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中世から近世における和歌会の様相と、和歌会資料についての文献学的研究

本年度は、前年度までの和歌会作法書類の資料調査を整理し、現存和歌会作法書目録の作成を進めた。同目録は現在のところ当初目標と設定した調査をほぼ終了しているが、なお未調査の資料も少なくないため、これらの継続的調査を完了した段階で発表する予定である。上記の調査にあわせて、室町中・後期を中心に和歌会に関する古記録を収集調査し、内容をデータとしてまとめている。また、現存和歌懐紙・短冊の調査もあわせて行い、和歌会作法書との対応関連についても考察を行っている。以上の成果として、和歌会作法書の生成、及び伝授の諸相の研究の進展が挙げられる。室町後期飛鳥井流の書に『和歌条々』という書があり、当主自筆原本が多く伝来している。これらの内容整理、分析、及び伝授の様相を考察し、「飛鳥井家の和歌会作法伝授-『和歌条々』を中心に-」(「和歌文学研究」2010年6月)に発表した。さらに、伝授の考察という点で、共通点の少なくない飛鳥井流蹴鞠書『蹴鞠条々』についても併せて調査を進め、これらの様相を照合することから飛鳥井家の和歌伝授の様相をさらに考究した。その成果は中世文学会秋季大会(2010年10月於県立広島大学)において「中世における和歌と蹴鞠-『蹴鞠条々』と『和歌条々』の伝授を中心に-」として口頭発表を行った。また同発表の成果をまとめた同題の論文を「中世文学」五六号(2011年6月)に掲載する予定である。これらの一連の研究は、室町後期における和歌の作品の背景の様相解明に加え、地方武家相など含めた様々な層における文学・文化享受の有り様を知る上でも、当時における芸道伝授の一面を知る上でも重要なものであると位置づけうる。和歌文学が実際に行われた場の一つである和歌会の様相を知ることは文学研究のみならず、それに関連する文化研究上も重要であるが、現在のところ研究が進んでいない分野と言える。本年度は、和歌会作法研究の資料整備等の基礎研究を主たる目的とし、和歌会作法書の書誌的調査を重点的に行った。現在のところ合計で170点前後の和歌会作法書の調査を終了している。以上の調査の結果を整理し、各作法書の諸本の系統分類、分析を行い、「現存和歌会作法書目録リスト」の作成を進めている。また、和歌会記録の基礎調査も併せて行った。室町中・後期を中心に古記録を調査し、和歌会に関する記録のリストの作成を進め、内容をデータとしてまとめている。また、各機関に所蔵されている現存和歌懐紙・短冊の調査も併せて行い、和歌会作法書との対応関係を確認している。以上の研究成果の一端を反映して、室町時代の和歌会の一様式であった「続歌」についての考察として「『続歌』とは何か-和歌会作法書を手がかりに-」を学会誌「和歌文学研究」96号(2008年6月)に掲載した。また、和歌会作法書の中でも特に重要な三書を選び、その本文と注釈の作成を行い、共編として『文芸会席作法書集和歌・連歌・俳諧』(風間書房、2008年10月)を刊行した。また、室町期を中心とした和歌会作法書のなかでも特に主要な書の整理・分析を行い、それらをもとに室町時代の和歌会の様相についての考察をまとめ、単著として『詠歌としての和歌和歌会作法・字余り歌□付<翻刻>和歌会作法書□』(新典社、2009年1月)を刊行した。なお、同書には資料として、和歌会作法書の翻刻も計九種類所収した。以上の研究成果は、これまで未整理であった和歌会作法書の資料整理を進め、他分野においても広く活用しうるものと思われる。和歌が「行われた」代表的な場である和歌会の様相を知ることは、和歌作品の研究のみならず、文化的諸相への考察、特に中世において発展を遂げた会席の様相などの文化的背景などを解明する上でも重要な研究と位置づけうる。本年度は、前年度に引き続き和歌会作法書類の資料調査を行い、各作法書の分析と系統分類をし、現存する和歌会作法書の目録の作成を進めた。同目録は現在のところ当初目標と設定した調査をほぼ終了しており、全体の統一などを行った上で近く発表する予定である。同目録は、これまで整備の進んでいなかった和歌会作法書の調査の今後の進展に寄与するものと考えている。こうした調査にあわせて、室町中・後期を中心に和歌会に関する古記録を収集調査し、内容をデータとしてまとめている。以上の調査の成果として、和歌文学会において「飛鳥井家の和歌会作法書『和歌之条々』について-雅俊・雅綱・雅教三代の作法書の整理を中心に-」(2009年6月)を口頭発表し、次いでその成果を反映して「飛鳥井流和歌会作法書『和歌条々』について-諸本と伝授関係の整理を中心に-」(「国語国文」2009年11月)、「飛鳥井家の和歌会作法伝授-『和歌条々』を中心に-」(「和歌文学研究」2010年6月刊行予定)を掲載した。

これら一連の研究は、室町後期の飛鳥井家当主が諸相に伝授した和歌会作法書に関する伝本の分類・内容分析を中心に行ったもので、当時の和歌作法伝授における人間関係の一端を明らかにしつつ、彼ら代々の当主が伝授の相手によって内容をその都度整備調整しながら作法書を授けていたことなど、和歌作法伝授の一面に迫ったものである。これらの研究は、当時における歌道伝授に加えて、地方武家相など含めた様々な層における文化享受の有り様の一資料としても重要なものであると考えている。本年度は、前年度までの和歌会作法書類の資料調査を整理し、現存和歌会作法書目録の作成を進めた。同目録は現在のところ当初目標と設定した調査をほぼ終了しているが、なお未調査の資料も少なくないため、これらの継続的調査を完了した段階で発表する予定である。上記の調査にあわせて、室町中・後期を中心に和歌会に関する古記録を収集調査し、内容をデータとしてまとめている。また、現存和歌懐紙・短冊の調査もあわせて行い、和歌会作法書との対応関連についても考察を行っている。以上の成果として、和歌会作法書の生成、及び伝授の諸相の研究の進展が挙げられる。室町後期飛鳥井流の書に『和歌条々』という書があり、当主自筆原本が多く伝来している。これらの内容整理、分析、及び伝授の様相を考察し、「飛鳥井家の和歌会作法伝授-『和歌条々』を中心に-」(「和歌文学研究」2010年6月)に発表した。さらに、伝授の考察という点で、共通点の少なくない飛鳥井流蹴鞠書『蹴鞠条々』についても併せて調査を進め、これらの様相を照合することから飛鳥井家の和歌伝授の様相をさらに考究した。その成果は中世文学会秋季大会(2010年10月於県立広島大学)において「中世における和歌と蹴鞠-『蹴鞠条々』と『和歌条々』の伝授を中心に-」として口頭発表を行った。また同発表の成果をまとめた同題の論文を「中世文学」五六号(2011年6月)に掲載する予定である。これらの一連の研究は、室町後期における和歌の作品の背景の様相解明に加え、地方武家相など含めた様々な層における文学・文化享受の有り様を知る上でも、当時における芸道伝授の一面を知る上でも重要なものであると位置づけうる。
超強磁場下でのサイクロトロン共鳴を用いた半導体短周期超格子中の電子有効質量解析

