hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ボナヴェントゥラにおける「存在」と「数の等しさ」がもたらす美について

本研究は、ボナヴェントゥラの神学思想を,美学と関連づけて考察することを目的としていた。そして、三年間の研究の結果、単なる・神学者の思想研究に留まらない、神学と美学という二つの学問の本質上の共通性を明らかに出来たと考える。ボナヴェントゥラの思考は、アウグスティヌスの三位一体思想を継承発展させたという点で、中世思想史の中でひとつの典型をなしている。しかるに、彼の論じる三位一体の概念を詳しく検討すると,「発想、配列,措辞」という古典修辞学の三契機の反響を見てとることが出来る。実のところ、美学の創始者であるバウムガルテンもまた.美が成立するための一般条件である「事象、秩序、記号」を考察するために、理論美学の内容を「発見論,方法論、記号論」に区分している。ボナヴェントゥラの神学が古典修辞学の図式を採用している理由は、様々な観点から考察出来る。思想史の観点から考えるならば、ボナヴェントゥうと同時代の神学者たちは、古典修辞学に由来する記憶術的教育プログラムの影響下にあった。しかし、思想内容の観点から考えるならば、神学と美学の両学問は、理性(言語)を超えるものを考究しようとする点で一致する。そのさい、「発想、配列、措辞」という三契機は、《指示作用、意味表現、文彩》という言語の三次元を表現するために使用されるのである。言語が確定された意味を表示するとき、つねにすでに失われてしまう言語の指示作用の次元を代補するのが文彩(美)である。したがって、美は、最初に失われたものが最後に帰って来るという存在と認識の円環が形成されるのに,必要不可欠な契機である。そしてこれが、ボナヴェントゥラの神学が、その根本において美学へと接近すると同時に、三位一体の図式によって規定されている理由である。「数(リズム)」という概念は、三位一体という信仰の次元に属する観念と、美の明証体験とを結びつけるために要請されるのである。今年度本研究の主題は、「数numerus」、「等しさaequalitas」という概念を基軸にして、ボナヴェントゥラの美学と神学の関係を探ることにあった。またその際、背景にある思想上の影響としてアウグスティヌスと偽ディオニュシオスがどのように関わってくるのかという問題も検討対象とされた。ボナヴェントゥラは、快の原理を数的比例と定義する。快一般は、主体の受容能力と対象の作用の釣り合いによって成立する。複数の持続は、共通のリズム(数)を媒介にして、統一的な関係を実現する。この関係性こそ美である。これはアウグスティヌスの『音楽論』を継承した議論である。だがボナヴェントゥラは、別の箇所で、これと違った仕方で美を定義している。美を肖像画とモデルのごとき表象関係として規定するのである。しかしこれは、模倣理論の枠内に収まらない。肖像画は、モデルとの間に類似関係を取り結ぶと同時に、画家の構想とも類似性を形成する。だから、ここで提示される美論は、むしろ「表現論」、「範型論」の射程にある(偽ディオニュシオスの影響が示唆される)。この二種の定義は、しかし背反するものではない。ボナヴェントゥラは、範型(モデルであれ画家の精神であれ)と表象との類似性を規定する際に、再び「等しさ」の概念を持ち出してくる。数的比例、数の等しさは、多と一を媒介する概念であると同時に、質料と形相、物質と精神、様相と本質の往還を可能にする概念でもある。こうして美が、魂の実践に関係づけられるとき、数的比例の概念は、美学の範晴を超えて、宇宙論、神学へと拡張される。なぜなら、数の等しさの究極は三位一体であり、宇宙の全存在は三位一体の反映なのだ。今年度の成果として、以上の通り、彼の美学的概念、神学的概念の相互関係を整理した。また、彼の美学が、今日のJean Borellaの論じるようなシンボル理論に接続される見通しを開けたと考える。本年度は、研究課題である「数の等しさaequalitas numerosa」という概念と、ボナヴェントゥラの記号概念との関係を探る方向で、研究を進めた。その際、補助線として、現代のキリスト教哲学者ジャン・ボレラのシンボル理論を参照した。シンボルと一般的な記号とを分つ違いとは、シニフィアンが外的な指示対象を指示するか、記号の認識可能性(可知的指示対象)それ自体を指示するかだと、ボレラは述べる。言い換えると、シンボルというのは、意味内容を持たない空虚な記号、純粋な指示作用のはたらきをするような記号ということになる。つまり、シンボルは行為的なものであり、それを用いる主体と切り離せない。アウグスティヌスが『キリスト教の教えDe Doctrina Christiana』の中で論じている『贈与記号signa data』の概念は、このシンボルの議論と同一線上に存在する。贈与記号の主旨とはこうだ。記号とは、主体が自分の心の内容resを伝達するために贈与するものであり、本質的に近似的なもの、つまり「適合adequatio」の対象である。反対に、記号を受け取るものは、記号の内容である伝達者の意思へと自分を「適合」することを求められる。ボナヴェントゥラは、聖書の問題だったアウグスティヌスの記号論を、存在論一般に拡張する。全被造物は、神の創造によって与えられた記号

