hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トランスジェニック薬用植物による新生物活性物質の生産

【方法・結果】CaMV35Sプロモーター下に置かれたbarを含むミニTiプラスミドpARK5と野生型のRiプラスミドpRi15834を同時に含むAgrobacteriumをS.dulcisの無菌幼植物の茎に針を用いて接種した。直接部位に生じた毛状根を、植物体内で分解を受けてPPTを生じる除草剤Bialaphosを含むB5培地で培養し、耐性クローンを選抜した。さらに除草剤耐性を示した毛状根より再生植物体を得た。これらの再生植物体の全DNAのサザンハイブリダイゼーションによりpARK5,pRi15834のT-DNAの植物ゲノムDNAへの導入を確認した。また、PPT acetyltrans-ferase活性の測定により、形質転換体におけるbarの発現を明らかにした。また、これらの形質転換体はBialaphosの製剤およびPhosphonothricin製剤であるHerbiace^<TM>およびBasta^<TM>の希釈液の塗布に対して耐性を示した。さらに形質転換体の自殖第一代における導入形質の発現を確認した。【考察】Agrobacteriumを介したRiバイナリーベクター/個体再生系による外来遺伝子導入によって、S.dulcisに除草剤耐性形質を付与することに成功し、導入形質が後代に安定に伝達されることが明らかになった。このことからこの系が薬用植物の分子育種のための有力な手段であることが示された。外来チトクロ-ムPー450遺伝子の導入発現[1]異種生物由来の遺伝子発現による代謝系の修飾の試みとして,ウサギ肝臓のフェノバルビタ-ル誘導型チトクロ-ムPー450cDNA(CYP2C14)をタバコに導入した.まず,すでにいくつかの有用外来遺伝子の発現に用いられている二方向性のTRプロモ-タ-による発現の特異性について検討した.その結果,タバコ,カンゾウ,ジギタリス,ベラドンナなどの植物においてTRプロモ-タ-は篩部組織に特異的に発現し,傷害,オ-キシンの添加などの刺激により発現の増大することを明らかにした。[2].TR2プロモ-タ-の支配下にウサギPー450cDNAをおいたキメラ遺伝子を構築しAgrobacteriumーpGV2260系によりトランスジェニックタバコを得た.ノ-ザン分析によってmRNAへの転写発現を確認し,組織化学的免疫染色によってこのPー450タンパクはすでに述べたTR2プロモ-タ-によって篩部組織に特異的に発現していることが示された.また,ウエスタンブロット分析によってPー450タンパクの発現が確認された形質転換体はsenescenceがはやいという特徴を有していた.これは,組織中のマロンジアルデヒド量の増加とクロロフィル量の減少によっても示された.次に形質転換体の二次代謝産物についてアルカロイド画分を調べたところ,senescenceの二次的効果のためと考えられるが,ニコチンの分解代謝物とおもわれる物質(propenylpyrrolidine)が特異的に集積していた.以上から間接的ながら代謝系の修飾という筋みが可能になったといえる.【方法・結果】CaMV35Sプロモーター下に置かれたbarを含むミニTiプラスミドpARK5と野生型のRiプラスミドpRi15834を同時に含むAgrobacteriumをS.dulcisの無菌幼植物の茎に針を用いて接種した。接種部位に生じた毛状根を、植物体内で分解を受けてPPTを生じる除草剤Bialaphosを含むB5培地で培養し、耐性クローンを選抜した。

また、これらの形質転換体はBialaphos製剤およびPhosphonothricin製剤であるHerbiace^<TM>およびBasta^<TM>の希釈液の塗布に対して耐性を示した。さらに、形質転換体の自殖第一代における導入形質の発現を確認した。【考察】Agrobacteriumを介したRiバイナリーベクター/個体再生系による外来遺伝子導入によって、S.dulcisに除草剤耐性形質を付与することに成功し、導入形質が後代に安定に伝達されることが明らかになった。このことからこの系が薬用植物の分子育種のための有力な手段であることが示された。
大腸がんにおけるβ-カテニン核移送に作用する核膜孔複合体因子の探索と機能解析

核移行成分のないβ-カテニンの細胞質-核間移行の仕組みを理解する目的で,分子の核移送に機能する核膜孔複合体因子(Nups)とβ-カテニンの発現や相互作用を調べた.正常細胞,大腸がん細胞と大腸がん症例のがん,正常粘膜を対象にNupsの発現を比べ,がん細胞である種のNup(NupX)の発現がβ-カテニン核集積と逆相関することを見いだした.大腸がん細胞でβ-カテニンとT細胞因子4の抗体により免疫沈降するNupsのうちの1つがNupXであった.大腸がん組織における発現解析とがん細胞における機能解析により,NupXはβ-カテニンの核排出に作用し,大腸がんのWnt経路には抑制的に作用することが示唆された.大腸発がんと進行過程を推進するWnt経路活性化は,その指令伝達因子β-カテニンが核に移入し,腸型転写因子Tcf7L2(Tcf4)と協働することにより全うされる.しかし,分子内に核移行モチーフを持たないβ-カテニンが細胞質と核を往来する仕組みは明らかではない.本研究は,分子の核移送や排出に機能する核膜孔複合体因子(nucleoporins: Nups)とβ-カテニンの発現の関連性,相互作用や機能解析を行い,β-カテニンの細胞質-核間移送に機能するNup(s)の同定を試みる.また,大腸がんにおけるこれらNup(s)の発現や役割りを検討する.そして,Wnt経路活性化の根幹をなすβ-カテニン核移行のメカニズム解明の端緒を拓くことに挑戦する.この取組みは大腸がんの分子病態の理解とともに,個体発生や分化など多様な生命現象の研究へ応用が期待される.本年度は,正常細胞,大腸がん細胞と12例の大腸がん症例のがんおよび非がん部粘膜の組織検体について,30種類のNups発現を定量的RT-PCRにより測定,比較した.その結果,がん細胞におけるある種のNup (Nup X)の発現がβ-カテニン核集積(活性化)と逆相関を示すことを見いだした.そして,大腸がん細胞におけるNup Xの機能解析を開始した.これと並行して,正常細胞とがん細胞の核蛋白質を免疫沈降し,β-カテニンと共沈する分画の調整と分析を試みたが,下記の事情により期間内に同定できなかった.がん細胞の核においてβ-カテニンと共沈する蛋白質分画の採取を試みた.しかし,核蛋白質の抗β-カテニン抗体による免疫沈降に難渋し,目的とする蛋白質分画が得られなかった.大腸発がんと進行過程を推進するWnt経路活性化は,その指令伝達因子β-カテニンが核に移入し,腸型転写因子Tcf7L2(Tcf4)と協働することにより全うされる.しかし,分子内に核移行モチーフを持たないβ-カテニンが細胞質と核を往来する仕組みは明らかではない.本研究は,分子の核移送や排出に機能する核膜孔複合体因子(nucleoporins: Nups)とβ-カテニンの発現の関連性,相互作用や機能解析を行い,β-カテニンの細胞質-核間移送に機能するNup(s)の同定を試みる.また,大腸がんにおけるこれらNup(s)の発現や役割りを検討する.そして,Wnt経路活性化の根幹をなすβ-カテニン核移行のメカニズム解明の端緒を拓くことに挑戦する.この取組みは大腸がんの分子病態の理解とともに,個体発生や分化など多様な生命現象の研究へ応用が期待される.ヒト大腸がん細胞SW480とHCT116を対象にβ-カテニンとTcf4に対する抗体で免疫沈降する複数のNupsを同定した.そのなかに,前年に同定したNupXが含まれていた.NupXが核膜に発現しているがん細胞ではβ-カテニン核集積は少なく,同じ細胞でNupXの発現を抑制するとβ-カテニンの細胞質集積と核局在が顕著になった.これに伴い,β-カテ二ン/Tcf4経路の分子発現が亢進した.ヒトがん組織の解析により,腫瘍におけるNupX発現は大腸がんの病期と逆相関を示した.以上の結果より,NupXはβ-カテニンの核排泄に作用し,大腸がんのWnt経路には抑制的に作用することが示唆された.当初の目的の1つであったβ-カテニンの細胞質から核移行に作用するNupは,この研究期間に同定できなかった.核移行成分のないβ-カテニンの細胞質-核間移行の仕組みを理解する目的で,分子の核移送に機能する核膜孔複合体因子(Nups)とβ-カテニンの発現や相互作用を調べた.正常細胞,大腸がん細胞と大腸がん症例のがん,正常粘膜を対象にNupsの発現を比べ,がん細胞である種のNup(NupX)の発現がβ-カテニン核集積と逆相関することを見いだした.大腸がん細胞でβ-カテニンとT細胞因子4の抗体により免疫沈降するNupsのうちの1つがNupXであった.大腸がん組織における発現解析とがん細胞における機能解析により,NupXはβ-カテニンの核排出に作用し,大腸がんのWnt経路には抑制的に作用することが示唆された.がん細胞核においてβ-カテニンと共沈する蛋白質分画を効果的に得るために,使用する核蛋白質の量,抗β-カテニン抗体の種類や免疫沈降反応の条件などを系統的に再検討する.腫瘍外科学
大規模な位置情報データを用いた観光行動の精緻モデリングによるツーリズムデザイン

