hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光周的花芽誘導に関連した遺伝子のウキクサホモログの単離と発現解析

このことからウキクサのFTホモログ遺伝子が花成を促進する機能を持つことが示された。本研究では2種のウキクサを用いて、光周的花芽誘導の分子生物学的な解析を行っている。光周的花芽誘導の日長測定には概日時計が非常に重要なので、本年度は主に発光レポーター系を利用した概日リズムの解析を以下のように行った。1.シロイヌナズナのCCA1やAPRR1、ウキクサのLgLHYH1のプロモーターにルシフェラーゼ遺伝子をつないだ発光レポーターコンストラクトとウキクサのLHY、GI、ELF3ホモログ遺伝子に35Sをつないで過剰発現させたコンストラクトおよびRNAiによって発現量を低下させたコンストラクトを2つのウキクサで全ての組み合わせで同時に導入し、発光測定を行った。その結果過剰発現では全て発光が下がり、概日リズムは見られなくなった。RNAiではLHYホモログは短周期になり、GIホモログ、ELF3ホモログはリズムがなくなった。このことからウキクサのホモログ遺伝子が概日リズムに機能を持つことが明らかとなった。2.インバースPCRによってウキクサからCABのプロモーターを単離した。プロモーターには光応答に関わるTATA-boxやCAAT-box、概日リズム発現に関わるevening-elementが保存されていた。このプロモーターをLUCにつないだコンストラクトを作成し、発光測定を行ったところCABの発現と同様に夕方にピークを示す概日リズムを示した。3.発光レポーター系で発光量とLUCの発現量に相関があるかを確認するために発光レポーターを導入したウキクサのサンプリングを行い、リアルタイムPCRによる発現解析を行った。その結果相関が見られたので発光リズムはプロモーターへの制御を反映していることが示された。また本年度は論文を作成し、発表した。
口腔癌における放射線・化学・温熱療法施行後のアポトーシス関連遺伝子発現応答

我々はこれまでX線および温熱単独処理において変異型p53細胞はアポトーシス誘導が見られず正常型p53細胞と比べて抵抗性であることを確認した。本年度は、実際のタンパク質発現を調べるためにプロテインチップを用いてアポトーシス関連タンパク質を調べ、クラスター解析を行いそれぞれのタンパク質についての検討を行った。さらに、変異型p53タンパク質を正常型p53タンパク質の機能に回復することが明らかにされているグリセロールの化学シャペロン効果を確認した。方法は、アポトーシス関連タンパク質の確認においてはSAS/neo細胞(正常型p53表現型)とSAS/mp53細胞(変異型p53表現型)を使用し、X線照射(6Gy)、温熱処理(440°C、40分)を行い、12時間後にタンパク質を抽出した。タンパク質をcye3とcye5で標識し、microarrayとincubateし、ハイブリダイゼーションした。ScanningはScan Array Expressで行い、解析にはDNASIS statとexcelを用いた。非処理の細胞からのタンパク質をコントロールとした。化学シャペロン効果の確認には、Ca9-22(変異型p53表現型)を用い、グリセロール処理した細胞と未処理の細胞に放射線を照射し、生存率をコロニー形成法で確認し、アポトーシスの誘導をヘキスト染色方、DNAラダー検出法にて確認した。結果は、アポトーシス関連タンパク質の確認においては、NF-kB、Bcl-2、Bcl-xL、COX2、Stat3、IL-6、IKKα/1、など多くのアポトーシス抑制タンパクの発現を認めそれぞれがどのような働きをしているかを検討した。化学シャペロン効果の確認においては、グリセロール処理によりX線感受性が増感した。以上の結果より、癌治療においてp53遺伝子型を検索することが先行指標として有用であることが示唆された。(目的)癌抑制遺伝子p53は放射線やDNA障害剤のような遺伝子毒性ストレスだけでなく、温熱や低温、低pHのような非遺伝子毒性の生理的ストレスでも活性化され、癌細胞がアポトーシスへ動くことがわかってきた。今回我々は、p53表現型が正常型として働いているヒト舌扁平上皮癌細胞株SASについて放射線および温熱処理を行い、アポトーシス関連の遺伝子発現をDNAアレイで詳細に解した。(結果、考察)X線と温熱によってアポトーシスが誘導されたが、アポトーシス関連遺伝子の経時的発現量は大きく異なっていた。Caspase-8,9,10やDFF40といったアポトーシス促進系の遺伝子は、X線の方で強く増加していたにもかかわらず、D_<10>におけるアポトーシス頻度は温熱の方が高いという結果であった。その理由のひとつとしてX線では温熱と比べてARC,IAP,MDM2などのアポトーシス抑制系の遺伝子発現も多かったことが考えられた。今後、グリセロールによる変異型p53遺伝子の正常化や、実際のタンパク発現などについて更に検討を進めていかなければならない。前年度、我々は、p53表現型が正常型として働いているヒト舌扁平上皮癌細胞株SASについて放射線および温熱処理を行い、p53正常型細胞でアポトーシス誘導が起こりやすいことを確認した。その際、アポトーシス関連の遺伝子発現をDNAアレイで解析したところ、X線と温熱で、アポトーシス関連遺伝子の経時的発現量が大きく異なっていることが分かった。本年度は、実際のタンパク質発現を調べるために、プロテインチップを用いて、アポトーシス関連タンパク質の発現を調べ、クラスター解析を行った。

