hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Toll-like receptor 3/4を介した自然免疫応答の解析

Toll-like receptor (TLR) 3は、dsRNAを認識する受容体であり、エンドソームに発現しているため、dsRNAは細胞外からエンドサイトーシスにより細胞内へ取り込まれる必要がある。このとき、dsRNAはCpG DNAと共通の細胞表面受容体を介して取り込まれると考えられているが、受容体は未同定である。そこで、dsRNA取り込み受容体の同定を目指してdsRNA-CpGDNA複合体に結合する分子の単離を試みた。Biotin化dsRNA-CpG DNA複合体をHEK293細胞の膜画分と反応させ、streptavidinビーズでプルダウンを行った。ここで得られたものを質量分析し、3つの膜貫通ドメインを持つ分子を候補とした。この中のひとつであるLRRC59をノックダウンすると、poly (I : C)刺激によるTLR3依存的なIFN-betaプロモータの活性化が抑制された。LRRC59はER局在タンパク質であることから、TLR3のERからエンドソームへの輸送に間のする可能性も含め、解析を進めた。また、以前、dsRNA取り込みに関与する分子としてRaftlinを同定した。TLR4依存的なシグナル伝達もTLR3経路と同様に、細胞表面から受容体とともにリガンドが取り込まれ、エンドソームからTICAM-1依存的なシグナル伝達を活性化することから、RaftlinがTLR4経路にも関与するかについて検討した。RaftlinをノックダウンするとLPS刺激によるTLR4依存的IFN-betaプロモータの活性化は減弱したが、KF-kB活性は影響を受けなかった。したがって、TLR4経路においてもRaftlinはTLR4のエンドサイトーシスに関わっている可能性が示唆された。(抄録なし)Toll-like recepto r3により認識されるRNAの構造の同定を目指して研究を進めている。まず、ホリオウイルスのゲノムをもとにin vitroでRNAを合成し、TLR3の活性化について検討した。ゲノム全長を10セグメントに分け、sense鎖ssRNA、antisense鎖ssRNAおよびdsRNAを作製した。これらのRNAによりTLR3を強制発現させたHEK293細胞を細胞外から刺激し、IFN-betaプロモーターの活性化を調べたところ、すべての二本鎖RNAと一部の一本鎖1姻Aで活性が見られた。一本鎖RNAの活性はRNAの培養液中での安定性と相関していた。レポーターアッセイにおいてTLR3の活性化がみられたssRNAによりマウス脾臓由来樹状細胞を刺激し、TLR3の活性化を調べた。その結果TLR3依存的なI型IFNおよび炎症性サイトカインの産生が見られた。また、RNaseIIIにより活性が消失したことから、RNA二重鎖部分を含む構造が応答に重要であることが示唆された。最も活性が高かったssRNAについてHeLa細胞内への取り込みを共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察したところ、エンドソームに取り込まれてTLR3と共局在する様子が観察された。また、TLR3を高発現するマウス脾臓由来CD8+樹状細胞においても同様に取り込まれる様子が観察された。以上の結果より、これまでTLR3のリガンドは二重鎖RNAであると考えられてきたが、ある種の二次構造を有する一本鎖RNAによってもTLR3が活性化されることが示された。TLR3リガンドの取り込みから認識に至る機構は不明な点が多く、ウイルス感染や細胞のネクローシスに対するTLR3の役割について詳細は分かっていないというのが現状であり、本研究でTLR3の新たなリガンドモデルを提示した意義は大きいと考えられる。Toll-like receptor(TLR)3は、細胞外から取り込まれたウイルス由来二本鎖RNAをエンドソーム内で認識し、I型インターフェロン(IFN)や炎症性サイトカインを産生する。しかし、TLR3が感染病態へ関与するウイルスの中には、二本鎖RNAをほとんど作らないものも含まれており、実際にウイルス感染時にTLR3がどういった構造を認識するのかはわかっていない。そこで、TLR3を活性化するRNAの構造の同定を目指す。近年、ポリオウイルス感染への防御応答においてTLR3を介したIFN産生が重要であることが報告されたことから、ポリオウイルス感染時にTLR3が認識するRNAについて検討した。ポリオウイルス感染細胞由来のRNAは、マウス脾臓細胞由来CD11c+樹状細胞において、TLR3依存的なIFN産生を引き起こした。また、抽出したRNAは、一本鎖RNA特異的なRNaseによる分解を受けたことから、二本鎖RNAよりもむしろ一本鎖RNAを多く含むことが明らかとなった。ポリオウイルスゲノムを10箇所にわけてin vitrotranscriptionにより一本鎖RNAを作製したところ、いくつかの一本鎖RNAによるTLR3依存的な応答が見られ、とくに5番目のセグメントであるPV5において最も強い活性化がみられた。そこで、PV5の二次構造について、ソフトウエア解析および酵素処理による分解フラグメントの解析を行って二次構造を予測した。予測構造では、PV5はバルジやインターナルループを含む不完全な二本鎖が連なる領域を有しており、その領域がTLR3により認識されることが考えられる。この領域を除く部分を欠損させても、安定なRNAであれば活性が残った。以上の結果より、TLR3は二本鎖RNAのみでなく一本鎖RNAの部分構造としての不完全な二本鎖領域を認識することが示唆された。

