hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複雑な境界形状をもつ開水路流れの高精度数値解析法の開発

本研究は、河川工学における実用性の高い数値解析手法の構築を目的とし、現状の数値解析手法の問題点を解決するための要素技術を開発したものである。内容は、乱流モデルの改良、数値誤差の影響を受けにくい基礎方程式の定式化、移流-拡散方程式の高精度離散化スキームの提案および連立一次方程式の反復解法のベクトル化である。第2種2次流を解析対象とした代数応力モデルを開発し、複雑な横断面形状の開水路及び管路乱流に適用した。提案したモデルが平均流速とレイノルズ応力に関する実験結果を良好に再現することを確認した。また、自由水面近傍での乱流諸量の漸近挙動を検討した。境界適合座標系を使用すると、基礎方程式の移流項から保存形で表現されない項が新たに派生し、その取扱いが解析結果の精度に大きく影響を与える。本研究では、解析領域に対しては境界適合座標系を流速場にはデカルト座標系を使用する定式化を行った。未知量は非スタガード格子状に配置し、圧力場の振動解を抑える方法を組み込んだ。従来の高精度スキームの問題点である非物理的な振動解を抑制するために、移流フラックスをその点近傍での解の分布形に応じて調整する非線形の制限関数を導入した。その制限関数を高精度で広い安定条件を有するQUICKESTスキームに組み込む方法を提案し、その優位性を線形及び非線形の移流-拡散方程式への適用を通して確認した。数多くの連立一次方程式の反復解法について性能比較を行い、MSI法や前処理付きの共役勾配法系統の解法が収束速度や必要な記憶容量から判断して有利であることを見いだした。また、多数の反復解法をベクトル化手法を提案し、その手法がスーパーコンピュータ上で解法本来の収束速度を全く損なうことなく計算時間を短縮させることを確認した。本研究は,複雑な境界形状を有する開水路流れに対して実用性の高い数値解析法を開発することを目的として,既存の手法に対する改良手法を提案している.まず,格子点網への依存性を弱くすることのできる基礎方程式の新たな表現方法を導出し,それに基づいて2種類の解析コ-ドを作成した.1つは,浅水流方程式を基礎とする水平2次元流れに対するものであり,他の1つはkーεモデルを使用する鉛直面内の2次元流れを対象とするコ-ドである.いずれのコ-ドも境界適合座標系を用い,速度成分としてはデカルト座標系で定義したものを使用している.非直交性や滑らかさを変化させた格子網を用いた数値解析結果から,基礎方程式の表現や未知量の取り扱いが有効であることを確認した.次に,多くの計算時間を要する連立一次方程式の反復解法について収束速度と所要計算時間の観点とから検討した.その結果,ブロック反復法より近似因子法や共役勾配法系統の解法の方が有力であることを見い出した.また,それらの方法をベクトル計算機向きのアルゴリズムに変更し,収束速度を損なうことなく計算時間を大幅に短縮できることを示した.複雑な横断面形状を有する流路の流れ場に適用可能な乱流モデルすなわち非線形kーεモデルを提案し,実験結果との比較によりモデルの妥当性を検証した.現在,このモデルを移植して3次元解析コ-ドの適用性を拡張中である.使用する格子点数が限られることに起因する解析コ-ドの空間的な解像度不足を軽減するために,移流項の高精度離散化手法を再検討した.変数の急変部でも振動する解を算出させず精度も高いスキ-ムを導き,1次元および2次元の移流ー拡散問題に適用して有効性を確認した.本研究は,河川工学の分野における実用性の高い数値解析手法の構築を目的とし,現状の数値解析手法の問題点を解決するための要素技術の開発を行ったものである。

本年度においては,乱流モデルの改良と移流ー拡散方程式の高精度スキームの開発とを行った。乱流モデルについては,レイノルズ応力の非等方性に起因する第2種2次流を対象とする代数応力モデルの開発・改良を行った。モデルを複雑な横断面形状の開水路及び管路乱流に適用した結果,平均流速とレイノルズ応力の分布に関して,数値解が実験結果と良好に一致することを確認した。また,乱流モデルの改良を目的として自由水面近傍での乱流諸量の漸近挙動を検討した。数値誤差と分離して流れのモデルの精度を議論するためには,流れの基礎方程式中の移流項を高精度に離散化するスキームの使用が不可欠である。これまで,精度は低いが非物理的な振動を生じさせないスキームや,高精度ではあるものの流れ場が急激に変化する位置で非物理的な振動解を生じるスキームが使用されてきた。本研究では,非物理的な振動解の算出を防ぐために移流フラックスをその点近傍での解の分布形に応じて調整する非線形の制限関数を導入した。その制限関数を高精度で広い安定条件を有するQUICKESTスキームに組み込む方法を提案した。また,線形及び非線形の移流ー拡散方程式の適用して新しいスキームの優位性を示した。このスキームの多次元問題への拡張が現在行われている。
極限環境微生物の耐熱性酵素を利用する高感度マルチバイオチップの開発

