hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波法による金属の凝固界面の研究

本年度は、昨年度製作した超音波パルス法を用いて凝固界面をリアルタイムで観測する測定系を改良するとともに、錫合金系における凝固過程の実験を行った。測定系は、超音波測定装置と凝固セルからなっている。超音波測定装置は、2系統の受信装置をもったもので、一系統は超音波エコ-の伝播時間測定から界面の位置・移動速度を観測するためのものである。もう一系統は、超音波エコ-の振幅変化から界面形状の変化を測定するのに使用する。本年度は、パ-ソナルコンピュ-タを用いて、上記の測定、および、その後のデ-タ処理を自動化するよう装置を改良した。凝固セルはステンレススチ-ル製で、2分割ヒ-タ-とチリングロッドの採用により、セル内に望みの温度傾斜が得られるようになっている。また、ヒ-タ-への供給電力を時間的に制御することにより、凝固速度を制御できるようになっている。これらの装置を用い、昨年の99.99%錫(不純物は主として鉛)による測定に引き続き、さらに純度を上げた99.999%錫をベ-スにした錫-鉛合金系において、凝固条件を変えて凝固過程の実験を繰り返した。超音波の振幅変化により平面→セル状遷移速度を測定したところ、この方法によって求めた遷移速度は、従来のディキャンティング法によるものより小さいことが分かった。これは、本研究で開発した方法が、従来法に比べて高い感度を有していることに起因するものと思われる。現在、予備研究で新たに見いだしたセル状界面の振動現象を解明するための実験を遂行中である。また、振動子を改善するなどして、セル→デンドライト遷移領域の研究を行う準備も進めている。本研究は凝固過程の解明を目的に行ってきたが、セル状凝固した材料を融解するときには、やはりセル状に融解することを示唆する新しいデ-タが得られ、今後、融解現象についても研究を広げていく予定である。合金・合金半導体における凝固界面は、組成過冷却に伴う不安定により、平面状からセル状、デンドライト状に遷移し、凝固後の材料は、それに伴った微細構造を有することが知られている。これら界面形状の変化の様相を知ることは、不安定性に伴うパターン形成の問題として物理的に興味深いだけでなく、合金や合金半導体材料の機械的・電機的性質を製造過程において制御する上で工学的にもきわめて重要である。本研究においては、超音波パルス法を用いて凝固界面をリアルタイムで観測する新しい手法を開発し、これを用いて合金の凝固界面が平面状からセル状に遷移する過程を研究することを目的とする。本年度は、超音波パルス法を用いて凝固界面をリアルタイムで観測する測定系を製作し、錫合金系における定常凝固の実験を行った。超音波測定装置は、2系統の受信装置をもったもので、一系統は超音波エコーの伝播時間測定から界面の位置・移動速度を観測するためのものである。もう一系統は、超音波エコーの振幅変化から界面形状の変化を測定するのに使用する。キャリブレーション測定によれば、界面位置の分解能は10μ以上、また振幅変化の分解能は0.1dB以上で、本研究の目的に十分であることが確かめられた。凝固セルはステンレススチール製で、2分割ヒーターとチリングロッドの採用により、セル内に望みの温度傾斜が得られるようになっている。また、ヒーターへの供給電力を時間的に制御することにより、凝固速度を制御できるようになっている。これらの装置を用い、99.99%錫(不純物は主として鉛)の定常凝固過程(凝固速度一定)を観測した結果、従来のディキャンティング法によって得られた平面→セル状遷移速度付近で、大きな振幅変化が観測された。この振幅変化は、平面→セル状遷移による凝固界面の反射率変化によるものと思われ、本測定系で平面→セル状遷移を観測できることが分かった。現在、凝固条件を変えて実験を繰り返すとともに、サンプルの酸化によるものと思われる信号の不安定を取り除くため、実験を無酸素雰囲気中で行えるよう、凝固セルを改良中である。

これは、本研究で開発した方法が、従来法に比べて高い感度を有していることに起因するものと思われる。現在、予備研究で新たに見いだしたセル状界面の振動現象を解明するための実験を遂行中である。また、振動子を改善するなどして、セル→デンドライト遷移領域の研究を行う準備も進めている。本研究は凝固過程の解明を目的に行ってきたが、セル状凝固した材料を融解するときには、やはりセル状に融解することを示唆する新しいデ-タが得られ、今後、融解現象についても研究を広げていく予定である。
スクールリーダーシップの日本的特性に関する研究

