hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
温度感受性遺伝子組み換え酵母による有用物質生産プロセスの構築と効率化

宿主に有用物質遺伝子を導入し,活性な物質を発現させたとしても,それらのいわゆる′′組み換え体′′を培養する技術や,適切な培養条件についての検討が不十分で,これら有用物質の工業的生産を考えるうえでは,急務を要する研究となっている。本研究では,遺伝子組み替え酵母を用いた異種タンパク生産に注目し,その生産系の構築,実際の発酵生産におけるさまざまな問題点の解明および効率的生産法の確立を目指している。温度感受性遺伝子発現調節系を持つ酵母Saccharomyces cerevisiaeを用い,概略次のような研究成果を得た。1)MFα1::PH05ベクタをもとにした生産系の確立に便利な温度感受性発現ベクターを構築し,酸性ホスファターゼ生産に適用した。また温度切り替えによる最大生産政策を求め,実現した。2)この系に異種タンパク生産としてイネ由来のα-アミラーゼ遺伝子の発現を試みたが,発現量はやや少なかった。3)PH084プロモータをPH081温度感受性をもつ宿主に導入した系(SH3337株)を構築し,α-アミラーゼ遺伝子の発現を試みたところ,十分な発現量を得た。4)この系を用いて,最大生産のための温度政策を求め,又実験でこれを実現し,有用な知見を得た。これらの成果より,遺伝子組み替え体を用いた効率的な物質生産を行うための発現制御法,特に温度を操作することによる培養制御法の確立および有用物質生産法の効率化の一方法が確立された。本研究では,遺伝子組み換え酵母を用いた異種タンパク生産に注目し,その生産系の構築,実際の醗酵生産におけるさまざまな問題点の解明および効率的生産法の確立を目指している。本年度は,温度感受性遺伝子発現調節系を持つ酵母Saccharomyces cerevisiaeを用い次のような研究成果を得た.1)発現ベクタ-系の構造及び異種遺伝子の導入:MF∂1プロモ-タにイネ由成∂ーアミラ-ゼ遺伝子を結合したプラスミドをPCR法を用いて構築し,酵母に導入した結果,その発現を確認できた。2)遺伝子発現の動的挙動の解析:まず.培養温度の増殖および物質生産に及ぼす影響を酸性ホスファタ-ゼ(PH05)発現系を用い、回分・流加培着により検討した。その結果,PH05発現温度(32.5°C)では菌体増殖が抑制されたが,生産速度の著しい増加がみられた。また培養温度の27.5°Cから32.5°Cへのシフトによって、すみやかに導入遺伝子の発現が認められた.しかし.発現後約5時間で比生産速度の低下がみられた.これは酸性ホスファタ-ゼがペリプラズム内に蓄積されるため、何らかの抑制機構の働きによるものと思われる.更に.プラスミドの種類を1コピ-型から多コピ-型と変えて同様の実験を行なった結果,多コピ-型(YEp型)の方が発現量が多く,物質生産に適していることがわかった.3.)効率的培養方法の確立:上記2)の結果から,遺伝子を発現させると菌体増殖速度が迎えられることがわかったので,生産物量を最大に得るためには,増殖と物質生産の適切な調和を計る必要がある.簡単なモデルを構築し.最適計算を行った結果,最初菌体増殖に適した温度で培養し.養が最適であることがわかった.またこれを実験的に確認した。宿主に有用物質遺伝子を導入し,活性な物質を発現させたとしても,それらのいわゆる“組み換え体"を培養する技術や,適切な培養条件についての検討が不十分で,これら有用物質の工業的生産を考えるうえでは、急務を要する研究となっている。本研究では、遺伝子組み替え酵母を用いた異種タンパク生産に注目し、その生産系の構築、実際の発酵生産におけるさまざまな問題点の解明および効率的生産法の確立を目指している。1)MFα1::PHO5ベクタをもとにした生産系の確立に便利な温度感受性発現ベクターを構築し、酸性ホスファターゼ生産に適用した。

また温度切り替えによる最大生産政策を求め、実現した。2)この系に異種タンパク生産としてイネ由来のα-アミラーゼ遺伝子の発現を試みたが、発現量はやや少なかった。3)PHO84プロモータをPHO81温度感受性をもつ宿主に導入した系(SH3337株)を構築し、α-アミラーゼ遺伝子の発現を試みたところ、十分な発現量を得た。4)この系を用いて、最大生産のための温度政策を求め、又実験でこれを実現し、有用な知見を得た。これらの成果より、遺伝子組み替え体を用いた効率的な物質生産を行うための発現制御法、特に温度を操作することによる培養制御法の確立および有用物質生産法の効率化の一方法が確立された。
1型糖尿病の発症阻止法の開発

本研究の目的は,膵島自己抗原投与による,制御性T細胞機能増強を介した1型糖尿病の進展阻止治療の開発である.今回,優れた1型糖尿病モデル動物であるNODマウスを用いて,膵島自己抗原+ Alumアジュバントの皮下投与に,自己抗原+粘膜アジュバント; poly I : Cを用いた経鼻投与をadd-onし,発症抑制増強効果を確認した.しかし,免疫学的機序の検討では,制御性T細胞の量的増強の証拠は得られず、制御性T細胞のみならず、エフェクター細胞機能を考慮する必要性があると考えられた。現在、エフェクター細胞を標的にした1型糖尿病発症抑制療法開発に取り組んでいる。poly I:Cを粘膜アジュバントに用いた、膵島自己抗原ペプチドの経鼻投与による1型糖尿病発症抑制効果の検討1.若年(4週齢)と糖尿病発症前(12週齢)の雌性NODマウスに、インスリンB鎖ペプチドとpoly I:Cの混合液を経鼻投与し、抗ペプチド抗体の誘導を確認した。しかし、経鼻投与単独では、十分な糖尿病発症進展抑制効果は得られなかった。2. 12週齢の雌性NODマウスに、Alumをアジュバントに用いたインスリンB鎖ペプチド(Ins-Alum)の皮下注を行い、インスリンB鎖ペプチドとpoly I:C混合液を12週齢から48週齢まで経鼻投与した結果、無治療マウス群および、Ins-Alumの皮下注単独群に比較して、有意に糖尿病発症を抑制していた。3.インスリンB鎖以外で、治療に応用可能な膵島自己抗原ペプチドをスクリーニングするために、4週齢の雌性NODマウスに、候補となる膵島抗原ペプチドとpoly I:Cの混合液を経鼻投与した結果、GAD524-543/poly I:C、プロインスリンペプチド(B24-C36)/poly I:C経鼻投与は、他の抗原ペプチドより、強い発症遅延傾向を認めた。poly I:Cを用いた膵島抗原ペプチドの経鼻投与は、Alumアジュバントによる皮下投与との併用により、ヒト1型糖尿病発症阻止治療に応用可能な、安全で生理的な治療法につながる可能性が示唆された。今後、他のアジュバントの検討、複数の膵島抗原ペプチドの混合投与など、より強力な治療法開発を進めていく予定である。本研究の目的は、膵島自己抗原を用いた抗原特異的免疫寛容療法を中心としたヒト1型糖尿病の進展阻止,および寛解誘導療法の開発である。特に現在臨床応用が進められている、発症直後のヒト1型糖尿病患者に対する自己抗原+Alumアジュバントの皮下投与が、限定的ではあるが、ある一定の効果が報告されてことから、この発症抑制効果を増強させる、自己抗原免疫療法を、投与ルート,アジュバント,補助療法を検討し,新たに開発することである我々はこれまでに、ヒト1型糖尿病のモデルマウスである、NODマウスに対し、主要な自己抗原である、インスリンB鎖の9-23番目のペプチド(B:9-23)の皮下投与に、poly I:Cの腹腔内投与を併用することで、強力な糖尿病発症抑制効果を報告した。今回は、B:9-23ペプチド+Alumアジュバントを用いた単回皮下投与に、B:9-23ペプチド+poly I:Cを経鼻投与することによる、免疫原性ならびに発症抑制の増強効果について検討した。自己抗原投与の皮下投与にて明らかな発症抑制効果を示す、4週齢の雌性NODマウスを用いて、B:9-23ペプチド+poly I:Cの経鼻投与を行った結果、明らかに抗ペプチド抗体が誘導され、免疫原性が確認された。しかし、その後の糖尿病発症の有意な抑制効果を認めなかった。次に、明らかな発症抑制効果を示さない、12週齢の雌性NODマウスを用いて、B:9-23ペプチド+Alumアジュバントの単回皮下投与行い、その後、B:9-23ペプチド+poly I:Cの経鼻投与を行ったところ、皮下投与単独に比して、B:9-23ペプチド+poly I:Cの経鼻投与追加群で有意な発症抑制増強効果を認めた。さらに、別の自己抗原ペプチドである、プロインスリンとGADペプチドの混合ペプチドにおいても、同様に皮下単回投与群に比し、poly I:C混合液の経鼻免疫追加群では、発症抑制効果の増強を認めた。このように、膵島自己抗原を用いた抗原特異的免疫寛容療法において、現在ヒト1型糖尿病に応用されている自己抗原の皮下投与に加えて、poly ICを粘膜アジュバントに応用した経鼻免疫療法を併用することは、より効果的かつ安全な糖尿病進展阻止法になりうる可能性が示唆された。特に現在臨床応用が進められている、発症直後のヒト

