hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低温における超高圧誘起相の結晶構造と物性の研究

本研究は低温超高圧の技術が非常に重要な役割を果たすテ-マを抱えている分担者と協力し、共通した問題点である低温超高圧下での結晶構造と物性との相関を究明することを目的とした。昭和62年度より平成元年度までの研究期間で得られた重要な成果を以下に列挙する。1.キュ-ビック・アンビルを用いた新しい低温超高圧発生装置を設計製作した。この装置は室温から4.2Kまでの温度範囲で常時8GPaの圧力下で常圧下と同程度の精密さで電気抵抗の測定を可能にした。2.酸化物高温超伝導体の合成を数多く行い、電気抵抗、帯磁率、ホ-ル効果等の測定をした。超伝導転移温度の圧力効果について8GPaの圧力下まで測定した。その結果、結晶構造と転移温度とが関係していることを見い出した。高圧下でのホ-ル係数の測定ではキャリア-濃度が圧力にほとんど依存しないことを示した。これらの結果から二次元面内の銅原子とその頂点にある酸素原子で決まる局所的な構造に関係した電子状態が転移温度の圧力効果に重要な寄与をしていることがわかった。3.有機超伝導物質β(BEDT-TTF)_2I_3の合成を行い、超伝導性と結晶構造との関連を調べた。その結果超伝導転移は低温で生ずるin-commensurate構造の波数が短くなることと相関のあることを見い出した。4.低次元物質として代表的なグラファイトの強磁場電子相転移に対する圧力効果を調べた。その結果転移温に関するBCS弱結合的な表式にグラファイトのバンドパラメタ-の圧力依存性を取り入れて説明できた。5.遷移金属および希土類の合金、化合物の磁性と伝導性の研究を高圧の手段を用いて行った。3'α遷移金属の磁性と弾性率との相関を実験的に明らかにし、現在注目を集めているヘビ-フェルミオン系のYb,Ceを含む化合物について圧力に対する磁性と伝導性の基礎デ-タを得た。1.低温超高圧下での電気・磁気測定とX線回折を同時に行い得る装置の設計を綿密に検討し,本年度は電気・磁気測定用低温超高圧発生装置の部分を製作した.圧力発学部にキュービック・アンビル及びピストン・シリンダーを使用可能にするためその制御は大型微量ポンプを採用した.低温用キュービック・アンビルは本研究が世界で初めてであるので設計と材料の検討にかなりの時間を費したが,完成し,現在性能のテスト中である.2.超高圧下での測定用試料の作成は酸化物高温超伝導体を中心として大いに進んだ.今年度は特に酸化物超伝導の基礎的な性質を調べることに主力をそそぎ,従来用いてきたクランプ型高圧発生装置で低温高圧下での超伝導転移温度の圧力効果の実験とダイアモンド・アンビルを用いて格子定数の圧力効果の実験を行った. LaーSrーCuーO系は約35KにTeをもち,従来の超伝導体に比較して異常に大きな圧力効果を示した.しかも異方的な応力に対してTeが敏感であることと明らかにした.約95KにTeをもつYーBaーCuーO系はLa系程圧力に強くは依存しないが,Teは圧力下で上昇することが明らかになった.両方の系とも構造的にCuーOの二次元平面が超伝導に関与していると思われているが,格子定数は圧力に対して等方的に縮むことを見い出した.

構造と超伝導との関係を超高圧下で調べる準備として二次元平面のCuーOのみを含む物質La_2SrCu_2O_6系及び一次元CuーO鎖のみを含むSr_2CuO_3の試料合成を行い,まのキャラクタリゼーションを一気圧下で評価した.又極く最近発見されたBiーSrーCaーCuーO系についても試料合成とTcについての圧力効果を調べ,超伝導機構の本質はYーBaーCuーO系と同じであることを指摘した.酸化物以外の試料についても各分担者は超高圧下の測定用に準備している.1.キュービック・アンビルを用いた低温超高圧発生装置の基礎的なデータを集めた。当初の予定通り達成温度4.2K、100kbarの超高圧力の発生が可能であることが確められた。4.2Kまで冷却するのに77.4Kから液体ヘリウム14lという極めて高い冷却向率を示した。発生圧力は4×4mm^2の面をもつタングステン・カーバイド製アンビルを用いて約63トンの荷重でビスマスのIIIーV転移である77kbarを得た。プレスは250トンなので8×8mm^2でも十分使用可能であることが判明できた。キュービック・アンビル装置は高温超高圧力下でこれまで使用され、試料部の温度測定が困難である難点をもっており、心配していたが低温超高圧装置ではクライオスタットを使用し、キュービック・アンビル全体を冷却したので0.5Kの精度で温度測定及び制御できた。従ってこ装置を用いることによって精密な物性測定を行いうることが判明した。一方、圧力の静水圧性についても検討を行った。圧力媒体としてテフロンを用いてpbと酸化物を加圧してみた。ガスケットはX線回析用のアモルファスボロンとアラルダイトの混合物と用いて行った結果pbの場合にはかなり静水圧性が保たれている様に見えたが、酸化物の場合には加圧後の試料は粉々となって明らかに非静水圧性を示した。現在テフロンセルによる方法を開発中である。又X線回析装置も取付けてテスト中である。2.高圧下での測定は咋年度にひきつづき酸化物超伝導体を主に行ってきた。LaーSrーCuーO系でホール係数の圧力依存性を家分担者と調べた。その結果圧力でTeは敏感に上昇するが、ホール濃度はほとんど変化しないことを見い出した。又YーBaーCuーO系で斜方晶ー正方晶構造転移を高圧下で調べたところ圧力とともに転移点が上昇することがわかった。これらの知見は酸化物超伝導体の解明に重要と思われない。1.キュ-ビック・アンビルを用いた新しい低温超高圧発生装置の完成によって8GPaの圧力下で4.2Kから室温までの精密な電気抵抗測定が可能となった。多くの酸化物超伝導体の圧力効果の測定を行った結果、一つの新しい事実が見い出された。即ち、超伝導転移温度の圧力効果は5配位と6配位の銅原子を含む物質で正で大きく、4配位の銅原子のみをもつ物質ではほとんどゼロであることがわかった。この結果から我々は頂点にある酸素原子が超伝導転移温度の圧力効果に重要な役割を果していると推論した。さらに8GPaまでの実験によってNdCeSrCuO系で転移温度が2倍も上昇すること、YBa_2Cu_4O_8では常圧下で80Kの転移温度が100Kを越えることを見い出した。これらはいずれも頂点酸素と銅との距離が超高圧下で近づき、キャリア-がCuO_2面に移動したことによるものと解釈でき、超伝導の機構解明に重要な事実を提供した。2.超高圧下のX線回折実験を多くの酸化物超伝導体について行った。その結果、体積弾性率はほヾすべての物質で同程度であることが判明した。この事実は超伝導の性質が局所的な構造、即ち局所的な電子状態で決定されていることを示唆している。3.低次元物質であるグラファイトとそのインタ-カレ-
国際人道秩序の危機の時代における難民定住基準の国際比較に関する学際的研究

