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１５世紀イタリア諸地域の工房の交流：ピントリッキオ周辺画家の体系的理解を通して

この成果は、第152回イタリア言語文化研究会(早稲田大学)にて「ピントリッキオによるアレクサンデル6世のための壁画と肖像への関心:ヴァザーリの記述とジョーヴィオのコレクションを参照として」として口頭発表したほか、東京大学大学院人文社会系研究科美術史学研究室紀要『美術史論叢』34号に「ヴァザーリとジョーヴィオによる著名人とその肖像への関心ーピントリッキオによるアレクサンデル6世の壁画を例にー」と題した論文としても掲載された。ローマのヘルツィアーナ図書館やロンドンのコートールド研究所など欧州各地の研究所、またペルージャやアッシジの諸教会、アミアンのピカルディー美術館やシャンティリーのコンデ美術館など作品所蔵先における資料収集や作品調査では、日本で行うことが不可能な調査を遂行することができた。これらの関連作品情報の収集にはまだ不完全な部分も多いが、有益な成果を得ることができたと言える。今後は、まだ不完全な情報を順次補完していくとともに、これらの調査を踏まえたデータベースの完成と、その成果を発表する作業が残されている。さらに、平成30年度に行う予定のラファエロとピントリッキオの関係についての研究に必要な資料を、フィレンツェのマックス・プランク美術史研究所やウフィツィ美術館素描版画室にて収集することで、今後の研究が順調に行えるよう予備的調査を行うことができた。また、ピントリッキオとその周辺画家が制作したヴァチカン宮殿「ボルジアの間」壁画の先行研究を確認する中で、この壁画とサンタンジェロ城の壁画に描かれたとされる肖像に関する問題に着目することとなった。この研究内容は、第97回九州藝術学会と第152回イタリア言語文化研究会における口頭発表、そして『美術史論叢』34号における論文掲載という成果につながった。この研究は当初の研究計画にはなかった論点であったが、ピントリッキオが周辺画家とともに行った大壁画制作におけるひとつの問題を扱った点で、本研究の進捗に大いに役立ったと言える。ピントリッキオが制作したシエナ大聖堂ピッコローミニ図書館壁画と、それに関連するラファエロの素描の関係について調査を進めた。特に、ピントリッキオの壁画およびラファエロの素描に描かれた場面の文献典拠であるエネア・シルヴィオ・ピッコローミニの伝記『イ・コンメンターリ』(I commentarii)と、その抄訳版であるジョヴァンニ・アントニオ・カンパーノのテクスト比較を行い、図像内容と詳細に照らす作業を行った。また、ピントリッキオの描いた「ボルジアの間」の壁画制作に、フィレンツェの画家バルトロメオ・ディ・ジョヴァンニがどの程度関与したのか、作品の詳細な分析作業を行った。この画家がギルランダイオやボッティチェリの協働者として働いていたことを手掛かりとして、これらの画家が描いたフィレンツェ派的なモチーフと、「ボルジアの間」の壁画に描かれたモチーフ数点の比較分析を行った。上記二点の研究のために平成31年1月27日から3月25日まで期間には、イタリアのフィレンツェ、フランスのパリとアヴィニョンにて、研究に必要な資料収集や作品調査を行なった。そのほかに、ピントリッキオのパトロン、教皇アレクサンデル6世のために写本を制作した画家フラ・アントニオ・ダ・モンツァについて、平成30年度に収集した資料などを調査し、論考としてまとめる作業を行った。文書資料がほぼないこの画家の不明瞭な画業を、作品の様式・図像分析に基づいて、画業初期ロンバルディアでの活動、活動最盛期ローマでの活動をより具体的に示した。
ブンタンにおける‘無核紀州'由来の雌性不稔性発現に関する組織学および細胞学的解明

`平紀州'、`無核紀州'、`谷川文旦'、`サザンイエロー'およびブンタンBu1-7と`サザンイエロー'との交雑実生BSY系統の種子形成や染色体構成を調査し、以下のことを明らかにした。1.無核品種・系統の無核性発現は、胚のう異常などによる不受精には起因していなかった。2.無核品種・系統に共通して、種皮が未発達で膨らみのある微小な種子(仮称Aタイプ種子)が特異的に認められ、無核性発現はAタイプ種子形成に起因していた。3. Aタイプ種子はほとんどが接合子や前胚で発育が停止していたが、胚乳組織は退化していなかった。Aタイプ種子の胚は年次によりハート型、子葉型胚へと発達するものも認められ、胚の発育停止は胚の遺伝子型に起因していない可能性が示唆された。4.無核品種`サザンイエロー'では、高温条件で胚がハート型や子葉型まで発育し、有核の`平紀州'ではジベレリン処理により一部の果実でAタイプ種子の形成がみられたことから、Aタイプ種子形成に関与する遺伝子発現には、植物生長調節物質や温度またはストレスが関与している可能性が示唆された。5.無核性を優性に発現するFs遺伝子に連鎖するマーカーは、無核の`無核紀州'、`サザンイエロー'、BSY18および少核のBSY3、BSY15、BSY29で検出されたことから、BSY3、BSY15、BSY29はFsの発現を優性に抑制するIs遺伝子を持つことが示唆された。6.PI(+)領域とGISHシグナルに基づく染色体構成から、Fs遺伝子は`無核紀州'の緑色シグナルのD1(緑)型染色体か、E1とE5型を除く6本のE型染色体のいずれかに座乗する可能性が、Is遺伝子はBu1-7の2本のC1(赤・赤)型染色体あいずれか、4本のD1(赤)型染色体のいずれか、E1型を除く6本のE型染色体のいずれかに座乗する可能性が示唆された。`平紀州'、`無核紀州'、`谷川文旦'、`サザンイエロー'およびブンタンBu1-7と`サザンイエロー'との交雑実生BSY系統の種子形成を調査した。`無核紀州',`サザンイエロー',BSY10,18,21は完全種子,不完全種子ともに形成が認められず無核であったが,種皮が未発達で,中央部に膨らみのある種子長が3mm程度の種子が特異的に観察され,これをAタイプ種子(仮称)とした.胚のう異常率や受精率は有核品種・系統と無核品種・系統で違いがなかった。Aタイプ種子は受粉10週間後から胚珠様種子と明確に区別できた。有核品種・系統では完全種子,不完全種子,胚珠様種子が認められ,受粉10週間後から完全種子は種子長が急速に増加した.胚珠様種子はほとんどが不受精であり,受粉10週間後には胚のうが退化していたが,Aタイプ種子はいずれも受精しており,受粉14週間後以降もほとんどが接合子や前胚で発育が停止していた.前胚は,有核品種・系統では受粉6週間後から,無核品種・系統では受粉

