hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食欲・脂肪代謝調節に関係する新規生理活性ペプチドの探索

本研究の目的は、食欲調節・脂肪代謝制御に関与しているGタンパク質共役型受容体に対して、存在するべきリガンドが未だ発見に至っていない受容体を選択し、その受容体に対する新しいリガンドを探索することである。そのために、ターゲットとなる受容体を選択し、その受容体を細胞に発現させた系を使ったアッセイ系を構築した。また、アッセイの材料として入手困難な臓器のサンプリングを行い、新規生理活性ペプチドの同定、機能解析を行う。まず50種類のオーファン受容体安定発現細胞系を構築し、組織からのペプチド抽出物を用いて、細胞内カルシウム、cAMPの変動を指標とするアッセイを行った。また、最近、受容体が単独ではなく異なる受容体とヘテロダイマーを形成することによって初めて活性を示すという報告がある。そこで受容体の遺伝子組換えマウスにおいて、脂肪代謝や成長に変化のある受容体、さらに同じ組織に発現している受容体を優先的に選択し、それら受容体のヘテロダイマー安定発現細胞系を15種類構築した。ペプチド抽出材料として、宮崎は畜産県であることから、ウシ、ブタ、ニワトリなどから脊髄、骨髄、舌、妊娠子宮、膵臓、脾臓、ファブリキウス嚢など、マウス、ラットなどからは入手困難な臓器をサンプリングし、同様にアッセイを行った。その結果、これまでに見られていないフラクションから活性を得ており、現在、ペプチドの単離・同定を進めている。またそれと平行して、ホ乳類オーファン受容体に類似する、ショウジョウバエやC.elegansなどのモデル生物からも2種類の新規生理活性ペプチドを単離・同定した。これら新規生理活性ペプチドはモデル生物においても摂食行動を調節するので、今後、これらの情報を元に、食欲・脂肪代謝調節に関与するホ乳類新規生理活性ペプチドの発見へとつなげていきたい。26年度が最終年度であるため、記入しない。特に、ある決まった時期、部位にしか発現していないために発見されていないホ乳類新規生理活性ペプチドを発見する。そのために、ターゲットとなる受容体を選択し、その受容体を細胞に発現させた系を使ったアッセイ系を構築していった。また、アッセイの材料として入手困難な臓器のサンプリングを行い、新規生理活性ペプチドの同定を目指した。受容体ノックアウトマウスで、摂食・脂肪代謝異常を示すGPR21, GPR26, GPR82, BRS-3など、またリガンドがペプチド性と想定される受容体を優先的に選択し、それら受容体の安定発現CHO細胞株を50種類樹立した。ウシから骨髄約900g、舌1kg、妊娠子宮1.8kg、ブタから脊髄20kg、ヒトから胎盤50kg、甲状腺100gなどをサンプリングし、ペプチド抽出を行った。さらにペプチド抽出物を強塩基性画分と弱塩基性画分にわけ、それぞれをゲル濾過にて展開し、その一部を上記で作成した受容体安定発現細胞株に対する細胞名カルシウム、cAMPの変動を指標とするアッセイに用いた。1オーファン受容体ヘテロダイマー系発現細胞を使ったアッセイ系の構築昨年度、構築した50種類のオーファン受容体安定発現細胞系において、組織からのペプチド抽出物を用いて、細胞内カルシウム、cAMPの変動を指標とするアッセイを行った。しかし今のところ有用な活性は得られていない。最近、受容体が単独ではなく異なる受容体とヘテロダイマーを形成することによって初めて活性を示すという報告がある。

そこで受容体の遺伝子組換えマウスにおいて、脂肪代謝や成長に変化のある受容体を優先的に洗濯し、さらに同じ組織に発現している受容体通しのヘテロダイマー安定発現細胞系を構築する。既に作成した受容体安定発現細胞系に異なる受容体をトランスフェクションする際、異なる薬剤耐性マーカーを用い、選別を行う。2入手困難臓器のサンプリング昨年度、ウシ、ブタなどから脊髄、骨髄、舌、妊娠子宮などを大量にサンプリングしペプチド抽出を行った。それらペプチド抽出物を用いて1で作成した系でアッセイを行う。またさらにニワトリから膵臓、脾臓、ファブリキウス嚢など、マウス、ラット、大動物からは入手困難な臓器をサンプリングし、同様にアッセイに用いる。3新規生理活性ペプチドの同定、機能解析12を用いて活性を検出できれば、その活性区分を様々なクロマトグラフィーにより展開し、ペプチドの構造を決定する。決定したペプチドについて生化学的性状を明らかにすると共にラット、マウスを用いて生理実験を行い、その機能を解明する。
特殊な呈示環境下での幾何学的錯視に関する実験的研究

本研究は、刺激呈示場面に積極的に「雑音」を導入した「特殊環境」と名付けられる実験事態において、幾何学的錯視に関して、(1)実験室的な「個別実験」と(2)調査的な「集団実験」とを試みたものである。まず、(1)個別実験においては、本科学研究費補助金によって備えられたプロジェクターによって、錯視図形の多様な投映がさらに効果的に行なえるようになり、「背景パターンの回転が幾何学的錯視の見えに及ぼす影響」を検討することが出来た。そこでは、各錯視(たとえば、ミュラー・リヤー、エビングハウスなど)が、いずれも、錯視量を明瞭に減少させており、このような背景(地)の操作が、幾何学的錯視(図)の成立に特徴的な効果をもたらすことを初めて確認した。この結果は、他の諸結果を含めて、欧文論文への纏めをほぼ完成している。つぎに、(2)集団実験においては、多様な刺激条件を含む錯視図形を小冊子(ブックレット)に印刷して、自由度の大きい呈示場面(たとえば、教室や自宅など)で多数の観察者に多数回反復試行した。そこでは、代表例としてとり上げられたエビングハウス錯視に関して、各観察者の反応には、特異な変異が認められ、しかも、それらの変異の傾向が、大きく二分されることが新しく見出された。この点に関しては、現在、さらに他の刺激呈示条件を加えて検討を続けている。そして、得られた結果の一部は、すでに論文(邦文)に纏められ(印刷中)、また、欧文論文の作成を進めている。以上の両実験は、それぞれ幾何学的錯視の成立に基本的と考えられるいくつかの特徴的な傾向を示しているが、それらは、単に幾何学的錯視にとどまらず、「形の知覚」の成立機構への重要な示唆を数多く含んでいる。これらの成果の発表とともに、さらに、新たに見出されてきた興味ある問題について、今後も検討を続けて行きたいと考えている。
虚血性心疾患患者の再発予防を目的とした包括的行動変容プログラムの開発および評価

