hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
性決定機構が未解明な動物種における性染色体の構造と性決定関連遺伝子群の解析

全ての遺伝子は常染色体上にマッピングされ、M33では遺伝子重複が生じ雌雄ともにゲノム中に二つの遺伝子座が存在することが判明した。M33は初期の性腺発達に必須でSry遺伝子の発現制御にも関わることから、遺伝子重複によって生じた新たな遺伝子がトゲネズミに性決定・性分化に関与している可能性が示された。今年度は、脊椎動物の性染色体の起源と分化過程に関して以下の研究成果を得た。1)鳥類のW染色体のヘテロクロマチンを構築する新規高度反復配列を単離した。この配列は、ゲノム全域に散在するレトロトランスポゾン様の反復配列であり、新口蓋上目内で高い保存性をもつことから、古口蓋上目から分岐後、W染色体の分化に伴って部位特異的に増幅した反復配列であることを明らかにした。2)109遺伝子よりなるシマヘビの比較染色体地図を作製し、ヒト、ニワトリとの染色体相同性を明らかにした。Z染色体に連鎖する11の機能遺伝子を同定し、ヘビZ染色体がヒト染色体3p、7p、10p、17q、ニワトリ染色体2、27と対応することから、ヘビ、鳥類、哺乳類の性染色体が共通祖先の異なる染色体に由来することを明らかにした。また、ニシキヘビ、シマヘビ、ハブのZ染色体の比較地図を作製し、ヘビの性染色体の分化過程を明らかにした。3)性染色体の分化が初期段階にあるダチョウとカンムリシギダチョウを用いてZW染色体の比較地図を作製し、カンムリシギダチョウからW染色体特異的反復配列をクローニングした。その結果、鳥類の性染色体では、端部着糸型の祖先型性染色体の動原体領域から遠位部に向かって欠失が生じ、そして染色体の欠失にともなって近位部でW特異的な反復配列の増幅が生じたことを明らかにした。4)雌雄ともにXO型性染色体構成をもつTokudaia属トゲネズミにおいて性決定に関与するゲノム領域を特定する目的で、G-分染核型のイディオグラムを作製し、CGH (Comparative Genomic Hybridization)法を用いて、性決定に関わる性特異的な染色体領域の同定を試みた。その結果、雄または雌特異的な染色体領域は検出されず、トゲネズミの性決定に関わる性特異的なゲノム領域は少なくとも4Mb以下のサイズであることが示唆された。今年度は、脊椎動物の性染色体の起源と分化ならびに性決定遺伝子の探索に関して以下の研究成果を得た。1)これまでにカメ類とヘビ類のZ染色体が鳥類のZ染色体と起源が異なることが本研究で明らかにされていたが、ニワトリZ連鎖遺伝子の比較マッピングによってミナミヤモリのZW染色体が鳥類の性染色体と同一の起源をもつことが判明し、爬虫類内でも性染色体の起源が多様であることが明らかとなった。2)同一種の中でXY型とZW型の性染色体が混在するツチガエル(Rana rugosa)において3つの性連鎖遺伝子を検出し、Y染色体とZ染色体、X染色体とW染色体が同一の起源をもつことを明らかにした。3)北里大学の伊藤道彦氏との共同研究で、アフリカツメガエル(Xenopus laevis)の雌特異的卵巣決定候補遺伝子DM-Wの染色体マッピングを行い、アフリカツメガエルのZW染色体が第3染色体に対応することを明らかにした。4)ニワトリの性腺特異的に発現している転写産物の網羅的解析を行なった結果、Z染色体に連鎖し、オスの性腺に特異的な発現を示す新規遺伝子を同定した。この遺伝子の全長配列を決定し、詳細な発現様式を確認した。さらに、この遺伝子は鳥類以外の脊椎動物には存在しないことが明らかとなった。
極低温下での強磁場中、大電流通電中における大型超伝導導体の機械的特性評価試験法

大型ヘリカル装置,国際熱核融合実験炉,ベンデルシュタイン7-Xといった大型のプラズマ実験装置が設計・製作され,これらの装置のための大型超伝導導体の開発や,大型超伝導コイルの製作が進められている。大型超伝導コイルは,4.4Kといった極低温で運転され,10KA以上の大きな電流が流される。したがって、このような環境下での超伝導導体の機械的特性を評価することが重要であり,本研究はそのことを目的としたものである。本研究成果は以下のようにまとめることができる。1.NbTi線材(Cuを1.02.0の割合で含有するStrand)を常温で強加工すると、Cu部の電気抵抗特性が劣化し,そのため,極低温下でのクエンチ後の回復が遅れる。一方,極低温下で局部的に変形を与えた場合には,切断直前に至るまでクエンチ後の回復特性は変化しない。これは,Cuの電気抵抗特性が極低温下での変形にあまり依存しないためであり,NbTiフィラメントが断線することにより超伝導特性が損われることになる。2.大型ヘリカル装置に用いられる大型超伝導導体はかなり安定した導体であり、コイルパック試験によりその変形を予測することができる。超伝導安定化材である高純度Alは,変形抵抗を減少させるが,外的な機械的変形(曲げなど)を受けても超伝導特性は損われない。3.大型ヘリカル装置の中で最も小型の内側垂直磁場コイルの冷磁時の変形を計測し、ほぼ予測どおりの変形を生じることを確認した。強磁場中での変形の計測にあたっては,変位検出器の磁場依存性を知ることはいうまでもないが,計測線のノイズ対策が大変重要である。平成6年度においては、主として荷重付加装置、クライオスタットの製作、8Tスプリットコイルの冷却励磁および10kA電流リ-ドの製作に主眼を於き、研究を進めた。なお、計測システムについても検討を開始した。本年度の各項目の研究実績は以下の通りである。1.荷重付加装置の製作荷重付加装置の設計、製作を終了し、動作試験を行った。荷重容量は引張、圧縮ともに10トンであり、シリンダーの最低異動速度が0.1mm/minや25kg/minの条件下で安定した制御を行うことができた。2.クライオスタットの製作液体窒素槽やスーパーインシュレーションを有する、内槽直径600mm、内槽深さ1670mmのクライオスタットが完成した。断熱真空槽の真空度合いは良好であることを確認した。3.負荷治具の製作荷重負荷試験用の治具の製作を行い、室温ではほぼ正常に荷重が負荷できることを確認した。4.8Tスプリットコイルの冷却励磁試験クエンチ保護回路の整備が遅れ、冷却励磁試験を実施するに至っていない。平成7年度早々にクエンチ対策を終了し、冷却励磁試験を行う予定である。5.10kA電流リ-ドの製作平成7年1月に10kA電流リ-ドが納入され、クライヲスタットへの取り付けを行った。現有の3kA電源との接続を行い、クライオスタットの冷却試験時に電流リ-ドの通電試験を行う。6.計測システムの構築マッキントッシュコンピュータを主体とした計測ならびにデータ解析システムの構築を開始した。平成7年度においては、装置全体の組立、8Tスプリットコイルの励磁、超伝導導体の機械特性試験を実施し、計測・制御系の安定性を検討した。本年度の研究実績は以下の通りである。1.強磁場機械試験装置の組立前年度に購入、製作したクライオスタットに、荷重負荷装置、8Tスプリットコイル、10kA電流リ-ドを取り付け、試験装置全体の組立を行った。

