hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高圧アロトロピー組織制御による水素分離膜の創製と低温作動シナジー合金膜への応用

高圧アロトロピー組織制御で薄膜化した5族水素分離膜の創製とシナジー効果による低温作動合金膜の耐水素脆性改善を行うため,水素透過性能評価に加えて水素環境中におけるin-situ SP(C)試験による延性ー脆性遷移水素濃度解析と耐久性評価,超微細結晶粒による特異な物性の発現機構の解明を目指して研究を展開した。その結果,5族金属にHPT加工を施すことで平均結晶粒径は数100nmとなり,超微細結晶組織が形成されることを確認した。また熱処理によって,ランダム粒界の存在比が増えていくが水素透過係数は粒径依存性が見られることから,結晶粒界が水素の高速拡散経路として機能している可能性がある。本課題では高圧アロトロピー組織制御によって結晶粒を超微細化した5族金属やそれらの合金についての水素透過性能を調べ,水素環境in-situ小型パンチ(SP)試験とSPクリープ試験による耐久性評価を行うとともに,これら水素透過材料の透過性能向上の発現機構を解明することを目指している。平成27年度は,バナジウム(V)の高圧アロトロピー組織制御(強ひずみ加工)後の組織変化,硬さ測定や引張試験による機械的性質の把握と,SPクリープ(SPC)試験装置に各種環境制御機能を付加することを主目標に置いて研究を展開した。得られた結果や知見を以下に要約する。(1)Vの強ひずみ加工の検討については,圧力5GPa,回転数n=15で高圧ねじり(HPT)加工を連携研究者の協力のもとで行い,微細結晶粒組織の観察ならびに現有のFE-SEM/EBSDによる高分解能結晶方位解析を実施した。そして超微細化された結晶粒が500°C以下の温度では粗大化せずに維持される一方で,700°Cでは粗大化し硬さや引張強さが低下することを明らかにした。(2)HPT加工による高密度の転位は,400°C以下の温度では靱性の低下を招いていたが,500°Cでは回復による明瞭な機械的性質の変化が見られた。(3)スモールパンチクリープ(SPC)試験装置への各種環境制御機能付加の検討では,アルゴン(Ar)ガスフローシステムを有する従来型の試験部をin-situ SP試験治具にてリプレースし,これに真空排気システムや負荷水素圧力/流量コントローラを付加して,耐久性評価システムの構築を行った。さらに強ひずみ加工を施したVの水素化特性の定量評価を行うためのPCT測定装置を導入して,試験条件設定のための基盤整備を行った。平成27年度の当初計画では,バナジウム(V)の高圧アロトロピー組織制御(強ひずみ加工)後の組織変化,硬さ測定や引張試験による機械的性質の把握と,SPクリープ(SPC)試験装置に各種環境制御機能を付加することを主目標としており,以下の具体的達成目標を掲げていた。ここでは当該年度の進捗度を自己点検して達成度を評価した。各項目の達成度を括弧内に示す。1.Vの強ひずみ加工の検討では,圧力5GPa,回転数n=15で高圧ねじり(HPT)加工を連携研究者の協力のもと実現,微細結晶粒組織の観察と現有FE-SEM/EBSDによる高分解能結晶方位解析の実施(100%)2.強ひずみ加工後のVについての転位密度変化の評価,硬さ測定や引張試験による機械的性質の把握と,それに基づいた微細結晶粒径との相関図の作成(60%)3.スモールパンチクリープ(SPC)試験装置への各種環境制御機能付加の検討と,強ひずみ加工を施したVの水素化特性の定量評価とその温度依存性,合金元素添加効果の調査(80%)尚,平成27年度においては同時並行的に一部次年度(平成28年度)計画分も前倒し実施をしており,総合的には事業期間全体(3年間)の1/3を経過した段階で,研究実施計画(全体)に対して,その進捗率が総合的に35%程度であると考えているため,上記の進捗状況(達成度)の区分とした。平成28年度は,バナジウム(V)の高圧アロトロピー組織制御(強ひずみ加工)後の水素化特性の定量評価とSPクリープ(SPC)試験装置への各種環境制御機能付加の検討を引き続き行い,強ひずみ加工で薄膜化した5族系合金水素分離膜の低温作動の実現と耐水素脆性の改善を行うことを主目標に置いて研究を展開した。(1)水素化特性の定量評価については,種々の条件下で強ひずみ加工を施したVの水素化速度とPCT曲線の取得によって検討し,水素の溶解度の解析から水素透過性能への影響を調べた。(2)固溶水素濃度(H/M)を制御したin-situ SP試験を行い,延性ー脆性遷移水素濃度(DBTC)の組織依存性を調べた。この結果からDBTCに対する強ひずみ加工の影響を調べた。(3)PCT曲線を低水素濃度,高圧力側に引上げる効果を示す合金元素を添加したV合金膜を作製し機械的性質を調べた。またHPT加工を施したVの結晶粒粗大化温度を調査し,透過膜としての利用可能な温度範囲を特定した。

(4)上記項目(3)の結晶粒粗大化温度以下の低温域で水素透過能を調べ,同温度の真空中及び水素固溶状態でSPクリープ試験を行い,破断寿命と各遷移域でのクリープ速度を求めた。そして組織学的な観点から破壊モードの相違を考察した。平成28年度の当初計画では,バナジウム(V)の高圧アロトロピー組織制御(強ひずみ加工)後の水素化特性の定量評価とSPクリープ(SPC)試験装置への各種環境制御機能付加の検討を引き続き行い,強ひずみ加工で薄膜化した5族系合金水素分離膜の低温作動の実現と耐水素脆性の改善を行うことを主目標に掲げており,以下の具体的達成目標を宣言していた。ここでは当該年度の進捗度を自己点検して達成度を評価した。各項目の達成度を括弧内に示す。1.水素化特性の定量評価:種々の条件下で強ひずみ加工を施したVの水素化速度とPCT曲線の取得によって検討し,水素の溶解度,拡散速度の変化に加えて,PCT曲線の変曲点の温度依存性と合金元素添加効果を検討(80%)2.固溶水素濃度(H/M)設定in-situ SP試験:延性ー脆性遷移水素濃度(DBTC)の温度,組成および組織依存性の調査とDBTCに対する強ひずみ加工効果検討。延性ー脆性遷移に伴う水素(重水素)原子の局所配列変化の解析(80%)3.HPT加工後の機械的性質と結晶粒粗大化温度の調査,合金効果と透過膜としての利用可能温度範囲の提案,結晶粒粗大化温度以下で水素透過能試験の実施。また同温度の真空中及び水素固溶状態でSPクリープ試験を行い,破断寿命と各遷移域でのクリープ速度検討(90%)尚,平成28年度も同時並行的に一部次年度(平成29年度)計画分も前倒し実施をしており,総合的には事業期間全体(3年間)の2/3を経過した段階で,研究実施計画(全体)に対して,その進捗率が総合的に70%程度であると考えているため,上記の進捗状況(達成度)の区分とした。本課題では高圧アロトロピー組織制御によって結晶粒を超微細化した5族金属やそれらの合金についての水素透過性能を調べ,水素環境in-situ小型パンチ(SP)試験とSPクリープ試験による耐久性評価を行うとともに,これら水素透過材料の透過性能向上の発現機構を解明することを目指した。平成29年度は,強ひずみ加工を行ったバナジウム(V)の水素透過メカニズムを水素のトラップサイトと拡散経路の観点で検討することを主目標に置いて研究を展開した。得られた結果や知見を以下に要約する。(1)VにHPT加工を施すことで平均結晶粒径は290nmとなり,超微細結晶組織を形成した。500°C熱処理で粒径は320nmと殆ど変化しなかったが,700°C熱処理後では2.34μmであり,粗大化を確認した。また900°C熱処理後は88μmにまで粒成長していた。従って,再結晶は500700°Cで起きていた。これは当該組織構造の水素分離膜運転温度条件では構造転移によるクリープ損傷機構の変化が起きないことを意味するものである。実際,クリープ試験後の透過膜の破面FE-SEM観察においてもこれを確認した。(2)熱処理によってランダム粒界の存在比が増えていくが,結晶粒粗大化に伴い絶対量としての粒界体積が減少し対応粒界及びランダム粒界の存在量も減少していることが分かった。水素透過係数は粒径依存性が見られることから,結晶粒界が水素の高速拡散経路として機能している可能性を示唆した。(3)PCT曲線の測定ではHPT加工によるVの水素吸蔵特性の向上は無かったため,水素透過係数が向上する理由として,溶解度係数の改善が寄与している可能性は低い。
線虫初期胚で誘導される選択的オートファジーの分子機構と生理機能

