hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アレルギー性炎症におけるマトリセルラータンパク質の役割の解明および治療への応用

細胞の接着や遊走を制御するマトリセルラータンパク質であるペリオスチンは、アトピー性皮膚炎の発症において必須の役割を果している。本課題では、ペリオスチンとその細胞表面受容体であるインテグリンとの結合様式を明らかにすることで、ペリオスチンによる炎症シグナル誘導の分子機序を解明すると共に、ペリオスチンの阻害抗体を作製して、アレルギー疾患に対する分子標的薬開発に繋げることを目的した。その結果、インテグリンとペリオスチンの結合部位を同定し、さらに細胞のインテグリン非依存性のペリオスチン結合を示した。また、ペリオスチンのインテグリンとの結合を阻害する抗体を得ることができ、今後の治療への応用が期待される。本課題では、ペリオスチンが炎症の進展過程で果たす機能を明らかにするため、ペリオスチンとその細胞表面受容体との結合様式を解明すると共に、ペリオスチンを標的とした阻害抗体を作製して新規アレルギー治療薬開発の基礎的研究を行うことを目的としている。本年度は以下の項目を実行した。1.ペリオスチンとインテグリンαVβ3との結合様式の解明:NIH/3T3にNF-kBレポータールシフェラーゼ遺伝子を組み込んだレポーター細胞を作製し、野生型胎児線維芽細胞またはペリオスチン欠損胎児線維芽細胞を共培養してNF-kBの活性化を測定する系を構築した。ペリオスチン欠損線維芽細胞との共培養ではNF-kBの活性化が野生型に比べて弱いことを明らかにした。しかしこの系にインテグリンαVの阻害抗体を加えてもNF-kB活性化の阻害は認められず、ペリオスチンはインテグリン以外の分子を介してNF-kBシグナルを誘起していることが示唆された。2.インテグリンαVβ3以外のペリオスチン結合分子の同定:1の系で、共培養でなく野生型胎児線維芽細胞を単独で培養した上清でレポーター細胞を刺激してもNF-kBの活性化が認められた。さらに、この野生型胎児線維芽細胞培養上清からペリオスチンを除去してもNF-kBの活性化は抑えられなかった。従って、ペリオスチンは他の何らかの分子との結合やその発現誘導を介してNF-kBの活性化に関与していると考えられた。現在その分子を同定中である。3.ペリオスチンの阻害抗体の作製:動物の免疫およびハイブリドーマの作製、阻害抗体のスクリーニングを継続中である。本年度は以下の項目を実行する予定であった。1.ペリオスチンとインテグリンαVβ3との結合様式の解明:インテグリンαVβ3を発現させたSW480細胞にリコンビナントペリオスチンを結合させ、抗ペリオスチン抗体を用いたフローサイトメトリーでペリオスチンの結合を検出することができた。また、同細胞をペリオスチンを固相化したプレートに接着させ、接着した細胞数を定量する系を構築した。2.インテグリンαVβ3以外のペリオスチン結合分子の同定:ペリオスチンの結合する細胞の溶解液からペリオスチンを免疫沈降し、共沈する分子を質量分析機で同定しているところである。3.ペリオスチンの阻害抗体の作製:1で構築した結合アッセイを指標に阻害抗体をスクリーニングする予定である。現在リコンビナントタンパク質を抗原として、マウスを免疫している。4.ペリオスチンによるシグナル誘導の解析および阻害抗体の効果の検討:ペリオスチン固相化プレートに細胞を接着させ、FAKやMAPKなどのシグナル伝達を解析中である。ペリオスチン阻害抗体のスクリーニング系が確立されたので、ハイブリドーマを作製次第、順次スクリーニングを行うことができる状況である。また、シグナル伝達の解析も進んでおり、当初の計画に準じて研究が進んでいる。本課題では、ペリオスチンが炎症の進展過程で果たす機能を明らかにするため、ペリオスチンとその細胞表面受容体との結合様式を解明するとともに、ペリオスチンを標的とした阻害抗体を作製して新規アレルギー治療薬開発の基礎的研究を行うことを目的としている。1.ペリオスチンとインテグリンαVβ3との結合様式の解明:NIH/3T3細胞にNF-κBールシフェラーゼレポーターを組み込んだ細胞を作製し、この細胞のペリオスチンをsiRNAでノックダウンしたところ、ルシフェラーゼ活性の低下が認められた。またこの細胞にペリオスチンを強制発現させるとルシフェラーゼ活性は上昇した。すなわち、ペリオスチンはNF-κB経路を活性化することが確認された。これがインテグリンαVβ3を介しているかどうかを、阻害剤を用いて検討中である。

2.インテグリンαVβ3以外のペリオスチン結合分子の同定:フローサイトメトリーでペリオスチンの細胞との結合を調べる系を構築し、インテグリンβ3が発現していなくてもペリオスチンと結合する細胞を見出した。この結合に関与する分子を同定中である。3.ペリオスチンの阻害抗体の作製:継続中であるが、現在のところ目的の抗体は得られていない。免疫学ペリオスチン阻害抗体の樹立が当初の予定より遅れている、それに伴い、阻害抗体を使用した実験が行われていない。当該抗体を最終年度中には取得できるように免疫方法を工夫して行う予定である。計画した項目は全て開始されており、ほぼ予定通り進んでいる。免疫動物をラットやウサギに変更して抗体作製を継続する。または抗体ライブラリーを発現するファージディスプレイ法により阻害抗体をスクリーニングする。阻害抗体が取得できたら、それを用いてペリオスチンによるシグナル伝達や、アレルギーモデル動物での効果の解析を行う。平成24年度の研究を継続発展させると共に、場合によっては予定の計画通りに進まなかった研究の対応策を検討する。ペリオスチンによるシグナル誘導の解析および阻害抗体の効果の検討1)ペリオスチンを固相化したプレートでケラチノサイトを培養し、産生されるTSLPを指標にして、ペリオスチンによるシグナル誘導を評価する。このとき、ペリオスチンの阻害抗体や、結合配列の変異体を用いることで、ペリオスチンが受容体や可溶性会合分子と結合してケラチノサイトにシグナルを誘導することを確認する。2)新規結合分子が細胞表面受容体であった場合、その分子を発現させた細胞を作製し、ペリオスチンを作用させることによって起こる細胞内イベント(MAPカスケードやNF-κBなどの転写因子の活性化)を解析する。可溶性分子であった場合は、その可溶性分子の受容体の同定や、インテグリンαVβ3を介したペリオスチンのシグナル誘導においてその分子との会合が及ぼす影響について解析する。3)マウス耳介にダニ抗原を塗布することでアトピー性皮膚炎モデルを作製する。このマウスにペリオスチン阻害抗体を局所または静脈投与することにより、皮膚炎の発症の抑制を試みる。抑制の効果は耳介厚、炎症細胞の浸潤、IL-4/IL-13やTSLPの産生によって評価する。抗体作製費用(動物・細胞培養)や免疫学的・分子生物学的アッセイに使用する消耗品、および旅費に使用予定。
放射線および活性酸素が誘発するDNA塩基損傷の修復酵素の同定と機能の解析