そして、試験用の超伝導導体をセットし、クライオスタットの試験冷却、8Tスプリットコイルの試験励磁、10kA電流リ-ドの試験通電、荷重負荷装置の動作試験を実施した。各試験結果は以下の通りである。(a)クライオスタットの試験冷却によって、約500リッターの液体ヘリウムを安定して貯留することができた。(b)8Tスプリットコイルを液体ヘリウムに浸漬した状態で励磁した。スプリットコイル単独での8Tまでの励磁を順調に行うことができた。(c)10kAの電流リ-ドを30kAの直流電源に接続し、5分間、10kAの通電を行った。電流通電時に若干の電流値の変動が認められた。(d)負荷装置の動作試験を単独で実施し、常温での動作と同じであることを確認した。2.総合機械試験各装置の単独試験を行った後、8Tの磁場を作った状態で、5kAの通電を行い、負荷装置の動作試験を実施した。この時、負荷装置の制御が不安定となり、所定の変位速度で負荷ロッドが制御されないことが判明した。8Tのスプリットコイルを立ち上げた状態では、負荷装置は正常に動作することから、30kAの直流電源立ち上げ中のノイズもしくは通電電流による磁場によって負荷装置の制御系が不安定になるものと推測され、その対策を進めている。試験的に行った超伝導導体の機械試験結果を確認するため、導体断面の金属顕微鏡観察を実施した。その結果、顕著な損傷は認められなかった。
二次性副甲状腺機能亢進症におけるCa受容体、VD受容体異常とその相互作用

著明な二次性副甲状腺機能亢進性(2 HPT)を合併する透析患者の副甲状腺摘出術時に得られた副甲状腺細胞を、Ca sensing receptor(CaR)、vitamin D receptor(VDR)抗体で染色した。その結果、CaRの染色は副甲状腺の瀰漫性過形成部に比し結節性過形成部で有意に減少しており、この結果はVDRの染色結果とも一致した。また研究期間中に得られた原発性副甲状腺機能亢進症患者(1 HPT)からの摘出副甲状腺と比較すると、摘出副甲状腺の正常部分に比し腺腫部分のCaRのdensityは低下し、2 HPTで得られた結節性過形成部とほぼ同様の所見を呈した。2 HPTの摘出副甲状腺の重量とVDR densityには弱い逆相関がみられたが,CaRとの相関は得られなかった。2 HPTの結節性過形成部では細胞増殖が強く、アポトーシス細胞の減少が認められ、同時にCaR、VDR densityは減少していた。またc-mycの免疫染色も結節性過形成部で増強が認められた。摘出副甲状腺短期間培養系を用いたCaRとVDR mRNAの検討では、6時間の培養時間では培養液中へのCa、cacitriol添加の影響は確認できなかった。異常の結果から、2 HPTの特に結節性過形成部のCaRは減少し、この減少はVDR densityの低下、細胞増殖の亢進、アポトーシス細胞の低下を伴っていると考えられた。また、Caやcalcitriolの添加により、CaRがupregulateされるか否かの解明には、副甲状腺のより長時間の安定した培養系の確立が必要と考えられた。
サスティナブルモビリティを実現するための都市圏交通計画手法の開発

本研究は、経済成長を支える交通需要を環境負荷の小さな形態で実現する為の交通戦略、即ちサスティナブルモビリティを実現する交通戦略を構築する為の都市圏交通計画手法の開発である。平成八年十月の採択以後、平成十年度三月までの研究期間の主な研究成果は以下の通りである。1.離散選択モデルアプローチによる集計交通需要予測手法の開発従来型の四段階推定法による日本交通量予測に対して、ネスティドロジットモデルを組み込んだ改良モデルを提案した。具体的に仙台都市圏において、モデルを推定し、より理論的で精度の高い分布モデルと鉄道端末を考慮した鉄道経路選択モデルを構築し、その有用性の例示として、様々な交通戦略を比較した。2.交通手段・配分同時均衡分析による外部費用の内部化方策の効果分析自動車の外部費用を内部化する事により、受益者負担原則に照らしてよりサスティナブルな交通状況を実現する戦略を評価する為に、交通手段・配分同時均衡モデルを開発した。仙台都市圏を対象に、時間帯別OD表に関するプライシング施策等の効果分析を実施した。3.戦略交通モデルの開発と適用個別リンク交通量を算出する従来型の配分手法に対して、一定地域内の道路や鉄道の供給量と需要量、ならびに速度等のサービスレベルを関連付ける集計パフォーマンス関数を活用する戦略モデルについて、その開発状況と適用事例を整理した。また、東京都市圏の道路網を対象として、モデルを推定し、ロードプライシング等のモビリティ戦略の評価が可能な実用的モデルが構築可能である事を明らかにした。4.これらの研究成果は、四段階推定法の改良モデル、配分段階を簡略した戦略交通モデルの二種類の分析手法に関して、より論理的で精度の高い手法を与えており、サスティナブルモビリティを実現する為の交通戦略を評価する都市圏交通計画手法の骨子を形成する事が出来たと考える。平成8年度は、交通の社会的費用算出モデルと道路種別を考慮した集計QV式を中心に検討した。前者については、データの利用可能性の側面から、仙台都市圏を対象として、(1)時間帯別OD表の作成と時間帯別リンク別配分交通量の推定、(2)配分交通量に基づく、騒音、大気汚染、地球温暖化等の社会的費用算出モデルの構築を検討し、整合性のある推定値を算出できるモデルを構築した。仙台市、宮城県等へのヒアリング、仙台市の現地視察、道路網データの収集・整備、ならびにMapInfoによる分析結果の表示システムと配分計算ソフトを結ぶ変換プログラムの開発等を行った。本研究は、4研究室の合同で進めており、開発したシステムを共有する方向で整備を進めている。また、後者に関しては、東京を対象に、道路ネットワークデータを収集・整備し、一般道路の集計QV式に関する算出方法を比較検討し、個人選択理論に基づく集計リンク設定の有用性を確認するとともに、首都高速道路ネットワークと一般道路集計QV式の組み合わせによって、計算角荷を軽減し、交通経路・手段選択モデルとの整合性を確保する計算方法を提案した。走行時間と交差点待ち時間を集計レベルで簡略表象できる新しい集計QV式やリンク集計方法の比較検討を、仮想的なネットワーク、ならびに東京の具体的な道路ネットワークで実施した。この道路ネットワークは研究分担者の桑原がシミュレーション分析用に整備したものを使用しており、現実にきわめて近い道路網で検討できたと考えている。次年度は、この提案方法の具体的な精度を検証するとともに、仙台都市圏で検討した分析手法を東京に適用し、その有用性を検証する予定である。平成9年度は、前年度の仙台都市圏を対象とした交通の社会的費用算出モデルの開発、東京都市圏を対象とした集計QV式の開発を受けて、具体的な交通戦略の評価モデルを構築した。第一に、自動車の外部費用を内部化する事により、受益者負担原則に照らしてより適正な交通状況を実現する戦略を評価する為に、交通手段・配分同時均衡モデルを適用し、仙台都市圏パーソン

