hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レベル指向ネットに基づくリアルタイムソフトウェアの効率的解析に関する研究

特に,プロジェクトの要素であるモジュールは,自由に部分仕様を設定し,部分仕様とそのモジュール間の検証,および,検証が成功した場合のモジュールの部分仕様による置き換えが容易に行えるように留意した.このようなGUIの仕様を策定し,ソフトウェア会社に実装を発注した.その後,ソフトウェア会社の設計担当者と打ち合わせを繰り返し,GUIの仕様を適宜修正することにより,より使いやすいシステムを開発することができた.マニュアル等を整備し,webサイトにて近いうちに公開する予定である.
記憶とストレス応答の個体差を担う脳活動の大規模解析

ラットへのストレス負荷として、より強いラットから一時的に攻撃を受けるような社会的敗北ストレスモデルを与える。同じストレス負荷を受けても、反応を強く生じる個体(感受性)とそうでない個体(抵抗性)に分かれる。脳領域では、記憶や認知にかかわる大脳新皮質と海馬の神経発火、神経修飾物質の変動、さらに心電図、筋電図、呼吸リズムを同時に記録する。この計測により、1つのラットにおいてストレス経験前後での、1不安様行動、うつ様行動成績、2ストレス環境に対応する神経活動とモノアミン動態、3ストレス経験(海馬細胞の活動)の再生、4末梢臓器の不調(徐脈や不整脈、呼吸リズム異常など)を明らかにする。
難治性てんかん脳における遺伝子制御機構と発作感受性との相関についての解析

1我々は、これまで自然発症てんかんモデルのELマウスにおいて、発作による脳のglial fibrillay acidic protein(GFAP)mRNAの転写制御にAP-1が関与している可能性を示唆してきた。本研究では、GFAPmRNAの脳の局所的な差異について調べた。痙攣履歴を持つEL[S]マウスのGFAPmRNAは、発作18時間後で、歯状回>海馬CA1-3>梨状葉>大脳皮質の順で発現した。ddYマウスにベメグリドを注射し、発作を誘発すると、これらの部位でのGFAPmRNAの発現は、極めて少なかった。したがって、これらの部位がELマウスの発作感受性に相関している可能性が示唆された。3 ELマウス脳におけるグルタミン酸トランスポーター遺伝子では、EL[s].EL[ns]GLT-1のmRNA発現がddYの場合より増大した。GLAST、EAACIのmRNAは3群間で発現の相違は認められなかった。またIn situe hybridizationにおいてはGLT-1 mRNAはEL[s]とEL[ns]とが海馬と大脳皮質とでddYより発現が強く認められた。GLASTとEAACIは3群間で発現に差異は観察されなかった。これらの結果はGLT-1が発作感受性に関与することを示唆している。ELマウス脳では遺伝的にグルタミン酸の合成が活発であり、シナップス間隙でのグルタミン酸の増加を生じている。そのため、神経細胞の興奮が生じ、発作感受性が亢進すると推測される。それに伴い、GLT-1の活性は増大し、グルタミン酸の取り込みも増加し、ホメオスターシスにより発作を減少させようとするが、それにも拘わらずなおグルタミン酸量が高く保持されるので、十分な発作制御が行われなくなり、ELマウスの発作感受性が高くなると考えられる。1我々は、これまで自然発症てんかんモデルのELマウスにおいて、発作による脳のglial fibrillay acidicprotein(GFAP)mRNAの転写制御にAP-1が関与している可能性を示唆してきた。てんかんの複雑部分発作では、海馬硬化が多く出現し、アストロサイト・グリオーシスを起こす。glial fibrillary acidic protein (GFAP)は分化したアストロサイト蛋白質で、脳障害により特異な発現を示す。本研究では、複雑部分発作の自然発症モデルと規定されているELマウス発作後における脳でのGFAPmRNA発現について、発作感受性との相関を検索した。生後4週齢より放り上げ刺激を与え、発作感受性を獲得したELマウスに、放り上げによる発作を誘発した。対照としては、ddYマウスにベメグリドを注射し、発作を誘発した。マウス全脳より抽出したRNAをアガロースゲルで電気泳動し、ナイロンメンブランに転写した。ランダムプライマー法によりマウスgfa gene cDNAを[^<32>P] -dCTPでラベルしたものを用いてハイブリダイジェーションを行い、GFAPmRNAの発現を調べた。ELマウス脳におけるGFAPmRNAの発現は発作18時間後でピークに達するが、その後は減少し、72時間後で一旦消失する。しかし120時間後には再度発現し、144時間後まで持続する二相性のパターンを呈した。発作前に蛋白合成阻害剤のanisomycinを投与すると、GFAPmRNAの発現は減少した。ddYマウスのベメグリド誘発発作では、GFAPmRNAの発現は発作24時間後でピークとなり、48時間後まで持続したが、その後96時間と120時間にも僅かに発現した。ELマウスのc-fos mRNAの発現は、anisomycinの前投与で、発作4時間後まで延長した。gfa geneは上流にAP-1による転写制御を受けているといわれる。従って、上の結果はELマウスが発作感受性を獲得するにつれて、抑制的な転写制御機構を形成していく過程を示唆している。

他方anisomycinによるc-fos mRNA発現の延長は、AP-1によるautoregulationの障害に起因するものと推測される。1)我々は、これまで自然発症てんかんモデルのELマウスにおいて、発作による脳のglial fibrillary acidic protein (GFAP) mRNAの転写制御にAP-1が関与している可能性を示唆してきた。本研究ではGFAPmRNAの脳の局所的な差異について調べた。痙攣履歴を持つEL[S]マウスのGFAPmRNAは、発作18時間後で、歯状回>海馬CA1-3>梨状葉>大脳皮質の順で発現した。ddYマウスにベメグリドを注射し、発作を誘発すると、これらの部位でのGFAPmRNAの発現は、極めて少なかった。したがって、これらの部位がELマウスの発作感受性に相関している可能性が示唆された。3)EL[s],EL[ns],ddYマウスにおける脳mRNAの翻訳活性と産物とを比較した。EL[s],EL[ns]マウスは生後56日以後に活性が全般的に低下することが明らかになった。EL[s]マウスでは翻訳産物のなかで分子量23.5,32.5,33KDaの蛋白質が欠損していた。これら蛋白質が発作の誘発に関与するニューロンの刺激伝達に相関している可能性が示唆された。これらに対応するcDNAをクローニングすることにより、これら蛋白質のてんかん発作において演ずる役割を明らかにしたい。てんかんでは脳の興奮経路における活性の亢進あるいは抑制経路での活性低下による神経伝達物質の不均衡が生じている。前者は興奮性アミノ酸作動系のグルタミン酸であり、後者は抑制性アミノ酸作動系のγ-アミノ酪酸(GABA)である。グルタミン酸とGABAはともにシナップス後膜に存在する受容体に結合することによって、神経の伝達が行われるが、グリアあるいはシナップス終末に存在するトランスポーターに取り込まれることのよって不活性化させるといわれる。今回は、てんかん発作感受性を持つELマウス脳におけるグルタミン酸トランスポーター遺伝子の発現について検討した。既にクローニングされている5つのグルタミン酸トランスポーターの中で、大脳で高い発現を認め、アストログリアに発現するGLT-1およびGLAST、神経細胞に発現するEAAC1について、生後24週齢の発作感受性を獲得したEL[s]同週齢で発作履歴のないEL[ns]、ELの母系で発作感受性を持たない同週齢のddYの3群で比較検討した。その結果、小脳を除く全脳ではEL[s].EL[ns]のGLT-l mRNA発現がddYの場合より増大した。GLAST、EAAClのmRNAは3群間で発現の相違は認められなかった。またIn situe hybridizationにおいてはGLT-l mRNAはEL[s]とEL[ns]とが海馬と大脳皮質においてddYより発現が強かった。GLASTとEAAClは3群間で発現に部位差は観察されなかった。これらの結果はGLT-lが発作感受性に関与することを示唆している。ELマウス
ゲノム不安定を導くトポイソメラーゼ1の小RNA分子による調節機構