方法は、SAS/neo細胞(正常型p53)とSAS/mp53細胞(変異型p53)を使用し、X線照射(6Gy)、温熱処理(44°C、40分)を行い、12時間後にタンパク質を抽出した。グリセロール処理したものは放射線処理または温熱処理する24時間前にグリセロール処理を行った。タンパク質をcye3,cye5で標識し、microarrayとincubateし、ハイブリダイゼーションした。scanningはScan Array Expressで行い、解析にはDNASIS statとexcelを用いた。非処理の細胞からのタンパク質をコントロールとした。結果は、P53正常型細胞に放射線処理を行ったものとp53変異型細胞に放射線およびグリセロール処理を行ったものが最も相似したタンパク質発現をしているのがわかった。p53変異型細胞にグリセロールと放射線処理を行ったものはBcl-2やPARPなどのアポトーシス抑制系タンパク質の減少がみられ、温熱処理に最も抵抗性を示したP53変異型細胞にグリセロールおよび温熱処理を行ったものにはMDM2やNF-kBなど多くのアポトーシス抑制系タンパク質の発現を認めた。今後、これらのタンパク質発現などについてウェスタンプロットなどで確認していく予定である。我々はこれまでX線および温熱単独処理において変異型p53細胞はアポトーシス誘導が見られず正常型p53細胞と比べて抵抗性であることを確認した。本年度は、実際のタンパク質発現を調べるためにプロテインチップを用いてアポトーシス関連タンパク質を調べ、クラスター解析を行いそれぞれのタンパク質についての検討を行った。さらに、変異型p53タンパク質を正常型p53タンパク質の機能に回復することが明らかにされているグリセロールの化学シャペロン効果を確認した。方法は、アポトーシス関連タンパク質の確認においてはSAS/neo細胞(正常型p53表現型)とSAS/mp53細胞(変異型p53表現型)を使用し、X線照射(6Gy)、温熱処理(44°C、40分)を行い、12時間後にタンパク質を抽出した。タンパク質をcye3とcye5で標識し、microarrayとincubateし、ハイブリダイゼーションした。ScanningはScan Array Expressで行い、解析にはDNASISstatとexcelを用いた。化学シャペロン効果の確認には、Ca9-22(変異型p53表現型)を用い、グリセロール処理した細胞と未処理の細胞に放射線を照射し、生存率をコロニー形成法で確認し、アポトーシスの誘導をヘキスト染色方、DNAラダー検出法にて確認した。結果は、アポトーシス関連タンパク質の確認においては、NF-kB、Bcl-2、Bcl-xL、COX2、Stat3、IL-6、IKKα/1、など多くのアポトーシス抑制タンパクの発現を認めそれぞれがどのような働きをしているかを検討した。化学シャペロン効果の確認においては、グリセロール処理によりX線感受性が増感した。以上の結果より、癌治療においてp53遺伝子型を検索することが先行指標として有用であることが示唆された。
全身麻酔薬による臓器保護作用発現に関与するマイクロRNAの同定

麻酔薬による臓器保護作用の報告が散見されるがその機序は不明である。近年、マイクロRNA (miRNA)が多彩な生理反応、病態生理に寄与していることが明らかになってきた。本研究では麻酔薬による臓器保護作用に関与するmiRNAを見出すことを目的に研究を行った。ラット腎虚血再潅流モデルから採取した腎を対照群と比較、有意な発現増加、減少を認めたmiRNAを見出し、リアルタイムRT-PCR法、データベース検索よりそのターゲットとしてSLC7A1、RhoAが推測された。これによりSLC7A1やRhoA-ROCK系が腎虚血再潅流傷害の機序に関わっていることが強く示唆された。1. Wistarラットを用いて全身麻酔、人工呼吸下に呼吸、循環、体温などの生体条件を安定させた状態を維持する手技を確立した。2.さらに開腹して両側の腎門部をクランプ、デクランプすることにより腎虚血再潅流モデルを安定して作成する技術を確立した。3.開胸手術によって左肺門部をクランプ、デクランプすることにより肺虚血再潅流モデルを安定して作成する技術を確立した。4. 2.において虚血、再潅流をそれぞれ1時間とする実験プロトコルを確立した。また対照群として開腹操作のみを行った。3群目として実験プロトコル全体にわたって吸入麻酔薬セボフルランを投与し、吸入麻酔薬の臓器保護効果を調べる実験の技術を確立した。5. 4.において対照群、虚血再潅流群、虚血再潅流+セボフルラン群で腎標本を採取した。一方は液体窒素で凍結しウェスタンブロットなどを行うために保存した。もう一方の腎はRNA laterで保存の上、RNA解析を専門の業者に依頼した(現在解析中)。1)雄性Wistarラットを3群(対照(C)群、虚血再潅流(I/R)群、セボフルラン(S)群)に分けた。ペントバルビタールで麻酔し動静脈路確保、気管切開を行った後に人工呼吸を開始した。開腹して両側腎門部をクランプ(=虚血、30分)、解除(=再潅流、1時間)の後に両腎を摘出し一方はRNA later液中に保存、もう一方は凍結保存した。C群は開腹操作のみを行った。またS群はI/R群と同様のプロトコルだが気管切開後の全行程で2%セボフルランを付加した。2)3群から得られた腎組織よりsmall RNAを含むtotal RNAを抽出し、そのマイクロRNAアレイ解析結果をクラスタリング解析したところ、12種類のマイクロRNAについて興味深い発現変動が認められた。3)マイクロRNAアレイ解析によりI/R群で二倍以上の発現増加あるいは減少が認められたおよそ30種類のマイクロRNAについて、リアルタイムPCR法を用いてvalidationを行うとともに、そのいくつかについてRhoAやSLC7A1を標的遺伝子とする可能性を示唆した。4)現在、これらの結果をまとめて論文執筆中である。麻酔科学1. Wistarラットにおいて安定した状態で全身麻酔をおこなうための手技が確立できた。2.腎虚血再潅流モデル作成の手技を確立し、さらに吸入麻酔薬セボフルランの臓器保護作用がマイクロRNAに及ぼす影響を調べるべく標本を採取し、RNA解析を行うまでに至った。3.初年度の目標であった1. 2.を達成した上に、開胸手術による肺虚血再潅流傷害モデル作成手技を確立できたため、腎と同じプロトコルでウェスタンブロットやマイクロRNA同定を行うよう、次年度の研究計画が明確に立てられている。1.腎のRNA解析結果から、虚血再潅流傷害に影響しているマイクロRNAを同定する。2.さらに吸入麻酔薬セボフルランが及ぼす影響についても考察する。3.凍結保存した腎標本を用いてウェスタンブロットを行う。4.肺でも同様に虚血再潅流傷害モデル作成の手技が確立しているため、腎と同様に実験を行い、ウェスタンブロット、RNA解析を行う。Wistarラットを全身麻酔し、人工呼吸下に安全に呼吸、循環、体温などを維持する手技を完成させることに若干の時間を要した。これは将来的なプロトコル拡大に向けてかなり厳密な状態を保つことを前提としたため多くの条件を試したためである。また、その手技を用いて腎の虚血再潅流傷害モデルを作成することに成功したが、ウェスタンブロットなどの生化学的考察は、肺など他臓器の標本がすべて揃ってから行うこととしたため、臓器は凍結保存とし平成25年度には行わなかった。これは実験の条件を極力揃えること、使用する抗体の鮮度を考慮し、無駄なく安定したデータを得るための配慮である。