本年度は以下の研究を行った.[1]観光客の動態と観光地の盛衰の相互作用モデリング:前年度に,需要側(旅行者)と供給側(観光施設オーナー)の相互作用をモデル化した.これは,Harris & Wilsonのバランスメカニズムを,観光地間の類似性を扱えるように拡張したものである.しかしこのモデルには「容量」概念が無いので,特定の観光地が際限なく投資を集めることができた.ところが実際の土地や観光資源には容量制約がある.そこで本年度は,メカニズムの時間発展ルールを工夫して緩和した.それにより,モデルの利点を損なわずに容量制約を組み込めるようになった.そしてこのモデルを用いたケーススタディを行い,分散パターン・線形集積パターン・同心円状パターンなどの,観光地の多様な立地パターンを再現した.[2] Flickr写真の分析:Flickrビッグデータ分析において,前年度までは,写真のメタデータおよび投稿者が付与したタグを対象としていて,写真そのものは扱っていなかった.そこで本年度では,地域の観光特性をより精緻に分析するために,写真そのものに分析対象を拡げた.具体的にはまず,投稿写真の「代表色」を統計的な手続きで抽出し,地図上にプロットすることで,「場所の色」がひと目で分かる地図を作成した.それにより,観光客が感じるいわば「自然らしさ」や「繁華街らしさ」を可視化できるようになった.またその地図に撮影時期情報を組み込んで動画にし,さらにそれをインタラクティブに操作できるアプリケーションを作成した.投稿者の国籍および写真タグをアプリユーザが選ぶことで,その投稿場所と投稿時期が分かる仕組みである.これにより,観光客の興味がどの地域に集中しているかが詳細に分かるようになった.当初の研究計画とは若干異なるかたちであるが,「大規模な位置情報データを用いて観光客の動態を多角的に解明・再現する」という目的自体は,理論モデル構築の面からも,大量データ分析の面からも,おおよそ達成できている.来年度も,観光需給の相互作用の解明をはじめとして,引き続き着実に研究を推進する.また得られた研究成果を積極的に学会発表するとともに社会に発信する.本研究の目的は,魅力的な観光地域を形成する一助とするため,大規模な位置情報データを用いて観光客の動態を多角的に解明・再現することである.本年度は,研究計画に沿って以下の分析を行った.1.Twitterデータを用いた行動パターン把握と地域分析:33日間に日本で投稿された約750万件のジオタグ付きツイートのデータを用いて分析を行った.分析に使った情報は,投稿の場所と日時および若干の投稿内容である.(1)まずユーザーごとのツイート場所をクラスタリングすることで,個人の居住地および勤務地(もしくは学校所在地)を推定した.(2)それにより個人の日常的行動パターンが分かるとともに,その残余としての観光行動も抽出できる.この観点から,各ツイートの「来訪度」「滞留度」「連投度」の3属性を定義して計算した.(3)これら属性を用いて,カーネル密度推定およびクリギングによって地域特性を可視化した.以上により,「同じ駅でも出口によってユーザー層が異なる」といったミクロな地域分析を網羅的かつ定量的に行えるようになった.2.Flickrデータの入手および観光行動パターン把握と地域分析:(1)まずFlickr APIを利用して,取得可能なジオタグ付き投稿写真の全メタデータ約2.9億件を入手した.撮影パターンから各ユーザーの居住国を推定し,訪日外国人観光客および他都道府県から来た日本人観光客と思われる計約2.6万人を抽出した.(2)「観光客の居住国」とその「観光先の都道府県」との相性を,クラスターヒートマップにより把握した.それにより例えばアジア人が北海道・大阪・沖縄を相対的に選好していることを再確認した.(3)タグを共起度に基づきクラスタリングし,その地理的分布を分析した.(4)最後に「居住国」と「タグ」を掛け合わせ,例えば「欧米人が『伝統的』と思っているものの地理分布」を把握できるようになった.本年度はTwitterおよびFlickrの位置情報データを用いて空間統計的な分析を行った.研究計画ではTwitterデータのみの利用を想定していたが,「今後の研究の推進方策」に述べる懸念から,Flickrデータも併せて取得し,両者の分析を行った.それぞれの分析の深度としては,おおむね研究計画のとおりの進捗状況である.データの取得とそのクレンジングは骨の折れる作業であったが,それぞれ大規模なデータベースを構築し,ユーザーごとの時空間行動軌跡を整理した.とくに居住地・勤務地(Twitter)および居住国・観光先(Flickr)の推定においては,既知の統計情報と齟齬の少ない結果を得られており,作成したデータベースは精度が高いことを確認できている.そのため,本年度行ったミクロな地域分析の説得性は高く,なおかつ次年度以降の分析の基礎情報として本データベースを十分に活用できると考えている.本年度は,研究計画におおむね沿って以下の研究を行った.[1]旅行者の時間的空間的な集合パターンの解析:前年度の研究で得られた,国内で撮影された約870万件のFlickr写真データを用い,数々な空間統計的な解析を行った.全ての写真は,a撮影場所(ジオタグ),b撮影時間,c撮影内容(タグ)の情報を持っており,また投稿者の撮影履歴から,d居住国を推定している.これに対応して,a建物レベルから全国レベルまでの多様なスケールでの地域分析を行ったうえで,b撮影時間ごと,cタグ意味クラスタごと,d居住国ごとに,撮影されがちな場所を明らかにした.

