hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光の干渉効果を用いた表面光吸収分光法による表面改質エピタキシ-のその場観察

弗化物上にIII-V族半導体をヘテロエピタキシ-する際に必要な、電子線照射によって行う弗化物の表面改質の機構を光でプローブする目的で行った。まずSi上の膜厚20nmのCaF_2では、プローブ光の基板に対する入射角度を80度に設定することにより、光の干渉効果のために表面感度を高く弗化物の表面改質をとらえられることがわかった。そこで、この入射角度でキセノンランプの白色光をCaF_2表面に入射し、その反射光を分光器で分光し、電子線照射により生じる吸収スペクトルを表面光吸収分光法でその場観察した。その結果、基板温度200°Cにおいて電子線照射の初期では、波長580nmに吸収ピークを持つ、Caの表面プラズモンによる吸収が観察された。これは、電子線照射による最表面からのFの脱離を示唆している。その後、照射し続けることによりバルク中のFの脱離によると考えられる反射光強度の減少が観察された。この減少し始めるド-ズ量は、電子線のエネルギーが20eVから300eVの範囲では、そのエネルギーが高いほど多くの量を必要とする結果が得られた。これは、電子線のFに対する散乱断面積が大きいほどFが脱離しやすいことを示しており、照射した1次電子がF脱離現象に強く作用していると言える。20eVの電子線エネルギーでもF脱離が観測されたことは、Caの内殻励起のオージェ過程のみならずCaF_2の価電子帯電子の励起によってもF脱離が起こることを示している。次に、P雰囲気中で電子線を照射したところ、Pの吸着によって反射強度が増加し、それがある値で飽和することがわかった。その値は電子線のエネルギーによらずほぼ一定の値を示し、約1原子層でPの吸着が飽和していること明らかになった。しかし、吸着量の飽和に必要な電子線の照射量は、エネルギーが高いほど少ないという傾向となり、上述のF脱離の場合と逆関係である。今回の実験のようにV族原子としてP_4分子を用いた場合、CaF_2の表面のFは電子線の1次電子で脱離が起こるが、P_4分子はむしろCaF_2からの2次電子によって表面でP原子に分解され、Fの空孔に化学吸着するという機構を考えた方が現象を説明するには無理がないという結果を得た。
Mahler関数の超越性理論とその応用

ヤコビ・テ-タ関数の代数的数における値が超越数であるか否かは長い間、問題となってきた。最近Yu,V,Nesterenkoによって証明されたモジュラー関数の値の代数的独立性を使って、ヤコビ・テ-タ関数及びその導関数の代数的数でとる値が代数的独立であることを証明することができた。この定理はもちろんヤコビ・テ-タ関数の代数的数における値が超越数であることを含み、長年の問題が解決されたことになる。証明にはいままで超越数論では使われていなかった代数幾何における特殊化の概念を使う。また同じ発想で、フィボナッチ数列{Fn}_<n≧1>に対してΣ_<n≧1>1/Fn^2が超越数であることを証明した。この他にも同様の方法で色々な数の超越性を証明することができる。Mahler関数の超越性理論については基礎が確立されていなかったために、初学者が研究しにくい状況にあったので、Springer Lecture Notes in Mathematicsシリーズの1巻として「Mahler Functions and Transcendence」を著した。これを契機としてMahler関数は色々な応用を持つことが明らかになってきた。例えば前述のフィボナッチ数列に対する和Σ_<n≧1>1/F_dn(d≧2)等の超越性、代数的独立性を証明することができる。また最近では、単に超越性、代数的独立性を証明するだけでなく、q-加法的関数等の性質そのものも、超越数論の方法を使うことにより証明されてきている。
上皮細胞特有の膜タンパク質輸送が腸管粘膜面の生体防御に果たす役割と分子機構の解明

上皮細胞特有の膜タンパク質輸送因子であるAP-1Bを欠損したマウスでは、大腸上皮細胞の生体防御機能が低下し、また上皮細細胞間Tリンパ球(IEL)の数が全てのサブセットで著しく減少している。本研究の最終目的は、その原因の分子メカニズムの解明である。本年度は、上皮細胞の生体防御機能低下の解明の為に、in vitroでの実験系の確立を行った。ヒト腸管上皮細胞株であるT84とCaco-2におけるAP-1Bの発現を、shRNAにてノックダウンし、両者共に数クローンのAP-1B欠損株の樹立に成功した。AP-1B欠損株では未刺激の状態でも、上皮細胞の重要な生体防御機能であるα-defensinの発現が著しく低下するなど、AP-1B欠損マウスから単離した上皮細胞と似た表現型を示した。このことから樹立したAP-1B欠損株は成体の上皮細胞における応答をよく反映していると考えられ、研究ツールとして非常に有望である。また、IELの著しい減少がT細胞自身の分化の異常でないことを示す為に、胸腺からT細胞を単離しフローサイトメトリーで解析を行った。その結果、AP-1B欠損マウスでもT細胞は正常に分化していることが判明した。またIELが存在する上皮層の、直下にあたる粘膜固有層におけるT細胞の細胞集団、さらには腸管の所属リンパ節である腸間膜リンパ節におけるT細胞の細胞集団も全く正常であった。従ってAP-1B欠損マウスにおけるIELの減少は上皮層へのT細胞のリクルート、もしくは上皮層における細胞集団維持に異常が原因である可能性が示唆された。全てのIELサブセットが著しく減少する遺伝子改変マウスは現在まで報告がなく、本AP-1B欠損マウスのIEL減少の分子メカニズムを明らかにすることは、上皮細胞がIELという細胞集団をそこに維持する為の、最も重要かつ基礎となる重要知見をもたらすと考える。
マイクロ土壌デバイスによる根の成長メカニズムの定量解析

