hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
土壌内物質動態を考慮したメタン発酵消化液の水田での持続的施用技術の開発

メタン発酵施設における畜産廃棄物および食品残渣の処理がバイオマス資源の利活用技術として普及しつつあるが、持続的な施設運営のためには、その過程で生成されるメタン発酵消化液の肥料としての利用が不可欠である。日本国内では水田を対象とすることが有効であると考えられるが、消化液は有機態窒素とアンモニア態窒素を含む液状の特殊な肥料となるため、イネを対象に土壌内の窒素動態に着目した適切な施用技術に関する検討が必要と考えられる。2011年度(2年目)は、消化液の施用時期に関する3年間(2008年2010年)の圃場試験結果および室内培養試験に関して、土壌窒素形態変化をより詳細に考察することによって、施用時期による影響が仮定と異なった要因について明らかにした。これらの成果は以下の2点であり、学術雑誌や研究発表大会において発表した。(1)消化液を基肥として施用する場合について、施用時期を湛水開始の約2、1、0週間前の3段階に設定し、土壌窒素濃度の経時変化およびイネ収量、イネの生長量を3年間の水田圃場実験から比較検討した。その結果、施用時期は作付け期間初期の土壌窒素濃度に影響し、消化液施用から湛水開始までの日数が短い場合に土壌中の溶存態有機態窒素濃度およびアンモニア態窒素濃度が高濃度を示すことを明らかにした。ただし、土壌窒素濃度およびイネの生長における施用時期の影響は時間の経過に伴って徐々に小さくなり、最終的には有意でなくなることを示した。以上より、基肥施用時期が湛水開始の0日前から15日前の範囲であれば、イネの収量を減少させることなく消化液を水田圃場へ施用することが可能であり、施用時期の集中化を回避し得る可能性を示した。(2)室内培養実験を行い、異なる土壌水分量および土壌温度条件下における消化液施用土壌窒素の形態変化、および、消化液施用から湛水開始までの日数を変化させた場合の土壌窒素の形態変化を比較検討した。全ての温度・水分量条件で、消化液施用後初期(3日程度)の溶存態有機態窒素、硝酸態窒素、アンモニア態窒素濃度は、低下傾向を示し、消化液施用後3日程度経過以降は、土壌の飽和度が80%の場合、あるいは温度が高いほど硝化が早く活性化する傾向を示すことを明らかにした。以上より、消化液施用後に無機態窒素が最も高濃度で維持される条件は、水分量が飽和度20%の場合、温度がより低温の場合であること、さらに、湛水後の無機態窒素濃度は湛水前日数が短い場合よりも高い値で推移することを示した。メタン発酵消化液の水田肥料としての利用可能性に対する関心が非常に高まりつつある中,施肥技術の確立は必須課題である。ただしメタン発酵消化液を,特に水田に投与した場合の,消化液中に含まれる肥料成分,特に窒素成分の形態変化について研究した例はほとんどない.また,2008年度までに現場圃場で実施してきた結果は,施肥時期の違いによって土壌中のNH_4-N濃度変化に差が生じるという結果が得られたが,施肥管理方法による違いや,各圃場ごとの土壌特性の違いを省くことはできなかった.施肥時期(無機化期間の長さ),および施肥管理方法(消化液と土壌との混ぜ方)の違いをより明確に不すために,均一な土壌を用いた培養試験結果から,土壌中の窒素形態変化に関するパラメータを求めた.この結果は,不飽和,飽和条件のみならず,不飽和から飽和条件への移行が考慮されており,窒素動態モデルを考える際に非常に有用となる.施肥管理方法による違いを比較するために2008年度に圃場試験を実施した.施肥方法として,流し込み,表面散布,土壌内散布の3方法を採用したところ,表面散布方法を用いた圃場において最も高い土壌窒素濃度が現れ,また収量も最多となった.また,異なる基肥施肥時期による違いを20082010年度の圃場試験結果について解析したところ,施肥時期のよる土壌窒素濃度および収量の違いは年によって異なり,この結果は基肥を施肥した時点から田植えまでの不飽和状態である期間中の環境因子が異なったためと考えられたが,これら環境因子と土壌窒素濃度の関係性を個別に調べたところ,土壌窒素濃度に違いをもたらす環墳因子は1つではなく各環境因子の組み合わせによってのみ考慮されることが示唆された.メタン発酵施設における畜産廃棄物および食品残渣の処理がバイオマス資源の利活用技術として普及しつつあるが、持続的な施設運営のためには、その過程で生成されるメタン発酵消化液の肥料としての利用が不可欠である。

その結果、施用時期は作付け期間初期の土壌窒素濃度に影響し、消化液施用から湛水開始までの日数が短い場合に土壌中の溶存態有機態窒素濃度およびアンモニア態窒素濃度が高濃度を示すことを明らかにした。ただし、土壌窒素濃度およびイネの生長における施用時期の影響は時間の経過に伴って徐々に小さくなり、最終的には有意でなくなることを示した。以上より、基肥施用時期が湛水開始の0日前から15日前の範囲であれば、イネの収量を減少させることなく消化液を水田圃場へ施用することが可能であり、施用時期の集中化を回避し得る可能性を示した。(2)室内培養実験を行い、異なる土壌水分量および土壌温度条件下における消化液施用土壌窒素の形態変化、および、消化液施用から湛水開始までの日数を変化させた場合の土壌窒素の形態変化を比較検討した。全ての温度・水分量条件で、消化液施用後初期(3日程度)の溶存態有機態窒素、硝酸態窒素、アンモニア態窒素濃度は、低下傾向を示し、消化液施用後3日程度経過以降は、土壌の飽和度が80%の場合、あるいは温度が高いほど硝化が早く活性化する傾向を示すことを明らかにした。以上より、消化液施用後に無機態窒素が最も高濃度で維持される条件は、水分量が飽和度20%の場合、温度がより低温の場合であること、さらに、湛水後の無機態窒素濃度は湛水前日数が短い場合よりも高い値で推移することを示した。
高難度物質変換反応の開発を指向した精密制御反応場の創出

