hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経細胞と免疫細胞の相互作用におけるテレンセファリンの機能解析

本研究は、海馬ニューロンの樹状突起とミクログリアの接着に着目し、海馬損傷後に海馬ニューロンの樹状突起とミクログリアの接触が増加するか、その接触にテレンセファリン(TLCN)が関与するかという問題について、野生型(WT)マウスとTLCN欠損(KO)マウスを用いて検討した。微量のカイニン酸(KA)を海馬に局所投与し、海馬ニューロンの損傷とミクログリアの活性化を促した。海馬ニューロンの樹状突起とミクログリアの接触に関しては共焦点顕微鏡を用いて免疫組織化学的に解析した。コントロールとして、何も投与しないマウスを使用した。WT、KOマウスにおいて、CA1ニューロンの損傷と放線状層のミクログリアの明らかな形態変化はKA投与1日後から起こり、3-5日後には放線状層の活性化ミクログリアがコントロールより有意に増加した。WT、KOマウス間でミクログリアの密度に有意な差は見られなかった。WT、KOマウスにおいて、コントロールマウスにおける休止状態のミクログリアは、細く長い突起を持ち、その一部において樹状突起と小さな接触(<2.5μm)を持った。KA投与3日後のマウスにおける活性化ミクログリアは、多数の太く短い突起を樹状突起と接触させた。一部の活性化ミクログリアは、樹状突起と長い接触(>2.6μm)をつくった。接触の長さにより接触数に荷重をかけ、樹状突起とミクログリアの荷重接触密度を調べた結果、KA投与3日後には、コントロールより有意に荷重接触密度が増加した。WT、KOマウス間で、荷重接触密度の値に有意な差は見られなかった。以上の結果により、海馬損傷後に樹状突起とミクログリアの接触が増加すること、その接触はTLCN非依存的に起こることが示された。接触の増加は相互作用の増加を意味すると考えられる。細胞間接着を伴う相互作用がニューロンにどう作用するのか、また、TLCNを介してニューロン側に入力されるシグナルの可能性とその機能について、今後の研究の焦点となる。神経細胞と免疫細胞の相互作用を調べるため、マウス海馬の神経細胞とマウス脾臓由来のリンパ球をサイトカイン(IL-2)で活性化させたLAK細胞を共培養する系を用いた。免疫細胞化学染色法やタイムラプスの顕微鏡観察により、LAK細胞は神経細胞と非常に強い接着構造を形成すること、また一方で一時的な接着構造を形成しながら神経細胞の突起上を動き回ることを見出した。その際神経細胞の突起がLAK細胞により引っ張られたり引きちぎられたりするような、物理的な形態変化を起こすことがはっきりと観察された。さらに2.5時間の共培養では14%ほどの神経細胞の樹状突起に、ビーズ状の構造が形成されたり微細な突起が著しく減少したりする形態変化が起こることを発見した。これらの形態変化は、神経細胞とLAK細胞が直接接着しなくても、LAK細胞の培養上清だけで起こることから、原因はLAK細胞が放出する水溶性の因子であることが予想された。また、これらの形態変化がグルタミン酸受容体のアンタゴニストを加えると起こらなくなることから、因子の一つがグルタミン酸で訪ることが示唆され、実際測定によりそれを明らかにした。こうして、活性化した免疫細胞は神経細胞の樹状突起の形態を物理的、化学的に変化させることを示した。脳が病的状態に陥ったとき一部の神経細胞は死に、残りの神経細胞がその分を補うことで神経系の機能を回復すると考えられる。その際脳内免疫細胞であるマイクログリアや、脳に侵入してきた白血球が何らかの機能を果たすことが予想される。テレンセファリン(TLCN)は終脳の特定の神経細胞に発現する細胞接着分子で、神経細胞のデンドライトの伸張に関与すると言われている。また、末梢での免疫機構に重要なICAMファミリーと相同性が高く、ICAMファミリー同様、免疫細胞が発現するLEA-1分子と結合することができる。つまり神経細胞と免疫細胞はTLCNとLEA-1を介して直接接着できるのである。これらのことから、一度損傷を受けた神経回路が再構築する際には、TLCNが重要な機能を持つと考えられる。申請者は、マウス海馬にカイニン酸(KA)を投与し錐体細胞にダメージを与えることで脳の病的状態を作り出す系を立ち上げた。その後、神経細胞がいかなる変化を起こし、周囲に存在するマイクログリアがどの程度活性化しどこに存在するかを、ニッスル染色や免疫染色の方法を用いて調べた。その結果カイニン酸の濃度依存的、またカイニン酸投与後の時間依存的に神経細胞の脱落が起こり、マイクログリアの活性化の度合いが変化することが示された。また、DiIによる神経細胞の染色の結果、カイニン酸を投与したあとの神経細胞は樹状突起密度やスパイン密度が減り、ビーディングのような異常な形態を示すことが示された。

WT、KOマウスにおいて、CA1ニューロンの損傷と放線状層のミクログリアの明らかな形態変化はKA投与1日後から起こり、3-5日後には放線状層の活性化ミクログリアがコントロールより有意に増加した。WT、KOマウス間でミクログリアの密度に有意な差は見られなかった。WT、KOマウスにおいて、コントロールマウスにおける休止状態のミクログリアは、細く長い突起を持ち、その一部において樹状突起と小さな接触(<2.5μm)を持った。KA投与3日後のマウスにおける活性化ミクログリアは、多数の太く短い突起を樹状突起と接触させた。一部の活性化ミクログリアは、樹状突起と長い接触(>2.6μm)をつくった。接触の長さにより接触数に荷重をかけ、樹状突起とミクログリアの荷重接触密度を調べた結果、KA投与3日後には、コントロールより有意に荷重接触密度が増加した。WT、KOマウス間で、荷重接触密度の値に有意な差は見られなかった。以上の結果により、海馬損傷後に樹状突起とミクログリアの接触が増加すること、その接触はTLCN非依存的に起こることが示された。接触の増加は相互作用の増加を意味すると考えられる。細胞間接着を伴う相互作用がニューロンにどう作用するのか、また、TLCNを介してニューロン側に入力されるシグナルの可能性とその機能について、今後の研究の焦点となる。
造血細胞移植患者のための心身賦活システムの開発と評価

