hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波と微弱電界によるウェアラブルデバイス用ハイブリッド通信システムの基礎開発

本研究は,コンピュータと通信機能を有し,生体に装着可能な超小型高機能電子機器である"ウェアラブルデバイス"における新たな通信システムの基礎開発を行うものである.その手法は,生体を伝送路とし,1つの圧電デバイスから超音波と微弱電界の両方を出力し,それらを併用したハイブリッド通信を行うものである.本研究の成果としては,超音波・電界通信の条件把握に始まり,両通信回路の設計・製作,およびその通信品質の検証を行い,ハイブリッド通信の有効性を示した.本研究は,コンピュータと通信機能を有し,生体に装着可能な超小型高機能電子機器である"ウェアラブルデバイス"における新たな通信システムの基礎開発を行うものである.その手法は,生体を伝送路とし,1つの圧電デバイスから超音波と微弱電界の両方を出力し,それらを併用したハイブリッド通信を行うものである.本研究の成果としては,超音波・電界通信の条件把握に始まり,両通信回路の設計・製作,およびその通信品質の検証を行い,ハイブリッド通信の有効性を示した.本研究は,コンピュータと通信機能を有し,生体に装着可能な超小型高機能電子機器である"ウェアラブルデバイス"における新たな通信システムの基礎開発を行うものである.その手法は,生体を伝送路とし,1つのデバイスから超音波と微弱電界の両方を出力し,それらを併用したハイブリッド通信を行うものである.本手法は,"触れる"という直感的な動作により意識的に情報を選択して送受信可能で,電界通信の特長である生体の任意部位間で通信可能な便利さに加えて,特定条件下で通信範囲を限定可能な超音波通信を組み合わせることでセキュリティを高め,ケーブルが不要,かつ,コネクタ形状を気にすることのない通信を実現し,今後の普及が予想されるウェアラブルデバイスに関する応用が期待できる.初年度は超音波・電界送受信条件の調査および試作機における超音波出力関連の強化について取り組んだ.超音波・電界送受信条件の調査については,送受信デバイスである超音波振動子への入力波形と通信経路により,超音波と電界を切り替えて出力することを明らかにした.また,超音波については,身近な材料による音響整合層の作成と,振動子の設置方法に傾斜を設ける事で通信範囲拡大の可能性を示した.試作機における超音波出力関連の強化については,これまでの試作機に正弦波等の関数波駆動のためのマイコン制御可能な波形生成回路の導入することで対応した.また,通信エラーの低減のために,変調方式をディジタル振幅変調(ASK)から,位相変調(PSK)に変更することを検討し,実現の可能性を実験的に示した.平成23年度については,当初の予定通り,試作機へハイブリッド通信および電界による多重化通信機能の追加と超音波通信により適した通信方式の検討について取り組む.本研究は,コンピュータと通信機能を有し,生体に装着可能な超小型高機能電子機器である"ウェアラブルデバイス"における新たな通信システムの基礎開発を行うものである.その手法は,生体を伝送路とし,1つのデバイスから超音波と微弱電界の両方を出力し,それらを併用したハイブリッド通信を行うものである,本手法は,"触れる"という直感的な動作により意識的に情報を選択して送受信可能で,電界通信の特長である生体の任意部位間で通信可能な便利さに加えて,特定条件下で通信範囲を限定可能な超音波通信を組み合わせることでセキュリティを高め,今後の普及が予想されるウェアラブルデバイスに関する応用が期待できる.平成23年度については,前年度,試作した通信回路にハイブリッド通信の組み込みを予定していたが,搬送波の発生部分に問題が見られたため,その改良に主として取り組み,通信機能の組み込みを完了しなかった.平成24年度は引き続き本課題について取り組む.また,超音波通信により適した通信方式,プロトコルの検討について取り組んだ.本課題では,超音波通信が電界通信に比べ不安定要素が多いため,様々なディジタル信号の組合せについて送受信を行い,長いスパンで観測する必要がある.様々な状況下における通信状況を,ロングメモリオシロスコープを用いて観測を行った結果,長時間の超音波通信において超音波特有の音響特性(残響・残振動)により信号後半に与える諸影響は通信困難になるほどではなかった.したがって,本通信システムは現状の通信方式・プロトコルを基本的に変更せずに次の段階に進められることが証明された.上記に加えて平成24年度については試作機の実用アプリケーションにより近づけたシステムへの拡張について取り組む.また,様々な使用状況を想定した実験を行い,実用化に伴う課題とその対策についても検討する.本研究は,コンピュータと通信機能を有し,生体に装着可能な超小型高機能電子機器である“ウェアラブルデバイス"における新たな通信システムの基礎開発を行うものである.その手法は,生体を伝送路とし,1つのデバイスから超音波と微弱電界の両方を出力し,それらを併用したハイブリッド通信を行うものである.

本手法は,“触れる"という直感的な動作により意識的に情報を選択して送受信可能で,電界通信の特長である生体の任意部位間で通信可能な便利さに加えて,特定条件下で通信範囲を限定可能な超音波通信を組み合わせることでセキュリティを高め,今後の普及が予想される本デバイスに関する応用が期待できる.平成24年度については,前年度,試作した通信回路において搬送波発生部分に問題が見られたためその改良を行い,超音波通信により適した通信方式として位相偏移変調(PSK)を導入した回路を設計・製作した.また,電界通信についてはこれまでの回路を再度見直し,より安定した通信をできるよう改良した.今回製作した両通信を行う回路は別個のものであるが,両者ともワンチップマイコンによる制御を行なっているため,プログラムの書き換えと回路素子の微調整を行うことで,単一の回路にて両通信を実行することは可能である.また,実用アプリケーションにより近づけたシステムへの拡張として,ユーザビリティを考慮した装着形態を検討した.その際,電界通信に多重通信機能を追加する場合,現状のシステムでは装着できるサイズに収めることは困難であることが判明した.さらに,様々な状況における通信の1つとして,ウェアラブルデバイスへの給電中の通信状況について検証した.給電手法としては磁気共鳴を用いた手法で,ハイブリッド通信と相互影響を確認したところ,電界通信では給電による磁界でエラーレートの増加がみられたが,超音波通信ではほぼ影響がないことが確認された.前述のとおり,通信回路に諸問題が発覚したことから,ハイブリッド通信の組み込みが完了していないが,その点を除けば当初の予定通りである.平成24年度中に申請時に予定した課題への取り組みと完了は充分可能である.24年度が最終年度であるため、記入しない。前述のとおり,平成23年度に取り組むべき課題が一部完了していないが,研究計画の変更を要するほどの遅れではない.平成24年度については,申請時に計画したことを中心に取り組む.24年度が最終年度であるため、記入しない。
等温条件で働くマイクロ化学マシン

