hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニッケル過剰土壌における植物の鉄欠乏症発生と抑制法開発に関する分子生物学的研究

シロイヌナズナをニッケルに曝露した結果、鉄の吸収量増加と鉄吸収トランスポーターであるIRT1の発現誘導が確認され、またIRT1遺伝子の発現抑制によりニッケル過剰症が抑制された。以上のことから、ニッケル過剰土壌における鉄欠乏症状の発症は、IRT1などの鉄輸送タンパク質がニッケルも輸送基質とすることにより鉄.ニッケルの競合が発生していることに起因することが示唆された。また、三重県鳥羽市に分布する植物の調査結果からも、高ニッケル土壌におけるニッケル.鉄含量の間に高い相関が確認された。(1)タカネグンバイとシロイヌナズナの鉄-ニッケル吸収競合に関する基礎的知見の獲得植物におけるニッケルの吸収が鉄の輸送経路を介していることを証明するため、水耕条件で栽培したシロイヌナズナについて、ニッケルと鉄の吸収競合を検討した。約4週間前培養を行ったシロイヌナズナ(Col-0株)を、鉄濃度0、8.7μM、および亜鉛濃度0、5μMの水耕液に移植し、そこに25μMのニッケルを添加して1週間栽培を行った。その後、植物体を回収し、根のニッケル濃度を測定した。その結果、鉄欠乏条件で生育した植物体でニッケル集積量が54.3%増加し、亜鉛欠乏条件では31.9%増加した結果となった。これらのことから、シロイヌナズナの根において、ニッケルは鉄や亜鉛の取り込みに関わるトランスポーターから取り込まれることが明らかとなった。(2)シロイヌナズナ由来鉄/亜鉛トランスポーターIRT1およびIRT2のニッケル輸送能の検討シロイヌナズナにおける鉄獲得の主要経路である鉄/亜鉛トランスポーターIRT1およびIRT2について、これらのトランスポーターを発現する酵母を作製し、この酵母の培養液を500μMのニッケルを含む寒天培地上にスポッティングし生育を観察した。その結果、コントロール株およびAtIRT2発現酵母では生育阻害が確認されなかったのに対し、AtIRT1発現酵母のみ生育が阻害された。また、同じ酵母を500μMとなるようニッケルを添加した液体培地で2時間培養し、吸収したニッケル量を測定したところ、AtIRT1発現酵母においてコントロール株と比較してニッケル集積量の有意な増加が示された。これより、AtIRT1がシロイヌナズナの根においてニッケルの吸収を行うことが強く示唆される結果を得た。IRT1のプロモーター領域にT-DNAが挿入されたIRT1欠損型シロイヌナズナを入手し、野生型(Col-0)シロイヌナズナと共に約4週間栽培した。鉄濃度0μmol/L/ニッケル濃度25μmol/L鉄濃度50μmol/L/ニッケル濃度25μmol/L、の2通りの試験区に移植してさらに一週間栽培し、根の生鮮重量あたりの長期間のニッケル集積量を測定した。次に同様に栽培した4週齢の野生株とIRT1欠損型を前培養として鉄十分(50μmol/L)、鉄欠乏(0μmol/L処理区に移植して4日間栽培した。その後植物体を、^<63>NiCl_2を添加した吸収バッファー(1/2str.MGRL、5μmol/L ^<63>NiCl_2、0μmol/L Fe(III)-EDTA、5mmol/L、MES、pH5.5)に移植し、植物体を回収して根の^<63>Niの核崩壊の数を測定した。また、鉄無添加処理区(Fe:0μmol/L、Ni:25μmol/L)、鉄十分処理区(Fe:50μmol/L、Ni:25μmol/L)で栽培した野生型とIRT1欠損型について根に集積したニッケル量を比較した。その結果、鉄無添加条件下で栽培した野生型の長期間のニッケル集積量は他の処理区のニッケル集積量の3.14.5倍であった。さらに前培養/試験が鉄無添加/鉄無添加、鉄十分/鉄十分で栽培した野生型とIRT1欠損型について根の^<63>Niの核崩壊の数を測定した結果、ニッケル吸収量も鉄無添加条件下で栽培した野生型では他の処理区の3.45.3倍であった。これらの結果よりシロイヌナズナの根において、ニッケルはIRT1を介して吸収されていることが明らかになった。前年度までに鉄輸送体(IRT1)によるニッケル輸送が確認できたことから、平成23年度はニッケル曝露による植物の鉄欠乏認識について検証した。ニッケルに曝露したシロイヌナズナの根では鉄輸送体IRT1のみならず、根表面で鉄を還元する酵素FRO2や鉄の細胞内恒常性に重要な役割を持つ転写院試FITなどの遺伝子発現が上昇していることを確認した。これにより、ニッケルの曝露が植物に遺伝子レベルで鉄欠乏を認識させていることが確認された。また、実際の高ニッケル土壌におけるニッケルと鉄の相関について知見を得るため、2010年10月から翌年11月までの約1年間の期間において菅島の蛇紋岩土壌地帯に分布する76種類の植物を採取し、ICPを用いてニッケルを含む10種類の金属含有量について調査を行った。

植物の平均ニッケル含量は20.3mgkg^<-1>D.W.であり、日本の一般植物の約10.5倍であった。25mgkg^<-1>D.W.以上のニッケルを集積する植物(アサマツゲを除く)については、ニッケル含有率と鉄含有率の間に高い正の相関関係(r=0.90)が認められた。採取した植物の中には一般植物の平均鉄集積の100倍近い鉄集積を行う主も存在した。この結果は先のシロイヌナズナIRT1の実験結果と同様、鉄輸送体を経由したニッケル流入を示唆するものと考えられ、また一部の植物については、体内に過剰量の鉄を蓄積するメカニズムを発達させることによりニッケルによる鉄欠乏症の発生を回避していることが示唆された。
心不全発症における機械負荷様式の多様性～機械受容分子応答機構と新規治療開発

