hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロデジタルホログラフィックPTVによる3次元速度・温度同時計測

デジタルホログラムを用いた三次元流体計測法に,LIF法を組み合わせた三次元温度計測法を付加することにより,三次元速度・温度計測が可能な系を構築することが目的である.まずLIF法に必要となる蛍光粒子の選定を行い,三次元粒子位置・温度同時計測法の原理実証を行ったデジタルホログラムを用いた三次元流体計測法に,LIF法を組み合わせた三次元温度計測法を付加することにより,三次元速度・温度計測が可能な系を構築することが目的である.まずLIF法に必要となる蛍光粒子の選定を行い,三次元粒子位置・温度同時計測法の原理実証を行った本研究目的は,高繰返しレーザと2台の高速度CCDカメラを組み合わせ,申請者が開発した高速時間分解デジタルホログラフィック計測手法を援用し,マイクロスケールでの温度変化の伴う3次元流れ場を非定常で同時計測可能な高速時間分解計測への応用を試みる.本研究は,温度-速度同時計測能するために,温度場計測にデフォーカス法とLIFを組み合わせ,速度場の計測にホログラムを合わせた手法の開発が目的である.微小領域拡大のために対物レンズをもちいた2台のカメラを用いた光学系を構築する.この目的のため,蛍光輝度値と温度の相関を正確に計測可能な白金温度計をもちいる.レーザ波長(青色:527[nm]:YLF)と対物レンズ(倍率40倍,NA=0.55)が予備実験より最適であることがわかっており, CCDカメラとこの光学系を精密にあわせるためのジグを作製する.なお,光学系は,本来同一線上に組み立てるほうが誤差も少なく光軸をあわせやすいが,本装置は生体観測を想定しているためレーザ光源からミラーを使い垂直方向へあげるいわゆる落射投影型を用いるが2台のCCD面は最上部に位置させる.ハーフミラーで分岐された光は、フランジバックの距離があうように調整を行う。光学系を外乱から遮断した安定した状態に置くと共に,本手法の特徴を活かすために光学系と精密なマイクロチャネルを高速且つ低振動でレーザ光軸に正確に位置決めするジグを構築する.また,光軸方向の移動量は,キャリブレーションを実行するための基準移動量を正確に生成することが必要であり、ピエゾを使う.固定された光学系に対して,測定部位,測定範囲,試料とサンプルとの相対位置,などを簡便に調整可能な機構を持ち,測定作業の効率化を図る.また、複雑流路内の計測を行いImmersed Boundary法を用いた数値計算と比較を行って次年度のマイクロ流路内の速度温度計測に備えた。本研究目的は,高繰返しレーザと2台の高速度CCDカメラを組み合わせ,申請者が開発した高速時間分解デジタルホログラフィック計測手法を援用し,マイクロスケールでの温度変化の伴う3次元流れ場を非定常で同時計測可能な高速時間分解計測への応用を試みる本研究は,温度-速度同時計測能するために温度場計測にデフォーカス法とLIFを組み合わせ速度場の計測にホログラムを合わせた手法の開発が目的である.速度場に加えさらに、温度場の処理にも高速化を必要とすることから、速度・温度場マイクロ領域専用のソフトウエアーの開発をおこなった。ホログラフィーと温度変化による蛍光粒子の蛍光強度を同時に捕らえるソフトを開発した。温度のデフォーカスリングは、レーザの出力によっては消光したり、温度に対する線形性が得られなかったりした、したがって定量的な同定が必要となるため、レーザの強度検出器により出力強度と蛍光画像の定量化を行った。また、同時に粒子の座標をホログラフィホログラムによって算定し、奥行き距離と温度変化の関係を3次元的な相関図を作成した。蛍光強度から正確な3次元の温度の値を得るためのソフトウエアーを構築した。計測対象はガラス板に挟まれた領域にUV硬化樹脂を挿入し5μm程度の蛍光粒子をいれる高繰返しレーザをあて,蛍光粒子のホログラムフリンジ像とデフォーカスリングを別々のカメラで取得する。一秒間に1000枚取得できる.それらを計算機ホログラムを用いて3次元像を作成した.さらに1000枚分再生された3次元像の隣り合うフレーム分を使って粒子の移動座標から流速を求め,さらにデフォーカスリングの輝度値から温度を求めることができた,粒子のトラッキングは2時刻アルゴリズムを用いた.これにより熱対流状態の速度と温度の同時計測を行い、粒子の移動速度を同定した。本研究目的は,高繰返しレーザと2台の高速度CCDカメラを組み合わせ,申請者が開発した高速時間分解デジタルホログラフィック計測手法を援用し,マイクロスケールでの温度変化の伴う3次元流れ場を非定常で同時計測可能な高速時間分解計測への応用を試みる.本研究は,温度-速度同時計測能するために,温度場計測にデフォーカス法とLIFを組み合わせ速度場の計測にホログラムを合わせた手法の開発が目的である.速度場に加えさらに、温度場の処理にも高速化を必要とすることから、速度・温度場マイクロ領域専用のソフトウェアーの開発をおこなった。蛍光強度から正確な3次元の温度の値を得るためのソフトウェアーを構築した。同時に粒子の座標をホログラフィホログラムによって算定し、奥行き距離と温度変化の関係を3次元的な相関を得る必要がある。

計測対象はガラス板に挟まれた領域に水を挿入し5μm程度の蛍光粒子をいれる高繰返しレーザをあて,蛍光粒子のホログラムフリンジ像とデフォーカスリングを別々のカメラで取得する。検定のために粒子をトラバースと温度変化を与えて粒子における位置と温度の3Dマップを完成させた。このマップを用いることにより任意の距離の粒子位置をホログラム再生画像から求めることにより温度が測定することができる。
複合現実感を伴う細胞操作支援システムの研究

