hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温超伝導体の熱磁気効果による磁束の運動の研究

2)磁束状態:本科研費補助金によって購入した大容量高温炉を私用してYB_<a2>Cu_3Oy単結晶の作製を行い,さらに1軸性圧力のもとで熱処理することによって,双晶のない良質な単結晶の作製に成功した.この非双晶単結晶を用いて磁束格子の融解相転移を研究した結果,磁場の増加に伴って磁束格子が不規則固体に変化する磁束系における磁場誘起規則一不規則転移を発見した.さらにこの磁束系の規則一不規則転移が,母体結晶の不規則性の増加とともに低磁場で起こりやすくなることを明らかにした.我々は,昨年導入された大容量高温炉を使用してYBa_2Cu_3O_y単結晶の作製を行なった.その結果,数mm角の単結晶を多量に得ることが出来た.さらに,これらの試料に1軸圧力を加えて熱処理することによって,双晶のない単結晶を作製することに成功した.この無双晶単結晶を用いて磁束格子の融解相転移を研究した.その結果、無双晶化することによって不可逆磁場のreentrant効果を観察し,この性質は磁場の増加とともに磁束系の構造が格子状体からグラス状態へ変化することに起因することを指摘した.昨年来研究を行なっていたYBa_2Cu_3O_yにくわえて,異方性の異なる酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_y及びLa_<2-x>Sr_xCuO_4の熱磁気効果を測定して,異方性と磁束の運動との関係を考察した.興味深い現象として,異方性の強さが2桁程度も異なるにも関わらず一定の温度差で現われるネルンスト電圧は物質に依存しないことを見出した.この結果が各物質中の磁束の持つエントロピーの大きさと異方性の大きさとが相殺しあってネルンスト電圧としては偶然にも一致することを意味するのか,または磁束のエントロピーとは無関係に磁束の運動が決定されることを示すのか,まだ明らかでない.高温超伝導体の磁束状態は,従来の第2種超伝導体と極めて異なった性質を示すことが知られている.本研究は,磁束状態の静的な性質に加えて,温度差によって駆動される磁束の運動の結果生じる熱磁気効果を利用して磁束の運動や磁束の持つエネルギーを測定して,高温超伝導体の磁束状態の特徴を明らかにすることを目的としている.昨年度,良質な非双晶YBa_2Cu_3O_7単結晶において特徴的な第2ピーク効果を見出し,これを磁束系の規則-不規則変化によるものであることを主張した.本年度,この主張の可否を明らかにするため,日本原子力研究所・岡安らとの共同研究によって電子線照射を行い,この第2ピークが結晶母体の欠陥によってどの様に影響されるかを調べた.その結果は,結晶母体の不規則性が増すにつれ,規則-不規則変化を起こす磁場の値は減少し,我々の主張するモデルと矛盾しないことが確認された.また,磁束格子の融解転移線近傍に於いて電流-電圧特性を測定し,磁束の運動が,プラスチックフローからエラスティクフローに代わること,電流による融解相転移が起こると考えられることを示した.YBCO及びBSCCOにくわえて,本年度は,山梨大学児嶋研究室から提供されたLa_<1.87>Sr_<0.13>CuO_4のネルンスト効果の異方性を測定した.その結果,異方的な層状構造のもとでの磁束運動は,電子状態の異方性を反映しており,磁束の輸送エントロピーの異方性は,コヒーレンス長,磁束侵入長の異方性によって説明されることを明らかにした.一方,磁束の輸送エントロピーは,ネルンスト効果とエッチングスハウゼン効果の2種類の熱磁気効果から求められるが,これら2種類の測定の間で,その値に不一致が見られた.その原因は未だ不明である.
人工脂質膜モデルと遺伝子組み換え細胞を用いた生体膜蛋白の分子形態学的解析

肝細胞小胞体膜の薬物代謝酵素分子をモデルとし、小胞体膜における薬物代謝系microsomalmonooxygenasesystemを構成するcytochrome P-450(P-450)とその還元酵素のトポロジーと機能との関係を明らかにするために、1)小胞体膜を模倣したモデル膜系の作製と評価、2)小胞体膜におけるP-450各分子種およびP-450還元酵素分子の密度測定、3)組み込み分子観察のためのナノメータ領域の構造観察法の開発、4)上記の結果を総合した薬物代謝酵素分子組み込み膜系の作製と観察を行った。また、これらの研究の遂行のために、予備実験として他の蛋白を用いた密度測定法の検討を行うとともに、特定のP-450分子種について、その発現調節機構と機能発現との関係についての解析をも行った。遺伝子組み換えによってP-450分子を発現させた培養CHO細胞におけるP-450の発現の程度は制御困難であり、さらに、用いた培養細胞系の小胞体膜に予想以上の夾雑蛋白が存在していたことから、遺伝子組み換え細胞は、肝細胞小胞体膜のモデルとして好適でなかった。一方、人工脂質膜標品では組み込まれた分子の方向性を制御することができず、生体肝細胞の小胞体膜とまったく同じ膜モデルシステムをin vitroで再構築するところまではゆかなかった。しかしながら、この膜標品を用いて、膜に組み込まれた生の分子を原子間力顕微鏡観察することができた。その結果、いままで生化学・生物物理学的研究の結果から提唱されてきた多くの存在様式および会合モデルのうち、大型のミセルモデルの存在が否定的であることが明らかとなった。また、P-450IIB分子の膜露出ドメインの大きさから、P-450IIB分子が以前からのハイドロパシー解析の結果から予測されたような膜7回貫通型の膜蛋白ではなく、N末端側に膜貫通部位(アンカー構造)を持つ蛋白であることが示された。1肝細胞の小胞体を凍結割断レプリカ法を用いて電顕観察し、薬物代謝酵素の膜露出領域の大きさを測定した。小胞体膜には従来報告されているような大型のミセルに相当する粒子は観察されなかった。この結果は、薬物代謝酵素がin situでは大型ミセルを形成していない可能性を示唆する。現在、酵素標品を組み込んだ人工脂質膜および単離小胞体膜の解析を行なっている。2フェノバルビタールを投与したラットの肝からチトクロームP-450IIB-2およびチトクロームP-450還元酵素を部分精製した。領域特異的抗体を用いた実験については、抗原(部分精製標品の蛋白分解酵素消化物と合成ペプチドフラグメント)作製の段階にある。3膜蛋白を単離することなく原子間力顕微鏡(AFM)で観察するには、タッピング方式のAFMが最適であった。現在、凍結割断レプリカ法とAFMを併用して、各酵素分子および分子複合体の高次構造をsub-nanometerオーダーで解析しつつある。4 P-450IA1およびIIB2に対するDNA probeを作製した。Northen hybridization法を用いた解析では、probeのIA1およびIIB2 m-RNAへの結合は特異的で、このprobeを用いた両m-RNAの回収・精製が可能となった。5)上記の結果に加えて、画像解析装置を用いた定量免疫組織化学法を開発した。また、高感度定量in situ hybridization法を開発中である。これらの技法は、平成7年度の実験に用いられる。

