hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前頭前野活動の個人差を生む要因の網羅的解析―多様性の認知神経科学―

本研究は"前頭前野"と呼ばれる脳領域のはたらきの個人差・多様性を解明することを目的としている。特にワーキングメモリ機能に伴う前頭前野の活動が、気分状態やパーソナリティ特性などの心理学的要因によってどのような影響を受けるかに注目し、光トポグラフィと呼ばれる脳機能イメージング装置を用いた研究を進めてきた。本年度の主な研究の進捗は大きく以下の2点である。(1)17名の健常成人に対して、2週間おきに3回気分状態の調査と脳活動計測をおこなった実験データの解析結果から、抑うつ気分の個人内変動と言語性ワーキングメモリ機能に伴う前頭前野活動が関係することが示され、この成果を共同研究者らとともに国際学会誌に発表した。(2)前頭前野の中でも霊長類の進化の過程で急激に発達したことが知られている"前頭極(ブロードマン10野)"に焦点を当て、この領域における脳活動の個人差と気分状態の関係を解析した。その結果、健常成人29名を対象とした実験データにおいても、そのデータとは異なる健常成人40名を対象とした実験データにおいても、前頭極における言語性ワーキングメモリ課題に伴う脳活動の個人差が抑うつ気分の高さと負に相関することが示された。うつ病の患者においては前頭極の機能に障害がみられることが知られており、本研究の結果は健常者における"抑うつ気分"と気分障害としての"うつ病"のあいだの関連性・連続性について示唆を与えるものと言える。3年間の研究全体では、気分状態(ネガティブ気分・抑うつ気分)、パーソナリティ特性、課題成績など複数の要因がワーキングメモリ課題に伴う前頭前野の個人差に寄与していることが明らかとなり、被験者間の脳活動のばらつきに注目した"個人差の認知神経科学"を推進することができた。健常者において、ワーキングメモリ課題に伴う前頭前野活動の個人差および個人内変動が、気分状態やパーソナリティ特性などの複数の心理学的要因と関連することを示すことができた。申請者は2012年3月をもって博士号(学術)を取得し、2012年度からは日本学術振興会特別研究員(PD)として、社会性や倫理的価値観などのさらに高次な脳機能に関する個人差・多様性について研究をおこなう予定である。本研究は、「前頭前野」と呼ばれる脳領域のはたらきの個人差を解明することを目的としている。前頭前野は、記憶や注意といった高次認知機能、情動や価値判断などの感情機能の両方に関わるとされている。そのため、前頭前野機能の個人差の要因を調べることは、我々ヒトの思考や価値観が多種多様であることの生物学的基盤を理解することにつながる。また、前頭前野機能はうつ病や認知症など現代社会において重大な問題となっている疾患とも関連するため、本研究の成果がこうした疾患のリスク予測や予防に役立つ可能性もある。本年度は、脳機能イメージング技術のひとつである光トポグラフィ(機能的近赤外分光法)を用いて3種類の実験をおこなった。第1の実験では、40名の健常者に対して"ワーキングメモリ課題"という認知課題を課したときの前頭前野活動を計測し、被験者の性格傾向(自己記入式の質問紙尺度を使用)との関連を調べた。その結果、性格傾向と脳活動の間には相関があり、特に"空間性"と"言語性"の2種類のワーキングメモリ機能がそれぞれ別の性格特徴と関連することが示唆された。第2の実験では、第1の実験参加者の一部に対して、日をおいてさらに2回(計3回)同一の脳機能計測を実施する追跡調査をおこなった。この実験からは、同一個人内での計測回ごとの脳活動の違いは、その時々の気分状態の変動を反映している可能性が示された。これらの結果にもとづき、第3の実験ではさらに規模を拡大し、90人の成人男女に対して同様の計測をおこなった。今後、このデータを使用して「脳活動の個人差と性格傾向」および「脳活動の個人内変動と気分状態」の両者を同時に解析する予定である。修士からの3年間で延べ190名分の脳活動データを収集できた。200名以上の脳機能計測データを用いた研究は世界的にも数えるほどしか例がなく、他に類のない貴重なデータベースを構築できたといえる。本研究は、"前頭前野"と呼ばれる脳領域のはたらきの個人差・多様性を解明することを目的としている。本年度は前年度までに収集した計測データを多角的に解析し、また複数のデータセットを統合してメタ解析を実施するための枠組みの検討をおこなった。(1)まず、約30名の健常成人を対象として脳活動と気分状態の関係を解析した結果を論文にまとめ、国際誌に発表した。この研究では、質問紙指標(アンケート調査)を用いて調べた被験者のネガティブ気分が、言語性ワーキングメモリ課題に取り組んでいるときの前頭前野活動の大きさと負に相関することが示された。(2)続いて、40名の健常成人を対象とした別の実験(H21年度実施)から得られたデータと(1)のデータを統合して解析することで、ネガティブ気分のなかでも("怒り"や"不安"よりも)"抑うつ"や"疲労"気分が言語性ワーキングメモリ課題に伴う脳活動と特に強く相関することを示した。この解析に用いた複数の実験で得られたデータを統合する手法は、様々な研究に適用できるものであり、光トポグラフィを研究に用いている多くの研究者に役立つものと期待される。

(3)また、90名の健常成人を対象とした第3の実験(H21年度実施)からは、個々人の課題成績(正答率の高さや反応時間の速さ)と前頭前野活動が正に相関することがわかった。この傾向は特に空間性ワーキングメモリ課題において顕著にみられたため、上記の研究結果と合わせて、"言語性ワーキングメモリ課題に伴う脳活動は気分やパーソナリティの個人差を反映する一方で、空間性ワーキングメモリ課題に伴う脳活動はパフォーマンスの個人差を反映する"という、認知課題による相違が示唆された。本研究の結果は、認知機能間の差異を考えるうえで、単なる脳活動の平均値ではなく、脳活動の個人差の生じ方に注目することの重要性を浮びあがらせたものといえる。本研究は"前頭前野"と呼ばれる脳領域のはたらきの個人差・多様性を解明することを目的としている。特にワーキングメモリ機能に伴う前頭前野の活動が、気分状態やパーソナリティ特性などの心理学的要因によってどのような影響を受けるかに注目し、光トポグラフィと呼ばれる脳機能イメージング装置を用いた研究を進めてきた。本年度の主な研究の進捗は大きく以下の2点である。(1)17名の健常成人に対して、2週間おきに3回気分状態の調査と脳活動計測をおこなった実験データの解析結果から、抑うつ気分の個人内変動と言語性ワーキングメモリ機能に伴う前頭前野活動が関係することが示され、この成果を共同研究者らとともに国際学会誌に発表した。(2)前頭前野の中でも霊長類の進化の過程で急激に発達したことが知られている"前頭極(ブロードマン10野)"に焦点を当て、この領域における脳活動の個人差と気分状態の関係を解析した。その結果、健常成人29名を対象とした実験データにおいても、そのデータとは異なる健常成人40名を対象とした実験データにおいても、前頭極における言語性ワーキングメモリ課題に伴う脳活動の個人差が抑うつ気分の高さと負に相関することが示された。うつ病の患者においては前頭極の機能に障害がみられることが知られており、本研究の結果は健常者における"抑うつ気分"と気分障害としての"うつ病"のあいだの関連性・連続性について示唆を与えるものと言える。3年間の研究全体では、気分状態(ネガティブ気分・抑うつ気分)、パーソナリティ特性、課題成績など複数の要因がワーキングメモリ課題に伴う前頭前野の個人差に寄与していることが明らかとなり、被験者間の脳活動のばらつきに注目した"個人差の認知神経科学"を推進することができた。健常者において、ワーキングメモリ課題に伴う前頭前野活動の個人差および個人内変動が、気分状態やパーソナリティ特性などの複数の心理学的要因と関連することを示すことができた。申請者は2012年3月をもって博士号(学術)を取得し、2012年度からは日本学術振興会特別研究員(PD)として、社会性や倫理的価値観などのさらに高次な脳機能に関する個人差・多様性について研究をおこなう予定である。
ヒ素曝露の健康影響評価とその感受性因子の探索

