hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
気分障害患者に対する復職支援プログラムの効果および転帰予測因子に関する実証的研究

うつ病罹患者と休職者の増加に伴い、復職支援の重要性が高まっており、リワークプログラムの取り組みが全国的に少しずつ実践され始めている。しかし、その内容や評価については標準化されておらず、効果に関する実証的研究はこれまでほとんどない。われわれは、うつ病患者に対し多職種チームによる12週間の復職支援プログラムを実施し、その有効性と転帰の予測因子について検討した。プログラムは、復職準備性の改善と復職可能性の評価、および再発予防を目的とし、作業療法と集団認知行動療法(CBGT)で構成した。プログラム前後に種々の質問紙と心理検査の他、数種類の認知機能検査を施行し、その変化及び臨床的転帰について検討した。プログラム完遂者のうち単極性の大うつ病28例について解析したところ,施行前後で抑うつ症状(HAM-D, BDI)、認知スタイル(ATQ, JIBT-20)、自覚的QOL(SF36v2の「活力」、「精神の日常役割機能(精神)」、「心の健康」)が有意に改善していた。また、認知機能において異常がみられた機能領域のうち、特に実行機能、処理速度、言語記憶の効果量はそれぞれ0.41,0.37,0.40と中等度の効果が得られていた。プログラム終了後、追跡可能であった29例のうち1年以内に21名(72%)が復職を果たし、終了後1年間の再発・再燃は5例(17%)であった。また、6ヶ月以内に復職し半年間再発の無い転帰良好群では、プログラム終了時の実行機能が有意に高成績だった。さらに、CBGTの治療反応性を予測する因子について、ロジスティック回帰分析を行ったところ、言語記憶検査がオッズ比3.26[1.27-8.40]と有意だった。これらのことから、復職支援プログラムは、症状や社会的転帰の改善のみならず、認知リハビリテーションとしても有効な可能性が考えられた。また、復職準備性の評価と転帰の予測、心理療法に対する治療反応性の予測に神経心理学的認知機能検査のいくつかが有用であることが示唆された。
簡便なパネル法によるプロペラキャビテーション推定法に関する研究

昨年度は、九州大学で開発した簡便なパネル法SQCMをベースにして、圧力一定となるキャビティ形状を繰り返し計算によって求める手法に基づき、部分キャビテーションを起している2次元翼の性能を計算した。本年度は、この手法の3次元問題への拡張を行った。始めに計算法の概略を述べる。翼表面をパネルに分割し、それぞれに一定強さの吹出しを配置する。また、キャンバー面上にLanのQCMの理論に従って束縛渦とコントロールポイントを配置する。翼の背面に予めキャビテーションが発生する範囲を仮定し、その範囲内では目標速度を条件として、その他の翼表面では翼を貫く流れが無いという物体表面条件を課す。ここで、部分キャビテーションとスーパーキャビテーションの両方が扱えるように、それぞれに対応する条件式を導入する。さらにキャンバー面を貫く流れが無いという条件を課すことにすると、吹出しおよび渦分布とキャビテーション数を決定するための連立1次方程式が構成されるので、これを解いて未知数を求める。今、キャビテーションが発生するとした翼背面の範囲では境界を貫く流れが無いという条件は満足されていないので、翼前縁より翼表面のパネルを流れに沿うように再配置する。これがキャビティ形状となる。以上の操作をキャビティ形状が変化しなくなるまで繰り返す。上記の方法を用いて、3次元楕円翼および矩形翼、後退角付3次元翼について計算を行った。いずれの翼に対しても、計算で求めたキャビテーション数とキャビテーション長さおよびキャビテイ最大厚さの関係は実験の傾向と良く一致した。また楕円翼については揚力・抗力係数についても本計算法により実験結果に一致する結果を得ることができた。現在、定常プロペラに対して拡張中である。本年度は、九州大学で開発した簡便なパネル法SQCMをベースにして、圧力一定となるキャビティ形状を繰り返し計算によって求める手法に基づき、部分キャビテーションを起している2次元翼の性能を計算した。翼表面を線要素に分割し、それぞれに一定強さの吹出しを配置する。このとき、翼後端にコントロールポイントが配置されるので、キャンバー面を貫く流れが無いという条件より翼後端を回り込む流れが無くなり、Kuttaの条件が自動的に満足される。なお、これが簡便なパネル法という所以である。キャビティ後端ではキヤビティの閉塞条件として閉鎖型、半閉鎖型および開放型の三種を考え、それぞれに対応する条件式を導入する。今、キャビテーションが発生するとした翼背面の範囲では境界を貫く流れが無いという条件は満足されていないので、翼前縁より翼表面の線要素を流れに沿うように再配置する。上記の方法を用いて、東京大学の山口らがキャビテーションの実験に使用した2次元翼型について計算を行った。キャビテーション数とキャビテーション長さおよびキャビティ最大厚さの関係は、キャビティの閉塞条件として半閉鎖型モデルを用いると実験と良好な一致を示すことがわかった。圧力分布についてはキャビティ後端における現象が複雑な個所を除き、計算は実験と良く一致する傾向を示した。また、揚力および抗力については開放型モデルが良い結果を与えた。以上のように、簡便なパネル法を用いたキャビテーション計算法により、2次元翼に発生する部分キャビテーションの様子を精度良く捉えることができた。次年度は3次元問題へと拡張する予定である。
短期的利益と長期的利益間の絶滅回避を巡る適応動態