Toll-like receptor (TLR) 3は、dsRNAを認識する受容体であり、エンドソームに発現しているため、dsRNAは細胞外からエンドサイトーシスにより細胞内へ取り込まれる必要がある。このとき、dsRNAはCpG DNAと共通の細胞表面受容体を介して取り込まれると考えられているが、受容体は未同定である。そこで、dsRNA取り込み受容体の同定を目指してdsRNA-CpGDNA複合体に結合する分子の単離を試みた。Biotin化dsRNA-CpG DNA複合体をHEK293細胞の膜画分と反応させ、streptavidinビーズでプルダウンを行った。ここで得られたものを質量分析し、3つの膜貫通ドメインを持つ分子を候補とした。この中のひとつであるLRRC59をノックダウンすると、poly (I : C)刺激によるTLR3依存的なIFN-betaプロモータの活性化が抑制された。LRRC59はER局在タンパク質であることから、TLR3のERからエンドソームへの輸送に間のする可能性も含め、解析を進めた。また、以前、dsRNA取り込みに関与する分子としてRaftlinを同定した。TLR4依存的なシグナル伝達もTLR3経路と同様に、細胞表面から受容体とともにリガンドが取り込まれ、エンドソームからTICAM-1依存的なシグナル伝達を活性化することから、RaftlinがTLR4経路にも関与するかについて検討した。RaftlinをノックダウンするとLPS刺激によるTLR4依存的IFN-betaプロモータの活性化は減弱したが、KF-kB活性は影響を受けなかった。したがって、TLR4経路においてもRaftlinはTLR4のエンドサイトーシスに関わっている可能性が示唆された。年次計画通り、poliovirusゲノムより調製したRNAによるTLR3の活性化について評価した。その結果、当初の想定以上の進展が見られ、TLR3リガンドとして、ある種の新たな構造を示すことができた。Toll-like receptor3によるリガンドの認識について、これまで報告のある二本鎖RNAの他、一本鎖RNAについてもリガンドとして機能しうることを示すことができた。また、ここまでの結果について論文にまとめ、現在、受理が確定している。TLR3活性化構造の同定について、計画より早期に新たな知見が得られた。示したTLR3リガンドについて、細胞内に取り込まれてエンドソームに局在するTLR3まで送達される経路および機構の解析がTLR3/TICAM-1経路のシグナル伝達機構についての解明を目指す本研究課題において非常に重要となっている。そこで、本年度に得られた結果をもとに、TLR3リガンドがTLR3に認識されるまでの部分に焦点をあてて計画を推進していくこととする。Toll-like receptor3を介した応答において必須の分子として、当研究室でRaftlinを同定した。Raftlinはリガンドの取り込み過程で重要な分子であり、TLR3のリガンドであるpoly(I:C)の他、TLR4のリガンドであるLPS刺激に対する応答にも関与する可能性があるが、どのような機能を持つのかは不明である。
ミクロ・メソ多孔性結晶内における新反応場の構築

最近のこの分野における研究動向を調査した.固体酸性質に関して,(1)ゼオライトとメソポーラス物質内の強い固体酸点の発現,(2)メソポーラス物質内の固体酸点の発現,(3)アルカリ処理によるメソ細孔の発生と触媒活性,およびゼオライト種からのメソポーラス物質の合成,(4)固体酸ゼオライトのノンハロゲン化プロセスヘの応用,(5)ミクロおよびマクロ細孔の触媒反応活性におよぽす影響,の以上5件を調査研究した.新物質の合成に関して,(1)酸性条件におけるメソポーラス物質の合成,(2)あたらしいメソポーラス物質の合成,(3)最近のゼオライト合成における進歩,(4)電子顕微鏡による構造決定,(5)リン酸ジルコニア層状化合物め化学,の以上5件を調査研究した.有機化学反応への応用に関して,(1)ナノ空間化学の新展開,Asの除去,不整有機反応など,(2)モンモリロナイトとMS4Aの共用による有機反応,(3)金属ナノ細線の生成と触媒活性,(4)メソポーラス物質による重合触媒MAOの精製,の以上4件を調査研究した.光触媒反応への応用に関して,(1)Taメソポーラス物質の合成と水の光分解,(2)メソポーラス物質塩基サイトの精製とプロペン分解触媒反応,(3)Crメソポーラス物質の光触媒活性,の以上3件を調査研究した.さらに,ミクロおよびメソポーラス物質における計算機化学の進歩も調査した.これらを総合して,今後のこの分野の研究遂行における指針とした.なお,まとめた冊子を印刷し,全国の研究者に配布した.最近のこの分野における研究動向を調査した.固体酸性質に関して,(1)ゼオライトとメソポーラス物質内の強い固体酸点の発現,(2)メソポーラス物質内の固体酸点の発現,(3)アルカリ処理によるメソ細孔の発生と触媒活性,およびゼオライト種からのメソポーラス物質の合成,(4)固体酸ゼオライトのノンハロゲン化プロセスヘの応用,(5)ミクロおよびマクロ細孔の触媒反応活性におよぽす影響,の以上5件を調査研究した.新物質の合成に関して,(1)酸性条件におけるメソポーラス物質の合成,(2)あたらしいメソポーラス物質の合成,(3)最近のゼオライト合成における進歩,(4)電子顕微鏡による構造決定,(5)リン酸ジルコニア層状化合物め化学,の以上5件を調査研究した.有機化学反応への応用に関して,(1)ナノ空間化学の新展開,Asの除去,不整有機反応など,(2)モンモリロナイトとMS4Aの共用による有機反応,(3)金属ナノ細線の生成と触媒活性,(4)メソポーラス物質による重合触媒MAOの精製,の以上4件を調査研究した.光触媒反応への応用に関して,(1)Taメソポーラス物質の合成と水の光分解,(2)メソポーラス物質塩基サイトの精製とプロペン分解触媒反応,(3)Crメソポーラス物質の光触媒活性,の以上3件を調査研究した.さらに,ミクロおよびメソポーラス物質における計算機化学の進歩も調査した.これらを総合して,今後のこの分野の研究遂行における指針とした.なお,まとめた冊子を印刷し,全国の研究者に配布した.