根は,植物にとって水や養分を獲得するための重要な器官であり,その成長メカニズムの理解は,農作物を栽培する上で重要な知見となる.本研究では,土壌の固さを表現可能なマイクロ分析デバイスを開発し,デバイス上において根の成長挙動を時間的,空間的に詳細かつ定量的に解析する手法を確立した.本手法を用い,根が伸長時に発揮する推進力の直接的な計測,および機械的ストレスが根の成長挙動に与える影響の定量的解析に成功した.本研究で確立した解析技術の応用により,農作物の品種改良や栽培技術に関する知見を効率良く獲得することが期待でき,将来的には食糧問題やエネルギー問題の解決への寄与が見込まれる.本研究は,周囲環境が植物の根の成長に与えるメカニズムを定量的に評価するため,マイクロデバイスの応用による新規分析技術の確立を目的としている.本年度に実施した具体的な内容は以下の通りである.(1)主根の推進力計測デバイスの開発:主根を対象とし,推進力(土壌中を伸長する際に発揮する力)を計測するためのマイクロデバイスを開発した.本デバイスは,力センサを集積化したマイクロ流路を基本構造としており,センサ部で根端をトラップすることで,根が物理的に拘束された際に発揮する力を定量的に評価するとともに,簡易な機械モデルに基づき,根の機械的特性(ヤング率)の推定を行った.これらの結果は,根が土壌中を伸長するメカニズムを解明する上で重要な知見となる.(2)機械的ストレス下における根の生育分析:様々な寸法のPDMS製マイクロピラーアレイデバイスを開発し,異なる機械的ストレス下における根の生育分析試験を行った.(3)胚軸の成長力評価デバイスの開発:種子より発生した胚軸が,土壌から地上部に進出するために必要な力を評価可能なマイクロデバイスの開発を行い,その計測に成功した.(4)タイムラプス観察システムの構築:恒温装置内にある植物の根の成長を,経時的に観察,評価可能な観察システムを構築した.根は,重力方向に沿って伸長する性質があり,本システムにより重力方向に沿って配置した根のタイムラプス観察を可能とした.当初計画していた分析用マイクロデバイスの開発が完了し,様々な条件下における分析を行う基盤は予定通り構築された.また,分析する上での観察・評価システムの開発を行い,今後,評価が円滑に進めることが可能であると考えている.本研究は,生育環境に対する植物の根の成長メカニズムを定量的,かつ高効率で解析可能な新規技術の確立を目的とする.根は,植物にとって水や養分を獲得するための重要な器官であり,その伸長過程で発揮される環境への応答性は,植物個体が成長する上で重要な能力である.本研究では,物理的,化学的環境を定量的に形成可能なマイクロデバイスを開発し,環境要因に対する根の伸長挙動の解析により,根の成長メカニズムの詳細な理解を通じ,将来的には,植物の栽培技術や,品種改良に繋がる知見を得ることを目指す.本年度の実績について,以下にその概要を示す.(1)主根の推進力計測用デバイスによる環境応答性の評価モデル植物であるシロイヌナズナの主根を対象とし,微細加工技術によって作製した微小力センサを用いて,土壌中を伸長する際に根が発揮する推進力を計測する技術を確立した.本年度においては,根の簡単な物理モデルを構築し,機械的な負荷により根に生じる座屈現象を解析することで,生育を維持した状態で根の縦弾性係数(110 MPa)を算出することが可能となった.(2)機械ストレスに対する根の成長挙動の解析土壌中で根が伸長する際に受ける機械的ストレスが,根の成長に与える影響を定量的に評価するため,シリコーンエラストマーであるPDMSを材料とする微小な円柱構造体をアレイ化したマイクロデバイスを開発し,機械的ストレスが根の成長に与える影響の評価を行た.その結果,機械的ストレスと根の伸長速度の間に負の相関性があることを定量的に明らかにした.本年度の成果について,国内会議2件,国際会議2件で発表した.根は,植物にとって水や養分を獲得するための重要な器官であり,その成長メカニズムの理解は,農作物を栽培する上で重要な知見となる.本研究では,土壌の固さを表現可能なマイクロ分析デバイスを開発し,デバイス上において根の成長挙動を時間的,空間的に詳細かつ定量的に解析する手法を確立した.本手法を用い,根が伸長時に発揮する推進力の直接的な計測,および機械的ストレスが根の成長挙動に与える影響の定量的解析に成功した.本研究で確立した解析技術の応用により,農作物の品種改良や栽培技術に関する知見を効率良く獲得することが期待でき,将来的には食糧問題やエネルギー問題の解決への寄与が見込まれる.初年度で構築した分析プラットフォームをもとに,当初の計画に従って種類の異なる植物,ならびに育成環境下における定量的な分析を進める.29年度が最終年度であるため、記入しない。マイクロ・ナノデバイス29年度が最終年度であるため、記入しない。
大腸菌RNaseGの機能解析とmRNA安定性制御によるタンパク質発現系の構築

大腸菌のエンド型リボヌクレアーゼRNase GによるmRNAの安定性制御のメカニズムを明らかにするために、RNase GのadhE mRNAに対する作用を調べた。その結果、-17部位でRNase Gによる切断を受けたmRNAは速やかに分解され、-31部位でRNase IIIによって切断を受けたmRNAは翻訳されることが示唆された。また、RNase G変異株では解糖系酵素のmRNAの安定化によりピルビン酸の過剰合成が起きていることを見いだした。この知見をもとに、RNase G欠損株を用いたピルビン酸及びバリンの生産法を開発した。エンド型リボヌクレアーゼRNase Eは大腸菌の生育に必至であるが、細胞分裂タンパク質FtsZをコードするmRNAのプロセシング異常がRNase E欠損の致死性の原因であることを明らかにした。RNase Eによる切断を受けないftsZ mRNA前駆体からの翻訳はRNA結合タンパク質Hfqにより阻害されていた。このようなRNA代謝の制御により遺伝子発現が調節を受けているものを探索した結果、酸耐性に関わる遺伝子群や酸化ストレス防御に関わる遺伝子を見いだした。RNase Eの温度感受性変異株rne-1やhfq変異株は酸や酸化ストレスに対する感受性が増大していた。これらのことから、細菌細胞ではこのようなRNA代謝の制御による遺伝子発現調節がかなり広汎に行われていることが推測された。RNase GによってmRNAの安定性が制御されているものとして、これまでにadhE(アルコールデヒドロゲナーゼ)とeno(エノラーゼ)が見い出されている。これらは共に糖代謝に関わる酵素をコードしていることから、RNase G欠損変異株(rng::cat)の糖代謝能を調べたところ、変異株はグルコース最少培地で増殖できないことを見い出した。この現象は、MC1061株の遺伝的背景でのみ観察されたことから、その原因を探ったところ、rng変異に加えてcra変異(catabolite repressor activator:糖代謝のレギュレーター)が必要であることが判明した。これらのことから、RNase Gは糖代謝を含めた中央代謝系の酵素の遺伝子発現制御に関与していると思われた。また、RNA結合タンパク質HfqによってmRNAの安定性や翻訳効率が制御されている遺伝子を探索するためにhfq変異株で発現量が変化しているタンパク質を検索した。この結果、鉄結合タンパク質Dpsタンパク質と酸耐性に関わるGadA、GadBタンパク質がhfq変異株で発現が低下していることを見い出した。dps遺伝子をプラスミドとして導入したところ、hfq変異株の過酸化水素感受性が部分的ながら回復されたことから、Dps欠損により細胞内のフリーの鉄イオンの濃度が上昇しFenton反応が誘起されることにより、過酸化水素感受性が引き起こされていると思われた。大腸菌のエンド型リボヌクレアーゼRNase Gは16S rRNAの成熟と一群のmRNAの分解に関与している。RNase GによるmRNAの安定性制御のメカニズムを明らかにするために、RNase Gの基質の一つであるadhE mRNAの5 ́-非翻訳領域の様々な欠失変異体を構築し、それらのRNase G依存性を調べた。その結果、adhE mRNAの-125-145領域を欠失したmRNAはRNase Gによる分解を受けなくなることが判明した。このことから、この領域にRNase Gの基質認識配列または切断部位があると思われた。また、RNase G欠損変異株がグルコース最少培地で増殖できない原因を探った。RNase G変異株では解糖系酵素のmRNAの安定化によりピルビン酸の過剰合成が起きており、その結果引き起こされたバリンの蓄積によって誘導されるイソロイシン欠乏が増殖抑制の原因であることを明らかにした。この知見をもとに、RNase G欠損株から誘導したバリン耐性変異株を用いたピルビン酸及びバリンの生産法を開発した。さらに、RNA結合タンパク質Hfqの欠損変異株では、酸耐性に関わるグルタミン酸脱炭酸酵素GadA、GadBの発現誘導が欠損しており、変異株は酸性環境下での生存能が野生株と比べて著しく低下していることを見い出した。これよりHfqは大腸菌の酸耐性機構に関与していることが示唆された。

