hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血液型不適合移植におけるAccommodationの機序の解明

血液型を間違えた輸血(異型輸血)を施行すると溶血を起こし死にまで至る。1989年から当大学当科では血液型の異なる腎臓移植を施行してきた。1990年代後半より開発された免疫抑制剤はいまやこのような難解な移植をもほぼ100%近い成績にまで達成させている。しかし今も昔もどのようにしてこれらの血液型の異なる腎臓がレシピエントに許容され長い間優れた腎臓の機能を発揮させることができるのか、不明な点は少なくない。この研究は血液型不適合移植における免疫的な機序の解明を目的とした。抗体関連型の移植をのりこえるには様々な工夫がなされてきた。抗体を除去するための血漿交換やBリンパ球系をターゲットにした免疫抑制剤が開発されたおかげで、抗体除去を移植前に施行することによって安全にかつ有効な抗体陽性例に対する腎臓移植が可能になってきたといえる。われわれは年間100例近くの腎臓移植を施行している中で約20%に血液型不適合移植あるいはHLA抗体を陽性に検出する抗HLA抗体陽性例の腎臓移植を1年のうちに経験する。その中で抗体が陽性のまま経緯し、術後も移植腎機能が良好に保持されているにもかかわらず、病理的には立派な抗体陽性型の拒絶反応を呈しまた患者循環血漿中にも非常に高い抗体値を示す例がある。このように存在が確認されるにもかかわらず実際に細胞障害には至らしめない抗体のことをAccommodated抗体とよんでいる。今までもわれわれはこのような抗体の種類についての同定を推し推めてきた。抗体がドナー抗原に向いているにもかかわらず、どのような移植後の構造的な変化を経て組織障害性の全くない抗体に変貌していくのかを、化学的あるいは、病理的な手法をへて解析してきた。移植患者体内で産生されるAccommodated抗体について平成19年度20年度を通じて解析している。平成20年は特にこの抗体のもう特性について解析する。パパイン分解によって生じた抗体の可変部位についてさまざまな抗原と反応させることによって抗体が産生された後に獲得する抗原に対する免疫学的な寛容性について研究する。また糖鎖である血液型抗原が抗原提示細胞によって直接T細胞に認識されるT-B細胞の相互作用についてCD40-40Lの認識機構を含めて解析を行う予定である。血液型不適合移植時に障害となる免疫学的因子は抗血液型抗体の存在である。血液型抗体は10歳までの間に大腸菌などの体内細菌に反応して作られる自然抗体である。すなわち抗体のサブクラスとしてはIgMに属するといわれる。既存抗体として生まれながらにしてヒトはこの抗体を有しているために血液型を超えた臓器移植時には抗体関連を伴うはげしい拒絶反応に見舞われる。すなわちこのような移植を施行する際には移植前にできるだけ低抗体価まで下げておくことが必要であった。抗血液型抗体は基本的にIgMサブクラスに属すると考えられている。しかし同時にIgGの存在は明らかであり特に血液型O型のレシビエントの体内に存在する血液型抗体はそのほとんどはIgGサブクラスである。そこで血液型不適合移植を施行した後に産生される抗血液型抗体の種類を再度解析することによって抗体別による拒絶反応との関連性、さらにこのような抗体を産生するリンパ球の種類を分析しレシビエント対内に起こる免疫反応、免疫抑制剤の寄与を解析することを目指した。血液型不適合移植後に拒絶反応をおこし移植腎にまで至る患者および起こさないで成功生着に至る患者では全く異なる液性の免疫反応が起こっていることを解明した。臓器移植で問題になる免疫学的障害はヒトの場合は血液型抗体と抗HLA抗体である。前述のような比較的理解しやすい血液型抗原と抗体の拒絶反応時の機序の解明より最終的にはさらなる抗HLA抗体の解明へとつながることが期待されと思われる。今後はHLA抗原と抗HLA抗体について解明を進める。HLA抗原は蛋白であり抗体との結合を調べる上で塩基配列が重要である。塩基配列をさらに明らかにして抗原抗体反応の結合の場である塩基相補部位(CVR)を基に反応しやすい抗原及び抗体の構造を明らかにしたい。
触媒的窒素固定反応における超触媒の開発と機構解明

平成29年度は架橋窒素分子の切断反応を鍵段階として進行する新しい反応経路による触媒的アンモニア生成反応の開発に成功した。PNP型ピンサー配位子を持つモリブデントリヨード錯体を触媒として用いて、デカメチルコバルトセンを還元剤として、コリジンの共役酸をプロトン源として利用した常温常圧の極めて穏和な反応条件下で進行する触媒的アンモニア生成反応を見出した。この反応系では、触媒のモリブデン原子当たり415当量のアンモニアが生成することが明らかになった。常圧の窒素ガス雰囲気下でモリブデントリヨード錯体を2当量の還元剤と反応させることで2電子還元を行うと、対応するニトリド錯体生成すること及び生成したニトリド錯体を還元剤及びプロトン源と反応させることでアンモニアが定量的に生成した化学量論反応の検証結果を踏まえると、窒素架橋二核錯体の生成と引き続く架橋窒素分子の切断反応による対応するニトリド錯体の生成が効率的な触媒反応進行の鍵であることは明かである。更に、鍵段階である窒素架橋二核錯体の架橋窒素切断反応の化学量論反応に関しては、DFT理論計算を行うことで、室温で速やかに進行する反応であることを確認すると共に、反応中間体に関する情報を入手することができた。理論計算の検討の結果は、架橋窒素分子の切断反応は、モリブデン中心の酸化数がI価の時にのみ特異的に進行し、モリブデン中心の酸化数が0価やII価の場合には進行しないことを示している。高活性な触媒的アンモニア生成反応の開発に繋がる新しい反応機構を経由する触媒的アンモニア生成反応の開発に成功した。化学量論反応の検討やDFT理論計算を行うことで架橋窒素分子の切断を鍵段階として進行する触媒的アンモニア生成反応であることを明らかにした。本研究成果は次世代型アンモニア生成反応の開発に直結する興味深い研究成果である。平成30年度は新しい反応機構を経由する触媒的アンモニア生成反応について、より詳細な検討を行い、より高活性は反応系に開発に取り組む。具体的には触媒であるモリブデン錯体のピンサー配位子上の置換基効果について検討を行い、電子供与性基と電子求引性基のどちらが触媒活性を向上させるかについて知見を得る予定である。また、触媒反応の速度論的検討を行い、触媒、還元剤、プロトン源に関する反応次数を決定し、反応機構に関する詳細な知見を得る予定でもある。
新しい金属錯体システムに基づく高効率フォトン・アップコンバージョンの実現