禅宗は武家によって信仰が進み、鎌倉を拠点に本格的な純粋禅の寺院が誕生した。その端緒は執権北条時頼の帰依を得て、来朝した蘭渓道隆が建長寺を開山したことにはじまる。大陸では宋が元に征服され、わが国でもこの危機を迎える時代感情の中で、蘭渓道隆は間諜の容疑をかけられ、鎌倉から甲斐へと配流された。道隆が開山したと伝える寺院は甲斐信濃が全国の半数におよぶ。これまで、この地域の文化財について十分な調査が行われておらず、本研究では禅宗の地方伝播の在り方について、甲斐・信濃両国に伝存する文化財等造形資料に基づいて考察し、新知見を拓く学術的な検討を試みる。
架橋離島からみたコミュニティの再生産とオルタナティブ開発

本研究は、沖縄県今帰仁村の離島における地域コミュニティ分析をもとにして、コミュニティ自身がもつコミュニティの再生産の仕組みとその論理を明らかにしつつ、地域社会のありうべき発展を展望することを課題にしてきた。コミュニティには、伝承と革新という2つの側面が存在する。いくつかの角度から事例地の人びとの日常の判断に迫ることによって分かってきたのは、人びとは自分たちのコミュニティの再生産に際し、伝承と結びついた革新のあり方をこそ模索している、ということであった。本研究の課題はコミュニティ自身によるコミュニティの再生産の仕組みとその論理を明らかにしつつ、オルタナティブ開発論を批判的に発展させることである。本年度は初年度ということもあり、事例地におけるデータ収集および他の先行事例の把握に比重をおいてきた。ここでは研究実施計画として提示した3つのポイントに沿って、以下に報告する。まず、事例地の島における共有地の位置付けについてであるが、共有地は全島に分散している。そこで共有地の一筆ごとの詳細なデータを入手し、それをもとに現在まで聞き取りを進めてきた。なかでも、かつて一度は村有になっていたものを字の財産区有というかたちに置きなおした土地があること、および共有地の島民への貸与のあり方が特徴的であることが注目され、調査を進めていくうえでの次なる焦点と考えている。次に、島における私的な所有地の位置付けについてであるが、今年度は島民同士での私有地の貸し借りというところにポイントをあてて聞き取りをおこなった。その結果として、当然ながら個別の事例によりさまざまな様態がみられたものの、とくに興味深い点として、貸与に関して金銭的対価というよりは長期的な関係性を重視する傾向を看取することができた。さらに第3点目、島にやってくる人びとへの島民なりの受入れのあり方についてであるが、一見同じような入り方をしたとしても、その評価はそれぞれで異なることが普通である。その判断基準として、現時点では、広い意味での平等性の感覚が働いていることが観察され、とくに注目される。以上、これらの事実はいずれも、島民たちが土地の利用や開発、発展ということについて判断する際の価値観を反映していると考えられる。来年度はさらにデータ収集をつづけつつ、それら特徴的な点から、コミュニティがもつ価値観の論理としての抽出を進めていきたい。本研究は、コミュニティの再生産の仕組みとその論理を明らかにすることを通じて、地域社会のありうべき発展を展望することを課題にしてきた。本年は研究期間の2年目ということもあり、アウトプットとしての政策論を志向していくうえで、あらためて方法論的な立場を明確にしておく必要があると考え、まずは論文の執筆でそれを確かめておいた。これは、生活環境主義理論の方法論的な独自性とその現在的な意義について、再検討をおこなったものである。他方、本年度も昨年度に引きつづき、事例地でのフィールドワークを主にしながら、データの蓄積を進めることができた。具体的には、信仰という文化面からは、架橋された島の共有地でおこなわれている祭礼の維持とその変化についての検討を、また、生業面からは、島の土地をめぐる貸し借りや共同労働のあり方の変化についての聞き取りを、そして、人びとの組織化という社会面については、ごく最近、現場コミュニティではこれまでの生活上の関係性をベースにした新たな自治組織をたちあげることで、架橋をめぐって押しよせるようになった巨大な変化に対応しようと試行錯誤をはじめていることに注目した。コミュニティには伝承と革新の2側面が存在する。以上のようないくつかの角度から事例地の人びとの動きに迫ることによって分かってきたのは、現場の人びとは自身のコミュニティの再生産に際し、伝承と結びついた革新のあり方をこそ模索している、ということである。つまり、地域社会の再生産と発展を考える際には、現在のところ主流になっている人口や経済を指標にしたマクロな議論ばかりではなく、現場の人びとの目線を踏まえたところでの政策論(再生産論)も必要、ということである。フィールドでの知見をもとにした文章化は、来年度を予定している。
低リン条件下におけるリンの吸収と利用効率を高めたイネの創出

本研究は,「リン欠乏耐性イネが如何にリンを吸収し効率よく利用しているか?」分子生物学・生化学的アプローチと育種利用・イネ創出につなげることを目的として研究を行った.リンの吸収に関しては、リン酸欠乏時イネの根系形成に関与するPstol1(プロテインキナーゼ)の標的タンパク質を検出するためリン酸化プロテオームを行った.リン利用効率に関しては、候補遺伝子をゲノム編集により調査し、メタポローム解析によりリン利用効率の高いイネ系統で高蓄積する代謝物を検出した.育種への応用として、リン利用効率の候補領域を持った準同質遺伝子系統株(BC5F2)を作出し、アフリカでの現地低リン圃場での調査を開始した本研究は,「リン欠乏耐性イネが如何にリンを吸収し効率よく利用しているか?」分子生物学・植物生理学的アプローチによりその機能を解明すると共に,それらの機能を低リン圃場において検証し,より効果的な育種利用・イネ創出につなげることを目的とし.以下の4つの項目について研究を行っている.[1. Pstol1の標的タンパク質の検索(東京農工大梅澤准教授が分担)]イネの根の形成を関与するPstol1(プロテインキナーゼ)のシグナル制御系を明らかにするために,リン酸化プロテオーム解析によりPstol1の標的タンパク質のスクリーニングを行う.本年度は材料育成に重点を置き,交配と遺伝子マーカー選抜によりKasalath由来のPstol1遺伝子座を持ち,背景がほぼIR64遺伝子型に置き換わった準同質遺伝子系統(IR64-Pstol1 NIL: BC4F4)の育種素材を作成した.[2.リン利用効率に関わる候補遺伝子の同定]GWASにより同定されたリン利用効率に関わるQTL領域内から,リン欠乏条件下で遺伝子応答する候補遺伝子を定量的PCR法により絞り込んだ.現在,形質転換体により候補遺伝子の過剰発現体・ゲノム編集によるノックダウン株を作製中である.