1型糖尿病患者に対する自己抗原+Alumアジュバントの皮下投与が、限定的ではあるが、ある一定の効果が報告されてことから、この発症抑制効果を増強させる、自己抗原免疫療法を、投与ルート,アジュバント,補助療法を検討し,新たに開発することである.我々はこれまでに、ヒト1型糖尿病のモデルマウスである、NODマウスに対し、主要な自己抗原である、インスリンB鎖の9-23番目のペプチド(B:9-23)の皮下投与に、poly I:Cの腹腔内投与を併用することで、強力な糖尿病発症抑制効果を報告した。今回は、12週齢の雌性NODマウスを用いて、B:9-23ペプチド+Alumアジュバントの単回皮下投与行い、その後、B:9-23ペプチド+poly I:Cの経鼻投与を行い、発症抑制効果を検討したところ、皮下投与単独に比して、B:9-23ペプチド+poly I:qの経鼻投与追加群で有意な発症抑制増強効果を認めた。B:9-23ペプチド+Alumアジュバント皮下投与と経鼻免疫追加マウスにおいて、4週間後の脾細胞を採取し、in vitroの系にて、B:9-23ペプチドの再刺激反応を行い、刺激後のリンパ球の、制御性T細胞のFox P3の発現について、フローサイトメトリー法により検討した結果、皮下投与単独群との有意な差を認めなかった。このように、膵島自己抗原を用いた抗原特異的免疫寛容療法において、自己抗原の皮下投与に加えて、poly ICを粘膜アジュバントに応用した経鼻免疫療法を併用することは、その治療効果を増強する可能性が示されたが、制御性T細胞機能の増強の証拠は得られなかった。
高エネルギー宇宙線の銀河系磁場内での振る舞いについての研究

本研究の目的は、太陽系磁気圏周辺の銀河磁場を想定し、その中での超高エネルギー宇宙線の軌道シミュレーションを行う為のソースコードの開発と、開発されたコードによる太陽系磁気圏近傍での宇宙線の振る舞いについて調べることであった。本研究で大きなウェイトを占める軌道シミュレーションのためのソースコードの開発には多くの時間が必要であったが、ほぼ完成することができた。本研究では、まずはじめに、宇宙線の銀河磁場内における軌道計算を行う為、銀河系磁場の構造、特に太陽系磁気圏周辺の磁場構造についてのモデルの作成を試みた。その為、名古屋大学の大型計算機に既に蓄積されているモデル磁場のコードを再開発し、更に、研究室での開発環境を整えるべく、DECのAlphaチップを搭載したワークステーションを設備備品費により購入した。開発したソースコードはフォートランで記述され、使用する磁場構造モデルが将来変わりうることを想定し、モデルの変更に対し柔軟に対応できるコードを作成した。次に、作成したモデル磁場内で、銀河系外より侵入してくる超高エネルギー宇宙線あるいは太陽系から遥か遠い銀河系内で発生した宇宙線の軌道シミュレーションを行う為のソースコードの開発を行った。ここでも、磁場への侵入経路として、あらゆる方向からの侵入が可能であって、かつ、侵入する宇宙線のエネルギーも任意に与えることができるようなコードの作成を試みた。一定の結論を出すため、シミュレーションで多くの軌道を計算する必要があり、現在軌道データの蓄積を行っているところである。今後の展望として、軌道データが多く得られれば、太陽系磁気圏近傍での宇宙線の振る舞い、特に異方性についての何らかの予想が行えると考えている。
重症敗血症による心機能低下とβ1受容体遮断効果-超音波イメージングによる解析