複数の酵素を同一チップ上に集積したフロー型マルチバイオチップを構築し、複数成分の同時検出および多点同時検出ができるフロー型マルチバイオセンシングシステムを確立することを目的とした。1)耐熱性ウリカーゼ(UOx、耐熱性)/ペルオキシダーゼ(HRP)固定化カーボンフェルト(CF)を組み合わせた尿酸センサ0.1μMから100μMまでの広い濃度領域の尿酸を連続的に検出することが可能であった。500倍から1000倍に希釈したヒト尿中の尿酸を精度・確度良く検出することに成功した。センサの分析結果は、市販の測定キットによる結果と良好な相関性を示した。本センサは3ヶ月間連続使用しても、感度・測定濃度領域がほとんど変化しないことを明らかにした。2)耐熱性グルタミン酸オキシダーゼ(GLOx)とDNA-銅錯体を組み合わせたグルタミンセンサGLOx反応で生じる過酸化水素をDNA-Cu錯体の電解触媒還元反応により検出する独自の方法により、0.1μM50μMまでのグルタミン酸の高感度定量が可能であった。本センサは、DNA-ポリアミン膜の選択透過性により生体試料中に存在するアスコルビン酸等の妨害を受けないため、脳脊髄液など各種体液の分析にも十分適用可能である。今回、耐熱性グルコースオキシダーゼおよび乳酸オキシダーゼの大量発現には至らなかったが、今後、リアクター部分の酵素を各種耐熱性酵素に置き換えることにより、グルコース、乳酸、グルタミン酸等を同時に計測できるマルチサンプルセンシング・マルチポイントセンシングへの展開も可能であると期待される複数の酵素を同一チップ上に集積したフロー型マルチバイオチップを構築し、複数成分の同時検出および多点同時検出ができるフロー型マルチバイオセンシングシステムを確立することを目的とした。今回、耐熱性グルコースオキシダーゼおよび乳酸オキシダーゼの大量発現には至らなかったが、今後、リアクター部分の酵素を各種耐熱性酵素に置き換えることにより、グルコース、乳酸、グルタミン酸等を同時に計測できるマルチサンプルセンシング・マルチポイントセンシングへの展開も可能であると期待される1)DNA-Cu(II)-ポリアミン膜への耐熱性酵素の固定化法の探索DNA-Cu(II)-ポリアミン(PAA)膜は、過酸化水素の有効な電解還元触媒として機能し過酸化水素電極の感応膜として有効であることが研究代表者(長谷部)により明らかにされている。そこで研究分担者(石川)が大腸菌内での大量発現に成功したThermus thermophius由来のNADHオキシダーゼ(NADH-Ox)およびStreptomyces sp.由来のグルタミン酸オキシダーゼ(GLOx)をDNA-Cu-PAA膜被覆電極に固定化し、酵素反応で生じた過酸化水素の触媒電流を測定した。その結果、GLOxを固定化したグルタミン酸センサは、10^<-7>M10^<-4>Mのグルタミン酸の定量が可能であることを明らかにした。一方NADH-Oxについては補酵素としてFADを溶液内に添加する必要があるため、現在FADおよびそれに変わる人工補酵素を組み込んだ酵素の大腸菌内での発現を試みている。2)過酸化水素に選択透過性を示すハイブリッド型ゾル-ゲル膜への耐熱性酵素の化学修飾選択透過性を持つ有機無機ハイブリッド型ゾルゲル膜に耐熱性酵素を共有結合により化学修飾する方法について検討した。このゾル-ゲル膜はBSA、キトサン、およびフッ化水素鎖を持つシリカ系アルコキシドから作製され、分子ふるい効果に基づいて過酸化水素電極の応答を妨害するアスコルビン酸や尿酸などの影響を抑制することができる。そこでBSAやキトサン由来のアミノ基をグルタルアルデヒドにより架橋固定化することによりNADH-OxおよびGLOx、グルコースオキシダーゼ(GOx)、乳酸オキシダーゼ(LOx)を固定化しセンサを作製した。センサの応答時間はいずれも5秒以内と迅速であり、10^<-6>M10^<-3>Mの基質測定が可能であった。現在、還元剤による基質再生反応の有無について検討しさらなる高感度化を図るとともに、センサ応答の長期安定性について検討している。本年度は、炭素、金、白金などの電極基盤上への簡便かつ安定な酵素固定化法の確立を目的として研究を行った。一般に、酵素が電極などの基盤表面に吸着する際、ポリペプチド鎖の伸展・変性により表面失活することが多い。

しかし、メチレンブルー(MB)やチオニン(TN)などのカチオン性有機色素と各種酵素をその混合水溶液から電極上に同時吸着させると、酵素の吸着失活が抑制され、長期間にわたり活性を保持した安定な固定化酵素系を構築できることを明らかにした。1)チロシナーゼ(TYR)をMBとの混合水溶液から、グラッシーカーボン、プラスチックフォームカーボン、金、白金電極等に吸着固定化すると、TYRの吸着失活が抑制され、安定かつ高感度なバイオセンサが構築できることを明らかにした。本センサは、nMμMレベルのカテコール、およびフェノール化合物を高感度に計測できた。円二色性スペクトル(CD)測定により、MBとTYRとの特異的な相互作用によりTYRの立体構造が著しく変化することが明らかとなった。2)炭素繊維の集積体であるカーボンフエルト(CF)に、チオニン(TN)と西洋わさびペルオキシダーゼ(HRP)を同時に吸着固定化し、これをフロースルー型電気化学検出器とする過酸化水素計測用フロー型バイオセンサを構築した。さらにグルコースオキシダーゼ、ウリカーゼ固定化CFリアクターを上流側に導入することにより、グルコース(0.1mM10mM)および尿酸(0.1μM100μM)の連続分析力句能なフローバイオセンサシステムの構築に成功した。平成19年度は、前年度までに確立した変異型酵素を用いるグルコース、乳酸、尿酸、グルタミン酸、カテコールアミン測定用電気化学式バイオセンサを同一チップ上に集積したフロー型マルチバイオチップを構築し、複数成分の同時検出および多点同時検出ができるフロー型マルチバイオセンシングシステムを確立することを目的として以下の研究を行った。1)耐熱性ウリカーゼ(UOx、耐熱性)およびペルオキシダーゼ(HRP)固定化カーボンフェルト(CF)を組み合わせた尿酸センサUOx反応で生じる過酸化水素をHRPの触媒還元反応により検出するフロー型センサにより、0.1μMから100μMまでの広い濃度領域の尿酸を連続的に検出することが可能であった。500倍から1000倍に希釈したヒト尿中の尿酸を精度・確度良く検出することに成功した。センサの分析結果は、市販の測定キットによる結果と良好な相関性を示した。本センザは1ヶ月間連続使用しても、感度・測定濃度領域がほとんど変化しないことを明らかにした。2)耐熱性グルタミン酸オキシダーゼ(GLOx)とDNA-銅錯体を組み合わせたグルタミンセンサGLOx反応で生じる過酸化水素をDNA-Cu錯体の電解触媒還元反応により検出する独自の方法により、0.1μM50μMまでのグルタミン酸の高感度定量が可能であった。本センサは、DNA-ポリアミン膜の選択透過性により生体試料中に存在するアスコルビン酸等の妨害を受けないため、脳脊髄液など各種体液の分析にも十分適用可能である。今回、耐熱性グルコースオキシダーゼおよび乳酸オキシダーゼの大量発現には至らなかったが、今後、リアクター部分の酵素を各種耐熱性酵素に置き換えることにより、グルコース、乳酸、グルタミン酸等を同時に計測できるマルチサンプルセンシング・マルチポイントセンシングへの展開も可能であると期待される。
RAPL-Mst1シグナルによる細胞極性制御の分子機構