非平衡・等温条件下における化学エネルギーから運動エネルギーへの返還の原理を解明することは、熱機関を介さない高効率のエネルギー変換の実現にもつながる重要な分野横断的研究課題である。これまでに、我々は非平衡・等温条件下でエネルギー変換する系の普遍的性質を理解するために有効なモデル系として、溶質マランゴニにより駆動され、自発的に運動する液滴の系に注目し研究を進めてきた。これらの知見により、自発運動する液滴において、非平衡開放条件に見られる空間構造形成と自発運動の協同効果が重要であることが見出されており、この効果が非平衡等温条件下でのエネルギー変換の基本メカニズムになっていると推測している。そこで本萌芽研究では、界面活性剤水溶液中でのガラス基板上の油滴の自発的運動、水・アルコール系におけるアルコール液滴の自発的運動などという、溶質マランゴニ効果により駆動される比較的単純な現実空間でのモデル実験を通して、このような仮説を検証、深化させることを目的として実験を進めている。このような目的の元、研究を推進した結果、本年度は以下のような成果を得た:・油・水・界面活性剤系において弾性体生成と崩壊が応力と直接に結合することで、油水界面が変形する不安定性を見出し、その機構に関して解明した。・上記の結果に関連し、油水界面の変形に伴い、液滴が並進運動する系を見出した。・水-アルコール界面の振動不安定性に関して詳細に観察したところ、界面上を波動が伝播すること及び定在波が存在することを見出した。これはマイクロ化学マシンの機構として提唱していた、化学マランゴニ効果の詳細を明らかにする上で重要な発見である。・上記の結果と関連しマランゴニ効果の縮約法に関して、理論的考察を得つつある非平衡・等温条件下における化学エネルギーから運動エネルギーへの変換の原理を解明することは、熱機関を介さない高効率のエネルギー変換の実現にもつながる重要な分野横断的研究課題である。これまでに、我々は非平衡・等温条件下でエネルギー変換する系の普遍的性質を理解するために有効なモデル系として、溶質マランゴニにより駆動され自発的に運動する液滴の系に注目し研究を進めてきた。これらの知見より、自発運動する液滴において、非平衡開放条件に見られる空間構造形成と自発運動の協同効果が重要であることが見出されており、この効果が非平衡等温条件下でのエネルギー変換の基本メカニズムになっていると推測している。このような目的のもと、研究を推進した結果、本年度は、次のような成果が得られた:・油、水、界面活性剤系において、ゲルの生成とカップルして液滴が自発的に変形、運動するような系を見出した。・化学振動反応であるBZ反応の微小液滴の自発的運動に関して、光感受性触媒を用いることによって、光で制御することを可能とした。・アルコール液滴の自発的運動の系に関して、その移動距離のスケーリング解析を行った結果、大きな時間スケールでみたときにはBrown運動の特徴を示すことが明らかになった。・上記の結果と関連しマランゴニ効果の縮約法に関して、理論的考察を得つつある
J-PARCエネルギー重イオン衝突におけるハドロン輸送再考

ハドロン輸送模型に状態方程式の強いソフト化を取り入れることにより、重イオン衝突での負のフローが10GeV近辺の衝突エネルギーで現れうることを示した。RHICにて測定された陽子の側方フローの傾きは10GeV近辺で負となり、より高い衝突エネルギーで再び上昇する。負のフローが現れるエネルギーはハドロン自由度では説明できず、ビリアル定理に基づいて状態方程式の強いソフト化を取り入れれば説明できることが分かった。このソフト化は核物質密度の(5-10)倍でQCD相転移が起こるとすれば理解可能である。また他の集団フローを組み合わせて相転移からのソフト化とハドロンの平均場効果が判別可能であることも示された。ハドロン輸送模型によりJ-PARCエネルギー領域の重イオン衝突を系統的に研究し、QCD臨界点付近でのシグナルと考えられている観測量の「非単調」な振る舞いがハドロン自由度で記述できるかどうかを明らかにするとともに、生成される高バリオン密度物質の性質が観測量に与える影響を明らかにすることが目的である。平成27年度はハドロン輸送模型JAMを用いてJ-PARCエネルギーにおける集団フローの系統的研究を行った。RHICにおいて測定されている陽子の側方フロー(v1)は、核子対あたりの衝突エネルギーが10 GeV近辺で負となり、より高いエネルギーで再び正になるという非単調な振る舞いを示す。バリオンの平均場を取り入れた輸送模型による結果は、カスケード模型(平均場なし)と比較して側方フローの傾き(dv1/dy)が20-30%程度小さくなり実験データに近づくが、10 GeV近辺で側方フローが負になることはなかった(国際会議にて発表、proceedingsに出版予定)。このことは10 GeV近辺で状態方程式がソフト化していることを示唆する。状態方程式のソフト化を取り入れる方法の一つとして、衝突項において2粒子が近づく方向に散乱させる(引力的軌道)手法がある。我々は投稿中の論文において、この引力的軌道散乱を課した場合、10 GeV近辺での負の側方フローが説明できることを示した。このソフト化がQCD相転移から現れるものであれば、10 GeVまでのエネルギー領域における重イオン衝突で一次相転移が起こっていることを示唆するものである。申請段階の計画では、平成27年度は既存の模型によるフローとバリオン数揺らぎの研究を進める予定であった。フローについては概要で述べた「引力的軌道」の導入によるソフト化の記述と、これによる側方フローの説明は予想を超えた成果である。バリオン数揺らぎについては、強結合格子QCDによる有限体積効果の研究は進んだ。ただし現在輸送模型のさらなる改善を進めており、輸送模型によるバリオン数揺らぎの研究は少し遅れる。これらを勘案すると、ほぼ予定通りの進捗といえる。平成28年度はハドロン輸送模型JAMにおいて平均場効果、および状態方程式のソフト化効果を取り入れ、J-PARCエネルギーにおける集団フローの系統的研究を行った。特にRHICにおいて核子対あたりの衝突エネルギーが10 GeV近辺で観測されている陽子の側方フロー(v1)の負の傾きの原因究明が大きな課題である。高エネルギー領域での負の傾きは幾何学的に説明可能であるが、10 GeV近辺での側方フローは通常のハドロン輸送模型では説明不可能である。バリオンの平均場を取り入れた結果は、カスケード模型(平均場なし)と比較して側方フローの傾き(dv1/dy)が20-30%程度小さくなり実験データに近づくが、10 GeV近辺で側方フローが負になることはない。一方、衝突項において2粒子が近づく方向に散乱させる(引力的軌道)ことにより、状態方程式のソフト化を取り入れることにより、10 GeV近辺での傾きが十分小さくなり、平均場効果と組み合わせることによって負の側方フローが説明できることを示した。これらの内容は国際会議proceedings、および原著論文として発表した。申請段階の計画では、平成28年度は既存の模型に状態方程式の変更を加えてフローとバリオン数揺らぎの研究を進める予定であった。状態方程式については、概要で述べたように衝突項における「引力的軌道」によるソフト化を導入することにより、任意の状態方程式をシミュレートできることとなった。これは予定を超えた大きな成果といえる。ただし現段階では高密度領域の状態方程式を特定できていない。また、より低いエネルギーにおける対称エネルギー効果についてはハドロン輸送模型(JAM)とフラグメント生成を正確に記述する核子輸送模型(反対称化分子動力学; AMD)を組み合わせた枠組みを開発し、中性子過剰核の衝突における荷電パイ中間子の比(π-/π+比)の研究を進めている。バリオン数揺らぎについては、平均場を含んだ既存の模型による研究を行い、ハドロンの平均場効果がバリオン数揺らぎを大きく変化させることがないことが示された。これら2つの結果は、J-PARCエネルギーで観測されている非単調な振る舞いが、ハドロン輸送の観点のみからは説明できず、QCD相転移に関わっていることを示唆している。

