hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物細胞内での内因性ストレス応答と有用物質生産

ステビア葉抽出液中に、ステビオール、ステビオールモノシド、ステビオールビオシド、ステビオサイドに配糖化する酵素活性を検出し、ルブソシドやレバウディオシド-Aを基質とできない結果と考え合わせてステビオールからレバウディオサイドAに至る配糖化の経路(ステビオサイド生合成順序)を明らにした。ステビオールへの配糖化酵素と、ステビオールバイオサイドとステビオサイドを基質とできる配糖化酵素を精製し、それぞれの諸性質を明らかにした。またステビオサイドが液胞に蓄積されることを非水系分画法で確認した。ステビオサイド類が他の二次代謝産物と同様に液胞に蓄積されてはいるが、配糖化の酵素は葉緑体胞膜やトノプラスト胞の細胞質側に分布している可能性を示唆する結果を得ている。この事実はグルコース供与体であるUDP-グルコースの合成酵素がサイトゾルに局在するとの報告と予循しない。ステビオールはカウレン酸から合成されると信じられている。カウレン酸は植物生長促進化合物ジベレリンの前駆体でもある。各種化合物の合成基材であるメバロン酸合成が、異常に増巾され、カウレン酸のすべてがジベレリン変換されると自殺行為となるので、ステビオールを合成するバイパスを獲得したと考えている。最終年度ではステビオール合成酵素の検出、メバロン酸経路の異常増巾を確証し、カウレン酸合成をステビア細胞内ストレスと考えている本研究の集大成となる。天然甘味剤としてすでに実用化されているステビア植物由来の甘味成分は、ステビオールの骨格に配糖化された構造の数種の化合物である。これらはステビアレバウディアナ属にのみ蓄積され、乾物あたり5-10%に達することが知られている。ステビオール骨格は、植物成長ホルモンであるジベレリンの前駆体であるカウレン酸から合成される。カウレン酸はHMG-CoA還元酵素が律速段階であるメバロン酸経路で合成されるので、(1)この植物では、メバロン酸経路が異常に活性化されており、過剰蓄積されるメバロン酸をカウレン酸に導き、(2)すべてのカウレン酸からジベレリンを合成するとホルモン作用が過剰発現してしまうので、(3)カウレン酸をステビオールへ変換できる酵素を獲得し、(4)ステビオールは水に不溶性であるので、配糖化することで水溶性を付与して細胞内移行を可能にして、(5)液胞にステビオール配糖体(ステビア甘味剤)として蓄積する、との仮説をたてた。ステビア葉から調製した葉緑体チラコイド膜に存在するHMG-CoA還元酵素の活性は、栽培種であるホウレン草チラコイドでの活性よりも160-300倍も高く、また同じキク科の野生種、セイダカアワダチソウのチラコイドより、約20倍の活性であった。しかしながら、ミクロゾーム画分と可溶性画分のHMG-CoA還元酵素は3種の植物ともほぼ同じ活性を示した。ステビアとセイダカアワダチソウのチラコイド膜の酵素はHMG-CoAに対してほぼ同等のKm値を示し、特異的阻害剤メバスタチンに対する阻害にも差は認められなかった。これらの事実は、ステビアでは数多くの機能性分子の合成に利用されるメバロン酸が、他の植物に比べて過剰蓄積する代謝異常が起こり、カウレン酸に変換することで処理するが、カウレン酸をステビオールに変換することで、メバロン酸過剰蓄積を回避して、生存を計っていることが検証できた。今後はなぜメバロン酸が過剰に合成される必要があるのかを明らかとし、ステビア甘味剤を大量に蓄積させるために、ステビア甘味剤合成系の生化学的、分子生化学的知見を集大成して、絞り込まれた目的遺伝子を増幅させたトランスジェニック、ステビア植物の創成を目指す。
戦時下における中国人女性の日本留学　－華北・華中地域を中心にー

戦時下における中国人女性日本留学についての資料を収集するため、三年間にわたって中国、カナダ、台湾各地の史料館と図書館で当時の雑誌、新聞、官庁の教育関係資料を集めた。同時に広州、上海、北京などの留学生組織にコンタクトを取り、留学生の回想録や画像などの資料収集に力を入れた。さらに、戦時中に日本の学校に在籍した元留学生にインタビュー調査を行なった。一連の調査で得られた資料を照合する過程で、日中戦争期における中国人女性日本留学の背景、実態が見えてき、研究期間中に国際シンポジュウム、論文、書物の形で成果を発信することができた。平成25年度第一段階の研究内容は、華北地域を中心に調査対象者へインタビューを行いながら、文献資料を収集することであった。そのため、年度中5回(2013/06/20-06/23;2013/09/13-09/22;2013/12/27-2014/01/09;2014/02/16-03/05;2014/03/15-03/23)中国に出張することになった。華北地域(河北省、河南省、山東省、山西省)の主な地方図書館、北京図書館などで、当時の雑誌、新聞、官庁の教育関係資料を調べ、戦時下における日本留学に関する資料を収集した。今までの研究で30名ほどの留学生にコンタクトが取れたのだが、東北地方出身者が多く、すでに亡くなっていた人も多かった。幸い、北京在住のJ氏(91歳、奈良女子高等師範学校卒業生)と天津在住のK氏(89歳、奈良女子高等学校卒業生)は、高齢であるにもかかわらず、インタビュー依頼を受け入れて、戦時下の日本留学について詳細に話してくださった。日本国内では東京にある図書館、史料館および関連大学の図書館で文献資料を調べた。10月31日から11月2日まで奈良女子大学に出張し、奈良女子大学アジア・ジェンダー文化学研究センター長の野村鮎子教授と「戦時下における奈良女高師の中国人留学生に関する研究」について打ち合わせをし、研究情報を交換した。アジア・ジェンダー文化学研究センターに所蔵されている当該研究に係る奈良女高師留学生の関連資料を収集することができた。今年度は基礎調査を行いながら、今までの研究データを参考にして、計画より速くいくつかの研究成果をまとめることができた。これらは、本課題の基礎研究であり、次年度以降の調査の土台ともなる。本研究は、三年に分けて日中戦争期における女性の日本留学の背景、展開過程及びその全体像と特徴を明らかにしようとするものである。平成25年度第一段階では、華北地域を中心に調査対象者へインタビューを行い、文献資料を収集し、資料の収集は順調におこなうことができた。平成26年度第二段階では、調査の重点を華北地域から華中へ移し、夏休みに上海と広州へ出張した。上海の欧米留学生同学会の分会である上海留日同学会と広州の広州留東同学会には連絡が取ることができたが、残念ながらインタビューできる元留学生を見つけることができなかった。そのため、今までに連絡が取れた「満洲国」からの元留学生に再びインタビューを行い、華中地域から日本に来た元留学生の状況を聞くことができた。カナダ在住のW氏(88歳、奈良女高師1943年入学生)と大連在住のK氏(89歳、東京女子専1943年度入学生)は、インタビューを受け入れてくださり、「満洲国」以外の留学生について説明して、当時の写真なども提供してくださった。26年度中、海外へ7回(2014/0501-06、2014/07/24-08/01、2014/08/12-09/02、14/09/05-15、2014/10/30-11/03、2014/12/28-2015/01/08、2015/03/18-31)中国(上海、広州、北京、成都、済南、大連)とカナダ(バンクーバー)に出張し、国内では広島大学で広島文理科大学の資料を中心に収集した。文献資料を収集するため、近代史料の豊富な上海図書館を訪ねた。さらに広州図書館、北京図書館などで、当時の雑誌、新聞、官庁の日本留学に関する資料を調べた。日本国内では引き続き各図書館、史料館および関連大学の図書館で文献資料を収集した。今年度新たに入手した資料から、戦時下東京女医専の留学生について判明したことが多く、現在論文作成に着手している。本研究は、日中戦争期に設立された中華民国臨時政府と中華民国維新政府及び南京国民政府の統治時期における女性の日本留学の背景、展開過程及びその全体像と特徴を明らかにしようとするものである。平成27年度はこの研究の最終年度であり、引き続き関連資料を収集すると同時に、得られた資料を分析し、論文にまとめる作業を進めた。今年度は、台湾からの留学生の資料を収集するために、台北の中央研究院近代史研究所档案館と国史舘を訪れた。両史料館には中国人の日本留学に関する資料が豊富で、貴重な資料を入手することができた。戦時下の中国人日本留学についての資料を収集するため、三年間にわたって中国、カナダ、台湾に計20回出張した。出張中に各地の地方図書館で当時の雑誌、新聞、官庁の教育関係資料を調べ、戦時下における日本留学に関する資料を集めた。