シチジンデアミナーゼAIDの活性化に引き続き、Topoisomerase1(Top1)の翻訳抑制が起きる分子メカニズム解明を進め、miRNAの関与、Ago2のTop1 mRNAへの結合、さらに詳細な結合部位が明らかになった。さらにAID依存性にTop1 mRNAに結合するmiRNAの同定中である。4-thiouridine (4-SU)を用いたRNA-IPや、BrUを用いたプローブラベルによるトラップ実験の結果、AU-rich配列に結合しやすい蛋白質の一種がTop1の3'UTR領域に結合するらしいことが伺われる結果が得られた。すなわち、4-SUと365nm UV照射の組み合わせによりthymineがcytosineに変換される変異が3UTRのAU-rich配列に比較的局在して認められた。また、3'UTRの中で、特異的に同蛋白質と結合する部位をin vitroによっても決定するため、3'UTRの一部をコピーしたBrUラベルプローブにより、同蛋白質がやはりAU-rich配列に選択的に結合することが示された。同蛋白質のノックダウン実験によりIgAの発現率(クラススイッチ)やTop1蛋白質の新生に実際に影響が認められた事から、この蛋白質の結合はin vitroでの反応にとどまらず、生物学的意義を持つことが疑われたが、AIDがこの蛋白質とどのような関連を持ってTop1の翻訳に影響するのか、については未だ不明であり、現在この点について解析をすすめている。microRNAがAIDに編集される結果、Top1 mRNAの翻訳が半減されることを想定しており、Ago2蛋白質によるRNA-IPを行っている.免疫グロブリンのクラススイッチを引き起こすAIDは、DNAのトポロジーを保つために必須のTopoisomerase I (TopI)の減少を引き起こすことを我々は報告していた。AIDによるTop1の減少については、これまでに主に翻訳の抑制機構が働くものと考えられたため、miRNAがAIDによりなんらかの制御を受けて、Top1のmRNAに結合することを予測した。AIDによりTop1が減少するCH12細胞の細胞溶解液と、BrUでラベルされたTop1遺伝子を含むRNA probeを用いて、一般的なmiRNAのキャリア蛋白質であるAgo2がTop1の特定の3'UTR部分にin vitroで結合している証拠を得た。また、あらかじめ4-thiouridineをTop1の3'UTRに取り込ませ、in vivoでUVクロスリンクを行う事により、たんぱく質とRNAの結合部位で特異的にthiouridineがcytidineに変換されることを利用して、Ago2とTop1の特定の3'UTR部分との結合を、RNA免疫グロブリン沈降法を用いて確認したところ、in vitroの結合部位と一致してAID依存性に結合が認められた。一方、AIDが行う免疫グロブリン遺伝子の改変のうち、体細胞突然変異においてもTopIのたんぱく質量と転写が重要であると考えられてきたが、2011年度中にTop1による体細胞突然変異での役割について、実際に証明する事ができたため、論文を発表した。本年度は、Topoisomerase1 (Top1)のmRNAに結合するAgo2の結合部位について同定を進めた。4-thiouridine(4-SU)を用いたRNA-IPにおいては、Top1の3'UTRの2カ所にAgo2の結合が認められ、そのうちの一カ所はAIDに依存せず、AIDの非誘導時にもAgo2の結合が認められたが、coding regionにより近いもう一カ所はAIDに依存性であり、非誘導時にはゼロレベルだが、誘導時には比較的高い結合が認められた。それに一致して、BrUを用いたプローブラベルによるトラップ実験の結果、3'UTRとcoding領域の末端に、Ago2の結合部位が認められた。AIDに非依存性のAgo2結合部位にて機能すると予想された4つのmiRNA(これらはいずれも共通するseed配列を持つ)のノックダウン実験や過剰発現実験は、実際にクラススイッチに対して予想される効果を持ち、これらが生体内で機能していることが伺われた。また、AIDに依存性のAgo2結合領域にて機能するmiRNAは現在同定中である。また、Ago2と協調して働くTNRC6aのノックダウンによりクラススイッチが抑制され、miRNAによるTop1mRNAの翻訳修飾効果は確実なものであると考えられる。また、上記の結果をふまえ、Luciferase assayにより、このTop1 mRNA領域の翻訳抑制機序を再現できるassay系を構築している。研究計画のうち、Ago2とTop1 3'UTRの結合を実証することができ、miRNAのターゲットとなっているTop1 3'UTRの配列絞り込みにも成功した。現在miRNAの編集について検討を進めており、今年度中に当該miRNAを同定できる可能性が高い。24年度が最終年度であるため、記入しない。RNA編集の同定については次世代シークエンシング技術を活用する。
異文化間理解のための映像作品の文化的要素に関する理論的・実証的研究

