hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規内因性フェノールオキシダーゼ活性制御因子の単離・構造解析とその役割

研究代表者は、これまでフェノールオキシダーゼインヒビター(POI)に着目してその立体構造も含めた機能構造を明らかにし、またその情報を元に作成した分子プローブを用い活性型フェノールオキシダーゼ(PO)の機能構造解析を進めてきたが、イエバエ蛹中に見出されるPOIは活性型PO総量と比較し少量であり、これはPOI以外のPO阻害因子の存在を示している。本研究においては、POIとは異なる真の新規PO活性制御因子(以下PORと略す)の単離・同定を行なうと共に、その生体内における役割を明らかにする事を目的として行った。まず初年度である平成14年度には、イエバエ蛹からのPORの単離・精製とその一次構造解析を試みた。PORの精製は、既に作成した活性型PO固定化アフィニティーカラムを中心に各種クロマトグラフィーを駆使する事によって行なったが、類似蛋白質の混在により完全に精製することは困難であった。平成15年度においては、PORの効率的精製とその生理的意義の理解を目的として、卵から成虫に至るまでのライフサイクルに沿ったPORの活性発現変化を、前年度確立した部分精製法を用いて追跡した。興味深いことにPOR活性はイエバエの生長に沿って劇的に変化し、ゲルろ過、MALDI-TOF質量分析、POに対する阻害様式の違いから、少なくとも3種類以上の異なるPOR活性が、それぞれ異なった形態変化の起こる時期特異的に存在することが明らかとなり、興味深い役割が示唆された。そこでこれらの活性発現が、最大となる3つの時期に焦点をあて、それぞれの蛋白質を精製し、その一次構造解析を進め、現在ほぼ解析が終了しつつある段階である。本研究においては、POIとは異なる真の新規PO活性制御因子(以下PARFと略す)の単離・同定を行なうと共に、生体内における役割を明らかにする事を目的として行っている。まず初年度である平成14年度は、イエバエ蛹からのPARFの単離・精製とその一次構造解析を試みた。PARFの精製は、既に作成した活性型PO固定化アフィニティーカラムを中心に各種クロマトグラフィーを駆使する事によって行なった。この際、蛹体液抽出液から等電点沈殿により、PO-PARF複合体を含む画分を得、弱い加熱処理により遊離される画分をろ過後、限外ろ過膜(MC 50kDa)で濃縮を繰り返す事により、POIを除去し、ここで得られた濃縮液を、粗PARF画分としてDimethoxy-β-alanyldopamin共存下活性型PO固定化カラムに供し、部分精製PARF画分を得た。PARFは、ゲルろ過法による分子量測定においては、42kDaであると観測された。現在、逆相系HPLCも含めた精製を行い純粋なPARF標品を得るべく実験を進めている。ところで、PARF画分は当初の予備実験結果にたがわず、POIと比較してPO阻害活性としてKiは10分の1であるが、活性総量においては100倍以上の回収量を示しただけでなく、これは幼虫体液中に見出されるPO活性総量にほぼ匹敵する量であることから、変態時における顕著なPO活性の低下は、主にこのPARFによってもたらされている可能性が強く示唆された。
複数の放射性核種の三次元分布からみた日本海の物質循環に関する研究

低バックグラウンドガンマ線測定法を日本海、東シナ海およびオホーツク海海水試料に適用することにより、^<226> Ra、^<228> Ra、^<137> Cs、^<134>Csおよび^<228> Th濃度を測定し、これら核種の空間的・時間的分布を探った。その結果より、日本海、さらに東シナ海、オホーツク海の三次元的物質循環(滞留時間、水塊混合など)を解明した。海水、粒子の循環のみならず、福島第一原発事故の放射性セシウムの汚染レベルおよび循環に重要な知見をもたらした。平成21年度には、水産総合研究センター中央水産研究所の日本海調査航海(7-8月)に参加し、日本海東部(日本海盆海域)およびオホーツク海域における表層海水、および深層海水を採取した。さらに、水産総合研究センター西海水産研究所にサンプリング協力を依頼、東シナ海表層海水を入手した。代表的試料については、採取地点(船上)で大型濾過器を使用し、海水濾過をおこなった。これら海水試料から、BaSO_4、Fe(OH)_3およびリンモリブデン酸アンモニウムによる共沈回収により、ラジウム同位体、^<137>Cs、^7Be、^<228>Thの同時回収をおこなった。粒子は濾過に使用したフィルターを灰化、ガンマ線測定用試料とする。処理済海水試料に対し、地下測定室を利用した、低バックグラウンドガンマ線計測を適用し、目的核種の定量をおこなった。その結果、^<226>Ra、^<228>Ra濃度(^<228>Ra/^<226>Ra比)に加え、^<137>Cs、^7Beおよび^<228>Th濃度の組み合わせにより、これら海域の水塊および粒子の三次元的物質循環の解明を試みた。現在のところ、以下の情報が得られている。・日本海盆における^<226>Ra、^<228>Ra濃度の鉛直分布より、日本海固有水の滞留時間として、100年という値が見積もられた。・^<228>Ra、^<228>Th濃度より、東シナ海から日本海、およびオホーツク海にいたる、表層海水水塊および粒子の挙動を明らかにした。特に時間軸(滞留時間)の設定は、放射性核種以外の手法では得がたい知見である。今後、他核種も含めた総括的な議論をおこなう。平成22年7-8月の蒼鷹丸調査航海において、東シナ海東部・日本海西部(対馬海盆およびその周辺)の海水試料20-60Lを鉛直および水平方向に採取した。さらに西海区水産研究所の協力により、2月、3月、4月、5月および7月の6回にわたり、東シナ海東部の7地点において表層海水20Lを採取した。簡便な共沈法を施した海水試料に低バックグラウンドガンマ線測定法を適用することにより、^<226>Ra、^<228>Raおよび^<228>Th濃度(^<228>Ra/^<226>Ra比、^<228>Th/^<226>Ra比)の測定をおこなった。これら結果より、東シナ海東部・日本海西部における水塊および粒子の物質循環に関し、以下の知見が得られた。1)東シナ海表層海水の^<228>Ra/^<226>Ra比の水平および季節変動を見出し、各地点、各季節の表層海水における大陸棚表層水、黒潮海水および長江河川水の混合比を見積もった。2)東シナ海表層海水の^<228>Th/^<226>Ra比の水平および季節変動を見出し、本海域表層におけるトリウム同位体(粒子吸着元素)の除去メカニズムを議論した。3)東シナ海における^<228>Ra/^<226>Ra比および^<228>Th/^<226>Ra比の鉛直分布より、夏季の成層期には、各水深(各層)ごとに、異なる水塊、粒子など物質循環が起きていることを明らかにした。4)対馬海峡を取り巻く東シナ海北東部と対馬海盆近辺における測定核種の鉛直分布(0-200m)に明らかな共通性がみられるなど、日本海、東シナ海に直接的な関係が示された。今後、以上の結果を総括的に議論し、これら海域の三次元的物質循環モデルを構築する予定である。23年度においては北海道大学オショロ丸に乗船、日本海表層海水の放射性核種(^<134>Cs,^<137>Cs,^<226>Ra,^<228>Ra,^<228>Th)の水平分布を調査した。ここで得られた分布より、溶存性の^<134>Cs,^<137>Cs,^<226>Ra,^<228>Raより海水循環の、非溶存性の^<228>Thより粒子の循環を議論した。特に^<228>Ra/^<226>