特に広州「留東同学会」では戦前留日学生の子女グループのリーダにお会いすることができて、貴重な写真などをいただき、収穫が多かった。平成25年度に北京在住のJ氏(奈良女子高等師範学校卒業生)と天津在住のK氏(奈良女子高等学校卒業生)、平成26年にカナダ在住のW氏(奈良女高師1943年入学生)と大連在住のK氏(東京女子専1943年度入学生)にインタビュー調査を行うことができた。皆様高齢であるにもかかわらず、インタビュー依頼を受け入れて、戦時下の日本留学について詳細に話してくださった。日本国内では東京にある図書館、史料館および関連大学の図書館で文献資料を調べた。一連の調査で得た資料を照合する過程で日中戦争期に設立された中華民国臨時政府と中華民国維新政府及び南京国民政府の統治時期における女性の日本留学の実態が見えるようになった。それらは今後の論文で発表する予定である。戦時下における中国人女性日本留学についての資料を収集するため、三年間にわたって中国、カナダ、台湾各地の史料館と図書館で当時の雑誌、新聞、官庁の教育関係資料を集めた。同時に広州、上海、北京などの留学生組織にコンタクトを取り、留学生の回想録や画像などの資料収集に力を入れた。さらに、戦時中に日本の学校に在籍した元留学生にインタビュー調査を行なった。一連の調査で得られた資料を照合する過程で、日中戦争期における中国人女性日本留学の背景、実態が見えてき、研究期間中に国際シンポジュウム、論文、書物の形で成果を発信することができた。今年度の研究活動は、おおむね計画通りに進められることができた。文献資料の収集は順調に進んでいる。華中地域の元留学生にインタビューする計画は該当者が見つからかなったため実現できなかったが、元「満洲国」留学生の協力によって華北・華中地域の留学生についていくつかの新たな事実が判明した。今までの研究で多量な留学生に関する資料を入手することができたので、今年度総合的な中国人留学史資料を分析して「近代中国人留学生統計資料に関する考察ー民国期を中心にー」(中国研究所『中国研究月報』、2014年11月号、2639頁)を発表した。さらに、留学生史研究会を中心とする研究成果をまとめた書物(『近現代中日留学生史研究新動態』(中国語)上海人民出版社、2014年3月(共著);『近現代中国人日本留学生の諸相ー「管理」と「交流」を中心に』御茶の水書房、2015年3月(共著))を出版された。近代における中国人女性の日本留学平成27年度は本研究の最終年度であるため、引き続き存命中の元留学生を探すことと、幅広く資料を収集すること、論文にまとめることに重点に置く。調査地域は北京、上海など以外に台湾も入れる予定である。留学生の関係資料をかなり保存している国史館、中央研究院近代史研究所付属档案館を中心に調査する。調査費用は26年度よりさらに増えることが予想される。平成26年度の研究費使用枠では、旅費が殆どであったが、それでも不足であった。平成27年度も、90%以上を旅費にあてる予定である。海外出張予定地域は、北京、上海、南京、広州、済南、及び台湾、そして国内出張の予定は、奈良女子大学、九州大学である。資料収集とインタビュー調査は、おおむね計画通りに進められた。中国に出張した回数は計画より多くなり、収穫は多かった。高齢になった元留学生宅に訪問する機会をいただき、インタビュー調査対象者のご協力で、文献資料で判明できなかった戦時下における日本留学についての状況をいくつか明らかにすることができた。
溶融金属の除去能力に優れるノズルを用いた薄板の精密微細レーザ切断加工