本申請課題は、環境要因(ヒ素曝露)と遺伝要因(遺伝子多型)の双方を考慮しながら無機ヒ素の健康リスクを評価し、その感受性に寄与する要因(ハイリスクファクター)を同定することを最終目的とする。本年度は、無機ヒ素の毒性影響に大きく関係している無機ヒ素代謝能力の感受性について精査した。体内に取り込まれた無機ヒ素は、arsenic (+30xidation state) methyl transferase (AS3MT)という酵素によってメチル化され、尿中へ排泄される。既存の研究において、無機ヒ素代謝能力が低いほど、無機ヒ素曝露によるがん等の影響が出やすいことが報告されていることから、無機ヒ素代謝能力の感受性に着目することは重要である。しかしながら、これまで無機ヒ素汚染地域の住民を対象にAS3MTの発現量と無機ヒ素代謝能力の関係を調査した研究は無い。本研究では、ベトナムの無機ヒ素汚染地域の住民を対象に尿中ヒ素化合物を分析し、そのヒ素化合物組成から推定したヒ素代謝能力と血中AS3MTmRNA発現量の関連について解析した。分析の結果、地下水中ヒ素濃度は<0.1-502μg/lであり、一部の地下水からWHOの飲料水の安全基準値(10μg/l)を超える濃度のヒ素が検出された。飲用水中総ヒ素濃度とヒト尿中DMA、MMA、As[III]濃度の間に有意な正の相関関係がみられたことから、地域住民は地下水を経由してヒ素に曝露していることが示唆された。血中AS3MT mRNA発現量と尿中総ヒ素濃度に対するDMA濃度の割合の間に有意な正の相関関係が認められた。このことから、無機ヒ素のメチル化はAS3MTの発現量に依存すると推察された。
粗大粒を持つ部材のＸ線応力評価の確立

粗大粒ではX線回折像が斑点状になることから,2次元検出器を利用した応力測定法が必要である.本研究においては,回折斑点から応力値を決定する方法として,線形計画法の一種であるシンプレックス法を利用した直接法を提案した.また,回折斑点からの回折角度の誤差は,結晶粒の回折中心とX線照射中心が一致しないことに起因することを解明した.それらを解決することを目指して.2次元検出器を利用したπ法,二重露光法を提案した.さらに,X線ビームの発散角も回折各測定の誤差要因であることも明らかにした.粗大粒を持つ部材として平均粒径50μmのオーステナイト系ステンレス(SUS316L)を選定した.本試料に対して垂直入射したX線により回折斑点を測定した.特性X線はMn-Kαを利用した.コリメータ(径1mm,照射域径2mm)から試験片に垂直にX線を照射し,γ-Feの311回折を利用してイメージングプレート(IP)により回折斑点を得た.回折中心およびIPの姿勢は試験片に塗布したタングステン(W)粉末の220回折環で補正した.粗大粒からの回折を2次元で検出すると回折斑点を特徴とする回折パターンであった.それらをcosα法で応力評価すると回折斑点のばらつきで十分な精度でX線が得られなかった.細粒で適用できるcosαが,粗大粒に対して適用できない原因は,斑点のために180度の対となる回折角が得られない場合があること,回折角度そのものが大きく変動することがわかった.cosαに対応できるように対となる回折角を得るために曲線近似による補完法を用いてcosα法を試みた.この改良には一定の効果があるものの,根本的解決するには至らなかった.他方,粗大粒に対応して斑点から回折角を直接求め,応力値を求める「直接法」を新たに提案した.回折角(ひずみ)から応力の最適値を計算する手法としてNelder-Mead法を用いた.細粒(ピーニング面)では,直接法がcosα法よりも優れた結果を得ることができ,直接法の有効性についても検証できた.また,回折角が大きくばらつく現象については,回折中心と各結晶粒の位置が異なるため,その幾何学的差が,ひずみのオーダーよりも大きいことがわかった.回折角度のばらつきを低減する手法を見つけることが課題となる.(1) cosαを例に2次元検出器によるX線応力測定においては,回折中心の精度が重要であることを解析的に検討した.照射による回折中心と検出器で規定した回折中心とを一致させるために,標準粉末を利用することが好ましい.また,既存の装置においても検出器の原点(回折中心)の校正が必要であることを明らかにした.(2)粗大粒を想定し,回折斑点からひずみの最適値を求めるために,線形計画法に基づく手法としてSimplex法による最適化方法を確立した.(3)平均粒径が約50μmのオーステナイト系ステンレス(SUS316L)を試験片材料として,本研究で提案したπ法を適用した.そのために回転できる負荷治具を設計製作すること,その治具の回転中心とX線照射域中心を一致させ真の回折中心を実現できるように,中心決定方法と3軸試料ステージなどの装置を完成させた.これらの装置と解析方法の完成した後,既知の負荷をSUS316Lの試験片に負荷して,既知の曲げ応力を「π法」で測定し,その有効性について実際に検証した.その結果,従来の測定では照射域の結晶粒の位置が回折半径に含まれるため,正しい回折半径が得られない.π法においては,回折に与る結晶粒の位置ずれがπ回転により相殺され,かつ回折斑点の数が増える効果を期待したが,回折粒の位置ずれの相殺は期待できなかった.π法による効果は,連続環ほどの効果は得られなかった.その結果,直接法にπ回転を組み合わせた手法では,十分な成果は得られなかった.(4)さらに,平均粒径が約150μmのオーステナイト系ステンレス(SUSF316L,原子炉シュラウド用鍛鋼材)を曲げ試験片として準備した.そのX線回折は典型的な回折斑点を呈した.このような回折斑点位置を解析する手法の研究を進めている.また,回折粒の位置による回折中心誤差を相殺する二重露光法について着手した.平成27年度の研究の推進方策においては,1) π法を新たに提案し,粗大粒の応力評価にに対するその効果を検討すること,2)そのために回転できる負荷治具を設計製作すること,その治具の回転中心とX線照射域中心を一致させ真の回折中心を実現できるように試料台ステージなどの装置を完成すること, 3)その有効性について実際に検証することを計画していた.本課題においては,これらのことをすべて達成しているので,おおむね順調に進展している.さらに,2次元検出器によるX線応力測定についての手法の現状と基礎理論をまとめるとともに,粗大粒の応力測定のための課題を産学協同により整理した.

