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第一原理シミュレーションによるハイエントロピー合金熱電変換デバイス設計

材料の熱電性能指数を原子レベルの単位格子を与えるだけで非経験的に評価するシミュレーション手法を確立し、ハイエントロピー合金による新規熱電変換デバイスの開発のための指針を与えることを目的に、その中期段階として平成30年度は下記の内容を実施した。1.平成29年度に開発したフォノン拡散関連物性値シミュレーション手法に単一モード緩和時間近似のルーチンを組み入れて、格子熱伝導率および熱電性能指数を予測するプログラムコードを完成させた。手法や計算精度、今後の改良点について、国内外の学会で発表した。2.大規模単位格子によるBiSbSeTeCu系ハイエントロピー合金モデルの第一原理計算を進め、力学特性値の解析を行うとともに、開発したプログラムコードを用いてこれらのハイエントロピー合金の熱電性能指数における組成依存・温度依存を導出し、とりわけ内部の乱雑さや銅の組成に対する影響について詳細に検討した。手法や結果の詳細について、国内外の学会で発表した。3. MEMSデバイスの設計・解析用ソフトウェア(IntelliSuite)を導入し、これまでに設計したp型ナノワイヤ材料とn型ナノワイヤ材料で構成されるナノ構造熱電変換素子にシミュレーションで得られたハイエントロピー合金の熱電特性値や力学特性値をパラメータとして設定し、有限要素法を用いて発生する電流や温度分布を解析することで構造最適化を検討した。4.平成31年/令和元年度に実施するハイエントロピー合金物性値シミュレーションの対象となるチタンベースの多元生体材料合金系について、実験による検証のための材料作製と評価をエジプト人研究者と協力して行った。詳細について1報の論文を出版した。若干遅れていたプログラムコードの開発については、平成30年度前半に単一モード緩和時間近似によるフォノン緩和時間の影響を加味できるように改良し、格子熱伝導率および熱電性能指数を予測するプログラムコードを完成させた。分子動力学計算・第一原理計算の進行やIntelliSuiteを用いたデバイス設計・解析の進捗はほぼ当初の予定どおりである。研究代表者の所属機関の異動の影響もあって論文出版等はやや遅れているが、実験による検証のための熱電変換材料作製と評価が先行して進んでおり、総合的に見ておおむね順調に進展していると判断した。平成29年度に開発したフォノン拡散関連物性値シミュレーション手法に単一モード緩和時間近似のルーチンを組み入れて、格子熱伝導率および熱電性能指数を予測するプログラムコードを完成させる。得られたシミュレーション値について、実測値や従来の慣習的なシミュレーション値と比較し、シミュレーション手法の信頼性を議論する。
中学校数学科で授業改善を意図した評価規準から指導と評価の計画を作成する過程の考察

本研究は、中学校数学で、評価規準から指導と評価の計画を作成する過程を省察し_<(1)>、授業のねらいと学習活動、指導の整合が図られているか、評価規準ン評価問題及び評価方法が適切に対応しているかについて考察し_<(2)>、指導と評価の一体化を図るための授業改善のあり方を提起する_<(3)>ことが目的である。下線(1)に関わっては、国立教育政策研究所「評価規準の作成のための参考資料」などから知見を得て中学2年「連立方程式」の単元で、評価規準から指導と評価の計画を作成することを試みた。そこでは、(1)指導内容の系統性に配慮して、小単元や各授業時間の指導のねらいを設定し、生徒の学習活動を構想する。(2)小単元や各授業時間の指導のねらいや生徒の学習活動に対応させて、観点別の評価規準と評価方法を構想する。という手順で指導と評価の計画を作成する、という仮説を定立し、実証授業を行った。下線(2)に関わっては、中学2年「一次関数」の単元で、全国学力・学習状況調査の結果や実践事例の分析を行い、授業のわらいと学習活動、指導の不整合が生じる要因や、評価規準と評価問題との対応が不適切になる要因などを考察した。そこでは、○【数学的な技能】の観点別評価では「おおむね満足できる」状況(B)であっても、そうした生徒が【数量や図形についての知識・理解】の観点別評価で(B)になるとは限らない、という事例がよく見受けられる。○得てして【数学的な技能】の観点別評価は評価がしやすく、成果も見えやすいため、その評価の結果だけで生徒の学習状況を把握するということに陥りやすい。という予見が得られた。下線(3)に関わっては、中学2年「一次関数」の単元で、評価を学習指導の改善に生かした授業を構想実施した。そこでは、○指導と評価の計画をもとに、授業の目標、学習指導、評価の3つが一体化されているかどうかを省みる。○生徒が、獲得した知識を活用することを理解できるような学習指導に改善する。という知見が得られた。
土塗り壁を有する木造軸組架構の耐力特性評価実験

本研究では、伝統構法木造建物の構造設計を限界耐力計算で行う際に用いられる土塗り壁の復元力特性について、根拠となる実験データをさらに充実させることを目的とした。実験の結果、最大耐力は壁幅に比例する傾向にあること、および、耐力の増大に伴い柱脚が引き抜き損傷を生じやすいことが明らかとなった。小壁を含む連成構面の復元力特性について、非線形領域に至るまで各要素の復元力特性の加算により推定することが可能であることが明らかになった。本研究では、伝統構法木造建物の構造設計を限界耐力計算で行う際に用いられる各種耐力要素の復元力特性のうち、特に、土塗り壁の復元力特性について、根拠となる実験データをさらに充実させることを目的とした。壁幅が910mm(1P)、1820mm(2P)、2730mm(3P)、455mm(0.5P)の無開口土塗り壁について、各1体のせん断加力実験を行い、荷重と変形の関係、壁面や接合部の損傷経過を記録した。柱仕口は伝統的な長ほぞ込栓接合として、鳥取県内の大工・左官による通常の工法での作製を依頼し、この地域の工法が土塗り壁を有する木造軸組架構の耐力特性に与える影響を検討した。5月中に試験体仕様を確定して製作を始め、10月に中塗りを行った後、土塗り壁の乾燥期間を2ヶ月以上確保し、2009年1月から3月にかけて実験を行った。実験の結果、他地域の工法による土壁同様、最大耐力は壁幅に比例する傾向にあること、および、耐力の増大に伴い柱脚が引き抜き損傷を生じやすいことが明らかとなった。また、竹小舞の間隔が、壁土のひび割れ損傷や剥落の生じやすさに影響を大きく与える傾向が観察された。当初、同一仕様で2体以上の試験体について実大実験を行う予定であったが、竹小舞の仕様により損傷状況が大きく影響を受けることが明らかとなったため、今後の実験では、試験体仕様を改善しながらバリエーションを増やすこととして、引き続き実験を行うよう準備を進めている。2008年度に引き続き、竹小舞の間隔を3cm程度と広くした壁幅が910mm(1P)、1820mm(2P)、2730mm(3P)、455mm(0.5P)の無開口土塗り壁について、各1体のせん断加力実験を追加して行い、荷重と変形の関係、壁面や接合部の損傷経過を記録し、2008年度の実験結果と比較した。また、壁幅2Pの土塗り垂れ壁付木造軸組架構(2P小壁)ならびに、2P小壁の片側に1Pの全面壁がついた連成構面と2P小壁の両側に0.5Pの全面壁のついた連成構面の3種類の土塗り壁を有する木造軸組架構についてもせん断加力実験を行い、連成構面の復元力特性について加算則を検証した。2P小壁を含む連成構面の実験結果から、連成構面の復元力特性について、非線形領域に至るまで各要素の復元力特性の加算により推定することが可能であることが明らかになった。
有明海における栄養塩の輸送プロセスと一次生産システムの解明