重症敗血症に起因する心機能の低下(Sepsis-Induced Cardiomyopathy: SIC)は、冠動脈の微小循環の異常による心筋虚血、全身の循環血中に存在する種々のサイトカイン、プロスタノイド、Nitric oxide (NO)などのMyocardial depressantfactor (MDS)と呼ばれる心筋抑制因子の関与、血管内皮細胞の活性化と凝固系カスケードの導入の関与、自律神経系の調節不全、細胞内ミトコンドリア機能異常とアポトーシス、Toll-like receptorsの関与など、様々な機序が複雑に絡み合う形で出現すると考えられる。こうして発生した心機能低下状態を直接的に低侵襲で評価できるのは、臨床使用上においても心機能評価のゴールドスタンダードとなっている超音波イメージングであるが、敗血症に起因する心機能変化について、心臓の機能的および構造的特徴についての詳細な評価はなされていない。今回の研究では、スペックルトラッキングによるストレイン法および心筋コントラストイメージングを用いた新しい手法により、敗血症による心機能低下の特徴を新たに詳細に示すことを目標とし、その知見をもとにβ1受容体遮断による心機能改善効果を引き続き検証している。当病態における心機能の変化としては、従来の超音波測定によるグローバルな心機能評価としての左室駆出率(LVEF)、右室面積駆出率(RVFAC)などはいずれも抑制される傾向を示したが、心臓の負荷状態に大きく依存する病態においてはデータにばらつきが多く、客観的な評価としては適切とはいえないと考えられた。一方、スペックルトラッキングによるストレイン法は、負荷状態に比較的依存せず有意な抑制変化を示した。さらにβ1遮断薬であるランジオロールの投与によりストレイン値が回復する傾向がみられた。以上よりβ受容体遮断効果の客観的評価にも有用性を見いだせると考え今後さらに検証をしていく予定である。安定したモデルの供給と維持のために一定の時間を要した。スペックルトラッキングによる心機能評価を適切に行うための画像描出が技術的に難しいケースがあり時間を要した。通常の臨床業務の多忙から研究時間の確保が限定的であった。引き続き、スペックルトラッキングによるストレイン法を用いた心機能評価の検証を中心にすすめていく。より客観的で有効な指標としての確立を目指すため、サンプル数を増加させる。β受容体遮断による心筋抑制の回復効果の検証をすすめ、その効果的な作用を立証する。また、コントラストイメージングによる作用機序の解明や、炎症反応および心筋障害マーカーによる生化学的変化の検証も行っていく。安定したモデル供給の維持、超音波画像描出の技術の向上、および研究時間の確保を図っていく。重症敗血症に起因する心機能の低下(Sepsis-Induced Cardiomyopathy: SIC)のメカニズムに関しては、冠動脈の微小循環の異常による心筋虚血、全身の循環血中に存在する種々のサイトカイン、プロスタノイド、心筋抑制因子の関与、血管内皮細胞の活性化と凝固系カスケードの導入の関与、自律神経系の調節不全、細胞内ミトコンドリア機能異常とアポトーシス、Toll-like receptorsの関与など多くの報告がなされており、様々な機序が複雑に絡み合う様式が認識されている。ここでSICの重要な機序の1つとして、内因性カテコラミンの過剰産生によるストレス反応としての心機能抑制があり、このHyperadrenergic反応を抑制するβ1受容体遮断が敗血症性ショックにおけるカテコラミン毒性に対し保護的に作用し、心機能の改善を含む治療的効果をもたらす可能性がある。本研究では、上記現象に着目し、SICにおける客観的心機能解析を新しい手法であるスペックルトラッキングによるストレイン法および心筋コントラストイメージングを用いて検討し、さらに抑制された心機能パフォーマンスがβ1受容体遮断によってどのように改善されるのかを検証する。結果、敗血症病態では、従来指標の心機能指標はいずれも悪化傾向を示したが、データにばらつきが多く客観的指標としての正確性に欠いた結果となった。敗血症病態における循環動態の特徴である心臓の負荷状態の大きな変動を反映した結果と考えられた。一方スペックルトラッキングによる各種strainの結果はいずれも有意な心機能悪化を呈し上記病態においても抑制効果を客観的に明確に示す可能性が示唆された。従来の指標およびスペックルトラッキングによる心機能評価における検証はある程度予想通りの展開で進んではいるが、β受容体遮断効果については、サンプル数が十分得られておらず今後さらに検討を重ねていく必要がある。安定したモデル供給と維持に苦慮し一定の時間を要したことや、研究時間の確保が限定的であったことが理由に挙げられる。

今回の研究では、スペックルトラッキングによるストレイン法および心筋コントラストイメージングを用いた新しい手法により、敗血症による心機能低下の特徴を新たに詳細に示すことを目標とし、その知見をもとにβ1受容体遮断による心機能改善効果を引き続き検証している。当病態における心機能の変化としては、従来の超音波測定によるグローバルな心機能評価としての左室駆出率(LVEF)、右室面積駆出率(RVFAC)などはいずれも抑制される傾向を示したが、心臓の負荷状態に大きく依存する病態においてはデータにばらつきが多く、客観的な評価としては適切とはいえないと考えられたが、スペックルトラッキングによるストレイン法は、負荷状態に比較的依存せず有意な抑制変化を示した。β受容体遮断効果の客観的評価にも有用性を見いだせると考え今後検証をしていく予定である。従来からの指標である心機能評価と新しい手法であるスペックルトラッキングによる心機能評価の比較検討に一定の時間を要した。安定したモデルの供給と維持のために一定の時間を要した。通常の臨床業務の多忙から研究時間の確保が限定的であった。重症敗血症に起因する心機能の低下(Sepsis-Induced Cardiomyopathy: SIC)は、冠動脈の微小循環の異常による心筋虚血、全身の循環血中に存在する種々のサイトカイン、プロスタノイド、Nitric oxide (NO)などのMyocardial depressantfactor (MDS)と呼ばれる心筋抑制因子の関与、血管内皮細胞の活性化と凝固系カスケードの導入の関与、自律神経系の調節不全、細胞内ミトコンドリア機能異常とアポトーシス、Toll-like receptorsの関与など、様々な機序が複雑に絡み合う形で出現すると考えられる。こうして発生した心機能低下状態を直接的に低侵襲で評価できるのは、臨床使用上においても心機能評価のゴールドスタンダードとなっている超音波イメージングであるが、敗血症に起因する心機能変化について、心臓の機能的および構造的特徴についての詳細な評価はなされていない。当病態における心機能の変化としては、従来の超音波測定によるグローバルな心機能評価としての左室駆出率(LVEF)、右室面積駆出率(RVFAC)などはいずれも抑制される傾向を示したが、心臓の負荷状態に大きく依存する病態においてはデータにばらつきが多く、客観的な評価としては適切とはいえないと考えられた。一方、スペックルトラッキングによるストレイン法は、負荷状態に比較的依存せず有意な抑制変化を示した。さらにβ1遮断薬であるランジオロールの投与によりストレイン値が回復する傾向がみられた。以上よりβ受容体遮断効果の客観的評価にも有用性を見いだせると考え今後さらに検証をしていく予定である。
身体フェミニズム理論の構築ーー性暴力批判と女性の具体的なエンパワメントに向けて

