hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フルクタンに関するゲノム情報を活用した高品質・高機能なイネ科牧草育種素材の開発

フルクタンは可溶性炭水化物(WSC)の二種で、イヌリンやレバン、フルクトオリゴ糖を含む三糖以上のフルクトースポリマーで、イネ科牧草などに含まれる。その含量は越冬性と飼料品質の向上に深く関わり,その代謝に着目することは,越冬性に優れ,高品質かつ高機能な品種の開発に重要である。そこで,フルクタンに関するゲノム情報を活用しながら,高品質・高機能なイネ科牧草育種素材の開発を図ることを目的とした。1.オーチャードグラスの品種・系統、エコタイプおよび近縁種におけるWSCやフルクタン含量の変異を明らかにした。交雑試験から含量は遺伝支配であることを明らかにし、選抜を繰り返して、高含量系統を育成した。2.ペレニアルライグラス低温馴化冠部組織から作成したcDNAライブラリーから、コムギのゲノム情報を利用して、フルクタン合成酵素(1-FFT、6G-FFT、1-SST)をコードする遺伝子を単離し、酵母(Pichla pastoris)発現システムを用いて同定した。6G-FFT遺伝子の単離はイネ科植物で初めてである。連鎖解析集団の多型解析によりマッビングを行ったところ、6G-FFTは連鎖群3に、1-FFTと1-SSTは連鎖群7に座乗した。1-FFT遺伝子は低温馴化過程で遺伝子発現量が増加することをリアルタイムRT-PCR法で確認した。3.フルクタン含量のQTLはフルクタン合成酵素遺伝子の座上位置とは一致せず、直接関与する酵素遺伝子以外の因子によって含量の変異が支配されている可能性が示唆された。圃場での越冬性QTLのうち2箇所はフルクタン量のQTL領域と一致した。4.フルクタン合成酵素遺伝子を過剰発現させたペレニアルライグラス形質転換植物体では、フルクタン含量と耐凍性が向上したことから、フルクタン合成酵素遺伝子を導入することは植物の耐凍性を向上させる手段として有効であることが示唆された。寒地型イネ科牧草はフルクタンを茎葉に蓄積するが,その含量は越冬性とともに飼料品質の向上と深く関わっていることが知られており,フルクタン代謝に着目することは,越冬性に優れ,高品質かつ高機能なイネ科牧草品種の開発には極めて重要である。そこで,(1)イネ科牧草遺伝資源におけるフルクタン含量の遺伝的変異を明らかにする。(2)フルクタン代謝に関わる遺伝子およびデータベースのゲノム情報から設計した候補遺伝子のマッピングを行い,フルクタン含量のQTL解析から有用なDNAマーカーを選定する。(3)フルクタン合成遺伝子の形質転換植物を作り出して,その遺伝子の機能を明らかにする。以上のゲノム情報を活用した研究から,高品質・高機能なイネ科牧草育種素材の開発を図る。本年度は(1)オーチャードグラス遺伝資源においてフルクタンが主成分である可溶性炭水化物の含量の変異を調査し,その変異が大きいことを明らかにした。含量の多い個体間および高含量個体と低含量個体間で交配を行った。(2)コムギのフルクタン合成遺伝子(SFT, SST)の断片をプローブにしてペレニアルライグラスのcDNAライブラリーからペレニアルライグラスのフルクタン合成遺伝子を単離し,その塩基の配列を決定した。また,コムギのフルクタン合成遺伝子のゲノム情報からプライマーを設計し,その候補遺伝子は連鎖群7の上部にマップすることができた。(3)ペレニアルライグラス

懸濁細胞系では,CaMV35Sプロモーターおよびアクチンプロモーターともに利用できることが明らかになり,コムギ由来フルクタン合成遺伝子を35Sプロモーター系のベクターにつないだ遺伝子導入プラスミドを構築した。ビアラフォス耐性遺伝子を選抜マーカーにし,パーティクルガンによるコトランスフォーメーション法で遺伝子導入を開始して,形質転換植物を作出した。寒地型イネ科牧草のフルクタン含量は越冬性と飼料品質の向上に深く関わっており,その代謝に着目することは,越冬性に優れ,高品質かつ高機能なイネ科牧草品種の開発には重要である。そこで,フルクタンに関するゲノム情報を活用しながら,高品質・高機能なイネ科牧草育種素材の開発を図ることを目的とする。本年度は,(1)オーチャードグラスにおいてフルクタンが主成分である可溶性炭水化物(WSC)含量で選抜・交雑した後代ではその含量が高く,遺伝性を示すことを明らかにした。(2)ペレニアルライグラス低温馴化冠部由来cDNAライブラリーのスクリーニングから既知のフルクタン合成に関与する遺伝子と相同性の高い4種類の完全長cDNAを単離し、prft1、prft2、prft3、prft4と名付けた。prft1,prft2は低温馴化過程で葉部での発現の増加がみられ、形質転換酵母の試験からともにイヌリンを合成する1-FFTをコードする遺伝子であることを明らかにした。一方、prft3はフルクタンネオシリーズを合成する6G-FFT遺伝子であることを同定した。prft4は塩基の情報からすでに報告のある1-SSTの遺伝子である可能性が高いことを示唆した。さらに,これら遺伝子の情報からDNAマーカーを作成した。(3)ペレニアルライグラス越冬前冠部組織におけるフルクタンやショ糖の含量に関するQTL領域を明らかにした。(4)コムギのフルクタン合成酵素(6-SFT、1-SST)をコードする遺伝子を導入したペレニアルライグラス遺伝子組換え植物体を得た。遺伝子組換え植物体ではコントロールと比較して有意に高いフルクタンの蓄積がみられた。また、葉組織を凍結させ電気伝導度による測定結果から、耐凍性が向上していた。寒地型イネ科牧草のフルクタン含量は越冬性と飼料品質の向上に深く関わり,その代謝に着目することは,越冬性に優れ,高品質かつ高機能な品種の開発に重要である。そこで,フルクタンに関するゲノム情報を活用しながら,高品質・高機能なイネ科牧草育種素材の開発を図ることを目的とした。本年度は,(1)オーチャードグラスにおいてフルクタンが主成分の可溶性炭水化物(WSC)含量で選抜した個体を多交配してWSC高含量系統を育成し,WSC含量は標準品種より4%以上向上した。(2)低温馴化冠部由来cDNAライブラリーからフルクタン合成に関与する既知遺伝子と相同性の高い6種類の完全長cDNA(prft1prft6)を単離した。prft1とprft2は低温馴化過程で葉部と冠部での遺伝子発現量が増加し、形質転換酵母の試験から,ともに1-FFT遺伝子であることを明らかにした。一方、prft3は6G-FFT遺伝子であることを同定した。1-FFTと6G-FFTに関しては初めての遺伝子単離である。さらに、prft4は既報の1-SST遺伝子であることを確認した。(3)連鎖解析集団内で多型検出が可能なprft1、prft3、prft4のPCRベースのマーカーを作成した。prft3は第3連鎖群(LG3)に座乗し、prft1、prft4はLG7のインベルターゼ遺伝子の近傍に座乗した。
骨粗鬆症を発症するＲｅｌＡ欠損キメラマウスを用いた骨リモデリングの分子機構解明