国際支援班では、本領域で掲げる「精密制御した反応場構築による新しい学術研究への展開」を促進するため、国内外問わず第一線で活躍する研究者との共同研究や交流を積極的に推進し、研究者間の学際的融合による「精密制御反応場」の創出を支援することを中心とした活動を進めている。本年度は、本領域に関連するシンポジウムにおいて海外から招へいした著名な研究者らと本領域のコンセプトと得られている最新の研究成果について積極的な意見交換を行った。具体的には、平成30年8月29日に開催した第3回精密制御反応場国際シンポジウムでは、本領域内の研究者と海外から招へいした研究者が研究発表を行い、お互いの研究成果を共有するとともに、意見交換の時間を十分に取り、研究成果に加えて、そのコンセプトや将来展望について十分な時間をとってディスカッションを行うことで将来の国際共同研究につながる研究討議を行った。また、8月30日9月2日にかけて協賛したThe 4th International Symposium on C-H Activation (ISCHA4)においても、研究成果の共有と意見交換を行った。これらのシンポジウムでは、本領域内の公募班員も参加しており、領域全体の国際共同研究の促進にもつながり、領域全体の活性化にもつながっている。さらに、シンポジウムや研究者招へいでの意見交換に加えて、研究代表者、分担者の研究室においては複数名の博士研究員を実際に雇用して研究を実施しており、精密制御反応場の形成や高難度物質変換に関連する国際共同研究を実施するとともに、学術論文発表につながる成果を得た。既に海外の研究室との共同研究をスタートしており、博士研究員の雇用により具体的な研究成果も得られ始めている。また、海外研究者との共著論文の発表も増えてきている。これらに加え、海外の研究者の招へいと国内の班員の研究者との意見交換も着実に増加しており、おおむね順調に進行している。2019年度は、すでに結果が得られ始めている国際共同研究の成果をさらに発展させるため、海外の研究者との緊密な連携として研究者の短期派遣や短期招聘を行う。特に、海外の研究グループとの往来を積極的に推進することで、共同研究の成果をさらなる発展と学術論文としての発表を着実に進める予定である。また、international advisory boardのメンバーを中心として海外の第一線の研究者を招へいし、領域内の国内の研究者との積極的な交流を促進する。本領域における国際活動支援版の役割は、我が国が有機合成化学分野を先導するために緊急の課題である「精密制御した反応場構築による新しい学術研究への展開」を促進するために、国内の共同研究だけでなく国外のトップの研究者らとの交流および共同研究を強力に推進することで、本学術領域研究の目的である学際的融合を誘起し「精密制御反応場」の創出に大きく寄与することである。本年度、国際活動支援班では初年度の活動として国外の研究者との意見交換や、共同研究の立ち上げに注力した。具体的には岩澤(東工大院理工)がスイス連邦工科大学のJeffrey Bode教授と二酸化炭素の固定化反応や選択的アシル化反応の共同研究の内容に関する意見交換を行った。また、カナダAlberta大学のEric Rivard教授とテルロフェンジボロン酸を用いる反応場の構築に関する共同研究を行った。その他にも野崎(東大院工)は既にカナダブリティッシュコロンビア大学のJennifer Love教授のグループとの共同研究を開始しており、同グループから2016年1月16日にShrinwantu Pal博士がポスドクとして来日し、白金触媒を用いるCーH活性化とそれに続くカルボキシル化に関する研究をおこなっている。これまでにLove教授の開発した配位子の錯体合成に成功しており、今後さらに触媒反応条件を検討する予定となっている。その他の活動として、2015年度9月に立ち上げた領域HPにおいて英語ページを設立することで、国内だけでなく海外に向けても積極的に情報の開示を行っている。いくらかの班員は既に海外の研究室との共同研究や意見交換などの交流をスタートしているが、領域発足初年度ということもあってかその件数は多くなく、今後さらに活発な国際交流が求められる。また、国内の班員や若手研究者の海外派遣および国外の研究者の招聘においても今後より一層力を入れていくべき状況にある。以上のことから達成度としてはやや遅れていると判断する。本年度、国際活動支援班では国際シンポジウムの開催および共催、後援を行った。具体的には7月9日にナレッジキャピタルコングレコンベンションセンター(グランフロント大阪)において第1回精密制御反応場国際シンポジウムを開催し、海外から招へいした著名な研究者らとの精密制御反応場構築のための新しい配位子や、これを活用した新しい分子変換手法、反応機構について活発な質疑討論が行われた。また、7月10-15日に開催された「ISHCXX (The International Symposium on Homogeneous Catalysis, XX)」を協賛し、10月25-27日に開催された「International Symposium on C-O Activation (ISCO-2016)」を後援した。

その他の活動として研究者の海外講演支援も行っており、今年度はA01班の河内卓彌専任講師の2017年1月5-15日にかけてのアメリカ講演を支援した。既に海外の研究室との共同研究や意見交換などの交流をスタートしている班員が多く、また、海外研究者との共著論文の発表も行われている。また、国際シンポジウムを開催することで、国内の班員や若手研究者と国外研究者の交流の場を設けている。さらに、国内の班員や若手研究者の海外派遣および国外の研究者の招聘における実績も積み重ねている。以上のことから達成度としては概ね順調であると判断する。国際支援班では、本領域で掲げる「精密制御した反応場構築による新しい学術研究への展開」を促進するため、国内外問わず第一線で活躍する研究者との共同研究や交流を積極的に推進し、研究者間の学際的融合による「精密制御反応場」の創出を支援することを中心とした活動を進めている。本年度は、本領域に関連するシンポジウムにおいて海外から招へいした著名な研究者らと本領域のコンセプトと得られている最新の研究成果について積極的な意見交換を行った。具体的には、平成29年5月に開催した第2回精密制御反応場国際シンポジウムや平成29年11月に開催した第2回精密制御反応場国際若手セミナーでは、本領域内の研究者と海外から招へいした研究者が研究発表を交互に行い、お互いの研究成果を共有するとともに、意見交換の時間を十分に取り、研究成果に加えて、そのコンセプトや将来展望について十分な時間をとってディスカッションを行うことで将来の国際共同研究につながる研究討議を行った。これらのシンポジウムでは、本領域内の公募班員も参加しており、領域全体の国際共同研究の促進にもつながり、領域全体の活性化にもつながっている。さらに、シンポジウムや研究者招へいでの意見交換に加えて、研究代表者、分担者の研究室においては複数名の博士研究員を実際に雇用して研究を実施しており、精密制御反応場の形成や高難度物質変換に関連する国際共同研究を実施するとともに、学術論文発表につながる成果を得た。既に海外の研究室との共同研究をスタートしており、博士研究員の雇用により具体的な研究成果も得られ始めている。また、海外研究者との共著論文の発表も増えてきている。これらに加え、海外の研究者の招へいと国内の班員の研究者との意見交換も着実に増加しており、おおむね順調に進行している。
オス・メス間ゲノムコンフリクティングとその生物学的意味の解明