近年、肥大の分子メカニズムが解明されつつあるが、臨床的に経験される肥大は、心負荷の機械的・時間的特性に依存した多様な応答であり、一元的な現象ではない。本研究では、心不全発症における筋形質膜のCa^<2+>輸送体の制御機構を解明するトランスレーショナルリサーチを展開して、実際の臨床で見られる機械負荷様式が多様な心不全に適用できるCa^<2+>ハンドリング是正治療を新規治療として開発することを目的とする。顕著な具体例として圧負荷と容量負荷があり、前者として大動脈弁狭窄症の求心性肥大が、後者として大動脈弁閉鎖不全症の左室内腔拡大が挙げられる。両者とも心筋量は増大し、心肥大による合目的な生理的代償機構と認識されているが、全く異なる左室形態形成メカニズムは明らかになっていない。圧負荷と容量負荷の相違点として機械的要素の他に、心室に高い壁張力を生じさせる時間的要素が挙げられる。圧負荷の増加は心筋細胞内カルシウム濃度の高い収縮期に高い壁張力を生じ、容量負荷は心筋細胞からカルシウムが排出されている拡張期に機械的刺激を増大させる。このような異なる負荷に対する心筋細胞応答の分子メカニズムは全く不明である。我々は、「肥大発症様式が異なれば、心臓そのものにかかる機械的負荷が異なるために、同じ肥大でも分子応答機構は全く異なる。このような異なる機械負荷状況下においては、当然そこで働く細胞内シグナル伝達経路が変わってくるため、そこで働くCa2+輸送体の活性制御メカニズムにも違いが生じている。このことが、その後の心不全進行速度・悪化度合いを決定する因子となるのではないか。」と考えている。本年度は、圧負荷や容量負荷のような、機械的負荷の様式の異なるモデル動物において、これらの肥大メディエーターであるカルシニューリンの作用におおきな影響力を持つCa2+輸送体の分子修飾状況を詳細に検討した。このことにより、トランスジェニックマウスの研究からでは一見同化であるとみなされている肥大という現象を、分子レベルで違うものと区別することを試みた。今後、このような違いを生み出す分子経路を明らかにすることにより、実際の臨床に即した新規治療ターゲット分子・治療研究対象をクローズアップすることが可能となるだろう。我々は、昨年度までに、心臓にかかる機械的負荷は、肥大発症様式に応じて異なるという実験的証拠を得ている。本年度は、このような機械負荷の違いが、どのような肥大応答機構の多様性をうみだし、心筋細胞のCa2+ハンドリング機構に影響するかを検討するために、血行動態負荷の異なる様々な肥大モデル(大動脈結紮、アドレナジック受容体アゴニストの投与、肺高血圧症モデル等)を用いて、肥大応答分子群、Ca2+ハンドリングに関わる分子群の蛋白質発現解析や、興奮収縮連関における細胞内Ca2+ハンドリング機構の解析を行った。さらに、これまで心臓での発現の知られていないCa2+輸送分子を新たに心筋細胞から同定し、この分子が心不全病態において高発現するようになることも明らかとなった。次年度は、これまで得られた知見をもとに、このような肥大誘導形式の違いが、どのような分子制御機構に起因するのかを明らかにする予定である。圧負荷の増加は心筋細胞内Ca2+濃度の高い収縮期に高い壁張力を生じ、容量負荷は心筋細胞からCa2+が排出されている拡張期に機械的刺激を増大させる。心不全発症における筋形質膜のメカノセンサー分子の制御機構を解明するトランスレーショナルリサーチを展開して、実際の臨床で見られる多様な機械負荷様式に起因する心不全治療へと適用できるターゲット分子を確立し、その分子操作を通じて心筋細胞内Ca2+ハンドリング是正治療を開発することを目的としている。本研究では、多様な機械負荷様式に起因するマウス肥大モデルを作製した。これらの心筋細胞内でのメカノセンサー分子や興奮収縮連関に関わるCa2+輸送体の分子局在や修飾度合いを解析した。また、細胞のCa2+応答の解析も行った。

さらに、臓器レベルで心機能解析を行い、特定のメカニカルストレスに起因する分子応答の変化がもたらすCa2+ハンドリングの変化が明らかとなった。また、特定分子の機能変化が心機能へ大きく影響することが示唆されたため、対象分子の遺伝子改変動物を作製し、機能解析を行った。この結果より、特定の機能変化をもたらすメカノセンサーの存在が明らかとなった。
音楽教育における教育研究シソーラス作成の基礎研究

音楽教育文献の登録・検索のためのシソーラスに関する問題点を検討し、その解決法を検討した。教育文献の管理に必要なデーターベースの諸問題を、音楽教育における立場から検討した。それに基づく学校教育に主眼をおいたシソーラスの試作を検討した。1)文献資料の検討音楽教育の文献を管理し、その特性を考慮した必要項目を検討し、教育研究文献に特有な記録項目を明らかにした。2)シソーラス案の作成音楽教育における研究者・教育実践者などの側面を考慮した、検索システムのための必要項目を検討した。教育用音楽用語を基に、歴史的、体系的、実践的分野をふまえた、シソーラス案をまとめた。平成9年度における本研究は以下のように実施した。(1)文献情報の流通に必要な項目の検討を行った。音楽教育(学会誌等)の文献を管理し、その資料内容を分析して広く研究者、教育実践者に流通させるときに必要な項目として、研究対象、研究結果の適用分野,研究指定,教科領域など教育研究・実践文献に特有な記録項目の検討を行い,記録項目を決定した。(2)教育文献資料検索用データベースの構成およびキーワードの検討を行った。教育文献資料の管理に必要な項目をもつデータベースを岐阜大学附属カリキュラム開発研究センターの教育文献検索システム(EDMARS)に構成し、共同利用可能な音楽教育文献の記録・登録方法を研究し,音楽教育関係学会誌を中心にして,関係文献を登録した。登録された文献の内容を検討し,カテゴリ化した音楽教育関係キーワードにしたがって,キーワードを登録し,その分類ごとの検討を行った。(3)索引語に対するシソ-ラス処理の基礎研究を行った。音楽教育に関する文献資料を整理・登録し,教育研究データベースからカテゴリ化したキーワードの試案をもとに,シソ-ラスの第一次を作成し,文献検索システムに必要な各研究分野別のシソ-ラス辞書の構成を検討した。(4)論文資料の収集を行った。音楽教育に関する学会誌,大学(教育学部)紀要,教育実践資料等の中の教師教育等各分野の文献資料を収集・整理し、検索項目内容にしたがって,文献登録を行い,キーワードの整理を行った。音楽教育文献の登録検策のためのシソーラスに関する問題点を検討し、その解決法を検討した。平成9年度において、教育文献の管理に必要なデータベースの諸問題を音楽教育における立場から検討した。それに基づく学校教育に主眼をおいた。シソーラスの試作を検討した。1)文献資料の検討音楽教育の文献を管理し、その特性を考慮した必要項目を検討し、教育・研究文献に特有な記録項目を明らかにした。2)シソーラス案の作成音楽教育における研究者・教育実践者などの側面を考慮した。検策システムのための必要項目を検討した。教育用音楽用語を基に歴史的、体系的、実践的分野をふまえたシソーラス案をまとめた。
ハプト藻の脂肪酸Δ3不飽和化酵素の特性と同遺伝子のクローニング

