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チトクロム酸化酵素によるプロトンポンプ機構の研究

チトクロム酸化酵素は分子状酸素を水に還元する反応に共役してプロトン(H^+)を膜内側から外側にポンプする膜蛋白質複合体である。水生成反応とH^+ポンプとによって生じる膜内外のH^+濃度勾配と内側が負の膜電位とによってATP合成が駆動される。ウシ酵素のX線構造解析と変異体解析に基づいて、我々はH pathwayと呼ばれるH^+ポンプ経路を提唱している(Tsukihara, T., et al.,PNAS 2003)。細菌(Paracoccus denitrificanとRhodobacter spheroids)酵素のX線構造に、ウシ酵素のH pathwayと相同な構造が認められる。H pathwayの膜外側末端には、ウシ酵素の場合、酸性アミノ酸のアスパラギン酸(D51)が配置されH^+ポンプ部位として機能するが、細菌酵素の場合、グリシンと水分子とが配置されている。本年、細菌(Paracoccus denitrificans)酵素のH pathwayの機能を、アミノ酸置換を利用して検討した。H pathway膜外側末端の水分子がH^+ポンプ経路の一部であるのか否かを検討するため、周辺アミノ酸残基を嵩高いアミノ酸に置換し水分子を排除することを計画した。グリシン残基(G84)を疎水性のロイシン、あるいは親水性のグルタミン(Q)やアスパラギン酸に置換すると、またイソロイシン残基(I476)を疎水性のフェニルアラニン(F)に置換すると水分子が排除されることが予測された。なおアスパラギン酸は、ウシ酵素のH pathwayと比較するために導入した。細菌酵素のサブユニットI遺伝子(ctaDII)と、その偽遺伝子(ctaDI)の両者を破壊した菌株を用いて、野生型と変異体遺伝子を発現させ、それぞれ高純度の精製標品を得た。変異体には最小の構造変化しか起こっていないことがUV/Vis吸収スペクトルから強く示唆された。G84D、G84Q、とI476F変異体は野生型の5060%、そしてG84L変異体は約120%のチトクロムc酸化活性を示した。精製酵素標品を人工膜に再構成しH^+ポンプ活性を測定した。ポンプされたH^+と消費された還元当量比で表現されるH^+ポンプ効率(H^+/e-)には、野生型と変異体の間に顕著な差は認められなかった。以上の結果は、水分子がH^+ポンプ経路の一部であるのことを支持しない。
切除組織培養分泌液のプロテオーム解析による大腸癌再発リスク診断バイオマーカー開発

大腸癌早期再発診断・再発リスク診断マーカー開発を行うため、当施設で手術を実施した同時性・異時性大腸癌肝転移症例の原発大腸癌・正常大腸粘膜・肝転移巣組織サンプルを術後直後に新鮮状態で特殊に調製した無血清培地に回収し、37°C5% CO2で3時間培養した後、遠心操作により培養上清を回収することで切除組織培養分泌液として現在までに25症例の検体サンプルの処理を行い-80°Cにて保存を行っている。それと並行し予備検討として原発大腸癌・正常大腸粘膜由来の大腸癌切除組織培養分泌液から酸沈殿法により組織から直接分泌するタンパク質の濃縮沈殿を行い、SDSゲル電気泳動、トリプシンによるゲル内消化によりペプチド断片化を行い、LC-MS解析により網羅的解析を遂行した。また同時にSDSゲル電気泳動、ゲル染色を行い血清成分由来の多量夾雑タンパク質の含有状況などの検討を行った。その結果、約3,000ものタンパク質の同定に成功した。SDSゲル染色の結果ではアルブミンが多く検出されたが、質量分析の結果からは血清アルブミンなど多量夾雑タンパク質がほとんど検出されず、一方で大腸癌バイオマーカーとして利用されているCEAは正常粘膜組織と比較して原発大腸癌組織から有意に高い値で検出されただけでなく、血中と比して遥かに高濃度に検出された。現在までの結果より比較するための検体サンプルを質量分析により解析を行い有用な早期再発診断・再発リスク診断マーカーの探索を進めて行く予定である。
トランスナショナルなイスラーム団体の定着と地域社会の多文化化に関する調査研究

初年度に当たる平成30年度は、主に3つの調査((1)資料調査、(2)イスラーム団体調査、(3)タブリーギージャマーアト(以下:TJ)の活動参加者に関する調査)を実施した。(1)の資料調査については、本研究に必要となる書籍、団体の出版物等の収集・分析を行った。(2)のイスラーム団体調査では、TJによる宗教法人に属するマスジド(モスク)とそれ以外のマスジド双方での調査を行った。前者では、マスジド内外で行われる宗教実践の他、各種社会活動の展開状況・周辺社会との関係などに関して北関東のマスジドを中心に代表者にお話を伺い、後者では、東京近郊のマスジドを中心に、TJの活動の受け入れ状況などについてお話を伺った。以上に加え、TJが行う宗教実践活動(「3日間のアッラーの道」「40日間のアッラーの道」など)への参与観察を行った。(3)TJの活動参加者に関する調査では、TJの活動に参加している方を対象として、ライフヒストリーを伺うとともに、活動に参加するようになった経緯、イスラームやTJの活動実践に対する意識・態度、周辺社会との関係のあり方などについてお話を伺った。これらの調査に基づく分析結果の一部は、「宗教と社会」学会ならびに書籍(『現代日本の宗教と多文化共生ー移民と地域社会の関係性を探る』明石書店、小杉泰・二ツ山達朗・黒田賢治編著,『大学生・社会人のためのイスラーム講座』,ナカニシヤ出版)、などにおいて報告した。研究計画立案当初の予定から大きく遅滞することなく進展している。タブリーギージャマーアトの活動や活動参加者の意識・態度に関する基本的な情報を得ることが出来た。今年度は、日本国内におけるTJの活動を、宗教実践や周辺社会との関係を中心に、団体・個人双方から把握する事が出来た。これについては今後も対象を広げつつ実態を把握していく予定である。今後は、さらに次の二つの視点(地域社会における共生課題への取り組み状況、TJの国際ネットワークの影響)に関する実態把握を充実させる予定である。調査結果を基にした研究報告は、日本中東学会などで実施する予定である。
末梢血球上のベンゾジアゼピン受容体数と臨床的薬理効果との関係についての解析