生物は生殖を経るたびに異なるゲノムと出会い調和と軋轢のバランスの上で自らのゲノムを形成していく。父親であるオスゲノムと母親であるメスゲノムの出会う場が子供ゲノムであり、その子供ゲノムにおいてどのように調和と軋轢のバランスが調製されているかを、父親・母親由来アリルを識別し、発現レベル、エピジェネティックレベルでのアリル間の「ゆらぎ」の様相を解明することを目的とし研究を開始した。最終年度である平成25年度は、これまでのデータの解析を行った。以下、これまでに配列解読を行ったデータである。1.ヒト1組(3個体)親子トリオトランスクリプトームデータ(平均4.8Gbp)。2.チンパンジー6組(12個体)トリオトランスクリプトームデータ(平均49.3Gbp)。3.チンパンジー1組(3個体)全ゲノムデータ(平均502Gbp)。4.チンパンジー5組(10個体)エキソームデータ(平均6.4Gbp)。ヒトの親子トリオゲノムデータに関してはトランスクリプトームデータと同じ親子トリオのデータを公共ゲノムデータベースから取得して用いた。これらのデータを用いて以下の結果を得た。1.親子トリオそれぞれのエキソーム(ゲノム)データとトランスクリプトームデータを組み合わせることで、父親・母親由来アリルを識別し、発現レベルでのアリル間のゆらぎの様相を的確に捉えることを可能とした。2.父親アリル・母親アリルを識別できるサイトのうち約812%のサイトがどちらかの親由来のアリルに偏った発現パターンを示した。3.父親・母親由来の発現アリルに偏りは認められなかった。4.アリル間の発現のゆらぎを示すサイトは種間(ヒトとチンパンジー)だけでなく種内(チンパンジー)でも共通性がほとんど見られなかったが、共通性が見られたものはインプリント遺伝子の候補遺伝子と考えられた。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、ヒト1組とチンパンジー6組の親子トリオに関してイルミナ社のHiSeq型次世代シーケンサーを用いたRNA-sequencing法によるトランスクリプトーム解析により子供ゲノムにおけるアリル間の発現のゆらぎを計測した。また、国立遺伝学研究所、藤山教授・豊田准教授との共同研究により、チンパンジー親子トリオ(1組)に関して高精度の全ゲノム配列解読(いずれの個体において130倍以上のゲノム被覆度)を行った。さらに、京都大学霊長類研究所で飼育されているその他の5組の親子トリオ(計9個体(重複を含む))のエキソーム解析も行った。すでにヒト1組の親子トリオに関しては、国際コンソーシアムにより全ゲノム配列が明らかになっているので、ヒト1組、チンパンジー6組の親子トリオのゲノム(エキソーム)配列とその転写情報を取得することができたことになる。解析が進んでいる1組のヒトと1組のチンパンジーの親子トリオを用い解析したところ、(1)ヒトでもチンパンジーでも約22.5%の遺伝子においてどちらかのアリルのみが発現するアリル特異的発現パターンを示す、(2)アリル特異的発現パターンを示す遺伝子数に関して、父親由来アリルと母親由来アリルは同程度の遺伝子数を示す、ことを明らかにした。しかし、アリル特異的な発現パターンを示す遺伝子には、種内でも種間でも有意な共通性は認められず、その大部分がインプリント型の遺伝子ではなく、ランダムに決まっている遺伝子セットであることが予想された。

平成24年度に予定していたトランスクリプトーム(RNA-sequencing)とエキソーム(exome-sequencing)はチンパンジーに関しては6組の親子トリオに関してすでに配列解読を終えた(うち1組の親子トリオに関しては全ゲノム解析を行った)。ヒトに関しては1組の親子トリオに関してはトランスクリプトーム解析を終え、ゲノム配列に関しては国際コンソーシアム(1000人ゲノム計画)提供のデータがすでにあるため、それを利用している。その他のヒト親子トリオサンプルに関しては、米国Coriell社よりすでに全ゲノム配列が解読されているサンプルを中心にセルラインを購入しRNAを抽出しトランスクリプトーム解析を行う。親子トリオにおいて子供のゲノム配列がないケースがあるが、その場合は、子供のゲノム配列もしくはエキソーム配列解読を行う。平成25年度は、平成24年度に終了していないヒト親子トリオのトランスクリプトーム解析を進めるとともに、メチローム解析によるエピジェネティクレベルでのオス・メス間ゲノムコンフリクト現象の解明を進める。すでに、メチローム解析用のライブラリー作製プロトコルをほぼ完成させ、現在、いくつかのサンプルに関してライブラリーの品質チェックを行っている段階である。良質なライブラリー作製のプロトコルが完成した後に、ヒトとチンパンジーの6組の親子トリオを用いて、メチル化解析を行う。具体的には、制限酵素処理をしてプロモーターあるいはCpGアイランドを効率的に濃縮した後、親個体に関しては当該領域の配列解読を、子供個体に関しては、濃縮後のDNAに対してバイサルファイト処理を行い、メチル化シトシンを同定することで、子供ゲノムにおける由来既知のアリル間ゲノムコンフリクトの様相を解明する。25年度が最終年度であるため、記入しない。
無限離散群の超剛性へのランダム群からのアプローチ