九州農政局は,諫早湾内の6地点(B3, B4, B5, B6, S1, S6)において毎正時,鉛直方向に0.5mの間隔で同時連続水質観測を行っている.観測項目は,水温,塩分,濁度,クロロフィルa(Chl.a)濃度,溶存酸素(DO)濃度である.2002年7月2017年8月までのこの長期多点同時水質データを解析することにより,諫早湾内の赤潮の指標であるChl.a濃度とDO濃度の長期変動特性を明らかにした.Chl. a濃度として,各観測地点における毎正時の最大値を解析した.DO濃度としては,毎正時における海底面上0.1mと0.5mの値の平均を取り,解析した.Chl. a濃度が40μg/L以上を赤潮と定義し,DO濃度が4mg/L以下を貧酸素状態と定義した.Chl. a濃度の解析結果から諫早湾において赤潮の発生頻度は減少していることが明らかとなった.しかしながら,湾奥部であるS1とS6地点では,冬季において赤潮の発生頻度が突発的に上昇することが見出された.DO濃度の解析から,夏季においてDO濃度は減少し,冬季には上昇する傾向が明らかとなった.重回帰分析により,DO濃度の第一の支配因子は水温であり,水温の上昇によりDO濃度は減少する負の相関が認められた.これは,水温の上昇により,バクテリアの有機物分解が活性化され,酸素消費が促進するためである.第2の因子は密度成層であり,表層と低層の密度差の増加によりDO濃度が減少する負の相関が認められた.これは,密度成層の強化によって表層からの酸素の低層への輸送が抑制されるためである.また,DO濃度に対する底層におけるChl.a濃度の依存性と濁度の依存性は,両者とも非常に小さいことが明らかとなった.諫早湾では,2015年8月下旬から9月上旬にかけて大規模な赤潮が発生し,漁業被害が報告された.本研究では,諌早湾内において大規模な赤潮が発生した2015年9月4日の10時14時にかけて,湾内全域25地点において表層水採取を行い水質分析を行った.水質の分析項目は,塩分,クロロフィルa(Chl.a),全窒素(TN),全リン(TP),アンモニア態窒素(NH4-N),硝酸態窒素(NO3-N),亜硝酸窒素(NO2-N),リン酸態リン(PO4-P)である.塩分は塩分計(東亜DKK,CM-21P)を用いて直接測定し,Chl.aは標準分光光度分析方法(Lorenzen法)で求めた.栄養塩濃度は,オートアナライザー(BLTEC,また,九州農政局による水質データを解析することにより,大規模赤潮発生時の水質特性と大規模赤潮の形成プロセスを明らかにした.水質観測の結果,得られた成果は以下の通りである.1)諫早湾内における大規模赤潮発生領域において,TN,TPはそれぞれ,1.00 mg/l以上,0.10 mg/l以上の大きな値を示しており,TNとTPは主に植物プランクトン由来の有機体窒素と有機態リンによって構成されていることがわかった.2)赤潮発生領域においてDINは枯渇するまで消費されていたが,PO4--Pはあまり消費されず,大きな値で残留していた.従って,諫早湾赤潮発生の制限因子は溶存態窒素であることが確認された.3)諫早湾内で形成される赤潮の形成プロセスの一つとして,有明海に流出した河川水は一次生産を伴いながら諫早湾内に輸送され,大規模赤潮を形成するという赤潮増殖・輸送プロセスを示した.28年度研究において,諫早湾内に発生する赤潮の形成プロセスの1つを提案することが可能となった.有明海には7本の一級河川が流入しており,栄養塩の輸送,密度成層の形成,土砂輸送等,生物生息環境に大きな影響を与えている.このため,有明海における河川水の流動プロセスを明らかにすることは,環境保全の視点から極めて重要である.本研究では,河川水の中でも有明海に最も大きな影響を与える筑後川河川水に着目し,九州北部豪雨が発生した期間である2012年7月11日31日を解析対象期間とした.外海の沖合条件として1.2,0.8,0.4[m]の定常潮位振幅を仮想的に与え,潮受け堤防が有る場合と無い場合における有明海奥部領域からの筑後川起源水の流出プロセスや諫早湾への流入・流出プロセスを代表パラメターに基づいて検討した.その結果,潮受け堤防有無による有明海奥部からの筑後川河川水の流出率の違いは,潮位振幅が大きい場合に明瞭となり,潮受け堤防建設によって有明海奥部における海水交換率が低下する傾向が見られた.諫早湾内への筑後川起源水の流入率は,潮位振幅が小さくなるにつれ低下することがわかった.しかしながら,潮受け堤防有無による流入率の違いはほとんど認められなかった.

