hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遅延に対する海馬の応答と機能

本年度は海馬が遅延時間のある意思決定中にどのように活動するのかを調べるため、マウス海馬および前頭前野で高密度電極を用いた細胞外単一細胞活動記録法により、遅延時間中に発火する細胞群の活動動態を計測し、解析した。海馬CA1の興奮性細胞は遅延時間の長さに応じて、発火頻度を変化する性質を持っており、その発火頻度の動態は遅延時間と線形的というよりは双極的な分布に従うことが分かった。遅延時間の増加はその選択に対する報酬価値の減弱となることを考慮し、遅延時間増加による発火頻度の増大が、「コストー利得の比率」を表現しているのでは、という仮説を報酬量変化実験により検証した。遅延と関連付けられる報酬の量を変化させ、遅延増加での発火様式の変化を比較した。海馬では、遅延時に発火が多い細胞は、報酬量の低下で発火頻度が下がる傾向があった。対して、遅延時に発火頻度の低い細胞は、報酬量を低下させたときに発火頻度が増加する傾向があることが分かった。これは、海馬において遅延に対する表現と、報酬価値に対する表現が独立しているわけではなく、統合的であることを示唆する。仮説であった「コストー利得の比率」を表現している細胞はごく一部であるが存在することも分かった。NMDA受容体を遺伝的に破壊したマウスは異常に待つことができるという表現型を有しており、このマウスの海馬の作動動態について詳細に調べると、海馬の特徴である遅延応答性が消失していることが分かった。このことから、海馬における遅延応答性および遅延割引という機能にNMDA受容体が重要な働きを担っていることが示唆される。待つことや我慢することなど時間に対して適切に対応する能力は海馬を含む脳内ネットワークが重要な働きをしている。海馬がそのような意思決定の間または前後でどのような活動するのかを本研究では調べている。T字迷路における遅延割引課題中のマウス海馬でシリコンプローブまたはワイヤーテトロードによりマルチニューロン活動記録を行い、遅延時間中に発火する細胞群を複数細胞種で確認した。さらに海馬の遅延感受性反応の動作原理を時間情報、空間情報、報酬情報との関係性から調べた。遅延場所を左右交換した「遅延場所交換」の条件により、遅延時の発火が「遅延が起こる場所」なのか「遅延そのもの」なのかを検証した。海馬CA1の興奮性細胞は遅延自体に反応するものは少なく、遅延場所の移動によって反応場所(受容野)がともに移動するというものは約20%だった。約70%の大多数の細胞は元の遅延場所でのみ発火する、いわゆる場所細胞の特徴を示した。また遅延時の発火が遅延で待たされるストレス誘導性の反応なのか遅延後に得られる報酬を期待するものなのかを報酬量を変えることによって検証した。CA1興奮性細胞は報酬量を減少させるとほぼすべてのCA1興奮性細胞で遅延時の発火が徐々に減少した。これは遅延時の発火が報酬を期待するものである可能性を示唆する。これら2つの特徴は海馬特有であるかどうかを、比較するため内側前頭前野での記録を行った。内側前頭前野では遅延の場所よりも遅延自体に反応を示す細胞が大多数であり、報酬量を減少させると発火が増大する細胞と減少する細胞が同じような割合で現れた。海馬CA1における時間、空間、報酬との関係性は内側前頭前野の興奮性細胞とは異なっていることを示した。予定していた遅延場所交換の実験、報酬量変化の実験がスムーズに進み、結論を導き出せたことに加え、統制のために内側前頭前野からの記録と対照することでそれらの結果が海馬特有であることを示すことができた。T字迷路における遅延割引課題中のマウス海馬でシリコンプローブまたはワイヤーテトロードによりマルチニューロン活動記録を行うことで、遅延時間中に発火する細胞群を複数細胞種で確認し、さらに海馬の遅延感受性反応の動作原理を時間情報、空間情報、報酬情報との関係性から調べた。これまでの研究で、海馬では遅延に対し発火頻度が上昇し、しかも遅延の開始時あるいは終了時に過半数の細胞がピークを示す偏りがあることが分かった。また、遅延時の発火が「遅延そのもの」ではなく「遅延が起こる場所」に応答するでことが示唆され、遅延時の発火が遅延で「待たされるストレス誘導性の反応」ではなく「遅延後に得られる報酬を期待する反応」である可能性が示唆された。さらに、これら2つの特徴は内側前頭前野ではみられず海馬特有であることが示唆された。本年度はさらに、海馬における遅延時の反応と衝動性との関係を調べるため、衝動性が低く抑えられているCA1興奮性細胞特異的NMDA受容体条件ノックアウトマウスでの海馬の遅延感受性細胞の発火動態を調べた。ノックアウトマウスの細胞は遅延時に発火頻度が増加する遅延感受性細胞が存在したが、遅延イベントに対し野生型のように遅延の開始と終了に大多数が反応するという偏りが消失していた。また、ノックアウトマウスの遅延感受性細胞の報酬を減らしても発火頻度が減少する傾向が見られなかった。これらのことから、衝動性が生じることと海馬の遅延に対する応答特性に関連があることが示唆される。予定していた固執傾向のある遺伝子改変マウスの電気生理学的実験の大部分が終了し、予想していた反応性の差異を見出すことができた。

本年度は海馬が遅延時間のある意思決定中にどのように活動するのかを調べるため、マウス海馬および前頭前野で高密度電極を用いた細胞外単一細胞活動記録法により、遅延時間中に発火する細胞群の活動動態を計測し、解析した。海馬CA1の興奮性細胞は遅延時間の長さに応じて、発火頻度を変化する性質を持っており、その発火頻度の動態は遅延時間と線形的というよりは双極的な分布に従うことが分かった。遅延時間の増加はその選択に対する報酬価値の減弱となることを考慮し、遅延時間増加による発火頻度の増大が、「コストー利得の比率」を表現しているのでは、という仮説を報酬量変化実験により検証した。遅延と関連付けられる報酬の量を変化させ、遅延増加での発火様式の変化を比較した。海馬では、遅延時に発火が多い細胞は、報酬量の低下で発火頻度が下がる傾向があった。対して、遅延時に発火頻度の低い細胞は、報酬量を低下させたときに発火頻度が増加する傾向があることが分かった。これは、海馬において遅延に対する表現と、報酬価値に対する表現が独立しているわけではなく、統合的であることを示唆する。仮説であった「コストー利得の比率」を表現している細胞はごく一部であるが存在することも分かった。NMDA受容体を遺伝的に破壊したマウスは異常に待つことができるという表現型を有しており、このマウスの海馬の作動動態について詳細に調べると、海馬の特徴である遅延応答性が消失していることが分かった。このことから、海馬における遅延応答性および遅延割引という機能にNMDA受容体が重要な働きを担っていることが示唆される。今後、マウスの選択行動と神経発火パターンの相関解析と固執傾向のある海馬興奮性細胞のNMDA受容体欠損マウスにおける検証を予定通り行う。今後、マウスの選択行動と神経発火パターンの相関解析を個体ごとに詳細に調べる予定である。成果をまとめた論文は、preprintサーバーにおいて公開している。また同時に学術雑誌にも提出し、査読を受け、現在修正中である。研究代表者が異動することになり、当該年度と次年度をスムーズにまたいだ研究遂行のため主に消耗物品の購入を次年度に持ち越した。未使用額はわずかであり、当初の予定通り次年度の動物での生理実験の費用に当てる。動物および消耗品類の充足に充てる。
湖沼堆積物の珪藻殻酸素同位体比に基づく気候復元法の確立

