hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地方分権ガバナンスにおける政策実施構造の変容

採用2年目にあたる、平成21年度は、研究計画書で予定をしていた通り、主に研究成果の発表に重点をおいた1年となった。採用1年目の2008年の夏に調査を行った、市町村地域福祉計画に関する論文を作成し、日本行政学会の年報である、『年報行政研究』と日本公共政策学会の年報である、『公共政策研究』に投稿を行い、査読プロセスを経て、掲載に至った。これらの論文では、制度改革期を経て、資源調達における「情報」という政策手段の果たす役割が増し、「情報」の機能の仕方から生じる計画過程での資源調達の在り方の違いが、行政組織内の合意形成と連関し、計画の類型や計画の実施状況の多様性を生むことを明らかにしている。また、採用1年目の冬に、東京大学高齢社会総合研究機構、東京大学医学系研究科の研究者と共に、千葉県柏市の協力を経て、主に老年学の観点から、柏市民がどのような人的、社会的ネットワークに組み込まれているのか、また柏市の社会関係資本(Social Capital)や社会参加の実態を明らかにするために、社会調査を行った。この調査は柏市内の24地区社協エリアの7つの地域に在住する20歳以上の市民4123名を対象に郵送アンケートを実施し、1735名の回答(回答率42.1%)を得ている。地方分権ガバナンスにおける福祉行政では、行政の慢性的な資源不足とサービスの機能不全の克服のため、活動資源をより行政の外部に依存していく傾向は顕著である。こうした活動資源の供給は民間営利部門で行われることも多いが、一方で、非営利部門や一般の市民によって担われることも多い。後者については市民の自発的協力、と位置づけられているが、市民との対等な関係による協働が今後の行政の在り方に不可欠なら、行政と市民との相互の信頼関係が行政に活動の成否に大きく関わってくる。この調査のなかで、柏市役所や市議会、警察や地域における福祉サービスの提供組織への信頼を測定することができ、その信頼を規定する要因について2年目である本年度に集計・コーディング・分析を行った。市民の様々な活動参加と執行組織への信頼の関係を分析した結果を『日本公衆衛生学会総会』でポスター報告し、現在論文執筆中である。本研究の目的は近年の政策執行に関わる実施構造、とそれを規定する中央地方関係や組織・制度的環境と政策出力の因果関係を解明することにある。本年度は第一に、申請書の年次計画の(2)にあるように、本研究の大きな仮説を構築するために、日本の福祉国家における非普遍性という特質に着目したから福祉国家研究・政策執行・アメリカの福祉行政に関する書籍を広く読み、考察を深め、その成果を書評という形で発表した。行政史の観点からの分析の必要性を感じた。そして研究計画(3)にあるように、地域福祉計画についてデータの収集を進めた。まず、厚生労働省の政策担当者からの情報提供と、各自治体のHP等を参照して全国の市レベルのデータセットを2006年度分まで更新し統計分析を行い、論文として発表し、各市において地域福祉計画が計画(plan)として機能を期待され、策定されるための条件を明らかにした。また、研究計画(4)にあるように自治体の事例研究の資料の追加収集を行い、2008年夏に修士論文作成時に調査を行った神奈川県、横須賀市、藤沢市、大和市、海老名市を再訪問し、策定された地域福祉計画がその後どのように実施されているのかを調査し、追加調査から得られた計画過程と計画、施策の関連についての知見を論文にまとめ、現在投稿中である。修士論文から継続して行っていた地域福祉に加え、児童福祉施策に関する調査を行っている。近年の「子ども」という軸での事務処理体制の再編において、「ネットワークガバナンス」を構築するために補助執行を用いた先進事例として愛知県豊田市と島根県出雲市のヒアリング調査を行い、その課題を報告書にまとめた。この調査により、中央地方の政策共同体として存在する教育、福祉の間の連携・調整の組織構造的な難しさが明らかになった。その他、千葉県柏市を事例に「老年学」の観点から参与観察、大規模アンケート調査を行っており、その成果は上記研究にも反映されている。

地方分権ガバナンスにおける福祉行政では、行政の慢性的な資源不足とサービスの機能不全の克服のため、活動資源をより行政の外部に依存していく傾向は顕著である。こうした活動資源の供給は民間営利部門で行われることも多いが、一方で、非営利部門や一般の市民によって担われることも多い。後者については市民の自発的協力、と位置づけられているが、市民との対等な関係による協働が今後の行政の在り方に不可欠なら、行政と市民との相互の信頼関係が行政に活動の成否に大きく関わってくる。この調査のなかで、柏市役所や市議会、警察や地域における福祉サービスの提供組織への信頼を測定することができ、その信頼を規定する要因について2年目である本年度に集計・コーディング・分析を行った。市民の様々な活動参加と執行組織への信頼の関係を分析した結果を『日本公衆衛生学会総会』でポスター報告し、現在論文執筆中である。
タンパク質の構造安定性と分子間相互作用に関する実験と理論による研究

