hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高度な量子情報通信機能に向けた半導体中の単一不純物準位の制御と利用に関する研究

発光波長や強度などの特性が揃った単一光子源への応用を目指し、III-V族半導体中の等電子不純物による局在準位の制御と利用に関する研究を行った。具体的には、ガリウム砒素中の窒素不純物の最適なドーピング手法を調べ、エネルギーの揃った単一光子発生を世界で初めて実証するとともに、発光寿命や偏光などの特性について明らかにした。本研究によって多くの基礎データが取得でき、今後の技術開発に不可欠な有益な知見が得られた。平成22年度は、本研究の目的に沿って下記の2項目の検討を行った。1.新たな等電子トラップ不純物の探索GaP中の新たな等電子不純物としてBiドーピングを試みた。Biは原子半径が大きく電気陰性度が小さいため、GaP中のPサイトを占めたBiは正孔をトラップする準位として作用すると考えられる。Biの原料としてトリメチルビスマス(TMBi)を入手し、成長温度650°Cにてドーピング実験を行ったが、SIMS分析ではBiのドーピングは確認できなかった。原因調査の結果、Bi原料であるTMBiに技術的な問題があることが明らかなたっため、メーカーと議論を進めて新たに合成を行って原料の再入手まで完了した。2.等電子トラップ適用材料の拡張新たにGaAs中への窒素(N)ドーピング実験を行い、Nによる等電子準位に起因する輝線スペクトルと、単一の等電子準位発光センターでのアンチバンチングの観測に成功した。GaAs:N系での単一光子発生の実証は世界初の成果である(波長920nm付近)。GaAs中の単一発光センターの発光寿命測定を行った結果、5K程度の温度で12nsであることがわかり、GaP系での数十nsの値と比べて圧倒的に短いことがわかった。GaAsの直接遷移型バンド構造が反映されているものと考えられる。しかし、GaP:N系との大きな違いとして、GaAs:Nの場合には顕微分光で輝線スペクトルが確認されるものの、発光エネルギーが決まった値にならないことがわかってきた。今後、GaAs:N系の発光センターのオリジンとともに、発光エネルギーがばらつく原因を明らかにしていく必要がある。平成23年度は、本研究の目的に沿いながら研究を進め、下記の成果を得た。1.等電子トラップ適用材料の拡張と新たな等電子トラップ不純物の探索平成22年度の研究で、等電子不純物である窒素(N)のδドープを行ったGaAs:N試料でNの関与した準位が空間局在した発光センターを形成することを顕微PL法で確認し、アンチバンチング特性の観測によって単一光子の発生を世界で初めて実証した。平成23年度は、まずこれらの研究成果をApplied Physics Letters誌に投稿して公開した。一方、従来のGaAs:Nでは個々の等電子準位の発光エネルギーがばらつくという技術課題があったが、平成23年度からGaAs:Nでエネルギーの揃った輝線発光を得るためのNドーピング手法の検討を開始した。この結果、MOCVD法でN原料に使用しているジメチルヒドラジン(DMHy)を1原子層のGaで終端したGaAs(001)面上に供給するか、DMHyとGa原料であるトリエチルガリウム(TEGa)を一緒にGaAs(001)上に供給すると、従来のドーピング手法では得られなかったエネルギーの揃った輝線スペクトルが観測されることを新たに見出した。観測された輝線スペクトルはNNA(発光波長840nm @25K)、NNB(868nm @25K)、NNF(833nm @25K)の3種である。今後、新たに見出したこれらの発光中心の光学特性について詳しく調べ、関与する不純物や原子配置に関する情報を探索する。これまでアンチバンチング特性を観測したGaAs:N中の単一発光センターについて、再結合寿命、偏光特性の評価を行った。再結合寿命は発光エネルギーと同様に個々の局在準位ごとにばらつきが観測されたが、観測の範囲では650psが最短の値であった。これはGaP:Nで観測された寿命よりも12桁短い値であり、母結晶であるGaAsの直接遷移型のバンド構造に起因すると解釈できる。また、発光強度も寿命を反映して充分強いことがわかった。一方、これらの発光センターの高分解能スペクトルを調べた結果、いずれも微細構造は1成分からなり、[110]または[1-10]に直線偏光していることがわかった。(1) GaAs中の窒素(N)不純物の発光エネルギーの均一化従来、GaAs中のNによる等電子準位には大きなエネルギーバラつきがあった。そこで、発光エネルギーの揃った単一光子を得るためのドーピング手法の開発に取り組んだ。MOCVD法で種々のガスシーケンスを使ってGaAsにNのδドーピングを行い、PLスペクトルとの相関を調べた。

その結果、N原料のジメチルヒドラジン(DMHy)を1原子層のGaで終端したGaAs(001)面上に供給するか、DMHyとGa原料であるトリエチルガリウム(TEGa)を一緒に供給するとエネルギーの揃ったNN_Aなどの輝線スペクトルが観測されることを見出した。また、SIMS分析の結果、輝線スペクトルが観測される成長条件ではカーボン(C)不純物が共存していることがわかった。輝線発光のオリジンとしてN-C複合体の可能性が考えられるが、同定には至っていない。一方、個々のNN_A中心の分光を進めてアンチバンチングを観測し、GaAs:Nからのエネルギーの揃った単一光子発生を実証した。さらに、低温での単一NN_A中心の発光寿命測定が6 nsと長いことも明らかにした。(2)等電子トラップ不純物の拡張と発光の高温化単一光子発生の高温化を目的にGaP中の新たな等電子不純物探索を進めた。[Zn-O]複合中心に着目してDEZnとO2を原料にドーピング手法とPLスペクトルを調べたが、[Zn-O]起因の発光を得るに至らなかった。結晶中へのOの取り込みが少ないものと思われる。そのため方針を変更し、量子井戸でNの等電子準位を挟む構造(GaP/GaAsP:N/GaP)について研究を進めた。マクロPL測定で発光スペクトルの温度依存性を調べたところ、N準位に起因する発光が90K付近まで観測され、単一光子発生の高温化に向けて有望な結果を得た。GaP:N系で見出した等電子不純物を使った単一光子発生技術を、適用材料やデバイス応用技術の両側面から発展させることが本研究の主要な目的である。これまで、この技術を直接遷移型バンド構造を持つ代表的な半導体であるGaAs系に適用し、単一光子発生の実証および再結合寿命や偏光特性を明らかにした。この点で技術的意義は大きいと言える。また、窒素(N)ドーピング手法の探索を通じて、GaAs:N系で発光エネルギーの揃った輝線発光の観測に成功し、新展開の端緒をつかんだことも評価できる。しかし、その一方で単一光子発生の高温化や量子井戸構造の適用による波長制御技術の開発が遅れ気味である。24年度が最終年度であるため、記入しない。GaP:NとGaAs:N系材料で開発した技術をベースに、量子井戸構造を利用するなどして高温動作や波長制御技術の開発に注力する。これと並行して、特にGaAs:N系の発光中心の光学特性の詳細やドーピング手法と関与する不純物原子種の関係について研究を深める。
生活科における観察・洞察力の育成と評価に関する研究