以上より、結果は予想されたものとは異なるが、観測量の理解とそれが示すQCD相転移への示唆が得られており、研究はおおむね順調に進展しているといえる。ハドロン輸送模型によりJ-PARCエネルギー領域の重イオン衝突を系統的に研究し、QCD臨界点付近でのシグナルと考えられている観測量の「非単調」な振る舞いがハドロン自由度で記述できるかどうかを明らかにするとともに、生成される高バリオン密度物質の性質が観測量に与える影響を明らかにすることが目的である。平成29年度はハドロン輸送模型JAMにおいて平均場効果、および状態方程式のソフト化効果を取り入れ、J-PARCエネルギーにおける集団フローの系統的研究を進めた。RHICにおいて核子対あたりの衝突エネルギーが10 GeV近辺で観測されている陽子の側方フロー(v1)の負の傾きの原因究明が大きな課題であったが、平成28年度までの研究により、この負の傾きは核物質密度の(5-10)倍においてQCD相転移が起こり、状態方程式が軟化することで説明できることを示した。カスケード模型、および高密度で斥力的となるハドロン物質の状態方程式を取り入れるだけでは側方フローの傾きが負になることはないが、衝突項において2粒子が近づく方向に散乱させる(引力的軌道)ことにより、状態方程式のソフト化を取り入れることにより、10 GeV近辺での傾きが十分小さくなり、平均場効果と組み合わせることによって負の側方フローが説明できることを示した。平成29年度はさらに研究を進め、側方フローのみでなく、動径フロー、楕円フロー(v2)への影響を調べ、これらを組み合わせることにより、QCD相転移からのソフト化とハドロン自由度における平均場効果が判別可能であることを議論した。これとともに中性子星の質量・半径観測、および原子核データと無矛盾な核物質パラメータの制限、有限密度QCDにおける大きな問題である符号問題への取り組みも進めた。ハドロン輸送模型に状態方程式の強いソフト化を取り入れることにより、重イオン衝突での負のフローが10GeV近辺の衝突エネルギーで現れうることを示した。RHICにて測定された陽子の側方フローの傾きは10GeV近辺で負となり、より高い衝突エネルギーで再び上昇する。負のフローが現れるエネルギーはハドロン自由度では説明できず、ビリアル定理に基づいて状態方程式の強いソフト化を取り入れれば説明できることが分かった。このソフト化は核物質密度の(5-10)倍でQCD相転移が起こるとすれば理解可能である。また他の集団フローを組み合わせて相転移からのソフト化とハドロンの平均場効果が判別可能であることも示された。引力的軌道によるソフト化の記述は現象の本質を示した点で大きな成果であったが、入射エネルギーが小さい時には側方フローを過小評価するなどの問題がある。今後、状態方程式のソフト化をより基本的な立場から取り入れ、入射エネルギー依存性を系統的に調べることが必要となる。現在カイラル模型に基づいて相転移を含む輸送模型の開発に取り組んでおり、この開発を優先課題とする。重イオン衝突データを用いた高密度領域における状態方程式の特定とその機構の解明が大きな課題として残っており、この課題への取り組みが重要となる。
高温超伝導体を用いた繰り返し動作可能なオープニングスイッチの開発

本研究の目的は、高温超伝導のクエンチ現象を応用して、繰り返し動作可能なオープニングスイッチを開発することである。今年度は、現段階で素線レベルでの性能が高温超伝導体よりも優れている金属系の超伝導材料(母材CuNi、超伝導材料NbTi)を用いて、パルス電流通電時の超伝導線のクエンチ特性を調べ、更に繰り返し動作の可否を実験と理論の両面から検討した。以下に得られた主な結果を記す。1.巻線長100mの無誘導巻ソレノイド型の超伝導スイッチを作製し、開放動作時の最大抵抗約100Ω、抵抗上昇率10^8Ω/sを達成した。2.上記のスイッチを誘導エネルギー蓄積型パルスパワー発生装置のオープニングスイッチに使用して、パルスパワー発生実験を行った。その結果、最大出力100kWのパルスパワー発生に成功した。3.最大周波数1Hzでの繰り返しパルスパワー発生が可能であることを実験により確認した。また、理論計算の結果、更に10Hzまで繰り返し周波数を上げることが可能であることを指摘した。4.スイッチがクエンチしたときのジュール発熱による液体ヘリウムの沸騰現象を観察し、スイッチの解法動作と周期した気泡発生を確認した。本研究は、高温超伝導を用いてオープニングスイッチを作製する予定であったが、予備実験の結果から現在の線材性能では十分な性能が得られないことが判明したため、金属系の超伝導材料を用いて研究を実施した。本研究で得られた結果は、現在開発が進められている電力系統用限流器の開発にも役立つものである。本研究の目的は、高温超伝導体のクエンチ現象を応用して、繰り返し動作可能なオープニングスイッチを開発することである。今年度は、現段階で素線レベルでの性能が高温超伝導体よりも優れている金属系の超伝導材料(母材CuNi、超伝導材料NbTi)を用いて、パルス電流通電時の超伝導線のクエンチ特性を調べ、誘導性エネルギー蓄積型パルスパワー発生回路設計への適用可能性を検討した。1. LCR放電回路によって発生させた、立ち上がり時間ms、電流ピーク値が100Aオーダのパルス電流を超伝導素線に通電し、電流瞬時値が臨界値を越えるとクエンチが発生することを確認した。2.超伝導線クエンチ時の抵抗時間変化率は、パルス電流のピーク値と超伝導線の長さの増大によって増加することがわかった。3.超伝導線が長くなるほど、クエンチ時の温度上昇は抑制され、スイッチの繰り返し動作にも有効であることをシミュレーションにより明らかにした。4. LCR放電回路の回路定数を変更し、より高い周波数で振動する電流波形を用いてスイッチ動作を行って結果、より高速なオープニング動作が実現できることがわかった。現時点で達成できた性能は、長さ2mの線材で、オフ抵抗10Qオーダー、抵抗変化率10^5Ω/sである。
ガンマ線バースト用軟X線検出器の開発