そのうえでデータを正規化して上記の組み合わせによる総合的な統計分析を行った.それに基づき観光エリア形状の分析やホットスポット抽出を行い,従来の調査票データでは拾えない観光動向を明らかにした.[2]観光地選択行動と観光投資の相互作用モデリング:観光地の盛衰変化およびその均衡分布を再現するモデルを構築し分析した.「魅力ある地域には多数の観光客が来るので,観光資源に投資する余裕ができ,さらに来客数が増える」という好循環が現実には存在し,逆の悪循環も存在する.そのような時間発展を扱う既往モデルにバランスメカニズムがある.ただしその想定対象は商業地であり,地域間の類似度を扱えない.しかし観光地には,例えば「スキー場どうしは競合関係にあるが,スキー場と温泉地は共生関係にもなり得る」という特徴があるので,地域の種別や類似性を明示的に扱う必要がある.そこでバランスメカニズムをNLモデルに無矛盾に拡張する手法を開発し,観光地にも適用できるようにした.それに基づくシミュレーションを行い,多様な観光地分布の動学原理に対する説明を得ることに成功した.両項目とも当初想定していたレベルの研究結果を得た.観光資源の地理分布を示す既存データは色々なものが存在するが,上記[1]の研究はそれを,aミクロスケールで,b時系列的な流行を追えるようにし,c興味内容(例えば「花見」や「水辺」など)別に分解したうえで,dお国柄による興味の違いを解明したものといえる.個別の興味深い知見を得ることができたと同時に,研究方法の有効性を示すことができた.上記[2]については,今後の観光振興や魅力的な観光地域創出のために本質的な提言を行うべく,当初予定していた観光地選択行動の本格的なモデリングの前に,理論上の核心部分についての研究を進めた.具体的には,需要側(旅行者)だけでなく供給側(観光施設オーナー)にも着目した.そして観光投資の概念を導入した理論モデルの数理的検討を行い,最終的に需給両者の相互作用を再現するモデルを構築することに成功した.これは従来のバランスメカニズム理論を拡張したという学術上の成果だけでなく,最終年度の研究を遂行するためにも有用な成果といえる.本年度は以下の研究を行った.[1]観光客の動態と観光地の盛衰の相互作用モデリング:前年度に,需要側(旅行者)と供給側(観光施設オーナー)の相互作用をモデル化した.これは,Harris & Wilsonのバランスメカニズムを,観光地間の類似性を扱えるように拡張したものである.しかしこのモデルには「容量」概念が無いので,特定の観光地が際限なく投資を集めることができた.ところが実際の土地や観光資源には容量制約がある.そこで本年度は,メカニズムの時間発展ルールを工夫して緩和した.それにより,モデルの利点を損なわずに容量制約を組み込めるようになった.そしてこのモデルを用いたケーススタディを行い,分散パターン・線形集積パターン・同心円状パターンなどの,観光地の多様な立地パターンを再現した.[2] Flickr写真の分析:Flickrビッグデータ分析において,前年度までは,写真のメタデータおよび投稿者が付与したタグを対象としていて,写真そのものは扱っていなかった.
体臓器由来の新規神経損傷修復因子による脊髄損傷部の改善・機能回復

脊髄後根神経節細胞とシュワン細胞を培養し細胞内に存在するガレクチン-1の分泌過程を解析した。両細胞においてガレクチン-1は細胞膜に近接して存在しており、一部は膜内に局在していることが判明した。細胞外液を分析すると還元型ガレクチン-1と酸化型ガレクチン-1の存在が確認された。この結果末梢神経損傷後運動神経、感覚神経の損傷部成長円錐やシュワン細胞からガレクチン-1が分泌され、酸化されてマクロファージに作用し神経再生が促進されていく過程が明らかになった。次にマウスの腹腔マクロファージを20億個集め、高圧窒素キャビテーション法を用いて細胞膜分画を分離し、酸化型ガレクチン-1のアフィニティーカラムに吸着する画分をSDS-PAGEにより分離した。その結果8本のバンドが確認されそれぞれのバンドについてアミノ酸シークエンス解析を行ったところ8本の各バンドのメジャーな分子が明らかにされたがいずれも既知因子であった.現在これらの分子が酸化型ガレクチン-1の受容体またはその一部を構成する分子であるかどうか検討を進めている.一方Tetzlaffらはrhizotomyモデルラットに酸化型ガレクチン-1を投与すると脊髄内への軸索再生が促進されることを明らかにした。われわれは細胞体のない坐骨神経からの神経突起再生促進効果を検討してきた。その結果細胞体がなくても軸索だけから神経突起は再生すること、坐骨神経の長さが1mmでも可能であることが判明した。またタンパク合成阻害剤であるcycloheximideを作用させると切断端からのシュワン細胞の遊走は強く抑制されたが、軸索再生には影響を与えなかった。損傷14日後でも軸索内に損傷後の効果として発芽を促進する活性物質が残っているという研究結果から、軸索が神経の可塑性において重要な役割を果たしていることが明らかとなった。
ミトコンドリア翻訳系の特異な分子間ネットワークと機能特性