本研究の目的は,学校改善に有効性を発揮しうるスクールリーダーシップの日本的特性を解明することであった。そのために,3つの課題に取り組んだ。第一に,欧・米・アジアのスクールリーダーシップの理論と実践のありようを再検討した。第二に,国内で学校改善が進展している事例を選定して観察・インタビュー調査を実施し,リーダーシップの構成条件・要因を明らかにした。第三に,以上をもとに,スクールリーダーシップの日本的特性を明らかにした。8月に研究打合会を開催し、平成23年度から各共同研究メンバーが進めてきた研究作業の途中経過および成果などについて報告し合い、今後の研究課題について協議した。国内の公立がこの中で学校改善が進んだとみられる事例を対象とした観察・インタビュー調査は、小学校2校、中学校1校、高等学校1校について調査の経過と分析結果が報告され、引き続き継続的な調査を進めることになった。イギリス教育行政学会におけるスクールリーダーシップの議論を手がかりに、ヨーロッパ諸国におけるスクールリーダーシップの開発動向については、論文の成果報告がなされ、それを参照しながらアジア・太平洋地域の研究や研修動向に対する調査の視点について協議した。9月以降、ハワイ大学東西センターでニコラス・バーカー研究員へのインタビューと資料収集を実施し、同センターで開催されているリーダーシップ研修のプログラム内容について情報収集をおこなった。また、3月にはシンガポール国立教育研究所での資料収集およびインタビュー調査を実施して、同国におけるスクールリーダーシップ開発のための研修内容について把握することができた。これらの海外調査と並行して、国内での公立小学校と公立中学校での観察・インタビュー調査を継続した。現時点で明らかになっていることの一つは、日本の学校改善およびスクールリーダーシップにおける地域の環境特性や住民の主体性発揮の重要性である。また、もう一つは、ミドルリーダーのリーダーシップが先進諸国では注目されているし、国内調査においても校長のリーダーシップとは異なるミドルリーダーおよび他の教員によるリーダーシップが学校改善にとってきわめて重要な機能を果たしていることである。この点については、日本の教員という職業自体がもつ包括性・総合性という特質を踏まえてさらに考察を深める必要がある。本研究の目的は、日本における公立学校の組織や教職にみられる固有の性質に着目し、学校改善に有効性を発揮しうるスクールリーダーシップの日本的特性を解明し、それを踏まえた具現化の指針を明らかにすることである。本研究が取り組んだ課題は主として2点である。第一は,組織とリーダーシップ一般の日本的特性に関する最新の理論と実践の分析をもとに、欧米のスクールリーダーシップの最新理論と実践のありようを再検討し、日本の公立学校でのリーダーシップのあり方を考えるための要点を検討した。具体的には,アメリカ,ヨーロッパ諸国,およびアジアのシンガポールにおいて展開してきたスクールリーダーシップ論およびスクールリーダーシップ開発の実践的取り組みについて調査を行い,日本における議論や取り組みとの比較考察を行った。第二は,日本国内で学校改善が著しく進展している学校の事例を選定して観察・インタビュー調査を実施し、学校改善の進展経過ならびにそのプロセスにおいて働いたとみられるリーダーシップの内実・構成条件および要因などを明らかにした。以上の国内外での調査結果を総合的に考察して、スクールリーダーシップの日本的特性を明らかにした。例えば、欧米の場合は文化的多様さから、「学校とはそもそもどういうところか」、「教育で重視されるべき価値は何か」という点の検討にさかのぼってスクールリーダー」像を検討せざるを得ないが,それがむしろ専門職団体等による積極的関与を交えた教育的対話を促し、それによって専門職基準、研修の開発・運営などが行われている。他方,日本の学校改善事例からは,中堅教員や若手教員が学校経営上の重要な役割を果たすことが少なくないく,場合によって阿世との行動が教員の認識や行動の変化を促す場面がみられるなど,分散的で多様なリーダーシップの発揮状況がみられた。本研究は主として以下の3つの研究課題を設定して研究を進める。1.組織とリーダーシップの理論と実践に関する比較文化的調査:欧米とアジア・日本の組織とリーダーシップに関する比較文化的研究の諸成果を分析するとともに、それらを理論的背景として実践されてきたリーダーシップ研修プログラムの内容分析を行う。2.日本の公立学校における学校改善過程とそのリーダーシップ要因に関する調査:国内の公立学校の中から学校改善が進行した事例を選定し、観察・インタビュー調査を継続的に実施し、とくにリーダーシップ要因に注目して質的検討を行う。3.総合的考察:上記課題1と課題2の成果を照らし合わせてスクールリーダーシップの日本的特性を明らかにし、日本におけるスクールリーダーシップ具現化のための指針を提示する。平成23年度においては、課題1のうちヨーロッパ諸国とアメリカ合衆国における理論的・実践的動向について、主として文献の収集・検討によって明らかにした。また、それと並行して、国内の学校改善事例を選定して訪問調査を進めた。7名の共同研究として進めているが、作業課題は海外調査と国内の学校調査をそれぞれで分担して進めている。海外調査は先方とこちらの日程調整に手間取り、また、シンガポール調査においては、担当の連携研究者である末松が年度途中で異動したため、年度末の3月に時期がずれ込んでしまった。

国内の学校調査については適宜、継続的におこなっているが、未だデータ収集の段階である。今年度はこれらの事情から、具体的な研究成果をまとめる段階には至っていないが、データの収集と整理は進めている。7名の共同研究の初年度なので、研究打合会を開催して目的と課題を共有し合い、各自の分担すべき作業課題を明確にして取り組んだ。当初は初年度に海外調査を考えていたが、それよりも基本文献による課題共有とデータ収集を重視したので、海外調査は次年度に行うことにして、基本文献の購入・分析によって調査課題を明確にすることができた。また、国内での学校は幅広く探索して、各自が事例校を選定し、観察・インタビュー調査を進めることができた。ヨーロッパ諸国における動向については、連携研究者の末松裕基が成果の一部を論考にまとめることができた。また、研究代表者の浜田博文が編著者となり、国内におけるスクールリーダーシップの実践的動向を踏まえて『学校を変える新しい力』(小学館)を刊行することができた。以上により、おおむね順調に進展していると考えられる。アメリカの調査を実施できていないので、最終年度にはアメリカのスクールリーダーシップ開発に関係する研修プログラムや研究動向について調査をおこなう。また、国内の公立学校調査はこれまで収集したデータを整理・分析する。これらの調査結果のほか、前年度までの結果を含めて持ち寄り、研究打合会を開き、スクールリーダーシップの日本的特性について総合的考察をおこなう。文献調査を通じて、ヨーロッパ諸国、アメリカ合衆国ではスクールリーダーシップ開発に関する取り組みが予想以上に活発に行われ、政策的関心も高まっていることが明らかになっているので、引き続きそれらの最新情報の入手に努めたい。とくに、日本以外のアジア諸国では、スクールリーダーシップ開発において欧米の研究者からの助言などをうけている事例がみられる。欧米での研究と実践がアジア諸国の文化のなかでどのように融合的に導入されているかということも本研究で考察を深めるべき課題として考えられる。こうした点も考察視点に加えて海外調査に取り組みたい。また、国内の事例校調査は継続的に進めて、リーダーシップの要因を浮き彫りにしたい。この種の事例調査は長期的な視野で改善過程を把握する必要があり、観察とともに様々な関係者へのインタビューが必要とされるので、今後も計画的に進めたい。
定年退職後の生活キャリア再構築をめぐる縦断分析

東京都杉並区在住の6468歳の男性で定年退職を経験したことのある265名を対象に、平成7年11月に構造化された調査票を用いて郵送調査を実施した。265名は、平成4年に実施した調査の回答者であり、彼らを対象とすることにより、定年退職経験者という標本を確保するとともに、2時点での縦断追跡パネル・データを収集できた。縦断データを活かして、定年後の時間の経過に伴う生活適応の変容を把握し、定年経験と家族キャリアとの関連、さらには他の生活キャリアとの関連を探索することが本研究の目的である。回答を回収できたのは131名(回収率49.4%)で、高学歴者が多く、経済的階層が総じて高い。今回の回答者に限定して3年前との変化を慨述すると、有職率が74%から34%に低下しており、この3年間に離職した者がとりわけ多い。職業からの引退が急速に進んでいることがわかる。生活時間に余裕ができたためか、友人や近所との付き合いが以前より活発になっており、趣味が「多い方」という者、サークルや社会活動をしている者も増えている。満足度や成長意欲も以前より強い。健康には若干の衰えがみられるが、定年後さらに時間を経過した今回の方が、生活の各側面への適応が良好なようすがうかがわれた。まだ基礎的な縦断分析を終えて、2時点間での変化を確認した段階であり、こうした生活変容の因果的説明のための分析を引き続き進めている。
異方圧密粘土の構成式と土質パラメータ決定法に関する研究