免疫細胞の活発な生体内移動の基盤であるインテグリンを介する接着および遊走を制御する低分子量Gタンパク質Rap1会合分子RAPLの下流で、Mst1が細胞極性の形成に重要な役割を果たすことを見出した。Mst1のノックアウトマウスを作製し、免疫細胞の動態への影響をin vitro及びin vivoで定量解析し、Mst1がケモカインを介する極性形成や遊走に重要な働きをすることを明かにした。リンパ球の生体内移動の中心的経路としてRap1/RAPL/Mst1を見出し、このシグナルカスケードの作用機構と生体での役割を解析した。1) Mst1-Venusを発現させた細胞を用いて、ケモカイン刺激によってICAM-1に接着し移動する過程を、Z軸スキャンニング計測付き共焦点スキャナを用いて、高速(msec単位)で、追跡したところ、Mst1は、1秒以下で細胞の周辺領域から、細胞表面で先端膜へ移行後、接着面へ集積する過程が観察された。Mst1の集積によって細胞はその方向へ移動を開始した。また、GFP変異体であるpH感受性ecliptic pHluorinをLFA-1のβ鎖細胞外領域(小胞内腔側)、に挿入した分子を細胞へ発現させ、細胞先端部でのLFA-1が集積する過程を観察し、細胞内に存在するLFA-1がクラスター形成時に先端膜に融合することが判明した。Mst1はLFA-1の局在をダイナミックに制御し細胞遊走を促進している可能性が示唆された。2) Mst1欠損マウスを作製し、このマウスにおけるリンパ球のIn vitroでの極性形成/接着・遊走と、生体内動態を解析した。Mst1欠損リンパ球はRAPL欠損リンパ球と同様にケモカインによる極性形成が低下し、In vitroでの接着カスケード(rolling/arrest/firm adhesion)を観察する系においてfirm adhesionの過程が顕著に低下していることが判明した。これと一致して、2次リンパ組織が著しく低形成であることが判明した。Mst1がリンパ球の動態制御に重要な役割を果たしていることが証明された。生体防御システムを支える免疫細胞の活発な生体内移動は、ケモカインを介する低分子量Raplの活性化に依存していることを見出し、その下流標的分子としてRAPLおよびRAPL会合分子Mst1を明らかにしてきた。Mst1は、in vitroにおいて、免疫細胞の細胞極性形成およびインテグリンLFA-1の前方でのクラスター形成に関与し、遊走の促進に重要な働きをすることを明らかにした。しかしながら、Mst1は、アポトーシス促進及び癌抑制分子としての働きが示唆されており、in vivoにおける機能は解明されていなかった。本年度は、Mst1ノックアウトマウスの作製に成功し、このマウスの免疫細胞にアポトーシス異常は認められず、ケモカインによって誘導される免疫細胞の極性形成の異常、インテグリンを介する接着および遊走の低下、2次免疫組織の低形成が認められた。このことより、Mst1のin vivoでの主要な機能は、Rapl/RAPLの下流で免疫細胞の極性形成と動態制御であることが明らかとなった(EMBO J, 2009)。さらに、本年度は、Mst1の下流を解明するため、Rapl依存性にリン酸化され、Mst1のノックダウンによってそのリン酸化が低下する分子群をプロテオミックスによって解析している。また、Mst1の下流でインテグリンの前方への極性形成へ関与するRabfamily分子の候補を、Mst1と会合し、細胞内においても共局在する5つの分子に絞り込んだ。本年度の研究成果は、免疫細胞の動態制御の分子メカニズムの全容解明に重要な手がかりとなると期待される。
生体一分子観察のためのマイクロ流体システムの開発

近年注目されている生体一分子観察は、従来の多分子観察の平均化行程でうもれてしまう生体一分子の個性を発見できる可能性をもっている。一分子観察の手法の1つである蛍光一分子イメージングは、従来の定常状態の観察では、背景光の制約から高濃度蛍光標識サンプルを用いた反応は観察が困難であった。そこで、本年度は全反射蛍光顕微観察(TIRFM)に適したマイクロ流体システムの構築と試薬交換の高速化を目指した。1.リークフリーマイクロバルブ製作技術の開発試薬漏れのないPDMSマイクロバルブの作製のため膜厚100nm程度のPDMSを用いることで、マイクロバルブの耐圧、耐久性の向上を確認した。観察領域の薄膜PDMSのタンパク質などの生体分子吸着の影響の評価し、マイクロバルブの耐圧を向上させて状態でも生体一分子観察が可能であることが確認された。2.タンパク質一分子観察のための高速化されたPDMSマイクロバルブPDMSマイクロバルブの直列化によるディスペンサーデバイスを作製し、溶液交換の高速化を図った。3列のマイクロバルブを5msごとに制御し、観察領域に最速で40msで試薬の交換が可能であることが確認された。ディスペンサーにより吐出された試薬量は50pLを実現した。また、必要な試薬を高速に注入が可能なマイクロ流体システムを用いて、大腸菌のシャペロンGroELとコシャペロンGroESの結合・解離の評価を行った。高濃度サンプルを100msオーダーの短時間導入する溶液交換マイクロ流体システムを作製し、高濃度のサンプルを用いた生体一分子相互作用のリアルタイム観察を実現した。開発した生体一分子観察マイクロ流体システムを用いることで、これまで評価が困難であった生体の環境に近い高濃度の試薬導入が可能な生体一分子観察が初めて実現された。エバネッセント照明は鏡面を持つ透過性の高いガラス基板にガラス表面において全反射する方向から光源を照射することで、全反射した面上100nm近傍に僅かにしみ出す光を用いた照明方法である。従来までは加工を施していないガラス上での生体分子観察しか行われていなかった。そのため本研究では図1に示すようなガラスのウェットエッチング時の問題に対し・低濃度HFと他の酸化力をもつ硫酸・硝酸を用いたエッチングの検討を行い、表面粗さ5nm以下の表面粗さをもつウェットエッチング溶液を開発・エッチング溶液組成を変更させた場合の表面粗さとエッチングレートの比較を行い、最適な流路形状、流路表面粗さで加工が可能な技術を確立を達成している。2.エッチングにおけるマスク材料の検討・応力の比較的小さいスパッタ膜のSiとSiパターンニングに用いるフォトレジストの2層のマスクによるエッチング溶液耐性評価を行い、最適なマスク材料を導き出した・低濃度HFと硝酸の混合比に対するSiマスク耐性を評価し、長時間のエッチングに対し耐性のあるエッチング溶液を開発・マスク材料の応力低減のために、窒素雰囲気での400°Cの熱処理を行うことで、マスクの崩壊を無くすことを実現3.タンパク質一分子観察のためのPDMSマイクロバルブマイクロ流路中において高速溶液交換を目指したPDMS製のマイクロバルブを作製し、評価を進めた。・PDMSマイクロバルブ製作を行い、マイクロバルブと生体一分子観察が可能なマイクロ流体システムを構築・溶液交換速度の評価を行い、100ミリ秒以下の高速スイッチングを実現・生体分子のガラス及びPDMSに対する吸着の検討を行った。作製したマイクロ流体システムを用いて、高速溶液交換下で生体一分子観察に成功している。今後、より詳細な生体一分子観察に関する評価を進めていく。
薬剤耐性遺伝子の活性発現調節機構と進化の解析