本研究は、低強度の励起光で高効率なフォトン・アップコンバージョンを達成することを目的としている。本年度は酸素耐性をもったフォトン・アップコンバージョンを達成するため、ポリマー中への分散を試みた。アクセプターの分子構造を系統的に変化させ、酸素バリア能を有するポリマー中に高濃度に分散させることを試みた。その結果、10 wt%以上の非常に高濃度条件においてもポリマーから色素が相分離することなく、均一に分散することを見出した。得られたドナー・アクセプター分散フィルムの光学測定を行ったところ、興味深いことに空気中においてもフォトン・アップコンバージョン発光を示すことが明らかとなった。一般的に励起三重項は空気中の酸素分子により失活されてしまうため、空気中でフォトン・アップコンバージョンは消光してしまう。一方、本研究においては酸素バリア能が高いポリマー中に分散することにより、この問題を解決することができた。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、非常に低強度の励起光で高効率なフォトン・アップコンバージョンを達成することを目的としている。本年度は、可視光を紫外光に変換するための新規な材料合成とその評価を行った。紫外光に発光を持つ配位子を用いて多孔性錯体骨格を構築した。その錯体骨格を合成する際に可視光を吸収する三重項増感剤を共存させることで、錯体骨格中に三重項増感剤を導入することができた。得られた複合体に可視光を励起したところ、紫外域にアップコンバージョン発光を観測した。このアップコンバージョン発光は太陽光程度の非常に弱い励起光強度から比較的高い効率を示すことが分かった。すなわち、世界で初めて、太陽光程度の非常に弱い光強度において、可視光から紫外光へのアップコンバージョン効率を最大化することに成功した。紫外域に蛍光を示すターフェニルジカルボン酸を合成し、これを配位子として亜鉛イオンと錯形成することにより、紫外光発光を示す多孔性金属錯体の合成に成功した。この錯体の合成時に三重項増感剤であるイリジウム錯体を共存させることで、多孔性金属錯体の細孔中にイリジウム錯体を取り込ませることができた。得られた複合体を緑色のレーザー光で励起したところ、紫外域にアップコンバージョン発光を示すことが分かった。このアップコンバージョン発光の励起光強度依存性を検討したところ、太陽光程度の数mW/cm2の光強度からアップコンバージョン量子収率が最大化されていることが分かった。以上により、当該研究は順調に進展していると言える。本年度は、赤色光を青色光に変換するための新規な色素設計・合成とその評価を行った。S-T吸収を示す金属錯体を三重項増感剤とすることで、系間交差に伴うエネルギーロスを無くすことができる。この戦略に基づき、新しい三重項増感剤として赤色光領域に吸収を持つOs錯体を合成し、青色に発光するアントラセン誘導体(DPA)と組み合わせたところ、赤色光を青色光に変換することに成功した。通常は系間交差のエネルギーロスのために赤色光で励起してDPAを増感することは困難であるが、S-T吸収型ドナーを利用することによりこの困難を解決できた。本年度はS-T吸収を示す金属錯体を合成し、赤色を青色に変換する新規なアップコンバージョン系の構築に成功し、これまで困難であった赤色光励起によるDPAからの青色発光を達成した。また、Os錯体ドナーとDPAアクセプターの混合溶液をキャスト乾燥することにより固体サンプルを調整したところ、固体状態においても赤色光を青色光に変換することに成功した。しかし、固体状態でのアップコンバージョン効率は高くなかったため、改善する必要性が明らかとなった。得られた成果を国際学会11th SPSJ International Polymer Conference (IPC2016)で報告した。ドナー分子であるイリジウム錯体にカルボン酸を修飾し、それを骨格中に埋め込むという新しい戦略により、三重項の増感効率を向上させ、最大化された量子収率を更に向上させることを試みる。また、得られた知見を近赤外から可視光へのアップコンバージョンに一般化することで、低強度からアップコンバージョン量子収率を最大化するための材料設計・合成を進める。得られた一連の複合体を酸素バリア能を有するポリマー中に分散し、空気中で機能するフィルム材料を創出することも試みる予定である。固体状態でのアップ

コンバージョン効率の向上のため、アクセプター分子およびその集合構造の設計を行っていく。金属イオンとの配位結合形成や、ポリマーマトリックスへの分散化などを通じ、アクセプターを適切な距離に配置する。その中にドナー分子を均一に分散させることで、固体状態において高効率にアップコンバージョンを発現することを目指す。また、励起三重項は酸素により消光されるため、得られた固体材料の空気中における酸素体制についても評価する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
実物教材の観察・操作・作成による数学授業の空間認識力向上プログラムの開発

<研究目的>本研究の目的は,立体模型や結び目理論※を基にした図形を実際に観察・操作・作成することで,生徒の空間図形に対する見方,考え方,表現力(=空間認識力)を育成するプログラムを開発し,空間図形をとらえる力を高める効果があることを実証することである。※結び目理論...位相幾何学の学問分野に属し,他の数学のいろいろな分野や量子統計力学などの数理物理学とも関連して研究されている。結び目の場合は複雑になっても交点数が増えるだけで表現できるため,空間図形を容易に描きながら, 3次元空間の位置関係をイメージし,探究活動をすすめることができる。<研究方法>1空間図形の見方に関する生徒の実態調査を授業実践より前に行う。2 1単元12時間編成で計画し,実践する。以下は具体的な題材と簡単な概要である。(1)図形の通過...「立方体は自身よりも大きな立方体を通過させることができるか」という課題に取り組む。課題を具現化したモデル(立体模型)の作成を目指す。(2)立って見える図形...平面上に描かれているが,立体であるかのように見える図形の作成を目指して探求する。平面上と空間上の図形の見え方の違いをとらえる。(3)立体交差...平面に描かれた図形を空間でとらえ直す課題である。立体交差が逆転して見えるのはどのような図形かを考察し,平面に表現し直す。3授業実践後に,実践前の実態調査と同様の調査を行い,比較することで効果測定をする。<研究成果>1効果測定より,本実践によって空間認識力が向上したと認められる結果が得られた。2実物教材を扱うことで,表現力だけでなく興味・関心も高まったと考えられる。3一部の題材について,理解や考え方が難解なものがあり,題材を再考する余地がある。
溶融珪酸塩の構造に及ぼす3価金属酸化物の影響

