hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重い電子系Ce(Ir,Rh)In5における超伝導と反強磁性の共存に関する研究

CeMIn_5(M=Ir, Co, Rh)という物質群は重い電子系の性質を示すことで注目されている。特にCeIrIn_5とCeCoIn_5はそれぞれ400mKと2.3Kで超伝導転移を示し、CeRhIn_5は常圧下でネール温度T_N=3.7Kの反強磁性体であるが、1.7GPa以上の高圧下ではT_c=2.1Kの超伝導体に変わる。さらに、Irの一部をRhで置換したCe(Ir_<1-x>Rh_x)In_5では、x=0.5でT_cが倍以上も上昇し、しかも、広いIr濃度にわたって超伝導は反強磁性秩序と共存する。本研究の目的は、Ce(Ir_<1-x>Rh_x)In_5における超伝導と反強磁性秩序がどのような形式で共存するか、また、CeRhIn_5においては臨界圧力付近の高圧下で磁性と超伝導がどのように関わりを持つかを核磁気共鳴法で調べることである。得られた結果は、CeRhIn_5については、1.6Gpa1.9Gpaの高圧下で超伝導と反強磁性秩序が均一に共存することがわかった。この圧力領域では、Ce電子に起因する磁気モーメントが常圧下のものと比べてかなり減少していることが示唆された。また、超伝導転移温度以下では、1/TI(スピン格子緩和率)にHebel-Slichterピークが見られず、異方的な超伝導状態が実現していると考えられる。さらに、超伝導状態でも低エネルギーの磁気励起が強く残っていることを明らかにし、磁性と超伝導が共存している状況下の新しい側面を明らかにした。一方、Ce(Ir_<1-x>Rh_x)In_5において、Ir濃度の増加とともに、ネール温度が一旦上昇し、x>0.5以上では急激に減少することを見い出した。しかし、T_N以下で超伝導が現れ、しかも、磁性と共存した領域(x=0.350.55)で超伝導転移温度が最高値を迎えることを明らかにした。さらに、超伝導と反強磁性秩序は同一の電子によることを明らかにした。本研究の目的は、Ce(Ir_<1-x>Rh_x)In_5における超伝導と反強磁性秩序がどのような形式で共存するか、また、CeRhIn_5においては臨界圧付近の高圧下で磁性と超伝導がどのように関わりを持つかを核磁気共鳴法で調べることである。初年度は高圧下でCeRhIn_5について測定を行った。その結果、1.6Gpa1.9Gpaの間で超伝導と反強磁性秩序が均一に共存することがわかった。また、超伝導転移温度以下では、1/T1(スピン格子緩和率)にHebel-Slichterピークが見られず、異方的な超伝導状態が実現していると考えられる。さらに、Ce(Ir_<1-x>Rh_x)In_5において、Ir濃度の増加とともに、ネール温度が一旦上昇し、x>0.5以上では急激に減少することを見い出した。ネール温度以下におけるこの系の性質については現在研究中である。

CeMIn_5(M=Ir, Co, Rh)という物質群は重い電子系の性質を示すことで注目されている。特にCeIrIn_5とCeCoIn_5はそれぞれ400mKと2.3Kで超伝導転移を示し、CeRhIn_5は常圧下でネール温度T_N=3.7Kの反強磁性体であるが、1.7GPa以上の高圧下ではT_c=2.1Kの超伝導体に変わる。さらに、Irの一部をRhで置換したCe(Ir_<1-x>Rh_x)In_5では、x=0.5でT_cが倍以上も上昇し、しかも、広いIr濃度にわたって超伝導は反強磁性秩序と共存する。本研究の目的は、Ce(Ir_<1-x>Rh_x)In_5における超伝導と反強磁性秩序がどのような形式で共存するか、また、CeRhIn_5においては臨界圧付近の高圧下で磁性と超伝導がどのように関わりを持つかを核磁気共鳴法で調べることである。得られた結果は、CeRhIn_5については、1.6Gpa1.9Gpaの高圧下で超伝導と反強磁性秩序が均一に共存することがわかった。この圧力領域では、Ce電子に起因する磁気モーメントが常圧下のものと比べてかなり減少していることが示唆された。また、超伝導転移温度以下では、1/T1(スピン格子緩和率)にHebel-Slichterピークが見られず、異方的な超伝導状態が実現していると考えられる。さらに、超伝導状態でも低エネルギーの磁気励起が強く残っていることを明らかにし、磁性と超伝導が共存している状況下の新しい側面を明らかにした。一方、Ce(Ir_<1-x>Rh_x)In_5において、Ir濃度の増加とともに、ネール温度が一旦上昇し、x>0.5以上では急激に減少することを見い出した。しかし、T_N以下で超伝導が現れ、しかも、磁性と共存した領域(x=0.350.55)で超伝導転移温度が最高値を迎えることを明らかにした。さらに、超伝導と反強磁性秩序は同一の電子によることを明らかにした。
足部力発揮能力を決定する解剖機能的役割の解明と新たな転倒予防トレーニングの開発

