hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノカーボン物質における量子制御とナノカーボン・フォトニクスの開拓

カーボンナノチューブやグラフェンなどのナノカーボン物質は、既存物質にはない特徴を有している。そこで本研究では、ナノカーボン物質を舞台に、その特異な量子状態を観測、新たな機能性・物性の発現を目指して研究を行った。その結果、1)電気化学ドーピングの手法を利用しこれまで観測されていなかった負の荷電励起子(トリオン)が存在すること、2)カーボンナノチューブのトリオンは、空間局在しており0次元的に振る舞っていること、3)従来低いとされてきた発光効率を18倍(18%)まで劇的に高めること、などの研究成果を得た。カーボンナノチューブやグラフェンなどのナノカーボン物質は、線形バンド分散やゼロ質量のディラック粒子など、既存物質にはない特徴を有している。そのような新物質において、特異に発現する様々な量子物性の理解・量子状態の制御・応用が現在重要な課題である。最近の我々の研究からナノカーボン物質の一つ、カーボンナノチューブでは励起子コヒーレンスが長時間保持されており、量子効果を観測・制御するのに適した系であることが明らかとなった。本研究では、ナノカーボン物質を舞台に特異な量子状態を観測し制御に繋げ、新たな機能性の発現を目指す。本年度は、新しいグラフェンナノ構造ならびにそこで発現する機能の開拓を進めた。具体的には、化学的な手法で作製された酸化グラフェンをターゲットにして、その発光特性を含む光学的性質を中心に調べた。その結果、励起波長に応じて発光スペクトルが大きく変化し、何らかの電子準位の共鳴が起こっていることが明らかとなった。また、そのスペクトルは励起波長に応じて大きく変化することから、酸化グラフェン中にナノグラフェン構造が存在することを強く示唆している。次年度以降、時間分解発光測定等などの新しい測定を含め、詳細に検討することを計画している。さらに、カーボナノチューブの励起子コヒーレンスについて調べた。具体的には、ホールドーピングを施したカーボンナノチューブ中において、励起子とホールの散乱に起因するデコヒーレンスプロセスを検討した。その結果、励起子-ホール相互作用により、ホール密度に応じて励起子コヒーレンス時間が短くなることが明らかとなった。今後これらの知見から発展させ、そのメカニズムの詳細や励起子コヒーレンス制御などに向けた研究へと繋げてゆくことを検討している。カーボンナノチューブやグラフェンなどのナノカーボン物質は、線形バンド分散など既存物質にはない特徴を有している。これまでの研究からナノカーボン物質の一つ、カーボンナノチューブでは、励起子コヒーレンスが長時間保持されており、量子効果を観測するのに適した系であることが明らかとなった。本研究では、ナノカーボン物質を舞台に特異な量子状態を観測、新たな機能性・物性の発現を目指して研究を行った。ナノカーボン物質、特にカーボンナノチューブが、光制御可能な量子デバイスとして機能しうるかどうか明らかにすることが重要である。我々はその課題のために、カーボンナノチューブに酸素ドーピングを施し、ポテンシャルの低い局所状態を形成し、そこでの発光特性を詳細に調べた。これまでカーボンナノチューブの発光効率は、一般的に1%程度と低く、またその起源について議論がなされてきた。これは、励起子の空間拡散の移動度が高く、カーボンナノチューブ中の欠陥や端に衝突するためである。そのため、酸素ドーピングによって作製したポテンシャルの低い局所状態に励起子をトラップすることで、それらのプロセス抑制し、そこで効率良く発光させることに成功した。その結果、発光効率を18倍(18%)まで劇的に高めることに成功した。また、非線形発光分光を利用して、この局所状態が量子二準位系として働きうることを明らかにし、高い効率での単一光子発生の可能性を広げるものであると考えられる。また、グラフェンナノ構造などにおいて、その発光の起源などについて明らかにした。具体的には、ホールドーピングを施したカーボンナノチューブ中において、励起子とホールの散乱に起因するデコヒーレンスプロセスが他の物質に比べ大幅に抑制されていることを実験・理論研究の両面から明らかにした。これは、特徴的なカーボンナノチューブの励起子分散に起因している。

さらに、電気化学ドーピングの手法を利用し、これまでに実験的に観測されていない負に帯電した荷電励起子(トリオン)の存在を初めて明らかにした。本年度は、新しいグラフェンナノ構造の開拓を目的として研究を進めた結果、酸化グラフェン中でそのようなグラフェンナノ構造が存在しうる知見を得た。次元度以降、この酸化グラフェンをターゲットに新しい研究の展開が期待できるため。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度までに、キャリアドーピングを施していないカーボンナノチューブだけでなく、ホールドープ・カーボンナノチューブにおいて、励起子とホールの散乱に起因するデコヒーレンスプロセスが他の物質に比べ大幅に抑制されていることが明らかとなった。これは、他の半導体では見られないカーボンナノチューブに特有なカスプ状の励起子分散に起因している。上記の研究は、実験のみならず詳細な理論研究の結果と比較することで、微視的な物理描像の全体を理解することができた。さらに、これまでカーボンナノチューブでは実験的に確認されていなかった、二つの電子とホールからなる束縛状態である負に帯電した荷電励起子(負のトリオン)の存在を初めて明らにできた。また、これまでに見つかっている正のトリオンと同様に、室温という非常に高い温度で安定に存在することが明らかとなるなど、ナノカーボン物質の特異性に起因した新しい光物性を開拓できた。本年度得られた知見をもとにして、グラフェンナノ構造での研究を展開する予定である。さらに、キャリアドープされたカーボンナノチューブでの励起子-キャリア相互作用に関するメカニズムの詳細や、励起子コヒーレンス制御などに向けた研究へと繋げてゆくことを検討している25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究からカーボンナノチューブでは、励起子とホールの散乱に起因する特徴的なデコヒーレンスプロセスや負のトリオンの存在など、様々な新しい光物性を見出してきた。今後、カーボンナノチューブに特有な励起子、トリオンなどの量子制御へと繋げてゆくことを考えている。また、カーボンナノチューブに限らずグラフェンナノ構造など、その研究対象をナノカーボン物質に広げてゆくことを計画している。
外国人日本語学習者の韻律習得過程に関する縦断的研究

