hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
風車と浮体の相互作用を考慮した振動予測・制御システムの開発と実験による検証

浮体式洋上風力発電システムを対象に、浮体と風車の連成振動を考慮した応答予測モデルを開発するとともに浮体の係留を含む構造物の大変形を考慮できる新しい解析モデルを提案し、風力発電設備用浮体の波浪応答予測システムを開発した。また、風車の回転と制御を考慮した風車応答予測システムを開発し、浮体の波浪予測モデルと合併させることにより、浮体式洋上風力発電設備の応答を求めることを可能にした。さらに、浮体式洋上風力発電所設計のために日本全国任意地点において設計波高および設計風速を求める手法を開発した。本年度では浮体式洋上風力発電システムを対象に,時間領域において浮体と風車の連成振動を考慮した応答予測モデルを開発した.風水洞実験結果との比較により,本モデルの予測精度を明らかにするとともに,非線形抗力による減衰効果,風車と浮体との相互作用,浮体の弾性変形と波の非線形性が浮体の動的応答に与える影響を明らかにした.本年度で得られた結論は以下に示す。1.モリソン式は水平方向の動揺量を精度よく予測できるが,垂直コラムを有する浮体の鉛直動揺量を過大に評価することを明らかにした.一方,Srinivasanらの水力減衰比に関する実験値を採用することにより鉛直動揺量を精度よく予測することを可能にした。2.暴風時には水力減衰力が支配的であるため,空力減衰による低減効果が小さいが,発電時において風車の回転による空力減衰効果は浮体の動揺を低減させることが分かった。3.弾性応答解析法により予測された動的荷重は実験の結果とよく一致するが,弾性変形を無視した二段階解法により予測された動的荷重は弾性挙動による共振が発生する領域において過小に評価されることが分かった。4.波の非線形性が顕著になる50mの水深では浮体の弾性モードと非線形波の高次成分と共振し,浮体の動的荷重は,浮体構造を剛体と仮定した時の動的荷重に比べ,1.8倍に大きくなることを明らかにした。5.update Lagrange法を採用した増分計算とトラス要素の局所座標へ変換を行うことにより係留応力の平衡状態を求め、厳しい波浪条件での非線形係留の大変形を予測することを可能にした。本研究では、時間領域で浮体の波浪応答予測モデルを開発し、風車の回転を含む構造物の大変形を考慮できる振動方程式に取り入れることによる新しい解析モデルを提案し、浮体式洋上風力発電設備の応答予測システムを開発した。また、風荷重と波浪荷重が同時に作用した際の風車と浮体の相互作用を考慮した、振動特性を明らかにした。さらに、非線形波を考慮した応答予測を可能にするとともに、風車の制御機構を利用した浮体の動揺低減手法を提案した。21年度は、前年度に開発された予測モデルを検証するため、軽量セミサブ型浮体を対象として、係留系を含めた全体の動的挙動を風水洞実験により計測し、浮体・係留系の応答特性を明らかにするとともに、波浪応答予測モデルの妥当性と予測精度を検証した。風水洞実験中に係留部が破損し、模型の修理と係留方法を変更する必要が生じたため、風水洞実験は平成22年度に行った。本研究により、様々な波高の規則波に対して流体の粘性による非線形効果を明らかにするとともに、予測モデルによる応答予測と比較することにより、解析モデルの精度を検証することができた。近年、新エネルギーの導入促進により風力発電設備がかなりのスピードで増えており、洋上風力発電の導入も検討されている。沿岸数kmで急激に水深が増加する海域が多い日本では今後の風力発電拡大には、浮体式洋上風力発電を推進することが重要な要因となると考えられる。浮体の開発技術は石油開発により確立されたとみられてきたが、この技術は水深数百数千メートルでの太い浮体構造に適用し、人間の常駐や事故時の環境への多大な影響を考慮したものであり、浮体に搭載する風車の性能と動的な特性に対応できないのが現状である。また、発電事業の事業性を損なわないように、風車性能と動的特性を考慮する安価な浮体の開発が求められる。そのために、合理的な浮体基礎構造の最適化が重要であり、浮体動揺,構造強度および風車の挙動などを評価できるツールの開発と予測精度の向上が不可欠である。平成22年度は,係留ラインの平衡状態の求め方のようにupdate Lagrange法を採用し、増分計算を行いながら、要素の局所座標へ変換を行い、反復法により次の平衡状態を求めた。これによりロータの回転を考慮できる風応答予測モデルを開発した。また、ロータ軸にバネ要素を取り入れ、バネ要素の剛性と減衰を調整することにより、ロータの回転特性を再現した。

また、風車稼動時においては、風車のヨー制御機構、ブレードのピッチ制御機構、発電に関わるフィードバック制御機構を再現するために、タワー頂部でのバネ要素の導入によるヨー制御機構のモデル化、ブレードのピッチ制御機構のモデル化を行い、反復法により非線形の制御効果及び発電出力のフィードバック制御を実施しながら、時間領域で風車の応答を求めた。開発した風車の風応答予測モデルと前年度に開発された波浪応答予測モデルと合併させ、浮体式洋上風力発電設備の応答を求めることを可能にした。
難治性がん分子サブタイプ・パネルを構築する革新的ゲノム編集技術の開発

近年の癌ゲノム研究によって分子サブタイプ分類が進み、ゲノム医療・プレシジョンメディシンへの応用が期待されている。消化器癌においてもARID2変異肝癌、KDM6A/TP53変異膵癌、CDH1/RHOA変異胃癌など難治性サブタイプの存在が明らかになったが、その分子生物学的意義が不明なため治療標的の開発には至っていない。我々はゲノム編集技術を用いてARID2変異ヒト肝癌を解析し、DNA修復異常によってhypermutatorとなることを証明した(J Hepatol 2017)。本研究では、多重ゲノム編集を可能とする新規レンチウイルスベクターの開発を目的とする。癌細胞には多くの遺伝子変異が蓄積しており、多重ゲノム編集技術によって分子サブタイプの解明のみならず、同系マウスがん細胞パネルの構築が可能となり、免疫チェックポイント阻害剤との併用療法など新規治療開発へも応用できる。実臨床を目指したプレシジョンメディシン実装化のブレークスルーとなる挑戦的かつ戦略的研究課題である。多重ゲノム編集には複数のsgRNAを発現するプラスミドやアデノ随伴ウイルスを用いた報告が多いが、導入効率やサイズ制限などの問題を克服するため、簡便なレンチウイルス・システムの開発が必須である。Charles Gersbachラボからmultiplex primer setsを搭載したone-vector systemが報告されたが(Nucleic Acid Res 2014)、複雑なデザインでサイズも大きく、変異導入効率が低いため一般化されていない。一方、Feng Zhangラボが開発したLentiGuide systemは単一ゲノム編集用であるが、one-vector systemに比べて数十倍効率が高く、その簡便さから広く普及している(Nat Methods 2014)。今年度の挑戦的研究(萌芽)によって、multiplexsystem (Gersbach)とLentiGuide system (Zhang)の各々の長所を取り入れた、3遺伝子を標的とする新たな多重ゲノム編集ウイルスLentiGuide-multiplexsystemの開発に加え、イントロンの2重ゲノム編集によってエキソンスキッピングの高効率誘導にも成功し、計画以上の成果が得られている。現在、正常免疫マウスにおいて免疫抵抗性クローンを作製し、治療標的の同定と解析へと進展している。癌は多様な遺伝子異常の多段階蓄積によって成立している。簡便かつ迅速な多重ゲノム編集技術を確立にすることができれば、分子サブタイプの多様性に応じた免疫システムの解析が可能となる。本年度の成果により、ノックアウトとエキソンスキッピングを組み合わせた分子サブタイプの再現が加速化されており、正常免疫状態における各種がんパネルの構築を進める。がん臨床において、免疫チェックポイント阻害剤の単剤効果は20-30%程度にとどまっており、分子標的治療剤などとの併用治療への期待が高まっている(Sharma & Allison. Cell 2015)。正常免疫状態における腫瘍微小環境の詳細な解析によって、各サブタイプ特異的な免疫複合療法の確立を目指している。

