hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
迷走神経刺激による咀嚼筋の血流改善効果とその末梢性及び中枢性神経機構

本研究は迷走神経の求心性刺激による咀嚼筋の血流改善効果とその末梢性及び中枢性神経機構について検討した。その結果、頸部迷走神経の求心性刺激は反射性副交感神経性血管拡張反応によるラット咬筋の血流増加を誘発し、脳幹の孤束核は咀嚼筋の血流増加に重要な役割を果たしていることが示唆された。本研究は迷走神経の求心性刺激を用いた咀嚼筋の血流改善法を確立するために必要とされる最適な刺激条件、全身機能への影響及びそれら反応のメカニズムに関する基盤的データを得ることを目的としている。本年度(平成22年度)は迷走神経の求心性刺激が咀嚼筋の血流動態及び全身の循環機能に与える影響とそれらの末梢性神経機構について検討した。その結果、1)頸部迷走神経の求心性刺激は咀嚼筋(咬筋)に副交感神経性血管拡張反応を誘発する及び2)この血管拡張反応は体幹血圧には影響しないことが明らかになった。したがって、迷走神経の求心性刺激は咀嚼筋の血流維持に有効であり、全身の循環動態に与える影響も少ない優れた咀嚼筋の血流改善法に応用できる可能性が示唆された。最近、咀嚼筋の副交感神経性血管拡張反応は迷走神経による血圧低下時において、顔面・頭部領域の血液供給を担う総頸動脈の血流維持に関わることが明らかになった。これらは、咀嚼筋の副交感神経性血管拡張反応は咀嚼筋のみならず、顔面・頭部領域全体の血流維持においても重要な役割を演じていることを示唆している。咀嚼筋の疼痛や疲労は顎・顔面・頭部領域の慢性的な機能障害(顎関節症、ブラキシズム及び頭痛など)に最も多く認められる症候であり、これらの機能障害には同領域の血流障害が関連していることが報告されている。しかし、これら血流障害の詳細なメカニズムは不明であり、根治的な治療法も確立されていないのが現状である。したがって、本研究による副交感神経性血管拡張反応を応用した新たな血流改善法の確立は、これら疾患の予防や治療のアプローチを新たな展開に導くことが期待される。本研究は迷走神経の求心性刺激を用いた咀嚼筋の血流改善法の確立に必要とされる基盤的データを得ることを目的とし、本年度(平成23年度)は迷走神経の求心性入力による咀嚼筋の血流増加反応の中枢性神経機構について検討した。その結果、1)頸部迷走神経の求心性刺激で生じる咀嚼筋(咬筋)の副交感神経性血管拡張反応は脳幹の孤束核を介している、2)咬筋の副交感神経性血管拡張反応は孤束核へのGABA_A及びGABA_B受容体のアゴニスト(ムシモールとバクロフェン)の微量注入により顕著に抑制される、3)この血管拡張反応は三叉神経領域の侵害入力により顕著に抑制される、及び4)この抑制作用には孤束核のGABA_B受容体が関与することが明らかになった。したがって、孤束核は咀嚼筋の反射性血管拡張反応による血流増加に重要であり、孤束核におけるGABA受容体の活性化は咀嚼筋の血管拡張反応の中枢抑制作用に重要なメカニズムであることが示唆された。咀嚼筋の慢性的な血流障害とGABA受容体の質的及び量的変化との関連性ついては不明な点が多いが、長期的なGABA入力或いは侵害入力は中枢神経系におけるGABA_B受容体の発現量を増加させることが報告されている。また、皮膚に対する侵害刺激はFos(最初期遺伝子)とGABA_B受容体に共染色される孤束核のニューロン数を増加させることも明らかにされている。したがって、これら中枢神経系のGABA受容体の可塑的変化は咀嚼筋の慢性的な血流障害の病因に重要な役割を演じており、これらをターゲットとした研究を今後展開していくことで、顎・顔面・頭部領域の血流障害及びそれに伴う機能障害の新たな治療法の可能性を導くことが期待される。
侵襲時の生体防御における免疫細胞のIGF-I産生の役割-RPA法での遺伝子的解明

外科侵襲時において、宿主の免疫能賦活は重要な課題である。そこで本研究は、外科侵襲時の宿主免疫能改善方法の確立に向けて、免疫担当細胞のInsulin-like growth factor I(IGF-I)autocrine、p-aracrineと侵襲の程度、免疫能との関連を明らかにすることを目的とした。免疫担当細胞の内因性IGF-I産生の検出においては顕著な成果が得られなかったが、IGF-I及びIGF-Iを主要なメディエータとする成長ホルモン(GH)と宿主免疫との関連、及びその増強対策について以下の研究成果を得た。1、GH・IGF-I前投与腹膜炎マウスで、細菌クリアランスや腹腔内浸出好中球(PEN)のopsonin receptor(CD11b)発現をみた。その結果、GHはPENのCD11b発現を増強し、細菌クリアランスを高めた。2、手術患者周術期で血中GH・IGF-I濃度を測定した。術前のIGF-I濃度が低い症例で感染性合併症が発生し易かった。また術後に感染性合併症の発生率が高い食堂癌手術や肝硬変合併肝切除術では、術後のIGF-I濃度が低かった。3、GHのin vitroでの好中球細胞死に及ぼす効果を検討し、GHの好中球apoptosis抑制効果が確認された。GHやIGF-Iは外科侵襲時の宿主免疫能に関与している。GH・IGF-Iの外科侵襲時投与は宿主免疫能を改善し、宿主防御に有用である。外科侵襲時における従来の抗菌療法が行き詰まりを見せた今、宿主自身の免疫能賦活が重要な課題となっている。そこで本研究は、外科侵襲時の宿主免疫能改善方法の確立に向けて、免疫担当細胞のIGF-I autocrine,paracrineと侵襲の程度、免疫能との関連を明らかにすることを目的とする。平成8年度は、以下の研究実績を得た。1、成長ホルモン(GH)やそのメジエータであるインスリン様成長因子1(IGF-1)前投与腹膜炎マウスモデルで、腹腔内炎症細胞を採取し、このE.coli殺菌能やオプソニンレセプター発現をみた。その結果、GHやIGF-1は炎症細胞のオプソニンレセプター発現を増強し、これら細胞のE.coli殺菌能を高めた。2、手術患者の術前後で血中のGHやIGF-1濃度を測定した。手術前のIGF-1濃度が低い症例で腹腔内膿瘍や術後肺炎などの感染性合併症が発生しやすかった。また術後に感染性合併症の発生率が高い食道癌手術や肝硬変合併肝切除術では、術後のIGF-1濃度が低かった。3、GHのin vitroでの好中球細胞死抑制効果を検討し、GHは好中球アポトーシスを抑制することが確認された。4、マクロファージを培養し、そのIGF-1発現をみるためのRNAを精製する予備実験を行った。以上、GHやIGF-1は外科侵襲時の宿主免疫能に関与していることが示唆された。次年度は、マクロファージや好中球のIGF-I-mRNA発現量と、侵襲時の免疫能との関連をに明らかにする。本年度は、外科侵襲時の宿主免疫能改善方法の確立に向けて、RPA法により免疫担当細胞(特に単球/macrophage)のInsulin-like growth factor I(IGF-I)autocorine-paracrineと侵襲の程度、免疫能との関運を明らかにすることを当初の目的とした。しかし免疫担当細胞の内因性IGF-I産生の検出において顕著な成果が得られなかったため、IGF-I及びIGF-Iを主要なメディエータとする成長ホルモン(GH)投与による外科患者周術期単球機能のmudulationを試みた。【方法】