従来の適応度の概念は、次世代の子孫数を指標とした短期適応度(次世代)であるため、環境変動などの影響に対する適応実態はあきらかにできなかった。そこで長期の存続適応の視点から、様々な生物適応を理論・実証の両面から明らかにした。特に2倍体生物のシロアリでは巣社会の存続の観点から、性比が王が代替する種では子孫の遺伝子が女王由来に偏るために、血縁選択によって性比がメスに偏ることを見出した。また、生物の長期適応のリスク分散適応の最適解の一般解を求めた。この他、人間の経済活動への拡張、動的意思決定理論の提唱、変動環境での性比調節、酵母菌のアポトーシス、病原菌の予防対策など多数の成果を出した。初年度は基本モデルの考案が中心である。基礎理論として、短期適応度と長期適応度の関係を、短期戦略と長期戦略の優位性に置き換えて、持続的な条件でのモデル化を行った。8月このモデルよりシミュレーションプログラムを開発する予定である。さらに、研究分担者の松浦健二・長谷川英祐らとシロアリにおける近親交配による血縁度非対称性が、血縁選択を起こすメカニズムを考案した。この理論研究は実証データとの比較を現在遂行中で、原稿準備も進めている。さらに、研究分担者の長谷川英祐らとアリ・コロニーにおける働かないアリが多数存在する意義が、コロニーの存続可能性のために重要である可能性を見出し、そのシミュレーションによる検証を実行して、原稿を作成中である。また、本課題の理論的中心となる幾何平均適応度の概念を世界ではじめて提唱した創始者Dan Cohen教授をイスラエルのヘブライ大学より約1ヶ月半招聘して、浜松で2回、静岡および札幌で各1回、講演をして頂き、講演内容のさらなる教授を受けた。さらに、生物経済学の世界の第1人者である、資源の持続可能性利用の創始者カナダ、ブリティッシュ・コロンビア大学のColin W.Clark名誉教授に浜松と静岡にて講演していただき、持続可能性の展望について教授をしていただいた。また、連携研究者の泰中啓一および守田智の協力の元で、アユの縄張り形成・崩壊における履歴効果の適応ダイナミクスの(成果に記載)や、トンボメスにおける多型の維持機構の理論モデル考案と実証的解明による統合的研究(成果に記載)など、さまざまな生物の生活史への応用研究を展開した。基礎理論として、短期適応度と長期適応度の関係を短期戦略と長期戦略の優位性に置き換えて、持続的な条件でのモデル化のシミュレーションを実行、現在結果をまとめている。さらに、研究分担者の松浦健二・長谷川英祐らとシロアリにおける近親交配による血縁度非対称性が、最適性比を2分の1からずらすという新しい性比理論の原稿準備も進めている。さらに、研究分担者の長谷川英祐らとアリ・コロニーにおける働かないアリが多数存在する意義としてコロニーの存続可能性の検証を続行している。また、進化におけるトレイドオフの大家Derek A.Roff教授を米国のカリフォルニア大学リバーサイド校より招聘して、2回講演をして頂き、トレイドオフ理論のさらなる教授を受けた。また、連携研究者の泰中啓一および守田智の協力の元で、トンボメスにおける多型のクラインの理論モデル考案と実証的解明による統合的研究(成果に記載)、周期植物といわれる沖縄のスズムシシソウの検証についての論文(PLoS ONE掲載)を発表、また、イースト菌の個体群動態における細胞死(アポトーシス)の発見(PLoS ONE掲載)、病原菌の蔓延防止のための予防・検疫の効果(成果に記載)など生活史の最適性、進化におけるメカニズムに関して、様々な展開を試みた。そのほか、応用として、熱帯雨林の共生過程のモデリングを実行して現在投稿準備をしている。また、陸棲貝類の寄生ダニの存続性(投稿準備中)など、さまざまな生物の生活史への応用研究を展開している。さらに、一般啓蒙書として、生き残り(絶滅回避)の生物学理論についての新書(ちくまプリマー新書)の執筆を進めた。出版予定は4月である。変動環境に対応した適応戦略について数件の研究成果を出した。まず、シロアリなど2倍体の生物における巣社会の存続適応の観点から、血縁選択により性比をメスに偏らせることを理論と実証により検証した(Nature Communications発表)。また、早春に開花するウグイスカグラと同時期に発生するハチの1種が、ほかにも多種の訪花昆虫がいるにもかかわらず相互に密接な適応をしていることを見出し、共生の存続適応での重要性を示唆した。マリモが球形になる理由が光合成を最大にして存続を安定化するという観点から証明した。多胚寄生蜂が宿主の免疫を強化することにより競争相手の他の寄生者を排除することを見出したが、その適応には雌雄差があり、存続への適応の違いを明らかにした。さらにこの寄生蜂で、オスの兵隊幼虫の攻撃性を日本の株で見出し、存続に寄与する適応であることを明らかにした。

リスク分散のおける大域的な結合がある場合の一般解を見出した。植物プランクトンの種数が貧栄養においては非常に多様であるが、富栄養化に伴い急激に減少して最終的には1種になるという富栄養化のパラドックスが、富栄養化に伴い、個体間の競争が顕現して、競争排除が起こることを見出した。これは、富栄養化がなければ、湖や海洋では、植物プランクトンは空間的隔離が働き、多種が共存して存続することが可能であるということである。これらのほか数件の発表を行った。このように、存続適応の視点から様々な適応についての検証・説明をした。環境変動に対応した適応戦略について幾つかの成果を出した。まず、変動環境における個体群の持続可能性、つまり絶滅回避の観点から性比の最適性を解析して、若年死亡率が高い性に出生性比が偏ることを見出した。この理論は、世界ではじめての人間の性比が男性よりになることを説明する理論である(Evolutonary Ecology Researchに発表)。また、変動環境における採餌行動の一般理論を構築した。この理論から、一般に世代を超える変動環境の影響は、リスク回避がより強く選択されるが、まれな場合には、リスク選好もあり得ることを見出した(J. Ethology発表)。さらに、人間や動物の生涯の行動のように、個体のダイナミックな行動(時系列の行動連鎖)の最適性を、確率過程を仮定した解析から理論化した。これは動的意思決定理論と呼ぶ内容である。従来、動的計画(Dyanmic Programming)や確率的最適制御のように、数値解析かそれに順ずる解析しかできない現状であった。つまり、世界ではじめて、ダイナミックな行動連鎖の最適性を解析する方法を提供している。この成果の第1の応用・展開は、経済学で50年以上も問題となっているアレイのパラドックス(Allais Paradox)の唯一の論理的な回答である。この成果は、J. Ethologyに2通の招待論文として掲載された。このほか、周期ゼミの分子系統から13年と17年の周期が、独立に3つのグループから進化したといえる(PNASに掲載:新聞報道、Science誌に紹介記事)。また、藻類の異形配偶子の適応理論から、精子のサイズ多様性が進化することを見出した(PNAS誌)。その他、アリの労働時間と社会の持続性、シロアリのフェロモン、など様々な観点から存続問題を検討した。研究の展開は申し分なく、持続可能性の視点から様々な研究を展開、イースト菌のアポトーシスという新しい細胞制御の解明に繋がる論文や、共存原理の論文、絶滅確率からみた人間の性比の最適化の研究(掲載予定)、周期生物の持続可能性の論文など様々な展開して、多数の論文を掲載または掲載予定となった。さらに、絶滅回避の進化理論に関する一般啓蒙書(ちくまプリマー新書で4月出版予定)の執筆を進めた。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究の展開は申し分なく、変動環境に関する研究を展開、代表者の吉村仁だけで9通もの英語原著論文を発表、その内2通はPNASに発表という成果をあげた。
運動ストレスによるＱＴ延長症候群患者の不整脈発症メカニズムの解明

