hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
皮膚タイトジャンクションバリア破綻が誘発する痒みと皮膚炎発症の分子メカニズム解明

TJ構成蛋白クローディン(CLDN)1をタモキシフェン誘導性に皮膚特異的に成体マウスにおいてノックアウトすることが可能なCldn1 flox/flox・K14-creERTマウスを作成した。本マウスを用いて、成体マウスにおいて表皮特異的にCLDN1欠損を誘導し、表皮タイトジャンクションバリアの漏洩を引き起こすことにより、マウス皮膚に起こるフェノタイプの解析を行った。特に、タイトジャンクションバリア漏洩が引き起こす痒み刺激に着目して解析を行った。アトピー性皮膚炎(AD)患者におけるフィラグリン変異の発見を皮切りとして、角質バリア障害がADを始めとする様々なアレルギー疾患の発症要因となることが示されつつある。一方、表皮には角質バリアの内側にTJバリアが存在する。AD患者皮膚において、角質バリア障害と共にTJバリアの破綻が観察されている。しかし、TJバリア破綻がADの病態形成にどのように寄与しているかは、未だに明らかではない。我々は、成体マウス皮膚のCldn1をタモキシフェン誘導性にノックアウトすることによりTJバリアを破綻させるモデルマウス(Cldn1flox/flox・K14-creERTマウス)を開発した。本マウスの解析より、タモキシフェン投与5日後には表皮TJバリアが完全に破綻すること、しかしその時点ではまだ角質バリアは正常なこと、TJバリア破綻により二次的に角質への分化異常が起こり、角質がTJ破綻後に作られたものと置換される約1週間の間に角質バリア障害が明らかになることが明らかとなった。さらに、タモキシフェン投与後18日目には明らかな皮膚炎症状を生じた。一方、タモキシフェン投与から皮膚炎が生じるまでの過程における痒み刺激について、SCLABAを用いた総掻爬時間測定によって解析したところ、驚くべきことにタモキシフェン投与5日目にはTJバリア破綻とほぼ同時に、角質バリアが正常な状態で痒み刺激が始まることが明らかになった。同時期にはほぼ表皮全面的なランゲルハンス細胞(LC)の活性化が観察された。本モデルマウスにLangerin-DTAを導入することにより、ランゲルハンス細胞を消失させても、Cldn1コンディショナルノックアウトにより生じる痒み刺激と皮膚炎症状に変化は見られなかったことから、本モデルマウスにおける痒みと皮膚炎はランゲルハンス細胞非依存的に生じることが明らかとなった。Cldn1flox/flox・K14-creERTマウスにおいて、タモキシフェン投与後、Cldn1が表皮特異的にノックアウトされ、その後角質バリアが破綻するまでの詳細な時間経過依存的な表現型解析を行った。単離した角質を用いて、その水透過性を測定することにより、TJバリア機能と角層バリア機能を分離して機能評価することが可能となった。その結果、タモキシフェン投与後8日以内に表皮のTJバリアは完全に破綻するが、その時点では角層バリア機能には変化がなかった。その後、タモキシフェン投与後10日目頃から角層バリア機能が徐々に低下し始め、18日目までに最低値に達し、同時に皮膚炎症状が生じた。本皮膚炎の性質を評価するために、各時間経過時点において表皮・真皮よりmRNAを精製し、RNAseq解析を行うことにより、そのサイトカインプロファイルを解析した。Cldn1flox/flox・K14-creERTマウスとLangerin-DTAマウスの掛け合わせを行い、ランゲルハンス細胞を欠失するマウスにおいてタモキシフェン誘導性にCldn1をノックアウトし、表皮特異的にTJバリアを破綻させることを可能とした。本モデルマウスにおいてCldn1をコンディショナルノックアウトしても、その表現型はランゲルハンス細胞が存在するマウスと同一であった。すなわち、TJ破綻により生じる痒み刺激や皮膚炎は、ランゲルハンス細胞非依存的に起こることが明らかとなった。表皮の物理的バリアは、角質層(SC)とタイトジャンクション(TJ)より構成される。TJの主要な細胞間接着分子であるクローディン1遺伝子に関する知見として、マウスではその発現量に応じてアトピー性皮膚炎の症状が変化するという報告と、欠損すると生後24時間以内に死亡するという報告がある。一方、ヒトでクローディン1が欠損すると、先天性魚鱗癬(NISCH症候群)を引き起こすことが知られている。我々はタモキシフェン(TAM)誘導性・表皮特異的にクローディン1を欠損させ得るマウスを作製し、成体マウスにおいて表皮のTJバリア機能異常を誘導し、その表現型を解析した。生体でのトレーサー浸透実験では、TAM投与後4日目より表皮TJの漏洩が局所的に始まり、8日目には表皮全体でTJが漏洩した。TJの漏洩は分子サイズ選択性で、500 Da以下のトレーサーが漏洩した。10日目より経皮水分蒸散量(TEWL)が上昇し始め、18日目には紅斑や鱗屑を伴う皮膚炎の表現型が現れ、TEWL上昇はピークに達した。単離した角層シートを通過する水分蒸散をex vivoで定量したところ、8日目では変化なく、18日目では上昇していた。すなわち、本マウスの皮膚は、TAM投与後48日目の期間、TJバリアは漏洩しているが角質バリアは正常という状態にあった。興味深いことに、本マウスでは角質バリアが正常な4日目より掻破行動が始まり、その後も掻破行動が継続した。本マウスモデルは皮膚バリア破綻により引き起こされる掻痒のメカニズム解明に寄与することが期待される。TJ構成

蛋白クローディン(CLDN)1をタモキシフェン誘導性に皮膚特異的に成体マウスにおいてノックアウトすることが可能なCldn1 flox/flox・K14-creERTマウスを作成した。本マウスを用いて、成体マウスにおいて表皮特異的にCLDN1欠損を誘導し、表皮タイトジャンクションバリアの漏洩を引き起こすことにより、マウス皮膚に起こるフェノタイプの解析を行った。特に、タイトジャンクションバリア漏洩が引き起こす痒み刺激に着目して解析を行った。皮膚には複数種類の感覚神経が分布していることがこれまでに明らかになっている。代表的なものとして、TRPV1+の神経とtyrosine hydroxylase (TH)+の交感神経の関与について解析を行う。それぞれの神経をresiniferatoxin (RTX)または6-hydroxydopamine (6OHDA)投与によりablationする。Cldn1 cKOマウスをRTXまたは6OHDAで前処置しておいてからタモキシフェン投与を行うことで、表皮TJバリア破綻をスタート地点として生じる2種類の痒みが、TRPV1+の神経とTH+の神経のいずれによって伝達されているのかを明らかにする。また、皮膚全層の3次元観察手法を確立し、皮膚炎時における感覚神経の走行変化とTJバリアの相互関係について、本モデルマウスを用いて解析する。一方、様々な皮膚炎マウスにおいて、皮膚細菌叢の変化が皮膚炎症を引き起こしていることが明らかとなってきている。TJバリア破綻により引き起こされる痒み刺激が、皮膚細菌叢依存性かどうかについて、まずは抗生物質投与により痒み刺激や皮膚炎の重症度が変化するかを解析する。皮膚科学本年度は、ランゲルハンス細胞の欠損マウスモデルの作成と解析に集中し、神経ablationモデルマウスの樹立を次年度に回したため、次年度使用額が生じた皮膚細菌叢変化が皮膚炎表現型に与える影響についての解析を、RNAseqによる網羅的な遺伝子発現解析を組み合わせつつ進める。
糖非発酵グラム陰性細菌由来ジペプチド産生酵素の創薬分子基盤