本研究ではハプト藻B株Δ3不飽和化酵素遺伝子のクローニングを中心課題として行った。[方法](1)ゲノミックサザン法:ハプト藻B株の核DNAを各種制限酵素で消化し、シロイヌナズナのΔ15不飽和化酵素遺伝子に由来する、ECLによる蛍光ラベルをしたDNA断片(クローン296、302)をプローブとしてサザン法を行った。(2)ゲノムDNAを鋳型とするPCR法:B株の全DNAを鋳型とし、シロイヌナズナのΔ15不飽和化酵素遺伝子に由来する数種類のDNA断片を適宜組み合わせたものをプライマーとしてPCRを行った。PCR産物を電気泳動し、クローン296、302をプローブに用いてサザン法を行った。ポジティブクローンは大腸菌で増幅し、オートシケンサーを用いて塩基配列を決定した。(3)cDNAを鋳型とするPCR法:B株よりmRNAを調製した後、cDNAを合成した。cDNAを鋳型、(2)で用いたDNA断片をプライマーとしてPCRを行った。PCR産物に対しクローン296、302をプローブとしてサザン法を行った。[結果](1)ゲノミックサザン法:各種制限酵素産物のいずれもがクローン296、302とも相補性を示さなかった。(2)ゲノムDNAを鋳型とするPCR法:PCR産物とクローン296、302とのサザン法により、2つのポジティブクローン(クローン26、27)を得た。これらをBluescriptを用いた系によりサブクローニングし、得られた6クローンをオートシーケンサーにかけた。最終的に既知の不飽和化酵素遺伝子群とのホモロジー検索に供することができたのは1クローン(クローン26C)であり、そのΔ15不飽和化酵素遺伝子とのホモロジーは30%以下であった。(3)cDNAを鋳型とするPCR法:B株のライフサイクルを通じて18:5ω3のレベルの最も高い時期の細胞から調製したpoly(A)^+RNAからcDNAを合成した。このcDNAを鋳型としてPCRを行った。クローン296とクローン302をプローブとしてPCR産物のサザン法を行ったところ、9個のポジティブクローンが得られた。今これらのクローンのシーケンスを行っている。
宿主免疫機構の発達に必要な腸管微生物叢曝露の時機・内容と炎症性腸疾患病態への関与

炎症性腸疾患(IBD)は慢性的な消化管炎症を主体とする原因不明の全身性疾患である。近年、妊娠中の母体や小児期の抗菌薬使用とIBD発症リスクの関連が報告されている。これまでの研究成果より、我々は、健常な免疫発達のために適切なmicrobiotaに曝露すべき適切な時機が幼少期にあると考えている。本研究では、その時機および曝露すべきmicrobiotaの特徴を検討する。そして、適切な時期にmicrobiotaへ介入することによる腸炎発症に対する予防効果を評価することで新たなIBD予防戦略の開発につなげることを目指す。
組織における言説の社会学的研究-救急医療システムにおける実践的知識マネジメント

救急医療は119番に通報する市民にはじまり、災害救急情報センターで119番通報を受ける受付指令員、救急隊から連絡を受け、医療機関と連絡をとりあう救急管制員、医療機関における医師、看護婦、その他のスタッフなど、多様な専門領域の人々が,それぞれの場所で分業を担うことによって特定の患者を搬送し、治療を受けさせるという一連の活動を可能にしている。この時間および空間をこえたところでの協働作業が可能となるためには、適切な情報環境の構築が重要である。そこで本研究では、救急医療情報システムにおいて、実際にどのように業務が遂行されるのか、すなわちそれぞれの分業の場面において情報がどのように扱われることで互いの協働作業がどのようになされるのかについて、ある大学の救急救命センターを拠点としてエスノメソドロジーの立場に立ったフィールドワークを通じて明らかにすることを試みた。特に、消防庁から患者受け入れ要請を救急救命センターにするためのホットラインに焦点をあて、その通話内容を分析した。実際の患者を目の前にしていない消防庁の管制員が、救急隊の連絡を受けて、それを正確に、医師にとって意味のある形で、しかも迅速に伝達することは容易ではないことが明らかになった。さらに、119番通報が年々高騰するなかで、救急救命センターに患者を搬送する際の判断基準を踏まえた活動の必要性を医師は感じていることがわかった。また、「上申」と呼ばれる、毎朝上級医師に対して行われるカンファレンスについても観察および録画を行い、複数のチームによる、チーム医療のもとでいかに情報の共有が行われ、クオリティ・コントロールがなされるのか、また具体的なケースを扱う中でインターを含めた若い医師に対していかに教育がなされるのかについても明らかにした。大学病院の高度救命救急センターにおいてフィールド調査を行っている。特に、救急医療の医師が東京消防庁の指令室からホットラインを受け、医師はその情報をどのように看護婦や別の科の医師などにその情報を伝達する過程に焦点をあてながら、救急医療活動における情報伝達および情報に基づく意思決定をあきらかにしようとしている。すなわち、救急の医師らは、限られた時間と情報の中で、これから到着する患者を受け入れるのに適切な態勢を組織としてどのように形成し、また患者の到着後、状態の変化にいかに対応しながら処置を遂行するのか、その実践における知識マネジメントを、通話データや録画データの分析に基づき、知識社会学やエスノメソドロジーの観点から明らかにすることを目的としている。ホットラインにおける指令員と医師との会話データや、医師と看護婦との会話データを収集したところで、その体系的分析を開始している。この分析では、医師が指令員からのどのような情報に基づいて、患者の受け入れや、指令員に対する必要な情報収集の要求、受け入れの際の準備態勢に関わる意思決定を行うのかについて、医師への聞き取りなども行いながら明らかにすることを試みている。今後は、看護婦への聞き取りも行うことによって、看護婦が医師が提供する情報に基づいてどのような意思決定を行うのかについても明らかにしようとしている。さらに、初療室での実際の患者の受け入れに関わる意思決定などについても、すでに収集した録画データなどに基づきながら、引き続き分析を行っていく予定である。
HIVの生物を抑制するヒト型モノクローナル抗体の作製とその大量生産

1.エイズの病原ウイルスであるHIV(human immunodeficiency virus)のEnv蛋白、Pol蛋白Gag蛋白、Nef蛋白、などに対するヒト型(ヒトのimmunoglobulin)モノクローナル抗体の作製を試みた。将来、HIV感染の予防、HIV感染者のよ治療、さらにワクチンの関発などの研究試薬として、ヒト型のモノクローナル抗体を大量に作製するためである。2.われわれが定期的に診察しているHIV感染者5名の末梢血からリンパ球を分離しEpstain-Barr virus(EBV)を感染させ、培養を開始した。3.EBVの感染で不死化して増殖してきたBリンパ球を、限界希釈法によってクローニングし、クローン化したBリンパ球の培養上清について、HIVに対する抗体活性を検査した。まず、抗体の第1次スクリーニングとしてHIVのlysate((Scripps Instituteより購入)を抗原としたELISA法を実施した。続いて、第2次スクリーニングとして、リコンビナントのHIVのEnv蛋白、Pol蛋白、Gag蛋白、Nef蛋白などを抗原としたELISA法で、抗体活性を検討した。なお、クローニングのfeeder cellsとして、ドナー本人のEBV不死化Bリンパ球でHIVに対して抗体を産生していない細胞を放射線処理して使用した。4.その結果、陽性のクローンが20種類以上得られた。しかし、これらのクローンの培養上清は上記の4種類の抗原のすべてと反応した。このことはこれらのクローンがまだ複数の抗体産生細胞クローンの集合体であることを示している。現在、再クローニングを行っている。また同時に、ヒト型モノクローナル抗体を産生する細胞をSHM-D3(mouse-humanhetero-myeloma cells)と細胞融合させ、ハイを作製する作業も行っている。5.また、第3次スクリーニングとして、培養上清の抗体活性を、HIVのreverse transcriptaseの産生を抑制するか、HIVによる巨細胞形成を抑制するか、HIVによる細胞死を抑制するか、などを指標として調べている。
自殺未遂者を支援する臨床心理士を対象としたトレーニングプログラムの開発