[3.低リン条件下での各葉位別の一次代謝産物・リン構成要素の分析(ドイツマックスプランク研究所渡辺むつみ博士研究員が分担)]本年度は,メタボローム解析による一次代謝産物やリンが多く含まれている主要リン構成要素の網羅的解析を行った.[4.リン利用効率の候補領域を持った準同質遺伝子系統株の作出]昨年度から2つの高リン利用効率系統を遺伝子供与体に用いて、IR64との2回の戻し交配とDNAマーカー選抜により,背景が受容体型であるIR64に置換したリン利用効率に関する準同質遺伝子系統(IR64-PUE NIL: BC2F1)をそれぞれ作製した.[1.Pstol1の標的タンパク質の検索]リン酸化プロテオーム解析を行う上で,用いる材料が非常に重要になる.今年度は,IR64の遺伝子型背景で2Mb以内のKasalath由来の遺伝子が挿入された準同質遺伝子系統(IR64-Pstol1 NIL: BC4F4)を作成した.また,200個のSNPマーカーによるスクリーニングにより背景がほぼIR64型に置き換わっていることを確認している.リン酸化プロテオームに供試できる材料が完成したことからも研究が進展している.[2.リン利用効率に関わる候補遺伝子の同定]本年度,GWASにより同定されたリン利用効率に関わるQTL領域内から,定量的PCR法により2つの候補遺伝子に絞り込んだ.また,高リン利用効率系統・低リン利用効率系統から,2つの候補遺伝子の翻訳領域やプロモーター領域の遺伝子解析や形質転換体に用いるコンストラクトを作製し,候補遺伝子の過剰発現体・ゲノム編集によるノックダウン株を作製中であり,順調に研究は進展している.[3.低リン条件下での各葉位別の一次代謝産物・リン構成要素の分析]本年度は,メタボローム解析による一次代謝産物やリンが多く含まれている主要リン構成要素の網羅的解析を行った.主要リン構成要素のうち,リン脂質・有機リン・無機リン・totalRNAなどの主だった代謝産物の解析は終わっている.このことからも,順調に研究は進展している.[4.リン利用効率の候補領域を持った準同質遺伝子系統株の作出]昨年度から2つの高リン利用効率系統とIR64を用いて2回の戻し交配とDNAマーカー選抜により,リン利用効率に関する準同質遺伝子系統(IR64-PUE NIL: BC2F1)をそれぞれ作製した事からも,順調に進展している.また,Madagascarの現地での低リン圃場を選定し,栽培地検査開始したことからも,順調に計画は進行している.本研究は,「リン欠乏耐性イネが如何にリンを吸収し効率よく利用しているか?」分子生物学・植物生理学的アプローチによりその機能を解明すると共に,それらの機能を低リン圃場において検証し,より効果的な育種利用・イネ創出につなげることを目的とし.以下の4つの項目について研究を行っている.[1. Pstol1の標的タンパク質の検索(東京農工大梅澤准教授が分担)]イネの根の形成を関与するPstol1(プロテインキナーゼ)のシグナル制御系を明らかにするために,リン酸化プロテオーム解析によりPstol1の標的タンパク質のスクリーニングを行う.本年度は、育成した材料[準同質遺伝子系統(IR64-Pstol1 NIL: BC4F4)]を用いて,低リン条件下でのイネの冠根からタンパク質を抽出し消化酵素で断片化したのちリン酸化ペプチドを濃縮した.[2.リン利用効率に関わる候補遺伝子の同定]

GWASにより同定されたリン利用効率に関わるQTL領域内から,リン欠乏条件下で遺伝子応答する候補遺伝子を定量的PCR法により絞り込んだ.現在,形質転換体により候補遺伝子の過剰発現体・ゲノム編集によるノックダウン株(T3)の作成を完了した.[4.リン利用効率の候補領域を持った準同質遺伝子系統株の作出]昨年度から2つの高リン利用効率系統を遺伝子供与体に用いて、IR64との2回の戻し交配とDNAマーカー選抜により,背景が受容体型であるIR64に置換したリン利用効率に関する準同質遺伝子系統(IR64-PUE NIL: BC3F1, BC4F1)をそれぞれ作製した.また,200個のSNPマーカーによるスクリーニングにより背景がほぼIR64型に置き換わっていることを確認している.[1. Pstol1の標的タンパク質の検索]リン酸化プロテオーム解析を行う上で,用いる材料が非常に重要になる.今年度は,IR64の遺伝子型背景で2Mb以内のKasalath由来の遺伝子が挿入された準同質遺伝子系統(IR64-Pstol1 NIL: BC4F4)を作成し,リン酸化プロテオームに供試できる材料が完成したことからも研究が進展している.[2.リン利用効率に関わる候補遺伝子の同定]本年度,GWASにより同定されたリン利用効率に関わるQTL領域内から,定量的PCR法により2つの候補遺伝子に絞り込んだ.また,高リン利用効率系統・低リン利用効率系統から,2つの候補遺伝子の翻訳領域やプロモーター領域の遺伝子解析や形質転換体に用いるコンストラクトを作製した.作製したノックダウン株はT3世代まで進んでおり,順調に研究は進展している.[3.低リン条件下での各葉位別の一次代謝産物・リン構成要素の分析]本年度は,メタボローム解析による一次代謝産物やリンが多く含まれている主要リン構成要素の網羅的解析を行った.高リン利用効率系統・低リン利用効率系統から,主要リン構成要素のうち,リン脂質・有機リン・無機リン・totalRNAなどの主だった代謝産物の解析は終わっているこのことからも,順調に研究は進展している.[4.リン利用効率の候補領域を持った準同質遺伝子系統株の作出]昨年度から2つの高リン利用効率系統とIR64を用いて2回の戻し交配とDNAマーカー選抜により,リン利用効率に関する準同質遺伝子系統(IR64-PUE NIL: BC3F1,BC4F1)をそれぞれ作製した事からも,順調に進展している.また,SNPによるジェノタイピングによりほぼIR64型に置換されている個体が選抜されていることから,順調に計画は進行している.本研究は,「リン欠乏耐性イネが如何にリンを吸収し効率よく利用しているか?」分子生物学・植物生理学的アプローチによりその機能を解明し,より効果的な育種利用・イネ創出につなげることを目的とし.以下の4つの項目について研究を行った.[1. Pstol1の標的タンパク質の検索]イネの根の形成を関与するPstol1(プロテインキナーゼ)のシグナル制御系を明らかにするために,リン酸化プロテオーム解析によりPstol1の標的タンパク質のスクリーニングを行った.低リン条件下でのイネの冠根からタンパク質を抽出し,リン酸化ペプチドを濃縮しタンパク質質量分析計(LC MS/MS)により網羅的なリン酸化ペプチドの検出に成功した.