多剤耐性菌及び歯周病菌由来DPP群と共同研究者のがフラグメントエボリューションによる探索で見出した化合物、ペプチド誘導体との複合体構造を決定し、得られた構造情報に基づいて化合物の最適化を進めている。また、最適化をした化合物の一部について阻害活性評価を実施し、阻害活性が10倍以上向上していることを確認した。(未発表)また、微生物DPP4とヒトDPP4阻害剤複合体構造を明らかにした。この複合体の構造からアポ体の構造では見えていなかった20アミノ酸残基ほどのαヘリックスを含む領域が基質認識に重要であることを明らかにした。さらに、この領域の特徴を指標にしたヒトDPPや微生物DPPに対する系統樹解析から、微生物DPP4は、ヒトDPP4ファミリーよりヒトDPP8/9ファミリーに近縁であることを示した。ヒトDPP8/9は、経口糖尿病薬として知られるグリプチン類の分子標的であるDPP4の類縁酵素であり、DPP4阻害剤の副作用を引き起こすオフターゲットや炎症性細胞死に関与することが知られている。本研究は、ヒトDPP4阻害剤とDPP8/9ファミリーの複合体構造として最初の報告である。DPP4阻害剤のヒトDPP8/9への結合による阻害は糖尿病薬の副作用発現を引き起こすことから、DPP8/9ファミリーとDPP4阻害剤複合体の構造情報は、副作用の少ない糖尿病薬や抗がん剤の開発、炎症性細胞死のメカニズム解明に役立つと考えられる。一方、微生物DPPを標的とする抗菌薬開発としては、微生物DPP4特有のファーマコフォアを見出し、ヒトDPP8/9やDPP4に結合せず微生物DPP4にのみ結合する化合物の設計の可能性を示すことができた。これまで、多剤耐性菌Stenotrophomonas maltophilia、歯周病菌由来DPP群について、阻害剤等複合体の結晶構造解析、FragmentEvolution創薬(FE創薬)、ペプチド類似化合物設計、阻害活性評価を行ってきた。2016年度から2017年度にかけて、多剤耐性菌及び歯周病菌由来DPP群と共同研究者の産総研・阪下博士らがフラグメントエボリューションによる探索で見出した化合物、神戸学院大の日高博士らが合成した化合物との複合体構造を決定し、得られた構造情報に基づいて化合物の最適化を進めている。また、最適化をした化合物の一部について阻害活性評価を実施し、阻害活性が10倍以上向上していることを確認し、一部については抗菌活性評価を実施した(未発表)。今年度は、微生物DPP4と化合物複合体構造を明らかにした。複合体の構造からアポ体の構造では見えていなかった20アミノ酸残基ほどのαヘリックスを含む領域が基質認識に重要であることを明らかにした。さらに、この領域の特徴を指標にしたヒトDPPや微生物DPPに対する系統樹解析から、微生物DPP4はヒトDPP4ファミリーよりヒトDPP8/9ファミリーに近縁であることを明らかにした。ヒトDPP8/9は、ヒトDPP4阻害薬のオフターゲットであり、その阻害は副作用の発現と密接に関係する。これらの成果は、ヒトDPP4を選択的に阻害する副作用の少ない糖尿病薬、ヒトDPP8/9を選択的に阻害して効果を発現する抗腫瘍薬、微生物DPP4を選択的に阻害する抗菌薬の開発に貢献すると考えられる。多剤耐性菌及び歯周病菌由来DPP群の構造情報に基づいて特異的阻害剤の設計、合成、阻害評価を実施するという当初の目標をほぼ達成しつつある。今後は、これらの化合物の抗菌活性評価、動物においての効果、代謝、吸収、動態および副作用についての評価を実施し、その結果を化合物の設計等にフィードバックすることが必要となる。また、DPP4については、DPP8/9との類似性から副作用の少ない糖尿病薬の開発を目指した研究の着手についても検討する。糖非発酵グラム陰性桿菌(NFGNR)のペプチド代謝に重要なジペプチド産生酵素群の構造生物学的研究を通じた創薬研究を進めている。1.各種DPPの発現、精製、結晶化について:多剤耐性菌及び歯周病菌由来のDPP群7種の発現系及び精製条件を確立し、結晶化スクリーニングを進めている。結晶化スクリーニングの一部については、高エネルギー加速器研究機構の自動結晶化ロボットを使用することとIn situでの回折実験を併用することによって、複合体結晶の結晶化条件の最適化の短縮化を行った。2.インシリコスクリーニングによる化合物探索:歯周病菌由来DPP11の立体構造と大阪大学の配布しているLigandBox(200万個の化合物データベース)を用いて、AutoDock Vinaによるインシリコスクリーニングを実施した。そのうち、計算上のBinding Affinityを参考にして13種類の化合物を選び、活性測定を実施した。そのうち、70%以上の阻害率を示すものが2種、90%以上の阻害率を示すものが1種と阻害化合物のシード化合物となりうる化合物を得ることができた。3.各種化合物との共結晶化と結晶構造解析:歯周病菌由来ペプチド分解酵素及び類縁酵素の複合体結晶を用いて、大型放射光施設(SPring-8 BL41XU, BL44XU, PF BL17A, BL1A)にて80セット以上の回折強度データを収集した。上記インシリコスクリーニングで得られた化合物との共結晶からは1.44A分解能の回折強度データを収集した。多種の化合物やペプチドとDPP群との複合体の回折強度データ収集に成功し、阻害化合物の設計・最適化に向けた知見が得られつつある。

