hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前頭眼野抑制野による固視機能と滑動性及び輻輳性眼球運動の抑制

本研究は,大脳前頭眼野のFEFのサッケード抑制野が異なる種類の眼球運動の発動を積極的に抑え,視覚対象物の像を中心窩に留める機構,すなわち固視(Fixation)機構に関与しているかを明らかにする。この目的の為,慢性条件下で,視覚誘導性サッケード,滑動性と輻輳性眼球運動を訓練したサルを用い,サッケード抑制野を同定し、微小電流刺激がこれらの眼球運動を抑制するかを調べた。さらにこの抑制野から,ユニット記録を行い,固視の関係を解析した。具体的には、サルに視覚誘導性サッケード,種々の条件下での固視,滑動性眼球運動,輻輳性眼球運動の訓練を行った。このサルを用いて,FEF及びその近傍を100μA以下で電気刺激を行い,電気刺激によってサッケードの誘発される古典的FEF野,滑動性眼球運動(smooth pursuit eye movement)が誘発されるSP野,サッケードの発現を抑制する抑制野を同定した。同定した抑制野において,いずれの方向へのサッケードを抑制するか,すなわち同側性のみと両側性のいずれの抑制を起こすかを同定した。次にこのサッケード抑制野の刺激によって、滑動性及び輻輳性眼球運動が抑制されるか否か,抑制される場合の抑制が起こる滑動性眼球運動の方向を明らかにした。その結果、サッケードも輻輳性眼球運動も同様な方向が抑制を受けることが解った。刺激実験が終了した時点で,電気刺激によって同定したFEF内のサッケードの抑制野においてユニット活動を記録し,Visual neuron, Movement neuron,さらに,Fixation cellを同定し,滑動性眼球運動時,輻輳性眼球運動時の発火パターンを現在も継続して解析している。固視の研究は,興味ある対象を注視している時の他の刺激への視線移動の抑制機構,又他の対象に視線を動かす時,この抑制を解除する(眼球運動発動)神経機構の解明に繋がるものである。
レ-ザアブレ-ションによる酸化物高温超伝導薄膜の低温作製と評価

レ-ザアブレ-ション法を用いた本研究の目的は、基礎的な堆積機構を明らかにすると共に、良好な超伝導薄膜を制御性よく低基板温度で作製することである。これまで、我々はレ-ザアブレ-ション法により成長している途上のBa_2YCu_3O_x超伝導薄膜表面に第2レ-ザを照射し、表面平滑性・超伝導特性が改善されることを明らかにしてきた。今年度は、第2レ-ザ照射条件の最適化の一つの手段として、アブレ-ション用レ-ザと照射レ-ザの遅延時間を変化させることによって、結晶配向性を制御できることがわかったので報告する。また、ここでは基板としては2種類のMgO(100)基板を用いた。アブレ-ション用YAGレ-ザ光と薄膜成長表面照射用エキシマレ-ザ光の遅延時間により、MgO(100)基板上のBa_2YCu_3O_x薄膜の配向性が大きく変化することを見いだした。このような薄膜成長表面への紫外線照射として期待される効果としては、光子吸収による過渡的な温度上昇、高い光子エネルギ-による酸素原子及び堆積前駆体の励起等が考えられる。アブレ-ションの前後、数十μsec以内の基板レ-ザ照射によってのみ、熱処理MgO基板上のc軸配向性が促進されるのは、レ-ザアブレ-ション法における結晶成長はアブレ-ションの前後、数十μsec以内で主に決定されていることを示すものである。このような結晶成長のダイナミクスの研究は、デバイス応用の際の結晶配向性制御にとっても非常に重要なものとなろう。また、新しい薄膜評価法として非共鳴マイクロ波吸収(NRMA)を導入すべく、まずBa_2YCu_3O_xセラミクスおよび薄膜を用いNRMA測定も行った。その結果、臨界電流密度とNRMAの各パラメ-タとに密接な関係を見いだした。
長時間スケールでみた南海トラフにおける地震・津波の再来間隔と地殻変動の多様性

徳島県牟岐町の沿岸湿地で発見した古津波堆積物に関する結果を論文として投稿し,学会で公表した.また,三重県志摩半島で人力掘削調査,地形測量等を行った結果,津波堆積物を新たに発見した.この調査地は安政東海地震津波(1854年)で浸水したことが知られている.3-5枚の砂礫層が見つかり海生生物の遺骸を含んでいることや,側方によく連続すること,現成の津波堆積物と共通する堆積学的特徴を持つことなどから津波堆積物であると解釈した.種や葉などの測定対象物を選定し放射性炭素年代測定を行った結果,これらの津波堆積物が堆積したのは約5,500ー4,000年前であることが分かった.津波堆積物の一つは現在の海岸線から150 m程度内陸まで分布していた.志摩半島ではこれまでにも津波堆積物の研究が行われており,約4,000ー500年前の津波堆積物が報告されている.今回新たに見つかった津波堆積物の一部は既存研究で報告されていた津波堆積物と対比される可能性が高く,志摩半島に広く影響を及ぼした津波であることを示している.また,志摩半島で新たに見つかった津波堆積物と,2018年度までに牟岐町で見つけていた津波堆積物の年代は多くが重複しており,両地域における複数の津波堆積物を対比できる可能性がある.いわゆる南海地域(牟岐町)と東南海地域(志摩半島)における津波痕跡が対比される場合には,両地域にまたがる巨大地震を示している可能性もあるため.今後慎重に検討することが必要である.徳島県で見つかった津波と地殻変動に関する成果を論文や学会発表で公表することができた.また,志摩半島で見つかった津波堆積物についても結果が出揃っており,公表する段階に入っている.本研究課題で得られた成果をまとめ,2019年度前半に学会などで公表する.人力掘削調査によって和歌山県で発見した2層の古津波堆積物に対して放射性炭素年代測定を実施した.これらの古津波堆積物は沿岸湿地で堆積した有機質泥層に挟まれており,厚さ数cm程度であるが,現在の海岸線から約250 m内陸まで連続的に分布する.この調査地における古津波堆積物の年代はこれまで南海トラフ沿岸で発見されているものの中でも比較的古く,歴史地震との対比は難しい.しかしながら調査地域内では地点間で年代値のずれが非常に小さく,年代値の確度は高いものと考えられる.今後他の地域で発見された古津波堆積物と年代値による対比を行うことで,南海トラフにおける過去の津波の影響範囲を知ることができるものと思われる.新たな調査地点を得るために徳島県において人力掘削による予備調査を行ったところ,海部郡牟岐町の沿岸湿地において,厚さ6 mの有機質泥層の中に古津波堆積物の可能性がある約10層の砂層を発見した.砂層は厚さ数cmで中粒ー極粗粒砂で構成されており,一部ではsub-layer構造と呼ばれる津波堆積物に特徴的な堆積構造も見られた.これらの砂層の多くは同じ湿地内の複数地点で確認されるため,地層内で連続的に分布しているものと考えられる.今後の分析によって砂層が津波堆積物であると識別された場合,徳島県内ならびに西日本太平洋沿岸地域でこれまでに発見された津波堆積物と年代による対比により,南海トラフにおける過去の津波の影響範囲の解明につながる.また,得られる年代値によっては四国地方における歴史地震津波との対比も可能になるかもしれない.和歌山県における古津波堆積物の調査分析にはめどがついており,徳島県で新たに有力な調査地点を得ることができたため.徳島県海部郡牟岐町の沿岸湿地において人力掘削による堆積物試料採取を行い.14枚の津波堆積物の可能性がある砂層を発見した.調査地は1946年の昭和南海地震の際に沈降したことや津波で浸水したことが明らかになっている.大型植物化石を用いた放射性炭素年代測定の結果14枚のイベント層は約2000ー7000年前に堆積したことが分かった.シンウォールサンプラーで掘削したコアについて珪藻分析を行った結果,群集組成の変化から4つのイベント層を構成する砕屑物が汽水海水環境から供給されたことが分かった.それら4つのイベント層の内,特に3つのイベント層ではイベントの発生を境に海水の影響が大きくなるという環境変化が確認された.このような環境変化の原因として,地震に伴う地殻変動(沈降)が考えられる.これは1946年の昭和南海地震の時の地殻変動の傾向と一致する.また,これらのイベント層で観察された級化・逆級化構造や明瞭で侵食的な基底面などの堆積構造はこれまでに報告されている現世津波堆積物の堆積構造と共通している.汽水海水環境から砕屑物が供給されたこと,堆積前後に環境変化を伴っていたこと,現世津波堆積物と共通する堆積構造を有することから,これら3つのイベント層を南海トラフで発生した地震による津波堆積物であると結論付けた.3つの津波堆積物は4400年前から5600年前の間に堆積したことが年代測定から明らかになった.牟岐町の津波堆積物と年代値が重なる津波堆積物が徳島県美波町と高知県東洋町から報告されていることから,牟岐町で見つかった地殻変動・津波堆積物は,四国東部に広く影響を及ぼすような海溝型地震・津波によるものである可能性がある.現時点までに和歌山県における野外調査・試料採取と分析が完了している.徳島県における調査でも野外調査・試料採取と年代測定,微化石分析が概ね完了した.