signumであり、解読を要求する。人間は、被造物を通して、その内容たる神の意志へと「適合」することを求められる。したがって、「適合ad-aequatio」が可能となるための原理として、その背景に「数の等しさaequalitas numerosa」が要請される。言い換えると、ボナヴェントゥラにとって、記号=存在者とはリズム的なものなのである。そして、この存在者の本質であるリズムは、下降、滞留、上昇という新プラトン主義的な三一致の概念で捉えられる。ボナヴェントゥラの中で、アウグスティヌスの記号論と、新プラトン主義的流出論は、内的な必然性を持って結びついている。これを可能にするのが三位一体の観念である。本研究は、ボナヴェントゥラの神学思想を,美学と関連づけて考察することを目的としていた。そして、三年間の研究の結果、単なる・神学者の思想研究に留まらない、神学と美学という二つの学問の本質上の共通性を明らかに出来たと考える。ボナヴェントゥラの思考は、アウグスティヌスの三位一体思想を継承発展させたという点で、中世思想史の中でひとつの典型をなしている。しかるに、彼の論じる三位一体の概念を詳しく検討すると,「発想、配列,措辞」という古典修辞学の三契機の反響を見てとることが出来る。実のところ、美学の創始者であるバウムガルテンもまた.美が成立するための一般条件である「事象、秩序、記号」を考察するために、理論美学の内容を「発見論,方法論、記号論」に区分している。ボナヴェントゥラの神学が古典修辞学の図式を採用している理由は、様々な観点から考察出来る。思想史の観点から考えるならば、ボナヴェントゥうと同時代の神学者たちは、古典修辞学に由来する記憶術的教育プログラムの影響下にあった。しかし、思想内容の観点から考えるならば、神学と美学の両学問は、理性(言語)を超えるものを考究しようとする点で一致する。そのさい、「発想、配列、措辞」という三契機は、《指示作用、意味表現、文彩》という言語の三次元を表現するために使用されるのである。言語が確定された意味を表示するとき、つねにすでに失われてしまう言語の指示作用の次元を代補するのが文彩(美)である。したがって、美は、最初に失われたものが最後に帰って来るという存在と認識の円環が形成されるのに,必要不可欠な契機である。そしてこれが、ボナヴェントゥラの神学が、その根本において美学へと接近すると同時に、三位一体の図式によって規定されている理由である。「数(リズム)」という概念は、三位一体という信仰の次元に属する観念と、美の明証体験とを結びつけるために要請されるのである。
乾季を伴う気象条件下での流域蒸発散特性に関する研究

本研究では,我が国寡雨地帯である瀬戸内地方に位置する諸流域および中米半乾燥地域(ホンデュラス共和国)に位置する流域で観測された諸水文データに基づき,流域蒸発散量の実態を明らかにするとともに,流域の植生・乾湿条件が流域蒸発散量に与える影響を検討した.まず,国内外における流域での降水量・流出量・可能蒸発量のデータを用い,水収支法によって各流域からの年蒸発散特性を検討した.その結果,いずれの流域にあっても年蒸発散比(実蒸発散量/可能蒸発量)が年降水量の大小に依存すること,また,植生が疎な流域ではその減少傾向が著しいことをグローバルに把握できた.そこで次に,ランドサットデータを用い正規化植生指標(NDVI)等を求めることによって,各流域の植生状況を定量的に評価した.その結果,森林に覆われた流域,山火事の影響を受けた流域,造成畑地流域などにおける植生の状況を的確に把握することができ,NDVI値と各流域の年蒸発散比の間にかなり高い相関関係の認められることが明らかとなった.次に,このような蒸発散特性を考慮した蒸発散サブモデルを長期間流出モデルに導入し,流域水循環の立場からいくつかの流域における蒸発散特性を検討した.本モデルをいくつかの流域に適用したところ,良好な結果を得,流域の乾燥が蒸発散に与える影響を詳細に把握することができた.さらに、植物を用いたポット実験を行い,土壌水分と蒸発散の関係を検討した.その結果,蒸発散は可能蒸発強度と土壌水分の両者に依存すること.また,蒸散が減退し始める土壌水分範囲はpF2.53.0であるのに対して,土壌面状初の減退開始の土壌水分範囲は,pF2.0付近であることが明らかとなった.本研究では,我が国寡雨地帯である瀬戸内地方に位置する諸流域および中米半乾燥地域(ホンデュラス共和国)に位置する流域で観測された諸水文データに基づき,流域蒸発散量の実態を明らかにするとともに,流域の植生・乾湿条件が流域蒸発散量に与える影響を検討した.まず,国内外における流域での降水量・流出量・可能蒸発量のデータを用い,水収支法によって各流域からの年蒸発散特性を検討した.その結果,いずれの流域にあっても年蒸発散比(実蒸発散量/可能蒸発量)が年降水量の大小に依存すること,また,植生が疎な流域ではその減少傾向が著しいことをグローバルに把握できた.そこで次に,ランドサットデータを用い正規化植生指標(NDVI)等を求めることによって,各流域の植生状況を定量的に評価した.その結果,森林に覆われた流域,山火事の影響を受けた流域,造成畑地流域などにおける植生の状況を的確に把握することができ,NDVI値と各流域の年蒸発散比の間にかなり高い相関関係の認められることが明らかとなった.次に,このような蒸発散特性を考慮した蒸発散サブモデルを長期間流出モデルに導入し,流域水循環の立場からいくつかの流域における蒸発散特性を検討した.本モデルをいくつかの流域に適用したところ,良好な結果を得,流域の乾燥が蒸発散に与える影響を詳細に把握することができた.さらに、植物を用いたポット実験を行い,土壌水分と蒸発散の関係を検討した.その結果,蒸発散は可能蒸発強度と土壌水分の両者に依存すること.また,蒸散が減退し始める土壌水分範囲はpF2.53.0であるのに対して,土壌面状初の減退開始の土壌水分範囲は,pF2.0付近であることが明らかとなった.研究初年度にあたる平成10年には,寡雨地帯である瀬戸内地方に位置する諸流域および乾季・雨季を伴う国外流域での観測データに基づいて,流域蒸発散量の実態を明らかにするとともに,植物を用いたポット実験により土壌水分が蒸発散に与える影響を検討した。まず,国内外における流域での降水量・流出量・可能蒸発量のデータを用い、水収支法によって年流域蒸発散特性を検討した。その結果、年蒸発散比(実蒸発散量/可能蒸発量)は年降水量の大小に依存し,我が国のように比較的湿潤な地域にあっても年降水量1,800mm程度から減少し始め,年降水量1,000mm程度では0.50.6となること,さらに,乾季・雨季を伴う中米半乾燥地帯の流域での蒸発散比もほぼ同じような傾向を示すことが明らかにされた。また,植生が疎な場合には,密な場合に比べてその減少傾向が著しく,流域の乾燥が蒸発散に与える影響をグローバルに把握することができた。一方、このような特性のメカニズムを明らかにするため,植物を用いたポット実験を行い,土壌水分と蒸発散の関係を検討した。その結果,蒸発散は可能蒸発強度と土壌水分の両者に依存し,同じ土壌水分状態であっても可能蒸発強度が大きいと蒸散は抑制されること,また,蒸散が減退を開始し始める土壌水分範囲はpF2.53.0にあるのに対して,土壌面蒸発の減退開始点はpF2.0付近であることが予測された。さらに,蒸発散過程を含めた流域水循環についても検討を加え,特性の異なる流域の雨水保留特性を検討した。そして,降雨前の表層土湿条件を初期土湿不足量で表すことによって,流域の乾湿が雨水保留量に与える影響を定量的に評価した。本研究では,我が国寡雨地帯である瀬戸内地方に位置する諸流域および中米半乾燥地域(ホンデュラス共和国)に位置する流域で観測された諸水文データに基づき,流域蒸発散量の実態を明らかにするとともに,流域の植生・乾湿条件が流域蒸発散量に与える影響を検討した。