足内在筋と足外在筋が独立にはたらいて足趾筋力が発揮されるが、足アーチに荷重が加わったときには、足内在筋および後脛骨筋が同時に活動することで足アーチを高く保つことができる。一般に、足趾筋力が強いほど運動パフォーマンスやバランス能力がよくなり、逆に、足内在筋がうまく活動できない人は扁平足などの障害を生じる。一方、普段から走る・跳ぶを繰り返し行っているアスリートでは、足趾筋力と運動パフォーマンスの関係に非常に大きなばらつきが確認され、足趾筋力を規定する因子が複雑であることが分かった。また、高齢者において足趾筋力とバランス能力との関係が確認され、足趾の筋力向上は転倒予防に役立つことが示唆された。実験1:足指筋力の定量握力計を模して作られた足指筋力計を用いて、成人男女被験者28名を対象に足指筋力を測定した。測定姿勢は、座位、長座位、両足立位、片足立位、両足立位荷重の5試技とし、さらに運動パフォーマンスやバランス能力との相関をみるために、垂直跳び、立ち幅跳び、ファンクショナルリーチ、静止立位保持課題などを行った。同時にMRIにより足部の筋横断面積を求めた。足指筋力と筋断面積の間に相関が認められた。また、跳躍能力やバランス能力と足指筋力に相関(r=0.63, r=-0.59)が認められ、足指筋力が各種運動能力に関連することが示唆された。次に、中足趾節関節を中心軸に回転する機器を作製し、従来の足指筋計と併用して足指筋力を測定した。新しい機器は中足趾節関節の角度を15度刻みで変化させることができ、関節角度ー筋力関係を見出すことができた。実験2:足指筋力発揮時の足内在筋・足外在筋活動測定長母趾屈筋、短母趾屈筋、後脛骨筋、母趾外転筋の筋腹よりワイヤ筋電図を用いて筋電図を得る方法を習得した。この方法を用い、成人男女被験者20名に対してワイヤ電極を挿入し、足指筋力発揮中の筋活動量を定量した。また、足部内側縦アーチは足内在筋や後脛骨筋が活動することによってその高さが保たれることが知られている。そこで、本研究では1縦アーチを座位安静時に膝上に荷重すること、あるいは、2立位姿勢になってアーチに自体重負荷がかかることによって、足内在筋が活動するか否かを確認した。その結果、1では、被験者によって様相が異なり、アーチ高が大きく変化する被験者(Flexible arch)では筋活動がみられ、アーチ高の変化が少ない被験者(Rigid arch)では筋活動が認められず、アーチの頑強さと筋活動が関連することが示唆された。ただし、2ではその傾向がなく、全ての被験者で筋活動が惹起される様相が認められた。実験1(足趾筋力の定量):従来の足指筋力計を用いて,大学生アスリート171名(アメリカンフットボール部20名,ゴルフ部34名,レスリング部7名,日本拳法部11名,ダンサー30名,陸上競技短距離部27名,陸上競技長距離部42名)の足趾筋力を測定した。測定姿勢は,座位,立位の2条件であった。競技種目による有意な差は認められなかったが,跳躍能力やバランス能力などの運動能力との間に相関が認められた。また,アメリカンフットボール選手に対して,中足趾節関節を中心軸に回転する新しい足指筋力計を用いて,従来の足指筋力計による結果と比較したところ,中足趾節関節背屈位で測定する新しい筋力計の方が,底屈位で測定する従来の筋力計よりも運動パフォーマンスとの関係性が高いことが示された。したがって,アスリートに対する足趾筋力の測定は背屈位で評価する方が望ましいことが明らかとなった。実験2(足指筋力発揮時の足内在筋・足外在筋活動測定):一般成人20名に対し,ワイヤ筋電図により長母趾屈筋、短母趾屈筋、後脛骨筋、母趾外転筋から足指筋力発揮中の筋活動量を定量した。その結果,背屈位で測定する新しい筋力計では従来の足指筋力計よりも足内在筋(短母趾屈筋,母趾外転筋)の活動が大きくなった。次に,一般成人男性8名に対して,1)片脚立位で足指のみを接地した状態で静止5分間,あるいは2)片脚連続ジャンプ5分間を行った後にMRIーT2画像を用いて,筋活動が行われた筋群の定量を行った。連続ジャンプでは足内在筋全体が活動していることが確認された。実験3(足部筋機能の加齢変化):地域在住の高齢者運動教室において,筋量,筋力,歩行能力,バランス能力などの測定を115名に対して行った。高齢者の場合,足趾筋力とバランス能力に有意な相関は認められなかった(r=0.17, p=0.18)が,筋量との間に相関は認められた(r=0.44,p<0.01)。実験1,実験2ともに順調に進んでおり,足趾筋力の機能について関節角度ー足趾筋力関係,各種運動能力との関係を求めた。現在,国際誌に投稿するための論文執筆中である。実験3については横断的にではあるが,高齢者115名の測定を修了した。現在のところ,これまでに得た若年者201名のデータと合わせて加齢変化について検討しているところである。実験1(足指筋力の定量):競技種目における足指筋力と足関節・中足趾節

関節の関係の違いを検討するため、新しく作製した筋力計により中足趾節関節を0度、30度、45度、足関節を背屈10度、中間位、底屈20度の3×3角度条件で足指筋力の測定を行った。主に裸足でトレーニングを行う日本拳法部(N=20)と主にシューズを履いてトレーニングを行うレスリング部(N=7)、および長距離走・自転車および水泳を行うトライアスロン部(N=9)を対象として、競技種目間の比較検討したところ、足指筋力の絶対値および関節角度依存性は競技者間で異ならなかった。実験2(足指筋力測定時の姿勢と足内在筋・足外在筋の筋活動の関係)一般成人20名に対し,ワイヤ筋電図により長母趾屈筋,短母趾屈筋,母趾外転筋,後脛骨筋から,また表面筋電図により前脛骨筋,腓骨筋から足指筋力測定中の筋電位を導出し,足指筋力における筋活動の貢献度を検討した。従来の足指筋力計測定時は立位時と座位時で前脛骨筋以外の筋活動に有意な差がなかったが,背屈位で測定する新しい筋力計測定時は筋活動の様相が異なり,足外在筋の筋活動が少なくなり、内在筋である短母趾屈筋,外転筋がより多く活動していることが確認され、中足趾節関節が背屈位の際に足内在筋の貢献度が高くなっていることが示された。実験3(高齢者の経年変化)昨年度実施した地域在住の高齢者運動教室において今年度も連続して,筋量,筋力,歩行能力,バランス能力などの測定を行った。2年続けて参加された方は71名(平均75歳,男性18名,女性53名)であり,バランス能力の指標である静止立位時の重心動揺速度の変化と足趾筋力の変化との間にゆるやかな相関が認められた(r=ー0.30)。足内在筋と足外在筋が独立にはたらいて足趾筋力が発揮されるが、足アーチに荷重が加わったときには、足内在筋および後脛骨筋が同時に活動することで足アーチを高く保つことができる。一般に、足趾筋力が強いほど運動パフォーマンスやバランス能力がよくなり、逆に、足内在筋がうまく活動できない人は扁平足などの障害を生じる。一方、普段から走る・跳ぶを繰り返し行っているアスリートでは、足趾筋力と運動パフォーマンスの関係に非常に大きなばらつきが確認され、足趾筋力を規定する因子が複雑であることが分かった。また、高齢者において足趾筋力とバランス能力との関係が確認され、足趾の筋力向上は転倒予防に役立つことが示唆された。実験1、実験2ともに計画通り、順調に進んでおり、実験2のMRI-T2画像を用いた予備実験も数名の被験者について実施しており、本実験が終了しだい、すぐさま実験3にとりかかることが可能である。従来の計画通りに研究を進めていく予定である。昨年度までの研究で,足趾筋力と運動パフォーマンスやバランス能力については相関がみられたが,普段から走る・跳ぶを繰り返し行っているアスリートの中にも非常にばらつきが多いことが分かり,足趾筋力を規定する因子が複雑であることが分かった。現在,足趾筋力を集中的にトレーニングする方法を模索中であるが,いくつかの先行研究を参考に,プロトコルが決定しつつある。トレーニングプロトコルが決定次第,従来,高齢者に対して処方されている歩行トレーニングをコントロール群として、足趾トレーニングの介入実験により,バランス能力や歩行能力などのパフォーマンス向上の可能性について検討する。バイオメカニクス基本的には従来の計画通りに研究を進めていく予定である。実験3の被験者について、現在交渉中である。本研究課題の各実験の章立ては以下の通りである。実験1.足指筋力の定量(直接法と間接法の比較検討)実験2.足指筋力発揮時の足内在筋・足外在筋活動測定(MRIーT2値測定、筋電図測定)実験3.パフォーマンス向上のための効果的な足指筋力トレーニング実験
超低欠陥GaAs結晶成長への挑戦