Ra比の分布は、対馬沿岸分枝と沖合分枝の混合メカニズムに重要な知見をもたらした。ここで得られる情報は21年度、22年度の測定結果を合わせることにより、日本海の起源(対馬海峡を通過する表層海水における黒潮海水と東シナ海浅層海水の混合比)、および日本海に入った後の時間的(季節的)、空間的な海水循環パターンに関する情報を明らかにした。これらは日本海における汚染物質の循環を探る上で重要な指標となる。また不幸にも23年3月の福島第一原子力発電所事故により莫大な放射性セシウムが放出された。大気中に放出された放射性セシウムは日本海、東シナ海、オホーツク海に供給された後、海水循環により海水とともに移動する。それゆえ優先的な記録・解析が必要とされる。23年度に日本海表層で測定がなされた^<134>Cs、^<137>Csの空間分布、およびその経時変動より、従来の測定では明らかにされなかった極低レベル放射性セシウムの汚染レベルが著しく低いこと、さらには本海域においては粒子として表層に供給後、半年以内に対馬暖流により津軽海峡、宗谷海峡から流出しているという循環メカニズムが明らかになった。この成果は国際誌(J. Environ. Radioactivity)に2本、既に公表済みである。
窒化物半導体超低損失パワー素子の研究

超低損失パワー素子の実現および付随する半導体物理の体系化を目標に、窒化物半導体材料・素子の作製・評価を行った。得た知見をまとめる。(1)光容量分光法を用いて材料接合界面に存在する欠陥と素子特性との相関を求めた。素子の異常動作と接合界面に特有の欠陥準位に相関があることが明らかになった。(2)雰囲気中に存在する水素が素子特性の変化に及ぼす影響を調べた。金属/半導体界面の状態が大きな役割を果たすことが明らかになった。得た知見をまとめる。本研究は超低損失パワー素子を実現するために、窒化物半導体ヘテロ接合構造を利用した半導体材料の内部電界制御を体系化することを目的の一つにしている。ヘテロ接合構造を利用した半導体デバイスを作製するにあたって、最も重要な点の一つは、良質なヘテロ接合界面を形成することである。ヘテロ接合界面においては、異種材料を連続的に成長するために、欠陥が導入されやすく、これらの欠陥がヘテロ接合界面の電子輸送特性を劣化させることを防止することがデバイス特性向上の鍵となっている。ところが、半導体材料ヘテロ接合構造における界面欠陥を評価する手法はこれまで報告されておらず、例えばフォトルミネッセンス法を適用して、結晶表面近傍の欠陥情報を一括して評価する以外に方法はない。そのために、ヘテロ接合構造におけるヘテロ接合界面の電子特性を評価する手法を確立することが、良質なヘテロ接合界面を作製するための第一歩となる。そこで、AlGaN/GaN構造を成長後に、ショットキーダイオード構造を作製して、光容量分光法を適用することによって界面欠陥情報を抽出する試みを行った。その結果、ショットキー電極に印加する電圧を制御することによって、ヘテロ接合界面近傍に存在する欠陥を検出可能であることが明らかになった。得られた結果を、GaN単膜に対する結果と比較することで、AlGaN/GaNヘテロ接合界面に特有の欠陥準位が存在することを確認した。この手法で界面欠陥情報を得ることができれば、結晶成長条件ヘフィードバックすることで良質なヘテロ接合界面の作製が可能となることが期待される。超低損失パワー素子の実現およびそれに付随する半導体物理の体系化を目標に、窒化物半導体材料の作製および評価を行うと同時に、デバイス作製およびその特性評価を並行して行った。得られた成果は主に以下の2点である。(1)前年度に確立した光容量分光法(DLOS法)を用いてAlGaN/GaNヘテロ接合界面に存在する欠陥とデバイス特性との相関を求めた。その結果、コラプスと呼ばれ現在問題になっているスイッチング素子の異常動作とDLOS法によって検出されたAlGaN/GaNヘテロ接合界面の特有の欠陥準位に相関があることが明らかになった。これらの欠陥準位は、窒化物半導体材料(特に界面近傍に存在する)Ga空孔とC混入に起因すると予想される。(2)窒化物半導体デバイスの信頼性の観点から、デバイス雰囲気中に存在する水素が素子特性の変化に及ぼす影響を調べた。その結果、デバイスと水素が相互作用する際に、電極金属/半導体界面の状態が大きな役割を果たすことが明らかになった。具体的には、電極金属/半導体界面にSiO_2を挿入した場合は相互作用が強くなる結果、素子の特性変化が大きくなり、反対にSiN_xを挿入した場合は素子の特性変化が消失する。この現象の具体的なメカニズムは不明であるが、MOS型の素子を実用化する上では、信頼性の観点から雰囲気ガスとデバイスとの相互作用に関する知見を得ることは重要であり、今後の研究が期待される。
伝統的集落組織による資源管理システムが里山ランドスケープの形成に与えた影響

