hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内NADPHの蛍光振幅変化を指標にした白血球の活性化機構の解析

マクロファージ(MP)の活性化物質として知られる各種サイトカインを単独或いは併用でMPを刺激し、細胞内NADPHの蛍光oscillation変化を蛍光強度(amplitude)と振幅巾(frequency)の両面から単一細胞のレベルで解析し、活性化物質を作用別に分類し得ることを昨年度明かにしたが、平成13年度はこの現象に関る細胞表面物質の動態とシグナル伝達におけるクロストークについて解析した。前年度の結果に基づいて蛍光強度(amplitude)を高めるサイトカインとしてinterferon γ(IFN-γ)を、振幅巾(frequency)を低下させるサイトカインとしてIL-6を用いて、MP単一細胞のNADPHの自家蛍光を蛍光顕微鏡にて観察した。細胞膜受容体の動態に影響を及ぼすものとして、抗CD14モノクローナル抗体を用い前処理処理したMPの活性を検討した。その結果、IL-6処理によるfrequency変化が、CD14抗体処理により観察されなくなった。methylβ-cyclodextrin(MCD)処理により脂質ラフトの影響を検討したところ、MCD処理はIL-6によるfrequency変化を誘導しなかった。MP表面のCD14の局在をMCD処理前後で比較すると、CD14の脂質ラフトへの局在が認められなくなった。CD14抗体処理によるサイトカイン感受性の低下はp38MAPキナーゼのリン酸化を抑制することからその上流のシグナル経路が影響を受けていることが示唆された。サイトカインによるMP中のNADPHのoscillation変化と脂質ラフトの形成変化とは密接に関係している事が示されたが、各種サイトカイン受容体の細胞膜上でのクロストークについて、明確な機序を提示するには至らなかった。しかし、本研究により、NADPHの変化パターンをモニターすることでリアルタイムに細胞の活性化状態を客観的に評価でき、さらに活性化物質の作用メカニズムを解析する一手段になりうることが示された。マクロファージ(MP)の活性化物質として知られる各種サイトカインを単独或いは併用でMPを刺激し、細胞内NADPHの蛍光oscillation変化を蛍光強度(amplitude)と振幅巾(frequency)の両面から単一細胞のレベルで解析し、活性化物質を作用別に分類することを平成12年度の研究目的とした。サイトカインとしてinterferon γ,TNF-α,IL-1β,IL-2及びIL-6を用いて、MP細胞株或いは腹腔MPの培養に添加して、ガラスベースディッシュに付着させた状態で、単一細胞のNADPHの自家蛍光を蛍光顕微鏡にて観察した。蛍光データは冷却CCDカメラからコンピューターに取り込み、デジタル化したのちフォトンカウンティグによるoscillation curveを作製することで、amplitudeおよびfrequencyを算出した。その結果、IFN-γは未刺激のMPとfrequencyの点では同等であったが、amplitudeをほぼ3倍高めることが示された。一方、IL-2やIL-6はそれら単独では変化させないが、IFN-γ前処理によりfrequencyが2倍に上昇した。TNFαやIL-1βはIFN-γ前処理後も全く変化しなかった。IFN-γによるamplitude変化はタンパク質の転写レベルでの活性調節を受けていることが示唆された。IL-2やIL-6によるfrequency変化は即時的に誘導されることから、STATなどのシグナル伝達に依存しない別の経路により調節されている可能性が示唆された。本方法を用いることにより、リアルタイムに細胞の活性化状態を客観的に評価でき、NADPHの変化パターンから作用別に活性化物質を分類できる可能性が高まった。次年度は、各サイトカインのシグナル伝達におけるクロストークとNADPHの代謝振幅変化との関連性を検討する予定である。
日本の高校教育課程と大学入学試験の国際的比較研究-国際バカロレア最終資推試験の試行テストによる-

昨年度に引きつづき、国際バカロレア(以下IBと略記)の最終資格試験の試行テストを実施し、その結果を分析した。試行テストの実施方法は昨年度とほぼ同じで、科目は英語、生物、化学、物理、数学の5科目のSubsidiary LevelとHigher Level,用いた問題は各科目とも多肢選択式のpaper1とした。実施組織は、筑波大学、広島大学、神戸大学、東京工業大学、東京外国語大学、上越教育大学、山梨大学、国立教育研究所で、それぞれ大学1年生や高校、高専3年生を対象として行われた。今年度の結果は、60年8月に東京で研究会の際に持ち寄り、分析方法などを統一した。さらに10月には京都で第2回研究会を開催し、本研究の最終的なまとめ方などについて議論した。この際、IBのシンガポール地区本部の責任者J.Goodban氏を招き、情報交換を行った。さらに11月に横浜で開かれたIBの試験方法等に関するワークショップに、高野、仲丸の2名が出席して、成績評価などの具体的方法についての情報を得るよう努めた。3年間にわたった本研究の結果は、その前1年間の準備研究の結果と合わせて、6冊の報告書(総集篇と各科目篇)にまとめ、関係方面に配布することにしている。主な結論は次の通りである。【◯!1】IBの教育課程は、日本の高校に比べて一般に内容も広く水準も高い。【◯!2】日本の大学入試のための受験勉強の有無が、IBの試験の成績への影響はかなり強い。【◯!3】逆に日本の大学入試に出題されない分野や型の問題の成績が著しく悪く、現在の高校教育の欠陷を示している。【◯!4】IBの試験問題は概してすなおなものが多い。反面不備な問題や不適当と思われるものも含まれている。
金属ナノワイヤアレイ型二次非線形光学材料の開発