リップ調査により集計した時間帯別OD表に関するプライシング施策等の効果分析を実施した。個別ツールを組合せてビジュアルに分析結果を提示する仕組みを開発し、様々な賦課金の効果を評価可能なモデルを構築した。第二に、仙台都市圏に関しては、人口配置の変更に起因する分布交通量の変更を視野に入れた交通戦略を評価する為に、従来型の四段階推定法による日交通量予測に対して、ネスティドロジットモデルを組み込んだ改良モデルを開発し、その有用性の例示として、様々な交通戦略を比較評価した。第三に、個別リンク交通量を算出する従来型の配分手法に対して、一定地域内の道路や鉄道の供給量と需要量、ならびに速度等のサービスレベルを関連付ける集計パフォーマンス関数を活用する戦略モデルについて、その開発状況と適用事例を整理する共に、東京都市圏の道路網を対象として、モデルの推定と適用を試みた。その結果、ロードプライシング等のモビリティ戦略の評価が可能な実用的モデルを構築する事が出来た。以上の成果を、報告書に取りまとめる。
ブリの生殖腺刺激ホルモン遺伝子のクローニングと成熟促進法の開発

ブリ養殖のための種苗は、現在においても全てを天然稚魚(モジャコ)に依存している。本研究では、養成親魚を用いたブリの人工種苗の生産を最終的な目標として、飼育下で成熟させるのに必要な2種の生殖腺刺激ホルモン(GtH)の遺伝子クローニングを行い、遺伝子工学的手法を用いたブリのGtHの大量合成法を開発するとともに,大量に得られるこれら組み換えGtHを用いて,それらの機能解析を行う。今回、ブリの2種類の生殖腺刺激ホルモン(GtH)のcDNAクローニングを行い、βサブユニットのmRNAの発現をマーカーとして、配偶子の成長、成熟に伴うGtHの分泌動態を解析した。ブリの下垂体からα、1β、および2βの3つのサブユニット遺伝子が単離され、ブリでも他の脊椎動物と同様に2種類のGtHを下垂体で産生していることが明かとなった。それらの塩基数はα:579bp、GtH-1β:453bp、およびGtH-2β:578bpでそれぞれ114、120、および148のアミノ酸をコードしていた。GtH-1の分泌はGtH-1のβ-サブユニットのmRNA発現量、GtH-2の分泌はGtH-2のβ-サブユニットのmRNA発現量にそれぞれ依存していると考えられる。そこで雌雄各時期における各GtHサブユニットのmRNA発現量をノーザンブロッティング法により解析した。その結果、雌においてGtH-1β-サブユニットは卵黄形成の活発な時期に、GtH-2β-サブユニットは卵黄形成の後半から卵成熟直前にそれぞれ高い発現を示した。雄ではGtH-1とGtH-2のそれぞれのβ-サブユニットの発現量はともに活発な精子形成の見られる期間中、高い値を示したが、一連の精子形成過程中、常にGtH-1βの方がGtH2βより4倍程度高い値を示した。以上、本研究により、特に雌における卵黄形成にGtH-1が積極的に関与していることが示唆された。
ドキュメンタリー映画による環境問題――現代的課題に向き合う映像メディアの研究

本研究は、ドキュメンタリー映画が環境問題をどのように描写し扱ってきたかを明らかにすることを目的としていた。より具体的には、(1)日本をグローバルなコンテクストに位置づけ、(2)公害、土地開発、ごみ、食料、地球温暖化、「放射能汚染」の6つ問題を、(3)ドキュメンタリー映画がどのように表象してきたのか、さらにはそうした映画がどのように上映され、社会的にどのような役割を担ってきたのかを考察することを目標とした。研究の進捗にしたがい、311の原発事故後の状況に焦点を合わせ、ドキュメンタリー映画が社会運動、生命と生活の葛藤、自然環境、グローバルなネットワークに取り組んできた状況を明らかにした。本研究は、ドキュメタリー映画が環境問題をどのように描写し扱ってきたかを明らかにすることを目的としている。より具体的には、公害、土地開発、ごみ、食料、地球温暖化、「放射能汚染」といった問題をドキュメンタリー映画がどのように表象してきたのか、さらにはそうした映画がどのように上映され、社会的にどのような役割を担ってきたのかを考察することを狙いとしている。上記のように、福島第一原子力発電所事故後の「放射能汚染」や自然環境に関わる問題をドキュメンタリー映画がどのように表象しているかという課題については、上記のように二本の論文を執筆し、口頭発表も行なったので一定の成果を上げることができた。また、この中で地球温暖化の問題にも触れている。しかし、実施計画に記載した、公害、土地開発、ごみ、食料といった問題を扱ったドキュメンタリー映画に関しては、山形ドキュメンタリー映画祭やそのアーカイヴなどを活用したり、自主上映会に参加したり、DVDやインターネット上の映像資料にアクセすることにより視聴・調査・資料収集を行なったものの、まだ本格的な分析には着手していない。また、環境問題そのものの先行研究の成果の検討もまだ十分とは言えない。調査の進行とともに、問題が予想以上に多岐にわたっていることがわかってきたので、今後は福島第一原子力発電所事故後の状況に関連づける形で、上記の環境問題のテーマを扱って行くことを考えている。平成28年度は、3本の論文を発表した。「映画上映による市民のネットワーク化ー3.11後の社会運動における映画とメディア」(英語による共著書所収)、「命を問題化するー3.11原発災害に関するドキュメンタリー映画」(英語による共著書所収)、「アントロポセンの脱自然化ー3.11原発災害後のドキュメンタリーにおけるランドスケープ、動物、場の感覚」(日本語学術雑誌)である。また、7月に「文化を媒介にした環境問題」(名古屋大学)と題した国際シンポジウムを企画し、自分も発表者の一人として、「アントロポセンの脱/自然化ー3.11原発災害後のドキュメンタリー」と題した口頭発表を行った。加えて、オーストラリアで開催されたカルチュラル・スタディーズ学会(シドニー)で「グローバルな想像可能性ー放射能廃棄物の映画的表象」(英語)と題した口頭発表を行った。これらの発表では、「放射能汚染」を中心に、社会運動とメディア、生命と生活、動物を含めた自然環境、廃棄物の表象を調査・分析してきた。上記のように、3本の論文を発表し、2回の口頭発表を行うだけの成果は上がっている。また、国際シンポジウムを主催し、同じ問題関心を抱く世界の研究者と意見・情報交換を行なうことができた。そして、そのシンポジウムの成果を6本の研究論文として、学術雑誌『JunCture超域的日本文化研究』の特集「文化に媒介された環境問題」にまとめ公刊することも行なった。さらに、そのシンポジウムおよび学術雑誌で発表した原稿をもとにした自分の研究論文が、アメリカを拠点とするエコクリティシズムの学会、ASLE(Association for the Study of Literature and Environment/文学・環境研究学会)の機関誌ISLEにも掲載されることが決定している。一方、前年度のこの欄にも記載したように、当初のテーマ設定では、調査の進行とともに問題が予想以上に多岐にわたっているとわかったので、今回のプロジェクトでは福島第一原理力発電所事故後の状況に関連づける形で、環境問題に関するドキュメンタリーを扱う方向に軌道修正している。平成29年度は、2つの国際学会でそれぞれ1回口頭発表し、アメリカの大学で招待講演を1回行った。また、1本の論文の英語書籍への掲載が決定した。具体的には、8月にブエノスアイレス(アルゼンチン)で行われた、ドキュメンタリーに関する学会、ヴィジブル・エビデンス学会で、ドキュメンタリー映画が世界規模で行われている原子力エネルギーの生産・流通・廃棄の過程をどのように表象しているかについて発表した。また、11月には、サンティアゴ(チリ)で行われた、「知識/文化/エコロジー」カンファランスで、ドキュメンタリーが特定の国や地域の境界を超えて広がる放射性物質をどのように捉えてきているのかについて発表した。

