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ゼオライト化石炭灰による炭酸ガス吸収に関する研究

排ガスからの炭酸ガス吸収システムとして,吸収剤が連続的に排ガス処理を行うものが実用的である。本年度はこの点を考慮して実験装置を開放型風洞とし,しかも昨年まで利用できなかった粉末状の吸収剤が利用できるように一部改良を行った。また,本年度は研究計画の最終年度にあたり,これまでのまとめと今後の課題について検討を行った。以下に得られた結果を示す。1.開放型風洞の場合,混合ガス濃度は吸収部を通過後,一旦急激に減少し最小値を取り,その後,時間の経過とともに初期濃度に漸近する傾向を示す。ただ,流入する混合ガス濃度に対して吸収剤の炭酸ガス吸収容量が十分大きい場合(本研究では天然ゼオライトで充填量が多い場合)には,吸収量が飽和するまで最小値は保たれ浄化作用が持続する。本実験では,0.3%濃度の混合ガスを0.03%以下のほぼ大気に近い状態にまで浄化できた。2.吸収剤の如何を問わず,粉末状の吸収剤は吸収量が高く,表面積/体積の大きいものが効果的であることが確認できた。ただ,粉末の場合は固結化されたものに比べ,撹拌などにより強制的に混合ガスとの拡散・混合を図ることが重要で,この操作が吸収量を高めることになる。3.試作したゼオライト化石炭灰は、天然ゼオライトほど高くはないものの炭酸ガスの吸収能力を有することが確認できた。4.産業廃棄物の石炭灰をゼオライトに転換し,炭酸ガス吸収剤として有効利用できることが実証された。また,より高い吸収力を持つゼオライトへの転換や吸収装置の開発が今後の課題となった。本研究は,石炭火力発電所から排出される産業廃棄物としての石炭灰をゼオライトに転換し,それによって排ガス中の炭酸ガスを吸収する新しいガス分離回収法の開発を目的として遂行するもので,今年度の実績は以下の通りである。(1)火力発電所から排出された石炭灰を水酸化ナトリウム水溶液と反応させることによりゼオライト化できることを確認した。方法は,X繰回折装置(マックサイエンス社MXP3VA-IK12(使用X線:Cu線))による粉末法ならびに陽イオン交換容量の測定によるもので,フィリップサイト鉱物の生成が確認された。(2)ゼオライトによる炭酸ガス吸収実験を実施すべく,開放型の流路を持つ実験装置を設計・製作した。また,この装置により吸収実験を行った。具体的には,初期濃度0.3%vol一定の乾燥空気-炭酸ガス混合気をゼオライト層に通すことにより炭酸ガスの吸収量を測定した。測定には,赤外線式ガス濃度測定装置(島津製作所CGT-7000)を用い,ゼオライトの充填量,粒度による吸収量への影響を調べた。その結果,充填量が多いほど,粒度の細かいものほどガス吸収量は多くなるが,本実験装置のように開放型のものではゼオライト層通過後の炭酸ガス濃度は,ゼオライトの吸収力が飽和するまでは低下するものの,飽和後は時間と共に高くなり,やがて初期濃度に戻る経過を辿る。ガス吸収速度については,本実験範囲内では明確な差が現れておらず,今後の詳細な追究を待たねばならない。(3)ゼオライトの繰り返し使用を目的に,一旦,炭酸ガスを吸収したゼオライトを再加熱し炭酸ガスを除去する再生処理を行ない,その後の吸収力を調べてみた。その結果,繰り返し回数が多くなるほど吸収量が減少する事がわかった。なお,この実験では再生温度がゼオライト特性の保持と関係し,本実験では250°C以下の温度で再生することが必要と判明した。本年度は,昨年度得られたデータをもとに石炭灰(フライアッシュ)のゼオライト化,それによる炭酸ガス吸収についてより詳細な実験的追究を行った。ただ,炭酸ガス吸収実験については,ガス吸収後の濃度を定常状態として得るため,昨年度とは異なり流路を密閉型とした。

(1)本研究により作成されたゼオライト化石炭灰は,直径が約510μm程度め粉末状であり,流動する気体中に飛散浮遊する。従って,ガス吸収システムの実用化を考えた場合,ペレット状等に焼結固化して利用することが一般的との考えより,焼結固化の実験をおこなった。(2)ゼオライト化石炭灰単体では,700°C以上の高温で加熱しなければ固化せず,しかもその場合にはX線回折法による測定で,アルカリ処理により生成したゼオライト鉱物による回折ピークが消失し,ゼオライト特性が失われることが明らかとなった。従って,ゼオライト特性を維持し低温で焼結固化させるためには適切なバインダー(結着材)が必要となり,本研究では消石灰と木節粘土をその候補とし実験を行った。その結果,いずれもバインダーとしての機能を有することが明らかとなったが,本研究では天然に存在し環境負荷の少ない木節粘土を用いて固化をおこなった。(3)直径7mm,高さ6mmの円柱状ペレットに焼結固化したゼオライト化石炭灰を用いてガス吸収実験をおこない,炭酸ガス吸収ができることを確認した。しかし,天然ゼオライトとの比較実験により,その能力はあまり高くなく,より吸収能のあるものを作成する必要があることが判明した。また同時に,粒度や雰囲気温度などゼオライト化石炭灰の諸条件と炭酸ガス吸収量の関係や他のガスによる影響についても追究すべき今後の課題となった。排ガスからの炭酸ガス吸収システムとして,吸収剤が連続的に排ガス処理を行うものが実用的である。本年度はこの点を考慮して実験装置を開放型風洞とし,しかも昨年まで利用できなかった粉末状の吸収剤が利用できるように一部改良を行った。また,本年度は研究計画の最終年度にあたり,これまでのまとめと今後の課題について検討を行った。以下に得られた結果を示す。1.開放型風洞の場合,混合ガス濃度は吸収部を通過後,一旦急激に減少し最小値を取り,その後,時間の経過とともに初期濃度に漸近する傾向を示す。ただ,流入する混合ガス濃度に対して吸収剤の炭酸ガス吸収容量が十分大きい場合(本研究では天然ゼオライトで充填量が多い場合)には,吸収量が飽和するまで最小値は保たれ浄化作用が持続する。本実験では,0.3%濃度の混合ガスを0.03%以下のほぼ大気に近い状態にまで浄化できた。2.吸収剤の如何を問わず,粉末状の吸収剤は吸収量が高く,表面積/体積の大きいものが効果的であることが確認できた。ただ,粉末の場合は固結化されたものに比べ,撹拌などにより強制的に混合ガスとの拡散・混合を図ることが重要で,この操作が吸収量を高めることになる。3.試作したゼオライト化石炭灰は,天然ゼオライトほど高くはないものの炭酸ガスの吸収能力を有することが確認できた。4.産業廃棄物の石炭灰をゼオライトに転換し,炭酸ガス吸収剤として有効利用できることが実証された。また,より高い吸収力を持つゼオライトへの転換や吸収装置の開発が今後の課題となった。
働く最中のヘモグロビン分子内動態の原子レベル追跡