初めての金属のナノワイヤ列の光第二高調波(SHG)の観察をNaCl(110)ファセット面上Shadow deposition法で作成した太さ60nmのAuのナノワイヤ列について実現した。AuナノワイヤのSHGの偏光および出射光子エネルギー依存性から、このナノワイヤの中のAuは光子エネルギー1.5eV以下ではAuは理想金属として応答し、それによる反電場の効果により支配されることがわかった。太さ9nmと20nmのPtナノワイヤ列をNaCl(110)ファセット面上に作成し、そのSH応答を観測した。Ptはワイヤ形成時の金属材料の熱運動が小さいため、より非対称な断面形状が形成され、より異方性の大きいSHGが観測された。特に、ナノワイヤ列に平行でナノワイヤ軸に垂直な方向の座標を2と表記すると、Auナノワイヤ列では検出されなかった、2次の非線形感受率成分X^(2)_222がPtナノワイヤ列では観察された。この理由としては、Ptナノワイヤの断面形状がAuのそれよりずっと異方的で、その異方性に伴う非線形効果を誘起したことと、Ptの誘電率の虚部が大きくPt金属の反電場効果により当該の非線形効果がシールドされなかった効果を考えた。更に太さ14nm19nmのCuナノワイヤ列4種類をNaCl(110)ファセット面上に作成し、そのSHGを観測した。もう1つの貴金属を加えることにより、貴金属のナノワイヤの一般的な特性を検討するためである。Cuナノワイヤの誘電応答と非線形応答はCuの局所プラズモンの性質として説明できることがわかり、電磁気学的に遅延効果を入た数値計算で再現することができた。特に、入射電場はワイヤ列面と垂直方向には局所プラズモンとの共鳴効果により、平行方向にはワイヤの断面形状の尖った部分に電場が集中する「避雷針効果」により、SH光強度応答が説明できることがわかった。これらにより、金属ナノワイヤの非線形効果の3つのタイプを例証することができ、金属ナノワイヤの性質の一般的理解に貢献した。1)ナノワイヤ列からの光第二高調波光観測装置の参照系の構築単層のナノワイヤ列からの光第二高調波光強度は非常に弱く観測に時間がかかるため、レーザー光源の長期的時間ゆらぎに対する補正をする必要がある。そのために入射ビームを2つにわけ別系統で参照試料の光第二高調波を観測し、それによる主シグナルの割算でシグナル値を決定する為の参照系を構築した。作業内容は、光学部品の選定購入およびその支持具の作成、使用プログラムの改修である。本年度でこの改修の作業を、テストを除いてほぼ終了した。太さ8nmの白金のナノワイヤの光第二高調波スペクトルを得ることに成功した。入射電場の方向はナノワイヤに平行あるいは垂直とし、出射電場の方向はナノワイヤに垂直とした。どちらの偏光の組み合わせについてもSH光強度スペクトルは、4.2eVにピークをもつ構造を示した。同じ試料の線形反射スペクトルは同じエネルギー位置に極小を示した。白金のフィルムはこのようなスペクトル構造を示さないので、これはナノワイヤ構造によって初めて現れた構造と言える。この構造の物理的起源は特定できていないが、ワイヤの尖った構造の部分に閉じ込められた電子状態の共鳴なのではないかと考えている。その検証は次年度以降の課題である。

以前から研究しているAuのナノワイヤの光第二高調波応答についても、その起源の特定作業が進み、バルクの応答がワイヤの反電場により制限を受けた描像で説明できることがわかった。3)超高真空中の単結晶ナノワイヤの表面準位により発現する非線形効果の観察の準備現有の金属蒸着/光第二高調波観察超高真空槽を改造しナノワイヤが超高真空中で製作観察できるようにする準備を行った。そのために基板のファセット面を制御性よく形成させる為の、蒸着速度や温度の調節機能を行う電気系統の整備を行った。(1)金のナノワイヤのスペクトルの理論的解析により反電場効果の更なる確証を得た我々はすでに、40nmおよび60nmの線幅のAuのナノワイヤのS偏光入射・P偏光出射の光第二高調波スペクトルの試料方位角依存性より、ワイヤ軸に垂直な電場に対して誘起電荷の作る反電場が、電場の侵入を著しく阻んでいることを見つけている。今回P偏光入射・P偏光出射の光第二高調波スペクトルの3eV以上の領域を解析することにより、誘電率の大きさの減少による反電場の現象でスペクトルの形を説明できた。これによりこの系で反電場により入射電場の侵入が阻害されていることが確実になった。(2)線幅20nmの白金のナノワイヤの光第二高調波スペクトルの測定に成功した我々は以前線幅9nmの白金ナノワイヤの光第二高調波スペクトルを測定したが、今回線幅20nmの白金ナノワイヤの光第二高調波スペクトルの測定に成功した。9nnの試料でのSH光強度ピークは4.3eVであったのに対し、20nmの試料でのピークは4.65eVであった。これはナノワイヤ列の線形な誘電率構造に起因すると結論した。(3)銅のナノワイヤの作製および線形の反射率の測定に成功した貴金属のナノワイヤの非線形効果に対する理解を更に深めるため、銅のナノワイヤに関する実験の準備を開始した。まず、銅のナノワイヤの製作をShadow deposition法により行い、1020nmの線幅の試料の作成に成功した。現在これらの線形反射率の測定をしており、特徴あるデータを得つつある。(4)MgO蒸着源のテストを行った基板をNaClではなくMgOにして試料製作を行えば、MgOに潮解性がないことから、ナノワイヤの断面試料を製作することができるので、断面形状と非線形効果の相関を評価することができる。この試料製作のために、MgOを電子ビーム加熱法で蒸着するテストを行い成功した。NaCl(110)ファセット面上のPtおよびCuのナノワイヤの非線形光学応答、MgO(110)面上のPtナノワイヤの断面形状と非線形効果の相関に関する研究を進めた。(1)白金ナノワイヤの光第二高調波の方位角依存性のパターン解析NaCl(110)ファセット面上の線幅9nmおよび20nmの白金ナノワイヤの光第二高調波の方位角依存性パターンを非線形感受率を用いた現象論的手法で解析した。このパターンは以前測定した金のナノワイヤのパターンと較べてワイヤ軸に垂直方向の光第二高調波強度が大きいが、それに対応してχ^<(2)>_<222>成分(2はワイヤ軸と垂直方向)が大きいことが見出され、さらに9nmのナノワイヤの方がワイヤ断面形状の制約による対称性の破れによりこの傾向が大きいことがわかった。(2)銅のナノワイヤ列の線形・非線形
核解析によるポテンシャル論の新展開

