hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超小型アンテナの理論構築と実現化

任意の形状から成る超小型アンテナを対象とし,その放射特性を導出するための理論を構築した.その際,アンテナ導体上を流れる電流に関して,ひとつの積分方程式を定式化した.この方程式の積分核は,微分演算や積分演算を含まない形に整理されている.それゆえ,取り扱いが簡単であり,計算時間が短縮できる利点をもつ.スパイラル形状に適用し,モーメント法により解を得た.得られた結果をもとに,超小型スパイラルアンテナを実現している.任意の形状から成る超小型アンテナを対象とし,その放射特性を導出するための理論を構築した.その際,アンテナ導体上を流れる電流に関して,ひとつの積分方程式を定式化した.この方程式の積分核は,微分演算や積分演算を含まない形に整理されている.それゆえ,取り扱いが簡単であり,計算時間が短縮できる利点をもつ.スパイラル形状に適用し,モーメント法により解を得た.得られた結果をもとに,超小型スパイラルアンテナを実現している.1)小型アンテナの電流を厳密に求めるために,Maxwellの方程式に境界条件を適用して,電流を未知数とした積分方程式の導出をおこなっている.この積分方程式の積分核は三つに分類される.第一の核は,直線状導体の場合に現れるものと同形式となっている.第二および第三の核は曲がりの導体に起因するものである.電流をエンタイヤドメインで定義し,点整合法により積分方程式を解けるように工夫している.さらに電流を基盤としてアンテナからの放射界を求める計算プログラムを開発している.2)開発した計算プログラムを用い、小型角形スパイラルアンテナを解析している.このアンテナの入力インピーダンスを求め,周波数応答を明らかにしている.さらに,実用上の観点から,容量装荷によるインピーダンス整合を考察し,給電線に対する整合を可能にしている.3)上記の理論構築と並行して、基礎実験を遂行している。その際,小型角形スパイラルアンテナを、バラン回路を用いずに同軸線で簡易に給電している.同軸線の直径が0.33mmと1.6mmである場合のアンテナ作製上の問題点を考察している.直径0.33mmの同軸線では、曲げ(90度に近い)が容易であるが断線しやすいことが見出される.一方、直径1.6mmの同軸線では、曲げが困難であるが堅牢なアンテナを製作できる.アンテナ特性の測定から,次の点が指摘できる:アンテナが小さく、かつアンテナ導体を直角に曲げる箇所が多いため、曲げによる定在波の発生に注意する必要がある.今後は,曲げを緩やかにするために、小型丸形スパイラルを検討していくことになる.前年度の定式化に基づき,超小形アンテナを評価するための計算プログラムを作成・改善した.このプログラムは次の特長をもつ,1)プログラムはアンテナの大小にかかわらず使用できるようになっている.2)任意の形状からなる線状アンテナに適用できる.以下に研究成果を示す.1)解析結果(a)小形スパイラルを形成する過程における入力インピーダンスの変化を解析した.使用したアンテナの占有体積は0.0362波長×0.0346波長×0.0354波長と極めて小さい.アーム折曲に伴い共振周波数が、高域に推移することを明らかにした.(b)平面形状スパイラルを直角に折り曲げた場合の放射特性を検討した.使用したスパイラルアンテナの全長は,0.28波長であり,最外のアームの一辺は約0.02波長,高さは0.016波長と極めて小さい.折り曲げによる放射パターンへの影響は少ない.共振周波数が高域に移動する,ことを明らかにした.2)実験結果上記のプログラム作成およびアンテナ解析と並行し,超小形アンテナを試作した.実験値と理論値との良い一致が得られ,理論解析の妥当性が確認できた。新規に中心で折り返された変則のスパイラルアンテナの実験を行った.スパイラルの外周は約0.142波長と小形化されている.アンテナ高が約0.04波長の時,約10Ωの抵抗成分が得られる.放射パターンは無指向性を示し,直交偏波は-20dB以下であり,極めて低いことを明らかにした.以上の得られた成果を国内学会(電子情報通信学会)で公表した.以下に研究成果を示す.1.計算プログラム超小形アンテナを評価するための計算プログラムの"さらなる"改善をおこった.このプログラムはアンテナの任意の箇所に抵抗や容量を装荷できるようになっている.この計算プログラムはフォートランで書かれている.2.解析結果(1)モノポールで給電された小形角型スパイラルアンテナを解析した.使用したアンテナの占有体積は0.016波長×0.015波長×0.0003波長と極めて小さい.スパイラルの終端を開放した場合と短絡した場合の放射特性を考察した.スパイラルの終端を開放した場合の特性は短絡した場合に比べ、直交成分の少ないことを明らかにした.(2)平面形状2線式丸型スパイラルアンテナの給電部付近に容量を装荷した場合の入力インピーダンスを解析した.使用したスパイラルアンテナの直径は,0.016波長と極めて小さい.さらに,高さは0.01027波長と超低姿勢となっている.給電部付近に適切な容量を装荷することにより,入力インピーダンスのリアクタンス成分がゼロとなることを示した.さらに,入力インピーダンスの周波数特性を解析し,入力抵抗の変化量が少なくなる周波数範囲を明らかにした.

本解析の範囲内で,入力抵抗の変化量は24Ωである.3.実験結果上記のプログラム作成およびアンテナ解析と並行し,平面形状2線式丸型スパイラルアンテナを試作した.入力インピーダンスの実験値は理論値と良く一致し,理論解析の妥当性が確認できた.以上の得られた成果を国内学会(電子情報通信学会)で公表した.
ウマの生物学的特性の解析-特に生殖機構の特性について

