hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膜結合型マトリックスメタロプロテアーゼの細胞表層における分子間相互作用解析

膜型マトリックスメタロプロテアーゼ1(MT1-MMP)は,大腸・肺・乳癌などの癌組織に高発現が認められ,癌浸潤先端部に局在すること,癌細胞株を用いた細胞生物学的解析より,MT1-MMPの発現抑制は浸潤能を抑制することから,癌浸潤に重要な分子であることが指摘されている.また近年になり,MT1-MMPは細胞表層の他の分子と相互作用を介して,活性制御を受け,癌の浸潤・転移に重要な役割を果たすと考えられている.しかしながら,MT1-MMPの活性を制御する分子や標的分子は十分に明らかとなっていないのが現状である.そこで本研究は,MT1-MMPと複合体を形成する分子をプロテオミクス解析手法を用いて明らかにすることを試みた.本研究代表者はMT1-MMPおよび,対照としてMT4-MMPを発現誘導するヒト悪性黒色腫株(A375)を樹立して,それら細胞株からMT1-MMP複合体を精製した.これら複合体蛋白質の同定を,Nano-Flow LC MS/MSを用いて行なった.その結果,既知のMT1-MMP結合蛋白質に加え,新たなMT1-MMP結合候補蛋白質を多数同定した.これらMT1-MMP結合候補蛋白質より,まず9種類の膜蛋白質に関して,免疫沈降法によりMT1-MMP複合体形成の検証を行なった結果,8分子がMT1-MMPと共沈することから,同定した結合候補分子の多くがMT1-MMPと複合体を形成している可能性が示唆された.さらに,蛍光免疫染色法による解析から,共沈した複数の膜蛋白質とMT1-MMPの形成する複合体は,癌細胞の運動先進部位で認められた.これらの分子は,既報より癌組織の悪性に伴い高発現が認められることから,MT1-MMPがこれらの分子と複合体を形成することで運動や細胞増殖,浸潤などの細胞機能に関与している可能性が示唆される.また研究代表者は,これら同定した分子の中に,MT1-MMPが分解する新たな膜蛋白質が存在することを明らかにしている.本研究より同定した,機能未知分子を含め複合体候補分子を個別に解析することで,細胞表層で行われているMT1-MMPを介した分子間の相互作用が及ぼす細胞機能への影響や癌の悪性形質に関与するMT1-MMPの理解を深めることに繋がるものと期待される.膜結合型マトリックスメタロプロテアーゼ(MT1-MMP)は癌、動脈硬化、糖尿病性網膜症、腎症やリュウマチなどの組織で高発現しており、細胞外基質分解を行うことにより、これらの疾患に関与する。特に癌組織において、MT1-MMPは浸潤先進部で発現しており、MT1-MMPの機能阻害は浸潤能を抑制することから、MT1-MMPは癌細胞の浸潤装置を構成する蛋白質因子の一つと考えられている。しかしながら、MT1-MMPが癌細胞の浸潤装置として働く際の制御機構やその標的基質については、十分に明らかになっていない。そこで、本研究では癌細胞よりMT1-MMPの相互作用分子を網羅的に解析することとした。テトラサイクリン誘導発現系を用いて、FLAG標識したMT1-MMP及びヒトMT1-MMPホモローグMT4-MMPを安定的に発現誘導することが可能なヒト癌細胞株の樹立を行った。樹立した癌細胞株から、抗FLAG抗体担体カラムによってMT1-MMPを含む複合体を単離して、その中に含まれる構成分子をプロテオミクス技術で網羅的な解析を行った。その解析情報より、癌への関与が示唆される細胞表層の分子を中心に解析を進めた。その結果、免疫沈降法でMT1-MMPと両者間の結合を確認し、免疫染色法により、細胞の運動の先進部位でMT1-MMPと共局在することが分かった。さらに、結合分子のいくつかについてはIn vitroアッセイ法でMT1-MMPの基質分子となることが明らかとなった。膜型マトリックスメタロプロテアーゼ1(MT1-MMP)は,大腸・肺・乳癌などの癌組織に高発現が認められ,癌浸潤先端部に局在すること,癌細胞株を用いた細胞生物学的解析より,MT1-MMPの発現抑制は浸潤能を抑制することから,癌浸潤に重要な分子であることが指摘されている.また近年になり,MT1-MMPは細胞表層の他の分子と相互作用を介して,活性制御を受け,癌の浸潤・転移に重要な役割を果たすと考えられている.しかしながら,MT1-MMPの活性を制御する分子や標的分子は十分に明らかとなっていないのが現状である.そこで本研究は,MT1-MMPと複合体を形成する分子をプロテオミクス解析手法を用いて明らかにすることを試みた.本研究代表者はMT1-MMPおよび,対照としてMT4-MMPを発現誘導するヒト悪性黒色腫株(A375)を樹立して,それら細胞株からMT1-MMP複合体を精製した.これら複合体蛋白質の同定を,Nano-Flow LC MS/MSを用いて行なった.その結果,既知のMT1-MMP結合蛋白質に加え,新たなMT1-MMP結合候補蛋白質を多数同定した.これらMT1-MMP結合候補蛋白質より,まず9種類の膜蛋白質に関して,免疫沈降法によりMT1-MMP複合体形成の検証を行なった結果,8分子がMT1-MMPと共沈することから,同定した結合候補分子の多くがMT1-MMPと複合体を形成している可能性が示唆された.

さらに,蛍光免疫染色法による解析から,共沈した複数の膜蛋白質とMT1-MMPの形成する複合体は,癌細胞の運動先進部位で認められた.これらの分子は,既報より癌組織の悪性に伴い高発現が認められることから,MT1-MMPがこれらの分子と複合体を形成することで運動や細胞増殖,浸潤などの細胞機能に関与している可能性が示唆される.また研究代表者は,これら同定した分子の中に,MT1-MMPが分解する新たな膜蛋白質が存在することを明らかにしている.本研究より同定した,機能未知分子を含め複合体候補分子を個別に解析することで,細胞表層で行われているMT1-MMPを介した分子間の相互作用が及ぼす細胞機能への影響や癌の悪性形質に関与するMT1-MMPの理解を深めることに繋がるものと期待される.
光による磁気制御を利用した磁気浮上高精度ナノ粒子形状選別システムの開発