徳島における調査ではこれまで情報が限られていた年代において新たに津波堆積物と地殻変動の痕跡を発見することができた.徳島県牟岐町の沿岸湿地で発見した古津波堆積物に関する結果を論文として投稿し,学会で公表した.また,三重県志摩半島で人力掘削調査,地形測量等を行った結果,津波堆積物を新たに発見した.この調査地は安政東海地震津波(1854年)で浸水したことが知られている.3-5枚の砂礫層が見つかり海生生物の遺骸を含んでいることや,側方によく連続すること,現成の津波堆積物と共通する堆積学的特徴を持つことなどから津波堆積物であると解釈した.種や葉などの測定対象物を選定し放射性炭素年代測定を行った結果,これらの津波堆積物が堆積したのは約5,500ー4,000年前であることが分かった.津波堆積物の一つは現在の海岸線から150 m程度内陸まで分布していた.志摩半島ではこれまでにも津波堆積物の研究が行われており,約4,000ー500年前の津波堆積物が報告されている.今回新たに見つかった津波堆積物の一部は既存研究で報告されていた津波堆積物と対比される可能性が高く,志摩半島に広く影響を及ぼした津波であることを示している.また,志摩半島で新たに見つかった津波堆積物と,2018年度までに牟岐町で見つけていた津波堆積物の年代は多くが重複しており,両地域における複数の津波堆積物を対比できる可能性がある.いわゆる南海地域(牟岐町)と東南海地域(志摩半島)における津波痕跡が対比される場合には,両地域にまたがる巨大地震を示している可能性もあるため.今後慎重に検討することが必要である.徳島県で見つかった津波と地殻変動に関する成果を論文や学会発表で公表することができた.また,志摩半島で見つかった津波堆積物についても結果が出揃っており,公表する段階に入っている.和歌山県で得られた試料の分析を完了させる.徳島県の調査地についてはH29年度前半に調査をほぼ完了させ,後半には微化石分析や元素分析,放射性炭素年代測定を行う.必要な場合にはH29年度後半に補足調査を行う.H30年度半ばまでに徳島県における試料の分析(微化石分析と年代測定)を完了させる.また,H30年度末までに和歌山県と徳島県における研究の結果を査読付国際誌に投稿することを目指す.本研究課題で得られた成果をまとめ,2019年度前半に学会などで公表する.放射性炭素年代測定を依頼した件数が予定より1-2件少なかったことにより,直接経費「その他」の支出が減ったため.<理由>H29年度に旅費ならびに外注分析費が想定よりも少なかったため.<使用計画>H29年度に使用しなかった旅費,年代測定費はH30年度における補足調査や分析で使用する予定.本研究課題の成果を次年度に開催される学会において公表することにしたため.それに係る費用のみ次年度に使用することとした.H28年度に使用しなかった年代測定費はH29年度の分析で使用予定.
メタル化ペプチドによる金属集積制御と多元素協働機能触媒の創出

