hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コバルト錯体を活用する生体類似型電解反応の開発とその応用

本研究は、電解系でビタミンB_<12>のモデル錯体を循環使用して、炭素ラジカル活性種を鍵とする生体プロセスに類似した新しい有機合成反応の開発と有用物質の生産に役立てることを目的として行った。1.1,4-ヒドロキノン骨格の新規な合成法の開発(炭素骨格転位反応)。環拡大転位反応およびコバルト錯体のβ-脱離を一挙に行い、1,4-ピドロキノン構造をワンポットで作ることを目指した。そめ結果、電解法、あるいはトリブチルスズヒドリド法を用いて、2-置換シクロヘキサン-1,4-ジオン誘導体の新規な製造法の開発に成功した。本法によれば、2位にアルキル基およびアリール基が容易に導入できる。また、1,4-ジオン基の一つを位置選択的にアセタール保護が可能である。この結果は、ビアリール誘導体の新規な合成法へ繋がる有意義なデータとなった。特に、ビアリールの合成で芳香族ハライドを用いない点に合成的価値があると考えられる。1,4-ヒドロキノン体へのワンポット変換については、電解法ではできなかったが、トリブチルスズヒドリド法で成功した。これは、電解法でのワンポット1,4-ヒドロキノン体変換の大きなヒントとなった。2.O-アルキルオキシムへのラジカル付加によるβ-アミノカルボニル化合物、すなわちマンニッヒ塩基の新規合成法の開発(炭素-炭素結合形成反応)。分子内にオキシムエーテル基を持つα-ハロアセタールに適用し、ラジカル環化によってβ-アミノアセタール体、すなわちマンニッヒ塩基を効率よく得ることに成功した。種々の1級、2級、3級ハライド誘導体に適用した結果、一般性のあるラジカル環化反応が開発できた。マンニッヒ塩基の他に、有用な1,2-アミノアルコール誘導体を得るルートも見いだすことができた。3.ハロアセタールのラジカル環化を鍵とする連続的3成分連結反応。収率にやや改善の余地が残るものの、コバルト錯体として[Co^<III>(N_4)Cl_2]ClO_4を用いることにより、連続的3成分連結反応に成功した。また、反応中間体である炭素ラジカルをTEMPOラジカルで捕捉する反応も試みた。TEMPOラジカルの新規な還元法の開発とその応用への知見を得た。コバルト錯体を用いて、機能性材料であり、また生物活性化合物の原料として重要な1,4-ヒドロキノン体の新規な合成法の開発を行った。すなわち、2-置換-2-ブロモメチルシクロペンタン-1,3-ジオンの環拡大により、ワンポットで1,4-ヒドロキノン体へ変換できる最適電解条件を検討した。まず、2位の置換基がメチル基である原料を用い、コバルト錯体をコバロキシムに固定して電解条件を精査した結果、電極材料(陽陰極とも亜鉛電極)、コバロキシム量(18mol%)、電流値(30mA)、電圧(3V)、溶媒(メタノール)、電解質(Et4NOTs)、反応温度(室温)、電気量(7F/mol)が優れていた。

しかしながら、目的の1,4-ヒドロキノン体ではなく、2-メチルシクロヘキサン-1,4-ジオンを61%の収率で得た。このシクロヘキサン-1,4-ジオン体から1,4-ヒドロキノン体へは、容易に変換可能である。次に、本電解反応を芳香族誘導体に適用し、ジアリール誘導体の新規な合成法へ発展させるため、2位の置換基を4-メトキシフェニル基に変えて行ったところ、開環生成物を収率59%で得た。そこで、片方のケトンを保護した原料(2位の置換基はフェニル基)を用いて電解を行ったところ、目的の環拡大生成物を収率69%で得た。この結果は、ジアリール誘導体の新規な合成法へ繋がる有意義なデータとなった。電解法によりワンポットで1,4-ヒドロキノン体への変換を行うヒントにするために、2-プロモメチル-2-フェニルシクロペンタン-1,3-ジオンをトリブチルチンハイドライドでベンゼン溶媒還流条件で反応させた。その結果、12時間で1,4-ジオン体(収率75%)、44時間で1,4-ヒドロキノン体を収率46%で得た。さらに、炭素-炭素結合形成反応への応用として[Co(III)(N4)Cl2]ClO4を用いる3成分連結反応や反応中間体である炭素ラジカルをTEMPOで捕捉する反応も試みた。コバルト錯体反応性電極系を用いて、O-アルキルオキシムへのラジカル付加によるβ-アミノカルボニル化合物、すなわちマンニッヒ塩基の新規合成法の開発を目的として行った。α-ブロモアセタール基を持つO-アルキルオキシムを原料として、電解系で調製した求核性の高いCo(I)錯体と反応させ、炭素ラジカル中間体を経由する2-アルコキシ-3-アルキル-4-アミノテトラヒドロフラン誘導体への電解ラジカル環化反応を検討した。まず、コバルト錯体反応性電極系の最適条件を検討した。コバルト錯体をコバロキシムに固定して精査した結果、電極材料(陽陰極とも亜鉛電極)、コバロキシム量(520mol%)、電圧(3V)、溶媒(MeOH)、電解質(Et4NOTs)、添加物(40%NaOH)、反応温度(室温)、電気量(410F/mol)が最適であった。また、種々のコバルト錯体を精査した結果、コバロキシムが最適であった。本電解反応を種々α-ブロモアセタール基を持つO-アルキルオキシム誘導体に適用したところ、一般性がみられ、β-アミノアセタールの新規合成法として確立できた。このことから、マンニッヒ塩基や修飾ヌクレオシド化合物の合成に応用可能となった。バッチ式電解でのスケールアップも検討した結果、グラムスケールまで反応の適応が認められたものの、収率向上のための条件の最適化が必要であった。さらに、炭素-炭素結合形成反応の応用として、ハロアセタールのラジカル環化を鍵とした連続的3成分連結反応(α-ブロモアセタール基を持つアセチレン誘導体とベンズアルデヒドとのラジカル環化と付加反応を同時に行う反応)を試みた。コバルト錯体として(Co(III)N4Cl2)ClO4を用いて、陽陰極とも亜鉛電極、電圧(1.5V)、溶媒(DMF)、電解質(Et4NOTs)、反応温度(0°C)で行ったところ、目的の連続的3成分連結反応生成物を収率37%、アセチレン誘導体の単純環化物を収率30%で得た。また、炭素ラジカルをTEMPOで捕捉した分子の特異的な反応性についても知見を得た。
平滑筋ミオシン結合蛋白質のミオシン線維形成と安定化における機能の解析