γ線バーストの研究において特に軟X線領域での観測を考え、γ線バーストの軟X線検出器としてダイヤモンド検出器の基礎開発を行なった。ダイヤモンドの最大の特徴は5.5eVと広いエネルギーバンドギャップを持つことにあり(Siでは1.12eV)、高温度下でも漏れ電流が少なく、低雑音レベルでのX線観測が可能になる。また、ダイヤモンドは放射線損傷に強い可能性があり、人口衛生搭載を考えた場合には非常に優れた利点となる。天然ダイヤモンドによる放射線検出器の開発は1970年代までに主に旧ソ連を中心とするグループによって行なわれていた。しかし、天然ダイヤモンドが高価であると同時に大面積で均一な結晶が得られないという欠点からか、その後開発は行なわれてこなかった。最近になって、高純度な人工ダイヤモンドが入手できるようになったことから、特徴のあるX線検出器が開発できるものと考え研究に着手した。今までに、いくつかの人工ダイヤモンド素材を入手し、ダイヤモンド検出器の開発を行なってきた。特に、高圧法によって作られた厚さ300mum程度、大きさ3mm×3mmの小型の人工ダイヤモンドを用い、この両面に金属電極を蒸着し、検出器としての性能を評価した。得られた結果は以下のようにまとめられる。1.高純度人工ダイヤモンドは金属電極を蒸着すれば、表面障壁型放射線検出器になる。2.漏れ電流は3kVの逆電圧に対して数十pAであり、Siと比べて極端に小さい値となる。3.Mn-241からのα線計測に対してSi検出器と同程度の16.5keV(FWHM)のエネルギー分解能を得た。Cd-109(22.1keV)からのX線照射に対して、エネルギー分解能7keVでX線を検出した。
凝集・泡沫分離法によるアオコ(淡水赤潮)の直接回収に関する研究

本研究は,凝集剤としてポリ塩化アルミニウム(PAC)または塩化第二鉄(FeCl_3)と,タンパク質として乳製カゼイン(以下,ガゼイン)を併用した空気分散型・凝集泡沫分離型(以降,本法)による淡水植物プランクトンの除去能を明らかとし,湖沼・貯水池からのアオコの直接回収技術を開発することが目的であった。平成11年度は,回収した植物プランクトン汚泥のコンポスト化への利用を考え,凝集剤に第二塩化鉄(FeCl_3)を用いた場合における植物プランクトン懸濁液の適切な処理条件を検討した。最適な処理条件は,以下の通りである。FeCl_3添加濃度,10mg-Fe/l;急速攪拌時間,3分;最適pH,5.5:ガゼイン添加濃度,15mg/l;泡沫分離時間,5分;空気送気量,0.2l/min。この条件において,懸濁液中の99%のミクロキシチスを泡沫に回収できる。また,ペリデリウムは,淡水赤潮プランクトンの中でも凝集性が悪く,最も処理困難な植物プランクトンであるとされるが,前処理としてオゾンで細胞界面を変性させることによって,ミクロキシチスと同様に効率よく処理できることがわかった。本法による植物プランクトン懸濁液の処理において,凝集剤のアルミニウム塩と鉄塩の違いによって処理性に影響を及ぼさないことがわかった。ただし,pH条件は,アルミニウム塩と鉄塩でことなるので,適正に制御することが重要である。回文式実験で得られた処理条件をもとに,水量調整槽,凝集・カゼイン混合槽,および泡沫分離槽からなる連続式システムを構築し,湖沼濁水を想定してカオリン懸濁液(200mg/l)による連速処理実験をおこなった。連続処理の適切な条件は次の通りである。PAC添加濃度,10mg-al/l;最適pH領域,7.38.0:カゼイン添加濃度,30mg/l;凝集・カゼイン混合槽HRT,4分;泡沫分離槽HRT,6分。このときの濁度除去率(回収率)90%が得られる。本法は,処理条件を適切に制御すれば,全処理工程の所要時間がわずが10分の短時間内に,連続的に植物プランクトンあるカオリン懸濁物を泡沫に濃縮・分離し,容易に回収できることが明きらかとなった。本研究では,凝集剤としてポリ塩化アルミニウム(PAC),タンパク質として乳製カゼイン(以下,カゼイン)を併用した空気分散型・凝集泡沫分離法による淡水植物プランクトンの除去能を明らかとし,湖沼・貯水池からのアオコの直接回収技術を開発することを目的とした。平成10年度は,アオコのモデルプランクトンとして,Microcystisを用い,回分式泡沫分離実験によって,適切な注薬条件と操作条件を求めた。注薬条件としては,PAC添加量,カゼイン添加量,および凝集と泡沫分離処理の至適pHを,操作条件としては,泡沫分離処理時間と送気量について検討した。Microcystis起源の濁度が50TUの原水について,PAC添加量を5mg-Al/lとして凝集処理(3分間)し,続いてカゼイン添加量を15mg/lとし,空気を0.2l/minで送気して泡沫分離処理を5分間行うことによって,pH6.58.0の広い範囲で96%以上の高い濁度除去率が得られた。送気量は,0.1l.0l/minの範囲において除去率に変化はみられず,いずれの場合も96%の除去率が得られた。また,処理水中のAlとカゼインを測定した結果,いずれの成分も検出されず,添加した薬剤は処理水に残留しないことがわかった。さらに,MicrocystiS懸濁液によって得られた操作条件によって,その他の植物プランクトン(Selenastrum,Chlorella)についても9798%の高い除去率が得られた。本年度の研究結果から,PACとカゼインを併用した空気分散型・凝集泡沫分離法によるMicrocystisをはじめとする淡水植物プランクトンを短時間(全処理工程で約8分)で効率よく回収できることが明らかとなった。

本法による植物プランクトン懸濁液の処理において,凝集剤のアルミニウム塩と鉄塩の違いによって処理性に影響を及ぼさないことがわかった。ただし,pH条件は,アルミニウム塩と鉄塩でことなるので,適正に制御することが重要である。回文式実験で得られた処理条件をもとに,水量調整槽,凝集・カゼイン混合槽,および泡沫分離槽からなる連続式システムを構築し,湖沼濁水を想定してカオリン懸濁液(200mg/l)による連速処理実験をおこなった。連続処理の適切な条件は次の通りである。PAC添加濃度,10mg-al/l;最適pH領域,7.38.0:カゼイン添加濃度,30mg/l;凝集・カゼイン混合槽HRT,4分;泡沫分離槽HRT,6分。このときの濁度除去率(回収率)90%が得られる。本法は,処理条件を適切に制御すれば,全処理工程の所要時間がわずが10分の短時間内に,連続的に植物プランクトンあるカオリン懸濁物を泡沫に濃縮・分離し,容易に回収できることが明きらかとなった。
＜宗教＝社会複合マッピング＞からよむ大陸部東南アジア仏教徒社会の動態と変容

