hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
天然水試料への適用のためのシリカ化学種の測定と確立とデータの集積

天然に存在する水試料、例えば、河川水、湖水、海水、湧水などは、元素組成は測定されているが、「ある元素がどのような化学形で溶けているか」という点までは、これまでは検討されてこなかった。本研究の最終的な目標の一つとしては、シリカの化学種を全領域の水試料に対して同定し、それぞれのシリカにおける特性からシリカの物質循環を解明することにある。シリカはナトリウムやカルシウムイオンの塩に溶けた水溶液中に容易に溶けることが知られている。天然の水には、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオンなどのイオンが溶解しており、その割合はさまざまである。河川水が海水と混ざる環境下において、いわゆる凝析や塩析などの現象が、シリカが溶存している状態から析出して固体へと変化があるが、その化学的なメカニズムはわかっていない。このような現象をシリカの分子レベルでの解析を用いることによって、実験室レベルで詳細に条件設定をし、説明づけようと考えた。その結果、シリカは容易にナトリウムイオンとプロトンがイオン交換したり、カルシウムイオンとは二座配位で安定な錯体を形成したり、逆にリチウムやマグネシウムは、シリカとは錯体を形成しことがわかった。本来、溶存シリカは単量体であると考えられていたが、本研究からシリカは二量体と四量体が安定であることがわかり、溶液中には一量体から六量体まで溶解できることもわかった。このようにして「天然水試料に適用するためのシリカ化学種の測定方法の確立とデータの集積」を課題とした研究を行った。基礎的なデータの集積に基づき、研究申請の最終年度には、天然の温泉水に含まれるシリカ化学種の同定と沈殿したシリカの形成過程、また深層水に含まれるシリカ化学種の同定までデータを蓄積することが出来た。平成13年度の研究内容は以下の通りある。1.モリブデン黄法によって発色するシリカの溶存状態;天然の水試料のシリカの定量は一般的にモリブデン黄法が用いられる。シリカは水溶液には、様々な化学形で溶存しているが、モリブデン黄法によって得られたシリカの定量値には、4量体のシリカ錯体では確実に発色することを明らかにした。(Anal.Chim.Acta, 429(1), 117-123(2001))2.塩化カルシウム水溶液中のシリカの化学種の同定;塩化ナトリウム水溶液中のシリカ濃度に比べて塩化カルシウム水溶液に溶解できるシリカ濃度が著しく高い。塩化カルシウム水溶液中では、シラノール基とカルシウムイオンの結合状態が、bidentateであること、さらに塩化カルシウム水溶液中にはlinear tetramerが主成分であり、この濃度変化が、塩化カルシウム水溶液中に溶解するシリカ濃度に影響を与えることを明らかにした。塩化カルシウム水溶液中では7量体までのシリカが存在し、塩化ナトリウム水溶液中では6量体のシリカ錯体までが存在できることがわかった。(J.Trace and Microprobe Techniques, 19(4), 581-589(2001))3.塩化ナトリウムと硝酸ナトリウム水溶液濃度変化に対するシリカ溶存化学種の変化;ナトリウム塩溶液において、ナトリウム濃度が0.5moldm^-3(M)で塩析現象が生じた。この塩析現象は、ナトリウム濃度が0.5M以下ではシリカ錯体の分子の安定性が主にシリカの溶解に影響し、ナトリウム濃度が0.5M以上ではシリカ錯体の水和されやすさに依存することがわかった。これらの効果をlinear tetramerとcyclic tetramerのピーク強度比によって数値化し、ナトリウム塩水溶液のシリカ錯体の塩析の意義を明らかにした。(Anal.Sci., in press)

平成14年度の研究内容は以下の通りである。1.シリカ化学種と錯形成する陽イオンの選択性に関する研究;シリカ化学種はナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオンとは錯形成する。本研究では、シリカにストロンチウムイオンを結合させその同位体比の変化からストロンチウムイオンがシリカに直接結合していることを確認した。リチウムイオン、マグネシウムイオンはそのイオンの濃度変化によってもシリカと錯形成しないことをFAB-MSにより確かめた。(J.Mass Spectrometry,37,623-630(2002).)2.中国西北部の塩類化土壌におけるシリカの濃度変化による塩の析出予測;塩類化土壌におけるシリカの濃度と塩の濃度の関係を明らかにした。シリカの方が先に土壌の表面に達するために将来、その土壌が塩類化するかどうかの予測が可能になることを明らかにした。(Archives and Complex Environmental Studies, in press.)3.水溶液系におけるシリカの溶存化学種の特性:塩溶液におけるシリカの溶解化学種の特性を明らかにした。特に、「塩析」と呼ばれる溶液の塩濃度の増加に伴い、シリカ化学種の溶存可能な化学種の性質が大きく変化することを明らかにした。(Proceeding of BITREL 2002,inpress.)4.シリカ錯体にイオン交換するナトリウムイオンの特性;シリカ錯体にイオン交換するナトリウムイオンが、どのような状況において置換されやすいかを明らかにした。シリカ錯体とその塩溶液は0.5moldm^<-3>の塩化ナトリウム濃度で大きくその性質を変化させる。塩溶液の性質とその溶液に溶解可能なシリカーナトリウムイオンの錯体の性質を対応させ、シリカの溶解におけるナトリウム置換体の性質も明らかにした。(J.Trace and Microprobe Techniques, in press.)平成15年度は以下のような研究の報告を行い、科学研究費としてを交付された3年分の研究結果結果のまとめを行った。(1)FAB-MSによるシリカ化学種の同定において、シリカのシラノール基がプロトンからナトリウムイオンにイオン交換するとき、イオン交換した錯体の性質と溶媒である塩溶液によって塩析現象も含め、その錯体の生成条件が決まることを明らかにした。(J.Trace and Microprobe Tech.にて報告した)(2)三宅島では二酸化イオウが放出され、水と火山灰が接触するだけで、高濃度の硫酸が生じることを報告し、この水には加水分解が進んだシリカが多く含まれていることを明らかにした。(内容の一部を分析化学に報告した)(3)塩類化土壌などの天然の系の実際のシリカの濃度変化とアルカリ金属、アルカリ度類金属イオンとの関係とFAB-MSによって得たシリカ化学種の溶存状態とを比較して、理論的に説明する。(Anal.And Bioanal.Chem.に報告)(4)天然に産出する温泉水の中には、そのシリカの濃度が高いものがあることが知られている。シリカが魚卵状シリカとして産出する温泉
カーボンナノチューブフォレスト構造体による光学応答メタマテリアルの実証