本研究の目的は、異文化間理解や相互理解が日本語教育の主要な目的だと考える立場から、言語と文化が融合した言語文化教育に資するために、日本の映画やTVドラマなどの映像作品の中に意識的・無意識的に埋め込まれた文化的要素について理論的・実証的に明らかにすることである。まず、異文化間コミュニケーション研究と翻訳研究の枠組みを用いて、映像作品から読み取れる文化的要素について調査を行った。次に、映像作品の文化的要素「日本文化なるもの」に対する国内外の教師や学習者の認識を分析の枠組みを用いないで調査した。その結果、映像作品の文化的要素は人々の認識により多様な側面を持つことが理論的にも実証的にも検証できた。本研究は、異文化間理解や相互理解が日本語教育の主要な目的だと考える立場から、言語と文化を融合した授業に資するために、日本の映画やドラマなどの映像作品に意識的・無意識的に埋め込まれた文化的要素について理論的・実証的に明らかにすることを目的とする。具体的には、(1)異文化間理解教育で用いられる「文化」の枠組みを基に、映像作品の文化的要素を体系的に分析する、(2)映像作品の文化的要素に対する国内外の教師や学習者の認識を調査し、文化認識の様相を明らかにする、という方法で検証を試みる。平成26年度は研究の第一段階として、以下の調査研究を行った。1.異文化間理解・異文化間コミュニケーションの枠組みを用いた文化的要素の調査:1文化モデル、理論の調査、2分析の枠組みの検討、3分析対象(映画『ステキな金縛り』)の決定、4作品の分析2.翻訳論・トランスレーションスタディーズの枠組みを用いた文化的要素の調査:1理論的枠組みの調査、2分析の枠組みの検討、3分析対象の決定(映画『踊る大捜査線』TVドラマ『半沢直樹』)、4研究資料の作成、5作品の分析3.国内の教師・学習者の文化認識の調査:1香港における『半沢直樹』の受容に関する調査(アンケート)、2『ステキな金縛り』に対する国内の言語教育教師と日本語学習者の文化的・言語的認識の調査(アンケート)、3実践例における文化認識の調査(文献)調査の結果、言語教育で取り扱うことのできる文化要素の全体像、翻訳できない部分に埋め込まれた文化的要素、映像作品の社会的・個人的受容の実態、映像作品に対する文化的、言語的認識の多様性の行ったん一端が明らかになった。また、平成27年度の海外調査についても、ベルギー、スペインの研究協力者と検討することができた。本研究は、異文化間理解や相互理解が日本語教育の主要な目的だと考える立場から、言語と文化を融合した言語文化教育に資するために、日本の映画やドラマなどの映像作品の中に意識的・無意識的に埋め込まれた文化的要素について理論的・実証的に明らかにすることを目的とする。具体的には、(1)異文化間理解教育で用いられる「文化」の枠組みを基に映像作品の文化的要素を体系的に分析する、(2)映像作品の文化的要素「日本文化なるもの」に対する国内外の教師や学習者の認識を調査し、その認識の様相を明らかにするという方法で理論的・実証的検証を試みる。2年目の平成27年度には、以下のとおり調査研究を行った。1.国内外の教師・学習者に対する文化認識の調査(何を「日本文化なるもの」と認識するか):1映画『ステキな金縛り』に対する文化認識の調査(アンケート:日本、ベルギー、スペイン、アメリカ)、2映画『ビリギャル』に対する文化認識の調査(講演を通して:韓国)2.映像作品のシナリオにおける翻訳不可能な要素に関する調査(翻訳できないものはどのような要素か):1映画『ステキな金縛り』のシナリオに対する国内外の教師・学習者の認識の調査(日本、日本、ベルギー、スペイン、アメリカ)、2映画『踊る大捜査線The Movie』の日本語のシナリオと英語字幕の比較分析1の調査については4か国で約10名のデータを収集した。2の1調査も日本、ベルギー、スペインでそれぞれ約10名、アメリカで2名の協力が得られた。収集したデータは逐次分析を進めており、国・言語を超えた文化認識の様相の実態を明らかにできるものと思われる。2の2については、分析の結果を論文で公開した。さらに「第8回全ウクライナ国際公開シンポジウム2016」に招聘を受け、本研究テーマで基調講演を行った。また、韓国仁川大学でに同様のテーマで講演を行った。本研究では、前掲の研究目的を達成するために、平成2628年度の各年度にそれぞれ以下の目標を設定している。平成26年度:1異文化間理解・翻訳論の枠組みによる文化的要素の分析、2国内の教師・学習者の文化認識調査、3映像を使った教育における文化の扱いに関する文献調査平成27年度:1国内の教師・学習者の文化認識調査の分析、2海外の教師・学習者の文化認知調査、3成果の公開平成28年度:1海外の教師・学習者の文化的認識調査の分析、2成果の公開平成27年度の1については、調査結果を学会で発表し、論文という形で成果を公開した。また、前年の平成26年度1「翻訳論」による分析についても論文にまとめて、成果を公開した。平成27年度の2については、海外研究協力者を通じて、ベルギー、スペイン、アメリカで調査が実施できた。アメリカでは教師へのインタビューを想定していたが、学生の協力も得られるととなり、他の場所と同じようにアンケート調査を実施した。韓国では、本研究のテーマで講演と授業のデモンストレーションを行う機会を得たが、その際、文化認識に関するデータが収集できた。

このように昨年度の予定を変更した点もあったが、予定より量的・質的に厚みのあるデータが収集できた。よって、本研究はおおむね順調に進展していると言える。本研究は、異文化間理解や相互理解が日本語教育の主要な目的だと考える立場から、言語と文化を融合する言語文化教育に資するために、日本の映画やドラマなどの映像作品の中に意識的・無意識的に埋め込まれた文化的要素について理論的・実証的に明らかにすることを目的とする。具体的には、(1)異文化間理解教育で用いられる「文化」の枠組みに基づき、映像作品から読み取れる文化的要素を体系的に分析する、(2)映像作品の文化的要素「日本文化なるもの」に対する国内外の教師や学習者の認識を調査し、文化認識の様相を分析する、という方法で理論的・実証的な検証を試みる。3年目の平成28年度は、以下のとおり調査研究を進めた。1.1国内外の教師・学習者の文化認識調査、および、2シナリオの翻訳不可能な要素に関する調査(昨年度からの継続):映画『ステキな金縛り』を対象に実施した。(日本5名、ウクライナ18名)2.調査データの分析(昨年度からの継続):収集したデータについて、海外研究協力者と分析方法を検討し、分析用データベースの作成して、分析を進めた。3.著作権に関する認識調査:著作権セミナーを実施し、映像作品の教育利用等で求められる著作権への認識について調査した。4.研究成果の発表:昨年度・今年度の調査の分析結果について、異文化間教育学会(6月、東京)、東アジア日本語教育・日本文化研究学会(8月、ハワイ)、日本語教育学会関西地区研究集会(3月、大阪)で発表を行った。また、研究内容について、九州人類学研究会のパネルディスカッションで発表と討論を行った。さらに、本研究の成果を基に、3月に韓国の新羅大学(釜山)で講演会を、仁川大学(仁川)で2つのワークショップを実施した。本研究により、「日本文化なるもの」に対する文化認識は、国籍や言語の境を超えて多様性、多層性、混淆性に富むことを実証的に明らかにすることができた。本研究では平成26年度28年度の各年度において、それぞれ以下の目標を設定していた。平成26年度:1異文化間理解・翻訳論の枠組みによる映像作品の文化的要素の分析、2国内の教師・学習者の文化認識調査、3映像を使った教育における文化の扱いに関する文献調査平成27年度:1国内の教師・学習者の文化認識調査の分析、2海外の教師・学習者の文化認識調査、3成果の公開平成28年度:1海外の教師・学習者の文化認識調査の分析、3成果の公開平成26年度の1「翻訳論」での分析と平成27年度の1の国内調査、2の海外調査の一部については、予定通り、分析結果を論文にまとめたり、学会で発表することができた。しかし、平成27年度にベルギー、スペイン、アメリカで行った2の海外調査について、平成28年度にウクライナでも調査協力が得られることとなり、調査が平成28年度7月初めまで続いたため、全体のデータを分析する時期が遅くなった。また、各国の調査協力者は総計で61名となり、調査データが予想よりはるかに超えた量となり、分析を開始してみたところ、量だけでなく、内容も多岐にわたっていたため、分析作業に時間がかかることが分かった。
双極感情病と妄想型分裂病における生化学的マ-カ-の異同について