本研究ではIII-V化合物半導体の中でも最近注目を集めているInGaAsに着目し、(InGaAs)_n/(GaAs)_n超格子、(InGaAs)_n/(AlAs)_n超格子を対象とした。試料には分子線エピタキシー装置により結晶成長させた100周期の超格子構造を用い、実験装置には一巻きコイル法超強磁場発生装置を用いたサイクロトロン共鳴測定装置を使用した。本年度は、従来より長波長レーザを検出光として用いたため測定領域が広げた。さらに、試料を傾斜させて固定できる試料ホルダーを作成し、磁場を試料に対して斜めに印加した実験も可能とした。以上のような実験を行った結果、次の結論を得た。3.InGaAs/AlAs超格子では、GaAs/AlAs超格子で観測されるΓ-Xクロスオーバーと類似の傾向が観測された。また、GaAs/AlAs超格ではn=15でクロスオーバーが起こったが、InGaAs/AlAs超格子ではより小さいnクロスオーバーすることが示唆された。4.(InGaAs)_8/(AlAs)_8超格子の積層方向から角度θ傾斜させて磁場を印加したサイクロトロン共鳴を観測したところ、共鳴磁場が電子が各井戸層に閉じ込められた際に示す1/cosθ依存性から低磁場側ヘシフトした。これは電子がミニバンド中を運動しているためと考えると、ミニバンドにおける電子有効質量比がm_z/m_<xy>=1.7と見積もられた。本年度は実験試料作製と電子有効質量の精密測定に向けての実験装置改良に重点を置いた。本研究ではIII-V化合物半導体の中でもIn系に注目し、(InGaAs)_n/(GaAs)_n超格子、(InGaAs)_n/(AlAs)_n超格子を対象とした。超格子構造は分子線エピタキシー(MBE)装置を用いてGaAs基板上に成長させ、フォトルミネッセンス(PL)法を用いて結晶性を、ホール効果測定により電子輸送特性を評価した。(InGaAs)_n/(GaAs)_n超格子、(InGaAs)_n/(AlAs)_n超格子は、ヘテロ界面で格子定数が一致しない歪超格子として知られている。MBE装置を用いて100周期以上の結晶成長を行ったが、歪により転移が発生し、表面付近での結晶性の低下が見られた。次年度も成長条件の精査を行い、サイクロトロン共鳴用の試料作製を継続することとした。実験装置の改良としては、サイクロトロン共鳴測定装置の試料ホルダ部分の改善、及び、超強磁場発生装置の信号系統の見直しを行った。これにより、磁場や検出用レーザ光が試料に対して斜めに入射した場合の測定が可能になった。また、ケーブル長の最適化、コネクタの改良、積分器などの調整などを行い、磁場測定精度改善が図られた。本年度の研究において、超格子をPL法によって評価する際に、強電場をヘテロ界面と平行に印加すると、負電極付近でPL信号が急激に減少する現象が見られた。モデルを簡単化するためにGaAs/AlGaAs変調ドープ単一ヘテロ構造の試料を作製し、試料上にホール効果素子を形成して顕微PL法により発光特性を調べた。この結果、電場の増加とともに負電極近傍の数十μmの範囲でPL信号が大きく減少することが確認できた。一方、正電極付近ではPL信号の変化は少なく、信号が増減するなどばらつきが生じた。
小脳顆粒細胞特異的遺伝子機能改変マウスを用いた小脳機能制御システムの研究

Math1 promoter下で小脳顆粒細胞特異的にCre-recombinaseを発現するマウスとかけ合わせて得られたNR2Aflox/flox, Cre+マウスを解析したところ、小脳機能の指標の一つであるverticalpole testにてミュータントマウスに機能低下が観察された。更に変異を誘導的に導入することができるかどうかを検討するために、小脳顆粒細胞特異的にCre-recombinase-progesteron receptorfusion蛋白を発現するマウスとかけ合わせ、anti-progestinを投与して、任意の時期にCre-recombinaseを活性化し、変異を誘導できるかどうか検討したが、変異は部分的で、十分な効果は得られなかった。投与法投与量等に検討の余地があると思われる。今後は上記の二系統の変異マウスについて、さらに表現型の解析を進める予定である。以上の実験により、この遺伝子改変技術は、分子自体の発現レベルや発現部位に変化を与えることなく、ターゲット遺伝子の機能改変をもたらすことができることから、その機能の的確な解明に有効であろうと考えられる。我々の作成したマウス(GEMAマウス)と小脳顆粒細胞特異的にCre-recombinaseを誘導的に発現するマウスと掛け合わせることにより、顆粒細胞特異的にMgブロックを解除し、以下の実験によりMgブロックの生理的機能を個体レベルで明らかにすることを目的とした。1) Mgブロックの解除が小脳発生に与える影を明らかにする。2) Mgブロックの解除が小脳の運動機能制御に与える影響を明らかにする。3) Mgブロックの解除がポストシナプスにおけるシグナル伝達に与える影響を解析する。(1) Math1-CreとGEMAマウスを掛け合わせたが、ホモマウス(NR2Aflox/flox : Math1-Cre)を作成したが、残念ながらCre-recombihaseの作用が十分でなく十分に変異を導入できないことが判明した。これを反映して得られたマウスの形態、行動ともに顕著な変化が見いだされていない。(2) δ2制御下でCrePRを発現するマウスについても掛け合わせを行い、小脳の発生が進んだ生後4週目からAntiprogestihを1週間投与し、Cre-recombinaneの機能発現を誘導した。狙い通り顆粒細胞においてCre-recombinaseの発現が誘導され、loxP間の組み換えがおこることを確認した。次いで、運動機能を中心にこうどう解析へと進んでいる。
高次元空間における対称性と物質構造の特性