またRNA解析はみずから解析用のキット(約40万円)を購入する事を当初予定していたが、専門の業者に受託する方が安価で確実なデータを得られることが判明し、そちらに変更した事も大きな要因である。肺に関しても虚血再潅流傷害モデル作成の手技を確立したため、腎と同様に虚血再潅流傷害を受けた肺に関してもRNA解析を行う。また前年度から凍結保存している腎とともに肺もウェスタンブロットなどの生化学的考察を行う。平成25年度の繰越額は平成26年度請求額と合わせて、このRNA解析(解析受託)および生化学的考察(抗体、試薬購入)に用いる。
フラーレン超伝導の第一原理的解析と新物質探索

本特定領域の一つの重要なトピックであったゼオライト鋳型炭素について、計画班のメンバーとも協力し、その電子状態を明らかにした。具体的には、ゼオライト鋳型炭素の一つの候補として考えられている、C_36H_9という構造を持つ物質について着目した。この物質は、sp^2ネットワークからなる三次元結晶であり、また反転対称性を持たないという非常に興味深い構造を持っている。そこで、電子状態計算を行ったところ、0.8eVほどのバンドギャップをもち、価電子帯の頂上には非常に平坦なバンドが現れることが分かった。さらに、この平坦なバンドをより詳細に調べてみると、この状態が軌道磁化を持つ状態からなっていることが分かった。興味深いことに、この軌道磁化を持った状態は、反転対称性の破れに伴い、Γ点以外では縮退が解けていることが分かった。これは、反転対称性の破れた系においてスピン軌道相互作用によってスピンの縮退が解けるというRashba系等と非常によく似た興味深いバンド構造である。実際、Rashba系で観測されているような、電流誘起の軌道磁化などが期待されることが分かった。これは、スピントロニクスの軌道磁性版という新たな可能性を実際の物質をもとにして示したものといえる。またスピン軌道相互作用が必要ないというのも今後の物質設計を考える上では見逃せない点である。今後この研究をもとにさらなる発展が期待される。また、超伝導の第一原理的解析を念頭におき、電子格子相互作用がバンド構造そのものに及ぼす影響についても研究を行った。その結果、バンドギャップが電子格子相互作用によって有意に変化することを定量的に示した。この結果は実験結果もよく再現しており、今後電子格子相互作用が強い系を考える上でも非常に重要な意味をもつと考えられる。本課題での目標であるA15相Cs_3C_<60>の超伝導の理解にむけて、本年度はまず、第一原理計算で得られた電子格子相互作用をEliashberg方程式に代入し、転移温度を計算するプログラムを開発した。この手法、即ち、McMillanの式の代わりにEliashberg方程式を用いることで、McMillanの式を導出する際に行う近似の影響を除去することができ、また数値計算上もより収束しやすくなる、ギャップ関数を求めることができる、など様々な利点がある。実際、この手法をA15相Cs_3C_<60>に適用することで、McMillanの式では無視されていたフェルミ面から離れたところの電子状態を取り込むことによって初めて転移温度が正しく計算されることを示した。一般に転移温度が高いと期待される物質では格子振動のエネルギーが大きいため、このフェルミ面から少し離れたところの電子状態まで取り込むことが可能な本手法は、A15相Cs_3C_<60>だけでなく今後高い転移温度を持つ物質を探索していくうえで極めて重要な役割を果たすと考えている。また、フラーレンを利用した新しい超伝導体探索に向けて、BNナノチューブにフラーレンを内包した系の計算を行った。その結果、この系も三次元結晶と同様アルカリ原子をドープすることで、高い状態密度をもつ金属となり、低温で超伝導となる可能性があることが分かった。また、三次元の場合とは異なる特殊な圧力依存性を持ちうることも示した。今後、実験により実際に物質が合成され物性を測定されることが期待される。
フレックスタイム制度導入による心理的ゆとり効果の測定方法に関する研究

本研究は、フレックスタイム制の導入によってもたらされる様々な効果を分析しそれを具体的に示すことによって、フレックスタイム制度の普及促進を社会的にアピールすることを目的として行った。すなわち、フレックスタイム制の導入効果は、(1)通勤時間帯の分散による交通混雑緩和効果、(2)社員自身に通勤時刻、通勤時間帯の管理を任せることによる社員の心理的ゆとり効果、(3)企業経営者側からみた企業イメージの改善効果や残業時間短縮効果などが挙げられる。上記(1)の交通混雑緩和効果の測定方法については、現在、幾つかのモデルが提案されつつあるが、(2)と(3)の効果測定については、これを一つのテーマとして分析した例はない。そこで本研究では、まず(2)の社員が感じる心理的ゆとり効果に焦点を当てて分析し、その効果を貨幣ベースで測定することを試みたものである。フレックスタイム制が導入されて社員が感じる心理的ゆとり効果は、大きく分けて以下の三つに分けることができる。それらは、(1)自分にとって最も効用の高い通勤時間帯を選択できる心理的ゆとり効果、(2)毎日同じ時間帯に出勤する必要がなく、その日の体調、スケジュールによって、通勤時刻を変動できることによる心理的ゆとり効果である。上記の中で最も効果が大きく,測定可能性の高いものは(1)であろう。本件究では、その(1)の測定について主に以下のように行った。(1)フレックスタイム制下の通勤時刻選択モデルを非集計行動モデルによって作成したが、比較的よい精度のモデルが作成できた。(2)その非集計モデルの効用関数を利用して、フレックスタイム導入前から導入後に変化した通勤時刻の差による効用差を求め、その効用差を通勤所要時間との関係および時間価値の概念から、貨幣ベースに換算した結果、生活パターンが朝型、夜型の人や会社における駐車スペースの大小によって、かなり心理的ゆとり効果が異なることがわかった。
ロボットスワームにおける無線ネットワークのロバスト化とルーズなコーディネート