これまでの研究結果をまとめる形で2つの研究集会で講演発表した.一つは,熱方程式の多項式Dirichlet問題に関して,境界を決める多項式を正確に求めたもので,2018年7月5ー8日に開催された国際研究集会,第12回AIMS Conference on Dynamical System, Differential Equations and Applications(台湾,台北)において講演をした.二つ目は,2018年8月9-10日に開催際された第7回岐阜数理研究会(岐阜大学サテライトキャンパス)において,これまでに得られた結果を整理して「放物型Berhgman空間上のToeplitz作用素の有界性について」の講演を行い,今後に残されている問題を示した.本研究は3つの課題からなり,具体的には(1) Martin境界に現れる非正則点の自然な理解,(2)放物型Bergman空間と放物型Hardy空間におけるコンパクトToeplitz作用素の特徴付け,(3) Erdos型重みに対する多項式近似の新しい展開,である.(2)についてはかなり研究が進み整理の段階に入っている.(3)に関しても新しい結果が順調に得られている.残念ながら(1)については停滞している.本研究の柱として,毎週金曜日の午後に名城大学で「ポテンシャル論セミナー」を開催している.近隣の研究者が10名ほど集まり,最新の研究成果などを議論している.今年度もこのセミナーを充実させたい.20回以上開催する予定で,遠方の講演者には科研費からの旅費の援助を行い,新しい知見を得る機会にもしたい.このセミナーの前後で,研究協力者との研究連絡を行いたい.特に,多変数関数論への応用を議論したい.本研究は核関数の解析を通してポテンシャル論の新展開を目指すもので,具体的には(1) Martin核の解析による正値解の構造,(2)放物型作用素の基本解の解析によるBergman型空間およびHardy型空間の構造,(3)対数核の解析による実軸上での多項式近似理論,の考察を行っている.(1)については本年度は大きな進展はないが,無限点におけるMartin核の具体的表示の研究を進めた.(2)では,再生核の綿密な評価によるCarleson不等式やToeplitz作用素の有界性について調べている.特に,本年度はHardy型空間における結果として,Carleson不等式の成り立つ測度の特徴付けを得た.また,Hardy型空間上でのToepliz作用素をどのように定義するかのについての考察を行い,Carleson不等式の成立と関連させて,Toeplitz作用素が有界になるための条件を得た.さらに, Bergman型空間における結果との対比も行った,これらの成果はHokkaido Math. JおよびJ. Linear and Nonlinear Analysisに掲載されることになっている.(3)実軸全体での重み付きの多項式近似においてはポテンシャル論の手法が非常に役に立っている.この点を踏まえて,本年度はErdos型重みについて,絶対連続関数のde la Vallee Poussin平均は微分を含めてのよい近似を与えていることを示した.この結果はTohoku Math. Jに掲載予定である.3つの具体的な対象についての核関数の解析を行っているが,このうちの2つについて研究の進展があり,成果を発表できた.本研究は核関数の解析を通してポテンシャル論の新展開を目指すものである.具体的には(1) Martin核の解析による正値解の構造の決定,(2)分数べきの放物型作用素の基本解と再生核の綿密な評価を通してのBergman型空間とHardy型空間上のToeplitz作用素の解析,(3)対数核の解析による実軸上での多項式近似理論への応用,特に,Erdos型の重みの場合の多項式近似の誤差評価,を進めている.個々の対象についての研究はそれぞれ進展しているが,これらの間に潜む関係を見出し,ポテンシャル解析の新展開を行う状況までは行っていない.特に,多くの関数空間上の線形作用素の有界性とコンパクト性が同じような条件で特徴付けられるが,まったく同じということではない.ポテンシャル解析を使って統一的な判定基準を見つけたい.本研究は核関数の解析を通してポテンシャル論の新展開を目指すもので,具体的には,(1) Martin核の解析による楕円型および放物型偏微分方程式の正値解の構造の決定,(2)分数べきの放物型作用素に関する基本解と再生核(Bergman核)の精密な評価,(3)対数核の解析による実軸上での多項式近似理論の進展,を進めることにより,これらの解析をポテンシャル解析の立場から見直し,それらの間のより深い関連性を考察することである.また,熱方程式の境界値問題が多項式の解をもつための条件を調べた.Hermite多項式の零点に関する古典的な結果が鍵となることがわかり,その結果を日本数学会で発表した.個々の対象については一定の研究成果を得ているが,深い関連性を探るという観点からは十分とは言えない部分もある.個々の結果を一般的立場から統一的に捉えることが必要である.(2)では上半空間をより一般化しての考察,(3)では多変数の場合の考察,などをすすめたい.

これまでの研究結果をまとめる形で2つの研究集会で講演発表した.一つは,熱方程式の多項式Dirichlet問題に関して,境界を決める多項式を正確に求めたもので,2018年7月5ー8日に開催された国際研究集会,第12回AIMS Conference on Dynamical System, Differential Equations and Applications(台湾,台北)において講演をした.二つ目は,2018年8月9-10日に開催際された第7回岐阜数理研究会(岐阜大学サテライトキャンパス)において,これまでに得られた結果を整理して「放物型Berhgman空間上のToeplitz作用素の有界性について」の講演を行い,今後に残されている問題を示した.本研究は3つの課題からなり,具体的には(1) Martin境界に現れる非正則点の自然な理解,(2)放物型Bergman空間と放物型Hardy空間におけるコンパクトToeplitz作用素の特徴付け,(3) Erdos型重みに対する多項式近似の新しい展開,である.(2)についてはかなり研究が進み整理の段階に入っている.(3)に関しても新しい結果が順調に得られている.残念ながら(1)については停滞している.個々の対象についての研究は進展しているので,これらの間の関係を見出し,統一的な見地からポテンシャル論の新展開を行いたい.本研究は,基本的には申請者が一人で研究を進めているが,連携研究者との研究連絡や,定期的に行っているポテンシャル論セミナーの実施は極めて有効であるので今後も継続したい.また,講義の関係で研究集会への参加が難しい状況であるが,うまく時間を見つけて多くの研究者と議論する場を確保したい.連携研究者と進めている放物型Bergman空間およ放物型Hardy空間の解析においては古典的なGleason問題と関係する考察を始めている.学内の共同研究者とは有界変動関数の多項式近似評価の研究を進める予定である.本研究は基本的には申請者が一人で進めているが,連携研究者との打ち合わせや,毎週金曜に定期的に行っているポテンシャル論セミナーの実施は,研究遂行の上で極めて有効なので今後も継続したい.特に,重み付きの多項式近似に関して,その重みから決まる直交多項式が3項間漸化式を満たすことはよく知られているが,漸化式の係数の評価は簡単でない.最近,係数の評価が重みのMRS数と関係している事実を学んだが,この結果をより精密化してみたい.今年度に国際集会での成果発表を考えていたが,日程の調整ができなかった.来年度(2018年7月)に台湾で開かれる国際集会に参加することを決めている.本研究の柱として,毎週金曜日の午後に名城大学で「ポテンシャル論セミナー」を開催している.近隣の研究者が10名ほど集まり,最新の研究成果などを議論している.今年度もこのセミナーを充実させたい.20回以上開催する予定で,遠方の講演者には科研費からの旅費の援助を行い,新しい知見を得る機会にもしたい.このセミナーの前後で,研究協力者との研究連絡を行いたい.特に,多変数関数論への応用を議論したい.
光応答性遺伝子の発現を調節する光シグナル伝達機構の生化学的解析