本研究では、研究代表者の柴山が開発した独自のヘモグロビン分子の調製法と結晶化技術に、高繰り返し光解離法と低温捕捉X線解析法を組み合わせて、配位子光解離後のヘモグロビン分子内動態の直接観測を目指している。この年度は、本研究の中心課題である放射光構造解析実験を進めるため、高エネルギー加速器研究機構のビームタイム(PF AR NW12AとPF 5A)を前後期の3回利用した。これらに合わせたヘモグロビン調製・結晶化を進めると共に、昨年度までに構築した結晶顕微分光測定システムを用いて各結晶のCO光解離条件を決定した。これらの基礎実験を基にPF放射光でレーザー光解離実験を行った。前期の実験では、T状態CO結合型ヘモグロビン結晶を対象としたCO光解離前後の単結晶X線構造解析を行い1.45Å分解能のデータセットを取得した。T状態ではほぼ完全な光解離が達成され、α鎖中とβ鎖中のCOの移動経路をそれぞれ明確に同定することができた。また、α鎖とβ鎖の主鎖レベルのタンパク質の動きの違いも観測することができた。後期の実験では、R状態CO結合型ヘモグロビン結晶とR2状態CO結合型ヘモグロビン結晶を対象としたCO光解離前後の単結晶X線構造解析を行い、それぞれ1.60Å分解能と1.70Å分解能のデータセットを取得した。これらの試料の光解離収率は50%弱とT状態のそれよりは低かったが、差フーリエマップでCOの移動経路をそれぞれ追跡することができた。これらの結果を整理し、論文発表の準備を行っている。計画していたT状態とR状態のCO結合型ヘモグロビン結晶の高分解能光解離構造解析実験に成功した。この年度は、研究をさらに進めて、結晶作製の難易度の高いR2状態CO結合型ヘモグロビン結晶の高分解能光解離構造解析実験にも成功した。これらの研究結果から、ヘモグロビンのとりうる構造空間内の包括的な議論が可能となる。今後は構造解析の精密化作業を完成させ、結果を論文発表する。1)光励起分光測定システムの構築と性能評価:設備備品として導入したパルスレーザーと現有の顕微分光光度計及びクライオ装置の組み合わせから成るタンパク質結晶用光励起分光測定システムを構築した。この年度は、比較的量子収率の高い光感受性タンパク質の一つである光活性化アデニル酸シクラーゼ(PAC)単結晶を用いた予備的実験を行い、室温および低温下でのPAC結晶の吸収スペクトルの光応答を観測すると共に、この光励起分光測定システムの性能を評価した。2)Relaxed(R)状態CO結合型ヒト・ヘモグロビン結晶の形状変換: R状態CO結合型ヒト・ヘモグロビンの結晶は容易に結晶化できる。しかしながら、結晶の形状がコロコロした8面体であるため、どの方向からも光解離用レーザーが通りにくい難しさがある。この問題を回避するため、蒸気圧を保ちつつ結晶化溶液を薄く広げ、厚さを制限したバッチ法を行い、形状を平板形に変えた結晶を調製した。3)Tense(T)状態CO結合型ヒト・ヘモグロビンの調製:通常のT状態デオキシヘモグロビン結晶にCOが4個結合すると四次構造変化(T-R転移)が起こり結晶は壊れる。T状態CO結合型ヘモグロビン結晶を安定化するため、ヘモグロビンのα鎖あるいはβ鎖いずれか一方のサブユニットのFe(II)ヘムのみをO2やCOと結合しないNi(II)ヘムに置き換えた2種類の金属置換混成ヘモグロビン(COが2個だけ結合したヘモグロビン分子)を調製し凍結保存した。次年度以降、これらの試料を用いて、安定なTense(T)状態CO結合型ヒト・ヘモグロビンの結晶化を行う。本研究を進める上で必須のクライオ装置の本学への移設時期が予定よりも遅れた(年度半ばとなった)ため、研究全体の進行が若干遅延した。しかしながら、本年度の最重要課題である「低温対応のタンパク質結晶用光励起分光測定システムの構築」は年度内に達成することができ、今後の研究遂行に支障はないと考えている。本研究では、研究代表者の柴山が開発してきた独自のヘモグロビン分子の調製法と結晶化技術に、高繰り返し光解離法と低温捕捉X線解析法を組み合わせて、配位子光解離後のヘモグロビン分子内動態の直接観測を目指している。この課題を達成するためには、試料面では光解離実験に適した良質なヘモグロビン単結晶の作製、ハード面では光解離収率を向上させ中間的状態の相対的な安定化を図る工夫が必要である。さらにヘモグロビンでは、ミオグロビンとは異なり、配位子移動動態をT状態とR状態の両方で比較評価する必要がある。当該年度では、光学的に薄く、かつ、回折強度に優れたTとRの両方のCO結合型ヘモグロビン単結晶試料の調製を集中的に行った。ハード面では、パルスレーザー、顕微分光光度計、および、低温窒素吹き付け装置を組み合わせた(実験室系)低温光励起顕微分光測定システムを構築して、CO結合型ヘモグロビン結晶の光解離条件を検討した。また、同システムを用いた、光活性化アデニル酸シクラーゼ結晶(フラビンタンパク質)、塩素イオンポンプロドプシン結晶(レチナールタンパク質)の光励起分光実験も行い、システムの有用性を検証した。上記の結果を基礎として、R状態CO結合型ヘモグロビン結晶を対象とした時分割単結晶X線構造解析を行った。

光解離したCOの電子密度を時間追跡し、ヘム鉄からタンパク質外部に至る移動経路と、COを送り出すタンパク質部分の動きを同定した。これらの実験結果から、α鎖とβ鎖の違いが浮き彫りになった。現在、差分距離行列を用いて、COの解離したヘムから主鎖構造の変位が分子全体に広がっていく道筋を解析している。実験室系の低温光励起顕微分光測定システムが稼動したこと。放射光での測定条件(レーザー強度、周波数、温度など)の検討を事前に実験室で行えるようになり、作業の効率化が図られたこと。また、難易度の高い(光解離収率の低い)R状態ヘモグロビン結晶の光解離結晶構造解析実験に成功したこと。以上の点から、今後の実験も円滑に遂行できると判断した。本研究では、研究代表者の柴山が開発した独自のヘモグロビン分子の調製法と結晶化技術に、高繰り返し光解離法と低温捕捉X線解析法を組み合わせて、配位子光解離後のヘモグロビン分子内動態の直接観測を目指している。この年度は、本研究の中心課題である放射光構造解析実験を進めるため、高エネルギー加速器研究機構のビームタイム(PF AR NW12AとPF 5A)を前後期の3回利用した。これらに合わせたヘモグロビン調製・結晶化を進めると共に、昨年度までに構築した結晶顕微分光測定システムを用いて各結晶のCO光解離条件を決定した。これらの基礎実験を基にPF放射光でレーザー光解離実験を行った。前期の実験では、T状態CO結合型ヘモグロビン結晶を対象としたCO光解離前後の単結晶X線構造解析を行い1.45Å分解能のデータセットを取得した。T状態ではほぼ完全な光解離が達成され、α鎖中とβ鎖中のCOの移動経路をそれぞれ明確に同定することができた。また、α鎖とβ鎖の主鎖レベルのタンパク質の動きの違いも観測することができた。後期の実験では、R状態CO結合型ヘモグロビン結晶とR2状態CO結合型ヘモグロビン結晶を対象としたCO光解離前後の単結晶X線構造解析を行い、それぞれ1.60Å分解能と1.70Å分解能のデータセットを取得した。これらの試料の光解離収率は50%弱とT状態のそれよりは低かったが、差フーリエマップでCOの移動経路をそれぞれ追跡することができた。これらの結果を整理し、論文発表の準備を行っている。計画していたT状態とR状態のCO結合型ヘモグロビン結晶の高分解能光解離構造解析実験に成功した。この年度は、研究をさらに進めて、結晶作製の難易度の高いR2状態CO結合型ヘモグロビン結晶の高分解能光解離構造解析実験にも成功した。これらの研究結果から、ヘモグロビンのとりうる構造空間内の包括的な議論が可能となる。当初の計画通り、本年度構築した低温対応のタンパク質結晶用光励起分光測定システムを用いて、各種ヘモグロビンの光解離収率の測定を行う。これと並行して、昨年度進行の遅れたT状態ヘモグロビン試料の結晶化を進める。また、これらの結晶試料と実験室系結晶分光データを基礎にして、放射光での時分割単結晶X線回折測定へと進む。100-140Kでの高繰り返しパルスレーザー照射法に関しては、この方法論の先駆者である連携研究者の佐藤(旧姓富田)との協力体制で進める。平成30年度には、本研究課題を遂行するための高エネルギー加速器研究機構のビームタイム(PF AR NW12A)が配分されている。これに照準を合わせて予定通り実験を進める。
超塑性合金をマトリックスとした短繊維強化複合材料の製造とその超塑性加工