この月には、ミネソタ大学で招待講演を行い、ドキュメンタリーが不可視の放射線が広がる福島やその他の地域で風景、動物、場所をどのように捉えているかについて話した。これを基にした論文が、香港大学出版会から刊行される共著書に掲載されることが決定した。これらの発表と論文では、「放射能汚染」に偏っているのは確かであり、研究課題の他のテーマにも取り組む必要がある。しかし、「放射能汚染」は、公害、土地開発、ごみ、食、地球温暖化のいずれの問題にも関係しており、3.11原発事故後の状況におけるこれらの問題にドキュメンタリーがどのように取り組んでいるかという課題としては順調に進んでいると言える。本研究は、ドキュメンタリー映画が環境問題をどのように描写し扱ってきたかを明らかにすることを目的としていた。より具体的には、(1)日本をグローバルなコンテクストに位置づけ、(2)公害、土地開発、ごみ、食料、地球温暖化、「放射能汚染」の6つ問題を、(3)ドキュメンタリー映画がどのように表象してきたのか、さらにはそうした映画がどのように上映され、社会的にどのような役割を担ってきたのかを考察することを目標とした。研究の進捗にしたがい、311の原発事故後の状況に焦点を合わせ、ドキュメンタリー映画が社会運動、生命と生活の葛藤、自然環境、グローバルなネットワークに取り組んできた状況を明らかにした。映画祭や自主上映会などのドキュメンタリー映画の上映会への参加、アーカイヴ調査、現在復刻版が刊行中の雑誌『記録映画』などの資料の検証を引き続き行なう。とりわけ、平成28年は5月に台北で台湾ドキュメンタリー映画祭が開催されるので、その機会を有効に利用したい。一方、シンポジウムや学会で、これまでの研究成果についての口頭発表を行い、質疑応答で他の研究者の質問・意見を伺うことで研究の内容を充実させたい。具体的には、名古屋大学で7月30-31日に開催予定の国際シンポジウム「文化に媒介された環境問題」で、福島第一原子力発電所事故後の状況を取材したドキュメンタリー映画が自然環境に関わる問題をどのように表象しているかについて発表する。また、12月14-17日にオーストラリアで開催予定のカルチュラル・スタディーズ学会に、ドキュメンタリー映画における廃棄物問題の表象についての発表を申し込んでいる。オーストラリアの研究者は環境問題と文化の関係についてとくに強い関心を持っているので当学会は重要である。これらの口頭発表をもとにして論文を作成し、将来的には書籍化できるようにさらに洗練させる。上記のように、当初のテーマを軌道修正し、福島第一原理力発電所事故後の状況に関連づける形で、環境問題に関するドキュメンタリーを扱うことにした。今年度は、ウラン鉱山から核廃棄物に至るまでの原子力に関わる物質のグローバルな流通を、ドキュメンタリーがどのように表象しているか、そしてそうした作品がどのように流通し上映されているかという点を調査し分析する。また、放射能汚染と食料の関係についても調査を進めたい。
OCTNで取り込まれる新規細菌活性物質の腸上皮細胞内動態とMDR1による排出障害