大腸菌のエンド型リボヌクレアーゼRNase Gは16S rRNAの成熟と一群のmRNAの分解に関与している。RNase GによるmRNAの安定性制御のメカニズムを明らかにするために、RNase GのadhE mRNAに対する作用を調べた。その結果、RNase GによりadhE mRNAの-17部位で切断が起きることを見いだした。一方、-31部位でRNase IIIによる切断が起きるとRNase Gが作用できなくなることがわかった。RNase GとRNase IIIの活性のバランスがadhE mRNAが分解されるか、翻訳されるかを決定していると思われた。また、エンド型リボヌクレアーゼRNase Eは大腸菌の生育に必至であるが、その原因は不明であった。RNase Eの温度感受性変異rne-1をhfq変異が抑制することを見いだした。rne-1 hfq二重変異株のRNA代謝を調べたところ、細胞分裂タンパク質FtsZをコードするmRNAのプロセシング異常がrne-1変異の致死性の原因であることが明らかになった。RNase Eによる切断を受けないftsZ mRNA前駆体からの翻訳がHfqにより阻害されていた。ftsZ mRNAが翻訳されるか、分解されるかをRNase EとRNA結合タンパク質Hfqのバランスが決定していると思われた。このようなRNA代謝の制御により遺伝子発現が調節を受けているものを探索した結果、酸耐性に関わる遺伝子群や酸化ストレス防御に関わる遺伝子を見いだした。rne-1変異株やhfq変異株は酸や酸化ストレスに対する感受性が増大していた。これらのことから、細菌細胞ではこのようなRNA代謝の制御による遺伝子発現の調節がかなり広汎に行われていることが推測された。
アミノ酸分析による鯨類の健康管理とストランディングの解明に関する研究

生理学的・栄養学的情報量の少ない野生動物、特に鯨類の飼育管理は極めて不十分で、人工飼育下では多くの鯨類がその天寿を全うすることができない(平成20年9月から10月にかけて四国新聞など9社で報道)。本研究は鯨類における血液、尿及び筋肉内のアミノ酸組成に関する基盤を構築し、その健康管理に応用することを第一の目的として、バンドウイルカ、カマイルカ、ハンゴンドウ、およびオキゴンドウの血漿アミノ酸、さらにバンドウイルカの尿中アミノ酸の解析を行った。その結果、それぞれの鯨類間の比較において、25アミノ酸中48アミノ酸に有意差がみられ、陸棲哺乳類の代表としてのマウスと比較において、25アミノ酸中1112アミノ酸に明らかな差があった、特に、鯨類の血漿3-メイルヒスチジンは、マウスの約50倍の高値を示した。従来、3-メイルヒスチジンは、陸棲哺乳類では、筋たんぱく質分解の指標として広く利用されてきたもので、通常尿中に排泄される。しかし、鯨類では、尿中への排泄はごくわずかで、その大半が再吸収され、結果的に陸生哺乳類の50倍以上の濃度で血中に維持されている。この3-メイルヒスチジンは抗酸化作用を有することから、海棲哺乳類では、酸素を効率よく取り込み、かつ保持する必要がある。一方、酸素の持つ酸化作用や、代謝のプロセスで発生する活性酸素種を極力抑える必要がある。3-メイルヒスチジンはまさに、この抗酸化作用に関わるもので、鯨類の血漿中に高度に維持されていることは、生理学的に極めて合理的なものである。数千万年前、陸から海に戻ったのち、海に適応した結果とも考えられ、こうしたアミノ酸組成の何らかの破たんが鯨類の「ストランディング」の一因と考えられる。さらに、既に得たイルカ等の鳴音変化と合わせ評価することより、少なくとも人工飼育下の鯨類の健康状態を的確に判断できる。3-メイルヒスチジンはまさに、この抗酸化作用に関わるもので、鯨類の血漿中に高度に維持されていることは、生理学に極めて合理的なものである。数千万年前、陸から海に戻ったのち、海に適応した結果とも考えられ、例えば、こうしたアミノ酸組成の何らかの破たんが鯨類の「ストランディング」の原因と考え、ストランディング個体のアミノ酸分析を始めている。
呼吸器悪性腫瘍におけるTGF-βシグナル調節性E3ユビキチンリガーゼの役割

転移性肺癌モデルにおけるE3リガーゼノックダウン効果の検証:作成したmiRNA発現レンチウイルスベクターを用いて、MDA-MB231細胞株でE3リガーゼSmurf2及びSmurf1の安定的なノックダウンをウェスタンブロッティングで確認した。これらのE3リガーゼは受容体をユビキチン化・分解してTGF-βシグナルを抑制することが報告されているが、ノックダウンが同細胞で実際にシグナルに影響するか否かを標的遺伝子発現やシグナル伝達分子Smadのリン酸化レベルで確認した。その結果一方のE3リガーゼのノックダウンによって予想外に他のE3リガーゼの蛋白量が増加すること、シグナルへの影響が一方で認められないことが明らかとなった。この点について更なる解析を行い一方のE3リガーゼが別のE3リガーゼをユビキチン化・分解していることを初めて見出し発表した。肺癌モデルにおけるE3リガーゼの効果の検証:前年度の肺腫瘍細胞での検討に加えてマウス肺組織でのArkadiaをはじめとしたE3リガーゼの発現をRT-PCRで確認した。合わせて既に同定していたArkadia結合蛋白RB1CC1が同様に肺組織で発現していたことに注目し、ArkadiaのTGF-βシグナル増強作用へのRB1CC1の役割を解析し報告した。またArkadiaの新たな基質としてがん遺伝子c-Ski/SnoNを同定し報告した。今後肺癌モデルでのこれらの知見を踏まえた上でのさらなる検討を計画している。TGF-βシグナルを調節するE3ユビキチンリガーゼの呼吸器腫瘍学分野における役割を明らかにすることを目的として、平成18年度は以下の検討を行った。1肺組織や呼吸器悪性腫瘍におけるTGF-βシグナルを調節するE3ユビキチンリガーゼの発現:7種の肺癌細胞株のmRNAからcDNAを作成し、ArkadiaをはじめSmurf1,Smurf2の発現を他の癌種と比較してrealtime PCR法により定量評価した。その結果E3リガーゼの種類によって、発現レベルがどの株でも同じものや、一部の株に発現の上昇が認められるものがあることが明らかとなった。またin situ hybridizationによる発現解析に向けてマウス肺組織切片の準備を行った。2肺癌細胞、悪性中皮腫細胞のTGF-β不応性へのシグナル調節性E3ユビキチンリガーゼの関わり1で検討した肺癌細胞株についてTGF-β不応性とその既知のメカニズムの有無に関する文献調査を行った。3転移性肺癌モデルにおいてTGF-βシグナルに対しE3ユビキチンリガーゼが果たす/失う役割:BALB/Cヌードマウスへの乳癌細胞株MDA-MB231の尾静脈注射による肺転移実験系を用いて、転移性肺腫瘍と周辺肺組織のサンプルを得、今後のE3リガーゼの発現解析に向けてmRNAからcDNAを作成した。また免疫染色による肺組織でのE3リガーゼの発現部位の検討のため、ウェスタンブロッティングで内因性タンパクの検出が可能なSmurf1抗体で条件検討を試みたがSmurf1のsiRNAで消失するような特異的染色は得られなかった。loss of functionによるTGF-βシグナルへの影響を評価するため、Smurf1/2に対するmiRNA発現レンチウイルスベクターの作成を行いSmurf2についてノックダウン効果をウェスタンブロッティングで確認した。
地域環境改善のための消費者環境意識と環境行動に関する研究

