尺導波路の作製:本研究では、開発した増幅器を導波路と組み合わせてリング共振器を構成し、パラメトリックパルス発振を観測することを目指している。この実験には低損失かつ数mの長い導波路が必要である。導波路を細かく折り畳むことで、数cm角のチップ上に長さ約2mの伝送線路共振器を作製し、特性の評価を行った。共振器の損失の少なさを表す指標である、単一光子レベルでの内部Q値は30万ほどとなり、良好な共振器を形成できたといえる。(3)インピーダンス整合型増幅器の開発:広帯域な増幅特性は、通常のパラメトリック増幅器にインピーダンス整合回路を付け加えることでも達成できる。多数のジョセフソン接合を必要とする進行波型と比べ、数個の接合でよいインピーダンス整合型は作製上の利点がある。(1)と並行して設計を行い、試料の作製・評価を行った。作製した増幅器は帯域幅400MHz、利得20dBという、従来型と比べ約100倍の広帯域特性を示した。本年度は、本研究課題の主目的である「三光波混合に基づく進行波型ジョセフソンパラメトリック増幅器」の実現やその応用に向けて、(i)増幅器の電気回路モデル・マイクロ波電磁構造の検討、(ii)微細加工プロセスによるデバイス作製技術の確立、(iii)希釈冷凍機を含むマイクロ波測定系の整備、の三点を目標として研究を行った。(i)については、すでに増幅器の初期設計を終えて試料の作製を開始し、試料を測定して改良していく段階に入っている。(ii)については、増幅器の試料の作製を既に始めており、第一版の試料は2019年度はじめに特性評価を開始する予定である。また、増幅器を応用したパラメトリックパルス発振の観測に必要となる長尺導波路を作製し、試料の作製技術を蓄積している。(iii)については、受け入れ研究室で近年導入した希釈冷凍機二台について、本研究における試料を評価するために、冷凍機内外のマイクロ波測定系を整備する必要があった。本年度前半にマイクロ波信号入力や信号検出のための同軸線ポートの導入、冷凍機からの取り出し同軸配線の取り回し等を全て完了し、二台の希釈冷凍機で超伝導量子回路や超伝導量子ビットの特性評価ができる環境を整えた。以上の点から研究は順調に進展していると評価している。加えて、進行波型の増幅器と並行して行ったインピーダンス整合型の増幅器の研究では、試料の作製・評価まで完了し、利得帯域幅400MHzほどと従来型のジョセフソンパラメトリック増幅器と比べて100倍ほどの広帯域特性を達成し、大きな進展があった。2019年度は以下の計画に基づいて研究を推進する。(1)三光波混合に基づく進行波型ジョセフソンパラメトリック増幅器の開発:2018年度中に初期デバイスの設計を終えたので、所属機関の微細加工設備を利用して試料の作製を行い、希釈冷凍機内の数十ミリケルビンの極低温環境下でデバイスのマイクロ波増幅特性の評価を行う。試料の評価結果を次回の試料作製にフィードバックして増幅器の電磁構造・回路パラメータの改善・最適化を進める。また、作製した増幅器に対し、標準量子限界に迫る低雑音特性や、飽和入力パワーといった増幅器の諸特性の評価を行う。(2)パラメトリックパルス発振に向けた長尺導波路の作製:本研究では作製した増幅器をリング型導波路と組み合わせてリング共振器を構成し、広帯域のパラメトリックパルス発振を観測することを目標としている。こういった実験には数mの低損失な導波路が必要となる。2018年度に引き続きこのような長尺導波路の作製に取り組む。特に2019年度は、大きなカイネティックインダクタンスを示し、遅波効果が期待できる窒化チタンをもちいた導波路を作製し、(1)と同様に極低温でのマイクロ波特性を評価する。(3)インピーダンス整合型ジョセフソンパラメトリック増幅器の開発:主目的である進行波型増幅器と同様に、三光波混合を利用しつつ広帯域な増幅器として、インピーダンス整合型の増幅器がある。進行波型が多数のジョセフソン接合を必要として試料作製の難易度が高いのに対し、インピーダンス整合型は数個のジョセフソン接合で済むという作製上のメリットがある。(1)の進行波型のバックアップとして、並行してインピーダンス整合型増幅器の帯域幅などの特性改善を進める。