正常免疫状態における腫瘍微小環境の詳細な解析によって、各サブタイプ特異的な免疫複合療法の確立を目指している。当初の計画より多重ゲノム編集ウイルス作成が早く進み、試薬および解析費用の節約となった。論文投稿は順調に進んでいるが、アクセプトされた論文の一部が平成30年度末の段階でin pressであったため、論文関連費が繰り越しとなっている。
沙漠地帯から越境輸送される黄砂バイオエアロゾルを標的とした高高度大気調査

近年,中国沙漠地帯から飛来する黄砂とともに真菌や細菌(バイオエアロゾル)も長距離輸送され,その生態・健康へ与える影響に強い関心が集まる。そこで,砂塵(黄砂)による微生物の越境輸送を解明し,その生体影響評価に取り組んだ。黄砂発生源(敦煌)と飛来地(日中韓)において,高高度(1000m-3000m)の大気粒子試料を採取する大気観測(係留気球,ヘリコプター併用)を実施した。採取した試料に含まれる微生物群のゲノムDNAを解析することで、東アジア一円を拡散する大気微生物の群集構造と特性を明らかとした。さらに、動物実験によって、黄砂に付随する真菌がアレルギーおよび気管支炎の発症に関わることを突き止めた。黄中国大陸では,沙漠地帯(タクラマカン沙漠,ゴビ沙漠)で巻き上がる鉱物粒子が増え,アジア一円での黄砂現象が大規模化しつつある。近年,黄砂や汚染大気と挙動をともにするカビや細菌(バイオエアロゾル)が,生態系(動植物や微生物)やヒト健康へ与える影響について強い関心が寄せられてきた。また,大気微生物が氷晶として働き,雲の形成過程に関わっているとする報告例もあり,その気象影響にも注目が集まる。そのため,大気中の微生物を対象とした研究が国内外で活発化し,地上や山岳で大規模な大気観測調査がなされ,砂塵(アフリンカンダスト・黄砂)による微生物の大陸間輸送プロセスが明らかになりつつある。これまで,黄砂飛来を網羅的に観測できる日中韓蒙の7サイトにおいて,気球,航空機,ヘリコプターおよび山岳積雪調査を併用して,同一黄砂時に黄砂鉱物粒子の採取調査を行った。培養を経ない遺伝子分析(次世代シーケンサー解析・クローン解析)によって,黄砂鉱物粒子に付着する微生物叢の群集構造を系統分類学的に解析した。その結果,黄砂時に優占する種(Bacillus)が検出され長距離輸送を実証する証拠が蓄積された。また,優占種以外に,多種多様な微生物(非優占種)が存在し,黄砂時に共通して見られる種も突き止めた。さらに,集積培養法を併用して未知微生物種(非優占種)を分離培養する準備を整えた。今後,分離株の遺伝子配列情報を用いて,病原性および生理代謝能を推察し,環境中(土壌,湖水,海水等)から大気由来の微生物種を遺伝学的に識別できる検出系を確立する予定である。一方,分離株を外洋水および土壌へ添加する生理培養実験で,生態系影響を検証し,分離株を使った動物実験を実施しつつある。中国大陸では,沙漠地帯(タクラマカン沙漠,ゴビ沙漠)で巻き上がる鉱物粒子が増え,アジア一円での黄砂現象が大規模化しつつある。そのため,大気中の微生物を対象とした研究が国内外で活発化し,地上や山岳で大規模な大気観測調査がなされ,砂塵(アフリンカンダスト・黄砂)による微生物の大陸間輸送が明らかになりつつある。これまで、2014年と2015年に黄砂飛来を網羅的に観測できる日中韓蒙全7サイトにおいて,気球,ヘリコプター,船舶および山岳積雪調査を併用して,同一黄砂時に黄砂鉱物粒子の採取調査を行った。培養を経ない遺伝子分析法(次世代シーケンサー)によって,黄砂鉱物粒子に付着する微生物叢の群集構造を系統分類学的に解析した結果,ジフテリアや結核菌との近縁種が風送されやすいことが明らかとなった。さらに、集積培養法を併用して未知微生物種(非優占種)を分離培養したところ,Bacillusで複数種の長距離輸送を遺伝子多型解析で実証できた。さらに,分離株の遺伝子配列情報を解析した結果,長距離輸送種しか持ち得ない遺伝子配列を発見した。一方、分離株を環境試料(水・土壌)へ添加する生理培養実験を実施したところ,細菌が沈着し優占する可能性は極めて低いと言える。今後、分離株を使った動物実験と細胞実験によって,ヒト健康影響を評価する。2014年と2015年に黄砂飛来を網羅的に観測できる日中韓蒙全7サイトにおいて,気球,ヘリコプター,船舶および山岳積雪調査を併用して,同一黄砂時に黄砂鉱物粒子の採取調査を行い、十分な試料を得る事に成功した。全300以上の試料を、次世代シーケンサーで解析し、その微生物種組成を分析するのに、バイオインフォマティクスに秀でたオークランド工科大学の協力を得た。その為、遺伝子解析は格段と進展し、長距離輸送種の候補が多数選別され、分離培養法の改善策にも選択肢が広がった。今後、飛躍的に未知微生物が分離培養され、その特徴が明らかになる。現在取り扱っているデータは、当初の予定では考えられなかったデータ量であり、順調に進展していると判断した。研究目的:中国大陸では,沙漠地帯(タクラマカン沙漠,ゴビ沙漠)で巻き上がる鉱物粒子が増え,アジア一円での黄砂現象が大規模化しつつある。近年,黄砂や汚染大気と挙動をともにする真菌や細菌(バイオエアロゾル)が,生態系(動植物や微生物)やヒト健康へ与える影響について強い関心が寄せられてきた。実施内容:黄砂発生源であるアジア沙漠地域(タクラマカン沙漠)と黄砂飛来地(日中韓)の全7サイトにおいて,係留気球,ヘリコプターおよび山岳積雪調査を併用して,同一黄砂時に黄砂鉱物粒子を採取することに成功した。