8週間後からみられ,有核品種・系統(完全種子)で受粉1012週間後から球状胚がみられた.これらのことから,Aタイプ種子の形成は`無核紀州'由来の雌性不稔性の発現と密接に関係しており,胚の発育停止時期は受粉10週間後頃であると考えられ、胚の発育停止は種子親の遺伝子型に起因している可能性が示唆された.染色体の調査では、Bio標識(緑)`無核紀州'DNAとDig標識(赤)`谷川文旦'DNAをプローブとしたGISHより、雌性不稔性遺伝子は染色体組み換えが生じていないと仮定すると、D1(緑)、D1(赤)またはE型染色体に座乗すると推定された。また、`サザンイエロー'の染色体対合様式は1AC+3DD+5EEまたは1AD+1CD+2DD+5EEと推定された。`平紀州'と`無核紀州'に受粉後4・5週間、8・9週間にNAA1、10ppm、フルメット10、100ppmおよびGA_3 50ppmを果実に塗布したが、種子形成に影響は認められなかった。`平紀州'と`無核紀州'を用い、受粉6、7、8、9週間後にジベレリン(GA3)およびジベレリン合成阻害剤のウニコナゾール処理を行い、`無核紀州'由来の品種・系統でしか現れないAタイプ種子形成に及ぼす影響を調査した。`平紀州'における受粉6-10週間後および7-10週間後のGA3処理で,9%および20%の種子がAタイプ種子となった.しかし、ウニコナゾール処理では`無核紀州'におけるAタイプ種子形成は抑制されず、`平紀州'における受粉9週間後処理ではAタイプ種子が10%形成された。`平紀州'においてAタイプ種子が形成された果実はいずれも小さかった。`平紀州'において、GA3処理により形成されたAタイプ種子の胚の発育は抑制されたが、完全種子ではGA3処理により胚の発育が促進された。`無核紀州'ではGA3処理により胚の発育が抑制される傾向がみられた。一方、`無核紀州'後代の無核品種`サザンイエロー'について、加温ハウス植栽樹と露地植栽樹を用い、温度環境がAタイプ種子形成に及ぼす影響を調査した。加温ハウス樹は露地樹に比べてAタイプ種子の胚の発育が顕著に促進され、露地樹ではほとんどが接合子と前胚であったのに対し、加温ハウス樹では受粉18週間後に約20%が子葉型胚であり、Aタイプ種子はわずかに発育しており、種皮の硬化が認められた。子房培養では、受粉8週間後以降でコンタミの発生が急増したため、滅菌方法と外植体の調整方法をさらに検討する必要がある。これらのことから,`無核紀州'由来の無核性発現を決定するAタイプ種子形成には、GA3が関与しているものの直接的には支配されていないと考えられ、Aタイプ種子の胚の発育や種皮の硬化は果実発育期の高温により促進されることが明らかとなった。
p53関連蛋白質p73およびp51/p63の構造と機能制御機構の解析

p53がん抑制遺伝子の関連遺伝子であるp73の構造と機能を解析し、以下の諸点を明らかにした。1.プロトオンコジンc-Ablはp73に結合しコドン99のチロシンをリン酸化して活性化することが報告された。しかし、その分子機構については不明な点が多いため、我々はp73のCOOH-端領域がその機能制御領域と仮定し、その領域の様々な欠失変異体を作製して、MDM2,p21/WAF1,Baxのプロモーターを用いたレポーターアッセイを行った。その結果、3種類のレポーターすべてにおいて、c-Ablはp73αとp73α(1-548)の転写活性化能を促進したが、p73α(1-427)のそれは促進しなかった。したがって、c-Ablによるp73αの転写活性化能の促進にはCOOH-端領域のSAMドメインが必要であることが示唆された。また、p53と異なり、c-Ablはp73αのDNA結合能には影響を及ぼさなかった。このことから、c-Ablの結合によるp73αの立体構造の変化が転写活性化能の亢進に関与しているものと思われた。2.p73αのCOOH-末端領域の機能をさらに詳細に検討する目的で、この領域に特異的に結合する蛋白性因子の探索を試みた。p73の発現が比較的高い293細胞、およびヒト胎児性脳由来のcDNAライブラリーに対して、酵母のtwo-hybridスクリーニングを行ったところ、複数の陽性クローンが得られた。ブラストサーチの結果、最も高頻度に得られたクローンは、WD40ファミリーに属するRACK1(receptor for activated C-kinase)をコードしていることが判明した。RACK1は、in vitroでp73αと直接結合するが、p73βおよびp53とは複合体を形成せず、両者が細胞核内に共存した場合、RACK1がp73αとco-localizeする可能性が示唆された。また、MDM2およびBaxプロモーターを用いたレポーターアッセイの結果、RACK1は73αの転写活性化能を特異的に亢進させることが認められた。
ホスホランバン・アプタマーを利用した新たな心不全治療薬の開発