ナノ粒子の形状を非接触選別するために,光熱変換効果により磁場を制御することで粒子の光操作を可能にする磁気浮上システムを構築した.本システムでは,一般的な粒子が反磁性体であることに着目したパッシブ磁気浮上システムを基本原理としている.また,磁気浮上した物体を操作するために,熱に敏感な感温磁性体を用いて光照射による温度制御を利用して磁場の制御を行った.磁束密度の計算から永久磁石の配列を検討し,実際に装置を構築することで反磁性物質の位置制御が可能であることを確認した.ナノ粒子の形状を非接触選別するために,光熱変換効果により磁場を制御することで粒子の光操作を可能にする磁気浮上システムを構築した.本システムでは,一般的な粒子が反磁性体であることに着目したパッシブ磁気浮上システムを基本原理としている.また,磁気浮上した物体を操作するために,熱に敏感な感温磁性体を用いて光照射による温度制御を利用して磁場の制御を行った.磁束密度の計算から永久磁石の配列を検討し,実際に装置を構築することで反磁性物質の位置制御が可能であることを確認した.基本的な磁気浮上ナノ粒子形状選別システムを構築した.具体的には,反磁性ナノ粒子の磁気浮上システムには,浮上に用いる磁石および感温磁性体の寸法,磁力が重要である.本年度は,静磁場解析を用いて反磁性ナノ粒子に働く力の場の解析を行った. Earnshawの定理を排除するための磁場の条件をポテンシャルエネルギの観点からモデル化した.まずは, 1次元(垂直方向)の浮上条件を算出した.さらに,三次元に拡張するために水平方向の安定性を考察した.その結果,浮上に用いるための磁石の配列をHalbach配列とすることでポテンシャルの壁を作り出し安定な磁気浮上条件を見いだした.この考え方および結果をは特許出願している.さらに,安定に粒子を磁気浮上させるために装置の開発を行った,ここでは,光を照射するための顕微鏡光学系と浮上している状態を観察するための顕微鏡との2つの顕微鏡システムから構成されている.一般的な装置ではないために特注とした.また,粒子の磁気挙動解析に用いる光散乱法のための装置を作成した.具体的には,試料に対してハロゲン光源による白色光を照射し散乱光を偏光解析する手法である.そのための装置を作成した.光の照射角度を任意に変更できるようにした.また,そのための偏光素子を導入している.以上より,本年度は安定した磁気浮上を行うための装置および磁性評価装置を作成した.本研究の目的は,ナノ粒子形状選別を行うための反磁性磁気特性を利用した浮上システムを作製し,ナノ粒子を遠隔的に操作選別することである.本申請課題では,反磁性物質の浮上システムの構築,および,反磁性物質のマニピュレート手法の検討に取り組んだ.まず,基本的な原理を考案し,浮上させる物質により浮上位置が違うことを理論的に解明した,その後,市販の静磁場解析ソフトにより磁気浮上システムに用いる磁石の最適配置を検討した.ここでは,効率的に粒子を磁気浮上させるためにHalbach配列を用いるとよいことがわかった.また,磁石を浮上させることで原理確認した.その後,実際に装置設計を行い,顕微鏡下で磁気浮上させるシステムを設計した.その後,装置を作製し実証実験を行った,まず,永久磁石と感温磁性体を組み合わせて,反磁性物質であるグラファイトを用いることで磁気浮上が可能であることを確認した.このときの浮上量は17μmであった.さらに,光源に出力200mWの近赤外半導体レーザを用いた。また,空間中の磁場を光熱変換効果により変化させるために感温磁性体を用いた.その結果,反磁性物質であるグラファイトの位置を光による無線制御可能であることを示した.さらに,粒子から散乱した光の偏光状態を計測することで高精度に位置を検出できることも確認した.パッシブに磁気浮上した反磁性物質を駆動させた例はこれまでに報告がなく,摩擦によるエネルギロスが生じないため駆動の高効率化が可能であるという点で重要であり,摩擦のないステージ開発など更なる応用が期待できる.
経済開発と環境保全をめぐるアクター間の相互作用を通じた地域振興に関する研究

本研究の目的は、北海道苫小牧市と福岡県大牟田市を事例として、様々なアクターが経済開発と環境保全に関する提言・議論・行動を通じて、相互にどのように関係しているかを明らかにするとともに、この相互作用によって地域振興がなされうるのかを明らかにすることにある。苫小牧では、2001年9月にトヨタ自動車北海道(株)など8社によって「苫小牧ゼロエミッション・ネットワーク」が結成された.その目的は廃棄物ゼロ化の推進である.参加各企業は廃棄物処理の現場で報告しあい、これを契機にゼロエミッション化が各社とも進展してきた.埋立廃棄物ゼロ化の推進により,コスト削減を実現できるという意味は、各企業にとって重要である.コスト削減という個別利害の追求が社会全体の利益につながりうる.これは,ホーケンの言うナチュラル・キャピタリズムの好例である.しかし、このネットワークが地域社会に与えるインパクトはまだ大きくない。大牟田ではエコタウン事業が推進されてきた。その問題の1つは、RDF関連施設の不調にあるその建設計画の段階から市民団体が中止を申し入れていたし、事故や運転停止のたびに市長や発電所所長などに抗議文や質問状を送る行動を続けてきた。他方、大牟田市が現在最も力を入れているエコタウン事業は、リサイクル企業誘致である。2004年3月以降5社が立地した。その中には、紙おむつリサイクル事業を推進する企業のように、循環型社会構築のために注目できるものもある。しかし、全体として、既存企業も含めての連携が弱く、市民との関係も含めた社会的資本が弱い。この研究から次の結論が導き出される。環境と絡めた地域振興のためには、ナチュラルキャピタリズムを活かせるよう、社会的資本が蓄積されている必要がある。苫小牧では、前者が有効に作用している事例はあるが、社会的資本の蓄積が進んでいるとは言い難い。他方、大牟田ではそのいずれもが弱い。今年度は,苫小牧地域に立地する企業調査を重点とし、副次的に大牟田地域については市のエコタウン事業に関するヒヤリングと現地観察を行った。ここでは前者の成果の一部について報告する。トヨタ自動車北海道(株)の提唱によって,2001年9月に「苫小牧ゼロエミッション・ネットワーク」が結成された.これにはほかに,いすゞエンジン製造北海道,出光興産北海道製油所,清水鋼鐵苫小牧製鋼所,ダイナックス,苫小牧ケミカル,日本軽金属苫小牧製造所,日本製紙勇払工場が参加し,さらにアドバイザーとして道央産業技術振興機構が関わっている.ネットワークは廃棄物ゼロ化のための取り組みに焦点を絞っている.参加各企業各社は各社内の廃棄物処理の現場で報告しあい、これを契機に各社が独自の方法で金属加工に伴う汚泥や研磨カスの処理などに取り組んでいる。参加企業のなかには,鉄やアルミニウムなどの端材や切子を排出する企業がある一方で,それらを原料として製造活動する企業や廃棄物処理を通じて資源を回収する側に立つ企業もある.したがって、ネットワークに参加する企業の間に新たな投入産出関係が生まれた事例もある.また,個別企業単独では廃蛍光灯や廃乾電池などの処理が難しかったが,連携することによってゼロエミッションにつなげた事例もあるネットワーク活動は概ね成功し,ゼロエミッション化が各社とも進展している.ただし,ゼロエミッションとは廃棄物がゼロになることではなく,埋め立て廃棄物のゼロ化のことであり,言葉の本来の意味での循環型地域社会の形成に寄与するとしても,直結するとは限らない.企業にとっては,埋立廃棄物ゼロ化の推進により,コスト削減を実現できるという意味は大きい.コスト削減という個別利害の追求が社会全体の利益につながりうる.苫小牧ゼロエミッション・ネットワークと参加企業の行動は,ホーケンの言うナチュラル・キャピタリズムの好例である.