その報告書を出版したことは,2次元検出器による応力測定の研究成果として大いに評価できる.なお,π法により粗大粒の応力測定の解決を見ることができなかったことから,π法に変わる新たな手法や粗大粒の位置決定などの課題があきらかとなり,今後の研究に位置づけることにしている.粗大粒からの回折が斑点になることから,本研究では,その解決を目指して2次元検出器を利用した粗大粒のひずみ測定の研究を実施した.初年度は,回折斑点位置から最適な応力値を決定する解析方法の確立を目指した.最小二乗解を探索する方法を利用せず,安定かつ収束性が優れ,導関数の不要な方法として,線形計画法を利用した最適応力値の探索を研究して,シンプレックス法による応力決定方法を確立し,独創的な「直接法」を完成した.2年目は,直接法を利用して回折斑点からひずみを測定を試みた.その結果,粉末回折の前提である回折中心とX線照射中心が一致する平均操作が,粗大粒においては成立しないことが明確になった.その原因は,回折に与る結晶粒の位置が照射中心にないこと,粗大粒においては回折斑点が少なく平均操作が成立しないことである.その解決のために,新たに「π法」を提案して実施した.π法は,応力の持つ点対称性を利用して試料を180度回転し二重露光したX線回折像から応力を決定する方法である.それにより,回折斑点数の増加と回折位置が照射中心との一致が実現できる.しかし,π法で回折中心と照射中心の一致は十分ではなかった.最終年度においては,前述の問題を解決するために,照射中心を利用しない回折角決定方法として新たに「二重露光法」を提案して,その実験を試みた.二重露光法は回折斑点のひずみ測定法として有力であることがわかった.所定のひずみを与え,二重露光法によるひずみ測定を繰り返した結果,十分な測定精度を得るためには新たな課題もあることもわかった.それは,結晶粒からの回折角を測定したとき,結晶粒の散乱ベクトルがX線入射ビームの発散角程度の広がりの影響を受けるために,二重露光法で測定したとしても,回折角度は,真の回折角度に個々の結晶のX線の発散角分の影響を含んでいることである.粗大粒ではX線回折像が斑点状になることから,2次元検出器を利用した応力測定法が必要である.本研究においては,回折斑点から応力値を決定する方法として,線形計画法の一種であるシンプレックス法を利用した直接法を提案した.また,回折斑点からの回折角度の誤差は,結晶粒の回折中心とX線照射中心が一致しないことに起因することを解明した.それらを解決することを目指して.2次元検出器を利用したπ法,二重露光法を提案した.さらに,X線ビームの発散角も回折各測定の誤差要因であることも明らかにした.初年度の実施計画では,試料の準備,IPによる測定,IPの補正と回折中心の決定,回折斑点の抽出法,応力成分の決定,直接法の解析プログラム完成を達成することを予定していた.本課題においては,これらのことをすべて達成しているので,おおむね順調に進展していると評価した.平成26, 27年度の実績を踏まえ,粗大粒の回折位置の影響されない回折半径測定法として,二重露光法に取り組む.本研究で新たに提案する二重露光法は,2次元検出器(IP)に対して垂直に試料を移動させて,移動距離Lと回折斑点の移動量(回折半径r)の関係から回折角を測定する手法である.この手法は,X線照射域の回折中心と検出器の回折中心を不要とする優れた測定手法である.また,検出器の中心を決定することも不要なので,標準粉末も必要としない利点もある.
GHz帯縦振動を観測可能な2次元レーザプローブの開発

本研究では、サニャック干渉計を利用して、GHz帯微小縦振動用超高速2次元計測システムを構築した。また、試料表面の傾きや凹凸により焦点ボケに対する対応法を開発した。そして、100倍のレンズを用いて2GHz帯の薄膜バルク波共振子(FBAR)を観測し、本手法の有効性を実証した。さらに、本装置の測定結果に波数空間解析を適用し、FBAR素子における音響的損失発生機構を解明し、本装置の有効性を実証した。本研究では,これまで本申講者らが開発してきたSAW素子用2次元たわみ振動計測装置を基に,GHz帯微小縦振動を超高速に2次元計測するシステムの実現を目指す。具体的には,光学的検出手法として,これまでのナイフエッジ法に代わりセニアック干渉計の適用を試み,GHz帯でも高感度に縦振動が観測可能なことを示すと共に,この干渉計が低周波振動に鈍感なために高速2次元走査が可能なことを実証する。本年度は,まず,これまでSAW素子用2次元たわみ振動計測装置に対して開発してきた広帯域ヘテロダイン受信システムについて周波数特性や雑音の発生機構を詳細に検討して最適な回路構成を実現し,高感度で2.5GHz帯まで利用可能な高感度受信機を構築した。次に,この受信機と2次元縦振動計測装置を利用してGHz帯SAW素子におけるSAW界分布を2次元計測する。これまでの2次元たわみ振動計測装置を利用して同一試料を測定し,両者の結果を比較・検討した。そして,セニアック干渉計が,これまでの計測装置と同程度以上の検出感度を有し,しかも縦振動が観測可能なことを実証した。なお,周波数特性や空間分解能等に関しても十分な性能を有している。ただし,2.GHz以上の周波数で2次元計測する場合,高倍率対物レンズを利用するため,僅かな測定対象の傾きで焦点ボケを発生する問題が明らかになった。また,振動の絶対振幅計測の準備として,表面反射率の影響に関する補正を試みた。しかし,高速2時元走査の際には,表面反射率計測回路と高感度受信機の遅延時間に差があるため,両回路の出力を単純に除算するだけでは補正できないことが明らかとなった。本研究では、これまで本申請者らが開発してきた弾性表面波(SAW)素子用2次元たわみ振動計測装置を基に、GHz帯微小縦振動を超高速に2次元計測するシステムの実現を目指す。具体的には、光学的検出手法として、これまでのナイフエッジ法に代わりサニャック干渉計の適用を試み、GHz帯でも高感度に縦振動が観測可能なことを示すと共に、この干渉計が低周波振動に鈍感なために高速2次元走査が可能なことを実証する。本年度は、昨年度に開発された2次元計測システムに対して、明らかとなった2つの問題点の解決を目指した。まず、焦点深度の浅い高倍率対物レンズを利用する際に僅かな測定対象の傾きで焦点ボケを発生する問題に対して、以下の解決法を開発した。まず、試料表面の複数点で焦点を合わせることにより、最初に試料の傾きを測定する。そして、この結果を元に、表面振動計測の際に、表面位置毎にレンズと試料問の距離を調整する。この手法により、100倍のレンズを用いて2.5GHzのSAW素子を観測し、本手法の有効性を実証した。次に、高感度受信機の遅延時間に起因する観測位置と実際の座標との問のズレの問題に対して、座標位置を出力する信号も同一の遅延時間分だけ遅らせる方法を考案した。そして、実際にマイクロコントローラを利用してシステムを構成し、本手法の有効性を実証した。ただし、表面反射率計測回路と高感度受信機との問にも遅延時間に差があるため、この補正をしない限り、高速2時元走査をしながら表面振幅を絶対計測することは困難である。今後、この問題を解決し、表面振幅の絶対計測を可能としたい。本研究では、これまで本申請者らが開発してきた弾性表面波(SAW)素子用2次元たわみ振動計測装置を基に、GHz帯微小縦振動を超高速に2次元計測するシステムの実現を目指した。具体的には、光学的検出手法として、これまでのナイフエッジ法に代わりサニャック干渉計の適用し、GHz帯でも高感度に縦振動が観測可能なことを示すと共に、この干渉計が低周波振動に鈍感なために高速2次元走査が可能なことを実証する。本年度は、まず、高倍率対物レンズを利用する際に試料表面の凹凸により焦点ボケを発生する問題に対して、以下の解決法を開発した。まず、レンズの高さを変えながら試料表面を複数回走査し、それに併せてサニャック干渉計出力の直流成分と高周波成分を同時に観測する。直流成分は表面の光学的反射率に対応するもののため、各走査位置に対して直流成分が最も強いレンズ高さを選び、その高さでの高周波成分を出力とする。これを全ての走査位置に対して適用することにより、全ての位置で焦点が合った観測像を得ることが出来る。

