hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
身体性と快適性に注目した非整形建築空間の最適化に関する研究

本研究では直交座標方向以外の壁・床・天井を有する形態を非整形と定義し、独自の方法論に基づく非整形建築モデルの提示およびその実物大模型の製作を通じて、非整形建築空間をパブリックスペースとして有効利用するための建築計画・まちづくりにおける課題と可能性を明らかにしている。複雑な位相的関係をもつ非整形建築空間では、異なる目的の人々が個別に活動しながらも視覚的な一体感をもち、多様な視点から他者をみたりみられたりする体験ができることから、地元住民と来訪者が様々な活動に利用できるパブリックスペースとして運営されることにより、人々のあいだに新たな関係が構築され、コミュニティが活性化することが期待される。本研究は、直交座標方向以外の壁・床・天井を有するものを非整形建築と定義し、独自の生成論理による非整形建築の実物大模型の製作およびその実空間における人間の認知・行動の調査を通じて、非整形建築空間を最適化する手法を検討するものである。今年度は以下の3点について研究を行った。1.独自のアルゴリズムの方法論に基づいて非整形建築モデルを生成した。3次元モデリングソフト(Rhinoceros)等を用いて外観や内観のCGを作成し、モデルの空間性を視覚的に表現した。2.現代日本の非整形住宅作品の事例を『新建築』過去16年間掲載作品の中から収集し、非整形形態の変形方向図および動線・視線の位相関係図の作成、空間単位にみられる生成論理の整理を通じて、複雑性および統合性の観点から類型化を行った。生成した非整形建築モデルを類型との差異として捉えることにより、モデルが高度に複雑で統合された建築空間を有していることを把握した。3.非整形建築モデルの実物大模型製作に向けて構造図を含む実施設計図を作成し、敷地選定、資材調達、技能者の手配など実物大模型の製作方法の検討を行った。成果の公表については、日本建築学会における発表を予定している。実物大模型の製作が遅れている。まず敷地選定に関して、協力者との調整に時間が予想以上に時間がかかった。1月に実物大模型の製作に着手したが、材料調達や技能者の手配など非整形建築ならではの困難な点が多数発見され、現在も製作中である。それにともなって、次年度計画している実物大模型の実空間における人間の認知・行動の調査にも影響が及んでいる。本研究は、直交座標方向以外の壁・床・天井を有する形態を非整形と定義し、独自の生成論理による非整形建築の実物大模型の製作およびその実空間における人間の認知・行動の調査を通じて、非整形建築空間を最適化する手法を検討するものである。昨年度は、独自のアルゴリズムの方法論に基づいて非整形建築モデルを生成し、その実物大模型製作に向けて構造図を含む実施設計図を作成したほか、現代日本の非整形建築作品の事例を収集・分析により複雑性と統合性の観点から類型化を行い、本研究で用いるモデルの独自性を検証した。2.実物大模型製作はフィリピン・バゴ市のバンタヤン公園で実施している。資材調達および製作に関して、現地協力者との打ち合わせを通じて合理的な方法を検討した。資材調達方法と製作方法の検討に際しては、三次元的な形態の把握のために模型を製作した。検討結果を踏まえて、構造躯体の詳細な図面を作成した。3.現地協力者に技能者の手配と材料の調達をしてもらい、型枠工事、配筋施工、コンクリート流し込みを行い、実物大模型の基礎の製作が完了した。基礎と構造躯体の接合部のベースプレートを現地鉄加工業者が製作中である。構造躯体の製作に向けて試作を行っている。昨年度、実物大模型に着手したが、材料調達や技能者手配など非整形建築ならではの困難な点が多数発見され、大幅に製作の進行が遅れた。技能者による加工の手間を減らすべく構造躯体の加工方法を再検討し、できるだけ機械加工とすることで効率化したが、そのための詳細な図面を多数作成することに時間を要した。現在は構造躯体の本格的な製作に向けて、試作をつくり製作方法の検討を行っている。施工方法の再検討、施工手順の確認、手配、調整に、時間を要している。実物大模型製作の遅れにより、実物大模型実空間における人間の認知・行動の調査に影響がおよんでいる。本研究は、直交座標方向以外の壁・床・天井を有する形態を非整形と定義し、独自の生成論理による非整形建築の実物大模型の製作およびその空間における人間の認知・行動の調査を通じて、非整形建築空間を最適化する手法を検討するものである。2017年度はアルゴリズムの方法論に基づいて生成した非整形建築モデルの実物大模型製作に取り組んだほか、実物大模型の建築空間の利用・運営方法に関してアンケートとヒアリングを行った。2017年度は以下の3点が研究成果である。1.フィリピン・バゴ市のバンタヤン公園において非整形建築モデルの実物大模型の製作に取り組み、5ユニットのうちの1ユニットの躯体を概ね完成させた。現地で安価に入手可能で十分な強度をもつマホガニーを積層させる構造を採用し、各層の実物大型紙を作成して木材をカット・接合することにより製作方法を合理化した。2.敷地であるバンタヤン公園において、製作中の実物大模型と完成イメージCGをみせながら、地元利用者へのアンケート、管理・運営を担当することになるバゴ市観光課へのヒアリングを実施し、実物大模型の建築空間の利用・運営方法について質問した。

観光課はバゴ市の広域的な観光の拠点として活用したいと考えていること、地元生活者は子どもたちの遊びや学習の場、ダンスパフォーマンスや音楽演奏の場、市民も来訪者も利用できる余暇の場などとして利用したいと考えていることを把握した。3.アルゴリズムの方法論に基づいて生成した非整形建築モデルについて、屋内外空間の位相的関係、利用者の視点からみた同時利用パターンを分析した。その建築空間には位相的関係による多様なつながりが埋め込まれており、視覚的な共同性と身体的な個別性が生じると考えられること、三次元的な非整形は多様なつながりの関係性を表象していることを確認した。成果の公表については、日本建築学会での発表を予定している。本研究では直交座標方向以外の壁・床・天井を有する形態を非整形と定義し、独自の方法論に基づく非整形建築モデルの提示およびその実物大模型の製作を通じて、非整形建築空間をパブリックスペースとして有効利用するための建築計画・まちづくりにおける課題と可能性を明らかにしている。複雑な位相的関係をもつ非整形建築空間では、異なる目的の人々が個別に活動しながらも視覚的な一体感をもち、多様な視点から他者をみたりみられたりする体験ができることから、地元住民と来訪者が様々な活動に利用できるパブリックスペースとして運営されることにより、人々のあいだに新たな関係が構築され、コミュニティが活性化することが期待される。課題となっている実物大模型の製作に関して、より詳細な施工図を作成することにより、技能者等が製作可能な計画を立てる必要がある。また本体構造について、品質・精度を確保できる材料に変更して調達することとする。場合によっては、非整形建築モデルをより簡便に製作可能なものに見直すことを検討する。実物大模型の施工方法の再検討、施工手順の確認、手配、調整に、時間を要しているが、それによって模型製作の方法が合理化された。引き続き現地協力者と連絡調整を行い、特に工程管理を綿密に行うことで、実物大模型製作を効率的に実施する予定である。実空間における人間の認知・行動の調査に関しては、実物大模型製作の進行をみながら調査計画を立てる必要があるが、まずは8月に現地調査を行う予定としている。都市計画・建築計画・建築意匠実物大模型の製作に着手したが、工期が遅れていて現在も製作中である。そのため予算の執行にまで至っていない。また実物大模型の製作費用に多くを費やすために、その他の研究に必要な旅費等は他の予算を使用した。実物大模型の製作を進め、基礎工事は完了しているが、工期が遅れていて、構造躯体の製作方法の検討・調整の段階にある。そのため、次年度使用額が生じている。また、実物大模型の制作費に多くを費やすために、打ち合わせなどに必要となった旅費などは他の予算を使用した。調査のための旅費も次年度使用額に回している。次年度は遅れている実物大模型の製作を進め、その製作費として使用する計画である。次年度は遅れている実物大模型の製作を進めて完成させるために、その制作費として使用する計画である。また、8月に予定している現地調査の旅費として使用する計画である。
生体組織石炭化の制御機構:軟骨細胞培養系での解析