動物ミトコンドリアの遺伝情報翻訳システムは通常の原核生物のシステムと比較して、次のような顕著な特徴を持っている。(1)線形動物ミトコンドリアではTアームの欠けたtRNAとそれを認識するC末の長い特異的な翻訳因子EF-Tuが存在する。(2)生物種によらずどんなtRNAをも認識するアミノアシルtRNA合成酵素が存在する。(3)RNAと蛋白質の含量比が大腸菌のものと逆転しているが(大腸菌では2:1、ミトコンドリアでは1:3)、機能的には等価なリボソームからなる。これら諸分子の分子間ネットワークの解析を通して、生命現象の根幹をなす翻訳システムの構築原理を解明することを目的として研究を行い、以下の結果を得た。(1)線形動物ミトコンドリアでは、Tアームの欠けたセリルtRNAを認識するEF-T1と、Dアームの欠けたセリルtRNAを認識するEEF-Tu2とが存在する。EF-Tu1はtRNAの構造のみならず、tRNAに結合したセリン残基をも認識する。この識別に関わるアミノ酸残基も特定した。またTアーム欠失tRNAに共通に存在するm^1A9も結合に必須である。(2)ミトコンドリア・セリルtRNA合成酵素(SerRS)は構造の全く異なる2種類のセリンtRNAを認識する。この酵素は、大腸菌の酵素と全体の構造は極めて類似するが、N末にαヘリックス領域、C末にテイル領域という余分な領域をもつ。これらが特にDステムを欠くセリンtRNAに決定的な役割をもつ。構造の全く異なる2種類のセリンtRNAの認識に関与するアミノ酸残基に明確な相違が見られたことから、この酵素は2つのtRNAを異なる様式で結合する(dual mode recognition)。(3)ミトコンドリア(mt)EF-Gは大腸菌リボソーム上で機能するが、大腸菌EF-Gはミトコンドリア・リボソーム上では機能せず、それはストーク蛋白質L7/L12にのみ由来することを明らかにした。本研究は動物ミトコンドリアの特殊な遺伝情報翻訳システム(腕の欠けたtRNAとそれを認識するC末の長い翻訳因子EF-Tu)、生物種によらずtRNAを認識するアミノアシルtRNAシンテターゼ、RNAと蛋白質の含量比が大腸菌のものと逆転しているが、機能的には等価なリボソームなどからなる)の特異な分子間ネットワークの解析を通して、生命現象の根幹をなす翻訳システムの構築原理を解明することを目的としている。本年度はこれまでに明らかにされたウシ・ミトコンドリアのin vitro翻訳系の各素過程における反応解析をrefineした。(1)腕の欠けたtRNAの翻訳能:mt・tRNAもmt・EF-Tu存在下では大腸菌リボソーム上で翻訳反応を行えることを、3種類の構造の異なるtRNA(正常なものに近いがT-Dループの会合のないPhe-tRNA、この会合はあるが、アンチコドンステムが1塩基対長いSer-tRNA^<Ser>UGA、Dアームを欠いたSer-tRNA^<Ser>GCU)を用いて確認した。さらにこのことを大腸菌内でのin vivoの実験で確認するための予備実験を行なった。

(2)天然mRNAを用いた翻訳系の構築:これまでの人工ポリヌクレオチドをmRNAとして用いるのではなく、DHFR. MRNAが上記tRNA群で翻訳されることを示し、ミトコンドリアin vitro翻訳系をrefineした。(3)tRNAと短縮化とそれを補完する翻訳伸長因子EF-Tu:線虫ミトコンドリアの翻訳系には2種類のDアームを欠くセリンtRNAと20種類のTアームを欠くtRNAのみが存在する。この系ではこれら構造的に全く異なる2群のtRNAに対応して2種類のEF-Tuが存在することを発見した。Tアームを欠くtRNAに対応するEF-Tu1はC末端に57アミノ酸残基からなる余分なドメインをもち、それがTアームの欠失したスペースを埋めている可能性を指摘した。Dアームを欠くセリンtRNAに対応するEF-Tu2はアミノ酸部分をも認識する従来のEF-Tuとは全く異なる新しいタイプの伸長因子であることを明らかにした。大腸菌のリボソームではRNAとタンパク質の比が2:1であり、約70%をRNAが占めている。それに対して、哺乳動物ミトコンドリアのリボソームではRNAが大腸菌の約半分に短縮し、代わりにタンパク質成分が増加し、RNAとタンパク質の比は1:3へと完全に逆転している。ミトコンドリアの起源が真正細菌であることを考慮すると、これは進化の過程において、RNAが担っていた機能的な役割をタンパク質が肩代わりしたことを示唆している。また、ミトコンドリアのリボソームは抗生物質に対する感受性などから細菌型リボソームに分類される。ミトコンドリア(mt)EF-Gは大腸菌リボソーム上で機能するが、大腸菌EF-Gはミトコンドリアリボソームでは機能しない。この一方向性の特異性がmtリボソームのどのような性質によって決定されるのかを検証した。EF-Gの特異性をリボソームとの相互作用によって誘起されるEF-GのGTPase活性を指標に評価したところ、mt EF-Gは大腸菌とミトコンドリアの両方のリボソームによってGTPaseが活性化されるのに対し、大腸菌EF-GのGTPaseはmtリボソームによって活性化されないことが明らかとなった。このことは、EF-Gの転座反応における特異性はリボソームとの相互作用によって誘起されるGTPaseの活性化の有無によって決定されていることが明らかとなった。さらに、リボソームにおいてEF-Gと直接相互作用することが知られているストークタンパク質L7/12が単独でEF-GのGTPaseを活性化させる機能を持つことが知られているため、大腸菌とmt L7/12の組換えタンパク質を調製した。組換えL7/12をもちいて大腸菌とミトコンドリアそれぞれのEF-Gに対するGTPase活性を評価したところ、mt EF-Gは大腸菌とミトコンドリアいずれのL7/12でも同程度にGTPが分解されるのに対して、大腸菌のEF-Gは大腸菌L7/12に比べてmt L7/12ではGTPの分解量が少ないという傾向がみられた。この結果は、EF-Gのリボソームに対する特異性がリボソームとの特異性、すなわちL7/12との機能的な相互作用によって決定されていることが示唆された。翻訳因子との相互作用に関わるたった1つのリボソームタンパク質L7/12を置換することにより、大腸菌とミトコンドリアのリボソームはお互いの翻訳因子を交換できることは興味深い。またこの結果は、完全に構成成分の異なる2つのリボソームが機能的にも等価であることを意味している。
剪断変形に伴う動的再結晶組織の実験的研究

岩石の高温流動変形に伴って動的再結晶組織が起こる。この時の岩石組織の変化について、理論的に検討した。計算にはMathematicaを使用した。天然の岩石組織と比較するため。変成帯(四国三波川帯)および剪断帯(畑川マイロナイト)から岩石を採取し、顕微鏡写真から粒界をトレースした上で画像処理にかけた。その結果、石英の粒径分布は核形成-成長モデルでよく説明できることがわかった。これらの結果の一部は、学術雑誌に報告済みである。岩石の流動変形下での組織の変化を定量的に調べるため、顕微鏡下でその場観察できる変形実験装置を用いることにした。この装置は回転式剪断変形装置であるため、定常流動や動的再結晶に必要な大きな歪みをかせぐことができる。岩石そのものを変形させることはできないので、模擬物質として有機溶媒(オクタクロロペンタン)を用いる。今年度は主に、剪断変形装置の改良と調整に終始した。まず、機械から送られてくる信号をA/D変換し、パーソナルコンピューター(IBM ThinkPad 230Cs)上で自動的にデータ処理するためのインターフェイスと、モーターの回転を制御するためのインターフェイスを取り付けた。力学データを取る上での問題点として、試料そのものの粘性よりも、試料と装置の間の摩擦力がきいてしまうという問題も浮かび上がってきた。
核DNA挿入ミトコンドリアDNA配列の解析を利用した法医年齢推定法の確立