本研究は、無線でネットワーキングされている複数のロボットから構成されるロボットスワームを対象として、無線ネットワークのロバスト化としてマルチパスルーチングと協調伝送法を提案し、その有効性を計算機シミュレーションにより明らかにした。また、ルーズなコーディネートを実現する方法としてロボットの移動距離情報を用いて自己位置を推定する方法を提案し、その有効性を計算機シミュレーションと実験により明らかにした。1.より複雑な制御が行えるようにするために、ロボット搭載のコンピュータをCPUの処理能力が高く、かつメモリ容量が大きいものに変更を行った。それに伴い、ロボット台車の改造を行った。2.室内で行う実験では無線電波伝搬特性がマルチパスに富むことから、ロボット間の受信信号電力測定だけでは精度よくロボットの自己位置推定が行えないことがわかった。従って、各ロボットに小型のネットワークカメラを搭載し、ネットワークカメラの画像と受信信号電力を用いて自己位置推定を行うことに方針を変更した。ロボットに番号を付け、画像から番号を認識するアプローチをとり、画像の認識にはOpenCVを使う。現在、OpenCVを使って画像認識法を確認中である。3.ロボットの行動制御に適するルーチング法はロボットがどのような状態にいる場合から始めるべきかを議論した。ロボットがお互いに近づき、すべてのロボットがシングルホップで接続されている状態を作ってからルーチングを行うべきか、それとも、ロボットはあまり近づかず、すべてのロボットがマルチホップとシングルホップで接続されている状態を作ってからルーチングを行うべきかを考えた。シングホップによりメッシュ接続されている場合の方が、その後のルーチングのバリエーションが増えるが、その状態を作るのにロボットがあまりにも長い距離を走行しなければならないのならば、電力消費が非常に大きくなってしまう。計算機シミュレーションにより、2つの状態になるまでのロボットの走行距離を評価した。その結果、メッシュトポロジーを作るまでの走行距離はツリートポロジーを作るまでの走行距離に比較して約30%増えるだけであることが判明した。(1)受信信号電力だけを使った位置推定は推定精度が著しく低いので,各ロボットにカメラを搭載し,カメラ画像使って位置推定を行うことを検討し始めた.しかし,スワームが将来ミクロオーダになることを考えると,ミクロロボットにカメラを搭載することは不可能になるので,カメラ画像の使用はあくまでも補助的なものとし,原点に立ち返って,受信信号電力だけを使って位置推定ができるようにすることを検討した.ここにブレークスルーを見出したいと思っている.(2)かってに動いているターゲットの位置を推定する場合と異なり,ロボットスワームでは,ロボットの移動距離を既知とできる.従って,ロボットの移動距離を拘束条件にして位置推定が行える.ロボットスワームならではの,この特徴を活かした位置推定法を提案し,理論と計算機シミュレーションでその特性を解析した.この方法では,位置推定のアルゴリズムが複雑となることから,まだ完全にはそのアルゴリズムが動作していないが,平成24年度の早いうちに結果が出せると思っている.(3)ロボット間ネットワークには障害物や他ロボット等の妨害に対してロバストなことが求められる.ロボット間に複数のルートをはり,同じ情報を冗長に並列に伝送するマルチパスルーチングを提案した.ここでは,ルート間の距離を定義し,障害物に合わせてルート間の距離を自由に設定できる.(4)ネットワークをロバスト化する方法には,上記のマルチパスルーチングの他に,送信ダイバーシティを用いた協調伝送が考えられる.この協調伝送では,適する協調ノード(ロボット)の選択が鍵となる.この協調伝送における協調ノード選択法について検討することを開始した.協調伝送は,マルチパスルーチングを組み合わせることができ,相乗効果が期待できる.ロボットスワームでは,全てのロボットは無線マルチホップ通信で接続されている.ロボット間無線リンクに,他のロボットや壁等の障害物が入るとそのリンクが切断されるため,ロボットスワームでは,無線マルチホップ通信の信頼性を向上させる方法を検討する必要がある.その一つの方法として,今年度は,マルチパスルーチングについて検討を行った.マルチパスルーチングは,ソースロボットとデスティネーションロボット間で複数の異なるルートを構築し,それらのルートを同時に使ってパケットを冗長に伝送するものである.障害物の大きさに合わせて,物理的に離れた複数のルートを柔軟に構築することができるDistant Multipath Routingを提案し,その特性を明らかにした.また,もう一つの方法として,協調伝送について検討を行った.これは,無線リンクの近傍に位置するロボットを協調ロボットとして前もって選択しておき,直接リンクでパケットが送受信できない場合は,協調ロボットを経由してパケットを送受信するものである.ロボットの位置情報を使わなくても,障害物の大きさに合わせて,適度に物理的に離れたところに位置するロボットを選択することができる方法を提案し,その特性を明らかにした.

一方,ロボットスワームでは,ロボットの位置やネットワークトポロジをうまく制御するために,ロボット間距離や自己位置を推定することが重要となる.今年度は,これまでに行ってきた受信電力を使う方法に加え,到来時間と到来時間差を使って自律的に自己位置を推定する方法を検討した.位置推定を行う場合,位置が既知であるピヴォットロボットが必要となるが,そのピヴォットロボットの位置誤差が位置推定精度に与える影響と,ロボット間無線リンクに他ロボットや壁等の障害物が入った場合でもうまく動作できる新しい位置推定法を提案し,その推定精度の評価を行った.理論と計算機シミュレーションによる評価を前提とした場合,提案するロバストなネットワーキング法およびルーズなコーディネート法の研究は順調に進んでいる.一方,実機を用いた実験による評価を前提とした場合,提案するロバストなネットワーキング法を実装し評価することは難しくないが,現在購入可能な無線通信モジュールでは,受信電力測定しか行えないので,コーディネートを行うための位置推定精度が著しく低い.従って,提案するルーズなコーディネート法を実験で評価することが難しい状況になっている.24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)送信ダイバーシティによる協調伝送を利用したロボット間のロバストなルーチングについて,計算機シミュレーションと実験により,さらに優れる方法を検討する.(2)マルチパスルーチングと協調伝送を融合させる方法を計算機シミュレーションと実験により検討する.(3)群ロボットの行動制御の特徴を活かした新しい位置推定法を,理論と計算機シミュレーションにより評価検討する.(4)新しい位置推定法を実験で評価できるように検討する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
哺乳類生殖巣の雌性維持機構の解明

