hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粒界構造を高度に制御したチタン酸ストロンチウム双結晶デバイスの作製

結晶方位を規定した単結晶を熱拡散接合した双結晶を用いて粒界静電ポテンシャル障壁の電気特性と粒界原子構造について調べた。粒界障壁は粒界に形成された粒界転位の密度と密接に関係することを明らかにし、単位長さ当たりの粒界転位が捕獲できる電子数を見積もった。さらに、SrTiO3結晶中における点欠陥の形成エネルギーを第一原理計算から求め、Srイオン空孔の形成エネルギーが最も低いことを見出した。ドナー材としてNbを添加したSrTiO_3単結晶を高温において拡散接合させた双結晶試料を作成した。今回作製した双結晶は、互いの単結晶の結晶軸[001]軸に対して6度および8度の回転角度(傾角)を有する。接合条件は、大気中1600°Cにおいて10h行った。また、接合面の処理については、最終研磨工程にメカノケミカル処理を施している。接合後の界面は一部を除き固相状態で接合されていることが確認でき、今回用いた接合条件が適していることが確認された。接合後の粒界を高分解能透過型電子顕微鏡法(HRTEM)および走査透過型電子顕微鏡(STEM)におけるSTEM-HAADF法で詳細に観察したところ次の知見が得られた。粒界部にはバーガースベクトル[010]を有する転位が配列していること、これら転位は必ずしも一原子面上に配置しているわけではないこと、転位のバーガースベクトルは、1/2[001]に分解していること、などの基礎データーを得た。さらに、この転位のコア構造に着目したところ、コアを貫通する原子面については、TiO原子面、Sr原子面の二種存在することを突き止め、また、この二種類のコア構造のために隣接する転位コアが互いに一原子面ずつシフトして配置することが明らかとなった。このいわゆるジグザグ構造は、傾角が8度の粒界においてより顕著である。一方、SrTiO_3のSr, Ti,0原子の空孔生成エネルギーを第一原理計算にもとづき計算したところ、大気中および無添加剤の条件下では、Sr空孔の形成エネルギーが最も低いことが明らかとなった。このような空孔形成エネルギーの違いが粒界構造における転位コアのジグザグ配置と密接に関係するものと考えられる。今後、これらの相関性について研究を進めるとともに、転位コアへの金属元素のパイプ拡散を行っていく。本年度はSTO単結晶の表面ステップ構造に関してその原子構造,制御方法についての知見を得た。STO単結晶を10001200°Cにおいて熱処理することにより表面の原子レベルの平坦性を有したステップ構造が形成される。このステップの高さおよび表面終端原子面は熱処理温度,熱処理雰囲気に依存するが,さらに,ドーパントの影響も受けることを見出した。このドーパント効果は,STO単結晶中において生じるSr,Tiの空孔形成エネルギーがドナー,もしくは,アクセプターにより変化することに起因するものと考えられる。過去において行った第ー原理計算による空孔形成エネルギーの見積もりをもとに,無添加およびドナーであるNbを添加した単結晶について,その表面原子構造を走査透過型電子顕微鏡で観察することにより終端原子種とその電子状態について測定を行った。まずドーパントを添加していないSTO単結晶では,表面近傍の領域においてTiの組成が上昇することが見出された。電子線回折よりこの領域はペロブスカイト型構造を有していることが確認され,このTi組成の増加はSr空孔が導入されているものと考えられる。電子エネルギー損失分光法によりこの領域においてはSr空孔に起因した電子状態が存在することが確認できた。また,終端原子面はSrレイヤーとなった。一方,この試料にNbをわずか添加したところ,このSr空孔領域が減少するともに明瞭なSrレスの領域の形成がされなくなることが明らかとなった。来年度においてはこの様な表面処理を施した単結晶を用いて双結晶試料の作成を行っていく。本研究の最終年度である本年度では、・傾角が10。以下の小傾角粒界における粒界転位げコア構造の解析、・熱処理に伴う単結晶表面の陽イオン比変化に関する組成、電子状態解析、・研究期間内にとりおこなった研究成果のとりまとめを行った。・粒界転位のコア構造の解析;傾角が6。以下の小傾角粒界では粒界転位はa[001](aはSTOの格子定数)をバーガースベクトルに持つ刃状転位であった。これらの転位はいずれも同一の原子面上に配列していた。一方、傾角が増大するに伴い、この刃状転位の構造は転位コアが同一原子面からずれた配列となることが見出された。この構造は熱処理の酸素分圧に依存し、低酸素分圧となるに従って隣接する転位コア間に積層欠陥が導入されることがわかった。この構造変化は粒界転位コアを中心とした陽イオン比の変化と密接に関係するものと考えられる。・熱処理に伴う単結晶表面の陽イオン比変化に関する組成、電子状態解析;STO(001)

単結晶を高温度において熱処理を行い単結晶表面から内部に向かっての陽イオン比の変化を調べた。その結果、表面からおおよそ50nm程度内部の領域までSr組成が減少している、すなわち、Sr空孔が形成していることが見出された。この空孔については電子線エネルギー損失分光法によって酸素K端の形状変化として明瞭に検出できている。この単結晶表面にて生じる陽イオン比の変化は、結晶粒界においても同様に認められるものと考えられる。上に述べた小傾角粒界における転位コア構造の変化もここに述べたような陽イオン比の変化に起因する。
水中マルチエージェントの位置情報共有と水中トラス組立ミッションの水槽実験