選択的オートファジーはタンパク質凝集体や感染病原菌,不良ミトコンドリアなどを選択的に分解に導くシステムとして細胞内の恒常性維持に寄与していることが近年明らかとなっている.申請者らは線虫の受精卵を用いた解析から,受精直後に精子から持ち込まれた父性オルガネラ周囲にオートファゴソームが形成され,選択的に分解される新たな選択的オートファジー経路が存在することを見出し,allophagyと命名した.本研究ではallophagyに関わる因子を遺伝学的・生化学的手法により探索し,新規因子ALLO-1の同定に成功した.allo-1遺伝子破壊株ではallophagyが誘導されず,父性オルガネラの分解が阻害された.一方で,allo-1遺伝子破壊株においてもバルクなオートファジーは正常であったことから,ALLO-1はallophagy特異的因子であると考えられた.発現組織を調べた結果,ALLO-1は卵子において発現しており,卵子特異的プロモーターによる発現で破壊株の表現系を相補することができた.ALLO-1自身の局在性を調べたところ,受精直後の非常に早い時期に父性オルガネラ周囲に局在化することが明らかとなった.また,この局在化はオートファジー制御因子を必要とせず,逆にオートファジー制御因子のリクルートにはALLO-1が必須であった.これらの結果から,ALLO-1はallophagyにおいてオートファジー制御因子を基質の周囲へリクルートするアダプターの役割を担っていると考えられた.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。近年,タンパク質凝集体や感染病原菌,不良ミトコンドリアなどが選択的オートファジーによって分解されることが明らかとなってきている.申請者らは線虫の受精卵を用いた解析から,受精後に精子から持ち込まれた父性オルガネラを選択的にオートファゴソームに取り込み分解する新たな選択的オートファジー経路(allophagy)が存在することを見出した.さらに,受精卵でのオートファジー活性をモニターできるGFP-LGG-1発現株を用いた網羅的RNAiスクリーニングにより,allophagyに特異的に関与するキナーゼを同定した.本研究ではこのキナーゼによる選択的オートファジーの制御メカニズムを明らかにするため,キナーゼの基質または関連因子の探索を行った.まず,蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動によりキナーゼの基質の同定を試みた.野生型とキナーゼ変異体の受精卵から抽出したタンパク質を二次元電気泳動で展開し,泳動度が変化するスポットについて質量分析によってタンパク質を同定した.また,生化学的方法と平行して酵母ツーハイブッリド法を用いてキナーゼと相互作用する因子の同定も行い,候補因子を得ている.RNAiまたは破壊株の表現型解からこれらの因子はallophagyに特異的に関与することが示唆された.さらに相互作用の確認,細胞内局在の検討など詳しい解析を行っており,キナーゼによるallophagyの制御メカニズムの解明が期待できる.選択的オートファジーはタンパク質凝集体や感染病原菌,不良ミトコンドリアなどを選択的に分解に導くシステムとして細胞内の恒常性維持に寄与していることが近年明らかとなっている.申請者らは線虫の受精卵を用いた解析から,受精直後に精子から持ち込まれた父性オルガネラ周囲にオートファゴソームが形成され,選択的に分解される新たな選択的オートファジー経路が存在することを見出し,allophagyと命名した.本研究ではallophagyに関わる因子を遺伝学的・生化学的手法により探索し,新規因子ALLO-1の同定に成功した.allo-1遺伝子破壊株ではallophagyが誘導されず,父性オルガネラの分解が阻害された.一方で,allo-1遺伝子破壊株においてもバルクなオートファジーは正常であったことから,ALLO-1はallophagy特異的因子であると考えられた.発現組織を調べた結果,ALLO-1は卵子において発現しており,卵子特異的プロモーターによる発現で破壊株の表現系を相補することができた.ALLO-1自身の局在性を調べたところ,受精直後の非常に早い時期に父性オルガネラ周囲に局在化することが明らかとなった.また,この局在化はオートファジー制御因子を必要とせず,逆にオートファジー制御因子のリクルートにはALLO-1が必須であった.これらの結果から,ALLO-1はallophagyにおいてオートファジー制御因子を基質の周囲へリクルートするアダプターの役割を担っていると考えられた.選択的オートファジーの一つであるallophagyに関与するキナーゼの同定に成功し,さらにそのキナーゼの基質または相互作用因子の探索も順調に進んでいる.これらキナーゼとその関連因子の解析が進むことにより,選択的オートファジーのメカニズムや生理的意義の解明につながると考えられる.27年度が最終年度であるため、記入しない。現在同定している候補因子の詳しい機能解析を進める.この中には2次スクリーニングにおいてallophagyに特異的に関与することが示唆される因子が含まれるので,そのような因子について優先的に解析を行う.また,キナーゼの直接の基質であることを検証する生化学的解析も行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。
日本統治時代の台湾・朝鮮ろう学校における手話教育：ろう者への聞き取り調査を通して

