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皮膚悪性リンパ腫におけるEBウイルス持続感染の病因的役割

皮膚のEBウイルス関連NK/Tリンパ種やリンパ球増殖症のなかには、特有の臨床症状と組織所見をしめす病型が存在することを報告した(Arch Dermatol,1997,Br J Dermatol,1999).その病型は,1)血球貪食症候群を示す皮下型リンパ腫、2)CD56陽性リンパ腫、3)種痘様水疱症に関連したリンパ腫、4)悪性組織球症様リンパ腫、5)顔面・眼瞼腫脹と筋肉内浸潤を伴うリンパ腫である.このうち、種痘様水疱症に類似の重症型皮疹と発熱,肝障害などを示した6症例中3例が発症の2-14年後にEBウイルス関連NK/Tリンパ種へ進展したことが明らかになった.さらに、典型的な種痘様水疱症も疾患概念のことなる重症度をしめし,重症型は悪性リンパ腫へ進行するリスクをもつ.NK/Tリンパ種が,なぜアジアに多発するのかを解析するために、1)宿主の免疫学的背景、2)ウイルスサブタイプ、3)環境因子の点から解析を進めている.本邦のリンパ腫から分離されるEBウイルスサブタイプの大部分は、EBNA2遺伝子はタイプ1型、LMP-1遺伝子はXho1 site(-)で30bp欠損株であり,欧米とは異なっていた.増悪因子として、蚊刺アレルギーと紫外線が注目される.現在のところ、HLAハプロタイプの血清型については明らかな特徴は認められていない.今後は、種痘様水疱症のような早期病変にどのような増悪因子が働いて進展するのかを臨床的および細胞学的に解析し、治療に結び付ける必要がある.皮膚のEBウイルス関連NK/Tリンパ種やリンパ球増殖症のなかには、特有の臨床症状と組織所見をしめす病型が存在することを報告した(Arch Dermatol,1997,Br J Dermatol,1999).その病型は,1)血球貪食症候群を示す皮下型リンパ腫、2)CD56陽性リンパ腫、3)種痘様水疱症に関連したリンパ腫、4)悪性組織球症様リンパ腫、5)顔面・眼瞼腫脹と筋肉内浸潤を伴うリンパ腫である.このうち、種痘様水疱症に類似の重症型皮疹と発熱,肝障害などを示した6症例中3例が発症の2-14年後にEBウイルス関連NK/Tリンパ種へ進展したことが明らかになった.さらに、典型的な種痘様水疱症も疾患概念のことなる重症度をしめし,重症型は悪性リンパ腫へ進行するリスクをもつ.NK/Tリンパ種が,なぜアジアに多発するのかを解析するために、1)宿主の免疫学的背景、2)ウイルスサブタイプ、3)環境因子の点から解析を進めている.本邦のリンパ腫から分離されるEBウイルスサブタイプの大部分は、EBNA2遺伝子はタイプ1型、LMP-1遺伝子はXho1 site(-)で30bp欠損株であり,欧米とは異なっていた.増悪因子として、蚊刺アレルギーと紫外線が注目される.現在のところ、HLAハプロタイプの血清型については明らかな特徴は認められていない.今後は、種痘様水疱症のような早期病変にどのような増悪因子が働いて進展するのかを臨床的および細胞学的に解析し、治療に結び付ける必要がある.リンパ腫および関連疾患の生検材料を用いてEBウイルス感染の有無と病型を解析した.TあるいはNK細胞性(CD56)のEBウイルス関連皮膚リンパ腫は、臨床および病理組織所見に特徴を有する.すなわち、1)CD56陽性血管中心性リンパ腫、2)血球貧食症候群を伴う組織球様リンパ腫、3)血球貧食症候群を伴う脂肪織炎様リンパ腫、4)顔面の種痘様水疱症に類似の皮疹を有する症例が存在する(Arch Dermatol,1997).その中で、脂肪織炎様T細胞リンパ腫は血球貧食性組織球性脂肪織炎との鑑別がむずかしいが、EBウイルス持続感染T細胞浸潤が認められる症例では予後が悪いことが明らかになった(論文準備中).その後、皮膚筋炎に類似の眼瞼浮腫を特徴とする2症例を見い出し、1例は悪性リンパ腫へ、1例は9年間進行していないことを確認した(投稿中).種痘様水疱症様皮疹を有する群では、定型的な種痘様水疱症の4例と、発熱や肝障害などの全身症状を合併する6例の非定型例のすべてにおいて皮膚病変中にEBウイルス感染T細胞の浸潤が認められた.前者では死亡例はなかったが、後者では3例が造血系腫瘍(うち2例はEB関連リンパ腫)を発症した.すなわち、これまで原因不明であった種痘様水疱症はEBウイルス関連リンパ球増殖性疾患であり、その重症例はリンパ腫へ進展するおそれのある「くすぶり型」の病態であることが明らかになった(投稿中).皮膚のEBウイルス関連NK/Tリンパ腫やリンパ球増殖症のなかには、特有の臨床症状と組織所見をしめす病型が存在することを報告した(Arch Dermatol,1997).その後も検討を続け、1)血球貧食症候群を示す皮下型リンパ腫、2)CD56陽性リンパ腫、3)種痘様水庖症に関連したリンパ腫、4)悪性組織球症様リンパ腫、5)顔面・眼瞼腫脹と筋肉内浸潤を伴うリンパ腫が代表的病型と考えられた.このうち、重症の種痘様水疱症を思わせる水疱性丘疹と発熱などの全身症状を示した6症例中3例が発症の2-14年後にEBウイルス関連悪性リンパ腫へ進展したことが明らかになった.

さらに、これまで原因不明と考えられてきた種痘様水疱症はEBウイルス関連リンパ球増殖性疾患であり、その中で難治性ないし反復性の症例はEBウイルス関連リンパ腫へ進展するリスクを持つ、いわゆる「くすぶり」の状態であることが判明した.NK/Tリンパ腫は、アジアに多発する原因を解析するために、1)宿主の免疫学的背景、2)ウイルスサブタイプ、3)環境因子の点から解析を進めている.ウイルスサブタイプの大部分は、EBNA2,遺伝子はタイプ1型、LMP-1遺伝子はXho1 site(-)、30bp欠損株が分離された.環境因子として、蚊刺アレルギーと紫外線が注目された.現在のところ、HLAの血清型については明らかな特徴は認められていない.今後は、種痘様水疱症のような早期病変にどのような増悪因子が働いて進展するのかを臨床的および細胞学的に解析し、治療に結び付ける必要がある.
電子的に柔軟な配位子を有する有機金属錯体の創製と有機合成および材料科学への応用