カーボンナノチューブ(CNT)フォレストメタマテリアルの短尺高密度成長、バルク構造体光学特性評価を行った。触媒堆積過程で薄膜の導電率をその場評価し、1nm程度の極薄薄膜が島状から連続膜形成に至る初期過程を明らかにした。触媒のパルススパッタリング堆積により高密度島状形成し、配向性制御CNTフォレストの紫外可視THz領域光学特性を評価、13um高さCNTフォレストのπプラズモン吸収(5.5eV)とSEM評価CNT直径から、SEMで評価困難な本数密度の推定方法を提案した。CNTフォレストの異方性光学特性をCNTロッド配向で解釈した。CNTフォレストを配線加工したメタマテリアル実証に至らなかった。カーボンナノチューブフォレストメタマテリアルの開発の要素技術として、昨年度に引き続き、短尺高密度成長、電極構造設計、バルク構造体の光学特性評価を行った。短尺高密度成長での触媒形成において、スパッタリング堆積薄膜のコンダクタンスをその場評価することにより、1nm程度のごく薄い薄膜の、島状構造から連続膜形成の堆積構造を評価可能になった。従来透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡によって評価していた、極薄の触媒微粒子構造を電気的に評価することで簡便かつ正確な高密度島状触媒微粒子構造の堆積を再現よく評価可能になった。本内容は国際会議で発表し、同内容を査読付き学術誌J. Vac. Sci. Tech. Aで論文発表した。触媒微粒子のパルススパッタリング法堆積について、触媒微粒子の間欠スパッタリング堆積を行うことで、触媒微粒子が1E+12/cm2の高密度化島状堆積を行うことを見いだし、国際会議にて発表した。カーボンナノチューブフォレスト構造体の光学特性評価について、触媒アニール時間の調整による触媒密度制御と、成長するカーボンナノチューブ密度の2E+10から1E+11/cm2の制御をおこない、密度制御したカーボンナノチューブフォレストの全反射率の評価から、吸収係数を求めた。カーボンナノチューブフォレストの吸収係数をカーボンナノチューブ1本あたりの体積で割った値が、走査型電子顕微鏡で推定したカーボンナノチューブフォレスト密度とリニアに相関することを発見し、カーボンナノチューブフォレストの吸収係数からカーボンナノチューブフォレストの本数密度を推定する指標として使えることを見いだした。同内容は国内会議および国際会議にて報告した。本年度の研究実績として、査読付学術誌論文1報、学会発表19件内招待講演1件の成果発表をおこなった。カーボンナノチューブフォレストメタマテリアル開発の要素技術として、短尺高密度成長、電極構造設計、バルク構造体の光学特性評価の研究を行った。熱CVD装置のガス導入および排気弁の自動化制御改造により、ガス圧力のパルス化導入し、短尺CNTフォレストの成長構造を制御した。CNTフォレスト成長高さを1μm単位で成長制御し、高配向、低配向CNTフォレストの正反射および拡散反射、赤外透過吸収測定により、これら短尺CNTフォレストの構造と光学特性の相関を明らかにし、応用物理学会において報告した。カーボンナノチューブフォレストの高密度化について、新しい触媒Ni/Fe/Al積層触媒を開発し、3E+11 CNTs/cm2に高密度化成長させ、成果を国際会議で発表し、査読付き学術誌Dia. Rel. Mat.およびTrans. MRS-Jで論文発表した。本年度の研究実績として、査読付学術誌論文2報、学会発表10件(内、招待講演1件)の成果発表を行った。最終年度に実施した研究の成果ボトムアッププロセスによるCNTフォレストメタマテリアル実証について、CNTフォレストの構造制御と光学特性を研究した。CNT多段積層構造作製では、(Fe/AlO)n積層触媒を試み、Fe膜厚1nm、3nmでは、AlO膜厚624nmの範囲で多段となるCNT合成条件が得られなかった。パルススパッタ法をFe堆積に適用し、条件最適化により5.8nm平均直径のFe触媒微粒子を堆積した。パルススパッタリングにより高密度触媒を堆積し、熱CVD合成条件の最適化により、炭素膜をCNTフォレストが支える構造の霜柱状CNTフォレストを作製し光学特性評価した。触媒水素アニールによりウェービング構造CNTフォレストを作製し、また、液浸処理によるハニカム構造を作製し、反射率スペクトルをCNT軸配向性により説明した。研究期間全体を通じて実施した成果CNTフォレストメタマテリアルの開発として、短尺高密度成長、電極構造設計、バルク構造体の光学特性評価を行った。CNT合成触媒のスパッタリング堆積について、堆積する薄膜のコンダクタンスをその場評価することにより、1nm程度の極薄い薄膜の、島状構造から連続膜形成の初期過程を評価可能にした。パルススパッタリング堆積により、触媒微粒子が10^12/cm2の高密度島状形成することを見出した。配向性を制御したCNT構造体を作製し、紫外-可視、エリプソメトリ、FTIR、テラヘルツ電磁場吸収光学特性を評価した。短尺13μm高さCNTフォレストのπ

プラズモンピーク吸収(5.5eV)とSEMで評価したCNT直径から、SEMで評価困難な本数密度を推定する手法を提案した。CNTフォレストXRDによる配向性評価との比較により、CNT軸の配向性が高いほどとCNTフォレスト高さ方向への反射率が低下する対応がわかった。CNTフォレストを配線加工したメタマテリアル実証には至らなかった。科研費研究成果をブログ形式で報告するページを作成した。応用光学・量子光工学トップダウンプロセスによるメタマテリアル電極構造の試作評価が未実施である。カーボンナノチューブフォレストの密度制御に関しては進捗があり、間欠スパッタリング法の開発およびアニール時間の制御により、1E+11/cm2以下の密度での制御が可能になり、カーボンナノチューブフォレスト吸収係数と、カーボンナノチューブの本数密度の相関を明らかにしたことで、カーボンナノチューブフォレストの光吸収の機構解明において、進展があった。個別要素技術の進展と、メタマテリアル電極構造の施策評価未実施をあわせ、研究目的の達成度全体としてやや遅れていることの理由とする。CNT合成CVD装置の圧力制御を自動化し、合成圧力の短時間パルス化導入により、目標である1μm以下のCNTフォレスト高さを達成した。これらCNTフォレストの光学特性とCNTフォレスト構造(長さ、配向性)の関係を明らかにし、この点で研究目的に対して大きく進展した。CNTフォレスト構造体の成長制御技術に関して、新たな合成触媒であるNi/Fe/Al3層積層触媒の成長メカニズムを明らかにし、3E+11/cm2の高密度CNTフォレストの形成に成功した。トップダウンプロセスによるメタマテリアル電極構造を設計したが、試作評価が未実施であるために、研究目的の達成度全体としては、おおむね順調に進展していると評価する。触媒堆積法ではこれまでに、間欠スパッタによる触媒堆積密度をNi密度1E+12/cm2に向上することを見いだしたため、これをFe微粒子に応用すると共にCVD合成条件の最適化により、1E+12/cm2のCNTフォレストを1μm程度の短尺で成長させる。高密度化したCNTフォレストを設計したメタマテリアル配線加工をおこない、配線評価の研究を加速し、メタマテリアルの試作評価をおこなう。トップダウンプロセスによる配線加工したCNTフォレストメタマテリアルの光学応答を明らかにし、ボトムアッププロセスによる自己組織化CNT構造体の光学応答特性を明らかにする。本年度は新たに、自己組織化によるメタ原子構造の自己形成成長技術を開発する。CNTを構成要素とするナノ構造体(多段CNT Film、コロイダルシリカ球上CNT、水蒸気切断多段CNT)を、メタマテリアル自己形成技術に発展させる。ボトムアッププロセス要素技術(2-1a)
血栓性疾患患者血小板におけるPGE_1/PGI_2レセプタ-に関する研究