本研究では、生態系情報を使わず陸域気候変動を推定する有効な方法として、湖沼堆積物の珪藻殻などの珪酸塩鉱物と炭酸塩鉱物の酸素同位体比に基づく気候復元法の開発を目的とした。珪酸塩の酸素同位体比についてはフッ素カリウム-フッ化コバルトを用いる分析法の開発に取り組んだ。北海道・サロマ湖において結氷時の湖水の酸素同位体比分布の規定要因を明らかにし、モンゴル・フブスグル湖の堆積物の分析から炭酸塩鉱物の起源推定法の開発などをおこなった。気候変化に対する生態系応答(種の増減、個体数の増減)とその応答時間を把握するには、過去の実際に起こった気候変化とそれに対する生態系変化の情報が必要である。過去における生態系変化は植物や動物遺骸の解析により多くの情報が蓄積されてきたが、その当時の気候の詳細についての情報は十分であるとは言い難い。よって本研究では、生態系情報を使わず陸域気候変動を推定する有効な方法として、湖沼堆積物の珪藻殻の酸素同位体比に基づく気候復元法を確立することを目的としている。平成18年度においては、湖沼堆積物からの珪藻殻の分離抽出法と酸素同位体比分析システムの確立に取り組み、さらに湖における現地調査をおこなって、現在における湖の水温・湖水の酸素同位体比と珪藻殻の酸素同位体比の間の関係を調べるための珪藻試料を採集した。珪藻殻の同位体比分析過程は、堆積物試料もしくは現在における水試料からの珪藻殻の分離抽出・殻を構成する二酸化ケイ素に結合する水和物の除去・殻からの酸素抽出・抽出した気体の質量分析であり、これらの分析システムの作成をおこなった。特に、殻からの酸素抽出では、従来法とは異なる試薬を用いて殻と反応させ酸素を抽出する方法に取り組んだが、これは実験の安全性、簡便性における長所を持っている。作成した分析システムの測定精度の向上に現在継続して取り組んでおり、今後、気候復元において実用的な精度が得られることが期待される。現在の珪藻試料の採集については、冬季に結氷している北海道サロマ湖における調査において、氷のコアリングを行い、珪藻と水試料を採集した。湖水試料の酸素同位体比と塩分の分析から、結氷時のサロマ湖の水循環における知見(海水・淡水の流入割合など)が得られた。平年19年度においては、珪酸塩鉱物や珪藻殻の酸素同位体比分析について、これまでに作成した分析システムを改良することによって、古環境復元研究における実用に用いることが可能な程度までの分析精度向上に取り組んだ。具体的には、試料をフッ素系の試薬と共に加熱反応させるニッケル製容器や、発生した分析用の酸素ガスを精製する金属製真空ラインについて、試料の反応率と発生ガスの回収率を高めるため、さらには分析中における試料のコンタミネーションをより減少させるために、分析システムの部品の材質の変更や再作成などによる改良をおこなった。また珪藻殻試料の前処理法について、殻を構成する二酸化ケイ素に結合する水和物の除去法の確立を目指して、1000°C以上の加熱が可能な電気炉を用いた方法の作成に取り組んだ。これらの成果とこれまでの分析精度について、日本質量分析学会同位体比部会において発表をおこなった。これまで陸上における気候変動研究の多くは、過去の生態系情報に基づくか、非生物的指標であっても気候的な数値化がされない定性的な気候復元が主であった。本研究では、生態系情報を使わず陸域気候変動を推定する有効な方法として、湖沼堆積物の珪藻殻などの珪酸塩鉱物と炭酸塩鉱物の酸素同位体比に基づく気候復元伝を確立することを目的としている。これまでの2年間において、珪藻殻や珪酸塩鉱物の酸素同位体比分析についてフッ素酸カリウムとフッ化コバルトを用いて反応させる分析システムの作成をおこない、さらに珪藻殻試料の前処理法について、殻を構成する二酸化ケイ素に結合する水和物の除去について高温での加熱法に取り組んだ。平成20年度においては、珪酸塩の酸素同位体比分析を古環境復元における実用に適する程度へ分析精度を高めるため、反応管や真空ライン中へ分析時に混入するガスの減少や、試料の反応率と回収率の向上を目指し、分析システムの部品の変更と分析手順の改良に取り組んだ。さらに、湖沼堆積物中の炭酸塩鉱物の酸素同位体比分析に基づく水温復元を目指し、新たな温度指標として提唱された炭素・酸素濃集同位体比を用いた、外来性・内来性炭酸塩量の構成比の見積もりに取り組んだ。

モンゴルのフブスグル湖で採取された過去25,000年間の堆積物について、含有カルサイト量と炭素同位体比、濃集同位体比の分析を行い、最終氷期には全炭酸塩量の約2/3が外来性であると見積もった。これらの成果について国際アイソトポマーシンポジウムにおいて発表をおこなった。
グローバル人材を目指した主体的学習者を育む英語教材開発に関する研究