超塑性合金をマトリックスとした短繊維強化複合材料を作製し、その材料特性をしらべるとともに,超塑性合金の高い塑性変形能を利用した複合材料の二次加工性を明らかにすることを目的とした。マトリックスは,熱処理のみで微細粒超塑性を発現する組織が得られるZuー22Al合金とし,SiCウィスカ-とAl_20_3短繊維のプリフォ-ムの隙間に高圧鋳造によって合浸させて複合鋳塊とした。プリフォ-ムにおける強化繊維の体積率は10%,20%,30%とした。この複合鋳塊より熱間押出材を作製すると,マトリックスの変形抵抗が低いことから,押出方向に配向する際に繊維に作用するせん断応力は低下するため,繊維の折損がある程度抑制される。Vf30%複合材のSiCウィスカ-の平均アスペクト比の低下は,鋳塊中と比較して1/2程度に留まることがわかった。SiCウィスカ-が配向している押出複合材の,高温変形挙動を引張試験によって評価した。複合材のひずみ速度感受性指数(m値)は,Vf13%で0.28,Vf20%で0.16と繊維の体積率が高くなると低下し,マトリックス材が超塑性を発現する条件下においても超塑性を示さなかった。しかし,Vf13%の複合材で最大80%の破断伸びを示すことは,短繊維強化複合材としては著しく高い延性を有していることがわかった。延性が最も高い引張試験条件の温度とひずみ速度で測定した複合鋳塊の限界据込み率は,Vf20%複合材で60%を示し,内部組織には引張試験片に見られた繊維とマトリックスの間に発生する空洞が少ないことが観察された。さらに,据込み加工によって複合鋳塊をカップ形状やフィン付きの容器に成形することを試みた。カップおよびフィンとも肉厚が2mm程度の隙間にも複合材が十分入り込んでおり,複合材を複雑な形状に二次加工できることを明らかにした。
下顎骨の延長仮骨に及ぼす電気刺激の効果

仮骨延長法を行う際、仮骨の形成成熟が遅延して骨結合を生じないこと、延長器の装着時間が長くなり感染の危険が増大することなどがしばしば問題となる。これらを防止して早期に骨結合を得るためには骨形成促進法と組み合わせて仮骨形成を促進することが有効と考えられる。そこで今回、電気刺激が仮骨延長された下顎骨の形成成熟に対して促進効果を有するか否かを検討した。成熟白色家兎16匹を材料とし、下顎骨にオルソフィックスM100延長器を装着した後、骨切りを行い、3日間の待機の後、1日0.7mmの割合で10日間延長を行った。これらのうち8匹を電気刺激群とし、延長器のスクリューを電極とした直流電気刺激装置ISO EBS-635を装着して延長時に電流10マイクロアンペアで電気刺激を加えた。他の8匹では電気刺激を加えなかった。延長後の固定期間は両群とも10日、20日、30日、60日とした。仮骨形成は、X線および二重エネルギーX線吸収法(DEXA)による骨密度比(%BMD)、延長仮骨部の脱灰組織標本の光学顕微鏡による観察、顕微鏡画像解析システムAE-6920-MCH(アート社)による新生骨組織面積によって総合的に評価した。その結果、X線における観察では刺激群と非刺激群に明らかな差はみられなかったが、延長後10日および20日で電気刺激群が非刺激群に比べて仮骨形成が促進されていることが組織学的に観察された。%BMD値、新生骨面積値でも、延長後10日および20日で電気刺激群が非刺激群に比べて増加傾向を示したが、延長後30日および60日では両群に差がなかった。これらの所見から電気刺激は延長仮骨の形成成熟に対して早期に促進効果を持つことが示唆された。実験方法の確立1)体重が約3kgの家兎(日本白色)を用いて、ケタラール麻酔およびアセプロマジンによる鎮静下に下顎骨骨切り術を施行した。骨切りはイリザロフ原法では、corticotomyとされているが、下顎骨では骨髄も切断されてしまうためosteotomyとならざるを得なかった。2)術後感染の問題から切開は口腔外とし、術後抗生物質ABPCを100mg静注するようにした。3)術直後は生理食塩水を出血量にあわせて静注し、経口摂取困難のため手術翌日は飲水のみとし2日目から6日目まで軟食とし生存可能となった。また、latencyperiodは全身状態良好となった7日間とした。4)手術時にオルソフィツクスM100延長器の装着は可能であったが、直流定電流刺激発生装置EBS-625の装着は困難で、延長のスクリューをそのまま電極とするよう発生装置を改良した。そのため端子は1セットとし、電流は骨壊死を起こさない15μAを至適電流とした。電流の効果を確実とするため、延長開始時より電気刺激し固定期間中も同じ電流量で通電した。5)1日0.7mmで10日間の延長(合計7mm)を行った後に、1週間、2週間、1、2か月間の固定期間を置き、10%formalin neutral bufferにて環流固定し屠殺している。以上、直流電流刺激発生装置を用いて下顎骨延長仮骨を行う実験方法を初めて確立し得た。現在、レントゲン撮影および組織学的観察のための試料作成中である。

