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水の窓領域を含む軟X線アト秒パルスの発生

高性能パルスレーザーを用いて、"水の窓"[2.3-4.4nm、水(酸素原子)は透過するが炭素(炭素原子)には吸収される]領域の軟X線パルスを発生させることに成功した。この領域では、水を含んだ(生体)試料の炭素構成物(核酸等)のイメージングが可能であるため、生物学的にも注目を集めている。また、新たなレーザーパルスの圧縮法を開発し、レーザーの更なる高性能化に成功した。光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)システム(搬送波位相(CEP)安定化、1kHz、2.7mJ、5.5fs、770nm)を用いて、水の窓領域(2.3-4.4nm)の高次高調波発生の実験ならびに、世界最短波長での高調波のCEP依存性の観測を行った。X線分光器並びに各種フィルターにより、水の窓の入り口である280eVにおいて高調波が発生していることを確認した。高調波は少なくとも300eV程度までスペクトル成分が存在することが分かった。ただしCEPの効果はこのスペクトル領域では観測することは難しく、高調波強度の強い軟X線領域(180eV,7nm近傍)でのCEP観測を行った。この領域であっても、現在CEP依存性が検証されている極端紫外域(13nm近傍)よりはるかに高エネルギー側であり、高調波のCEP依存性を確認することが出来る世界最短波長となる。上記と並行して、OPCPAの共振器部の改良によりCEPの安定性の追求を行った。即ち、OPCPAのパラメトリック増幅段及び伸長・圧縮過程により残っていた1Hz程度のCEP揺らぎを、同軸型f-to-2f干渉計により評価し、共振器のCEP制御信号に加算することによって、OPCPAシステム全体のCEP安定化を行った。更に、フィードバックループの外に配置したウェッジガラス対により、CEPの任意値への制御を実現した。また、CEP安定化フィードバック用の音響光学素子(AOM、応答周波数:数kHz)を、より高速な電気光学素子(EOM, 100kHz程度)と交換することで、共振器のCEPを更に安定化した。光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)出力を真空チャンバー中のアルゴンのセルに集光することで、スペクトルの更なる広帯域化を行った。その結果、OPCPA出力パルスの更なる短パルス化(3.8fs)を実現した。この成果は、高出力(>mJ)パルスでは世界でも例を見ない短パルスであるという、記録としての側面もさることながら、従来のホローコアファイバーを用いたスペクトルの広帯域化法に欠けていたエネルギースケーラビリティを備え、パルス幅10fs以下のレーザーシステムの多くに適用可能な、優れた超短パルス発生法の提案であるという面も併せ持っている。その後、年度途中の平成22年8月1日付で京都大学へ赴任したため、チタンサファイア増幅器を新たに建設した。チタンサファイア増幅器の出力スペックは、パルスエネルギー14mJ、パルス幅40fs、繰り返し1kHz、パルス毎の安定性は0.3%rmsである。これらの値は、高調波を安定に発生させるのに十分である。更に、高調波パルス発生実験に用いる真空系を完成させた。真空系は、(1)波長変換チャンバー(チタンサファイア増幅器出力を深紫外域へ波長変換する)(2)高調波発生チャンバー(深紫外パルスを希ガスに集光し高調波を発生させる)(3)高調波分離チャンバー(発生した高調波を元の深紫外基本波と分離する)の3つから構成されており、これらの真空チャンバー内には波長変換用の非線形結晶や高反射鏡が配置されている。今後は、完成したチタンサファイア増幅器、及び高調波パルス発生システムを用いて、実際に高調波パルスを発生させ、その出力評価(パルス幅、パルスエネルギー等)を行う。また更に、高調波パルスによる光電子イメージング測定に向けた装置開発を行うのが、次の展開である。
インスリン抵抗性のメカニズムの解明、性差からのアペローチ

我々は、これまでに7番染色体のIns2遺伝子に変異をもつAkitaマクスを糖尿病モデルマウとして確立し、その病態に性差があることを報告してきた。Akitaマウメの雄は雌に比ドて摂食量が著しく亢進している。そこで、性差と摂食量との関係を調べるために、去勢による影響を調べた。Akitaマウス雄では、精巣除去により摂食量の減少、血糖値の低下がみられた。テストステロン投与実験から、テストステロンによる摂食亢進が血糖値の上昇に寄与することが明らかとなった。一方、雌では、卵巣除去をおこなっても、摂食先進に影響がみられなかった。これら摂食亢進のメカニズムを調べるために、末梢から分泌される摂食調節因子について調べたところ、Akitaマウス雄において、摂食抑制因であるヤプチンが有意に低下し、この値は精巣除去によヤ回復した。Akitaマウス雄では、差がみられなかった。さらに、摂食調節中枢の視床下部神経ペプチドの発現レベルをみたところ、Akitaマウス雄では摂食抑制因子であるPOMCの低下、摂食促進因子であるNPYの上昇がみられた。一方、Akitaマウス雄では、摂食抑制因子であるCART、CRFの発現れべるの低下がみられた。この結果より、Akitaマウスでみられる摂食亢進の調節メカニズムには性差がみられることが示唆された。Iこの結果をまとめ、Biochem Biophys Res Commun.に報告した。最近、N-arachidonoylethanolamide(AEA),2-arachidonoylglycerol (2AG),N-oleoylethanolamine (OEA)などの内因性カンナビノイドが摂食調節に関与していることが報告されている。そこで、Akitaマウスの小腸、視床下部におけるこれらの値を測定したところ、野生型とは有意な違いを示した。また雌雄や異なる傾向を示した。我々は、以前にIns2遺伝子に変異をもつAkitaマウスを糖尿病モデルマウスとして確立し、その病態に性差が存在することを報告してきた。さらに、Akitaマウスの雄は雌に比べて摂食量が著しく亢進している。そこで、性差と摂食量との関係を調べるため、去勢による影響を調べた。Akitaマウス雄では、精巣除去により摂食量の減少、さらには、血糖値の低下がみられた。テストステロン投与実験より、Akitaマウス雄では、テストステロンによる摂食亢進が血糖値の上昇に寄与することを明らかにした。一方、Akitaマウス雌でみられる摂食亢進は、卵巣除去による影響はみられなかった。これら摂食亢進のメカニズムを調べるため、末梢から分泌される摂食調節因子について調べたところ、Akitaマウス雄において、摂食抑制因子であるレプチンが有意に低下し、この値は精巣除去により回復した。Akitaマウス雌では、差がみられなかった。さらに、摂食調節中枢の視床下部神経ペプチドの発現レベルを調べたところ、Akitaマウス雄では摂食抑制因子であるPOMCの低下、摂食促進因子であるNPYの上昇がみられた。一方、Akitaマウス雌では、摂食抑制因子であるCART,CRFの発現レベルの低下がみられた。この結果より、Akitaマウスでみられる、摂食亢進の調節メカニズムには性差がみられることが示唆された。この結果をまとめ、Biochem Biophys Res Commun.に報告した。
木材への破壊力学の明確化とドリフトピン接合部への応用