前年度に合成法を確立した新規オルトキノジイミン-Pt(PPh_3)_2錯体が、アルキンのヒドロシリル化反応に触媒活性を示すことを見出した。例えば、オルトキノジイミン-pt(PPh_3)_2錯体25mol%存在下、ヒドロシランEt_3siHと1-オクチンをDMF中80度で13時間反応させると、目的のビニルシランが収率82%で得られた。モデル化合物を用いた理論化学計算によりオルトキノジイミンの分子軌道の広がりとそのエネルギーについて検討したところ、金属への配位方向に対して垂直に広がるエネルギーの低いLUMO(-0.003eV,HF/6-311G(d,p))が確認された。これは、π逆供与による金属から配位子への電子の収容が極めて容易に起こりうることを示唆している。また、オルトキノン骨格をナフタレン環に置き換えると対応するLUMOのエネルギーが高くなった(+0.028eV)。π共役系の構造をチューニングすることによって配位子の電子的性質を制御できることが期待される。前年度に報告したCp配位子を有するニッケル錯体Cp_2Niの特異な触媒活性に基づき、1-プロモメチル-スピロ[2,4]ヘプタ-4,6-ジエンAを新規Cp配位子前駆体として設計した。様々な基質の組み合わせを検討したところ、ニッケル触媒を用いるGrignard試薬とアルキルブロミドのクロスカップリング反応がAにより促進されることを見出した。例えば5mol%のNi(acac)_2存在下、3-ブロモプロピルベンゼンとPhMgBrを反応させると、クロスカップリング体である3-フェニルプロピルベンゼンが収率5%で得られたが、Aを5mol%添加することにより収率は36%まで向上した。Ni(O)に対するAの酸化的付加、およびβ-炭素脱離による3員環の開裂を経て、活性種である分子内オレフィン配位CpNi錯体が生成したのではないかと考えている。1.量論反応に関する検討:2つのセミキノン配位子SQ(=3,5-di-tert-butyl-1,2-semiquinonate)を有するルテニウム2価錯体Ru(SQ)_2(PPh_3)_2を合成し、この錯体とアリールヨージドArI、およびジアリールジテルリド(ArTe)_2の酸化的付加反応について検討を行った。重ベンゼン中、80度に加熱したところ、これらの化合物のルテニウム上への酸化的付加反応は進行せず、錯体上で配位座の交換による異性化反応が進行した。また、錯体単独を加熱することによっても異性化が進行することがわかった。2.触媒反応に関する検討:触媒量のニッケル錯体NiBr_2(MeOCH_2CH_2OMe)、ジイミン配位子(MeC=NAr)_2(Ar=2-t-BuC_6H_4)存在下、シクロペンチルブロミドc-Pent-Br、イソプレン(H_2C=CMe)_2、およびグリニャール試薬PhMgBrをTHF中、0度室温で反応させると、ビフェニルPh-Phの生成を伴い、イソプレンの二量化ジァルキル化生成物が収率6070%程度で得られた。ジイミン配位子を添加しない場合、対応する二量化ジアルキル化生成物の収率は低下し、ジイミン配位子を添加した場合にはほとんど見られないイソプレンのジアルキル化体が20%程度生成した。これらの知見をもとに、今後更なる新規反応の探索を試みる。特に、「電子的に柔軟である」という特徴を最大限に活用した、未だ達成例の少ない炭素-炭素、炭素-塩素、炭素-酸素結合などの不活性結合の切断をキープロセスとした新規反応系の創出を目指す。オルトキノンに類似の構造を有するオルトキノジイミンを合成し、白金0価錯体Pt(CH_2=CH_2)(PPh_3)_2との反応を検討したところ、エチレンの脱離を伴い、オルトキノジイミン-Pt(PPh_3)_2錯体が定量的に生成した。31P-NMRのケミカルシフト値(δ7.63, J_<Pt-P>=3245Hz,C_6D_6)より、この錯体は2価錯体の性質を有しており、オルトキノジイミンはX_2型の2座配位子として作用することが示唆された。この錯体の触媒能を検討する目的で、オルトキノジイミン-Pt(PPh_3_2錯体2.5mol%存在下、ジボラン(PinB)_2と1.1当量の1-オクチンを、DMF中80度で13時間反応させたところ、1-オクチンのcis-ジホウ素化が効率よく進行し、対応するビニルホウ素化合物が定量的に得られた。興味深いことに、白金2価錯体PtCl_2(PPh_3)_2は同様の反応条件下で本反応に触媒活性を全く示さないことが知られている。ジイミン配位子-白金間での電荷移動により、系中でPt(0)種が発生していると考えられ、オルトキノジイミンが電子的に柔軟な配位子として作用することが示唆される。Cp配位子は、ハプト数の変化により金属への電子供与の程度を変化させることが知られている。この電子的な柔`軟性を活用した新たな触媒反応系を構築すべく検討を行ったところ、ニッケル錯体Cp_2Niの特異な触媒活性を見出した。

Cp_2Ni_8mol%存在下、2-ノルボルニルブロミドとPhMgBrを反応させると、対応するクロスカップリング体が収率40-50%で得られた。また、4-フルオロトルエンとPhMgBrの反応において最も触媒活性が高いことが知られるNiCl_2(dppp)より、Cp_2Niを触媒に用いる方が反応が速いことを見出した。アート錯体[CpNiPh_2]̄MgX^+が活性種ではないかと考えている。前年度に合成法を確立した新規オルトキノジイミン-Pt(PPh_3)_2錯体が、アルキンのヒドロシリル化反応に触媒活性を示すことを見出した。例えば、オルトキノジイミン-pt(PPh_3)_2錯体25mol%存在下、ヒドロシランEt_3siHと1-オクチンをDMF中80度で13時間反応させると、目的のビニルシランが収率82%で得られた。モデル化合物を用いた理論化学計算によりオルトキノジイミンの分子軌道の広がりとそのエネルギーについて検討したところ、金属への配位方向に対して垂直に広がるエネルギーの低いLUMO(-0.003eV,HF/6-311G(d,p))が確認された。これは、π逆供与による金属から配位子への電子の収容が極めて容易に起こりうることを示唆している。また、オルトキノン骨格をナフタレン環に置き換えると対応するLUMOのエネルギーが高くなった(+0.028eV)。π共役系の構造をチューニングすることによって配位子の電子的性質を制御できることが期待される。前年度に報告したCp配位子を有するニッケル錯体Cp_2Niの特異な触媒活性に基づき、1-プロモメチル-スピロ[2,4]ヘプタ-4,6-ジエンAを新規Cp配位子前駆体として設計した。様々な基質の組み合わせを検討したところ、ニッケル触媒を用いるGrignard試薬とアルキルブロミドのクロスカップリング反応がAにより促進されることを見出した。例えば5mol%のNi(acac)_2存在下、3-ブロモプロピルベンゼンとPhMgBrを反応させると、クロスカップリング体である3-フェニルプロピルベンゼンが収率5%で得られたが、Aを5mol%添加することにより収率は36%まで向上した。Ni(O)に対するAの酸化的付加、およびβ-炭素脱離による3員環の開裂を経て、活性種である分子内オレフィン配位CpNi錯体が生成したのではないかと考えている。
憲法上の権利論の体系構築とその救済法への含意