この手法により、100倍のレンズを用いて2GHz帯の薄膜バルク波共振子(FBAR)素子を観測し、本手法の有効性を実証した。さらに、本装置を利用して、2GHz帯のFBAR素子における音響的損失発生機構の解明を試みた。具体的には、高空間分解能であることを利用して、2次元フーリエ変換を駆使した波数空間での画像処理により伝搬モード毎に分離し、それらの振る舞いを調査した。そして、共振子端部でのモード変換により新たな伝搬モードが発生し、それが共振子外へのエネルギー漏れを起こしていることが明らかになった。この結果は、有限要素法を利用した数値シミュレーションの結果ともよく符合しており、本装置がFBAR素子等の動作解析に非常に有用であることが実証された。
発育解剖学的差異をもつ作物根系構成要素の機能的特異性の解明

一個体の作物の根系を構成する根は、発育学・解剖学的差異を有することが明らかにされつつある。本研究はイネ科・マメ科作物を対象に、それらの根の間の機能的差異を解明しようとした。まずイネ根系において、根系構造を解析するためには、従来から用いられてきた発育学的解析法に加え、根系構造の複雑さを定量化するフラクタル解析や、分枝構造を定量化するトポロジー解析が有効であることを示した。次に、根箱における土壌水分条件や、根端培養法における培養条件を変化させた場合、とくに側根の発育が鋭敏に反応することを示した。また炭素・窒素の動態や、コハク酸脱水素酵素・パーオキシダーゼの加齢に伴う変動を調べ、根軸と側根とではエイジングのパターンが異なることを明らかにした。さらには内生アブシジン酸やゼアチンリボシドの濃度比や動態の特徴から、側根と根軸は器官としての特徴を異にすることも明らかにした。また数種の主要なマメ科食用作物種の根系構造には、とくに側根の発達程度に起因する明瞭な遺伝的差異が存在し、さらに主根の伸長生長は、異なる環境条件に対して可塑性を発揮することを認めた。またラッカセイ根系において、菌根形成はその大部分が側根上で認められること、各根軸上では形成頻度は向頂的に増加し、その傾向は相対的に齢の進んだ1次側根でより顕著に認められることを明らかにした。また菌根菌接種に対して1次側根と2次側根は異なる発育反応を示し、その結果根系形態が大きく変化することを見出した。作物根系は形態的・生理機能的に異なる根によって構成されていると考えられているが、その差異の実態についてはほとんど解明されておらず、研究や栽培現場で混乱を生み出す原因となっている。本研究では、イネ科・マメ科作物数種を対象に、各根系構成要素の機能特異性を以下の一連の実験により検討した。1.申請した暗視野植物根観察システムによって、まず今年度は、根圏に放出される根冠粘液の分泌動態と種子根の伸長リズムの解析を行った。根冠粘液の分泌には、明け方から午前中にかけて減少した後、午後増加するという日周変動パターンがあることを明らかにした。さらに、種子根の時間当たり伸長速度の変動をパワースペクトル解析したところ、種子根の伸長には約21時間のサーカディアン周期と約5時間のウルトラディアン周期が存在することを示唆した。2.根系構成要素間の水吸収特性を、定量的に解析した。申請したプラントトームとクライオスタットを用いて、蛍光色素(Rhodamine B)を取り込ませた根の新鮮切片を調整し、蛍光色素の体内分布を定量した。その結果、一個体の根系を構成する根を主軸根とそこから発生する側根に分けて考えると、側根が基本的に水吸収機能を担っていることを明らかにした。3.土壌乾燥ストレス下での根における浸透圧調節機構を把握するため、様々なカチオンの根系構成要素レベルでの分布を、申請した原子吸光光度計により測定した。その結果、乾燥ストレスの強度によって、根の伸長・成熟部位におけるカリウムをはじめとする各種溶質の反応に特異性があることを示唆した。さらに、浸透圧調整機能の大きさは、根系構成要素の違いにより異なることを明らかにした。次年度は、本年度の結果をふまえて、さらに根系構成要素の機能特異性を詳細に検討する予定である。

まずイネ根系において、根系構造を解析するためには、従来から用いられてきた発育学的解析法に加え、根系構造の複雑さを定量化するフラクタル解析や,分枝構造を定量化するトポロジー解析が有効であることを示した。次に、根箱における土壌水分条件や、根端培養法における培養条件を変化させた場合、とくに側根の発育が鋭敏に反応することを示した。また炭素・窒素の動態や、コハク酸脱水素酵素・パーオキシダーゼの加齡に伴う変動を調べ、根軸と側根とではエイジングのパターンが異なることを明らかにした。さらには内生アブシジン酸やゼアチンリボシドの濃度比や動態の特徴から、側根と根軸は器官としての特徴を異にすることも明らかにした。また数種の主要なマメ科食用作物種の根系構造には、とくに側根の発達程度に起因する明瞭な遺伝的差異が存在し、さらに主根の伸長生長は、異なる環境条件に対して可塑性を発揮することを認めた。またラッカセイ根系において、菌根形成はその大部分が側根上で認められること、各根軸上では形成頻度は向頂的に増加し、その傾向は相対的に齡の進んだ1次側根でより顕著に認められることを明らかにした。また菌根菌接種に対して1次側根と2次側根は異なる発育反応を示し、その結果根系形態が大きく変化することを見出した。
強度変調放射線治療における治療計画法の標準化と均てん化に関する実験的・臨床的研究

