hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
敗血症ショックの原因となる病原性微生物の全ゲノム配列決定

敗血症ショックを招く病原性微生物種の特性(病原性、感染性等)をゲノム配列から解明することを目標とし、その特徴に関連する配列を用いた迅速診断を確立するため、敗血症患者から採取した病原性微生物の全ゲノム配列決定を300例実施することが本課題の目標である。結果、罹患敗血症301症例の血液より培養した病原性微生物試料のPacBioRSII/Sequelによる全ゲノム配列を決定した。病原性微生物種は、E.coli(136症例)、K.pneumoniae(94)、P.aeruginosa (44)、K.oxytoca(11)、E.cloacae(7)、稀なものとして、Aeromonas.spp(3)、E.aerogenes(2)、R.ornithinolytica(1)、S.maltophilia(1)、S.marcescens(1)で、E.coliとK.pneumoniaeの同時検出(2)も観察された。全株とも全ゲノム塩基配列を決定できたが、公開情報に提示されている株と同一配列を持つ株は無く、また、症例の多かったE.coli、K.pneumoniae群から敗血症に関連する可能性の高い複数の構造変異が検出された。これらはデータベース化し、現状内部の救命救急医療従事者が閲覧できる状況とした。共有化に関する意見を聴取し、当該領域関係者と共有する予定である。なお、これまでに、研究分担者は約800症例のヒト(宿主)DNAのGWASデータを取得済であり、本データベースと併せて、宿主ー病原性微生物との相互作用解明の手掛かりになる。これらのデータベースは救命救急では初めてのもので、殆ど明らかになっていない敗血症成因の解明に寄与するものと確信している平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。敗血症ショックを招く病原性微生物種および種の特性(病原性、感染性、薬剤耐性等)を解明し、これらを迅速に診断できる技術を確立するため、敗血症ショックを罹患した患者さんから採取した病原性微生物の全ゲノム配列を決定し、その特徴を明らかにして、死亡率の改善ができなかった敗血症ショックへの新たな医療対応への重要な基盤情報を提供することが本課題の目標となる。H28年度は、ショック患者さんに検出される病原性微生物の全ゲノム配列決定技術確立と体制構築を目標とした。まずは、敗血症患者さんの血液中の病原性微生物の全ゲノム配列を直接決定できるかを試みたが、残念ながら、DNA量が少なく、高感度検出の工夫を行わないと解析困難であることが判明したので、当アプローチを一時中断した。次に、血液の培養系を用い、敗血症ショック関与の可能性の高い病原性微生物(緑膿菌、クレブシェラ、エンテロバクター)の全ゲノム配列決定をPacBioRSIIにて実施した。PacBioRSIIはlong read(12kb/DNA断片)が可能で、病原性微生物に頻繁に生じる構造変異を検出するのに最適で、リード200coverage以上を用いたde novo assembleにて、高精度:QV>=50(1bミスリード/100,000b)塩基配列決定に成功した。既知各菌種の全ゲノム配列と比較し、相同性は90%以下、構造変異を含め、多くの配列の違いが検出できたので、全ゲノム配列決定を実現する体制が整ったので、診療情報と照合し、特性に関与する配列決定が実現できる状況となった。H29年度は、多数の症例について解析を行い、敗血症ショックに関連する病原性微生物種の全ゲノム配列を決定し、H30年度は、症例追加を継続しながら、敗血症ショックを招く病原性微生物種の割合と配列特性を解析し、診断に繋げる計画である。H28年度は、敗血症ショック患者さんに検出される病原性微生物の全ゲノム配列決定技術の確立と体制整備を目標とした。まず、敗血症ショック罹患者の血中病原性微生物について、培養工程なしに直接、全ゲノム配列を直接決定できるかを調査するため、幾つかのDNA精製キットを試したが、次世代シーケンサーが実施できるDNA量が採取できず、高感度測定の工夫を要することが判明し、当アプローチは一時中断した。病原性、感染性、薬剤耐性などに関連する配列特性が判明すれば、PCR法等で、高感度検出を実現できるが、ショックに関連する病原性微生物の配列特性が確定しない状況下で実施するメリットはない。そこで、血中に存在する病原性微生物を培養できる体制を確立し、患者さんから得た敗血症ショックに関連した疑いの強い病原性微生物(緑膿菌、クレブシェラ、エンテロバクター)を培養し、全ゲノム配列決定をPacBioRSIIにて実施した。前記3種の微生物は、いずれも(我々とは異なる株)での全ゲノム配列が報告されていて、ゲノムサイズは57Mbであることは判明している。我々が取得した株でのPacBioRSIIによるリード数200coverage以上のde novo assembleによる全ゲノム配列解析では、前記報告株の配列に比し、その一致率は90%以下で、variationの中にはstructure variationを含む、各株の配列が決定できた。精度はQV>50(1bミスリード/100,000b)で、さらに高精度化するのであればcoverageを高めれば良いことが判明しているので、敗血症に関連する病原性微生物を解析できる体制および技術が整ったと判断した。そこで、次年度は症例数を200に設定し、敗血症に関連する病原性微生物種の割合ならびに敗血症ショックに関連する配列特性を調査が開始できる体制が整った。