大牟田エコタウン事業の問題の1つは、目玉事業たるRDF関連施設の不調にある。2002年12月に稼動したRDF発電所は、早くも2003年1月28日に不具合のために運転を停止し、2005年5月末までの間にトラブルが9回発生した。RDF化施設でも発火事故が数回起きている。大牟田では、市民団体がRDF発電所建設計画中止を申し入れていたし、事故や運転停止のたびに市長や発電所所長などに抗議文や質問状を送る行動を続けてきている。RDF焼却灰処理も問題である。これは当初、エコタウン内に立地する別の企業が路盤材としてリサイクルする予定だったが、実際にはコスト的にひきあわず、現在ではやまぐちエコタウンに立地する企業に逆有償で引き取ってもらい、セメント原料として処理されている。大牟田市が現在最も力を入れているエコタウン事業は、リサイクル企業誘致である。その用地は大牟田市土地開発公社が整備したため、本来ならば分譲しなければならないが、2003年8月に環境創造新産業特区として認められたので、賃貸が可能になった。これを受けて、2004年3月以降5社が立地した。リサイクル実験段階にある4社を含む9社の中で、大牟田市内の企業が関係するのは2社しかない。しかし、市外からの進出企業の中には、紙おむつリサイクル事業を全国で初めて展開しようとする企業のように、循環型社会構築のために注目できるものもある。エコタウンの理念に添わない問題が発生した理由は、RDFの可能性が不確実な段階で、理念とは別の思惑が絡んで事業を進めてしまったことにある。また、地域の特性を生かすことが重要だとされながら、大牟田及びその周囲で最も重要なリサイクル産業企業としての性格を持つ三井系諸企業の中に、土地の提供者にとどまっているものしか見出せない。つまり、新しい事業を育てるための社会資本とでも言うべきものが、大牟田には希薄である。
PRIPを介したオートファジーによる感染細菌排除機構の解明

PRIP(PLC-Related catalitically Inactive Protein)はオートファジーマーカーLC3と相互作用し、アミノ酸飢餓によるオートファジーを調節する分子である。本研究では、黄色ブドウ球菌感染時におけるオートファジーにおけるPRIPの機能を解析した。その結果、PRIP遺伝子欠失(Prip-KO)ではオートファゴソーム数の増加を認め、細菌を包含する未成熟なオートファゴソームが蓄積することが分かった。以上の結果より、PRIPはオートファゴソームのリソソーム融合過程に関与し、オートファジーを介した細菌感染防御機構を調節していることが明らかとなった。PRIPノックアウト(PRIP-KO)マウスから調整したMEFにStaphylococcus aureusを感染させ、細菌を包含するGFP-LC3陽性autophagosome-like vacuoleを観察した。PRIP-KO細胞では野生型に比べ巨大化したvacuole形成みられ、細胞内でS. aureusが増殖することが分かった。また、タイムラプス観察では、野生型細胞で出現したGFP-LC3陽性autophagosome-like vacuoleがlysosomeと融合して消失する過程が観察できたのに対し、PRIP-KO細胞ではlysosomeとの融合が障害されたvacuoleが観察され、S. aureusがvacuoleから漏出する像も観察できた。また、酸性オルガネラ染色実験においては、PRIP-KO細胞では、リソソームと融合したautophagosome-like vacuoleの数が減少していることが明らかとなった。以上の結果により、PRIPは、LC3などのオートファジー関連分子を制御することで、オートファゴソームの成熟段階を促進的に調節し、S. aureusなどの細菌感染に対する感染防御機構に関与する分子であることが明らかとなった。PRIP(PLC-related catalytically inactive protein)は、新規のイノシトール1,4,5-三リン酸[Ins(1,4,5)P3]結合性タンパク質である。この分子は、ホスホリパーゼC(PLC)-δ1と類似の一次構造を持つがPLC酵素活性はない。PRIPはInsP3/Ca2+シグナル、GABAシグナリング、脂質代謝等を調節する。我々は、PRIPの相互作用分子GABARAPがLC3のホモログであることに着目してオートファジー過程を解析した。その結果、PRIPはLC3に結合しPRIP遺伝子欠失(Prip-KO)マウスの胎児線維芽細胞では野生型細胞よりもオートファゴソーム数が増加することを見出した。また、Prip-KO細胞に黄色ブドウ球菌を感染させると、細菌を含むGFP-LC3陽性のautophagosome-like vacuoles(SAcVs)は野生型に比べて巨大化した。すなわち、PRIP遺伝子が欠失すると細菌の排除が抑制され、細胞内で増殖することが分かった。細胞にRFP-GFPtandem fluorescent-taggedを発現させて経時的な観察を行なうと、野生型細胞では、LC3陽性SAcVsのGFP蛍光が60分程度で消光し、オートファゴソームがリソソームと融合することが分かった。しかし、Prip-KO細胞では、GFP蛍光の消光が遅延し、SAcVsとリソソームとの融合が著しく障害されることが分かった。また、LysoTrackerを用いて酸性オルガネラを可視化すると、Prip-KO細胞では、SAcVsの酸性化が抑制されていることが明らかとなった。歯科薬理学これまでの研究成果を原著論文としてまとめ、PLOS ONE(2014.5.1.)に受理された。PRIPが、オーファゴソーム成熟を調節する因子であることはわかったが、オートファゴソーム/リソソーム融合時に必要とされるRab7との関係について検討を深めオートリソソーム形成の分子基盤を明らかにしていく。また、予備的な実験であるが、アミノ酸飢餓刺激によるcanonicalなオートファジーにおいても、PRIPがオートファゴソームの成熟過程を調節することを示唆する結果を得ている。今後はPRIPが関与する細胞内の細菌増殖調節メカニズムと、オートファゴソーム成熟過程の分子メカニズムを解明すべく研究を進める。今後分子生物学的な解析だけでなく、動物実験を行うための費用とするため。今年度は、PRIPが関与するオートファジー調節の分子メカニズム解析だけでなく、細菌を用いた動物実験を行い、in vivoにおいてもPRIPによる細胞内での細菌増殖抑制機能に、影響を及ぼすか検討をおこなう。
英語の授業における意見・考えの表出を求める効果的な指導法の研究開発