(1)ゲノムがコンパクトで遺伝学的解析には有利なカタユウレイボヤであるが、遺伝子修復酵素については未だ研究の報告は無い。私たちはまずカタユウレイボヤのAPエンドヌクレアーゼ(CiAPE)をcDNAライブラリーよりクローニングして、酵素を精製し、そのAPエンドヌクレアーゼ活性に関して、性質を調べた。CiAPEのcDNA塩基配列は936塩基対で、311個のアミノ酸をコードし、その分子量は約34KDaである。この酵素はテトラヒドロフランを含む二重鎖オリゴヌクレオチドを効率よく切断した。この活性についてはMg^<++>を必要とした。またエキソヌクレアーゼIIIを欠損した大腸菌株BW9093をCiAPEのcDNAを組み込んだプラスミドで形質転換させ、菌内でCiAPE発現させたところ、その変異株の過酸化水素感受性が回復した。(2)Ogg1はグアニンの酸化的損傷である8-オキソグアニンを認識し、DNAから除去するDNAグリコシラーゼである。ホヤではじめてOgg1蛋白質のホモログ(CiOgg1)を同定し、CiOgg1蛋白質のホヤの組織での分布について調べ、精巣でCiOgg1が高いレベルで発現する結果を得た。さらに、CiOgg1の発現を抑制させると発生ができなくなることが観察された。(3)本研究では、APサイトを修復するshort-patch repairとlong-patch repairの鋳型鎖塩基配列に対するfidelityを比較するための研究を行った。正常なG/Cに比べて約10倍の突然変異頻度を示した。short-patch repair、long-patch repairともに0.1%で同じ程度の突然変異頻度であった。APサイト、RAPサイトともにその向かい側のGの欠失に伴う-1のフレームシフト変異がほとんどであった。(4)細胞のcrude extractでの5-foUに対するDNAグリコシラーゼの活性の生化学的な検索から、これらの酵素の他にDNA損傷を認識してそれらをDNAから除去する活性が見いだされている。本研究では、酸化的塩基損傷の修復に関わる新規のDNAグリコシラーゼを同定し、それらの構造と機能を解析した。塩基除去修復では、まず、DNA N-グリコシラーゼが塩基損傷を特異的に認識し、N-グリコシド結合を切断する。DNAグリコシラーゼの反応の結果生じるAPサイト(それ自身が突然変異や細胞死を引き起こす)はDNAリアーゼ(lyase)やAPエンドヌクレアーゼによって切断され、この切断部位はヒトでは1)short-patch repairまたは2)long-patch repairによって1あるいは数ヌクレオチドが転入され、最終的にDNA ligaseがDNA鎖を再結合して塩基除去修復が完了する。Short-patch repair、long-patch repairにはそれぞれ別々のDNA polymerase βあるいはδが作動する。本研究では、APサイトを修復するshort-patch repairとlong-patch repairの鋳型鎖塩基配列に対するfidelityを比較するための研究を行った。そのため、1)APサイトを任意の位置に含むM13ファージDNAの調整、2)修復を完全に行わせるための試験管内反応系の確立した。Short-patch repairつまりDNAポリメラーゼβの基質として正常なAPサイト、long-patch repairの基質には還元したAPサイト(RAP)を用いた。これらの反応系で、M13ファージのDNAを反応させ、Lacの系で突然変異頻度の検出を用い、さらにDNAのヌクレオチド配列をシクエンスすることによって修復反応系の忠実性を解析した。

その結果、正常なG/Cに比べて約10倍の突然変異頻度を示した。short-patch repair、long-patch repairともに0.1%で同じ程度の突然変異頻度であった。DNAシークエンスの結果、APサイト、RAPサイトともにその向かい側のGの欠失に伴う-1のフレームシフト変異がほとんどであった。放射線や細胞の代謝活動によって生じる反応性の高い活性酸素によって8-オキソグアニン(8-oxoG)、5-ホルミルウラシル(5-foU)、5-ヒドロキシメチルウラシル(5-hmU)などの塩基損傷が生じる。これらの塩基損傷は細胞死や突然変異をもたらす。一方、多くの塩基の酸化的損傷は塩基除去修復(BER)によって修復される。BERでは8-oxoGのような塩基損傷がまずDNAから除去されるが、この反応はDNAグリコシラーゼによって触媒される。本研究では、5-foU、5-hmU、8-oxoGなどが引き起こす突然変異の機構と、それらを除去するDNAグリコシラーゼの同定と解析を行った。5-foUの修復酵素で見いだされたのは大腸菌のAlkA、Nth、NeiおよびMutM DNAグリコシラーゼである。また、5-foUを認識するヒトのグリコシラーゼはhNTH1およびhNEIL1であり、出芽酵母ではNtg1およびNtg2も5-foUに対するDNAグリコシラーゼ活性があった。5-foUに対するDNAグリコシラーゼの活性の生化学的な検索から、これらの酵素の他にDNA損傷を認識してそれらをDNAから除去する新規のタンパク質を見いだした。さらに、C.elegansのNthホモログの全長をクローニングすることに成功した。また、カタユウレイボヤのAPエンドヌクレアーゼ(CiAPE)をクローニング、精製し、この酵素がショウジョウバエで発見されたリボソームタンパク質であるPOのホモログであることが分かった。
一酸化炭素による赤外線吸収の時間変動を用いた活動銀河核分子トーラス構造の解明

活動銀河核(AGN)とは、中心に太陽質量の100万倍を超える質量のブラックホール(BH)を有し、銀河全体に匹敵する明るさで光る、銀河の中心部分である。現在、AGN構造を理解する上で、BHを取り囲む物理的に厚い分子トーラスという構造が極めて重要となっている。本研究では、観測により数年間隔で取得したAGNの近赤外線スペクトルにおける、一酸化炭素(CO)による近赤外吸収線のドップラー速度を調べ、数年での速度変動幅から、分子トーラスを構成する分子雲(Clump)がどのような速度場に従って運動しているかを観測的に決定する。これにより、厚いトーラス構造がどのように維持されるのか、その過程を調べる。
熱帯マングローブ生態系を維持する物質分散機構の解明