本研究では、自殺未遂者支援を行う機会のある臨床心理士を対象に、自殺未遂者の再度の自殺を防ぐための支援に資する知識やスキル等を明らかにし、臨床心理士の専門性や独自性に特化した自殺未遂者支援のためのトレーニングプログラムを開発し、その効果を検討することを目的とする。具体的な方法として、以下の3つの段階を経て研究目的を遂行する。1自殺未遂者支援を行う上での障壁、必要とされる知識とスキルを検討する。2自殺未遂者支援のためのトレーニングプログラムの内容及び構成を検討し、開発する。3トレーニングプログラムを試行的に実施し、その効果と改善点を明らかにする。平成30(2018)年度においては、平成29(2017)年度の成果をもとに、臨床心理士による自殺未遂者の再度の自殺を防ぐための効果的な支援の提供に資するトレーニングプログラム案を作成するため、以下の方法を実施した。1トレーニングプログラム作成に向けた予備的調査:1)平成29(2017)年度に実施したヒアリングの結果より抽出された項目を参考に、本研究の研究協力者らと協議を行い、トレーニングプログラムに盛り込むべき内容を整理した。2)トレーニングプログラムの効果指標となる項目及び尺度を、既存の尺度(自殺の危機加入尺度(SIRI)短縮版等)を参照にしつつ検討した。2トレーニングプログラムの作成:本研究の連携研究者および研究協力者らと、具体的なプログラム内容および構成、実施マニュアル、評価指標について協議し、トレーニングプログラム案を作成した。平成30(2018)年9月に、心理職の国家資格(公認心理師)の第1回試験が実施された。研究代表者ならびに研究協力者全員がこの試験を受けたため、トレーニングプログラムの内容や効果指標等について議論する時間や機会を十分に設けることが難しかった。しかし、平成30(2018)年度中に、計2回の研究会議を開催し、自殺未遂者支援を行う臨床心理士に対するトレーニングプログラムの具体的な構成や内容について検討し、トレーニングプログラム案を作成することができた。以上より、予定よりはやや遅れているが本研究は概ね順調に進展していると判断する。2019年度では、平成30(2018)年度の成果を国内外の学術集会等で発表するとともに論文化をすすめる。また、トレーニングプログラム案を、保健医療領域で活動する臨床心理士を対象に試行的に実施し、その効果と改善点を明らかにする。具体的には、以下の方法により実施する。1トレーニングプログラムの実施可能性の検討:1)自殺未遂者支援に造詣のある対人援助職および学識経験者5名より、トレーニングプログラム案についてのヒアリングを行い、その実施可能性を検討する。2)ヒアリングの結果を踏まえ、トレーニングプログラムおよび実施マニュアルを改定する。2トレーニングプログラムの試行:1)保健医療領域で自殺未遂者に対応する機会のある臨床心理士10名を対象に、トレーニングプログラムを試行的に実施する。プログラム終了後に、効果測定のための質問票への記入を依頼する。2)トレーニングプログラム終了後に、プログラム参加者へのグループインタビューを実施し、使用した資材、内容等について意見を聴取する。3)トレーニングプログラム受講前より受講後の方が、効果指標となる尺度の得点に有意な改善が認められるか検討するため対応のあるt検定等を用いてデータ分析する。また、テキスト記載の質問項目については内容分析を用いて質的に分析する。4)グループインタビューから得られた問題点や改善すべき点を踏まえて、本研究の研究代表者、連携研究者および研究協力者らとプログラム内容、資材、実施マニュアルを必要に応じて改定する。平成29年度においては、臨床心理士が自殺未遂者支援を実施するために必要とされる知識およびスキル、支援を行う上での障壁および困難点を明らかにするため、以下を実施した。・臨床心理士による自殺未遂者支援に関する国内外の文献のレビュー:電子データベース(PubMed、Ovid、医中誌等)を用いて、自殺未遂者支援と臨床心理士をキーワードに国内外の関連文献を整理しレビューを行った。・自殺未遂者支援に携わる対人援助職からのヒアリングの実施:臨床心理士と協働して自殺未遂者支援を行った経験のある対人援助職(医師、看護師、ソーシャルワーカー等)11名を対象に半構造化面接を実施した。対象者一人ひとりから、自殺未遂者支援の中で臨床心理士に求める知識やスキル、臨床心理士が支援を提供する際の困難点や障壁について聴取した。ヒアリングから得られた内容をもとに、臨床心理士に必要とされる知識とスキル、そして支援を行う上での障壁に関する項目について、KJ法等を用いて抽出し収束した。平成29年度中に予定していた、臨床心理士による自殺未遂者支援に関する国内外の文献のレビュー、ならびに自殺未遂者支援に携わる対人援助職からのヒアリングを実施した。加えて、ヒアリングから得られた内容をもとに、KJ法により臨床心理士に必要とされる知識とスキル、そして支援を行う上での障壁に関する項目のカテゴリ分類を実施した。

