hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グローバルイシューに対応する国際機関の相互協力を確保する上での課題に関する研究

グローバル化が進展した今日、国際政治上の問題解決において複数の国際機関間の調整や連携が求められる局面が増大している。本研究は、国際機関間の相互協力を確保する上では、従来の国際機関ごとに有する利害関係の分析に加えて、個々の国際機関が有する制度設計の分析(意思決定のルール、特に安全性に関しては「科学」と「その他の要素」の位置づけ、組織文化等)も重要な要素であるとの仮説のもと実証的な研究を行った。具体的な事例として、食品・衛生分野(コーデックス(食品規格)委員会等の食品安全にかかわる国際制度)を取り上げた。食品・衛生分野は多領域の問題(食品安全、貿易・経済政策、農業政策等)が交錯する場であり、関連する国際機関(コーデックス、FAO、WHO、WTO、OIE等)間での相互作用・連携・協力が求められる。本研究は国際機関間のインターフェースにある問題に着目し、国際機関間の利害関係、制度(意思決定、科学の位置づけ、文化等)の違いがいかに相互作用や連携に作用するのかについて、文献調査と海外現地調査をもとに実証的に検証した。上記関連国際機関間では、相互理解を高めるために、これまで様々な仕組みが構築されてきている(例えばコーデックス会議に上記国際機関が出席し各々関連報告を行う等)。しかし更なる連携を深めようとすると、個々の国際機関の有する意思決定の仕組みや、透明性、参加メンバーの違いといった、歴史的に構築されてきた要素の違いが課題となり(例えばコーデックスとOIEの協力に関するガイダンスの策定過程ではこうした論点が挙がった)、その摺合せは容易ではないことが明らかとなった。また、国際規制による調和の観点から、いずれの国際機関も「科学」を重視するが、その位置づけには微妙な違いがあることが、過去の成長ホルモン牛事件におけるコーデックスの議論や2回にわたるWTO紛争の経緯の分析からわかった。この事件は、10年以上の紛争の末、欧州が米国・カナダ各々とMOUを結ぶことにより、国際レベルの議論とは別の形で解決したが、それは国際機関において「科学」の制度化が進む一方で、欧州が主張する「その他の要素」の制度化が曖昧なままであることも要因の一つであると考えられた。科学技術の発展に伴い、こうした「科学」と「その他の要素」が交錯する問題は今後もとどまり続けることが想定されることから、関連する国際機関間での「科学」と「その他の要素」の概念の役割・位置づけに関する議論と調和が改めて求められている、との重要な示唆を得た。本研究の目的は、国際機関間の相互協力・連携を確保する上での課題を、食品衛生分野の国際機関間のインターフェースにある問題を事例に実証的に解明することである。その際、国際機関内・間の利害関係の分析に加えて、制度設計、とりわけ「科学」と「科学以外の要素(Other Legitimate Factors、OLF)の位置づけに着目して分析をすることとしている。平成23年度は、上記の問題を分析する上での具体的な事例として、科学とOLFが交錯する問題(即ち、科学的安全性だけでなく、科学以外の社会的・経済的・文化的・倫理的要因が問題となる問題)で、かつ、複数の国際機関にまたがる(またがりうる)イシューの特定を行った。具体的には、遺伝子組換え(GM)食品、治療目的以外の動物用医薬品(成長ホルモン、牛の乳量を増やすBST、肉の赤みを増すラクトパミン等)の事例である。これらについて、関連する国際機関の特定、いかなる点がインターフェースとなっているのか、国際機関内・間の連携・相互作用の実態、加盟国等のポジション、科学的議論が果たした役割・位置づけ等に関して、情報収集と事実関係の整理を行った。その結果、GM食品や成長ホルモン牛の問題はWTOのSPS協定の視点からの研究があるが、それがその参照機関であるコーデックス、またそのリスク評価機関であるFAO/WHO合同専門家会議等との間にどのような影響を持ったのか、関連するこれらの組織間での関係性に何をもたらしたのか、類似の問題群(BSTやラクトパミン)の対応においてアクター間の行動にどのような影響を与えているのか、さらには国際機関から生み出される合意の意義や有効性にいかなる課題をもたらしているのか、といった点については十分な研究がないことが明らかとなった。このため、来年度以降はこうした点に着目して分析を重ねていきたいと考える。今年度については、事例等に関する基本的な事実関係に関する情報収集とその整理、および理論部分に関する基本文献の収集を計画の主要な要素としていたので、おおむね順調に進展していると考える。実証的な研究をする上での事例調査については、当初想定していた以上の成果を上げることができた。コーデックスの部会に、思いがけずテクニカルアドバイザーとして参加することが出来たので、会議開催期間中に、主要国の政府代表団の政策担当者に直接ヒアリングを実施することが可能であった。また、国内においても、行政担当者へのヒアリング、コーデックス関係者へのヒアリングを実施することができた。国際獣疫事務局(OIE)の担当者も来日の機会を捉えてヒアリングをすることができた。

OIEについては、コーデックスやFAO/WHOに比して制度設計に関する部分が公の文書では分かりにくい部分が多いため、直接関係者にヒアリングをすることが肝要であった。他方で、理論的な部分については、基本的な文献調査はできたものの、レジーム論の最新の動向や科学と政治に関する既存研究をはじめ、さらに収集して、整理する必要がある。また、特に上記の遺伝子組み換えや動物用医薬品の具体的事例の調査においては、表面的な政治上のやり取りに関する分析だけではなく、科学的論争の中身についても十分理解できるようさらに調査をする必要がある。今後の研究推進方策については、平成23年度に行った事例調査等を踏まえ、国際機関のインターフェースにある問題の課題について分析を行う。国際機関間の連携や相互作用の促進阻害要因についての検討、そこにおける科学とOLFの位置づけといった制度的要因がもつ影響、さらに各々のマンデートや規範の相互関係(対立的なのか整合的なのか)、また、こうした検討を既存のレジーム論や制度論の中でどのように位置づけられるのか、あるいは新しい知見が提供できるのかについて検討を行う。前年度に引き続き文献調査と情報収集行うことに加えて、海外調査により、実際に関係する国際機関を訪問して当事者へのインタビューを実施する。申請段階より2年目に海外調査を予定していたことから、申請時の研究費は2年目の配分を多くしていたが、実際の配分は1年目2年目とも同額であったことから、海外調査が十分に行えるよう、1年目の予算を2年目に一部残すこととした。また、当初研究協力者との国内打ち合わせで出張を考えていたが、今年度は東京への上京の機会を捉えて打ち合わせをすることが出来たため、その分の費用が浮く形となった。次年度は、海外調査、文献調査を中心として研究費を使用する予定である。その他、研究協力者との打ち合わせのための国内出張、専門家からの知識の提供や研究補助(資料整理等)等でも研究費を利用する予定である。
アンドロゲン受容体のN末端ドメイン結合型コアクチベーターの作用機構の解明