外科患者の周術期(術前、術後第1,3,7病日)に採取した全血より血漿を除去し、培養液(対照)またはGH(100ng/mL)、IGF-I(500ng/mL)で4時間培養した。その後、以下の単球機能を検討した。1)貧食能、2)活性酸素(ROI)産生能、3)細胞内TNF-α産生能、4)HLA・DR・CD14・TNFreceptor(TNFR)発現能。【結果】1)IGF-Iは術後単球の貧食能を増した。2)GHは周術期単球のROI産生能を増した。3)周術期単球細胞内TNFα産生能は著明な変動を来さなかったが、IGF-I群は対照群に比べ高値であった。4)単球表面抗原のうちHLA-DR発現能は術後著明に低下した。しかしIGF-Iは対照に比べ周術期HLA-DR発現を、GHも第3病日のHLA-DR発現を増加させた。CD14発現能は群間で著明な差はなかった。IGF-Iは術後TNFR発現を増した。【結語】GHは術後単球のROI産生能を増し、IGF-Iは周術期単球の貧食能・TNF・α産生能・HLA-DR発現能・TNFR発現能を増強した。GH・IGF-Iの周術期投与は単球機能からみた生体防御能を高め、合併症の予防・治療に有用と考えられる。
全体最適化に基づいた説得による観光客の誘導方式

本研究では,ある程度広い観光地に様々な観光スポットがあることを想定し,観光情報基盤が,実時間で得られる観光者の情報と観光者の行動モデルに基づき,観光地全体の状況を把握して,個々の観光者に,個人の嗜好・時間・場所だけでなく観光地全体の状況に応じた最適な観光スポットを提示する方法を研究した.観光地シミュレータを構築し,提案手法により,観光地を訪れた観光者の満足度を全体最適化のもとに向上できることをシミュレーションにより検証した.本年度は,前年度に行った観光行動データの収集,解析結果に基づき,観光者の観光行動をモデル化したシミュレータを構築した.さらに,このシミュレータを用いて,観光施設の混雑状況を推定し,観光者全体の満足度が向上するような観光施設巡回スケジュールを推薦する手法を開発した.本研究で構築したシミュレータは,マルチエージェントシミュレータである.シミュレーション内では,複数の観光者が行動モデルに基づき,自律的に行動する.観光地は格子状の2次元平面となっており,その中の格子点に観光施設が配置されている.また,道路が配置されており,観光者は道路に沿って観光施設間を移動する.観光者は,観光施設の中からいくつかを選択し,巡回する.道路及び観光施設において,多数の観光者が集中することで混雑が発生した場合,道路ではその混雑度に応じて移動速度が低下し,観光施設ではサービスが開始されるまでの待ち時間が発生する.観光者が観光施設に到着した際,サービス状況に空きがある場合は,即座にサービスを開始する.サービスを受けている観光者は,必要なサービス時間を消費することでサービスを終了し,次の目的地へ向けて移動を開始する.このシミュレータにより,様々な嗜好を持つ観光者が観光地を巡回する状況を実時間で把握しながらシミュレーションすることが可能となった.観光施設の巡回スケジュールの推薦では,満足度の定量的な指標を定義するために,観光者毎に各観光施設の重要度を設定した.観光者が観光施設でサービスを受けると,その施設の重要度分の満足度が得られるとし,観光者全体の満足度の総和を最大化することを目指した.京都市規模の観光地を模したシミュレーション実験を行い,実時間情報を用いて巡回スケジュールをリアルタイムで更新することで全体満足度が向上すること,観光者の行動モデルが異なっていても適切な推薦が行えることなどを示した.本研究では,ある程度広い観光地に様々な観光スポットがあることを想定し,観光情報基盤が,実時間で得られる観光者の情報と観光者の行動モデルに基づき,観光地全体の状況を把握して,個々の観光者に,個人の嗜好・時間・場所だけでなく観光地全体の状況に応じた最適な観光スポットを提示する方法を研究した.観光地シミュレータを構築し,提案手法により,観光地を訪れた観光者の満足度を全体最適化のもとに向上できることをシミュレーションにより検証した.本年度は「徒歩による観光行動データの解析」「自家用車による観光行動データの解析」「実時間観光情報収集システムの開発」を行った.「徒歩による観光行動データの解析」では,2008年に京都で行われた外国人ビジター調査で得られた500件あまりのデータを元に,観光地への訪問者数,観光地での滞在時間,観光地で撮影した写真枚数の関係を解析した.その結果,滞在時間よりも撮影した写真枚数の方が,個人が感じる観光地の魅力度とより相関が高いことが分かった.「自家用車による観光行動データの解析」では,2011年に京都市に滞在した車での観光客から得られた17000件余りのカーナビデータから,観光行動モデルを構築した.カーナビデータには,車の停車位置や観光地の検索データが含まれているが,全ての停車位置と観光地の検索データが対応付けられているわけではない.そこで,停車位置をクラスタリングすることでスポットを求め,観光地の検索データと関連付けた.次に,観光行動をモデル化するために,スポット間の遷移しやすさを定義した.この際「類似したスポットからは同じスポットに遷移しやすい」という特性を反映するために,Webから得られる観光地の情報に基づいてスポット間の類似度を設定し,類似度を反映した観光行動モデルを構築した.実験により,スポット間の遷移の予測精度が従来手法より26ポイント程度向上することを示した.「実時間観光情報収集システムの開発」では,実時間の観光情報を収集するために,スマートフォン端末上のアプリケーションおよびサーバシステムを開発した.このシステムでは,端末位置の実時間収集,サーバから端末への情報提供,端末からサーバへの情報フィードバックが行える.修学旅行生に開発したシステムを提供して4回の実証実験を実施し,実際に情報収集する上での問題点の明確化しながらシステムの改良を行った.当初予定していた「観光客個人の行動データの収集と個人の嗜好,性格の推定」「観光地全体の実時間情報の選定」「観光地シミュレータの枠組み構築」について,いずれも一定の成果が得られた.行動データの収集では,徒歩およびカーナビによる観光行動のデータを入手済みである.また,徒歩による観光行動データの解析結果は,個人の嗜好を,観光地で撮影した写真枚数から推定できる可能性を示唆しており,個人に適応した情報提示につながる成果である.実時間情報の選定に関しては,スマートフォン端末により実時間で観光情報を収集するシステムを構築している.このシステムを用いて,個人の観光行動を誘導するのに有効な実時間情報の検討が行える見込みである.観光地シミュレータに関しては,シミュレータ構築の前提となる観光行動のモデル化が行えた.このモデルを実装することで,観光地シミュレータを実現することができる.今年度の成果を受けて,観光客の行動を模擬する観光地シミュレータを構築する.並行して,実時間の観光情報の収集や,観光データの解析を進め,得られた知見,モデルを観光地シミュレータに反映させることで,シミュレーションを実世界の現象により近づけていく.