本研究の成果は、歴史的に、ほとんどの社会で女性たちが担ってきたケア実践、すなわち、育児や家事、介護や看護の経験から、女性の身体性がいかに社会的に構築されてきたかを分析し、身体をめぐる脆弱性の社会的意味や女性たちの意思決定のあり方に新しい光を当てた。本研究を通じて発表された論文・著書は、これまで社会的に過小評価されるか、社会的弱者へと押しつけられがちなケア実践を再評価するために、思想的、歴史的、そして実践現場のなかで、ケア実践の意味を新たに問い返した。初年度である2014年度は、1文献研究、2理論研究、3実証研究における役割分担と、三者の相互連関の確立した。しかし、研究遂行途上において、各研究者のあいだで、本研究課題が批判の対象としているリベラリズムにおける個人主義の理解がいまだ共有されていないことが判明した。そのため、研究代表者と研究協力者が翻訳したI.M.ヤング『正義への責任』(岩波書店、2014年)の書評会、法哲学におけるリベラリズム理解、個人主義理解のための研究会を開催し、次年度への研究体制を整えた。1については、グロスツ以外日本ではほとんど紹介されていない、「オーストラリア学派」と呼ばれるフェミニスト哲学者たちの身体論を中心に、文献・情報収集に努めた。(ex.C.Barbara(ed.), Australian Feminism: A Companion)。資料・情報収集は、欧米の女性運動の歴史にそって進められた。2については、当初、看護現場からのケアの倫理の実践実態の報告を予定していたが、来年度に延期し、むしろI)セクシュアル・ハラスメントや強姦、DV被害、戦時性暴力など、性暴力の被害の現場を通じて、とりわけ司法においてどのような取扱いを被害者が受けてきたのか、司法、正義の世界における身体蔑視が存在するか否かの検討、II)女性と平和主義についてのこれまでの論争をレビューし、女性兵士問題に代表される物理的暴力と女性との関係性についての検討を各分担者が行った。本研究の目的は、1身体論の理論的研究、2女性の身体の両義性を明らかにする研究、3ケア実践における経験のなかで感じられる女性的身体・主体性の研究である。本年度は、3回の研究会を開催し、2については、日本女性学会大会シンポジウム「スポーツにおける男性性の解体」に参加後、「男性性」を理念型として発達してきた近代スポーツと近代性・近代国民性に関する研究会を開催した。また、3については、「ケアの倫理と看護実践」について看護の現場において、患者の家族と看護士の間における、治療決定をめぐる揺らぎに関する報告会を開催した。研究代表者である岡野八代がケアの倫理と安全保障の論理を対比するなかで明らかにした、傷つきやすい身体へのケアレスな政治理論と、他者からの攻撃に対して過剰に防衛的になる現在の国家主権論との関係については、『戦争に抗するーケアの倫理と平和の構想』(岩波書店、2015年)として公刊した。本書の公刊を受けて、書評会を開催し、国民国家というマクロなレヴェルにおける具体的な異なりを抱えた身体性への無関心ーという装いの下での規律化ーと、主観的な身体性との関係について、今後さらに1の研究を進展させなければならないことが確認された。さらに本年度の成果として、女性のケア労働・身体的営みと経済的人間(ホモ・エコノミクス)を中心とする経済的社会との軋轢を精緻に論じる必要性が研究会を通じて明らかとなった。また、女性のケア労働の経験を論じる文化人類学的な研究から、男性中心的な視点から論じられてきた贈与論を再検討することで、女性の身体性をめぐる両義性を解き明かすことができるのではないかとの示唆を得た。本研究の第一の目的である、現象学的な身体論の研究について本年度着手することができなかった。とはいえ、フェミニスト経済学や母系社会を論じる文化人類学の先行研究に出会うことで、これまで母性主義として批判されてきた女性たちのケア労働と贈与論とのつながりを見いだしたことで、新しい社会構想と反暴力的な思想への示唆を得られたことは大きな成果であった。本年度は、最終年度として、同志社大学アメリカ研究所紀要『同志社アメリカ研究』の特集号への投稿という形で、研究成果を出すために、論文構想発表会を開催した。共同研究の途上において、ケアの倫理がアメリカ合衆国において登場してくる背景に、60年代の新左翼運動における女性たちの身体的経験(男性からの視線や、運動内における侮蔑)が存在や、マルクス主義における家事労働概念と女性たちの実際の家事労働の経験との齟齬が存在していることが明らかになった。『同志社アメリカ研究』という雑誌の性質上、「「ケアの倫理」からの、合衆国フェミニズムの再構築」という特集号のタイトルとなったが、本研究の目的である、女性の身体と主体性をめぐる特徴を描き出すことができた。特集号では、第一に、医療・看護現場でのケア実践における主体性、自己決定に焦点があてられ、健常者の、とりわけケアする対象から自由な男性が取りうる責任とは異なる形の責任の取り方が浮かび上がった。

第二に、合衆国の歴史的文脈において、20世紀初頭の合衆国第一波フェミニズム運動とドイツのそれとの比較研究、第二波フェミニズム運動から派生した理論が1980年代のバックラッシュ以降の進化を経て、現在のネオ・リベラリズムの潮流にも十分耐えうる批判力を備えていたこと、合衆国内における先住民の女性たちが、リベラリズムとは異なる「責任の倫理」や「再生と再来の連鎖」に敏感な実践を行っていたことを明らかにした。また、その他の研究分担者も、それぞれの研究において、女性の身体と暴力に関する研究を公刊することができた。本研究の成果は、歴史的に、ほとんどの社会で女性たちが担ってきたケア実践、すなわち、育児や家事、介護や看護の経験から、女性の身体性がいかに社会的に構築されてきたかを分析し、身体をめぐる脆弱性の社会的意味や女性たちの意思決定のあり方に新しい光を当てた。本研究を通じて発表された論文・著書は、これまで社会的に過小評価されるか、社会的弱者へと押しつけられがちなケア実践を再評価するために、思想的、歴史的、そして実践現場のなかで、ケア実践の意味を新たに問い返した。各分担者の研究が多岐にわたるために、まず本研究において批判の対象となる、北米リベラリズムにおける個人主義理解のための研究会を開催したために、実際の身体的フェミニズム、とりわけ実践研究における共同研究が予定より遅れた。最終年度に向けて、男性中心的、あるいは身体性から遊離した主体性を、女性たちの具体的な営みから得られた知見・思想から批判するための枠組みを提示する。その成果は、同志社大学アメリカ研究所紀要である『同志社アメリカ研究』53号の特集号として発表予定である。政治思想史来年度は、とくに看護をめぐるケア実践、スポーツや女性の身体訓練におけるジェンダー規範をめぐる実践研究に力を注ぐ。また、今年度遂行した文献研究を基礎にして、報告会を実施しながら、身体フェミニズムの相互理解に集中する。研究分担者の使用額が予定よりも低かったため。研究分担者の配分分が使用しきれなかったため。次年度においては、必要に応じた研究分担者への配分を心がける。少額であるため、次年度執行、とくに物品費として使用する。
哺乳類の胎子期に生殖腺で活性化する代謝が性決定に及ぼす影響の解明

本申請研究では、申請者の見出した生殖腺で高発現する17個の代謝関連遺伝子を機能欠失したマウスを作製して、オス型の染色体を持つ個体がメスに性転換をするか評価する。さらに、胎仔の生殖腺における代謝と性決定の関係をエピゲノム動態の観点から明らかにする。
AD病態惹起分子・リポ蛋白非結合型Aβの臨床応用