RelA欠損の胎児肝臓細胞を移植し、骨髄を再構築したマウスを作成した。その結果、1骨粗鬆症を発症すること、2血球系の中で、リンパ球系全般の分化増殖に著しい欠損があること、3単球系、特にマクロファージ系細胞が増殖していることを見出した。骨粗鬆症を発症することから、RelA欠損骨髄再構築マウスの骨および骨髄内の、骨芽細胞および破骨細胞の数を調べたところ、正常骨髄移植マウスと差が無いことを見出した。さらに、RelA欠損破骨細胞をin vitroにて骨破壊能を解析したところ、正常破骨細胞と差が無いことも見出した。これらのRelA欠損骨髄再構築マウスに対して、関節リウマチおあよび多発性神経炎を誘発する実験を敢行したが、発症が著しく低下していることを見出した。このことより、自己免疫性疾患を引き起こすリンパ球がRelA欠損によって、数並びに質(自己免疫疾患に関与するリンパ球分画)が著名に低下していることが示された。RelA欠損骨髄再構築マウスを作成する際に、RelA欠損胎児肝細胞に正常骨髄【RelA欠損胎児肝細胞の1/10量)を共に移植したところ、1RelA欠損の血球系細胞(主にマクロファージ)が出現すること、2骨粗鬆症が改善されること、を見出した。更に我々は、正常骨髄内のマクロファージ分画をRelA欠損胎児肝細胞と共に移植して、骨粗鬆症が改善することを見出した。更にRelA欠損骨髄再構築マウスの骨髄内では炎症反応が著名に増大していることから、RelA欠損マクロファージが移植の際に生じる炎症反応を改善できずに骨粗鬆症を引き起こすことを見出した。25年度が最終年度であるため、記入しない。骨代謝機構においては、破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨形成が繰り返され、骨は生涯にわたり再構築される(骨リモデリング),しかしながら、破骨細胞と骨芽細胞との間の細胞間相互作用(カップリング)の分子メカニズムはまだ十分には解明されていない。転写因子RelAを欠損する骨髄キメラヤウスでは、著明な骨粗霧症が発症する。このキメラマウスは、骨髄由来の破骨細胞ではRelAが欠損し、宿主由来の骨芽細胞は正常である。よって、従来の仮説に基づけば、このマウスの病態はRelA欠損破骨細胞に起因するカップリング機構の異常が原因と言うことになる。本年度においては、RelA欠損破骨細胞からカップリング因子が放出されないという想定のもとに、RelA欠損破骨細胞と正常破骨細胞を用いた網羅的遺伝子発現解析を行い、破骨細胞から骨芽細胞へ作用するカップリング因子候補群を同定することを狙った。(1)Receptor Activated NF-kB Ligand(RANKL)とMacrophage Colony Stimulating Factor(MCSF)、(2)活性型ビタミン、のそれぞれの刺激の誘導系により破骨細胞を作成し、それぞれの破骨細胞から抽出したRNAを用いて、チップアレイによる網羅的な遺伝子発現解析を行った。その結果、Re-A欠損破骨細胞と正常破骨細胞において発現が異なる遺伝子群を抽出した。その一方でより詳細な組織学的解析を行った結果、当初RelA欠損キメラマウスにおいて発症する骨粗霧症の病態として骨芽細胞の過剰増殖を想定したが、正常マウスと優位の差を認めないことが判明した。更に、in vivoの骨形成能の解析ではRelA欠損キメラマウスにおいて骨形成が著名に低下しているのにも関わらず、破骨細胞(RelA欠損型)と骨芽細胞(正常型)の共培養によるin vitroでの骨形成実験では、正常型破骨細胞による骨形成と優位の差が見られないという結果を得た。従って申請者は、破骨細胞から骨芽細胞への直接的な骨形成のシグナリングを担うカップリング因子の存在に加えて、骨形成の機能を仲介する因子、細胞が生体内に存在することを想定して解析を進めている。更にRelA欠損骨髄再構築

マウスの骨髄内では炎症反応が著名に増大していることから、RelA欠損マクロファージが移植の際に生じる炎症反応を改善できずに骨粗鬆症を引き起こすことを見出した。当初の仮説の基盤となる概念である「破骨細胞由来の骨理モデリング機構の成り立ち」に基づき、当初の実験計画に沿って粛々と解析を進めている。一方、従来の仮説にもとづいた当初の想定である破骨細胞のみの異常増殖が組織において見られないという想定外の結果が得られたため、新たなる仮説を立てて解析を進めている。このため、進捗状況については当初の予定より少しばかり遅れている。25年度が最終年度であるため、記入しない。従来の仮説に基づいた破骨細胞から放出されるカップリング因子の同定を、予定通り進めていく。併せて、従来の仮説にない第二の(さらには第三の)因子の存在を想定し、その同定を目指して実験を進めていく。最終的に、この両者による統合的な骨リモデリング機構の実態を解明する。本計画の遂行において、マウスの使用数が予想より少ない匹数で実験が完了したため、消耗品等の経費が残ってしまった。このため、次年度においては当初の計画にあるカップリング因子の同定のための実験費用に加えて、今年度に同定したカップリングの候補遺伝子群についてそれぞれの遺伝子欠損マウスの解析を行うべく、(1)遺伝子欠損マウスの収集、(2)骨代謝の解析、のために執行残額を活用し、より精密な結果を求める。
急拡大部における製紙用パルプ液の流れと高濃度パルプ繊維の分散制御