さらに,観光客への情報提供,観光スポットの推薦,説得により,観光客の行動を誘導して,観光地全体の満足度を最大化できるか,シミュレータ上で評価する.観光行動データの収集方法を見直したことで,繰越額が生じた.データ収集に用いるスマートフォンおよびサーバシステムのレンタル費用を見直した.また,一般観光客や修学旅行生にデータ収集への協力を無償で依頼することで,予算を節約した.次年度は,引き続き観光行動データ収集と情報提示の実験,および,シミュレータの構築を予定しており,繰越額も含めて,使用する予定である.
気候変動・大気環境変化予測のための化学・エアロゾル結合気候モデルの開発

これまでの作業によりエアロゾルシミュレーションが導入された化学気候モデル(CHASER)の開発が行われた。本年度はまずこのモデルにより現在に対する気候値(標準)実験を行い、特にオゾン(O_3)・OH・H_2O_2・アンモニア(HN_3)などの大気化学場との結びつきが強い硫酸塩エアロゾルについて欧州やアジア域の観測ネットワーク(EMEP等)や航空機観測(NASA-GTE)の各種データを用いて詳細な評価を行った。その結果本モデルは上部対流圏において硫酸塩濃度を10-50%過大評価する傾向にあるが、対流圏下層・地表付近の濃度については定量的にもよく観測を再現していることが確認された。その他のエアロゾル種(土壌ダスト、炭素性エアロゾル)のシミュレーション結果についてもエアロゾル観測ネットワーク(NASA-AERONET)と比較し評価を行った。また、このモデルを用いIPCC(気候変動に関する政府間パネル)の第4次報告書に向けたモデル間相互比較プロジェクトに参加し、対流圏オゾン変動による放射強制力の計算結果を当プロジェクトに提供し詳細な議論を行った(Gauss et al., 2006)。さらに本エアロゾル・化学気候モデルを用い産業革命以前から現在までの対流圏オゾンとエアロゾルの各変動が及ぼす放射強制力(エアロゾルば直接効果のみ)の計算を行った。本計算では対流圏オゾン増加による放射強制力として全球平均で0.48W・m^<-2>(長波:0.4、短波:0.08W・m^<-2>)の値が得られ、エアロゾルの放射強制力としては黒色(無機)炭素+0.40W・m^<-2>、有機炭素-0.24W・m^<-2>、硫酸塩-0.28W・m^<-2>となり、黒色炭素による大気加熱の効果は有機炭素や硫酸塩による冷却効果により全て打ち消されることが分かった。今後はエアロゾルの雲・降水を介した間接効果の見積もりが検討課題である。今年度の作業では全球化学気候モデルCHASER (Sudo et al., JGR, 2002)中の硫酸塩エアロゾルのシミュレーションを改善し、さらに無機・有機炭素、海塩粒子、土壌(ダスト)粒子のシミュレーションを新たに導入した。硫酸塩の生成に重要な雲水中の二酸化硫黄(SO2)の液相酸化反応は雲水の酸性度(pH)に大きく依存するが、本作業によりアンモニア・土壌粒子(ダスト)による雲水中和過程が新たに表現され、より現実的な硫酸塩の計算が可能となった。アンモニア(アンモニウム)のシミュレーションとしては熱力学平衡モデルを結合し、硝酸・硫酸・アンモニアの気相・エアロゾル相の平衡系を表現している。改良を行ったモデルによる気候値的な実験結果からは特に陸地上でアンモニア(アンモニウム)による中和が大きく、また亜熱帯域陸地上の境界層内では土壌ダスト粒子による中和が無視できないことが示唆された。本モデルではアンモニアと土壌粒子が降水のpHに与える影響も全球的に表現可能とした。さらにその他のエアロゾルとして無機・有機炭素、海塩粒子の計算を新たに導入し、硫酸塩と合わせて、粒子表面での不均一反応および気候モデル中の放射場・雲過程に反映させる作業も行った。このエアロゾル導入作業では全球エアロゾルモデルSPRINTARS (Takemura et al., JGR, 2000)の簡略版を土台としたが、雲凝結核(CCN)数の計算方法や降水沈着過程についてはCHASERの過程と整合的なスキームを導入している。また化学過程中で考慮している粒子表面での不均一反応については、今回硫酸塩以外にも種々のエアロゾルの影響を考慮した結果、汚染域(北米、ヨーロッパ、中国)境界層で反応速度が2-3倍に上昇することが確認された。このような結果について各観測ネットワークによるデータを用いた評価を行った。本計算では対流圏オゾン増加による放射強制力として全球平均で0.48W・m^<-2>(長波:0.4、短波:0.08W・m^<-2>)の値が得られ、エアロゾルの放射強制力としては黒色(無機)炭素+0.40

W・m^<-2>、有機炭素-0.24W・m^<-2>、硫酸塩-0.28W・m^<-2>となり、黒色炭素による大気加熱の効果は有機炭素や硫酸塩による冷却効果により全て打ち消されることが分かった。今後はエアロゾルの雲・降水を介した間接効果の見積もりが検討課題である。
光コムのスペクトル干渉を用いた瞬時屈折率分布計測

博士前期課程まではチャープした光コムとスペクトル干渉を用いた瞬時3次元形状計測手法の開発を行ってきた。光コムを光源とすることで高速・高精度で広ダイナミックレンジな測定を実現し、また検出系に端面配列の異なるファイババンドルを用いることで3次元情報を一度に検出する手法を開発した。そこで本研究ではこれまでの手法をさらに性質分布計測に展開し、測定対象の屈折率分布の瞬時計測手法の開発を目的とした。1年目はその初期段階として、検出系を改良することで多点の性質分布計測への展開に挑戦し、ファイババンドルに数モードのみ伝搬するFew Mode Fiber(FMF)を用いて、空間モードを情報伝達手法の一つとして利用する計測手法の初期の原理実証を行った。はじめに、FMFにCW光を入射し横モード情報検出の実験を行った。FMFから出射したCW光を空間光位相変調器で位相変調し、横モード分布の変化を計測した。その結果、複数の横モードを持つビームであっても、特定の横モードのみビームの中心強度が強まる位相変調パターンを用いることで、各空間モードを分離して検出することが可能であることが分かった。続いて、光コムを光源として、実際に物体の情報を検出する実験を行った。片方の光路にのみ透過型ターゲットを挿入した干渉計を構築し、さらにFMFに入射してIRカメラで出射光を計測すると、ターゲットの形状に応じてFMFから出射する光の空間モードが変化することが分かった。さらに回折格子で波長分解するとターゲットの奥行きに応じてスペクトル干渉縞が変化した。よって、FMFの伝搬において横モードごとに入射ビームにおける異なる空間情報を保持していることが分かった。以上により、本研究によりファイババンドルに用いるファイバをFMFに改良して複数の空間モードを利用することで、光コムを用いた多点の性質分布計測への展開の可能性を示したと言える。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
マクロ会計情報を用いた実証研究