被験者への聞き取り調査から、日本から派遣された日本人教員を中心に教育が行なわれていたようで、被験者が教わった教員は日本人であったというケースが非常に多かったようである。授業では手話が多用されていたようであり、被験者の手話言語能力には確かなものがあった。その教育においては(書記)日本語の獲得が決して軽んじられていたということではないようである。一方、語彙比較研究に関しては、「同一」と「類似」を合わせた割合が、日台・日韓の各手話言語間で48-55%で、北朝鮮手話・韓国手話間では約56%と高かった。平成25年度は、本研究計画の2年目に当たる。当初、研究初年度となる平成24年度にデータ分析をするための設備備品を購入する計画を立てていたが、高性能コンピューター(アップル社製デスクトップコンピューター)の新製品発売が2013年に延期されたことにより、初年度はその購入を見送った。本年度はその高性能コンピューターが予定通り発売されたため、計画通り購入した。この他には大がかりな設備を購入することはなかったが、消耗品として、SDXCメモリカード、ハードディスク、三脚、ブルーレイディスクなどを購入した。また、これらの設備備品のほかに、関連する書籍を購入した。一方、国内では、日本手話学会を含む諸学会への参加に加え、日本手話の言語データを収集し、また、日本手話に対する知見を得るためセミナーなどにも参加した。平成24年度は、本研究計画の初年度にあたるため、設備備品を購入する必要があった。手話言語は、音声言語とは異なり、視覚および空間というモダリティーを使用するため、手話母語話者(ろう者)から直接収集する精密な言語データは、ハイビジョンビデオカメラによって記録することが不可欠である。記録された言語データはコンピューター上で分析を進めていく。これらの作業を行なうため、ビデオカメラ一式(ソニー社製デジタルハイビジョンビデオカメラ)およびラップトップコンピューター一式(アップル社製MacBook Pro)を購入した。また、消耗品としてブルーレイディスクやSDXCメモリカードなども購入した。これらの設備備品のほかに、関連する書籍を購入した。諸般の理由により台湾へと赴くことはできなかったが、韓国に赴いてデータ収集を開始し、現地で市販されている韓国手話関連の書籍・辞書類を多数購入した。2013年1月から2月にかけては、第三屆亞洲手語語言學及聾人教育國際會議(3rd International Conference on Sign Linguistics and Deaf Education in Asia、第3回アジア手話言語学・ろう教育国際会議)において“North Korean Sign Language: A First Study"(北朝鮮手話:はじめての研究)において口頭発表を行なった。平成26年度は、本研究計画の3年目に当たる。過年度にデータ分析をするための設備備品を購入していたため、液晶モニターを除き大がかりな設備を購入することはなかったが、消耗品として、SDXCメモリカード、ハードディスクケース、ハードディスクなどを購入した。本年度は、韓国に赴いてデータ収集を行ない、2014年11月の日本手話学会第40回大会において「北朝鮮手話について」タイトルで口頭発表を行なった。本課題は平成24年度から平成26年度までの3年間で計画されていたものであるが、実施計画の遅れもあって残額が生じ、平成27年度に4年目として研究を継続した。当初の計画では、これまでと同様、台湾および韓国に赴いてデータ収集を行なう予定であった。実際、データ収集については、韓国には2度赴くことができたものの、本務校での教育業務もあるため、台湾でのデータ収集を行なうことはできなかった。また、計画通り、日本手話学会への参加および研究成果の発表を行なった。これらを総合的に判断すると、「おおむね順調に進展している」と結論づけることができる。言語学設備備品に関してはすでに整備済みであるため、高額な予算は不要であると考えられるが、消耗品の購入などが必要となる。研究計画としては、科学研究費の使用はその一部となると予想されるが、これまでと同様、台湾および韓国に赴いてデータ収集を行なう。また、これまでと同様、国際学会へ参加するため海外に渡航することが必要である。国内に関しても、これまでと同様、日本手話学会への参加および研究成果の発表に加え、日本国内での資料収集などを行なう予定である。当初の計画では、設備備品の購入、データ収集、国際学会への参加を行なう予定であった。

設備備品の購入については、当初、研究初年度となる平成24年度にデータ分析をするための設備備品を購入する計画を立てていたが、高性能コンピューター(アップル社製デスクトップコンピューター)の新製品発売が2013年に延期されたことにより、初年度はその購入を見送った。本年度はその高性能コンピューターが予定通り発売されたため、計画通り購入した。データ収集については、当初の計画通り、台湾および韓国に赴くことができたものの、本務校での教育業務もあるため、十分なデータ収集を行なうことはできなかった。国際学会への参加については、2013年7月にロンドン大学で開催された手話言語学関係の学会でポスター発表を行なった。これらを総合的に判断すると、「やや遅れている」と結論づけることができる。当初の計画では、設備備品の購入、データ収集、国際学会への参加を行なう予定であった。設備備品の購入については、ビデオカメラ一式およびラップトップコンピューターなどは購入したものの、当初購入予定であった高性能コンピューター一式(アップル社製デスクトップコンピューター)の新製品発売が2013年と延期されたことにより、これの購入を平成25年度に行なうこととした。データ収集については、当初の計画では台湾および韓国に赴く予定であったが、現地および当方の都合により、韓国に行くにとどまった。しかし、台湾および韓国とも非常に近い国々であり、初年度に行けなかった分を今年度中に取り返すことは可能であると予想される。国際学会への参加については、2013年1月から2月にかけて香港中文大學で開催された手話言語学関係の学会で口頭発表を行なった。したがって、一部計画に遅れは見られるものの、深刻な遅れというほどではなく、「おおむね順調に進展している」と結論づけることができる。科学研究費の使用の見直しを行なってきた結果、10万円程度の残額が見込まれることとなったため。設備備品に関してほぼ整備済みであるため、高額な予算は不要であると考えられるが、消耗品の購入、および、研究をさらに進めるために手話言語学研究に関連する書籍の購入費用が必要となる。研究計画としては、これまでと同様、台湾および韓国に赴いてデータ収集を行なう。同様に、1週間から半月ほどの滞在が必要であり、データの収集状況に応じては、単一年度中に複数回赴く場合も考えられる。また、これまでと同様、国際学会へ参加するため海外に渡航することが必要である。国内に関しても、これまでと同様、日本手話学会への参加および研究成果の発表に加え、日本国内での資料収集などを行なう予定である。設備備品に関して、分析機器については、高性能コンピューター一式を除いては、初年度においてほぼ整備済みであるため、高額な予算は不要であると考えられるが、消耗品の購入、および、研究をさらに進めるために手話言語学研究に関連する書籍の購入費用が必要となる。研究計画としては、初年度と同様台湾および韓国に赴いてデータ収集を行なう。
11μmブロードバンドスペクトルを示すSi-C微粒子の合成