1)小胞体膜と同じ組成のリン脂質を界面活性剤の存在下で超音波処理してミセルとし、このミセルを透析後、凍結融解することで、肝細胞の小胞体膜を模倣する人工脂質膜の作製が可能となった。この膜はミクロソーム小胞と等しい直径を持つ単位膜で、凍結融解を繰り返と大型で嚢状の膜となった。この膜に精製した膜蛋白標品を組み込んで生化学的に解析することで、この膜が小胞体膜の好適なモデルとなることを確認した。2)In situにおける膜蛋白の原子間力顕微鏡(AFM)観察には、タッピング方式が最適であった。また、リン脂質層に金属イオンを付加することで試料の保定はtightにできたが、像にア-ティファクトが生ずる可能性があり、このことについて、現在、解析中である。3)画像解析装置を用いた定量免疫組織化学法を確立した。この方法と電顕形態計測法を組み合わせて、小胞体膜における種々の膜蛋白の組み込み密度を算出できたので、小胞体と同じ数の分子を組み込んだ人工脂質膜の作製が可能となった。以上、ラット肝細胞の小胞体膜を高度に模倣した人工脂質膜の作製胞が確立できた。そのため、膜蛋白構造のnanometerおよびsub-nanometerレベルの詳細な解析が人工脂質膜モデルにおいてで可能となった。一方、組み換えCHO細胞では組み込み蛋白の発現量が制御できず、モデルとしての有用性に乏しいことが判明した。1)In situにおける膜蛋白複合体のコンタクトモードによるAFM観察を試みた。単離された分子(単離P-450IIB分子、origonucleotide、IgG等)のsubnanometer領域の観察は可能であった。しかしながら、ピエゾ素子のヒステリシス、および試料(小型小胞)が柔らかく、支持基盤に密着していないために生ずる像の乱れによって、現在、小型小胞に組み込まれたP-450IIB分子の観察はnanometerレベルにとどまっている。2)PBを投与したラットの肝からP-450IIBおよびP-450還元酵素を部分精製し、部分精製標品の蛋白分解酵素消化物または合成ペプチドフラグメントを抗原としてP-450IIBのN-末端の小胞体腔露出領域に結合する領域特異的抗体および細胞質露出領域に結合する領域特異的抗体を準備した。これらの抗体を用いて、薬物代謝酵素分子組み込み人工脂質膜標品に免疫コロイド金反応を施し、試料から表面レプリカ膜を作製して電子顕微鏡で観察した。その結果、この人工脂質膜標品では、一部の分子が逆方向に組み込まれていることが判明した。3)小型(1nm)の免疫コロイド金反応を施したP-450IIB分子組み込み人工脂質膜標品または反応させていない標品をAFMで観察した。免疫コロイド金反応を施したP-450IIB分子組み込み人工脂質膜標品の膜表面はコロイド金粒子およびIgG分子で修飾されており、IgG分子が大きいため、組み込まれた薬物代謝酵素分子はその下に隠れて観察不可能であった。ここまでの観察はタッピングモードでもコンタクトモードでも可能であった。反応させていない標品をAFMで観察すると、タッピングモードでは、良好な画像は得られなかった。コンタクトモードでは、直径2-4nm、高さが2-3nmの凸状構造(大型凸状構造)が観察された。また、ときどきそれより小型の凸状構造(直径1nm,高さ1-1.5nm)も観察された。
ニコラウス・ペヴスナー、その知られざる実像―精神の深みからの社会改良