Hillerborgモデルを木材割れ破壊へ適応するために、1シンプルな形状の試験体を用いて、Hillerborgモデルの木材への適応性および適応範囲を実験的に明らかにした。2木材の割れ現象は、Hillerborgモデルだけで表現できるかどうか、その適応範囲を含めて実験的に明らかにした。3木造建築物に多用されているボルト接合部の終局変位推定法を提案した。その結果として、割れ長さと吸収エネルギーの関係が明確に示すことが出来、割れ長さと吸収エネルギーが比例関係と近似できる関係であることを明らかにした。このことから、破壊力学(Hillerborgの仮想クラックモデル)の木材への適応性があると断定する根拠が得られた。また、スギ、ヒノキ、ベイツガ、ベイマツ、カラマツ、ホワイトウッドと樹種の条件を変化させた試験を行った。その結果、カラマツは少し適応性が低いが、他の樹種では適応できることを明らかにした。また、試験後、本研究室所有の電子顕微鏡(HITACHI)を用いて、割れ破壊面を顕微鏡観察し、ミクロレベルの破壊性状、不連続の割れの正体など、現象論からも検討し、木材の割れは、初期はミクロな割れの分散状態であるが、それがつながりマクロな亀裂に成長し、その後、破壊力学にのるような裂きイカを引き裂くような割れに進展することを明らかにしました。この現象の初期は、まさに、Hillerborgの仮想クラックモデルと同様の現象であり、強度実験データ、及び、電子顕微鏡観察両面から、Hillerborgの仮想クラックモデルの木材への適応性を明らかにした。木質構造実験方法について、試行錯誤が続き、少し遅れぎみとなったが、主目的である「木材の破壊力学の適応性が明確な形で明らかにできた」という成果が得られたため、今後急速にペースを上げることができると判断し、おおむね順調に進展していると自己評価しました。(1)「木材の割れ現象は、破壊力学、又は、横引張強度のどちらで表現できるか、またその適応範囲」を明らかにするため、同上のCT試験体の全ての寸法を1/2、1、2、3、4、5倍した相似形状の試験体を作製し、相似側について実験的に明らかにします。また、理論上の相似則と比較することで、破壊力学、又は、横引張強度のどちらで表現できるかを判断します。また、樹種特性も考慮して、スギ、ヒノキ、カラマツ、欧州アカマツ、ベイマツ、ホワイトウッドを用いる。なお、5倍した試験体寸法は、1m×0.5mと材料試験体としてはきわめて大きくなり、製材では試験体作成が不可能なため、大断面集成材で試験体を作製する。試験体は大きいが、割れ破壊試験のため、計算上強度はそれほど大きくなく、申請者の研究室所有の万能試験機(テンシロン10ton)で十分試験が行えると考えています。(2)複数本ドリフトピン接合部の新しいモデルの構築を目的としてドリフトピン接合部の強度試験を行います。パラメータは、ドリフトピン本数(15本)、端距離(3d,5d,7d)、ピン間隔(3d,5d,7d)、樹種(スギ、ヒノキ、欧州アカマツ)と設定し、多くの条件での実験データを収集します。他方、コンピュータシミュレーションでの理論上の傾向を把握します。その二つの知見を参考として、新しいモデルを構築していきます。この流れで、今まで申請者は、多くの新しいモデルを構築してきており、実績はあります。試験は、申請者の研究室所有の万能試験機(テンシロン10ton)を用い、計測はデータロガー(協和電気)で行います。当該助成金が生じた状況:当初より2年間の計画のため、当初計画のとおり、次年度使用額が生じている。翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画:平成25年度終わらなかった以下の2つの小課題を解決するために、消耗品、備品関連に使用します。また、成果の公表のために、旅費を使用します。(1)「木材の割れ現象は、破壊力学、又は、横引張強度のどちらで表現できるか、またその適応範囲」を明らかにするため、CT試験体の相似形状の試験体を作製し、相似側について実験的に明らかにします。(2)平成26年度は、複数本ドリフトピン接合部の新しいモデルの構築を目的として、ドリフトピン接合部の強度試験、コンピュータシミュレーションを行い、その二つの知見を参考として、新しいモデルを構築していきます。
難分解性有機物を無害化するハイブリッド生物・電気化学的水処理プロセスの開発

単極および多重電極よりなる生物膜電極槽を用いて前年度の実験を継続し、より長期間にわたるPCR連続処理性能について検討した。処理温度は、特に制御せず室温とした.その結果、電解水素によりPCEが無害のエチレンまで分解・無害化されることが示された.ここで、水素供給はより低フラックスで行うことが効率的な脱塩素処理にとって重要であり、硫酸還元反応やメタン生成反応(共に供給水素が利用される生物反応)の進行を抑制することに繋がる。このような条件は電流値の低下と電極面積の上昇により可能であるが、より高速処理を行うことを考えると、後者が望ましい。なお、硫酸還元が過剰に進行すると代謝産物の硫化水素が生成され、これによりPCEからVCあるいはエチレンまでの脱塩素反応が阻害されることが示された.また、脱塩素反応を進行させるうえで、処理槽内を絶えず還元状態にすることも重要であった.活性炭を電極として用いるとPCE等の有機塩素化合物は吸着除去される.本研究では脱塩素に適した操作条件において、装置へのPCE供給量以上の塩素イオンが生成される場合があった.これは既に吸着していたPCE等が脱塩素され、その分反応生成物の塩素イオンが生成されたことによると考えられた.上記の研究に合わせ、本年度はIWA-ASPIRE会議に出席して研究成果の一部を発表した.微量有害物質の高効率除去に関する最新情報をアジアおよび欧米の若手研究者と交換でき、大変に有意義な会議であった.活性炭よりなる陰極部を分割して制御する多重電極型生物膜電極槽と従来の電極方式である単極型生物膜電極槽を作製し、嫌気性生物膜を形成後、テトラクロロエチレン(PCE)の連続処理実験を行った.その結果、両電極槽共に電解水素の供給によりPCEがエチレンまで分解・無害化されるととが分かった.しかしながら、単極型生物膜電極槽では硫酸還元反応が顕著に進行し、有害な硫化水素が生成されたのに対し、多重電極槽では殆ど進行しなかった.生物膜電極槽内に棲息する嫌気性脱塩素菌は高い水素親和性を有することが報告されている.したがって、電極面から均一かつ低密度で水素生成が可能な多重電極槽は脱塩素菌への水素伝達が効率的になされ、他の硫酸還元等の副反応が進行し難いと考えられた.一方、活性炭表面に生物膜を形成させた生物活性炭(BAC)によるPCE処理実験を行い、生物膜電極槽の結果と比較した.実験では水素供与体としてエタノールを用いた.その結果、BACはPCEを分解可能であったが、より有害な塩化ビニル(VC)が蓄積した.生物膜電極槽ではVCが殆ど蓄積せず、優れた有機塩素化合物の処理法であることが分かった.単極および多重電極よりなる生物膜電極槽を用いて前年度の実験を継続し、より長期間にわたるPCR連続処理性能について検討した。なお、硫酸還元が過剰に進行すると代謝産物の硫化水素が生成され、これによりPCEからVCあるいはエチレンまでの脱塩素反応が阻害されることが示された.また、脱塩素反応を進行させるうえで、処理槽内を絶えず還元状態にすることも重要であった.活性炭を電極として用いるとPCE等の有機塩素化合物は吸着除去される.本研究では脱塩素に適した操作条件において、装置へのPCE供給量以上の塩素イオンが生成される場合があった.これは既に吸着していたPCE等が脱塩素され、その分反応生成物の塩素イオンが生成されたことによると考えられた.上記の研究に合わせ、本年度はIWA-ASPIRE会議に出席して研究成果の一部を発表した.微量有害物質の高効率除去に関する最新情報をアジアおよび欧米の若手研究者と交換でき、大変に有意義な会議であった.
重陽子・陽子分解反応測定による核子間三体力モデルの精緻化