本研究は,細胞反力を反映した力覚および実細胞と仮想細胞の重畳画像からなる複合的感覚提示システムの構築を目指し,手始めとして顕微鏡下による操作のための力覚を伴ったマニピュレータを想定し,実験材料としてコンニャクをモデルとした仮想オブジェクトの極微小力の拡大した反力を提示するシステムを構築した.構築したシステムを用い,ハイブリッド制御を用いたハプティックデバイスを操作し,操作者への力覚提示実験を行った.実験方法は,ハイブリッド制御を用いたハプティックデバイスを操作して,制御PC内に構築した仮想オブジェクトに接触させる.操作者への力覚伝達にはマスタ・スレーブ方式を用いた.コンニャクからの反力を拡大して提示できたが,まだ精度が低いと考える.これは,ベアリング・シャフト,プーリーに取り付けたベルトとの噛み合い具合による抵抗など,摩擦力が発生してしまい,反力が打ち消されるといったハプティックデバイスの機構上の問題や,仮想オブジェクトの反力が小さくスレーブへの提示が難しい為と考える.今後の課題として,拡大された微小な反力を正確に提示する機構,微細な試料を操作するシステムの構築を行う.ハプティックデバイスの操作量をステージの移動量に反映させるために,ステージとハプティックデバイスを同期させた制御が行えるようにしなければならないと考える.同時に,極微小力センサにより測定された反力を目標値として,ハプティックデバイスの弾性提示に利用できるようにする必要があると考えられる.そして,今回1[mm]四方の試料片(コンニャク)を用いたが,今後さらに試料のサイズを小さくし,試料の換作と共に,反力の計測などに基づいたシミュレーション画像に重ね合わせた実画像を提示できるように,試料の様子を的確に把握できるシステムを開発する.本研究は,細胞反力を反映した力覚および実細胞と仮想細胞の重畳画像からなる複合的感覚提示システムの構築を目指し,手始めとして顕微鏡下による操作のための力覚を伴ったマニピュレータを想定し,実験材料としてコンニャクをモデルとした仮想オブジェクトの極微小力の拡大した反力を提示するシステムを構築した.構築したシステムを用い,ハイブリッド制御を用いたハプティックデバイスを操作し,操作者への力覚提示実験を行った.実験方法は,ハイブリッド制御を用いたハプティックデバイスを操作して,制御PC内に構築した仮想オブジェクトに接触させる.操作者への力覚伝達にはマスタ・スレーブ方式を用いた.コンニャクからの反力を拡大して提示できたが,まだ精度が低いと考える.これは,ベアリング・シャフト,プーリーに取り付けたベルトとの噛み合い具合による抵抗など,摩擦力が発生してしまい,反力が打ち消されるといったハプティックデバイスの機構上の問題や,仮想オブジェクトの反力が小さくスレーブへの提示が難しい為と考える.今後の課題として,拡大された微小な反力を正確に提示する機構,微細な試料を操作するシステムの構築を行う.ハプティックデバイスの操作量をステージの移動量に反映させるために,ステージとハプティックデバイスを同期させた制御が行えるようにしなければならないと考える.同時に,極微小力センサにより測定された反力を目標値として,ハプティックデバイスの弾性提示に利用できるようにする必要があると考えられる.そして,今回1[mm]四方の試料片(コンニャク)を用いたが,今後さらに試料のサイズを小さくし,試料の換作と共に,反力の計測などに基づいたシミュレーション画像に重ね合わせた実画像を提示できるように,試料の様子を的確に把握できるシステムを開発する.
大腸菌+RNA遺伝子の重複機構

本研究のスタートまでに、1(大腸菌の重復したtRNA遺伝子(doublet)が、不等交互によって、Singletやtripletになることを証明した。2)、tRNA遺伝子内に挿入したトランスポゾンの遺伝子組換えに対する効果を調べた。3)大腸菌ゲノム中1個しかないtRNA^<Trp>遺伝子のナンセンスサプレッサーへの変異を調べ、rrnオペロン間の組換えによって、rrnオペロン間に存在するtRNA^<Trp>遺伝子が倍化し、そのうちの1個がナンセンスサプレッサーに変異していることなどを明らかにしてきた。これらの研究を基にして、本研究課題を遂行するため、本年度はその実験系の確立に努めた。大腸菌のtRNA遺伝子はサプレッサーマーカーとして遺伝的標識が可能であり、その活性はサプレッサーtRNAの遺伝子の数と比例関係にある。このことに着目して、SingletのサプレッサーtRNA遺伝子を運ぶラムダファージの作成を試み、この遺伝子の重複が容易に判別できるように工夫した。すなわち、大腸菌のロイシン・オーカーサプレッサーtRNA遺伝子をλgt・su^+boc S^+amyを得た。作製したファージをlacZ^-_<oc>変異をもつ指示菌と色素を含む平板培地にプレートすると、プラークの着色程度によって、遺伝子の重複が判定できると考えられる。こうした大腸菌とファージの実験系の作製に加えて、大腸菌ゲノムに1個しかないtRNA遺伝子の重複を直接知る方法として、PCRの利用を考案し、実験を行なった。
マントル鉱物の高圧相平衡と熱力学:ポストスピネルとポストペロブスカイト

スピネル型マントル鉱物のポストスピネル相への高圧相転移について、高精度の高温高圧実験及び熱測定実験により、個々の鉱物及びパイロライトにおける相平衡関係を詳細に解明した。ペロブスカイト型からポストペロブスカイト型へ高圧相転移を起す多くの化合物を見出し、その結晶構造・物性を明らかにした。1.当研究室のSetaram社製高温微少熱量計に同社の最新の制御・解析システム(CSEvo)を取り付け、熱量計の制御とデータ取得・解析の予備実験を行った。またμgの精度で試料質量を測定できるミクロ天秤(メトラー・トレド社製)を購入し、すべての熱測定試料の秤量に用いた。3.当研究室の高温高圧実験装置に高硬度超硬合金アンビルを組み込み、マルチセル法を用いてMg_2SiO_4、MgSiO_3、パイロライトの詳細な相関係を22-28GPa、1400-1800°Cで決定した。その結果、パイロライトのポストスピネル転移の圧力はMg_2SiO_4より約0.5GPa低く、転移境界線の勾配も約半分であることが明らかになった。このことは、従来から行われていたMg_2SiO_4のポストスピネル転移境界線の勾配を660km不連続面にそのまま適用することは有効でないことを示す重要な結果である。4.SiO_2スティショバイトの低温熱容量を測定し、298Kの標準エントロピーを24.0J/molKと決定した。5.NaNiF_3ペロブスカイトの高圧実験より、この相が約17GPaでポストペロブスカイト相に転移することを明らかにした。6.研究代表者らが先に見出した、CaRhO_3ペロブスカイトとポストペロブスカイト相の中間相の構造解析を行い、この相がポストペロブスカイト構造に類似しているが、明らかに異なる構造であることを示した。1.マルチセル法による精密な高圧実験により、Mg_2SiO_4ポストスピネル転移に及ぼす少量成分(Fe^<2+>、Fe^<3+>、Al^<3+>)の効果を25GPa、1800°Cまで調べ、Fe^<2+>は僅かに転移圧力を上昇させ、逆にFe^<3+>、Al^<3+>は下げることを明らかにした。2.Dscを用いてMg_2siO_4スピネルの熱容量を810Kまで測定し、熱容量が文献値より約5%系統的に高いことを明らかにした。その測定値に基づき格子振動モデルにより熱容量を0Kから計算し、エントロピーを求めた。3.Mg_<14>Si_5O_<24>anhydrousphase Bに関する高圧相関係を20GPa、1800°Cまでの高圧実験で決定し、同時に熱容量と熱膨張率を測定した。これらの結果に昨年度測定した転移エンタルピーを組み合わせ、熱力学計算により相平衡関係を計算し、高圧実験の結果を精密化した。4.NaNiF_3のペロブスカイト-ポストペロブスカイト転移の高圧相関係を詳細に決定し、ベロブスカイト、ポストペロブスカイト両相の構造を精密決定した。両相の熱容量、磁化率等の物性を測定した。5.Fe^<2+>を含むケイ酸塩高圧相の酸化カロリメトリー法を開発し、Fe_2SiO_4のオリビン-スピネル転移、ポストスピネル転移のエンタルピーを測定し、相境界線を熱力学計算で決定した。6.TiO_2-ZrO_2系の高圧相関係を調べ、αPbO_2型固溶体の安定領域を決定した。7.大陸地殻物質の高圧実験を行い、24GPa以上での相関係を明らかにした。1.NaCoF3ペロブスカイトが1000°C、15GPaでポストペロブスカイトに転移し、さらに高圧下でNa5Co3F11とNaCo3F7に分解することを見出し、NaCoF3の高圧相平衡関係を決定した。2.大陸地殻物質の28GPa、1800°Cまでの詳細な相平衡関係をマルチセル法で決定し、高圧相関係を基に密度を計算した。その結果、沈み込むスラブと共に、大陸地殻物質が下部マントル深部にまで沈み込み得ることを明示した。3.MgAl2O4のポストスピネル相であるカルシウムフェライト型MgAl2O4およびMgOとAl2O3の熱量測定を行い、MgOとAl2O3がカルシウムフェライト型MgAl2O4に転移する際の高圧相平衡境界線を熱力学計算で決定した。4.カルシウムリン酸塩Ca3(PO4)2の常圧相と高圧相のエンタルピーおよび熱容量を測定し、格子振動モデルに基づく標準エントロピーを計算した。これらに基づき、Ca3(PO4)2の高圧相平衡関係を熱力学的に計算した。

