hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無機多孔質触媒の細孔空間を反応場とした機能材料の合成

本研究では、機能性高分子の原料として付加価値の高い2,6-ジアルキルナフタレンの選択的合成触媒の開発に必要な基礎的知見を得ることを目的として、モルデナイト(HM)触媒を用いて2-イソプロピルナフタレン(2-IPN)のイソプロピル化反応を行い、2,6-イソプロピルナフタレン(2,6-DIPN)選択率におよぼす触媒物性の影響について検討した。HMをHCl水溶液を用いて脱アルミニウムすると、HCl水溶液の濃度および処理回数の増加とともに活性は低下したが、2,6-DIPN生成の選択率が増加し、5MHCl水溶液で2回処理した脱アルミニウムモルデナイト(DAHM)ではβ-β選択率95.5%、2,6-DIPN/2,7-DIPN比3.0となった。TBP処理により外表面酸点を被毒した触媒を用いて反応を行なった。5MHClで1回処理したDAHMをTBPで処理したところ、β-β選択率95.5%、2,6-DIPN/2,7-DIPN比2.9と増加した。この選択率は5MHClで2回処理したDAHMと同程度であるが、活性は5MHClで2回処理したDAHMよりも高い。このことは、脱アルミニウムとTBP処理の組み合わせが2,6-DIPN合成触媒の調製に有効であることを示している。これに対して、5MHClで2回処理したDAHMではTBP処理による活性および選択率の変化はみられなかった。このことから、5MHClで2回脱アルミニウムしたDAHMでは外表面酸点は反応にほとんど関与していないと考えられる。すなわち、DAHMの細孔内の反応では2,6-DIPN72%、2,7-DIPN24%の選択率が得られると考えられる。これに対して、HM触媒ではTBP処理で外表面酸点を被毒しても高い2,6-DIPN選択率が得られなかった。ことから、脱アルミニウムによる2,6-DIPN生成の選択性の増加は外表面酸点の寄与の減少だけでなく、脱アルミニウムによる酸特性の変化あるいは細孔径の減少の影響もあると推測した。
脱塩基オリゴDNAを用いた一塩基置換のSPR検出

DNA鎖中で一つの塩基が他の塩基で置換される一塩基多型(SNPs)は、薬剤耐性や病気の罹りやすさの指標となることから、迅速・簡易・廉価・正確なSNPsの検出法の開発は、ポストゲノム時代における遺伝情報を利用したテーラーメイド医療の実現に向けて極めて重要である。従来法ではDNAやRNAへの蛍光ラベル化が必要であったり、完全相補DNAとそうでないものとの識別に精密な温度調整が必要などの煩雑さがあった。これに対し、本研究では、脱塩基含有DNAをプローブとし、標的DNAと二重鎖を形成させて脱塩基空間を作り、この空間に核酸塩基認識能を持つ蛍光性小分子をとりこませ、蛍光変化を検出することでSNPsを判定する方法を検討した。脱塩基を含有する23-merのオリゴDNA二重鎖に対して6,7-dimethyllumazineとの1:1の錯生成を仮定すると、解離定数(Kd)はA,T,G,Cに対してそれぞれ、1μM,77μM,312μM,588μMであり、従来達成されなかったアデニン選択的リガンドを新たに見いだすことができた。また、アデニンに関連するSNPs検出の可能性を検討するため、脱塩基空間に隣接する塩基の種類による蛍光応答特性を23-merのオリゴDNAを用いて評価した。その結果、脱塩基空間に隣接する5'位側にある塩基がプリン塩基(G or A)の場合に著しい蛍光消光が見られるが5'位側がピリミジン塩基(C or T)の場合には顕著な消光応答は得られなかった。このことは、蛍光消光にスタッキング効果が寄与していることを示唆するものである。以上、6,7-dimethyllumazineを用いてアデニンに関するSNPsを選択的に検出できることに成功した。個人個人に最適化した「テーラーメード医療」の実現に向けて,迅速,簡便かつ安価な一塩基多型(SNPs)検出法の開発が重要な課題となっている。本研究では、まず、標的塩基を含む一重鎖DNAと脱塩基部位(AP site)を有するプローブDNAをハイブリダイゼーションさせることで、標的塩基の向かい側に疎水性空間を構築する。この空間内では水素結合が効果的に機能することを利用して、塩基選択性を有するリガンドと標的塩基との錯形成によりSNPs検出を行う。本研究では、検出法として蛍光強度変化と共に表面プラズモン共鳴(SPR)に着目し、塩基選択性が期待されるリガンドを金基板上に固定化し、この固定化されたリガンドと脱塩基空間を標的塩基と対向する位置に有するオリゴDNA二重鎖との結合能を評価することを目的とした。本研究では、DNAの高次構造形成と有機小分子リガンド(DNA結合試薬)を併用する、全く独自の一塩基多型(SNPs)蛍光検出法の開発を目的とする。具体的には、脱塩基部位含有プローブDNAを検体DNAとハイブリダイゼーションさせることで標的塩基の向側に微小空間を構築、同空間中における有機小分子リガンド/核酸塩基問の相互作用の有無をモニターすることにより遺伝子中の一塩基の違いを検出する。つまり、核酸塩基を見分けることのできる蛍光性DNA結合試薬を開発し、これらが塩基選択的に微小空間(脱塩基部位)に取り込まれる際の蛍光シグナル変化を検出する。本研究では、新しい蛍光性DNA結合試薬の開発を進めるとともに、本検出原理を応用することで、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance, SPR)センサーを開発することを目的として研究を進めてきた。本年度は、アデニンに対する高選択性・高親和性を発現しうるリガンド開発に成功した。これまでに、アデニン塩基選択的な蛍光性リガンドとして、三環系のアロキサジンが有用であることを見出していたが、アデニン/チミン問の識別機能の改良が課題となっていた(K_d/μM : A:0.83;T:1.6)。本研究では、リガンドの環サイズの制御に基づく結合選択性の改良に着目し、アロキサジンと同様の水素結合形成部位を有する二環系のルマジンおよび6,7-ジメチルルマジンと、23merモデルDNA二重鎖との相互作用を評価した。その結果、6,7-ジメチルルマジンが優れたアデニン認識機能を有することを見出した(K_d/μM : A:1.0:T:7.4)。これは、三環系のアロキサジンと比較して、アデニンに対する結合親和力が殆ど影響を受けないのに対し、チミンとの結合親和力が著しく低下するためで、現在、6,7-ジメチルルマジンの結合モードの詳細な解析を進めている。