平成30年度は、これまで積み重ねてきた個別的な研究を『「内心の自由」の法理』(岩波書店)という論文集にして公刊することができた。この著書は、第一部でドイツにおける信教の自由と国家の宗教的中立性の要請が緊張関係に立つ場合の調整手法を、イスラーム教徒の教師のスカーフ事件を中心的な素材として考察している。第二部では、ドイツ連邦憲法裁判所などで使われている、保護領域・制約・正当化と分節する三段階審査を,日本における思想・良心の自由という法領域にも導入することを試みている。その際に素材として選択しているのは、「君が代」訴訟である。第三部では、まず信教の自由に関する判例の動向を思想・良心の自由に関するそれと比較しながら考察した。ここでも三段階審査の手法を分析の道具立てとして用いている。また政教分離規定という客観法規範適合性については、「かかわり合い」の有無等の審査と「かかわり合いが相当とされる限度を超える」かの審査という、二段階の審査に分節できることなどを論じた。さらに日本の判例において信教の自由と政教分離規定が緊張関係に立つ事例と、その調整の仕方を考察した。それらを通じて、第一部で扱った、ドイツにおける両者の調整方法との違いとその要因について分析した。この著書をまとめたことによって、本研究課題は確実に前進したと思われる。本年度、上記以外の業績として挙げておくべきは、憲法81条に関するコンメンタールの解説である。この解説は、違憲審査制に関する判例・学説の現状を概観するものである。この論稿を執筆することによって、救済手法を考察する際の基礎を固めることができた。平成30年度は、長年の課題だった『「内心の自由」の法理』という単行書を公刊することができた。この著作によって、憲法上の権利の体系構築のための段階を一歩上がったと思われる。またそれと並んで、憲法81条のコンメンタールを執筆したことによって、憲法上の権利が侵害された場合の救済手法についても概観することができた。平成31年度は本研究課題の最終年度に当たるため、総括的な業績を公刊したい。一つは、立法者による制度構築に依存する権利に関する考察である。もう一つは、憲法上の権利が侵害された場合の救済手法を中心として、司法権や憲法訴訟を体系的に考察することである。これらの課題を、平成28年度に公刊した体系書の姉妹編である『憲法II総論・統治』という形で果たすことを予定している。平成27年度は当初の実施計画とはやや異なった方向へ進んだものの、重要な研究成果を残すことができた。まず、憲法上の権利の審査を実際に担ってきた、最高裁判所の裁判官に関する研究を行ったことは画期的な試みだと思われる。最高裁70年の歴史を、個人で回顧することはきわめて難しいため、研究組織を作り、法律時報に平成27年4月号から連載し、私は、同号に「憲法学からみた最高裁判所裁判官ー企画趣旨」、および「『適正な紛争解決』の探求と憲法裁判ー藤田宙靖」を執筆した。その後、団藤重光元判事に関する論考も執筆したが公刊はまだである。この企画と並んで、泉徳治元判事に対する数度の聞き取り調査も行った。これも著書として公刊予定である。信教の自由・政教分離などに関する審査手法に関しては、二つの論考を公表した。「宗教的性格のある行事への公人の参列等と政教分離原則」(岡田信弘ほか編『憲法の基底と憲法論』[信山社、2015年]所収)、および「『ムスリム捜査事件』の憲法学的考察」(松井茂記ほか編『自由の法理』[成文堂、2015年]所収)である。これらによって、政教分離規定適合性審査を、「かかわり合い」の審査と、「かかわり合いの正当化審査」に分節化するなど、これまで公表してきた私見をさらに敷衍することができたと考えている。また、裁判上の権利救済を客観法的に担保する「裁判の公開原則」について、共著で「『傍聴人に聞こえない証人尋問』国家賠償請求事件」(法学セミナー2015年11月号)を公表した。その他、この1年の判例動向、学界動向を回顧する文章を、それぞれ『重要判例解説』『公法研究』に執筆した。この作業も、判例・学説の最新動向を自分の手で確認する機会となり、有益だった。執筆依頼や、新たな研究観点の獲得などによって、当初の研究計画とは考察の角度を若干異にすることになったが、最終的には研究テーマに関わってくる業績をほぼ順調に公表してきたと考えている。平成28年度は、これまでの研究を著作の形で公刊することができた。まず、渡辺康行・宍戸常寿・松本和彦・工藤達朗『憲法I基本権』(日本評論社)である。同書は、従来の人権論の体系書とはまったく異なり、保護領域・制約・正当化という三段階審査の枠組みによって、憲法上の権利にかかわる判例状況を整理し、さらに三段階審査が当てはまらない立法者の制度形成に依存する権利にかかわっても、立法裁量を枠付けるための審査手法を探ったものである。新時代の体系書として、学会誌「公法研究」の学界展望欄で異例な形で取り上げられるなど、大きな注目を集めた。また憲法判断の担い手である裁判官に関する研究として、泉徳治・渡辺康行・山元一・新村とわ『一歩前へ出る司法』(日本評論社)を公刊した。

最高裁の司法行政部門・裁判部門双方に精通した泉徳治氏へのインタビューを著作にまとめたものである。判決形成の裏側を垣間見ることができる著作であり、これまでの判例の読み方に別の視点を提供するものとして、高く評価された。一般紙を含めて既に数多くの書評がだされていることは、それを裏付けるものである。裁判官研究としては、「『リベラルなタカ』ー団藤重光」も公表した。戦後刑事法学の巨匠である団藤の、最高裁判事時代の活動について分析したものである。最高裁判例の分析として、「憲法判例のなかの家族ー尊属殺重罰規定違憲判決と婚外子相続分規定違憲決定」がある。憲法判例のなかに現れた裁判所・裁判官の家族観を分析しようとしたものである。その他、この1年の判例動向、学界動向を回顧する文章を執筆する機会を得ていることも、有益だった。平成28年度は、『憲法I基本権』という著作を公刊したことによって、憲法上の権利の体系構築のための重要な基礎を築くことができた。またそれと並んで、憲法上の権利の救済の仕方を構想するため、その担い手である裁判官研究に従事してきたが、その面でも『一歩前へ出る司法』を公刊できたことにより、かなり大きな進展があった。平成29年度は、憲法判例の担い手である最高裁判事の研究を比較的多く公表することができた。まず、共編著である『憲法学からみた最高裁判所裁判官』を公刊した。最高裁70年の歴史のなかから25人の最高裁判事を選び、憲法学の観点から考察したこの著作は、先行研究がないため、きわめて注目された。私自身も、この著作とは別に、「最高裁判事としての団藤重光」「最高裁判所判事としての藤田宙靖」、および千葉勝美裁判官を検討対象とした「最高裁裁判官と『司法部の立ち位置』」という3本の論文を、別記した記念論文集に寄稿した。これらの研究によって、学界に対していささかなりとも貢献できたのではないか、と思われる。またこれらと並んで、雑誌論文として「『日の丸・君が代訴訟』を振り返る」および「『君が代訴訟』の現段階」を公表した。このことを通じて、思想・良心の自由の領域における違憲審査のあり方についても考察を継続することができた。さらに東京地方裁判所において、多くの裁判官が集まる研究会で報告する機会があり、憲法理論研究会7月シンポジウムでは、最高裁の公法判例を長年主導してきた千葉勝美元最高裁判事とパネルディスカッションを行うこともできた。こうした研究活動は、これまで裁判実務とはかなりの距離があった憲法学としては、重要な意味をもつ業績だったのではないかと思われる。最高裁判例の担い手に関する裁判官研究について、大きな成果を示すことができたと思われる。また思想・良心の自由の領域に関する近年の判例動向についても考察することができた。さらにそうした研究を学会にとどまらず、裁判官に対しても発信する機会があった。平成30年度は、これまで積み重ねてきた個別的な研究を『「内心の自由」の法理』(岩波書店)という論文集にして公刊することができた。この著書は、第一部でドイツにおける信教の自由と国家の宗教的中立性の要請が緊張関係に立つ場合の調整手法を、イスラーム教徒の教師のスカーフ事件を中心的な素材として考察している。第二部では、ドイツ連邦憲法裁判所などで使われている、保護領域・制約・正当化と分節する三段階審査を,日本における思想・良心の自由という法領域にも導入することを試みている。その際に素材として選択しているのは、「君が代」訴訟である。
ヒトにおける達成動機づけの脳内機構