近年、原子核では核子間三体力が重要な役割を果たす事が指摘されている。本研究では三体力効果が現れると予想される重陽子・陽子分解反応の特定の幾何学的配置と弾性散乱の測定を実施した。実験値と厳密理論計算との比較から、分解反応では三体力ばかりでなく相対論効果が顕著である事がわかった。弾性散乱では相対論効果は小さく、低運動量領域は主に藤田・宮沢型三体力で説明できた。しかしながら、高い運動量領域では実験値を説明できない事があきらかになった。理研RIビームファクトリ(RIBF)において偏極重陽子ビームを用いた重陽子-陽子散乱による三体力(核子間三体力)の研究を行う事を目的として、本年度は、重陽子ビーム加速に必要なビームラインの建設、測定器系の整備を行った。その一貫として、重陽子ビームの電荷量を測定するための装置「ハイパワーターゲットシステム用重陽子ビームストッパー」を製作した。この装置は、RIBF基幹装置の磁気分析器BigRIPSの第ゼロ焦点面に設置する仕様のものである。来年度4月、これらの測定器系を用いて250MeV/Aにおける重陽子-陽子散乱のスピン偏極分解能の測定行う予定である。重陽子-陽子散乱による三体力の検証を行う為には、同散乱における相対論的な効果を把握しておく必要がある。相対論的な効果の検証を行うため、陽子-重陽子分解反応のQuasi-Free Scatteringの微分断面積の測定を、大阪大学核物理研究センター(RCNP)にて行った。Quasi-Free Scatteringは、二体力(二核子間力)や三体力依存性が小さく、相対論的効果が最も良く効くと予測されている。現在、得られた実験データの解析を進めつつある。理論面では、ポーランド・ヤゲロー大学のWitala教授等が核子当たり100Mev付近における相対論の効果を考慮した三核子系厳密計算の方法を確立した。また、彼らはカイラル有効理論による核力を用いて重陽子-陽子散乱の理論解析を行っている。来年度は、RIBF、RCNPで測定して得られた実験結果と理論計算との比較を行う事によって、三体力の情報を引き出す事を行う。理研RIビームファクトリ(RIBF)において偏極重陽子ビームを用いた重陽子-陽子散乱による三体力(核子間三体力)の研究を行う事を目的として、本年度は、250MeV/nucleonの偏極重陽子ビームを加速し、重陽子ー陽子散乱の重陽子の全ての偏極分解能の測定を行った。本実験は、RIBFの次世代加速器SRCを用いた初の偏極重陽子ビーム加速であったが、偏極ビーム加速をするために必須である、シングルターン取り出しに見事に成功した。これにより、高偏極度ビームを得る事が出来たので、非常に精度の高い実験値を得る事が出来た。得られた結果と現実的な核力を用いた三核子系厳密計算との比較を行ったところ、重陽子の偏極分解能は、後方散乱角度において、現在の三体力では説明出来ない様な実験値と理論計算との違いがある事がわかった。重陽子-陽子散乱による三体力の検証を行う為には、同散乱における相対論的な効果も把握しておく必要がある。これらの効果を見積もるため、理論面では、ポーランド・ヤゲロー大学のWitala教授等が核子当たり200MeV付近における相対論の効果を考慮した三核子系厳密計算の方法を確立した。RIBFで得られた重陽子-陽子散乱に関する計算を行ったところ、相対論的効果は見られない事がわかった。この事から、我々が見つけた実験値と理論計算との違いは、今まで考慮されていなかった三体力の特にスピン依存項に起因しているものと考えられる。この原因を追求する事を目的として、重陽子ー陽子散乱のエネルギー依存性を見る為の実験課題をRIBF課題申請委員会に申請し、承認された。現在は、その実験準備を進めている。また、理論的には、250MeV/nucleon付近におけるカイラル有効理論による核力を用いて重陽子-陽子散乱の理論解析が進められつつある。理研RIビームファクトリ(RIBF)において偏極重陽子ビームを用いた重陽子-陽子散乱による三体力(核子間三体力)の研究を行う事を目的として、一昨年、昨年度は重陽子ビーム加速に必要なビームライン、及び検出器系の建設を行い、250MeV/nucleon偏極重陽子ビームによる重陽子-陽子弾性散乱の測定を行った。本年度は、重陽子-陽子散乱のデータをまとめ、論文として発表した(Physical Review C誌)。250MeV/nucleonの結果から、重陽子-陽子散乱の高運動量移行領域では、二体力のみでは実験値を再現できず、また三体力の主要成分と考えられている藤田・宮沢型を考慮しても厳密理論計算(ファデーエフ計算)と実験値とに顕著な差が現れる事が判明した。この結果は、少数核子系分野で注目されるところとなり、アジア少数系国際会議において招待講演を行った(2011年8月、ソウル)。

またこの結果を受け、エネルギー依存性を調べるため、本年度は300MeV/nucleonの同反応の測定も実施した。同測定について250MeV/nucleonの結果と併せて理論計算との比較を行ったところ、特定の運動量領域以下(3fm-1)では二体力と藤田・宮沢型の三体力を考慮する事により実験値をよく説明するが、それ以上の運動量領域では二体力、また藤田・宮沢型の三体力のみを考慮しても実験値を再現しない事があきらかになった。これまでの予想では、核力の高運動量成分が反映される200-400MeV/nucleonの付近の核子-核子散乱は二体力の記述は正しく、また三体力の効果は小さくなると考えられてきたが、本研究で行われた重陽子-陽子散乱の高精度測定により、高運動量成分の三体力を含む核力の定量的な議論の必要性が示された。
伊豆半島の前期古墳と東日本太平洋岸域の拠点形成に関する基礎的研究