法医学において年齢推定は重要な鑑定項目の1つであるが、DNA解析による方法はまだ確立されていない。本研究では、染色体DNA上のミトコンドリアDNA(mtDNA)配列(NUMTS)の生成機構に着目して、DNA解析による年齢推定法の確立を目指した。そこで、時間依存的因子により生じる二本鎖切断の修復時に、新たなNUMTSが生じることを証明する実験系の構築を行った。染色体に組み込まれた時のみ蛍光が出るよう改変した遺伝子をもつmtDNAを導入した培養細胞の作製を試みた。また、染色体の特定部位を制限酵素で切断し、その修復時に取り込まれるDNAを解析可能な実験系の構築を行った。研究は現在も継続中である。法医学において身元不詳死体の年齢推定は重要な鑑定項目の1つである。しかし、DNA解析からのアプローチは年齢依存的に生じる点変異が解明されていないこともあり,現時点では困難な状況である。本研究課題では、進化の過程で染色体DNA上に挿入されたミトコンドリアDNA(mtDNA)配列(NUMTS; nuclear insertions of mitochondrial sequences)の生成機構(非相同末端連結修復)に着目して、酸化ストレス等時間依存的因子により世代内でもNUMTSが生じることを証明し、世代内NUMTSの選択的分析法を開発することで、DNA解析による法医年齢推定法の確立を目指している。当該年度では、本研究計画に従い培養細胞を用いた世代内NUMTS生成系確立のため、遺伝子改変ヒトmtDNAを受容するmtDNA欠損細胞の作製を開始した。そのためまず、ミトコンドリア輸送シグナルをもつ制限酵素遺伝子をもつ発現誘導型プラスミドを構築した。現在、これを使いヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞及びヒト上皮細胞由来HeLa細胞のmtDNA欠損細胞の作製を行っている。遺伝子改変ヒトmtDNAの構築については、現在設計段階である。一方、新たに染色体部位特異的切断によるDNA組込み系の構築を開始した。この方法では、染色体DNAに効率よく取り込まれるDNA断片(mtDNAを含む種々のDNA断片)の特徴を解明するために、ヒトゲノム上には存在しない制限酵素(I-SecI)の認識配列とマーカー遺伝子を染色体上に挿入した細胞株をFlp recombinase(FR)を用いて作製する。当該年度は、まずFR標的部位を染色体上に組み込んだSH-SY5Y細胞及びHeLa細胞を作製した。今後、この細胞を用いて部位特異的に染色体DNA切断を誘導し、非相同末端連結修復時に組み込まれるDNA断片の解析を行う。当該年度では、本研究の当初計画の他に新たに計画した染色体上の部位特異的切断によるDNA組込み(挿入)系の構築に重点を置いて実験を行った。この方法により、染色体DNAに効率よく取り込まれるDNA断片(mtDNAを含む種々のDNA断片)の特徴を解明する。このため、ヒトゲノム上には存在しない制限酵素(I-SceI)認識配列と、この部位が切断されたときのみに発現するマーカー遺伝子を染色体上に挿入した細胞株をFlp recombinase(FR)を用いて作製する。当該年度では、FR標的部位を染色体上に組み込んだヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞、ヒト胎児腎細胞由来HEK293細胞及びヒト上皮細胞由来HeLa細胞を作製した。この内、前2株についてはマーカー遺伝子の挿入まで行った。HeLa細胞については現在FR標的部位の挿入を行っている。今後、これらの細胞を用いて部位特異的に染色体DNA切断を誘導し、非相同末端連結修復時に組み込まれるDNA断片の解析を行う。一方、当初計画の培養細胞を用いた世代内NUMTS生成系を確立するための遺伝子改変ヒトmtDNAを受容するmtDNA欠損細胞の作製と、遺伝子改変ヒトmtDNAの構築については、現在進行中である。しかし、DNA解析からのアプローチは現時点では行われていない。本研究では、進化の過程で染色体DNA上に挿入されたミトコンドリアDNA(mtDNA)配列(NUMTS: nuclear insertions of mitochondrial sequences)を利用して、DNA解析による法医年齢推定法の確立を目指す。そのため、酸化ストレス等時間依存的因子により生じる二本鎖切断の非相同末端連結修複の際に世代内でもNUMTSが生じることを証明し、世代内NUMTSの選択的分析法を開発することで法医年齢推定を目指している。最終年度では、世代内NUMTS生成系確立のため、遺伝子改変mtDNAを受容するmtDNA欠損細胞の作製を行った。mtDNA欠損細胞へ導入する遺伝子改変mtDNAの構築は、現在まだ進行中である。また、本研究では当初予定した遺伝子銃を使ったミトコンドリアへの遺伝子導入が予算の関係で困難となった。そこで、新しい遺伝子導入法の開発の必要性が生じた。本研究では、精製したミトコンドリアに遺伝子を導入し、それを細胞へ再導入する方法を試行した。

ミトコンドリアへの簡便で効率良い遺伝子導入法は遺伝子銃を使う方法以外に確立されておらず、これが成功した場合の意義は大きい。一方、当初計画に加え、染色体部位特異的切断によるDNA組込み系の構築を行った。ゲノム上には存在しない制限酵素の認識配列とマーカー遺伝子を染色体上に挿入し、制御下に酵素を用いて二本鎖切断を行いその修復をみる系である。本研究では、染色体に組換え部位(FR標的部位)を1カ所のみに挿入したSH-SY5Y細胞及びHeLa細胞を作成し、マーカーを挿入した。現在、その継続実験を行っている。当初予定していた研究計画の変更のため、必要とする要素研究の項目が大幅に増えたため、現在も研究を継続している。法医学において年齢推定は重要な鑑定項目の1つであるが、DNA解析による方法はまだ確立されていない。本研究では、染色体DNA上のミトコンドリアDNA(mtDNA)配列(NUMTS)の生成機構に着目して、DNA解析による年齢推定法の確立を目指した。そこで、時間依存的因子により生じる二本鎖切断の修復時に、新たなNUMTSが生じることを証明する実験系の構築を行った。染色体に組み込まれた時のみ蛍光が出るよう改変した遺伝子をもつmtDNAを導入した培養細胞の作製を試みた。また、染色体の特定部位を制限酵素で切断し、その修復時に取り込まれるDNAを解析可能な実験系の構築を行った。研究は現在も継続中である。本研究課題を迅速に遂行するため、新たに加えた染色体部位特異的切断によるDNA組込み(挿入)系の構築はほぼ順調に進行している。具体的には、部位特異的に染色体DNA切断を誘導するためのモデル細胞として、FR標的部位を染色体上に挿入し、続いてマーカー遺伝子を組み込んだSH-SY5Y細胞、HEK293細胞及びHeLa細胞を作製した。続いて染色体切断時のマーカーとしてmtEGFP遺伝子のFR部位への組み込みを行った。今後、I-SceI遺伝子を導入、発現することで染色体部位特異的切断を誘導し修復時に取り込まれるDNAの解析を行う予定である。一方、当初計画の遺伝子改変ヒトmtDNAを用いた実験系による世代内NUMTSの選択的分析法に関しては、当初計画よりやや遅れている。現在、mtDNA欠損細胞の作製、遺伝子改変ヒトmtDNAの構築について進行中である。分子生物学新たに加えた実験計画において、当該年度に作成した部位特異的な世代内NUMTSの生成モデル系を使い染色体部位特異的切断実験を進める。このモデル系は、FR標的部位導入細胞中の染色体DNA上に制限酵素I-SceI切断部位及びマーカー遺伝子を挿入した細胞を使用する。この細胞にテトラサイクリンで誘導されるI-SceI遺伝子と共に、mtDNA断片を含めて種々の塩基配列を持つDNA断片を導入する。
ボルツマン方程式に基づくマイクロスケール流動現象グリッドレス解法の研究