本研究は,評価が難しいとされる生活科において,児童の観察・洞察力の育成のためにはどのような手立てが有効であるか,また,それをどのようにして見取るかについて,明らかにしていこうとするものである。本研究では,観察・洞察力の育成にあたり,まず児童が視点をもって対象を観察できるような手立てを講じた。具体的には,「比べる見方」をすることであり,2つ以上のものの類似点・相違点を探したり,予め基準となる事柄をもたせておいてさらなる発見をしたりできるよう働きかけを行った。また,それを何度もくり返して行うことで,比べる見方の定着を図った。さらに,パフォーマンス課題によるルーブリック評価により,一人一人の児童にその力がついているかどうかを見取り,その後の指導に生かしていった。本研究によって明らかになったことは,当然のことであるが,観察・洞察力を育成するにはくり返し何度も観察を行うことが必要だと言うことである。観察という具体的な活動を多く行うことによって,初めて見方もわかり定着もしてくる。その際,観察の仕方を児童に示し,それができているかどうかを見取りフィードバックを行うことは不可欠である。また,ルーブリックの作成にあたっては,生活科ならではアプローチが必要であることもわかった。児童の気付きは種類も分量も多いが,学習の対象が身近に存在するため,気付きの内容を一つ一つ吟味することが可能である。そして,それらの蓄積は,次の生活科の学習に生かしていくことができるわけである。また,これらのルーブリックの蓄積は,今後の研究における有効な資料になるとも考えられる。
超低損失電力変換器の不安定回避・高速過渡応答収束ディジタル制御回路の開発研究

家電・照明機器あるいは太陽電池やバッテリなどのエネルギーマネージメント機器等に用いられる小中容量の電力変換器においては,スイッチングデバイスやリアクトル、キャパシタの開発が進み,今後,極端な低損失化が期待できる。本課題では、省エネのために、静特性の性能を維持しつつ、待機と能動モードの切換えを高速で頻繁に行うためのフィードバックゲインなどの制御パラメータの動的な変更、機械学習の導入などにより、高速かつ安定な過渡特性の大幅な改善を実現する制御手法を開発した。この実現により、超低損失かつ高速過渡応答性能を満たす電力変換器が実現でき、電気機器類の省エネルギーマネジメントへの適用が可能となった。本研究の目的は、CPUに代表される低電圧大電流で動作するLSIにおける電力変換器による省エネルギー化である。LSIの省エネルギー化においては、LSI待機と能動モードの切換えを高速かつ頻繁に行う必要があり,ゲインを大きくして制御性を高める必要が増してくる。そこで、低損失な電力変換器においても制御可能な,過渡状態も含めた全ての動作毎に、その場の安定性ではなく全体の振る舞いにとって最適なゲインを設定する方式を考案した。スイッチング電源のフィードバック制御ゲインを必要とされる過渡応答時のみに増大し,不安定状態あるいはその臨界で動作させ、外部条件や回路の状態に対応して変えて制御する方式についてシミュレーションによる解析を進め,過渡状態も含めた全ての動作毎に、その場の安定性ではなく全体の振る舞いにとって最適なゲインを設定する方式を提案し,シミュレーションにより動作を確認すると共に動作アルゴリズムを明確にした。また、並行してフィードバック制御ゲインの増大に頼らず,過渡時はニューラルネットワークを用いた機械学習により得られた制御則を高速応答のために適用するという手法により、過渡応答時の収束の大幅な改善を図るという新しい手法について研究し,シミュレーションにより提案手法の有効性について動作を確認した。さらに、提案方式の試作回路をDSPボード等を用いて作成し動作確認を行うことで,提案手法の有効性および問題点・改善点について検証を行った。低損失パワースイッチングデバイスやリアクトル,キャパシタを想定したシミュレータを作成した。さらに低損失電力変換器のための制御アルゴリズムをシミュレーションにより確立した。また,素子のモデル化がFPGAの容量不足により困難なため,簡易モデルを提案した。この作成したFPGAに提案方式を盛り込んだ新しい知的なディジタル制御アルゴリズムを設計・作成し,動作を確認した。平成24年度の成果およびそのアルゴリズムを実現する高速知的ディジタル制御回路をFPGAにより設計,製作した。この場合,高性能化に伴い,消費電力対策が必要になるが,代表者の特許の「回路自体の消費電力を抑える工夫を施した新方式」をシミュレーションおよび実験で試してこの課題を解決する目途を付けた。今後、提案方式の試作回路を用いて電力変換部を動かし,動作確認を行うことで,提案手法の有効性および問題点・改善点について検証を行う。LSIの省エネルギー化においては、LSI待機と能動モードの切換えを高速かつ頻繁に行う必要があり、ゲインを大きくして制御性を高める必要が増してくる。そこで、低損失な電力変換器においても制御可能な、過渡状態も含めた全ての動作毎に、その場の安定性ではなく全体の振る舞いにとって最適なゲインを設定する方式を考案した。スイッチング電源のフィードバック制御ゲインを、必要とされる過渡応答時のみに最適値に制御し、不安定状態あるいはその臨界状態で動作させることで、低損失かつ安定した動作が外部条件や回路の状態に対応して制御かのうな新しい方式について解析を行い、シミュレーションおよび実験回路において検証した。さらに、過渡状態も含めた全ての動作毎に、その場の安定性ではなく全体の振る舞いにとって最適なゲインを設定する方式を提案し、動作アルゴリズムの有効性を確認した。また、並行してフィードバック制御ゲインの増大に頼らず、過渡時はニューラルネットワークを用いた機械学習により得られた制御則を高速応答のために適用するという手法により、過渡応答時の収束の大幅な改善を図るという新しい手法について研究し、提案手法の有効性について動作を確認した。さらに、提案方式の試作回路をDSPボード等を用いて作成し動作確認を行うことで、提案手法の有効性および問題点・改善点について検証を行った。26年度が最終年度であるため、記入しない。電子デバイス・電子機器26年度が最終年度であるため、記入しない。