一方,諫早湾内での代表滞留時間は潮位振幅が低下するにつれて長く傾向にあり,潮受け堤防が無い場合の代表滞留時間は,有る場合に比べて若干短くなる傾向にあった.結論として,潮受け堤防が無い場合,有明海奥部に流入した筑後川河川水の流出率は,有る場合に比べて大きくなる.また,諫早湾内の筑後川起源水の滞留時間に関しては,潮受け堤防が無い場合の方が若干短くなる傾向が認められた.これらの解析結果から,潮受け堤防が無い場合の方が,有明海奥部領域や諫早湾領域における海水交換率は若干高くなることが推測されるが,諫早湾内における滞留時間の違いが有意であるか否かについては,今後詳細な解析が必要である.申請時における本研究プロジェクトの目的として,「有明海における河川水の流動特性と栄養塩の供給・輸送・消費プロセスを現地観測によって定量的に明らかにするとともに,観測結果を十分な精度で再現できる有明海3次元流動モデルと低次生態系モデルを構築し,有明海における一次生産システムを解明すること」を掲げた.この2年間において,有明海における最も主要な河川である筑後川を対象に,河川水の流動特性を現地観測によって定量的に明らかにするとともに,観測結果を十分な精度で再現できる有明海3次元流動モデルを構築した.また,有明海に流入した筑後川河川水の奥部海域からの流出特性ならびに諫早湾への輸送,流入特性,諫早湾内での滞留特性,諫早湾からの流出特性を定量的に明らかにした.これにより,研究計画は概ね順調に進んでいると評価した九州農政局は,諫早湾内の6地点(B3, B4, B5, B6, S1, S6)において毎正時,鉛直方向に0.5mの間隔で同時連続水質観測を行っている.観測項目は,水温,塩分,濁度,クロロフィルa(Chl.a)濃度,溶存酸素(DO)濃度である.2002年7月2017年8月までのこの長期多点同時水質データを解析することにより,諫早湾内の赤潮の指標であるChl.a濃度とDO濃度の長期変動特性を明らかにした.Chl. a濃度として,各観測地点における毎正時の最大値を解析した.DO濃度としては,毎正時における海底面上0.1mと0.5mの値の平均を取り,解析した.Chl. a濃度が40μg/L以上を赤潮と定義し,DO濃度が4mg/L以下を貧酸素状態と定義した.Chl. a濃度の解析結果から諫早湾において赤潮の発生頻度は減少していることが明らかとなった.しかしながら,湾奥部であるS1とS6地点では,冬季において赤潮の発生頻度が突発的に上昇することが見出された.DO濃度の解析から,夏季においてDO濃度は減少し,冬季には上昇する傾向が明らかとなった.重回帰分析により,DO濃度の第一の支配因子は水温であり,水温の上昇によりDO濃度は減少する負の相関が認められた.これは,水温の上昇により,バクテリアの有機物分解が活性化され,酸素消費が促進するためである.第2の因子は密度成層であり,表層と低層の密度差の増加によりDO濃度が減少する負の相関が認められた.これは,密度成層の強化によって表層からの酸素の低層への輸送が抑制されるためである.また,DO濃度に対する底層におけるChl.a濃度の依存性と濁度の依存性は,両者とも非常に小さいことが明らかとなった.有明海における河川水の流動プロセスを数値シミュレーションによって明らかにし,今回明らかにした赤潮発生プロセスの妥当性を検証する.有明海では,2017年7月に発生した九州北部豪雨によって未曽有の大出水が生じ,大量の土砂と流木の流入を経験した.この時期における,河川水の流動特性を明らかにするとともに,土砂や流木の流動特性を明らかにする予定である.28年度において予定配分額以下で十分な研究成果が得られたため当該年度では,当初諫早湾における底泥採取に関する現地調査を2回計画していたが,1回のみの観測で十分な研究成果を得ることができたため,次年度使用額が生じる結果となった.次年度は,河川水の流動特性や排水門からの排水の流動特性などを明らかにするためのシミュレーションを精力的に行うとともに現地観測を行うために次年度繰越金を使用する予定である.
ニワトリ筋ジストロフィー遺伝子の同定と発症機構の解明

本研究はニワトリ筋ジストロフィーの原因遺伝子を同定し、この疾患の発症機構を明らかにすることが目的である。候補領域内に存在する7遺伝子に対して、翻訳領域の塩基配列を疾患個体と正常個体で比較検討した結果、WWP1遺伝子に観察されたG1321A置換はアミノ酸をアルギニンからグルタミンに置換するものであった。これらの結果から、WWP1遺伝子がニワトリ筋ジストロフィーの最有力原因候補遺伝子であることが示唆された。これまでに、原因遺伝子をニワトリ第2染色体のq腕に位置づけ、ハプロタイプ分析によりその領域を1.2Mbまでに限定しており、この領域内に存在する7つの遺伝子がニワトリ筋ジストリフィーの原因候補遺伝子である。本年度はまず、候補領域内に存在する7遺伝子、ATP6V0D2、LOC420211、WWP1、MMP16、LOC420213、LOC420214、LOC428367に対して、翻訳領域の塩基配列を疾患個体と正常個体で比較検討した。その結果、突然変異は4ケ所確認されたが、3箇所は同義置換であった。WWP1遺伝子に観察されたG1321A置換はアミノ酸をアルギニンからグルタミンに置換するものであった。次いで、WWP1遺伝子に対するノーザン解析を各筋組織、心臓、脳、肝臓、腎臓、胚試みたところ、各組織によって多少の発現量差が認められたものの、mRNAサイズの違いや無発現などの動向は認められなかった。これら塩基配列比較の結果から、WWP1遺伝子がニワトリ筋ジストロフィーの最有力原因候補遺伝子であることが示唆された。ノーザン解析において正常個体と疾患個体間で顕著な違いが認められなかったことは、アミノ酸置換変異を伴う変異を本疾患の原因とすることに矛盾しないと考えられた。特にこの変異はアルギニン(塩基性側鎖)からグルタミン(中性側鎖)に置換するものであることからも原因となる可能性が高いことが示唆された。今後、組織免疫染色解析や酵母Two hybrid法などを用いた詳細な分析が必要である。候補領域内に存在する7遺伝子、ATP6V0D2、LOC420211、WWP1、MMP16、LOC420213、LOC420214、LOC428367に対して、翻訳領域の塩基配列を疾患個体と正常個体で比較検討した。その結果、突然変異は4ヶ所確認されたが、3箇所は同義置換であった。関連タンパク質の発現を検討したところ、caveolin-3の発現調節が重要であることが強く示唆され、WWP1とcaveolin-3の相互作用が示唆された。これらの結果から、WWP1遺伝子がニワトリ筋ジストロフィーの最有力原因候補遺伝子であることが示唆され、その発症機構としてWWP1突然変異による機能欠損のため、caveolin-3発現調節の異常が考えられた。
微妙な酸性度の違いで細胞の種類を簡単に識別する色素の開発

機能性色素であるフタロシアニンを用いて細胞の微小なpH変化を色や吸収波長の違いによって瞬時に判断する色素を開発することとした。フタロシアニン環には環の内側に4つ,外側に4つの窒素原子がり,内側の4つは金属に配位している。そのため外側の4つの窒素を高感度弱塩基として利用することを考えた。すなわち,フタロシアニン核のペリ位に数多くのフッ素,特にトリフルオロエトキシ基を導入することによって,フタロシアニン核内部を電子欠乏状態にすれば,窒素の塩基性度は極めて低下するため,超弱塩基として機能するはずである。そこで,1,4-トリフルオロエトキシフタロニトリルを出発原料に用いて,塩化亜鉛および塩基の存在下,加熱環流したところ,目的のαトリフルオロエトキシ置換型フタロシアニンが収率よく得られた。この色素は緑色であった。次にこの色素をクロロホルム溶液にし,紫外線吸収スペクトルを測定したところ,濃度を薄めていくと吸収スペクトルが大きく変化することを見いだした。これは,クロロホルム中のごく微量の酸を検知したためであると考え,ピリジンを1滴添加するとスペクトルは濃度の濃い状態と同じ紫外線吸収スペクトルを示した。一方,濃度の濃い状態のものにトリフルオロ酢酸を1滴添加したところ,今度は希釈した状態と同じ紫外線吸収スペクトルを示した。これらの結果は,希釈するという,ごく微量の酸の存在によって紫外吸収スベクトルが著しく変化したことを意味している。この知見を利用し,がん細胞を用いて実験を行った。即ちH929を適当量とり,PBSで洗浄後,PBS1mlに浮遊させ,フタロシアニンを5μ添加した。コントロールとして、PBSのみと比較した。しかし,細胞添加の方が,少し色がつく程度であった。続いてK562細胞にフタロシアニン10μlを添加した。また,細胞を溶解させるために界面活性剤を10μlを添加した。その結果,細胞のみは,標準よりも強い青色を示すことがわかった。
超臨界圧からの減圧過程における管圧流過渡熱伝達特性