東南アジア大陸部を主とする上座仏教徒社会での宗教実践を、寺院施設と出家行動に焦点をあてて空間移動、時系列の変化にかんするデータを収集分析し、地域間比較研究を実施した。6か国の14調査区画から寺院施設3,430、出家者の個人履歴15,241件のデータを集積し、個人の出生から出家の時空間情報を映す「得度チャート」「移動ルート」などを開発しGISを用いて情報学的なマッピングの手法によって分析し可視化を試みることでデータの包括的な理解と多面的な解釈をめざした。データはまだ整理途上にあるが、得度チャートや移動の特性を地域間比較することにより、地域ごとの実践の特徴を浮き彫りにした。研究分担者と研究協力者は、それぞれの対象地域で寺院施設と出家者の移動に関する補足調査および関連する法制度統計資料の収集を進めるとともに、マッピングデータの可視化作業を推進した。2008-2010年に実施したラオスでの補足調査が諸事情によって不可能となったため、これに代えてスリランカ(コロンボ、ゴール)とミャンマー(ヤンゴン)で悉皆調査と資料収集を行い新たな成果と展望を得た。とりわけ、スリランカを加えたことは、東南アジア大陸部を中核とする今日の上座仏教文化圏全体をカヴァーすることとなり、国境を越える出家者の移動と交流の歴史的局面を扱うことが可能となった。<宗教=社会複合マッピング>の主舞台の外輪を含めることで、東南アジア仏教徒社会をより広い時空間軸におき立体的かつ総合的に扱う道が開けた。これをうけて、スリランカと東南アジア仏教、さらに日本仏家との歴史的関係を射程にいれ、外部の専門家を招いて資料を比較検討する国内研究会(研究懇談会)を4回実施した。他方で、ミャンマーの悉皆調査と雨安居僧籍票をはじめとする統計資料収集は、全調査地の新旧データの地域間比較を可能にする成果をもたらした。これにたいし華人を主とするタイの大乗仏教施設調査では、多数派の東南アジア仏教徒を、いわば地域の内側から相対化する資料を得た。さらにタイでは過去の調査地での補足調査を完了し、同地域で過去15年間の寺院施設と移動の推移を示す資料を統合する作業に入るとともに、古文書館や国家仏教庁での統計資料、中央サンガが一世紀余にわたって出在家者に配布し続けた通報誌(Thalaengkan Satsana)全巻を渉猟する作業にも着手した。同様の補足調査および統計等資料収集は、中国雲南省(西双版納・徳宏)、カンボジアの調査地でも実施し、二度の国内集会で成果を検討してデータベース化する作業に参画した。タイ、カンボジア、中国雲南省での6つの調査区画における補足調査およびミャンマーとスリランカでの3つの調査区画での悉皆調査をすべて無事に完遂して、多大な成果をもたらした。とりわけ臨地調査によるデータが欠落していたミャンマーの2つの調査区画での成果は、すでにデータの蓄積があるタイ、カンボジア、中国雲南省、ラオスのデータとの地域間比較の分析をより厚みのあるものにすることができたことは特筆に値する。本年度の調査全体で、寺院僧院施設546か寺、出家者4535人分のデータが追加・更新された。また、同時に、フィールドワークで得た資料を地域と国家制度の文脈に位置づけるための統計、官報、センサス、制度関連資料の各国での蒐集は、各国で順調に推移した。タイでは、複数の大学研究機関と官公庁が参画するプロジェクトとして進みはじめた。他方で、一次資料のデータ化には膨大な時間を費やすことになった。また、当初予定していた本計画全体の中間報告のための国際集会が諸事情により半年先に延期になった。国内集会を2度実施して相互の調査区画のデータ処理とファインディングスを共有するとともに、史資料についての地域間比較の軸を構築するために、各国の仏教実践と日本との歴史的な関わり、仏教をめぐる東南アジアと日本の交流について研究懇談会を実施した。これは、研究代表者の所属機関が主催する共同研究の活動をひきつぐかたちで実施し、その共同研究の成果を商業出版して公開することに貢献した。本研究は、上座仏教徒が造営する寺院施設を地域の文脈から類型化し、出家行動をふくむ寺院と人の移動が築くネットワークの様態を解明することを目的とする。2年目にあたる今年度の課題は、過去の調査でデータを蓄積する調査区画では最終的な補足調査、初年度に予備調査をしたミャンマーとスリランカ、およびタイ(華人仏教)では、前年度に確定させた調査区画での悉皆調査の実施と、個人史や地域ごとの変容を示すデータを蒐集することにあった。全調査区画で臨地調査は無事完遂された。ミャンマーではヤンゴン管区全体の雨安居僧籍表(約3,500僧院、約85,000僧)のデータベース化とマッピングの展望が開かれた。スリランカはキャンディ高原での出家動向が明らかになり、昨年度の2調査区画(コロンボとゴール)で得たデータと比較することが可能になった。補足調査を終えたカンボジアは2調査区画のデータ整備を進め、農村と首都近郊村との間にきわだった出家行動の相違を浮き彫りにした。中国雲南省の2調査区画では、激変する地域の社会経済状況のもと、寺院施設の整備状況や出家活動の変化が明らかになった。タイでは在来派の拠点であるバンコクの1寺院を集約的に調査し、都市の教学僧院に集住する地方出身の出家者の構成と出家行動の詳細を明らかにした。このデータは、半世紀前に米国の人類学者が実施した同寺院の調査結果と比較できるものとなる。

また、20世紀初頭より全国寺院に配布され続ける寺院僧侶通覧『サンガ月報』で、散佚と損傷が著しい1960年までの同誌の蒐集と復刻、デジタル化にむけた調査と関連機関との交渉を重ねた。本科研のタイ側の研究協力機関であるチュラーロンコーン大学社会調査研究所とマハーチュラーロンコーン大学仏教研究所(MCBRI)と共同体制を築くこととなり、2016年3月4日にMCBRIは研究代表者の所属機関とMOUを締結した。タイとカンボジアでの補足調査を実施した一部の研究分担者をのぞき、今年度は、昨年度までの調査で得た資料の整理とデータの情報化処理を重点課題として活動した。二度開催した国内集会では、個々の調査区画でのデータ整理の進捗と比較のための論点を洗い出す議論を重ね、国際会議での報告と、その年度内での成果刊行にそなえた。9月22-23日、カンボジア(プノンペン)において、Royal University of Fine Arts王立芸術大学および京都大学東南アジア研究所との共同主催で国際会議International Workshop on the Mapping Buddhist Cultures among Theravadin in Time and Spaceを開催した。80余名の聴衆者(内訳:カンボジアの教員、僧侶、学生、カンボジア在住のフランス、カナダ、米国人研究者ら)を得て、東南アジア大陸部とスリランカで収集し、地域情報学的な手法を援用して統合しつつあるデータを調査区画ごとに公開し地域内の実践の差異、地域間比較にむけての展望を示した。計10本の成果報告にたいし活発な質疑応答、総合討論がなされた。それらをフィードバックしたかたちで参加者全員が発表原稿を改訂し、英文報告書としてまとめ、本研究に関連する各国の諸研究機関および研究者に配本公開した。各国の史資料の蒐集活動も順調に進展したが、今年度の課題としていた調査データとマッピングデータとの統合、計量分析と可視化システムの構築は、研究分担者の異動等の事情により作業が滞り、出家遍歴と移動の特性を抽出する個人単位のトラッキングルートを示すツールの試作と改良にとどまった。昨年度調査で得た資料をふくめた寺院施設の悉皆調査データの情報化処理の推進は、今年度の課題のひとつであったが、8月までに全調査区画の「得度チャート」がでそろうことになり、直前ではあったが、中間成果報告のためのカンボジアでの国際会議で公開することができた。全調査区画の出家行動がチャートで可視化されたことで、地域内および地域間比較のための分析指標の柱ができた。すなわち、同一国の異なる調査区画での差異も明示的なものになるとともに、教学寺院とそうでない寺院施設における出家者の移動遍歴には、国を超えた相同性が見られることが明らかになった。国際会議には試作版を公開するにとどまったが、得度チャートを基盤にした出家者個人の移動経路を可視化するシステムも改良を重ねた。得度チャートを除き、まだこうした可視化システムは相互に連動するには至っていないものの、その成果の一端をカンボジアのプノンペンでの国際会議で公開し、各国、各方面からの助言やコメントを得たことは有意義であった。調査で得たデータの情報化作業と並行して各国の統計、文献資料蒐集もそれぞれ順調に推移した。
哺乳類概日時計における温度補償モジュールの同定