5.様々なABX3酸化物、フッ化物のペロブスカイトーポストペロブスカイト転移に関して、本研究の結果を含めて多くのデータを整理し、この転移の相境界線の勾配、密度変化、ペロブスカイト相とポストペロブスカイト相の圧縮挙動、ポストペロブスカイト型に転移するABX3化合物のB-X結合の共有性など、ペロブスカイトーポストペロブスカイト転移に共通に見られる結晶化学的特徴が存在することを明らかにした。マルチセル法による精密な高圧実験、マグネシウムケイ酸塩高圧相の高精度の熱測定による熱力学データと相平衡関係の計算、および新規ポストペロブスカイト相の相関係と物性測定に関して、当初の計画の成果を挙げた。それに加えて、TiO_2-ZrO_2系と大陸地殻物質に精密な高圧実験技術を適用し、更なる成果を挙げている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、高圧高温実験の圧力温度範囲の拡大を図りながら、当初の計画に従って研究を推進すると共に、ケイ酸塩からそのアナログ物質まで対象物質の範囲を広げることによって成果を得る。
燃焼プラズマのための損失アルファ粒子検出器の開発

損失イオンプローブは損失イオン(アルファ粒子)のエネルギーとピッチ角を同時に計測できる検出器である.燃焼プラズマでは損失イオンプローブを用いた損失アルファ粒子計測手法は最有力候補である.しかし,従来用いてきたZnS:Agシンチレータは,耐熱性の問題から,燃焼プラズマにおける計測では使用できない.本研究はこの耐熱性問題を解決することで,損失アルファ粒子計測が可能となるばかりではなく,燃焼プラズマにおけるプラズマ物理の解明を大きく推進する研究である.耐熱シンチレータを開発するために,シンチレータ諸特性(発光の強度の温度依存性,発光波長など)を調べる発光測定装置を新たに製作した.この装置には温度計,加熱ヒータ,分光窓と分光器等を取り付けた.シンチレータはZnS:AgとY_3Al_5O_<12>:Ceの粉末をバインダーに混ぜて塗布したものを用いて,MeVプロトンとヘリウムビームの照射試験を行った.その結果,He^+ flux ^-4x10^<12>ions/(cm^2s)を照射し,発光強度の直線性を確認した.Fluenceが増大すると発光強度が低下することがわかった.バインダーを熱処理した場合,140分のビーム照射(flux:1.8x10^<12>ions/(cm^2s),fluence:9x10^<17>ions/(cm^2))によりY_3Al_5O_<12>:Ceの発光強度は照射初期の50%に低下した.ITERの年間照射時間に換算すると33%に低下することが分かった.温度特性は従来報告されているものと同様であった.300°Cで発光強度が半減するのでより高温でも発光する材料を開発する必要がある.一方,核融合科学研究所の大型ヘリカル装置LHDにおいて,損失イオンプローブの開発とそれを用いた計測を行った.様々な実験条件で,高速イオンの損失信号の観測に成功した.将来の燃焼プラズマ下での損失アルファ粒子計測を模擬するために,本研究で開発されたシンチレータをLHDプラズマ計測に使用する予定である.損失イオンプローブは損失イオン(アルファ粒子)のエネルギーとピッチ角を同時に計測できる検出器である.燃焼プラズマでは損失イオンプローブを用いた損失アルファ粒子計測手法は最有力候補である.しかし,従来用いてきたZnS:Agシンチレータは,耐熱性の問題から,燃焼プラズマにおける計測では使用できない.本研究はこの耐熱性問題を解決することで,損失アルファ粒子計測が可能となるばかりではなく,燃焼プラズマにおけるプラズマ物理の解明を大きく推進する研究である.耐熱シンチレータを開発するために,シンチレータ諸特性(発光の強度の温度依存性,発光波長など)を調べる発光測定装置を新たに製作した.この装置には温度計,加熱ヒータ,分光窓と分光器等を取り付けた.シンチレータはZnS:AgとY_3Al_5O_<12>:Ceの粉末をバインダーに混ぜて塗布したものを用いて,MeVプロトンとヘリウムビームの照射試験を行った.その結果,He^+ flux ^-4x10^<12>ions/(cm^2s)を照射し,発光強度の直線性を確認した.Fluenceが増大すると発光強度が低下することがわかった.バインダーを熱処理した場合,140分のビーム照射(flux:1.8x10^<12>ions/(cm^2s),fluence:9x10^<17>ions/(cm^2))によりY_3Al_5O_<12>:Ceの発光強度は照射初期の50%に低下した.ITERの年間照射時間に換算すると33%に低下することが分かった.温度特性は従来報告されているものと同様であった.300°Cで発光強度が半減するのでより高温でも発光する材料を開発する必要がある.一方,核融合科学研究所の大型ヘリカル装置LHDにおいて,損失イオンプローブの開発とそれを用いた計測を行った.様々な実験条件で,高速イオンの損失信号の観測に成功した.将来の燃焼プラズマ下での損失アルファ粒子計測を模擬するために,本研究で開発されたシンチレータをLHDプラズマ計測に使用する予定である.
細胞膜ラフト領域の神経系構築における役割