SiC系の塵のスペクトルとあわせて,われわれの銀河で普遍的に星周で10μmブロードバンドスペクトルが観測されている.そうした場所で,電波観測からSiO分子の存在が知られている. Si-Cの分子やラジカルの存在は実験的に検証することが困難であり, SiO系の物質とCを含む分子やラジカルとの反応からSi-C系の塵が生成されるとの立場から, Si-C系の微粒子生成を試みた.この研究の第一段階として, SiO分子ガス流の製造条件の確立およびそのガスからの急冷固体の生成条件の確定とそれらの構造解明が必要である. 61年度の研究において, Si-C系微粒子の前駆物質として, SiO分子の定常流の製造条件を確定する実験を行った.SiOガスをSiO_2+Siの当量混合物を真空中でタンタルボートヒータで加熱(11,300°C)することにより得た.ガス分析は,四重極型質量分析計の分析管を真空中へ挿入して行った.62年度の研究において,はじめにSiO急冷固体の生成条件を確定し,その構造を調べた.SiO急冷固体は不完全結合の電子を持つ物質であることを電子スピン共鳴から明らかにし, SiO_2系の結合をもつケイ酸塩鉱物などと異なる物質であることをX線回折から明らかにした.SiO急冷固体は基本的に2群に分類できた.すなわち, 1.密度の低いところで急冷固化したもの(Molecule Frost)2.ガス密度の高い所で急冷固化したもの(Clvster Frost). ClvsterFrostには,低温基板上で析出したもの(Clvster Frost(1)),およびガス密度が極度に高く基板温度が高い場所で析出したもの(Clvster Frost(2))がある.これらの910μm領域の質量減光係数を測定すると,活性なMolecule FrostとCluster Frostは大きな値を示した.これらは400°Cに加熱すると構造が変化しはじめる. H_2Oの共存下では200°Cで変化する.本研究によりSi-C系微粒子の前駆物質として反応性にとむSiO急冷固体を合成できた.SiC系の塵のスペクトルとあわせて,われわれの銀河で普遍的に星周で10μmブロードバンドスペクトルが観測されている.そうした場所で,電波観測からSiO分子の存在が知られている. Si-Cの分子やラジカルの存在は実験的に検証することが困難であり, SiO系の物質とCを含む分子やラジカルとの反応からSi-C系の塵が生成されるとの立場から, Si-C系の微粒子生成を試みた.この研究の第一段階として, SiO分子ガス流の製造条件の確立およびそのガスからの急冷固体の生成条件の確定とそれらの構造解明が必要である. 61年度の研究において, Si-C系微粒子の前駆物質として, SiO分子の定常流の製造条件を確定する実験を行った.SiOガスをSiO_2+Siの当量混合物を真空中でタンタルボートヒータで加熱(11,300°C)することにより得た.ガス分析は,四重極型質量分析計の分析管を真空中へ挿入して行った.62年度の研究において,はじめにSiO急冷固体の生成条件を確定し,その構造を調べた.SiO急冷固体は不完全結合の電子を持つ物質であることを電子スピン共鳴から明らかにし, SiO_2系の結合をもつケイ酸塩鉱物などと異なる物質であることをX線回折から明らかにした.SiO急冷固体は基本的に2群に分類できた.すなわち, 1.密度の低いところで急冷固化したもの(Molecule Frost)2.ガス密度の高い所で急冷固化したもの(Clvster Frost). ClvsterFrostには,低温基板上で析出したもの(Clvster Frost(1)),およびガス密度が極度に高く基板温度が高い場所で析出したもの(Clvster Frost(2))がある.これらの910μm領域の質量減光係数を測定すると,活性なMolecule FrostとCluster Frostは大きな値を示した.これらは400°Cに加熱すると構造が変化しはじめる. H_2Oの共存下では200°Cで変化する.本研究によりSi-C系微粒子の前駆物質として反応性にとむSiO急冷固体を合成できた.星周のSiC系微粒子はSiO分子がCと結合してつくられるという仮定にたって微粒子生成の実験をすすめている。61年度は2つの点で成果があった。第1は既存のSiC系微粒子を集め、その製造条件と赤外スペクトルを対比させながら検討することによって、われわれがめざす実験条件の範囲を限定できたことである。SiCウィスカー,Si【O_2】+CからのSiC微粒子,SiC骨格をもつ有機分子,ポリマーの熱分解によるSiC微粒子,SiC骨格をもつ有機分子の高周波を用いたプラズマ分解,重合反応によるSiC系固体を調べた。その結果、SiC系の骨格をもつ分子の熱分解によるSiC微粒子にのみ11.3μmに極大値をもつブロードバンド吸収がみられた。これらの結果から、炭素星の星周でみられる11.3μmを中心とした輻射を示すSiC系ダストは、急冷されてできたアモルファスなSiC系微粒子であることがわかる。われわれの実験条件として、SiO分子とCをもった分子(【H_2】【C_2】)を気相で反応させ生成物を急冷捕集するシステムが好ましい。第2はSiOの分子ビームをつくったことである。

タンタルボート中にSi【O_2】とSiの等量混合物を入れて、抵抗加熱をすることによりSiOの高純度,高濃度のガス流が得られた。高純度であることが実験の必須条件であり、これを真空槽に四重極質量分析計を装着して調べた。そのSiOビークと蒸発条件を対比させ、適正蒸発条件を確定した。ボートは2重ぶたを用いる。原料はガス出しを十分に行なう(700°Cで2時間加熱)。蒸発温度は12001300°Cが適切である。62年度はSiOガス流と【H_2】【C_2】ガスを衝突させ、SiC系微粒子を作る実験を行なう。そのためガス流に対し【H_2】【C_2】ガスを反応させるための実験系を検討する。第1は【H_2】【C_2】ガスの雰囲気をつくり、その中にSiOガス流を放出し微粒子形成する実験、第2はノズルを用いて【H_2】【C_2】ガス流をつくり、SiOガス流と反応させる実験である。
分子生物学的・免疫学的方法を用いた肝および大腸前癌マーカーの解析と新しい診断法