本研究は、建築史・美術史・デザイン史家ニコラウス・ペヴスナーの社会改良を目的とした執筆、社会活動に焦点を当て、これまで注目されてこなかった社会改良家としての芸術史家の実像に迫ろうとするものであった。同時代の一般市民の芸術的素養の育成と産業デザインの質的向上を具体的な目標に定め、芸術・デザイン関連の雑誌の編集、一般読者向け記事の執筆、ラジオ講演等を通して、広くデザインに関する国民的関心を啓発し、一般市民の日常生活の向上と美的素養の育成に芸術文化史的側面から貢献しようとしたペヴスナーの多彩な活動は、彼の社会改良への情熱を常に重要な原動力としていた。本研究課題の目的は、20世紀を代表する建築史・美術史・デザイン史研究者ニコラウス・ペヴスナーの、社会改良の実現を視野に入れた芸術文化研究の全容を解明し、これまで注目されることのなかった社会改良家としてのその実像に迫ろうとするものである。平成27年度は、1)ペヴスナー批判の系譜、2)ペヴスナーによる中世的精神の近・現代的意義に関する主張、3)ペヴスナーによる第2次世界大戦後の英国デザイン界・デザイン産業への社会改良的提言、4)ペヴスナーのプロテスタント・キリスト教観と芸術文化的関心の連関性、といった観点に注目しながら資料収集を行うとともに、一部成果を発表(発表済み1件、発表内定1件)した。本研究課題との取り組みは、おおむね順調に進んでいると考えている。本研究課題にかかわる基礎資料の収集は、ほぼ終了した。今後は、本研究課題を遂行するにあたって注目している4つのテーマ(観点)ー1)ペヴスナー批判の系譜とその反証の試み、2)ペヴスナーによる中世的精神の近・現代的意義の強調と〈日用の美〉をめぐる芸術文化史的考察、3)第2次世界大戦後の英国デザイン界・デザイン産業への提言とペヴスナーの社会改良的精神、4)ペヴスナーのプロテスタント・キリスト教観と社会改良家としてのモダン・デザインの提唱ーに関する考察と執筆を進めるとともに、その過程で新たに見出された、そして見出されるであろう、必要資料を順次収集していく。研究成果の発表については、平成27年度は海外での学会発表を1件行った。平成28年度は、海外での学会発表を2件、国内での学会発表を1件予定している。今後予定されているこれらの学会発表は、現時点で発表が内定もしくは発表者の選抜に応募中の状態にあり、本研究課題に関する研究成果の発表は総じておおむね順調に準備が進んでいると考えている。今後は、そうした発表内容を学術論文として出版することに力を注ぎたい。平成28年度は、多彩を極めたニコラウス・ペヴスナーの芸術文化史研究の中でも特に、1第2次世界大戦目前にペヴスナーの中に生まれた社会改良的視点に基づくモダン・デザインへの美術史的関心の源流が、彼のドイツ表現主義芸術に対する関心にあった可能性について、2ぺヴスナーが「中世的精神の近・現代的意義」を強調しながら、一般大衆の生活空間を形成している〈日用の美〉の諸事例について美術史的考察を加えた事実について注目した。資料収集活動は、前年度に引き続き、1)ペヴスナーの芸術文化史学の研究手法に向けられた批判の系譜、2)ペヴスナーによる中世的精神の近・現代的意義に関する主張、3)ペヴスナーが第2次世界大戦後の英国デザイン産業に向けて発信した社会改良的提言、4)ペヴスナーのプロテスタント・キリスト教観と芸術文化的関心の関連性の計4点に注目しながら行い、あわせて研究成果の発表・公表(海外学会・国際会議発表3件、国内学会発表1件、英文論文3編、邦文論文1編)に努めた。本研究課題にかかわる追加資料の収集は、順調に進んでいる。また、本研究課題を遂行するにあたって注目している4つのテーマー1)ペヴスナーの芸術文化史学の手法に向けられた批判の系譜とその反証の試み、2)ペヴスナーによる中世的精神の近・現代的意義の強調と〈日用の美〉をめぐる芸術文化史的考察、3)第2次世界大戦後の英国デザイン産業への提言とペヴスナーの社会改良的精神、4)ペヴスナーのプロテスタント・キリスト教観と社会改良家としてのモダン・デザインの提唱ーに関する考察と、研究成果の発表(海外学会・国際会議での発表、論文の執筆等)も順調に進んでいる。具体的な研究成果の発表としては、平成28年度は海外学会・国際会議での研究発表を3件、国内学会での研究発表を1件行った。平成29年度は、さらに海外学会・国際会議での発表を2件(いずれも発表採択済み)予定しており、本研究課題に関する研究成果の発表の準備は、資料の収集およびその検討と並行して、おおむね順調に進んでいる。今後も引き続きそうした発表内容を学術論文としてまとめることに力を注ぐつもりである。本研究は、建築史・美術史・デザイン史家ニコラウス・ペヴスナーの社会改良を目的とした執筆、社会活動に焦点を当て、これまで注目されることのなかった社会改良家としてのその実像に迫ろうとするものであった。最終年度は、本研究課題を実施するうえで着目した4つの視点ー

1)ペヴスナーの芸術文化史学の研究手法に向けられた批判の系譜、2)ペヴスナーによる中世的精神の近・現代的意義に関する主張、3)ペヴスナーが第2次世界大戦後の英国デザイン産業に向けて発信した社会改良的提言、4)ペヴスナーのプロテスタント・キリスト教観と芸術文化的関心の関連性ーについて、それぞれまとめの考察を行った。特に、同時代の一般市民の芸術的素養の育成と産業デザインの質の向上を具体的な目標に定め、芸術・デザイン関連の雑誌編集、一般読者向け記事の執筆、ラジオ講演等を通して、広くデザインに関する国民的関心を啓発し、一般市民の日常生活の向上に芸術文化史的側面から貢献しようとしたペヴスナーの活動に重点をおいて検討した。ペヴスナーによれば、20世紀中葉の様式は、モダン・ムーブメントと称される「装飾を排した、簡潔で、すがすがしい形状」によって、過去のいかなる時代よりも優れたデザインを生み出し得る可能性を豊かに内包していた。そしてモダン・デザインの時代こそ、「安価でデザイン性に優れた産業デザインの存在」に社会の目を向けさせることによって、一般市民の美的素養の育成を図る絶好の機会であった。芸術文化史研究の対象として大量生産品に注目したペヴスナーの諸活動には、20世紀社会の諸条件と要求を「含畜する様式」としてのモダン・デザインに、階級的制約を超えた一大社会運動としての美的素養育成の鍵を発見しようとした彼の意気込みと理想を読み取ることができる。本年度の研究成果の発表は、国際学会発表2件、国内学会発表1件、邦文論文1編の執筆を通して行った。本研究は、建築史・美術史・デザイン史家ニコラウス・ペヴスナーの社会改良を目的とした執筆、社会活動に焦点を当て、これまで注目されてこなかった社会改良家としての芸術史家の実像に迫ろうとするものであった。同時代の一般市民の芸術的素養の育成と産業デザインの質的向上を具体的な目標に定め、芸術・デザイン関連の雑誌の編集、一般読者向け記事の執筆、ラジオ講演等を通して、広くデザインに関する国民的関心を啓発し、一般市民の日常生活の向上と美的素養の育成に芸術文化史的側面から貢献しようとしたペヴスナーの多彩な活動は、彼の社会改良への情熱を常に重要な原動力としていた。今後の研究は、本研究課題を遂行するにあたって注目している4つのテーマ(観点)ー1)ペヴスナー批判の系譜とその反証の試み、2)ペヴスナーによる中世的精神の近・現代的意義の強調と〈日用の美〉をめぐる芸術文化史的考察、3)第2次世界大戦後の英国デザイン産業への提言とペヴスナーの社会改良的精神、4)ペヴスナーのプロテスタント・キリスト教観と社会改良家としてのモダン・デザインの提唱ーについて追加的な資料収集を継続するとともに、個々のテーマに焦点を絞って考察を進めていく。それと同時に、今後はより一層研究成果の発信に力点を置き、国内、国外の学会において発表していく予定である。具体的には、平成28年度は計3件の学会発表を予定している。まず、7月末に京都精華大学を会場に開催される意匠学会研究大会において「ドレスデンのペヴスナー表現主義におけるヨーロッパ中世主義の〈精神〉」と題した発表を行いたい(5月現在応募中)。また9月に英国のミドルセックス大学を会場に開催されるデザイン史学会(Design History Society)2016年度年次大会において`Die Bruecke between Time and Design: Young Pevsner's Expressionist Search for Timeless Criteria in Good Design'と題した発表を行いたいと考えている(5月現在応募中)。
カテコール開裂酵素のタンパク工学による基質特異性の改変