ウマの妊娠維持機構には極めて特徴的な面が多く存在する。そこで、哺乳類の妊娠維持機構において重要とされる各種生理活性因子のうち、インヒビン(I)/アクチビン(A)/フォリスタチン(F)に着目し、妊娠各時期でのそれら遺伝子の発現を、各生殖器官において観察した。また、胎盤のステロイド代謝系において中心的な役割を果たす20a-水酸化ステロイド脱水素酵素(20^<a->HSD)遺伝子の部分的なクローニングを試みた。その結果、以下の点が明らかとなった。1)妊娠各時期の子宮/胎盤のI/A各サブユニット遺伝子の発現を観察した結果、Aが主に産生されていた。また、その産生部位は母体側の子宮内膜腺であった。他の哺乳類(ラット、ヒト)では、インヒビンが胎子胎盤から産生されるが、今回の結果は、それらとは異なり、比較生物学的に哺乳類の妊娠機構を考えた場合、極めて興味深いものであった。また、Aの結合タンパクとして機能しているFについて、その遺伝子のクローニングを行い、子宮/胎盤での発現パターンは、上述したAサブユニット遺伝子の発現パターンと一致した。2)ウマは、妊娠中に副黄体を形成し、妊娠維持に必要なプロジェステロンを分泌する。この副黄体からIが産生されている可能性を示した。黄体からのI産生が確認されている種はヒトのみであり、ウマの妊娠維持には、他の有蹄類と霊長類型の両者の機構が共存していることが示唆された。3)ウマ胎子生殖腺では、雌雄ともに、主として間質細胞からI-Bが産生されており、間質細胞からのアンドロジェン分泌の維持に役割を担っている可能性が示された。4)ウマ胎盤のcDNAライブラリーを作製し、20a-HSD遺伝子のクローニングを試みた。得られたクローンは、高度に胎盤特異的な発現を,齧歯類の卵巣からクローニングされている20a-HSD遺伝子と高い相同性を示した。今後、蛋白質発現系を用い、本遺伝子がコードする蛋白質の酵素活性、基質特異性について検討していく。本研究では、ウマ胎盤20α-HSD遺伝子の発現状況について検討する前段階の実験として、妊娠サラブレッド9頭から妊娠各時期の母体と胎児のステロイド産生臓器を採取し、mRNA解析のサンプルを調整した。さらに、妊娠中におけるウマ血中プロジェステロン、および20α-OHP濃度の変化を調べた結果、ウマでは妊娠150日目以降、血中20α-OHP濃度に顕著な上昇が見られることがわかった。この結果は、今後、遺伝子クローニングなど胎盤における20α-HSD遺伝子の検索を行うに当たり、極めて有用な情報をもたらすものである。一方、ウマ子宮/胎盤、胎児性腺におけるインヒビン/アクチビンβA鎖遺伝子の発現について検討した結果、ウマ子宮/胎盤でアクチビンが産生されており、局所的なプロジェステロン産生刺激因子として機能していることが示唆された。また、胎児性腺においては雌雄ともにα鎖遺伝子の発現が認められ、妊娠の進行にともなって増加の傾向が見られた。α鎖遺伝子に比べてβ鎖遺伝子の発現は極めて低く、α鎖遺伝子の発現の特にステロイド代謝に対する効果の検討は、今後の興味ある課題となった。

今回得られた知見は、ウマ胎盤ではアクチビンを含む種々の因子によりプロジェステロン産生が保証される一方、局所的に産生されるプロジェステロンのもつ細胞毒性からの回避という点で20α-HSD活性が存在しており、その両者の発現が巧妙な機構により調節されていることにより妊娠が維持されていることを示唆するものである。さらに発情周期中の卵胞発育とインヒビンおよびエストラジオール17βの分泌について検討した結果、両者は馬においてもFSH、LH分泌調節に重要な役割を担っていることが示唆された。ウマ精巣は、胎児期に著しく肥大し、その後、出生前には、萎縮するという特徴を持つ。インヒビンはαサブユニットとβサブユニットのヘテロ2量体、アクチビンは、βサブユニットの2量体から構成されており、精巣において、パラクラインやオートクライン的な作用を示す調節因子である。前年までに、胎児期のウマ精巣においてインヒビンαサブユニットmRNAが発現していること、さらにそれは精細管周囲の間質細胞に局在していることを明らかにした。本年は、ウマ胎児精巣内で発現しているインヒビンαサブユニットが、βサブユニットとの2量体を形成し、インヒビンとしての作用を有するか否かを検討する目的で、ウマ胎児精巣内におけるβサブユニット(βA、βB)mRNAの発現と局在について検討した。また、ウマ精巣の胎児期から成体期にかけて(妊娠210日目、1歳、5歳、10歳)のインヒビン/アクチビン各サブユニットのmRNAの発現と、局在についても検討した。その結果、αサブユニット、βBサブユニットmRNAの発現は、上記全ての期間で確認されたが、βAサブユニットmRNAの発現は確認できなかった。これより、ウマ精巣ではインヒビンB、もしくはアクチビンBが産生されていることが示され、また、αサブユニットmRNAに比べβBサブユニットmRNAの発現量は低く、ウマ精巣では主にインヒビンBが産生されていることが示唆された。さらに、αサブユニットmRNAの発現量は、出生を境に減少し、一方βBサブユニットmRNAの発現量は、性成熟を境に減少する傾向が見られた。これら両サブユニットmRNAの発現の局在について検討したところ、両サブユニットmRNAは共に、胎児期では精細管を形成しつつある構造の周辺の間質細胞に、1歳では精細管内に存在する細胞および一部の間質細胞に、さらに5歳と10歳ではセルトリ細胞およびライディッヒ細胞に発現が確認された。ウマの妊娠維持機構には極めて特徴的な面が多く存在する。そこで、哺乳類の妊娠維持機構において重要とされる各種生理活性因子のうち、インヒビン(I)/アクチビン(A)/フォリスタチン(F)に着目し、妊娠各時期でのそれら遺伝子の発現を、各生殖器官において観察した。また、胎盤のステロイド代謝系において中心的な役割を果たす20a-水酸化ステロイド脱水素酵素(20a-HSD)遺伝子の部分的なクローニングを試みた。その結果、以下の点が明らかとなった。1)妊娠各時期の子宮/胎盤のI/A各サブユニット遺伝子の発現を観察した結果、Aが主に産生されていた。また、その産生部位は母体側の子宮内膜腺であった。他の哺乳類(ラット、ヒト)では、インヒビンが胎子胎盤から産生されるが、今回の結果は、それらとは異なり、比較生物学的に哺乳類の妊娠機構を考えた場合、極めて興味深いものであった。また、Aの結合タンパクとして機能しているFについて、その遺伝子のクローニングを行い、子宮/胎盤での発現パターンは、上述したAサブユニット遺伝子の発現パターンと一致した。2)ウマは、妊娠中に副黄体を形成し、妊娠維持に必要なプロジェステロンを分泌する。
近代ドイツと日本の医学交流産科医・女医の誕生・伝染病予防をめぐって