敗血症を招いた血液試料から、病原性微生物を採取・培養してゲノムを精製し、関連する300種の全ゲノム配列を決定することが目標となる。計画前には、5種の病原性微生物について約50株の病原性微生物の全ゲノム配列決定技術を構築していたので、これを高速化して敗血症関連種・300株の全ゲノム配列を決定することが目標となる。H28年度には、敗血症患者さんから血液培養を行い、そこから研究用に試料を活用できるラインの改良ならびにそれに合致した診療情報の収集体制を整備し、約30株の全ゲノム配列を決定した。H29年度は、この体制を利用し、解析数を増やすことを目標としていたが、より効率良く、安価にできる技術(DNA精製をlongに取り、10kb以上長いサイズと5kb程度の短めのDNA断片のリードを併用する)が浮上してきたので、急遽、自動核酸精製システムを購入させて頂き、生成上半期半ば過ぎはその手法を確立した。このそれまでの解析に必要なデータ量が200 coverage(例えば、ゲノムサイズ1Mbの細菌なら200Mbのデータ量)以上を取得する必要が生じていたが、半分程度のデータで比較的配列がユニークな株は全ゲノム配列決定が可能となった。実現できたので、この改良技術を活用して、敗血症から採取された大腸菌、クレブシェラ、緑膿菌等の解析により、約100株の全ゲノム配列をPacBioRSIIおよびSequelを用いて高精度に決定した。H30年度(最終年)は、300株まで情報を集積し、解析と共に、まずは同大学診療科が利用できるデータベース化を目指す。本年度は、研究遂行中に、より長鎖にDNAを精製できる機種が登場して、1アナウンス通り、長鎖DNAが取得できるか、2これに伴い、DNA断片の両端の部分の分解が少ないため、coverageを減らし、3それにより、シーケンスによる塩基決定に必要なcoverage(繰返し読む回数)が200から、100程度に低減できること、4それが実際の解析に反映されていることの検討を行うために、半年程度の期間を要している。しかし、この実現がなされたことにより、これまで実施してきたデータ取得速度が半分およびコストが約3割程度削減できることになった。なお、削減したコストはその株が、薬剤耐性を獲得しているかなどの機能的な理解に充填できるため、解析が向上し、当該技術を持つ専門の研究者の協力を得る等の試験遂行のための体制構築をさらに改良した。検討に解析予定数から考えると、当初の予定数を満たしていないが、この後のシーケンス速度が約2倍に向上したため、最終年度(H30)は迅速化が図れることが確定し、計画通りの予定数を達成できる。また、低減がなされること、病原性微生物に関する機能的(薬剤感受性など)な情報も追加されることを併せると、当初の予定を上回っていると判断している。敗血症ショックを招く病原性微生物種の特性(病原性、感染性等)をゲノム配列から解明することを目標とし、その特徴に関連する配列を用いた迅速診断を確立するため、敗血症患者から採取した病原性微生物の全ゲノム配列決定を300例実施することが本課題の目標である。結果、罹患敗血症301症例の血液より培養した病原性微生物試料のPacBioRSII/Sequelによる全ゲノム配列を決定した。
分子性導体における低温高圧下でのX線単結晶構造解析

現在の物性研究における、様々な物性現象の解釈の基礎となるのは、対象物質の結晶構造である。本研究では、分子性導体を主な対象として、実験室系において定常的に、低温、高圧下で単結晶構造解析を行うことを試みた。当初は、BeCu製の高圧セルを用いて検討を行ってきたが、BeCu製の高圧セルは、X線による散乱が非常に大きく、回折強度の大きい試料でないと、今回試みた方法でも精度の良い回折データを得るのが困難である。従って、最高到達圧力は下がるが、X線による散乱がより少ない純Be製のX線用圧力セルを新たに設計、製作した。このようなセルを用いて単結晶構造解析を行うためには、X線が高圧セルを通過するときに発生する散乱X線をいかに除くかということにあるが、様々な方法を検討した結果、セルのみの散乱をバックグランドとしてセルと試料からの回折データから差し引く手法が最も簡便で有用であることが判明した。このために、使用する装置としては、回転対陰極型強力X線発生装置とイメージングプレート型X線回折計を組み合わせたものを実験に用いている。これらの組み合わせで、通常の実験室系で定常的に高圧X線回折の実験が行えることになった。このセルを用いての実際の実験での最高圧は4kbarである。この圧力までのX線回折実験を試みた結果、低圧領域での格子定数の圧力変化とクリアなX線写真が容易に得られた。今の所の対象物質は、Et_2Me_2P[Pd(dmit)_2]_2で、この物質は圧力下で、HOMOとLUMOの逆転が起こり金属化するとされる物質として興味深い系である。圧力下での格子定数変化は、温度変化に対するものと同様であり、この物質の圧力下での金属化が、通常のモット転移ではないかと推測している。今後は、より高圧下での構造解析の試みとして、ダイヤモンドアンビルを用いた圧力セルによる単結晶構造解析を行う予定である。1.研究の目的本研究は、分子性導体を主な対象として、低温、高圧下で定常的に、実験室レベルで単結晶構造解析を行う試みである。2.今年度の研究によって得られた新たな知高圧セルを用いて単結晶構造解析を行うためには、X線が高圧セルを通過するときに発生する散乱X線をいかに除くかということにあるが、様々な方法を検討した結果、セルのみの散乱をバックグランドとしてセルと試料からの回折データから差し引く手法が最も簡便で有用であることが判明した。従って、最高到達圧力は下がるが、X線による散乱がより少ない純Be製のX線用圧力セルを新たにデザイン、購入した。このセルを用いて精度の良いデータ収集が可能になることが期待される。現在、装置へのセットアップについて検討を行っている。3.今後の展開来年度前半には、前述のBe製高圧セルを用いて実際に回折データを収集し単結晶構造解析を試み、通常の構造解析との比較検討を行う。また、次の段階としてダイヤモンドアンビルを用いた圧力セルを現在設計中で、これを来年度の予算で購入の予定である。
ファジィモードレーザの基礎と応用に関する研究