ヘッドボックス流路内の急拡大部における製紙用パルプ液の流れ特性およびパルプ繊維挙動に及ぼす流路の拡大比や流量の影響を調べた。とりわけ、パルプ繊維濃度の平均および変動分布や濃度むらの度合いの管軸方向変化を求め、これらに及ぼす供試パルプ液濃度と流路拡大比、さらには拡大部への流入流速の影響を明らかにした。これらの知見から、高濃度パルプ繊維の分散制御を図って、抄紙機ヘッドボックスの最適化に繋がる学術的資料を作成した。製紙業界では、地球温暖化防止に関するCOP15の消費エネルギー削減目標によって、約束の2020年に向けてさらに脱水設備の小型化と省エネルギーが強く求められている。また、東日本大震災による電力消費の大幅削減の要請とも相まって、業界ではこれまでの0.50.8%の低濃度パルプ液から、高濃度パルプ液中でも繊維分散が可能となる抄紙機ヘッドボックスについての技術開発と、それに関わる学術的研究が一層急務となっている。そこで、本研究では報告者がこれまでに開発したパルプ繊維濃度評価技術や流れ中の繊維挙動に関する成果を発展させ、ヘッドボックス内急拡大部における流れ特性およびパルプ繊維挙動を解明して、そのフローメカニズムを用いた繊維分散の制御を図るものである。初年度(平成23年度)に比較的低濃度(Cs=0.30.6%)のパルプ液を用いて行った研究の知見を基に、さらに高濃度(Cs=0.62.0%)の上質紙用クラフトパルプについて研究を進めた。その結果、以下のような知見が得られた。(i)急拡大後でのパルプ液は低流速の場合、パルプ繊維は太管路全体に拡がり、そのため流れ軸上での時間平均濃度Ctaは急拡大面では高い値を示すが、太管下流にいくにつれて低下していく。(ii)中流速では細管内からの流体は太管路全体に拡がらずパルプ繊維も併せて流下するため、流れ軸上のCtaは太管内でも高い値を示す。(iii)高流速では流れは乱流化して繊維分散は促進され、Ctaおよび濃度変動の値はほぼ一定となる。(iv)急拡大部における圧力の損失および圧力の相対的回復の度合いは、パルプ液濃度が高いほどが大きくなる。以上、これらの研究成果は、当初掲げた平成24年度の目標を概ね達成できているとみなせるが、濃度むらの評価についてはデータ処理とその解析ならびに考察が滞っている。平成25年度(最終年度)では、前年度に行ったパルプ繊維濃度が1%を超す比較的高濃度のパルプ液を用いたパルプ繊維濃度測定の結果も参照して、濃度むらを評価した。(i)流れ軸上の濃度変動は流路の拡大比によって異なり、拡大比β≦2では拡大部流入直後やや増大した後減少し、おおよそ圧力回復距離の下流位置に向けて徐々に増大して発達した値に近づく。(ii)拡大比が大きいβ=3の場合、流れ軸に沿って濃度変動は減少し下流部での発達した値に近づく。(iii)各軸上の時間平均濃度Ctaの分布から算出されるパルプ繊維濃度の不均一度(濃度むら)αは、上流で水環が最も厚くなる流れパターン(中程度の流速)の場合、急拡大面では非常に高い値を示すが、いずれの拡大比においても上流管の流路高さd1の約6d1下流で最小値を示す。以降では、濃度むらは次第に大きくなるが、高濃度のパルプ液ほどその上昇の度合いは高い。(iv)前述の知見から、抄紙機ヘッドボックスとして急拡大流路部の下流に取り付ける絞り流路の位置は、10 d1辺りが適切と思われる。

初年度(平成23年度)は文献調査を行いつつ、実機のハイドロリック型ヘッドボックスの形状を参考に拡大率(d2/d1)が1.53の透明アクリル製矩形断面拡大試験流路を製作した。ついで、Csが約0.6%の比較的低濃度のパルプ液を用いて、パルプ液ダクト内流動として代表的な5つの流れ状態が上流部から拡大部に流入する場合について、急拡大後の濃度パターンに及ぼす流量の影響について基礎実験と予備的考察を行った。その結果、次のような知見が得られた。(i)急拡大後の濃度は流速に大きく依存した分布を示して、その分布形状の流れ方向変化は3つのパターンに大別される。(ii)低流量の場合、時間平均濃度分布Cmは中央部で高く変動分布Crmsは逆に低い。(iii)中流量ではCmおよびCrmsとも中央部で低く壁面寄りで高くなる。(iv)高流量ではCmは中央で膨らみCrmsは平坦な分布を示す。以上、これらの研究成果は、当初掲げた平成23年度の目標を概ね達成している。「9.研究実績の概要」でも報告しているように、初年度での比較的低濃度(Cs=0.30.6%)のパルプ液の場合、つづいて平成24年度での高濃度(Cs=0.62.0%)の場合と実験を行い、かなりのデータを取得できている。しかし、単相流の場合と異なり、速度情報と併せたパルプ繊維濃度の挙動は極めて複雑で、データの分析とパルプ繊維挙動の解明には相当困難さが生じている。この点から、「やや遅れている」と自己評価している。しかしながら、本研究課題を進める中で基本的な流動特性を振り返ることにもなり、これらを含めたパルプ液の基本特性に関する研究成果を発表することができている。前述の「研究実績の概要」でも報告しているように、当初計画の一部条件を除いて、試験流路を製作し基礎実験を行っている。また、これらの予備的考察を含めた研究およびこれまでの準備期間における研究成果をまとめて国際会議で3件発表しており、現在までの達成度はおおむね順調に進展している。平成23年度および24年度の成果に見られるように、拡大後のパルプ繊維の挙動は上流の流路内での流れ状態に大きく依存している。したがって、急拡大後のパルプ繊維の分散促進を図るためには、さらに急拡大前後の繊維挙動の関係を調べる必要がある。また、拡大部直後の大規模渦はある条件下においては凝集力の強い繊維塊(フロック)を作ることにもなり、凝集した繊維塊が解けるのに要する時間(一種の緩和時間)も考慮する必要がでてきている。このような繊維フロックの形成・崩壊の過程について、レオロジー的な考察も求められる。これらの検討を進めながら、当初計画に従ってパルプ繊維濃度と流動条件に応じた分散制御法を開発する。平成23年度の研究成果に見られるように、急拡大流路の拡大部直後のパルプ繊維の挙動は流速に大きく依存している。したがって、繊維分散の促進とその制御を図るためには、流速に強く依存した高濃度パルプ液の特性を把握する必要がある。したがって、急拡大部でのパルプ繊維分散の様相は、流速条件とパルプ濃度の組み合わせによって異なることが予測されるようになってきた。そこで、これらのパターン化を図り、流動条件に応じた分散制御法を開発する。「該当なし」
分散型X線吸収分光による精密局所歪測定