最終年にあたる今年度は,ランドサットデータを用い正規化植生指標(NDVI)等を求めることによって,各流域の植生状況を定量的に評価した。その結果,森林に覆われた流域,山火事の影響を受けた流域,造成畑地流域などにおける植生の状況を的確に把握することでき,NDVI値と各流域の年蒸発散比の間にかなり高い相関関係の認められることが明らかとなった。また,1994年のような異常渇水時における流域の乾湿状況等も把握することができた。次に,このような蒸発散特性を考慮した蒸発散サブモデルを長期間流出モデルに導入し,流域水循環の立場からいくつかの流域における蒸発散特性を検討した。まず,本モデルを詳細なデータが蓄積されている大洲山林地流域および造成畑地流域に流域に適用したところ,良好な結果を得,両流域の蒸発散特性の違いを明らかにすることができた。また,半乾燥地域における流域に適用し,流域の乾燥が蒸発散に与える影響を詳細に把握することができた。最後に,今年度の成果とこれまでの研究成果を併せて,とりまとめを行った。
分岐型糖鎖の高次構造と相互作用原理の解明

タンパク質に結合している糖鎖は、タンパク質の品質管理、細胞間の接着、タンパク質の安定化など様々な役割を果たしている。糖鎖は一般に枝分かれ構造を有しており、そこから生み出される糖鎖の多様性は機能と密接に関係していると予想される。本研究では糖鎖の枝分かれ構造に着目し、核磁気共鳴(NMR)法を中心とした物理化学的手法により、分岐糖鎖とタンパク質の相互作用の構造基盤を明らかにすることを目的とする。
介護職の専門性とチーム介護に関する実証研究

本研究では、介護職のケア現場に焦点を当てて、チーム介護の規範と実態のギャップを明らかにすることを目的とした。ケア職と管理職を対象としたインタビュー調査とフィールドワークから得られた質的データを分析した結果、次の知見が示された。第1に、チーム介護には、介護職の専門性のみならず、実際には`職人性'が発揮されていた。第2に、チーム介護が継続的に展開されるには、特養という組織のトップマネジメントに裏打ちされたミドルマネジメントが機能していた。マネジメントとガバナンスの観点から、特養の内部における特養経営のほかに、外部におけるガバナンス機能にも着眼していくことが今後の課題として残された。2年目は、新たな対象としてよいケアの提供に向けて先進的な取り組みをしている特養の理事長、施設長、生活相談員といった管理職へのヒアリング調査を遂行した。対象を管理職に限定した理由は、特養経営の視点が必要不可欠だという考察に至ったからである。前年度までの分析からみえてきたのは、特養において、こういうケアを提供するべきであるといったようなケア規範が支配的になると、利用者のケアニーズが置き去りにされ、パターナリズムに陥る危険性があること、さらには、バーンアウトが多発してケア職員の離職率が高まることであった。そこで、ケア関係に着目し、ケア職員と利用者の相互行為を探るための理論的枠組みを検討した。その結果、ケア職員と利用者の関係に加えて、利用者同士の関係にも着眼する視点が示された。研究成果の一部は「従来型特養と新型特養の比較研究ーグループのもつ力に着目して」と題して、学術雑誌『社会学評論』に掲載された。しかし同時に課題も残された。ケア関係に力点を置き過ぎると、ケアの質の確保が危ぶまれるのではないか。関係性のなかで遠慮や甘えは生じないか。これらの点を克服するには、ケア規範とケア関係のかじ取りー特養経営ーが焦点となる。こうして24年度は、対象を特養の管理職へと拡げることとなった。現在までのところ、介護職の専門性とは、下部構造と上部構造からなり、ケア規範は前者、ケア関係は後者と関連していることが示された。前者は利用者の生理現象への個別対応と利用者の意思の代弁である。後者にはケア職員と利用者の信頼関係、あるいは利用者同士の「グループのもつ力」の活用が位置づけられた。つまり、ケア規範とは生理学に基づく身体介護に限定されるのが妥当であり、ケア関係とは区別して認識することが、介護職内のチーム介護であれ、異職種間のチーム・アプローチであれ、望ましいという知見が得られた。3年目を迎えた本研究では、新たに、特養経営の観点を導入した。ケアの専門性とチーム介護のあり方を探究するなかで、ケア職におけるパターナリズムと労働強化の回避に向けて、管理職がどのような特養経営をしているのかという研究課題がみえてきたからだ。よいケアの安定的な提供とケア職の労働強化の回避は二律背反であり、この点が特養の経営者に様々なコンフリクトをもたらしている。特養の管理職はいかにしてこれを克服しようとしているのか。この問いを解明するため、国内の模範的な特養を調査対象に加え、管理職へのインタビュー調査を遂行した。分析の結果、特養内では、第1に「チーム介護」が機能すれば労働強化が防止できること、第2にチーム介護を機能させるのは介護主任や生活相談員によるミドルマネジメントであること、第3にこれは理事長によるトップマネジメントとの連動により持続的に成立すること等が示された。詳しくは「特養経営モデル再考」と題して、学術雑誌『ソシオロゴス』(2014年11月発行・掲載決定)にまとめた。さらに「ケアの専門性」についての考察を深めるため、日本よりも専門性が徹底している米国との国際比較を試みた。オレゴン州では尊厳死が合法化されており、自らの意思で尊厳死を遂げる高齢者がいる。この点に着目し、米オレゴン州ポートランド市の医療・介護施設を新たな調査対象として加え、日米比較を念頭において入居型のホスピスとナーシングホームで働く管理職とケア専門職へのインタビューを実施した。分析の結果、ケア施設の高額な入居料金と低質なケアを背景に、自律と自己決定という価値観や行動規範を尊重する米国人の姿が確認された。軽視されるケアの専門性と、複数の専門性のあいだに生じる盲点も重大な問題点として確認された。詳しくは「米オレゴン州の尊厳死」と題して、学術雑誌『現代社会学研究』(2014年6月発行・掲載決定)にまとめた。