低損失な電力変換器における、最適なフィードバックゲインの設定方式および機械学習による高速応答のための方式については、試作回路による動作確認まで行っており、シミュレーションおよび試作回路による動作検証を行っており、有効性を確認および今後の検討のためのデータの収集は完了している。低損失な電力変換器における、最適なフィードバックゲインの設定方式および機械学習による高速応答のための方式については、動作確認まで行っている。シミュレーションによる動作検証で有効性を確認および今後の検討のためのデータの収集は完了している。26年度が最終年度であるため、記入しない。得られたデータを元に回路のモデル化、制御方式の開発等を行い、目的の具体化を推し進める。得られたデータを元に回路の制御方式の改良等を行い、目的の具体化を推し進める。回路シミュレータ、制御アリゴリズムの作成、さらには制御動作の確認を行うために物品費、調査のために旅費、実験補助に人件費を必要とする。平成25年度の計画として,今後開発が進むであろう低損失パワースイッチングデバイスやリアクトル,キャパシタを想定したシミュレータを用いて,製作したFPGAを用いたDC-DCコンバータを製作し,その回路のエネルギーマネージメント評価を行い,さらに電源シミュレータを製作し,実験評価を行うことでそのスマート化を目指すことを挙げていた。しかし,シミュレータの製作,特に,FPGAの製作に予想以上に時間を要し,エネルギーマネージメント評価を行い,さらに電源シミュレータを製作することが出来なかった。また,新たに静特性,過渡特性,動特性の評価を実験的,解析的に行えることが判明した。そこで,その予算を平成26年度に移し,研究の質を高めることにした。H26年度の計画として,H25年度の(4)の計画を移動して実行するだけでなく,以下の様に,(1)(3)を追加し充実を図り,研究の質を高める。(1)提案の回路の静特性,過渡特性,動特性の評価を行う。(2)解析的に提案方式の特性を明らかにするために数式で特性を表す。(3)提案方式の設計手順をまとめると共に,各パラメータの決定に関して整理する。(4)(3)のシミュレータを用いて提案回路のエネルギーマネージメント評価を行い,さらに電源シミュレータを製作し,実験評価を行うことでそのスマート化を目指す。
湖底堆積物のMg/K含量比とCa/Mg含量比はダム湖の藻類生産を反映するか

愛媛県下の石手川ダム湖を調査対象として,湖水中の藻類生産と湖底堆積物の質的変化との関係を検討した。1.ダムサイトから0.26km上流の流木止(水深約40m)を主調査地点として,1978年1月以降毎月1度行ってきた水質と懸濁物の調査に,1997年8月から湖底堆積物のコアサンプルの採取と分析を加えた。また,水深10mと30mとにセディメントトラップを設置して,月に1回以上容器を交換して,内容物を採取し,堆積状況を検討した。2.主調査地点における21年間の水位と水深の調査記録から,この地点では年平均約17cmの厚さで堆積していること,従って,1984年以降毎年2月と8月にエクマンバージ採泥器で採取・風乾・保存してきた湖底堆積物試料(約9cm厚)30点が,それぞれ約6ヶ月間の堆積物に相当することが分かった。3.トラップ内の堆積物は秋から冬に多かった。しかし,コアサンプルの土層断面,湖水の成層・循環,密度流の深さ等を検討すると,この時期,出水時の密度流が湖底の土砂を掘削しつつ,再堆積することが分かった。春から夏の成層期には,出水時にもトラップに土砂堆積が少なく,湖底に生物遺体が沈降・堆積するとみられた。4. 3月から8月までの表水層のクロロフィルa濃度(藻類量の指標)の平均を8月の湖底堆積物中の各種物質含量と15年間の試料で比較したところ,Mg含量と有意な正の相関が認められた。表水層のクロロフィルa濃度と懸濁態のMg濃度との間に正の関係があること,懸濁物の沈降に際して,MgがCaやPと違って水中に溶出しないことがこの原因として認められた。9月から2月についても同様の検討をしたが,有意な結果は得られなかった。5.以上より,春から夏の湖水中の藻類生産を堆積物中のMg含量が反映することが認められたが,標記研究課題中の仮説は崩れた。原因は,仮説設定に際し,堆積物中の炭素含量が藻類生産に正比例すると考えた点にあった。愛媛県下の石手川ダム湖を調査対象として,湖底堆積物の質的変動がそれに先立つ湖水中の藻類生産の変動を反映するか否かについて,特に堆積物中のアルカリ金属及びアルカリ土金属に着目して検討した。1.ダムサイトから0.26km上流の流木止(水深約40m)を主調査地点として,1978年1月以降に毎月1度行ってきた水質と懸濁物の調査に,1997年8月から湖底堆積物のコアサンプルの採取と分析とを加えた。また,水深10mと30mとにセディメントトラップを設置して,8,9月は月に2回,10月以降は月に1回容器を交換して,内容物を採取し,堆積状況を検討した。2.主調査地点を含む湖内6地点と流入河川水について毎月1度水温と電気伝導度の鉛直分布の測定を行い,湖水の成層状況と密度流が流れる深さなどを検討した。また,多数の水深で懸濁物の質と量の検討を行い,主調査地点の湖底堆積物の性質と比較検討した。3.成層期の8月に主調査地点及び上流の2地点でコアサンプルを採取,分析した。4.主調査地点における20年間の水位と水深の調査記録から,この地点では平均して毎年約17cmの厚さで堆積していること,従って,1984年以降毎年2月と8月にエクマンバージ採泥器で採取・風乾・保存してきた湖底堆積物試料(約9cm厚)28点が,それぞれ約6ヶ月間の堆積物に相当することが分かった。これらの堆積物は,堆積物中のMgが湖水中の藻類生産を反映することを示唆しており,今後1,2,3の調査結果を蓄積したのち,検討を深める予定である。

4. 3月から8月までの表水層のクロロフィルa濃度(藻類量の指標)の平均を8月の湖底堆積物中の各種物質含量と15年間の試料で比較したところ,Mg含量と有意な正の相関が認められた。表水層のクロロフィルa濃度と懸濁態のMg濃度との間に正の関係があること,懸濁物の沈降に際して,MgがCaやPと違って水中に溶出しないことがこの原因として認められた。9月から2月についても同様の検討をしたが,有意な結果は得られなかった。5.以上より,春から夏の湖水中の藻類生産を堆積物中のMg含量が反映することが認められたが,標記研究課題中の仮説は崩れた。原因は,仮説設定に際し,堆積物中の炭素含量が藻類生産に正比例すると考えた点にあった。
甲殻類の神経分必系と浸透圧調節に関する研究