超臨界圧水冷却原子炉の冷却材喪失事故時を対象とした超臨界圧からの減圧過程における管内流過渡熱伝達特性を明らかにするために,臨界圧の小さいHCFC22を試験流体として,基礎となる臨界圧近傍域での定常熱伝達と過渡熱伝達の実験を行って,熱伝達係数の変化のデータを得た.テストセクションは,内径4.4mmのステンレス製円管で,試験流体は管内を垂直上向きに流れる.減圧範囲は超臨界圧の5.5MPa(換算圧力1.1)から臨界圧を経て亜臨界圧の4.0MPa(換算圧力0.8)以下までの圧力範囲とし,定常実験ではその間の適当な間隔の圧力についてデータを得た.また,質量速度は400と700kg/(m^2・s)の条件である.それぞれの実験について得られた成果を,以下に示す.1.定常時,超臨界圧および比較的低い亜臨界圧の条件において熱伝達劣化が生じない熱負荷条件においても,臨界圧近傍の臨界圧4.99MPaから若干低い4.74MPa(換算圧力0.95)の圧力範囲において,急激な熱伝達低下を伴う限界熱流束状態が発生し,管壁温度が局所的に大きい値をとることを明らかにした.この熱伝達の低下は,熱負荷が高いほど,より低い圧力範囲まで認められる.2.減圧過渡時においても,高熱負荷条件では,定常の場合と同様,初期圧力の超臨界圧において熱伝達の劣化が生じない場合でも,臨界圧より幾分低い圧力範囲で熱伝達の低下(限界熱流束状態の発生)が発生し,発生した熱伝達低下は,定常時と比べて,かなり低い圧力まで維持され,その間,管壁温度は広い圧力範囲で高い値が持続されることを明らかにした.その際の管壁最大温度は,減圧速度によらず,また圧力によらず,ほぼ一定であった.熱負荷が高いほど,その圧力範囲は広く,管壁温度の最大値は高くなる.したがって,過渡時における熱伝達低下が生じる圧力範囲の拡大には注意を要する.超臨界圧水冷却原子炉の冷却材喪失事故時を対象とした超臨界圧からの減圧過程における管内流過渡熱伝達特性を明らかにするために,臨界圧の小さいHCFC22を試験流体として,基礎となる臨界圧近傍域での定常熱伝達と過渡熱伝達の実験を行って,熱伝達係数の変化のデータを得た.テストセクションは,内径4.4mmのステンレス製円管で,試験流体は管内を垂直上向きに流れる.減圧範囲は超臨界圧の5.5MPa(換算圧力1.1)から臨界圧を経て亜臨界圧の4.0MPa(換算圧力0.8)以下までの圧力範囲とし,定常実験ではその間の適当な間隔の圧力についてデータを得た.また,質量速度は400と700kg/(m^2・s)の条件である.それぞれの実験について得られた成果を,以下に示す.1.定常時,超臨界圧および比較的低い亜臨界圧の条件において熱伝達劣化が生じない熱負荷条件においても,臨界圧近傍の臨界圧4.99MPaから若干低い4.74MPa(換算圧力0.95)の圧力範囲において,急激な熱伝達低下を伴う限界熱流束状態が発生し,管壁温度が局所的に大きい値をとることを明らかにした.この熱伝達の低下は,熱負荷が高いほど,より低い圧力範囲まで認められる.2.減圧過渡時においても,高熱負荷条件では,定常の場合と同様,初期圧力の超臨界圧において熱伝達の劣化が生じない場合でも,臨界圧より幾分低い圧力範囲で熱伝達の低下(限界熱流束状態の発生)が発生し,発生した熱伝達低下は,定常時と比べて,かなり低い圧力まで維持され,その間,管壁温度は広い圧力範囲で高い値が持続されることを明らかにした.その際の管壁最大温度は,減圧速度によらず,また圧力によらず,ほぼ一定であった.熱負荷が高いほど,その圧力範囲は広く,管壁温度の最大値は高くなる.したがって,過渡時における熱伝達低下が生じる圧力範囲の拡大には注意を要する.超臨界圧水冷却原子炉の冷却材喪失事故時を対象とした超臨界圧からの減圧過程における管内流過渡熱伝達特性を明らかにするために,既設の強制循環テストループを一部改造して用い,臨界圧の小さいHCFC22を試験流体として,基礎となる臨界圧近傍域での定常熱伝達と一部過渡熱伝達の実験を行って,熱伝達係数の変化のデータを得た.テストセクションは,通電加熱される内径4.4mmのステンレス製円管で,試験流体は管内を垂直上向きに流れる.減圧範囲は超臨界圧の5.5MPa(換算圧力1.1)から臨界圧を経て亜臨界圧の4.0MPa(換算圧力0.8)以下までの圧力範囲とし,定常実験ではその間の適当な間隔の圧力についてデータを得た.定常実験は質量速度400と700kg/(m^2・s)の条件で,また過渡実験は本年度は低流量の400kg/(m^2・s)の条件で行った.それぞれの実験について得られた成果を,以下に示す