ヒトの達成動機は、質的に異なる2種類の目標、習得目標(過去の自分の成績を超えるという目標)と遂行目標(他人の成績を超えるという目標)に支えられている。どちらの目標に動機づけられているかによってヒトの行動は異なるが、これらの目標によって行動が動機づけられる脳内機構は明らかでない。習得目標と遂行目標がそれぞれ脳内のどこで表現され、ヒトの動機づけにどのように異なった関わり方をしているのかを明らかにするために、ヒトが達成目標によって動機づけられる課題としてストップウォッチ課題(ストップウォッチをできるだけ正確に5±0.05秒で止める)を考案した。習得目標群では、自身の第1セッションの成績を第2セッションで超えること、遂行目標群では、予め面識を持たせた他者の成績を超えることを目標として教示し、課題遂行中の脳活動をfMRIを用いて計測した。2群の被験者の間で、動機づけレベル、注意レベルは、非常に類似していたが、脳活動では、両群とも共通してストップウォッチ課題においてコントロール課題に比べて、腹側淡蒼球と帯状皮質前部において有意に強い脳活動が見られた。また、習得目標群においてはさらに、島皮質においても有意に高い活動が見られた。これらの結果は、帯状皮質前部と腹側線条体は達成動機づけに一般的に貢献し、島皮質前部は、自身の過去の成績を超えるという習得目標に基づいた達成動機に特異的に関与することを明らかにした。ヒトの達成動機は、質的に異なる2種類の目標(習得目標と遂行目標)によって支えられている習得目標とは、自分の能力を高めるという目標のことであり、その達成状況は自分自身で評価する。一方、遂行目標とは、自分の能力の高さを他者に示すという目標のことであり、その達成状況は他者によって評価される。どちらの目標に動機づけられているかによって、ヒトのとる行動は大きく異なってくる。しかし、これら二種類の目標によって行動が動機づけられる脳内機構はまったく明らかでない。本研究の目的は、習得目標と遂行目標がそれぞれ脳内のどこで表現され、ヒトの動機づけにどのように異なった関わり方をしているのかを明らかにすることである。ヒトが達成目標によって動機づけられる課題としてストップウォッチ課題考案した。この課題は、ストップウォッチをできるだけ正確に5±0.05秒で止める、というだけの単純な課題でありながら、外的な報酬が与えられなくても、ついつい繰り返し遊んでしまう、多くのヒトが強く動機づけられる課題である。この課題を用いた行動実験を行い、予備的な結果を得た。ストップウォッチ課題の成績には二群間で大きな違いが見られなかったが、実験終了後の一定の待ち時間に、ストップウォッチ課題を自由におこなうことができるようにしておいたところ、習得目標群よりも遂行目標群の方が、より多くストップウォッチ課題に取り組む傾向が見られた。このことは、ストップウォッチ課題を用いることで、達成目標による動機づけの違いを引き起こすことができることを示唆する。
若年女性の低骨密度スクリーニングに対する骨代謝マーカーの有効性

21世紀に向け、健康管理の上で、骨からの健康づくりを図ることは重要である。近年、骨代謝に関する研究が急速に進歩し、骨代謝マーカーを測定することによって、局所ではなく全身の骨について骨の代謝動態を侵襲することなく定量的かつ簡便に、そして最も安全に評価でき、早期に将来の骨量減少およびそれに伴う骨折の危険性を予知することが可能となり得ると考えられる。そこで、本研究では、若年女性を対象に、骨代謝動態の指標として、骨形成マーカーである血中の骨型Alkaline-phosphatase(骨型Alp)および骨吸収マーカーである(尿中Dpyr)の測定、DXA法による腰椎骨密度測定、SXA法による踵骨骨密度測定を実施し、さらに食生活状況等を調査した。そして、骨密度と骨代謝動態を把握し、とくに、低骨密度者における骨密度と骨代謝マーカーおよび食生活の関連性を検討した。その結果、若年女性(平均年齢21.6±2.3歳,Mean±SD)において、腰椎骨密度は、同年代の日本人女性平均値と比し、低値(Z score 95.9±11.1%,Mean±SD)を示した。また、3日間の栄養素等摂取状況において、カルシウムをはじめエネルギー、鉄が不足していた。さらに、骨密度と骨代謝動態との関連において、腰椎骨密度が同年代の日本人女性平均値より高値であった群は、低値であった群に比し、骨吸収マーカーである尿中Dpyrは低値傾向を示し、一方、骨形成マーカーである骨型Alpは高値傾向が認められた。また、腰椎骨密度高値群において、尿中Dpyrは、全対象者の平均値より低値を示し、骨型Alpは、全対象者の平均値より高値を示した。また、踵骨骨密度において、全対象者の平均値を基準にその値より高値群および低値群に層別化し、骨代謝動態との関連をみると、腰椎骨密度と同様の結果を示し、踵骨骨密度の高値群は低値群に比し、骨吸収マーカーである尿中Dpyrは低値傾向を示し、一方、骨形成マーカーである骨型Alpは高値傾向が認められた。以上より、骨代謝マーカーの測定は、若年女性の低骨密度者のスクリーニングに有効である可能性が示唆された。今後さらなる追究を行い、若年女性の低骨密度予防に結びつけたい。
機上測定を用いた超精密加工機の性能評価手法