タンパク質分子内および分子間のある距離を反応座標として、水中での自由エネルギープロファイルを効率的に計算する方法を開発した。この方法では、計算コストが低い連続体溶媒モデルを用いて、反応座標に沿ったumbrellaサンプリング法に基づく分子動力学シミュレーションを行い、それを一種の中間状態として用いて用いるために、自由エネルギープロファイルを計算する。その次の手続きとして、連続体溶媒モデルによるMDシミュレーションで生成した各反応座標での構造に対して、我々が最近開発したReference-modified density-functional theory (RMDFT)を適用し、溶媒和自由エネルギーを計算し、自由エネルギー摂動計算を実施することにより、溶媒和による寄与を分子レベルで取り込む補正を自由エネルギープロファイルに対して行う。これにより、様々な温度および圧力下での自由エネルギープロファイルを計算可能になる。なお、連続体溶媒モデルでは高圧下に対応した計算は困難である。同様に自由エネルギー摂動法を適用し、ある反応座標上で固定した状態に対する過剰化学ポテンシャルおよび真空中でのタンパク質分子の自由エネルギープロファイルを計算することが可能であり、これにより自由エネルギープロファイルの分割を実現する。この解析のより、タンパク質フォールディングの駆動力を明らかにすることができる。本手法をタンパク質のフォールディング過程における自由エネルギープロファイルの解析に適用し、溶媒効果と自由エネルギープロファイルの関係を明らかにする。本手法を10残基から成る人工タンパク質シニョリンに適用し、タンパク質の末端間距離を反応座標とした水中での自由エネルギープロファイルの温度および圧力による変化と溶媒和自由エネルギーによる寄与の解析を行った。現在はGCN4-p1のヘリックス間に働く疎水性相互作用の解析を進めている。タンパク質等の大きな構造ゆらぎを持つ巨大分子に対して、ある特定の反応座標に沿って過剰化学ポテンシャルを計算するのは、全原子モデルを用いたMDシミュレーションでは極めて困難であり、これまでに実施された例は報告されていない。しかしながら、タンパク質フォールディングにおける溶媒による寄与を定量化するためには、過剰化学ポテンシャルの計算は必要不可欠であり、フォールディング駆動力を明らかにする第一歩となる。本研究では高精度でかつ高効率な自由エネルギープロファイル計算手法ならびにその構成要素である過剰化学ポテンシャルプロファイルおよび分子内自由エネルギープロファイを計算可能な方法を開発した。本手法を、10残基から成る人工タンパク質シニョリンに適用し、タンパク質の末端間距離を反応座標をとした水中での自由エネルギープロファイルの高温変性および圧力変性における変化、および溶媒和自由エネルギーによる寄与を解析した。それにより、疎水性相互作用を含む溶媒誘起相互作用はむしろアンフォールド構造を安定化させており、フォールディングの駆動力は分子内相互作用に起因することが明らかとなった。温度上昇における熱変性では、溶媒誘起相互作用はアンフォールディングを抑制する効果を与えるが、それに対して分子内構造エントロピーが打ち勝つことにより、アンフォールド構造の安定性が増加することがわかった。一方高圧変性では、溶媒誘起相互作用における疎水性および親水性相互作用による寄与の両者がアンフォールド構造の高圧下での安定性に寄与することが明らかとなった。本研究成果はScientific Reportsに掲載された。ロイシンジッパーとして知られるGCN4-p1は、αヘリックス二量体によるコイルドコイル構造を有するタンパク質であり、疎水性残基が並ぶ面を会合させる形状の天然構造を持つ。従って疎水性相互作用の物理的起源を調べるためのモデルタンパク質として有効であると考え、研究を始めている。なお、シニョリンの計算結果から明らかとなった様に、自由エネルギーの分子内相互作用による寄与と溶媒和自由エネルギーによる寄与への分割から導かれる結論と、水中で出現する構造に基づき天然構造と変性構造のアンサンブルを生成し、分子内相互作用エネルギーと溶媒和自由エネルギーを単純にアンサンブル平均した量による結論は、定性的に一致することを確認した。GCN4-p1はシニョリンに比べ構造揺らぎが大きく、ヘリックス二量体解離に対する反応座標に沿った自由エネルギー計算の実施が難しかったため、後者の方法を適用することにした。そのため、水中でのGCN4-p1の10000nsの分子動力学シミュレーションを実施し、RMDFT法による10万構造に対する溶媒和自由エネルギー計算を進めている。それにより、分子内疎水コアを有するタンパク質においても、シニョリンと同様な天然構造安定性のメカニズムが得られるかどうか、検証を進めてゆく予定である。この方法では、計算コストが低い連続体溶媒モデルを用いて、反応座標に沿ったumbrellaサンプリング法に基づく分子動力学シミュレーションを行い、一種の中間状態としての自由エネルギープロファイルを計算する。次に我々が開発したReference-modified density-functional theory (RMDFT)を用いて、連続体溶媒モデルによるMDシミュレーションで生成した構造に対して、溶媒和自由エネルギーを計算し、自由エネルギー摂動法を適用することにより、溶媒分子による寄与を自由エネルギープロファイルに取り込む補正を行う。ちなみに連続体溶媒モデルでは高圧下に対応した計算は困難である。同様に自由エネルギー摂動法を適用し、ある反応座標上で固定した状態に対する過剰化学ポテンシャルおよび真空中でのタンパク質分子の構造エネルギーによる自由エネルギープロファイルを計算することができる。本手法をタンパク質のアンフォールディング過程における自由エネルギープロファイルの解析やタンパク質二分子間に働く平均力ポテンシャルの解析に適用し、溶媒効果と自由エネルギープロファイルの関係を明らかにする。本年度は、本手法を10残基から成る人工タンパク質シニョリンに適用し、タンパク質の末端間距離を反応座標とした水中での自由エネルギープロファイルの温度および圧力による変化と溶媒和自由エネルギーによる寄与の解析を進めている。

本研究で重要と成るタンパク質等の構造ゆらぎを持つ巨大分子におけるある特定の反応座標に沿った自由エネルギープロファイルを、高精度でかつ高効率に計算する新たな手法を開発した。本手法を、10残基から成る人工タンパク質シニョリンに適用し、タンパク質の末端間距離を反応座標をとした水中での自由エネルギープロファイルの高温変性および圧力変性における変化、および溶媒和自由エネルギーによる寄与を解析するために、計算を進めている。これまでに計算した自由エネルギープロファイルの結果は、高温変性および高圧変性に対して拡張アンサンブル分子動力学シミュレーション法の結果と概ね一致していることを確認しており、本手法の有効性を確信しつつある。この自由エネルギープロファイルに対して、溶媒による寄与、すなわち反応座標に沿った過剰化学ポテンシャルを算定し、天然構造の安定性および変性の遷移状態の物理的起源ならびに、高温および圧力変性のメカニズムを明らかにすべく、計算を進めている。タンパク質分子内および分子間のある距離を反応座標として、水中での自由エネルギープロファイルを効率的に計算する方法を開発した。この方法では、計算コストが低い連続体溶媒モデルを用いて、反応座標に沿ったumbrellaサンプリング法に基づく分子動力学シミュレーションを行い、それを一種の中間状態として用いて用いるために、自由エネルギープロファイルを計算する。その次の手続きとして、連続体溶媒モデルによるMDシミュレーションで生成した各反応座標での構造に対して、我々が最近開発したReference-modified density-functional theory (RMDFT)を適用し、溶媒和自由エネルギーを計算し、自由エネルギー摂動計算を実施することにより、溶媒和による寄与を分子レベルで取り込む補正を自由エネルギープロファイルに対して行う。これにより、様々な温度および圧力下での自由エネルギープロファイルを計算可能になる。なお、連続体溶媒モデルでは高圧下に対応した計算は困難である。同様に自由エネルギー摂動法を適用し、ある反応座標上で固定した状態に対する過剰化学ポテンシャルおよび真空中でのタンパク質分子の自由エネルギープロファイルを計算することが可能であり、これにより自由エネルギープロファイルの分割を実現する。この解析のより、タンパク質フォールヂングの駆動力を明らかにすることができる。
蛋白質水和理論の新機軸：自己組織化および秩序化過程の統一的解明