培養を経ない遺伝子分析法(次世代シーケンサー)によって,黄砂鉱物粒子に付着する微生物叢の群集構造を系統分類学的に解析した。その結果,タクラマカン沙漠の上空には,土壌由来の細菌と真菌が高度800mまで巻き上げられ,垂直混合することが判った。黄砂の影響が強い中国北京や韓国ソウルでは,大気中には土壌由来の細菌が恒常的に優占し,日本海を挟んだ日本山陰・能登地方では,海洋由来の細菌群(藍藻など)が土壌細菌に混じって風送されることが実証された。非優占種(Bacillus属の複数種)を大気試料から分離培養し,遺伝子多型解析でその長距離輸送を示された。一方、動物実験では、高度3000mで得た真菌類が強いアレルギー反応を示すことが判った。成果:本研究成果を,申請者らが主催する第10回バイオエアロゾルシンポジウムで発表し,「バイオエアロゾル学」のもと異分野研究者及び行政関係者と交流した。また,種々の学会での研究発表,招待講演や市民向けシンポジウムで頻繁に研究発表し,国内外の専門学術誌に論文発表した。また,展望があり話題性の高い研究として,新聞記事およびテレビ報道で取り上げられた。2014年2016年の春季から夏季にかけて,黄砂発生源であるアジア沙漠地域(タクラマカン沙漠:中国敦煌)と黄砂飛来地(日中韓)の全7サイトにおいて,係留気球,ヘリコプターおよび山岳積雪調査を併用して,同一黄砂時に黄砂鉱物粒子を採取することに成功した。その結果,タクラマカン沙漠の土壌に由来する細菌と真菌は,高度800mまで巻き上げられ、環境ストレス(紫外線、乾燥)に晒され、特定の微生物群(Bacilli目, Ascomycota門)のみが選択的に残ることが判った。黄砂の風送先である中国北京や韓国ソウルでは、春季には砂塵の影響が続き,大気中には恒常的に土壌由来の細菌が優占しやすかった。日本海を挟んだ日本山陰・能登地方には、黄砂とともに土壌細菌だけでなく,海洋由来の細菌群(藍藻など)も風送され,非黄砂時には島特有の植物や河川由来の微生物が大気中に優占した。大気試料から分離培養した微生物株の遺伝子多型を解析でしたところ,非優占種(Bacillus属の複数種)で長距離輸送を実証できた。一方、分離株や大気試料を使った動物実験では、高度3000mで得た真菌類が強いアレルギー反応を示すことが判った。平成28年度に「日本学術振興会,頭脳循環を加速する戦略的国際研究ネットワーク推進プログラム」に,海外派遣者として採択され,昨年春にニュージーランドに長期滞在する必要が生じ,黄砂の試料収集が不十分となった。また,収集した遺伝子データが予想以上に膨大(数百倍)であったため,その解析に時間を要する。平成29年度春季に黄砂の再調査を実施するとともに,データか解析を充足させるため,一年の延長した。研究目的:中国大陸では,沙漠地帯(タクラマカン沙漠,ゴビ沙漠)で巻き上がる鉱物粒子が増え,アジア一円での黄砂現象が大規模化しつつある。近年,黄砂や汚染大気と挙動をともにする真菌や細菌(バイオエアロゾル)が,生態系(動植物や微生物)やヒト健康へ与える影響について強い関心が寄せられてきた。そこで,砂塵(黄砂)による微生物の越境輸送を解明し,その生体影響評価に取り組んだ。実施内容:2014年
災害コミュニケーションにおける信頼度判定研究

東日本大震災により被害をうけた被災地では、非常時における様々な需要が明らかとなった。そのひとつが、災害情報管理である。災害時に必要な情報流通やそのトラストに関する研究が、わが国では進んでいない。ソーシャルメディアは東日本大震災を機に情報伝達・共有ツールとしての社会的ポジションを確立した。公共機関においてはOpen Dataへの取り組みが進んでいる。情報化社会では、市民が社会の発展と改善に積極的に参加し、責任と役割を担う仕組みの設計が望まれる。本研究は、ソーシャルメディアに流通する情報に対する信頼度を量的・質的に示すことで、災害時のソーシャルメディアを用いた有効な意志疎通の仕組みを探求し、同時にトラストの新たな適用分野として社会情報学研究領域における確立を目指す。過去事例をベースに災害時に必要となる災害コミュニケーションについて信頼面から検討し、意志疎通確立を支える。また、災害コミュニケーションの研究領域の確立を目指す。災害発生後の2次災害を防止することは非常に重要であり、その為に被災者に速やかに適切な信頼のおける情報提供が必要である。意志疎通や情報共有のため、日常のコミュニケーションから見た災害コミュニケーションを検討し、有効な意志疎通方法を提言するとともに、どのような手法によりSNS流通情報の信頼度(トラスト)判定が実現できるかを検討する。具体的には、1信頼度判定のための位置情報可視化システムの検討、2群れ行動から見た信頼度判定システムの検討、3集合知を用いた信頼度判定システムの検討、4信頼度判定に基づき拡散しそうなデマを発見・抽出するシステムの検討を行っている。平成30年度の計画は昨年度調査および今年度の質問紙調査を加えた分析をベースに信頼度の問題点と対策の要求条件の抽出を実施である。同時に、群れ行動学で知られた様々な知見適用について検討し、アルゴリズムの基本設計を行うための表現方法についての検討を実施している。質問紙調査を行い、分析を行っているが、その結果の精査に時間を必要とした。その間、予算執行が止まっていた。結果に基づき、つい調査・分析をかけていくことで、論文投稿へ進めていきたい。その追加調査・分析に伴う費用の支出を行う活動継続のため、補助事業期間を延長を行い承認いただいた。平成31年度は、研究成果をベースに、再調査を含めて分析精度を高めていきながら、(1)デマ特定のためのアルゴリズムとして、現在までの調査・実験・分析・評価を踏まえ、デマ特定・抽出のためのアルゴリズム化を行う。さらに既存SNSに対する評価実験および結果分析を実施する。(2)群れ行動に基づく信頼度判定手法の確立として、前年度のアルゴリズム単体評価に基づき、各アルゴリズムの長所短所を理解した上でそれらの組み合わせ方などについて検討を行う。(3)災害コミュニケーションのための情報共有手法に関する提言として、信頼研究に基づき災害時に必要な情報共有・管理、オープンデータ化、意志疎通方法に対する取組と方法を提言する。災害コミュニケーションに関する実践活動と共に研究領域を確立していく東日本大震災により被害をうけた被災地では、非常時における様々な需要が明らかとなった。平成28年度の計画は(1)震災復旧支援についての過去事例の各種記録、文献、関係者への聞き取りによる調査(2)Twitter等の各種ソーシャルネットワーキングサービス(SNS)の記録の調査・分析(3)群れ行動から見た信頼度の問題点と対策の要求条件の抽出本年度はうわさデマ流言に関する先行研究のサーベイを行い、定義づけおよび、情報の信頼性における論点を整理した。信頼は他者と関わる行動の中から生じ、またその信頼が自身の行動に繋がっていくという先行研究をベースに、実際の複数組織(社会福祉施設、農家、企業)に質問紙調査をかけて信頼生成の要因を明らかにした。続いて、SNSの記録の調査・分析に着手した。これらの分析をベースに信頼度の問題点と対策の要求条件の抽出が行えた。また、ネット依存との関係性についても調査を実施した。大学生は高校生よりもインターネットが生活の一部となり、ネット依存状態からさらに中毒状態へ移る傾向があることが分かった。