アンドロゲン受容体(AR)は、リガンドであるジヒドロテストステロンと結合して転写因子として機能することで、前立腺がんの進行に深く関与する。コアクチベーターは、ARに結合してARの転写活性化能を正に制御する因子である。本研究により解糖系酵素として知られるグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)が、ARに選択性の高い新規コアクチベーターとして機能することが明らかとなった。また、ARのコアクチベーターとして作用するRanBPM/RanBP9に高い相同性を持つRanBP10が、前立腺がん細胞株LNCaPにおいて高く発現し、RanBPMと同様にARの転写活性を促進することを明らかにした。RanBP10は、RanBP10-RanBP10あるいはRnBP10-RanBPM複合体を形成してARコアクチベーターとして機能することが示唆された。さらに、ARコアクチベーターであるARA24/RanはARのN末端領域とC末端領域の相互作用を促進する因子として機能することを明らかにした。ブドウの果皮に含まれるレスベラトロールは、ARの転写活性を抑制する作用を持つため、食による前立腺がんの予防に貢献する食因子として注目されている。これまで、レスベラトロールはARのmRNA発現を抑制することでAR機能を抑制すると考えられていた。しかし、本研究で翻訳後ARに及ぼすレスベラトロールの影響を検討した結果、レスベラトロールはARタンパク質の半減期を短縮させることや、核内AR量を有意に減少させる作用を持つことを新たに見出した。本研究では、解糖系酵素として知られるグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)が、ARに選択性の高いコアクチベーターとして機能することを見出した。さらに、GAPDH-AR複合体が細胞質で形成されることが、GAPDHによるAR転写活性促進につながることを明らかにした。ARのコアクチベーターとして作用するRanBPM/RanBP9のホモログであるRanBP10が、ARを発現する前立腺がん細胞株LNCaP細胞において高く発現し、RanBPMと同様にARの転写活性を促進することを明らかにした。RanBP10はホモダイマーあるいはRanBPMとヘテロダイマーを形成していたことから、多量体を形成してコアクチベーターとして機能することが示唆された。レスベラトロールはARのmRNA発現を抑制することでAR機能を抑制すると考えられていた。今回、翻訳後ARに及ぼすレスベラトロールの影響を検討した結果、レスベラトロールはARタンパク質の半減期を短縮させることや、核内AR量を有意に減少させる作用を持つことを新たに見出した。
分子系統および形態学的アプローチに基づく旧北区に分布するヒナコウモリ科の系統進化

本特別研究員(研究分担者:カテリナ・チチュリナ)は、当初の研究計画通り、ユーラシア大陸産ヒナコウモリ科の中でも特にホオヒゲコウモリ属(Myotis)(亜属Selysius)に関する分子系統解析および形態分類を行うとともに,同属の数種について地理的種内変異を分子系統・形態の両面から明らかにすることを目的とした。本年度に得られた成果は以下の通りである。(1)ミトコンドリアDNAのチトクロムネb遺伝子およびND1遺伝子に関する遺伝子増幅法の新しいプライマーを設計し、古いコウモリ標本からもDNA分析を可能にする技術開発を行った。(2)ホオヒゲコウモリMyotis mystacinusには、形態的にも遺伝的にも異なるヨーロッパ産、コーカサス産および北西ロシア産の3亜種を認め,さらに亜種間の詳細な遺伝距離を計測した。(3)日本を含むユーラシアに広く分布するヒメホオヒゲコウモリMyotis ikonnikovi、プラントホオヒゲコウモリMyotis brandtii、ウスリホオヒゲコウモリM.gracilis、M.aurascensなどの分子に基づく地理的変異と亜種分類の検討を行った。(4)日本におけるMyotis属について、大陸産の地理的変異と比較しながら、分類学上の再検討を行った。これらの成果の一部は、2003年度の日本哺乳類学会、東アジアの分子系統地理に関する国際シンポジウム(韓国)、日本哺乳類学会などにおいて講演発表し、日本およびアジアのコウモリ研究者と有意義な意見交換を行った。また、1つの論文を国際英文誌へ投稿中、2つの論文を投稿するため現在まとめているところである。研究目的は、本特別研究員(研究分担者)がこれまで形態分類学的に取り組んできたユーラシア大陸産ヒナコウモリ科ホオヒゲコウモリ属Myotis、特に亜属Selysiusの分類学的問題点について、分子系統解析を導入し、日本産の種と比較しながら系統進化学的に明らかにすることである。さらに、北半球に広く分布するホオヒゲコウモリ属の数種について地理的種内変異を分子系統・形態の両面から明らかにする。(1)次の博物館・大学を訪問し、ロシア産および日本産のコウモリ標本を収集した:ロシア科学アカデミー動物学博物館、モスクワ大学、国立科学博物館(東京)、奈良教育大学。(2)1800年代に採集された乾燥標本からもDNA抽出、ミトコンドリアDNAチトクロムbの遺伝子増幅(PCR)法ができるように、適切なプライマーの設計および反応条件の設定を行った。(3)本特別研究員が形態的に分類したホオヒゲコウモリMyotis mystacinusの3タイプ(ヨーロッパ型、コーカサス型、北西ロシア型)は、チトクロムb遺伝子の分子系統からも支持された。(4)形態的には違いのないシベリア産と北海道産ヒメホオヒゲコウモリM.ikonnikoviの間で明瞭な分子系統的相違を見出した。(5)カグヤコウモリM.fraterおよびM.aurascensなどについて、亜種間・地域集団間の地理的変異を分子系統学的に明らかにした。
室温で動作する薄膜磁界センサによる脳磁界計測の試み