先天性QT延長症候群の中でも、1型及び5型は運動時にQTが延長し、失神を来すことが知られている。その原因は遅延整流性心臓カリウムチャネルをコードするKCNQ1およびKCNE1遺伝子の変異であることが明らかにされている。このKCNQ1とKCNE1の変異は、その部位によって症状の強さが異なることが知られており、今回の研究では、変異ごとの運動時の症状出現と、パッチクランプ法によって得られたチャネルの機能解析との関連について検討を行った。QT延長症候群における運動負荷に対する反応について、研究を続けている。研究費申請時、すでに解析を始めていたLQT1型の原因遺伝子であるKCNQ1-G269Sについては、すでに論文としてJournal of American College of Cardiology (JACC)にacceptされた。このKCNQ1-G269S変異を持つ患者では、交感神経刺激の一種であるβ刺激をうける場合、つまり運動時などに、心電図上のQT時間が延長し、心室性不整脈による失神などの症状を呈した。さらに培養細胞系でKCNQ1チャネルを発現させ、野生型と変異型について、β刺激を模した薬剤刺激を行うと、野生型では電流量の増加がみられるが、変異型では増加しないことが明らかになった。またLQT5型の原因遺伝子であるKCNE1-E83Kについても解析を進め、昨年の北米Heart Rhythm学会で発表した。KCNE1は心臓カリウムチャネルのβサブユニットであり、KCNQ1と結合することにより、心筋の再分極に重要なカリウムチャネルを構成している。このKCNE1はKCNQ1のβ刺激によるリン酸化に不可欠であることが示唆されており、KCNE1の変異であっても運動負荷時のQT延長が著明になる。さらに、この変異についても培養細胞に発現させて野生型と比較した場合、薬剤負荷を行った場合でもカリウム電流の増加が抑制されていることが明らかになった。また、臨床像の解析は追加される症例も含めて引き続き行っている。QT延長症候群の原因遺伝子が同定された患者について、運動負荷時の変化、症状の有無などを調べている。QT延長症候群において、運動ストレスは不整脈発症の誘因となるが、そのリスクは患者ごと、原因遺伝子さらに変異によって異なる。そのため、研究の初年度は、まず臨床的な側面から、遺伝子型・変異によって、運度負荷時の心電図がどのように変化しているかを患者ごとに調べた。その結果、若年者QT延長症候群患者の多数が変異を同定されるKCNQ1およびKCNH2遺伝子保持者では、これまでの報告と同様、KCNQ1変異保持者では運動時に著明なQT延長をきたしていた。また変異箇所においても運動時のQT延長には差があった。KCNQ1は心筋再分極に重要な遅延整流性カリウムチャネルをコードしているが、そのチャネルのカリウムイオン通貨部位(ポア)領域および細胞内に存在するCリンカー領域に変異を持つ患者では、運動時のQT延長が著明であった。これらの所見を細胞レベルで証明するため、ポア領域に存在する変異、G269Sについてパッチクランプ法を用いて解析を行った。その結果、運動負荷時の交感神経刺激を模倣したイソプロテレノール負荷において、本来であれば増加するはずのカリウム電流が、変異チャネルにおいては抑制されていることを証明した。この結果は、すでに論文として投稿中である。また、まれなQT延長症候群の原因遺伝子であるKCNE1は、KCNQ1のβサブユニットとして遅延整流性カリウムチャネルを構成しているが、その変異保持者においても、運動負荷に対するQT時間反応の違いが明らかになった。KCNE1は、膜一回貫通型のタンパクをコードするが、細胞内に位置するC端がβ刺激において重要であることが明らかになっている。そのためC端の変異2種類についてパッチクランプ法で解析し、cAMPに対する反応性が異なることを明らかにし、北米不整脈学会で報告予定である。先天性QT延長症候群の変異の違いによる、運動時の症状の有無について研究をすすめた。前年度までの研究に引き続き、個々の症例についての臨床像を改めて評価すると、これまで先天性QT延長症候群と診断していた群に、運動時失神を来す同様の疾患であるカテコラミン感受性多型性心室頻拍(CPVT)が隠れていることが明らかになった。そこで、QT延長症候群のみならず、CPVTの評価も必要になってきたため、次の研究につなげていく予定である。本研究においては、多くの先天性QT延長症候群の変異を同定し、疾患との関連を明らかにすることができた。小児循環器学現在までに二つの遺伝子変異の機能解析が完了し、一つは論文としてacceptされ、もう一つは学会発表を行い、現在論文執筆中である。また追加された新規症例についても臨床情報の集積・遺伝子解析を行い、さらに対象患者を増やして研究を進めている。研究実績の概要に記したように、これまでに集積したQT延長症候群患者においては、原因遺伝子に変異が同定された患者の抽出、臨床所見および運動負荷試験の評価をすでに行っている。

また一部の遺伝子変異については、パッチクランプ法を用いた機能解析を行い、論文投稿・学会発表を行っている。現在追加した症例も含めて、遺伝子変異と運動負荷時による心電図上・臨床上の解析をさらに進めている。また2年間のフォローアップも含めて、治療法による症状変化の解析も進めている。今後、さらにQT延長症候群症例を集積し、遺伝子型と運動負荷試験の結果を評価する予定である。また、これまでにパッチクランプ法での解析を行っていない遺伝子変異についても、解析を行い、β刺激に対する反応性を再現できるかどうか確認し、遺伝子変異ごとの運動負荷に対するリスク評価を行っていく。さらに、QT延長症候群2型の原因遺伝子であるKCNH2変異でも運動負荷によってQT延長をきたす症例があり、これらの変異についても同様の解析を行っていく予定である。研究費の主な用途は、遺伝子変異解析およびパッチクランプによる電気生理学的機能解析に必要な試薬代である。さらに、患者遺伝子採取に必要な交通費、連絡費などに使用予定である。また、研究成果発表のため、国内外の学会への出席および論文投稿にかかる費用を計上している。
中国外交における日本の位相と日中関係

我々はCENP-Aクロマチン複合体(ICEN)の構成因子として既に40種類のタンパク質(ICEN1-ICEN40)を明らかにしている。それぞれの構成因子の機能を明らかにし、CENP-Aクロマチンダイナミクスを理解しその核内機能を解明することを試みて来た。我々は5年間にわたってヌクレオソームリモデリング活性を持つICEN2/8(Rsf-1/Snf2h)複合体がセントロメア複合体の形成・維持機構に果たす役割について研究を進め本年度はそれらの研究結果をまとめ発表した(JCB,2009)。論文の中で我々は2段階的CENP-Achromatin形成機構モデルを提唱した。すなわち、染色体DNA複製後新規CENP-Aヌクレオソームは染色体分配終了後に初めて形成されるが、新生CENP-Aはまず弱い相互作用によってセントロメアに結合し(第一段階)、その後RSF複合体がセントロメアにリクルートされ、RSFのりモデリング活性によって安定なcentromeric CENP-A nucleosomeが形成される(第二段階)。本研究の意義は、エピジェネティックなセントロメアクロマチン形成機構に新たな解明の方向性を与えた点にあsる。即ち我々のモデルから、RSF以外にCENP-Aをセントロメア領域に送り込む分子シャペロンの存在が予想され、実際ほぼ時を同じくして2報の論文が発表されHJURP(holiday junction recognition protein)複合体がCENP-Aの分子シャペロンであることが報告された(Dunleavy et al,Cell,137,2009;Foltz etal,Cell,137,2009)。今後の研究は、RSF、HJURP、hMis18、を軸に新しくまた急速に展開するものと期待される。本助成金によってセントロメア研究が一つ突破口を得られたことを感謝している。計画の初年度に当たる今年度は、日中関係が大きく拡大する中国の改革開放初期(1970年代末1980年代前半)を中心として、中国の対外政策における日本の位相について研究を進めた。以下がその主な作業である。(1)1982年に中国が正式に提起した「独立自主の対外政策」の形成過程について、中国国内の権力闘争や、近代化をめぐっての対日・対米政策の変容、中国国内の経済調整などとの関連性を意識して分析を展開した。資料としては、中国でこれまでに公開された二次的な文献資料に加え、日本の外務省から開示された資料、米国の外交資料を用い、さらに経済分野の先行研究(改革開放の展開に関するもの)を数多く収集し分析した。(2)上記に関連して、日中関係の変容について質的な分析を行う準備作業として、かねて日本外務省に情報公開請求を行っているが、1970年代から1980年代前半くらいまでの日中指導者の会見録の収集を継続した。またその初歩的な分析結果を10月の日本国際政治学会で報告した。(3)当時の日中関係をより広い枠組みの中で分析するため、同時代の国際関係(特に東アジア)に関する先行研究を幅広く収集し、分析の参考とした。以上の作業によって、中国の改革開放初期においては、(1)近代化の必要性という中国国内の要因、(2)米ソ新冷戦を背景とした国際関係、の双方に後押しされ、また(3)日中のトップレベル指導者自身による深いコミットメントがあったことで、日中友好の「最良の時代」が形成されたことが改めて浮き彫りになった。