本研究の目的は、縦断的調査の結果に基づき、外国人学習者の日本語韻律特徴(アクセント、イントネーション等)習得の過程を明かにすることである。本研究では東京(さまざまな国からの留学生)、京都(アメリカ人学生)、韓国(ソウルの大学生)の日本語学習者を対象に韻律の知覚、生成についての1年間の縦断的データ(東京ではそれぞれ1年間を2回)を収集し、その分析を行った。その結果、以下のような興味深い知見が得られた。(1)東京、ソウルの学習者については授業での韻律教育なしでも、東京語アクセントの知覚能力の進歩が見られたが、京都の学習者の場合は顕著な変化は見られなかった。ホームステイによる京都方言のインプットが東京語アクセントの聞き取りに関してはマイナス要因として働いた可能性がある。ソウルの学習者の場合は民間の機関で日本人教師による会話教育を受けている場合が多く、日本語ネイティブの音声インプットがある。なお、東京、ソウルの学習者は日本語専攻であるが、京都の学習者はそうではなく、学習の動機の面で差があるとも考えられる。(2)短い1語発話の場合や頭高型アクセントの発話のピッチ変化を聞き取る力は、韻律教育なしでも伸びている。(3)東京の学習者で韻律教育を受けたグループは、受けなかったグループに比べ、複雑なアクセント句のピッチ変化を聞き取る能力が伸びている。(4)同一の学習者の知覚能力と生成能力について調べると、知覚と生成では異なる学習ストラテジーを用いているらしいことがわかった。このような結果から、韻律教育においては、音声のインプット、韻律教育が重要なこと、韻律教育は知覚、生成両面で行う必要があることがわかる。今後、ソウル、京都の学習者に韻律教育を行った場合に知覚、生成能力がどのように変化するかについて縦断的調査を実施したいと考えている。本研究は、在日中の外国人留学生を対象とし、日本語韻律の習得過程を明らかにすることを目標としている。平成6年度は3年計画の1年目で以下のように研究を進めた。1研究代表者、研究分担者に12名の研究協力者を加えた研究チームを編成し、研究打ち合わせ会を6回開催した。研究計画、調査項目、資料収集方法、分析方法等についてフランス国立科学センター音声研究上級研究員西沼行博氏のアドバイスを得た。2被験者の言語背景等についての情報を記録するための共通フェイスシートの項目等について検討し、「調査表」を作成した(山崎真弓ほか)。3それぞれの研究計画により、調査項目等を作成し、音声データ収集を開始した。4タイ人日本語学習者に対する短期の音声韻律教育の効果について調査するため、韻律教育前後に聴取・発話テストを実施し、その結果を第7回東京音声言語研究会(平成6年12月17日)において報告した(植田栄子)。5「東京語アクセントの聞き取りテスト」を平田悦朗・中川千恵子の協力により、来日後約1か月目の留学生を対象に実施し、結果を「在日留学生の東京語アクセント聞き取りテストーお茶大94・11の結果の報告-」にまとめ、研究打ち合わせ会(平成6年12月26日)で報告した(鮎澤孝子・法貴則子)。6ピッチ曲線分析のためのガイドライン「基本周波数から知覚的に等価なピッチ曲線を推定する規則について」をまとめ、国立国語研究所が主催した「音調言語の韻律に関する研究会」(平成7年3月11日)において報告した(西沼行博・山崎真弓)。7長友和彦は第二言語習得研究における縦断研究の重要性について「第二言語としての日本語の習得研究」にまとめた(平成7年『概説日本語教育』三修社)。閉成7年度の研究実績1.韻律の知覚面での習得過程のデータを収集するために、平成6年10月に来日した留学生及び在学中の留学生を対象に、「東京語アクセントの聞き取りテスト」を平成6年11月、平成7年4月/7月、9月の3回実施した。データの分析結果を平成8年度日本語教育学会春季大会で発表する(平田,他)。在日1年後の6名の留学生の場合、3拍語のアクセントはほとんど習得されているが、イントネーションがかぶると混乱するようであること、また助詞が加わった名詞句のアクセントは聞き取れないことなどがわかった。学習者別にみると、アクセントの知覚面での習得が急速に進んだ留学生、ゆっくり進んだ留学生、途中で後退した留学生等があり、習得過程に関し興味深いデータが収集できた。2.韻律の生成面での習得過程のデータを収集するために、平成6年10月に来日したインドネシア人留学生の発話を平成6年秋から7年夏にかけて3回収録した。知覚面でのデータと生成面でのデータを比較しながら結果の分析を行っている。3.平成7年10月に来日した留学生を対象に「東京語アクセントの聞き取りテスト」を実施し、アクセント習得について平成6年度来日の留学生の結果と比較する計画である。聞き取りテストをこれまで3回、平成7年10月、12月、平成8年2月に実施した。さらに2回テストを実施する予定であるが、今年度は音声の韻律教育を実施し、その効果を検討する計画である。4.中国人学習者にとっては、疑問文の文末上昇イントネーションが聞き取れないことがあることがわかったため、文末上昇の聞き取りテストも実施中である。

本研究では東京(さまざまな国からの留学生)、京都(アメリカ人学生)、韓国(ソウルの大学生)の日本語学習者を対象に韻律の知覚、生成についての1年間の縦断的データ(東京ではそれぞれ1年間を2回)を収集し、その分析を行った。その結果、以下のような興味深い知見が得られた。(1)東京、ソウルの学習者については授業での韻律教育なしでも、東京語アクセントの知覚能力の進歩が見られたが、京都の学習者の場合は顕著な変化は見られなかった。ホームステイによる京都方言のインプットが東京語アクセントの聞き取りに関してはマイナス要因として働いた可能性がある。ソウルの学習者の場合は民間の機関で日本人教師による会話教育を受けている場合が多く、日本語ネイティブの音声インプットがある。なお、東京、ソウルの学習者は日本語専攻であるが、京都の学習者はそうではなく、学習の動機の面で差があるとも考えられる。(2)短い1語発話の場合や頭高型アクセントの発話のピッチ変化を聞き取る力は、韻律教育なしでも伸びている。(3)東京の学習者で韻律教育を受けたグループは、受けなかったグループに比べ、複雑なアクセント句のピッチ変化を聞き取る能力が伸びている。(4)同一の学習者の知覚能力と生成能力について調べると、知覚と生成では異なる学習ストラテジーを用いているらしいことがわかった。このような結果から、韻律教育においては、音声のインプット、韻律教育が重要なこと、韻律教育は知覚、生成両面で行う必要があることがわかる。今後、ソウル、京都の学習者に韻律教育を行った場合に知覚、生成能力がどのように変化するかについて縦断的調査を実施したいと考えている。
郷土における直接的経験を基盤とした知識が有する三次元的構造の究明

知識獲得の過程において学習者が諸要素を再構成する際には、日常生活の中で獲得してきた諸経験が関連づけられる。知識獲得の過程に着目し、経験・教材が含む諸要素や学習活動に見られる諸作用を抽出し、諸要素・諸作用の間に想定される関係を記述する。その上で、諸要素及び諸作用の相関関係の特徴を考慮して因果関係や時系列をも組み込んだ座標軸を設定し、知識の三次元的な構造を解明する。知識構造の究明は知識獲得の過程を解明に資するものであり、主体的・対話的で深い学びを実現する手がかりともなる。
原発性および続発性眼内リンパ腫におけるリンパ腫細胞の眼内浸潤機構の解析