本研究は,年々増加する一般廃棄物の中でも「家庭ごみ」に着目し,ごみの削減方法の検討とごみの排出場所である「ごみ集積所」の改善に関する調査研究を行ったものである。本研究により得られた主な結論は以下の通りである。(1)「ごみ問題に対する意識」は,「商品購入行動」「リサイクル意識」「ごみの分別行動」に影響し,最終的には「ごみの減量対策」へと影響を与えていることが明らかとなった。またこの構造は,個人属性により大きな違いがあることも明かとなった。特にごみ問題に積極的な層としては,「60才以上」「主婦」「人口密度の低い地区」が挙げられ,逆に消極的な層としては,「男性」「若年層」「集合住宅」が挙げられた。このことからもごみ問題に対する関心は,地域のコミュニティとの繋がりの強弱が大きく影響していることが明かとなった。(2)ごみ減量対策としては,個人の負担(有料化や分別の細分化)を避け,法的規制や補助金助成といった他力本願的な傾向が認められた。このことからもごみ問題に対する意識と行動は必ずしも一致しないことが考えられる。(3)ごみ問題に対する意識の違いは,ごみの排出行動にも表れ,特に抗そう住宅や学生などの若者が多く居住しているアパート付近のごみ集積所の管理状態に問題があることが明らかとなった。特に指定されたごみの分別の不徹底により,集配されないごみが集積所周辺の環境や美化に大きく影響を与えている。このことからも集合住宅などでは,専用のごみ集積所を設置し,かつ,住民に対する教育指導が不可欠である。以上の結果から,家庭ごみ問題は,単なる家庭だけの問題ではなく,環境全般に関わりを持っているため,家庭ごみの問題などの身の回りの環境問題と地域環境問題との関係,地域環境問題と地球環境問題との関係を教育指導することが不可欠である。その上で,必要な制度の改正や法律の制定などの導入が必要である。本研究は、消費者の日常行動に限定し、ゴミ問題をはじめとする地域環境問題を解決するための方策について調査・研究を行うことを目的としている。本年度の研究内容としては、(1)一般消費者を対象とした消費行動全般に関する行動意識と家庭ゴミ排出行動に関する実態調査の実施、(2)家庭ゴミの排出先であるゴミ集積場の利用実態と改善方策に関する実態調査(調査対象者は、前橋市の環境美化委員)である。一般消費者を対象とした調査結果からは、家庭ゴミの排出量を削減するためにはゴミ収集の有料化や分別の強化だけでは限界があり、日常生活における消費行動全般を見直すことが必要であることを示した。そのためには、環境意識の高揚が不可欠であり、行政は適切な情報提供を行うことが必要である。なお、消費者の環境意識に関する分析手法としては、共分散構造分析を適用し、ゴミ問題に関する意識から、消費行動、環境情報収集、ゴミ排出行動、ゴミ削減意識に関する一連の構造を定量化した。環境美化推進委員を対象としたゴミ集積場の管理状況については、概ね良好な状況にあるが、アパートや高層住宅における集積場の管理状況に問題があることが分かった。改善策としては、専用ゴミ集積場の設置と入居者に対する指導が不可欠である。また、集積場の形態としては、犬やカラス等によるゴミの散乱を防ぐためには、防ちょうネットなどの設置が必要である。

(1)「ごみ問題に対する意識」は,「商品購入行動」「リサイクル意識」「ごみの分別行動」に影響し,最終的には「ごみの減量対策」へと影響を与えていることが明らかとなった。また,この構造は,個人属性により大きな違いがあることも分かった。特にごみ問題に積極的な層としては,「60才以上」「主婦」「人口密度の低い地区」が挙げられ,逆に消極的な層としては,「男性」「若年層」「集合住宅」が挙げられた。このことからもごみ問題に対する関心は,地域のコミュニティとの繋がりの強弱が大きく影響していることが明らかとなった。(2)ごみ減量対策としては,個人の負担(有料化や分別の細分化)を避け,法的規制強化や補助金助成といった他力本願的な傾向が認められた。このことからも,ごみ問題に対する意識と行動は必ずしも一致していないことが考えられる。(3)ごみ問題に対する意識の違いは,ごみの排出行動にも表れ,特に高層住宅や学生などの若者が多く居住しているアパート付近のごみ集積場の管理状況に問題があることが明らかとなった。特に指定されたごみ分別の不徹底により,集配されないごみが集積場付近の環境や美化に大きく影響を与えている。このことから,集合住宅などでは専用のごみ集積場を設置し,かつ,住民に対する教育指導が不可欠である。以上の結果から,家庭ごみ問題は単なる家庭だけの問題ではなく,環境全般に関わりを持っているため,家庭ごみ問題などの身の回りの環境問題と地域環境問題との関係,地域環境問題と地球環境問題との関係を教育指導することが不可欠であり,その上で,必要な制度の改正やペナルティの導入などが必要である。
三菱造船所における減価償却の生成・発展に関する史的研究