本研究は、持続可能な土地利用のモデルとして注目されている里山ランドスケープ(伝統的な農山村に見られる集落,森林,農地などの空間要素が一体となった集合体)と伝統的な集落組織による資源管理システムとの関係を明らかにすることを目的としている。本年度は,対象地として取り上げた滋賀県大津市葛川地区(過疎化・林業地帯)を中心に資料収集,地区住民への面接形式での聞き取り調査を行い,伝統的集落組織の概要や管理対象空間等を把握した。収集した地図情報についてはArcGISを用いて整理・解析を行った。その上で,前年度整理・解析を終えていた八屋戸地区(都市化・農村地帯)との比較を行った。まず,守山地区と葛川地区の明治後期(1890代),昭和初期(1930代),現在(2000代)の土地利用変化と面積変化を分析・比較した。次に,共同管理の資源,利用状況,利用に関する取り決め,管理組織,管理内容を表にまとめた。昭和初期と現在という2つの時代,都市化農村地帯と過疎化林業地帯という2つの里山地域から整理し,比較を行った。その結果,里山ランドスケープ構成要素の中でも共同で利用・管理されてきた自然資源の種類は地域的に違いがみられた。集落の管理システムの変化過程にも大きな違いがみられ,共有林の面積比率が大きく財産区を作って管理してきた守山地区のほうが,針葉樹林化が一気に進んだとがわかった。今回,聞き取り調査をする中で得られた地域比較のデータは,これからの里山ランドスケープの管理に大きな示唆を与えてくれると考えられた。そこで,一般にも分かりやすく成果をまとめた広報用冊子を作成し,地域への研究成果の還元を行った。本年度は,対象地として取り上げた滋賀県大津市八屋戸地区(都市化・農村地帯)と葛川地区(過疎化・林業地帯)の2地区において,資料収集を行い,収集した地図情報についてはArcGISを用いて整理・解析を行った。空間情報に関する資料としては,国土地理院発行地形図(1/25000,1/50000)の購入,滋賀県立図書館が所蔵する明治期の陸地測量部発行地形図(1/20000)の複写を行った。また,市町村史や民俗資料などの文献を収集した。里山ランドスケープの管理情報の収集に関しては,地区住民への聞き取りを行った。調査対象者は,八屋戸地区6名,葛川地区2名である。また,滋賀県森林政策課への聞き取りを行い,滋賀県による里山の政策や考えを把握した。また,明治期以降の歴史的な森林・林業に関する行政資料を滋賀県庁資料室にて複写した。収集した地形図をArcGISへ取り込み,座標をもつデジタルデータとして整理した。そして,八屋戸地区の1893年,1932年,1950年,1971年,2006年の土地被覆図を作成した。また,聞き取り調査や収集した文献資料に基づき,八屋戸地区の明治期以降の集落組織による管理変化を図にまとめた。本年度においては,特に八屋戸地区の里山ランドスケープ構成要素の変化と,資源管理の変化について研究成果が得られた。これは,里山ランドスケープ形成に関する地域住民の資源利用・管理の事態について、構造的かつ空間的にも明らかにしつつあり、里山ランドスケープの実態に迫る成果といえる。得られた研究成果の一部は,ギリシャで開催される森林文化の国際会議(国際林業研究機関連合主催)において発表を行った。
メゾスコピック量子ホール系の低次元準粒子制御と非平衡現象

物性物理学において、準粒子は重要な役割をなす。一電子描像では捉えがたい集団運動を、相互作用に起因する準粒子の描像によって美しく説明できる。本研究の対象である量子ホール系は、強磁場中の二次元電子に現れる二次元トポロジカル絶縁体であり、絶縁化されたバルクにおける特徴的励起状態を二次元準粒子である分数電荷やスカーミオンによって、カイラルエッジにおける一方向伝導など興味深い現象を一次元準粒子であるカイラルプラズモン・カイラルスピノンによって説明できる。本研究では、これらの特徴的な準粒子の非平衡状態を制御し、非平衡ダイナミクスを探求し、量子ホール熱機関やトポロジカル量子工学への応用指針を得る。
シロイヌナズナとタバコ植物のアブシジンアルデヒド酸化酵素のcDNAクローニング

アルデヒド酸化酵素は,植物ホルモンアブシジン酸の生合成の最終段階の反応であるアブシジンアルデヒドからアブシジン酸の生成を触媒する酵素と考えられている.すでに昨年度の研究により,シロイヌナズナのアルデヒド酸化酵素(AO)をコードすると考えられる4種の全長cDNAクローンを得ることに成功したため,本年度は,これらのコードするタンパク質を特定するため,それぞれに特異的な抗体の作成,酵母(Pichiapastoris)での機能的発現について実験を進めた.その結果,シロイヌナズナの芽生えで検出される3種AOは,2種のAO遺伝子によりコードされ,葉に多く分布するAOはこれとは別のAO遺伝子により作られることが明確になった.また,こうして明らかになった4種のAOは,基質特異性,発現の時期・器官分布が異なり,それぞれ植物体内において別の生理的役割を担っていることが明確になった.特に,葉のAOはアブシジン酸の生合成への関与の可能性が強く注目される.また,タバコについては,ロゼット葉からAOを抽出・精製を進めた.その結果,タバコ葉のAOのアブシジン酸の生合成への関与については,否定的だった.しかし,シロイヌナズナで得られている結果を考えるとタバコ葉にアブシジン酸の生合成に働く別のAOが存在する可能性が強い.アルデヒド酸化酵素は,植物ホルモンアブシジン酸の生合成の最終段階の反応であるアブシジンアルデヒドからアブシジン酸の生成を触媒する酵素と考えられている.すでに,トウモロコシから2種類の全長cDNAが得られていたので,本研究では,このシークエンスを使ってシロイヌナズナのアルデヒド酸化酵素のcDNAクローニングに取り組んだ.高い相同性を示すcDNA断片が3種類得られ,そのうち2つについては全長のcDNAクローニングに成功した(Sekimoto et al.,1998).植物のアルデヒド酸化酵素は,もう一つの重要な植物ホルモンオーキシンの生合成の最終段階の反応を触媒するとも考えられているため,複数のアルデヒド酸化酵素遺伝子がそれぞれ異なった生理機能をもって生体内で働いていると考えられる.こうした機能を明確にするために,得られているcDNAをシロイヌナズナにセンスおよびアンチセンス方向に導入,発現させそれぞれの酵素の生体内の発現を変える実験を進めている.現在,遺伝子導入第一世代の種子を得るところまで来ている.T3世代の種子が得られたら,その発芽速度や,表現形,ABAとIAA含量,アルデヒド酸化酵素の電気泳動での検出,などを進めることでそれぞれの生体内での機能に検討を加える.また,酵母にも遺伝子を導入し活性を持った状態でタンパク質を生産させ,ABAをよい基質とする酵素を検索するのも進行中である.さらに,それぞれの酵素に特異的な抗体の作成もすすめている.アルデヒド酸化酵素は,植物ホルモンアブシジン酸の生合成の最終段階の反応であるアブシジンアルデヒドからアブシジン酸の生成を触媒する酵素と考えられている.すでに昨年度の研究により,シロイヌナズナのアルデヒド酸化酵素(AO)をコードすると考えられる4種の全長cDNAクローンを得ることに成功したため,本年度は,これらのコードするタンパク質を特定するため,それぞれに特異的な抗体の作成,酵母(Pichiapastoris)での機能的発現について実験を進めた.その結果,シロイヌナズナの芽生えで検出される3種AOは,2種のAO遺伝子によりコードされ,葉に多く分布するAOはこれとは別のAO遺伝子により作られることが明確になった.また,こうして明らかになった4種のAOは,基質特異性,発現の時期・器官分布が異なり,それぞれ植物体内において別の生理的役割を担っていることが明確になった.特に,葉のAOはアブシジン酸の生合成への関与の可能性が強く注目される.また,タバコについては,ロゼット葉からAOを抽出・精製を進めた.その結果,タバコ葉のAOのアブシジン酸の生合成への関与については,否定的だった.しかし,シロイヌナズナで得られている結果を考えるとタバコ葉にアブシジン酸の生合成に働く別のAOが存在する可能性が強い.アルデヒド酸化酵素は,植物ホルモンアブシジン酸の生合成の最終段階の反応であるアブシジンアルデヒドからアブシジン酸の生成を触媒する酵素と考えられている.すでに昨年度の研究により,シロイヌナズナのアルデヒド酸化酵素(AO)をコードすると考えられる4種の全長cDNAクローンを得ることに成功したため,本年度は,これらのコードするタンパク質を特定するため,それぞれに特異的な抗体の作成,酵母(Pichia pastoris)での機能的発現について実験を進めた.その結果,シロイヌナズナの芽生えで検出される3種AOは,2種のAO遺伝子によりコードされ,葉に多く分布するAOはこれとは別のAO遺伝子により作られることが明確になった.また,こうして明らかになった4種のAOは,基質特異性,発現の時期・器官分布が異なり,それぞれ植物体内において別の生理的役割を担っていることが明確になった.特に,葉のAOはアブシジン酸の生合成への関与の可能性が強く注目される.また,タバコについては,ロゼット葉からAOを抽出・精製を進めた.その結果,タバコ葉のAOのアブシジン酸の生合成への関与については否定的だった.しかし,シロイヌナズナで得られている結果を考えると,タバコ葉にアブシジン酸の生合成に特異的に働く別のAOが存在する可能性が強い.
フェムト秒超解像顕微過渡吸収測定装置の開発と有機薄膜太陽電池系への応用