双極性感情病と妄想型分裂病における生化学的マ-カ-の一つとして、尿中β-phenylethylamine(PEA)があるが、我々の研究からは頻発型双極性感情病では、数回にわたりうつ転の前にPEAの一過性の上昇が認められ、躁状態からうつ状態へのスイッチ機構に関与している可能性が示唆された。また分裂病者における研究では、非妄想型分裂病者に比べ妄想型分裂病者で有意に尿中PEAの排泄量が増加していた。以上の所見から、躁うつ病と精神分裂病でPEAの役割が異なっている可能性が示唆される。我々は、双極性感情病と単極性うつ病の研究では、共にその血小板イミプラミン結合は健常者と比較して低下していた。また、単極性うつ病ではその症状の重症度と血小板イミプラミン結合の低下が逆相関していたが、双極性感情病では相関がみられないことを報告した。今回の研究では、双極性感情病者と健常者では血小板パロキセチン結合を測定したが、有意な差は認められなかった。このことより、イミプラミン結合の低下が、必ずしもセロトニン取り込み部位の低下であるとは言えず、それ以外の要因が影響を与えていることが示唆された。内因性阻害物質の変化を想定して、健常者と双極性感情病を含むうつ病者の血清あるいは、除蛋白血清を用いて、ラット脳膜標品のイミプラミン結合、パロキセチン結合に対する阻害率を比較検討したが、両者には差が認められなかった。動物実験では、10日間の抗うつ剤慢性投与、10日間のストレス慢性負荷だけではイミプラミン結合、パロキセチン結合に変化はみられなかったが、各々の併用により、海馬のイミプラミン結合、視床下部のイミプラミン結合とパロキセチン結合が低下していた。この所見は、抗うつ剤の抗ストレス作用、更に抗うつ作用に関与している可能性がある。本年度は双極感情病,妄想型裂病者のサンプリングがまだ不十分なため,以下の研究を行なった. I)健常者血小板における5ーHT取り込み部位と^3Hーparoxetine結合との関係を明らかにするため,健常者10名の血小板^<14>Cー5HT取り込み実験と^3Hーparoxetine結合を同時に施行した.各種パラメーターの相関を調べたところ^<14>Cー5HT取り込みのVinvxと^3Hーparoxetine結合のBrnaxに自意の正の相関が認められた.更にヒト血小板での各種5ーHT取り込み阻害剤の^<14>Cー5HT取り込みと^3Hーparoxetine結合のKi値にも正の相関が認められた.以上の結果からヒト血小板における5ーHT取り込みは, ^3Hーparoxetine結合で標識されるその取り込み部位に依存することが示唆された.次に健常者の血清と除蛋白血清のラット脳膜標品に対する阻害率と血小板の^<14>Cー5HT取り込み, ^3Hーparoxetine結合の各パラメーターとの相関を調べたが,有意な相関は認められなかった. II)健常者と双極絶感情病者を含むうつ病者の血清あるいは除蛋白血清を用いてラット脳膜標品の^3Hーparoxetine結合, ^3Hーinmipramine結合に対する阻害率を比較検討したところ,すべての実験系で両者に有意の差は認められなかった.健常者では^3Hーparoxetine結合と^3Hーimipramine結合に対する血清の阻害率とに相関が認められなかったが,うつ病者においとは正の相関が認められた.

これらの結果から健常者とうつ病者では,血清阻害の絶対量では両者に差異は認められなかったが, ^3Hーparoxetine結合と^3Hーimipramine結合に対する血清の阻害率の相関でみると両者に質的な差異が存在している可能性は否定できない.本年度は、双極感情障害を主にサンプリングを行ないつゝある。またB型MAO活性、血漿トリプトファン、セロトニン、フェニルエチルアミンの測定法についての基礎的検討を行なっている。更に、動物実験では抗うつ薬の慢性投与による5HT取り込み、^3H-imipramine結合、^3H-paroxetine結合、Na^+-K^+-ATPaseの変化について検討中である。健常者と双極生感情病者を含むうつ病者の血清あるいは除蛋白血清を用いてラット脳膜標品の^3H-paroxetine結合と^3H-imipramine結合に対する血清の阻害率とに、相関が認められなかったが、うつ病者においては正の相関が認められた。これらの結果から健常者とうつ病では、血清阻害の絶対量では両者に差異は認められなかったが、^3H-paroxetine結合と^3H-imipramine結合に対する血清の阻害率の相関でみると両者に質的な差異が存在している可能性は否定できない。本年度は、動物実験としてラットを#1コントロ-ル(C)群、#2デシプラミン慢性投与(D)群、#3慢性ストレス(S)群、#4デシプラミン慢性投与-慢性ストレス(DS)群の4群に分け、抗うつ剤あるいはストレスを10日間行い、大脳皮質、視床下部、海馬でのセロトニン取り込み部位を標識するイミプラミン(IMP)結合、パロキセチン(PARO)結合、更に海馬におけるNa^+、K^+-ATPase活性の測定を行った。その結果からは、各部位でのIMP結合とPARO結合の分布は必ずしも一致していなかった。またIMP結合は海馬と視床下部でC群に比べDS群で有意に低下していた。PARO結合は、視床下部でC群に比べDS群で有意に低下していた。一方、Na^+、K^+-ATPase活性は、C群に比べD群とDS群で有意に低下していた。以上の結果から、ある負荷をかけたときの抗うつ作用に視床下部でのセロトニン取り込み部位の低下が関与している可能性が示唆された。また、抗うつ剤は慢性投与により、海馬でのNa^+、K^+-ATPase活性を低下させることが明らかになった。臨床的研究として健常者14名、双極感情病者6名において血小板PARO結合を行ったが、そのBmaxには変化がなく、Kdは双極性感情病者で高い傾向にあったが、有意差は認められなかった。双極感情病者と妄想型分裂病者の血中HVA、MHPGには、サンプリングを終了し、現在解析中である。
重い電子系の動的帯磁率に関する理論的研究