Gaリッチ条件で、結晶成長温度を下げることによって,構造欠陥密度の低いGaAs単結晶が得られる筈だとの見込みにたって、液相エピタキシー(LPE)の結晶成長温度の低下を目指した。手段としては、温度差法LPEを採用した。成長表面はに取っ手有害な酸素の吸着に対して有効性が確かめられた多硫化アンモニューム溶液処理を行った。温度の高い源板と成長基板の間にバイアス電流を印加し結晶成長をモデファイした。実験の結果として、バイアス電流を印加する事によって、低い温度でも,GaAs結晶が成長することが確かめられた。成長の最低温度の限度は確かめられていないが、214°Cでの成長が認められており、これは今までの世界記録であると思う。しかし、成長結晶のサイズは、数百ミクロンであり、結晶の物性を測定することは出来なかった。この結晶の大きさを増大させるためには、処理表面の有効性を保つための工夫、すなわち結晶成長室を、超真空状態にたもつひつようがある。本研究のための結晶成長装置を設計・開発した。基本的には、真空装置の中に電流導入端子を2組と、熱電対端子を2組設置した。約5x5mm^2のGaAs試料の電流加熱は、2組の窒素ホウ素板片を用い、互いに十字に交差して配置した。加熱用の電源として、直流安定化電源を使用した。試料に接する反対面に0.1mmのアルメル・クロメル熱電対をアルミナで接着し試料温度を測定記録した。電子式冷接点制御装置を用い、接地から浮いた電圧計の出力をコンピュータに取り込み、長時間にわたる精度の高い温度記録を達成することが出来るようになった。成長装置の真空度は1x10^<-4>torr程度から、水素あるいは不活性ガスを1気圧で導入できるようになっている。更に将来ペルチエ効果を惹起させる電圧印加も可能である。予備的実験として、我々の研究した多硫化アンモンによる表面処理を行ったGaAs試料について、溶融実験を行っている。エピタキシャル結晶成長については、進行がいささか遅れがちであった。今までよりも非常に低い温度で液相エピタキシャル結晶成長を実現するため、真空中または水素あるいは不活性ガス雰囲気中で密閉した容器中でGaNヒーター(5x70x0.2t)を十字に交差させ、交差部にGaAs/Ga/GaAsを保持する温度差結晶成長装置を完成した。上下のGaNヒーターはそれぞれ独立した直流電源で制御加熱し、温度は試料部直上下の外面に50ミクロンのアルメル・クロメル熱電対をアルミナで接着し、相対温度を測定した。温度は点輻射温度計に依っても測定し比較している。寸法が3x3x0.2のGaAs試料は通常処理の後、多硫化アンモン溶液による表面処理を施した。GaAs試料の間に少量のGa液を挟み成長液とした。結晶成長実験は、主に真空中で熱電対の読みは上部で330°C、下部で270°C付近に設定し、約1000時間単位で行った。低温側、高温側共にエッチングされた部分と島状に成長した部分が発生したが、高温側の方がより凹凸が顕著であった。深さ・高さ・幅共に数十ミクロン程度であった。成長結晶の物性測定を行うことは出来なかった。温度の確度に問題があるが、今までに報告されている液相エピタキシイ成長最低温度(500°C)よりも低い温度で結晶成長が観測された。結晶成長の均一性及び再現性を改善するには、(1)硫黄処理表面の特性を生かすために、250°Cでの熱処理を行った後にGa液を注入する事、(2)GaNとGaAsの熱接触を改善するために、GaN表面をGa液に良く濡れるように処理する、(3)対流効果を無くすため、下部ヒーターを高温にする事などが必要である。
消化器癌腹膜播種の転移獲得能における変異型p53の機能解析

我々は胃癌細胞株であるNUGC4 (野生型p53)に変異p53遺伝子R175H, R273Hをもつプラスミドを導入し、NUGC-野生型p53、NUGC変異p53R175H、NUGC-変異型p53R273Hらの癌細胞株を作成した。NUGC4-変異p53 R175Hが他の癌細胞株と比べて増殖能が高い傾向にあった。次に様々な腹膜播種モデルとしてヌードマウスに各種癌細胞株を腹腔内に注入して、腹膜播種形成を確認したところ、いずれの癌細胞株においても腹膜播種を形成されることがわかり、変異型p53癌細胞株からの腫瘍においても変異p53の過剰発現を確認した。驚くべきことに、NUGC-野生型p53癌細胞株において最も播種形成が多く、NUGC-変異p53R175H癌細胞株において、もっとも播種形成が少ないことが明らかとなった。これは、我々が細胞増殖能の結果より予想したものと相反するものであった。それぞれの癌細胞株を用いたタンパク解析を行うと、癌転移に関連するepithelialmesenchymal trasision (EMT)関連タンパクの発現に違いがあることがわかり、EMT関連タンパクの発現はNUGC-変異p53R175H癌細胞株において最も発現がみられた。これらの結果から変異型p53R175H癌細胞株が野生型p53癌細胞株より細胞増殖能を有し、EMT関連タンパクの発現増強も合わせて見られており、転移能としては前者の方が持ち合わせているようであるが、実際には変異型p53R175H癌細胞株において播種形成能が低い傾向にあった。他の転移様式に対する変異型p53の役割を見るために、同所性移植として胃壁への注入後の転移進展の検証したところ、p53R175H癌細胞株に最も転移性肝腫瘍を認めた。現在これらの結果に関して、機序を解明するための実験を行っている。上記、実験結果が順調に出ているため。追加実験、解析ののち、英文での研究論文としての報告を予定している。計画通り実験が進んでいるが、物品購入代金が予想より低い額ですんでいるため。
遺伝子組換え担子菌を用いた内分泌攪乱物質分解システムの構築