本研究は,平成15年および16年の2年間をかけ,虚血性疾患患者を対象とした行動変容プログラムの開発を意図した萌芽研究である.研究の目的は,患者(狭心症,心筋梗塞)を対象に,彼らの再発防止を目的として,詩に日常生活における身体活動量を増強させる行動変容プログラムを開発し,このプログラム実施の効果を検証することであった.本研究では,医学的教育プログラムだけでなく,患者の健康行動の維持・継続に焦点を絞り,行動科学の理論・モデルおよび技法を盛り込んだプログラムの開発を目指した.平成15年度では,患者が日常生活の活動量を増加させることを目的に,行動変容の技法を取り入れ,週1回,計3ヵ月間のプログラムを開発し,その効果を検証した.このプログラムでは,医学教育(栄養指導を含む),運動指導,および行動変容の3分野を機能的に組み込み,行動変容としては,セルフモニタリング,目標設定,自己報酬,刺激コントロール,逆戻り予防などの認知行動(セルフ・マネジメント)技法を効果的に取り入れた.その結果,患者の歩数は上昇し,それにつれて各患者のリスク要因全体も減少を見せた.平成16年度では,15年度に実施した行動変容プログラムに加えて,心臓リハビリテーション・スタッフおよび患者の家族によりソーシャル・サポートに注目し,ソーシャル・サポートの程度を独立変数として,従属変数としての日常生活の活動量の増強の程度を見た.その結果,医療スタッフおよび家族とも,患者が彼らから感じるソーシャル・サポート受容が多いほど,身体活動量の増加が見られることがわかった.この結果から,患者に有用なソーシャル・サポートのあり方が議論された.心疾患患者のライフスタイル変容はきわめて困難であり,そのため再発率は高い.本研究で行った行動変容プログラムは,その再発率を減少させる一助となることが期待される.本研究の目的は,虚血性心疾患(狭心症,心筋梗塞)患者を対象に,彼らの再発防止を目的として,特に日常生活における身体活動量を増強させる行動変容プログラムを開発し,このプログラム実施の効果を検証することである.循環器病を専門とする病院では,従来,患者教育と称する医学的教育プログラムが行われてきた.本研究では,患者の行動の維持・継続に焦点を絞り,行動科学の理論・モデルおよび技法を盛り込んだプログラムづくりを行う.平成15年度は,医学教育や日常生活でできる運動指導に加えて,患者が日常生活の活動量を増加させることを目的に,行動変容の技法を取り入れたプログラム開発を週1回3ヵ月間行った.このプログラムでは,医学教育(栄養指導を含む),運動指導,および行動変容の3分野を機能的に組み込み,行動変容では,セルフモニタリング,目標設定,自己報酬,刺激コントロール,逆戻り予防などの認知行動(セルフ・マネジメント)技法を効果的に用いた.その結果,患者の歩数は上昇し,それにつれて各患者のリスク要因も減少を見せた.また,心疾患患者のライフスタイル変容は困難であるが,本研究で行った身体活動増強を健康行動全般のゲートウェイ行動と見なした試みは患者には好評であった.従来行ってきた現在,患者個々の成果について分析を行っている.本研究は,平成15年および16年の2年間をかけ,虚血性疾患患者を対象とした行動変容プログラムの開発を意図した萌芽研究である.研究の目的は,患者(狭心症,心筋梗塞)を対象に,彼らの再発防止を目的として,詩に日常生活における身体活動量を増強させる行動変容プログラムを開発し,このプログラム実施の効果を検証することであった.本研究では,医学的教育プログラムだけでなく,患者の健康行動の維持・継続に焦点を絞り,行動科学の理論・モデルおよび技法を盛り込んだプログラムの開発を目指した.平成15年度では,患者が日常生活の活動量を増加させることを目的に,行動変容の技法を取り入れ,週1回,計3ヵ月間のプログラムを開発し,その効果を検証した.このプログラムでは,医学教育(栄養指導を含む),運動指導,および行動変容の3分野を機能的に組み込み,行動変容としては,セルフモニタリング,目標設定,自己報酬,刺激コントロール,逆戻り予防などの認知行動(セルフ・マネジメント)技法を効果的に取り入れた.その結果,患者の歩数は上昇し,それにつれて各患者のリスク要因全体も減少を見せた.平成16年度では,15年度に実施した行動変容プログラムに加えて,心臓リハビリテーション・スタッフおよび患者の家族によりソーシャル・サポートに注目し,ソーシャル・サポートの程度を独立変数として,従属変数としての日常生活の活動量の増強の程度を見た.その結果,医療スタッフおよび家族とも,患者が彼らから感じるソーシャル・サポート受容が多いほど,身体活動量の増加が見られることがわかった.この結果から,患者に有用なソーシャル・サポートのあり方が議論された.心疾患患者のライフスタイル変容はきわめて困難であり,そのため再発率は高い.本研究で行った行動変容プログラムは,その再発率を減少させる一助となることが期待される.
靭帯組織の力学的特性の質的・量的解析-移植靭帯の劣化メカニズムと関与する因子の解明-