脱塩基を含有する23-merのオリゴDNA二重鎖に対して6,7-dimethyllumazineとの1:1の錯生成を仮定すると、解離定数(Kd)はA,T,G,Cに対してそれぞれ、1μM,77μM,312μM,588μMであり、従来達成されなかったアデニン選択的リガンドを新たに見いだすことができた。また、アデニンに関連するSNPs検出の可能性を検討するため、脱塩基空間に隣接する塩基の種類による蛍光応答特性を23-merのオリゴDNAを用いて評価した。その結果、脱塩基空間に隣接する5'位側にある塩基がプリン塩基(G or A)の場合に著しい蛍光消光が見られるが5'位側がピリミジン塩基(C or T)の場合には顕著な消光応答は得られなかった。このことは、蛍光消光にスタッキング効果が寄与していることを示唆するものである。以上、6,7-dimethyllumazineを用いてアデニンに関するSNPsを選択的に検出できることに成功した。
小学校英語活動においてクラス単位で各児童の英語力を同時評価できるICT教材の開発

平成29年度は、本研究の目的である「小学校英語活動において、電子機器を活用し、クラス単位で各生徒の英語力を瞬時に数値評価できるICT教材の開発、及び、すでに開発済みの双方向通信システムに蓄積されたデータの解析に取り組んでいる。具体的には、iPod TouchやiPadなどを各生徒が持ち、Role Playing Game(RPG)の中の主人公とコミュニケーションを交わす形でクラスの各生徒の英語力を瞬時に数値評価できる診断テストを作成中である。同時に、双方向通信システムにより実証授業で集められ蓄積されたデータから、言語習得上の分析を行っている。研究協力校である美野丘小学校5年生36名と1年生25名が本教材のRPGゲームの正答数と反応速度に相関性がみられるかどうかを検証した結果、5年生では、r=ー0.232、1年生はr =ー0.212で、いずれの学年にも低い負の相関が認められた。負の相関はあい反するものの相関を示している。この検証から、得点の高い児童が短い時間で反応していることが明らかになった(FUKUCHI, KANAZAWA & KANAYAMA, 2017, “DEVELOPMENT OF A SYSTEM TO EVALUATE ENGLISH LISTENING ABILITIES OF PUBLIC ELEMENTARY SCHOOL CHILDREN IN CLASS SIMULTANEOUSLY" ICERI2017Spain参照)。これは、言語習得の検証ができたということだけではなく、口頭テストや観察などアナログでのデータ収集に比較すると、双方向通信システムによって、1クラス分のデータ蓄積が、1授業時間時に瞬時にクラス全員のデータが集積され、記録されたということである。Role Playing Game上で展開される診断テストを、音声・画像情報により、児童は未知語や未知表現があっても、あいまいさを受け入れ内容を理解して楽しんでいることが、児童の振り返りカードのアンケート調査の結果からも明らかになっている。2018年度から使用される小学校英語教材である3,4年生用教材, “Let's Try"、及び、5,6年生用教材, “We Can"の言語材料の分析を行った。従来の5,6年生用Hi, friends!のListening, Speaking活動に加え、5,6年生にはReading, Writingなど、4技能にも焦点が当たっていることから、これら教材の言語材料も参考に、問題内容・問題形式、ゲーム形式も再検討を行っている。イラスト制作・発注にあたっては、著作権、制作依頼費用の問題等もあるので、問題内容・問題形式、RPG発問形式などが確定後、独自のイラストをイラスト制作会社に発注予定である。Role Playing Gameソフトウェア制作は、イラスト完成後になる。この制作費用が高額になることから、再作成はできないため、問題内容、診断テスト形式、背景、ストーリーの検討に時間を要している。2017年度完成予定であった教材、及び2018年度完成予定のRPG診断テスト教材の作成を行い、パイロット版で使われている著作権フリーの絵の修正、新教材の再検討と作成分の画像作成、システム開発、プログラミングを行う。従来のものに加えて、2018年度から使用される小学校英語教材である3,4年生用教材, “Let's Try"、及び、5,6年生用教材, “We Can"の内容などを診断テスト制作に反映させる。新教材が完成次第、研究協力校での実証実験授業を行う予定である。

イラスト制作・発注にあたっては、著作権、制作依頼費用の問題等もあるので、問題内容・問題形式、RPG発問形式などが確定後、独自のイラストをイラスト制作会社に発注予定である。Role Playing Gameソフトウェア制作は、イラスト完成後になる。この制作費用が高額になることから、再作成はできないため、問題内容、診断テスト形式、背景、ストーリーの検討に時間を要している。2017年度完成予定であった教材、及び2018年度完成予定のRPG診断テスト教材の作成を行い、パイロット版で使われている著作権フリーの絵の修正、新教材の再検討と作成分の画像作成、システム開発、プログラミングを行う。従来のものに加えて、2018年度から使用される小学校英語教材である3,4年生用教材, “Let's Try"、及び、5,6年生用教材, “We Can"の内容などを診断テスト制作に反映させる。新教材が完成次第、研究協力校での実証実験授業を行う予定である。2018年度から使用される小学校英語教材である3,4年生用教材, “Let's Try"、及び、5,6年生用教材, “We Can"の言語材料の分析を行い、新たに作成している問題内容及び問題形式、RPGゲーム診断テストの再検討を行ったため、イラストなど画像発注、及び、システム開発、ソフトウェア制作、プログラミング発注を、RPG診断テスト再検討後にすることとした。従って、RPG診断テスト内容・形式が確定後、順次発注予定である。これにより平成29年度、30年度支払い予定分を、今年度支払う予定である。
冠血管内皮においてアンジオテンシンIIで発現誘導される分子の同定とその機能解析