シングルモードファイバーレーザの様な高集光性ビームを用いた場合,加工溝が微細となることから溶融金属の流動性が損なわれ,切断特性を悪化させている.この点を克服するために,溶融金属の除去能力に優れるノズルを開発し,それを用いて銅およびステンレスの薄板に対して切断加工を行い,アシストガスの種類や切断速度などが及ぼす影響を明らかとする.それにより高性能ノズルを用いた薄板の精密微細切断加工法を確立する.シングルモードファイバーレーザの様な高集光性ビームを用いた場合,加工溝が微細となることから溶融金属の流動性が損なわれ,切断特性を悪化させている.この点を克服するために,溶融金属の除去能力に優れるノズルを開発し,それを用いて銅およびステンレスの薄板に対して切断加工を行い,アシストガスの種類や切断速度などが及ぼす影響を明らかとする.それにより高性能ノズルを用いた薄板の精密微細切断加工法を確立する.1.アシストガス流の特性の検討これまでに作製した直径0.5mmのラバルスロードを有する高性能ノズルからのアシストガス流をシュリーレン法にて観察したところ,自由噴流では垂直衝撃波面が存在しないガス流れを得られていることが判明した.アシストガスの流速を熱線流速計によりラバルスロートを有するノズルとストレートスロートを有するノズルで相対的に比較したところ,ストレートスロートではノズルに供給する圧力を上昇させてもある一定値に漸近したが,ラバルストートでは試料上ガス圧に対して比例的に増大しており,大きな流速を得られていることが明かとなった。一方,ノズル直下に試料を設置した場合は自由噴流とは異なり,垂直衝撃波面の発生が確認された.しかし,ノズルに供給するアシストガス圧力を増大させると垂直衝撃波面がノズルから離れる方向へと移動し,試料上ガス圧が著しく上昇する領域が存在した.2.高性能ノズルの設計,製作これまでの結果より,流速を高め,アシストガスの流れをスムーズにするとで試料上でのガス圧上昇が確認された.そこで,ガス流れの直進性を向上させることを目的にスロート部に直線部を有するラバルスロートノズルを新たに設計,製作して評価したところ,若干ではあるが,試料上ガス圧の上昇が確認された.また,出口部に直線部を有するラバルスロートノズルも設計,作製して同様に評価したところ,ギャップ距離が離れてもガス圧力を維持できているなど良好な結果が得られた.これにより,カーフ幅が著しく狭くなるシングルモードファイバーレーザであっても良好な結果が期待できる.これらのノズルを設置可能な加工ヘッドを設計,製作し,既存のレーザ光照射装置と接続,調整を行うことができた.3.レーザ光吸収特性の評価切断加工中の透過光を積分球にて測定する評価システムを構築し,送り速度の増大にともなって測定値が変化することが確認できた.1.切断実験およびその評価金属薄板に対して切断加工実験を行い,切断条件が加工結果に及ぼす影響を検討した.Qスイッチ発振の場合,銅薄板に対しては低パルス繰り返し数を用いることで高いピーク出力が得られることから高速での切断が可能であった.昨年度に取り組んだ「高性能ノズルの設計,製作」により得られたラバルスロートノズルを用いることで,従来のストレートスロートノズルでは困難であった高パルス繰り返し数の領域においても切断が可能となった.さらに,ラバルスロートノズルに初期膨張部を設けることで,高パルス繰り返す数においても高い切断可能速度が得られた.また,アシストガスに窒素を用いることで,低速においてもドロス発生量を低減でき,熱影響の少ない良好な可能が可能となった.2.加工現象の観察による切断特性の解明超高速度カメラを用いてステンレス薄板の切断加工時における溶融金属の飛散状況を観察したとこと,従来のストレートノズルよりも,新たに開発したラバルスロートノズルの方が溶融物の除去量が増大していること,および溶融金属の飛散角度が小さく,溶融金属を下方へ効率的に排出できていることが明かとなった.昨年度の結果と併せて考えると,ラバルスロートノズルを用いることで高い試料上ガス圧が得られる.それにより溶融金属の除去量力が向上し,従来のノズルでは困難であった加工条件においても切断が可能となったものと考えられる.また,これはドロスの低減効果にもつながるものであった.この効果は,低中圧のボンベ圧でも得られることから,従来のように高圧ガスを用いずとも良好な切断が可能となり,アシストガスの消費量を大幅に抑制することができる.
HIVに対する中和抗体誘導型ワクチンの開発

HIV-1感染を阻止する中和抗体の誘導を目的としたワクチン候補の探索が世界的に行われているが、いまだに有効な方法の報告はない。我々は、様々な中和単クローン抗体を用い、その中和能やgp120への反応性を検討した。その結果、CD4bs抗体の0.5δが単独でgp120に立体構造変化を起こしV3抗体の反応性を飛躍的に増強することを見出した。この結果はgp120とCD4bs抗体複合体の免疫源としての可能性を示唆する。広範囲の分離株に反応し中和する人型化中和単クローン抗体、KD-247を用いてエスケープ変異を誘導し、エピトープの変異ばかりでなくV2の変異が及ぼす3量体構造での分子遮蔽が中和抵抗性に重要であることを報告した(Shibata, J. et al., J.Virol.81,P3757-68,2007)。中和抵抗性克服のため、我々は新規単クローン抗体を作成した。すなわち、自己由来のウイルス株を含む多種類のHIV-1株に対して、血清抗体の交叉中和活性が最も強い症例から末梢血単核球を分離し、CD8^+細胞除去後にEBVを用いてトランスフォームし、クローニング、スクリーニングを繰り返すことにより、gp120に反応する16種類の単クローン抗体を樹立したb反応エピトープで分類すると、V3-peptideに反応するものが6種類、CD4結合部位(CD4bd)が3種類、CD4結合後に露出するエピトープに対する抗体(CD4i)が4種類、いずれでもないものが3種類であった。JR-FL感染細胞の表面への結合活性はV3抗体では強く、他は部分的であった。CD4i抗体の反応性はrsCD4存在下に著明に増強した。4種のシュードタイプウイルス(JRFL, NL4-3,SF162,89.6株)に対する中和活性を検討したところ、SF162はV3,CD4bd及びCD4iいずれの特異性の抗体にも中和された。一方、JRFLと89.6は主にV3抗体に中和され、NL4-3はCD4bd抗体によく中和されることがわかった。さらに、8種類の臨床分離株に対する中和活性を測定したところ、中和活性は相補的であり、交叉中和は様々な抗体の相補的作用によっている可能性が示唆された。HIV-1感染を効果的に抑制する中和抗体の誘導を目的としたワクチン候補の探索が世界的に行われているが、いまだに多くのHIV株に対して中和活性を示す抗体の誘導は報告されていない。そればかりか、どのような中和抗体を誘導すべきかさえいまだ明らかでない。一方、長期非進行症例の中には、広範囲のウイルス株に対し強力な中和抗体活性を持つ症例がある。今回我々はこのような一人の長期非進行症例から20種類の中和単クローン抗体を分離した。V3-peptideに反応する抗V3抗体が6種類、CD4結合部位に対する抗体(CD4bs)が5種類、CD4結合後に露出するエピトープに対する抗体(CD4i)が4種類、どれにも分類されないものが5種類であった。これらのうち、実験室株に対して中和活性を示すものについて、臨床分離株やワクチン開発のスタンダードパネルに対する活性を調べた結果、広範囲の分離株に反応するV3抗体とCD4bs抗体が相補的に作用することを見出した。一方、V3抗体とCD4bs抗体は、相乗的にJR-FL株の増殖を抑えた。これらの結果から、中和抗体誘導型ワクチンの開発には広範囲の分離株に反応する抗V3抗体とCD4bs抗体の両方の誘導が必要であることがわかった。我々はまた、広範囲の分離株に反応し中和する人型化中和単クローン抗体、KD-247を用いてエスケープ変異を誘導し、エピトープの変異ばかりでなくV2の変異が及ぼす3量体構造での分子遮蔽が中和抵抗性に重要であることを報告した(Shibata,J., et. al.,J. Virol. 81,p 3757-68,2007)。中和抵抗性克服のためには、このようなエピトープ遮蔽メカニズムの解明が必要である。HIV-1の世界的な拡大を阻止するワクチンの開発には、多くの期待が寄せられている。これまで、様々なワクチン候補が作製されたが、効果が確認されたものはない。その理由の一つは、ウイルスの感染を中和する「中和抗体」の誘導が困難である点があげられる。我々は、広範なウイルス株に対して中和活性を持つ長期非進行症例から、多数の単クローン抗体を分離し、中和活性を測定してきた。これらの抗体のうち、gp120のV3-peptideに反応し、中和する抗体である05γに、サブタイプBウイルスに対する広範囲の中和活性を認めた。