超伝導量子回路系の研究における微小なマイクロ波信号の検出のためには、極低温下で動作し、標準量子限界に迫る低雑音かつ広帯域動作の初段増幅器が必要とされる。本研究では、このようなマイクロ波増幅器を開発し、量子ビットの周波数多重化読み出し等へ応用することを目指す。以下に研究実績の概要を示す。(1)進行波型ジョセフソンパラメトリック増幅器の開発:信号が伝搬する線路を多数のSQUIDからなる非線形伝送線路とし、その傍を伝搬するポンプ波の磁束がSQUIDの臨界電流を変調し、三光波混合に基づくパラメトリック増幅が生じる構造を検討した。進行波型増幅においては、位相整合と呼ばれる光子間の運動量保存が満たされる必要があり、本研究では、ポンプ導波路の実効的な位相速度を低下することで位相整合を達成する方式を考案した。このアイデアに基づき回路・電磁構造の設計を行い、試料の作製を開始した。(2)長尺導波路の作製:本研究では、開発した増幅器を導波路と組み合わせてリング共振器を構成し、パラメトリックパルス発振を観測することを目指している。この実験には低損失かつ数mの長い導波路が必要である。導波路を細かく折り畳むことで、数cm角のチップ上に長さ約2mの伝送線路共振器を作製し、特性の評価を行った。共振器の損失の少なさを表す指標である、単一光子レベルでの内部Q値は30万ほどとなり、良好な共振器を形成できたといえる。(3)インピーダンス整合型増幅器の開発:広帯域な増幅特性は、通常のパラメトリック増幅器にインピーダンス整合回路を付け加えることでも達成できる。多数のジョセフソン接合を必要とする進行波型と比べ、数個の接合でよいインピーダンス整合型は作製上の利点がある。(1)と並行して設計を行い、試料の作製・評価を行った。作製した増幅器は帯域幅400MHz、利得20dBという、従来型と比べ約100倍の広帯域特性を示した。本年度は、本研究課題の主目的である「三光波混合に基づく進行波型ジョセフソンパラメトリック増幅器」の実現やその応用に向けて、(i)増幅器の電気回路モデル・マイクロ波電磁構造の検討、(ii)微細加工プロセスによるデバイス作製技術の確立、(iii)希釈冷凍機を含むマイクロ波測定系の整備、の三点を目標として研究を行った。(i)については、すでに増幅器の初期設計を終えて試料の作製を開始し、試料を測定して改良していく段階に入っている。(ii)については、増幅器の試料の作製を既に始めており、第一版の試料は2019年度はじめに特性評価を開始する予定である。また、増幅器を応用したパラメトリックパルス発振の観測に必要となる長尺導波路を作製し、試料の作製技術を蓄積している。(iii)については、受け入れ研究室で近年導入した希釈冷凍機二台について、本研究における試料を評価するために、冷凍機内外のマイクロ波測定系を整備する必要があった。本年度前半にマイクロ波信号入力や信号検出のための同軸線ポートの導入、冷凍機からの取り出し同軸配線の取り回し等を全て完了し、二台の希釈冷凍機で超伝導量子回路や超伝導量子ビットの特性評価ができる環境を整えた。以上の点から研究は順調に進展していると評価している。加えて、進行波型の増幅器と並行して行ったインピーダンス整合型の増幅器の研究では、試料の作製・評価まで完了し、利得帯域幅400MHzほどと従来型のジョセフソンパラメトリック増幅器と比べて100倍ほどの広帯域特性を達成し、大きな進展があった。2019年度は以下の計画に基づいて研究を推進する。(1)三光波混合に基づく進行波型
亜鉛による海馬シナプス可塑性ならびに記憶の調節

記憶学習を司る海馬では、グルタミン酸作動性神経終末のシナプス小胞内に亜鉛が存在する。この亜鉛は神経活動に伴いグルタミン酸と共に放出され、シナプス伝達やグリア細胞の活動を調節する。記憶や学習の基盤はシナプスの可塑的な変化と考えられており、シナプス伝達効率が上昇した状態が長期間持続する長期増強(LTP:long-term potentiation)は、その一つである。LTP発現メカニズムは、CA1(Schaffer collateralシナプス)ではポスト側の応答性変化に依存するが、CA3(mossy fiberシナプス)ではプレ側に依存し、開口放出変化が重要な役割を担うと考えられている。LTP発現における亜鉛の役割がSchaffer collateralシナプスとmossy fiberシナプスとで異なる可能性があり、両シナプスでのLTPに対する亜鉛の作用を検討した。その結果、CA1領域のLTPは塩化亜鉛(5μM)添加により増強された。それに対し、CA3領域のLTPは同濃度の亜鉛添加により抑制された。さらに、mossy fiberから放出された亜鉛は同終末に再取り込みされ、開口放出過程を抑制し、mossy fiber LTPを抑制的に調節することが示唆された。一方で、Schaffer collateralから放出された亜鉛は同終末にも再取込みされるが、ポスト側CA1錐体細胞に取込まれ、NMDA受容体に依存したメカニズムを促進的に調節することが示唆された。
広範な口腔外科術後の摂食・嚥下機能障害の診断,包括的治療及び予防法の確立