本年度の研究実施計画に従って行った資料調査・収集に基づく研究実績は下記の通りである。1.前年度に調査・収集した明治・大正期の長崎・神戸両造船所の帳簿類および財務諸表などの会計史料の分析結果に基づく研究成果報告書第一部「明治・大正期の長崎造船所の減価償却に関する会計史料について」で、リトルトンの減価償却生成史に準拠して、(1)棚卸項目の変形として勘定で商品棚卸の処理と同形式で行われる減価償却から、(2)予め算定された償却率によって決算毎に作成される財産目録に基づく「実地棚卸による減価償却」を経て、(3)耐用年数と残存価格に基づく「定額法」が大正12年に生成したという三段階仮説を設定した。本年度の研究目的は、この三段階仮説を検証するための資料を調査・収集・分析にあった。2.本年度の実施計画に従って、8月1012日、1月2830日および2月810日に三菱経済研究所付属史料館で、明治・大正期の長崎造船所の減価償却諸規定を中心に調査し、三菱合資会社編『例規大全』および『現行例規類纂』を収集し、明治27年「原價消却決算標準」、明治44年「原價消却規定改定」および大正12年「固定資産原價消却規定」を、また9月913日および12月1416日に三菱重工業神戸造船所で、大正期の社報・年報・月報類を調査し、大正12年「固定資産原價消却規定」の制定に至る会計会議の開催記録などをそれぞれ入手した。3.これらの入手資料の分析に基づき、リトルトンの減価償却生成史と対比して、上記の原価償却生成の三段階仮説を検証した。この検証結果は研究成果報告書の第二部「明治・大正期の長崎造船所の減価償却に関する諸規定について」にまとめている。この研究の目的は、三菱造船所の減価償却の生成・発展を跡付けることにある。本研究の実施計画に従って行った資料調査・収集の成果は下記の通りである。1.平成8年9月10日14日に10月1日開館予定の三菱経済研究所付属史料館を訪問し、三菱合資会社監理課が作成した(1)固定資産減価償却ニ関する社内参考資料(昭和4年)、(2)固定資産減価償却年数改正問題社内関係ノ部(昭和5年)、(3)固定資産減価償却ニ関スル社内参考資料外国ノ部(昭和5年)、(4)固定資産減価償却年数改正案(原案)(昭和5年)および日本経済連盟会の作成した(1)固定資産減価償却年数改正意見集(昭和5年)、(2)同建議書(昭和5年)、(3)固定資産減価償却年実例集(昭和6年)を収集した。昭和13年に定額法から定率法に移行した経緯を明らかにするものとして期待できる。2.平成8年9月24日30日に三菱重工神戸造船所を訪ねて、大正6年から同15年までの固定資産償却明細表と固定資産評価計算書写を収集した。これらは固定資産の減価償却に関する現在する数少ない会計史料である。これらの会計史料の分析を通じて、大正12年に確立したと言われている減価償却の実態が解明できる。3.平成8年12月12日14日、平成9年2月7・8日に三菱経済研究所付属史料館を再度訪問、大正9年同15年の「三菱造船株式会社取締役会議事録及関係書類」を調査収集した。この資料の収録されている三菱造船所の大正末期の損益計算書は大発見であった。

4.平成9年3月25日29日に三菱重工神戸造船所で資料調査と大阪市立大学文化交流センターで開催される会計情報研究会で「長崎造船所の減価償却生成に関する一考察」の研究報告を行った。本年度の研究実施計画に従って行った資料調査・収集に基づく研究実績は下記の通りである。1.前年度に調査・収集した明治・大正期の長崎・神戸両造船所の帳簿類および財務諸表などの会計史料の分析結果に基づく研究成果報告書第一部「明治・大正期の長崎造船所の減価償却に関する会計史料について」で、リトルトンの減価償却生成史に準拠して、(1)棚卸項目の変形として勘定で商品棚卸の処理と同形式で行われる減価償却から、(2)予め算定された償却率によって決算毎に作成される財産目録に基づく「実地棚卸による減価償却」を経て、(3)耐用年数と残存価格に基づく「定額法」が大正12年に生成したという三段階仮説を設定した。本年度の研究目的は、この三段階仮説を検証するための資料を調査・収集・分析にあった。2.本年度の実施計画に従って、8月1012日、1月28日30日および2月8日10日に三菱経済研究所付属史料館で、明治・大正期の長崎造船所の減価償却諸規定を中心に調査し、三菱合資会社編『例規大全』および『現行例規類纂』を収集し、明治27年「原價消却決算標準」、明治44年「原價消却規定改定」および大正12年「固定資産原價消却規定」を、また9月913日および12月1416日に三菱重工業神戸造船所で、大正期の社報・年報・月報類を調査し、大正12年「固定資産原價消却規定」の制定に至る会計会議の開催記録などをそれぞれ入手した。3.これらの入手資料の分析に基づき、リトルトンの減価償却生成史と対比して、上記の減価償却生成の三段階仮説を検証した。この検証結果は研究成果報告書の第二部「明治・大正期の長崎造船所の減価償却に関する諸規定について」にまとめている。
高精度ＡＥ計測によるキンク変形機構の動的解析

A1材(Mg85Zn6Y9、LPSO相体積率100 %、一方向凝固材)0°試験片に対して圧縮試験を行い、試験中に計測されたAE波形に対してクラスタリング解析を行った。各クラスタに考えられるAE源を対応付けることで、LPSO-Mg合金に対する圧縮試験における変形・破壊機構をAE法を用いてin-situに評価することができた。B1材(Mg97Zn1Y2、LPSO相体積率25 %、鋳造まま材)、B2材(Mg85Zn6Y9、LPSO相体積率100 %、鋳造まま材)に対する破壊靭性試験において、破面及び表面観察結果からき裂進展挙動を考察した。これらはクラスタリング解析結果と一致したことから、LPSO-Mg合金に対する破壊靭性試験におけるき裂進展挙動をAE法を用いてin-situに評価することができたと考えられる。AZ31合金及びB1, B2材に対する破壊靭性試験において、逆解析より推定された破壊のサイズと破面で観測された破壊のサイズは同程度であった。同様にA1材0°試験片に対する圧縮試験において、推定された高さ方向の変位は測定結果と同程度であった。これより、Mg合金においてAE信号解析を用いてキンク変形及びき裂進展挙動を定量的に評価できる可能性を示すことができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。シンクロ型LPSO構造においては、その特異な変形機構が優れたマクロ力学特性の発現に寄与している。更なる高強度化のために材料開発を進める上では、ナノレベルでの詳細な変形機構の解明が必要である。電子顕微鏡をはじめとする計測・分析装置を用いた詳細な観察が非常に有効である。ただし、これらの手法には主に表面近傍の観察に限られることや、基本的には静的なイメージの観察となるという限界を有しているので、他の手法と組み合わせて用いることが有効であろう。一方、変形機構の情報を動的に計測できる手法として、アコースティック・エミッション(AE)法が用いられている。この手法は、他の手法では困難なリアルタイムの動的な挙動の情報を得ることができるという特徴を有している。本年度の研究としては組織の異なる鋳造材LPSO-Mg合金に対して引張・圧縮・破壊靭性試験を行った。それらの試験中に計測されたAE信号を解析することによって、異なる組織を有する試験片に対して試験中に生じた変形・破壊機構の評価を行った。組織の異なる2種類のLPSO-Mg合金に対して力学的試験を行い、試験中に発生したAE信号を計測・解析した。その結果、α-Mg相内における変形は高周波のAE信号を生じ、それと比較してLPSO-Mg相内における変形は低周波のAE信号を生じるということが示唆された。今後、より詳細に変形機構とAE信号の関係性を評価するために、一方向凝固材などの組織配向を有する試料に対して実験を進めていく予定である。新たなAE計測および解析システムを開発することにより、LPSO-Mg合金の圧縮試験におけるAE信号の解析が可能となった。従来の試験終了後の観察からだけでは得られない動的な変形機構の解析が可能となった。AEの周波数情報を利用して、AE源のクラスタリングをする手法を改良することより、LPSO-Mg合金の変形機構の解明を進める。一方向凝固材などの組織配向を有する試料に対して実験を進めていく予定である。
規則性無機ナノ空間の特性を活かした新しい機能空間化学の開拓