1)観察と共感による課題の抽出:大阪国際がんセンター血液内科・リハビリテーション科の医療従事者および造血幹細胞移植患者のインタビューをもとに構築したコンセプトをブラッシュアップし,無菌室内でのインタラクティブ動画を用いた精神的ケアを目的としたシステムの開発を先に行うことにした.2)プロトタイプ開発:コンテンツは,予め用意した動画で自然の風景や街並みなどで外界に触れ時間や季節の変化を感じてもらうもの(A)と,360度カメラを用いて,家族との団らんやイベント参加,買い物などリアルタイム動画で体験共有してもらうもの(B)の2タイプ,提示方法は壁と天井へのプロジェクションマッピングとヘッドマウンドディスプレイの2種,操作は患者自身のスマートフォンで見渡し・ズームインアウトを行うシステムを実現した.3)現場での検証:医療関係者9名,患者3名の試用を経て,病棟の共用スペースでの体験会で患者10名の参加を得て,受容性を確認するとともに動画の内容や画質についてのコメントを得た.健常若年成人によるインタフェースの操作性評価を経て,Aタイプについて,無菌室を想定した部屋で12名の患者を対象に,プロジェクションマッピング(PM)と平面モニタ(M)の比較実験を行った.心拍・呼吸などの自律神経指標では,システム使用のリラックス効果は示せたが,PMとMの有意差はなかった.主観評定・聞き取り調査では,空間の広がりや存在感などに有意差が示され,PMの優位性が認められた.Bタイプについては,患者1名に病院内のコンビニでの買い物体験をしてもらいポジティブな評価を得た.4)今後の予定:プロジェクタの排気の問題を解決し,画質や音提示の改良を行って,無菌室への導入を図る.また,無菌室から一般病棟に移った患者向けに廊下を楽しく歩けるリハビリ支援システムの開発にも着手する.提案内容のうち,無菌室での精神的ケアシステムに先に着手した.開発と評価は順調に進んでいるが,プロジェクタの排気の課題があり,無菌室への持ち込みが実現していない.プロジェクタの無菌室持ち込みについては,機種選定とレイアウトの検討を進めているところであり,2019年度の早い時期に実現したいと考えている.大阪工業大学での倫理審査は終えており,今後,大阪国際がんセンターでの倫理審査を経て,無菌室での検証実験に着手する.一方,病棟でのリハビリ支援システムはニーズや課題を踏まえて仕様を検討しているところである.デザイン系の研究者に協力を要請することも検討している.2019年度中に,プロトタイプ開発に着手する予定である.1)観察と共感による課題の抽出:大阪国際がんセンター血液内科・リハビリテーション科の医療従事者および造血幹細胞移植患者のインタビューをもとに構築したコンセプトをブラッシュアップし,無菌室内でのインタラクティブ動画を用いた精神的ケアを目的としたシステムの開発を先に行うことにした.2)プロトタイプ開発:コンテンツは,予め用意した動画で自然の風景や街並みなどで外界に触れ時間や季節の変化を感じてもらうもの(A)と,360度カメラを用いて,家族との団らんやイベント参加,買い物などリアルタイム動画で体験共有してもらうもの(B)の2タイプ,提示方法は壁と天井へのプロジェクションマッピングとヘッドマウンドディスプレイの2種,操作は患者自身のスマートフォンで見渡し・ズームインアウトを行うシステムを実現した.3)現場での検証:医療関係者9名,患者3名の試用を経て,病棟の共用スペースでの体験会で患者10名の参加を得て,受容性を確認するとともに動画の内容や画質についてのコメントを得た.健常若年成人によるインタフェースの操作性評価を経て,Aタイプについて,無菌室を想定した部屋で12名の患者を対象に,プロジェクションマッピング(PM)と平面モニタ(M)の比較実験を行った.心拍・呼吸などの自律神経指標では,システム使用のリラックス効果は示せたが,PMとMの有意差はなかった.主観評定・聞き取り調査では,空間の広がりや存在感などに有意差が示され,PMの優位性が認められた.Bタイプについては,患者1名に病院内のコンビニでの買い物体験をしてもらいポジティブな評価を得た.4)今後の予定:プロジェクタの排気の問題を解決し,画質や音提示の改良を行って,無菌室への導入を図る.また,無菌室から一般病棟に移った患者向けに廊下を楽しく歩けるリハビリ支援システムの開発にも着手する.提案内容のうち,無菌室での精神的ケアシステムに先に着手した.開発と評価は順調に進んでいるが,プロジェクタの排気の課題があり,無菌室への持ち込みが実現していない.プロジェクタの無菌室持ち込みについては,機種選定とレイアウトの検討を進めているところであり,2019年度の早い時期に実現したいと考えている.大阪工業大学での倫理審査は終えており,今後,大阪国際がんセンターでの倫理審査を経て,無菌室での検証実験に着手する.一方,病棟でのリハビリ支援システムはニーズや課題を踏まえて仕様を検討しているところである.デザイン系の研究者に協力を要請することも検討している.2019年度中に,プロトタイプ開発に着手する予定である.無菌室でのプロジェクタの排気の問題があり購入前にレンタル機で検討し,次年度に購入することにしたことと,研究分担者の出張を次年度に繰り越したため.
超高速光パラボラパルスの発生と光伝送・信号処理への応用

本年度はまず、従来用いてきたアレイ導波路回折格子の代わりに、周波数分解能が1GHzの液晶型波長選択光スイッチを波形整形回路として新たに用いることにより、簡便で且つ高精度なパラボラ光パルスの発生に初めて成功した。従来の手法では光スペクトルの縦モードを1本ずつ分波し各々の強度と位相を制御していたのに対し、本回路は光スペクトルを液晶型の変調器で制御しており、液晶をシリコン基板上に形成することにより高い分解能を実現している。その結果、縦モードを分波することなくスペクトルを制御できるため、波形整形の自由度が飛躍的に向上している。さらに、強度変調の消光比も15 dB以上向上しており、波形の高精度化だけでなくS/Nも大幅に改善することに成功した。また、パラボラ光パルスの新たな応用として、時間領域光フーリエ変換(OFT)を位相比較器として用いた超高速光信号のクロック抽出回路を提案した。この手法は、OFTを用いて高速の光パルス列を周波数軸上のスペクトル列に変換し、OFT回路中の位相変調ピークからのずれ量を狭帯域光フィルタを用いて検出している。これを誤差信号としてPLL制御を行なうことによりクロック信号を抽出している。実際に本手法を用いて、640 Gbit/s OTDM信号から40 GHzのクロック抽出を実証した。本年度は光パラボラパルス発生用光源として用いる40GHzモード同期ファイバレーザのモードホップ(発振周波数変動)の抑制ならびにレーザ出力スペクトルの最適化を行ない、高純度な光パラボラパルス発生を実現した。具体的には、高非線形ファイバを用いてレーザ出力光からスーパーコンティニュームと呼ばれる広帯域にわたり平坦な光スペクトルを発生させ振幅制御可能なモード数を2倍以上増大し、光パルス整形のダイナミックレンジを拡大することにより、パルスの裾野まで波形を精度良く制御したパラボラパルスの発生に成功した。またモードホップの抑制により長時間にわたり高安定なパラボラパルス発生を実現している。パラボラパルス発生技術と並行して、本年度はその重要な応用の一つである時間領域光フーリエ変換の広帯域化に取り組んだ。具体的には、光位相変調器を新たに往復型の構成で用いることにより従来のLN位相変調器に比べて2倍以上の強い周波数チャープを実現した。これにより従来は困難であったサブピコ秒の超短光パルスに対する超高速光フーリエ変換を実現している。さらに本技術を640Gbit/s/channel単一偏波DPSK信号に適用し、これにより525kmの長距離超高速伝送に世界で初めて成功した。本伝送系に偏波多重およびDQPSK変調方式を適用することにより、今後1.282.56Tbit/s/channel長距離伝送の実現が期待される。
膵腺房細胞増殖期における膵幹細胞の分離・同定および分化誘導から再生治療への応用