18・19世紀における日独医学交流、特に相互影響関係や差異を明らかにした。ヴィクトリア女王夫妻を中心とする英独医学関係も参考に、視野の拡大に努めた。初年度は日独シーボルト家の女医の系譜についてまとめ、次年度は「産科医」や「解剖図」をキーワードに、近代英独医学史を扱う選書を刊行した。最終年度は医師兼画家のカールスについて(眞岩)、文学作品における畸形を手掛かりに、見世物から医学標本への変遷(横山)、また結核や梅毒などの伝染病と医学標本(石原)など、個別に成果を公表した。初年度は代表者・石原と分担者・小川に協力者・眞岩を加えた3名で研究を進めた。定期的な会合とは別に、メールや電話等で緊密に連絡をとりあいながら、(1)近代産科医の誕生、(2)女医、(3)伝染病予防について、各自が資料収集と分析を担当した。石原・眞岩がドイツ・ヴァイマルおよびベルリンで医学史関連資料を収集する一方、イギリスでは小川がシーボルト家出身の産科医シャルロッテとヴィクトリア女王夫妻(特にゴータ公子アルベルト)に関する資料収集を行った(本資料の整理と分析は次年度の作業として継続)。また国内では、内藤くすり記念館・西尾市岩瀬文庫・伊藤圭介記念館・吉岡弥生記念館(掛川)、北里大学記念室、東京女子医科大学史料室、津山洋学記念館ほかで、資料調査と収集を行った。この成果については、日独近代医学交流を軸にまとめ、一部を公表した。1.日独近代医学史におけるシーボルト一族の役割:ハンス・ケルナーの著作をベースに、よく知られている日本研究家Ph.F.v.シーボルトの祖父・叔父達が18世紀ドイツ産科・外科学において果たした役割を紹介するとともに、ドイツで医療活動を公認された先駆的存在でもある叔母および従姉妹について調査、ドイツ初の女医エルクスレーベンとも比較した。2.ドイツ(もしくはドイツ語)と縁の深い日本人女医についても調査をすすめた。荻野吟子や吉岡弥生はもちろん、彼女の周囲でドイツと密接な関わりをもつ女医にも注目、うち明治期に日本人女医として初めてドイツに留学した高橋瑞子、また日本人女性としてドイツで初の医学博士号を取得した宇良田唯のふたりについてはドイツ語で発表・紹介した。研究代表者・石原は、2011年夏にベルリンおよびマールブルクでの研究調査およびアーカイブでの資料収集を行った。ここで集めた資料を補充し、前年度にベルリンで行った明治期にドイツで学んだ日本人女医の高橋瑞子と宇良田唯に関する講演をドイツ語論文にまとめ、紀要論文として公表した。また本年度は、ゲーテと関わりの深いヴァイマル自由絵画学校およびイェーナ大学附属産院についても調査をすすめ、研究分担・横山および連携研究者・眞岩啓子(日大非常勤)とともに、当時の産科学と絵画の密接な関係について論じた一般向けの小型書籍を執筆・編集した。本書は査読を経て、慶應義塾大学教養研究センター選書11として慶應義塾大学出版会より刊行された。この関連で眞岩も2011年夏にドレスデンおよびベルリンでカールスを中心とした資料収集を行った。特に従来の画家としてだけでなく、産科医としての彼の活動について、成果の一部を選書第二章で発表している。横山は、イギリス・スコットランドの産科医と解剖図版についての資料収集を行ったが、カールスの英訳された旅行記を、ドイツ語原典と比較検討することにより、イギリス国内の医療施設見学とその意義をより正確に把握することができた。また石原との英独語資料の相互分析により、当時導入された分娩時の鎮痛にクロロホルム麻酔について、イギリス・ドイツ問の迅速な情報交換があったこと、またその普及にヴィクトリア女王夫妻が重要な役割を果たしたことを確認できた。横山が担当した選書第三章では、これらの成果に加え、解剖図という観点からメアリ・シェリーの『フランケンシュタイン』解釈を試みた。最終年度は連携研究者・眞岩を含めた3名全員での著作は計画せず、個々にこれまでの成果をまとめる、緩やかな共同研究という形で研究をすすめた。研究代表者・石原は、専門研究対象であるドイツ詩人ゲーテと交流のあったフーフェラントを起点に、19世紀以降の近代日独交流についてまとめた単著を6月に上梓、本課題にあげた女医・産婦人科・種痘の伝搬を含む伝染病予防に関する研究成果を発表した。さらに本書で扱いきれなかった近代皮膚科における日独医学交流については、別途2本の論文にまとめたが、そこではゲーテが早くから有用性を説いたムラージュ(蝋製標本)が約1世紀後の20世紀前半になって皮膚科・性病科を中心に普及したこと、またその導入にはウィーンに留学した医師・土肥慶蔵が深く関わっていることなどを確認した。この近代皮膚科の成立と教材という視点から、石原が北里記念室調査時に知り合った細菌学者・檀原宏文氏にも加わっていただき、そこに研究分担者・横山も加えた計3名で、年度末コロキウム(於:東京大学・駒場キャンパス)の形で発表とディスカッションを行った。石原は日本のムラージュ技師、初代・伊藤有とその門下生について簡単に紹介した。

横山は19世紀の実在人物ジョセフ・メリックを扱った「エレファントマン」(映画・演劇含む)を取り上げ、畸形の主人公の身体が時代毎に獲得した象徴性および物語性について考察した。また眞岩は初年度から調査を進めていたゲーテ時代の産科医カールスの著作『動物解剖学教本』について紀要論文を発表した。カールスに影響を与えた人物としては、形態学の始祖でもあるゲーテと医師兼科学者オーケンの2名が挙げられる。本論では、両者の影響だけでなく、カールスの独自性を考察した。また科学をめぐる社会的変化の予兆、すなわち18世紀的伝統を継ぐゲーテと開かれた学問を目指すオーケンの関係にも言及した。サブタイトルにあるキーワード3つのうち、産科および女医については順調に調査が進んでおり、また成果も公表できた。3つ目の伝染病予防については、今年度まだ成果を発表するに至っていないが、最終年度でこちらも形にしたいと思っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度にあたる2012年度は、研究者各自が本課題の成果をまとめ、個々に学術論文や著作の形で公表を予定している。共同執筆は予定していないが、これまで通り、定期的に打ち合わせをもち、相互の情報交換を行いながら、研究の進展・遂行を図る。
ホスホリルコリンによる細菌感染とアレルギー性炎症の制御に関する研究

当初の実験が予定通りに進まない場合のために、PCによるインフルエンザ菌のバイオフィルム形成阻害を検討する実験も並行して行ってきた。その結果、インフルエンザ菌を抗PC抗体で処理することで、バイオフィルム形成が抑制される菌株が存在することを確認した。しかし、それらの菌株に見られる特徴については現在、検討中である。PAFによりPAF-RやH1Rの発現量が促進されることを過去の報告から当初予測していた。しかしながら、予測とは異なる結果が続き、それらの受容体の発現が鼻粘膜上皮においては変化しないことを確認するため追試実験を行い、時間を要した。鼻粘膜上皮細胞での結果をもとに、アレルギーマウスモデルを用いたPCによるアレルギー性炎症の抑制効果をみる予定であった。こちらについては、鼻粘膜上皮細胞での基礎データをもう少し検討したあとで開始予定である。鼻粘膜上皮細胞において、Poly (I:C)によりPAF-R、H1RのmRNAの発現量が促進することは確認できている。また、これらのmRNAの発現量がステロイドであるmometasoneにより抑制されることが確認できた。実臨床においてウイルス性上気道感染症の後にアレルギー性鼻炎の症状が増悪することはよく経験されることであり、mometasoneの投与により、これらのアレルギー性鼻炎の増悪が抑制されるかを検討していく予定である。またこれらの症状増悪をPCで抑制しうるかを、鼻粘膜上皮細胞での結果をもとにアレルギーマウスモデルを用いて検討していく。また、PCによる上気道感染症予防戦略として抗PC抗体によりバイオフィル形成が抑制される菌株とPC発現量との関係性を検討していく予定である。予測とは異なる結果が出たため、当初の実験計画を変更し、動物実験を行わなかったため次年度使用額が生じた。今年度は、鼻粘膜上皮細胞の実験のサンプル解析を行うとともに、鼻粘膜上皮細胞での実験結果をもとにアレルギーマウスモデルを使用した動物実験を行い、予算を使用する予定である。
地下水に含まれる硝酸塩の電気化学的分解除去