本年度の研究実施計画に従い下記の検討を行った。(1)髄液総Aβ40/42およびリポ蛋白非結A型Aβ40/42の測定リポ蛋白非結合型Aβ40/42の作製は600μlのヒト髄液からsequence density floating超遠心法を用いてリポ蛋白分画を除去し、Aβ40/42の測定はELISAで行った。さらに、ゲルろ過法を用いて、高分子量のリポ蛋白結合型と低分子のリポ蛋白非結合型Aβ40/42を分取後、ELISAにて解析した。(2)AD脳、正常加齢脳におけるリポ蛋白結合型と非結合型Aβ40/42の検討6例のAD脳と4例の健常者脳から/トリス緩衝液と70%蟻酸によって可溶性Aβ40/42と不溶性Aβ40/42をそれぞれ抽出した。トリス緩衝液可溶性Aβ40/42からゲルろ過法を用いて、高分子量のリポ蛋白結合型と低分子のリポ蛋白非結合型Aβ40/42を分取後、ELISAとイムノブロットにて解析した。脳内両分子種の存在を確認し、AD脳でAβアミロイド沈着に直接関与する分子種はリポ蛋白非結合型Aβである傍証を得た。(3)健常者、Down症候群、AD患者における血液総コレステロール測定血液中総コレステロール濃度を測定後、総Aβ40/42及びリポ蛋白非結合型Aβ40/42との相関を検証し、AD発症のリスクファクターとなりうるかを検証した。(4)APP過剰発現トランスジェニックマウスにおける総コレステロール測定血液総コレステロール濃度と、脳Aβアミロイド沈着量、脳Aβ40/42プール量、血中Aβ40/42量との相関を検討した。(5)APP過剰発現トランスジェニックマウスのメラトニン治療APPswmiceで4ヶ月齢から15.5ヶ月齢まで0.5mg/mlのメラトニンを飲水にて投与し、脳Aβアミロイド沈着量、脳Aβ40/42プール量、脳nitrotyrosine量、寿命を指標としてメラトニンの治療効果を検討した。
ラット脊髄後角の痛み伝達制御におけるアラキドン酸カスケードの役割

ホスホリパーゼA_2(PLA_2)の活性化ペプチドであるメリチンを用い、痛み伝達の制御に重要な役割を果たす脊髄後角膠様質ニューロンのGABAおよびグリシンを介する抑制性シナプス伝達がPLA2活性化により促進されることを発見した。前者の促進は興奮性シナプス伝達の促進を介したアセチルコリンやノルアドレナリンの作用による一方、後者の促進はグリシンシナプスでのアラキドン酸のリポキシゲナーゼ代謝物の作用によることを明らかにした。末梢から後根を通って脊髄に入力する痛み伝達の制御は、脊髄後角第II層(膠様質)のシナプス伝達修飾によりなされることはよく知られている。ホスホリパーゼA_2(PLA_2)活性化ペプチドであるメリチンを用い、PLA_2活性化はアラキドン酸カスケードを介して膠様質の興奮性や抑制性のシナプス伝達を促進することを明らかにしている。この仕組みの詳細を知るために、成熟雄性ラットから作製した脊髄横断スライス標本の膠様質ニューロンにホールセル・パッチクランプ法を適用して、様々な薬物の作用下でメリチンがGABAやグリシンを介する抑制性シナプス伝達に及ぼす作用を調べた。Na^+チャネル阻害剤(テトロドトキシ)、グルタミン酸受容体阻害剤(CNQXとAPV)、細胞外の無Ca^<2+>、α_1アドレナリン受容体阻害剤(WB-4101)、マスカリン性とニコチン性のアセチルコリン受容体阻害剤(それぞれアトロピンとメカミラミン)の各々は、メリチンによるGABA作動性シナプス伝達の促進を抑制した。これらの阻害剤の存在下や無Ca^<2+>液中でメリチンによるグリシン作動性シナプス伝達の促進は影響を受けなかった。以上より、メリチンはグリシン作動性のシナプス伝達を直接促進するが、メリチンによるGABA作動性シナプス伝達の促進には、α_1アドレナリン受容体、マスカリン受容体およびニコチン受容体の活性化が関与していることが示された。PLA_2活性化によるグリシン作動性シナプス伝達の促進にはリポキシゲナーゼ代謝物の関与が明らかにされているが、この促進は、細胞外の無Ca^<2+>ばかりでなくCa^<2+>チャネル阻害剤(La^<3+>)、さらにCa^<2+>誘起Ca^<2+>放出機構の阻害剤(ダントロレン)やIP_3誘起Ca^<2+>放出機構の阻害剤(2-APB)により有意に抑制されなかった。これよりグリシン作動性シナプス伝達の促進作用はCa^<2+>非依存性であることが示唆された。末梢から後根を通って脊髄に入力する痛み伝達の制御は、脊髄後角第II層(膠様質)の神経回路におけるシナプス伝達の修飾によりなされることはよく知られている。ホスホリパーゼA_2(PLA_2)活性化ペプチドであるメリチンを用い、PLA_2活性化がアラキドン酸カスケードを介して膠様質の興奮性およびグリシンやGABAを介する抑制性のシナプス伝達を促進することを昨年度までに明らかにしている。グリシン作動性とGABA作動性のそれぞれのシナプス伝達促進の機序は互いに異なっていた。前者はPLA_2活性化により生成されるアラキドン酸のリポキシゲナーゼ代謝物がCa^<2+>非依存性にグリシンシナプスに作用することによるのに対して、後者はアラキドン酸それ自身が興奮性シナプス伝達の促進とそれに引き続くアセチルコリンとノルアドレナリンの放出、そしてニコチン受容体、マスカリン受容体、α_1受容体を活性化することによることを解明している。今年度は、成熟雄性ラットから作製した脊髄横断スライスの膠様質ニューロンにホールセル・パッチクランプ法を適用して、様々な薬物の作用下でメリチンが抑制性シナプス伝達に及ぼす作用を調べることにより、以下のことが明らかになった。(1)メリチンと異なり、リポキシゲナーゼ代謝物の1つであるロイコトリエンB_4(LTB_4;0.1-0.5μM)はグリシン作動性のシナプス伝達に作用しなかったので、LTB_4以外の代謝物が関与している。(2)メリチンによるGABA作動性のシナプス伝達の促進は、脊髄後角でGABA作動性シナプス伝達の促進に関与するP2X受容体と5-HT_3受容体の阻害剤により影響を受けなかったので、ATPやセロトニンは関与していない。(3)メリチンがGABA作動性シナプス伝達の促進を示したニューロンにおいてニコチン受容体やマスカリン受容体の作動薬およびノルアドレナリンも同様な作用を示した。
大規模ラーニングアナリティクスを用いた初学者のためのプログラミング教育システム