我々が提唱した神経ペプチドの新しい探索法「Topological Mass Spectrometry分析」では、細胞が産生している物質を同定してからその作用の追求していくことを謳っている。その応用例として甲殻類における神経分泌系による浸透圧調節機構の一端を明らかにすることを目指した。ザリガニには、1880年に刊行された「The Crayfish: An Introduction to the Study of Zoology」の中で肛門から水が激しく出入りする現象の記述があり、肛門呼吸と呼ばれていた。この行動には第六腹部神経節が深く関与していると記述されていたが、どのような神経物質が関与しているのかは長い間不明であった。この現象に係わっている神経物質を精査するために、第六腹部神経節をTopological Mass Spectrometry分析し、そこに含まれている神経ペプチドであったオルコキニン、タキキニン関連ペプチド、甲殻類心臓作用性ペプチド、甲殻類SIFアミド、マイオサプレッシン様ペプチドを同定した。次にこれらペプチドを合成し、肛門および腸管に対する生物活性を検討した。肛門の開閉を示したペプチドはオルコキニン、タキキニン関連ペプチド、甲殻類心臓作用性ペプチドであった。摘出した腸管に対する応答では、オルコキニンと甲殻類SIFアミドが後腸に作用し、タキキニン関連ペプチドは直腸に作用していた。一方、腸管内への水の流入を正常な個体への投与実験で調べたら、タキキニン関連ペプチドと甲殻類心臓作用性ペプチドに活性が認められた。これらの結果を鑑みて、肛門呼吸と呼ばれている現象の再現実験を行い、タキキニン関連ペプチドと甲殼類SIFアミドの混合物を正常なザリガニに投与することで、肛門からの激しい水の出入りが見られた。しかしながら、この行動が正常な生理現象なのか、あるいは偶然に見つかった内分泌異常の症状なのかは不明である。アメリカザリガニの中枢神経において、アラトスタチン関連ペプチドおよびFLRFアミド関連ペプチドの前駆体の構造を解明した。アラトスタチン関連ペプチドの前駆体遺伝子は556個のアミノ酸残基をコードし、その中に27種類のペプチドが含まれていた。FLRFアミド関連ペプチドの前駆体遺伝子は2種類存在し、共に323個のアミノ酸残基をコードし、合計8種類のペプチドが含まれていた。現在までに遺伝子構造の解明されたザリガニの神経ペプチドは、オルコキニン類ペプチド、甲殻類SIFアミド、および十脚目タキキニン関連ペプチドと合わせて5種類挙げられる。脳においてアラトスタチン関連ペプチド産生細胞およびFLRFアミド関連ペプチド産生細胞は主に腹部側細胞群の中に存在していた。腹部側細胞群ではオルコキニン類ペプチドと十脚目タキキニン関連ペプチドは同じ細胞で共発現していたが、アラトスタチン関連ペプチド産生細胞とは異なっていることが解った。甲殻類SIFアミドは主に臭葉細胞群で産生されていた。食道下神経節の凍結切片を用いたMALDI-TOF質量分析では、オルコキニン類ペプチド、甲殻類SIFアミド、十脚目タキキニン関連ペプチド、FLRFアミド関連ペプチドが発現していることが解った。腸管からの水分吸収に直接関与していると考えられている第6腹部神経節の切片を用いたMALDI-TOF質量分析ではオレコキニン類ペプチドの他に、オルコキニン類ペプチドのカルボキシ末端部分が更に翻訳後修飾を受け、新たなカルボキシ末端アミド化ペプチドに成熟していることが判明した。また、食道下神経節および第6腹部神経節には新規ペプチドと思われる分子イオンがいくつか観察されていた。

ザリガニの胸部神経節および腹部神経節から調製した凍結切片を用いたMALDI-TOF質量分析では、すべての胸部神経節および第1から第5腹部神経節に至るまでよく似たスペクトルのパターンが与えられた。即ち、オルコキニン、甲殻類SIFアミド、甲殻類心臓作用性ペプチド、十脚目タキキニン関連ペプチド、FLRFアミド等が主に観察されていた。これらの結果は、甲殻類のはしご形神経系ではある行動に対する応答について、同じタイプのコンピューターを並列に配置した分散並列処理していることを示唆した。一方、肛門からの飲水行動に深く関わっていると考えられている第6腹部神経節では、オルコキニン関連ペプチドが極めて強い分子イオンピークとして観察された。また、第6腹部神経節からFLRFアミドの分子イオンピークは検出することができなかった。次に、オルコキニンおよびその関連ペプチド、甲殻類SIFアミド、甲殻類心臓作用性ペプチド、十脚目タキキニン関連ペプチド、およびFLRFアミドの合成品を調製し、肛門の開閉との関連を調べた。各種ペプチドは10^<-5>Mになるようザリガニ用生理食塩水に溶解し、その20マイクロリッターを腹部へ投与した結果、オルコキニンおよびその関連ペプチド、甲殻類心臓作用性ペプチド、十脚目タキキニン関連ペプチドに強い肛門の開閉活性が認められた。甲殻類SIFアミドでは、投与後少し時間がたってから肛門の開閉が観察され、これは糞の排泄に伴った現象であることが確認できた。また、生理食塩水および神経情報伝達物質の1つであるガンマ-アミノ酪酸の投与では肛門の開閉が行われることはなかった。ザリガニの第六腹部神経節から調製した凍結切片を用いたMALDI-TOF質量分析では、オルコキニン、甲殻類SIFアミド、甲殻類心臓作用性ペプチド、十脚目タキキニン関連ペプチドの他に分子量1330や1270といった構造未知の分子イオンが観察されていた。これらペプチドの単離を試みたところ、分子量1330のペプチドは2種類存在していた。分子量1270のペプチドはQ-Tof質量分析計によるMS/MS分析および遺伝子解析から、pGlu-Asp-Leu-Asp-His-Val-Phe-Leu-Arg-Phe-amideと決定した。このアミノ酸配列は昆虫から報告されているマイオサプレッシンと類似していることから、マイオサプレッシン様ペプチドと名付けた。次に、オルコキニンとその関連ペプチド、甲殻類SIFアミド、甲殻類心臓作用性ペプチド、十脚目タキキニン関連ペプチド、およびマイオサプレッシン様ペプチドの合成品を調製し、肛門からの水の取り込みを調べた。各種ペプチドは10^<-5>Mになるようザリガニ用生理食塩水に溶解し、その20マイクロリッターを腹部へ投与した結果、十脚目タキキニン関連ペプチドおよび甲殻類心臓作用性ペプチドに強い活性が誠められた。従来、十脚目タキキニン関連ペプチドは腸管に対する作用はないと考えられていたが、直腸に作用し肛門からの飲水行動に深く関与していることが判明した。
抗メタタイプ抗体の効率的創製を機軸とする低分子バイオマーカー超高感度測定法の開発