従来、NO_3^-は中性及びアルカリ性においては安定な化学種であるが、デバルダ合金(Cu-Al-Zn)はアルカリ性溶液中でNO_3^-を速やかにNH_4^+に還元することが知られている。その反応過程を解析した結果、デバルダ合金が電気化学的過程によってNO_3^-を還元していることを見いだし、中性溶液におけるCu電極のNO_3^-還元反応触媒能が示唆された。そこで銅を電極とした電解プロセスを中性溶液において検討したところ次のような知見を見いだした。まず、中性溶液においてNO_3^-の還元はNO_2^-を経てNH_4^+まで還元され、電解電位が高い場合この還元ステップはNO_2^-で止まり、低い場合は速やかにNH_4^+まで進行することが明かとなった。さらに-1.1VvsSHE以下の電位領域ではNO_3^-の還元反応速度が急激に増加することが明かとなった。この領域ではNO_3^-は、発生した水素により還元されているものと考えられる。以上の知見より、この電解プロセスを用いた場合、NO_3^-は速やかに還元されるとともに還元生成物としてほぼ100%NH_4^+が得られることが分かった。また、比較として白金電極を用いて同様の検討を行なったところ、NO_3^-除去率、NH_4^+の収率、電流効率の何れの点においても銅電極が白金電極に比べ優れていることが明かとなった。電解プロセスによって生成するNH_4^+除去にはゼオライトを用いた補助プロセスが最適であると考え、実際のプラントを想定した実験室レベルのプロセスを組み、その性能を検討した。電解時の水素発生に伴うpHの増加を防ぐため対極液に弱酸を使用した場合、処理後のpHは9.1となり、溶液のpHをほぼ中性に維持することができた。そこで-2.1VvsSHEで約2h電解したところNO_3^-除去率74%で、しかも生成したNH_4^+を完全に除去することができた。また、この処理プロセスにおける電力消費より計算した処理コストは100円/tonであった。
X染色体連鎖鉄芽球性貧血の動物モデル確立とその遺伝子治療研究への応用

赤血球型5-アミノレブリン酸合成酵素(ALAS-E)は、X染色体連鎖鉄芽球貧血(XLSA)の原因遺伝子であり、XLSAでは顆粒状鉄沈着をもった環状鉄芽球が骨髄中に出現する。ALAS-E遺伝子破壊マウス(ALAS-E-/Y)が胎生11.5日齢(E11.5)までに重篤な貧血で死亡し、ALAS-E-/Yの有核赤血球に環状鉄芽球とは異なる細胞質内瀰慢性鉄沈着の観察を我々は見いだした(EMBO J 1999)。そこでALAS-E遺伝子破壊マウスの鉄過剰の様式がXLSAのRSのそれと異なることに着目し、鉄沈着時の細胞内動態と赤血球の分化成熟との関連を追究するため、ALAS-E遺伝子破壊マウスの卵黄嚢造血特異的部分レスキューを試みた。卵黄嚢造血の有核赤血球においてヒトALAS-Eを特異的に発現させたトランスジェニックマウス(hAE Tg)を作製し、ALAS-E-/+と交配させることで、卵黄嚢造血のみ部分的にレスキューされたALAS-E変異体マウス(ALAS-E-/Y::hAE Tg)を得た。ALAS-E-/Y::hAE Tg胎児はE12.5まで致死が遅延され、成熟した有核赤血球の大部分が環状鉄芽球であることを認めた。ALAS-E-/Y個体では現れなかったRSが部分レスキューすることで、はじめて認められ、赤血球の分化成熟と鉄の細胞内動態が密接な関係にあることが示唆された。また、一部のレスキューマウスではE16まで胎生致死が遅延され、成体型造血由来の環状鉄芽球が認められ、ALAS-Eの欠損が環状鉄芽球の出現に必要十分であることを示した。赤血球型5-アミノレブリン酸合成酵素(ALAS-E)は、X染色体連鎖鉄芽球貧血(XLSA)の原因遺伝子であり、XLSAでは顆粒状鉄沈着をもった環状鉄芽球(RS)が骨髄中に出現する。ALAS-E遺伝子破壊マウス(ALAS-E-/Y)が胎生11.5日齢(E11.5)までに重篤な貧血で死亡し、ALAS-E-/Yの有核赤血球にRSとは異なる細胞質内瀰漫性鉄沈着の観察を我々は見いだした(EMBO J 1999)。そこで、ALAS-E遺伝子破壊マウスの鉄過剰の様式がXLSAのRSのそれと異なることに着目し、鉄沈着時の細胞内動態と赤血球の分化成熟との関連を追究するため、ALAS-E遺伝子破壊マウスの卵黄嚢造血特異的部分レスキューを試みた。卵黄嚢造血の有核赤血球においてヒトALAS-Eを特異的に発現させたトランスジェニックマウス(hAE Tg)を作製し、ALAS-E -/+と交配させることで、卵黄嚢造血のみ部分的にレスキューされたALAS-E変異体マウス(ALAS-E-/Y::hAE Tg)を得た。ALAS-E-/Y::hAE Tg胎児はE12.5まで致死が遅延され、成熟した有核赤血球の大部分がRSであることを認めた。また、現在、トランスジェニックマウスによるALAS-E遺伝子破壊マウスの完全レスキューによるXLSAモデルマウスの開発を進行中である。
合成光触媒アパタイトの新複合材料としての評価