冠微小血管内皮細胞(CMEC)においてAngIIにより発現増強する遺伝子の病態生理的意義当申請による研究の平成9年度の実験から、以下の成果が得られた。まず、ラットCMECの初代培養系を樹立。同細胞にAngIIの添加(24時間)後、RNAの発現が増加する2種の遺伝子をnRNAdiferentialdisplay法により同定した。平成10年度は、上記の遺伝子のうち、1種について検討を進めた。得られたcDNA断片はpolyA配列を含む332塩基対であり、既知の遺伝子で21%以上の相同性を有するものはなかった。したがって、現時点で未知の遺伝子と考えられるが、cDNA全配列を明らかにするために3'-RACE法を用いたcDNA断片の伸長を試みている。332塩県対のcDNAをプローブとして、同遺伝子発現の細胞および組織特異性について検討した。Northem blot法でCMECでは豊富なRNA発現が見られたが、新生児ラッ卜培養心筋細胞では明らかな発現を検出し得なかった。組織ホモジネートより抽出したRNAにおいては心筋、脳、腎で発現を認めたが、胸腹部大動脈からは検出されなかった。したがって、心、脳、腎の細動脈や毛細血管レベルでの発現が主であると考えられる。なお、2日令、4-20週令ラットでその発現様式に有意な変化はなかった。また、CMECではAngII(10^<-8>M)添加後、24時間より有意に増力し、48時間後に3.6倍となった。次に、我々の既報(Nio et al.JCI,95:46,1995)の方法により心筋梗塞ラットを作成し、Northem blot法で心筋での発現レベルを検討した(n=4)。梗塞後2日目よりmRNAレベルの増加が見られ、4日目には梗塞前の2.2倍に達した。その後は漸減し、7日目には前値に復した。よって、虚血心の病態に応じて、mRNA発現が変化することが明らかとなった。冠微小血管内皮細胞においてAngIIの刺激により発現調節されるmRNAの同定(1)冠微小血管内皮細胞(CMEC)の単離・培養:雄ウィスター・ラットの心臓より西田らの方法に準じたCMECの純培養系を樹立した。Acetylated LDLの取り込みによりCMECであることが確認された。(2)AngII受容体を介する刺激:コンフルエントとなったCMECにAngIIを添加、12および24時間後にGTC法により細胞からRNAを抽出、以下の実験に供した。(3)differential display法によるmRNA発現量の比較:differential display法では、4種のオリゴ(dT)プライマー(T12VG,T12VA,T12VT,T12VC(VにG,A,Cの各塩基を組み込んだ混合プライマー)を用い、RNA逆転写反応およびそれに引き続くPCRを行った。PCR産物を6%ポリアクリルアミドゲルに展開・乾燥後、オートラジオグラフィーを行い、PCR産物間での発現量の差異を比較した。(2)で得られたAngII添加・非添加群間の比較において、発現量の異なるバンドが4種得られた。(4)特定遺伝子の同定・クローニング(3)で発現に変化の見られたバンドを切り出し、核酸を熱処理による抽出を行った。再度、同じプライマーの組合せでPCRを行い、産物をTAベクターにサブクローニングした。サブクローンの塩基配列を一部決定し、これをプローブとしてザンブロットを行ったところ、2種のクローンにおいて、RNAの発現の差異が確認された。現在、その2種のクローンの全遺伝子構造の解析を進めているが、確認された部位は既存の遺伝子と異なり、全く未知の遺伝子であることが予想される。

梗塞後2日目よりmRNAレベルの増加が見られ、4日目には梗塞前の2.2倍に達した。その後は漸減し、7日目には前値に復した。よって、虚血心の病態に応じて、mRNA発現が変化することが明らかとなった。
哺乳類Rif1蛋白質によるDNA複製、転写、組換え、修復の連動的制御機構の解析

哺乳類Rif1タンパクの機能は、DNA修復、DNA複製タイミング制御、遺伝子発現制御などが多岐に渡る。本研究ではRif1と関連因子であるCdc7について解析を行った。Rif1は核骨格に強く結合しており、染色体核内構造を維持している。そのため、Rif1欠損により不活性型X染色体の核内配置に影響が生じると考えられた。そこで、雌由来の野生型T細胞およびRif1欠損T細胞を使用して活性型X染色体と不活性型X染色体の核内配置をFISHにて解析した。その結果、予想とは異なり著しい変化は観察されなかった。よって、Rif1は染色体全体ではなく、局所領域の染色体構造を制御していると思われる。次に、DNA複製に必須なリン酸化酵素であるCdc7とRif1との関係について解析を行った。Cdc7単独欠損MEF細胞ではDNA複製が行われず、細胞周期S期の停止が観察された。一方、Cdc7 / Rif1二重欠損MEF細胞では、S期停止が解除され細胞周期が進行すると同時にDNA複製能も回復した。この事実は分裂酵母で得られた知見と一致しており、恐らく酵母から動物細胞まで共通の性質であると考えられる。次に脳特異的Cdc7欠損マウスの解析を行い、分化過程におけるCdc7の役割について解析を行った。生後直後のCdc7欠損マウスでは、脳の層構造形成の異常が観察され、成長と共に行動異常や脳の萎縮などが観察された。一方、血球特異的にCdc7を欠損させたT細胞では、見かけ上著しい変化は観察されなかった。以上の事から、Cdc7欠損によりES細胞やMEF細胞は複製の異常が生じるが、ある特定の組織あるいは遺伝的背景の細胞では、Cdc7非存在化でもDNA複製を行う方法を持っている可能性が示唆された。
有限要素法による顔表情しわの力学解析システムの開発

顔の表情変化時に目尻や額に生じる表情しわの生成機構を、力学的な手法を用いてコンピュータシミュレーションによって、これを解明するための研究を行った。表情しわの生成は、スキン、皮下組織および表情筋からなる3層構造体が、表情筋の収縮によって受ける応力、変形、座屈および後座屈挙動によって生じるものとし、超弾性特性を有する生体軟組織系の大変形大歪問題を理論解析する基礎方程式を導いた。変分原理から有限要素法の増分型剛性方程式を求め表情しわの理論解析を行うためのコンピュータシミュレーションプログラムを開発した。開口付スキンおよび開口付スキン皮脂複層体の2軸引張変形シミュレーションを行って実験結果と比較したところ両結果は、良く一致した。これより本シミュレーション手法の有効性が確認された。ウサギの腹部から切り出したスキン、およびスキンと皮下組織の複合体について、別途製作したスキン2軸引張試験装置を用いて直交2軸引張試験を行った。そしてこれより力学解析に必要なスキンおよび皮下組織の異方性、超弾性応力-歪特性を同定した。次に、これまで切出し試験の代わりに、in vivo(生体内)で非破壊的にスキン-皮脂系の超弾性応力-歪特性を同定する方法を開発しこれを実人間に適用してスキン-皮脂系のin vivo物性が同定できることを示した。これを上の有限要素プログラムに用いて、表情しわの発生と成長シミュレーションを行ったところ、両結果はほぼ一致し、本手法の有効性を確認した。顔の表情変化時に目尻や額に生じる表情しわの生成機構を,力学的な手法を用いてコンピュ-タシミュレ-ションによってこれを解明するための第1年度の研究(通算3年間)として以下の研究を行なった。1.うさぎの腹部から切出したスキン,およびスキンと皮下組織の複合体について,別途製作したスキン2軸引張試験装置を用いた直交2軸引張試験を行なった。そしてこれより力学解析に必要なスキンおよび皮下組織の異方性,超弾性応力一歪特性を同定した。特に本研究ではスキンと皮下組織の複合体の試験結果より皮下組織のみの力学特性を同定する方法を考案している。2.表情しわの生成は、スキン,皮下組織および表情筋から成る3層構造体が,表情筋の収縮によって受ける応力,変形,座屈および後座屈挙動によって生じるものとし,超弾性特性を有する生体軟組織系の大変形大歪問題を理論解析する基礎方程式を導いた。次に得られたキルヒホッフ応力とグリ-ン歪による非線形な関係式を、筋収縮による荷重増分を適当な区間に切って増分線形化近似した。そしてラグランジェの未定定数法を用いて非圧縮性の条件を拘束条件とする変分原理から有限要素法の増分型剛性方程式を求めた。得られた剛性行列を、増分時の初期応力を含む幾何剛性マトリックスとそれ以外の成分に分ける事により、座屈荷重とそのモ-ドが求められるようにした。3.得られた基礎関係式を用いて,表情しわの理論解析を行なうためのコンピュ-タシミュレ-ションプログラムの開発に着手し,現在これを継続中である。平成3年度は、超弾性大変形問題解析のための有限要素解析のプログラムの開発を終了した。眼尻等に相当する,有孔スキン,および有孔スキン+皮下組織複層体の開口部引張試料を,家免腹部から取出した供試体を用いて,生理食塩水中実験装置を用いて実施した。一方開発プログラムを用いて開口付スキンおよび開口付スキン皮脂複層体の両結果、よく一致した。これより本シミュレ-ション手法の有効性が確認された。同称の事を,スキン一皮脂複層体の圧子圧下試験,および円板状スキンの一称圧力下の大変形問題についても実施し,本手法の有効性を明らかにした。次に超弾性体の座屈解析プログラムを開発した。この結果を上の有限要素解析ブログラムに用いて,表情しわの発生と成長が扱えるプログラムを開発した。一方,100日齢,300日齢および450日齢の家免の2軸引張試験と組織観察により,力学特性の加齢変化と組織変化の関係を明らかにした。