複数の水中ロボットがグループで協調的・競争的に作業を行う、水圏マルチエージェント技術の開発が最終目標である。本研究では、各エージェント同士で他エージェントの位置情報を把握するシステム、すなわち、超音波を用いた空間配置情報共有システムについて検討した。複数AUVによるマルチエージェントの協調作業には、各AUV間の座標をそれぞれ算定すると同時に、各AUV間同士がお互いの位置を確認し合うようなシステムが必要であるため、それぞれのAUVの座標を全て把握しているマッピングマスターが必要である。これには、色々な方法が考えられるが、本研究では、LBLシステム側にマッピングマスターを用意し、各AUVは、自位置、及び自身の作業に必要な他エージェントの位置をこのマッピングマスターに問い合わせることで、必要な座標情報を得る方式とすることとした。LBLは、1対の送受波装置(Ch A)、2個の受波装置(Ch B, Ch C)で構成した。ロボット側は、1対の送受波装置を持つこととする。まず、座標検出の方式は、Ch Aから送信し、それをロボット側で受信するとx [msec]後に返信する。この返信信号をch A,ch B,ch Cの各受波装置で受信し、送信から受信までの時間を計測して、距離換算し、ch Aを原点とする座標系を検出してマッピングマスターが記録する、というシステムとした。そして、この座標をロボット側に送信する。送信は、将来的には、超音波による通信リンクを用いる予定であるが、現状では、水槽内の超音波通信システムが完成しておらず、無線LANによるものとした。位置情報を共有しながらのミッションの一例として、AUVが水中に置かれた平面トラス状骨組みの形状を保ちながら移動する実験を試みる予定であったが、人手不足と時間的な制約から、この実験には現段階では進めていない。本年度は、水槽実験を実施するためのテストロボットの改良を実施した。スラスターを改良し、回転数制御するためのエンコーダーを製作、実装した。PC104モジュールに無料のRT-linuxを搭載していたが、プログラミングの手間が非常に大きく、消費電力も10Wと大きいため、現在のテストロボットはスレーブ機とすることとし、組み込み用Linuxカード2WをメインとしてPICによる分散処理を強化するシステムに変更した。マスター機は、これまでのノウハウを元に、機能拡張し、耐圧容器を大きくして小型NotePCが入るようにすると共に、水中コネクタ数も10個に増設した。耐圧容器は完成し、来年度始めに内部システムの構築を終了する。また、新たに深度センサを構築し、深度制御を超音波による測距から開放した。これは、マルチバスの影響を少しでも減らすためと、位置情報共有のためのインフラを水槽のベースに設置するためである。超音波システムについては、市販の安価な陸上用防滴型の振動子による障害物検知を30kHzで自作し、座標検出のためのLBLを構築するため200kHzのトランスポンダ送受波装置を製作した。LBLとしてのシステムへの統合は、来年度始めの完成を目指して現在継続して開発中である。複数のロボットの位置情報を区別するための変調信号の発生、検出については、今年度に試行したが、予算的に外注が難しく難航しており、共通のLBLベースラインを使用することが困難である。そこで、位置情報共有の考え方として、指向性を狭くした別々のLBLシステムを用い、各LBLシステム側にロボットの座標計算機能を備え、それぞれのLBLシステムの情報を統合するセンターの役割を果たすPCを用意し、このセンターPCとロボット間の通信によって、複数のロボットのお互いの位置を確認し合う方法を考案し、実装を開始した。
ＣＯ２地中貯留を想定した岩石層中のガス拡散予測に対する粒子トレーサ法の研究

本研究は、多孔質層における物質や温度の拡散係数を縮小スケールの実験装置によって測定し、その結果を予測するラグランジュ法を基礎とした数値シミュレーション手法を新たに開発し、多孔質層内部のガスおよび熱的拡散挙動を明らかにすることを目的として実施したものである。研究の流れと手法は、多孔質層の実験モデルを製作し、それを用いて塩水やトレーサを注入する拡散実験を実施し、本研究で開発した粒子トレーサ法(DTPM)による数値シミュレーション結果と実験結果との比較によって数値計算モデルの妥当性について議論した。とくに、本研究の特徴は、多孔質層における孔隙ネットワークモデルを構築した後に、ラグランジュ法を基礎とした孔隙ネットワーク内のランダムな粒子挙動を考慮した粒子トレーサ法に関わる数値シミュレーション手法を開発していることである。開発した粒子トレーサ法による数値シミュレーションによって各粒子の拡散を統計学的な性質を適用した数値計算によって多孔質層の孔隙内の物質や微細粒子の流動に伴う流動軌跡とそれによる移流・拡散の予測を可能とした。このとき、孔隙間の相互接続、その方向(孔隙方向と流れ方向の角度)、孔隙径と長さおよび流量は、一様な分布で表現し、ペクレ数とレイノルズ数にそれぞれ基づいた分散距離および数値計算時間ステップの最適値の範囲を提示するとともに、トレーサ粒子にランダムな動きを重畳する手法を開発した。さらに、地下帯水層などの貯留層に対しCO2を垂直井から圧入した場合のCO2バブルの移流・拡散状況を数値シミュレーションによって予測した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、多孔質層におけるガスおよび温度拡散係数を縮小スケールの実験装置によって測定し、その結果を予測するラグランジュ法を基礎とした数値シミュレーション手法であるDTPMを新たに開発し、多孔質層内部のガスおよび熱的拡散挙動を明らかにすることを目的として実施した。平成26年度の研究として、基本的な実験システムの構築とその数値モデリングを以下の項目を実施した。1.過去に発表されている研究成果のレビューを実施した。2.基本的な数値解析モデルの構築を目的として、アクリル板およびガラスビーズを用いた縮小スケールの多孔質層実験モデルを製作し、予備的な性能試験および実験を実施した。このとき、多孔質層内の速度ベクトルを予測するた数値シミュレーションを実施し、実験結果とのヒストリーマッチングを実施した。3.圧入坑井側からトレーサ成分を流入させ、生産井側においてその濃度ー時間曲線を測定し、基本的な多孔質層内におけるトレーサの有効拡散係数の評価を行った。4.石炭層の酸化発熱過程の実験を実施し、酸素分子の平均自由行程などのデータに基づきガス拡散係数を算定し、多孔質体として定義した石炭層の発熱過程の予測モデルを構築した。平成27年度においては、初年度に製作した多孔質層モデルを改良し、不連続層および熱的な拡散現象を実験および数値解析により明らかにする実験および数値シミュレーションを実施した。実験においては、多孔質モデルに人工的な不連続層を組み入れ、その影響を実験的に測定し、圧入されたガスの拡散が受ける影響を明らかにした。その結果に対してDTPMを用いた数値シミュレーションによってヒストリーマッチング解析を実施し、概ね不連続層の影響を予測することに成功した。なお、多孔質層に熱的な擾乱を与えたときの温度拡散実験を実施し、熱的な有効拡散係数を評価した。本研究成果に関して、国際会議において3回の発表を実施し、1編の国際会議プロシーディングス、2編のジャーナル論文が国際ジャーナルに掲載され、予定した研究成果発表を実施することができた。本研究に関わる実験結果および数値シミュレーション結果がほぼ計画に従って得ることができた。また、これらの研究成果として、国際会議において3回の発表がなされ、1編の国際会議プロシーディングスおよび2編の国際ジャーナルにおいて論文が掲載された。平成26年度の研究では、実験装置の製作および実験の実施、さらに数値モデル化とDTPMによる数値シミュレーションまでの一連の初期的な研究を実施した。