この要求条件をベースに、平成29年度はさらに、SNSの記録の調査・分析を継続とともに、質問紙調査を実施していくことで、要求条件の精査を実施していく。東日本大震災により被害をうけた被災地では、非常時における様々な需要が明らかとなった。そのひとつが、災害情報管理である。災害時に必要な情報流通やそのトラストに関する研究が、わが国では進んでいない。ソーシャルメディアは東日本大震災を機に情報伝達・共有ツールとしての社会的ポジションを確立した。公共機関においてはOpen Dataへの取り組みが進んでいる。情報化社会では、市民が社会の発展と改善に積極的に参加し、責任と役割を担う仕組みの設計が望まれる。本研究は、ソーシャルメディアに流通する情報に対する信頼度を量的・質的に示すことで、災害時のソーシャルメディアを用いた有効な意志疎通の仕組みを探求し、同時にトラストの新たな適用分野として社会情報学研究領域における確立を目指す。過去事例をベースに災害時に必要となる災害コミュニケーションについて信頼面から検討し、意志疎通確立を支える。また、災害コミュニケーションの研究領域の確立を目指す。災害発生後の2次災害を防止することは非常に重要であり、その為に被災者に速やかに適切な信頼のおける情報提供が必要である。意志疎通や情報共有のため、日常のコミュニケーションから見た災害コミュニケーションを検討し、有効な意志疎通方法を提言するとともに、どのような手法によりSNS流通情報の信頼度(トラスト)判定が実現できるかを検討する。具体的には、1信頼度判定のための位置情報可視化システムの検討、2群れ行動から見た信頼度判定システムの検討、3集合知を用いた信頼度判定システムの検討、4信頼度判定に基づき拡散しそうなデマを発見・抽出するシステムの検討を行っている。平成29年度の計画は(1)Web質問紙調査、(2)群れ行動アルゴリズムの開発、(3)集合知を用いた信頼度判定システムの要求条件の抽出、(4)震災で必要とされた意志疎通と情報共有の内容と信頼度から見た問題点の整理、(5)情報化とコミュニケーションに関わる状況把握である。本年度は主体的な研究としては居住都道府県別、年齢別、性別にソーシャルメディアや自治体情報に関する意識調査の分析を進めながら、信頼度から見た問題点を整理し信頼度判定システムの要求条件の検討を深めており、順調に推移している。調査設計としては、以下の通り、母集団をWebへアクセス可能な15歳以上の日本国民として標本化を行った。設問数:16問、サンプル数:3,000ss (スクリーニング5,000ss)、調査エリア:全国、性別:男女、年齢:15歳以上、割付:12セル(性別2区分×年代6区分)のWeb調査で、項目の呈示順をランダマイズ化を行い、かつ、ストレートライナーを可として3,000サンプルを標本抽出して、質問紙調査を実施した。
ラット熱中症モデルにおける活性酸素傷害の解明と治療法の確立

本研究では、我々が開発した生体内活性酸素種測定システムを用いて、ラット熱中症モデルにおけるスーパーオキシド(O2-・)の動態を測定し、組織障害の程度と産生されたO2-・量との関連を解明することにより、熱中症におけるO2-・傷害の病態解明と治療指標としてのO2-・の意義を検討することである。本年度は、ラット熱中症モデルを作成・確立し、このモデルの生体内で混合静脈血中O2-・電流値の測定を行った。中枢温が38度を越えたあたりからO2-・電流値の上昇を認め、熱中症発症まで上昇し続けた。O2-・電流値の積分値(Q値)は肝臓および血漿中のマロン酸アルデヒド(MDA;脂質過酸化物質)、HMGB1(急性期炎症反の指標)、ICAM-1(血管内皮傷害の指標)、ALT/AST(肝障害の指標)と有意な相関を認めた。また、熱中症発症後に輸液投与、中等度低体温療法を含む体温管理を行うことにより、混合静脈血中O2-・値、肝臓および血漿中のMDA、HMGB1、ICAM-1、ALT/ASTの改善を認めた。以上の結果より、熱中症の病態において混合静脈血中で発生した過剰なO2-・は、全身および肝織の酸化ストレス、血管内皮細胞傷害、急性期炎症反応に関連しており、中等度低体温療法はそれらの抑制に効果的であることが示された。重症熱中症の臨床において、明確な治療指標は確立されていないが、本研究の結果、熱中症において混合静脈血中O2-・を測定することにより組織障害および全身炎症を予想することができ、熱中症の治療の指標となることが示唆された。また、熱中症における中等度低体温療法の有用性が示唆された。
膵β細胞脂肪毒性解除による新規2型糖尿病治療法の開発