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)で代表されるようなマイクロ機器内の流動現象では,流れ場の代表長さと気体分子の平均自由行程が同程度となるため,ボルツマン方程式に基づく解析が必要となる.ところが,ボルツマン方程式に基づくシミュレーション手法として従来から広く用いられてきたモンテカルロ直接シミュレーション(DSMC)法は,確率論的手法に固有なノイズ(分散誤差)のため,流速が遅いマイクロスケール流れに対しては適用が非常に困難と考えられている.そこで,本研究では,分散誤差を伴わないボルツマン方程式解法の開発を目的として,移流項の評価には柔軟性の高いグリッドレス法を,衝突項の評価には有意な13モーメントまで近似した衝突項モデルを用いた解法を新たに構築した.最初に,超音速流れのシミュレーションを行い,新しいボルツマン解法が従来のDSMC法と比較して,信頼性や経済性の点で,勝るとも劣らない事を確認した.次に,マイクロスケール流れのシミュレーションを行ったところ,DSMC法では有意な解析が出来ないような低速流れでも,新しいボルツマン解法を用いることにより容易に解析出来ることを確認した.また,DSMC法の分散誤差を抑えて低速流れへの適用を可能とするIP(Information Preservation)法の研究が現在諸外国で進められているが,低速マイクロスケール流れのシミュレーションにおける比較から,新しいボルツマン解法はこのIP法よりも信頼性と経済性の点で遥かに優れている事を確認した.さらに,MPIを用いた並列計算コードを作成し3次元流れのシミュレーションを実行した.これらの研究により,MEMSで代表されるようなマイクロ機器内の流動現象に対するシミュレーション手法として,信頼性と経済性において現在のところ最も優れたボルツマン方程式解法が確立出来た.MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)で代表されるようなマイクロ機器内の流動現象では,流れ場の代表長さと気体分子の平均自由行程が同程度となるため,ボルツマン方程式に基づく解析が必要となる.ところが,ボルツマン方程式に基づくシミュレーション手法として従来から広く用いられてきたモンテカルロ直接シミュレーション(DSMC)法は,確率論的手法に固有なノイズ(分散誤差)のため,流速が遅いマイクロスケール流れに対しては適用が非常に困難と考えられている.そこで,本研究では,分散誤差を伴わないボルツマン方程式解法の開発を目的として,移流項の評価には柔軟性の高いグリッドレス法を,衝突項の評価には有意な13モーメントまで近似した衝突項モデルを用いた解法を新たに構築した.最初に,超音速流れのシミュレーションを行い,新しいボルツマン解法が従来のDSMC法と比較して,信頼性や経済性の点で,勝るとも劣らない事を確認した.次に,マイクロスケール流れのシミュレーションを行ったところ,DSMC法では有意な解析が出来ないような低速流れでも,新しいボルツマン解法を用いることにより容易に解析出来ることを確認した.また,DSMC法の分散誤差を抑えて低速流れへの適用を可能とするIP(Information Preservation)法の研究が現在諸外国で進められているが,低速マイクロスケール流れのシミュレーションにおける比較から,新しいボルツマン解法はこのIP法よりも信頼性と経済性の点で遥かに優れている事を確認した.さらに,MPIを用いた並列計算コードを作成し3次元流れのシミュレーションを実行した.これらの研究により,MEMSで代表されるようなマイクロ機器内の流動現象に対するシミュレーション手法として,信頼性と経済性において現在のところ最も優れたボルツマン方程式解法が確立出来た.本研究は、衝突項にBGK近似を用いたボルツマン方程式に高次精度グリッドレス法を適用した3次元マイクロスケール流動現象グリッドレス解法の研究開発を目的と、平成15年度は、それに必要な基本的構成要素として以下の13の項目について重点を置いた研究を実施した。1.低速で流れる内部流に対するボルツマン方程式の流入・流出境界条件の確立最も基本的なマイクロスケール流れであるマイクロチャネルを取り上げ、マッハ数が0.00010.1という低速流れに対して、安定して信頼性の高い数値シミュレーションが可能となる流入・流出境界条件を確立した。2.相対的に小さな密度や圧力の変動を分子分布関数から正確に算出する手法の確立分子速度空間での数値積分法を工夫することにより、低速の流れに対して少ない分子速度空間格子点数でも小さな密度や圧力の変動を信頼性良く捕らえることが可能になり、これまで困難と考えられてきた3次元流れへの拡張も不可能では無くなった。3.2次元マイクロスケール流動現象に対する高次精度グリッドレス解法コードの作成BGK近似を用いたボルツマン方程式に、上記1の境界条件と2の数値積分法、および、3次精度グリッドレス法を組み込んだ2次元マイクロスケール流動現象シミュレーションコードを作成した。本手法は、音速程度の流れに対しては、従来のモンテカルロ直接シミュレーション法と信頼性や経済性において同程度であるが、マイクロスケール流れのような低速流れでは、圧倒的に優秀であることを確認した。以上の成果より、3次元マイクロスケール流動現象グリッドレス解法確立のための基本的構成要素が整った。MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)で代表されるようなマイクロ機器内の流動現象では,流れ場の代表長さと分子の平均自由行程が同程度となるため,ボルツマン方程式に基づく解析が必要となる.ところが,ボルツマン方程式に基づくシミュレーション手法として従来から広く用いられてきたモンテカルロ直接シミュレーション(DSMC)法は,確率論的手法に固有なノイズ(分散誤差)のため,流速が遅いマイクロスケール流れに対しては適用が非常に困難と考えられている.