IMRT(特に頭頸部癌)は治療計画法の技術的標準化が進まず普及の障壁となっていた。これを解決すべくIMRTの標準化・均てん化を目指した研究を実施した。香川大学も小生着任以前は治療機器がIMRTに対応しなかったが、治療機器更新に着手し平成26年10月よりIMRT開始、順調に症例数を増加、現在まで2年6か月時点で頭頸部78例、前立腺92例、子宮頸癌3例,脳腫瘍8例の合計181例に対する治療を実施した。頭頸部癌に対する3arc法や上咽頭癌のmulti-step adaptive法を開発、前立腺の全骨盤IMRTにおけるリンパ節領域線量の精度向上などの課題を達成、更に脳腫瘍などの臨床試験を実施中である。当院において今年初まで放射線治療機器の施設更新が行われた。まずは機器の早期稼働に向け注力し平成26年4月から高精度放射線治療の実施を可能とした。課題内容に直結する強度変調放射線治療(IMRT)については、本年6月より試行期間を経て厚生支局に届出承認され、10月より本格稼働可能となった。今年度中3月末現在までの6か月間ではあるが頭頸部癌13例、前立腺癌24例、合計37例のIMRTを施行した。当院においては厚労支局への届出承認を経て、平成26年10月より強度変調放射線治療(IMRT)を開始した。他施設に比べ大幅に遅れたものの、開始後は順調に症例数が増加しており、1年6か月時点で、頭頸部癌36例、前立腺癌62例、子宮頸癌2例の合計100症例に対する治療を実施した。VMATの治療計画法の開発研究を実施、以下の通り、頭頸部癌IMRTのprotocolを確定した。頭頸部癌36例のうちSIB法(70Gy/63Gy/56Gy)にて治療を実施したものを選択し、治療計画データを活用し実験的な治療計画を試みた。回転ビーム本数とコリメータ角度を変更し複数回の最適化計算を実施し、標的線量の均一性、リスク臓器の線量低減について比較検討を行った。データ数を増して詳細な検討を行ったところ、3arc法(従来の方法にコリメータ方向を90°/270°回転としたarcを加える方法)が線量分布の改善に関して優位であるとの結果を得た。反面、ビーム本数の増加や最適化条件の要求の増加に伴って最適化及び線量計算時間が増加するので、スループットの点で問題が残るが、この改善については治療計画コンピュータの能力増強を待つ必要がある。また、上咽頭癌については放射線感受性が高いので照射期間中の腫瘍体積の減少が顕著であり、複数回のAdaptiveな再計画実施が肝要と思われたため、JCOG1015の2-step計画法を拡張して、当院独自の3-step法(70Gy/60Gy/40-46Gyの3段階治療計画)を考案し検討中である。研究成果としては、英文症例報告1編、和文解説・総説1編、英文専門書の分担執筆1編を出版した。その他、国際学会(15th International Congress of Radiation Research)での招待講演1回、日本泌尿器科学会総会並びに日本耳鼻科学会地方部会での講演2回を行った。残念なことに、以前まで当院は後進的な放射線治療施設としては旧来の治療機器、システムが稼働しており、IMRTやIGRTを含む現代的な高精度治療を実施出来る環境では無かった。そのため小生の着任以降、高精度放射線治療システムの導入を図るべく活動し、ようやく平成26年度からの機器更新を達成するに至った。平成26年年度中は、臨床使用のためのリニアックと治療計画システムの安定稼働のために既存システムからのデータからの移行、新機種導入に伴うQA/QCの実施に時間を要した。結果として、IMRTの本格稼働が同10月と予定より半年遅くなり、本研究の着手がそれ以降となった。従って、残念ながらデータの蓄積や研究実施の達成度も伴って遅延している。但し、本格稼働後は順調にIMRTの症例数は増えつつある。症例データの集積に伴い研究の実施が可能となったため、順次、治療計画法の実験的な技術的改善に順次取り組んでいる。当院においては平成26年10月より強度変調放射線治療(IMRT)を開始した。順調に症例数が増加しており、現在まで2年6か月時点で、頭頸部癌78例、前立腺癌90例、脳腫瘍8例、子宮頸癌2例の合計178症例に対する治療を実施した。昨年度に引き続きVMATの治療計画法の開発研究を実施した。(1)頭頸部癌78例でSIB-IMRT法を応用した。前年度に3arc法が線量分布の改善に関して優れるとの結果を得ており、継続的に臨床応用を進めている。(2)上咽頭癌については、複数回のAdaptiveな再計画実施が肝要と思われたため、当院独自の3-step法(70Gy/60Gy/40-46Gyの3段階治療計画)プロトコールを考案し、当院IRBの承認を経て臨床試験として実施中である。(3)脳腫瘍に対してもIMRT開始した。これも臨床試験としてIRB承認の上、実施中である。(4)前立腺IMRTについて、当院では金マーカー留置によるIGRTを実施している。リンパ節転移陽性のリスクのある超高リスク群に対しては骨盤リンパ節領域への照射を含むSIB法(78 Gy/58.5Gy/39fr)を行う。

マーカー照合は標的位置精度の向上かつリスク臓器の線量低減に利点がある、一方、前立腺の体内移動の補正によるSIB法への影響を判断する必要があった。そこで、実験的に骨盤の回転誤差を変化させた場合の、リンパ節領域および小腸への線量の増減を測定し、論文として報告した。前立腺マーカーによるIC補正においては、セットアップ時の骨盤回転誤差を十分に評価した上で、6軸位置補正を同い、もしくは再セットアップで可能な限り回転を修正することが肝要ことが判明し、臨床に還元している。研究成果としては、英文論文2編、和文論文2編、著書の分担執筆1編を出版した。国際学会・セミナー講演1回、国際学会発表2回、国内招待講演・シンポジウム4回を行った。IMRT(特に頭頸部癌)は治療計画法の技術的標準化が進まず普及の障壁となっていた。これを解決すべくIMRTの標準化・均てん化を目指した研究を実施した。香川大学も小生着任以前は治療機器がIMRTに対応しなかったが、治療機器更新に着手し平成26年10月よりIMRT開始、順調に症例数を増加、現在まで2年6か月時点で頭頸部78例、前立腺92例、子宮頸癌3例,脳腫瘍8例の合計181例に対する治療を実施した。頭頸部癌に対する3arc法や上咽頭癌のmulti-step adaptive法を開発、前立腺の全骨盤IMRTにおけるリンパ節領域線量の精度向上などの課題を達成、更に脳腫瘍などの臨床試験を実施中である。自施設での機器更新、平成26年4月よりのリニアック稼働、6月からのIMRTの試行期間を経て、10月からのIMRTの本格実施を開始した。これらの時期と重なったため、若干、研究の着手が遅れた。IMRT臨床稼働の開始後は、順調に症例数を増やす中で、上述の通り、治療計画内要の技術的検証を行うことが可能となった。研究課題の達成を推進するべく、さらにIMRTの治療計画の標準化に向けて、最適化計算手法や標的設定法の改善に向けた取り組みを加速して行く。今後の予定としては、まず頭頸部癌IMRTのSIB法(70Gy/63Gy/56Gy)の治療計画データを活用した実験的な治療計画に関して回転ビーム本数とコリメータ角度を変更し複数回の最適化計算を実施し、標的線量の均一性、リスク臓器の線量低減について比較検討を行う。良好な結果が得られつつあるので、データ数を増して詳細な検討を行い、3arc法(従来の方法にコリメータ方向を90°/270°回転としたarcを加える方法)の有用性に関する結果発表、執筆に取り組みたい。また、従前より取り組んできた上咽頭癌の多施設共同試験の経験を生かし、プロトコール作成過程で修得した標的やリスク臓器輪郭入力法の標準化についての基礎データの取り纏めを図る。この試験に関しては症例集積が終了しており、局所反応についての結果が得られつつあり、治療計画内容や線量分布と局所制御や再発形式等との関連を明らかにしつつ、抽出される問題点やピットフォールを集約した研究推進に繋げたい。放射線腫瘍学研究課題の達成を推進するべく、さらにIMRT治療計画の標準化に向けて、最適化計算手法、標的設定法の改善に向けた取り組みを加速する。今後の予定としては、具体的には、まず上咽頭癌の共同試験の品質保証に関わった経験を生かし、プロトコール作成過程での標的やリスク臓器設定、輪郭入力に関する検討結果を盛り込んだcontouringの標準化に資する基礎データの作成に取り組みたい。また、多施設のIMRTの治療技術内容や治療計画内容の比較やそれらから抽出される共通の問題点・ピットフォールを集積し、意見の集約を図れるよう研究を進めたい。
熱水鉱床に見られる結晶成長組織とその支配要因の解析