歯科医療において,小手術や心身障害者の治療に際してベンゾジアゼピン系薬剤は,鎮静と健忘を目的として使用されている。しかし薬理効果には臨床的に個体差が大きいという欠点があり,この研究ではそれをベンゾジアゼピン系薬剤投与前に把握することを目的としている。実験では,はじめに解離定数をある程度把握するため,RIリガンド([^3H]PK11195)の濃度を0.1nMから100nMの広い範囲で結合実験を行った。その結果ラベルしていないリガンド(PK11195)を多量に加えた反応液中では,RIリガンドの結合が減少していることを認め,精製したヒトリンパ球においてPK11195は特異的に結合することが確認された。また結合は1相性であり,RI濃度の範囲は1nMから10nMで飽和曲線を描くことが可能であると思われた。スキャッチャード解析の結果,様々な条件で受容体数は変化することが認められた。そこで今後はさらに反応条件を厳密に設定した上で定量測定し,また受容体数を変化させる要因について検討する計画である。心身障害者の歯科治療に際しては,協力が得られにくいためにベンゾジアゼピン系薬剤を用いることが珍しくないが,障害が重度の患者や抗てんかん薬を常用している患者では,鎮静からの回復が判定しにくく,ベンゾジアゼピン系薬剤の投与量と回復の判定は,治療回数を重ねながらその患者によって決定しているのが現状である。つまり臨床応用する場合には,様々な要因を含んだ患者から採血することになり,今後は受容体数を変化させる要因について検討し,実験を進めていく必要がある。
分子インプリントポリマーを利用した味覚センサの開発と苦味マスキング設計への応用

分子インプリントポリマーは、テンプレート分子と機能性ポリマーを結合させ、機能性モノマー複合体を形成後、架橋剤を添加後、重合反応により得た。このポリマーからテンプレート分子を除去後、"特異的結合部位"が形成され、テンプレート分子の形状、官能基に相補性を有し、認識対象分子の鋳型様となる。機能性モノマー由来の官能基にテンプレート分子を共存させるとテンプレート分子は優先的に結合する。本研究ではキニーネ類似のchinchonidine(CD)をテンプレート分子とし、機能性モノマーにmethacrylicacid(MAA),架橋剤にethyleneglycoldimethacrylate(EDTA)を用いて分子インプリントポリマーを調製し、これをキニーネの人ロポリマーとみなした。本研究では、これまでの評価方法では官能試験において苦味抑制効果を示さなかったL-Lysに注目し、キニーネの苦味を対象にL-LysとL-Argのキニーネ親和性の評価方法についての検討を行った。分子インプリントポリマーと物質の相互作用の強さを示し、苦味抑制効果の程度を表すと考えられる会合定数は、L-Argでは12.6mol^<-1>Lを示し、L-Lysでは算出不可であった事から苦味抑制効果はL-Arg>L-Lysである示唆され、この結果は官能試験の結果とも一致した。これらの結果より、グアニジウム基を有するL-Argがキニーネに対して、苦味抑制を示したことから、分子インプリント法を適用した苦味評価系を確立することができた。この結果から得られる会合定数は苦味抑制の指標として有用であり、本方法によりキニーネに対する新たな苦味抑制剤のスクリーニングが可能となった。キニーネに対する分子インプリントポリマー機能をセンサ膜上に付加することで、特異的・感度に優れた新規味覚センサを得ることが可能であると考えられた。平成17年度は、分子インプリントポリマーを人工膜上に固定化した新規味覚センサの開発を最終目的としたが、分子インプリントポリマーの作成に先立ち、苦味アミノ酸のモデル化合物であり、分子インプリントの基質であるBCAA(分岐鎖アミノ酸)を選択してそれらの服用感に関する基礎的検討を行った(研究発表1参照)。わが国の代表的な経腸栄養剤を対象に、経口摂取した場合の服用感およびフレーバー添加による味の変化について、等価濃度試験法やSD法(Semantic Differential Method)などの官能試験を用いて定量的な検討を行った。経腸栄養剤は半消化態栄養剤では比較的服用感は良好であったが、他のグループの製品では服用感の悪いことが示された。SD法の結果を因子分析すると経腸栄養剤の服用感は、「服用しやすさ」と「しつこさ」の2因子から構成されていることが検証された。この2因子に与える要因については、「服用しやすさ」には甘味・酸味が、「しつこさ」には苦味が重要な役割を果たしていることが示唆された。次に、本研究ではキニーネの代わりにキニーネの構造に類似のシンコニジン(CD)をテンプレート分子とし、機能性モノマーにメタアクリル酸(MAA)を、架橋剤にethylene glycol dimethacrylate(EDMA)を用いてMIPを調製した。始めにテンプレート分子と機能性モノマーとの複合体を形成させた。次にこの複合体に架橋剤を加え重合反応を行うことによりポリマーが生じる。このポリマーからテンプレート分子を抽出除去することにより"特異的結合部位"が形成された。官能試験に使用したアミノ酸関連の試験物質を140mM含有した移動相を調製し、CDをテンプレートした分子インプリントポリマーを用いてアフィニティクロマトグラフィを行い、キニーネの保持係数を求めた。試験物質の濃度に対して保持係数の逆数をプロットした回帰式の傾きより会合定数を算出し相互作用の指標とした。会合定数の大きさは、L-Orn=L-Arg>L-Ctr≫

L-Lysとなり、その結果はヒト官能試験における結果とほぼ一致し、効果の指標になり得ることが示唆された。分子インプリントポリマーは、テンプレート分子と機能性ポリマーを結合させ、機能性モノマー複合体を形成後、架橋剤を添加後、重合反応により得た。このポリマーからテンプレート分子を除去後、"特異的結合部位"が形成され、テンプレート分子の形状、官能基に相補性を有し、認識対象分子の鋳型様となる。機能性モノマー由来の官能基にテンプレート分子を共存させるとテンプレート分子は優先的に結合する。本研究ではキニーネ類似のchinchonidine(CD)をテンプレート分子とし、機能性モノマーにmethacrylic acid(MAA),架橋剤にethylene glycol dimethacrylate(EDTA)を用いて分子インプリントポリマーを調製し、これをキニーネの人口ポリマーとみなした。平成18年度では、従来の苦味抑制評価方法では官能試験において苦味抑制効果を示さなかったL-Lysに注目し、キニーネの苦味を対象にL-LysとL-Argのキニーネ親和性の評価方法についての検討を行った。分子インプリントポリマーと物質の相互作用の強さを示し、苦味抑制効果の程度を表すと考えられる会合定数は、L-Argでは12.6mol^<-1>Lを示し、L-Lysでは算出不可であった事から苦味抑制効果はL-Arg>L-Lysであろことが示唆され、この結果は官能試験の結果とも一致した。これらの結果より、グアニジウム基を有するL-Argがキニーネに対して、苦味抑制を示したことから、分子インプリント法を適用した苦味評価系を確立することができた。この結果から得られる会合定数は苦味抑制の指標として有用であり、本方法によりキニーネに対する新たな苦味抑制剤のスクリーニングが可能となった。キニーネに対する分子インプリントポリマー機能をセンサ膜上に付加することで、特異的・感度に優れた新規味覚センサを得ることが可能であると考えられた。
ダイオキシン類が次世代の卵巣の機能と形態に及ぼす影響に関する研究