これらを防止して早期に骨結合を得るためには骨形成促進法と組み合わせて仮骨形成を促進することが有効と考えられる。そこで今回、電気刺激が仮骨延長された下顎骨の形成成熟に対して促進効果を有するか否かを検討した。成熟白色家兎16匹を材料とし、下顎骨にオルソフィックスM100延長器を装着した後、骨切りを行い、3日間の待機の後、1日0.7mmの割合で10日間延長を行った。これらのうち8匹を電気刺激群とし、延長器のスクリューを電極とした直流電気刺激装置ISO EBS-635を装着して延長時に電流10マイクロアンペアで電気刺激を加えた。他の8匹では電気刺激を加えなかった。延長後の固定期間は両群とも10日、20日、30日、60日とした。仮骨形成は、X線および二重エネルギーX線吸収法(DEXA)による骨密度比(%BMD)、延長仮骨部の脱灰組織標本の光学顕微鏡による観察、顕微鏡画像解析システムAE-6920-MCH(アト-社)による新生骨組織面積によって総合的に評価した。その結果、X線における観察では刺激群と非刺激群に明らかな差はみられなかったが、延長後10日および20日で電気刺激群が非刺激群に比べて仮骨形成が促進されていることが組織学的に観察された。%BMD値、新生骨面積値でも、延長後10日および20日で電気刺激群が非刺激群に比べて増加傾向を示したが、延長後30日および60日では両群に差がなかった。これらの所見から電気刺激は延長仮骨の形成成熟に対して早期に促進効果を持つことが示唆された。
技術者の仕事経験の多様性と創造的成果

平成30年度は、年度前半に、技術者の仕事経験と創造的成果を媒介する概念として、「技術者の能力」に注目し、既実施のインタビュー調査を再整理しながら、創造的成果を生み出す技術者の能力にまつわる投稿論文を作成して査読誌への投稿を行った。より具体的には、創造的な新製品を生み出す製品開発リーダーは、「アイデアの提案と実現のための工夫をする力」、「幅広い専門技術」「俯瞰的な視点の高さやシステム志向をする力」、「プロジェクトを推進するリーダーとしての力」、「内発的なモチベーション」を持つと考えられるという内容である。査読結果は残念ながら掲載不可となったが、査読者からの指摘点をふまえた改稿を今後とも進めて、査読誌への掲載を目指していきたい。また、前年度に行った技術者の仕事経験についての文献研究をふまえて、既取得データを用いた技術者の仕事経験の多様性についての統計分析を進めた。これまでの文献研究の整理から、小池(2006)などによるタテとヨコのジョブ・ローテーションにみられる客観的な仕事経験と、金井・古野(2001)などによる「一皮むける経験」に代表される主観的な仕事経験とを組み合わせて、既取得データから技術者の仕事経験のパターンを作るなどを試行したが、現在までのところ研究成果を公表できるほどの研究成果を得ていない。このように、平成30年度に進めた研究活動は、今年度の研究業績とすることはできなかったが、令和元年の業績とするべく研究を推進していきたい。技術者の経験と成果の関係を媒介する能力についての論文を執筆し、技術者の経験のパターン化を試行するなどの研究を進めたものの、投稿した論文が掲載不可になったことや、経験のパターン化が研究業績にまとめるまでに至らなかったことなどによって、平成30年度の研究業績にするに至らなかった。また、研究科内での共同研究の研究負荷が想定よりも高く、また本研究との関連性が薄かったことも一因である。かかる状況をふまえ、達成度がやや遅れていると判断した。平成30年度に進めた研究内容を研究業績化するにあたって、旅費などを活用して在首都圏の連携協力者の協力やアドバイスを適宜得ながら研究業績化を進めていきたい。この研究業績化をひとつのテコにして、本研究にまつわる調査に理解や関心があるリサーチサイトの獲得を進めていきたい。また、研究科内での共同研究プロジェクトの実施や教育や管理・運営にまつわるその他の業務の輻輳などが引き続き予想されるが、共同研究プロジェクトにおいては、本研究にまつわる調査・研究を可能な範囲で織り込む努力を行っていきたい。平成29年度は、主に「仕事経験」と「創造的成果」についての文献研究を進めた。仕事経験については、金井・古野(2001)などによる「一皮むける経験」に代表される主観的な仕事経験の重要性が近年とみに主張されている。一方、藤本(2001)に示されているように、ある程度は客観的に把握可能な仕事経験の組み合わせによる中長期的なジョブ・ローテーションによる能力形成を企業が用いてきたことが知られている。前者の主観的な仕事経験については、仕事経験の整理・体系化は未着手といってもよい状況にある。そのため、主観的な仕事経験をいかに整理・体系化し多様性概念につなげていくかが大きな課題になる。後者の客観的な仕事経験については、伝統的にはHackman & Oldham(1980)などによる仕事(job)の体系化があり、さらには小池(2006)などによる経験の「幅」と「高さ」という概念整理が提示されているものの、創造的成果という文脈に即した整理・体系化が進められているとはいえず、さらには多様性という概念は導入されていないように思われる。さらに、主観的な仕事経験と客観的な仕事経験の間には、相互作用がある可能性が鳥取部(2016)によって示されている。この側面からの仕事経験の多様性へ、仕事経験の整理・体系化を進めていく必要がある。また、創造的成果については、技術者の創造的成果物についての測定について、十分な研究蓄積がなく、今後の研究蓄積にむけて、ひとつには創造性の大・小という視点、そして成果物を生む能力といった人やプロセスの視点、新商品や新技術を創出するステージの視点を複合させていくことが考えられる。これらの研究成果を今年度の業績とすることはできなかったが、平成30年度の業績とするべく研究を推進していきたい。計画していた技術者の仕事経験や創造的成果についての一定の文献研究について実施することができたが、年度が始まる前に想定していなかった学内での共同研究への参画などの案件が持ち上がり、それに従事する必要が生じたことや事務・管理業務の輻輳が生じたこともあって、計画していたパイロット調査に着手することができなかった。また、進めた文献研究について、学会発表や論文業績につなげることができなかった。