初年度は「介護職の専門性とチーム介護のあり方」を探究する基礎固めとして、第1に、ケアの専門性に焦点を当てて、ケアワークに関する先行研究(労働社会学、介護福祉学、老年社会学、ソーシャルワーク研究)の理論的検討をおこなった。高齢者介護施設で目指されるのは個別ケアである。これは利用者のライフスタイルや生活歴といった個別性を尊重するケアを意味している。しかし現実的には多くのケア職員は、個別ケアを「ケア規範」として理想化するあまり、ケアサービスが際限なくエスカレートしていくケア労働の現実に燃え尽き、絶望して離職してしまう。先行研究を幅広く検討した結果、「こういう個別ケアを提供すべきである」といったケア規範をケア職員に強いるのではなく、ケアする側とされる側の相互行為のなかで、両者の満足が最大になるような理論的枠組みが妥当であるという知見が得られた。第2に、施設利用の要介護高齢女性の生活支援において重要とされる衣食住のうちの「衣」に着目して、ケアの専門性を描出する実証研究を展開した。ケア労働には、身体的ケアと呼ばれる食事・入浴・排泄の介助のほかに、衣食住といったライフスタイルや人生を共感的に受容する生活支援がある。ケアの専門性の内実を明らかにすることを研究目的として、特養利用者の「衣」の部分、すなわち装いを通じたケアの実態について探究した。検討の結果、(1)目の前の利用者に対して画一的な装いを推奨して生活の質を高めようとするのはあまり有効ではないこと、(2)目の前の現在の装いだけでなく、過去の装いをも引き出すため、生活歴を把握することが望ましいこと、(3)過去の装いを単に聞き出すだけでなく、利用者自身が肯定的なものとして認識しているような装いを、利用者と一緒に見つけ出す相互行為が要請されることがデータ分析から示された。この研究業績は学術雑誌『ソシオロゴス』に掲載された。高齢者介護施設において個別ケアを実現するためには、医療・看護・介護等が連携するチームアプローチという多職種連携が求められている。本研究では、その前提として、介護職のケア現場に焦点を当て、チーム介護の規範と実態のギャップを明らかにすることを目的とした。ケア現場では、どのようなケアが目指され、どのような試行錯誤がなされているのか。ケア職の専門性について、ケア職自身はいかなるものであると認識しているのか。上記の問いを解明するために、断続的に実施しているフィールドワークとインタビュー調査から得られた質的データを分析した。調査対象の特養ホームとして、人間関係のストレスが原因で離職したケア職がゼロである施設を選定した。分析の結果、第1に、チーム介護には、介護職の専門性に加えて、職人性が発揮されていた。第2に、チーム介護が継続的に展開されるには、特養という組織のトップマネジメントに裏打ちされたミドルマネジメントが機能していた。日本社会は、今後も、超高齢社会と人口減少社会が同時に進展していく。ゆえに高齢者介護施設のリソースは減ることはあっても増えることはない。限られたリソースのもとで、個別ケアを継続的に提供していくには何が必要だろうか。マネジメントとガバメントの観点から、特養の内部における特養経営のほかに、外部におけるガバナンス機能にも着眼していくことが今後の課題として残された。福祉社会学2025年以降、団塊の世代は全員が後期高齢者という社会的カテゴリーに位置づけられる。権利意識が高い
生分解性ポリエステル酵素分解反応機構の速度論解析

酵素分解を支配している因子を分子レベルで明らかにすることを目的として、水晶発振子マイクロバランス(QCM)と原子間力顕微鏡(AFM)を相補的に組み合わせて、バイオポリエステルの酵素分解反応を定量解析した。ポリ[(R)-3-ヒドロキシブチレート](P(3HB))溶融結晶化フィルムのRalstonia pickettiiT1由来PHB分解酵素による酵素分解では、フィルム中に結晶とアモルファスが混在するため分解の進行とともに速度が変化することが明らかとなった。また、高い酵素濃度条件下で分解速度が低下するという特徴的な酵素濃度依存性が得られた。これは、吸着酵素分子間の立体障害によって触媒ドメインが基質表面に接近することが困難になるためであると考えられる。一方、均質なポリ[L-乳酸](PLLA)アモルファスフィルムの場合には分解開始から終了まで一定の速度で分解された。また、ポリエステル表面に吸着した酵素の数が増えるほど分解速度が速くなった。Proteinase Kは、基質結合ドメインを有していないにもかかわらず、ポリエステルに不可逆的に吸着していた。この性質を利用することで吸着酵素分子の形状をAFMで直接観察することが可能となり、希薄濃度条件下で吸着酵素一分子を独立して観察することに成功した。酵素濃度を高くするとフィルム表面に吸着する酵素の数が増加し、高密度パッキングによって酵素が縦長に変形して吸着していることが明らかとなった。さらに、酵素分解によってフィルム表面に生成した穴を観察することに成功し、酵素分子の大きさとの比較から、分解酵素がPLLAを分解しながらフィルム表面を移動していることが明らかになった。PHB分解酵素とproteinase Kの分解挙動の違いは、基質結合ドメインの有無に起因すると考えられる。1.酵素吸着過程測定システムの製作生分解性ポリエステルへの分解酵素吸着過程を解析するための水晶振動子マイクロバランス(QCM)測定システムを製作した。温度制御・セル内溶液の交換効率・試料注入速度制御などを最適化することにより、反応溶液の入れ換えによって生じる揺らぎの大きさと時間は、従来のシステムの100Hz以上、3分間以上から、それぞれ40Hz以下、1分以下にまで改善された。また、ベースラインの安定性とS/N比も著しく向上し、従来の1点/10秒から1点/1秒のサンプリングが可能となった。このシステムにより、これまで観測が困難であった短時間で起こる吸着の過渡的過程を追跡できるようになった。2.吸着酵素の変形および粘弾性評価手法の検討分解酵素の吸着を実験的に評価する方法を確立するために、QCMシステムと原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、ポリ乳酸(PLA)のproteinaseKによる酵素吸着・分解反応を解析した。QCMにより振動数と共振抵抗を同時測定したところ、共振抵抗の変化は小さくPLAに吸着した酵素は硬い吸着層を形成することが判明した。また、PLAに吸着した分解酵素は水洗によっても脱離せず、見かけ上不可逆に吸着していることが判明した。そこで、吸着分解酵素分子の形状をAFMで直接観察した。希薄濃度条件下では、吸着酵素分子1個1個を独立して観察することができ、酵素が半球状に吸着していることが判明した。酵素濃度を高くするとフィルム表面に吸着する酵素の数が増加し、50μg/mL以上でフィルム表面は完全に酵素で覆われ、それ以上の濃度では高密度パッキングによって酵素が縦長に変形して吸着していることが明らかとなった。さらに、酵素分解によってフィルム表面に生成した穴を計測したところ、酵素分子よりも大きく、分解酵素がPLAを分解しながらフィルム表面を移動していることが示唆された。(1)酵素吸着反応の経時変化の解析H16年度に作製した水晶振動子マイクロバランス(QCM)測定システムを使用して、Ralstonia pickettii T1由来PHB分解酵素のポリ乳酸(PLA)アモルファスフィルムへの吸着過程を解析した。