本研究は平成2年10月末に採択され、以後17箇月にわたり実行された。この間の成果は1.分担者の個別あるいは共同研究により得られたものと、2.分担者その他を集めて開催された2回の研究会である。1.では(1)各相インコメンシュレ-ト相、準結晶、非晶質物質等の構造の研究、(2)構造の特性・物性と次元拡張の要因の検討、(3)高次元における対称性の研究を目指した。(1)のインコメンシュレ-ト相の構造では、Ca_2CoSi_2O_7、Bi系酸化物高温超伝導体、チタン酸ジルコニウム等の構造が解明された。また基礎的な問題では、インコメンシュレ-ト相として扱われる複合結晶の構造解析のためのコンピュ-タプログラムの開発、収束電子回折法による4次元空間群の決定法の確立が行われた。準結晶では、高分解能電子顕微鏡によるAlーNiーCo,AlーCuーCo系の構造の解明、X線回折によるAlーCoーNi,AlーCuーLi系の構造の解明が行われた。非晶質物質については、Ca(Mg,M)(Si,Al)_2O_6(M:Mn,Fe,Co,Ni)系ガラスの構造中の遷移金属元素の配位状態がX線回折・EXAFSで解明された。また各種アルコ-ルー水系液体の研究がX線小角散乱法により行われ、各種ゆらぎを求めるための方法の定式化とその上記系への適用が行われた。(2)の研究では、グラフ測地線と言う新しい概念が提出され、それを用いて準結晶等の非周期性物質に関連の深い各種ペンロ-ズ図形に内在する規則性の研究が行われた。これは準結晶に内在する規則性の理解に有力な手段と考えられる。(3)では、複合結晶構造の超空間群、特別結晶軌道(NCO)の研究、結晶点群の統計、楕円充填の性質、などに関する研究が行われた。2.では、平成3年1月に分担者を主とした第1回研究会、平成4年2月には分担者の他に変調構造の若手研究者を国内からひろく集めた第2回研究会を開催し、活発な発表・討論が行われた。第2回に行った変調構造研究に関する集まりは、国内では最初のものである。この研究は、四次元以上の高次元の対称性を組織的に研究することにより、インコメンシュレ-トな変調構造,準結晶、非晶質物質の構造の特性を統一的に説明することを目指している。研究は、メンバ-を主として物質の構造の研究を行うグル-プと対称性の数学的構造を研究するグル-プに分け、(1)上記の各種物質の構造の研究、(2)物質の構造の特性・物性と次元拡張の要因の検討、(3)高次元空間における対称性の研究、の3テ-マについて行うことを計画した。本研究のメンバ-は、これ迄に上記の(1)および(3)の一部については各自研究を行ってきたが、(2)および(3)の一部は本総合研究であらたに始めるものである。本研究計画は平成2年10月に採択され実施にうつされることになった。そこで平成2年11月に分担者の会合を開きこの問題の検討を行い、平成3年1月28,29日に第一回の研究会を開催することにした。第一回の研究会では、メンバ-および本研究のテ-マに関連ある人約30名が集まり、変調構造、準結晶、非晶質物質の構造、および数学的な問題について、各自が従来行ってきた問題の発表を行った。それ等の発表を基に上記(2)のあらたに始める問題についての検討を行った。その結果、変調構造の一種と考えられる複合結晶のより一層の探索、準結晶における偽対称の検討、近年数多く報告されている変調構造についてのデ-タベ-スの必要性の指摘、非晶質固体の構造と液体構造の研究者間の共同研究の必要性の指摘等のあらたに解決すべき問題が示され、今後の研究の具体的な方向づけがなされた。

(2)の研究では、グラフ測地線と言う新しい概念が提出され、それを用いて準結晶等の非周期性物質に関連の深い各種ペンロ-ズ図形に内在する規則性の研究が行われた。これは準結晶に内在する規則性の理解に有力な手段と考えられる。(3)では、複合結晶構造の超空間群、特別結晶軌道(NCO)の研究、結晶点群の統計、楕円充填の性質、などに関する研究が行われた。2.では、平成3年1月に分担者を主とした第1回研究会、平成4年2月には分担者の他に変調構造の若手研究者を国内からひろく集めた第2回研究会を開催し、活発な発表・討論が行われた。第2回に行った変調構造研究に関する集まりは、国内では最初のものである。平成3年度の研究計画では、(1)各種物質(インコメンシュレ-ト相、準結晶、非晶質物質等)の構造の研究、(2)構造の特性・物性と次元拡張の要因の検討、(3)高次元における対称性の研究を目指した。(1)のインコメンシュレ-ト相としてはCa_2CoSi_2O_7、Bi系の酸化物高温超伝導体、チタン酸ジルコニウム等の構造が明らかにされる一方、インコメンシュレ-ト相とかゝわりのある複合結晶の解析用のコンピュ-タプログラムが開発された。また収束電子回折法による千次元空間群の決定法が確立された。準結晶の構造では、高分解能電子顕微鏡法によるAlーNiーCo、AlーCuーCo系の準結晶の構造の解明、X線回折法では同じくAlーCoーNi系、AlーCuーLi系の構造の解折が行われた。非晶質物質の構造では、Ca(Mg,M)(Si,Al)_2O_6(M=Mn,Fe,Co,Ni)系ガラスの構造中の遷移金属元素の配位状態がX線回折法およびEXAFS法で解明された。また液体の構造では各種アルコ-ルー水系の構造研究がX線小角散乱法を用いて行われ、各種ゆらぎを求めるための方法の定式化と上記物質への適用が行われた。(2)の範ちゅうの研究では、グラフ測地線という新しい概念が提出され、それを用いて準結晶等の非周期物質に関連の深い各種ペンロ-ズ図形に内在する規則性の研究が行われた。これは準結晶に内在する規則性の研究に有力な手段と考えられる。(3)では特別結晶軌道(NCO)の研究、楕円体のパッキングの性質の研究、結晶点群の統計に関する研究が行われた。これ等とより高次元の対称性との関連は今後に発展すべき問題である。以上の他に平成4年2月に本総合研究の第2回研究会が開催された。この研究会では分担者の研究発表の他に、変調構造の若手研究者を国内からひろく集め活発な発表、討論が行われた。変調構造に関するこの集まりは、国内では初めてのものである。
分離分析を活用する副反応進行下での平衡反応解析法の確立