本研究は、伊豆半島の前期古墳に関する基礎研究を推進するとともに、それらの造営を可能にした在地社会の動向を分析し、半島基部に形成された古墳時代前期の政治的拠点と東日本太平洋岸域における広域的なネットワークとのかかわりを明らかにすることを目的としたものである。最終年度となる本年度は、昨年度につづき静岡県函南町瓢箪山古墳の発掘調査を実施するとともに、本研究の全体的な成果をとりまとめた研究成果報告書を作成した。瓢箪山古墳の発掘調査では、昨年度の調査で明らかとなった墳丘の形態や規模をさらに詳細に把握することを目的として、計3地点でトレンチ調査を実施した。また、初年度に実施した地中レーダー探査の結果をふまえ、埋葬施設の位置や範囲を確認するために、後円部頂でトレンチ調査を実施した。調査の結果、墳丘のトレンチでは、墳丘の規模や構造に関する有益な情報を得ることができた。一方、後円部頂のトレンチでは、埋葬施設に関係するとみられる遺構の一部を確認したものの、埋葬施設の位置や規模を確定するには至らなかった。本研究では、3年間の研究期間をつうじて、伊豆半島の基部に位置する前期前方後円墳の実態について重要な新知見を得ることができた。とくに、あらたに確認された瓢箪山古墳が半島の基部を横断する陸路の基点に位置し、そのルートからの側面観を意識した非対称の墳丘構造をもつことが判明した点は、半島横断路を組み込んだ東日本太平洋岸域のネットワーク形成とその役割を考える上できわめて重要な成果であった。また、伊豆半島北部における弥生・古墳時代集落の動態について検討した結果、瓢箪山古墳が築かれたとみられる古墳時代前期後半には、同古墳の周辺で集落規模が拡大している状況や外部地域との交流が活性化している状況が把握された。これらの点も、当該期になって半島基部の交通上の役割が高まったことを示すものとして重要な成果であった。本研究は、従来ほとんど知られていない伊豆半島の前期古墳に関する基礎研究を推進するとともに、それらの造営を可能にした在地社会の動向を分析し、半島基部に形成された古墳時代前期の政治的拠点と東日本太平洋岸域における広域的なネットワークとの関わりを明らかにすることを目的としている。そうした目的に沿って、本年度は静岡県函南町瓢箪山古墳の測量調査及び地中レーダー探査を実施した。また、本研究の成果と課題について議論するための研究会を開催するとともに、関連資料の調査を実施した。瓢箪山古墳の測量調査は、2016年の9月と11月に実施した。同古墳の存在は以前から知られていたものの、これまでに本格的な調査が行われたことはなく、長らくその実態は不明のままであった。今回初めて測量調査を実施し、その成果にもとづいて墳丘の復元を行った結果、同古墳は墳丘長約87mの前方後円墳である可能性が高いと判断された。また、その墳丘形態が示す特徴から、同古墳の築造年代は古墳時代前期後半と推定された。なお、後円部頂の中心部には樹木が密生しているため、今回の地中レーダー探査では、埋葬施設に関する十分なデータを得ることはできなかった。研究会は、研究協力者らの参加を得て、函南町文化センターで計3回実施した。第1回目は7月に実施し、研究の全体計画と本年度の研究計画について打ち合わせを行った。第2回目は、瓢箪山古墳の測量調査にあわせて9月に実施し、現地で墳丘の残存状況について意見交換を行った。第3回目は、本年度の総括として3月に実施し、研究代表者が瓢箪山古墳の測量調査成果について報告するとともに、研究協力者2名が北伊豆地域における弥生時代後期から古墳時代前期にかけての集落変遷や土器編年について報告を行った。また、これにあわせて、函南町来光川遺跡群出土土器の資料調査を実施した。本研究の重要な調査対象である瓢箪山古墳は、あらたに古墳時代前期の前方後円墳として位置づけられる可能性がある北伊豆地域の古墳である。今回の測量調査の結果、瓢箪山古墳は伊豆半島最大の古墳であることが明らかとなり、その墳形は前方後円墳となる可能性が高いと判断された。また、同じ地域に位置する三島市向山16号墳と比較した場合、前方部の側縁部があまり開かないことから、その築造年代は古墳時代前期後半であろうと推定された。さらに、墳丘の構造については、後円部、前方部ともに西側の斜面を下方に拡張している状況が認められ、西側の側面観を強く意識したつくりとなっていることが判明した。これは、古墳が立地する丘陵の西側に伊豆半島の基部を横断する主要ルートが存在することと関係しているとみられ、今後の発掘調査においては、非対称的な墳丘構造の解明が重要な検討課題となった。以上の調査結果は、これまで詳細な内容が一切不明であった瓢箪山古墳の実態に迫るものであり、本研究の着実な前進を示すものである。一方、北伊豆地域における集落の変遷について検討を進めた結果、弥生時代後期後半から古墳時代前期前半にかけての集落は、伊豆の国市山木遺跡を中心として面的な分布を示すのに対して、古墳時代前期後半になると、瓢箪山古墳が所在する函南町平井地区に分布が限定される傾向にあることが明らかとなった。また、平井地区最大の集落遺跡である伊豆逓信病院敷地内遺跡から出土した土器の部分的な分析からも、古墳時代前期後半以降における集落の継続性が想定される結果となった。

こうした集落再編の動きは隣接地域でも同様に認められ、瓢箪山古墳の造営に結実するあらたな政治的拠点の形成と海岸部から内陸部に通じる交通路の整備に密接な関わりがあるとする当初の仮説は、集落研究の面からも裏付けられつつある。本研究は、近年あらたに確認された伊豆半島の前期古墳に関する基礎研究を推進するとともに、それらの造営を可能にした在地社会の動向を分析し、半島基部に形成された古墳時代前期の政治的拠点と東日本太平洋岸域における広域的なネットワークとの関わりを明らかにすることを目的としている。2年目となる本年度は、昨年度に測量調査を実施した静岡県函南町瓢箪山古墳の発掘調査を実施し、本研究において重要な位置を占める遺跡の実態解明を進めた。また、本研究の成果と課題について議論するための研究会を開催するとともに、関連資料の調査を実施した。瓢箪山古墳の発掘調査は、2017年9月に実施した。昨年度の測量調査をふまえ、古墳の形態や規模、墳丘構造をより詳細に把握することを目的として、合計6地点でトレンチ調査を実施した。その結果、後円部と前方部に設けたいくつかのトレンチで古墳本来の墳端を確認し、墳丘の形態や規模を復元するための基礎的なデータを獲得することができた。それらのデータによれば、後円部の直径は50m台後半となり、これに前方部の長さを加えると、本古墳の墳丘長は87m前後となることが明らかとなった。また、墳丘構造についても重要な知見が得られ、前方部の西側は下方に向けて一段大きく墳丘を構築していることが確かめられた。研究会は、研究協力者らの参加を得て、瓢箪山古墳の発掘調査現場及び函南町文化センターにおいて計2回実施した。第1回目は瓢箪山古墳の発掘調査にあわせて9月に実施し、調査の成果について現地での意見交換を行った。第2回目は、本年度の総括を兼ねて3月に実施し、研究代表者が瓢箪山古墳の発掘調査成果について報告するとともに、研究協力者1名が伊豆半島における古墳の変遷とその特質について報告を行った。また、これにあわせて、研究代表者は周辺に所在する関連遺跡の踏査を実施した。本研究では、瓢箪山古墳の実態解明を中心的な研究課題の一つと位置づけ、3年間の研究期間をつうじて必要な基礎調査を進めることとしている。本年度は、昨年度の測量調査成果をふまえながら、同古墳において初となる発掘調査を実施した。その結果、瓢箪山古墳は伊豆半島最大の古墳であることが確実となり、一部に前方後方墳とみる向きもあった墳形については、前方後円墳とする証拠の一部を得ることができた。また、測量調査の段階で存在が予想されていた前方部西側斜面のテラスを検出し、瓢箪山古墳は、墳丘の西側をより大きく構築していることが明らかとなった。このような西側の側面観を強く意識したつくりは、昨年度の調査結果からも予想されていたように、古墳が立地する丘陵の西側に伊豆半島の基部を横断する主要ルートが存在することと関係しているとみられる。そこで、景観論的視点に立って周囲の大型古墳について整理した結果、古墳時代前期前半を中心とした時期には、低地部に対して直交する方向に墳丘主軸を設けているものがみられるのに対し、前期後半を中心とした時期には、低地部に対して平行する方向に墳丘主軸を設けているものが多いことが明らかとなった。こうしたあり方は、別途検討を進めている関東地方の一部地域にも認められることから、主要交通ルートの整備と古墳築造意識の変化との間には、有意な関係があるとの見通しを得るにいたっている。
膵β細胞量に着目した2型糖尿病の新しい治療戦略