群という代数的対象は「空間の対称性を表す数学的な言葉」でもある。本研究では、これまで個々の特殊な群がもつ性質として扱われてきた「超剛性」を、より広いクラスの群のもつ性質のある意味でのextremalな性質として捉えることを試みた。その成果として、「超剛性」という性質の一部を取り出した「固定点性質」という性質が、ランダムに与えられた群が非常に高い確率でもつ性質・現象であることを様々な設定の下で明らかにした。階数が2以上の単純リー群の格子は超剛性と呼ばれる非常に強い剛性をもつ。この超剛性は、与えられた群が非自明な作用をする空間の一意性として捉えることができる。最近の研究により、非常に限られた空間にしか非自明な作用をもたない群が非常に豊富に存在していることが分かってきている。本研究の目的は、このような研究の流れを推し進め、超剛性を、非自明な作用の非存在と関係する固定点性質等のある種のextremalな状況として見直し、その幾何学的背景を明らかにすることであった。平成25年度には、フランス、リール大学のMarc Bourdon教授との共同研究で、プレイン・ワード・モデルのランダム群がLp空間に対する固定点性質をもつことをほぼ証明することができた。すでに同じランダム群がHilbert空間あるいは特異性を抑えた非正曲率距離空間に対する固定点性質をもつことは示していたが、この結果を示すにあたってはMarc Bourdon教授のLp空間に対する固定点性質に関する先行研究が重要な役割を果たした。超剛性をもつ群は、Lp空間に対しても強い固定点性質をもつことが観察されているので、この結果は、多くの有限表示群が超剛性に近い性質を持っていることを示唆しているものと見ることができる。このプレイン・ワード・モデルのランダム群からある種の極限操作により得られる群は、Lp空間に対する非常に強い固定点性質をもつことが期待され、ある種の超剛性をもち得るのではないかと考えている。これは平成26年度の重要な研究課題となる。本研究の目的は、離散群の超剛性という性質を、固定点性質等の超剛性と関係の深い種々の性質のある種のextremalな状況として見直し、その幾何学的背景を明らかにすることであった。平成26年度は、平成25年度までに得られていたランダム群のLp空間への固定点性質に関する結果の改善、およびnステップエネルギーの増大度と剛性の関係についての研究を行った。ランダム群のLp空間への固定点性質に関する結果についてはpに関する技術的な理由からの制約を緩和することを試み、ある特別な場合にはこれに成功したが、一般的な設定では満足できる結果には到達していない。平成27年度の課題としたい。一方で、nステップエネルギーの増大度に関しては、今後に繋がる成果が得られた。離散群が非正曲率空間に固有不連続かつ余コンパクトに作用しているときには、群の境界から非正曲率距離空間の境界への同変写像が存在し、群作用の剛性問題において非常に有用な道具となってきた。離散群が非正曲率距離空間に等長的に作用しているとき、その作用に関して同変な写像のnステップエネルギーはnの2乗以下の増大度をもち、例えば、非従順な離散群が非正曲率距離空間に固有不連続かつ余コンパクトに作用しているときは、増大度はちょうどnの2乗となる。一般に、nステップエネルギーの増大度が2乗でもその作用は固有不連続にはならないが、この仮定の下で群のポアソン境界から非正曲率距離空間のティッツ境界への写像が存在することを示すことができた。平成27年度は、この写像を用いて、種々の剛性定理の一般化を目指す。平成25年度にはLille大学のMarc Bourdon氏との共同研究で、プレイン・ワード・モデルのランダム群がLp空間に対する固定点性質をもつことを概ね示すことができた。しかしながら、この結果には改善の余地が残されており、昨年度に続き、今年度もこの改善に取り組んだ。しかし、改善にあたっての困難の本質は未だに明確になってはおらず、来年度も引き続きこの課題に取り組む予定である。一方で、昨年度から取り組み始めたヒルベルト空間へのアファイン作用に対する固定点性質の研究は比較的順調に進んでいる。アファイン作用のリプシッツ定数が一様に抑えられている場合のプレイン・ワード・モデルのランダム群の固定点性質に加え、今年度はリプシッツ定数に共役語距離の1/3乗程度の増大を許してもグラフ・モデルのランダム群が固定点性質をもつことを示すことができた。来年度はこの結果の改善にも取り組みたい。また、今年度は非正曲率距離空間への群の作用のnステップ・エネルギーの増大度を表すharmonic spreadが最大になる場合には、その群のポアソン境界から非正曲率空間のティッツ境界への写像が存在することを示すことができた。このことにより、非正曲率距離空間Xに固有不連続かつ余コンパクトに作用する群が非正曲率距離空間Yへのharmonic spreadが最大になる作用をもつとき、Xのティッツ境界からとYのティッツ境界への写像が存在することが示される。負曲率距離空間と平坦部分空間を含む非正曲率距離空間の境界のティッツ構造には著しい違いがあることが知られている。今後は、この違いに注目することにより、離散群の超剛性現象の幾何学的背景を明らかにしていきたい。本研究は、離散群の超剛性という性質を、離散群の距離空間への作用に関する固定点性質等の性質のある種のexremalな状況として見直し、その幾何学的背景を明らかにすることを目的としていた。

そのためには、種々の固定点性質を導く十分条件を明らかにし、そのような条件を満たす群の分布に関する考察を行う必要がある。平成28年度は、この研究方針にしたがって、ランダム群のHilbert空間へのアファイン作用に関する固定点性質について考察した。これまで主に考察の対象としていたのは、離散群の距離空間への等長的な作用であった。一方、Hilbert空間には有界な線形変換と平行移動により生成されるアファイン変換と呼ばれるよい変換が存在する。離散群の剛性との関わりの深さが指摘されているKazhdanの性質(T)は、Hilbert空間への等長的作用に関する固定点性質と同値であることはよく知られている。一方、Lafforgue等はHilbert空間へのアファイン作用に関する固定点性質が、より強い剛性との関連をもつことを指摘している。(等長変換はとくにアファイン変換なので、アファイン作用に関する固定点性質は、等長作用に関する固定点性質より強い性質である。)このような背景の下で、連携研究者の納谷信とともに、グラフ・モデルのランダム群、およびプレイン・ワード・モデルのランダム群が、ある仮定を満たすアファイン作用に関する固定点性質を満たすことを示すことに成功した。ここでアファイン作用に課したのは、そのLipschitz定数が低い増大度をもつ、あるいはLipschitz定数が一様に有界、という仮定である。比較的強い仮定の下ではあるが、これらのランダム群がアファイン作用に関する固定点性質をもつことが示されたことは、強い剛性をもつ離散群が非常に多く存在することを示唆する興味深い結果である。平成27年度および平成28年度の2年間に渡って、想定していなかった用務が割り当てられ、当初本研究のために確保していた研究時間が奪われることとなった。本研究計画においては、固定点性質等に対するよい十分条件を与え、例えば、ある種のランダム群が強い固定点性質をもつことを示したのちに、その十分条件を仔細に検討することが、超剛性およびそれに類する性質の幾何学的背景を明らかにすることにつながると考えていた。「研究実績の概要」欄で述べたように、ランダム群が興味深い強い固定点性質をもつことは示すことができたのだが、研究時間が十分に確保できなかったため、この性質を導くために用いた十分条件に対する十分な吟味と検討を完遂することは叶わなかった。ここで導いた十分条件は、離散群が強い剛性をもつことと深く関係するはずだが、現時点ではこの方向での剛性現象の幾何学的な背景の解明は道半ばである。そのため、本研究課題の進捗状況は「やや遅れている」と判断せざるを得ない。本研究の目的は、離散群の超剛性という性質を、固定点性質等の超剛性と関係の深い種々の性質のある種のextremalな状況として捉え、その幾何学的背景を明らかにすることであった。この目的に沿って、2017年度は2016年度に引き続き、プレイン・ワード・モデルおよびグラフ・モデルのランダム群のヒルベルト空間への必ずしも等長的ではないアファイン作用に関する固定点性質に関する研究を行なった。プレイン・ワード・モデルのランダム群については、一様なリプシッツ連続性をもつアファイン作用が固定点をもつことを示すことができた。
高分子ナノ集合体の自己整合配列に基づく３次元ナノ構造の創成