以上より、本研究は概ね順調に進展していると判断する。本研究では、自殺未遂者支援を行う機会のある臨床心理士を対象に、自殺未遂者の再度の自殺を防ぐための支援に資する知識やスキル等を明らかにし、臨床心理士の専門性や独自性に特化した自殺未遂者支援のためのトレーニングプログラムを開発し、その効果を検討することを目的とする。具体的な方法として、以下の3つの段階を経て研究目的を遂行する。1自殺未遂者支援を行う上での障壁、必要とされる知識とスキルを検討する。2自殺未遂者支援のためのトレーニングプログラムの内容及び構成を検討し、開発する。3トレーニングプログラムを試行的に実施し、その効果と改善点を明らかにする。平成30(2018)年度においては、平成29(2017)年度の成果をもとに、臨床心理士による自殺未遂者の再度の自殺を防ぐための効果的な支援の提供に資するトレーニングプログラム案を作成するため、以下の方法を実施した。1トレーニングプログラム作成に向けた予備的調査:1)平成29(2017)年度に実施したヒアリングの結果より抽出された項目を参考に、本研究の研究協力者らと協議を行い、トレーニングプログラムに盛り込むべき内容を整理した。2)トレーニングプログラムの効果指標となる項目及び尺度を、既存の尺度(自殺の危機加入尺度(SIRI)短縮版等)を参照にしつつ検討した。2トレーニングプログラムの作成:本研究の連携研究者および研究協力者らと、具体的なプログラム内容および構成、実施マニュアル、評価指標について協議し、トレーニングプログラム案を作成した。平成30(2018)年9月に、心理職の国家資格(公認心理師)の第1回試験が実施された。研究代表者ならびに研究協力者全員がこの試験を受けたため、トレーニングプログラムの内容や効果指標等について議論する時間や機会を十分に設けることが難しかった。しかし、平成30(2018)年度中に、計2回の研究会議を開催し、自殺未遂者支援を行う臨床心理士に対するトレーニングプログラムの具体的な構成や内容について検討し、トレーニングプログラム案を作成することができた。以上より、予定よりはやや遅れているが本研究は概ね順調に進展していると判断する。平成30年度では、平成29年度の成果の論文化、ならびに臨床心理士による自殺未遂者の再度の自殺を防ぐための効果的な支援の提供に資するトレーニングプログラムを開発する。具体的には、以下を実施する予定である。1トレーニングプログラム作成に向けた予備的調査:ヒアリングの結果より抽出された項目をもとに、本研究の研究協力者らとデルファイ法を用いて、トレーニングプログラムに盛り込むべき内容を整理する。また、トレーニングプログラムの効果指標となる項目及び尺度を、既存の尺度(自殺の危機加入尺度(SIRI)短縮版等)を参照にしつつ検討する。2トレーニングプログラムの作成:本研究の研究協力者らと、具体的なプログラム内容および構成を検討し、トレーニングプログラムを作成する。
膜タンパク質活性のQCM上でのin situ解析系の構築

膜タンパク質はその取り扱いの難しさから、定量的な解析はあまり行われていない。そこで、本研究では膜タンパク質をより定量的に解析するために、水晶発振子マイクロバランス法を用いた解析系の構築を目指した。タンパク質の分泌や膜タンパク質の脂質膜内への埋め込みにおいて重要な働きをもっているSecYEという膜貫通型タンパク質をターゲットとした。より安定で取り扱いが容易な高度好熱菌由来のTSecYEとTSecYEと相互作用しタンパク質の膜透過行うタンパク質であるTSecAの発現・調製を行った。そして、TSecAを部位特異的にbiotin化してAvidinを吸着させた水晶発振子の基板上に固定化し、界面活性剤中において高度好熱菌のTSecYEおよびアミノ酸をタンデムにつないで発現させたdimer状態のTSecYYEとの相互作用解析を行った。その結果、TSecYEはdimer状態をとることでTSecAと強く相互作用するようになり、TSecAとTSecYEとの結合は1:2の割合で起こることが示唆された。より天然に近い状態で解析を行うため、膜タンパク質が脂質膜に埋め込まれた状態において基板上に固定化できるように2つの方法を検討した。1つは、界面活性剤中で精製された膜タンパク質を部位特異的に修飾し、その修飾部位を利用して基板に固定化し、その後界面活性剤を脂質膜に置換する方法である。2つめは、基板に脂質分子を固定化し、固定化した脂質分子をアンカーとして脂質膜と膜タンパク質を基板上で再構成する方法である。前者の方法では膜タンパク質の配向性と固定化密度を制御した生体膜の再構成ができ、後者では膜タンパク質の流動性を確保した生体膜の固定化が行え、それぞれ一長一短をもつ2つの固定化方法が確立できたと考えられ、今後いろいろな膜タンパク質の機能解析に適用されることが期待される。膜タンパク質はその疎水性の高さから取り扱いも難しく、また脂質膜との相互作用が活性に影響を与えることもあり、定量的な解析などはあまり行われていない現状がある。そこで、本研究では、膜タンパク質をより定量的に解析するために水晶発振子マイクロバランス法を用いた解析系の構築を目指している。膜タンパク質は、膜貫通型タンパク質と膜表在型タンパク質の2種類に大別される。そこで、まずは膜表在型タンパク質の解析系の構築を行った。水晶発振子の金基板上にアルカンチオールのSAM(Self-Assembled Monolayer)を作製し、その上にEgg PCからなるSUV(Small Unilamella Vesicle)を添加することで平面脂質膜を調製した。GPIアンカー型の膜タンパク質のモデルタンパク質として、大腸菌の脂質修飾機構を利用し、部位特異的に脂質修飾された抗体結合タンパク質(Protein AのB-domain)を調製し、脂質膜との相互作用によって基板上に固定化した。この固定化挙動を水晶発振子でモニターしたところ、脂質修飾されていない抗体結合タンパク質では全く吸着しなかったため、修飾した脂質部位が脂質膜に挿入することによって配向的に固定化されていると考えられる。そして、この脂質修飾抗体結合タンパク質と抗体との相互作用解析を行い、動力学を評価した。またそのときの挙動について定量的に評価することで膜上のタンパク質同士の相互作用(2:1の結合挙動)が観察することができたと考えられる。上記の方法で、脂質アンカーによる膜表在型タンパク質だけでなく、静電的に膜に表在するタンパク質の解析も可能であると考えられる。現在は膜貫通型タンパク質の調製を行い、固定化の検討を行っている。膜タンパク質は、脂質膜中に存在することにより安定化され、本来の機能を発揮する。そのため、可溶化し、単離することは困難である。しかし、膜タンパク質は細胞膜を介したシグナル伝達や物質の輸送など生物にとって重要な機能を担っており、創薬のターゲットとしても注目されている。本研究では、膜タンパク質を脂質膜と共に機能解析することを目的に、水晶発振子を用いて膜タンパク質の分子認識(リガンドとの結合)とその詳細な動力学解析を測定できる系について研究した。その結果、以下のような成果を得た。1)水晶発振子の金基板上にアルカンチオールを用いて疎水的な自己組織化膜を調製し、そこにリン脂質を添加することによって平面二分子膜を調製した。そこに脂質で修飾されたタンパク質を添加することによって修飾された脂質部分を膜に挿入する形で固定化し、脂質膜上における膜表在型タンパク質の解析系を構築した。2)膜貫通型タンパク質として、カリウムイオンチャネル(KcsA)を選び、プラスミドの調製、タンパク質の発現を行った。発現した膜タンパク質を界面活性剤に可溶化し、単離精製を行った。KcsA膜タンパク質はアビジンービオチン化法を用いて脂質膜基板への固定化に成功した。膜中のKcsAへのイオンチャネルブロッカーAgTx2ペプチドの結合を水晶発振子の振動数変化から追跡し、KcsAは脂質膜中に固定化しても活性を保っていることがわかった。