マングローブ沿岸は地球規模の環境保全に、また食料資源の確保に重要な地域である。プランクトン、ベントス、栄養塩、底泥粒子、マングローブ種子等の輸送、滞留、分散はここでの生態系の形成に極めて重要と考えられる。本研究では、先ず、上げ潮で河川(creek)を遡上してマングローブ林(swamp)に氾濫するというR型マンガルでの物質分散過程の実態と分散係数の大きさを知るために、沖縄県西表島の前良川マンガルで生物、化学、物理の分野の共同調査を行った。次いで、物質分散に対してswamp内のマングローブ地上根や底面の凹凸がつくる流体抵抗の効果を数値実験で検討した。さらに、外海に面し、直接潮汐により外海水が侵入し、また外海波浪に曝されているF型マンガンでの現地調査を行ってR型と比較した。結果を以下に示す。集中降雨後の前良川マンガルの塩分回復過程を追跡することにより、海水混合の強さが河口側から上流側へと次第に小さくなっていくことが知られた。前良川マンガル全体としての分散係数(710^2m/s)は氾濫域がないとした場合よりも2桁大きく、swampの存在が分散に大きな影響をもつことを確認した。潮汐流の場で粒子群を追跡した数値実験では、swampにマングローブが生えていない場合も密集している場合も共に分散効果は大きく、その中間の植生で分散効果は最小となり、R型マンガルの環境維持に対する示唆を得た。R型マンガルでは、潮汐による地下水の流動が顕著であり、物質の輸送効果を無視できないことが示された。F型マンガルに侵入する波浪は樹木の抵抗で大きく減衰する。減衰は潮時で変化する樹木の浸水部分の立体形状と植生密度に強く依存する。林内での大きな波浪の減衰は、外海寄りで強く、林奥で弱い物質分散を推測させる。マングローブ林内の溶存酸素の収支には、外海域で生産されて上げ潮で流入する量、林内で光合成により生産される量、水面を通して大気から混入する量、底泥面で消費される量のいずれをも無視できない。結果を以下に示す。Riverine forest type(R型マンガル)のマングローブ域では、上げ潮で河川(creek)を遡上した海水は両岸の高さを超えるとマングローブ林(swamp)に氾濫する。その後下げ潮でswamp内の海水はcreekへ流出し、creekを流下してきた海水と合流して外海へと流出していく。swampへの氾濫水量はcreekの水量に比べて多く、海水の流動に乗って移動する物質(栄養塩、プランクトン、卵稚仔、マングローブ種子等)の分散形態は氾濫域を持たない感潮河川におけるものと大きく異なると思われるが、このような場での分散に関する知見は殆どない。本研究ではR型マンガルにおける分散の実態と分散係数の大きさを知るために沖縄県西表島の前良川マンガルでの現地観測を行い、さらに物質分散に対してswamp内のマングローブの地上根や底面の凹凸がつくる流体抵抗の効果を検討するため、数値実験を行った。

前良川マンガル全体としての分散係数(710m^2/s)は氾濫域が無いとした場合よりも2桁大きく、swampの存在が分散に大きな影響を持つことが確認された。平面2次元の潮汐流の場で粒子群を追跡した数値実験の結果、swampに氾濫してcreekに戻る粒子の動きとcreekを往復する粒子の動きの位相関係がswamp内の流体抵抗に依存して大きく変化するため、swampの抵抗係数が大きくなると共に分散係数は小さくなり、極小値を持った後に再び大きくなることが知られた。これは、swampにマングローブが生えていない場合も密集している場合も共に物質の分散が大きく、その中間の植生で分散は極小となることを意味し、R型マンガルの自然環境維持に対する興味ある示唆を与える。マングローブ沿岸域は地球規模の環境保全に、また食料資源の確保に重要な地域である。プランクトン、ベントス、栄養塩、底泥粒子、マングローブ種子等の輸送、滞留、分散はここでの自然環境、生態系の形成に極めて重要と考えられる。本研究では、先ず、上げ潮で河川(creek)を遡上してマングローブ林(swamp)に氾濫するというR型マンガルでの物質分散過程の実態と分散系数の大きさを知るために、沖縄県西表島の前良川マンガルで生物、化学、物理の分野の共同調査を行った。次いで、物質分散に対してswamp内のマングローブ地上根や底面の凹凸がつくる流体抵抗の効果を数値実験で検討した。さらに、外海に面し、直接潮汐により外海水が侵入し、また外海波浪に曝されている前良川に隣接するF型マンガルでの現地調査を行ってR型と比較した。結果を以下に示す。集中降雨後の前良川マンガルの塩分回復過程を追跡することにより、海水混合の強さが河口側から上流側へと次第に小さくなっていくことが知られた。前良川マンガル全体としての分散係数(710m^2/s)は氾濫域が無いとした場合よりも2桁大きく、swampの存在が分散に大きな影響をもつことが確認された。平面2次元の潮汐流の場で粒子群を追跡した数値実験では、swampにマングローブが生えていない場合も密集している場合も共に物質の分散効果は大きく、その中間の植生で分散効果は最小となり、R型マンガルにおける自然環境維持に対する興味ある示唆を得た。R型マンガルに比べ、F型マンガルでは地下水の流動による物質輸送効果は弱いが、一方、外海波浪による分散効果は大きく、さらに外海からの物質、例えば溶存酸素の輸送・供給は林内生態系に重要な役割をしていると推論された。
『瀬戸内海言語図巻』の追跡調査による音声言語地図の作成と言語変容の研究