本研究は,溶融あるいはガラス状珪酸塩の構造に及ぼすAl_2O_3やGa_2O_3等,両性金属酸化物の影響を解明することを目的としている.Al_2O_3が珪酸塩構造に及ぼす影響については,種々の仮定の上ではあるが,おおよそ珪酸陰イオンの形態についての知見を得ることができた. (文献,金属学会誌, 48(1984)11791186)そこで, Al_2O_3の換わりに同族であるGa_3O_3を添加した場合の構造変化を解析し, Al_2O_3の影響を考察した時に,使用した仮定や論理の可否,及び, Ga_2O_3/MeO>1(MeO修飾金属酸化物)の組成領域での考察を行った.各種珪酸塩にGA2O3を添加した試料の粘度測定を行った結果, Al_2O_3添加の場合と,全く同様の論理で解析することができた.(文献,金属学会誌, 51(1987)3号)この結果から,酸素を4配位するGaイオンの割合X^<Ga>を求めることができた.そこで,光電子分光法(XPS)を用いてMeO(MeO=Li2O, Na2O, MgO, CaO, BaO)-SiD_2-Ga_2O_3系珪酸塩ガラスのO/Sスペクトルを測定し,各種酸素イオンの分離定量を行い,以下に示す結果を得た.1)Ga_2O_3を含む珪酸塩のO/Sスペクトルを, O0, O-, Si-O-Ga及びGa-O-Ga結合の4種類の酸素イオンで解析を行うことができ, Al2O3を含む珪酸塩の構造解析を用いた方法と全く同様に,諸物性値や赤外線吸収スペクトルの測定結果及び電荷バランスを考案して算出した計算値とかなり良く一致した.2)Ga_2O_3を含む系では, Al_2O_3系で作成することができなかったモル比Ga_2O_3/MeO≧1組成領域の測定が可能であった.その組成領域では, MeO量より過剰に存在するGa_2O_3中の酸素4配位Ga^<3+>イオンの存在割合に補正係数(Kga)を導入し,さらに,その過剰なGa2O3中のGa3+イオンが形成するGaO_44面体の不定電荷の補償をGa(6)イオンが行うと仮定した.以上の仮定のもとに算出した各種酸素イオンの存在割合は, Olsスペクトルの解析値とかなり良く一致した.本研究は,溶融あるいはガラス状珪酸塩の構造に及ぼすAl_2O_3やGa_2O_3等,両性金属酸化物の影響を解明することを目的としている.Al_2O_3が珪酸塩構造に及ぼす影響については,種々の仮定の上ではあるが,おおよそ珪酸陰イオンの形態についての知見を得ることができた. (文献,金属学会誌, 48(1984)11791186)そこで, Al_2O_3の換わりに同族であるGa_3O_3を添加した場合の構造変化を解析し, Al_2O_3の影響を考察した時に,使用した仮定や論理の可否,及び, Ga_2O_3/MeO>1(MeO修飾金属酸化物)の組成領域での考察を行った.各種珪酸塩にGA2O3を添加した試料の粘度測定を行った結果, Al_2O_3添加の場合と,全く同様の論理で解析することができた.(文献,金属学会誌, 51(1987)3号)この結果から,酸素を4配位するGaイオンの割合X^<Ga>を求めることができた.そこで,光電子分光法(XPS)を用いてMeO(MeO=Li2O, Na2O, MgO, CaO, BaO)-SiD_2-Ga_2O_3系珪酸塩ガラスのO/Sスペクトルを測定し,各種酸素イオンの分離定量を行い,以下に示す結果を得た.1)Ga_2O_3を含む珪酸塩のO/Sスペクトルを, O0, O-, Si-O-Ga及びGa-O-Ga結合の4種類の酸素イオンで解析を行うことができ, Al2O3を含む珪酸塩の構造解析を用いた方法と全く同様に,諸物性値や赤外線吸収スペクトルの測定結果及び電荷バランスを考案して算出した計算値とかなり良く一致した.2)Ga_2O_3を含む系では, Al_2O_3系で作成することができなかったモル比Ga_2O_3/MeO≧1組成領域の測定が可能であった.その組成領域では, MeO量より過剰に存在するGa_2O_3中の酸素4配位Ga^<3+>イオンの存在割合に補正係数(Kga)を導入し,さらに,その過剰なGa2O3中のGa3+イオンが形成するGaO_44面体の不定電荷の補償をGa(6)イオンが行うと仮定した.以上の仮定のもとに算出した各種酸素イオンの存在割合は, Olsスペクトルの解析値とかなり良く一致した.本研究は、溶融あるいはガラス状珪酸塩の構造に及ぼす【Al_2】【O_3】や【Ga_2】【O_3】等、両性金属酸化物の影響を解明することを目的としている。【Al_2】【O_3】が珪酸塩構造に及ぼす影響については、種々の仮定の上ではあるが、おおよそ珪酸陰イオンの形態についての知見を得ることができた。(文献、金属学会誌、48(1984)11791186)

そこで、【Al_2】【O_3】の換わりに同族である【Ga_2】【O_3】を添加した場合の構造変化を解析し、【Al_2】【O_3】影響を考察した時に、使用した仮定や論理の可否、および【Ga_2】【O_3】/MeO>1/MeO修飾金属酸化物)の組成領域での考察を行った。各種珪酸塩に【Ga_2】【O_3】を添加した試料の粘度測定を行なった結果、【Al_2】【O_3】添加の場合と、全く同様の論理で解析することができた。(文献、金属学会誌51(1987)3号)この結果から、酸素を4配位するGaイオンの割合【X^(Ga)】を求めることができ、その値は、修飾酸化物の塩基が強いほど大きくなることが判った。また、【Ga_2】【O_3】/MeO>1の組成領域では、MeOと等モルの【Ga_2】【O_3】に対しては【X^(Ga)】の割合のGaイオンが酸素4配位し、MeOよりも過剰の【Ga_2】【O_3】は【KX^(Ga)】(K=0.56)の割合のGaイオンが酸素を4配位し、4配位することによる不定電荷の補償は、6配位Gaイオンが行うと仮定すると、非常に良く粘度測定結果を整理することができた。そこで、粘度測定に用いた試料について、含有する元素についてそれぞれ光電子分光分析(XPS)を行ない、OlsスペクトルをSi-O-Si、Sl-O-Me、Si-O-GaおよびGa-O-Ga結合の酸素イオンに汲形分離し、それら各酸素イオンの存在割合を定量した。一方、前述粘度測定結果より求められた、【X^(Ga)】,【KX^(Ga)】の値、赤外線吸収スペクトルなどの結果および、電荷バランスを考慮して推定した仮定の基に、各酸素イオンの存在量を算出した結果、実測値と非常によく一致する結果が得られた。これは、解析に用いた仮定の妥当性を示唆するもので、珪酸塩ガラス中における酸素イオンの結合形態をかなり明確にすることができた。
Atkinのp進保形式に関する予想とMoonshine

p進保型形式に関するAtkinの予想は、一般的性質の期待できない重さ0の保型形式であるmodular不変量に関してもp進的に見ればHecke作用素の同時固有関数とみなせるという著しい予想であるが、この現象をとらえる範疇としては、種数0の数論的不連続群に関する一般化されたmodular不変量の無限遠点でのフーリエ展開の係数に関する同様な予想にまで拡張して考えるのが適切で、これはmoonshineと呼ばれるConway-Nortonらの一連の予想と関連があることがわかってきた。特にReplication formulaと呼ばれる一連の予想は証明の本質的部分に関わって現れる。p=13の場合は小池先生の論文で解決し、その方法を拡張してやることでp=2の場合は筆者の論文によって解決した。今年度は科研費補助金により小池先生との情報交換も含め多くの方との論議を行うことができ、p=3の場合は、0.Kolbergの結果を用いる事でp=2の場合とほぼ同様の結果を得ることができた。(発表予定)また他の素数進法の場合にはどのようになっているのかを調べるには、肥田先生のp進保型形式とp進Hecke作用素の理論が役立つものと思われる。この理論の大切な部分にHecke作用素のordinary partという考え方があり、これはおそらくAtkin予想の一般的解決にも役立つものと思われる。これについては引き続き研究を継続する。
DNAの損傷除去を決める塩基配列特異性の作用機序解明に向けた量子化学的挑戦