癌とならんで人類の福祉の最大の脅威の一つである動脈血栓症の成立において、血小板は主役を演じていると考えられるが、その詳細はいまだ明らかでない。これまで、血小板は主として活性化の面から研究されてきたが、血小板機能抑制に関する研究は少ない。本研究の目的は、生体内で唯一の血小板機能抑制因子であるプロスタサイクリンの血小板との相互作用をレセプタ-の観点から検討しようとするものである。健康ヒト新鮮血小板を分離洗浄後、0.05%Triton X-100、1.0mM PMSF,5mM DTT,1mM EDTAを含む50mMトリス緩衝生食液pH7.4を用いて溶解、超遠心後、上清を採取、試料とした。試料を濃縮後、上記バッファ-で平衝化したDEAEセルロファイン・カラムクロマトグラフィに添加、0M0.7M KCl濃度勾配によって溶出。得られた各フラクションにBio-Beads SM-2を加えて、Triton X-100を除去後、各フラクションの蛋白濃度(Lowry法)を測定し、さらに、レセプタ-活性を〔^3H〕PGE_1結合性(マイクログラスファイバ-法)によって測定した。KCl濃度00.5Mまでの分画にレセプタ-活性は認められず、0.7MのKClによって溶出される分画にレセプタ-活性が見出された。強いレセプタ-活性の認められる分画を、セファデックスG200・カラムを用いてゲル濾過を行ない、レセプタ-活性を持つ単一のピ-クを得た。このピ-クの蛋白組成をSDSポリアクリルアミド・ゲル電気泳動(Laemmli法)によって検討すると、190Kダルトンの主要なバンド以外に、数本のマイナ-なバンドが認められた。FPLCにMono Qを設置して、純化を試みたが、結果は同様であった。2.上記血小板浮遊液に、1.0mM PMSF,5mM DTT,5mM MgCl_2,0.3Msucroseとともに0.05%Triton X-100(終濃度)を含有したTES(TESー2)を加え、氷水中に30分間孵置した。ついで、0°C、35,000xg,30分間超遠心を行ない、上清を得た。上清を半量に濃縮し、レセプター活性測定用の試料とした。3.2.5x60cmのカラムにDEAEセルロファインを充填。TESー2で平衡化し、上記試料を添加した後TESー2で洗浄、KCl(0.10.7M)の濃度勾配により溶出。各フラクション(2ml)におけるPGE_1結合活性を測定した。4.PGE_1結合活性測定。上記フラクション200μ1に^3HーPGE_1 0.1μCiを加え室温30分間孵置。ワットマン・グラスマイクロファイバーフィルターによりB/F分離を行ない、フィルターに捕捉された蛋白質結合^3HーPGE_1放射活性を液体シンチレーション・カウンターで測定、蛋白質濃度をLawry法で測定し、比活性を得た。5.高い^3HーPGE_1結合活性を示す分画(0.7Mに相当)を集め、セファデックスG200を用いてゲル濾過を行ない、更に純化した。6.純化した分画をLaemmliらの方法に従い、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動を行なった。Coomassie-blue染色により190Kdの主要なピークと数本のマイナーなピークが認められた。

平成元年度は主として(1)PGE,/PGI_2レセプタ-活性測定における感度の向上、(2)同レセプタ-蛋白のより高度の純化を目的に検討を行なった。(1)においては、用いるdetergentの種類および濃度が問題となる。より温和な条件で、レセプタ-を変性させることなしに十分可溶化することが必要である。この目的のために、Triton X-100のほかに、CHAPS、Lubrol PX、Tween 60についても検討を加えた。その結果、CHAPS(0.2%)がTriton X-1000(0.1%)と同等の有効性を示した。(2)については、蛋白質の純化に適しているFast Protein Liquid Chromatography (FPLC.ファ-マシア/LKB社)を用いて検討した。陰イオン交換樹脂であるMono Q、さらにゲル濾過用にSuperose6 HRを用いた。得られたレセプタ-蛋白の純度をSDSーpolyacrylamidegel electrophoresisを用いて分析したが、単一の蛋白バンドを得るには到らなかった。
ｆ電子系の局所的電子相関と非自明な秩序