関節炎が膝前十字靭帯の力学的特性に及ぼす影響【目的】コラーゲン関節炎ラットを作成し、関節炎が靭帯の力学的特性に影響を及ぼすか否かを検討した。【対象】実験動物はSD系雌ラット(実験開始時8週齢)とした。対照群(C群:n=10)と、ウシ2型コラーゲンを用いて感作した関節炎群(CIA群:n=10)の2群を作成した。【方法】1)関節炎の評価:感作より2週ごとに関節点数(Wood,1977)を計測した。2)骨密度測定:pQCTを用いて、感作より2週ごとに脛骨近位骨幹端部と骨幹部を計測した。3)力学試験:感作後10週で屠殺し右肢を用いて大腿骨・前十字靭帯・脛骨ユニットを作成し、万能試験機を用いて引っ張り試験を行い前十字靭帯の力学的特性を両群間で比較検討した。4)組織学的検討:左肢を用いて脱灰標本を作成し両群で比較した。【結果】1)関節炎:CIA群では関節炎は感作後2週で発症し、関節点数は4週で平均5点であった。2)骨密度:C群の骨密度は経過中徐々に増加した。一方、CIA群では、海綿骨密度は関節炎発症時の2週よりC群と比較して有意に減少し、4週では初期値の77%となり以後一定の値となった。皮質骨密度は8週時にC群が53%増加していたのに対し、CIA群では25.8%の増加であった。3)力学試験:C群、CIA群とも全検体が前十字靭帯の大腿骨付着部で破断していた。最大破断強度はC群で平均26.7N、CIA群で20.0NでありCIA群が有意に低値を示した(p=0.0415)。StiffnesはC群で平均41.3N/mm、CIA群で25.6N/mmでありCIA群が有意に低値を示した(P=0.0356)。4)組織学的検討:現在標本作成中。【考察】関節炎により膝前十字靭帯の力学的強度に劣化が生じることが示唆された。今後、組織学的な検討を加えこの劣化が靭帯実質部に生じたものか、あるいはbone-tendon juncutionに生じたものかを解明する必要がある。1、実験系の作成(1)力学試験万能試験機を設置し、引っ張り試験のソフトウエアの条件設定を行った。骨付き膝蓋腱とラットのTail Tendonを的確に把持できる金属グリップを作成した。(2)靭帯の水分含量を変化させる実験系と関節炎モデルの2つの実験系を作成した。(詳細下記)2、靭帯組織の力学的特性に影響を及ぼす因子の検討以下の2つの実験系において靭帯組織の力学的持性に影響を及ぼす因子を検討した。(1)組織水分含量靭帯組織の水分含量がコラゲナーゼによって引き起こされる健変性に影響を及ぼすか否かを検討した。家兎骨付き膝蓋靭帯を実験材料とし、異なる濃度のsucroseを含む培養液を用いて靭帯の水分含量を変化させた。各培養液に30U/ml bacterialcollagenaseを添加し培養した後、引っ張り試験を行った。靭帯の水分含量はsucroseの濃度に依存して低下した。靭帯の水分含量と最大破断強度には有意の負の相関が認められた(r2=0.515;p<0,0001)。(2)関節炎コラーゲン関節炎ラットを作成し、関節炎が靭帯の強度劣化に及ぼすか否かを検討した。初期実験:コラーゲン関節炎ラットの作成と、関節炎の経時的推移の観察7ヶ月齢SD雌ラットを実験材料とし、ウシ2型コラーゲンで感作した。初回投与後1週間で追加投与を行い、コラーゲン関節炎ラットを作成した。関節炎の発症率は16匹中10匹(62.5%)で、感作後35週で関節炎はピークとなり、以後徐々に関節炎は消退し、6週以後は関節強直となった。今後、本実験で力学試験と病理組織学的検索を行い関節炎が靭帯の強度劣化に及ぼす影響を検討する予定である。

2)骨密度:C群の骨密度は経過中徐々に増加した。一方、CIA群では、海綿骨密度は関節炎発症時の2週よりC群と比較して有意に減少し、4週では初期値の77%となり以後一定の値となった。皮質骨密度は8週時にC群が53%増加していたのに対し、CIA群では25.8%の増加であった。3)力学試験:C群、CIA群とも全検体が前十字靭帯の大腿骨付着部で破断していた。最大破断強度はC群で平均26.7N、CIA群で20.0NでありCIA群が有意に低値を示した(p=0.0415)。StiffnesはC群で平均41.3N/mm、CIA群で25.6N/mmでありCIA群が有意に低値を示した(P=0.0356)。4)組織学的検討:現在標本作成中。【考察】関節炎により膝前十字靭帯の力学的強度に劣化が生じることが示唆された。今後、組織学的な検討を加えこの劣化が靭帯実質部に生じたものか、あるいはbone-tendon juncutionに生じたものかを解明する必要がある。
東アジアにおける墨書土器・墨書陶磁器の発生と発展の時間および空間的分析

本研究では墨書陶磁器資料の基礎的集成として明治大学日本古代学研究所墨書・刻書土器データベースに六朝建康城遺跡、江蘇省鎮江、包頭燕家梁遺跡、隋唐洛陽城の墨書陶磁器データベースを公表した。また墨書陶磁器の空白時期である唐代には墓誌罐があり、この墓誌罐が日本出土の陶製経筒と類似することを発見し、これについて学術報告や論文発表を行った。中国では江蘇省南京・常州、福建省福州・泉州、上海市青龍鎮・浙江省杭州・寧波・慈渓・上虞、国内では博多遺跡等で墨書陶磁器の現地調査を行った。墨書陶磁器は貿易陶磁及び東アジア交易圏の理解に重要な存在であり、現地調査で得た情報も可能な限り研究成果として発表する予定である。平成26年度は南京建康城出土六朝時期墨書陶磁器についてのデータを公表し、中国墨書陶磁器の実態調査のため、中国南京大学で情報収集を行った。墨書陶磁器は宋代以降中国各地で出土するが、唐代には見えない。建康城は六朝時代末期に破壊されるため、都市機能が連続し、南京に隣接する鎮江市・揚州市の資料状況を南京大学文化与自然遺産研究所の助力を得て確認した。その結果、近年の都市開発に伴う考古発掘が膨大で未整理状態であり、年度調査は不能と判明した。しかし、移転準備中の寧波市の考古学研究所では移転後に調査可能と交渉できた。寧波は日本との関係も深く、博多出土の墨書陶磁器との関係からも重要な地域であり、寧波で予備調査を行った。文字の関わる陶磁器資料について南京大学文化与自然遺産研究所の助言も得て調査を行い、隣接する慈渓市を中心に墓誌を陶磁罐に刻んで作成した「墓誌罐」が唐代晩期から五代十国時期に存在することがわかった。墓誌罐は不明の点が多く、研究はほぼ皆無であるが、慈渓市博物館館長による資料集成によってようやく全容が解明しつつある。これは中国では他に類例がないとされているが、壺状の器に墓誌を記すというのは日本古代に見られるものであり、東アジア地域の観点からは貴重な類似点となる。また九州から出土する経筒には陶製のものがあり、中国華南地域の製品と理解され、文字の記載はないが、その形状や大きさは墓誌罐とほぼ一致する。墓誌罐の存在は経筒研究にも重要である。寧波予備調査によって判明した墓誌罐の問題から日本の九州との関係性を理解する必要も生じ、博多を中心に九州での調査も行った。墨書陶磁器には博多出土のものと類似のものが韓国の沈没船にも見え、いずれも寧波からの輸出品と考えられる。墓誌罐と経筒の類似においても北部九州地域と寧波の比較は必須であり、本研究の目的である東アジア地域での比較研究の重要性を示すものである。平成27年度には明治大学・中国社会科学院主催の「中日交流与中日関係的歴史考察」学術シンポジウム(第五回)で「墓誌罐と経筒(越窯罐与日本出土的経筒的比較」の学術報告を行った。墓誌罐と日本出土の経筒を経幢の存在にも着目して比較した論考であり、当該報告の内容は研究論文として公表準備中である。また明治大学日本古代学研究所墨書・刻書土器データベースに中国江蘇省鎮江出土墨書唐陶磁器データを公表した。墓誌罐資料・鎮江墨書陶磁器データは27年夏期に行った中国南京・寧波・慈渓等の調査の成果である。墓誌罐は慈渓市博物館・余姚博物館愛で実見調査を行い、特に慈渓市博物館厲祖浩氏には詳細な出土状況や資料の特徴を教示していただいた。また鎮江墨書陶磁器データは南京大学歴史学院賀雲&#32753;教授の協力によるもので、賀氏の日本滞在時には京都・大阪・東京・福岡(博多遺跡)等の現地調査に同行し多くの教示を得た。特に博多出土の貿易陶磁器については、従来指摘されている浙江省龍泉窯や福建省同安窯の他に江蘇省宜興窯の製品が一定数含まれているという指摘があり、貿易陶磁器の生産・流通および陶磁器の墨書との関係において大きな示唆を得た。経筒と貿易陶磁器の研究については、岩手大学平泉文化研究センターの菅野静寛氏、劉海寧副教授とも意見交換を行い、平泉文化研究センター主催の国際シンポジウム「平泉と東アジアをつなぐー貿易陶磁器にみる交流の様相ー」に参加し、当日は会場通訳の一端も担った。このシンポジウムでは国内の中国陶磁器研究者の多くと意見交換しただけでなく、中国山東省・上海市・浙江省・福建省から来日した現地の陶磁器発掘に関わる考古学研究者と積極的な研究交流を行い、現在進められている考古学発掘における墨書陶磁器出土について、多くの情報を得ることができた。これらの地域については平成28年度に実見調査と資料収集を実施の予定である。27年度には寧波での墨書陶磁器調査を実施し、まとまった墨書陶磁器の発見はないことが判明した。寧波と密接な関係にある博多遺跡に多量の墨書陶磁器が出土している点との比較においても、興味深い事象である。寧波に隣接する浙江省慈渓市博物館では墓誌罐の調査を行った。墓誌罐は唐代後半から宋代に越窯周辺でのみ流行した、陶磁器による立体的な墓誌である。墓誌罐の造形は九州出土の陶製経筒に非常に相似するものがあり、経筒と墓誌罐の比較も行った。