血中や尿中に含まれる低分子化合物(ハプテン)は病態診断の有用なバイオマーカーとなるが、その高感度測定は容易ではない。抗原抗体複合体を認識する抗メタタイプ抗体はハプテンのサンドイッチ型非競合型イムノアッセイへの応用を可能にするが、従来の免疫法での産生は難しい。本研究では人工ミニ抗体である一本鎖Fvフラグメント(scFv)を標的ハプテンのアクセプター分子として着目した。また、scFvの他に単一ドメイン抗体やアプタマーを用いた抗メタタイプ抗体フラグメントの創製も検討した。抗原抗体複合体を認識して結合する抗メタタイプ抗体の作製を目指し、人工ミニ抗体(scFv)で動物を免疫する従来法を検討したが、初年度の期間内では期待通りの結果が得られなかった。しかし、本研究で得られた数種のモノクローナル抗体はscFvに結合する抗イディオタイプ抗体であったことから、抗体の可変部が免疫原性を有することが明らかになった。これは抗体を医薬品として扱ううえで非常に重要な知見であると推察される。最終年度では、標的抗原の結合前後でscFvよりも大きな構造変化が期待できる新たなアクセプター分子として単一ドメイン抗体(sdAb)やアプタマーを用いることで抗メタタイプ抗体の効率的創製を試みた。エストラジオール(E2)をモデル抗原として作製した変異sdAbライブラリーからファージ提示法を活用する手法により、E2特異的な変異sdAbの創製を試みたところ、元の野生型sdAbよりも強い結合能を示すクローンを14種の単離に成功した。今後、詳細な結合解析を行ったのち、抗メタタイプ抗体のin vitro選択系を構築する。また、本研究の遂行過程で変異sdAbライブラリーのなかに抗メタタイプ活性を有するクローンが存在すると示唆されるデータが得られており、この結果から当初の実施計画とは異なる戦略で抗メタタイプ抗体が得られるのではないかと考えている。アプタマーはscFvやsdAbよりも分子量が小さく、複合体前後の変化が大きいことが既知である。本研究では既報のE2結合アプタマーを用いて変異scFvライブラリーからE2の存在下、非存在下でシグナル変化が認められる変異体の探索を試みた。複合体を認識すると推定される変異体が8種得られているが、これらのクローンがE2の用量依存的にメタタイプ活性を示すかどうか現在検討中である。本研究課題の期間を通じて抗メタタイプ抗体創製の基盤が出来つつあり、今後、得られた成果を活用して効率的創製への第一歩となることを期待している。抗原抗体複合体を認識して結合する抗メタタイプ抗体の効率的作製を目指し、まずは動物を免疫する従来法を検討した。本研究では、標的ハプテンに結合する第一のアクセプターとして抗体のH鎖またはL鎖の可変部であるVH、VLドメインをリンカーで連結した人工ミニ抗体であるsingle-chain Fv fragment(scFv)を用いた。scFv-ハプテン複合体をマウスに免疫したのち、ハイブリドーマ法により得られたモノクローナル抗体はいずれもscFvに反応性を示すものであったが、抗メタタイプ活性を示す指標となる標的ハプテンの存在下/非存在下でのシグナルの顕著な増大がみとめられず、scFvのパラトープ以外の部位に結合する抗イディオタイプ抗体であることが示唆された。しかしながら、この結果からハプテンとの結合前後でscFvよりも有意に構造変化するアクセプター分子を用いることにより、抗メタタイプ抗体の産生を誘導しうる可能性が見出された。抗体の可変部から調製したscFvのような低分子化抗体フラグメントを免疫して抗体が産生された報告例は申請者の知る限り皆無であり、人工ミニ抗体を医薬品として用いる研究分野においても新たな知見であると考えている。免疫に用いたハプテンとのアクセプターであるscFvは大腸菌から調製したものをアフィニティーカラムで精製する必要があり、免疫過程の評価を行うスクリーニングにおいてはマイクロプレートに固定化するFabフラグメントが必要であったが、これらの大量調製に予定よりも時間を要した。また、scFv-ハプテン複合体を免疫投与したマウスの血中抗体価の判断が難しかったことなどが計画の遅れの要因である。計画が予定通り進まないときの対応策の一つとして申請書に記載したように、用いたscFvの標的ハプテンに対する親和力に問題がある可能性を考え、in vitro親和性成熟による変異scFvの創製にも着手していたが、大幅に親和力が増大した変異体の作製が予定通り進まなかったことも要因の一つと考えている。標的ハプテンの結合前後で大きな構造変化が期待できる新たなアクセプター分子を模索する。具体的にはscFvよりも分子量が小さな単一ドメイン抗体(single-domain antibody;sdAb)やアプタマー分子を用いることで現状の問題点を克服する。sdAbについては既に変異sdAbライブラリーを構築しており、本ライブラリーから目的のハプテンを認識する変異sdAbの創製に取り組んでいる。

これらアクセプター分子と標的ハプテンの複合体を形成させるための最適条件を設定したのち、マウスへの免疫投与を始める予定である。また、scFvを用いる方法では期待された成果が得られておらず、当初の計画からの遅れていることから、従来の免疫法よりも短期間で抗体取得が可能であるin vitro免疫にもとりかかる。初年度と同様に機械などの購入予定はなく、免疫や、アクセプター分子の創製にかかるランニングコストで研究費の大半を使用する予定である。
「儒教文化圏」の歴史と社会

本研究班は、儒教の歴史性と現代との連関を中心に研究を進めているが、今堀誠二、鈴木修次両名は体調不調のため、もっぱら諸資料の整理を中心として従来の自己の研究の再検討を試みた。その結果、今堀はこの十年間の発表物の『研究文献目録』を刊行し,鈴木は唐詩の総括的把握を行ない、唐代詩人における儒教の影響を検討し、文学における儒教の様相を明らかにした。一方、小林文男・河田悌一は、中国大陸において精力的に実証的研究を行なった。小林は、中国における学問と政治との相克を視点として、呉〓の研究を推進している。とりわけ、文化大革命期における呉〓の位置づけと再評価とを目標にして、その柱に儒教の諸問題を置き、重層的研究を行なっている。河田は、現代中国における孔子の問題をとりあげ、現地調査に基づきつつ、現代中国における孔子の評価を日本人の立場から客観的に把握し、大陸において今後登場するであろうところの儒教再評価との連関を検討しつつある。また阿部は、清朝末期から民国初期にかけての中国における教育制度に着目し、その制度が、日本の教育制度諸資料の翻案ないし翻訳に基づくものであることを発見し、従来になかった視点よりその真相を分析しつつあり、新しい成果が生まれている。加地は、儒教を研究する方法として、儒家と対照的位置にある法家の思想をまず明らかにすることを考え、法家思想の代表者である『韓非子』を対象にして、その全体像を解析しつつある。本研究班は、計三回の合同研究会を持った。第一回は阿部、加地が儒教と中国人の民族性との連関について訓細な検討を行ない、第二回は今堀を除く全員が各自の研究状況に基づきつつ儒教の現代性について充実した討論を行ない、第三回は同メンバーで、儒教における人間性について意見を交換し、三回を通じて成果ある研究活動を行なった。
呼気中アセトン濃度を指標とした糖代謝・脂質代謝の評価