膵β細胞を用いた研究では従来ラットを用いて単離膵β細胞の細胞質内カルシウム([Ca^<2+>]i)上昇や単離膵島インスリン分泌を確認してきている。アデノウイルス感染による遺伝子過剰発現・siRNAによる発現抑制のためにはマウスによる実験系の確立が必要であり、そのための至適な実験条件の設定を行った。脂肪毒性をin vitroで膵島β細胞に惹起する目的でオレイン添加培養でのインスリン分泌刺激試験、脂肪分解によるジアシルグリセロールの生成がPKC活性化による膵β細胞[Ca^<2+>]を上昇させインスリン分泌を刺激する可能性があるためPKC阻害薬存在したでの膵β細胞[Ca^<2+>]iの変化の確認や、過去の報告(JPharmacol & Exp Therap315:1396-1402,2005)でGLP-1がHSLを活性化することでインスリン分泌に変化を認めていることより、GLP-1によるグルコース刺激性インスリン分泌の促進においてHSLが関与する経路の同定、さらにreal-timePCRで低発現ながら膵島での存在を認めた。HSL.TGCH1、TGH2の3者間では、TGH2の発現が最大で、HGH1の発現が最少だった。現在、HSL、TGH1、2の過剰発現・抑制による膵β細胞[Ca^<2+>]i・膵島インスリン分泌への効果の確認を進みている。今後は上記の実験の継続と、疾患動物(糖尿病モデル動物)や、高脂肪食負荷下での各脂肪分解酵素(特に膵島に認められた酵素)の発現の変化を確認し、それらの病態と高グルコース負荷時の単離膵β細胞[Ca^2+]i上昇に対する影響及び、単離膵島からのインスリン分泌への効果、さらにその機序を解明することを予定している。各種病態での評価から膵島脂肪毒性の解除によるインスリン分泌の正常化を通した2型糖尿病治療開発の基盤の形成に繋がることが期待される。株化膵β細胞であるMIN6細胞にパルミチン酸を添加すると、細胞内トリグリセライド(TG)含量が増加し、同時にグルコース応答性インスリン分泌(GSIS)が低下した。これに、ホルモン感受性リパーゼ(HSL)を発現するアデノウイルスAd-HSLを感受させると、HSLの発現に伴ってTGリパーゼ活性が増加と細胞内TG含量の低下が観察された。同時に、パルミチン酸負荷によって低下したCSISが回復する傾向を示した。しかし、これらの実験結果に一貫性が認められないため、MIN6細胞の代わりにラットまたはマウスの単離膵島を対象に用いて、同様の実験を進めている。HSL以外の細胞内TG水解酵素にTG水解酵素(TGH;別名、カルボキシルエステラーゼ3、CES3)がある。最近TGHに70%近い相同性を有する分子としてTGH2を同定した。また、脂肪細胞TG分解においてHSLと同等か、それ以上に重要である可能性のある分子としてATGLが報告されている。膵β細胞における主要な内因性TGリパーゼの正体は不明であるので、現在、膵島におけるこれらの分子のmRNA発現をreal-timePCR法によって評価し、膵島細胞における主要なTG分解酵素を同定中である。それぞれの組み換えアデノウイルスを作製した。HEK293細胞にTGHともTGH2とも細胞内TG分解活性がある。又それぞれのsiRNAオリゴヌクレオチドをデザインした。ラットまたはマウスの膵島を単離し、パルミチン酸処理によりTG蓄積をおこし、そこにHSL、TGH、TGH2の発現アデノウイルスの感染、siRNAを用いたknockdownによって、GSISが変化するか否かを検討中である。前年度に、膵β細胞の株化細胞であるMIN6を用いた実験では、当初期待した結果が得られなかったため、マウスラ氏島を分散して、膵β細胞の培養系を確立した。この細胞でグルコース応答性の細胞内カルシウム流入を確認した。今後、パルミチン酵をはじめとする脂肪酸負荷の上記反応への影響を検討し、更にトリグリセライド(TG)分解酵素群である、ホルモン感受性リパーゼ(HSL)、TG水酵酵素(TGH)1・2、ATGLを過剰発現するアデノウィルスを感染させ、グルコース応答性細胞内カルシウム流入への効果を検討中である。real-time PCRを用いて、マウスラ氏島におけるTG分解酵索群の遺伝子発現量を比較した。白色細胞組織における発現量と比較すると、HSLもTGHも5%未満の低い発現量であったが、有意な発現を確認した。今後、siRNAを用いたノックダウンの手法を用いて、過剰発現と同様に、グルコース応答性細胞内カルシウム流入への効果を検討する予定である。脂肪毒性をin vitroで膵島β細胞に惹起する目的でオレイン添加培養でのインスリン分泌刺激試験、脂肪分解によるジアシルグリセロールの生成がPKC活性化による膵β細胞[Ca^<2+>]を上昇させインスリン分泌を刺激する可能性があるためPKC阻害薬存在したでの膵β細胞[Ca^<2+>]

iの変化の確認や、過去の報告(JPharmacol & Exp Therap315:1396-1402,2005)でGLP-1がHSLを活性化することでインスリン分泌に変化を認めていることより、GLP-1によるグルコース刺激性インスリン分泌の促進においてHSLが関与する経路の同定、さらにreal-timePCRで低発現ながら膵島での存在を認めた。HSL.TGCH1、TGH2の3者間では、TGH2の発現が最大で、HGH1の発現が最少だった。現在、HSL、TGH1、2の過剰発現・抑制による膵β細胞[Ca^<2+>]i・膵島インスリン分泌への効果の確認を進みている。今後は上記の実験の継続と、疾患動物(糖尿病モデル動物)や、高脂肪食負荷下での各脂肪分解酵素(特に膵島に認められた酵素)の発現の変化を確認し、それらの病態と高グルコース負荷時の単離膵β細胞[Ca^2+]i上昇に対する影響及び、単離膵島からのインスリン分泌への効果、さらにその機序を解明することを予定している。各種病態での評価から膵島脂肪毒性の解除によるインスリン分泌の正常化を通した2型糖尿病治療開発の基盤の形成に繋がることが期待される。
消散項を含む発展方程式の解の定性的性質の研究