酵素をフィルムに作用させると、直ちに速い酵素吸着が観測され、その後ゆっくりとした吸着が観測された。吸着量は、酵素濃度と吸着反応時間とともに増加した。吸着した酵素分子の形態を原子間力顕微鏡(AFM)で観察したところ、低酵素濃度では酵素が単分子層でフィルム表面に吸着し、酵素吸着量が増えるにつれてフィルム表面の酵素分子が混み合うために、酵素が変形して高さが高くなっていた。さらに、酵素濃度が高くなると酵素分子が多層吸着することが分かった。QCMとAFMの結果から、PHB分解酵素のPLAフィルムへの吸着では、まず、酵素の結合ドメインとPLA表面との特異的相互作用によって酵素が直接吸着し、フィルム表面が酵素に覆われるにつれて酵素の形態変化が起こり、吸着した酵素分子層と溶液中の酵素の間の疎水性相互作用によって2層目の積層が起こることが明らかとなった。(2)酵素吸着を支配する因子の解明PHB分解酵素と脂肪族ポリエステル間の相互作用を特徴付けるため、基質結合ドメインを持たない分解酵素proteinaseKと一般的なタンパク質牛血清アルブミン(BSA)の吸着反応を調べた。疎水性相互作用のみで吸着するProteinaseKとBSAの吸着能はPHB分解酵素の1/100程度であり、PHBの基質フィルムへの高い吸着能が、基質結合ドメインの特異的相互作用によってもたらされていることが示唆された。しかしながら、その特異的相互作用を特定するにはいたれなかった。1.酵素吸着メカニズムの解明生分解性ポリエステル分解酵素の基質吸着能と比較するため、分解酵素と異なる性質を有するタンパク質として牛血清アルブミン(BSA)およびポリヒドロキシブタン酸生合成調節タンパク質(PhaR)の生分解性ポリエステルに対する吸着反応を調べた。BSAの吸着では、ポリエステル表面を加水分解処理すると吸着量が減少し、ポリエステル鎖末端のカルボキシル基と水酸基を疎水アルキル鎖で修飾すると吸着量が増加した。このことから、BSA吸着はポリエステル表面の疎水性に強く依存することが明らかとなった。一方、PhaRは、BSAと同様に疎水性相互作用によって吸着するにもかかわらず、吸着過程は拡散律速であり、BSAの1/100の濃度でポリエステルに吸着し、分解酵素と同等の吸着能を有することが判明した。したがって、生分解性ポリエステルの生合成調節タンパク質と分解酵素は、吸着メカニズムは違っていても、ともに生分解性ポリエステルに対する高い吸着能を有することが明らかになった。2.生分解性ポリエステル酵素分解反応の速度論的解析手法の開発酵素分解反応における酵素吸着過程の寄与を解明するため、5種類の酵素を用いてポリ(L-乳酸)(PLLA)の酵素分解反応を調べた。
流跡線解析によるコナガの長距離移動の実態解明