肝硬変,慢性肝炎,大腸腺腫性ポリープを出発材料としてAFPならびにCEA遺伝子プローブ,各種オンコジーンプローブ等を用いて,サザン・ブロットおよびノーザン・ブロット法ならびにin situ hybridization法によりDNAおよびRNAレベルでの変異ならびに増幅の有無およびその頻度を検索した.その結果,一部の肝硬変組織においてAFP遺伝子の増幅を示す所見,ならびに大腸腺腫性ポリープの一部においてCEA遺伝子の増幅を示す所見が得られ,前癌病変の観点から注目された.さらに各種モノクローナル抗体を用いた検索により,肝および大腸前癌マーカーが次第に明確になってきたが,特にras癌遺伝子産物p21に対するモノクローナル抗体による免疫組織学的検索で大腸ポリープ症の約60%にp21の増量が認められ注目された.同様の成績はウエスタンブロット法ならびに酵素抗体法によっても確認された.肝硬変,慢性肝炎,大腸腺腫性ポリープを出発材料としてAFPならびにCEA遺伝子プローブ,各種オンコジーンプローブ等を用いて,サザン・ブロットおよびノーザン・ブロット法ならびにin situ hybridization法によりDNAおよびRNAレベルでの変異ならびに増幅の有無およびその頻度を検索した.その結果,一部の肝硬変組織においてAFP遺伝子の増幅を示す所見,ならびに大腸腺腫性ポリープの一部においてCEA遺伝子の増幅を示す所見が得られ,前癌病変の観点から注目された.さらに各種モノクローナル抗体を用いた検索により,肝および大腸前癌マーカーが次第に明確になってきたが,特にras癌遺伝子産物p21に対するモノクローナル抗体による免疫組織学的検索で大腸ポリープ症の約60%にp21の増量が認められ注目された.同様の成績はウエスタンブロット法ならびに酵素抗体法によっても確認された.
自治体のスポーツ振興行政の法的諸問題-日本とドイツの実証的・比較法的研究

本研究は、萌芽的研究として,自治体のスポーツ振興行政の法的問題について、実証的な研究として広島アジア大会における法律問題の解明、およびドイツとの比較法的研究という,二つの研究目標を追求してきた。ドイツとの比較法的研究としては,既に簡潔にまとめた。この研究において知見したことは,ドイツでは,(1)スポーツと憲法との関係が,とくに国家からの自由との関連において詳しく論ぜられているということ,(2)公の手によるスポーツへの補助の現状,さらに(3)地方団体によるスポーツ振興行政とプロスポーツとの関係に対して,積極説と消極説があること,および(4)地方団体によるスポーツ振興行政と地域振興に関する問題点,等である。次に,自治体のスポーツ振興行政の実証的な研究として広島アジア大会における法律問題の研究を目指した。広島大会における法律問題の資料収集についてはかなり成果を挙げ,かつ,広島大会独自の特徴点をいくつか挙げることができるが,これらについて総合的かつ理論的に分析し,可能な限り早期に公表したい。なお,地方団体によるスポーツ振興行政の問題点について,日本とドイツとを比較することが研究の目標の一つであるが,(1)日本ではスポーツと憲法との関係がドイツほどには詳しくは議論されていないこと,(2)ドイツでは経済振興との関係について,法的な限界につていも厳密に論議されているが,日本では,いまだそこまでには至っていないこと,等を知った。これらについても,早期に理論的にまとめて,公表したい。本研究は,自治体のスポーツ振興行政の法的問題について,実証的な研究として広島アジア大会における法律問題,およびドイツとの比較法的研究をめざした。とりわけ(1)広島アジア大会に関しては,しばしば広島市役所および広島県庁を訪れ,貴重な資料を入手した(現在資料をデータベースに入力中である)。広島アジア大会の特色は,国の援助なしでの,いわば都市ぐるみでの大会挙行という点であった。まさしく自治体のスポーツ振興行政の格好の実証的実例であった。研究で得た特色としては,たとえば町内会単位での参加国に対する支援体制,大会に伴う都市施設等の飛躍的発展,ド-ピングの問題・大会運営に伴う財政負担の問題,スポーツ施設の将来における維持管理の問題(たとえば,数年後の広島での国体の挙行)等である。次に(1)ドイツとの比較法的研究との関連では,広島大学法学部外国人研究員(Andreas,SCHELLER=アンドレアス・シェラ-氏)と,しばしば広島および大阪で共同検討会を催し,ドイツにおけるスポーツ法上の問題点を検討した。とりわけMuller(ミュラー)社から発行されている“Recht und Spert"(法とスポーツ)シリーズ(現在全18巻)を入手し,さまざまの法律問題を分析・検討した。現今では,同シリーズ第18巻めの,Wolfgang Schild CHrgg),Rechtliche Aspektebei Sporgrossveranstaltnngen(「スポーツ大会における法的側面」),1994を共同で分析している。さらに,太田照美「ドイツにおける自治体のスポーツ振興行政」(阪大法学43巻2・3号)等も分析している。これらの検討をとおして,ドイツにおける自治体のスポーツ振興行政の法的問題点を解明することができた。なお,ドイツにおけるスポーツに対する振興行政の一つとしての資金補助行政に関する問題点については,この度の科学研究費補助金申請後に阪大法学43巻2・3号に論文を発表した(1994年11月)。これらの研究実績を通して,自治体のスポーツ振興行政のあり方に関して,実証的・比較法的研究の成果を来年度公表の予定である。本研究は自治体のスポーツ振興行政の法的問題について、実証的な研究として広島アジア大会における法律問題及びドイツとの比較法的研究をめざした。(1)ドイツとの対比:ドイツにおける問題点としては、結論的にはドイツでは、国家からの自由としてのスポーツが憲法問題として盛んに議論されているが、この点は、日本ではあまり議論されていない。我が国では、スポーツ事故に対する賠償問題が中心であるように思われる。(2)広島アジア大会の独自性:(1)開催決定自身は、昭和61年閣議了解で政府承認されたが、運営資金は国からのいかなる負担・助成も行われないこととされた。

すなわち、アジア競技大会は、オリンピックのように「都市」が開催するものではなく、OCA憲章により、あくまでNOC(国内オリンピック委員会)が開催する。広島大会の場合にはJOC(日本オリンピック委員会)が開催する。この点がオリンピックとの対比で際だった特徴点である。(2)自治体の取り組みの特徴点としては、たとえば広島市の場合、一館一国・地域応援事業として、広島市の公民館がアジアの参加国の支援を分担したことが注目される。(3)また、大会運営の特徴点としては、市民参加による大会運営が注目される。即ち、大会運営に携わる要員は、大会期間中、のべ18万人、全体の60%にわたる人数をボランチアとして県民・市民が参加したことが注目されよう。(3)今後の課題:(1)広島の場合には直後に国体が開催されるが、大きな大会の後の施設利用計画が適正になされないと、自治体は赤字経営に陥ることは、ドイツも日本も共通に危惧されている。(2)日本では、スポーツはバラ色に描かれている。しかし、ドイツは、少しスポーツの熱がさめたのが、限界の問題も論ぜられている。(3)スポーツ振興における公共性の問題をなおいっそう検討する必要を感じる。アジア大会は国の援助なしに行われたという点では、地方自治の尊重という点では評価できるが、しかし、国民個人のレベルにおけるスポーツ自治の問題が今後いっそう強調・解明される必要があろう。
クラスター集合体高機能磁性材料の創製