ラットアルギニン膵炎モデルでは、アルギニン投与3日後より腺房細胞が脱落又は変性、duct-like tubular complexの組織像を呈し、その後、腺房細胞の増殖、腺房の再生が観察された。アルギニン投与3日後の増殖した膵管には、BrdUおよびPCNA陽性細胞が散在していた。そこで、増殖細胞の出現が認められ始める、アルギニン投与3日後において、膵の分化増殖能を持つ細胞マーカーの候補としてc-Met, PDX-1, Nestinの発現を免疫組織学的に検討した。c-Metは正常膵において血管上皮に発現が認められ、膵炎後の再生増殖期に有意な発現の増強は認めれらなかった。PDX-1の発現は増殖した膵管細胞に強く見られ、その膵管を取り巻くようにNestinの発現を認めた。膵炎後再生過程では、膵管細胞は増殖しduct-like tubular complexを呈し、その後腺房細胞の増殖が見られる。これらの結果より、duct-like tubular complexに腺房細胞への分化能を持つ前駆細胞が存在し、PDX-1はその前駆細胞のマーカーとして有用であると考えられた。今後、この前駆細胞を分離し、in vitroでの、膵腺房細胞への分化誘導を試みたい。膵幹細胞の分離・同定のため下記のモデルを作成した。モデル1では膵炎後再生過程で腺房細胞の再生、モデル2では内因性CCK刺激により腺房細胞の増殖、モデル3では膵管結紮後の膵萎縮過程で腺管細胞の増殖が確認された。モデル1(ラットアルギニン膵炎モデル)モデル2(内因性CCK刺激によるラット膵腺房細胞増殖モデル)Wister系雄性ラット8週齢にcamostat(50mg/kg body weight)を単回経口投与し、膵腺房細胞増殖がピークとなるcamostat投与24時間後を中心に、12,24,36時間後にラットを犠牲死させ、膵を採取した。モデル3(マウス膵管結紮モデル)6週齢の雄性C57BL/6マウスの膵管を結紮し、膵管細胞増殖がピークとなる膵管結紮7日後を中心に、5,7,10日後にマウスを犠牲死させ、膵を採取した。上記モデルより膵を採取しパラフィン切片を作成した。現在、膵の分化増殖能を持つ細胞のマーカーとして知られる、c-Met, CD29,PDX-1(IPF-1),PTF-1(p48),Nestinの発現を免疫組織学的に検討中。ラットアルギニン膵炎モデルでは、アルギニン投与3日後にはほとんどの腺房細胞が脱落又は変性、duct-like tubular complexの組織像を呈し、その後、腺房細胞の増殖、腺房の再生が観察された。そこで、増殖細胞の出現が認められ始める、アルギニン投与3日後において、膵の分化増殖能を持つ細胞マーカーの候補としてc-Met, PDX-1,Nestinの発現を免疫組織学的に検討した。
精巣幹細胞分化における核内形態変化およびエピジェネティック、スイッチの役割

哺乳類は精子幹細胞の自己複製、分化システムによって長期にわたり持続的に精子形成を行うことができることが知られている。ところが、精子幹細胞の維持や分化が起きる分子機構は十分に理解されていない。本研究では精子幹細胞が前駆細胞に分化する際に起きる大規模な細胞核内の形態変化やエピジェネティックな変化に着目した。これらの変化は細胞の遺伝子発現プログラムに重要であるため、精子幹細胞が分化する際に細胞の性質を転換させる上で重要な機能を有する可能性が考えられた。そこで本研究ではマウスより精子幹細胞と前駆細胞をセルソーターにて純化し、それぞれの細胞集団のエピジェネティックな状態を詳細に同定した。本研究は、マウスの精子のもととなる精巣幹細胞の維持や分化を制御する分子機構を解明することを目的としている。以前の研究において、我々は精巣幹細胞分化時にヒストン修飾をはじめとするエピジェネティックな因子が大きく変化することを免疫染色により明らかにした(エピジェネティックスイッチ)。本研究ではさらに精巣幹細胞分化時に重要な役割を有することが示唆されたヒストン修飾状態を全ゲノムレベルで同定するために、生殖幹細胞および前駆細胞を用いたChIP-seqを実施することを計画した。そのためには成体マウスの精巣より採取する少数の生殖細胞を用いて解析する必要があるため、まず少量スケールのChIP-seqの実験系の構築を検討した。その結果、セルソーターを用いて一度に採取できる生殖細胞数(約数万個)からH3K4me3, H3K27me3, H3K9me2等のヒストン修飾のChIP-seqが行える実験系を確立することができた。この実験系を用い、これまでに成体マウスより採取した生殖幹細胞、前駆細胞からの各種ヒストン修飾のChIP-seqを実施した。一方で同様の細胞におけるRNA-seqも実施したことで、ヒストン修飾の変化と遺伝子発現の状態の相関について解析を行っているところである。今後生殖幹細胞分化時に変化するヒストン修飾状態が遺伝子発現に及ぼす影響を同定することを中心に解析を進め、幹細胞分化との関連について明らかにしていく予定である。本研究では、哺乳類の精子形成を長期にわたって支える精子幹細胞の維持や分化に関する分子機構の解明を目指している。これまでの研究で、我々は精子幹細胞分化時には、DNAメチル化関連因子やヒストン修飾等のエピジェネティックな因子が大きく変化することを免疫染色法により見出し(エピジェネティックスイッチ)、それが分化に必要であるという証拠を示した。しかし、このような変化が具体的にどのような分子機構を経て分化を制御しているのか不明である。そこで、上記の結果を受け、本研究では次世代シークエンサーを用いて、各種ヒストン修飾がゲノム上のどの位置において変化しているか同定することを計画した。これにより、ヒストン修飾のスイッチが精子幹細胞分化時にどのような遺伝子の発現に影響し、分化を制御しているのか解明することが可能となると考えた。そこで、これまでに、マウスの精巣よりセルソーターを用いて分取した精子幹細胞や前駆細胞を用いてChIP-seqを行うための、少細胞からスタートできるヒストン修飾解析の実験系を確立した。それをもとに、実際にセルソーターを用いて分取した精子幹細胞および前駆細胞集団から、それぞれ遺伝子発現の活性および抑制に関わるH3K4me3, H3K27me3および、エンハンサーに関わるとされるH3K4me1, H3K27acのヒストン修飾データを取得することができた。現在までに、それらの修飾状態が分化に伴って変化する(スイッチが起きる)遺伝子領域を多数同定しており、今後の研究においてさらに詳細なデータ解析を行うことで、分化との関連性について検討を行っていく予定である。これまでに、少細胞から開始できるヒストン修飾解析法(ChIP-seq)の実験系の検討を終え、基本的なヒストン修飾(H3K4me3, H3K27me3)に加え、エンハンサーに関与するとされるH3K4me1, H3K27acといったヒストン修飾のChIP-seqを、実際にマウスの精巣よりセルソーターを用いて分取した精子幹細胞や前駆細胞から取得することができている点で研究に大きな進展が認められたといえる。本研究では、マウスの精子形成に重要な役割を果たす精子幹細胞の維持や分化に関する分子機構を解明するための分子生物学的解析を実施した。これまでに、我々は精子幹細胞が分化する際に大規模なエピジェネティックな変化が起き、それが分化を制御している可能性があることを免疫染色による詳細な解析から見出し、「エピジェネティックスイッチ」として報告した(Development 140(17):3565-76)。このスイッチにはDNAメチル化関連因子の発現上昇やヒストン修飾量の増加などが含まれる。本研究ではそれらがゲノムのどの領域で起き、精子幹細胞の維持や分化に対してどのような影響を与えているのかを、次世代シークエンサーを用いた解析を通して調べることとした。まず始めに、マウスの精子幹細胞や前駆細胞をGFRa1-EGFP, Ngn3-EGFPマウスを用いてセルソーターで純化し、それを用いてトランスクリプトーム解析、DNAメチローム解析、ChIP-seq解析を行った。初年度はそれを採取可能な少数の細胞を用いて実施することのできるChIP-seqの実験系の条件設定のための検討を行い、約数万個の生殖細胞から各種ヒストン修飾を解析するためのChIP-seqの系を確立した。