側鎖にPd, Pt, Ru等の触媒金属錯体の結合した新規なメタル化アミノ酸およびメタル化ペプチドの合成に成功し,これらのメタル化アミノ酸の相互連結あるいは自己組織化による金属集積制御に成功した.また,メタル化アミノ酸の自己組織化によって得られる超分子集合体が水中で作用する不均一系触媒として高い活性を示し,アルキン酸類の環化付加反応やアルコール類の過酸化水素酸化に高い活性を示すことを見出した.側鎖にPd, Pt, Ru等の触媒金属錯体の結合した新規なメタル化アミノ酸およびメタル化ペプチドの合成に成功し,これらのメタル化アミノ酸の相互連結あるいは自己組織化による金属集積制御に成功した.また,メタル化アミノ酸の自己組織化によって得られる超分子集合体が水中で作用する不均一系触媒として高い活性を示し,アルキン酸類の環化付加反応やアルコール類の過酸化水素酸化に高い活性を示すことを見出した.本研究は触媒金属を自在に集積化する基礎的手法の開発と,それらの協働効果に基づいた高次機能触媒系の開拓を行う.金属集積型分子を利用した触媒では多点相互作用や触媒作用の連携から生み出される協働的触媒作用の発現が期待され,反応の加速,基質・立体選択性の向上,不活性基質の活性化,多成分連結反応等の従来型の分子触媒では不可能な高度な分子変換が可能となると考えられる.提案課題では申請者らが開発した金属集積型ペプチド(メタル化ペプチド)をプラットフォームとした触媒金属の集積制御と協働作用に基づく触媒反応の開発を目的とした研究を行った.申請者らは本年度の研究において平成22年度の実施研究によってルテニウムおよび白金触媒結合型アミノ酸の高効率合成とそれらを用いるメタル化ペプチドの合成方法に成功し,SPring-8における微小結晶X線構造解析によって,これらの分子構造を明らかにすることに成功した.また,これらが可視光領域において強い吸光および発光特性を示し,光励起による効率的な電子の授受が可能であることを見出した.さらに,ルテニウム結合型メタル化アミノ酸およびペプチドは過酸化水素および分子状水素の存在下において高い酸活性を示すことを見出し,これらを用いる事によってアルコール類の酸化によるアルデヒドおよびカルボン酸類の合成に成功した.また,その過程において循環型炭素資源として注目されているリグニン類の基本構成単位である,リグニンダイマーの酸化分解による芳香族生産反応の開発に成功し,バイオマスの精密酸化反応による有用芳香族の触媒的生産プロセスに先鞭をつけた.金属錯体を結合した生体分子は,金属錯体由来の電気,磁気及び光物性と生体分子由来の自己組織化能や生体親和性を併せもつ機能性分子として注目を集めている,特に,アミノ酸及びペプチドは入手容易である事,高い化学的安定性を示すこと,アミノ基,カルボキシル基および側鎖置換基のおける多様な化学変換が可能である事,自己組織化を利用した高次構造構築が可能である事などの利点を有する.申請者らは金属結合型アミノ酸及びペプチドに着目し,これらの合成,構造及び機能開拓に関する包括的な研究を行った.その結果,アリルグリシン誘導体とNCNピンサーパラジウムあるいは白金錯体を鈴木-宮浦カップリングさせる事で錯体部位の構造および機能,またアミノ酸由来の光学純度を損なう事なく遷移金属錯体結合型ノルバリンを高収率で得る事に成功した,また,これらの誘導体化およびベプチド化にも成功した.また,その過程においてN-あるいはC-末端に長鎖アルキル基を導入したノルバリン誘導体が種々の芳香族溶媒中で自己組織化し,超分子ゲルを与える事を見出した.1R,SAXS,WAXなどの分光学的手法やcryo-TEMによる電子線回折を用いた構造解析の結果,超分子ゲルがアンチパラレル型のbシート多層積層構造を形成している事を明らかとし,同手法によって金属錯体を高度に制御し集積することが可能であることを示した.さらに,ここで得られた超分子ゲルの触媒機能について検討し,アルキン酸誘導体の環化反応において水中で作用する再利用可能な不均一系超分子触媒として機能する事を見出した.また,優れた発光機能を示す新規ベンズアルジミン白金錯体結合型グルタミン酸の合成に成功した.さらに,これらの自己組織化能を見出し,生成した超分子ゲル中における分子集合体の精密構造解析に成功した.以上、申請者らは提案課題において,新規メタル化アミノ酸の合成に成功し,これらの官能基化及びペプチド合成,さらには自己組織化を通して金属錯体の集積様式が高度に制御されている事を初めて直接観察する事に成功した.本提案課題では触媒金属を自在に集積化する基礎的手法の開発と,それらの協働効果に基づいた高次機能触媒系の開拓を行った.金属集積型分子を利用した触媒では多点相互作用や触媒作用の連携から生み出される協働的触媒作用の発現が期待され,反応の加速,基質・立体選択性の向上,不活性基質の活性化,多成分連結反応等の従来型の分子触媒では不可能な高度な分子変換が可能となると期待される.申請者らが開発したPd, Pt, Ru等の機能性遷移金属錯体の結合したメタル化アミノ酸および,これらの縮合によって合成したメタル化ペプチド(メタル化ペプチド)をプラットフォームとした触媒金属の集積制御と協働作用に基づく触媒反応の開発に成功した.具体的にはPd結合型ノルバリンを持ちいるアルキン類の環化付加反応およびRuノルバリンを持ちいるアルコール類の過酸化水素酸化である.

両反応はいずれも水中で反応が進行し,反応終了後に簡単な濾過操作で触媒が回収再利用できるという特徴を示す.また,超分子集合体を形成することで,単一の錯体のみの場合と比べて非常に高い活性と選択性を示すことを明らかとした.当初の目的通り,優れた触媒機能を示す,Pd,PtおよびRu結合型アミノ酸,ペプチドの合成に成功し,これらの自己組織化によって調製される分子集合体(ゲル)が水中で作用する超分子触媒となる事を明らかにした.また,上記メタル化アミノ酸の縮合・連結による異種金属ペプチドの合成に成功し,同手法によって触媒金属の組成と配列が制御が可能であることを明らかとした.現在は,メタル化ペプチド超分子を用いた異種金属集積型触媒とこれらの触媒作用に関する詳しい検討を行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。メタル化ペプチド超分子触媒の創出については,ペプチド水素結合とペプチドN,C-末端に導入した配位子による複合的な自己組織化法を検討中である.これによって,膜タンパク類似の高次構造を有し,物質輸送や反応場となる触媒機能を有するナノ空間の創出を目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。
科学の発見を追体験する理科実験教材の研究-太陽系、分子運動、遠隔力を見る、測る

金星の太陽面通過周期の「規則性」を考える-数理融合教材の試み;ハレーは金星の太陽面通過を観測することによって地球-太陽間距離の決定が可能であることを示した。この現象は8年の短周期と百年を超す長周期を繰り返すという特異な周期性をもっておりこの現象観測の科学史上の意義とともに、理科教育の題材として興味深い内容を持つ。金星と地球の公転周期が近似的に整数比(8対13)になっていることおよびこの整数比からの僅かなずれが特異な周期性の要因である。コンピューターシミュレーションを活用しながら、周期運動の合成、惑星現象の立体幾何学的考察、有理数がもつ意味を自然現象の中で明らかにする数理融合教材として検討した。電子天秤による液体の表面張力の測定-表面張力の分子論的理解のための実験教材;「表面張力」は日常の様々な場面で見かける液体表面の振る舞いを説明する言葉として用いられる。「液体(水)=引力で引き合う分子集団」として表面張力の正体を明らかにすることを目標とした測定実験を考案しその指導法を検討した。表面張力測定法として「ジョリーのバネばかり」が知られているが、この原理に従い電子天秤を利用することによって微小な表面張力を容易に測定することができる。水の表面張力の温度依存、エタノール、オリーブ油の表面張力との比較を測定結果から考察し、液体の物性(融点、沸点、比熱)を考え合わせて物質の分子論的理解を促す教材実験とした。教材実験の解説・演示映像の編集;これまでに検討、作成した以下の理科実験教材の解説・演示映像の編集を行った。創造性を育む理科実験教材として、教育現場での活用・普及を図っている。1)ブラウン運動の観察とアボガドロ数の導出-分子運動を見る、2)電子天秤による磁気力の測定-遠隔力の規則性を測る、3)ブランコの運動とパラメーター励振、4)断熱蒸発による液体の温度低下の観察・計測-分子が運ぶエネルギー、5)金星の太陽面通過周期の「規則性」を考える-数理融合教材の試み、6)電子天秤による液体の表面張力の測定-表面張力の分子論的理解のための実験教材分子の実在を示す実験観察教材;これまでに、「ブラウン運動」、「水の断熱蒸発」の観察・計測を行う実験を検討し、分子運動の存在、エネルギーの担い手としての分子を示す教材実験として構成した。今回「液体の表面張力測定実験」を加え、分子間引力の存在を解説する教材実験として検討する。三つの実験を通じて「分子の実在」を多様な面から明らかにする理科実験教材とする。液体表面の振る舞いを支配する表面張力は、日常のさまざまな場面で見かける身近な現象であり初中等理科教育の題材とすることができる。電子天秤を用いた表面張力の簡易測定法が試みられており小中理科実験として実施することが可能である。表面張力が液体を構成する分子間引力の表面での表れであることを、その温度依存や液体の物性(粘性、沸点)との関わりから明らかにする測定実験として検討している。金星の太陽面通過現象;金星の太陽面通過はハレーによって、地球太陽間距離を決定する方法として提案され、世界規模で観測が取り組まれた経緯がある。この現象は8年、105.5年、121.5年の間隔で生ずるという不思議な周期性を持っている。これは、地球、金星の運動を等速円運動とみなし、公転周期が持つ特別な関係に注目することで理解することができる。金星の公転周期0.6152年は分数8/13に極めて近い値であり、これは地球と金星の公転周期がほぼ整数比13対8の関係にあることを示している。二つの等速円運動の回転周期が整数比であれば時間の経過とともにこれらは必ず同じ配置を繰り返す。地球、金星の場合8/5年の周期で会合が繰り返され、8年周期の金星太陽面通過をもたらす。整数比からの僅かなずれによって16年後の金星は太陽面の僅かに外を通過することになり、この僅かなずれが100年以上にわたって積み重ねられることによって金星は再び太陽面に戻ってくる。周期現象において、整数比、分数がこのような興味深い表れ方をすることに注目し、理科-算数を橋渡しする教材とすることができる。