超高分散かつ高効率の回折格子の製作を目的として、機上測定を用いた超精密加工機の性能評価手法を開発した。回折格子溝の加工手法として、脆性材料加工用工具および加工法、マイクロ切削加工法、超精密バニシング加工法の開発を行った。回折格子基板形状を測定するレーザオートフォーカス式機上測定器による機上測定手法を開発した。加工機上で回折光のスポット測定を行うことを目的として、レーザ回折光分布機上測定法の開発を行い、溝形状の加工法による違いが加工機上で直接的に計測評価できることを実証した。レーザオートフォーカス機上計測法をはじめとする機上精密形状計測を超精密研削盤上で用いることにより、超高分散かつ高効率の回折格子の製作を目的として、機上測定を用いた超精密加工機の性能評価手法を開発する超高分散かつ高効率の回折格子の製作を目的として、機上測定を用いた超精密加工機の性能評価手法を開発した。本研究は、赤外線領域での高い波長分解能を有する回折格子であるイマージョングレーティングの開発を行うために,レーザオートフォーカス機上計測法をはじめとする加工面性状精密計測を超精密加工機上で用い、マイクロ切削加工あるいはマイクロ研削加工による微細溝形状評価を行い、加工機の運動性能と工具磨耗を計測させ、加工計測フィードバックにより10ナノメートルの形状精度での溝加工法を確立することを目的とする。今年度においては、赤外領域において使用される回折溝を作成する母材として、難削材である硫化亜鉛ウエハーを入手し、赤外線領域での回折格子として機能させるための単結晶ダイヤモンドを用いた延性モード切削を試みた。回折格子の溝として機能させるためには長距離の加工長が必要となるため、工具長寿命化のため、単結晶ダイヤモンドの結晶方向を高脆材料の加工に最適化した工具の開発を行った。開発された工具を用いて母材表面への溝加工試験を行い、加工性能の評価を行った。レーザオートフォーカス式機上測定器を超精密3次元加工機に設置した。工作機械の加工中に常に表面の形状をモニターして加工にフィードバックする「クローズド・ループ」加工制御を行うためのソフトウエアを開発し、計測評価・補正のためのアルゴリズムの調整が可能となった。また、加工機上でスポット測定を行うことを目的として、加工された面による出射光を測定・評価する手法の基礎的検討を行い、加工機外での出射光測定を実施した。今年度においては、昨年度に引き続き、赤外領域において使用される回折溝を作成する母材である硫化亜鉛ウエハーに赤外線領域での回折格子として機能させるための単結晶ダイヤモンドを用いた延性モード切削を試みた。工具長寿命化のため、単結晶ダイヤモンドの結晶方向を高脆材料の加工に最適化された工具を用い加工条件の最適化を試みた。超精密3次元加工機上に設置されたレーザオートフォーカス式機上測定器を用いて、微細溝の測定試験を行い、サブミクロンレベルの測定性能を確認した。本計測器とダイヤモンド工具を用いた加工フィードバック実験を行い、工具交換に対応した大面積回折格子の加工手法を開発した。加工機上でスポット測定を行うことを目的として、加工された面による出射光を測定・評価する装置の設計ならびに試作を行った。また加工された回折格子による回折光を加工機上で評価を行う新たな手法として、シャックハルトマン式波面計測装置とレーザを用いた新たな計測手法を考案し、フィゾー式レーザ干渉計を用いた基礎的な試験を行った。本研究は、赤外領域での高い波長分解能を有する回折格子であるイマージョングレーティングの開発を行うために,レーザオートフォーカス機上計測法をはじめとする加工面性状精密計測を超精密加工機上で用い、マイクロ切削加工あるいはマイクロ研削加工による微細溝形状評価を行い、加工機の運動性能と工具磨耗を計測させ、加工計測フィードバックにより10ナノメートルの形状精度での溝加工法を確立することを目的とする。今年度においては、金属基板を用いてより高い回折角の反射型回折格子を得るために超精密切削による回折格子加工を行った。また、回折効率の向上のために超精密加工装置と単結晶ダイヤモンド製工具を利用した超精密バニシング加工を行った。加工装置の精度と周囲の温度変化による加工面のうねりの発生について非接触式表面性状測定を行い、加工条件を最適化した。超精密切削とバニシング加工の比較をおこなった。また加工された微細溝形状が光学性能に影響を与える効果について回折光学を用いてシミュレーションを行った。

加工された格子面の回折スポット強度分布を加工機上で測定ための装置によって除震台上で回折光の測定実験を実施した。市販のグレーティングによる測定と超精密切削によって加工された回折格子による測定の両方を行い、比較を行った。SEMで測定された微細形状の変化が回折スポットに影響していることがわかった。レーザオートフォーカス機上計測法については高速かつ高分解能の微細形状の測定を行うため、レーザプローブシステムを改良するための基礎的な検証を行った。本研究の目的は、赤外線領域での高い波長分解能を有する回折格子の開発を行うために、、マイクロ切削加工などのマイクロ機械加工による微細溝形状創成と評価を行い、加工機上加工面性状精密計測によって加工機の運動性能と微細形状の転写精度を計測させ、加工計測フィードバックによ高精度溝加工法を確立することにある。本年度は、超精密加工機を用いたマイクロバニシング加工およびマイクロ切削加工によって回折格子を作成し、レーザ回折光分布機上測定法によって評価を行った。回折格子溝の累積的溝位置精度は近接する複数波長成分の分解能に影響し、格子溝に周期的溝位置誤差がある場合はゴーストと呼ばれる偽のスペクトルを発生させる。加工実験の結果、マイクロバニシング加工においては反射光と回折光が連続的に広がっている光量分布をもち、バニシング加工における切削力に変化に応じて溝形状の乱れることによるランダムな形状誤差がみられた。一方マイクロ切削においては、切削された溝の回折光は上下に2本の水平方向の線が見られ、溝の垂直方向に波長33μm程度の周期的な微細形状転写誤差が発生している。1次回折光と0次光の間に5カ所のサブピークが見え、切削溝は回折格子の格子間隔に加工機の運動誤差と思われる10μmの周期的位置誤差が発生している。また、レーザオートフォーカス機上計測法によるダイヤモンド工具切削加工によって加工誤差をフィードバック補正する実験を行い、回折格子の基板となる非球面形状の補正加工手法を開発した。研究の展開として、本研究にて開発された加工装置評価手法を適用して、回折格子の加工に適した超精密加工装置および加工手法を開発に関する研究が実施された。
小型染色体がもたらすフザリウムの宿主特異性決定機構の解明