口腔腫瘍術後の形態変化による摂食・嚥下機能の低下は,食事内容の制限や食べる楽しみの欠如といったQOLの著しい低下を招くほか、特に広範な口腔外科手術では,誤嚥による肺炎や窒息によって死に至る危険性があり深刻である。これまで口腔外科医や麻酔医は術直後から機能の回復に専念してきた。そこで,本企画調査は,口腔腫瘍術後の摂食・嚥下機能障害を1.診断、2.治療、3.予防の3つの観点から徹底した調査をすすめ、口腔腫瘍術後の摂食・嚥下機能に対する効果的かつ包括的な対応策を検討した。1.診断(1)摂食・嚥下機能障害の病態解明口腔外科術後の摂食・嚥下機能低下は,複数の原因が重なっていることが多い。そこで摂食・嚥下機能障害の機序を解明し,診断方法の確立を行うための症例検討会を実施した。(2)ベッドサイドで使用できる摂食・嚥下機能の総合的評価システムの開発ベッドサイドで口腔腫瘍術後の摂食・嚥下機能障害を正確に診断し,治療経過およびリハビリテーションで経時的に評価する装置を開発するための意見交換を実施した。2.治療(1)摂食・嚥下リハビリテーションの確立口腔腫瘍術後の摂食・嚥下機能回復を目的に,有効な訓練方法の確立と摂食・嚥下訓練食および嚥下補助食の開発を行うための摂食嚥下リハビリプログラムを作成した。(2)摂食・嚥下機能回復頸部郭清を伴う口腔外科術後では,副神経保存症例に置いても頚肩腕症候群を誘発することが多く,長期に摂食・嚥下機能障害を術後早期のリハビリが検討されている。過去の症例について頚肩腕症候群のレトロスペクトルな調査を基に対策方法を検討した。3.予防(1)摂食・嚥下機能を保持する口腔腫瘍手術法に関して検討を行った。(2)口腔腫瘍術後の頚肩腕症候群予防リハ法の検討を行った.(3)口腔外科,歯科麻酔科,内科,リハビリ科の連携した介入方法を検討するため関係者会議を開催した.口腔腫瘍術後の形態変化による摂食・嚥下機能の低下は,食事内容の制限や食べる楽しみの欠如といったQOLの著しい低下を招くほか、特に広範な口腔外科手術では,誤嚥による肺炎や窒息によって死に至る危険性があり深刻である。(2)口腔腫瘍術後の頚肩腕症候群予防リハ法の検討を行った.(3)口腔外科,歯科麻酔科,内科,リハビリ科の連携した介入方法を検討するため関係者会議を開催した.
網羅的代謝解析を用いた白血球によるCOPD発症機構の解明

申請者は、キャピラリー電気泳動-質量分析装置を用いたメタボローム解析より、タバコ煙抽出液は、細胞内糖代謝流速を解糖系からペントースリン酸回路にシフトさせ、ヌクレオチド生成も亢進させ、細胞内糖代謝応答に異常を引き起こす事で、白血球の機能や生存を制御している可能性が示唆する可能性を示した。そのため、この回路の異常が白血球の機能異常を齎し、慢性閉塞性肺疾患(COPD)の病態修飾に寄与すると考えられた。今年度は、ヒト白血球(好中球)や赤血球を用いタバコ抽出液やタバコ煙成分の一つであるアクロレイン(ACR)により赤血球、白血球内代謝が影響をうけるか、また、マウス白血球細胞株(RAW264.7細胞)を用いた白血球機能解析を中心に進めて行った。(ACR-ヒト赤血球)ACRで曝露された赤血球は、代謝バランスが、ペントースリン酸回路系に傾いていた。eosin-5-maleimide(EMA)を用いを行なったところ、ACR添加後の赤血球ではEMAとの応性が亢進していた。また、ACRを曝露した赤血球では通常の赤血球に比べ、メト化の亢進も認められた。以上の結果より、Band 3の変化に伴った赤血球細胞膜の異常や細胞内代謝異常によるレドックスバランスの崩壊が起こっていると考えられ、その結果としてヘモグロビンのメト化の亢進がおきている可能性がある示唆された。(ACR-ヒト好中球)ACRを添加したヒト白血球では、赤血球と同様にペントースリン酸回路の亢進が認められ、一方で解糖系の代謝流速に低下が認められた。これは、先に報告した赤血球にACRを添加した際とほぼ同じ結果であった。(ACR、タバコ抽出液-RAW264.7細胞)ACRを添加したRAW264.7細胞は、アクチンを含めた細胞骨格異常やE-coliの貧食能の低下が認められ、同様の事がタバコ抽出液をRAW264.7細胞に添加した検討でも認められた。COPDの増悪には、感症が問題視されているため、マクロファージの貧食能の低下は病態と関連していると考えた以上の結果より、ACRやタバコ抽出液は、白血球や赤血球の代謝流速を変え、また、細胞骨格に異常を与え、細胞機能の低下に関係している可能性が示唆された。平成20年度の検討より、タバコ抽出液(CSE)やタバコ成分のうちアルデヒド化合物であるアクロレインによって、マクロファージ(RAW264.7細胞)のアクチン骨格に異常がおき、大腸菌の貪食能の低下を引き起こしている事が分かった。