生体分子の自己組織化によって形成された構造は,高圧をかけると崩れる(例:蛋白質の圧力変性,アクチンフィラメントのモノマーへの解離,アミロイド繊維の崩壊)。また,低温では構造形成力が弱まる(例:蛋白質の低温変性,ミオシンとアクチンの結合力の低下)。これらの実験事実を支配するのが,水の並進配置エントロピー効果の生体分子ー水分子間多体相関成分であることを示した。蛋白質の折り畳み・種々の変性・共溶媒の添加効果を同じ理論的枠組みで説明できた。種々のタイプの分子認識を統一的に理解可能とした。ABCトランスポーターによる多剤排出の物理を明確にした。ATP駆動蛋白質の機能発現機構に対し,斬新な考え方を示した。溶媒のエントロピー効果に焦点を当てたモデル解析により,以下のことを示した:糖の添加によって蛋白質熱安定性が向上する;添加効果は糖濃度が高いほど大きく,グルコースよりもサクロースの方が大きい;糖の添加は溶質ー溶媒間の多体相関成分を通して水のエントロピー効果の強化に繋がる。共溶媒を添加した場合,その分子サイズが大きいほど安定性は低下し,その親水性が大きく混合溶媒の全充填率が高くなるほど安定性は向上する。正味の安定性は両者の競合で決まるが,糖の場合には後者の効果の方が勝る。ABCトランスポーターによる細胞からの毒性溶質の排斥に関するモデル解析を行った。円筒状の容器と球状溶質を考え,両者の間に誘起されるエントロピーポテンシャルの空間分布を3次元積分方程式論に基づいて計算した。ナノメートルスケールの空間内の水中では,水分子直径d-Sを周期として大きな正・負の値をとって変化するポテンシャル場が形成される。溶質は,吸い込まれるように容器内に挿入され,キャビティー内で安定化される。挿入後,ATPの容器への結合によって容器形状を連続的に変化させ(例えば,出口側を開き,入り口側に直径を2d-Sだけ小さくした部位を作りその長さを徐々に長くして行くことにより),エントロピーポテンシャルの空間分布を変化させて溶質を搾り出すことができる。さらに,エントロピーポテンシャル場を利用すれば,様々な性質を持つ溶質の出し入れが出来る「多剤性」が確保できることも分かった。以上の結果の本質はTolCにも適用できる。RNAアプタマーR12とウシプリオン蛋白質の部分ペプチドP16の結合過程(結合に伴い,P16の大きな構造変化を伴う)を解析し,この過程が水の並進配置エントロピー利得で駆動されることを示した。R12とP16間のファン・デル・ワールス及び静電引力相互作用による安定化は脱水和による不安定化よりもやや小さい。(1)AcrBの機能的回転に対する統計熱力学を構築した。3通りの異なる立体構造をとるプロトマーが構成するトリマーAcrBの立体構造を溶媒和エントロピーの観点から解析し,以下のことを明らかにした:各プロトマー及び隣接するプロトマー間の界面の充填効率に不均一性が見られ,各プロトマーの溶媒和エントロピーがこの不均一性に依存して変化する;プロトマー単独で薬剤排出の(待機→結合→排出→待機→・・・)なる構造変化を行うことは途中で300kBT(kBはボルツマン定数,Tは絶対温度)もの自由エネルギー上昇が要求されるため不可能である;しかし,トリマーでは,あるプロトマーの構造変化が溶媒のエントロピー損失を伴うとき,他の2つのプロトマーがそれを打ち消すように構造変化をすることにより,溶媒のエントロピーをほぼ一定に保つことができる;その結果,1サイクルでたった1個のプロトンを高濃度側から低濃度側に移行させることにより(僅か8kBTの自由エネルギー低下で),薬剤排出のための構造変化が可能となる。(2)代表的な天然変性蛋白質p53のC末端領域は,それ自体は決まった構造をとらないが,ターゲット分子に依存して結合後にヘリックスを形成したり(S100B(&#61538;&#61538;)と結合時)シートを形成したり(Sir2-Af2と結合時)コイル構造を形成したり(CBP bromodonainやCyclin Aと結合時)する。これらの4通りの結合過程を取り上げ,結合に伴う系の自由エネルギー変化を計算すると共に,そのエントロピー成分とエンタルピー成分さらにはそれらへの溶質分子のみからの寄与及び水和からの寄与を解析した。その結果,一見異なる4通りの結合過程がすべて水の並進配置エントロピー利得で駆動されることが分かった。(3)同じ理論で,蛋白質の折り畳み・低温変性・圧力変性・熱変性のすべてが統一的に説明でき,実験結果とも定性的に一致することを確認した。(1)アミノ酸置換や、種々の糖・種々の1価および多価アルコール・尿素などの共溶媒を添加した場合に生じる熱変性温度Tmの上昇あるいは低下の度合いを定量的に予測できる統計熱力学理論を構築し、実験データとの比較によってその有効性を検証した。多重アミノ酸置換に対しては、有名な予測法FOLD-Xよりも優れた予測性能を有することを示した。同じモル濃度で比較すると、1価アルコールではTmは低下しその度合いはアルコール分子中の疎水基が大きいほど大きいこと、多価アルコールではTmは上昇しその度合いはアルコール分子中のOH基の数が多いほど大きいこと、糖ではTmは上昇しその度合いはグルコースよりもスクロースの方が大きいことを見事に説明できた。

(2)アクチンとミオシンの強結合過程を独自の統計熱力学理論を用いて解析し、以下の結果を得た:アクチンーミオシン間の静電引力およびファン・デル・ワールス引力相互作用の獲得によって大きなエネルギー低下が生じるが、アクチンー水およびミオシンー水間の静電引力およびファン・デル・ワールス引力相互作用の喪失による遥かに大きなエネルギー上昇が生じる;エネルギー上昇の約半分は、結合に伴って解放される水の再構造化によるエネルギー低下で相殺される;それでも、トータルのエネルギー変化は正であり、結合を妨げる;結合は、水の並進配置エントロピーの大幅な利得によって推進される;アクチンとミオシンの構造エントロピー損失を加味しても、トータルのエントロピー変化は正である。結合がエントロピー駆動であることは実験結果と一致する。(3)水の並進配置エントロピー効果の生体分子ー水間多体相関成分を主軸とした統計熱力学理論により、数多くの自己組織化過程を統一的に説明することができた。ATP駆動蛋白質の機能発現機構に対し、ATP加水分解サイクルの役割に関する斬新な考え方を用い、水を主役とした独特の理論的枠組みを構築した。生体分子の自己組織化によって形成された構造は,高圧をかけると崩れる(例:蛋白質の圧力変性,アクチンフィラメントのモノマーへの解離,アミロイド繊維の崩壊)。また,低温では構造形成力が弱まる(例:蛋白質の低温変性,ミオシンとアクチンの結合力の低下)。これらの実験事実を支配するのが,水の並進配置エントロピー効果の生体分子ー水分子間多体相関成分であることを示した。蛋白質の折り畳み・種々の変性・共溶媒の添加効果を同じ理論的枠組みで説明できた。種々のタイプの分子認識を統一的に理解可能とした。ABCトランスポーターによる多剤排出の物理を明確にした。ATP駆動蛋白質の機能発現機構に対し,斬新な考え方を示した。蛋白質の折り畳みが系の自由エネルギーの低下を伴う不可逆過程であることは,始状態と終状態で蛋白質の立体構造が異なることから容易に理解できる。一旦折り畳みが終了すると立体構造はゆらぐだけで変化しない。ところが,AcrBの立体構造は1サイクルの始状態と終状態で全く同じである。それでも一方向に回転するように見える構造変化が起こるのは,その過程がプロトンの高濃度側から低濃度側への移行という自由エネルギー低下を伴う不可逆過程とカップルしているからである。F1-ATPaseの立体構造も1サイクルの始状態と終状態で全く同じである。それでも一方向に回転するのは,その過程がATP加水分解という不可逆過程とカップルしているからである。以上のように,プロトン駆動蛋白質とATP駆動蛋白質に対する統一的な見解を示すことができた。以上の研究は,当初予定していなかったV1-ATPaseの回転機構の解明にも発展しつつある。27年度が最終年度であるため、記入しない。理論生物物理学共溶媒(糖・アルコール・尿素・塩など)の添加が蛋白質立体構造安定性に及ぼす影響を中心に理論解析研究を行う。いずれも,溶媒分子の並進移動に起因するエントロピー効果に主として注目する。
社会資本整備に伴う環境と生存システム・疾病構造の変容メカニズム