高強度運動は筋グリコーゲン量を大きく低下させ、運動後における炭水化物の摂取制限は筋グリコーゲン量の回復を遅延させることが知られている。平成30年度は、高強度運動後に摂取する食事における炭水化物摂取量の相違が呼気中アセトン濃度の推移に及ぼす影響を検討した。成人男性9名が夕方(16時半)から筋グリコーゲン量の減少を目的として、高強度運動(30秒間全力ペダリングを4セット、セット間には10分の休息)を実施した。その後の夕食において、低炭水化物食(炭水化物20%、タンパク質20%、脂肪60%)または通常食(炭水化物60%、タンパク質20%、脂肪60%)からなる食事を提供した(両条件食における総カロリーは統一した)。運動前、運動1, 3, 4時間後および翌朝に呼気中アセトン濃度、血清ケトン体濃度および安静時のエネルギー代謝量を検討した。その結果、運動4時間後における呼気中アセトン濃度は低炭水化物食条件が通常食条件に比較して有意に高値を示した(p < 0.05)。一方で、運動翌朝における呼気中アセトン濃度は低炭水化物食条件が高値を示したが、条件間での有意差は認められなかった。運動翌朝において、エネルギー消費量に対する脂肪の貢献度(%fat contribution)は低炭水化物食条件が通常食条件に比較して有意に高値を示した(p < 0.05)。さらに、血清総ケトン体濃度は、低炭水化物食条件が通常食条件に比較して有意に高値を示した(p < 0.05)。以上の結果から、筋グリコーゲンを消費する高強度運動後における炭水化物摂取の制限は、特に運動後初期(運動後4時間)において呼気中アセトン濃度を上昇させることが明らかになった。このことから、高強度運動後における呼気中アセトン濃度の推移は炭水化物の利用能(carbohydrate availability)を反映すると考えられた。運動後における呼気中アセトン濃度の推移に関わる複数の実験を遂行し、データを収集することができている。そのため、おおむね順調に進展していると評価できる。今後は、運動後における呼気中アセトン濃度の推移を筋グリコーゲン量の変化と関連づけて検討する予定である。この際には、運動後に呼気中アセトン濃度は上昇するが、このことは筋グリコーゲン量の低下と関連するという仮説を設ける。平成30年度に実施を予定していた研究課題の一部を、研究参加者の募集の点から次年度に実施することになったために残額が生じた。残額分は、当該研究課題を令和元年度に実施する際に全額使用する。
放射標識モノクロナル抗体を用いた転移陽性センチネルリンパ節同定法の確立

今回の実験の目的は「センチネルリンパ節における転移の有無をより簡便かつ正確に同定する」ことをであった。まず特異的モノクロナール抗体を同定し、これに放射性同位元素のラベルを行って特異的にリンパ節転移を同定する、という方法を試みたが、最初の段階の特異的モノクロナール抗体を決定できず、実験は難航した。そこで全く新しいセンチネルリンパ節同定法の開発を検討することも必要と考えられた。その結果、鉄磁性体を用いる方法がかなり有益であるという結論に至った。まずブタによる動物実験を行なったところ、色素法と同等にセンチネルリンパ節の同定の精度が高かった。また鉄磁性体の性質を利用すると、磁測計でリンパ節の存在診断を行うことが可能となるため、色素法での欠点を補うことができ、より正確にセンチネルリンパ節を同定可能であるという結論に至った。実際の臨床レベル臨床レベルでの検討も行った。事前に同意を得られた患者に対し、角素法としてのフェリデックス投与を行ったところSensitivity100%、specificity100%、Accuracyは88.9%と遜色のない結果であった。今後は鉄磁性体としても活用が期待されるが、精度の上でさらに自らの技術的検討を重ねる必要があると思われる。平成13年度には、主に細胞レベルの実験を目標としていた。いまのところ、当科で過去に手術を行った症例について、保存されている標本を用いて臨床病理学的検討・免疫組織学的検討を行なって、有益な生物学的特徴を検討し、さらに転移病巣に対してより正確に反応する特異的モノクロナール抗体を推定・選択している。これらについては現在検討を進めているが、いまのところ有望な因子を特定できていないのが現状である.例えばHer2などは発現率が約40%程度なので、転移病巣すべてを同定することはできない。サイトケラチンなどは使用できる可能性はあるが、特異的に転移病巣と反応するという点では有意ではなく、より特異的に反応させるために効果的な手法を探るか、もしくはさらに他の因子を探索するかが必要と考えられる。微小転移巣を同定するための放射標識の活性を向上させるための検討については、有望な抗体を特定させることが必要なためいまのところまだ着手してはいない。ただし手法としては、当初考えていたマイクロビーズ法の他に、油脂を使う方法や色素を使う方法なども検討に加えていく予定である。これについては動物実験を先行させ、リンパ流の特定やセンチネルリンパ節の同定精度をあげる試みを行っていく予定である。平成13年度に引き続き、平成14年度も細胞レベルの実験を目標としていた。ただし、臨床病理学的検討・免疫組織学的検討による特異的モノクロナール抗体の同定に関しては、有望な因子を特定できていない。そこで、より特異的に反応させるために効果的な手法を探るか、もしくはさらに他の因子を探索するかが必要と考えられ、今年度の後半はその手法の探索に努めた。新しい手法として、当初考えていたマイクロビーズ法の他に、鉄磁性体を用いる方法を検討し、かなり有益であるという結論に至った。これはまず、ブタによる動物実験を行い、リンパ流の特定やセンチネルリンパ節の同定の精度が高く、より正確にセンチネルリンパ節を同定可能であるという結論に至った。そこで臨床レベルでの検討を行いつつあり、症例数を重ねているところである。鉄磁性体の特徴をうまく利用する方法として、MRIを用いてより微細な転移巣を同定できる可能性も考えられる。これについては技術的検討を重ねる必要があると思われ、今後のさらなる検討が必要だと思われる。
花成ホルモン誘導化合物の解析