天然の各種熱水鉱床産の鉱石は,多様な特徴的鉱石組織を呈し,それら多様な組織は,溶液系における鉱物の結晶成長様式の違いを反映する。本研究では,各種熱水性鉱床(スカルン型,鉱脈型,黒鉱型,海底熱水鉱床)産の鉱石・脈石を研究対象とし,それらの鉱物共生・成長組織の肉眼・顕微鏡観察による組織分類を行い,その分類組織について結晶成長論的観点から検討・解釈を行い,鉱石・脈石鉱物の沈澱様式とその主支配要因を解明し,結晶成長モデルのシュミレ-ションを行う事を目的としている。本年度実施した研究内容の概要は以下の通りである。1.我が国の各種熱水鉱床産鉱石・脈石の補足的サンプリングのため全国各研究機関の所蔵関係試料の検討を行い,実験試料として入手した。2.収集試料について,それらの産状・組織について,肉眼・鏡下観察結果に基づいて,共生・成長組織の再分類を行った.その結果,鉱床・成因の違いによる組織の特性が明らかになり,結晶成長の支配要因を考察する上で重要な手がかりを得た。3.各種成長組織と化学組成の対応関係の検討によれば,固溶体鉱物(肉亜鉛鉱・菱マンガン鉱等)においては顕著にその両者の密接な関係が認められ,結晶沈澱・成長時における鉱物相への元素吸着機構・結晶成長制御に関する重要な情報が得られた。4.天然の熱水性鉱床産の代表的鉱石組織について,顕微鏡面像解析を実施し,組織変化パタ-ン解析,粒度・粒形分析,色調一組成対応解析を試みた。さらに画像解析処理結果に基づき,結晶成長様式の二次元・三次元的構造特性性の解明と結晶成長制御要因について特に結晶成長長母液の過飽和度の不均質性・ゆらぎ及び核形成の観点から検討した。5.本年度は最終年度にあたるため,これまで得られた結果について口頭発表・印刷公表を行うための準備を進めた。天然の各種熱水鉱床産の鉱石は、多様な特徴的鉱石組織を呈し、それらの組織の多様性は、溶液系から生成した鉱物の結晶成長様式の違いを反映すると考えられる。本研究では、主にスカルン型・鉱脈型及び黒鉱型の各鉱床産の鉱石・脈石を対象とし、それらの鉱物共生組織及び成長組織の肉眼的・顕微鏡的観察から結晶成長組織を分類し、さらに分類された各種組織を結晶成長論的観点から解釈を行い、鉱石・脈石鉱物の沈澱様式とその主たる支配要因を解明し、結晶成長モデルのシュミレーションを行う事を目的としている。本年度行った研究内容の概要は以下の通りである。1.我が国に分布する各種熱水鉱床産鉱石及び脈石(主にMn鉱脈型及び黒鉱型鉱床産鉱石とスカルン型鉱床産脈)の産状を現地地質調査及び坑内調査により明らかにし、それらの試料採集を行った。また併せて補足的サンプリングのため、全国各研究機関所蔵の関係標本について検討を行い、実験試料としてそれらを入手した。2.収集試料について、肉眼・顕微鏡(透過・反射)観察をもとに、共生及び成長組織の区分・分類を行った。その結果、鉱床型ごとにそれぞれ、特有の興味深い成長組織等が存在する事が明らかになった。3.鉱物の成長組織と化学組成の対応関係をEPMAを用いて検討した結果、樹枝状結晶・セクター構造・細粒状組織等組織の多様性を示す閃亜鉛鉱では、それぞれ対応した特有のFe:Mn:Cd比の含有分布パターンを示す事が明らかになり、異なる結晶成長様式との対応関係が得られた。4.観察組織をもとに、画像解析システムを用いて二次元・三次元的結晶成長様式の構造特性を明らかにし、結晶成長制御要因について特に結晶成長母液の過飽和度の不均質性の観点から検討を行った。天然の各種熱水鉱床産鉱石は、多様な特徴的鉱石組織を呈し、それらの組織の多様性は、溶液系から生成した鉱物の結晶成長様式の違いを反映する。本研究では、主にスカルン型・鉱脈型及び黒鉱型の各鉱床産鉱石・脈石を対象とし、それらの鉱物共生組織及び成長組織の肉眼的・顕微鏡的観察から結晶成長組織を分類し、さらに分類された各種組織を結晶成長論的観点からの解釈を行い、鉱石・脈石鉱物の沈澱様式とその主支配要因を解明し、結晶成長モデルのシュミレ-ション化を行う事を狙いとしている。本年度行った研究内容は概要は以下の通りである。1.前年度に引き続き、我が国に分布する各種熱水鉱床鉱石及び脈石の産状を現地地質調査及び抗内調査により明らかにし、それらの試料採集を行った。また、比較のために東太平洋海膨海底熱水鉱床産鉱石及び現生・地質時代の自生鉱物と考えられる海緑石試料も入手し、実験に供した。併せて補足的サンプリングのため、全国各研究期間の所蔵関係標本についても検討を行い、実験試料として入手した。2.収集試料について、肉眼・顕微鏡(透過・反射)観察をもとに、共生及び成長組織の区分・分類作業を行った。その結果、鉱床及び成因の違いによる特有の興味深い成長組織が存在する事が明らかになった。3.前年度同様、天然各種熱水鉱床及び海底熱水鉱床(現生)の鉱石・脈石鉱物の成長組織と化学組成の対応関係をEPMAを用いて検討した結果、多様な結晶成長組織を示す閃亜鉛鉱では、それぞれ異なる結晶成長様式と対応した特有の元素含有比・分布パタ-ンが認められ、また律動的組成変動も一定のパタ-ンを有する事が判った。