本研究の目的は,首都移転,周回道路の整備など急速な社会資本整備が進行するパラオ共和国を対象に,社会資本整備にともなう自然環境の改変と生活・健康への影響について解明することである.具体的には,過去の衛星データ,インフラ整備及び人口のデータ,感染症モニタリングデータなどを地理情報システム(GIS)に統合することによって,相互の関連性についての分析を行い,社会資本整備によって,自然環境のみならず,人々の居住パタンあるいは感染症の発生/伝播のパタンがどのように変化するのかを包括的に分析している。本年度は,行政区の境界線,地名,道路,建物,人口動態,2000-2004年にかけてのデング熱アウトブレイク記録を統合した地理情報システムに統合と,複数の時期におけるリモートセンシング衛星データを対象にした分析をおこなった。分析そのものは継続中であるが,今年度は特に以下の結果を得た。(1)家屋周辺の総合的な環境整備スコア,特に排水溝の状況がデング熱アウトブレークの世帯レベルのリスク要因となっていた。(2)パラオ共和国で販売されている"ready-to-eat"食品のうち、半数が一般細菌汚染レベル"unsatisfactory"と分類され、4%が大腸菌汚染レベルで"unsatisfactory"と分類された。(3)2000-2001年のデング熱アウトブレイクは,まず首都コロールで発生し,クリスマス休暇と同じタイミングでその他の地域へ伝播した可能性が示唆された。パラオ共和国における社会資本の整備は,現在も継続中であり,新しい首都及び周回道路の利用が本格化し,大規模な人の移動がおこるにつれて,感染症を中心とする健康事象に及ぼす影響も拡大していくことが予想される。本年度は6月と8月にそれぞれ2週間づつパラオ共和国を訪れ,調査を行った.6月にはパラオ共和国環境保健局が収集した2000-2001年にかけてのデング熱アウトブレイクの記録を分析した.このアウトブレイクでは,1000名以上がデング熱と診断され,そのほとんどについて性・年齢・発症年月日・発症時の居住地についてのデータが利用可能である.感染が伝搬するパタンを地理情報システムで分析するために,パラオ共和国における行政区の境界線をデジタル化し,地名についても綴りを統一した.この作業は,環境保健局・地図局との共同作業でおこなった.感染データを地理情報システムに取り込んだのち,行政区ごとの月別発生率・累積発症率を計算し,それをもとにMoran's Iなどの空間統計値を計算した.その結果,2000-2001年のデング熱アウトブレイクは,パラオ共和国の首都であるコロールで発生したのち,週末の移動によってすこしづつパラオ全域に広がり,12月のクリスマス休暇によって全国に蔓延する過程を明らかにできた.8月の調査では,デング熱発生の環境要因を明らかにするために,感染患者群と性・年齢・居住地をマッチングさせたコントロール群との比較対象研究を行い,居住環境のなかでも排水システムの不備がデング熱感染のリスクであることを明らかにした.さらには,道路,建物,人口動態などのデータを地理情報システムに統合し,デング熱感染リスクとの関連を分析した.これまで,パラオ共和国におけるインフラ,土地利用,行政区分,人口静態,人口動態などの基礎的なデータを地理情報システムで管理し,複数の時期におけるリモートセンシング衛星データをそこにオバーレイする作業を完了している.今後は,来年度以降本格化すると考えられる首都移転の影響評価を視野にいれながらフォローアップを行う予定である.本年度は8月から9月にかけて2週間の現地調査を実施した.現地調査においては,(1)カウンターパートであるパラオ保健省環境衛生局が継続的に収集しているデング熱のモニタリングデータを分析し,特に空間統計学のひとつであるSATSCAN統計解析によるアウトブレイクの空間的時間的検出システムを構築した.この分析によって,2004年度8月にみられたデングの小規模な流行が,国外からの訪問者による疾患の持ち込みによって説明されることが示唆された.(2)また,デング熱のベクターである,Aedes属の蚊についてのモニタリングシステムを確立した.Aedes属のなかでも,比較的近年になってパラオに侵入した種の環境分布を把握することを目的に,首都コロールに36箇所の定点観測点を設置し,オビトラップによる個体群サイズの変動を推定するシステムを構築した.(3)さらに,パラオにおける深刻な健康問題である食品由来の感染症コントロールのための基礎的データとして,パラオの人々が一般的に摂取する食品のバクテリア汚染レベルを,簡易培養法による指標細菌群レベルの推定によって評価した.その結果,対象としたサンプルのおよそ半数が国際基準により安全ではないと判断された.汚染の原因としては,食品加工および販売現場における不適切なプロセスが考えられ,今後の改善の必要性が示唆された.(4)IgM抗体による簡易アメーバ症検出キットをもちいたアメーバ症感染のスクリーニングも実施した.このような分析結果は,インフラ,土地利用,行政区分,人口静態,人口動態などの基礎的なデータとともに地理情報システム(GIS)に統合され,複数の時期におけるリモートセンシング衛星データによる環境評価との関連性分析をすすめることで,これから本格化する首都移転,周回道路建設の包括的な影響評価をめざす予定である.本研究の目的は,首都移転,周回道路の整備など急速な社会資本整備が進行するパラオ共和国を対象に,社会資本整備にともなう自然環境の改変と生活・健康への影響について解明することである.