ニワトリ砂嚢平滑筋の粗ミオシン抽出液よりミオシン重合を促進する蛋白質の精製をおこなった。非リン酸化ミオシンと混合してミオシン線維を形成する活性を指標に精製をおこない、分子量38k、32k、31k、28kDaの4種類の蛋白質を単離した。これらの蛋白質はそれぞれミオシンの重合を促進する活性があったが、本年度は主として38k蛋白質の性質を解析した。非リン酸ミオシンに精製38k蛋白質を加えると、ミオシン線維が形成された。電子顕微鏡、光学顕微鏡で形成されたミオシン線維の形状を観察するリン酸化ミオシンの場合とほぼ同程度の太さの繊維を形成した。遠心法でミオシン線維を沈殿させて重合の定量をほおこなった結果、この蛋白質により非リン酸化ミオシンの重合はリン酸化ミオシンと同程度のレベルまで上昇した。ミオシン重合の促進はミオシンに対しモル比で3倍程度の濃度で飽和し、そのストイキオメトリーは1:1であった。38k蛋白質はリン酸化ミオシンに対しても、非リン酸化ミオシンと同程度の結合能を示した。従って生体内では収縮・弛緩の時期にかかわらず常にミオシン線維と結合していると考えられる。ところでこの蛋白質の部分アミノ酸配列を決定した結果、ヒト培養細胞やほ乳類の種々の組織から得られているp32蛋白質ときわめて高いホモロジーを持つことがわかった。そこでヒト培養細胞から得られたp32のcDNAを大腸菌で発現させ精製した。大腸菌で発現したp32はミオシンと混合すると38k蛋白質と同様ミオシンの重合を促進した。さらにこれをウサギに免疫し抗体を作製した。ニワトリ38k蛋白質はこの抗体と反応した。以上の結果より38kはニワトリのp32であると考えられる。現在この蛋白質のクローニングをおこなっているところである。
神経成長因子の作用発現機構の解明

神経成長因子(NGF)に応答して神経様細胞へと分化するPC12細胞を用いて、NGFの作用発現機構を主にタンパク質リン酸化の面から検討した。我々は、NGFがPC12細胞のいくつかの特異的なタンパク質のリン酸化レベルを変化させることを、また、このNGFの作用は小麦胚レクチン(WGA)によって阻害されることなどを報告してきた。そこで、NGFが惹起する分子量10万タンパク(Nsp100)のリン酸化の減少作用を指標として、種々のレクチンについてNGF作用を阻害するか否かを調べた。NGFによるNsp100リン酸化の減少作用は、WGAによってほぼ完全に、また、コンカナバリンAおよびレンチルレクチンにより中程度阻害された。一方、サクシニル化WGA,マッシュルームレクチンなどでは阻害は見られなかった。ところで、WGAは、N-アセチルグルコサミン及びシアル酸に特異的に結合するが、サクシニル化されたWGAはシアル酸との結合能を消失し、N-アセチルグルコサミンとのみ結合し、シアル酸とN-アセチルグルコサミンの識別に用いられる。このサクシニル化WGAがNGFの作用を阻害しないこと、また、Nアセチルグルコサミン及びより少量のシアル糖タンパク質であるムチンの添加によりWGAの阻害作用が見られなくなることなどから、WGAは、NGF受容体のシアル酸残基に結合することによりNGFの作用を阻害するものと考えられる。以上の結果は、現在、J.Neurochemistryに投稿中である。また、PC12細胞に上皮成長因子、線維芽細胞成長因子あるいはジアシルグリセロールを作用させた後、無細胞系でリン酸化を行った場合、NGFを作用させた場合と同様、Nsp100のリン酸化のみ特異的に減少させたことから、これら細胞成長因子の作用がCキナーゼの活性化を介して発現されていることが考えられ、Cキナーゼ阻害剤を用いてその可能性を検討中である。
SOX9の遺伝子導入による軟骨分化誘導

軟骨はマトリックスに富むため、軟骨細胞を得て培養するには多量の軟骨組織を必要とする。軟骨組織のドナーサイトは限られているため、軟骨再生医療実現には未分化細胞から軟骨細胞の分化誘導が必要であると考え本実験を計画した。マウス骨髄細胞を使用してマウスSOX9 cDNAを発現ベクターに組み込み、リポフェクション法によりそれを培養骨髄細胞に導入し、SOX9蛋白を過剰に発現させることにより軟骨細胞へ分化促進を目的として検討した。高密度培養によりトルイジンブルー陽性、II型コラーゲン陽性の軟骨組織を得ることができた。次いで、培養系で分化させた軟骨細胞を半透膜チェンバーに封入後ヌードマウス皮下に移植し、in vivoでの軟骨組織形成が起こることを確認した(特許申請中)。現在、ウサギ関節軟骨欠損モデルにて動物実験中であるが、対照群と比較して良好な関節軟骨形成を確認している。今後は実用化に向けて安全性試験を繰り返す予定である。骨髄細胞は容易に大量採取が可能な点と、組織内にchondroprogenitor cellが存在することから軟骨再生におけるドナー組織として適している。また、遺伝子導入法としてのリポフェクション法は毒性が少ない。これらのことから本研究は、変形性関節症などの損傷軟骨に対するtissue engineeringを用いた新しい補助治療法としての臨床応用が期待できる。Scaffoldとの組み合わせを実用化に向けて検討予定である。軟骨の修復、再生に対する試みとして自家軟骨細胞の培養、移植による組織再生治療が注目されている。しかし軟骨組織のドナーサイトは限られているため、軟骨再生医療実現には未分化細胞から軟骨細胞の分化誘導が必要であると考え本実験を計画した。SOX9蛋白はエンハンサーとしてII型コラーゲンの転写調節を行うため、軟骨細胞への分化に不可欠である。ヒトではSOX9遺伝子の異常により軟骨形成異常を示す屈曲肢異形成症が発症することが判っている。培養条件の設定によりトルイジンブルー陽性、II型コラーゲン陽性の軟骨組織を得ることができた。次いで、培養系で分化させた軟骨細胞を半透膜チェンバーに封入後ヌードマウス皮下に移植し、in vivoでの軟骨組織形成が起こることを確認した。骨髄は容易に大量採取が可能な点と、組織内にchondroprogenitor cellが存在することから軟骨再生におけるドナー組織として適している。また、遺伝子導入法としてのりポフェクション法は毒性が少ない。
東南アジア華人社会と東アジア発展に関する比較研究