成果の第一は,伝導電子と局在f電子の両方を含む複合体秩序の存在を理論面から確立したことである。複合体秩序は典型的には遍歴多極子あるいは奇数波超伝導として出現し,「隠れた秩序」の理解に向けての有力な情報を与える。第二に,近藤格子の反強磁性量子臨界点では,重い電子の遍歴性が保たれることを立証した。遍歴・局在転移が,反強磁性相の内部で生じることは,ある種のCe化合物の精密な実験結果をよく説明する。第三に,価数揺動の特性エネルギーが,伝導電子とのクーロン相互作用により減少する条件を明らかにした。この機構は,伝導帯が多数ある場合に,磁場に鈍感な重い電子の形成を可能にする。本研究では,Ce化合物が該当するクラマース状態を持つ通常の近藤格子モデルと,PrやU化合物が該当する非クラマース単重項-3重項近藤格子の秩序状態を理論的に研究した。連続時間モンテカルロ法(CT-QMC)と動的平均場理論(DMFT)を活用して,(1)近藤格子の反強磁性秩序内での電子状態、および(2)2チャンネル近藤格子における複合体秩序の形成を明らかにした。(1)近藤格子の反強磁性と遍歴・転移近藤効果は各サイトに単重項を形成する作用があるが、近藤格子では磁気秩序が形成される可能性もある。両者の相対的安定性を支配するパラメータは近藤相互作用Jとバンド幅Dの比であるが、我々はさらに直接サイト間相互作用J_Hを導入して相図を求めた。伝導電子数がサイトあたり1個の場合、Jが小さいと基底状態は反強磁性絶縁体になり、大きいと近藤半導体になる。この中間の領域では、近藤効果の強く効いた反強磁性秩序が形成され、帯磁率は独特の温度依存性を示す。この系にわずかにドーピングすると、反強磁性基底状態でフェルミ面の異なる2つの状態が競合する。これは重い電子の遍歴・局在転移に同定された。(2)非クラマース結晶場状態を持つ2チャンネル近藤格子の複合秩序変数非クラマース2重項を結晶場基底状態にもつ近藤格子で新しいタイプの秩序状態を見出した.伝導帯が非クラマース2重項に対応して軌道縮退しており,サイトあたり1個の伝導電子があるモデルをとる.この場合,時間反転対称性は破れているが,磁気モーメントのない秩序が発生することを見出した.この秩序は,遍歴人極子の秩序変数に対応する.本年度の研究成果として,(1)非自明な秩序として,伝導電子と局在f電子の両方を含む超伝導複合体秩序の存在を確立したこと,(2)重い電子の磁気秩序相の内部にフェルミ面の変化をともなう転移(電子相関のない系でのリフシッツ転移に相当)を出版論文と国際会議などで公表したこと,(3)伝導電子とf電子のクーロン反発力U_fcを考慮した系の研究を開始したこと,が挙げられる。以下に概要を述べる。(1)非クラマース結晶場状態を持つ2チャンネル近藤格子の秩序として,遍歴多極子に対応する複合体秩序は昨年度までに同定していた。本年度は対称性の考察にもとづいて数値計算を進め,ついに超伝導複合体秩序を見出した。この秩序は別の見方をすると,伝導電子の奇数周波数超伝導とみなすこともできる。本成果は学会で報告し,Phys.Rev.Lett.(2014)にも掲載が決定している。(2)近藤格子の量子臨界点近傍で重い電子が局在化するか否かについては,長年の論争がある。我々は昨年度からの研究で,反強磁性量子臨界点では遍歴性が保たれ,局在性が強まるのは,その低温側に生ずるリフシッツ転移であることを示した。この成果はPhys.Rev.Lett.(2013)に掲載され,国際会議でも公表された。(3)磁場に鈍感な重い電子の出現は数年前から実験的に報告されているが,理論的説明はまだなされていない。我々は電荷近藤効果に注目して研究を進めた。通常の価数揺動の特性エネルギーは近藤温度より大きいが,U_fcと多チャンネルの効果で価数揺動の特性エネルギーは減少し,量子臨界現象も起こることが知られている。本年度はスピンを無視したモデルで繰込み群解析理論と連続時間モンテカルロ法による数値計算を併用し,初めて電荷近藤効果の動力学的知見を得た。結果はJPSJに公表した。本年度の研究成果として, (1)非自明な秩序として,伝導電子と局在f電子の両方を含む超伝導複合体秩序の存在を確認するための実験的検証の手段を論じたこと,および(2)伝導電子とf電子のクーロン反発力U_fcを考慮した系の研究を進め,多チャンネル効果によるエネルギー尺度減少と動力学を明らかにしたことが挙げられる.より詳細には(1)非クラマース結晶場状態を持つ2チャンネル近藤格子の秩序として,遍歴多極子および超伝導に対応する複合秩序が存在することは昨年度までに確立していた。本年度は秩序形成にともなってGoldstone modeが現れることに注目した.通常の超伝導ではこのモードはAnderson-Higgs機構によりプラズマ振動に呑み込まれるが,複合体秩序が大きな端数を持つために,Goldstone modeはギャップレスのままである.そこで,このモードの検出により,新しい超伝導が同定できるはずである.

(2)磁場に鈍感な重い電子の出現は実験的にはしばしば見られるが,満足できる理論的説明はまだなされていない。我々は電荷近藤効果に注目して研究を進めており,単チャンネルの理論をすでに公表している.通常の価数揺動の特性エネルギーは近藤温度より大きいがU_fcと多チャンネルの効果で価数揺動の特性エネルギーは減少し,ついにはゼロにもなり得る.本研究では連続時間量子モンテカルロ法による数値計算を併用し,特性エネルギーの減少ばかりでなく,励起スペクトルがローレンツ型から特徴的にずれることを見出した.昨年度までの研究で非クラマース結晶場状態を持つ2チャンネル近藤格子の秩序として,遍歴多極子に対応する複合体秩序および有限波数の超伝導状態の存在を理論的に確立した。2015年度は,このような新奇秩序を実験的に観測する方法について,理論的考察をさらに進めるとともに,関連分野の実験家と検出の具体的手段を集中的に議論した。遍歴多極子の秩序はURu2Si2の隠れた秩序に対応する可能性がある。今まで隠れた秩序の探索は有限波数の多極子秩序を想定していたが,本研究の独自性は一様な秩序を予言していることにある。これを観測するために,X線や中性子線などの量子ビームを用いて転移温度以下に初めて現れる散乱強度の検出が有効である。しかし,通常のブラッグ散乱強度が非常に大きいために,今後さらに特別の工夫が必要である。一方,SmOs4Sb12などに見られる磁場に鈍感な重い電子の成因として,価数揺動と伝導電子の直交効果との結合に注目した研究を進めた。通常の価数揺動の特性エネルギーは近藤温度より大きいが,伝導電子とのクーロン相互作用U_fcと多チャンネルの効果で価数揺動の特性エネルギーは減少し,量子臨界現象も起こることが知られている。本年度は多チャンネルの効果を定量的に考慮した論文を公表した。この結果は繰込み群による解析理論と連続時間モンテカルロ法による数値計算を併用したもので,U_fcの増加につれて特性エネルギーが極大を経て減少することを見出した。U_fcがさらに増大すると,有効混成が消失する量子臨界点に達する。本研究では,非クラマース系の独特な遍歴多極子秩序と有限波数を持つ超伝導秩序状態を理論的に確立した。これを受けて,その実験的検出をめざして実験家と協力的研究を進めている。また,電荷近藤効果については,伝導電子の複数ブランチが重要であることを定量的な研究によって明らかにし,磁場に鈍感な重い電子の形成機構を解明しつつある。平成28年度は,研究成果の取りまとめと結果の一部公表を行った。具体的活動は,英文レビューの執筆,夏の学校での特別講義,国際ワークショップでの講演などである。レビュー論文では,非クラマース系の秩序に焦点を当てて,理論的な意義と実験的研究の現状を議論した。特に局在・遍歴複合体秩序に関して,さまざま観点からの検討を行った。局在・遍歴複合体秩序の実験的検証に向けて,実験家との議論とサポートを行った。当初からの動機はURu2Si2で長年の懸案になっている秩序相の同定である。この相が複合体秩序である可能性に注目し,偏極中性子散乱を用いる実験がフランスで行われた。残念ながら,今のところ複合体秩序に由来するシグナルは同定できていない。一方,4f電子の非クラマース基底状態を持つPrRu2Zn20では,0.1K以下での温度・磁場相図が研究され,奇妙な秩序状態が見出されている。上向きスピンの遍歴性が強く,下向きスピンは非クラマース自由度と結合して軌道一重項を作る可能性が示唆されている。
RNA研究の新しい展開