前年度までに得られた多くの学習ログを用いて,最終年度は分析に多くの時間を費やした.具体的には初学者の動的なエラーログを分析し,ほとんどのエラーが数少ない誤りパターンに集中することが分かり,その対策を検討した.また収集した学習ログに対する自動採点を実施した.良く利用される完全一致法を用いると,実際の正解率よりも大幅に低くなってしまった.そこで出力の正規化及びクラスタリングを実施すると,最大クラスタが正解となることが分かった.このとき第二クラスタを確認したところ,正規化のみでは不正解となるが手動では正解と判定した回答が第二クラスタに現れていることが分かった.そこで第二クラスタのみ手動で採点を実施したところ,すべて手動で採点した結果とほぼ一致した.このように1課題に対して第二クラスタを1回手動採点を行うだけで,当初想定していなかったような回答に対しても対応可能であることが分かった.一方我々が開発してきた潜在クラスモデルを用いた統計的協調フィルタリングの応用を実施した.具体的には協調フィルタリングにおける顧客と商品に対する統計的モデルを,学生と授業課題に対するモデルと解釈し,授業課題の正解率のパラメータ推定問題に適用した.これにより学生と授業課題のソフトクラスタリングとそれらの正解率などが可視化されるため,例えばこれらの学生にはこういった授業課題が理解できていない,などの情報が分かりやすく得られる.従って学習者の理解度の特徴や課題に対する特徴を抽出でき,教授法にフィードバック可能である.さらにこれらの分析結果を用いることにより,学習者の誤りの傾向から同じように誤る課題を早期に予測に用いることができ,どの項目の学習を丁寧に行うべきかを学習者に提示可能である.なおMoodleの認証機能と.htaccessの制限により,成りすましや改ざんなどには十分対応可能であることも分かった.実際に授業を行い,提案システム(プログラミング編集履歴取得・可視化システム)による大規模実験を行った.具体的には学習者はまず「Moodleサーバ」に接続し,認証を受けてから「教育用WEBサーバ」のプログラミング画面に遷移する.ここで学習者がブラウザ画面にプログラムを作成するとWEBサーバにプログラムが保存され,さらにコンパイルとプログラム実行を「コンパイル+実行用サーバ」で行い,エラー情報や実行結果を学習者のブラウザ画面に表示する.学習者のプログラム編集履歴及びエラーのログ,実行結果等は全て学生,課題,コンパイル及び実行ごとにサーバ上の異なるフォルダに保存されている.一方でこれらのデータを解析するために,機械学習における潜在クラスモデルの研究を行った.これは各学生の各課題に対する進捗や正答率等に対して,数理的なモデルを仮定して自動的に学生及び課題の特徴抽出を行う理論である.この方法はもともとマーケティングの分野におけるユーザと商品やサービスの特徴抽出を行う理論から始まっているが,モデルを拡張することにより教育にも活用可能である.さらに数学的には変分ベイズ法並びに平均場近似を利用することにより,学生のクラスタリング及び課題ごとのクラスタリングを行うことが可能である.これによって学習者の理解度や課題の難しさ等を自動的に学習することが可能となる.さらに,プログラミング教育において脳波や視線追跡による学生の状態推定などに関する研究も行った.当初想定していた大規模実験を無事行うことができたので,おおむね順調に進展していると考える.また学生の課題ごとの進捗状況や正答状況を用いた機械学習理論の研究に着手できている点からも順調と判断する.前年度に引き続き,実際に授業を行い提案システム(プログラミング編集履歴取得・可視化システム)による大規模実験を行った.具体的には学習者は「Moodleサーバ」に接続し,認証を受けてから「教育用WEBサーバ」のプログラミング画面に遷移する.ここで学習者がブラウザ画面にプログラムを作成するとWEBサーバにプログラムが保存され,さらにコンパイルとプログラム実行を「コンパイル+実行用サーバ」で行い,エラー情報や実行結果を学習者のブラウザ画面に表示する.学習者のプログラム編集履歴及びエラーのログ,実行結果等は全て学生,課題,コンパイル及び実行ごとにサーバ上の異なるフォルダに保存されている.前年度との差異は,前年度はC言語,C++言語のみで実験を行っていたが,当該年度はC,C++に追加してさらにJAVAについても実験を実施した.さらに前年度から潜在クラス解析(Latent Class Analysis)による学生及び教員,課題等に対する進捗及び正当数に対する数理モデルの扱いについて解析手法の研究を進めることができた.より具体的には学生,教員,課題等には具体的に一つしか潜在クラスが割り当てられないという制約の下で,実際のデータを用いて潜在クラスを推定する統計モデルの構築と,これを解くための具体的アルゴリズムの提案を行った.このとき,今までは1者あるいは2者間での関係しか表現できなかったモデルを拡張し,3者間以上で行えるように拡張まで行うことができた.一方プログラミング教育において反転学習の導入とその効果的なクラス分け,並びに指導方法(コーチング)の検討などに関する研究も行った.大規模実験の継続的実施,並びに多言語への対応,さらには数理モデルの構築とその拡張,国際会議への発表状況などを鑑みるに,おおむね順調に進展していると考えている.前年度までに得られた多くの学習ログを用いて,最終年度は分析に多くの時間を費やした.具体的には初学者の動的なエラーログを分析し,ほとんどのエラーが数少ない誤りパターンに集中することが分かり,その対策を検討した.また収集した学習ログに対する自動採点を実施した.良く利用される完全一致法を用いると,実際の正解率よりも大幅に低くなってしまった.そこで出力の正規化及びクラスタリングを実施すると,最大クラスタが正解となることが分かった.

このとき第二クラスタを確認したところ,正規化のみでは不正解となるが手動では正解と判定した回答が第二クラスタに現れていることが分かった.そこで第二クラスタのみ手動で採点を実施したところ,すべて手動で採点した結果とほぼ一致した.このように1課題に対して第二クラスタを1回手動採点を行うだけで,当初想定していなかったような回答に対しても対応可能であることが分かった.一方我々が開発してきた潜在クラスモデルを用いた統計的協調フィルタリングの応用を実施した.具体的には協調フィルタリングにおける顧客と商品に対する統計的モデルを,学生と授業課題に対するモデルと解釈し,授業課題の正解率のパラメータ推定問題に適用した.これにより学生と授業課題のソフトクラスタリングとそれらの正解率などが可視化されるため,例えばこれらの学生にはこういった授業課題が理解できていない,などの情報が分かりやすく得られる.従って学習者の理解度の特徴や課題に対する特徴を抽出でき,教授法にフィードバック可能である.さらにこれらの分析結果を用いることにより,学習者の誤りの傾向から同じように誤る課題を早期に予測に用いることができ,どの項目の学習を丁寧に行うべきかを学習者に提示可能である.なおMoodleの認証機能と.htaccessの制限により,成りすましや改ざんなどには十分対応可能であることも分かった.まず上で述べた機械学習の理論に関する国際会議での発表を予定している.さらに自動正答ラベルの付与及び学習者の理解度抽出までを自動的に行うことを検討する.さらにプログラム間の類似度評価やクラスタリング手法の開発を行うことにより,正解プログラムが無い状態でのリアルタイムかつ動的な採点を行う手法の開発を目指す.本研究における学生や課題取り組み状況の解析手法は,ソフトクラスタリングと呼ばれる手法の枠組みで考えることができる.これを視覚的に表現する手法の開発を検討している.さらにプログラム間の類似度評価が現時点で十分でないため,これを実施する予定である.また今まで提案した手法を論文としてまとめる予定である.当初予定していた実験用サーバ及びPCの購入を見送ったことが大きい.大学施設の有効活用を行うことにより,当初計画していた金額よりも支出額が少なく済んだことが大きな理由である.昨年度と同様に,当初予定していた実験用サーバ及びPCの購入を見送ったためである.これは当初想定していなかった,大学施設の有効活用を行うことになったことが理由である.また人件費についてもプログラミングを研究代表者が実施したため,支出が少なくなっている.一方で研究成果の発信のために論文発表並びに国際会議出張旅費として有効活用を計画している.また研究代表者の所属が変更になったことにより,計算機実験を行うためのコンピュータ設備が新たに必要になるため,これの購入に使用予定である.
力の緩衝能をもつ人工歯を用いた新しい義歯システムの開発