東南アジア諸国は現在急速に近代化に向かっているが,この地域には歴史的所産として華人社会が存在する。彼らは人口や権力の側面から見れば少数派に属するが,政治・経済・社会の各方面で大きな潜在力と影響力を有して居り,この地域の社会変化の重要な表徴となって居る。わがG班は東南アジア諸国の近代化の特色を,華人社会の近代化に焦点を絞り明らかにすることを主要な目的とした。近代化の範畴には多くの側面が含まれるが,G班は具体的には,華人社会の意識形態の変容の実際を明らかにすること,華人社会と現地国家の近代化の関係を観察する作業を行った。このためにシンガポール・マレーシア華文文学活動の史的変還を通じて,華人の思想意識の変容のしかた,教育特に華語教育の制度内容の変化とそれが華人社会の存立に及ぼす影響,現地諸国の政治面での野党活動と華人社会の関係,近代に伴う華人の居住形態の変化とその結果生ずる思想意識の変容状況,現地諸国の言語政策とその結果生ずる華人社会の分化の問題を各員分担して研究した。これら諸項目は複雑に関連し合うが,總じて言えば,華人社会は基本的には,少数派として華人アイデンティティの確立のため求心的な努力をしているが,祖先の出身地たる中国本土との係わりを意識的・無意識的に稀薄化し,脱中国化・離心的な方向に進み行く傾向もあり,その最先端に英語系華人が位置する。求心と離心の矛盾が深刻な社会問題を生み出している。G班は平成元年に国際学術調査の補助金を得て,現地調査も併行実施したが,研究すべき更に多くの問題を発見し、研究継続の決意を固めている。尚平成元年度内にG班は合計四回の会議と,大会参加一回,合計五回の合宿活動を実施した。
高次モーメントによる最大地震応答分布の推定

最大地震応答の分布形を同定することは不規則振動理論及び構造耐震信頼性評価の基本的な問題であり、既往研究では確率過程の交叉の問題から理論的に導かれることがほとんどである。これまでの誘導は理論的で厳密であるが、地震動を定常ガウス過程などとして厳しく仮定しなければならず、現実と掛け離れることが多い。そこで本研究では最大地震応答の統計特性である平均値、標準偏差、歪度及び尖度などのモーメントを求める方法を構築し、分布形の位置、肥満度、非対称性及び頂点の鋭さの4つの特徴を表すこれらのモーメントによる最大地震応答の確率密度近似を行い、これまでの厳しい仮定に依存しない耐震信頼性評価法を提案した。本研究では最大地震応答の統計特性である平均値、標準偏差、歪度及び尖度などのモーメントを求める方法を構築し、分布形の位置、肥満度、非対称性及び頂点の鋭さの4つの特徴を表すこれらのモーメントによる最大地震応答の確率密度近似を行い、これまでの厳しい仮定に依存せずに、弾塑性応答も考慮できる耐震信頼性評価法を提案することを目的とする。今年度では昨年度の研究成果に基づいて、以下の項目を遂行した。1).最大地震応答の3、4次モーメントに基づく標準正規変換の導出と検証。まず既存の極値分布形と正規分布の関係から歪度を含む標準正規変換を導いた。数多くの地震記録を収集して、弾性1自由度系を対象とし、基準化した地表面加速度で大量の地震応答解析により、最大地震応答のデータベースを構築する。収集したデータの統計処理を行い、それらのヒストグラムを描き、平均値、標準偏差、歪度及び尖度などのモーメントを求め、最大地震応答のヒストグラムとモーメントの関係を考察した。2).最大地震応答の高次モーメントに基づく標準正規変換の検証。既存極値分布形と標準正規分布との関係に基づいて、高次モーメントに基づく標準正規変換及び逆標準正規変換を検討し、収集された数多くの最大地震応答の統計データに応用して、これまでの厳しい仮定で得られた最大地震応答分布と比較検討し、各仮定が最大応答の分布形への影響を明らかにした。3).最大地震応答の3、4次モーメントの算出方法の構築。点推定法では感度解析及び繰り返し計算は必要としないが、確率変数の数が多くなるとき、精度が維持できなくなることが欠点である。ここでは、この欠点を克服するために、確率変数の関数を2次Taylor展開の形で再考察し、最大地震応答の3、4次モーメントを精度よく算出する方法を導出した。最大地震応答の分布形を同定することは不規則振動理論及び構造耐震信頼性評価の基本的な問題であり、既往研究では弾性応答を対象として確率過程の交叉の問題から理論的に導かれることがほとんどである。これまでの誘導は理論的で厳密であるが、地震動を定常ガウス過程、ホワイトノイズなどとして厳しく仮定しなければならず、現実と掛け離れることが多く、弾塑性地震応答を考慮する終局限界に対応できなくなる。そこで本研究では最大地震応答の統計特性である平均値、標準偏差、歪度及び尖度などのモーメントを求める方法を構築し、分布形の位置、肥満度、非対称性及び頂点の鋭さの4つの特徴を表すこれらのモーメントによる最大地震応答の確率密度近似を行い、これまでの厳しい仮定に依存せずに、弾塑性応答も考慮できる耐震信頼性評価法を提案することを目的とする。本年度では先ず数多くの地震波を収集し、弾性1自由度系を対象とし、基準化した地表面加速度で大量の地震応答解析により、最大地震応答のデータベースを構築した。収集したデータの統計処理を行い、それらのヒストグラムを描き、平均値、標準偏差、歪度及び尖度などのモーメントを求め、最大地震応答のヒストグラムとモーメントの関係を考察する。さらに、数多くの地震記録を収集して、同様に地震応答解析を行い、得られた最大地震応答のヒストグラムと比較し、前述の関係を検証した。また、既存の極値分布形と正規分布の関係から歪度を含む標準正規変換を導き、上述のヒストグラムと高次モーメントの関係を比較しながら標準正規変換の解析式を修正した。最大地震応答の非正規性が強いと予想され、尖度の影響が無視できず、4次モーメントに基づく標準正規変換も新たに導出した。