ヒトが放射線を浴びるとDNAは損傷を受けるが、その損傷形態は一様ではなく、さらにDNAを取り囲む体内の水和環境が内包するカチオン種も多様である.健康なDNA塩基配列に対し、既往の実験で提唱されている損傷が除去されるDNA塩基配列、損傷が残存してしまうDNA塩基配列の3次元構造を、分子夾雑な水和環境と共に大規模な量子ダイナミクスを適用し再現する.DNAヘリカル構造の骨格ゆがみと、塩基配列との相関を、塩基配列群を網羅的に解析する事で探る.基質-酵素間で誘導適合時に成立する基質特異性のメカニズムが、DNAと酵素間に塩基配列特異性として同様に当てはまる可能性を検証する.ヒトが放射線を浴びるとDNAは損傷を受けるが、その損傷形態は一様ではなく、さらにDNAを取り囲む体内の水和環境が内包するカチオン種も多様である.健康なDNA塩基配列に対し、既往の実験で提唱されている損傷が除去されるDNA塩基配列、損傷が残存してしまうDNA塩基配列の3次元構造を、分子夾雑な水和環境と共に大規模な量子ダイナミクスを適用し再現する.DNAヘリカル構造の骨格ゆがみと、塩基配列との相関を、塩基配列群を網羅的に解析する事で探る.基質-酵素間で誘導適合時に成立する基質特異性のメカニズムが、DNAと酵素間に塩基配列特異性として同様に当てはまる可能性を検証する.
InSilico再構成による生化学振動子を中核とした生物時計の機能解析

シアノバクテリアの概日時計試験管内再構成系に関して、InSilica再構成を目指して生化学的、理論的検討を行った。以下の5つの結果を得た。1)シアノバクテリア概日時計の中心振動体はkaiCリン酸化リズムであり、試験管内で再構成できると2005年に報告した。このリズムは溶媒内のATP濃度を調節してやる事により従来報告されているよりも長期間(10日間)にわたって振動することを発見した。2)位相の異なるKaiCリン酸化リズム試験管内再構成系は試験内の溶液の混合によっても、リズムが消失する事無く急速に同期した。また、同期に重要な位相(StrongPhase)が存在しその位相は他の位相のリズムを引き込み同期させることがわかった。3)位相の引き込みにはKaiCタンパク質間のコミュニケーションが重要であるが、このコミュニケーションを担っているのはKaiC単量体であり、単量体の交換反応(モノマーシャッフリング)がStrongPhaseで起こっている事が明らかになった。4)KaiCリン酸化リズムが概日時計としての機能をもっているのならば、外界からの周期的な刺激に同調する事が重要である。温度変化のサイクルに対してKaiCリン酸化リズムが同調可能である事を示した。5)温度サイクルへの同調現象に対して、周期の温度補償性(温度不感受性)とどのように両立させる事ができるのかという問題に対して、温度変化に対して位相変化が起こるというモデルを提出した。計算機上におけるモデル化により、同調範囲の予測を行い実験と理論の比較を行った。以上の結果は、従来生物学の一分野として、生体・細胞を用いて観察されてきた体内時計の研究を試験管内の少数の種類による分子からなる反応に縮約し解析する事で、より物理的に理解をしようとする試みであり画期的である。シアノバクテリアの生物時計は時計タンパク質KaiCのリン酸化振動が主要な役割を果たし、このリズムがゲノムワイドな転写活性のリズムを引き起こしていることが知られてきた.また近年,このリン酸化振動はKaiA, KaiBタンパク質と試験管内で再構成されることがわかった.マクロな生物時計の諸性質がミクロな化学反応である再構成系を通して説明できるかどうかを検討するため,様々な生化学的パラメータの検討を行い,次の知見を得た.1)再構成系のリン酸化振動は幅広い温度範囲で周期が変化せず,温度補償性を有していた.これはシアノバクテリア生体内の生物時計と一致する.またさまざまな周期の温度サイクルに対して,同調することも確認された.2)KaiA, KaiBの量比を検討することで18h-30hの周期のリン酸化サイクル糞再構成できた.この結果はKaiCリン酸化振動の由来を数理モデルを立てて検証する上で役に立つと考えられる.3)さまざまな位相の再構成系を混合してみたところ,振幅が小さくなることなく振動が継続することが分かった.これは再構成系内部に強い同期機構が存在することを意味する.すなわち再構成系は位相をばらつかせるような刺激(KaiCの合成など)に対して抵抗する性質を備えていると考えられ,ひいては生物時計の安定性に寄与していると予想される.また,同期メカニズムに関してはKaiC六量体間の単量体の交換であることを免疫沈降法などにより確認した。
老化と歯の喪失が顎骨の変化に及ぼす影響に関する研究

歯科臨床において、顎口腔機能の回復を目的とした欠損補綴を行う際には顎骨の形態や骨量が重要である。一方、高齢化社会の到来とともに、老化および閉経に伴う骨量の減少(骨粗鬆症)が問題となっている。しかしながら、加齢や歯の喪失が顎骨に与える影響については、明らかにされていない。顎骨の吸収には全身的、局所的な因子が関連していると考えられているがその詳細は明らかにされていない。そこで我々は、閉経後の骨粗鬆症モデルである卵巣摘出(OVX)ラットを用いて下顎骨のBMDを測定し、老化や歯の喪失(EXT)が顎骨の変化に及ぼす影響について検討した。DEXAを用いた骨塩量の解析の結果、下顎骨全体のBMDはOVX群、対照群間で有意な差はなかったが、下顎頭部に限局してBMDを測定すると、OVX群は対照群に比較して有意に減少していることが明らかになった。さらに、臼歯部における、限局した部位での海面骨骨塩量をpQCT法により測定すると、OVX群では、それが有意に減少していた。しかし、皮質骨に関しては、同部位において差は見られなかった。一方、上顎右側第一大臼歯を抜去したEXT群と対照群との比較では、EXT群において下顎頭の部位におけるBMDが減少傾向にあったが、有意な差は確認されなかった。以上の結果から、卵巣摘出によるエストロジェン欠乏下においては、皮質骨は大きな影響は受けないものの、海綿骨の減少は比較的皮質骨の多い下顎骨においても観察されることが明らかとなった。したがって、全身的な因子であるエストロジェン欠乏による骨粗鬆症は、皮質骨が多く比較的に海綿骨量の少ない下顎骨にも影響を及ぼすことが示唆された。また、上額第一大臼歯の抜去による下顎骨への影響については、今回の実験においては有意ではなかったが、今後、さらなる検討が必要だと考えている。一方、骨形成または骨吸収を制御する因子についても研究を進め、ラット骨髄ストローマ細胞初代培養系を確立し、骨芽細胞の増殖及び分化の過程を明らかにしてきた。現在、骨形成促進因子について検索中である。加齢や歯の喪失が顎骨に与える影響については骨形態計測学的な検討や骨塩量測定による評価がされているもののいまだ不明な点が多い。また、骨粗鬆症は老化および閉経とともに進行することも知られている。そこで、閉経後骨粗鬆症の実験的モデルある卵巣摘出ラットを用いて、老化や歯の喪失が顎骨の変化に及ぼす影響について検討した。実験方法13週令SDラットに卵巣摘出術(OVX)あるいは偽手術(SHAM)を行った。また、OVX、SHAM群その半数の上顎右側第一大臼歯を抜歯(ext)し、これらのラットをpair feeding法により飼育した。109日間飼育後ラットを屠殺し、下顎骨および大腿骨の骨塩量をDEXA法(DCS-600a;アロカ社)により測定した。平成8年度の結果屠殺時の体重はpair feedingの結果OVX,OVX ext,Sham,Sham ext群間で差は認められなかった。大腿骨BMDはOVX群で有意に減少していた。しかし、下顎骨全体のBMDはOVX、Sham群間で差はなかった。