最終年度は前年度の研究の推進方策に則り、以下を進めることができた。まず、前年度から引き続き、グローバル人材育成につながる主体的な学習活動を中等教育で実現させるために、それらを用いた教育方法及び技術について、前年度の課題を修正・改善したうえで、教職課程履修生に再度授業実践を行い、今年度中等教育担当教員研修へ発展する段階に整理できた。次に、得られた理論を、新たな学会で発表したことにより、今後の研究への可能性を拓くことができた。研究期間中、当初の研究目的であった英語に苦手意識を持つ学習者が、英語で発信、対話する課題を通じて、英語を伝えることの楽しさや必要性を体得する教材の完成を見た。さらに、その電子化が実現したことで、現時点では、学生は安価でユビキタスな教材を享受している。リメディアル学習者がどのように電子テキストを利用するかを知ることが可能になったことは、初等・中等教育段階で、更なる電子テキスト化が進む中で、一定の意義がある。また、研究当初は、多人数の多様な学習者が、様々な課題を協同的に取り組みながら英語で発信する授業設計論の確立とそのための教材作成を目的としていたが、授業開発の枠組みが整理されたことにより、縦横に教育的伸展が見込めることとなった。たとえば、教育工学の分野では、課題と協同学習を組み合わせた授業設計の方法やその指導法を展開することができ、ICTを用いた指導への可能性を探る手掛かりも得た。英語教育においては、リメディアル学習者から、それ以外の学習者に対応する授業や、さらには中等教育を担う教員研修へと発展することとなった。研究者や分担研究者の業務等の都合により、一時期研究の進捗状況に影響を及ぼしたが、最終的に、本研究はおおむね研究目的を達成できたうえに、英語教育分野にとどまらず、グローバル人材育成を目指した新たな研究の可能性へとつながる意義があったと結論づけられる。年度当初の研究実施計画に基づき、以下の実績を上げることができた。・学習を支援する教材作成方法の整理:多人数クラスで実践した中から、リメディアル学習者が主体的に取り組める課題であり、かつ、グローバル人材育成に主体的に取り組める課題を整理、選択することができた。研究分担者である神月紀輔京都ノートルダム女子大学教授から助言を受け、教材の電子化を踏まえた修正を行う準備ができた。・授業設計と実践:研究分担者である高橋朋子大和大学専任講師、連携研究者の西之園晴夫京都教育大学名誉教授(特定非営利活動法人学習開発研究所代表)、ならびに研究協力者の望月紫帆奈良教育大学特任准教授との共同研究により、リメディアル学習者を対象とした「授業実践を通して得られた経験知から学習開発を行う」枠組みの概要をまとめることができた。・学習者が習得すべき知識の調査:1)研究協力者である田中美和子京都ノートルダム女子大学非常勤講師が、学習者の実態をもとに、得られた知識と得られなかった知識の整理を行い、その結果を取り入れた文法事項を新たな教材に反映することができた。2)研究分担者高橋朋子氏の職能能力と評価項目に関する研究協力を得て、教材における評価基準を修正することができた。3)研究協力者である吉野康子順天堂大学准教授の研究から、教師採用試験における問題傾向を知ることができた。・成果発表:大学英語教育学会の国際大会において、学習者を主体とした授業目的とその成果に関するワークショップを開催し、知見の披露と意見交換を行った。また、研究分担者、連携研究者および研究協力者は、それぞれの分担分野において、論文及び口頭発表を行った。実践と研究の成果として印刷本を作成することができた。申請当初の研究計画及び、昨年度の報告書に記した今後の研究の推進方法策等に基づき、以下の実績を上げることができた。・授業設計と実践:昨年度整理できた「授業実践と通して得られた経験知から学習開発を行う枠組み」を使って、研究協力者の協力を得て実践を行うことができた。また、研究分担者である高橋朋子大和大学専任講師の研究により、職能能力と客観的評価についての知見をさらに深めることができた。また、同じく研究分担者である古田(望月)紫帆奈良教育大学特任准教授による研究によって、授業実践中の観察・分析・判断に関する知見もさらに深めることができた。・協同学習、教材作成方法の確立:昨年度報告書に記したように、研究分担者の所属先変更により、初等、中等教育に携わる教員レベルへの普及を目指した結果、研究分担者である吉野康子順天堂大学准教授とともに、小・中・高等学校教員を含めた成果発表の場を得ることができた。・成果発表:代表者は全国英語教育学会において、引き続き、学習者主体とした授業開発研究に関する発表を行った。また、新しい方向性として、中等教員に対する協同学習ワークショップを開催し、日英英語文化学会において実践報告を行った。さらに、各研究分担者および研究協力者は、それぞれの分担分野において、口頭発表を行った。・平成27年度の取り組みとしては、予期せぬ代表者の学内外の公的理由に加え、私的な理由が重なり、本研究への取組時間が十分に確保できなかったため、やや遅れていると判断した。・平成27年度以降の研究実施計画との照合結果:上掲の研究実績の概要を鑑みて、公開を残すのみとなった電子テキストが公開できていない。加えて、相互の業務多忙化により、研究代表者と学内研究分担者神月紀輔教授および授業実践協力者である研究協力者田中美和子非常勤講師との週1度の面談が実施できていない。

そのため、授業実践分析および、修正に若干の遅れが見られる。申請当初の目的の中に記した通り、グローバル人材育成には、英語を駆使する力だけではなく、同時に考える、発信する、対話するなどの主体的に学習する力をつける必要がある。研究計画及び、昨年度の報告書に記した今後の研究の推進方法策等に照らし、以下の成果があった。・授業実践:1英語を苦手とする学習者に対して、昨年度の授業設計と実践で使用した教材を使い、協同的な授業形態で、学生主体の授業実践を継続した。21の授業設計を発展させ、主体的に学習する力をつける授業として大学の共通教育授業を実践した。3また、英語だけではなく、教科を越えた教職課程履修生に対して、教育方法学の授業を通して主体的に学習する授業設計についての講義及び演習を行った。・成果発表:1申請当初研究目的である「学習者の主体的な学びから教材を作成する方法ならびに学び全体を開発設計するための理論を確立する」については、研究代表者が一定の成果としてまとめることができた。2研究分担者(神月紀輔京都ノートルダム女子大学教授)の研究成果により、ICT利用の枠組みについて知見を得た結果、その使用について可能性を探ることができた。3研究分担者(高橋朋子大和大学専任講師)の研究成果により、授業評価をさらに社会的に認証できる評価形式に近づけるよう検討することが可能になった。4研究分担者(吉野康子順天堂大学准教授)との理論と実践を同時に行う講習会を通した共同研究によって、教員あるいは教職課程履修生に対して、新たな授業アプローチを模索することができた。申請当初の計画のうち、「学習者の主体的な学びから教材を作成する方法ならびに学び全体を開発設計するための理論を確立する」については、おおむね実現し、公開することができた。その後、この方法論の普及を図る計画であったが、授業実践と教材作成に協力を得ていた研究協力者の多忙化により「主体的に学習できる英語教材の開発」に関しては、授業実践の規模を縮小せざるを得ない状況となった。しかしながら、得られた方法論を利用することによって、リメディアルクラス以外へ適用することも可能となり、実践研究によって得られた知見を論文としてまとめることができた。また、研究を進めていくうちに、グローバル人材としての主体的な学習態度の育成のためには、指導レベルへの働きかけも重要であるとの結論を得た。その結果、当初計画にはなかったが、新たに主体的学習者を養成する教員サイドを支える研究へと知見を広げることとなった。現段階では、教員が協同学習と異文化理解を理論と実践を体得して授業設計に生かせるような講習会やワークショップを実施しながら、研究を継続している。昨年度の報告書に記した今後の研究の推進方策等に照らし、おおむね計画していた研究について以下のように達成することができた。特に、代表者の公的事由により達成できなかった当初の研究計画については、大幅に遅れを取り戻すことができた。・授業実践:1英語を苦手とする学習者の、英語を介した意思疎通を図りたいという意識を顕在化させながら、その時に必要となる英語力を協同的・主体的な英語学習活動を通して実現するライティング教材を電子化することができた。
皮質脳波の情報回路解析に基づく神経表象変換メカニズムの検討