最後に,スキンの粘弾性特性を求めるクリ-プ試験を実施し,その構成則を同定した。これを別途開発したクリ-プ問題の有限要素解析プログラムによって解析し,両結果を比較したところ,両者は比較的よく一致した。これより表情変化時の永久ひずみの生成がこのようなクリ-プひずみに起因する可能性の大きい事を示した。実人間の額および眼のスキン、皮脂および筋層の厚さを特殊な工夫をした超音波計測装置(共同研究先が別目的で開発)によって非破壊in vivo状態で計測した。次に顔の3次元形状計測システムを、スリット光源による2次元立体形状を積み重ねる方法で開発し、計測した形状を表示する画像処理システムを併せて開発した。これを応用して表情変形前後の表情変位を計測するシステムを開発した。次に、これまで家兎のスキン-皮脂系について実施したin vitro(生体外)切出し試験の代わりに、in vivo(生体内)で非破壊的にスキン-皮脂系の超弾性応力-歪特性を同定する方法を、開発済みのスキン-皮脂系超弾性体の有限要素の解析プログラムによるシミューレションを併用して開発した。これを実人間(広島大学学生)に適用してスキン-皮脂系のin vivo物性が同定できることを示した。平成3年度に開発した有限要素法による表情しわ(座屈しわ)解析プログラムを拡張して、弾性基礎梁の代わりに実際のスキン-皮脂系の有限要素モデルを用いた実用的な表情しわの発生・成長解析が行えるシステムを開発した。in vitro状態で家兎スキン-皮脂系の座屈しわ生成実験を実施し、シミュレ-ション結果と比較して本手法の有効性を確認した。これを用いて実人間の表情しわシミュレーションを行なったところ、両結果はほぼ一致し、実人間の表情しわの発性と成長が本システムを用いて推定できることがわかった。
水耕栽培サフランの子球肥大を促進する栽培環境の解明と優良母球の非破壊選別法開発

植物工場においてクロシンを多量に含む高品質サフランを生産するための生育制御法の確立が最終目標である。サフランは外気温により生育相を遷移させる。また、遠赤外光は炭素同化物の転流を促進させ、子球肥大を促進させる可能性がある。そこで気温と遠赤外光が子球肥大と柱頭のクロシン含量に及ぼす影響を明らかにした。高濃度クロシンを含む柱頭を収穫するためには定植前にデンプンを多量に含む母球を選抜する必要がある。光拡散画像計測による球茎内デンプン含量の非破壊計測法を開発した。本研究で得られた検量モデルの推定精度は実用には不十分であったが、改良点が明確になり将来的に実用に供することができる見込みである。大分県竹田市産のサフランを使用して育成チャンバー2台で栽培実験を行った。検討項目は次の3点である。検討項目1:摘芽の調整(分球数の調整)、検討項目2:子球形成期における低温処理の必要性、検討項目3:子球肥大期における温度条件が子球の肥大成長に与える影響。チャンバー内の環境設定値はサフラン球茎の成長段階(開花誘導期間、子球形成期間、子球肥大期間)に応じて,温度,湿度,CO2濃度及び明暗周期を変化させた。また栽培は全て水耕栽培で行った。サフラン球茎は重量によって翌年の開花率が変化し、重量20 g以上で約100 %となる。全ての試験区で子球重量平均値が20 gよりも大きくなった。検討項目1:芽の数を増やしても母球重量と同程度の重量の子球が得られるため、母球に残す芽の数は2つがよいと考えられた。検討項目2:子球形成期間中の低温処理は必要ないと考えられた。検討項目3:子球肥大期間中に低温条件で栽培した試験区は高温条件で栽培した試験区よりも子球重量が大きい傾向があったが、有意差は確認できなかった。また、栽培期間が平均40日間長かった。以上の結果から、母球と同程度の重量の子球が収穫でき,かつ栽培期間が短い高温条件での栽培が良いと考えられた。光拡散画像計測システムの構築については、白色レーザー光源、分光器、CMOSカメラ、レンズ、計測制御用PCを購入し、機器間の接続を完了した。光源は170-2100 nmの波長光を均等に含むレーザー光源である。レーザー光を光ファイバーで分光器に誘導し、6001000 nmの波長範囲で5 nm間隔で分光後にレンズで集光し被写体に照射することができる。被写体で観察される拡散現象を撮影し、保存する。この非破壊計測法のキャリブレーションのために必要なサフラン球茎のデンプン含量測定法に関する予備実験を行った。25年度に栽培して収穫した子球を2台の人工気象器内に定植した。開花誘導は25年度と同じ環境条件で行った。この結果,25年度に母球が受けた環境履歴により開花数や柱頭に含まれるクロシン含量が変化することがわかった。25年度は頂芽の数,子球形成期の温度および子球肥大期の温度を変化させ合計8試験区で栽培した。収穫した子球重量は子球肥大期に低温である方が大きくなった。そして各試験区から得られた子球を26年度に開花させたところ,子球重量と柱頭に含まれるクロシン含量が比例していた。このことから子球肥大期に低温にすると子球重量及び柱頭のクロシン含量が大きくなることがわかった。柱頭収穫後に子球肥大期における遠赤外線が子球肥大に与える影響を解析した。子球形成終了後に一方の人工気象器の光源を植物育成用の蛍光灯に変更した。赤と遠赤色光の光量子束密度比であるR/FR比が20.5から2.0に低下し,遠赤色光が多く含まれている。栽培条件は25年度の条件で芽の数を2,子球形成期に低温処理,子球肥大期に低温とした。光量子束密度は130 PPFD170 PPFDとした。2試験区の全子球を同日に一斉に収穫した。この結果子球重量について2試験区間に有意差は検出されなかった。遠赤色光は子球肥大に影響を与えているとはいないことがわかった。25年度に続き球茎内デンプン含量非破壊計測のための光拡散画像計測システムの構築を行った。LabVIEWによる計測の自動化を終え,ホワイトレーザー光を600 nmから1050 nmまでの波長範囲で5 nm間隔で分光した後に集光してサフランに照射して光拡散画像を撮影・保存する一連の作業を自動化することができた。撮影に最適なレンズの絞り,シャッタースピードを確定することができなかった。さらに撮影画像の輝度補正の手法を確立する必要がある。2台の育成チャンバーを用い、水耕栽培を行った。養液にはOATハウスA処方1/2倍濃度を使用した。試験区としてR/FR比が15.8である蛍光灯を使用する蛍光灯区と子球肥大期のみR/FR比が1.8である低R/FR比光源(Panasonic, FL40S・FR・P, FL20S・FR・P)を使用する低R/FR比光源区の2試験区を設定した。