本研究では「ナノ空間でのみ発現する新機能の開拓」を目標に研究を実施した。研究期間中に、規則性ナノ空間物質を触媒とすると、ニッケル担持体上でエチレンやエタノールが選択的にプロピレンに転換できること、銅イオン交換体あるいはチタンイオン交換体上で固体特有の不斉合成反応を実現できること等を明らかにした。また、細孔内へのアゾベンゼンの担持により細孔径を可変化できること等も究明し、未知の機能の発見や新機能の創成を達成した。資源研グループは、シリカ系メゾ多孔体が示す新しい固体酸触媒作用の適用範囲、活性発現機序を究明するため、まずフリーデルクラフツアルキル化反応を検討した。その結果、3級アルコールによるアルキル化反応が高い収率で進行すること、1級あるいは2級アルコールでは分枝上生成物の逐次分解が進行するが、極少量の塩基性化合物の添加で分解を抑制できることがわかった。これらの結果からシリカメゾ多孔体上に2種類の酸点が存在することを結論した。一方、金属イオンとの協奏作用の研究ではNi-McM-41上のニッケルイオンが層状珪酸塩と類似の構造たなっていること、V-MCM-41を触媒とすると炭素-炭素二重結合を過酸化水素によって直接ジヒドロキシル化できることを明らかにした。また、ジアリールエテンを細孔内に導入すると、光異性化の量子効率が細孔径によって大きく変化するばかりでなく、細孔内の官能基の種類によって可逆性が異なることを結論した。黒田はMCM-41の調製法によって細孔中の吸着水の表面特性や対電子線安定性が大きく変化することを明らかにした。.一方、小松はMCM-41上にテンプレートイオン交換法とCVD法によりNiとGeを担持/水素処理し、粒子径約3nmの金属間化合物Ni3Ge微粒子を細孔内に形成した。,本触媒はアセチレンの水素化反応に高い活性とエチレン選択性を示した。、また、岡本はSBA-15の合成時にKClを添加し、界面活性剤をエタノール抽出すると、ミクロ孔容積の大きいSBA-15が合成できることを見出した。抽出したSBA-15にAlを導入すると、強い酸点が形成することも明らかにした。超臨界二酸化炭素は新しい媒体として期待されているが、その酸性質のために、塩基触媒反応の実行は不可能と考えられていた。.これに対し、尾中は高規則性ナノ細孔をもつアルミナが、二酸化炭素媒体中でも優れた強塩基触媒作用を示すことをTishchenko反応で実証した。固体酸機能の検討においては、昨年度の炭素-炭素二重結合の酸化的水和を拡張し、求核剤としてアルコールを用いた場合にも高選択的シス付加が進行すること、その結果は均一系触媒反応を超えることを見出した。固体触媒による不斉合成では、Cu-M41上でジアゾ化合物によるシクロプロパン化を検討した。反応系にビスオキサゾリンを加え、得られたtrans-体に70%程度の不斉誘起を観測した。触媒中に存在する銅量のわずか1/4程度(モル比)の修飾剤の添加で充分なee値が得られた。また、修飾剤の置換基効果が均一系と不均一系で大きく異なることを見出した。アニオン交換(WIE)法の研究では、有機-無機複合メゾ多孔体の調製を試みた。即ち、WIE法の交換アニオンとしてフェニルフォスフォン酸イオンを用い、交換時のpH、交換量、界面活性剤の抽出法等を系統的に検討した。Zrに対してフェニル基を30%(モル比)含有する有機-無機複合多孔体の調製に成功した。比表面積は500m^2/gに達した。この新物質はZr-P多孔体よりもはるかに優れた耐水性を示した。昨年度までの研究でエチレン→プロピレンが可能であることを報告している。本研究者らはエチレンの代わりにバイオエタノールを用いることを着想した。実際、M41上でのC2-C4アルコールの脱水反応、Ni-M41上でのエタノール→低級オレフィンはともに99%超で進行した。本反応は空間速度20,000h^<-1>でも収率よく進行する超高速反応であった。本反応ではエタノールの脱水反応がまず起こり、次いでエチレンの二量化、異性化、メタセシスが進行していると考えている。本年度の研究では大きな進展がいくつか達成できた。(1)エチレンの転化反応に活性を示すNi-MCM-41触媒がバイオエタノールの反応にも高活性であった。ただし、空間速度を約20,000h^<-1>にあげると、アセトアルデヒドの副生が多くなった。(2)シリカメゾ多孔体のα-メチルスチレン二量化活性が焼成により低下し、再水和すると復活することを見出した。このときの固体NMR測定から、酸活性点がQ2-Si種とQ3-Si種の集合により発現していると推測した。