そこで本研究では最大地震応答の統計特性である平均値、標準偏差、歪度及び尖度などのモーメントを求める方法を構築し、分布形の位置、肥満度、非対称性及び頂点の鋭さの4つの特徴を表すこれらのモーメントによる最大地震応答の確率密度近似を行い、これまでの厳しい仮定に依存せずに、基本確率変数の分布形がわからない基本確率変数のモーメントに基づく耐震信頼性評価法を提案した。建築構造研究が計画書とおりに進んでいる。計画書通りに進んでいる。1).パラメータの不確定性の取り入れ。これまでの最大応答分布は確率過程として地震入力のみの不確定性しか考慮していないが、本研究では、地震入力のみではなく、構造解析モデル及び地震入力モデルに関わるパラメータの不確定性を考慮する。この段階では、減衰定数と固有周期のみに含まれている不確定性に注目し、減衰定数と固有周期の確率分布形によって乱数を発生し、モンテカルロ・シミュレーションによりパラメータの不確定性を考慮した分布形を求め、地震入力のみの不確定性を考慮した時の最大応答分布と比較し、検討する。2).高次モーメントに基づく耐震信頼性指標の導出。高次モーメントに基づく標準正規変換を一つの確率変数としての耐震信頼性における動的限界状態関数に適用し、信頼性指標または破壊確率と高次モーメントの関係を解明し、その関係を用いて構造耐震信頼性解析の高次モーメント法を構築する。3).分布形が分からない確率変数の取り入れ。分布形が分るかどうかによって確率変数を二つのグループに分け、分布形が分る確率変数に対してこれまでのRosenblatt変換を適用し、分布形が分らない確率変数に対して既に開発された高次モーメントに基づく標準正規変換を適用する。それらをこれまでの評価手法に取り入れ、対応するプログラムを開発し、分布形が分らない確率変数を考慮した構造耐震信頼性評価を行う。1).最大地震応答の高次モーメントに基づく標準正規変換の検証。既存極値分布形と標準正規分布との関係に基づいて、高次モーメントに基づく標準正規変換及び逆標準正規変換を検討し、収集された数多くの最大地震応答の統計データに応用し、十分検証する。これまでの厳しい仮定で得られた最大地震応答分布と比較検討し、各仮定が最大応答の分布形への影響を明らかにする。2).最大地震応答の3、4次モーメントの算出方法の構築。最大地震応答の確率分布形が3、4次モーメントをパラメータとしているため、耐震信頼性解析を行うために、最大地震応答の高次モーメントを算出する必要がある。当然ながら最大地震応答を確率変数の関数として高次モーメントを求めることは極めて困難であることが周知の事実である。点推定法では感度解析及び繰り返し計算は必要としないが、確率変数の数が多くなるとき、精度が維持できなくなることが欠点である。ここでは、この欠点を克服するために、確率変数の関数を2次Taylor展開の形で再考察し、最大地震応答の3、4次モーメントを精度よく算出する方法を導出する。3).高次モーメントに基づく耐震信頼性指標の導出。4).分布形が分からない確率変数の取り入れ。
配線ボトルネックフリー2線式多値ディジタルコンピューティングVLSIシステム

集積能動素子自体のスイッチング時間遅れよりも、内部配線の複雑さに起因する性能劣化が避けられない状況になりつつある。また、メモリと演算部が完全に分離したアーキテクチャでは、メモリ・演算部間のデータ転送に限界が生じることになる。このような状況下においても数GHzクロック周波数で動作する高速・低電力VLSIプロセッサのための高性能回路技術の開発が望まれている。本研究では,このような問題を解決するための新しい方法として,高い電流駆動能力を有する差動対回路技術を徹底的に活用した高性能多値VLSIシステムや強誘電体ロジックインメモリVLSIを考案し,その有用性を実証した.以下に、その主要な成果を列挙する。1.世界最高性能の多値集積回路の開拓全ての差動対回路を2線相補入力対で駆動する2線式フルソースカップルドロジック多値集積回路を提案し,1線入力駆動の場合と比較して電流駆動能力を大幅に向上できることを明らかにした.0.18μmCMOSに基づくシミュレーションを行った結果,同一消費電力の下で1線駆動方式と2線駆動方式を比較して,1.3倍程度の高速化が達成されることを示すことができた.これは,低電圧振幅動作に有用な回路技術である.2.強誘電体デバイスを用いたロジックインメモリアーキテクチャ強誘電体キャパシタを用いた不揮発性ロジックインメモリ回路を提案した。強誘電体キャパシタに印加する入力の電位差に応じて特定の残留分極状態遷移が起こることに着目した機能パスゲートの構成法を与えることができた。さらに,非破壊読出し動作のためのプリチャージ方式を考案した。0.6μmCMOS/強誘電体プロセスにより基本回路の試作を行った結果,同等機能のCMOS回路のみによる構成と比較して,面積はもとよりリーク電流などに起因する消費電力の大幅な減少が可能となることを明らかにした。応用例として完全並列形連想メモリの評価を行い,大幅な高性能化が達成できることを実証した。本研究では,2線式,電圧・電流ハイブリッドモード,ロジックインメモリ多値集積回路に基づくVLSIプロセッサの高性能化に関する研究を行っている。1.カレントミラーの高性能化比較回路と差動対回路に異なる電源電圧を用いたり,カレントミラーの動作点を最適に設定することにより,回路へ動作解析,シミュレーション,チップ試作による評価を行った結果,性能向上に有用であることを実証できた。2.ダイナミック記憶に基づく高性能化と低消費電力化差動対回路への入力電圧が2値であることに着目すると共に,パストランジスタを適切な部分に挿入することにより,ゲートレベルパイプラインが効率よく行える回路構成法を考案した。3.電流・電圧ハイブリッドモードロジックインメモリ多値集積回路電流モード回路の最大の特長は線形加算が結線により行えることであるが,パストランジスタネットワークなどの電圧モード回路も適宜用いることにより,高性能かつ小型な集積回路を構成することができる。このためには電圧-電流変換回路と電流・電圧変換回路が必要になるため,これらの回路の構成法を考察した。さらに,電荷記憶をフローティングゲートMOSトランジスタで行うことにより,記憶と演算とを一体化するロジックインメモリアーキテクチャを検討し,ステレオビジョンVLSIプロセッサへ応用したときの性能評価を行った。これらの基本集積回路及びステレオビジョンプロセッサチップの設計・試作を行い,良好に動作することをを確認した。本研究では,多値ディジタルコンピューティングシステムのための高性能化回路技術とその応用の開拓を行っている。1.世界最高性能の多値集積回路の開拓カレントミラーを全く用いない,差動対回路のみを用いたソース結合形論理に基づく多値電流モードMOS集積回路を考案し,回路の動作解析,シミュレーション,チップ試作による評価を行った結果,大幅な性能向上に有用であることを実証できた.