1)風洞の中でコナガ成虫を針金で吊るし風を送り、疑似的に気流中の受動的飛行状態を再現し観察可能な実験を行った。新たにビデオ観察データを加えた結果、コナガの羽ばたき行動は、気流の向きによって異なることが明確となった。追い風(後方気流)では、風洞に吊るした当初から持続的に翅を羽ばたかせ、次第に力尽きていく中で羽ばたき時間を減らしていった。一方で、向かい風(前方気流)では、最初から持続的な羽ばたきは行わなかった。追い風処理を行った16個体のうち最も羽ばたき持続性が高かった4個体は、24時間以上もほぼ休むことなく羽ばたいていたが、その後すぐに力尽きた。コナガは、追い風を受けるような姿勢で気流の流れに乗り、そのまま羽ばたき続けて揚力を長時間(24時間以上)持続させることで長距離の移動を可能としていると推察される。2)コナガの長距離移動の実態を推定するために、気流解析ソフトウェアHYSPLIT(アメリカ海洋大気庁)を用いて、2017年4-5月の気流データ(GDAS1データ)を使い、気流による飛行軌跡(流跡線)を推定した。この結果から2017年4-5月において、限られた日だけであるが、越冬可能地である関東・東海・近畿地方から非越冬地である盛岡へのコナガの長距離移動が可能であったと考え、流跡線の長さからその長距離移動のスケールは数百千km程度であると推定された。流跡線解析によって越冬可能地域からの飛来が成功したと推定された日の前後の天気図(気象庁「日々の天気図」)を調べた結果,前線の通過と流跡線解析による推定飛来日との一致は見出せなかった。むしろ前線の通過は,海よりの強い風をもたらすことによって,越冬地域から非越冬地域への飛来を妨げている可能性が高い。したがって、前線の通過とコナガ飛来との関係性に関する知見については再検討が必要である。当初の計画どおり、風洞での飛翔行動実験や野外調査のデータにもとづく流跡線解析によって、コナガの長距離移動実態が明らかになり、論文による発表や学会での口頭発表を行った。したがって、研究の目的はおおむね順調に進展した。また、当初計画からの予想外の結果として、風洞実験における前方気流と後方気流でのコナガの飛翔行動の持続性の違いが明らかになった。こちらの方については、統計モデルに耐えうる程度にサンプル数を増やすとともに、試験条件を検討し、結果の検証のための追加実験を行う必要があるものと考えている。当初計画からの予想外の結果である、風洞実験における前方気流と後方気流でのコナガの飛翔行動の反応の違いについては、期間を延長し、詳細に検討する予定である。つまり、(1)ある特定の期間に孵化した集団内(成長上のバックグランドが等しい個体間)で前方気流・後方気流に対する飛翔行動の反応性の違いを確認する、(2)気温が飛翔行動に与える反応を観察する。以上の結果を踏まえて、新しく気流シミュレーションを行うことによって、コナガの長距離移動の実態をさらに踏み込んで解析を行う予定である。1)コナガの飛立つ時間帯・時期の推定:当試験場内に10か所のフェロモン誘引性粘着トラップを設置し、コナガの飛翔活動性の日変動を調査した。その結果、18時から24時の捕殺が最も多く(1.746個体/時間)、その他の時間帯にはほとんど捕殺されなかった(0.060個体/時間)。この結果からコナガは日没後数時間の限定された時間帯に飛翔行動が活発になることが分かった。また、茨城県つくば市・下妻市・八千代町にわたり、アブラナ科圃場3か所およびアブラナ科雑草地5か所にフェロモン誘引性粘着トラップを設置し、発生消長を調査した。アブラナ科雑草地では4月下旬から5月上旬に発生ピークがあり、コナガが大量に捕獲された。アブラナ科雑草のバイオマスを考慮に入れると、雑草地が長距離飛来源となっている可能性が高い。これらのデータは、コナガの長距離飛翔のシミュレーションに利用する予定である。2)コナガの飛行持続時間の推定:風洞の中でコナガ成虫を針金で吊るし風を送り、疑似的に気流中の受動的飛行状態を再現し観察可能な実験系を確立した。装置内のコナガをビデオ撮影し、2時間おきに3回1分間の飛翔行動を記録することによって、コナガの飛行時間を推定した。今までの文献ではフライトミル装置によって数時間程度の連続飛行しかできないといわれていたが、本装置によって平均して1日以上、最も長いもので3日以上連続した飛翔行動を行うことが可能であることが分かった。3)コナガの発生消長データ(フェロモントラップデータ)の収集:全国の地域農業研究センターや農研機構の研究拠点から、14か所のフェロモントラップによるコナガ捕殺数データを収集した。平成29年度以降の研究計画としているHYSPLITを用いた流跡線解析に用いるための基礎的データである「飛立つ時間帯」「飛行持続時間」「発生消長」については、今までの調査研究およびデータ収集によって得ることができた。ただし、初年度の研究で得られた知見から、データ取得手法のブラッシュアップが可能となったので、流跡線解析の確度を高めるために、「飛立つ時間帯」「飛行持続時間」については追加のデータ収集を行う必要がある。以上のように、本研究課題の進捗状況はおおむね順調に進展しているといえる。

1)コナガの飛行持続時間の推定:風洞の中でコナガ成虫を針金で吊るし風を送り、疑似的に気流中の受動的飛行状態を再現し観察可能な実験を行った。平成29年度は、飛翔行動における気流の影響を調査するために、コナガ成虫に対して追い風(尾部への風)および向かい風(頭部への風)の中での持続的な羽ばたき行動を観察した。その結果、2方向の風に対してコナガが異なる反応をすることが分かった。つまり、追い風に対しては、ほぼすべての個体が実験開始時から持続的な羽ばたき(60秒観察中50秒以上の羽ばたき)を行った。羽ばたき持続時間は、半数の個体で24時間を超えた。一方で、向かい風に対しては、実験開始時からすべての個体で羽ばたきは断続的(60秒観察中10秒以下の羽ばたき)であった。また、向かい風においた個体のうち数匹は、実験開始後23日経て持続的な羽ばたきを開始した。以上の結果から、コナガの持続的な羽ばたき行動の開始条件には、生理状態または環境による「キュー」が存在し、そのキューとして最も有力なものの1つが気流の方向(尾部への風)である可能性が示唆された。コナガの羽ばたき行動における気流方向に対する応答性は、気流による長距離移動を行うために進化させた生態である可能性がある。2)HYSPLITを用いた流跡線解析によるコナガの長距離移動実態の把握:これまでの調査および実験によって、コナガの飛行行動は日没後深夜にかけて活発になること、飛行持続時間は24時間程度あることが分かった。以上の情報をもとにして、2017年4月5月のGDAS気流データを使い、コナガ非越冬地である盛岡を終点とした後方流跡線解析を行った。その結果、盛岡へのコナガ飛来源として関東以西の日本国内が有力であった。また、長距離飛来が成功する際には、中国東北部に弱い低気圧が複数位置するという特徴的な天気図がみられることが分かった。コナガの飛翔行動観察実験とフェロモントラップによる発生消長データの収集については予定通りに結果を得ることができた。次のステップとして、得られた動画データ及びトラップ捕殺数のデータについて、HYSPLITを用いた流跡線解析に活用できるように整理し、統計解析を行う必要がある。これらのデータは、個人では整理しきれないほどの量があり、研究補助員による研究支援が欠かせない。しかし、任期付き研究職からパーマネント研究職への移行に伴い職場が移動したために、新しい研究室での実験系の再構築と研究補助員による支援のための調整に時間を要した。平成29年度末までに研究体制を整えたので、平成30年度については、データ整理や統計解析は順調に進捗すると考えている。1)風洞の中でコナガ成虫を針金で吊るし風を送り、疑似的に気流中の受動的飛行状態を再現し観察可能な実験を行った。新たにビデオ観察データを加えた結果、コナガの羽ばたき行動は、気流の向きによって異なることが明確となった。追い風(後方気流)では、風洞に吊るした当初から持続的に翅を羽ばたかせ、次第に力尽きていく中で羽ばたき時間を減らしていった。一方で、向かい風(前方気流)では、最初から持続的な羽ばたきは行わなかった。追い風処理を行った16個体のうち最も羽ばたき持続性が高かった4個体は、24時間以上もほぼ休むことなく羽ばたいていたが、その後すぐに力尽きた。コナガは、追い風を受けるような姿勢で気流の流れに乗り、そのまま羽ばたき続けて揚力を長時間(24時間以上)持続させることで長距離の移動を可能としていると推察される。
農林生態系における捕食者－被食者多種系の分子同定システムの開発と実証