本助成費で「フェムト秒超解像顕微過渡吸収測定装置の開発と有機薄膜太陽電池系への応用」の研究を行った。測定試料の選定のため、いくつかの半導体微粒子試料系にて測定を行い、その結果、比較的信号強度の強いCH3NH3PbBr3微粒子系では、研究成果論文に示すように顕微鏡下で単一微粒子においても信号が検出可能であった。その後、位相変調器を導入し、顕微鏡下における光ポンプ・プローブ法を用いて、構造化照明法を導入し、その空間分解能の向上を目指した。超解像用の空間位相変調器を用いて、励起光の位相変調までは行えたが、信号のS/N比の問題で、過渡吸収信号の超解像技術までには及んでいない。S/N比向上の方針として、現在の問題点としては、1検出器の暗電流の大きさ。信号に対して暗電流が100分の1程度あるため、この暗電流を除く必要がある。対応として今後はさらに高感度の検出器を導入し、信号のS/N比を向上させていく。2測定時間の短縮化。測定時間が長くなるにつれ、本実験手法では、複数枚の画像データを取得し、その後その画像データから回折限界を超えた超解像画像を取得する。現在の1枚の画像取得に要する時間が1分程度であるが、その間に励起光の揺らぎなどがあるため、高速でデータ取得する必要がある。対応としては、さらに高速にデータを読み込み可能な検出器を用いて、光源の揺らぎを抑制する。今後はこれらの点を改善し、微小領域における光化学反応ダイナミクスの解明へと応用していく予定である。電子受容体分子と電子供与体分子が数十nm程度のサイズで不均一に相分離したバルクヘテロ構造を持つ有機系太陽電池では、実用化の一つの壁といわれた10%を超える光電変換効率が報告されているが、いまだ実用化に至らず、光耐久性の問題と大面積化に伴う光電変換効率の低下の問題を抱えている。その本質的な原因となる化学反応過程は試料の不均一性により明らかでなく、光劣化や大面積化に伴う光電変換効率の低下を抑えるような合理的分子設計指針は提出されていない。本研究はこの不均一性を克服する超解像技術を組み合わせた過渡吸収分光法により、100 nm以下のバルクヘテロ接合層の相分離構造を持つπ共役高分子における電荷捕捉、光退色の反応因子を明らかにし、光耐久性と大面積化に伴う光電変換効率の低下の問題を解決することを目的とし、超解像過渡吸収顕微鏡の装置開発を行った。2017年度は、顕微鏡下において微粒子のダイナミクスを測定可能な装置を開発し、ペロブスカイトナノ微粒子の溶液におけるダイナミクスを報文した[1]。また研究費で導入した位相変調器を用いた回折光を用いて過渡吸収測定をペロブスカイトナノ微粒子に対して行った。しかし、回折光は通常用いている励起光と比べ50分の1以下の強度であるため、十分な信号強度が得られず、現在、高感度C-MOS検出器を導入することでS/Nを向上し改良している。今後、空間分解能を向上させた装置をもちいてバルク-ヘテロ構造体の有機薄膜試料の測定を遂行していく予定である。本助成費で一年間の「構造化照明を用いたフェムト秒・ナノメートルの時空間分解能を有する超解像顕微過渡吸収測定装置の開発」の研究を行った。2017年度には、測定試料の選定のため、いくつかの半導体微粒子試料系にて測定を行い、その結果、比較的信号強度の強いCH3NH3PbBr3微粒子系では、研究成果論文に示すように顕微鏡下で単一微粒子においても信号が検出可能であった[溶液中の励起子ダイナミクスについてはJPCCに受理]。2018年度では、位相変調器を導入し、いくつかの基礎データを取得した。超解像技術としてはまだ回折限界を超えておらず、手法の確立まで到達していない点として問題があるものの、一方で顕微鏡下における単一微粒子の光励起ダイナミクスを観測可能となったという点では、測定技術的な面から評価に値する研究であったと考えられる。2測定時間の短縮化。

対応としては、さらに高速にデータを読み込み可能な検出器を用いて、光源の揺らぎを抑制する。今後はこれらの点を改善し、微小領域における光化学反応ダイナミクスの解明へと応用していく予定である。本研究では、顕微鏡下における光ポンプ・プローブ法を用いて、構造化照明法を導入し、その空間分解能の向上を目指した。超解像用の空間位相変調器を用いて、励起光の位相変調までは行えたが、信号のS/N比の問題で、過渡吸収信号の超解像技術までには及んでいない。S/N比向上の方針として、現在の問題点としては、1検出器の暗電流の大きさ。信号に対して暗電流が100分の1程度あるため、この暗電流を除く必要がある。対応として今後はさらに高感度の検出器を導入し、信号のS/N比を向上させていく。2測定時間の短縮化。測定時間が長くなるにつれ、本実験手法では、複数枚の画像データを取得し、その後その画像データから回折限界を超えた超解像画像を取得する。現在の1枚の画像取得に要する時間が1分程度であるが、その間に励起光の揺らぎなどがあるため、高速でデータ取得する必要がある。2017年度では、研究遂行に必要なレーザーの電源回路が不慮に故障し、この修理費として出費がかかってしまった。そこでこの出費の残額を旅費として賄うためには足りなかったため、次年度の旅費として使用計画を変更した。
植物表層における病原菌-植物シグナル交換と情報伝達