本申請研究は、分散型光学系を持つX線吸収分光(XAFS)測定システムに対して光学系の安定化作業を行うことで、高い相対精度を持ったXAFSスペクトルを連続的に取得し、特に温度変化に対してのXAFSオリジナルパラメータともいえるDebye-Waller因子の精密測定を目指すものである。最終年度である平成30年度においては、各種ニオブ酸化物を対象として、室温から20 Kまで一定勾配で降温させながらXAFSスペクトルを連続測定し、Debye-Waller因子の温度依存性の精密測定を実施した。Debye-Waller因子は、原子間距離の平均自乗相対変位に相当するパラメータで、局所歪に敏感なパラメータであり、XAFS法以外では決定することが難しい、XAFSオリジナルともいえる構造情報である。測定対象としたニオブ酸化物は、ペロブスカイト型構造を持ち、ニオブ原子がペロブスカイト型構造のBサイトを占有しているものを選択した。これらは、室温から20 Kまでの間において、いくつかの相転移点を持っている。温度をゆっくり変化させながらDebye-Waller因子の精密測定を行うことで、相転移温度近傍における局所歪の変化の様子を観測することを目論んだ。湾曲分光結晶と位置分解型検出器からなる分散型光学系によるXAFSスペクトルの連続測定は、大型放射光施設(SPring-8)のビームラインBL14B1にて実施した。平成29年度までに整備した新規計測システムを用いて、ニオブ元素と酸素元素との結合におけるDebye-Waller因子の温度依存性を測定した。結果、いくつかのニオブ酸化物においては、相転移温度近傍の幅広い領域にわたってのDebye-Waller因子の上昇を観測した。今後は、データ解析をさらに進めることで、試料間の局所歪変化の違いを明らかにし、相転移機構との関連性について議論したい。本研究課題は、分散型X線吸収分光システムの高度化を行うことで、高い相対精度での局所歪観測を実現させ、金属酸化物等の機能性材料における物性変化と局所歪との関連性を明らかにすることを目的とするものである。実施1年目である平成28年度においては、分散型X線吸収分光システムの要となる湾曲分光結晶に対して、高い精度での操作が可能になるような遠隔操作型高精度Zステージ等の購入及びその導入を行い、湾曲分光結晶の光学系調整が容易かつ高度に行える状態を作り上げた。また、湾曲分光結晶チェンバーに対して、断熱性の高い素材を用いて作り替え、湾曲分光結晶の温度安定化を実現させた。加えて、X線吸収分光測定用の試料ペレットの作製に関して、いくつかの作製方法を試行する中で、最適条件の決定を試みた。先行的な実験として、ロジウム金属ナノ粒子を対象として、分散型X線吸収分光システムを用いたX線吸収分光データから得られる原子間距離の高相対精度測定を行った。結果、原子間距離の相対精度として、100 fmを切るレベルの値を得ることが可能であることを見出した。現状の評価として、湾曲分光結晶の高度化という観点からは、当初の目的をおおよそ達成できたものと考えている。今後の予定としては、システムの最適化という観点から、X線吸収分光測定用の試料ペレット作製に関して、最適な作製条件を見出すことで、より相対精度の高いデータの取得に取り組むことを考えている。また、試料としては、ニオブ系酸化物を中心として、ペロブスカイト型構造を持つ金属酸化物のいくつかに対して、局所歪の温度依存性測定を行い、物性と局所歪との関連性を明らかにしていく予定である。本研究課題の1年目の研究計画としては、分散型X線吸収分光システムの要となる湾曲分光結晶制御システムの高度化が最大の案件である。現在までの所、遠隔操作型高精度Zステージ等を購入して、制御システムの高度化を行ったと共に、湾曲分光結晶チェンバーに対する断熱化を施したことで、湾曲分光結晶制御システムの高度化に関しては順調に進んでいるものと考えている。また、X線吸収分光測定用ペレットに関してはいくつかの試行を行い、より測定に適したペレット作製の目途が立ちつつある。X線吸収分光測定によって得られる構造パラメータの評価として、ロジウム金属ナノ粒子に対して試行測定を行った。その結果、高い相対精度で原子間距離やDebye-Waller因子といったパラメータが計測可能であることを確認することができ、本研究課題における遂行方針が間違っていないことを確かめることができた。本研究は、機械的に動く機構が無いという分散型光学系によるX線吸収分光測定の特徴を活かして、局所歪変化の精密測定を行うものである。二年目に当たる平成29年度においては、分散型光学系に対して安定化作業を実施すると共に、実試料に対して温度変化局所歪測定を行った。安定化作業に関しては、分散型光学系の主要素である湾曲分光結晶を覆うチェンバーに対して、断熱及び耐放射線対策を実施した。加えて、冷却系の水配管の見直しも行い、より冷却水が安定して循環するようなシステムを構築した。結果、湾曲分光結晶から発生する分散X線の時間安定性が向上し、1時間の連続X線吸収分光測定において、最も安定性の高いエネルギー領域では、エネルギーシフトを0.01 eV以下に抑えることに成功した。温度変化に対して構造相転移をおこす各種ペロブスカイト型ニオブ酸化物に対して、局所歪の精密測定を行った。具体的には、分散型光学系によるX線吸収分光の連続測定を50 Hz程度のフレームレートで行い、温度に対しては室温から20 Kまで10 K/minの一定勾配で冷却して、温度依存X線吸収分光データを得た。

一連のデータに対して、独自に開発した連続X線吸収分光解析プログラムを用いて、ニオブ原子と最近接酸素原子との結合におけるDebye-Waller因子を抽出し、その温度変化を評価した。Debye-Waller因子は局所歪と直結しているX線吸収分光パラメータである。結果、これまで考えられていたものよりも広い温度領域において局所歪が緩やかに変化していることを示唆するデータが得られた。本研究は、分散型光学系によるX線吸収分光測定の高度化を行う事で、局所歪の精密測定を観測するものである。分散型光学系の高度化に対して、主に時間安定性の観点から、湾曲分光結晶の恒温化に取り組んだ。分光結晶の温度変化の時間安定性の向上に関しては、比較的早期に対応できた。一方、湾曲分光結晶内に生じている湾曲歪の存在が、得られるX線吸収分光データの質を落としていることが明らかになり、この解決に時間を要した。結果として、分光結晶をホルダーに張り付ける際の方策を工夫することで、比較的湾曲歪の少ない湾曲分光結晶を実現することができた。現在の評価としては、大きな課題は解決しているものの、上記の通り湾曲分光結晶の改良に予想以上の時間を費やしてしまい、結果として実試料の測定に多くの時間を割くことができず、予定よりもやや遅れているものと捉えている。本申請研究は、分散型光学系を持つX線吸収分光(XAFS)測定システムに対して光学系の安定化作業を行うことで、高い相対精度を持ったXAFSスペクトルを連続的に取得し、特に温度変化に対してのXAFSオリジナルパラメータともいえるDebye-Waller因子の精密測定を目指すものである。最終年度である平成30年度においては、各種ニオブ酸化物を対象として、室温から20 Kまで一定勾配で降温させながらXAFSスペクトルを連続測定し、Debye-Waller因子の温度依存性の精密測定を実施した。Debye-Waller因子は、原子間距離の平均自乗相対変位に相当するパラメータで、局所歪に敏感なパラメータであり、XAFS法以外では決定することが難しい、XAFSオリジナルともいえる構造情報である。測定対象としたニオブ酸化物は、ペロブスカイト型構造を持ち、ニオブ原子がペロブスカイト型構造のBサイトを占有しているものを選択した。これらは、室温から20 Kまでの間において、いくつかの相転移点を持っている。温度をゆっくり変化させながらDebye-Waller因子の精密測定を行うことで、相転移温度近傍における局所歪の変化の様子を観測することを目論んだ。湾曲分光結晶と位置分解型検出器からなる分散型光学系によるXAFSスペクトルの連続測定は、大型放射光施設(SPring-8)のビームラインBL14B1にて実施した。平成29年度までに整備した新規計測システムを用いて、ニオブ元素と酸素元素との結合におけるDebye-Waller因子の温度依存性を測定した。結果、いくつかのニオブ酸化物においては、相転移温度近傍の幅広い領域にわたってのDebye-Waller因子の上昇を観測した。今後は、データ解析をさらに進めることで、試料間の局所歪変化の違いを明らかにし、相転移機構との関連性について議論したい。
霊長類脊髄損傷モデルを用いたｉＰＳ細胞由来神経幹細胞移植と分化制御による再生治療