室温で動作し、伝送線路構造を有する薄膜磁界センサを開発した。本センサは磁性薄膜の表皮効果と強磁性共鳴を用いてキャリア信号の位相変化を計測するものである。DMTD回路およびタイムインターバルアナライザを川いて微弱磁界に対する高精度な時聞変化を計測するセンサシステムを開発した。磁気シールドルーム内においてセンサヘッドを被験者の後頭部に近接配置し8Hz11Hzのα波に相当する微弱磁界を計測できた。磁界センサ単体では9×10^<-13>Tの磁界検出分解能を達成した。主として(a)センサ配置の差動化、(b)グラニュラー膜および高誘電体基板の導入により高感度化をはかった。(a)センサの差動化:センサの差動化によりバックグランドノイズを1/2程度に低減することが可能である。ほぼ同一の性能を有する薄膜磁界センサおよびバイアスコイルを2個(1組)開発し、両者を並べて配置することで、放射性の電磁ノイズや地磁気の時間変動、磁性体の移動等による磁界ノイズ、キャリア信号内の伝導性ノイズ等を抑制した。本センサを単独で使用した場合に比べて約1/2にノイズレベルが低減できることを示した。本センサは液体ヘリウムのデュアが不要であることから、SQUIDに比較して容易にレファレンスセンサを配置でき、差動化のノイズ低減効果はより顕著であると考えられる。(b)グラニュラー膜および高誘電体基板の適用:アモルファスCoNbZr薄膜(電気抵抗率:120μΩcm)を用いて磁界センサを構成してきたが、グラニュラー膜(高電気抵抗膜)を同一条件で適用すれば、現在の信号レベルを1.8倍程度に増加可能であることがLLG方程式(磁性膜の磁化状態を決める微分方程式)によるシミュレーションから得られた。またセラミック基板等の高誘電体基板をセンサ素子の伝送線路構造に適用することで、位相変化感度を大きくすることができることを示した。試作したセンサ素子により、最大で位相変化感度は600degree/Oeとこれまでの4倍程度の感度を得た。本研究では室温で動作する薄膜磁界センサにより脳磁界(脳から発生する微弱磁界)を計測することを目的とする。申請する薄膜磁界センサは磁性薄膜の透磁率変化を表皮効果、強磁性共鳴を利用してインピーダンス変化として取り出すもので、室温で動作する磁界センサとしては最も高感度なものと考えられる。本研究では集積化薄膜磁界センサを開発し、センサヘッドを差動化することでノイズレベルの低減と磁界検出分解能の向上を目指す。センサ素子は磁性薄膜(CoNbZr薄膜あるいはアモルファスCoFeSiB薄膜)、Cuによるコプレーナライン、SiO_2による絶縁膜をすべて薄膜プロセスにより一体化した集積化薄膜磁界センサを作成した。このセンサヘッドと頭部を固定するガントリを試作し、磁気シールドルーム内で脳磁界の計測可能なシステムを構築した。11Hz付近の交流磁界に対するセンサ素子の磁界検出分解能は約1pTを得た。健常者後頭部に磁界センサを近接配置し、センサの出力信号はDMTD(Dual Mixer Time Difference)回路による高感度位相計測回路により計測した。センサの出力信号はバンドパスフィルタにより脳磁界(自発磁界α波)の周波数帯域の1013Hz程度に設定し、α波と似た波形が観測された。本センサは磁界印加に対する磁性薄膜の透磁率変化を表皮効果と強磁性共鳴現象を利用して伝送線路を流れるキャリア信号の位相変化として計測することを基本原理とする。ここでは脳磁界計測用差動型センサ素子として高誘電体基板とCoNbZr薄膜を組み合わせたコプレーナ型伝送線路を構成し薄膜磁界センサとして微弱磁界の計測へ適用した。センサ素子には約2GHzのキャリア信号を印加し、磁界に対するキャリアの位相変化を計測した。磁界に対するセンサの位相変化感度は最高で600degree/Oe程度に達した。磁気シールドルーム内において、脳磁界を想定するコイルにより仮想的に微弱正弦波磁界を印加し、11Hzにおいて約1pT程度の磁界検出分解能を得た。このセンサを自発磁界であるα波の発生部位に近い後頭部に近接配置し、得られたセンサ出力からデジタルフィルタによる信号処理を行って脳磁界を評価した。センサ素子は磁気シールドルーム内において、ほぼ同一特性のセンサをレファレンスとして被験者から十分遠くに設置し、外来ノイズ等の抑制をはかった。脳波計を同時に測定し、被験者の目を閉じた状態と開けた状態を繰り返したところ、目を閉じた状態では8Hz13Hz程度のα波に相当する信号強度が強められる傾向が得られ、これは同時測定した脳波計による測定結果とおおむね対応した。
補酵素回収再生系による複合酵素バイオリアクターの開発

I.補酵素回収系の確立回収率、および回収濃度の高い条件を探索し、以下の系を確立した。1.補酵素NAD^+およびNADHの回収系2.補酵素、ATPおよびAMPの回収系3.補酵素ADPの回収系II.補酵素再生系と酵素反応系のモデル系の確立AffiGel15を固定化担体として用いた場合の最適固定化条件と安定性を検討した。1.補酵素NAD^+、NADHを用いる反応系L-乳酸脱水素酵素(LDH)と蟻酸脱水素酵素(FDH)2.補酵素ATP、ADPを用いる反応系固定化条件:ヘキソキナーゼ(HK)とピルビン酸キナーゼ(PK)3.固定化酵素の安定性固定化FDHは1ヶ月経過したものは80%の活性を保持していた。他の酵素については時間経過とともに若干の酵素活性の増加がみられ、いずれの場合も長期運転に耐える固定化に成功した。HiLoadシステムを用いいてL-乳酸脱水素酵素の精製を試みた。イオン交換カラムHiaTrapSP及びHiTrapQを用いることにより精製が可能であった。ホウ酸カラムとしてアフィゲル601を用いて補酵素の吸着と脱離の基礎的な条件設定を行った。NADの吸着にはMgCl_2を含むTriethanolamine-MES緩衝液pH8の条件が、また、脱離にはMES緩衝液pH6が適当であることがわかったが、さらに検討の余地がある。補酵素再生系のバイオリアクターを構築するために必要な酵素の固定化の検討は以下の通りである。NADH利用系酵素システムとしてはL-乳酸脱水素酵素(LDH)を、またNADH再生系酵素として蟻酸脱水素酵素(FDH)を選び、それぞれの固定化条件の検討を行った。固定化酵素の担体としてはアフィゲル51を用いた。LDHの場合、0.1M(pH7.0)のMOPS緩衝液を用いた場合、担体ゲル1mlあたり0.02から7.1mg酵素蛋白質の吸着によりゲル1mlあたりの活性は1.8Uから6.2Uに変化した。この条件下では固定化酵素の比活性は固定化蛋白量の増加にともなって153U/mgから0.88U/mgへと低下した。これは固定化担体の固定化能が高く、高濃度に酵素が固定化されるためゲル中での実質基質濃度が減少して見かけの比活性変化してためと考えられる。この活性はバッチ法で測定したため、来年度カラムリアクターを構築した際は反応液の空間速度を変化させて反応効率を検討する必要がある。FDHの固定化も同様に行ったが、この場合も類似の現象がみられた。この2酵素の固定化ゲルを組み合わせて実際に補酵素のリサイクルが生じることを確かめる実験を行い、用いた補酵素量に対する基質反応量の比を求めたところ約60となり、この系で少なくとも数十回の補酵素のリサイクルが行われていることが確かめられた。これらの成果の一部は日本農芸化学会1995年度大会において報告した。昨年度、NAD^+の吸着および脱離の条件検討を行ったが、本年はNADとともに、更にNADH、ATP、ADP、AMPについても緩衝液の種類、濃度、pHの及ぼす影響を検討した。この補酵素吸着回収系と組み合わせて用いる酵素反応系のモデル実験を行った。補酵素としてNAD^+、NADHを用いる反応系として-乳酸脱水素酵素(LDH)と蟻酸脱水素酵素(FDH)、また、ATP、ADPを用いる系としてヘキソキナーゼ(HK)とピルビン酸キナーゼ(PK)の固定化を行い、反応条件と安定性について検討した。
出産時の非医療的支援とWHOガイドラインの普及：実態調査と教材開発