(目的)成長板軟骨は最終分化すると細胞外基質の石灰化を誘導する。このプロセスには多くの未知の因子が関与していると考えられるが、その存在や役割については明らかでない。そこで、本研究では、この問題を追究するために、軟骨細胞培養系の石灰化モデルを用いた。このモデルでの石灰化を、フーリエ変換赤外吸収スペクトルをとることにより分析すると、in vivoの軟骨の石灰化物と一致したが、骨の石灰化物とは相違していた。また高分解能の電顕での分析で、アパタイト結晶のサイズがin vivoの軟骨/骨と一致したが、in vivoのエナメルよりも小さいことを明らかにした(Dev.Biol.1993)。多くの成長因子とホルモンの受容体レベルが石灰化期に著しく変動することに発見した。さらに、軟骨の石灰化にはアスコルビン酸つまりII型コラーゲン産生が不可欠であった。しかしX型コラーゲンは石灰化とは直接関係していないことを明確に示した。一方、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンは石灰化には必要でなかった。またヘパリンは最終分化を抑制することにより、石灰化を強く抑制することを見いだした。さらに、石灰化期に達した高密度ウサギ軟骨細胞培養系から抗原を調製し、マウスに免疫してモノクローナル抗体を作成した。モノクローナル抗体7L62は成長板とのみ反応した。この抗体は、300k蛋白を特異的に認識した。300k蛋白はコンドロイチナーゼABCに耐性であり、MONO-Qカラムに強く吸着して0.8Mで溶出した。また軟骨細胞培養系の培地に7L62抗体を添加すると基質への^<45>Caの取り込みを30%抑制した。一方、60kコラーゲンのアミノ酸組成とN-末端のアミノ酸配列34残基を決定して、これがウサギX型コラーゲンであることを明らかにした。この配列は、ニワトリあるいはウシと異なる領域を有していた。(結論)軟骨の主要な細胞外基質であるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンは石灰化とは直接連結していないことを明らかにした。またII型コラーゲン合成が石灰化に不可欠である一方で、X型が石灰化には必要でないことを証明した。さらに石灰化と関係する新しい細胞外基質蛋白を同定した。ウサギ成長板軟骨細胞培養系を用いて、基質形成と石灰化との関係を検討した。1 betaーxylosideは軟骨プロテオグリカンの産生と蓄積を1/10に抑制した。しかしCaの蓄積と基質への^<45>Caの取り込みに影響しなかった。この結果は、成長板軟骨細胞での石灰化にはプロテオグリカンが必須ではないことを示唆している。一方、永久軟骨細胞培養系で、ConAを用いて石灰化を誘導した実験では、betaーxylosideは石灰化を完全に抑制した。したがって、永久軟骨から成長軟骨細胞への変換にはプロテオグリカンが必要であることが初めて明らかとなった。2一方、collagenaseにて基質のコラ-ゲンを選択的に分解するかvitaminCを培地から除くことによりコラ-ゲンの蓄積を抑制すると石灰化が抑制された。

この結果は、コラ-ゲンは石灰化に必須であることを示している。3甲状腺機能低下ラットおよび軟骨細胞培養系を用いた実験より、T3が軟骨のリモデリングと内軟骨骨形成過程での軟骨プロテオグリカン基質の分解に必須であることが判明した。4現在、石灰化期に特異的に出現する蛋白の性質についてさらに検討を進めている。5フェリエ変換赤外吸収パタ-ンの解析より、本研究で用いた軟骨細胞培養系での石灰化がIN VIVOの軟骨石灰化と同様にハイドロキシアパタイトの形成に至るものであることを証明した。(目的)成長板軟骨は最終分化すると細胞外基質の石灰化を誘導する。このプロセスには多くの未知の因子が関与していると考えられるが、その存在や役割については明らかでない。そこで、本年度は、モノクローナル抗体を作成することにより、最終分化期にのみ特異的に存在している蛋白質を追究した。また60kコラーゲン(X型)と石灰化との関係を追究した。(方法)石灰化期に達した高密度ウサギ軟骨細胞培養係から抗原を調製しマウスに免疫してモノクローナル抗体を作成した。抗体は、永久軟骨に応答せず成長板軟骨にのみ応答するものを選択した。60k(X型)コラーゲンは石灰化化期の軟骨細胞培養係からHPLCとSDS電気泳動にて精製した。(結果)1.モノクローナル抗体7L62は成長板とのみ反応した。ウエスタン分析で、この抗体は、300k蛋白を特異的に認識した。300k蛋白はコンドロイチナーゼABCに耐性であり、MONO-Qカラムに強く吸着して0.8Mで溶出した。また軟骨細胞培養系の培地に7L62抗体を添加すると基質への^<45>Caの取り込みを30%抑制した。2.60kコラーゲンのアミノ酸組成とN-末端のアミノ酸配列(34残基)を決定して、これがウサギX型コラーゲンであることを明らかにした。この配列は、ニワトリあるいはウシと異なる領域を有していた。しかもペプシン切断部位がウサギX型コラーゲン(60k)は、以前の報告(ニワトリ、ウシの45k)とは異なっていた。またX型コラーゲンに対する抗体を作成した。FGF,PTH,TGF-bataは濃度依存性にX型コラーゲンの産生を抑制した。これらの成長因子とホルモンの作用は特異的であり、II型コラーゲンの産生に影響しなかった。成長軟骨細胞はX型コラーゲンを産生したが、関節軟骨細胞は長期間培養してもX型を産生しなかった。培養条件を操作してこのコラーゲンの産生を抑制しても石灰化は影響されなかった。(結論)石灰化と関係する新しい細胞外基質蛋白を同定した。またウサギのX型コラーゲンの構造の特徴およびホルモンと成長因子による制御を明らかにした。
コンポジットレジン接着修復におけるフッ素徐放性ボンディング材の開発に関する研究