1.正規圧密粘土の応力-ひずみ-時間挙動について;等方圧密粘土について実施した応力緩和試験と、等方及び異方圧密粘土についてひずみ速度を変えて行った三軸圧縮試験の結果から以下の結論を得た。(1)主応力差と時間の対数の関係は応力緩和前のひずみ速度、軸ひずみ及び載荷方法によらず2直線で表される。(2)応力緩和中の軸差応力と時間の対数との関係から求めた勾配及び発生間隔水圧の塑性成分は応力緩和開始前のひずみ速度と軸ひずみの両者に依存する。(3)定ひずみ速度試験の応力比-ひずみ関係はひずみ速度の影響を受けない。また、発生間隔水圧はひずみ速度の小さいもの程大きく、この傾向は異方圧密粘土の場合に顕著である。2.異方正規圧密粘土の応力-ひずみ-時間関係式について;上記の実験結果と既往の成果を基にして、従来の構成式に修正を加え、異方的に正規圧密された粘土に対する流動曲面型の構成モデルを導いた。このモデルによる解析結果と実験結果の比較から、非排水せん断時のひずみ速度効果はもちろんのこと、応力緩和及びその後の再せん断挙動、さらに異方圧密粘土の非排水クリープ挙動をかなりよく説明出来ることが分かった。3.異方過圧密粘土の応力-ひずみモデルについて;62-63年度の実験結果を基にして異方的に過圧密された粘土に対する弾塑性構成式を導いた。このモデルによる計算結果と実験値との比較から以下のことが分かった。(1)過圧密から正規圧密状態にわたる粘土の変形挙動をしなり正確に説明することができる。(2)本モデルに必要なパラメータは、圧縮指数λ、膨張指数κ、限界状態の応力比M、せん断剛性率G、ダイレイタンシー特性が変化する点での応力比Mmおよびα、βの計7つであり、本研究で新たに導入されたパラメータMm、α、βはいずれも平均有効主応力一定試験から求められる。1.異方正規圧密粘土の応力-ひずみ挙動について;応力比を5種類に変えて異方圧密した粘土供試体について,平均主応力一定および応力増分比一定の排水三軸圧縮・伸張試験を実施し,これをもとに導いた構成式による予測値と実験値との比較を行った結果,以下のような結論を得た.(1)せん断中のひずみ増分ベクトルと降伏曲面との非直交性を表すパラメータを応力比の関数と仮定することにより,従来よりも良い予測が得られる.(2)限界状態付近での体積ひずみの挙動をよく表現出来る.(3)非直交性を表すパラメータの新たな仮定は降伏曲面とひずみ増分ベクトルとの非直交の傾向をよく表すことができる.2.正規圧密粘土の応力-ひずみ-挙動について;等方圧密粘土について実施した応力緩和試験と,等方および異方圧密粘土についてひずみ速度を5種類に変えて実施した三軸圧縮試験の結果から以下の結論を得た.(1)主応力差と時間の対数の関係は応力緩和前のひずみ速度,軸ひずみおよび載荷方法によらず2直線で表せる.(2)応力緩和中の軸差応力と時間の対数との関係から求めた勾配および発生間隙水圧の塑性成分は緩和開始前のひずみ速度と軸ひずみの両者に依存する.(3)定ひずみ

速度試験の応力比-ひずみ関係はひずみ速度の影響を受けない.また,発生間隙水圧は同一軸ひずみにおいてひずみ速度の小さいものほど大きく,この傾向は異方圧密粘土の方が等方圧密粘土よりも顕著である.3.異方圧密粘土の変形特性について;過圧密比1.3で異方圧密・膨脹後の粘土試料についてストレス・プローブ試験を実施し,以下の結論を得た.(1)ひずみと応力の増分方向は一致せず,異方圧密履歴の影響が強く現れる.(2)平均主応力が減少する方向への主応力差一定試験を除いて,体積ひずみの発生傾向は正規圧密粘土に類似する.1.異方圧正規密粘土の応力-ひずみ-時間関係式について;(1)異方圧密粘土について種々の応力経路を与えて行った昨年度の実験結果を基にして、異方圧密粘土の変形挙動をよく表現し得る構成モデルを導いた。このモデルはCam-clay型の弾塑性構成式の塑性ひずみ増分比に修正を加えたものであって、新たな土質パラメータの導入を必要としないものである。このモデルによる計算結果は昨年度実施した実験結果はもとより既往の実験結果をもよく説明し得ることが検証された。(2)つぎに、上記のひずみ増分比の仮定を関口・太田モデルに取り込むことにより流動曲面型の構成モデルを導いた。このモデルによる解析結果と実験結果の比較から、非排水せん断時のひずみ速度効果はもちろんのこと、応力緩和およびその後の再せん断挙動、さらに異方圧密粘土の非排水クリープ挙動をかなりよく説明出来ることが分かった。2.異方過圧密粘土の応力-ひずみモデルについて;昨年度から引続き行われた本年度の実験結果を基にして異方的に過圧密された粘土に対する弾塑性構成式を導いた。このモデルによる計算結果と実験値との比較から以下のことが分った。(1)過圧密領域内での塑性ひずみの発生を考慮することによって、過圧密状態、あるいは過圧密から正規圧密状態にまでわたる異方過圧密粘土の変形挙動をかなり正確に説明することができる。(2)本モデルに必要なパラメータは、圧縮指数λ、膨張指数κ、限界状態の応力比M、せん断剛性率G、ダイレイタンシー特性が変化する点での応力比Mmおよびα、βの計7つであり、本研究で新たに導入されたパラメータMm、α、βはいずれも平均有効主応力一定試験から求められる。
抹消神経再生におけるインターロイキン3の役割

インターロイキン3(IL-3)およびその他のサイトカインの交感神経再生における役割について検討するために、マウスの臓器中のカテコールアミンの定量を行い、また、神経分布強度を抗Tyrosine hydroxylase(TH)抗体を用いた免疫染色により調べた。交感神経毒である6-hydroxydopamine(6OHDA)を腹腔内投与し、経時的変化を調べた。1.IL-3/IL-3Rβcノックアウト(KO)マウス(西中村博士より供与)IL-3のシグナル伝達に重要なβchainは、GM-CSFR,IL-5Rのそれと同一である(IL-3Rβc)。供与されたマウスはdouble heteroであり、交配によりsingleおよびdouble KOマウスが産出でき、現在、各phenotypeを増産中である。IL-1α/βKOマウスは、IL-1が完全に機能せず、一方、IL-1Ra KOマウスでは、IL-1機能が増強される。現在、両マウスの交感神経分布、6OHDA投与後の変化について解析中である。3.免疫不全(SCID)マウスでは、脾臓でノルアドレナリン量の低下がみられた。一方、SCIDマウスにhuman IL-6を発現させたトランスジェニックマウス(岸本博士、岡田博士より供与)では、ノルアドレナリンの顕著な増加が見られた。従って、交感神経の維持に免疫系からのシグナルが重要であること、また、IL-6は、交感神経機能を増強することがin vivoで初めて証明された。本年度は、マウスの維持、増産に時間を費やしたが、本研究の継続は、サイトカインの神経系における役割を明らかにするうえで極めて重要である。我々は造血系サイトカインとして知られているInterleukin 3(IL-3)が、交感神経節に作用し、軸索伸展効果をあらわすことを見いだした(Kannan,et al.,1996)。そこで、IL-3の神経再生における役割を検討するために、まずIL-3が交感神経節ニューロンに直接作用するかどうかをin vitroにおいてより詳細に調べた。すなわち、新生マウスの上頚部神経節より分離し培養したニューロンに対してIL-3は、分化促進、生存維持効果を示した。また、神経表面にIL-3レセプターの発現が認められ、さらにIL-3の効果がMitogen-activatedprotein(MAP)kinase活性を介しておきることが明かとなった(投稿中)。そこで、in vivoでの交感神経再生におけるIL-3の役割について現在検討中である。脾臓は交感神経支配が強く、神経終末が血管周囲のみならず実質のTリンパ球領域に多く分布し、直接リンパ球と接している。6-hydroxydopamine(60HDA)をマウスに腹腔内投与すると脾臓などいくつかの臓器で交感神経が特異的に破壊されるが、脾臓交感神経はマウスでは1カ月以内にほぼ完全に再生される。現在までにノーマルマウスを用いて、60HDA投与後の脾臓切片を作成し、アドレナージック神経のマーカーであるTyrosinehydroxylaseによる免疫染色法を試み、評価の再現性を確認した。IL-3は主に活性化Tリンパ球より放出されることから、今後、免疫賦活化したマウスの脾臓における60HDA投与後の神経損傷/再生過程を経時的に調べ、その変化に対するIL-3の役割をIL-3/IL-3Rβc double knockoutマウスを用いて調べる。交感神経以外の末梢神経再生に対すIL-3の役割についても検討するために現在、坐骨神経切断実験の手技及び評価法の確立に努めている。
ミカンキジラミによるカンキツグリーニング病媒介機構に関する研究