2018年2月にWHOが発表した新ガイドライン「ポジティブな出産体験のための分娩期ケア」の全56項目のうち特に初めの4項目とドゥーラサポートの概念に注目する。産科医療の受け手(出産1年以内の女性)と提供者(産科施設に勤務し分娩期ケアを提供する医療者)を対象に質問票調査とインタビュー調査をおこない、ガイドラインの実施状況と日本の出産ケアの実態を探り、改善に役立つ教材を開発する。
新たに発見されたチタンエイジング現象の網羅的解析と解決のための回復方法の探求

チタンという材料は生体不活性材料として広く医療領域に使用されてきている.歯科で代表的なのがチタンインプラントである.チタンインプラントを生体骨内に埋入することでチタン表面に骨が出来,人工歯根として安定する.成功率の向上や長期に安定させるにはインプラント周囲に骨がより形成される必要がある.本研究において,チタン表面が加工されてから時間経過により表面の性状は変化し,それに伴い骨形成能が低下することを見出した.この現象を回復するために光テクノロジーを応用した光照射処理方法と溶液による表面処理方法を確立し有効であることを見出した.<本研究の目的>チタン材料は生体親和性の高い生体材料として医科、歯科医療領域に広く使用されている。特にインプラント治療は年々需要が増加しているが、それに伴い失敗の増加や、骨が不足し施術が出来ない場合が増えてきており、より活性の高いチタン表面が必要とされている。これまで我々は、チタン表面加工効果以上に、表面が加工されてからの時間経過により表面性状、生物学的応答が変化することを報告してきた。特に、表面加工後から物理的、化学的変化は顕著であり、この変化が、生物学的応答と関連があるかどうか検討を行ってきた。その結果、タンパク吸着能、細胞接着能試験では、時間経過とともに有意な現象を示した。本年度は、in vivoレベルにおいて生体内での骨形成に表面加工後の時間経過における表面が、どのような影響を与えるか検証を行った。<本年度の研究成果>チタン表面加工後からの時間経過により表面特性が生じ、それに伴うインプラント周囲の骨形成能が低下することを確認した。表面加工後からの時間経過によってインプラントー骨接触率は、加工直後の表面を用いた場合、約90%であったのに対し、4週経過した表面では、約62%となった。また、それに伴うインプラントー骨結合力は、加工直後の表面では、4週経過した表面より1.5倍から2倍の差が認められ、時間経過により加工されたチタン表面は、骨形成能力が低下していることが認められた。現在、チタン表面は、時間経過により表面特性が変化せず、骨形成能力は変化しないという推測の上でインプラントは使用されている。しかしながら、表面作成後時間経過により、表面特性のみならず、生体内の骨形成にまで影響を与えることから、今後、さらなるメカニズムの解明とチタン自体が本来持っている骨形成能力を最大限引き出す取り扱いが重要になってくると考えられる。チタンという材料は生体不活性材料として広く医療領域に使用されてきている.歯科で代表的なのがチタンインプラントである.チタンインプラントを生体骨内に埋入することでチタン表面に骨が出来,人工歯根として安定する.成功率の向上や長期に安定させるにはインプラント周囲に骨がより形成される必要がある.本研究において,チタン表面が加工されてから時間経過により表面の性状は変化し,それに伴い骨形成能が低下することを見出した.この現象を回復するために光テクノロジーを応用した光照射処理方法と溶液による表面処理方法を確立し有効であることを見出した.<本研究の目的>チタン材料は医科、歯科医療領域に使用されている。特にインプラント治療は年々需要は増加しているが、インプラント周囲に骨が出来ず失敗したり、骨が不足し施術が出来ない場合があり、より活性の高いチタン表面が求められている。チタン表面加工効果以上に、表面が加工されてからの時間経過により表面性状、生物学的応答が変化することを報告してきた。表面加工後からの表面特性の変化を物理的、化学的に検証を行った。変化した表面特性が生物学的応答と関連があるかどうか、タンパク吸着能、細胞接着能試験より検証を行うことを目的とした。さらに、表面劣化現象後の回復方法として光テクノロジーを応用した高エネルギーを持つ光源を使用し、回復方法として可能かどうかの探求も行なった。<本年度の研究成果>チタン表面加工後からの時間経過により表面特性の変化が生じ、それに伴うインプラント周囲の骨形成能が低下することを確認した。表面加工後4週間自然放置したチタン表面では疎水性傾向へと変化し、タンパク吸着能は、加工直後新鮮面と比較し約3分の1まで性能が低下していることが確認された。表面に形成される骨形成量も加工直後と比較し、表面加工後4週間後では有意な骨形成料の減少が認められた。現在、チタン表面は保管する時間経過によって表面効果は変化しないとの推測の上でチタンインプラントは使用されている。しかしながら、表面作製後、時間経過により表面特性が変化し、生物学的応答にも変化が発見されたことから、チタン表面改良の研究以前にチタンの材料特性をより詳細に理解する必要があり、この理解によりチタン自体の持っている能力を最大限引き出す取り扱いが今後、重要になってくると考えられる。本研究期間において,チタン表面の時間経過によって変化する表面の物理的,化学的性状が生体ないでのインプラント周囲に形成される骨形成能に影響を与えるかどうか明らかにすることを目的に研究を行ってきた.また,これに関連する事項として,光テクノロジーの応用や溶液による表面改質処理効果の検証も行うことにより,生体内においてチタン表面上に形成される骨形成能の向上に適した条件を模索することを目的としてきた.各年度において研究実施計画に基づき遂行し多角的方面より検証を行ってきた.検証結果として,チタン表面を加工してから時間経過により表面の濡れ性,表面化学的性状が変化していき,表面特性が変わることを捉えた.