本研究では、哺乳類概日リズムの温度補償性を規定する分子モジュールを明らかにするため、周期変化をもたらす遺伝子欠損をマウスES細胞に導入し、分化後に形成される概日リズムを測定した。概日リズムはCry2やCKIδ,CKIεの欠損により長周期を示し、さらに、CKIδ:CKIε:Cry2の三重欠損では30時間を超える長周期が観察された。異なる温度条件下で概日リズムを測定したところ、どの細胞株においても温度補償性が大きく損なわれることはなかったが、CKIδ/εの欠損株では温度補償性の若干の減弱が見られた。このことから、CKIδ/εが概日リズムの温度補償性の成立に関与している可能性が考えられた。本研究は、単独あるいは複合的な時計遺伝子変異細胞株の作出とその周期解析から、哺乳類概日リズムの温度補償性を規定する分子モジュールを明らかにすることを目的としている。これまでの研究から、時計遺伝子の発現リズムに温度補償性が備わっていることが分かっているが、その成立メカニズムの詳細は不明である。本研究ではまず、周期変化をもたらす遺伝子欠損をマウスES細胞に導入し、分化後に形成される概日リズムを測定した。概日リズムは時計遺伝子Cry2の欠損により長周期となり、カゼインキナーゼCKIdの欠損株も長周期を示した。また、CKIdとCKIeのホモ二重欠損株は得られなかったが、CKIdの欠損株にCKIeのヘテロ欠損を導入すると、CKId単独の欠損時よりもさらに長い周期長を示した。より長い周期を示す時計遺伝子欠損株を得るため、CKId:CKIe:Cry2の三重欠損株を作製したところ、30時間を超える周期長を示す株が得られた。これらの単独あるいは複合的な時計遺伝子欠損株を用いて異なる温度条件下で概日リズムを測定したところ、どの細胞株においても温度補償性が大きく損なわれることはなかったが、CKId/eの欠損株では温度補償性の若干の減弱が見られた。このことから、周期長の異常と温度補償性CKId/eによる概日リズム制御機構が温度補償性の成立に関与している可能性が考えられた。当初の計画に従い、周期長の変化をもたらす複数の時計遺伝子欠損細胞株を作出し、それらの周期長を測定することに成功した。また、複合的な遺伝子欠損により、30時間を超える超長周期を示す細胞株を作出することができた。作出した細胞株を用いて概日リズムの温度補償性を解析した結果、周期長に依らず温度補償性が成立していることが明らかとなった。本研究は時計遺伝子欠損細胞の作出と概日周期の温度補償性を解析するための実験系を立ち上げることに成功しており、極めて順調に進捗していると言える。前年度の解析から、周期長に影響を及ぼす時計遺伝子の欠損では温度補償性を大きく変化させることはなかったが、CKId/eの欠損により若干の温度補償性の減弱が見られることが明らかとなった。CKId/eは様々な基質タンパク質をリン酸化することでそれらの活性を制御し、周期を調節していると考えられている。そこで、CKId/eのリン酸化ターゲットの欠損株や変異株を用いた解析を行うため、CRISPR/Cas9システムによる遺伝子欠損をマウスES細胞に導入し、分化後に形成される概日リズムを測定した。まず、Bmal1プロモーターの下流にルシフェラーゼを繋いだレポーター遺伝子を導入したマウスES細胞を用い、CRISPR/Cas9システムによりCKId/eリン酸化ターゲット遺伝子の欠損を行った。これらの変異株を用いることで、温度補償性の成立機構をより詳細に調べることが可能であると考えられる。前年度の解析から、CKId/eの欠損により若干の温度補償性の減弱が見られることが明らかとなり、CKId/eのリン酸化ターゲットに注目した解析を進めている。今年度はCKId/eのリン酸化ターゲットの欠損株や変異株を用いた解析を行うため、CRISPR/Cas9システムを用いて当該遺伝子の欠損をマウスES細胞に導入した。CKId/eリン酸化ターゲット欠損株の樹立は今後の解析を行う上で重要なステップであり、順調に進捗していると言える。最終年度に実施した研究の成果:前年度までに、CKId/eの欠損により温度補償性の減弱が見られることが明らかとなり、CRISPR/Cas9システムによるCKId/eリン酸化ターゲット遺伝子欠損株の作製を行った。このターゲットタンパク質のCKId/eによるリン酸化が温度補償性制御に関与しているかどうかを調べるため、欠損させたターゲット遺伝子を異所性に発現させるadd back実験を行った。当該遺伝子のadd backによって遺伝子欠損によるリズム異常がレスキューされることを確認し、レスキュー株の概日リズムをさまざまな温度条件下で調べたところ、温度補償性も保たれていることが分かった。本実験系において、野生型遺伝子の代わりに変異体をadd backすることによって、温度補償性に影響を及ぼす変異の探索に応用することができると期待された。ドメイン欠損やアミノ酸置換などの様々な変異体を用いることで、温度補償性の成立機構をより詳細に調べることが可能であると考えられる。研究期間全体を通じて実施した研究の成果:哺乳類概日時計の転写翻訳フィードバックループに着目し、概日リズムの温度補償性成立のメカニズムを明らかにするため、時計遺伝子の欠損細胞を作製し、リズム周期長の温度依存性を調べた。その結果、周期長が大きく変化するCRY1,CRY2の欠損では温度補償性が保たれていたのに対して、CKId/eの欠損では温度補償性の減弱が見られた。