本研究の目的はミクロレベル(企業レベル)の会計情報を集約(aggregate)して作成したマクロレベルの会計情報を用いて、マクロ経済指標(GDP、個人消費、企業の設備投資)の将来予測を実証的に行うことにある。マクロレベルの会計情報としては、全上場企業の営業利益総額、当期純利益総額あるいはその変化分、ROA(それを分解した売上高営業利益率、総資産回転率)などが、その代表的な尺度である。本研究では、なじみの深い日本のデータを用いた分析からスタートし、徐々に国際的な比較研究に進める計画を立てている。今年度の主たる研究業績としては、『証券アナリストジャーナル』誌の2018年6月号に掲載した「マクロ利益とマクロ成長:消費経路か投資経路か」をあげることができる。アベノミクスでは、好業績企業が積極的に投資を行い、また賃金を上昇させることで消費の拡大につながることが期待されている。本論文では、国内企業の業績改善が実際にその後の国内経済の成長を導くかどうか、また、その後の経済成長を導くのは「消費経路」なのか「投資経路」なのかについて、日本のデータを用いて分析した。第1分析では、国内企業全体の利益率を表す集約利益率(aggregate earnings)の変化が将来のGDP成長率に関係することを確認している。続く第2分析では、集約利益率の改善(悪化)が、企業の設備投資・在庫投資といった将来の投資の増加(減少)を引き起こすことが観察された。しかし、将来の消費支出や政府支出に及ぼす有意な影響は観察されなかった。2つの分析結果から、少なくとも短期的には、国内企業の業績改善が将来の国内経済の成長を導く経路は、消費支出や政府支出の拡大ではなく、企業投資の積極化を経由したものであると考えられる。平成29年度に出版した『マクロとミクロの実証会計』では基礎的な発見事項を中心とした論稿を発表した。平成30年度には、未解決で残された論点、すなわちマクロ利益と将来GDP成長率の相関関係の根底にある因果関係の解明に努めた。具体的には、個人消費経路か企業投資経路かというパスである。この点についての分析が進んだことから、「おおむね順調に進展している」と判断している。日米の先行研究は、集約利益がGDP成長のシグナルとして機能する点を報告している。今後の研究の推進方策としては、次の2点を予定している。第1に日米以外の国際データを用いた国際比較研究を実証的に行う。これにより、研究の外的妥当性を担保できる可能性がある。第2に集約利益とGDP成長の関係性について、経済危機などの外的ショックを考慮に入れる。集約利益とGDP成長の関係性が常に観察されるのか、経済状態(the state of the economy)に依存する関係なのかを実証的に分析する予定である。本研究の目的はミクロレベル(個別企業)の会計情報を集約(aggregate)して作成したマクロレベルの会計利益情報を用いて、マクロ経済指標(GDP、設備投資等)の将来予測を実証的に行うことにある。マクロ会計情報とは、全上場企業の営業利益総額あるいはその変化分等が、その代表的な尺度である。日本のデータを用いた研究からスタートし、次いで、国際的な比較研究に進む計画を立てた。今年度の主たる研究実績としては、次の2点を挙げることができる。第1に研究書として、『マクロとミクロの実証会計』(中央経済社)を出版することができた。日本のデータを用いたマクロ実証会計研究としては、初の研究書である。第2に日本会計研究学会・関東部会の統一論題において、「国際マクロへの会計研究領域の拡張」という演題で研究報告を実施した。この報告においては、世界22か国の会計データとマクロ経済データを用いた国際比較研究を実施した。このことはいくつかの研究上の利点をもたらした。第1の利点は外的妥当性・一般性の確保である。先行研究は、米国および日本のみを扱っている。米国と日本以外の世界の国々において、集約利益率がマクロ経済指標の予測に役立つのか否かに関しては何ら証拠が存在しない。資本主義国家の中でも、米国も日本も典型的な国家とはいえず、例外的な存在と位置付けることも可能である。グローバルデータを用いた国際的な研究を遂行することで、この点の解明が進捗した。第2の利点は、サンプルサイズが拡大することで、状況別の分析を実施することが可能となった。例えば、世界金融危機時と平時とに分割したり、先進国と新興国とに分割することで、集約利益情報がどのような状況下で有用なのかを解析できる可能性が出てきた。サンプルサイズが小さい場合には困難な分析が、グローバルデータの活用によって可能になりつつある。以下に述べる2つの理由から、当初の計画以上に進展することとなった。第1に、当初は2018年度に予定していた研究書『マクロとミクロの実証会計』の出版を、2017年度に前倒しすることができた。これは、当初から立てていた仮説を支持する実証結果を得られた点が大きい。第2に、日本会計研究学会からの報告依頼があったこともあって、分析作業に拍車がかかり、国際比較に早めに着手することができた点を挙げることができる。

マクロレベルの会計情報としては、全上場企業の営業利益総額、当期純利益総額あるいはその変化分、ROA(それを分解した売上高営業利益率、総資産回転率)などが、その代表的な尺度である。本研究では、なじみの深い日本のデータを用いた分析からスタートし、徐々に国際的な比較研究に進める計画を立てている。今年度の主たる研究業績としては、『証券アナリストジャーナル』誌の2018年6月号に掲載した「マクロ利益とマクロ成長:消費経路か投資経路か」をあげることができる。アベノミクスでは、好業績企業が積極的に投資を行い、また賃金を上昇させることで消費の拡大につながることが期待されている。本論文では、国内企業の業績改善が実際にその後の国内経済の成長を導くかどうか、また、その後の経済成長を導くのは「消費経路」なのか「投資経路」なのかについて、日本のデータを用いて分析した。第1分析では、国内企業全体の利益率を表す集約利益率(aggregate earnings)の変化が将来のGDP成長率に関係することを確認している。続く第2分析では、集約利益率の改善(悪化)が、企業の設備投資・在庫投資といった将来の投資の増加(減少)を引き起こすことが観察された。しかし、将来の消費支出や政府支出に及ぼす有意な影響は観察されなかった。2つの分析結果から、少なくとも短期的には、国内企業の業績改善が将来の国内経済の成長を導く経路は、消費支出や政府支出の拡大ではなく、企業投資の積極化を経由したものであると考えられる。平成29年度に出版した『マクロとミクロの実証会計』では基礎的な発見事項を中心とした論稿を発表した。平成30年度には、未解決で残された論点、すなわちマクロ利益と将来GDP成長率の相関関係の根底にある因果関係の解明に努めた。具体的には、個人消費経路か企業投資経路かというパスである。この点についての分析が進んだことから、「おおむね順調に進展している」と判断している。日米の先行研究は、集約利益がGDP成長のシグナルとして機能すると論じている。GDP成長率の将来予測における有用性を集約利益が有するのは、国内の企業業績の改善(悪化)が、その後多くの企業の追加的な事業展開や投資、雇用、給与、消費などの増加(減少)を導くと考えられるためである。しかしながら、先行研究では、なぜ両者の間には正の関係が観察されるのか、というメカニズムや経路については十分に分析されてこなかった。例えば、先行研究は、企業利益はGDPの構成要素であり、他のGDPの構成要素とも相関していることから、企業全体で利益が増加することが経済成長につながると論じている。しかしそれらは、実際に企業利益とGDPの各構成要素との間に強い正の関係が観察されるかどうかは分析していない。今後の研究では、国内企業の業績改善が実際にその後の国内経済の成長を導くかどうか、また、その後の経済成長を導くのは「消費経路」なのか「投資経路」なのかについて、日本のデータを用いて分析する。そして、その後に、上記の分析枠組みを国際比較研究にまで進めていく予定である。日米の先行研究は、集約利益がGDP成長のシグナルとして機能する点を報告している。今後の研究の推進方策としては、次の2点を予定している。
複合カチオンエンジニアリングによる超低熱伝導性酸化物の設計・合成と熱電特性の向上