昨年度までに、実験的にカンキツグリーニング(Citrus Greening:CG)細菌を保毒させた虫を得る「獲得吸汁法」を確立しており、高率に保毒した個体群を安全に得ることが可能となった。この方法により供給された保毒虫を用いて、今年度は(1)CG細菌の虫体内における増殖性、(2)in situ hybhdization(ISH)法によるCG細菌の局在部位の解析、(3)CG細菌とキジラミ体内共生細菌との局在部位の相互比較を行った。(1)CG細菌の虫体内における増殖性吸汁行動中に変化するCG細菌濃度をReal-time PCR法により定量解析した。最大細菌濃度とその到時間を幼虫と成虫で比較した結果、最大細菌濃度は同程度だか幼虫は短時間に急速に吸汁し、細菌を獲得していることが判明した。一方で、吸汁後に健全植物体上で生育維持し、吸汁後の濃度変化を解析した。成虫では吸汁後から徐々に濃度が低下した。幼虫では羽化成虫後に増加し、細菌が定着・増殖して永続的な伝搬を可能にしていることが示唆された。(2)ISH法によるCG細菌の局在部位の解析吸汁中に進入したCG細菌は、虫体内に定着し永続的に維持されることより、ISH法によりその局在部位の検出を試みた。保毒成虫個体を観察した結果、副唾液腺組織にのみ明瞭なシグナルが認められたが、反応の特異性は低かった。同組織への局在性が示唆されるが、本法の更なる改良により最終的な確認が必要である。(3)CG細菌とキジラミ共生細菌との局在部位共生細菌は腹部の菌細胞という特異な構造物中とその周辺部に局在し、保毒虫、健全虫ともに同じ局在性を示し菌細胞数にも大きな違いが見られなかった。病原細菌と共生細菌との直接的な相互作用はないように思われるが、CG細菌の定着・増殖によるキジラミへの生理的変化など、間接的な影響を今後詳細に検討する必要があると思われる。1病原細菌の獲得と媒介の経時的変化カンキツグリーニング病の虫媒機構を研究する為の伝搬実験系の構築を行った。本実験系では、先ず本病を保毒させる為に罹病樹葉を吸汁させる。その後に健全樹に本病を伝搬させる為の吸汁行うという、2つの吸汁のステップからなる。この際、保毒虫を隔離し逃避を防ぎ、安全に効率良く実験を行うシステムが確立された。本実験系を用いて、幼虫及び成虫キジラミに罹病樹葉を一定時間吸汁させ、保毒率を解析した。その結果、幼虫は6時間吸汁では40%の保毒虫率が24時間吸汁により100%(2回反復)にまで高まることが判明した。また、成虫は48時間吸汁により保毒虫が80-100%(3回反復)となり、幼虫、成虫ともに高率に本病を保毒することが明らかとなった。更に、本病の伝搬様式を明らかにする為、幼虫期または成虫期に保毒した個体による伝搬実験を行った。その結果、成虫期に保毒した個体群は本病を長期間虫体内に保毒維持出来るが、健全樹に本病を伝搬をしなかった。一方、幼虫期に保毒した個体群は、羽化成虫になるまでに本病を伝搬し、羽化後の成虫も長期間に渡って本病を保毒維持することが明らかとなり、発育ステージに依存した伝搬様式を示すことが示唆された。今後は、発育期と伝搬能との関係を詳細に検討する。2ミカンキジラミ体内の共生細菌相とグリーニング病細菌の局在共生細菌相と本病細菌の局在性の差異を検討するため、in situ hybridization(ISH)法による検出を試みた。各種組織切片作成法を試みた結果、パラフィン切片法により組織形態の保たれた切片が得られた。また、ISH法を確立し、本法により虫体内の共生細菌が検出された。既報の局在部位とも一致したことにより、奄美大島由来ミカンキジラミ個体群(果樹研究所所有)は他のアジア地域に生息するミカンキジラミと同様な共生細菌相を有することが示唆された。また、初年度は沖縄本島由来のミカンキジラミを、沖縄県農業試験場害虫研究室の協力により採集(現地にて化学固定し果樹研究所へ移送)することが出来た。今後は、共生細菌相のミカンキジラミ地域個体群間差の分析を進めると共に,本病の伝搬様式と局在性との関係、更には共生細菌相との関連を詳細に検討していく。

一方で、吸汁後に健全植物体上で生育維持し、吸汁後の濃度変化を解析した。成虫では吸汁後から徐々に濃度が低下した。幼虫では羽化成虫後に増加し、細菌が定着・増殖して永続的な伝搬を可能にしていることが示唆された。(2)ISH法によるCG細菌の局在部位の解析吸汁中に進入したCG細菌は、虫体内に定着し永続的に維持されることより、ISH法によりその局在部位の検出を試みた。保毒成虫個体を観察した結果、副唾液腺組織にのみ明瞭なシグナルが認められたが、反応の特異性は低かった。同組織への局在性が示唆されるが、本法の更なる改良により最終的な確認が必要である。(3)CG細菌とキジラミ共生細菌との局在部位共生細菌は腹部の菌細胞という特異な構造物中とその周辺部に局在し、保毒虫、健全虫ともに同じ局在性を示し菌細胞数にも大きな違いが見られなかった。病原細菌と共生細菌との直接的な相互作用はないように思われるが、CG細菌の定着・増殖によるキジラミへの生理的変化など、間接的な影響を今後詳細に検討する必要があると思われる。
フラーレンの単一分子操作による新規なナノデバイスおよびナノ物質の作製