本研究では,新規のレーザ光源であるファジィモードレーザに関して、その発振動作機構の解明および光計測への応用の研究を行った.その成果は以下のとおりである.まず,ファジィモードレーザのスペクトル特性を明らかにするために,干渉光学系をもちいた実験をおこなった結果,ファジィモードレーザの出力がチャープ周波数コムという特徴を有することを初めて明らかにした.また,チャープ周波数コムの生成機構を理論的に解明するために,理想共振器モデルによる解析を行った.その結果,ファジィモードレーザ共振器の共振周波数がチャープ周波数コムで与えられることを導いた.この結果にもとづいてファジィモードレーザの動作機構をよく説明できるモデルを組み立てた.さらに,チャープ周波数コムの特性について,コム成分間には高い位相の相関が存在することと,周波数チャープはほぼ理想的に線形であることを見出した.ファジィモードレーザの応用では,チャープ周波数コム出力の特徴を活用した光距離計測を行った.本研究では,長距離高精度距離計測に必要な基盤技術を研究するとともに,光ファイバを測定対象とする実験によって,キロメートルオーダーの距離を数10μmの精度で測定可能であることを実証した.以上本研究では,ファジィモードレーザの基礎と応用に関して、数多くの新たな知見を見出し,今後の研究の発展に資する成果を得た.本研究では,新規のレーザ光源であるファジィモードレーザに関して、その発振動作機構の解明および光計測への応用の研究を行った.その成果は以下のとおりである.まず,ファジィモードレーザのスペクトル特性を明らかにするために,干渉光学系をもちいた実験をおこなった結果,ファジィモードレーザの出力がチャープ周波数コムという特徴を有することを初めて明らかにした.また,チャープ周波数コムの生成機構を理論的に解明するために,理想共振器モデルによる解析を行った.その結果,ファジィモードレーザ共振器の共振周波数がチャープ周波数コムで与えられることを導いた.この結果にもとづいてファジィモードレーザの動作機構をよく説明できるモデルを組み立てた.さらに,チャープ周波数コムの特性について,コム成分間には高い位相の相関が存在することと,周波数チャープはほぼ理想的に線形であることを見出した.ファジィモードレーザの応用では,チャープ周波数コム出力の特徴を活用した光距離計測を行った.本研究では,長距離高精度距離計測に必要な基盤技術を研究するとともに,光ファイバを測定対象とする実験によって,キロメートルオーダーの距離を数10μmの精度で測定可能であることを実証した.以上本研究では,ファジィモードレーザの基礎と応用に関して、数多くの新たな知見を見出し,今後の研究の発展に資する成果を得た.近年、レーザ光の応用範囲は拡大化しており、その重要性は高まる一方である。これは、レーザ光が優れた時間的・空間的コヒーレンス性を有していることによる。これに対して本研究では、高い空間的コヒーレンスと時間的コヒーレンスの制御が可能と考えられる新しいレーザであるファジィモードレーザを取り上げ、動作機構を明らかにすると共に、その応用検討を目的として研究を進めている。現在までの研究成果は、以下に示す通りである。1.ファジィモードレーザのスペクトル構造は、連続的にチャープした複数の縦モード構造であり、周波数チャープレートは、音響光変調器による周波数シフトと周回数の積に等しく、数100ペタヘルツ/秒という驚くべき値を有する。さらに縦モード間隔に等しいモード構造を有することが確認できた。2.マイケルソン干渉計におけるビ-ト信号周波数と光路差との関係からファジィモードレーザがリフレクトメトリーに有効なことが確認できた。本研究では,周波数シフト帰還型レーザー(ファジ-モードレーザー)の基礎と応用に関する研究を行った.まず,利得媒質として半導体レーザー励起Nd : YVO_4結晶,周波数シフト素子として音響光学素子を有する全固体型の周波数シフト帰還型レーザーを構成し,その発振を確認した.発振特性について干渉実験を行った結果,レーザー出力には超高速にチャープを受ける瞬時周波数成分が縦モード周波数毎に存在するということを明らかにした.さらに発振機構について理論解析した結果,レーザー媒質の遷移周波数の横緩和過程に伴うランダムで高速な位相変調成分のうち,周波数シフトが存在下での共振条件を満たす光波の位相のみが帰還的に増幅され,上述の瞬時周波数成分が生成されることを明らかにした.実験結果をよく説明できる解析は,本研究以外ではなされたことがなく,本研究の特筆すべき成果の一つである.超高速チャープ(100PHz/sオーダー)と縦モード周波数毎に次々に新たな成分が生成されるという特徴を利用して,周波数シフト帰還型レーザーの光リフレクトメリへの応用にも取り組んだ.測定精度を検討は,偏波面保持ファイバーを片側の光路とするマイケルソン干渉計を用いて行った.これまでに初期的な結果として,約100m遠方において100μm以下という非常に高い距離測定精度を得ることが可能であることを確認しており,さらに測定レンジの拡大,精度の向上が可能であると考えられる.以上本研究では,周波数シフト帰還型レーザーの基礎と応用に関して,発振機構について非常に有益な知見を得るとともに,高精度光計測への応用が可能であることを示した.平成10年度の本研究では,これまで3カ年にわたる研究を総括し応用面での将来展開を検討した.その結果は以下のとおりである.

1.ファジ-モードレーザの動作機構の解明の研究本研究ではファジ-モードレーザに関して,その出力がチャープ周波数コムと呼ばれる従来のレーザとはまったく異なるスペクトルの特徴を有していることを明らかにした.このチャープ周波数コムの詳細な解析をもって,動作機構に関する研究の総括とした.周波数チャープの線形性は,ファジ-モードレーザの動作機構,応用の両面から重要であり,この点についてレーザ出力のホモダイン検波,ヘテロダイン検波などから検討をおこなった.その結果,周波数チャープはほぼ理想的に線形であり,種々の応用分野で利用するのに十分であることを実証した.2.応用面での将来展開の検討ファジモード-レーザの光計測への応用として,光距離計測への応用をおこなった.本研究で設計・試作したファジモードレーザを用いて,距離計測の実証実験をおこなった.結果,4kmの距離を精度50μm以下で測定できることを実証した.この結果にもとづいて,ファジ-モードレーザの応用面での将来展開を検討した結果,ファジ-モードレーザによる距離測定システムは,地震検知などの環境計測,光通信網診断などの情報通信といった幅広い分野に展開するために必要な研究成果を得た.
黄砂のグローバル・マネジメント～地域研究による環境問題への実践的対処の試み～