キャピラリーゾーン電気泳動法(CZE)の分離分析を活用することにより,水溶液一相系において速度論反応等の副反応の進行下で目的となる迅速な平衡反応の解析法の確立を目的とした.CZEでは比較的遅い反応により生成する物質は分離される一方,迅速な平衡にある化学種は加重平均の電気泳動移動度を測定できる点に本研究の特徴がある.紫外光により分解するハロペリドール,酸性条件下で分解性を有するヘキサメチレンテトラミン,プラバスタチン,熱により分解するブプロピオン,ヒドロクロロチアジドについて,分解生成物の共存下においても目的物質の電気泳動移動度の測定を通して,それら目的物質の酸解離定数を決定することに成功した.本研究では,水溶液一相系で分離分析を行うキャピラリーゾーン電気泳動法(CZE)を用いて,速度論反応等の副反応の進行下での平衡反応解析法を確立することを研究目的とした.分離分析であるCZEでは,数分数十分の測定時間と比較して遅い反応速度を有する物質(分解生成物など)は測定対象となる物質から分離されるので,分解生成物の影響を排除して測定対象物質の挙動を測定する点を特徴とした研究である.比較的遅い反応速度を有する反応系を対象とした研究として,本年度は,酸性領域で比較的迅速に分解するヘキサメチレンテトラミンの酸解離定数の決定,酸性領域で比較的遅い分解性を有する薬物であるプラバスタチンの酸解離定数の測定を行った.ヘキサメチレンテトラミン,プラバスタチンとも酸解離平衡は迅速な反応であり,CZEによる電気泳動移動度の測定では,プロトン付加体とプロトン解離体の加重平均の電気泳動移動度として測定される.分解生成物が存在する系において,ヘキサメチレンテトラミン,プラバスタチンについて分解生成物の影響を受けることなく酸解離定数を決定することができた.また,対象とする酸解離反応自体が遅い反応である反応系の例として,マカライトグリーンをはじめとする3種類のトリフェニルメタン系陽イオン染料(R+)の酸解離定数を決定した.これら陽イオン染料へのOH-の付加反応は酸解離反応と等価であるが,この付加反応は比較的遅く,平衡到達までに数時間から数日を要する.平衡到達後にCZE測定を行うとR+とROHとが分離され,R+の定量結果から酸解離定数を決定することができた.本研究では,水溶液一相系で分離分析を行うキャピラリーゾーン電気泳動法(CZE)を用いて,速度論反応等の副反応の進行下での平衡反応解析法を確立することを研究目的とした.分離分析であるCZEでは,数分数十分の測定時間と比較して遅い反応速度を有する物質(分解生成物など)は測定対象となる物質から分離されるので,分解生成物の影響を排除して測定対象物質の挙動を測定する点を特徴とした研究である.本年度は,比較的遅い反応速度を有する反応系を対象とした研究として,加熱条件下で比較的迅速に分解するブプロピオンの酸解離定数の決定を行った.ブプロピオンの酸解離平衡は迅速な反応であり,CZEによる電気泳動移動度の測定では,プロトン付加体とプロトン解離体の加重平均の電気泳動移動度として測定される.分解生成物が存在する系において,ブプロピオンについて分解生成物の影響を受けることなく酸解離定数を決定することができた.また,LC-MSおよびCZEにより分解生成物として3-クロロ安息香酸を同定した.昨年度からの継続研究として,酸性溶液中で徐々に分解するヘキサメチレントテラミン(ヘキサミン)の酸解離平衡に関する検討を進めた.ヘキサミンはプロトン化し得る4つのアミン部位を有しているが,ヘキサミンをN-エチル化した物質との電気泳動移動度の比較,中和滴定の結果を通して,1つアミンが酸解離平衡に関与する1段階の平衡反応であることを明らかにした.また,比較的遅い反応である酵素反応について,カルボキシエステラーゼによるp-ニトロフェニルアセテートの加水分解反応を対象として研究を進めた.オフライン(プレキャピラリー)で酵素反応を行いCZEにより反応生成物であるp-ニトロフェノレートを分離検出し,分単位での反応速度を認めた.今後,オンキャピラリーでの反応解析を進める予定である.ブプロピオンは加熱条件下で分解し,その分解反応速度が比較的遅いので分解生成物の影響を受けることなく酸解離定数を決定することも可能であるが,分解生成物が共存する系での酸解離定数の決定例として検討を行った.分解反応下でブプロピオンのCZEシグナルは減少したが,分解生成物の影響を受けることなく目的物質であるブプロピオンの電気泳動移動殿測定を通してその酸解離定数を決定することができた.昨年度実施した酸性領域で分解性を示すプラバスタチンの反応解析を拡張するものである.酸性で易分解性を有するヘキサメチレンテトラミンは,プロトンが付加し得る第3級アミンを4つ有しているために多段階の酸解離平衡が考えられる.CZEの電気泳動移動度の変化に基づく解析では反応の段階数を決定できなかったので,異なるアプローチから反応の段階数の決定を行った.プロトン化したヘキサミンと1つのアミンをN-メチル化したヘキサミンの電気泳動移動度の比較,中和滴定でのおよその当量点から,1段階のプロトン化であることを確認した.インキャピラリーでのカルボキシエステラーゼの酵素反応の解析に先立ち,オフラインでの酵素反応を検討した.基質であるp-ニトロフェニルアセテートは中性pH条件下でカルボキシエステラーゼにより徐々に加水分解する.

CZEによる経時測定により,反応生成物であるp-ニトロフェノレートが徐々に増加することをCZE分離により確認し,その分解反応速度はCZE分離時間と同等の数十分程度である.インキャピラリーでの酵素反応もすでに取り組んでおり,キャピラリー中での基質の滞在時間に伴う反応生成物の増加を確認した.また,CZEによる酸解離平衡の解析に関する内容を,Analytical Chemistry誌に論文掲載することができた.本研究では,水溶液一相系で分離分析を行うキャピラリーゾーン電気泳動法(CZE)を用いて,速度論反応等の副反応の進行下での平衡反応解析法を確立することを研究目的とした.分離分析であるCZEでは,数分数十分の測定時間と比較して遅い反応速度を有する物質(分解生成物など)は測定対象となる物質から分離されるので,分解生成物の影響を排除して測定対象物質の平衡挙動を解析できる点を特徴とする.主反応である迅速な平衡反応に基づいて平衡化学種の電気泳動移動度が変化するのでこれを解析に用いている.平成2627年度には,速度論的な副反応が伴う平衡反応として,酸性領域で徐々に分解するプラバスタチン,ヘキサメチレンテトラミンの酸解離平衡,平衡到達に時間を要するトリフェニルメタン系陽イオン染料の酸解離平衡,加熱条件下で徐々に分解するブプロピオンの酸解離平衡の解析に関する研究を進めた.また,比較的遅い反応である酵素反応の一例としてカルボキシエステラーゼによるp-ニトロフェニルアセテートの加水分解反応をとりあげ,基質であるp-ニトロフェニルアセテートと生成物であるp-ニトロフェノレートの経時的な定量から反応速度に関する研究を進めた.平成28年度は,加熱条件下で徐々に分解するヒドロクロロチアジドとその分解生成物の酸解離平衡の解析を行った.電位差滴定や光度滴定では単一成分の反応系を必要とするが,CZEでは複数成分の電気泳動移動度を測定することができるので,易分解性物質,分解生成物が共存する系でそれぞれの平衡反応を解析することができた.本研究はヒドロクロロチアジドからの分解生成物である4-アミノ-6-クロロ-m-ベンゼンジスルホンアミドの酸解離定数をはじめて決定した.CZEによる解析法が分解生成物の平衡反応の解析に特に有用であることを例示することができた.キャピラリーゾーン電気泳動法(CZE)の分離分析を活用することにより,水溶液一相系において速度論反応等の副反応の進行下で目的となる迅速な平衡反応の解析法の確立を目的とした.CZEでは比較的遅い反応により生成する物質は分離される一方,迅速な平衡にある化学種は加重平均の電気泳動移動度を測定できる点に本研究の特徴がある.紫外光により分解するハロペリドール,酸性条件下で分解性を有するヘキサメチレンテトラミン,プラバスタチン,熱により分解するブプロピオン,ヒドロクロロチアジドについて,分解生成物の共存下においても目的物質の電気泳動移動度の測定を通して,それら目的物質の酸解離定数を決定することに成功した.ヘキサメチレンテトラミンは酸性領域で比較的迅速にホルムアルデヒドとアンモニアに分解するので,分解生成物による測定の妨害,分解による測定対象物質量の甚だしい減少のため,従来の測定・解析法である電位差滴定法等では酸解離定数を決定することはこれまで不可能であった.CZEの分離分析を活用することにより分解性生物はCZE分離され,分解生成物の妨害を受けることなく,平衡化学種の電気泳動移動度の測定を通してヘキサメチレンテトラミンの酸解離定数を決定できた初めての研究であり,本研究の特長であるCZEの手法を活用した具体例である.
異所性・生殖細胞の分布と分化運命