そのため、本年度は、細胞内代謝、レドックスバランス、シグナルを中心に検討を行った。キャピラリー電気泳動-質量分析装置(CE-MS)を用いたメタボローム解析より、CSEやアクロレインは、細胞内代謝流速(flux)を解糖系からペントースリン酸回路にシフトさせ、ヌクレオチド生成も亢進させていた。またNADPH産生の上昇やグルタチオンの低下が認められた。さらに、NADPHオキシダーゼの複合酵素系の一つであるp47-phoxの局在部位の検討を行ったところ、CSEの添加によりp47-phoxの膜への移行の亢進が認められた。またH_2DCF-DA probeを用いた細胞内過酸化物の測定を行なった結果、細胞内の活性酸素種の亢進も認められた。次に細胞内シグナル伝達の検討を行ったところ、Akt、Src、NF-κBのリン酸化の亢進が認められた。そのため、CSEやアクロレインは、Akt、Src、NF-κBなどの細胞内シグナル伝達経路を活性化させ、また細胞内糖代謝応答に異常を引き起こす事で、細胞内レドックッスバランスを崩壊させ、白血球の機能や生存を制御している可能性が示唆された。また細胞内fluxのペントースリン酸回路へのシフトにより生じるヌクレオチド生成の亢進から、糖ヌクレオチド、糖タンパク質、糖鎖生成に着目した。その結果、RAW264.7細胞を用いた糖ヌクレオチドの解析の行った結果、CSEやアクロレインの添加により、糖ヌクレオチドの産生の亢進が認められた。今後、糖代謝調節解析に基づき、糖代謝から糖タンパク質合成まで統合的にCOPDの病因解析を行なう予定である。
IT(情報技術)革命と産業革命の比較研究-技術の国際伝播に関する考察-

本年度は,9月に中国・北京郊外の中関村における調査を行った。中関村は,"中国のシリコンバレー"と呼ばれている面積360万平方キロのエリアで,北京市人民政府の「中関村科技園区管理委員会」が管轄する中国最大のサイエンスパーク(科技園区)である。北京大学や清華大学,人民大学など約70の大学と,1万社を超えるIT企業が集まっている。1988年に国務院の許可を得て,北京新科学技術産業開発試験区が設立されて以来,発展してきたが,この地区の起源は中国初のIT民営企業の四通が万潤南によって創業されたことに始まるとされている。四通は中国語ワープロの開発で有名な中国の代表的なIT企業である。管理委員会によると,中関村地区の総売上高は1991年の14億元から2001年に1700億元,さらに2005年に2460億元に増加,輸出も20億ドルに達し,従業員数は(01年現在)約35万人である。北京市は01年にサイエンスパーク条例を施行し,税制優遇や戸籍緩和で起業や投資を一層促し,優秀な人材を確保することを企図し,大学と産業界,官界との産官学共同は米国以上に徹底している。実際,2004年12月にIBMのパソコン部門を買収した想集グループは中国科学院設立のベンチャーであったし,印刷技術や金融メディアで発展している北大方正集団は北京大学が1988年に100%出資で設立した企業である。聯想,方正,四通,紫光,同方などの優良ハイテク企業の他にも,現在も新しい企業が続々と進出している。2004年1月現在,同パークで国内,海外で株式上場を果たしている企業は56社となっている。また,管理委員会によると,帰国留学生の中関村における起業の勢いは盛んで,1日当たり2社の割合で帰国留学生創設の企業が登録。2004年10月現在,帰国留学生創設の企業は2300余社,ハイテク企業で就職している帰国留学生は約6000人に達し,全国53のハイテクゾーンで起業している帰国留学生数の半数を超えているとしている。また,2005年3月にこれまでの研究総括として豪州NSW大学において,IT国際伝播のメカニズムとして「垂直統合」と「コングロマリット」機能についてPradep Lay博士と議論を重ねてきた。この研究成果は,Academy of International Businessにおいて発表される予定である。今年度の研究実績は以下の4点である。(1)インターネットの普及の仕方には固定系PCによるものと携帯電話を利用した移動系があり,特に後者はNTT-DoCoMoをはじめとする日本の技術開発の独壇場となってきた。今年度は,国際的提携と競争を軸とした研究・整理をしてきたが,NTTと並んで欧州のVodafoneとの対抗関係が抽出された。