本研究では、ホスホランバンに特異的に結合し、心筋小胞体へのCa2+取り込みを促進する核酸アプタマーを新たな心不全治療薬として開発することを試みた。その結果、細胞膜透過性ペプチドの改変型TATペプチドを付加した膜透過型ホスホランバン・アプタマーが、成獣ラットより単離した心筋細胞の収縮・弛緩能、及びCa2+濃度変化の促進効果を示すことが明らかになった。また、この膜透過型アプタマーは、心不全モデルマウスにおいて一部のマウスであるが、心機能の改善効果を示した。以上より、膜透過型ホスホランバン・アプタマーが新たな心不全治療薬として利用できる可能性が示唆された。本研究は、ホスホランバンに特異的に結合し、心筋小胞体へのCa2+取り込みを促進するアプタマーを新たな心不全治療薬として開発することを目的とする。これまでに得られたホスホランバン・アプタマーは、in vitroで心筋小胞体のCa2+取り込みを促進することが既に証明されているが、心筋細胞内に導入する方法が課題であった。本研究では、細胞膜透過性ペプチドを用いてホスホランバン・アプタマーの心筋細胞への導入方法、及びその効果を検討し、本年度は以下のような成果を得た。細胞膜透過性ペプチドのひとつである改変型TATペプチドを連結したホスホランバン・アプタマー(mTAT-Apt)をラット成獣より単離した心筋細胞に処理したところ、収縮・弛緩能、Ca2+濃度変化の促進効果を確認した。この効果は、アプタマーの配列をスクランブル化したコントロールアプタマーでは見られなかった。また、細胞への導入濃度、時間について検討を行い、mTAT-Aptによる単離心筋細胞への導入法を最適化した。さらに、カフェインを用いて単離心筋細胞の筋小胞体Ca2+量を測定したところ、mTAT-Apt処理した細胞で増加していた。一方、mTAT-Aptによる単離心筋細胞の収縮・弛緩の促進効果は、βアドレナリン受容体阻害薬のプロプラノロール処理下において抑制されなかったことから、本アプタマーがβアドレナリン受容体の活性化非依存的に心筋細胞の収縮能を亢進していることが明らかになった。以上の結果より、mTAT-Aptが新たな心不全治療薬として利用できる可能性が示唆された。本研究では、ホスホランバンに特異的に結合し、心筋小胞体へのCa2+取り込みを促進する核酸アプタマーを新たな心不全治療薬として開発することを目的としてきた。前年度までの研究により、種々の細胞膜透過性ペプチドの中で改変型TATペプチドを連結したホスホランバン・アプタマー(mTAT-Apt)が、成獣ラットより単離した心筋細胞の収縮・弛緩の促進効果を示すことが明らかになった。本年度は、mTAT-Aptの効果について、単離心筋細胞およびin vivoでの更なる解析を行い、以下のような成果を得た。単離心筋細胞において、添加するmTAT-Aptの濃度について検討したところ、2.5μM以上で収縮・弛緩の促進効果を示すことが明らかになった。また、5μMのmTAT-Aptを用いて効果の持続時間を解析した結果、添加後2時間から16時間まで単離心筋細胞の収縮・弛緩の促進効果が維持された。次に、単離心筋細胞で得られた結果を基に、心不全モデルマウスであるMLPノックアウトマウスを用いてmTAT-Aptのin vivoでの効果を解析した。MLPノックアウトマウスの尾静脈よりmTAT-Aptを投与し、4時間後に心臓超音波検査により心機能を評価した。その結果、mTAT-Apt投与によりMLPノックアウトマウスの心機能の改善効果が確認されたが、一部のマウスでは十分な効果を得ることができなかった。これらの結果より、mTAT-Aptは新たな心不全治療薬として利用できる可能性が示された。また、生体での安定性や心臓への効率的な輸送方法については、今後さらに検討する必要があると考えられた。薬理学数種類の細胞膜透過性ペプチドの中から、mTAT-Aptを用いて成獣ラットの単離心筋細胞で収縮・弛緩能、Ca2+濃度変化の促進効果を検証することができた。また、単離心筋細胞系における導入法を最適化することができたため、おおむね順調に進展している。今後は、mTAT-Aptが単離心筋細胞で効果的であることを確認できたため、本アプタマーがin vivoでも同様に効果を発揮することができるか検討を行う必要がある。一方、単離心筋細胞での促進効果には、高濃度のmTAT-Aptが必要であることが判明した。

従って、他の細胞膜透過性ペプチドについて、より低濃度で効果を発揮できるものがないか探索し、検討を行う予定である。今年度は使用する試薬類の費用を当初の見積りより低額に抑えることができたため、次年度使用額が生じた。実験動物の購入及び維持・管理費としての使用を計画している。
組換えの制御による葉緑体ゲノム安定性維持機構

昨年度に引き続き、オルガネラ相同組換え修復変異体のオルガネラDNA次世代シークエンシング解析を行った。野生株と葉緑体型RECA、RECG各変異体の葉緑体DNAに対し、約27000倍のカバレッジとなるディープシークエンシング解析を行った。得られたリードをマッピングした結果、野生株のデプスはほぼフラットであったが、葉緑体型RECA変異体のデプスは野生株と比べてゲノム全域にわたって減少しており、2箇所に弱いピークを示すことがわかった。RECG変異体では葉緑体ゲノム全域に渡ってデプスがWTよりも増加しおり、なおかつ1箇所のピークを持つ傾斜を示すことがわかった。サザンブロット法や定量PCR法によるこれまでの解析では、これら変異体の葉緑体DNAに生じている変異を数箇所しか見いだせていないが、情報学的解析により次世代シークエンスリード中に存在する変異DNAを網羅的に同定した結果、各変異体の葉緑体DNAに蓄積された変異を多数検出した。このような変異の多くは短い散在性反復配列における組換えが原因となる変異であり、RECG変異体により多く蓄積していた。興味深いことに、これらの変異はゲノム上に均一ではなく大きく偏っており、これはこれらの反復配列における組換えが原因となる変異が、反復配列の位置よりもゲノム上の位置に依存して生じている可能性を示唆している。これらの解析から、葉緑体型RECA、RECG各変異体に加え野生株の葉緑体DNAにおける組換えの全体像が明らかになった。今年度は主に葉緑体におけるDNA組換え活性を測定するための系の構築を行った。まずCre-loxPシステムを用いた葉緑体型RECA2遺伝子の条件的破壊株の構築を行った。当初はゲノム上のRECA2遺伝子を、loxPサイトで挟んだRECA2 cDNAで置換する形で条件的破壊株を構築したが、非破壊時でも既にRECA2転写産物量が野生株に比べて著しく少ないことが判明した。そこでゲノム上のRECA2遺伝子イントロン内部と下流にそれぞれloxPサイトを導入し、Creの誘導によってRECA2遺伝子の後半が欠失するコンストラクトに変更した。構築した条件的破壊株は、非破壊時にはRECA2転写産物が野生株と同レベルであり、エストロジェンの添加でCre発現を誘導させることによってRECA2遺伝子が破壊され、通常のRECA2破壊株と同等の表現型を示すことを確認した。葉緑体に様々な長さの反復配列を導入するためのコンストラクトに関しては、全ての種類を完成させることができた。これらのコンストラクトをヒメツリガネゴケの野生株葉緑体に導入し、形質転換体を得ることができた。しかしながら、おそらく葉緑体内での組換え活性が非常に高いことが原因で、形質転換体の選抜に用いるスペクチノマイシンの濃度を下げると、反復配列間の組換えによって、反復配列間に配置したスペクチノマイシン耐性マーカーが抜け落ちてしまうことが判明した。この対策として選抜中はスペクチノマイシン濃度を高く保ち続けることにした。現在この新たな条件での形質転換体の選抜を行っている。構築したRECA2条件破壊株が、非破壊時にすでにRECA2転写産物量が著しく低下していることが判明したため、新たな条件破壊株の構築に時間を要した。また、人工的反復配列を葉緑体ゲノムに組み込む際に、選択に用いるスペクチノマイシンの濃度が不十分であると、反復配列間に配置した選択薬剤マーカーが組み換えによって抜け落ちてしまうことが判明した。この対策としてのスペクチノマイシン濃度の検討に時間を要した。葉緑体における相同配列の長さと組換えの関係を解析するため、葉緑体DNAにさまざまな長さの人工的な相同配列の導入を試みた。短い相同配列(<500 bp)の導入においては、複数のコンストラクトに関して相同配列が導入された葉緑体形質転換体を取得した。長い相同配列(1 kb<)の導入においては、スペクチノマイシン濃度を高く保ち続けても、導入された相同配列間に配置したスペクチノマイシン耐性マーカーの脱落を防止できず、葉緑体においては長い相同配列間の組換えが非常に高頻度に起きていることが明らかになった。一方で、新たな手法として次世代シークエンシングを用いたディープシークエンシングにより葉緑体におけるRecA非依存型組換えの網羅的な解析を行った。野生株と葉緑体型RECA変異体の葉緑体ゲノムを解析した結果、葉緑体型RECA変異体で増加している相同配列間組換え体の網羅的同定に成功し、葉緑体におけるRecA非依存型組換えの頻度は相同配列の長さと必ずしも比例していないことが明らかになった。葉緑体における組換えを制御する因子の新たな候補としてバクテリアRecAと相互作用し組換えを制御するRecXの植物ホモログ(RECX)を同定し、解析を行った。このRECXは葉緑体とミトコンドリアに移行し、ミトコンドリア型RECA、葉緑体型RECAそれぞれと物理的相互作用をする。遺伝学的解析の結果、RECXはミトコンドリア型RECAを制御することによりミトコンドリアゲノム安定性を維持することが明らかになったが、葉緑体におけるRECXの役割は見出せていない。葉緑体における相同配列の長さと組換えの関係を解析するため葉緑体DNAへの人工的相同配列の導入を試みたが、導入された長い相同配列間の組換えが非常に高頻度に起きて、相同配列の一方が抜け出してしまうことが判明した。

