hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子系統に基づく寄生蠕虫の種多様性獲得機構の解析

本研究では小型鯨類に広く寄生し著しい多様性を示す線虫類(線形動物門),中でもネズミイルカ科を中心に寄生が見られるシューダリウス科線虫に着目し,宿主の種分化を勘案しつつ,これら寄生線虫の多様化の要因,多様性の由来を解明することにした.日本近海にはイシイルカ,スナメリ,そしてネズミイルカの3種のネズミイルカ科鯨類が生息しておりイシイルカ、スナメリにはそれぞれ異なる5種、ネズミイルカにおいても複数種のシューダリウス科線虫が知られている。これらシューダリウス科線虫の分子系統解析を通して,これらの種分化過程を共進化、宿主転換、同一宿種内での種分化という3つのカテゴリーのもとに検証した.本研究で分子系統に用いた標的遺伝子は,ミトコンドリアDNA(mDNA)上に存在するシトクロームc酸化酵素サブユニットI(COI)で,そのうちの約1.2kbpからなる部分配列で,解析を行った線虫類はイシイルカ由来のもの2属5種,スナメリ由来のもの2属2種,ネズミイルカ由来のもの1属1種であった.近隣結合法による系統解析の結果,シューダリウス科線虫は2つの大きなクレードに別れ,一つにはイシイルカ由来の1)Pharurus dalli, Stenurus truei, S.yamagutiiおよびスナメリ由来のPseudostenurus sunameriがクラスターを形成し,もう一方はネズミイルカ由来のS.minorと,意外なことにイシイルカ及びスナメリ由来のHalocercus属線虫3種が一つのクラスターを形成した.従来の分類ではStenurus, Parurus, Psedostenurus等の属はステヌルス亜科を形成し専ら頭蓋洞や鼻腔に寄生し,一方Halocercus属はハロセルカス亜科をつくり肺の気管支寄生であることから,今回の結果は予想に反するものであった.またスナメリ由来のP.sunameriはイシイルカ由来のS.trueiときわめて近縁であった.今回得られた結果に基づく限りにおいて,以下のことが示唆された.シューダリウス科を2分するクラスターはネズミイルカが他のネズミイルカ科鯨類から分化した際に共進化により形成された;Halocercus属の祖先はネズミイルカのS.minorのような頭蓋洞寄生のものが気管支寄生することにより生じ,それらが他の鯨類へ宿主転換した;イシイルカの頭蓋洞に寄生する3種は何らかの生殖隔離により同所的に種分化した;そのうちS.trueiがスナメリに宿主転換してP.sunameriを生じた.本研究では小型鯨類に広く寄生し著しい多様性を示す線虫類(線形動物門),中でもネズミイルカ科を中心に寄生が見られるシューダリウス科線虫に着目し,宿主の種分化を勘案しつつ,これら寄生線虫の多様化の要因,多様性の由来を解明することにした.日本近海にはイシイルカ,スナメリ,そしてネズミイルカの3種のネズミイルカ科鯨類が生息しておりイシイルカ、スナメリにはそれぞれ異なる5種、ネズミイルカにおいても複数種のシューダリウス科線虫が知られている。これらシューダリウス科線虫の分子系統解析を通して,これらの種分化過程を共進化、宿主転換、同一宿種内での種分化という3つのカテゴリーのもとに検証した.本研究で分子系統に用いた標的遺伝子は,ミトコンドリアDNA(mDNA)上に存在するシトクロームc酸化酵素サブユニットI(COI)で,そのうちの約1.2kbpからなる部分配列で,解析を行った線虫類はイシイルカ由来のもの2属5種,スナメリ由来のもの2属2種,ネズミイルカ由来のもの1属1種であった.近隣結合法による系統解析の結果,シューダリウス科線虫は2つの大きなクレードに別れ,一つにはイシイルカ由来の1)Pharurus dalli, Stenurus truei, S.yamagutiiおよびスナメリ由来のPseudostenurus sunameriがクラスターを形成し,もう一方はネズミイルカ由来のS.minorと,意外なことにイシイルカ及びスナメリ由来のHalocercus属線虫3種が一つのクラスターを形成した.従来の分類ではStenurus, Parurus, Psedostenurus等の属はステヌルス亜科を形成し専ら頭蓋洞や鼻腔に寄生し,一方Halocercus属はハロセルカス亜科をつくり肺の気管支寄生であることから,今回の結果は予想に反するものであった.またスナメリ由来のP.sunameriはイシイルカ由来のS.trueiときわめて近縁であった.今回得られた結果に基づく限りにおいて,以下のことが示唆された.シューダリウス科を2分するクラスターはネズミイルカが他のネズミイルカ科鯨類から分化した際に共進化により形成された;Halocercus属の祖先はネズミイルカのS.minorのような頭蓋洞寄生のものが気管支寄生することにより生じ,それらが他の鯨類へ宿主転換した;イシイルカの頭蓋洞に寄生する3種は何らかの生殖隔離により同所的に種分化した;そのうちS.trueiがスナメリに宿主転換してP.sunameriを生じた.平成14年度は本研究の第一段階として,解析条件の設定を行いながらイシイルカ寄生のPseudaliidae科線虫(線形動物)3種について,ミトコンドリアDNAにコードされるシトクロームcオキシダーゼサブユニットI(COI)遺伝子の配列決定を行った.無脊椎動物COI