また,技術の方向性としては,ブロードバンドを反映してフォーマなどの第3世代携帯にも注目したが,実際はJ-フォンに代表されるカメラ付き携帯のような静止画のレベルの方が市場による評価を受けており,「予期せざる利用法」の1例として注目される。(2)固定系PCの分野ではブロードバンドにおいて,今や世界一となった韓国のインターネット事情が注目に値する。韓国政府が2002年に発表した「グローバルリーダー,eコリア建設構想」では,インターネットが技術発祥国米国のものだけではないことを物語っており,「技術の国際伝播のしかた」に一石を投じている。「技術発展におけるポジション変化」の一例と考えている。(3)さらにこの間,米国企業の逆襲ともいえる「パームコンピューテング」(携帯電話とは違ったモバイル)にも注目しなければならないことが判明した。これは文字入力スペースが携帯電話による小さいスペースや文字変換の手間隙を解消しようと狙ったものであり,さらに文章や表が移動中にも編集加工できるというものである。日本企業にとっては今後国際標準化の中でライバルとなる存在である。(4)鉄道普及については,文献の整理とデータベース化に着手した。以上をもとに,平成15年度は「技術の海外伝播」のしかたについてインド,台湾,中国,およびアイルランドに注目し,海外視察および現地関係者との討論を行う準備段階を整えた状況である。本年度は,9月に韓国におけるブロードバンド化の調査,3月にインドにおけるソフトウェア産業の調査を行った。現地調査は韓国がソウルの情報通信省,IT推進産業界,ソフト企業,インドがデリーのインド工科大学,ソフト企業とバンガロールのソフト企業である。まず,韓国においては97年以降の金大中政権下で,国家のポリシーによってIT化が強力に推し進められたこと,またPC房などの民間による展開が,さらにそれを支えたことが特徴である。現在は固定系インターネットではDSL回線が主流になっており,移動系インターネットでも第3世代への以降がみられ,世界一のブロードバンド大国といっても過言ではない。インドにおいては,ハードウエアの輸入とソフトウェアの輸出という新しい貿易パターンにより貿易差額を得て,ソフトウエア産業の勃興という現象が見られている。時差と賃金の相対的低さを利用してオンサイトとオフショアを組み合わせるインターネットを利用したソフトウエアの国際的ビジネスは,それまでの途上国経済が道路や港湾といった社会的インフラが必要条件だったのを無用にしている。インターネットが米国で生まれ発展したものの,アジア地域において,かなり独自の展開を見せており,技術の伝播過程において,技術発祥国には見られなかった新しい展開が見られている。こうした事象が次の段階でIT革命の国際的展開にとって,より遅れた地域が先進的地域へと変貌するという可能性の知見を我々に与えている。本年度は,9月に中国・北京郊外の中関村における調査を行った。中関村は,"中国のシリコンバレー"と呼ばれている面積360万平方キロのエリアで,北京市人民政府の「中関村科技園区管理委員会」が管轄する中国最大のサイエンスパーク(科技園区)である。北京大学や清華大学,人民大学など約70の大学と,1万社を超えるIT企業が集まっている。1988年に国務院の許可を得て,北京新科学技術産業開発試験区が設立されて以来,発展してきたが,この地区の起源は中国初のIT民営企業の四通が万潤南によって創業されたことに始まるとされている。四通は中国語ワープロの開発で有名な中国の代表的なIT企業である。
シヤペロンによる再構築されたプロテアソームの構造機能解析

分子シャペロンhsp90αを用いて、任意の細胞抽出液より26Sプロテアソームをin vitro構築することが可能である事を明らかにし、その構造及び機能の解析を行った。その結果以下の事が明らかになった。1、ヒスチジンタグ-hsp90αをATP存在下の細胞抽出液に加えイミダゾールで回収する事により、26Sプロテアソーム及びハイブリッドプロテアソームが得られた。これらのプロテアソームは特異的基質であるsuc-LLVY-amcを加水分解した。またこの分子複合体は、hsp90の特異的阻害剤であるゲルダナマイシン処理により構造が破壊された。即ち、これらのプロテアソームの構築とその維持にhsp90αが重要な役割を果たしていることが推察された。2、ヒスチジンタグ-hsp90αをATP非存在下の細胞抽出液に加える事により、hsp90α-20Sプロテアソームを構築する事ができた。このプロテアソーム複合体は、特異的基質であるsuc-LLVY-amcに対する加水分解活性を示さないが、MHCクラスIペプチドをフランキングを含む合成ペプチドから切り出す事ができた。また、この分子複合体の中には、hsc70,hsp40,p23,CHIPなどのシャペロン或はコシャペロン分子が会合していた。この分子複合体をさらにATP処理するとhsp40,p23,CHIPは遊離し最後にhsp90α/hsc70/20Sのみからなる複合体が得られた。