ハイドロキシアパタイト(以下HAp)は、その生成過程で主要元素であるCa^(2+)、PO_4^(3-),OH^-がそれぞれ特定イオンと置換する性質がある。HApに特定イオンが置換されると、そのイオンの特性が付与されることがある。例えば、HApのOH^-にF-が置換されると結晶性が向上して、FApの耐酸性が増加する。そこで、HApを共同沈殿法で合成する過程でTi^(4+)を作用させ、Ti^(4+)ドープのHAp(以下TiHAp)の生成を試みた。ここでは、TiHApのTi^(4+)の置換位の解析および合成TiHApの紫外線照射によるOHラジカル生成の強度から光触媒機能性を評価した。共同沈殿法によるTiHApの合成時に、0.01,0.005,0.0025および0モル濃度のTi^(4+)をドープさせた。合成物の元素組成はICP分析、結晶構造はX線回折で解析した。これらの実験から、以下の結論が得られた。0.0025,0.005および0.01モルのTi^(4+)をドープさせた合成物は、32°、33°、49°(2θ)に第一、第二、第三ピークをもつアパタイトの結晶構造を有していた。合成物のCa/Pモル比は、1.64(Ti4+Oモル)、1.57(0.0025モル)、1.53(0.005モル)、1.44(0.01モル)となり、Ti^(4+)のドープ濃度依存性が認められ、アパタイト結晶のCa^(2+)位へのTi^(4+)の置換が強く示唆された。0.0025,0.005および0.01モルのTi^(4+)をドープさせた合成物は、一定の紫外線照射によって第1次第4次ピークを示すOHラジカルが同定された。Ti^(4+)のドープ濃度が0.01モルの1/4に相当する0.0025モルでも、OHラジカル強度は1/2に止まり、OHラジカルを効率的に発生した。ハイドロキシアパタイト(以下HApと略す)の生成過程で、4価チタンを種々濃度でドーピングさせて合成チタンアパタイト(以下TiHApと略す)を合成した。合成したTiHApに紫外線を照射して、生成するラジカル種の解析はCYP-MPOを用いたスピントラップ法で行った。その方法は、試料100mgに0.5mLの蒸留水と5mMのCYP-MPOを添加後、攪拌しながら波長380nmの紫外線を30秒間照射して生成するラジカルをESRで解析した。さらにラジカル発生に伴うメチレンブルー水溶液の脱色試験などから光触媒機能性を評価した。その結果、TiHApからは、典型的なOHスペクトルが確認されたが、O_2の発生を示すスペクトルは認められなかった。また、TiHApから生成されたOHの強度は、ドープしたTi濃度の減少に伴って減衰する傾向が認められた。一方、アセトン分散のTiO_2-HApでは、Ti濃度で対応するTiHApと比較してもOHのスペクトルはいずれも弱い強度を示した。さらに、OHスペクトルの線形が変形する現象を示したが、この試料からもO_2スペクトルは検出されなかった。

CYP-MPOはラジカルのスピントラップ剤として、新たに開発された画期的な試薬である。この試薬は従来のDMPOに比較して、O_2が圧倒的に優れ、さらにCYP-MPO-O_2の半減期が約20分と長いことから、精度の高い分析は期待される。また、CYP-MPOスピントラッピング剤はOHの捕捉性も高く、加えてO_2スペクトルの分離にも優れている。まとめ:今回のCYP-MPOによって、TiHApからのスパーオキシド(O_2)スペクトルは認められなかった。OHスペクトルの強度はTiHApにドーピングさせたTi濃度に対応する順位性を示した。ハイドロキシアパタイト(以下HAp)は、その生成過程で主要元素であるCa^<2+>,PO_4^<3->,OH^-がそれぞれ特定イオンと置換する性質がある。HApに特定イオンが置換されると、そのイオンの特性が付与されることがある。例えば、HApのOH^-にF^-が置換されると結晶性が向上して、FApの耐酸性が増加する。そこで、HApを共同沈殿法で合成する過程でTi^<4+>を作用させ、Ti^<4+>ドープのHAp(以下TiHAp)の生成を試みた。ここでは、TiHApのTi^<4+>の置換位の解析および合成TiHApの紫外線照射によるOHラジカル生成の強度から光触媒機能性を評価した。共同沈殿法によるTiHApの合成時に、0.01、0.005、0.0025および0モル濃度のTi^<4+>をドープさせた。合成物の元素組成はICP分析、結晶構造はX線回折で解析した。これらの実験から、以下の結論が得られた。1.0.0025、0.005および0.01モルのTi^<4+>をドープさせた合成物は、32°、33°、49°(いずれも2θ)に第一、第二、第三ピークをもつアパタイトの結晶構造を有していた。2.合成物のCa/Pモル比は、1.64(Ti^<4+>0モル)、1.57(0.0025モル)、1.53(0.005モル)、1.44(0.01モル)となり、Ti^<4+>のドープ濃度依存性が認められた。このことからも、アパタイト結晶のCa^<2+>位へのTi^<4+>の置換が強く示唆された。3.0.0025、0.005および0.01モルのTi^<4+>をドープさせた合成物は、一定の紫外線照射によって第1次第4次ピークを示すOHラジカルが同定された。Ti^<4+>のドープ濃度が0.01モルの1/4に相当する0.0025モルでも、OHラジカル強度は1/2に止まり、OHラジカルを効率的に発生した。
慢性腎不全ラットにおける長期腹膜持続透析後の中断による腹膜の変化

【目的】CAPD療法は、不休的、連続的であるため、腹膜中皮細胞の軽度の傷害修復が繰り返されることによるサイトカインの産生過剰や、その産生制御機構が正常に機能しなくなり、線維化に移行するとの仮説がある。本研究では、腹膜中皮細胞の傷害修復時における各種サイトカイン産生の動態を明らかにする目的で、中皮細胞の化学的傷害モデルを作製し、同細胞の修復過程における各種サイトカインのmRNAの発現を検討した。【方法】6 wellmicrotiter plates内でsubconfluentになった培養腹膜中皮細胞(Wistar系ラット大網より採取・単離)に1 N NaOHを滴下し、一定面積で円形の無細胞領域を各wellに24箇所作成した。0、6、12、24、48、72時間培養後に、TGF-b1、VEGF、bFGF、HGF、FibronectinのmRNAの発現をRT-PCR法により半定量化し、傷害を加えない対照群と比較した。【結果】傷害作成直後より無細胞領域の面積は経時的に減少し、72時間には傷害作製時の約2/3となった。TGF-b1、VEGF、bFGF、HGF、FibronectinのmRNAの発現は対照群、傷害群共に認められた。傷害群のTGF-b1、bFGFのmRNAの発現量は傷害直後で対照群より少ないが,その後増加し、72時間では、それぞれ対照群の1.53±0.11倍、1.31±0.27倍(N=3)となった。VEGF、HGF、FibronectinのmRNAの発現量は,傷害直後で対照群より多く,その後一旦低下するが,72時間では最大となり,それぞれ対照群の1.20±0.26倍、1.33±0.71倍、2.0±0.92倍(N=3)となった。【結論】傷害を受けた腹膜中皮細胞はその修復過程において、TGF-b1、VEGF、bFGF、HGF、FibronectinのmRNA発現を促進した。これらの傷害修復過程が繰り返しは、サイトカインの過剰な産生をきたし、線維芽細胞の増加、細胞外マトリックスの過形成による腹膜の線維化に深く関与していると考えられる。CAPDの長期間の継続には非生理的な透析液の曝露によって引き起こされる腹膜変性を防ぐことが必要である。このためには透析中に繰り返される腹膜中皮細胞の傷害・修復過程の解明と修復の促進が必要と思われる。Human and Ratから初代培養した腹膜中皮細胞にNaOHによる傷害を加え、その修復の過程を下記の方法で評価した。I細胞のmigration,proliferationの光学顕微鏡、ビデオカメラにより観察した。II細胞外基質、細胞骨格、接着斑の免疫細胞学的染色により観察した。III修復に関与する各種サイトカインmRNA発現のRT-PCR法により確認した。また修復の促進が期待できる薬剤を検索し、そのMechanismを解明する予定である。シリコンチューブ留置により長期間安定して行えるRat腹膜透析モデルを作製した。Rat腹膜透析モデルにおいて透析施行時の腹膜変性過程を形態的、機能的に評価する。また上記薬剤添加時の効果、副作用について検討する予定である。【目的】