遺伝子の増幅に用いられるユニバーサルプライマーの配列を回虫ミトコンドリアDNAの配列で一部修正し,Pseudaliidae科線虫C0I遺伝子を効率よく増幅できるプライマーセットを作製した.またより正確な配列決定を行うために,5'および3'末端から配列を決定しながら,上記プライマーセットによる増幅領域の内側にもいくつかのプライマーを設け,合計1275bpのCOI遺伝子部分配列を信頼できる配列でくまなくカバーした.今年度の解析に用いた線虫は,オホーツク海で捕獲されたイシイルカ由来のもので,頭蓋洞に寄生するPharurus dalli, Stenurus truei, S.yamagutiiであるが,これらはイシイルカ頭蓋洞における同所的種分化が期待されるものである.それぞれ雄5個体から個別に総DNAを抽出し,PCRによる遺伝子増幅を行い,Dye terminator cycle sequence法によるPCR産物のダイレクトシーケンスを行った,それぞれの種内において十数ベース程度の遺伝子置換が認められたが,3種,15個体で近隣結合法による分子系統樹を措いたところ,上記3種はたがいに近縁ながらそれぞれ異なったクラスターを形成したことから,本研究を進める上で線虫ミトコンドリアCOIは解析の対象としてほぼふさわしいものと考えられた.今後は同様の解析をイシイルカだけでなく,ネズミイルカ,スナメリ寄生の種を用いて解析してゆくとともに,その他の遺伝子の解析が必要かどうかも検討しながら研究を進めてゆきたいと考えている.平成14年度には,イシイルカ寄生のPseudaliidae科線虫(線形動物)3種,Pharurus dalli, Stenurus truei, S.yamagutiiについて,ミトコンドリアシトクロームcオキシダーゼサブユニットI(COI)遺伝子,1275bpの配列決定を行った.平成15年度はスナメリ寄生のpseudaliidae科線虫を研究対象とし,昨年度同様,Dye terminator cycle sequence法によるPCR産物のダイレクトシーケンスを用いて,ミトコンドリアDNAの同じ領域の解析に取りかかった.しかし,実験条件は当初の予想を大きく上回り厳しかった.昨年度の材料は,オホーツク海で捕獲されたイシイルカから採材されたもので,虫体の状態は良く,PCRでは期待通りの増幅,シーケンシングにおいても良好な解析結果が得られた.ところが本年度は,漂着したスナメリから得た材料を研究対象としたため,DNAの変性が激しく,解析は困難を極めた.そこで,従来のフェノール・クロロフォルムによる抽出系に代わって,変性が進んだ材料からのDNA抽出に適するといわれる,シリカゲルメンブレンを用いた系を導入しPseudostenurus sunameriの解析にあたったところ,不満足ながら上記DNA断片の増幅が得られ,Second PCRなどの方法も交えて,からくも本種5固体の解析を終了した.しかし,さらにHalocercus属線虫に解析を進め,H.sunameriに着手したところ,虫体がきわめて小さいという不利な条件がさらに加わり,上記抽出系を以てしてもDNAの増幅が得られなかった.もはや1275bpの増幅は断念せざるを得ず,同領域を650bp程度の断片に分け,さらに昨年度得たデータを基に新たにプライマーをデザインして,Nested PCRによる系の構築を模索した.その結果,本種COIの5'側約650bpの配列決定まで到達し,現在は3'側のNested PCRを行っており,良好な結果を期待している.
フェノールフタレイン誘導体を用いた分子情報の可視化

研究代表者はpH指示薬として広く利用されているフェノールフタレインを母核としクラウンエーテル構造を合わせ持つ化合物をホスト分子として合成し、ゲスト分子の様々な特徴をプロティックな溶媒中において読み取り、呈色化・可視化することを目的に研究を進めている。今回の科学研究費の交付期間内においては(1)ジペプチド類の配列呈色認識、(2)温度変化に伴うアルカリ金属とホスト化合物の呈色挙動(3)不斉呈色認識の三点について成果を挙げることができた。(1)400個のジペプチド類の内LysをC末端に持ち更にN末端が小さい6ジペプチドを認識し紫色に呈色する機能を持つ事を見出した。また(2)温度変化に伴うアルカリ金属とホスト化合物の呈色挙動についてはNaOH, KOHで紫に呈色するホスト分子の挙動が温度の変化により逆転する事を見出した。すなわち低温にするにつれて、ナトリウムでは色が濃くなり、カリウムでは色が薄くなるということが判った。生体ではナトリウムとカリウムは逆の役割を担っているが、人工のホスト分子で逆の挙動を示す最初の例である。そり原因はホスト化合物とアルカリ金属イオンは1:3の呈色錯体と1:2の無色錯体の少なくとも二種類の錯体を形成し、さらにその両者の比が温度を変化させることで劇的に変化するためであることがわかった。(3)不斉呈色認識:このテーマではアラニン誘導体の不斉の違いをはっきりとした色の強弱で読み取ること成功していたが、さらに他のアミノ酸誘導体としてβ-アミノアルコール類の不斉呈色識別も可能である事を見出した。さらに興味あることにβ-アミノアルコール類の不斉呈色においては、温度によって呈色の強度が逆転するという現象を見出すことができた。理論的には起こりうる現象ではあるが実際に観測されることは極めてまれなことである。共有結合以外の結合を使って、分子に機能を持たせる超分子化学は近年ますます盛んに研究がなされている。しかしながら、共有結合以外の結合を使い実際に機能をデザインし得るのは、配位結合とアプロティックな溶媒中での水素結合のほぼ二種類であるといってよい。CH-π結合やπ-π相互作用などの微細な結合力は研究者が自由自在にデザインできるところまでには至っていないのが現状である。このような背景のもと、研究代表者はプロティックな溶媒中(望むらくは水中)での水素結合を駆動力にした分子認識に取り組んでいる。プロティックな溶媒中では溶媒自身が水素結合ドナー、アクセプターとして作用するため、目的とする分子同士を水素結合を駆動力とし会合・分子認識させることはきわめて困難な課題である。研究代表者はpH指示薬として広く利用されているフェノールフタレインを母核としクラウンエーテル構造を合わせ持つ化合物をホスト分子として既に合成し、ゲスト分子の様々な特徴をプロティックな溶媒中において読み取り、呈色化・可視化することを目的に研究を進めている。今回の科学研究費の交付を希望する期間内においては次の五つを目的として掲げ研究を開始した。(1)トリアミン類をゲストとした長さ認識および呈色錯体の構造の確定、(2)ジペプチド類の配列の呈色認識、(3)不斉の呈色認識、(4)グアニジノ基を認識するホスト分子の創製、(5)ダブル・ロタキサン型呈色認識。このうち(1)(3)についてまかりなりにも目的を達成する事ができ、既に以下の論文として発表済みである。

(1)についてはOrg. Lett. 2001, 3, 4067-4069、(2)についてはOrg. Lett., 2002, 4, 2313-2316、(3)についてはOrg. Lett. 2001, 3, 4071-4073。詳細はそちらを参考されたい。研究代表者はpH指示薬として広く利用されているフェノールフタレインを母核としクラウンエーテル構造を合わせ持つ化合物をホスト分子として合成し、ゲスト分子の様々な特徴をプロティックな溶媒中において読み取り、呈色化・可視化することを目的に研究を進めている。今回の科学研究費の交付期間内においては(1)不斉呈色認識、(2)温度変化に伴うアルカリ金属とホスト化合物の呈色挙動の二点について成果を挙げることができた。1-1)アラニン誘導体の不斉呈色識別(詳細は論文を参照されたい)1-2)β-アミノアルコール類の不斉呈色識別:研究当初はホスト化合物はある特定の長さを持つジアミン骨格が呈色には必須であると考えていたが、高濃度のβ-アミノアルコール類でも呈色することが判った。そこで、クラウンエーテル環上にフェニル基を導入したホスト化合物を新たに合成し、β-アミノアルコール類の不斉呈色について検討した。その結果ゲスト分子の不斉を認識し一方のみに強く呈色する機能を持つことが判った。またこの呈色の強弱は温度に敏感であり、低温にするほど、ゲスト分子の不斉を大きく呈色の差に反映できる事もわかった。2)ホスト分子はpH指示薬であるフェノールフタレインを母核として持つため、NaOH,KOHで紫に呈色するのは当然である。しかしその溶液の温度を変化させると、全く逆の挙動を示すことがわかった。すなわち低温にするにつれて、ナトリウムでは色が濃くなり、カリウムでは色が薄くなるということが判った。生体ではナトリウムとカリウムは逆の役割を担っているが、人工のホスト分子で逆の挙動を示す最初の例である。なぜ、そのように逆の呈色挙動を示すのかという、根本の説明は現在のところ着いておらず今後の検討課題である。なお1-2)については投稿中であり、2)については投稿準備中である。
ウシ・リンパ球分化抗原に対する単クローン抗体の作製