担子菌類(きのこの仲間)のリグニン分解能力を利用して環境中の内分泌撹乱物質を分解除去する系は、他の生物には見られない多種多様な汚染物質に対して有効な点が特徴である。これは、担子菌の中でも白色腐朽菌類は、一般に菌体外に分泌するラッカーゼやペルオキシダーゼによって初発される連鎖的ラジカル反応によって、高分子リグニンの低分子化を促し、これによって生成する多様な芳香族有機化合物を分解・資化するとされている。このため、白色腐朽菌は多環式・複素環式芳香族化合物や高塩基置換性の芳香族化合物など、バクテリア等では分解が難しい毒性化合物の分解をできることが知られている。本研究では、研究代表者が自ら開発を行ったリグニン分解性担子菌Pleurotus ostreatus(ヒラタケ)への遺伝子導入システムを利用して、内分泌攪乱物質分解能が高度に高められた「遺伝子組換え担子菌」を作製する目的で、高分子基質や非フェノール性芳香族化合物をも直接分解することが可能な、多機能型のマンガンペルオキシダーゼを発現するための組換えmnp2遺伝子を形質転換導入して遺伝子組換え体を単離し、分解能が高められた株のスクリーニングを行った。ヒラタケのmnp2遺伝子を単離して、これまでに作成されたsdi1遺伝子の発現シグナルを有する組換えプラスミドpTM1上で、制限酵素的にコード領域の置き換えを行って組換えプラスミドpIpM2gの構築を行った。この発現プラスミドをP.ostreatusに導入するため、カルボキシン耐性マーカープラスミドpTM1との共形質転換を行った。選択薬剤としてカルボキシン2μg/mlを含む再生培地上でコロニーを作る形質転換体を単離した。これらの形質転換株に対しPCR法による検出を行い、mnp2発現プラスミドpIpM2gも導入された共形質転換株を42株単離した。このようにして得られた株を用いて、培地中に高分子色素PolyR-478を含む培養条件下で多機能型ペルオキシダーゼの生産能についてスクリーニングしたところ、野生型に比べて高い分解能を持つ組換え体が7株見つかった。しかし、天然から分離される担子菌は比較的成育が遅く、また分解系の発現が2次代謝的に行われているため、処理に時間がかかるということが、これらの系を実用化する際のボトルネックとなっている。本研究は、研究代表者が自ら開発を行ったリグニン分解性担子菌Pleurotus ostreatus(ヒラタケ)への遺伝子導入システム(特許出願済み)を利用して、リグニン分解系の機能が高度に高められた「遺伝子組換え担子菌」を作製し、汚染物質の分解除去に必要な培養条件を最適化することで処理の短時間化をはかり、担子菌を利用した内分泌撹乱物質のバイオレメディエーション技術を実用化に向けて大きく推進させることを目的としている。白色腐朽菌ヒラタケの内分泌撹乱物質分解能を高度に強化する目的で、二価のカチオンの添加によって著しく転写を誘導するラッカーゼpoxA1b遺伝子のプロモーターを含むDNA断片を、Sanniaらが報告したPleurotus floridaのpoxA1bプロモーター配列をもとにオリゴDNAを合成し、これらをプライマーとして用いてP. ostreatus ATCC3766株から抽出したゲノムDNAを鋳型にしたPCRを行うことにより単離した。決定した塩基配列をP. floridaのpoxA1bプロモーター配列と比較したところ、一部にP. floridaの配列中に存在する5塩基のストレッチの欠失がみられたものの、全体としては98%程度の保存が見られ、この配列がP. ostreatusのpoxA1bホモログに由来するものであることが示唆された。この配列を用いた組換え遺伝子発現系を作るため、ヒラタケマンガンペルオキシダーゼmnp3遺伝子のコード領域およびcDNA配列を含むプラスミドpIpMgおよびpIpMc上で、制限酵素的にプロモーター配列の置き換えを行って組換えプラスミドpTTgおよびpTTcの構築を行った。次にこのようにして構築された発現プラスミドをP. ostreatus導入するため、PEG/CaCl_2法でプロトプラストの処理を行い、カルボキシン耐性マーカープラスミドpTM1との共形質転換を行った。選択薬剤としてカルボキシン2μg/mlを含む再生培地上でコロニーを作る形質転換体を複数単離した。

これは、担子菌の中でも白色腐朽菌類は、一般に菌体外に分泌するラッカーゼやペルオキシダーゼによって初発される連鎖的ラジカル反応によって、高分子リグニンの低分子化を促し、これによって生成する多様な芳香族有機化合物を分解・資化するとされている。このため、白色腐朽菌は多環式・複素環式芳香族化合物や高塩基置換性の芳香族化合物など、バクテリア等では分解が難しい毒性化合物の分解をできることが知られている。本研究では、研究代表者が自ら開発を行ったリグニン分解性担子菌Pleurotus ostreatus(ヒラタケ)への遺伝子導入システムを利用して、内分泌攪乱物質分解能が高度に高められた「遺伝子組換え担子菌」を作製する目的で、高分子基質や非フェノール性芳香族化合物をも直接分解することが可能な、多機能型のマンガンペルオキシダーゼを発現するための組換えmnp2遺伝子を形質転換導入して遺伝子組換え体を単離し、分解能が高められた株のスクリーニングを行った。ヒラタケのmnp2遺伝子を単離して、これまでに作成されたsdi1遺伝子の発現シグナルを有する組換えプラスミドpTM1上で、制限酵素的にコード領域の置き換えを行って組換えプラスミドpIpM2gの構築を行った。この発現プラスミドをP.ostreatusに導入するため、カルボキシン耐性マーカープラスミドpTM1との共形質転換を行った。選択薬剤としてカルボキシン2μg/mlを含む再生培地上でコロニーを作る形質転換体を単離した。これらの形質転換株に対しPCR法による検出を行い、mnp2発現プラスミドpIpM2gも導入された共形質転換株を42株単離した。このようにして得られた株を用いて、培地中に高分子色素PolyR-478を含む培養条件下で多機能型ペルオキシダーゼの生産能についてスクリーニングしたところ、野生型に比べて高い分解能を持つ組換え体が7株見つかった。
イオン性液体の機能化-作動する媒体「戦う媒体」へのパラダイムシフト