相同配列の間にはスペクチノマイシン耐性マーカーを配置しているが、高濃度のスペクチノマイシン存在下にも関わらず、このような組換えは起きてしまう。このような現象をより多くの株で確認することに時間を要した。また、ヒメツリガネゴケは葉緑体の形質転換効率が低く、多くのコンストラクトそれぞれについての形質転換体のスクリーニングに時間を要した。昨年度に引き続き、オルガネラ相同組換え修復変異体のオルガネラDNA次世代シークエンシング解析を行った。野生株と葉緑体型RECA、RECG各変異体の葉緑体DNAに対し、約27000倍のカバレッジとなるディープシークエンシング解析を行った。得られたリードをマッピングした結果、野生株のデプスはほぼフラットであったが、葉緑体型RECA変異体のデプスは野生株と比べてゲノム全域にわたって減少しており、2箇所に弱いピークを示すことがわかった。RECG変異体では葉緑体ゲノム全域に渡ってデプスがWTよりも増加しおり、なおかつ1箇所のピークを持つ傾斜を示すことがわかった。サザンブロット法や定量PCR法によるこれまでの解析では、これら変異体の葉緑体DNAに生じている変異を数箇所しか見いだせていないが、情報学的解析により次世代シークエンスリード中に存在する変異DNAを網羅的に同定した結果、各変異体の葉緑体DNAに蓄積された変異を多数検出した。このような変異の多くは短い散在性反復配列における組換えが原因となる変異であり、RECG変異体により多く蓄積していた。興味深いことに、これらの変異はゲノム上に均一ではなく大きく偏っており、これはこれらの反復配列における組換えが原因となる変異が、反復配列の位置よりもゲノム上の位置に依存して生じている可能性を示唆している。これらの解析から、葉緑体型RECA、RECG各変異体に加え野生株の葉緑体DNAにおける組換えの全体像が明らかになった。葉緑体ゲノムに導入した反復配列間の組換えによって、間に挟んだ薬剤マーカーが抜け落ちやすい。これは、スペクチノマイシン濃度を高く保つことによって、組換えによるマーカーの脱落を防ぐことができると期待できる。しかしながらスペクチノマイシン濃度を高くしても反復配列間の組換えによるマーカーの脱落を抑制できない場合は、マーカーのプロモーター部位の改変等によって薬剤耐性を弱め、スペクチノマイシンによる選択圧を相対的に強くする。現在用いているPEGによる葉緑体形質転換法は効率が悪いため、パーティクルガンによる葉緑体形質転換を試み、作業の効率化を図る予定である。葉緑体DNAへの長い相同組換えの導入に関しては、スペクチノマイシン耐性マーカーのプロモーター部改変によりスペクチノマイシン耐性度の低下を試みる。また葉緑体DNA上の配列を重複させることによる相同配列の構築法を試みる。オルガネラゲノムの次世代シークエンシングの結果から、葉緑体において抑制されている組換えがDNA複製と密接に関わっている可能性が示唆された。これについてより詳細な解析を行い、葉緑体型RECA非依存組換えの意義や他の因子の変異体との比較により、組換え抑制経路の推定を行う。葉緑体ゲノムにおける組換え測定系構築が遅れたために、組換え測定に用いる一部試薬の購入を見送った。
アメリカにおけるダンス教育の指導内容に関する横断的・縦断的研究