そこで,本研究では,分散誤差を伴わないボルツマン方程式解法の開発を目的として,移流項の評価には柔軟性の高いグリッドレス法を,衝突項の評価には有意な13モーメントまで近似した衝突項モデルを用いたボルツマン方程式解法を新たに構築した.最初に,超音速流れのシミュレーションを行い,新しいボルツマン解法が従来のDSMC法と比較して,信頼性や経済性の点で,勝るとも劣らない事を確認した.次に,マイクロスケール流れのシミュレーションを行ったところ,DSMC法では有意な解析が出来ないような低速流れでも,新しいボルツマン解法を用いることにより容易に解析出来ることを確認した.また,DSMC法の分散誤差を抑えて低速流れへの適用を可能とするIP(Information Preservation)法の研究が現在米国で行われているが,低速マイクロスケール流れのシミュレーションにおける比較から,新しいボルツマン解法はこのIP法よりも信頼性と経済性の点で遥かに優れている事を確認した.さらに,MPIを用いた並列計算コードを作成し3次元流れのシミュレーションを実行した.これらの研究により,MEMSで代表されるようなマイクロ機器内の流動現象に対するシミュレーション手法として,信頼性と経済性において現在のところ最も優れたボルツマン方程式解法が確立出来た.
伝熱管の微細化と連成乱流促進体による超高性能熱交換器の開発

1伝熱管寸法を微細化したものを並列に多数並べ,それに直角方向に細線を編み込むことによって連成乱流促進体とする熱交換器を製作した.管外作動流体を空気として,伝熱管ピッチ,編み込み細線径,編み込み細線材料等を,種々変化させて実験を行い,基本的な伝熱性能を明らかにした.また編み込み細線のフィンとしての効果と乱流促進体としての効果を定量的に明らかにした.単位体積当たりの熱伝達係数では従来のル-バ-フィン型熱交換器の10倍以上の値が得られた.2本熱交換器における伝熱促進機構を明らかにするため,30倍のスケ-ルアップモデルを製作した.粘度の大きいシリコンオイルを作動流体として用いてレイノルズ数を合わせ,極細管まわりの局所熱伝達係数の分布を測定した.編み込み細線がない場合と比較した結果,編み込み細線の存在により全域で伝熱が促進されるが,特に編み込み細線と極細管が接する位置周辺で著しいことが明らかとなった.連成乱流促進体の機能を解明するため,光ファイバ-・レ-ザ-・ドップラ-流速計(LDV)により速度場の測定を行った.極細管と編み込み細線で形成される間隙にレ-ザ-ビ-ムを導入するため,伝熱実験装置と同寸法でパイレックスガラス製のテスト部を作成し,これと屈折率が等しいヒマシ油(温度37°C)を作動流体とした.局所熱伝達係数を測定した点に対応する極細管表面近傍で,平均速度と乱れ強度に関する測定を行った結果,極細管表面に垂直方向の乱れ強度と熱伝達とは明確な対応関係を示すことが明らかになり,編み込み細線の連成機能も確認された.3本伝熱エレメントを凝縮器に応用した場合の伝熱性能を明らかにするため,管外作動流体を水蒸気とした実験も行った.本伝熱エレメントは蒸気の摩擦力を利用できる構造を有しており,最大200kW/(m^2K)に及ぶ熱伝達係数が得られた.1伝熱管寸法を微細化したものを並列に多数並べ,それに直角方向に細線を編み込むことによって連成乱流促進体とする熱交換器を製作した.管外作動流体を空気として,伝熱管ピッチ,編み込み細線径,編み込み細線材料等を,種々変化させて実験を行い,基本的な伝熱性能を明らかにした.また編み込み細線のフィンとしての効果と乱流促進体としての効果を定量的に明らかにした.単位体積当たりの熱伝達係数では従来のル-バ-フィン型熱交換器の10倍以上の値が得られた.2本熱交換器における伝熱促進機構を明らかにするため,30倍のスケ-ルアップモデルを製作した.粘度の大きいシリコンオイルを作動流体として用いてレイノルズ数を合わせ,極細管まわりの局所熱伝達係数の分布を測定した.編み込み細線がない場合と比較した結果,編み込み細線の存在により全域で伝熱が促進されるが,特に編み込み細線と極細管が接する位置周辺で著しいことが明らかとなった.連成乱流促進体の機能を解明するため,光ファイバ-・レ-ザ-・ドップラ-流速計(LDV)により速度場の測定を行った.極細管と編み込み細線で形成される間隙にレ-ザ-ビ-ムを導入するため,伝熱実験装置と同寸法でパイレックスガラス製のテスト部を作成し,これと屈折率が等しいヒマシ油(温度37°C)を作動流体とした.局所熱伝達係数を測定した点に対応する極細管表面近傍で,平均速度と乱れ強度に関する測定を行った結果,極細管表面に垂直方向の乱れ強度と熱伝達とは明確な対応関係を示すことが明らかになり,編み込み細線の連成機能も確認された.3本伝熱エレメントを凝縮器に応用した場合の伝熱性能を明らかにするため,管外作動流体を水蒸気とした実験も行った.本伝熱エレメントは蒸気の摩擦力を利用できる構造を有しており,最大200kW/(m^2K)に及ぶ熱伝達係数が得られた.伝熱管寸法を微細化したものを並列に多数並べ、それに直角方向に細線を編み込むことによって連成乱流促進体とする熱交換器を試作した。申請時に得られていた予備的なデ-タに加え、実験条件範囲を拡大するため実験装置を全面的に改修し、伝熱管径、ピッチ、編み込み細線径等を変え、基本的なデ-タとして日本機械学会論文集へ投稿した。この結果は熱交換器としてきわめて高い性能が得られ、就中、単位体積中の伝熱量(伝熱密度)としては従来の最高性能ル-バフィン型熱交換器に較べ5倍以上の値が得られている。引続き研究計画の一部を変更し、気体側の作動流体として凝縮性気体(水蒸気)を含む場合の実験を繰り上げ、凝縮器としての伝熱特性を調べた。この場合気体側の伝熱性能が最大で200kW/m^2Kにと達するため、管内液側の伝熱現象が熱交換器全体の性能を律速することになり、管内流量を増大させるための実験装置の改造を行った。その結果凝縮器としてもきわめて高い性能を有することが確認でき、不凝縮性気体(空気等)が混入している場合に伝熱性能が極端に劣化する通常の凝縮器と異なり、不凝縮性気体分圧の影響は余り顕著に現れないことも特筆に値する。この結果も別途日本機械学会論文集にとりまとめて投稿した。