研究課題を遂行すべく,池畠良氏(広島大学)と共同で研究を進め,以下の成果が得られた.1.強消散項と弱消散項を補間する形を持つ構造的摩擦項を付与した波動方程式の解に対して,構造的摩擦項の分数べきの大きさと係数の値に応じて漸近形を同定し,時間大域的な挙動を明らかにした.特に,漸近形の分類は強消散項と弱消散項のより近い方に漸近形は類似性を持つ.ただしどちらかの消散項に分数べきが近いときは係数に依存する分類は見られないのであるが,構造的消散項が強消散項と弱消散項の丁度中間の場合には,その係数の値に対応して漸近形が3つに分類される.その結果,先行研究で知られていた時間減衰評価が最適なものであったことが示された.この研究成果は基礎的であるがその分,汎用性が高く,半線形問題や外部問題への基本となる研究と考えられる.2.空間変数の次元が3以下の場合において, Fourier multiplierの理論を用いて強消散項と弱消散項を付与した波動方程式の解の漸近形を導出した.またその応用として,小さい初期値に対する半線形問題の時間大域解の存在・非存在に関する臨界指数を同定し,さらに優臨界に相当する場合に時間大域解の漸近形を明らかにした.この方法論は空間変数の次元に制限がつくが取り扱える非線形項のべきに上限がつかない点が特徴である.線形問題のFourier空間における高周波成分が指数的な時間減衰が精密な形で示されているので,こちらも今後の進展が大いに期待できる形となっている.以上の研究の成果が論文として投稿した結果採録決定された.またこの研究経過を国際研究集会と国内セミナーで発表した.今年度の研究は,弱い消散項を持つ定数係数の非線形偏微分方程式の各論が中心であった.(1)九州大学の川島修一氏と東北大学の前川泰則氏と共同で,小さい初期値を持つ(可微分性損失型)双曲型Cahn-Hilliard方程式の解の漸近挙動に対しての考察を行った.特に線形項と非線形項の効果が釣り合う臨界冪の非線形項に対して,その漸近形が非線形項の寄与が現れる自己相似解になることが明らかになった.弱い消散項を持つ非線形梁方程式に対する時間大域適切性及びその大域解の最適な時間減衰評価を同じ関数空間で達成することを軸にして研究を行った(弱い消散項を持つ非線形梁方程式は非線形項の方が線形項よりも時間減衰が速いという知見がこれまでの研究で得られていた点に留意しておく).(2)これまで得られていた高次漸近展開の方法論及び基本解の線形評価を見直すことによって,高次展開が可能な解に対する時間大域適切性の成立する関数空間の同定ができた.特に重み付きの関数空間においては線形構造から正則性損失が生じるが,解の平滑化効果を利用すればそれが一部回避できることが分かった.(3)初期値を限定することによって,(その結果非線形項の時間減衰をさらに改善して)熱核による3次展開を達成した.この結果の有用性は,非線形項の漸近形に対する寄与がより明確になった点と他の方程式の解の漸近挙動の違いが明確なものとなった点にある.消散項を含む双曲型方程式に対する高次漸近展開の方法論が確立できた点が大きい.今はまだ各論の段階であるが今後,構造の異なる方程式に対する修正や一般論の構築など新たな展開は大いに見込んでいる.消散項を持つ非線形偏微分方程式の解の性質についての研究を進め,以下の研究成果が得られた.1.昨年度までに半線形消散型波動方程式の高次漸近展開に関しては,非線形項のべきと初期値の空間遠方での減衰に応じて熱核による展開公式が得られていた.これに対して,大阪府立大学の川上竜樹氏との共同研究で,初期値の空間遠方での減衰のみに着目した非線形近似による高次漸近展開公式を導出した.この結果によって,空間が1次元から3次元までであれば,初期値の空間遠方での大きさに応じて小さい大域解の展開できる回数が決定され,その時間大域挙動は完全に理解できるようになった.この成果は線形基本解の重み付き評価を見直してこれまでの研究結果に適用したことで得られた.2.強消散項を含む波動方程式は,近年,解の漸近挙動のみならず解の平滑化効果とともに注目を集めている.広島大学の池畠良氏との共同研究で,弱消散項と強消散項をともに含む波動方程式の解の挙動及び解の平滑化効果を明らかにした.特に,解の時間微分にその平滑化効果が強く現れることが分かった.またこの成果を用いて空間低次元における非線形問題の時間大域解の存在及び非存在に関する臨界指数を同定した.この結果の意義は,強消散項による平滑化効果を半線形問題においても見出せたことにもある.これに伴って,一見特殊の思える初期値の選び方にも意味付けが得られた.上述の出版に及んだ研究成果の他,構造的消散項を持つ波動方程式の解の大域挙動や平滑化効果,またその応用として非線形問題についても小さい時間大域解の性質が明らかにできた.今後はこの成果の取りまとめやさらなる発展が見込まれる.研究課題の遂行に向けて,消散項を持つ非線形偏微分

方程式の解の性質についての研究を進め,以下の研究成果が得られた.1.弱い摩擦項を持つ非線形梁方程式の初期値問題の小さい初期値に対する無条件時間大域的適切性及び,同じ位相での熱核による時間大域解の展開(解の拡散現象)を導出した.この展開は線形項のみで決まる1次展開だけではなく,非線形項の寄与が初めて現れる2次展開も行っている.特に,重み付き評価を用いることで線形化方程式の解,さらには適切性の導出の折に元の方程式の非線形項への正則性損失が想定されていたが高周波成分の平滑化効果によって回避できることが分かった.この見地は幅広い適用例を含んでいるように思われる.2.池畠良氏(広島大学)との共同研究によって,消散項に非有界な変数係数をもつ消散型波動方程式の初期値問題に対するエネルギー減衰を考察した.特に,初期値が有界な台を持たない場合も想定している.従来のエネルギー法をそのまま適用できないこの場合に対して,適切な近似解の構成し,その近似解に対するに対するエネルギー法を経由することで元の方程式の解のエネルギー減衰を導いた.さらに研究課題に従い,池畠良氏(広島大学)との共同研究で構造的消散項を持つ波動方程式や,空間3次元におけるを消散項と強消散項併せ持つ波動方程式の解に対する漸近形についての研究を進めており,今後も続けていく方針である.一昨年度,昨年度に引き続き,本補助金により最新機器の導入や多くの研究者との研究交流が可能となった.その結果上述のように研究が順調に進展している.研究課題を遂行すべく,池畠良氏(広島大学)と共同で研究を進め,以下の成果が得られた.1.強消散項と弱消散項を補間する形を持つ構造的摩擦項を付与した波動方程式の解に対して,構造的摩擦項の分数べきの大きさと係数の値に応じて漸近形を同定し,時間大域的な挙動を明らかにした.特に,漸近形の分類は強消散項と弱消散項のより近い方に漸近形は類似性を持つ.ただしどちらかの消散項に分数べきが近いときは係数に依存する分類は見られないのであるが,構造的消散項が強消散項と弱消散項の丁度中間の場合には,その係数の値に対応して漸近形が3つに分類される.その結果,先行研究で知られていた時間減衰評価が最適なものであったことが示された.この研究成果は基礎的であるがその分,汎用性が高く,半線形問題や外部問題への基本となる研究と考えられる.2.空間変数の次元が3以下の場合において, Fourier multiplierの理論を用いて強消散項と弱消散項を付与した波動方程式の解の漸近形を導出した.またその応用として,小さい初期値に対する半線形問題の時間大域解の存在・非存在に関する臨界指数を同定し,さらに優臨界に相当する場合に時間大域解の漸近形を明らかにした.この方法論は空間変数の次元に制限がつくが取り扱える非線形項のべきに上限がつかない点が特徴である.線形問題のFourier空間における高周波成分が指数的な時間減衰が精密な形で示されているので,こちらも今後の進展が大いに期待できる形となっている.以上の研究の成果が論文として投稿した結果採録決定された.またこの研究経過を国際研究集会と国内セミナーで発表した.昨年度に引き続き,前年度の基本方針を遂行する.
欠陥準位増強効果を用いた酸化物表面吸着分子の高感度分光