Pseudomonasaeruginosa JI104の3つのC230のうちの一つXylE_<JI104>はTOLプラスミド上のC230、XylE_<TOL>と一次配列上、非常に相同性が高い。両者の基質特異性の傾向はかなり似ているが、4-chlorocatecholに対する反応性だけが異なっている。先頃、ビフェニル分解において1つ目の芳香環のメタ位開裂を行う酵素BphCの3次元立体構造がX線結晶解析で解かれた。この情報によるとXylE_<JI104>、XylE_<TOL>の両者で異なるアミノ酸残基が連続している283-286位の領域はBphCにおいてビフェニルの開環しない方の芳香環に接していて、2次構造的にはループ構造を形成している。そこで、XylE_<JI104>の283-286部位をランダムに改変して4-chlorocatecholに対する反応性が変化したものを選択することを目的に以下の実験を行った。C230遺伝子(xylE_<JI104-1>)をコードするプラスミドpCY385を鋳型にして、変異をかけたい部分を含むようにPCRプライマーをデザインする。この際、両プライマーの5'末端を4塩基混合物によりランダムなアミノ酸配列になるようにしておく。PCR後のサンプルはDpnlで処理する。大腸菌のdamメチラーゼによりGATCのAがメチル化された鋳型DNAは、Dpnにより分解され、変異の導入されたものだけが分解されずに得られる。こうして得られたライブラリーよりcatechol,4-chlorocatecholを噴霧して黄変するコロニーを43個分離した。この中には(Act_<Cat>/Act_<4CICat>)が9や0.1といった値を取るものもあった。(XylE_<JI104>は0.20.3、XylE_<TOL>は0.7<。)Pseudomonasaeruginosa JI104の3つのC230のうちの一つXylE_<JI104>はTOLプラスミド上のC230、XylE_<TOL>と一次配列上、非常に相同性が高い。)
混合寡占における望ましい環境政策に関する研究

研究代表者は,公企業の民営化政策と環境政策の統合的視点を鑑み,公企業の民営化や貿易自由化が進む中での望ましい環境政策についての新た展望を見いだすことを試みた。公企業と私企業が同じ市場で競争する市場、いわば混合寡占市場の下での、望ましい環境政策のあり方について理論的に分析することを主な目的として研究を行った。まず、この研究目的とつながる研究として、国際クールノー複占市場の下での戦略的環境税競争の動学モデル分析がある。この論文では、Dynamic Programmingの手法を用いて動学を表現し、国際複占市場の下で2国間での最適環境税率を、静学のケースと比較分析した。ここでは、国内私企業が外国私企業と第3国の市場で競争しているケースモデルを採用、そして、線形の需要曲線を仮定している。この結果、動学における定常均衡の環境税率は静学のケースよりも低いことが示された。それゆえに、政府の動学的行動が環境損害を増加されることも示された。また、初期段階での2国間での環境税の国際協調の効果についても分析した。この結果、2国間での環境税の国際協調は、レント奪取効果が低下することで、定常均衡の環境税率を上昇されることが示された。この結果は、レント奪取効果を下げるために、初期段階において環境税率は協調的に導入されることが、環境改善の観点から望ましいことを意味している。また、この結果は今後、公企業のケースに拡張することで、発展途上諸国における環境税競争の望ましいあり方について分析することが可能と思われる。なお、この論文は現在投稿中である。研究代表者は、公企業の民営化政策と境政策の統合的視点を鑑み、公企業の民営化や貿易目由化が進む中での望ましい環境政策についての新たな展望を見いだすことを試みた。この論文では、Dvnamic Programmingの手法を用いて動学を表現し、国際複占市場の下で2国間での最適環境税率を、静学のケースと比較分析した。ここでは、国内公企業が外国私企業と第3国の市場で競争しているケースモデルを採用、そして、線形の需要曲線を仮定している。次に、公企業である生産者と私企業である販売者が市場垂直的な関係にある場合の、最適な環境税率と民営化政策について考察を行った。ここでは主に3点の結果が導出された。1点目として、最適環境税率は限界環境損害費用よりも低いこと、2点目として、民営化政策の環境への影響は正または負であり、符号は条件によって変化すること、3点目として、最適な環境税率の施行下では政府は生産者を民営化するインセンティブを持たないことが明らかになった。なお、これらの論文は査読付ジャーナルに現在投稿中である。
GTP結合蛋白質Rab32によるオートファジーの分子調節機構の解析