CAPD療法は、不休的、連続的であるため、腹膜中皮細胞の軽度の傷害修復が繰り返されることによるサイトカインの産生過剰や、その産生制御機構が正常に機能しなくなり、線維化に移行するとの仮説がある。本研究では、腹膜中皮細胞の傷害修復時における各種サイトカイン産生の動態を明らかにする目的で、中皮細胞の化学的傷害モデルを作製し、同細胞の修復過程における各種サイトカインのmRNAの発現を検討した。【方法】6 wellmicrotiter plates内でsubconfiuentになった培養腹膜中皮細胞(Wistar系ラット大網より採取・単離)に1NNaOHを滴下し、一定面積で円形の無細胞領域を各wellに24箇所作成した。0、6、12、24、48、72時間培養後に、TGF-b1、VEGF、bFGF、HGF、FibronectinのmRNAの発現をRT-PCR法により半定量化し、傷害を加えない対照群と比較した。【結果】傷害作成直後より無細胞領域の面積は経時的に減少し、72時間には傷害作製時の約2/3となった。TGF-b1、VEGF、bFGF、HGF、FibronectinのmRNAの発現は対照群、傷害群共に認められた。傷害群のTGF-b1、bFGFのmRNAの発現量は傷害直後で対照群より少ないが,その後増加し、72時間では、それぞれ対照群の1.53±0.11倍、1.31±0.27倍(N=3)となった。VEGF、HGF、FibronectinのmRNAの発現量は,傷害直後で対照群より多く,その後一旦低下するが,72時間では最大となり,それぞれ対照群の1.20±0.26倍、1.33±0.71倍、2.0±0.92倍(N=3)となった。【結論】傷害を受けた腹膜中皮細胞はその修復過程において、TGF-b1、VEGF、bFGF、HGF、FibronectinのmRNA発現を促進した。これらの傷害修復過程が繰り返しは、サイトカインの過剰な産生をきたし、線維芽細胞の増加、細胞外マトリックスの過形成による腹膜の線維化に深く関与していると考えられる。【目的】CAPD療法は、不休的、連続的であるため、腹膜中皮細胞の軽度の傷害修復が繰り返されることによるサイトカインの産生過剰や、その産生制御機構が正常に機能しなくなり、線維化に移行するとの仮説がある。【方法】6 wellmicrotiter plates内でsubconfluentになった培養腹膜中皮細胞(Wister系ラット大網より採取・単離)に1NNaOHを滴下し、一定面積で円形の無細胞領域を各wellに24箇所作成した。0、6、12、24、48、72時間培養後に、TGF-b1、VEGF、bFGF、HGF、FibronectinのRNAの発現をRT-PCR法により半定量化し、傷害を加えない対照群と比較した。
糖脂質ハイブリッド分子を手掛りにしたキノコ子実体誘導物質に関する化学合成的究明

糖に疎水性の置換基の結合したハイブリッド構造は、キノコ子実体形成に有効であると考えられる。そこで本研究では、化学合成の手法も駆使し、種々のグルコシルセラミドとグリセロ糖脂質アナログからなる候補化合物ライブラリーを構築した。ペーパーディスクを用いたヒラタケに対する子実体誘導活性試験の結果、グリセロ糖脂質においては糖の数、アシル基側鎖の長さが、またグルコシルセラミドにおいてはアグリコンの構造の違いが活性に関与することが判明した。グリセロ糖脂質において10μg、グルコシルセラミドにおいて1μgの微量のディスクへの添加で、菌糸のアグリゲーションと原基を誘導する効果的な活性物質を見出すことに成功した。キノコの子実体形成機構は今なお未解明の課題である。本研究では、これまでに見出されたヒラタケ子実体誘導物質の構造をヒントに、構造のデザインされた出来るだけ多くの候補化合物からなる糖脂質ハイブリッド分子のケミカルライブラリーを構築、構造ー活性相関の把握と絞り込みにより、劇的なキノコ形成試薬の創出と真のシグナル分子に関する手がかりを掴むことを目的とする。本年度はこのような候補化合物として、可変アシル基部分(炭素数n: 8, 10, 12, 14)とグルコース又はセロビオースの糖部分からなるグリセロ糖脂質アナログの2系統、1,2-ジ-O-アシル-(3-O-β-D-グルコピラノシル)-グリセロール(GlcDAG)と1,2-ジ-O-アシル-(3-O-β-D-セロビオシル)-グリセロール(Glc2DAG)の合成を完遂した。合成は既知化合物のアリル-β-D-グルコピラノシド(若しくはセロビオシド)のベンジル誘導体を出発物質とし、OsO4酸化、酸クロライド処理、接触還元の3段階で行い、収率は良好であった。これにセラミド部分の構造と起源が異なる市販のグルコシルセラミド3種(タモギタケ由来:GlcCer-T、マイタケ由来:GlcCer-M、rice由来:GlcCer-R)を加え、ペーパーディスク法による子実体誘導活性試験を行った(100ug/disk)。GlcCer-T、GlcCer-M、GlcDAG(n:10 or 14)、Glc2DAG(n:10)において培養20日後にディスク周辺に菌糸の集積と原基の発生が観察され、ヒラタケ子実体誘導物質を新規に見出すことに成功した。グルコシルセラミドにおいてはキノコ由来のものが有効でセラミド部分の僅かな構造の違いが、またグリセロ糖脂質においては糖の数、アシル基側鎖の長さが活性に関与することが示唆された。光、温度、栄養不足などの環境ストレスはキノコの子実体形成を促進することが知られているが、自然界からホルモン様のシグナル分子は未だ単離されていない。本研究では、これまでにヒラタケに対する子実体形成活性の確認されている化学合成物質であるショ糖エステル、トリテルペン配糖体、3-O-アルキルグルコースの共通構造(親水性の糖に疎水性moietyが結合)をヒントに、構造のデザインされた出来るだけ多くの候補化合物からなる糖脂質ハイブリッド分子のケミカルライブラリーを構築し、構造ー活性相関の把握と絞り込みにより、劇的なキノコ形成能を持つ活性物質の創出を目的とする。そして自然界でキノコ形成に働く真のシグナル分子を究明する手掛かり得る事が究極のねらいである。当該年度は、キノコ形成能の向上をねらい、酵素法もしくは純有機化学的手法による3-O-アルキルグルコース糖部分のオリゴ糖化を検討した。酵素法については、発色団p-ニトロフェニル基をアグリコンに持つ基質モデル化合物を用いた予備実験の結果、糖3位水酸基のペンダントはセルラーゼの基質認識を阻害するものと示唆された。一方、純有機化学的手法による糖部分の伸長について、セロオリゴ糖合成のキー中間体でβ-1,4結合の構築に極めて有用な単糖ユニットであるアリル3-O-ベンジル-2,6-ジ-O-ピバロイル-4-O-p-メトキシベンジル-β-D-グルコシドをグラムスケールで合成した。さらにアシル基の可変部を持つグリセロ糖脂質アナログも候補に選び、その中間体1,2-ジ-O-(3-O-β-D-グルコピラノシル)-グリセロールならびに1,2-ジ-O-(3-O-β-D-セロビオシル)-グリセロールを合成した。またキノコ形成活性未知の複合糖質である市販のグルコシルセラミドもライブラリーに加えた。本課題では、構造のデザインされた糖脂質合成モデル化合物を利用してその子実体誘導活性の有無ならびに構造活性相関を把握し、ホルモン様の劇的な活性を有する物質を見つけ出すことを目的とする。