とくに、実験を実施するにあたり、トレーサ分子の多孔質貯留層内の有効拡散係数および温度拡散係数を測定するため、実験装置製作のための部材(アクリル板、アクリル管、ガラスビーズ、配管部品等)、濃度計、シース熱電対、加熱ヒータ、データデータロガーおよび純トレーサ成分の圧入部などで構成した実験システムと数値解析システムを構築できたことから、概ね当初予定した研究実施目的を達成した。平成28年度は最終年度であることから、実験結果および数値シミュレーション結果のとりまとめを実施し、不足しているデータの補完を実施するとともに、国内外の学会において研究成果発表を積極的に実施する。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度においては、26年度に製作した多孔質層モデルを改良し、不連続層および熱的な拡散現象を実験および数値解析により明らかにする。1.多孔質モデルに人工的な不連続層を組み入れ、その影響を考慮したDTPMによる数値解析を実施する。また、人工的な不連続層により、圧入されたトレーサ成分の有効拡散が受ける影響をについての数値シミュレーションを実施する。2.多孔質層に熱的な擾乱を与えたときの温度拡散を熱電対及びデータロガーを用いて測定し、熱的拡散係数を評価し、多孔質層内の温度分布に関するDTPMによる改良手法を開発し、その数値シミュレーションを実施する。3. 2.の結果に基づき、石炭層の自然発火における堆積層のガス濃度および温度分布の予測に応用する。4.国内外の学会において研究成果を発表し、さらに国際ジャーナル論文として投稿する。
岩石学的アプローチによるアンコール遺跡を代表とした東南アジアの石造文化財の解明

アンコール遺跡、サンボールプレイクック遺跡、コーケル遺跡およびプレアヴィヘア遺跡に使用されている砂岩およびレンガ材の化学組成、帯磁率、大きさ等の特徴に基づき、遺跡の建造順序の推定を行った。また、アンコール遺跡で多用されている砂岩材を供給した100箇所以上の石切り場を発見するとともに、その運搬経路を明らかにした。さらに、遺跡建造時に使用された鉄の材料である鉄鉱石の供給源に関する調査を行った。クメール遺跡の建築材表面では黒色化が認められ、多くは藍藻類の付着によるものであるが、これとは異なった黒色化が認められる。非破壊調査の結果、マンガン酸化物の沈着による黒色化が存在することが明らかになった。アンコール遺跡では主要建築材として灰色黄褐色砂岩が使用されている。この砂岩は、アンコール遺跡の北東約30kmのところにあるクレン山の麓に露出しており、そこからアンコール時代の石切り場が発見されている。本年度においては、このクレン山の麓において、集中的に砂岩材石切り場の調査を行った。その結果、従来報告されていた石切り場を遥かに上回る数の大小の石切り場を発見することができた。また、その帯磁率から石切り場が開発された時期を判明することができ、時代による石切り場の移動の様子をある程度明らかにすることができたまた、衛星写真かたクレン山とアンコール遺跡を繋ぐ水路跡が見つかり、それを基に現地調査を行った。調査の結果、水路は人工的な運河と自然の河川とを繋いだものであり、運河の幅はおよそ1520mあり、両側は土手となっており、深いところでは土手の頂部から運河の底まで6m程であった。その全長はおよそ40kmであり、ほぼ最短距離でクレン山とアンコール遺跡を繋いでおり、この水路がアンコール時代において砂岩材の運搬に使用されていたと考えられる。従来は、クレン山から南下し、途中運河を通ってトンレ・サップ湖に至り、そこから西進してシェム・リアップ川を遡り、アンコール遺跡に至る運搬経路が提唱されていたが、この経路は90kmに達し、かつ、川を遡上しなければならないことから、今回発見された水路が砂岩材運搬に使用されていた可能性が極めて高いと考えられる。この他に、今年度は、携帯型蛍光X線分析装置を用いて、サンボール・プレイ・クック遺跡のレンガ材およびコー・ケル遺跡のラテライト材に対して化学組成分析を行い、レンガおよびラテライト材に基づく建造物の分類を試みた。2013年度では、アンコール遺跡、コー・ケル遺跡、プレア・ヴィヘア遺跡、サンボール・プレイ・クック遺跡を対象に下記の調査・研究を行なった。アンコール遺跡に対しては、バイヨン寺院において劣化材の調査を行なった。調査は十字回廊、内回廊、外回廊に分け、目視調査、携帯型蛍光X線分析装置によるその場分析を行なった。概略的には、屋根の懸っている十字回廊、内回廊において、屋根の懸っていない外回廊と比べて劣化が進んでいることが明らかになった。その原因として、コウモリの排泄物が重要であることが明らかとなった。また、アンコール遺跡の砂岩材の供給源であるクレン山にて石切り場の追加調査を行ない、今までに90か所の石切り場を発見することができた。プレア・ヴィヘア遺跡において、石材の帯磁率測定・携帯型蛍光X線分析装置による化学組成分析を行ない、遺跡の建造順序の推定を行なった。石材に基づきプレア・ヴィヘア遺跡は5期の建造時期に分けられることが明らかになった。同様に、サンボール・プレイ・クック遺跡のレンガ材を対象に携帯型蛍光X線分析装置による化学組成分析を行ない、TiおよびRbの含有量を元に、2つの建造時期を明らかにすることができた。大プレア・カーンおよびその周辺地域にて鉄スラグの調査を行ない、多くの鉄スラグおよび鉄鉱石のサンプルを入手した。また、アンコール遺跡のバイヨンおよびプラサート・スープラの発掘現場から見つかったスラグのサンプルを入手した。分析は2014年度に行なう予定である。アンコール遺跡およびコー・ケル遺跡にて石材表面に付着したマンガンを含有する黒色物の調査を行なった。この原因としてマンガン酸化バクテリアが考えられるが、そのDNA分析を実施中である。2012年度では、クメール遺跡を対象に下記の項目の調査・研究を行なった。・アンコール遺跡の砂岩材の石切り場とその運搬経路に関する研究ーアンコール遺跡の砂岩を供給した石切り場がアンコール遺跡の北東約40kmのところに存在する呉さんにあることは知られていることであるが、その詳細な分布は不明であったので、2011年度に引き続き調査を行ない、合計70程度の石切り場を今までに見出した。また、帯磁率と石材の厚さから石切り場が使用された時代の推定を行なった。このことに加え、石切り場からアンコール遺跡に続く運河網を見出した。これらの内容に関しては、すでにJ. of Archaeological Scienceにて発表した。・ラテライトの化学組成に基づくコーケルの建造順序の推定ーアンコール遺跡の北東およそ90kmのところに10世紀前半に建造されたコーケル遺跡が存在する。コーケルでは、アンコール遺跡と同様に砂岩とラテライトが建造に用いられている。砂岩は、周辺河川の川床等から切り出されたことが明らかになっているが、遺跡による違いは認められない。他方、ラテライトに関してはそのSr含有量に基づき、2つに分けられることが明らかになった。これに帯磁率の違いを加えることにより、ラテライトに関しては5つの時期に分けられることが明らかになった。