次年度以降はその実験系を用いてH3K4me3, H3K27me3等の修飾について調べ、さらに最終年度は遺伝子のエンハンサーと相関が認められているDNAメチル化、H3K27ac、H3K4me1等の修飾の状態についての詳細なデータ解析を進め、それぞれの相関を調べることができた。その結果、これらのエピジェネティックな修飾によって制御される遺伝子の同定を進めることができた。哺乳類は精子幹細胞の自己複製、分化システムによって長期にわたり持続的に精子形成を行うことができることが知られている。ところが、精子幹細胞の維持や分化が起きる分子機構は十分に理解されていない。本研究では精子幹細胞が前駆細胞に分化する際に起きる大規模な細胞核内の形態変化やエピジェネティックな変化に着目した。これらの変化は細胞の遺伝子発現プログラムに重要であるため、精子幹細胞が分化する際に細胞の性質を転換させる上で重要な機能を有する可能性が考えられた。そこで本研究ではマウスより精子幹細胞と前駆細胞をセルソーターにて純化し、それぞれの細胞集団のエピジェネティックな状態を詳細に同定した。現在までの所、ゲノム全体的なヒストン修飾状態を少数の生殖細胞を用いて決定するための少量スケールのChIP-seqの実験系を確立することができた。さらに、精巣の幹細胞と前駆細胞において、複数のヒストン修飾について既にChIP-seqのデータを得ることができており、データ解析へと進んでいるため、進展していると判断できる。今後はデータ解析を中心とした研究を進める。つまり、現在までに取得した各種ヒストン修飾データを活用し、精子幹細胞が前駆細胞に分化する過程で具体的にどのようなエピジェネティックな変化が起き、それがどう分化と関連しているか調べる。さらには、ヒストン修飾以外にRNA-seqによる遺伝子発現状態のデータやDNAメチル化状態のデータも既に取得しているため、これらを併せて総合的にデータ解析を行うことで、精子幹細胞分化時に起きるエピジェネティックスイッチの本態やその役割を明らかにするための研究を実施する。医歯薬学これまでにChIP-seqにより取得した全ゲノムレベルのヒストン修飾状態のデータをもとに、2年目は実際に精巣幹細胞分化に深く関連すると思われるヒストン修飾の種類やゲノム上の位置を同定し、分化における機能的な重要性を明らかにしていく。当初の研究計画ではDNAのヒドロキシメチル化解析を予定していたが、近年のヒストン修飾に関する知見から特にエンハンサー等の遺伝子発現制御領域のゲノム修飾が細胞の性質を決定付ける上で重要であることが明らかになってきたため、エンハンサー関連のヒストン修飾解析を優先事項として実施する。本研究で実施してきた次世代シークエンサー解析により、これまでにDNAメチル化や各種ヒストン修飾のゲノム全体的なパターンを精子幹細胞や前駆細胞を用いて同定することができたが、これらの細胞における各種エピジェネティック修飾と遺伝子発現には予想以上に複雑な関連性が存在することが推測された。そこで、この関連性をより具体的に明らかにするためには、追加の次世代シークエンサー解析が必要であると判断したため、それを次年度に実施することとした。
エナメル蛋白の局在と分解,部位特異抗体を用いた免疫組織化学と免疫化学による研究

ブタ幼若エナメル質の表層より抽出精製した分子量13-15kDaの非アメロゲニン蛋白のN端部アミノ酸配列を含むベプチドを4種類合成し、それらに対する特異抗体を作製して免疫組織化学と免疫化学によってブタの幼若エナメル質を検索した。これらのうち、抗体を作製中のものもあり、現在までにまとまった結果の得られたものは下記の2種類である。1.15kDa蛋白のN端部に対する抗体は、免疫化学で分子量15-19kDaの蛋白と強く反応したほか、30-40kDa、62kDaの蛋白と反応し、このうち40kDaと62kDa蛋白は幼若エナメル質表層のみに認められたが、他の蛋白は幼若エナメル質全層に認められた。免疫組織化学では基質形成期から成熟期初期に至るまでの幼若エナメル質全層の小柱鞘が強く反応した。また形成期では幼若エナメル質表層のエナメル小柱とエナメル芽細胞のゴルジ装置、分泌果粒も反応した。2.13kDa蛋白のN端部に対する抗体は、免疫化学では13kDa蛋白とのみ反応した。免疫組織化学では、エナメル小柱は全く染色されず、小柱鞘のみが染色され、その反応は、エナメル質表面から中層に向けて次第に強くなった。またエナメル芽細胞の分泌果粒やゴルジ装置は全く反応しなかった。以上の結果、小柱鞘に局在する13-17kDa蛋白のうち、15-17kDa蛋白はエナメル芽細胞から分泌された分子量62kDaの蛋白の分解産物であり、そのアミノ酸配列の主要部分は共通である可能性が明らかになった。従って、この前駆蛋白と小柱鞘に局在する蛋白を「小柱鞘蛋白」とよぶことを提案したい。一方13kDa蛋白も大分子蛋白の分解産物であることが明らかになったが、その前駆蛋白を明らかにすることはできなかった。
精神的・社会的要素を含めたフレイル評価指標の開発