本研究は、眼内リンパ腫細胞の眼内への遊走・集積メカニズムを明らかにすることを目的とし、眼内リンパ腫患者眼局所検体から得られる腫瘍細胞および硝子体液を解析、検討するものであり、今年度は眼内リンパ腫疑い患者の眼検体を収集して解析し、病理細胞診断、セルブロック法による病理組織診断、フローサイトメトリー、PCRによる免疫グロブリン重鎖遺伝子再構成の検出、サイトカイン解析によるインターロイキン(IL)-10の検出およびIL-10/IL-6比の上昇の検索を行い、病理学的・分子生物学的に眼内リンパ腫の診断に至った検体の収集を引き続き行った。眼内リンパ腫患者眼局所より樹立した腫瘍B細胞株の細胞表面における、各種ケモカイン受容体、接着分子の発現についてフローサイトメトリーを用いて検索する予定であったが、腫瘍細胞株の樹立には困難が多いことがわかり、今後の検討項目となった。本研究の過程で、慢性活動性EBウイルス感染症による眼内リンパ腫類似の眼内炎症像を明らかにする事ができた。これについては、更なる眼内検体に対する分子学的解析を行ったところ、全身疾患に先行して、眼内浸潤病変が出ることや、局所治療には抵抗するが、全身放射線化学療法が眼病変を軽快させることなど、新しい知見を得ることができた。慢性活動性EBウイルス感染症の眼内病変とその分子生物学的検査の特徴について、症例報告として国際専門誌に報告することができた。本研究は、眼内リンパ腫細胞の眼内への遊走・集積メカニズムを明らかにする事を目的とし、眼内リンパ腫患者眼局所検体から得られる腫瘍細胞および硝子体液を解析、検討するものである。今年度は20例の眼内リンパ腫疑患者眼検体の収集と解析を行い、病理細胞診断、セルブロック法による病理組織診断、フローサイトメトリー、PCRによる免疫グロブリン重鎖の単クローン性遺伝子再構成の検出、サイトカイン測定によるインターロイキン(IL-) 10の検出およびIL-10/IL/6比の上昇の検索を行った。結果として、7例について眼内リンパ腫の診断に至った。これらの患者検体はそれぞれ適切に保存し、今後の研究への使用が可能な状態となった。また、これらの検索の過程で、Epstein-Barrウイルス感染によるTリンパ球増殖症が眼内リンパ腫と類似した眼内浸潤を生じている病態について、新たな知見を得る事ができた。本研究が目的とする眼内リンパ腫患者の眼内浸潤機構の解明については、多数の患者から眼内液検体を収集する事が不可欠である。今年度は7例の眼内リンパ腫確定診断患者の眼内局所検体を収集、保存することが出来た。これらの検体は、臨床病態、病理学的診断、分子生物学的に眼内リンパ腫と確定診断する事ができ、解析に耐えうる検体を保存する事ができた。今後も同様のペースでの患者検体収集が可能であると見込まれる。研究は、眼内リンパ腫細胞の眼内への遊走・集積メカニズムを明らかにする事を目的とし、眼内リンパ腫患者眼局所検体から得られる腫瘍細胞および硝子体液を解析、検討するものである。今年度は眼内リンパ腫疑患者眼検体の収集と解析を行い、病理細胞診断、セルブロック法による病理組織診断、フローサイトメトリー、PCRによる免疫グロブリン重鎖の単クローン性遺伝子再構成の検出、サイトカイン測定によるインターロイキン(IL-) 10の検出およびIL-10/IL/6比の上昇の検索を行った。結果として、9例について眼内リンパ腫の診断に至った。今年度は9例の眼内リンパ腫確定診断患者の眼内局所検体を収集、保存することが出来た。本研究は、眼内リンパ腫細胞の眼内への遊走・集積メカニズムを明らかにすることを目的とし、眼内リンパ腫患者眼局所検体から得られる腫瘍細胞および硝子体液を解析、検討するものである。今年度は眼内リンパ腫疑い患者の眼検体を収集して解析し、病理細胞診断、セルブロック法による病理組織診断、フローサイトメトリー、PCRによる免疫グロブリン重鎖遺伝子再構成の検出、サイトカイン解析によるインターロイキン(IL)-10の検出およびIL-10/IL-6比の上昇の検索を行い、病理学的・分子生物学的に眼内リンパ腫の診断に至った検体の収集が進んだ。眼内リンパ腫患者眼局所より樹立した腫瘍B細胞株の細胞表面における、各種ケモカイン受容体、接着分子の発現についてフローサイトメトリーを用いて検索する予定である。検索対象の候補分子としては、Chanら(Chan CC, et al. Ophthalmology. 2003;110:421-6)が3例の剖検眼で検出したCXCR4, CXCR5を含め、ケモカイン受容体および接着分子を合わせ約30種を予定している。また、検出されたケモカイン受容体については、B細胞株からメッセンジャーRNAを抽出し、Real-time PCRを用いて遺伝子発現を確認する。眼内リンパ腫患者から採取した硝子体液の上清成分に対して、抗体アレイを用いて各種サイトカイン、ケモカイン、接着分子の発現を検索する。

抗体アレイ(RayBio社製サイトカインアレイキット)は数十マイクロリットルの微量検体から多項目のサイトカイン、ケモカイン、接着分子を同時測定できるものである。本研究が目的とする眼内リンパ腫患者の眼内浸潤機構の解明については、多数の患者から眼内液検体を収集する事が不可欠であり、これまでに十分数の眼内リンパ腫確定診断患者の眼内局所検体を収集、保存する事ができた。これらを用いて、細胞成分を用いて腫瘍細胞株の樹立を試みると同時に、液性成分を用いて網羅的解析行った。液性成分の網羅的解析については多項目のサイトカインについての同時解析が進行しつつある。腫瘍細胞株については樹立を試みている最中であるが、現時点では困難が多い。また、本研究の過程で、慢性活動性EBウイルス感染症による眼内リンパ腫類似の眼内炎症像を明らかにする事ができた。これについては、更なる眼内検体に対する分子学的解析を行い、現在論文投稿準備中である。本研究は、眼内リンパ腫細胞の眼内への遊走・集積メカニズムを明らかにすることを目的とし、眼内リンパ腫患者眼局所検体から得られる腫瘍細胞および硝子体液を解析、検討するものであり、今年度は眼内リンパ腫疑い患者の眼検体を収集して解析し、病理細胞診断、セルブロック法による病理組織診断、フローサイトメトリー、PCRによる免疫グロブリン重鎖遺伝子再構成の検出、サイトカイン解析によるインターロイキン(IL)-10の検出およびIL-10/IL-6比の上昇の検索を行い、病理学的・分子生物学的に眼内リンパ腫の診断に至った検体の収集を引き続き行った。眼内リンパ腫患者眼局所より樹立した腫瘍B細胞株の細胞表面における、各種ケモカイン受容体、接着分子の発現についてフローサイトメトリーを用いて検索する予定であったが、腫瘍細胞株の樹立には困難が多いことがわかり、今後の検討項目となった。本研究の過程で、慢性活動性EBウイルス感染症による眼内リンパ腫類似の眼内炎症像を明らかにする事ができた。これについては、更なる眼内検体に対する分子学的解析を行ったところ、全身疾患に先行して、眼内浸潤病変が出ることや、局所治療には抵抗するが、全身放射線化学療法が眼病変を軽快させることなど、新しい知見を得ることができた。慢性活動性EBウイルス感染症の眼内病変とその分子生物学的検査の特徴について、症例報告として国際専門誌に報告することができた。集積した眼内組織検体について、既報に準じて腫瘍B細胞株を樹立、培養する事を次の研究段階とする。樹立した腫瘍B細胞株に対して分子生物学的解析を行い、それが腫瘍細胞の特徴を備えている事を確認し、さらなる解析に備えて凍結保存を行っていく予定である。眼内液検体の集積はほぼ完了している。これらについて腫瘍細胞株の樹立を目指す。しかし、現時点までに腫瘍細胞株の成立は困難が多いため、種々の異なる条件設定を行いつつその樹立と解析を目指す。また、並行して液性成分の網羅的解析を継続し、眼内リンパ腫細胞の浸潤機構に関わる分子の解析および新規診断マーカーとなり得る分子の同定を試みる。
タイ語における五感の表現とタイ人の感覚