・マンガン酸化バクテリアによる石材表面の黒色化についてーラテライト、砂岩およびレンガの表面が黒くなる現象が良く認められるが、その多くはラン藻類の着生によるものである。もう一つの大きな原因は、マンガン酸化物の沈着によるものであり、これはSEM観察によりマンガン酸化バクテリアの活動によるのもであることが明らかになった。また、マンガンの沈着に伴いニッケル、銅などの金属が濃集することが明らかになった。アンコール遺跡で使用されているレンガ材に対して、厚さ測定と携帯型蛍光X線分析装置による化学組成分析を行った。調査の結果、アンコール遺跡のレンガ材は初期のもので薄く、時代とともに厚くなることが判明した。これは前アンコール期のサンボール・プレイ・クック遺跡で認められる傾向とは逆である。また、化学組成において、アンコール遺跡各遺跡のレンガ材において明確な違いは認められなかったが、サンボール・プレイ・クックのレンガとは明らかに異なることが分かった。アンコール遺跡で多用されている灰色黄褐色砂岩の供給地であるクレン山の南東山麓場を発見することができた。石材サイズと帯磁率から、これらの石切り場がバンテアイ・チュマールの石切り場である可能性が高いことが明らかになった。アンコール遺跡等の建造において各種の鉄製の道具が使用されているが、その供給源をにおいて石切り場の調査を行った。2014年度においては25か所の新たな石切り場を発見することができ、2010年以来、計115か所の石切り場を発見するに至った。また、主要なクメール遺跡の一つであるバンテアイ・チュマール遺跡の石切り場に関する情報を基に、タイのダンレック山脈の南側裾野において調査を行った。その結果、12か所において石切り明らかにする目的で、大プレア・カーンおよびプノン・ダエク周辺において鉄スラグおよび鉄鉱石の調査を行った。2014年度では、15か所においてサンプリングを行うことができた。また、2014年度では、それまでに採取されたアンコール遺跡から発掘されたものも含めて8箇所から鉄スラグに対してX線マイクロアナライザによる化学組成分析を行った。スラグを構成するかんらん石、ウスタイトおよび磁鉄鉱の化学組成からこれら8ヶ所からのスラグに対しては少なくとも鉄鉱石の供給地が3箇所あることが明らかになった。・今まで継続してクメール遺跡から産する鉄スラグに対する調査・研究を行ったが、2015年度では試料の不足していた場所において追加試料の採取を行った。その結果、鉄スラグは、その主たる構成鉱物である鉄カンラン石およびウスタイト中のFe、MnおよびMg含有量に基づき3つのグループに分けられることが明らかになった。また、古くから鉄鉱石の供給源として知られているプノン・デック地域の2箇所から鉄鉱石を採取し、分析を行った。その結果、磁鉄鉱中にはMnおよびMgがほとんど含まれないことを明らかになった。・コーケル遺跡に使用されているレンガ材に対して携帯型蛍光X線分析装置を用いて分析を行うとともに帯磁率測定を行い、統計的な処理に基づき、5つのグループに分けられることが分かった。以前に求められたラテライトを用いた建造順序の推定と比較し、得られたレンガを用いたグルーピングとの建造時期に関する対応関係を明らかにした。
寧波における知の営みとその伝統-学脈・宗族・トポフィリア-

思想資料の読解と現地調査を活発に行い、その成果を、地図や写真、全祖望「書院記」の原文と現代語訳・注釈、現地調査報告などを有機的に組み合わせたデジタルコンテンツ「寧紹地区思想文化図誌」に集約した。それにより、宋代から清代にかけての寧波の学術思想史が明らかになっただけでなく、学問の聖地・寧波という「像」がどのように作られ語られてきたかを解明した。また、中国人学者の日本招聘・研究会の開催、中国国内で開かれた学会・研究会への参加・研究報告等も活発に行い、国際的な学術交流を推進した。特定領域研究の初年度に当たり、研究の方向性について意識の統一を図るため、9月に班内の研究打ち合わせ会を設け、「トポフィリア」というコンセプトや思想史研究の方法論的課題について討論を行なった。10月には現地調査部門の研究会に全員で出席し、現地調査の方法論について他班と情報交換を行なった。また、2月に早坂と荒木の2名が現地調査に赴き、8日間、浙江省杭州市、寧波市、および上海市において、現地の研究者(浙江大学・何俊教授、浙江省社会科学院・銭明教授)との研究情報の交換、文献調査(浙江図書館、上海図書館)、および思想家に関連する遺跡の基礎調査(万松書院、白雲荘など)を行なった。現地調査の成果の一部については、研究者のみならず一般の市民も閲覧できるよう、研究代表者の早坂が所属部局のHP上でブログとして公表している。個々の課題に関しては、研究代表者の早坂は、万表および万氏一族に関する基本的な文献(例えば、万氏の宗譜)の収集を行なうとともに、研究状況の整理に着手し、代表的な先行研究論文一篇の日本語訳作成をほぼ完成させた。研究分担者の久米は、黄震の思想が後世に与えた影響について総括的に考察するための基本作業として、本年度は、特に書誌学・経学の方面から検討を加えた。また、「東アジア海域交流」という特定領域全体のテーマにも関連する日本思想史(日本の経学)についての論稿も公表した。同じく研究分担者の荒木は、寧波の学術文化の形成における、近隣の紹興地域などの学術文化の影響・関与についての全体的な見通しを立てることを目指し、必要資料の文献リスト作成のための文献調査を東京・福岡・杭州・上海等で行なった。また、思想家と宗族、あるいは地域文化との関係について考察を深めるため、それらに関する先行研究を収集し、分析を行なった。6月に班内の研究打ち合わせ会を設け、共同研究の深化を図った。8月24日から9月1日にかけて、早坂・荒木・久米の3名および研究協力者1名が現地調査に赴き、浙江省杭州市・紹興市・寧波市、および上海市において、思想家に関連する遺跡の基礎調査(王陽明故居、黄宗羲墓など)、文献調査(上海図書館)、現地の研究者(浙江省社会科学院・銭明教授、寧波大学元教授・方祖猷氏)との学術交流等を実施した。現地調査の成果の一部は、研究代表者の早坂が所属部局のHP上でブログとして公表している。12月には、銭明氏・方祖猷氏を日本に招聘し、学術講演会を班主催で行った。さらに、現地調査研究部門の、9月の研究会では早坂・安部が、2月の研究会では早坂・久米が、共同研究の状況について報告を行った。2月には、本年度2度目の班研究打ち合わせ会も開催し、共同研究の中間総括を行った。個々の活動としては、研究代表者の早坂が、万表に関する先行研究論文一篇を日本語に翻訳し、解題とともに現地調査研究部門の雑誌に投稿、掲載された。また、特定領域外の学会での講演も行った。研究分担者の久米は、黄震の思想に対する検討の継続とともに、浙東の思想文化に対する研究を推進し、現地研究者の論文の日本語訳をほぼ完成させた。また、「東アジア海域交流」という特定領域全体のテーマにも関連する日本思想史についての書評も公表した。同じく研究分担者の荒木は、明代浙東地域の思想に関する研究をさらに深化させ、その成果が『日本中国学会報』に掲載された。さらに、久米同様「東アジア海域交流」という特定領域全体のテーマに関連する「漢学」「漢文教育」という問題について論文・講演を通して積極的な活動を行った。年度途中で研究計画班に参加した安部は、研究分担者として2回の現地調査部門会合に積極的に参加し、共同研究を進展させる提言を行った。5月と7月に班員同士の研究打ち合わせを設け,共同研究の深化を図った。