植物における光シグナル伝達物質の分子的実体の解明を目的に、光シグナル伝達を仲介するプロテインキナーゼの検索と同定を行った。またフィトクロームシグナル伝達のセカンドメッセンジャーであるcGMPの役割を解明するためcGMPによって発現が調節される遺伝子を検索した。ダイズ光独立栄養培養細胞(SB-P細胞)の可溶性画分に、光依存的な一過的チロシンリン酸化を受けて活性化する46kDaセリン/スレオニンプロテインキナーゼを検出し、LAPK(light-signal activated protein kinase)と名付けた。LAPKの活性化/不活性化機構や、基質特異性を検討し、LAPKがMAPキナーゼ様プロテインキナーゼであることを示した。また、LAPKの光による活性化は活性酸素等による二次的な影響ではないと考えられた。LAPKの精製を試み、各種クロマトグラフィーによりインゲルアッセイでプロテインキナーゼとしては単一のバンドにまで精製した。今後、本酵素の精製と部分構造解析、cDNAクローニング、さらに遺伝学的手法による機能解析を進める。一方、PCRサブトラクション法により、ダイズSB-P細胞よりcGMPによって発現が調節される遺伝子のcDNAクローンを複数種得た。発現が上昇する遺伝子としてフラボノイド系ファイトアレキシン合成系酵素やrepetitive proline rich protein等を得た。一方、発現が減少する遺伝子の一つとしてCDPK cDNA断片を得、これをプローブとしてダイズcDNAライブラリーより全長cDNAクローン(CDPK-B)を得た。さらにCDPK-B遺伝子を単離し、約1.2kbのプロモーターの塩基配列を決定した。プロモーター中には光抑制に関与するシスエレメント(RE-3)のコア配列(TGGG配列)およびエンドウpra2に報告されたDE1エレメントに類似の配列(GGATTTTA/T)が存在していた。今後、これらの配列を中心に光およびcGMPによる発現抑制に関わるシス配列とこれに結合する転写因子の解析を進める。
立木加害性の木材腐朽菌による木材分解機構の解明

近年地球規模の環境変動と持続型社会の構築が求められる中、地球所で最大規模の生合成産物である植物バイオマスをエネルギー資源として利用するための多面的な研究が急務である。なかでも植物を効率よく分解出来る腐朽菌の植物分解機構を理解するための研究が進んでいる。本研究では、木材腐朽菌の中でも未解明な立木加害性の白色腐朽菌ベッコウタケに着目して、多面的なオミクス解析手法により本菌の植物分解機構を包括的に理解することを目指す。ベッコウタケは北海道大学構内をはじめ、日本中で甚大な倒木被害を引き起こしている。それら情報を元に植物バイオマスの利用への一助となる知見を得ることを目標としている。本年度は、本研究において単離したベッコウタケの本菌のゲノム情報を取得した。その情報を元に、他の糸状菌ゲノムと植物成分および抽出成分の分解ポテンシャルを比較した。その結果、糖質関連酵素(CAZy)においてほとんど同じ遺伝子を保有していた。またこの配列情報をデータベースとして、抽出成分を添加した培養系で得られたタンパク質をプロテオーム解析することで、植物成分の分解に関連する酵素を同定した。今年度はベッコウタケを北海道大学構内にて被害木から糸状菌を単離した。この糸状菌を顕微鏡観察すると共に、分子生物学的手法により同定した。即ち、液体培地で生育させた菌糸からゲノムDNAを抽出し、それを鋳型としてPCR法によってITS領域を増幅する。得られたDNA断片をシーケンス解析し本菌がベッコウタケであることを同定した。得られた菌糸を様々な炭素源を用いた培養条件下で生育させた場合に生産される菌体外タンパク質生産量やセルロースやヘミセルロースといった植物成分の分解酵素活性を測定した。その結果、セルロース培地によって種々の分解酵素が生産されていることを明らかにした。この菌体外酵素パターンは木粉培地で生産されるパターンと非常に似ていた。昨年度は学会発表を6件、原著論文3編、著書1編、総説1編を発表しており、精力的に研究に取り組んでいたと考えられる。これらの成果は本課題の進展に有益であった。また、本申請において重要なベッコウタケを北海道大学構内にて被害木から単離する事が出来たが、産休を理由に一時休止していたためゲノム情報取得用の菌糸の単離は困難であった。しかしながら取得した菌糸を使って本菌の分解性について基礎的な情報を収集した。したがって、申請者はおおむね順調に進展していると評価した。今年度は、昨年度に北海道大学構内にて被害木から単離したベッコウタケを用いて、抽出成分を添加した際の菌糸成長およびタンパク質生産を解析した。それらの結果から本菌が他の白色腐朽菌と比較して、抽出成分への耐性が強いこと、また、その耐性の強さにラッカーゼ活性が重要である可能性を見出した。またその際の菌体外タンパク質の生産パターンは他の白色腐朽菌とは全く異なることから、プロテオーム解析でより詳細に明らかにする必要が示唆された。一方で、本菌からDNAを抽出し、大規模シーケンサーに全塩基配列を解読し、遺伝子予測を行なった。得られた全遺伝子情報を元に、他の糸状菌ゲノムと植物成分および抽出成分の分解ポテンシャルを比較する予定だ。またこの配列情報をデータベースとして、上述した培養系で得られたタンパク質をプロテオーム解析する予定である。昨年度は学会発表を11件(うち3件ファースト・発表者)、原著論文6編(うち1件ファースト)を発表しており、精力的に研究に取り組んでいたと考えられる。また、昨年度に産休にて遅れていた分の研究を進められたこと、またベッコウタケが保有する抽出成分に耐性が強いこと、また、ラッカーゼ生産が重要である可能性を見出した点は、立木加害性の木材腐朽菌として初めて明らかになった知見である。

なかでも植物を効率よく分解出来る腐朽菌の植物分解機構を理解するための研究が進んでいる。本研究では、木材腐朽菌の中でも未解明な立木加害性の白色腐朽菌ベッコウタケに着目して、多面的なオミクス解析手法により本菌の植物分解機構を包括的に理解することを目指す。ベッコウタケは北海道大学構内をはじめ、日本中で甚大な倒木被害を引き起こしている。それら情報を元に植物バイオマスの利用への一助となる知見を得ることを目標としている。本年度は、本研究において単離したベッコウタケの本菌のゲノム情報を取得した。その情報を元に、他の糸状菌ゲノムと植物成分および抽出成分の分解ポテンシャルを比較した。その結果、糖質関連酵素(CAZy)においてほとんど同じ遺伝子を保有していた。またこの配列情報をデータベースとして、抽出成分を添加した培養系で得られたタンパク質をプロテオーム解析することで、植物成分の分解に関連する酵素を同定した。今後の予定としては、ゲノム解析用の菌糸を単離し、ゲノムDNAを抽出し、全遺伝子配列情報を取得し、他の菌類との比較解析を行う。また、この情報をデータベースとして利用するプロテオーム解析を用いることで、ベッコウタケが生産している植物バイオマスの分解に関わる酵素を網羅的に同定することを行う事を予定している。これら情報をまとめて学会発表をすることを計画している。今後の予定としては、他の菌類との比較解析およびプロテオーム解析結果をまとめて学会発表および論文発表をすることを計画している。本年度は産前産後休暇を取得したため、本年度実施予定であったゲノム情報の取得を行えなかった。昨年度産休を取得した分を取り戻すべく研究を進めたが、進めきれなかった部分があるため、次年度に繰り越した。次年度にて、ベッコウタケからゲノム解析用菌糸を分離し、生育させた菌糸からゲノムDNAを抽出し、配列情報の取得を行う予定である。
パノスコピック形態制御希土類系磁性体における粒間磁気相互作用の電子論的研究