グルコキナーゼ活性化薬(GKA)が膵β細胞機能・増殖に与える影響およびその分子機構を検討した。GKAによるグルコキナーゼの活性化はIRS-2と細胞周期制御因子の発現を増加させること、GKAはインスリン分泌とは独立した経路で膵β細胞を増殖させ、IRS-2非依存的に膵β細胞機能を亢進させることを明らかにした。また酸化ストレス亢進下における膵β細胞においては、GKAの有効性が認められない可能性が示唆された。グルコキナーゼ活性化薬(GKA)による糖尿病治療の可能性に注目が集まっている中、GKAの膵β細胞増殖作用とそのメカニズム、特にIRS-2との関連にっいて検討した。野生型マウスの単離膵島において、GKA投与によりCREBのリン酸化ヽIRS-2発現、さらにはPDK1、PDX-1、Cyclin D familyの有意な発現上昇を認めた。次に高脂肪食負荷IRS-2欠損マウスで検討したところ、GKA投与開始後すぐに随時血糖の有意な低下を認め、負荷後20週の段階でも随時血糖の有意な低下が持続した。OGTTにおいてもGKA特別食群で耐糖能が改善しており、その際のインスリン血糖比もGKA特別食群で有意に高値であった。IRS-2欠損マウス膵島では、野生型マウスと同様、GKA投与により有意にグルコース応答性インスリン分泌能が増強した。一方、高脂肪食20週負荷IRS-2欠損マウスの膵β細胞量はGKA投与により増加せず、また高脂肪食負荷後のGKA短期投与でも、野生型マウスと異なり、膵β細胞の増殖能亢進は認められなかった。GKAはCREBのリン酸化を介してIRS-2の発現を上昇させ、細胞周期制御因子に作用して膵β細胞を増殖させることが示唆された。2型糖尿病患者において膵β細胞量が低下していると報告されていることから、GKAは膵β細胞量増加薬として新たな治療戦略の1つと考えられる。グルコキナーゼ活性化薬(GKA)による糖尿病治療の可能性に注目が集まっている中、われわれはGKAが膵β細胞でのインスリン分泌能増強作用と肝での糖利用亢進作用により糖代謝を改善するのに加え、膵β細胞増殖作用も有していることを明らかにし(Nakamura A, et al.Endocrinology, 2009)、そのメカニズムとしてIRS-2が重要であることが示唆された(Nakamura A, et al.Unpublished data)。そこで野生型マウス単離膵島を用いてGKAによるIRS-2発現メカニズムについて検討したところ、高グルコース下またはGKA投与によりCREBのリン酸化、IRS-2発現の有意な上昇を認めた。このIRS-2発現増加はSU薬では認められず、さらに2-deoxyglucoseでも発現増加を認めなかった。またnifedipineとtacrolimusの投与では、高グルコース下またはGKAによるIRS-2発現増加は部分的に抑制された。一方、H_2O_2投与により酸化ストレスを誘導した状態で、GKA投与によるIRS-2発現増加は抑制されたが、抗酸化剤(α-tocopherol plus ascorbate)の前投与によりIRS-2発現増加は回復した。さらに酸化ストレスが膵β細胞機能低下の原因として考えられるdb/dbマウス単離膵島においては、高グルコース下またはGKA投与によるIRS-2の発現上昇を認めなかった。以上よりGKAによるIRS-2発現メカニズムとして、グルコース代謝と一部Caシグナルを介すると考えられ、酸化ストレス存在下においては、GKAによるIRS-2の発現上昇が妨げられることが明らかとなった。
安全な医療提供を促進する教育訓練プログラムの開発に関する研究

本研究の目的は、安全な医療提供を促進するための看護職を含む医療専門職およびその学生に対する教育訓練プログラムを開発することである。今年度は、具体的な教育訓練プログラムを開発すると共に、プログラムで使用する教材の開発を行った。前年度の研究結果から、安全な医療提供を促進するために医療専門職者が、職場・作業環境や人間関係、システム上の不虞について認知できるような教育訓練プログラムの必要性が示唆されていた。また、通常業務の中に潜むリスク要因を事故発生に至る前に捉えられる能力を高めることができるような、実践状況をイメージできる教育ツール活用の重要性も指摘されていた。そこで今回は、教育訓練プログラムの対象者が事例の分析を通じて職場・作業環境や人間関係、システム上の不虞を継続的かつ反復して分析できるように、これらの要因を含むシミュレーション事例を活用した教育訓練プログラムを作成した。作成の過程では、実践家の協力を得て、通常業務の中で頻繁に出会うインシデント事例を集め、インシデントの直接原因となる医療行為者の問題のみならず、職場・作業環境や人間関係、システム上の不虞を含む教育訓練用のシミュレーション事例を計6事例作成した。作成した事例は、教育訓練の対象者が状況をイメージしやすくなるように文字だけではなく、状況を示したイラストを用いて説明するようにし、これらの事例に分析の際に検討する共通の質問を加えて教育訓練プログラム用テキストとした。作成したプログラムは、実践家にそのわかりやすさ、使いやすさの評価を依頼した。教材の使用に対しては、概ね良好な評価を得たが、教育訓練の際の指導要領の作成や教育訓練を実施するトレーナーの養成においては、課題が残った。今後は、プログラムを精錬すると共に、トレーナーの養成やプログラムを客観的に評価するツールの開発を進めていくことが必要である。この目的を達成するために、初年度は教育訓練プログラムに必要な構成要素を抽出するとともに、効果的な教育訓練方法ついての検討を行った。教育訓練プログラムの構成要素の抽出については、(1)医療事故・インシデント事例の分析、(2)国内外の医療安全・看護管理のエキスパートへのヒアリングを行った。また、国内外の医療安全・看護管理のエキスパートには、効果的な教育訓練方法についてもヒアリングを実施した。事例の分析からは、臨床実践を行っている看護職が、事故やインシデントの発生原因を主に自己の問題(注意不足や知識不足など)に注目して分析しており、他の研究結果等から指摘されている職場・作業環境や人間関係、システムの問題はほとんど認知されておらず、これらに着目できるような内容を含む教育訓練の必要性が示唆された。エキスパートへのヒアリングからは、通常業務の中に潜むリスク要因を事故発生に至る前に捉えられる能力を高めるような教育訓練内容の重要性が強調された。また、教育訓練方法については、実践状況をイメージできるビデオを用いたシミュレーションと机上エクササイズ、直面する可能性の高いあるいはその施設で反復的に発生している問題を事例として取り上げること、集合教育とOJTとを組み合わせた教育訓練、多職種が合同で受ける教育訓練などが効果的であるという示唆を得た。以上のような結果を元に、次の段階では具体的な教育訓練プログラムのモデル開発を進めていくことが必要である。また、今年度予定していた教育訓練公開の評価の視点と評価方法の検討は十分な検討データを得ることが出来なかったため、次年度も引き続き検討していく必要がある。
歯学教育における説明・指導場面の医療コミュニケーション教育プログラムの開発