義歯床への埋入部が粘弾性レジン製の擬似歯根膜でコーティングされた人工臼歯を試作し、これを用いて義歯を作製した。万能試験機を用い最大5Nの荷重を毎分0.5mmにて圧子で加え、荷重-ストローク曲線を記録した。その結果、擬似歯根膜でコーティングされた人工臼歯では圧子が人工歯に接触してから床粘膜面に力が伝達されるのに通常の人工歯の7.6倍の時間がかかった。この結果は緩衝効果を示すものと思われた。本研究の目的は,力の緩衝能をもつ人工歯とこれを用いた新しい義歯システムを開発し,義歯装着者の床下粘膜の癒痛を解消することである。これまで口腔内での使用に使われてきた臨床実績のある歯科材料の中から,擬似歯根膜用素材として義歯用軟質裏装材に着目した。硬質レジン臼歯の歯根部に,咬合圧の分散が可能とされる低反発タイプのフィジオソフトリベース(ニッシン)をコーティングした状態の人工臼歯を作製する方法を模索した。試行錯誤を繰り返し,擬似歯根膜をもつ硬質レジン臼歯の試作に成功した。さらにこれを用いた義歯の作製法を検討し,これらを用いた新しい義歯システムでプロトタイプの義歯を何床か作製した。長期間の耐久性については不明であるが,実際の臨床で使用できる感触を得ている。人工歯に荷重を加えたときの近傍の義歯床粘膜面の力の伝達の様相について評価するため,圧力センサーと専用ソフトおよびパーソナルコンピューターから構成される接触圧測定システムを構築中であるが,実際に測定する段階にまでは至らなかった。本年度の研究成果は以上であるが,次年度は力の緩衝能をもつ人工歯とこれを用いた新しい義歯システムの力の伝達の様相について詳細に検討し,合わせて他のゴム系の材料の応用や4作人。歯と床用レジンとの結合についても検討する予定である。本研究の目的は、欠損を有する患者に対し義歯装着による床下粘膜の疼痛を解消することである。そのために天然歯の歯根膜を模して力を緩衝する層を人工歯と義歯床の間に設けることにより、人工歯に加わる力が直接粘膜に伝達しない新しい義歯システムを開発し、これを用いた義歯の力学的挙動を明らかにしようとするものである。人工歯には硬質レジン臼歯を用い、擬似歯根膜の材料としては試行錯誤の結果、PMMA系義歯用軟質裏装材を選定した。硬質レジン臼歯の基底面を回転切削器具にて約1mmの厚さ分削り、専用に作製した金属製のジグを用いてPMMA系義歯用軟質裏装材を削ったスペースへ填入した。ジグごと湿式の加熱重合器に入れメーカー指示の方法で重合し、終了後ジグから取り出して義歯床への埋入部が擬似歯根膜でコーティングされた人工臼歯を試作した。この人工歯を用いて床の部分を流し込みレジンで重合した義歯を模した試料を作製した。これを用いた新しい義歯システムの力の伝達の様相について調べるために、最大5Nの荷重を毎分0.5mmにて圧子で加え、そのときの荷重-ストローク曲線を記録した。この結果は試作した人工歯に加わる力がすぐには粘膜面に伝達しない、すなわち緩衝効果があるものと考えられた。今後荷重の伝達の様相、材料の劣化や床用レジンとの接着性について検討する必要がある。
登熟阻害要因としての稲体内のアンモニアの動態と根の生理的活性の関係

本研究の目的は、1)水稲玄米中のアンモニア濃度と粒重増加との関係を調査し、アンモニアがでんぷん合成を阻害しているとの、従来我々が得た結果を再確認すること、2)次に、このアンモニアが根の活力が低下したとき根から直接穂に移行しているのではないかとの推論をたて、茎基部からのアンモニア濃度と根の呼吸速度との関係を明らかにすることである。1)に関する方法と結果平成2年度は1粒重が極端に異なる2品種をポット栽培し、粒重増加に差をつけるために出穂期より、遮光、多追肥、剪葉などの処理をした。これらの出穂後16日までの粗玄米千粒重を調査し、玄米中のアンモニア濃度と粗玄米千粒重との間には、品種ごとに負の相関関係が成立した。平成3年度は、異なる窒素レベルで生育した圃場の水稲についても前年度と同様の関係が得られるかを検討した結果、穂揃後30日までの玄米中アンモニア濃度が高いものは、粒重増加が抑制されていた。そして、そのアンモニア濃度と葉身N濃度とは高い正の相関が得られた。これらより、登熟初期に過度に葉身N濃度を上げると玄米中アンモニア濃度が高まり、粒重増加が抑制されることが明らかとなった。2)に関する方法と結果両年にわたって水稲茎基部からの出液中のアンモニア濃度と根の呼吸速度との関係を調査した結果、両者には明確な関係は得られなかった。しかしながら、75%遮光した稲の出液中のアンモニア濃度は、他の処理区より極めて高い値であった。遮光区の出液中のアンモニア濃度がなぜ高い値となったかについても明らかにできなかったが、この区の根中の全糖含有率がきわめて低いという事実があるので、この点を手がかりに根の呼吸との関係を解明していく必要がある。本研究の目的は,(1)水稲玄米中のアンモニア濃度と粒重増加との関係を調査し,アンモニアがでんぷん合成を阻害しているかどうかを明らかにする。(2)次に溢液中のアンモニアと根の呼吸速度との関係を調査し、これらより,根の活性が登熟に及ぼす影響を明らかにすることである。当年度は,主に目的(1)に関する実験について行なった。ハバタキとオオチカラの2品種を供試し,出穂期に多追肥,50%遮光,止葉以外剪葉および過繁茂処理を行ない、経時的に粒重増加を調査した。また,茎基部を切断し,切り口からの溢液を採取した後,その株の呼吸速度を測定した。玄米ならびに溢液中のアンモニア濃度は、インドフェノ-ル法で比色定量した。1.剪葉,遮光処理を施すと,穂揃後1216日の粗玄米千粒重は無処理のものに比べて1次枝梗着生籾で1014%,2次枝梗着生籾で1624%抑制された。これら抑制された玄米中のアンモニア濃度(μmd/g・DW)は,無処理のものより高濃度であり、両者は負の相関関係が成立した。同時に別の実験でこの関係は,剛場条件下で生育させた水稲の玄米についても成り立つことが確かめられた。この玄米中のアンモニア濃度は登熟が進むにつれて低下していき,穂揃後30日以降は粗玄米千粒重との負の相関関係は見られなくなった。このことより,登熟後期の粒重肥大はアンモニアによる抑制よりも他の要因に支配されていることが指摘できる。2.溢液中のアンモニア濃度は,多追肥処理のものが他の処理より高濃度であり,他の処理による影響は明らかでなかった。このことは,地上部の環境より、培地の影響を強く受けることを示すものであろう。