ウシの免疫学を理解することは感染症の予防・発病機序を知る上で極めて大切であるが、免疫担当細胞の主役であるT.Bリンパ球の測定法すら確立されていないのが現状である。我々は過去、数年間にウシT・Bリンパ球測定法について一応の成果を報告してきた。その後、マウスやヒトで成功しているようなモノクローナル抗体によるリンパ球測定法の確立をウシに応用すべく研究を進めてきた。以下現在までに得られた成果を箇条書とする。1.T.Bリンパ球,単球,好中球,好塩基球の各々はかなりの精度で分離が可能となり、免疫原としての使用や作出モノクローナル抗体の特異性の検討に利用された。2.成牛型白血病腫瘍由来樹立細胞を現在7株作出し、これをモノクローナル抗体作出の免疫原と作出抗体の特異性に利用した。3.現在までに得られたモノクローナル抗体は(1)(6)の性状を有する。(1)Bリンパ球の全てと単球を認識する抗体を2株(2)Bリンパ球の約80%を認識する抗体を1株(3)胸腺皮質部の幼若Tリンパ球を認識し、他の末梢Tリンパ球と無反応な抗体を1株(4)Tリンパ球の全てと単球および好虫球を認識する抗体を1株(5)TとBリンパ球の両方を種々な程度に認識する抗体を3株(6)正常なBリンパ球とは無反応で成牛型白血病腫瘍細胞とのみ反応する抗体を2株4.現在までの研究で、Bリンパ球の測定は可能となり確立されたと思う。一方、Tリンパ球のヘルパーやサイトトキシック細胞を特異的に検出しうる抗体の作出は今後に残された。
氷河掘削試料中の花粉DNA解読とその遺伝情報を用いた中央アジア半乾燥域の環境復元

本研究の目的は、1)中央アジア半乾燥域の山岳氷河に封じ込められた、極めて保存状態の良好な化石花粉を材料として、過去13,000年間に渡る化石花粉のDNA分析を、高時間分解能・連続で実施すること、2)分析により取得される遺伝情報から化石花粉の種を同定し、3)未だ不明な点が多い中央アジア半乾燥域の過去の植生や気候・環境について、従来の花粉分析を超える詳細な復元を試みることにある。キルギス天山山脈グリゴレア氷河で掘削されたアイスコアについて、H28年度に花粉濃度を調べたところ、想定していたよりも少なく、概算であるが10mLあたり数粒以下であった。そこでH29年度は、雪氷試料から花粉粒を効率良く回収するために、誘電泳動(Dielectrophoresis: DEP)法を利用した花粉粒補足システムの検討を開始した。氷河試料中の花粉が補足できることを確認したので、H30年度は装置を導入し、多数の試料をルーチンで処理する方法を検討した。H28年度は、キルギス天山山脈グリゴレア氷河で掘削されたアイスコア試料の切り出しをおこなった。放射性炭素年代測定によって、既に氷の年代が推定されている4つの深度から氷試料を採取した。試料の年代は、52357180 14C B.P.であった。試料中に含まれる花粉数は比較的少なく、概算であるが10mLあたり数粒数十粒であった。見つかった花粉種はトウヒ属のものが多く見られた。H28年度の結果から、必要な花粉粒を抽出するためには、当初計画していたよりも多量の融解試料が必要なことがわかった。H29年度は、雪氷試料から花粉粒を効率良く回収するために、誘電泳動(Dielectrophoresis: DEP)法を利用した花粉粒補足システムの検討を開始した。ロシアの山岳氷河で採取された氷の融解試料1 mLを使用してDEP法の予備実験を行ったところ、粒径2050μm程度の花粉を捕集できることを確認した。H30年度は、DEP装置を導入し、多数の試料をルーチンで処理する方法を検討した。一方、化石花粉1粒子ずつのDNA分析については、ロシア・アルタイ山脈ベルーハ氷河で採取されたアイスコアを利用して、実験条件を検討した。約470年前と4870年前のモミ属とトウヒ属の化石花粉を用いた予備実験では、従来の方法で全ゲノム増幅できることがわかった。キルギス天山山脈グリゴレア氷河で掘削されたアイスコア試料は、想定していたよりも花粉濃度が低かったため、研究が予定よりも大幅に遅れてしまった。本研究の目的を達成するために、本研究期間を1年間延長することとし、試料中の花粉がグリゴレア氷河よりも多く含まれていることが分かっている、ロシア・アルタイ山脈(中央ユーラシアに位置する)ベルーハ氷河で採取されたアイスコア試料に切り替えて研究を進めていく。この試料は、本研究課題の1年目に、従来の花粉DNA分析手法が、古代花粉のDNA分析に適用可能か確認した際に用いた試料である。約470年前と4870年前の化石花粉を用いた実験は成功しており、延長した1年間で、過去数千年間分の花粉試料についてDNA分析から同定を行う。このコアの最深部は13,000年前であることが分かっており、出来る限り古い時代の花粉試料のDNA分析を試みる。H28年度は、分析手法の確立(アイスコア中の花粉DNA分析による遺伝情報の復元法)を目指して、数千年前の化石花粉1粒ずつを全ゲノム増幅し、DNA塩基配列を解析する技術について、既存の方法に変更が必要か検討した。ロシアの山岳氷河で取得されたアイスコアを用いて、そこに含まれる様々な年代の化石花粉を利用して実験をおこなったところ、約4870年前の化石花粉においても、実験条件の僅かな変更で遺伝情報を取得できることがわかった。また、本研究で解析するキルギス天山山脈グリゴレア氷河で掘削されたアイスコア試料のサンプリング、試料中に含まれる花粉種の観察をおこなった。今回サンプリングした、52357180 14C B.P.の年代の試料には、トウヒ属花粉が多く含まれていた。今後はこのトウヒ属花粉の種同定を試みる予定である。グリゴレア氷河では、近年の堆積層からもトウヒ属花粉が見つかるため、種レベルでの植生の変遷を議論したり、約7000年前と現生のトウヒ属のゲノム配列の比較が可能になる。