限られた授業時間の中で、高い学習効果が得られるように意見・考えを英語で発表させるためには、学習者が意見・考えを英語で適切に表現できないこと(言語面)、意見・考えを持つことができないこと(内容面)、意見・考えを表現することに不安を感じること(心理面)の3つの障害を克服する必要がある。本研究では、これらの障害を克服する効果的な指導法の研究開発に取り組み、学習者によるアウトプットの分析・評価および学習者の指導法に対する反応等に基づく有効性の検証を通して、単一のテーマについて核となる意見・考えの表出を求めるタスクを中心に組み込み、一連の手順で4技能を有機的に統合して実施する新しい指導法を提案する。平成25年度の研究においては、1年目(平成24年度)に行った日本人学習者のライティングにおける「意見・考え」の表出に見られる英語の言語的特徴を明らかにする研究を継続し、日本人学習者と母語話者(いずれも大学生)によって書かれた意見・考えを主張するタイプの作文を比較することにより、得られた成果を全国英語教育学会で発表し、論文にまとめた。また、学習者が自分の意見・考えを英語で適切に表現できないこと(言語面の障害)と、自分の意見・考えを持つことができないこと(内容面の障害)という2つの課題を解決し、限られた授業時間の中で、高い学習効果が得られるように、意見・考えを英語で表出させることを可能にする指導法Agree/Disagree Tasks(AD Tasks)を工夫し、その実践から得られたデータを分析して、提案された指導法の英語学習に及ぼす効果について検証した。その結果、本指導法の有効性が裏付けられ、この指導法の実践について中部地区英語教育学会で報告し、論文にまとめた。これらの研究・実践の成果については別途、共編著として出版した『意見・考え重視の視点からの英語授業改革』(東京書籍)に収録して紹介した。提案した指導法(AD Tasks)については特に問題がなかったことから、研究の計画段階で予定していた改善のプロセスを省き、別の有効な指導法の開発へと変更し、あらたな問題解決型のタスク(Problem-solving Tasks)を計画・実践した。また、研究協力者とプロジェクト会議を行い、中学校・高等学校では意見・考えを問う発問や自己表現活動を取り入れた指導による実践を行い、授業の様子をビデオ録画したり、生徒の発話をICレコーダーで録音し、データを収集した。平成24年度の研究においては、「英語の授業における意見・考えの表出を求める効果的な指導法」を開発するための手がかりを得るために、まず「意見・考え」を表現する学習者言語の分析研究を行った。学習者言語の分析に関連する研究を文献調査し、「意見・考え」の表出に使用された学習者言語の特徴を分析する方法・分析項目を決定し、それを用いて日本人学習者と母語話者の作文において「意見・考え」の表出に使用された言語の特徴を明らかにし、「意見・考え」を表出させる上での課題や問題点を探求した。並行してアウトプット、インプットおよびインタラクションに関連する研究を文献調査し、得られた分析研究の結果と先行研究をもとに、「意見・考え」を表出させる効果的な指導法の具体策の1つを考案し、実際の指導の中でその効果を検証した。また、研究協力者とプロジェクト会議を行い、研究の目的、内容、方法およびスケジュールについて概要を確認し、開発した「意見・考え」を表出させる指導法(1次案)の中学校、高等学校での実施に向けて準備した。「意見・考えの表現」は「事実情報の伝達」とともにコミュニケーション機能の中核であり、英語の指導も事実情報の伝達のみに終始するような指導ではコミュニケーション能力の重要な側面を向上させることはできない。「意見・考え」を表出させる指導には、言語知識の定着や自動化の促進、豊かなコミュニケーションの生成、学習者の発達段階に見合った適切な内容のある活動の実現、英語学習に対する動機づけの強化といった点が期待される。「意見・考え」を重視した英語の指導において考えられる利点が実際あるのかどうか、困難だと思われる「意見・考え」重視の指導をどのように行えばよいのか、これらは早急に明らかにすべき重要な課題であり、平成24年度の研究はこの課題解決に向けて有用な手がかりを得るとともに今後の研究に必要な準備を行った。平成26年度の研究においては、平成25年度に開発したスキルを有機的に統合して、学習者がスムーズに意見・考えを表出できるように工夫したAgree/Disagree Task(AD Task)およびProblem-solving Task(PS Task)を用いた指導を繰り返し行い、その有効性の再検証を行うとともに、この指導法の課題について検討した。まず、PS Taskに関して学習者のライティングのfluencyや作文の評価、学習者のタスクを用いた指導に関する意見に基づいてこの指導の有効性を検証した。その結果を平成26年度中部地区英語教育学会山梨大会で発表し、論文にまとめ同学会紀要第44号に掲載した。このPS Taskについては、効果が認められた一方で、課題が明らかになったので、その点を改善してあらためて実践した。英語の授業における「意見・考え」の表出を求める効果的指導法の研究開発に関連して、第38回東海北陸公立中学校英語教育研究会福井大会で記念講演を行った。この講演の記録は福井県英語研究会会報第73号に収録された。また、AD Taskにおいて学習者が書いた作文をcomplexity, accuracy, fluency(CAF)の観点から分析し、さらなる指導法の検証を行ったところその有効性が認められた。