我々はこれまでにウサギ・ラット・マウス脊髄損傷モデルを用いた研究を展開してきたため、その技術を応用し、カニクイザル専用の圧挫損傷モデル作製装置を開発した。その後、軽度・中程度・重度の3つの異なる損傷エネルギーにて脊髄を圧挫損傷し、後肢機能を評価したところ、損傷エネルギーの大きさに応じて段階的な機能障害がみられた。我々はこれまでに神経幹細胞移植とヒストン脱アセチル化酵素阻害活性をもつバルプロ酸を併用することで、脊髄損傷に対して高い治療効果を発揮する新規治療法を開発した。しかし、今回我々が開発したこの新規治療法を安全に臨床応用するためには、この治療の作用メカニズムを明らかにするとともに、ヒトに近い霊長類で治療効果を詳細に検討することが必要である。本研究ではまず、カニクイザル脊髄損傷モデルを安定的に作製し、その評価系確立に着手した。この研究ではヒトに近い種である霊長類であり、解剖学的サイズも近似しているカニクイザルを用いて脊髄損傷モデルを作製する必要がある。しかしながら現在、カニクイザル脊髄損傷作製装置は市販されていない。その後、パイロット実験として脊髄損傷モデルを作製した。カニクイザルの第10胸椎レベルに後方から正中縦切開し、椎弓を露出させた後、椎弓切除を行い脊髄を露出させた。その後Impactorにて脊髄損傷を作製した。損傷4週間後潅流固定した後に、脊髄を採取し、固定後切片を作成し、HE染色や免疫染色によりグリア瘢痕の形態や脊髄内ニューロンの生存、軸索の評価を行っている。当研究では損傷した神経ネットワーク再構築のメカニズムを多面的に解明するとともに、霊長類脊髄損傷モデルに対するiPS細胞由来神経幹細胞移植治療の効果を検討する事が目的である。カニクイザル(3年齢オス)に全身麻酔をかけ、腹臥位で手術を行った。第10胸椎レベルに後方から正中縦切開し、椎弓を露出させた後、エアトームを用いて椎弓切除を行い脊髄を露出させた。その後脊椎を固定し、Impactorにて脊髄損傷を作製した。しかし、今回我々が開発したこの新規治療法を安全に臨床応用するためには、ヒトに近い霊長類で治療効果を詳細に検討することが必要である。当研究では、霊長類脊髄損傷モデルに対するiPS細胞由来神経幹細胞移植治療の効果を検討する事が目的である。第10胸椎レベルに後方から正中縦切開し、椎弓を露出させた後、椎弓切除を行い脊髄を露出させた。損傷4週間後潅流固定した後に、脊髄を採取し、固定後切片を作成し、免疫染色や髄鞘特異的な染色法によりグリア瘢痕の形態や脊髄内ニューロンの生存、脱髄の程度を評価している。今回の結果から本研究に最適な損傷エネルギーが同定できたため、一定のエネルギーで損傷を加えたとき、安定した損傷モデルが作製できることを確認後、治療を行った個体でどの程度の後肢運動機能改善がみられ、組織学的にどのような変化が起こっているかを検討予定である。また、トレーサーを用いたり電気生理学的手法を用いてさらに詳細な評価を行なう予定である。脊椎外科カニクイザル購入資金不足のため。現在カニクイザルを用いた脊髄損傷モデル作製は可能となっているが、カニクイザル購入資金不足にて、Nの数がまだ少ない状況である。

今後資金が調達でき次第、Nの数を増やし治療による有為差を評価するとともに、トレーサーを用いた実験や電気生理学的評価を行なう予定である。今後の研究方針として、軽度・中程度・重度の損傷エネルギーでモデルをつくり、その後の下肢運動機能をビデオ撮影するとともに、歩行能力などを客観的に評価して点数化する。その結果から本研究に最適な損傷エネルギーを同定し、一定のエネルギーで損傷を加えたとき、安定した損傷モデルが作製できることを確認する。また、損傷の詳細を評価するために、トレーサーを用いたり電気生理学的手法を用いて評価予定である。1匹500,000円のカニクイザルを用いた実験を行っており、残余研究費335,817円にて個体を購入できなかったため。実験動物購入と実験に必用な骨鉗子購入資金および学会旅費として使用予定である。次年度予算にてカニクイザル1匹分の実験は可能である。電気生理学的評価とともに、皮質脊髄路のトレーシングを行い、インタクトな状態でどのような回路網になっているかを評価予定である。
APOBEC3Hによる抗レトロウイルス作用機序の全容解明

APOBEC3ファミリータンパク質による抗ウイルス分子機序は明らかになりつつあるが,唯一APOBEC3Hの作用機序と細胞内制御機序の解明は大幅に遅れている。最近,申請者らは, APOBEC3Hの分子構造を決定し,これまでの定説を覆す新たなAPOBEC3H-核酸結合様式について報告した。本研究では,この独自の新知見を生かし, APOBEC3Hによる抗レトロウイルス作用および細胞内制御の分子機序を明らかにすることを目的として本研究を行う。そして, APOBEC3ファミリーによる生体防御機構の更なる理解と,それらを活用した新たな治療戦略の創製につながる分子基盤を創出する。
放射線還元法による担持触媒ナノ粒子の生成機構解明

担体による効果を検討する上で、合成条件を変化させ、放射線を用いてナノ粒子を合成した。担体上に白金と銅、白金とルテニウム、白金とロジウムが担持したナノ粒子についての研究を通して、放射線照射前の溶液において、金属イオンの存在位置が生成する構造へ影響を与えることを明らかにした。放射線照射前の溶液における金属イオンを1溶液中、2担体上に吸着、3沈殿の3つに分類した。それぞれを定量的に評価し、放射線照射によって生成した構造との相関を調べた。溶液中の金属イオンは主に合金を、担体上に吸着したイオンや沈殿したイオンは主に合金粒子のシェル及び酸化物を形成することがわかった。また、上記の金属イオンの存在位置の他に、白金に添加する金属種の還元電位、結晶構造、酸化物生成の自由エネルギーによって生成するナノ粒子の構造が異なることがわかった。担体上に吸着した金属イオンと溶液中に存在する金属イオンについて、そのナノ粒子生成機構を明らかにした。溶液中の金属イオンは水の放射線分解によって生成した水和電子やラジカルによって還元する。これらの還元種は強力な還元力を有することで、金属種によらず近くの金属イオンを還元する。一方、担体上に吸着した金属イオンについてはこれらの還元種が一度担体を経由し、別の還元種になってから還元すると推定した。そして、還元種の還元力が低くなる、もしくは還元種がより高い還元電位を有する金属から還元する機構を取る可能性を示唆した。上記のように、担体上と溶液中の金属イオンについて還元機構が異なるため、生成するナノ粒子の構造も異なると推定した。以上の成果を金属学会及び日本化学会にて発表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。担持ナノ粒子合成における生成機構を担体による効果を中心に研究し、国内外の学会及び論文として発表した。担体上に白金と銅が担持したナノ粒子についての研究を通して、放射線照射前の溶液において、金属イオンの存在位置が生成する構造へ影響を与えることを明らかにした。担体上に白金とロジウムが担持したナノ粒子において、X線の吸収スペクトルを解析することで詳細な構造を議論した。合成条件を変化させることで、2種類のナノ粒子を得た。これらは組成分析、結晶構造分析、形態観察を通して同様な結果を示した。しかし、これらのナノ粒子は異なる触媒性能を示した。放射光施設を用いたX線吸収で詳細な構造を解析することで、これらのナノ粒子は金属元素の配位数から求めた合金度が異なることを明らかにした。白金にロジウム、ルテニウム、銅、スズを添加し、放射線を用いてナノ粒子を合成した。添加する金属種によって得られるナノ粒子構造が異なった。従来、担体を添加しない系において金属種の還元電位、照射放射線の線量率が合成するナノ粒子の構造に影響を与えることが報告されていた。本研究では担体を導入した系において、添加金属の結晶構造、酸化物生成の自由エネルギー及び放射線照射前の溶液における金属イオンの存在位置が構造に影響を与えることを明らかにした。申請当初は担体による効果の主たるものが静電気的相互作用だと考えていたが、静電気的相互作用を実験的に測定することは難しかった。本研究では試行錯誤を重ねることで担体による効果を吸着量を介することで評価した。そして、吸着量と放射線により生成した構造との相関を調べることで、申請当初に計画していた、担体が粒子構造に与える影響を明らかにすることができた。また、先行研究で合成されていた材料について材料科学的検討を行うことで学術的に新規性のある理論を提唱することができたため、この内容にて申請当初の予定通りに論文を投稿した。