査読結果は残念ながら掲載不可となったが、査読者からの指摘点をふまえた改稿を今後とも進めて、査読誌への掲載を目指していきたい。また、前年度に行った技術者の仕事経験についての文献研究をふまえて、既取得データを用いた技術者の仕事経験の多様性についての統計分析を進めた。これまでの文献研究の整理から、小池(2006)などによるタテとヨコのジョブ・ローテーションにみられる客観的な仕事経験と、金井・古野(2001)などによる「一皮むける経験」に代表される主観的な仕事経験とを組み合わせて、既取得データから技術者の仕事経験のパターンを作るなどを試行したが、現在までのところ研究成果を公表できるほどの研究成果を得ていない。このように、平成30年度に進めた研究活動は、今年度の研究業績とすることはできなかったが、令和元年の業績とするべく研究を推進していきたい。技術者の経験と成果の関係を媒介する能力についての論文を執筆し、技術者の経験のパターン化を試行するなどの研究を進めたものの、投稿した論文が掲載不可になったことや、経験のパターン化が研究業績にまとめるまでに至らなかったことなどによって、平成30年度の研究業績にするに至らなかった。また、研究科内での共同研究の研究負荷が想定よりも高く、また本研究との関連性が薄かったことも一因である。かかる状況をふまえ、達成度がやや遅れていると判断した。次年度は、前年度に進めた文献研究をもとにした研究成果としていく一方で、その成果をもとにした既存のアンケートデータによるパイロット分析的な検証・実証を進めていきたい。これは、想像以上のリサーチサイト獲得の難しさによる。リサーチサイト獲得難航の要因のひとつには、分析手法の高度化や分析内容の精緻化による実務家の理解レベルとの乖離があると思われるので、より平易な分析やわかりやすく工夫した分析内容の表現などを意識しながら研究を進めていく必要がある。平成30年度に進めた研究内容を研究業績化するにあたって、旅費などを活用して在首都圏の連携協力者の協力やアドバイスを適宜得ながら研究業績化を進めていきたい。この研究業績化をひとつのテコにして、本研究にまつわる調査に理解や関心があるリサーチサイトの獲得を進めていきたい。また、研究科内での共同研究プロジェクトの実施や教育や管理・運営にまつわるその他の業務の輻輳などが引き続き予想されるが、共同研究プロジェクトにおいては、本研究にまつわる調査・研究を可能な範囲で織り込む努力を行っていきたい。年度が始まる前に想定していなかった学内研究プロジェクトへの参画と学内競争的研究資金の獲得、そしてそれを用いた共同研究の実施やその他の業務の輻輳などもあって、計画していたパイロット調査に着手できなかったことが主な要因となる。また、リサーチサイト獲得が難航している。平成29年度に進めた文献研究をもとに研究成果をとりまとめていくことに用いる。また、この研究成果をもとに手元にある既存のアンケートデータを用いて、一定のパイロット的分析ができないかにトライしていきたい。この過程のなかで、在首都圏の連携協力者の協力を、旅費などを活用して適宜得ながら、調査に理解があるリサーチサイトの獲得を志向し、研究の進捗に努めたい。平成30年度は、技術者の経験と成果の関係を媒介する能力についての論文を執筆したものの、掲載不可との査読結果になった。
表面構造を化学的に制御した基板を用いるダイヤモンドヘテロエピタキシ-の実現

ダイヤモンドを基板とする半導体の実用化には、表面が平滑なダイヤモンドの単結晶薄膜を得ることが重要であり、異種基板上でのダイヤモンドの配向性制御技術の確立が必須である。そのためには、ダイヤモンドの核発生機構、成長機構の十分な理解が必要である。本研究では、ダイヤモンドの炭素源としてメタンを用い、水素を混合して反応物質とし、マイクロ波プラズマによって励起し、シリコン基板の上にダイヤモンド膜を析出させた。この方法で得られた膜は多結晶膜であった。一方、立方晶窒化ホウ素は結晶がダイヤモンド構造で、格子定数もダイヤモンドと同じである。立方晶窒化ホウ素の単結晶を基板として用いたところ、数100μmの厚さのダイヤモンド単結晶膜が得られた。このように、立方晶窒化ホウ素はダイヤモンド単結晶膜の基板として有効であるが、それ自体の単結晶膜化が困難であった。そこで、ホウ化物を中心とした多種の物質により前処理を行い、シリコン基板上の核発生密度の向上を図った。また、配向したダイヤモンド粒子は、隣り合った配向粒子同士が合体して成長するため、非配向の粒子よりも優勢に成長する。本研究では、この性質を利用し、成長過程を制御することにより、非配向粒子を配向粒子に取り込み、ダイヤモンド膜を単結晶化させることに成功した。本年度は、c-BN、MoB、LaB_6TaB_2等のホウ素化合物のダイヤモンド核発生に対する有効性を確認するために、粉末成形体を基板に用いてマイクロ波プラズマCVD法によりダイヤモンド合成を行った。その結果、c-BN、MoB、TaBaB_2粉末上においては10^7/cm^2程度の核発生密度が得られた。しかし、そのほとんどは五連双晶あるいは二重連双晶の多面体ダイヤモンドであった。一方、LaB_6の場合、生成粒子密度は10^510^6/cm^2であり、著しく多結晶化したダイヤモンドの生成が特徴的であった。LaB_6上での多結晶化は、合成後の基材表面が著しくエッチングされていたことから、エッチングによって気相に放出されたLaあるいはB成分が誘起した二次核発生に基づくと推察した。次に単結晶表面におけるダイヤモンドの析出挙動を把握するために、c-BNおよびTaB_2の単結晶を基材に用いてダイヤモンド合成を試みた。c-BNは粒径が約2050mumの高圧合成単結晶粒子を、TaB_2はアルミニウム融剤法で作製した粒径が210mumの単結晶粒子をそれぞれ使用した。その結果、c-BN単結晶の(100)および(111)面ににおいてダイヤモンドのヘテロエピタキシャル成長を確認した。しかし、(111)面のうち窒素終端されている(111)N面ではダイヤモンドの析出自体が認められず、マイクロ波プラズマ法においても最表面構成元素の違いがダイヤモンド析出に対して大きく影響することを明らかとした。一方、TaB_2単結晶の場合、現時点でダイヤモンドの高密度析出は認められていない。今後、単結晶育成条件の最適化ならびに各種表面処理の効果を検討していく必要がある。ダイヤモンドを基板とする半導体の実用化には、表面が平滑なダイヤモンド単結晶薄膜を得ることが重要であり、異種基板上でのダイヤモンドの配向性制御技術の確立が必須である。この方法で得られた膜は多結晶であった。また、配向したダイヤモンド粒子は、隣合った配向粒子同士が合体して成長するため、非配向の粒子よりも優勢に成長する。

本研究では、この性質を利用し、成長過程を制御することにより、非配向粒子を配向粒子に取り込み、ダイヤモンド膜を単結晶化させることに成功した。
薬物生体相互作用の多次元行列を用いた解析による、新薬力学モデルの開発