本研究課題は,先の新学術研究・公募班(平成28ー29年度,代表者)の成果として得た脳波コヒーレンス情報回路解析手法を基盤として,神経表象の局所変換に関する新しい解析手法を構築することが目的である.平成30年度は先の公募班研究に引き続き、言語分散表現と脳波コヒーレンスを対応づけることで、脳内意味ネットワークを推定する手法を確立することに注力した。解析に用いる被験者データを12例まで増やし、呼称課題における皮質脳波データを解析した。提案していた解析手法は計算負荷が非常に大きかったが、重回帰分析の変法として再定式化することで、簡便に解析できるようになった。使用する言語分散表現が認知過程と関連することは、単語カテゴリ効果(前に提示したカテゴリと同じカテゴリの場合、呼称発話が早い)により示唆された。提案手法の妥当性を交差検定を用いて検証した結果、特定の単語の分散表現から脳波コヒーレンスの予測能力は、刺激提示から0ー0.8sまでの期間、2ー32Hzまでの周波数帯域の前頭部ー側頭部間において有意であることが示された。さらに、この予測能力は言語分散表現の特徴次元数が多いときにより高いことも明らかになった。これらの結果は提案手法が妥当であることを指示するもので、今後の研究推進の基盤となる。今後は提案手法を言語以外の画像特徴、音韻特徴などに同時に適用することで、神経表象の局所変換の推定手法として発展せることを試みる。平成30年度は、本研究の基盤となる、分散表現と脳波コヒーレンスを対応づけて解析する手法の確立に努め、今後の研究推進の基盤となりえる成果を得た。実施計画にはなかったが、提案手法を実際的な時間内で解くための解法について再定式化を行った。提案手法は12名の呼称課題遂行中の皮質脳波データに適用され、概ね良好な結果を得た。これらより、本研究課題はおおむね順調に進展していると考えられた。今後の研究として、提案手法を言語意味、画像、音韻など複数の分散表現について同時に適用し、局所回路における情報変換の推定手法として発展させる。画像の分散表現については既に予備的な検討を行っており、研究の実施については特に問題は見当たらない。音韻の分散表現については、妥当な手法を選定する必要がある。推定された情報回路については生理学的な妥当性を定量的に示す必要があり、その検定手法については検討を要する。
酵母Hansenula anomalaのシアン耐性呼吸に関する研究

1アンチマイシンAなどの呼吸阻害剤やある種の含硫化合物によってシアン耐性呼吸が誘導され,その際ミトコンドリアにシアン耐性呼吸活性と36kDaタンパク質が並行して出現すること,39kDaタンパク質がAlternative Oxidaseの前駆体となることを明らかにした.2AlternativeOxidaseの補欠分子成分について検討した結果,酵素活性に二価鉄が不可欠の役割を果たしていることがキレーターを用いた実験で明らかとなった.3各種の化合物について幅広く検索し,CoQ誘導体やフラボノイド等のラジカル消去剤,非共役二重結合をもった不飽和脂肪酸,カチオンイオノフォア等がシアン耐性呼吸を特異的に阻害することを見い出した.4ミトコンドリアでは,アンチマインシンA等のQ_1部位の阻害剤での添加で顕著なO^-_2の生成が認められ,この生成はラジカル消去剤で強く抑制された.ラジカル消去剤でシアン耐性呼吸の誘導及び36kDaのタンパク質の生合成が特異的に阻害されることから,この呼吸の誘導にO^-_2が関与していることが強く示唆された.5AlternativeOxidaseのmRNAに対するcDNAをクローン化し,そのアミノ酸配列を明らかにした.この酵素にはミトコンドリア内膜との結合部位と考えられる2箇所の疎水性領域が存在することが示された.また,cDNAから発現するタンパク質の免疫学的な検討により,このcDNAはミトコンドリアの36kDaタンパク質をコードしていることが確認された.1アンチマイシンAなどの呼吸阻害剤やある種の含硫化合物によってシアン耐性呼吸が誘導され,その際ミトコンドリアにシアン耐性呼吸活性と36kDaタンパク質が並行して出現すること,39kDaタンパク質がAlternative Oxidaseの前駆体となることを明らかにした.2AlternativeOxidaseの補欠分子成分について検討した結果,酵素活性に二価鉄が不可欠の役割を果たしていることがキレーターを用いた実験で明らかとなった.3各種の化合物について幅広く検索し,CoQ誘導体やフラボノイド等のラジカル消去剤,非共役二重結合をもった不飽和脂肪酸,カチオンイオノフォア等がシアン耐性呼吸を特異的に阻害することを見い出した.4ミトコンドリアでは,アンチマインシンA等のQ_1部位の阻害剤での添加で顕著なO^-_2の生成が認められ,この生成はラジカル消去剤で強く抑制された.ラジカル消去剤でシアン耐性呼吸の誘導及び36kDaのタンパク質の生合成が特異的に阻害されることから,この呼吸の誘導にO^-_2が関与していることが強く示唆された.5AlternativeOxidaseのmRNAに対するcDNAをクローン化し,そのアミノ酸配列を明らかにした.この酵素にはミトコンドリア内膜との結合部位と考えられる2箇所の疎水性領域が存在することが示された.また,cDNAから発現するタンパク質の免疫学的な検討により,このcDNAはミトコンドリアの36kDaタンパク質をコードしていることが確認された.酵母H.anomalaでは,アイチマイシンAなどの呼吸阻害剤やSH化合物の存在下でシアン耐性呼吸(alternative oxidase)が誘導される.この呼吸系は,チトクロムの関与するシアン感受性呼吸のhyーpasasとしてCoQから酸素への直接的な電子伝達を触媒するものと考えられている.この呼吸系の誘導及びこの呼吸に関与する酵素について以下の事実を見出した.1シアン耐性呼吸に関与する酵素は細胞質で39kDaタンパク質として合成されたのち(FEBS Lett.,267,114ー116(1990)).ブロセシングをうけて36kDaタンパク質としてミトコンドリアに出現する((J.Biochem.108,166ー168(1990)).2この酵素活性に二価鉄が必須である(FEBS Lett.,264,149ー152(1990)).3 CoQ誘導体イデベノンの還元型はシアン耐性呼吸の電子供与体となり,また酸化型イデベノンによるこの呼吸の阻害作用について検討した(A.B.C.,55.845ー846(1991)).さらに,この呼吸系の特異的な阻害剤の幅広い検索を行い,一連の含窒素塩基,フラボノイド類,ビタミンE誘導体の効果を見いだした(in preparation).4この酵母のシアン耐性呼吸に誘導効果を示す化合物はすべてス-パ-オキシドアニオンの産生を増加させることが化学発光分析法によって確認され,誘導におけるス-パ-オキシドアニオンの関与が示唆された(in preparation).5 Alternativeoxidaseの精製を検討しているが,この酵素は塩基性タンパク質として可溶化される.その一次構造の決定のための検討も進めている.6アンチマイシンA存在下で特異的に発現するmRNAに対するcDNAをクロ-ン化してその塩基配列を決定し,発現するタンパク質のアミノ酸配列を推定した(in preparation).酵母Hansenula anomalaでは,アンチマイシンA等の呼吸阻害剤やある種のSH化合物の存在下でシアン非感受性の"Alternative oxidase"の触媒するシアン耐性呼吸が誘導される。この呼吸系の誘導及び呼吸に関与する酵素について以下の事実を明らかにした。1ミトコンドリアの呼吸電子伝達系にはいわゆるQサイクルとよばれる機構が機能しているとされる。この電子電子伝達機構でQ_isiteの阻害剤であるアンチマイシンAやフニクロシンはシアン耐性呼吸の誘導効果を示すが,Q_ositeの阻害剤であるミキソチアゾ-ルやスティグマテリンには誘導効果が認められなかった。