調査から墓誌罐は容器としての機能がなく、経筒とは性格が異なることが判明した。これについては中国社会科学院と明治大学の日中交流シンポジウムで報告を行った。この際、社会科学院考古研究所より長安(西安)、洛陽の都市遺跡発掘時の墨書陶磁器資料について情報を得た。また南京大学文化与自然遺産研究所を通じて江蘇省鎮江出土の墨書陶磁器について調査を依頼し、写真データの提供をうけた。この資料はデータベース化し、明治大学日本古代学研究所墨書・刻書書土器データベースに公表した。また南京大学歴史学院賀雲&#32753;教授とは、東京・京都および博多で実見調査を含む学術交流を行い、多くの新たな知見を得ることができた。以上の調査交流等を通じて、墨書陶磁器が中国各地で報告されていることが判明した。山東省板橋鎭遺跡、上海青龍鎭遺跡、浙江省杭州市、福建省福州市の港湾遺跡・都市遺跡から墨書陶磁器が出土している。28年3月には岩手大学平泉文化研究センター実施のシンポジウム「平泉と東アジアをつなぐー貿易陶磁器にみる交流の様相ー」に参加し、シンポジウム当日には通訳の一端も担った。平泉文化研究センターのスタッフおよび山東、上海、浙江、福建から来日した現地の専門家と学術意見交換を行った。28年度にはこれらの地域で続々と発見されている墨書陶磁器についての実見調査および資料のデータベース化を予定している。平成28年度には『宮崎県地域史研究』第32号に「宮崎県出土の経筒と陶製経筒・墓誌罐の比較をめぐって」として論考を発表した。すでに考察してきた日本出土の陶製経筒と中国出土の墓誌罐の形態的相似の問題に加えて、宮崎県から出土した陶製経筒についても検討した。また明治大学日本古代学墨書・刻書土器データベースに包頭燕家梁遺跡発掘報告データベース(中国内蒙古自治区出土)と隋唐洛陽城(19592001発掘報告)データベース(中国河南省出土)を公表した。同データベースには平成26年度に六朝建康城遺跡墨書陶磁器データベース(中国江蘇省南京出土)、平成27年度には江蘇省鎮江墨書土器データベース(中国江蘇省出土)を公開している。南京建康城では三国呉から南朝(3世紀6世紀)、鎮江出土陶磁器は宋代明代(11世紀14世紀)の墨書陶磁器が出土し、近接する地域での時期の異なる事例を紹介している。また包頭燕家梁は元末明明初(14世紀)の遺跡で、中国北方の草原ルートに繋がる地域である。洛陽城は唐の副都であり、北宋時期にも都に隣接する地域であった。洛陽城白居易故居より宋代(11世紀12世紀)の墨書陶磁器が出土している。南方の南京、鎮江と、北方の内蒙古包頭、中原中心地洛陽、三国呉から明初のデータを揃え、墨書陶磁器の発生と発展の時間・空間的な情報を公開することができた。平成26・27年度には南京、寧波、慈渓、また国内では九州・博多遺跡の調査を行った。平成28年度には福建省福州・泉州および上海市青龍鎮遺跡・浙江省杭州・上虞初期越窯遺跡・慈渓越窯遺跡及び江蘇省常州での現地調査を行った。福州出土の墨書陶磁器は博多遺跡出土墨書陶磁器との類似が指摘され、福岡埋蔵文化財センターでも研究調査を行った。日本を含めた貿易陶磁器の理解に墨書陶磁器は関わるものであり、調査遺跡の発掘情報の公開を待って研究成果として発表したい。本研究では墨書陶磁器資料の基礎的集成として明治大学日本古代学研究所墨書・刻書土器データベースに六朝建康城遺跡、江蘇省鎮江、包頭燕家梁遺跡、隋唐洛陽城の墨書陶磁器データベースを公表した。また墨書陶磁器の空白時期である唐代には墓誌罐があり、この墓誌罐が日本出土の陶製経筒と類似することを発見し、これについて学術報告や論文発表を行った。
元素ブロックを組み込んだポリシルセスキオキサン薄膜の半導体素子への応用