このCAFの観点からの検証結果を論文にまとめて、仁愛大学紀要第13号に掲載した。さらに、プロジェクト会議を行い、AD Taskを研究協力者の勤務校で実施し、必要なデータを収集し中学校、高等学校における実施可能性とその効果を調べた。本研究は英語の授業において意見・考えを表出させる効果的な指導法の研究開発を目的とした。最終年度は前年度までの研究成果を総括し、開発してきたインプットー思考ーアウトプットというプロセスでスキルを有機的に統合して学習者に意見・考えを表出させる指導法の有効性について、この指導法を実施して得られた学習者のアウトプットの複雑さ、正確さ、流暢さと評価の変化に関する分析やこのタスクに対する学習者の反応に基づいて検証して得られた結果をまとめ、第45回中部地区英語教育学会和歌山大会および第41回全国英語教育学会熊本研究大会で発表した。さらに、これまでの研究で明らかになった課題と研究協力者による中学校および高等学校での指導法の実践結果を踏まえて、より多様な意見や考えがやりとりできるように、提案する指導法をさらに改良・拡張し、意見・考えの表出を求める効果的な指導法の最終案としてNarrow Learning witha Built-in Core Task(NLBCT)を提案した。これは、(1)単一のテーマについて行う学習である、(2)意見・考えを求めるタスク(Core Task)を中心に組み込んでいる、(3)3つのステージからなる一連の手順で指導する、(4)時間の制約を課して行う、(5)4技能を有機的に統合して実施する、という5つの特徴を持つ複合的な学習プロセスであり、自然で豊かなコミュニケーションの生起、アウトプットによる統語的な処理の実行、言語知識保持の強化および自動化の促進、発達段階に合った適切な内容のある活動の実現、英語によるコミュニケーション意欲の向上、言語学習と内容に関する学習の統合、よりダイナミックなアクティブ・ラーニング化や協同学習活用の可能性、実施し易さといったメリットが期待される。最終的に本研究開発の締めくくりとして、これまでの研究成果をまとめた報告書を別途作成出版した。限られた授業時間の中で、高い学習効果が得られるように意見・考えを英語で発表させるためには、学習者が意見・考えを英語で適切に表現できないこと(言語面)、意見・考えを持つことができないこと(内容面)、意見・考えを表現することに不安を感じること(心理面)の3つの障害を克服する必要がある。本研究では、これらの障害を克服する効果的な指導法の研究開発に取り組み、学習者によるアウトプットの分析・評価および学習者の指導法に対する反応等に基づく有効性の検証を通して、単一のテーマについて核となる意見・考えの表出を求めるタスクを中心に組み込み、一連の手順で4技能を有機的に統合して実施する新しい指導法を提案する。平成26年度の研究では、平成24年度および平成25年度の研究で開発した英語の授業において学習者に「意見・考え」の表出を求めるタスク(AD Task・PS Task)の効果の再検証を実施するとともに、問題点の改善を行って実践し、あらたにデータを収集した。AD TaskについてはCAF(complexity, accuracy, fluency)の観点から分析し、さらなる指導法の検証を行ったところその有効性が認められた。
ポリグルタミン病におけるリソゾーム蛋白質分解系の病態解析

神経細胞胞体内における変異蛋白質の局在、出現頻度、ならびに核内病変との関連を明らかにする目的から、歯状核赤核淡蒼球ルイ体萎縮症(DRPLA)2例、ならびにMachado-Joseph病(MJD)4例の中枢・末梢神経系を検索した。さらにDRPLAの橋核神経細胞において、PolyQ鎖とカテプシン群(リソゾーム系蛋白質分解酵素)との共存関係を解析した。DRPLAでは胞体内顆粒は核病変と同一の広範な領域に認められ、PolyQ鎖長依存性に各領域の頻度が増加した。若年型例では、歯状核赤核系、淡蒼球ルイ体系、下オリーブ核が60%以上の高頻度を呈し、さらに動眼神経核、橋核は若年型、遅発成人型に共通して高頻度の領域となった。胞体内顆粒の出現頻度は多くの領域で核病変よりやや低い傾向を示した。MJDでは胞体内顆粒の出現は核病変の分布とほぼ一致し、多くの領域で同頻度あるいは軽度減少する傾向が見られた。DRPLAほど明瞭ではないが、出現頻度はPolyQ鎖長依存性に増加する傾向が見られた。注目すべきは脊髄前角の大型神経細胞であり、4症例に共通して胞体内顆粒が核病変の出現頻度を超え、かつ高頻度(80%)となった。また、MJD病初期に死亡された症例(58歳、Q68)では神経細胞脱落(軽度)が橋核、黒質、クラーク核に限局していたが、PolyQ鎖の核内蓄積は低頻度ながらMJDに特徴的な病変部位に広範に出現しており、胞体内顆粒は同領域にさらに高頻度に出現していた。カテプシンDの抗原性は多数のリソゾーム内に広く認められ、PolrQ鎖はその一部に共存していた。リソゾームにおけるカテプシンH、F、LとPolyQ鎖の共存率はカテプシンDに比して低い傾向にあった。DRPLA、MJDでは伸長PolyQ鎖を含む変異蛋白質が、広範囲の神経細胞でリソゾーム系による代謝・分解を受けている可能性がある。MJDではPolyQ鎖の核内蓄積と比較して早期からこの代謝経路が機能しているかもしれない。
ライフサイクル思考に基づいた社会資本の環境性能評価手法の再構成

社会基盤整備プロジェクトのLCAにはSocial/Dynamic LCA概念の具体化が必要であることを示し、各社会システムに対してLCAを実施したところ、以下に示す成果を得た。1.交通・流通システム:1)道路改良事業の事業計画段階において、環境負荷削減効果を自動車走行への波及効果を含めて定量的・包括的に評価するための方法論を構築し、自動車走行状況に応じた削減効果の発現条件を明らかにした。2)航空路線を削減し新幹線輸送に転換させることの有効性について、LCAを導入して検証を行う方法を提案し、新幹線整備をCO_2排出量の観点から評価した。3)容器入り清涼飲料水の流通段階の環境負荷排出の内訳をLCAにより詳細に分析し、流通・販売形態によってLC-CO_2が大きく異なることを明らかにした。2.廃棄物処理・上下水道システム:1)ごみ処理事業を対象とし、中長期視点から処理施設の維持・更新とごみ処理に係るLCC、LC-CO_2を算出することで、将来からみた現在のごみ処理施策の実施効果を評価するモデルを開発した。地方都市でのケーススタディでは、現在のごみ処理施策実施に伴うLCC、LC-CO_2を積算し、これらを削減するための処理政策を提案・評価した。2)生活排水処理システムについて、計画段階でLCAを適用のするために必要な原単位を整理・分析し、実際の計画へ適用したところ、排水処理技術の進展についても考慮が必要なことが明らかになった。3.都市システム:1)地域施策や活動にLCAを適用する際の課題を整理し、地域性の表現、地域間相互依存の考慮といったLCAの手法面で検討が必要な項目を明らかにした。2)郊外型商業開発のLCAを用いた分析の枠組みを整理し、時系列的な変化を考慮することの必要性や統計データの精度に改善の余地があることを示した。なお、日本LCA学会誌Vol.5 No.1(2009年1月発行)において、研究分担者・加藤博和が幹事を務めた特集:「社会システムのLCA:Social/Dynamic LCAの確立を目指して」は、本研究の成果公表の一環として位置づけられている。ライフサイクル思考に基づく環境評価手法の開発に向け、以下に示すように、社会基盤整備プロジェクトのLCAにおける問題点を抽出し、各システムへの具体的な適用を試みた。1.既往手法の整理と課題の抽出:社会システム(都市・社会資本・交通)へのLCA適用における課題を、分析における制約条件の違いや求められるアウトプットの違いといった製品LCA(ISO-LCA)との違いに着目して整理し、Social/Dynamic LCA概念の具体化(空間/時間境界の設定)に集約されることを示した。2.持続可能な都市・地域システム評価への適用:(1)都市内の建築物・インフラ、その上で行われる諸活動に伴い生じる環境負荷をLCA的に推計するモデルシステムを構築し、都市空間構造と環境負荷発生量との関係分析を詳細な空間単位で行うことを可能とした。(2)社会基盤整備プロジェクトの代表例として、道路・都市間高速交通システムのLCAを実施し、需要量の設定が結果に影響を与える構造を定量的に明らかにした。(3)都市を構成する具体的要素として木質構造物を取り上げ、炭素固定/吸収効果や時間バウンダリといった条件設定の違いによりライフサイクル評価結果に与える影響について分析した。3.循環型社会構築に向けた再資源化システム評価への適用:(1)リン資源回収とCO_2削減可能量を概算で把握したところ、現状の排水処理システムでも、CO_2排出量を削減しながら、リン資源の循環利用が可能であることを明らかにした。(2)地域間廃棄物産業連関分析の既存研究についてレビューし、今後の応用可能性について展望を整理した。(3)一般廃棄物処理施策を対象にライフサイクルシミュレーションによる評価手法を開発し、維持・更新に係るコスト、環境負荷の推定モデルを提案した。