各国政府、国際機関、NGOは、難民の定住問題の解決に、各々異なった基準を設け、それぞれ異なったやり方で取り組んでいる。現在は、全体的に見ると、国家の側に主権を手放すことにためらいがある。政策立案にあたり、異なる基準間で一貫性を維持することは国際社会の課題だが、必ずしも全ての措置が統合されて実施される必要はない。困難はあるが、庇護の申請者の受け入れを含め、難民定住の規則を共通化する努力を一層進める必要がある。様々な難民定住モデル現今の世界の失業率と経済不況からみると、先進国と発展途上国を問わず、難民を受け入れる社会は益々、彼らの受け入れを経済負担としている。入国制限措置を実施する主要な目的の一つは、多数の外国人の存在で作り出される社会的緊張や文化的軋轢を最小化することである。難民政策は一般に、国家の自己利益と特定集団の利益に、国内、地域内、国際政治の状況を考慮して作られている。国家は人道的な理由以上のものをもった時、この負担を喜んで受け入れてきた。寛大な庇護政策ないし定住政策の策定には、政治的考慮の重要性が欠かせない。その点を押さえた上で、例えば欧州各国はこれまで、難民受け入れで異なったモデルを作ってきている。フランスとドイツは、定住支援で短期的な措置に集中している。一方オランダと特に、1970年代のスカンジナビア諸国は、難民の社会への統合で長期的な仕組みを開発してきた。スカンジナビアでは一般に、公共部門が定住サービスの主体となっている。スウェーデンでは1970年代、難民への定住支援は、物質的な支援と早急な労働市場への参入に重点がおかれた。難民の心理的ニーズなどは話題にのぼらなかったが、今日かなりの程度でトラウマや心理的ケアに関心がはらわれている。しかしこの新しいやり方は、無意識にトラウマ被害者を病人にして、彼らの無力さを助長しているとの批判がある。難民にとって意味ある生活の再建という仕組みがない中で、彼らが就ける仕事はない。イギリスは定住策で、かなりの程度、その場限りの計画を採用している。同国では、受け入れ計画でNGOが中心的な役割を果たしている。西欧の大半の国々は、インドシナ難民やコソボ難民のような緊急事態での短期計画を除けば、国際的な定住計画には参加してこなかった。ここでは触れることができなかったが、南北アメリカ、アフリカ、アジア、豪州を含め、世界全体として眺めれば、過去30年間、入国した難民は受け入れ国の社会に、経済的、社会的に分散されるのでもなく、十分に統合されるのでもない状況が続いている。難民の受け入れ状況が各国で厳しさを増す中で、難民への恒久的解決策の一つとしての「再定住」と、その結果としての難民の社会への「統合」の意味が重要になってきている。今年はこの問題を各地域の国々の現場で、実際に関係の担当官、NGO関係者、そして難民当人に問質すことをおこなった。そこでわかったことは、一国の難民定住では、良きにつけ悪しきにつけ、"成功か否か"という言葉が多用されるが、実際にはその判断が明確に調べられねばならないことである。難民個人は、自分たちの価値や優先度を容易に口外はしないし、要求が常に受け入れられるわけでもないので、他人に自分の考えを表立って表明することはあまりない。従って、定住・統合が成功したか否かの評価では、外部者の評価とともに、当人たる難民の評価も含まれねばならない。「統合」を考えるためには、考慮すべき要因として、政府の政策、国民の態度、外部の条件などがあるが、一体何が、難民に社会統合へ前向きな気持ちにさせるのかが問題としてある。統合は決して連続的でもないし、一つだけのプロセスでもない。しばしばこのプロセスは生涯にわたる。一方、受け入れ社会は一枚岩ではないので、実際の統合は、その社会の様々な部分で発生の形態が異なり、多様な結果を持つ可能性がある。統合は、互いに重複する一群のプロセスである。プロセスは複雑だが、難民当人の統合されたいという望みがプロセスの中ではとりわけ重要な要因である。しかし例えば、難民の再定住のような問題はうまく管理されれば、その社会内での難民のイメージの向上に役立つかもしれない。EUをはじめ、一般に先進国の国内では移民の労働力への需要がある一方で、実際には移民・難民の流入があるため、受け入れ国の社会、経済、治安に与える影響が、各国国民の共通の懸念事項となっている。受け入れられた社会において、彼ら移民・難民が与える影響力に懸念があり、また移民・難民が社会に自ら望んで統合されるのか、果たしてできるのか、に疑いの気持ちがある。移住論議の中で、彼らは、難民、“人道上の難民"と経済移民、合法と非合法の地位の区別なしに論じられている。また、移住とテロの関係が言われ、入国審査が厳しさを増す中で、不法入国と移民・難民の密輸業が増えて、難民受け入れへの風当たりが強まっている。

こうした状況の中で、各国内の政治勢力は、一般に移民・難民への見方をめぐり、まとまりを欠き、複雑で、分裂し、現下の緩慢な経済成長の中で、政府が、入国する外国人への政策を調整することは難しくなっている。調査を行った各地域・国家ごとにそれぞれ独自性はあるが、事例の多くが示すことは、「難民の定住基準」はかなりの程度、国家が打ち出す政策に影響されていることである。受け入れ国の難民政策は、入国を許可された入々が与えられる教育や職業訓練の特性・程度を決める。政府はまた、受け入れの規模と供給先(具体的には出身国名)を決定している。各国固有の政治的、経済的背景、社会・歴史的背景と、国外と国内の事情というマクロ要因は、当該国の定住基準の理解と比較には重要な点である。
潜在的家畜卵細胞の有効利用法の開発-卵巣器官と卵の培養,凍結保存および体外受精の併用による卵細胞の有効利用-

1.山羊卵巣の潅流培養によってグラーフ卵胞の破裂はほとんど起こらなかったが,グルコースを消費し乳酸を蓄積しており代謝が認められた。2.ラット卵巣を超低温保存するための条件を検討した。ガラス化保存後の卵巣を移植すると,71%のラットで卵巣と卵胞の発育が認められ,12匹のうち6匹で正常な性周期が生じたが,産子はえられなかった。3.ガラス化法で胚と卵(母)細胞を超低温保存するための条件を調べた。ガラス化液として30%フィコール,0.5Mシュクロース,40%エチレングリコールを含むリン酸緩衝液を用いたとき,生存率が高かった。4.牛卵母細胞の体外受精に関する要因を検討した。顆粒層細胞と卵丘細胞が重要な役割を果たし、特に後者が重要であった。体外受精卵を培養して胚盤胞にまで発生させるには,アミノ酸,リン酸塩,ピルビン酸塩,乳酸塩が不可欠であることを明らかにした。5.牛卵巣から採取した卵母細胞を体外培養,体外受精し,さらに培養して胚盤胞に発生させた後,-196°Cでガラス化保存した。これらの胚を利植して産子をえることを試みた。体外受精由来の牛胚盤胞を前処理として前述のガラス化液に室温下で110分間浸漬後、液体窒素に投入してガラス化保存した。雌牛10頭にこれらの胚を2個ずつ移植すると,8頭(80%)が妊娠し,5頭(25%)の産子をえた。対照の妊娠率は71%,産子率は21%であり,体外受精由来胚をガラス化法で保存しても、対照と同じ生存性のえられることが明らかになった。これらの成績から,牛卵巣に含まれる多数の卵母細胞を体外受精してえた胚を,簡易なガラス化法で超低温保存し,雌牛に移植して産子をえる系が確立された。卵巣器官の潅流培養と超低温保存は,卵巣の形態学的特徴から未だ成功していない。今後の一層の研究が必要である。ヤギ卵巣を還流培養し、グラ-フ卵胞の破裂(排卵)について検討した。発情開始2440時間にヤギ卵巣を摘出し68時間還流培養した。培養液はTCM199を基本とし、これにヤギ血清(10%)、インスリン、NaHCO_3などを加えた。6回の実験のうち4回でグラ-フ卵胞が破裂した。培養後の卵巣は、卵胞が退行する傾向がみられ、細胞小器官の損傷もみられた。培養時間の経過にともない、培養液中のグルコ-ス量の減少と乳酸量の増加が認められた。培養液の組成、卵巣に十分な酸素を供給する方法などを改良することが今後の課題である。ラット卵巣をガラス化法で-196°Cに冷却し、サッカロ-ス加PBSで保護物質を除去した。これらの卵巣を器官培養または移植を行うと、卵胞の発育や発情周期がみられ部分的な生存性が認められた。約1mm^3のヤギ卵巣片をガラス化法で急速冷却すると、緩慢凍結法に比べ組織の損傷が小さかった。卵巣の保存にガラス化法が有効であると思われる。ウサギ桑実胚のガラス化保存法を試みた。