ポリシルセスキオキサンはシロキサン骨格とケイ素に直接結合した有機基を一つ有する高分子材料である。本課題では、元素ブロックを利用して従来絶縁体とされてきたポリシルセスキオキサンを半導体化し、電子デバイスに応用することが目的である。今年度は、ポリシルセスキオキサンのn型半導体化とその応用について検討した。ポリシルセスキオキサンに電子輸送性のアルミニウム錯体BAlqを分子間相互作用によりハイブリッド化した。これをp型半導体のニッケル酸化物薄膜上に積層した素子は整流性を示し、ダイオードとして働いた。そこで次に、電流注入発光素子への応用について検討した。アルミニウム錯体Alq3およびBAlqは緑または青緑色に発光する。そこで、それらのアルミニウム錯体を元素ブロックとしてカルバゾールを導入したポリシルセスキオキサンPCTSQとハイブリッド化し、電流注入発光素子への応用について検討した。分子間相互作用を介してPCTSQとアルミニウム錯体とをハイブリッド化すると、PCTSQ由来の青色発光は消光され、アルミニウム錯体由来の緑または青緑色の発光のみが観測された。これはすなわち、PCTSQが獲得した光エネルギーを自らの発光に変換する前にアルミニウム錯体へとエネルギー移動していることを示しており、PCTSQがアルミニウム錯体の増感剤として働くことがわかった。このハイブリッド薄膜を発光層とする電流注入発光素子を作製すると、アルミニウム錯体由来の緑または青緑色の電流注入発光が観測され、このハイブリッドが電流注入発光素子の発光層として応用できることがわかった。このように、様々な機能をもった有機基や発光性化合物をハイブリッド化することで、従来は絶縁体とされてきたポリシルセスキオキサンを半導体化することができ、整流素子や電流注入発光素子用の電子材料として応用できることを明らかにした。。28年度が最終年度であるため、記入しない。ポリシルセスキオキサンはシロキサン骨格とケイ素に直接結合した有機基を一つ有するケイ酸系高分子で、無機材料的特性と有機材料的特性を併せ持つことが特徴である。本課題では、従来絶縁体として扱われてきたポリシルセスキオキサンを元素ブロックとのハイブリッド化により半導体化し、電子デバイスに応用することが目的である。今年度は、サマリウムを発光中心とする電流注入発光素子と、ポリシルセスキオキサンのn型半導体化についての検討を行った。サマリウム錯体を元素ブロックとしてカルバゾールを導入したポリシルセスキオキサンPCTSQとハイブリッド化し、発光特性の改善と電流注入発光素子への応用について検討した。分子間相互作用を介してPCTSQとサマリウム錯体とをハイブリッド化すると、PCTSQ由来の青色発光は消光され、サマリウム錯体由来の深赤色発光のみが観測された。このことから、PCTSQが吸収した光エネルギーが配位子を介してサマリウムへとエネルギー移動され、増感発光を示すことがわかった。このハイブリッド薄膜を発光層に用いて電流注入発光素子を作製したところ、サマリウム由来の電流注入発光が得られることがわかった。ポリシルセスキオキサンのn型半導体化を目指して、分子間相互作用を介して電子輸送性のアルミニウム錯体Alq3のハイブリッド化について検討した。塗布・焼成により作製したp型のニッケル酸化物薄膜上に、ポリフェニルシルセスキオキサンPPSQとアルミニウム錯体(Alq3)とのハイブリッド薄膜を積層した素子は整流性を示し、ダイオードとして応用できることがわかった。このことから、電子輸送性のアルミニウム錯体Alq3をハイブリッド化することで、p型のニッケル酸化物半導体に対してn型半導体として振る舞うことがわかった。分子間相互作用を介して電子輸送性の金属錯体をポリシルセスキオキサンにハイブリッド化する方法でポリシルセスキオキサン薄膜の電子輸送性を付与できることがわかり、次年度に予定通りに検討を進めることができるため。。

次年度は、ポリシルセスキオキサンの半導体化について引き続き検討を行う。既存の酸化物半導体と半導体ポリシルセスキオキサンとの積層によるハイブリッド半導デバイスの作製について検討を進め、整流素子、電流注入発光素子のみならず光電変換素子などの半導体デバイスへの応用を目指して検討を行う。これまでとは違う元素ブロックを用い、適宜、化学結合、分子間相互作用を介した様々な半導体ポリシルセスキオキサンを開発し、デバイス化の際に選択できる材料を増やすことで、プリンタブルなハイブリッド半導体材料としての定着を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。
γ-TiAl合金の組織形成と組織制御

(I)新しい組織の発現とその組織制御法の開発:(1-1)「β相を初期組織とする合金の室温組織に及ぼす冷却速度の影響」Ti-40、42at%Al合金を用いて、この組成合金をβ単相域から数種類の冷却速度で室温まで冷却して、冷却速度が大きい場合(氷塩水中焼入れ)はα(α_2)相マルテンサイト組織が、通常の焼入れ速度の場合はα(α_2)相マッシブ組織が得られることを明らかにした。(1-2)「β相を初期組織とする合金で得られた室温組織の高温における相分解挙動」(1-1)で得られた単相組織を1273K付近の高温で時効すると、γ相が板状に析出するが、初期α(α_2)相結晶粒が数-数+μmの亜結晶に分割されているので、同じ方向にγ相板が規則正しく配列したγ/α(α_2)層状組織の領域も亜結晶粒の大きさに限定される。(II)Nb添加γ-TiAl合金の組織形成と組織制御:(2-1)「α/β(B2)/γ相平衡に及ぼすNb添加の影響」TiとAlの原子比が1:1の合金にNbを10および20at%添加した合金を溶製し、1473-1623Kの温度領域で平衡化試料を作製した。1473Kにおいてはα/β(B2)/γおよびβ(B2)/γ/σの2種類の3相3角形を決定し、Ti/Alが1付近の組成にNbを添加した場合の平衡関係を明らかにし、Perepezkoが提唱したT2相は存在しないことを明らかにした。また、1473K以上の温度における平衡関係から、特にα/β(B2)/γ3相3角形の位置の温度上昇に伴う変化に着目して、Nb濃度が10at%一定の縦断面図を初めて明らかにした。この図から、Ti-Al2元合金系では困難であったβ相を利用した組織制御の可能性が読み取れる。
前口動物における補体系の進化