当研究では,自己無撞着摂動理論を用いて,重い電子系の一粒子状態密度と動的帯磁率を算出し,統一的な観点からその物理的性質を明らかにした.非線型積分方程式を数値的に解く際に,東北大学の大型計算機を使用し,結果をグラフ化して出力する際にXYプロッターを活用した.また2回の出張により,他大学の研究者と最新の情報交換を行うことができた.以下に具体的な成果を報告する.1.近藤効果の協力的増大の解明.近藤温度より高い温度では, f電子が非局在化して他のサイトの近藤効果に寄与するため,近藤効果が増大することが示された.この協力効果は,状態密度と静的帯磁率に現れる.2.低温域での特性エネルギーの同定.フェルミ準位近傍での準粒子のくりこみ定数を求め,これに対する高密度効果とf殻の縮重度の効果を調べた.この結果,低温でのくりこみ効果に対するサイト間相互作用は,縮重度の大小に拘らず極めて弱いことがわかった.ただし,静的帯磁率には,縮重度が小さい場合にサイト間相互作用の効果が顕著に現れる. (1と2の研究は,東北大理学部物理の理論グループと協同してなされた. )3.変分原理に基づいた動的帯磁率の導出.自己無撞着摂動理論を,変分原理に基づいて再定式化することにより,動的帯磁率に対する積分方程式を導出した.この方程式は,極限的な場合にRKKY相互作用を再現し,近藤効果によるその変質を考慮している. 63年度に数値解を求める計画である.4.中性子散乱結果の理論的解析.重い電子系CeCu_6の磁気的中性子散乱の結果を分析し,「殆んど局在した準粒子」の概念を用いて特徴的な波数依存性を説明した.これらの成果のいくつかは,既に出版論文として,また国際会議の講演として公表さている.当研究では,自己無撞着摂動理論を用いて,重い電子系の一粒子状態密度と動的帯磁率を算出し,統一的な観点からその物理的性質を明らかにした.非線型積分方程式を数値的に解く際に,東北大学の大型計算機を使用し,結果をグラフ化して出力する際にXYプロッターを活用した.また2回の出張により,他大学の研究者と最新の情報交換を行うことができた.以下に具体的な成果を報告する.1.近藤効果の協力的増大の解明.近藤温度より高い温度では, f電子が非局在化して他のサイトの近藤効果に寄与するため,近藤効果が増大することが示された.この協力効果は,状態密度と静的帯磁率に現れる.2.低温域での特性エネルギーの同定.フェルミ準位近傍での準粒子のくりこみ定数を求め,これに対する高密度効果とf殻の縮重度の効果を調べた.この結果,低温でのくりこみ効果に対するサイト間相互作用は,縮重度の大小に拘らず極めて弱いことがわかった.ただし,静的帯磁率には,縮重度が小さい場合にサイト間相互作用の効果が顕著に現れる. (1と2の研究は,東北大理学部物理の理論グループと協同してなされた. )3.変分原理に基づいた動的帯磁率の導出.自己無撞着摂動理論を,変分原理に基づいて再定式化することにより,動的帯磁率に対する積分方程式を導出した.この方程式は,極限的な場合にRKKY相互作用を再現し,近藤効果によるその変質を考慮している. 63年度に数値解を求める計画である.4.中性子散乱結果の理論的解析.重い電子系CeCu_6の磁気的中性子散乱の結果を分析し,「殆んど局在した準粒子」の概念を用いて特徴的な波数依存性を説明した.これらの成果のいくつかは,既に出版論文として,また国際会議の講演として公表さている.
立体構造情報を基盤とするカンナビノイド生合成酵素の触媒活性コントロールとその応用

昨年度、X線結晶解析に基づきカンナビノイド生合成酵素THCAsynthaseの立体構造を解明した。一方、CBDA synthaseに関しては昆虫細胞発現システムを精査し、精製とキャラクダリゼーションについて報告したが(FEBS Letters 2007)、十分量の酵素が得られなかったため、THCA synthaseの立体構造を基にした分子モデリングで推定構造を作製した。両酵素の活性部位には5ケ所6残基の相違が確認され、これらのアミノ酸残基が両酵素め触媒する酸化閉環反応及び生成物の作り分けに重要な役割を果だすことが示唆された。そこで、各アミノ酸残基について部位特異的変異導入法による相互変換を行い、得られた変異酵素の触媒活性を検討した。この結果、各変異酵素の活性に劇的な変化は見られず、少なぐともニケ所以上のアミノ酸が協調して触媒活性を決定していると考えられた。そとで、各種組み合わせでの変異導入をさらに行っている。また、生合成酵素のカンナビノイド生産への応用を実現するためめ予備的実験とレて、分泌生産した組み換えTHCA synthaseを基質CBGAとインキュベートすることにより簡便かつ立体選択的なTHCA生産システムを確立した(Biochern. Biophys. Res. Cemmun. 2007)。以上のように本研究では従来、解明されていなかったカンナビノイド合成酵素の構造を原子レベルではじめて解明し、触媒活性の制卸およびカンナビノイド生産への応用に向けた基盤を確立した。大麻(Cannabis sativa)はカンナビノイドと称される特異な「次代謝産物を含有することが知られている。本年はカンナビノイド生合成酵素(THCA synthase及びCBDA synthase)の立体構造解明を目的に研究を行った。THCAsynthaseについては、すでに結晶化に成功していたが、適切な重原子置換ができなかったため位相の決定に至っていなかった。そこでTHCA synthaseに相同性を持ち、最近立体構造の報告されたオキシダーゼの構造を鋳型に分子置換を行いその立体構造を明らかにした。活性部位の構造を複合体結晶として解明するため、活性中心プローブとして計画した還元型基質の有機合成を行った。しかしながら本化合物は合成こそ達成したものの疎水性が非常に高く、酵素との複合体形成には不向きであると判断した。そこで基質分子の立体構造を計算化学的にデザインし、ドッキングスタディを行うことにより、酵素活性部位の構造を明らかにした。得られた構造及び部位特異的変異の結果から、THCA synthaseが触媒するオキシダーゼ活性に必要な活性部位を決定することができた。一方CBDA synthaseに関しては十分量の酵素が得られなかったため、THCA synthaseの立体構造を基にした分子モデリングで推定構造を作製した。本モデルからTHCA synthaseとCBDAsynthaseは活性部位に存在するわずかなアミノ酸置換により生成物を作りわけていることが示唆された。現在、部位特異的変異導入によりこれを機能面から検証している。
生成的多項式に基づく数論の展開