そのことを1990年代に投影して考えれば、今後の最大の課題は、この相互関係が冷戦崩壊という国際関係の変化を受けてどのように変容したかを、国際的要因と日中双方の国内要因の両方に目配りしながら分析を行うことと言えよう。
細胞複製と遺伝子発現の相関

細胞複製にDNAの複製と並んで重要な細胞表層の骨格であるムレイン合成に関与するペニシリン結合蛋白(PBP)と複合体を形成する蛋白を同定し,抗体を使った次段階に進展した. PBPのプロセス機構と切断部の一次構造が決められ,高次の構造解析に進んだ.膜透過に関与するSecY遺伝子とその産物SecYの膜内での配置と膜への組込み機構が明らかとなった.菌体表面にあるべん毛の遺伝子のオペロン構造を明らかにし,転写の定量化に成功した.細菌の接合に関する性フェロモンにより細胞表層に特異的に誘導される蛋白(PD78)の構造解析を行なった.細胞隔壁形成遺伝子のサプレッサー遺伝子のクローニングが進行し,細胞膜や隔壁の複製に働く遺伝子発現に理解が深まり次の段階に発展する基礎を完成した.真核生物の減数分裂前期る誘導されるDNA組換え蛋白の大量精製が進行する一方, invitro遺伝子組換えアッセー系を駆使して分子間と分子内組換え酵素の存在と細胞複製に伴った活性変化を示した.大腸菌recAに対する抗体と反応するD-loop形成活性をもつ酵素を同定し,これがATP非依存性であることから,減数分裂細胞にはATP依存型と非依存型の酵素が同時に存在することが示された.前者は抗recAに反応せず,後者は抗recAを加えると活性が抑制された.他方DNA組換え酵素が反応する基質DNAの塩基配列や2次構造と組換え誘導に関する解析をすすめ,塩基配列だけのような一次構造に対する特異性は存在しないが,二次構造が重要性をもつことを示す結果を得た.減数分裂には体細胞周期とは違ったDNA組換え酵素が働くことが多くの物理的・化学的測定で示され,生殖細胞形成時に特異的な遺伝子発現の切換えが起る機構の解明に前進する基礎ができた.予定された目的に対する到達度は充分高く,予期しなかった新発見もあり,細胞複製と遺伝子発現の相関の解明に確実な進展を示した.細胞複製にDNAの複製と並んで重要な細胞表層の骨格であるムレイン合成に関与するペニシリン結合蛋白(PBP)と複合体を形成する蛋白を同定し,抗体を使った次段階に進展した. PBPのプロセス機構と切断部の一次構造が決められ,高次の構造解析に進んだ.膜透過に関与するSecY遺伝子とその産物SecYの膜内での配置と膜への組込み機構が明らかとなった.菌体表面にあるべん毛の遺伝子のオペロン構造を明らかにし,転写の定量化に成功した.細菌の接合に関する性フェロモンにより細胞表層に特異的に誘導される蛋白(PD78)の構造解析を行なった.細胞隔壁形成遺伝子のサプレッサー遺伝子のクローニングが進行し,細胞膜や隔壁の複製に働く遺伝子発現に理解が深まり次の段階に発展する基礎を完成した.真核生物の減数分裂前期る誘導されるDNA組換え蛋白の大量精製が進行する一方, invitro遺伝子組換えアッセー系を駆使して分子間と分子内組換え酵素の存在と細胞複製に伴った活性変化を示した.大腸菌recAに対する抗体と反応するD-loop形成活性をもつ酵素を同定し,これがATP非依存性であることから,減数分裂細胞にはATP依存型と非依存型の酵素が同時に存在することが示された.前者は抗recAに反応せず,後者は抗recAを加えると活性が抑制された.他方DNA組換え酵素が反応する基質DNAの塩基配列や2次構造と組換え誘導に関する解析をすすめ,塩基配列だけのような一次構造に対する特異性は存在しないが,二次構造が重要性をもつことを示す結果を得た.減数分裂には体細胞周期とは違ったDNA組換え酵素が働くことが多くの物理的・化学的測定で示され,生殖細胞形成時に特異的な遺伝子発現の切換えが起る機構の解明に前進する基礎ができた.予定された目的に対する到達度は充分高く,予期しなかった新発見もあり,細胞複製と遺伝子発現の相関の解明に確実な進展を示した.
知能検査が測定する心的過程を実証し，検査の有用性を高める研究