hsp90α/hsc70/20Sは同様に合成ペプチドを切断する事ができた。一方、シャペロンの会合しない20Sのみの構造ではMHCクラスIペプチドを切り出す事は出来なかった。この結果は新規のプロテアソームの存在を示唆するが、生理学的にそのような構造のプロテアソームが細胞内に存在するか否かについてはさらなる検討が必要と考えられた。リコンビナントhsp90α又はPA28αにより、10^6個の細胞ライセートからプロテアソームのアッセンブリを促進しかつ分離精製することを可能にした。とりわけ、hsp90αでは3種類のプロテアソームを分離できた。即ち、hsp90α-RC(シングルキャップ型26Sプロテアソーム),hsp90α/Hop/hsc70/hsp40-20S,及びhsp90α/CHIP-20Sである。(注;CHIP : carboxyl-terminus of hsc70 interacting protein,品質管理E3-ユビキチンリガーゼ)。この3つのうち前2者が抗原ペプチド(OVA_<257-264>)の産生を行うことができた。hsp90α/CHIP-20Sは極めて高いトリプシン様活性を示すもののペプチド産生はできなかった。hsp90α-RCによるキモトリプシン様活性、及び抗原ペプチド産生はhsp90の特異的阻害剤であるゲルダナマイシン(GA)により強く抑制された。これはhsp90α-RCの構造をGAが破壊することによる。即ち、hsp90αは単にプロテアソームに結合しているのではなく、キモトリプシン様活性を発揮するための構造維持に重要である事が示唆された。
物理現象の楽しさと実在感を重視する教育学部の小学理科実験と中学物理実験の改善

小学校教員養成課程の理科実験のために,小中学校での理科教材の中から,授業と一緒に実験できる教材の開発を行った。また実際に,小学校課程の2年生に,小中学校の理科教材の中から,光と電気磁気の分野に関して,現象の意外性とリアリティを感じることのできる演示実験と実験工作などを織り込み,135分授業の5回の授業と実験の融合による実験授業を,1年間5つの学生グループに行ってみた。具体的な内容は,身の回りの物理現象として光の教材をとりあげ,直進,反射,屈折現象の実験教材を開発検討した。全反射を利用した光ファイバーによる光通信やグラスファイバーなど医療技術などの現代の社会に利用されているものの理解や,夕焼けや朝焼け,青い空,蜃気楼,虹,逃げ水などの自然現象などの理解,カメラ,メガネ,望遠鏡,顕微鏡などのレンズを使った光学機械の理解のために有用な実験教材の開発を行った。また,今日の電気に依存している我々の社会を理解するため,簡単なモーターや発電機,めんカップスピーカー,マイクロホンなど実験工作を織り混ぜた授業と実験の融合による実験授業を行った。また,中学校教員養成課程のための物理実験についても,電磁気の原理を実感をもって理解するための実験開発を行った。今回の研究から,初等・中等学校の教師になる学生への物理実験は,従来行われている科学者かエンジニヤを育成するための定量的測定を主とした実験をやらせるよりも,まず科学の基本法則を使って身の回りや自然の現象を納得させる実験を十分にやらせるほうが学生に物理の興味を持続させるために効果が上がることがわかった。本年度は,まず,小・中学校理科のなかから物理分野の教材をとりだし,小・中・高等学校で用いる理振補助対象の実験器具や手作りによる実験器具などを用いた実験の追試や工夫を行った。特に,身の回りの物理現象として重要な光の教材について,今までに一般物理の講義の中で行ってきた光の演示実験に加えて,直進,反射,屈折現象の実験教材を開発した。全反射を利用した光ファイバーによる光通信や医療技術などの現代の社会に利用されているものの理解や,夕焼けや朝焼け,青い空,蜃気楼,虹,逃げ水がおこる自然現象などの理解を深める実験,カメラ,メガネ,望遠鏡,顕微鏡などのレンズを使った光学機械の理解のための実験などについて基本的な光の性質を十分理解するための豊富な実験教材の開発を行った。また,今日の電気による社会を理解するため,麺カップスピーカーなど既に開発した実験教材の他に,さらに基本的で相互に関連する電磁気の教材や,音や熱などについてものその実験教材の開発をおこなった。また,小学校課程の理科実験のために,小中学校での理科教材の中から,授業と一緒に実験できる教材の開発を行った。小中学校の理科教材から,光と電気磁気の分野に関して,現象の意外性とリアリティを感じることのできる光ファイバーやステンドグラスなどの演示実験と簡単なモーターや麺カップスピーカーなどの実験工作などを織りまぜ,135分の5回の理科実験を授業と実験の融合による実験授業として行った。多くの学生は好意的に受け止めてくれた。小学校教員養成過程の理科実験のために,小中学校での理科教材の中から,授業と一緒に実験できる教材の開発を行った。また実際に,小学校課程の2年生に、小中学校の理科教材の中から,光と電気磁気の分野に関して,現象の意外性とリアリティを感じることのできる演示実験と実験工作などを織り込み、135分授業の5回の授業と実験の融合による実験授業を,1年間5つの学生グループに行ってみた。