本研究の目的は、チタン酸系ペロブスカイト型酸化物ATiO3のAサイトに3価と1価のカチオンからなる“複合カチオン"を導入することで、フォノン散乱の増強によって熱伝導率を大幅に低減した熱電発電用のn型半導体を創製することである。計画の初年度にあたる2018年度は、AサイトにLa3+およびAg+あるいはK+を含む(La1/2Ag1/2)TiO3 (LAT)と(La1/2K1/2)TiO3 (LKT)の2種類の新規物質を候補材料として挙げ、これらのバルクセラミック試料の作製を試みた。まず、LATについて固相法およびゾルゲル法での合成を検討したが、ペロブスカイト相は生成するもののAg+の一部が還元して金属Agを生じるために単相の合成が困難であることがわかった。一方、LKTについては固相法およびゾルゲル法のどちらによっても単相の合成が可能であった。またLKTについては高温焼結過程でのKの揮発によって副相を生じる問題があったが、焼成温度や時間さらには犠牲粉末の使用などの条件を詳細に検討した結果、Kの揮発を抑えることに成功し、単相を保ったまま相対密度90%以上の緻密なセラミックスが得られた。還元雰囲気中で焼成したLKTセラミックスは従来材料のSrTiO3と同様に優れた電気伝導性を示し、K+の一部をBa2+で置き換えることでさらに電気伝導性が向上することもこれまでに明らかとなった。これらの結果から主な研究対象をLKTに定めて今後の研究を進めることとした。これまでに候補材料を(La1/2K1/2)TiO3 (LKT)に定め、そのセラミック試料の作製方法を確立した。したがって初年度の計画であった材料設計と合成はほぼ達成できたと言える。一方、作製した試料が高い電気伝導性を示すことをこれまでに確認したものの、従来材料のSrTiO3と比較すると若干ながら劣っているため、今後さらにプロセスやドーパントの最適化を進めていく必要がある。これらの結果を総合して、計画はおおむね順調に進展していると判断した。今後はまず、これまでに作製した(La1/2K1/2)TiO3 (LKT)セラミックスについて熱伝導率の温度依存性を測定し、その結果を従来材料のSrTiO3と比較することで複合カチオンの導入による熱伝導率の低減効果を確認する。またゼーベック係数の温度依存性も同じく測定してこれらのデータから熱電変換の無次元性能指数を算出し、LKTの熱電材料としての可能性を評価する。さらに通常のXRD測定による平均構造の解析と放射光X線を用いた原子対相関関数(PDF)解析による局所構造の解析を行い、LKTの電気伝導および熱伝導特性を結晶構造の観点から考察する。また、Ba以外のドーパント(Sr、Caなど)についても検討し、LKTの熱電特性の向上を図る。

さらに通常のXRD測定による平均構造の解析と放射光X線を用いた原子対相関関数(PDF)解析による局所構造の解析を行い、LKTの電気伝導および熱伝導特性を結晶構造の観点から考察する。また、Ba以外のドーパント(Sr、Caなど)についても検討し、LKTの熱電特性の向上を図る。当初の研究計画では銀を含む化合物を第一候補材料としていたが、これをカリウムを含む化合物に変更したため、薬品の購入に係る支出が当初の計画よりも抑えられた。次年度使用額は今後に新たに使用する薬品類(ドーパントなど)の購入に充てる予定である。
がんエネルギー代謝を標的とする抗腫瘍化合物の探索および化学生物学的な作用機序解明