宿主腸管は,腸内細菌由来の活性物質を種々の細胞膜分子により認識して,腸内環境情報を取得し腸管ホメオスターシスを維持していると考えられているが,その詳細なメカニズムについては部分的に解明されているのみである.本研究では,宿主の細菌認識機構に関係する腸管上皮細胞膜の分子について解析し,細胞膜トランスポーターや接着分子を介した新しい腸内環境の認識機構を明らかにした.本研究により,バシラス菌由来の腸管保護物質であるcompetence and sporulation factor(CSF)が,細胞膜トランスポーターであるOCTN2によって腸管上皮細胞に取りこまれ,30-60分後にその一部は核内に取り込まれていくことを明らかにした.さらに,新規乳酸菌SBC88由来の腸管保護活性物質を同定し,この活性物質は細胞内には取り込まれず,上皮細胞表面のインテグリンの一種を介して細胞表面に吸着し,腸管保護作用を発揮することを明らかにした.また,取り込まれた活性物質はMDR-1をはじめ複数の細胞膜トランスポーター等から排出されると考えられた.以上から,腸内細菌の認識機構は菌由来活性物質の種類によって様々であり,細胞内に取り込まれて効果を発揮する場合や,細胞表面に吸着して効果を発揮する場合がある.また,その排出機構には複数の細胞膜分子が関与しているものと考えられた.宿主腸管は,腸内細菌由来の活性物質を種々の細胞膜分子により認識して,腸内環境情報を取得し腸管ホメオスターシスを維持していると考えられているが,その詳細なメカニズムについては部分的に解明されているのみである.本研究では,宿主の細菌認識機構に関係する腸管上皮細胞膜の分子について解析し,細胞膜トランスポーターや接着分子を介した新しい腸内環境の認識機構を明らかにした.本研究により,バシラス菌由来の腸管保護物質であるcompetence and sporulation factor(CSF)が,細胞膜トランスポーターであるOCTN2によって腸管上皮細胞に取りこまれ,30-60分後にその一部は核内に取り込まれていくことを明らかにした.さらに,新規乳酸菌SBC88由来の腸管保護活性物質を同定し,この活性物質は細胞内には取り込まれず,上皮細胞表面のインテグリンの一種を介して細胞表面に吸着し,腸管保護作用を発揮することを明らかにした.また,取り込まれた活性物質はMDR-1をはじめ複数の細胞膜トランスポーター等から排出されると考えられた.以上から,腸内細菌の認識機構は菌由来活性物質の種類によって様々であり,細胞内に取り込まれて効果を発揮する場合や,細胞表面に吸着して効果を発揮する場合がある.また,その排出機構には複数の細胞膜分子が関与しているものと考えられた.本年度の研究成果を示す.1.腸内細菌産生ペプチドの細胞内動態を明らかにする.バシラス菌由来の腸管保護物質であるcompetence and sporulationfactor(CSF)を化学的に合成し,FITC標識を行った.作製したFITC標識CSFを大腸癌細胞株であるCaco2/bbe cellsに添加した結果, 15分後に細胞質内に取り、こまれた.その後, 30-60分後にその一部は核内に取り込まれていくのが観察された.すなわち, CSFは細胞質内の標的物質と結合する場合と核内へ移行して作用を発揮する場合が考えられた。現在, FITC抗体を用いて細胞内のFITC標識CSFの動態について検討中である.2. MDR-1による細菌産生ペプチドの排出能を明らかにする.Caco2/bbe cellsにMR-1 siRNAを導入し, MDR-1低発現細胞株を作製した.本細胞株においてMDR-1蛋白発現が低下していることをWestern blotingにて確認した.また, ^3H標識ジゴキシンの排出試験により, MDR-1の魏低下を確認した.本細胞株に対しFITC標識CSFの短時間暴露(15分間)を行った結果,細胞内のFITCレベルは増加したものの有意ではなかった.現在,観察時間などの実験条件の適正化や,抗FITC抗体を用いた細胞内FITC標的CSFの定量を試みている.今後さらに,変異MDR-1の導入によるCSF排出能の変化やin vivoモデルによる検討も行っていく.1.腸内細菌産生ペプチドの細胞内動態を明らかにする.バシラス菌由来の腸管保護物質であるcompetence and sporulationfactor(CSF)を化学的に合成しFITC標識をした後,大腸癌細胞株Caco2/bbe cellsに添加した結果,15分後に細胞質内に取りこまれることを明らかにした.その後,30-60分後にその一部は核内に取り込まれていくことも明らかにした.したがって,バシラス菌由来の活性物質であるCSFはヒト腸管上皮細胞に取り込まれ,さらに核内へと輸送されることで生理作用を発揮することが示唆された.2.MDR-1による細菌産生ペプチドの排出能を明らかにする.Caco2/bbe cellsにMDR-1 siRNAを導入し,MDR-1低発現細胞株を作製した.さらに,preliminaryな検討として,本細胞株に対しFITC標識CSFを添加して細胞内蓄積量を検討した結果,control細胞と比較して細胞内におけるFITCレベルの増加を認めた.すなわち,MDR-1はCSFの細胞外排泄にかかわっている可能性が示唆された.3.MDR1の機能異常に起因する細菌産生ペプチドの蓄積と腸炎発症との関連性を明らかにする.変異MDR-1遺伝子を作成した.現在,遺伝子導入における条件設定を行っており,次年度はこのin vivoモデルを用いて,IBD関連遺伝子異常と腸炎発症のとの関係を明らかにしていく.

1.腸内細菌産生ペプチドの細胞内動態を明らかにする前年度までに,バシラス菌由来腸管保護物質であるcompetence and sporulation factor (CSF)を化学的に合成しFITC標識をした後,大腸癌細胞株Caco2/bbe cellsに添加した結果,このCSFは15分後に細胞質内に取りこまれ,30-60分後にその一部は核内に取り込まれていくことを明らかにした.今年度は,新規乳酸菌SBC88由来の腸管保護活性物質(国際特許申請中)について同様の検討行った.その結果,この活性物質は細胞内には取り込まれず,上皮細胞表面に吸着した.この吸着を仲介する分子を探索した結果,インテグリンの一種であることが判明した.以上から,菌由来の腸管保護活性物質には,細胞内に取り込まれて効果を発揮する場合と,細胞表面に吸着して効果を発揮する場合があると推測された(現在投稿中)2.MDR-1による細菌産生ペプチドの排出能を明らかにする今年度は我々が作成したMDR-1低発現Caco2/bbe細胞を用いて,CSFの細胞内蓄積量を調べた.その結果,control細胞と比較してMDR-1低発現細胞ではCSF蓄積量が増加していたが,およそ10%程度の変化であった.すなわち,MDR-1はCSFの細胞外排泄にかかわっているが,他にもCSF排泄メカニズムが存在すると考えられた3.MDR1の機能異常に起因する細菌産生ペプチドの蓄積と腸炎発症との関連性を明らかにする我々が作成した変異MDR-1遺伝子ベクターを正常マウス腹腔内に投与し,炎症性腸疾患の発生について検討したが,組織学的にわずかな腸管炎症は認めたマウスが存在したが,明らかな腸炎を発症したものは無かった.MDR-1の遺伝子変異のみでは,腸炎発症を惹起しないことから,他の因子の複合的な異常により,腸炎が発症すると考えられた
中山間地域の保全戦略のための環境総合指標の展開

国土の均衡ある発展,ひいては地球環境問題への対処を踏まえて,環境保全・国土保全の観点から中山間地域を保全していく必要性があるとの認識から,中山間地域における物理的・社会的・経済的など様々な環境条件を反映する個々の環境指標を整理統合して,総合的な環境指標を展開することにより,中山間地域の健全性を表す指標を構造化して,効果的な中山間地域の保全対策を行うための一つの基準となるべき指標を導出することを目的として,代表的地域を対象にGISを用いた空間分析および住民意識調査を実施して環境指標の総合化を図った。(1)典型的な中山間地域である長野県小県郡の4町村(丸子町・武石村・和田村・長門町)を調査対象地域として設定し,農林業生産・集落の現況・地域資源の維持管理状況・自然環境等に関する現地調査および資料収集を行い,地形,地質,土壌,植生等のデータベースを作成した。さらに,ランドサットTMデータを用いて土地利用のデータベースを作成した。これらを利用して,中山間地域における国土保全機能として,土砂崩壊防止機能,洪水防止機能,土壌侵食防止機能,大気浄化機能を面的に定量的評価を行い,その5機能を統合して総合国土保全機能を表す指標を構築した(2)中山間地域における快適性の環境指標を求めるため,アンケートにより環境に対する住民意識調査を実施した。これを利用して,自然環境,生活環境,農林業環境,安全環境に関する個別的環境状態の評価値から住民意識による総合環境評価指標を構築した。(3)以上の総合国土保全磯能を表す指標と住民意識による総合環境評価指標とを統合し,環境資源の保全・管理・活用を可能とする集落を最小単位とした中山間地域における環境の総合指標を構造化した。これは様々な環境条件を反映する個々の環境指標の中から,物理的な側面と住民のアメニティ環境の側面を抽出して中山間地域の健全性を表す総合的な環境指標の一つになると考えられる。国土の均衡ある発展,ひいては地球環境問題への対処を踏まえて,環境保全・国土保全の観点から中山間地域を保全していく必要性があるとの認識から,中山間地域における物理的・生態学的・社会的・経済的・経営的など様々な環境条件を反映する個々の環境指標を整理統合して,総合的な環境指標を展開することにより,中山間地域の健全性を表す「ルーラルエコロジー指標」とでも呼べる指標を構造化して,効果的な中山間地域の保全対策を行うための一つの基準となるべき指標を導出することを目的として,本年度は代表的地域の現地調査および空間分析のためのデータベースの構築を行った。(1)典型的な中山間地域である長野県小県郡(丸子町・武石村・和田村・長門町)と島根県大原郡(大東町)および島根県那賀郡(弥栄村)を調査対象地域として設定し,関連する資料の収集を行った。さらに,農林業生産・集落の現況・地域資源の維持管理状況・自然環境等の現地調査を,予備調査(町村単位)と本調査(各町村内での典型的な中山間地域集落)に分けて行った。(2)資料および現地調査に基づき,対象地域の集落構造・農林業構造,農山村環境・景観,土地利用形態,地質および土壌構造,地形および植生構造等のデータを収集し,中山間地域の環境指標となるべき環境要素の抽出とその活用形態を検討した。(3)環境要素の収集データを各地域の地理情報とするため,ベクターデータとしてデジタイザーにより,そしてラスターデータとしてスキャナーにより入力してデータベース化した。これらには,地形図および衛星データの分析から求められる土地被覆図,調査および資料から求められる植生図,地形分類図,土壌図,表層地質図および数値地図から求められる標高・傾斜度・斜面方位角図などの各主題図が含まれる。