水の表面張力の温度依存、エタノール、オリーブ油の表面張力との比較を測定結果から考察し、液体の物性(融点、沸点、比熱)を考え合わせて物質の分子論的理解を促す教材実験とした。教材実験の解説・演示映像の編集;これまでに検討、作成した以下の理科実験教材の解説・演示映像の編集を行った。創造性を育む理科実験教材として、教育現場での活用・普及を図っている。1)ブラウン運動の観察とアボガドロ数の導出-分子運動を見る、2)電子天秤による磁気力の測定-遠隔力の規則性を測る、3)ブランコの運動とパラメーター励振、4)断熱蒸発による液体の温度低下の観察・計測-分子が運ぶエネルギー、5)金星の太陽面通過周期の「規則性」を考える-数理融合教材の試み、6)電子天秤による液体の表面張力の測定-表面張力の分子論的理解のための実験教材
X線透視下カテーテル操作による非観血的唾石摘出術の確立

平成7年度の基礎的な研究成果をふまえて、X線透視下で、interventionalに唾石を摘出する方法を確立した。すなわち、唾液腺主導管開口部から、平成7年度に開発した結石除去用カテーテルを挿入し、X線透視下で唾石を把持、摘出する。X線透視に用いた装置は、Siemens社製多軌道断層装置OptiplanimatならびにTrophy社製Radio Visio Graphy-S (RVG-S)であった。椎骨と重複する耳下腺唾石は、造影剤を注入しながらcomputed radiographyを用いてtemporal subtractionを随時行い、唾石とカテーテルとの相対的な位置関係を把握した。側方向からの透視では下顎骨と重複する顎下腺導管内唾石は、RVG-Sのセンサーを口腔内に位置づけ、オトガイ下から透視した。結石除去用カテーテルだけでは摘出が困難な巨大な唾石は、電気水圧衝撃波結石破砕装置の電極をX線透視下で唾石の位置まで挿入し、唾石を破砕後、カテーテルにより摘出した。摘出後、経過を観察し、予後について考察した。本法は、下記の特徴を持ち、従来の外科治療よりも侵襲が少なく、唾石症の有効な治療法のひとつと考えられた。(1)FCRシステムを用いたDSSは、唾石とカテーテルとの相対的な位置関係を把握するのに、有効であった。(2)唾石の迷入、神経や脈管の損傷あるいは閉塞性唾液腺炎などの偶発症を惹起することがない。(3)腺体内唾石であっても、カテーテルのアプローチが可能であれば、唾液腺を摘出しないで、温存できる可能性がある。しかし、唾石と導管壁との癒着が著明なときは、本法の適応が困難であると考えられるため、術前に唾液腺造影を必ず施行し、その詳細な読影をすることが重要であると考えられた。1.結石除去用カテーテル把持部分の、新たな形状の開発我々の研究では、結石除去用カテーテルの先端(唾石把持部分)の形状の違いにより、唾石の把持のしやすさが異なった。そこで、唾石の位置、大きさ、形態、など症例に応じて、唾石をより確実に、容易に把持できるように、結石除去用カテーテルの把持部分の形状を工夫した。唾石把持部分の形状は、ヘリカルタイプバスケットカテーテルの方が、ストレートタイプのものよりも唾石をより確実に、容易に把持できることが分かった。2.電気水圧衝撃波による唾液腺組織損傷の検討電気水圧衝撃波結石破砕装置を唾石破砕に適用する前に、電気水圧衝撃波による唾液腺の損傷を検討し、安全性の評価を行なった。すなわち、ラット耳下腺ならびに顎下腺の主導管に電気水圧衝撃波結石破砕装置の電極を挿入し、衝撃波のパルスエネルギー、パルス反復頻度、発射時間を変化させたときの唾液腺の損傷を、経日的に調べた。唾液腺の損傷の評価は、ヘマトキシリン・エオジン染色による光顕的観察ならびに唾液腺造影により、検討した。3.唾石破砕に最適な衝撃波照射条件の決定すでに摘出された唾石を用いて、唾石破砕に最適な衝撃波照射条件を決定した。すなわち、人体内での破石を想定して、音響インピーダンスが水に近い寒天内に唾石を埋入し、衝撃波のパルスエネルギー、パルス反復頻度、発射時間を変化させ、より効果的に唾石を破砕できる条件を決定した。
皮膚筋炎におけるB細胞と自己抗体の病態関与メカニズムの解明