五感を表すタイ語表現には比喩的転用が多く見られる。ある感覚を表すために他の感覚語から転用する「共感覚的比喩」もあれば、感覚以外のことを表すための転用もある。「共感覚的比喩」の方向には、視覚⇔味覚、視覚→嗅覚、視覚→聴覚、触覚→視覚、触覚→味覚、触覚⇔聴覚、味覚⇔嗅覚、味覚→聴覚、があり、必ずしも先行研究の指摘にあるような一方向の転用ばかりではない。人や出来事の状態、人の感情、思考等、感覚以外のことを表すように転用されるものの方が「共感覚的比喩」よりも多くある。そして、それら比喩的転用を通して、タイ人の価値観や意識について確認することが出来た。平成23年度に共通タイ語を用いているバンコクの人を対象に行われた調査および収集した資料に基づいて、タイ語における味覚語の基本語、その体系的関係、また味の評価表現について考察した論文を執筆した。味の評価表現については、平成24年3月にバンコクだけではなく、東北タイ、そして東北タイ語に類似しているラオス語の味覚表現の調査も行った.23年度と24年3月の調査から得た資料、収集した文献等を中心に、味覚表現における比喩転用とその特徴、そこに見られるタイ人の味および食物に対する認識、意識、またタイ人の食生活、食文化について考察し、平成25年3月に「味を表すタイ語表現における比喩」という論文にまとめた.比喩転用には、東北方言の味覚語からの転用が見られ、また「味」を表すのに、味覚だけではなく、視覚、聴覚、さらには嗅覚を表す言葉も用いられることが分かった.5感を表す言葉における味覚語と他の感覚語との関係を明らかにする必要があると思われるため、平成25年2月27日3月9日に、タイ中部(バンコク、ナコーンパトム)を中心に、共通タイ語を用いている20代50代の男女計106名を対象に色彩語に関するアンケート、そして、20代50代の男女計11名への味覚語および色彩語に関するインタビューを行い、また関係する資料収集も行った.本研究はタイ語における五感を表す表現に見られる比喩転用を考察することを目的としている。その一環として平成24年度に考察した味覚を表す表現における比喩転用には、「味が丸い(調和がとれていておいしい)」「味が尖っている(混合している味には甘みまたは酸味が際立っている)」のように視覚を表す表現が多く見られることが明らかになった。その結果から、平成25年度には視覚語に研究の焦点をあてることにした。タイにおいて平成25年2月27日3月9日に、共通タイ語を用いる20代50代の男女計106名を対象にし色彩語についてのアンケート、そして20代50代の男女計11名へのインタビュー調査を行った。また、同じく平成25年9月2日9月9日に、明暗覚、色覚、形体覚、内外覚、遠近覚、上下覚、前後覚、そして運動覚を表す形容詞の基本的な意味とそれらが転じた意味で用いられている語句について、共通タイ語を使用している30代60代の計7名の男女のインフォーマントを対象にインタビューをし、またその関係の資料収集も行った。それらの研究調査および資料の分析を通し、視覚語の比喩転用を考察し、「タイ語における視覚語の比喩転用」(大阪大学大学院言語文化研究科、『言語文化研究』第40号、2014年3月)にまとめた。また、視覚語の比喩転用を考察した際には、「近い・耳・近い・目(見届ける範囲)」のように、「目」と「耳」には同時に共起する慣用句がみられるため、視覚と聴覚の関係を、その比喩転用を通してさらに追求するために、平成26年2月27日3月9日、タイにおいて30代50代の男女計6名に対する、主に聴覚語についてのインタビュー調査を行った。平成23年度は「味覚語の表現」について研究するため、平成23年8月にタイの共通語における味覚語及び味を評価する際に用いられる言語表現に関する文献及び先行研究の資料を収集し、そしてタイの共通語を用いている20代80代のバンコクの男女27名を対象にインタビュー調査を行った.それらを通して得た資料をもとに、タイ語における味覚語の基本語、その体系的関係、また味の評価表現の特徴、そしてそこに見られるタイ人のそれぞれの味に対する感覚、意識、嗜好、食文化を考察した.その結果、味の評価表現には、タイの東北の人々が用いている方言、そして東北の方言に密接的な関係を持っているラオス語の味の評価