定植後に全球茎で開花および子球形成が終了後に低R/FR比光源区の光源を蛍光灯から低R/FR比光源に変更し、子球肥大の環境に移行した。子球収穫後、花芽形成処理を経た球茎を育成チャンバーに定植して開花させ、柱頭を収穫、乾燥しクロシン濃度を測定した。両試験区間で子球重量に有意差は検出されなかったが、クロシン濃度は低R/FR比光源区で有意に大きくなった(有意水準1 %)。R/FR比を1.8とする遠赤色光照射は球茎内デンプン濃度を増大させ、その結果柱頭のクロシン濃度が高くなったと考えられる。光拡散画像計測により球茎内デンプン含量非破壊計測法を開発した。計測システムは光源ユニット(東京インスツルメンツ社,高輝度波長可変単色スポット照射光源)とCMOSカメラユニットから構成される。照射光は専用分光ユニットにより分光され、サフラン球茎赤道面上に対して特定波長光を照射した。照射波長範囲は600-1000 nm、波長分解能は5 nmである。取得されたサフランの光拡散画像から拡散光輝度減衰曲線を解析し、指数回帰により得られる回帰式の傾きおよび切片のスペクトルデータを算出した。球茎のデンプン濃度測定には、過塩素酸抽出・フェノール硫酸法を用いた。スペクトルとデンプン含量の97データセットをPCR法またはPLS法にて解析を行った。その結果、校正データの決定係数が0.680、評価データの相関係数が0.595となり、本計測法による非破壊計測の可能性が示された。植物工場においてクロシンを多量に含む高品質サフランを生産するための生育制御法の確立が最終目標である。サフランは外気温により生育相を遷移させる。また、遠赤外光は炭素同化物の転流を促進させ、子球肥大を促進させる可能性がある。そこで気温と遠赤外光が子球肥大と柱頭のクロシン含量に及ぼす影響を明らかにした。高濃度クロシンを含む柱頭を収穫するためには定植前にデンプンを多量に含む母球を選抜する必要がある。光拡散画像計測による球茎内デンプン含量の非破壊計測法を開発した。本研究で得られた検量モデルの推定精度は実用には不十分であったが、改良点が明確になり将来的に実用に供することができる見込みである。当初の計画では26年度は1遠赤色光が子球肥大に与える影響の解析および2光拡散画像計測値から母球炭水化物含量を推定するモデルの構築を行う予定であった。前者については順調に実験ならびに解析が進み予定通りに進行している。一方、後者では計測システムの構築が遅れておりデンプン含量の推定モデルの構築まで到達しなかった。25年度にシステム設計のためにかなりの時間を割いたため26年度前半にようやく全ての装置や部品がそろった。この遅れがそのまま26年度計画の遅れとなった。本システムはPC、レーザー光源、分光器、カメラで構成されている。これらは全て異なるメーカー製でありLabVIEWにより一括制御するためには多くの問題があった。この点が前述の遅れを取り戻すことができなかった理由の一つである。撮影画像が解析に最適になるように撮影条件を微調整する作業が残っているが、デンプン含量の参照値を測定する計測法は予備実験により既に確立しており、サフランサンプルも確保しているので計測実験によりデータを蓄積することによりデンプン含量の推定モデルの構築を急ぐことが可能である。モデル構築後に検証実験も27年度内に行うことができると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。農学、農業工学、農業環境・情報工学遠赤色光が子球肥大に与える影響の解析を継続する。
新規セレン化合物セレノネインの全合成とその物理化学的・生物学的評価