本研究は、アメリカにおけるダンス教育のスタンダードを対象に、ダンス教育の指導内容及びその作成過程を明らかにすることを目的としている。平成30年度の計画は、課題1:ナショナルスタンダードと各州のスタンダードの構成及び内容を比較し分析すること、課題2:1994、2014年策定のナショナルスタンダードの構成及び内容の変容を考察することの2つの研究課題の成果を踏まえ、ダンス教育の指導内容及びその作成過程を検討することであった。ダンスの指導内容は、1994年のナショナルスタンダードが各州に落とし込まれた際には、「文化的、歴史的な文脈」「批判的、創造的な思考」「動きの要素や技能」が比較的多く採用されていたのに対し、「健康的な生活との関連付け」に関する内容は比較的少数の採用状況であった。また、1994年から2014年のナショナルスタンダードの移行にかけては、ほとんどの指導内容を踏襲しながらも、「健康的な生活との関連付け」は2014年版では確認できなかった。さらに、2014年版では「芸術の過程」を設けてスタンダードを区分するなど、芸術志向を強めていることが明らかとなった。一方で、芸術領域に内包される形で教科として安定した地位を得たダンスではあったが、州レベルではダンスが領域として確立される保障はなく、またスタンダードも独自のものが必ずしも策定されているわけではなかった。2014年のSHAPE Americaが示した体育のナショナルスタンダードにおいて、ダンスが独立した内容領域として台頭したことを踏まえれば、ダンスは連邦政府や州による政策や教科の枠組みの影響を多分に受けながら指導内容が設定されていることが示唆された。平成28年度の計画は課題1:ナショナルスタンダードと各州のスタンダードの構成及び内容を比較し分析することであった。対象とした資料は、1994年から2013年までの各州のダンスのスタンダードである。2014年に改訂版のナショナルスタンダードが公示されたためこの期間とした。収集方法はNational Index of Dance Credentials & Standards(NDEO, 2014)で確認した上で、インターネットによるキーワード検索「州名state standards」も合わせて行った。収集した各州のスタンダードからダンスの取り扱い状況を明らかにするため、記述的コーディング(リチャーズ, 2009)を用いて、【芸術に包括】【芸術と共通】【ダンス独自】【ダンスなし】のカテゴリーを作成しコーディングした。その結果、43州のスタンダードを収集することができた。それぞれの州のダンスの取り扱いは次の通りである。【芸術に包括】は2州、【芸術と共通】は11州、【ダンス独自】は26州、【ダンスなし】は4州であった。1994年のナショナルスタンダード策定以降、ダンス領域は芸術科に包括される形で必須科目となった。しかしながら、すべての州でダンスが独自に取り扱われているわけではなかった。【ダンス独自】のスタンダードを敷いているところが半数以上であるものの、【芸術に包括】【芸術と共通】【ダンスなし】の状況が3分の1以上を占めていた。ナショナルスタンダードは州に受け入れられているという指摘がある一方で、すべての州でダンス教育が独立して位置づいているわけではないことが明らかとなった。先の課題1については概ね計画通り進行している。ただし、課題1では研究対象を芸術科のスタンダードに焦点をあてて検討をしたが、本研究を進める過程で州レベルでは体育科でもダンスが扱われていることが判明した。ダンス領域はナショナルスタンダードレベルでは芸術科として必修化されたが、各州におとし込まれた場合、体育科のスタンダードにダンスの記載がみられた。この要因として教育の主権は州政府が握っており、ナショナルスタンダードは、法的な拘束力がなく、あくまで参考として位置づけられていることが考えられる。各州のダンスの取り扱いを明らかにする上では、各州の体育科のスタンダードも研究対象に含め追検討することで、実態を正確に明らかにすることにつながるであろう。課題2,3とと合わせて検証を進めていきたい。平成29年度以降の計画は、課題2:1994、2014年策定のナショナルスタンダードの構成及び内容の変容を考察するであった。目的達成に向け新旧のダンスのスタンダードであるNational Standards for Dance Education [NSDE] (NDA, 1994)とNational Core Arts Standards [NCAS](SEADAE,2014)を対象に、その構成の変更点を確認し、記述内容の相似及び相違を検討した。その結果、内容に関するスタンダードはNSDEがcontent standardとして7つで構成されていたのに対し、NCASではAnchor standardとして11つで設定されていた。到達度に関するスタンダードはNSDEがAchievement Standardだったのに対し、NCASではPerformancestandardなっており、4年ごとの発達段階でスタンダードが括られていたものから、学年ごとで示されるようになった。したがって、NCASは、内容、到達度に関するスタンダードともに細かく示されるようになったといえる。また、NCASのスタンダードは、全ての芸術領域で芸術に関するリテラシーが高められることを意図して、創造する、実演する、応答する、結び付けるという4つの芸術過程によって区分している。さらに、NCASのPerformance standardは、NSDEと概ね同様の内容を扱っているが、「健康的な生活との関連付け」のみ対応していなかった。

総じて、NCASはNSDEの記述内容を概ね踏襲しながらも、芸術志向を強め、より細かくスタンダード設定するようになったといえる。課題2の1994、2014年策定のナショナルスタンダードの構成及び内容の変容を考察することを達成するため、対象となる文献の比較検討を行ったが、考察の深まりが十分ではない。資料を追加した上で、課題2をまとめる必要があり、それに伴い課題1及び課題2を総括する課題3の着手が遅れている。本研究は、アメリカにおけるダンス教育のスタンダードを対象に、ダンス教育の指導内容及びその作成過程を明らかにすることを目的としている。平成30年度の計画は、課題1:ナショナルスタンダードと各州のスタンダードの構成及び内容を比較し分析すること、課題2:1994、2014年策定のナショナルスタンダードの構成及び内容の変容を考察することの2つの研究課題の成果を踏まえ、ダンス教育の指導内容及びその作成過程を検討することであった。ダンスの指導内容は、1994年のナショナルスタンダードが各州に落とし込まれた際には、「文化的、歴史的な文脈」「批判的、創造的な思考」「動きの要素や技能」が比較的多く採用されていたのに対し、「健康的な生活との関連付け」に関する内容は比較的少数の採用状況であった。また、1994年から2014年のナショナルスタンダードの移行にかけては、ほとんどの指導内容を踏襲しながらも、「健康的な生活との関連付け」は2014年版では確認できなかった。さらに、2014年版では「芸術の過程」を設けてスタンダードを区分するなど、芸術志向を強めていることが明らかとなった。一方で、芸術領域に内包される形で教科として安定した地位を得たダンスではあったが、州レベルではダンスが領域として確立される保障はなく、またスタンダードも独自のものが必ずしも策定されているわけではなかった。2014年のSHAPE Americaが示した体育のナショナルスタンダードにおいて、ダンスが独立した内容領域として台頭したことを踏まえれば、ダンスは連邦政府や州による政策や教科の枠組みの影響を多分に受けながら指導内容が設定されていることが示唆された。今年度は課題2:1994、2014年策定のナショナルスタンダードの構成及び内容の変容を考察することにある。2014年に策定されたナショナルスタンダードであるNational Core Arts Standardsをインターネット上から収集する。
暖地型イネ科牧草における施肥窒素利用特性の評価

本試験は,尿素を施用する無機態窒素区とコメヌカとローズグラス乾草の混合物を圃場に鋤き込む有機態窒素区を設け,施肥窒素形態に対する暖地型イネ科牧草の施肥反応を調査した。その結果,ネピアグラスおよびバヒアグラスの収量は無機態窒素区に比べ有機態窒素区で減収した。ソルガムでは窒素の施用形態に関わらず収量は両区とも同程度であった。ローズグラスでは無機態窒素区に比べて有機態窒素区で高く,有機態窒素の施用効果が高い可能性が示唆された。本研究は,地球温暖化に伴う気温上昇の影響により作付面積の拡大が予測される暖地型イネ科牧草における窒素利用特性を評価し,バイオマスの利活用推進に伴って使用量が増加することが予測される堆肥などの有機質肥料に対する影響を明らかにすることを目的とする。寒地型牧草に比べ生産力が高く収量性に優れている暖地型牧草を含めた飼料作物栽培では,安定した生産量を確保するために有機質肥料の投入が不可欠となる。有機質肥料は,原材料や製造方法が多岐にわたるため養分の無機化を含めた施肥効果には不明な点が多い。本試験では,暖地型イネ科牧草における施用窒素形態に対する反応を明らかにするため尿素を施用する無機態窒素区とコメヌカとローズグラス乾草の混合物を圃場に鋤き込む有機態窒素区を設け,施肥窒素形態に対する暖地型牧草の施肥反応を調査した。有機態窒素区および無機態窒素区とも窒素施用量で15kg/10aとなるように施用量を調整した。また,リン酸(7kg/10a)およびカリ(15kg/10a)の施用量は両区とも同一とした。供試草種は,ローズグラス,バヒアグラス,ソルガムおよびネピアグラスの4草種を各処理ともそれぞれ3反復で実施した。最終刈取時の草丈は,ローズグラス,バヒアグラスおよびソルガムでは有機態窒素区および無機態窒素区で同程度であったが,ネピアグラスでは有機態窒素区で低くなる傾向を示した。また,ネピアグラスおよびバヒアグラスの乾物収量は,無機態窒素区に比べ有機態窒素区で20%程度の減収であった。また,ローズグラスでは無機態窒素区に比べて有機態窒素区で高く,有機態窒素の施用効果が高い可能性が示唆された。栽培後の土壌中の全窒素含量はローズグラス,バヒアグラスおよびネピアグラスでは施用形態間に有意な差はみられなかったが,ソルガムでは有機態窒素区が無機態窒素区に比べ5%水準で有意に高くなった。1番草の草丈は,ローズグラスおよびネピアグラスでは有機態窒素区で有意に低くなった。
オキシトシンの血液脳関門移行に関わる分子装置の解明と愛情の構築研究