黄砂という現象が純粋の自然現象ではなく、人間の営為と密接に関わっていることを前提として、そこに暮らす人々の生活・コミュニケーションに働きかける方法を探求した。それにより、黄砂の発生地域に暮らす人々の社会的、経済的行動と密接につながった解決策を編み出すことぬきには、真の解決策には至らないこと、を具体的に明らかにした。これは地域研究者と現地の実践者が環境問題の解決について介在役を果すことではじめて可能となるもので、今後の共同研究のあり方を示唆するものである。21年度は、黄砂のグローバル・マネジメントを実施するためのネットワークづくりと情報交換を主として行った。これまで申請者らが中心になって行ってきた陜西省北部での緑化ネットワークによる会議開催、広報、生態文化回復活動の普及などを現地と連絡をとりながら行った。一方日本では、ネットワーク参加拠点である東勝のウランダワにある坂本毅による緑化基地の現況紹介とともに、アラシャンにおけるオイスカ緑化ポイントの富樫智にも新たにプロジェクトに参加していただき、内モンゴルと黄土高原にまたがるネットワークを形成することとなった。さらに、黄土高原および砂漠緑化作物の商品化という点で、これまで砂桃(スナモモ)のバイオ燃料事業をすすめようとしてきた、神木の張応龍と、日本の企業家樋口伸也のネットワークがこれに加わり、日本において新たに「生態文化回復協議会」というネットワークを立ち上げ、ビジネスベースで成り立つ環境回復事業の実践の場を構築する実験を開始した。これまで、研究活動と市民によるNGO,さらには環境ビジネスによる緑化事業は、必ずしも有機的に連携してきたわけではなかった。本研究はこうした異なるアプローチをつなぐ「場」を創出することにより、「研究」「NPO」「企業」を日中双方でつなぎ、情報や思想を相互に流通させ、より具体的で実行可能な、生態回復プロジェクトを展開するための基礎を構築しつつある。また、国際ボランティア学会等で報告し、黄砂問題は「社会・経済」的問題であり、「当事者」「外部者」という「境界」は存在しないこと、我々日本に住むものも当事者として解決のための方策を考える必要があること、などを提起した。また現在別途すすめている「社会生態史学」という視点から環境問題を読み解く手法を黄砂研究に導入すべきである、という主張を行い、大きな反響を得た。(1)陜西省北部および内モンゴルに広く自生する長柄扁桃(A.pedunculata)は油糧およびタンパク質を多く含むが、アミグダリンをも含有するために、食用に適さないが、西北大学のYehua Shen教授はその除去と利用技術を確立した。我々は、この植物によって乾燥地緑化を推進することで、大豆などの油料作物を代替し、アマゾンなどの熱帯雨林の破壊を抑制することを明らかにした。8月2021日に、神木県において「第一回中陜北生態化研究及び生態文明建設フォーラム」に参加し、長柄扁桃の活用の重要性を明らかにすると共に、現地調査を行って利用状況を確認した。この件を通じて、大阪大学工学部の宇山浩研究室と共同研究の体制を確立した。(2) 8月19日、黄土高原国際民間緑色文化ネットワークの年次総会を開催した。同ネットワークの指導者である朱所弼氏の銅像が有志によって建立され、その記念シンポジウムを兼ねた。この会議で、朱所弼の業績とその指導精神の持つ意義とを明らかにするとともに、同ネットワークの活動状況を調査した。(3)東京大学東洋文化研究所から、朱所弼を中心とするこのネットワークをめぐる語りを明らかにする資料集『黄土高原・緑を紡ぎだす人々「緑聖」朱序弼をめぐる動きと語り』を刊行した。この資料集は、我々が参画しているコミュニケーションの渦に関する資料を自ら収集して日中両語で纏めたものであり、また、この資料集自体が語りの渦のなかに投げ込まれることで、新たなコミュニケーションの惹起を目指すという意味で「オープンテキスト」である。研究協力者の富樫智はアラシャンにおける薬草やエミューの利用による生態系を回復させる経済活動の健進に向けた研究を推進した。坂本毅は、内モンゴル・オルドスとの貿易を通じた植生回復ビジネスのマネジメントについて研究を推進した。引き続き阿拉善における沙漠自生作物である沙漠人参の薬酒への利用の試みが現地で続けられ、日本の酒造メーカーにもちかけて砂漠緑化作物を利用した健康酒を日本で製品化する試みがほぼ成功した。その経緯を竹中隆が現地視察および指導。阿拉善で経済活動につながる緑化実践とその研究を続けている冨樫智は、数度にわたり阪大を訪れ状況を報告。また次年度計画予定の報告書用の原稿として阿拉善でのこれまでの歩みをまとめた報告書を提出。内モンゴルオルドスにて、同じく草原を回復するビジネス創生の道を現地住民と共に実践している坂本毅も現地を訪れ植林および高品種の羊の成育状況などを視察。また8月には大阪大学工学部宇山浩教授(材料工学、植物由来のポリマー、油の利用の研究)が本プロジェクトに参加。西北大学の申〓華教授とともに楡林、米脂を訪問。

途中砂桃の利用に関する研究の進捗状況に関する申教授の報告のあと申教授の出身地であり、我々のプロジェクトの生体回復実験中の拠点である鎮川鎮の黄土高原生態植物園などを参観、生態回復の実態を調査した。宇山はその後砂桃の多面的利用に関わる日本側ルートの開拓、西北大学との協力関係の樹立などの活動を続け、年度末に再度単独で西安訪問。現在それらの内容をもとに報告書執筆中である。代表者深尾と安冨は8月現地で文化的パスを利用した生態回復をめざす地元ネットワークとともに現地で会議を開催(8月16日陜西省横山県にて)。雨天の中100名を超える参加者を得て人々の関心の高さを示した。(注:文中の安冨以外は研究協力者)これまで黄土高原およびオルドスで続けられた経済活動とつながる緑化の実践と支援は本研究最終年を迎え、総括と成果発表へと力を注いだ。各人がこれまで続けてきた活動を現地でさらに展開すべく現地で、さらなる調査、提言、関与を行ったほか、9月には新たな成果につながる共同研究会を開催。12月には西北大学から砂桃の産業化利用について多年の研究を行なっている申燁華教授をお招きし、大阪大学吹田キャンパスにおいて公開シンポジウムを開催した。その結果、砂漠緑化作物砂桃の具体的な産業化利用には、依然さまざまな問題があり、特にコスト面との兼ね合いが難しく、燃料、工業材料、薬品など多面的な利用を可能とするさらなる努力が必要であることがわかった。また、同様の趣旨で産業化利用が可能となりつつある杜仲との経験交流も促進された。本研究の結果、黄砂問題は人為的要因が深く関わった問題であり、単なる自然現象として対策を講じることは不毛であること、その際地元の人々の生活や意識と密着し、受け入れられる手法を編み出す必要が有ること、などが明らかになった。また従来の植林は必ずしも有効ではなく、自生植物の産業化利用や、シアノバクテリアなどの環境回復作用を十分に活かした地域の生態系回復の道を図ることが重要であるとの認識を得た。3月には、こうした研究内容をまとめた報告書を作成し、関係者に配布。本報告書の内容は、いずれ出版物として広く国民に知らせるべく準備を行う予定。同報告書は、黄砂研究にみられた様々な誤解や思い込みを正し、黄砂が人為現象であること、黄砂発生の歴史的社会的コンテキストを読むことが何よりも重要であること、その対策には、経済活動とつながる多方面からのアプローチが必要なこと、などを訴え、黄砂発生時の村の観察記録、植生記録、実践例などをまとめた。阿拉善やオルドスにおける沙漠緑化作物の商品化やそれに呼応した植樹作物の多様化といった実践は順調に進展している。ただ、黄土高原生態植物園における自生植物の皆既調査は、現地楡林学院の研究体制が整わず、今年度は実現しなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた植生回復地におけるデータ収拾といった調査は以前行った同様のデータを活用することとし(自然植生の回復が見られる土地での植物の種類、遷移に関する調査)、最終年度は西北大学申教授が多年にわたって行ってきた砂桃研究の成果を取り入れ、今後どのような具体的な展開方法、問題点があるか、などを日本側から提示することを主体とする。
表面キャリア伝導モジュレーションによる半導体表面反応の精密分析・制御の研究