岡田典弘、横山茂之,渡辺公綱の三人で、具体的な研究計画立案の為の会合を、東京地区において、4回以上持ち、RNA研究の最近の進捗状況について討論を行なった。更に、最終的に平成4年の1月末に、計画班員と想定される主なメンバ-により九州大学理学部において討論会を開催し、検討を行なった。RNA研究の世界における進展はめざましく、米国においては、生命の起源の問題を含めてRNA研究分野で大きな学会を開ける程盛んであること、つい最近、ホワイトヘッド研究所で、大きな会議が開催され、グル-プIイントロンの一部が転移RNAに進化したのではないかという仮説が提出されたことなどが話題となり、RNA研究を日本において発展させなければならないというコンセンサスを得て閉会した。
出芽時期を決める分子基盤：休眠サイクル調節遺伝子の決定

野外における休眠サイクル調節に関与する遺伝子特定を目的として、今年度は階層的クラスタリングにより遺伝子発現量の季節変動を明らかにし、その季節変動に有意差が検出される遺伝子を特定した。本解析により、近年種子休眠調節への関与が明らかにされつつあるサイトカイニン応答遺伝子について、休眠覚醒状態のコナギ種子において発現量が増加することが明らかとなった。また、シロイヌナズナを参照配列とした相同性遺伝子の検索では機能未知の遺伝子と高い相同性を示す遺伝子についても、コナギ種子の休眠サイクル調節への関与が明らかになった。本課題の研究期間において、SAHH1,LEA14, CytC、サイトカイニン応答遺伝子など、シロイヌナズナにおいて種子休眠・発芽の制御が明らかにされている遺伝子について、その発現量の季節変動がコナギの種子休眠サイクルとの関係性が明らかとなり、休眠調節サイクルへの関与が示唆された。加えて、機能未知の遺伝子も休眠サイクルの調節遺伝子として機能することが示唆された。本研究課題により、雑草のフェノロジー(本課題においては種子休眠サイクル)に応じた材料を野外から収集し、次世代シーケンサー等を用いて解析することで、シロイヌナズナなどモデル植物で明らかにされている遺伝子や機能未知の関与を、非モデル植物においても速やかに特定可能であることが示された。今後はこれらの遺伝子の種子成熟ステージ毎の発現量や環境応答などを明らかにすることで、野外における種子休眠サイクルの調節メカニズムの解明が進展すると考えられる。野外における休眠サイクル調節に関与する遺伝子特定を目的として、今年度は休眠サイクル調節が示唆される候補遺伝子の全長鎖塩基配列決定を試みた。この候補遺伝子は、コナギ埋土種子を対象にした研究により休眠サイクル調節への関与が示唆されるものである。コナギ埋土種子から抽出したRNAを材料として、次世代シーケンサー(HiSeq4000)を用いてコナギ埋土種子における転写産物の配列情報を取得し、得られた配列情報をもとに転写産物のコンティグ配列を構築した。構築したコンティグ配列の中から候補遺伝子に該当するものを抽出したところ、各候補遺伝子には複数のコンティグ配列が該当し、その中には2000bp前後の配列長を持つものもあり、各候補遺伝子に関して長鎖のコンティグ配列を構築することができた。シロイヌナズナのゲノム情報との相同性検索から各コンティグ配列の機能を推定したところ、Protein phosphatasefamily, HOMOLOGY-DEPENDENT GENE SILENCING1、Cytochrome Cbiogenesis protein familyなどシロイヌナズナにおける種子休眠・発芽の制御が明らかにされている遺伝子と非常に高い相同性を示すことが明らかとなった。今後は各コンティグ配列の全長鎖塩基配列をサンガーシーケンス等により決定するとともに、リアルタイムPCRにより各候補遺伝子の発現量の季節変動の塩基配列を確認する。今年度は、野外における休眠サイクル調節の候補遺伝子の全長鎖塩基配列を決定するため、次世代シーケンサーを用いてコナギ埋土種子における転写産物の配列情報を取得した。得られた配列情報をもとに転写産物のコンティグ配列を構築し、種子休眠調節への関与が明らかになっている遺伝子と相同性の高いコンティグを決定した。このコンティグの配列長は2000bp前後と長いコンティグ配列の構築ができたが、全長鎖塩基配列を得るまでには至っていない。次年度にRACE PCR等を用いたサンガーシーケンスを実施し、候補遺伝子の全長鎖塩基配列を決定する。野外における休眠サイクル調節に関与する遺伝子特定を目的として、今年度は休眠サイクル調節が示唆される候補遺伝子の季節変動を調査した。シロイヌナズナにおける種子休眠・発芽の制御が明らかにされている遺伝子と高い相同性を示すことが昨年度明らかとなった候補遺伝子のうち、アブシジン酸の感受性低下に関与するCytc遺伝子が休眠覚醒とともに発現量が増加し、休眠誘導につれて発現量が低下することが示された。加えて、SAHH1やLEA14、HSP18などシロイヌナズナで種子休眠・発芽の制御が明らかになっている遺伝子がコナギの休眠サイクル調節に関与する可能性が示唆された。すなわち、シロイヌナズナの発芽遺伝子で発現量が増加するSAHH1が休眠覚醒状態のコナギ種子においても発現量が増加する傾向が確認された。また、アブシジン酸の感受性上昇に関与するLEA14およびHSP18遺伝子が、休眠覚醒状態のコナギ種子において発現量が減少し、休眠誘導状態のコナギ種子において発現量が増加する傾向が認められた。引き続きリアルタイムPCR等により各候補遺伝子の発現量の季節変動の詳細を明らかにし、休眠サイクル調節に関与する遺伝子を特定する。昨年度推定された休眠サイクル調節の候補遺伝子を対象に、野外における遺伝子発現の季節変動を決定し、遺伝子発現と休眠サイクルが高い相関を示す遺伝子を明らかにした。加えて、機能面で種子休眠・発芽制御への関与が示唆される候補遺伝子を複数明らかにし、それら候補遺伝子が休眠サイクル調節に関与する可能性を確認した。また、シロイヌナズナを参照