WISC-IVは,日本で最もよく使われている学齢期の知能検査であり,この検査の活用と解釈を充実させるための基礎研究を行った。1筆記作業の効率を調べる「絵の抹消」検査について,方略による成績への影響を検討し,無作為探索方略の方が系統的探索方略よりも成績が高いことを明らかにした。2筆記作業の効率を調べる「符号」「記号探し」検査について,知的発達に遅れを示す8歳以上の受検者に対し検査結果を補正する方法を明らかにした。3非言語推理能力を調べる「絵の概念」検査について,定型発達児では言語化方略によって得点が伸びるのに対し,自閉スペクトラム症児では言語化しても得点が変化しないことを明らかにした。WISC-IV知能検査は,日本で最もよく使われている学齢期の知能検査で,15の下位検査における得点の高低に基づき受検者の能力特性を理解する。この検査による理解を充実させるために,本研究ではいくつかのエビデンスを得ることを目的としている。すなわち,(1)下位検査「絵の概念」が自閉スペクトラム症児における意味理解の困難や,暗黙の意味的ルール理解の困難と相関するかどうか,(2)「符号」においてプランニングやモチベーション,視覚機能の要因を分離することが可能かどうか,(3)基準となる他検査,特に田中ビネー知能検査との関係である。平成26年度は前者の(1)(3)について検討した。このうち(1)については通常の学級に在籍する915歳の自閉スペクトラム症児12名,および定型発達児14名を対象に,WISC-IV知能検査を実施した。「絵の概念」については,通常の実施とは別に,対象児が理解した意味の内容について問う質問を追加して実施した。その結果,「絵の概念」について両群の間には得点の顕著な差は見られなかった。これはWISC-IVの理論・解釈マニュアルに掲載されている米国版のデータとは異なる結果であり,自閉スペクトラム症児が「絵の概念」を苦手とするという結果は必ずしも頑健ではないことが示唆された。ただし,次のような特徴が観察された。すなわち,定型発達児では,意味の内容について問われることにより正答が増え,得点の上昇がみられたのに対し,自閉スペクトラム症児では正答が増えることはなく,得点は上昇しなかった。このことから,定型発達児では直観的・視覚的な意味理解と言語化された意味とを有機的に結びつけることが可能であるのに対し,自閉スペクトラム症児では直観的・視覚的な意味理解と言語化された意味とを自発的に結びつけることはないと考えられた。平成27年度は,処理速度の中の「絵の抹消」という下位検査に注目し,プランニング要因の影響について検討するために,対象者に解答方略を指定してこの下位検査を遂行してもらった。この検査は,無数に配置されたアイテムの中から標的を見つけて印をつけるもので,アイテムが不規則に配置された問題と,規則的に配置された問題の2問が用意されている。定型発達の大学生44名を対象とし,うち23名には標的をランダムに探索する方略を指示し,残る21名には標的を系統的に(行ごとに)探索する方略を指示した(指示が遵守されたか確認するために視線モニタ装置を用いた)。その結果,ランダム探索群では不規則配置と規則配置の正答数がほぼ同じであったのに対し,系統的探索群では規則配置の正答数が不規則配置よりも有意に多くなった。また,不規則配置,規則配置を合わせた正答数では,ランダム探索群の方が系統的探索群よりも有意に多くなった。一般的には不規則配置よりも規則配置の方が正答数が多くなると考えられているが,実際にはそれは受検者の方略によることが示された。また,一般的には系統的探索の方が正答数が多くなると考えられているが,実際にはランダム探索の方が正答数が多かった。視覚機能(眼球運動など)の問題によって系統的探索が難しい受検者も考えられるが,本研究の結果が示唆するところによれば,それにより得点が低くなるとは限らない。実際に視覚機能の問題がある受検者を対象として研究を行う必要がある。本来は2番目の課題である「符号」下位検査の研究を先に行いたいところであったが,視線計測装置の選定に時間を要したため,「絵の概念」の研究を先に行うことになった。

また,「絵の概念」の研究については一応の結論の方向性は得ているが,自閉スペクトラム症児についてはいくつかのグループに分けて特徴を検討する必要性が考えられるため,対象児を数人追加する必要があると考えている。そのため,予定よりは若干遅れていると判断した。心理学「現在までの達成度」で述べた通り,「絵の概念」については若干の対象児を追加し,自閉スペクトラム症児をその特徴によっていくつかのグループに分けた検討を行う。また,「符号」については計画に従い,得点の事前予測や目標設定,眼球運動の計測などを実施し,プランニングやモチベーション,視覚機能の影響を検討する。
生糸検査における視覚情報処理過程の分析とその検査装置への応用に関する研究

近年の繭及び生糸の生産並びに需給を巡る状況の変化により,長い間,我が国の蚕糸業の根幹となっていた製糸業法及び蚕糸業法は平成10年4月1日をもって廃止された.そのため,蚕糸業法の第16条に規定されている生糸検査は廃止され,それ以降の検査は,日本農林規格(JAS)による検査へ移行した.これによって,生糸はこれまでの衣料分野中心から,エコマテリアル等の様々な分野での応用へと利用範囲が拡大していくと思われる.また,そういう努力が環境にやさしい材料として,絹産業の発展につながると思われる.一方,製糸工場及び機屋等調査報告書(神検タイムスNo.242)によれば,国産糸の流通が減少し,中国,ブラジル等の外国糸が多くなってきた.そのため,生産国間の品質のばらつきが問題となりつつあり,信用ある第三者機関による検査の必要性を認めている.しかし,現在の状況下では,旧来のような熟練検査員による生糸検査を続けることは,専門技術者の不足,効率性等の問題から相当困難であると思われる.そこで,著者らは,このような生糸検査の自動化を目的として研究に取り組んだ.そして,生糸検査の中でも,主として節検査の自動化を目指して,検査員の検査時の視覚情報処理過程を解析した.その結果に基づいて,ファジー理論を応用したコンピュータモデルを構築し,検査員の検査結果に近い処理が可能なシステムを開発した.近年の繭及び生糸の生産並びに需給を巡る状況の変化により,長い間,我が国の蚕糸業の根幹となっていた製糸業法及び蚕糸業法は平成10年4月1日をもって廃止された.そのため,蚕糸業法の第16条に規定されている生糸検査は廃止され,それ以降の検査は,日本農林規格(JAS)による検査へ移行した.これによって,生糸はこれまでの衣料分野中心から,エコマテリアル等の様々な分野での応用へと利用範囲が拡大していくと思われる.また,そういう努力が環境にやさしい材料として,絹産業の発展につながると思われる.一方,製糸工場及び機屋等調査報告書(神検タイムスNo.242)によれば,国産糸の流通が減少し,中国,ブラジル等の外国糸が多くなってきた.そのため,生産国間の品質のばらつきが問題となりつつあり,信用ある第三者機関による検査の必要性を認めている.しかし,現在の状況下では,旧来のような熟練検査員による生糸検査を続けることは,専門技術者の不足,効率性等の問題から相当困難であると思われる.そこで,著者らは,このような生糸検査の自動化を目的として研究に取り組んだ.そして,生糸検査の中でも,主として節検査の自動化を目指して,検査員の検査時の視覚情報処理過程を解析した.その結果に基づいて,ファジー理論を応用したコンピュータモデルを構築し,検査員の検査結果に近い処理が可能なシステムを開発した.これまでに開発を進めている生糸の節検査システムの節検出機能を改善するために,検査官が判断した節のエッジ位置と節計測波形との関係を調べることにより,検査官の節検出における視覚情報処理過程を解析した.このとき,節波形における立ち上がり,立ち下がりエッジ点の近傍のウィンドウ内の最頻値からのエッジ点の差(x)と近似直線の傾き(y)をエッジ評価パラメータとしてx-y平面における分布を調べた.その結果,エッジ点はx=0の軸付近に分布し,エッジ点でない点の分布とは概ね分離できる可能性を得た.これまでに開発を進めている生糸の節検査システムの節検出機能を改善するために,検査官が判断した節のエッジ位置と節計測波形との関係を調べることにより,検査官の節検出における視覚情報処理過程を解析した.このとき,節波形における立ち上がり,立ち下がりエッジ点の近傍のウィンドウ内の最頻値からのエッジ点の差(x)と近似直線の傾き(y)をエッジ評価パラメータとしてx-y平面における分布を調べた.その結果,エッジ点はx=0の軸付近に分布し,エッジ点でない点の分布とは概ね分離できる可能性を得た.次に,節のエッジ位置検出のためのファジ-ルールを生成し,節のエッジ検出システムを構築した.さらに,これを用いて101個の節計測波形のエッジ位置検出実験を行った結果,従来の固定閾値によるエッジ位置検出法と比較して誤差3mm以上の割合が5%改善された.この研究は生糸検査の自動化を目的として行われた.前年度では,すべての節が孤立した節であることを前提とした節検査システム開発してきた.しかし,実際の検査では,例えば,中節が2つ以上隣接して現れる節をひとまとめにして一つの大節と判定することがある.このような問題を解決するために,平成10年度は,隣接して現れる複数の節のエッジ抽出問題について検討した.その結果,前年度までに解析した検査員の節検査時の視覚情報処理過程の結果に基づいて,ファジー理論を応用した節のエッジ検出過程のコンピュータモデルを構築した.構築したモデルはファジールールを用いており,孤立節のエッジ抽出ルール部と平坦部抽出ルール部を持っている.処理過程は,まず,節を孤立節のエッジ抽出ルール部に基づいてファジー推論によりエッジ抽出した後,平坦部抽出ルール部に基づくファジー推論により隣接複数節か否かを判定する.この方法により,前年度までに構築したシステムの節の識別率が約5%改善でき,検査員の検査結果に近い処理が可能となった.
内分泌攪乱物質の環境リスク