(1)病原菌胞子(ウリ炭疽病菌)の発芽を誘導する植物因子が、オクタデカン酸誘導体であることを突止めた。(2)AtMT法で得られた病原菌の変異株から変異遺伝子をクローニングし、機能解析した結果、植物の防御応答に関連するオスモチン様タンパク質への耐性に関与するタンパク質であることを証明した。さらにイネいもち病菌のオルソログ遺伝子のノックアウト変異株を作出した結果、それらはイネに対する病原性を欠うことから、病原性に重要な働きをしていることを示した。(3)シロイヌナズナエコタイプIn-0はアブラナ科野菜類炭そ病菌337-5株に対して抵抗性を示す。Col-0との交雑および分子マーカーを用いた遺伝子座検定の結果、In-0の抵抗性は優性の1遺伝子によって支配され、第4染色体に座上することを明らかにするとともに、表現型に密接に連鎖する分子マーカーの作出に成功した。(4)病原菌分生子が宿主細胞に接触するとECMを分泌するが、ECM中にはエステラーゼが存在することを免疫電顕および細胞化学的手法で空間的時間的に解析した。さらに、非病原性うどんこ病菌のECMを認識すると1時間以内に拒否性が誘導されることを細胞学的に実証した。このように両者の表層でおこる物質交換が後の相互作用の引金になると結論した。(5)植物細胞壁における情報伝達系と防御システムを解析し、細胞壁NTPaseが病原菌シグナル分子の1受容体であることを明らかにした。非宿主植物ササゲの組換えNTPaseを作成して、エンドウ病原菌のサプレッサーに対する応答性を調査した結果、宿主NTPaseとは逆に、活性化されることを突止めた。活性化を受けたNTPaseから生じる無機リン酸によって防御関連遺伝子応答が誘導されることを明らかにしたが、エンドウNTPase過剰発現タバコでは病害抵抗性が増高し、NTPaseをサイレンシングしたタバコでは抵抗性が低下することを示した。植物と病原菌の相互認識は、両者が接触した直後から開始され、それぞれの応答の結果、受容や拒絶が決定されると考えられる。本年度は、植物と病原菌で起こる極初期の認識と応答の実相について解析を進め以下のような知見を得ることができた。1)病原菌の感染器官形成に関わる遺伝子発現を指標に、情報伝達系を解析した結果、酵母のフェロモン応答性MAPキナーゼ経路に相当する経路が植物病原菌の感染に必須であり、さらにMAPキナーゼ制御化にある酵母Ste12転写因子の相同遺伝子CST1のクローニングに植物病原糸状菌では始めて成功した。また、形態分化、病原性・感染特異性決定機構の遺伝学的解明を目的としてタギング変異株のスクリーニングを行い、複数の形態分化異常株、感染能欠損株の取得に成功した。さらに、病原菌の感染誘導物質と植物の感染行動誘導物質の存在を突き止め、現在これらの精製を進めている。2)植物細胞の最外層を構成する細胞壁には、病原菌のエリシターやサプレッサーを認識するNTPaseが存在することを明らかにした。次に、NTPaseに近接するperoxidase(POX)を探索し、細胞外の局在が予想される5種のPOXのクローニングに成功した。POXによるO_2^-生成は、NTPaseで生じるリン酸とADPによって制御されることを突き止めた。この結果から、病原菌シグナルは植物細胞壁上のNTPaseで認識され、速やかに防御応答(OXB)を誘導すると考察した。

さらに、細胞壁のエリシター結合タンパク質を検索した結果、NTPase以外にトマト抵抗性遺伝子Cf9産物のホモログを見い出した。これはPGIP活性を有する事から、ペクチンからポリガラクチュロン酸オリゴマー(内生エリシター)を生成し、これが第2次シグナルとして、細胞内への情報伝達を担うというスキームを考察した。植物一病原菌接触から相互のシグナル交換とそれぞれの情報伝達系が作動すると考えられる。本年度は、モデル植物を用いた系の確立も図りながら、研究を実施した。・ウリ類炭そ病菌のSTE12様転写因子CST1に(Colletotrichum Ste12 like)の構造解析および遺伝子破壊実験によるCST1の機能解析を行った。CST1破壊株はキュウリ葉、セルロース人工膜への侵入菌糸形成能を欠き,さらに宿主内進展能低下を示し、CST1遺伝子はウリ類炭そ病菌の宿主内進展、付着器からの侵入菌糸形成に強く関与する広義の病原性関連遺伝子と位置付けられた。・アグロバクテリウムを利用した炭そ病菌の形質転換、遺伝子破壊実験系を確立し、ウリ類炭そ病菌から12菌株、アブラナ科野菜炭そ病菌から2菌株の病原性欠損変異株の取得に成功した。・アブラナ科野菜炭そ病菌がアラビドプシスに感染性を有することを確認し、197種のアクセッションに対する病原性試験をおこなったところ数種の強度罹病性系統と抵抗性系統の存在が推定された。また,アラビドプシスのエチレン信号伝達欠損株ein-2が炭そ病菌の非病原性系統に対して罹病性を示し、エチレン信号伝達系の防御応答への関与が示唆された。・エンドウプロトプラストに結合する細胞壁タンパク質の存在を確認した後、原形質膜可溶化タンパク質を固相化、相互作用する11種のタンパク質を分離した。アミノ酸解析の結果、トマト抵抗性遺伝子ホモログcf-9やgermin-like proteinが同定されたので、現在クローニングを進めている。・エンドウNTPase遺伝子(PsAPY1)を大腸菌で発現させた組換えタンパク質のシグナル応答を調べた結果、エリシターで活性化され、サプレッサーで阻害された。一方、バキュロ系で発現させたササゲNTPase(VsNTPase1)はエリシター・サプレッサー両者で活性化され、in vivoにおける防御応答と同様の特異的応答が認められた。以上の結果から、植物細胞壁NTPaseはシグナル受容体として機能すると考察した。さらにNTPaseはDAO活性を制御する可能性も見いだしている。・アブラナ科炭疽病菌とArabidopsisから、Arabidopsisに対して感染誘導並びに防御応答阻害因子を探索した。この結果、活性を確認したのでそれらの精製を進めている。1)植物細胞壁/アポブラストにおける防御応答とタンパク分子分離細胞壁画分にはエリシター応答性のperoxidase(POX)依存性の活性酸素生成系が存在すること、またしエリシター応答性のdiamineoxidase(DAO)の存在も判明した。DAOは、プトレシンを酸化してH2O2、NH3、ピロリンを生成する。このうち、ピロリンは感染阻害作用を示すことが明らかとなった。NTPaseはポリアミン類によって負に制御され、一方、DAO活性は、NTPaseの代謝産物で正に制御されることから、NTPase-DAOを介する防御システムの存在が示唆される。
近世における心身問題の成立と現代における人工知能との関わりあいの考察