世界の電子デバイス分野を牽引してきた微細加工(リソグラフィ)技術は、2018年度はメモリゲート幅が7nm台の微細サイズとなり、2022年には実用化の領域へ入る。このサイズは加工用マスクである高分子材料の分子量に由来する凝集サイズの最小値に匹敵している。特に、マスクパターンの側面のライエッジラフネス(LER)やパターン剥離・変形(LWR)によるデバイス精度の低下が顕著になり、微細加工技術の限界に達している。今後の高集積かつ高機能デバイスの実現には、高分子凝集揺らぎの抑制が必要不可欠である。本研究では、この凝集ゆらぎの原因となるナノ高分子集合体の凝集機構を解明するとともに、ナノスケール配列技術を確立し、数ナノメータの解像度の高精度な3次元ナノ構造用のリソグラフィ技術を確立する。特に、有機アルカリ現像液の浸透、膨潤等の多くのプロセス要因から高分子材料の凝集形態の限界を追求し、ナノフラットの配列技術を確立する。これにより微細加工精度が飛躍的に向上し、わが国の先端電子デバイス開発力を強く牽引する。本研究は、数ナノメータクラス解像度のリソグラフィを実現するために、低分子量化の流れと熱力学的平衡状態に抗って、ナノフラットの高分子凝集構造を実現するものであり、世界的に例のない先進的・独創的なものである。本研究期間では、高集積・高機能電子デバイスサイズと高分子集合体サイズとの相関の明確化、リソグラフィ制御の技術課題と高分子構造の明確化、ナノスケールでの高分子材料設計および制御技術の指針の確立、ナノ吸着水の利用技術として、有機アルカリ現像液と高分子構造との浸透膨潤挙動のモデル化を実施し、定量的な評価結果を創出した。本研究では、研究代表者の開発した凝集体の付着凝集性解析手法をベースに、戦略的なチーム構成により、レジスト材料の表面凝集形態を高精度に解析し、有機アルカリ現像液の溶液浸透、膨潤等による高分子集合体の配列制御を行い、凝集形態の限界を追求しナノフラット配列技術を確立に必要な基礎データを取得した。そして、数ナノメータクラスの解像度の高精度リソグラフィ技術を実用化する。本研究では、以下の成果を創出する。そこで、本研究では有効な凝集制御プロセスおよび計測技術を導入し、4つの研究課題に対して、研究グループ体制により機能的研究を進めている。第1に、アルカリ現像下におけるレジスト材料と集合体ラフネスとの相関を明確にしている。熱力学的平衡に基づく高分子集合体の凝集過程を明確にする。AFMの微細探針による凝集性解析法(インデント、マニピュレーション、吸着、剥離)およびXPSを駆使して、膜凝集性を解析する。これにより、高分子集合体の凝集挙動を明確にできている。第2に、複合球凝集モデル(拡張Derjaguin型)による高分子集合体のナノフラット凝集モデルを構築している。加熱、紫外線、アルカリ水溶液の浸透膨潤等の凝集因子を明確にする。これにより、ナノスケール集合体とナノ空間の凝集モデルを確立する。第3に、超純水制御による表面吸着水制御によるナノフラット化を進めている。溶存アルカリ及び水素イオン濃度制御により高分子集合体内への浸透を制御し、膨潤性をコントロールする。これにより、ウェット制御によるナノフラット化を実現する。第4に、スピンコート法による連続場におけるシェア応力場での自己組織化パターンの発生機構を解明し、連続膜の保持要因を明確に進めている。最終的に、自己組織化を阻止するためのパラメータ閾値を明確に進めている。これまでの研究成果を踏まえて、有機アルカリ現像中の現象解明に注力していく。これまでのレジスト材料の表面凝集形態を高精度に解析し、熱、表面エネルギー、溶液浸透、膨潤等による高分子集合体の配列制御を行い、凝集形態の限界を追求しナノフラット配列技術を確立する。特に、本研究では、以下の成果を創出する。レジストパターン表面にぞんざいする難溶化層について、ナノスケールでの高分子材料設計および制御技術を確立する。さらに、吸着水の利用技術として、溶液の浸透解析として、高分子構造における新規制御と計測技術を確立する。また、高分子凝集面のナノフラット面は、パターン加工解像度が5nm以下に入ることで、分子動力学的な構造解析からも、安定したフラット面の形成が困難である。そこで、凝集制御プロセスおよび計測技術を導入し、以下の研究課題に対して、研究グループ体制により機能的に解決策を現実化する。固液界面において、水素結合を主体としたレジスト材料と集合体ラフネスとの相関を明確にする。これにより、有機アルカリ分子と高分子集合体の相互作用に基づいて凝集挙動を明確にする。第2に、集合体モデルとして、膨潤を考慮した複合球凝集モデル(拡張Derjaguin型)による高分子集合体のナノフラット凝集モデルを確立する。第3に、超純水制御による表面吸着水制御によるナノフラット化を実現する。第4に、基板の表面エネルギーを制御することにより、スピンコート法による連続場におけるシェア応力場での自己組織化パターンの発生機構を解明し、連続膜の保持要因を明確にする。

特に、マスクパターンの側面のライエッジラフネス(LER)やパターン剥離・変形(LWR)によるデバイス精度の低下が顕著になり、微細加工技術の限界に達している。今後の高集積かつ高機能デバイスの実現には、高分子凝集揺らぎの抑制が必要不可欠である。本研究では、この凝集ゆらぎの原因となるナノ高分子集合体の凝集機構を解明するとともに、ナノスケール配列技術を確立し、数ナノメータの解像度の高精度な3次元ナノ構造用のリソグラフィ技術を確立する。特に、有機アルカリ現像液の浸透、膨潤等の多くのプロセス要因から高分子材料の凝集形態の限界を追求し、ナノフラットの配列技術を確立する。これにより微細加工精度が飛躍的に向上し、わが国の先端電子デバイス開発力を強く牽引する。本研究は、数ナノメータクラス解像度のリソグラフィを実現するために、低分子量化の流れと熱力学的平衡状態に抗って、ナノフラットの高分子凝集構造を実現するものであり、世界的に例のない先進的・独創的なものである。本研究期間では、高集積・高機能電子デバイスサイズと高分子集合体サイズとの相関の明確化、リソグラフィ制御の技術課題と高分子構造の明確化、ナノスケールでの高分子材料設計および制御技術の指針の確立、ナノ吸着水の利用技術として、有機アルカリ現像液と高分子構造との浸透膨潤挙動のモデル化を実施し、定量的な評価結果を創出した。本研究では、研究代表者の開発した凝集体の付着凝集性解析手法をベースに、戦略的なチーム構成により、レジスト材料の表面凝集形態を高精度に解析し、有機アルカリ現像液の溶液浸透、膨潤等による高分子集合体の配列制御を行い、凝集形態の限界を追求しナノフラット配列技術を確立に必要な基礎データを取得した。そして、数ナノメータクラスの解像度の高精度リソグラフィ技術を実用化する。本研究では、以下の成果を創出する。そこで、本研究では有効な凝集制御プロセスおよび計測技術を導入し、4つの研究課題に対して、研究グループ体制により機能的研究を進めている。第1に、アルカリ現像下におけるレジスト材料と集合体ラフネスとの相関を明確にしている。熱力学的平衡に基づく高分子集合体の凝集過程を明確にする。AFMの微細探針による凝集性解析法(インデント、マニピュレーション、吸着、剥離)およびXPSを駆使して、膜凝集性を解析する。これにより、高分子集合体の凝集挙動を明確にできている。第2に、複合球凝集モデル(拡張Derjaguin型)による高分子集合体のナノフラット凝集モデルを構築している。加熱、紫外線、アルカリ水溶液の浸透膨潤等の凝集因子を明確にする。これにより、ナノスケール集合体とナノ空間の凝集モデルを確立する。第3に、超純水制御による表面吸着水制御によるナノフラット化を進めている。溶存アルカリ及び水素イオン濃度制御により高分子集合体内への浸透を制御し、膨潤性をコントロールする。これにより、ウェット制御によるナノフラット化を実現する。第4に、スピンコート法による連続場におけるシェア応力場での自己組織化パターンの発生機構を解明し、連続膜の保持要因を明確に進めている。
近代中国の政治変動と文化的保守主義