本研究では、数千年前の化石花粉1粒ずつについて、これまで全ゲノム増幅を試みたことがなかった。既存の分析方法に変更が必要か検討する必要があったが、試料に含まれる花粉数は少なく、テストに利用できなかった。そこで、ロシアの山岳氷河から取得されたアイスコアの、約470年前と4870年前の堆積層から抽出されたモミ属とトウヒ属の化石花粉を用いて、実験条件に変更が必要か検討した。その結果、部分的で小規模な変更で全ゲノム増幅できることがわかった。1万年前後の化石花粉をDNA分析するところまでは至らなかったので、研究はやや遅れていると評価した。本研究の目的は、1)中央アジア半乾燥域の山岳氷河に封じ込められた、極めて保存状態の良好な化石花粉を材料として、過去13,000年間に渡る化石花粉のDNA分析を、高時間分解能・連続で実施すること、2)分析により取得される遺伝情報から化石花粉の種を同定し、3)未だ不明な点が多い中央アジア半乾燥域の過去の植生や気候・環境について、従来の花粉分析を超える詳細な復元を試みることにある。キルギス天山山脈グリゴレア氷河で掘削されたアイスコアについて、H28年度に花粉濃度を調べたところ、想定していたよりも少なく、概算であるが10 mLあたり数粒数十粒であった。そこでH29年度は、雪氷試料から花粉粒を効率良く捕集するために、誘電泳動(Dielectrophoresis: DEP)法を利用した花粉粒補足システムの検討を開始した。本研究で検討しているDEP法は、細胞・微生物固有の電気特性を利用して、液体中にある細胞や細菌のみを微小電極上に補足し、ダストのような夾雑物と分離することが可能となる。ロシアの山岳氷河で採取された氷の融解試料1 mLを使用してDEP法での予備実験を行ったところ、菌様の粒子を補足することに成功した。今後は導入量を数10 mLに増やし、花粉の補足についても補足率の確認等を行う予定である。H28年度は、キルギス天山山脈グリゴレア氷河で掘削されたアイスコア試料の切り出しをおこなった。放射性炭素年代測定によって、既に氷の年代が推定されている4つの深度から氷試料を採取した。試料の年代は、52357180 14C B.P.であった。試料中に含まれる花粉数は比較的少なく、概算であるが10mLあたり数粒数十粒であった。見つかった花粉種はトウヒ属のものが多く見られた。H28年度の結果から、花粉粒を抽出するためには当初計画していたよりも多量の融解試料が必要となることがわかった。そこで本研究では、直径25 mmのフィルターをもちいて融解試料をろ過し、フィルター上に捕集された花粉を別の方法で再度捕集することにした。すなわちろ過済みのフィルターを50 mLの遠沈管にセットし、約10 mLの超純水を注ぎ、フィルター上の花粉を一旦はく離させる。次にDEP法を利用したシステムにはく離された花粉が含まれる水を導入し、花粉を補足するというアプローチを取ることにした。直径13 mmのフィルターに再度ろ過する方法も検討したが、夾雑物であるダスト等の微粒子が多いため、ろ過速度の低下や、顕微鏡観察がしづらいといった問題が生じた。実際に氷河氷の融解試料をもちいたDEP法の予備実験の結果は良好であり、菌様の粒子を補足するところまで成功している。
強相関遷移金属酸化物量子井戸を用いた電子構造制御による新奇量子物性探索

近年、強相関遷移金属酸化物SrVO3極薄膜において、膜厚方向に伸びたd軌道由来のバンドが量子化する金属量子井戸(QW)状態が発見された。本研究は、薄膜構造によりこのQW状態の波動関数を制御することで、強相関金属QWを用いた超格子などのデバイス展開に向けた、新たな量子物性の探索及び物質設計の基盤を築くことを目的とした。その目的のため、SrVO3極薄膜や多層膜構造におけるQW状態を角度分解光電子分光により調べた。実験結果は、SrVO3 QW状態に対してARPESによる電子構造解析が非常に有効であり、SrVO3多層膜構造を用いることでQW状態(強相関波動関数)を制御可能なことを明らかにした。強相関遷移金属酸化物SrVO3薄膜において、金属量子井戸(QW)状態が発見された。本研究は、強相関QWを用いた超格子などのデバイス展開に向けた、新たな量子物性の探索及び物質設計の基板を築くことを目的に研究を進めている。金属QW状態を利用した物質設計のためには、SrVO3 QW構造の基礎的な性質の理解に加えて、多層膜や多量子井戸構造の性質を調べる必要があると考えられる。そこで、SrVO3 QWに加え、絶縁層となるSrTiO3とSrVO3 QWを組み合わせた多層膜構造を作製し、Photon Factoryで新たに立ち上げたBL2Aにおいて、角度分解光電子分光(ARPES)測定を行った。1. SrVO3層をSrTiO3層で挟んだ多層膜構造を作製し、多量子井戸構造における絶縁層の臨界膜厚を決定するための実験を行った。SrVO3層の間にあるSrTiO3層を厚くしていくことで、SrVO3層のQW状態が変化していく様子が観測された。SrTIO3層が10 MLの厚さになると、SrVO3層の間の繋がりがなくなることが分かり、多量子井戸構造になる膜厚を決めることに成功した。2. SrVO3層をSrTiO3層で挟んだ多層膜構造を作製し、SrVO3層間の波動関数の重なりが電子構造に与える影響を調べた。SrTiO3層の厚さを固定し、SrVO3層の厚さを変えることで、QW状態の波動関数が変化する様子を観測することに成功した。3. SrVO3層における金属絶縁体転移を制御するために、金属絶縁体転移近傍の膜厚におけるSrVO3 QWの電子状態をARPESにより詳細に調べた。その結果、金属絶縁体転移近傍では、SrVO3バルクでみられる金属状態から別の性質を持つ金属の状態へと変化していくことを明らかとした。以上、SrVO3 QWを用いた物質設計のために、いくつかの重要な結果を得ることができた。強相関遷移金属酸化物SrVO3薄膜において発見された金属量子井戸(QW)状態を用いたデバイス展開へ向けた、新たな量子物性の探索及び物質設計の基盤を築くことを目的に研究を進めてきた。SrVO3 QWの間に絶縁体SrTiO3層を挟んだ二重量子井戸構造や単膜のQW状態における電子構造解析を進めた。1)二重量子井戸構造における強相関波動関数制御:SrVO3層とSrTiO3層の膜厚を変化させてQW状態の変化を調べた。角度分解光電子分光(ARPES)の測定から、その構造の対称性を反映したQW状態が実現していることを実験的に明らかにした。2)金属絶縁体転移近傍におけるフェルミ液体破綻:SrVO3薄膜は臨界膜厚3分子層(ML)で金属絶縁体転移(MIT)を示すことがこれまでに報告されている。ARPESの解析から、金属相で見られるフェルミ液体の状態から、MIT近傍では非フェルミ液体の状態へと変化することを見出した。3)二重量子井戸構造におけるMIT:片側のSrVO3層を2MLにした二重量子井戸構造において、SrTiO3層の厚さを変えてQW状態の変化を調べた。絶縁層が2MLの場合、SrVO3層が金属状態になり、絶縁層が10MLではSrVO3層の層間相互作用がなくなり絶縁化することがわかった。これらの結果は、QW構造を用いることで二次元的な強相関電子の制御が可能であることを示唆する。SrVO3層と絶縁層であるSrTiO3を組み合わせた、SrVO3/SrTiO3多層膜構造の作製に成功し、ARPES測定を行えたことは特筆に値する。SrVO3/SrTiO3多層膜構造において、SrVO3膜厚制御による系統的なQW状態の変化が見られており、より詳細に調べることで、強相関QW状態の制御法の確立への道を拓けると考えている。