非アーベル的現象の探索法を探って,一般次数対称群に対する生成的多項式の同型問題への方法を理論的に構築し,「特殊化」によって活用する手法を確立した.さらに5次までの可解群に対する生成的多項式に対して同型問題を超えた共有体問題への解答を与えた.また3次の場合の数論への展開を進展させ,古典的な2次体の類数問題への応用を深め,さらに8次巡回群に対する生成的多項式の有理数体上での「非存在」現象を解明した.非アーベル的現象の探索法を探って,一般次数対称群に対する生成的多項式の同型問題への方法を理論的に構築し,「特殊化」によって活用する手法を確立した.さらに5次までの可解群に対する生成的多項式に対して同型問題を超えた共有体問題への解答を与えた.また3次の場合の数論への展開を進展させ,古典的な2次体の類数問題への応用を深め,さらに8次巡回群に対する生成的多項式の有理数体上での「非存在」現象を解明した.1.まずHessian曲線の数論については,3次の生成的多項式を利用して2次,3次および6次体上での捻りを構成し,それらの相互的な関係を明らかにした.3次以上の捻りについては,特別な場合に,その曲線が有理点を持つ条件を特定した.結果をまとめて論文1および2として投稿し,間もなく公刊される.それぞれの捻りの全体は楕円曲面として提示されている.2.研究代表者と研究分担者の星とは共同研究として「生成的多項式の部分体問題」に歩を進めた.理論的な方法論の構築を目指して論文4を発表したあと,それを相対終結式に関する一般論を取り込んで発展させ,研究成果を口頭による発表1ないしは3,等々で発表した.応用としては,5次対称群の可解な推移的部分群のすべて(位数20のフロベニウス群,5次二面体群,位数5の巡回群)および4次二面体群に対して,「部分体問題」をさらに一般化した「共通体問題」を解決しており,成果を2編の論文にまとめる段階に進むところである.3.また研究分担者陸名は5次の二面体群に対するブルーマーの生成的多項式の研究を深め,ある楕円曲線のディオファントス的数論と関連させて成果を口頭発表5により示すとともに,論文としてまとめる段階に進んでいる.4.研究分担者岸は3次二面体群の生成的多項式を応用した2次体の類数問題の研究を深めて「類数が5で割れるある虚2次体の無限族について」と題して発表し,論文をまとめる段階にある.5.また研究分担者小松は自身のクンマー降下の理論を基礎にして,「生成的多項式の同型問題への考察」を深めるとともに,一連の研究成果の報告を,あるCOE Conferenceにおいて口頭発表8として報告した.本年度は研究計画の最終年度であり,4名の連携研究者とともにこれまで行ってきた研究を整理してまとめ,発表する機会を積極的に捉えた.また得られた理論的な成果に基づき,計算機による実例計算を著しく進めた.3次生成的多項式を用い,Hesseの楕円曲線族の2,3,6次の(代数曲線としての)捻りを系統的に構成し,相互関係を示し,Diophantus幾何学的な成果を含めて発表した.生成的多項式の「同型問題」,「部分体問題」,「共有体決定問題」と進化させた一般Tschirnhaus変換と相対終結式を用いた枠組みを「特殊化」によって活用する手法を確定し,生成的多項式に基づく代数的数体の統制と分類に対する手法を明示した.特にn次対称群(2≦n≦5)の可解部分群全般に対する生成的多項式について明示的な回答を与えた.4次と5次の基本的な結果もarXiv[math.NT]に提示した.特に3次の場合の応用として2次体の類数問題への新基軸にそった研究を進め,さらに5次の場合にも同様な展開を示した.さらに3次生成的多項式について,パラメータを有理整数とした場合の同型問題と,3次Thue方程式の新しい形の族との緊密な対応を確定し,有限性を含む新結果を得た,加えて4次巡回生成多項式についても,3次巡回生成多項式の場合と形式的に類似した現象を発見した.また8次の特殊な場合のNoether問題にも成果を上げ,有理数体上には8次巡回群に対する生成的多項式が存在しないことを克服するために踏み込んだ分析を果たした.研究成果の発表については,4名の連携研究者によるものを合わせ,5種類の国際的な研究集会での6件に加え,日本数学会等の国内での研究集会で7件の口頭発表を行い,論文10編の公刊が決定している.
MicroRNomicsを基盤とする繊維・粒子状物質の健康障害リスク評価法の構築