オートファジーは細胞内の異常タンパク質の除去、抗がん作用および病原体侵入に対する防御機構等に関与する主要な細胞内タンパク質分解システムである。申請者らは、小胞輸送に関与する低分子量GTPaseであるRab32が、オートファゴソーム形成とタンパク質凝集体のオートファジーによる除去に関与することを見出した。さらに、本研究は、これまで明らかにされていなかったオートファゴソーム膜の由来が小胞体膜であることを明らかにした。オートファンーと呼ばれるタンパク質分解システムは、栄養飢餓に応答した細胞の生存戦略の主要なメカニズムとして理解されている。これまで、オートアァジーによる物質分解の主な細胞内小器官であるオートファゴソームの形成に関わる遺伝子としてさまざまなATG遺伝子群が同定されているが、オートファゴソームの“基"である隔離膜の由来については未だ明らかにされていない。申請者らは、低分子量GTP結合型タンパク質Rab32が小胞体に局在し、オートファゴソーム形成に関与することを見出した(Cell. Mol. Life Sci., 2009)そこで、本研究は、小胞体へのRab32の局在がオートファゴソームの形成に必要不可欠である点に注目して、Rab32とともに小胞体膜にリクルートされ、オートファゴソーム膜の形成に関与するタンバク質の同定及びそれらタンパク質の機能解析を通して、オートファジーの分子調節機構の解明を目的とした。オートファジーと呼ばれるタンパク質分解システムは、栄養飢餓に応答した細胞の生存戦略の主要なメカニズムとして理解されている。これまで、オートファゴソームの形成に関わる遺伝子としてさまざまなATG遺伝子群が同定されているが、オートファゴソームの"基"である隔離膜の由来については未だ明らかにされていない。申請者らは、低分子量GTP結合型タンパク質Rab32が小胞体に局在し、オートファゴソーム形成に関与することを見出した(Cell.Mol.Life Sci.,2009)。申請者は、小胞体へのRab32の局在がオートファゴソームの形成に必要不可欠である点に注目して、Rab32とともに小胞体膜にリクルートされ、オートファゴソーム膜の形成に関与するタンパク質としてA-kinase anchoring protein 1 (AKAP1)およびオートファジー関連タンパク質として知られているBeclin-1を同定した。本研究は、Rab32およびそれらタンパク質の機能解析を通して、オートファジーの分子調節機構の解明を目的とした。平成21年度において、申請者は、Rab32とAKAP1およびBeclin-1が相互作用することをすでに明らかにした。そこで、22年度において、Rab32により誘導されるオートファゴソーム形成にAKAP1およびBeclin-1が関与するか否かについて検討した。その結果、RNAi法によるAKAP1およびBeclin-1のノックダウンは、Rab32発現により誘導されるオートファゴソーム形成を顕著に阻害した。この結果は、Rab32とAKAP1およびBeclin-1が共役してオートファゴソーム形成を制御することを示唆する。さらに、阻害剤を用いた検討からPtdlns 3-kinaseがRab32とBeclin-1の相互作用を調節することが判明した。申請者は、これまでの研究からRab32の小胞体への局在がオートファゴソームの形成に必要不可欠であることを明らかにした。また、Rab32とともに小胞体膜にリクルートされ、オートファゴソーム膜の形成に関与するタンパク質としてA-kinase anchoring protein 1 (AKAP1)およびオートファジー関連タンパク質として知られているBeclin-1を同定し、Rab32とAKAP1およびBeelin-1が相互作用することをin vitroおよび細胞レベルの実験により明らかにした。さらに、RNAi法によるノックダウン実験により、Rab32とAKAP1およびBeclin-1が共役してオートファゴソーム形成を制御することに加え、Ptdlns 3-kinase (hVps34)がRab32とBeclin-1の相互作用を調節することが判明した。これらの結果を踏まえ、平成23年度においては、Rab32とBeclin-1によるオートファジー制御のメカニズムについてさらに詳細な検討を加えた。その結果、AKAP1、Beclin-1およびhVps34の小胞体膜へのリクルートメントは、GTP結合型Rab32の発現に依存した。さらに、不活性型Rab32(Rab32T39NおよびRab32N143I)によるオートファゴソーム形成阻害は、これらAKAP1、Beclir-1およびhVps34のaggresome様構造物への局在変化により引き起こされることが判明した。本研究から得られた成果は、オートファジー研究の主要なテーマの1つであるオートファゴソーム膜の由来に関して小胞体の可能性を明確に示し、Rab32が主要な役割を果たすことが明らかとなった。
粉末X線回折の二次元解析手法の開発と地球深部物質への応用

近年の高温高圧発生技術の向上によって、地球内の相平衡論的な全容はほぼ明らかになりつつあるが、地球深部(特に下部マントル以深)を構成する鉱物がどのように岩石を形作り、全体としてどのような物性を持つか、といったことへの理解は未だ十分とは言えない。本研究では、下部マントルや核を模擬した単相系あるいは多相系の高温高圧実験を行い、角度分散X線回折によって得られた二次元回折図形から、選択配向性や応力環境といった情報を抽出する手法を開発した。様々な圧力(応力)下に対する試料に対して解析を行ったところ、精度よく二次元回折パターンを再現することに成功した。近年の高温高圧発生技術の向上によって、地球内の相平衡論的な全容はほぼ明らかになりつつある。一方で、地球深部(特に下部マントル以深)を構成する鉱物がどのように岩石を形作り、全体としてどのような物性を持つか、といったことへの理解は未だ十分とは言えない。本研究では、下部マントルや核を模擬した多相系の高温高圧実験を行い、角度分散X線回折によって得られた二次元回折図形から、選択配向性や応力環境といった情報を抽出する手法の開発を目指す。さらに、その方法の妥当性を検証するため、先端的な微細加工・観察技術を駆使して回収試料の微細組織を評価し、下部マントルを構成する物質の変形や応力に対する組織変化過程を明らかにすることが本研究の目的である。本年次では、コンピュータ上で多結晶体をシミュレートし、実際のDAC実験で得られた回折パターンを最もよく再現する方位密度分布および応力環境を推定するアルゴリズムの開発に取り組んだ。二次元全パターンフィッティングによって、特殊な光学系を必要としない普遍的な解析が可能となる。基本的な解析手順の一部は報告済みであったが、立方格子分割モデルと呼ばれる角度分割法を取り入れることで、従来に比べて数倍から10倍程度の高速化と低いメモリ容量での演算を実現した。さらに、ダイヤモンドアンビルセルを用いて、ペロブスカイトおよびポストペロブスカイトの1軸圧縮実験を行い、放射光X線回折パターンを取得した。大きな開口角の台座を用いることで、広範囲の逆空間情報を取得した。このパターンに上述のアルゴリズムを適用したところ、単相の場合とは異なった格子選択配向性を示すことが分かってきた。地球マントルの物理的性質(地震波、電気伝導度、粘性など)には、マントル岩石を構成する鉱物の種類だけでなく、その配列の仕方(格子選択配向)や、粒子サイズ、応力環境といった要素が大きく影響している。本研究は、角度分散X線回折によって得られた多結晶体の二次元回折図形から、選択配向性や応力環境といった情報を抽出する手法の開発を目指している。さらに、その方法の妥当性を検証するため、下部マントルや核を模擬した多相系の高温高圧実験を行い、先端的な微細加工・観察技術を駆使して回収試料の微細組織を評価し、下部マントルを構成する物質の変形や応力に対する組織変化過程を明らかにすることが本研究の目的である。本年次では、主に二次元全パターンフィッティング解析のアルゴリズムの改良を行った。前年度に導入したcubed sphere gridと呼ばれるモデルをさらに最適化し、計算速度の高速化を図った。従来の10倍以上の高速化とメモリ使用量の低減に成功し、30分程度で十分な精度の格子選択配向性を抽出することが可能になった。開発したアルゴリズムを検証するため、昨年度に引き続き、ダイヤモンドアンビルセルを用いた、1軸圧縮実験および放射光X線回折実験を行った。さらに熱重量・示差熱装置を導入し、実験出発物質に用いる含水鉱物試料の、含水量や脱水温度の評価を行った。本研究は、角度分散回折実験によって得られた多結晶体の二次元回折パターンから、選択配向性や応力環境といった情報を抽出する手法の開発を目指した。Cubed sphere gridと呼ばれる立体角分割モデルをアルゴリズムに取り入れることによって、従来の10倍以上の高速化とメモリ使用量の低減に成功し、30分程度で十分な精度の格子選択配向性を抽出することが可能になった。また開発した解析手法を電子線回折パターンにも適用できるようにソフトウェアの改良を行い、マルチスケールの多結晶体解析を可能にした。さらにソフトウェアに関する使用マニュアル(日本語/英語)の整備を進めた。