また,今日の電気に依存している我々の社会を理解するため,簡単なモーターや発電機,めんカップスピーカー,マイクロホンなど実験工作を織り混ぜた授業と実験の融合による実験授業を行った。また,中学校教員養成課程のための物理実験についても,電磁気の原理を実感をもって理解するための実験開発を行った。今回の研究から,初等・中等学校の教師になる学生の物理実験は,従来行われている科学者かエンジニヤを育成するための定量的測定を主とした実験をやらせるよりも,まず科学の基本法則を使って身の回りや自然の現象を納得させる実験を十分にやらせるほうが学生に物理の興味をもた持続させるために効果が上がることがわかった。
血管内皮前駆細胞を用いたモヤモヤ病の病態解析ならびに遺伝的因子の解明

もやもや病患者および健常対照者の末梢血から血管内皮前駆細胞を分離した。もやもや病関連遺伝子として報告されたRNF213遺伝子の機能について、分子生物学的手法を用いて解析し、生体内で様々な刺激により惹起される炎症刺激と血管内皮細胞および平滑筋細胞の増殖という現象をつなぐ重要な遺伝子であることが判明した。もやもや病患者と健常対照から得られた血管内皮前駆細胞を用い、RNF213遺伝子の関与すると想定されるpathwayのリガンドを用いて刺激を行い、MTSアッセイを用いて、細胞増殖を比較した。また、その経路の阻害剤、またRNF213をRNAiを用いてノックダウンし、同様に細胞増殖に対する影響を検討した。さらに、マトリゲル(BD®)を用いて、もやもや病患者と健常対照から得られたECFCsの血管形成能の比較を行った。これらの結果からRNF213遺伝子はある細胞増殖に関与する経路に関与し、細胞増殖に関連する遺伝子であることが推測された。研究結果については英文雑誌(査読あり)に投稿準備中である。研究費採択後、RNF213遺伝子のp.R4810K変異がもやもや病の感受性遺伝子であることが報告された。現有サンプルである日本人もやもや病患者79人(孤発例62人、家族例17人)、類もやもや病5人および健常対照127人。末梢血単核球より分離したDNAを用いて、RNF213遺伝子のintron 32に存在し感受性変異の近傍にあるSNP(rs7224239)についてTaqMan SNP Genotyping Assayを用いて遺伝子型を決定した。統計解析はカイ二乗検定またはFisher正確確率検定を用いた。マイナーアレルであるAアレルを有する割合が、もやもや病患者(孤発例、家族例)および類もやもや病患者で有意に高かった(2.0 x 10 -16、4.3 x 10 -8、0.02)。また、rs7224239のAアレルがp.R4810K変異と関連していた。もやもや病患者28名から末梢血単核球をLSM(ICN社)を用いて分離し、ラット1型コラーゲンコート6ウェルディッシュプレート(BD Biosciences)を用いて10%胎児ウシ血清と抗生剤を添加したEBM-2メディウム(Cambrex)で培養したところ、6名でECFCの培養が確認され、表面抗原(CD31, CD105, CD34)についてフローサイトメーター(BECKMAN COULTER)を用いて検出した。マイクロアレイデータによるpathway解析(Co-regulation解析)ではRNF213の機能としてviral infectionやinflammatory responseが推定される結果が得られた。RNF213の機能解析について血管内皮前駆細胞を用いた検討を行えている。通常時の発現には有意差がみられなかったので発現を調整する因子について検討を行い、有意差を認めている。マイクロアレイ解析のデータと合わせて機能に関わる分子群について相互関係を検討中であり、ほぼ計画通りに実験を遂行できている。もやもや病患者由来のECFCに関しては計画では10名であったが6名から分離培養に成功した。統計解析は可能な数であり、RNF213の機能解析による病態解明に利用可能と考える。