配列とした相同性遺伝子の検索では機能未知の遺伝子と高い相同性を示す遺伝子についても、コナギ種子の休眠サイクル調節への関与が明らかになった。本課題の研究期間において、SAHH1,LEA14, CytC、サイトカイニン応答遺伝子など、シロイヌナズナにおいて種子休眠・発芽の制御が明らかにされている遺伝子について、その発現量の季節変動がコナギの種子休眠サイクルとの関係性が明らかとなり、休眠調節サイクルへの関与が示唆された。加えて、機能未知の遺伝子も休眠サイクルの調節遺伝子として機能することが示唆された。本研究課題により、雑草のフェノロジー(本課題においては種子休眠サイクル)に応じた材料を野外から収集し、次世代シーケンサー等を用いて解析することで、シロイヌナズナなどモデル植物で明らかにされている遺伝子や機能未知の関与を、非モデル植物においても速やかに特定可能であることが示された。今後はこれらの遺伝子の種子成熟ステージ毎の発現量や環境応答などを明らかにすることで、野外における種子休眠サイクルの調節メカニズムの解明が進展すると考えられる。機能面から休眠サイクル調節への関与が示唆されたコンティグ配列の全長鎖塩基配列を決定する。リアルタイムPCRによりこれらのコンティグ配列の発現解析を実施し、候補遺伝子の発現量の季節変動を確認する。これにより、候補遺伝子の優先順位を季節変動の面で決定する(遺伝子発現の季節変動が休眠サイクルと高い相関を示すかどうか)。サンプルは、平成28年度と同様にコナギ埋土種子由来のRNAを供試する。今年度新たに推定された候補遺伝子の発現解析を継続し、休眠サイクル調節に関与する遺伝子を決定する。計画通り次世代シーケンサー(HiSeq4000)を用いた解析を実施したが、受託解析費用が当初予定より安価であり、次年度使用額が生じた。(理由)計画通り解析を実施したが、受託解析費用が当初予定より安価であり、次年度使用額が生じた。(使用計画)次年度使用額115,646円は、リアルタイムPCR等により候補遺伝子の発現量の季節変動を決定するための解析費用等、次年度に申請する金額と併せて、研究計画遂行のために使用する。次年度使用額381,136円は、RACE PCR等により候補遺伝子の全長鎖塩基配列を決定するための解析費用等、次年度に申請する金額と併せて、研究計画遂行のために使用する。
白血病の原因となるMLL融合蛋白ENLのDNA二重鎖切断修復の制御機構の解析

ENLはMLLと融合し白血病の原因となる因子であり、転写伸長複合体であるSuper Elongation Complex (SEC)の因子である。本研究ではENLの新規相互作用因子として、転写抑制の機能を持つPRC1複合体のユビキチンE3ライゲースであるBMI1とRING1Bを同定した。さらに転写活性化部位の近傍でDSB (DNA二重鎖切断)が入ると、ATMによりENLがリン酸化されPRC1を転写部位にリクルートすることで、転写抑制に関与することを明らかにした。また、このATMによる転写抑制は近傍のDSB修復を促進しゲノム安定性の維持に重要である可能性が示唆された。以下の1)-3)の点を明らかにする計画を立てたが、現在の成果は以下の通りである。1) ENLのDSB修復における機能解析;申請者は、ENLのDNA二重鎖切断修復における機能解析を行う予定である。現在、ENLノックダウン細胞ではHRとNHEJアッセイにより、HRとNHEJの両方に関わる可能性を示唆するデータを得ている。さらに今後、それぞれの修復経路の中で、どの過程に関与するのかを明らかにする。2) ENLとPRC1との相互作用の解析;さらに、ENLの新規機能を検索するために、新規相互作用因子を同定した結果、驚いたことに、Polycomb group (PcG) complexのPRC1複合体に含まれるユビキチンE3ライゲース(BMI1/RNG2)を同定した。申請者は、免疫沈降法とGST pull downにおいて、ENLが直接PRC1のBMI1と相互作用することを確認済みである。さらに現在、細胞内において、ENLのdeletion mutantsを用いて、ENLのどの領域ががBMI1と相互作用するかを明らかにした。今後は、GST pull-downにより直接相互作用する領域を決定し、その相互作用の詳細に迫りたい。3) DSB修復におけるENLとPRC1との機能解析;今までに、Polycomb群のPRC1とENLが、転写が活性化している部位の側でDSBが生じた際に、その転写部位に結合してくることを明らかにした。さらにPRC1の転写部位への結合は、ATMによるENLのリン酸化により、その結合が増加することによることも明らかにした。また実際に、PRC1とENLは、そのDSB近傍の転写部位をユビキチン化し、転写を抑制することも明らかにした。この結果は、論文にまとめ発表した(Mol Cell 2015, in press)。私は転写活性化因子ENLのDNA修復における新たな機能を解析してきた。転写活性化因子ENLの新たな相互作用因子として転写抑制因子ポリコームを見出していたが、その二つの因子が転写とDNA修復が同時に起こる場で共訳して機能しているということを明らかにした。前年度にそれらの機能が明らかになる結果が出ていたため、それらの結果をまとめて論文に投稿する準備を行った。具体的には、転写活性化因子のENLがDNA損傷依存的に、ATMにより活性化し、ポリコームを転写部位にリクルートすることが明らかになった。これらの結果から、DNA損傷下でATM、ENL、ポリコームが協調して働き、転写の制御を行っていることが明らかになった。またこの三者による転写制御は、近傍のDNA修復を促進し、修復活性に影響を与えることによりゲノム安定性に寄与していることが明らかになった。このような転写とDNA修復の共役機構は、今までに報告が無く、大変新しい機構の発見となったと考えられ、この研究成果をMolecular Cell誌に発表した。さらに、そのMolecular Cell誌の論文の内容については、新たな機構であるため、より幅広い分野の様々な過去の報告と照らし合わせて今回の結果を議論することで、この新たなメカニズムをより広く理解し、今後の研究分野に繋げていけるのではないかと考えている。そこで、上記の内容の含む論文作成を行う予定であり、現在準備を進めているところである。前年度の結果をまとめて論文としたが、過去の論文から多くの事を勉強したため、スムーズに論文を書き上げることができ、当初の計画以上に進展したものと考えられる。DNA二重鎖切断(DSB)は細胞にとって致死的であり、がん治療に応用されている。研究代表者は、DSBに応答するクロマチンリモデリング因子のスクリーニングで、MLLと融合して白血病を引き起こす因子であるENL(MLLT1)を同定した。ENLは転写促進/クロマチン構造の弛緩を促すTrithorax群と相互作用すると報告されてきたが、新たに研究代表者はENLがTrithorax群とは相反する作用を持つ、転写抑制/クロマチン構造の凝集を促すPolycomb群のPRC1とも相互作用する事を発見した。そこで、DSBと転写を簡便に可視化して評価できる実験系を用いて、ENLとPRC1の機能的関連を見出した。その結果、DSBによりENLがPRC1を転写活性化部位にリクルートすることが明らかになった。さらにENLとPRC1の相互作用を、免疫沈降法を用いて解析したところ、DSBによりATM依存的にENLがリン酸化されること、このENLのリン酸化によりPRC1のユビキチンE3-ligaseであるBMI1とRING1Bの結合が強くなることを見出した。さらに、ENLのリン酸化が起こらない変異では、PRC1の転写部位への結合が抑制されること、DSBによる転写抑制が起こらなくなることが明らかになった。このことから、DSBにより活性化されたATMに依存してENLとPRC1の結合が変化し、これにより転写の伸長と抑制が制御されていることが明らかになった。