一方、gp120のCD4結合部位(CD4-binding site;CD4bs)に反応する抗体の多くは、中和活性は部分的であったが、biotin化した0.5γのgp120に対する反応性を著名に増強することがわかった。中でも、0.5δと名付けた抗体は、0.5γのgp120に対する結合活性を飛躍的に増強した。このことは、CD4bs抗体の中にはgpl20に結合してその柔軟性を抑制し、抗体反応を促進するものがあると考えられた。これらより、有効なワクチン開発には、広範囲のサブタイプB分離株を中和する抗V3抗体と、これが中和しないウイルスに反応できるCD4bs抗体の両方を誘導することが必要と考えられた。我々は現在、gp120と0.5δを免疫複合体として免疫する実験をおこなっているところであるが、使用しているgp120SF2が適切かどうかに関する検討も必要である。
日本の市町村における税制をめぐる政治過程:定量的・定性的分析による総合的実証研究

前年度の研究成果を踏まえ,本年度はマクロデータの分析,論文執筆,資料収集を進めた。第1に,マクロデータの分析を行った。戦後日本における地方独自課税(法定外税と超過課税)の実施状況に関して,財団法人地方財務協会および財団法人東京税務協会から提供を受けた資料をもとに分析を進めた。その成果を「地方独自課税をめぐる政治行政過程とその変遷」と題して,東京大学で開催された行政共同研究会において報告した。社会科学諸分野において他に類を見ない包括的な分析であり,参加者から高い評価を受けた。第2に,論文の執筆を行った。まず,前年度までに調査を終えていた横浜市と宮崎市の事例に関して,論文「超過課税をめぐる政策過程」を静岡文化芸術大学で開催された日本公共政策学会研究大会において報告した。さらに,2年間続けてきたマクロデータの分析と事例分析の結果を,「地方独自課税をめぐる協調と対立の政治学:戦略的政策類型論による比較事例分析」と題する論文にまとめた(本文+参考資料258頁,未公刊)。地方政府における租税政策に関して,定量分析と定性分析を組み合わせた総合的な実証研究であり,地方自治および比較政治学に対して新たな知見を提供した。第3に,資料収集を行った。兵庫県豊岡市における都市計画税見直しに関する現地調査を実施し,立案を担当した職員,審議を担当した議員らに対してヒアリング調査を実施した。豊岡市の事例は,市町村合併に伴う独自課税の変容という新たな論点を提起している。次年度以降,研究成果をまとめて公表していく予定である。本年度は,論文の執筆,資料収集,マクロデータの分析を逐次進めた。第1に,論文の執筆・公表を行った。まず,前年度に受理されていた論文「地方政治の対立軸と知事-議会間関係」を公刊した。同時に,科学研究費特別推進研究(日韓米独中における3レベルの市民社会構造とガバナンスに関する総合的実証研究)の研究会に参加し,論文を5本公刊した。いずれも,市町村を含む地方自治体で活動する利益団体や市区町村職員に関するものであり,本研究を遂行するうえでも示唆に富む論文となった。第2に,資料収集を行った。各県の市町村税担当部局(市町村課や地方課など)に問い合わせ,市町村における独自課税実施状況データを収集した。あわせて,独自課税を実施している神奈川県横浜市,宮崎県宮崎市,秋田県,宮崎県などを訪問し,独自課税の導入過程,ならびに実施状況について聴き取り調査を実施した。これらの分析をもとに論文の執筆を進めている。横浜市と宮崎市については,論文「個人課税の負担をめぐる政策過程」(仮)を,2010年6月の日本公共政策学会第14回研究大会にて報告予定である。また,「秋田県子育て・教育税をめぐる政策過程」(仮)と題する論文も,完成次第公刊する予定である。第3に,マクロデータの分析を進めた。まず,雑誌『地方税』公刊データや,および各県担当部局から提供を受けたデータの分析を進め,第二次世界大戦以後の地方独自課税に関する分析を進めた。この分析をもとに「戦後日本における地方独自課税の変遷」(未公刊)を執筆し,筑波大学・高麗大学共催の国際会議において報告した。
高炭酸・低酸素環境下における各種麻酔薬のカルシウムチャンネルに及ぼす影響

全身麻酔時に起こる重篤な合併症の一つに悪性高熱症がある。この発症機序として、吸入麻酔薬や脱分極性筋弛緩薬がカルシウムイオンの動態に影響を与え、異常収縮が惹起されるためと考えられている。しかし、すべての患者において発症するわけではなく、患者の素因や発生環境が問題になる。本研究では発生環境に注目し、各種吸入麻酔薬や筋弛緩薬のカルシウム動態に対する効果が環境(高炭酸、低酸素、高炭酸+低酸素)によってどのように影響されるかを究明し、悪性高熱症発症の一メカニズムを解明することを目的とした。このためウシガエルの骨格筋を用いて、まず正常環境(大気)下におけるハロタン・SCCのカルシウムチャンネルへの影響を調べ、続いて高炭酸(Air+CO_25%)あるいは低酸素(O_210%+N_290%)さらには高炭酸・低酸素(O_210%+N_285%+CO_25%)の各環境下におけるハロタン,SCCのカルシウムチャンネルへの影響を検索した。しかし、正常環境下における各種麻酔薬と筋弛緩薬のCICRに及ぼす影響を検索する段階で、実験過程での実験動物の血液や皮膚分泌物さらに脂肪などによる験体汚染により実験結果に重要な影響を与えることが推測された。このため慎重な操作や環境の整備などにより問題点の解決に勤めた結果、当初の高炭酸や低酸素状態の環境下におけるハロタン、SCCの検索までは至らなかったが、正常環境下でのハロタン・SCCのカルシウムチャンネルへの影響を知るに至った。本研究では発生環境に注目し、各種吸入麻酔薬や筋弛緩薬のカルシウム動態に対する効果が環境(高炭酸,低酸素,高炭酸+低酸素)によってどのように影響されるかを究明し、悪性高熱症発症の一メカニズムを解明することを目的とした。このためウシガエルの骨格筋を用いて、まず正常環境(大気)下におけるハロタン・SCCのカルシウムチャンネルへの影響を調べ、続いて高炭酸(Air+CO_25%)あるいは低酸素(O_210%+N_290%)さらには高炭酸・低酸素(O_210%+N_285%+CO_25%)の各環境下におけるハロタン、SCCのカルシウムチャンネルへの影響を検索した。しかし、正常環境下における各種麻酔薬と筋弛緩薬のCICRに及ぼす影響を検索する段階で進行が遅れており、いまだ報告するまでの結果を得ていない。実験の遅れの大きな理由として、実験過程での実験動物の血液や皮膚分泌物さらに脂肪などによる験体汚染が考えられており、実験結果に重要な影響を与えるためと推測している。このため慎重な操作や環境の整備が重要である。また環境温度によっても実験結果への影響も大きいようである。次年度にはこのような問題点を解決し、本研究を推進したいと考えている。さらに実験方法にもいくつかの問題が生じており、他施設の見学等も積極的にやって行く予定である。
沈澱法分離プロセスの計算機援用合成