高齢者の脆弱性を示すフレイルの発生要因は、精神的、社会的要因を含んでいるが、現在の評価項目は、主に身体的要素であることに限定されている。したがって、身体機能が低下している状態でフレイルが発見されると、おのずと要介護状態に移行する。本研究では、フレイル発生後から要介護までの身体的、精神的、社会的つながりなどの変化の過程を経年的に追跡する。その過程でフレイルの構成要素を再構し、新たなフレイル概念要素を導き出す。最終目標は、フレイル評価指標に精神的、社会的要素を包含する評価指標の開発である。精神的、社会的要素を含む評価指標の開発によって、生活環境や文化的特徴も捉え、個別性の高い介入が期待できる。
米国とアジア諸国の社会科教育課程の編成と開発の方法・内容に関する実証的研究

前年度のアメリカ型社会科の研究を継続しながら、シンガポール、ニュージーランド、韓国、中国、台湾及びオーストラリア等の社会科の教育課程と教科書も、同様に同心円拡大法と社会機能法の二つを構成原理としていることを、資料に即して具体的に検討、究明した。とくに、中国においても上記の二つの構成原理に基づいて、社会科の教育課程編成と教科書編集の実施されており、我が国の社会科とほぼ同じ教科の存在の確認ができた点は興味をひくことである。各国の社会科は、柔軟な運用の下で二つの構成原理を適用して教育課程編成を実施している。日米両国において、いわば社会科動的構成二原理を採用して、社会科授業の立案及び実施を行った。平成5年度の研究は、本研究の準備及び基礎作業に位置づく内容のものである。米国、韓国、中国、香港並びに英国等に研究者(代表者と分担者)が教科書、フレームワーク等の収集とフィールドワークのために出張。上記の手続き等によって収集した米国とアジア諸国の教科書やフレームワークなどの翻訳並びに分析を目下実施中である。その成果を、東京学芸大学紀要、第3部門、社会科学、第45巻において、「1980年-1993年米国の社会科教育課程改造運動の性格」(論文)を発表した。また、日本社会科教育学会第43回全国大会(1993.10.23於東京学芸大学)において、「1980年-1993年における米国の現代新社会科形成運の性格」(テーマ)として発表した。前年度のアメリカ型社会科と同様に、シンガポール、ニュージーランド及びオーストラリア、ホンコンの英国型社会科の教育課程と教科書も同心円拡大法と社会機能法の二つを構成原理としていることを資料に即して具体的に検討し、究明した。また、中国や台湾においても上記の二つの構成原理に基づいて教育課程の編成と教科書編集が実施されており、我が国の社会科とほぼ同じ教科の存在を確認することができた。上記の二つの原理に“ベクトル"的発想を加味することで、教育課程編成や教育内容の構成がより柔軟となり、多様なニードに対応できるものとなるという仮説を設定した。ここでは、この“ベクトル"的発想には、すでに多くの実践者によって踏襲されている、転位、遡及、逆行等の発想を含むものと仮定している。いわば、固定的二原理に限定しないで、動的二原理として仮定し、教育課程を編成したり授業を実施する新しい発想を意味する。以上の検証と仮説をもとに授業実験を実施した。
非水溶媒系の特徴を利用したアニリン誘導体の電解重合とその電気科学に関する研究

1.ポリアニリン膜の電解重合温度が電気伝導度に及ぼす影響酸を全く含まない1、2-ジクロロエタンを溶媒として用い、低温(-25°C)でアニリンの電解重合を行った。櫛型電極上に得られた高分子膜の電気伝導度は、室温(+25°C)で得られた膜に比べて約二桁高いことが確認された。2.ポリアニリン膜の電解重合温度が高分子鎖長や一次構造に及ぼす影響高分子膜の電気伝導度には、鎖内と鎖間の導電性が相互に作用している。そこで、得られた高分子の鎖内と導電性に影響すると考えられる高分子鎖長や結合規制性に関する検討を行った。GPCを用いた分子量測定から、重合温度の低下に伴い得られた高分子の分子量も減少する傾向が認められた。この分子量の減少は鎖内導電性を減少させる大きな要因となることがある。しかしながら、構造解析の結果,室温で得られた高分子にはアニリンの1、3-位結合に起因する赤外吸収ピークが認められ、導電性を低下させる原因となっていることが示唆された。従って、低温で重合した方が、得られた高分子の分子量は低いものの良好な構造規則性を持つため、導電性の向上に寄与していることが明らかとなった。3.ポリアニリン膜の電解重合温度が高次構造に及ぼす影響3.この高分子の鎖間導電性に影響すると考えられるモルフォロジーの検討を行った。低温で得られた高分子膜ほど、より多くの偏光部分が認められ、高分子鎖がより規則正しく配列していることが示唆された。また、走査型電子顕微鏡を用いて高分子膜の断面部分を観察した結果、低温のものほど高い充填密度と規則的な高分子鎖配列を有することが明らかとなった。すなわち、低温重合で得られるポリアニリン膜ほど高い電気伝導度を与えるという上述の傾向は、低温重合により得られる高い充填密度と高分子鎖構造および配列の規則性に起因することが明らかとなった。
米糠成分イノシトールを原料とする反応性ラダー高分子の開発

米糠成分myo-イノシトールを原料として用い、本研究が目指す新規反応性ラダー高分子の合成を目指し、検討を行った。今年度は、ラダー高分子の合成法の確立を目標として設定した。myo-イノシトールがもつ6つのヒドロキシ基のうち4つをアセタール保護し、残った2つのヒドロキシ基をメチル化し、さらにアセタール保護を除去することで、ラダー高分子を合成するためのモノマーとなるテトラオールを合成した。このテトラオールと2,3-ブタンジオンの重縮合反応を試みたが、反応効率が低く、目的のラダー高分子は得られなかった。なお、このことは本研究課題の申請時に予想された問題点であった。そこで、申請時に提案していた解決策として、テトラオールをテトラシリルエーテルへと誘導し、これをモノマーとして用いる手法を検討した。テトラシリルエーテルを用いることで低極性の溶媒を利用することができ、さらに触媒としてトリフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリルを用いることで、温和な条件(0°C室温)で円滑に重合が進行した。その結果、目的のラダー高分子を得ることに成功した。また、ベンジル基をもつ同様のテトラシリルエーテルを合成し、これを用いた場合にもラダー高分子が得られることが明らかになった。ベンジル基は還元的に除去することが可能であることから、本研究が目指す「反応性ラダー高分子」の開発につながる結果が得られたと考えられる。当初予定していたmyo-イノシトール由来のテトラオールと2,3-ブタンジオンの反応は効率が低いことが分かったが、テトラオールをテトラシリルエーテルへと変換し、これをモノマーとして用いるといった工夫を加えることで、目的のラダー高分子を合成することができた。また、テトラシリルエーテル1種類のみだけではなく、のちのち除去可能であると考えられるベンジル基をもつテトラシリルエーテルも利用可能であったことから、今回開発に成功したラダー高分子の合成法は、適用範囲が広いものと期待できる。このことから、今年度の目標であった「ラダー高分子の合成法の確立」を達成することができたと考えられ、研究はおおむね順調に進展していると自己評価した。サブテーマ1「ラダー高分子の合成法の確立」をさらに継続しつつ、そこで最適化された条件を用いてサブテーマ2「反応性ラダー高分子の合成と架橋反応」へと移行する。ここでは、ラダー高分子に反応性を付与するために、どのような反応性置換基を導入可能なのかを明らかにする。また、それら置換基の反応性を明らかにしたうえで、架橋反応を検討する。また、得られたラダー高分子の耐熱性をしらべ、側鎖置換基の構造とラダー高分子の耐熱性の相関や、架橋による耐熱性向上の効果を明らかにする。
自己説明性および進化容易性を有する電子自治体シミュレータに関する研究