(3)アルデヒドのジアゾ化合物によるエポキシ化反応およびオレフィン添加系での三成分縮合型フラン化反応に対して、銅担持シリカメゾ多孔体は均一系銅触媒よりも高い活性を示した。(4)壁イオン交換法により、Ti系複合酸化物ナノ多孔体の調製を行った。Ti-W、Mo系では構造規則性が崩れ、BET比表面積は100m^2g^<-1>程度にとどまったが、Ti-Cr系では比表面積400m^2g^<-1>に達する規則性多孔体を調製できた。(5)メソポーラスアルミナを超臨界二酸化炭素媒体中でベンズアルデヒドとシアノ酢酸エチルとのクネベナーゲル反応に適用したところ、γ-アルミナよりもはるかに高い固体塩基触媒活性を示した。(6)メソ多孔体のナノ空間とヘテロポリ酸を組み合わせたナノ触媒材料の調製を行い、直径約6nmの細孔の内壁にオクチル基を修飾した疎水層を形成し、その中に12タングストリン酸を固定化することが出来た。このナノ触媒はナノ構造の効果により水中エステル加水分解に高い活性を示し、プロトンあたりの活性は硫酸のそれの6倍に達した。また、メゾ多孔体とTiO_2が複合化した光触媒の開発を行った。本年度は、シリカメゾ多孔体上での酸点発現機構の解明、不斉合成のさらなる展開、Ni担持体の触媒特性の解明の三点を実施した。第1項ではメチルスチレンの二量化反応をモデルとして表面水酸基と酸触媒活性の関連を検討した。触媒の真空排気温度や再水和処理と触媒活性、Q2シリコン種量との間に良好な相関を認め、Q2+Q3シリコンによって形成される3個の水酸基集合体が酸点となることを提案した。第2項の不斉合成ではCu担持系で不斉収率が80%を超える系を見いだすことができ、かなりの進展があった。第3項のNi担持体では、細孔径が小さいほど5員環シリカが多く存在すること、Niイオンは2:1型層状ケイ酸塩を形成していること、Ni+種にはNOが2分子および1分子配位可能な2種類が存在すること等を明らかにした(岩本、石谷、板谷)。MCM-41中の活性点の状態を検討し、ゼオライト類似の酸点が存在することを明らかにした。また、MCM-41表面上の水酸基の特異性に関して知見を得た(黒田)。ゾルーゲル法により微結晶マグネシアを合成した。得られたマグネシアは均一なナノ粒子の集合体で、その粒子間隙にメソ細孔を有していた。長鎖カルボン酸により細孔径分布の制御が可能であった。これらのマグネシアの塩基触媒特性を比較した(尾中)。高活性な分子選択光触媒であるメソポーラスシリカーTiO_2粒子複合体からTiO_2粒子を選択的に除去し、粒子と細孔の位置関係をより詳細に解析した。ゼオライトーTiO_2粒子混合光触媒上での有機物の分解挙動を明らかにした(犬丸)。TEM、IR、XAFS、H_2-D_2交換反応からMCM-41細孔内での金属間化合物PtGeの形成を確認した。このPtGe/MCM-41はアセチレンの部分水素化に対してPt/MCM-41より高い選択性を示した(小松)。アルミニウムを含むゼオライト結晶コアの上にアルミニウムフリー層を結晶成長させ、ゼオライト外表面の完全な不活性化を達成した。トルエンのメチル化では96%の選択率でp-キシレンが得られた(岡本)。
コンピュータ・コミュニティにおける子供の学習観

コンピュータ利用実践の中で、利用者がいかにコンピュータ利用に関わる学習を達成していくか、ビデオによる行動観察を中心としたエスノグラフィックな調査を行った。初年度は、さまざまな学習場面とコンピュータ利用実践場面から調査対象となるものを選定し、その後コンピュータ利用実践場面の観察および活動のビデオ記録を行った。それぞれの場面で、利用者が何をどのようにして学習したと感じるかを、学習をめぐる語りと行為のビデオ記録から記述した。ビデオ記録はコンピュータを用いた分析を行う為、コンピュータから制御可能なデジタルビデオカメラを用いた。観察対象は、コンピュータ等情報機器利用活動において学習が可視化される場面を特に記録するように試みた。本年度はビデオ分析の手法を用いて、1.場面のレッスン性の構築・非構築の分析および2.教師性、学習者性の達成の分析を行った。その結果、学習場面は社会的な関係の変化として記述可能であり、その場のレッスン性が関係の中で構築されること、また教師、生徒という役割も、固定的なのではなくその場の関係的な達成として付与されることが明らかになった。コンピュータ利用実践のなかで、利用者がいかにコンピュータ利用に関わる学習を達成していくか、ビデオによる行動観察を中心としたエスノグラフィックな調査を行った。それぞれの場面で、利用者が何をどのようにして学習したと感じるかを、学習を巡る語りと行為のビデオ記録から記述した。ビデオ記録は次年度コンピュータを用いた分析(プロトコル起こし・行動分析を含む)を行うため、コンピュータから制御可能なデジタルビデオカメラを用いた。観察対象は、コンピュータ等情報機器利用活動において学習が可視化される場面(何かを憶えたという発話、行動が変化したというしるし)を特に記録するように試みた。これまでの調査で明らかになったことは、学習が教室場面のように「レッスン的」に進行する場合と、活動中心のコミュニティのなかで進行する場合に大きくわかれることである。前者のレッスン的場面では、個人の能力に焦点が当てられるような教育的やり取りが行われており、後者の活動中心のコミュニティでは、作品作りが主たる活動となり個人のスキルの評定は重要なこととはなっていなかった。このことは従来レッスン的な教授法が中心的であった学校教育において示唆的なことであり、作品化を目指す活動中心のコミュニティを組織することの重要さを示すと考えられる。
自己形成型高密度量子ドットにおける多体効果と面内電子輸送特性の研究

本研究は、高密度量子ドット系において、ドット間結合と電子間の多体効果が共に有効に作用して強い非線形特性が現れるような構造を探ることを目的としている。具体的には、InAs/GaAs自己形成型高密度量子ドット系における面内電子輸送特性について研究した。我々はこれまでに高密度量子ドットサンプルで光伝導の電圧依存特性を詳細に調べ、共鳴ピークを観測した。そしてその温度依存性のデータなどを解析し、このピークはドット面内を流れている電子によっている可能性があることを明らかにした。さまざまなドット密度のドット系を作製し磁場中での光伝導率を測定したところ、高密度ドット系において伝導率の電圧依存性に共鳴ピークが観測された。このピーク電圧の磁場依存性から有効g因子を導出したところ、バルクのInAsの場合に比べてかなり小さな値になるという結果が得られた。この結果の詳細な解析により、この共鳴ピークは量子ドットを通過した電子のもたらす電流であるとの結論を得た。光伝導現象では電子・ホール共にキャリアとなっており、現象が顕在化しにくいという可能性があるため、この系にゲートを設けて電子数を制御し、電子伝導の非線形性が得られる可能性について探索を行った。さまざまな層構造を持つ量子ドット系を作製し、表面および裏面にゲートを設けて試料を作製したが、明瞭な非線形特性は得られなかった。この理由としては、ドット間電子結合がうまく作用していない可能性や、ゲート構造が最適化されていない可能性があげられるが、基本的には量子ドット層は非常に薄く抵抗が大きいため平行に流れる電流に信号が隠されてしまうためであると考えられる。高密度量子ドット系の他の例として、ひげ状ポリマーで修飾したCdS半導体量子ドット系について研究した。光学特性を測定したところドット間で電子状態が結合していると考えられる結果が得られた。この系もドット間結合と多体効果が共に有効に作用して非線形特性を表す可能性があることが明らかになった。本研究は、自己形成型高密度量子ドットにおける多体効果と面内電子輸送特性について研究し、電子間の多体効果の影響が面内電子輸送特性に明瞭に現れるような構造を探ることを目的としている。ところでドット面の面内方向の電気抵抗は、面の厚さが薄いことと電気の流れがトンネルによるものであることから、あまり小さくならないことが予想される。そのため、他の部分に漏れることなくドット面内を実際に電気が流れるような構造を明らかにすることが最も重要なポイントとなる。そこで、実際にドット内を流れているかどうかを検証するため、磁場中での電子輸送測定を行った。その結果、高密度量子ドットサンプルにおいてのみ光伝導にピークが観測された。そして、このピーク電圧の値は磁場強度によって変わるため、磁場依存性の結果よりg因子の値を求めたところ、InAsバルクのg因子値とは大きく異なり、InAs量子ドットのg因子値に近いものであることがわかった。量子ドット中の電子のg因子の値は、量子閉じ込め効果によりバルクの値に比べてかなり小さくなることが知られている。したがって、今まで得られていた電流の共鳴ピークは実際にドット面内を流れているものであり、InAs量子ドット間の電子結合を介した電子の運動を見ているものと考えることができる。