本計画では、機能発現の最小単位(素機能単位)に匹敵するナノ尺度クラスターから機能材料創製を行うという物質科学における新しいパラダイムの構築を期して研究を行った。3年間の主な成果は、次ぎの通りである。1)飛行時間型質量分析計を備えたレーザー蒸発クラスター堆積装置を設計製作した。典型的な遷移金属自由クラスターの質量分析の結果、Fe、Ti、Ta、Nb、Zrの場合、原子数:7、13、15、19等のマジックナンバーが存在するが、Ni、Coについては、顕著なマジックナンバーは観測できなかった。2)レーザー蒸発クラスター発生源の冷却用HeガスにO_2ガスを混合し、Fe酸化物クラスターの形成過程を質量分析により調べた。Fe_<13>O_8、Fe_<43>O_<20>などFe原子で構成されるfocクラスターの表面をOが対称的に覆う構造のクラスターの存在比が高く、分子軌道法に基づく第一原理計算によっても、この構造が安定であることが確認された。3)プラズマ・ガス中凝縮クラスター堆積装置を用いて作製した6-13nmのCoクラスターにおいて、超常磁性/強磁性転移が平均サイズ約9nmで生じる。4) CoO被覆Coクラスターの集合体膜は、大きなトンネル型磁気抵抗効果を示すこと、対数表示した電気伝導度の温度変化はT^<-1>に比例し、サイズや酸化皮膜の厚さが均一であることを示唆している。5) Coクラスター集合体について、X線吸収端スペクトル、X線磁気円二色性、磁気光学カー効果を測定した。Coクラスターの表面の約2原子層にわたり酸化皮膜が形成されていること、6から13nmへと平均半径が増加するにともないfoc構造に対するhcp構造の存在比が増加すること、クラスター集合体の磁気光学特性は短波長領域で増強されることなどが明らかになった。本研究計画においては、レーザー蒸発クラスター発生源ならびにクラスターサイズ選別装置を備えたクラスター堆積装置を設計・作製し、ナノスケールサイズのクラスターを素機能単位とした新しい物質合成の基礎確立をめざしている。本年度はレーザー蒸発クラスター発生源、試料堆積室ならびにレーザーイオン化飛行時間型質量分析計を組み合わせたナノクラスター堆積装置を設計・作製した。また、クラスターサイズ制御の第1段階として、発生したクラスターの飛行中の質量分析とそのクラスターの堆積を試みた。飛行時間型質量分析計は希ガス(He, Ar, Kr, Xe)による校正を行い、分解能さらに検出能を評価した。金属を蒸発させるためのレーザーの強度と冷却用のHeガスの流量、そしてこれらのパルスの時間的同期を調製することにより、クラスターサイズとその分布を制御することができ、グラニュラー物質の物性制御が可能であることが確かめられた。現在クラスター堆積薄膜についてX線回折、電子顕微鏡によるクラスターの構造とサイズとの関係、X線小角散乱によるクラスターサイズ分布評価ならびにSQUIDによる磁気特性の評価を行うため、大量にクラスター堆積ができる最適条件を探索している。また、本装置を用いて作製されたFe-AgならびにFe-Cuグラニュラー薄膜と、これまでのクラスターイオンビーム法やプラズマ堆積法によって作製したグラニュラー薄膜との物性の違いを比較検討することを計画している。平成9年度に設計と組立を行ったナノクラスター堆積装置で、いくつかの金属を用いナノクラスター作製と堆積の特性評価を行うと共に、Feナノクラスターを使ったナノクラスター集合体さらにFeナノクラスター埋め込みFe/Agグラニュラー膜の作製、評価を行った。

クラスター源のノズル形状、冷却用Heガスの圧力、アブレーション用レーザーの入射条件の最適化により、Feクラスターの場合には最大クラスター粒径を36nmの範囲で変えることができ、また水晶振動型蒸着モニタによって堆積速度は6nm/minと比較的高強度クラスタービームが得られることがわかった。Feクラスターを使ったFe/Agグラニュラー膜堆積作製では、マグネットフィードスロー、3軸マニピュレータ、ゲートバルブ等を組み合わせたロードロックシステムを取り付けることで堆積室の高真空を保ったまま試料の交換が行えるようになり、効率よく試料作成が行えるようになった。本研究のレーザー蒸発クラスター堆積膜では、比較的サイズ分布の狭い明瞭なクラスターを堆積しているため、磁化率の飽和と磁気抵抗効果の飽和が同じ外部磁場(約1T)で起こり、断熱膨張を用いたクラスタービームで作製されたグラニュラー膜とは明らかに異なっている。Fe/Agグラニュラー膜の磁気的、電気的性質については日本金属学会において発表を行なった。また、飛行時間型質量分析計を用いたクラスターのサイズ分布観測から、Feクラスターにおいてこれまで報告の無かった明確なマジックナンバークラスターの生成が確認され、同結果について現在論文として投稿中である。さらにTi,Taにおいてもマジックナンバークラスターの存在を確認しており論文としての発表を準備中である。本研究計画では、原子、分子と巨視的物質の狭間にあり、機能発現の最小単位(素機能単位)に匹敵するナノ尺度クラスターからの機能材料創製のための基盤を確立することをめざした。具体的には、クラスターを高効率で発生させる装置の試作、クラスターサイズの単分散化、質量分析と安定・集合化、クラスター集合体の構造解析、組織観察、磁気・電気・光学特性の解明を行った。本年度の主な研究成果は、次ぎの通りである。1)レーザー蒸発クラスター発生源の冷却用HeガスにO_2ガスを混合し、Fe酸化物クラスター形成過程を質量分析法により調べた。Fe_<13>O_8、Fe_<43>O_<20>などFe原子で構成されるfccクラスターの表面をOが対称的に覆うような構造のクラスターが安定化されること、分子軌道法に基づく第一原理計算.によっても、同程度のサイズで異なる構造のFe_mO_nに比べて、Fe_<13>O_8クラスターが安定であることが確認された。2)プラズマ・ガス中凝縮クラスター堆積装置を用いて作製したサイズ6-13nmのCoクラスターの磁気特性を測定し、超常磁性/強磁性転移が平均サイズ約9nmで生じることが判明した。3) Coクラスターを形成後に表面酸化し、CoO被覆Coクラスターの集合体膜を作製した。この薄膜は、大きなトンネル型磁気抵抗効果を示すこと、対数表示した電気伝導度の温度変化がT^<-1>となり、サイズや酸化皮膜の厚さが均一であることを示唆している。4) CoCr合金クラスターの基板堆積過程について、磁気光学カー効果その場観察を行い、透過電子顕微鏡組織観察の結果と比較した。クラスターが大きい方が連続膜になり難く、単磁区粒子に特有の磁化過程が観測される膜厚域が広がることが、明らかになった。
マルチヘム型一酸化窒素還元酵素を用いたプロトンポンプ分子進化過程の解明