麻酔薬の経時的な作用変化について、主として脳波解析を用いた麻酔深度の評価から、薬物の相互作用、麻酔深度への影響に関する新たな知見を得た。特に、ドパミン作動系の薬物と、一般に臨床に用いられている吸入麻酔薬との相互作用に関して多くの発見をし、脳波の解析によるリアルタイムな薬物動態解析に関して、モデル確立の基礎データを得た。以前に、臨床研究で行った成果の一部を補完する結果を得る事で、今後、更なる研究の発展に資するものと考える。特に、麻酔深度と、麻酔終了後の覚醒時間との関係に関しては、誤解されていると推測される場面に新しい概念を導入する事が出来た。麻酔深度を深める事は、必ずしも覚醒時間の延長には繋がらず、寧ろ、ダイナミックな麻酔深度のコントロールによって、より適切な全身麻酔からの覚醒、回復を実現出来る可能性、状況を証明し得た。将来的には、臨床的応用を目指したいと考える。薬物の血中濃度測定に関しては、機器の障害から研究状況に遅延が生じていたが、脳波測定、解析等の研究に関しては概ね順調に推移し、これまでの結果を、2018年秋の米国麻酔科学会で発表した他、2019年春のヨーロッパ麻酔科学会で成果を公表する予定である。機器の障害に関しても、研究機関を延長した平成31年度に解決し、実験の遂行が遅滞なく行えるものと判断する。また、当初の計画であった最終年度の成果に関しても、2019年秋の海外の国際学会に演題を提出している。薬物濃度測定に用いる予定であった、研究室現有の機器の修理が必要となり、検出器の新規購入予算のみを申請していた為、その手続きに時間を要した。研究期間を延長する事により、平成31年度中に、当初に予定していた研究を完遂する予定である。薬物濃度測定に関わる分野以外の研究領域に関しては、特に脳波のリアルタイム解析に関しては順調に進捗しており、大きな問題は無いと考えている。計画より若干の遅延を生じたが、実験機器の修理、整備によって、必要であった薬物濃度測定が可能になると考える。昨年度は、薬物動態の解析について遅延を生じた為、脳波測定に関する研究を先行して行い、拮抗薬に関する薬理学的な新しい知見を得て、国際学会への演題を応募する等、所定の成果を挙げた。本年度は、本来の目的であった血中濃度の推移に関しても、検討を加え、全身麻酔中のリアルタイムな変化に関して、十分な知見を得て、研究を完成したいと考える。従来より続けていたマウスを用いた就眠をエンドポイントとした実験系に加え、本研究ではラットを用いて脳波測定を開始した。マウスを用いた実験の結果に関しては、論文がほぼ執筆完了し、現在投稿の準備を進めている最中である。ラットを用いた実験に関しては、安定した脳波記録を得る実験系をほぼ確立し、代表的な吸入麻酔薬であるセボフルラン、静脈麻酔薬であるプロポロールに加えて、集中治療領域で鎮静を目的に投与されるでクスメデトミジンを投与した際の麻酔に関して、覚醒状態から、就眠、再覚醒に至るまでの全経過について、リアルタイムで脳波の変化を解析する事に成功し、今後の発展に繋がるものと考えている。今後は、当初の目的に従い、それぞれの薬剤の相互作用に関して、時間軸を取り入れたモデル作成を目指し、麻酔薬の作用機序の他、全身麻酔から覚醒する過程の変化を明らかにしたいと考える。また、施設の既存器具を利用して、薬剤の血中濃度測定の準備も開始した。血中濃度測定の実験は、過去にも他施設で研究者が行っており、十分な経験を得ているが、近年の社会的要求から、測定時に生じる有害物質を減量する測定系を工夫する予定を追加した。新しい測定系の信頼性を早期に確立したいと考える。成果の一部は、ほぼ毎年、国際学会で発表した他、2017年度の国際学会に於いても、新しい知見の発表を予定している。本発表の後、初期に得られた知見に関して、論文を作成し、投稿する予定である。研究代表者が施設を異動する等の状況もあったが、概ね、研究は順調に進展していると考えられる。基礎医学系の動物実験に最も頻用されている、齧歯類の代表であるラットの脳波測定並びにBispectral Indexのモニタリング手段を確立させ、麻酔薬と、全身麻酔中に併用される他薬剤との相互作用の薬力学特性を、麻酔開始、麻酔終了、覚醒、の過程を通じて、経時的に記録、解析出来る態勢を整えた。臨床の場面で広く使用されているプロポフォール、セボフルラン、デクスメデトミジンを実験動物に投与し、麻酔薬と鎮静薬との相互作用に関して、新たな知見を得た。予備実験では、プロポフォールにによる静脈麻酔に関しては正確な測定が困難と考えていたが、実験系の精度を高めた結果、Bispectral index、spectral edge frequencyは量(濃度)依存性に減少し、amplitudeが増加する事を確認した。吸入麻酔薬(セボフルラン)と相乗的な反応を示すブチロフェノン系の抗精神病薬であるハロペリドール、ドロペリドール、メトクロプラミドとの相互作用を解析し、これらの薬剤がセボフルランで麻酔中のBispectral Indexを大きく変化させる一方、全身麻酔からの覚醒に関しては経時的な脳波変化が、実際の覚醒状態と異なる現象を見出した。これらの結果の一部は、平成30年度6月のEuroanaesthesia 2018(ヨーロッパ麻酔科学会)の演題として採用され、発表を予定している。平成30年度のAmerican society of Anesthesiologistsの年次総会にも、抄録を提出した。関連する領域の研究成果についても、英文誌への掲載が決定している。

初年度は、研究者の施設異動と重なり、病院の診療業務との調整も難しく、やや遅延が有ったが、平成29年度後半はおおむね順調に進展しており、国際学会での発表機会も得た。関連する、臨床的な研究に関しても成果の掲載が確定し、進捗状況は良好と考える。病院診療業務の調整も平成29年度10月に調整が行われ、29年度後半は新しい知見を得られるだけの成果を達成する事が出来た。今後は十分な研究活動が継続的に行われると判断している。血中薬物濃度の測定に関しては、次年度に必要な機材を調達する予定で、準備を進めている。麻酔薬の経時的な作用変化について、主として脳波解析を用いた麻酔深度の評価から、薬物の相互作用、麻酔深度への影響に関する新たな知見を得た。特に、ドパミン作動系の薬物と、一般に臨床に用いられている吸入麻酔薬との相互作用に関して多くの発見をし、脳波の解析によるリアルタイムな薬物動態解析に関して、モデル確立の基礎データを得た。以前に、臨床研究で行った成果の一部を補完する結果を得る事で、今後、更なる研究の発展に資するものと考える。特に、麻酔深度と、麻酔終了後の覚醒時間との関係に関しては、誤解されていると推測される場面に新しい概念を導入する事が出来た。麻酔深度を深める事は、必ずしも覚醒時間の延長には繋がらず、寧ろ、ダイナミックな麻酔深度のコントロールによって、より適切な全身麻酔からの覚醒、回復を実現出来る可能性、状況を証明し得た。将来的には、臨床的応用を目指したいと考える。薬物の血中濃度測定に関しては、機器の障害から研究状況に遅延が生じていたが、脳波測定、解析等の研究に関しては概ね順調に推移し、これまでの結果を、2018年秋の米国麻酔科学会で発表した他、2019年春のヨーロッパ麻酔科学会で成果を公表する予定である。機器の障害に関しても、研究機関を延長した平成31年度に解決し、実験の遂行が遅滞なく行えるものと判断する。また、当初の計画であった最終年度の成果に関しても、2019年秋の海外の国際学会に演題を提出している。薬物濃度測定に用いる予定であった、研究室現有の機器の修理が必要となり、検出器の新規購入予算のみを申請していた為、その手続きに時間を要した。研究期間を延長する事により、平成31年度中に、当初に予定していた研究を完遂する予定である。薬物濃度測定に関わる分野以外の研究領域に関しては、特に脳波のリアルタイム解析に関しては順調に進捗しており、大きな問題は無いと考えている。計画通り、次年度は血中薬物濃度の測定に関しても、研究を展開したいと考える。引き続いて、薬物相互作用を経時的に観察、証明するモデルの開発に取り組む事を予定する。29年度は吸入麻酔薬の薬力学に注目していたが、30年度は、以前より研究を続けている静脈麻酔薬の特性に関しても、研究を推進したいと考える。特に、病院の麻酔科臨床診療に関連する、麻酔薬とメジャートランキライザーと呼ばれる鎮静薬との相互作用に関しては、本年度、明確な知見を得る事が出来た事から、平成30年度は、より詳細かつ正確な実験結果を得て、成果を得たい。また、薬物の血中濃度測定に関しても、次年度で必要な機材を調達して、相互作用の裏付けとなる薬力学的な結果を得る事を予定している。
鎖国期日本のマジョリカ陶器色絵フォグリー文アルバレルロとカトリック修道院