本研究では二つの仕事を展開した。(1)酸触媒能を持つイミダゾリウム型イオン液体(IL)をテトラアリールポルフィリン1ポット合成に初めて適用したところ、イオン液体中の水分率と粘性に反応収率が依存する事を見いだした。また、ジクロロメタンと相分離している酸触媒イオン液体の界面を利用した二相系反応をピロールとベンズアルデヒドとの縮合反応に適用した。この界面反応は、高濃度の基質条件下での環化(オリゴマー化に比較して)に優れている事を認めた。また、10回の繰り返し使用が可能である事も確認した。イオン液体と機能性のポルフィリンを掛け合わせた仕事は従来にない初めての試みであった。この内容を二つの論文にまとめた。(2)イオン液体として広く使用されているイミダゾリウムカチオンは、二つの窒素に挟み込まれた2位の水素C2-Hの水素結合供与性が特徴である。イミダゾリウム陽イオンの対アニオンとして異なる分子サイズのスルホネートを本研究では意識的に組み合わせた。イオン液体成分のカチオンとアニオンとの相互作用の程度を液相クラスター質量分析ES-MSにより評価したところ、嵩高いカンファースルホン酸塩では塩クラスターがほとんど認められないのに対して、小さなトリフルオロメタンスルホネート塩では夥しいカチオンとアニオンが組み合わさったクラスターを与えた。イミダゾリウムカチオンの対アニオン選択が、対イオン型塩か自由イオン型塩かを決定する一つの因子である事を確認した。この二つの対イオン型塩か自由イオン型塩の媒体評価を行うために、エチルアクリレートとシクロペンタジエンとのDiels-Alder反応におけるendo/exo選択性を評価方法として活用した。その結果、自由イオン型、即ち、裸のC2-Hを与えやすい組み合わせでは、優れたendo選択性を与える事を確認した。また、カルボニル基質と裸のイミダゾリウム環との間で水素結合を示している事を液相クラスター質量分析から再確認した。この事から、イオン液体における自由イオン型とイオン対型を意識する重要性を結論した。ニコチン骨格は二つの環状窒素を持ち、その片方を四級化するとイオン性液体化する事を見いだした。このイオン性液体は、一つの窒素が不対電子を持っているため遷移金属イオンと親和性があるが、キレート能力は低いため安定度定数が高くなく、このおかげで銅(II)イオンは「錯化と脱金属化」を可逆的に生じる事を認めた。配位性イオン性液体の融点などの物性は、平面型構造を作りやすい銅(II)に加え、四面体型錯体を与える亜鉛(II)、八面体型構造と平面型や四面体型構造間の平衡を制御しやすいニッケル(II)やコバルト(III)などで大きく異なる事を認めた。今後は、中心金属イオンの錯化構造でその液体状体のスピン磁性、伝導性、粘性や融点などの調節を図る系を見いだしたい。さらに、配位子であるだけでなく、ニコチン骨格のイオン性液体は不斉でもあるのでこの点の活用も、本研究の17年度継続中に明らかにする予定である。イオン性液体の特徴の一つに、水ともオイルとも相分離する事がある。この特徴により、双方の媒体と液液抽出が可能になっている。三相系を含めて、液液抽出を行う場合、イオン性液体が水相に溶解したり、相分離する状況を制御できると分離操作の効率が画期的に向上する。

イミダゾリニュウムイオン性液体にチオール基とジスルフィド間の酸化還元特性を組み込んだところ、酸化状態で疎水性のイオン性液体となり、還元状態で水溶性のイオン性液体となることを確認した。これらの結果は、投稿準備中であり、その一部は、既に次ぎに投稿している。本研究では二つの仕事を展開した。(1)酸触媒能を持つイミダゾリウム型イオン液体(IL)をテトラアリールポルフィリン1ポット合成に初めて適用したところ、イオン液体中の水分率と粘性に反応収率が依存する事を見いだした。また、ジクロロメタンと相分離している酸触媒イオン液体の界面を利用した二相系反応をピロールとベンズアルデヒドとの縮合反応に適用した。この界面反応は、高濃度の基質条件下での環化(オリゴマー化に比較して)に優れている事を認めた。また、10回の繰り返し使用が可能である事も確認した。イオン液体と機能性のポルフィリンを掛け合わせた仕事は従来にない初めての試みであった。この内容を二つの論文にまとめた。(2)イオン液体として広く使用されているイミダゾリウムカチオンは、二つの窒素に挟み込まれた2位の水素C2-Hの水素結合供与性が特徴である。イミダゾリウム陽イオンの対アニオンとして異なる分子サイズのスルホネートを本研究では意識的に組み合わせた。イオン液体成分のカチオンとアニオンとの相互作用の程度を液相クラスター質量分析ES-MSにより評価したところ、嵩高いカンファースルホン酸塩では塩クラスターがほとんど認められないのに対して、小さなトリフルオロメタンスルホネート塩では夥しいカチオンとアニオンが組み合わさったクラスターを与えた。イミダゾリウムカチオンの対アニオン選択が、対イオン型塩か自由イオン型塩かを決定する一つの因子である事を確認した。この二つの対イオン型塩か自由イオン型塩の媒体評価を行うために、エチルアクリレートとシクロペンタジエンとのDiels-Alder反応におけるendo/exo選択性を評価方法として活用した。その結果、自由イオン型、即ち、裸のC2-Hを与えやすい組み合わせでは、優れたendo選択性を与える事を確認した。また、カルボニル基質と裸のイミダゾリウム環との間で水素結合を示している事を液相クラスター質量分析から再確認した。この事から、イオン液体における自由イオン型とイオン対型を意識する重要性を結論した。
東南アジアにおける牛マダニ媒介原虫病の疫学調査と制御対策へのゲノム学的アプローチ

海外で多発している多種多様な動物感染症のなかでも、マダニ媒介性動物原虫感染症はその畜産業に与える被害の深刻さから獣医学領域では特に注目されている。しかしながら、海外におけるこれらマダニ媒介性動物原虫感染症の流行に関する国別・地域別の正確な情報はいまだに極めて乏しいのが現状である。本研究では、東南アジアにおける牛のマダニ媒介原虫感染症の流行実態の解明と予防対策の確立を目指して、研究期間中に以下のような内容で実施する。具体的達成目標として、1)東南アジア主要国における実地疫学調査の実施、2)現地主要流行株の全ゲノム・トランスクリプトーム解析、3)ゲノム科学に立脚した、現地に適した診断・治療・予防法の確立等を掲げる。当該年度に得られた研究成果は、以下の通りである。1)フィリピン中部地域の畜産農家を訪れ、マダニ媒介感染症による牛など家畜の被害状況について聞き取り調査を行った。訪れたいずれの畜産農家もマダニの吸血による直接被害とマダニ媒介感染症によるものと思われる間接被害に苦しんでいる状況が推察された。2)当該地域の約200頭の牛の血液サンプルを採集し、顕微鏡による病原体の検査を行った。一部のサンプルには、赤血球内寄生原虫が観察された。3)血液サンプルよりDNAを抽出し、PCR法によるマダニ媒介病原体の検査を行ったところ、バベシア属、タイレリア属、およびアナプラズマ属の病原体が検出された。4)フィリピンに流行している病原体のゲノムの特徴を解析し、それに基づいたマダニ媒介感染症の制御法を提案した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1)チェンマイ大学獣医学部寄生虫学研究室のSaruda助教授と共同で、タイ北部チェンマイ地域の畜産農家を訪れ、マダニ媒介感染症による家畜の被害状況について聞き取り調査を行った。2)当該地域の約100頭の牛から血液サンプルを採集し、顕微鏡による病原体の検査を行った。4)その他、アフリカにおけるマダニ媒介感染症の疫学調査も行った。当初の計画通りに進展し、所期した結果が得られたため。今後、検出された病原体のさらなる詳細な解析やマダニ媒介感染症のリスクファクターの解析を行う予定である。
環境化学物質の発生毒性検出指標としてのマウス口蓋ヒダ