8月20日から27日にかけて,班員全員で現地調査に赴き,浙江省杭州市・舟山市・寧波市・紹興市,および上海市において,思想家に関連する遺跡の調査(万斯同墓,全祖望故居など),書院調査(沢山書院,宗伝書院など),現地の研究者(浙江省社会科学院・銭明教授,寧波大学元教授・方祖猷氏など)との学術交流等を実施した。現地調査の成果の一部は,今まで研究代表者の早坂が所属部局のHP上でブログとして公表してきたが,新たな試みとして,地図や写真,思想史資料原文と現代語訳,現地調査報告などを有機的に組み合わせたデジタルコンテンツを作成することとし,完成版への足がかりとして,そのプロトタイプを制作した。プロトタイプ制作の相談のため,平成20年1月と2月にも研究打合せ会を設けた。個々の活動としては,研究代表者の早坂が,現地調査と思想史研究の方法論に関する研究ノートを公表した。また,特定領域研究の他班主催の国際ワークショップでコメンテーターを務めた。研究分担者の久米は,「東アジア海域交流」という特定領域全体のテーマにも関連する日本思想史についての書籍刊行に関わった。また,特定領域研究の他班主催の国内・国際ワークショップでコメンテーターを務めた。同じく研究分担者の荒木は,久米同様「東アジア海域交流」という特定領域全体のテーマに関連する「漢学」「漢文教育」という問題について論文を公表するとともに,国際学会での研究発表も行った。同じく研究分担者の安部は,台湾における宗教意識に関する現地調査を行うとともに,論文も公表した。6月に班内の研究打ち合わせ会を設け、主にデジタルコンテンツ制作について意見を交換し、認識の統一を図った。このデジタルコンテンツ「寧紹地区思想文化図誌」に関しては、研究分担者の久米による主導のもと、「書院記」訳注部分の全てと「現地調査研究報告」の一部を作成・拡充したものを2008年度版として制作した。また、8月24日から28日にかけて、メンバー全員で浙江省寧波市に現地調査に赴き、「寧紹地区思想文化図誌」に関わる調査地点を巡見した。その際には、方祖猷氏・王介堂氏ら現地の研究者たちの協力を忝なくした。現地調査の成果の一部は、研究代表者の早坂が所属部局のHP上でブログとして公表している。以上の活動により、文献資料の精読と現地調査を融合させた新たな研究方法の成果が確実にあがりつつある。なお、早坂は特定領域の他の研究計画と連携して、7月27目、12月14日にそれぞれ全祖望に関する研究報告を行った。また、特定領域内に設けられた重点項目(イ)「寧波を中心とする記録保存の社会文化史」に関する研究会を2009年1月から3月にかけて3回主催し、参加した。これらの活動により、特定領域全体の活性化に寄与した。さらに研究分担者の安部が10月19日に日本思想史学会(愛知教育大学)において「『天学初函』『坤輿万国全図』などに代表される明朝末期に伝来した洋学の系譜及びそれらの日・中・韓への影響」と題する研究報告を、同じく分担者の荒木が11月21日に「中日朱舜水学研討会」(浙江省余姚市)において「朱舜水和明末思想」と題する研究報告を行うなど、国際的・学際的な研究を積極的に推進した。8月23日から25日にかけて、メンバー全員で浙江省寧波市に現地調査に赴き、「寧紹地区思想文化図誌」に関わる調査地点を巡見した。さらに、26日から28日にかけて江蘇省泰州市に行き、現地の研究者たちと「中日学者《泰州学派》座談会」を開催して国際的な学術交流を行うとともに、現地調査も行った。継続的に取り組んできたデジタルコンテンツ「寧紹地区思想文化図誌」の完成に向けて鋭意取り組み、16編に及ぶ全祖望の「書院記」に対する訳注の部分、最終的には50編に垂んとする「現地調査報告」、及び現地調査の成果をもりこんだ「位置情報」とからなる研究ツールを完成させた。このうち、全祖望の「書院記」に対する訳注の部分については、独立させたものを特定領域全体の報告書に掲載することとした。
脱量子化手法の確立と暗号理論応用