語も見られたため、平成24年3月に東北タイ人及びラオス人が用いている味覚語と味の評価表現の使用状況及びそれぞれの地域の人々の食生活を参考資料とするため、タイ東北のコーンケーン県、並びにラオスのヴィエンチャン、ルアンパバーン等において、日常生活で東北弁を用いている20代50代の東北タイの男女23名、そして日常生活にラオス語を用いている20代40代のラオスの男女13名を対象に味覚の基本語、味の評価語そして味に対する感覚や意識調査もアンケートとインタビューを通して行った.平成26年9月1626日に、タイのバンコクとナコーンパトムで、「聴覚を表す表現」について、共通タイ語を用いているインフォーマント男女(計12名)に対するインタビューおよび資料収集を行った。それらの資料と、平成26年23月に収集した「嗅覚を表す表現」の資料とを分析し、その結果を平成27年3月に、論文「タイ語の嗅覚と聴覚を表す表現における比喩的転用」にまとめた。また平成27年2月27日3月9日にも、タイにおいてタイ人男女(計10名)に対し「触覚を表す表現」についてのインタビュー調査及び資料収集を行った。現在、それらの資料を分析しており、今後「触覚を表すタイ語表現」についての論文にまとめる予定である。研究期間全体を通していくつかの成果を得ることが出来た。まず、感覚を表すタイ語の基本語の使用例を数多く収集することが出来た。その中にはタイ語独特の基本語が見られることや、それぞれの意味や用いられている状況が時代や世代によって変化が見られることが確認出来た。また、比喩的に用いられるそれらの基本語には、「共感覚的比喩(synaesthetic metaphor)」の観点においては「比喩方向は一方向であり、その逆はない」とWilliams[1976]によって指摘されているが、その指摘のとおりであるものもあれば、その指摘とは違って、逆方向での転用の存在も確認できた。たとえば、上記の先行研究では「味覚→嗅覚」、「触覚→聴覚」という転用はあるが、その逆はないと指摘されているが、タイ語においては逆方向の転用もある。言語的な特徴のみならず、それらの感覚の表現には、タイ社会の人々の生活様式、嗜好、価値観などが多く反映されていることも明らかになった。それらのことから、本課題研究がタイ語教育のみならず、タイの文化をより深く理解するための一助となるものと考える。社会言語学交付申請書の「研究目的」には、平成23年度には、味覚語、平成24年度には触覚語、平成25年度には聴覚語と嗅覚語についての調査や資料収集を行い、平成26年度には比喩転用についての考察を行うと記載したが、平成23年度に行った味覚についての調査と資料に基づく考察から、平成24年度には他の感覚の表現についての調査や資料収集を行う前に、まず味覚表現における比喩転用を明らかにしてからの方が研究を段階的に進められると判断した。そして、平成25年度には視覚語も研究対象に追加したが、予定通り聴覚語と嗅覚語についての研究調査も行った。このように、当初の研究計画とは相前後することになったり、研究対象の追加があったりすることはあるが、予定していた成果は得られているため、研究はおおむね順調に進展しているものと考えている。「マン」という共通タイ語は豆やクリームのようなこくのある味として快適な味を表す基本の味覚語として用いられる以外にも、「油っこい」といった不快を招く表現としても用いられているように、同じ言葉を相反する意味合いで使い分けしているため、「マン」という言葉に表されているタイ人の感覚及び意識がまだ十分把握出来ていない部分があるが、全体的には、タイ語における味覚の基本語、単味と混合味を表す表現法、それぞれの味覚語の体系的関係、そして味の様々な評価表現を通して、それぞれの味に対するタイ人の感覚、意識、食物に対する嗜好、食文化を考察することが出来たため、研究はおおむね順調に進展していると理解している.
血管内皮細胞の力学応答とアクチンフィラメントのダイナミックス

培養した内皮細胞にせん断応力を負荷することによって,生きたままの細胞内のアクチンフィラメントの動的挙動を詳細に観察することができた.細胞が静置培養時に多角形状をしている際に,細胞周囲に多く存在していた細かいアクチンフィラメントの束は,流れ負荷によて再配列をし,新たな構造を形成した.このような現象は特に細胞の上流側と下流側で顕著であった.また,アクチンフィラメントの重合を阻害するサイトカラシンDを投与するとアクチンフィラメントが収縮する現象を詳細に観察することができた.これにより,アクチンフィラメントがゴム状の強い粘弾性を有していることが推測された.アクチンフィラメントの動きにはその足場となるインテグリンが強く関与している可能性があり,インテグリンとアクチンの接着に関与している蛋白であるFAKの一部のFAT(focal adhesion targetting)にGFPを接合させてその力学応答も観察し,アクチンの配列に先実験的には培養内皮細胞を用いて流れ負荷実験を行い,かつその後の内皮細胞形状と力学特性を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて計測した.AFMの計測で得られた形状をもとにして,フローチャンパ内の流れの状態および流れが内皮細胞に及ぼす力,さらには細胞内に発生する応力分布を有限要素法により計算した.内皮細胞の内部のモデルとしては,アクチンフィラメントの細胞骨格構造をビームで模擬したもの,あるいは均質材料としてモデル化したものを用い,流れと構造の連成解析を行って,3次元の変形状態や応力状態を求めた.細胞の大きな変形までも考慮した解析が必要であることが判明したので,構造要素を変形の度に再構築するアルゴリズムを導入して計算を実行し,細胞骨格の分布が内部応力に依存していると思われる結果を得た.培養した内皮細胞にせん断応力を負荷することによって,生きたままの細胞内のアクチンフィラメントの動的挙動を詳細に観察することができた.細胞が静置培養時に多角形状をしている際に,細胞周囲に多く存在していた細かいアクチンフィラメントの束は,流れ負荷によて再配列をし,新たな構造を形成した.このような現象は特に細胞の上流側と下流側で顕著であった.また,アクチンフィラメントの重合を阻害するサイトカラシンDを投与するとアクチンフィラメントが収縮する現象を詳細に観察することができた.これにより,アクチンフィラメントがゴム状の強い粘弾性を有していることが推測された.アクチンフィラメントの動きにはその足場となるインテグリンが強く関与している可能性があり,インテグリンとアクチンの接着に関与している蛋白であるFAKの一部のFAT(focal adhesion targetting)にGFPを接合させてその力学応答も観察し,アクチンの配列に先実験的には培養内皮細胞を用いて流れ負荷実験を行い,かつその後の内皮細胞形状と力学特性を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて計測した.AFMの計測で得られた形状をもとにして,フローチャンパ内の流れの状態および流れが内皮細胞に及ぼす力,さらには細胞内に発生する応力分布を有限要素法により計算した.内皮細胞の内部のモデルとしては,アクチンフィラメントの細胞骨格構造をビームで模擬したもの,あるいは均質材料としてモデル化したものを用い,流れと構造の連成解析を行って,3次元の変形状態や応力状態を求めた.細胞の大きな変形までも考慮した解析が必要であることが判明したので,構造要素を変形の度に再構築するアルゴリズムを導入して計算を実行し,細胞骨格の分布が内部応力に依存していると思われる結果を得た.1.せん断応力を受ける内皮細胞内アクチンフィラメントのダイナミックスと細胞機能GFP-アクチン融合ベクターの導入と,実時間共焦点レーザ顕微鏡と高感度・高解像度デジタルCCDカメラの組み合わせにより解像度の高い映像を得,流れの負荷条件の下における培養内皮細胞内のアクチンフィラメントの動きを観察した.流れの負荷条件としては,通常の大動脈にかかる平均的せん断応力である2Paを約6時間にわたって負荷した.当初ランダムに配向していたアクチンフィラメントがせん断応力負荷と共に一部が消失する場合,あるいは一部が平行移動する場合などが観察され,最終的には流れの方向に配向した.このような現象が観察された細胞はまだ数が少ないので,今後さらに実験を増やして詳細な観察と解析を行う予定である.2.せん断応力を受ける内皮細胞内の応力分布の有限要素法解析実験的には培養内皮細胞を用いて流れ負荷実験を行い,かつその後の内皮細胞形状と力学特性を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて計測した.AFMの計測で得られた形状をもとにして,フローチャンバ内の流れの状態および流れが内皮細胞に及ぼす力,さらには細胞内に発生する応力分布を有限要素法により計算した.内皮細胞の内部のモデルとしては,アクチンフィラメントの細胞骨格構造をビームで模擬したもの,あるいは均質材料としてモデル化し,3次元の変形状態や応力状態を求めた.細胞はせん断応力の負荷と共に形態を変化させ,実験で得られる結果と類似であった.しかしながら,現在の解析のアルゴリズムは細胞内の応力値がある一定値をとる,あるいはp流れに対する細胞の抵抗を下げて一定値をとるといったもので,実際の細胞のメカノセンサを考慮したものになっていない.今後はこの点を考慮に入れたアルゴリズムの構築を目指す予定である.血管内皮細胞の力学応答機構を明らかにするため今年度は主として2つのテーマについて研究を実施し,以下の成果を得た.1.GFP/アクチン遺伝子導入によるアクチンフィラメントの動的挙動の観察培養した内皮細胞にせん断応力を負荷することによって、生きたままの細胞内のアクチンフィラメント動的挙動を詳細に観察することができた.