ヒトTIF1γ蛋白を完全アジュバントとともにマウスに免疫することにより、C56BL/6野生型マウスにおいて抗TIF1γ抗体が産生されることが確認され、また抗原特異的T細胞も誘導されることが確認された。筋炎は、野生型マウスにおいて誘導されることが組織学的に確認された。筋力低下や皮膚炎等の症状は出現しなかった。筋炎が誘導されたマウスからのT細胞の移入によって、ナイーブマウスに筋炎が惹起されることが確認された。免疫マウスからの精製IgGの移入によっては、筋炎は惹起されなかった。しかしながら、CD19が欠損したマウスにおいては、筋炎は惹起されず、B細胞も何らかの役割をもっていることが示唆された。皮膚筋炎は、皮膚および筋の炎症性変化を呈する自己免疫疾患で、特に液性免疫の関与が強く想定されてきたが、B細胞の基礎的な研究は少なかった。本研究では、筋炎特異的自己抗体である抗TIF1抗体の標的配列の決定と悪性腫瘍における変異の検索、既存の筋炎マウスモデルを用いたB細胞の機能解析とB細胞標的治療の探索、新たな皮膚筋炎マウスモデルの作製の3つを目的とし、自己抗体産生機構からB細胞および自己抗体の病的役割までを包括的に検討して、本症におけるB細胞の関与の分子メカニズムを明らかにするとともに、マウスモデルを用いてB細胞標的療法を中心に検討し、新規治療法のシーズ探索までを視野においている。TIF1リコンビナント蛋白およびMi-2リコンビナント蛋白を合成・精製し、マウスに免疫したところ、種々の条件を検討した結果、ある一定の条件下で筋炎が惹起された。今後、詳細なメカニズムの検討を予定している。筋炎の惹起という最初の前提となる部分を達成できたため筋炎特異自己抗体の対応抗原であるTranscriptional Intermdiary Factor 1γ(TIF1γ)、Mi-2、Melanoma Differentiation Antigen Gene 5のリコンビナント蛋白をそれぞれ作製し、C57BL/6 background、Balb/c backgroundの野生型マウスに完全Fruendアジュバントとともに繰り返し免疫する実験を行った。また、これらの自己抗原に対する液性免疫応答、すなわち自己抗体の産生が誘導できるかどうか、さらに筋組織および肺組織において筋炎および間質性肺炎の発症が誘導されるかどうかを、主に病理組織学的検査によって検討した。その結果、TIF1γ蛋白の繰り返し免疫により、筋炎が誘導されることが組織学的に確認された。間質性肺炎の誘導は確認されなかったが、自己抗体の産生は認められた。また、B細胞表面分子の発現改変マウスに免疫したところ、野生型とは異なる重症度が観察されたため、B細胞特異的分子の筋炎病態における関与のメカニズムが存在することが示唆された。抗TIF1γ抗体が悪性腫瘍合併皮膚筋炎患者において高率に出現するメカニズムを探索するため、担癌患者における抗TIF1γ抗体をenzyme-likned immunosorbent assayにて検討を行った。種々の悪性腫瘍患者血清を検討したところ、1%以下の頻度で抗TIF1γ抗体が陽性となることが確認された。これらの患者においては皮膚筋炎の発症は認められていなかった。筋炎の誘導が確認でき、メカニズムの解明も部分的に進行しているため。皮膚筋炎に特異的な自己抗体である抗TIF1γ抗体(抗p155抗体、抗155/140抗体)が、TIF1γ分子中のどの部位に反応するか、すなわち、抗TIF1γ抗体のエピトープを同定するために、TIF1γ分子のリコンビナント蛋白を用いて反応実験を行った。これまでの研究により明らかになっているPHDドメイン内で種々の長さに変えたTIF1γ分子のリコンビナント蛋白や変異を挿入したリコンビナント蛋白および短い合成ペプチドを準備し、それらの蛋白・ペプチドに対する抗体の反応性をウエスタンブロットやELISAによって検討した結果、抗TIF1抗体の抗原認識配列が決定された。前年度までの研究により、リコンビナントTIF1γ蛋白とアジュバントの繰り返し免疫によって、筋炎が誘導されることが組織学的に確認され、自己抗体の産生も認められた。そこで、B細胞表面分子であるCD19を欠損したマウスにおいて筋炎誘導実験を行い、野生型よりも重症化することが観察された。さらに、皮膚筋炎特異抗体の対応抗原の一つであるMDA5蛋白を野生型マウスにおいて免疫することによって、ヒトの病態に類似した間質性肺炎が軽症ではあるが、発症することが観察された。詳細なメカニズムを解析する。特に免疫担当細胞毎の移入実験を行う。もっとも進んでいるTIF1γ免疫のモデルに絞って、筋炎発症メカニズムを解析していく予定である。
学校の自己評価と外部評価の連携・統合に関する理論モデル構築のための基礎的研究

1.前年度に引き続き、児童・生徒、父母・保護者、地域住民の積極的参加を伴う学校自己評価活動の事例について、現地調査を含む、資料の収集・分析を行った。具体的には、長野県や高知県の高等学校数校を対象とした。平成14年度より、学校の自己評価が努力義務とされたことにより、こうした新しい制度的枠組みのなかで、これまで自主的に「開かれた学校づくり」を進めてきた学校や教職員がどのように対応していこうとしているかを検討し、雑誌論文として公表した。2.イギリス・ケンブリッジ大学のJean Rudduck教授をコーディネーターとして、イギリス経済・社会研究審議会(ESRC)からの研究助成によって実施されているConsulting Pupils aboutTeaching and Learning Projectに関する資料・文献等の分析を前年度より継続して行った。また、イギリスにおいて学校評価の一環として組み込まれている教員評価の政策、実践、影響についても、エクセター大学のTed Wragg教授を中心とする研究チームとの情報交換を行い、資料・文献等の収集と分析を行った。こうしたイギリスにおける政策と実際に関する調査結果を踏まえて、日本との比較研究を行い、成果を雑誌論文として公表した。3.以上のような内外の先行研究整理、事例研究を行いながら、本研究の最終的な目標である、学校の自己評価と外部評価に関する理論モデルの構築をはかる作業を進めた。最終的な研究成果については、平成15年秋に単行本として公表される予定である。1.児童・生徒、父母・保護者、地域住民の積極的参加を伴う学校自己評価活動の事例について、現地調査を含む、資料の収集・分析を行った。具体的な研究対象は、長野県辰野高校・軽井沢高校、大阪府の小中学校及び高等学校などとした。このような学校自己評価活動の分析に基づき、いわゆる「開かれた学校づくり」を進めるにあたって求められる教師のあり方、必要な意識改革を考察した研究成果を公表した。なお、学校の自己評価の理論と実践に関するより包括的なレビュー論文の公表を予定している。学校評価に関連する日本の政策動向についてのレビューを行い、研究成果を公表した。3.イギリス・ケンブリッジ大学の研究者を中心に進められている研究プロジェクトに関する資料・文献等を収集・分析するとともに、プロジェクト参加学校への訪問調査、セミナーへの参加、研究者らとの意見交流を行った。同プロジェクトは、学校の自己評価と外部評価との連携・統合という研究課題にとってきわめて重要な知見を提供するものである。現在、同プロジェクトについての比較研究的視野からの分析を行った研究成果の公表を予定しているとともに、同研究者らと国際的な共同研究を行うための準備を進めている。なお、上記研究プロジェクトとはJean Rudduck教授をコーディネーターとし、イギリス経済・社会研究審議会(ESRC)からの研究助成によるConsulting Pupils about Teaching and Learning Projectである。
ダストに覆われた巨大ブラックホールの成長過程の研究