本研究は次世代卵巣におけるPCB126の標的細胞・分子とその障害機構を探索することを目的とし、以下の結果を得た。(1)雌ラットに妊娠前から妊娠離乳までPCB126を投与し、出生子の卵巣の形態と機能への影響について評価したところ、PCB126が次世代の卵巣に直接作用し遺伝子発現や卵胞発育を阻害する事、小型卵胞の発育や初期卵巣形成にはほとんど影響しない事が示唆された。(2)妊帳15日目のラットにPCB-126を投与し、雌出生仔の生殖機能に及ぼす影響を評価したところ、単回曝露でも初回排卵数を減少させ、その臨界期が胎齢15日以降である事が示唆された。(3)旺娠15日目のラットにPCB126を投与し、出生仔卵巣における卵胞発育とステロイドホルモン産生を評価したところ、生後15日、24日の卵巣で前胞状及び胞状卵胞数減少、血中inhibin、E_2濃度低下、血中FSH濃度上昇、ステロイド産生関連遺伝子発現量減少が確認され、PCB126の卵胞発育およびステロイド合成機構の阻害が示された。(4)経胎盤曝露と経乳汁曝露による卵巣への影響を比較するため、妊娠15日目のラットにPCB126を投与し養母交換実験を行った。その結果、いずれの経路でも出生児卵巣における卵胞発育は阻害され初回排卵数が減少したが、その影響は経乳汁暴露を受けた動物により強く現れた。(5)24日齢の雌ラットにPCB126を経口受与し、24時間後にPMSGを注射し、卵胞発育、ステロイドホルモン関連遺伝子の発現。初回排卵を評価した。その結果、投与PCB126は大型卵胞の発育とその後の排卵機構には影響せず、この時期の卵巣はPCB126に対する感受性が低いことが示唆された。(6)PCB126の標的細胞探索のため、特定卵巣組織回収と遺伝子解析へのLaser Microdissection法の応用について検討し、その有用性を確認した。初回排卵を評価した。【方法】コーン油あるいはPCB126の1μgまたは3μg/kgをSD系雌ラットに交配前2週間から離乳まで毎日経口投与し,得られた雌出生子を5,15及び24日齢に屠殺して卵巣を採取し,ここから抽出した総RNAからcDNAを合成した。cDNA中に含まれる各種遺伝子発現量をリアルタイム定量PCR装置を用いて測定し,同一試料に含まれるGAPDH mRNA量に対する相対値を算出した。【結果と考察】AhR標的遺伝子であるCYP1A1 mRNAは,5日齢からPCB126の曝露量に依存して増加し,母動物に投与されたPCB126がAhRを介して出生児の卵巣に直接影響を及ぼしていることが明らかになった。また,inhibinの各サブユニットのmRNAは,15日齢以降の卵巣においてPCB126の曝露量に依存して低下した。その他の遺伝子発現量には日齢による変化は認められたものの,PCB126曝露による明瞭な影響は認められなかった。Inhibinは発育相にある卵胞が分泌することから,コプラナーPCBの経胎盤及び経乳汁曝露は卵胞発育に影響を及ぼすものと考えられた。

レーザーマイクロダイセクション(LMD)法を用いた各発育段階における卵胞の採取については、現在検討中であるが、コントロールラットの卵巣を用いた実験では、原始卵胞と胞状卵胞においてインヒビンの遺伝子発現に差が在る事が確認できたので、今後はLMD法を用いた各卵胞における遺伝子発現への影響を検索する。CYP1A1の遺伝子発現量は母動物に投与したPCBの量に比して増加していたが、AhRやARNTの発現に投与の影響を認めなかった。暴露動物の卵巣におけるInhibinαとβAサブユニットの発現量は、15日、24日齢において、対照群に比べ有意に低値を示した。また、FSH受容体とAromataseの発現量は、3μg/kg投与群の15日齢においてのみ有意に減少していた。24日齢におけるLH受容体の発現量は、対照鮮に対し低い値を示した。また卵細胞に発現しているGDF-9、BMP-15あるいはc-kitの遺伝子発現には、暴露による影響を認めなかった。これらの結果より、PCBの垂直暴露は、出生子卵巣の遺伝子発現に直接影響を及ぼすこと、InhibinやFSH受容体といった胞状卵胞に多く発現している遺伝子に、PCBの暴露の影響が強く現れていたことから、PCBが主に胞状卵胞に影響していることが示唆された。また、平行して行っているレーザーマイクロダイセクション法を用いた各発育段階の卵胞の評価については、退行卵胞と健常卵胞を区別してする必要があるが、これについては連続切片を作成し免疫染色によるInhibinの染色性とHE染色標本を用いた形態観察の組み合わせによって可能であり、いくつかの遺伝子発現を評価し、良好な結果を得た。TCDDを幼若雌ラットに投与すると、性腺刺激ホルモンによる誘起排卵が抑制されることが報告されているため、PCB126も出生後の直接曝露により同様の影響を及ぼすのかどうかを検討した。実験では、24日齢のSD系雌ラットにコーン油、または160、320μg/kgのPCB126を経口投与し、投与後24時間にPMSG 5IUを皮下投与して、その約76時間後に排卵を検査した。一部の動物はPCB126投与時(0h)、6h、24h(PMSG投与時)、72hに解剖し、卵巣、肝臓、胸腺の各重量を測定した。さらに卵巣におけるCYP1A1、inhibin α、aromataseならびにFSH及びLHの各受容体mRNAsを定量した。排卵検査では新生黄体数を排卵数とした。その結果、肝臓及び胸腺の重量は、それぞれ24h、72hから対照群との間に有意差が認められ、また、卵巣には6hをピークとしてCYP1A1 mRNAの増加が認められことから、PCB126はPMSG投与前から卵巣に影響を及ぼしていることが明らかとなった。しかし、その他の遺伝子の発現動態や卵巣重量、そして排卵にはPCB126の影響が認められなかったこのことから、曝露時期および曝露期間が卵巣に及ぼす影響の有無に重要であると考えられた。またこの時期の大型の胞状卵胞はPCBの標的ではないことが示唆された。また、幼若ラットの卵巣の顆粒膜細胞に発現する遺伝子の定量的解析へのlaser microdissection(LMD)法の応用を検討するため、LMD法により24日齢、雌のWister系ラットの卵巣の凍結切片上の卵胞(口径が300μm以上の健康な卵胞largeと口径が200μm以下で卵胞腔の形成されていない健康な卵胞small)から顆粒膜細胞層を採取し、そこに発現するチトクロームP450 aromataseおよびinhibinαサブユニットのmRNAを定量した。その結果、InhibinαmRNA発現量は、largeとsmallの間で差を認めなかったが、largeにおけるaromatase mRNAはsmallのそれより著しく高かった。
水生生物由来生物活性天然物の効率的大量合成