具体的には,過去の衛星データ,インフラ整備及び人口のデータ,感染症モニタリングデータなどを地理情報システム(GIS)に統合することによって,相互の関連性についての分析を行い,社会資本整備によって,自然環境のみならず,人々の居住パタンあるいは感染症の発生/伝播のパタンがどのように変化するのかを包括的に分析している。本年度は,行政区の境界線,地名,道路,建物,人口動態,2000-2004年にかけてのデング熱アウトブレイク記録を統合した地理情報システムに統合と,複数の時期におけるリモートセンシング衛星データを対象にした分析をおこなった。分析そのものは継続中であるが,今年度は特に以下の結果を得た。(1)家屋周辺の総合的な環境整備スコア,特に排水溝の状況がデング熱アウトブレークの世帯レベルのリスク要因となっていた。(2)パラオ共和国で販売されている"ready-to-eat"食品のうち、半数が一般細菌汚染レベル"unsatisfactory"と分類され、4%が大腸菌汚染レベルで"unsatisfactory"と分類された。(3)2000-2001年のデング熱アウトブレイクは,まず首都コロールで発生し,クリスマス休暇と同じタイミングでその他の地域へ伝播した可能性が示唆された。パラオ共和国における社会資本の整備は,現在も継続中であり,新しい首都及び周回道路の利用が本格化し,大規模な人の移動がおこるにつれて,感染症を中心とする健康事象に及ぼす影響も拡大していくことが予想される。
希土類元素系磁性微粉を含む新しいキャスタブルセラミックス複合材と補綴材への応用

現在、希土類磁石が最も高い磁性をもつといわれているが、本研究は、この微粒子粉末をキャスタブル・ガラス・セラミックスに均一に分散・複合化することにより、鋳造成形ができ、しかも着脱可能な新しい機構の補綴物維持装置を開発しようとするものである。新しい高性能希土類磁石を歯科に応用するため、低温で溶融し、鋳造成形が出来、結晶化操作によって充分な機械的郷土を発現するガラスセラミックス中に希土類磁石を複合化して原料磁性ガラスとする。このガラス原料をロストワックス法で鋳造成形し、結晶化処理後、着磁することにより充分な機械的性能と耐腐食性を持った補綴物維持装置を造ることを目的とし、次の知見を得た。(1)種々の組成をもつ硼リン酸系ガラスの熱的挙動を調べた。その結果、P_2O_5・Al_2O_3・B_2O_3・Li_2O・ZnOの組成を持つガラスがガラス転移点340°C、軟化点400°Cで、熱処理により結晶化し、機構的強度が増すこと、その熱膨張率は11×10^<-6>/degで歯のエナメル質のそれと非常に地階値であることがわかった。(2)鋳造条件の検討を行なった。その結果、ワックスパターンに焼着防止のため窒化ホウ素をコーティングした後、リン酸塩塩系の埋没材を使用することにより精密鋳造することができた。(3)このホウリン酸結晶化ガラスの80°C、72時間の耐水性試験後の曲げ強度は1750kgf/cm^2であった。またブラシ摩耗試験の結果は良好であった。口腔内で使用可能にするためには、さらに長時間の耐水試験の検討が必要である。(4) Hd-Fe-B系磁性体の微粉末にする方法を検討した。その結果アルゴン気流中での粉砕により微粉末を得ることができた。この微粉末は空気中での酸化が著しく、その防止のための表面処理が必要り、現在その表面処理法を検討中である。現在,希土類磁石が最も高い磁性を持つといわれているが,本研究は,この微粒子粉末をキャスタブル・ガラス・セラミックスに均一に分散・複合化することにより,鋳造成形ができ,しかも着脱可能な新しい機構の補綴物維持装置を開発しようとするものである.新しい高性能希土類磁石を歯科に応用するため,低温で溶融し,鋳造成形が出来,結晶化操作によって充分な機械的強度を発現するガラスセラミックス中に希土類磁石を複合化して原料磁性ガラスとする.このガラス原料をロストワックス法で鋳造成形し,結晶化処理後,着磁することにより充分な機械的性能と耐腐食性を持った補綴物維持装置を造ることを目的とし,次の知見を得た.(1)低融点のキャスタブルセラミックスガラスとして硼リン酸系ガラスを検討した.その結果P_2O_5・Al_2O_3・B_2O_3・Li_2O・ZnOの組成を持つガラスがガラス転移点385°C,軟化点432°Cで,ロストワックス法で自由な形状を精密鋳造成形することができた.

また熱処理により結晶化し,その機械的強度が増すこと,および結晶化ガラスの熱膨張率を測定した結果, 11×10^<-6>/degで歯のエナメル質のそれと非常に近い値であることがわかった.しかしながら,耐腐食性試験を行なった結果,耐水性に若干の問題があり,このため長期間,口腔内で使用可能になるまでにはいたっていない.このキャスタブルセラミックスガラスの耐水性向上のためのガラス組成の検討がさらに必要である.(2)希土類元素系磁性体の微粉末にする方法を検討した.その結果アルゴン気流中での粉砕によりは酸化することがなく高い磁性体微粉末を得ることができた.その微粉末磁性体の熱的挙動および,磁気的挙動を調べた.(1)昭和62年度引き続きキャスタブルセラミックスであるホウリン酸ガラスの耐水性の向上のためのガラス組成の検討を行った。その結果、P_2O_5/B_2P_3=1.4の組成の結晶化ガラスが80°C、72時間の耐水試験後の曲げ強度1750kgf/cm^2と高く、ブラシ摩耗試験の結果も良好であった。また酸溶解試験の結果は歯の主成分であるヒドロキシアパタイトと比べ酸性側でも安定で、耐水性、耐酸性があることを示している。なお口腔内で使用可能にするためには、さらに長期間の耐水試験の検討が必要である。(2)ホウリン酸ガラスの鋳造の改良従来のロストワックス法で鋳造を行なうと、ホウリン酸ガラスとリン酸塩系埋没材が反応し、焼着現象を起こす。このため高い寸法精度の成形体が得らず、またホウリン酸ガラスの特性が低下する。この焼着を防ぐためワックスパターンに種々の焼着防止材を試みた。その中で窒化ホウ素が溶融ホウリン酸ガラスとの接触角が大きく溶融ガラスに濡れず、埋没材中にガラスの浸透を防止し、焼着防止に非常にすぐれていることがわかった。このため、ワックスパターンに窒化ホウ素の微粉末をスプレイ法で一層薄くコーティングし、その後リン酸塩系埋没材で埋没後、鋳造を行なうと良好な精度を持った鋳造体が得られた。(3)Nd-Fe-B系磁性体の微粉末にする方法を検討した。その結果アルゴン気流中での粉砕により微粉末を得ることができた。この微粉末は空気中での酸化が著しく、その防止のための表面処理が必要り、現在その表面処理法を検討中である。
ＥＢＶ陽性ＴおよびＮＫ細胞リンパ増殖症発症機構の解明と治療法の開発