C60やC70を始めとするフラーレンや炭素系物質のナノメータスケールでの構造・物性研究ならびにデバイス開発研究を行った.C60とC70の最密表面を形成して局所電界印加による分子空隙の形成,分子空隙の移動,さらには電界印加ポリマー化反応に成功し,多様なナノ物質合成に成功した.さらに,フラーレンや炭素系物質を使った電界効果トランジスタを作製し,デバイス特性をナノスケールで制御して,様々な機能性を付与したC60やC70を始めとするフラーレンや炭素系物質のナノメータスケールでの構造・物性研究ならびにデバイス開発研究を行った.C60とC70の最密表面を形成して局所電界印加による分子空隙の形成,分子空隙の移動,さらには電界印加ポリマー化反応に成功し,多様なナノ物質合成に成功した.さらに,フラーレンや炭素系物質を使った電界効果トランジスタを作製し,デバイス特性をナノスケールで制御して,様々な機能性を付与したシリコン半導体清浄表面上にC60を始めとするフラーレン分子を蒸着し,さらに表面を加熱することによって,C60の最密充填表面を形成した.これに走査トンネル顕微鏡(STM)の探針から電子やホールを注入して,協奏的なポリマーリングの形成に成功した.このリングは二次元的(2D)なポリマーによって形成されていることが見いだされた.また,探針に印加する電圧の絶対値を大きくすると,外径と内径ともに増加することが見いだされた.ポリマーリングの形成は,注入された電子やホールなどのキャリアの伝搬に伴って,Woodward-Hoffmannルールに従うポリマー化反応と脱ポリマー化反応が起こっているとし,脱ポリマー化反応に必要な活性化エネルギーがポリマー化反応の場合より大きいとすることによって説明可能である.また,これにより印加電圧の絶対値が大きな場合にリングの内外径が広がることも説明可能である.同じ電圧の場合でも正の試料電圧を探針-表面間に印加することによって,リングが広がることが見いだされた.これは,注入された電子の伝搬するLUMOやLUMO+1バンドの縮態度が,ホールの伝搬するHOMOやHOMO-1バンドの縮態度より小さいので,電子の有する電子-格子相互作用が小さくなることに起因している.このようにSTMを使って誘起されたナノスケールの反応を通じて,新しいフラーレンのナノ構造を作り上げて,ナノデバイスを形成する研究を進めている.また,薄膜レベルの電界効果トランジスタデバイスの直接の微小化によって,ナノスケールデバイスを形成する研究も同時に進めている.18年度に行ったフラーレン分子のSTMを使った単一分子操作の研究に引き続いて,19年度は研究計画に記載したように,C60電界効果トランジスタデバイスを構成する各部位の界面を,ナノスケールで調査することを目的として,金属電極とフラーレンとの接触界面に関する基礎的な研究を推進した.最初に,有機分子自己組織化膜で覆われた金電極表面にC60分子の薄膜を形成し,薄膜スケールでのC60の電界効果トランジスタ動作を詳細に調べた.その結果,薄膜スケールのデバイスにおいて,電極からC60活性層へのキャリアの注入が制御されることを見いだした.電流-電圧特性からキャリアの注入障壁を精密に評価する理論モデルを作り,モデルに基づいてキャリア注入障壁と,自己組織化膜を通過する際のキャリアのトンネル効率を決定した.得られた結果は以前よリ報告されている自己組織化膜で覆われた金表面にSTM探針から注入されたキャリアが透過するときの局所トンネル効率と同じであった.これは,薄膜スケールでのマクロな研究により求めた結果が,ナノスケールでのキャリア注入に関する研究で得られた結果と一致する点で興味深い.これらの結果をもとに,多様な自己組織化膜で覆われた金電極表面でのナノスケールでのC60の最密表面のSTMによる調査を開始した.これは,微少化されたナノスケールのデバイスにおける金-C60界面のキャリア注入過程を調査するためのものである.また,研究計画に基づいて新たにC70の最密表面形成に成功し,最密表面形成に適した条件を決定することができた.これをもとに,最密表面へのSTM探針からの電界印加による空隙形成と空隙の自在な移動-操作を行った.従来,C60のみで成功してきた単一分子操作を別なフラーレンで行うことができたのは意義深い.これらの研究を通じてナノデバイスの構造形成に関する基礎的な技術と知見を得ることができた.走査トンネル顕微鏡(STM)を使ってC70分子のSi(111)-(7×7)清浄表面上での積層過程の辞細な調査を行い,C70が,C60とは異なるVolmer-Weber型積層形態をとることを明らかにした.さらに,C70を数層積層後,100°Cで加熱することにより最密表面の形成に成功した.Si(111)-(7×7)清浄表面でのC70の最密表面形成に関する成功例はこれまでになく,今回が初めての成功である.得られた最密表面の構造形態を詳細に調べるとともに,STM探針からの電界印加によって,分子スケールでの空隙形成を行った.また,C70最密表面はC60最密表面より多くの歪みを含んでおり,歪み部分への電界印加は,一度に20分子以上の空隙形成を引き起こすことを明らかにした.この研究は,本研究課題の目的である単一分子スケールでのナノ物質形成ならびにナノデバイス開発と直接結びついており,得られた成果によってC60に続いてC70で人工的に精密に制御されたナノ物質を作製する方法が確立された.

この成果はApplied Physics Letters(APL)誌に掲載された.芳香族分子であるピセンを使った高性能薄膜電界効果トランジスタ(FET)を作製し,このトランジスタが非常に良いpチャネルFET特性を示すとともに,酸素によってFET特性が大幅に向上する酸素センシング効果があることを明らかにした.酸素による特性向上は,Multiple trap and releaseモデルに基づいた解析から,トラップの劇的な減少によって生じていることを明らかにした.また,しきい電圧が酸素投入によって劇的に低下することから,トラップの減少が酸素による動作特性向上に寄与することを直接的に示すこともできた.現在得られている最高の移動度は5cm2V-1s-1を越えており,世界最高値に匹敵している.この研究は,本研究課題の目的であるフラーレンのナノデバイス作製を行う上で,最適なpチャネルFETを見つけだす必要があるために行った研究であって,ピセンFETの良好なデバイス特性の発見によって,フラーレンと組み合わせたナノスケールCMOS論理回路作製のメドを立てることができた.また,C60とp型半導体を接合させることによる光照射効果についても研究が完成しつつある.研究成果に関連して,J. American Chemicai SocietyならびにAPL誌に成果を報告するとともに,特許出願した.
量子情報処理に向けた時間と原子空間分解能を持つスピンコヒーレンス顕微鏡の開発