海棲生物より見出された新規セレン化合物セレノネインは、これまでに報告されているセレンを含有する様々な天然物とは全く異なった構造を有している。そのため、海棲生物の体内でどのような役割を担っているのか、ヒトが摂取した際にどのように代謝・排泄されるのか、毒性学的・栄養学的意義はどうか、など多くの観点から議論の対象となっている。また、生合成経路を含めた生物圏におけるセレンの元素循環の中での位置付けも明らかにされていない。本研究は、このセレノネインを合成し、物理化学的・生化学的・生物学的特性を詳細に解析することで、その存在意義を明らかにすることを目的とする。平成30年度においては、前年度までに検討を行った合成ルートに基づいて引き続きセレノネインの全合成研究を行った。セレノネインの全合成の鍵となるステップは、イミダゾール環にセロン基を導入する反応であるが、現在行っているイミダゾリニウムカチオンから2位に発生させたカルベンと元素状セレンを反応させるというルート以外に、イミダゾール2位に導入したハライドやニトロ基をセレノール基と触媒的に置換するといった合成ルートも併せて検討した。以上の検討から、セレノネインの化学構造を模倣したイミダゾール-2-セロン誘導体を得ることに成功した。また、遺伝子改変により菌体に蓄積された比較的純度の高いセレノネインを分取HPLCにより精製する方法によって、化学的に純粋なセレノネインを十分量得ることに成功した。これらのサンプルを用いることで、セレノネインと活性酸素種との相互作用の検討の一つとして、グルタチオンペルオキシダーゼ様活性の測定を行った。その結果、セレノネインはセレノメチオニンなどの他の安定なセレン化合物に比べて高いグルタチオンペルオキシダーゼ様活性を有し、またその活性はイミダゾール-2-セロン部分によることが明らかとなった。当初、平成30年度の研究計画においては、前年度までに検討を行った合成ルートに基づいて引き続きセレノネインの全合成研究を行うとともに、より効率的な合成ルートの再検討も併せて行うこととしていた。そして実際の研究実績としては、いくつかの合成ルートを比較検討した結果、セレノネインの化学構造を模倣した多種多様な化学構造を有するイミダゾール-2-セロン誘導体を得ることに成功している。また本年度には、遺伝子改変麹菌に対して亜セレン酸を暴露することで、麹菌体内に高濃度のセレノネインが蓄積されること利用して、比較的簡単な単離・精製操作で化学的に純粋なセレノネインサンプルを得ることに成功した。これらの成果は、本研究の大きなボトルネックを乗り越えるものであり、大きな進捗であると言える。また、本年度はこの化学的に純粋なセレノネインサンプルを用いて、セレノネインと重金属や活性酸素種との相互作用などの検討や、セレノネインの栄養学的な評価・生理作用の解明などの検討を行うことを予定していた。セレンタンパク質・セレン酵素は哺乳類の重金属毒性、活性酸素種や親電子化合物などに対するストレス応答の中心的な要素の一つであり、セレノネインについても同様の機能を有することが予想されているが、その機能の根拠となるデータは全く測定されていなかったためである。申請者らは、セレノネインのグルタチオンペルオキシダーゼ様活性の測定を行い、セレノネインという化合物そのものが高い抗酸化活性を有すること、またその抗酸化活性によって酸化ストレスから細胞を保護することを明らかとした。それに加え、セレノネインが培養細胞によってセレンの栄養源として利用されるか否か、というセレノネインの栄養学的な評価に関しても検討を行い、予備的な知見を得ることに成功した。このような理由で、本研究は当初の計画以上に進展していると判断した。平成31年度においては、前年度までに得られた化学的に純粋なセレノネイン標準サンプルを用いて、引き続きセレノネインと重金属や活性酸素種との相互作用などの物理化学的な検討や、セレノネインの栄養学的な評価・生理作用の解明など、得られたセレノネインのサンプルを用いた検討を行う。また、標識したセレン化合物を栄養源としてセレノネインを生合成させることにより得られる安定同位体標識セレノネインを用いて、セレノネインが生体内でいかなる機能を担っているのかという点を明らかにするために代謝・排泄のメカニズムやセレン栄養源としての評価、動物のストレス耐性に対する影響などの検討を行う。セレノネインの生合成経路やセレン循環マップにおける位置付けは現時点で全くの未知である。しかしながら、セレノネインの硫黄等価体であるエルゴチオネインの生合成経路に関しては、一部の真菌や細菌類でシステインの硫黄原子をヒスチジンのイミダゾール環に酸化的に導入する酵素が知られており、これが重要な手がかりとなると考えている。また、セレン循環マップの全容を明らかにするために、前年度までには扱ってこなかった微生物などについてもセレノネインの存在の有無やその代謝を検討していく。また、これまでの検討によって、動植物の体内には我々の想像を超える多様な化学形態のセレン化合物が存在することが明らかとなってきた。このことはセレンの環境循環を考える上で、どのような化学形態のセレン代謝物があるのかを予め知り、それをセレンの代謝物ライブラリとして構築しておくことの重要性を示している。

申請者らは、本研究において網羅的なバイオセレン化合物ライブラリを作成し、その情報を公開し、サンプルを提供できる体制を構築することが、バイオセレン化合物に関連する多くの研究が飛躍的な進歩を遂げる原動力になりうると考えている。本項目は、鈴木と小椋が担当する。海棲生物より見出された新規セレン化合物セレノネインは、これまでに報告されているセレンを含有する様々な天然物とは全く異なった構造を有している。そのため、海棲生物の体内でどのような役割を担っているのか、ヒトが摂取した際にどのように代謝・排泄されるのか、毒性学的・栄養学的意義はどうか、など多くの観点から議論の対象となっている。また、生合成経路を含めた生物圏におけるセレンの元素循環の中での位置付けも明らかにされていない。本研究は、このセレノネインを合成し、物理化学的・生化学的・生物学的特性を詳細に解析することで、その存在意義を明らかにすることを目的とする。平成29年度においては、主にセレノネインの全合成研究を行った。これまでに申請者らが試みてきた全合成ルートは、L-ヒスチジンを出発物質とし、対応するイミダゾロン中間体を合成し、合成段階の最後にセレンを導入するというものであったが、セレン導入の際の官能基共存性が問題となり、従来は目的化合物が得られていなかった。そこで本研究においては、まずヒスチジンの部分構造であるイミダゾール誘導体に対してセレン導入反応を行い、その後にアミノ酸部分を構築するルートを検討した。その結果、目論見通り4位にあらかじめアルデヒド基を導入したイミダゾール-2-セロン誘導体を得ることに成功した。さらに、このアルデヒド基を足がかりとしてアミノ酸部分の導入を試み、複数の合成ルートを検討した結果、このアルデヒド基を、カルボン酸官能基を有するアジリジンへと変換することに成功した。このアジリジンを還元的に開環することにより、目的とするセレノネインを得ることが可能である。また、セレノネインの全合成とは別に、セレノネインの部分構造であるイミダゾール-2-セロンについて、電子的・立体的要因を考慮した様々な誘導体を合成し、その抗酸化ストレス能の検討を行った。当初、平成29年度の研究計画においては、年度内にセレノネインの全合成を達成し、平成30年度にはその物理化学的・生化学的・生物的検討など、次の段階に移行する予定であった。そのために従来検討していた合成ルートとは全く異なる新規合成ルートの検討を行った。具体的には、ヒスチジンの部分構造であるイミダゾール誘導体に対してセレン導入反応を行い、その後にアミノ酸部分を構築するルートを検討した。しかしながら、合成の最終段階に至る重要中間体は得られてはいるものの、現時点では最終目的物は得られておらず、その点では研究計画を完全に達成したとは言えない。しかしながら、全合成に関する研究と並行して、セレノネインの部分構造であるイミダゾール-2-セロンについて、電子的・立体的要因を考慮した様々な誘導体の合成を達成しており、その抗酸化ストレス能の検討を行うことでセレノネインの生化学的・生物的役割に関する重要な知見を得ることに成功した。
骨格筋微小循環系における一酸化窒素濃度分布の異方性が筋内血流再配分に及ぼす影響