2.ミトコンドリアのシアン感受性及びシアン耐性呼吸に対する阻害剤の作用について検討した。その結果,ある種の不飽和脂肪酸のシアン耐性呼吸に対する選択的阻害作用を見い出した。また,各種のイオノフォアはシアン感受性呼吸に対しては脱共役剤として促進作用を,シアン耐性呼吸に対しては阻害作用を示した.3シアン耐性呼吸の誘導効果を示す化合物は全てス-パ-オキシドアニオン(O^ー_2の産生を増加されるが,フラボンなどのラジカルスカベンジャ-により,O^ー_2の産生,ミトコンドリアでの36kDaタンパク質の出現,及びシアン耐性呼吸の誘導がいずれも強く抑制され,誘導におけるO^ー_2の関与が強く示唆された.4cDNAの塩基配列の解析によって前駆体タンパク質のアミノ酸配列を推定しているが,前駆体タンパク質のアミノ酸配列の確認とプロセシング部位を決定するため,シアン耐性呼吸が誘導されたミトコンドリアからHPLC及びSDSーPAGEによって36kDaの精製を進めている.
FGF-23のリン酸再吸収調節因子としての役割の解明

FGFはペプチド性細胞間シグナル伝達因子として、形態形成や代謝調節などで重要な役割を果たしている。私が独自に単離したFGF(FGF-23)は、腫瘍性骨軟化症の原因物質である可能性が示唆されていたが、その後の私の独自の研究、及び他のグループらの解析により、生体内のリン酸再吸収を調節している因子であることが明らかにされた。しかし、病態時におけるFGF-23の役割を明らかにした一方、正常時においてFGF-23は生体内の主要な臓器における発現が極めて低かったことから、その生理的役割は依然不明であった。最近、私はESTデータベースのクローン情報より、FGF-23が活性化免疫担当細胞に発現している可能性を発見した。そこで、FGF-23が免疫反応に応答してその発現が誘導されることを期待し、in vivoにおいてlipopolysaccharide(LPS)によりFGF-23の発現が誘導されるか検討した。その結果、LPS刺激により脾臓、胸腺、肝臓、皮膚などにおいてFGF-23の発現が一過性に誘導されることが分かった。そこでFGF-23の発現細胞を同定するため、in situ hybridization法を行った。その結果、FGF-23は、主にマクロファージ、樹状細胞に発現していることを明らかにした。これらの細胞はLPS等の刺激により活性化し、その際、様々なサイトカインを発現する。FGF-23はLPSによりその発現が誘導されたことから、MΦ、樹状細胞の活性化を促進する可能性が考えられた。そこで私は、MΦ初代培養系において、FGF-23タンパク処置を行い、MΦ活性化マーカーの発現が誘導されるかRT-PCR法により検討した。その結果、FGF-23により種種のサイトカインの発現が亢進し、LPSと同様の活性を示すことが分かった。以上の結果よりFGF-23は免疫応答調節因子として働くことが示唆された。FGFはペプチド性細胞間シグナル因子として、形態形成や代謝調節などで重要な役割を果たしている多機能性因子である。私が独自に同定したFGF (FGF-23)は、他のFGFとの構造上の類似性の低いユニークな因子であることから、他のFGFに見られない独自の活性を有していると考えられた。一方、他のグループにより、FGF-23が腫瘍性骨軟化症の原因物質である可能性が報告された。腫瘍性骨軟化症とは、血中のリン酸濃度が低下し、低リン酸血症、更に骨軟化症が引き起こされる疾患である。このことよりFGF-23がリン酸・骨代謝において重要な役割を果たしていることが推測された。そこで私は、FGF-23の腎臓におけるリン酸再吸収調節のメカニズム、及び骨に対する活性を解明する目的で研究を行った。その結果、FGF-23は、骨に対しては直接的作用を及ぼさない一方、腎臓においてFGFR-3cを介したMAPK依存的機構によりリン酸吸収を調節している因子であることを明らかにした。しかし、これらの結果は,腫瘍性骨軟化症という病態時におけるFGF-23の役割を示したに過ぎず、その生理的意義は未だ不明であった。そこで、私はゼブラフィッシュを用いてFGF-23の機能阻害モデルを作製・解析し、生理活性の解明を目指した。しかし、FGF-23機能阻害モデルでは特徴的な表現型は得られず、その機能について知見を得ることは出来なかった。最近、私は、ESTの情報からFGF-23が樹状細胞をはじめとする免疫系の細胞に発現している可能性を見出した。そこで私はFGF-23が実際に樹状細胞に発現しているか検討した。その結果、FGF-23は免疫活性化状態における樹状細胞にその発現が誘導されることを明らかにした。今後FGF-23の樹状細胞に対する活性を検討すると共に、その発現調節メカニズムに関して研究を進めていくことにしている。