昨年度はフッ素徐放性ボンディング材とフッ素徐放性シーラントを実験材料として、それらのフッ素徐放性を経時的に検討すると共に、徐放されたフッ素が、脱灰エナメル質に取り込まれる状態をEPMAで観察した。本年度はフッ素徐放性レジンセメント(PANAVIA Fluoro Cement:クラレ)をコンポジットレジン接着修復のボンディング材として応用することを考え、まず、レジンセメントのフッ素徐放性を検討した。実験試料は昨年度と同様に、レジンセメントのペレットを作成して、ペレットからのフッ素の溶出過程を経時的に定量した。すなわち、ペレットを蒸留水中に90分、3日間、10日間、および30日間浸漬し、ペレットの表面から蒸留水中に溶出するフッ素量をフッ素イオン電極(ORION社9409BN)を用いて測定した。その結果をフッ素徐放性シーラント(Teethmate-F1:クラレ)の溶出過程と比較したところ、レジンセメントからのフッ素徐放量が10日間浸漬試料において、有意に多いことを認めた。一方、ウシエナメル質象牙質ブロックに規格窩洞を形成し、30秒間の酸処理後、フッ素徐放性レジンセメントを填塞し、スライドグラスでカバーした後、手圧下で可視光線を30秒間照射して硬化させた。その後、石灰化液に浸漬し、フッ素徐放性レジンセメント周辺の股灰エナメル質の再石灰化過程をMicroradiographyで観察した。試料を再石灰化液に1日、3日、10日、30日間浸漬した後に、microradiogramを作成したところ、10日目以降の試料の周囲エナメル質に再石灰化像が認められた。本研究目的は、フッ素徐放性ボンディング剤を開発し、そのフッ素徐放性やフッ素徐放性ボンディング材塗布周辺歯質すなわち、コンポジットレジン接着修復窩洞周辺の歯質へのフッ素の供給を定量的に調べるとともに、その周辺歯質の耐酸性の変化を検討することである。そこで、今年度は予備実験として、フッ素徐放性ボンディング材(Imperva Fluorobond:松風)および従来のフッ素徐放性小窩裂溝填塞材に物理的改良を加えたフッ素徐放性シ-ラント(TeethmateF-1:クラレ)からのフッ素徐放量を経時的に測定した。すなわち、アクリル板を一定の円板状にくり抜き、その部分にフッ素徐放性ボンディング材およびフッ素徐放性シ-ラントを充填して硬化させ、ペレットを作製した。このペレットをアクリル板ごと蒸留水中に12時間浸積し、ペレットの表面から蒸留水中に溶出するフッ素量を測定した。この結果は次年度の規格窩洞を用いたエナメル質生検および耐酸性試験の基礎資料とする。一方、脱灰エナメル質表面にフッ素徐放性ボンディング材を塗布した後に、フッ素徐放性ボンディング材から遊離したフッ素イオンが周辺脱灰エナメル質表面に取り込まれる様相を観察し、周辺脱灰エナメル質がフッ素を取り込むと同時に、再石灰化していく過程を電子線微小部分析装置(EPMA)を用いて観察した。すなわち、フッ素徐放性ボンディング材の一定量を一定面積の脱灰エナメル質表面に塗布、硬化させた後、フッ素を含有しない再石炭化液に3日間浸漬したところ、フッ素徐放性ボンディング材から徐放されたフッ素はフッ素徐放性ボンディング材を塗布した直下の脱灰エナメル質に取り込まれると同時に、周辺脱灰エナメル質にも取り込まれることを確認した。
積層圧電アクチュエータの衝撃力利用法の確立に関する研究

本研究では、積層圧電アクチュエータの利用分野を拡大するため、素子に急激に電圧を印加するときに発生する衝撃的な力を利用する技術を確立することを目的としている。始めに、ばねで支持された慣性体を圧電素子で連続的に打撃し、慣性力と摩擦力を利用して移動する微動機構を作製し、その動作特性を調べた。次に、素子の急激な伸張を利用して少量の流体を噴出する噴射ポンプを試作し、管路中を流動する粒子の選別装置に応用してその選別特性を調べた。本研究は、積層圧電アクチュエータに急激に電圧を印加したときに発生する衝撃的な力を利用した駆動法の開発を目的としている。衝撃力の利用法として、圧電素子で慣性体を叩く方式の微動機構と、素子でピストン急激に移動させ、流体を噴出させる噴射ポンプについて研究を進めた。1.微動機構連続打撃による駆動技術に関して、比較的小形(2×3×10mm)のアクチュエータを使い、ばね支持された質量5gの慣性体を打撃する方式の微動機構を試作してその動作特性を調べた。ばね力によって原位置に復帰衝突した瞬間を圧電効果による発生電圧によって捉え、跳ね返りのタイミングに合わせて次回の打撃を与える。これを連続打撃と名付け、安定して連続打撃が可能となるような電圧印加タイミングについて調べた。実験によれば衝突検出から4060μsec後に次の打撃を与えれば、効率良くかつ回数無制限に連続打撃を行うことができた。シミュレーションでも同様な結果が得られたが、今後、圧電現象による電圧発生をモデルに含めることとした。2.噴射ポンプ素子(前述のものと同サイズ)の打撃力をピストン(直径12mm)に与え、少量の流体を噴出するポンプを試作し、管内を流れる粒子(直径1mm)の選別に応用した。白と黒の粒子の色をフォトセンサで検出し、流速を考慮して流れの直角方向から噴出した流体によって選択的に主流から分離させるものである。ポンプ室内の圧力変化をシミュレーションによって解析している。流速変化の範囲が広いので、圧力差と流量の関係式には一般に使用されるオリフィスの式ではなく、レイノルズ数が小さい流れにも対処できる式を使用する必要があることがわかった。実験では、複数の粒子が接触したまま流れてくる場合以外は、粒子の検出、分離とも90%近い成功率が得られた。積層圧電アクチュエータに急激に電圧を印加すると接触している物体を跳ね飛ばすほどの衝撃的な力を発生する。本研究では、この衝撃力の利用法を確立するための基礎研究と、応用例として、圧電素子で慣性体を叩いて移動する微動機構、および流体中でピストンを急激に移動させる方式の噴射ポンプについて研究を進めた。1.微動機構本方式では、打撃された慣性体の慣性力と床面との摩擦力の大小関係を利用している。ある一方向への移動が基本であり、シミュレーションモデルによる解析によって、1ステップの移動量、平均移動速度などが予測できるようになり、機構の設計に有用な資料が得られるようになった。さらに、素子と機構重心の位置関係、および打撃力の大きさによっては、本微動機構は圧電素子を1個しか装着していないにもかかわらず、移動方向を変更できることが分かった。今回作成したシミュレーションモデルは一次元であったが、打撃によって機構に発生するモーメントによって床との抗力が変化することを含めて解析したところ、両方向に移動することが裏付けられた。2.噴射ポンプ本方式では、シリンダ内のピストンを急激に移動させ、流体をノズルから微小量噴射させる。その直後に素子の収縮によって同じノズルから流体を吸入する。シリンダ内の圧力変化を集中定数モデルによるシミュレーションによって解析し、圧力が絶対圧でゼロまで低下するとの結果を得ているが、アクリル製透明ノズルを用いた実験で、ピストン表面と流入噴流部にキャビテーションが発生していることを確認した。また、管内を流動する直径1mmの白と黒の粒子を検出し、噴射流による選別実験を行った。接近して流れてくる粒子群も分離できるように制御アルゴリズムを変更し、粒子の検出分離の成功率を95%程度に上げることができた。本研究では、積層圧電アクチュエータに急激に電圧を印加したときに発生する衝撃的な力の工学分野への利用法を確立することを目的としている。応用例として、圧電素子で慣性体を打撃しつつ移動する微動機構、流体中でピストンを急激に移動させる方式の噴射ポンプによる粒子選別について研究を進めた。1.打撃による微動機構ばね支持された慣性体を積層圧電アクチュエータに接触させておき、これをアクチュエータの打撃力で跳ね飛ばす方式の微動機構を試作している。慣性体の原位置復帰を圧電効果による電圧で検出し、タイミングを計って連続的に打撃を与えることも可能である。基本動作はある一方向への移動であるが、打撃位置や強さの条件によっては逆方向への移動も可能であることを、実験とシミュレーションにより明らかにした。