今年度の研究によって得られた業績の概要は以下の通りである。近代中国の文化的保守主義は大きく分けて,次の3つに分類することができる。即ち,(1)1860年代から90年代までの体用派,(2)1890年代から1920年代までの国粋派,(3)1920年代から5・60年代までの新儒家である。本年度の研究対象としたのは(2)およびその周辺にいた人々である。「中体西用」を唱える体用派の人々が,物質文明と精神文明の区分をする方法を用いて,資本主義的近代化の衝撃の問題を解決しようとしたのに対して,彼ら国粋派の人々は直接的に綱常倫理を「中国が中国であるべき」文化的拠り所とは見なさず,民族的特性の視角から固有の「国粋」なるものを持ち出した。清末に於いては,国粋派の人々の中には政治的には革命派の側に名を連ねる者が多かった。しかし,新たに創建された中華民国という政治・社会体制は,彼らの中の「保守性」を刺激するものであったと言える。そうした保守的意識の台頭は,著名な知識人の間だけでなく,多くの一般の人々の心情にも見られたところである。即ち,新しきものの登場によって,保守的風潮は醸し出されており,それが「主義」へと高められる環境は既に存在していたのである。こうした意識は,新文化運動時期に至って更に高まったと言える。然るに,それは当時に於ける深刻な民族的危機の反映でもあった。民族的危機と民族文化精神との関係について言うなら,当時の保守派と新文化運動推進派は,それが共に因果関係にあるものと見なしていたことは明らかである。しかし,彼らの態度は根本的に相反していた。すなわち,新文化運動推進派が中国の現実的危機を伝統に対する崇拝に起因するものと見なした一方,保守派の人々は逆にそれが伝統的倫理道徳体系の離散に因るものだと見なし,その維持・再建こそ急務であると見なしたのである。
現代イスラーム世界における聖典クルアーン(コーラン)解釈者-その世俗化・大衆化-

研究計画に記したように,前年度までに収集した文献の精読を継続して,分析や情報の整理を行い,かつ海外出張も2件行った。文献の精読は,現代アメリカの女性クルアーン解釈者たちに関する文献を中心に行った。特にアミナ・ワドゥドを中心に,バラザンギやバルラスなどの解釈書の背景にある,多様な文化的出自(アフリカ系や中東からの移民)に着目し,分析を行った。このなかで,「黒人奴隷の子孫」であるワドゥドがイスラームに平等という真理を見出した過程について解明することができたと考えている。その成果は「アミナ・ワドゥドとクルアーン(コーラン)」というタイトルで現在,査読中(『イスラム世界』)であり,その公表が待たれている。またニューヨークに2007年7月に出張し,マルコムX・モスク,ファルーク・モスクなどを訪問,アメリカ都市部のイスラームの動向を視察し,文献を収集した。そこから,911以降イスラーム教徒は出自の相違を乗り越えた連帯を模索しつつあること演確認された。またこの実地調査は,上記のワドゥドのクルアーン解釈の理解に役立った。さらにウズベキスタン(タシケント・ブハラ・サマルカンド)に2007年10月に出張し,ジュマ・モスク図書館,ミール・アラブ・マドラサなどを訪れた。特にジュマ・モスク図書館にて世界最古のクルアーン写本の視察や,ブハラの古い市場にてクルアーン写本の収集などを行い,現地でのクルアーンの扱われ方の状況を確認することができた。以上を通して,中東以外の地域におけるイスラームやクルアーン解釈の現状を分析し,新しい潮流についての考察を深めることができた。本年度は当初の予定通り、現代のクルアーン解釈事情に関連する資料の収集と整理に取り組みつつ、その精読と分析を開始した。資料収集は主にエジプト(カイロ)に出張して行い、現地の図書館や書店において国内では入手が困難な資料を得ることができた。例えば現在の国際事情を反映し、クルアーンとアメリカを結びつけて現状を分析する書籍などが刊行されている。また同時に、イスラーム系のウェブサイト上で行われているファトワー(法学裁定)問答の資料に関する論考「イスラーム教徒の聖典観一現代の若者たちにとっての『クルアーン(コ-ラン)』」(『国際学研究』31:33-54)を発表した。ここでは、ファトワー資料を用いて、現代の若い世代のムスリム(イスラーム教徒)が日常生活において聖典クルアーンをどのように認識しているのかという「聖典観」の一端を解明することを日指した。インターネットは地域を越えるという特性を持っているため、特に欧米に在住する若い世代の移民系ムスリムの持つ聖典観を明らかにすることができた。彼/彼女たちは異なる文化的背景を持つ国で生活しているため、クルアーンとの理想的な関わりを持つことを願う一方で、実際には言語(アラビア語)知識の乏しさや情報の少なさ、生活の多忙さから関わり方が不十分なものであると実感しており、この間のギャップに悩んでいるという状況にある。これは異文化社会で暮らすマイノリティーであるがゆえの独自の聖典観であろう。この論考によって現代ムスリムがクルアーンに何を求めているのかの一側面を知ることができ、今後の研究を進める上での貴重な土台を提供することができたと考えている。
抗結核作用を有するポリフェノールの探索と同定および作用機作の解析