酸化物表面に吸着した分子の振動スペクトルを高感度で測定する手法の開発を目指して、様々な酸化物表面における吸着分子の振動和周波発生(VSFG)スペクトルの測定を行った。その結果TiO2単結晶表面において、大気中で1600cm-1に位置するVSFG信号が通常のものに比べて3桁ほど強くなることを発見した。その起源を明らかにするために表面構造や吸着種を様々に変化させた測定を行い、その増強効果が表面吸着水と酸化物の欠陥準位との混合準位への共鳴によること示唆する結果を得た。本研究では触媒などのモデルとなる単結晶酸化物表面に吸着した分子の構造や反応を探るための新しい表面増強非線形分光法を提案している。これまでに表面敏感な振動和周波発生(VSFG)分光法を二酸化チタン単結晶表面TiO_2(110)に適用し、大気中で吸着した単分子層水分子の変角振動(1600cm^<-1>)が通常のVSFG信号より3桁ほど強く観測されることを見出した。これは酸化物欠陥準位増強効果により単分子層水分子が強く観測されたと思われる。本年度はこのピークが、どのような条件で観測されるかを知るために様々な処理をした二酸化チタン表面のVSFGを大気中で測定した。具体的にはルチル単結晶表面において異なる酸化状態、異なる面方位のVSFGスペクトル測定を行った。またピークが単分子水分子由来かどうかを確かめるためにグローブボックス中で重水素置換した表面の測定も行った。その結果、大気中では表面状態や重水素置換の有無に限らず常に1600cm^<-1>のピークが強く観測されることが分かった。一方で他のグループに超高真空中で表面処理、重水素置換をお願いし、その試料をアルゴンパージしたセルで測定しがやはり同様の結果であった。これらの結果は、表面第一層の水分子が酸化物表面と強く相互作用するために様々な表面処理を施しても僅かな雰囲気中の水の存在で同じような表面になってしまっていることを示している。そこで表面状態をきちんと評価するためには超高真空中で表面処理した表面をその場で観察する必要性がある。そのために超高真空中で各種表面処理及びVSFG測定ができる超高真空槽の設計、制作も行った。本研究では、従来の分光法では観測が難しい酸化物表面上に吸着した単分子層以下の分子を観測するための新しい非線形分光法を開発することを目的とした。酸化物は化学的に安定であるため自然界に普遍的に存在するだけでなく、近年は様々な機能性を持ったものが開発され産業界でも広く利用されている。しかしながらその表面に付いた分子の分光学的な測定は、金属表面のような増強効果が望めないため信号が非常に困難である。このような酸化物表面にも適用可能な分光法として2次の非線形光学過程を用いた界面和周波発生(VSFG)法があげられる。研究代表者はこの方法によって二酸化チタン単結晶表面の振動スペクトルを大気中で測定したところ、1600cm^<-1>に通常の吸着分子の信号より3桁以上強いピークを見出した。また面方位依存性や表面の改質からこのピークが表面単分子層吸着水分子から出ていることが示唆された。そこで本研究では、このピークの巨大な信号増強効果の原因を明らかにし、酸化物一般の分光測定に適用する可能性を探ってきた。昨年度までに重水を用いることによりこの振動ピークの同位体シフトの観測を試みたが、有為な変化は確認できなかった。本年度はさらに、光触媒作用との関係を探るため紫外定常光照射後の接触角測定との関係を探ったが、やはりこの増強ピークの強度は変わらないことがわかった。このことは単分子層吸着水が酸化物表面上に強固に吸着し、大気中で行う表面処理では表面構造を制御できないことを示している。そのため大気中での測定はあきらめ、前年度に引き続き光学測定用の超高真空槽の製作及びそれを用いて欠陥や吸着分子を制御した酸化物表面の製作を行った。しかしながら予算面での制約もあり、超高真空中でこのような表面の作製およびその状態でのVSFG測定までは至らなかった。今後は引き続き他の予算の獲得をおこない、この現象の詳細を解明する予定である。
歯周疾患におけるS100ファミリーカルシウム結合タンパクの役割について

歯根膜は歯槽骨とセメント質という2つの硬組織の間にあって、石灰化することなく恒常的に一定の幅が保たれている。この歯根膜の恒常性の維持のメカニズムは今のところ明らかではない。S100A4は、S100カルシウム結合タンパクファミリーに属し、癌細胞において細胞の運動性や転移をコントロールするなど、様々な役割を果たしていることが報告されているが、正常組織における機能については明らかにされていない。これまでの研究で、ウシの歯根膜組織およびウシ歯根膜細胞の培養上清中においてS100A4の発現がみられ、RecombinantマウスS100A4タンパクをラット骨髄由来細胞に添加した場合、石灰化結節形成が抑制されたことが報告されている。これらのことから、S100A4は歯根膜組織において石灰化を抑制する機能を有し、歯根膜の恒常性の維持に寄与していることが示唆される。そこで、ヒト歯根膜細胞(HPDLF)におけるS100A4の発現をRT-PCR法にて確認し、その石灰化抑制機能について、アルカリホスファターゼ(ALP)活性および硬組織形成関連タンパクの発現を指標として検討した。その結果、培養ヒト歯根膜細胞においてS100A4の発現が認められ、石灰化を促進する刺激を加えることにより発現が減弱する傾向が認められた。また、S100A4に対する中和抗体を添加することで、ALPのmRNA発現および酵素活性がわずかに上昇する傾向が見られたものの、硬組織形成関連タンパクの発現には添加による影響は認められなかった。今後はRNA干渉によるS100A4の機能抑制の実験を試みる予定である。
植生の気候緩和効果に関する土・植・気圏を一体とした水文学的研究