そこで私は、MΦ初代培養系において、FGF-23タンパク処置を行い、MΦ活性化マーカーの発現が誘導されるかRT-PCR法により検討した。その結果、FGF-23により種種のサイトカインの発現が亢進し、LPSと同様の活性を示すことが分かった。以上の結果よりFGF-23は免疫応答調節因子として働くことが示唆された。
事業型NPO法人の運営実態を踏まえたガバナンス機構構築とその効果に関する研究

本研究では、継続的に事業活動を行う体制を有する事業型NPO法人の運営実態を把握するとともに、それを踏まえて有効なガバナンス機構の在り方を模索するための基礎的な情報を確保することを目指した。研究期間前半では、非営利法人に関するこれまでの先行研究を検証するとともに、NPO法人の運営に携わる関係者およびNPO法人を監督する監督庁に対するヒアリングを実施することで、これまで議論の尽くされていない部分の把握に努めた。後半では、前半で獲得した情報を基にアンケートを作成の上、NPO法人関係者等に郵送し、事業型NPO法人のガバナンス機構や運営実態の定量的把握の基礎資料確保を目指した。1本研究は、特定非営利活動法人(以下、NPO法人)について、その基礎となる運営実態の定量的な把握も目指しながらの運営管理機構に対する法規制のあり方を検討する。近時、NPO法人はその存在が社会で広く認知され、非営利法人の典型ともいえる地位を占めるようになっているが、そのガバナンスのあり方については他の法人形態ほどは検証されていない。その一因としてNPO法人の運営実態が多様化していることが考えられるため、本研究では専従者を法人内に置く等の方法により事業活動の継続性を目指した活動をしている事業型NPO法人に焦点を絞って検討の対象としている。2本研究に先立つ事業型NPO法人に対するパイロット調査(ヒアリング調査による定性的な調査)においては、事業型NPO法人の運営実態は(中小規模の)株式会社に接近する傾向があるという仮説が成立する可能性が示されている。それを定量的な調査から明らかにすることが本研究では求められる。平成26年度はこうした調査研究に精通している中小企業論研究者や実証研究の際に必要となる統計学的知見を有する研究者等との間で、本研究で採用する調査方法や統計的処理に関して議論を深め、平成27年度以降の研究遂行の指針を得た。3本研究が事業型NPO法人を対象としているのは、非営利法人法制を考える上でNPO法人を踏まえた議論が今後求められるものと考えているからである。その点で一般社団・財団法人形態とNPO法人との関係性についても検討を進めている。1本課題研究では、事業型NPO法人を対象にその実態把握を進めるとともに、適切な運営管理機構のモデルを模索するものである。NPO法人は広く認知されているのとは裏腹に、運営実態等については情報が少ないため、実態把握そのものが今後の法規制を検討していく上での基礎的資料の確保という意義がある。2まず、平成27年度も引き続きNPO法人制度の実態把握を目的としたアンケート項目の策定作業を進めた。その際にこれまでのNPO法人制度をめぐる議論は定性的な情報を基礎としたものに止まりがちであったことから、より一般的な議論を可能とするための定量的な情報を確保するという視点を強く意識して、統計的な処理を可能とするアンケート項目策定を着実に進めている。このアンケートはNPO法人制度の利用者である法人関係者に対して実施するものに加えて、NPO法人と接触が多い地方公共団体関係者に対しても実施することを想定して作業を進めている。3 2に加えて、事業型NPO法人に対する法規制を考察するための参考として、過去の法人をめぐる紛争事例の分析作業を進めている。これは事業型NPO法人の運営実態が株式会社に接近するという観点からは株式会社を舞台とした紛争事例から示唆を得られるものと考えられ、またNPO法人は非営利法人という観点からは他の非営利法人をめぐる議論が参考になると考えられるからである。いずれに関してもそれぞれ発生しがちな紛争類型を明らかにするとともに、事業型NPO法人にどこまで当てはまるものなのか、を慎重に検証を進めている。1これまでの調査で、継続的な運営実態のある事業型NPO法人であっても、事業従事者は日々の活動で手一杯であり短期間に複数回のアンケートを実施することが相当困難であることが明らかとなっている。そのため、数少ないアンケートの機会を最大限に活用するため、アンケート項目をしっかりと絞り込むことが求められる。本研究課題では他大学研究者との意見交換を重ねる中で、計量経済学的な手法が有効であるとの結論に至ったため、アンケート項目をそうした視点から再検討している。2事業型NPO法人への法規制を考えるにあたって、他の非営利法人に関するこれまでの議論を参照するとともに、運営実態が営利法人たる株式会社に接近すると仮定すると、株式会社に関するこれまでの議論からも一定の示唆を得られると考えている。これらの諸制度をめぐる法的紛争事例や学説の分析も1と並行して進めている。3上記の2点が本研究課題の骨格であり、両者ともいずれおおむね順調に進展しているものと判断できる。本研究では事業活動の継続性あるNPO法人(以下、事業型NPO法人)の運営実態は株式会社に代表される営利法人に接近すること、およびそこでの理事者に対する法規制も営利法人に対するそれと同様のものが求められるであろうという仮定の下で、有効なガバナンス機構の在り方を検討するために、以下の作業を実施した。1これまでの非営利法人のガバナンスに関する研究成果のレビュー。2事業型NPO法人のガバナンスの在り方に関心を有すると思われる関係者へのヒアリング作業。3 1および2を踏まえて、事業型NPO法人を含むNPO法人等を積極的に誘致している佐賀県内で活動するNPO法人関係者へのアンケート調査のためのアンケート作成。研究実施計画においては複数回のアンケート調査の予定であったが、調査対象者の負担等を勘案し、今回の1回に絞って実施することとなった。作成したアンケートは関係法人・機関に送付の上、回答のあったものを統計処理した上で、事業型NPO法人の運営実態の把握とともに、理事者に関する効果的な法規制の在り方を検証するデータの抽出を試み、その成果は代表者所属機関の紀要にて発表する予定である。それに先立って、まずアンケート作成の前提