各種DPPと化合物複合体について、多くの回折強度データと複合体構造が得られ化合物設計及び最適化を共同研究者と進めている。さらに、複合体構造に基づいて設計及び最適化した化合物の阻害活性評価を行い、当初の計画以上に進展している。一部の化合物については平成29年度に実施予定だった抗菌活性評価を実施した。多剤耐性菌及び歯周病菌由来DPP群と共同研究者のがフラグメントエボリューションによる探索で見出した化合物、ペプチド誘導体との複合体構造を決定し、得られた構造情報に基づいて化合物の最適化を進めている。また、最適化をした化合物の一部について阻害活性評価を実施し、阻害活性が10倍以上向上していることを確認した。(未発表)また、微生物DPP4とヒトDPP4阻害剤複合体構造を明らかにした。この複合体の構造からアポ体の構造では見えていなかった20アミノ酸残基ほどのαヘリックスを含む領域が基質認識に重要であることを明らかにした。さらに、この領域の特徴を指標にしたヒトDPPや微生物DPPに対する系統樹解析から、微生物DPP4は、ヒトDPP4ファミリーよりヒトDPP8/9ファミリーに近縁であることを示した。ヒトDPP8/9は、経口糖尿病薬として知られるグリプチン類の分子標的であるDPP4の類縁酵素であり、DPP4阻害剤の副作用を引き起こすオフターゲットや炎症性細胞死に関与することが知られている。本研究は、ヒトDPP4阻害剤とDPP8/9ファミリーの複合体構造として最初の報告である。DPP4阻害剤のヒトDPP8/9への結合による阻害は糖尿病薬の副作用発現を引き起こすことから、DPP8/9ファミリーとDPP4阻害剤複合体の構造情報は、副作用の少ない糖尿病薬や抗がん剤の開発、炎症性細胞死のメカニズム解明に役立つと考えられる。一方、微生物DPPを標的とする抗菌薬開発としては、微生物DPP4特有のファーマコフォアを見出し、ヒトDPP8/9やDPP4に結合せず微生物DPP4にのみ結合する化合物の設計の可能性を示すことができた。これまで、多剤耐性菌Stenotrophomonas maltophilia、歯周病菌由来DPP群について、阻害剤等複合体の結晶構造解析、FragmentEvolution創薬(FE創薬)、ペプチド類似化合物設計、阻害活性評価を行ってきた。2016年度から2017年度にかけて、多剤耐性菌及び歯周病菌由来DPP群と共同研究者の産総研・阪下博士らがフラグメントエボリューションによる探索で見出した化合物、神戸学院大の日高博士らが合成した化合物との複合体構造を決定し、得られた構造情報に基づいて化合物の最適化を進めている。また、最適化をした化合物の一部について阻害活性評価を実施し、阻害活性が10倍以上向上していることを確認し、一部については抗菌活性評価を実施した(未発表)。今年度は、微生物DPP4と化合物複合体構造を明らかにした。複合体の構造からアポ体の構造では見えていなかった20アミノ酸残基ほどのαヘリックスを含む領域が基質認識に重要であることを明らかにした。さらに、この領域の特徴を指標にしたヒトDPPや微生物DPPに対する系統樹解析から、微生物DPP4はヒトDPP4ファミリーよりヒトDPP8/9ファミリーに近縁であることを明らかにした。ヒトDPP8/9は、ヒトDPP4阻害薬のオフターゲットであり、その阻害は副作用の発現と密接に関係する。
2足走行ロボットの機構と制御の研究

本研究において得られた成果を以下に記す。1.2足歩行ロボット資料集の編集・発行(1)資料集Iの編集・発行研究分担者のほぼ全員が,試作した2足歩行ロボットの写真を含めて、以下のデータを記述した資料集を作成した(昭和60年11月)。・ロボット名・研究室名・製作年・研究の目的・写真・自由度・アクチュエータ・センサ・主な物理量・材料・コントローラ・特徴・論文(2)資料集【II】の編集・発行上記資料集Iが好評であったので、関連する論文をすべて収録した資料集【II】を発行した(昭和61年2月)。2.ビデオテープの編集・発行研究分担者が作成したロボットの歩行の様子をビデオテープに収め、これを整理・編集した。解説は英語としたので、外国人と研究討論を行うためのよい資料となった。3.テーマセッションの開催第3回日本ロボット学会学術講演会(昭和60年11月,大阪工業大学)において,「2足歩行ロボット」のタイトルの下にテーマセッションが設定され、研究分担者の内から5テーマが発表され、100名近くの聴衆を集め活況を呈した。4.知能移動ロボットシンポジウムにおける「2足歩行」についての講演上記シンポジウム(日本ロボット学会,日本機械学会,計測自動制御学会主催)において、「日本における2足歩行ロボット研究」と題する基調講演を研究代表者が行った。
初期CATVの自主放送をめぐる思想と実践―メディアの考古学および民俗学の視座から

196070年代の日本におけるケーブルテレビの自主放送をめぐる思想と実践を明らかにする。ケーブルテレビの自主放送はこれまで、「地域メディア」や「パブリックアクセス」といった理念にもとづいて、その意義が論じられる傾向が強かった。それに対して本研究では、(1)趣味文化を始原とする自主放送、(2)今日的様態の成立過程、(3)DIY文化との関わりなどを、文献調査と実地調査を通じて明らかにする。地域ごとに多様性を有し、雑種性や先鋭性をともなっていた草創期の自主放送を、日本における限界芸術ないし市民表現のあり方のひとつとして再評価するとともに、メディア論的思考の系譜に連なる実践として捉え返す。
歪んだ親子関係の世代間伝達を克服するための要因の解明とその育児支援の探求

子ども虐待の世代間伝達に注目し、妊娠各期の妊婦、育児期の母親を対象に、対象者のアタッチメント傾向と親になることに対する態度の関係、社会的要因との関係等について調査し、その結果から育児支援のあり方を検討した。妊娠各期の妊婦726名・育児期にある母親167名を対象にした質問紙調査では、次の視点で分析した。(1)妊婦のアタッチメントパターン別による親になることに対する態度の比較、(2)妊娠各期毎に、妊婦のアタッチメントパターン別による親になることに対する態度の比較、(3)育児にある母親のアタッチメントパターン別による親であることに対する態度の比較、(4)妊婦または母親のアタッチメントパターン毎の家族・社会的な背景要因および親になることに対する態度である。これらの結果から歪んだ親子関係を克服するための要因を検討した。調査結果では、妊婦および母親のアタッチメントパターンは、安定・不安定・アンビバレントの3パターンに分けられた。妊娠期では、妊娠初期よりも妊娠後期にかけ、さらに、育児期になると、アタッチメントパターンによる親になることに対する態度に有意な差が見られた。つまり、安定パターンは、親になることに対する受容的態度、不安定・アンビバレントパターンは、否定的な捉え方であった。また、家族・社会的な背景要因では、アタッチメントパターン別による差が大きく見られた。安定パターンの親では、従来言われてきた虐待のリスク要因の有無により、親になることの態度に差があったが、不安定・アンビバレントターンの親では、リスク要因の有無が親になる態度と関係しなかった。つまり、不安定・アンピバレントなアタッチメントパターンの親には、従来のリスク要因のないことが、必ずしも虐待のリスクがないとは言えないのである。そのことから、不安定・アンビバレントなアタッチメントパターンの親には、単なる育児支援ではない、安定基盤を作り直す人生支援となりうる支援が必要である。今年度は、「歪んだ親子関係の結果、不安定な内的ワーキングモデルを形成している母親と子どもについての基礎的調査を行う」という研究目的に沿い、まず文献研究を行った。同時に、本研究に参加意思をもつ看護婦・助産婦・保健婦を対象に、我々が子どもの養育に問題をもつと懸念している妊婦・褥婦・母親の実態の検討し、母子関係の世代間伝達に関係すると考えられる概念についての勉強会を行った。その結果、本研究では、アタッチメント理論の内的ワーキングモデルの考え方を主軸に置き、子ども虐待の家族・社会的な背景要因を加えて質問紙を作成し、質問紙調査を行うことにした。調査内容は、対象者の基本的属性の項目に子ども虐待の家族・社会的な背景要因を加え、戸田の内的ワーキングモデル尺度、親準備性尺度、花沢の対児感情尺度を使用して質問項目を設定した。調査対象は、妊娠期にある母親については、妊娠初期、中期、後期の妊婦、育児期にある母親では、出産のために入院した産褥早期の母親、保健センターに子どもの3または4か月検診に来所した母親とし、質問紙調査を開始した。現在、妊娠初期68名、妊娠中期202名、妊娠後期369名からの回答があり、データの入力・分析中で、調査対象の内的ワーキングモデルを分類した段階である。また、育児期については、検診時に配布・回収しているところである。今後、歪んだ親子関係の克服の要因を導きだすべく、質問紙調査の分析を行い、次年度の研究につなげていく。今年度は、昨年度に引き続き、妊娠初期、中期、後期の妊婦、産褥早期の母親、保健センターに子どもの3か月または4か月健診に来所した母親を対象に、アタッチメント理論の内的ワーキングモデルの考え方を主軸に置いた質問紙調査を続行し、その結果を分析した。