1.前年度の研究より放線菌のβ-ラクタマーゼはアミノ酸配列がきわめて類似するが、ブルーデキストラン結合性で二群に分類できることが判明した。そこでブルーデキストラン結合に関与するアミノ酸配列を決定するためキメラタンパク質を作成すると共に、部位特異的変異導入法で検討した。その結果、ブルーデキストランへの結合にはN末端より約2/3の分子全体の立体構造が重要であることが判明した。また第1群と第II群のβ-ラクタマーゼの性質はアミノ酸配列から推定されるより大きく変化することも明らかとなった。2.ペニシリン結合タンパク質など53種のβ-ラクタム抗生物質と相互作用することが知られているタンパク質のアミノ酸配列に基づき系統樹を作成し、これを6群に分類した。現在行われている分類4群A,B,C,Dのβ-ラクタマーゼはそれぞれ異なる群に分類された。更に放線菌由来の3種のDD-カルボキシペプチダーゼは同じ反応を触媒するにもかかわらず異なる群に分類された。またOchrobactrumauthropiのD-アミノ酸ペプチダーゼおよびPseudomonasのエステラーゼはグラム陰性菌由来のβ-ラクタマーゼと相同性が高く、これらの活性が異なる反応を触媒するにもかかわらず互いに共通のタンパク質に由来た可能性が示唆された。このことは現在問題とされているβ-ラクタマーゼによる耐性の範囲の拡大はβ-ラクタマーゼ内のアミノ酸変化によるものが主であるが将来は異なる反応を触媒する酵素の変異による可能性もあることを示すものである。抗生物質等生理活性物質生産菌Streptomyces cacaoiのβ-ラクタメース遺伝子の発現活性化領域約2.7KbDNA断片のヌクレオチド配列を決定した。コンピューター解析により一方向に3個、逆方向に1個の計4個のORFが推定された。ORFI(BlaA)は326個のアミノ酸よりなり、その配列は他の細菌のLysRファミリーアクチベータータンパク質のものに類似していた。実際にこの領域にBamHIリンカーを挿入すると、生産されるβ-ラクタメース活性は50単位/mlより1単位/mlへと激減した。このBLaAタンパク質はβ-ラクタメース構造遺伝子とblaA遺伝子の間のヌクレオチド領域に結合することが、ゲルシフトアツセイにより判明した。ORF2(BlaB)のアミノ酸配列はpBR322のβ-ラクタメースのものと類似するが、β-ラクタメース活性を発現するのではなく、この領域へのBamHIリンカーの挿入によりβ-ラクタメース活性が減少することから、アクチベーター/レギコレータータンパク質として機能していると考えられる。このBlaBタンパク質にはβ-ラクタムの結合に関与するアミノ酸配列が存在することから、β-ラクタムによる誘導にも関与するものと推定される。Siヌクレアーゼマッピングによりアクチベータータンパク質の転写は翻訳開始点あるいはそのごく近くより開始し、BlaAとBlaBはオペロンを形成していることが明らかとなった。またこのBlaA/BlaBによるβ-ラクタメース発現活性化は転写レベルで起きることも判明した。上記のものと異なるOXA型と関連するβ-ラクタメース遺伝子を放線菌StreptomycesfradiaeおよびStreptomyces lavendulaeよりそれぞれ7.7KbのBamHI断片、7.6KbのBelI断片としてクローニングした。現在発現に必須な領域を限定すると共に、それぞれヌクレオチド配列を決定すべく検討中である。1.放線菌Streptomyces cacaoi由来のbeta-ラクタマーゼ遺伝子の発現活性化領域のヌクレオチド配列決定により、beta-ラクタマーゼの活性発現には少なくとも2-3種の調節蛋白質が関与していることが明らかとなった。この遺伝子はbetaラクタマーゼ遺伝子とは約200塩基対離れ、逆方向に位置していた。また、この調節蛋白質はbeta-ラクタマーゼの活性発現上昇のみならず、酵素の誘導にも必須のものであった。更にこの蛋白質はbeta-ラクタマーゼ遺伝子とこれら調節遺伝子の間の領域に結合してこれらの作用を現していた。

2.上記のbeta-ラクタマーゼとは異なるタイプで、病原菌のOXA型(D型)の酵素とブルーデキストランを結合する点で共通する2種のbeta-ラクタマーゼ遺伝子を放線菌Streptomyces cellulosaeKCCS0127とStreptomyces lavendulae KCCS0263よりクローニングし、そのヌクレオチド配列を決定した。それぞれ311個、307個のアミノ酸からなる蛋白質をコードしていた。このアミノ酸配列をほかのbeta-ラクタマーゼのものと比較するとOXA型(D型)のものとは異なりA型のbeta-ラクタマーゼ群に属することが明らかとなった。その結果、放線菌のbeta-ラクタマーゼはブルーデキストラン結合性により大きく二つに分類できるが、この分類はそのアミノ酸配列による分類とよく相関していた。3.現在遺伝子構造が知られている47種のbeta-ラクタマーゼの遺伝子配列に基づきその系統樹を近隣結合法により作成した。その結果は従来の分類とほぼ一致するものの、A型beta-ラクタマーゼは大きく三つに分類できることが明らかとなった。また放線菌のbeta-ラクタマーゼはブルーデキストラン結合性のものと非結合性のものは別のグループに属し、それぞれ結合性のものはグラム陰性菌染色体性beta-ラクタマーゼに、非結合性のものは、Bacillus属由来のbeta-ラクタマーゼに近いものであることが明らかとなった。4.beta-ラクタマーゼ遺伝子の一部がほかの遺伝子の近傍に転移している現象が見いだされた。1.前年度の研究により放線菌のβ-ラクタマーゼはブルーデキストラン結合性で二つに分類される。しかし両者のアミノ酸配列はお互いにきわめて類似している.そこでブルーデキストランの結合に関与するアミノ酸領域及びアミノ酸残基を決定するため,ブルーデキストランを結合しないS.cacaoiのβ-ラクタマーゼと,結合するS.fradiaeのβ-ラクタマーゼのキメラタンパク質を作成し検討した.更にS.fradiae Y59のβ-ラクタマーゼに部位特異的変異を導入し,ブルーデキストランへの結合性を検討した.その結果,ブルーデキストランへの結合には特定のアミノ酸が関与するのではなく,N末端より約2/3の分子全体の立体構造が重要であることが明らかとなった.また同時に部位特異的変異導入で得た変異β-ラクタマーゼの酵素比活性を比較したところ,きわめて類似する第I群の対応するアミノ酸に置換したにも拘わらず,殆んどがもとの酵素活性の1%以下に低下し,第I群と第II群のβ-ラクタマーゼの性質はアミノ酸配列の差から推定されるより大きく変化することも判明した.2.ペニシリン結合タンパク質など53種のβ-ラクタム抗生物質と相互作用することが知られるタンパク質のアミノ酸配列に基づき系統樹を作成し,これを6群に分類した。現在行われている分類A,B,C,D型の4群のβ-ラクタマーゼはそれぞれ異なる群に分類された。
太陽フレアにおける電流ループとプラズマ雲の衝突過程の研究