研究開始の2017年から2019年までの3年間は、経年調査による言語地図作成のための調査を進めることである。2018年度は43地点で、調査済み地点数が計画よりもやや少なくなっている。瀬戸内島嶼部の激しい人口減のため、予定していた地点に該当者がいないことと、いろいろな機関に依頼した話者紹介も思い通りにはいかないことである。さらに、予期せぬこととして、2018年は西日本豪雨があった。調査対象地域の広い範囲で大きな被害が出て、とても調査に出かけられる状況ではなかった。さらに、自治体関係者も事後対策に追われ、話者紹介をお願いすることは無理であった。ただ、LAS少年層話者に今年度は4名調査出来、昨年度の18名と合わせて20名を超えているのでで、個人の言語形成期以後の言語習得という目的にあうデータは予定どおりに集められた。そこで、大分県姫島の話者をケーススタディーとして、7月にリトアニアで開催される世界方言学者会議で発表し、論文にもした。音声地図項目のデータ収録は、これまでの調査地点のほぼ全地点でできているが、まだ音声の切り取り作業をしているところで、具体的なものの作成は2020年以降の予定である。年度末にミーティングを開催し、経年変化に関する講演と研究発表と、次年度に向けての協議を行った。上記のように、2019年までは調査に重点を置いているので、2018年は国際学会での口頭発表1件と、論文は2編である。研究開始の2017年から2019年までの3年間は、経年調査による言語地図作成のための調査を進めることであった。各メンバーが担当地域で踏査をすすめてきたが、調査済み地点数が計画よりもやや少なくなっている。基本的な理由としては、瀬戸内島嶼部の激しい人口減のため、予定していた地点に該当者がいないことと、いろいろな機関に依頼した話者紹介も思い通りにはいかないことである。以上の2点が、このような判断の理由である。2019年は、調査地点を当初目標とした地点数に極力近づけ、2020年で不足地点の補充ができるよう、調査に全力で取り組む。そのために、話者依頼先を複数にしたり、出かけて行ってその地域の方に直接依頼することにしている。LAS少年層話者には、2018年度までで20名以上調査で来ているが、関西から九州までバランスよく話者が得られるよう空白地域では重点的にLAS少年層話者を探すことにする。音声言語地図用の音声収録は、これまでの調査地点のほぼすべてで出来ているので、やはり地点のバランスを考えて調査を進める。2019年までは調査中心であるため、論文・発表数は限られるので、2020年以降、国内外で発表していきたい。本年度は研究開始の年で、言語地図作成のための調査を進めることであった。そのため、6月に最初のミーティングを広島で開催し、フィールドである瀬戸内海域についての研究発表と調査項目・調査法の検討を行った。その後、8月にかけて、各メンバーが1地点ずつパイロット調査を行い、さらに問題点を議論し、調査の質向上とメンバーの意識統一を行った。質問文のあいまいな点、話者の条件、音声地図項目の再検討などが話題となった。9月からは、各メンバーが担当地域で踏査をすすめてきた。ただ、瀬戸内島嶼部の激しい人口減のため、予定していた地点に該当者がいないことも多く、いろいろな機関に依頼した話者紹介も思い通りにはおかないこともあり、目標査地点の60地点には届かず、46地点であった。ただ、LAS少年層話者に18名調査ができたので、個人の言語形成期以後の言語習得という目的にあうデータは予定どおりに集められた。そのため、30年7月にリトアニアで開催される世界方言学者会議で口頭発表することになった。音声地図項目のデータ収録もほぼ全調査地点でできた。年度末に二度目のミーティングを開催し、研究発表2件と、次年度に向けての協議を行った。ここでは、データ入力の仕方や、次年度の調査計画が話し合われた。開始年度であり調査が目標の年だったので、論文にはできていないが、ミーティングでの口頭研究発表は4件あり、上記のように、30年度7月末にリトアニアで開催される世界方言学者会議での発表が採択されている。本科研は、最初の3年間で300地点を調査する予定であり、科研開始年度である平成29年度は、調査開始が遅れることなどから60地点を目標としていたが、最終的には46地点で調査が完了した。理由としては、1調査開始が7月になったこと、2人口減が激しく、調査予定地点に条件に合致する話者がいなかったこと、3教育委員会など、話者紹介を依頼した機関から、の紹介が、こちらの思い通りにはいかなかったこと、4予備調査の後の調査項目等の検討に時間がかかったことなどがある。ただ、『瀬戸内海言語図巻』の少年層話者だった方には15人調査で来ており、この人数は予想よりも多い数であり、言語形成期以後の言語習得の考察は計画通り進められそうである。

2018年度は43地点で、調査済み地点数が計画よりもやや少なくなっている。瀬戸内島嶼部の激しい人口減のため、予定していた地点に該当者がいないことと、いろいろな機関に依頼した話者紹介も思い通りにはいかないことである。さらに、予期せぬこととして、2018年は西日本豪雨があった。調査対象地域の広い範囲で大きな被害が出て、とても調査に出かけられる状況ではなかった。さらに、自治体関係者も事後対策に追われ、話者紹介をお願いすることは無理であった。ただ、LAS少年層話者に今年度は4名調査出来、昨年度の18名と合わせて20名を超えているのでで、個人の言語形成期以後の言語習得という目的にあうデータは予定どおりに集められた。そこで、大分県姫島の話者をケーススタディーとして、7月にリトアニアで開催される世界方言学者会議で発表し、論文にもした。音声地図項目のデータ収録は、これまでの調査地点のほぼ全地点でできているが、まだ音声の切り取り作業をしているところで、具体的なものの作成は2020年以降の予定である。年度末にミーティングを開催し、経年変化に関する講演と研究発表と、次年度に向けての協議を行った。上記のように、2019年までは調査に重点を置いているので、2018年は国際学会での口頭発表1件と、論文は2編である。研究開始の2017年から2019年までの3年間は、経年調査による言語地図作成のための調査を進めることであった。各メンバーが担当地域で踏査をすすめてきたが、調査済み地点数が計画よりもやや少なくなっている。基本的な理由としては、瀬戸内島嶼部の激しい人口減のため、予定していた地点に該当者がいないことと、いろいろな機関に依頼した話者紹介も思い通りにはいかないことである。以上の2点が、このような判断の理由である。平成30年度と31年度は、調査に全力投入し、目標とする300地点になるべく近づくよう努力する。29年度末のミーティングで、全調査予定地点と担当者を決めたので、目標を達成したい。話者探しについても、29年度の経験から、教育委員会や漁協などの機関に依頼するのを主とするが、島の方たちのネットワークによって、近隣の島の話者が得られることが分かった。この方法でスムーズに話者探しがすすめば、目標の地点数に近づけると思われる。調査データの入力も今年度からメンバー各自が行うことにし、32年度、33年度での主たる作業である地図製作にスムーズに入れるようにする。音声言語地図作成のための音声の切り出しも、調査後一か月を目途に各自が行うことにしたので、やはり32年度からの地図作成作業にスムーズに入れる。2019年は、調査地点を当初目標とした地点数に極力近づけ、2020年で不足地点の補充ができるよう、調査に全力で取り組む。そのために、話者依頼先を複数にしたり、出かけて行ってその地域の方に直接依頼することにしている。LAS少年層話者には、2018年度までで20名以上調査で来ているが、関西から九州までバランスよく話者が得られるよう空白地域では重点的にLAS少年層話者を探すことにする。
高濃度酸素曝露肺傷害に於けるc-Mycシグナル伝達系の解析