がんは様々な遺伝子変異の蓄積によって解糖系を亢進するなどエネルギー代謝経路を変化させて生存・増殖を有利にすることから,エネルギー代謝を阻害する化合物は,がん特有の代謝経路を利用した抗がん剤の候補として期待される.これまでの,エネルギー代謝阻害化合物の探索研究から,クエン酸回路のフマル酸水和酵素を阻害するピロリジノンを見出している.また,解糖系を阻害する化合物の探索により新規マクロライドを見出している.しかしながら,これらの化合物の作用機序および新規マクロライドディプリライドAの構造は解明できていない.本研究では新規マクロライドの構造を解明,ピロリジノンの作用機序解明を目的として研究を行った.前年度はディプリライドAの平面構造を決定し,相対及び絶対配置を一部決定した.本年度は,ディプリライドの断片化を検討し,エステルとデオキシ糖を含むフラグメントとマクロライドを含むフラグメントへの変換に成功した.マクロライドを含むフラグメントの詳細なNMR解析から,31位の立体配置を決定した.エステルを含むフラグメントをMTPAエステルへと誘導し,改良Mosher法を用いて絶対立体配置を決定した.昨年度作成したピロリジノンにアルキンタグを導入したプローブがミトコンドリアに局在することを確認した.ピロリジノンで処理した細胞ではミトコンドリアの断片化が観察された.また,ミトコンドリア内の活性酸素種の発生と,カスパーゼ-3の断片化が観測された.ピロリジノンがフマル酸水和酵素を阻害した結果,ミトコンドリア内の活性酸素種の上昇とミトコンドリアの断片化を引き起こし,アポトーシスを誘導する可能性が示唆された.がんは様々な遺伝子変異の蓄積によって解糖系を亢進するなどエネルギー代謝経路を変化させて生存・増殖を有利にすることから,エネルギー代謝を阻害する化合物は,がん特有の代謝経路を利用した抗がん剤の候補として期待される.これまでの,エネルギー代謝阻害化合物の探索研究から,クエン酸回路のフマル酸水和酵素を阻害するピロリジノンを見出している.また,解糖系を阻害する化合物の探索により新規マクロライドを見出している.しかしながら,これらの化合物の作用機序および新規マクロライドの構造は解明できていない.本研究では新規マクロライドの構造を解明,ピロリジノンの作用機序解明を目的として研究を行った.新規マクロライドの平面構造は各種スペクトル測定より決定した.本マクロライドが有する,6員環環状部分の相対配置はJ値及びNOESY相関により決定した.直鎖部分の相対配置はユニバーサルNMRデータベース法及びJ基準立体配置解析法を用いて決定した.3結合離れたプロトン間のJ値は,1H-NMR,DQF-COSY及びE-COSYスペクトルの詳細な解析により決定した.部分分解物をMTPAエステルへと誘導し,改良Mosher法を用いて絶対立体配置の一部を決定した.すべての絶対立体化学を決定すべく,現在deplelideの誘導化・部分分解の方法を検討している.ケミカルプロテオミクス解析によりピロリジノンの結合部位を決定すべく,ピロリジノンにアルキンタグ及び光反応性官能基を導入したプローブを合成した.本プローブは十分な活性を保持していた.現在,本プローブをA549細胞に作用させ結合部位の同定を試みている.Deplelide A及びBの平面構造を決定し,相対・絶対立体配置の一部を決定している.活性を有するピロリジノンの分子プローブを得ている.がんは様々な遺伝子変異の蓄積によって解糖系を亢進するなどエネルギー代謝経路を変化させて生存・増殖を有利にすることから,エネルギー代謝を阻害する化合物は,がん特有の代謝経路を利用した抗がん剤の候補として期待される.これまでの,エネルギー代謝阻害化合物の探索研究から,クエン酸回路のフマル酸水和酵素を阻害するピロリジノンを見出している.また,解糖系を阻害する化合物の探索により新規マクロライドを見出している.しかしながら,これらの化合物の作用機序および新規マクロライドディプリライドAの構造は解明できていない.本研究では新規マクロライドの構造を解明,ピロリジノンの作用機序解明を目的として研究を行った.前年度はディプリライドAの平面構造を決定し,相対及び絶対配置を一部決定した.本年度は,ディプリライドの断片化を検討し,エステルとデオキシ糖を含むフラグメントとマクロライドを含むフラグメントへの変換に成功した.マクロライドを含むフラグメントの詳細なNMR解析から,31位の立体配置を決定した.エステルを含むフラグメントをMTPAエステルへと誘導し,改良Mosher法を用いて絶対立体配置を決定した.昨年度作成したピロリジノンにアルキンタグを導入したプローブがミトコンドリアに局在することを確認した.ピロリジノンで処理した細胞ではミトコンドリアの断片化が観察された.また,ミトコンドリア内の活性酸素種の発生と,カスパーゼ-3の断片化が観測された.ピロリジノンがフマル酸水和酵素を阻害した結果,ミトコンドリア内の活性酸素種の上昇とミトコンドリアの断片化を引き起こし,アポトーシスを誘導する可能性が示唆された.研究計画に従い,deplelide A及びBの構造を決定する.ピロリジノンの分子プローブを用いて結合部位の解析を進める.本年度から行っているdeplelideの構造解析を次年度も継続して行うことにした.解析に必要な試薬類の物品費を次年度も使用する必要性が生じたため.本年度から行っているピロリジノンの結合部位解析を次年度も継続して行うことにした.解析に必要な試薬類の物品費を次年度も使用する必要性が生じたため.
二段液体急冷法による超薄型高アスペクト比アモルファス粉末の研究

平成3年度では、2段液体急冷装置の試作ならびにFe基、Co基、Ni基合金の超薄型フレーク状アモルファス粉末の作製条件を決定するとともに、得られたアモルファス粉末の熱的安定性、耐食性、磁性などの基礎的性質を調べ、超薄型フレーク状アモルファス粉末の薄帯や細線とは異なる特性の特徴を明らかにした。平成4年度では、高融点基合金であるTi基やZr基合金の超薄型フレーク状アモルファス合金粉末を作製できる大きなアモルファス形成能を持つ合金系と組成を調べるとともに、フレーク状アモルファス合金粉末の作製を試み、最適条件を決定した。また、これらのアモルファス粉末の形態の特徴、熱的安定性、耐食性などを調べ、高融点基アモルファスフレーク粉末の性質の特徴と生成プロセスとの関連性を検討した。平成6年度では、工業的に最も重要であるが、比重が小さく、従って衡突後の回転体からの剥離性が低く、フレーク粉末の作製が困難であるAl基合金の超薄型フレーク状アモルファス粉末の作製を試みた。その結果、回転ロータの表面性状を工夫することにより、高収率でAl基フレーク状アモルファス粉末を作製できることを見出すとともに、これらのフレーク状粉末もFe、Co、Ni、Ti、Zr基のフレーク状アモルファス粉末と同様に、リボン材などに比べて約2倍もの構造緩和量を示し、冷却速度が大きな状態でアモルファス粉末が作製されていることを示している。さらに、Fe、Co基フレーク状アモルファス粉末が用いた磁気シル-ド材、Ti、Al基のフレーク状アモルファス粉末を用いた防食用塗装材としての実用性評価も併せて行った。その結果、2段液体急冷技術で得たFe、Co、Ti、Al基のフレーク状粉末は、超薄型形態とアモルファス構造の特長のために他の粉末では使用できなかった磁気シールド材および防食用塗装材として実用化できる見通しが得られた。新しいタイプの二段液体急冷装置は、装置性能に関する仕様の合意点に手間取り、装置の搬入が平成3年度の年度末になってしまった。このために、新しい高性型の二段液体急冷装置を用いた研究成果は、平成3年度では得ることが出来なかった。従って、平成3年度では、以前に本申請者らが試作した旧式の二段液体急冷装置(すなわち、高圧ガス噴霧で得た過冷却微小液滴を円錐型の高速回転体で再冷却する装置)を用いて、Fe基、Co基およびAl基の超薄型高アスペクト比アモルファス粉末の作製と得られた粉末の物性に関する基礎研究を行なった。その結果、粉末径が25μm以上の場合には、Fe,Co,Alのいずれの合金系においても厚さ13μmで、アスペクト比が10以上のアモルファス粉末が得られ、これらの粉末の結晶化温度や結晶化の発熱量などは単ロ-ル型液体急冷法で作製したアモルファスリボンとほぼ同じである外に、構造緩和量はより大きく、より未緩和なアモルファス構造を持っていることが判明した。しかしながら、25μm以下の微細な粉末サイズ域では、一段目の高圧ガス噴霧のみにより凝固、粉末は球形となった。25μm以下の微細な粉末サイズ域においても超薄型高アスペクト比粉末を得ることができるように設計した新しいタイプの二段液体急冷装置を用いた研究の進展が待たれる。