機能性脂質の創製を目指した油脂生産微生物のメタボリックエンジニアリング

高度不飽和脂肪酸生産菌Mortierella alpina 1S-4を代謝工学的に育種するために必須となる宿主ベクター系の構築を試みた。本年度は相同組み換え時のマーカー遺伝子となるorotidine-5'-phosphate decarboxylase遺伝子を取得するとともに、本菌のウラシル要求性変異株の取得に向け、本菌の胞子をニトロソグアニジン処理し、ピリミジン生合成系の中間物質(オロト酸)のアナログ5'-フルオロオロト酸を含む培地にて生育可能な変異株を取得した。また、M.alpina 1S-4の高度不飽和脂肪酸生合成遺伝子の取得を試み、Δ6不飽和化酵素アイソザイム遺伝子の取得に成功するとともに、Δ12不飽和化酵素活性低下株のΔ12不飽和化酵素遺伝子の取得に成功した。さらに.M.alpina 1S-4の鎖長延長酵素について知見を得るべく、鎖長延長酵素欠損変異株の取得を試み、変異株M1を得た。変異株M1では、16:0から18:0への鎖長延長能の低下により16:0が蓄積し、蓄積した16:0がΔ9不飽和化反応とそれに引き続く鎖長延長反応により16:1ω7を経由して18:1ω7へと変換される一方、一部の16:1ω7はn-7経路を経て18:3ω7(16:1ω7→16:2ω7→18:2ω7→18:3ω7)へ、あるいn-4経路を経て20:4ω(16:1ω7→16:2ω4→16:3ω4→18:3ω4→20:4ω4)へ変換された。一方、最近注目を集めている新規機能性脂肪酸・共役リノール酸をリノール酸の異性化を経て生産する菌株のスクリーニングを行った結果、高活性菌としてLactobacillus plantarum AKU1009a株を見いだした。また、アセチレン脂肪酸であるジヒドロクレペニン酸を生産する菌株として、Shizophillum commune YK5株を見いだした。
南相馬市における小中学校区の放射能測定に避難者動向を重ねた地理情報システム解析

福島県南相馬市の小学校通学路の空間線量率(放射能)を新潟大学アイソトープ総合センターと教育委員会の協働で計測し、地図化した。地図は市のホームページと印刷冊子の配布により公表した。インターネット上で拡大縮小が可能なウェブマップをカリフォルニア大学ロサンゼルス校の研究者と共同制作し、公開した。市内の小学校周囲の線量率は0.2-0.4μSv/h程度であり、学校敷地内は除染の効果でさらに低いと考えられた。小学生保護者に対するアンケート調査より、原子力発電所により近い小学校で子育てに不安を持つ保護者が多いことが分かった。今後も、継続的に正確な情報を伝えることで市民の安心に役立てることが重要である。南相馬市を始め浪江町、楢葉町、飯舘村など放射能汚染のある地域において車載線量率測定装置を用いて通学路を主とした道路上の線量率を測定し、GIS(地理情報システム)により地図化した。線量率データに基づき、GISによる地図化(視覚化)を行った。路上の測定データを地図上に線量率の高低により色分けすることで、高い(低い)線量率の道路を視覚的にすぐにわかるように工夫した。この地図は南相馬市のホームページに掲載され、住民への情報として活用されている。さらに、Web-mapの開発により、より柔軟で自由度の高い線量率地図の公開が可能となった。Web-mapも南相馬市ホームページで公開されており、多方面での利用が期待されている。さらに、学童が活動する小学校の校庭等の放射能測定についても、市内の全小中学校について敷地内を測定し、南相馬市ホームページで公開している。学童の屋外活動に対して不安の声が多く、線量率情報の公開は正確な情報源として市民の安心材料となっている。一方で、高齢者ではインターネットの利用そのものになじみがない場合が多く、印刷版地図の需要が指摘された。このため、平成24年夏期に測定した分について「南相馬市空間線量率地図(印刷版)」として刊行し教育委員会を通じ、市内の全ての小中学生・その父兄に配布した。第2回目として平成25年秋季に測定した分も同様に冊子として印刷し、配布した。第2回目配布時に、南相馬市内の5小学校に通学する小学生の父兄対象にアンケート調査を行い、6割以上の回収を得た。アンケート調査では、市内の空間線量率の測定や地図化して配布する・Web配信する、といったことが市民の安心と安全につながっているかどうかをたずねた。さらに、子どもを育てる上で不安がないかどうかについても調べ、南相馬市に還元した。南相馬市を始め放射能汚染のある地域において車載線量率測定装置を用いて通学路を主とした道路上の線量率を測定し、これをGIS(Geographic Information System:地理情報システム)により地図化した。新潟大学アイソトープ総合センターで開発した車載線量率測定記録装置(BISHAMON: BIo-Safety Hybrid Automatic MOnitor-Niigata)を用いて、南相馬市教育委員会の協力により市内全主要道路の空間線量率を測定し記録した。車載線量測定装置によって得られた線量率データに基づき、GISを用いた地図化(視覚化)を行った。今後も、市内全域の主要道路の空間線量率測定は半年毎を目処に継続的に行う予定であり、電子版地図・印刷版地図ともに更新の予定である。さらに、学童が活動する小学校の校庭等の放射能測定についても、市内の全小中学校について敷地内を測定し、線量率地図を南相馬市ホームページで公開している。南相馬市教育委員会との連携の下に、通学路の線量率と小中学校の校庭等の放射能測定は着々と進んでいる。空間線量率は自然減衰と除染を含めた放射性物質の移動により経時的に変化する。このため、測定は経時的に行う必要がある。南相馬市の協力に基づき、通学路の線量率は約6ヶ月毎の計測を今後も継続していく計画としている。

今回は、平成24年7-9月に全域を測定し、約半年後にあたる平成25年2-3月に再度計測を行った。この点で、測定作業は順調に進んでいるといえる。測定データに基づく地図化の作業も、平成24年7-9月測定分のデータについてはすでに地図を作成しホームページに公開され、印刷版の地図も刊行した。平成25年2-3月測定データについては、現在、地図作成作業を行っており、今後、順次公開していく。小中学校の校庭等の放射能測定については、必要時に測定し、地図作成するという方法をとっており、現在までで全ての小中学校と保育園・幼稚園の校庭や園庭を測定した。測定データに基づいて地図を作成し南相馬市のホームページに公開中である。このように、これまでのところ空間線量率の測定は順調であり、地図化して公開するステップは進行中である。さらに次のステップとして、地域毎の放射能レベルと性年齢別の人口を勘案した健康リスクについて、今後、検討していく必要がある。これについては、震災・原発事故発生後の南相馬市の人口構成は以前と大きく異なり、南相馬市からの情報提供が必要である。研究最終年度である平成25年度に、人口を勘案した放射能による健康リスクについて検討する予定である。