哺乳類の脳・神経系における細胞膜ラフト領域の情報伝達への寄与を解析する目的で,まずこの領域の構成因子を解析した.本年度の研究において,1,調製方法の違いによりラフト構成因子が大きく変動することを見い出した.また,2,ラフト局在性の細胞接着因子であるキロンとOBCAMの視床下部視交差上核における発現パターンを比較し,さらに塩投与により誘因される構造変化に伴う発現変化を解析した.3,神経細胞の極性形成とラフトとの関わりを解析する手始めにラフトの主要タンパク質であるNAP-22の極性形成の時間経過における軸索への局在の度合いを培養神経細胞を用いて解析し,このタンパク質の軸索への局在が極性形成後の顕著になることを見い出した.すなわちNAP-22は直接に極性形成に関わるというよりその維持に関与している可能性が高い.4,ラフトのコレステロールにNAP-22が結合することを昨年見い出したが,この結合を詳細に解析した結果,NAP-22はフォスファチジルコリン存在下においてのみコレステロール結合能を持つことがわかった.さらにNAP-22がリポソーム膜において脂質の不均一分布を誘起することも見い出された.5.ウシ副腎髄質のクロム親和細胞中の分泌顆粒の顆粒膜ラフトの構成因子を解析し,V-ATPaseが局在することを見い出した.これはラフトが膜のサイクリングに関与する可能性を示している.6,三量体Gタンパク質のラフト局在はよく知られているが,低分子量Gタンパク質の内,膜構造の制御因子として知られているRhoファミリーGタンパク質の局在を調べ,Rac1は局在するがRho,Cdc42は局在しないことを見い出した.このようにラフト構成因子の解析により,ラフトが細胞膜の構造変化やサイクリング,細胞接着,細胞極性の維持等,種々の情報伝達,情報変換の機構に関与することを見い出した.哺乳類の脳・神経系における細胞膜ラフト領域の情報伝達への寄与を解析する目的で,まずこの領域の構成因子を解析した.本年度の研究において,1,調製方法の違いによりラフト構成因子が大きく変動することを見い出した.また,2,ラフト局在性の細胞接着因子であるキロンとOBCAMの視床下部視交差上核における発現パターンを比較し,さらに塩投与により誘因される構造変化に伴う発現変化を解析した.3,神経細胞の極性形成とラフトとの関わりを解析する手始めにラフトの主要タンパク質であるNAP-22の極性形成の時間経過における軸索への局在の度合いを培養神経細胞を用いて解析し,このタンパク質の軸索への局在が極性形成後の顕著になることを見い出した.すなわちNAP-22は直接に極性形成に関わるというよりその維持に関与している可能性が高い.4,ラフトのコレステロールにNAP-22が結合することを昨年見い出したが,この結合を詳細に解析した結果,NAP-22はフォスファチジルコリン存在下においてのみコレステロール結合能を持つことがわかった.さらにNAP-22がリポソーム膜において脂質の不均一分布を誘起することも見い出された.5.ウシ副腎髄質のクロム親和細胞中の分泌顆粒の顆粒膜ラフトの構成因子を解析し,V-ATPaseが局在することを見い出した.これはラフトが膜のサイクリングに関与する可能性を示している.6,三量体Gタンパク質のラフト局在はよく知られているが,低分子量Gタンパク質の内,膜構造の制御因子として知られているRhoファミリーGタンパク質の局在を調べ,Rac1は局在するがRho,Cdc42は局在しないことを見い出した.このようにラフト構成因子の解析により,ラフトが細胞膜の構造変化やサイクリング,細胞接着,細胞極性の維持等,種々の情報伝達,情報変換の機構に関与することを見い出した.
過疎自治体の地域づくりのための国内姉妹都市研究:今日的課題と活用プロセスの解明

本研究は、これまで学術的・社会的関心が払われてこなかった「国内姉妹都市提携(平常時の自治体間連携)」による広域ネットワークに着目し、「災害時応援協定(非常時の自治体間連携)」との相互補完を見据え、人口減少社会下の過疎自治体の地域づくりにおける潜在的可能性を明らかにするものである。本年度は、アンケート調査の実施とその分析を行い、現地ヒアリング調査に向けた知見を蓄積することを目標に置いた。アンケート調査は、国内姉妹都市提携自治体かつ過疎地域指定の312市町村への郵送配布を実施し、165市町村(延べ267提携)から返答を得た(回収率52.9%)。データ分析の結果、多くの自治体が姉妹都市提携を「政策的観点から」または「地域づくりの観点から」重要であると判断しており、今後の自治体間連携についても現状維持または更なる発展を考えている一方で、財源及び人材の不足により現実的には難しい状況にある点、今後新たな姉妹都市提携については「申請があっても断る」としており、平常時の自治体間連携に対する消極的な姿勢にある点等が明らかになった。他方で積極的な自治体間連携を推進している自治体も少なからず存在しており、更なる精査のちヒアリング対象自治体として選定していくことを想定している。データ分析は未だ単純集計の段階ではあるが、次年度の分析に向けた手掛かりについては一定程度得られたと考えている。また併せて、関連学会への参加を通し、積極的な情報収拾や意見交換に尽力した。アンケート調査で得られたデータに関しては、より詳細な分析が必要であるが、当初想定していたヒアリング調査に向けた準備は概ね完了したと考えている。研究計画に大幅な変更は加えないが、研究方法に関しては、アンケート調査データの詳細分析に係る部分について、昨年度に引き続き研究の主旨や目的設定に影響が生じない範囲で研究対象の絞り込み方や類型化の方法を再検討していく。その上で年度前半までにはデータ分析を行う。年度後半にヒアリング調査、及び本研究の取りまとめを行う。具体的には、アンケート調査・ヒアリング調査に基づいた(1)過疎自治体における国内姉妹都市提携状況の実態把握、(2)類型ごとの国内姉妹都市提携の活用及び課題解決プロセスの解明の2点を研究目的としている。具体的には、アンケート調査に基づき、過疎自治体における国内姉妹都市提携状況の概要を把握した上で自治体の類型化を行い、取り組み内容の特徴やニーズ、課題について整理する(目的1)こと、更にヒアリング調査に基づき、前述の類型ごとの、姉妹都市提携における今日的課題とその対応策、ならびに「災害時応援協定」との相互補完を踏まえた活用プロセスを整理する(目的2)ことにより、研究目的を達成することを目指した。本年度については、後述の通り研究環境の再セットアップを要した為、研究の枠組みを再検討すると共に、既往研究・文献の収集とプレヒアリング調査を重点的に実施することとし、アンケート票の項目設定に向けた基礎的知見の蓄積を図った。併せて、関連学会への参加を通し、積極的な情報収拾や意見交換に尽力した。研究に遅れが生じていることもあり、冒頭の研究目的は未だ未達成であり、学術的なアウトプットを残すには至っていないが、次年度の本調査に向けた準備は概ね整ったとみている。研究代表者の人事異動に伴い、研究環境の再整備、研究対象自治体の再検討を余儀無くされたこと、また想定していた研究時間の確保が困難であったことから、本年度での到達目標であるアンケート調査を実施及びデータ分析に至らず、研究フレームワークの修正、及びプレヒアリング調査に留まることとなった。ただ機器含む研究環境は概ね整い、プレヒアリングによる知見の蓄積も進んだ為、次年度以降はアンケート調査及びデータ分析を含め、研究を遂行できる状況にある。