卵巣では、転写因子FOXL2とエストロゲン受容体が働いて卵巣体細胞(顆粒膜細胞)の雌性を維持している。また、顆粒膜細胞の発達・機能制御には卵母細胞の分泌する増殖因子群(卵由来シグナル)とエストロゲン受容体シグナルが重要である。本研究では、卵巣顆粒膜細胞の雌性維持機構の解明を目指し、卵由来シグナルとエストロゲン受容体シグナルによるFOXL2発現制御の可能性を検討した。さらに、卵・エストロゲン両シグナルの制御による卵巣体細胞の精巣体細胞への分化転換の可能性についても検討した。研究成果概要は以下の通りである。顆粒膜細胞でのFOXL2のタンパク質発現は、卵由来シグナルとエストロゲンによって維持されていることを明らかとした。これは、FOXL2の発現制御に卵由来シグナルは関与しないとされてきたこれまでの通説を覆す結果である。培養下でFOXL2の発現を低下させた顆粒膜細胞では、Foxl2欠損マウスの卵巣にみられるようなオス化(雌性マーカー遺伝子であるSox9の発現上昇)は見られなかった。興味深いことに、この培養に卵胞液を添加することで、SOX9タンパク質の顕著な発現上昇が誘導され、これは卵由来シグナルとエストロゲンによって抑制された。すなわち、卵巣雌性は、卵由来シグナルとエストロゲンによって維持されていることが示唆される。また、この結果は、生殖巣体細胞の性は人工的に遺伝子の改変を行わなくても転換できる可能性を示唆している。27年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類の生殖巣において体細胞の「性」は可変的である。卵巣においては、転写因子Foxl2とエストロゲン受容体が働いて卵巣体細胞(顆粒膜細胞)の雌性を維持している。また、顆粒膜細胞の発達・機能制御には卵母細胞の分泌する増殖因子群(卵由来シグナル)とエストロゲン受容体シグナルが関りあって重要な役割を果たす。本研究では、この卵由来シグナルとエストロゲン受容体シグナルが関り合うメカニズム、さらに卵由来シグナルによるFoxl2発現制御の可能性に着目し、卵巣顆粒膜細胞の雌性維持機構の解明を目指す。さらに、卵・エストロゲン両シグナルの制御による卵巣から精巣への分化転換の可能性についても検討する。平成25年度は、まず、卵由来シグナルによる顆粒膜細胞でのFoxl2の詳細な発現動態およびその制御について解析した。その結果、顆粒膜細胞は、良く発達した卵胞内では、卵母細胞の近傍に存在する卵丘細胞と、卵胞壁を裏打ちする壁顆粒膜細胞とに区別されるが、Foxl2発現は壁顆粒膜細胞において高く、一方、卵丘細胞においては低く維持されていた。さらに、卵丘細胞におけるFoxl2発現は卵由来シグナルによって抑制されることが明らかとなった。すなわち、生体内で卵丘細胞でのFoxl2発現が低い原因のひとつとして卵由来シグナルによる抑制があると考えられる。興味深いことに、この時、卵丘細胞におけるFoxl2発現は低いにも関わらずFoxl2欠損卵巣にみられるようなSox9の発現上昇は見られなかった。これは、卵丘細胞においてはFoxl2を介さないSox9発現制御メカニズム、すなわち雌性維持メカニズムが存在していること示唆している。また、マイクロアレイ解析を行い、卵由来シグナルとエストロゲン受容体シグナルのクロストーク機構について示唆を得た。本年度は、(1)FOXL2の発現およびその制御解析、(2)卵シグナル欠損マウスでの精巣化度合の解析を予定していた。(1)について、顆粒膜細胞の発達過程におけるFoxl2発現解析については概ね予定通りに達成することができた。また、発現制御についても概ね達成することができた。

また当初は、顆粒膜細胞におけるFOXL2発現は卵由来シグナルによって促進されるものと考えていたが、予想に反して卵丘細胞(特に卵母細胞の近傍に存在する顆粒膜細胞)では、卵母細胞による抑制を受けることが明らかとなった。したがって、卵丘細胞ではFoxl2発現が低くいにもかかわらず、雌性が維持されていることになる。このメカニズムについては来年度以降に解析して行く予定である。(2)については、追加採択のため研究開始が遅れたことと、当該研究機関保有の動物室空調機の故障事故があり遺伝子改変動物の飼育数が十分に確保できず十分な解析には至らなかった。現在は、動物室の空調修理も終わり飼育数を増やしている。本年度当初の予定にはなかったが、上記以外にも、卵丘細胞での遺伝子発現に対する、エストロゲンと卵由来シグナルの影響について、マイクロアレイ解析を行い両シグナルによる卵丘細胞の発達・機能制御メカニズムに関して示唆を得ることができた。これらのことを総合して、おおむね順調に進展していると判断される。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、まず、(3)培養下で顆粒膜細胞の分化転換実験系の確立を目指す。顆粒膜細胞としては、生体内でのFoxl2欠損によりセルトリ化すると考えられる壁顆粒膜細胞を用いる。また前述したように、卵丘細胞では、従来考えられていたFoxl2を介した雌性維持メカニズムとは異なるメカニズムの存在が示唆され、これは非常に興味深い点である。そこで、壁顆粒膜細胞と同様の条件で培養した際の卵丘細胞のセルトリ化度合(セルトリ細胞マーカーの発現など)についても解析する。次に、(4)マウス個体レベルでの卵巣・精巣分化転換の可能性について解析する。これには、当初予定通りの卵シグナル減弱モデルマウスに抗エストロゲン薬長期的に投与し、生殖巣における遺伝子発現レベルでの精巣化を解析する。また、エストロゲン受容体欠損マウスでは、加齢に伴った卵巣の一部精巣化が報告されていることから、加齢した卵巣環境では雌性が維持されにくいと考えられる。当該研究室において加齢モデルマウス実験系が整ったことから、マウス個体の加齢が卵巣の雌性に与える影響についても遺伝子発現レベルの解析を行う予定である。
自発性瞬目に基づく集中度推定と制御に関する研究