土壌病原菌フザリウムは、100種以上の植物に病気を引き起こすが、宿主特異性が分化しており、菌株によって宿主植物が異なる。しかし、宿主特異性の決定機構は明らかでない。近年、フザリウムの小型染色体が宿主特異性の決定に関与することが示唆された。そこで、本研究では“アブラナ科植物に病原性を示すフザリウムの小型染色体に座乗する遺伝子の発現解析"および“宿主特異性決定に関与する遺伝子の特定"を通して、フザリウムの宿主特異性決定機構のモデル系を確立することを目指す。本研究が達成されれば、モデル植物から重要作物に及ぶフザリウムの宿主特異性決定機構の解明に繋がることが期待される。土壌病原菌Fusariumoxysporumは、100種以上の植物に対して病原性を示すが、宿主特異性が分化しており、菌株によって宿主植物が異なる。しかし、宿主特異性の決定機構は明らかでなく、宿主ー病原菌相互作用機構の解析も進んでいない。近年、トマト萎凋病菌(F. oxysporum f. sp. lycopersici)の小型染色体が宿主特異性の決定に関与することが示唆されている。そこで、本研究ではシロイヌナズナやキャベツなどに病原性を示すキャベツ萎黄病菌(F. oxysporum f. sp. conglutinans)の小型染色体に座乗する遺伝子の発現解析および、宿主特異性決定に関与する遺伝子の特定を通して、F. oxysporumの宿主特異性決定機構のモデル系を確立することを目指す。キャベツ萎黄病菌の野生株のゲノム解析を実施し、クオリティーの高いゲノム配列を得た。また、キャベツ萎黄病菌から得た複数の小型染色体喪失株のゲノム解析を行い、野生株のリファレンスゲノムとマッピングすることで、それぞれの欠損ゲノム領域(小型染色体)を特定した。小型染色体喪失株の病原性の表現型と合わせることで、シロイヌナズナおよびキャベツそれぞれへの病原性に必要と思われるゲノム領域の特定に成功した。さらに、トランスクリプトーム解析によって、キャベツ感染時に発現する小型染色体上の遺伝子を特定した。今後、シロイヌナズナ感染時に発現する小型染色体上の遺伝子を特定し、シロイヌナズナおよびキャベツそれぞれのエフェクター遺伝子の同定および機能解析を行う予定である。全ゲノムシーケンスによる、キャベツ萎黄病菌の野生株と複数の小型染色体喪失株の比較ゲノム解析を行い、それぞれの欠損ゲノム領域(小型染色体)を特定した。さらにトランスクリプトーム解析によって、キャベツ感染時に発現する小型染色体上の遺伝子を特定した。また、シロイヌナズナ感染時のキャベツ萎黄病菌のトランスクリプトーム解析の準備もできている。キャベツ萎黄病菌を感染させたシロイヌナズナのトランスクリプトーム解析を行う。小型染色体に座乗する遺伝子のうち、シロイヌナズナおよびキャベツ感染時に発現する遺伝子を選抜する。選抜した遺伝子が、宿主特異性の決定に必要か調査するために、当該遺伝子を小型染色体喪失株や非病原性菌株へ導入、または野生株で欠損させ、病原性を調査する。以上の解析を通して、宿主決定に関与する遺伝子を同定して論文として報告する。

また、シロイヌナズナ感染時のキャベツ萎黄病菌のトランスクリプトーム解析の準備もできている。キャベツ萎黄病菌を感染させたシロイヌナズナのトランスクリプトーム解析を行う。小型染色体に座乗する遺伝子のうち、シロイヌナズナおよびキャベツ感染時に発現する遺伝子を選抜する。選抜した遺伝子が、宿主特異性の決定に必要か調査するために、当該遺伝子を小型染色体喪失株や非病原性菌株へ導入、または野生株で欠損させ、病原性を調査する。以上の解析を通して、宿主決定に関与する遺伝子を同定して論文として報告する。
地質地下水統合型地下環境情報システムの構築とそれを活用した地下水の最適管理

今年度は、これまで研究を進めるにあたり収集してきた情報をとりまとめた書籍「埼玉県地質地盤資料集(総頁数1072ページ)」を刊行するとともに、ウェブGISを拡充した。また、荒川低地周辺のボーリングデータを使用して、荒川低地地下立体模型を作成した。以下にそれぞれの概要を詳述する。まず、本資料集では埼玉県内約6,000カ所のボーリング柱状図、さらに県内各地620地点のpH(水素イオン濃度指数)・電気伝導度・酸化還元電位・鉄濃度・マンガン濃度などの基本的な地下水質データをとりまとめた。ボーリング柱状図は、深度毎の土質(地層)の状態や硬さの情報などが記述されており、帯水層となり得る地層の位置が分かり易く表示されている。資料集は、大学を始めとする研究機関や公立図書館など約300カ所の施設へ無償配布した。また、資料集にとりまとめた約6,000カ所のボーリング柱状図は、より更に詳しい情報が記述されている標準様式の柱状図に加工し、当センターで運用するウェブGIS「Atlas Eco Saitama(https://cessgis.maps.arcgis.com/home/index.html)」でダウンロード可能とした。各公共機関が個別に保管していたボーリングデータを一括管理することで、帯水層に代表される地下構造を三次元的に推定するなど、より高度な解析が可能となった。また、専門知識を持たない一般の方への成果還元として、荒川低地の地下立体模型を作成した。模型では、荒川低地の地下には氷河期に作られた谷が埋まっており、模型では東京湾へ向かって連続的に深くなっていく様子や、埋められている谷は一様でなく、溝状に連なる深い部分やテーブル状の浅い部分があることなどが表現されている。また、谷底に堆積している砂礫質の地層は、地下水を豊富に含むことから、専門家による地下水汚染調査にも役立つ情報となる。研究代表者の家族の都合により研究の遂行が遅れることとなった。今後はこれまでの研究成果をとりまとめ、論文執筆などを進める。本年度は、地質情報や地盤変動データの収集・整理、地下水質の分析、更には地盤沈下の広域解析などを実施した。まず、基本地質情報として埼玉県発注の公共事業の地質調査から計970件の数十m級のボーリング柱状図を収集・整理した。また、地下水数十m300mレベルの深層地質を把握するため深井戸地質柱状図を計520件収集した。地下水の分析は県内計92箇所の井戸を対象として、As,Fe,Mn,Zn等の重金属類やNa+,K+,Cl-,PO43-,SO42-等の溶存イオンなどを分析した。さらに、地盤沈下の概況を把握するため、計744箇所の水準基標における平成9年26年までの年間変動量や真高(TP)に関するデータを収集・整理し、併せてリモートセンシングによる県平野部の地盤変動状況を把握した。これらのうち、平成18年から23年まで運用された「だいち1号」の合成開口レーダにより得られたデータを使用して干渉SAR時系列解析を実施した結果、以下の事が判明した。春日部市から越谷市かけての地域では、平均地盤変動速度が10mm/yearを超える沈下集中域が存在し、地盤の変動傾向は水準測量結果と概ね整合することが判明した。沈下傾向を示す領域は帯状に蛇行した分布範囲を示しているが、これは埋没谷の地質構造や特定の帯水層を対象とした地下水揚水に起因するものと推察された。一方、調査地域内には局所的に15mm/yearを超える沈下が確認される地区(面積約0.3km2)も存在した。これは軟弱地盤上に作られた盛土による土地造成地による圧密沈下によるものと考えられた。本年度は、地盤沈下が進行する地域を具体的に把握すことを目的として、平成18年から23年まで運用された「だいち1号」の合成開口レーダにより得られたデータを使用して差分干渉処理を実施し、以下の事が判明した。春日部市から越谷市かけての地域では、平均地盤変動速度が10mm/yearを超える沈下集中域が存在し、その分布は最終氷期極相期において開析された埋没谷の分布と概ね一致することが判明した。この沈下傾向を示す領域は帯状に蛇行した平面的な分布範囲を示しており、標高-30-50mの深度に位置する地層が当該地域における地盤沈下に影響していることが示唆された。なお、これらの沈下傾向を示す地域は、平成27年9月に発生した関東・東北豪雨や平成25年10月に発生した26号台風により冠水被害を発生した地点と一致していた。このことから、本解析結果は今後の浸水被害軽減に向けた貴重な基礎資料となることが期待された。今年度は、国際会議において研究成果を公表し、さらにその内容を基に国際誌へ投稿した。この他、埼玉県内約60地点の地下水について各種の水質分析を実施した。これらのことから現在までの進捗状況はおおむね順調に進展している。今年度は過去において著しい地盤沈下が進行した埼玉県中川低地において微動探査を実施した。その結果、当該地点における沖積層全体のS波速度構造を定量的に把握することができた。また、調査地域において実際に発生している自然災害に起因する実被害を把握するため、平成27年関東東北豪雨の際に浸水被害が発生した地域を面的に抽出した。