2.ドミノ論理に基づく低消費電力化ソース結合形回路において,さらにPrechrge-Evaluate論理を活用すると,電源からグランドへの貫通電流が生じないため,低消費電力化に有効となる.チップ試作による原理動作の確認も行った.3.電流・電圧ハイブリッドモードロジックインメモリ多値集積回路フローティングゲートMOSトランジスタを利用したロジックインメモリVLSIにおいても,ソース結合形回路の適用が有用である.すなわち,記憶機能が分散されたパストランジスタ論理においても,ソース結合形回路を利用した高性能化を検討した.これらの基本回路の設計・試作を行い,良好に動作することを確認した.本研究では,転送ボトルネックのないVLSIシステムの構築を目指したディジタルコンピューティング高性能回路技術とその応用の開拓を行った。1.世界最高性能の多値集積回路の開拓数GHzクロック周波数で動作する高速・低電力VLSIプロセッサのための高性能回路技術の開発を目指し、高い電流駆動能力を有する差動対回路技術を徹底的に活用した高性能多値VLSIシステムを考案し、その有用性を実証した。まず,電流モード多値集積回路の高性能化のために、1個のMOSトランジスタによる電流・電圧変換に基づき、全てのスイッチング動作を差動対回路のみで行うフルソースカップルドロジック多値集積回路とその最適設計法を与えた。また,全ての差動対回路を2線相補入力対で駆動する2線式フルソースカップルドロジック多値集積回路を提案し、1線入力駆動の場合と比較して電流駆動能力を大幅に向上できることを明らかにした。さらに、フルソースカップルドロジック多値集積回路を用いた細粒度パイプラインVLSIシステムへの応用も検討した。2.強誘電体デバイスを用いたロジックインメモリアーキテクチャ強誘電体キャパシタを用いた不揮発性ロジックインメモリ回路を提案した。強誘電体キャパシタに印加する入力の電位差に応じて特定の残留分極状態遷移が起こることに着目した機能パスゲートの構成法を与えている。さらに、非破壊読出し動作のためのプリチャージ方式を考案した。0.6μmCMOS/強誘電体プロセスにより基本回路の試作を行った結果、同等機能のCMOS回路のみによる構成と比較して、面積はもとよりリーク電流などに起因する消費電力の大幅な減少が可能となることを明らかにしている。応用例として完全並列形連想メモリの評価を行い、大幅な高性能化が達成できることを実証した。
美術とスポーツにおける身体観の相違についての理論的・実践的研究

美術とスポーツにおいて、技術の習熟や行為の遂行において、身体への見方がどのように影響しているかを明らかにすることを目指した。実践研究では、スポーツ選手に人体クロッキーを描いてもらうことで、スポーツ選手の身体観を考察した。理論研究では、実践研究の分析とともに、美術とスポーツの比較から両者の共通点と差違について多角的に検討し、美術制作行為及び美術の学びの特質を明らかにした。1.理論研究としては、身体を多角的に捉えるために、様々な身体へのアプローチについて学んだ。7月に最初の打ち合わせをし、その後9月・11月・2月に3回理論研究会を行った。内容は、(1)美術解剖学視点から見た身体-筋学・骨学-、(2)骨相学-かたちから内面を知るという欲望-、(3)オステオパシーの身体観についての発表を受けてディスカッションした。理論研究の成果としては、身体への見方を深めることが、的確にものの形をとらえる視点と感性を鍛えることになるという気づきを得たことである。特に身体のかたちを捉える美術解剖学的視点と、体の痛みを局所的にではなく身体全体の問題として捉えるオステオパシーの身体観とは、共通する点が多くあった。的確な形への気づきが、的確な身体の動作へと結びつく接点となることがわかってきた。2.実践研究としては、流通経済大学ラグビー部員とスタッフに対して、美術プログラムを合計3回、その準備のための研究会を合計3回行った。内容は、人体クロッキー、ものの見方の訓練、ベルリン・ヴァイセンゼー美術大学のM.ツォラー教授(美術解剖学)の考案した「針金モデル」の制作、写真による視点の転換等である。この美術プログラムを実施するために、ラグビー部のスタッフとラグビー選手に必要な美術的な視点について数度にわたって議論し、東京藝術大学の教員、美術教育を専攻する大学院生及び東京大学のスポーツ科学を専攻する大学院生で合計4回の研究会を開いてカリキュラムづくりを行った。実践研究の成果としては、ラグビープレーヤーから、美術プログラムによって人の重心・関節などを意識化できるようになったという意見を引き出せたことである。重心をしっかり捉えることができれば、例えばタックルに入るときにフェイクの動きに惑わされることなく、相手の重心のかかっていない弱い部分に気づくことができるなど、ラグビーのスキル向上にもつながっていくのではないかという可能性が示された。1.理論研究としては、身体観が深化していく機制について多角的に考察するために、さまざまな観点からの研究から学んだ。6月、10月、12月、2月の合計4回の研究会を持った(3月に第5回目を予定していたが、東北関東大震災による様々な影響を考慮して中止した)。内容は、(1)「修養」という学校教育以外の場で行われてきた人間形成のための工夫についての研究、(2)美術制作を行う際に身体に感じるリズムからスポーツにおけるリズムとの相違について考える研究、(3)宮大工の師弟関係における「わざ」の継承で生じていることを丹念に追った研究、(4)スポーツ科学の観点から動作予測に関する実証的研究などの発表を受けて議論をした。こうした研究から、美術とスポーツにおける身体は、制作者やスポーツ選手の内的感覚というだけでなく、自らの状況を捉える心理的な側面や、環境世界や他者といった外界との関係において深化するということが学ばれた。美術もスポーツも個々の身体において行われることであるが、個人の身体にとどまらず普遍的な価値や他者の身体との関係において捉えるべきことが明らかになった。2.実践研究としては、昨年度に行った試行プログラムを受けて、スポーツ選手に対する美術プログラムとしては、人体クロッキーが最も適しているという結論を得た。そのため今年度は、2つの大学ラグビーチームの協力を得て人体クロッキーのプログラムを行った。人体クロッキーにおいて最初はモデルを見る時間が少なく、自分のなかにある「人型」を描いてしまう場合が多かった。また描く線も少なく、描くことに対するとまどいが見られた。しかし、回数を重ねるごとにモデルを注視する時間が増え、線の数も増えていった。こうした変化から、このプログラムを通して、スポーツ選手の内的意識と身体の動きとのズレが照合されていき「遂行的イメージ」が働いていることが明らかになった。また美術は自らの意識や身体の動きが痕跡として残るという点に特徴があり、その痕跡を自ら見ることで内感が強化されていくこともわかった。この点についての詳細な分析は、美術教育研究会大会で発表した。1.理論研究としては、これまでの研究成果発表を国際学会で発表すべく準備を進めた。5月に第7回World Congress of Science & Footballにおいて口頭発表を行った。また、美術とスポーツそれぞれの立場から身体について研究している二人の研究者を招いて研究会を行った。一人は元ラグビー日本代表選手の平尾剛氏である。氏による「ラグビーにおける身体知」についての講演を受けて議論した。チームスポーツにおける共身体など興味深い論点については下記報告書の生井論文で分析されている。もう一人は彫刻家・美術教育研究者の猪瀬昌延氏である。「彫塑制作における自己の開放から自己の理解へ」という発表を受けて議論した。