研究計画に大幅な変更は加えないが、研究方法に関しては、遅れをフォローする為に、研究の主旨や目的設定に影響が生じない範囲で研究対象の絞り込み方や類型化の方法を再検討する。その上でアンケート調査に直ちに着手し、年度前半までにはデータ分析を行う。年度後半にヒアリング調査、及び本研究の取りまとめを行う。研究計画に大幅な変更は加えないが、研究方法に関しては、アンケート調査データの詳細分析に係る部分について、昨年度に引き続き研究の主旨や目的設定に影響が生じない範囲で研究対象の絞り込み方や類型化の方法を再検討していく。その上で年度前半までにはデータ分析を行う。研究に遅れが生じ、当初想定していたアンケート調査が年度内に実施できなかった為。次年度直ちに未使用分を用いて、アンケート調査に着手する。当該年度での完遂ができなかったアンケート調査データの詳細分析、及びヒアリング調査の実施において未使用分を執行する予定である。
低温適応と低温耐性の分子機構

(1)低温と凍結に対する不飽和膜脂質の保護効果の研究:昨年度までの研究により、光合成の低温下における強光障害を不飽和膜脂質が保護し、その機構は低温強光阻害からの回復プロセスを促進することにあることを明らかにできた。本年度は、その保護効果の作用部位が光化学系II複合体のD1タンパク質の翻訳段階であることを明らかにした。さらに膜脂質の不飽和化は耐塩性にも深く関与していることを明らかにした。(2)低温と凍結に対するベタインの保護効果の研究:これまでに適合溶質ベタインの生合成能を付与する遺伝子操作が、植物(Arabidopsis)の低温耐性や凍結耐性のみならず多様な環境ストレスに対する耐性の増強をもたらすこと、また遺伝子改変植物において増強されたストレス耐性は、その全生活環で獲得されていることを明らかにしてきた。ベタインによるストレス耐性増強の分子機構として、タンパク質の合成系の安定化によるタンパク質の新規合成の促進が主要なものであるという結果を得た。(3)新しい低温適応因子の研究:ラン藻Synechocystisにおける低温誘導をDNAミクロアレイを用いて網羅的に調べたところ、多数の遺伝子が低温によって、誘導されることがわかった。その中には、転写・翻訳に関わる因子、リボゾームのサブユニットタンパク質、RNAヘリカーゼ等の遺伝子が含まれていたが、機能未知タンパク質の遺伝子も多数含まれていた。これらのタンパク質の低温適応・低温耐性における役割を解明することが今後の課題である。(4)低温センサーと低温シグナル伝達系の研究:昨年度までに、ラン藻Synechocystisの2種類の低温センサーと1種類の低温シグナル伝達体を同定していた。今年度はDNAミクロアレイを用いて低温センサーとシグナル伝達系の関係、および各低温センサーの支配下に存在する低温誘導性遺伝子群を明らかにした。(1)低温に対する不飽和膜脂質の保護効果生育温度により膜脂質の不飽和度が変化しない実験材料をラン藻について作製した。すなわちラン藻の膜脂質のΔ6不飽和化酵素とΔ12不飽和化酵素の各遺伝子を抗生物質耐性遺伝子の挿入により破壊し、モノ不飽和化脂質だけを持つ二重変異株を作製した。また同様に、Δ6不飽和化酵素とω3不飽和化酵素に関しても遺伝子破壊を行い、モノ不飽和化脂質とジ不飽和化脂質を持つ二重変異株も作製した。これらの二重変化株の細胞生理学的解析から不飽和膜脂質が低温下における生育や光合成の光阻害からの保護に重要であることを明らかにした。また、膜脂質の不飽和酵素の抗体を用いた免疫電子顕微鏡による解析から、ラン藻における不飽和化酵素の細胞内局在性を決定し、不飽和化酵素は細胞質膜とチラコイド膜の両方に局在していることを明らかにした。(2)低温に対するベタインの保護効果ベタインを蓄積できるようになったトランスジェニック・ラン藻を用いて、ベタインは光合成機能の低温耐性能を増大させることにより細胞を低温傷害から保護することを明らかにした。(3)新しい低温適応因子の検索生育温度により膜脂質の不飽和度が変化しないラン藻の変異株を作製した(上記(1)参照)。この変異株にカセットミュータジェネシスを施すことにより完全に低温に適応できなくなった遺伝子破壊株を単離する予定である。(4)低温センサーと低温シグナル伝達系ラン藻の低温誘導性不飽和化酵素をコードする遺伝子のプロモーター領域と細菌のルシフェラーゼ構造遺伝子から成るキメラ遺伝子を持つトランスジェニック・ラン藻にカセットミュータジェネシスを施し、ルシフェリンの低温依存性発光に異常をきたした変異株を、低温シグナル伝達系に異常をきたした遺伝子破壊株の候補として多数取得した。さらにいくつかの遺伝子破壊株について染色体DNA上の遺伝子破壊部位を同定した。(1)低温と凍結に対する不飽和膜脂質の保護効果の研究:1価の不飽和脂肪酸しか生合成できないラン藻Synechococcusに新たな不飽和化

酵素の遺伝子を導入し、膜脂質の不飽和結合数を増加させることに成功した。この遺伝子導入株および昨年度に作製したラン藻Synechocystisの不飽和化酵素の遺伝子破壊株の解析から、低温に対する不飽和膜脂質の保護効果の作用部位は,光化学系II複合体のD1タンパク質前駆体のC末端のプロセシングであることを明らかにした。(2)低温と凍結に対するベタインの保護効果の研究:土壌細菌のコリンオキシダーゼ遺伝子をシロイヌナズナおよびイネに導入することでベタイン合成能を獲得した形質転換植物の作製に成功した。これらの形質転換植物では、塩、低温、高温、強光に対する耐性の増強がみられた。特にシロイヌナズナについては、種子の吸水時と発芽時における低温および高温に対する耐性が増強していることを明らかにした。(3)新しい低温適応因子の研究:不飽和化酵素の遺伝子破壊により膜脂質の不飽和度が温度によって変化しなくなったラン藻Synechocystisの変異株を取得した。これを用いて新しい低温適応因子の単離に向けて予備実験を行った。(4)低温センサーと低温シグナル伝達系の研究:ラン藻Synechocystisの4種の不飽和化酵素遺伝子が低温に対して異なった発現応答を示すことを明らかにした。低温刺激に対して最も重要なΔ9不飽和化酵素の遺伝子発現は構成的であったが、次に重要なΔ12不飽和化酵素の遺伝子は比較的ゆっくりと応答し、あまり重要でないΔ6とΔ15不飽和化酵素の各遺伝子が最も早く応答した。またラン藻Synechocystisを用いたランダムな遺伝子破壊およびセンサーキナーゼと推定される遺伝子群の破壊による低温シグナル伝達系に異常をきたした変異株を多数取得した。(1)低温と凍結に対する不飽和膜脂質の保護効果の研究:不飽和化酵素の遺伝子破壊により膜脂質の不飽和結合数を段階的に変化させたラン藻を用いて,これまでに不飽和結合が光合成機構の安定化にとって重要なことを明らかにしてきた。今年度はその分子機構を解析し,低温に対する不飽和膜脂質の保護効果の作用部位が光化学系II複合体のD1タンパク質の新規合成とそのプロセシングにあることを明らかにした。今後は,タンパク質の合成と膜透過に対する低温と膜脂質の流動性(不飽和結合)の拮抗的効果の分子機構を明らかにしていく。(2)低温と凍結に対するベタインの保護効果の研究:ベタイン合成能を獲得した形質転換アラビドプシスを用いて,ベタインが低温のみならず凍結に対する耐性を増強することを明らかにした。また種子の吸水時と発芽時における低温耐性、高温耐性も増強されていることも明らかにした。これらのベタインの保護効果の分子機構として,タンパク質合成の促進ならびにタンパク質の高次構造と膜構造の安定化の作用を推定している。
近代日本の<民族精神>による<国民文化>の系譜--ドイツとの比較を視座として