また、ARPESの詳細な解析から金属絶縁体転移に関する知見が得られ、電子相関の性質を用いた物質設計やデバイス展開において重要であると考られる。固体物理今年度は、SrVO3/SrTiO3多層膜構造の成膜条件の最適化を行った。本年は、SrVO3/SrTiO3多層膜構造においてSrVO3層とSrTiO3層の膜厚を変えたいつくかの組み合わせを作製し、ARPESによりそのQW状態を明らかとする。これにより、多層膜構造を用いた強相関QW状態の制御法の確立を目指す。今年度では、装置のトラブルが起こることが少なく、予備に物品を購入する必要性が希薄であったために、物品の購入を控えた。本年度では、装置の修繕ならびに改良をするために、物品を購入することを検討している。
CPP付実船計測による船尾変動圧力とキャビテ-ションの相関に関する研究

神戸商船大学練習船深江丸(762排水トン、垂線間長45m、プロペラ4翼CPP直径2.1m)を利用し、プロペラ直上の船尾変動圧力、およびキャビテ-ションの実船同時観測を試みた。(1)キャビテ-ション観測は船尾船側に取り付けたストロボ同期照明ビデオモニタ-によるビデオ記録に成功した。但し水質のきれいな海域が必要であったため、紀伊水道から外洋へ出る夜間航海を実測した。(2)変動圧力デ-タは回転数、CPP翼角の各種条件において採取することができた。CPP船のこの種実船デ-タは非常に少ないが、今回の実験により、キャビテ-ションとも合わせて貴重なデ-タを得ることができた。(3)変動圧力に対してキャビテ-ションの影響は非常に大きいことが確認された。キャビテ-ション非発生時の変動圧力は翼周波数1次成分が卓越するが、キャビテ-ションが生じると2次、3次成分が急激に大きくなる。(4)CPP船では回転数と翼角の2つの運転変数があるため、キャビテ-ションに対する影響は複雑になるが、翼迎え角で表せば両変数を統一的に表せる可能性を明らかにした。(5)キャビテ-ションの影響も考慮した変動圧力の予測について、計算が困難でなく、かつ比較的よく利用されている3つの簡易推定法を取り上げ、計測デ-タを利用して妥当性の検討を行なった。その結果FPPの場合はおよそ実用に耐えるものもあるが、CPPで翼角が変化したり、あるいはスキュ-がついている場合はどの推定法もうまく行かないことが明らかになった。これらの本研究で得られたデ-タを活用し、より有効な推定法を開発していくのが今後の課題であろう。神戸商船大学の練習船深江丸(762排水トン、垂線間長45m、4翼CPP、直径2.1m)のプロペラ直上船体表面に変動圧力センサ-を埋め込み、また船体側壁にキャビテ-ション観測装置(ストロボ同時照明ビデオモニタ-)を取り付け、プロペラサ-フェ-スフォ-スとなる変動圧力とキャビテ-ションの実船同時計測を試みた。平成2年度はこれらデ-タの採取とその整理を行なった。深江丸の航行海域は主に瀬戸内海に限られるが、そこでは海水の汚れ、及び上流から巻き込まれてくる空気泡のためにキャビテ-ションの観測は難しかった。このため紀伊水道から外洋へ出る夜間実験航海を2回実施し、ほぼ再現性のあるキャビテ-ションの記録を取ることができた。圧力変動の計測は内海でも可能であったから、さまざまな運転条件においてかなりのデ-タを採取することができた。得られた結果を要約すると、*CPP装備船に対するこの種の実船計測デ-タは非常に少ないが、今回の実験により、一連の運転条件に対する貴重な系統的デ-タを得ることができた。*旋回時、直進航行時の変動圧力を比較すると、後者の場合の方が大きかった。したがって分析の対象は直進航行時に絞ってよい。*変動圧力に対するキャビテ-ションの影響は非常に大きいことが確認された。影響するのは伴流分布に起因する非定常キャビテ-ションである。キャビテ-ションが発生していないときの変動圧力周波数は翼基本周波数が卓越するが、キャビテ-ションが発生すると2次、3次の高次成分が急激に大きくなってくる。これらデ-タを基にして、次年度(平成3年度)では各種変動圧力堆定法の比較評価を行なう予定である。初年度に計測に成功したキャビテ-ション観測デ-タ及び船尾変動圧力デ-タを利用し、既存デ-タとの比較、簡易推定法の評価などを行なった。(1)キャビテ-ションに関しては、キャビテ-ション面積と運転条件との相関について、プロペラ翼の迎え角で整理すると、CPPの翼角影響もうまく表せることを明らかにした。

このことは、CPP船であっても翼角の影響を考慮して、変動圧力に対するキャビテ-ション影響を量的に推定する可能性を示唆する。(2)こうしたキャビテ-ション影響も考慮した変動圧力の簡易推定法について、計算が困難でなく、かつ比較的よく利用されているもの3つ(高橋、Holden、Johnssonの方法)を選び、比較検討を行なった。その結果Johnssonの方法は、固定ピッチプロペラについてはおよそ実用に耐える推定法であるが、しかしCPPの翼角の影響、及びプロペラスキュ-の影響についてはうまく表し得ないことが明らかになった。(3)以上のことからCPPやスキュ-プロペラに関しては、新たな評価法を検討する必要がある。これには(1)に述べた結果が利用できると思われるが、推定法まで仕上げて行くにはもっとデ-タを推積する必要があり、本研究課題の範囲を越える新たな問題で、引続き取り組んでいく予定である。
正則化法の適用による逆問題・非適切問題の解の構成に対する数学解析と数値解析