マウス肺および線維芽細胞様細胞株NIH/3T3に於いて、高濃度酸素曝露によりc-Myc遺伝子の発現亢進を認め、マウス肺および肺腺癌細胞株A549に於いて、高濃度酸素曝露によりBax遺伝子の発現亢進を認めた。人工呼吸器管理時などの高濃度酸素曝露状態では、肺に於いて活性酸素種が発生する。その結果、線維芽細胞ではc-Myc signal経路の活性化とapoptosis誘導が生じ、肺胞上細胞ではintrinsic apoptosis signal経路の活性化が生じることが示唆された。【結果】(1)マウス肺および線維芽細胞様細胞株NIH/3T3において、高濃度酸素曝露によりc-Myc遺伝子の発現亢進を認めた。(2)マウス肺およびヒト肺腺癌細胞株A549において、高濃度酸素曝露によりBax遺伝子の発現亢進を認めた。(3)NIH/3T3およびA549において、高濃度酸素曝露により、過酸化水素(H2O2)生成の増大、Caspase-3/7活性の亢進、apoptosis誘導を認めた。(4)マウス肺およびA549において、高濃度酸素曝露によりSP-Cの発現抑制を認めた。【考察】以上の結果から、高濃度酸素曝露肺におけるDAD発症機序について下記のことが示唆される。(1)高濃度酸素曝露により、活性酸素種が発生する。(2)(1)に伴い、線維芽細胞ではc-Myc signal活性化とapoptosis誘導が起こる。(3)(1)に伴い、肺胞上皮細胞ではintrinsic apoptosis signal経路の活性化が起こる。(4)(1)(3)による細胞・組織の破綻が、DAD発症原因の一つとなっている。(5)SP-AおよびCの発現抑制は、高濃度酸素曝露に基づく肺胞虚脱の原因の一つである。線維芽細胞様細胞株: Mouse fibroblast-like cell line, NIH/3T3およびヒト肺腺癌細胞株: Human lungadenocarcinoma cell line, A549)の結果を纏めた。【研究の成果】(1)高濃度酸素曝露に基づき、両細胞に於いて細胞増殖が停止した。低酸素濃度では、細胞増殖は停止しなかった。(2)マウス肺および線維芽細胞様細胞株NIH/3T3に於いて、高濃度酸素曝露によりc-Myc遺伝子の発現亢進を認めた。低酸素濃度では、c-Myc遺伝子は変化しなかった。(3)マウス肺およびヒト肺腺癌細胞株A549に於いて、高濃度酸素曝露によりBax遺伝子の発現亢進を認めた。低酸素濃度では、Bax遺伝子は変化しなかった。(4)両細胞に於いて、高濃度酸素曝露により、過酸化水素の生成が増大、Caspase-3/7活性の亢進、apoptosis誘導を認めた。(5)マウス肺およびヒト肺腺癌細胞株A549に於いて、高濃度酸素曝露によりSurfactant-associated protein (SP)-Cの発現抑制を認めた。尚、マウス肺ではSP-AおよびSP-CのmRNA発現が抑制されていた。(6)人工呼吸器管理時などの高濃度酸素曝露状態では、肺に於いて、線維芽細胞ではc-Myc signal経路の活性化とapoptosis誘導が生じ、肺胞上皮細胞ではintrinsic apoptosis signal経路の活性化が生じることが示唆された。高濃度酸素曝露に基因した瀰漫性肺胞傷害(Diffuse Alveolar Damage:DAD)に関して、in vivo研究(Int J Legal Med 2008;122:373-83、用いたマウスはC57/BL/6J)、およびin vitro研究(Res Inv 2016;54:59-68、用いた細胞株はマウス線維芽細胞様細胞株: Mouse fibroblast-like cell line, NIH/3T3およびヒト肺腺癌細胞株: Human lungadenocarcinoma cell line, A549)にて、下記の報告をした。(1)高濃度酸素曝露に基づき、両細胞に於いて細胞増殖が停止。低酸素濃度曝露では、細胞増殖は停止しなかった。(2)マウス肺および線維芽細胞様細胞株NIH/3T3に於いて、高濃度酸素曝露によりc-Myc遺伝子の発現が亢進。低酸素濃度曝露では、c-Myc遺伝子は変化しなかった。(3)マウス肺およびヒト肺腺癌細胞株A549に於いて、高濃度酸素曝露によりBax遺伝子の発現が亢進。低酸素濃度曝露では、Bax遺伝子は変化しなかった。(4)両細胞に於いて、高濃度酸素曝露により、過酸化水素生成の増大、Caspase-3/7活性の亢進、apoptosis誘導を認めた。(5)マウス肺およびヒト肺腺癌細胞株A549に於いて、高濃度酸素曝露によりSurfactant-associated protein (SP)-Cの発現が抑制された。(6)高濃度酸素曝露状態では、線維芽細胞ではc-Myc signal経路の活性化とapoptosis誘導、肺胞上皮細胞ではintrinsic apoptosis signal経路の活性化が生じている。マウス肺および線維芽

細胞様細胞株NIH/3T3に於いて、高濃度酸素曝露によりc-Myc遺伝子の発現亢進を認め、マウス肺および肺腺癌細胞株A549に於いて、高濃度酸素曝露によりBax遺伝子の発現亢進を認めた。人工呼吸器管理時などの高濃度酸素曝露状態では、肺に於いて活性酸素種が発生する。その結果、線維芽細胞ではc-Myc signal経路の活性化とapoptosis誘導が生じ、肺胞上細胞ではintrinsic apoptosis signal経路の活性化が生じることが示唆された。研究成果をRespiratory investigationに投稿し、現在校正中である。この結果を踏まえて、本年度は科研費申請時の目的を忠実に遂行しなければならない。高濃度酸素により誘導されるc-Mycシグナル伝達系とNLRP3 inflammasomeの活性化をマクロファージ(in vitro)について解析し、マウス(in vivo)での検証を経て、マクロファージの分子・免疫学的変化の肺線維化進展への関与の有無を明らかにする。法医病理学本年度は下記の実験を中心に研究を進める。高濃度酸素曝露マクロファージに於いてmtROSが生成され、NLRP3 inflammasomeが活性化されることを明らかにする。1)mtROSの生成を、MitoSOXTM(mitochondrial superoxide indicator)を用いた方法(Zhou R. Nature 2011; 469:221)により明らかにする。2)LPS(IL-1β前駆体誘導剤)を添加してまたは添加しないで高濃度酸素を曝露し、NLRP3 inflammasomeの活性化をCaspase-1またはIL-1βの成熟を指標に明らかにする。電子伝達系阻害によるmtROS産生、ならびにLPSとATPで刺激した細胞を陽性コントロールとする。
現代ドイツ標準語形成過程におけるユダヤ方言の関与とその文献分析システムの開発

本研究は、古ユダヤ・ドイツ語が対象である。具体的には、16世紀のヘブライ文献学者エリア・レヴィタがイタリアで完成させた印刷本『ボヴォの物語』を選び、その分析を試みた。その結果、レヴィタの言語には、当時のユダヤ人達の「ドイツ語」に共通であったと考えられる特徴の多くが見いだされた。同時にその特徴は、ユダヤ人がドイツ語を勝手に「変形」させたものではなく、周囲のキリスト教徒達が実際に話していた様々なドイツ方言の要素を、ユダヤ人の側が取捨選択した結果、ある種のユダヤ的独自性を帯びるようになったものであるのが明らかとなった。その点で、ユダヤ・ドイツ語の独自性は、近世のドイツ方言の発展と密接な関係にある。従って、これまでの欧米の研究に見られるように、ドイツ系ユダヤ人の言語に独自性などなく、純然たるドイツ語に他ならなかったとする見解も、またドイツ語とは全く異なる別種の言語であったとする説も、今後は修正されるべきと言えよう。なお本研究は、ヘブライ文字テキストのラテン文字によるデータベースを目指すものでもあった。始めに、レヴィタの原典を、1960年代にアメリカで試みられたラテン文字化テキストと比較したところ、後者にきわめて多くの誤読が含まれているのが判明した。またレヴィタの16世紀の原典自体にも少なからぬ難読箇所がある。さらに方法論的には、子音のみからなる古イディッシュ語をローマナイズする際、推定される母音の表記をも試みるのが、これまで一般的であった。しかしその場合、特定の立場から母音を確定することによって、その後の文献学的研究があらかじめ方向付けられてしまう恐れがある。こうしたローマナイズに伴う諸問題を、今後も検討し、文献学的に信頼できる方法によるテキストベース化を目指したい。
変位拡大機構一体型電磁アクチュエータの特性解析とその応用に関する研究