尚、質問紙調査は、縦断的調査のパネル調査を予定していたが、データ数の確保のために繰り返し調査を行うことに変更し、妊娠初期の妊婦79名、妊娠中期の妊婦232名、妊娠後期の妊婦415名、育児期にある母親167名からの回答があった。いずれの時期の妊婦・母親においても、3つのアタッチメントパターンを確認することができた。分析の視点は、(1)アタッチメントパターン別の妊婦・母親の背景、親準備性、対児感情の比較をすること、(2)妊娠各期・育児期のアタッチメントパターン毎の親準備性と対児感情の変容を明らかにすること、(3)子ども虐待の家族・社会的な背景要因別の親準備性、対児感情の比較をすること、(4)これらの分析結果から、歪んだ親子関係を克服するための要因を検討すること、の4点であった。その結果、特に妊娠時期による親準備性に大きな変容がみられ、妊娠初期からの意図的な介入の必要性を明らかにすることができた。さらに、不安定なアタッチメントパターンの母親に対して、母親の被養育体験およびわが子への育児状況の面接、母子相互作用の観察を行い、質的な分析を試みた。現在、質的な分析を続行すると共に質問紙調査結果と合わせて育児支援のためのプロトコール試案を検討している。また、質問紙調査の結果については次年度の学会に発表するために論文にまとめているところである。今後、学会での討議を育児支援のためのプロトコール試案の作成に生かていく予定である。昨年度に引き続き、妊娠各期の妊婦726名・育児期にある母親167名を対象にした質問紙調査の分析を行った。分析は、(1)妊婦のアタッチメントパターン別による親になることに対する態度の比較について、(2)妊娠各期毎に、妊婦のアタッチメントパターン別による親になることに対する態度の比較について、(3)育児にある母親のアタッチメントパターン別による親であることに対する態度の比較について、(4)妊婦または母親のアタッチメントパターン毎の家族・社会的な背景要因および親になることに対する態度について、であり、これらの結果から歪んだ親子関係を克服するための要因を検討する。さらに、育児支援のためのプロトコール試案を検討している。調査結果では、妊婦および母親のアタッチメントパターンは、安定・不安定・アンビバレントの3パターンに分けられる。妊娠期では、妊娠初期よりも妊娠後期にかけ、アタッチメントパターンによる親になることに対する態度に有意な差が見られた。育児期になるとさらにアタッチメントパターンによる差が明確になってきた。いずれのパターンも、親になることに対する態度のうち、感情的側面や行動的側面は、肯定的な見方をしているが、認知的側面では、パターンによる差はなかった。家族・社会的な背景要因では、アタッチメントパターン別による差が大きく見られた。安定したアタッチメントパターンの親では、従来言われてきた虐待のリスク要因の有無により、親になることの態度に差があったが、不安定・アンビバレントなアタッチメントパターンの親では、リスク要因の有無が親になる態度と関係しなかった。
イカ類の自己認識と社会性の発達に関する行動学的研究

鏡に映る自分を認識する能力である「自己認識」は、ヒトを含む一部の大型類人猿とバンドウイルカにのみ認められる高度な知性であり、発達した社会性を背景に進化を通じて獲得されたと考えられている。本研究は、イカ類が発達した神経・感覚系および無脊椎動物最大の脳を有し、かつ、高度な記憶・学習能、発達した社会性をもつことに着目し、イカ類が自己認識を有しているとの発想にたち、水産重要種であるアオリイカを対象に、自己認識と社会性の発達に関わる以下の研究を行った。初めに、自己認識検知のためマークテストを試みた。その結果、アオリイカは視認不能部位にマークが付けられると鏡の前で静止するという行動を示した。次に、アオリイカを隔離飼育し、隔離個体に鏡を提示して自己鏡像に対する行動を観察した。隔離個体は鏡面に対して一定の距離をフリーズする、または鏡に張り付くといった通常では見られない行動を表出した。これらの実験から、本種には自己認識の萌芽があり、それは同種他個体の存在という社会的要因に可逆的に影響を受けることが示唆された。次に、アオリイカ卵を育成し孵化個体を得、孵化後間もなくから孵化後約120日までの個体について、自己鏡映像へのタッチ行動発現の過程を記録した。その結果、アオリイカは孵化直後から鏡に接近して鏡面を滑るように腕先端でかすかに触る行動が見られた。孵化後30日には成体同様に鏡面に対して明確に定位する個体が認められた,成体期におけるタッチ行動に比べるとその頻度は低かった。孵化後50日以降では、タッチ行動を示す個体の数も増え、個体によっては成体期と同レベルの頻度を示すものも見られた。以上の観察から、アオリイカにおける自己鏡映像へのタッチ行動は、孵化直後から認められるものの、それは孵化後の生育に伴いより顕著になっていく過程であり、類人猿における鏡像自己認識と類似する点が認められることが明らかになった。鏡に映る自分を認識する能力である「自己認識」は、ヒトを含む一部の高等類人猿とハンドウイルカにのみ認められる高度な知性であり、発達した社会性を背景に進化を通じて獲得されたと考えられている。本研究は、イカ類が発達した神経・感覚系および無脊椎動物最大の脳を有し、かつ、高度な記憶・学習能、発達した社会性をもつことに着目し、イカ類が自己認識を有しているとの発想にたち次の研究を行った。すなわち、水産重要種であるアオリイカを対象に、自己認識に関わる項目について調べた。その結果、アオリイカは視認不能と考えられる外套背面にマークが付けられると、鏡の前で静止するという、マーク付着以前には見られない行動を示した。次に、アオリイカを1ヶ月にわたり隔離飼育し、隔離個体に鏡を提示して自己鏡像に対する行動を観察した。隔離個体は、隔離期間中の平時は水槽内を遊泳していたが、鏡が提示されると、鏡面に対して一定の距離を保ち、正中線を平行にした形で定位してほとんど動かなくなった。さらに、このような隔離個体に対して、連日鏡を見せ読けると、やがて自己鏡像に対するフリーズが解けるといった様子も観察された。これらの実験から、アオリイカには自己認識能力があり、それは同種他個体の存在という社会的要因に可逆的に影響を受けることが示唆された。なお、上記の事柄に加えて、次年度に使用予定のイカ類幼体行動実験水槽を作成し、試運転を行った。