それに伴い生体内での骨形成能に影響を与えることを明らかにした.骨形成能促進のためにチタン表面の表面改質,表面処理を検討していき,光テクノロジーを応用した光照射による方法や,溶液による表面処理方法により検証を行い,骨形成能の向上を示した.時間経過した表面に対し骨形成能を向上させるためには,光照射処理や溶液処理による方法が有用であることを見出した.これらの検証は,in vitroの検証だけでなく,in vivoの検証を行うことにより,より生体内に近い状態で検証をすることが出来た.ラットなどの小動物を使用し,生体内における骨形成能を検証し,光照射や溶液処理が生体内においても有意に向上することを明らかにした.これらの研究成果をもとに,基礎的な検証だけでなく,実際の臨床応用を視野に入れ,チタンインプラントのみならず,チタンメッシュやアンカースクリューなどの応用への検証へも発展してきている.歯科補綴本年度の研究達成目標は、チタン表面の時間経過によって変化する表面の物理的、化学的性状が、生体内でのインプラント周囲に形成される骨形成能に影響を与えるかどうか検証することとしていた。本年度の検証結果として、表面特性の変化に伴う生体内での骨形成量、特にインプラント周囲に形成されるインプラント骨接触率、結合力の変化を捉え、各条件下において詳細に検証を行い、まとめることが出来ている。これに加え、表面改質方法としての光テクノロジーを応用した光照射による検証も平行して行うことが出来ており、時間経過により、表面の骨形成能力が低下した表面に光照射として様々な特徴を持つ複合波長を用いることにより、時間経過した表面が、加工直後と同等の性状を示し、同時に骨形成能力が回復することを検証している。この光照射により生体内での骨形成能力が向上し、インプラント骨接触率、結合力に有意な差を認めた。次にアプリケーションの応用、光照射の条件設定の確立を開始しているところである。以上のことから、本年度研究目標は全て達しており、次年度に向けて新たな所見を見出すべく取り組んでいる。本年度の研究達成目標は、チタン表面の時間経過によって表面の物理的、化学的性状がどのように変化していくかを検証することとしていた。本年度の検証結果として、表面形態の観察、表面の濡れ性の変化、表面化学的構成の変化を捉え、各条件下において詳細に検証を行い、まとめることが出来ている。これに加え、表面改質方法としての光テクノロジーを応用した光照射の検証も平行して行うことが出来た。光照射には、様々な特徴を持つ波長領域を検証していき、最適となる波長、強度、また、複合波長についても検証を行うことが出来ており、時間経過により表面性状が変化し、骨を作る性能が低下している表面に設定した光を照射することにより、加工直後の高エネルギーを保持した状態に戻すことが出来るということも見出された。次年度予定されていた動物実験による骨形成能の検討も着手しており、現在条件設定や、技術的な方法などの確立を開始しているところである。以上のことから、本年度研究達成目標は全て達しており、次年度にむけての新たな所見を見出すべく取り組んでいる。現在の研究目標の達成度から、現在の手法、進め方は特に問題ないと思われる。
病原性大腸菌の初期感染時における免疫反応抑制機構の解析

腸管出血性大腸菌(EHEC)や腸管病原性大腸菌(EPEC)の感染成立に重要な腸管粘膜への付着および定着時における宿主免疫応答系との相互作用を解析し、宿主免疫応答の抑制や制御に関与する病原因子を明らかにすることを目的とした。本研究で初めて上皮細胞における炎症応答を抑制する因子、細胞死を促進する因子、さらに、インフラマソーム活性化を抑制する因子を同定し、その作用機序を解明できた。腸管出血性大腸菌(EHEC)や腸管病原性大腸菌(EPEC)の上皮細胞感染における炎症応答抑制に関与する病原因子を同定するために、まず菌株の作成とアッセイ系を構築した。特に菌株は、非病原性大腸菌K12株をもとにEPECよりIII型分泌装置と細胞付着に必須の遺伝子領域を導入した再構成株を使用した。感染細胞の炎症応答は、ケモカインIL-8の分泌およびNF-κB依存性ルシフェラーゼ遺伝子の発現により測定した。まず、再構成株にIII型分泌タンパク質を個別に発現させ、培養上皮細胞に感染させた後、細胞より分泌されるIL-8を測定した。その結果、少なくともNleCとNleEの2つの因子に炎症応答抑制作用があることを見いだした。さらに、NF-κB依存性ルシフェラーゼ遺伝子も用いて影響を測定したところ同様に抑制がみられた。そこで、NleCについて機能解析をすすめたところ、NF-κB活性化を阻害すること、さらにNF-κBのサブユニットであるp65(RelA)を切断し、分解を促進することを明らかにした。NleCのアミノ酸配列のなかにmetalloproteaseの活性部位の配列と相同な部位を見いだしたが、実際にin vitroで変異を導入したNleCがp65切断活性を失うことや、キレート剤の添加により活性が失われることを検証し、NleCはmetalloproteaseであると結論できた。EPECからnleCを欠損させると、炎症応答抑制能がわずかではあるが弱くなった。一方、nleEの欠損も部分的な抑制能の減弱しか見られなかった。そこで、nleCおよびnleE両遺伝子を同時に欠損させたところ、III型分泌装置欠損株と同程度まで抑制能の減弱がみられた。以上の結果より、NleCはNleEと加算的あるいは相乗的にNF-κB活性化経路に作用していると考えられた。腸管出血性大腸菌(EHEC)や腸管病原性大腸菌(EPEC)の上皮細胞感染における炎症応答抑制に関与する可能性のある病原因子EspJについて解析をすすめた。上皮細胞にEspJを発現させた後LPSあるいは死菌体で細胞を刺激しIL-8の分泌を調べたが顕著な影響は観察できなかった。また、マクロファージ様細胞THP-1に対してもEPEC再構築株とそれのespJ発現株を感染し同様に細胞刺激後の応答を観察したが顕著な相違が見られなかった。一方、細胞にEspJを発現させた時の形態を詳細に観察したところ、核の凝縮がみられ細胞死が誘導されている可能性が示唆された。そこで細胞死についてさらに検討したところ、EspJの発現によりアポトーシスが誘導あるいは促進されていることが確認できた。また、EspJは細胞内にIII型分泌により注入されたのち核に局在することを観察した。そこで、細胞の標的分子を精製EspJをもとに分離したところApi-5(Apoptosis inhibitor 5)と特異的に結合することを見いだした。以上の結果より、EspJはApi-5の活性を阻害しアポトーシスによる細胞死を促進している可能性が示唆された。また、EspJ単独でもアポトーシスを誘導するが、EspJ発現とは独立にアポトーシスを誘導する刺激によりアポトーシスがより促進されることからEspJはアポトーシスの促進作用が主な機能である可能性が示唆された。感染初期における宿主応答のひとつである免疫細胞における炎症応答に対する腸管病原性大腸菌EPECおよび腸管出血性大腸菌EHECの影響と制御に関与する病原因子の解析をおこなった。ヒト由来細胞株THP-1をマクロファージ様に分化させた後、EPECを感染させると炎症性サイトカインの一種であるIL-1βの産生が抑制された。この現象はIII型分泌(T3S)依存的であること、LEE領域以外のT3S分泌タンパク質(エフェクター)が関与していることが明らかとなり、エフェクター遺伝子を探索したところNleAおよびNleEであることを見いだした。NleEはNF-κB活性化経路を阻害することからIL-1βの転写を抑制していると考えられた。一方、NleAはCaspase-1の活性化およびインフラマソームの形成を抑制することを見いだした。実際に、NleAを発現するEPECを感染した場合、NleAを産生しない変異株に比べインフラマソームの形成の低下が観察され、インフラマソーム形成に中心的な役割を果たすASCタンパク質の多量体形成が顕著に減少していた。以上のことより、NleAがインフラマソームの形成を阻害する新規の機能を持つ病原因子であることを明らかとなった。