サブミリメータストロークでの高速往復運動を行うアクチュエータとして,変位拡大機構一体型電磁アクチュエータが提案されている.本アクチュエータはその有用性が実験的に検証されているものの,パラメータの最適化など,設計手法の確立が十分には行われていない状況である.そこで,本研究では,変位拡大機構一体型電磁アクチュエータの諸特性を解析的及び実験的に解明・検証することにより,最適化及び設計手法の確立を主な目的とする.また,その検証として,実際のアプリケーションへの応用検証も実施することにより,実際の応用に際した問題点やその解決に関する知見の獲得も目的とする.本年度は,センサなどの測定器,電源機器を始めとして,本研究を遂行するのに必要となる実験環境の整備を行った.また,解析に関しては,弾性要素や粘性,変位拡大機構の変形による損失に加えて電磁気特性の非線形性を考慮しない単純モデルにおいて直動高速運動における本提案アクチュエータの有用性を確認した.また,この初期モデルに関して考慮から外した条件においてもシミュレーションにてその影響を確かめるために準備を進めている.それと並行して,単純モデルの解析結果を実験的に検証するための装置の設計を進めており,解析結果と比較検証を行う予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。
天体核融合反応断面積の直接測定

Ecm=0.3MeVでの^<12>C+^4He→^<16>O+γ反応の反応断面積は星での元素生成で決定的に重要な働きをするので約40年前から世界で測定が試みられてきたが、極めて難しい実験なので未確定である。我々は15年前からこの実験の準備を進めてきた。我々の方法では^<12>C+^4He→^<16>O+γ反応からの^<16>Oを検出する方法でEcm=2.4MeV0.7MeVの断面積を測定し、結果をEcm=0.3MeVに外挿する。これが最終目標に到達可能な唯一の方法であるが、困難は多い。本研究経費2年目の2004年にEcm=2.4MeVでの^<16>O検出に成功したが、断面積絶対値は得られなかった。最終目標に到達するには、a)ビーム量を5μA以上に、b)標的量を25Torrx3cmに、c)バックグランド(BG)を10^<-19>以下に、d)ビームをパルス化、e)RF発振を低周波数化・安定化、f)反跳粒子質量分析器(RMS)のスリット系を最適化、g)そしてデータ外挿法を確立、する必要がある。d)は既に終えており、c)は10^<-17>まで達成しており残るBGはL2MeV以下にならないと見えない。本年度は、c),d)以外の全てに取り組み、b)は最終目標に達した。閉じ込めにくいヘリウムガスで25Torrの窓なし標的を実現し、過去の世界レベルを5倍上回った。残るa),e),f),g)については、今年度で基礎研究を終えてEcm=0.7MeVでの測定までの具体方針ができ、既に60-80%達成した。本年度に、Ecm=2.4MeVでの再測定で改造後のシステムチェックと、Ecm=1.5MeVでの測定を目指した。しかし、RMSの固定スリットでビームハローが新たなBGを発生し、この対策に追われて1.5MeVに進めなかった。ドイツ・ルール大学ではEcm=5MeV1.9MeVで測定している。19年度に追抜けなかったが、20年度には追抜いて我々が世界トップになる。あと約3年で最終目標のEcm=0.7MeVで測定し40年競争を終わらせる目途が本研究でついた。難実験ゆえに気が抜けず発表は後回しになっている。星の進化に重大な影響を及ぼすが実験が非常に困難で未測定なため世界的注目を浴びている^<12>C+^4He→^<16>O+γ反応のEcm=300keVでの反応速度を、精度良く測定するのが本研究の主目的である。時間当たりの検出量を既定方針に従って増やすことと、既に世界最高レベルにあるバックグランド(BG)レベルを新アイデアによりあと5桁低減すること、が必要である。

本年度は、まずBG低減のために、新考案の長時間チョッパーと大口径の磁石レンズとを設計しかつ製作した。磁石レンズには、ダクト内壁に当たる1次ビームからのBGを1桁以上低減するように、大口径ダクトと3組の可動スリットを持たせた。新考案の長時間チョッパーには、フラットトップ波形で可変高周波(2-7MHz)かつ高電圧(30kV以上)の電源が必要であるが、市販品にはない。そこでこの電源を協力会社と共同開発した。絶縁素材の電磁誘導発熱、沿面放電や小曲率表面からの放電、加熱変形による反射増加等々、開発につきもののトラブルが多発したが、その都度アイデアを出して克服した結果、予想を遥かに上回る60kVの高電圧を達成した。これによりBG低減能力が倍増した。これらの長時間チョッパーと大口径磁石レンズにより、BGは原理的には皆無になるはずだが、現実には3桁程度の低減が期待される。その検証実験の準備を進めた。3月以降に実験する。次に検出量増加のために、九大独自の吹込み型窓なし気体標的を冷却する装置を設計・製作した。この設計において、循環ガス純化装置を保守運転に人手の要る液体窒素方式でなくクライオ冷凍方式で実現することを考案した。この方式で長期間連続する天体核反応実験が容易になる。星の進化に重大な影響を及ぼすが実験が非常に困難なため30年間の世界的競争を経ても未成功の^<12>C+^4He?^<16>O+?反応のEcm=0.3MeVでの反応断面積精密測定を行うのが本研究の主目的である。そのために過去と異なり^<16>Oを検出する方法を採るが、時間当たりの検出量を増やし、既に世界最高レベルにあるバックグランド(BG)レベルをあと5桁低減すること、が必要であった。本年度は大きな前進があった。1)昨年度製作した新案の長時間チョッパーと大口径磁石レンズを用いてテスト実験を行い、BGが3桁も低減することを実証した。そして^<12>C+^4He?^<16>O+?反応のEcm=2.4MeVの断面積を統計精度良く測定した。その結果を2004年7月のバンクーバー国際会議て発表した。^<16>Oを検出できているのは、我々とドイツのグループだけである。2グループはより低いエネルギーでの測定を目指して競争をしている。2)検出量増加のために、ビームパルス化効率を上昇させる鋸歯状波電源を、市販品に無いので、業者と共同開発した。理想に近い電源が出来た。現在5-10%のパスル化効率が80-90%になると期待される。この電源を使うイオン源の大改造を、加速器の都合良い時期を選び実施している。3)本研究の実験のために九大タンデム加速器中央部にガスストリッパーを既に装着しているが、真空度劣化に対処するためにクライオポンプを装着する計画を立て、予備実験を行った。ポンプを稼働させるヘリウムガスが高電圧下で放電を起こす事が判明し、対策中である。4)生成^<16>Oを集束する装置の立体角を実測した。5)H17年度に基本的な開発を終えてH18-19に最終実験を成功させるための方策を再検討した。九大独自開発の窓なし気体標的の放棄も含まれる。星での元素生成に重大な影響を及ぼすが実験が非常に困難なため約35年間の世界的競争を経ても未確定の^<12>C+^4He→^<16>O+γ反応のEcm=0.3MeVでの反応断面積を、精密決定するのが本研究の主目的である。そのために過去と異なり^<16>Oを検出する方法を採る。前年度にバックグランド(BG)を3桁低減して2.4MeVでの^<16>O検出に成功した。今年度は断面積評価のための検出効率確立、ビーム量増加、標的量増加において、大きな前進があった。
吸入麻酔薬が自律神経活動による心拍数制御に及ぼす影響の伝達関数を用いた解析