結核菌に対するポリフェノールの抗菌作用を検討した。興味深いことに、試験管内の結核菌の増殖に対しては抑制効果がないものの、細胞内の結核菌に対しては比較的低濃度で顕著に増殖を抑制する数種のポリフェノールを同定した。本結果はこれらのポリフェノールが宿主細胞の免疫能活性化を介して結核菌の増殖を抑制することを示している。結核菌が細胞内増殖菌であることから、これらのポリフェノールは結核の発症予防や治療に応用できる可能性が期待される。結核(症)は年間200万人の死を招く最大級の細菌感染症である。結核の多くは世界人口の1/3に潜伏感染している結核菌の再増殖(内因性再燃)により発症する。結核発病者には複数の結核薬が6-9ヶ月に渡って投与される。このように結核治療は感染症としては異例の6ヶ月以上の長期間を要するため、結核薬は副作用の低いものでなければならない。この治療薬の候補として食品機能性成分があげられる。今回はヒアルロン酸分解酵素阻害作用を持つことが報告されているフラボノイドおよびアスコルビン酸パルミテート(Vcpal)について結核菌およびBCG増殖抑制作用について検討した。われわれは結核菌が肺胞上皮細胞に侵入する際に細胞外マトリックスのひとつであるヒアルロン酸を介することを見出していた。今回、BCGおよび結核菌がヒアルロン酸分解酵素を産生し、それにより分解したヒアルロン酸をエネルギー源として増殖することを明らかにした。ヒアルロン酸を加えた7H9培地で結核菌あるいはBCGを培養するとヒアルロン酸の濃度依存的に増殖した。この培養系にVcpal、アピゲニン、ケルセチンを加えるとVcpalは25μM以上の濃度でアピゲニンとケルセチンは100μM以上の濃度で菌の増殖を有意に抑制した。このことより、これらの物質がヒアルロン酸分解酵素阻害作用を介して菌の増殖を抑制していることが明らかとなった。また、ヒアルロン酸を含まない通常の培地(7H9+ADC)でもこれらの物質はBCGおよび結核菌の増殖を濃度依存的に抑制することがわかり、ヒアルロン酸分解酵素阻害とは異なる作用機作があることが示唆された。BCGを肺内に感染させたBALB/cマウスにVcpalを2週間投与することにより、肺内の菌数が有意に抑制された。これはVpalが感染後でも有効であることを意味する。今回の動物実験で栄養素の誘導体が治療薬として有効であることが示された。長期にわたる服用のため、結核薬は副作用の低いものでなければならない。この治療薬の候補として放線菌産生物質や食品機能性成分があげられる。本年度は放線菌産生物質(コンパウンド)および昨年度実施できなかったポリフェノールについて抗結核作用を有する物質のスクリーニングを実施した。放線菌1008株が産生するクルードな産生物質のうち100倍希釈でBCGに対して増殖抑制効果をもつコンパウンドが64株見つかり、このうちBCGに対して6,400倍希釈以上かつ、結核菌(H37Rv)および2種類の超多剤耐性結核菌(XDR)に800倍希釈以上でも増殖抑制効果を有するコンパウンドが4つ見つかった。これらのコンパウンドの有効成分は水-酢酸エチル、水-ブタノールの二層分配で有機溶媒層に含まれていた。これらの層をHPLCでC18カラムを用い、イソプロピルアルコールと50%メタルールでグラジュエントをかけてフラクションに分取した結果、4つのコンパウンドについていずれも有効物質を含むフラクションが得られた。これらのフラクションについて細胞毒性の有無、既知物質であるか否かを調べたい。昨年度実施分も含めて15種類のポリフェノールについてBCGに対する増殖抑制効果を調べた。ATP測定で50%以上増殖抑制が見られる濃度はクマリンが20mM、イソフラボン、クロロゲン酸、ミリセチンは2.5mM、カテキン、クルクミン、ケンフェロールは1.25mM、ルテオリン、フラボンは500μM、レスベラトール、ケルセチンは250μM、アピゲニンは125μM、ピロカテコールは100μM以下、ルチンとナリンギンは20mM以上でも増殖抑制効果が見られなかった。今後は細胞内で増殖する菌に対するポリフェノールの増殖抑制効果とその作用機作を検討したい。結核の70%以上は世界人口の1/3に潜伏感染している結核菌の再増殖(内因性再燃)により発症する。結核発病者には複数の結核薬が長期にわたって投薬されるため、結核薬は副作用の低いものでなければならない。

この観点から、われわれは自然界に存在する食品成分および放線菌産生物質から抗結核作用を有する物質の探索を行っている。昨年度は結核菌と遺伝子がほぼ同一である牛型結核菌弱毒株BCGに対するポリフェノールの増殖抑制作用を検討したが、本年度は結核菌に対する抗菌活性および細胞内に感染した結核菌の増殖抑制作用(結核菌は細胞内寄生菌であることから)について検討した。フラボン、ルテオリン、アピゲニン、ケルセチン、ケンフェロール、カテキン、ピロカテコール、クルクミン、レスベラトールは1mM以下の濃度でBCGに対して増殖抑制が見られたが、結核菌(H37Rv)や大阪府下の超多剤耐性結核菌(XDR)に対して同じ濃度で増殖抑制が見られたポリフェノールはフラボン(H37Rv:1mM,XDR:0.5mM)、ルテオリン(H37Rv,XDR:0.5mM)、ピロカテコール(H37Rv:0.25mM,XDR:0.51mM)のみであった。マウスの骨髄由来マクロファージに結核菌を感染させ、低濃度のポリフェノールを添加して培養し、細胞内の菌数を算出した。スクリーニングの結果、数種類のポリフェノールに結核菌の増殖抑制活性がみられ、しかもその作用は菌直接に対する濃度よりもはるかに低濃度であった。また、細胞毒性もほとんどのポリフェノールは微弱であった。これらの結果はポリフェノールが菌に対する直接的な増殖抑制作用をもつ以上に細胞の活性化を介した増殖抑制作用の方が顕著であることを示しており、結核予防や治療に有用である可能性が示唆された。
神経因性疼痛における生体内ミクログリアのリアルタイムイメージング解析