プロトンポンプの分子進化過程を明らかにするために,一酸化窒素還元酵素(NOR)の異種発現系を構築し,ヘムb3-FeB複核活性中心を構成するFeB配位残基に変異を導入した。Glu190, Glu194及びGlu259を対象にAla, Asp, Gln置換変異体を作製したところ,何れの変異体も複核中心の形成が阻害され,これらの残基がNORの活性中心形成に重要であることが明らかになった。また,NORの生理的電子供与体を検索し,3種類の可溶性Cytcを単離することに成功した。嫌気呼吸系マルチヘム型一酸化窒素還元酵素(cbb_3型NOR)の触媒サブユニットNorBは,酸素呼吸系の終末酸化酵素であるシトクロムc酸化酵素(CcO)の触媒サブユニット1と約20%の相同性がある。従ってNORとCcOは同様の触媒部位を持つと考えられるが,CcOと異なりNORにはプロトンポンプ活性が無く,NORがCcOに分子進化する過程でプロトンポンプ能を獲得したと考えられている。本研究は,NORへの変異導入によりプロトンポンプ分子進化過程を再現することを目標としている。まずNORのヘムb_3-Fe_B複核中心を構成するFe_B配位残基に変異を導入することでFe_B部位をCcOのCu_B部位に改変した酵素を作成し,変異導入がNO還元活性および酸素還元活性へ及ぼす影響を検討することとした。Fe_Bの配位残基と考えられる膜貫通ヘリックスVI上に存在するGlu190,およびヘリックスVIII上のGlu259をそれぞれAlaに置換した変異型NOR遺伝子を作成し,Glu190Ala変異体について大腸菌を用いて異種発現させることに成功した。精製したGlu190Alaの分光学的解析を行ったところ,NorCサブユニットのC型ヘムの含量が低く,高スピンヘムb_3-Fe_B間の架橋構造が崩れていることが示唆されるなど,変異体では鉄中心の形成が十分ではないことが明らかになった。従って,Glu190はNORの触媒部位形成において重要なアミノ酸残基であることが明らかになった。嫌気呼吸系マルチヘム型一酸化窒素還元酵素(cbb_3型NOR)の触媒サブユニットNorBは,酸素呼吸系の終末酸化酵素であるシトクロムc酸化酵素(CcO)の触媒サブユニットIと約20%の相同性がある。従ってNORとCcOは同様の触媒部位を持つが,NORがヘム-非ヘム鉄中心であるのに対し,CcOはヘム-銅中心と構造が異なりNORにはプロトンポンプ活性が無い。本研究では,NORへの変異導入によりプロトンポンプ分子進化過程を再現することを目標として,まずNORのヘムb_3-Fe_B複核中心を構成するFe_B配位残基に変異を導入した酵素を作成し,その性質を検討した。Fe_Bの配位残基と考えられる膜貫通ヘリックスVI上に存在するGlu190およびGlu194をそれぞれAlaに置換した変異体,Glu190Ala, Glu194Alaを大腸菌を用いて異種発現させた。培地組成および培養条件を検討し,変異体の分光学的解析を行ったが,NorCサブユニットのC型ヘムの含量が低く,ヘムb_3-Fe_B間の架橋構造が崩れていることが示唆されるなど,完全な鉄中心を持つ変異体の取得に至っていない。従って,Glu190, Glu194はNORの触媒部位形成に重要な残基であることが明らかである。引続き他のアミノ酸残基への置換を行い,ホロ酵素の調整を目指す。また,原株を用いた異種発現系のために作製したHalomonas halodenitrificansのNOR欠失変異株の性質を検討した。欠失変異株は脱窒により生成するNOを処理できないため,脱窒条件下でほとんど生育せず,NorBサブユニットのみを破壊したにもかかわらず,無細胞抽出液中にNorCサブユニットも検出されなかった。従ってNORとCcOは同様の触媒部位を持つが,NORがヘム-非ヘム鉄(ヘムb_3-Fe_B)中心であるのに対し,CcOはヘム-銅(Cu_B)中心と構造が異なりNORにはプロトンポンプ活性が無い。そこで本研究では,プロトンポンプの分子進化過程を明らかにすることを目的に,NORのヘムb_3-Fe_B複核中心を構成するFe_B配位残基に変異を導入することでFe_B部位をCu_B部位に改変した酵素の作製を試みた。

平成21年度は,膜貫通ヘリックスVI上に存在するGlu190及びGlu194を対象にAsp,Gln置換変異体を作製しその分光学的性質の検討を行った。さらにヘリックスVIII上のGlu残基,Glu259にも同様の変異を導入し,8面体配位構造を取ると予想されるFe_B部位を平面4配位-4面体配位場に改変した。これらの変異体はいずれもNorCサブユニットのC型ヘム含量が低下し,ヘムb_3-Fe_B複核中心の形成が阻害されていた。従って,Glu190,194,259はNORの活性中心形成に重要な残基であることが明らかになった。また,NORの分光学的活性測定系の構築を目指し,原株のHalomonas halodenitrificansからNORへの電子供与タンパク質の候補である可溶性シトクロムc(Cyt c)の検索にも取り組んだ。3種類の可溶性Cyt cを単離することに成功し,これらの何れかがNORの生理的電子供与体と考えられる。今後,単離したCyt cを用いる活性測定系の開発と,NOR変異体の活性評価が期待される。
精神分裂病の発症機序に関する神経化学的、行動薬理学的研究-慢性覚醒剤中毒モデルにおける不安、攻撃性に関する研究-

ラットにメトアンフェタミン(MAP)を1日2回、1回量1.25、2.5、3.75、5mg/kgと順次増量し、隔日で皮下投与することによって慢性覚醒剤中毒モデルを作成し、以下の項目について対照群(生食投与)と比較した。1.1週間の休薬期間の後、慢性覚醒剤中毒モデルラットに恐怖条件付けストレス(CFS)を負荷したところ、CFSによって惹起されるすくみ行動(ラットでは不安、恐怖の指標とされる)が有意に増強して出現した。この結果はMAP反復投与が恐怖条件付けの獲得過程を増強したことを示している。なお、恐怖条件付けストレスは、ショック箱内でラットにフットショック(1日1回2日間)を与え、最終ショックの24時間後に再び、ラットをショック箱におくことによって行った。2.ドーパミンD1受容体アンタゴニスト、D2受容体アンタゴニスト、NMDA受容体アンタゴニスト、ドーパミン再取り込み阻害剤、セロトニン再取り込み阻害剤などの薬物をMAPの前処置として併用反復投与し、これらの薬物がMAP反復投与による不安の増強を阻止できるかについて検討した。その結果、MAP反復投与によるfreezingの増強は、D2/3/4受容体アンタゴニストであるnemonapride(1mg/kg)の併用反復投与により抑制されることが明らかとなった。一方、D2/3受容体アンタゴニストであるreclopride(3mg/kg)の併用反復投与は不安の増強を阻止しなかったことから、nemonaprideの奏効機序にD4受容体が関与している可能性が示唆された。3.恐怖条件付けした直後(2日間フットショックを加えた直後)に断頭により脳を取りだし、内側前頭前野、側坐核、線条体、扁桃体、海馬におけるモノアミンおよびその代謝物の脳内濃度を電気化学検出器付き高速液体クロマトグラフィーで測定した。その結果、慢性覚醒剤中毒モデルラットでは対照群と比べて、恐怖条件付けに対するドーパミン系の反応は大きいが、セロトニン系はむしろ低反応であることが明らかとなった。
脳膜・脳血管・脳実質モデルを組み込んだ脳裂開放手術ハプティックシミュレータ