本研究の目的は、心身問題の含む諸問題を明確にし、それらの解決を試みるところにある。研究に当たっては、心身問題が哲学の全体にたいして占める意義をつねに念頭におきながらも、研究の中心は、人工知能の開発が心身問題や「心」の哲学にたいしてもち得るであろう効用はいかなるものかという論点にあった。以下に研究成果の要点を記す。心身問題に関しては、その問題の歴史的発端にさかのぼってデカルトの議論の再考ないし再評価をおこない、デカルトの心身二元論を基本的に正しいと認める見地を固め、この見地の現代哲学における意義を考察したが、他方、心を或る意味で延長体と考える得る可能性を提案し、人工知能の開発が心身問題の解明に寄与し得る認識論上の基盤を用意した。現代の「心」の哲学において中心的な問題である認知科学の効用と限界を綿密に分析し、高度に科学的、技術的な処方を取り入れる認知科学は、感覚や感情といった心のもつ原初的状態を取り扱い尽くせないのではないか、という問題を提出した。この問題は、いわゆる通俗心理学が提起する諸問題を科学がどう扱い得るかという問題につながる。通俗心理学の存在根拠については、現代の多くの分析哲学者の議論を踏まえて詳細に論じ、信念や志向性に或る種の実在性を認める見地を提案した。人工知能と「心」の哲学との関わりについては、特にテューリング・テストの意義を注意深い心理学的実験に基づいて考察した。その実験は、人工知能が或る程度の知能をもち得ることを示すものであるという結論を得たが、それは、人間の知能についての理論をテューリング・テストが検証する役を果たし得るものであることを提案するものである。本研究の目的は,二年間にわたり心身問題のもつ科学哲学上の意義を解明にしようとするものであり,第一年度たる本年度は,現代における心身問題の展開を現代英米の認識論,科学哲学を中心に考察してきた.その対象は主として三つの分野からなり,その研究実績の概要は以下のとおりである.1.認識論的には,いわゆる「他者の心の問題」が考察された.これについては伝統的に「類比による論法」が論議の的となってきた.これに対するアンチテーゼとして後期ウィトゲンシュタインの私的言語論に基づく「規準による論法」があり,特に後者の議論の意義とその限界について考察した.2.日常的に他者の行動をその信念や欲求を引き合いに出して説明したり予測したりするさいにわれわれが依拠する理論上の枠組みは,最近の文献において「通俗心理学」ないし「常識心理学」と呼ばれている.この理論的枠組みの存在論的な身分をどう考えるかは心身問題と深く結びついている.これについては大きく分けて三通りの考え方が見られる.一つは,実在論的な見方であり,信念や欲求を,洗練された形においてであるが,科学的な理論上の存在物として認めるものである.第二は,そうした命題的態度は科学的対象たりえないとして,通俗心理学を消去する反実在論的な見方である.第三は, D・C・デネットに見られるもので,通俗心理学を道具主義的に見る立場である.以上三つの考え方の優劣は将来の心理学の在り方と関係し,容易には決定しかねるものがある.本年は特にデネットを中心に考察を進めた.3.最後に,以上の問題の交叉する点として,またそれ自体重要な人物や自我の問題がある.とりわけデリク・パーフィットはその近著においてこの問題を論理学との関連において捉え,興味深い問題提起を行なっており,それをめぐっていくつかの研究がなされている.これは端緒についたばかりであり,さらに研究を要すると考えられる.研究年限の最終年度にあたって、本研究は、心身問題の含む諸問題を明確にし、それらの解決を試みることを目的とした。

研究を進めるに際しては、心身問題が哲学の全体にたいして占める意義をつねに念頭におきながらも、研究の中心は、人工知能の開発が心身問題や「心」の哲学にたいしてもち得るであろう効用はいかなるものかという論点にあった。心身問題に関しては、その歴史的発端にさかのぼってデカルトの議論の再考ないし再評価をおこない、デカルトの心身二元論を基本的に正しいと認める見地を固め、この見地の現代哲学における意義を考察したが、地方、心を或る意味が延長体と考え得る可能性を提案し、人工知能の開発が心身問題の解明に寄与し得る認識論上の基盤を用意した。現代の「心」の哲学において中心的な問題である認知科学の効用と限界を綿密に分析し、高度の科学的、技術的な処方を取り入れる認知科学は、感覚や感情といった心のもつ原初的状態を取り扱い尽くせないのではないか、という問題を提出した。この問題は、いわゆる通俗心理学が提起する諸問題を科学がどう扱い得るかという問題につながる。通俗心理学の存在根拠については、現代の多くの分析哲学者の議論を踏まえて詳細に論じ、信念や志向性に或る種の実在性を認める見地を提案した。人工知能と「心」の哲学との関わりについては、特にテューリング・テストの意義を注意深い心理学的実験に基づいて考察した。その実験は人工知能がある程度の知能をもち得ることを示すものである、という結論を得たが、それは、人間の知能についての理論をテューリング・テストが検証する役を果たし得るものであることを提案するものである。以上が、心身問題およびそれと人工知能との関連について行なった本研究の成果の概要である。
がん細胞由来尿中シェディング産物の網羅的検出を応用した胃癌バイオマーカーの探索

胃癌はわが国におけるもっとも罹患率が高い悪性腫瘍の一つである。近年、検診の普及と内視鏡診断技術の向上に伴い、胃癌の早期発見の割合が増加し、根治が望めるようになってきた。しかし、未だに進行した状態で発見される症例も多く、有効な胃癌早期診断システムの開発が望まれる。我々はこれまでに共同研究者として実施した文部科学省次世代がん研究戦略推進プロジェクトで得られたデータの中から、胃癌新規バイオマーカーを合計12種類同定した。一方今回のプロジェクトで採用され、解析された胃癌患者サンプルは30数症例と少なく、胃癌におけるこれら候補蛋白の役割も不明であることから、バイオマーカーとして実臨床で用いることができるかどうかは未知数である。本研究ではこれらの12種類の蛋白の中からより癌との関連が深いと思われるものを選定し、胃癌手術により得られた腫瘍組織検体における発現量と臨床情報との相関について調べる。また、胃癌患者および健常者ボランティアの尿および血中の発現量を測定し、臨床情報と照合することで新規バイオマーカーとしての有用性を検討する。さらには術後経過観察中や化学療法施行中の蛋白発現量の推移を解析することで、再発マーカーとしての有用性や治療効果判定における有用性についてもあわせて検討する。臨床検体の解析により得られた結果を元に胃癌細胞株に対する遺伝子導入法を用いた蛋白の機能解析、遺伝子導入した胃癌細胞株を使用した動物実験による解析を行い、胃癌と同蛋白との関連性について明らかにすることを目的とする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。文部科学省次世代がん研究戦略推進プロジェクトで胃癌の新規バイオマーカーの候補として挙げられた蛋白のうち、萎縮性胃炎で高発現し、これまでにも癌との関連が示唆されているTrefoil factor 3 (TFF3)に着目した。2012年4月から2015年4月までの間に当院で胃癌に対して胃癌切除術(R0)を施行した患者111人を対象に、抗TFF3抗体を用いて胃癌切除組織の免疫染色を行った。その結果、胃癌組織のTFF3発現は、腫瘍の進行度に一致して高くなっていた。また胃癌患者における血清TFF3の発現においても腫瘍量および進行度に一致して高くなっており、胃癌組織および血清TFF3発現の高い症例と低い症例の2群における無再発生存期間の比較では、TFF3発現の高い群の予後が有意に不良であった。以上より、腫瘍より排出された尿中あるいは血中に存在するTFF3発現量は胃癌の新たなバイオマーカーとなり得ることが示唆された。今後は同蛋白の機能解析を目的として、さらなる研究を進めていく予定である。