40%エチレングリコ-ル、18%フィコ-ル、0.3Mショ糖からなる液にウサギ桑実胚を浮遊させ、20°Cで2、5、10分間平衡させた後に液体窒中に浸漬してガラス化状態にした。2分間の平衡時間でもっとも生存性が高く(86%)、平衡時間が増すにつれて生存性は低下した。2分間の平衡後にガラス化した50個の胚を5匹のレシピエントに移植した。このうち4匹(80%)が妊娠し、28匹(56%)の子供が生まれ、ガラス化法はウサギ胚の超低温保存法として有効であることが明らかになった。1.成熟ヤギ卵巣の組織片およびラット卵巣を、-196°Cへ緩慢冷却(0.5°C/分)するかRallのガスラ化法で急速冷却した。冷却・加温度、卵胞顆粒層細胞、卵細胞の膨張または収縮、卵細胞質中の空胞化、細胞内微細構造の破壊等が認められた。一般に緩慢冷却よりもガラス化法の方が組織学的損傷は小さかった。冷却後の卵巣を38°Cで培養すると、卵胞の発育が認められた。冷却後のラット卵巣を去勢雌ラットに移植すると発情周期、腟垢変化が認められた。これらの成績から、特にラット卵巣は-196°Cに冷却後も部分的に生存性を維持していると考えられる。2.家畜卵巣の還流培養装置と培養液に改良を加えた。その結果、培養液のpH維持も可能になり、培養による卵巣の膨潤を小さくすることができた。培養時間の経過にともない培養液中のグルコースの減少と乳酸の増加が認められ、還流培養中に卵巣が機能していることを示している。3.ウシ卵細胞の第一成熟分裂の完了は、精子が卵細胞質に侵入することによって促進されることを明らかにした。ウシ卵細胞を2024時間体外培養して成熟させたのちに授精すると、高率で正常な体外受精卵がえられた。4.マウス胚をガラス化法で急速冷却するとき、急速冷却前の保護物質への至適浸漬時間は、その温度によって異なった。すなわち、25°Cで0.5分、10°Cで25分、5°Cでは210分間の浸漬時間で高い生存性がえられた。1.1週齢ラット卵巣をガラス化法によって-196°Cに冷却した。これらの卵巣を卵巣除去成熟雌ラットの両側卵巣嚢内に移植した。移植された17匹のうち12匹(71%)で片側または両側に卵巣様組織の発育と卵胞の発育が認められた。移植されたラットの12匹のうち6匹(50%)で正常な発情が認められたが、産子は得られなかった。移植技術に問題があると思われる。2.ヤギ卵巣小片を緩慢冷却またはガラス化法で-196°Cに冷却した。ジメチルスルフォキサイドの存在下で緩慢冷却したときに卵巣組織はもっとも良好に保存された。3.牛卵母細胞の体外受精率を高めるための諸条件について検討した。蛋白質を含まない化学合成培養法を用いた体外受精では、アミノ酸,リン酸塩,ピルビン酸塩,乳酸塩が不可欠であり、受精卵の発生にはグルコースが必要であることが明らかになった。4.牛卵胞から採取した卵母細胞を培養、体外受精して得た胚盤胞を、ガラス化法で-196°Cに冷却後に雌牛に移植して産子をえた。体外受精由来の胚盤胞を、40%のエチレングリコール(EFS),グリセロール(GFS)又はプロピレングリコールを含むガラス化液で-196°Cに冷却後の生存率はそれぞれ77,72および33%であった。体外受精卵をEFSおよびGFS液中でガラス化後に雌牛に移植した。移植された14頭のうち10頭(71%)が妊娠し、21%(6/28)の産子率をえた。
機能性セラミック材料のナノ構造・電子状態の研究

1.結晶性が良いヘマタイト(Fe_2O_3)粒子の生成条件を見つけるため、FeCl_3、H_2O、NH_4OHを出発物質とした水熱合成法の条件を色々と変化させてヘマタイト合成を行った.合成した試料を電子顕微鏡で粒径の評価を行いながら実験を繰り返した結果、温度:100-200度、合成時間:約170時間(7日間)の合成条件で、200-300nmの粒径からなる単相のヘマタイト試料を得られることが明らかになった.2.合成したヘマタイト粒子を電子顕微鏡像および電子回折図形で評価し、良質な単結晶と判断された.しかし、収束電子回折図形による高精度の結晶性評価から、ヘマタイト粒子の中心付近には格子の乱れが存在することが明らかになった.これは、直径10nm以の粒子が集まって大きな粒子が生成されるという成長過程における微粒子同士の界面に起因するものと考えられる.欠陥の無い領域から得た分光収束電子回折図形を撮影し、高次回折強度の解析による結晶構造精密解析を行うと同時に、低次結晶構造因子の精密化による価電子の空間分布解析を行った.3.Fe_2O_3粒子と同じ合成条件を用い、(Fe_<1-x>Al_x)_2O_3(x=0.05,0.1),(Fe_<1-x>Cr_x)_2O_3(x=0.05,0.1)の元素置換をした試料の作成に成功した.電子顕微鏡像、電子回折図形、収束電子回折図形および放射光施設での粉末X線回折実験で試料の評価を行った.その結果、A1置換した試料Fe_2O_3粒子と同程度の結晶性の単相試料が得られるが、Cr置換した試料では結晶性が劣りかつ単相試料を得ることが困難であることが分かった.1.結晶性が良いヘマタイト(Fe_2O_3)粒子の生成条件を見つけるため、FeCl_3、H_2O、NH_4OHを出発物質とした水熱合成法の条件を色々と変化させてヘマタイト合成を行った.合成した試料を電子顕微鏡で粒径の評価を行いながら実験を繰り返した結果、温度:100-200度、合成時間:約170時間(7日間)の合成条件で、200-300nmの粒径からなる単相のヘマタイト試料を得られることが明らかになった.2.合成したヘマタイト粒子を電子顕微鏡像および電子回折図形で評価し、良質な単結晶と判断された.しかし、収束電子回折図形による高精度の結晶性評価から、ヘマタイト粒子の中心付近には格子の乱れが存在することが明らかになった.これは、直径10nm以の粒子が集まって大きな粒子が生成されるという成長過程における微粒子同士の界面に起因するものと考えられる.欠陥の無い領域から得た分光収束電子回折図形を撮影し、高次回折強度の解析による結晶構造精密解析を行うと同時に、低次結晶構造因子の精密化による価電子の空間分布解析を行った.3.Fe_2O_3粒子と同じ合成条件を用い、(Fe_<1-x>Al_x)_2O_3(x=0.05,0.1),(Fe_<1-x>Cr_x)_2O_3(x=0.05,0.1)の元素置換をした試料の作成に成功した.電子顕微鏡像、電子回折図形、収束電子回折図形および放射光施設での粉末X線回折実験で試料の評価を行った.その結果、A1置換した試料Fe_2O_3粒子と同程度の結晶性の単相試料が得られるが、Cr置換した試料では結晶性が劣りかつ単相試料を得ることが困難であることが分かった.
肝癌のトランスフェリン・エピゾーム型ベクター複合体を用いた遺伝子治療