前年度の研究結果から、神経因性疼痛モデルマウスの脳内ミクログリアは形態的および動態的な活性化を示さないこと、脊髄ミクログリアは損傷神経入力側において顕著な活性化状態を呈し、通常では見られない高い遊走活性を有することが明らかとなった。今年度では、そのような活性化型脊髄ミクログリアの観察を麻酔下の病態モデルマウスで行うため、まずin vivoイメージング法の確立を進めた。マウスの脊髄固定器を独自にデザインし、その固定器を用いることで椎弓切除術を施したマウスの脊髄イメージングに成功した。ミクログリアが劇的な活性化変化を呈する神経損傷後3日目のモデルマウスにおいて、脊髄in vivoライブイメージングを行った結果、急性スライス標本で観察されたほどの高い遊走能は観察されなかったが、活性化ミクログリアの挙動が観察できた。その挙動は疼痛に重要な因子とされるP2×4受容体のノックアウトマウスでも同様に観察された。神経細胞との同時イメージングにおいては、スパイン構造とミクログリア細胞との接触や変性神経細胞の貪食等は観察されなかった。さらに、ミクログリアの機能を制御する因子を特定するため、新規転写因子MafBに着目し、そのミクログリアおよび疼痛における役割を追究した結果、神経損傷後のミクログリアの性質変化に重要な因子であることが示された。病態モデル脊髄内ミクログリアの動的挙動は依然として不明な点が多いため、今回の検討によるin vivo脊髄イメージング法の確立は大変意義深いものである。また、ミクログリアの新規機能制御因子としてMafBの役割を解明した点は今後の疼痛研究や他のミクログリアが関わる疾患にも多大な波及効果を持つことが期待される。当初の研究目的であった病態モデルマウスでのin vivoイメージングを行うことに成功し、脳内および脊髄内でのミクログリアのライブイメージング、神経細胞との同時イメージングが達成された。より精細な相互作用イメージングや、動的活性化の制御因子の特定が今後必要とされる一方で、神経因性疼痛およびミクログリアの機能を制御する新たな因子を特定できたことは、当初の計画以上の成果である。本研究課題である生体内ミクログリアのリアルタイムイメージング解析において、脊髄内で顕著に活性化するミクログリアの観察には成功したが、その遊走性増加等は観察されなかった。今後は遊走性以外にも、神経損傷直後のミクログリアの応答ならびに形態変化の過程、細胞数増加の要因と考えられる細胞増殖あるいは末梢単球系細胞の浸潤、活性化ミクログリアが通常状態に戻る過程、一過性に増加したミクログリアの細胞数減少等、未解明かつ重要な要点に対する解析を推進していく。また、新たな機能制御因子として特定したMafBによるミクログリアの動態制御も非常に興味深い研究課題である。神経因性疼痛の異常痛覚伝達メカニズムにおいて、脊髄のミクログリアが重要な役割を担うことが明確にされつつある中で、近年ミクログリアが非常に動的な細胞であることが発見された。そこで当該研究では、疼痛発症時のミクログリアの動的挙動変化と疼痛との因果関係を解析することを目的とした。今年度は神経因性疼痛モデルマウスの脳内および脊髄内のミクログリアの動態変化を解析した。まず神経因性疼痛モデルマウスの脳内、特に一次体性感覚野領域のミクログリアが、疼痛発症後どのような動態変化を示すかについて、ミクログリアの形態および突起の運動性変化を対象に定量解析を試みた。その結果、非病態マウスと同等の挙動を示したことから、脳における疼痛認知においてはミクログリアの形態的・動態的活性化は関与しないことが示唆された。続いて、疼痛発症時に活性化することが知られる脊髄ミクログリアの観察については、in vivoでの観察法確立と並行して、本年度は主に急性組織スライスを用いた観察を行った。ただしミクログリアは組織の損傷にいち早く応答する細胞であるので、前検討として急性脳スライスを用いたミクログリアの活性変化の検証を行い、急性組織スライス中のミクログリアがin vivoの状態を反映できる条件を定めた。その基礎結果に基づいた、病態モデルマウスの急性脊髄スライスを用いた観察実験では、末梢神経を傷害した側の脊髄後角でのみ、ミクログリアの著しい活性化が確認された。さらにライブイメージングにより、創傷側脊髄後角内ミクログリアが通常状態では決して見られないような高い遊走能を有する様子が観察された。この知見は、これまでの静止画的情報からは得られえないものであり、神経因性疼痛モデルマウスの脊髄後角内ミクログリアの役割として全く新しい概念を提唱するものである。

その挙動は疼痛に重要な因子とされるP2×4受容体のノックアウトマウスでも同様に観察された。神経細胞との同時イメージングにおいては、スパイン構造とミクログリア細胞との接触や変性神経細胞の貪食等は観察されなかった。さらに、ミクログリアの機能を制御する因子を特定するため、新規転写因子MafBに着目し、そのミクログリアおよび疼痛における役割を追究した結果、神経損傷後のミクログリアの性質変化に重要な因子であることが示された。病態モデル脊髄内ミクログリアの動的挙動は依然として不明な点が多いため、今回の検討によるin vivo脊髄イメージング法の確立は大変意義深いものである。また、ミクログリアの新規機能制御因子としてMafBの役割を解明した点は今後の疼痛研究や他のミクログリアが関わる疾患にも多大な波及効果を持つことが期待される。当初の研究目的であった病態モデルマウスでのin vivoイメージングを行うことに成功し、脳内および脊髄内でのミクログリアのライブイメージング、神経細胞との同時イメージングが達成された。より精細な相互作用イメージングや、動的活性化の制御因子の特定が今後必要とされる一方で、神経因性疼痛およびミクログリアの機能を制御する新たな因子を特定できたことは、当初の計画以上の成果である。本研究課題である生体内ミクログリアのリアルタイムイメージング解析において、脊髄内で顕著に活性化するミクログリアの観察には成功したが、その遊走性増加等は観察されなかった。今後は遊走性以外にも、神経損傷直後のミクログリアの応答ならびに形態変化の過程、細胞数増加の要因と考えられる細胞増殖あるいは末梢単球系細胞の浸潤、活性化ミクログリアが通常状態に戻る過程、一過性に増加したミクログリアの細胞数減少等、未解明かつ重要な要点に対する解析を推進していく。また、新たな機能制御因子として特定したMafBによるミクログリアの動態制御も非常に興味深い研究課題である。
ダイオードレーザー吸収分光法を用いた高温衝撃風洞の気流特性評価

大気圏再突入時の秒速8km/sの空気の流れを作り出す衝撃風洞は、空気を10000度に加熱するため、酸素・窒素分子が原子状態に変わってしまい、正確な温度・密度がわかりません。更に、空気の流れが持続する時間が千分の数秒と極めて短いため、一般的な装置での計測は不可能です。この研究では半導体レーザーを用いた分光法(TDLAS:可変波長半導体レーザー吸収分光法)を新たに開発し、極めて短い時間で、秒速8km/sの高温衝撃風洞の空気の温度・密度を計測する技術を開発します。計測結果はコンピュータによる計算予測値と比較し、正しさを検証します。