猪瀬氏は共同研究者でもあり下記報告書に本報告の概要が掲載されている。2.実践研究としては、スポーツ選手に対する美術プログラムを引き続き行うため、女子7人制ラグビー日本代表候補選手及びその指導者、またラグビー指導者講習会でも同じようなプログラムを実施した。日本代表候補選手は多様な年代が集まっているため、昨年度行った大学生という同一年齢を対象としたものと異なり、年齢によってものの見え方が違うことを描画によって確かめることができた。また指導者対象のプログラムでは、選手とは異なる目線で参加者がプログラムを見ていて、描画実践そのものよりも、描画の指導法とスポーツの指導法との共通点に関して議論を深めることができた。3.今年度は最終年度ということもあり、これまでの理論研究・実践研究の成果を報告書としてまとめることが大きな課題であった。理論研究における研究会、美術プログラムの実践結果についての詳細をまとめるとともに、両研究に関わってきた研究者及び大学院生に論文や報告文を寄せてもらった。これまでの研究経過の報告と、計6本の報告論文によって構成された98頁に及ぶ報告書を2012年3月17日に完成させることができた。
腎癌の転移,増殖に関与するTGF-βおよびTGF-βリセプターの発現に関する研究

腎癌原発巣由来細胞株SMKTR-1、-R2、-R3、-R4、および、腎癌転移巣由来細胞株TOS-1、TOS-2、ACHNにおけるTGF-β1、typeI、typeIIレセプターのmRNA発現を下記の如く検討した。(1)分子生物学的方法(RT-PCR)によるmRNAの解析1.TGF-β1のmRNA発現は、転移巣由来と原発巣由来の腎癌細胞株間で明らかな差は見られなかった。2.typeIレセプターのmRNA発現は、転移のない原発巣由来のSMKT-R1およびSMKT-R2では、他と比べて低い傾向であった。3.typeIIレセプターのmRNA発現は、転移巣由来の細胞株中TOS-2では、ACHN・TOS-1と比べて低値であった。4.各々の細胞株におけるtypeIレセプターのmRNA発現の程度の差は、typeIIレセプターのmRNA発現の程度の差と同様の傾向を示した。(2)免疫学的手法による蛋白発現の解析1.フローサイトメトリーでは、いずれの細胞株でも、TGF-β1、typeI、typeIIレセプターの発現が見られたが、定性的な解析であり、細胞間での発現の比較は困難であった。2.免疫組織染色では、いずれの腎癌細胞株でもTGF-β1の発現が確認されたが、typeIおよびtypeIIレセプターは、いずれの腎癌細胞株でも確認されなかった。今回の研究では、腎癌細胞株でのTGF-β1mRNA発現は、転移巣由来のものと原発巣由来のものとで明らかな差は見られなかったが、typeI、typeIIレセプターのmRNA発現においては細胞によっては発現の仕方に差が認められた。TGF-β1の機能、特に腎癌の転移に関わる機序は、おそらくTGF-β1そのものの発現よりはむしろtypeI、typeIIレセプターの発現によって制御されているものであることが示唆された。
制限空間で実現する新奇超伝導

本年度はまず,昨年度に一定の成果が得られていた,異方的p波及びd波超伝導における自発表面電流状態の研究をまとめることに注力した。この研究で着目した異方的超伝導体では,ゼロエネルギー表面束縛状態の形成に起因して,自発表面電流状態が低温で安定化する。昨年度の研究によって,d波超伝導体の自発表面電流状態への相転移温度は散漫的表面散乱によって強く抑制されるが,p波超伝導体における相転移温度はその影響をほとんど受けないことが明らかとなった。超伝導対称性に依存したこの顕著な違いは,ゼロエネルギー表面束縛状態の背後に存在する奇周波数クーパーペアの対称性の違いを反映している。本年度は,昨年度の研究を補強するための計算を行い,研究成果をまとめ公表した。この研究に引き続いて,カイラル超伝導の表面状態に関する研究に着手した。カイラル超伝導体ではカイラルエッジ状態と呼ばれる表面束縛状態が自発表面電流を生み出すことが知られている。この研究では,超伝導体表面で起こる対破壊の効果に焦点を当てた。上記のゼロエネルギー表面束縛状態やカイラルエッジ状態は,対破壊効果を無視した理論モデルにも現れるが,実際には対破壊によって表面付近にポテンシャルの井戸が形成され,その結果,新たな束縛状態が形成される。本年度は,p波,d波,f波等の対称性をもつカイラル超伝導体の表面状態を網羅的に調べ,高次のカイラル超伝導体ほど対破壊に伴う表面束縛状態が形成されやすいことを明らかにした。昨年度から本年度にかけて行った研究で得られた成果を論文にまとめ公表することができた。また,本年度に着手したカイラル超伝導の研究についても一定の成果が得られており,その結果を本年度3月に九州大学で開催された日本物理学会で発表した。本年度に行った研究で着目したカイラル超伝導は,当初計画にはなかった研究対象であるが,本研究課題と密接に関連する物理を共有する系である。これまでの研究成果を活かし次年度もカイラル状態まで対象を広げた研究を進める予定である。異方的d波超伝導薄膜において実現する新奇超伝導状態として,Vorontsovによって提案された,時間反転対称性の自発的に敗れた超伝導に着目した研究を行った。この超伝導状態の特徴は,膜面に平行に自発電流が流れている点にある。薄膜の表面付近と中央部分では,自発電流が逆向きに流れており,その結果,膜の全電流はゼロになっている。膜面付近のバックフローは,表面に生成される奇周波数クーパー対によって運ばれている。この奇周波数クーパー対が生み出す「負の超流動密度」に起因する熱力学的不安定性のために,時間反転対称性の自発的な敗れが起きているのである。前年度の研究によって,(1)この超伝導状態は膜面での散漫的表面散乱によって強く抑制されること,(2)フェルミ面の異方性がこの状態の安定化を助けることを明らかにしていた。本年度は,当初の計画通り,(2)の常伝導-超伝導転移の研究を進展させ,時間反転対称性の自発的に敗れた状態から通常のBCS状態への超伝導-超伝導転移を議論し,鏡面的な表面を仮定した理論モデルの範囲内で,d波超伝導薄膜の膜厚-温度相図の全体像を明らかにした。この研究から,BCS状態への超伝導転移は,常伝導-超伝導転移とは対照的に,フェルミ面の異方性にほとんど影響を受けないことが分かった。これは,BCS状態への超伝導転移付近では,時間反転対称性の敗れを特徴づけるクーパー対の重心運動量がほぼゼロになることに起因している。当初の予定通り,d波超伝導薄膜の多重超伝導相図を決定することができたが,研究成果の公表には至っていない。これは,研究の過程で,別のタイプ不均一超伝導状態が安定化する膜厚領域が存在する可能性が見えてきたためで,むしろポジティブな理由による。昨年度からの継続課題として取り組んでいた、異方的フェルミ面をもつd波超伝導薄膜の温度-膜厚相図に関する研究の成果をまとめ、8月にプラハで開催された低温物理学の国際会議(QFS2016)で発表した。この研究によって明らかになったことは、(1) d波超伝導薄膜で実現する時間反転対称性の自発的に破れた(自発電流を伴う)超伝導状態と通常の(自発電流を伴わない)BCS超伝導状態との間の相境界は、フェルミ面の形状にほとんど影響を受けないが、(2)常伝導状態が時間反転対称性の破れた超伝導状態へと不安定化を起こす臨界膜厚は、フェルミ面がある種の異方性をもつとき顕著に減少し、その結果、温度-膜厚相図上の広い範囲で時間反転対称性の破れた超伝導が安定化すること、(3)超伝導状態間の相転移温度は膜厚にほぼ逆比例するという特徴的な膜厚依存性をもつが、その起源は、ゼロエネルギーに形成されるアンドレーエフ表面束縛状態にあることである。ただし、この研究結果は、薄膜表面で電子が鏡面的に散乱されると仮定した(散漫的な表面散乱の効果を無視した)理論モデルに基づく結果である。一般に、異方的超伝導体の表面状態の様相は、境界条件に依存して敏感に変化することが知られており、本研究で着目したd波超伝導薄膜では、散漫的表面散乱が時間反転対称性の破れた超伝導の安定化を妨げる要因になると予想されるため、散漫的表面散乱の効果とフェルミ面の形状効果を同時に取り入れた理論の枠組みを本年度の後半に構築した。