本年度は,以下の2点について研究を実施した.(1)社会規則を論理表現し,規則の推論機構の実現Law-Defined Information System (LDIS)は社会規則に則って構築されており,またその適用を支援するシステムである.したがって,システムは社会規則を扱う必要がある.自然言語で記述されている社会規則を一階述語論理により表現し,形式化を行った.例として本学の履修規則の論理表現を作成した.述語の選び方や規則文には明示的に現れない前提知識の扱い方に関する方法論が必要といった課題はあるが,これを基にした推論が可能であることを確かめた.推論機構を開発中である.また,MDAによる社会規則の論理表現からUMLモデル(クラス図)への自動変換にも取り組んでいる.(2)LDISの例として,本学の履修規則に則った履修管理システムの開発履修管理システムとは,学生の履修登録作業や修了要件の達成状況の確認を支援するシステムである.本システムをユースケース駆動オブジェクト指向ソフトウェア開発方法論に従って開発中である.本システムは,Java EEプラットフォームのウェブアプリケーションである.フレームワークとしてJBoss Seamを用いた.これに,前年度に定義したLDISにおけるアカウンタビリティを実現する参照アーキテクチャを基にして,アカウンタビリティサブシステムの設計・実装,およびインターセプタプロキシによるアカウンタビリティ機能の付加実験を行う.今後,電子自治体システムへの適用実験として富山県条例への適用を行い,アカウンタビリティ機能の評価を行う予定である.また,規則の改定をサポートする規則のバージョン管理DBの開発を行い,進化容易性を実現する.本研究の目的は、自己説明性および進化容易性を有するソフトウェア構造を研究し、また、その成果を利用して、革新的な電子自治体シミュレータを開発することにある。本年度は、以下の3点について研究を実施した。1.富山県の協力を得て、電子自治体シミュレータの適用対象を行政手続きオンライン化条例の電子化システムに決定し、関連する条例、ビジネスルール、行政組織、現在のシステム構成についての情報を収集・整理した。2.電子自治体システムより規模の小さい電子社会システムである電子大学の履修管理システムを対象として、自己説明性と進化容易性の定義を行った。自己説明性については、システムに関わる3つの役割(一般利用者、サービス担当者、システム開発・保守担当者)の関心の違いに応じて異なる機能定義を行った。進化容易性は、追跡可能性、変更波及解析、変更範囲の局所化の3つの要件から成ると定義した。これらの要件は、進化容易性の実現のために最低限必要なものと考えている。3.自己説明性および進化容易性の実現のための基礎技術として位置づけていた、以下の既存のソフトウェア開発手法の適用の検討を行った。(1)アスペクト指向プログラミングシステムの処理の実行履歴を記録するアスペクトを使用することにより、一般ユーザに対する自己説明性の"処理結果の説明"機能の実現に応用できる。(2)サブジェクト指向プログラミングサブジェクトによりサブシステムを構成し、それを統合してアプリケーションを構成する概念・手法は、進化容易性の変更範囲の局所化の実現に応用できる。(3)ソフトウェアプロダクトラインを用いたフィーチャ指向開発製品系列を系統的に分類・管理し開発を行うという手法は、システムを構成する各コンポーネントに変更が加えられ、そのコンポーネントを系統的に組み合わせてシステム全体を進化させていく、進化容易性の変更波及解析の実現に応用できる。本年度は、電子社会システムを抽象したシステムであるLaw-Definedシステムを対象として、以下の3点について研究を実施し、その成果を学会にて発表した。1.アカウンタビリティを実現する参照アーキテクチャの定義本研究では、既存の情報システムに対する最小限の変更でアカウンタビリティを追加するアプローチをとった。本アーキテクチャは、既存の情報システム、ユーザインタフェースおよびアカウンタビリティサブシステム、情報システムを再利用しつつアカウンタビリティを追加するための機構であるインターセプタ・プロキシ、および4種のデータベースから構成される。実行ログおよび情報システムが持つデータベースを用いることにより、利用者からの質問に対する説明を行うことができる。2.参照アーキテクチャと3層モデルとの対応既存の電子社会システムにおいて一般的に採用されている3層モデル(ユーザインタフェース、プロセス管理、データベース管理)と参照アーキテクチャとの対応を示し、この対応を用いて3層モデルに基づく履修管理システムの設計を示した。また、履修管理システムのプロトタイプシステムを実装し、参照アーキテクチャの有効性を確認した。3.オントロジおよび原因結果グラフを用いたアカウンタビリティ設計手法の開発Law-Definedシステムの機能は規則(law)によって規定される。そのため、自然言語で記述される規則からアカウンタビリティを抽出し形式化する必要がある。規則に現れる概念をオントロジによって整理し、「条件」と対応する「機能」との論理関係を原因結果グラフを用いて記述し、それを基にアカウンタビリティ・ユースケースをモデル化する設計手法を開発した。また、履修管理システムを対象としたケーススタディを行い、本設計手法の有効性を確認した。本年度は,以下の2点について研究を実施した.(1)社会規則を論理表現し,規則の推論機構の実現Law-Defined Information System (LDIS)は社会規則に則って構築されており,またその適用を支援するシステムである.したがって,システムは社会規則を扱う必要がある.自然言語で記述されている社会規則を一階述語論理により表現し,形式化を行った.例として本学の履修規則の論理表現を作成した.述語の選び方や規則文には明示的に現れない前提知識の扱い方に関する方法論が必要といった課題はあるが,これを基にした推論が可能であることを確かめた.推論機構を開発中である.また,MDAによる社会規則の論理表現からUMLモデル(クラス図)への自動変換にも取り組んでいる.