量子コンピュータは次世代の情報処理の中心を担うと考えられ、信頼性のあるハードウェア開発は喫緊の課題である。情報の単位は量子ビットとよばれ現行のビットと異なりその量子的重ね合わせが重要であるため、量子ビットの相互作用を制御しながら空間的に配置することに技術的困難がある。量子ビットとしてスピンはその有力候補である。スピンの精密状態測定は、大きなスピンの集団についてESRやNMRといった手法で行われてきたが、ナノスケールデバイスでは感度不足で用いることができず、それに代わる単一スピン単位での精密測定手法の開発が急務であり、本研究はその開発に貢献できる。
日本の批判的国際法学が国際法理論研究に与えた意義と将来の貢献可能性

日本における国際法理論の先駆者の一人とみることができる、恒藤恭の業績について、「戦後世界と恒藤恭の社会科学研究」として発表した。また、特に日米安保と日本国憲法をめぐる議論に焦点をあてた「恒藤恭『憲法問題』の時代:1949ー1964」と題して一般市民向けに講演を行った。これら二つは、日本の国際法理論がどのようなことを課題として深められてきたかを、具体的事例を通じて明らかにする作業といえる。日米安保や日本国憲法の現状については、「不戦のための国際的な組織・ルール」と題する長文のインタビュー記事を発表した。これは、日本における国際法理論が「武力行使の禁止」原則を強調してきた特徴を踏まえたもので、広く一般市民にもその理論的成果を分かりやすく解説したものというだけでなく、国際的にも通用できる議論を行っていることを示そうとしたものである。他方で、当該年度は研究課題の第1年目であったので、関連資料の収集と整理に時間を割きつつ、具体的テーマとしては民族自決権にかかわる近年の議論状況を把握すべく、これまでの日本の理論状況との異同を検証している。具体的には、特に日本の民族自決権論が等閑視してきた20世紀初頭のバルカン半島での諸事件や、20世紀半ばのナチスによる民族抹殺の正当化理論としての「民族性の原理」が、それ以後の理論にどのような影響を及ぼすことになるのかという点について検討した。この具体的成果については、年度をまたぐことになるが論文として公表を予定している。現在の研究課題は、これまで追求してきた議論を引き継ぎつつ、新たな視点から捉えなおすものであるため、論文発表、インタビュー記事、講演会など多様な研究成果を得ることができた。予定していた海外での資料収集等は時間の関係で実現できなかったが、インターネットの効果的な利用も可能になり、その欠を補うことができた。また、他の研究者との意見交換も何度か行うことができたので、本研究課題については、おおむね順調に進展していると言える。2年目については収集した資料を整理熟読して今日の議論状況を把握する。そのために1年目に着手した、民族自決権論の意義と課題を具体的な事例を素材にしながら明らかにし、日本の国際法理論の到達点を確認したうえで国際的な発信をしたい。また、1年目に一般市民向けに行った講演内容を文章化して、より広い読者に提供することを予定している。さらに、日米安保や日本国憲法に関わる問題については、他の研究者とも意見交換を行うことを通じて議論を深めることとしたい。1年目に予定していた資料収集等のための海外出張が時間的都合がつかずにできなかったことが原因である。次年度繰越金とあわせて2年目は海外出張を計画している。
優劣性発現に関わる新規ジーンサイレンシング現象の分子的基盤

アブラナ科植物の自家不和合性における自他識別反応は、1遺伝子座上のS複対立遺伝子(S_1,S_2,-,S_n)によって支配されているが、植物体(2倍体)が有する2つのS複対立遺伝子間には、花粉側と雌ずい側で独立に共優性あるいは優劣性の関係が認められる。この内の花粉側で認められるS複対立遺伝子間の優劣性が、花粉側の認識物質SP11の発現レベルで制御されている可能性を見出した。そこで、本研究では、まずこの現象が普遍的なものであるかを確認するために、優劣関係にある2対のS複対立遺伝子を持つ10種類以上ものS遺伝子ヘテロ体についてSP11のmRNA量をノーザンブロット法あるいはinsituハイブリダイゼーション法によって解析したが、いずれの場合も劣性側のSP11の発現が完全に抑制されていることが明らかとなった。また、いくつかのS遺伝子間では、S_<40>>S_<60>>S_<44>>S_<29>と言った直線性の優劣関係が認められるが、この場合もこの優劣関係に呼応する形で、常に劣性側のSP11の発現が抑制されることが確認され、S複対立遺伝子の組み合わせにより抑制されるSP11が変化することも明らかとなった。さらに、このSP11遺伝子の発現制御が親の性の影響は全く受けないこと、さらに次世代には遺伝しない可逆的なものであることも確認された。次に、このSP11遺伝子の発現抑制の分子機構に迫るために、SP11ゲノム領域のメチル化レベルについて改良型bisulfite法などにより解析した。ゲノムのメチル化は、エピジェネティックな遺伝子発現抑制で広く認めらる現象であるが、本例においては抑制されている側のSP11のゲノム領域が特に高メチル化されていると言った傾向は認められなかった。以上の結果より、SP11遺伝子の発現抑制の分子機構は未だ不明であるものの、このSP11遺伝子の発現抑制を介した優劣性発現機構は、これまでに報告例のない新規のエピジェネティックスの例であることが強く示唆された。
新たな集積合成手法に基づく多環性生物活性天然物の短段階全合成