ウシパピローマウイルス(BPV)由来ベクターは,その受容細胞(主として齧歯類)においては染色体外で複製増殖しコピー数が多いことが特徴であるが,これまでヒト細胞に用いることは困難と考えられてきた.我々は既にヒト肝癌細胞株(Mahlavu)にBPVベクターを導入したところ,高コピー数の安定した発現が得られることを明らかにした(肝臓,33;600,1992).このことが他の腫瘍細胞に一般化されるかどうかをヒト子宮頚癌細胞(HeLa)とヒト大腸癌細胞(M7609)に同ベクターを導入し検討したところ同様の結果が得られ、さらにin vivoにおいても一回の皮下腫瘍に対する注射のみで少なくとも3週間までは同腫瘍部でのCATの発現が可能であることが明かとなった.一方,悪性腫瘍に目的遺伝子を特異的に導入する方法としてわれわれは,増殖の盛んな腫瘍細胞に存在するtransferrin receptor(Tf-R)を利用する方法を開発した(N Y Acad Sci, 336,1994).すなわち,Tf-RのligandであるTfとvector DNAをstreptoavidin-biotinを介して架橋させ,この複合体をTf-Rを介して導入するシステムである.本法によりβ-gal遺伝子を有するベクター(BAG)をヒト肝芽腫細胞(HepG2)とM7609に導入したところ,それぞれ10,15%の導入効率であり,lysosomal inhibitorであるchloroquine(CQ)の存在の有無にかかわらず同程度の発現効率が得られた.Pulse chase studyの結果,Tf-BAGの30%はlysosomeで分解され,残り70%の全部あるいは一部が核に移行していることが想定された.架橋剤としてpolylysineを用いるCottenらの方法が遺伝子の発現に細胞傷害性の強いCQが必要なのに比べ本法は不要なため,よりin vivoに用い易いと考えられた.今後,Tf-BPVベクター複合体を用いて肝癌に対するin vivo gene deliveryを予定している.ウシパピローマウイルス(BPV)由来ベクターは,その受容細胞(主として齧歯類)においては染色体外で複製増殖しコピー数が多いことが特徴であるが,これまでヒト細胞に用いることは困難と考えられてきた.我々は既にヒト肝癌細胞株(Mahlavu)にBPVベクターを導入したところ,高コピー数の安定した発現が得られることを明らかにした(肝臓,33;600,1992).このことが他の腫瘍細胞に一般化されるかどうかをヒト子宮頚癌細胞(HeLa)とヒト大腸癌細胞(M7609)に同ベクターを導入し検討したところ同様の結果が得られ、さらにin vivoにおいても一回の皮下腫瘍に対する注射のみで少なくとも3週間までは同腫瘍部でのCATの発現が可能であることが明かとなった.一方,悪性腫瘍に目的遺伝子を特異的に導入する方法としてわれわれは,増殖の盛んな腫瘍細胞に存在するtransferrin receptor(Tf-R)を利用する方法を開発した(N Y Acad Sci, 336,1994).すなわち,Tf-RのligandであるTfとvector DNAをstreptoavidin-biotinを介して架橋させ,この複合体をTf-Rを介して導入するシステムである.本法によりβ-gal遺伝子を有するベクター(BAG)をヒト肝芽腫細胞(HepG2)とM7609に導入したところ,それぞれ10,15%の導入効率であり,lysosomal inhibitorであるchloroquine(CQ)の存在の有無にかかわらず同程度の発現効率が得られた.Pulse chase studyの結果,Tf-BAGの30%はlysosomeで分解され,残り70%の全部あるいは一部が核に移行していることが想定された.架橋剤としてpolylysineを用いるCottenらの方法が遺伝子の発現に細胞傷害性の強いCQが必要なのに比べ本法は不要なため,よりin vivoに用い易いと考えられた.今後,Tf-BPVベクター複合体を用いて肝癌に対するin vivo gene deliveryを予定している.ウシパピローマウイルス(BPV)由来ベクターは,その受容細胞(主としてげっ歯類)においては染色体外で複製増殖しコピー数が多いことが特徴であるが,これまでヒト細胞に用いられることは困難と考えられてきた。我々は既にヒト肝癌細胞株(Mahlavu)にchicken beta-actinをプロモーターとするマーカー遺伝子(chloramphenicol acetyltransferase:CAT)を含むBPVベクターを導入したところ,高コピー数の安定した発現が得られることを明かにした(肝臓,33,600-610,1992)。このことが,他のヒト腫瘍細胞に一般化されるかどうかを検討するため,ヒト子宮頚癌細胞(HeLa)とヒト大腸癌細胞(M7609)にlipofectin法を用いて同ベクターをトランスフェクトしたところ,Mahlavu細胞と同様にHeLaおよびM7609の両細胞においてもCATの高発現が得られた。染色体への組み込みの有無,コピー数をCAT probeを用いてSouthem法で分析した結果,Mahlavu細胞と同様にgenome DNAには組み込まれておらず,コピー数も400-500個と多かった。このtransformantより複製増殖している低分子DNAをクローニングし,遺伝子導入したプラスミドとの異同を検討したところ,同一であることが確認された。