情報となる事業型NPO法人の運営実態に関する調査結果は、「NPO法人の利用実態ー定性的調査が示唆するものー」(Occational Paper,阪南大学)にて公表する。なお、上記研究に関しては、その成果を社会に還元する趣旨で平成29年度3月にスプリングセミナーを市民向けに実施している。本研究では、継続的に事業活動を行う体制を有する事業型NPO法人の運営実態を把握するとともに、それを踏まえて有効なガバナンス機構の在り方を模索するための基礎的な情報を確保することを目指した。研究期間前半では、非営利法人に関するこれまでの先行研究を検証するとともに、NPO法人の運営に携わる関係者およびNPO法人を監督する監督庁に対するヒアリングを実施することで、これまで議論の尽くされていない部分の把握に努めた。後半では、前半で獲得した情報を基にアンケートを作成の上、NPO法人関係者等に郵送し、事業型NPO法人のガバナンス機構や運営実態の定量的把握の基礎資料確保を目指した。本研究では、1これまでの紛争事例(判例・裁判例等)の分析とともに、2 NPO法人の実態把握をするための手法としてアンケート調査およびその統計学的処理による実証研究が骨格となっている。まず、1については既存の資料等を用いて計画通りの調査・分析を進めている。つぎに2に関連して、計画ではアンケート項目のある程度の検討まで進めることにはなっていたが、協力を得た研究者から多面的な検証を行うためのアドバイスを受けたため、それを踏まえたアンケート項目の策定に着手するまでには至っていない。もっとも統計学的処理に関しては当初の計画よりも深化した手法を用いることの出来る可能性が高くなっている。また当初計画では調査を進めながら修正を施すことを想定していたが、協力者のアドバイスによって予め予測出来る修正を踏まえた準備が進んでいる。これらを勘案すると、内容的にはおおむね順調に進展しているものと判断している。1事業型NPO法人に対するアンケート項目の完成を急ぎながら、アンケート調査を実施しその分析を行う。法人関係者を対象とするアンケートと地方公共団体関係者を対象とするアンケートをそれぞれ実施することを予定している。2法人制度をめぐる過去の議論の検証作業を通じて、アンケート項目の策定作業に還元させる作業を進めていく。概要中に記載した研究成果の社会的還元の一環として実施したスプリングセミナー「現代社会とコンプライアンス-どのように行動すべきかを考える-」(平成29年3月4日(土)実施)の模様を公開したWebページである。会社法、企業組織法、法人法1これまでの紛争事例の分析は今年度も継続するとともに、非営利法人に対する法規制に関連した先行研究に対する分析に対しても力を注ぐようにする。
血管新生抑制分子・転移抑制分子を用いた癌の遺伝子治療法の開発

腫瘍の成育には血管新生による栄養路の確保が必須である。この腫瘍血管新生を阻害できれば有効な治療法となる可能性が高い。昨年度、可溶型VEGF(Vascular endothelial growth factor)受容体(細胞外領域のみの受容体:VEGFを吸着するとともにDominant-negative受容体として野生型受容体機能を阻害する)を筋肉内あるいは腹腔内にアデノウイルスを用いて遺伝子導入することでヌードマウス皮下に移植した多くの癌細胞による腫瘍生育を抑制することができた。しかし無効例もあった。この無効例ではVEGF以外の血管新生因子が使われているとの仮説を検証した。本年度はFGF(Fibroblast growth factor)に注目した。ヒト由来の癌細胞11種のうち6種の癌細胞で細胞質分画にFGF-2の存在が認められた。可溶型FGF受容体を作成しアデノウイルスに組み込んだ。腹腔内に導入すると、可溶型VEGF受容体導入が無効であった腫瘍の血管新生が阻害され腫瘍は退縮した。可溶型VEGF, FGF受容体を併用すると複数の癌細胞でそれぞれの単独使用に比べ腫瘍抑制に相加効果を認めた。FGF-2を産生しない癌細胞による腫瘍には可溶型FGF受容体は無効であり、VEGF, FGF-2など腫瘍血管新生に必要な因子は主に癌細胞自身から供給されることが示唆された。可溶型VEGF, FGF受容体を併用しておくと腫瘍形成を調べた11種の癌細胞のすべてで有意な腫瘍成育抑制効果が認められ、抗血管新生分子群の併用療法はより実用的な治療戦略としての発展が期待される。なお研究成果は現在投稿中である。
粘弾性流体における弾性乱流特性に関する研究