解析には、被害発生約1ヶ月前の平常時(観測日:平成27年8月13日)と、浸水被害発生時(観測日:平成27年9月10日)に取得されただいち2号のレベル2.1を使用し、災害前後の2時期のデータをRGB(R:平常時、G:浸水時、B:浸水時)に割り当ててカラー合成する事で浸水地域の網羅的な抽出を試みた。解析の結果、水田地帯では広範囲の浸水域を抽出することができた。抽出された浸水域は当時撮影された様々な写真や映像等でも記録されており、解析結果が概ね良好であることが確認された。一方、校庭などでは、浸水の事実があるにも関わらず抽出することができなかった。さらに、地盤データベース構築のため、県内市町村都市計画図のデジタルマップデータを収集した結果、計63市町村のうち53市町がDM形式、17市町がSHP形式、18市町がDXF形式で保有しており、それら全てのデータを収集することができた。また、国土地理院の協力のもと、調査地域における地盤沈下に関する研究成果を取りまとめ、国際誌に公表することができた。研究は計画通りに進んでいる今年度はさいたま市における計61箇所の水道用水の地下水揚水井を対象として取水対象とする帯水層レベルや地下水揚水と地盤変動との関係を考察した。概要は以下の通りである。(1)さいたま市の主要部における基本的な地質層序の概要は、上位より後期更新世に堆積した新規ローム層・大宮層・木下層、中期更新世に堆積した清川層・上泉層・藪層・地蔵堂層、そして前期更新世に堆積した上総層群相当層に分けられる。このうち、さいたま市内の水道用水で対象としているのは、上泉層から上総層群相当層まで(地表面下68m344m)の地層であることが判明した。(2)調査地域内に位置する浦和観測所における地盤変位のモニタリング結果から当該地域の地層を地層A(深度0150m)と地層B(深度150250m)に分けて地盤収縮量を算出したところ、両地層とも収縮しているものの、地層Bよりも地層Aの方が、概ね2倍程度収縮量が大きいことが判明した。(3)さいたま市が発行する統計資料を基に、さいたま市内の16箇所の浄・配水場における過去15年間の地下水揚水量の変化傾向を調べたところ、地盤が沈下傾向を示す地域では揚水量を増加しており、比較的浅い帯水層から揚水していることが判明した。(4)合成開口レーダの解析により検出された地盤沈下の主要部分は、標高ー50ー150m前後に分布する比較的浅い帯水層(藪層地蔵堂層)からの地下水の揚水量を増加させることにより、各帯水層間やその上位に位置する粘土層やシルト層が収縮することにより発生したものと推定された。地盤沈下が進行する地域を特定し、その直接的な原因やメカニズムを概ね解明することができた。今年度は、これまで研究を進めるにあたり収集してきた情報をとりまとめた書籍「埼玉県地質地盤資料集(総頁数1072ページ)」を刊行するとともに、ウェブGISを拡充した。また、荒川低地周辺のボーリングデータを使用して、荒川低地地下立体模型を作成した。以下にそれぞれの概要を詳述する。まず、本資料集では埼玉県内約6,000カ所のボーリング柱状図、さらに県内各地620地点のpH(水素イオン濃度指数)・電気伝導度・酸化還元電位・鉄濃度・マンガン濃度などの基本的な地下水質データをとりまとめた。ボーリング柱状図は、深度毎の土質(地層)の状態や硬さの情報などが記述されており、帯水層となり得る地層の位置が分かり易く表示されている。資料集は、大学を始めとする研究機関や公立図書館など約300カ所の施設へ無償配布した。
電荷秩序系を中心とする不均一な電子状態をもつ電荷移動塩の研究