さらに,in vivoにおいてもこのプラスミドがベクターとして有用であるかを検討するために,M7609を皮下注したヌードマウスの腫瘍にlipofectamine法で2mugの同DNAを1回のみ注射し,3日,7日における同腫瘍でのCATの発現を検討したところ,1unit以上のCATの発現が得られ,しかも発現量の漸減傾向は認められなかった。現在,CATをthymidine kinase遺伝子に置き換えたベクターを作製中であり,これを用いて肝癌に対する遺伝子治療のモデル実験を予定している。ウシパピローマウイルス(BPV)由来ベクターは、その受容細胞(主として齧歯類)においては染色体で複製増殖しコピー数が多いことが特徴であるが、これまでヒト細胞に用いることは困難と考えられてきた。我々は既にヒト肝癌細胞株(Mahlavu)にchickenβ-actinをプロモーターとするマーカー遺伝子(chloramphenicol acetyltransferase:CAT)を含むBPVベクターを導入したところ、高コピー数の安定した発現が得られることを明らかにした(肝臓、33,600-610,1992)。このことが他の腫瘍細胞に一般化されるかどうかをヒト子宮頚癌細胞(HeLa)とヒト大腸癌細胞(M7609)にlipofection法を用いて検討したところ同様の結果が得られ、さらにin vivoにおいても一回の皮下腫瘍に対する注射のみで少なくとも3週間まではCATの発現が可能であることが明かとなった。トランスフェリン-BPV複合隊の作成においては安定した複合体の作製条件が課題であったが、DNAのtransaminationは2時間以上の処理では導入効率が低下すること、DNA-ビオチンのモル比100が必要かつ充分にDNAがビオチン化されること、NHS-LCビオチンはNHS-SSビオチンよりも中性pH領域でのビオチン化効率がよいこと、トランスフェリン-ビオチンのモル比は10:1が至適条件であることが明かとなった。これにより、安定したトランスフェリン-BPV複合体の作製が可能となった。現在、銅複合体を用いて肝癌細胞へのトランスフェクションを検討中で、その後in vivo遺伝子導入に進む予定である。ウシパピローマウイルス(BPV)由来ベクターは、その受容細胞(主として齧歯類)においては染色体外で複製増殖しコピー数が多いことが特徴であるが、これまでヒト細胞に用いることは困難と考えられてきた。我々は既にヒト肝癌細胞株(Mahlavu)にBPVベクターを導入したところ、高コピー数の安定した発現が得られることを明らかにした(肝臓、33;600,1992)。このことが他の腫瘍細胞に一般化されるかどうかをヒト子宮頚癌細胞(HeLa)とヒト大腸癌細胞(M7609)に同ベクターを導入し検討したところ同様の結果が得られ、さらにin vivoにおいても一回の皮下腫瘍に対する注射のみで少なくとも3週間まではCATの発現が可能であることが明かとなった。一方、悪性腫瘍に目的遺伝子を特異的に導入する方法としてわれわれは、増殖の盛んな腫瘍細胞に存在するtransferrin receptor(Tf-R)を利用する方法を開発してきた(NY Acad Sci,336,1994)。
ドミナント・ネガティブタイプのHIF-1を用いた膵癌の分子標的療法の開発

膵癌細胞では、低酸素適応を制御する転写因子であるHypoxia Inducible Factor-1(HIF-1)を正常酸素分圧下においても恒常的に発現し、癌細胞の転移能やアポトーシス抵抗性に関与し、増殖に必須であることを報告してきた。本研究では、膵癌におけるHIF-1の機能抑制を目指し、ドミナントネガティブ・タイプのHIF-1(DN HIF-1)を作成し、それを膵癌細胞に導入することによる細胞増殖能の変化を検討した。また、HIF-1により誘導されるアポトーシス抵抗性を、DN HIF-1の導入によりアポートシス感受性へと回復させることが可能か否かを検証した。adlenomedullinは血管新生因子の1つであり、膵癌組織での血管新生に関与することを示した。さらに、adlenomedullinのアンタゴニスト・ペプチドをSCIDマウスモデルにおける膵癌腫瘍内投与すると、血管新生抑制を介して腫瘍の増殖が抑制され、さらには退縮が得られた。次にDN HIF-1の膵癌細胞の嫌気性代謝に与える影響を検討した。DN HIF-1は低酸素により誘導されるGlut-1やaldolase Aの発現を抑制し、膵癌組織におけるグルコースの取り込みを低下させた。その結果、DN HIF-1は膵癌細胞の増殖を著しく阻害させることができた。このことは、DN HIF-1がHIF-1阻害剤として作用し、膵癌の治療薬としての有用性を示唆するものである。現在、実用的な治療薬としての利便性を高めるために、DN HIF-1をリコンビナント蛋白質としての投与する方法を試みた。TAT融合蛋白は蛋白質そのものを、ほぼ100%の効率で直接癌細胞に誘導しうる技術であり、マウスにおいては静脈内投与、腹腔内投与を問わず、全身に分布することが報告されている。この技術を応用し、DN HIF-1のTAT融合蛋白を利用した新しい膵癌治療法の可能性を検討中である。低酸素適応を制御する転写因子、hypoxia inducible factor-1(HIF-1)の発現を膵癌細胞株において検討したところ、正常酸素分圧下でもHIF-1を恒常的に発現し、アポトーシス抵抗性を誘導していることを報告してきた。そこでHIF-1の機能抑制を目指し、Dominant negativeタィプのHIF-1(DN HIF-1)を作成し、膵癌細胞に導入することによって細胞増殖能を低下させる可能性を検討した。膵癌細胞株に導入されたDN HIF-1によりHIF-1は機能阻害され、アポトーシス感受性が回復し、マウス皮下腫瘍モデルにおいてもDN HIF-1は膵癌細胞の増殖抑制効果を示した。TAT融合蛋白は、ほぼ100%の効率で目的蛋白質を直接癌細胞に導入しうる新しい技術であるが、今後はTAT融合DN HIF-1を作成し、膵癌治療での有効性を検討する予定である。このTAT融合DN HIF-1を利用した膵癌治療は、進行膵癌にも応用しうるモデルとなることが期待される。一方で、低酸素下で誘導される血管新生因子をDNAマイクロアレー法にて網羅的に検索したところ、低酸素下において、adrenomedullin(AM)が誘導されることを見出した。また、膵癌のマウス皮下腫瘍モデルにおいて、AMの効果を阻害する目的で、adrenomedullin antagpnist(AMA)のペプチドを投与したところ、腫瘍組織の血管新生を抑制し、腫瘍の劇的な退縮が得られた。

現在はAMA発現ベクターをマウスに投与することによる膵癌の生体内増殖の阻害効果を検討している。これまでに、膵癌細胞では低酸素適応を制御する転写因子であるhypoxia inducible factor-1(HIF-1)が他の固形癌とは異なり恒常的に発現していることを明らかにし、膵癌細胞の転移能やアポトーシス抵抗性に関与していることを報告してきた。膵癌におけるHIF-1の機能抑制を目指し、ドミナントネガティブ・タイプのHIF-1(DN HIF-1)を作成し、それを膵癌細胞に導入することによって細胞増殖能を低下させることを試みる。また、HIF-1により誘導されるアポトーシス抵抗性、低酸素や低栄養によって誘導されるアポトーシスに対する膵癌細胞の感受性が回復することをin vitro、in vivoにて証明する。さらにDN HIF-1を用いた膵癌の分子標的療法の可能性を検討する。TAT融合蛋白は標的蛋白質そのものを、ほぼ100%の効率で直接癌細胞に誘導しうる新しい技術であり、マウスにおいて、TAT融合蛋白は静脈内投与、腹腔内投与を問わず、全身に分布することが報告されている。この技術を応用し、DN HIF-1のTAT融合蛋白を利用した新しい膵癌治療法の可能性を検討する。そこでまずTAT融合DN HIF-1の発現ベクターを作成し、これを大腸菌で発現させてTAT/DN HIF-1融合蛋白の大量精製法を確立させることを目指した。当初、通常のT7プロモーターを用いた大腸菌発現ベクターを構築したが、十分な収量が得られなかった。そこで、次にコールド・ショック遺伝子のプロモーターの有用性を検討した。具体的にはcspA遺伝子のプロモーターを用いて、低温下で大腸菌を培養した。TAT/DN HIF-1融合蛋白の収量は増加したが十分とは言えず、また大部分が不溶画化し、精製に困難をきたした。そこで、大腸菌にTAT/DN HIF-1融合蛋白と同時に、シャペロンtigを共発現させ、可溶化の向上を試みた。これらにより、TAT/DN HIF-1融合蛋白の収量は増加したが、in vivoに投与検討できるほどには至らず、さらなる改善が必要である。
14-3-3ファミリーのシグナリング機構の解析