本課題研究では「正則化法による数値解析」を広い意味で捉え、逆問題・非適切問題の解析手法の確立を目ざした幅広い視点からの研究を行ない成果を得た。逆問題は医用CTや非破壊検査技術・ジオレーダー等の実用技術と関わる問題であり、その研究の進展は先端技術の革新と直結している。特に信頼できる数値解の構成は、実用上からも重要な課題となっている。その一方で、数学的には殆どの逆問題はHadamardの意味での非適切(ill-posed)であり、従来の数値解析手法の適用が困難であることが多い。大雑把な表現であるが、対象とする数理モデル(微分方程式)が安定な解を一意的にもつことが「適切(well-posed)」の意味であるので、この否定概念の非適切問題の解析が困難であることは容易に想像されよう。このような非適性を緩和する手法として、数学においては種々の「正則化法」が提案されるている。これはパラメータを含む"正則化項"の導入によって非適切問題を適切な問題の系列で近似するもので、数値計算等においては正則化された問題を通常手法で離散化することとなる。Tikhonov正則化法はその最も汎用的かつ有名な方法である。本課題研究は、この正則化法を中心に、幅広い視点から逆問題・非適切問題の解析に取り組み、多くの成果を上げた。特筆すべき成果は、浮動小数点数値計算の基礎であるIEEE754方式による倍精度計算環境そのものの見直しを行ない、非適切問題の数値計算を念頭においた高速多倍長数値計算環境を設計・実装したことである。これは本課題研究の研究協力者の成果に負うものであるが、これによってTikhonov正則化法の正則化パラーメタ選択に関する従来手法の問題点を指摘した。さらにこの計算環境を活かして非適切問題の高精度数値計算を行なうために、スペクトル法を基礎とするアルゴリズムを開発したことも大きな成果と言えよう。さらに、Dirichlet-Neumann写像の局所化や積分方程式の適用も含め、逆問題・非適切問題の解の再構成手法を数学・数値解析の視点から深化させ成果を挙げている。さらに、今後は非均質な媒体における逆問題解析が重要になると考え、その解析の基礎となるフラクタル領域での熱や波の伝播の基礎理論、多倍長数値計算環境における事後誤差解析としての精度保証数値解析など、これらのあらたな解析手法の確立のための基礎研究にも光を当て、将来を示唆する先駆的な成果を挙げることができた。本研究においては工学や物理と関連した具体的な具体的な逆問題に対し、数学解析による解の一意性・安定性の議論のうえで再構成手法を確立し、その手法に基づく逆問題の解の数値解の構成法を確立することにある。この目的のため、平成13年度は(1)多倍長数値計算環境の構築と整備、(2)多倍長数値計算環境下における非適切問題の数値解析、(3)多倍長数値計算環境下におけるTikono正則化法の研究-特に最適な正則化パラメータの決定問題、(4)種々の具体的な逆問題の解の構造の数学解析による研究の4点を中心に研究を行い、幾つかの成果を得た。

(1)-(3)の研究では、実用に耐える高速多倍長数値計算環境を構築・整備し、観測誤差が無い場合には多倍長数値計算環境の桁数の制御によって仮想的に丸め誤差の影響を排除する手法を提案した。この結果、解析函数を利用した逆問題の解の幾つかの再構成手法が数値的に実現できることを示した。しかしながら、工学・物理といった応用分野を想定した場合、観測誤差を無視することは非現実的であり、誤差を含んだデータの場合の取り扱いが焦点となった。観測データが誤差を含む場合は、多倍長数値計算環境の単純適用は無意味であることを示し、この環境でのTikhonov正則化法等の正則化法の離散化について論じた。特にTikhonov正則化法の離散化においては、正則化パラーメタの最適選択にかかる従来からの研究(Lカーブ法など)には問題点があることを具体的な数値例で示し、その違いを通常の倍精度環境と多倍長環境との両面から論じて成果を得た。この研究では、逆問題の解の再構成においては、対象とする解に直接関わる先見的情報の数値計算への反映の重要性を指摘した。(4)の研究では、特に弾性体方程式(定常場、非定常場)に関する逆問題の解の一意性と条件安定安定評価について、幾つかの精密な評価を得た。本研究においては工学や物理と関連した具体的な具体的な逆問題に対し、数学解析による解の一意性・安定性の議論のうえで再構成手法を確立し、その手法に基づく逆問題の解の数値解の構成法を確立することにある。この目的のため、平成14年度は昨年度に引き続き(1)多倍長数値計算環境の構築と整備、(2)多倍長数値計算環境下における非適切問題の数値解析、(3)多倍長数値計算環境下におけるTikonov正則化法の研究特に最適な正則化パラメータの決定問題、に加え、(4)第一種積分方程式に対するスペクトル選点法にもとずく新しい数値解法の提案を行い、幾つかの成果を得た。(1)--(3)の研究では、実用に耐える高速多倍長数値計算環境を構築・整備し、観測誤差が無い場合には多倍長数値計算環境の桁数の制御によって仮想的に丸め誤差の影響を排除する手法の提案と、解析函数を利用した逆問題の解の幾つかの再構成手法が数値的に実現できることを示した。さらに、観測誤差を含んだデータの場合の取り扱いについて、多倍長数値計算環境下におけるTikhonov正則化法等の正則化法の離散化について論じた。特にTikhonov正則化法の離散化においては、正則化パラーメタの最適選択にかかる従来からの研究(Lカーブ法など)には問題点があることを理論と数値例で示した。この研究では、逆問題の解の再構成においては、対象とする解に直接関わる先見的情報の数値計算への反映の重要性を改めて指摘した。(4)の研究では、今井の提案するスペクトル選点法のアルゴリズムを、研究協力者の藤原宏志が改良を行い、多次元の第一種積分方程式の高精度解法への道を拓いた。さらに、この解法にもとずく数値実験を多倍長計算環境で行い、成果を得た。多倍長数値計算環境下におけるTikhonov正則化法の離散化とその数値計算を念頭に置き、課題研究最終年度の研究を行なった。非適切問題に対する種々の正則化法に対する数学解析的な研究では、適当な「数学的」な仮定下で定性的な議論が行なわれることが多い。
G蛋白による単離神経細胞の薬物受容体及びイオンチャネル機能制御の分子機構

ラット脊髄(L_5L_6とS_1S_2)中心管の部位近傍の背側交連核ニューロンは主に膀胱からの痛覚を中枢へ伝達する中継細胞である。本部位は青斑核からのノルアドレナリン(NA)の、また縫線核からのセロトニン(5-HT)の遠心性支配を受け、これら二つの化学物質は痛覚の緩和を行うことが以前より知られていたが、その機序は全く不明であった。よって本年度の主な研究の焦点はこれにおいた。23週齢フットにより単離した背側交連核ニューロンの興奮性は、グリシリンによって強く抑制される。NAはα_2受容体を介して百日咳毒素感受性のG蛋白(Gi)を活性化、cAMPの産生を減少、PKAを抑制してグリシン応答を著明に増強した。一方、5-HTは5-HT_2受容体を介して百日咳毒素感受性のG蛋白(Gq)を活性化、DAGの産生をうながし、PKCを賦活してグリシン応答を増強した。NAのグリシン応答の増強はPKC増強又は抑制時にも同様に発現し、また5-HTによるグリシン応答の増強もPKAの活性、不活性化によって全く影響されなかった。すまわち、NAと5-HTはグリシン応答の増強という生理機能発現に関して協調的に細胞内でクロストークすることが明らかとなり、脊髄レベルによる鎮痛のメカニズムに新知見を加えることが出来た。もう一つの新しい試みは、脳幹にあって自律神経機能を制御する節前神経細胞を逆行性に色素DiIで生きたままで染色し、これを単離した後ATPとAChの細胞外からの作用様式を検討し、ニコチン様受容体とP_<2x>受容体が機能時に共存することを明らかにした。
トマト研究基盤を活用した植物寄生に伴う組織接続機構の研究