本研究は、多量のダストに覆われた爆発的星形成銀河の中で成長する巨大ブラックホールを探査し、銀河と巨大ブラックホールの共進化過程を明らかにすることを目的として、次の2つの観測的研究を推進するものであった。(1)従来のヘテロダイン分光システムと比較して数倍から数10倍に及ぶ広帯域を一挙に分光できる新しい概念の分光装置DESHIMAを開発し、サブミリ波望遠鏡ASTEに搭載して、サブミリ波で明るい爆発的星形成銀河(サブミリ波銀河)の分光観測を行う。これにより、[CII]158μm輝線を利用した分光赤方偏移を測定すると共に、高励起CO輝線(X線乖離領域の指標)を調べることにより、隠された成長中の巨大ブラックホールの存在頻度を調べる。(2) 26平方分に及ぶALMAを使ったGOODS-S領域の波長1.2mm帯無バイアス探査と、深いX線データ(Chandra衛星による7Msデータ)を組み合わせ、ダストに埋もれた活動的巨大ブラックホールの探査を行う。研究初年度は、DESHIMAのASTE望遠鏡への搭載準備を進めると共に、ALMAの膨大なデータの解析を進めた。前者においては、新しい概念の分光装置であるDESHIMAの仕様にあわせたデータフォーマットの策定を進めると共に、データ解析の手法の検討とそれに基づく観測モードの検討を進めた。後者については、ALMAを使った膨大なモザイクデータ(周波数セットアップも2つ)を足し合わせて、単一の波長1.2mm帯連続波画像を作成し、まずはsignificanceの高い天体リストの作成を進めた。統計的に確実なALMA天体11個について、Chandra衛星による最新かつ最も深いデータ(7Ms)データとのクロスマッチを進めた結果、その多くがX線放射を伴うことを明らかにした。今後、さらに赤外線光度とX線光度の定量的な比較を進めていく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
高地居住慢性低酸素性肺高血圧の発生、回復過程における内因性及び外因性NOの役割

慢性肺高血圧回復過程ラットの、長期一酸化窒素吸入後の内皮細胞依存性、非依存性弛緩反応を通して、長期吸入による外因性NOが、内因性NOS-NO系および血管平滑筋のNOに対する感受性にどのような影響を及ぼすか検討した。(結果)EPAのNO 10ppm吸入において、10A/NO_-、10A/NO_+ではどちらもAch,SNPに対して用量依存性の弛緩反応を示し、両者の間に有為差は認められなかった。10H/NO_-,10H/NO_+では弛緩反応は全濃度において著明に抑制され、両者間に有為差は認められなかった。これらのことは、EPAの40ppm吸入でも同様であった。IPAについても同様に、両濃度において、両群に有意差は認められなかった。(結論)以上よりNO吸入(10日間10または40ppm)は、正常血管および慢性肺高血圧回復過程における肺血管での内因性NOS-NO系および血管平滑筋のNOに対する感受性に影響を及ぼすことはないことが示唆された。
代数的及び組合せ論的手法を駆使した正規整凸多面体のδ列の探究

本研究課題の目的は、整凸多面体の正規性とδ列の解析である。代数的、および、組合せ論的な側面から整凸多面体の正規性とδ列の関係を明らかにすることに焦点を絞った。具体的には、膨らませた整凸多面体のδ列がいつunimodalになるか?という問いに対して明確な解答を与えた。また、ミンコフスキー和やfree sumなど、δ列の振る舞いと相性の良い組合せ論的操作に対して、整凸多面体の正規性の変化を詳細に観察した。研究期間の3年間で、4本の学術論文、6回の学会発表、2冊の図書の執筆などを含めた様々な研究成果をあげることが出来た。本研究課題の目的は、正規整凸多面体のδ列を代数的観点及び組合せ論的観点から考察し研究を行うことにある。具体的には1正規整凸多面体のδ列のunimodal性、および、2正規整単体のδ列の特徴付けの研究である。これらの研究を進めるに当たり、平成26年度は具体的かつ理にかなった整凸多面体のクラスについての研究を行った。研究1について、まずは“膨らませた"整凸多面体のδ列についての研究を行った。任意の整凸多面体は十分膨らませれば正規になることがよく知られている。整凸多面体の次元をdとし、整凸多面体の次数と呼ばれる不変量をsとおくとき、任意のn≧max{d+1-s,s}に対して、n倍に膨らませた整凸多面体のδ列は常にunimodalになることを証明した。研究2について、Benajmin Nill氏・土谷昭善氏との共同研究により、δ多項式が三項式になるような整単体を完全に分類することにも成功した。この分類定理により、正規とは限らない場合ではあるが、特別な場合における整単体のδ列の特徴付けに成功した。さらに、整凸多面体のミンコフスキー和の正規性や“level"と呼ばれる性質に関しても一定の結果を得ている。これらは整凸多面体に付随する半群環であ“Ehrahrt環"の環論的性質とも関連し、今後の研究の手助けにもなり得る研究結果である。本研究課題の目的は、正規整凸多面体のδ列の代数的及び組合せ論的側面からの考察である。具体的には2つの研究課題を設定しており、1つ目は、正規反射的凸多面体のδ列のunimodal性の証明、2つ目は、正規整凸多面体のδ列の特徴付けである。平成27年度は、平成26年度で展開した研究結果と照らし合わせながら、一般の場合への解決に向けて様々な側面から研究を行った。具体的には、1つ目の研究課題に関して、新たな可換環のクラスである"almost Gorenstein環"と呼ばれる次数付き環を定義し、研究を行った。可換環論的側面から、反射的凸多面体に付随する可換環はGorensteinになることが知られており、Gorenstein性を一般化した概念であるalmostGorenstein性とそのδ列の関係を考察することは本研究課題において有益なものであると言える。また、2つ目の研究課題に関して、平成26年度に、δ多項式が特別な形になる整単体の分類を行ったが、その研究の続きとして平成27年度は、整凸多面体の次数に注目し、次数2の整単体の分類をJohannes Hofscheier氏との共同研究により成功させた。その副産物として、次数2の整単体のδ列の特徴付けを得ることが出来た。さらに、次元を固定した時に次数が最小になる整単体の分類にも成功しており、そのような整単体のδ列が特別な形をしていることを観察することもできた。これらは今後の研究を展開する上でも重要な観察であると思われる。当初の計画では、平成27年度は専門知識の習得および情報収集に力を注ぐ予定であった。実際、本研究の代数的側面・組合せ論的側面の両面から研究を行うために、様々な研究打ち合わせを行った。具体的には、明治大学の後藤四郎教授を訪ね、可換環論的側面に関する情報収集を入念に行った。その結果、論文“Almost Gorenstein homogeneous rings and their h-vectors"を執筆することが出来た。さらに、整凸多面体の組合せ論的側面に精通しているドイツ人研究者Johannes Hofscheier氏との入念に打ち合わせを行った。その結果、特別な場合のδ列の特徴付けに成功している。本研究課題の目的は、正規整凸多面体のδ列の代数的および組合せ論的側面からの考察である。具体的には2つの研究課題を設定している。1つ目は、正規反射的凸多面体のδ列のunimodal性の証明、2つ目は、正規性凸多面体のδ列の特徴付けである。平成28年度は平成27年度までに行った研究を継続して行い、ミンコフスキー和の正規性について考察した。d次元整凸多面体は(d-1)倍以上に膨らませると常に正規になることが知られているが、その結果をミンコフスキー和について一般化した。つまり、十分多くのミンコフスキー和を取ると常に正規なることを証明した。さらに、次数付き環に対して重要な概念である"level"と呼ばれる性質に関しても同様の性質を証明することに成功した。さらに、"free sum"と呼ばれる操作で整凸多面体の正規性がどう変化するかを考察し、2つの整凸多面体のfree sumが正規になる必要十分条件を与えることに成功した。