本研究では、ナノスケールで制御された希土類系磁性体の結晶粒間の磁気的相互作用を微視的立場から定量的に把握するため、以下の項目を研究目的とする。1.種々の希土類金属間化合物のバルク状態での磁気モーメント、磁気異方性エネルギーおよび交換相互作用エネルギーを、密度汎関数法に基づく電子状態の第一原理計算から明らかにする。2.希土類金属間化合物と他の磁性体の界面における磁気構造と交換相互作用を第一原理計算から調べ、ナノコンポジット磁性体の磁気特性を明らかにする。ここでは、局所スピン密度汎関数法に基づく電子状態の第一原理計算から、Nd_2Fe_<14>X(X=B,C,N,O)のバルク状態およびbcc-Feとの積層構造における磁気特性を評価し、以下の結果を得た。1)Nd_2Fe_<14>X(X=B,C,N,O)の磁気モーメントは、ほぼXの原子番号の増加とともに大きくなることが示された。特に、X=OにおけるOの磁気モーメントはFeと平行になるという特異的な結果が得られた。2)Feモーメント間の交換相互作用Jijの値はほぼ15meV前後の値であり、同一c面内にあるFe原子間のJijは20meV前後になっていることがわかった。3)結晶場パラメータA^0_2に、Nd自身の価電子雲(5d,6s)の寄与を考慮することでA^0_2は正となり、Nd_2Fe_<14>Bの磁化容易軸方向がc軸であるという実験事実と整合する結果が得られた。但し、本計算の近似の範囲では、A^0_2は実測値の23倍程度の値を示しており、今後の検討課題として残された。4)α-Feの(110)面とNd_2Fe_<14>Bの(100)面を接合した積層構造において、接合の面間距離が1.9Å以下では磁化が反平行結合とになる可能性があることが示された。磁性材料において、結晶粒界がその軟磁気・硬磁気特性に支配的な役割を果たすことはよく知られる通りである。特に希土類金属間化合物永久磁石材料の保磁力は結晶粒界の性質に強く依存すると考えられており、結晶粒界の構造と結晶粒間の磁気的相互作用の微視的理解と制御は磁気特性の向上において重要である。更に、この結晶粒の微細化と他の物質とのハイブリッド化は、これらが持つ本来の物性またはそれらの平均化された特性とは異なる新たな材料特性を生み出す可能性を秘めており、現在様々な材料系で活発な研究が行われている。これらは、結晶粒径の減少とともに系全体に占める粒界の割合が増大するため、特性に対する粒間の相互作用の影響が大きくなり、新たな特性として顔を出すためと解釈される。希土類金属間化合物と軟磁性体の複合ナノ結晶粒を用いた交換スプリング磁石と呼ばれる磁性材料は、粒間の実効的な交換相互作用の増大による残留磁化の増大を狙って提案された材料である。これら磁性材料の結晶粒間の磁気的相互作用を電子論的立場から捉え、物質の個別性を考慮して定量的に把握することは、ナノ材料が示すマクロな特性の理解と向上に不可欠である。そこで本研究は、希土類系及び3d遷移金属系磁性体の結晶粒間磁気的相互作用を電子論的立場から定量的に評価し、ナノスケールでパノスコピック形態制御された高機能磁性材料の設計指針を提供することを目的とする。本年度はその第一段階として、希土類金属間化合物の一つであるRCo_5(R=Y)を取り上げ、局所密度汎関数法^<1,2)>のに基づく電子状態の第一原理計算から、そのバルク状態での磁気モーメントとモーメント間の交換相互作用エネルギーの評価を行い、実測値との比較を行った。その結果,磁気モーメントおよび交換相互作用の計算値から見積もられる磁気転移温度は実測値とよい一致を示し、本手法の妥当性が確認された。1980年以降、MBEなどの薄膜技術の進歩に伴いII-VI族やIII-V族の化合物半導体中にCrやMn等の遷移金属元素を微量に添加した希薄磁性半導体(以下DMSと略記)の研究が行われるようになってきた。特にGaAsにMnを添加した(GaMn)Asにおいて100Kを越えるキュリー温度が得られるようになると、その強磁性発現機構に関する基礎的関心のみならず、新たな機能を有するデバイスとしての期待が急速な高まりを見せてきた。このような磁性を有する半導体は、遷移金属元素だけでなく希土類元素によっても実現されることが期待されるが、そのためには磁性の発現機構を微視的立場から把握することが必要と考える。本年度我々は、単一サイト近似の基での汎関数積分法から希薄s-d系の強磁性的相互作用がどのような条件下(領域)で発生し、キュリー温度や電気抵抗などの特性にどの様な形で現れてくるか、更に希薄磁性半導体の強磁性がどのような角度から理解されるかを明らかにすることを目的として研究を行った。その結果、以下のことが示された。1、希薄s-d系では混成によってdバンドがsバンドの端へ吐き出されるため、強磁性の発生はキャリア濃度が低い(フェルミ準位ε_Fがバンド端近傍にある)場合に制限される。2、キャリア(ホール)濃度が低い場合、強磁性は混成前のd準位のエネルギー

E_dがsバンドの中央付近かバンド上端付近にある場合に出現する。3、上記の条件で特にE_dがsバンド上端近傍にあると、ハーフメタル状態が実現され、同時に局在スピン間の強磁性的交換相互作用が共鳴的に増幅される。この電子状態は(GaMn)As系の第一原理計算結果とよく対応する。4、電気抵抗はd準位とs準位のエネルギー差とフント結合のランダムな分布の影響で、絶対零度においても残留抵抗として有限の値を示す。本研究では、ナノスケールで制御された希土類系磁性体の結晶粒間の磁気的相互作用を微視的立場から定量的に把握するため、以下の項目を研究目的とする。1.種々の希土類金属間化合物のバルク状態での磁気モーメント、磁気異方性エネルギーおよび交換相互作用エネルギーを、密度汎関数法に基づく電子状態の第一原理計算から明らかにする。2.希土類金属間化合物と他の磁性体の界面における磁気構造と交換相互作用を第一原理計算から調べ、ナノコンポジット磁性体の磁気特性を明らかにする。ここでは希土類金属間化合物の代表例であるR_2Fe_<14>B(R=Y)を取り上げ、局所密度汎関数法)に基づく電子状態の第一原理計算から、バルク状態での磁気モーメントとモーメント間の交換相互作用エネルギーおよび結晶磁気異方性に関する評価を行い、実測値との比較を行った。その結果、単位胞あたりの全磁気モーメント(30.22μ_B)はY_2Fe_<14>Bの実測値(30.5μ_B)と良い一致を示し、計算の妥当性を表している。NdイオンのモーメントM_<Sm>(=g_JJ)=8/11・9/2=36/11μ_B3.2μ_Bを上で求めたY_2Fe_<14>Bのモーメントに加えると、Nd_2Fe_<14>B全磁気モーメントは約36.7μ_Bとなり、実測値^<6)>(300K)37.7μ_Bとよい一致を示すことがわかった。また、各原子の軌道を占める電子数の評価から、Y_2Fe_<14>BのY価電子は4f,4gサイトのいずれもc軸方向に伸び、これによってA_2^Oが正となることがわかった。これによって、R_2Fe_<14>Bではα_J<0であるNdが一軸異方性を示すRイオンとなることが示された。一方、YCo_5の価電子数の評価も行い、RCo_5の場合、確かにα_J>0のR=Smにおいて一軸異方性が得られることも確認された。これら結果は、R_2Fe_<14>BとRCo_5のいずれの磁気異方性も4f電子を取り囲む価電子雲の扁平率によって説明することが可能であることを示唆している。ここでは、局所スピン密度汎関数法に基づく電子状態の第一原理計算から、Nd_2Fe_<14>X(X=B,C,N,O)のバルク状態およびbcc-Feとの積層構造における磁気特性を評価し、以下の結果を得た。1)Nd_2Fe_<14>X(X=B,C,N,O)の磁気モーメントは、ほぼXの原子番号の増加とともに大きくなることが示された。特に、X=OにおけるOの磁気モーメントはFeと平行になるという特異的な結果が得られた。2)Feモーメント間の交換
水熱合成法を用いた超小型医用超音波トランスデューサの基礎研究