オキシトシン(OT)が社会性行動を引き起こす“愛情ホルモン"として中枢神経作用を発揮するには、末梢循環から血液脳関門(BBB)を通過し、脳内へ移行することが必須となる。しかし、これまでこのような現象の存在そのものや、分子機構については全く分かっていなかった。本研究では、OTの脳内移行とその作用発揮の分子機構の解明を目的とする。本年度は、以下のことを明らかにした。1.OTとRAGE(receptor for advanced glycation end-products)との直接結合と細胞内シグナル伝達の有無:合成OT(ペプチド研)とヒト・マウスの精製組み換えRAGEタンパクとの直接結合を表面プラスモン共鳴法とELISAプレートで確認した。OTはRAGE細胞外領域の免疫グロブリン様ドメインVおよびC1に結合した。しかし、OTののRAGEへの結合は、RAGE細胞内シグナル伝達を引き起こさなかった。2.RAGEによるオキシトシンの血管側から脳側への移行をin vitroで検証:初代培養したサル脳の毛細血管内皮細胞、ラット脳周皮細胞及びラット星状細胞を含む微小血管単位で構成されるin vitroBBB透過性アッセイキット(MBT-24H、ファーマコセル株式会社)を用いて、RAGE依存的なOTのBBB通過性が確認できた。3.合成OTを皮下注射、静脈内投与、鼻腔投与を行ってその脳移行をマウスで確認:各種RAGE遺伝子改変マウス(全身でRAGEが欠損するRAGE-KOマウス、血管内皮細胞RAGE過剰発現のRAGE-Tgマウス、膜型RAGEノックインマウスなど)を駆使して検証した結果、血管内皮細胞上のRAGE依存的なOT脳内移行が確認できた。また、内在性OTと区別するため[13C,15N]OTを用いても、脳脊髄液、脳内への移行が確認できた。オキシトシン(OT)とRAGE(receptor for advanced glycation end-products)との直接結合およびRAGE依存的なOTの脳内移行が明らかになった。血中のOTが血液脳関門(BBB)を通過し、脳内へ移行する現象の実在が初めて証明され、その分子機構が明らかになるなど先駆的な成果と言える。
窒素固定エンドファイトの感染ならびに窒素固定メカニズムの解明

私達は、これまでにサツマイモ体内から窒素固定エンドファイト(Bradyrhizobiumsp. AT1)を分離してきた。本年度は、サツマイモを長期間栽培し、B. sp. AT1の接種効果を調査した。[人工気象機内における接種試験]サツマイモ幼植物の地下部にB. sp. AT1を1カ月おきに接種した。無窒素条件下で約5ヶ月間栽培した結果、接種区のサツマイモにおいて約17%の新鮮重の増加が認められた。また、アセチレン還元法および重窒素希釈法により、接種区において窒素固定活性および窒素固定の寄与が認められた。[圃場における接種試験]6月下旬に、コンクリート枠圃場(N:5kg/10a)にサツマイモ(ベニアズマ、アヤムラサキ、高系14号)を移植した。接種区の苗は、移植前日に切り口をB. sp. AT1の懸濁液に浸し、移植後は1カ月おきに菌液を葉面散布した。11月上旬に生育調査を行った結果、アヤムラサキ接種区において、地上部および塊根の著しい生育促進が認められた。一方、ベニアズマおよび高系14号では接種区における有意な生育促進が認められなかった。さらに、圃場栽培したサツマイモ抽出液中でB. sp. AT1を培養した結果、アヤムラサキ地上部の抽出液中で最も高い窒素固定活性が認められた。以上の結果から、B. sp. AT1の窒素固定活性は、サツマイモ内成分の違いによって異なることが示唆された。また、人工気象機内において無窒素条件下で栽培したベニアズマでは、B. sp. AT1接種による生育促進効果が認められたことから、施肥窒素量の違いがB. sp. AT1の窒素固定活性を制御している可能性も示唆された。これらの成果を応用することにより、今後、非マメ科作物においても窒素固定エンドファイトを利用し、抵投入の農業を実現することが可能になると考える。窒素肥料は作物の生産性向上に大きく貢献してきたが、一方で農耕地からの流出による周辺環境への汚染が世界規模で問題となっている。また、窒素肥料の工業的生産には大量の化石エネルギーが消費されており、化学肥料窒素の投入量を抑えた作物生産技術の開発が緊急の課題となっている。その対策技術の一つとして生物的窒素固定の活用が見直されており、近年、非マメ科作物内で窒素固定を行う植物体内細菌(エンドファイト)が注目されている。中でもサツマイモは、養分の少ない土壌条件でも生育が可能で施肥窒素量が少ないことから、エンドファイトによる窒素固定の可能性が推定されている。申請者はこれまでに、サツマイモから数種類のエンドファイトを分離しており、本年度は分離したエンドファイト(Bradyrhizobium sp. AT1, Pseudomonas sp. T16, Paenibacillus sp.AS2)の単生条件における窒素固定活性をアセチレン還元法で測定した。この結果、有機酸および糖を炭素源とする培地においては、いずれの分離菌からも窒素固定活性が認められたが、有機酸または糖のみを炭素源とする培地においては、Pseudomonas sp. T16のみ、わずかに窒素固定活性が検出された。さらに、サツマイモ抽出液による培養では、Bradyrhizobium sp. AT1から高い窒素固定活性が測定された。また、いずれの分離菌においても、酸素および窒素により窒素固定活性が抑制されることが確認された。以上の結果から、分離したエンドファイトは単生条件において窒素固定を行うことが明らかになり、植物組織内においても窒素固定を行う可能性が示唆された。さらに、これらの窒素固定エンドファイトをサツマイモに接種した結果、植物内に感染することが明らかになった。現在、エンドファイトの植物内における窒素固定活性を調査している。近年、化学肥料窒素の投入量を抑えた作物生産技術の開発が進められており、その対策技術の一つとして生物的窒素固定能の活用が見直されている。これまでに植物体内に生息する微生物(エンドファイト)による窒素固定の例が知られるようになり、中でもサツマイモは養分の少ない土壌条件で生育が可能で、一定収量を得るための施肥窒素量が少ないことから、エンドファイトによる窒素固定の可能性が推定されている。本研究では、サツマイモから窒素固定能の高いエンドファイトを選抜し、宿主植物内での安定した定着条件、窒素固定発現条件の解明に取り組んでいる。私達は、これまでにサツマイモ体内から分離したエンドファイト(Bradyrhizobium sp.AT1)が、サツマイモ抽出液中において窒素固定を行うこと、また窒素化合物を添加すると窒素固定活性が抑制されることを確認している。そこで今年度は、B.sp.AT1を低窒素条件で栽培したサツマイモに接種し、感染状況および植物体内における窒素固定の可能性を推定した。この結果、B.sp.AT1がサツマイモの葉、茎および根に感染することを確認し、B.sp.ATI接種区においては生育促進が認められた。また、アセチレン還元法および重窒素希釈法により、B.sp.AT1接種区のサツマイモ器官内において体内窒素固定の可能性が示唆された。さらに、B.sp.AT1は酸素濃度5%以下の微好気条件において窒素固定活性を発現することを明らかにした。一方、サツマイモ体内における酸素濃度を微小酸素電極で測定した結果、葉、茎および根において、エンドファイトの窒素固定活性を発現する条件まで酸素分圧が低下することが明らかになった。