異方的d波超伝導薄膜における多重相転移について、鏡面的な表面を仮定した範囲内での研究は順調に進み、本年度にその研究成果をまとめることができた。今後は、散漫的表面散乱効果の研究に注力する予定であるが、それを行うための理論の枠組みについてもすでに定式化を終えている。銅酸化物高温超伝導体で実現する異方的d波超伝導状態では、表面電流が低温で自発的に誘起されることが理論的に予言されている。この局所的時間反転対称性の破れは、アンドレーエフ表面束縛状態の形成に起因する。時間反転対称性を保持するd波超伝導状態では、アンドレーエフ表面束縛状態はフェルミレベルにフラットバンドを形成することが知られているが、このようなミッドギャップ状態は自発的時間反転対称性の破れを伴う相転移を引き起こす。時間反転対称性が破れた超伝導状態では、ミッドギャップバンドがフェルミレベルからシフトし、その結果、表面付近の自由エネルギーが減少するのである。本年度の研究では、d波超伝導体における自発表面電流状態の安定性に対する散漫的表面散乱の影響を準古典グリーン関数理論に基づき考察した。現実の物質には不可避な原子スケールの表面の乱れは電子の散漫的散乱を引き起こす。原子スケールの乱れをもつ表面で準古典グリーン関数が満たすべき境界条件を表面の鏡面度を用いてパラメタライズし、自発表面電流状態への相転移温度の鏡面度依存性を、マックスウェルの方程式を数値的に解き計算した。その結果、d波超伝導体における表面相転移温度は、鏡面度に非常に敏感であり、散漫的表面散乱によって顕著に減少することが明らかとなった。この研究成果を、8月にスウェーデンのヨーテボリで開催された低温物理の国際会議(LT28)で報告した。同様な表面相転移が起こるp波超伝導体についても計算を行い、p波超伝導体の場合には、表面相転移温度は散漫的表面散乱の影響をほとんど受けないことを明らかにした。このような散漫的表面散乱効果におけるd波超伝導体との著しい違いは、p波超伝導体にはs波対称性を有する奇周波数クーパーペアが表面付近に存在することから理解できる。d波超伝導体及びp波超伝導体における自発表面電流状態の安定性に対する散漫的表面散乱効果の研究を概ね当初予定していた期間内に実行することができた。d波とp波超伝導体における数値計算結果の比較から、超伝導体の表面に誘起される奇周波数クーパーペアの対称性の違いが自発表面電流状態の安定性を大きく左右することが明らかになった。本年度はまず,昨年度に一定の成果が得られていた,異方的p波及びd波超伝導における自発表面電流状態の研究をまとめることに注力した。この研究で着目した異方的超伝導体では,ゼロエネルギー表面束縛状態の形成に起因して,自発表面電流状態が低温で安定化する。昨年度の研究によって,d波超伝導体の自発表面電流状態への相転移温度は散漫的表面散乱によって強く抑制されるが,p波超伝導体における相転移温度はその影響をほとんど受けないことが明らかとなった。超伝導対称性に依存したこの顕著な違いは,ゼロエネルギー表面束縛状態の背後に存在する奇周波数クーパーペアの対称性の違いを反映している。本年度は,昨年度の研究を補強するための計算を行い,研究成果をまとめ公表した。この研究に引き続いて,カイラル超伝導の表面状態に関する研究に着手した。カイラル超伝導体ではカイラルエッジ状態と呼ばれる表面束縛状態が自発表面電流を生み出すことが知られている。この研究では,超伝導体表面で起こる対破壊の効果に焦点を当てた。
環境ストレスに対する胚の防御反応についての分子細胞生物学的研究