2)郊外型商業開発のLCAを用いた分析の枠組みを整理し、時系列的な変化を考慮することの必要性や統計データの精度に改善の余地があることを示した。なお、日本LCA学会誌Vol.5 No.1(2009年1月発行)において、研究分担者・加藤博和が幹事を務めた特集:「社会システムのLCA:Social/Dynamic LCAの確立を目指して」は、本研究の成果公表の一環として位置づけられている。
レーザーと電子ビームのコンプトン散乱のためのプラズマ・チャンネルの開発

ブルックヘブン国立研究所(BNL)加速器試験施設(ATF)に設置された線形加速器の電子ビーム(エネルギー60MeV)とCO_2レーザー(波長10.6μm)を衝突させると、逆コンプトン散乱によって反跳された光子は最高6.5keVの運動エネルギーを持っX線となる。この実験では、パルス長3.5psecの電子ビームとパルス長180psecのCO_2レーザーを衝突させているため、実際にはレーザー光のうち、焦点付近Rayleigh長程度の距離(約1mm)しか、散乱に寄与しない。技術的に困難なCO_2レーザーの短パルス化を行なうことなく、レーザーを有効に利用し、生成X線の強度を高める手段として、プラズマチャネルを利用してレーザーを焦点程度のサイズのまま数cm輸送する方法がある。プラズマチャネルの生成には、Hebrew大学が開発した、キャピラリー放電法を用いる。CO_2レーザーに対するプラズマ臨界密度より2桁程度伝密度10^<17>/cm^3のプラズマを生成し、レーザーを25mm長のプラズマチャネル内に輸送できることが確認できた。電子ビームをプラズマチャネル中に入射したところ、ビームに加速・減速と収束・発散効果が見られた。これは、プラズマ航跡場によるものと考えられる0長さ17mmのプラズマチャネル中で、最高0.6MeVの加速が観測された。これは、35MeV/mの加速勾配に相当する。プラズマ航跡場が電子ビームに与える影響を調べるため、UC Berkeleyで開発されたコードOOPIC (Object-oriented particle-in-cell)を用いてparticle-in-cell法によるシミュレーションを行なった。60MeVの電子ビームを、長さ17mmの、電子、水素イオン、炭素イオンを3:2:1で混合させた一様密度のプラズマ中に通したところ、プラズマ密度1×10^<15>cm^<-3>の時に、最大の加速が得られた。この時の加速は、約0.5MeVであり、実験結果と、ほぼ一致している。プラズマ・チャンネルとは細管内にプラズマを生成させたもので、一種の光ファイバーのようにレーザー光を焦点程度の小さい径のまま輸送することができる。プラズマ・チャンネル中でレーザーと電子ビームをコンプトン散乱させると、散乱に有効な距離を引き伸ばせるため、生成するX線の強度を大幅に増大させることが可能となる。イスラエル・ヘブライ大学で開発された、毛細管放電方式のプラズマ・チャンネルを用いてCO_2レーザーの輸送実験を行った。ヘブライ大学ではNd:YAGレーザー(波長1μm)の輸送に成功しているが、CO_2レーザー(波長10μm)の輸送のためには、プラズマ密度を1/100の10^<17>/cm^3にすることが必要となる。放電のパラメーター調整により、低密度プラズマの生成を実現し、CO_2レーザーを200μm程度のサイズで2.5cm輸送することに成功した。このプラズマ・チャンネル装置を、米国ブルツクヘブン国立研究所に持ち込み、レーザーと電子ビームのコンプトン散乱実験を行った。電子ビームがプラズマによって、加速・減速、収束・発散の影響を受け、大きなγ線バックグラウンドが発生したため、目的のX線生成の確認はできなかった。平成15年度には、プラズマ生成のパラメーター、入射電子ビームの条件等を調整しバックグラウンドを低減して、X線生成を確認することを目標とする。平成14年度に製作したX線エネルギー測定装置が、調整・テスト段階にある。γ線バックグラウンドの低減が不十分であっても、この装置を用いればバックグラウンドとX線シグナルを分離することが可能と期待される。

本研究は、プラズマ・チャンネルを利用してCO_2レーザーと電子ビームのコンプトン散乱による高強度X線の生成実験を行うことを目標としている。プラズマ・チャンネルとは、毛細管内面にプラズマを発生させた装置であり、一種の光学ファイバーとして使用して、凹面反射鏡等でフォーカスしたレーザー光を焦点程度のサイズのまま数cm輸送することができる。我々は、イスラエル・ヘブライ大学で開発された、ポリプロピレンの1mm径毛細管によるプラズマ・チャンネルを使用した。毛細管の両端に取り付けられた電極間に高電圧パルスを印可してプラズマを発生させる。実験は、米国ブルックヘブン国立研究所(BNL)の加速器試験施設(ATF)で行なわれた。ATFには、加速エネルギー60MeVの電子加速器と設計出力1TWのCO_2レーザーが設置されている。ヘブライ大学でのプラズマ・チャンネル実験は、波長1μmのレーザーで行われてきたが、波長10.6μmのCO_2レーザーを輸送するためには、プラズマ密度を臨界密度の1/100程度の10^<17>/cm^3にする必要がある。このような低密度のプラズマを生成する条件を導出し、CO_2レーザーを100μm程度の径で17mmの距離を輸送することに成功した。また、プラズマ・チャンネル中に60MeVの電子ビームを通過させる実験を行なったところ、電子ビームがプラズマによって、加減速・収束・発散効果を受けることが確認された。電子の加速は17mm長のプラズマ・チャンネル中で0.6MeVに達した。これは、加速勾配35MeV/mのプラズマ航跡場加速が実現されていることを示している。現在まで、最終目標であるレーザーと電子ビームのコンプトン散乱の確認には至っていないものの、プラズマ・チャンネル中でのレーザー、電子ビーム各々の振る舞いに、興味深い結果が得られている。
日本産マメ科植物花粉と種子の微細形態形質の研究