2つの整凸多面体のδ列からfree sumのδ列を計算することができるので、本研究課題に直接関連した研究成果であると言える。他にも、整凸多面体の正規性と密接に関連した性質である"正則単模三角形分割"の存在についても考察した。具体的には、正の整数kに対し、(2k-1)次元空単体でδ列に関して特殊な性質を満たすものPをk倍に膨らませたものkPの正則単模三角形分割の存在を議論するため、kPのトーリックイデアルのグレブナー基底を考察し、結果として、kPが正則単模三角形分割を持つ必要十分条件を与えることに成功した。本研究課題の目的は、整凸多面体の正規性とδ列の解析である。代数的、および、組合せ論的な側面から整凸多面体の正規性とδ列の関係を明らかにすることに焦点を絞った。具体的には、膨らませた整凸多面体のδ列がいつunimodalになるか?という問いに対して明確な解答を与えた。また、ミンコフスキー和やfree sumなど、δ列の振る舞いと相性の良い組合せ論的操作に対して、整凸多面体の正規性の変化を詳細に観察した。研究期間の3年間で、4本の学術論文、6回の学会発表、2冊の図書の執筆などを含めた様々な研究成果をあげることが出来た。当初の研究計画では、平成26年度は具体例の構成と計算に時間を費やし、本研究課題を推進するための基礎を気付くことを目的としていた。しかし、本研究課題の主な目的の1つである「正規整凸多面体のδ列のunimodal性」に関して、部分的ではあるが、一定の結果を得ることに成功した(論文“Unimodality on δ-vectors oflattice polytopes and two related properties")。これは当初予定していた計画以上の進展である。平成26年度、平成27年度と順調に研究成果を得ることが出来ている。平成28年度はそれらを踏まえ、目標としている研究課題の完全解決を目指す。具体的には、反射的凸多面体のδ列に関して、組合せ論的及び可換環論的両方の観点から研究を進め、unimodal性の完全解決を目指す。また、正規整単体のδ列の特徴付けに関して、次数2の整単体や(次元に対して)次数が最小の整単体のδ列の特徴付けの研究で私用した手法などを駆使して、一般の正規整単体のδ列の特徴付けを目指す。代数的組合せ論1年目は計画以上の研究成果を得ることが出来た。今後もこのペースで研究を続けていきたい。1年目の研究により、正規整凸多面体の具体的な類に対してδ列のunimodal性を証明することが出来たので、そこでの議論を一般化し、一般の正規整凸多面体のδ列のunimodal性を証明することを目指す。また、もう1つの研究課題である正規整単体のδ列の特徴付けに関しても、様々な具体例に対して成果を挙げた後、一般の場合に挑戦していきたい。
高精度光磁気材料として有望なf電子系アモルファス合金の探索とその基礎物質

本研究では窒素を添加したウラン系アモルファス合金の磁気特性、光磁気特性、伝導特性を検討した。ラーベス化合物UNi_2,UCo_2,UFe_2さらにはUFeCo,UNiCo,U_<0.27>Fe_<0.73>,U_<0.4>Fe_<0.6>をターゲットとして、アルゴン雰囲気もしくは窒素を1%含むアルゴン雰囲気中でスパッタリングし銅基板に堆積させた。得られた試料は全てアモルファス特有のハローパターンを示したが、窒素の添加の有無により第一ピークの位置が大きく変化し、U-T合金とU-T-N合金では短距離構造に大きな違いがあることが示唆された。実際、燃焼法によるガス分析により、遷移金属と同程度の原子比の窒素が添加されていることが確認された。結晶化合物UNi_2,UCo_2,UFe_2(Tc=153K)では遷移金属の3d電子数の減少により、パウリ常磁性、5fバンド電子による弱い強磁性、3d電子による強磁性へと遷移することが報告されている。一方、アモルファス合金では何れも磁気相互作用が弱められ、a-UNi_2とa-UCo_2は共にパウリ常磁性となり、また、a-UFe_2においても低温(T<5K)のみで強磁性成分の効果が見られるだけであった。しかし、窒素添加することによりこれらアモルファス合金の磁気相互作用は顕著に増強された。とりわけa-UCo_2N_2およびa-UFeCoN_2は1300K近い高いキュリー温度を示した。また、UFe_2N_2はTc=225Kとなりウランと鉄の比が同じである結晶化合物UFe_2よりも高いキュリー温度を示した。さらに、ウランと鉄の比率を変化させたU_xFe_<1-x>N_yの磁気特性、光磁気特性、伝導特性を詳細に調べた結果、ウラン濃度が高い場合、強磁性には鉄の3d電子だけでなくウランの5f電子も部分的に寄与をしていることが明らかになった。UT_2(T=Co,Ni)は共にラーベス化合物であるが、前者が常磁性であるのに対し、後者は遍歴的な5f電子による弱い強磁性を示す。これは、3d電子との混成により5f準位がフェルミ面付近に下がるためと考えられている。磁性・非磁性の境界領域に位置するこれらの化合物は、ウラン原子間距離の変化やp電子系元素の添加に大きく左右されると期待される。これまで、ウラン化合物に第三元素として種々のプニクトゲンやカルコゲンが用いられてきたが、単体で気体元素である窒素の添加は、作製上の困難から殆ど試みられていない。我々はスパッタリング装置にアルゴシガスと窒素ガスを一定濃度で導入することにより、窒化UT_2(T=Co,Ni)アモルファス合金を作製し、その磁気的性質を調べた。a-UT_2およびa-UT_2N_2のX線回折図形ではメインピークに位置が大きく変化している。さらにa-UT_2は共にQ^-40°のメインピークに加え、Q^-28°にサブピークが観測された。これはラーベス化合物特有の4面体の頂点結合がアモルファス化しても残存していることを示唆している。一方窒素を添加した場合は典型的なアモルファスのハローパターンを示し、短範囲構造が大きく変化したと予想される。a-UCo_2の4.2Kにおける磁化は弱いヒステリシスを示したが、その大きさは常磁性である結晶のUCo_2と同程度であった。一方、窒素を添加したa-UCo_2N_2は室温以下で強い強磁性となり、1テスラ程度で磁化は飽和を示した。非常にソフトな磁性であるため、Coによる磁性が支配的であると考えられるが、5fの寄与も否定できない。UNi_2系では窒素添加により磁化は数倍に増強されているが、a-UCo_2N_2のような強い強磁性は現れなかった。現在更に、UFe_2系への窒素添加効果も実験中である。