また切歯部のBMDにもOVX,Sham群間で差はなかった。一方、下顎頭部に限局してBMDを測定すると、OVX群はSham群に比較してBMDが有意に減少していた。一方、抜歯の影響を検討すると、Sham ext群の骨塩量はSham群に比較して減少傾向にあった。考察および結論下顎骨は大腿骨と比較して海綿骨量が少ないため、DEXA測定によりOVXによるBMDの差は認められなかったものと思われる。また切歯ならびに臼歯が存在するために、DEXA法による差が生じにくかったことも考えられる。しかし今回の結果から海綿骨が比較的多い下顎頭部に限局した部位におけるBMDは、エストロジェン欠乏下で有意に減少することが明らかになった。また、下顎の骨塩量が抜歯により減少傾向にあることから、抜歯も顎骨の塩骨量に影響を与える因子となりうることが示唆された。歯科臨床において、顎口腔機能の回復を目的とした欠損補綴を行う際には顎骨の形態や骨量が重要である。一方、高齢化社会の到来とともに、老化および閉経に伴う骨量の減少(骨粗鬆症)が問題となっている。しかしながら、加齢や歯の喪失が顎骨に与える影響については、明らかにされていない。顎骨の吸収には全身的、局所的な因子が関連していると考えられているがその詳細は明らかにされていない。そこで我々は、閉経後の骨粗鬆症モデルである卵巣摘出(OVX)ラットを用いて下顎骨のBMDを測定し、老化や歯の喪失(EXT)が顎骨の変化に及ぼす影響について検討した。DEXAを用いた骨塩量の解析の結果、下顎骨全体のBMDはOVX群、対照群間で有意な差はなかったが、下顎頭部に限局してBMDを測定すると、OVX群は対照群に比較して有意に減少していることが明らかになった。さらに、臼歯部における、限局した部位での海面骨骨塩量をpQCT法により測定すると、OVX群では、それが有意に減少していた。しかし、皮質骨に関しては、同部位において差は見られなかった。一方、上顎右側第一大臼歯を抜去したEXT群と対照群との比較では、EXT群において下顎頭の部位におけるBMDが減少傾向にあったが、有意な差は確認されなかった。以上の結果から、卵巣摘出によるエストロジェン欠乏下においては、皮質骨は大きな影響は受けないものの、海綿骨の減少は比較的皮質骨の多い下顎骨においても観察されることが明らかとなった。したがって、全身的な因子であるエストロジェン欠乏による骨粗鬆症は、皮質骨が多く比較的に海綿骨量の少ない下顎骨にも影響を及ぼすことが示唆された。また、上額第一大臼歯の抜去による下顎骨への影響については、今回の実験においては有意ではなかったが、今後、さらなる検討が必要だと考えている。一方、骨形成または骨吸収を制御する因子についても研究を進め、ラット骨髄ストローマ細胞初代培養系を確立し、骨芽細胞の増殖及び分化の過程を明らかにしてきた。現在、骨形成促進因子について検索中である。
ベルリン・ダダイズムの文学作品における文学的技法の研究

ベルリン・ダダイズムの中心的な芸術家のグロッスとメーリングの共同作業に注目し、作品の分析を行った。一方の極に、伝統を破壊する新しい技法、すなわち同時進行の原理や、独特のコラージュ技法を駆使している作品があるのに対して、他方の極には、伝統的な技法を継承し、大衆的な歌謡や一枚絵に近い方向があることが確認できた。ダダイズムの芸術家が否定したのは、旧来の芸術評価における固定的なカノン(規範)である。これに対して彼らは、民衆的・通俗的な芸術の意外性・革新性を取り入れて、芸術の在り方を転換しようとしたのである。ダダイズムの生産的な面を明らかにした点が研究の大きな成果である。ベルリン・ダダイズムの中心的芸術家であったジョージ・グロッスとヴァルター・メーリングについて資料収集し、ベルリン・ダダイズムの主要活動期間である1917-1920年頃に創作された作品について詳しく分析した。グロッスの場合は主として雑誌『ノイエ・ユーゲント』およびマック出版社発行の諸雑誌に発表された大都市をテーマとする詩作品が研究の対象となるが,画家として描いた美術作品における立体派的な側面、つまり多次元性、同時進行性などが,文学作品の中にも技術上の主要な傾向として表現されていることが判明する。メーリングの場合は、「シャル・ウント・ラオホ」に出演して発表したキャバレー・ソングが今回の研究の対象作品となるが,これらは素材として第一次世界大戦終了時の大都市ベルリンの混乱した社会状況を取り上げており、ここでも未来派的な同時進行性が表われている。こうしたベルリン・ダダイズムの技法は、当時のベルリンの社会状況と密接な関連にあることが明らかになってきた。平成19年度はこの二名の芸術家の主要詩作品を個別的に分析して。きたが,今後、平成20年度は時間的経過に従って、主要作品を位置づけ、ベルリン・ダダイズムの特徴をまとめたい。1918年1月のヒュルゼンベックの「ダダ演説」から、1920年6月の「国際ダダ見本市」まで、ベルリンのダダイストたちの主要な行動時期はきわめて短いものであったが、彼らは多くの新しい実験的な芸術を試み、大きな反響を巻き起こした。とりわけグロッスとメーリングはこの運動の中核的メンバーとして生産的に活動し、雑誌「誰もが自分のフットボール」、「破産」、「大まじめ」などでほとんど毎号にわたり作品を発表している。今回の研究では、これらの雑誌に発表されたメーリングの詩とグロッスの素描が同一のテーマを扱っており、それぞれがお互いに作品の内容を解説しあう関係にあることを解明した。作品を具体的に検討する中で、同時進行の原理や、独特のコラージュ的技法を駆使している作品が一方の極を形成しているのに対して、他の極には、伝統的な技法を用い、大衆的な歌謡や一枚絵に近い方向があることが明確となった。典型的なダダ芸術の特徴であるモザイク風の手法は主としてドイツ全体の混乱した社会をテーマにしているときに用いられている。これに対して個々の社会的問題を取り上げ、読者にメッセージを強く訴えようとするときは、伝統的・大衆的な歌謡や素描の技法がおおむね貫かれている。一般に芸術史・文学史では、ダダイズムが既成の芸術的方法をすべて破壊したかのように記述されることが多いが、個別の作品を具体的に観察すると、多くの局面で伝統的な技法が活用されていることが判明した。本研究の成果は、以上の観点からの芸術史上のダダイズムの再評価・再検討が必要であることを明らかにし、今後のダダイズム研究の方向性を示したことである。
ω-ヒドロキシアリルアルコール類の直接的脱水型不斉環化反応