.1.定常時,超臨界圧および比較的低い亜臨界圧の条件において熱伝達劣化が生じない熱負荷条件においても,臨界圧近傍の臨界圧4.99MPaから若干低い4.74MPa(換算圧力0.95)の圧力範囲において,急激な熱伝達低下を伴う限界熱流束状態が発生し,管壁温度が局所的に大きい値をとることを明らかにした.この熱伝達の低下は,熱負荷が高いほど,より低い圧力範囲まで認められる.2.減圧過渡時においても,高熱負荷条件では,定常の場合と同様,初期圧力の超臨界圧において熱伝達の劣化が生じない場合でも,臨界圧より幾分低い圧力範囲で熱伝達の低下(限界熱流束状態の発生)が発生するが,発生した熱伝達低下は,定常時と比べて,かなり低い圧力まで維持されており,その間,管壁温度は広い圧力範囲で高い値が持続されることを明らかにした.また,熱負荷が高いほど,その圧力範囲は広く,管壁温度の最大値は高くなる.したがって,過渡時における熱伝達低下が生じる圧力範囲の拡大には注意を要する.超臨界圧水冷却原子炉の冷却材喪失事故時を対象とした超臨界圧からの減圧過程における管内流過渡熱伝達特性を明らかにするために,既設の強制循環テストループを一部改造して用い,臨界圧の小さいHCFC22を試験流体として,基礎となる臨界圧近傍域での過渡熱伝達の実験を行って,熱伝達係数の変化のデータを得た.テストセクションは,通電加熱される内径4.4mmのステンレス製円管で,試験流体は管内を垂直上向きに流れる.減圧範囲は超臨界圧の5.5MPa(換算圧力1.1)から臨界圧を経て亜臨界圧の4.0MPa(換算圧力0.8)以下までの圧力範囲とし,本年度は,比較的高流量の700kg/(m^2・s)の条件で過渡状態の実験を行った.前年度得たデータともあわせて検討し,以下の成果を得た.1.質量速度700kg/(m^2・s)においても,400kg/(m^2・s)の場合と同様の特性がみられた.すなわち,高熱負荷条件では,定常の場合と同様に,初期圧力の超臨界圧において熱伝達の劣化が生じない場合でも,臨界圧より幾分低い圧力範囲で熱伝達の低下(限界熱流束状態)が発生する.発生した熱伝達低下は,減圧速度が大きいほど,定常時と比べてかなり低い圧力まで維持され,その間,管壁温度は広い圧力範囲で高い値が持続される.熱負荷が大きいほど,その圧力範囲は広く,管壁温度の最大値は高くなる.したがって,過渡時における熱伝達低下が生じる圧力範囲の拡大に注意を要する.2.圧力減少過渡時における限界熱流束状態発生による管壁の最大温度は,減圧速度によらず,また変化途中の圧力によらず,ほぼ一定である.また,その値は,圧力を段階的に下げた場合の定常時の最大温度とほぼ同程度である.ただし,高流量低熱負荷では,定常時の最大温度自体が低く,これと比べると,高くなる傾向があるので,注意を要する.
都市緑地のC固定機能に関する研究

1.緑化樹の葉の気孔分布について瀬戸内地域で多用されている緑化樹22種を対象にスンプ法により気孔分布の測定を行った結果,22種全てが裏面のみに気孔のある裏面気孔植物であることが確認された。また,土壌水分条件の違いが気孔分布に現れる樹種(ユリノキ,ケヤキ)と現れない樹種(シャリンバイ,トベラ)がみられた。はっきり確認できなかった樹種もあるが,この研究をさらに進めることによって,乾燥に対する樹種特性を明らかにできるものと考える。2.ユリノキの光合成・蒸散特性について香川大学農学部,公渕森林公園および丸亀駅前広場に植栽されているユリノキを対象に2年間にわたって光合成・蒸散速度の測定を行った。ユリノキの成熟葉の59月における飽和光合成速度は約15μmolCO_2・m^<-2>・s^<-1>であったが,夏期の乾燥時には著しく低下することが認められた。丸亀調査木は地下駐車場の上の人工地盤に植栽されたものであり,また,周囲が全面的に舗装されているため,乾燥条件になりがちであり,光合成速度の低下が頻繁に認められた。人工地盤における植栽管理上の問題点として指摘される。3.クスノキの光合成・蒸散特性について香川大学農学部,栗林公園および坂出緩衝緑地に植栽されているクスノキを対象に3年間にわたって光合成・蒸散速度の測定を行った。クスノキの健全な成熟葉の69月の光合成速度は1216μmolCO_2・m^<-2>・s^<-1>を示し,122月でも夏期の1/31/2の光合成能力を示すことが確認された。現地調査およびポット実験の結果から,土壌水分条件は光合成・蒸散に大きく影響することが認められた。平成6年度も継続して研究を行う計画である。4.その他,ケヤキ,ソメイヨシノ,ヘデラ(カナリエンシスおよびヘリックス)等について,1年間にわたり光合成・蒸散速度の測定を行った。クスノキ(香川大学農学部2個体),ユリノキ(香川大学農学部,丸亀駅前広場,公渕森林公園各1個体),ソメイヨシノ(香川大学農学部,公渕森林公園各1個体)およびケヤキ(香川大学農学部1個体,公渕森林公園2個体)を調査対象木として,携帯用光合成蒸散測定装置(LI-6200,LI-COR社)を用い,月に12回の割合で光合成速度および蒸散速度の測定を行った。クスノキの葉は4月中下旬に展開した後,68週間かかって成熟し,610月の間ほぼ1015μmol/m^2/s飽和光合成速度を示した。大部分の葉は4月に新葉と交代して落葉したが,一部の葉は落葉せずに残り,秋まで当年葉の約1/2の飽和光合成速度を示した。光合成速度の日変化曲線から1日あたりの光合成量を求めると,610月の間の当年葉の日光合成量は約10gCO_2/m^2となった。現在,年間光合成量の推定を行うべく解析を進めているところである。ユリノキ,ソメイヨシノ,ケヤキの落葉樹は常緑のクスノキに比ベると葉の成熟が早く,いずれも新葉展開後46週間で飽和光合成速度はピークに達し,秋までその能力を維持することが認められた。ただし,乾燥の影響はクスノキよりも大きく,45日の無降雨でも光合成速度は大きく落ち込んだ。土壌断面調査を行った結果,根系発達の不良な個体ほど乾燥の影響が大きいことが認められた。

丸亀駅前のユリノキは地下駐車場の上の人工地盤に植栽されているため地下水の供給がないことおよび周囲が全面舗装されているため降雨の土壌中への浸透が期待できないために,潅水管理に大きく影響を受けていることが認められた。今後,乾燥の影響のさらに詳しい解析および年間光合成量の推定を行い,これらの各樹種のC固定機能を明らかにしていきたいと考えている。1.緑化樹の葉の気孔分布について瀬戸内地域で多用されている緑化樹22種を対象にスンプ法により気孔分布の測定を行った結果,22種全てが裏面のみに気孔のある裏面気孔植物であることが確認された。また,土壌水分条件の違いが気孔分布に現れる樹種(ユリノキ,ケヤキ)と現れない樹種(シャリンバイ,トベラ)がみられた。はっきり確認できなかった樹種もあるが,この研究をさらに進めることによって,乾燥に対する樹種特性を明らかにできるものと考える。2.ユリノキの光合成・蒸散特性について前年度に続き,香川大学農学部,公渕森林公園および丸亀駅前広場に植栽されているユリノキを対象に光合成・蒸散速度の測定を行った。丸亀調査木は地下駐車場の上の人工地盤に植栽されたものであり,また,周囲が全面的に舗装されているため,乾燥条件になりがちであり,前年度はかなり低く,不安定な光合成速度であったが,本年度は管理者にきめ細かな潅水管理を行ってもらったところ,他の調査木と同等の光合成速度を示した。3.クスノキの光合成・蒸散特性について前年度は現地調査を主体に研究を行ったが,今年度はポット苗を用い,土壌水分条件と光合成・蒸散速度の関係について実験的研究を行った。土壌水分張力が毛管連絡切断点(-0.06MP_a)以下になると光合成速度は低下し始め,永久しおれ点(-1.5MP_a)に達した後,葉内水分張力が-2.0MP_a前後に達した段階で光合成おおよび呼吸を停止した。土壌水分-植物体内水分と光合成・蒸散の関係については平成6年度以降も研究を進めていきたいと考えている。
グリ－ンケア農業のアウトカム評価におけるＱＯＬ実証研究