次世代型シークエンサーを利用した遺伝子発現解析の基盤としてデータベースTOMATOIMICSとPlant Omics Data Centerを構築した。それを活用し、非モデル寄生植物の寄生部位遺伝子発現解析を実施した。茎寄生植物ネナシカズラと寄主ダイズの境界組織では、細胞壁修飾酵素遺伝子、維管束形成遺伝子、細胞増殖因子遺伝子などの寄生寄主間での協調的発現が見られた。根寄生植物オロバンキからは液体組織培養系を確立し培養組織が寄生能をもつ物もたない物に分化することが明らかになった。平成23年度の本研究では、トマト矮性品種マイクロトムと根寄生植物オロバンキ・エジプティアカの間での寄生関係を、再現性良く成立させる条件の確立をめざしある程度の数量で寄生成立部位のサンプリングが可能なステージに到達することができた。今年度は研究代表者が研究機関を移動したため、新しい機関におけるオロバンキ・エジプティアカの輸入許可の取得、ならびに宿主植物生育条件、寄生植物生育条件等の検討から実施した。根での寄生状態を観察しやすくするため土壌をもちいずに、プラスチックプレート中でガラスろ紙にトマトを移植しトマト根をろ紙上で成長させてそのろ紙上に発芽処理したオロバンキ種子を散布することで寄生複合体を取得する方針で条件検討を行なった。トマト地上部もプラスチックプレート内で生育させる仕組みの場合、新しい機関の生育条件であるとプレート内の湿度が問題となってトマト生育が思わしくなかった。そこでプラスチックプレートでなく、プラスチックバッグを用いて地上部を袋の外で生育させる条件に移行し、これによってある程度の寄生成立部位を確保できるようになってきた。我々の条件検討だと、トマトの根の幼若な部位よりは成熟した部位により寄生が成立する頻度が高いように思われたが、生育をより高密度化するために、側壁に穴をあけた小型のプラスチックプレートを利用して、トマトの移植無しで寄生系を得る方法も並行して検討している。これらの実施によって、寄生段階別遺伝子発現用サンプルのうち、オロバンキがtubercleを形成した時点以降のサンプルはバイオロジカルな繰り返しをいれて取得することができた。また明治大バイオインフォマティクスグループは、トマト遺伝子発現解析用のゲノム配列解析データベースサイトの構築を進めた。平成25年度の本研究においては、まず寄主トマト(品種マイクロトム)のゲノム配列解析とデータベース作成を行い、これを論文化した。Cuscuta japonicaのホウセンカへの寄生部位で発現しているC.japonica、ホウセンカ双方の遺伝子に関してこれまでとは異なるアセンブルソフトウェアを用いて改めて遺伝子配列の構築を行った。その結果、構築配列長さがこれまでより長くなりC.japonicaについて約6万、ホウセンカについて約2万の配列にまとめられた。複合生物系からのRNA-Seqとしては初めての試みと思われるリードが異種側へマッピングングされるエラーの起こる確率についても定量的に評価した。C.japonicaとダイズの寄生系については、時系列RNA-Seqに着手した。茎に接触させた時点、そこから24時間、48時間の3時点についてRNA-Seqデータを取得した。根寄生植物Orobanche aegyptiacaに関しては、寄主トマト側でのオーキシン応答性遺伝子の発現増加に注目し、オーキシン蓄積状況を調べるためオーキシン応答性プロモーターにより蛍光タンパク質を発現するDR5::YFPトマトを利用することにより、O aegyptiaca寄生時のオーキシン分布を観測する試みに着手し、予備的な画像取得を行なった。またO. aegyptiaca遺伝子の機能解析を行うための形質転換系作成の第一歩として、液体培養系の確立に着手した。この液体培養系ではtubercleをin vitroで増殖できるため、切片作製用サンプルの取得も開始している。東北大学西谷教授、山口大学松井教授らとともに、C. japonica研究のワークショップを日本植物生理学会関連集会として開催した。平成24年度の本研究においては、根寄生植物Orobanche aegyptiacaと茎寄生植物Cuscuta japonicaのそれぞれが、宿主植物に寄生を成立させる途上にある状態での遺伝子発現の網羅的解析を実施した。また寄生植物に対する宿主植物側の遺伝子発現レベルでの応答を解析する基盤として、宿主トマト品種マイクロトムのDNA配列情報整備を実施した。根寄生植物Orobanche aegyptiacaに関しては、化繊シートの表面で根との寄生を成立させる本方法によって、根に付着した段階、根に侵入し始めた前期段階、根侵入の後期段階、の3段階でのオロバンキートマト組織をサンプリングし、高速シークエンサーによる遺伝子発現解析を行なった。段階別での遺伝子発現を比較することにより、根侵入初期段階のオロバンキではタンパク質相互作用、翻訳に関わるリボソーム、受容体等の遺伝子発現が亢進していた。一方マイクロトムではホルモン生合成関連、転写因子、ストレス応答関連等の遺伝子発現が亢進していた。茎寄生植物Cuscuta japonicaに関しては、残念なことにマイクロトムにはわずかな頻度でしか寄生しないことが明らかとなった。そこでC. japonicaの宿主としてよく用いられるホウセンカを用いて寄生組織と非寄生組織の遺伝子発現比較を実施した。

その結果、寄生組織ではペプチド分解酵素阻害因子、細胞壁分泌タンパク質、シトクロームP450等の遺伝子発現が亢進していることが見出された。今後、これらの遺伝子群の中から寄生成立に関わる遺伝子の候補化を進め、その遺伝子の機能欠損株などを作製し遺伝子機能の解明につなげていく。マイクロトムのDNA配列情報整備としては、高速シークエンサーで解読されたゲノムDNAのアセンブリを行ない、その情報をりようするためにゲノムブラウザ機能を有したデータベースの構築を行なった。平成26年度の本研究においては、いろいろな植物のトランスクリプトームを解析するためのバイオインフォマティクス的基盤の構築、茎寄生植物Cuscuta japonicaのダイズでの寄生部位RNA-Seqデータの精査、時系列的に段階特異的に発現している遺伝子の同定、根寄生植物Orobanche aegyptiacaの液体培養における組織形成と寄生能分化の解析を行なった。Cuscuta japonicaのダイズへの寄生系については、時系列RNA-Seqデータの詳細な解析を実施した。茎に接触させた時点から24時間、48時間、72時間、96時間、120時間の5時点について奈良先端大学院大学植物グローバル教育プログラムの支援もたまわり各時点3反復のRNA-Seqデータを取得した。ネナシカズラの寄生根は472時間で髄に侵入するが、96時間目で形成層の位置まで戻って維管束と接続するようだ。ネナシカズラーホウセンカの系で開発したRead Classification法によって寄生部位のネナシカズラ、ダイズそれぞれに由来するリードを区別し、寄生部位で発現している遺伝子の段階別解析を行なった。寄生植物において寄生部位の寄生植物、寄主植物同時解析の初めての例である。細胞壁修飾に関わる遺伝子群(糖分解酵素、エクスパンシン等)や維管束接続にかかわる遺伝子群(VND遺伝子やTDIF等)は、ネナシカズラとダイズで異なる時間帯に、しかし生化学的に整合性のある順序で発現していた。これらの例から、寄生側寄主側での遺伝子発現の協調性を調べることが可能となったといえる。根寄生植物Orobanche aegyptiacaに関しては、液体培養系でトマト根への寄生能をもたないカルス状組織と、寄生能をもつ根状組織に分かることを見出し、それぞれの組織の細胞形態を詳細に観察した。以上の成果をもとに3編の論文を発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。応用ゲノム科学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者が研究機関を移動したため、新しい機関における寄生植物輸入許可の取得、ならびに宿主植物生育条件、寄生植物生育条件等に時間を要したため。また新しい機関における実験実施担当学生のトレーニングに時間を要したため。
前歯部ガイドの変化が外側翼突筋下頭の筋活動に及ぼす影響について