本研究の目的は、生体顕微鏡下の骨格筋内微小循環網に沿った血管内皮細胞由来の一酸化窒素(NO)濃度の異方性を微小NO電極により定量的に測定し、同時に計測する筋微小循環系の血流速度・血管径・wall shearrate(WSR)とNOとの関連を明らかにすることである。2006年度は、生体顕微鏡下でラット骨格筋の細動脈領域において血管径・血流速度・WSRなどの循環諸量と同時にNO・微小電極によるNO濃度を経時的に測定することを目的とした。2007年度は、ラット挙睾筋細動脈網において、第一分岐細動脈(1A)から第四分岐細動脈(4A)までの血管径、血流速度及び細動脈近傍のNO濃度を測定することにより、内皮細胞のNO産生能と骨格筋組織内微小循環網における血管径・血流速度・WSRとの関連を定量的に検討することを目的とした。細動脈分の血管径(μm)が、1A:124.0±8.7,2A:77.3±4.3,3A:39.7±3.6,4A:26.1±2.1μmへと細くなるとともに、血流速度と血流量は動脈網の上流から下流に向かって有意に低下した。しかし、壁ずり応力は1Aから4Aまで血管径の異なる細動脈で有意な差異が認められなかった。細動脈近傍のNO濃度(nM)は1Aで916.4±121.6,2Aで468.4±62.5,3Aで583.0±131.5,4Aで245.0±138.7であった。血管径が大きく、血流速度の最も速い1A近傍においてNO濃度は有意に高い値を示したが、WSRとの有意な関係は認められなかった。WSRの絶対値そのものよりもWSRの変化率などと血管内皮細胞から遊離されるNO濃度とが関係しているものと考えられる。本研究の目的は、顕微鏡下の骨格筋内微小循環網に沿った血管内皮細胞由来の一酸化窒素(NO)濃度の異方性を一酸化窒素(NO)微小電極により定量的に測定し、同時に計測する筋微小循環系の血流速度・血管径・ずり応力とNOとの関連を明らかにすることである。2006年度は、ラット挙睾筋の細動脈から終末細動脈に至る微小循環網に沿ったNO濃度変化を測定し、血管近傍のNO濃度と血管径の関係について定量的に検討した。細動脈近傍のNO濃度は、715.5±277.7nM(7)であった。径70100μmの1A細動脈近傍のNO量は860.6±277.6nM(3)であり、径5070μmの2A細動脈近傍では606.7±257.0nM(4)であった。これらの値は、本研究と同様の微小電極法で測定されたヒトの皮下組織のNO濃度655±71nMと同程度であった。ラット挙睾筋の生体内標本の細動脈近傍のNO濃度を血流速度及び血管経とともに経時的に測定することが可能となった。2007年度においては、電気刺激による筋収縮および局所的なアセチルコリン投与によるNO濃度の変化と血管径・血流速度の変化についてを定量的に分析する。本研究の目的は、生体顕微鏡下の骨格

筋内微小循環網に沿った血管内皮細胞由来の一酸化窒素(NO)濃度の異方性を微小NO電極により定量的に測定し、同時に計測する筋微小循環系の血流速度・血管径・wall shearrate(WSR)とNOとの関連を明らかにすることである。2007年度には、ラット挙睾筋細動脈網において、第一分岐細動脈(1A)から第四分岐細動脈(4A)までの血管径、血流速度及び細動脈近傍のNO濃度を測定することにより、内皮細胞のNO産生能と骨格筋組織内微小循環網における血管径・血流速度・WSRとの関連を定量的に検討することを目的とした。細動脈が分岐し、血管径(μm)が1A:130.0±14.1,2A:76.5±11.6,3A:39.2±12.0,4A:26.1±6.0μmへと細くなるとともに、血流速度と血流量は動脈網の上流から下流に向かって有意に低下した。また、壁ずり応力は2A4Aと分岐とともに上昇し、4Aは2Aに比べて有意に高いWSR値を示した。細動脈近傍のNO濃度(nM)は1Aで679.8±232.5,2Aで471.8±242.5,3Aで583.0±394.0,4Aで276.1±187.7であった。測定部位に関係なくNO濃度の変動幅が非常に大きく、NO濃度の異方性が明らかになった。また、他のパラメータとNO濃度の変動の関連についても、統計的には明らかにすることができなかった。今後、他のパラメータとの関連をさらに精査しながら、NO濃度変動の機序について明らかにする必要があると考えられる。
ウイグル文字表記された唐・宋・元代の漢語に関する研究

表意文字である漢字が過去の漢語音を表記できないことから、漢語音韻史の研究には表音文字表記された漢語形式がしばしば利用されてきた。ウイグル文字表記された漢語もこの研究には重要な役割を担う。ここではウイグル語文献中に借用語として導入された漢語音形式の収集とその分析を予備的作業とし、ウイグル文字表記された漢語文献の同定とその漢語音の分析を記述することを主たる研究内容とした。最近になってロシア所蔵のウイグル文献の調査研究が可能になり、研究代表者と分担者はそれらウイグル語文献の大方を直に調査することができた。そしてこれまでその存在の知られていなかった、ウイグル文字表記された漢文断片を十数葉探り当て、それらの内容が「聖妙吉祥真実名経」「四分律比丘戒本」「黄昏礼懺」であることを突きとめた。さらにベルリン所蔵の断片中には「入阿毘達磨論」のあることもわかった。それら同定できた文献の漢語音を分析した結果、これらは元朝時代に使用されたものであるが、実際には唐末ころの西北漢語音を基礎としてつくられ、本来の西北漢語音をかなりウイグル語音化し、「ウイグル漢字音」とよべる一定の体系をもった漢語音であることがわかった。しかし、その漢語音をもって漢文の内容を直下に理解することは不可能であることもわかった。一方でこの時代のウイグルには漢文訓読が存在し、漢文の内容理解には訓読をもって行っていたことが判明した。これら「ウイグル漢字音」や漢文訓読はもっぱらウイグル僧によって使用され、彼らは日本の仏僧のように漢文を「漢字音」でもって朗読し、訓読によって内容を理解したと考えられる。以上のことがらが本研究によって明らかとなった。ロシア科学アカデミー・サンクトペテルブルグ支所所蔵のウイグル文献中に以前発見し、マイクロフイルム化していた、ウイグル文字による漢文断片を、文字転写し同定作業を行った。その結果、それら断片の内容が『聖妙吉祥真実名経』と『四分律比丘戒本』に所属することがわかった。ウイグル文字表記に漢字を対応させ、テキストを完成させた。次に、ウイグル文字表記漢語の性格を検討し、これが唐末から宋初にかけて中国西北地方で使われていた漢語音体系に基づくことがわかった。しかもこの漢語音は極度にウイグル語音韻構造に同化したものであり、ウイグルが漢字音として使用していた可能性を示すものである。夏期休暇中にサンクトペテルブルグを訪問し、未整理のウイグル文献中に尚4葉のウイグル文字による漢文のあることを発見し、マイクロフィルム化して帰国、検討した結果、その1葉は『聖妙吉祥真実名経』であり、残りの3葉は『黄昏礼懺』の内容をもつことがわかった。先の要領で使用漢語音を検討した結果、『黄昏礼懺』の1葉を除いては以前のものと同じ音体系に属することがわかった。例外的な1葉はウイグル語音化が進んでおらず、中国語話者の手による可能性が考えられる。サンクトペテルブルグの帰途ベルリンに立ち寄り、ベルリンアカデミー所蔵のウイグル文字表記漢文を書写することができた。かなり大部の冊子本であるが、その一部が『入阿毘達摩論』に同定できたので、検討してみた結果、『聖妙吉祥真実名経』と同一漢語音体系に基づいて書かれたことがわかった。次年度はこのベルリン所蔵の冊子本を主体に研究を続行したい。ロシア科学アカデミー東方学研究所サンクトペテルブルグ支所の保管するウイグル文字表記漢文断片中の8葉についての研究は既に平成7年に提出した。そして4葉については本年発表した。ロシアには、この種の断片がさらに2葉保管されている。この2葉の内容