細胞が静置培養時に多角形状をしている際に,細胞周囲に多く存在していた細かいアクチンフィラメントの束は,流れ負荷によって再配列をし,新たな構造を形成した.このような現象は特に細胞の上流側と下流側で顕著であった.また,アクチンフィラメントの重合を阻害するサイトカラシンDを投与するとアクチンフィラメントが収縮する現象を詳細に観察することができた.これにより,アクチンフィラメントがゴム状の強い粘弾性を有していることが推測された.アクチンフィラメントの動きにはその足場となるインテグリンが強く関与している可能性があり,インテグリンとアクチンが接着に関与している蛋白であるFAKの一部のFAT(focal adhesion tragetting)にGFPを接合させてその力学応力も観察した.その結果,細胞の形状応答に独特の変化が観察されると共に,アクチンフィラメントの配列を左右すると思われる興味深い現象を観察した.今後,アクチンフィラメントとFATの動きを同時に観察していく予定である.2.内皮細胞の力学応答に関する有限要素モデル解析内皮細胞の有限要素の詳細なモデルを作成し、解析を行った.モデルでは,内部の骨格構造を模擬したものと,細胞の大変形を考慮した2種類である.いずれもせん断応力負荷による流体一構造連成解析である.その結果,細胞の応力分布に反応して細胞骨格が発達してくることが予想された.今後,さらに詳細な解析アルゴリズムを検討して,この問題を発展させていく予定である.
地下深部花崗岩中のミューオン生成核種を用いた過去１千万年の宇宙線変動の探索

宇宙空間から地球に降り注いでいる高いエネルギーをもった宇宙線は、過去1千万年の間、現在と同様な強度であったかを探索することを目的としている。そのため高エネルギーミューオンが地下深部の岩石中に生成する半減期の長い宇宙線生成核種Be-10(136万年), Al-26(72万年)を加速器質量分析法により調べた。古い岩体である土岐花崗岩コア試料にミューオンを照射し花崗岩の石英中の核種生成率の様相が明らかにされた。本研究は、過去1千万年の宇宙線強度変動を探索するために高エネルギー宇宙線ミューオンが地下深部の岩石中に生成する宇宙線生成核種Be-10, Al-26を加速器質量分析法(AMS)により検出することを目的としている。CERNのCONPASS実験ラインにおいて160GeVのミューオンを2010年に約123日間照射した石英板および土岐花崗岩を試料として測定・分析を行い検出の較正データの解析を行っている。平成25年度は、以下の実験研究を実施した。1.ミューオンを照射した約1mの土岐花崗岩柱から石英を抽出した。抽出した石英成分の割合は28.6%であった。2.土岐花崗岩のX線組成分析を行った。主な組成は二酸化ケイ素(75.7%)、酸化アルミニウムA(13.0%)、酸化カリウム(5.1%)、酸化ナトリウム(3.9%)、三酸化二鉄(1.5%)であった。3.ミューオン照射した花崗岩バルクと抽出石英試料中の生成放射性核種Na-22の非破壊ガンマ線測定分析を行った。花崗岩バルクに対する生成量は抽出石英の2.9倍であった。2の結果から花崗岩バルクの二酸化ケイ素は石英の2.4倍であるのでバルクは他の鉱物組成による生成があることが分かった。4)ミューオン照射した土岐花崗岩から抽出した試料中のBe-10, Al-26の加速器質量分析を行い、ミューオンビームライン上の石英板および花崗岩の配置に対する生成核種の生成量の関係について解析を行った。ミューオン照射花崗岩から抽出した1gの石英中に1個のミューオンにより生成されたBe-10およびAl-26は平均で各々(2.1±0.03)x10-8個、(16.6±0.6)x10-8個であった。照射花崗岩中の生成核種の生成率は、過去の宇宙線変動を評価する上で重要なデータである。本研究は、高エネルギー宇宙線ミューオンが地下深部の岩石中に生成する宇宙線生成核種Be-10, Al-26の加速器質量分析法(AMS)による検出を目的としている。CERNのCONPASS実験ラインにおいて160GeVのミューオンを2010年に約123日間照射した石英板および土岐花崗岩を試料として測定・分析を行った。平成24年度は、照射ミューオン数の解析、試料の非破壊ガンマ線測定分析、試料のBe-10, Al-26の加速器質量分析、ミューオン数と生成核種の関係、そしてミューオンビームライン上の石英板および花崗岩の配置に対する生成核種の生成量の関係についての解析を行った。ミューオンは約10秒のバンチで照射されておりバンチあたり5.85E+07個の強度で、全照射ミューオン数は8.585x1012個であった。試料はAMS分析の前に、低バックグランドGeガンマ線測定器で非破壊核種測定分析を行った。分析された生成核種は、短半減期のBe-7(半減期53日)とNa-22(半減期2.6年)である。Be-10, Al-26のAMS分析は各々15,7試料について行った。照射期間を3つに分け照射ミューオン数に対する生成核種の生成量は良い線型性を示した。生成核種Be-7,Na-22,Be-10,Al-26のミューオン当たりの生成率は、(3.14±0.33)x10-8atoms/g/ミューオン, (2.70±0.44)x10-8atoms/g/ミューオン、(7.5±0.37)x10-9atoms/g/ミューオン、(5.54±0.34)x10-8atoms/g/ミューオンであった。また、土岐花崗岩中に生成されたNa-22は予備測定値であるが、(2.70±0.44)x10-8atoms/g/ミューオンが得られた。