半導体表面での表面準位とキャリアの応答を観測することにより、半導体表面のダングリングボンド終端状態の精密分析が可能であることを明らかにする目的に対して、金属-酸化膜-半導体(MOS)ダイオードの酸化膜相当部分を取り除いた擬ダイオード構造を製作し、擬ダイオード構造の高周波数容量-電圧(C-V)特性を測定することにより、半導体表面のダングリングボンド終端状態を表面とキャリアの応答により分析が可能であることを実証している。また、半導体(シリコン)表面のダングリングボンドが水素で終端されている状態および酸素で終端されている状態の擬ダイオード構造の高周波数容量-電圧測定から、水素終端表面および酸素終端表面の表面準位密度は半導体表面のプロセス条件に対応することを確認している。さらに、最終的に出来上がったMOSデバイスのデバイス特性がどの製造プロセスで決定されているかを突き止める目的に対しては、MOSFETデバイスの信頼性は、ゲート酸化膜形成プロセスの半導体(シリコン)の昇温過程において半導体表面に成長する前処理酸化膜の品質に依存することを明らかにし、前処理酸化膜の厚さを薄くすることにより高信頼性MOSFETが実現できることを実証している。また、金属(タングステン)-半導体(シリコン)コンタクトの抵抗は、半導体表面の洗浄から金属薄膜成長までの過程において半導体表面に成長する自然酸化膜の量に依存することを明らかにし、半導体表面での自然酸化膜の成長を抑制することにより抵抗コンタクトが形成できることを実証している。半導体表面での表面準位とキャリアの応答を観測することにより、半導体表面のダングリングボンド終端状態の精密分析が可能であることを明らかにする目的に対して、金属ー酸化膜ー半導体(MOS)ダイオードの酸化膜相当部分を取り除いた擬ダイオード構造を製作し、擬ダイオード構造の高周波数容量ー電圧(CーV)特性を測定することにより、半導体表面のダングリングボンド終端状態を表面とキャリアの応答により分析が可能であることを実証している。さらに、半導体(シリコン)表面のダングリングボンドが水素で終端されている状態および酸素で終端されている状態の擬ダイオード構造の高周波数容量ー電圧測定から、水素終端表面および酸素終端表面の表面準位密度は低いことを示す知見が初めて得られている。半導体表面の表面反応過程(酸化、半導体成膜過程)の精密分析が可能であることを明らかにする目的に対しては、表面反応の精密分析を行うために、表面反応過程を精密に制御する酸化方法および半導体成膜方法を開発している。半導体(シリコン)の昇温過程において、水素終端表面からの水素脱離に伴い、半導体表面が雰囲気の残留酸素あるいは残留水分により部分的に酸化され、あるいは部分的にエッチングされる知見を基に、半導体の酸化過程においては、超清浄雰囲気での昇温および水素脱離前の1分子層酸化膜形成による表面保護により、高品質酸化膜が制御性良く形成できることを実証している。また、半導体の成膜過程においては、昇温中の半導体表面に原料ガスを照射することにより、酸化物の成長を抑制し、高品質半導体単結晶薄膜が制御性良く形成できることを実証している。さらに、半導体表面反応の不安定要因となる帯電を、雰囲気ガスへの紫外光照射により、除去する方法を開発している。半導体表面での表面準位とキャリアの応答を観測することにより、半導体表面のダングリングボンド終端状態の精密分析が可能であることを明らかにする目的に対して、金属-酸化膜-半導体(MOS)デバイスの酸化膜相当部分を取り除いた擬デバイス構造を製作し、擬デバイス構造の電気的特性を測定することにより、半導体表面のダングリングボンド終端状態を表面とキャリアの応答により分析が可能であることを実証している。さらに、半導体(シリコン)表面のダングリングボンドが水素で終端されている状態および酸素で終端されている状態の擬デバイス構造の電気的特性の測定から、水素終端表面および酸素終端表面の表面準位密度は半導体表面のプロセス条件に対応することを確認している。

また、金属(タングステン)-半導体(シリコン)コンタクトの抵抗は、半導体表面の洗浄から金属薄膜成長までの過程において半導体表面に成長する自然酸化膜の量に依存することを明らかにし、半導体表面での自然酸化膜の成長を抑制することにより低抵抗コンタクトが形成できることを実証している。
生乳における脂肪球の凝集と細菌分布の不均一性の関連について

本研究では、生乳に添加した乳酸菌の凝集に伴う不均一な分散を再確認すると共に、脂肪球の凝集に寄与することが明かとなった物質(主としてIgM)と乳酸菌の結合様式を菌種菌株間での菌体表面構造の相違を検討しながら明らかにすることを目的とした。1.生乳に添加した乳酸菌の不均一な分散実験に供したLactococcus lactis subsp.cremoris 5菌株すべてで中間層に比較して下層の菌数が高くなり、うち3菌株は脂肪球の浮上に伴い上層(クリーム層)の菌数も高くなった。また、中間層に対する上層および下層の菌数比は菌株間で異なっていた。2.乳酸菌の不均一な分散に関与する乳成分乳中のIgMとIgGが菌体に結合することが確認され、特にIgMが菌体の凝集に強く関与していることを確認した。3.菌体表層ポリペプチドおよびグリコポリペプチド組成L.cremoris 8菌株は、そのポリペプチド組成から2群に大別され、菌体表層グリコポリペプチドは各菌株10前後検出された。IgMに強く凝集される122-1株の主要グリコポリペプチドの分子量は52,000で、IgMに対する感受性の低いsHP株の主要グリコポリペプチドの分子量は48,000と両者に相違が認められた。4.菌体表層のIgM結合部位122-1株の菌体表層画分の分子量52,000のグリコポリペプチドはIgMの主要な受容体のひとつであった。一方、HP株の主要グリコポリペプチドにはIgMが結合しなかった。このことから、122-1株のように菌体表層の主要グリコポリペプチドにIgMが結合し得る場合は、IgMを介して凝集塊が形成され易いため、その凝集性は高く、HP株のようにたとえIgMが結合するポリペプチドが存在していたとしても、表層の主要グリコポリペプチドにIgMが結合しないため、凝集塊が形成され難く、この菌体の凝集性は低くなると推察した。Lactococcus lactis subsp.cremoris(HP,122-1,H-61,924,およびH41-7)の脱脂乳培養液を搾乳直後の各個乳に添加し、低温下(4°C)に17時間静置してクリーミングの状況を比較したところ、菌液の添加がクリーミングに及ぼす影響は個乳間で差異が確認された。そこで各個乳の理化学的一般性状を検討すると共に、低温下で脂肪球を凝集しクリーミングを促進することが確認されたIgM、ならびに他の免疫グロブリン含量をRID法で比較したが、菌液を添加した際のクリーミングの状況とこれら免疫グロブリン含量には規則性はなかった。今回の実験で菌液の添加によりクリーミングが著しく抑制される場合が確認され、そのメカニズムについて乳中の凝集素と添加した菌株の特異性が著しく高いため、低温下で顕著となるIgMの脂肪球への非特異的な結合が疎外されるためではないかと考えているが、この点については来年度に実施する菌体表面のIgMに対するレセプター部位の有無および差異についての検討を待たねばならない。また、クリーミングに寄与することが示唆されたP1画分(乳清をSephacryl S-300でゲルろ過した際のVoid volume溶出画分)の構成ポリペプチドは脂肪球皮膜のそれと非常に類似したものであることが明らかとなった。