14-3-3は、酵母からヒトにいたる動植物界に広く分布し、細胞増殖や分化、神経伝達など、さまざまな細胞内シグナル伝達系での機能が推定されるタンパク質ファミリーである。本研究では、このファミリーのシグナリング機構の解析を目的として、14-3-3タンパク質(η鎖)とその変異体を大腸菌で発現し、がん関連遺伝子産物及びモノアミン合成系酵素に対する14-3-3の結合部位を解析した。グルタチオンS転移酵素(GST)との融合タンパク質として発現したη鎖またはその変異体と、バキュロウィルス-昆虫細胞で発現したRaf-1またはBcr(1-412)の複合体形成の有無を解析したところ、全長のη鎖、およびη鎖の171-213の構造領域(box-1)を含む変異体のみがこれらのキナーゼと特異的に結合した。一方、14-3-3は、Ca^<2+>/カルモデュリン依存性タンパク質キナーゼII(PKII)でリン酸化したチロシン水酸化酵素(TH)、トリプトファン水酸化酵素(TPH)に選択的に結合して酵素を活性化し、脱リン酸化処理によって解離した。変異体による解析から、η鎖の171-213のbox-1領域がリン酸化TPH、THに対する共通の結合部位と考えられた。結合の引き金となるのは、酵素分子の調節ドメインに位置するSer-19(TH)とSer-58(TPH)のリン酸化と推定された。さらに、GST-ηあるいはbox-1のみを欠損したGST-η(△box-1)をラット脳幹抽出液に加えたのち、カルモデュリン存在下でリン酸化処理して生じた複合体の分析から、14-3-3のbox-1領域は、TPH、Raf-1、Bcrをはじめとする多くの標的タンパク質に対する共通の結合部位となっていることが推定された。以上の結果から、14-3-3の多様な生物学的機能は、標的分子のリン酸化反応に依存した共通の機構によって担われていると結論した。細胞の増殖・分化シグナル伝達系での14-3-3ファミリーの役割とその分子機構を解析する目的で、14-3-3タンパク質(η鎖)とその変異体を大腸菌で発現し、Ras-MAPキナーゼシグナル伝達系の2種類のがん関連遺伝子産物(Raf-1とBcrキナーゼ)に対する14-3-3の結合部位を解析した。グルタチオンS転移酵素(GST)との融合タンパク質として発現したη鎖またはその変異体と、バキュロウィルス-昆虫細胞で発現したRaf-1またはBcr(第1エキソンコード領域:1-412)の複合体形成の有無を解析したところ、全長のη鎖、およびη鎖の171-213の構造領域(box-1)を含む変異体のみがこれらのキナーゼと特異的に結合した。box-1領域は、Ca^<2+>/カルモデュリン依存性タンパク質キナーゼII(PKII)でリン酸化されたトリプトファン水酸化酵素(TPH)に対する特異的な結合部位であることが本研究の過程ですでに明らかにされている。さらに、GST-ηあるいはbox-1のみを欠損したGST-η(Δbox-1)をラット脳幹抽出液に加えたのち、カルモデュリン存在下でリン酸化処理して生じた複合体の分析から、14-3-3のbox-1領域は、TPH、Raf-1、Bcrをはじめとする多くの標的タンパク質に対する共通の結合部位となっていると結論した。この事実を確認し、さらに細胞内での14-3-3の役割を直接的に証明する目的で、box-

1領域のみに結合する特異抗体を調製した。分離・精製したIgG抗体は、リン酸化TPHに対する14-3-3の作用を阻害することが実証された。14-3-3は、酵母からヒトにいたる動植物界に広く分布し、細胞増殖や分化、神経伝達など、さまざまな細胞内シグナル伝達系での機能が推定されるタンパク質ファミリーである。本研究では、このファミリーのシグナリング機構の解析を目的として、14-3-3タンパク質(η鎖)とその変異体を大腸菌で発現し、がん関連遺伝子産物及びモノアミン合成系酵素に対する14-3-3の結合部位を解析した。グルタチオンS転移酵素(GST)との融合タンパク質として発現したη鎖またはその変異体と、バキュロウィルス-昆虫細胞で発現したRaf-1またはBcr(1-412)の複合体形成の有無を解析したところ、全長のη鎖、およびη鎖の171-213の構造領域(box-1)を含む変異体のみがこれらのキナ-ぜと特異的に結合した。一方、14-3-3は、Ca^<2+>/カルモデュリン依存性タンパク質キナーゼII(PKII)でリン酸化したチロシン水酸化酵素(TH)、トリプトファン水酸化酵素(TPH)に選択的に結合して酵素を活性化し、脱リン酸化処理によって解離した。変異体による解析から、η鎖の171-213のbox-1領域がリン酸化TPH、THに対する共通の結合部位と考えられた。結合の引き金となるのは、酵素分子の調節ドメインに位置するSer-19(TH)とSer-58(TPH)のリン酸化と推定された。さらに、GST-ηあるいはbox-1のみを欠損したGST-η(△boxー1)をラット脳幹抽出液に加えたのち、カルモデュリン存在下でリン酸化処理して生じた複合体の分析から、14-3-3のbox-1領域は、TPH、Raf-1、Bcrをはじめとする多くの標的タンパク質に対する共通の結合部位となっていることが推定された。以上の結果から、14-3-3の多様な生物学的機能は、標的分子のリン酸化反応に依存した共通の機構によって担われていると結論した。
適応的ロコモーション創発のための反射と志向性の相互作用設計