太陽フレア-時に解放される磁気エネルギーがどのような機構でプラズマの加熱や、高エネルギー粒子加速に変換されるかは、宇宙プラズマ物理学の重要な未解決の問題である。“ようこう"科学衛星で発見された新しいフレア(増田フレアと呼ばれる)は、軟X線で光るループ構造と、そのループの頂上付近の上空に明らかに、ループと異なる領域で、硬x線源をもつフレアである。このフレアは、増田等により電流ループとプラズモイド(プラズマ雲)の衝突によって発生したと考えるモデルが提案された。(1)我々は、このフレアで観測されているX線源を説明するために3次元MHDコードと3次元粒子コードを用いてプラズマ雲と電流ループの衝突過程を調べ、プラズマ加熱機構、及、高エネルギー電子の加速機構を明らかにした。(2)3次元MHDコードを用いたシミュレーションにより電流ループのX型合体過程が調べられ、1993年8月2日に発生したX型太陽フレアとの比較がなされ、温度上昇などをシミュレーションによる結果でよく説明できることが明らかにされた。(3)太陽彩層のような弱電離プラズマでの磁気再結合では中性粒子に再結合する過程が重要になり、この効果がMHDシミュレーションによって調べられ、磁気再結合が増大しプラズマ加熱に大きな影響を与えることが示された。(4)又、弱電離プラズマでの非線形アルフェン波の振る舞いが調べられ、アルフェン波が変調不安定を引き起こしその非線形過程でプラズマの局所的加熱が起こることが明らかになり、太陽彩層の加熱に応用された。"ようこう'科学衛生で発見された新しいフレア(増田フレアと呼ばれる)は、軟X線で光るループ構造と、そのループの頂上付近の上空に明らかに、ループと異なる領域で、硬x線源をもつフレアである。このフレアは、増田等により電流ループとプラズモイド(プラズマ等)の衝突によって発生したと考えるモデルが提案された。我々は、このフレアで観測されているX線源を説明するために2次元MHDコードと2次元粒子コードを用いてプラズマ雲と電流ループの衝突過程を調べ、プラズマ加熱機構、及、高エネルギー電子の加速機構を明らかにした。MHDコードを用いて得られた新しい知見は以下のとうりである。プラズマ雲が電流ループのつくる磁場を横切って接近すると周りの磁場をかきあつめて進むため、雲の前面に新たに電流系が形成され、この電流系と電流ループの合体が生じる。この合体過程で磁気再結合によりプラズマの加熱が起こることが示された。また、プラズマは、そのまわりに形成された電流系の磁場で閉じ込められることが、明らかになった。この磁気再結合によるプラズマ加熱とプラズマ雲が磁場で空間的に閉じ込められる結果は、観測を良く説明している。一方、3次元粒子コードを用いて得られた新しい知見は以下のとうりである。プラズマ雲の進む速度をいろいろ変えて高エネルギー電子の形成過程を調べた。プラズマ雲が電流ループと衝突すると、ループが曲げられ、そのとき誘起される電場により硬X線を発生させるような高エネルギー電子が形成されることがあきらかになった。又、高エネルギー電子のエネルギースペクトルがフレア時に観測されるダブルパワー則を示すことが発見された。この高エネルギー電子のエネルギースペクトルの性質は多くのフレアで観測されており、今後より詳細な研究により、電子の加速機構が明らかにされる可能性がある。"ようこう'科学衛星で発見された新しいフレア(増田フレアと呼ばれる)は、軟X線で光るループ構造と、そのループ頂上付近の上空に明らかに、ループと異なる領域で、硬x線源をもつフレアである。

我々は、このフレアで観測されているX線源を説明するために3次元元MHDコードと3次元粒子コードを用いてプラズマ雲と電流ループの衝突過程を調べ、プラズマ加熱機構、及、高ネルギー電子の加速機構を明らかにした。プラズマ雲と電流ループの衝突で電子の温度が磁場に垂直方向に断熱的に加熱される。このため磁場に垂直方向の電子温度が磁場に平行方向の電子温度より大きくなり電子温度の異方性が発生する。この電子温度異方性によりホイスラ-波が励起される過程を粒子コードを用いて明らかにした。温度異方性が大きくなると大振幅の(背景磁場の約1%)ホイスラ-波が励起され、この波による電子の高エネルギー粒子加速の可能性が明らかになった。又、3次元MHDコードを用いたシミュレーションにより電流ループのX型合体過程が調べられ、1993年8月2日に発生したX型太陽フレアとの比較がなされ、温度上昇などをシミュレーションによる結果でよく説明できることが明らかにされた。又、最近の太陽フレア観測と理論シミュレーションの結果の総合報告をSpace Science Reviewsに発表した。また、太陽彩層のような弱電離プラズマでの磁気再結合では中性粒子に再結合する過程が重要になり、この効果がMHDシミュレーションによって調べられ、磁気再結合が増大しプラズマ加熱に大きな影響を与えることが示された。太陽フレア一時に解放される磁気エネルギーがどうのような機構でプラズマの加熱や、高エネルギー粒子加速に変換されるかは、宇宙プラズマ物理学の重要な未解決の問題である。"ようこう'科学衛星で発見された新しいフレア(増田フレアと呼ばれる)は、軟X線で光るループ構造と、そのループの頂上付近の上空に明らかに、ループと異なる領域で、硬X線源をもつフレアである。このフレアは、増田等により電流ループとプラズモイド(プラズマ雲)の衝突によって発生したと考えるモデルが提案された。(1)我々は、このフレアで観測されているX線源を説明するために3次元MHDコードと3次元粒子コードを用いてプラズマ雲と電流ループの衝突過程を調べ、プラズマ加熱機構、及、高エネルギー電子の加速機構を明らかにした。(2)3次元MHDコードを用いたシミュレーションにより電流ループのX型合体過程が調べられ、1993年8月2日に発生したX型太陽フレアとの比較がなされ、温度上昇などをシミュレーションによる結果でよく説明できることが明らかにされた。(3)太陽彩層のような弱電離プラズマでの磁気再結合では中性粒子に再結合する過程が重要になり、この効果がMHDシミュレーションによって調べられ、磁気再結合が増大しプラズマ加熱に大きな影響を与えることが示された。(4)又,弱電離プラズマでの非線形アルフェン波の振る舞いが調べられ、アルフェン波が変調不安定を引き起こしその非線形過程でプラズマの局所的加熱が起こることが明らかになり、太陽彩層の加熱に応用された。
農薬による地下水汚染現状の把握と汚染機構の解明

8月と12月の2回、硝酸態窒素濃度が比較的高く、農業活動の影響が顕著であると考えられる地域において浅層地下水40サンプル中農薬濃度を測定した。分析では試料水2000mlをジクロロメタン3mlに固相抽出し、抽出液をGC-MSを用いて測定した。調査項目は1992年度農薬要覧からピックアップした京都府で多く使用されている農薬20種と、K市郊外の農家で使用されている農薬11種の計31種の農薬である。分析の結果、今回調査した農薬は全て検出限界以下であり、農薬による地下水汚染は調査を行った地域・時期においては観察されなかった。しかし、本研究を行った年が例年に比べ異常に降雨が多かったため、河川への表面流出が多く、農薬の地下への浸透量が少なかった可能性があること、分析対象を農薬原体のみとし分解生成物等については考慮していなかったことなどから、今回の調査結果から農薬が地下水中へ浸透している可能性を完全に否定することはできない。上記調査と同時にプラスチック添加剤による地下水汚染調査も行った。調査項目は代表的可塑剤であるDEHPとDBP、および酸化防止剤であるBHTとBis-phenolAであり、分析条件は農薬測定時と同一である。分析の結果8月の調査では4物質ともほとんどの地下水サンプルから検出され、4物質の内要監視項目として水環境基準値が存在するDEHPについては、10サンプルで基準値を超過した。これらの物質の濃度は人口密集地において高濃度となる傾向を見せていた。これに対し、12月の調査ではDEHPが半分ほどのサンプルから検出された以外ではBHTが2地点でごく低濃度で検出されてのみでDBP,Bis-phenolAは全く検出されなかった。実験室で、軟質塩化ビニルについていくつかの水温における溶出試験を行い、添加剤や酸化防止剤が水温が高い時に多く溶出することを確認した。この性質が8月と12月での地下水中プラスチック添加剤濃度の違いとなって現れていると考えられる。
都市部における修復RC構造物の耐震性評価に関する基礎的研究