EBV陽性T、NK細胞リンパ増殖症(EBV-T/NK-LPD)発症機構の解明と治療法開発を目的として研究を行った。2011年度にマウスモデルの作成を行い成功、論文発表した。さらにEBVがT、NK細胞へ感染するとNF-kBが活性化し感染細胞が不死化すること、NF-kBをbortezomibで抑制するとEBV陽性T、NK細胞株および患者由来の腫瘍細胞に細胞死が誘導され、かつ上記マウスモデルにも抗腫瘍効果を認めることを観察した。以上よりEBV-T/NK-LPD発症へのEBVの関与とNF-kBが治療標的になりうることが明らかになった。2013年欧州血液学会で報告、2014年に論文投稿を行った。具体的内容:EBV感染T細胞におけるintegrin発現EBVをMOLT4にin vitroで感染させると細胞表面にCD29,CD49dの発現が誘導され、リガンドであるfibronectin (FN)への接着が亢進した。FNへの接着によるCD29、CD49dの活性化によってEBV陽性T/NK細胞では細胞内分子シグナル、いわゆるoutside-in signalが活性化し、VP-16による細胞死は抑制された。以上からEBVはT/NK細胞においてintegrinの発現誘導を介し腫瘍化に働くと考えられた。EBV-T/NK-LPDにおける炎症性サイトカイン産生EBV-T/NK-LPD患者でINF-γ、IL-6、and TNF-αの血清中の濃度が健常者に比べ高値をしめした。EBVのin vitro感染によりMOLT4ではこれらの産生が亢進することが示された。さらにinfliximabやtocilizumabはVP-16による抗腫瘍効果を亢進させた。以上からEBV-T/NK-LPDではEBV陽性T/NK細胞による炎症性サイトカイン産生が亢進しており、病態形成に寄与していること、さらに治療標的となりうることが示された。意義および重要性:昨年度、私たちはEBV感染によりT、NK細胞ではNF-kBが活性化し細胞が不死化することを見出し、EBVがEBV-T/NK-LPD発症に直接関与することを解明した。本年度は、疾患発症の環境に焦点をあて、integrinを介した周囲の細胞や基質、さらに炎症性サイトカインによる腫瘍細胞の刺激が発症に関与すること、特に炎症性サイトカインの抑制は治療へ応用しうることを明らかにした。EBVによるT,NK細胞腫瘍発症のメカニズムが解明されたことで、EBV-T/NK-LPDがひとつの疾患単位である科学的裏付けがなされたと考えられる。具体的内容:1.Activation-induced cytidine deaminase (AID)の発症への関与について.EBV感染によりT細胞ではDNAに積極的に変異を導入する酵素であるAIDが発現し、その標的であるcMyc遺伝子の変異が増加することを観察した。これはEBVにより腫瘍発症に寄与する遺伝子変異が起こりうることを示唆しており、EBV陽性T/NKリンパ増殖症発症の分子機序の一つと考えられた。2. FOX-p3の発症への関与について.EBV感染によりT細胞では制御性T細胞のMaster分子であるFOX-p3の発現が亢進すること、そしてEBV陽性T細胞はin vitroでの共培養にてResponder T細胞に対し抑制的に働く、すなわち制御性T細胞様の性質を獲得することを観察した。これはEBV陽性T/NKリンパ増殖症発症の機序の一つと考えられた。3.HMG-CoA還元酵素阻害剤Simvastatinの効果について.Simvastatinは、EBV陽性T/NKリンパ増殖症患者から樹立したEBV陽性T細胞株、および患者から分離したEBV陽性T細胞に対し、濃度依存性にapoptosisを誘導することを観察した。さらにSimvastatin処理によってEBV陽性T細胞におけるLMP1の発現が抑制されることも認められた。同薬は本邦でも広く使用されている薬剤であり臨床応用の可能性もある。意義および重要性:これまで私たちはEBV感染によりT、NK細胞ではNF-kBが活性化し細胞が不死化することを見出し、EBVがEBV陽性T/NKリンパ増殖症発症に直接関与することを解明した。本年度は特に感染細胞の悪性化と進展機構の解明に焦点をあて、AIDによる感染細胞への遺伝子変異導入および、FOX-p3による宿主免疫機構抑制が発症に関与する可能性があることを明らかにした。さらに治療法開発に直接つながる治験も得、臨床への還元が期待される。具体的内容:1)慢性活動性EBウイルス感染症モデルマウスを作成しPLoSPathog誌に論文報告した。2) EBV陽性T、NK細胞リンパ増殖症発症におけるCD137分子の役割を解明し、第16回欧州血液学会年次総会で発表した。

EBV陽性T、NK細胞株およびCAEBV患者細胞を解析し、これらの細胞では細胞表面のCD137発現がEBV陰性細胞に比べ亢進していることを見出した。またT細胞へのEBV感染実験を行い、EBVはTおよびNK細胞においてLMP1を介してCD137発現をもたらす事を解明した。さらにEBV陽性TおよびNK細胞ではCD137リガンドによるCD137刺激でNF-κBが活性化しapoptosisが抑制されることを見出し、腫瘍発症の一因となりうることを見出した。3) EBVによるNF-κB活性化はT、NK細胞腫瘍発症の治療標的となりうることを解明し第73回日本血液学会総会で発表した。EBV陽性T、NK細胞株およびCAEBV患者細胞で、NF-κBが恒常的に活性化していること、活性化はEBV感染によりLMP1を介して行われることを示した。さらにNF-κBの阻害剤Bortezomibはこれらの細胞においてNF-κBを抑制、apoptosisを誘導し、CAEBVモデルマウスでの腫瘍進展を抑制することを見出した。意義および重要性:これらは、EBVがEBV陽性T、NK細胞リンパ増殖症発症に直接関与することを示した初めての報告である。さらにin vivoおよびin vitroでの検討でNF-kBが治療標的となりうることも示した。これらの結果をもとに、現在BortezomibのCAEBVに対する治療効果検討の臨床試験を計画しており、新規治療法開発に直接つながる結果を示した点で意義深く重要であると考える。昨年までの研究で明らかにした以下の2点、1EBV-T/NK-LPDの発症におけるCD137の関与(EBV陽性T、NK細胞細胞ではEBV感染により細胞表面のCD137発現がEBV陰性細胞に比べ亢進していること、EBV陽性TおよびNK細胞ではCD137リガンドによるCD137刺激でNF-κBが活性化しapoptosisが抑制され腫瘍発症の一因となりうる)、2EBV-T/NK-LPDの化学療法抵抗性におけるMDR1の関与(EBV陽性T、NK細胞細胞ではEBV感染によりMDR1が発現し薬剤抵抗性に寄与する)については論文作成、投稿中である。さらに、本年度はEBウイルス感染腫瘍細胞のみならず、周囲の環境に注目し、サイトカインおよび接着因子を介した細胞制御について検討、結果を学会で発表し、論文作成を開始することができた。よって平成24年度の目標はほぼ達成できたと考え、標記の達成度と判断した。臨床検体の収集は十分行えた。また、それらを用いたEBVによるEBV陽性T、NK細胞リンパ増殖症発症メカニズムの細胞レベルでの解析については、EBV陽性T、NK細胞リンパ増殖症腫瘍細胞でのNF-kB恒常的活性化とそのメカニズムおよびCD137の発現と腫瘍発症における機能を上記に示すとおりに解明でき、結果を学会で発表し、論文作成を開始することができた。よって平成23年度の目標はほぼ達成できたと考え、標記の達成度と判断した。一方で、発症の素地となる、個体の免疫学的、遺伝学的特徴などについては、モデルマウスを作成し論文発表はおこなったが、その詳細な解析にはさらに検討が必要である。
分裂準備帯の無細胞系再構成