特定領域研究「内分泌撹乱物質の環境リスク」(平成12年度16年度)の研究成果の発表と今後の展望について議論するため、平成17年1月22、23日に京都大学時計台記念館国際交流ホールII、IIIにおいて、国際シンポジウムを開催した。タイトルは"International Symposium, The Environmental Risk of Endocrine Disrupter - Fruits of Research and Future Perspectives- "である。主に総括班のメンバーが講演を行った。セッションは(1)人体への曝露、影響、毒性メカニズム、(2)地球規模または地域の環境汚染、(3)バイオアッセイ、バイオマーカー、(4)リスク評価、(5)総合討論、という構成で行った。また、ゲストスピーカーとして、黒田洋一郎先生(水酸化PCBによる脳神経影響について)、関澤純先生(リスクコミニュケーション)、エリザベスジレット先生(農薬の脳神経影響の疫学調査)、アーマドイスマイル先生(マレーシアにおける有機スズ化合物の汚染状況)、クルンザカラムカンナン先生(Perfluorinated Acidsの地球規模汚染)、ポールラム先生(バイオマーカーを利用した環境汚染モニタリング)らを招き、活発な討議を行った。講演18題、ポスター発表31題の発表があった。最後に領域代表者が司会してシンポジウムの総括を行った。本研究は、特定領域研究「内分泌撹乱物質の環境リスク」の総括班としての活動である。今年度は、研究の準備期間であり、平成13年度からの研究計画の調整、企画などを主な活動とした。班会議を3回、研究会を2回、勉強会1回、講演会を1回開催し、次年度からの研究協力体制や研究内容に関して検討を重ねた。今後、公募研究を加えた後、研究協力体制をいっそう整備する。個々の研究を推進するのはもちろんのこと、領域の企画研究として以下のことを行う。また、海外、他省庁との関連研究と連携しながら、効率よく研究を進めるための努力をする。さらに、若手研究者の育成に真剣に取り組む。また、ホームページの整備や、公開シンポジウムなどを通じて、情報の公開も積極的に行っていきたい。すでに、内部用のホームページは立ち上がっており、現在、公開用のホームページを作成しているところである。13年度の企画研究(1)生体毒性DNAマイクロアレイVer.1の作成。マウスの精巣上体のcDNAライブラリーからマイクロアレイを作成し、内分泌撹乱物質の精巣毒性のメカニズムを解明する。精巣上体のマイクロアレイはユニークである。(2)野生生物DNAマイクロアレイの作成。野生生物のなかでも、地球規模の汚染を評価するのに有用なミンククジラやカワウのDNAマイクロアレイを作成する。野生生物のマイクロアレイはユニークである。(3)内分泌撹乱物質の体内動態解析放射性同位元素でラベルした内分泌撹乱物質を合成し、マウスの体内における動態を詳細に明らかにし、リスク評価の基礎資料とする。本研究は特定領域研究「内分泌撹乱物質の環境リスク」の総括班としての活動である。本研究領域は内分泌撹乱物質の環境リスクを明らかにすることを目的としており、そのために、内分泌撹乱物質の人体汚染、野生生物汚染、毒性メカニズム、代謝機構、汚染評価法、リスク管理に関する研究を行う。平成13年度の本領域は、計画研究17件、公募研究77件の採択があり、合計94研究課題で研究を開始した。当領域は6班構成になっているが、班ごとの研究会、研究発表会、講演会、ワークショップを実施し研究交流を進めた。またホームページ(http:/camomile.env.kyoto-u.ac.jp/)を立ち上げ、研究交流や連絡体制を強化した。13年度は総括班企画研究としてcDNAマイクロアレイ研究に集中的に資金を投入した。本研究領域では市販のマイクロアレイや自作したマイクロアレイの解析を効率よく行うための解析体制を整えつつある。マイクロアレイは大きく分けてメンブレンタイプとスライドグラスタイプがあるが、そのうちメンブレンアレイの解析は領域代表者(京都大学松井三郎教授)のグループが担当する。また、グラスアレイの解析は、千葉大学(森千里教授)、岡崎国立共同研究機構(井口泰泉教授)、熊本県立大学(有薗幸司教授)の3グループで担当する体制を整えつつある。また、精巣上体アレイ、内分泌核乱物質様ロングオリゴアレイ、メダカアレイなどを試作し、その評価を行っている。また、ミンククジラアレイ、カワウアレイを作るために、遺伝子の解析を進めている。また、その他の総括班企画研究として、放射性同位元素でラベルしたビスフェノールAを用いてビスフェノールAの体内動態の詳細なモデルを構築した。平成14年度には総括班会議4回行い、公募研究の組織化、予算執行計画策定、研究発表会、ワークショップの企画、総括班企画研究の戦略策定などを行った。また、合同班会議1回、研究成果発表会を1回行い、計画、公募班を一緒に研究成果の情報交換を行った。特に平成15年1月に行った研究成果発表会では139の演題が発表され、まさに学会並みの盛況さであった。このほか、市民向けの講演会を1回、マイクロアレイ研究ワークショップを1回行った。また、総括班の企画研究として行った内容は以下のとおりである。(1)トキシコジェノミクス研究の体制つくり、マイクロアレイの試作、マイクロアレイを用いた毒性研究を行った。試行錯誤の結果、質の高いデータを取れる体制が整った。