土木構造物が地震による被害を被った場合、被害程度が軽微であれば修復あるいは補強して使用を続けられることが多い。最近は特にその傾向が強く、今後ますます修復構造物の数は増加することが予想される。都市の耐震化を考える場合、このような修復構造物についても耐震性を評価し、あるいは耐震基準を設定する必要もでてきた。そこで本研究では、まず、樹脂をひび割れ部に注入して修復したRC部材の耐震性に関して検討した。2次元の有限要素法を用いて片持梁をモデル化し、ひび割れ位置による固有振動の差と修復効果を調べた。ひび割れにより固有振動数は510%低下し、また、ひび割れパタ-ンによってもその低下の度合いが変わってくる。特に片持梁の固定端付近のひび割れが、固有振動に対して大きな影響を持っていた。しかし、ひび割れ部に樹脂の剛性を与えた修復部材モデルでは、ひび割れのない部材とほぼ同じ(12%の低下)固有振動数となった。樹脂剛性をいろいろ変化させて計算した結果、コンクリ-トの20%の剛性があればひび割れのない部材と同じ固有振動数となることが判明した。(なお、実際のエポキシ樹脂はコンクリ-トの約10%の剛性である。)また、いずれの場合もモ-ド形状には変化がないことが確認された。また、節点間を弾性パネでつないだ修復部材のモデルと、ジョイント要素でつないで滑りや剥離を表現した未修復部材のモデルを用いて地震応答計算を試みた。入力地震波は、El Centro NS記録の強震部分10秒を用い、各モデルの時刻歴応答を求めた。その結果、固有値解析からも予測されるように、修復部材ではほとんどひび割れのない部材との差は見られなかった。それに対して未修復部材は、最大応答値はほぼ同じであったが、その後振動がすぐには減衰せず、応答波形は異なったものとなった。
大型結像レンズを必要としない,高分解能光波干渉結像系の基礎研究

本研究は小口径のレンズを用いて大口径のレンズに匹敵する分解能を得る技術の確立を目的としている.すでに電波の分野では,電波望遠鏡を用いた干渉計の技術が確立しているが,これを光波の分野で行うことができればその利益は多大である.前年度までの研究によって,回復すべき物体が実数物体である場合には,そのフーリエ振幅から物体そのものを回復する技術を確立している.ところが光波は複素数値物体である.光波を観測する場合,特にインコヒーレント光の場合,その光波に対してレンズを通して結像を行うことによって,光波のフーリエ振幅の情報が測定によって得られる.そこで本年度の研究では,まず複素物体をそのフーリエ振幅から回復する手法の確立をめざした.その結果,コンピュータを用いたシミュレーションによって,測定されたフーリエ振幅から複素物体そのものを回復する手法をフーリエ反復法を応用することによって確立することができた.しかしながら実数物体の回復の場合に比べて,測定ノイズに弱いことも明らかとなった.これは複素数という値の任意性の増加によるものと考えられる.次にコヒーレント光を用いた光干渉実験によって,複素物体すなわち光波を,レンズを通した焦点面上で測定されたフーリエ振幅から回復することを試みた.こうして回復された光波を用いて一つの波面ではあるが干渉処理を施した.この結果,波面の2次相関から情報を得ることができることを確認できた.しかしながらphase closureを用いた3次相関から情報を得ることには失敗した.従って回復した光波同士の相関処理には2次相関もしくは強度相関をとる必要があるものと考えられる.本研究は小口径のレンズを用いて大口径のレンズに匹敵する分解能を得る技術の確立を目的としている.すでに電波の分野では,電波望遠鏡を用いた干渉計の技術が確立しているが,これを光波の分野で行うことができればその利益は多大である.前年度までの研究によって,回復すべき物体が実数物体である場合には,そのフーリエ振幅から物体そのものを回復する技術を確立している.ところが光波は複素数値物体である.光波を観測する場合,特にインコヒーレント光の場合,その光波に対してレンズを通して結像を行うことによって,光波のフーリエ振幅の情報が測定によって得られる.そこで本年度の研究では,まず複素物体をそのフーリエ振幅から回復する手法の確立をめざした.その結果,コンピュータを用いたシミュレーションによって,測定されたフーリエ振幅から複素物体そのものを回復する手法をフーリエ反復法を応用することによって確立することができた.しかしながら実数物体の回復の場合に比べて,測定ノイズに弱いことも明らかとなった.これは複素数という値の任意性の増加によるものと考えられる.次にコヒーレント光を用いた光干渉実験によって,複素物体すなわち光波を,レンズを通した焦点面上で測定されたフーリエ振幅から回復することを試みた.こうして回復された光波を用いて一つの波面ではあるが干渉処理を施した.この結果,波面の2次相関から情報を得ることができることを確認できた.しかしながらphase closureを用いた3次相関から情報を得ることには失敗した.従って回復した光波同士の相関処理には2次相関もしくは強度相関をとる必要があるものと考えられる.
パネルデータを用いた選好パラメターの年齢効果の推定