人のまばたき(以後,瞬目)には3種類あることが知られており,外部刺激に対する反射性瞬目,自らの意思により行う随意性瞬目,それ以外の自発性瞬目がある.我々が行う瞬目の大半は自発性瞬目であり,自発性瞬目は物理的に眼球表面の潤いを維持する機能だけではなく,視覚情報処理や認知機能と関連していることが報告されている.本研究では,自発性瞬目に基づいて人の集中度を定量的に評価する手法を構築し,構築した評価指標を用いて人の内外の入力に対する集中度の変化を調べることで,集中状態を生起させる因子については明らかにすることを目的としている.平成30年度は,瞬目や視線移動などの眼球運動を精緻に評価するためのシステム構築と,集中度評価におけるタスク選定のための基礎検討,および集中度の変容・持続を目的とした外部刺激制御のための基礎システムを構築した.ディスプレイ上での映像提示,可視光カメラによる眼球運動記録,赤外線カメラによる視線追跡,眼電位計測を行えるシステムの構築を行い,タスク実験中の眼球運動を精緻に取得できるようにした.また,当該構築システムを用いた本実験を行うための予備検討として,これまでに開発した携帯端末とメガネ型ウェアラブルデバイスによる瞬目検出システムを用いて,数的処理や言語処理など性質の異なるタスクに対する瞬目の振る舞いについて検証を行った.さらに,本研究では瞬目の基礎として集中度を定量的に評価することを試みるが,その集中度の振る舞いが外部刺激により制御可能か検討するための基礎システムを構築した.具体的には,瞬目の振る舞いによって,所望の聴覚刺激を提示するためのシステム構築を行った.当該システムを用いた検証を平成31年度以降に実施予定である.研究当初の予定通り,実験タスク中における瞬目や眼球運動の振る舞いを精緻に計測するためのシステム構築を行っている.また,メガネ型ウェアラブルデバイスと携帯端末を用いた多数の計測を実施したことで,本実験に用いるタスクに関して予備検討が行えている.さらに,平成31年度に実施予定であった研究に関して,一部基礎システムの構築が進んでいる.以上より,研究は概ね順調に進展していると考えている.また,本研究では,最終的にはメガネ型ウェアラブルデバイスと携帯端末による集中度計測および集中度の維持や変容が可能なシステムの構築を目指しており,実社会アプリケーションとしての発展を意識した研究開発を行っている.平成31年度は,本年度に構築したシステムを用いてタスクの性質と瞬目のパターンについて詳細な検討を進める.その上で,タスクの成績との比較により瞬目を用いて集中度の定量評価することに試み,その適用限界を明らかにしていく.さらに,聴覚刺激など外部刺激を印加することによる,集中度の継続維持などに関する検討を進める.人のまばたき(以後,瞬目)には3種類あることが知られており,外部刺激に対する反射性瞬目,自らの意思により行う随意性瞬目,それ以外の自発性瞬目がある.我々が行う瞬目の大半は自発性瞬目であり,自発性瞬目は物理的に眼球表面の潤いを維持する機能だけではなく,視覚情報処理や認知機能と関連していることが報告されている.本研究では,自発性瞬目に基づいて人の集中度を定量的に評価する手法を構築し,構築した評価指標を用いて人の内外の入力に対する集中度の変化を調べることで,集中状態を生起させる因子については明らかにすることを目的としている.平成30年度は,瞬目や視線移動などの眼球運動を精緻に評価するためのシステム構築と,集中度評価におけるタスク選定のための基礎検討,および集中度の変容・持続を目的とした外部刺激制御のための基礎システムを構築した.ディスプレイ上での映像提示,可視光カメラによる眼球運動記録,赤外線カメラによる視線追跡,眼電位計測を行えるシステムの構築を行い,タスク実験中の眼球運動を精緻に取得できるようにした.また,当該構築システムを用いた本実験を行うための予備検討として,これまでに開発した携帯端末とメガネ型ウェアラブルデバイスによる瞬目検出システムを用いて,数的処理や言語処理など性質の異なるタスクに対する瞬目の振る舞いについて検証を行った.さらに,本研究では瞬目の基礎として集中度を定量的に評価することを試みるが,その集中度の振る舞いが外部刺激により制御可能か検討するための基礎システムを構築した.具体的には,瞬目の振る舞いによって,所望の聴覚刺激を提示するためのシステム構築を行った.当該システムを用いた検証を平成31年度以降に実施予定である.研究当初の予定通り,実験タスク中における瞬目や眼球運動の振る舞いを精緻に計測するためのシステム構築を行っている.また,メガネ型ウェアラブルデバイスと携帯端末を用いた多数の計測を実施したことで,本実験に用いるタスクに関して予備検討が行えている.さらに,平成31年度に実施予定であった研究に関して,一部基礎システムの構築が進んでいる.以上より,研究は概ね順調に進展していると考えている.また,本研究では,最終的にはメガネ型ウェアラブルデバイスと携帯端末による集中度計測および集中度の維持や変容が可能なシステムの構築を目指しており,実社会アプリケーションとしての発展を意識した研究開発を行っている.

平成31年度は,本年度に構築したシステムを用いてタスクの性質と瞬目のパターンについて詳細な検討を進める.その上で,タスクの成績との比較により瞬目を用いて集中度の定量評価することに試み,その適用限界を明らかにしていく.さらに,聴覚刺激など外部刺激を印加することによる,集中度の継続維持などに関する検討を進める.国際発表の要務地で複数の案件が重なり,当初予定していた本研究費による旅費支出が不要になったため.また,システム構築の一部が当初予定より円滑に進み,人件費の支出が不要になったため.これらの助成金は平成31年度に構築予定の携帯型システムの試作に用いる予定である.
上皮成長因子受容体からアダプター分子への情報伝達の1分子解析

上皮成長因子(EGF)受容体はリン酸化により活性化し、Shc, Grb2,c-Cb1,PLCγなどSH2蛋白質と相互作用し、情報処理を行う。活性化型受容体とmSos1 (RasのGuanine nucleotide exchange factor)を繋ぐアダプター蛋白質Grb2との分子間相互作用の1分子可視化計測を行った。蛍光色素(Cy5)で標識したEGFでセミ・インタクト細胞中のEGF/EGFR複合体の位置を1分子検出し、リコンビナント精製してN-末端を蛍光色素(Cy3)で標識したGrb2との結合・解離を観察した。活性化受容体の存在部位におけるGrb2の蛍光強度の時間変化を解析し、結合時間、解離時間を統計的に自動判定するプログラムを開発し、両蛍光色素の共局在の時系列変化から、EGFRとGrb2との結合速度定数、解離速度定数を求めることができた。両方向の反応とも複数の速度成分を持つことが明らかになった。各反応速度を2成分でフィッテイングした結果、結合反応速度は0.014/nM/s(74%)および0.0027/nM/s(26%)、解離反応速度は2.1/s(79%)および0.19/s(21%)と求められた。速度定数と各成分の重み付き平均から推定した平衡状態の解離定数150nMは、従来受容体のリン酸化断片を用いてin vitro計測された解離定数(100700nM)とほぼ一致した。連続した2回の結合・解離反応時間の相関関係を解析し、複数の反応様式が、各回の反応毎にランダムに選択されていることが明らかになり、情報伝達が複雑な相互作用変化によって制御されている可能性が示唆された。EGFRとGrb2の認識反応が受容体蛋白質全長が正しく細胞膜構造に保持されたままで計測されたことは初めてであり、反応速度定数は従来のin vitro計測においても求められていなかった。今回の1分子計測による分子間相互作用パラメータ計測法は、細胞内分子システム研究の重要な技術となり得る。本研究の目的はEGF受容体における情報伝達メカニズムを解明することである。(1)EGF受容体は下流に情報伝達回路を複数もつ情報の分岐点である。EGF受容体1分子はこの分岐をどのように制御しているのか。(2)EGF受容体はCblによってユビキチン化を受けて情報伝達を抑制される。この抑制過程と他の情報伝達回路との関わりはどうなっているのか。(3)EGF受容体はエネルギーとしてATPを必要とする。情報の伝達とエネルギーの関係はどうなっているのか。以上のことを1分子可視化技術によって明らかにする。それによって細胞内情報伝達メカニズムや、分子ネットワークのダイナミックスの解明が期待できる。セミインタクト細胞を用いての細胞内1分子観察系を確立する。同時多色観察が可能な実験系をつくる。具体的な研究実施計画は以下の通りである。1.蛍光ラベルした受容体結合タンパク質を、活性のある状態で精製する方法を確立する。2.EGF受容体とそれら受容体結合タンパク質の結合・解離の1分子実時間計測を行う。3.顕微鏡をつくる。同時多色観察を可能にするために、顕微鏡の改造に着手する。セミインタクト細胞を用いての1分子観察系の確立と、その系でのEGF受容体とGrb2,Shcなどのアダプター分子のSH2ドメインとの相互作用を1分子実時間計測することが本年度の研究目標であった。しかし結果的には、実験系の確立は未だ途上段階にある。現時点で着手しているものは、以下の通りである。・同時多色一分子観察可能な顕微鏡の設計・作製実験系の確立に向けて現時点で解決されていない問題がまだ幾つかあるが、本年度の目標の大部分は達成できたと考えられる。今後もこの方向で研究を進めていく予定である。