また,根の呼吸速度と溢液中のアンモニア濃度との間には、本年度は明確な関係は得られなかった。次年度、再度検討する予定である。前年度は、1粒重が極端に異なる2品種の、出穂後16日までの玄米中のアンモニア濃度と、粗玄米千粒重との間に、品種ごとに負の相関関係があることを確認した。そこで今年度は、(1)異なる地区(鳥取県東伯郡北条町の農家圃場と鳥取市湖山町の本学付属農場)で、窒素施肥量が異なる条件で生育した圃場の水稲についても前年度と同様の関係が得られるかを検討した。さらに、根の呼吸速度が低下すると根でアミノ酸に同化できないアンモニアが穂に移行するのではないかとの推論を検証するために、(2)水稲茎基部からの出液中のアンモニア濃度をインドフェノ-ル法で定量し、それと根の呼吸速度との関係を調査した。(1)の結果北条地区の水稲は、葉身N濃度が出穂期で3.5%以上あり、湖山のそれは3%以下であった。収量は北条が平均590g/m^2で、湖山は560g/m^2であった。しかし、粗玄米千粒重の増加は穂揃後30日までは湖山よりも北条の方が小で、北条ではその以後の粒重増加が大であった。そこで、この原因を明らかにするため、穂前後30日までの玄米中のアンモニア濃度と粗玄米千粒重との関係を求めると、両者の間には、高い負の相関関係が成立した。そして、そのアンモニア濃度と葉身N濃度との間には、高い正の相関が得られた。これらより、登熟初期に過度に葉身N濃度を上げると玄米中アンモニア濃度が高まり、粒重増加が抑制されることが明らかとなった。(2)の結果水稲茎基部からの出液中のアンモニア濃度と根の呼吸速度との関係を調査した結果、両者には明確な関係は得られなかった。しかし、75%遮光の出液中アンモニア濃度は、他の処理区より極めて高い値であった。この区の根中の全糖含有率がきわめて低いという事実があるので、この点を手がかりに根の呼吸との関係を解明していく必要がある。
高温超伝導体の応用機器設計へ向けた先進電磁界解析技術の開発

クラックを含む高温超伝導(HTS)膜の遮蔽電流解析に現れる線形方程式を解くための高性能法を提案した.離散化により,遮蔽電流解析は線形方程式に帰着する.しかし,クラックの存在は線形方程式ソルバーの収束特性に多大な影響を及ぼす.収束特性を改善する目的で著者は変数低減法を提案した.同法を実装すると,収束特性はクラックの影響をほぼ受けない.他方,外部磁場中を運動するペレット容器の一部であるHTS膜中の遮蔽電流密度を解析するための数値コードを開発した.同コード中では,ペレット容器のNewton方程式が遮蔽電流密度方程式と連立して解かれる.同コードを用いて,超伝導リニア加速方式の性能が数値的に調べられた.近年,高温超伝導薄膜は電磁石,エネルギー貯蔵システム,送電線,磁気遮蔽装置等,数多くの工学機器に応用されている.工学機器を設計するためには遮蔽電流密度の評価が必要不可欠であるので,数種類の遮蔽電流密度の解析法がこれまで提案されてきた.薄板近似のもとでは,遮蔽電流密度の時間発展は遮蔽電流密度方程式に支配され,同方程式はGreen関数を積分核とする積分型演算子を含む.時間に関して離散化すると,遮蔽電流密度方程式の初期値・境界値問題は各時間ステップにおける非線形境界値問題に帰着する.さらに,同問題にNewton法を適用すると,各反復では線形境界値問題が得られる.即ち,各時間ステップでは,Newton法の反復ごとに連立1次方程式の解法が必要となる.演算子に対応するFEM行列Wは密行列になる.これに対して,Newton法の各反復で解くべき連立1次方程式の係数行列からWの寄与を取り除くと,残りの行列は疎行列になる.このことは,行列Wとベクトルの高速積を実行することによって,GMRESの高速化を実現できることを暗示している.この理由から,本研究では, H-行列法をFEM行列Wに適用した後,その結果として得られる近似行列を行列ベクトル積に用いることにする.H-行列法が遮蔽電流密度解析コードの性能に及ぼす影響を調べた.その結果,H-行列法がHTS薄膜内における大規模遮蔽電流密度解析に有効であることが判明した.さらに, H-行列法の実装コードの非実装コードに対する優位性はアスペクト比Aの増加と共に顕著となることがわかった.当初,本研究課題の平成27年度計画は次のようになっていた.第一段階として,当研究室で開発された2次元コードによる解析結果と実験結果との比較検討を行うことにより,J-E構成方程式の妥当性の評価を行い,最適なモデリングを模索する.第二段階では,2次元コードに高速多重極法を実装することにより,その高速性を実証する.なお,この実装は大規模なものになることが予想されるため,完成は平成28年度初頭にまでずれ込む可能性が濃厚である.現在までに,第一段階は既に修了し, J-E構成方程式としてのべき乗則の妥当性が示されたのに対して,第二段階は研究計画を立てた時点とは若干異なる方向に向かっている.具体的には,高速多重極法では無く,さらに汎用性の高い階層行列法を連立1次方程式のソルバーへ実装することに成功し,その高速効果を数値的に実証した.良く知られているように,階層行列法は2次元から3次元に拡張するのは比較的容易である.この意味では,本研究は当初計画と比べて飛躍的に進展したと言っても過言ではない.近年,マグネットや電力ケーブル等の様々な電力応用機器用に大面積をもつ高温超伝導(HTS)薄膜が製造されている.HTS薄膜の特性はクラックにより著しく劣化するため,非破壊クラック検出法は大型HTS薄膜の製造過程において不可欠である.この理由から,HTS薄膜内の非破壊クラック検出法が望まれてきた.服部等はHTS薄膜の臨界電流密度を測定するための走査型永久磁石法(SPM)を開発し,さらに,同法がHTS薄膜内のクラック検出に応用できることも示唆した.しかし,クラック検出法としてのSPMの性能は十分に調べられた訳ではない.他方,クラック検出シミュレーションには遮蔽電流密度の計算が必要不可欠であり,それ故,遮蔽電流密度の時間発展を解析する数値計算法がこれまで電流ベクトルポテンシャル法を用いて開発されてきた.遮蔽電流密度の初期値・境界値問題を時間に関して離散化すると,同問題は各時間ステップにおける非線形境界値問題に帰着する.しかしながら,Newton法を用いた場合でも,この非線形問題の解法には膨大な計算時間を要する.これはNewton法の各反復において拘束条件付き連立1次方程式を解くことに起因する.上記手法を仮想電圧法と呼ぶ.著者等は連立1次方程式の解法にGMRESを適用すれば,各時間ステップにおける仮想電圧法の計算量がO(n**2)程度まで低減できることを示した.しかしながら,数百万自由度をもつ大規模問題に仮想電圧法を適用するには,さらなる高速化が必要である.本研究では,クラック付きHTS薄膜中での遮蔽電流密度解析を加速するため,H-行列法による高速行列ベクトル積とQR分解による変数低減という2つの手法を提案した.さらに,両手法の性能を数値的に評価し,両法の応用として,HTS薄膜内の複数クラックの検出可能性を数値的に検討した.当初,平成28年度計画は次のようになっていた.第1段階として,多薄層近似を実装した3次元シミュレーション・コードを開発し,前年度に開発された薄層近似による2次元数値シミュレーション・コードの結果と比較検討する.さらに,開発された3次元遮蔽電流密度シミュレーション・コードを並列分散処理環境に実装し,高速・高精度解析を実現する.