光学活性環状エーテルは、天然物に多く見いだされる骨格である。エーテル合成法は古くから知られているものの、化学量論量の反応剤を必要とする、反応条件が温和でないなど非効率である。ジオールを活性化することなく脱水的に、求電子部や求核部の構造適用範囲も広く、高い収率かつエナンチオ選択性で環状エーテルへと変換できれば、理想的な合成手段となろう。本研究では、これらを満足する新しい触媒的不斉合成法の開発を目指した。これまでに当研究グループでは、微量のカチオン性CpRu-2-キノリンカルボン酸混合触媒を用いるω-ヒドロキシアリルアルコールの環状アリルエーテルへの脱水的変換反応を起点に不斉反応化に挑み、新規光学活性配位子Cl-Naph-Py-COOHを見いだした。本触媒系の有用物質合成への応用、本触媒系の機構解明研究に着手した。有用物質合成において対象となる化合物候補は限りないが、まず、ビタミンEの効率的合成に着手した。本手法の応用によって重要合成中間体であるクロマノール誘導体をエナンチオマー比97:3で得ることができた。今後の展開が期待される。テトラヒドロフラン骨格が二つ連結したアセトゲニン類にも着目し、メソ型テトラオールを基質とした非対称化に展開した。四つの不斉点を一反応によって制御できる本触媒的非対称化法により、キラル合成鍵中間体の供給が可能となった。後者においては、基質構造/活性相関、配位子構造/活性相関、[CpRu(II)QAH]PF6(QAH:キナルジン酸)触媒を用いるアリル化反応で得られたいくつかの予備的実験から、本反応は「レドックス介在型ドナー・アクセプター二官能性触媒(RDACat)」の機構が働いていると推測している。核磁気共鳴分光実験、X線結晶構造解析、構造/活性/選択性相関、DFT計算、速度論実験等をおこない、反応中間体の構造とそれらのエネルギー関係を推定した。RDACat機構が働いて、反応は「内部方向への脱水」と「NuHの内部攻撃」の経路で進行する考えに矛盾はない。これまでに当研究グループでは、微量のカチオン性CpRu-2-キノリンカルボン酸混合触媒を用いて、ω-ヒドロキシアリルアルコールを高収率で対応する環状アリルエーテルに変換できることを見出した。この新反応の合成的有用性をさらに高めるべく、以下の項目に焦点をおいて、研究を進めた。i)2-ピリジンカルボン酸を基本とする様々なアキラル配位子を用いた配位子構造・活性相関の結果をもとに、光学活性配位子を設計し、配位子ライブラリを構築した。特にピリジン6位にアリール基を導入した軸性キラリティーをもつ配位子に着目した。まず、アリール基として2-クロロナフタレン-1-イル基を取り上げて、系統的な配位子合成を指向した合成経路を確立し、大量供給可能な合成経路を確立できた。その方法論を基盤に各種誘導体も合成することができた。ii)配位子ライブラリを基盤に、標準反応条件のもと、配位子構造-活性・選択性相関を確認した。置換基効果から触媒機能向上のための指針が得られた。反応活性の高い触媒系をとりあげて、基質濃度、反応溶媒、温度、基質触媒比など反応条件を最適化した。次に基質一般性を調査した。最適条件において、アリル基の置換様式について検証した。具体的には、β位、γ位への各種置換基を導入した。求核部ヒドロキシ基について、立体要請度および求核性が反応に与える影響を確認した。標準の一級アルコールおよび三級アルコール、高酸性度、低求核性のフェノール性基質を取り上げた。これらをパラメータとし系統的に基質一般性を調査した結果、β位、γ位に置換基を導入できるほか、求核部に一級、二級、三級アルコール、フェノールのいずれももちいることができ、従来にない高い基質一般性を示すことがわかった。

後者においては、基質構造/活性相関、配位子構造/活性相関、[CpRu(II)QAH]PF6(QAH:キナルジン酸)触媒を用いるアリル化反応で得られたいくつかの予備的実験から、本反応は「レドックス介在型ドナー・アクセプター二官能性触媒(RDACat)」の機構が働いていると推測している。核磁気共鳴分光実験、X線結晶構造解析、構造/活性/選択性相関、DFT計算、速度論実験等をおこない、反応中間体の構造とそれらのエネルギー関係を推定した。RDACat機構が働いて、反応は「内部方向への脱水」と「NuHの内部攻撃」の経路で進行する考えに矛盾はない。
リポ蛋白の酸化変性と血管内皮の信号応答に関する研究

動脈硬化症の初期変化をもたらす一つのきっかけは、低比重リポ蛋白(LDL)がラジカル種の攻撃で酸化変性を受け、生理的な代謝が行われなくなることにあると考えられている。しかし、具体的にLDLのどのような構造変化が血管内皮に対して異常信号として作用するのかについては、不明のままとなっている。本研究では、以下の成果をあげることができた。1.アポBの糖鎖構造と易酸化性との関係について調べた.その結果native LDLと酸化LDLで糖鎖構造に違いは認められなかったが、ある切断酵素を作用させたときにだけ、易酸化性が有意に上昇するという現象を認めた。この結果から、アポB上のある種の糖鎖が酸化防御に関わっていることが推測された。2.LDLの酸化によって生じるアポBのフラグメント解析を試みた。ところが種々のフラグメントのアミノ酸配列をホモロジー検索したところ、アポB以外のさまざまなたんぱく質が非特異的に結合していることが分かった。3.酸化LDLを血管内皮細胞に作用させ、VCAM-1のmRNAの変化を調べるという実験系の検討に入った。まず内皮細胞にIL-1を、濃度と時間を変えながら作用させ、VCAM-1のmRNAが発現する最適条件を検討した。さらにVCAM-1アンチセンスを用いたハイブリダイゼーションで、当該バンドが安定して確認できる条件を探った。その結果、IL-1および精製した酸化LDLを内皮細胞に作用させると、VCAM-1のmRNAが明らかに増加する事実を確認することができた。4.酸化によってLDLにどのような構造変化が起きるのかを確かめるべく、アポBの立体構造を解析する研究にも着手することができた。その結果、アポBの膜内でαヘリックスの束を作っている領域が5つあることを確認できた。これは、従来の生化学的な分析結果ともよく一致しており、方法の正しさが証明できたものと考えている。動脈硬化症初期変化の起るきっかけは、低比重リポ蛋白(LDL)がラジカル種の攻撃により酸化変性を受け、生理的な代謝が行われなくなるためと考えられている。しかし、LDLのどのような構造変化が血管内皮に対して異常信号として作用するのか、不明のままとなっている。本研究の目的は、(1)LDLの酸化過程を分子レベルで明らかにすること、(2)血管内皮の初期病変を引き起こす直接的なinitiatorを確定することである。また本研究課題の目的を果たすためには、上記のような分子生物学的実験の他に、LDLの立体構造を推測するための情報解析が不可欠である。本年度は研究計画に従い、まずアポBの糖鎖の意義についての解析を行った。アポBに対して各種エクソヌクレアーゼ、エンドヌクレアーゼによる糖鎖の切断を行い、易酸化性を吸光度(232nm)で調べた。その結果、MANaseIIで切断を行った際に易酸化性が有意に高くなることが分かった。このことから、アポB上のマンノースが酸化防御に関わっていることが推測された。次に、酸化LDLに対する内皮細胞の反応について解析を行った。既報に従って、酸化LDLを作成し、ヒト冠状動脈内皮細胞に作用させたところ、細胞接着分子VCAM-1のmRNAが増加する現象が確認された。既報のごとく、この接着分子が動脈硬化症のキーロールを果たしていることから、本実験系の妥当性が確認された。次年度以降、nativeLDLと酸化LDLを本実験系を組み合わせて、VCAM-1を惹起させるアポB分子のアミノ酸配列および、その立体構造を確定したい。