すなわち打撃によって機構に発生するモーメントに起因する床との抗力が要因であり、慣性体の支持法を変更してモーメントが発生しない機構とすると、逆方向へは移動しないことを検証した。2.噴射ポンプによる粒子選別シリンダ内のピストンを積層圧電アクチュエータによって急激に移動させ、流体をノズルから微小量噴射させる。直後に同じノズルから流体を吸入するが、流出入時のフローパターンの違いにより、連続的に噴射すると一方向への流れができる。この噴射ポンプを利用して、管内を流動する直径約1mmの白と黒の粒子1を選別する装置を試作した。2組の光センサーで粒子を検出するとともにその速度を計測し、下流に設置した噴射ポンプによって選別する。粒子の検出率は95%以上、分離成功率は93%以上であった。1個の粒子に対する噴射回数を増加させることも分離成功率を向上させるために有効であることがわかった。以上により、積層圧電アクチュエータの打撃力の利用と連続的な打撃力の発生法を確立し、微動機構への応用、噴射ポンプへの応用などが達成できた。
ボウズハゼ属魚類の起源と進化に関する研究

本年度は、国外ではグアムからSicyopterus lagocephalusを20個体およびStiphodon percnopterygionusを53個体、フィジーからS.lagocephalusを40個体およびStiphodon spp.を50個体、そしてポナペからStiphodon sp.を38個体採集し、また国内では静岡県からSicyopterus japonicusを30個体採集することができた。これらの標本の形態計測(外部形態10形質および内部形質9形質)と遺伝子解析の下準備(ミトコンドリアDNAの調節領域および16SリボソームRNA領域の増幅)は既に終了している。レユニオン島、沖縄県、グアムそしてフィジーに生息するS.lagocephalusは、形態学的に明瞭な地理的差異がないことを明らかにした。同様に沖縄県とグアムに生息するS.percnopterygionusにも形態学的な差がないことを明らかにした。今後、S.lagocephalusについては、台湾、インドネシア、ニューカレドニアおよびタヒチの標本を含め、そしてS.percnopterygionusについては、小笠原およびパラオの標本を含め、形態学的および分子遺伝学的解析を行い、これらの集団構造を明らかにする予定である。S.japonicusはメタポピュレーションを形成することが分子遺伝学的解析より明らかになっている。これは約8ヶ月間の海洋生活において各地域の仔魚が混じり合うことを示唆している。ボウズハゼ属魚類の特異な両側回遊の生活史を明らかにするために、和歌山県那智勝浦町の太田川において平成15年6月から16年10月まで毎月1回、S.japonicusの採集を行った。この採集および標本より生活史について以下の基礎的情報を得た。(1)S.japonicusは周年、中流域に高密度に分布する。(2)雄は雌より体長・体重ともに有意に大きい.(3)年齢は06歳であった。(4)肥満度と生殖腺指数の季節的変化、卵塊の発見時期および流下仔魚の出現時期より産卵期は夏である。(5)流下した仔魚の海洋生活期間は夏から春にかけての約8ヶ月間である。本年度は研究材料を得るため、ボウズハゼ属魚類(Sicyoptelus)の標本採集に重点を置いた。国外ではレユニオン島からSicyoptelus lagocephalusを45個体入手し、また国内では沖縄県から30個体の標本を入手することができた。これら標本の形態計測(外部形態10形質および内部形質9形質)と遺伝子解析の下準備(mtDNAの調節領域の増幅)は既に終えている。形態学的にはレユニオン島と沖縄県に生息するS.lagocephalusには地理的な差がないことが明らかとなった。今後、本種の集団構造については、インドネシア、バヌアツ、ニューカレドニアそしてタヒチの標本を早急に入手し、その標本を加えた後に形態学的および分子遺伝学的解析を行い、全貌を明らかにしたい。次に和歌山県那智勝浦町の太田川と長野川、そして太田川が注ぎ込む湾において平成15年6月から毎月1回、S.japonicusの採集を行っている。これは、ボウズハゼ属魚類の特異な両側回遊の生活史を明らかにするためである。この採集を通じ、本種の産卵期は8月で、仔魚は孵化後すべて海へ流下し、稚魚が再び河川へ加入する時期は4月、そして5月から7月に河川の中流および上流域へと一気に遡河することが明らかとなった。現在、本種の成長を耳石解析により、また成熟を生殖腺の切片観察から明らかにしている最中である。S.japonicusについては、沖縄県、高知県および静岡県からそれぞれ324個体の標本を得た。これらに和歌山県の標本(28個体)を加え、本種の分子遺伝学的な集団解析を行った結果、地理的な集団を確認できなかった。さらに外部形態(10形質)および内部形態(9形質)についても地理的な差を確認できなかった。以上の結果から、本種は海洋生活期の仔魚期において混じり合い、メタポピュレーションを形成するのではと考えた。この結果については現在、論文作成中である。