歯科における患者教育,説明・指導のコミュニケーション教育については,その教授法が十分確立されていない.そこで本研究は患者の感情面に着目する動画を作成し,医療者と患者のコミュニケーションを読み解き,それに基づいて教育プログラムに関わる教材を開発した.さらにこのプログラムを授業で活用し,その学びについて質問紙調査を行い授業の評価を行った.その結果,本研究で開発したプログラムは患者の感情面に注目した動画教材の活用が学生の今後の学習に対する意識の向上や患者の立場を配慮したコミュニケーションの重要性の気づきを促せる可能性を示し,歯科医療コミュニケーション教育において有効となることが示唆された.本研究の目的は、従来の医療コミュニケーション研究手法に加え、新たに患者の感情面の表現に着目してコミュニケーション解析を行い、その結果に基づいて、動画教材や指導要領の作成などを行い、教員のファシリテーションを高度な教育技術を基盤とする教育プログラムを開発することが目的である。本年度の研究成果は以下の通りである。(1)教育プログラム作成のための準備として、現在研究者が担当している歯学部5年生臨床実習Iにおける医療コミュニケーション授業の分析を行った。授業分析は模擬患者(SP)シナリオ作成のために必要となる学習対象者の教育目標を策定するために行った。該当授業の受講学生の受講前と受講後の医療コミュニケーション能力における知識の評価、および、学生からの授業評価のアンケート調査を行い、卒前教育において必要とされる教育目標を具体化した。(2)授業プログラムにおけるSPシナリオ作成のための情報収集として、一般のSPに対してインタビュー調査を行った。調査では実際の医療現場で患者から求められている医療者のコミュニケーション能力や、コミュニケーションの場で現実に患者が困惑する場面状況などについて抽出を行った。その結果、患者の感情に対する対応はもちろんであるが、患者の解釈モデルに対する医療者の治療方針の違いによるコミュニケーションギャップが良好な医療者-患者関係構築の障害となることが示唆された。(3)本研究の教育プログラム作成の資料として、研究者が授業で使用している医療コミュニケーションテキストの内容を再調査し、本プログラムの開発に関わる部分の改訂について検討を行った。本課題の歯学教育における説明・指導場面の医療コミュニケーション教育プログラムの開発の中で、当該年度は、歯科治療における診療前および診療後の患者への説明指導内容の教育動画教材作成のためのシナリオ作成と、模擬患者と医療関係者を交えてシナリオのブラッシュアップに着手した。昨年度に引き続きSPシナリオの作成を行った。実際に動画に出演する模擬患者の選出を行い、出演する模擬患者と直接打ち合わせを行いシナリオの整合性の確認と演技を行う上での不自然さが無いかどうかの確認を行いシナリオの再修正に着手した。また、複数の医療関係者(歯科関係者に加え医師、看護師に加わっていただいた。)からシナリオ内容について意見を集め、実際の臨床場面で医療者側が対応に困った実体験を加え、シナリオの人物設定の修正に着手した。模擬患者との打合せでは演技を行う模擬患者のタイプに合うように人物設定の調整を開始した。さらに、シナリオ作成と平行して授業プログラムの検討に着手した。90分授業を仮想授業とし、90分間の授業中での動画教材の使用手順などの検討を医学教育の専門家の意見を聞きながら行った。以上より、当該年度の成果は、本課題の重要な位置づけである模擬患者のシナリオ作成が進み、かつ、教員向けの授業教材としての有用資源となるプログラム作成の基本的な構成を作成することができた。現在まで課題の進捗状況はおおむね順調である。シナリオ作成やそのブラッシュアップがある程度進んでおり、教材のための模擬患者の選出はすでに終了している。さらに、授業の実施計画についての検討もシナリオ作成に平行して検討が進んでいる段階に入った。歯科医療面接や説明・指導に関わる医療コミュニケーションは,卒前教育においては初診時場面を中心に教育内容が体系化されている.しかしその教育は基本的な学習内容にとどまり,患者の感情面を配慮した対応についてはまだ十分ではない.そこで,歯科医療者が様々な性格や社会背景,医療に対する認識を有する患者を指導する複数の事例と各々の患者がその時の感情面についてふりかえる場面の動画を作成した.この動画教材を授業で活用し,その教育的有用性の検討を行った.動画教材は,歯科医療者による患者へのブラッシング指導場面および抜歯の説明と,その後の患者のふりかえり場面で構成した.シナリオは歯科医療者が困惑する場面を基本とした.ふりかえり場面は患者の感情を聞くインタビュー形式で作成した.この動画は,歯学部5年生対象の「医療コミュニケーション実習」で活用し,授業終了時,説明・指導のコミュニケーションに関連した今後の臨床実習での学習や実践について質問紙調査を行った.感情面に注目した歯科医療面接の動画教材の利用は、学生が,指導場面で“患者との会話の中で不安や疑問に気づくことができるように気を配る"ことや,“患者に悪いことばかりではなくよい点も伝えられるようにする"ことの重要性に気づき,動画教材を通して次への学びにつながる意識が芽生えた.本動画教材は,患者の感情面に注目した動画教材の活用が学生の今後の学習に対する意識の向上や患者の立場を配慮したコミュニケーションの重要性の気づきを促せる可能性を示し,歯科医療コミュニケーション教育において有効となることが示唆された.歯科における患者教育,説明・指導のコミュニケーション教育については,その教授法が十分確立されていない.そこで本研究は患者の感情面に着目する動画を作成し,医療者と患者のコミュニケーションを読み解き,それに基づいて教育プログラムに関わる教材を開発した.さらにこのプログラムを授業で活用し,その学びについて質問紙調査を行い授業の評価を行った.