連続した2回の結合・解離反応時間の相関関係を解析し、複数の反応様式が、各回の反応毎にランダムに選択されていることが明らかになり、情報伝達が複雑な相互作用変化によって制御されている可能性が示唆された。EGFRとGrb2の認識反応が受容体蛋白質全長が正しく細胞膜構造に保持されたままで計測されたことは初めてであり、反応速度定数は従来のin vitro計測においても求められていなかった。今回の1分子計測による分子間相互作用パラメータ計測法は、細胞内分子システム研究の重要な技術となり得る。
高速破壊における速度効果-破面形成過程

動的破壊における破壊速度(V)の持つ力学的な意義について、特に加速域と減速域に分けて動的破壊靭性(K)、破面粗さ(R)などの諸パラメータとVとの関連についての実験的な研究を行った。K、Vの精密な計測には自作の2像面高速度撮影カメラ(RIAM-DFC2形)を、またRの計測には非接触のレーイクスザ光粗さ計を用いた。主要な結論は次の通りである。(1)供試材として片側ノッチ付き押出成形低分子量PMMA(重量平均分子量10^4オーダ)引張試片(SEN)を用いた場合、90°C、24時間のアニールはV,K,Rを増加させることが分かった。しかしCT+SEN形の試験片ではその影響は認められず、その点で試験片形状依存性が認められた。(2)エポキシ樹脂、低分子PMMAのCT+SEN形の試験片を用いた実験から、VとKのピーク値に時間差が発生すること(Vが先行)、この時間差はき裂から荷重作用点まで距離が増加すると大きくなり、除荷速度のピーク値はVとKのピークのほぼ中間に存在する。(3)中途に円孔を有する低分子PMMA材の動的破壊実験で、K、Vは増加、減少、再増加を生じる。この場合にもKはVの一意的な関係には無く、関係は加速度(A)に依存することを明らかにした。(4)き裂の加速、再加速時においてKとVが同一の場合、Aがほぼ同じ値になることを明らかにした。このことはKとVの関係はAを入れてほぼイクスプリシットに表現できることを示唆している。(5)低分子PMMAの動的破壊では外力仕事の半分近くが破壊エネルギーに転化することを明らかにした。本研究は平成10年度の追加採択分としてとり上げられた。そのために、核となる備品の納入は平成11年に入ってからであった。従って本年度の研究期間は短かったが、次のような実績を得ている。1.購入した装置「表面形状測定顕微鏡」の性能を実際にチェックし、期待通りの性能を有することを確認した。2.エポキシ樹脂を試験材として、高速脆性破壊における破壊面の形成過程と速度・加速度,応力拡大係数との関係についての研究を開始した。加速度が正からゼロを経て負にいたるような試験材形状を考案しているが、それを用いている。速度・加速度,応力拡大係数は、コーステック法をとり入れた二像面高速度撮影により求めた。3.破断後の破面の中央部の粗さを上記顕微鏡で間欠的に走査し、平均的粗さと破壊速度,応力拡大係数との関係を求めた。その結果、破壊速度の変化が常に先行し、ついで応力拡大係数と粗さの変化がその後を追うことが確かめられた。4.応力拡大係数と粗さの相関関係が高いが、両者が同じような時間的位相関係にあるか否かは明確ではなく、今後の研究テーマの一つである。本代表者らのこれまでの研究は、アクリル樹脂(PMMA)については分子量が100万200万のもの(キャスト成形)また予き裂は鋭いものが中心であった。一方分子量が40万(押出し成形)程度に減少すると高速破壊の破面形成過程に著しい違いが起こるという結果をこれまでの予備実験で得ている。この年度は主として(1)PMMAの分子量の違いが高速破壊の速度(a)、加速度(a)、粗さ(λ)、応力拡大係数(K_<ID>)、動的パラメータ(R^*a、単位時間、単位幅当りの破壊エネルギー)の関係にどのように影響を与えるか、(2)予き裂に種々のものを採用して破壊速度域を大幅に広げたときに力学的な諸パラメータの関係がどのようになるか、について研究した。

試験片形状は従前のものと同じく、高速破壊の前半で加速、後半で減速するような形状を採用した。ノッチ先端はクラック状、V字状、U字状の3種を採用した。研究の結果から低分子量PMMAの高速破壊における破面形成過程の特徴として次のようなことが明らかとなった。(1)破壊速度が375m/s前後でなめらかな破面が唐突に粗い破面に変わる。粗い破面は200300μmの幅の繰り返し凹凸模様から成っている。(この成因の物理的メカニズムは明らかではない。)(2)3種類のノッチの採用によりa(100650m/s)、K_<ID>(25MN・m^<3/2>)、λ(023μm)をそれぞれ大幅に変化させることが出来る。(3)これらの全領域を通して、λとK_<ID>は、ほぼ線形関係にある。(4)同じくλとaの関係は2次曲線で表わせる。(5)同じくλとlog(R^*a)の関係は線形関係にある。今後は以上の関係について、特に、加速度がどのように影響を与えているかについて研究を進める予定である。特に加速度との関連のもとで動的破壊において破壊速度のもつ力学的な意義について動的破壊靭性(K値)と破面粗さ(R)を中心として研究した。アクリル樹脂(PMMA)を試験材として、パラメータには試験片形状分子量、人工欠陥の種類、アニールの有無をとり、破壊速度の関数としてKとRの変化について調べた。結果を要約すると次の通りである。(1)アニールの効果は低分子量PMMAのSENタイプ試験材について認められた。すなわち自然き裂、人工き裂の両者共に最大速度が増加する。同時にR値、K値共に増加する傾向が明らかである。(2)CT+SEN形でV字形き裂の場合、分子量に関係無くアニールの影響は認められなかった。しかし最大速度については分子量の影響は明らかで、低分子量(10^5オーダー)PMMAの値は高分子量(10^6オーダー)のそれに比べて3040%増し、またRは1桁増すもののK値はむしろ減少気味である。(3)Kの加速度効果は全試片について明らかで、加速域の値が減速域の値と同一速度に対して下回っている。これは従来得られている傾向と一致し、またこの傾向に対するアニールの影響は認められなかった。(4)Rの速度依存性は必ずしも明らかではなかった。以上の結果、アニールの効果が各種条件のもとでより明確となった。
製鉄用高炉下部における生成初期融液の滴下挙動の解明