臨床検体の解析により得られた結果を元に胃癌細胞株に対する遺伝子導入法を用いた蛋白の機能解析、遺伝子導入した胃癌細胞株を使用した動物実験による解析を行い、胃癌と同蛋白との関連性について明らかにすることを目的とする。我々が保有する胃癌細胞株の中からTFF3発現の高い細胞株を同定し、これらに遺伝子導入を行う予定である。遺伝子導入を行った細胞株を用いてproliferation assayやwoundhealing assay、その他機能解析に有用な解析を行い、TFF3の機能について検討を行う。さらに、これらの解析から導き出された機能についてその機序を解明するためにwestern blotなどの蛋白解析等を行い、機序の解明を計画している。また、これまでは胃癌切除症例のみを対象とし解析を行ってきたが、今後は術後再発症例や切除不能症例、化学療法中の症例等についても同様に尿中・血中TFF3の発現量の推移を解析し、腫瘍量との相関をみることで再発マーカーや治療効果判定における有用性について検討する。さらに、TFF3以外にもHuman epididymal protein 4 (HE4)も胃癌の新規バイオマーカーの候補蛋白として挙げられる。今後はHE4についても同様の検討を行い、新規バイオマーカーとしての有用性を検討していく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
子どもへの虐待・暴力の予防教育に関する調査研究

2001(平成13)2003(平成15)年度の研究実績は、以下の通り。1.調査準備先行研究を検討するとともに、虐待・暴力防止の予防教育プログラムを小学校向けに実施している複数の団体と接触し、本調査の大まかな予定(実験群・統制群の区別、複数回の実施、質問紙の構成など)について説明し、協力を依頼し、承諾を得た。調査実施小学校の選定等の実施要領の細部については、協力団体と話し合いながら決定することとした。2.アンケート分析プログラム直後の反応を把握するため、協力団体が実施しているアンケートをコーディングし、解析した。21校60クラス2233票の分析の結果、権利に関する知識の把握は8割だが、被害回避技法の把握は2割5割にとどまること、知識把握が女子や商業開発地域で高いことなどが明らかになった。3.プレ調査、質問紙調査および解析プレ調査での検討後、質問紙を作成し、過去3ヵ月間の暴力・虐待被害経・解決・解決手法、救援体験、自己信頼指標、他者信頼指標、プログラムに関する知識、感想などを調査した。2県4校の11クラスの約350名を対象とし、3ヵ月おきに3回調査をした。実験群6クラスは第1回調査の直後、統制群は第2回調査の直後にプログラムに参加するようスケジュールを組んだ。質問紙配付・説明・回収は協力団体に依頼し、実施者によるばらつきが出ないよう、マニュアルを作成して対応方法をそろえた。分析の結果、時間の効果として被害経験率の低下と低自己評価の緩和、プログラムの効果として自己評価・受容の増大が認められた。また、プログラム前では解決に最も寄与するのは自己受容に関する2因子で、プログラム後では寄与因子の特定はできなかった。知識は3ヵ月後よりも6ヵ月後の方がよく把持されており、感想は変わらず肯定的であった。総合すると、プログラムの効果は限定的であった。本年度の研究実績は、概ね以下の2点である。1.予防教育プログラム実施時アンケートの再分析本研究の協力機関の協力を得、当該機関が過去におこなった予防教育プログラムの実施時に参加児童に配布・回収したアンケートの再分析をおこなった。方法としては、アンケートのコピーを郵送していただき、コーディングフォーマットの策定(研究責任者による)およびコーディング(研究補助アルバイトによる)をおこなった。回収が随時であるため、解析結果の全貌はまだ明らかになっていないが、おしなべてプログラムが好感をもって受け取られていることは見てとれた。この情報をもとに、来年度および再来年度に予定されている本調査と、予防教育プログラム実施機関(研究協力機関)が通常おこなっているアンケートをどう関係づけたらよいかについて検討する予定である。2.アメリカにおける予防教育プログラムについての検討研究責任者は、本年度9月、別機関(アメリカ国務省)より研究費を支給され、アメリカ各地での子ども虐待防止の取り組みについて見学・インタビューをする機会を得た。訪問先団体の活動内容は多岐にわたるが、そのうちでも多くの団体がプログラムの一部として予防教育を視野に入れており、日本でおこなわれているのとは異なる予防教育プログラム("good touch, bad touch"など)の実施マニュアル・評価研究を含む貴重な資料を収集することができた。帰国後、資料の整理をおこなった。得られた知見は、来年度・再来年度の本調査の参考にするほか、研究協力機関への情報提供に生かす予定である。本年度の研究実績は、以下の通りである。1.予防教育プログラム実施時アンケートの再分析(継続)本研究の協力機関より、当該機関が過去におこなったアンケート(予防教育プログラムの実施時に参加児童に配布・回収したもの)の追加分をご送付いただき、引き続き再分析をおこなった。

方法は昨年度のものを継続し、郵送していただいたアンケートをコードィングフォーマットにしたがってコーディングし、解析をおこなった。2.質問紙調査実施方法についての検討本研究の協力機関との打ち合わせをおこない、質問紙調査の実施方法について検討した。調査の対象年齢(学年)、実施時期、複数回調査を通じての同一回答者の回答用紙の特定をプライバシー保護と両立させつついかにおこなうか、などの技術的問題と、質問紙の構成、文言など調査内容の問題について検討した。調査協力機関からは多くの重要な意見が出され、それを勘案した結果、質問紙の構成を一部変更し、調査対象者である小学生にも親しみやすいよう工夫することが合意された。また、本格的調査実施を来年度として実施に万全を期すこと、本年度はプレ調査のような形で質問紙の検討をさらにおこなうことでも合意した。3.プレ調査上記の合意を受け、協力機関のご助力のもと、質問紙の暫定版を使用した小規模なプレ調査をおこなった。指標の文言、調査の所要時間の短縮などの点で、なお検討が必要であることが明らかになった。本年度の研究実績は、以下の通りである。1.質問紙内容の最終決定質問紙の内容は、プログラム参加前実施の調査用には、フェイス部分(学校、学年、組、出席番号、性別)、過去3ヵ月間の暴力・虐待被害(身体的暴力、無視、誘拐未遂、性的いたずらの4種)の経験の有無・解決の有無・解決手法、過去3ヵ月間の暴力・虐待被害者救援体験、自己信頼指標(8問、3択リッカートスケール)、他者信頼指標(5問、3択リッカートスケール)、など。プログラム参加後調査用には、これに加えて、子どもの3つの権利についての知織、他におぼえている知識(自由記述)、感想(9問、3択リッカートスケール)、その他感想(自由記述)。なお、3回の調査における回答者の特定は、調査対象校のご意見を尊重し、出席番号のみでおこなうこととした。2.調査の実施対象を2つのグループに分け、それぞれ3回の調査をおこなった。A群(実験群)は第1回調査の直後にプログラムに参加し、その約3ヶ月後に第2回調査、そのまた約3ヶ月後に第3回調査をおこなった。B群(統制群)はA群と同時に調査をおこなったが、第2回調査の直後にプログラムに参加するようスケジュールを組んだ。2県4校の11(A群6、B群5)クラスの約350名を対象とした。調査にあたっては、本研究の協力機関メンバーに、調査協力校に出向いての質問紙配付・説明・回収を依頼し実施した。説明等にあたっては、実施者によるばらつきが出ないよう、マニュアルを作成して対応方法をそろえた。3.調査データのコーディング・入力・解析質問紙をもとにコーディングマニュアルを作成し、アルバイトに依頼して、回収した質問紙からのデータコーディングと入力をおこなった。解析は二元配置分散分析(効果の有無の検証、A群とB群の第1・2回の比較)および一元配置分散分析(効果の持続の検証、A群の第1・2・3回の比較)を中心におこなった。
大陽系の誕生から地球大気の形成に到る揮発性元素(窒素、炭素、水素)の挙動の研究