NleAは、多くのEPECおよびEHEC株が共通に保有する病原因子であり、インフラマソームの活性化の抑制は病原性に重要な機能のひとつであると考えられた。これまでに当初の計画にあった炎症応答を抑制する病原因子を同定し、その作用機構も解明できている。また2年目では抑制作用は見られなかったが初期感染の細胞応答に重大な影響を及ぼす細胞死に関わる病原因子の同定にも成功している。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度ではEspJの作用機構を詳細に解析し、EHEC/EPEC感染による細胞死の誘導あるいは促進の役割について解明する。また同時に、さらに炎症応答に関与する病原因子を検索し、解析を進める。
非有界係数を持つ経路依存型・非衝突型の確率微分方程式の数値解析と密度関数の研究

本研究の目的は、(経路依存型)確率微分方程式と非衝突確率過程の「数値計算方法の構成と誤差評価」と「密度関数の解析」を研究することである。確率微分方程式や非衝突確率過程は、物理学や数理ファイナンス等の応用分野で広く用いられている確率過程である。これらの確率過程に対して、一般的な条件の下で、密度関数の存在と性質を解析し、新たな数値解析手法を構成するとともに、既存の手法(Euler-Maruyama近似)に関する精密な誤差評価を与えることを目的とする。
酵素進化工学によるバイオプラスチック生産システムの最適化

バイオオポリエステル生合成酵素の質的改変をとおして、ポリエステルの生産性・物性を積極的に改善する研究を展開している。今年度は、3HBをベースとしたPHA共重合体を合成できるPseudomonas sp.61-3重合酵素(PhaC_<Ps>)を対象に、望みの共重合組成(3HBとそれ以外のモノマーユニットとのモル比)を有するPHAの合成を実現する進化酵素をさらに多数創成すると同時に変異解析に基づく本酵素の構造と機能の相関について総括的考察をおこなった。対象酵素PhaC_<Ps>は、3BベースのPHA共重合体を合成できるが、3HB基質取り込み能力が微弱であるという課題があった。そこで、この性質を利用することによって、3HBだけから成るPHBホモポリマーの蓄積能力が向上する(PhaC_<Ps>の3HBに対する基質特異性向上あるいは全活性の向上)ということを指標としたスクリーニング系を構築した。この人工進化実験の特徴は、野生型酵素だと微量のポリマーしか蓄積できない組換え大腸菌(JM109株使用)との比較で、より多くポリマー蓄積する進化酵素保有大腸菌株を精度高く識別できる(ポジティブセレクション)という点にある。すでに確立した人工進化システムから得られた複数の優良変異点のうち、477番目のSerと130番目のGlyに着目し、これらのサイトにおいて総アミノ酸置換を実施した。全変異酵素を保有する組換え大腸菌(β酸化系変異株LS5218使用)によって生成されるポリマーの含量およびモノマー組成は、HPLCおよびGCにて分析した。その結果、JM109株でのPHBホモポリマー蓄積量において野生型を上回る変異体酵素が得られた。さらに、LS5218株にC4からC12までのモノマー基質を供給できる酵素遺伝子(phaA<Re>B_<Re>J_<Pa>)を補強した状態で、各変異酵素遺伝子を導入した。その結果、PHA共重合体の生産性が向上すると同時に、モノマー組成の多様性が生じていた。このインビボでのPHA含量の向上あるいはモノマー組成変化から、477番目のポジションが酵特に基質特異性決定に関与することが、130番目のポジションが特に比活性向上に関与することが推定された。これらの結果は、一部インビトロでの活性測定結果とよい一致を示し、立体構造情報が無くてもPHA重合酵素の機能マッピングができることを始めて示すことができた。まず、最も生化学的解析が進められているR. eutropha由来重合酵素をモデルターゲットに選定した。進化分子工学の手順を簡単に述べる。最初に、重合酵素遺伝子のみにランダム変異を誘発し、操作性のよい大腸菌を用いて変異体ライブラリーを作製する。次いで、ポリエステル特異的に染色される色素を利用した一次スクリーニング系(プレートアッセイ)と多検体処理可能な定量的HPLC分析(化学変換されたクロトン酸の定量)による二次スクリーニング系に、変異体集団を順次投入し、目的の変異クローンをHPSするというものである。

この場合、PHBの細胞内蓄積率とPHB重合酵素活性との間に正の相関が成立するシステムであることが基本であり、PHA蓄積率をモニタリングするだけで目的の高活性酵素を選抜できる「インビボモニタリングシステム」の確立が本システムの中枢である。このストラテジーにしたがい、最近野生型酵素よりも高活性な変異体(2.4倍)を取得することに初めて成功した。実は、高活性をもたらす優良変異の特定には、あるトリックを試みた。通常、野生型酵素から直接進化させる場合、野生型酵素の活性がある程度高いので、野生型酵素と高活性変異酵素の活性を識別することが困難なことが多い。そこで、たとえていうならば、人間(野生型酵素)から度チンパンジーレベル程度に意図的に"先祖返り"させ(活性低下変異)、そこから新たに人間を超越する人工進化(活性復帰変異)をさせ、それを実現させた優良変異を特定するという方法論である。バイオオポリエステル生合成酵素の質的改変をとおして、ポリエステルの生産性・物性を積極的に改善する研究を展開している。すでに、生化学的研究の最も進んでいるRalstonia eutrophaのPHA重合酵素(PhaC_<Re>)の進化工学的分子育種法を確立している。今年度は、3HBをベースとしたPHA共重合体を合成できるPseudomonas sp.61-3重合酵素(PhaC_<Ps>)を対象に、望みの共重合組成(3HBとそれ以外のモノマーユニットとのモル比)を有するPHAの合成を実現する進化酵素を創成することを目指した。対象酵素PhaC_<Ps>は、3HBベースのPHA共重合体を合成できるが、3HB基質取り込み能力が微弱であるという課題があった。そこで、この性質を逆に利用して、3HBだけから成るPHBホモポリマーの蓄積能力が向上する(PhaC_<Ps>の3HBに対する基質特異性向上あるいは全活性の向上)ということを指標としたスクリーニング系を構築した。この人工進化実験の特徴は、野生型酵素だと微量のポリマーしか蓄積できない組換え大腸菌(JM109株使用)との比較で、より多くポリマー蓄積する進化酵素保有大腸菌株を精度高く識別できる(ポジティブセレクション)という点にある。まず、PHB蓄積量向上を実現する優良変異を変異誘発PCR似法によって探索した。複数特定された優良変異点のうち、477番目のSerに着目し、このサイトにおいて総アミノ酸置換を実施した。全変異酵素を保有する組換え大腸菌(β酸化系変異株LS5218使用)によって生成されるポリマーの含量およびモノマー組成は、HPLCおよびGCにて分析した。本ポジションにおいて総アミノ酸置換を行ったところ、JM109株でのPHBホモポリマー蓄積量において野生型を上回る変異体酵素が得られた。さらに、LS5218株にC4からC12までのモノマー基質を供給できる酵素遺伝子(phaA_<Re>B_<Re>J_<Pa>)を補強した状態で、各変異酵素遺伝子を導入した。その結果、PHA共重合体の生産性が向上すると同時に、モノマー組成の多様性が生じていた。このインビボでのPHA含量の向上あるいはモノマー組成変化から、477番目のポジションが酵素活性あるいは基質特異性決定に関与することが推定された。
古代の文字世界における国家意識に関する研究-古事記を中心に-