水熱合成法で成膜したPZT多結晶膜の材料定数を測定すると共に、合成回数と結晶径、膜厚、組成比などの関係について調査した。結晶径は、合成一回あたり約2ミクロン、15回の合成で約30ミクロンに成長し膜厚は50ミクロンに達し、合成回数にほぼ比例することがわかった。この水熱合成PZT多結晶膜を用いて、素子幅35μm、長さ4mmの極微小振動子を配列ピッチ70μmで8素子の配列したアレイ形超音波探触子を試作して、音響整合層無しでも高い距離分解能を確認できた。また、指向性測定の結果、エレメントファクタが+/-65°、8素子を同時駆動した場合のグループファクタが約+/-10°であることがわかった。ファイズドアレイ技術を用いることで超音波ビームを電子セクタ走査できることも示した。また、直径0.21.0mmのチタンワイヤに水熱合成PZT多結晶膜を成膜して、小型ニードル型ハイドロホンを試作し、IMHz2MHzの範囲で使用可能な事を明らかにした。ただし、周波数特性中にチタンワイヤの径方向振動によると考えられるピークとディップが見られた。この径方向の共振を抑圧するとともに、ワイヤ端面(PZT成膜面と反対の面)からのバックエコーを抑圧可能なテーパー型のチタンワイヤを用いたハイドロホンの試作も行った。低浸襲治療用超音波照射装置の機能モデルとして、直径0.125mm、0.3mmおよび0.6mmの細経チタンワイヤを音響導波路として用い、これらのワイヤの一端にPZT多結晶膜を成膜した低侵襲カテーテル形超音波照射装置を試作した。チタンワイヤの他端面を水中に挿入してこの音響放射端から超音波パルスを放射可能なことを確認した。体外の圧電振動子で発生した超音波を音響伝送線路として用いるチタンワイヤ状に伝搬させて体内の患部付近まで伝送して患部に照射することを目的としている。圧電多結晶膜の材料特性の評価(圧電定数、弾性定数、誘電率、電気機械結合係数等)水熱合成法で成膜した圧電多結晶膜の材料定数を測定した。測定に際しては、厚さ40mmのチタン基板に、水熱意合成法で15回から30数回PZTを成膜してバイモルフ振動子を作製した。その結果、出発原料に用いる酸化チタンとして平均粒径300nmのルチル型結晶を用いた場合は圧電定数d_<31>が10pm/V d_<33>が72pm/V、ヤング率は3X10^<10>N/m、非誘電率は940、電気機械結合係数k_tは21%であった。一方、平均粒径6nmのアナターゼ型酸化チタン結晶を用いた場合は、d_<31>が78pm/V d_<33>が44pm/V、ヤング率は0.7X10^<10>N/m、非誘電率は390、電気機械結合係数k_tは28%であった。測定結果は、PZTの膜厚や表面処理の有無にも依存するので、今後さらに詳細な検討が必要である。超音波診断用の超小型超音波プローブの研究(1)水熱合成時の強アルカリ、高温(150°C)、高圧(約4気圧)の環境かでもに対応可能なマスキング法について検討した結果、マスキング材としてテフロン系のPTFEを用いることが有効であることがわかった。

(2)ハイドロキシアパタイト基板上にスパッタ法によりチタンをス成膜して、フォトエッチングによりストリップ電極アレーとした。このチタン膜電極アレー上に水熱合成法でPZT多結晶膜を成膜して超音波診断装置用超小型一次元アレー超音波プローブのコア部分を作製した。(3)直径0.6mmのチタンワイヤ上に水熱合成法でPZT多結晶膜を成膜して小型超音波プローブを作製して、反射法による受信波形とその周波数スペクトラムを測定し、中心周波数約20MHzで、80mm以上の高い距離分解能を有することがわかった(4)直径0.3mmおよび0.6mmのチタンワイヤ上にPZT多結晶膜を成膜して超小型ニードル型ハイドロフォンを作製して、周波数1MHz以下から20MHz以上にわたって受波感度を有することがわかった。指向性に問題があったが、ハイドロフォンの先端形状を工夫することで解決した。低浸襲治療用超音波照射装置の開発直径0.125mm、0.3mmおよび0.6mmの細経チタンワイヤを音響導波路として用いこれらのワイヤの一端にPZT多結晶膜を成膜した低浸襲治療用超音波照射装置の機能モデルを作製して、チタンワイヤの多端面を水中に挿入して音響放射端から放射される超音波パルス波形の観測を行った。非鉛系圧電多結晶膜の成膜技術水熱合成法を用いて非鉛系圧電多結晶膜BNTを成膜するために、鉱化剤の種類と濃度及び出発原料の種類と濃度の検討を行ってきたが、結晶中のBiとNaの比を1:1に制御できずNaの比率が著しく少なく、圧電特性が同条件で成膜した水熱PZTの30%程度であると行った問題点がある。直径0.6mmのチタンワイヤの一端面に水熱合成法でPZT圧電多結晶膜振動子を成膜した超小型超音波探触子を作製し、音響整合層を使用することなしに、中心周波数16MHz、波漣長25波の短パルス、比帯域80%の広帯域、ビーム幅が最小0.6mmと高い距離分解能および方位分解能を有することを確認できた。この探触子を用いて、水中に設置したターゲットの画像化実験も実施した。また、直径0.31.0mmのチタンワイヤに水熱合成PZT多結晶膜を成膜して、小型ニードルタイプハイドロホンを試作し、受波感度の周波数特性を校正した。その結果、1MHz以下20MHz以上の周波数範囲にわたって使用な事を明らかにできた。ただし、周波数特性中にチタンワイヤの径方向振動に起因すると考えられるディップが見られた。このディップの解消は今後の重要な課題である。この成果については、日本超音波医学会第79回学術集会、WFUMB 2006 in SEOULにおいて報告した。更に、単一振動子探触子だけでなく、幅35μm、長さ4mmの極微小振動子を配列ピッチ70μmで8素子の配列した10MHzアレイ形超音波探触子を試作して、単一素子の超小型超音波探触子と同様に高分解能な特性を確認できた。この成果は日本音響学会2006年秋季研究発表会、USE2006においても報告した。更に、体外の圧電振動子で発生した超音波を音響伝送線路として用いるチタンワイヤ状に伝搬させて体内の患部付近まで伝送して患部に照射する低侵襲カテーテル形超音波照射装置の基礎的なモデルを試作して、水の外にあるチタンワイヤ端面に水熱合成法で成膜したPZT多結晶膜振動子で発生させた超音波をチタンワイヤ音響導波路で水中に導き、照射可能なことを実験により確認した。日本音響学会2007年春季研究発表会において、この成果を報告した。今年度は、圧電多結晶膜の材料特性の評価および昨年度までに水熱合成PZT多結晶膜を用いて開発してきた超音波診断用の超小型超音波プローブの特性評価のための研究を実施した。圧電多結晶膜の材料特性の評価のために、成膜条件を厳しく管理して、合成回数と結晶径、膜厚、誘電率などの関係を明らかにした。
コンビナトリアル生合成法によるフラボノイドの発酵生産