前年度の研究により、我々の発見したシロイヌナズナの花成誘導化合物は、光周性経路を介して花成を誘導することが判明した。本年度は、この光周性経路でのこの化合物の作用機序をより深く理解することを目的とし、大きく分けて3つの実験を行った。(1)光周性経路に関わる遺伝子のいくつかの変異体に、この化合物を処理し、光周性経路が活性化するかを判別する。(2)化合物処理後の遺伝子発現変化を俯瞰することで、化合物の作用機序を推測する。(3)化合物の利用の普遍性を確かめるために、光周性花成の基盤となる生物時計システムの進化的考察を行った。(1)の研究では、光周性花成が亢進もしくは減弱しているシロイヌナズナの変異体に、この化合物を処理し、翌日に花成ホルモンをコードするFT遺伝子のmRNAの蓄積量を逆転写定量PCRで解析した。光周性花成が亢進した株は野生型と比較してFT遺伝子の発現が上昇しているが、化合物処理によってさらにFT遺伝子の発現量が上昇した。また光周性花成経路が減弱している株では、この化合物によるFT遺伝子の発現上昇は認められなかった。花成経路亢進変異体の原因遺伝子は、この化合物の作用機序の経路で働くのではなく、花成経路減弱変異体の原因遺伝子がこの化合物の作用機序で重要な役割をもつことが明確になった。(2)の研究では、比較的短時間(3時間)の化合物処理によって、発現変化する遺伝子群を明らかにすることで、化合物の作用機序を推測することを目指した。しかし3時間の処理では、調べた限りの花成経路遺伝子の発現変化が認められなかった。処理濃度を、限界まで濃くしたが、その条件でも遺伝子発現の変化を捉えることができなかった。(3)の研究では、複数植物の遺伝子発現レガシーデータを比較解析することで、時計に関わる遺伝子発現ネットワークの普遍性と多様性を明らかにした。化合物の標的にむけたプローブ作成が、研究協力者との共同研究によって、順調に推進している。短時間処理によって発現変化する遺伝子の同定には至らなかったが、光周性花成経路の変異体に化合物を処理し、花成ホルモン遺伝子の誘導効果を解析することで、化合物の作用機序に関わる遺伝子群がより明確になった。さらに当初は予定していなかったものの、この化合物の将来的な応用展開を見据え、光周性花成経路での時間情報を生み出す生物時計システムの転写ネットワークの普遍性を考察した。日中に発現するシロイヌナズナ時計関連転写因子PRR5の標的遺伝子群は、明け方から午前中に発現することが分かっていた。シロイヌナズナのPRR5の標的遺伝子群と相同性の高い遺伝子群をイネとポプラから抽出した。これらのイネとポプラの遺伝子群の発現を、遺伝子発現レガシーデータで解析すると、明け方から午前中に発現するものが濃縮されていた。この遺伝子群の中には、光周性花成経路で機能する転写因子をコードするものも含めれていた。この事実は、シロイヌナズナの光周性花成経路および時計を標的とした化合物が、他の植物種の相同システムを標的とする可能性を示唆している。またこの化合物ではない、他の生物活性化合物の標的同定に成功した。この実験によって、標的同定のためのバッファー条件検討、MS出力データの信頼性の担保など、の基盤的知見が蓄積してきた。この研究成果を、本研究の化合物の標的同定にも応用する。化合物の作用機序の解明に向けて、化合物の短時間処理による遺伝子発現変化の解析を条件の幅を振りながら、再度検討する。昨年度までは、濃度のパラメーターを幅広く検討するために、化合物溶液を植物を滴下する処理を中心に行ってきた。しかし、化合物の効果が認められないため、化合物がよりよく効くと考えられる、化合物水溶液中に植物を沈めて、脱気するなどの処理条件を検討する。また光周性花成が亢進している株は、化合物によるFT遺伝子の発現上昇がより顕著になる。これはこの株が化合物の感受性が高まったとも解釈できる。そこで、この株に化合物処理を短時間行い、変化する遺伝子を抽出することを解析する。化合物プローブを使い、化合物の直接的な標的生体分子の同定を目指す。化合物の活性を損なわない構造アナログをアガロースビーズに共有結合させ、このビーズに特異的に相互作用するシロイヌナズナ由来タンパク質を取得し、そのペプチド配列をLC-MS/MS解析によって同定する。得られたタンパク質をコードする遺伝子群をRNA干渉によってノックダウンさせる、あるいはゲノム編集によって破壊し、それらの株の化合物感受性を解析する。生物学的な標的(単なる物理的な標的ではない)が欠損した株では、化合物の感受性は極度に低下、もしくは完全に喪失するはずであり、この形質をもって、化合物の標的として判定する。またこの化合物の利用の汎用性を実証するために、シロイヌナズナ以外の植物での化合物の効果を検討する。本研究は申請者が新たに発見している長日植物シロイヌナズナの花成ホルモン

遺伝子FTの発現を劇的に上昇させ、花成時期を短縮する作用のある新規低分子化合物の解析を軸とした研究を進めることで植物において重要な生長相転換点である花成制御分子機構の新たな理解とその制御を目指す.またシロイヌナズナと異なる日長感受性を持つ短日植物アサガオにおいてもこの化合物の効果を解析する.申請者が見いだしている新規化合物は短日条件下(8時間明/16時間暗)の発芽後13日目のシロイヌナズナCol-0アクセッション(代表的な実験株で春化経路が不全なライン)に投与するとFT遺伝子の発現を上昇させ,その効果は既知の花成誘導ホルモンとしても知られるジベレリンよりもはるかに大きいものの,化合物と既知の花成ホルモン誘導シグナルとの関係ははっきりしていない.既知の花成ホルモン誘導シグナル(光周性,ジベレリン,春化)と化合物との関係を調べるために,長日条件下(16時間明/8時間暗)で生育させたシロイヌナズナに化合物を処理し, FT遺伝子の発現を逆転写定量PCRで解析した.短日条件下で見られた化合物によるFT遺伝子の発現誘導は,長日条件では観察されなかった.長日条件ではすでにFT遺伝子の発現レベルが高く,化合物ではこれ以上の誘導はできないと解釈された.これは化合物の作用が,長日・短日(光周性反応)に依存していることを暗示していた.そこで光周性反応が低下し,日長に依存せず常に遅咲きになる変異体に化合物を処理し, FT遺伝子の発現を観察したところ, FT遺伝子発現の誘導性が低下していた.以上の解析により,この化合物によるFT遺伝子の発現誘導は光周性反応を介するものであることが示唆された.化合物と既知の花成ホルモン誘導シグナルとの関係は当初は当然のことながら明確にはわかっていなかった.仮に化合物感受性が変わる環境条件が存在すれば,化合物と既知の花成ホルモン誘導シグナルの関係が示唆されるだけでなく,化合物の作用機序の解明へ向けた重要な知見となると期待された.本年度では,以上の方針のもと研究を進めた結果,化合物の処理がほぼキャンセルされる環境条件(長日)を見出すに至った.化合物の効果は短日条件では十分に認められることが分かっており,これらの知見を統合すると,化合物の効果にとって日長条件が重要であることが明らかになった.また遺伝子変異によって,日長に応答して花成誘導することができなくなった株(長日でも短日でも遅咲きになる株)は,化合物による花成ホルモン遺伝子FTの発現誘導が極度に低下していた.これらのことから化合物の作用機序は光周性反応を介していることが明確になり,当初の研究計画を十分に達成できたと評価している.また以上の実験結果は非常に明確なものであるため,次年度以降の化合物の作用機序の真の解明へ向けた基盤的な知見となる.例えば化合物処理後の網羅的な遺伝子発現解析(RNA-seq法など)で見出される遺伝子群,化合物に物理的に相互作用する生体分子のスクリーニング(Target Identification)で見出されるタンパク質群、の中でも光周性に関与する既知のものに着目することが重要であるという指針が与えられた.前年度の研究により、我々の発見したシロイヌナズナの花成誘導化合物は、光周性経路を介して花成を誘導することが判明した。本年度は、この光周性経路でのこの化合物の作用機序をより深く理解することを目的とし、大きく分けて3つの実験を行った。(1)光周性経路に関わる遺伝子のいくつかの変異体に、この化合物を処理し、光周性経路が活性化するかを判別する。(2)化合物処理後の遺伝子発現変化を俯瞰することで、化合物の作用機序を推測する。(3)化合物の利用の普遍性を確かめるために、光周性花成の基盤となる生物時計システムの進化的考察を行った。(1)の研究では、光周性花成が亢進もしくは減弱しているシロイヌナズナの変異体に、この化合物を処理し、翌日に花成ホルモンをコードするFT遺伝子のmRNAの蓄積量を逆転写定量PCRで解析した。
沖縄・八重山諸島における住居・集落のエコロジカルな空間形成原理の研究-近世・近代の集落移動に見る立地選定と共同空間の配置計画を事例に-