植物細胞において、細胞表層の微小管は細胞の伸長方向と分裂面の制御を通して器官の形の制御に働く。表層にある微小管の構築機構の解明が望まれるが、その分子機構は関与するタンパク質の機構解析、新しい因子の同定に必要な実験系に良いものがないため、ほとんど進んでいない。本研究においては、タバコ培養細胞の単離細胞表層と細胞質を用いて微小管の再構築を起こさせる実験系の開発を目指す。研究の遂行は、同様の手法で紡錘体の無細胞系構築を目指すTobias I.Baskin博士(日本学術振興会外国人招へい研究者)との共同研究により行った。1単離細胞膜上での微小管重合、脱重合の再現従来用いてきた細胞膜-細胞質抽出液の実験系では、微小管を重合させることはできるものの脱重合が起こらず、結果として微小管のクラスターが形成されるのみであった。細胞調製中の酸素欠乏状態によるATPの枯渇の可能性を考え、抽出液にATPを加えたが、改善はごくわずかだった。次に、細胞質抽出に用いる緩衝液が生理的な塩濃度・生理的pHでない可能性を考え、緩衝液の検討を行った。緩衝液をPipes(pH 6.8)からHepes(pH 7.0)に変更し、100mMの塩化カリウムを加えたところ、ATPの存在下で微小管の脱重合が起こった。この脱重合は細胞内で起こる表層微小管の脱重合と類似していた。2分裂期の細胞質抽出液の単離法の検討DNA合成阻害剤アフィディコリンにより同調を行い、分裂準備帯を持つ細胞(細胞周期:前期)が高頻度に含まれる細胞集団を得て、細胞質抽出液の単離法の検討を行った。前期の細胞は細胞膜が壊れやすく、破砕により細胞膜が壊れやすかった。細胞壁溶解処理後に、通常用いるテフロンホモゲナイザーに代えて、細胞を注射針に通すことにより核を破壊せずに細胞質を調製することに成功した。細胞分裂の分裂面制御機構は植物の形づくりの解明に向けた残された大きな問題の一つである。植物細胞の分裂面は紡錘体形成前に決定される。G2期前期に分裂準備帯と呼ばれる微小管の帯が細胞表層に形成され、細胞表層における細胞骨格タンパク質の分布の偏りを引き起こす。それでは、分裂準備帯はどのようにして細胞表層に形成されるのだろうか。分裂準備帯の形成機構の研究は、主に分裂準備帯の形成が異常になる突然変異体を解析する方法で行われてきた。しかし、解析された因子が少なく、全体像の理解にはほど遠い。従来用いられてきた突然変異体の単離やRNAi等と異なった、遺伝学的手法を補完する機能解析の実験系が確立できれば、分裂面の制御機構の解析が進むことが期待される。本研究計画においては、タバコ培養細胞の単離細胞表層と細胞質を用いて無細胞状態での分裂準備帯形成が起きる実験系を確立する。また、確立した実験系を用いて分裂準備帯形成に関与するタンパク質の除去を行い、この実験系でタンパク質機能が解析できることを示す。本年度は、予備実験としてタバコ培養細胞のプロトプラストが無処理の細胞と同様に微小管の重合、脱重合を起こすか解析し、プロトプラスト単離条件の最適化を行った。この解析を行った理由は、プロトプラストが細胞表層、細胞質の両方を単離する材料だからである。プロトプラストにおいては、細胞表層の微小管の重合・脱重合頻度は低下していたが、短時間でプロトプラストを取るように工夫し、純粋酸素の存在下で酵素処理を行うことにより微小管の重合・脱重合頻度は上昇したように思われた。また、生きている細胞での分裂準備帯微小管の挙動を解析するためのソフトウエアを導入し、解析の条件設定を行った。2分裂期の細胞質抽出液の単離法の検討

DNA合成阻害剤アフィディコリンにより同調を行い、分裂準備帯を持つ細胞(細胞周期:前期)が高頻度に含まれる細胞集団を得て、細胞質抽出液の単離法の検討を行った。前期の細胞は細胞膜が壊れやすく、破砕により細胞膜が壊れやすかった。細胞壁溶解処理後に、通常用いるテフロンホモゲナイザーに代えて、細胞を注射針に通すことにより核を破壊せずに細胞質を調製することに成功した。
組合せ繰返し荷重を受ける大水深防波堤の支持力評価に関する研究

大水深位置に建設される防波堤に見られるような,繰返し組合せ荷重を受ける捨石マウンド-ケ-ソン構造物系の支持力特性をマクロに捉える手法として,本研究では3次元荷重空間内の支持力曲面を導入し,その曲面を評価する手法について検討を加えた。従来,組合せ荷重を受ける浅い基礎の支持力問題については,実験的検討によるところが大きく,塑性論に基づく極限解析を応用した検討はあまりなされていない。そこで飽和粘土地盤のようにトレスカ材料として取り扱える地盤を対象に,傾斜荷重,偏心荷重が作用するときの支持力特性を上界法や下界法から評価し,組合せ荷重に対する支持力特性を推定し,支持力曲面の具体的表現を得た。これは,従来の実験的な支持力曲面の評価式に対してある一定の物理的な意味付けを与えるものである。また基礎の変形特性を評価する方法としてシェイクダウン解析の応用を試みている。具体的には弾性床上の繰返し偏心荷重を受ける剛な帯基礎を対象に,メランの定理に基づく下界的な方法により,繰返し支持力特性を評価し,ポンターの提案したエネルギー的な方法によりその変形の上限値を評価するものである。この方法は,防波堤天端の最大沈下量の評価などに応用が可能である。遠心力場模型実験については,既存のケ-ソン載荷装置を用いた基礎的なパフォーマンスの確認を行ったが,遠心力載荷装置自身の問題点として,載荷に用いる空気圧を外部からスインギングプラットフォームに供給するため使用しているロータリージョイントの摩擦が大きいため,空気圧の供給機構を含めた改良を現在検討中である。今後,実問題への適用にあたっては,流体相の存在による局所浸透流や揺動浸食の問題を実験的に可視化し,そのメカニズムを定量的に表現する必要がある。
非金属結晶中のき裂伝播速度の測定による破壊機構の研究