またその準備として、アミノ酸リピート、親水性・疎水性などのデータから、立体構造を推定するための方法論に関する情報収集も行った。低比重リポたんぱく(LDL)の酸化変性を考える際、主要成分であるアポBが重要な役割を演じていると考えられる。そこで本年度は、酸化によって生じるアポBのフラグメント解析を試みた。まず銅イオンを用いてLDLを酸化させたのち、(SDSによる)変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行い、フラグメントを二次元展開させた。各バンドを切り出し、N末端アミノ酸配列解析を行った。その結果について、解析サイトBCM Search Laucherによるホモロジー検索を行ったところ、アポB以外のさまざまなたんぱく質、たとえばアポA-I、フィブリン、α_2マクログロブリン、ハプトグロブリンなどであることが判明した。これは、多数の血清たんぱくがLDLに非特異的に結合していることを示している。そこで次に、これらの非特異たんぱくを解離させる方法について検討した。しかし、たんぱく分解酵素などは使えない。最終的に、LDLを銅イオンで"軽く酸化"させ、ゲルろ過法で精製することにより、これらを解離させることができた。もちろん、この酸化反応が、アポB自体のアミノ酸配列にも変化を与えてしまう可能性は、十分に考えられる。そこで次年度(最終年度)、この手法を用いて精製した酸化LDLに、トリプシンなどのたんぱく分解酵素を作用させた上で、改めてフラグメントを分離精製し、アミノ酸解析を行ってみたいと考えている。その結果は、前述のデータベースで検索することにより、本来の(native)アポBに由来するものか、あるいは部分的に変性したものかが、判別できると思われる。本年度は、もう1つの研究成果があった。アポBの立体構造を予測するための方法を種々検討したが、きわめて強力なアルゴリズムを見出したのである。これは、アポBが一種の膜たんぱくであることを利用したものである。つまりαヘリックスが膜を貫通する部位に着目し、親水性基が内側に、また同時に疎水性基が外側に配置される組み合わせを、総当り的に調べていくという方法である。組み合わせが膨大なため、アルゴリムズの改良が必要で、この点も次年度の課題としたい。1糖鎖配列の決定nativeLDLおよび酸化LDLの糖鎖について各種切断酵素を用いた解析を行い、構造を決定した。その結果、nativeLDLと酸化LDLの両者で差は認められなかった。2臨床的意義についての検討一連のメカニズムに関わる物質の中で臨床検査として測定可能なものの存在について検討した。その結果、preβ1-HDL、protein C、VLDL-TGなどの有用性を見出すことができた。3 LDL崩壊機序の確立および総括LDLの酸化・崩壊により多種類の非特異的たんぱく質が結合することをつきとめたことから、酸化LDLをFPLCで精製して内皮細胞に作用させる方法を確立した。また反応性の高いIL-1を濃度と時間を変えながら作用させ、VCAM-1mRNAが発現する最適条件を検討した。さらにVCAM-1アンチセンスを用いたハイブリダイゼーションで、当該バンドが安定して確認できる条件を探った。
外国人・外国企業の流入をめぐる法律問題

外国人労働者をめぐる法律問題に対する近年における関心の高まりは目覚ましいものがある。この問題に対するアプロ-チとしては、大きく分けて、外国人労働者の出入国管理のあり方を諸外国との対比において考察するもの、在留外国人労働者の国内法上の権利・義務に関して比較法的な研究を行うもの、さらに外国人労働者をめぐる差別的取り扱いの実態を社会的差別規制の一環として検討するものなどが見られる。本研究において、これらのアプロ-チを通して、外国人労働者を受け入れるための法制度の整備が、日本ではどの程度遅れているのかを具体的に確認、指摘した。第1に、外国人管理の従来のあり方である国籍の有無のみによる区別の妥当性、国籍・永住権等取得の要件の問題が挙げられる。第2に、外国人労働者が国籍によってではなく、雇用上の身分(たとえば、パ-トタイム労働者であるといったこと)によっと差別されることに現われているように、わが国の労働関係法が必ずしも外国人労働者の存在を予測していないことの問題性が指摘される。第3に、わが国企業における伝統的な取引慣行を前提として展開してきた企業関係法が外国系企業や外国人労働者(特に、管理職員の行動や意識)をその規制対象としていることが問題とされている。本研究が取り上げた論点ならびに本研究を通じて収集・分析した各種の研究成果は、必ずしも網羅的かつ完全なものとはいい難いが、外国人・外国企業の流入をめぐる法律問題が包摂する問題の広がりとそれがわが国の法制度に及ぼす影響、さらにはそれによってわが国がせまられることになる従来の制度やその運用の見直しの必要性が本研究の参加者の分野別に鮮明になったことの意義は大きいと思われる。今年度は15回の研究会を開催した。前半は、外国人・外国企業の流入をめぐって生じる社会問題、文化問題など、法律問題の背景にある問題について全員で討論することからはじめ、アメリカへの日本人移民の歴史の検討や、外国人労働者の雇用の実態の把握、それらを踏まえた上での各法分野からの問題点の紹介、分析視座の整理、批判、吟味を行った。後半は、出張による他大学の同一あるいは近接分野の研究者との意見交換、資料収集を経て、各法分野における個別問題の報告と討議を行った。その成果は、来年度(本研究は2年継続)の終わりに公表する予定の研究報告書の一部を形成するものとして、既に、民法、商法、刑法、憲法の領域で原稿が集まっている。また、一部は、横浜国立大学経済学部主催の公開講座でも公表され、近く公刊される単行本の中にも反映されている。研究経費の使途に関しては、設備備品費を、外国の最新判例を含めた日本国内外の文献の収集に用いた他、研究会レジュメの作成、原稿の校正、各研究者のデータ・ベースの交換、相互利用に資するため、パソコンの購入にも充てた。消耗品費は、パソコンソフトや、資料整理のための文具に用いた。旅費は、6名の研究者の札幌、広島等への出張に用いた。謝礼は、各研究者の収集した資料の整理や研究会での報告のまとめ、郵送資料の作成のための学生のアルバイト代として用いた。その他は、主として研究会開催通知などの通信費として用いた。この問題に対するアプロ-チとしては、大きく分けて、外国人労働者の出入国管理のあり方を諸外国との対比において考察するもの、在留外国人労働者の国内法上の管理・義務に関して比較法的な研究を行うもの、さらに外国人労働者をめぐる差別的取り扱いの実態を社会的差別規制の一環として検討するものなどが見られる。本研究においては、これらのアプロ-チを通して、外国人労働者を受け入れるための法制度の整備が、日本ではどの程度遅れているかを具体的に確認、指摘した。