繊維・粒子状物質は呼吸器で慢性炎症を惹起して発がんや線維化などを起こすため、リスク評価法の確立が急務である。マイクロRNA(miRNA)は、種々の疾病のバイオマーカーとして期待されている。本課題では、石綿、黄砂、シリカを気管内投与したマウスの肺組織で、多くのmiRNAの発現が有意に変動することを明らかにした。以上の結果から、miRNAは繊維・粒子状物質のリスク評価指標として応用できる可能性が考えられる。繊維・粒子状物質は吸入曝露により呼吸器で慢性炎症を惹起し、発がんや線維化などの健康障害を起こしうる。しかしその分子機構には不明な点が多く、また、これらの物質の曝露指標やリスク評価指標の確立が急務である。マイクロRNA(miRNA)とは22塩基前後の非コードRNAであり、メッセンジャーRNAに結合して標的遺伝子の発現を抑制することから、がんなどの様々な疾病の新しいバイオマーカーとして近年注目を集めている。本年度の主な研究成果は以下の通りである。1)石綿(アスベスト)をマウスに気管内投与して肺組織よりRNAを抽出し、マイクロアレイでmiRNAの発現を網羅的に解析した。その結果、統計学的有意差を有しかつ対照群に比して2倍以上発現量が変動するmiRNAが、クリソタイルでは24種類、クロシドライトでは5種類認められた。2)黄砂を気管内投与したマウスの肺組織のmiRNA発現を1)と同様の方法で解析した。その結果、対照群に比して有意に発現量が変動するmiRNAが19種類認められた。二酸化珪素(シリカ)を同様に投与した場合は、21種類のmiRNAの発現量が変動した。3)ナノ素材の多層カーボンナノチューブ(MWCNT)は、ヒトマクロファージ培養細胞で7種類のmiRNAの発現量を変動させ、細胞死の一種であるアポトーシスの誘導に関わる可能性を示した。以上の結果から、miRNAが繊維・粒子状物質のリスク評価指標となりうる可能性が示された。さらに繊維・粒子状物質による健康障害に関する研究成果として、MWCNTがエンドサイトーシスによりヒト肺上皮由来培養細胞に取り込まれ、炎症条件下で生じるDNA損傷塩基8-ニトログアニンが生成されることを報告している(Toxicol Appl Pharmacol2012)。石綿やナノ素材などの繊維・粒子状物質は、呼吸器で慢性炎症を介して発がんや線維化を起こしうる。したがって、これらの物質の曝露指標や健康障害リスクの評価指標の確立が急務である。マイクロRNA(miRNA)とは、タンパク質をコードしない22塩基前後のRNAであり、がんなどの様々な疾患に関与すると考えられている。しかし、化学物質のリスク評価にmiRNAを応用する研究はほとんどない。今年度は、繊維・粒子状物質として、ゴム製品やトナーなどに使用されるカーボンブラック、および新規材料として産業現場に使用されつつある多層カーボンナノチューブを対象として、ヒト培養細胞を用いた研究を行った。マクロファージに分化させた単球系細胞(THP-1)および肺胞上皮由来細胞(A549)にこれらの物質を曝露させ、RNAを抽出してmiRNAの発現パターンをマイクロアレイで網羅的に解析した。その結果、これらの物質で処理した細胞において、それぞれ10数種類のmiRNAの発現量が統計学的に有意に変動していることを見いだした。また今年度は、関連した研究成果として、カーボンブラックや多層カーボンナノチューブが、マウスマクロファージ(RAW264.7)およびヒト肺胞上皮由来(A549)の培養細胞に取り込まれ、炎症性反応を惹起してニトロ化DNA損傷をもたらし、発がんに関与する可能性を明らかにした。また、ヒト肺組織における酸化・ニトロ化DNA損傷の強さが角閃石系石綿の量と有意に相関することを明らかにし、曝露指標としての応用可能性を示した。今後は繊維・粒子状物質による発がん・線維化などの疾病におけるmiRNAの機能を解明し、バイオマーカーとしての医学・生物学的意義を明らかにする予定である。今年度は、培養細胞や生体試料からRNAを抽出し、マイクロアレイを用いてmiRNAの発現を網羅的に解析するための実験方法を習得した。さらに、繊維・粒子状物質の曝露により有意に発現量が変動するmiRNAを多数見いだすことが出来た。したがって、ヒトおよび動物の組織におけるmiRNAの発現を解析するための技術的および学問的な基盤は確立されている。さらに次年度は研究を発展させ、miRNAの機能解析を行うとともに、繊維・粒子状物質による健康障害リスク評価に資する指標となるmiRNAの探索を進めていくことが十分可能な状況である。今後は、今年度のマイクロアレイ解析により、繊維・粒子状物質で処理した培養細胞で有意に発現量が変動することを明らかにしたmiRNAについて、リアルタイムPCRによる解析を行い、リスク評価に資するバイオマーカー候補の絞り込みを行う。その上で、国際的データベースおよび文献で当該miRNAの標的遺伝子を探索する。

当該miRNAの前駆体あるいはその発現を抑制するオリゴヌクレオチドを培養細胞に導入して、標的遺伝子のうち特に発がん、繊維化、炎症に関わる遺伝子の発現に対する効果を、リアルタイムPCRおよびウェスタンブロッティング法で解析し、miRNAの機能を明らかにする。また、繊維・粒子状物質を気管内投与した実験動物の肺組織におけるmiRNA発現を網羅的に解析し、培養細胞の結果と比較検討する。さらに、石綿曝露を受けたヒトの肺組織におけるmiRNA発現を解析し、石綿繊維量と統計学的に相関するmiRNAを探索する。またヒトおよび動物の肺組織のパラフィン包埋切片を作成し、探索したmiRNAのプローブを作成してin situ hybridizationを行い、組織中のmiRNA発現の部位と強さについて解析する。さらに免疫組織染色を行い、miRNAの標的遺伝子産物(タンパク)の発現を解析する。上記の研究成果を基盤として、miRNAの発現を指標とした繊維・粒子状物質の曝露評価法およびリスク評価法を確立する。次年度は、繊維・粒子状物質で処理した培養細胞と実験動物の肺組織、およびヒト肺組織におけるmiRNA発現の解析を行う予定であり、マイクロアレイ、RNA抽出試薬、リアルタイムPCR関連試薬および関連する実験器具などを使用する。したがって、消耗品費を主たる経費として支出する。設備備品に関しては、本研究で使用する予定の機器が既に申請者の所属する研究機関に設置されているため、新規に購入する予定はない。但し、現有機器の故障などが本研究の遂行における重大な障害となることを防ぐため、機器修理費用を計上する。また国内外で学会発表や共同研究者との打ち合わせを予定しており、必要な旅費を計上する。また、本課題の研究成果を国際誌に発表するための論文投稿料、別刷代金およびカラー写真の印刷代の支出を予定している。
多孔質セラミックスの制振材料への応用

原料粉末として住友化学製α-Al_2O_3粉末Advanced Alumina AA-04(中心粒径0.5μm)を用いた。20MPaの単軸加圧、300MPaの冷間等方加圧により成型体を作製し、大気中とHIP法により1200から1500°Cの温度範囲で焼結し多孔体を作製した。また焼結時間を1時間と50時間とした。気孔率pと比表面積s_sはアルキメデス法とBET1点法によりそれぞれ測定した。内部摩擦の評価は、共振式ヤング率測定装置により内部摩擦係数Q^1を測定した。各試料において得られたQ^1の測定値は10回の平均値を算出した。ヤング率、Eは共振周波数より算出した。結果として、Q^1はp、s_sに依存して変化するものの、焼結方法によりその挙動は異なる。これは、焼結方法により、内部構造、特にネック大きさや比表面積が異なるためであると予測した。この予測を元に、Q^1をEで除した値とs_sの関係を調査した。Eは、一般的にはpの関数であるとされているが、近年の研究から実際にはネックの大きさの関数であることがわかっている。つまり、ヤング率はネックの大きさを示す指標であるといえる。したがって、多孔質セラミックスの内部摩擦現象はネックの大きさと、比表面積の大きさによって左右されることが明らかとなった。この2つの要素を焼結によってそれぞれ独立に制御することによって、ヤング率の低下を抑えて、内部摩擦係数を向上させることができることを示した。
周波数可変強力サブミリ波光源に関する研究