そして、還元種の還元力が低くなる、もしくは還元種がより高い還元電位を有する金属から還元する機構を取る可能性を示唆した。上記のように、担体上と溶液中の金属イオンについて還元機構が異なるため、生成するナノ粒子の構造も異なると推定した。以上の成果を金属学会及び日本化学会にて発表した。これまでの研究で放射線を用いたナノ粒子合成の生成機構を明らかにし、放射線でナノ粒子を合成する際の指針を得た。今後は得られた指針をもとに、カーボンや酸化鉄などの担体上に白金と他種金属の2元系、3元系の触媒ナノ粒子を合金組成、酸化物と合金の接触を制御しながら合成する。また、当初目標としていた白金にロジウム、スズを添加したナノ粒子の構造制御を達成した後、先行研究で報告されていない、新たな触媒を設計し、合成したいと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。
高層・高密住宅環境の視線に対する圧迫感・遮蔽感の計算理論と応用に関する研究

超高層集合住宅の市街地環境において、高密性による圧迫感と建築の林立状態による遮蔽(閉鎖)感を、視線通過の確率論と天空率計測の理論を継承しイソビスタ理論を発展させ建築の個別性及び視界の方向性を計算可能にする。本研究は、都市環境の急速な変化に対応し、建築・都市の秩序ある発展を制御する技術の必要性に対し、建築・都市の相互関係を捉える従来の概略的平均的な把握方法を開発することを目的とする。都市環境の分野において、「イソビスタ理論」(W.L.Benedict1979、服部他1997)は、これまで室内の閉鎖的な空間の心理的・生理的影響を表す指標として適用されてきた。外部の都市空間に応用する定式化はこれまでになく、新しい独自の研究となる。また、イソビスタ理論の応用を可能にするアルゴリズムは、全立体角方向の視線の放射方向で遮蔽物までの距離を積分して得られるが、視線と遮蔽部の衝突を判断するアルゴリズムは、遮蔽物が多様な形態で自由な位置に存在している環境では困難な課題である。本研究では、すでに技術的に完成度の高い透視図作成と陰影計算のソフトを活用し、陰影の濃度が距離と比例している点を利用する。この方法は、簡易にイソビスタ値を計算する方法で、独自の工夫である。以上の結果、先行研究では概略的にまた地表面の一点でしか計算できなかった高層・高密都市住宅環境の評価が、高層住宅の高空の観察点での心理的生理的な影響が計算できるようになる。この研究の成果がツールとなって、個人の観察点がある市民の環境評価にも道を開くができる。これらの目的のために得られた研究成果は以下の通りである。(1)高密性と遮蔽性の理論的な定義およびその関係性を、人間への影響の上で理論的に定義した。(2)圧迫感・遮蔽感という心理的・生理的影響について特に視界への影響を基本とする概念を構築し、その概念を表現する物理的な指標を定式化する。(3)指標の数理式の展開と確率的な計算方式のアルゴリスを提案した。同時に、イソビスタの複雑な判断の繰り返し計算を簡便化する方法を既往CADソフトのCG画像の面積計量による工夫で、個別の建築条件を組み込む可能性があるイソビスタ理論による計算方式のアルゴリズムを提案した。
網羅的遺伝子解析及び細胞工学的手法を用いた不明発熱症候群の原因解明