さらにクリーミング現象はシアル酸の添加により抑制されることを確認していたので、P1画分と脂肪球皮膜の両者をSDS-PAGE後、PVDF膜に転写しシアル酸を特異的に認識するレクチンを反応させたところ、脂肪球皮膜の外周に存在するポリペプチドとしてMather(1975年)が報告したcomponent 15,16と同一と思われるバンドの非還元末端にもシアル酸が存在することが確認された。搾乳直後の同一個乳に各菌株の脱脂乳培養液を添加し、4°Cの冷蔵室内に静置してクリーミングの状況を比較すると、特にLactococcus lactis subsp. cremorisの場合、添加した菌株間でクリーミングに及ぼす影響に相違が確認された。そこで菌体を今回設備備品として購入したBranson Model 250超音波ホモジナイザーで破砕して菌体構成ポリペプチドを、また各種の膜タンパク質可溶化剤で処理して菌体表層構成ポリペプチドを調製してSDS-PAGEで比較すると、L. lactissubsp. lactisとL. lactis subsp.diacetylactisは比較的近似な泳動パターンであった。一方L. cremorisはSDSあるいはTriton X-100で抽出した画分の泳動パターンが4つのグループに大別され、亜種内でも菌株間で大きく相違することが明らかとなった。また菌体表層構成グリコポリペプチド組成は、L. diacetylactisとL. lactisは比較的近似なパターンで、しかも両亜種間でも近似なものであった。しかしL. cremorisの場合は菌体表層構成ポリペプチドが非常に近似したものでも、それらのグリコポリペプチドパターンには差異があり、L. cremorisのこの菌体表層の構成成分の差異がクリーミングに及ぼす影響の相違に関与していることが示唆された。L. cremorisの菌体表層構成ポリペプチドをSDS-PAGE後、PVDF膜にブロッテンングし、この膜にBovine lgM溶液を作用させ、lgMが結合した菌体表層ポリペプチドをBiotin labeled anti bovine lgMを使用し検索すると、クリーミングに対して全く正反対の影響を示す菌株間でも、lgMが結合するポリペプチドは両者でほぼ同様に存在しており、したがって、lgMを介して脂肪球の擬集に関与する度合い、言い換えればクリーミングへの影響の相違はこれら、lgMに対する菌体のレセプターの有無ばかりではなく、そのレセプター存在部位の立体構造も大きく影響するものと推察された。
強ひずみ加工法による低温・高ひずみ速度超塑性Cu-Zn合金の開発

従来の強ひずみ加工法に欠落していた量産性を付与した連続高速強ひずみ加工法,Severe Torsion Straining Process (STSP)を用いて,黄銅(Cu-Zn)系合金への結晶粒微細化の有効性を確認し,塑性加工性の評価の一つであるアップセット試験を用いて,結晶粒微細化の効果の一つである超塑性特性を評価した.得られた成果は、以下の通りである.(1)単相Cu-Zn合金であるJIS-C2600(以後C2600)合金を温間でSTSP加工を施して結晶粒の微細化を図り,結晶粒度や再結晶挙動を調べた.結晶粒微細化にはSTSP加工を可能な限り低温で行うことが有効である.再結晶は,温間でのSTSP加工や冷間でのECAP加工に関わらず再結晶温度がほぼ一致したことより,熱活性挙動のみで再結晶温度が決定していることが確認された.(2)温間STSP加工で結晶粒を微細化したC2600合金を250300°Cで圧縮試験することにより、圧縮特性に及ぼす結晶粒度の影響を調査した.結晶粒径を2μmに微細化・保持することで,圧縮特性の著しい向上が図れることを確認した.(3)2相のCu-Zn合金であるJIS-C2800(以後,C2800)に温間でSTSP加工を施し結晶粒の微細化を行い、結晶粒度及ぼす加工条件の影響について検討を行った.相変態が生じる温度域で行い,冷却による組織の凍結を素早く行うことが必要であることを確認した.また,熱的に安定な微細粒組織を維持する温度を調査し,STSP加工したC2800を200300°Cで圧縮試験することにより、圧縮特性に及ぼす結晶粒度の影響を調査した.アップセット試験から,従来では不可能であった200°C近辺での鍛造可能な圧縮特性を示し,STSP加工条件の最適化により超塑性特性の向上が図れることを確認した.強ひずみ加工店の一つであるEqual-Channel Angular Pressing (ECAP)法を用いて黄銅(Cu-Zn)系合金の結晶粒を微細化し、超塑性特性の発現に及ぼす結晶粒度や第3添加元素の影響を明らかした。さらに、超塑性特性の向上に有利な合金組成や加工条件の最適化を行った。得られた成果は、以下の通りである.(1)冷間ECAP加工で結晶粒を微細化した単相Cu-Zn合金を高温で引張試験することにより,超塑性発現に及ぼす結晶粒度や第3添加元素の影響を明らかにした。400°Cでの引張試験で超塑性を発現させるためには、1μm以下の微細粒組織にし、できる限り結晶粒成長を抑制する必要がある。結晶粒成長の抑制にはZrの添加が最も効果的であることを確認した。(2)2相のCu-Zn合金に温間でECAP加工を施し結晶粒の微細化を行い、結晶粒度および超塑性特性に及ぼす加工条件の影響について検討を行った。ECAP加工を相変態が生じる温度域で施すことにより、結晶粒微細化がより効果的に達成できることを示している。また、熱的に安定な微細粒組織を形成することにより、従来より200°C低い温度域でも超塑性が発現することを確認している。さらに、合金組成、強ひずみ加工前の熱処理温度、加工量などを変化して条件を最適化することにより、第2相が微細で均一に分散した組織が形成でき、低温度における超塑性特性の向上が図れることを実証した。(3)3相のCu-Zn-Sn合金に温間でECAP加工を施して結晶粒を微細化し、低温超塑性や高速超塑性の出現可能性について検討を行い、その実現性を確認した。また、相変態や再結晶が生じる温度域でも、一度にできる限り大きなひずみを加えることがこのような超塑性の特性向上に有効であることを明らかにした。従来の強ひずみ加工法に欠落していた量産性を付与した連続高速強ひずみ加工法,Severe Torsion Straining Process (STSP)を用いて,黄銅(Cu-Zn)系合金への結晶粒微細化の有効性を確認し,塑性加工性の評価の一つであるアップセット試験を用いて,結晶粒微細化の効果の一つである超塑性特性を評価した.得られた成果は、以下の通りである.(1)単相Cu-Zn合金であるJIS-C2600(以後C2600)合金を温間でSTSP加工を施して結晶粒の微細化を図り,結晶粒度や再結晶挙動を調べた.結晶粒微細化にはSTSP加工を可能な限り低温で行うことが有効である.再結晶は,温間でのSTSP加工や冷間でのECAP加工に関わらず再結晶温度がほぼ一致したことより,熱活性挙動のみで再結晶温度が決定していることが確認された.(2)温間STSP加工で結晶粒を微細化したC2600合金を250300°Cで圧縮試験することにより、圧縮特性に及ぼす結晶粒度の影響を調査した.結晶粒径を2μmに微細化・保持することで,圧縮特性の著しい向上が図れることを確認した.(3)2相のCu-Zn合金であるJIS-C2800(以後,C2800)に温間でSTSP加工を施し結晶粒の微細化を行い、結晶粒度及ぼす加工条件の影響について検討を行った.