世界的な良質鉄鉱石資源の枯渇に伴って、輸入鉱石中のアルミナや結晶水の含有量は最近増加の一途を辿っており、高アルミナ鉱石の使用に伴う高炉操業上の問題が既に顕在化している。一方、高炉下部における焼結鉱の被還元性は、還元過程で焼結鉱中に生成する酸化鉄系初期融液の性状に大きく影響されることが知られているが、初期融液の挙動とアルミナの関係については未だ不明である。本研究は、高炉下部における初期融液の生成、滴下、還元挙動とそれに及ぼす脈石成分の影響を系統的に解明し、高炉における高アルミナ鉱石の使用技術を確立するための基礎資料を得ることを目的とするものである。初年度である平成9年度においては、高炉における初期融液の挙動をシミュレートすることを目的に、鉄製、またはCaOやMgO製の漏斗からの酸化鉄系合成スラグの滴下実験を行った。Fe_tOとCaO-Al_2O_3-SiO_2系元系内にある4つの安定な化合物(2CaO・SiO_2、CaO・SiO_2、2CaO・SiO_2・Al_2O_3、Ca0・2SiO_2・Al_2O_3)を結んでできる5つの擬3元系を対象にし、漏斗からの滴下温度、滴下スラグ組成、共存固体酸化物相、及び融液の漏斗上へのホールドアップ率を調べ、Fe_tO濃度が20%の場合を中心に、スラグ組成との関係について検討した。この結果を踏まえて、平成10年度では、広いFe_tO濃度範囲において、スラグの滴下挙動と塩基度、Fe_tO濃度、Al_2O_3濃度の影響を明らかにした。その結果、漏斗からのスラグ融体の滴下が生じる温度は、スラグの融点よりかなり低く、ほぼ共晶温度と一致することが明らかとなった。また、スラグのホールドアップ率は、Fe_tO濃度一定では、塩基度が低い場合にはAl_2O_3濃度が高くなるとホールドアップ率は著しく大きくなる傾向が認められた。Fe_tO濃度が高い場合にはAl_2O_3の影響は顕著には現れない。またホールドアップ率はスラグの濡れでほぼ説明できることが分かり、初期融液挙動に及ぼすAl_2O_3の影響がほぼ解明できた。

Fe_tとCaO-Al_2O_3-SiO_2系元系内にある4つの安定な化合物(2CaO・SiO_2、CaO・SiO_2、2CaO・SiO_2・Al_2O_3、CaO・2SiO_2・Al_2O_3)を結んでできる5つの擬3元系を対象にし、漏斗からの滴下温度、滴下スラグ組成、共存固体酸化物相、及び融液の漏斗上へのホールドアップ率を調べ、スラグ組成との関係について検討した。その結果、漏斗からのスラグ融体の滴下が生じる温度は、スラグの融点よりかなり低く、ほぼ共晶温度と一致することが明らかとなった。また、スラグのホールドアップ率は、酸化鉄濃度が一定の条件では、塩基度とアルミナ濃度の影響をかなり大きく受け、特に低い塩基度でアルミナ濃度が高くなるとホールドアップ率は顕著に大きくなる傾向が認められた。また同時にスラグ融体の表面張力測定を行い、ホールドアップ挙動がスラグの濡れでほぼ説明できることが分かった。平成10年度は、より広い酸化鉄濃度範囲で同様の実験を行って初期融液の挙動に及ぼす組成の影響を明らかにする予定である。世界的な良質鉄鉱石資源の枯渇に伴って、輸入鉱石中のアルミナや結晶水の含有量は最近増加の一途と辿っており、高アルミナ鉱石の使用に伴う高炉操業上の問題が既に顕在化している。一方、高炉下部における焼結鉱の被還元性は、還元過程で焼結鉱中に生成する酸化鉄系初期融液の性状に大きく影響されることが知られているが、初期融液の挙動とアルミナの関係については未だ不明である。本研究は、高炉下部における初期融液の生成、滴下、還元挙動とそれに及ぼす脈石成分の影響を系統的に解明し、高炉における高アルミナ鉱石の使用技術を確立するための基礎資料を得ることを目的とするものである。初年度である平成9年度においては、高炉における初期融液の挙動をシミュレートすることを目的に、鉄製、またはCaOやMgO製の漏斗からの酸化鉄系合成スラグの滴下実験を行った。Fe_tOとCaO-Al_2O_3-SiO_2系元系内にある4つの安定な化合物(2CaO・SiO_2、CaO・SiO_2、CaO・SiO_2・Al_2O_3、CaO・2SiO_2・Al_2O_3)を結んでできる5つの擬3元系を対象にし、漏斗からの滴下温度、滴下スラグ組成、共存固体酸化物相、及び融液の漏斗上へのホールドアップ率を調べ、Fe_tO濃度が20%の場合を中心に、スラグ組成との関係について検討した。この結果を踏まえて、平成10年度では、広いFe_tO濃度範囲において、スラグの滴下挙動と塩基度、Fe_tO濃度、Al_2O_3濃度の影響を明らかにした。また、スラグのホールドアップ率は、Fe_tO濃度一定では、塩基度が低い場合にはAl_2O_3濃度が高くなるとホールドアップ率は著しく大きくなる傾向が認められた。Fe_tO濃度が高い場合にはAl_2O_3の影響は顕著には現れない。またホールドアップ率はスラグの濡れでほぼ説明できることが分かり、初期融液挙動に及ぼすAl_2O_3の影響がほぼ解明できた。