次世代シークエンサーによる自己炎症疾患の遺伝子検査を確立、体細胞モザイク診断の系も構築し、Muckle-Wells症候群でNLRP3体細胞モザイクが原因となることを示した。原因不明の炎症性疾患患者に全エクソーム解析を行い、FLNA異常症、IFIH1異常症、NLRC4異常症を同定した。CINCA症候群の骨幹端過形成の機序解析のため、iPS細胞から軟骨分化系を確立した。NLRP3変異陽性iPS細胞由来軟骨はより大きく、SOX9活性化、細胞外基質の産生増加が関与することを示した。また同表現型にインフラマソームは関与せず、NLRP3変異応答性にcAMP/PKA/CREB経路が関与する事を発見した。不明熱・周期性発熱の原因として自己炎症疾患が発見され、一部の自己炎症疾患の炎症機転の解明が進んだが、疾患特異的な病態は未解明である。本研究では、1)既知自己炎症疾患の網羅的遺伝子解析系を確立、2)不明発熱症例の網羅的遺伝子解析による新規責任遺伝子同定、3)患者末梢血・疾患特異的iPS細胞による不明発熱症例の病態解析・治療基盤の形成、4)自己炎症疾患の特徴的な病態の機序解明、を目的とし、その進捗状況を報告する。計画A)不明発熱症例での既知自己炎症疾患遺伝子解析既知自己炎症疾患遺伝子パネル(12遺伝子)を作成し、次世代シークエンサーを用いた遺伝子診断システムが整った。計画B)不明発熱症例における体細胞モザイクの検討Sanger法で変異のないTRAPS様症例でTNFRSFIAモザイク診断法を確立した。該当約100症例で解析中である。計画C)不明発熱症例における網羅的遺伝子解析真のNLRP3変異陰性CINCA症候群2例を含む13家系のエキソーム解析を終了し、遺伝子の絞り込みを行っている。計画D)自己炎症疾患及び不明発熱症候群ips細胞ライブラリー作成高IgD症候群5症例、真のNLRP3変異陰性clNcA症候群2症例のiPS細胞を作成した。計画E)不明発熱症候群のiPS細胞および患者末梢血を用いた病態解析高IgD症候群の単球系細胞分化を行い解析中である。発現解析系としてRNAseqを導入した。計画F)CINCA症候群iPS細胞から軟骨細胞への分化誘導・病態解明CINCA症候群iPS細胞より軟骨細胞分化に成功し、表現型を解析中である。不明熱・周期性発熱の原因として自己炎症性疾患が発見され、一部の自己炎症性疾患の炎症機転の解明が進んだが、疾患特異的な病態は未解明である。平成25年度の本研究の成果として、1)TRAPS様不明熱症例における体細胞モザイクの有無、2)疾患特異的iPS細胞の軟骨分化によるCINCA症候群の骨幹端過形成の機序解明、3)単細胞ELISAによる単細胞のIL-1β産生の測定系を構築し、CINCA症候群モザイク症例のIL-1β産生能の検討、をおこなった。1)TNFRSF1Aの機能獲得型変異によりTRAPSを発症する。しかし、臨床的にはTRAPSを疑うがSanger法での遺伝子解析では、変異を同定出来ない症例が知られていた。TRAPS様症例を集積し(約100例)、CINCA症候群で観察された体細胞モザイクで発症している可能性について、次世代シークエンサーにてTNFRSF1A体細胞モザイクの有無を検討した。結果は、TNFRSF1A体細胞モザイクは存在しなかった。本研究の検討では、TRAPS様症例においてTNFRSF1A体細胞モザイクで発症している症例を確認できなかった。2)NLRP3体細胞モザイクで発症しているCINCA症候群患者より、遺伝的背景が同一であるNLRP3変異陽性iPS細胞、NLRP3変異陰性iPS細胞を樹立した。梅田らが開発した軟骨分化法を用いて、これらのiPS細胞を軟骨分化させた。結果、NLRP3変異陽性iPS細胞由来軟骨はNLRP3変異陰性iPS細胞由来軟骨より大きく、患者病態の一部を再現することに成功した。3)CINCA症候群NLRP3体細胞モザイク症例、ヘテロ症例、正常コントロールで末梢血単球からのIL-1β産生能を単細胞ELISAで検討した。正常コントロールにくらべ、IL-1β産生細胞数は、モザイク症例、ヘテロ症例で増加をみとめた。iPS細胞より神経堤細胞を介して軟骨前駆細胞に分化させる系を利用し、iPS細胞から軟骨分化系を確立した。前年度まで樹立していたNLRP3体細胞モザイクCINCA /NOMID患者由来iPS細胞を用いて変異陽性及び陰性の軟骨の性状を比較した。結果NLRP

3変異陽性軟骨は変異陰性軟骨より大きい事がわかった。さらに、その機序として細胞外基質の産生亢進が観察された。また発現解析より軟骨特異的なマーカーSOX9、COL2A1、MMP-13、COL10A等の発現増加を変異陽性軟骨に認めた。さらにin vitroで作成した軟骨塊を免疫不全マウスに異種移植したところ、骨化まで観察でき、変異陽性軟骨由来骨化組織ではより大きく、軟骨部分、骨化部分の構築異常を観察でき、患者病態を部分的に再現できた。1)不明炎症性疾患の原因遺伝子探索原因不明発熱もしくは周期熱の原因遺伝子を同定するため両親、患者のトリオ解析にてWhole exome sequencingを行った。臨床的にAicardi-Goutieres症候群(AGS)と診断された症例で、既知6遺伝子に異常を認めない3家系3患者にて、IFIH1にde novoミスセンス変異をヘテロに認め、Aicardi-Goutieres症候群の新規原因遺伝子IFIH1を同定した。また、クローン病様の腸管炎症に心臓弁膜症を合併した兄弟例の解析より、疾患関連遺伝子FLNA変異を同定した。さらに、CINCA症候群のうち、体細胞モザイク症例を除いた真のNLRP3変異陰性CINCA症候群コホート3名の解析より、新規NLRC4ヘテロ変異を同定した。26年度が最終年度であるため、記入しない。自然免疫系メンデル遺伝疾患特に自己炎症性症候群26年度が最終年度であるため、記入しない。計画したA)-H)それぞれが、概ね順調に経過している。現在計画G)については具体的な研究は未着手であるが、基本的な解析手法としてRNAseqを導入できている。原因不明発熱・周期熱症例の原因検索として、CINCA症候群の次に、TRAPSにおいても潜在性体細胞モザイクを検討することができた。体細胞モザイクは現在のところCINCA症候群に特異的な現象であることが推定された。適切な動物モデルがなく、また倫理的に入手が困難な軟骨細胞における病態解析はこれまで困難であった。今回、iPS細胞からの軟骨細胞への分化系を確立して、CINCA症候群における骨幹端過形成の病態を再現できた。このin vitroの系を用いて解析を進めることにより機序解明が期待できる。さらに、分泌機構が解明されていないIL-1βの単細胞ELISAの系を確立し、CINCA症候群(モザイク、ヘテロ)において正常コントロールよりも単球からのIL-1β産生が亢進していることを確認できた。続いて、単細胞の遺伝子型を決定することにより、ヘテロ症例と同様の炎症をおこす事が知られているモザイク症例におけるNLEP3正常単球、NLRP3変異単球のIL-1β産生状態の解析が可能となる。現在順調に進捗しており、このまま推進していく。計画BにおいてはBlau症候群でも行い、計画Cでは症例数の増加を試みる。
核融合炉第一壁の3次元電磁力破壊解析と評価