相変態が生じる温度域で行い,冷却による組織の凍結を素早く行うことが必要であることを確認した.また,熱的に安定な微細粒組織を維持する温度を調査し,STSP加工したC2800を200300°Cで圧縮試験することにより、圧縮特性に及ぼす結晶粒度の影響を調査した.アップセット試験から,従来では不可能であった200°C近辺での鍛造可能な圧縮特性を示し,STSP加工条件の最適化により超塑性特性の向上が図れることを確認した.
シナプス部に存在する新しい蛋白質NAP-22の機能解析

シナプス部位に存在するNAP-22の解析を中心にこの蛋白質の局在領域の分析を行い以下の成果を得た。(1)NAP-22局在部位の解析免疫組織化学的解析の結果はNAP-22がシナプス前膜とシナプス小胞に局在していることを示している。そこでシナプス小胞画分を生化学的に単離しこの画分中のNAP-22量を定量し小胞あたりの分子数を求め約0.5分子という値を得た。すなわちすべての小胞が構成成分としてNAP-22を持つのではないことを示している。実際組織切片でもNAP-22抗体で染まるシナプスと染まらないシナプスの存在が確認された。(2)NAP-22の存在する領域の生化学的解析Triton不溶性画分でのNAP-22の存在状況の解析を試みた。Triton処理、低イオン、高イオン処理に抵抗性でショ糖密度勾配遠心で低比重の画分にNAP-22は回収されてくることがわかった。この画分をSDS-PAGEで分析すると主要な蛋白質としてNAP-22以外に120k,42k,38k,33k等の分子量を持つ蛋白質が存在する。2次元電気泳動、免疫ブロット及び部分アミノ酸配列決定より38k,33kバンドの主要成分としてG蛋白質のGoαとβサブユニットを、42kをGAP-43と、120kをN-CAMと同定した。一方この画分でマウスを免疫すると38kのバンドが強い抗原性をもち神経軸索に特異的に存在することがわかった。発生過程での発現や画途中での挙動、組織染色の結果はこの抗原がG蛋白質のGoαやGiαとは明らかに異なっていることを示している。すなわち38kのバンドには複数の蛋白質が存在することが分かった。
網羅的変異導入と遺伝子発現解析による治療用ヘルペスウイルスベクターの開発

本研究は、単純ヘルペスウイルス(HSV)ベクターの医療実装を促進するため、DNAバーコーディング技術と網羅的遺伝子発現解析技術を用い、HSVゲノムの遺伝子改変および治療遺伝子挿入部位の二点についてのハイスループットスクリーニング法を開発することを目的としている。今年度はまず、HSVベクターの毒性を除くため、HSVゲノムにコードされる遺伝子の中から細胞毒性を有する遺伝子を欠失させる改変を行った。具体的には、野生型のHSVであるKOS株のゲノムからICP27、ICP4、ICP0の3つの遺伝子を除去した。ICP4とICP0はHSVゲノムに2コピーずつ存在するが、両コピーとも欠失させた。また、ICP22についてはプロモーターを改変し、ベクターが細胞に感染した直後には発現しないよう遺伝子発現の時期を調節した。最終的には、改変後のHSVゲノムに対して次世代シーケンサーによる塩基配列解析を行い、目的の遺伝子改変が施されていることを確認した。続いて、HSVベクターが標的組織に感染した後に転写活性が持続的に保たれる領域を明らかにするため、培養細胞株を用いたin vitroでの検討を行った。具体的には、作製した無毒化HSVベクターを培養細胞株に感染させ、細胞からRNAを経時的に抽出した。培養細胞株としては、神経系の細胞として神経芽細胞腫由来のIMR-32、肝臓由来の細胞としてHepG2を用いた。IMR-32に対してはレチノイン酸による処理を行い、ニューロンへの分化を促した後にHSVベクターを感染させた。今年度はこれらの培養細胞株の培養法および分化誘導法の確立と、RNAの抽出までを行った。HSVゲノムの遺伝子改変は一般に時間を要するため、毒性遺伝子の欠失改変には時間をようすることが予想されていた。ただ、ICP0を欠失させる改変に予想以上に時間を要した。最終的には、無事に意図した改変を施すことができた。上記の点を除けば、次の段階である治療遺伝子組み込みの至適領域を決定するための遺伝子発現解析に移ることができており、おおむね順調な進行であると言える。まず、治療遺伝子組み込みの至適領域を決定するため、HSVベクターを感染させた培養細胞株から抽出したRNAを用いて、ベクターゲノムの遺伝子発現プロファイルを明らかにする。具体的には、RNAシーケンシングにより持続的な転写活性領域を同定する。続いて、in vivoでの検討として、マウス・ラットの神経系にHSVベクターを投与し、培養細胞株と同様に継時的にRNAを抽出・RNAシーケンシング解析を行う。in vitroとin vivoの解析結果を併せて、治療遺伝子組み込みの至適領域を決定する。最終的には同領域にレポーター遺伝子を挿入し、標的部位での発現量や持続性を評価する。続いて、標的指向性や感染効率向上につながるHSVゲノムの遺伝子改変を明らかにする。HSVゲノムの改変は一般に、変異導入部位と相同配列を有するテンプレートとの組換えを利用する。そこで、本研究では変異と一対一対応したバーコードをテンプレートに組み込む。作製した多数のテンプレートをプールし、HSVゲノムの改変を行なう。得られた変異HSVライブラリを標的細胞に感染させ、感染前・後のウイルスDNA中のバーコードを次世代シーケンサーにより定量する。標的指向性や感染効率の改善に寄与する遺伝子改変に対応したバーコードは、感染前に比して割合が増加すると予想される。これにより有用な遺伝子改変を明らかにする。