平成25年度も線量計とGPSを連動させた測定システムによる通学路の空間線量率の測定と地図作成・公開を継続する。すでに測定システムは完成しており、これを利用して、6ヶ月を目処に継続的に測定する。測定データに基づき線量率地図を作成し南相馬市民にホームページを通して公開する。また、インターネット環境があれば、誰でもアクセスでき、拡大や縮小が自由にできるWeb-mapも更新する。さらに、インターネット環境がない市民に対する情報提供の手段として、印刷版の空間線量率地図を作成して市民に配布する。これらの地図では、線量率の高低を色の違いで表示し、目で見てすぐに線量率の高低が分かる工夫をする。測定は経時的に行うため、これまでに蓄積された線量率データも含めて、経時的変化を評価する。評価には放射性物質の減衰を加味し、純粋に放射性物質(セシウムなど)が流入したか流出したかを計算により求め、地図化する。さらに、どの場所で流入しやすい(しにくい)かを検討し、今後の除染計画やモニターに役立てる。一方で、作成した線量率地図に、現在、南相馬市に在住している市民の性年齢別人口を小地域毎に重ね、健康リスクを勘案できる地図を作成する。地図は南相馬市の健康リスクマネジメントに利用してもらうよう情報提供する。研究は新潟大学総合アイソトープセンターと南相馬市との協力の下で行う。研究・解析の成果は自治体への情報還元のみならず、学会発表や論文発表により行っていく。測定データを地図化して線量率地図を作成するが、インターネット環境がない市民のために印刷版地図を作成する。印刷版地図は約30ページのカラー冊子であり、この印刷・製本費用が必要である。次に、南相馬市民の性年齢別人口を小地域で地図化する際に、小地域の地図データが必要であり、購入予定である。さらに、測定を継続し、データを蓄積してきた結果、150万ポイント程度の線量率・位置情報データとなり、非常に膨大である。
地方行政官の動態に見る近世ロシア中央－地方関係の解明

本研究は、18世紀ロシア帝国における地方行政官の動向を主要な分析対象として、近世西洋世界の「中央ー地方関係」の実態解明を試みた。具体的な成果は、11710年代から30年代にロシア各地に任用された地方行政官の個人情報の数量的整理、2同時期の中央機関における彼らの人選を巡っての情報収集や言説など、任命の原則や背景の分析、3個々の地方行政官による具体的勤務の様態と地方社会からの反応の解明、に大別される。当時の全般的な特徴として、中央政府による地方行政官人事における地縁性への配慮の乏しさ、それによる地域社会との軋轢の存在などを指摘できるが、1730年代に一定の変化が生じつつあった点も否定できない。18世紀ロシア帝国における地方行政官の動向を対象に分析される「中央ー地方関係」を一つのモデルに、近世西洋世界における国家統合の実態解明を目的とする本研究では、平成25年度において、平成24年度から進めてきた基礎的データの整理を完了した。これは171939年にロシア諸地方に任命された県知事・副知事、地方長官・市長官、およびそれらの職務代行1200名あまりの経歴について、出身身分・民族性・就学歴・勤務歴など個人情報の数量化を試みるものである。こうした整理の結果、少なくともピョートル1世による全般的改革(「ピョートル改革」)を経た18世紀前半の時点において、当初の予想に反し、ロシア国家を構成する各県・各地方ごとの地域的特徴が必ずしも明示的ではない点、また地方官僚と任地との地縁性が総じて希薄であるように見える点などが明らかとなった。これは近年の近世ヨーロッパ国家研究において、各国内の法的・民族的・文化的多元性に着目する「礫岩国家」論の観点からすれば、やや特殊な性質とも言える要素であり、それがロシア社会の独自性によるものか、あるいはピョートル改革による国家統合の試みの成果によるものか、さらに追究する必要がある。このような新たな課題意識の下、平成25年度には実際の人事のメカニズムについても研究を進めた。具体的には、172630年に君主諮問機関として機能した最高枢密院や従来最高行政機関の地位にあった元老院の協働において、いかなる原則に基づき地方行政官の人選が行われたのか、刊行文献やアーカイヴ史料に含まれる議事録を中心に分析した。その結果、当該時期の地方行政官人事においては、辺境地帯の運営の困難などへの一定の配慮も見られたものの、現地出身者の登用といった地縁性を重視する原則は適用されていなかった点、特に中下層の官僚に関しては個人情報も十分に参照されていなかった可能性が析出された。18世紀ロシア帝国における地方行政官の動向を対象に分析される「中央ー地方関係」を一つのモデルに、近世西洋世界における国家統合の実態解明を目的とする本研究では、初年度にあたる平成24年度において、まずは(1)基礎的データの整理として、2008年にロシアで刊行された人名録『地方の行政官達:171939年』に記載されている、県知事・副知事、地方長官・市長官、およびそれらの職務代行に任命された人員1200名あまりの経歴について、出身身分・民族性・就学歴・勤務歴など個人情報の数量的整理を進めた。具体的には、当該人名録では姓名順に記載されている個人情報を、県・地方・郡など地域単位で再整理すると共に、出身地および出身身分、前歴、任期などを数量化することに努めた。それと共に、(2)国内機関での調査として、ロシア関連の文献に関し日本で有数の質と所蔵量を誇る北海道大学を中心に、その他、東京大学および一橋大学所蔵の露語・欧語文献を活用しながら、1718世紀ロシアの地方行政制度とその実態に関する研究史の把握と整理を進めた。この作業においては、シベリアをはじめ、ロシア南部・東部など辺境地帯の地方行政官および軍司令官の人事・活動については、史料集の刊行を含め、近年一定の関心と活発な成果が見られる一方で、本研究が主たる対象とするヨーロッパ=ロシア地域に関しては、ほとんど先行研究が見られない事実も改めて確認された。しかし米国の学術誌『Kritika』で2012年に地方史の再検討が提唱されたり、近世ヨーロッパ国家の特徴として、法的・民族的・宗教的・文化的な多元性を前提とする「礫岩国家」の性格が日本でも着目されたりしている点を鑑みれば、むしろロシア古来の領域であり、かつて諸公国が分立する状況にあったヨーロッパ=ロシアに関し、その「礫岩性」の有無を検討することは、やはり大きな意義を持つものと考えられる。