本研究課題では,パネルデータを用いて,選好パラメターの加齢による変化の度合い推定している.さらに,加齢による選好パラメターの変化に影響を与える青年期の環境要因についても分析している.変量効果モデルと固定効果モデルを用いて分析した結果,時間割引率は,若年期から中年期にかけて有意に低下し,中年期から老年期にかけて有意に上昇することがわかった.また,中学3年生の時点の成績によって,時間割引率の加齢による変化に違いがあることもわかった.動学マクロ経済理論や資産価格理論で重要となる時間割引率のパラメターについて,加齢による変化の大きさと,その変化が青年期の環境要因にどの程度の影響を受けているのかを,パネルデータを用いて統計的に分析した.固定効果モデルを用いて,年齢効果から世代効果を分離して推定をおこなった結果,男性,女性ともに50歳代前半までは時間割引率が低下し,それ以降は上昇することがわかった.さらに,時間割引の金額効果(受け取る金額が大きくなるほど時間割引率が低下する傾向の度合い),符号効果(金銭を受け取るときに用いる時間割引率は,金銭を支払うときに用いる時間割引率を上回る傾向の度合い),双曲効果(直近の時間割引率は遠い将来時点の時間割引率を上回る傾向の度合い)については,男性,女性ともに若年期から中年期にかけて効果が弱まり,中年期から老年期にかけて効果が強まることがわかった.また,時間割引率の年齢効果の度合いは青年期の環境の違いで異なることも明らかになった.具体的には,男性の場合,中学時代の成績が良かったグループでは,若年期から中年期にかけて時間割引率が上昇し,中年期から老年期にかけて時間割引率が低下する一方で,中学時代の成績が良くはなかったグループでは,若年期から中年期にかけて時間割引率は低下し,中年期から老年期にかけて時間割引率が上昇していることがわかった.これらの結果をまとめた英語論文を現在執筆している.本研究では、動学マクロ経済理論や資産価格理論で重要な役割を果たす時間割引率の、加齢による変化(50歳代前半までは低下し、それ以降は上昇すること)と変化の要因(中学時代の成績によって加齢による変化が異なること)を、パネルデータを用いて統計的に明らかにした。代表的個人モデルをはじめとしたマクロ経済理論モデルでは、モデルの簡単化のために、時間割引率の値は時間を通じて一定と仮定されることが多い。本研究での結果は、時間割引率に対する仮定のゆるめ方について、ひとつの方向性を提示している。年齢に依存する時間割引率をモデルに組み込むことで、金融資産選択行動などをより精緻にモデル化することが可能になると思われる。これらの結果をまとめた論文は、英文査読雑誌への投稿に向けて準備をおこなっている。さらに、これらの研究結果の頑健性を調べる研究もおこなった。パネルデータで使用した時間割引率のデータは、異時点間での金銭受け取りに関する質問から時間割引率を測定したものであった。しかし、人々の異時点間での選択行動は金銭の受け取りだけに限らない。そこで、金銭受け取り以外の異時点間の選択行動として、環境政策の異時点間の選択問題にも焦点を当てた。環境政策についての時間割引率と、金銭受け取りについての時間割引率や年齢などの属性との関係を分析するために、別サンプルで新たなクロスセクションデータを作成した。その結果、金銭受け取りについての時間割引率と、環境政策についての時間割引率との間には、有意な正の相関があることがわかった。一方で、環境政策についての時間割引率と年齢の間には有意な関係を見つけることができなかった。この研究についても、まとめた論文が脱稿し、英文査読雑誌への投稿に向けて準備をおこなっている。本研究課題では,パネルデータを用いて,選好パラメターの加齢による変化の度合い推定している.さらに,加齢による選好パラメターの変化に影響を与える青年期の環境要因についても分析している.変量効果モデルと固定効果モデルを用いて分析した結果,時間割引率は,若年期から中年期にかけて有意に低下し,中年期から老年期にかけて有意に上昇することがわかった.また,中学3年生の時点の成績によって,時間割引率の加齢による変化に違いがあることもわかった.論文に掲載する推定結果はすべて出し終えており,さらに英語論文の執筆にも着手しているから.社会科学現在執筆中の英語論文をできるだけ早期に完成させ,書き上げた英語論文をもとに学会報告をおこない,査読付き学術雑誌への投稿をおこなう.2015年度に海外学会へ参加する必要が生じ,その渡航費用を捻出するために2014年度に未使用研究費が生じた.2015年度の研究費は,海外学会への渡航費用,英文校正費用,投稿費用に用いる.
脂肪性肝炎(NASH)の病態形成におけるリピドラフトの役割の解明

本研究で我々はNASHの発症過程において、リピドラフトの役割を明らかにするために、飽和脂肪酸負荷によるリピドラフトの形態変化と酸化ストレス応答性の変化について検討した。PAで前処置した肝細胞内に有意に脂肪滴の増加を認めた(p<0.01)。また、PA負荷によりリピドラフトのクラスター化率は対照群23.5±4.7%に対しPA群では36.8±2.5%と有意に増加した(p<0.05)。PAで前処置した肝細胞は極低濃度(25μM)のt-BuOOH負荷で細胞死(75.5±8.6% ; p<0.01)が惹起され、酸化ストレス応答性の亢進が示唆された。一方、PA負荷された肝細胞でt-BuOOH投与前にCHOXで処置すると、この細胞死は有意に抑制された(56.9±7.5 %; p<0.05)。一方、高濃度(100μM)のt-BuOOH負荷による細胞死はCHOXで抑制されず、CHOXの細胞死抑制効果はt-BuOOHの毒性を抑制したものではないことが示された。遊離脂肪酸負荷による細胞膜上のリピドラフトの形態変化が、肝細胞の酸化ストレス応答性の亢進および細胞死に関与している基礎的データを明らかにした。NASHの発症過程において、リピドラフトの役割を明らかにするために、飽和脂肪酸負荷によるリピドラフトの形態変化と酸化ストレス応答性の変化について検討した。C57BL/6雄性マウスより単離した初代培養肝細胞の系を用いた。一部の肝細胞は飽和脂肪酸(パルミチン酸;PA)を培養液中に添加した。肝細胞内の脂肪沈着をOil Red O染色で可視化し、マイクロプレートリーダーを用いて定量した。一部の肝細胞はcholesteroloxidase(CHOX)の前処置により細胞膜上のコレステロールを除去した。Propidium iodideで染色し、tert-butylhydroperoxide(t-BuOOH)を添加してラジカルを誘導し、蛍光増強をマイクロプレートリーダーで経時的に測定して肝細胞死を評価した。リピドラフト内を可視化するためにスフィンゴ糖脂質(GM1)の免疫細胞染色を行い、リピドラフトの形態変化を共焦点レーザー顕微鏡で観察しクラスター化率を算出した。PAで前処置した肝細胞内に有意に脂肪滴の増加を認めた。また、PA負荷によりリピドラフトのクラスター化率は対照群23.5±4.7%に対しPA群では36.8±2.5%と有意に増加した。PAで前処置した肝細胞は極低濃度のt-BuOOH負荷で細胞死(75.5±8.6% )が惹起され、酸化ストレス応答性の亢進が示唆された。一方、PA負荷された肝細胞でt-BuOOH投与前にCHOXで処置すると、この細胞死は有意に抑制された(56.9±7.5 %)。一方、高濃度のt-BuOOH負荷による細胞死はCHOXで抑制されず、CHOXの細胞死抑制効果はt-BuOOHの毒性を抑制したものではないことが示された。C57BL/6マウスより単離した初代培養肝細胞を用いて実験を行った。飽和脂肪酸であるパルミチン酸(PA;0.66 mM)を培地内に添加し肝細胞内に脂肪沈着をOil Red O染色で可視化し、脂肪沈着の程度をマイクロプレートリーダーを用いて定量した。PA投与群ではコントロール群に比べ、有意に脂肪滴の増加を認めた。肝細胞の酸化ストレス応答性を評価するために、PA前処置後の肝細胞に極少量のt-butylHydroperoxide(t-BuOOH)を添加し、Dichlorofluorescin diacetate(DCF)を用いて酸化ストレスを定量した。propidium iodide (PI)で染色しネクローシスをマイクロプレートリーダーにて経時的に測定した。t-BuOOH単独では酸化ストレスは極少量であったのに対し、PA前

処置された肝細胞ではt-BuOOH負荷にて有意に酸化ストレスの増加を認めた。さらにPA前処置群では、t-BuOOH負荷により有意にネクローシスが生じた。PA前処置に伴うリピドラフトの変性を評価するために、リピドラフトの除去剤としてcholesterol oxidase(CHOX)を用い肝細胞膜上コレステロールを除去したところ、PA前処置後にt-BuOOH負荷で生じたネクローシスは、CHOXで前処置することによって減少した。PA負荷により脂肪沈着をきたした肝細胞は、酸化ストレス応答性が亢進し、ネクローシスに至ることが明らかになった。PA負荷+t-BuOOHにより惹起されたネクローシスは、CHOX投与でリピドラフトを除去することにより減少した。遊離脂肪酸負荷によるリピドラフトの変化が、酸化ストレス応答性の増強および細胞死へ関与している可能性を示した。脂肪酸負荷によるリピドラフトの局在の変化を解析中である。脂肪酸負荷によるリピドラフトの変化およびインスリン抵抗性への関与をvivoで評価する。パルミチン酸負荷によるリピドラフトへの影響をMPTおよび細胞死シグナルの変化の観点から解析する。インスリン抵抗性モデルマウスにおけるリピドラフトの局在の変化と病態への関与を解析する。
遠藤周作における戦後意識形成過程を探る基礎的研究