この研究は,光を透過する結晶中にき裂があると,そのき裂面で光を全反射させることができることを利用して,き裂の伝播速度を精度よく測定し,固体の破壊機構の解明に役立てようとする目的のものである.高速応答する光学測定の方法はすでに確立しており,この科学研究補助金によって,光学系をマルチ・チャンネル化し,進行中のき裂の形状の変化をも同時観察することを計画した.計画初年度からの平行ビームを細長い数本のビームに分割し,各々の光量変化を同時に計測する光学系の製作を行い,マルチ・チャンネル・ウェーブメモリーを用いた測定のマルチ・チャンネル化を進めた.狭い空間に周波数の高い受光素子と増幅器を配置するために生じるチャンネル間の干渉を除くのに苦心したが,今年度には4チャンネルから8チャンネルまで所期の精度の測定が可能となった.この測定装置を用いて,主としてNaCl単結晶中のき裂伝播の測定を行い,伝播中のき裂の形状がどのように変化するかを0.1μsecの時間分解能で測定した.計画の初年度はレーザーからの平行ビームを細長い数本のビームに分割して各々の光量変化を同時計測する光学系を製作し,マルチ・チャンネル・ウェーブメモリーを用いた測定のマルチ・チャンネル化を進めた.最終年度には4チャンネルから8チャンネルに拡張することに成功し,NaCl結晶中のき裂の進展を観察し,以下のことを明らかにした.き裂の進展は空間的にも時間的にも一様ではない.すなわち,き裂の進展開始は局所的に起こり,それが全体に拡がる形で進行する.また,一部分だけが非常に遅れて進展を開始する場合もある.き裂の速度は,進展開始直後に最大値約1000m/secになった後,減少する場合もあるが,低速で動いた後に高速に達する場合もある.なお,目標の一つであった赤外光による半導体の実験は,レーザーの照明むらが大きいために十分な精度が得られなかった.この研究は,光を透過する結晶中にき裂があると,そのき裂面で光を全反射させることができることを利用して,き裂の伝播速度を精度よく測定し,固体の破壊機構の解明に役立てようとする目的のものである.高速応答する光学測定の方法はすでに確立しており,この科学研究補助金によって,光学系をマルチ・チャンネル化し,進行中のき裂の形状の変化をも同時観察することを計画した.計画初年度からの平行ビームを細長い数本のビームに分割し,各々の光量変化を同時に計測する光学系の製作を行い,マルチ・チャンネル・ウェーブメモリーを用いた測定のマルチ・チャンネル化を進めた.狭い空間に周波数の高い受光素子と増幅器を配置するために生じるチャンネル間の干渉を除くのに苦心したが,今年度には4チャンネルから8チャンネルまで所期の精度の測定が可能となった.この測定装置を用いて,主としてNaCl単結晶中のき裂伝播の測定を行い,伝播中のき裂の形状がどのように変化するかを0.1μsecの時間分解能で測定した.計画の初年度はレーザーからの平行ビームを細長い数本のビームに分割して各々の光量変化を同時計測する光学系を製作し,マルチ・チャンネル・ウェーブメモリーを用いた測定のマルチ・チャンネル化を進めた.最終年度には4チャンネルから8チャンネルに拡張することに成功し,NaCl結晶中のき裂の進展を観察し,以下のことを明らかにした.き裂の進展は空間的にも時間的にも一様ではない.すなわち,き裂の進展開始は局所的に起こり,それが全体に拡がる形で進行する.また,一部分だけが非常に遅れて進展を開始する場合もある.き裂の速度は,進展開始直後に最大値約1000m/secになった後,減少する場合もあるが,低速で動いた後に高速に達する場合もある.なお,目標の一つであった赤外光による半導体の実験は,レーザーの照明むらが大きいために十分な精度が得られなかった.この研究は、光を透過する結晶中にき裂があると、そのき裂面で光を全反射させることができることを利用して、き裂の伝播速度を精度よく測定し、固体の破壊機構の解明に役立てようとする目的のものである。高速応答する光学測定の方法はすでに確立しており、この科学研究補助金によって、光学系をマルチ・チャンネル化し、進行中のき裂の形状の変化をも同時観察することを計画した。したがって、研究計画の初年度である今年度は、レーザーからの平行ビームを細長い数本のビームに分割して、各々の光量変化を同時計測する光学系の製作を行い、マルチ・チャンネル・ウェーブメモリーと合わせて、4チャンネルから8チャンネルへと拡張を進めてきた。狭い空間に周波数の高い受光素子と増幅器を組込むために、それら相互間の干渉を除くのに苦心を要したが、現在4チャンネル測定まで所期の精度の計測を達成しており、8チャンネル計測のテストと改良を進めている。NaCl結晶を試料とする4チャンネル測定によって明らかとなったき裂進展の挙動は以下のとうりである。き裂が進展を開始するときは、試料中心部から先行し、両端部の表面に近い部分の割れが追隨する形となる。この時、き裂の最高速度は数100m/secに達する。数10μsecの後にき裂の速度は急激に低下し、それとともに中心部を両端部が交互にスピードを担うようになる。この測定結果は、今年4月の日本金属学会に発表する予定である。この研究は,光を透過する結晶中にき裂があると,そのき裂面で光を全反射させることができることを利用して,き裂の伝播速度を精度よく測定し,固体の破壊機構の解明に役立てようとする目的のものである.

高速応答する光学測定の方法はすでに確立しており,この科学研究補助金によって,光学系をマルチ・チャンネル化し,進行中のき裂の形状の変化をも同時観察することを計画した.計画初年度からの平行ビームを細長い数本のビームに分割し,各々の光量変化を同時に計測する光学系の製作を行い,マルチ・チャンネル・ウェーブメモリーを用いた測定のマルチ・チャンネル化を進めた.狭い空間に周波数の高い受光素子と増幅器を配置するために生じるチャンネル間の干渉を除くのに苦心したが,今年度には4チャンネルから8チャンネルまで所期の精度の測定が可能となった.この測定装置を用いて,主としてNaCl単結晶中のき裂伝播の測定を行い,伝播中のき裂の形状がどのように変化するかを0.1μsecの時間分解能で測定した.き裂の進展は空間的にも時間的にも一様ではない.すなわち,き裂の進展開始は局所的に起こり,それが全体に拡がる形で進行する.また,一部分だけが非常に遅れて進展を開始する場合もある.き裂の速度は,進展開始直後に最大値約1000m/secになった後,減少する場合もあるが,低速で動いた後に高速に達する場合もある.なお,目標の一つであった赤外光による半導体の実験は,レーザーの照明むらが大きいために十分な精度が得られなかった.
重い裾をもつ分布族とそれに関連する極限定理の研究

本研究では、確率的ゲームなどから導かれる重い裾をもつ分布族で、独立性または弱い従属性のあるものを扱い、分布族の構造と分布族に従う確率変数に対する極限定理を調査する。具体的には、これらの分布を含む重い裾の分布族の特徴付けとともに、独立性や同分布性を必ずしもみたさない場合の分布の和や最大値の漸近挙動を解析する。