農業は、食品の商品生産と同時に、公共善の特性をもつ非商品生産の源でもある。グリーンケア農業は、商品生産と障害者ケアの公共善の連結生産である。本研究の目的は、農業におけるグリーンケアの科学的証拠を実証することである。グリーンケア農場における自閉症の農場人びとの“健康関連QOL得点"に関する統計解析の結果、120ヶ月以上わたって就労する自閉症の人びとは、120ヶ月未満就労の自閉症の人びとに比べて、精神的健康度において統計的に有意に健康を増進させている根拠を得た。この解析結果は、グリーンケア農業が、新しい公共善をもつことを示唆している。この研究成果はグリーンケア研究における先駆的な成果である。1.国内のグリーンケア農業の実証研究全国の有機栽培農園におけるグリーンケア農業に関する実証研究では、つぎの3点を明らかにした。すなわち(1)有機栽培農園の67%がグリーンケア農業に関心をもち、19%は既に実践していた。(2)グリーンケアの成果として、農業者及びケアユーザーの間にQOLの共感関係が確認された。(3)ケアユーザーに対する事前面談とその共感関係には関連性が示唆された。この研究成果は、「Green Care in Agriculture as a New Form of Social Support」の題名で学会誌に掲載受理された。2.海外のグリーンケア農業の実証研究スイス・エメンタール地方における体系的グリーンケア活動の典型例「インテグレーション」を実証研究では、この「インテグレーション」の目標、活動、特徴を明らかにした。その特徴として、第1に、社会福祉問題の解決と地方経済の発展とを連結する独自の社会経済戦略であること、第2に、グリーンケア農場の認定では、農業者の力量評価において、農業生産能力ばかりではなく、社会性、家族世代間交流、倫理観などの多面的能力が評価されていること、を明らかにした。この研究成果は、「Systematic Green Care in Emmental」の題名で年次報告書に発表した。3.QOLのアウトカム評価指標研究とデータ収集グリーンケア農業の成果指標について、信頼性と妥当性の観点から検討した。その結果、国際的な健康概念に基づいて、「身体機能」「メンタルヘルス」「社会生活・役割機能」を基本構成要素とする健康関連QOL(SF-36)を確定した。その後、健康関連QOL(SF-36)に関するデータ収集を、北海道・余市町及び栃木県・宇都宮市の若者福祉施設から開始した。両施設におけるケアユーザー人数が少なく、統計解析のためには、継続してデータ収集を行っている。1.国内のグリーンケア農業の実証研究全国の認証酪農教育ファームにおけるグリーンケア農業の実証研究では、次の4点を明らかにした。すなわち(1)酪農教育ファームの約7割がグリーンケアに関心を抱き、その4割がグリーンケア供給を実践していた。(2)そこでのグリーンケアのクライアントは、情緒不安定な方、自閉症、知的障害者、ニートなど多様であった。(3)QOL代理人評価によると、グリーンケアのアウトカムとして情緒的安寧が最も多くの農場で評価された。(4)身体的健康の改善と労働・生産活動の改善の関連性があることが示唆された。しかし、情緒的安寧の改善及び経験年数階層と労働・生産活動の改善の関連性は示唆されなかった。この研究成果は「多元相関農場のグリーンケア供給」(金沢夏樹先生追悼論文編集委員会編『金沢農業経営学とその展開』95-111頁、龍渓書舎、2011年9月)である。2.海外におけるグリーンケア農業の報告3.QOLのアウトカム評価指標研究とデータ収集グリーンケア農業の成果指標について、信頼性と妥当性の観点から検討した。昨年に引き続き、健康関連QOL(SF-36)に関するデータ収集を、北海道・余市町及び栃木県・宇都宮市の若者福祉施設で実施した。グリーンケア農場において「福祉受給者(非自発的に不遇な人)の健康関連QOL得点の平均値は、福祉受給者の就労期間の長さによって差がある」の検証のため、分散分析を行った。その検証の結果、次の新知見を得た。第1、就労期間のグループ間において精神的健康度及び役割/社会的健康度の結果変数の帰無仮説は棄却され、QOL得点平均値の有意な差が認められた。第2、有意な差が認められた福祉受給者の就労期間間の精神的健康度について多重比較の検定結果、「36ヶ月未満」グループと「120ヶ月以上」グループの間に有意のQOL得点の差が認められた。就労月数の長い福祉受給者は、短い福祉受給者よりも平均の精神的健康度が高い。しかし、役割/社会的健康度について有意の差は確認されなかった。

以上の結果から、多機能性農業におけるグリーンケアは、ゆっくりした効果であるが、非自発的に不遇な人びとの精神的な健康増進に役立つ、という判断は妥当であるといえる。この研究には、一つの農場のデータによる分析という限界がある。本研究は限界はあるものの、国内外に先駆けて、グリーンケアの科学的根拠を確実に示唆することができた。それによって、農業者の主体的公共活動に関する農業経営研究の新領域開拓と社会政策的実践的な応用に貢献することができた。国内の有機栽培農園及び認証酪農教育ファームにおいて、グリーンケア農業の成果を確認し、我が国において先駆的学術研究成果をジャーナル等に掲載された。グリーンケアのQOLのエビデンスについては、サンプルを継続収集中であり、充分な分析はこれからである。25年度が最終年度であるため、記入しない。グリーンケアのQOLのエビデンスについて、統計解析と同時に事例解析も加えて研究推進していく。
旧満洲亡命ロシア人の文学的表象に関する比較研究：日本語文学を中心に