1.目的:森林、緑地公園、街路樹などの植生が気象とくにヒート・アイランドなどの都市気候の緩和に果たす役割を、大気・植生・土壌の各圏を一体として解明する。大気流・水蒸気・熱・雲雨、植生および土壌の各圏を一体として取り扱う数値シミュレーション・モデルを開発する。2.方法:LESモデルを組み込んでスーパー・コンピューターにより様々な条件に対して数値シミュレーションを行う。3.結果(1)植生のLESモデル:植物層内の大気もしくは水の乱流流れをシミュレートするためのLES(Large Eddy Simulation)モデルの数式化を行い、その妥当性の検証を風胴実験で行った。(2)植生層境界での物質・熱の輸送:上記のLESモデルを用いて、植生層内外の大気流の三次元シミュレーションを行い、植生層境界に発生する大規模渦が、植生層と大気層との間の熱と物質(CO_2,O_2)の交換に大きく寄与していることを見出した。(3)東京都心の熱環境:皇居周辺の日中の熱対流を上記の数値モデルによりシミュレートと、皇居を取り巻く首都高速道が強い熱源となり熱プルームを発生させていること、皇居の緑地や濠が冷熱源としてヒートアイランドを大きく緩和していることを明らかにした。(4)街路樹効果:ビル街(ストリート・キャニオン)において街路樹が大きな気候緩和効果をもつことを示した。(1)都市内緑地の気候緩和効果:東京都目黒区の広大な自然教育園の気象デ-タと周辺の観測デ-タを解析し、植生がもつ都市内緑地の気候緩和効果を調べた。(2)植生内気流のLES(Large Eddy Simulation)による解析:乱流の局所等方性理論を根拠とするLESモデルにより植生層を含む乱流場の3次元シミュレ-ションを行い、植生の特性・葉面積密度と平均流速分布、各流速成分の乱れ強さの分布、レイノルズ応力の分布を求めた。また、植生層と気流層の間の流速分布が変曲点をもつため、流れの不安定により両層の間に大きな渦列が発生することも示した。これは実現象における“穂波"現象である。(3)現地における植生層内外の観測:上記の結果と比較するため、広い一様なサト-キビ畑において、琉大の協力のもとに植生層内外の気流速度、乱れ、CO_2の分布を測定し、乱れの構造とフラックス間の関係を示すデ-タを取得できた。(4)孤立峰まわりの成層流の流れと雲の発生:アダブティブ・グリッド構成プログラムを作成し、一般座標系による土・植・気圏一体数値シミュレ-ション・モデルを完成した。これを用いて、孤立峯まわりの温度成層流の数値シミュレ-ションを行い、気流パタ-ンのカルマン渦や内部重力波、跳水の発生を示し、これに伴う雲および雨粒の発生を計算し、孤立峰上の笠雲や孤立峰背後のブ-メラン型雲の発生を示した。(5)リモ-トセンシング・デ-タによる環境解析:衛生面像の解析から、都市内の緑地が気温分布に及ぼす影響、都市およびその近郊における積雲の分布パタ-ンの特徴、水域に接する都市の周辺での雲列の発生、太陽の直射が孤立峯まわりの温度分布に与える影響、孤立峯と雲の分布を明らかにした。2.方法:LESモデルを組み込んでスーパー・コンピュータにより様々な条件に対して数値シミュレーションを行う。

(3)東京都心の熱環境:皇居周辺の日中の熱対流を上記の数値モデルによりシミュレートと、皇居を取り巻く首都高速道が強い熱源となり熱プルームを発生させていること、皇居の緑地や濠が冷熱源としてヒートアイランドを大きく緩和していることを明らかにした。(4)街路樹効果:ビル街(ストリート・キャニオン)において街路樹が大きな気候緩和効果をもつことを示した。
クライオ・ターゲットのパルス・イオンビーム照射による新しい製造プロセスの研究

粒子ビームを標的に照射するときの問題点を解決するため、従来法では使われていなかったクライオ・ターゲットを使用し、高密度パルス・イオンビームによる新たな材料製造法開発の可能性を検討した。卑劣な例として、高温超伝導薄膜の生成に伴うアブレーション過程を考慮した。提案法の最終段階では、酸化物高温超伝導膜を生成するときに必要な背景酸素ガスを、低温冷却した照射用バルク基板表面上に必要量だけ凍結コートし、これを基板の表層部と共に、収束高密度パルス・イオンビームにより照射アブレートし、近傍に設けた別の基板上に蒸着する。同時に、必要な加熱処理を含む付帯処理なども行う。本研究では、これらを模擬するために、低温冷却YBa_2Cu_3O_<7-x>に水蒸気コートした標的を用いて、アブレーション放射を種々の計測法で計測した。このような方法により、高機能高温超伝導材料の新しい製造プロセス開発に必要な資料を得ると共に、関連諸現象をプラズマ物理学的に解析し、より広範囲のパルス・イオンビーム応用に展開する見込みを得ることができた。以下にそのより詳細を述べる。高温超伝導材料でできた平板を真空室内に設置し、冷凍器或いは冷媒により冷却し、水蒸気を平板表面に吹き付けて必要なだけの酸素の凍結層をあらかじめ作成した。収束型パルスイオン・ダイオードにより高密度の軽イオンビームを発生し、ビームを幾何学的に収束した。収束点の近くに蒸気のクライオ・ダ-ゲットを設置し、ビームによる材料のアブレーションを起こし、発光状態を詳しく調べた。標的には、予備的にアルミニウム板を冷却なしで用い、最終的にはYBa_2Cu_3O_<7-x>を室温並びに冷却使用した。標的のアブレーション発光を、先ずスペクトル分解なしの駒撮り及び流し写真法で測定し、その後に分光器を使用して、発光波長の検出を試みた。これらの結果、発光粒子の時間的空間的挙動が明らかになり、今後の薄膜生成のための諸データを集積することができた。
節足動物の脱皮行動、細胞死に関与する生理活性物質の遺伝子に関する研究

1.カイコ羽化ホルモン(EH)遺伝子の発現調節領域の解析まず、カイコ(Bombyx mori)の卵からゲノムDNAを調整し、in vitro cloningを試みた。ゲノムDNAを制限酵素Sau3AIで消化し、その末端にSau3AI切断末端を持つ48merのCasette DNAを結合した。Exon-Iの5'側領域の配列を明らかにするために、これに、Exon-I及びCasette DNAにhybridizeする20mer及び24merのプライマー(EXI-1及びC1)を加え、PCRによって増幅した。増幅産物は、ジゴキシゲニン(DIG)でラベルしたExon-Iの5'側末端にハイブリダイズする17merのプローブ(EXI-3)を用いてサザン法により検定した。現在までのところEXI-3とhybridizeするバンドは得られていない。一方、Intron内にも発現調節領域が含まれている例がDrosophilaで知られているため、first intron(Intron-I)の解析を試みた。Exon-IIにhybridizeする25merのオリゴヌクレオチド(EXII-1)とC1をプライマーにPCRを行ったところ、サザン法でEXII-1より上流側でExon-IIにhybridizeする42merのオリゴヌクレオチドプローブ(EXII-2)で約200bpの増幅産物が検出された。これは、EXI-3とhybridizeしないことから、EX-Iまでは含んでいないと考えられ、Intron-Iは、100bp以上の長さがあり、3'末端から約100bp上流に、Sau 3AI切断部位があることが明かになった。現在塩基配列の解析中である。2.アメリカザリガニ血糖上昇ホルモン(CHH)のクローニングCHHは、機能はEHと異なるもののアミノ酸配列上で3対のCysの位置がEHと一致しており、共通の分子から進化した可能性もある。そこで、アメリカザリガニCHHのクローニングを試みた。その結果、PCRによって、CHHのcDNAに長さが一致する約150bpのフラグメントが増幅された。