そして、TSecAを部位特異的にbiotin化してAvidinを吸着させた水晶発振子の基板上に固定化し、界面活性剤中において高度好熱菌のTSecYEおよびアミノ酸をタンデムにつないで発現させたdimer状態のTSecYYEとの相互作用解析を行った。その結果、TSecYEはdimer状態をとることでTSecAと強く相互作用するようになり、TSecAとTSecYEとの結合は1:2の割合で起こることが示唆された。より天然に近い状態で解析を行うため、膜タンパク質が脂質膜に埋め込まれた状態において基板上に固定化できるように2つの方法を検討した。1つは、界面活性剤中で精製された膜タンパク質を部位特異的に修飾し、その修飾部位を利用して基板に固定化し、その後界面活性剤を脂質膜に置換する方法である。2つめは、基板に脂質分子を固定化し、固定化した脂質分子をアンカーとして脂質膜と膜タンパク質を基板上で再構成する方法である。前者の方法では膜タンパク質の配向性と固定化密度を制御した生体膜の再構成ができ、後者では膜タンパク質の流動性を確保した生体膜の固定化が行え、それぞれ一長一短をもつ2つの固定化方法が確立できたと考えられ、今後いろいろな膜タンパク質の機能解析に適用されることが期待される。
日本産第四紀食虫類化石の系統・分類学的研究

本報告書では,日本産第四紀食虫類化石の系統・分類学的研究の結果明らかになった日本列島の第四紀食虫類動物相の変遷史の概要をまとめた。すなわち,日本列島の第四紀の洞窟・裂罅堆積物から産出する食虫類化石は,ハリネズミ属の一種,シントウトガリネズミ,チビトガリネズミ,カワネズミ,ニホンモグラジネズミ,シカマトガリネズミ,ジネズミ,ジネズミ属の一種,ヒメヒミズ,ヒミズ,ミズラモグラ,モグラ属の12種類に分類されるが(モグラ属は,さらに2種以上に分類できる可能性がある),これらの種類の時代ごとの産出状況をもとに,次のような動物相の変遷史を復元した。中期更新世中期の動物相は,絶滅種のニホンモグラジネズミと現生種のヒミズが豊富という特徴が見られる。さらに,この時期の動物相にはシカマトガリネズミや現在の日本には見られないハリネズミ属などが含まれている。中期更新世後期の動物相は,本質的には中期更新世中期の動物相と同様の特徴をもつが,その中に含まれる若干の種類がもはや見られなくなっている。後期更新世の動物相ではニホンモグラジネズミが著しく減少し,シカマトガリネズミがその後半で見られなくなる。また,後期更新世後期には,現在の高山に点々と分布するシントウトガリネズミやヒメヒミズが顕著に増加し,それらは現在よりはるかに広い分布域をもっていたことが推定される。完新世の動物相になると,ヒミズとモグラ属が優勢となり,絶滅種はもはや見られなくなる。また,上記の高山に分布する種も平地ではほとんど見られなくなる。今年度は,西日本の第四紀哺乳動物化石産地から得た堆積物を水洗処理し,食虫類化石を新たに数百点抽出した。これらの化石を分類学的研究に使えるように整理し,大まかな分類を行なった。これらの標本に,これまでに整理の終っている化石標本を合わせると2000点以上の標本が研究可能な状態になった。これらの標本の予察的な研究の結果,その中には少なくとも11種類の食虫類(Sorex shinto,Crocidura dsinezumi,C.sp.,Chimarrogale platycephala,Anourosorex japonicus,Shikamainosorex densicingulata,Dymecodon pilirostris,Urotrichus talpoides,Euroscaptor mizura,Mogera sp.A.,M.sp.B)が含まれていることが明らかになった。これらの化石の系統分類学的な記載を行なうためには,現生食虫類の骨格や歯牙についての形態学的な研究が必要であるが,今年度はそれに用いる現生標本の採集を行ない,新たに数十点の標本を得ることができた。これらの標本は骨格標本にして今後の研究に役立つように保存している。今年度は本研究の初年度ということもあって,まだ十分な成果は上っていないが,上記の種類のうち,絶滅種(Crocidura sp.,Anourosorexjaponicus,Shikamainosotrex densicingulata)のおおよその絶滅時期が明らかになってきたこと,Sorex shintoやDymecodon pilirostrisなど現在本州の高山に生息する種類の増減が気候変動と対応している可能性があることや上記の種類の中に分類学上問題のある種類が多いことが明らかになったことなどの成果が上ったと言える。来年度はこのような点をさらに追求するとともに,大陸の近縁種との関係も吟味してみたいと考えている。本年度も昨年度に引き続き,本州中部以西の地域の第四紀哺乳動物化石産地の調査を行なった.その際に採集した堆積物や昨年度以前に採集した堆積物を昨年度に引き続いて水洗処理し,今年度新たに約1000点の食虫類化石を得ることができた.これらの化石は,すぐに系統・分類学的研究に使えるよう分類・整理して保管している.

日本では,食虫類化石を含め小型哺乳動物化石の採集法や整理・保管法についてまとめた文献がこれまでほとんどなかったので,今年度は筆者がこれまでの経験をもとに開発した方法を論文にまとめておいた(哺乳類科学掲載予定).また,食虫類化石の系統・分類学的研究を行なう際に必要な歯牙の詳細な記載用語と計測法のうち,前者については日本産食虫類に適した用語を考えて論文にまとめた(愛知教育大研報Vol.40掲載).計測法についても,化石および現生標本を詳しく観察して合理的な方法を考え,論文化をめざしている.食虫類化石の研究を行なう上で必要な現生食虫類の採集も昨年度に引き続いて行ない,新たな標本を得ることができた.このほか,今年度は食虫類化石の研究成果も含めて日本列島の第四紀哺乳動物相の変遷史をいくつかの論文にまとめておいた(第四紀研究Vol.30,31;科学Vol.62掲載).以上のような研究成果にもとづいて,来年度はこれまでの日本産第四紀食虫類化石の系統・分類学的研究を総括し,モノグラフの完成をめざしたいと考えている.本年度も昨年度に引き続き,国内各地の第四紀哺乳動物化石産地の調査を実施し,採集した堆積物を水洗処理して,その中から化石標本を抽出した。また,化石標本との比較に必要な現生食虫類を国内各地で採集し,それらの骨格標本を多数作成した。これらの標本や昨年度までに採集した標本にもとづいて,日本産第四紀食虫類化石の系統・分類学的な記載を行なった。化石の記載にあたっては,食虫類の歯の記載用語や計測法が不可欠になるので,昨年度はそのうちの記載用語を論文にまとめた(昨年度実績報告書参照)。本年度は残る計測法についての論文を完成させた(愛知教育大学研究報告,vol.42掲載)。これまでに採集し,整理・保管している食虫類化石は厖大な数にのぼるので,それらについてのモノグラフはまだ完成していないが,これまでに得られた研究成果は平成4年8月9月に京都市で開催された万国地質学会議で“Quaternary insectivore faunas in the Japanese Islands"と題して発表した。そのほか,今年度新たに得られた成果としては,来日中の中国人研究者が持参した多数の中国産第四紀食虫類化石を詳しく観察し,日本産のものと比較した結果,中国の前期更新世の食虫類化石の中に日本のものと類縁関係の深いものや,日本の固有属・固有種の起源を考える上で重要なものが含まれていることが明らかになった。今後完成をめざす日本産第四紀食虫類化石のモノグラフの中に,そのような新しい成果にもとづく日本と中国の食虫類動物相の関連についての論議も含めたいと考えている。
凝縮相での電離性放射線によるイオン化に対する分子構造依存性の研究