StreptomycesgriseusのCHSホモログ遺伝子をpET16bにクローニング、E.coliBL21(DE3)に導入し、N末端にHis-Tagをもつ蛋白を生産させたところ、可溶性、不溶性の両画分に42.7kDaの蛋白が得られた。ニッケル力ラムを用いた精製により可溶性画分から電気泳動上単一な酵素標品を取得できた。この酵素を用いマロニルCoAを基質とし反応を行ったところ、反応は速やかに進行した。[^<14>C]アセチルCoAと非ラベル体のマロニルCoAを基質とした場合、放射能をもつ生成物は検出されなかった。これらの結果は、本酵素がアセチルCoAではなくマロニルCoAをスターターとするC2ユニットの伸長反応を触媒していることを示唆している。なお植物のCHSにおいて一般的なスターターである4-クマロイルCoAは本酵素の基質とならないことも明らかになった。次に反応生成物を液体クロマトグラフィーマススペクトロメトリーを用いて解析したところ、生成物は1,3,6,8-tetrahydroxynaphthalene(THN)とTHNが非酵素的に酸化されたflaviolinであることが判明した。よってCHSホモログ遺伝子産物は新規なポリケタイド合成酵素であると決定づけることができた。一方、CHSホモログ遺伝子の上流、下流併せて14kbのDNA断片をクローニングし塩基配列を決定した。当初の予想とは異なり、CHSホモログ遺伝子の周辺にはフラボノイド生合成遺伝子は存在しないことが明らかになった。
米生産調整見直し下での米需給調整の地域対応と効果に関する研究

本研究は,主食用米の生産数量目標の配分が廃止される前と後で,主食用米の生産量に大きな変化がみられた地域を対象に,米の生産数量目標配分が廃止されたあとの需給調整の実施主体や実施体制を確認し,需給調整機能を吟味する.さらにそのもとで生産者はどのような作付け対応を行っているのか,水田利用・作目の変化を地域レベル,経営体レベルで実態調査から明らかにし,米生産調整の実効性を高める諸条件を明らかにすることである.本研究は,主食用米の生産数量目標の配分が廃止される前と後で,主食用米の生産量に大きな変化がみられた地域を対象に,米の生産数量目標配分が廃止されたあとの需給調整の実施主体や実施体制を確認し,需給調整機能を吟味する.さらにそのもとで生産者はどのような作付け対応を行っているのか,水田利用・作目の変化を地域レベル,経営体レベルで実態調査から明らかにし,米生産調整の実効性を高める諸条件を明らかにすることである.
日本鉄道業の発展と国際環境-鉄道資材調達を中心として-