沈澱法分離プロセスの合成にあたって,試薬の添加順序,沈澱の生成・溶解の組合せを系統的に探索するとともに,候補となったプロセスの評価を行うためのコンピュータ・ソフトウェアを作製した.それを用いて,焼却灰から金属類を分離・回収するプロセスを合成した.1.コンピュータ・プログラムの作製(1)沈澱法分離プロセスが木型であることに着目して,幅あるいは深さ優先の遂次探索プログラムを作製した.(2)分析化学,無機化学の分野においては,沈澱の生成・溶解の程度が文章によって表現されていることが多いので,これらの情報をファジィ理論にもとづいて変換して,データベースを構築した.(3)多成分系における沈澱の生成・溶解では,誘発沈澱,共沈,後沈,誘発溶解等の現象が起こることが多いので,これらについてルールを整理して知識ベースとした.(4)合成された候補プロセスについて,ファジィ積分による評価を行うためのプログラムを作製した.2.焼却灰から金属類を分離・回収するプロセスの合成都市ゴミ焼却炉飛灰から環境汚染の原因となる有害金属(カドミウム,銅,マンガン,鉛,亜鉛)を,また下水汚泥焼却灰から有用金属(アルミニウム,マンガン,リン,チタン,亜鉛)を,それぞれ分離・回収するためのプロセスを合成し,実験によってその機能を確認した。
ポリヒドリドクラスターによる窒素の活性化

本研究では、温和な条件下での窒素活性化を目指し、「水素供与能」「多電子移動能」を有する多核ポリヒドリド錯体を用いて窒素分子および窒素還元体であるヒドラジンの活性化に取り組んだ。初年度には、中性三核ルテニウムペンタヒドリド錯体1を用いることで、置換ヒドラジン類の触媒的水素化が達成されることを見出した。また、詳細な検討により、錯体1の三核反応場における三つのルテニウムの協同作用により、ヒドラジンのN-N結合が効率よく切断されることを明らかにした。ヒドラジンの水素化反応は、錯体1によるヒドラジンのN-N結合切断過程と、その結果生成するイミド錯体の水素化分解に大きく分けられる。本年度は、反応の後半段階であるイミド錯体の水素化機構を詳細に調べた。モノイミド錯体2の水素化反応は、アミド中間体3を経て、アミド配位子をアンモニアとして脱離させることで錯体1を再生する。重水素を用いた標識実験では、アミド錯体3のヒドリドが高選択的に重水素化されたことから、水素分子は錯体2の金属上に酸化付加することが示された。さらに、計算化学的手法を用いて反応機構を詳細に調べ、水素分子はイミド配位子の反対側に広がるルテニウム三核反応場へ取り込まれることを明らかにした。本年度は種々のポリヒドリド錯体と窒素分子の反応を積極的に検討し、カチオン性四核ルテニウムヘプタヒドリド錯体4は常圧の窒素と反応してN≡N結合を切断し、二核ルテニウム架橋ニトロシル錯体を生成することを見出した。この反応では、窒素分子が錯体4の四つの金属から電子を供給されることにより、窒素の還元反応で最も困難なN≡N結合の切断が達成されている。このような実験事実は、電子豊富なポリヒドリド錯体が窒素の還元に効率良く働くことを示すものである。本研究はポリヒドリドクラスターに特有な二つの機能(基質-金属間の多電子移動能、水素供与能)を利用して窒素の触媒的水素化を達成しようとするものである。まず、窒素活性化の準備段階として、窒素の還元体であるヒドラジンの反応を検討した。三核ルテニウムペンタヒドリド錯体1とヒドラジンの反応は加熱条件(100。C)下でのみ進行し、N-N結合の切断を経てイミド錯体を生成した。このとき、置換ヒドラジンのN-N結合は錯体1の3つのルテニウムの協奏作用により切断されていることがわかった。また、錯体1と種々のヒドラジンとの反応の活性化パラメータの値を算出し、ヒドラジンのかさ高さおよび求核性が反応に及ぼす影響について考察した。さらに効率よくヒドラジンのN-N結合を切断する錯体を見出すため、種々のポリヒドリドクラスターとヒドラジンとの反応を検討した。その結果、イリジウムとルテニウムからなる数種のヒドリド錯体存在下では、ヒドラジンが触媒的に水素化されることを見出した。これまで報告されてきたヒドラジンの触媒的還元反応は、ほとんどが錯体の他に還元剤とプロトン源を必要とするものであり、このように、ヒドラジンと水素によって触媒的にアンモニアが生成する反応は世界ではじめての例である。この反応における活性種は各イリジウム錯体の分解生成物であることを明らかにした。ヒドラジンの反応に並行して、本研究室で合成された種々のポリヒドリドクラスターと窒素の反応を検討し、二核ルテニウム錯体および4核ルテニウム錯体が温和な条件下で窒素と反応することを明らかにした。この反応はポリヒドリドクラスターを用いた窒素の活性化を実現化への足がかりとなる重要な実験結果であり、現在、反応生成物の同定に努めている。

この反応では、窒素分子が錯体4の四つの金属から電子を供給されることにより、窒素の還元反応で最も困難なN≡N結合の切断が達成されている。このような実験事実は、電子豊富なポリヒドリド錯体が窒素の還元に効率良く働くことを示すものである。
膨潤性鉱物を主体とした地盤材料を記述するための土質力学の再構築