生物のさまざまな適応的行動の中から特にロコモーションに注目し,反射やCPGなどによってもたらされるリズミックな制御系と,振る舞い全体を修飾する調整制御系の相互作用によって適応性の実現を試みた.これらの実現には生物のような筋骨格系が大きな役割を果たしているとの仮説のもとに,二足,四足,ヘビ型とさまざまなロコモーションについて筋骨格からなる新しいロボットを多数試作し,リズミック制御系と調整制御系の役割を実験的に検証した.生物のさまざまな適応的行動の中から特にロコモーションに注目し,反射やCPGなどによってもたらされるリズミックな制御系と,振る舞い全体を修飾する調整制御系の相互作用によって適応性の実現を試みた.これらの実現には生物のような筋骨格系が大きな役割を果たしているとの仮説のもとに,二足,四足,ヘビ型とさまざまなロコモーションについて筋骨格からなる新しいロボットを多数試作し,リズミック制御系と調整制御系の役割を実験的に検証した.平成17年度は,生物での知見を基に,基本的な反射制御,リズム制御の構築を行った.研究はタイプの異なる3種類の移動様式について並列に行われた.(1)空気圧駆動二足歩行を対象とする研究(細田)空気圧駆動二足ロボットの歩行に必要な身体の設計と定常的に歩くための歩行制御系,並びに環境に適応的に反応するための反射的制御系を考案し,その組み合わせによって,安定な歩行を実現できることを実験プラットフォームを作成,実装することにより検証した.(2)四足歩行ロボットを対象とする研究(木村)(1)自律不整地走行簡単な制御を用いたエネルギ効率の良い四脚ロボットの自律不整地走行の実現を目指して,遅延フィードバックを用いたCPGとトルク発生部を組み合わせた手法を提案した.特に,接触センサにより実用的な精度で計測可能な支持脚期間を遅延フィードバックに用いた.結果として,過渡状態や不整地適応などの非定常状態においてCPGが有効に働き,定常状態ではバネ・質量系という受動ダイナミクスが主に働くという系が,切り換えを必要とせずに一つのシステムで構成できることをシミュレーションと実機実験により示すことができた.(2)自律不整地歩行従来のCPGと反応・反射を組み合わせた歩行生成・適応手法と旋回アルゴリズムを組み合わせ、レーザレンジセンサ情報によるナビゲーションの実験を行った.(3)ヘビ型の移動様式を対象とする研究(井上)生物のヘビに関する生理学・解剖学的知見を調査し,ヘビ型ロボットの概念設計を行った.また,ヘビ型ロボットのアクチュエータとして用いる空気圧アクチュエータについて,ヘビ型ロボットでの利用に関して基礎実験を行った.また,本年度予算で導入したワークステーションを用いてCPGによる制御システムとメカシステムとの統合的シミュレーションを行い,制御・身体システムの基礎設計を検討した.ロボットの行動は,制御則,環境そして身体の相互作用によって生み出される.本研究は,このような相互作用を利用し,二足,四足,ヘビ型ロボットについて適応的ロコモーションを工学的に実現する手法について研究することを目的としている.平成18年度は,筋緊張の調整による二足ロポットの歩行速度制御,二足ロボットの走行,跳躍の基礎実験,CPGを用いた二足歩行の安定化,四足ロボットの不整地適応走行,空気圧駆動ヘビ型ロボットの試作などを行った.(1)筋緊張の調整による二足ロボットの歩行速度制御,二足ロボットの走行,跳躍の基礎実験(細田)空気圧駆動二足ロボットの歩行において,拮抗駆動に用いられている人工筋の緊張を変化させると歩行速度が変化することを見出し,その関係性を実験的に調べた.その結果,筋緊張が高まると歩行速度が向上することがわかった.また空気圧による拮抗駆動を利用して二足ロボットの跳躍と走行に関する基礎的実験を行った.特に,足首の緊張度と跳躍の方向についての調査を行った.(2)CPGを用いた二足歩行の安定化(辻田)空気圧人工筋による拮抗駆動二脚ロボットに対し,振動子ネットワークによるタイミング制御を適用した.シミュレーションの結果,相互引き込みを利用した安定な歩行リミットサイクルを実現した.(3)四足ロボットの不整地適応走行(木村)腰関節が能動,膝関節が受動となる四足歩行ロボットRushを開発し,過渡状態や不整地適応などの非定常状態においてはリズム生成部が有効に働き,定常状態ではバネ・質量系という受動ダイナミクスが主に働くという系が,切り換えを必要とせずに一つのシステムで構成できることを実験的に示した.(4)空気圧駆動ヘビ型ロボットの試作(井上)ヘビにおける移動知を明らかにするための初期段階として,まずヘビに関する解剖学・バイオメカニクスに基づき,柔軟な身体を有するヘビ型ロボットを開発した.またヘビの脊髄に存在し,蛇行運動などのリズミカルな運動の下位の制御を司っていると考えられる中枢パターン発生器(CPG)をモデル化し,環境との力学的相互作用の情報を用いて環境変動に適応する神経的コントローラを構築している.(1)二関節筋を持つ二足ロボットの試作と動的ロこモーションの実現ヒトの筋骨格系においては,複数の関節にまたがる二関節筋が関節間の連動などに重要な役割を果たしており,また冗長な駆動系がもたらす効果は,二足歩行を実現する上において無視できない.これらがもたらす冗長性が,上位の制御系と下位の制御系の役割分担や協調に大きな影響を与えていると考えられるため,二関節筋を持つロボットを試作し,跳躍,二足3次元歩行,跳躍などの動的ロコモーションについての基礎的な実験を行った.(2)リズム生成と歩容生成を実現する脚負荷フィードバックを持っCPGネットワークの構成

これまでに開発されたCPGネットワークを改良し,リズム生成と歩容生成を統一的に実現するために脚負荷からのフィードバックを持つネットワークを考案し,有効性の検証のためのシミュレーションを行った.(3)空気圧人工筋によって駆動される四脚ロボットの試作上位層によつて関節の剛性を変化させることによって,振る舞いを変えることができるという仮説を証明するために、空気圧人工筋によつて駆動される四足ロボットを試作した(4)ヘビの筋骨格系を模倣するベビ型ロボットの三次元シミュレータ構築と神経コントローラの開発ヘビの運動メカニズムを解明する上で用いるテストベッドとして,空気圧型人工筋肉の拮抗駆動により動作するヘビ型ロボットおよびその3次元シミュレニションモデルを作成した.(1)2関節筋を持つ2次元跳躍ロボットによる下肢筋肉の機能の構成的理解昨年度試作した二関節筋を持つロボットを改良し,そのロボットを用いて,(1)静止状態から飛び上がる実験,(2)空中から着地する実験,(3)継続的に跳躍する実験など,跳躍に関する基礎的な実験を行い,二関節筋の役割などを確かめた.(2)四脚ロボットにおける胴体の可変剛性と歩行安定性に関する考察ロボットの体幹の関節に空気圧アクチュエータを用いて,空気圧を変化させることにより体幹の剛性を変化させ,ウォークとトロットパターンにおける歩行の体幹の剛性の相違による安定性の相違を数値シミュレーションおよびハードウエア実験を通して検証した.その結果,それぞれのパターンにおいて,歩行運動が安定となる体幹の剛性が個別に存在することが明らかとなった.(3)ヘビの筋骨格系を模倣するヘビ型ロボットの構築と制御・生体ヘビの観察ヘビ型ロボットにおける適応運動を実現するために必要となるセンサの開発,実現した生物模倣型ヘビ型ロボットの柔軟性が持つ運動性能への影響の解析,および生体のヘビを用いた運動の計測を行った.(1) 2関節筋を持つ2次元跳躍ロボットによる下肢筋肉の機能の構成的理解5対9筋の筋骨格構造を持ち,ヒトと相似な位置に重心のある上体を持つヒューマノイドロボットを構成し,跳躍実験を行うことによって,特に二関節筋の果たす機能についての調査を行った.その結果,上体がある場合には,ない場合と比較すると,特に腰回りの2関節筋,ハムストリングと大腿直筋が振る舞いの変化に影響を与えることが分かった.また,ハムストリングについて,着地時と離床時で,胴体の姿勢変化に対する影響が異なることを実験的に示した.(2)四脚ロボットにおける胴体の可変剛性と歩行安定性に関する考察柔らかさをモータによって変化させることができる背骨を装備した四脚ロボットを開発し,その剛性変化と,歩行の様相についての実験を行った.その結果,脚を振動的に動かすときに,ロボットを歩行させるのに適した背骨の柔軟性が存在することが分かった.(3)生体ヘビの観察に基づくシミュレーションとヘビ様の筋骨格系を持つヘビ型ロボットの構築従来の生物学による知見,実験動物の解剖・CT撮像による知見から,ヘビは一般的な哺乳動物に比較してきわめて長い体軸筋を多数駆動することで適応的なロコモーションを実現していることが分かった.
水素ライマンα・β線を同時に除去する酸素イオン共鳴散乱光観測用反射鏡の開発