マジョリカ陶器アルバレルロは、本来はカトリック修道院薬局専用の薬容器で、大航海時代にヨーロッパ船で世界中に広まった。大坂出土品のような日本の色絵フォグリー文アルバレルロは、壺の作りはヨーロッパの同時代のものだが、意匠だけは何故か半世紀以上古い。そこで、どんな種類のマジョリカが、いつ、どこに流通したかを探り、実物比較から大坂出土品が日本向けの特注品だったことを再確認し、鎖国・禁教令下に、半世紀も前の意匠をもつカトリック寄りの壺がどのように注文され、茶道の器に採用されたのかを考える。情報伝達者は千々石ミゲルが一番の候補で、天正少年使節の訪問地を辿り、色絵フォグリー文を知り得たかどうかを調べる。
冷戦とグレアム・グリーンのメディア戦略

本研究は一般的な英文学史上では依然としてカトリック作家として位置づけられているグレアム・グリーンが、冷戦構造が明確であった20世紀後半に、第三世界を中心に複雑な政治的状況に深くコミットしていたことに注目し、その関わり方をメディアに焦点を当てて考察するものである。グリーンが当時の新聞・雑誌などのメディアにどのように向き合い、いかにメディアを利用してきたか(あるいは利用されてきたか)を、この時期に書かれたフィクションや、『タイムズ紙』などにグリーンが寄稿した記事を分析しつつ進めていく。2018年度は、ハイチや中南米でのグリーンの冷戦時の足跡を辿る予定であったが、文献資料が十分に収集できなかったことや、グリーンの比較文学的テーマでのシンポジウムや機関誌への執筆依頼があったこともあり、若干の変更を余儀なくされた。2018年度の研究内容の詳細は以下のとおりである。1.グリーンの映画論に関する書物の書評の執筆。2.冷戦中期のグリーンの作品『喜劇役者たち』の精読と分析。論文としてまとめる予定であったが、研究書等の読み込みが十分でなく、論文作成に至っていない。3.グリーンと遠藤周作の比較考察についての論文の執筆。前年度に学会の依頼で行ったシンポジウムでの内容を論文としてまとめた。4.冷戦時のグリーンのエスピオナージについての資料の収集と文献の分析。冷戦時代のイギリスの情報活動に関する文献は十分に揃えることができたが、分析に関してはまだ作業半ばである。「やや遅れている」ことの理由は、当初予定していた「中南米を中心とした冷戦中期のグレアム・グリーンの記事やフィクションの精読と分析」が十分にできなかったことによるものである。グリーンと遠藤の比較文学的テーマでのシンポジウム後の論文執筆依頼や、グリーンと映画関係の研究書の書評依頼があり、これらの作業に時間を要したため、研究に遅れが生じた。2019年8月の遠藤周作学会で、グリーンの冷戦後期のフィクション『ヒューマン・ファクター』をとり上げ、遠藤とグリーンの比較文学的考察について発表することが決まっているため、その準備の一環として、1970年代のグリーンの足跡やキム・フィルビーとの関係を辿る文献を読む。そして9月にはイギリスに出向き、冷戦中・後期(1960年1980年代)のグリーンに関する資料収集を行う。ロンドンの大英図書館で新聞や雑誌の記事に当たるほか、イギリス国立公文書館では、MI6などの情報機関にまつわる文書を探す。また冷戦中・後期のグリーンに関してのことを論文にまとめる予定である。本研究は20世紀をほぼ駆け抜けたイギリス人作家グレアム・グリーンが、冷戦期において東南アジアや中南米諸国の政治的状況と深く関わっていたことに注目し、それらの場所を舞台にした作品や、この時期にグリーンが『タイムズ』紙などのメディアに発信し続けた言説を分析し、文学と政治のインタラクティブな関係を考察するものである。初年度である平成29年度は、予定通り冷戦中期を対象とし、キューバ革命やキューバ危機を中心に、グリーンが冷戦時の政治的な状況にどのように関わっていたかを示す文献資料をイギリスで収集した。また、冷戦フィクション『ハバナの男』(Our Man in Havana)を精読・分析し、考察を行った。詳細は以下のとおりである。1.キューバ革命やキューバ危機に関するイギリスの新聞記事、及びこの時期にグリーン自身が投書という形でメディアに寄せた記事をロンドンの大英図書館で収集した。2.冷戦のターニングポイントの一つでもあるキューバ革命やキューバ危機を巡ってのイギリス政府の外交政策や、グリーンのイギリス政府批判に関する情報を集めるために、イギリス国立公文書館に赴き、今は公開されているが当時は極秘扱いであった外務省関係のドキュメントを閲覧し、可能なものは写真に収めた。3.得た資料を基に、キューバに関しての冷戦期のグリーンの言説を分析し、さらに『ハバナの男』を冷戦風刺小説として読むことを通して、グリーン自身の冷戦期のスパイ活動についての推察を論文としてまとめた。4.日本キリスト教文学会の関西支部冬季大会の公開討論会のパネリストとして参加し、グリーンと「日本のグレアム・グリーン」と言われる遠藤周作の影響関係について論じた。イギリスの大英図書館では、冷戦期(特に1960年代)のグリーンが、キューバをめぐってどのような言説をメディアに発信したかを知る資料を集めることができた。また、イギリス国立公文書館では、長らく機密扱い、であった冷戦期のイギリス外務省とキューバのイギリス大使館の報告書などの文献を閲覧したり写真に収めることができた。これらは、冷戦期のグリーンの作家活動だけでなくスパイ活動の一端を知る貴重な資料となりうる。平成29年度末には、収集した資料を基に考察したものを紀要論文としてまとめた。(印刷中)本研究は一般的な英文学史上では依然としてカトリック作家として位置づけられているグレアム・グリーンが、冷戦構造が明確であった20世紀後半に、第三世界を中心に複雑な政治的状況に深くコミットしていたことに注目し、その関わり方をメディアに焦点を当てて考察するものである。