鏡に映る自分を認識する能力である「自己認識」は、ヒトを含む一部の高等類人猿とバンドウイルカにのみ認められる高度な知性であり、発達した社会性を背景に進化を通じて獲得されたと考えられている。本研究は、イカ類が発達した神経・感覚系および無脊椎動物最大の脳を有し、かつ、高度な記憶・学習能、発達した社会性をもつことに着目し、イカ類が自己認識を有しているとの発想にたち次の研究を行った。すなわち、水産重要種であるアオリイカを対象に、自己認識に関わる項目について調べた。本年度は、アオリイカにおける自己鏡映像へのタッチ行動が、大型類人猿に見られる鏡像自己認識のように生後の時間経過に伴い発現する過程であるのかを調べることを目的に、アオリイカにおける艀化後のタッチ行動の発現の様子を飼育下で観察した。閉鎖循環水槽にてアオリイカ卵を育成し孵化個体を得、孵化後間もなくから孵化後120日までの個体について、自己鏡映像へのタッチ行動発現の過程を記録し、次の事柄を明らかにした。すなわち、わずかな個体が孵化後数日から既に鏡に関心を示し、鏡に接近して鏡面を滑るように腕先端でかすかに触る行動が見られた。孵化後30日には成体同様に鏡面に対して明確に定位する個体が認められ、タッチ行動を示す個体の数も増えた。孵化後60日から120日になると、鏡へ定位し、接近し、触るという成体においても見られる一連のタッチ行動がより明瞭に認められるようになった。以上の観察から、アオリイカにおける自己鏡映像へのタッチ行動は、孵化直後から認められるものの、それは孵化後の生育に伴いより顕著になっていく過程であり、類人猿における鏡像自己認識と類似する点が認められることが明らかになった。
安定な1,4-ジイルジカチオンの発生/消失に伴うモノマー/ポリマースイッチング

本研究では、モノマー重合/ポリマー解重合スイッチング系の確立のために、様々なクロモフォアおよびスペーサーを用いてデザインされた多数のモノマーを合成し、分子変換がバルク特性へ直接的に反映し易い媒体である水系溶媒中でも、モノマー/ポリマースイッチングを行える分子の設計へと進み、ミセルや凝集体の形成/可溶化を酸化還元で制御できる系を開発することを目的としたものである。ビフェニル-4,4'-、フルオレン-2,7-ジイルなどの骨格にビス(4-アミノフェニル)エチニル基を導入した化合物は酸化によって容易に重合し、オリゴカチオン種を安定な塩として与える一方、その還元では解重合を伴い出発物であるジアルケンを定量的に再生することが明らかとなった。また本研究を通じて、これまで電子供与体合成にはほとんど利用されてこなかったパーフルオロフェニル基を持つ化合物群の特性が明らかとなった。モノマー重合/オリゴマー解重合というサイクルという酸化還元による結合形成切断ばかりでなく、アリールエチニル基の置換というSNAr反応よって、π共役系伸長が特性の優れた色素骨格の形成に有効であることも示された。例えばジアリルエテニル基を持つパーフルオロフェニル体は、分子量が小さいダイマーのジカチオン種でさえも、電荷移動的な共役系を利用した近赤外の吸収体を持つ。このものは、生体内での酸化還元応答や光化学療法へ利用できると考え、初期の計画と合わせ、近赤外の吸収体を持つ色素を利用したin vitroおよびin vivoでの検討を共同研究により行った。具体的には色素をナノカプセルに閉じ込めて生体へ投与し、生体中で硫化物イオン特異的な還元反応を行わせた。有機エレクトロクロミズム系とナノカプセルに共存する近赤外発光性ポリマーとのFRETを鍵としたセンシングは前例のないものであり、今後殺ガン細胞特性への展開が期待される。本研究では、モノマー重合/ポリマー脱重合スイッチング系の確立のために、様々なクロモフォアおよびスペーサーを用いてデザインされた多数のモノマーを、Wittig-Horner反応をベースに合成する。ポリマーポリカチオン塩の生成効率や可逆性に基づき設計指針を精密化した後、クロモフォアおよびスペーサーの不斉要素を伝播することで、酸化種のカチオンユニットに新たに生じる不斉中心の立体配置制御やキロオプティカル特性調査を行う。次いで、分子変換がバルク特性へ直接的に反映し易い媒体である水系溶媒中でも、モノマー/ポリマースイッチングを行える分子の設計へと進み、ミセルや凝集体の形成/可溶化を酸化還元で制御できる系を開発する。また、酸化還元とは独立した外部刺激によって、スペーサーの形状が変化するようにデザインすることで、酸化に際して起こる結合形成を、分子間ポリマー化から分子内環化へ切替え可能な高度なスイッチング機能を持った系へと展開する予定であり、具体的な研究内容を以下の4つとする:1)モノマー重合/ポリマー脱重合スイッチング系の創成、2)酸化種のキラリティ制御とキロオプティカル特性調査、3)水中でも相互変換可能な系の開発とポリマー種の集合挙動調査、4)分子内環化/分子間ポリマー化の切り替え可能な系の創成。本年度は、特に1)2)についての調査を主に実施した。また、連結後の修飾の可能性を調べる目的で、モノマー/ダイマーの系を用いた研究を合わせて実施した。1)に於いて、プロトタイプの確立にあたりモノマーのデザインは重要であり、a)効率の良い分子間カップリング、b)カチオン部位の安定性、c)ポリマーポリカチオンの溶解性、をチェックポイントとしてモノマーの評価を行った。研究計画に沿った結果が得られた。また、酸化還元とは独立した外部刺激によって、スペーサーの形状が変化するようにデザインすることで、酸化に際して起こる結合形成を、分子間ポリマー化から分子内環化へ切替え可能な高度なスイッチング機能を持った系へと展開する計画である。本年度は、1)モノマー重合/ポリマー脱重合スイッチング系の創成、2)酸化種のキラリティ制御とキロオプティカル特性調査、についての調査を主に実施した。ペンタフルオロフェニル置換体について、酸化還元以外でのπ共役系伸長の可能性として、アリールエチニル基のSNAr反応による伸長方法を確立した。また、分子量が小さいながらもダイマーのジカチオン種について、長い共役系を利用した近赤外の吸収体を持つ色素について、生体内での酸化還元応答や光化学療法へ利用できるという、新たな側面からの研究へ展開できることが示された。また、キロプティカル応答に有用なアリール基(2,6-ジフルオロ-4-ブロモ基)を含むモノマー構造の探索に成功した。