申請者は、主に遠藤周作が作家を志したフランス留学(昭2528年)から『沈黙』(新潮社昭41年3月)上梓までの間に、彼が中心的な執筆意図として抱えていた「「戦中派」の戦後の生き方」という問題に考察の焦点を定め、国立国会図書館・日本近代文学館等を利用し、昭和20年昭和30年代までの遠藤の著作を出来る限り収集することに努めた。その調査の中で、遠藤がフランス留学中に興味関心を示し帰国後はサド論を書きたいとまで考えながらその生涯のなかでもかなわなかった「サド」への興味・理解にのなかに、遠藤が戦中派として体験した第二次世界大戦を乗り越える可能性を示し、またその思想と格闘していることが具体的にわかった(「遠藤周作にとっての「悪」-昭和30年代までの戦争への態度とサド理解を中心に」(「遠藤周作研究」第3号に発表)。また一方で、遠藤の著作のなかで「第二次世界大戦」を扱ったものを収集、整理することに努めた。その成果として、フランス留学中の「フォンスの井戸体験(注、第二次世界大戦下で行われた同胞虐殺事件のあった井戸)」を元にした『青い小さな葡萄』(「文学界」昭30年16月号)だけでなく、遠藤が文学的回心をするきっかけとなり加えて『沈黙』を書くための母体ともなったと言われている生死の境をさまよった大患(昭3538年)を中心的な素材とした『満潮の時刻』(「潮」昭40年112月号)にも、作家が「第二次世界大戦を戦後文学としてどう描くのか」という流れのなかで『沈黙』へと筆を進めていったであろう軌跡を見出し、その変遷を朧ながら明らかにした(「「呻き声」の彼方-『沈黙』への道」(「九大日文」第17号に発表(※印刷中))。一年間という限られた時間のなかでの作業ではあったが、遠藤周作という一人の作家が小説家としての出発期に抱えた「戦争をどう乗り越えるのか」という問題意識の変遷を詳らかにする土台を形成することに努めたことは、それがとても小さな第一歩だったとしても、今後遠藤文学研究に新たな視座を導入するきっかけとなるはずだと考える。
宇宙における磁気流体乱流の理論的研究

主に数値シミュレーションの手法を用いて、天体周囲に形成される降着円盤での磁気流体乱流による輸送機構を解析した。天体の中でも特に、若い星の周囲に形成される原始惑星系円盤へと適用し、円盤内で励起された磁気乱流が、外側への角運動量輸送だけでなく、円盤上下面からの円盤風の駆動にも主体的な役割を果たす事を初めて指摘した。本研究の目的は、主に数値シミュレーションの手法を用いて磁気流体乱流の基本的性質を用いて理解することである。当初の予定では、圧縮性の効果や密度勾配の効果などを、ある程度理想化した状況下で解析することを予定していた。しかしながら、数値シミュレーションコードのテストの1つとして降着円盤の計算に取り組んだ際に、これまで注目されていなかった円盤風駆動機構が効果的に働き得ることを発見した。磁場が存在する降着円盤では、磁気回転不安定性などにより磁気乱流状態となり、この磁気流体乱流が角運動量輸送や質量降着に主体的な役割を果たすことがこれまで知られていたが、さらにこの磁気乱流が円盤の上下面からの物質の流れ出し-すなわち円盤風の駆動-を引き起こすことが新たに判明した。この機構は、原始惑星系円盤やブラックホール周囲の降着円盤など様々な天体で働き得る重要な過程であることが予想されるものの、これまであまり詳細に調べられていなかった。そこで当初の予定を若干変更して、磁気流体乱流による円盤風駆動機構を精査することにした。降着円盤の一部分を取り出した局所的な3次元磁気流体計算を行う。降着円盤内の差動回転や、上下面からの円盤風の流れ出しをシミュレーションの境界条件として適切の考慮し、初期に弱い磁場(ガス圧に比べ磁気圧が小さい)を与え、シミュレーションを開始する。磁気回転不安定性により円盤内の磁場が増幅し、この乱流磁場によるポインティング流束により物質が上下面から流れ出すことが見てとれた。さらに円盤風の質量流東の関係なども調査し、若い恒星周囲に形成される原始惑星系円盤のガス成分の散逸へと応用し、これまで主要過程と考えられていた輻射機構に比較しより大きな影響を与えることを指摘した。この成果はSuzuki & Inutsuka(2009)として発表した。ここまでは降着円盤の局所部分に関する議論であり、より具体的な天体現象に応用するには大局的な円盤の時間進化を調べる必要がある。この時点で平成20年度の終盤となっていたが、大局円盤の調査までを一連の研究とすることが強く望まれたため、平成20年度分の研究経費を繰り越し平成21年度に渡り使用することとなった。大局的な円盤の計算結果は平成21年9月頃ほぼ出揃い、この成果は現在査読論文雑誌に投稿中である。密度勾配が存在する環境下において,圧縮性磁気流体乱流が物質,運動量,エネルギー輸送に果たす役割を理解することを目的とし,研究を開始した.降着円盤系の1つである、原始惑星系円盤における、磁気流体乱流による輸送機構の理解のために,数値シミュレーションを行った.差動回転円盤の一部分を取り出した局所数値実験を行い,異なった磁場形状,強度の場合に,磁気回転不安定性により励起される磁気乱流の定量的性質がどのように変化するかを詳細に解析した.この数値実験結果を実際の天体-ここでは原始惑星系円盤-に適用し,磁気流体乱流が物質やエネルギー輸送,円盤の進化に与える影響を吟味した.局所円盤の数値シミュレーションを行った結果,磁気回転不安定性により励起された磁気流体乱流は,外側への角運動量輸送(と結果として起きる内向きの質量降着)のみならず,円盤上下面からの円盤風を駆動することを発見した,これまで,大局磁場による円盤風駆動については盛んに研究されていたが,ここで磁気流体乱流による円盤風駆動は本研究によりはじめて具体的に指摘されたものである.初期の磁場状態が異なった場合についての数値シミュレーションも行った結果,鉛直方向の磁場強度がある程度以上強くなると,実効的な乱流粘性による角運動量輸送率,円盤風駆動効率共に,磁場強度の正の相関を持つ事が示された.(この部分についても先行研究でも指摘されていた.)さらにこの結果を若い星周囲の原始惑星系円盤に適用し,円盤風が円盤進化,特に円盤ガスの消失に重要な寄与をする事を指摘した.この機構では円盤ガスは中心星近傍から次第に散逸するが,結果として形成された固体惑星は内側への移動(落下)が抑制され,中心星に落ち込まずに済む事が判明した.