酸素原子は地球型惑星大気の主要な構成要素の一成分であり,その分布や存在比は惑星大気進化の指標となる。高高度で主に太陽紫外光で電離され酸素イオンとなり惑星間空間へ散逸する。したがって,酸素イオンの観測は酸素原子の散逸量同定に必要な物理量を与え,気候の太古から現在・未来への惑星大気進化の把握に必要な観測のびとっといえる。酸素イオン密度分布の空間構造や発生・発達過程は太陽の活動度によって時々刻々と変化するため,現場に観測器を送り込みその場のプラズマを計測する直接観測だけではなく,領域全体を酸素イオンの共鳴散乱光(波長:83.4nm)を二次元像として捉えるリモートセンシング観測が非常に効果的な手法である。酸素イオン光学観測を有効に行うためには,近接波長域で強度の強い水素ライマンα,β線(波長:121.6nm,102.6nm)を除去する光学系を開発する必要がある。昨年度水素ライマンα,β線を同時に除去する反射鏡コーティングの材料と厚みについて検討を行い,試作を蒸着メーカーに依頼した。今年度は試作した反射鏡について当該波長域において反射率を測定し波長依存性を取得した。また同時に,基礎定数であるコーティング材料の光学定数を導出し,再度チューニングしコーティングの最適化を図った。酸素イオン共鳴散乱光観測に関する発表を国内外の学会・研究会にて行い,研究会収録を執筆した。酸素原子は、地球型惑星超高層大気の主要な構成要素の一成分であり、その分布や存在比は惑星大気進化の指標となる。そして主に太陽紫外光で電離され酸素イオンとなり惑星間空間へ散逸する。したがって、酸素イオンの二次元分布観測は酸素原子の散逸量同定に必要な物理量を与え、惑星科学の発展に重要な観測のひとつといえる。酸素イオン密度分布の空間構造や発生・発達過程は時々刻々と変化するため、現場に観測器を送り込みその場のプラズマを計測する直接観測と共に、酸素イオンの共鳴散乱光(波長:83.4nm)を二次元像として捉えるリモートセンシング観測が非常に効果的な手法である。酸素イオン光学観測を有効に行うためには、近接波長域で強度の強い水素ライマンα、β線(波長:121.6nm、102.6nm)を同時に除去する光学系を開発する必要がある。今年度はまず水素ライマンα、β線を同時に除去する反射鏡コーティングの材料と厚みについて検討を行った。材質と膜厚のチューニングを繰返し行い、酸素イオン共鳴散乱光、水素ライマンα、β線の反射率比が1:10^<-4>:10^<-3>を達成する反射コーティングを設計することに成功した。設計結果は膜厚制御に高度な精度を要することを示していたため、試作は蒸着メーカーに依頼した。試作品完成後、当該波長域において反射率を測定し波長依存性を取得した。チューニングした反射コーティング設計結果をもとに、酸素イオン共鳴散乱光観測に関する発表を国内研究会にて行い、現在研究会収録を執筆中である。
鈴木九萬日記と関係資料を用いた戦前・戦後の日本外交史研究

本研究は、戦前は連盟外交に携わり、戦後には終戦連絡地方事務局連絡官・横浜事務局長とその後継に当たる横浜連絡調整事務局長を務めた鈴木九萬の日記と関係資料を用いて、戦前・戦後の日本外交のありようを検討することを目的としている。この目的を達成するために、平成30年度は、鈴木の日記および関係資料の収集をおこなった。具体的には、9月に鈴木の母方の実家に当たる倉田家にて資料調査と聞き取り調査をおこなった。この調査にもとづいて整理した日記および写真資料については、保存と公開の観点から専門家による写真撮影をおこない、デジタル化の作業を進めた。また、11月には鈴木の母校である茨城県立太田第一高等学校(旧制太田中学校)を訪問し、校友会誌や記念誌などを中心に資料調査をおこなった。さらに、3月には英国国立公文書館にて講和・独立期の日本外交に関して、とくに1950年6月の第5回ユネスコ総会にオブザーバーとして参加し、欧米各国を歴訪した鈴木の動向を重ね合わせながら、資料調査をおこなった。このほか、平成30年度の成果としては、論説「外務省連盟派とその政策」を本務校の紀要に執筆したことがあげられる。同論説は、外交官のキャリアパスから戦前における外務省内の政策派閥のありようを再検討したもので、これによって、これまで十分に捉えられてこなかった連盟外交に積極的な在欧外交官グループ(連盟派)の存在を明らかにすることができた。また、ここから鈴木が連盟派の外交官であったことが判明し、現在進めている鈴木の日記や関係資料から彼の活動を跡づけることができれば、戦前から戦後にわたる連盟派の活動の一端を解明することにつながると考えられる。当初の計画のなかでは平成31年度におこなう予定であった鈴木九萬の日記をデジタル化する作業を30年度に終えられたことは、計画以上の進展といえる。しかしその一方で、諸事情により30年度におこなう予定であった鈴木のご息女への聞き取り調査をおこなうことができず、その結果として、そのほかの親族宅への資料調査および聞き取り調査もおこなうことができなかったことは、計画よりも遅れているといわざるを得ない。これらの点を総合的に勘案して、おおむね順調に進展していると判断した。今後の研究の推進方策としては、第一に平成30年度におこなう予定であった鈴木のご息女に対する聞き取り調査を実施し、これに合わせてそのほかの親族宅への資料調査および聞き取り調査をおこなうこと、第二に鈴木の日記の解読を進めること、があげられる。また、日記の解読に合わせて、必要が生じた場合には米国国立公文書館および英国国立公文書館において資料調査を実施する予定である。資料のデジタル化に関する費用について、納品されるまでは正確な金額がわからず、経費の執行に当たってある程度余裕を持たせる必要があったため、最終的な使用金額に余りが生じた。今回生じた金額は、次年度における資料調査の複写費用などに利用する予定である。