本研究は、1870年前後から第二次世界大戦までの、いわゆる近代という時代において、日本とドイツが、その思想的潮流や歴史的背景に多くの共通点や対照性を有することを踏まえたものである。哲学・文学研究をとおしてドイツ思想・文化を受容し、近代日本の時代精神を体現した評論家の論説を考察することによって、<国民的自覚>の高まりから<近代の超克>にいたる<民族精神>論の内容を明らかにした。併せて、当時の日本における<民族主義>の高揚と<民俗学的研究>の隆盛に相関関係があることを指摘した。今年度=平成20年度に発表した成果の中心テーマは、「近代日本の<国民文化>形成におけるドイツ思想の影響」。1870年前後から第二次世界大戦までの、いわゆる近代という時代状況について、日本とドイツが、その思想的潮流や歴史的背景において多くの共通点や対照性を示していることを踏まえ、ドイツとの比較を補助線として、近代日本における国家アイデンティティの内容を明らかにすることをめざした。その研究を進めるにあたって、哲学・美学・文学研究をとおしてドイツ思想・文化を受容し、近代日本の時代精神を形成する思想を表現していった森鴎外、大西祝、高山樗牛、姉崎正治、金子筑水、桑木厳翼の評論・論説を考察対象とした。具体的には、日清戦争後から大正期にかけて--前世紀転換期から20世紀初年にかけての日本におけるドイツ思想・文化論が、当時の知識人の意識や国情の実態を反映していることを確認し、国民国家確立期の日本におけるドイツ哲学・芸術の受容の意義について論じた。すなわち、森鴎外、大西祝、高山樗牛、姉崎正治、金子筑水、桑木厳翼ら哲学者・文学者たちによって受容されたドイツ思想・文化は、それぞれの批評活動の典拠ないしは原動力となって,当時の時代精神そのものを創出していったことを明らかにした。その趣旨から、ドイツ語圏の研究者に対しても発信することを志向し、ドイツ語での執筆・発表となった。本研究の目的は、1870年前後から第二次世界大戦までの、いわゆる近代という時代状況について、日本とドイツが、その思想的潮流や歴史的背景において多くの共通点や対照性を示していることを踏まえ、ドイツとの比較を補助線として、近代日本における国家アイデンティティの内容を明らかにすることである。本年度は、論文「近代日本における<民族精神>による<国民文化>の系譜-ドイツとの比較を視座として」で、ドイツにおける民族至上主義台頭の背景を踏まえ、日露戦争前後から第二次世界大戦時までの日本における評論・論説に展開された<民族精神>論の内容を確認した。そして、20世紀前半の<国民的自覚>高揚期から<近代の超克>にいたるドイツと日本の<民族主義>と<民俗学的研究>の対応関係について論じた。また、論文「柳田國男のハイネ受容による<民族>の発見-<民族精神>の高揚と<民俗学>隆盛の連環を考究するために」において、ドイツの<民族主義>に抗したハイネ受容をとおしての近代日本における<民族>の登場、とくに柳田國男の談話「幽冥談」(「新古文林」明治38年9月)にうかがえるハイネ受容をとおしての<民族>認識について考察した。次年度は、明治初年代から大正期の文明評論における<文明>概念の変遷の軌跡をたどる。西洋文明が物質文明として相対化される段階を経て、精神性重視の<文化>概念が<文明>の用語から自律し、<文化主義>が提唱されてゆく様相を明らかにする。その際、ドイツにおける<教養>概念を、近代日本がどのように受容したかについて検討し、<文化>が創造されてゆく場としての<大学>の理念について、また<文化>を創造する主体であり媒介である<学問>の定義について、森鴎外の論説等を中心に考察する。日本とドイツとの思想的潮流や歴史的背景の比較を通して、近代日本における国家アイデンティティの内容を明らかにすることを目的とする本研究課題において、本年度=平成22年度は、大正期の<文化主義>提唱に至るプロセスで、近代日本がドイツの<教養>概念をどのように受容したかについて、また、ドイツと日本における民俗学的研究の隆盛に注目し、ナショナリズムの高揚における<国家><民族><郷土><文化><風土>などの概念の位相について検討することをめざした。具体的には、シンポジウムでの報告「近代日本における<教養>概念成立のための<大学>と<文化>」で、<文化>が創造されてゆく場としての<大学>の理念について、また<文化>を創造する主体であり媒介である<学問>の定義について、森鴎外の論説等を中心に考察した。また、『コレクション・モダン都市文化第65巻海港都市・神戸』のエッセイおよび同書収録の『観艦式記念海港博覧会誌』(1931年)

「解題」では、自国の<文化>レベルの高さや<文明>の進化の度合いを誇示するとともに、他国の文化や技術力に学ぶことが目的とされた<博覧会>という行事におけるドイツからの影響や移入について言及した。さらに、『「Japan To-day」研究-戦時期「文藝春秋」の海外発信』の担当記事「夏(佐藤惣之助)」「日本におけるゲーテ(茅野蕭々)」において、ドイツ文化からの移入やドイツ文化への発信が、情緒や文学といった<日本文化>を豊かにするばかりでなく、ドイツ文化への、ひいては世界文化への貢献を果たすことになるという、<日本文化>信奉の当時の実相について考察した。併せて、<民族><郷土><風土>という概念に関わる考察として、地域研究報告集会で「地域研究としての郷土学」を論じた。
細胞内代謝可視化技術を利用した培養プロセス制御法の開発