本研究課題において得られた知見は以下の3点である。1)八重山諸島の島々を高島・低島に分け、低島の竹富島を例に、近世から近代にかけての集落移動・住居移動、およびその際の空間構成原則の引継ぎの状況を検討し、御嶽を背後として本家-分家が配置される点や、微地形とそれらの配置が関連づけられることなどが確認された。さらには以前にメンバーが研究した高島との比較から、低島においても微地形がある程度の意味を持ち、集落移動や村立ての際に何らかの影響を与えたのではないかという点、そして主として建築学における八重山の集落研究の際に集落の家屋群(居住域)以外の周辺環境への配慮が必要になるのではないかという点を感得した。2)本研究のような八重山集落の調査研究の際に歴史資料、古地図、地籍図、インタビューを重ね合わせる方法の有効性についても明らかになった。なお、上記の調査の際に用いた歴史資料、古地図、地籍図、インタビューを重ね合わせる総合的な研究手法が、八重山の多くの集落研究において有効であることが確認された。3)八重山諸島の集落における伝統的な環境管理システムとしての人工林、「抱護林」に着目し、各種資料から復元を試みた。それによって、抱護林が環境保全だけではなく、風水、境界などとしてのきわめて複合的な意味合いを持つことが確認された。特にこの点については、本研究課題にきわめて適合する対象であり、さらなる成果が期待できるものと考える。具体的には石垣島四箇村、平得の消失した抱護林について明治3435年の土地測量図や地籍図、第二次世界大戦時の空中写真などから復元を試みた。同時にその抱護の思想について蔡温の『山林真秘』、『杣山法式帳』などの近世の林政資料や鄭良佐の『北木山風水記』などの風水見分記を読み込み、沖縄においては山や林に囲まれる「抱護」が良い状態と考えられ、しかもそのために植林がされる点が確認された。同時に集落の抱護林が現存する多良間島に赴き、現地調査を行った。それにより、現在も抱護林が住民・あるいは行政の手によって保全されている例が明らかになった。本研究は、沖縄県八重山諸島(石垣島・西表島とその周辺の島)において、近世・近代に繰り返された集落移動(あるいは住居移動)について各種文献資料・絵地図・近代の公図・現地調査など方法を総合的に用いて、移動前と移動後の集落を比較検討し、その立地選定方法・集落空間の特性と従前の空間観・環境観がいかに引き継がれたか、あるいはいかに変容したかについて明らかにすることを目的とし、究極の目的としては八重山で地域の集落空間のエコロジカルな秩序を生かした環境整備の計画原理を引き出すことを目的とする。今年度は、「琉球諸島地形図集成」(柏書房)等の地図資料や、八重山関連で観光されている歴史資料を購入あるいは閲覧するなど資料収集に努めて、基礎的な文献研究を行った。7月には神戸芸術工科大学にて、それぞれの担当する分野での情報交換を行うと共に、実施予定調査の事前打ち合わせを行った。

12月に現地に赴き、現地でのみ入手可能な資料を求めて石垣市立図書館や沖縄県立図書館・石垣市史編纂室に行き、それらの情報を元に調査集落を選定した。同時に調査対象地の竹富島を巡り、次回行う集落調査の下見を行った。平成14年3月上旬に、竹富島・干立集落と西表島・租納(そない)集落にて、地形の読みとりを始めとする空間形成原理の確認と検討を行い、同時に竹富島を対象とする他の分野の研究者を交えての情報交換を行った。現在、調査結果をまとめており、報告書作成準備にかかっている。随時、八重島・西表島へ補足調査を行う予定である。本年度は、昨年度行った八重山諸島の集落移動、住居移動と微地形などの自然環境との関連について整理しつつ、それをふまえた上で八重山地方の伝統的な環境管理システムとしての「抱護林」に着目し、調査研究を行った。第一に、八重山諸島の島々を高島・低島に分け、昨年度調査を行った近世から近代にかけての集落移動・住居移動およびその際の空間構成原則の引継ぎの状況を検討した。具体的には西表島祖納集落、石垣島安良集落を高島の例とし、竹富島の三集落を低島の例として扱い、両者に御嶽を背後として本家-分家が配置される点や、高島の場合にそれが地形と関連づけられることなどが確認された。またこのような八重山集落の調査研究の際に歴史資料、古地図、地籍図、インタビューを重ね合わせる方法の有効性についても明らかになった。第二に、八重山の集落において伝統的な環境管理システムとしての人工林、「抱護林」に着目し、石垣島四箇村、平得の消失した抱護林について明治3435年の土地測量図や地籍図、第二次世界大戦時の空中写真などから復元を試みた。それによって、抱護林が環境保全だけではなく、風水、境界などとしてのきわめて複合的な意味合いを持つことが確認された。同時にその抱護の思想について察温の『山林真秘』、『柚山法式帳』などの近世の林政資料や鄭良佐の『北木山風水記』などの風水見分記を読み込み、沖縄においては山や林に囲まれる「抱護」が良い状態と考えられ、しかもそのために植林がされる点が確認された。第三に、3月には代表者、分担者全員で石垣島に赴き、これまでの研究成果を「風水の里研究者フォーラム」として、現地の関係者・研究者を対象に研究発表を行った。またこの際に分担者である浦山と渋谷が集落の抱護林が現存する多良間島に赴き、現地調査を行った。それにより、現在も抱護林が住民・あるいは行政の手によって保全されている例が明らかになった。