本研究は、記述者が文字を選択することの意識が何によるものであったのか、またその選択の結果が文字世界・物語的世界においてどのように機能していたのかをテクストの分祈によって考察し、その結果から「国」や「国家」に対する古代都市の人々の意識の一端を明らかにすることを目的としたものである。本年度は下記資料を中心に「国」や「国」と関連する文字について用字法の調査・分析を行った。【資料】上代文献:『古事記』『日本書紀』『続日本紀』『風土記』『万葉集』及び、正倉院文書、木簡等の出土史料漢籍:『漢書』『後漢書』等朝鮮資料:『三国史記』『三国遺事』本年度の研究はデータの整理・分析を主としたが、同時に古事記の応神天皇記を核として論考をまとめるべく研究を行い、その一部を研究論文「髪長比売考」(2007年3月発行(予定)『奈良女子大学21世紀COEプログラム報告集』VOL..9(予定))としてまとめた。当該論文は記紀に登場する日向「国」出身の髪長比売という女性に関する小話に焦点を当てたもので、この女性を巡る応神天皇と次代の仁徳天皇(大雀命)の関係と、小話の記述について古事記が意図したものを明らかにすることを目的としたものである。本稿では先ず髪長比売の名の意義を「長い髪=美人」とする旧来の解釈を否定し、古代の人名の用例などから改めて本来の意義を考え、次いで彼女が日向国の出身であることの意義を考察した。更にこれらをふまえ、古事記において大雀命が髪長比売を得ることの意義について、小話は応神天皇から後継指名を受けなかった大雀命が次代の天皇となることの正当性を示すために必要なものであったことを述べ、このことと髪長比売の名の意義に関わりがあることを示した。また研究課題に沿って、「日向国」という「国」に対する古事記の記述者の意識を明らかにすることを試みたものである。
アルツハイマー病初期におけるグルタミン酸受容体の局在変異の解明

本研究はアルツハイマー病の早期に起こる記憶・学習障害の病態解明を目指して、可溶性アミロイドベータ重合体(Aβオリゴマー)による海馬長期増強現象(LTP: long-term potentiation)への毒性作用を明らかにすることを目的とした。平成30年度では前年度に引き続き、全反射顕微鏡を用いたライブイメージング法により、LTP発現時にAβオリゴマーがAMPA型グルタミン酸受容体(AMPA受容体)のエキソサイトーシスに及ぼす異常作用を解析した。具体的には、初代培養したラット海馬神経細胞に、主に4 merを含むAβオリゴマーを投与した。その後LTP誘導刺激を加えて、蛍光標識したAMPA受容体サブユニットGluA1、GluA2またはAβオリゴマー自体を高シグナルノイズ比、高時空間分解能で観察した。その結果、AβオリゴマーによってGluA1のエキソサイトーシス頻度が抑制される一方、GluA2やGluA1/2ヘテロマーのエキソサイトーシス頻度は抑制されないことを明らかにした。そして、特にLTP誘導刺激直後に際してシナプス後膜近傍におけるGluA1のエキソサイトーシスが抑制されること、および1度にエキソサイトーシスされる受容体量に関してはGluA1、GluA2共に変化はないことも明らかにした。さらに、本実験系を発展させて海馬長期抑圧現象(LTD: long-term depression)の発現時におけるGluA1およびGluA2のエキソサイトーシスやエンドサイトーシスの変化を明らかにし、シナプス前部におけるシナプス小胞の開口放出の可視化にも成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究はアルツハイマー病の早期に起こる記憶・学習障害の病態解明を目指して、可溶性Aβ重合体(Aβオリゴマー)による海馬長期増強現象(LTP: long-term potentiation)への毒性作用を明らかにする。平成29年度では、全反射顕微鏡を用いたライブイメージング法により、LTP発現時にAβオリゴマーがAMPA型グルタミン酸受容体(AMPA受容体)のエキソサイトーシスに及ぼす異常作用を明らかにした。また、U字型ガラス管を追加導入した独自の実験系を構築し、AMPA受容体のエンドサイトーシスの可視化に成功した(Fujii et al, Genes to Cells, 2017)。具体的には、初代培養したラット海馬神経細胞に、主に310 merを含むAβオリゴマーを投与した。その後LTP誘導刺激を加えて、蛍光標識したAMPA受容体サブユニットGluA1、GluA2またはAβオリゴマーを高シグナルノイズ比、高時空間分解能で観察した。LTP誘導刺激後、GluA1の輝度は増加しなかった一方、GluA2の輝度はやや増加した。また、GluA1のエキソサイトーシス頻度が抑制され、GluA2やGluA1/2ヘテロマーのエキソサイトーシス頻度は抑制されないことを明らかにした。以上の結果より、AβオリゴマーはLTP発現に際して、GluA1ホモマー特異的にAMPA受容体の数の増加を阻害することが示唆された。本研究では、ラットまたはマウス海馬神経細胞を実験モデルとし、全反射顕微鏡法またはパッチクランプ法を用いて以下の項目を研究する。1超解像技術を用いた受容体の局在分布解析、2ゲノム編集法を用いた遺伝子改変マウスの作製、3シナプス可塑性の障害時における受容体の局在変化解析、4シナプスにおけるAβオリゴマー毒性の統合的把握である。平成29年度では、主に研究項目1と2を実施した。1では、超解像顕微鏡法の1つである光活性化局在顕微鏡法を既存の全反射顕微鏡に組み合わせて、シナプス後膜における蛍光標識したAMPA型グルタミン酸受容体を1分子レベルで観察した。また2では、CRISPR/Cas9システムを利用して、AMPA受容体の遺伝子内に蛍光タンパク質をノックインして内在性AMPA受容体を可視化した。これにより、強制発現系に依らない生理的な発現レベルでの受容体の観察を可能にした。以上の結果より、計画が概ね順調に進展していると判断している。