正常有歯顎者男子5名を対象に前方運動ガイドを付与する実験装置を被験者毎に作製し、これを装着して下顎前方滑走運動を行わせた。実験装置はガイドグループの傾きを変化させることによりフランクフルト平面を基準に0°から下前方方向に20°刻みで80°まで5段階に変化させた。下顎運動はMKG K6(Myotronichs)にて下顎切歯点運動を、Axiograph Mk2(SAM)にて顆頭点の記録を行った。筋電図は片側の外側翼突筋下頭(Lpt)からは特注の双局型同心針電極を使用し、顎二腹筋前腹(Dig)からは表面電極にて双局誘導した。筋電図と切歯点運動は同時記録し、顆頭運動は単独で記録した。各データは紙面に再生し滑走運動時間とこの区間の筋電図積分値を計測した。顆頭運動はコンピュータアキシオグラフのディスプレイ上に表示される往復運動の開始点から前方点までの顆頭滑走量と回転量を各ガイド角での代表値とした。各ガイド角に対応してLptの積分値は40°までは増加、その後は80°まで減少した。一方、Digは80°まで順に増加する傾向を認めた。顆頭の滑走量はガイド角0°の時6.77mmで、その後増加し40°で最大8.78mmを示した後80°で5.46mmまで減少した。顆頭回転量はガイド角の増加につれて有意に増加した。また、Lptの筋活動は顆頭滑走量との間に、またDigの筋活動は顆頭回転量との間に有意な正の相関を認めた。これらの結果、顆頭の滑走と回転によって行われている下顎前方滑走運動は、主にLptが滑走をDigが回転を制御し、これらの巧妙な協調活動により円滑に行われていることが明らかとなった。現在は、実際に前歯部のガイドが喪失した3名の被験者に対し、被験者毎の顆路角を基準として数種のテンポラリークラウンを作製し、顆頭運動とLptの筋活動を同時記録して、その関係につき分析を行っている。
超遅延性混和剤がセメント・コンクリートの物性に与える影響

超遅延性混和剤(以下、超遅延剤と略記)をセメントペースト及びコンクリートに添加することにより、超遅延剤の遅延作用に関する一連の研究を通して、概略的に次のようなことが認められた。1.セメントペーストに超遅延剤を添加した基礎的実験により、Vicat法、ブリージング率、発熱温度、超音波速度及び消費電力などの測定により、超遅延剤の有する遅延作用が十分に認められた。2.調合の異なるベースコンクリートに対して、超遅延剤及び超遅延剤と塩分(海砂利用を想定)を添加した場合について、硬化前のフレッシュな状態での遅延効果の測定(発熱温度、ブリージング率、スランプ、フロー値、プロクター値、超音波速度及び流動時間)を行うと同時に、遅延作用が硬化後の強度に与える影響について検討を行った。3.超遅延コンクリートを用いて打継目の一体化の強度を測定するために、長期材令での破壊強度(曲げ及び割裂引張強度)及び非破壊強度(超音波速度)を、プロクター値を養生温度の組合せによって測定した。4.超遅延コンクリートの若材令時の物性の把握のため、発熱温度、流動時間及びスランプの測定を行うと同時に、プロクター値を伴う凝結過程の進行に従い、重錘による落下貫入量及び圧縮強度とヤング係数を測定した。5.最近の超高層鉄筋コンクリート住宅造の出現に伴う高強度の富調合コンクリートの耐久性の確保のために、高性能AE減少剤及び流動化剤との併用による超遅延剤の影響を検討するために、プロクター値、コーンスランプ、トーラムスランプ及びフロ値の測定と同時に、現場における簡易試験方法としての落下貫入量(佐久田氏孝案)及び水平量(著者考案)試験を行って比較検討し、また、若材令時での圧縮強度やヤング係数の測定も行ってみた。本年度の研究は、超遅延性混和剤(以下SR剤と略記)が有している遅延作用に対する基本的、かつ、全般的な特性の把握を目的としてSR剤添加のセメント・コンクリートに関して実験を行ったものである。その結果、おおよそ次のようなことが明らかになった。1.セメント・コンクリートの水和反応に対してSR剤は十分な遅延作用を有していることが試験結果から認められた。この遅延作用のメカニズムを推測すると、SR剤の分子が未水和セメント粒子上に吸着して水分と未水和セメント粒子との反応を遅延させると同時に、SR剤はセメントペースト内部で水分に対する強い拘束作用を有しているものと考えられる。しかし、モルタル及びコンクリートの骨材としての海砂等の使用では、含まれている塩分との共存下ではSR剤の遅延作用が若干低下している。2.SR剤の添加に伴って24時間以上の凝結遅延も可能であり、かつ、添加率によって遅延時間をある程度自由に調節することができ、しかも、従来型の遅延剤にみられるような高添加による硬化不良は認められていない。ただし、高添加に伴いSR剤の遅延作用が非常に敏感となるので、コンクリートの品質管理上から十分な注意を払う必要がある。3.フレッシュコンクリートにおけるSR剤添加の影響としては、スランプの増加及び流動時間の延長等が認められる。従って、これらからコンクリート構造物におけるコールドジョイントの改善にSR剤添加が十分な効果を発揮するものと考えられる。4.コンクリートの圧縮強度は、コンクリート打設直後の初期の状態ではSR剤の添加率に伴って強度に差を生じてくるが、材令の進行に従って(材令28日)SR剤の添加率の影響による強度低下といったものはみうけられていない。62年度の研究では,超遅延性混和剤(以下超遅延剤と略記)添加に伴う超遅延コンクリートの基礎的性状を踏え,特にコンクリート打設を考慮した若材令時の流動及び強度性に関する実験を行って,次のような知見を得た.1)フレッシュな状態の超遅延コンクリートの流動性に関し,プロクター貫入抵抗値に対する落下貫入量及びフロー値(コンクリートモルタル)との間に相関が認められた.