惑星大気の起源を知る目的で惑星の材料となる微惑星中の揮発性元素が時とともに変化したかどうかを研究した。隕石中の揮発性元素の量は熱変成の温度と相関があることは良く知られているが(ここでは隕石の微惑星の一つの例と考える。)これが微惑星集積時にすでに決まっていたのかあるいは熱変成の最中に決まったのかはまだ解っていない。この問題を解決するために同位体の質量分別効果(例えば拡散などでものが逃げるときに軽い同位体ほど速く逃げる効果)を用いることにした。具体的には窒素の同位体比を種々のコンドライトについて測定して、熱変成の程度の高いものほど窒素の量が少なく、重い同位体が濃集していれば熱変成の時に窒素が逃げたことになる。窒素は昨年度作製した質量分析装置を用いて測定した。隕石の窒素同位体比には宇宙線照射の影響があるので、これを補正するために^<21>Ne,^<38>Arの測定も同時に行った。その結果以下のことが解った。(1)一般にタプ3の隕石はタイプ4,5,6の隕石と較べて、軽い同位体が多い。(2)しかし上述の同位体の質量分別効果から期待される様な窒素の量と同位体比の間の一対一の相関は見られなかった。従って、これらの結果の解釈は単純ではないが、どちらかと言えば窒素が熱変成中に逃げたという説を支持する様に思う。というのは、窒素の量は、もし窒素を保持している粒子が非一様的に分布していれば必ずしも同位体比と一対一の相ををもたなくても良いからである。種々の考察から微惑星から揮発性元素の逃げるタイムスケ-ルは23m.y.と考えられる。これは内惑星の形成のタイムスケ-ルとほぼ同じであり、金星、地球、火星の順で^<36>Arの量が減っていることは、大気の起源を考える上で重要な問題であるが、同じ順で惑星形成の時間が長くなり、材料の微惑星から揮発性元素が失われることになって説明できる。
極性不均質熱弾性論の構築とその多孔質傾斜機能材料の数理熱応力解析への応用

傾斜機能材料(FGM)の熱応力緩和に適した材料組成を探索するため、熱応力緩和に寄与するファクターの一つである気孔の存在による熱応力緩和が偶応力の存在に起因するのでないかと、偶応力を考慮した不均質材料の変面熱弾性問題の定式化を行って解くべき基礎微分方程式を導出した。しかし、FGMの任意な不均質性と偶応力を考慮したことによる理論の困難さから、解がえられなかった。そこで、熱応力緩和の最も要求されているFGM平板の高温度落差のもとでの表面セラミックス100%層の亀裂およびその合体による剥離の解明のため、FGM平板の3次元熱応力解析法を提案し、解析結果からこの亀裂、剥離を抑制するためには加熱表面近傍でセラミックスリッチな材料組成を選択すると最大引張熱応力が50%以上緩和できることを明らかにした。次に、スペースプレーンの耐熱構造材料としてFGMが使用されるとき、数十回の繰り返し熱負荷を受けることから、熱サイクルを模擬した断続的熱負荷を受けるFGM平板の温度場と熱応力を、時間に関して一定の熱負荷を受ける場合の解から比較的容易に導出する手法を開発した。そして、その結果から熱サイクル数の増加とともに加熱表面層(セラミックス100%)に現れる引張熱応力を、極端にセラミックスリッチな材料組成分布を与えることによりゼロ応力レベル近傍に抑制できること明らかにした。また、熱衝撃を受けるFGMの動的熱応力を特性曲線/差分法により数値解析する方法を提案した。この際材料定数の温度依存性を考慮したが、これによって熱応力緩和に適した傾斜組成分布が温度依存性を考慮しない場合と大きく相違することを明らかにし、一般的に、動的熱応力に関してもセラミックリッチな材料組成が熱応力緩和に適していることを指摘した。さらに、気孔の存在による強度低下と熱応力緩和の両方を考慮したFGMの設計手法の論文投稿するための準備中である。傾斜機能材料の熱応力緩和のための材料設計(組成分布設計)を行うためには、任意の熱的不均質特性をもつ不均質体の非定常熱伝導問題の解析法を開発しなければならないが、平成6年度において不均質中空円筒と不均質平板について任意の不均質性を有する場合の解析法を開発し、それぞれ日本機械学会の全国大会講演会(北海道大学工学部、8月18、19日、講演論文集、No.940-30,pp.130-132)、日本機械学会の材料力学講演会(徳島大学工学部、10月13、14日、講演論文集、pp.86-87)にて発表した。また、任意の不均質性を有する傾斜機能材料の3次元非定常温度場と熱応力場を解析できる手法を開発し、1995年3月2931日の日本機械学会総会講演会(早稲田大学理工学部、講演No.1428)にて発表を予定している。3次元温度場のもとで任意の不均質性を有する傾斜機能材料の大局的熱応力緩和の方法については傾斜機能材料論文集に公表した。さらに、気孔の存在、形状が傾斜機能材料の熱応力緩和に及ぼす影響を考慮できる、偶応力を考慮した不均質熱弾性論(極性不均質熱弾性論)を応力関数法で、多重連結領域の場合について定式化できた。この定式化された基礎微分方程式は傾斜機能中空円筒に対してはBessel関数、中空楕円筒に関してはMathieu関数,変形Mathieu関数で解析解が表された。Matieu関数、変形Math-ieuは数値計算ライブラリがどこにも公表されていないが、均質中空楕円筒の非定常熱応力に関する既報の論文の解析において菅野らが提案しているので、これを使用してパソコン上で数値計算するプログラムを現在作成中である。