18世紀ロシア帝国における地方行政官の動向を対象に分析される「中央ー地方関係」を一つのモデルに、近世西洋世界における国家統合の実態解明を目的とする本研究では、平成26年度に主として1730年代、すなわち女帝アンナ・イオアンノヴナ治下での大臣官房や元老院など中央行政機関による地方行政官人事のメカニズムと共に、現地に任用された行政官と地域社会との関係性について分析した。このアンナ期については、皇帝権力の弱体化に伴い非ロシア人が跋扈したロシア史上の「暗黒時代」として、従来本格的な研究が乏しかったが、今年度の研究は地方行政官人事を切り口として、当時の政策決定過程の実態を解明し、地縁性への配慮の乏しさに象徴される人材登用の原則が、基本的に従来と大きく相違しない点を明示しつつ、それと同時に、一部の人選から推測される、ロシアにおける地方社会の「萌芽」の予兆を示唆した点に意義があると考えられる。また地方住民による行政官への反応を探る手段として、ロシア国立古文書館(РГАДА)に所蔵される嘆願書に着目し、官吏の日常的な勤務態度に迫ることも試みた。こうした史料は、地方行政官による不正や圧力を強調する点で偏りもあるものの、それを受理した地方・中央政府の事務処理や裁決の内容と合わせて分析することで、地方社会の「日常史」を明らかにする意義を有する。研究期間全体を通じては、大きく1171939年にロシア各地に任用された地方行政官の個人情報の数量的整理、2彼らの人選を決定した原則や背景の分析、3地方行政官による具体的勤務の実態解明、において一定の成果を得た。これらの成果を通じて、近年国内の多様性が指摘されがちな近世西洋国家との対照性が総じて目立つことになった一方で、こうした地方官僚の日常史的分析を通じて、改めて近世における中央集権化の深度を考察する視角を提示した点にも本研究の意義があると思われる。ヨーロッパ史・アメリカ史平成25年度にはそれまでの統計的整理を踏まえつつ、18世紀前半におけるロシア地方行政官の活動の実態(すなわち日常史的側面)の追究を開始する予定であったが、地域・個人に焦点を絞った個別事例研究までには踏み込めていない。その第一の理由として、数量的な分析の過程で、地域的な偏差が当時明示的ではなかった構図が予想外に判明したため、この要因に関する分析の必要が生じた点が挙げられる。特に中下層の地方官僚に関しては、依拠し得る先行研究も乏しく、自ら新たに追究する必要があった。なお、この作業の成果については、すでに脱稿した研究論文が平成26年度内に公表される予定である。第2の要因としては、ロシアで利用を予定していたモスクワの「ロシア国立古文書アーカイヴ(РГАДА)」が、施設の修繕のために平成25年9月末まで利用できなかったこと(年度末に訪れた際にも一部は修繕中であった)が挙げられる。また実際に同文書館での作業を開始し、現地でしか閲覧できない目録や原史料を調査したところ、各地方ごとのファンドには史料が必ずしも体系的には整理されていない点、その一方で、むしろ元老院など中央行政機関のファンドに、地方行政関連の情報が含まれている点が明らかとなった。ただし、この後者の史料群には各種の情報が混在しているため、その中から地方行政に関連する内容を抽出する作業が新たに必要となった。とはいえ、今回中央行政機関の史料を確認できたことは、特定の地域のみに沈潜するのではなく、当時の地方行政全般の特徴を探究し、マクロな視点とミクロな視点を接合する上で大きな意味があったと判断される。
T-TASを用いた犬の心房細動時における血液凝固能と抗血栓治療効果の評価

犬において心房細動(AF)の発現わずか30分後から、心房内(右心房内血)で血液性状の変化すなわち血小板機能と凝固能の亢進が認められるようになることが、全血血栓形成観測システム(T-TAS)を利用することで明らかとなった。また、この現象は、AFが持続する間も継続し、AFが停止すると1週間後には回復することも明らかとなった。しかしながら、これらの現象は、末梢(伏在静脈血)では明らかでなかった。これらAFを呈する犬に対し、ダルテパリンならびにクロピドグレルのいずれかを投与したものの、心房内の血小板機能と凝固能の亢進を抑制することができなかった。人医療における検査機器であるT-TASを、犬に対して臨床利用できるように、健常ビーグル犬を対象動物として個体内差、個体間差、および時間差などについて検討を行う。T-TASを犬に対する使用条件に改良した後に、健常犬における血栓形成時間の基準値を作成する。次に、獣医療および人医療において血栓形成が臨床的に重要問題であるAfに主眼を置き、Afの実験的モデルである高頻度心房刺激犬を、健常ビーグル犬を供試し作出する。そして、Af時における血栓形成のプロセスを詳細に明らかにするために、細動前から細動時における血液凝固機能の経時的変化を確認する。そして、種々の抗血栓(抗血液凝固)薬剤をAf犬に投与し、その効果や用量用法を詳細に明らかにするとともに、最良の投薬プロトコールの作成を試みる。平成26年度は,1. T-TASの犬への応用として,(1)同一個体における再現性の確認,(2)採血後測定までの時間の影響の確認,(3)個体間における再現性の確認と健常犬における血栓形成時間の基準値の作成を主に計画し,鹿児島大学の三浦准教授(研究分担者)の元で研究を行った。その結果,(1)同一個体においての高い再現性が得られ,(2)採血後測定時間に影響されない(静置時間1時間は常に必要)ことが判明し,(3)個体間の高い再現性と基準値の決定が行えた。これを獣医内科学アカデミーで口頭発表した。また,2.Afモデル犬(高頻度心房刺激犬)の作成として,5頭を作成した。さらに,3.細動時における血液凝固機能の経時的変化の確認として,細動発現30分後には血液凝固能が亢進しはじめることが明らかとなった。また,心房細動が持続するに従い経時的に血液凝固能が亢進すること,心房細動が停止すると約1週間で健常時の血液凝固能に回復することを見いだした。人医療において、心房細動が発現すると、血栓形成のリスク上昇することが知られている。しかし、心房細動発現後のいかなるタイミングで血栓形成傾向が認められはじめるか、さらにその変化がどのように推移するのかは知られていない。それを知ることは、血栓形成予防ならびに治療を考える上で非常に有益な情報となりえる。平成27年度に実施した研究として、研究1:高頻度心房刺激による心房細動モデル犬を供試して、心房細動発現前、そして発現30分後の血液性状を心房血と末梢血のそれぞれで、活性化部分プロトロンビン時間(APTT)やプロトロンビン時間(PT)の測定という従来からの検査方法ならびに全血血栓形成観測システムT-TASを用いて評価した。その結果、(i)心房細動発現30分後には、血小板機能の亢進と血液凝固能の亢進の双方が発現すること、(ii)その変化は、末梢血では認められずに心房血のみで認められること、(iii)その変化は、従来からの検査方法では検出することが出来ないが、T-TASでは十分に検出可能であること、などを明らかにした。研究2:前期の研究1と同様な手法を用いて心房細動発現後1,2,および3週間後、そして心房細動停止1週間後の血液性状の変化を評価した。その結果、(i)心房細動が持続するに従い経時的に血小板機能と血液凝固能の双方が亢進していくこと、(ii)その変化は、血液凝固能亢進が血小板機能亢進に先行すること、(ii)心房細動が停止すると約1週間で健常時の血液性状にほぼ回復すること、などを見いだした。研究1と2より、心房細動と血栓形成タイミングについて多くの知見が得られたことから、獣医療に還元すべく日本獣医循環器学会定例大会において発表した(2演題)。また、共同研究者らのチームが臨床例における血栓形成能の評価をT-TASを用いて行い、その有用性を同じく日本獣医循環器学会定例大会において発表した(1演題)。最終年度の研究内容を残し、当初の研究計画における研究内容のほぼすべてを平成26年度、平成27年度に終えている。