(4)以上,1年目は各対象地域の現地調査および資料収集を行い,次年度に予定する空間分析のためのデータベースづくりが中心となった。引き続いて,中山間地域の健全性を表す総合的な環境指標を展開するための様々な環境条件を反映する個々の環境指標を抽出する予定である。さらに今後,地域住民に対する調査を行い,その意識構造の把握と分析を進め,また,各種の社会・経済的状況を検討する予定である。国土の均衡ある発展,ひいては地球環境問題への対処を踏まえて,環境保全・国土保全の観点から中山間地域を保全していく必要性があるとの認識から,中山間地域における物理的・社会的・経済的など様々な環境条件を反映する個々の環境指標を整理統合して,総合的な環境指標を展開することにより,中山間地域の健全性を表す指標を構造化して,効果的な中山間地域の保全対策を行うための一つの基準となるべき指標を導出することを目的として,代表的地域を対象にGISを用いた空間分析および住民意識調査を実施して環境指標の総合化を図った。(1)典型的な中山間地域である長野県小県郡の4町村(丸子町・武石村・和田村・長門町)を調査対象地域として設定し,農林業生産・集落の現況・地域資源の維持管理状況・自然環境等に関する現地調査および資料収集を行い,地形,地質,土壌,植生等のデータベースを作成した。さらに,ランドサットTMデータを用いて土地利用のデータベースを作成した。これらを利用して,中山間地域における国土保全機能として,土砂崩壊防止機能,洪水防止機能,土壌侵食防止機能,大気浄化機能を面的に定量的評価を行い,その5機能を統合して総合国土保全機能を表す指標を構築した。(2)中山間地域における快適性の環境指標を求めるため,アンケートにより環境に対する住民意識調査を実施した。これを利用して,自然環境・生活環境,農林業環境,安全環境に関する個別的環境状態の評価値から住民意識による総合環境評価指標を構築した。(3)以上の総合国土保全機能を表す指標と住民意識による総合環境評価指標とを統合し,環境資源の保全・管理・活用を可能とする集落を最小単位とした中山間地域における環境の総合指標を構造化した。これは様々な環境条件を反映する個々の環境指標の中から,物理的な側面と住民のアメニティ環境の側面を抽出して中山間地域の健全性を表す総合的な環境指標の一つになると考えられる。
地下低エネルギー素粒子研究に必要な中性子バックグランド精密調査

フランスFrejus地下実験室(LSM, Laboratoire Souterrain de Modane)ではNEMO3二重ベータ崩壊実験が進行中である。目標は、^<100>Mo等の原子核を試料に用いることにより、ニュートリノが放出されない二重ベータ崩壊を観測する方法でのニュートリノの性質の調査および質量(探査限界0.1eV)の測定である。本研究では、この研究目標に必要とされる、地下実験室のガンマ線や中性子にによるバックグラウンドの精密調査を行った。またこれに関連する研究を行った。研究成果の概要の主なものは以下の通りである。(1)二重ベータ崩壊研究に必要な中性子起源バックグランド精密調査を行うため、LSM地下実験室に設置されたNaI検出器および各種放射線シールド等を用いて長期間測定を行った。各種シールドを用いることにより、中性子捕獲後に付随して発生するガンマ線の影響を定量的に正しく評価するためである。最終的に、地下実験室における中性子やガンマ線の生のフラックスを正しく評価することができ、また実際のNEMO3検出器内のバックグランドをモンテカルロシミュレーションの方法を用いて評価できるようになった。またニュートリノが放出されない二重ベータ崩壊の観測(予想値)に対するS/N比が評価できるようになったので、必要なシールドの補強等の検討が容易になった。(2)実験装置内のラドン・トロンにかかわるバックグランド調査のため、高感度ラドン検出器を開発製作し、チェンバーガス自体や実験室から検出器内へのリークに対する精密調査を行った。(3)二重ベータ崩壊測定に関連した極低バックグランドガンマ線測定の技術を用いた、環境科学の研究をCENBGと共同で行っている。ワインなどに含まれる極微量の放射線測定を行い、大気核実験等と製造年に相関があることを明らかにした。1.フランスFrejus地下実験室(LSM,Laboratoire Souterrain de Modane,水深換算の深さ4800m)ではNEMO3二重ベータ崩壊実験の建設が進行中である。目標は、モリブデン-100等の原子核を試料に用いることにより、ニュートリノが放出されない二重ベータ崩壊を観測することによるニュートリノの性質の調査および質量(質量探査限界0.1eV)の測定である。本研究計画は、この研究に必要とされている地下実験室のガンマ線や中性子によるバックグランドの精密調査である。この調査を海外共同研究者であるフランスのCENBG研究所のPhilippe HUBERT教授のグループとの共同で行っている。2.この調査のため地下実験室に設置されたNaI検出器を用いて、(1)遮蔽なし(2)中性子の遮蔽に重点をおいたボロン化ポリエチレンシールド、(3)ガンマ線の遮蔽に重点をおいた鉛シールド、という3条件で長期間測定を行った。これは,原子核による中性子捕獲後にガンマ線が放出される等の影響があり周辺にある物質の影響を定量的に正しく評価するためである。実際にバックグランドのガンマ線フラックスは中性子のフラックスにより大きな影響を受けていることがわかった。3条件の測定結果から、地下実験室内の生のバックグランドを正しく評価し、実際のNEMO3の実験装置内のバックグランドをモンテカルロシミュレーションを利用して評価し、最終的にニュートリノが放出されない現象の観測に対するS/N比を評価するという作業が進行中である。(1)フランスLSM地下実験室(LSM、Laboratoire Souterrain de Modane)ではNEMO-3二重ベータ崩壊実験の建設が進行中(平成13年4月測定開始)である。目標は、ニュートリノが放出されない二重ベータ崩壊の観測を行うことによるニュートリノの性質の調査および質量(質量探査限界0.1eV)の測定である。