放射性廃棄物処分において緩衝材として使用される予定のベントナイトは,膨潤性粘土鉱物であるモンモリロナイトを主材している。しかし,旧来の土質力学は,土粒子が非圧縮であり,かつ,間隙水も非圧縮であること前提として,土粒子の配列構造が変化することによってのみ体積が変化することができるために,ベントナイトの力学挙動を適正に記述することは難しいと言われている。本研究では,Na型ベントナイトのクニゲルV1に三河珪砂6号を乾燥質量比30%となるように混合した上で,高密度に圧縮成型した高密度ベントナイト供試体を作製し,それを高レベル放射性廃棄物処分の緩衝材に見立てて検討を行った。特に,緩衝材の力学特性を合理的に説明するため,種々の含水率と圧力条件でのベントナイトの力学挙動を把握し,膨潤性鉱物を多く含有する地盤材料の力学特性を適正に記述するために,従来の土質力学で用いられている「有効応力」の適用性についての検討も行った。研究の最終年度の平成30年度は,各種含水条件でのベントナイト供試体を用いた三軸試験を継続して実施するとともに,過年度の実験結果も含めて高密度ベントナイトの力学特性についてのデータを用いて系統的にまとめることによる評価を行った。また,過年度から引き続いて,再冠水して飽和度が上昇している状態での高密度ベントナイト緩衝材のせん断挙動を合理的に説明するモデルを検討し,正規圧密条件に近い状態で緩衝材が大きく変形を伴いせん断される状態を模擬した境界値問題のシミュレーションを実施することにより,その適用性を示した。放射性廃棄物処分において緩衝材として使用される予定のベントナイトは,膨潤性粘土鉱物であるモンモリロナイトを主材しているため,土粒子非圧縮を前提として構築されている旧来の土質力学の枠組みでは力学挙動を記述することは困難である。本研究では,不飽和から飽和への遷移過程での高密度ベントナイトの力学特性を合理的に説明するため,種々の含水率と圧力条件,温度条件下でのベントナイト粒子の状態を詳細に把握し,ミクロスケールでの土粒子の体積変化を取り入れた質量保存則を検討しつつ,膨潤性鉱物に対して有効な「有効応力」を検討する。研究初年度の平成28年度は,不飽和状態のベントナイト供試体の三軸試験も実施し,各種の含水状態における高密度ベントナイトの力学特性の評価を行った。その際,不飽和供試体では供試体中に存在する気相の体積変化を正確に計測することが変形特性を把握する上で必要不可欠であるため,本研究では,2重セル構造の不飽和対応三軸試験装置を用いて供試体の体積変化を精密に計測し,高密度ベントナイトのダイレイタンシー特性を照査した。その結果,低飽和度の供試体では,非常に大きなせん断強度を有する一方で,急激なひずみ軟化挙動を起こす脆性的な破壊挙動を示すことが明らかになった。その際,ダイレイタンシー挙動は,正のダイレイタンシーを示す過圧密粘土的な挙動を示した。一方,飽和度の上昇とともに,せん断強度の低下,ひずみ軟化の緩和,ダイレイタンシー特性の変化が見られ,正規圧密粘土的な力学挙動に徐々に変化することが示された。また,各飽和度の供試体のサクションを計測することにより,サクションと力学特性との関連についての検討を行った。実験的な研究については,多くの実験データが蓄積されつつあり,順調に研究が遂行している。ただし,研究初年度は実験的研究に注力していたことから,実験で得られた各種のデータを用いたモデル化並びにシミュレーションを含む,理論的な検討については,やや遅れている側面があるが,大きな問題ではない。本研究では,不飽和から飽和への遷移過程での高密度ベントナイトの力学特性を合理的に説明するため,種々の含水率と圧力条件下でのベントナイト粒子の状態を詳細に把握し,ミクロスケールでの土粒子の体積変化を取り入れた質量保存則を検討しつつ,膨潤性鉱物に対して有効な「有効応力」を検討することを目的としている。研究2年目の平成29年度は,初年度に引き続き,高密度ベントナイトのダイレイタンシー特性を正確に計測できる2重セル構造の不飽和対応三軸試験装置を用いて,不飽和状態の高密度ベントナイト供試体の三軸試験を継続して実施した。すなわち,粉末のベントナイトと珪砂の混合試料を用いて,乾燥状態に近い低い飽和度から疑似飽和に近い高い飽和度の高密度ベントナイト供試体を圧縮成型によって均質かつ精密に作製し,一連の実験を系統的に実施したことにより,各種の飽和度における高密度ベントナイトのダイレイタンシー挙動を含む力学特性を系統的に明らかにした。また,サイクロメーターを用いて計測した試験供試体のサクションを用いて,力学挙動に及ぼすサクションの関連について整理し,高密度ベントナイト特有の強度・変形挙動のモデル化を試みた。不飽和供試体による一連の実験的な研究については,多くの実験データが蓄積され順調に研究が遂行している。ただし,研究2年度も初年度とともに実験的研究に注力していたことから,実験で得られた各種のデータを用いたモデル化などの理論的な検討については,若干遅れている。

しかし,旧来の土質力学は,土粒子が非圧縮であり,かつ,間隙水も非圧縮であること前提として,土粒子の配列構造が変化することによってのみ体積が変化することができるために,ベントナイトの力学挙動を適正に記述することは難しいと言われている。本研究では,Na型ベントナイトのクニゲルV1に三河珪砂6号を乾燥質量比30%となるように混合した上で,高密度に圧縮成型した高密度ベントナイト供試体を作製し,それを高レベル放射性廃棄物処分の緩衝材に見立てて検討を行った。特に,緩衝材の力学特性を合理的に説明するため,種々の含水率と圧力条件でのベントナイトの力学挙動を把握し,膨潤性鉱物を多く含有する地盤材料の力学特性を適正に記述するために,従来の土質力学で用いられている「有効応力」の適用性についての検討も行った。研究の最終年度の平成30年度は,各種含水条件でのベントナイト供試体を用いた三軸試験を継続して実施するとともに,過年度の実験結果も含めて高密度ベントナイトの力学特性についてのデータを用いて系統的にまとめることによる評価を行った。また,過年度から引き続いて,再冠水して飽和度が上昇している状態での高密度ベントナイト緩衝材のせん断挙動を合理的に説明するモデルを検討し,正規圧密条件に近い状態で緩衝材が大きく変形を伴いせん断される状態を模擬した境界値問題のシミュレーションを実施することにより,その適用性を示した。概ね順調に研究が進行しており,前年度に引き続いて各種の実験的研究を進める。一方,若干遅れ気味の理論的検討に関しては,前年度の遅れをカバーするように研究を遂行する。理論的検討を中心に進めるが,そのために必要となる未実施の実験的研究も同時に進める。2年目の研究が初年度に整備した研究機器による実験的研究に注力したために,予定していた理論的検討が若干遅れている。その影響で,2年目に予定していた理論的な検討に必要な経費を3年目に繰り越して使用する計画とした。
薬剤誘導細胞除去システムを用いた新たな腎再生技術の開発とiPS細胞への応用