また、この二段液体急冷法を用いることにより、冷却速度も単ロ-ル法などに比べて大きく増大する事が構造緩和の測定から明らかになっており、新しいアモルファス合金を開発できる可能性があり、この点についても次年度以降で調べる予定である。高圧ガス噴霧法による得た約3001000m/sの高速で飛行する微小過冷却液滴を高速で回転する冷却体に衝突させ、扁平化することにより、厚さ13um、アスペクト比20300の小判型のフレーク粉末を作製できることが、著者らの以前の研究により明らかになっている。この二段液体急冷法を用いて、前年度ではFe、Co、Niなどの磁性をもつ遷移金属基合金の超薄型フレーク状アモルファス粉末の作成および得られた粉末の熱的安定性、硬さ、耐食性、磁性などの基磁的性質を調べるとともに、粉末のバルク材への成形加工性の評価ならびに成形体の磁気特性などを評価した。その結果、Fe基およびCo基のフレーク状アモルファス粉末が磁気シールド用粉末として工業上有望であることを示した。本年度は、Fe、Co、Niなどの合金に比べて高融点でしかも高活性であるTi基およびZr基の超薄型フレーク状アモルファス粉末を作成できるように高圧ガス噴霧装置を改良するとともに、これらの粉末が高効率で得られる噴霧条件ならびに最適合金組成の探査を行った。その結果、Ti-Ni-Cu-Co系合金およびZr-Ni-Cu系、Zr-Ni-Al系合金において全粉末粒径においてアモルファス相の超薄型フレーク粉末が得られ、その結晶化温度および結晶化の発熱量が単ロール法で作成したアモルファスリボン材とほぼ同じであることおよびフレーク状アモルファス粉末の結晶化温度以下での加熱に併う構造緩和量がリボン状アモルファス材に比べて約2.3倍も大きいことを明らかにした。この極めて大きな差異は、フレーク状粉末の冷却速度が結晶化温度以下の温度域で著しく大きいことを示しており、本研究者らが開発した二段液体急冷法は単ロール法に比べて大きな冷却速度を有していると結論される。この大きな冷却速度は、融点以下に過冷された微小液滴が再度冷却されることに原因していると考えている。平成3年度では、2段液体急冷装置の試作ならびにFe基、Co基、Ni基合金の超薄型フレーク状アモルファス粉末の作製条件を決定するとともに、得られたアモルファス粉末の熱的安定性、耐食性、磁性などの基礎的性質を調べ、超薄型フレーク状アモルファス粉末の薄帯や細線とは異なる特性の特徴を明らかにした。平成4年度では、高融点基合金であるTi基やZr基合金の超薄型フレーク状アモルファス合金粉末を作製できる大きなアモルファス形成能を持つ合金系と組成を調べるとともに、フレーク状アモルファス合金粉末の作製を試み、最適条件を決定した。また、これらのアモルファス粉末の形態の特徴、熱的安定性、耐食性などを調べ、高融点基アモルファスフレーク粉末の性質の特徴と生成プロセスとの関連性を検討した。平成6年度では、工業的に最も重要であるが、比重が小さく、従って衝突後の回転体からの剥離性が低く、フレーク粉末の作製が困難であるAl基合金の超薄型フレーク状アモルファス粉末の作製を試みた。その結果、回転ロータの表面性状を工夫することにより、高収率でAl基フレーク状アモルファス粉末を作製できることを見出すとともに、これらのフレーク状粉末もFe、Co、Ni、Ti、Zr基のフレーク状アモルファス粉末と同様に、リボン材などに比べて約2倍もの構造緩和量を示し、冷却速度が大きな状態でアモルファス粉末が作製されていることを示している。さらに、Fe、Co基フレーク状
グローバル認識論的展開における時間と周縁の生産

平成24年度の成果としてまず、研究分担者(ウィンチェスター)が執筆した<アイヌ>という生体験を近代の意味との関連で思想的に考察する長編論文が英字ジャーナル「Japan Forum」(Routledge)に出版された。同論文は、近代をめぐる時間の哲学思想が現代における新しい時空間の経験のあり方、またはそれが<アイヌ>という生体験にいかなる影響を及ぼしてきたのかについて触れている。また、3月2日3日に、ウィンチェスターは「『民族問題』の回帰」という研究ワークショップを一橋大学で開催した。ワークショップ参加者は、カナダ(マギル大学)、米国(ファーマン大学、コーネル大学)、日本(同志社大学、一橋大学)から来た。報告題目は次の通りである。「民族問題と資本」、「Female Weavers Refusal of Real Subsumption in Early 20^<th>Century Okinawa」、「原始的蓄積とりベラル・ヒューマニズム」、「帝国の人種主義:琉球民族の民族問題について」、「『主体の無理』の時間性をめぐって」。植民地主義の歴史の、その取り返しがつかない現存こそが、現在のわれわれの生を制約しているものの一つという観点にたったこのワークショップでは、労働力産出における民族的差異の役割、グローバリゼーション下での国家の暴力が世界的に暴露している象徴としての(先住・少数)民族の回帰、対抗権力の問題、宇野弘蔵の「無理を通す機構」をめぐる思想的側面、プロレタリア化と民族問題、ルイ・アルチュセールの重層的決定と構造的因果性やジャック・ラカンの同一化の問題、発話の身体性とその時間性などをめぐって活発に議論が出来、今回の研究成果のさらなる発展の可能性が明らかになった。平成23年度は、現代日本におけるアイヌの現状を考えるにあたって、グローバリゼーションの下での時間と空間の新しい経験のあり方がいかなる影響を及ぼし、またその現状がグローバルな事象として取り上げた場合、それがいかなる認識論的な転回を要するものなのかについて、その理論的および方法論的な基盤を構築していく予定であった。これにあたって研究分担者は、文献資料からの情報収集を行い、19世紀の蝦夷地の内国化から1970年代半ば頃という、いわゆる「ポスト戦後社会」の転換期までの長期的な歴史のスパンにおいて、「近代」の意味やそれに対抗する思想動向に対して、特にアイヌの知識人がいかに異議申し立てながら貢献してきたことを観察することから得られる知見を、人文学ともに社会科学の課題として提示した。今年度11月に、研究分担者は英語の学術ジャーナル「Japan Forum」(Routledge)に1970年代に活躍していたアイヌの知識人の佐々木昌雄(1943-)を取り上げた一万二千ワード程度の長編論文を書き、提出した。同論文は現在査読中である。本研究の理論的および方法論的な基盤を構築していくという目的に関して、研究分担者は国際学術ジャーナルに長編の研究論文(現在査読中)の提出が出来、さらにその成果を海外の研究状況と結びつけていくという意味でいくつかの海外の研究大会やシンポジウムにも参加が出来たという意味で、本研究の達成度は順調に進展していると判断する。本研究の推進に関して、今後は研究の焦点を一層に拡大し、アイヌ以外の周縁化された人々や地域を対象とし、グローバリゼーション下でそうした周縁の生産がいかに変貌してきたのかを分析していく。なお、研究分担者は、グローバリゼーションの下での時間と周縁の生産に関するこうした新たな視点を総体的なフレームワークにおいて統合し、研究成果を英語と日本語ともに発表していく予定である。
硫化鉱物の浸出処理用バイオリアクターの開発