農林生態系における植物食昆虫と天敵昆虫についてDNAバーコーディングを進めるとともに、次世代シーケンシングNGSによる捕食ー被食分析システムを構築した。植物食昆虫はチョウ目とカメムシ目について、また天敵昆虫ではヒメバチ科上科を中心に分子情報を利用した種分類体系の再検討を行い、DNAバーコードの集積を進めた。また、トンボ目の同属近縁種を識別する種特異プライマーを設計する際の塩基配列情報としてミトコンドリアCOI領域と核ITS領域を比較し、後者の優位性を認めた。さらにNGSによる消化管内容物の同定システムを構築し、野菜温室における広食性捕食者であるタバコカスミカメを対象として有用性を実証した。捕食者の消化管内で混合した捕食者自身および複数種餌生物の同定を可能とするため、ブロッキング・オリゴと次世代シーケンサーを組み合わせてシステムの開発に取組んだ。セアカヒラタゴミムシ成虫をモデル捕食者として、それに3種の餌生物(ハスモンヨトウ、エンマコオロギ、ニワトリ)を与える実験系を設定した。まず、4種のDNAバーコード領域(ミトコンドリアCOI遺伝子の部分領域約650bp)の塩基配列データを参考にして、セアカヒラタゴミムシのDNAバーコード領域のPCR増幅を阻止するためのブロッキング・オリゴを設計した。また、イルミナの次世代シーケンサーを用いて多数アンプリコンの解析を行うために、(DNAバーコード領域を増幅する)ユニバーサルプライマー配列と(イルミナ用の)シーケンスプライマー配列を組み合わせた第1プライマー、およびその末端配列に(サンプルを区別するための多種類の)インデックス配列と(イルミナ用の)アダプター配列を含む第2プライマーを設計した。餌生物を補食させたセアカヒラタゴミムシ成虫の消化管内容物から抽出したDNAを第1プライマーによって増幅させる際に、ブロッキング・オリゴを加える処理と加えない処理を行った。その増幅物を第2プライマーによって増幅して得た多サンプルのアンプリコンを次世代シーケンサーによって解析した。その結果、捕食者のブロッキング・オリゴと次世代シーケンサーの併用によって、混合した餌生物のDNAバーコード領域を解読・同定することが出来た。異なる生殖型タイプ(両親型/単親型)が混棲する寄生蜂について、DNAバーコードによる同定を検討し、一部の例外を除けば同定可能であることを明らかにした。野菜ハモグリバエ類およびコナガの寄生蜂類について、バーコーディングのための試料収集と同定、一部サンプルの解読を行った。また、ガ類害虫についても試料収集と解析を開始した。広食性捕食者の消化管内容物から餌生物を同定するために、次世代シーケンサーNGSを利用して多数の複数種混合サンプルのDNAバーコード領域を同時同定するシステムを試作した。タバコカスミカメをモデル対象捕食者として実験室レベルの捕食実験と消化管内容物の同定を試み、システムの実用可能性に目処を得た。しかし、サンプルを識別するためのインデックスの誤読率の高さなど、まだ重要な問題が未解決であり、改善の余地を残した。ブロッキングオリゴの設計など、補完技術の開発もあわせて進めた。野菜害虫ハモグリバエ類とコナガの寄生蜂群集の分子同定を可能とするために、各地で野外サンプルを収集し、DNAバーコードの解析を進めた。材食性甲虫やタマバエ類に寄生する寄生するヒメバチ上科寄生蜂についても分子情報の解析を行ない、体色の種内変異などによって混乱していた分類体系の再検討を進めた。さらに、寄主昆虫の特異プライマーを設計して、寄生蜂の体内や産卵管に残存する寄主DNAを抽出・解析する試みを進めているが、まだ確実な成果を得るには至っていない。また、チョウ目害虫を中心に分子情報による種分類の再検討とともにDNAバーコードの集積を進めた。さらに森林性の微小な菌食甲虫類やトンボの幼虫など、従来の形態情報では同定出来なかった生態学的に重要な昆虫群についても分子同定の手法を応用する試みを進めている。とくに水田生態系において重要な捕食者でもあるアカネ属の幼虫については、核ITSの塩基配列情報から種特異プライマーを設計し、簡便な分子同定を可能にした。次世代シーケンサーを利用したメタDNAバーコーディングによって広食性捕食者の餌分析を効率的に行なうために、タバコカスミカメをモデル捕食者として、illumina MiSeqを用いて解読するDNAバーコード(mtCOI部分領域)アンプリコンの末端部の塩基多様性を増大させた付加プライマーを開発するとともに、PCR条件の改良を行ない、解読塩基配列の数と品質を大きく向上させた。また、田辺らによって新規に開発された解析・同定ソフトであるClidentの導入を進めて、アンプリコンのキメラ配列の除去や事前クラスタリングによる検索精度の向上を行なった。しかしながら、現状ではキメラ形成の抑制が十分ではなく、そのために破棄されてしまう情報量が多いため、既に設計を終えているブロッキングオリゴの利用等、なお分析・解析手法の改善が必要である。また、本手法を現場の天敵調査に応用する際の問題点を検討するために、昨年度の高知県に加え、本年度は奈良県と徳島県の野菜圃場においてサンプルの採取を行なった。また、寄生蜂成虫の体内に寄主DNAが残存する可能性について検証するために、チョウ目幼虫の内部寄生蜂であるMeteorus pulchricornisをモデルとして、2種の寄主の種特異プライマーを作成して、繭内成虫の体内から寄主DNAの検出を試みたが、得られたバンドが寄主のものであるという確証を得ることは出来なかった。