マウスには,89対の口蓋ヒダがみられる.本研究の目的は,妊娠マウスに環境催奇形物質を投与し,妊娠末期胎仔の口蓋ヒダを観察して,どのような形態変化が化学物質の発生毒性検出指標として意義があるかを明らかにすることである.Jcl:lCRマウスの成熟雌を雄と交配し,腟栓発見日を妊娠0日とした.妊娠雌に下記の化学物質を強制経口投与した.1)2,3,7,8四塩化ジベンゾパラジオキシン(TCDDと略),540μg/kg,妊娠12日.2)全トランス・レチノイン酸(RAと略),0.680mg/kg,妊娠12日.3)メトキシ酢酸(MAと略),0.320.64ml/kg,妊娠10日.妊娠18日に胎仔を取り出して口蓋を実体顕微鏡下で観察した.口蓋裂のある胎仔は口蓋ヒダ観察の対象から除いた.無処置対照群胎仔にまれにしか認められなかった第4ヒダ以後の過剰(過剰と略),短小,癒合,交差,方向異常を口蓋ヒダ異常と定義した.無処置群での異常の頻度は4%であった.TCDD,RA,MAいずれの投与によっても,口蓋裂および口蓋ヒダ異常が用量反応関係をもって誘発された.TCDDでは口蓋裂誘発閾値(裂閾値と略)と口蓋ヒダ誘発閾値(ヒダ閾値と略)は10μg/kg付近で,ほとんど差がなかった.RAでは裂閾値が20mg/kg付近であるのにヒダ閾値は0.6mg/kg以下と1桁以上低かった.MAでも裂閾値が0.64ml/kg付近であるのに,0.32ml/kgでも20%以上の胎仔にヒダ異常がみられた.異常の型としては,TCDDとMAでは短小,RAでは過剰が多かった.このように,口蓋ヒダの異常は,いろいろな催奇形化学物質の投与により用量反応関係をもって増加し,口蓋裂がおこらない低用量でも増加する場合のあることが明らかになった。以上の結果から,口蓋ヒダは化学物質の発生毒性検出指標として観察の価値のあるものと結論できる.マウスには,89対の口蓋ヒダがみられる.本研究の目的は,妊娠マウスに環境催奇形物質を投与し,妊娠末期胎仔の口蓋ヒダを観察して,どのような形態変化が化学物質の発生毒性検出指標として意義があるかを明らかにすることである.Jcl:lCRマウスの成熟雌を雄と交配し,腟栓発見日を妊娠0日とした.妊娠雌に下記の化学物質を強制経口投与した.1)2,3,7,8四塩化ジベンゾパラジオキシン(TCDDと略),540μg/kg,妊娠12日.2)全トランス・レチノイン酸(RAと略),0.680mg/kg,妊娠12日.3)メトキシ酢酸(MAと略),0.320.64ml/kg,妊娠10日.妊娠18日に胎仔を取り出して口蓋を実体顕微鏡下で観察した.口蓋裂のある胎仔は口蓋ヒダ観察の対象から除いた.無処置対照群胎仔にまれにしか認められなかった第4ヒダ以後の過剰(過剰と略),短小,癒合,交差,方向異常を口蓋ヒダ異常と定義した.無処置群での異常の頻度は4%であった.TCDD,RA,MAいずれの投与によっても,口蓋裂および口蓋ヒダ異常が用量反応関係をもって誘発された.TCDDでは口蓋裂誘発閾値(裂閾値と略)と口蓋ヒダ誘発閾値(ヒダ閾値と略)は10μg/kg付近で,ほとんど差がなかった.RAでは裂閾値が20mg/kg付近であるのにヒダ閾値は0.6mg/kg以下と1桁以上低かった.MAでも裂閾値が0.64ml/kg付近であるのに,0.32ml/kgでも20%以上の胎仔にヒダ異常がみられた.異常の型としては,TCDDとMAでは短小,RAでは過剰が多かった.このように,口蓋ヒダの異常は,いろいろな催奇形化学物質の投与により用量反応関係をもって増加し,口蓋裂がおこらない低用量でも増加する場合のあることが明らかになった。以上の結果から,口蓋ヒダは化学物質の発生毒性検出指標として観察の価値のあるものと結論できる.
歯周炎感受性に関与する骨代謝関連遺伝子の特定