なお連成乱流促進体の連成機能を検討するための基礎実験はシリコン油を用いた拡大モデル実験装置を試作し、ファイバ-LDVによって測定を開始したが、本格的なデ-タ取得は次年度に繰り延べることとなった。編み込み細線がない場合の伝熱管の円周方向局所熱伝達係数は種々の流速に対して測定したが、在来のデ-タと高い精度で一致することが確認できた。昨年度末に製作した極細管熱交換器の30倍の拡大モデルとシリコンオイルを用いて引き続き伝熱実験を行い,極細管まわりの局所熱伝達係数分布を詳細に測定した.編み込み細線がある場合とない場合の熱伝達係数分布を比較した結果,編み込み細線の存在により全域で伝熱が促進されるが,特に前方よどみ点から120付近の編み込み細線と極細管が接する位置周辺で著しいことが明らかとなった.本年度の研究の主目的は連成乱れ促進体の機能を解明することにあってので,昨年度から設備備品として拡充を進めてきた光ファイバ-・レ-ザ-・ドップラ-流速計(LDV)により速度場の測定を行った.極細管と編み込み細線で形成される間隙にレ-ザ-ビ-ムを導入するため,伝熱実験装置と同寸法でパイレックスガラス製のテスト部を製作し,これと屈析率が等しいヒマシ油(温度37°C)を作動流体とした.局所熱伝達係数を測定した点(前方よどみ点から30°間隔で奥行方向には3断面)に対応する極細管表面近傍で,周方向および垂直方向の平均速度と乱れ強度に関する測定を行った.この結果,編み込み細線間の流れの大要を把握するとともに,強い剪断層が形成される編み込み細線まわりでの乱れが極めて大きいことが確認でき,特に極細管表面に垂直方向の乱れ強度と熱伝達とは明確な対応関係を示すことが明らかになった.ただし,上流側と下流側の乱れ促進体の連成機構については,流れ場のより詳細な情報が必要で,次年度の課題として繰り延べることになった.なお,本研究で提案した微細エレメントを放電用電極として応用することにより,高性能オゾナイザ-開発の道が開けると考え,関連分野の調査に着手した.1伝熱管寸法を微細化したものを並列に多数並べ,それに直角方向に細線を編み込むことによって連成乱流促進体とする熱交換器を製作した.管外作動流体を空気として,伝熱管ピッチ,編み込み細線径,編み込み細線材料等を,種々変化させて実験を行い,基本的な伝熱性能を明らかにした.また編み込み細線のフィンとしての効果と乱流促進体としての効果を定量的に明らかにした.単位体積当たりの熱伝達係数では従来のル-バ-フィン型熱交換器の10倍以上の値が得られた.2本伝熱エレメントを凝縮器に応用した場合の伝熱性能を明らかにするため,管外作動流体を水蒸気とした実験も行った.本伝熱エレメントは蒸気の摩擦力を利用できる構造を有しており,最大200kW/(m^2K)に及ぶ熱伝達係数が得られた.3本熱交換器における伝熱促進機構を明らかにするため,30倍のスケ-ルアップモデルを製作した.粘度の大きいシリコンオイルを作動流体として用いてレイノルズ数を合わせ,極細管まわりの局所熱伝達係数の分布を測定した.編み込み細線がない場合と比較した結果,編み込み細線の存在により全域で伝熱が促進されるが,特に編み込み細線と極細管が接する位置周辺で著しいことが明らかとなった.連成乱流促進体の機能を解明するため,光ファイバ-・レ-ザ-・ドップラ-流速計(LDV)により速度場の測定を行った.極細管と編み込み細線で形成される間隙にレ-ザ-ビ-ムを導入するため,伝熱実験装置と同寸法でパイレックスガラス製のテスト部を製作し,これと屈折率が等しいヒマシ油(温度37°C)を作動流体とした.局所熱伝達係数を測定した点に対応する極細管表面近傍で,平均速度と乱れ強度に関する測定を行った結果,極細管表面に垂直方向の乱れ強度と熱伝達とは明確な対応関係を示すことが明らかになり,編み込み細線の連成機能も確認された.
地籍資料・地価資料による日本近代都市の地域構造復原

本研究は,日本の近代都市の地域構造を,従来あまり注目されなかった地価の分布状況を通じて明らかにすることを目的とし,とくに土地宝典など地価分布が1筆ごと,あるいは1本の道路ごとに示されている資料が複数の時期について存在する東京,大阪,京都などの大都市について,重点的に地域構造の復原を試みた。結果は以下のとおりである。まず京都については,明治30年ごろから昭和初期に至る3つの時期の地価の分布の変化を考察した(山画誠)。明治中期について用いた資料が他の2時点のものと性格が異なるため,相互の比較には慎重を期す必要があるが,全体を通じて(あるいは戦後の状況とも合わせ考え)京都の既成市街地区における地域構造の安定性が明らかとなった。大阪については,近代で最初に公的に設定された地価である明治11年の地価資料の精密な図化を通して,これまでとかく,明治期の大阪では近世の名残をとどめて東西方向の道路がより重要であったとの理解がなされていたことを批判し,当時すでにいくつかの南北方向の通り(つまり筋)が高い地価等級を与えられていたことを論証した(金坂清則)。東京については作業が未完了で,予察段階にとどまるが,本研究に従事する過程で見いだした『土地概評価』と総称すべき資料群が,大正10年前後,すなわち関東大震災の直前の時期の東京における地価分布の実態を知る上で貴重な資料であるにとどまらず,地誌的作品としても高い価値をもつことを指摘した(山田)。ほかに,研究分担者の天野太郎は大阪の郊外住宅地開発について,また同じく稲垣稜は大津市堅田地区の性格の変化について,本研究課題との関連に留意しつつ考察を行った。本研究課題は平成17年10月に追加採択となったものであり,今年度の実質的な研究期間は5カ月強に限られた.そのため今年度の研究に当たっては,利用可能な資料の探索に重点が置かれ,その範囲内ではかなりの成果をあげることができたと考えている.今年度存在を確認することのできた主要関係資料としては,以下のようなものをあげることができる。1)関東大震災直前の東京市のいくつかの区および若干の接続町村について,民間の興信所によって調査された,町丁目ごと(場合により1筆ごと)の実勢地価評価資料。[国立国会図書館蔵]2)関東大震災からの復興の過程で東京市によって調査された,標準地価(路線価)評価資料。ただし,今回確認できたのは神田区,深川区分に限られる。[都立中央図書館蔵]3)昭和10年前後の名古屋市を対象として作成・販売された『土地宝典』。1筆ごとの区画・地番を記した地図上に評価額(賃貸価格)を明示した好資料である。[愛知県図書館蔵]4)大正9年の小樽区の土地台帳(1筆ごとに面積・地価・所有者名等を記載)および昭和初期の小樽市の地籍図(連絡図)。[本科研費により購入]これらの資料群の分析についてはなお作業途上の段階であり,新たな知見を得るに至っていないが,次年度以降,すでに所在の明らかになっている資料群(東京,大阪,京都についての明治末期の地籍地図・台帳など)ともども,本格的な分析を行う所存である。本年度は昨年度に引き続き、利用可能な資料の探索を行うとともに、すでに利用可能となっている資料のいくつかについて、統計処理・地図化等を通じて解析作業を開始した。まず本年度に新たに存在を確認できた関係資料には、以下のようなものがある。ア)明治中期、大正期、昭和初期の3時点の横浜市の土地宝典(横浜開港資料館等蔵)。イ)大正末期と昭和10年代の函館市の土地台帳(国立国会図書館蔵)。ただしこれらについては、以下の理由から本年度はまだ解析作業を始めるには至っていない。