ランダムに犬の迷走神経を刺激することによって心拍数を変化させ、刺激インパルスから心拍数変化への伝達関数解析することに成功している。その結果、他の報告にあるようにα-クロラロース麻酔下(吸入麻酔薬なし)ではその振幅は周波数が増えるに従って徐々に低下し、この伝達系のロ-パスフィルターとしての性質を表しているようである。コヒーレンスも高周波数領域で低下する傾向を示したが、全体的にはかなり1に近い値を示しており、この解析の信頼性が裏付けられている。吸入麻酔薬(イソフルレン1.4%、0.7%)はこの振幅を用量依存性に低下させていく傾向にあった。コヒーレンスは吸入麻酔薬投与によってやや低下するように思われた。刺激の平均周波数は2Hzと6Hzを用いたが、振幅は2Hzの時の方が大きい傾向を示し、コヒーレンスは6Hzの方が大きい傾向を示した。これらの結果から吸入麻酔薬は中枢性に循環制御に影響を与えるのみでなく、迷走神経から左心室までの伝達(迷走神経、洞房結節、房室結節など)を抑制しているのではないかと推測される。これらの結果は本年度中に学会発表する予定である。また今後の計画としてはイソフルレンに比し刺激伝導系に対する抑制作用が強いことが予想される静脈麻酔薬のプロポフォールなどについて同様の検討を行っていくつもりである。
効率的環状ポリエーテル合成法を利用した神経毒イェッソトキシンの全合成研究

イェッソトキシン類は,魚介類によって引き起こされる下痢性貝毒の原因物質であり,強力な毒性(マウス致死毒性,100μg/Kg)を有する。これらの分子が膜タンパクに特異的に結合して活性を発現すると推定されているが詳細については不明である。天然からのサンプル供給量が少ないので詳細な研究が滞っている現状にあり,化学合成によるサンプルの供給が切望されている。本研究は,分子レベルでの活性発現機構を解明に役立てることを目的に,ポリ環状エーテルである微量天然毒イェッソトキシンの全合成研究を行った。本年度は,オレフィンメタセシス反応を鍵反応とした多環状エーテルの短段階収束合成法の開発を検討し,鍵段階の前駆体合成に首尾良く成功した。今後鍵反応の検討を行う予定である。また本研究者は,イェッソトキシンに類似した分子量千をこえる複雑な巨大ポリエーテル分子であるシガトキシンCTX3Cの世界最初の全合成に成功した。この結果は米国の有名雑誌"サイエンス"(11月30日号)に掲載され,朝日新聞,毎日新聞をはじめ多くの全国紙でも報道された。また,アメリカ化学会の機関紙"Chemical&Engineering News"にも紹介され,"Chemistry Highlights 2001"で"2001年における有機化学の重大発展(4件)"の一つに選ばれた。この業績に対して,本研究者は2001年度有機合成化学奨励賞を与えられた。
アフリカツメガエル卵受精におけるウロプラキン複合体の生理機能の解析