本年度の代表的な研究成果を以下に示す,(1)三次元非線形非定常電磁場解析コードの開発:将来の商業炉には,耐スウェリング特性の観点からオーステナイト系ステンレス鋼のような非磁性材料ばかりでなく,フェライト系材料(HTー9鋼等)も用いられる可能性がある.そこで,本研究ではスーパーコンピュータによる解析用に開発した電磁場解析コード(反復解法を採用)に,増分法による磁気ヒステリシス解析アルゴリズムを導入した.これを非線形渦電流解析に適用し,線形渦電流解析との比較を行なった結果,線形解析に比べて表皮効果が小さくなることが示めされた.(2)構造設計:第一壁は,熱負荷・電磁力・照射等の複合荷重環境下で使用されるため,構造強度設計,熱設計,電磁場設計などを総合的に最適化することが要求される.しかし,このような設計問題における基本戦略しとては試行錯誤が要求されるため,最適設計を行なうには多大な時間と労力が必要となる.そこで,これを軽減するために知識工学的手法を用いて,第一壁設計支援エキスパートシステムを構築した.本システムを溶融および降伏をクライテリオンとする第一壁の2次元モデルに対して適用し,最適板厚設計に対する有効性を確認した.(3)第一壁の健全性の評価:第一壁の長寿命化という観点からは,プラズマからの輻射や中性子照射などから第一壁を保護する必要があり,そのためには第一壁との共存性に富むアーマ材の開発が急務である.そこで,本研究では金属とアーマ材として有力視されているセラミックスとの接合第一壁の電磁力および熱負荷に対する強度評価を行なった.両者の物性値や破壊靭性値の違いなどにより接合界面上で大きな剪断力を生じ,繰返し熱負荷を受けると剥離が起ることが指摘された.本年度の代表的な研究成果を以下に示す,(1)三次元非線形非定常電磁場解析コードの開発:将来の商業炉には,耐スウェリング特性の観点からオーステナイト系ステンレス鋼のような非磁性材料ばかりでなく,フェライト系材料(HTー9鋼等)も用いられる可能性がある.そこで,本研究ではスーパーコンピュータによる解析用に開発した電磁場解析コード(反復解法を採用)に,増分法による磁気ヒステリシス解析アルゴリズムを導入した.これを非線形渦電流解析に適用し,線形渦電流解析との比較を行なった結果,線形解析に比べて表皮効果が小さくなることが示めされた.(2)構造設計:第一壁は,熱負荷・電磁力・照射等の複合荷重環境下で使用されるため,構造強度設計,熱設計,電磁場設計などを総合的に最適化することが要求される.しかし,このような設計問題における基本戦略しとては試行錯誤が要求されるため,最適設計を行なうには多大な時間と労力が必要となる.そこで,これを軽減するために知識工学的手法を用いて,第一壁設計支援エキスパートシステムを構築した.本システムを溶融および降伏をクライテリオンとする第一壁の2次元モデルに対して適用し,最適板厚設計に対する有効性を確認した.(3)第一壁の健全性の評価:第一壁の長寿命化という観点からは,プラズマからの輻射や中性子照射などから第一壁を保護する必要があり,そのためには第一壁との共存性に富むアーマ材の開発が急務である.そこで,本研究では金属とアーマ材として有力視されているセラミックスとの接合第一壁の電磁力および熱負荷に対する強度評価を行なった.両者の物性値や破壊靭性値の違いなどにより接合界面上で大きな剪断力を生じ,繰返し熱負荷を受けると剥離が起ることが指摘された.
金融危機に対する政策形成過程三国(日本、アメリカ、スウェーデン)比較研究

本研究では、金融危機のように長期的に顕在化しない政策問題がどのように解決される条件について比較政治における集合行為論や政官関係論を参考にしながら探ることを試みた。このため日本、アメリカ、スウェーデンにおける金融危機が発生した時の、政府の対応を比較分析した。政治状況について把握することにつとめた。各国を比較して明らかになったのは金融危機の解決される状況に共通の特徴があることである。それは政権交代がおきることが、金融危機の解決を促進するということである。1920年代の日本、80年代のアメリカ、80年代から90年代のスウェーデンの場合、いずれも長期化した金融危機は政権交代がおきた後に初めて解決されている。ただ、政権交代が短期間におわった90年代の日本では政権交代が金融危機の解決を促進することにはならなかった。政権交代が金融危機の解決につながることは集合行為論や政治家や官僚の選好によってこれを説明することができる。金融問題は長い間顕在化しないため、問題解決に取組もうとする場合、まず問題の存在を認めることから始めなくてはならない。問題の存在を認めることは過去の政策の失敗を認めることである。政権交代がおきていれば、政策の失敗を過去の政権政党に帰することができるのに対し、政権交代がおきていない場合には、与党や官僚機構に対する批判を招くことになる。このため、与党や官僚はなかなか問題解決に取組まず、問題が長期化するのである。金融システムの安定が公共財の性格を帯びており、他の政治アクターが問題解決することを期待し、自らは行動しようとしないただ乗りの問題が発生することも金融危機の長期化につながっている。初年度は日本、アメリカ、スウェーデンにおいていかに金融危機が発生し、それに対してどのような政策が形成されたかという事実の把握につとめた。戦前の日本では、第一次世界大戦終了後、経済状態が悪化したことによって、不良債権が発生し、金融機関の経営状態が悪化した。金融システムは不安定化したが、抜本的対策はとられず、1927年に金融危機が発生し、多くの金融機関が破綻した。政府はモラトリアム、日本銀行による融資、およびそれに対する政府保障を行うことで、金融危機を解決した。1990年代の日本では、いわゆるバブル経済が崩壊したことによって、不良債権が発生し、多くの金融機関の経営状態が悪化した。金融システムは不安定化したが、抜本的対策はとられず、1997年から1998年にかけて金融危機が発生した。政府は、公的資金の投入、破綻処理制度の整備、金融庁による銀行指導の強化などによって、金融危機を解決した。アメリカでは、1980年代に貯蓄貸付組合(S&L)の経営危機問題が発生した。80年代前半に高金利による逆ざやによって経営状態が悪化した貯蓄貸付組合の多くは、高利回りが期待できる不動産融資を拡大した。しかし、80年代後半に不動産価格が急落するとこれらの融資は不良債権化し、殆どの貯蓄貸付組合が経営危機に陥った。1989年から1991年にかけて政府は、公的資金の投入、不良債権の切離、整理回収公社(RTC)の設立などを行い、問題を解決した。スウェーデンでは、1991年から1992年にかけて同国の主要銀行であったノルドバンケン、フェルシュタ銀行、ゴータ銀行などが次々と経営危機の陥り、金融システム不安が起きた。これに対して政府と中央銀行は、銀行の全債務の保証、公的資金の注入、不良債権の切離などの政策を立案し、1995年頃までに金融システムの安定化に成功した。日本、アメリカ・スウェーデンにおいて金融危機が発生した時の、政治状況について把握することにつとめた。戦前の日本では、1920年代に金融システムは不安定化し、1927年に金融危機が発生する。この間、1924年6月には憲政会、政友会、革新倶楽部を与党とする加藤高明内閣が成立し、1925年8月には,憲政会単独を与党とする第二次加藤内閣が成立する。その後、1926年1月には若槻内閣が成立し、1927年4月には政友会への政権交代が起こり、田中内閣が成立した。田中内閣の下で、金融危機の解決は図られた。アメリカでは、1980年代に貯蓄貸付組合の経営危機問題がおきる。1981年にレーガン政権が誕生し、レーガン大統領は1984年の大統領選で再選を果たし。1985年から二期目の政権を発足させる。1989年にはブッシュ政権が成立、ブッシュ政権の下で、金融危機の解決は図られた。スウェーデンでは、1991年から1992年に金融システムが不安定化したが、その遠因は1980年代後半から経済においてバブルが発生したことにあった。スウェーデンは、1982年から社民党を与党とするパルメ内閣、カールソン内閣が続いた。1991年10月には、穏健等、国民党、中央党などへの政権交代が起き、ビルト内閣が成立した。このビルト内閣の下で、金融危機の解決が図られた。1990年代に日本では、1990年前半より不良債権問題が発生し、金融システムが不安定化し、1997年から1998年にかけて金融危機が発生した。この間、日本の政治は動揺する。1993年8月には自民党が政権から転落し、細川内閣が成立する。しかし、1994年6月に、自民党は政権復帰し、1996年1月には、自民党の橋本龍太郎総裁が首相に就任し、以後、自民党の内閣が続いている。