前口動物に属する節足動物の補体遺伝子の進化について研究を行った。本研究では、鋏角類のシマウミグモ(Ammothea sp.)とアダンソンハエトリ(Hasarius adansoni)、多足類のアオズムカデ(Scolopendra subspinipes)、マクラギヤスデ(Niponia nodurosa)とオビヤスデ(Epanerchodus sp.)、甲殻類のウオジラミ(Pseudocaligus fugu、Caligus sp.)とウミホタル(Vargula sp.)についてRNA-seqを行い、補体遺伝子および補体の中心成分C3と同じ遺伝子ファミリーに属するチオエステル含有タンパク質(TEP)遺伝子の網羅的な解析を行った。その結果、シマウミグモ、アダンソンハエトリ、アオズムカデから補体C3とfactor B(BF)遺伝子が同定された。このことから、節足動物内の共通祖先はC3とBF遺伝子を持っていたと考えられ、その後多足類内でムカデ綱との分岐後にヤスデ綱の共通祖先と、汎甲殻類の共通祖先の少なくとも二回独立に喪失したと考えられる。一方でα2マクログロブリン(A2M)とiTEP/CD109遺伝子は解析を行った八種全てから同定された。このことより、TEP遺伝子の中でC3のみが特異的に節足動物内の様々な系統で喪失したことが明らかになった。また、得られたBF遺伝子のアミノ酸配列を用いて作製した系統樹より、節足動物の古い段階で二系統のBF遺伝子が存在していたことが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。前口動物に属する節足動物の補体遺伝子の進化について、研究を行った。本研究では、鋏角類ウミグモ綱に属するシマウミグモ(Ammothea hilgendorfi)、多足類ムカデ綱に属するアオズムカデ(Scolopemdra subspinipes)、甲殻類顎脚綱に属するフグウオジラミ(Caligus fugu)についてc3を含むチオエステル含有タンパク質(TEP)遺伝子の有無を、縮退プライマーを用いたRT-PCRと網羅的クローニングによって調べ、各遺伝子のコーディング領域の全配列を決定し、得られた配列を用いて系統樹を作製し節足動物門内のC3およびその他のTEP遺伝子の進化の一部を明らかにした。シマウミグモにC3遺伝子1種類とA2M遺伝子3種類、アオズムカデにc3遺伝子とA2M遺伝子1種類ずつとiTEP遺伝子2種類、フグウオジラミにC3遺伝子1種類とA2M遺伝子3種類が存在することが明らかになった。先行研究により鋏角類に属するカブトガニ綱とクモ綱でC3遺伝子の存在が確認されていることと併せて、鋏角類内の全ての綱でC3遺伝子が確認されたことになる。また修士課程での先行研究で、多足類ヤスデ綱に属するマクラギヤスデ(Niponia nodulosa)にC3遺伝子が存在しないことが明らかになっており、多足類内でムカデ綱との分岐時にヤスデ綱の共通祖先でC3遺伝子が失われたと考えられる。また、甲殻類でC3遺伝子の存在が報告されておらず、フグウオジラミが初めての例となった。このフグウオジラミC3は魚類のC3遺伝子と約70%の類似性が見られた。節足動物と魚類のC3遺伝子がこのような高い類似性を示す例はなく、フグウオジラミのC3遺伝子が特異な進化をしていると考えられる。前口動物に属する節足動物の補体系の進化を明らかにすることを目的とした。今年度は甲殻類のウオジラミ三種(フグウオジラミ、アイゴウオジラミ、サメジラミ)を解析対象として、補体C3を含むチオエステル含有タンパク質(TEP)遺伝子の網羅的なクローニングを、縮退プライマーを用いて行った。その結果、全てのウオジラミ種から魚類のC3とアミノ酸配列で約70%のアイデンティティーを持つC3配列が単離できた。これらウオジラミC3は節足動物のC3とアミノ酸で2030%程度のアイデンティティーしか示さなかった。ウオジラミは魚類の外部寄生生物であり、C3遺伝子を魚類から水平伝播で獲得したことが示唆された。ウオジラミC3間のアミノ酸配列でのアイデンティティーも約70%であり、非常に古い時代に魚類からウオジラミへのC3遺伝子の水平伝播が起こったことが考えられる。一方、C3同じTEPファミリーのα2マクログロブリン(A2M)も単離できたが、節足と3040%程度のアイデンティティーであり、節足動物型のA2Mであった。このことから、TEP遺伝子の水平伝播はC3特異的に起こっていることが示唆された。本研究により、節足動物の補体遺伝子の進化の一部ご明らかになった。節足動物内においてC3遺伝子は多足類のムカデ綱とヤスデ綱が分岐した後にヤスデ綱の共通祖先と、汎甲殻類の共通祖先の少なくとも二回、独立に喪失したことが明らかになった。また、ウオジラミ種は魚類から水平伝播によりC3遺伝子を獲得した可能性が示唆された。

本研究では、鋏角類のシマウミグモ(Ammothea sp.)とアダンソンハエトリ(Hasarius adansoni)、多足類のアオズムカデ(Scolopendra subspinipes)、マクラギヤスデ(Niponia nodurosa)とオビヤスデ(Epanerchodus sp.)、甲殻類のウオジラミ(Pseudocaligus fugu、Caligus sp.)とウミホタル(Vargula sp.)についてRNA-seqを行い、補体遺伝子および補体の中心成分C3と同じ遺伝子ファミリーに属するチオエステル含有タンパク質(TEP)遺伝子の網羅的な解析を行った。その結果、シマウミグモ、アダンソンハエトリ、アオズムカデから補体C3とfactor B(BF)遺伝子が同定された。このことから、節足動物内の共通祖先はC3とBF遺伝子を持っていたと考えられ、その後多足類内でムカデ綱との分岐後にヤスデ綱の共通祖先と、汎甲殻類の共通祖先の少なくとも二回独立に喪失したと考えられる。一方でα2マクログロブリン(A2M)とiTEP/CD109遺伝子は解析を行った八種全てから同定された。このことより、TEP遺伝子の中でC3のみが特異的に節足動物内の様々な系統で喪失したことが明らかになった。また、得られたBF遺伝子のアミノ酸配列を用いて作製した系統樹より、節足動物の古い段階で二系統のBF遺伝子が存在していたことが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに補体系遺伝子についての知見がなかった甲殻類のウオジラミ種について、C3を含むTEPの網羅的クローニングを行いC3とA2M遺伝子の全長配列が決定できたため。解析動物種を増やすとともに、RNA-seqによりC3以外の補体系遺伝子の網羅的解析を行う予定である。当初の研究計画では、節足動物以外の前口動物に属する動物種に対しても補体遺伝子の探索を行う予定が、未だに着手できていない。シマワミクモ、アオスムカテ、フグウオジラミに補体遺伝子C3が存在することが判明したので、これらの動物がMASP、factorB遺伝子を持っているかをPCRを用いて単離し、各遺伝子の一次構造を決定する。また、系統樹解析によってC3、MASP、factorB遺伝子の動物種間の系統関係および進化を明らかにする。
新規な機能を有する酸素センサータンパク質における機能発現機構の解明