マメ科植物の新たな分類学的形質として、花粉と種子の微細形態が重視されている。日本のマメ科ではこれらの形態について殆ど明らかとなっていない。本研究は花粉形質を日本産の種について厳密に調べ、正確に記載し、種間での比較研究を行った。クララ属ツクシムレスズメ(Sophora franchetiana Dunn)は個体数が非常に少なく、九州南部と中国福建省の限られた地域だけに発見されており、系統分類学的位置が不明であった。本研究では、この種の花粉の微細形態を調べて、その分類学的有用性を検証した。ツクシムレスズメの花粉粒は外膜模様がメソコルピウムでは微小穿孔紋から穿孔紋であり、溝周辺では穿孔紋または皺状紋または疣状紋であることが特徴的であった。この事実から、本種の系統的位置が明らかになり、マメ科植物花粉の微細形態形質は日本産の種類でも有用であることが推定できた(Hoshi & Ohashi,1989)。次いで、ソラマメ属、イヌエンジュ属およびハギ属の花粉の微細形態を統一的に記載して比較した。ソラマメ属およびイヌエンジュ属では全種類についての記載を完成した(Ohasi,1990 a,b)。ハギ属は分類学的な研究が不完全で、ハギ属の定義を再検討する必要があり、分類学的に密接な関連があるとされているハギ属、ハナハギ属およびヤハズソウ属の花部形態を比較検討した。ハギ属とヤハズソウ属は花内蜜腺をもつことを発見し、この点で共通しており、ハナハギ属とは異なっていた(Nemoto & Ohasi,1988)。ハギ属花粉の微細形態は日本に野生するとされる約16種のうち13種を比較研究した(Ohashi,1990 c)。ハギ属,ハナハギ属およびヤハズソウ属はマメ科植物の系統進化上密接な関連性があると考えられている.多くの研究者がその類縁関係を解明するために研究を行ってきた.花粉研究のため,これらの属の花の形態を精査したところ,ハギ属とヤハズソウ属には花内蜜腺があり,ハナハギ属にはこれが存在しないことを発見した.ハギ属およびヤハズソウ属の花内蜜腺は雄蘂筒の内面基部に子房の柄を環状あるいは鞘状にとりまいており,蜜を分泌している.この花内蜜腺は柔組織からなり.師管のみからなる維管束組織を含んでいる.これらの維管束組織は10本ある雄蘂の維管束のおのおのから由来する.さらに,蜜腺の表皮上には気孔状の構造がみられる.これらの特徴から,ハギ属およびヤハズソウ属の花内蜜腺では分泌細胞から分泌された蜜が気孔状の孔を通って蜜腺の外にしみだしていると考えられる.以上の事実は,ハギ属とヤハズソウ属が上述のような花内蜜腺をもつことで共通しており,ハナハギ属とは異なっていることを明らかにしたもので,これら3属間の系統的関係を示唆している.マメ科植物のツクシムレスズメは個体数が非常に少なく、九州南部と中国(福建省)の限られた地域だけに生育する。この種は系統分類学上の位置が不明である。本研究では花部形態と花粉の微細形態とを調べることによってツクシムレスズメの系統的位置を特定することを試みた。ツクシムレスズメは萼筒が筒状で上部で反曲し再び折れ曲ること、旗弁の爪の両面と雄蘂郡の下部に微細な毛を生ずることで特徴的である。

花粉粒は小粒であり、長い溝と大きい内口の発芽装置を持ち、外膜模様がメソコンピウムでは微小穿孔紋から穿孔紋であり、溝周辺では穿孔紋または皺状紋または疣状紋であることが特徴的である。これらの特徴から、本種はクララ亜属Wightiana節に属す種であると位置づけられることが明らかになった。本研究によって、日本産マメ科植物の系統進化の解明のために、花粉の微細形態形質が寄与すると推定できる。日本産マメ科植物花粉の微細構造と形態を電子顕微鏡レベルで、統一的に記載し、写真によって図示するモノグラフの一環として、本研究ではソラマメ連ソラマメ属、クララ連イヌエンジュ属およびヌスビトハギ連ハギ属をまとめた。ハギ属は分類学的な研究が未完成のために日本に野生する種類数が正確には不明であり、日本全国から十分な研究資料を集めて、多くの形質を比較研究したうえで、種類を設定することがまず必要があるが、暫定的には16種が認められている。本研究ではそのうち13種の花粉形態を観察した。花粉の大きさとその変異の傾向が、subgenus Lespedezaとsubgenus Macrolespedezaとで異なることが明らかになった。しかし調べた13種の花粉は基本的に同じタイプであり、ハギ属では花粉形態が系統分類学的な形質として評価できないと思われる。
海水中の脱窒・窒素固定量の高確度同時見積り法の開発に関する研究

海水中の窒素とアルゴンの高確度化と同時測定化を図り、一気に海水中の脱窒・窒素過程量を求められる簡便で迅速な方法の開発を本研究の目的とした。このため、既存の分析法の改良を行うとともに、海水中の脱窒・窒素過程量の見積り法を開発した。この方法を用いた結果、オホーツク海においては、窒素固定はほとんど検出されなかったが、7micromole/kg/yearを越える著しい脱窒速度が沿岸部に存在し、これが北太平洋へ流れ出ていく空間分布を明瞭に描きだすことができ、北太平洋への影響を示唆できた。H25年度は以下の項目を実施した。(i)海水の窒素・アルゴン試料を用いて[N]exを見積もるためには、理論上、窒素・アルゴンともに繰り返し精度0.05%以下の高精度で測定する必要があり、また、(ii)海洋の窒素循環収支を解明するためには、脱窒・窒素固定を海盆規模で広域的に観測するため、多量の窒素・アルゴン試料を迅速に測定する必要がある。これらを改善するために、これまでに開発した分析法をベースにその分析時間の短縮を図り、1試料辺り10分以内での処理が可能で繰り返し精度0.05%以下の窒素・アルゴンの高精度測定法の機器開発を実施し、当初目標に達した。(2)[N]ex-[N]def法による脱窒・窒素固定量の基本原理の評価沿岸の脱窒・窒素固定が行われている可能性のある沿岸域に観測定点を設け、定期的に海水試料を採水し、その同一海水に対して、「[N]ex-[N]def法」、「海水窒素安定同位体比法」、「培養法」の3つでそれぞれ海水中の脱窒・窒素固定量を測定・比較することによって、[N]ex-[N]def法による脱窒・窒素固定量の妥当性を評価を現在実施中である。平成26年度は以下の項目を実施した。研究項目(3)「現場実証試験:オホーツク海大陸棚での実証試験」:H26年夏季(6月7月)にロシア極東水文気象局所属・耐氷海洋研究観測船・プロフェッサー・マルタノフスキー号を用いて、オホーツク海大陸棚部で広範囲にわたる多量の海水試料を採取した。研究項目(1)「Nex(過剰N2)法の高速処理の開発」と研究項目(2)「[N]ex-[N]def(脱窒見積り法)法」を基盤に、[N]ex-[N]def法を用いた海水中の脱窒・窒素固定量の高確度な同時見積りを行うとともに、化学トレーサーSF6を同時に測定し、上記で見積もった脱窒・窒素固定量に時間軸を与え、脱窒・窒素固定速度の定量化を行った。具体的には、現場実証試験海域内の広い範囲の観測点20点で、表層0m海底(水深200m)までの鉛直12層の採水を行い、窒素ガス、Arガス、硝酸、リン酸を同時測定し、以下の式に適用することで、以下の式(1)と(2)に適用すること([N]ex-[N]def法)で、同じ時空間規模でのオホーツク海大陸棚部における海水中の脱窒と窒素固定の同時見積りを実施した。その結果、同海域においては、窒素固定はほとんど検出されなかったが、著しい脱窒速度があることが空間分布として明瞭に描きだすことができ、北太平洋への影響を定量化できた。化学海洋学機器開発の改良で、当初予定の精度等をクリアするとともに、観測計画も順調なため。申請書通り、H26年度はオホーツク海における実証検証等を実施し、本研究計画の目的を達成する予定である。支払日が4月以降となったため、帳簿上生じたもの実際には平成25年度に全額使用済み
フラストレーションとカイラリティ