水生生物には陸上生物には見られない、新規の骨格、構造を有し、しかも興味ある生物活性を示す化合物がしばしば見出される。しかしその多くは微量成分として存在し、生物活性のテストもままならないのが現状である。我々はこのような水生生物由来の微量生物活性物質の大量供給を目的として本研究を行っている。具体的な天然物としては、海綿より得られた抗ウィルス性、鎮痛活性を有するヘノキサゾールA、水生ラン藻より得られた強力なトリプシン阻害活性を有するラディオスミン、そして海生ラン藻よりのアンティラトキシンをとりあげ、これらの効率的合成法の確立を目指して研究を行った。これらはいずれも特異な骨格、特異な構造を有しており、その合成には新規方法の確立が必須である。ヘノキサゾールAについては、その骨格を三分しそれぞれの構築を行いこれに成功した。今後はこれら三つの成分を連結して全体を合成する予定である。ラディオスミンについては、合成により未決定であった絶対配置を確定することができ、かつ全合成に成功した。アンティラトキシンにおいては、ペプチド部分とジエン部分のそれぞれの構築を行い、今後全体分子の構築を行う予定である。
ジステンパーウイルスの細胞侵入機構の分子基盤と感染防御

犬ジステンパーウイルス(CDV)の膜融合タンパク質(CDV-F)について、クライオ電子顕微鏡による観察を実施した。クライオ電子顕微鏡に特有の試料調製条件およびグリッド作製条件の検討を行なったところ、より高分解能で解析できる目処がついた。一方、同ウイルスの受容体結合タンパク質(CDV-H)については、ラットを用いて抗体の作製を進め、モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを複数樹立した。得られた抗体のサブタイプやCDV-Hへの結合を確認したほか、膜融合活性を指標とした解析から、各抗体により結合親和性や特異性が異なることがわかった。これらにより、CDVワクチンの有効性の分子基盤を解明した。サルへの感染が最近報告されてきた致死率の高いジステンパーウイルス(CDV)は、ヒト感染の脅威が懸念されている。まずは近縁の麻疹ウイルスについて侵入受容体と受容体結合H蛋白質との複合体の立体構造決定などの細胞侵入機構を世界に先駆けて明らかにしてきた実績を活かして、CDVの細胞侵入および宿主特異性の分子基盤の解明を進めた。CDV-Hについては、電子顕微鏡により観察する事で、ユニークな高次構造を見出し、また動的挙動についても考察することができた。次に、CDV-Fについては、その構造的な特徴を明確に撮られることができたため、他のパラミクソウイルスとの比較も可能となった。次に、宿主特異性については、サルに感染する株由来の受容体結合を担うH蛋白質のヘッドドメインについてHEK293細胞を用いて、調製法の検討を進めたが、X線結晶構造解析には十分な量は得られなかった。他方、少量ではあるが、得られたサルに感染する株由来のH蛋白質を用いて、イヌおよびヒトの受容体SLAMやNectinとの結合特異性を解析した。次にワクチンの有効性について記述する。CDVは幸いにも弱毒生ワクチンは大変有効で有効である。また、近縁の麻疹ウイルス(MV)に対するワクチン接種がヒトで大変有効である。これについては、中和抗体がすでに得られているMV-Hを先行して進めているが、2種類の中和抗体のうち一つは一本鎖Fv断片として大腸菌で封入体として発現させ、巻き戻しに成功した。MV-Hとの結合活性を評価できる状態となった。当初予定していたCDV-Hと受容体の複合体についての結合解析は予定通り、良い組み合わせを見つけることができた。また、MV-Hに対する抗体の作製とその性格付けの準備が整い、ワクチンの基盤の解明に着実に近づいている。通常のCDV-HおよびCDV-Fについては、電子顕微鏡解析をさらに進めるため、抗体等を用いた詳細な検討を行う。可能であれば、単粒子解析も検討する。また、X線結晶構造解析も念頭に、さらにコンストラクトの改良や変異体の作成に取り組む。次に、サルに感染する株のCDV-Hの調製は難航しているが、現時点で解明できている良い組み合わせのCDV-HとSLAMおよびNectin4複合体の結晶化を目指す。工夫として遺伝子工学的に一本鎖化して複合体を調製することも検討し、調製できれば結晶化に進める。もし難しい場合には、これらの組換え蛋白質を用いて、クライオ電子顕微鏡の利用も検討すると同時に、詳細なSPRやITCを用いた結合解析も進める予定である。構造生物学
「競争―協同」「体つくり運動」の学習場面における体育カリキュラムのポリティクス