そして、特にLTP誘導刺激直後に際してシナプス後膜近傍におけるGluA1のエキソサイトーシスが抑制されること、および1度にエキソサイトーシスされる受容体量に関してはGluA1、GluA2共に変化はないことも明らかにした。さらに、本実験系を発展させて海馬長期抑圧現象(LTD: long-term depression)の発現時におけるGluA1およびGluA2のエキソサイトーシスやエンドサイトーシスの変化を明らかにし、シナプス前部におけるシナプス小胞の開口放出の可視化にも成功した。平成30年度では、主に研究項目3と4を実施する。3では、内在性グルタミン酸受容体を超解像度で観察する。具体的には、Aβオリゴマーの投与下において、シナプス可塑性の誘導刺激を海馬神経細胞に加え、どのような受容体の異常な局在変化が起こるのかを、1分子レベルで明らかにする。4では、これらの異常な変化がシナプス伝達やシナプス可塑性をどのように障害するのかを、パッチクランプ法等の電気生理学的手法により明らかにする。そして、ライブイメージングの結果と統合してアルツハイマー病の早期病態モデルを新たに提唱する。これらにより、シナプス病変機構、脳老化の制御機構、及び記憶・学習が成立する基礎過程の解明への貢献を目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
微小スケール場での霜形状・構造と付着力の相関の解明

走査型プローブ顕微鏡(SPM)による霜結晶の形状/構造/分布と霜結晶のかき取り力の測定方法を提案し,その妥当性を明らかにし.そして,着霜のメカニズムを解明するために先ず霜結晶発生から成長初期段階で,霜結晶生成に対する影響が大きいと想定される冷却面温度に加え雰囲気湿度を広範囲に変えながら,銅試験板上に生成される霜結晶の形状/分布,霜個数,着霜面積着霜質量と霜結晶のかき取り力の相関を明らかにした.走査型プローブ顕微鏡(SPM)による霜結晶の形状/構造/分布と霜結晶のかき取り力の測定方法を提案し,その妥当性を明らかにし.そして,着霜のメカニズムを解明するために先ず霜結晶発生から成長初期段階で,霜結晶生成に対する影響が大きいと想定される冷却面温度に加え雰囲気湿度を広範囲に変えながら,銅試験板上に生成される霜結晶の形状/分布,霜個数,着霜面積着霜質量と霜結晶のかき取り力の相関を明らかにした.着霜により,例えば,空調機器においては,低外気時の暖房運転時に室外熱交換器の暖房能力が低下する.冷蔵ショーケースやユニットクーラ等においては,庫内の熱交換器への着霜により,機器の効率が低下し,その結果,冷凍能力が低下する.さらに,除霜運転では,余計な電力が必要となる.また,超音速機を開発する上で,空気予冷却器の冷却管群への着霜がエンジン性能の低下を引き起こすという報告も有る.この様に,着霜現象は多くの状況で見られ,それは機器の性能低下を引き起こし,場合によっては重大な事故の原因となることもある,よって,着霜現象の科学的・工学的解明は急務である.そして,霜層寸法を考慮すると,微小スケールでの検討は不可欠であり重要である.本研究では,これまでその値が微小すぎて計測することが困難であった冷却固体面からの霜のかき取り力に着目し,走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いて,霜高さ・根元径・霜ピッチから霜形状と構造を同定する方法を提案した.同時に,SPMを用いた霜の冷却固体面からのかき取り力の測定方法を提案した.そして,霜構造とかき取り力を実際に測定することで,提案した霜形状・構造を同定する方法とかき取り力の測定方法の妥当性を検討し以下の結論を得た.1. SPMにおいて霜形状/構造および霜のかき取り力を測定する方法を確立するため,測定条件の検討を行った.2. SPMにより霜の生成の様子と霜形状/構造とその経時変化を測定できることを明らかにした.3.霜の形状測定におけるプローブによる霜の破壊の影響に関して,霜根元径では殆ど影響なかったが,霜高さへの影響は大きいことを明らかにした.4. SPMにより霜のかき取り力の経時変化を測定し,測定方法の有効性を明らかにした.着霜により,例えば,空調機器においては,低外気時の暖房運転時に室外熱交換器の暖房能力が低下する.冷蔵ショーケースやユニットクーラ等においては,庫内の熱交換器への着霜により,機器の効率が低下し,その結果,冷凍能力が低下する.さらに,除霜運転では,余計な電力が必要となる.また,超音速機を開発する上で,空気予冷却器の冷却管群への着霜がエンジン性能の低下を引き起こすという報告も有る.この様に,着霜現象は多くの状況で見られ,それは機器の性能低下を引き起こし,場合によっては重大な事故の原因となることもある.よって,着霜現象の科学的・工学的解明は急務である.そのためには先ず,霜結晶の発生直後から成長の初期段階での霜結晶形状/構造/分布と霜結晶との冷却固体面からのかき取り力の相関を知ることが重要となる.そして,その場合の霜層寸法を考慮すると,微小スケールでの測定は不可欠である.本研究では,これまでその値が微小すぎて計測することが困難であった冷却固体面からの霜のかき取り力に着目し,走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いて,霜高さ・根元径・霜ピッチから霜形状と構造を同定する方法とSPMを用いた霜の冷却固体面からのかき取り力の測定方法を開発した.加えて,新たに提案した霜結晶分布の評価方法をリンクさせて検討した結果以下の結論を得た,1.新たに提案した霜結晶分布の評価方法を検討し,その妥当性を明らかにすることで,霜形状/構造/霜結晶分布と霜結晶のかき取り力の測定方法を確立した.2.上記確立した方法で,霜形状/構造/霜結晶分布と霜結晶のかき取り力の相関の経時変化を求めることができた.3.霜結晶の形状/構造/分布と霜結晶のかき取り力の相関の経時変化を,冷却面温度を広範囲に変えながら明らかにした,着霜により,例えば,空調機器においては,低外気時の暖房運転時に室外熱交換器の暖房能力が低下する.冷蔵ショーケースやユニットクーラ等においては,庫内の熱交換器への着霜により,機器の効率が低下し,その結果,冷凍能力が低下する.さらに,除霜運転では,余計な電カが必要となる.また,超音速機を開発する上で,空気予冷却器の冷却管群への着霜がエンジン性能の低下を引き起こすという報告も有る.この様に,着霜現象は多くの状況で見られ,それは機器の性能低下を引き起こし,場合によっては重大な事故の原因となることもある.よって,着霜現象の科学的・工学的解明は急務である.そのためには先ず,霜結晶の発生直後から成長の初期段階での霜結晶形状/構造/分布と霜結晶の冷却固体面からのかき取り力の相関を知ることが重要となる.そして,その場合の霜層寸法を考慮すると,微小(マイクロ)