CKId/e二重欠損細胞は生育できないと見られたため、CKId/eのリン酸化ターゲットに標的を絞り、遺伝子欠損株の作製と、欠損遺伝子を異所性に発現させる系を確立した。この系を用い、温度補償性に影響する変異を探索することで、哺乳類温度補償性の解明に繋がる知見が得られることが期待される。また、本研究成果を学術論文として公表した(Tsuchiya et al. J Biol Rhythms 2016)。本研究では、哺乳類概日リズムの温度補償性を規定する分子モジュールを明らかにするため、周期変化をもたらす遺伝子欠損をマウスES細胞に導入し、分化後に形成される概日リズムを測定した。概日リズムはCry2やCKIδ,CKIεの欠損により長周期を示し、さらに、CKIδ:CKIε:Cry2の三重欠損では30時間を超える長周期が観察された。異なる温度条件下で概日リズムを測定したところ、どの細胞株においても温度補償性が大きく損なわれることはなかったが、CKIδ/εの欠損株では温度補償性の若干の減弱が見られた。このことから、CKIδ/εが概日リズムの温度補償性の成立に関与している可能性が考えられた。周期長に影響を及ぼす時計遺伝子の欠損では温度補償性を大きく変化させることはなかったが、CKId/eの欠損により若干の温度補償性の減弱が見られた。CKId/eはPER1,PER2をリン酸化することでそれらの安定性を制御し、周期を調節していると考えられており、今後はPER1,PER2の欠損株や変異株を用いた解析を行う予定である。CKId/eのホモ二重欠損株は生育できないと考えられるため、そのリン酸化基質であるPER1,PER2をターゲットとした解析は有用であると思われる。CKId/eのホモ二重欠損株は生育できないと考えられるため、そのリン酸化基質をターゲットとした解析は有用であると思われる。今後は樹立した遺伝子欠損株を用いた温度補償性解析を行う予定である。分子生物学研究の遂行に必要な変異細胞株の樹立に時間を要したために、樹立細胞株を使用する実験の一部を次年度に行うことになったから。樹立した細胞株を用いて概日時計の温度補償性を調べる細胞実験に充当する。
キナーゼ活性を欠く新しい増殖因子型受容体Nelの造血幹細胞機能制御における役割

多能性造血幹細胞は多分化能とともに自己複製能をも有する、造血組織の恒常性維持に不可欠な細胞である。その増殖・分化は、生体防御機構としての免疫反応や炎症反応においても重要な役割を演じているサイトカインや増殖因子およびホルモンなどの細胞間情報伝達因子により制御されていると考えられているがその実体は明らかでない。増殖因子の生物学的機能の発現には、細胞膜表面の特異的受容体への結合にもとづく内因性チロシンキナーゼの活性化が必須である。最近では、増殖因子受容体のみならずサイトカイン受容体やG蛋白共役型のペプチドホルモン受容体、接着因子のシグナル伝達においてもチロシンキナーゼが重要な働きをしていることが明らかにされている。今年度、私達は新しい増殖因子受容体の探索中に、ヒト正常組織に高発現しているキナーゼ活性を欠失した増殖因子型受容体、HEP受容体を見いだし報告した。本受容体は内因性チロシンキナーゼ活性に必須なキナーゼ領域のコンセンサスアミノ酸配列10アミノ酸残基のうち6個に置換を認める。細胞外領域をc-fms受容体に置換したキメラHEP受容体発現細胞株を用い、受容体チロシンキナーゼ活性を検討したところ、内因性キナーゼ活性は全く認められなかった。キナーゼ活性を欠く受容体は変異受容体として様々な疾患の遺伝的要因として報告されてきたが、正常遺伝子にコードされ、正常組織に蛋白発現している本受容体がどのような生理的機能を担っているのか大へん興味がもたれる。今後、このヒト正常細胞に高発現するキナーゼ欠損型の新しいEphファミリー受容体,HEP,の生理的機能の解明を行うとともに、ヒト癌細胞における生物学的意義を検討することにより、内因性チロシンキナーゼ活性を必要としない未知の増殖因子受容体の活性発現機構を明らかにすることができると考えている。
体細胞核構造を規定する核タンパク質の遺伝子のクローニングとその機能解析。

核膜は脂質2重膜、核膜孔複合体、及び核ラミナの3種類の構造体から構成されている真核生物に特徴的な構造体であり、細胞周期中に見られるこの構造体の動的な変化は核・染色体の形成・崩壊およびDNA複製などの真核生物の核機能と密接に関連している。我々は、減数分裂細胞からクローニングされた減数分裂特異的なラミンB3及びラミン様タンパク質;MNS1を体細胞で強制的に発現させる事により体細胞の核形態が大きく変形する事から、これらのタンパク質が体細胞の核構造の成分とも強く相互作用する事ができると考察し、これらをプローブとして用い新しいユニークな体細胞の核・核膜成分を検索・単離するため、ラミンB3及びMNS1の機能を解析し、さらにIn Vitro及びIn Vivoの結合法を利用し遺伝子のクローニングを試みる研究を計画した。本年度は我々がクローニングしている新規の減数分裂特異的ラミンC2に関しても体細胞に導入し核構造へ影響を初めに解析したが、これにはラミンB3及びMNS1のような核形態に対する効果は見られなかった。またラミンB3特異的な領域を体細胞で発現させ効果を解析したが特定の部位への局在は見られず、さらに核形態にも変化は見られなかった。ラミンB3及びMNS1と相互作用する体細胞核成分を単離するため免疫的又は分子生物学的手法を用いアプローチしているが、現在それぞれに対する抗体の作成をほぼ完了したところである。またイ-ストの2ハイブリッドを用いそれぞれのタンパク質と相互作用するタンパク質をスクリーニングしているが現在いくつかのクローンが単離され解析を進めているところである。
ヘリコバクターピロリ産生VacA毒素によるアポトーシス機序～ERストレスの関与～