生殖巣原基を外れて、異所性に分布していく始原生殖細胞(PGC)の動態と異所での運命を哺乳類と鳥類について追求した。1.哺乳類PGCの異所性分化態度マウス胎仔におけるPGCの異所性分布とその形態分化を調べるために、特異抗体・4C9を用いて光顕と電顕で観察した。その結果、PGCは胚体の正中線部域の大動脈・大静脈周辺組織、神経節、副腎など広範囲に分布していた。胎齢の進行に伴う、これら異所性PGCの抗体に対する反応性および微細構造的特徴は、卵巣内生殖細胞のそれとほぼ一致していた。このことから、異所性PGCの大部分は遺伝的性差に関わらず、雌型の生殖細胞に分化していくことが明らかとなった。(吉永)2.鳥類PGCの異所性分化態度(1)ニワトリとウズラ胚におけるPGCの異所性分布を組織化学的に調べた結果、約10ー20%のPGCが主に頭部域に認められた。(2)PGCの異所への移住時期を調べるために、ニワトリあるいはウズラPGCを各々異なる時期の異種胚の血流中に注入する実験を行なった。その結果、stage18以降のホストに注入されたPGCの大部分が頭部域に迷入していくことを明らかにし、頭部血管の形態形成がPGCの異所移住に深く関わっていることを示した。(中村)3.異所移住PGCの特性PGC移住の成否を決定する要素を調べるために、2.5日ニワトリ胚から単離したPGCを同時期のウズラ胚に移殖することを試みた。その結果100個のPGCを移殖した場合平均39個(SE=4.5)がホストの生殖巣原基に見いだされた。一方、7個が頭部に24個は生殖巣原基周辺の間充織にそして7個は体のあちこちに散在して見いだされた。移住の効率はかなり高く、本研究の目的に十分使える実験系である。(保田)4.胚細胞腫瘍に関する情報収集を行なった。(藤本)生殖巣原基を外れて、異所性に分布していく始原生殖細胞(PGC)の動態と異所での運命を哺乳類と鳥類について追求した。(藤本)生殖細胞の元になる始原生殖細胞(PGC)は、胚発生の早期に生殖巣外に発し、その後、胚体内にできる生殖巣原基に移住していき分化する。ところがPGCのなかには、目的地を外れて異所性に分布していくものがある。その動態、異所での運命を、マウスとニワトリについて追求した。(1)マウス胚におけるPGCの異所性分布と分化態度を、PGC特異モノクロ-ナル抗体・4C9を用いて免疫組織化学的に検索した。その結果、PGCは單独あるいは集塊を形成して、生殖巣(卵巣・精巣)周囲、副腎および神経節など胚体内の広範囲に亘って存在することを明らかにした。これら異所性PGCに対する4C9抗体の反応性は、雌雄胎仔ともに卵巣内生殖細胞に対する反応態度とほぼ一致しており,このことから、異所性PGCは雌型の生殖細胞に分化していくことが示された。なお、異所性PGCの数は、胎齢の進行とともに減少する傾向にあり、胎齢16日目以降の胎仔では、抗体陽性反応を示す異所性PGCは検出されなかった。(吉永一也)。(2)ニワトリ胚においては、約1020%のPGCが異所性に、主に頭部域に分布していく(既報)。

そこで、この異所移住の機構をさらに追求するため、ニワトリPGCをウズラ胚血流中に注入し、その動態を組織レベルで解析した。PGCの同定には、ニワトリ→PAS染色、ウズラ→WFAレクチン組織化学染色によった。その結果、ウズラ胚の早い発生時期(stages 15ー17)に注入されたニワトリPGCは、8090%のものが生殖巣領域に現れ、遅い発生時期(st_s.19ー20)に注入されたニワトリPGCは、逆に8090%のものが異所性に現れた。このことは、PGCの異所性移住は特別な現象ではなく,またその要因としては、遅い発生時期では生殖巣域のPGCへの誘引作用が減衰し、一方、異所性領域もPGCへの親和性を有する可能性のあることを窺わせた。(中村雅生)。(3)異所(逸所)でのPGCの分化運命については、更に追究する(藤本十四秋)。生殖巣原基を外れて、異所性に分布していく始原生殖細胞(PGC)の動態と異所での哺乳類と鳥類について追求した。1.哺乳類PGCの異所性分化態度マウス胎仔におけるPGCの異所性分布とその形態分化を調べるために、特異抗体・4C9を用いて光顕と電顕で観察した。その結果、PGCは正中線部域の大動脈・大静脈周辺組織、神経節、副腎など広範囲に分布していた。胎齢の進行に伴う、これら異所性PGCの抗体に対する反応性および微細構造的特徴は、卵巣内生殖細胞のそれとほぼ一致していた。このことから、異所性PGCの大分部は遺伝的性差に関わらず、雌型の生殖細胞に分化していくことが明らかとなった。(吉永)2.鳥類PGCの異所性分化態度(1)ウズラ胚におけるPGCの異所性分布について、標識レクチンWFAを用いて組織化学的に検索した結果、そのほとんどは頭部に、一部は体幹、四肢などに認められた。(2)PGCの異所への移住時期を調べるために、ニワトリPGCを異なる時期のウズラ胚の血流中に注入する実験を行なった。その結果、stage18以降のホストに注入されたPGCの大部分が頭部域に迷入していくことを明らかにし、頭部血管の形態形成がPGCの異所移住に深く関わっていることを示した。(中村)3.異所移住PGCの特性PGC移住の成否を決定する要素を調べるために、2.5日ニワトリ胚から単離したPGCを同時期のウズラ胚に移植することを試みた。その結果100個のPGCを移植した場合平均39個(SE=4.5)がホストの生殖巣原基に見いだされた。一方、7個が頭部に24個は生殖巣原基周辺の間充織にそして7個は体のあちこちに散在して見いだされた。移住の効率はかなり高く、本研究の目的に十分使える実験系である。(保田)4.胚細胞腫瘍に関する情報収集を行なった。(藤本)
耐摩耗性と耐欠損性を飛躍的に向上させたダイヤモンドバイトの開発