CERNにおいて160GeVのミューオンを照射した土岐花崗岩試料から抽出した石英のAMS分析測定結果について解析を行いまとめた。1.Ni板に生成された生成核種濃度分布解析から照射ミューオンビームは12 cmx17 cmの楕円形であることが分かった。これより直径6 cmの円筒花崗岩への照射ミューオン数分布の詳細を明らかにした。2.ミューオン入射面の花崗岩(0-5cm)におけるBe-10およびAl-26の生成断面積は、各々10 ±0.6 μb, 139 ±18 μbであった。この結果は先行研究である照射ターゲットの全面にコンクリートを置いたHeisinger et al.の結果の約10分の1であった。しかし、Al-26のBe-10に対する断面積の比は、Heisingerおよびシミュレーションの結果と同様な値を示していた。3.1m花崗岩中のBe-10およびAl-26の生成率は、花崗岩の全面から約30 cmの間で急激に増加しその後一定になることが分かった。その増加度は各々2.4倍と3.6倍であった。一方、花崗岩の間に挟んだ石英板における生成率は、その前後の花崗岩中の生成率と同様であった。これらの結果より高エネルギーミューオンによる核種の生成は2次的生成粒子の影響を受け且つ特性的物質量により平衡状態に達すると考えられる。4.1サンプルについて調べた土岐花崗岩のBe-10は4.1x103 atoms/g石英であった。宇宙線本研究の目的を達成するため、平成25年度は研究実施計画に基づき試料作成と測定・分析を行った。達成度は以下のようであった。1.ミューオン照射した土岐花崗岩および照射しない土岐花崗岩から石英の抽出を行った。2.花崗岩バルクとその抽出石英の非破壊ガンマ線核種分析を低バックグランドゲルマニウム検出器により行い、生成比を比較し鉱物組成の影響を評価した。3.抽出石英のBe-10、Al-26の加速器質量分析を行い1m花崗岩の生成率を求めた。4.これらの研究成果は平成26年度夏の国際会議に発表することになっている。本研究の目的を達成するため、平成24年度は研究実施計画に基づき基礎実験特性を調べた。達成状況は以下のようである。1)CERNにおける照射ミューオンの全照射期間にわたる高時間分解能での照射ミューオン数のプロファイル解析が完了した。2)ミューオン照射石英板試料の15枚についてBe-10およびAl-26のAMS分析が完了した。また、ミューオン照射した土岐花崗岩および照射しない土岐花崗岩の非破壊ガンマ線核種分析を低バックグランドゲルマニウム検出器により測定して行った。3)ミューオン照射試料の解析から、Be-7,Na-22, Al-26,Be-10の各核種に対してミューオン1個当たりの生成率を求めた。また、花崗岩中に生成されたNa-22の生成率を得た。4)深度300mの土岐花崗岩コア試料からの石英抽出は終わっている。当初の研究計画に基づき以下のように進める。ミューオン照射した土岐花崗岩と未照射の土岐花崗岩の抽出石英についてBe-10およびAl-26のAMS分析を行い、データ点を増やして確認とともに精度を高める。また、ミューオン照射シミュレーションにより石英板や花崗岩における生成核種の生成量を求め実験結果と比較する。さらに、石英抽出してある深部土岐花崗岩のAMS測定分析を行う。今後の研究は、当初の研究計画に基づき以下のように進める。ミューオン照射した土岐花崗岩と未照射の土岐花崗岩のBe-10およびAl-26のAMS分析を行い、花崗岩内でのミューオンに対する生成率を求める。また、ミューオン照射シミュレーションソフトを用いて石英板や花崗岩における生成核種の生成量を求めるシミュレータを開発して生成率を計算し実験結果と比較する。さらに、石英抽出してある土岐花崗岩のAMS測定分析を行う。
膵癌患者より誘導されるLAK細胞の膵癌細胞に対する抗腫瘍効果について検討すると誘導したLAK細胞のNK活性は77.9%、LAK活性は72.9%、膵癌細胞Pk-1、Pk-9、KLM-1にたいする細胞障害活性は36.7、23.2、86.4%と高い膵癌細胞障害活性が得られた。ヌードマウス移植膵癌に対してもほぼ100%の増殖抑制効果が得られた。膵癌患者末梢血から膵癌細胞増殖抑制活性の高いLAK細胞が誘導可能であった。また、膵癌細胞の肝転移巣形成初期には肝細胞表面のlaminin,fibronectionを介した肝細胞あるいは血管内皮細胞との接着あるいは誘導される遊走性が重要な役割を果たす可能性が示唆された。また、膵癌細胞株PK-1を抗asialo GM-1皮下注下にヌードマウス門脈内注入により形成された肝転移巣から樹立した高肝転移株KLM-1は抗asisloGM-1を用いなくても70%と高率に肝転移巣を形成し、今後の膵癌肝転移巣形成過程の解明および治療法の確立に役立つものと期待される。京都大学第1外科有井らの方法に準じ、まずwister系雄性Ratを用いて門脈内coll agenase潅流法にてKupffer細胞の分離培養を試みた。1×10^7bodyのKupffer細胞を回収可能であり、Latex貧食能よりKupffer細胞であることが確認された。また、opsonized zymogen刺激にて55nmol/mg proteinのO_2^-産生能が確認された。同様の方法にてBALB/C mouseからKupffer細胞の分離培養を試み、1×10^6/bodyのKupffer細胞が分離可能であった。O_2^-産生能、TNF産生能については現在検討中である。1)教室で樹立した人膵癌細胞培養株PK-1の門脈内注入により作成したヌードマウス肝転移巣由来の高肝転移株であるKLM-1を用い、ヌードマウス肝転移モデルを作成した。抗アシアロGM-1抗体500μg腹腔内投与3日後、1X10^6に調整したKLM-1(in vivo)をヌードマウスに注入すると、68週後に8/8(100%)に多発生肝転移を形成した。2)ヌードマウス脾細胞をrIL-2 700JRU/ml刺激下でin vitroで培養すると、第1日目よりNK活性、LAK活性ともに82.3%、70.5%と培養前と比べ、有意の上昇を示し、また、PK-1に対しても51.3%と有意に高い細胞傷害活性を示した。3)ヌードマウス腹腔内に35000JRUを投与すると、脾細胞によるNK活性、LAK活性は66.3%、20.4%と投与前と比べて有意に高値を示し、PK-1に対しても15.4%の有意高い細胞傷害活性が誘導された。以上により、LAK細胞あるいはrIL-2門脈内投与により生体内において、腫瘍縮小効果すなわち肝転移抑制効果が得られる可能性ず示唆された。1.健常人および膵癌症例の末梢血単核球をrIL-2と共に培養してLAK細胞を誘導し、細胞障害活性を4時間の^<51>Cr遊離試験にて測定した。健常人末梢血単核球のNK活性は26.1%、LAK活性7.1%、膵癌細胞障害活性は15.3%だったが、rIL-2700JRU/ml、同型血清10%を添加したAIM-V培地で7日間培養後には75.7%、69.8%、83.6%と細胞障害活性が誘導された。また膵癌細胞に対する細胞障害活性は7日目で最大となった。
2.膵癌症例の末梢血単核球を健常人の場合と同様に抗CD3抗体を固層化したフラスコを用いて培養したところ、3種類の膵癌培養細胞に対する細胞障害活性はNK活性36.5%、LAK活性42.1%、膵癌細胞に対しては6.5%、12.7%、23.5%という結果であったが、固層化抗CD3抗体を用いないで培養した場合、NK活性73.1%、LAK活性63.8%、膵癌細胞に対しては26.8%、12.3%、52.9%と高い活性が誘導された。3.膵癌症例において成分採血装置を用いて大量に末梢血リンパ球を得て、これを7日間ガス透過型バッグで培養すると高い細飽障害活性が誘導された。4.LAK細飽と膵癌細飽を混合してヌードマウスの皮下に接種するヌードマウス皮下移植モデルで、経時的に出現する腫瘍径を測定し、腫瘍体積、および増殖抑制率を求めた。末梢血単核球を腫瘍細飽と混合して接種したPBMC群では腫瘍増殖抑制は10%から45%程度に留まったのに対して、LAK細飽と混合して接種したLAK群では腫瘍の出現が極めて強く抑制され、ほぼ100%近い増殖抑制率を示した。
エクソソームを介した肝細胞癌肝内転移機序解明による再発バイオマーカーの同定