本研究では,カリキュラム・ポリティクスの視点から体育学習における「競争ー協同」,及び「体つくり運動」がどのように解釈され,カリキュラム構成され,授業ー学習として実践されるのか,さらに学習者がどのようにそれらを受け止め,内面化していくのかについて,事例的に検証した.その結果,地方教育行政や学校体育においてスポーツの競争性や体力の序列化が強調される傾向がローカル・ポリティクスとして認められた.また,それらのポリティクスは,女性のスポーツ離れなど,たくましさや競争の世界に違和感や居心地の悪さを感じる人々をスポーツから離脱させ,周辺化させる働きを持つことが推察できた.本研究では、カリキュラムの重層性に着目し、カリキュラム策定の背後に働く政治や経済動向などの社会状況とともに、ローカルレベルの教師の考え方や授業の内実、学習者間の相互作用などリアルな学習の現場に視点を向け、「競争ー協同」「体つくり運動」のポリティクスを解明することを目的としている。「制度化されるカリキュラム」のポリティクスに関して、現行の学習指導要領について分析を行った。体つくり運動については、地方教育委員会のローカルなポリティクスについて検証し、それらが学校や授業など「実践化されるカリキュラム」のレベルでどのように作用するのか検討した。「競争ー協同」については、小学校で広く用いられる「なわとび運動」を事例に、素朴な遊びが競技化していく様相について、教材や学校参加のイベントを対象に分析をした。これらの成果については、日本スポーツとジェンダー学会12回大会において、シンポジウム「身体活動がもたらすエンパワーメントの可能性」のパネリストとして登壇し、「体育科教育におけるカリキュラムポリティクスとジェンダー」について提案を行った。日本スポーツ教育学会第33回大会では、「競技化する運動遊びについての考察ー大なわとびを事例に課題を探るー」について研究発表を行った。また、季刊セクシュアリティNo.63において、「体育カリキュラムのポリティクスとジェンダー」が論文として掲載された。具体的なフィールドにおいて、授業レベルでの「実践化されるカリキュラム」、学習者レベルでの「経験されるカリキュラム」について調査するための準備を進めた。フィールド校の選定、及び対象校との協議を進め、学内の倫理審査の申請を行った。本研究の目的は、カリキュラムの重層性に着目し、体育カリキュラム策定の背後に働く政治や経済動向などの社会状況を考察するとともに、教師の考え方、授業の内実、学習者間の相互作用などリアルな学習の現場に視点を向け、ローカルレベルにおける「競争ー協同」「体つくり運動」のポリティクスを検討することである。「制度化されるカリキュラム」のポリティクスに関して、体力向上や体つくり運動について、地方教育委員会のローカルなポリティクスについて検証し、学会発表とともに、「『子どもの体力向上』をめぐるローカル・ポリティクスの検討ー東京都、及び大阪府の状況に注目して」と題した論文投稿を行い、掲載が決定した。また、商業雑誌からの依頼により、それらの成果を評論としてまとめた。「競争ー協同」については、前年度パネリストとして発表した内容を深め、「体育カリキュラムのジェンダー・ポリティクスを考えるー近年の教育政策と体育における「競争ー協同」の変質ー」として、分科会の企画と発表を行った。公的な体育カリキュラムに競争がどのように組み込まれているのか理論的な検討を行った上で、それらの競争の強化が実践レベルではどのように波及し浸透していくのか、特にジェンダー視点から「なわとび運動」を事例に検討した。この研究成果については、「近年の体育カリキュラムとジェンダー・ポリティクス:現行の学習指導要領と「なわとび運動」の変質に着目して」としてまとめ、掲載が決定した。一方、具体的なフィールドにおいて、授業レベルでの「実践化されるカリキュラム」、学習者レベルでの「経験されるカリキュラム」について、調査協力校を選定し、小学校4年生と6年生の体育授業を対象にフィールド調査を進めた。競争的な場面が予測される、ゲーム、ボール運動、陸上運動を中心に20時間の観察を行い、教師4名へのインタビュー調査を実施した。本研究は,体育学習の「競争ー協同」,及び「体つくり運動」の学習場面に注目し,「競争ー協同」,「体つくり運動」がどのように解釈され,カリキュラム構成され,授業ー学習として実践されるのか,さらに学習者がどのようにそれらを受け止め,内面化していくのかについて,カリキュラム・ポリティクスの視点から事例的に検証することを目的とした.最終年度は,前年までの研究の成果をまとめるとともに,「子どもの体力向上」をめぐるローカル・ポリティクスについて,東京都,及び大阪府の状況に焦点化した研究の成果発表を行った.東京都や大阪府の施策は,近年の社会環境や生活様式の変化に対応する「総合的な方策」の重要性を指摘した子どもの体力に関する中央審議会答申(2002)とは,「ズレ」が認められた.小中学生の運動習慣づくりに競技スポーツを活用する事業が多く,体力調査結果の数量的な推移や他地域との比較に執着する状況が見られた.また,体育における競争の強調は,女性の運動・スポーツ離れにみられるように,運動・スポーツの世界で周辺化される人々を作り出す力学を持つことが示唆された.現行の学習指導要領に示された体育カリキュラムでは,武道・ダンスの必修化,体つくり運動の強化,系統性の重視という変更点のどれもが,ジェンダーの序列化を促進し,身体の価値を値踏みするポリティクスとして機能している.

研究全体を通じて,体育の「競争ー協同」,及び「体つくり運動」について具体的な事例から検討した結果,スポーツの競争性や体力の序列化が強調される傾向にあり,その結果,たくましさや競争の世界に違和感や居心地の悪さを感じる人々をスポーツから離脱させ,周辺化させていると推察できた.本研究では,カリキュラム・ポリティクスの視点から体育学習における「競争ー協同」,及び「体つくり運動」がどのように解釈され,カリキュラム構成され,授業ー学習として実践されるのか,さらに学習者がどのようにそれらを受け止め,内面化していくのかについて,事例的に検証した.その結果,地方教育行政や学校体育においてスポーツの競争性や体力の序列化が強調される傾向がローカル・ポリティクスとして認められた.また,それらのポリティクスは,女性のスポーツ離れなど,たくましさや競争の世界に違和感や居心地の悪さを感じる人々をスポーツから離脱させ,周辺化させる働きを持つことが推察できた.本研究では、カリキュラムの重層性の観点から、体育カリキュラムの策定の背後に働く政治や経済動向などの社会状況について、「競争ー協同」「体つくり運動」に焦点化して考察することが重要な目的である。このうち、「体つくり運動」に関するカリキュラム・ポリティクスとしては、日本体育学会における発表を行い、これを発展させた論文として「体育学研究」誌に掲載が決定した。「競争ー協同」に関しては、男性中心に発祥・発展したスポーツが持つ文化性の検討が不可欠であり、ジェンダー・ポリティクスの観点も踏まえて研究を進めた。その成果を、日本スポーツとジェンダー学会13回大会の分科会の1つとして企画し、「スポーツとジェンダー研究」の投稿論文としても掲載が決定した。研究の成果を論文としてまとめ、査読など一定の評価を受けて公表するという手続きは順調に進んでいる。また、フィールド調査に関しても、対象校の選定、及び倫理審査を終え、1年間を通してフィールド調査を順調に実施することができた。体育科教育学最終年に当たる次年度は、これまでの調査で収集したデータの集約と分析を中心に実施し、研究結果の総括を行う。実践され、経験されるカリキュラムの観点から、学校でのフィールド調査や質問紙調査を2年目の本年度に実施しており、その結果の分析や考察を行い、研究資料や論文としてまとめる予定である。また、研究協力者と連携しつつ、学会での発表やシンポジウムの開催などを予定している。海外の先進的な研究者との交流については、代表的な研究成果や研究資料の収集をさらに進め、今後の研究進展の手がかりとする。体育カリキュラムのポリティクスに関して、これまで継続的に研究を行ってきたが、本研究の焦点である「競争ー協同」「体つくり運動」という切り口からその成果を整理することが順調に進んだ。フィールド調査に関しては、公立学校の実態を把握するというねらいに沿って選定を進めたが、様々な状況から引受先を決定するまでに時間を要した。このため、対象校の資料収集については若干の遅れがあるが、2年目から予定どおりフィールド調査を開始できる予定である。本研究課題に関して先進的に取り組んでいる海外の研究者から資料の提供と助言を受ける予定であったが、研究代表者と先方との予定が合わず、前年度は海外渡航や海外からの招聘を見送った。それらに代えて、先進的な研究成果を収集し、日本語訳や要旨のまとめなどを行った。
次世代暗黒物質探索検出器の高感度化