本研究では、下部マントルや核を模擬した単相系あるいは多相系の高温高圧実験を行い、角度分散X線回折によって得られた二次元回折図形から、選択配向性や応力環境といった情報を抽出する手法を開発した。様々な圧力(応力)下に対する試料に対して解析を行ったところ、精度よく二次元回折パターンを再現することに成功した。格子選択配向を解析する基本的なアルゴリズムについては、cubed sphere gridモデルの導入によって劇的な高速化を達成しており、ほぼ開発を終えている。複数相同時解析や多方向回折図形解析については、インターフェースの部分はほぼ完成しているものの、収束解の検証は十分に行っておらず次年度以降の課題となる。実際の試料を用いた非静水圧下における圧縮実験については、放射光施設のユーザータイムの削減に伴って実験時間がやや不足しているが、おおむね予定通りに進んでいる。これらの状況を総合的に勘案して、おおむね順調に進展していると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。鉱物学27年度は、前年度までに作成した二次元全パターン解析について、CPUの並列化による更なる計算速度の向上を目指す。また、複数相同時解析や応力テンソルの計算アルゴリズムの導入に取り組む。放射光X線回折実験では、高輝度光科学研究センターおよび高エネルギー研究所にビームタイム申請を行い、特に含水鉱物を含む出発物質に注目して、一軸圧縮下における多結晶物質の挙動を解明する。また、回収試料の解析については、透過型電子顕微鏡による微細組織観察および後方散乱電子回折法による結晶方位密度分布を測定する。二次元全パターン解析のアルゴリズム開発は順調に進んでおり、劇的な高速化を果たすことが出来た。一方、複数相同時解析のインターフェース作成、並びに応力テンソルの計算アルゴリズムについては、現在開発中であり、次年度以降の課題となる。今年度導入したTG-DTAの消耗品である試料容器が、在庫切れにつき、年度内に納品できなかったので。26年度(以降)は、前年度までに作成した二次元全パターン解析について、CPUの並列化による更なる計算速度の向上を目指す。連携研究者(三宅亮准教授)の所属する京都大学において、より高性能のCCD検出器および固体レーザー装置の導入が進んでいることが判明し、これらの装置の購入を見送ったため。CPU並列化による計算速度の向上を目指し、サーバー用のメニーコアCPUの導入する。
北海道石狩湾周辺の降雪雲のレーダーエコーの気候学的研究

研究実績は、従来までに収録されているデータの解析と、1985年度のレーダーの運用によるデータの蓄積の二つに大別されるが、得られた結果は次のようなものである。1.1983,84年の2,3月のデータ解析から、石狩湾周辺の降雪雲を気圧配置によって、季節風型、季節風末期型、低気圧型に分けた。その結果、どの降雪雲もエコー面積の出現頻度は1【Km^2】から1000【Km^2】まで、ほぼ対数正規確率分布をしており、2【Km^2】までで、全体の50%を占めていた。また、総エコー面積の増加は、10【Km^2】以上のエコーの増加によって特徴ずけられ、10【Km^2】以下のエコーは逆に減少する傾向が認められた。エコー面積の頻度は、季節風時のものが最も多かった。一つのエコー面積の中に占めるエコー強度の強い部分の面積比は約40%であった。また、100【Km^2】以上に成長したエコーの最大エコー面積を示した位置を求めたところ、いずれのタイプの降雪雲も石狩湾の海岸線付近でその面積が最大になることがわかった。各タイプの平均寿命を求めると、季節風タイプが平均寿命に対して最も大きくなり、平均寿命60分の降雪雲のエコーは25【Km^2】で末期のタイプのものは20【Km^2】であった。2.1985年12月下旬から1986年3月中旬まで、48日間レーダーを運転し、磁気テープに収録した。その結果、季節風時の石狩湾に南北、および東西に延びるエコー、前線性の雪から雨に変ったケースのエコーで、陸上でエコーが発現し、発達したケース、前線に伴い広範囲に弱い降雪をもたらした層状のエコー等、興味あるデータが得られた。この研究により、石狩湾周辺の降雪雲のレーダーエコーの気候学的性質がかなり明らかとなり、この付近の降雪の短期予測等について重要な情報が得られた。
東京の「情報負荷密度」に関する実態調査研究