本研究課題では,アルゴリズム構築の新しいパラダイムとして「脱量子化手法」を確立することが目的であるが,前年度に着目した古典計算暗号技術でよく用いられているインタラクティブハッシングと呼ばれる技術とBB84量子鍵配送プロトコルで用いられているBB84量子状態との関係について,本年度はその応用研究を行った.両者の関係は量子化・脱量子化の関係にあり,まず,古典暗号理論における重要な定理の一つであるインタラクティブハッシュ定理の量子版として,非対話量子ハッシュ定理を導いた.これを応用し,量子一方向性関数に基づいて非対話形式の統計的秘匿性を持つ非対話の量子ビット委託プロトコルを構成することに成功した.古典暗号理論においては,ビット委託と紛失通信は大きく異なるプロトコルとして認識されているが,量子暗号においてはその親和性を示す状況証拠が得られていた.特に,F-束縛と呼ばれる特殊な束縛性を持つ文字列委託の存在を仮定した場合,量子紛失通信が得られることが知られており,F-束縛な文字列委託プロトコルをどのように構成すればよいのかは未解決問題のまま残されていた.量子一方向性関数に基づく非対話形式統計的秘匿ビット委託プロトコルを並列化することにより,F-束縛な文字列委託プロトコルを構成出来ることを示し,結果として,量子一方向性関数から量子紛失通信プロトコルを構成することに成功した.量子紛失通信は量子マルチパーティ計算につながると予想されるため,量子暗号理論においては量子一方向性関数の存在という妥当な仮定から高度な暗号プロトコルが構成できることを示唆するものとなっている.本研究課題では,アルゴリズム構築の新しいパラダイムとして「脱量子化手法」を確立することが目的であるが,今年度は,それへ向けて,秘匿性増幅技術について着目した.秘匿性増幅技術とは,汎用ハッシュ関数族を利用して分布を一様に近づける技術であるが,量子の設定でも多くの汎用ハッシュ関数族に対して秘匿性増強が可能であることが知られている.また,秘匿性増強技術は,暗号基本プロトコルにおいて頻繁に利用される.量子一方向性置換をべ一スとした非対話形式の完全秘匿量子ビット委託方式,および,古典における逆像サイ塔近似可能一方向性関数に対して適用可能な古典の秘匿性増強技術を組み合わせることにより,逆像サイズ近似可能量子一方向性関数をべ一スとした非対話形式の統計的秘匿量子ビット委託方式を構成することに成功した.このとき,敵対者として量子計算機を利用することを想定してもよいため,量子的な秘匿性増強技術が必要に思えるが,古典的な秘匿性増強で十分であることを示した.これは「脱量子化手法」の確立へ向けた第一歩となることが期待できる.また,上のプロトコルは古典においては非対話形式であることの不可能性が知られており暗号技術としても意義がある量子プロトコルを構成したと言える.また,上のプロトコルは古典においては非対話形式であることの不可能性が知られており暗号技術としても意義がある量子プロトコルを構成したと言える.本研究課題では,アルゴリズム構築の新しいパラダイムとして「脱量子化手法」を確立することが目的であるが,今年度は,それへ向けて,古典計算暗号技術でよく用いられているインタラクティブハッシングと呼ばれる技術と,BB84量子鍵配送プロトコルで用いられているBB84量子状態との関係に着目した.BB84量子状態を用いて量子暗号プロトコルを設計することは比較的よく利用される常套手段であるが,BB84量子状態とインタラクティブハッシングが対応するため,まずBB84量子状態を用いて量子暗号プロトコルを設計し,その後インタラクティブハッシングに置換して脱量子化させることができる可能性が見えてきた.また,この考え方を紛失通信などに適用するためにも,紛失通信の基礎理論に関しての研究を進め,計算量理論的な観点からは従来の密な落とし戸付き一方向性置換の存在性の前提を特殊な形の落とし戸付き一方向性関数の存在性に緩和し,かつ,それ以上緩和することは困難である状況証拠を与えた.情報理論的な観点からは,多項式補間による秘密分散のアイデアを用いて,敵対者の数の上限を設定することで,分散環境において情報理論的に安全な方式が構成できることを示した.具体的には,従来方式として分散紛失通信における安全性の問題点を指摘し,従来の安全性の定義を強化するとともに,その強化された安全性を達成する方法を構築した.紛失通信は,その性質が未解明なことが多く,これらの成果により紛失通信の理解が進むことが期待でき,さらに脱量子化手法の適用を検討するための環境の整備が進めることができた.本研究課題では,アルゴリズム構築の新しいパラダイムとして「脱量子化手法」を確立することが目的であるが,前年度に着目した古典計算暗号技術でよく用いられているインタラクティブハッシングと呼ばれる技術とBB84量子鍵配送プロトコルで用いられているBB84量子状態との関係について,本年度はその応用研究を行った.両者の関係は量子化・脱量子化の関係にあり,まず,古典暗号理論における重要な定理の一つであるインタラクティブハッシュ定理の量子版として,非対話量子ハッシュ定理を導いた.これを応用し,量子一方向性関数に基づいて非対話形式の統計的秘匿性を持つ非対話の量子ビット委託プロトコルを構成することに成功した.古典暗号理論においては,ビット委託と紛失通信は大きく異なるプロトコルとして認識されているが,量子暗号においてはその親和性を示す状況証拠が得られていた.特に,F-束縛と呼ばれる特殊な束縛性を持つ文字列委託の存在を仮定した場合,量子紛失通信が得られることが知られており,F-束縛な文字列委託プロトコルをどのように構成すればよいのかは未解決問題のまま残されていた.量子一方向性関数に基づく非対話形式

統計的秘匿ビット委託プロトコルを並列化することにより,F-束縛な文字列委託プロトコルを構成出来ることを示し,結果として,量子一方向性関数から量子紛失通信プロトコルを構成することに成功した.量子紛失通信は量子マルチパーティ計算につながると予想されるため,量子暗号理論においては量子一方向性関数の存在という妥当な仮定から高度な暗号プロトコルが構成できることを示唆するものとなっている.
ナノ分子集合組織を利用した非水系膜型バイオリアクターの開発

ナノ分子集合組織である逆ミセル溶液を限外濾過することによって、高効率な蛋白質リフォールディングが可能なことをこれまでに示してきたが、本年度は膜型反応器という特性を活かして、連続的なリフォールディング操作を行うことのできる蛋白質リフォールディングリアクターの開発について得た成果を以下に述べる。限外濾過膜を介して、分画分子量以下の低分子化合物である変性剤(本研究では尿素)や酸化還元試薬(本研究では酸化型/還元型グルタチオンあるいはシスチン/システイン)が膜内外の逆ミセル溶液間で物質移動を起こす。このときの変性剤濃度の減少速度が蛋白質のリフォールディング速度にも反映されるため、実際の変性剤濃度減少速度と蛋白質のリフォールディング挙動を測定して変性剤を効率よく除去可能な膜型反応器を設計した。一般的な透析装置(回分操作)、膜内外の逆ミセル溶液を循環させた閉鎖循環型装置、さらに中空糸モジュールを用いた中空糸膜型装置をそれぞれ作製し、酸化還元試薬組成がリフォールディング効率に与える影響については回分操作によって検討した。その結果、酸化剤の比率増加にともないリフォールディング効率が向上した。このように、瞬間的にリフォールディング反応が進行してしまう水溶液中と比較して反応が極めて遅いため、蛋白質の高次構造形成過程の観察に非常に有効な系であることがわかった。また、実際にリフォールディングが困難とされる蛋白質のインクルージョンボディを用いて本手法の回分装置を利用することで蛋白質のリフォールディングを試みた。水に不溶な蛋白質凝集体であったが、本手法によるリフォールディング操作により一部の蛋白質が水に可溶な状態で回収できた。しかしながら、回収率としては依然低いため、今後の実験条件の最適化が必要とされる。ナノ分子集合組織である逆ミセル溶液を限外る過膜に適用した新規のタンパク質リフォールディングプロセスの構築を目的として、高タンパク質濃度条件下におけるリボヌクレアーゼA(RNase A)の高効率リフォールディング手法について反応,工学的に検討を行ってきた。本年度に得られた研究成果を以下にまとめる。再生セルロース膜で逆ミセル溶液を仕切ると、膜内相-膜外相間で逆ミセル内の溶質が限外ろ過膜の分子ふるい効果によって選択的に移動することが確認された。具体的には分子分画量3,500の再生セルロース膜を用いると、分子量が大きなタンパク質は膜透過せず膜内相に留まり、尿素(変性剤)やグルタチオン(酸化還元試薬)といった低分子化合物は膜を透過し膜外相へと拡散することが明らかとなった。上記のような研究結果を基に、膜内相に高濃度の尿素で可溶化した変性タンパク質逆ミセル溶液を置き、膜外相にはタンパク質リフォールディングに必要な酸化還元試薬を可溶化した逆ミセル溶液とすることで、濃度勾配による変性剤の希釈と酸化還元試薬の供給を同時に行うことにより16時間で約2mg/mLのRNase Aをリフォールディングすることに成功した。また、通常の透析操作よりもリフォールディングを迅速に行うため、閉鎖循環型リフォールディング装置を作製し、総括の膜透過係数をモデル式より求めて検討した。その結果、膜透過係数の増大とリフォールディング速度の向上が達成されたとともに、リフォールディング効率を上げるためには凝集を伴わない迅速な変性剤の除去が重要であることが示唆された。そこで、更なる高効率化を目指して中空糸膜モジュールを用いてリフォールディングを行ったところ、大幅な変性剤除去効率の向上が見られた。本研究成果により、微生物からの有用物質生産におけるインクルージョンボディからの再生技術確立のうえで重要な知見を得ることができた。
虚血耐性の機序におけるtyrosine phosphorylationの役割