これらのデータは非マメ科植物においてもエンドファイトによる窒素固定が利用可能なことを示す重要な情報になり得ると考える。私達は、これまでにサツマイモ体内から窒素固定エンドファイト(Bradyrhizobiumsp. AT1)を分離してきた。本年度は、サツマイモを長期間栽培し、B. sp. AT1の接種効果を調査した。[人工気象機内における接種試験]サツマイモ幼植物の地下部にB. sp. AT1を1カ月おきに接種した。無窒素条件下で約5ヶ月間栽培した結果、接種区のサツマイモにおいて約17%の新鮮重の増加が認められた。また、アセチレン還元法および重窒素希釈法により、接種区において窒素固定活性および窒素固定の寄与が認められた。[圃場における接種試験]6月下旬に、コンクリート枠圃場(N:5kg/10a)にサツマイモ(ベニアズマ、アヤムラサキ、高系14号)を移植した。接種区の苗は、移植前日に切り口をB. sp. AT1の懸濁液に浸し、移植後は1カ月おきに菌液を葉面散布した。11月上旬に生育調査を行った結果、アヤムラサキ接種区において、地上部および塊根の著しい生育促進が認められた。一方、ベニアズマおよび高系14号では接種区における有意な生育促進が認められなかった。さらに、圃場栽培したサツマイモ抽出液中でB. sp. AT1を培養した結果、アヤムラサキ地上部の抽出液中で最も高い窒素固定活性が認められた。以上の結果から、B. sp. AT1の窒素固定活性は、サツマイモ内成分の違いによって異なることが示唆された。また、人工気象機内において無窒素条件下で栽培したベニアズマでは、B. sp. AT1接種による生育促進効果が認められたことから、施肥窒素量の違いがB. sp. AT1の窒素固定活性を制御している可能性も示唆された。これらの成果を応用することにより、今後、非マメ科作物においても窒素固定エンドファイトを利用し、抵投入の農業を実現することが可能になると考える。本年度は、これまでにサツマイモから分離したエンドファイト(Bradyrhizobium sp.AT1)がサツマイモ体内で窒素固定をしていることをアセチレン還元法や重窒素希釈法により証明した。また、B.sp.AT1が有機酸をエネルギー源として低酸素条件で窒素固定活性を発現することを明らかにした。さらに、サツマイモ体内の酸素分圧が、B.sp.AT1の窒素固定活性を発現する条件まで低下することを示した。これらの成果は、エンドファイトの窒素固定メカニズムの解明につながり、本研究課題を順調に進展していると考える。これまでの結果から、サツマイモから分離したエンドファイト(Bradyrhizobium sp.AT1)が、サツマイモ体内で窒素固定をしていることが明らかになった。今後、宿主植物内においてエンドファイトが窒素固定を行うための条件をより詳細に調査するとともに、宿主植物によって得られた光合成産物がB.sp.AT1にどのように利用され、窒素固定が行われるかを明らかにしたいと考えている。また現在、サツマイモ以外の作物(イネ)についても窒素固定エンドファイトの接種試験を行っており、それらの植物内での窒素固定および定着条件について検討する予定である。
海洋バイオマス利用による CO2 削減およびバイオ燃料化に関する研究