微生物発酵による有用化合物の生産においては,目的物質を安定に高生産することが重要であり,これを実現するには培養中の代謝状態を適切に維持することが必要である.また,細胞内の代謝情報を可視化することで,代謝状態の制御に有益な情報が得られると考えた.本研究において,解糖系やTCA回路の反応速度を可視化する蛍光タンパク質センサーを開発した.また,大腸菌によるメバロン酸の生産を例に,解糖系とペントースリン酸経路のフラックス比の制御がメバロン酸の収率に与える影響を実験的に評価した.最適なフラックス比におけるメバロン酸収率は,フラックス比を制御しなかった場合に比べて25%増加することが示された.本研究課題では、蛍光タンパク質を利用して大腸菌細胞内の代謝状態を可視化する技術を応用して、培養プロセスの新規制御方法を開発する。微生物を利用した有用物質生産において、目的物質を安定に高生産するには、代謝フラックスの適切な制御が重要である。大腸菌によるメバロン酸の生産では、メバロン酸の生合成に還元力NADPHが必要であるため、解糖系とペントースリン酸経路のフラックス比を適切に維持する必要がある。近年、大腸菌の解糖系フラックスの蛍光タンパク質を利用して可視化する技術が開発された。この技術を培養プロセスの制御に利用する。すなわち、培養槽から即時に代謝フラックスの情報を取得し、実際の代謝を理想状態に近づけるように遺伝子発現量を制御し、代謝フラックスを目標の値に制御する。本年度は、解糖系上流の酵素であるホスホグルコースイソメラーゼの発現量をイソプロピル-β-チオガラクトピラノシド(IPTG)で制御可能な株に、フラックスセンサーを導入した。IPTGの添加量よって解糖系とペントースリン酸経路のフラックス比を制御し、その変化を蛍光強度として検出できることを確認した。メバロン酸生産株の制御に必要な範囲でセンサーが機能することを確認した。次に、解糖系フラックス制御システムを導入したメバロン酸生産株を構築した。Enterococcusfaecalis由来のメバロン酸合成経路遺伝子を恒常発現プロモーター下で発現させ、解糖系とペントースリン酸経路のフラックス比の変化が、メバロン酸の生産性に及ぼす影響を評価した。また、IPTGによる遺伝子発現の誘導は、一度添加した薬剤を除くことが難しいという欠点がある。そこで、薬剤添加以外の物理的な刺激による遺伝子発現の誘導システムを検討した。本年度の研究では、申請書の計画通り、解糖系とペントースリン酸経路のフラックス比の制御株にフラックスセンサーを導入し、メバロン酸生産株の制御に必要な範囲でセンサーが機能することを確認した。また、解糖系とペントースリン酸経路のフラックス比の制御株にメバロン酸合成経路遺伝子を導入した株を構築し、フラックス比の変化がメバロン酸の生産性に及ぼす影響を評価した。さらに、予定を前倒し、薬剤添加以外の物理的な刺激による遺伝子発現の誘導システムの導入に着手した。以上の進捗状況により、順調に研究が進展していると考えている。代謝を利用した有用物質生産では、目的物質の生産に適した代謝状態を達成するように、フラックス分布を適切に制御することが重要である。本研究課題では、蛍光タンパク質を利用した代謝可視化技術を利用して、培養プロセスの制御方法の開発を目指した。本年度は、メバロン酸生産大腸菌に、解糖系とペントースリン酸経路のフラックス比制御システムを導入した株を用い、誘導剤であるイソプロピル-β-チオガラクトピラノシド(IPTG)の濃度を変更して、各条件におけるメバロン酸の生産性を測定した。13C代謝フラックス解析を行いてフラックス分布を明らかにし、メバロン酸の生産に最適なフラックス比を実験的に決定した。メバロン酸収率に細胞増殖が影響することが明らかになったため、増殖抑制時についても本解析を実施して最適フラックス比を決定した。また、メバロン酸合成遺伝子、解糖系フラックスセンサー、フラックス比制御システムをすべて導入した菌株を構築した。次に、フラックスを可視化する反応の拡大を試みた。転写因子ArcAの活性を蛍光タンパク質で測定するセンサーを構築し、ArcA活性と呼吸鎖のフラックスの間に負の相関があることを見出した。呼吸鎖とTCA回路は補酵素NADHを介して繋がっており、このセンサーを用いることで、TCA回路のフラックスを可視化できることを示した。IPTGによる遺伝子発現の誘導は一度添加した薬剤を除くことが難しいため、光刺激による遺伝子発現の誘導システムを導入した。シアノバクテリア由来の光感知システムを利用して、中枢代謝経路の分岐点にスイッチを構築し、緑色もしくは赤色光の照射により代謝を制御できることを確認した。今後は、蛍光タンパク質によりフラックスを検知し、光照射によりフラックスを制御するというプロセスに発展できると期待できる。微生物発酵による有用化合物の生産においては,目的物質を安定に高生産することが重要であり,これを実現するには培養中の代謝状態を適切に維持することが必要である.また,細胞内の代謝情報を可視化することで,代謝状態の制御に有益な情報が得られると考えた.本研究において,解糖系やTCA回路の反応速度を可視化する蛍光タンパク質センサーを開発した.また,大腸菌によるメバロン酸の生産を例に,解糖系とペントースリン酸経路のフラックス比の制御がメバロン酸の収率に与える影響を実験的に評価した.最適なフラックス比におけるメバロン酸収率は,フラックス比を制御しなかった場合に比べて25%増加することが示された.

グルコースを制限した連続培養条件において、蛍光強度として検出した解糖系フラックスを指標に、解糖系フラックスを理想値にフィードバック制御するシステムの開発を進める。また、イソプロピル-β-チオガラクトピラノシドによる遺伝子発現の制御は、一度添加した薬剤を除くことが難しいという欠点があるため、光刺激による遺伝子発現の誘導システムを実装し、フラックスの比例制御を可能にする。最後に、開発したプロセスをメバロン酸生産について評価するため、フラックスセンサー、解糖系フラックス制御システム、メバロン酸生合成経路の遺伝子発現の機能を1つの細胞に全て導入した大腸菌変異株を構築し、解糖系フラックスを制御した場合と制御しなかった場合のメバロン酸の生産性の違いを比較し、本培養プロセス制御の有用性を定量的に実証する。代謝工学
冷凍同種血管束移植による新しい皮弁の開発