複雑な構造を有する天然物の合成には多工程の変換を要する非効率性が残されており,この問題の解決には単位構造を一挙に連結する「同一時空間反応集積化」が有効である。付加環化反応は環骨格構築における反応集積化であり,[4+2]型反応による6員環構築法は広く用いられてきたものの,中員環を構築する高次付加環化反応の開発は遅れていた。本研究課題では,アセチレンジコバルト錯体の特性を利用した基質設計を行い,[6+2]型や[6+4]型などの新規高次付加環化反応の開発に成功した。さらに,7, 8, 9,および10員環炭素骨格を有する天然物の合成研究においてこれら新反応の実用性を検証した。まず、以下の方法によりゾアンタミンの不斉全合成を行った。すなわち、分子内Diels-Alder反応を用いる集積的合成手法を適用してABC環骨格を効率的に構築した後、下側部分の前駆体となるアミンセグメントを導入し、さらに分子内環化反応によりFG環を構築した。ゾアンタミンの全合成を達成するためには、A環とB環に存在する2つのケトン部を区別し、後者のα位炭素上のみにメチル基を導入する必要がある。種々検討の結果、あらかじめA環ケトン部をエノールシリルエーテルの形で保護した後に、B環ケトンからエノラートを調製してメチル化反応を行い、最後にDE環部を構築して目的を達することができた。引き続いて、ゾアンテノールの不斉全合成を検討した。ゾアンタミンA環のシクロヘキセノン部位を酸化的に芳香化することでゾアンテノールへ変換する計画を立て、モデル化合物を用いて予備的知見を得た。ところが、それらの酸化条件をゾアンタミンに適用した場合には、分解反応のみが進行してゾアンテノールは得られないことが判明した。DEFG環のアミノアセタール部位は、酸性条件下で容易に開環することに加え、窒素原子が酸化された可能性も考えられる。一方、ゾアンタミン全合成の終盤では、A環部ケトンのエノールシリルエーテルを酢酸パラジウムによりエノンに酸化しているが、この際にDEFG環部は損なわれない。そこで、これに注目して、温和な条件下で実行可能な変換法を開発した。すなわち、A環とB環の2つのケトンを同時にエノールシリルエーテルに変換後、酢酸パラジウムで同時に酸化してジエノンとし、二重結合の異性化反応によりA環を芳香化することに成功した。最後にB環上にメチル基を導入し、ゾアンテノールの世界初の全合成を達成した。多官能性天然有機化合物の全合成においては,工程数の短縮が成功の鍵を握ることから、環骨格形成において複数の炭素-炭素結合を一挙に形成する反応集積化手法の開発を目指した。まず、単子菌類から単離されたセスキテルペンであるフランエーテルBを合成標的とし、シロキシアレンとアセチレンジコバルト錯体の[5+2]型付加環化反応を開発した。この効率的7員環構築法とエノールシリルエーテルの分子内アルキル化反応を組み合わせて、ヒドロアズレン骨格を構築した。次に、硝酸アンモニウムセリウムを用いてコバルト錯体部位の無水マレイン酸への変換と渡環エーテル部の形成を一挙に行なった。最後に、無水マレイン酸部を還元的にフラン環に変換し、フランエーテルBの全合成を達成した。次に、サンゴ類から抽出されるクラジエリンテルペノイドを合成標的とし、それらに含まれる11-オキサビシクロ[6.2.1]ウンデカン骨格をアセチレンジコバルト錯体とフランの[6+4]型付加環化反応により構築した。得られたコバルト錯体に酢酸中でヨウ素と酢酸銅(II)を作用させると、渡環酸素の転位を伴う特異なヨウ素化反応が進行し、11-オキサビシクロ[5.3.1]ウンデカン骨格を有するアリル酢酸エステルが生成することを見出した。光学分割を経て合成した光学活性エノンから、有機銅試薬の共役付加反応および分子内環化反応を経て6員環を構築した。共役付加によりイソプロピル基を導入後、希塩酸で処理すると転位反応が進行して11-オキサビシクロ[6.2.1]ウンデカン骨格が再生され、これを鍵中間体としてクラジエリンテルペノイドである(-)-ポリアンテリンAの不斉全合成に成功した。具体的には、高次構造天然物タキサン類を合成標的とし、それらに含まれるビシクロ[6.4.0]

ドデカン骨格を・アセチレンジコバルト錯体の[6+2]型付加環化反応により構築する計画である。なお、タキサン類はイチイ科植物に含まれるテルペノイドであり、特にタキソールは乳ガン等の治療薬として利用されている。まず、安価なケトールとメチルプロパルギルエーテルから得た付加体をピナコール転位反応によりケトンに変換後、エノールシリルエーテルを経てアセチレンジコバルト錯体を合成する方法を確立した。続いて、ルイス酸存在下でコバルト錯体とエノールシリルエーテルの[6+2]型付加環化反応を行い、BC環部に対応するトランスビシクロ体を立体選択的に合成した。生成物を還元的脱錯体化反応に付してアルケンに変換後、ケトンへの立体選択的付加反応とオレフィン部の立体選択的酸化反応を経てエポキシドを合成した。コバルトサレン触媒を用いて末端アルケンのヒドロシアノ化反応を行い、得られたニトリルを塩基処理すると分子内環化が進行してA環部6員環が構築された。A環部の歪んだ橋頭位二重結合の導入は困難とされているが、この問題は次の方法を開発して解決した。すなわち、Chugaev法を用いてアルコールをアルケンへ導いた後,エポキシドに酸化した。これをLDBBで処理するとシアノ基の還元的除去とエポキシドの開環が一挙に進行し、ABC環モデル化合物の合成が達成できた。多官能性天然有機化合物の全合成においては,工程数の短縮が成功の鍵を握ることから、環骨格形成において複数の炭素ー炭素結合を一挙に形成する反応集積化手法の開発を目指した。デオキシタキシンBの全合成研究に関して前年度,アセチレンジコバルト錯体と6員環エノールシリルエーテルの[6+2]型付加環化反応によるビシクロケトンの立体選択的合成法および立体選択的核間位水素導入法を開発し,BC環セグメントの合成を完了していた。今年度は、BC環セグメントからのタキサン骨格構築を行い,以下の手順によりデオキシタキシンBの鍵合成中間体への誘導に成功した。まず,C環部の二重結合を選択的にジオールに酸化し,アセトニド保護体へ変換した。シロキシプロピルリチウムの立体選択的付加とmCPBA酸化を経て合成したエポキシニトリルの分子内環化反応は,モデル化合物合成の条件では進行しなかったため,再検討を必要とした。最終的に,基質のキシレン溶液に加熱下で塩基を滴下することにより,目的物を中程度の収率で得ることができた。核間位に導入されたメチル基の影響で基質の安定立体配座は環化に不利となっており,加熱下で立体配座を変化させる必要があるものと考察している。一方,前年度にモデル化合物合成を行ったコーネギスチンについて,以下の成果が得られた。まず,シロキシフランとプロピル側鎖を導入したコバルト錯体の[5+4]型付加環化反応を行い、得られた環化体をマレイン酸無水物へ変換後,渡環エーテル部を開環させてジケトンを合成した。最後に,ヨードエポキシドの開環反応によりアリルアルコールを立体選択的に導入し,天然物のジエステル誘導体に導いた。このもののスペクトルデータは,コーネギスチンから誘導された化合物の文献値と良い一致を示すことが確認できた。タキサン類の合成に関しては、アセチレンジコバルト錯体とエノールシリルエーテルの[6+2]型付加環化反応を基盤として、ABC環モデル化合物の集積合成に成功している。
学校言語教育の活動形態と談話構造に関する研究:日米の比較を通して