また、マイクロアレイのデータを解析し、Web上で公開するためのソフトウエアを導入し、班員がマイクロアレイのデータにアクセスしやすい環境を整備した。(2)野生生物に対する影響を評価するために、野生生物のマイクロアレイの試作を始めている。昨年度までにカワウとミンククジラのcDNAライブラリーつくりと塩基配列の解析を行い、アレイに載せる遺伝子のリストを作成した。現在アレイを作成中で、15年度はこれを用いて野生生物に対する汚染の影響調査を行う。(3)ビスフェノールAの体内動態を放射性同位元素で標識したビスフェノールを用いて解析した。これにより、BPAの体内動態モデルを構築することができた。今後モデルの精度を向上させるための研究を行う予定である。本研究領域は内分泌撹乱物質の環境リスクを明らかにすることを目的として、内分泌撹乱物質の人体汚染、野生生物汚染、毒性メカニズム、代謝機構、汚染評価法、リスク管理に関する研究を行った。人体影響では、PCB、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサクロロシクロヘキサン、DDT、DDE、植物エストロジェンなどが胎盤を経て母体から胎児に移行していること、母乳が汚染されていることなどがわかった。また、精巣重量のピーク時重量の低下傾向、IQの低下などの現象が化学物質暴露と関連していることを示唆した。また、ニホンザルを用いた実験動物系を作成した。野生生物への汚染影響の研究では、二枚貝のイガイ、カツオ、アホウドリおよび海棲哺乳動物を対象に生物蓄積性内分泌撹乱物質や重金属類による地球規模の汚染実態を調査した。また、野生生物では現状の内分泌撹乱物質の汚染レベルで免疫毒性や生殖毒性が起こりうることを示唆した。また、環境汚染物質暴露を検出する鳥類やアカネズミのバイオマーカーを開発した。毒性メカニズムでは周生期マウスへの内分泌撹乱物質暴露による、膣上皮の異常増殖と角質化のメカニズムについて知見を得た。また様々な女性ホルモン様物質による、遺伝子発現の変化に与える影響をマイクロアレイを用いて解析をすすめ、その作用機構の解明を進めた。代謝機構の研究では、ビスフェノールAがラット肝S9により代謝活性化され、極めて強いエストロゲン活性を示す物質、4-Methyl-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)pent-1-one(MBP)になることを突き止めた。汚染評価方法では、マイクロアレイを用いるバイオアッセイや、in vivo生体NMRイメージング法、魚類の様々なビテロジェニン測定法などを開発した。リスク管理では内分泌撹乱物質の環境中における毒性寄与と挙動や、汚染物質の処理方法の研究を行った。また、ビスフェノールA経口摂取における体内動態の実験を行い、マウスPBPKモデルを構築した。特定領域研究「内分泌撹乱物質の環境リスク」(平成12年度16年度)の研究成果の発表と今後の展望について議論するため、平成17年1月22、23日に京都大学時計台記念館国際交流ホールII、IIIにおいて、国際シンポジウムを開催した。
バヌアツにおける熱帯山地植物相に関する調査

平成8年と9年の2年間、これまでに大規模な調査がほとんどなされていない南太平洋バヌアツ共和国で植物相の調査を行った。中心となったのはこの国最大の島、エスピリツ・サント島西部の南北に連なる標高10001800mの山域の山地雲霧林帯で、平成8年にはこの国の最高峰であるタブウェマサナ山と北部のブチメレ山、平成9年には中央部のブチメナ山を中心に行われた。対象となった植物群は蘚苔類、シダ類、裸子および被子植物であった。これらの植物については平成8年度にはバヌアツ共和国環境局のアーネスト・バニ氏、また平成9年度には同森林局のサム・シャネル氏を日本に招へいし、日本の研究者と共に同定を行った。その結果、ラン科のEarina属、Pachyplectron属、Malaxis属など、シダ類のPhymatosorus属などで新種が発見されたばかりでなく、多くのバヌアツ未記載の種も発見された。さらに、バヌアツに関連すると考えられる植物が自生、あるいは標本が保管されているニューカレドニアとフィジーの調査も併せて行われ、バヌアツの植物を同定する上で貴重な標本や情報も数多く得られた。バヌアツ共和国は隣接するニューカレドニアやフィジ-などと海溝によって遮られており、これらとの植物相の大きな断絶が推定された。これに対して今回の調査では、今までほとんど植物の調査がなされていなかったこの国最大の島であるエスピリツサント島の南北に連なる標高1000m以上の山地雲霧林を中心に調査が行われた。対象とした植物は蘚苔類、シダ類、裸子および被子植物に及び陸上植物で、蘚苔類では本地域からこれまで未報告のBryum,Ctenidium,Diphycium,Trematodonなどの蘚類、Haplomitrium,Treubiaなどの苔類の属に含まれる種、約900点を収集した。またシダ類はAsplenium,Schizaea,Adiantum,Cheilanthes,Cyathea,Pteris,Equisetum,Selaginella,Ophioglossum,Lycopodium,Hymenophyllumなど約600点の標本を、高等植物においてはGyrocarpus,Vaccinium,Piper,Peperomia,Polygala,Rubus,Alpinia,Melastoma,Begonia,Metrosideros,Calanthe,Liparis,Malaxis,Dendrobiumなど約600点の標本を収集した。これらの標本の中にはラン科植物などを中心に明らかに新種であると考えられるものがすでに幾つか認められており、さらにこれら標本の詳細な同定が進むにつれて、いっそうの新種が発見される可能性が極めて高い。これら乾燥標本とは別に、生化学分析用、染色体観察用などの生植物も約150個体ほど採集され、これまでバヌアツの植物に対してまったくなされていなかった植物化学的、化学分類学的および細胞分類学的知見も現在相当数得られつつある。これらの植物の同定に関しては、調査の一環として行われたバヌアツ共和国環境局局長ア-ネスト・バニ氏の招へいによって、より強力に実施され、バヌアツ山地植物相に関する報告書が出版される。平成9年度の調査は昨年に引き続き、バヌアツ共和国最大の島、エスピリツ・サント島の西部の南北に連なる山域の山地雲霧林帯を中心に、9月から11月にかけて行った。今年度の採集で対象とした植物はシダ類と裸子および被子植物で、シダ類についてはAsplenium,Thelypteris,Dryopteris,Schizaea,Cyathea,Blechnum,Ophioglossum,Adiantum,Hymenophyllum,Lycopodium,Selaginella,Cheilanthes,Equisetum,Davallia,Diplazium,Pteris,Nephrolepis,Lygodium属など約60属1,200標本、裸子および被子植物についてはAlpinia,Bikkia,Cypholopus,Cryptocarya,Desmodium,Euphorbia,Ficus,Vaccinium,Corynocarpus,Peperomia,Hoya,Macaranga,Strongylodon,Begonia,Canavalia,Myristica,Weinmannia,Melastoma属など63科約180種2,400標本で、乾燥あるいは生品として採集することができた。