この結果は、国際的な科学雑誌であるMolecular CellとNucleusに掲載された。さらに平成28年度は、ChIPアッセイを立ち上げ、ENLとポリコームが転写部位のどの領域に結合するのか、詳細な解析を進めた。その結果、ENLとポリコームが転写が起きた際の転写部位への領域への結合は異なる点があるものの、転写とDSB発生時に、同様の領域に結合する可能性が示唆されている。今後は、領域の同定をさらに進め、ENLとポリコームの転写とDSBにおける協調機能を明らかにしたい。ENLはMLLと融合し白血病の原因となる因子であり、転写伸長複合体であるSuper Elongation Complex (SEC)の因子である。本研究ではENLの新規相互作用因子として、転写抑制の機能を持つPRC1複合体のユビキチンE3ライゲースであるBMI1とRING1Bを同定した。さらに転写活性化部位の近傍でDSB (DNA二重鎖切断)が入ると、ATMによりENLがリン酸化されPRC1を転写部位にリクルートすることで、転写抑制に関与することを明らかにした。また、このATMによる転写抑制は近傍のDSB修復を促進しゲノム安定性の維持に重要である可能性が示唆された。上記、1)-3)の計画を申請期間内の三年間で行う予定であったが、すでに一年目にポリコームとENLのDSBにおける機能の一端を見出し、論文として投稿したため(Mol Cell, 2015, in press)現在、前回の論文の内容を過去の論文と照らし合わせ、更に展開できるように研究を進めたいと考えている。そのため、関連する過去の知識を元に、スムーズに研究できるように計画を立てていきたいと考えている。分子生物学、DNA修復今後は、さらにENLとポリコームのDSBにおける機能を明らかにしたい。まず、上記の計画2)において、ENLとポリコームの結合領域を明らかにして、細胞内においてそれぞれの領域の機能を明らかにすることにより、ENLとポリコームの細胞内機能に迫りたい。さらに、その結果を1)のNHEJとHRアッセイになどに応用し、DSB修復での機能を明らかにする。また、DSBの様々な過程のどこに関与するのかも、免疫染色や免疫沈降、レーザーを用いたDSBの誘導などの実験を組み合わせて、今後、明らかにしていく予定である。2015年の2月に出産し、その後産休を取っていたため、2-3月分の研究費を使うことができなかった。産休中の2-3月にできなかった実験を今年度より再開し、その際に使用する予定である。
実験的水頭症における脳実質の変化:生化学的分析-特に短絡術の及ぼす影響について

1緒言.水頭症病態の解明を,脳実質の細胞外液の移動を含む脳実質の変化を追求することを目的に,生化学的な手法を用いて行った.2実験方法.雑種成犬51頭を用い,内9頭を正常コントロール犬とした.42頭に大槽内カオリン注入による水頭症作製を試み,注入後12週の急性水頭症群(8例), 46週の慢性水頭症群(8例)さらに短絡術施行群(13例)として,生化学的分析を行った.脳室拡大の確認はCTスキャン,または剖検により行った.各群における水分量,蛋白量, DNA量を測定して比較検討した.3実験結果.(1)水分量測定.正常犬白質で67.3±6.9%,灰白質で, 82.0±0.8%であったが,急性期水頭症の白質では70.7±1.2%と有意の増加を示した.しかし慢性期には有意の差はなく,また急性期と慢性期群の間にも有意差はなかった.慢性期群に対し,短絡管設置後では水分量は有意に増加していた.灰白質水分量は,何れの群においても正常犬群と差を認めていない.(2)蛋白量測定.左大脳半球の蛋白量をLowry法により測定したが,正常犬に比し,急性,慢性,また短絡術後それぞれ12%, 10%, 8%の増加をみた.(3)DNA測定. Burton変法による測定では,慢性期水頭症犬,左大脳半球DNA総量は慢性期水頭症群で正常群より,僅かに増加を示すとの結果を得た.4考察.・水頭症の病態を,細胞外液の変化を含む脳実質の変化という面から解明しようと試みた.水分量の変化は,従来の他の発表とほゞ変ることなく,白質のみで増加が確認された.各群での蛋白量の増加の傾向については,結論は得られないが,水分量の増加を伴っているので有意の増加かとも考えられる. DNAより推定する細胞数の増加が慢性期犬にみられた.短絡術は大きな影響を与えていない.1緒言.水頭症病態の解明を,脳実質の細胞外液の移動を含む脳実質の変化を追求することを目的に,生化学的な手法を用いて行った.2実験方法.雑種成犬51頭を用い,内9頭を正常コントロール犬とした.42頭に大槽内カオリン注入による水頭症作製を試み,注入後12週の急性水頭症群(8例), 46週の慢性水頭症群(8例)さらに短絡術施行群(13例)として,生化学的分析を行った.脳室拡大の確認はCTスキャン,または剖検により行った.各群における水分量,蛋白量, DNA量を測定して比較検討した.3実験結果.(1)水分量測定.正常犬白質で67.3±6.9%,灰白質で, 82.0±0.8%であったが,急性期水頭症の白質では70.7±1.2%と有意の増加を示した.しかし慢性期には有意の差はなく,また急性期と慢性期群の間にも有意差はなかった.慢性期群に対し,短絡管設置後では水分量は有意に増加していた.灰白質水分量は,何れの群においても正常犬群と差を認めていない.(2)蛋白量測定.左大脳半球の蛋白量をLowry法により測定したが,正常犬に比し,急性,慢性,また短絡術後それぞれ12%, 10%, 8%の増加をみた.(3)DNA測定. Burton変法による測定では,慢性期水頭症犬,左大脳半球DNA総量は慢性期水頭症群で正常群より,僅かに増加を示すとの結果を得た.4考察.・水頭症の病態を,細胞外液の変化を含む脳実質の変化という面から解明しようと試みた.水分量の変化は,従来の他の発表とほゞ変ることなく,白質のみで増加が確認された.各群での蛋白量の増加の傾向については,結論は得られないが,水分量の増加を伴っているので有意の増加かとも考えられる. DNAより推定する細胞数の増加が慢性期犬にみられた.短絡術は大きな影響を与えていない.1.水分量測定。正常犬、カオリン水頭症急性期(カオリン注入後3週まで)、カオリン水頭症慢性期、及び水頭症に短絡術をほどこしたものにつき前年度にひきつづき灰白質、白質、とくに側脳室前角周囲組織白質の水分量を従来の乾燥法で測定した。灰白質水分量は従来述べられている如く、有意の差はないが、慢性期および急性期で白質水分量の増加がみられ文献上の所見と一致した。短絡術施行犬については未だ個体数が少く(n=2)、比較するに至っていない。乾燥法による水分量値にも必らずしも一定しないものがあるので、現在比重法による測定を参考にすべく器機の調整中である。また短絡術は脳室-腹腔短絡術後、脳室のみるべき縮少を得ないことが多いので脳室-胸腔短絡術に変更してその成果をみる予定である。2.脳組織蛋白質の測定は、Lowry法により行っているが、手枝そのものにも問題点があると思われ、測定結果の差が比較的大であり明らかな結論を得るに至っていないが、水頭症犬で、ほゞ10%の値の増加がみられた。急性期と慢性期犬の間には現在統計上有意の差をみていない。