本研究では,近代日本における鉄道業の急速な発展の要因を,19-20世紀転換期の国際環境の影響という視点から再検討した.それに際しては,日英米の一次史料を用いるmulti-archival approachの経営史研究への積極的な導入をはかった.その結果,英米独による機関車世界市場をめぐる国際競争の激化が,機関車の価格低下,納期短縮,品質向上といった鉄道会社に有利な環境を生み出し,日本鉄道業における企業勃興の背景となったことが明らかになった.基盤C本研究では,近代日本における鉄道業の急速な発展の要因を,19-20世紀転換期の国際環境の影響という視点から再検討した.それに際しては,日英米の一次史料を用いるmulti-archival approachの経営史研究への積極的な導入をはかった.その結果,英米独による機関車世界市場をめぐる国際競争の激化が,機関車の価格低下,納期短縮,品質向上といった鉄道会社に有利な環境を生み出し,日本鉄道業における企業勃興の背景となったことが明らかになった.本研究の目的は、近代日本における鉄道業の急速な発展の要因を、19-20世紀転換期の国際環境の影響という視点から再検討することにある。日本における鉄道業の形成を考える場合、その再生産を可能にする鉄道資材の供給が、誰によって、如何にして行われたのかという問題を考慮することが不可欠である。とくに機関車やレールの完全な自給が難しかった明治期において、この課題は鉄道資材の円滑な輸入がなぜ可能になったのかという問いに置き換えることが出来る。本年度はこのような問いに答える第一歩として、当該期における激しい機関車製造業の国際競争に着目し、日本鉄道業の発展を可能にした国際環境を概観した。具体的には、日欧外交文書や政府・議会文書、内外の技術雑誌、各種貿易統計といった資料群を活用しながら、世紀転換期における機関車製造業の産業構造と主要市場の変化を検討した。その結果、イギリス、アメリカの主要な機関車メーカーにとって、1880年代から1890年代前半にかけて南米市場が、また1900年代にはインドを中心とするイギリス植民地市場が、主要な製品市場であったことが判明した。そしてその端境期である1890年代後半に、一時的に日本を中心とするアジア市場が、機関車国際競争の主要な舞台になった。当該期は日本各地で多くの鉄道企業が勃興し、鉄道業の急激な発展がみられた時期である。機関車世界市場をめぐる国際競争の激化が、機関車の価格低下、納期短縮、品質向上といった鉄道会社に有利な環境を生み出し、鉄道熱の一つの背景となったのではないか。19-20世紀転換期が第一次グローバル化の時代であったことを考えれば、この仮説は十分に検討に値する。来年度以降は、このような視点から日本鉄道業発展の国際的契機を探っていきたい。本研究の目的は、近代日本における鉄道業の再生産構造を、19-20世紀転換期の国際環境をふまえて再検討することにある。具体的には、世紀転換期における鉄道資材の世界市場の状況を把握した上で、欧米の鉄道資材メーカー、内外の貿易商社、国内鉄道企業、各国政府関係者という複数のプレーヤーの動向に注目しつつ、日本鉄道業の急速な拡大を支えた資材調達のメカニズムを明らかにする。2年目である本年度は、イギリスにおける史料調査を重点的に行い、(1)イギリス機関車メーカー、商社、鉄道企業といった諸経済主体が、鉄道資材取引にどのように関与していたか、(2)世紀転換期におけるイギリス機関車工業の世界市場における相対的地位低下とイギリス政府の対応、という2つの問題を考えた。このうち(1)に関しては、North British LocomotiveやBeyer Peacock、Vulcan Foundryといったイギリスの有力機関車メーカーのOrder Bookを分析し、各社がどのような日本鉄道企業から、誰の仲介で、如何なる条件(仕様、納期、価格等)で発注を受けていたのかを分析した。その結果、仕様決定の過程における官営鉄道の役割の重要性や、納期の厳しさ、仲介業者の外国商社から日本商社への変化などが明らかになった。また(2)については、イギリス国立公文書館(PRO)が所蔵する外交文書(FOシリーズ)や、技術専門誌(The Engineer)の分析を通して、日本の鉄道技術の自立にともなうイギリス人顧問技師の解雇や、入札制度の導入によって、日本市場に対するイギリスの影響力が1890年代を通して漸減し、それに代わってアメリカ・メーカーが急速に台頭してくる過程が明らかになった。イギリス政府は、イギリス・メーカーの指名競争入札への参加を日本政府に働きかけるなど、自国鉄道資材工業の地位回復に努めるが、イギリス・メーカーと米・独メーカーとの技術格差や納期・価格面での競争力不足の問題もあり、イギリスの凋落を止めることはできなかった。本研究の目的は、19-20世紀転換期の国際環境をふまえつつ、日本の鉄道企業の資材調達のあり方を検討し、近代日本における鉄道業発展の国際的契機を考えることにある。本研究の最終年度である当年度は、(1)イギリス製機関車の退潮に対する同国外務省(とくに日本領事館)の対応についての追加調査と、(2)ドイツ、アメリカといった新興国における機関車メーカーに関する史料調査を実施し、あわせてフランスの機関車輸出の動向をサーヴェイした。このうち(1)については、イギリスの日本領事館が本国に送った詳細な調査報告書を分析し、鉄道資材の日本市場における英米の角逐の模様を明らかにした。その結果、鉄道資材調達におけるお雇い外国人技師の重要性があらためて浮き彫りになるとともに、彼等が帰国後も顧問技師やinspectorとして日本の鉄道の資材調達に深く関わっていたことが明らかになった。

この点は、アメリカ国立公文書館が所蔵する日系企業接収文書に含まれる日本商社(大倉組)の史料でも裏付けることができ、鉄道資材調達のメカニズムを考える上で重要な論点となり得る。また(2)に関しては、ドイツのクラウス=マッファイ社のorder bookを収集し、クラウス社の機関車対日輸出の状況を把握するとともに、アメリカのボルドウィン社、アメリカン・ロコモーティブ社のorder bookおよびregister bookを一部、収集した。米独メーカーについては、いずれも予備調査の段階であり、本格的な分析には至っていない。しかし今後、すでに分析を終えているイギリス・メーカーの事例と比較検討することで、世紀転換期における機関車国際取引の実態が多角的に明らかになると思われる。またフランスについては、社会科学高等研究院(EHESS)および鉄道史協会(AHICF)で情報収集と資料調査を行ったものの、機関車メーカーの対日輸出に関する資料を見いだすことはできなかった。基盤C
糖尿病性膀胱機能障害への磁気刺激神経調整的新システムの確立‐基礎・臨床的検討

当研究で対象とする疾患は、糖尿病に伴う頻尿、尿失禁、残尿、尿閉といった膀胱機能障害である。糖尿病に伴う膀胱機能障害の特徴は、初期には過活動膀胱、末期には残尿を伴う低活動膀胱という相反現象の併存である。腎不全に移行する助長因子となっているにも関わらず、網膜症、腎症、神経障害と比較して認知されていない。過活動膀胱には抗コリン薬が一般的に用いられるが、低活動膀胱への抗コリン薬投与は逆に残尿、尿閉といった有害事象を引き起こす。したがって、糖尿病性膀胱機能障害の薬物療法は治療抵抗性であることが多い。糖尿病に伴う膀胱機能障害の経過は複雑で十分に解明されていない。初期は頻尿・尿意切迫感といった過活動膀胱であるが、糖尿病末期には排尿筋は疲弊、残尿、尿閉といった低活動膀胱となり、ついには腎不全に至る。そこでまず糖尿病における膀胱機能の時間的経過による変化を研究するために動物実験を行った。SDメスラット(月齢3カ月)に、ストレプトゾトシンを腹腔内投与(65 mg/kg)して糖尿病モデルを作成した。糖尿病モデルとして排尿状態を把握するために投与4週、8週、12週時に2頭ずつ膀胱内圧測定を施行した。コントロール群と比較して8週、12週ラットでは有意に排尿時の膀胱内圧の低下を認め、排尿間隔も延長していた。また残尿も増加しており、低活動膀胱の存在が示唆された。今後、さらに頭数を増やして排尿状態を把握するとともに、より早期での糖尿病による排尿機能障害、すなわち過活動膀胱の状態についても確認実験を施行する予定としている。頭数は目標頭数に達してはいないが、順調に動物実験を進めることができている。引き続き、糖尿病ラットを使用して糖尿病における膀胱機能の変化について研究を行う。頭数が少なく、目標頭数に達していないため、頭数を増やして排尿状態の変化を確認する。また糖尿病末期の低活動膀胱状態は確認できたが、糖尿病初期の過活動膀胱の状態を把握するため、より早期の糖尿病ラットを使用して膀胱機能の把握を行う。これまで膀胱機能を中心とした実験を行ってきたため、尿道機能の変化について次に実験を行う予定である。また、糖尿病の関連した排尿機能の変化を把握後に、パルス磁場を利用したneuromodulationにより、自己修復能力を高めることによって排尿機能が改善するかどうかを検討したい。実験動物の使用数が、当初想定していた状況より少なかったため。不足分の実験動物は次年度に持ち越して実験を行う。また、磁気刺激装置(動物用)については整備がまだ行われていないため、次年度に準備をする予定となっている。