2.冷戦中期のグリーンの作品『喜劇役者たち』の精読と分析。論文としてまとめる予定であったが、研究書等の読み込みが十分でなく、論文作成に至っていない。3.グリーンと遠藤周作の比較考察についての論文の執筆。前年度に学会の依頼で行ったシンポジウムでの内容を論文としてまとめた。4.冷戦時のグリーンのエスピオナージについての資料の収集と文献の分析。冷戦時代のイギリスの情報活動に関する文献は十分に揃えることができたが、分析に関してはまだ作業半ばである。「やや遅れている」ことの理由は、当初予定していた「中南米を中心とした冷戦中期のグレアム・グリーンの記事やフィクションの精読と分析」が十分にできなかったことによるものである。グリーンと遠藤の比較文学的テーマでのシンポジウム後の論文執筆依頼や、グリーンと映画関係の研究書の書評依頼があり、これらの作業に時間を要したため、研究に遅れが生じた。平成30年度は、初年度に引き続き冷戦の中期を対象とするが、まず、第三世界が米ソの二大陣営を中心とした冷戦構造の中で置かれた状況などを、21世紀の視点から再検証するというアプローチで文献を読み、理解することに努めたい。次に、196080年にグリーンが中南米諸国を舞台として書いたフィクション、『喜劇役者たち』(The Comedians)と『名誉領事』(The Honorary Consul)の精読を行う。同時にグリーンが冷戦期にハイチやニカラグア、パラグアイ等の国々の政治状況に関して、メディアに寄せた記事などを分析する。グリーンの第三世界への関わりの考察には、Dermot GilvaryのDangerous Edges of Graham Greene (2012)等の知見も参考にしたいと考えている。2019年8月の遠藤周作学会で、グリーンの冷戦後期のフィクション『ヒューマン・ファクター』をとり上げ、遠藤とグリーンの比較文学的考察について発表することが決まっているため、その準備の一環として、1970年代のグリーンの足跡やキム・フィルビーとの関係を辿る文献を読む。そして9月にはイギリスに出向き、冷戦中・後期(1960年1980年代)のグリーンに関する資料収集を行う。ロンドンの大英図書館で新聞や雑誌の記事に当たるほか、イギリス国立公文書館では、MI6などの情報機関にまつわる文書を探す。また冷戦中・後期のグリーンに関してのことを論文にまとめる予定である。購入予定の文献書物を買うことができなかったため、次年度への繰越金ができてしまった。この費用は、グリーン関係の近刊予定研究書や冷戦時の文化・文学についての研究書の購入予定に充てる予定である。購入を計画していたノートパソコンが予算より安く買えたこと、また購入予定の文献の発刊が先に延びて購入できなくなったことなどが原因で当初の予算が余ることとなった。この残高は次年度の文献購入費に充てたいと考えている。
薬物代謝酵素CYP2C9遺伝子多型の構造-活性相関に関する研究

薬物代謝酵素CYP2C9において、日本人で見出される多型、CYP2C9*3, CYP2C9*28, CYP2C9*30、が酵素活性及び立体構造に与える影響を検討した。インビトロ機能解析によりCYP2C9*3及びCYP2C9*30は、グリブリドの代謝活性を有意に低下させること、X線結晶構造解析によりCYP2C9*30は基質結合部位においてロサルタンとの結合に重要な残基のアミノ酸変異であることを明らかとした。CYP2C9は現在市販されている医薬品の約15%の代謝に関与するP450分子種である。本研究では、CYP2C9において、日本人から見出される多型、*3(Ile359Leu)、*28(Gln214Leu)、*30(Ala477Thr)が、種々の薬物の代謝活性に与える影響を、組み換え酵素を用いたin vitro機能解析系により明らかにする。さらにX線結晶構造解析及び中性子線構造解析により、これらの医薬品とCYP2C9の結合様式を同定し、多型によってもたらされる基質依存性の活性変化のメカニズムを解明する。機能解析及び立体構造解析の両面から、多型がCYP2C9タンパクに与える影響を明らかにし、多型の影響を受けにくい医薬品の設計のための基盤的情報を得ることを目的とする。以上のことから、CYP2C9*3のみならず、CYP2C9*28及び*30は、GLBの代謝及び薬剤応答性に影響を及ぼす可能性が示唆される。23年度は、X線結晶構造解析のためのCYP2C9タンパクの大量発現系、及びタンパク精製系の確立のための研究を遂行した。タンパクの大量発現系の確立において、プラスミドは、N末を改変し、C末にHisタグを連結したヒトCYP2C9野生型の配列をTrcプロモーター下にサブクローニングしたものを用いた。日本人から見出される多型、*3(Ile359Leu)、*28(Gln214Leu)、*30(Ala477Thr)を含むCYP2C9プラスミドについて同様に構築し、シークエンス法にて配列を確認した。CYP2C9野生型プラスミドをDH5alpha、BL21、Chaperone Competent Cellp Gro7/BL21、及びRosetta2の4種の大腸菌にトランスフェクションし、CYP2C9タンパク発現量をCO差スペクトルで定量した。Rosetta2を宿主として用いた場合、1Lのカルチャーあたり314nmolのP450発現量をCO差スペクトルより確認できたが、残りの3種の大腸菌を用いた場合、発現量は低く、レアコドンが発現量に影響している可能性が示唆された。一方、タンパク精製系の確立においては、すでに大量発現系が確立しているCYP2B4をモデルタンパクとし、Niアフィにティクロマトグラフィー、CMセファロースイオン交換クロマトグラフィーを用いた場合、高純度に精製できることを確認した。以上の成果は、N末を改変することにより小胞体膜タンパクであるヒトCYP2C9が、大腸菌で可溶性タンパクとして発現できることを示しており、これらを材料として、X線結晶構造解析及び中性子線構造解析が可能であると考える。CYP2C9の遺伝子多型のうち、日本人で見出される*30(Ala477Thr)は、ロサルタンによる抗高血圧作用を消失させることから、この多型によってもたらされる基質依存性の活性変化のメカニズムを立体構造解析の面から解明することは、多型の影響を受けにくい医薬品の設計のために重要である。24年度は、23年度に確立したCYP2C9タンパクの大量発現系、及びタンパク精製系を用いて、純度の高いCYP2C9野生型・変異型の可溶化タンパクを大量に精製し、結晶化スクリーニングを行った。CYP2C9野生型タンパクを発現させた大腸菌を、超音波破砕後、界面活性剤により可溶化し、Ni-NTAアフィニティークロマトグラフィー、陽イオン交換クロマトグラフィーを用いてCP2C9タンパクを精製した。最終的に1Lのカルチャーあたり、Absoluteスペクトル及びCO差スペクトルから算出して純度98%以上のCYP2C9タンパクを65 nmol得た。精製タンパクをロサルタンと反応後、反応溶液をタンパク濃度として、30 mg/mlになるまで濃縮し、sitting-drop蒸気拡散法にて結晶化スクリーニングを行った。得られた結晶を、放射光施設にて測定し、分解能3.1オングストロームの回折データを収集した。今回データ収集に使用した結晶は、CYP2C9としてはこれまでに報告例のない空間群に属する結晶であり、ヘム鉄周辺には、ロサルタン由来と考えられる差フーリエ電子密度マップが得られた。Ala477Thr残基は、活性中心においてロサルタンに近接して位置し、ロサルタンの代謝に対するこの残基の重要性が示唆された。

今後は高分解能の回折データを収集するため、結晶化条件の最適化を行い、野生型と変異型タンパクへのロサルタンの結合様式の違いをX線結晶構造解析により明らかにする予定である。CYP2C9の大量発現のための宿主大腸菌の選択に予想以上に時間がとられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。CYP2C9の結晶化スクリーニングは、連携研究者である日本原子力研究開発機構・量子ビーム応用研究部門生体分子構造機能研究グループ・研究員の安達基泰先生の指導のもとに分担して行う。また、来年度は2か月間、派遣研究者を雇用し、CYP2C9タンパクの精製の効率化を図る予定である。