本研究では、熱フィラメントCVD装置により、ボロン添加量の異なる単結品ダイヤモンドと多結晶ダイヤモンド膜を合成して各種の機械的特性評価を行った。ダイヤモンド中へのボロン添加は、水素で1000ppmに希釈したB(CH_3)_3:トリメチルボロンを合成雰囲気中に供給することで行なった。その結果、単結品膜ではボロン添加量の増加に伴い、得られる膜の結晶性が向上するとともに、ヘルツ破壊強度が20%も増大することが明らかになった。多結晶膜では、ボロン添加により耐摩耗性が3倍程度も向上することが明らかになった。超精密切削用単結晶バイトの実現に不可欠な、ダイヤモンド単結晶基板でのホモエピタキシャル成長技術に関して、再現性を低下する要因である加工表面に残存する加工変質層を酸化性の酸素-アセチレン炎でエッチングし、引き続いてダイヤモンド合成できる条件を確立した。結晶性を向上させた高純度・低欠陥ダイヤモンドにおいて、結晶性が高いほど破壊強度も向上し両者の間に強い相関が認められることを明らかにした。とくにカソードルミネッセンス分光分析において、波長235nm励起子発光ピークの認められるダイヤモンド膜において最も高い破壊強度が得られた。なお、評価した(100)成長面に対して、測定用のダイヤモンド圧子は最も破壊しにくい結晶方位を荷重方向としたにもかかわらず膜の破壊前に圧子が破壊する現象が認められ極めて良好な耐欠損性が得られたことが明らかとなった。このほかダイヤモンド中に存在する点欠陥、転位の挙動に関して、ダイヤモンドの安定領域である、10001500°C、25万気圧の高温高圧条件下で数時間保持することで、ダイヤモンド中の欠陥構造が変化することをカソードルミネッセンス(CL)分光分析により確認した。具体的にはダイヤモンド中の欠陥の存在を示唆する波長430nmのBand Aピークの強度が低下し、ピーク位置が長波長側にシフトする現象が認められ、高温高圧処理により結晶欠陥が減少し結晶性が向上する傾向を示唆している。すなわち、合成した単結晶ダイヤモンドを高温高圧処理(例えば:1500°C、5万気圧)することで、ダイヤモンドの強度を向上できる可能性が考えられる。切削用単結晶バイトの実現に不可欠な、ダイヤモンド単結晶基板でのホモエピタキシャル成長技術に関して、再現性を低下する要因である加工表面に残存する加工変質層を酸化性の酸素-アセチレン炎でエッチングすることでステップ成長の段差の少ない平滑性の良好な単結晶ダイヤモンド膜を再現性よく合成できることを確認した。このほか、得られるダイヤモンド膜の結晶性を向上させる手段として、ボロンのドーピング効果について検討を行った。ボロンは原子番号が5と炭素の6に対して小さく、置換型で添加できる元素である。ダイヤモンド合成中にトリメチルボロンを微量添加することでダイヤモンド中へのボロンドーピングが可能となる。具体的な合成雰囲気中への添加量は、ダイヤモンドの原料となる炭素に対してボロンを100010000ppmを添加した。その結果、5000ppmまでのボロン添加において、得られるダイヤモンド膜の結晶性が向上し、5000ppmを越える場合は結晶性が低下することが明らかになった。これらのボロン濃度の異なる雰囲気で合成した多結晶ダイヤモンド膜について、耐摩耗試験を行った結果、最も高い結晶性を示した3000ppmで合成したダイヤモンド膜の耐摩耗性が良好で、ノンドープの2.5倍の値を示した。さらにボロンドープにより電気伝導性も得られ抵抗率は10^<-2>Ω・m程度を示し、放電加工が可能な値を示した。すなわち、微量のボロンをドーピングすることで、破壊強度を向上させるとともに、放電加工が可能な電気伝導性を付与できることを明らかにした。この成果について特許出願を行った。

さらにボロンドープにより電気伝導性も得られ抵抗率は10^<-2>Ω・m程度を示し、放電加工が可能な値を示した。すなわち、微量のボロンをドーピングすることで、破壊強度を向上させるとともに、放電加工が可能な電気伝導性を付与できることを明らかにした。さらに、ボロンドーピングによりダイヤモンド中の圧縮残留応力が減少し、超硬合金基板に対する付着力が20%程度向上することを明らかにした。
高分子材料における損傷累積に関する基礎研究

昭和61年度においてもX線小角散乱法を用いて、負荷途上の高分子材料中に見られるクレイズなどの微細な欠陥の累積、いわゆる損傷累積過程に関する研究を行っている。特に今年度は、特定の履歴負荷によって材料の内部に損傷を人為的に与えた"履歴材料"に注目し、履歴負荷の度合と材料の巨視力学量に反映する顕著な軟化現象との関係を微視的な欠陥の観点から検討することを試みた。すなわち、第一に処女材料に比べて履歴材料の再負荷途上における微細欠陥の累積挙動を調査し、応力ひずみ線図上に現われる力学的劣化の度合との対比、同時に履歴材料における損傷の定量的評価について検討した。また、走査電子顕微鏡(SEM)による微細欠陥の確認を試み、これまで難しかったこの種の材料の表面ならびに破壊面を新しい工夫を加えて観察することに成功した。得られた結果は次のようにまとめることができる。1)処女材料および履歴材料において、3種類の微細欠陥の代表サイズRi(i=02)は、ひずみ増加に対して変化せず、一方単位体積当りの微細欠陥の数Nviは増加し、一定値に収束する傾向を示した。これらのNvi増加曲線は、ひずみ軸方向にシフトすることでマスターカーブを作成することができ、このときのシフトファクター【ε_(SF)】は、履歴材料の微視的な損傷パラメータの1つと考えることができる。2)応力ひずみ線図において、処女材料と比べた履歴材料の応力値の低下度合を表わすひずみ【ε_K】は、履歴材料の巨視的な損傷パラメータと考えられ、微視的な損傷パラメータ【ε_(SF)】との間に有意な相関関係があることがわかった。また、損傷累積の過程はアレニウスの速度過程に支配されていると考えられる。3)走査電子顕微鏡写真より、履歴材料中にX線解析オーダより1ケタ大きな約150nmの空孔欠陥が観察され、X線オーダ欠陥の合体,成長の結果と考えられる。
風化岩石の強度劣化速度に関する基礎的研究

岩石の風化や長期強度を考える上で、内在する節理やクラックの生成・進展条件の力学的解明が重要であり、とくに、応力場の測定と解折、応力腐食の定量的分析が不可欠である。また、自然環境下の温度変化、乾湿の繰り返しの影響を定量的に解明せねばならない。そこで、研究計画に従って各種の室内実験と現場実験を行い、岩石の物理的風化・劣化のメカニズムを分析するとともに、強度劣化速度を評価する方法などについて検討した。まず、クラックの進展条件に関して、ISRMの標準法によって破壊靱性試験を実施し、ガラス質の安山岩などは等方性であるが、花崗岩などの多結晶体の破壊靱性は顕著な異方性を有することを見出した。これより花崗岩ではクラックの卓越方向に選択的に風化が進みやすいことを明らかにし、卓越方位の原位置調査方法として、弾性波速度を測定する方法が有望であることを示した。つぎに、応力腐食によるクラックの進展に関して、応力、ひずみ速度、温度、水蒸気圧の影響を実験的に分析した。必要な応力測定と応力解析の技術を開発するとともに、岩石の応力腐食指数が安山岩で31程度、花崗岩で62程度であることを明らかにした。さらに、凍結融解に伴う風化現象を実験的に検討し、凍結融解が急速に起こると放射型クラックが卓越するが、凍結融解の繰り返しが非常にゆっくり起こる場合、岩石は表面に平行な亀裂の成長によって表面から順次脱落することを見出した。その結果、天然の岩盤中では開口節理のような地質的不連続面に沿って物理的風化が選択的に進行し、不連続面の幅が拡大すること、そして、斜面風化を支配する地質的不連続面の抽出には画像解析が有用であることなどを明らかにした。氷川鉱山天祖山切羽などにおける最近の石灰石斜面大崩壊を契機に、露天掘斜面の安定性、とくに、岩石の風化を考慮に入れた長期安定性の評価が重要かつ緊急な問題となっている。しかし、岩石の風化に関しては、圧縮強度、引張強度などのマクロな強度変化に議論が集中しており、その原因である岩石内部の風化・劣化構造の分析および風化機構の解明はなされていないのが現状である。本研究では、凍結融解の繰り返しによる岩石の物理的風化機構の解明を目的とし、一速の室内実験を実施した。得られた成果はつぎのようである。1.砂岩、安山岩の重量欠損は、凍結融解により試料の表面風化が著しく進行し、表面の剥離・脱落が断続的に起こった結果であり、重量欠損が開始するサイクル数は、弾性波速度が低下し始める時点とほぼ一致することより、岩石の耐久性を示す有用な指標であることを明らかにした。2.X線CTスキャナにより得られたX線透視像により、試料表面部に同心円を描いて複数の周方向クラックが入っており、これらが半径方向の短いクラックで連結されると剥離・脱落する様子が観察された。また、この円筒状クラックの発達が凍結と融解の繰り返しによる風化を特徴づけていることを示した。3.試料より切り出した円盤状試料に対して、厚さ方向の弾性波速度および微小硬度の測定を行った。その結果、ミクロな風化は表面から中心部まで進行しているが、特に表面近傍が著しいことを明らかにした。岩石の風化や長期強度を考える上で、内在する節理やクラックの生成・進展条件の力学的解明が重要であり、とくに、応力場の測定と解析、応力腐食の定量的分析が不可欠である。そこで、研究計画に従って各種の室内実験と現場実験を行い、岩石の物理的風化・劣化のメカニズムを分析するとともに、強度劣化速度を評価する方法等について検討した。