アフリカツメガエル卵の受精では、がん関連遺伝子の産物であるSrc(サーク)というタンパク質リン酸化酵素が必須の役割を果たしている。本研究では、ウロプラキン複合体と呼ばれる本来は尿路上皮で発現して膀胱や尿管から尿が漏れるのを防いでいる役割のタンパク質複合体が、卵の細胞膜でも発現しており、受精前の卵においてSrcの酵素活性を負に制御するのに重要な機能を果たしていることを明らかにした。アフリカツメガエル(ゼノパス)卵の細胞膜マイクロドメイン(ラフト)に局在し、受精時に必須の役割を果たしているゼノパスSrcチロシンキナーゼ(xSrc)の活性化機構を明らかにするため、卵ラフトに局在して精子受容体として機能しているウロプラキン複合体(UPIb及びUPIII)並びに三量体GTP結合タシパク質の遺伝子を単離し、HEK293培養細胞においてxSrcと共に共発現させ、xSrcの活性に対する効果を調べた。その結果、ウロプラキン複合体の発現によってxSrcの活性は抑制され、三量体GTP結合タンパク質のαサブユニット(Gαi及びGαq)をβγサブユニットと共発現することによって活性が亢進した。ウロプラキン複合体とxSrcにβγサブユニットだけを共発現した場合には、xSrcの活性は抑制されたききであった。また、単離された卵ラフトにGTP結合タンパク質活性化剤であるGTPγSを加えることによりラフト内のxSrcは活性化され、阻害剤であるGDPβSを加えることによって精子に依存したxSrcの活性化が阻害された。これらの結果は、ウロプラキン複合体によって抑制されている卵ラフト上のxSrcが、三量体GTP結合タンパク質αサブユニットを介した精子受容体シグナルによって活性化されることを示しており、精子と卵の相互作用に伴って卵内カルシウムイオンの上昇につながる受精シグナル伝達の一端が明らかになった。アフリカツメガエル(ゼノパス)卵の細胞膜マイクロドメイン(ラフト)に局在し、受精時に必須の役割を果たしているゼノパスSrcチロシンキナーゼ(xSrc)の活性化メカニズムを明らかにするため、卵ラフトに局在しているいくつかのシグナル伝達タンパク質について、特異的阻害剤を用いた解析を行った。その結果、ホスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3キナーゼ)の阻害剤であるLY294002によって、xSrcの活性化、卵内Ca^<2+>イオンの上昇、マップキナーゼの脱リン酸化、サイクリンB2とMosキナーゼの分解、などの受精ならびに卵活性化シグナルが阻害されることを見いだした。また、受精時にPI3キナーゼの85kDaサブユニットが卵ラフトへ局在変化することや、PI3キナーゼの下流因子とされているAktキナーゼが活性化されていることが明らかになった。これらの結果は受精に伴ってPI3キナーゼの活性化が起こっていることを示している。しかしながら、xSrcによるPI3キナーゼのチロシンリン酸化は見られず、xSrcの下流でPI3キナーゼが活性化されているという証拠は得られなかった。逆に、PI3キナーゼの産物であるホスファチジルイノシトール(3,4,5)三リン酸(PIP_3)によってxSrcが活性化されること、PIP_3の脱リン酸化を行うPTENホスファターゼの阻害剤であるbp(V)により卵の人為的活性化が起こることが見いだされた。これらの結果は、受精のシグナル伝達において、PI3キナーゼがその産物であるPIP_3を通じてxSrcを正に制御している因子である可能性を示唆している。アフリカツメガエル(ゼノパス)卵の細胞膜マイクロドメイン(ラフト)に局在し、受精時に必須の役割を果たしているゼノパスSrcチロシンキナーゼ(xSrc)の活性化メカニズムを明らかにするため、卵ラフトに局在して精子受容体として機能していると思われるシグナル伝達分子のうち、ウロプラキン複合体(UPIb及びUPIII)、三量体GTP結合タンパク質(α,β,γ)の遺伝子を単離し、HEK293培養細胞においてxSrcと共に発現させ、xSrcの活性に与える影響を調べた。その結果、ウロプラキン複合体はxSrcの活性を抑制しており、逆に三量体GTP結合タンパク質はxSrcの活性を亢進させる役割を果たしていることが明らかとなった。また、ホスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3キナーゼ)の阻害剤がxSrcの活性化を阻害することを見いだすと共に、PI3キナーゼの産物であるホスファチジルイノシトール(3,4,5)三リン酸(PIP3)によってxSrcが活性化されること、PIP3の脱リン酸化を行うPTENホスファターゼの阻害剤であるbp(V)により卵の人為的活性化が起こることを見いだした。これらの結果は、ウロプラキン複合体によって抑制されている卵ラフト上のxSrcが、三量体GTP結合タンパク質およびPI3キナーゼを介した精子受容体シグナルによって活性化されることを示しており、精子と卵の相互作用に伴って卵内カルシウムイオンの上昇につながる受精シグナリングのメカニズムの初期過程に関する重要な知見が得られたと判断される。

これまでの研究によりxSrcの活性化からカルシウムイオンの上昇に至る過程は解明されているので、本研究によって、アフリカツメガエル卵受精におけるウロプラキン複合体の生理機能の一端が解明されたと考えられる。
形状記憶合金による大空間ラチスシェル屋根の地震応答制御および残留変形対策

集客地さらには避難所として利用され社会的に重要な役割を果たす大空間ラチスシェル屋根において,震災時における屋根部材の座屈・破断や落下,天井の落下などの被害が多発している。ラチスシェル屋根等の大空間構造物は,その機能役割ゆえに早期の安全性の向上が望まれているため,地震や暴風被害の低減を目指した様々な制振方法に関する研究が行われている。本研究では,それらの成果をふまえた上で,形状記憶合金に着目し,大空間構造物の振動や損傷を制御するとともに残留変形による耐力低下をも考慮した新たなる段階の地震対策方法の実現を試みる。
透明パルス磁石による全方位強磁場中性子散乱

磁場誘起磁気相転移研究において、磁気構造を直接決定できる中性子回折は重要なツールである。我々は、パルス強磁場と組み合わせることで50Tまでの中性子回折実験を目指した装置開発を行ってきた。また、これと相補的な装置として、小型のコンデンサバンクを用いた30-35Tの中性子回折装置も開発している。これまでは主に、強い磁場が出せて安定しているソレノイドコイルによる横磁場装置の開発を行ってきたが、広い散乱角での測定を行うために、今回新たに2つの方式のコイルを設計し、試験を行った。1つめは、スプリットペア型コイルである。ギャップの大きさは5mmとし、ポータブル電源で駆動できる小型コイルとした。試料の冷却は冷凍機の2次ステージによりコイルを1次ステージにより試料を冷却するが、試料温度は10K止まりである。冷却効率を改善するために、縦型の分割式クライオスタットを設計した。このクライオスタットはオレンジクライオスタットにより試料を冷やす事でより低温を達成が可能である。もう1つの方式は、薄肉ソレノイド型コイルである。この場合中性子はコイルを透過することになり、強度が落ちるものの、構造が単純であるという長所がある。コイルの強度と吸収を評価したところ、60%の損失で25T程度の磁場が発生可能で有ることがわかった。線材としては超伝導線とSUS-Cu線から選択が可能である。また、より強い磁場の発生のためにAl203と重水を用いたバックアップ方式を検討し、コストは高くなるものの30T以上の磁場を発生可能であることを確認した。ソレノイド型の場合、コイルからの散乱が全てバックグラウンドとなるために、その効果は無視できないが、検出器のコリメーションの強化により、改善が可能である。本研究では、中性子が透過する透明パルス磁石を開発し、散乱角の制限のない全方位強磁場中性子散乱を実現することで、40テスラ超強磁場下における非弾性散乱というブレークスルーを可能にする基盤技術の確立を目指している。平成21年度は、中性子吸収が少なくかつ高強度のパルス磁石用線材の素材の開発を行った。中性子用原子炉が予定外の長期休止になり、実験による透過度の検証は出来なかったものの、これまで知られている元素毎の吸収断面積等を用いて、コイルの設計を行った。具体的には、透明度を高めるためにコイルを外形20-40mm程度の薄肉ミニコイルとした場合の強度の評価、材料としてのNbをフィラメント状に配置した高強度線、A1-ステンレス(SUS)のチューブ補強線材等の,強度の評価と吸収率の計算を様々な形状に対して実施した。その結果、内層と外層の比率を概ね1:1にすることで、吸収強度と電磁力に対する耐性を実用的な水準に保てることが明らかになった。第2段階として、冷却効率を高めるための、設計と摸擬コイルによる試験を実施した。この試験では、液体窒素層との接触面積を小さくしながら、冷却効率を確保するために、チャンネル方式などを検討し、冷却率向上効果を確認することが出来た。その一方で、チャンネルによる強度の低下に関しては、今後の検討課題として残されている。さらに、摸擬コイルを用いて磁場発生試験を行い、薄肉のコイルでも磁場発生に支障がないことを確認した。これらの結果により、透明パルス磁石の基礎設計を行うことが出来、平成22年度に透過度等を実測するための基盤を整えることが出来た。