同定はむずかしく、現在の段階ではいかなる仏典に所属するものかわからない。しかし、ウイグル文字表記の形式から判断した結果、およそ80%の語については対応漢字が同定できた。また、ベルリン所蔵のウイグル文献中には、30ページに及ぶ冊子本の形態で、やはりウイグル文字で書かれた長行の漢文写本が存在する。幸いなことにベルリン科学アカデミーの厚意により、この文献の複製写真を入手することができ、その研究も許可された。内容は複数の仏典が結合された構成からなり、同定は困難を極める。現在のところ、その一部についてのみ「入阿毘達磨論」であることが判明した。この部分のウイグル文字表記と漢字との同定も終わった。本年度同定できた漢字の漢語音はやはり、唐代未から宋初にかけての時代の漢語西北方言を基礎にして作られたいわゆる「ウイグル漢字音」に所属するものである。これらウイグル文字表記形式と漢字との対応リストを作り、「ウイグル漢字音」体系の再構の準備を進めている。来年度は、ベルリン所蔵の写本の全内容の同定と、ウイグル文字表記形式と漢字の完全な同定を終え、「ウイグル漢字音」についての総合的な記述をおこないたい。一昨年来続行している、ロシア科学アカデミー東方学研究所蔵のウイグル文字表記漢語・漢文についての研究は予定どおり終了した。昨年までに同定できた内容は「聖妙吉祥真実名経」「四分律比丘戒本」「黄昏礼懺」の3仏典であった。本年度は「千字文」の同定ができた。ほかに数葉の断片が内容の同定できないまま残されているが、ウイグル文字表記から、80%程度の漢字の同定はできた。さらにベルリン所蔵のやはりウイグル文字表記された漢文冊子の中に「入阿毘達磨論」の含まれていることもわかった。これまでに内容の同定されたものについてはウイグル文字表記と漢字との対照表を作った。そしてそれに語レベルで同定できたものを加えて、ウイグル文字表記から漢語音の音韻的記述をおこなった。その結果、元朝時代にウイグル人によって使用された漢語音というのは実は「ウイグル漢字音」と呼べるもので、唐末ころの西北漢語音を基礎としてつくられたことがわかった。ウイグル漢字音はこの西北漢語音をかなりウイグル語音化したもので、その音をもって漢文の内容を直下に理解することは不可能であったと考えられる。ウイグル人は一方で漢文訓読を発展させていたので漢文の内容理解にはむしろ訓読をもって行っていたと推定できる。しかし元朝時代のウイグル人のこのような漢字の使用は仏僧に限られていたにちがいない。ウイグル仏僧は漢文を「ウイグル漢字音」でもって朗読し、訓読によって内容を理解したと考えられる。
ニューヨーク・ハイラインにおける歴史的高架橋を活用した都市再生に関する研究

本研究では、ニューヨーク・ハイラインにおけるオープンスペースとしての再利用実現過程の考察を通して、歴史的高架橋を活用した都市再生手法の構築を目指す。そのために、オープンスペースとしての空間の質を向上させるシステム、維持管理までを含む合意形成の成立、線状拠点としての高架橋かち都市への展開に着目し、それらの仕組みの利点と成功要因を明らかにすることを目的とする。本年度は、1.レールバンク制度による高架橋再利用の実現プロセス、2.高架上の空間計画の構築と都市計画特別地区策定との関連について考察した。1に関しては、米国の連邦制度であるレールバンクの枠組みを示した上で、ハイラインの再利用における所有権獲得の過程およびレールバンクの役割について、実際の手続きにおける運用、全体計画に対するトレイルの有効性という観点から明らかにした。具体的には以下の成果が得られた。(1)反対派の土地所有者によって路線廃止申請が行われる中、事前にレールバンクの利点を認識したニューヨーク市がトレイル申請を行うことで論点を転換し、反対派と密に合意形成を図る場を確保できた。(2)再利用の枠組みをトレイル法に求めたことで、ハイラインは交通路としても位置付けられ、連邦補助金を獲得する優位性を確保できた.さらに鉄道復帰に関する費用負担と引き換えに、空間デザインの制約を緩和できる契約を通じて、大規模な施設の改変を保証できた。以上の内容を土木学会論文集に投稿した。2に関しては、以下の点を明らかにした。(1)都市計画の特別地区制度に基づき、ハイラインの近接領域に高度制限を設けて高架上空間の眺望を保全すると同時に、高架下の土地所有者の容積率移転を許可することで、空間の魅力向上を目指しつつも、土地所有者の開発権を保障する仕組みが構築されている。(2)高架上と地上をつなぐ整備に関して、再利用の空間計画が都市計画上も位置づけられている。
希土類二元金属酸化フッ化物の合成と常温型酸素センサー用固体電解質への利用

熱分析測定(TG測定)の結果、Nd_2Eu_2O_3F_6は大気中で700°C付近から重量減少が見られた。Ar中で昇温した場合も大気雰囲気の時と同様で、700°C付近から重量減少が見られた。他方、白金-Nd_2Eu_2O_3F_6-(Ni+NiO)混合電極という系を構築し、Ar雰囲気中で(Ni+NiO)混合電極側がアノードとなるように電場を印加し、650°Cで実際に酸化物イオンの移動を試みた(電場を印加しない場合を対照実験とした)。X線回折測定の結果から、電場を印加し電流を流した場合、(Ni+NiO)混合電極中のNiがNiOになることがわかった。これに対して通電を行わずに温度だけ650°Cに保持した場合はNiOがほぼ全量残存していた。このことから通電により酸化物イオンがカソード側からアノード側へ輸送されNiと反応しNiOが生成したと考えられる。また、電解質とNiは650°Cではほとんど反応せず安定に電気化学系と構築していたと考えられる。フッ化物やフッ素を含有したような相は全く観察されなかった。即ち、本実験系ではフッ化物イオンはほとんど移動せず導電に関与していないことが確認された。フッ化物イオンと酸化物イオンが共存するにも関わらず酸化物イオンだけが大きく導電に関与した理由については未だ明確ではなく、構造や構造中での各イオン種の存在状態などを考慮した上で導電のモデルを構築する必要があると思われる。以上より、Nd_2Eu_2O_3F_6は600°C以下では熱的に安定であり、こうした温度領域においては酸素センサーや燃料電池用固体電解質として利用できる可能性があることが明らかとなった。