今年度は、前年度に既にヒラタケに対する子実体誘導活性を確認したタモギタケキ由来のグルコシルセラミドならびに化学合成で得たグリセロ糖脂質アナログの2系統(1,2-ジ-O-アシル-(3-O-β-D-グルコピラノシル)-グリセロール(GlcDAG)のうちGlcDAG10、GlcDAG14(10, 14はアシル基炭素数)と、1,2-ジ-O-アシル-(3-O-β-D-セロビオシル)-グリセロール(Glc2DAG)のGlc2DAG10)について、子実体誘導活性の最小有効添加量を求める為の検定を実施した。また必要に応じ追加の合成を実施した。検定にはペーパーディスク法を用いた。各化合物それぞれ100, 10, 1μgを染み込ませた8mm径濾紙を配置したMA培地上(9cm径シャーレ使用)で一定期間ヒラタケを培養し(暗室、25°C、10日後,100ルクス光照下に移して17°C、20日間)、ディスク周辺における菌糸のaggregation、キノコ原基及び子実体の発生を観察した。その結果、Glc2DAG10において10μg、キノコ由来のグルコシルセラミドにおいては1μgという極小量のディスクへの添加によってヒラタケ原基を誘導することが判明した。さらに、タモギタケ由来のものとはアグリコン構造の異なる植物由来のグルコシルセラミド3種(コンニャク、小麦、大豆由来、Nagara Science社)を新たに追加し、検定に供したが、活性は検出されなかった。これらの物質を実際にヒラタケ自身が作りだしているか否かは不明であるが、キノコ形成に関与する真のシグナル分子を探索するためのキー化合物として極めて興味深い。木材化学3年間の研究期間の中で候補化合物ライブラリーの構築と生物検定は初年度と二年目に位置付けている。グリセロ糖脂質アナログ二系統を合成し、グルコシルセラミド数種も加えてヒラタケ子実体誘導物質を新規に見出すことに成功した。さらに構造-活性相関に関する知見も得られたことから、概ね順調に進展していると判断する。初年度に計画していた糖のエノール化によるグルコース残基のマンノースへの変換は手つかずであったが、セロオリゴ糖合成のキー中間体およびグリセロ糖脂質中間体を合成した。3年間の全体の計画の中で化学合成による候補化合物のライブラリーの構築は最初の2年間に位置づけており、初年度はスタートアップの年であることを考慮すると、進捗状況は想定の範囲内にあり、おおむね順調に進展していると判断する。今回活性の見出されたグリセロ糖脂質アナログとグルコシルセラミドのサンプルについては、ディスクへの添加量を段階的に減らし、活性発現に必要な最小有効添加量を明らかにする。最終年度も引き続き候補化合物ライブラリーの拡充を図ることとし、グルコシルセラミドを増やすとともに、糖部分により長いオリゴ糖(3糖、4糖)やグルコースの代わりにマンノースで置換されたグリセロ糖脂質アナログ等を加えていくこととする。糖のエノール化及び酵素法については試行的な部分もあり、うまくいきそうにない場合は深入りせず、純有機化学的手法をメインに合成研究をすすめる(糖鎖伸長は段階的縮合法により単糖ユニットを逐次連結し、位置選択的に疎水性基を導入)。次年度はヒラタケを用いた生物検定を計画しており、得られた糖脂質ハイブリッド分子について、1糖鎖長さ、2疎水基(アルキル基)長さ、3疎水基の導入位置と数に留意し、子実体活の有無と構造-活性相関を把握する。ライブラリーを拡充する目的で、グリセロ糖脂質の他に、比較的合成の容易な糖脂質アナログもターゲットに加え、入手可能な市販品も適宜活用する。
線虫C.elegans発生過程の遺伝子工学的研究

遺伝学の進んだ系では、染色体walking法などによってゲノムの特定領域の構成を知ることは、種々の遺伝子の単離、とりわけ発生分化に関わる遺伝子など簡便な検定法のないものに、大きな力となる。しかし通常の染色体walk-ing法は多大の労力を要する。線虫C.elegansは遺伝学が進んでおり、ゲノム長が比較的小さく(大腸菌の約20倍)。その約80%はユニーク配列である。本年度は、これらの特色を生かすべく、新しい方法論として染色体ライブラリークローンソーティング法を開発した。本方法は、まずラムダファージベクターを用いて作成した染色体ライブラリーの十分な数の独立のクローンについて、極微量DNAを調製し、各種の制限酵素で部分分解し、右アームの端領域DNAをプローブにサザンハイブリダイゼーションを行う。右端から制限酵素切断部位までの距離に応じたバンドが、あたかも塩基配列のごとくあらわれるので、それぞれのバンドの位置をデジタイザーを用いて測定し、サイズマーカーとの相対位置から制限酵素部位を計算し、コンピューターに入力する。そのパターンをコンピューターを用いて比較し、重なりあうクローンを選別し、ゲノム全体にわたるクローンの順序づけを行うものである。結果的に全ゲノムの制限酵素地図ができあがる。モデル実験として、大腸菌DNA(約4700kb)の染色体ライブラリーを解析し、本法の検討を行なった。約1000個のクローンの制限酵素地図を高能率に作成し多くのグループに並べかえた。各グループは、追加2000クローンを高密度に接種するプラークハイブリダイゼーション法を開発し、つなげていった。その結果、ほぼ完全な物理地図を作成した。今後、本方法をC.elegansの染色体の特定領域に応用できるよう更に改良を行う予定である。
2軸アップカットロータリの開発に関する研究