(2)LDISの例として,本学の履修規則に則った履修管理システムの開発履修管理システムとは,学生の履修登録作業や修了要件の達成状況の確認を支援するシステムである.本システムをユースケース駆動オブジェクト指向ソフトウェア開発方法論に従って開発中である.本システムは,Java EEプラットフォームのウェブアプリケーションである.フレームワークとしてJBoss Seamを用いた.これに,前年度に定義したLDISにおけるアカウンタビリティを実現する参照アーキテクチャを基にして,アカウンタビリティサブシステムの設計・実装,およびインターセプタプロキシによるアカウンタビリティ機能の付加実験を行う.今後,電子自治体システムへの適用実験として富山県条例への適用を行い,アカウンタビリティ機能の評価を行う予定である.また,規則の改定をサポートする規則のバージョン管理DBの開発を行い,進化容易性を実現する.
典型金属蒸気ー有機化合物共凝縮相の融解過程における分光学的研究

金属蒸気(原子)と有機化合物と反応させると、他の方法ー例えば溶液反応などーでは合成が因難な特異な機能と物性を有する新しい有機金属化合物が合成できる。カルシウム蒸気、ストロンチウム蒸気を用いる新しい有機金属化合物の合成と上記典型金属蒸気ー有機化合物共凝縮相の融解過程の分光学的研究を目的とした。(1)カルシウム蒸気およびストロンチウム蒸気を用いる新しい有機金属化合物の合成;ストロンチウム金属(またはカルシウム金属)約0.5gをタングステンフィラメントを使用して、真空度10^<-2>10^<-3>Torr,9001000^OCの条件で1分間10mg程度の割合で蒸気にする。と同時にハロゲン化アリ-ルまたはハロゲン化アルキル約20cm^3を蒸気として反応容器に導入し、反応させる。この反応によりアリ-ルストロンチウムハライドやアルキルストロンチウムハライドを初めて合成できた。(2)有機ストロンチウム化合物の反応性;ストロンチウム蒸気と有機ハロゲン化物との反応で合成できた有機ストロンチウムハライドと各種有機基質との反応を検討した。ハロゲン化アリ-ルとの反応ではアリ-ル置換生成物と還元生成物が生成した。またカルボニル化合物との反応では二種類のアルコ-ルー置換生成物と還元生成物ーが得られた。これら有機基質との反応から有機ストロンチウム化合物はGrignard試薬と同様の反応性を示すことがわかった。(3)金属蒸気ー有機化合物共凝縮相の融解過程を赤外スペクトルで観測する装置の作製;金属蒸気発生装置とクライオスタットが一体化した装置を作製した。(4)融解過程の分光学的研究;カルシウム金属蒸気とカルボニル化合物との反応を検討中である。
大規模ディジタル合成ホログラムの高速生成が可能なポリゴンベース手法の開発

コンピュータで合成される大規模なホログラムを作成するため,ポリゴンベースの手法における分割/並列計算,鏡面レンダリング,隠面消去等の手法の開発に取り組んだ.その結果,最大の物では,解像度約250億ピクセル,画面サイズ約13.11cm^2,視域角45°以上の世界最高レベルのホログラムを合成することができた.このホログラムは,従来の3D技術では困難な深い奥行き感のある美しい立体像を再生し,米国MITミュージアムでの特別展示にも選ばれている.コンピュータで合成される大規模なホログラムを作成するため,ポリゴンベースの手法における分割/並列計算,鏡面レンダリング,隠面消去等の手法の開発に取り組んだ.その結果,最大の物では,解像度約250億ピクセル,画面サイズ約13.11cm^2,視域角45°以上の世界最高レベルのホログラムを合成することができた.このホログラムは,従来の3D技術では困難な深い奥行き感のある美しい立体像を再生し,米国MITミュージアムでの特別展示にも選ばれている.超高解像度ホログラムの作成本年度で分割計算可能なポリゴンベース手法の基本的なアルゴリズムがほぼ完成した.これにはフレームバッファを分割した状態で光波の回折伝搬を効率良く計算する方法が必要であった.本年度は,主にShifted Fresnel法と呼ばれる従来から提案されている計算法を用いた分割計算手法を用い,4ギガピクセル規模のホログラム「The Venus」の作成に成功した.これは世界最高レベルの高品質ディジタル合成ホログラムであり,非常に奥行き感のある美しい空間像を再生するものであった.しかし,Shifted Fresnel法には短距離の伝搬でエイリアシングエラーが発生するという重大な問題点があり,3Dシーンのデザインに制約が生じていた.そのため,独自にShifted Angular Spectrum法と呼ぶ計算手法を案出した.スパースな(疎な)3Dシーンにおける隠面消去の高速化についても,バビネの原理に基づくアルゴリズムが完成した.これにより,多数の物体がある3Dシーンについても,効率良く光波数値合成をすることができるようになった.完成したホログラム「アクア」は「The Venus」以上の奥行き感のある美しい空間像を再生する.リアルタイム電子ホログラフィの再生本年度にGPUを用いたポリゴンベース手法の実装を行った結果,CPUによる場合の数分の1に計算時間が短縮できることがわかった.超高解像度ホログラムの作成規模については,平成22年度には初年度の倍の8ギガピクセル規模のホログラムを複数作製した.これは水平方向サイズ約10cmで視域角約45度,垂直方向にはサイズ約6.5cmで視域角約35度を実現する世界最高レベルのコンピュータホログラムである.また,CGモデルによる仮想物体のホログラムだけではなく,実在物体と仮想物体を混合したシーンを再生する手法を開発した.これには3Dレーザースキャナを用いる手法と,デジタイズドホログラフィと名づけた合成開口デジタルホログラフィを応用して古典的ホログラフィを完全にディジタル化する手法を開発した.またすでに提案済みのスパースな(疎な)3Dシーンにおける隠面消去手法を発展させ,非常に効果的な隠面消去のアルゴリズムを完成した.これを用いると従来不可能であったような複雑な物体を自己オクルージョンの破綻無しにレンダリングできる.さらに質感制御についても,CGのPhongモデルに基づいて空間スペクトルを制御することによりフラットあるいはスムースな光沢面を再生する手法を開発した.リアルタイム電子ホログラフィの再生位相型SLMを用いて共役像を抑制した電子ホログラフィのキャリアをシフトすることにより,非回折光と再生像を分離して再生できる電子ホログラフィ再生方式を提案し,実際に意図通りに光学再生されることを確認した.(1)超高解像度ホログラムの作成本年度は,まず金属的な質感を出すための鏡面レンダリング技術がほぼ完成した.角張ったフラットなポリゴン面だけではなく,テッセレーションを行うことなく同じポリゴン数からスムースな鏡面性鏡面を再生するアルゴリズムを完成している.テッセレーションが不要なため,計算時間も拡散面と変わらず,従来とほぼ同じ時間でレンダリングができる.また,デジタイズドホログラフィ(デジタル化ホログラフィ)の技術もほぼ完成したと言えよう.これは,通常の古典的なホログラフィと異なり,イメージセンサを用いてデジタル的に干渉縞を記録し,それを超高解像度の計算機合成ホログラムとして再生する技術である.イメージセンサの解像度や物理的分解能は古典的ホログラフィで用いられる感光性材料より何桁も低いため,球面波を参照光として用いるフーリエ型ホログラフィの構成で合成開口を行うことにより,超高解像度計算機合成ホログラムで必要なレベルの分解能と解像度を達成することができた.このようにしてデジタル的に記録した物体光波をポリゴンメッシュの仮想物体やデジタル画像からなる架空の3Dシーンに埋め込み,80億ピクセル規模のホログラムを完成させることができた.このホログラムは,古典的なホログラムと同様に人の感じるすべての生理的立体感を刺激するため,通常の3D画像技術で問題になる輻輳調節矛盾等は一切生じず,深い奥行き感のある自然な3次元像を再生する.一方,このホログラムはデジタル画像であるため,古典的なホログラフィでは困難なシーンのデジタル編集や,デジタル媒体への保存・伝送等が可能である.(2)リアルタイム電子ホログラフィの再生電子的表示デバイスで不足する解像度を高フレームレートデバイスを用いて補うための光源スイッチング方式時分割ディスプレイを試作し,これにより再生像を広視域化できることを確認した.
イオン移動度質量分析法を用いた炭素ナノオニオンの探索