代表的な成果を、2報の審査付き論文として報告をさせて頂いた。(1)増田幸宏,尾島俊雄(2005),東京都心部広域災害時におけるコンピューターシステムの安全性に関する調査研究,日本建築学会環境系論文集、No.596,2005.10,p.95-101(1)では重要コンピュータの導入実績のある町丁目と地盤の状況との関係を調査した。重要業務機関を対象として、重要コンピュータの導入実績のある箇所と導入実績台数の分布に関して調査を行ったところ、東京都区部の代表的な業務集積地である東京駅、新宿駅、霞ケ関周辺地域への集中が見られた。より高いレベルでの信頼性を求められるこれらの業務集積地域のインフラストラクチャーを重点的に強固なものとすることは安全性・信頼性向上のために効果的である可能性が高いことを明らかにした。(2)では、今後の都市・地域レベルでの対策の1つとして分散型電源の導入と地域ネットワークに関する研究を行い、非常時の防災性能のみならず、平常時の環境性能を併せもつ地域エネルギーシステムの構築方策について論じた。高度情報化社会が現実のものとなり、業務システムから市民生活にいたるまで情報化は社会全般に浸透しつつある。電子政府、電子自治体の推進や通信と放送の融合、ユビキタスコンピューティングやインターネット・プロトコル(IP)ver.6の本格的登場等を控え、コンピュータは一層幅広くネットワークされていくことが予想される。コンピューターネットワークに依存した都市活動への移行により、そのセキュリティー対策は更に重要性を増すことになる。こうした状況の中、IT基盤やネットワークトラフィックの東京一極集中の問題等が指摘されている東京圏では、切迫性が指摘されている南関東直下型地震への対策が急務である。政治、経済の中枢を担う首都直下の地震では、直接被害と共に大きな間接被害が発生することが予想され、間接被害の多くはコンピュータシステムの安全性に起因すると考えられる。業務継続等により高いレベルでの信頼性を求められる地域では、信頼性向上のためのインフラ面での対策を伴った、非常時においても支障なく機能するような相応のセキュリティーシステムの構築が必要である。そういった考え方のもと、今年度の研究ではコンピューターシステムの安全性・信頼性向上のための基礎的研究として、東京都心部に於ける基幹業務を担うコンピューターの導入実績のある箇所と導入実績台数の分布に関する調査を行い、コンピューターシステムを支えるより強固なインフラストラクチャーの整備に向けての考察を行うとともに、大深度地下空間を活用したライフライン幹線実現を目途として、複数の企業が共同で防災に関する都市基盤整備に投資することで、首都直下地震時においてもライフライン系の安定供給を確保し、BCP(事業継続計画)を遂行できる地域の仕組みを「安全街区」として提案し、システム構築と有効性の検証を行った。今年度の研究においては、都市の防災基盤整備としての安全街区構築のためのスキーム検討として、アメリカへの調査研究を行い、新たな保険制度の提案を目指して下記項目について検討を進めた。BCPのISO化や、企業統治の一環として企業の一層の危機管理が求められる中で、都市のライフラインや建築の設備系統を強固に整備して、特別に信頼性を高めた地域を、日本独自の「安全街区」として提案する。こうした「安全街区」が実現した場合の、安全街区内の高い仕様の建物について、地震利益保険や再保険市場での査定、あるいは不動産投資市場における評価への影響について調査を行った。【1】安全街区が実現した場合、安全街区内のhigh-grade buildingsについて、(1)地震利益保険(事業中断の損害対策)の成立可能性について(2)保険の査定、再保険市場での評価への影響について(3)不動産投資市場における評価への影響について(デューデリジェンス等)【2】BCPのISO化や、企業統治(コーポレートガバナンス)の一環として企業の危機管理が求められる中で、地震リスクの大きなカリフォルニアにおける建築設備系や都市のインフラ・ライフライン系のリスクへの対応策の現状についてまた、環境と防災両面に資する「都市環境インフラ」の構築に向けての包括的な概念検討を継続して進めており、関連の実測調査や現地調査、文献調査を組み合わせ、今後の研究展開に資する基盤的な要素について幅広く検討を行い成果を得た。研究は、1.人工系都市基盤・都市インフラに関連する研究、2.都市内自然資本に関連する研究、3.各都市の基礎調査、4.安全・安心確保のための関連事例等の基礎調査に分類される。関連する社会的な要求を背景に、意義ある研究を行うことができた。研究助成に御礼申し上げる次第である。
魚類の骨の利用に関する調理科学的研究

日常多く食用にするアジを試料にして、常圧及び加圧水煮加熱処理中の骨の硬さを測定し、また、油中加熱後にマリネ処理中の骨の硬さを測定した。同時に骨のカルシウムとタンパク質の動向を調べた。1.水中で180分間加熱したアジの骨の硬さは、レオメーター(山電)で測定すると、加熱時間が長くなるにつれて、硬さが低下した。この場合、骨からタンパク質が溶出するのがみられたが、カルシウムの溶出はほとんどみられなかった。従って骨の加熱による軟化はカルシウムの減少ではないことが推定された。2.圧力なべを用いて水中で加熱すると、常圧の約15分の1から8分の1の時間で軟化した。この場合、タンパク質とカルシウムの動向は常圧加熱と同様であったが、水分が次第に多くなっていた。3.マリネ処理において、保存時間が長くなるにつれてアジの骨が軟化していた。骨を取り出して食酢に浸漬したとき、生骨よりも加熱した骨のほうがカルシウムの溶出は遅かったが、7日後にはいずれも約40%の溶出であった。従って骨を食酢に漬けて軟化する場合は、カルシウムの溶出が原因と考えられる。4.マリネ処理は魚を揚げた直後に食酢に浸漬けすると食酢の浸透が多かった。5.生と加熱した骨を脱脂し、凍結乾燥した粉末を調製し、X線解析を行った。差はみられたがこれから構造の違いなどについて解析する予定である。
インダス文明の社会構造に関する研究：統一性と多様性の均衡に基づく二重社会として