Ischemic preconditioning(IPC)は、心筋に短時間の虚血負荷をあらかじめ与えることで、虚血に対する耐性を獲得させ、その後の虚血心筋障害が減少する現象である。またIPCの梗塞抑制効果は比較的短時間に減弱し、約24時間後に再び虚血耐性が増強することが知られている。これらearly phaseおよびdelayed protective effectの心筋細胞内におけるメカニズムの解明には至っていない。近年いくつかの研究により、IPCのメカニズム解明に少しずつ糸口が見出されてきた。その中にadenosine receptorの活性化、protein kinase Cの活性化あるいはATP感受性カリウムチャンネルの開口などがあるが、早期のIPCと晩期のIPCのメカニズムは異なると考えられる。最近このdelayed protective effectのメカニズムの経路として、Tyrosine phosphorylationが重要な役割を演じているという考えが示されるようになった。本研究は、家兎を用いてtyrosine kinase inhibitorのgenistein投与に与るIPCに対する影響をearly phaseおよびdelayed phaseにわけて検討した。1.実験対象および方法2.結果および結論Earlyphase : risk areaに対する梗塞巣の割合は、(1)Control群(46.3±3.8%)、(2)PC群(12±1.2%)、(3)Gen-PC群(20±2.2%)、(4)Dzn-PC群(19±3.1%)であり、Genistein投与でもpreconditioningの効果は消失しなかった。また、TUNEL陽性細胞もcontrol群に比し他の3群では有意(p<0.01)に少なかった。Delayed phase : risk areaに対する梗塞巣の割合は、(1)Control群(39.7±2.8%)、(2)PC群(11.6±1.0%)、(3)Gen-PC群(46.4±4.1%)、(4)Dzn-PC群(46.4±4.1%)であり、Genistein投与でpreconditioningの効果は消失した。また、TUNEL陽性細胞もControl群と同様にGenistein投与群で、IPC単独ならびにDzn-PC群と比べて有意(p<0.01)に陽性細胞は多かった。以上よりischemic preconditioningによるdelayed cardioprotectionのメカニズムに、tyrosine phosphorylationが重要な役割を演じていることが示唆された。(1)Control群(n=10)、(2)IPC群(n=10)、(3)Genistein(5mg/kg)+IPC群(n=10)(4)DMSO+IPC(Vehicle)群(n=10)の4群をそれぞれearly phaseおよびdelayed phaseで行った。Early phaseにおいては、梗塞巣縮小および蛍光染色によるTUNEL陽性のアポトーシス細胞の減少がIPCにより認められ、これらの効果はgenistein投与によっても消失しなかった。Delayed phaseにおいては、IPC群およびvehicleではearly phase同様梗塞巣縮小とアポトーシス細胞の出現は減少した。これに反しgenistein投与群では、梗塞巣の範囲やアポトーシス出現程度はcontrol群と同等であった。また、DNA ladder patternは、early phaseにおいてはIPC群、Genistein-IPC群およびDMSO-IPC群間に差はなく、control群と比較して明らかにladderの発現は減少していた。

しかし、delayed phaseにおいては、IPC群ならびにDOSO-IPC群においてladderの発現は、control群ならびにGenistein-IPC群に比して減少していた。以上の結果より、delayed phaseの心筋保護の機序には、複雑な機序が関与しており、梗塞巣縮小効果に関してもアポトーシス形成が関与している可能性が考えられる。これらのことから虚血再灌流によりアポトーシス形成のsignalが発せられ、更にこのsignalがischemic preconditioningにより制御されている可能性があり、この一連の機序にtyrosine kinase signaling pathwayの関与が重要な役割を演じていることが示唆された。アルファアドレナリン受容体刺激により誘導される心筋保護のメカニズムは、プロテインキナーC(PKC)の活性化を通じて行われることがいくつかの報告によりわかってきた。また、虚血耐性によるメカニズムにおいてPKCがチロシンキナーゼ(PTK)活性の上流に位置することが解ってきたが、しかし、アルファアドレナリン受容体刺激による心筋保護の機序におけるPTKの役割は不明であった。しかしこの研究により、その役割が解明された。家兎の心筋虚血モデル(左冠動脈前下行枝を30分間結紮し180分間再灌流)を用い、Control, Phenylephrine(25μg/kg), Phenylephrine(25μg/kg)+Chelerythrine(PKC inhibitor : 5mg/kg), Phenylephrine(25μg/kg)+Genistein(PTK inhibitor : 5mg/kg), Phenylephrine(25μg/kg)+Chelerythrine(5mg/kg)+Genistein(5mg/kg), Phenylephrine(25μg/kg)+Genistein(PTK inhibitor : 5mg/kg)+PMA(PKC activator : 4μg/kg)の各群で梗塞巣の割合をTTC染色を用いて観察した。結果は、虚血領域に占める梗塞巣の割合として、Phenylephrineによるアルファアドレナリン受容体刺激で梗塞巣は、コントロールに比し有意に減少したが、この効果はPKC inhibitorのChelerythrineやPTK inhibitorのGenisteinの投与により減少した。
ランダム力学系におけるホモクリニック接触の幾何と統計

典型的な力学系は、双曲性と呼ばれる秩序立った幾何構造を持つか、統計的に非常に複雑な振舞いを見せるかであることが知られている。Newhouseによる歴史的発見以来、非双曲力学系研究の中心には、常にホモクリニック接触の幾何があった。その一方でランダム力学系理論では、ランダム特有の幾何的な難しさから、現在でもホモクリニック接触の研究が存在しない。本研究の目標は、quenched型理論と呼ばれる近年のランダム力学系の新展開を背景にして、従来のものより幾何的なランダム力学系理論を展開し、ランダムなホモクリニック接触と、これを端緒としたランダム非双曲力学系理論という自然な研究領域を開拓することである。
非線形可積分系の数理