しかし、窒素添加することによりこれらアモルファス合金の磁気相互作用は顕著に増強された。とりわけa-UCo_2N_2およびa-UFeCoN_2は1300K近い高いキュリー温度を示した。また、UFe_2N_2はTc=225Kとなりウランと鉄の比が同じである結晶化合物UFe_2よりも高いキュリー温度を示した。さらに、ウランと鉄の比率を変化させたU_xFe_<1-x>N_yの磁気特性、光磁気特性、伝導特性を詳細に調べた結果、ウラン濃度が高い場合、強磁性には鉄の3d電子だけでなくウランの5f電子も部分的に寄与をしていることが明らかになった。
ゲルゾリンのアクチン重合調節機構

アクチンの細胞骨格としての働きは、種々のアクチン調節タンパク質により制御されているので、その制御機構を解明することは細胞の働きを理解するうえで重要である。ゲルゾリンは広く脊椎動物の体液や細胞内に見い出されるアクチン調節タンパク質の一つで、そのアクチンに対する作用は多岐にわたる。本研究では、ゲルゾリンの作用機作を詳細に解明することを目的とし、アクチン架橋二量体を利用してアクチン-ゲルゾリン複合体(A_2G)の構造を明かにした。化学架橋剤パラフェニルヂマレイミド(p-PDM)は、アクチン重合の核形成時に作用させると、それ自身重合できないアクチンダイマー(LD)を固定化し、一方、F-アクチンに作用させると重合可能なダイマー(UD)を固定化する事が知られている。そこで、p-PDMをA_2G複合体に反応させ、複合体中のアクチンを固定化したところ、LDが現れ、UDは現れなかった。更にUDとLDがゲルゾリンの活性に与える影響を調べたところ、いずれのダイマーもゲルゾリンの核化活性および切断活性を阻害した。これらの結果から、A_2G複合体中のアクチンダイマーは、LDとUDのいずれとも異なる構造をとってアクチン重合を促進することが明らかとなった。次に蛍光エネルギー移動を測定してA_2G複合体中のアクチンの特定残基間の距離を求めた。その結果、複合体中の二つのアクチンのCys-374間の距離は55Åで、これはF-アクチン中の隣り合う二つのアクチンのCys-374間の距離より長かった。また、A_2G複合体中の一つのアクチン分子内のCys-374-Gln-41間の距離は46Åと求められ、F-アクチン中のアクチン分子内Cys-374-Gln41間の距離49Åに近い地となった。これらの結果から、p-PDM架橋の実験同様、A_2G複合体中のアクチンダイマーはF-アクチンのサブユニットと異なった立体配置を持っていることが結論され、Cys-374付近のC末端ペプチド鎖が移動している可能性が示された。
波長計測限界を超えた超音波周波数解析技術による男性不妊症診断法の確立

男性不妊症診断法に関して、健常な精細管(直径300ミクロン程度)が精子を含む可能性は非健常な精細管(100ミクロン程度)のそれよりも高いため、周波数限界を超えてこの直径を計測する超音波装置の研究を行った。(1)太い線状物質から反射する超音波の周波数は細い線状物質のそれよりも低いことが本研究の原理である。この普遍性を明らかにするために3種のソフトマターを用いて、その普遍性を明らかにした。金属においては同様の性質は成り立たなかった。(2)実際の臨床応用を目指して、精子を含む精細管を判定するために、取得データの持つ元々の解像度を保持したまま睾丸内の精細管を可視化するための画像化法を研究した。超音波計測においては波長より小さな組織を観察することは困難である。我々は、管状組織においては、5MHzの超音波を用いて、反射周波数によってその径を計測できることを見出した。平成25年度はこの原理を用いて、非侵襲で目的とする径を有する睾丸内の精細管の有無と位置を計測するシステムの開発研究を以下のように実施した。1.異なる周波数による研究:釣り糸(ナイロン)を用いたファントム実験ではその基本原理を確認済みであるため、超音波帯域をより広げ、まず、10MHzでの原理の検証を行った結果、5MHzでの実験と有効帯域内で5MHzと同じ結果を得た。更に、5MHzより低周波の2MHzでも同様の実験を行い、有効帯域内で同じ結果を得た。これにより、同じ素材では周波数から管の直径を同定できることを確かめた。2.画像化に関する研究:臨床の現場で必要な情報は、300μmの直径を有する精管の有無とその位置を知ることである。購入した2MHzのアレープローブを用いて、精細管を可視化するための画像化法を提案した。第1の研究では、二種類の直径の異なるナイロン糸を箱の中に多重に配置した精細管のファントムを用いた。計測対象の反射波にフーリエ変換を行い得られたピーク周波数の値と反射波データの振幅値から複数のファジィ所属度を算出する。次に、ファジィ所属度どうしを乗算して、健常な精細管画像と非健常な精細管画像を構成する。健常な画像は精子回収可能な精細管を示し、他方は非健常な精細管の分布図を示す。精度実験の結果、両画像でそれぞれ正確にナイロン糸の分布の有無と位置を示すことができた。第2の研究では、ゴムチューブに2種類のナイロン糸を乱雑に入れた睾丸を模したファントムによる実験を行った、このファントムにおいても,健常な精細管画像と非健常な精細管画像がナイロン糸のそれぞれの有無と場所を示すことに成功した。男性不妊症診断法に関して、健常な精細管(直径300μm)が精子を含む可能性は非健常な精細管(直径150μm以下)のそれよりも高いため、周波数限界を超えてこの直径を計測する方法の研究を行った。これに関して以下の成果を得た。(1)我々は太い線状物質から反射する超音波の周波数が細い線状物質のそれよりも低いことを見出した。この結果は、通常の超音波検査で行われるパルスエコーの波長限界を超えて線状物質の直径計測ができることを示唆している。この性質はナイロン糸を用いた結果であった。この性質の普遍性を明らかにするために糸状のソフトマター(ポリフッ化ビニルデン、ポリプロピレン)を用いて、これらの直径とその反射超音波の周波数特性を研究し、ナイロン、ポリフッ化ビニルデン、ポリプロピレンすべてにおいてその直径が周波数により計測できることを明らかにした。金属においては、同様の性質は成り立たないことも明らかにした。更にヒトの摘出された睾丸を使用して実験を行った。これに関しては現在解析中であるが、上記の結果を用いると周波数の高低で管の判定の可能性を見出した。(2)精子を含む精細管を判定するための画像化法を提案した。手法として、これまでに提案した線状物質の周波数特性およびファジィ論理を用いて、取得データ本来の解像度を保持したBモード画像を作製する。精細管の代わりとして二種類の直径の異なるナイロン糸を用いた結果、正確にナイロン糸の分布を示した。睾丸を模したファントムによる実験では、これにより直径の異なるナイロン糸のエコーを示すことに成功した。更にフーリエ変換ではなく、ウエブレット変換を用いて、更に抽出精度を向上させる手法を開発した。精細管の代わりとして二種類の直径の異なるナイロン糸を用いた結果、良好な結果を得た。医用システム課題