これまで、ヘリコバクター・ピロリと小胞体(ER)ストレスの関連は知られていなかった。本研究では、ERストレス(GRP-78, GADD34)がヘリコバクター・ピロリ陽性患者胃粘膜上皮で多く誘導されていることを明らかにした。また培養細胞を用いた研究では同菌の空胞化毒素VacAによるアポトーシス誘導にER stress、とくに転写因子CHOP発現が関与していることが判明した。ヘリコバクター・ピロリ胃炎の病態にERストレスが関わっている可能性があると考えられた。本研究では、以下の仮説に基づき研究を行ってきた。(1)VacAによるミトコンドリア障害性アポトーシスには、特定のBH3オンリー蛋白、特にBimとPUMAが関わっており、(2)その上流のシグナル伝達にはER stressが貢献している。<VacAによるアポトーシスに関与しているBH3オンリー蛋白の同定>胃上皮培養細胞を塩化アンモニウム存在下にVacAで刺激すると、有意なBimのmRNA上昇が見られ(p<0.05)、これらのBH3オンリー蛋白がVacAアポトーシスのに関与している可能性が高いと考えられた。またBimとPUMAはヘリコバクター・ピロリ陽性患者で有意に上昇していた(p<0.05)。<VacAによるER stressの検討>ヘリコバクター・ピロリ菌陽性患者の胃粘膜では、ER stress markerである、GADD34,GRP78の上昇が見られた(P<0.05)。また胃炎のシドニー分類との相関ではGADD34は前庭部委縮の程度と正の相関を示していた。現在までの結果より、ヘリコバクターピロリ菌産生毒素VacAはER stress、BH3 only proteinを介して胃上皮細胞をアポトーシスに導く可能性があると考えられた。またヘリコバクター・ピロリ陽性患者胃粘膜でもER stress markerおよびPUMA,Bimの上昇が見られた。ER stress markerを標的とした胃上皮細胞障害の判定や、癌化の予測、治療の個別化に臨床応用できる可能性があると考えられた。【背景】小胞体(ER)stressは様々な慢性炎症性疾患における細胞傷害に貢献しているが、Helicobacter pylori H.pylori)関連胃炎への関与は未だ検討されていない。また、旺pylori産生毒素VacAは、Baxによるミトコンドリア融解を介して胃上皮細胞をアポトーシスに導くが、そめ上流の機序におけるBH3 only蛋白の関与は知られていない。今回我々は、H.pylori陽性胃生検組織中のER stressマーカーおよびBH3蛋白が上昇しているか検討した。またVacAにて刺激した培養胃上皮細胞におけるERstressマーカーおよびBH3 only蛋白の変動について検討を行った。【対象・方法】H.pylori陽性・陰性者別に病変を認めない前庭部胃粘膜から生検し、RNAを抽出後解析した。また細胞培養にはAZ521細胞を用いVaCA120nM単独,またはH.pyloriのウレアーゼ活性により産生され、VacAの十分な細胞毒性発揮に必須である塩化アンモニウム5mMと同時に投与した。8時間刺激した後RNAを抽出、測定した。【成績】H.pylori陽性胃粘膜では、H.pylori陰性患者と比較して、ER stressマーカーである、GADD34,GRP-78の有意な上昇が見られた。同時にBH3-only蛋白であるBim, PUM AmRNAの上昇が見られた。培養胃上皮細胞AZ521においても、VacA単独投与にてER stressマーカーGADD34が上昇していた。同時にER stressによるアポトーシスにおいて重要な働きをもつCHOPのmRNAが有意に上昇した。CHOP発現をsiRNAにより抑制したところ、VacAによるAZ521細胞のアポトーシスは有意に抑制され、ER stressがVacAによる毒性に関与していることが判明した。【結論】H.pylori関連胃炎においてはER stressマーカーおよび、その下流に位置すると考えられるBH3-only proteinのmRNAが有意に上昇しており、特にVacAによる胃上皮細胞アポトーシスに寄与している可能性が高いことが示唆された。
陶磁器表面に形成する金属光沢模様における酸化鉄関連化合物の生成と色調の関連

金属光沢を有する備前焼および施釉陶器について、模様構成相と微構造を検討した。金属光沢を有する備前焼表面には、厚さ100nmのヘマタイト(アルファ型酸化鉄、α-Fe2O3)粒子が主に観察された。金属光沢を有する施釉陶器の釉薬表面にも、厚さ60nmのヘマタイトが生成していることがわかった。これらの金属光沢模様の形成には、冷却時の雰囲気と速度が重要であることがわかった。備前焼作家である連携報告者から提供された「金彩」および「銀彩」備前焼について、呈色構成相と微構造を電子顕微鏡により検討した。金彩模様中の結晶相は、500nm径のアルファ-Fe2O3(ヘマタイト)粒子が凝集した多結晶体であることがわかった。更に、電子線回折の結果、配向性の高い凝集体であることがわかった。金彩備前焼の断面試料について、詳細に電子顕微鏡観察を行った結果、ヘマタイトは試料の表面に生成したガラス相の表面に生成しており、厚さは約90nmであることがわかった。登り窯における金彩備前焼の作製条件について調査した結果、備前焼粘土と稲わらを大気中で焼成した後、木材や炭を投入し還元雰囲気下で冷却すると、稲わらと接触していた部分が金色などに呈色しやすいことがわかった。また、室温まで還元雰囲気下で冷却すると、備前焼表面は灰色や黒色となるため、1000°C付近で窯内を酸化雰囲気にする必要があることがわかった。この酸化は、ガラス中に溶融している鉄イオンをヘマタイトとして析出させるためであると考えられる。これらの結果を基に電気炉による再現実験を行っている。銀彩備前焼の発色構成相は、酸化鉄とMg-Al-Fe-O系化合物であることを見出している。このMg-Al-Fe-O系化合物について詳細に検討した結果、スピネル(MgAl2O4)のAlサイトにFeが置換した化合物(鉄置換スピネル)であることがわかった。酸化鉄と鉄置換スピネルには結晶学的な方位関係が存在するため、現在詳細に検討している。連携研究者(備前焼作家)から提供された「金彩」および「銀彩」備前焼について、模様構成相と組成を電子顕微鏡により検討した。他の研究組織は、「金・銀彩」模様は炭素膜に起因し、その膜厚により銀色から黒色に変化すると報告している。本研究にて詳細な電子顕微鏡観察を行った結果、100-500nm径のヘマタイト(アルファ型酸化鉄)粒子が主に観察され、炭素や他の結晶相は観察されなかった。電子線回折の結果、ヘマタイト粒子は配向性が非常に高いことが明らかとなった。ヘマタイトは、ベンガラとして知られ赤色であるが、薄膜や微粒子の場合は赤黄色を示すことが知られている。「金彩」模様は、ヘマタイト膜の赤黄色に表面に生成したガラスによる散乱光が加えられた色であることが考えられ、今後詳細に検討する。一方、「銀彩」備前焼について電子顕微鏡観察を行った結果、炭素の存在は確認できず、300nm径の酸化鉄が生成していた。しかし、「金彩」模様中に生成するヘマタイトではなく、酸化鉄の多形であるイプシロン型酸化鉄が生成していることが明らかとなった。更に、「銀彩」模様中にはイプシロン型酸化鉄以外にMg-Al-Fe-O系化合物も生成していることが明らかとなった。この化合物とイプシロン型酸化鉄が共存した粒子像を得ており、両相に結晶学的な関係が存在する可能性がある。電子線回折および粉末X線回折によるMg-Al-Fe-O系化合物の結晶構造、イプシロン型酸化鉄および色調との関連について詳細に検討している。平成25年度の調査により、備前焼表面に現れる金属光沢模様は、備前焼粘土と稲わらを酸化雰囲気で焼成した後、還元雰囲気下で冷却し、1000°C付近で窯内を再び酸化雰囲気にすると現れることがわかった。これらの調査結果を基に、備前焼粘土のペレット状試料を稲わらで覆い、大気中にて1240°Cまで昇温した後、窒素ガス中にて1000°Cまで種々の速度で冷却し、大気中にて室温まで冷却した。1240°Cで1時間保持した後、1000°Cまで1°C/minで冷却した試料表面は光沢があり淡茶色を示したが、試料表面は溶融していた。これは稲わら中のカリウムと備前焼粘土の反応が促進されたことが要因であると考えられた。1240°Cで保持せず、1000°Cまで種々の速度で冷却した結果、試料表面の色調は、赤色から黄色へと変化することがわかった。鉄分を多く含む釉薬を酸化雰囲気下で焼成および冷却すると黒色釉となるが、還元雰囲気下で冷却すると、釉薬表面は金属光沢となる。