本研究では、モノマー重合/ポリマー解重合スイッチング系の確立のために、様々なクロモフォアおよびスペーサーを用いてデザインされた多数のモノマーを合成し、分子変換がバルク特性へ直接的に反映し易い媒体である水系溶媒中でも、モノマー/ポリマースイッチングを行える分子の設計へと進み、ミセルや凝集体の形成/可溶化を酸化還元で制御できる系を開発することを目的としたものである。ビフェニル-4,4'-、フルオレン-2,7-ジイルなどの骨格にビス(4-アミノフェニル)エチニル基を導入した化合物は酸化によって容易に重合し、オリゴカチオン種を安定な塩として与える一方、その還元では解重合を伴い出発物であるジアルケンを定量的に再生することが明らかとなった。また本研究を通じて、これまで電子供与体合成にはほとんど利用されてこなかったパーフルオロフェニル基を持つ化合物群の特性が明らかとなった。モノマー重合/オリゴマー解重合というサイクルという酸化還元による結合形成切断ばかりでなく、アリールエチニル基の置換というSNAr反応よって、π共役系伸長が特性の優れた色素骨格の形成に有効であることも示された。例えばジアリルエテニル基を持つパーフルオロフェニル体は、分子量が小さいダイマーのジカチオン種でさえも、電荷移動的な共役系を利用した近赤外の吸収体を持つ。このものは、生体内での酸化還元応答や光化学療法へ利用できると考え、初期の計画と合わせ、近赤外の吸収体を持つ色素を利用したin vitroおよびin vivoでの検討を共同研究により行った。具体的には色素をナノカプセルに閉じ込めて生体へ投与し、生体中で硫化物イオン特異的な還元反応を行わせた。有機エレクトロクロミズム系とナノカプセルに共存する近赤外発光性ポリマーとのFRETを鍵としたセンシングは前例のないものであり、今後殺ガン細胞特性への展開が期待される。H29年度には、上記3)の水中でも相互変換可能な系の開発とポリマー種の集合挙動調査を開始する。申請者が本研究に先だって検討を進めている分子内環化の系を元に、導入する親水性置換基を適切に選択し、水溶性を獲得する。このような水溶性化合物では、キラルなリオトロピック液晶のピッチを酸化還元で制御できる可能性がある。初期の計画とあわせ、関連して研究成果の得られた近赤外の吸収体を持つ色素を利用した光化学療法へをH30年度に検討することとする。療法への応用には、上記3)の水中でも相互変換可能な系としての開発が必要であるとともに、色素をナノカプセルに閉じ込めて生体へ投与する方法での利用についても、研究を進める。
C型肝炎ウイルス蛋白質の転写調節能とゲノム不安定化能に関する研究

HCV蛋白質の細胞機能に及ぼす影響とがん化との関係を明らかにすることを目的として、HCV蛋白質が肝細胞における転写調節能やDNA修復能にどのような影響を及ぼすかを調べた。HCV蛋白質の転写調節能に関しては、昨年度までに、interferonにより誘導される2'-5'-OAS遺伝子promoterのHCVコア蛋白質による活性化(5,6倍)がpromoter領域に1 copy存在するISREを介していることが示唆されていたことから、その可能性について追究した。ISREのconsensus配列だけをtandemに5回繰り返した配列に対しては、コア蛋白質は2倍程度の活性化能を示したが、ISREのconsensns配列を1 copy有する代表的なPKR遺伝子promoterに対してはコア蛋白質はほとんど活性化能を示さないことを明らかにした。これらの実験結果と2'-5'-OAS遺伝子promoterに存在するISREがconsensns配列と少し異なるという事実から、コア蛋白質はISREを持つ遺伝子の一部を選択的に活性化することが示唆された。2'-5'-OAS遺伝子の活性化に関するコア蛋白質の責任領域については、これまでに作成したコア蛋白質の内部の一部を欠損させた変異体では、いずれもある程度の活性化能が残存していたことから、今年度はアミノ酸配列がよく保存されているアミノ末端部に着目して検討した。その結果、アミノ末端部20アミノ酸を欠くだけで、活性化能が完全に消失することを明らかにした。EGFPとの融合蛋白質として発現させて細胞内局在を調べたところ、アミノ末端部の欠失体も本来のコア蛋白質と同様に核膜近縁に局在していたことから、アミノ末端部20アミノ酸に関わる何らかの因子がこの活性化能に関与していることが示唆された。HCV蛋白質のDNA修復系への影響に関しては、昨年度までに開発した培養細胞レベルでのミスマッチ修復能に関するアッセイ系を用いて細胞内で発現させたHCV蛋白質のマイクロサテライト不安定化能を測定した。レトロウイルスベクターにより各種HCV蛋白質を恒常的に発現させたヒト不死化肝細胞を用いてマイクロサテライト不安定性に関するアッセイを行った。その結果、コア蛋白質(遺伝子型1b)を発現している細胞においてのみE1,E2或いはNS5A蛋白質を発現している細胞やMock infectionを行った細胞と比較して導入したマイクロサテライトは2-3倍の頻度で不安定化していることを明らかにした。遺伝子型の異なるコア蛋白質についても同様に検討した結果、1b型(最も顕著)と2a型のコア蛋白質の場合にのみマイクロサテライトの不安定化能が認められたが、1a型、2b型、3a型のコア蛋白質にはそのような効果がないことを明らかにした。このような遺伝子型による違いは、肝がん患者に1b型や2a型が多いという背景と一致しており、今後さらに詳しく調べる必要がある。
地下深部物性値を遠地地震波形から直接抽出する:透過波AVO法の実現