短絡術犬は未だ個数が少く、結論に至るような結果は得られていない。3.DNA、RNA測定。オルシノール反応により比色計を用いて測定の緒についたところである。個体数が少く、未だ不明確ではあるが、水頭症脳において、DNAが僅かに増加する傾向がみられたが、このことの意義については今後さらに検討したい。4.ミエリンの測定については、全体の進行が遅れていることから今回の計画からは外さざるを得ない。
自然科学的手法による土器製作技術の復元研究

本研究は、土器・陶器の外観に表れない諸特徴を自然科学的手法を用いて分析し,製作地同定,材料の選択,製作技術の差などを明らかにすることを目的としたものである。(1)土器胎土の地域差と器種による材質の選択(2)高温焼成物の粘土の特徴(3)成形痕の復元の3つの課題の基礎的作業をおこなった。(1)の課題は土器に含まれる岩石鉱物の種類と,成因によって地域差を識別することと,砂粒を粘土の含有比率によって選択を区分しようとするものである。従来からすすめてきた約4500点の資料の整理をおこない,日本列島各地域の土器に表れる岩石学的な特徴の区分と,器種による材質の選択の有無を主な内容としたものである。今回の研究で,新たに岩手県兵庫館跡と中屋敷遺跡出土の遠賀川系土器の製作地同定のための分析をおこない,また岡山県倉敷市楯築弥生墳丘墓出土の特殊器台,長頚壷,高杯の分析から,3種の材質選択の証拠が得られた。これらの成果は『新視点日本の歴史』(1993年),『楯築弥生墳丘墓の研究』(1992年),『岩手県文化振興事業団埋蔵文化財調査報告書』(1993年)に発表した。(2)の課題は,須恵器と陶器など高温焼成物の粘土として,海成粘土が適さないという一般的理解があるが,その原因が主に海水中の硫黄酸化物などによる粘土鉱物の変質であろうという見通しをたて,その分布として仙台市大蓮寺窯跡の溶融した窯壁資料の分析を実施した。(3)の課題は,古墳時代小型須恵器の粘土紐巻き上げによる痕跡の有無を調査することを目的とするもので,その分析技術の1つとして螢光剤の注入による紫外線発光解析法を応用し,種々の土器・陶器による基礎的データの蓄積をはかった。この成果の一部は,平成5年3月に国立歴史民俗学博物館でおこなわれた,「重要歴史資料調査分析研究会」で発表した。この研究は、土器のを自然科学的手法を用いて分析し、材料の選択、製作技術の差などを明らかにすることを目的としており、本年度は、とくに土器の材料の選択と高温焼成技術にともなって意図された材料の確認の2点を中心に研究をすすめた。1土器の材料の選択:先火時代の土器にも器種や用途によって材料の選択がなされていたことについては、いくつか成果発表している。本年度は、単一の墳丘墓へ供献された特殊器台と長頚壷の中に、2種の材料を区分して製作したものがあることを明らかにした。明らかに混和材の差であることから、供献を担った複数の集団の意図が表われているものといえる。この研究の詳組は『楯築弥生墳丘墓の研究』に発表している。2高温焼成技術と材質:須恵器や陶器のような高温焼成品の材料として、海成粘土は適さないという一般的な理解がある。前年度までの研究で、海水中の多量のイオウ成分が関係し、イオウ酸化物が粘土鉱物の破壊変質をもたらすことがその原因の一つであることが明らかになった。

本年度は、同一窪跡中で容融したものと融解変化をうけていない資料を得て、イオウを中心とする元素組成の比較をおこなった。両者の間でイオウ含有率の差は見出せたが、海水にもとづく成分であるのか否かについては未解決であり、来年度以降この点を中心に深めていくことが必要である。また、成形技法としてロクロを採用したか否かの分析については、蛍光発光法によって粘土紐の確認を実施中である。この研究の一部は、平成4年3月に国立歴史民俗博物館で行なわれた「重要歴史資料調査分析研究会」の席で発表した。この研究は土器の胎土を自然科学的手法によって分析し,土器製作における材質の選択や,成形にあたってどのような技術が用いられたかを明らかにしようとするものである。本年度はとくに(1)高温焼成物に対する粘土の適合性が何によって左右されているかの確認と,(2)土器成形のさいに粘土紐巻き上げ法を用いたかロクロ水挽き法を用いたかの区分ができる分析法の基礎的検証をおこなった。(1)については,前年度高温焼成物に海成粘土が適さないという従来からの理解を化学的に検証するため,同一窯跡の溶融した窯壁と溶融していない瓦の両者の分析を実施し,元素の上から硫黄成分の差は見い出せたが,これが海成粘土の特性であるかの関係は明確にはできなかった。今年度はさらに,溶融した窯壁資料に含まれる黄色の粉末粒子を収集し,X線回折分析によって結晶を調査した結果,CaSO_3とCaSO_4・2H_2Oを検出し,海成粘土の化学的性質の特徴をこれらの成分で識別できる可能性を見い出すことができた。今後の課題は,堆積粘土と高温下で焼成をうけた粘土との化学的変化および溶融化との因果関係を明らかにすることである。(2)については,焼成された土器・陶器の粘土接合部を認識する分析法として,胎土中に螢光剤を抽入しその発光によって他の部分との差を見い出す基礎的な分析をおこなった。粘土の微細な単位を視覚的に認めることができ,須恵器などの成形技法の差を明らかにする上での有効性が明らかになった。