本研究では、細菌のセカンドメッセンジャーc-di-GMPの合成に関与すると考えられる新規な酸素センサータンパク質を見出した。異なる酸素センサードメインを有する4種類のものに着目し、それらの構造と機能発現機構の解明を試みた。そのうち、酸素センサードメインとしてグロビンを有するHemDGCについては、酸素を特異的に認識する事でc-di-GMP合成活性が制御される事を見出した。さらに、ヘムエリスリン、ヘムcおよびPASドメインを有するものについては、タンパク質の発現・精製に初めて成功した。本研究では、これまでに研究対象とされていない新規な機能を有する酸素センサータンパク質における構造と機能相関の解明を通じ、その機能発現のメカニズムを理解する事を目指す。バクテリアのゲノム解析から見出された新規な酸素センサータンパク質のうち、セカンドメッセンジャー(c-di-GMP)合成に関わる.(機能ドメインとしてGGDEFドメインを有する)ものに着目し、大腸菌発現系の構築を試みた。酸素センサードメインとしてグロビンおよびヘムエリスリンを有するものについて、活性中心の金属イオンを含む形でタンパク質を得る事に成功した。ヘムエリスリンを含むものについては十分な精製度・タンパク質の量を確保する事が出来なかったが、グロビンを有するものについては90%以上の精製度のタンパク質溶液を十分量得る事が出来た。これをHemDGCと名付け、c-di-GMP合成活性、共鳴ラマン分光法および部位特異的アミノ酸置換法を用いて構造と機能の同定を試みた結果、以下の知見を得た。a)グロビンドメインに含まれるヘムへの酸素結合によりGGDEFドメインのc-di-GMP合成活性が発現され、一酸化炭素や一酸化窒素などの他の2原子気体分子では活性は全く発現されない。つまり、HemDGCは酸素結合により機能を発現する酸素センサータンパク質である。同時にこの事は、HemDGCには気体分子を特異的に認識する機構が存在する事を示している。b)酸素結合の安定化にはチロシン55とグルタミン81が関与している。c)一酸化炭素結合にはグルタミン81のみが関与している。リガンド認識に関わるアミノ酸が異なる事はa)で述べたリガンド認識能に関連していると考えられる。このように、本研究では新規な酸素センサータンパク質HemDGCの基本的な性質を同定する事に成功した。本研究の目的は、c-di-GMP合成能を持つGGDEFドメインを機能ドメインとして有する新規な酸素センサータンパク質に着目し、それらの構造と機能の解明を通じ、機能発現のメカニズムを理解する事であった。昨年度同定する事に成功したグロビン型酸素センサードメインを有するHemDGCの機能発現機構を理解するためその結晶化を試みたが、単結晶は得られなかった。タンパク質の純度をさらに高める必要があると考えられる。次に、酸素センサー部位としてヘムエリスリン、ヘムc、およびPASドメインを有する新規な酸素センサータンパク質の大腸菌発現系の構築を試みた。ヘムエリスリンを有するものについては、海洋性硫酸還元菌由来のものを対象としたが、鉄を含まないアポ型のみが得られた。そこで嫌気条件下での鉄の再構成を試みたが、ホロ型タンパク質を得るには至らなかった。ところが、対象タンパク質を別の海洋性バクテリア由来のものにしたところ、鉄を含むホロ型での発現に成功した。予備的な活性測定では、2核鉄錯体が酸化型のときにc-di-GMP合成活性が見られ、それが還元されると活性を示さない事が分かった。酸素結合型を認める事はできなかったが、2核鉄錯体のレドックス変化によってc-di-GMP合成活性が制御されると推測される。また、PASドメインやヘムcを含むものを有するものについては、磁性細菌由来のものに着目したところ、いずれもヘムを含むホロ型で発現する事に成功した。ヘムcを含むものは膜タンパク質であるが、約0。5mg/L培地の収量で目的タンパク質を得る事ができた。今後、これらの新規な酸素センサータンパク質について、活性測定や分光学的手法を用いた同定を行う予定である。以上のように、本研究では2年間の研究期間において4種類の異なる酸素センサードメインを有する新規な酸素センサータンパク質の単離と同定に成功した。
単一筋細胞における酸素消費の動的応答

リンガー溶液の温度を低温(15度)と常温(20度)レベルに変化させて、単一筋細胞の酸素分圧応答の温度特性(Q_<10>効果)を調べた。電気刺激によってカエルの単一筋細胞(N=10)を収縮弛緩させて(0.17-0.5Hz、2-3.5min)、酸素分圧応答を連続的に測定し、動的特性のメカニズムについて検討した。低音と常温条件の順序はランダムに実施した。代表者たちが開発した生体応答解析プログラムを用いて、単一筋細胞の酸素分圧応答パラメーター(遅れ時間、時定数、振幅値)を求めた。低温条件における張力は常温のそれよりも有意に低下した。また、収縮開始時における酸素分圧の低下速度(平均応答時間、全変化量の63%値に到達する時間)は低温条件のほうが有意に遅かった。さらに、酸素分圧の変化量も低温条件において50%ほど小さかった。低温条件において、張力がより低下したことは、有酸素エネルギー発揮過程の減少による影響を受けたことを示唆する。しかし、高温条件(25度)では、収縮開始時における酸素分圧の低下速度がより速くなった。したがって、高温環境は筋肉細胞ミトコンドリアの酸化リン酸化反応をより早く賦活させ、有酸素エネルギー発揮過程が亢進されたことを示唆する。今回の研究によって、単一筋細胞の酸素分圧応答の温度依存性(Q10効果)が認められた。ヒトで運動前に筋温を上昇させた場合、運動開始時の酸素摂取応答は常温条件のそれと同じであるため、カエルとヒトにおける応答に種の違いがあることが考えられる。リンガー溶液の温度を高温(25.9度)と常温(20.5度)レベルに変化させて、単一筋細胞の酸素分圧応答の温度特性(Q_<10>効果や酸素消費の臨界温度)を調べた。電気刺激によってカエルの単一筋細胞(N=6)を収縮弛緩させて(0.17-0.5Hz,2-3.5min)、酸素分圧応答を連続的に測定し、動的特性のメカニズムについて検討した。高温と常温条件の順序はランダムに実施した。データの解析には、代表者たちが開発した生体応答解析プログラムを用いて、単一筋細胞の酸素分圧応答パラメーター(遅れ時間、時定数、振幅値)を求めた。両条件における最大の張力と酸素分圧には差がなかった。しかし、収縮開始時における酸素分圧の低下速度(平均応答時間、全変化量の63%値に到達する時間)は高温条件のほうが有意に速かった。さらに、酸素分圧の変化量も高温条件において54%ほど大きかった。両条件における最大張力が等しいことは、エネルギー消費量に差がないことを示唆する。したがって、酸素分圧変化量の差は酸素の拡散と溶解度の違いによるものと考えられる。しかし、高温条件で収縮開始時における酸素分圧の低下速度がより速いことは、高温環境が筋肉細胞ミトコンドリアの酸化リン酸化反応をより早く賦活させたことを示唆する。今回の研究によって、単一筋細胞の酸素分圧応答の温度依存性が認められた。電気刺激によってカエルの単一筋細胞(N=10)を収縮強緩させて(0.17-0.5Hz,2-3.5min)、酸素分圧応答を連続的に測定し、動的特性のメカニズムについて検討した。代表者たちが開発した生体応答解析プログラムを用いて、単一筋細胞の酸素分圧応答パラメーター(遅れ時間、時走数、振幅値)を求めた。