第2に、外国人労働者が国籍によってではなく、雇用上の身分(たとえば、パ-トタイム労働者であるといったこと)によって差別されることに現われているように、わが国の労働関係法が必ずしも外国労働者の存在を予想していないことの問題性が指摘される。第3に、わが国企業における伝統的な取引慣行を前提として展開してきた企業関係法が外国企業や外国人労働者(特に、管理職員の行動や意識)をその規制対象としていることが問題とされている。本研究が取り上げた論点ならびに本研究を通じて収集・分析した各種の研究成果は、必ずしも網羅的かつ完全なものとはいい難いが、外国人・外国企業の流入をめぐる法律問題が包摂する問題の広がりとそれがわが国の法制度に及ぼす影響、さらにはそれによってわが国がせまられことになる従来の制度やその運用の見直しの必要性が、本研究の参加者の分野別に鮮明になったことの意義は大きいと思われる。
チベット高原における温暖化にともなう有機物分解促進メカニズムの解明

本研究の目的は、チベット高原における温暖化にともなう有機物分解促進メカニズムの解明であり、そのため、これまで申請者が継続して調査を行ってきたチベット高原北東端部に位置する青海省海北草原の高山帯で昇温実験を開始するとともに、有機物分解実験の準備に着手していた。しかし2016年に入り、研究代表者および分担者を含む日本人の現地への入境が中国当局により禁止され、それ以降は許可が下りない状況が続いており、2018年度も現地入りすることができなかった。そのため、青海省海北草原の現地調査に関しては、気象データのみ、研究協力者(北京大学:唐艶鴻教授)の協力を得て、中国人研究者に委託して気象観測を継続して行った。一方、日本国内の高標高域にある尾瀬ヶ原を本研究の代替地に選定し、2018年は本研究テーマを実施するための予備調査および準備を行った。尾瀬ヶ原には、標高1650m前後に広がる湿原と周辺には2300mを超える二つの山がある。特に尾瀬ヶ原は、土壌水分が高い高層湿原が広がっており、海北草原に広がるalpine meadowに似通った植生もみられる。本年は尾瀬ヶ原の上田代の牛首付近で植生および土壌の詳細な調査を行った。尾瀬ヶ原では約20年前に同様の調査が行われており、現状把握およびこの20年間での変化を明らかにするために、20年前と同様の調査を行った。その結果、植生はほとんど変化していない一方で、土壌堆積物表層には、尾瀬ヶ原湿原内の草本やミズゴケ以外の木本層の植物遺体(リター)が多くみられることがわかった。これは、この20年間の地球温暖化に起因する局所的な極端現象(洪水の激甚化など)が増え、その結果、尾瀬ヶ原湿原への有機物蓄積パターンが変化している可能性を示唆している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。高山生態系の温暖化に対する植物および生態系の温度感受性が、もとの温度環境によって異なるのか?を検証するために、標高差を利用した温暖化処理をチベット高原北東部の祈連山脈の調査地で実施した。具体的には、標高3200mから4200mの高山草原において、植物の生育期間が終了した2015年9月末に、高標高のミニ生態系(50x50cm,植生+土壌表層10cm)を低標高に移植した。標高差を利用した移植実験によって、元の温度+1.2°C、+2.4°Cの温度上昇区を設置した。尚、実験開始前の状況を把握するために、2015年8月に、当該地域においてポイントフレーム法による植生調査、チャンバーを用いた群落レベルのCO2交換量(光合成速度、生態系呼吸速度、土壌呼吸速度)を行い、標高毎に現状把握を行った。また中国側の共同研究者と2015年9月(北京、中国)と2016年3月(仙台、日本)に当該研究に打合せを行い、今後の研究方向性について議論した。・野外温暖化実験の2つの予定地のうち、1つで予定通りに実験を開始できた。・温暖化実験開始前に、調査地の植生、CO2動態、土壌調査を実施し、その調査結果を関連学会で発表できた。・中国側の共同研究者との議論が進み、2016年度以降の調査計画が立てられた。以上の3つから、概ね順調に進展したと判断した。本研究課題の主たる調査地(中国青海省西寧市回族自治県海北草原)の高山斜面に2015年9月末に設置した温暖化実験区において、微気象項目(深さ5cmの土壌温度、土壌水分、地上1mの気温・湿度)システムを2016年5月に設置し、それらの無人観測を開始、同年8月まで連続観測を行った。同時に、フェノロジー観測用カメラを10台用意して、フェノロジー観測を開始した。当該地域の植物の主要な生育期間である7月から8月に、標高3200m、3400m、3600m、3800m、4000mの5標高においてチャンバーを用いて群集レベルのCO2放出フラックスである生態系呼吸と土壌呼吸を測定した。これらのフラックス測定は、通常の放牧区と長期禁牧区の両区で行った。これらの結果から、土壌温度のみならず、土壌水分も標高によって大きく異なり、特に高標高域では気温と土壌温度だけでなく、土壌水分も低くなることが明らかとなった。生態系呼吸および土壌呼吸は、標高が上がるにつれて減少したが、その主な要因は温度低下であった。しかし、標高に伴う変化よりも、放牧の有無、すなわち放牧区と禁牧区間の違いの方が大きいことが明らかとなった。さらに放牧区でのこれらCO2放出フラックスの温度依存性は、禁牧区のそれよりも大きいことが明らかとなった。今日のチベット高原の高山草原では、低標高域で放牧圧が高いこと、低標高域では高標高域よりも生態系呼吸および土壌呼吸によるCO2放出速度が大きいこと、さらに低標高域では昇温にともなうCO2放出促進効果が高いことが明らかとなった。標高差を利用した野外操作実験による温暖化処理が順調に進んでいることと、関連気象観測も開始できているため。さらに、温暖化処理区以外の現状把握も終えていることから、概ね順調とした。