ボウズハゼ属魚類の特異な両側回遊の生活史を明らかにするために、和歌山県那智勝浦町の太田川において平成15年6月から16年10月まで毎月1回、S.japonicusの採集を行った。この採集および標本より生活史について以下の基礎的情報を得た。(1)S.japonicusは周年、中流域に高密度に分布する。(2)雄は雌より体長・体重ともに有意に大きい.(3)年齢は06歳であった。(4)肥満度と生殖腺指数の季節的変化、卵塊の発見時期および流下仔魚の出現時期より産卵期は夏である。(5)流下した仔魚の海洋生活期間は夏から春にかけての約8ヶ月間である。
生体分子の立体異性体選別と衝突異性化反応の多次元立体効果の解明

生体分子に代表される大きな分子は、結合部位の立体配座が変化することで膨大な数の立体異性体を生じる。その立体構造は、生物学的作用発現などの生体分子の性質や反応性を大きく左右すると考えられる。本研究は、大きな中性分子の立体異性体を自由に選別可能とする変調不均一電場を用いた新規手法を開発し、立体構造を規定した生体分子を用いた衝突異性化反応を可能にした。生体分子に代表される大きな分子は、結合部位の立体配座が変化することで膨大な数の立体異性体を生じ、その立体構造は、生物学的作用発現などの生体分子の性質や反応性を大きく左右すると考えられる。室温において相互に異性化可能な多数の立体異性体が共存する大きな分子の反応ダイナミクスを直接研究するには、個々の立体異性体を選別した分子線を発生し、立体構造を規定したもとでの衝突ダイナミクスの研究が必要不可欠となる。本研究は、大きな中性分子の立体異性体を自由に選別可能とする変調不均一電場を用いた新規手法を開発し、立体構造を規定した生体分子を用いた衝突異性化反応・衝突誘起鏡像異性体変換反応・エナンチオ選択性反応等の生体分子の立体ダイナミクスの直接観測という新規研究領域を創出することを目的とする。本研究では、立体異性体の双極子モーメントの違いに注目し、これを利用して立体異性体を選別した分子線を発生させることを計画した。このため、初めに、可能な立体異性体のすべてをMD計算によりピックアップし、予想される個々の立体異性体構造とその双極子モーメントを量子化学計算により算出する手法を確立した。また、個々の立体異性体構造(非対称コマ分子)のシュタルクエネルギーを算出するプログラムを作成し、変調不均一電場を用いた立体異性体の選別シミュレーションプログラムを作成した。これらの理論結果に基づき、立体異性体選別に適した選別器の形状を有限要素法により設計し、シミュレーション結果に基づき最適化した後、これを試作した。その後の予備実験により、調整と改良をおこなった。また不揮発性の生体分子のための高温高圧で使用可能な分子線源と反応セルを新たに試作した。加えて分子の画像観測検出システムを完成させた。当初の計画に基づき、本研究を遂行するに必要な理論手法と実験装置の準備がほぼ整った。生体分子の構造異性体ごとの回転定数、双極子モーメントを量子化学計算により求め、これに基づき構造異性体ごとのシュタルク効果を算出し、生体分子の構造異性体分離に有効な変調パルス列を設計するプログラムを完成した。これに基づき、構造異性体分離に有効な変調パルス列を設計し、任意波形発生器にパルス列を編集することで、高速高電圧トランジスターを用いた高電圧パルス列(15kV, 10kHz)発生装置を開発した。試作した多段多極子電極の各電極に時間変調した高電圧パルス列を印加し、変調電場を用いた二次シュタルク変調により生体分子の異性体分離を可能としする装置を試作し、本手法の有効性を確認できた。しかしながら、高電圧変調にともなう放電のリスクが予想以上に大きく、長時間の安定した稼働が困難となっている。残念ながら、この問題の有効な解決策が現状では見出されていない。このため、長時間の積算を必要とする気相での散乱実験を行うことが、現状では、実用上は困難である。そこで、この問題の打開策を引き続き模索するのに加えて、現実的に稼働可能な時間での実験を可能とするために、異性体選別した生体分子の気ー液界面での溶解および異性化反応研究の可能性を検討し、そのための装置を試作した。

気ー液界面での溶解および異性化反応を研究を可能とするため、イオン液体分子線を開発した。特殊ノズルを開発し、これよりイオン液体シート分子線を発生させることに成功した。シート分子線の特性を反射率スペクトルより決定するとともに、予備実験として安定分子の溶解過程を測定することに成功した。イオン液体シート分子線と構造異性体選別生体分子の衝突実験を可能とした。26年度が最終年度であるため、記入しない。反応動力学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究を遂行するに必要不可欠な理論的手法と実験装置の準備がほぼ整ったと言えるため。必要な理論的手法と主な実験装置の準備をほぼ終えたので、今後、実際のモデル分子系に対して、実際の反応研究に向けた、分子線源の開発・反応セルの準備・反応物の検出法を確立する。その後、装置の調整及び改良を行い、立体異性体の選別法を確立する。必要な理論的手法と実験装置の準備をほぼ終えたので、今後、実際のモデル分子系に対して、本手法を適用し、さらなる装置の調整及び改良を行い、立体異性体の選別法を確立する。その後、実際の生体分子反応に適用し、立体異性体の選別を行う。
「交流」の概念からみた地方の疎住地における地域施設計画に関する研究