凝縮相、特に溶液は分子の分布が巨視的には均一であるが微視的には構造を持ち、その濃度や密度は時間・空間的に揺らいでいる。この揺らぎが化学反応などの動的過程に及ぼす影響を検証し、その本質を明らかにする事が本研究の目的である。しかし通常の化学反応では一般に多成分系を対象とする上に、各成分の分子の個性が反応ごとに強く反映しすぎるため、一般的現象としての溶液構造の反応への影響を浮き彫りにすることが容易でない。そこで本研究では主として2成分溶液に対象を絞り、その濃度及び密度揺らぎの確率の表式を求めるとともにこれらの揺らぎが反応に及ぼす影響を明らかにする事を目的として理論的考察を行った。これまでの理論では部分系の粒子数変化に近似を入れた取り扱いをしていたために濃度揺らぎが反応に及ぼす影響の評価が正確でなかったが、我々は一般的な関係式の導出に成功し、濃度揺らぎと反応の揺らぎの間の関係式を導いた。さらに光散乱法を用いることにより系に摂動を与えることなく反応の速度を求めることができることを明らかにした。この応用の具体的な系としては、水・アルコールの2成分系に放射線を照射した系があげられる。この系では放射線照射で誘起される荷電種の関与する化学反応は2成分溶液の濃度、密度揺らぎの影響を敏感に受けると見られるので本研究の目的に適合した系といえる。本研究の成果は化学反応に対する系の揺らぎの影響を解明する糸口を与えるものであり、今後本研究の成果に基づいて一般の系への応用を目指す。本年度は本研究の主要設備の一つであるレーザー分光系のたち上げとその性能テストに重点をおいた。すなわちファブリーペロー干渉分光器を用いてアルゴンイオンレーザーのモード単一性を確認した。さらにこの単一モードレーザー光を用いて干渉計の分解能を調べた。その結果、エタロン板の間隔が10mmのとき600MHz、同じく60mmのとき最高60MHzの分解能があることを確認し、目的とする溶液からのレイリー、ブリルアン散乱の分光測定に十分な性能をもつことがわかった。さらにより高い分解能を得るため、干渉図形をパーソナルコンピューターに取り込み、データ処理するプログラムを作成した。このプログラムはヒルベルト・シュミット法に基くもので雑音の除去や線形の復元に非常に有効である。しかしこの方法は一般的には計算時間が長いという難点があるのでこれを克服するためC言語を用いたプログラムを完成した。現在、実際の溶液からの微弱散乱光を十分なS/N比で観測できるように光学系の調整を行っている。また、温度変化による信号のゆらぎを防ぐため試料温度を±0.1°の範囲で安定させるための装置・セルも作製した。次年度は本年度の準備の上にたって本格的に研究を推進する予定である。特に二成分溶液の濃度ゆらぎに関連した実験を主体にしていく。二成分溶液系では成分比の変化に伴って溶液の部分構造とその寿命が変化するので種々の組合せの二成分溶液についてレイリー・ブリルアン散乱の濃度および温度依存性を測定する。その結果の解析にはKirkwood-Buffの理論を用いる。より正確な解析には内部電場の補正が必要であるが、この点については現在のところ満足できる理論がないのでこの点の改良についても目下、作業を進めている。なお、本研究は今年度より新たに開始したものであるため論文発表などの業績は次年度以降になる。凝集系・特に溶液は分子の分布が巨視的には均一であるが微視的には構造をもち、その濃度や密度は時間・空間的にゆらいでいる。このゆらぎが化学反応などの動的化学現象におよぼす影響を検証しその本質を明らかにすることが本研究の目的である。しかし通常の化学反応では一般に多成分系を対象とし、各成分の分子の個性が反応ごとに強く反映し過ぎるため一般的現象としての溶溶構造の反応への影響を浮きぼりにすることが容易でない。

そこで本研究では主として二成分溶液に対象をしぼり、観測する化学現象としては放射線照射で誘起される一連の電離・励起現象に注目することによってできる限り、溶液固有の構造と反応との関係の一般像を明らかにしようとしている。前年度は主として光散乱法による溶液の微視的構造の観測法の確立に焦点をおき、デ-タ処理法の工夫なども含めた基礎的な作業をほぼ完了した。本年度はこれを更に補完する作業を進め、特に計算機処理の合理化を重点的に行った。一方で従来の放射線化学的手法による研究資料を溶液の微視的構造の影響の有無の観点から再検討し、多くの二成分溶液系で従来は現象論的解釈しかなされていなかった結果について新たな角度からの解析が可能でるとの見通しを得ることができた。しかし、放射線化学の分野でとりあげられた系は多岐に亙るので、本研究の基本理念である溶溶構造と動的化学現象の関係を一般化する作業を完成するにはいま少し時間を必要とする。具体的には水・アルコ-ルの二成分系といった比較的簡単な系についてすらたとえば放射線誘起荷電種の関与する化学反応の成分比依存性を実験・理論両面から充分に解明するために局所電場の補正に関する理論の確立が必要とされており、目下、この点などについて実験・理論両面での作業を進めている。
ナノ領域における熱制御を目指した移動型局在振動の基礎研究