遠地地震の波形記録を用いて地球内部の速度不連続面をマッピングし,その物性値としての地震波速度を抽出する新しい手法の実現へ向けて,最も重要な遠地実体波波形の数値シミュレーションに関わる4課題:(1)非弾性減衰の導入,(2)3次元不均質構造の平面波応答計算,(3)計算精度の向上,(4)計算の高速化に取組み,それぞれの解決策となる新しい手法を提案した。反射法探査のように人工振源を用いるアクティヴ(制御振源)探査に対して、自然地震を用いた地下(地球内部)構造の探査はパッシヴ探査(受動振源探査)と呼ばれる。パッシヴ探査は、精度と分解能の点でアクティヴ探査にとても及ぶものではないが、探査深度は桁違いに深い。遠地地震記録の波形を用いて地下の速度不連続面をマッピングし、物性値としての地震波速度の直接抽出する新しい手法の実現を図ることが本課題の目的である。今年度は主にAVOなどにしばしば出てくる非弾性減衰を含む媒質の平面波応答、すなわち平面波領域における波動の計算の問題を扱った。鉛直方向に任意に不均質で減衰を有する媒質の3次元(3成分)粘弾性平面波応答を時間領域で効率良く計算する計算手法を開発した。鉛直方向に任意に不均質な粘弾性媒質の平面波領域における3次元(3成分)弾性波動方程式を導出し、時間領域差分法で解くスキームを開発した、単純な水平成層構造は、propagatormatrix法などの半解析的手法でも解くことができるが、本手法ではさらに複雑な任意の1次元構造が扱える。本法は、空間1次元の格子しか必要ないので、従来の2次元や3次元の差分法を用いる解法と比べてはるかに効率が良い。また、2次元や3次元の差分法で問題となる計算領域の側方境界からの人工反射波も無い、音響波については、同様の手法がBlanch et al.(1998)で提案されており、本研究はその弾性波への拡張と見ることもできる。Blanch et al.(1998)では、さらに平面波領域における効率的な音響波形インバージョン法の定式化と実データへの適用結果についても示しており、本研究は彼らの波形インバージョン手法を弾性波バージョンへ拡張する道を拓いたと言える。自然地震を用いた地下(地球内部)構造の探査はパッシヴ探査(受動振源探査)と呼ばれる。パッシヴ探査は,精度と分解能の点で人工振源を用いるアクティヴ探査にとても及ぶものではないが,探査深度は桁違いに深い。遠地地震記録の波形を用いて地下の速度不連続面をマッピングし,地震波速度を抽出する新しい手法の実現を図ることが本課題の目的である。本年度は,以下のことを行った。1)3次元不均質構造の平面波入射応答を計算するための手法の開発(継続中)現実の地球内部は3次元的に不均質であり,波動計算を3次元不均質構造モデルを用いて行うことで高精度のメージングの実現が期待できる。遠地実体波記録の下方接続のためには,構造モデルの平面波入射応答を計算する必要があり,3次元不均質構造を扱うためには3次元差分法等の数値計算法を用いることになる。しかし,3次元差分法で平面波入射を扱うとき,計算領域の端から強烈な人工反射波が生じるためこれまで実際に使える手法はなかった。そこで,この問題を克服すべく,新しいスキームの開発を行ってきた。スキームの実現可能性を探るため計算プログラムを試作した。このプログラムを実行した結果,斜め入射の場合に地表反射する辺りから発散することがわかった。開発したスキームは内部領域における波動伝播には問題ないと考えられるので、自由表面条件や計算領域の側方境界条件を別の手法で実装することにより発散を回避できる可能性があり、次年度への課題である。2)高精度差分オペレータの開発最近電磁波解析のために開発された高精度の差分オペレータ「non-standard finite difference」を2次元の弾性波動計算に適用することに成功した。従来のスタガード格子差分オペレータと比べて,特にS波の数値的な格子分散と格子異方性を著しく低減することができた。長距離伝播の計算誤差低減に有効である。1)継続中であった3次元不均質構造の平面波入射応答を計算するための手法の開発を実現地震波動計算を3次元不均質構造モデルを用いて行うことで高精度のメージングの実現が期待できる。

遠地実体波記録のモデリングのためには,3次元不均質構造モデルの平面波入射応答を計算する必要があり,3次元差分法等の数値計算法を用いることになる。しかし,3次元差分法で平面波斜め入射を扱うとき,計算領域の端から強烈な人工反射波が生じるためこれまで実際に使える手法はなかった。そこで,この問題を克服すべく,新しいスキームの開発を行った。この方法は,波動場に2次元のFloquet変換を施して斜め入射平面波の波面を水平にした支配方程式を差分法で解くというものである。入射平面波の波面が水平になると計算領域の側方処理として周期境界条件を課すだけで入射波に直接起因する人工波の発生を回避できる。作成したプログラムは,海や海陸地形も考慮できる。2) GPGPUによる高速地震波動計算の試み
訓読語詞の比較研究

漢字文化圏、楔形文字文化圏、アラム文字文化圏およびその他の文化圏のどのような言語において訓読語詞を用いる訓読み表記が行なわれていたか明らかにし、またこのような様々な訓読み表記をどのような点から分類できるかその基準を示した。表音文字で書かれたアラム語詞を訓読みする中期イラン諸語の例を見ればわかるように、訓読みは決して日本語表記に特有ではなく、文字表記の全歴史を通じてみればかなり広く存在した現象であることが確認できる。交付申請書の「研究の目的」に記載した中では「日本語の研究者(とくに日本人)に対しては、訓読み表記の多様性について具体的に認識してもらえるような成果を出す」、より具体的に「本年度の研究実施計画」で「研究の概要を示す予備的な報告を、この年度中に発表したい」と述べた部分について、裏面に記す論文「世界の訓読み表記」を発表することができた。この論文において、世界の訓読み表記について、初めてまとまった概観を与えることができた。日本の研究者はごく散発的に楔形文字のアッカド語におけるシュメル語詞の訓読みや中期ペルシア語におけるアラム語詞の訓読みについて触れることはあっても、総覧するような成果はこれまでなかった。「訓読み表記を分類する視点」として挙げた「1.訓読みされる母字の性格」「2.訓読みする言語と母字の言語との関係」「3.訓読み表記は、新たな文字セットを創出する際の造字法の一つなのか、母字の文字セットを(基本的には)そのまま用いるのか」「4.3言語以上が関わるか」「5.訓読みの母字部分に関して、その変化形が訓読みの母字部分に反映されているか、それとも母字部分は一つの形に固定されているか」「6.訓読語詞(あるいは音読語詞を含めて)弁別記号の有無」「7.訓読みと音読みが併存するか」「8.文中での訓読語詞の比率が、非常に多いか、多いか、少ないか、ほとんどないか」「9.品詞などにより、使用頻度等が異なるか」「10.文訓読が行なわれるか」「11.表音補辞(送りがな)の使われ方」「12.史料の種類により、使用頻度等が異なるか」は、今後の研究の指針となるであろう。平成19年度交付申請諸「研究実施計画」に書いたとおり、平成18年度に得られた成果の一部を国際学会で発表した。具体的には平成19年9且にウィーンで開催された第6回ヨーロッパ・イラン学会において、中期イラン語とくにパルティア語訓読表記について,"Heterographic Writing Systems in Parthian and in Other Languages"という題目のもと、日本語を含む他の言語の訓読表記と比較検討する諭文発表を行なった。また、これも平成19年度交付申請書.[研究実施計画」のとおり、平成18年度に引き続いて、関連デ-タ収集も行なった。具体的には、訓読み表記を用いる各言語文字について、研究文献の収集、必要に応じての史料の収集を行なった。ただし、平成20年度が本研究のとりまとめの年度であり、訓読み表記諸言語の基礎的なデータ収集は平成19年度にもおおよそ完成する予定であったが、この点に関してはまだ不十分な点もあり、いくらか収集しきれない言語資料も残った。論文の出版が本年度においては行われなかったが、以上のように「研究実施計画」に基づいて研究は順調に進んでおり、論文出版は平成20年度に何本か行われることになる。本研究の「研究の目的」である諸言語表記における「訓読み表記の総覧」に関しては、最終年度に、日本語の研究者および日本語以外の訓読表記を研究している研究者に向けて、まとまった成果を出す準備は整っており、最終年度の報告書において、それらは果たされることになるであろう。研究の最終年度にあたり、世界の訓読語詞についてのとりまとめとして以下を行なった。科研費研究報告書として準備していた『訓読語詞の比較研究』を報告書の電子媒体への形態変更に伴い、研究成果資料として発行した。その中では以下のことを行なっている(その要約が電子媒体の研究報告書となる)。まず、「母字」に基づいた訓読み表記の分類を行なった。「母字」として主要なものに、漢字、楔形文字(シュメール文字、アッカド文字)、アラム文字、が挙げられる。とくに表音文字であるアラム文字を母字とする中期イラン諸語(パルティア語、中期ペルシア語、ソグド語、ホラズム語)については、他の表音文字を母字とする訓読語詞(ヒッタイト語アッカド語詞、古アイルランド語ラテン語略号訓読語詞)と比較して、その特徴する。また、世界の訓読語詞を分類する様々な指標についても、具体例を挙げながら示した。日本語研究者にとってとくに疎いと思われる母字楔形文字、母字アラム文字の訓読み表記について、テキストの具体例を挙げて示し、他分野の研究者の参考になるように図った。