4.観察組織の画像解析結果により、結晶成長様式の構造特性を明らかにし、結晶成長制御要因について特に結晶成長母液の過飽和度の不均質性と不安定結晶成長(metastable crystal growth)の観点から検討を行った。天然の各種熱水鉱床産の鉱石は,多様な特徴的鉱石組織を呈し,それら多様な組織は,溶液系における鉱物の結晶成長様式の違いを反映する。本研究では,各種熱水性鉱床(スカルン型,鉱脈型,黒鉱型,海底熱水鉱床)産の鉱石・脈石を研究対象とし,それらの鉱物共生・成長組織の肉眼・顕微鏡観察による組織分類を行い,その分類組織について結晶成長論的観点から検討・解釈を行い,鉱石・脈石鉱物の沈澱様式とその主支配要因を解明し,結晶成長モデルのシュミレ-ションを行う事を目的としている。本年度実施した研究内容の概要は以下の通りである。1.我が国の各種熱水鉱床産鉱石・脈石の補足的サンプリングのため全国各研究機関の所蔵関係試料の検討を行い,実験試料として入手した。2.収集試料について,それらの産状・組織について,肉眼・鏡下観察結果に基づいて,共生・成長組織の再分類を行った.その結果,鉱床・成因の違いによる組織の特性が明らかになり,結晶成長の支配要因を考察する上で重要な手がかりを得た。3.各種成長組織と化学組成の対応関係の検討によれば,固溶体鉱物(肉亜鉛鉱・菱マンガン鉱等)においては顕著にその両者の密接な関係が認められ,結晶沈澱・成長時における鉱物相への元素吸着機構・結晶成長制御に関する重要な情報が得られた。4.天然の熱水性鉱床産の代表的鉱石組織について,顕微鏡面像解析を実施し,組織変化パタ-ン解析,粒度・粒形分析,色調一組成対応解析を試みた。さらに画像解析処理結果に基づき,結晶成長様式の二次元・三次元的構造特性性の解明と結晶成長制御要因について特に結晶成長長母液の過飽和度の不均質性・ゆらぎ及び核形成の観点から検討した。5.本年度は最終年度にあたるため,これまで得られた結果について口頭発表・印刷公表を行うための準備を進めた。
レシオ変化型亜鉛蛍光プローブの開発

近年、タンパク質に結合していない遊離の亜鉛イオンが中枢神経機能や免疫機能に関わっていることが示唆されており、亜鉛イオンの生理機能に関して大きな注目が集められている。今日、細胞内における遊離亜鉛イオン濃度の変化を正確に捉えることのできる実用的技術として蛍光レシオプローブの開発が求められている。前年度までに、開発したプローブは、亜鉛イオンの結合に伴い、蛍光レシオの変化が観測されたものの、プローブの蛍光波長のシフトが小さいことと、亜鉛イオン以外の金属イオンとも結合することが問題であった。本年度では、これらの問題を解決することを目的として、亜鉛イオンとの配位に関わる部位(キレーター)の構造を改変したプローブの設計を行った。キレーターの構造を変えることで金属イオンに対する親和性・選択性を変化させるだけではなく、キレーター周辺に存在するヒドロキシル基のpKaを変化させ蛍光波長のシフトを増大させると期待した。新規の亜鉛イオンキレーターとしては、N,N-dipicolylethylenediamineを選択した。これと同時に、生細胞イメージングを目的として、蛍光波長を長波長化させるために、クマリン骨格にベンゾチアゾール環を導入したプローブを設計した。その結果、亜鉛イオンとの結合に伴い励起波長のブルーシフトが観測され、レシオイメージングが可能であることが判明し、亜鉛イオンに対する選択性が向上していた。亜鉛イオンとイオノフォアを細胞に添加することで、細胞内に亜鉛イオンを導入し、異なる二波長(380nm/450m)で励起し蛍光レシオイメージングを行った。その結果、亜鉛イオンの細胞内流入に従い、蛍光レシオが変化したことから、このプローブを用いて細胞内亜鉛イオンを検出することができたといえる。亜鉛イオンは、蛋白質の構造維持や酵素の触媒作用において極めて重要な役割を果たしていることが知られている。近年では、蛋白質に結合していない遊離の亜鉛イオンが、中枢神経機能や免疫機能に大きく関わっていることが注目を集めている。亜鉛イオンを検出する蛍光プローブに関する研究は多くなされているものの、細胞内における遊離亜鉛イオン濃度の変動を正確に捉えることのできる実用的なプローブの開発は、現在のところ、充分になされているとはいえない状況である。そこで、本研究では、細胞内の亜鉛イオンの濃度変化を正確に検出することを目的としてレシオ変化型蛍光プローブの開発に取り組んだ。レシオ変化型蛍光プローブとは、生体分子との結合・反応に伴い異なる二波長の蛍光の比(レシオ)が変化する化合物のことをいう。蛍光レシオ測定の利点は、細胞内のプローブの濃度変化や細胞の厚みの違いなどによって、蛍光のアウトプットへの影響を少なくすることができ、通常の蛍光強度が増大するだけの蛍光プローブに比べ、より正確に生体分子のシグナルを捉えることができることである。まず、7-ヒドロキシクマリンを基本骨格としてレシオ変化型蛍光プローブの設計を行なった。亜鉛イオンとの結合部位は、ジピコリルアミンもしくはN,N-ジピコリルエチレンジアミンとし、クマリンへの導入部位を8位とした。この導入位置にしたのは、クマリンの7位のヒドロキシル基が亜鉛イオンに配位することを期待したためである。ヒドロキシル基の亜鉛イオンへの配位の結果、クマリンの蛍光特性が変化すると予測された。本年度では、このプローブの有機合成に成功した。遊離の亜鉛イオンは、中枢神経機能や免疫機能に関わっていることが示唆されており、亜鉛イオンの生理機能に関して大きな注目が集められている。本研究では、細胞内亜鉛イオン濃度の変動を検出することを目的として、レシオ変化型蛍光プローブの開発に取り組んだ。レシオ変化型蛍光プローブでは、二波長の蛍光の比(レシオ)を測定することで、細胞内のプローブの濃度変化や細胞の厚みの違いなどが与える蛍光アウトプットへの影響を少なくすることができる。前年度までに、亜鉛イオン結合部位であるジピコリルアミンもしくはN,N-ジピコリルエチレンジアミンを、基本骨格である7-ヒドロキシクマリンの8位に導入したプローブの合成が完了している。このプローブでは、クマリンの7位のヒドロキシル基が亜鉛イオンに配位し、クマリンの蛍光特性が変化すると期待される。亜鉛イオンの添加により吸収および励起スペクトルのレッドシフトが観測された。一方、このプローブは明確な等蛍光点を有していないため、レシオ測定を行うことは困難であった。そこで、クマリンの6位に電子吸引性のクロロ基を導入することで、7位のヒドロキシル基のpK_aを減少さたプローブの設計を行った。このプローブでは、亜鉛イオンとの結合により、スペクトルのブルーシフトが起こると期待した。期待された通り、亜鉛イオンの添加によりスペクトルのブルーシフトが観測された。また、励起スペクトル上で等蛍光点を約390nmに有しているため、この前後の波長で測定を行うことでレシオ測定が可能であることが分かった。