1、同種異系血管束を用いた皮弁の作成について昨年までは、日本白色うさぎの同種冷凍血管束を用いて、新たなる血行を持たせた皮弁、いわゆるSecondary vascularized flapの作成が可能であることを証明してきた。今年はさらに、日本白色種とニュージーランド種の同種異系を用いたモデルについて同種血管束移植の可能性を検討した。免疫抑制剤としてFK506を1mg/kg/day使用した。今回の実験では、血管束移植後最大7日目まで血管の開存が確認できた。しかし、2週間目皮弁挙上時での血管の開存は得られず、皮弁は全例壊死に陥った。血管の閉塞の原因として、吻合部の血栓移植組織の感染等が考えられた。今後さらに冷凍保存手技、免疫抑制剤の使用量の検討等が必要と考えられる。今後は、同モデルを用いて、冷凍保存手技の向上、併用薬剤の工夫等により生着率の向上を行う。2、同種血管束により作成した皮弁の立体的血管構築の観察我々は、現在まで、Secondary vascularized flapの血管構築につき静脈相も含めた経時的変化について報告してきた。今回は、皮弁の血管構築の立体的観察をラテックスゴム注入による鋳型標本を用いてを行った。血管束基部においては、中心に太い動静脈が通り周囲には毛細血管網が存在していた。血管束動脈から分枝した動脈は、皮弁内動脈へ直接連絡していた。皮弁内動脈には、拡張・蛇行といった形態変化の他に、皮弁長軸方向への配列変化を起こしていた。皮弁内の静脈は皮弁遠位部では細いが、血管束を中心として次第に太く集合し血管束静脈に連絡していた。皮弁内の動静脈は互いに立体的に交差しあう構造を示し血管束動静脈に収束していた。これらの所見は通常の有茎皮弁(いわゆるaxial pattern flap)に近い所見と思われる。本研究により、日本白色ウサギを用いた動静脈を対とした同種血管束の移植の研究により、secondary vascularized flap(二次的に血行を持たせた皮弁)の作成が、可能であることが証明された。昨年の学会では、以下の知見が得られた。初回手術から2週間目で作成した皮弁を移植した血管束のみで挙上し、再び元の場所に移植する。その後1週間、皮弁の血流が良好であること、移植した皮弁が完全生着することが観察され、同種血管束と皮弁の皮下血管網との間で血管新生が生じ、これが皮弁として移植しうるだけのviabilityを持つことが証明された。また、micro-angiographyにより、血管束から皮弁内への造影剤の移行が観察され、この間に血行が存在していることが示唆された。今年度は、同種血管束と皮弁血管網との間で生ずる血管新生について、樹脂鋳型標本を用いた走査電子顕微鏡による観察を行った。初回手術の翌日では、血管束内の動静脈共に血管内膜の状態は良好で、周囲の小血管さらに、2030ミクロン程度の毛細血管にいたるまで開存を観察することが可能であった。さらに、毛細血管レベルにおいては一部で血管芽の発育が観察された。術後2日目では、さらに、その新生血管は分枝状に分かれて成長する事が分かったが、皮弁内の血管は観察できなかった。術後3日目では、血管束の動静脈、周囲の小血管とともに、成長した毛細血管を通して、皮弁内の血管が観察された。吻合した血管は一部で、太くなっており、これは毛細血管の吻合が起こり、そこに新たに血流が生ずると血管径が急速に太くなることを示す。これらの所見の一部は、血管新生についての過去の報告に見られるが、今回新たに冷凍同種血管からも同様の血管新生課程が起こることが、解明された。(第6回日本形成外科学会基礎学術集会にて発表)1、同種異系血管束を用いた皮弁の作成について昨年までは、日本白色うさぎの同種冷凍血管束を用いて、新たなる血行を持たせた皮弁、いわゆるSecondary vascularized flapの作成が可能であることを証明してきた。

皮弁内の動静脈は互いに立体的に交差しあう構造を示し血管束動静脈に収束していた。これらの所見は通常の有茎皮弁(いわゆるaxial pattern flap)に近い所見と思われる。
多価不飽和脂肪酸摂取による細胞内アルデヒド蓄積度合と遺伝毒性・細胞毒性との関連性

魚油などに含まれている多価不飽和脂肪酸は、酸化されやすく反応性が高いため、生体内で酸化されると細胞を傷つける物質を産生し細胞の老化を早め、更に疾病を惹起する原因になる。これまでの生体内酸化の研究においては、活性酸素を中心とした酸化する側の研究が盛んに行われてきているが、酸化される側(食事由来多価不飽和脂肪酸)に着目した研究はほとんど行われていない。そこで本研究では、酸化される側の多価不飽和脂肪酸に着目し、細胞内の損傷物質を指標に、多価不飽和脂肪酸の摂取と細胞の損傷との関連性について研究を行う。
理数離れを防ぐ、そろばん・和算を援用した算数・数学教育の開発

本研究は、日本に伝わる和算・そろばんにある、イメージを利用し、直感的に理解させる思考法を用いて、数学が苦手な学生・生徒にわかりやすく理解させるための方策の研究である。この研究に基づいて、小学生向きの自学自習教科書を実際に作成した。その目覚しい成果は産経新聞、読売新聞、フジテレビなどでも紹介された。また、代表者の岡部は、この成果を用いてお台場のパナソニック・センターに18年8月に開設された「RiSuPia」の数学関連の展示コンテンツの監修をした。三島は教材の電子化に関して多大な貢献をした。このRiSuPiaは、数学に関しての本格的な体験的施設としては、現在本邦唯一のものである。このリスーピアも、NHKはじめ各テレビ局や新開でも大きく報道された。ここでは、和算・そろばんの果たした意義やその思考法を来場者自ら体験してもらうようにもなっている。本年度は、研究代表者と分担者がそれぞれの担当の分野(岡部;算数・数学のカリキュラムとの連関、三島;コンピュータを用いた教材製作に関する研究、鈴木;数学教育における位置づけの研究、西村;そろばんの社会的な役割と数学教育への応用、西森;大学基礎教育における和算の援用)について、調査とその資料の収集とをおこなった。そのデータは、研究代表者のもとへ送られ、それをもとに研究代表者を中心に協議がおこなわれ、さらに具体化に向けて話し合いを進めた。研究代表者の岡部と分担者の西村は、これらの結果をデータファイルとしてまとめ、算数の教材の一部に、取り入れて算数の一部の学年の教科書を作成した。それは3年-5年の分で、検定外教科書の形をとって出版した。本研究で得られた研究成果は、教科書全体に和算の直観的な思考法として用いられている。また、教科書のたとえば以下のようなところには、顕著に使われている。(1)足し算や引き算の繰り上がり、繰り下がりをそろばんを用いて、目に見えるように図示して生徒に理解しやすくした。(2)図形の円や扇形の面積の計算法にトイレットペーパーの方法を用いた。これは、建部賢弘の提唱した和算の思考法である。さらに、得られた成果を公開し、社会に還元し、教育効果を検証する作業も同時に進めている。鈴木は、山梨大学で折り紙の教育的な意味を探るための講演会を開き、岡部は和算を用いて25校以上の出前授業を行った。次年度以降も、引き続き、1-2年と6年の分を完成させ、さらに中学校へと進む予定である。本年度は、昨年度に引き続き、研究代表者と分担者がそれぞれの担当の分野について、調査とその資料の収集とをおこなった。そのなかで。研究代表者の岡部と分担者の西村は、これらの結果をデータファイルとしてまとめ、算数の教材の一部に取り入れて、算数の教科書をほぼ完成させた。昨年、3年-5年の中核の部分を完成させたので、今年度取り組んだのは、そこまでの基礎を培う1-2年の部分と、それから後の中学校への橋渡しとなる6年の部分である。また、1-2年の教科書では、足し算や引き算が導入されるところでもあり、ここでは特にそろばんを効果的に用いることができることがわかった。また、6年生の図形の部分では、建部賢弘の提唱した和算の思考法が有効であることも判明した。つまり、今回も以下の2点に注意しながら教材を開発することにした。(1)足し算や引き算の繰り上がり、繰り下がりをそろばんを用いて、目に見えるように図示すると、生徒に理解しやい。(2)図形の円や扇形の面積の計算法に建部のトイレットペーパーの方法が有効。たとえば、岡部は「文科省の理科大好きプラン」に協力する形で、20校以上の出前授業を行ったが、そこでも本研究で得られた和算の思考法の利用を効果的に用いている。またその中で得られた反省点や評価すべき点をフィードバックしている。次年度以降も、引き続き教材に改良を加え、さらに中学校への方向性を示す予定である。