「脳膜・脳血管・脳実質モデルを組み込んだ脳裂開放手術ハプティックシミュレータ」を実現するために,以下の研究を実施した。1.脳裂開放手術シミュレーションを実現するために,脳裂の間にある結合組織に関する損傷破壊数値モデルを提案した。また,ブタの大脳を用いて,脳裂圧排開放実験を行った。実験データに基づいて,提案した脳裂結合組織の損傷破壊数値モデルに要する物性値パラメータを同定した。さらに,脳裂結合組織を考慮した脳裂開放シミュレーションを行った。シミュレーションで計算した反力は実験結果の傾向を再現できることがわかった。(業績【学会発表】1)2.脳血管はくも膜下腔にあり,くも膜小柱で拘束されている。血管の温存に成功する基準を確定するために,くも膜,くも膜小柱,と血管がある簡易モデルを作成し,血管剥離シミュレーションを行った。その基準が速度であると確認できた。血管剥離シミュレーションのために,血管の損傷破壊モデルを提案し,それに関する物性値パラメータを同定した。3.シミュレーションの結果を直感的に術者に提示するため,AR (Augmented Reality:拡張現実)を用いて患者の頭部を捉えたカメラ映像に脳の変形モデルを重畳することによって,実時間でシミュレーション結果を可視化するシステムの構築を行った。(業績【学会発表】2,4,5)今年度の研究計画は「くも膜・血管の変形と反力を精度良く計算するモデルの開発」だった。まずは脳組織のパラメータの同定を行った。予定として,ブタの脳などを用いて,くも膜,血管などの機械的特性(ヤング率,ポアソン比,ひずみ-応力特性,破断強度など)を同定する。この項目について,血管と脳裂にある結合組織のパラメータを同定した。くも膜については次年度に行う予定である。次は膜・血管・脳実質モデルの構築である。この項目について,くも膜,くも膜小柱,と血管がある簡易モデルを作成し,血管剥離シミュレーションを行った。次年度により詳細なリアルなモデルを作成する予定である。また次年度の研究計画である「切断や剥離を模擬するために,生体組織の損傷破壊モデルの確立」の一部,脳血管の損傷破壊モデルを開発した。以上により,研究はおおむねに順調に進展していると評価する。本研究課題の今後の推進方策について,以下のように計画している。1.くも膜の損傷破壊モデル損傷破壊モデルを確立する。2.ブタの脳などを用いて,くも膜の機械的特性(ヤング率,ひずみ-応力特性,破断強度など)を同定する。3. 1と2の結果を用いてくも膜のモデルを作成し,くも膜の引張破壊シミュレーションを行う。4.開発した血管モデルをシミュレーションに加えて,血管の温存術技を体験できるシミュレーションを構築する。

今年度中にシミュレーションの数値計算モデルの開発に力を入れた。手術シミュレーションには計算速度も重要であるため,高性能PCを予算として計上したが,購入が遅れた。次年度にシミュレーションの計算量に相応するGPU付きの高性能PCを購入する予定である。
核磁気共鳴装置を用いたAMPA型グルタミン酸受容体リン酸化の分子生物学的研究

タンパク質のリン酸化は、生体の機能を調節する上で大変重要な機能を担っている。中枢神経系においても、神経伝達物質受容体のリン酸化と神経可塑性について多くの報告が成されている。これまでのリン酸化の実験には放射性同位元素の使用が不可欠であった。しかし、放射性同位元素の使用による、人体および環境への影響を考えると、代替法の開発が当然期待される。我々は^<31>P-NMRを用いてタンパク質のリン酸化を同定する方法を開発してきたが、昨年までに、合成ペプチドのリン酸化がその周囲のアミノ酸の配列に依存して^<31>P-NMRで区別可能であること、また、GSTとの融合タンパクのリン酸化も同定できること、を見いだした。本年はこの方法を用いて、未だ明らかとされていないAMPA容体GluR2サブユニットのリン酸化を同定することを試みた。まずGSTと細胞内GluR2 C末端領域の融合タンパクを作成した。これをin vitroでProtein Kinase C(PKC)を用いてリン酸化し、SDSでタンパクをアンフオウルドした後、^<31>P-NMRを用いてそのリン酸化を測定した。pH7.5では大きなピークが同定されたが、pHを6.0にシフトすると、そのピークは6個に分離した。このことよりGluR2 C末端領域は少なくとも6個のPKCリン酸化部位を持つと考えられた。さらにそのケミカルシフトから、一つはスレオニンのリン酸化と推定された。また、6個のリン酸化ピークのうち2個は他に比べて著しく高く、GluR2 C末端領域の2つのセリンが特によくリン酸化されると考えられた。現在、site-directed mutagenesisを用いてそれぞれのP-NMRピークに対応するアミノ酸残基を同定する作業を行っている。なお、現在までの成果はMolecular Cellular NeuroscienceおよびBrain Researchに投稿中である。蛋白質のリン酸化は、細胞内で起こる様々な現象を制御するメカニズムの一つであり、大変重要な役割を果たしている。中枢神経系においても、リン酸化が重要であることを示す報告は数多いが、そのなかでも特にグルタミン酸受容体のリン酸化は記憶や学習に関連することが示唆されており、特に注目を集めている。従来、タンパク質のリン酸化を調べるには、放射性同位元素が不可欠であった。また、リン酸化されるアミノ酸残基を特定するには、放射性同位元素でそのタンパク質を標識した後、タンパク質分解酵素で切断し、2次元の電気泳動を行う必要があった。タンパク質のリン酸化部位決定には、このような長い経過を必要とするため、最終的に得られた結果が不明瞭であったり、報告される論文の結果が研究グループにより全く異なっていることもある。本研究では核磁気共鳴装置を用いて、従来の方法の欠点を改善し、放射性同位元素を使わずにリン酸部位を決定する方法を確立した。本方法では、タンパク質分解酵素で切断せずにリン酸化の様子が描出可能であり、タンパク質の中のどの部分にリン酸化が起こっているかは、リン酸化のシグナルのケミカルシフトから推定することができる。従来の方法では、セリンとスレオニンの区別が困難であったが、核磁気共鳴装置では別の実験を行わずに区別可能であった。またそのリン酸化の時間経過も経時的に観察された。このような利点を持つ核磁気共鳴法を用いて、現在グルタミン酸受容体のリン酸化部位について研究中である。