その結果,本研究で開発したプログラムは患者の感情面に注目した動画教材の活用が学生の今後の学習に対する意識の向上や患者の立場を配慮したコミュニケーションの重要性の気づきを促せる可能性を示し,歯科医療コミュニケーション教育において有効となることが示唆された.本年度の授業分析と評価、および、模擬患者とのインタビュー調査の結果、歯学教育における説明・指導場面の医療コミュニケーション教育プログラムの開発におけるSPシナリオ作成のための題材と、対象学習者における授業プログラムの行動目標が明確化された。また、授業教材、SPシナリオ作成、および、模擬患者演技指導のための基本的資料の収集を行うことができた。これらの結果より、今後の模擬SPシミュレーション授業の脚本および映像制作のための準備が整う状況となった。模擬患者の演技練習をSPシナリオに修正を加えながら進める。教員と模擬患者でシミュレーションを行い演技指導を行う。シナリオの修正は臨床場面の臨場感を高める点、模擬患者が演技しやすい設定にする点、学習者の興味向上を考慮する点を勘案し再設定する。模擬患者とのシミュレーションをすすめながら、90分授業を仮想しての授業プログラム作成を行う。授業プログラムが完成後、SPシミュレーションの映像制作を開始する。歯科医学教育これまでに得られた結果をもとにSPシナリオの作成を続ける。また、SP演技指導を行いながらSPシナリオのブラッシュアップと動画教材の作成を開始していく。さらに、授業教材の作成も継続し授業プログラムの検討を始める。本年度、模擬患者への人件費の支出が見込まれていたが、人件費支出の対象が発生しなかったため次年度使用額が生じた。人件費を計上していたが費用が発生しなかったため次年度使用額が発生した。模擬患者に対しての人件費や動画教材の作成費用、テキスト作成の費用として当該助成金を使用する。次年度の人件費として使用を計画している。
血液中に存在するS19リボソーム蛋白の血栓除去における役割

モルモット心臓血をガラス小管内で凝固させ、それを腹腔内へ挿入したのち日を追って回収し、残存重量の秤量による吸収状況の評価や、組織切片の光学顕微鏡観察および表層の走査型電子顕微鏡観察による単球/マクロファージの関与に関する検討を行った。さらに、この単球/マクロファージによる凝血塊吸収におけるS19リボソームタンパク質二量体の役割を見るために、ウサギに作成した抗S19リボソームタンパク質抗体の影響も観察した。腹腔内挿入1日後には凝血塊の表面は単球/マクロファージで覆われ、3日目までに残存重量は急激に減少し、7日目にはほとんどの例で凝血塊が消失していた。表層を覆う単球/マクロファージは隣接の細胞と密着した構造を取っており、凝血塊内部の単球/マクロファージとは、抗マクロファージ抗体(抗マクロシアリン抗体)の結合性およびエステラーゼ染色性において明らかな違いが見られた。あらかじめ抗S19リボソームタンパク質抗体を混じた凝血塊の場合には、このすべての現象が有意に遅延した。また、表層における単球/マクロファージ問の結合も見られなかった。一方、in vitroで凝血塊を遠心して血清を回収すると、その中に抗S19リボソームタンパク質抗体で吸収される単球特異的な走化因子が認められ、同タンパク質の架橋化二量体と同定された。以上の結果から、血液凝固の過程でS19リボソームタンパク質が活性型血液凝固XIII因子により二量体化されて単球走化活性を獲得し、単球/マクロファージを動員して表層を被覆すると共に、細胞性線溶機能により凝血塊を分解し、貪食処理していくものと考えられた。なお、初期の計画では免疫酵素化学法(ELISA)を用いたS19リボソームタンパク質の測定法を確立してその血漿中の濃度を定量する予定だったが、当該タンパク質の極端な塩基性荷電のために、ELISA法を確立することはできなかった。S19リボソーム蛋白質(RP S19)に対する5種類の抗体をウサギに作成した。1種はヒトRP S19自体を抗原としたもの、他の4種は、4ヶ所の部分ペプチドをヘモシアニン蛋白に結合させて抗原とし、得られたIgGをヘモシアニンで吸収したものである。抗RP S19IgGをビーズに固定化し、バッチ法により血清を処理したところ、その単球走化活性の大半が抗体ビーズに吸収された。そこで、血漿中のRP S19を免疫ブロット法により可視化することを試みたが、血漿中の濃度が極めて低いためか、明瞭なバンドとして可視化することは出来なかった。一方で、ハートレー系モルモットから心穿刺法により血液を得た後、小ガラス筒内に注いで凝血塊を形成し、それをモルモット腹腔内に外科的に移入し、その後1日目、3日目、7日目に開腹して凝血塊を回収し、組織学的、免疫組織学的、並びに走査電顕を用いて観察した。1日後には凝血塊の表面が単球/マクロファージによりほぼ完全に被われていることが明らかとなった。また、37日後には、大網が凝血塊に付着して、新生血管と単球/マクロファージが侵入し、凝血塊の吸収処理が急速に進むことも明らかになった。今後、1日目までに生じる単球/マクロファージの凝血塊表面への付着が、抗RP S19抗体を共存させることで抑制できるか否かを検討する。

モルモット心臓血をガラス小管内で凝固させ、それを腹腔内へ挿入したのち日を追って回収し、残存重量の秤量による吸収状況の評価や、組織切片の光学顕微鏡観察および表層の走査型電子顕微鏡観察による単球/マクロファージの関与に関する検討を行った。さらに、この単球/マクロファージによる凝血塊吸収におけるS19リボソームタンパク質二量体の役割を見るために、ウサギに作成した抗S19リボソームタンパク質抗体の影響も観察した。腹腔内挿入1日後には凝血塊の表面は単球/マクロファージで覆われ、3日目までに残存重量は急激に減少し、7日目にはほとんどの例で凝血塊が消失していた。表層を覆う単球/マクロファージは隣接の細胞と密着した構造を取っており、凝血塊内部の単球/マクロファージとは、抗マクロファージ抗体(抗マクロシアリン抗体)の結合性およびエステラーゼ染色性において明らかな違いが見られた。あらかじめ抗S19リボソームタンパク質抗体を混じた凝血塊の場合には、このすべての現象が有意に遅延した。また、表層における単球/マクロファージ間の結合も見られなかった。一方、in vitroで凝血塊を遠心して血清を回収すると、その中に抗S19リボソームタンパク質抗体で吸収される単球特異的な走化因子が認められ、同タンパク質の架橋化二量体と同定された。以上の結果から、血液凝固の過程でS19リボソームタンパク質が活性型血液凝固XIII因子により二量体化されて単球走化活性を獲得し、単球/マクロファージを動員して表層を被覆すると共に、細胞性線溶機能により凝血塊を分解し、貪食処理していくものと考えられた。なお、初期の計画では免疫酵素化学法(ELISA)を用いたS19リボソームタンパク質の測定法を確立してその血漿中の濃度を定量する予定だったが、当該タンパク質の極端な塩基性荷電のために、ELISA法を確立することはできなかった。
交差分子線散乱実験による励起酸素原子O(1D)反応の解明