本研究計画は、この研究に必要とされている地下実験室のガンマ線や中性子によるバックグラウンドの精密調査である。この調査研究を海外共同研究者であるフランスCENBG研究所のPh.Hubert教授のグループと共同で行っている。(2)この調査を地下実験室に設置されたNaI検出器を用いて行った。このような測定では、特に原子核による中性子捕獲後にガンマ線が放出される等の影響があるので、中性子とガンマ線によるバックグランドを検出器周辺の物質を考慮しまとめて評価することが重要であることがわかった。この研究結果は論文としてまとめられ現在出版中である。(3)二重ベータ崩壊に関連するバックグラウンドの調査のため、高感度ラドン検出器(検出限界1mBq/m3)を開発し、二重ベータ崩壊検出器に用いられる位置検出チェンバー用ガス(ヘリウム)内のラドン濃度調査と二重ベータ崩壊実験に対する影響調査が進行中である。1.フランスのLSM地下実験室(LSM、Laboratoire Souterrain de Modane)ではNEMO3二重ベータ崩壊実験が進行中である。目標は、ニュートリノが放出されない二重ベータ崩壊の観測を行うことによるニュートリノの性質の調査および質量(質量探査限界0.1eV)の測定である。本研究計画は、この研究に必要とされている地下実験室のガンマ線や中性子のバックグラウンドの精密調査およびラドン・トロンにかかわるバックグラウンド調査である。この調査研究を海外共同研究者であるフランスCENBGのPh.Hubert教授のグループと共同で行っている。2.地下実験室のガンマ線や中性子のバックグラウンドの精密調査に関しては、地下実験室に設置されたNaI実験室を用いて行いその結果はすでに論文としてまとめられて出版された。地下実験室のバックグラウンドを評価する際には、特に検出器周辺の物質中の原子核による中性子捕獲後に放出されるガンマ線の影響が大きいので、中性子とガンマ線をまとめて評価することが重要であるということがわかった。3.ラドン・トロンにかかわるバックグラウンド調査のため高感度ラドン検出器(感度1mBq/m^3)を開発し、NEMO3検出器内のバックグラウンド評価と対策が現在進行中である。
「1形態種 = 1系統属仮説」に基づく日本産菌類の多様性および独自性の検証

塩基配列データに基づいた分子系統解析により、菌類の分類体系は再編が進められている。基本単位である菌類の「種」については、DNAバーコーディング領域(ITS rDNA)の配列比較により整理されつつある。しかし、既知種の大半を占める古い種については、培養株が存在しないことから塩基配列を決定できず、系統的な議論がされないまま保留とされているのが現状である。この問題点を解決するため、近年では「エピタイプ指定」という命名規約上の処理がなされているが、この処理を正確に行うためには、菌類がもつ微小な形態的差異の系統学的重要性について再評価する必要がある。そこで本研究では、形態的に1種とされている菌類集団について分類学的再検討を行うことで、かつては種内におけるわずかな形態的変異と認識されていた形質についての、系統的有用性を評価するとともに、隠蔽種の存在を明らかにすることを試みた。具体的には、1)宿主植物の「属」が同じであれば、寄生する菌類種が同一であるとされている分類群、2)宿主植物の「科」が同じであれば、寄生する菌類種が同一であるとされている分類群、3)宿主特異性は存在せず、広範な植物基質に生じるとされている腐生的分類群、を対象とし、菌類分類学における「種」について形態比較と分子系統解析から再検討した。例えば、淡水性子のう菌類として世界中から報告されているLophiostoma bipolare (上記3に相当)について分類学的検討を行った結果、本菌群が単一種ではなく7属11種からなる種複合体であることを見出した。以上を含め、研究期間中に4新科・17新属・50新種(8新組合せを含む)の菌を命名・記載し、日本産菌類の多様性(本邦には想像以上に多数の菌種が存在すること)と独自性(欧米産の菌種とは異なる独自の種構成が存在すること)について、その一端を明らかにした。塩基配列データに基づいた分子系統解析の利用により、菌類分類学は急速に進展している。特に科以下のランクは大きく見直され、新規分類群が発表されるとともに分類体系の整理が進んでいる。一方、菌類の「種」については、バーコーディング領域のリボソームDNAのITS配列を比較することで、明確な線引きができるものと思われがちである。この問題点を解決するため、近年では「エピタイプ指定」という命名規約上の処理がなされているが、この処理を正確に行うためには、菌類がもつ微小な形態的差異の意味について再検討する必要があると考えられる。これにより、日本産菌類の多様性(本邦には想像以上に多数の菌種が存在すること)と独自性(欧米産の菌種とは異なる独自の種構成が存在すること)を明らかにすることを目的とした。2016年度は1)宿主植物の「属」が同じであれば、寄生する菌類種が同一であるとされている分類群、2)宿主植物の「科」が同じであれば、寄生する菌類種が同一であるとされている分類群、3)宿主特異性は存在せず、広範な植物基質に生じるとされている腐生的分類群について、新たな菌類試料を収集する目的で、採集調査を行った。新たに得られた270菌株のうち240菌株については、28S nrDNA配列を解析し、系統推定を試みた。また、前年度までに得られていた菌株のうち、上記1)3)に該当する菌種について、ITS nrDNA, RPB2, TFE1αなどの塩基配列を取得し、分子系統解析を進めた。塩基配列データに基づいた分子系統解析の利用により、菌類分類学は急速に進展し、分類体系の整理が進んでいる。基本単位である菌類の「種」については、バーコーディング領域のリボソームDNAのITS配列を比較することで、合意が得られている。