電荷秩序系とよばれる2:1の組成をもつ物質(M_2^+X^-)を中心にして空間的に不均一な電子状態をとる物質の研究を行った。(1)相転移温度近傍の広い温度領域で高温相と低温相が共存する物質を発見した。(2)超電導相近傍の低温・高圧状態において異なる電子状態が共存している物質を発見した。(3)電子強誘電体というこれまでと異なる原理に基づく強誘電体の分域(ドメイン)の観測に成功した。(4)長距離電荷秩序が崩壊した高伝導状態の局在的な性質を明らかにした。電荷秩序状態をもつ物質においては様々な空間・時間スケールをもつ不均一な電子状態の存在が示唆されている。この基盤研究では空間的に不均一な状態を可視化し、時間的に不均一な状態のダイナミクスを明らかにすることを目的としている。平成19年度は以下の研究を行った。(1)(npBifc)(TCNQ)_3における価数変化相転移:この物質は相転移転近傍の温度で60Kにも及ぶ幅広い転移幅を持つ。この幅広い相転移は従来知られているスピンクロスーバー相転移やリラクサーとは異なり、高温相と低温相の巨視的な分域が共存している相転移であることをX線回折と顕微ラマン分光法で明らかにした。この物質は相転移に伴って3%もの大きな体積変化をしめす。この体積収縮に伴う結晶内歪が原因となって巨視的な分域が共存する不均一な状態を安定化させているという現象論的な摸型を提唱した。(2)β-(meso-DMBEDT-TTF)_2PF_6の相図:この物質の金属絶縁体転移は静水圧によって抑制され、超伝導転移を示すことが知られている。赤外・ラマン分光法を用いて、この物質の絶縁相が長距離秩序をもつ電荷秩序相と短距離秩序をもつ電荷均一相があることを明らかにした。高圧力下でラマン分光を行って、湿度圧力相図を作成した結果、長距離秩序をもつ電荷秩序相は超伝導相に直接接してはいないことを明らかにした。また、高圧力下では、上記の2種類の電子相が共存する不均一な状態の温度・圧力領域が大輻に広がっていることを見出した。圧カセル内の圧力むらを精査した結果、圧力むらによるものではない。圧力によって生じた結晶内歪により、不均一な電子状態が安定化されたのであろうと推測している。平成20年度は遠赤外領域の反射率を測定する装置の立ち上げを完了した。電荷秩序状態をもつ物質について、従来の赤外・ラマン分光法に加えて以下のような研究を行った。(1)バンド幅の狭いα'-(ET)_2IBr_2の赤外・ラマンスペクトル、遠赤外-近赤外領域の光学伝導度、電気抵抗、静磁化率の測定を行って、この物質の200Kにおける相転移が電荷秩序状態から電荷無秩序状態への秩序無秩序型の相転移であることを明らかにした。特に高温相の電子状態が、金属ではなく電荷が一分子に局在しながら拡散的に移動している局在性の強い伝導性の電子状態であることを示した有機物では最初の例であると考える。この物質に静水圧を撫えると1.4GPa以上の圧力で金属化し、モット絶縁体系、あるいは密度波系へと移り変わることをラマン分光法により明らかにした。(2)非線形分光法を用いて、α-(ET)_2I_3における強誘電相の発見に続いて、α-(ET)_2I_2Brとα-(ET)_2IBr_2において新たな強誘電相を見出した。特に後者の物質においては空間的に不均一な強誘電相という新しい発見があった。発現機構は次年度の課題である。(3)β型のBDA-TTP塩は超伝導転移を示す物質がいくつか報告されている。BDA-TTP^0およびBDA-TTP^+の基準振動計算をおこない、また典型的な物質の赤外・ラマンスペクトルを灘定して、C=C結合と分子のもつ電荷との関係を明らかにした。そして、高圧力下で超伝導転移するβ-(BDA-TTP)_2I_3の常圧下の絶縁相が当初予想されていた電荷秩序状態ではなく、ダイマーモット状態であることを明らかにした。平成21年度はa型の構造をもち、バンド幅の異なるBEDT-TTF塩の電荷に敏感な赤外およびラマン活性バンドの線幅を解析して、金属相における電荷秩序ゆらぎに関する情報を得た。金属絶縁体転移を示し、バンド幅の比較的狭いa-(BEDT-TTF)_2I_3の電荷鋭敏振動バンドはバンド幅が広く安定な金属相を持つα-(BEDT-TTF)_2NH_4Hg(SCN)_4の電荷鋭敏バンドに比べて線幅が2倍以上広い。

このことから、a-(BEDT-TTF)_2I_3の電荷が熱ゆらぎによって平均の電荷の周りを動的に揺らいでいると結論した。ラマン活性な電荷鋭敏バンドの振動数がガウス過程でゆらいでいるという模型をもちいてゆらぎの速さを1-22cm-1と推定することができた。また、遠赤外領域までの光学電気伝導を測定し、この物質の金属相がゼロエネルギーピーク(ドルーデピーク)をもたない、つまり、過減衰状態にあることを明らかにした。この状態は、熱ゆらぎによって電子が強く散乱されているという状況と一致する現象である。α-(BEDT-TH)_2NH_4Hg(SCN)_4の線幅は狭いとはいえ、他の電荷に敏感ではないエチレン基の変角振動バンドに比べると幅広い。このことは、安定な金属相をもつα-(BEDT-TTF)_2NH_4Hg(SCN)_4もゆらぎの影響を受けていることを示している。電荷秩序ゆらぎについては従来X線回折を用いて議論されてきたが、a型のBEDT-TTF塩は電荷秩序状態で超格子を作らないためにゆらぎの情報を得るのにX線回折法を使用することができないために、ゆらぎについては理論的な示唆はあるものも実験的には捉えられていない状況であった。この研究では分子のもつ電荷に応じで共鳴周波数を大きくシフトする電荷鋭敏バンドを用いてゆらぎに関する実験的な証拠を得ることができたところに意義がある。
物質循環と動植物の相互作用システムに関する群集生態学的研究

本研究は、管理生態系において土壌養分の違いが、1)植物の成長や形質の可塑性に与える影響、2)土壌動物・植食性昆虫・捕食性昆虫群集の構造と機能に与える影響、3)物質循環の現存量や分解生成速度に与える影響、を解明することを目的としている。落葉広葉樹として、コナラ及びミズナラを選定し、成分分析した土壌を用い鉢植えにして施肥を行い、土壌条件の良い区と悪い区・植食性昆虫を排除する区と排除しない区、4つの区分を設定し、実験を行った。コナラは養分条件が良い場合、昆虫の食害の程度が大きいと、コナラ・ミズナラ共に、短いシュートをたくさん出すようになった。さらにコナラでは、昆虫の食害により、1年枝からのシュート出現頻度も増加した。これら植物の反応は、昆虫の食害を小さくする植物の適応的な反応で、これらの反応により、昆虫の食害を補償しているものと思われた。コナラ及びミズナラで、個体バイオマスに対する食害及び養分の影響を調べたところ、コナラでは、養分条件の良い場合、昆虫の食害がシュート・個体レベルで、葉のバイオマスを減少させ、枝バイオマスは、シュートレベルで減少した。ミズナラでは、シュート・個体レベルで葉のバイオマスは養分条件に関わりなく減少した。これらの結果は、コナラとミズナラ2種の成長戦略の違いを反映しているものと考えられた。植栽3年後にハウスの鉢から採取した土壌を培養し、溶存態炭素・窒素濃度の変化と窒素の無機化速度・硝化速度の測定を行ったところ、食害の程度で生成される無機態窒素の形態や無機態窒素の生成速度に大きな違いはみられなかったが、土壌中の溶存態炭素濃度に違いが生じた。土壌中の溶存態炭素は土壌中の窒素無機化に影響を与えると考えられており、長期には窒素の動態に違いが生じることが推察され、昆虫類による食害が植物-土壌系の物質循環に何らかの影響を及ぼしていることが示唆された。これらの研究成果は、4つの学術論文(うち2編投稿中)と12の学会発表として、公表した。本研究は、管理生態系において土壌養分の違いが、1)植物の成長や形質の可塑性に与える影響、2)土壌動物・植食性昆虫・捕食性昆虫群集の構造と機能に与える影響、3)物質循環の現存量や分解生成速度に与える影響を解明することを目的としている。この目的のために、落葉広葉樹として、コナラ及びミズナラを選定し、成分分析した土壌を用い鉢植えにして、水溶性の一定濃度の施肥を行い、土壌条件の良い区と悪い区・植食性昆虫を排除する区と排除しない区、4つの区分を設定し、実験を開始した。この実験のためのハウスを、京都大学本部演習林の圃場に3棟建設し、この中で実験を行なっている。研究に先立ち、群集研究の第一人者である渡慶次睦範九州大学教授及び長崎大学助手都野展子助手との意見交換を実施し、実験設定等について妥当性を吟味した。土壌調査は、士壌コアサンプルを採取し、各鉢植えから個別にサンプリングを行い、新たに購入したオートアナライザーも活用して、士壌水分含有量、全炭素量、全窒素量等を継続的に測定している。選定木を対象に、基部直径、葉数、芽数、シュート長を測定した。