本研究計画ではクラスターサイズ(構成原子数)が数千のサイズ領域において、イオン移動度質量分析法を用いて炭素ナノオニオンを含む炭素原子のみで構成される炭素クラスターイオンの構造異性体を探索することを目標としていた。炭素ナノオニオンと呼ばれる複数の層からなる多層フラーレンは、ナノ粒子の領域にて研究対象となっている炭素同素体の一種である。炭素ナノオニオンは主に透過型電子顕微鏡を用いて観測されてきたため、サイズの見積はあいまいな点があったが、本手法では質量分析法を用いてサイズを議論することができるという長所がある。このクラスターとナノ粒子の中間領域といえるサイズ領域にてどのようなサイズのフラーレンの組み合わせがあるのか。また、それはどのような成長過程を取っているのか。といった観点から研究を進めていた。以前の研究にて、バックミニスターフラーレンC60より大きなサイズ100から800程度の領域まで観測に成功しており、このサイズ領域では単層フラーレンと二層フラーレンの1価イオン及び2価イオンが連続的来な分布として観測されていた。平成30年度は、観測可能なサイズ領域の上限を決めている要因を見定め、以前より大きいサイズ領域における観測を行うために、1)より大きいサイズのクラスターイオンを生成するためのクラスター生成部の改良と2)大きいサイズ領域におけるクラスターイオンの検出効率を向上させるためのクラスター観測部の改良の2点に着手した。現在までに、クラスター生成部及び観測部の改良を行ってきた。その結果、以前は最大でも800程度までが限界だった観測上限を1500程度まで増大させることができた。実験の第1段階は三層構造のフラーレンの観測であり、サイズ840付近を下限として現れ始めると予想している。当初の研究計画に則り、イオン移動度質量分析法を用いて数千のサイズ領域において炭素クラスターイオンの構造異性体の探索を行う。また、抜本的な理由により現在使用しいるクラスター生成法では、目的のクラスターイオンが生成しない可能性を視野に入れ、他の系の探索も行う。具体的には炭素と同様に中空のかご型構造を作ることが知られているホウ素クラスターイオンの構造異性体の探索についても行う予定である。現在進めている研究が評価され、申請時に参加を予定していなかった国際学会に招待講演の依頼を受けた。それに参加するための旅費を補うため、次年度使用額が発生した。
有機金属化合物の環境影響評価と制御

有機金属化合物の多くは人為的に合成されたものであり,工業原料,触媒合成樹脂可塑剤,塗料等に利用されている.このような人為源の有機金属化合物は今後新しいタイプの環境問題,人体影響をひきおこす可能性があるので,本研究グループはその環境影響の評価と制御に関する研究を行うことを目的とした.昭和62年度においてはグループ全体での関連研究と機能的推進をはかるために,昭和62年6月と11月,昭和63年2月に研究班会議を開催し,研究計画および研究成果に関する討議を行なった.これらの班会議は重点領域研究「人間-環境系の変化と制御」の全体会議および環境科学シンポジウムと同じ時期に開催したので,研究班員はこれらの会議,シンポジウムにおいても研究成果の発表を行なった.研究班員の研究概要は次の通りである.(1)地表および低層大気中のエアロゾルと水銀の挙動(原口),(2)船底塗料に使用される各種有機スズ化合物の調査と環境影響予測(安井),(3)長光路原子吸光法-液体クロマトグラフ法による有機スズ化合物の高感度分別定量法の開発(森田), (4)ヒ素耐性水生植物によるヒ素化合物の取り込みと有機ヒ素化合物への変換(前田),(5)ブチルスズ化合物の水稲根毛成長に対する影響評価(深見), (6)ジメチルセレニドおよび亜セレン酸ナトリウムと重金属化合物の相互作用(曽我),(7)有機ヒ素化合物の各種無機吸着剤に対する吸・脱着挙動の解析(阿部),(8)有機金属化合物の環境運命予測のための動態解析モデルの開発並びにGaAs半導体の燃焼による環境影響の評価(高月)これらの研究成果により,有機金属化合物の環境および生物に対する影響に関して多くの知見が得られ,将来の影響の防止と予測に対する対策の立案が可能になりつつある.有機金属化合物の多くは人為的に合成されたものであり,工業原料,触媒合成樹脂可塑剤,塗料等に利用されている.このような人為源の有機金属化合物は今後新しいタイプの環境問題,人体影響をひきおこす可能性があるので,本研究グループはその環境影響の評価と制御に関する研究を行うことを目的とした.昭和62年度においてはグループ全体での関連研究と機能的推進をはかるために,昭和62年6月と11月,昭和63年2月に研究班会議を開催し,研究計画および研究成果に関する討議を行なった.これらの班会議は重点領域研究「人間-環境系の変化と制御」の全体会議および環境科学シンポジウムと同じ時期に開催したので,研究班員はこれらの会議,シンポジウムにおいても研究成果の発表を行なった.研究班員の研究概要は次の通りである.(1)地表および低層大気中のエアロゾルと水銀の挙動(原口),(2)船底塗料に使用される各種有機スズ化合物の調査と環境影響予測(安井),(3)長光路原子吸光法-液体クロマトグラフ法による有機スズ化合物の高感度分別定量法の開発(森田), (4)ヒ素耐性水生植物によるヒ素化合物の取り込みと有機ヒ素化合物への変換(前田),(5)ブチルスズ化合物の水稲根毛成長に対する影響評価(深見), (6)ジメチルセレニドおよび亜セレン酸ナトリウムと重金属化合物の相互作用(曽我),(7)有機ヒ素化合物の各種無機吸着剤に対する吸・脱着挙動の解析(阿部),(8)有機金属化合物の環境運命予測のための動態解析モデルの開発並びにGaAs半導体の燃焼による環境影響の評価(高月)これらの研究成果により,有機金属化合物の環境および生物に対する影響に関して多くの知見が得られ,将来の影響の防止と予測に対する対策の立案が可能になりつつある.