弾性乱流の特徴と機構を把握するために、異なるタイプのチャンネル(直チャンネルと蛇行する正方形断面チャンネル)の中で弾性乱流の実験計測と数値計算を行い、弾性乱流の発達過程中流動の流れ場と粘弾性流体内にある高分子構造の弾性応力の分布データベースを蓄積する。これを基に、弾性乱流の特徴と物理機構を理解し、エネルギー伝達モデルを構築する。以下は現在まで弾性乱流数値のデータベースを基づいて主要な研究成果総括する。1蛇行する正方形断面チャンネル中の弾性乱流についてこのチャンネルで異なる流動条件下での流動の抵抗を計算し、弾性乱流の遷移条件(流動の中で弾性非線形と慣性非線形の相対強弱度)を確立する。遷移条件の下に、流動中に強い二次流れを形成されるので、摩擦抵抗と混合効率を急激な増進される。二つ平行な壁の間、特に大きな曲率を備えた壁の方で、二つの乱流強度のピークが近い壁地域で現れる。その壁の近くで高分子構造は大幅に伸張されて、それらの弛緩により新しい渦の構造は連続的に生成され、反対側に輸送され、この過程で乱流エネルギーは反対側に輸送される。2直チャンネル中の弾性乱流についてこの研究で初めて直チャンネル中の弾性乱流現象を獲得された。それは、粘弾性流体の流れの弾性が十分に高い限り、純粋に弾性不安定および弾性乱流が直線的なせん断流動によって引き起こされうることを示す。蛇行するチャンネルと似ている一部の結果を獲得した。蛇行するチャンネルでは流動の渦構造は主に曲線壁近くの領域内に存在し、曲線壁は弾性乱流の主なメカニズムである。それと違って、直チャンネルでは乱流は中心領域に強く、直壁近傍領域に高分子構造は強く延伸されても乱流が非常に弱い。そして直壁は弾性乱流の主なメカニズムである曲線流線をまっすぐにすることにより乱流を抑制することができる。本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない直接数値計算(DNS)を用いて、直管や曲がり管内の弾性乱流の数値計算データベースが構築された。その過程は以下にまとめられる。(1)直管内における弾性乱流乱流発生条件、渦度場の特徴、ポリマーの伸長と混合向上性。弾性乱流が発生する時、急激的な流れの抵抗や速度成分の二乗平均平方根の増加が発見された。流れ方向と壁方向の速度変動は局所的な四極流れパターンを示した。また、ポリマーの伸長は、強い勾配領域に存在する屈曲したフィラメント構造を示した。その上、弾性乱流は、慣性乱流と比べて減衰が著しく早かった。弾性乱流内の渦構造のスケールは管の幅と同じスケールで、層流領域と比べて、顕著な混合効果の向上が観測された。(2)蛇行管内における弾性乱流観測された乱流発生条件以上において、管断面に垂直な方向に強い2次流れが発生し、指数関数的に増加する摩擦係数と強い混合向上効果を誘起した。バルク流れから壁面近傍へのエネルギー伝達によって、より大きい曲率の壁面近傍では連続的に渦構造が発生した。ポリマーの遅い緩和はその物理機構に深く関係していると思われる。その上、直管内の弾性乱流では弾性乱流の生成は抑制されているのに対し、曲がり管内では、弾性乱流の発生が促進させられていることが見出された。今後、次のステップとして、流れの可視化と圧力損失測定実験するために、蛇行正方形断面(5mm×5mm)、計測装置と作動流体を含む実験システムを構築する。弾性乱流の特徴と物理機構を把握するために、直接数値計算(DNS)を用いて、3次元平行半板流路内や曲がり管内における弾性乱流の流動場と粘弾性流体内にある高分子構造の弾性応力の分布のデータベースを構築しました。このデータベースを基に、弾性乱流の流動特性と物理機構に関して以下分析を行いました。1.弾性乱流の流動場と高分子構造間のエネルギー輸送弾性乱流が発生する時、弾性乱流の流動場と高分子構造の間にエネルギー輸送について、平均特性および変動特性について検討しました。平均特性から、付加力の仕事量は粘性散逸と弾性吸収にバランスすることを見出し、この過程において高分子構造は主流からエネルギーを吸収することを示しました。他方、変動特性から、通常の慣性乱流と異なり、高分子構造はそれ自身からエネルギーを解放し、粘性散逸とバランスして乱流状態を維持することを見出しました。また、上記で構築した曲がり管内における弾性乱流のデータベースを基に、高分子構造は主流場からエネルギーを吸収し、それ自身の構造緩和によって、壁面近傍の流れ場ヘエネルギーを注入することを見出しました。2.直管内における弾性乱流の生成直管内における弾性乱流の発生を抑制するメカニズムにりいて、1で得られた曲がり管内の弾性乱流特性と比較検討しました。平らな壁面は、壁面近傍の流線の曲がりをまっすぐにし、'フープ応力'を抑制することで、弾性不安定性と弾性乱流の発生を抑制することを見出しました。このことから、直管内に弾性乱流を発生・維持させるためのマルチレーヤー・モデルを提案しました。3.弾性乱流の混合促進の物理機構弾性乱流中で混合が発生する時、対流と拡散の貢献を比較して、弾性乱流による混合促進のメカニズムを検討しました。この過程では、粘性流体の層流と比べて、弾性乱流では対流効果が支配的であり、流体混合効率の向上が得られることを明らかにしました。

弾性乱流の特徴と機構を把握するために、異なるタイプのチャンネル(直チャンネルと蛇行する正方形断面チャンネル)の中で弾性乱流の実験計測と数値計算を行い、弾性乱流の発達過程中流動の流れ場と粘弾性流体内にある高分子構造の弾性応力の分布データベースを蓄積する。これを基に、弾性乱流の特徴と物理機構を理解し、エネルギー伝達モデルを構築する。以下は現在まで弾性乱流数値のデータベースを基づいて主要な研究成果総括する。1蛇行する正方形断面チャンネル中の弾性乱流についてこのチャンネルで異なる流動条件下での流動の抵抗を計算し、弾性乱流の遷移条件(流動の中で弾性非線形と慣性非線形の相対強弱度)を確立する。遷移条件の下に、流動中に強い二次流れを形成されるので、摩擦抵抗と混合効率を急激な増進される。二つ平行な壁の間、特に大きな曲率を備えた壁の方で、二つの乱流強度のピークが近い壁地域で現れる。その壁の近くで高分子構造は大幅に伸張されて、それらの弛緩により新しい渦の構造は連続的に生成され、反対側に輸送され、この過程で乱流エネルギーは反対側に輸送される。2直チャンネル中の弾性乱流についてこの研究で初めて直チャンネル中の弾性乱流現象を獲得された。それは、粘弾性流体の流れの弾性が十分に高い限り、純粋に弾性不安定および弾性乱流が直線的なせん断流動によって引き起こされうることを示す。蛇行するチャンネルと似ている一部の結果を獲得した。蛇行するチャンネルでは流動の渦構造は主に曲線壁近くの領域内に存在し、曲線壁は弾性乱流の主なメカニズムである。それと違って、直チャンネルでは乱流は中心領域に強く、直壁近傍領域に高分子構造は強く延伸されても乱流が非常に弱い。そして直壁は弾性乱流の主なメカニズムである曲線流線をまっすぐにすることにより乱流を抑制することができる。本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しないこれまで直管や曲がり管内の弾性乱流の数値計算データベースが構築された。この数値データベースを基に、弾性乱流の基本的特徴や機構を分析した。今後、その基礎となる物理構機やモデリングの解明を行うことができる。さらに実験システムが作成されたので、次のステップを実施することができる。これまで構築した数値データ汐べースを基に、弾性乱流が発生する時、流動場および高分子構造の特徴とそれらの相互作用について基本的な特性を理解した。これにより、将来、弾性乱流の物理機構やモデリングをさらに高度化することを可能とした。また、本流れ場の実験装置は既に準備したので、引き続いて計測を実施する。以上の事から、本計画はおおむね順調に進展していると考える。(1)流動計測:a)流路内圧力損失計測:微差圧計を用いて差圧を計測し、弾性乱流の乱流遷移条件の確立と乱流発達、減衰過程を明らかにする。b)流速計測:Pt線における水の電気分解で発生するマイクロバブルをトレーサーとして用い、高速カメラで可視化し、流路内の平均速度分布を取得して、差圧計測によって得られた乱流発達と減衰過程の比較検討を行う。c)流動混合過程の可視化:試験流体中に蛍光粒子を注入し、高速カメラを用いて流体中の光量分布の時系列データを取得し、試験流体の混合過程を理解する。