平成30年度は,本研究課題の主テーマである「柔軟な非線形結合振動子におけるエネルギー局在現象」の基礎的な解析を行った.具体的には,1静止型局在振動解の寿命の数値的評価,2端点加振による移動型局在振動の生成に関する数値的検討,3白雲母のカリウムイオン層の振動モデルにおける移動型局在振動解の理論的・数値的解析を実施した.1の寿命評価については,あらかじめ静止型局在振動解の数値的厳密解を求めておき,そこにランダムな摂動を加えることで評価した.摂動が0の場合は,十分に長い寿命を持つ.一方,摂動のエネルギーを上昇させると,寿命は冪的に減少した.当初の予想に反し,この結果は静止型局在振動解の安定性に依らないことが明らかとなった.2については,端点加振の振幅と周波数による移動型局在振動の生成領域の評価を,様々な条件下で行い,長距離移動可能な移動型局在振動が生成されるメカニズムを明らかにした.具体的には,移動距離と,端点近傍の静止型局在振動解の存在,および端点から離れた場所での静止型局在振動解のエネルギーとの関係を明らかにした.3は,カリウムイオン層の振動を表すモデルから抽出した1次元非線形格子モデルにおいて,研究協力者と共に理論的,数値的解析を行ったものである.移動型局在振動解の数値的厳密解を様々なエネルギーレベルで求めることに成功した.特に,通常の移動型局在振動解が持つ空間的に広がりを持つエネルギー分布の裾が,ある条件下では消失することを世界に先駆けて発見した.研究計画においては,H30年度に柔軟なFermi-Pasta-Ulam格子(FPU格子)における縦型,横型,回転型の存在条件の理論的導出,安定性解析,分岐解析,および寿命評価を実施する予定であった.このうち,存在条件の理論的導出を除く項目については予定通り実施し一部は国内の学会で報告するに至っている.存在条件の導出についてはH31年度に実施する.一方,H31年度実施予定であった実験装置の製作については,一部前倒しして試作機の製作を既に完了している.モデル化,および数値シミュレーションについても概ね問題なく完了している.また,ナノ振動子系における検討も当初よりも早めに着手した.すでに静止型局在振動解の存在が知られた白雲母モデルであったが,本研究で厳密な移動型解を多数発見し,それらの安定性や分岐などを解析した.以上より,一部未達成の課題が有るものの,前倒しで実施した課題もあることからおおむね順調に進展していると判断している.H31年度は,H30年度に実施予定であった静止型局在振動解の存在条件について理論的な解析を試みる.また,実験装置の改良に取り組む.現在の試作機では,共振周波数が100Hz超となっており,民生用カメラでは振動が捉えられないことから,まずは低周波化を試みる.試作機から得られた振動モデルから適切な周波数(30Hz50Hz程度)を持つ様に,振動子を構成する棒バネの素材や長さを調整する.また,同モデルを利用して静止型・移動型局在振動解の数値的解析も行う.振動子間の距離や非線形性を調整するための永久磁石など,実験しやすい様な設計パラメータを見いだすことが目的である.ナノ振動子系については,白雲母モデルを準1次元に拡張した系での解析を試みる予定である.これまでは,1次元的な振動しか取り扱ってこなかったが,実際のカリウムイオンは3次元的に振動するため,本来は3次元振動を取り扱うべきである.しかしながら,1次元振動と3次元振動モデルは乖離が大きいため,まずは2次元に限定したモデルを検討する.具体的には,注目するカリウムイオン列の両隣の列も移動できるとして準1次元的なモデルにおける静止型・移動型局在振動解の解析を行う.完全な2次元モデルについては可能であれば今年度中に取り組む.平成30年度は,本研究課題の主テーマである「柔軟な非線形結合振動子におけるエネルギー局在現象」の基礎的な解析を行った.具体的には,1静止型局在振動解の寿命の数値的評価,2端点加振による移動型局在振動の生成に関する数値的検討,3白雲母のカリウムイオン層の振動モデルにおける移動型局在振動解の理論的・数値的解析を実施した.1の寿命評価については,あらかじめ静止型局在振動解の数値的厳密解を求めておき,そこにランダムな摂動を加えることで評価した.摂動が0の場合は,十分に長い寿命を持つ.一方,摂動のエネルギーを上昇させると,寿命は冪的に減少した.当初の予想に反し,この結果は静止型局在振動解の安定性に依らないことが明らかとなった.2については,端点加振の振幅と周波数による移動型局在振動の生成領域の評価を,様々な条件下で行い,長距離移動可能な移動型局在振動が生成されるメカニズムを明らかにした.具体的には,移動距離と,端点近傍の静止型局在振動解の存在,および端点から離れた場所での静止型局在振動解のエネルギーとの関係を明らかにした.3は,カリウムイオン層の振動を表すモデルから抽出した1次元非線形格子モデルにおいて,研究協力者と共に理論的,数値的解析を行ったものである.移動型局在振動解の数値的厳密解を様々なエネルギーレベルで求めることに成功した.特に,通常の移動型局在振動解が持つ空間的に広がりを持つエネルギー分布の裾が,ある条件下では消失することを世界に先駆けて発見した.研究計画においては,H30年度に柔軟なFermi-Pasta-Ulam格子(FPU格子)における縦型,横型,回転型の存在条件の理論的導出,安定性解析,分岐解析,および寿命評価を実施する予定であった.

このうち,存在条件の理論的導出を除く項目については予定通り実施し一部は国内の学会で報告するに至っている.存在条件の導出についてはH31年度に実施する.一方,H31年度実施予定であった実験装置の製作については,一部前倒しして試作機の製作を既に完了している.モデル化,および数値シミュレーションについても概ね問題なく完了している.また,ナノ振動子系における検討も当初よりも早めに着手した.すでに静止型局在振動解の存在が知られた白雲母モデルであったが,本研究で厳密な移動型解を多数発見し,それらの安定性や分岐などを解析した.以上より,一部未達成の課題が有るものの,前倒しで実施した課題もあることからおおむね順調に進展していると判断している.H31年度は,H30年度に実施予定であった静止型局在振動解の存在条件について理論的な解析を試みる.また,実験装置の改良に取り組む.現在の試作機では,共振周波数が100Hz超となっており,民生用カメラでは振動が捉えられないことから,まずは低周波化を試みる.試作機から得られた振動モデルから適切な周波数(30Hz50Hz程度)を持つ様に,振動子を構成する棒バネの素材や長さを調整する.また,同モデルを利用して静止型・移動型局在振動解の数値的解析も行う.振動子間の距離や非線形性を調整するための永久磁石など,実験しやすい様な設計パラメータを見いだすことが目的である.ナノ振動子系については,白雲母モデルを準1次元に拡張した系での解析を試みる予定である.これまでは,1次元的な振動しか取り扱ってこなかったが,実際のカリウムイオンは3次元的に振動するため,本来は3次元振動を取り扱うべきである.しかしながら,1次元振動と3次元振動モデルは乖離が大きいため,まずは2次元に限定したモデルを検討する.具体的には,注目するカリウムイオン列の両隣の列も移動できるとして準1次元的なモデルにおける静止型・移動型局在振動解の解析を行う.完全な2次元モデルについては可能であれば今年度中に取り組む.今年度は,実験装置の試作のための材料と数値シミュレーションのための計算機,ソフトウェア,さらに国内外の旅費として助成金を使用させて頂いた.実験については当初予定よりも少ない資材で試作機を構築できたことで次年度使用額が生じている.今年度は,本実験のための装置構築および観測系構築を予定しているため,今年度配分額と合わせて資材の購入や測定装置などの購入に充てる予定である.また,旅費については当初予定していた学会参加人数が変更となったため次年度使用額が生じている.今年度は昨年度の結果を発表するために積極的に学会参加する予定である.