当該年度(2017年9月22日付の本特別研究員奨励費廃止まで)は、インダス文明社会の物質文化にみられる「統一性」と「多様性」の詳細と相互の関係を考古学的に掘り下げ、当文明の社会構造を明らかにすることを目的として、交付申請書に記載した「研究の目的」、「研究実施計画」に従い、国内(受入機関等)における研究活動とインドにおける現地調査を実施した。当該年度の研究成果の具体的内容と意義、重要性等は以下の通りである。国内においては、物質文化に関するミクロレベルでの検討として、インダス式印章の製作実験と走査型電子顕微鏡を用いた観察を実施し、印章の製作技術に関するデータの蓄積と検討を行ない、製作技術の詳細、地域間にみられる異同および時期差を考究した。インドにおける現地調査では、インダス文明遺跡ラキー・ガリーの発掘調査プロジェクトにて、出土資料の整理および報告書作成作業に従事し、物質文化に関するマクロレベルでの検討(都市とその他の集落から出土した遺物全体の比較検討)を行った。以上の基礎的研究を通して、当文明社会の物質文化にみられる「統一性」と「多様性」のマクロ・ミクロレベルでの詳細と相互の関係の一側面が明らかになり、その歴史的意義を考究することが可能になりつつある。さらに当文明社会における中心である都市と周縁であるその他の集落における生産様式と交換様式のあり方の検討と、都市とのその他の集落の実態および有機的関係性の考究も開始した。当該年度の研究成果は、インダス文明の社会構造の解明において、大きな意義・重要性を有する。研究成果の公表は、昨年度に参加した国際会議(モヘンジョダロ国際会議など)の論文集に投稿・受理済みである。くわえて、本研究は、2017年8月25日付で交付が内定した平成29年度(2017年度)研究活動スタート支援に基づき、発展的に継続することを申し述べておく。29年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度は、インダス文明社会の物質文化にみられる「統一性」と「多様性」の詳細と相互の関係を考古学的に掘り下げ、当文明の社会構造を明らかにすることを目的として、交付申請書に記載した「研究の目的」、「研究実施計画」に従い、国内(受入機関等)における研究活動とインドにおける現地調査を実施した。また国際会議における研究成果の公表を積極的に行い、単著も刊行した。受入機関では、蔵書と購入図書を最大限に活用し、これまでの研究成果の再検討を含め、多角的視点から本研究課題に関する基礎情報の整理と精査を行った。インドにおける現地調査では、インダス文明遺跡ラキー・ガリーの発掘調査プロジェクトにて、発掘調査、出土資料の整理および報告書作成作業に従事し、物質文化に関するマクロレベルでの検討(都市とその他の集落から出土した遺物全体の比較検討)を行った。国内においては、物質文化に関するミクロレベルでの検討として、インダス式印章の製作実験とSEM観察を実施し、印章の製作技術に関するデータの蓄積と検討を行ない、製作技術の詳細、地域間にみられる異同および時期差を考究した。以上の基礎研究を通して、当文明社会の物質文化にみられる「統一性」と「多様性」のマクロ・ミクロレベルでの詳細と相互の関係の一側面が明らかになり、その歴史的意義を考究することが可能になりつつある。研究成果の公表は、第23回国際南アジア考古学会、第45回国際南アジア学会、第2回ハラッパー国際会議、モヘンジョダロ国際会議において、口頭発表の形で行った。学術論文としては、上記国際会議の論文集に投稿・受理済みである。また、本研究課題に関わる単著『インダス文明の社会構造と都市の原理』を刊行した。【研究実績の概要】に記した通り、本研究課題はおおむね順調に進展している。「当初の計画以上に進展している」としない理由は以下の通りである。1ラキー・ガリーの発掘調査プロジェクトに関連する、発掘調査、出土資料の整理および報告書作成作業に、予想以上の時間を要したため、当初予定していたインド考古局、シュリークリシュナ博物館、ハリヤーナー州考古局、バローダ大学およびラージャスターン大学に所蔵される関連資料の調査を実施できなかった。2インダス式印章の製作実験とSEM観察は計画以上に進展したが、当該年度はそれらの作業を集中的に行ったため、当初予定していた3D解析を実施できなかった。3【研究実績の概要】に記したように、国際会議での口頭発表を当初の計画以上に行い、学術論文を上記国際会議の論文集に投稿・受理済みであるが、編集・出版の都合上、まだ刊行には至っていない。加えて、それらの投稿を優先したため、当初予定していた国際的学術雑誌への学術論文の投稿を行えなかった。

国内においては、物質文化に関するミクロレベルでの検討として、インダス式印章の製作実験と走査型電子顕微鏡を用いた観察を実施し、印章の製作技術に関するデータの蓄積と検討を行ない、製作技術の詳細、地域間にみられる異同および時期差を考究した。インドにおける現地調査では、インダス文明遺跡ラキー・ガリーの発掘調査プロジェクトにて、出土資料の整理および報告書作成作業に従事し、物質文化に関するマクロレベルでの検討(都市とその他の集落から出土した遺物全体の比較検討)を行った。以上の基礎的研究を通して、当文明社会の物質文化にみられる「統一性」と「多様性」のマクロ・ミクロレベルでの詳細と相互の関係の一側面が明らかになり、その歴史的意義を考究することが可能になりつつある。さらに当文明社会における中心である都市と周縁であるその他の集落における生産様式と交換様式のあり方の検討と、都市とのその他の集落の実態および有機的関係性の考究も開始した。当該年度の研究成果は、インダス文明の社会構造の解明において、大きな意義・重要性を有する。研究成果の公表は、昨年度に参加した国際会議(モヘンジョダロ国際会議など)の論文集に投稿・受理済みである。くわえて、本研究は、2017年8月25日付で交付が内定した平成29年度(2017年度)研究活動スタート支援に基づき、発展的に継続することを申し述べておく。本研究課題の今後の推進方策としては、【現在までの進捗状況】に記したように、本研究課題はおおむね順調に進展しているので、【現在までの進捗状況】の【理由】に記した13の「当初の計画以上に進展している」としない理由を念頭に置きつつ、2年目も前年度と同様に、現地調査を含め、積極的に研究を進めるのみである。具体的には、以下のような研究を推進する。2年目にはインドだけではなく、パキスタンへの渡航も予定している。具体的には、前年度に引き続き、ラキー・ガリー発掘調査プロジェクトにて、発掘調査、出土資料の整理および報告書作成作業を継続する。また【現在までの進捗状況】の【理由】1に記したインドの大学・研究機関における資料調査を開始するとともに、パキスタンのシャー・アブドゥル・ラティーフ大学考古学科の協力を得て、モヘンジョダロ出土資料や同大学考古学科および考古学・人類学博物館所蔵の関連資料の調査も実施する。インダス式印章の製作技術に関する実証的研究については、受入機関および国内の研究機関において、製作技術と製作工具の復元を目的として、製作実験およびSEM観察を継続し、3D解析を開始する。さらに、この研究成果に申請者のこれまでの印章研究の成果を組み込み、本研究課題に関する考察を深める。また最終年度に行う本研究課題の成果のまとめを念頭に置きつつ、当文明社会における中心である都市と周縁であるその他の集落における生産様式と交換様式のあり方を、上記研究の成果に基づき検討し、都市とのその他の集落の実態と有機的関係性の考究を開始する。その解釈においては、考古学だけではなく、南アジア歴史研究、とくに南アジア前近代史研究の成果も参照する。上記作業と併行して、国際的学術雑誌、また国内の学術雑誌へ論文を投稿する。加えて、国際会議や国内の学会・研究会においても、研究成果の公表を積極的に行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。