地方のとりわけ疎住地において、豊かさが実感できる地域環境を形成するために、「交流」の概念に基づいて高い水準の地域施設整備を可能とする計画論を構築することを目的としているわけであるが、「交流」は地域活性化のキィ概念として最近多くの場面で使われており、それらの整理から始めた。特に21世紀ひょうご創造協会では昭和60年頃より疎住地の活性化のための研究活動を行っており、その流れの延長線上にある国土庁の「交流入口」(平成5年度四全総推進調査)等の到達点と限界を検討した。その上で、軽井沢・奈良県下北山村・湯布院・岐阜県大和村等々を訪問・視察し、交流の受けとめられ方、施設整備における意義、交流の阻害要因をヒアリングした。その結果をふまえて、三重・愛知・岐阜・長野・静岡・福井・滋賀・奈良・京都・和歌山県の全市町村(人口50万以上の都市は除く)674自治体に自治体の性格・施設水準・母都市との関係・交流事業の種類・交流事業継続の課題・交流のための施設の有無と活用の程度等についてアンケート調査を行った。さらに、三重県内、愛知県設楽地域、滋賀県野洲地域のヒアリング調査をした。交流による施設利用には、イベント・広域交流・観光・リゾートによる違いがあり、地域特性に応じた交流計画が必要である。最も交流活動の活発な広域交流のためには、母都市周辺町村でもスポーツ施設の整備などが有効である。過疎的な地域では、イベント・都市部からの行楽圏の拡大による広域交流の誘導、リゾート・宿泊研修施設などが試みられているが、成功例は多くない。しかし、施設づくりが地域内交流には効果を上げている例もある。総合的施策が必要である。広域交流が可能な地域では交流人口の試算も有効であり、今後の研究課題である。地方のとりわけ疎住地において、豊さが実感できる地域環境を形成するために、「交流」の概念に基づいて高い水準の地域施設整備を可能とする計画論を構築することを目的としているわけであるが、「交流」は地域活性化のキィ概念として最近多くの場面で使われており、それらの整理から始めた。特に21世紀ひょうご創造協会では昭和60年頃より疎住地の活性化のための研究活動を行っており、その流れの延長線上にある国土庁の「交流人口」(平成5年度四全総推進調査)等の到達点と限界を検討した。その上で、軽井沢・奈良県北山村・湯布院・岐阜県大和村等々を訪問・視察し、交流の受けとめられ方、施設整備における意義、交流の阻害要因をヒアリングした。その結果をふまえて、三重・愛知・岐阜・長野・静岡・福井・滋賀・京都・和歌山県の全市町村(人口50万以上の都市は除く)674自治体に自治体の性格・施設水準・母都市との関係・交流事業の種類・交流事業継続の課題・交流のための施設の有無と活用の程度等についてアンケート調査を行った。現在66.2%の回収をしている。現在詳細な分析を進行中であり、早計な結論は避けるべきであるが、交流活動の活発な自治体は、何らかの形で母都市的性格を持ち広域圏から利用され、活動拠点になっている場合と、過疎地的な地域では特異な事業展開することにより、カテゴリーは一部であるがある程度交流が盛んに行われている場合に分けられそうである。前者の場合は地方中核都市の可能性を表しており、どういう条件によりそれが満たされるか、後者の場合は特異的例でなくする条件を抽出することが重要であり、来年度以降はそれぞれの先進例をさらにヒアリングなどで調査し、比較分析することのより当初の目的に肉薄したい。現時点ではまだ今回の研究成果をまとめて発表したものはない。

地方のとりわけ疎住地において、豊かさが実感できる地域環境を形成するために、「交流」の概念に基づいて高い水準の地域施設整備を可能とする計画論を構築することを目的としている。「交流」実態を把握するために、昨年度に行った三重・愛知・岐阜・長野・静岡・福井・滋賀・奈良・京都・和歌山県の全市町村(人口50万以上の都市は除く)674自治体を対象としたアンケート調査に基づき、サンプル地域(愛知県設楽地域・三重県飯南地域・津広域・志摩地域・滋賀県野須地域14自治体)において、交流実態の詳細・地域施設の整備状況・自治体政策の展開・活動状況の詳細なヒアリング把握を行った。さらにこのヒアリングでの成果をもとに、特色あると思われる66自治体に第二次アンケート調査を行った(回収47自治体・回収率71%)。現在詳細な分析を進行中であるが、交流活動は広域交流・イベント交流・観光交流・リゾート交流に分けられ、広域交流は地方中核都市を中心に相当活発に行われており、スポーツ施設では中核都市から周辺都市への交流活用も少なくない。リゾート交流は少ないが、観光交流を中心にみると、文化施設では博物館、スポーツ施設ではスキー場・ゴルフ場・テニスコートなどが良く交流利用されていることが確認できた。また、自治体の交流事業の展開経緯、施設の整備状況・整備過程、自治体の人文地理的特徴と(広域・イベント・リゾート・観光)交流活動の活発度と関係の分析を進めている。今回の研究は主に疎住地における交流促進とそれによる地域施設の充実化の論理・指標の開発であるが、これまでの調査をさらに分析することにより、交流の実態・期待・可能性を整理できると考えられるので、今後は理論化への仮説の提出、検証が重要になってくる。交流人口の指標化については各種の提案もなされているが、いずれも極めて概数で十分な説得力がなく、理論化とともに再整理する必要がある。地方のとりわけ疎住地において、豊かさが実感できる地域環境を形成するために、「交流」の概念に基づいて高い水準の地域施設整備を可能とする計画論を構築することを目的としているわけであるが、「交流」は地域活性化のキィ概念として最近多くの場面で使われており、それらの整理から始めた。特に21世紀ひょうご創造協会では昭和60年頃より疎住地の活性化のための研究活動を行っており、その流れの延長線上にある国土庁の「交流人口」(平成5年度四全総推進調査)等の到達点と限界を検討した。その上で、軽井沢・奈良県下北山村・湯布院・岐阜県大和村等々を訪問・視察し、交流の受けとめられ方、施設整備における意義、交流の阻害要因をヒアリングした。その結果をふまえて、三重・愛知・岐阜・長野・静岡・福井・滋賀・奈良・京都・和歌山県の全市町村(人口50万以上の都市は除く)674自治体に自治体の性格・施設水準・母都市との関係・交流事業の種類・交流事業継続の課題・交流のための施設の有無と活用の程度等についてアンケート調査を行った。さらに、三重県内、愛知県設楽地域、滋賀県野洲地域のヒアリング調査をした。交流による施設利用には、イベント・広域交流・観光・リゾートによる違いがあり、地域特性に応じた交流計画が必要である。最も交流活動の活発な広域交流のためには、母都市周辺町村でもスポーツ施設の整備などが有効である。過疎的な地域では、イベント・都市部からの行楽圏の拡大による広域交流の誘導、リゾート・宿泊研修施設などが試みられているが、成功例は多くない。しかし、施設づくりが地域内交流には効果を上げている例もある。総合的施策が必要である。
中小企業中間管理者向けマネジリアル・コーチング教育プログラムと評価指標の開発