まず、クラックの進展条件に関して、ISRMの標準法によって破壊靱性試験を実施し、ガラス質の安山岩等は等方性であるが、花崗岩などの多結晶体の破壊靱性は顕著な異方性を有することを見出した。これより花崗岩ではクラックの卓越方向に選択的に風化が進みやすいことを明らかにし、卓越方位の原位置調査方法として、弾性波速度を測定する方法が有望であることを示した。つぎに、応力腐食によるクラックの進展に関して、応力、ひずみ速度、温度、水蒸気圧の影響を実験的に分析した。必要な応力測定と応力解析の技術を開発するとともに、岩石の応力腐食指数が安山岩で31程度、花崗岩で62程度であることを明らかにした。さらに、凍結融解に伴う風化現象を実験的に検討し、凍結融解が急速に起こると放射型クラックが卓越するが、凍結融解の繰り返しが非常にゆっくり起こる場合、岩石は表面に平行な亀裂の成長によって表面から順次脱落することを見出した。その結果、天然の岩盤中では開口節理のような地質的不連続面に沿って物理的風化が選択的に進行し、不連続面の幅が拡大すること、そして、斜面風化を支配する地質的不連続面の抽出には画像解析が有用であること等を明らかにした。
日高衝突帯の衝上テクトニクスと山脈形成

日高山脈の上昇は,ポロシリオフィオライト帯と西へ押し上がる日高変成帯との境界断層である日高主衝上断層の活動と関連している.日高山脈の上昇過程を明らかにするために,南部日高山脈を横断する二つのルートのト-ナル岩および変成岩に含まれる黒雲母について,また日高山脈の東西に分布する中期中新世鮮新世のモラッセ堆積物(日高側の受乞層,元神部層,厚賀層および十勝側の豊似川層など)中のおもにト-ナル岩礫の黒雲母についてK-Ar放射年代の測定を行った.また,中部日高山脈のFT年代の測定を行った.その結果,変成岩のK-Ar放射年代では,山稜付近の断層の西側では19-17Maの年代,東側では30Ma前後の年代を示し,明瞭に異なること,また前者の中新世年代は試料高度が高いほど若いことがわかった.同様の傾向は,FT年代でも認められる.モラッセ礫岩中の黒雲母K-Ar年代も山脈東西で大きく異なる.すなわち,東の十勝側では更新世後期の光地園礫岩(16Ma)を除き,中新世中期の豊似川層礫岩は45.9Ma33.1Maの年代を示し,モラッスの下部から上部へより若くなるという正常な順番を示す.一方,西の日高側では中部中新統下部鮮新統にわたってほぼ同じ年代(19-17Ma)を示す.このことは東側は正常な上昇をしているのに対して,西側は日高守衝上断層による回転上昇運動などの特殊な上昇機構を持つことが予想される。なお,45.9Maという年代はこれまで日高変成帯およびその北方延長で知られている火成岩のK-Ar年代のなかではもっとも古いものであり,日高火成活動を考えるうえで,重要なデータである.断層活動年代や山脈の上昇速度を推定するための基礎実験として,日高変成帯やヒマラヤの花こう岩質岩の石英の熱蛍光(TL)特性の測定を行い,火山岩起源の石英とは明らかに異なることがわかった.日高山脈の上昇は,ポロシリオフィオライト帯と西へ押し上がる日高変成帯との境界断層である日高主衝上断層の活動と関連している.日高山脈の上昇過程を明らかにするために,南部日高山脈を横断する二つのルートのト-ナル岩および変成岩に含まれる黒雲母について,また日高山脈の東西に分布する中期中新世鮮新世のモラッセ堆積物(日高側の受乞層,元神部層,厚賀層および十勝側の豊似川層など)中のおもにト-ナル岩礫の黒雲母についてK-Ar放射年代の測定を行った.また,中部日高山脈のFT年代の測定を行った.その結果,変成岩のK-Ar放射年代では,山稜付近の断層の西側では19-17Maの年代,東側では30Ma前後の年代を示し,明瞭に異なること,また前者の中新世年代は試料高度が高いほど若いことがわかった.同様の傾向は,FT年代でも認められる.モラッセ礫岩中の黒雲母K-Ar年代も山脈東西で大きく異なる.すなわち,東の十勝側では更新世後期の光地園礫岩(16Ma)を除き,中新世中期の豊似川層礫岩は45.9Ma33.1Maの年代を示し,モラッスの下部から上部へより若くなるという正常な順番を示す.一方,西の日高側では中部中新統下部鮮新統にわたってほぼ同じ年代(19-17Ma)を示す.このことは東側は正常な上昇をしているのに対して,西側は日高守衝上断層による回転上昇運動などの特殊な上昇機構を持つことが予想される。なお,45.9Maという年代はこれまで日高変成帯およびその北方延長で知られている火成岩のK-Ar年代のなかではもっとも古いものであり,日高火成活動を考えるうえで,重要なデータである.断層活動年代や山脈の上昇速度を推定するための基礎実験として,日高変成帯やヒマラヤの花こう岩質岩の石英の熱蛍光(TL)特性の測定を行い,火山岩起源の石英とは明らかに異なることがわかった.日高山脈の上昇はポロシリオフィオライト帯と日高変成帯の境界衝上断層である日高主衝上断層の活動と関連している.日高山脈の上昇過程を明らかにするために,南部日高山脈を横断するルートに現在露出しているト-ナル岩および変成岩に含まれる黒雲母について,また日高山脈の東西に分布する中新世鮮新世のモラッセ堆積物(日高側の受乞層,元神部層,厚賀層および十勝側の豊似川層)中のおもにト-ナル岩礫の黒雲母について,K-Ar放射年代の測定を行った.その結果,前者では,山脈主稜線東に存在する断層を境に,その西側には18-17Maの年代,また東側には30Ma前後の年代を示すことがわかった.後者では,東西のモラッセで放射年代および年代の分布の点で異なることがわかった.すなわち,東の十勝側では45.9Maから33.1Maの年代を示し,モラッスの下部から上部へより若くなるという正常な順番を示すのに対して,西の日高側では上部中新統上部下部中新統にわたってほぼ同様の年代(19-17Ma)を示す.このことは東側は正常な上昇をしているのに対して,西側は日高主衝上断層による回転上昇運動などの特殊な上昇機構を持つとことが予想される.このことは,FT年代が試料高度が高いほど若くなるということからも支持される.なお,45.9Maという年代はこれまで日高変成帯およびその北方延長で知られている火成岩のK-Ar年代のなかではもっとも古いものであり,日高火成活動を考えるうえで,重要なデータである.