これらの解析結果により骨代謝に関連する多数の遺伝子が複合的に歯痛炎の発症に関与していると考えられる。本研究の成果は今後、多因子による歯周炎の総合的遺伝子診断として利用可能である。骨代謝に関与する遺伝子として、遺伝子多型によるオステオカルシンレベルの差および骨密度への関与が報告されている活性型Vitamin D receptor(VDR)の遺伝子型と歯周炎との関連性を検索するため、以下の対象群よりインフォームドコンセントを得て末梢血を採取した。すなわち広汎型侵襲性歯周炎患者(GAP)42名、慢性歯周炎患者(CP)52名、健常者(HC)55名である。これらのゲノムDNAについてVDR-B-b多型を制限酵素BsmIによる切断法にてタイピングした。また、他の遺伝子型と組み合わせた場合の歯周炎への関与を検索するため、IgG受容体FcyRIIIb-NA1-NA2の遺伝子型タイピングをアレル特異的PCRにて行った。その結果各群間でVDR-B-b遺伝子型分布に有意な偏りは認められなかった。一方、FcγRIIIb-NAl-NA2遺伝子型については従来の報告と同様、GAP群ではCP、HC群いずれと比べてもNA2保有者が有意に多かった。これらの組み合わせについて解析すると、GAP群においてはVDR-Bアレル非保有者中、FcγRIIIb-NA2保有者の割合がCP,およびHC群に比較し有意に高かった。この場合NA2保有者のOddsは単独では3.87だが、VDR-Bアレル非保有と組み合わせると5.93へと上昇した(GAP vs HC)。さらに対象を非喫煙者に限定するとOddsの上昇は6.14から12.24へと拡大した。結論として,VDR遺伝子型とGAPに相関性は認められないが、VDR-FcγRIIIb遺伝子型コンビネーションはGAPの感受性に関与すると考えられる。以上を第79回・国際歯科医学研究会総会(千葉、2001年6月29日)にて口頭発表し論文をJournal of Dental Researchに投稿、80巻12号において掲載され、当号における特に重要な論文として選ばれた。活性型Vitamin D receptor(VDR)の遺伝子多型と歯周炎との関連性を検索するため、広汎型侵襲性歯周炎(GAP)患者42名、慢性歯周炎(CP)患者52名、健常者(HC)55名を対象として、VDR-B-b多型をタイピングした。また、他の遺伝子型と組み合わせた場合の歯周病への関与を検索するため、IgG受容体FcγRIIIb-NA1-NA2の遺伝子型タイピングも行った。その結果GAP群でVDR-Bアレル非保有者中、FcγRIIIb-NA2保有者の割合がCPおよびHC群に比べて有意に高かった。Tumor necrosis factor-alpha(TNF-α)の遺伝子多型と侵襲性歯周炎との関連性を検索するため、GAP群46名およびHC群l04名を対象として、TNF-α遺伝子の5'上流領域で確認された5個の1塩基多型についてタイピングを行った。その結果いずれの多型についても、2群間で遺伝子型分布およびアレル頻度に有意な差は認められなかった。さらに3遺伝子座のハプロタイプとその遺伝子型についても、統計学的な有意差は認められなかうた。結論として、TNF-α遣伝子5'上流領域の遺伝子多型はGAPの感受性に関与しないが、VDR-FcγRIIIb遺伝子型コンビネーションおよびIL-1RA遺伝子のVNTR多型はGAPの感受性に関与すると考えられる。CD14のプロモーター領域に存在するSNPである-159C/Tは種々の感染症との関連性が報告されているため、歯周炎との関連性を検索した。歯周炎患者と、年齢および性別をあわせた歯周炎を有しない対照群の遺伝子型タイピングを行った。その結果、両群の遺伝子型分布に有為な違いは認められなかったが、35歳未満の歯周炎患者と35歳以上の歯周炎患者との間には遺伝子型分布の有為差があった。IgGに対する抑制性受容体であるFcγRIIbの遺伝子に11種のSNPを発見した。その歯周炎への関与を検索するためG-AgP患者、慢性歯周炎(CP)患者の遺伝子型タイピングを行ったところ、健常者群に比べてG-AgPでは232Tアレルの頻度が有為に高く、CPでnt646-184Aの頻度が有為に高かった。結論として、日本人においてTNFR1およびFcγRIIB遺伝子多型と歯周炎発症との関連性が示唆された。一方、CD14-159C/T遺伝子多型は発症に関与しないが早期の疾患活動性に関与しているかもしれない。
セルロース配向テンプレート上での三次元バイオミミックファブリケーション

本課題では、植物細胞壁の構成成分であるセルロースを足場として用いて、その上に生物システムを模倣した「三次元のバイオミミックファブリケーション」を行おうとするものである。そのため、水に膨潤したセルロースゲルを一軸方向に延伸して得られるNOC基板由来のアニオン性表面をもつ足場に、強制的にリン酸アニオンをホスト-イオンとして包接・固定化させ、これを足場として、骨の主成分であるリン酸カルシウムのバイオミネラリゼーションを促すという新たなプロセスのデザインに成功した。さらに、NOCを用いた液体培地が下から供給される表皮細胞の3次元培養用の基板システムがデザインされた。すなわち、NOC培養基板を半透膜として利用した表皮細胞の三次元培養システムの提案に至った本課題では、植物細胞壁の構成成分であるセルロースを足場として用いて、その上に生物システムを模倣した「三次元のバイオミミックファブリケーション」を行おうとするものである。すなわち、NOC培養基板を半透膜として利用した表皮細胞の三次元培養システムの提案に至った本課題は、ボトムアップ型で、低エネルギー消費での構造形成を可能とする三次元バイオミミックファブリケーションの構築と展開を目指している。まず、骨の形成をイメージしたバイオミミックメネラリゼーションを試みた。骨の形成プロセスでは、配向性を有する足場とリン酸イオン供給源が必要不可欠であるため、他物質の配向を誘発する機能とイオン供給機能を併せ持ったセルロース由来のテンプレートの創製を試みた。次いで、この有機基板を足場とした配向性を有する無機物・リン酸カルシウム構造体の形成を以下のように検討した。代表者独自の水膨潤セルロースゲルを調製し^<1)>、pH7.5のリン酸緩衝生理食塩水(PBS(-))に含浸した後、一軸方向に2倍延伸して、リン酸イオン含有ネマティックオーダーセルロース(p-NOC)を得た。次に、p-NOCを25°CでpH7.5のカルシウム緩衝液に浸漬させることによりリン酸カルシウムを合成した。p-NOC表面上の形態観察には走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、元素組成分析には、エネルギー分散型X線分析装置(EDXA)を用いた。また、X線回折強度(XRD)よりリン酸カルシウムの結晶性を検討した。その結果、カルシウム緩衝液に1分浸漬後のp-NOC表面のSEM観察像は、p-NOCの配向方向に沿った約0.2μm間隔の縞状構造体の形成を示唆した。また、EDXAにより、この構造体がリン酸カルシウムであり、さらにXRDにより非晶質であることが示された。以上の結果は、p-NOC表面の一軸配向したセルロース分子鎖の間から溶出したリン酸イオンがカルシウムイオンと反応することにより、非結晶のリン酸カルシウムが縞状に形成されたことを示唆した。すなわち、p-NOCが配向性を有するリン酸カルシウムを構築させるバイオミミックミネラリゼーションの足場となり得ることが示された。1)T.Kondo, et al., Biomacromolecules, 2, 1324 (2001)自然界において生物は、有機物から成る「足場」上に有機物や無機物を堆積させることにより、有機/有機や有機/無機複合体を低エネルギー消費で構築する。とくに有機/無機の機構はバイオミネラリゼーションと呼ばれ、貝殻や骨の形成が典型的な例であるが、いずれも低エネルギー型の材料形成プロセスである。このプロセスでは、パターンを有する足場やイオン供給源として働く有機物の機能により、堆積する物質の形態が制御される。本課題では、植物細胞壁の構成成分で、OH基由来の親水部とCH基由来の疎水部とを有する両親媒性の天然高分子であるセルロースを用いて足場テンプレートとして用いて、その上に上記の生物システムを模倣した「三次元のバイオミミックファブリケーション」を行おうとするものである。そのため、本年度は、研究代表者らが以前に開発した、水に膨潤したセルロースゲルを一軸方向に延伸して得られるネマチックオーダーセルロース(NOC, nematic ordered cellulose)基板からの新規足場を設計した。すなわち、このアニオン性表面をもつ基板中の分子間に、強制的にリン酸アニオンをホスト-イオンとして包接・固定化させた。次にこれを足場として、カルシウムイオンとのホスト-ゲスト反応により、骨の主成分であるリン酸カルシウムのバイオミネラリゼーションを促すという新たなプロセスをデザインした。同時に、そのアニオン性極表面に正のカルシウムカチオンを固定させ、ゲスト-リン酸アニオンと反応させるという対照的なプロセスも検討した。自然界において生物は、有機物から成る「足場」上に有機物や無機物を堆積させることにより、有機/有機や有機/無機複合体を低エネルギー消費で構築する。