平成30年度は当初予定していた3年間の研究期間を1年延長し、これまでに収集してきた資料の補完と整理、およびその分析と発表を実施することで、旧満洲亡命ロシア人の文学的表象の解析を進めた。まず、第9回スラヴ・ユーラシア研究東アジア学会にて、満洲国時代に長谷川濬と檜山陸郎が描いた三河コサックの表象の特徴について報告し、作者らが実在のコサックに接球するにしたがい、彼らと日本人との距離を意識する傾向が見られることを指摘した。報告内容は論文として書き直し、学会事務局に提出した。同学会ではまた、ロシアのモンゴル学・仏教学・チベット学研究所上級研究員のS. G.ジャンバロヴァ氏に、現代ロシア文学におけるアジア系民族(特にブリヤート人)の表象の特徴についての報告を依頼した。ジャンバロヴァ氏は「Image of Asians in Russian popular literature of the 21st century」のタイトルで報告し、現代の通俗小説の中でブリヤート人に対する偏見が見られることを指摘した。2月には、国際シンポジウム「非日常における女性たち」(大阪大学中之島センター、2019年2月9日)の組織と運営に従事するとともに、「小説の中のロシア系エミグラントと日本人との結婚:『満洲国』の枠組みの中で」と題した報告を行い、1930年代から現代までの作品の分析を行った。具体的には、1930年代後半から1950年代には、日本人男性の植民地感情を色濃く反映した作品が大半を占め、戦後はソ連侵攻による「逆転」のショックと過去のロマン化が見られること、一方で、愛国的フィクションに隠された「排除の物語」も存在することを明らかにした。この他、収集した文学作品のデータベース化を進め、その一部を加工してネット上で公開した。本研究課題の目的は、「満洲国」時代(1932-1945)に日本人作家が文学作品の中に描いた旧満洲亡命ロシア人の表象を分析することで、日本人の対亡命ロシア人観の特徴とその通時的変化を考察することにある。平成27年度は、1920年代から1945年までに日本人作家が書いた亡命ロシア人関連作品を分析し、「美しいロシア人女性」というステレオタイプの有効範囲を検証した。対象とする時代においては、日本の大陸進出政策を反映して、日本人作家たちが描写する亡命ロシア人の属性、および作家自身と亡命ロシア人との関係が時とともに変化している。1920年代には日本に住んでいる作家が日本国内に在留している亡命ロシア人について書いたり、短期旅行者としての体験、あるいはまったくの想像に基づいて、大陸の都市部に住む亡命者たちの生活を描いたりするケースがほとんどであった。しかし1932年の「満洲国」建国とともに大陸に渡る日本人が増加し、現地での長期にわたる経験や知識に基づいた作品が主流となっていった。こうした流れの中で、1920年代には恋人やショーガールとしてその性的魅了が強調されてきた都市部のロシア人女性たちが、しだいに生活苦に喘ぐ者としてその否定的側面も描かれるようになり、これまで恋愛対象とされてこなかった農村女性のほうが、むしろ理想化される傾向にあったことが、明らかになった。この分析結果は8月初旬に千葉県幕張で実施された国際中欧・東欧研究協議会(ICCEES)世界大会において口頭発表した(報告言語はロシア語)。この他、満洲亡命ロシア人に関する研究の一環として、上記ICCEESにおいて「20世紀前半の中国におけるロシア正教会と古儀式派」パネルの司会を担うとともに、A. M.カイゴロドフの随筆「満洲:1945年8月」の前半部分を翻訳し、学術雑誌『セーヴェル』第32号に投稿した。成果報告発表はやや遅れ気味であるが、資料収集に関しては、当初計画していた「満洲国」時代の作品より広い範囲で調査を進めることができた。本研究課題は、「満洲国」時代(1932-1945)に日本人作家が文学作品の中に描いた旧満洲亡命ロシア人の表象を分析することで、日本人の対亡命ロシア人観の特徴とその通時的変化を考察することを目的としている。日本語作品の調査・分析にあたっては、前年度に引き続き「女性」に注目したが、今年度は特に民族間結婚、混血のテーマを取り上げた。その結果、亡命ロシア人と日本人との交流を描く戦前の作品には、台湾先住民や中国人、朝鮮人との関係を描く作品と比較して、民族間結婚の描写がきわめて少ないことがわかった。報告者はその理由を戦前の日本における民族政策の揺れや「人種」観と関連付けて考察し、9月2425日開催のヨーロッパ日本研究協会第2回日本会議(於神戸大学)で報告した。7月9日には、生田美智子氏(大阪大学名誉教授)との共催で、大阪大学で国際シンポジウム「女たちの満洲とその後」を開催した。報告者は第1部「ロシアから見た旧満洲ロシア系住民:文学・映画の中の表象」を組織し、トロント大学研究員のオリガ・バキチ氏と同志社大学教授イリナ・メリニコワ教授に、それぞれ「ハルビン・ロシア系女性詩人が描いたエミグラント女性像」「文学・映画に現れた亡命ロシア人の表象」と題した報告を依頼した(ロシア語)。これにより、本課題で比較対象としているロシア語文学作品、映像作品における亡命ロシア人表象の特徴について、理解を深めることができた。この他、8月月31日9月9日には中国東北部、内モンゴル北部における現地調査に参加し、小説の舞台となった地域の状況を確認するとともに、当時を知る現地の方々にインタビューを行った。

この調査には様々な分野の専門研究者が参加したため、知識と情報を複合的に獲得することができ、たいへん有益であった。ウェブ上でのデータの公開作業は遅れ気味であるが、資料収集は順調に進んでいる。ロシア語文学およびロシア語映像作品に関する調査は、シンポジウムの開催をとおして順調に進んだ。本研究課題の目的は、日本人作家が文学作品の中で描いた旧満洲亡命ロシア人の表象を分析することにより、日本人の対亡命ロシア人観の特徴とその通時的変化を考察することにある。平成29年度は、日本国内および海外(ロシア、オーストラリア)の図書館・史料館における文献調査を行うとともに、海外での亡命ロシア人研究の実態調査を実施した。国内では国会図書館資料を調査するとともに、滋賀県立大学や東京大学にて資料収集を行った。海外調査はモスクワ、ハバロフスク、シドニー、メルボルンで実施した。ロシアでは文学・映像作品に関するロシア研究者の研究状況を調査すると同時に、旧満洲からの帰国者およびその親族へのインタビューを行った。シドニー、メルボルンでは、旧満洲からの移住者を訪ね、インタビューを行うと同時に、オーストラリアにおけるロシア系移民に関する研究状況を尋ねた。これらのうちオーストラリア調査については、『セーヴェル』誌(ハルビン・ウラジオストクを語る会)第34号に共著で報告書を寄稿した。この他には、日本語文学における古儀式派の表象を分析した。分析結果はラトヴィアのリガ市で開催された第5回ザヴォロコ記念国際会議(ラトヴィア古儀式派研究所他主催)にて「日本の文学作品における満洲ロシア人無僧派古儀式派教徒の表象(20世紀中葉から現在まで)」と題して口頭発表した。その後、分析対象を古儀式派全体に拡大してまとめ直し、同会議の報告集に投稿した。全体として多くの資料が集まり、また海外での研究状況も明らかになってきた。今後この成果をまとめ、公開していく予定である。自身や家族の健康状態により、分析と成果公開に十分な時間を取ることができなかった。そのため研究期間を1年延長し、研究の完成を目指すことにした。平成30年度は当初予定していた3年間の研究期間を1年延長し、これまでに収集してきた資料の補完と整理、およびその分析と発表を実施することで、旧満洲亡命ロシア人の文学的表象の解析を進めた。まず、第9回スラヴ・ユーラシア研究東アジア学会にて、満洲国時代に長谷川濬と檜山陸郎が描いた三河コサックの表象の特徴について報告し、作者らが実在のコサックに接球するにしたがい、彼らと日本人との距離を意識する傾向が見られることを指摘した。報告内容は論文として書き直し、学会事務局に提出した。同学会ではまた、ロシアのモンゴル学・仏教学・チベット学研究所上級研究員のS. G.ジャンバロヴァ氏に、現代ロシア文学におけるアジア系民族(特にブリヤート人)の表象の特徴についての報告を依頼した。ジャンバロヴァ氏は「Image of Asians in Russian popular literature of the 21st century」のタイトルで報告し、現代の通俗小説の中でブリヤート人に対する偏見が見られることを指摘した。
乳癌・大腸癌における腫瘍マーカーの網羅的探索