具体的には、1)宿主植物の「属」が同じであれば、寄生する菌類種が同一であるとされている分類群、2)宿主植物の「科」が同じであれば、寄生する菌類種が同一であるとされている分類群、3)宿主特異性は存在せず、広範な植物基質に生じるとされている腐生的分類群、を対象とし、菌類分類学における「種」について形態比較と分子系統解析から再検討した。これにより、日本産菌類の多様性(本邦には想像以上に多数の菌種が存在すること)と独自性(欧米産の菌種とは異なる独自の種構成が存在すること)を明らかにすることを目的とした。2017年度はブナ類寄生菌、タケ科植物寄生菌などの種を重点的に再評価し、4新科・8新属・12新種・3新組合わせの菌を命名・記載し、日本における菌類多様性の一端を明らかにした。2017年度は研究対象とする3菌群のうち、1)宿主植物の「属」が同じであれば、寄生する菌類種が同一であるとされている分類群(ブナ類寄生菌)、2)宿主植物の「科」が同じであれば、寄生する菌類種が同一であるとされている分類群(タケ科植物寄生菌)、について、新たな菌類試料を収集する目的で、採集調査を行った。新たに得られた290菌株のうち250菌株については、28S nrDNA配列を解析し、系統推定を試みた。また、昨年度までに収集された多数の菌株についても、28S nrDNA以外の配列を取得し、分子系統解析による系統推定を順調に進めることができた。塩基配列データに基づいた分子系統解析により、菌類の分類体系は再編が進められている。基本単位である菌類の「種」については、DNAバーコーディング領域(ITS rDNA)の配列比較により整理されつつある。しかし、既知種の大半を占める古い種については、培養株が存在しないことから塩基配列を決定できず、系統的な議論がされないまま保留とされているのが現状である。この問題点を解決するため、近年では「エピタイプ指定」という命名規約上の処理がなされているが、この処理を正確に行うためには、菌類がもつ微小な形態的差異の系統学的重要性について再評価する必要がある。そこで本研究では、形態的に1種とされている菌類集団について分類学的再検討を行うことで、かつては種内におけるわずかな形態的変異と認識されていた形質についての、系統的有用性を評価するとともに、隠蔽種の存在を明らかにすることを試みた。例えば、淡水性子のう菌類として世界中から報告されているLophiostoma bipolare (上記3に相当)について分類学的検討を行った結果、本菌群が単一種ではなく7属11種からなる種複合体であることを見出した。以上を含め、研究期間中に4新科・17新属・50新種(8新組合せを含む)の菌を命名・記載し、日本産菌類の多様性(本邦には想像以上に多数の菌種が存在すること)と独自性(欧米産の菌種とは異なる独自の種構成が存在すること)について、その一端を明らかにした。2017年度は、ターゲットとする菌群について、28S rDNA以外の配列情報を取得するとともに、形態形質を精査することで、隠蔽種の存在を明らかにするとともに、微小な形態形質がもつ系統的有用性について評価を行う。2018年度は、ターゲットとする菌群について、28S rDNA以外の配列データを解析するとともに、形態形質のデータ取得に重点を置く。
層状ダブルペロブスカイト・マンガン酸化物における電荷整列転移の圧力効果

本研究では、酸素欠損型層状ダブルペロブスカイトMn酸化物:BaREMn_2O_<5+δ>(REは希土類元素)における各RE種での酸素不定比性とこれに伴う物性変化を系統的に解明することを目的としている。該年度の研究では、H.Fjellvag教授(ノルウェー・オスロ大学・化学科)との共同研究により、本物質と類似の構造をもつ複合ダブルペロブスカイトMn酸化物:LaMn_7O_<12>における、局所構造を中性子磁気散乱法・放射光x線散乱法により解明し、局所構造変化と磁気特性、および、磁気輸送特性との相関を明らかにすることを目的とした。試料合成においては、超高圧合成法を用いることで高品質なLaMn_7O_<12>試料の作製に成功した。同試料の磁気特性を調べた結果、異なる2つの磁気秩序転移を示すことがわかった。このことはLaMn_7O_<12>が2つの副格子からなる複合磁気構造をもつことを示唆する。中性子散乱実験においても、同様に各転移温度以下で各副格子がそれぞれ独立な磁気構造を持つことを示唆する回折像を得た。とくに、高温側の磁気転移はフェリ磁性を示唆する結果であり、近年注目されている「ハーフメタル」物質の観点から非常に興味深い物質であるといえる。さらに、本物質の放射光x線回折によるその場観察の結果、本物質が380°C付近で構造転移を示すことを明らかにした。詳細な構造解析の結果、この構造転移がMn^<3+>に特有な協同Jahn-Tellerゆがみに起因することを明らかとした。以上の結果は、本物質が既知のハーフメタル物質(La,Sr)MnO_3と大変類似した特性を有することだけではなく、独自の複合構造が特異な物性を発現することを示唆しており、本物質の詳細な結晶・磁気構造とそれら物性との相関を解明することは、本研究課題であるペロブスカイトMn酸化物の化学的・物理的圧力効果を理解する上で非常に重要であるだけでなく、新規ハーフメタル物質の探究指針を構築する上で非常に重要だといえる。本年度は、P.Karen教授(ノルウェー・オスロ大学・化学科)との共同研究により、本物質と同様の結晶構造を持つCo酸化物:BaRECo_2O_<5+δ>(RE=Nd, Sm)の酸素不定比性とこれに伴う磁気特性、及び磁気輸送特性との相関について、酸素量を精密に制御した試料を用いて研究を行った。その結果、本物質の物性が僅かな酸素量の変化と強く関係していることが分かり、特に酸素量5.5を持つBaRECo_2O_<5.5>相が現在注目されている「ハーフメタル」材料と大変類似した物性を示すことが分かった。このことは、新規ハーフメタル材料を示唆する結果であり、酸素欠損型層状ダブルペロブスカイト酸化物が特異な物性を示すことがより一層明らかとなった。本年度の研究では、更にこの「ハーフメタル」性に着目し、様々な酸素量を持つLaMnO_<3+δ>試料の作製し、本物質の酸素量と物性との相関を解明することを試みた。本物質は、既知のハーフメタル材料の1つであるシングルペロブスカイトMn酸化物や本研究で取り扱っているBaREMn_2O_<5+δ>と類似した結晶構造を持つ。これまでの研究では、超高圧(5GPa)下での熱処理を施すことで、これまで報告のない酸素過剰型LaMnO_<3.32>試料の作製に成功した。今後、これらBaRECo_2O_<5+δ>(RE=Nd, Sm)、及び、LaMnO_<3+δ>の研究を通して得られる知見が、BaREMn_2O_<5+δ>における電荷整列メカニズムの理解に役に立つだけではなく、さらには、酸素欠損型層状ダブルペロブスカイト酸化物で期待できるハーフメタル性をはじめとした特異な物性を多角的に評価することができると考えている。本研究では、酸素欠損型層状ダブルペロブスカイトMn酸化物BaREMn_2O_<5+δ>(REは希土類元素)における各RE種での酸素不定比性とこれに伴う物性変化を系統的に解明することを目的としている。Mn酸化物では、RE種のイオンサイズが違うため、化学的圧力効果による局所構造変化が期待できる。本物質系では化学的圧力効果や酸素不定比性による物性制御が可能であり、これらにより本物質系を系統的に理解することができる。さらには、近未来のスピントロニクス展開における中核を担う材料となると信じられる新規「ハーフメタル」物質を、本研究で得た知見をもとにペロブスカイト構造を持つ酸化物の範疇で探索研究した。本研究では、酸素欠損型層状ダブルペロブスカイトMn酸化物Ba(Y, Ca)Mn_2O_<5+δ>の物性を、その酸素量やCa^<II>/Y^<III>異原子価元素置換量の相関として調べた。母物質BaYMn_2O_<5+δ>は絶縁体的挙動を示すので、それらを金属伝導化するために、Ca^<II>/Y^<III>異原子価元素置換によるホールドーピングを行った。