本研究の目的は、中小企業中間管理職を社内コーチとして養成するマネジリアル・コーチング教育プログラムおよび評価指標を開発し、プログラムの有効性を検討することと、女性管理職割合の増加が喫緊の課題である日本において、マネジリアル・コーチングが女性のリーダーシップ行使に有効な手法となりうる可能性を探ることである。研究計画では、マネジリアル・コーチングのスキルおよび行動表出を評価する尺度を開発し、それらを用いてコーチング志向性のジェンダー差を検証することを本年度の目的とした。しかし、ジェンダーとリーダーシップとの関連についてさらに文献を収集・熟読した結果、尺度開発に先駆けて、リーダーシップに対する潜在的ジェンダー・ステレオタイプ、職場風土、心理的両性具有性といった要因について実証的に検討する必要があると判断し、実験と調査を実施した。1勤労者男女39名を対象にWeb形式の潜在的連合テスト(IAT)を実施し、「リーダー=男性」といった潜在的なジェンダーステレオタイプについて、職場風土との関連を含めて検討を行なった。その結果、男性と管理職を潜在的に強く連合する伝統的なステレオタイプ、つまり無意識の偏見が存在すること、女性は男性よりも自らのジェンダーをサポート役と強く結びつけていること、男性優遇の職場風土では伝統的なステレオタイプが強化される可能性が示唆された。2勤労者男女464名を対象としたWeb調査を実施した。ジェンダー・ステレオタイプの根幹は、男性=作動性、女性=共同性で表現されるが、個人の個性や違いを尊重するダイバーシティ&インクルージョン風土は、共同性と作動性を併せ持つ「心理的両性具有性」を高めることが示唆された。これらの結果から、プログラムを開発するうえで、女性の自己ステレオタイプ化の解消、心理的両性具有性を促進する組織風土の醸成も視野に入れて検討する必要性が示された。研究計画では、本年度に国際比較を視野に入れた海外尺度を2つ開発し、それらを用いてコーチング志向性のジェンダー差を検証する予定であったが、文献調査の結果を受けて、尺度開発に先駆けてジェンターとリーダーシップとの関連に関する実証的な検討を行なった。プログラム開発という観点では有用な情報が得られたが、尺度開発にはまだ着手していないことから、遅れが生じていると判断した。2019年度は、2018年度に実施した実験結果について論文を投稿し、勤労女性を対象としたセミナーにおいて基調講演を行う。同時に、Web調査を4回実施し、2018年度に実行できなかったマネジリアル・コーチングの有効性を測定する以下2つの尺度を開発し、信頼性・妥当性を検証する。さらに、開発した尺度を用いてコーチング志向性のジェンダー差を検証・分析し、2018年度の研究結果も踏まえながら、海外研究協力者、研究分担者とともに介入プログラム案の検討を行う。プログラムの試行は2020年の前半に実施する見込みである。

プログラムの試行は2020年の前半に実施する見込みである。2つの尺度を開発し、信頼性・妥当性を検証する目的で実施する予定であったWeb調査X4回を実施しなかったことから、その際に必要となるWeb調査会社への支払い、およびデータ分析補助者への支払いがなかった。これらの費用はすべて2年次に繰り越した。2018年度に実施したWeb実験は研究代表者がすでに保有しているソフトウェアを用いて実施し、Web調査においては、科研費以外の研究に関する調査も含まれていたため、科研費ではなく研究代表者の大学研究費から捻出したため費用が発生しなかった。2019年度は、Web調査x4回とデータ分析補助者への支払いに加えて、コーチング関連の書籍およびデータ分析用のパソコンとソフトの購入、International Congress of Coaching Psychology(London)での発表、介入ブログラム案の検討を目的とする海外研究協力者(オーストラリア)訪問を予定しているため、これらにかかる費用が見込まれる。
室温動作のセンサで最高感度を有する高周波駆動薄膜磁界センサの開発と生体磁気計測

(1)センサ素子の開発:作製歩留まりが良好な直線コプレーナ線路形のセンサ素子を開発した。磁性薄膜(CoNbZr薄膜)、誘電体薄膜(SrTiO薄膜)、バイアス印加用永久磁石薄膜から構成されるセンサ素子を一体的に作製した。一様磁界を与えるセンサ素子と比較しておおむね5070%の感度を得た。これによりバイアス磁界印加に伴う1/fノイズ増大を抑制可能な見通しを得た。(2)ディテクタ等の高精度化:DMTD回路のアンプ、コンパレータ等を低ノイズ、高い温度安定性を持つ部品に改良した。センサ素子と回路との接続をインピーダンスを整合したフリップチップボンディングを使用したセンサモジュールを開発した。フリップチップボンディングによるセンサモジュールの感度は1.7 GHz以下であれば平均で90%以上とほぼ維持されていることを確認した。(3)高速ADコンバータおよびFPGAによる処理回路:高速高分解能ADコンバータ(サンプリング周波数約100MHz、16ビット)とFPGA(Field-Programmable Gate Array)を用いてキャリアの振幅変化および位相差を検出する処理回路を開発した。開発した処理回路で、アナログDMTD回路とタイムインターバルアナライザを組み合わせたシステムと同等の磁界検出分解能を得た。心磁界は検出できたが、磁気シールドルーム内における機械的ノイズが支配的であり、P波の検出には至っていない。センサ素子はほぼ目標感度を得る見通しを得たが、代表者の異動により使用する磁気シールドルームを変えたことに伴い、シールドルーム内のセットアップで機械的振動等がノイズとして入っている影響等により、心磁界P波の検出には至っていない。・磁気シールドルームを異動先への移設したことにより元の磁気シールドルームでの実験が可能になったため、心磁界測定の環境が改善し、測定精度等が向上すると考えられる。・フリップチップボンディングで高周波特性を向上させたセンサモジュール(数10個のセンサ素子)を作製し、これを心磁界測定へ適用する予定である。(1)センサ素子の開発:有限要素法解析によりバイアス電流印加用の導体薄膜(Cu薄膜)の寸法と発生するバイアス磁界強度およびバイアス磁界のセンサ素子内における均一性をシミュレーションして設計した。その結果必要とされる数Oe程度の磁界強度と磁界の均一性1%程度を得るためのCu膜厚、幅、長さ等を求めた。この設計指針に基づき、Cu薄膜とCoNbZr薄膜を積層構造化し、ミアンダ型コプレーナセンサ素子と一体的に作製した。得られたセンサ素子の感度は目標値として設定していた100 degree/Oe以上の位相変化感度、-40 dB以上の減衰を両立した。(2)ディテクタ等の高精度化:高精度ディテクタとしてウエーブクレスト製ジッタアナライザ(SIA-3600,時間分解能=0.5 p秒)を用いることで、センサのノイズレベルを低減可能であることを示した。(3)高速ADコンバータおよびFPGAによる処理回路:使用する高速ADコンバータとFPGA(Field-Programmable Gate Array)として日本NI製5734(16ビット、120 MS/秒)およびFPGAボード(PXIe-7962R)を選定した。これらを用いて2チャンネルのキャリア信号の位相差を検出する処理回路を開発した。正弦波に対する測定精度の誤差としては10^-3 degree/Oe程度であり、心磁界計測に使用していたTC890に比較して同程度であった。センサ素子開発についてはおおむね目標をクリアできた。検出器の性能に直結するFPGAプログラムは作成および所定の動作確認まで終えたが、得られたSN比は以前の心磁界計測に成功したTC890のデータに対してやや不十分な値にとどまっている。(1)センサ素子の開発:バイアス電流印加用の導体薄膜(Cu薄膜)と磁性薄膜(CoNbZr薄膜)をキーとするセンサ素子を一体的に成膜し、微弱バイアス電流通電用のセンサ素子を開発し、一様磁界を与えるセンサ素子と比較しておおむね7080%の感度を得た。また永久磁石薄膜によるバイアス磁界印加機構についても設計及び成膜を実施した。(2)ディテクタ等の高精度化:DMTD回路のアンプ、コンパレータ等を低ノイズ、低温度係数、最高速の部品に改良した。同期検波およびダウンコンバータにより振幅、位相の同時計測回路を開発した。センサ素子からの信号取り出しをワイヤボンディングで行っておりセンサの周波数特性を悪化することが判明したため、インピーダンスを整合したフリップチップボンディングによるセンサモジュールを開発した。フリップチップボンディングによるセンサモジュールの感度はセンサ素子単独に対して、8090%程度維持できていることを確認した。センサ素子はほぼ目標感度を得る見通しを得たが、ディテクタおよびFPGAによるデジタル回路を用いて、10^-13 T台の磁界検出分解能を達成できる見通しがたっていない。したがって、心磁界等の生体磁気計測への適用が遅れている。(2)ディテクタ等の高精度化:DMTD