さらに、酸素分圧の変化量も低温条件において50%ほど小さかった。低温条件において、張力がより低下したことは、有酸素エネルギー発揮過程の減少による影響を受けたことを示唆する。しかし、平成16年度に実施した高温条件では、収縮開始時における酸素分圧の低下速度がよりも速くなった。高温環境は筋肉細胞ミトコンドリアの酸化リン酸化反応をより早く賦活させ、低温環境では逆の応答が生じた。今回の研究によって、単一筋細胞の酸素分圧応答の温度依存性が認められた。
新しいベル型不等式と量子相関

ベル不等式は、隠れた変数理論の枠組み内で成立し、量子論では成立しない不等式である。ベル不等式が量子論では成立しないという事実は以前から知られていたが、その物理的原因や根拠は不明であった。本研究では、ベル不等式が量子論で破れるしくみを解明した。とくに局所的な物理量が非可換であることがベル不等式の破れにつながっていることを明らかにした。この知見をもとに、ベル不等式の拡張版を系統的に作り出す方法を考案し、量子論と隠れた変数理論とを公平に比較し検証する、新しい型のベル不等式の定式化に成功した。また、従来、根拠不明で天下り的原理とされてきた超選択則を、測定理論のアプローチによって導出することに成功した。これによって測定可能な物理量の判定条件を得た。また、実験グループと協力して、らせん電子波を用いたダブルスリット実験に実施し、軌道角運動量の不確定性関係および量子消去効果の検証に成功した。ベルの不等式は、ある物理量の期待値の上限と下限を与える不等式であり、古典力学の論理に基づいて証明される。ところが、量子力学の論理は、期待値がベルの不等式の許容範囲の外にも存在することを導くので、ベルの不等式は古典と量子の論理構造の違いを浮き立たせる。しかし、従来のベル不等式に関しては、古典論理はつねに量子論理の範囲内に収まる予測を与えるので、古典論と量子論の公平な比較検証方法とは言えなかった。私は、この点を改善して、古典論と量子論の予測値が、一方が他方を包含するのではない、公平な比較が可能であるような物理量を見つけ、その期待値が満たす不等式を証明した。この結果は、従来の「古典力学は、量子力学の特別な場合であり、量子力学に包含される」という素朴な理解を覆すものであり、古典論と量子論の位置づけを革新的に改めるものである。しかもそれが単に思弁的な相違点ではなく、物理実験として検証可能な相違点であることを示したという意義がある。この成果は論文として学術雑誌(Progress of Theoretical Physics)に出版し、国際的な研究会でも発表した。さらに、実験家とも討論して、この理論式を実験検証するための方法を探っている。また、量子力学の最新の定式化として代数的量子論と呼ばれる理論構成があるが、この理論は高度な数学を用いるので多くの物理学者たちからは敬遠されていた。私は、代数的量子論は量子力学の本質を正しく、しかも直観的に理解するのにうってつけの方法であることに気づき、代数的アプローチを中核とする量子力学の再構成を試みている。この理論は雑誌「理系への数学」に連載して発表している。内容:拡張されたベル不等式の破れの検証を確実なものとするため、隠れた変数理論モデルの存在の必要十分条件を明らかにすることを目指していたのだが、その前に測定可能な物理量のクラスを明らかにする必要があるという問題につきあたった。この問題を解決するため、物理量の測定可能性を判別する方法として超選択則を研究した。本研究により、超選択則を、孤立的保存則(isolated conservation law)と測定過程の力学の結果として演繹することに成功した。意義・重要性:そもそも「超選択則は物理量が測定可能であるための必要条件であり、測定過程の力学の帰結だ」と明確に位置づけた論文を私は見たことがない。Wightman(1995)が測定可能性の必要条件という位置づけに言及したことはあるが、それでも天下り的なルールとしての説明にとどまっていた。Doplicher-Haag-Robertsによる超選択セクターの分析もあるが、なぜ超選択則というものがあるのかという機構についての踏み込んだ理解はされていなかった。本研究では、対象系のみではなく、それと相互作用している測定器を考慮に入れ、相互作用の対称性の帰結として、天下り的でないアプローチで超選択則を演繹したという意義がある。つまり、超選択則の神秘的な粉飾を取り払い、力学的に見て当然の帰結であることを明らかにした。また、誤差ゼロという理想的で非現実的な測定器に替わって、共変的指針(covariant indicator)という概念を導入し、現実的な測定の概念装置を定式化した。これも今後の測定理論の発展に寄与することであろう。その他:雑誌「理系への数学」や「日経サイエンス」に量子力学の解説記事を書くことにより、量子測定理論の普及に務めるとともに、当分野についての知識の整理が進んだ。

超選択則の証明も、この解説記事に触発されて考えついたことである。量子論における相関と因果関係の構造を明らかにすることが本研究の目的であった。その当初の目的を達成するために、物理量の測定可能性の判定条件を明らかにする必要があることがわかったため、測定可能性を特徴付ける超選択則の研究を当該年度の研究計画にあげていた。その結果、測定過程の力学を通して、孤立保存則から超選択則を導くことに成功し、論文を発表した(素粒子論研究電子版掲載論文)この研究は、それまで物理的意味が不明だった超選択則の意義を明らかにし、測定可能な物理量のクラスを広げるためにはどうすればよいかという指針を与えるものであった。また、量子系と古典系の相互関係は、古典系から量子系に向かう量子化という働きと、量子系から古典系に向かう創発・古典極限という働きがあることを明らかにした(数理科学)。また、測定行為による量子状態の情報喪失(「量子消去」と呼ばれる)現象が量子測定理論から予測されていたが、この理論を応用して、軌道角運動量を持つ電子の干渉実験結果を正しく予測・解釈することに成功した。この成果を論文発表した(Hasegawa et al., Journal of the Physical Society of Japan)。これは、電子の軌道角運動量を制御するとともに、基本的な物理法則を検証した実験であった。また、不確定性原理をめぐる最近の研究の動向について解説した(パリティ)。測定可能な物理量のクラスを決める超選択則の演繹に成功したことにより、測定可能性を確保するためには何をすればよいのかということも判明した。これらの知見について論文を書いて投稿した(arXiv: 1112.5701)のだが、「そんなことは前からわかっている」という意味の査読レポートを受け、戸惑っている。既知の知見であればそれが書かれている論文をレフェリーが示唆するのがフェアだと思うが、レフェリーは「そんなことはわかっている」と言うだけで、文献上の証拠は示そうとしなかった。そのために、今後の研究の進め方を見直さざるを得ない状況になっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。論文の新奇性が認められないというレフェリーの言葉を真摯に受け止め、測定可能量のクラスを明確に規定する超選択則の導出の新奇性が誰にでもわかるようにするため、共変的POVMを用いても超選択則の導出が可能であることを示す。また、Doplicher-Haag-Robertsの条件を満たさない系である、円周上の量子力学の解析を行い、私の測定理論的超選択則の方法が有効であることを立証する。