動物胎生期の腎臓内部に存在する腎発生領域に異種のネフロン前駆細胞(NPC)を移植し、移植する環境の腎発生シグナルを借りることで、移植細胞からネフロンを新たに再生する現象について研究している。申請者はNPCに特有に発現するSix2遺伝子に着目し、Six2遺伝子が発現する細胞だけにconditionalに細胞を除去するジフテリアトキシン(DT)自殺誘導モデルを用い、外来性のNPCを移植すると共にホストのNPCにたいし自殺誘導を行うことで、NPCの腎発生領域内での入れ換えを考案した。マウスのMouse-NPCをDTで自殺誘導し、同時にラットのRat-NPCを移植したところ、マウスの腎発生領域内でRat-NPCからラットのネフロン再生を示した。我々は異種間でも腎発生シグナルの相同性からネフロンへの分化誘導が可能であることを見いだした。げっ歯類ではDT受容体をSix2 promoter下にノックインすることで自殺誘導モデルを確立できたが、ヒトネNPCを移植細胞にする場合には、ヒトはDT受容体をユビキタスに発現しているため、DTによる選択的な自殺誘導は不可能であった。そのたDT自殺誘導モデルではなく、タモキシフェンを投与することでジフテリアトキシンAフラグメント(DTA)が発現し特異的に細胞を除去が可能な、Six2-ERT2-CreとloxP-DTAの組み合わせによるNPC除去システムに変更した。このタモキシフェン誘導システムを用いることでヒト細胞移植時にも自殺誘導の影響を移植細胞側(ヒト細胞側)に与えることなくNPC置換を進めることが可能と考えた。今回、我々はin vitroでヒトiPS細胞からNPCを分化誘導し、誘導ヒトNPCをマウスの置換モデルを搭載した胎生期腎臓に移植、移植細胞からの腎再生をin vitro,in vivo両面で検討する。Six2-ERT2-CreとloxP-DTAの組み合わせで産出させた胎生期マウス腎臓に、まずマウスNPCを移植しタモキシフェンを同時投与し腎再生を検討した。器官培養下でタモキシフェン投与による同種間NPC置換および移植NPC由来のネフロン再生を認めた。さらに、細胞移植した後腎を成獣マウスの後腹膜へ移植したところ、in vivoでもネフロン再生が可能であった。さらに申請者らはラットNPCを移植し異種間でもネフロン再生が可能であるか検討したところ、in vitroとin vivoともに問題なくネフロン再生を示した。げっ歯類でのタモキシフェン駆動ネフロン前駆細胞置換システムが機能することを示した。次に我々はヒトiPS細胞をTaguchi A, Cell stem cell, 2014の手法を用いネフロン前駆細胞(NPC)まで誘導し、誘導ヒトNPCを作製を試みた。誘導ヒトNPCはマウス脊髄との共培養でネフロンへの分化を示すことが可能であった。さらに誘導細胞をソーティングすることでより簡便に高純度のNPCを移植用に準備することが可能であった。タモキシフェン駆動ネフロン前駆細胞置換システム搭載した胎生期マウス腎臓に誘導ヒトNPCの移植によるネフロン再生を検討している。NPC分化誘導の品質には、iPS細胞の品質が大きく影響してしまう。質の良いNPCを誘導するためのヒトiPS細胞の未分化維持には多くの時間と労力を要すため、移植実験に使用する細胞の準備頻度がやや遅れており、実験回数も制限されている。現在は複数人でのiPS細胞維持培養と均一した品質管理および分化誘導を行うことで、より高頻度での実験が行えるように調整中である。機能を持った腎臓再生をめざし、異種胎仔の腎発生領域を再生の足場とすることを戦略としている。マウス胎生13日目の腎発生領域に腎臓幹細胞となるネフロン前駆細胞を移植することが可能である。そこでネフロン前駆細胞の特異的な転写因子Six2を発現する細胞だけを除去可能なトランスジェニックマウスを用いることで、移植ホスト側のネフロン前駆細胞だけを除去し、同時に移植ドナー側のネフロン前駆細胞を効率的に定着させ入れ換えることに成功した。このネフロン前駆細胞置換法で外来由来のネフロン前駆細胞から新たなネフロンの分化・再生が可能であることを示した。この手法は異種間でも可能であり、マウスの腎発生環境にラットのネフロン前駆細胞を移植し、ラットのネフロン再生が可能であった。今回の成果はNat Commun. 2017Nov 23;8(1):1719.に論文発表した。この手法の開発によって、胎仔腎臓を成獣の後腹膜へ移植することで生体内で発育させい、血管の統合とともに尿を産生する既存の手法に繋げることが可能となった。実際にマウスの胎仔腎臓内を足場に外来性のネフロン前駆細胞を移植し、その胎仔腎臓を成獣へ移植し尿の産生が可能であることがわかった。これらの技術を用い、ヒトiPS細胞からネフロン前駆細胞をin vitroで誘導し、誘導ネフロン前駆細胞の移植および分化についての検討を行っている。誘導細胞はマウス胎仔の腎発生領域へ移植が可能であった。現在ヒトiPS細胞からネフロン前駆細胞を誘導し、ネフロン前駆細胞置換が可能なトランスジェニックマウスへの移植実験を行っている。進展はおおむね順調である。

申請者はNPCに特有に発現するSix2遺伝子に着目し、Six2遺伝子が発現する細胞だけにconditionalに細胞を除去するジフテリアトキシン(DT)自殺誘導モデルを用い、外来性のNPCを移植すると共にホストのNPCにたいし自殺誘導を行うことで、NPCの腎発生領域内での入れ換えを考案した。マウスのMouse-NPCをDTで自殺誘導し、同時にラットのRat-NPCを移植したところ、マウスの腎発生領域内でRat-NPCからラットのネフロン再生を示した。我々は異種間でも腎発生シグナルの相同性からネフロンへの分化誘導が可能であることを見いだした。げっ歯類ではDT受容体をSix2 promoter下にノックインすることで自殺誘導モデルを確立できたが、ヒトネNPCを移植細胞にする場合には、ヒトはDT受容体をユビキタスに発現しているため、DTによる選択的な自殺誘導は不可能であった。そのたDT自殺誘導モデルではなく、タモキシフェンを投与することでジフテリアトキシンAフラグメント(DTA)が発現し特異的に細胞を除去が可能な、Six2-ERT2-CreとloxP-DTAの組み合わせによるNPC除去システムに変更した。このタモキシフェン誘導システムを用いることでヒト細胞移植時にも自殺誘導の影響を移植細胞側(ヒト細胞側)に与えることなくNPC置換を進めることが可能と考えた。今回、我々はin vitroでヒトiPS細胞からNPCを分化誘導し、誘導ヒトNPCをマウスの置換モデルを搭載した胎生期腎臓に移植、移植細胞からの腎再生をin vitro,in vivo両面で検討する。Six2-ERT2-CreとloxP-DTAの組み合わせで産出させた胎生期マウス腎臓に、まずマウスNPCを移植しタモキシフェンを同時投与し腎再生を検討した。器官培養下でタモキシフェン投与による同種間NPC置換および移植NPC由来のネフロン再生を認めた。さらに、細胞移植した後腎を成獣マウスの後腹膜へ移植したところ、in vivoでもネフロン再生が可能であった。さらに申請者らはラットNPCを移植し異種間でもネフロン再生が可能であるか検討したところ、in vitroとin vivoともに問題なくネフロン再生を示した。げっ歯類でのタモキシフェン駆動ネフロン前駆細胞置換システムが機能することを示した。次に我々はヒトiPS細胞をTaguchi A, Cell stem cell, 2014の手法を用いネフロン前駆細胞(NPC)まで誘導し、誘導ヒトNPCを作製を試みた。誘導ヒトNPCはマウス脊髄との共培養でネフロンへの分化を示すことが可能であった。さらに誘導細胞をソーティングすることでより簡便に高純度のNPCを移植用に準備することが可能であった。タモキシフェン駆動ネフロン前駆細胞置換システム搭載した胎生期マウス腎臓に誘導ヒトNPCの移植によるネフロン再生を検討している。ヒトiPS細胞からネフロン前駆細胞を誘導法のさらなる効率的な手法の検討も行っている。また、前駆細胞の再生効率向上のための改変技術も検討している。ヒトiPS細胞から尿産生を示すために、再生腎の齧歯類成獣への移植も行う。タモキシフェン駆動
ゲージ・重力対応における可積分性の検証