なお、2009年5月が原稿提出締め切り(その後採否の審査あり)なので2008年度までの成果には入っていないが、2007年度にウィーンで行なった学会発表"Heterographic Writing Systems in Parthian and in Other Languages"「パルティア語や他の言語における訓読み表記」」を加筆訂正してその報告論文集に投稿済みである。研究成果資料『訓読語詞の比較研究』についても2009年度にウェブで公開し、研究者のへの便宜を図る予定である。
磁気浮上炉による材料プロセスの開発

本研究の目的は30T級ハイブリッド磁石を用いて反磁性物質を浮上させ,磁気浮上状態における材料プロセスを開発することである.炭酸ガスレーザー加熱の磁気浮上炉を用いて,有機ポリマーや分子性結晶の加熱溶融を試みた.多くの物質で加熱により上下動や回転運動が観察された.これは加熱による反磁性磁化率の増加と,不均一加よる試料内の温度分布に起因しており,磁化率変化によるポテンシャルエネルギーの増大が運動エネルギーにされた結果生じたものである.従来,反磁性磁化率の温度依存性は無視されてきたが,わずかな磁化率の違いが磁気浮上状態では大きな浮上位置の変化をもたらすので,磁気浮上炉の設計には重要となる.さらに,物質合成において重要な熱対流を強い磁気力により制御できることも見出した.この結果をもとに,新たに二種類の磁気浮上炉の開発を試みた.ひとつは磁石ボア内に設置した小型赤外線ランプで浮上試料を直接照射するタイプのもので,単純な構造ゆえに極めて操作しやすく,しかも安価に製作できる磁気浮上炉となった.これは高分子や分子性結晶を扱うために開発したもので,レーザー光に比べよりも均一に光を照射し,より穏やかな加熱ができ,また,白色光であるためより多くの種類の物質を対象にできるという利点がある.次に,より均一な加熱を実現するために電気炉を用いた磁気浮上炉の開発を行った.電気炉は多くの磁場中加熱プロセスに用いられているが,これまで磁気浮上炉として用いられなかったのは,強磁場・高温の内部観察が難しかったからである.我々は耐熱ボアスコープと電気炉,ハイブリッド磁石を組み合わせた磁気浮上炉を開発した.これにより3000T^2 m^<-1>程度の磁気力場で,800°Cまでの浮上溶融凝固の観察が可能となった.これを用いてレーザー炉では出来なかった球状高分子試料の作製に成功し,さらに無機イオン結晶へも適用も試みている.本研究の目的は30T級ハイブリッド磁石を用いて反磁性物質を浮上させ,磁気浮上状態における材料プロセスを開発することである.炭酸ガスレーザー加熱の磁気浮上炉を用いて,有機ポリマーや分子性結晶の加熱溶融を試みた.多くの物質で加熱により上下動や回転運動が観察された.これは加熱による反磁性磁化率の増加と,不均一加よる試料内の温度分布に起因しており,磁化率変化によるポテンシャルエネルギーの増大が運動エネルギーにされた結果生じたものである.従来,反磁性磁化率の温度依存性は無視されてきたが,わずかな磁化率の違いが磁気浮上状態では大きな浮上位置の変化をもたらすので,磁気浮上炉の設計には重要となる.さらに,物質合成において重要な熱対流を強い磁気力により制御できることも見出した.この結果をもとに,新たに二種類の磁気浮上炉の開発を試みた.ひとつは磁石ボア内に設置した小型赤外線ランプで浮上試料を直接照射するタイプのもので,単純な構造ゆえに極めて操作しやすく,しかも安価に製作できる磁気浮上炉となった.これは高分子や分子性結晶を扱うために開発したもので,レーザー光に比べよりも均一に光を照射し,より穏やかな加熱ができ,また,白色光であるためより多くの種類の物質を対象にできるという利点がある.次に,より均一な加熱を実現するために電気炉を用いた磁気浮上炉の開発を行った.電気炉は多くの磁場中加熱プロセスに用いられているが,これまで磁気浮上炉として用いられなかったのは,強磁場・高温の内部観察が難しかったからである.我々は耐熱ボアスコープと電気炉,ハイブリッド磁石を組み合わせた磁気浮上炉を開発した.これにより3000T^2 m^<-1>程度の磁気力場で,800°Cまでの浮上溶融凝固の観察が可能となった.これを用いてレーザー炉では出来なかった球状高分子試料の作製に成功し,さらに無機イオン結晶へも適用も試みている.本研究は,磁気浮上状態における基礎的な物理化学的データを蓄積し,それを礎に磁気浮上の特徴を活用した物質合成,材料プロセスを提案することである。本年度はまず,磁気浮上状態における物質の挙動に関する基礎的な物理化学的なデータを蓄積することと,それと並行して均一加熱できる磁気浮上炉の製作を試みた.磁気浮上状態における物質合成でもっとも重要と考えられる物質の挙動のひとつが,熱対流である.そこで,本研究では水の熱対流が磁気浮上状態またはそれ以上の強い勾配磁場の下で,どのような挙動を示すかを調べた.実験は東北大金研の強磁場センターにあるハイブリッドマグネットを用い,水を入れたセルの中にヒーターと共に液晶シートを入れて熱輸送の様子を可視化して行った.ゼロ磁場においてヒーター上方へと立ち上る熱対流は,磁気浮上相当の勾配磁場(1360T^2m^<-1>)下ではほとんどなくなってしまい、マイクログラビティ状態での熱輸送に近い振る舞いが観察された。しかし、対流が完全には抑制されていないことも確認された。水の質量磁化率が温度変化するために,磁気力,重力,浮力のバランスが崩れ,暖まった水に働く力がゼロにならないからである.さらに磁場を強くして,2880T^2m^<-1>になったとき,より完全に対流のない熱伝導の様子が観察された.また同じ勾配磁場下で温度を40-45°Cまで上昇させると,水の磁気対流が発生することが確認された.このように,強い勾配磁場を利用することにより,水の熱対流を制御できることを明らかにすることができた.他方,均一加熱できる磁気浮上炉の製作も試みた.