暗黒物質探索ではバックグラウンドの低減がカギであり、そのバックグラウンドの多くが検出器そのものがもつ放射性不純物からくる。検出器を製作する際にも空気中にあるラドン娘核が付着すれば、半減期が22年と長い210Pbが検出器に残ることになる。この210Pbを付着空間内にあるイオンを中性化させるエリア除電システムの検証を行う予定だったがラドン濃度が高く検証できる夏場に病気のため検証実験ができなかった。本年度行う予定である。イオンカウンタの測定は継続して行った。季節変動が観測できており、坑内イオンはラドン娘核が主であり、有望である可能性は高まっている。上記の210Pbも含めラドンは暗黒物質探索をする上でさまざまな場面でバックグラウンドになりうる。そのためそのラドン濃度を測定するラドン計の高感度化は暗黒物質探索の感度を高める上で重要で多方面で必要になる。本研究では既存検出器の感度を10倍にすることが目標である。昨年度までに検出器に使われている機器類ではなく検出器容器そのものからのラドン放出が原因ということが判明している。そこでラドン計の表面ステンレスを銅電鋳により覆いラドンを放出させないようにし、ラドン計のバックグラウンドを測定した。しかしラドン放出を減らすことができなかった。銅電鋳そのものはラドンの含有が少ないので、銅電鋳の方法も含め原因を検討中で今後ラドン放出を抑えるための方法を再度検討しる。エリア除電システムの検証を行う予定だったがラドン濃度が高く検証できる夏場に病気のため検証実験ができなかった。昨年度行えなかったエリア除電システムの検証を行う。ラドン濃度が上がる夏場にイオン放出のパラメータを最適化して210Pbの表面付着を10分の1におさえることを目標にする。基本的に付着の検証は210Pbの親核である214Poの崩壊の測定で行うが、今年度は最終年度であるので、長期測定により210Pbそのものの付着度の検証も行う。ラドン検出器高感度化に関しては、昨年度の手法の改良を検討したい。まず、銅そのもののラドン透過率を測定し、問題のないレベルであることを確認する。もし問題ないレベルであればクリーンルーム化、溶液のクリーン化、スラグの低減など銅電鋳の手法を見直し銅がラドンを含まないよう改良し、銅電鋳により高感度化を図りたい。この210Pbを付着させないために空間内にあるイオンを中性化させるエリア除電システムが有効になるのではないかということでエリア除電システムをクリーンブース内に導入した。イオンカウンタの測定では神岡坑内のイオンは主にラドン娘核から来ており、そのイオンを中性化できていることがわかったので、有望であり、今後エリア除電システムの試験、改良を行っていく。ラドンは暗黒物質探索をする上でさまざまな場面でバックグラウンドになりうる。そのためそのラドンを測定するラドン計の高感度化は必要になるが、特に検出器部材の選定に有効である。ラドン計のバックグラウンド候補はPINフォトダイオード、検出器容器のステンレス、溶接部であるが、PINフォトダイオードは1個当たり0.0032mBq以下ということが測定からわかった。バックグラウンドは検出器容器そのものの溶接部を含むステンレス部分からくることがわかったので、今後はそのバックグラウンドを抑える方法を検討していく。昨年度末にエリア除電システムを導入した。予備試験で通常設定ではラドン娘核の付着が約半分に抑えられることが分かっているが、パラメータを変更して試験を行いたいため特別仕様のものを導入した。導入手続き、業者での製作に時間がかかり、納入が予定より遅れ昨年度末になった。神岡坑内は夏ラドン濃度が高く、冬に低くなるが、イオンカウンタにより空気中のイオン濃度をモニタしたところ、とラドン濃度と同様の傾向を示した。坑内では温度、湿度はほとんど一年を通してかわらないことからラドンが主なイオン源と思われる。ラドン濃度とイオン濃度に高い相関があることがわかった。エリア除電システムを稼働させるとイオン濃度が減ることから、エリア除電システムの適切なパラメータを設定させることによりラドン娘核の付着を抑えられる見通しがたった。ラドン計の高感度化に関しては次年度から研究をする計画であったが、開始できる条件がそろい、エリア除電システムの納入が遅れテストができない状況であったことから今年度から始めた。ラドン計の高感度化には部材からのラドン放出を抑える必要があるが、ラドン放出をしうる候補の1つ、PINフォトダイオードからの放出を測定したところ1個当たり0.0032mBq以下というこがわかり主要因ではないことがわかった。このことから主なラドン放出は検出器自体つまり、ステンレス表面からの放出と思われる。このため、ステンレス製検出器の表面に銅電鋳を施してラドン放出を抑えられないかを検討、試験した。約200μmの銅電鋳を施し、表面積を減らすため約100μm分電解研磨を行いテストしたが、0.16±0.03mBqのラドン放出が観測され銅電鋳無しと比べ変わらなかった。

検出器を製作する際にも空気中にあるラドン娘核が付着すれば、半減期が22年と長い210Pbが検出器に残ることになる。この210Pbを付着空間内にあるイオンを中性化させるエリア除電システムの検証を行う予定だったがラドン濃度が高く検証できる夏場に病気のため検証実験ができなかった。本年度行う予定である。イオンカウンタの測定は継続して行った。季節変動が観測できており、坑内イオンはラドン娘核が主であり、有望である可能性は高まっている。上記の210Pbも含めラドンは暗黒物質探索をする上でさまざまな場面でバックグラウンドになりうる。そのためそのラドン濃度を測定するラドン計の高感度化は暗黒物質探索の感度を高める上で重要で多方面で必要になる。本研究では既存検出器の感度を10倍にすることが目標である。昨年度までに検出器に使われている機器類ではなく検出器容器そのものからのラドン放出が原因ということが判明している。そこでラドン計の表面ステンレスを銅電鋳により覆いラドンを放出させないようにし、ラドン計のバックグラウンドを測定した。しかしラドン放出を減らすことができなかった。銅電鋳そのものはラドンの含有が少ないので、銅電鋳の方法も含め原因を検討中で今後ラドン放出を抑えるための方法を再度検討しる。エリア除電システムの検証を行う予定だったがラドン濃度が高く検証できる夏場に病気のため検証実験ができなかった。昨年度末にエリア除電システムが導入されたのでエリア除電機によるラドン娘核の付着を抑える試験を行っていく。通常設定では除電のためのイオン放出がプラスイオン6秒、切り替えのため放出無し2秒、マイナスイオン6秒切り替えしのため放出無し2秒が繰り返される。クリーンブース内の天井から床まで空気が移動する時間は短いので、イオン放出の切り替え頻度を落としほぼ常時放出されるようにすることにより崩壊してできたラドン娘核も中性化の効率をあげる。またイオン放出されるワイヤーの間隔を極力狭め、場所に依存することなく中性化させたい。ラドン検出器の高感度化に関しては昨年度の測定からすでにステンレス表面からの放出を抑えることをすればよいということは分かった。そのためラドン放出を抑える方法を確立したいのだが、昨年度は銅電鋳がうまくいかなかった。しかし、きれいとわかっている銅電鋳の厚みを再見積もりし、ラドン放出を伴わない検出器の開発を進めていきたい。昨年度行えなかったエリア除電システムの検証を行う。ラドン濃度が上がる夏場にイオン放出のパラメータを最適化して210Pbの表面付着を10分の1におさえることを目標にする。基本的に付着の検証は210Pbの親核である214Poの崩壊の測定で行うが、今年度は最終年度であるので、長期測定により210Pbそのものの付着度の検証も行う。ラドン検出器高感度化に関しては、昨年度の手法の改良を検討したい。まず、銅そのもののラドン透過率を測定し、問題のないレベルであることを確認する。もし問題ないレベルであればクリーンルーム化、溶液のクリーン化、スラグの低減など銅電鋳の手法を見直し銅がラドンを含まないよう改良し、銅電鋳により高感度化を図りたい。当該年度は前半病気のため計画を遂行することができなかった。
モアレ干渉法による先端電子デバイスの熱変形解析