日高山脈の上昇は,ポロシリオフイオライト帯と西へ押し上がる日高変成帯との境界断層である日高主衝上断層の活動と関連している.日高山脈の上昇過程を明らかにするために,南部日高山脈を横断する二つのルートのト-ナル岩および変成岩に含まれる黒雲母について,また日高山脈の東西に分布する中期中新世鮮新世のモラッセ堆積物(日高側の受乞層,元神部層,厚賀層および十勝側の豊似川層など)中のおもにト-ナル岩礫の黒雲母についてK-Ar放射年代の測定を行った.また,中部日高山脈のFT年代の測定を行った.その結果,変成岩のK-Ar放射年代では,山稜付近の断層の西側では19-17Maの年代,東側では30Ma前後の年代を示し,明瞭に異なること,また前者の中新世年代は試料高度が高いほど若いことがわかった.同様の傾向は,FT年代でも認められる.モラッセ礫岩中の黒雲母K-Ar年代も山脈東西で大きく異なる.すなわち,東の十勝側では更新世後期の光地園礫岩(16Ma)を除き,中新世中期の豊似川層礫岩では45.9Ma33.1Maの年代を示し,モラッスの下部から上部へより若くなるという正常な順番を示す。一方,西の日高側では中部中新統下部鮮新統にわたってほぼ同じ年代(19-17Ma)を示す.このことは東側は正常な上昇をしているのに対して,西側は日高主衝上断層による回転上昇運動などの特殊な上昇機構を持つとことが予想される.なお,45.9Maという年代はこれまで日高変成帯およびその北方延長で知られている火成岩のK-Ar年代のなかではもっとも古いものであり,日高火成活動を考えるうえで,重要なデータである.断層活動年代や山脈の上昇速度を推定するための基礎実験として,日高変成帯やヒマラヤの花こう岩質岩の石英の熱蛍光(TL)特性の測定を行い,火山岩起源の石英とは明らかに異なることがわかった.
最先端遺伝学・光遺伝学技術を駆使した哺乳類細胞の等分裂制御原理の追究

本年度は以下の主要テーマについて研究を進めた。1.ダイニン-NuMA複合体の細胞内再構成と紡錘体牽引力生成メカニズムの解明2.ダイニン-NuMA複合体の細胞皮層と紡錘体極における制御機構の保存性と違いの解明3.染色体派生Ran-GTP濃度勾配によるNuMAの制御まず、1の成果を、論文で公表することができた(Okumura M, Natsume T, Kanemaki MT, Kiyomitsu T, eLife 2018)。昨年度までの成果に加え、ダイニン活性阻害剤(Ciliobrevin-D)を用いることによって、NuMAの光操作による紡錘体牽引力がダイニンの活性に依存することを証明した。またオーキシン誘導デグロン(AID)による内在性NuMAの分解と、変異体NuMAの誘導系を組み合わせた、置換実験系を樹立し、NuMAのclustering活性が紡錘体極機能には必要ではなく、細胞皮層での星状体微小管の結合/牽引に必要であることを証明した。また同じ実験系を用いて、2において、NuMAの2つの異なる微小管結合ドメインが紡錘体極における微小管の収束と、細胞皮層における星状体微小管の結合/牽引にそれぞれ機能することを明らかにした。また3については、RCC1 (RanGEF)、RabGAP1、Importin-βのオーキシン誘導デグロン(AID)細胞を樹立し、ヒト体細胞において、RanGTPの濃度勾配が、NuMAの紡錘体極局在と機能には関与せず、HURPとImportin-βの動原体微小管の染色体側領域への結合に必要であることを明らかにした。3の結果の一部は、プレプリントサーバーbioRxivにも報告した(Tsuchiya et al., 2018doi: https://doi.org/10.1101/473538)。まず、1の成果を論文に公表できた。一方、3の成果をまとめた論文は却下されてしまったが、現在2の成果と合わせ、かつこれまでとは異なるHURPの極性化モデルを提唱し、論文を作成している。またオーキシン誘導デグロン(AID)の利点を活かし、分裂期中期にRCC1を分解する実験系を新たに構築し、これまでなし得なかった分裂期中期でのRCC1の急速分解に成功した。この実験系を用いることで、RanGTPは紡錘体が形成された後でもHURPの極性化維持に機能することを明らかにし、その局在制御は中期紡錘体長の制御にはあまり関与しないことも示すことができた。これらの成果も含め、今年度の前半には論文を再度投稿する予定である。その後は、その中期分解系をRCC1のみならずダイニンやNuMAにも適用し、中期紡錘体極における、ダイニンとNuMAの機能の違いについて成果をまとめ、論文を作成する。すでにダイニンとNuMAの中期分解表現型には質的な違いが見られ、一部のダイニンはNuMAと独立に紡錘体極での微小管の収束に機能していることが示唆されている。またNuMAとは独立に働くダイニンを生み出す仕組みとして、Plk1によるリン酸化制御について検討している。オーキシン誘導デグロンとAPC/C阻害剤を用いてタンパク質の中期分解系を樹立したが、今後は微小管重合阻害剤のNocodazoleも用いて、タンパク質の前中期分解系も樹立し、NuMA等の紡錘体形成因子がいかに分裂期にRanGTPの制御を受けて機能するのかを詳細に検討する。また光操作技術に関しては、ダイニンのみならず、細胞皮層のミオシンを同時に操作することにより、娘細胞サイズを操作する技術の確立を目指す。さらに紡錘体牽引の仕組みについては、in vitro再構成や超解像顕微鏡などの新しい技術も導入して、Okumura et al., eLife 2018で提唱したモデルを検証する。またこれまでヒト培養細胞で樹立したゲノム編集、光操作、オーキシン誘導デグロン等のツールをマウスES細胞や脊椎動物の初期胚に応用し、ダイニンやNuMAの可視化や操作を進める。実際すでに名古屋大学内の専門家と共同研究を進めており、脊椎動物の初期胚における微小管動態の生細胞での可視化に成功した。