核融合プラズマ研究を始め、各種レ-ダ等への利用から、短ミリ波帯高出力源開発の要請が強まっている。本研究は、この要請に応えるべく高効率、高出力、周波数可変光源の開発を目的として計画された実験研究に関するもので、その主要研究頃目は下記の通りである。1.高効率ペニオトロン実験管の設計、試作と高効率動作の実験検証2.後進波ペニオトロン実験管の設計、試作と周波数可変動の検証3.サイクロトロン2倍高調波実験管の設計、試作と高調波動作の検証4.短ミリ波帯周波数可変ペニオトロン実験管の設計、試作と動作試験上記頃目に関し、現在までに行った研究実績を以下に略述する。1.自己共鳴ペニオトロン実験管の設計、試作を行い、動作実験の結果、設計した幾つかの動作モ-ドにおいて、最大動作効率70%を得た。これは現今のサイクロトロン高速波管での常識を覆す値であり、ペニオトロンの高効率性とペニオトロン動作の理論的予測を実証し得た。2.後進波ペニオトロン実験管の設計、試作を行い、動作実験の結果、後進波動作による発振周波数8ー12GHzにわたる周波数同調を得た。このような広帯域動作は、サイクロトロン高速波管では初めて実証されたもので、広帯域周波数可変、高出力光源開発への展望を与えた。3.サイクロトロン2倍波用ペニオトロン実験管の設計、試作を行い、動作実験の結果、2倍高調波動作による発振を確認した。これより、短波長光源開発に向けたペニオトロンの有用性を実証し得た。4.上記実験結果を踏まえて、100GHz帯ペニオトロン実験管の設計、試作を行った。また、これに用いる超伝導マグネット、遷移領域幅の狭いカスプマグネット、高輝度、小回転半電子ビ-ム形成用電子銃の設計、試作を行った。良質な電子ビ-ムの形成に手間どり、動作実験に至っていないが、近日中に開始できると思われる。近年、核融合プラズマ研究を始め、分光分析、各種レーダ等多くの学問、技術の分野で短ミリ波、サブミリ波帯の周波数可変電磁波源開発の要求が増している。本研究者らは、マイクロ波電子管として他に類例のない高効率動作の期待される各種ペニオトロンの提案、及びその開発研究を行ってきた。本研究は、これ迄の研究を更に推進して、上記要求の電子管開発に先鞭をつけることを目的とする。このため、本年度は、目的とする周波数帯での実験動作に対する基礎データを収集すべく、周波数10GH_Z帯で、周波数可変動作の実験、サイクロトロン高調波管の設計、試作に重点を置いて研究を行ったが、この間、マイクロ波管としてはほぼ理想動作をする自己共鳴ペニオトロン発振器の発想を新たに得たので、これを本研究の対称に加えることにした。本年度に得られた研究実績、並びに研究経過を以下に箇条書に略述する。1.ステップチューナブル発振の実験を行い、周波数1014GH_Z帯で、9次の高次縦モードまでのペニオトロン発振が、モード競合もなく、設計値通りに観測された。最大発振出力、及び、動作効率は、それぞれ10KW、及び50%である。2.短ミリ波、サブミリ波帯電磁波の発生に不可欠なサイクロトロン高調波動作の実験を行うべく、2倍波ペニオトロン実験管の設計を行い、実験管の試作をほぼ完了した。実験管の最大動作効率は78%である。3.自己共鳴ペニオトロン動作の基礎実験を行うべく、発振周波数1014GH_Z

実験管の設計を完了した。設計動作効率は90%である。4.将来の大電力短ミリ波、サブミリ波周波数可変電磁波源開発に向けて、自己共鳴ペニオトロンの最適構造設計を開始し、基本設計を得た。5.短ミリ波帯の実験に向けて、超伝導マグネットの試作に着手した。6.短ミリ波帯実験管の電子銃の最適構造設計に着手した。近年、核融合プラズマ研究を始め、各種レ-ザ等への利用から、短ミリ波、サブミリ波帯高出力源開発に要請が強まっている。本研究は、この要請に応えるべく、高効率、高出力、周波数可変光源開発を目的として計画された。本年度は、昨年度に周波数1014GHz帯で実験的に確認したステップチュナブルペニオトロン動作をミリ波帯に適用すべく、ミリ波での動作実験に必要な、実験管およ超伝導磁石の設計、試作に重点を置いて下記項目の研究を行ってきた。また、将来の高周波数化に向けて、サイクロトロン2倍波動作用実験管の設計・試作を行った。1.ミリ波帯実験管および電子銑の設計・試作2.ミリ波帯実験管用超伝導磁石およびクライオスタットの設計・試作3.サイクロトロン高調波(2倍波)ペニオトロン管の設計・試作4.ミリ波帯出力結合回路および計測用回路の構成上記項目に関し、現在までに行った研究実績を以下に略述する。1.ミリ波帯開孔空胴共振器の最適設計、および高性能軸対象回転電子ビ-ムを形成する電子銑の設計を行うための計算機シミュレ-ションコ-ドの開発を行い、これを用いて、空胴共振器、および電子銑の最適構造の設計をほぼ完了した。2.超伝導磁石およびクライオスタットの設計・試作をほぼ完了した。3.マグネトロン構造共振器を用いてサイクロトロン2倍波ペニオトロンの動作解析を行い、共振器構造の最適設計および試作を完了した。4.ミリ波用開孔共振器および2倍波用マグネトロン共振器の出力結合回路のモデル実験を行い、これらの回路構成を決定し、その試作を行った。また、現有設備を用いて、計測回路の改良、整備を行った。本年度に試作に着手した実験管の完成を待って、平成2年度後半よりミリ波帯実験管、2倍波実験管の動作実験が開始できると思われる。核融合プラズマ研究を始め、各種レ-ダ等への利用から、短ミリ波帯高出力源開発の要請が強まっている。本研究は、この要請に応えるべく、高効率、高出力、周波数可変光源の開発を目的として計画された。本年度は、その最終年度に当り、それぞれの目的に沿って設計、試作を行った実験管の動作実験、これを踏まえたミリ波管の設計、試作に重点を置いて、下記項目の研究計画に基づき研究を行った。1.自己共鳴動作によるペニオトロンの高効率動作の実験検証2.後進波ペニオトロンによる周波数可変動作の実験検証3.ペニオトロンの高効率、サイクロトロン高調波動作の実験検証4.短ミリ波周波数可変ペニオトロンの設計、試作上記項目に沿って行った研究実績について以下に略述する。1.自己共鳴ペニオトロン実験管の試作を行い、動作実験の結果、設計した幾つかの動作モ-ドにおいて、最大動作効率70%を得た。これは、現今のサイクロトロン高速波管での常識を覆す値であり、ペニオトロンの高効率性とペニオトロン動作の理論的予測を実証し得た。2.後進波ペニオトロン実験管の試作を行い、動作実験の結果、後進波動作による発振周波数8ー12GHzにわたる周波数同調を得た。このような広帯域動作は、サイクロトロン高速波管では、初めて実証されたものであり、広帯域周波数可変、高出力光源開発への展望を与えた。