各種方式で操作された槽型反応器を用いて、好酸性・硫黄酸化細菌による硫化鉱物のバイオリーチングに関する生物化学工学的アプローチを行い、次の諸点を明らかにした。1.元素硫黄を基質としてT.ferrooxidansの回分培養実験を行い、実験データを我々の既往の回分モデルに基づいて速度解析し、中温菌の比増殖速度や菌体収率を求めた。元素硫黄に対する増殖パラメータの値は、黄鉄鉱や閃亜鉛鉱に対する値とほぼ同様になることがわかった。さらに黄鉄鉱の浸出において、中温菌T.ferrooxidansに比べて、好熱性細菌A.brierleyiの場合には比増殖速度が4倍程度大きくなり、バイオリーチングにおける好熱性細菌の有用性が明らかになった。2.反復回分操作(間欠的に液培地の半分を交換)や半回分操作(鉱物:回分式、液:連続式)を採用して、黄鉄鉱のバイオリーチング実験を行った。その結果、両方の液交換操作ともに回分操作の場合に比べて浸出速度の向上を図ることができた。この両操作で観察された興味ある浸出挙動は、回分モデルに液交換に伴う液相菌体の除去効果を考慮することで、合理的に説明することができた。3.鉱物および溶液ともに連続操作の単一槽型反応器(内容積10,000cm^3)を用いてA.brierleyiによる黄鉄鉱の浸出実験を行い、希釈率の増加に伴って液相菌体濃度や平均浸出率が急激に減少することを示した。浸出速度は、ある希釈率において最大値を示し、固液混合比には必ずしも正比例して変化しなかった。これら実験結果は、広範な希釈率と固液混合比に亘って、回分モデルを拡張した連続操作モデルで定量的に説明できた。以上の研究成果は、鉱物資源のバイオリーチング・プロセスに対して、槽型反応器の合理的な設計や操作方式の選定において有益な情報を与えるものと確信する。鉄酸化細菌の大量培養法,バイオリーチング用単一槽型反応器の操作方式を検討し,次の諸点を明らかにした。1.鉄酸化細菌の大量培養エネルギー源として元素硫黄や金属硫化物を用いて,鉄酸化細菌の回分培養実験を行い,実験結果を速度解析して細菌の比増殖速度と菌体収率を求めた。その結果,硫酸第一鉄を基質とした場合に比べて,無機硫黄の場合には比増殖速度は変わらないが,菌体収率(硫黄単位重量当りの換算値)が10倍程度大きくなった。大量培養には,従来から使用されている硫酸第一鉄溶液よりも,固体基質の無機硫黄を用いる方が極めて有利であることを明らかにした。さらに,固体基質を用いた回分培養では,菌体接種量に最適値が存在するという興味ある知見が得られた。2.半回分,反復回分式反応器における浸出半回分操作(鉱物:回分式,液:連続式),反復回分操作(間欠的に液培地の半分を交換)を採用して,鉄酸化細菌による黄鉄鉱の浸出実験を種々の条件下で行った結果,回分操作の場合に比べて浸出速度の向上を図ることができた。この両操作での興味ある挙動は,回分操作に対して本研究者らが提案した既往の数学モデルを拡張することで,ほぼ説明することができた。3.連続式単一槽型反応器における浸出回分操作系の数学モデルを鉱物・溶液ともに連続操作系の場合へ拡張したモデルは,他の研究者の実験データ(鉄酸化細菌による硫化亜鉛の浸出速度に及ぼすパルプ濃度の影響)を定量的に説明することができた。

また,この拡張モデルに基づくシミュレーションから,浸出速度が或る希釈率で最大値をもつことや,ウォッシュアウト(液相菌体濃度が事実上ゼロ)付近では浸出速度は急激に減少することも明らかになり,既往の実験結果(鉄酸化細菌による黄鉄鉱の浸出)の挙動を理論的に説明することができた。昨年度の研究対象であった鉄酸化細菌に比べて,好酸性・好熱性細菌Acidianus brierleyiの黄鉄鉱に対する浸出能が極めて優れていることが判明した。そこで,高効率の微生物的浸出処理を達成させるために,本好熱性細菌を対象とした大量培養,半回分・反復回分式反応器での黄鉄鉱の浸出について検討し,次の諸点を明らかにした。併せて,浸出処理用の連続式単一槽型反応器(気泡攪拌槽)の設計・製作に取り組んだ。1.好熱性細菌の大量培養エネルギー源として硫酸第一鉄および黄鉄鉱を用いて,好熱性細菌A.brierleyiの回分培養実験を行い,実験結果を速度解析して細菌の比増殖速度と菌体収率を求めた。その結果,硫酸第一鉄を基質とした場合に比べて,黄鉄鉱の場合には比増殖速度は変わらないが,菌体収率が10倍程度大きくなり,細菌の大量培養には硫酸第一鉄溶液よりも固体基質である黄鉄鉱,すなわち無機硫黄を用いる方が極めて有利であることを明らかにした。また,鉄酸化細菌に比べて,好熱性細菌の場合には菌体収率は大差ないが,比増殖速度は4倍程度大きくなることがわかった。2.半回分,反復回分式反応器における浸出半回分操作(鉱物:回分式,液:連続式),反復回分操作(間欠的に液培地の半分を変換)を採用して,好熱性細菌による黄鉄鉱の浸出実験を種々の条件下で行った結果,両操作とも回分操作の場合に比べて浸出速度の向上を図ることができた。この両操作で観察された興味ある挙動は,回分操作に対して本研究者らが提案した既往の数学モデルを拡張することで,ほぼ説明することができた。3.連続式単一槽型反応器における浸出鉱物および溶液ともに連続操作する単一槽型反応器を設計し,その製作を完了した。次年度には,連続式単一槽について各種操作条件の最適化を行い,本反応器での硫化鉱物の微生物処理の高効率化を図ることに主眼を置いた研究を行う予定である。1.連続式単一槽型反応器におけるバイオリーチング硫化鉱物および液体培地ともに連続的に供給・排出する単一槽型反応器(内容積10,000cm^3)を製作し、本連続式反応器を用いて好酸・好熱性細菌Acidianus brierleyiによる黄鉄鉱の浸出実験を行い、その浸出挙動について実験的、理論的に検討した。その結果、希釈率(=スラリー排出速度/反応器体積)が増加するに伴って液相菌体濃度や平均浸出率は急激に減少したが、哲の浸出速度はある希釈率において最大値を示すことがわかった。さらに、反応器入口での固液混合比を増やすと、浸出速度や液相菌体濃度は増大するが、平均浸出率は固液混合比の影響をあまり受けないことも明らかになった。これらの観察された浸出挙動は、回分操作モデルを拡張した連続操作モデルと吸着・増殖パラメータ(回分式反応器で実測されたもの)を用いることによって定量的に説明できた。2.バイオリーチング用反応器の操作方式と性能評価鉱物に関して回分式となる各種操作(回分式、反復回分式、半回分式)では、鉱物の仕込み・取り出しや種菌の前培養などの付随操作によって反応器の実働時間が大幅に削られる。従って、鉱物の大量浸出処理を指向した工業的反応器の操作方式としては、鉱物の連続処理で実働時間が大きく稼げる連続操作が望ましい。A.