腫瘍マーカーは癌の早期診断や進行度判定・予後判定・薬剤感受性予測などの診断に大きく貢献していることが広く知られていることから、新規腫瘍マーカーの同定は、これらの術前・術後診断の正確性の向上につながると期待されている。昨年度、私はリン酸化酵素DYRK2の発現量が乳癌の進行に伴い、減少していることを見出した。このことからDYRK2は乳癌の進行を予測するマーカーとして有用であると期待される。しかし、DYRK2の発現が低下している起因は不明である。そこで、今年度はDYRK2の発現を制御する酵素の同定を目標に解析を行った。DYRK2は転写による制御ではなく、翻訳後修飾によって発現が抑えられていることがこれまでに明らかとなっている。そこで、DYRK2をユビキチン化する酵素を探索するために、プロテインアレイを用いたスクリーニングを行い、DYRK2と結合するE3ユビキチンリガーゼを同定した。そして培養細胞を用いた解析を行った結果、その候補分子が乳癌細胞内において、内在性DYRK2の分解に関わっていることを明らかにした。平成23年度は浸潤性乳管癌においてDYRK2の発現量が低下していることを明らかにした。そして今年度は乳癌細胞を用いた解析により、DYRK2の分解に関わる酵素を同定した。浸潤性乳管癌においてDYRK2の発現が低下していることがこれまでに明らかとなっている。このことから、DYRK2分解酵素は乳癌で高発現している可能性がある。そこで、今後は、同定したDYRK2分解酵素の発現状態について臨床検体を用いた解析を行う。また、その酵素とDYRK2の発現の相関の有無についても解析を行う。更に、DYRK2分解酵素の阻害剤をスクリーニングし、癌細胞内でのDYRK2の発現を回復させる低分子化合物を同定する。この化合物は癌の増殖を抑える制癌剤になると期待される。これまでに私はTissue Arrayを用いた免疫組織学的解析により、DYRK2はいくつかの癌組織において発現の低下が見られることを明らかにしている。このことから、DYRK2は癌診断におけるバイオマーカーとして機能するのではないかと期待される。そこで本研究では、DYRK2の発現の低下が観察された癌組織のうち、乳癌に注目し、DYRK2の腫瘍マーカーとしての有効性を評価することを目的として研究を進めた。正常乳腺組織と乳癌の臨床検体を用いて免疫組織染色を行った結果、浸潤性乳管癌におけるDYRK2の発現は、正常組織に比べて有意に低下していることを明らかにした。また、私はこれまでにDYRK2ががん遺伝子産物c-Jun・c-Mycへのリン酸化を介して分解を引き起こす事を明らかにしている。そこで、c-Jun・c-Mycのリン酸化状態とDYRK2の発現について病理解析を行ったところ、DYRK2の発現の低下がみられた検体で、c-Jun・c-Mycのリン酸化状態が低くなっていることを明らかにした。そして、これらの癌検体ではc-Jun・c-Mycの発現の上昇がみとめられた。このことから、乳腺組織でのDYRK2の発現の低下は乳癌の進展を引き起こすマーカーとなりえると期待される。以上の研究成果はThe Journal of Clinical Investigationに掲載された。本年度は浸潤性乳管癌を用いた解析によりDYRK2が乳癌の進展に関与していることを明らかにした。そして本解析結果が科学雑誌に掲載された。来年度は乳癌の進行度や予後などの観点からDYRK2のマーカーとしての有用性について検討する計画である。また、DYRK2の発現の低下についての分子機構は明らかとなっていない。そこで、DYRK2の発現を制御する分子を網羅的に探索し、その制御分子の発現とDYRK2の発現の相関について解析を進める計画である。また、DYRK2以外の腫瘍マーカーの探索を進める為に臨床検体を収集し、質量分析器による解析を進めたいと考えている。

このことから、DYRK2分解酵素は乳癌で高発現している可能性がある。そこで、今後は、同定したDYRK2分解酵素の発現状態について臨床検体を用いた解析を行う。また、その酵素とDYRK2の発現の相関の有無についても解析を行う。更に、DYRK2分解酵素の阻害剤をスクリーニングし、癌細胞内でのDYRK2の発現を回復させる低分子化合物を同定する。この化合物は癌の増殖を抑える制癌剤になると期待される。
酸化物超伝導体積層薄膜のジョセフソン接合間共鳴現象の研究

C軸方向にS-I-S-と積層されたジョセフソン接合間の共鳴効果を利用する超伝導判デバイスを実現することを目的としている。高Tc酸化物超伝導体は、超伝導電流が流れるCuO面(層)と絶縁体または半導体のブロック層とが、C軸方向に交互に積層された構造をもっている。C軸方向のコヒーレント長は1Å程度と極めて短いので、欠陥のない単結晶試料が得られゝば、C軸方向に超伝導体層とジョセフソン接合が積層された電子構造になっている筈である。しかし、実際にはこのような理想的結晶構造は実現せず、部分的にCuO層間が短絡された構造になり、Tc以下の温度でCuO層間が弱結合的に結合された特性を示す。そこで、理想的な積層構造を薄膜により人工的に形成するための基礎的技術として、CuO層のみからなる無限レイヤ(SrxCa_<-1-x>CuOr)の薄膜をSrTiO_3(001)面の基板上にエピ成長させる研究を行った。通常のセラミック技術ではX=0.14に近い組成のものしか実現しないが、薄膜では任意の組成の無限レイヤ薄膜を作成できることが判明した。RFスパッタ法により、スパッタ用ガスにはAr:O_2=1:1の混合ガスを用い、全ガス圧を10paとした。基板温度は結晶成長を充分に保つため570590°Cとした。550°C以上になるとO_2の供給が充分でなければCuOの欠損が大きくなるので、装置で許容される最大値10paにした。600°C以上の高温ではA_2CuO_4の形の化合物が成長した。RFパワーが100W以上ではCu^<+2>,Sr^<2+>イオンが再スパッタされ、ターゲット組成から大きくずれてしまうので、RFパワーは100W以下とした。以上の研究結果によりX>0.2の組成の無限レイヤをエピ成長できることが判明した。今後は超伝導デバイス実現のための積層構造の作成の研究を進める。