回路のアンプ、コンパレータ等を低ノイズ、高い温度安定性を持つ部品に改良した。センサ素子と回路との接続をインピーダンスを整合したフリップチップボンディングを使用したセンサモジュールを開発した。フリップチップボンディングによるセンサモジュールの感度は1.7 GHz以下であれば平均で90%以上とほぼ維持されていることを確認した。(3)高速ADコンバータおよびFPGAによる処理回路:高速高分解能ADコンバータ(サンプリング周波数約100MHz、16ビット)とFPGA(Field-Programmable Gate Array)を用いてキャリアの振幅変化および位相差を検出する処理回路を開発した。開発した処理回路で、アナログDMTD回路とタイムインターバルアナライザを組み合わせたシステムと同等の磁界検出分解能を得た。心磁界は検出できたが、磁気シールドルーム内における機械的ノイズが支配的であり、P波の検出には至っていない。センサ素子はほぼ目標感度を得る見通しを得たが、代表者の異動により使用する磁気シールドルームを変えたことに伴い、シールドルーム内のセットアップで機械的振動等がノイズとして入っている影響等により、心磁界P波の検出には至っていない。・FPGA処理回路の問題点洗い出しを実施し、デジタイザのノイズレベルが低下できない場合には、別デジタイザ選定あるいは振幅計測等へ計測方法の変更も検討する。・永久磁石薄膜によるバイアス印加機構は開発に時間がかかることから、バルク磁石によるバイアス印加用センサの開発を進める。・フリップチップボンディングにより構成したセンサモジュールとFPGAによるデジタル計測システムを組み合わせて、高SN比と心磁界計測を急ぐ。・磁気シールドルームを異動先への移設したことにより元の磁気シールドルームでの実験が可能になったため、心磁界測定の環境が改善し、測定精度等が向上すると考えられる。・フリップチップボンディングで高周波特性を向上させたセンサモジュール(数10個のセンサ素子)を作製し、これを心磁界測定へ適用する予定である。
低酸素で機能するエンハンサーを利用した動物細胞の超高密度培養法の開発

酸素は生物にとって必須であるので、生物は酸素不足に対応して生存しようとする。多くの場合、酸素不足に対する対応は特異的遺伝子の発現による。低酸素による遺伝子発現の活性は、低酸素に応答するエンハンサーが活性化され、遺伝子の転写が促進されることによる。動物細胞による組換え型蛋白質生産過程における重要な問題点のひとつは、酸素供給であり、細胞の生存や物質生産を維持するための激しい酸素供給は細胞に傷害を与える。そこで、本研究は、低酸素で活性化されるエンハンサーを利用して、通常の酸素状態でもまた低酸素状態でも組換え型蛋白質を効率よく生産するシステムを開発するための研究を行った。まず、低酸素に応答する典型的な遺伝子としてエリスロポエチン(EPO)遺伝子のエンハンサーを利用し、β-ガラクトシダーゼをレポーターとして使用し、β-ガラクトシダーゼ生合成の酸素依存性を詳細に解析した。その結果、このエンハンサーは低酸素で転写を著しく活性化することを見出し、物性生産に有効であることを明らかにした。ついで、強いプロモーターで物質生産に使用されているcytomegalovirous(CMV)プロモーターやelongation factor-1αプロモーターにエンハンサーを接続し、EPOをレポーター遺伝子とするプラスミドを構築した。このプラスミドを使用し、組換え型蛋白質の生産細胞として使用されるChinese hamstar ovary(CHO)細胞によるEPOの生産を解析した。エンハンサーは、低酸素によるEPO生産低下を防止し、通常の酸素状態に匹敵するEPO生産能力を示した。更に、通常酸素圧下でも強いプロモーター活性を持ち、なおかつ低酸素でプロモーター活性が著しく活性化されるシステムを検索した結果、乳酸脱水素酵素(ALDH)のエンハンサー・プロモーターシステムがきわめて効果的であることを発見した。このシステムにEPOcDNAを連結したプラスミドを導入したCHO細胞を樹立し、種々の酸素濃度で生産したEPOの生物活性、糖鎖構造などを比較し、新しい生産システム開発の基盤を確立した。低酸素エンハンサー・プロモーター・EPOcDNAを連結したDNA断片を含むプラスミドを構築した。この際に、エンハンサー・プロモーターの組合の転写活性への影響を調べるため、種々のプロモーター(動物細胞による組換え型蛋白質生産によく使用されるSV40、CMV、MuLVなどのウイルスのプロモーターやEPO遺伝子のプロモーター)を使用した。エリスロポエチン(EPO)遺伝子の転写を低酸素で活性化する低酸素エンハンサーについては、既にクローン化したDNA断片を取得した。低酸素エンハンサー・プロモーターの全ての組合せを構築し、複数の細胞に導入するのは非常に煩雑である。まずエンハンサーの効果について解析した。エンハンサーを14個タンデムに連結したものおよびEPOのプロモーターをβガラクトシダーゼ遺伝子に連結したプラスミドを構築した。これらのプラスミドをEPO産生細胞Hep3B及びEPO非産生細胞COS1細胞に一過性に導入し、転写活性の指標として活性染色を行った。その結果、エンハンサーを1個接続したものに比べて2個4個をタンデムに接続した方がエンハンサーとしての機能は高く、効率的にエンハンサーの機能を発揮できた。以後の研究ではエンハンサーを4個接続したものを用いた。また使用するプロモーターとしては、CMV,EF-1αを用いた。