本研究では火力発電所や下水処理施設などから排出される二酸化炭素(CO2)を海藻を育てるための資源として再利用した。高濃度のCO2を海水に人工的に溶かし、それを海藻に与えることで藻類の光合成(成長速度)を飛躍的に高めた。通常の海水に比べて約1.9倍以上に成長が高まる結果を得た。また海藻を原料としたバイオエタノールの試作を成功させた。このようにCO2を減らし,またCO2を新たな資源として再利用する「炭素回生システム」研究開発を行った。本研究は、火力発電所やゴミ焼却施設等の化石燃料(石油、石炭、天然ガス等)を大量に使用する大型施設または大型化学プラントなど生産物工程上から排出される大量の二酸化炭素を、沖縄の豊富な日射量と高い海水温を活用して高効率に、海洋性藻類を増殖させて回生(植物に吸着固定させ、再利用する)させるシステムを開発することを目的として実験的研究を行った。その第1ステップとして、自然状態の海水中二酸化炭素溶解状態に比して約50400倍高濃度の二酸化炭素を海水に溶解する新技術の開発およびその高濃度二酸化炭素が溶解された海水を利用した海藻類高効率増殖技術の開発、さらに大量養殖された海藻類を用いたバイオエタノール・バイオガス等のバイオエネルギー製造方法の開発の3テーマを主軸とした研究計画を立てて実験的研究を行った。まず,CO2の新たな溶解技術(無気泡溶解方式)に関する実験については,火力発電所からの排ガス中の二酸化炭素溶解実験に関して,溶液(海水または淡水)温度、溶解タンク内圧力、ガスおよび溶液の溶解タンク内循環流量、溶解時間,以上種々のパラメータによる影響について実験を行った。その結果,これらパラメータ変化による基本的な溶解特性を明らかにした。つぎに高濃度二酸化炭素含有海水を用いた海藻養殖については,「胞子および発芽体集塊化法(ぷちも栽培法)」による海藻類養殖実験を行った。その際、海藻類高効率培養に関する最適条件として温度・pH・O2・CO2・光量・流量等、種々のパラメータによる影響を計った。その結果,特に二酸化炭素濃度を高濃度にした海水で通常の1.9倍成長することが確認された。バイオ燃料化については「胞子および発芽体集塊化法(ぷちも栽培法)」により養殖したホソエダアオノリを用いたバイオエタノール化に成功した。平成23年度は,二酸化炭素の無気泡溶解方式による削減実験として,火力発電所からの排ガスに加えて,新たに下水処理施設で汚泥から発生する消化ガス(メタン発酵ガス)を用いた。消化ガスについては,メタンと二酸化炭素の比率が約6:4程度であり,比較的多量の二酸化炭素を有する.そのためバイオマス燃料としての価値が低くなっている.この消化ガスから二酸化炭素を分離溶解することで,二酸化炭素の削減と同時に高品質メタンガス(バイオガス)の製造を試みた.その結果,消化ガス生成時は45%濃度から濃度89%のメタンガス化に成功した.つぎに高濃度二酸化炭素含有海水を用いた海藻養殖については,沖縄に向いた海藻として「海ブドウおよびオゴノリ」を用いた。その際、海藻類高効率培養に関する最適条件として温度・pH・O2・CO2・光量等、種々のパラメータによる影響を計った。その結果,二酸化炭素濃度を高濃度にした海水で、海ブドウの場合で通常の約1.9倍、オゴノリの場合で約3.5倍もコントロールである二酸化炭素を付加しない海水で育てた海藻より成長することが確認された。本研究は海藻型植物工場をベースとすることで,従来回収処理が困難であった二酸化炭素を二酸化炭素溶解装置で回収し、その二酸化炭素を利活用する炭素回生システムの構築を目的とする.またそれを実施するための複数の専門領域を横断したエネルギー・環境チームを発足し、気候変動に対応した島嶼型エネルギー環境社会モデルを具体化するための知見を得ることを目指す。H24年度は,特に1.エントロピー価値に着目した活用可能な未利用ガスエネルギー・資源の調査、2.海藻工場ベースとした二酸化炭素およびエネルギー回生モデルプラント構築を目標とした.その成果について記す。1.エントロピー価値に着目した活用可能な未利用ガスエネルギー・資源の調査については、まず下水処理場より発生する消化ガス(メタン発酵ガス)の発生量、利用方法および発生方法、発酵効率、必要熱量について、そのエネルギー量およびエネルギー密度、発生個所(場所)等、特性について調査し明らかにした。また消化ガスからの二酸化炭素回収による高密度エネルギー化技術の開発を行った。その結果、メタン濃度45%の消化ガスから二酸化炭素を回収分離し、メタン濃度89%まで高濃度化を達成した。2.海藻工場ベースとした二酸化炭素およびエネルギー回生モデルプラント構築では、国内初と考えられる海藻型植物工場モデルプラントの設計・製作・設置を行った。

具体的にはコンテナ2台を連結した独立型海藻植物工場を設計し、50L水槽9台を設置することで、室温・水温・光量・水量・二酸化炭素濃度をコントロールした海藻培養が可能な環境を構築した。本実験環境により、これまで海藻培養において取り上げられることがなかった水流(流速)を変化させた場合の海藻成長の様子を調べ、適切な水流を与えることでより海藻成長が高まることを明らかにした。本研究で培養する海藻について,種類(緑藻,紅藻,褐藻)について検討した.その際,それぞれの種類の海藻について培養方法,二酸化炭素付加濃度等が非常に異なった.そのため本研究に適した海藻の選択に予定より時間がかかった.またこれから行う予定の海藻周りの流れ場の影響を測るには,比較的大きな水槽の使用が必要なため,それらを設置可能な実験室拡充に時間を要した.24年度が最終年度であるため、記入しない。まず水流制御が可能な培養水槽の設計・製作を行う.つぎにその水槽を用いて海藻培養を行う.その際に光学的手法により海藻周りの流れ場を可視化し,その画像をもとに海藻周りの流れの状態解析を行う.またこれらの水槽設計・製作・培養実験による水槽内流れのコンピュータシミュレーションも同時に平行して行う.以上より,海藻周りの流れ場が,海藻の生長にどのように影響を与えるのかを調べる.一方,海藻の有効利用についても調査および糖化.発酵および工業製品化実験を行い,その活用方法の開発も行う.24年度が最終年度であるため、記入しない。
静および衝撃負荷を受けるFRP積層材の厚さ方向のせん断特性の解明

繊維強化プラスチック(FRP)複合材料は厚さ方向に積層されて使用される場合が最も多く、その場合の破壊の主要なモードは層と層が剥がれて壊れる層間破壊であるが、この厚さ方向の横せん断弾性係数や横せん断破壊ひずみは、実験の困難さのために、今まで求められていないのが現状である。本研究では、CFRP積層材の静的3点曲げショートビーム試験を行い、本研究で特別に考案された電子光学式非接触変位計を用いて、従来測定されることのなかった横せん断ひずみを負荷の初期から破壊まで求め、CFRP積層材の繊維配向角と横せん断弾性係数および横せん断破壊ひずみの関係を実験的に初めて明らかにした。また、実験結果と積層理論による解析結果との比較を行い、FRP積層材の横せん断弾性係数を求める試験法の妥当性およびFRP積層材の横方向等方性の仮定の妥当性を実験的に初めて検討した。さらに、繊維配向角によってFRP積層材の破壊がせん断破壊から曲げ破壊に移行することを超音波探傷及び3次元有限要素法の解析によって明らかにしている。以下、本研究で得た具体的な成果を箇条書きで記す。(1)従来垂直ひずみを精度良く実測するために用いられてきた電子光学式非接触変位計を、同一水平線上の2点の垂直変位を求められるように改良することによって、今まで測定されなかったCFRP積層材の厚さ方向の横せん断ひずみ求めることができた。(2)斜向一方向材の横せん断特性に与えるクロスエラスティシティ効果の影響を実験的に明らかにし、その影響を取り除いて、繊維配向角と横せん断係数や横せん断破壊ひずみとの関係を明らかにした。(3)一方向材の繊維配向角が変化した場合と疑似等方性積層材の積層理論による横方向せん断弾性係数の計算値は実験結果と良く一致し、これより任意の繊維配向角と積層構成を有するCFRP積層材の横方向せん断弾性係数は積層理論で求められることを示した。(4)90°材の横せん断弾性係数の実験値は横方向等方性の仮定による引張り試験の結果から求めた値とほぼ一致し、従来から用いられていた一方向積層材の横方向等方性の仮定の妥当性を初めて実証した。(5)繊維配向角の増加と共に0°及び15°材はせん断によって破壊し、30°材はせん断と曲げ(圧縮)で破壊し、45°材以上は曲げによって破壊することを明らかにし、これらの結果は超音波探傷結果と一致した。比強度、比剛性に優れる繊維強化プラスチック(FRP)材を厚さ方向に積層した場合に、横(厚さ)方向せん断によってしばしば破壊するが、実測が困難なため、FRP材の横せん断特性ほとんど明らかにされていない。