本課題では、植物細胞壁の構成成分で、OH基由来の親水部とCH基由来の疎水部とを有する両親媒性の天然高分子であるセルロースを用いて足場テンプレートとし、その上に上記の生物システムを模倣した「三次元のバイオミミックファブリケーション」を行おうとするものである。そのため、昨年度から本年度にかけて、これまでに開発した、水に膨潤したセルロースゲルを一軸方向に延伸して得られるネマチックオーダーセルロース(NOC, nematic ordered cellulose)基板由来のアニオン性表面をもつ足場に、強制的にリン酸アニオンをホスト-イオンとして包接・固定化させた。次にこれを足場として、カルシウムイオンとのホスト-ゲスト反応により、骨の主成分であるリン酸カルシウムのバイオミネラリゼーションを促すという新たなプロセスのデザインに成功した。同時に、そのアニオン性極表面に正のカルシウムカチオンを固定させ、ゲスト-リン酸アニオンと反応させるという対照的なプロセスを検討し、その比較から本ユニークなバイオミネラリゼーション機構(ホスト-ゲストバイオミネラリゼーションと名付けた)の提案に至った。本年度は、研究の主目的であった機能性セルロース配向基板を設計・創製し、その上で骨の主成分であるリン酸カルシウムのバイオミミックミネラリゼーションに成功し、しかも、その堆積した無機物のパターン成長化にも成功した(以下の論文掲載済み)ことにより、研究の進展が大きく進んだ。24年度が最終年度であるため、記入しない。まず、上記の機能性セルロース配向基板上でのリン酸カルシウムのバイオミミックミネラリゼーション、ならびに、その堆積した無機物のパターン成長化のプロセスの詳細を検討する。また、別の物質(例えば光触媒の酸化チタンなど)のパターン化バイオミミックミネラリゼーションを試みる。同時に、機能性セルロース配向基板上で細胞などの有機物の「三次元のバイオミミックファブリケーション」を試みる。そのために、バイオミネラリゼーションとは異なる機能性セルロース配向基板を設計することから始める。
PIXEチャネリング法による結晶中の不純物の存在状態の研究

本研究では、イオンビームにより励起された特性X線を測定するPIXE法が、Naより重い元素の検出に対して検出感度がよく、質量数の差の小さい元素間の分離測定に有効であることを利用し、これとイオンビームのチャネリング効果とを組合わせて、通常の後方散乱チャネリング法が適用出来ない系である、母体原子より軽い不純物、母体構成原子と質量数の差の小さい不純物、あるいは低濃度の不純物の結晶格子内位置決定を試みることを目的とした。このためSu(Li)検出器を購入し、検出器のテストも兼ねて、Ge中に周期律表で隣の元素であるGaを注入した試料でのGa原子の格子内位置決定の実験を行いGaの一部は析出しているが残りは格子置換位置を占めることが確認され、質量数の近い不純物の位置決定に対するPIXEチャネリング法の有効性が示された。また、低濃度不純物への応用としてAl中のKr原子の格子内位置決定の実験への準備を行った。PIXEチャネリング法の有効性を調べるには通常の後方散乱チャネリング法と比較する必要があるので、後方散乱法測定での限界に近い10^<14>Krl〓の低濃度のKrを注入した試料について後方散乱チャネリング実験を行ってKrの格子位置を調らべた。Kr原子の一部は析出しているが残りは格子置換位置、格子間四面体、八面体位置を占めることが示された。現在この試料およびさらに低濃度注入した試料についてPIXE法による実験を行う準備を進めている。
予見協調経路制御のリニアX-Yテーブルへの応用

X-Yテーブルやロボットマニピュレータなどの経路制御においては、各軸独立に制御されることが多い。しかしこれは各軸毎の位置決め制御の結果として経路制御が得られるのであって、本質的に経路誤差を小さくしようとして経路制御を行っているわけではない。このため、位置決め誤差は小さいのに経路誤差が大きくなってしまう場合も少なくない。本質的に良好な経路制御を行うためには、経路目標値と経路との誤差の面積を小さくすればよいと考えられる。そこで本研究では現在目標値と1ステップ前の目標値および現在の位置で囲まれた面積誤差を定義して、この面積誤差の現在から未来までの総和を最小にすることを考えた。具体的にこの面積誤差を最小にする制御を実現するために本研究ではX軸制御系の誤差をみて、この面積誤差を最小にするようなY軸制御系の仮想目標値を与える予見協調経路制御法を提案した。そしてこの理論を実験的に確かめるために今年度、コアレスのDCブラシレス方式のリニアモータを十字型に組み合わせたリニアX-Yテーブルを試作した。そしてこのリニアX-Yテーブルは上軸と下軸の特性が大幅に異なるため、各軸独立な制御では制御系の構成によっては経路誤差を生じ易いことをシミュレーションおよび実験により確認した。そしてさらにこのリニアX-Yテーブルに対する予見協調経路制御系を構成し、各軸独立な制御で大きな経路誤差を生じた場合でも、予見協調制御を用いると経路応答が大幅に改善されることを確認した。今後はこの予見協調経路制御を3軸の場合に拡張し、ロボットマニピュレータの経路制御などへの応用を検討する予定である。