妊娠8日のマウス胎児に50ミリグレイのX線を照射したところ,熱ショック蛋白質HSP27,HSP47,HSP71とも4時間後に検出され,8時間後には劇的に増加した.またc-Fos,Ras蛋白,Proliferating Cell Nuclear Antigen(PCNA)も同様に4時間後から検出され,8時間後には劇的に増加した.X線によって細胞分裂がG2期で停止し,4時間後には回復して放射線抵抗性のS期に入りかかったと考えられる.この時の妊娠母体に0.5または1グレイのX線を照射して,胎児の外表奇形を0.5および0.55グレイ,または1および1.05グレイ単回照射群と比較したが,X線抵抗性は観察されず,分割照射の方が単回照射より奇形の発現頻度が高かった.細胞死は主に神経外胚葉に観察され,中胚葉と内胚葉は放射線抵抗性であった.HSP27は細胞死にともなう修復機転に周囲の細胞に誘導されることが示唆された.いっぽうラット胎児を培養液中で42°C10分間の熱ショック処理を行ったところ,hsp27とhsp71のmRNA量は,すべての細胞周期にある細胞で上昇し,hsp73とhsp90は後期S期の細胞で上昇が著しかった.更にストレスに応答して発現の変動する遺伝子を検索するため,熱ショック1時間後に抽出したRNAと,無処理の胎児より抽出したRNAから逆転写によりcDNAを得た.これをランダムプライマーを用いて増幅し比較することによって,20種類のcDNAについて塩基配列を決定し,ノーザンブロットによって確認したところ,確かに発現が抑制されるものをみつけた.妊娠8日のマウス胎児に50ミリグレイのX線を照射したところ,熱ショック蛋白質HSP27,HSP47,HSP71とも4時間後に検出され,8時間後には劇的に増加した.またc-Fos,Ras蛋白,Proliferating Cell Nuclear Antigen(PCNA)も同様に4時間後から検出され,8時間後には劇的に増加した.X線によって細胞分裂がG2期で停止し,4時間後には回復して放射線抵抗性のS期に入りかかったと考えられる.この時の妊娠母体に0.5または1グレイのX線を照射して,胎児の外表奇形を0.5および0.55グレイ,または1および1.05グレイ単回照射群と比較したが,X線抵抗性は観察されず,分割照射の方が単回照射より奇形の発現頻度が高かった.細胞死は主に神経外胚葉に観察され,中胚葉と内胚葉は放射線抵抗性であった.HSP27は細胞死にともなう修復機転に周囲の細胞に誘導されることが示唆された.いっぽうラット胎児を培養液中で42°C10分間の熱ショック処理を行ったところ,hsp27とhsp71のmRNA量は,すべての細胞周期にある細胞で上昇し,hsp73とhsp90は後期S期の細胞で上昇が著しかった.更にストレスに応答して発現の変動する遺伝子を検索するため,熱ショック1時間後に抽出したRNAと,無処理の胎児より抽出したRNAから逆転写によりcDNAを得た.これをランダムプライマーを用いて増幅し比較することによって,20種類のcDNAについて塩基配列を決定し,ノーザンブロットによって確認したところ,確かに発現が抑制されるものをみつけた.(1)ラット胎児を培養液の中で42°C10分間の熱ショック処理を行い,1時間後に抽出したRNAと無処理の胎児試料より得たRNAから,逆転写によりcDNAを得た.これをランダムプライマーを用いて増幅し比較することによって,ストレスに応答して発現する遺伝子を検索した.塩基配列の決定できたものから,ホモロジー・サーチによってこれらが既知の遺伝子であるか検索したが,登録されているものにホモロジーのあるものはなかった.そこで2種の未知の蛋白について塩基配列からアミノ酸配列を決め,ペプチドを合成した.今後,ウサギに免役して抗体を作製し,免疫組織化学的方法とin situハイブリダイゼーション法により,胎児の熱ショックおよび極低線量X線照射後の発現パターンを検討する.(2)妊娠8日マウス胎児に50ミリグレイのX線を照射したところ,熱ショック蛋白質HSP27,HSP47,HSP71とも4時間後に検出され,8時間後には劇的に増加した.またc-Fos,Ras蛋白,Proliferating Cell Nuclear Antigen(PCNA)も同様に4時間後から検出され,8時間後には劇的に増加した.X線によって細胞分裂がG2期で停止し,4時間後には回復して放射線抵抗性のS期に入りかかったと考えられる.この時の妊娠母体に0.5または1グレイのX線を照射して,胎児の外表奇形を0.5および0.55グレイ,または1および1.05グレイ単一照射群と比較したが,成立頻度に統計的有意差はなく外表奇形誘発についてX線抵抗性は観察されなかった.しかし骨格異常が多数観察されたので,現在多数の胎児について骨格標本の作製と観察を急いでいる.妊娠8日のマウス胎児に50ミリグレイのX線を照射したところ,熱ショック蛋白質HSP27,HSP47,HSP71とも4時間後に検出され8時間後には劇的に増加した.またc-Fos,Ras蛋白,Proliferating Cell Nuclear Antigen(PCNA)も同様に4時間後から検出され,8時間後には劇的に増加した.X線によって細胞分裂がG2期で停止し,4時間後には回復して放射線抵抗性のS期に入りかかったと考えられる.

この時の妊娠母体に0.5または1グレイのX線を照射して,胎児の外表奇形を0.5および0.55グレイ,または1および1.05グレイ単回照射群と比較したが,X線抵抗性は観察されず,分割照射の方が単回照射より奇形の発現頻度が高かった.細胞死は主に神経外胚葉に観察され,中胚葉と内胚葉は放射線抵抗性であった.HSP27は細胞死にともなう修復機転に周囲の細胞に誘導されることが示唆された.いっぽうラット胎児を培養液中で42°C10分間の熱ショック処理を行ったところ,hsp27とhsp71のmRNA量は,すべての細胞周期にある細胞で上昇し,hsp73とhsp90は後期S期の細胞で上昇が著しかった.更にストレスに応答して発現の変動する遺伝子を検索するため,熱ショック1時間後に抽出したRNAと,無処理の胎児より抽出したRNAから逆転写によりcDNAを得た.これをランダムプライマーを用いて増幅し比較することによって,20種類のcDNAについて塩基配列を決定し,ノーザンプロットによって確認したところ,確かに発現が抑制されるものをみつけた.
水の高度処理に向けた生物活性炭での細孔容積の閉塞機構と吸着性能の劣化に関する研究

本研究では,吸着機能と生物機能を合わせ持つ生物活性炭に河川水を長期間通水した際の活性炭の細孔容量の変化を解析し,細孔容積の閉塞機構と吸着性能の劣化との関係を考察した。まず,活性炭細孔の閉塞に及ぼす活性炭の細孔分布と有機物の分子量の影響を検討したところ,有機物分子の大きさによって細孔の占有体積が異なり,大きめの細孔が少ない活性炭ほど,また,分子量が大きい有機物ほど占有体積が大きくなり,一部の細孔が見かけ上閉塞してしまうことが明らかになった。フミン質などの分子量の多きめの有機物を含む水を処理する場合には,細孔分布の広い石炭原料の活性炭が適していた。次に,活性炭細孔内に蓄積して吸着能力を低下させる原因物質について検討したところ,細孔容積を減少させる蓄積物のほとんどは,難分解性の有機物であることが明らかになった。使用済み活性炭を硝酸洗浄した場合,一部の金属類は抽出できたが細孔容積は大きく回復しないことがわかった。また,約0.5gの使用済み活性炭を1N-NaOH溶液100mLに入れて溶媒を取り替えながら7回程度抽出することで,吸着していた有機物のほとんどを回収することができた。このとき,細孔分布測定法により活性炭細孔容積が未使用の新炭とほぼ同程度にまで回復されたことが確認できた。また,新炭と使用済み活性炭で吸着容量の変化から定量する方法は,多成分系での適用が難しいことや,低濃度での分析をどのように行うかが今後の課題として浮かび上がった。河川水中の有機物を生物膜効果で除去可能な生分解背の高い有機物,活性炭で吸着された後に生物再生を受けて分解される有機物,吸着された後に蓄積する有機物,および,生分解も吸着もしない有機物の4分類してミニカラムでモデル解析するモデルを考案し,流出率と吸着率の計算値が実測値と比較的良く一致する結果を得た。