肝細胞癌患者の5年生存率は約40%と、その治療成績は依然として不良である。その原因として,治療後に高率に肝内転移を来すことが挙げられるが、転移成立の分子メカニズムについては不明な点が多い。エクソソームは細胞間伝達物質としての機能を有し、エクソソームを介した前転移ニッチ形成が肝内転移成立に関与していると考えられている。本研究では,当科にて樹立した新規肝細胞癌高転移能株を用いて、腫瘍細胞由来エクソソームを介した前転移ニッチ形成機構の解明と、その中心的役割を果たすmiRNAの同定・機能解析により肝細胞癌患者の予後を改善することを目的とする。
気泡力学に基づく船尾変動圧力推定法の開発とプロペラの総合的最適化システムの構築

プロペラの最適設計は、船尾伴流中でプロペラ翼面上に発生するキャビテーションによって誘起される船尾変動圧力に配慮して行われる。この際、プロペラ効率は原型並みで変動圧力を減らしたい、もしくは変動圧力は原型並で、できるだけプロペラ効率を向上させたいといった要求がある。プロペラ効率および変動圧力はトレードオフの関係にあるため、両者を目的関数とする多目的最適化問題とみなすことができる。本研究においては、プロペラ効率と変動圧力および目的関数とする多目的最適化問題を取り扱う。平成30年度は、変動圧力と間接的な相関のあるキャビテーションの発生範囲(キャビティ面積)およびプロペラ効率を目的関数とする多目的最適化問題を解く手法の妥当性を模型試験によって確認した。なお、プロペラ効率は九州大学独自のパネル法SQCMにより求め、キャビティ面積は、パネル法で求めた伴流中での翼表面圧力分布を用いて揚力等価法により求めた。設計変数は半径方向のピッチ分布と最大キャンバー分布とし、半径方向に3次式で表した。749総トン型一般貨物内航船用に海上技術安全研究所において設計され、プロペラ単独試験およびキャビテーション試験の結果が公表されている模型プロペラMP700を原型プロペラとして選定し、改良を行った。多目的最適化問題のため多数のPareto解が得られ、それらの中から原型プロペラよりプロペラ効率が約2%向上し、キャビティ面積が原型の50%程度になる解を改良プロペラとして選定した。改良プロペラの模型試験の結果、設計点付近でプロペラ効率が約2%向上し、キャビテーションによる変動圧力が減少していることが確認された。プロペラ効率と、間接的ではあるが変動圧力と相関のあるキャビティ面積を目的関数とする多目的最適化問題を解く手法の妥当性を模型試験により確認できたため、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。以前開発した2次元翼型用の気泡追跡法をプロペラに適用してキャビティ形状を求め、キャビティ形状から得られるキャビティ体積の時間に関する二階微分値より変動圧力を評価する手法を開発する。以前実施した研究により、気泡追跡法はキャビティ厚さを計測結果よりも厚めに推定する傾向があることが分かっているので、キャビティ厚さを何らかの係数を用いて修正することを検討する。キャビティ体積および変動圧力の計測がなされた青雲丸通常型およびハイスキュープロペラに対して上記手法を適用し、妥当性を検証する。さらに、変動圧力が計測されているMP700プロペラおよびその改良プロペラに適用し、プロペラの違いによる変動圧力の差の大小関係(定性的傾向)が捉えられるかどうかを確認する。平成30年度に開発した多目的最適化問題を解く手法の目的関数の一つであるキャビティ面積を上記の気泡追跡法による変動圧力に置き換え、再度最適化計算を行う。

平成30年度は、当初、最適化問題を解いて得られた多数のPareto解の中から模型試験を実施するための改良プロペラを抽出する作業に労力がかかると考え、研究補助のための大学院生の謝金を多めに計上していたが、Pareto解を効率的に分析する方法を考案でき、予想以上に作業が短縮されたため謝金が抑えられた。また旅費については、本研究の主旨に合致した資料収集のための研究集会等が少なかったこと、および、初年度であり成果発表に至らなかったため、旅費として計上した額を下回った。平成31年度は、変動圧力評価のための計算法は、平成30年度に用いた方法よりも計算負荷がかかることが予想される。したがって、高性能のパーソナルコンピュータ購入のため、当初の計画より多めの物品費を支出する。
微細藻類におけるタンパク質分子の免疫電顕法による追跡

光合成生物は光化学反応に必要なエネルギーを集めるアンテナ色素と呼ばれるタンパク質複合体をもっている。1990年、われわれは免疫電顕法により、同調培養ユ-グレナのLHC IIタンパク質分子の動態を追跡した。LHC IIはcell cycleの初期にゴルジ装置を経由し、葉緑体へ輸送される経路を発見した。その後、Schwarztbackらのグループは放射性同位元素をもちいて、ユ-グレナのLHC IIタンパク質の輸送経路を調べゴルジ装置を通過することを確認した(J. Biol. Chem. 270: 13084,1995)。本研究はユ-グレナを同調培養しcell cycleにおける各ステージの細胞を経時的に採取し、急速凍結置換固定-連続切片法-免疫電子顕微鏡法およびタンパク質阻害剤実験により、LHC II、RuBisCO両タンパク質の輸送経路を追跡した。その結果、LHC IIはcell cycle中すべてのステージでチラコイド膜上に認められた。一方、ゴルジ装置への局在はcell cycle初期中期に限って観察された。即ち、急速凍結置換固定法による観察でも光照射直後の細胞ではゴルジ装置への局在性は見られず8-9時間細胞には約95%に達した。同時にCell cycleの運行に伴うLHC IIの細胞内三次元分布をコンピュータ・グラフィックス画像解析により初めて明らかにした。次にリンコマイシン等の70Sタンパク質合成阻害剤実験により、新しく合成されたLHC IIは葉緑体包膜を通過する。しかし、LHC IIのチラコイド膜への配置には葉緑体内部で合成されたタンパク質の介添が必要であることを明らかにした。また、ユ-グレナの細胞核支配であるRuBisCO小亜粒子はLHC IIと同様に、ゴルジ装置を経由し葉緑体に輸送される現象を急速凍結置換固定法によって明らかにした。さらに、RuBisCO小亜粒子とLHC IIの細胞質内における貯留場所をみいだし、COS構造と名付けた。ユ-グレナ細胞における2つの異なるタンパク質分子がゴルジ装置を経由する事実から、ゴルジ装置通過は少なくともユ-ゴレナ細胞核支配タンパク質の輸送にみられる普遍的な経由とおもわれる。