本研究では,モアレ干渉法,位相シフト法および画像解析法の開発を行い,サブミクロンからナノオーダの微視的変形を2次元的に,かつその分布を高精度で測定することを可能とした.さらに現在設計されている種々の電子デバイスの熱変形計測に応用することにより,熱ひずみの発生メカニズムを解析した.主な成果は以下のとおりである.1.電子デバイスQFP(Quad Flat Package)とMCM(Multi Chip Module)の計測を行い,1200本/mmの光回折格子を使用することで,熱変形を417nmの精度で評価することを可能にした.その結果,シリコンチップ端部および角部の封止樹脂で大変形が生じることを明らかにした.2.シリコンチップが基板に直接接続されたFC(Flip-Chip Package)の熱変形を計測した.FC全体で生じる微視的変形解析,さらに微小はんだ接合部で生じるひずみ評価を行った.本解析結果から,熱変形に及ぼすアンダーフィル材の効果と実装基板の影響を定量的に示した.3.モアレ干渉法に位相シフト法を応用することにより,高感度化を達成した.位相シフターとしてウェッジガラス板,さらに画像解析法を用いることにより,ナノオーダの変位場計測が可能となること,全観測領域における熱ひずみ分布が定量的に得られることを示した.本研究では,モアレ干渉法,位相シフト法および画像解析法の開発を行い,サブミクロンからナノオーダの微視的変形を2次元的に,かつその分布を高精度で測定することを可能とした.さらに現在設計されている種々の電子デバイスの熱変形計測に応用することにより,熱ひずみの発生メカニズムを解析した.主な成果は以下のとおりである.1.電子デバイスQFP(Quad Flat Package)とMCM(Multi Chip Module)の計測を行い,1200本/mmの光回折格子を使用することで,熱変形を417nmの精度で評価することを可能にした.その結果,シリコンチップ端部および角部の封止樹脂で大変形が生じることを明らかにした.2.シリコンチップが基板に直接接続されたFC(Flip-Chip Package)の熱変形を計測した.FC全体で生じる微視的変形解析,さらに微小はんだ接合部で生じるひずみ評価を行った.本解析結果から,熱変形に及ぼすアンダーフィル材の効果と実装基板の影響を定量的に示した.3.モアレ干渉法に位相シフト法を応用することにより,高感度化を達成した.位相シフターとしてウェッジガラス板,さらに画像解析法を用いることにより,ナノオーダの変位場計測が可能となること,全観測領域における熱ひずみ分布が定量的に得られることを示した.本研究では、次世代の電子デバイスとして開発中のフリップチップ(Bare chip)用いて、発生する熱変をモアレ干渉法により解析した。新しい実装法であるフリップチップでは、ICチップが直接基板に接続されてため、実装密度を大幅に増加させることが可能である。しかし、デバイスの高集積・高速化と小型化により「高集積・高速化。→消費電力の増加→温度上昇→熱応力」の増加という結果を引き起す。この熱応力は、デバイスを変形させるばかりでなく、ときにはその機能を破壊する危険性を有している。本研究では、このような熱変形の精密計測を行った。(1)フリップチップとして,ICチップと基板の間にアンダーフィル材と呼ばれる樹脂が注入されたもの,さらにアンダーフイル材の無いものの2種類を用いた.また(2)基板としては(a)FR-4と呼ばれるガラス繊維とエポキシ樹脂からなる複合材料(b)FR-4に比べて熱膨張係数を低減した特殊な基板の2種類を採用した.これらのフリップチップに25°Cから100°Cの温度差を与え、生じる熱変形をモアレ干渉法により計測した。この手法では、光回折格子を試験片表面に転写し、レーザ光の干渉を利用して変形を測定するため、サブミクロンオーダの微視変形を2次元的に観測できるばかりでなく、その分布を高精度で測定することが可能となった。これにより、フリップチップ全体で生じる微視的変形解析、さらに微小はんだ接合部で生じるひずみ評価を行った。本計測及び解析結果から、熱変形に及ぼすアンダーフィルの効果と基板材の影響を定量的に明らかにした。本研究では,モアレ干渉法,位相シフト法および画像解析法の開発を行い,サブミクロンからナノオーダの微視的変形を2次元的に,かつその分布を高精度で測定することを可能とした.さらに現在設計されている種々の電子デバイスの熱変形計測に応用することにより,熱ひずみの発生メカニズムを解析した.主な成果は以下のとおりである.1.電子デバイスQFP(Quad Flat Package)とMCM(Multi Chip Module)の計測を行い,1200本/mmの光回折格子を使用することで,熱変形を417nmの精度で評価することを可能にした.その結果,シリコンチップ端部および角部の封止樹脂で大変形が生じることを明らかにした.2.シリコンチップが基板に直接接続されたFC(Flip-Chip Package)の熱変形を計測した.FC全体で生じる微視的変形解析,さらに微小はんだ接合部で生じるひずみ評価を行った.本解析結果から,熱変形に及ぼすアンダーフィル材の効果と実装基板の影響を定量的に示した.3.モアレ干渉法に位相シフト法を応用することにより,高感度化を達成した.位相シフターとしてウェッジガラス板,さらに画像解析法を用いることにより,ナノオーダの変位場計測が可能となること,全観測領域における熱ひずみ分布が定量的に得られることを示した.
出力数kW級超小型ガスタービン用パルスデトネーション燃焼器の開発研究