具体的には、InAs/GaAs自己形成型高密度量子ドット系の場合の面内電子輸送特性について研究した。さまざまなドット密度のドット系を作製し磁場中での光伝導率を測定したところ、高密度ドット系において伝導率の電圧依存性に共鳴ピークが観測された。このピーク電圧の磁場依存性から有効g因子を導出したところ、バルクのInAsの場合に比べてかなり小さな値になるという結果が得られた。この結果の詳細な解析により、この共鳴ピークは量子ドットを通過した電子のもたらす電流であるとの結論を得た。光伝導現象では電子・ホール共にキャリアとなっており、現象が顕在化しにくいという可能性があるため、この系にゲートを設けて電子数を制御し、電子伝導の非線形性が得られる可能性について探索を行った。さまざまな層構造を持つ量子ドット系を作製し、表面および裏面にゲートを設けて試料を作製したが、明瞭な非線形特性は得られなかった。この理由としては、ドット間電子結合がうまく作用していない可能性や、ゲート構造が最適化されていない可能性があげられるが、基本的には量子ドット層は非常に薄く抵抗が大きいため平行に流れる電流に信号が隠されてしまうためであると考えられる。高密度量子ドット系の他の例として、ひげ状ポリマーで修飾したCdS半導体量子ドット系について研究した。光学特性を測定したところドット間で電子状態が結合していると考えられる結果が得られた。この系もドット間結合と多体効果が共に有効に作用して非線形特性を表す可能性があることが明らかになった。
放散虫骨格構造の水平分布に基づく北極海環境指標の探求

劇的な海氷減少が進行している北極海において、放散虫群集の環境指標としての有用性を明らかにすることを目的として研究を実施してきた。西部北極海で採集した海洋沈降粒子および多層曳きプランクトンネット試料から放散虫群集の生産量の季節変化と生息分布を調査した。その結果、放散虫群集の生産量および種組成は主に海氷密接度の季節変動に伴う表層水塊の変化に対応して変動していることが分かった。北極海太平洋冬季水に特徴的に生息する種を発見し、マイクロフォーカスX線CTスキャナー(MXCT)により骨格の内部構造を観察した。MXCTにより得られた3次元モデルを新種記載に初めて応用し、客観性に優れた形態情報として示した。本研究の目的は、劇的な海氷減少が進行している北極海の海氷下の環境変化をモニターし、多様な骨格構造を持つ放散虫群集の環境指標としての有用性を明らかにすることである。本年度は、季節海氷域である西部北極海においてセジメントトラップにより捕集した海洋沈降粒子試料(2010年10月から2012年9月までの2年分)および多層曳きプランクトンネットにより採集したプランクトン試料(2013年9月採集分)について放散虫群集解析を行った。ノースウィンド深海平原の観測点NAPにおける海洋沈降粒子試料から、北極海放散虫群集の生産量および種組成は主に海氷密接度の季節変動に伴う表層水塊の変化に対応して変動していることが分かった。西部北極海の海氷下における放散虫群集の季節・経年変化を連続的に示すことができたのは本研究が初めてである。また、ノースウィンド深海平原とカナダ海盆域のプランクトン試料の比較から、各海域の水塊に特徴的な種を明らかにした。観測点NAPにおいて、2012年夏には2011年夏に比べほとんどの放散虫群集で生産量が減少する一方で、カナダ海盆域表層水塊に優占する群集については生産量が増加していた。このことは、海氷減少によるボーフォート循環強化とそれに伴うカナダ海盆域表層水塊の拡大を反映していると考えられた。以上のことから、海氷減少による海流や水塊の変化に対し、放散虫群集が有効な指標となることが示唆された。以上の研究成果は既に国際誌に発表済みである。また、海外の研究協力者との情報交換のため、国際会議に参加し、今後の打ち合わせと口頭発表を行った。北極海において採集した海洋沈降粒子およびプランクトン試料の生物群集解析を行い、その結果、放散虫の新種2種を発見した。そのうち1種は現在までに北極海のみで生息が確認されていることから、生息海域に因んでJoergensenium arcticumと命名した。本種の記載には生物顕微鏡、走査型電子顕微鏡による従来の観察方法に加え、放散虫の種記載では初めての試みとなるマイクロフォーカスX線CT(MXCT)を用いた。放散虫の種の同定には放散虫骨格の外形だけでなく、内部構造の観察が重要であることからMXCTを用いることでより客観性に優れた形態情報を示すことが可能となった。多層曳プランクトンネットにより本種の生息深度を調査した結果、北極海の水深100-250 mに存在し、最も水温の低い太平洋冬季水(ー1.7°C)と呼ばれる水塊に特徴的に生息することが分かった。セジメントトラップによる時系列観測からは本種の生産量が海氷生成に伴うブライン水(低温・高塩分水)の沈み込みと関連している可能性が示された。太平洋冬季水は海洋二酸化炭素分圧(pCO2)が高く、炭酸塩飽和度Ωが低いため、北極海における海洋酸性化のリスク評価や将来予測を進める上で注目すべき水塊である。また、太平洋冬季水は貧栄養な海盆へ陸棚の栄養塩を供給する重要なソースであり、今後海氷が消失していくであろう夏季の生物生産を左右し得る。太平洋冬季水に生息する種を追跡することで、急激に変わりゆく北極海の海洋環境をモニターする指標生物として今後役立つことが期待される。以上の研究成果は、国際誌に発表済みである。本年度はノースウィンド深海平原の観測点NAPの3年目のセジメントトラップ試料、チャクチ深海平原の観測点CAPのセジメントトラップ試料について分析結果をまとめる予定であったが、試料の入手時期が予定よりも大幅に遅れたため、分析はおおむね終えることができたものの、論文として成果をまとめるには至らなかった。しかしながら、既存の試料を用いて放散虫群集の北極海環境指標としての有用性について新たな知見を得たこと、マイクロフォーカスX線CTを用いた新たな研究手法を試み、学術雑誌に公表できたことから、当初の目標に向けておおむね順調に進展していると言える。前年度までに、時系列セジメントトラップとプランクトンネットを用い、放散虫群集の生産量の季節・経年変化と海氷の消長に伴う水塊や海流の変化との対応関係、生息深度分布と水塊の鉛直構造との対応関係を明らかにしてきた。