まず、治療遺伝子組み込みの至適領域を決定するため、HSVベクターを感染させた培養細胞株から抽出したRNAを用いて、ベクターゲノムの遺伝子発現プロファイルを明らかにする。具体的には、RNAシーケンシングにより持続的な転写活性領域を同定する。続いて、in vivoでの検討として、マウス・ラットの神経系にHSVベクターを投与し、培養細胞株と同様に継時的にRNAを抽出・RNAシーケンシング解析を行う。in vitroとin vivoの解析結果を併せて、治療遺伝子組み込みの至適領域を決定する。最終的には同領域にレポーター遺伝子を挿入し、標的部位での発現量や持続性を評価する。続いて、標的指向性や感染効率向上につながるHSVゲノムの遺伝子改変を明らかにする。HSVゲノムの改変は一般に、変異導入部位と相同配列を有するテンプレートとの組換えを利用する。そこで、本研究では変異と一対一対応したバーコードをテンプレートに組み込む。作製した多数のテンプレートをプールし、HSVゲノムの改変を行なう。得られた変異HSVライブラリを標的細胞に感染させ、感染前・後のウイルスDNA中のバーコードを次世代シーケンサーにより定量する。標的指向性や感染効率の改善に寄与する遺伝子改変に対応したバーコードは、感染前に比して割合が増加すると予想される。これにより有用な遺伝子改変を明らかにする。本研究室が入っている日本医科大学基礎大学院棟に新たに研究室が移ってくることとなり、2018年12月から2019年1月にかけて、フロア内で移転があった。その間、研究活動が一時的にストップすることがあり、使用を見込んでいた物品を購入する必要がなくなった。特に、HSVベクターの遺伝子改変と一対一対応するバーコードの人工合成を発注する予定としており、高額になると見込まれたが、これが次年度に延期となったことが大きい。バーコードの人工合成は2019年度に行う予定としており、繰越分から支出することとしている。その他は当初の予定通り助成金を使用させていただく予定である。
木材および木質材料の加工ならびに材料評価へのAEの応用

木材・木質材料の分野で既にAEの応用を試みている研究者を組織し、それぞれの分野での研究の一層の進展を計るとともに、AEセンサを含めた計測手法の標準化およびAE発生の材料学的意味の明確化を通じて、木材・木質材料の加工および木材評価へ応用できるAE法の確立をめざして2年度にわたって研究を進めた。研究内容は現在AEの応用が試みられている全ての分野を網羅し、AE信号波形から発生源での破壊の態様を知る原波形解析、木材の破壊条件のAEによる検討を始めとして、木材の接着層およびパ-ティクルボ-ドの破壊過程の解析、木材および木質材料の強度評価と欠陥検出、木材乾燥応力の推定、木材乾燥装置の自動制御、木材の切削状態の監視、木材の生物劣化とくにシロアリ食害材の検出、紙の破壊過程の解析などへのAEの応用について研究を展開した。それぞれの分野では既往の研究成果をもとに研究の一層の深化をみたが、とくに最後の二つの分野は本総合研究を端緒に世界に先駆けて着手されたにもかかわらず、それぞれ顕著な成果をあげた。また、研究全体を通じて、原波形解析やAE源の位置標定にみられるように、検出したAEの計算値ばかりでなくAE発生の材料学的意味を考慮した議論が展開された。なお、本総合研究の目的の一つである「標準となるべきAE計測法の提案」については、研究がきわめて多岐にわたったために包括的な成案を得るまでには至らなかった。しかし、個々の研究で指摘されたAE計測の問題点は、計測法の標準化だけでなく、新しい分野へのAE法の適用に際しても貴重な指針となるべきものであり、木材・木質材料研究におけるAE法の応用は本総合研究を機に大きく進展することが期待される。木材・木質材料の加工および材料評価へのAEの応用に関する既往の研究成果について研究代表者を中心に研究組織全体で調査・分析し、各研究分担者が実施する実験内容の企画および相互調整を行った。それに基づいて各分担者が行った研究の主要な成果を以下に示す。1.MDI添加量の異なるEVAエマルジョンを接着剤としたパーティクルボードの曲げ試験時のAE計測から、MDI添加量が多くなると同一荷重に対するたわみが小さくなるとともに、たわみが小さいときのAE発生数が少なくなることが明らかになった。2.スギ板材の乾燥中に発生するAEを2個(板面の木口近くと中央に設置)のセンサで計測した結果、AE発生源は試料の木口側から中央部へ除々に移動すること、一つのセンサがAE発生を監視できる範囲はかなり狭いこと、カップ量の変化とAE事象率の変化が比較的よく対応することなどが分かった。3.生材小試片を用いた乾燥実験から、AEは生材の乾燥中のみならず、乾燥後に吸水させた試料の乾燥中にも同様に発生すること、接線方向の収縮を拘束して乾燥してもAE発生はほとんど変化せず、巨視的な割れに関係するAEの割合はきわめて少ないことなどが明らかになった。4.木材に対するシロアリの食害行動がそのときに発生するAEによって探知できるかどうかを検討するため、二三の実験を行った。その結果、実際に木材がシロアリによって食害されているときにのみ、その食害部位からAEが発生することが確認された。5.手すき紙の引張過程におけるAEの発生源を4個のセンサを用いて二次元位置標定することを試みた結果、未叩解の試片では試片全体からAEが発生する傾向を示すこと、叩解した試片ではAEの発生位置が最終破断線の付近に集中する傾向を示すことなどが明らかになった。研究課題に対する既往の研究成果および昨年度の研究成果について研究代表者を中心に研究組織全体で調査・検討するとともに、各研究分担者がそれぞれの役割分担について更に研究を進めた。各分担者が行った研究の主要な成果は以下の通りである。

1.AEの原波形解析手法を直交異方体の木材に適用し、木材中のAE波の伝搬はグリ-ン関数を使って表せること、木材の曲げ破壊時の検出波形は開口変位を仮定して求めた計算波形とよく一酒すること、破壊の態様がわかるモ-メントテンソル解析は木材にも適用可能であることなどを明らかにした。2.木材の破壊条件に関する有限小領域理論の妥当性を検討する目的で割裂試験におけるAEの発生状況と発生位置を調べたところ、AEは最大荷重の少し手前から発生し始め、クラックの進展とともに急増することがわかったが、破壊との明確な関係を得るまでには至らなかった。3.木材・木資材料の強度推定にAEを応用することを試み、節や節による目切れを含む木材および接着不良合板を、荷重下で発生するAEによって識別できること、実大合板を連続曲げ試験機に通したときのAE発生から接着不良部が検出可能なことなどを明らかにした。4.木取りの異なるケヤキ板状試験片を乾燥したときのAEについて検討した結果、AE事象率の増加率は木取りに関係なく含水率低下速度とともに増大すること、AE事象査とカップ量の変化がよく対応することなどが明かになった。5.木材切削における折れ型切削の機構をAEによって解明するため、木材の割裂、曲げ、圧縮試験および平削りで発生するAEを比較検討した。その結果、折れ型切削を木材の割裂および曲げ破壊の機構と結びつけて解析できることがわかった。