カイラリティとは、秩序状態の構造が局所的に「右」か「左」かの"掌性"を表す自由度であり、「フラストレート系」において、重要な役割を果たす。本計画研究においては、幾何学的フラストレート磁性体、スピングラス磁性体、超伝導セラミックス、マルチフェロイクス系等の多様なフラストレート系を対象にカイラリティが導く新現象を探究し、新奇カイラルグラス状態を見出し「スピン-カイラリティ分離現象」に関する知見を得た。カイラリティ(キラリティ)とは、秩序状態の構造が局所的に右手系か左手系かを表す自由度として定義され、特に化学の分野では分子の立体異性体(光学異性体)の問題と関連して古くより大きな関心を集めてきた量である。固体・統計物理の分野でも、フラストレート系研究の急速な進展に伴い、フラストレーションの効果がしばしばカイラリティ自由度を誘起すること、かつ生起されたカイラリティが系の諸物性に新奇な効果を及ぼすことが明らかになってきた。代表的なカイラリティとして、磁性体を舞台としたスピンカイラリティがあげられる。3角格子やパイロクロア等の幾何学的フラストレート磁性体、フラストレートしたランダム磁性体であるスピングラス等で、カイラリティが出現し重要な役割を演じる。磁性体以外でも、例えば粒状の超伝導体がジョセフソン・ネットワークを形成する超伝導セラミックスでは、超伝導の位相自由度に伴うカイラリティが発現する。本研究では磁性体のスピンカイラリティを主眼としつつも、より広範な系のカイラリティを研究対象とする。最近注目されているスピンカイラリティ起源の異常ホール効果やスピンカイラリティが誘起する磁気強誘電性のように、カイラリティ自由度が系の他の自由度とカップルすることによって新奇な物理現象を導く場合もあり、カイラリティの物性物理を一層豊富なものにしている。本研究は、スピングラスやパイロクロア等のフラストレート磁性体および銅酸化物超伝導セラミックスを対象とし、数値的・理論的研究と実験的研究の有機的連携を進める。具体的には、1)スピングラス・3角格子反強磁性体・パイロクロア等のフラストレート磁性体のカイラリティの理論研究、2)ホール効果測定等によるカノニカルスピングラスAuFe, CuMnのカイラリティ秩序の実験研究、3)磁気的電気的測定等によるYBCO系超伝導カイラルグラスの実験研究を行う。数値シミュレーションを主とした数値・理論研究と、ホール測定・磁気電気測定・フラックス観察を主とした実験研究の有機的連携により、物性研究にカイラリティ・コンセプトに基づく新たな地平を拓くことを目指す。カイラリティとは、秩序状態の構造が局所的に右手系か左手系かを表す自由度として定義されるが、近年のフラレート系研究の急速な進展に伴い、カイラリティが系の諸物性に新奇な効果に大きな関心が寄せられている。本課題は、スピングラスやパイロクロアA2B2O7等のフラストレート磁性体と銅酸化物超伝導セラミックスを対象とし、数値シミュレーションを主とした数値・理論研究と、ホール測定・磁気電気測定・フラックス観察を主とした実験研究の有機的連携により、物性研究にカイラリティ・コンセプトに基づく新たな地平を拓くことを目的としてスタートしている。19年度の成果は以下の通りである。カノニカルスピングラスのホール測定については、ランダム異方性の強さを系統的に変化させた試料に対しホール係数を精密測定することにより、異常ホール係数を系のカイラル帯磁率と結びつける理論の正当性を検証することに成功した。同時に、系のカイラル帯磁率の履歴成分がランダム異方性の強さに比例して変化するのに対し転移温度はランダム異方性の強さに弱くしか依存しないことを実験的に確認した。この測定結果は、スピングラス転移のカイラリティ機構のシナリオを支持するものである。理論面においても、カノニカルスピングラスの標準理論モデルである3次元ハイゼンベルグスピングラス模型に対して、スピン-カイラリティ分離の有無を確認すべく大規模数値シミュレーションを進め、カイラリティ機構のシナリオと調和的な結果を得ている。超伝導セラミックスのカイラルグラス秩序の検証実験においては、良質のセラミック試料を作成し、臨界現象を伴った熱力学的なグレイン間相転移現象の存在を実験的に確認することに成功した。フラストレート系におけるカイラリティ秩序化の理論的・実験的研究を、スピングラス、高温超伝導セラミックス、パイロクロア磁性体等を対象に展開した。本研究の中心テーマと位置つげているスピングラスに対しては、近年議論のある「スピン-カイラリティ分離」の有無を明確にすべく、スピングラス系の標準モデルである3次元のガウス型ハイゼンベルグスピングラスについて、過去の計算を凌駕する大規模数値シミュレーションを行った。その結果、この系でスピングラス秩序化がカイラルグラス秩序化より少なくとも15%程度低温で起きていること、すなわちスピンーカイラリティ分離現象が実際に起きていることを理論的に明らかにした。実験面からは一連のカイニカルスピングラス系に対し、カイラリティ秩序のプローブとして提案されているホール係数を、磁気異性性の強さをコントロールしつつ精密測定した。