キレーターの構造を変えることで金属イオンに対する親和性・選択性を変化させるだけではなく、キレーター周辺に存在するヒドロキシル基のpKaを変化させ蛍光波長のシフトを増大させると期待した。新規の亜鉛イオンキレーターとしては、N,N-dipicolylethylenediamineを選択した。これと同時に、生細胞イメージングを目的として、蛍光波長を長波長化させるために、クマリン骨格にベンゾチアゾール環を導入したプローブを設計した。その結果、亜鉛イオンとの結合に伴い励起波長のブルーシフトが観測され、レシオイメージングが可能であることが判明し、亜鉛イオンに対する選択性が向上していた。亜鉛イオンとイオノフォアを細胞に添加することで、細胞内に亜鉛イオンを導入し、異なる二波長(380nm/450m)で励起し蛍光レシオイメージングを行った。その結果、亜鉛イオンの細胞内流入に従い、蛍光レシオが変化したことから、このプローブを用いて細胞内亜鉛イオンを検出することができたといえる。当初の目的であった亜鉛イオンとの結合によって、レシオ変化を誘起する蛍光プローブを開発しているため、計画通りに進展しているといえる。今回開発したプローブは、波長変化が6nmと短いため、より大きくスペクトル変化を引き起こすプローブの開発を行う。具体的には、亜鉛イオンとの配位に関わる部位(キレーター)の構造を改変したプローブの設計を行う。キレーターの構造を変えることで金属に対する親和性・選択性を変化させるだけではなく、キレーター周辺に存在するヒドロキシル基のpK_aも変化すると期待した。新規の亜鉛イオンキレーターとしては、N,N-dipicolylethylenediamineを選択し、合成を行い、各種分光測定や生細胞イメージングへと展開する。
ニューヨーク近代美術館の建築展・デザイン展が日本に与えた影響に関する研究

本年度は、昨年度の研究を踏まえて、建築展とデザイン展をともに研究の対象とし、日本の建築家がニューヨーク近代美術館の展示物から受けた影響について考察を深めた。特に、現在世界最大規模の建築展であるベネチア・ビエンナーレ国際建築展の日本人建築家の展示方法に注目し、ニューヨーク近代美術館で確立された模型と写真、ドローイングによる展示構成がいかに発展を遂げたのかを考察した。一方で、年間を通じて第二次世界大戦後の日本国内における建築・デザインの動向に論及した建築史、デザイン史の先行研究の調査・分析を継続するとともに、高知県立美術館において、戦後に日米両国の展覧会において大きな功績を残した写真家・石元泰博氏の資料調査を始めた。本年度の調査において、これまで曖昧だった石元氏の来日時の日付が明らかになることがわかった。石元氏は写真家として建築家、デザイナーの両者に強い影響力を持ち、日本建築とモダニズムの空間構成の親和性を表象する作品を残した。その代表作は初来日時から撮影し続けられたもので、日程を明らかにする意義は大きい。後に日米の橋渡し役を果たした氏の動向を理解する上で貴重な発見である。また、研究成果の一部は森美術館(東京都港区)における「建築の日本展」において、展示された作品の一部を解説し、論考とともに図録に掲載した。作品は調査結果により、また、論考はキュレーターの視点から執筆した。一般市民を対象にした建築展で学術的な研究成果の一部を生かせたことには意義があると思われる。昨年度の成果を踏まえてデザイン展の研究、また国内のアーカイブの連絡を継続し、デザイン・建築の両分野に大きな業績を残した石元泰博氏を研究する端緒を残せたため。美術館における収集品の傾向や、現代の展示構成への影響についても引き続き研究を深めたい。国内のアーカイブにおける資料調査を引き続き行うとともに、ニューヨーク近代美術館における収蔵品の調査を行う。また、ニューヨーク近代美術館関係者へのヒアリングを実施し、作家や作品を選び、展示空間を構成する業務を行う建築展・デザイン展のキュレーターの役割についても検討を重ねるものである。本年度は、建築展が開催されてきた歴史的経緯を整理し、アメリカ合衆国における資料調査を中心に研究活動を行った。特に、日本人の建築家が複数名参加した展覧会を中心に据えることで、日米両国の間に日本建築についての評価の違いが生まれることが明らかになった。研究環境を整えた上で資料調査を遂行し、結果は以下のとおりにまとめられる。年間を通じた建築史や美術史における先行研究の文献の調査・分析と、アメリカ合衆国における資料調査を実施した。ニューヨーク近代美術館では、1961年に実施され日本にも巡回した「Visionary Architecture」展を中心に50年代との連続性を確認した。さらに現地の研究者と意見交換を行い、収蔵品を検討することで米国側の評価を分析するという観点を得た。また、ロックフェラーアーカイブセンターでは、美術館における建築展の実施状況に踏み込んだ資料を収集した。イサム・ノグチ美術館では1950年代から60年代にかけてのイサムの活動から、国家的なアイデンティティと作品の関係を反映した展示構成について考察を深めた。ニューヨーク近代美術館においては建築展とデザイン展が密接に結びついた実施状況にあったことも明らかになり、デザイン展に対する分析も一部進めることになった。また、学内の公式行事である「環境科学セミナー」で途中経過を発表し、美術館関係者を招いて議論した。隣接する領域の専門家との議論を通じて、芸術のジャンルや時代背景が作品と展示行為の関係に与える影響について考察できた。初年度に予定していた1960年代のニューヨーク近代美術館の建築展の資料調査を実施した。国内のアーカイブとの連絡も継続し、ニューヨークでの展示の結果が日本の建築に与えた影響を考察するための足がかりを掴むことができたため。研究を通じて得た、収集品に注目するという観点を次年度以降の研究に生かしたい。

昨年度の成果を踏まえてデザイン展の研究、また国内のアーカイブの連絡を継続し、デザイン・建築の両分野に大きな業績を残した石元泰博氏を研究する端緒を残せたため。美術館における収集品の傾向や、現代の展示構成への影響についても引き続き研究を深めたい。次年度においては、本年度の研究において明らかになった建築展開催の歴史的経緯を踏まえて、ニューヨーク近代美術館における展覧会について引き続き資料調査を実施する。特に収蔵作品の状況は不明な点が多いので検討を進めたい。また、国内のアーカイブにおいて、日本人の作家がニューヨーク近代美術館との関係の中で作風を変容させた点などを中心に調査を行う。国内のアーカイブにおける資料調査を引き続き行うとともに、ニューヨーク近代美術館における収蔵品の調査を行う。また、ニューヨーク近代美術館関係者へのヒアリングを実施し、作家や作品を選び、展示空間を構成する業務を行う建築展・デザイン展のキュレーターの役割についても検討を重ねるものである。主に予定していた資料整理のための人件費であり、次年度に使用する。主に予定していた資料整理のための人件費であり、次年度に使用するものである。