このうち、ラン科ではEarina属やPachyplectron属で新種が発見され、すでに発表を行った。その他の被子植物については平成10年の2月にバヌアツ唯一の分類学者であるサム・シャネル氏を日本に招へいし、特に木本植物を中心に、採集した乾燥標本および生品について種の同定を行ったところ、数多くの今までバヌアツ未記載の種が発見された。さらに、バヌアツに関連するとみられる植物が自生し、しかも過去にわずかながら行われていたバヌアツの調査で得られた標本を有する研究所や大学のあるニューカレドニアとフィジ-の調査も今回は併せて行われ、今年度の調査で得られたバヌアツの標本の同定のための貴重な情報も得ることができた。
超臨界圧推進剤の混合過程の解明及び噴射器形状による混合促進効果に関する研究

高推力液体ロケットエンジンの燃焼室は推進剤の熱力学的臨界圧を超えて作動することが多い。本研究の目的は、そのような超臨界圧雰囲気中へ噴射される推進剤噴流の混合過程と、混合過程に対して噴射器出口形状が及ぼす影響を解明することである。これらの目的のため数値解析と超臨界圧噴射実験を実施した。数値解析では、超臨界圧下の乱流混合層のDNS(Direct numerical simulation)解析を行い、推進剤混合の基礎をなす乱流混合現象の特徴を調査した。その結果、超臨界圧下の乱流混合メカニズムは単相流に近いことがわかった。次に、DNS解析結果を基に、超臨界圧下の乱流混合層に適用可能な乱流モデルを提案した。続いて、この乱流モデルを用い、超臨界圧下の噴流をRANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)解析で調査した。その結果、超臨界圧下の噴流の温度分布に、特有な熱力学的物性の影響が現れ、単相流の非等温噴流とは異なることがわかった。次に噴射器出口形状の影響を調査するために、亜臨界圧下で混合促進効果があるリセスの影響をRANS解析により調査した。その結果、超臨界圧下ではリセスによる混合促進効果は必ずしも期待できないことがわかった。噴射実験は数値解析結果の検証を目的に行った。超臨界圧下の噴流の特有な温度分布を確認するために、熱電対を用いて噴流の温度分布を測定した。その結果、数値解析と同様の温度分布の特徴を確認した。次にリセスの効果を調べるために、高速度カメラを用いて可視化を行った。その結果、水を用いた亜臨界圧下の試験では混合促進効果が認められたが、超臨界圧下では促進効果は観察されなかった。以上より、超臨界圧下の推進剤噴射を考える場合には、単純に亜臨界圧下の知見を利用するのでなく、超臨界圧下独自の噴射試験や数値解析による確認が必要であることがわかった。高推力液酸液水ロケットエンジンの燃焼器は燃焼圧が推進剤の熱力学的臨界圧を超えて作動する。本研究では、そのような超臨界圧燃焼器へ噴射される推進剤の混合過程と噴射器出口形状の効果を数値シミュレーションにより解明し、噴射実験により数値シミュレーション結果の妥当性を確認する。本年度の数値シミュレーションについては、実在流体の超臨界圧流体の乱流混合現象を解析するために、圧縮性LES (Large-Eddy Simulation)コードに実在流体の状態方程式と輸送係数計算式を導入した。加えて、圧縮性コードを用いて本研究のような低マッハ数噴流の非定常解析を行うため、前処理法とDual time stepping法を組み合わせた時間積分法を実装し、時間刻みの限度や必要な内部反復回数の検討を行った。続いて、そのLES解析コードを用いて超臨界圧下の乱流混合層を時間発展的に解析し、超臨界圧流体の乱流混合層の特徴を調べた。その結果、速度場や熱エネルギー場については気体混合層に近い分布を持つ一方で、気液混合層内の液滴飛沫に類似する高密度流体の貫入挙動を有することが明らかになった。噴射実験については、超臨界圧雰囲気中に極低温窒素とヘリウムガスを同軸噴射する実験装置の仕様の検討から始め、高圧可視化チャンバと同軸型噴射器の設計製作を行った。続いて、超臨界圧噴射実験の準備段階として亜臨界圧条件にて液体窒素と窒素ガスの同軸噴射実験を行い、シャドウグラフ法による噴流の可視化と温度センサプローブによる温度分布測定を試みた。その結果、可視化画像から判断できる噴流コア領域と温度分布に現れるコア領域の長さが対応することを確認し、温度センサプローブによる噴流温度分布測定の信頼性を確認することができた。今年度により、数値シミュレーション結果と比較するための超臨界圧噴流の温度分布を測定する準備を整えることができた。

次にリセスの効果を調べるために、高速度カメラを用いて可視化を行った。その結果、水を用いた亜臨界圧下の試験では混合促進効果が認められたが、超臨界圧下では促進効果は観察されなかった。以上より、超臨界圧下の推進剤噴射を考える場合には、単純に亜臨界圧下の知見を利用するのでなく、超臨界圧下独自の噴射試験や数値解析による確認が必要であることがわかった。
分離容易なデユアル錯体触媒

本研究では触媒溶液の分離が容易な二相系錯体触媒反応の開発を目指し、カルボニル化による3-イソクロマノン合成を検討した。従来カルボニル化による3-イソクロマノン合成には1)o-C_6H_4(CH_2Cl)_2のヒドロキシベース存在下の反応と2)o-C_6H_4(CH_2OH)_2の酸性ヨウ素イオン存在下の二反応が知られている。しかしいずれも両親媒性溶媒が必要であり、生成物の分離は困難であった。疎水性ホスフィン錯体触媒は二相系溶媒条件で1)の反応に活性を示さないが、PdCl_2[PPh_2(m-C_6H_4SO_3Na)]は高い効率でクロマノンを与えた。有機相としてはもっとも安価で回収の容易な飽和炭化水素溶媒が最も良い結果を示し、この水溶性錯体が逆相間移動触媒と金属触媒の二つの機能をもつデユアル触媒として働いていることを示す。配位子効果は、親水性ホスフィンの内でも新油性の強いほうが高い活性を示し、またこの程度の新油性では触媒の分離に問題がないことがわかった。一方、2)のカルボニル化反応では基質が水溶性であるため、水だけを溶媒とする系が可能であった。従来の疎水性錯体では両親媒性溶媒を使用するため、溶媒の極性が低下し、アルコールのヨウ素化が阻害される。しかし本系では少量の四級のアンモニウム塩の存在下でヨウ素化が進行するため、低圧の一酸化炭素下でもクロマノンを生成した。前者の水溶媒系カルボニ化反応では、はじめに有機層を分離することで原料と油溶性副成物を除くことができ、水層を酸性化することで容易にクロマノンと触媒水溶液を分離できる。後者では反応後クロマノンが自然に触媒水溶液から分離してくる。従って二相系クロマノン合成法は経済的にも環境的にも有利であることが証明できた。