1、散乱実験に必要な強度のO(^1D)原子線を酸素分子のレーザー光解離法により生成し、水素(H_2)および重水素(D_2)分子との交差分子線実験(O(^1D)+H_2/D_2→OH/OD+H/D)を行った。生成物の1次元並進速度分布(ドップラースペクトル)および2次元散乱分布画像を測定したが、測定された画像はH/D生成物が示すはずの側方にやや弱い前方後方対称な微分散乱断面積とは異なり、検出レーザー光に平行な速度成分が強調された分布であった。この結果は画像上の検出感度分布を定量的に評価する必要性を示しており、実験ビーム条件を用いて既報の微分散乱断面積を仮定した予測画像をシミュレートすると、実測画像をよく再現した。この測定結果は画像上の検出感度がレーザー光方向に著しく局在していることに起因しており、レーザー光幅を広げることで、よりフラットな画像検出感度分布が得られ、改善されることがわかった。2、衝突エネルギー可変型交差分子線散乱画像観測装置を製作した。この装置は一方の分子線源を交差中心を軸に回転させ、2つの原子・分子線の交差角度を変えることで衝突エネルギーを制御できる。製作において最も重要な分子線の交差精度を実測し、2つの分子線経路がおよびエネルギー制御機構が十分な精度(60μm以下)で製作されていることを確認した。3、量子化学計算結果をもとに、O(^1D)+N_2O反応の反応ポテンシャル曲面をフィッティング法により大局的な解析関数として得た。この上で古典トラジェクトリー計算により動力学挙動を理論計算した。得られたポテンシャル曲面は2つの生成系;NO+NOとN_2+O_2へ経路を含んでおり、その分岐比は衝突初期の反応物の配置角度に大きく依存し、また衝突エネルギーに関しても依存性を持つことを明らかにした。衝突エネルギー可変な交差分子線装置を新規設計し発注した。装置の機械工作完了は平成15年5月と予想される。分子線は、装置本体に固定された酸素原子線源と、装置の天井に取り付けられた回転フランジから吊り下げられた可動式分子線源の二つがある。酸素原子線は、酸素分子の真空紫外光解離(157nm)を利用し、超音速分子流を2段のスキマーによって切り出す設計である。可動式分子線源は、原子線源に対して交差角35度から180度まで回転し、衝突エネルギーを連続的に変化させる。回転フランジは、ボールベアリングとOリングシールを使って、真空を破らずにかつ簡便に回転できる。反応生成物は、レーザー光を用いた共鳴多光子イオン化で検出する。レーザー光は分子線の交差点に対し、散乱面裏側から鉛直に上方に向かって照射される。分子線交差部で発生した反応生成物イオンは、静電場で加速され、装置の天井部に取り付けられたマイクロチャネルプレートと画像観測器で検出される。このようにレーザー光を照射することで、分子線が造る散乱面(床に平行)内に飛ぶ反応生成物はレーザー光に対して同一のドップラー偏移を示し、レーザー光の波長を固定しても検出効率を最大限に上げることが出来る。励起酸素原子O(1D)の反応について、状態選別微分散乱断面積を衝突エネルギーの関数として測定する新しい回転型交差分子線装置を設計・製作した。分子線発生源をボールベアリングで支えた回転フランジに取り付け、二つの分子線の交差角が真空を保ったまま外部から変化できるようにした。パルスバルブには、20マイクロ秒程度の短パルスを発生できるソレノイドバルブを新たに採用した。励起酸素原子は、酸素分子の真空紫外光分解によって生成し、ヘリウムガスの断熱膨張によって並進速度を一定に揃えた。標的分子線は、二つのスキマーによって十分にコリメートした。検出光は散乱断面積測定時のドップラー効果を最小にする目的で、散乱面に対して垂直に光を入射し、MCP検出器に向かってkベクトルが垂直になるようにした。真空ポンプは全てターボポンプなどを用いて清浄な真空を達成した。予備実験として行なわれたO+H2->OH+Hの実験では、未だ背景雑音が十分に除去できておらず、発表できるデータには到達できていないが前方-後方対称と見える散乱分布が観測された。現在、更なる装置の改良を続けているところである。

製作において最も重要な分子線の交差精度を実測し、2つの分子線経路がおよびエネルギー制御機構が十分な精度(60μm以下)で製作されていることを確認した。3、量子化学計算結果をもとに、O(^1D)+N_2O反応の反応ポテンシャル曲面をフィッティング法により大局的な解析関数として得た。この上で古典トラジェクトリー計算により動力学挙動を理論計算した。得られたポテンシャル曲面は2つの生成系;NO+NOとN_2+O_2へ経路を含んでおり、その分岐比は衝突初期の反応物の配置角度に大きく依存し、また衝突エネルギーに関しても依存性を持つことを明らかにした。
βアドレナリン受容体の機能の解析とその制御メカニズム

βアドレナリン受容体(β受容体)は3つのサブタイプ(β1,β2,β3)からなっており、サブタイプ間で調節機構が異なっていることが報告されている。β2受容体をHEK293細胞に一過性に発現させアゴニストで刺激すると、受容体は細胞内の小胞に移行した。この過程をインターナリゼーションという。しかし、β1受容体を発現させアゴニストで刺激しても、細胞表面にとどまったままであった。最近、受容体キナーゼによる受容体のリン酸化およびそれに続くβアレスチンの結合がインターナリゼーションを促進することが報告されたので、β1受容体とともに受容体キナーゼとβアレスチンを発現させた。しかしながら、この場合もインターナリゼーションは促進されなかった。また、β1受容体から細胞内のプロリンに富む領域を除去するとインターナリゼーションが起こるようになると報告されていることから、プロリン領域除去の変異β1受容体を調べた。しかし、アゴニスト刺激は何らインターナリゼーションを引き起こさなかった。酵母の2-ハイブリッド法によりβ2受容体のカルボキシ末端と相互作用するタンパク質のクローニングを試みいくつかの候補遺伝子をクローニングした。そのうちの一つはCl^-チャネルをコードしているCLCPであった。CLCPの局在をGreen Fluorescent Protein(GFP)を付加させた融合タンパク質を発現させ調べると、細胞内の小胞、細胞膜、細胞核での発現が確認された。次にβ2受容体のどの部分と相互作用するのか調べたところ、カルボキシ末端より10アミノ酸の部分にCLCPとの相互作用部位が同定できた。Cl^-チャネルはインターナライズした小胞のpH勾配の安定化に寄与していると考えられている。従って、今後β2受容体のカルボキシ末端によるCl^-チャネルの活性化などを測定する必要がある。