RNF213が疾患感受性遺伝子として報告されたため、ECFCを用いたマイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析から、RNF213に関心をおいたpathway解析(Co-regulation解析)に変更したところ病態への関与が示唆される炎症、ウイルス感染との関連を示唆するデータが得られ、これに関しては計画以上の進展と考えている。もやもや病の病態を解明する上で、遺伝的な候補遺伝子であるRNF213遺伝子の発現を調整する因子や、相互に関係する分子群を明らかにすることは、治療法の開発においても非常に重要である。患者血管内皮細胞内でのRMF213を中心とした分子ネットワークは遺伝子発現やタンパク質レベルで解析中である。RNF213は遺伝学的にはもやもや病感受性遺伝子と考えられるが、変異を有しても発症していない例もあり、RNF213の機能解析による病態解明が待たれている。現段階ではcell lineを用いた解析を計画しており各種刺激によるRNF213遺伝子発現の変化やシグナルの変化を解析する予定である。interactionする遺伝子が判明すれば患者対照研究やダイレクトシークエンスによる遺伝学的なアプローチも実施可能である。H24年度の予算はほぼ計画的に使用出来た。H25年度も引き続き培養関連試薬(EBM-2メディウムおよびラット1型コラーゲンコート6ウェルディッシュプレートなど)、遺伝子定量試薬(RNF213、その他)、PCR用試薬、シークエンス関連試薬についても実験計画からほぼ当初の予算どおりの使用になると推測している。H23年度の予算はほぼ計画的に使用出来た。H24年度も引き続き培養関連試薬(EBM-2メディウムおよびラット1型コラーゲンコート6ウェルディッシュプレートなど)、遺伝子定量試薬(RNF213、その他)、PCR用試薬、シークエンス関連試薬についても実験計画からほぼ当初の予算どおりの使用になると推測している。
酸素透過膜を利用した二酸化炭素回生システムの開発

炭化水素の部分酸化反応は空気中からの酸素分離のみならず、適切な熱量を供給することで二酸化炭素の分解反応を駆動しうる。本研究では、この1)二酸化炭素回生に対応できる新規酸素透過膜材料の開発、2)薄膜型構造による酸素透過速度の向上、3)二酸化炭素回生システムの効率解析を目的としている。昨年度の研究によりTi系ペロブスカイト型酸化物が還元雰囲気下で安定な酸素透過膜となることが明らかとなったため、今年度はTi系ペロブスカイト型酸化物にドナー添加を試み、その相安定性と電気伝導性を明らかとした。SrTiO_3をホスト材料としてLa,NdをSrサイトに、Nb,MoをTiサイトに添加した試料が錯体重合法により合成された。La添加では、1150°Cの低温焼成では50%Laまで、1500°Cの高温焼成では30%Laまでが単相となった。なお、ドナーは高温焼成では電子生成により、低温焼成ではSr空孔生成により補償されることが分かった。これら試料中で最も高い電子伝導度は、30%La添加SrTiO_3であり、10S/cm以上の値を還元雰囲気下で発現した。また、Ruddlesden-Popper型Sr_2TiO_4にもドナー添加を施した。高温in-situ XRDと熱重量分析からSrサイトへのLa置換では、僅かにではあるが侵入型酸化物イオン量の増大が中温領域で観察された。酸素透過薄膜作製に関しては、スピンコーティング法によりナノセリア(CeO_2)を多孔質基板上に緻密に成膜できることを確認した。今年度は、耐還元性に優れる酸素透過膜の開発として、SrTi_<1-x>Fe_xO_<3-δ> (x=010.5)をほぼ単相の緻密膜として作製し、その相安定性と酸素透過速度が明らかにした。相安定性に関しては、酸素分圧が約10^<-17>atm以下の領域ではFe^<2+>への還元挙動が認められたが、XRDの結果からは相分解を示唆する変化は認められず、本系材料は耐還元性に優れた酸素透過膜材料と位置づけられた。酸素透過における表面交換反応律速を緩和するためには、Co触媒の塗布が有効であり、本研究で得られた最高の酸素透過速度は、SrTi_<0.6>Fe_<0.4>O_<3-δ>の6.69×10^<-8>mol・cm^<-2>・s^<-1> (975°C)であった。また、薄膜型酸素透過膜の作製に関しては、Pr_<0.7>Sr_<0.3>Fe_<0.8>Al_<0.2>O_<3-δ>なる酸素透過膜をYSZ基板上にパルスレーザー蒸着法により成膜し、その混合導電性について複素インピーダンス解析を実施した。この膜は、900°CにおいてArea Specific Resistanceが0.37Ω、その活性化エネルギーは1.6eVとなり、既報の混合導電性ペロブスカイト型酸化物と同等の特性を示した。