出力数kW級超小型ガスタービン用のパルスデトネーション燃焼器(燃焼室長さ20cm、容積120cm^3)を製作した。サイクル速度を高める工夫として対向・並列噴射に着目し、予混合気流動の様子や濃度分布を明らかとした。乱流噴流方式のイニシエーターを用いることで水素を燃料とした場合に200mmの小型燃焼器でもデトネーション燃焼を達成した。燃焼ガスの排気時間を短くする上で空気流入速度の増加が有効である。パルスデトネーション燃焼では定容的な燃焼状態を得られるために圧力比の低いガスタービンの熱効率を大きく向上できる可能性がある。本研究の目的は、出力数kW級超小型ガスタービンに搭載するための世界最小サイズのパルスデトネーション燃焼器(燃焼室長さ20cm×高さ3cm×幅2cm、容積120cc、空気流量16g/s、圧力比3:1、NOx排出20ppm)を開発することである。本年度は燃料噴射から予混合気形成までの一連の過程や、予混合気の流動状態と濃度分布、およびこれらが燃焼状態に及ぼす影響を把握することを目的に、予混合気や燃焼ガスのシュリーレン法による可視化、流速や濃度計測を行った。速やかな予混合気の形成方法として燃料多孔噴射方式を考案し、基礎的な噴射パターンとして燃料噴射孔を2つ用いる並列噴射と対向噴射に着目して混合気形成に関する両者の差異を調べた。並列噴射では、並列に噴出した燃料ガスが噴出面の対面に衝突し、燃焼室の高さ方向に大きな濃度勾配を持つ混合気を形成した。なお、軸方向の濃度変化は小さい。一方、対向噴射では対向して噴出する燃料ガスが衝突する様子が観察され、混合気は燃焼室の高さ方向および軸方向にほぼ一様な濃度分布を持つことが分かった。形成された予混合気の移動速度は並列噴射と対向噴射の違いによらず2129m/sの範囲であり、主流空気流速と燃料噴出速度の和にほぼ等しい。続いて、このような流動し濃度分布も有する予混合気中のデトネーション燃焼に及ぼす影響を調べた。並列噴射と対向噴射のそれぞれにおいて、燃焼室内に噴射された水素/空気予混合気中を伝播する乱流火炎がデトネーション遷移に向けて加速する様子を観察した。噴射方法によって、乱流火炎面の形状に濃度分布に起因するわずかな違いが観察されたが、乱流火炎の伝播速度を変化するほどには影響していないことが明らかとなった。パルスデトネーション燃焼では定容燃焼に近い燃焼状態が得られるため、高圧力化の困難な超小型ガスタービンの熱効率を大きく向上できる可能性がある。本研究の目的は世界最小サイズのパルスデトネーション燃焼器(燃焼室長さ20cm×高さ3cm×幅2cm、容積120cc、空気流量16g/s、圧力比3:1、NOx排出20ppm)を開発することである。本年度は燃焼器開発の基礎的知見となる燃料噴射とデトネーション燃焼過程について研究を行った。燃料噴射過程は間欠燃焼方式のパルスデトネーション燃焼において燃焼サイクルの繰り返し速度を律速する過程である。数msの速やかな予混合気形成に適する燃料噴射孔の配置を検討するためには予混合気濃度の時間変化や空間分布を把握することが重要である。そのため、アセトンをトレーサーとする平面LIF計測の利用を試み、計測用光学系を構築した。予備計測として小管を用いた予混合気噴流の濃度空間分布画像を取得し、光学系の空間解像度が燃焼器に適用可能であることを確認した。燃焼過程に関しては、燃焼器長さ200mm以内でデトネーションを開始するために乱流噴流火炎を生成する2本の点火器を燃焼器に装着し、デトネーション開始の可能な点火器の当量比や燃焼器内燃料噴射と着火とのタイミングを確立した。予混合気形成からデトネーション燃焼、燃焼ガス排気までの燃焼サイクルをシュリーレン可視化と燃焼器内圧力計測に基づいて検討し、40サイクル/秒までの燃焼繰り返し速度を達成した。このとき、予混合気形成に要する時間は6ms、燃焼過程は2msであり、排気時間がサイクル中で最遅の17msであったが、燃焼器流入空気流量を増加することで排気時間は短縮できることが分かった。燃焼器に用いるプロパンやブタン、灯油燃料の基礎的なデトネーション特性を調べるために0.3MPa・473Kまでの高圧高温予混合気を用いることのできる実験装置を構築した。
遺伝学的手法による中枢神経系特異的POU転写因子の機能解析

1.適当な刺激により神経細胞(ニューロンやグリア)へと分化する培養細胞の系において,分化誘導にともないBrn-2と呼ばれる中枢神経特異的なPOU転写因子が出現することを見いだした。さらに,Brn-2の発現を抑制すると神経細胞方向への分化がブロックされた。従って,Brn-2は神経細胞分化に必須な因子の一つである事が示された(Fujii & Hamada,Neuron 1993).2.上記の培養細胞の系を用いて,Brn-2の下流に位置する遺伝子及びBrn-2以外の神経細胞分化に関与する遺伝子を単離しようと試みた。即ち,神経細胞へと誘導された分化途上の細胞よりcDNAライブラリーを作製し,他の細胞より得たmRNAとのSubtractionによって,神経細胞への誘導時に特異的に出現する遺伝子を多数得た。今後これらの遺伝子の発現様式を調べるとともに,遺伝学的手法を用いて神経発生における役割を明らかにしようとしている。3.embと呼ばれるやはり中枢神経特異的なPOU転写因子の遺伝子は,medという変異マウスの原因遺伝子の近傍にマップされた。embとmedの同一性を調べたが,現時点では同一であるという証拠は得られていない。
超高速MASを用いたMQ-MASNMR法によるセリア系酸化物伝導体の局所構造解析

研究目的酸化物イオン伝導体の伝導度はドープするカチオンにより大きく変わることが知られており、カチオンをドープしたことにより変化する局所構造を解析することは、イオン伝導プロセス解明のために重要である。本研究の目的はセリア系酸化物伝導体において、ドープするカチオン量に伴い変化する酸素欠陥量と局所構造変化の関係を固体NMR法によって解明するものである。研究方法測定に使用するNMR装置は日本電子製ECA-600を用いた。測定法は試料を高速回転させて測定するMAS(Magic Angle Spinning)法を用い、プローブは1.3mmφの超高速MASプローブを使用した。1.3mmφプローブは48kHzまで試料を高速回転させることが可能で、より精度の高い解析が可能である。研究成果(Ceo_2)_<0.8>(Y_2O_3)_<0.2>についてO-17MQ-MAS NMR測定を行った。解析結果を用いてピークシュミレーションを行い、各酸素サイトの四極子定数を算出した。ここで算出した四極子定数を用いて(CeO_2)_<0.8>(Y_2O_3)_<0.2>のO-17MAS NMR測定結果のピーク分離を行った。その結果、一次元のO-17MAS NMR測定のみで解析するよりもより精確なピーク分離を行うことが可能となり、I>1/2核のNMR測定において四極子の影響でピークの重なりが見られる場合の解析方法として有効であることを確認した。しかし、(CeO_2)_<0.8>(Y_2O_3)_<0.2>以外の組成については、O-17MQ-MAS NMR測定の条件設定に時間を要するためまだ達成しておらず、今後の課題である。