非線形可積分系に関する3回の研究集会・研究会を開催し、多くの分野の研究者と研究討論や情報交換を行った結果、つぎの5点で重要な進展があった。1)数理生物学のロトカ・ボルテラ方程式の差分化をめぐって、ハミルトン構造に基づくシンプレクティックな差分化と解の代数構造を保存する広田の差分スキームのコンピュータシミュレーションによる比較検討が行われた。しずれも、大きな差分ステップでは連続な解から少しずれるものの、極めて数値安定性に優れることが検証された。2)ロトカ・ボルテラ方程式はランダムな2体衝突モデルの粒子数無限大の極限であるが、極限をとる前の2体・4体衝突モデルの確率微分方程式が、可積分系に共通するラックス表示をもつことが示された。3)有理関数のローラン係数の定めるハンケル行列の行列式として有限非周期戸田方程式のタウ関数が導かれた。これを用いて、いくつかのソリトン方程式のソリトン解に対応するタウ関数の零点の挙動が戸田方程式により支配されることがわかった。4)有限非周期戸田方程式のタウ関数の第2の応用として、正定値ハンケル行列のなす双対平坦なリーマン多様体(情報空間)と可積分系のかかわりが明らかになった。5)有理関数は制御理論では伝達関数として現れる。有限非周期戸田方程式を拡張した非線形可積分系の誘導する有理関数の空間上の1パラメータ流は、連分数展開の定める部分空間を縦断するというフィードバック等にない機能をもつことがわかった。
栄養素特異的な味細胞-味神経可塑的マッチング機構の解明

近年、「味覚受容体」は、口腔のみならず視床下部や消化管、膵臓β細胞など様々な栄養関連臓器で発現することから、味覚の異常は、口腔のみならず、“全身の臓器でも味覚異常"が生じて、栄養・摂食・嚥下障害や生活習慣病(高血圧・糖尿病・高脂血症)の発症原因となる可能性が示唆されている。味細胞は少なくとも5種類に分類され、それぞれ異なる5基本味に対する特異的な味覚受容体を発現して味物質を受容している。また、この味細胞の寿命は約10日と短いにも関わらず、味覚情報(認知)は恒常的に維持されている。これらのことから、味細胞と味神経とは、生まれてから死ぬまでの全ライフコースを通して絶えず配線/断線を繰り返しながら味質選択的に配線されることで、外・内環境に適切な「摂食行動適応」が達成される可能性が示唆される。その一方で、加齢や不規則な生活習慣により「ミス配線」も起こりやすくなることも考えられ、この慢性化が上記の疾病発症、つまり、「口腔および全身の味覚感受性の低下」から「体内栄養素の代謝異常」、そして「生活習慣病など個体機能の低下」へと繋がる可能性が推定された。そこで、本研究では、この“未知の動的な配線制御機構"を明らかにするために、我々の予備実験から見出された“味蕾"および“味神経"に「共通」に発現する16種類の細胞表面蛋白(Cadherin: Cdh)ファミリーに着目し、これらが5基本味(=5栄養素)(甘味=糖、塩味=Na+、うま味=アミノ酸、酸味=H+、苦味=毒物)に特異的な配線制御分子として機能している可能性について遺伝子改変マウス/分子生物/神経生理/行動生理学的解析により追求する。予備実験のGeneChip解析において味細胞と味神経に有意な発現が認められた16種類のCadherin(Cdh)に着目し、RT-PCRおよびin situ hybridizationを行った。この結果、複数のcdhがマウス味蕾に発現していることが分かった。その中である一つのcdhは、甘味受容体T1r3と特異的に共発現しており、甘味細胞の機能発現に関与している可能性が示唆された。さらに、味蕾の発生過程における発現様式を解析した結果、このcdhはT1r3発現に先行して発現していることがわかった。これらのことから、このcdhは、味蕾の発生過程および完成後の味細胞のターンオーバー過程に甘味細胞と甘味神経線維との特異的配線に関与し、甘味細胞の分化誘導にも関与している可能性が示唆された。また現在、CRISPR/Cas9技術を用いてこのCdh遺伝子欠損(KO)マウスの作出がほぼ終了する段階である。これらのことから、概ね順調に進展していると判断される。現在作出中のCdh-KOマウスを用いて、その味蕾および神経節の形態解析、特に味蕾内における味細胞と神経線維のコンタクトについて、免疫組織化学的(免疫電顕法も加える)に解析する。そして、Cdh-KOマウスにおける「味神経応答解析(鼓索・舌咽神経)」および「飲水行動解析(短・長時間)」を実施予定である。具体的には、味細胞-味神経間のマッチングに変化が起これば、5基本味に対する神経応答特性が変化し、味溶液に対する飲水行動にも影響する可能性が高い。そこで、味神経応答および飲水行動をKOと野生型(WT)間で比較解析し、摂食行動適応へのCdhの関与を示す。また、舌前・後方をそれぞれ支配する鼓索・舌咽神経の両神経応答を比較することで、味覚感受性の舌部位差(例えば、舌前方は甘味優位vs後方は苦味優位)への栄養素特異的なCdhの関与についても検討を加える。

予備実験のGeneChip解析において味細胞と味神経に有意な発現が認められた16種類のCadherin(Cdh)に着目し、RT-PCRおよびin situ hybridizationを行った。この結果、複数のcdhがマウス味蕾に発現していることが分かった。その中である一つのcdhは、甘味受容体T1r3と特異的に共発現しており、甘味細胞の機能発現に関与している可能性が示唆された。さらに、味蕾の発生過程における発現様式を解析した結果、このcdhはT1r3発現に先行して発現していることがわかった。これらのことから、このcdhは、味蕾の発生過程および完成後の味細胞のターンオーバー過程に甘味細胞と甘味神経線維との特異的配線に関与し、甘味細胞の分化誘導にも関与している可能性が示唆された。また現在、CRISPR/Cas9技術を用いてこのCdh遺伝子欠損(KO)マウスの作出がほぼ終了する段階である。これらのことから、概ね順調に進展していると判断される。現在作出中のCdh-KOマウスを用いて、その味蕾および神経節の形態解析、特に味蕾内における味細胞と神経線維のコンタクトについて、免疫組織化学的(免疫電顕法も加える)に解析する。そして、Cdh-KOマウスにおける「味神経応答解析(鼓索・舌咽神経)」および「飲水行動解析(短・長時間)」を実施予定である。具体的には、味細胞-味神経間のマッチングに変化が起これば、5基本味に対する神経応答特性が変化し、味溶液に対する飲水行動にも影響する可能性が高い。そこで、味神経応答および飲水行動をKOと野生型(WT)間で比較解析し、摂食行動適応へのCdhの関与を示す。また、舌前・後方をそれぞれ支配する鼓索・舌咽神経の両神経応答を比較することで、味覚感受性の舌部位差(例えば、舌前方は甘味優位vs後方は苦味優位)への栄養素特異的なCdhの関与についても検討を加える。試薬等使用の効率化により予定額よりも安価に研究を実施できたため次年度使用額が生じた。次年度にはこの差額分を別の試薬の導入に使用し、より多角的かつ重層に研究を推進する。