耕土の反転性と土塊分布については、試作2軸アップカットロータリと市販アップカットロータリとの間で比較・検討を行った。また,試作ロータリの所要トルク・動力も調査した。両ロータリによる耕土の平均土塊径は,2軸ロータリの方が市販ロータリより小さい値を示した。これは2軸ロータリの場合,土壌の再耕うん量が市販ロータリより多いことを示唆するものと推察される。土塊径別のEC値を推定したが、土塊の大小によるEC値の相違は見られなかった。2軸ロータリのレ-キ棒間隔や前・後方ロータリの回転速度が変わっても,耕うん前表層(KCI溶液浸透層)から耕うん後各層への移動割合には,差異が現われなかった。この原因は,2軸ロータリの場合、当初の予想より土塊が細かくなった点にある。つまり,本試験で使用したレ-キ棒間隔が1020mmであるのに対し,耕土の約90%は土塊径8mm以下という結果に表われいる。市販ロータリの場合,耕うん前表層から耕うん後下層への移動割合は約12%であり,上層への移動割合(約57%)よりも著しく低い値を示した。2軸ロータリの場合、耕うん後下層への移動割合は2836%と市販ロータリより23倍も高く、逆に耕うん後上層への移動割合は市販ロータリよりも相当低い値である。したがって,2軸ロータリの方が市販ロータリより耕土の反転性能がよいと判断された。この反転性能が優れた原因は、前・後方ロータリの回転速度差に伴い、両ロータリによる投てき土塊の運動エネルギーが異なるためと考察される。作業時の前方ロータリの所要動力は2.93.6psであった。また,後方ロータリの所要動力は3.88.7psであり,前方ロータリに比べ大きな値となった。比トルクは0.2420.329N・m/cm^2となり,一般のダウンカットロータリより大きくなる傾向が認められた。本年度はロータリの前方軸回転数160rpm、後方軸回転数314rpm、レーキ目開き30mmとし、KC1溶液散布法で土壌の反転性を調査した。耕うん方向に沿った8地点の耕土のEC値変動係数は0.100.15と比較的小さい値であり、本2軸ロータリによる土壌の飛散状態は安定いるものと推察された。耕土の土塊径別重量割合をみると、土塊径2mm以下が49.2%と多く、土塊径32mm以上は僅か5%程度であった。一方、前方ロータリ前に飛散・堆積した土壌の土塊径別重量は2mm以下が42.0%と上記より小さかった。これは耕土が再耕うんされていることを表わしている。土塊径16mm以上の重量割合は、上層(2.9%)より下層(4.8%)が大きくレーキ装着の効果が認められた。土塊径16mm未満の耕土の平均EC値が505μS/cmであるのに対し、土塊径16mm以上のEC値は719μS/cmと高かった。また、KC1浸透層(表層4.4mm)の各土塊への移動割合をみると、土塊径16mm以上の場合、その値は上・中・下層とも耕土の土塊径別重量割合(16mm以上の土塊重量割合)より大きな値となっている。

これらは前方ロータリにより上層で大きな土塊が形成されたことを表わしている。前方ロータリ前に飛散・堆積した土壌のEC値は9002180μS/cmであり、耕土のEC値(381939μs/cm)より遥かに高い値であった。したがって、前方ロータリ前に堆積した土壌は、主に前方ロータリによる投てき土壌で形成されたものと考察される。KC1浸透層が耕うん後の各層に移動した割合を計算すると、上層へ40.2%、中層へ30.6%、下層へ29.2%という結果であった。この結果は従来のロータリによる土壌反転性の結果とほぼ同じであり、2軸ロータリによる土壌反転性の向上はみられなかった。今回の試験では土塊径16mm未満の土壌割合が約95%もあるのに対し、レーキ目開きを30mmとした点に、土壌反転性の向上が得られなかった原因があると推察される。試作2軸アップカットロータリによる耕土の反転性と土塊分布を調査し,これらの項目について市販アップカットロータリとの比較・検討を行った。また,試作ロータリの所要トルク・動力も調査した。両ロータリによる耕土の平均土塊径は,2軸ロータリの方が市販ロータリより小さい値を示した。これは2軸ロータリの場合,土壌の再耕うん量が市販ロータリより多いことを示唆いるものと推察される。2軸ロータリのレ-キ棒間隔や前・後方ロータリの回転速度が変わっても,耕うん前表層(KCl溶液浸透層)から耕うん後各層への移動割合には,差異が現われなかった。この原因は,前記のごとく当初の予想より土塊が細かくなった点にある。つまり,本試験で使用したレ-キ棒間隔が1020mmであるのに対し,耕土の約90%は土壌径8mm以下という結果に表れている。市販ロータリの場合,耕うん前表層から耕うん後下層への移動割合は約12%であり,上層への移動割合(約57%)よりも著しく低い値を示した。これに対し,2軸ロータリでは耕うん後下層への移動割合が28.336.3%と市販ロータリの23倍となった。一方,耕うん後上層への移動割合は,当然2軸ロータリが市販ロータリよりも相当低い値である。したがって,本試験でみる限り,2軸ロータリの方が市販ロータリより耕土の反転性能がよいと判断される。作業時の前方ロータリの所要動力は2.93.6psであった。また,後方ロータリの所要動力は3.88.7psであり,前方ロータリに比べ大きな値となった。比トルクは0.0250.039kg・m/cm^2となり,一般のダウンカットロータリより大きくなる傾向が認められた。
π共役構造を鍵とした配位アシンメトリー錯体分子の幾何構造機能の創出

本研究の主となる概要は、既知の代表的なトポロジカルなキラル骨格に「導電性や近赤外光物性」等の機能を附与させた新奇なキラル分子材料の開発である。具体的なターゲットとして、らせん状に巻かれたコイル状骨格に共役したπ軌道を組み込んで、コイル内部に複数の常磁性金属イオンを配位し、固定された螺旋構造を形成することで、未踏のソレノイド分子創製の可能性を示す材料フロンティアになると期待される。