これらAFを呈する犬に対し、ダルテパリンならびにクロピドグレルのいずれかを投与したものの、心房内の血小板機能と凝固能の亢進を抑制することができなかった。犬の心房細動(Af)発現時には、わずか発現後30分後より血液凝固能の亢進(凝固因子系および血小板機能)が引き起こされることがこれまでに明らかとなった。そして、その変化を末梢血と心房血とで比較したところ、心房血で血液凝固能の亢進がより顕著であった。また、この変化はAfの持続期間にわたり維持されることも併せて明らかとなった。そのため、犬のAfの発現後には速やかに抗血液凝固治療を開始すべきとの結論に至った。しかしながら、これまでに犬の抗血液凝固治療(主にAf)は未確立のため有効な治療法を模索した。獣医療において抗血液凝固治療として、抗凝固薬である低分子ヘペリンならびに抗血小板薬であるクロピドグレルが、臨床現場で利用されつつある。今回、これら2剤を調査対象薬として選択し、Afモデル動物である高頻度心房刺激犬に対し3週間にわたり投与し、血液凝固能の変化を観察した。その結果、低分子ヘパリン投与後1週間目までは心房血ならびに末梢血で、血液凝固能(凝固因子系)の亢進を抑制可能な傾向であったが、2週目以降は、心房血ならびに末梢血の双方で亢進を抑制できなかった。また、当然ながら薬理効果以外である抗血小板効果は見いだせなかった。一方、クロピドグレル投与後は、末梢血で血液凝固能(血小板機能)の亢進を抑制可能であった。しかし、心房血では血液凝固能(血小板機能)の亢進を抑制することができなかった。また、薬理効果以外である凝固因子系抑制効果は見いだせなかった。今回、両薬剤で心房血における血液凝固能(凝固因子系と血小板機能の双方)の亢進が抑制できなかった理由として、Af状態が持続しているため心房機能の低下も維持されたことで、同部位での血液うっ滞が重度であったものと推定した。そのため、犬のAf時の血栓予防・治療として、抗血液凝固治療にみでなく、心房機能の改善を勘案した治療を併用する必要があると結論づけた。当初の実験計画と比較するにあたり,ほぼ計画通りに進展している。研究分担者側(鹿児島大学三浦准教授)での論文作成を待ち,それを引用する形で論文を作成しようと考えている。最終年度である平成28年度は、犬において有効な血栓治療薬(あるいは予防薬)を見出す予定である。そのために、前年度までの結果を利用し、複数の候補薬剤を単剤ずつ該当モデル動物に投与しながらその反応を観察する。また、これまで得た結果を論文発表する予定である。不整脈診断・治療平成27年度以降は,犬における血栓症治療のための抗血栓薬治療プロトコールの作成として、ジピリダモール、ダビガトラン・エテキシラートあるいはワルファリンなどの抗血栓(抗血液凝固)薬剤をAf犬に投与し、その効果や用量用法を詳細に明らかにするとともに、最良の投薬プロトコールの作成を試みる。また、これらの評価は、可能な限り同一個体で行い、薬剤のウォッシュアウト期間を設けることで、供試動物の頭数削減に努める。研究時に、全体会議を開催して、目的と研究計画について相互の理解と連携を確認する。情報交換は随時行うが、3ヶ月ごとに会議を行って進捗状況を報告して、意見交換を行う。また、必要に応じ臨時の会議を開催する。なお,平成26年度は3回の会議を行った。計画通りに研究が進まない場合は、その原因を究明して改善策を検討するとともに、研究分担の見直しと補完方法を検討する。本研究では供試動物としてビーグル犬を購入している。今回、他の研究・実習に使用し不要となった動物を本研究に対して供与していただいた。その結果、ビーグル犬の購入費を節約することができたため。最終年度であり、当該年度内に追加実験を行う可能性がある。
固液接触現象の分子動力学

分子動力学法を用いて単層カーボンナノチューブ内の水から氷への相変化シミュレーションを行った.中央に炭素原子3120個からなる(10,10)のSWNT(直径1.4nm,長さ19.5nm)を配置し,その内部に192個の水分子を配置した計算系を用いた.水分子には単純でありながらも,表面張力などをよく再現できるSPC/Eモデルを適用し,炭素問共有結合ポテンシャルとしてはBrennerポテンシャルを用いた.水-炭素間のポテンシャルに関しては,van der Waals力を表す酸素原子-炭素原子間のLennard-Jonesポテンシャルと,水分子の電荷と炭素原子の四重極との間のクーロンポテンシャルの和で表現した.計算開始から最初の50psは系全体に対して速度スケーリング法による温度制御を行い,300Kに系の温度を保った.その後,系を冷却していくことにより水の相変化シミュレーションを行ったが,SWNT内の水を直接温度制御することは避け,外側のSWNTの温度制御のみによって熱流速一定条件で冷却を行った.本研究で用いた系は小さく凝固熱自体も小さいため,通常の熱流速一定条件の相変化で見られる温度一定領域は観測されなかった.冷却速度を変えた2通りの計算を行い,酸素原子間距離分布の時間変化から結晶化の判定をしたところ,220K,200Kという異なる相変化温度が観測された.220Kでの相変化では八角形のチューブ状の氷結晶が得られたが,200Kでの相変化では中心に一列水分子が並ぶことによって八角形構造の一部に欠陥が生じている結晶が生成された.分子動力学法を用いて単層カーボンナノチューブ内の水から氷への相変化シミュレーションを行った.中央に炭素原子3120個からなる(10,10)のSWNT(直径1.4nm,長さ19.5nm)を配置し,その内部に192個の水分子を配置した計算系を用いた.水分子には単純でありながらも,表面張力などをよく再現できるSPC/Eモデルを適用し,炭素問共有結合ポテンシャルとしてはBrennerポテンシャルを用いた.水-炭素間のポテンシャルに関しては,van der Waals力を表す酸素原子-炭素原子間のLennard-Jonesポテンシャルと,水分子の電荷と炭素原子の四重極との間のクーロンポテンシャルの和で表現した.計算開始から最初の50psは系全体に対して速度スケーリング法による温度制御を行い,300Kに系の温度を保った.その後,系を冷却していくことにより水の相変化シミュレーションを行ったが,SWNT内の水を直接温度制御することは避け,外側のSWNTの温度制御のみによって熱流速一定条件で冷却を行った.本研究で用いた系は小さく凝固熱自体も小さいため,通常の熱流速一定条件の相変化で見られる温度一定領域は観測されなかった.冷却速度を変えた2通りの計算を行い,酸素原子間距離分布の時間変化から結晶化の判定をしたところ,220K,200Kという異なる相変化温度が観測された.220Kでの相変化では八角形のチューブ状の氷結晶が得られたが,200Kでの相変化では中心に一列水分子が並ぶことによって八角形構造の一部に欠陥が生じている結晶が生成された.