本研究は、日本と米国の小学校でのフィールドワークと、一日を通した学級実践のビデオデータに基づき、どのような言語教育活動が、どのような談話構造を伴って営まれているかを明らかにすることを目的とした2年計画の研究である。昨年度(1年目)は、両国小学校の学級のビデオ録画と教師へのインタビューにもとづく言語教育実践の特徴記述を行った。今年度(2年目)は、これをベースに、言語教育の活動形態と談話形態に関する分析を行った。その結果、次のようなことが明らかになった。日本の小学校では、国語科の共通の教科書を用いた一斉授業やグループ学習、読書活動などが主な言語教育実践の活動形態として位置付けられ、教師主導の談話構造が中心であった。これに対し、米国の小学校では、言語教育の活動形態に次のような多様性が見られた。(1)文法に関する課題や読書・語彙とスペリングなどのルーティーン、(2)教科書を用いた一斉授業、(3)各教師の工夫と選択により、内容に幅のある課題で構成される授業活動(理科や社会科など複数領域にまたがる内容について、各生徒自身がテーマを選択し、情報を収集し、その利用法を考え、リファレンスつきの文章にまとめるというような、伝統的な教科の枠を横断する実践)(4)保護者を中心とした地域のボランティアによる読書・読解活動。これらが相互に関連しつつ言語教育を構成しており、各活動に特徴的な談話構造が見られた。いわゆる学校国語的リテラシーの枠を超えて、現代社会の様々な実践の一部となっているリテラシーをどのように教室の活動の中に取り入れるかを考える上で重要なポイントが示唆される結果が得られた。また、時間割や年間スケジュール、教授法、教室配置などをだれがどのように構成するかなど、学校運営次元での実践と教室での言語教育実践とが密接に関わっていることが示唆された。本研究は、日本と米国の小学校のフィールドワークと、一日を通した実践のビデオデータに基づき、どのような言語教育活動がどのような談話構造を伴って営まれているかを明らかにすることを目的とした2年計画の研究である。今年度(1年目)は、米国の小学校と日本の小学校(総合学習導入前)の4、5年生の学級での一日を通したビデオデータ及び教師へのインタビューにもとづき、言語教育の実践の特徴を記述する分析を行った。その結果、現時点では次のようなことが明らかになっている。日本の小学校では、国語科の共通の教科書を用いた一斉授業や図書館を利用した読書活動などが主な言語教育実践の場として位置付けられているのに対し、米国の小学校では、(1)学級や学年を通して共通に行われる文法に関する課題や読書などの毎日のルーティーン、(2)各教師の工夫と選択による、内容に幅のある課題で構成される授業活動、(3)保護者を中心とした地域のボランティアによる読書・読解活動などが相互に関連しつつ言語教育を構成している。特に(2)では、理科や社会科など複数の領域にまたがる内容について、各生徒自身がテーマを選択し、情報を収集し、その利用法を考え、リファレンスつきの文章にまとめるというような実践が構成されるケースが多数観察された。このような活動は、いわゆる学校国語的リテラシーの枠を超えて、日本や米国の現代社会の様々な実践の一部となっているリテラシーを教室の活動の中に取り入れつつ培う場となっている。時間割や年間スケジュール、教授法、教室配置など多くの点で各教師の個性と教育観を反映し、かなりの幅をもって多様に構成できるようなシステムになっていることが(2)のような言語教育実践の形態が生まれる背景にあると考えられる。
色波長照射によるトラフグ仔魚攻撃行動の刷り込み制御

トラフグ仔魚に赤色LEDを照射すると、水槽壁に寄り“つつく行動"が誘導される。発眼卵からの赤色照射はストレス性の矮小化を誘導する。一方青波長と暗黒は同じ効果を持ち、仔魚の分散を誘導する。青波長は網膜-脳神経回路で暗黒シグナルへ変換された可能性がある。遊泳力のないトラフグ仔魚は、赤波長をストレス(危険)青波長を安全色と認識し、巧みに生息環境を感じとる。仔稚魚の種苗管理には単一LED光ではなくバランスのとれた環境光が重要である。魚類は色覚が発達しており、光や色の環境情報刺激は繁殖・産卵行動などを誘導することが知られる。申請者は、LEDの単波長をトラフグ仔稚魚(孵化後2週4週齢)に照射することで、特徴的な反射様行動を誘起することを明らかにした。現在までに赤・青・緑の3波長を用い、赤⇔青赤⇔緑の波長切り替えと同時に赤照射時は水槽壁面へ逃避し、壁をつつく行動が見られ、青・緑では分散し穏やかな遊泳を繰り返すことが再現できている。当初このつつく行動は摂食や攻撃を意味すると考えていたが、赤色光の連続照射では体長にばらつきが見られ成長阻害が起きるため、赤色光連続照射による極度のストレス誘導の可能性を考えた。一方、緑⇔青の切り替えでは目立った行動変化は起きず、青色照射では体長の平均化が起きる。トラフグでは網膜視物質受容体のオプシンは赤(1)・緑(2)・青(1)の4つの遺伝子から構成されるが、赤と青・緑の波長刺激はそれぞれ別々の視神経-脳・末梢神経を経由する信号として行動を制御し、その信号の比率が行動様式に影響を及ぼすと考える。この行動は仔稚魚の赤波長の強い海面からの逃避行動を示唆する。現在仔魚期のオプシン遺伝子の発現時期の解析を行っている。また孵化4日前の受精卵からの照射実験も行い、赤・青・緑の単一波長照射は初期発生を阻害しないことを確認した。更に、単一波長下で10か月飼育後の成魚で成熟精子を確認した。これらはトラフグの発生・成長・成熟において、3波長の全てが必要ではない事を示した。赤色のストレス性成長阻害には成長ホルモン(GH)が関わっている可能性があり、脳下垂体でその発現分布をIn situ hybridization法により解析している。成魚のGH発現細胞の近燐ではエストロゲン合成を担うアロマターゼ発現細胞が局在していたので仔稚魚において現在アロマターゼとGH分泌との関係を調査している。魚類は生息する様々な環境に適応するため、眼の構造及び視物質の種類や吸収波長を変化させてきた。近年,養殖現場においても光環境の利用が進んでいる。例えばブリでは赤い光,ニジマスやクロマグロでは緑色光が成長を促進する。また、カレイ目のマツカワでは緑色の光が成長を促進し、赤色光下で雌の割合が高くなる。仔魚期では数種においてオプシン(視物質)の発現変動が確認されているものの、光や色波長の行動や成長への影響についてはほとんど解明されていない。トラフグは攻撃性の高い魚種で,仔稚魚期の共食いによる減耗が激しく、また赤・青・緑の3原色の単純なオプシン遺伝子構成を持つので、色波長の効果を解析するのに都合が良い。現在までのLEDを用いた複数回の飼育実験により、赤色光と青色・緑色光は真逆の性質を持つ波長であり、赤色が特徴的な壁をつつく行動を誘起し、結果として初期減耗を誘導することを示した。しかし暗黒下での行動観察はなく、光・色の仔魚行動への影響に関する明確な結論が得られていなかった。最終年度は遠赤外線による(暗黒下での)トラフグ仔魚の行動観察を行い、青色(input)は光のない暗黒シグナルと同様の行動(output)を誘導する波長であり、また逆に赤色はストレス様行動を誘導する波長であることを証明した。更に免疫組織化学法を用い攻撃行動の要因と考えられる脳内エストロゲンの合成酵素であるアロマターゼが、脳神経の発達期である孵化後3週令ラジアルグリア細胞ですでに検出できることを確認した。オプシンの遺伝子発現をRT-PCR法で解析中であり、仔魚期での行動と対応を調査している。本研究により、色波長が仔魚の行動生態に重要な役割を果たすことを、実験レベルで初めて示すことに成功した。応用としては、色波長を用いたストレスに強い魚の選抜育種や減耗の少ない育種法への開発が期待できる。生殖内分泌学水中ビデオ撮影により赤・青・緑の各色波長に依存したトラフグ仔稚魚の特異な行動パターンをほぼ明らかにした。しかし、この行動がどのような生理反応によって引き起こされてるのか、その解析が進んでいない。