ゲージ・重力対応は、素粒子の基本相互作用の記述に用いられるゲージ理論と、負の定曲率時空を背景に含む重力理論(弦理論)とが等価であるという主張である。この対応を利用し両理論を調べる上で、理論に見出される可積分性を活用する手法が近年急速に発展している。本研究では可積分性の威力がどこまで及ぶかを見極めるべく、グルーオン散乱振幅/古典開弦解に対する可積分性の活用法を探究した。特にAdS_3部分空間における開弦解の構成について一般論を確立した。1.反ド・ジッター時空を背景に持つ重力理論と共形対称性を持つゲージ理論との等価性を主張するAdS/CFT対応は、近年弦理論の分野で最も盛んに研究されているテーマである。特にこの5年ほどの間に、2次元可積分模型の理論を用いることでAdS/CFT対応の予想が非常に精密に検証できるようになってきた。日本物理学会誌の記事ではこのAdS/CFT対応の最近の発展と可積分模型とのかかわりについて、最新の成果まで含めた解説を行った。また、AdS/CFT対応の舞台である弦理論、超対称ゲージ理論双方において、弱結合領域における一般解を構成し、任意の解についてAdS/CFT対応を確立した研究代表者の過去の研究に基づき、学会講演にて解説を行った。2.二つの異なる場の理論同士を隔てる境界はインターフェースと呼ばれる。中でも2次元共形場理論のインターフェースとして現れる共形インターフェースは、共形場理論における境界、欠陥(defect)の一般化にあたり、近年脚光を浴びている。この共形インターフェースを介して接する二つの共形場理論のあいだの相関の度合いを表す指標として、エンタングルメントエントロピーを求めた。最も基本的なc=1共形場理論においては、インターフェースが透過性パラメータを持ち、エンタングルメントエントロピーにもパラメータ依存性が現れる。数値計算を用いて近似的にこの依存性を求める試みが過去にあったが、我々は初めて解析解を得ることに成功した。弦理論とゲージ理論の等価性を主張するAdS/CFT対応は、近年の場の理論・弦理論の分野で最も活発に研究されているテーマである。本研究では可積分性を利用することで、AdS/CFT対応における精密な定量的分析を行った。今年度は特に、近年Alday-Maldacenaにより提唱されているゲージ理論のグルーオン散乱振幅の計算法に可積分性がどのように適用できるかを明らかにし、一般のn点振幅の計算法の構築を目指した。Alday-Maldacenaの理論により、ゲージ理論のグルーオン散乱振幅の強結合極限は、弦理論側のある特定の開弦振幅の解に対応することが分かっている。筑波大学の佐藤勇二氏との共同研究ににる二本の論文では、AdS_3空間に開弦が広がる基本的な場合に的を絞り、有限ギャップ解を最も一般的な形で構成した。有限ギャップ解は伝統的な古典可積分系の理論を利用して構成できる解としては最も一般的な解である。こうして構成した解の中で、どのような解がグルーオン散乱振幅に対応するかを明らかにした。また基礎物理学研究所での講演は、現在雑誌投稿中の論文(理化学研究所の初田泰之氏、東京工業大学の伊藤克司氏、および佐藤勇二氏との共同研究)に基づくものである。この研究ではAdS_3空間における古典開弦解から一般のn点グルーオン散乱振幅の強結合極限を計算する方法を提示した。一般のn点振幅に対応する開弦解は、具体的な形を書き下すことはできない。しかしながら解を特徴づける補助的関数の満たすべき積分方程式を組み立てることで、n点振幅の求積問題を積分方程式の求積問題に帰着させることができる。我々はこの積分方程式を決定し、さらにこしが斉次sine-Gordon模型の熱力学的ベーテ方程式と同型であることを見出した。
世界史における交換の多様性と貨幣の多元性についての国際共同研究

人類史全体においては複数の貨幣が機能的分業をもって併存する貨幣間の補完性を示す現象に満ち溢れている。貨幣は交換の手段にほかならないが、貨幣の多元性はそもそも交換の多様性に由来する。匿名的に交易しようとするか、指名的にか。多数が同時に現地で交渉するか、媒介者を通して隔地的に取引するか。二つの二者択一による4種の交換にあった手段を多様に組み合わせて各社会は交易を成り立たせてきた。国際共同研究により、如上の組み合わせが社会ごとにどのように違ったかを分析し、そうした相違が世界全体の変化とどう相関してきたか、を明らかにする。
金属間化合物上への水熱反応により複合酸化物コーティング

我々の研究室ではTiAl上に生成するTiO_2成分を高温溶媒との反応や電気化学的反応によって緻密な複合酸化物コーティング膜とし、耐酸化性を向上させようというユニークな研究を行っている。その結果、(1)Ba(OH)_2,Sr(OH)_2,あるいはCa(OH)_2+NaOHの水溶液中で200°Cで水熱処理するとそれぞれBaTiO_3,SrTiO_3あるいはCaTiO_3の薄膜が生成すること。(2)この際20mA/cm^2程度の通電を行うと数μmまでの厚いチタン酸塩膜ができること。(3)混合アルカリ硝酸塩+アルカリ水酸化物の溶融塩(200°C)で同様の電気化学処理を行うとAl_2TiO_5の多孔質膜が形成されること。(4)これらのコーティング膜は密着性に優れ、900°Cの酸化試験において初期の耐酸化性が向上すること。を報告してきた。ところでこれらのチタン酸塩膜だけでは長期の耐酸化性の向上は得られないので、それらの内側にAl_2O_3膜を作製して複層化することを考えた。石英管に封入して900°C1200°C、24h熱処理することによりCaTiO_3層の下に数μmのAl_2O_3膜が生成した。このように複層コーティングを行った場合、試料の耐酸化性は著しく向上した。1173K,5時間のくりかえし酸化実験で10回以上ほとんど酸化しない試料が得られている。特にTiO_2粉末と共に封入して低酸素圧処理を行った場合が最も耐酸化性が向上している。この他TiAl試料の陽極酸化皮膜生成によっても耐酸化性の向上が起きることを認めている。を報告してきた。