あわせて、チョウ目、カメムシ目などの主要害虫類、ハモグリバエ類やタマバエ類に寄生する天敵類、およびヒメバチ上科の天敵寄生蜂類を中心に、種レベルの分類学的再検討を行ないながら進めながらバーコードの集積を進めた。また、同属近縁種がしばしば同所的に棲息するアカネ属の幼虫(ヤゴ)について、既に集積されているバーコード(mtCOI, nITS2)から種特異プライマーを設計して幼虫の分子同定を行なうシステムを構築し、野外調査によってその有効性を確認した。次世代シーケンサーを利用したメタDNAバーコーディングの技術的進展は予想以上に急速であり、その現場利用に向けて大きく歩を進めている。しかし、細部についてなお技術的な問題を残している。広食性捕食者の餌メニューを次世代シーケンシングNGSによって網羅的に同定する手法をほぼ確立した。これを野菜害虫の天敵であるタバコカスミカメ成虫の「天敵温存ハウス」における餌メニューの調査に応用して、その天敵調査研究への実用性を実証した。サンプリング調査は高知県内の複数の天敵温存温室において行った。それぞれの温室内には、各種野菜類のほか、タバコカスミカメの代替餌資源となるバンカー植物が植栽され、殺虫剤の散布は極力抑えられていた。温室内においてタバコカスミカメ成虫を捕獲し、99%エタノールに浸けて持ち帰り、マイナス25°Cの冷凍庫に保管した。その腹部を切り取り、外皮を除いて、消化器官内容物からDNAを抽出した。それを動物のDNAバーコード領域(ミトコンドリアCOI)のユニバーサルプライマーにより増幅し、塩基配列解読の精度を高めるためのフュージョンプライマー、サンプル識別のためのインデックス配列等を付加する複数回のPCRを行って得られたアンプリコンを、Illumina MiSeqによって解読した。その解読データを網羅的メタゲノミックバーコーディングシステムClaidentによって解析・同定した。同定された消化管内容物には、タバコカスミカメ成虫は標的害虫を含む多種類の植物食性昆虫類のほかに、ヒメバチ科やコマユバチ科等の天敵寄生蜂が含まれており、おそらくは繭捕食による天敵間ギルド内捕食の状況が考えられる。また水域から飛来するミギワバエ類なども捕食されており遺体食の可能性も示唆された。ここに至るまでに、消化管内容物からのDNA抽出、多数回の付加PCRの不安定さ、大量の捕食者自身のDNAの扱い、キメラ配列の扱いなど、多くの問題点について対処策を講じた。本システムは、今後、農業環境における天敵類の活動実態の解明に大いに活用できるものと考えられる。農林生態系における植物食昆虫と天敵昆虫についてDNAバーコーディングを進めるとともに、次世代シーケンシングNGSによる捕食ー被食分析システムを構築した。植物食昆虫はチョウ目とカメムシ目について、また天敵昆虫ではヒメバチ科上科を中心に分子情報を利用した種分類体系の再検討を行い、DNAバーコードの集積を進めた。また、トンボ目の同属近縁種を識別する種特異プライマーを設計する際の塩基配列情報としてミトコンドリアCOI領域と核ITS領域を比較し、後者の優位性を認めた。
不斉酸素酸化反応におけるハイブリッド触媒のデータ駆動による効率的設計

本研究では分子触媒のデータ駆動型設計法の提唱・構築を目的としている。とくにハイブリッド触媒を設計対象とする。軸となる手法は、分子場解析と呼ばれる3次元構造活性相関(3D-QSAR:Quantitative Structure-Activity Relatio nship)手法である。不斉触媒反応における分子場解析とは、生成物の鏡像異性体比と、触媒など分子の3次元構造から計算した分子構造情報(分子場)との間の回帰分析である。作成した回帰式の回帰係数の値の大小からエナンチオ選択性にとって重要な構造情報を抽出・可視化できる。どこに置換基を導入すれば選択性が向上するか一目でわかることから効率的に不斉触媒を設計できると期待される。しかし、可視化した構造情報をもとに不斉収率が向上する分子設計に成功した例は、これまでなかった。モデル反応を用いて分子場解析の改良を行い、不斉触媒反応におけるデータ駆動型分子設計のための方法論の基礎を固めることに成功した。分子場解析により可視化した重要構造情報をもとに分子設計を行い、DFT計算や実験により、設計した分子が、解析に用いた訓練データの最大値を超えるエナンチオ選択性を示すことを明らかにした(論文投稿中)。データ科学的手法を用いた場合、精度の高い予測ができるのは、解析に用いたデータの範囲内に限られる。したがって、手持ちのデータを超える機能を示す分子のデータ駆動による予測・設計は簡単ではない。データ科学による触媒反応開発の効率化のために必須となる解析データを超える性能を示す分子のデータ駆動型設計手法の開発に成功した。2019年度前期までかかることを見込んでいた分子場解析に基づくデータ駆動型分子設計手法の構築を2018年度中に達成することができた(論文投稿中)ことから、当初の計画以上に研究が進展しているとした。共同研究を中心に分子場解析に基づくデータ駆動型触媒設計法の基礎を固めながら、その有用性を実証していく。平成30年度はエナンチオ選択性の向上のみを目的としていたが、ジアステレオ選択性や生成物選択性の向上といった目的に合わせた種々の分子設計ができるように開発したデータ駆動型分子設計法を改良していく。
場所の形成と地域の多層構造に着目した、空間再編と地域創造圏の動的生成プロセス

今年度は、以下の2点について前提条件の整理を行い、重点的な調査、分析を進めた。まず第一に、空間再編と地域創造圏の動的生成プロセスの解明の主な研究対象となる「圏域」と「地域」の設定と、各圏域、地域に関連する基礎調査・資料収集を行った。対象の選定に関しては、複数の条件から、自治体区域を越えた3つの圏域(富山湾沿岸+飛越能圏域、三陸沿岸+内陸圏域、環瀬戸内海中央圏域)を設定し、場所の形成と空間再編、地域創造圏の生成等を端的に捉えるために、各圏域ごとに2ないし3の地域を設定した。次に、各地域におけるコア・エリアについて、長期的な地域の核、戦後以降の新たな土地利用によって形成されたエリアという二つの特性に基づいて抽出し、そのエリア内での近代以降と近年の空間変容に関する資料を収集した上で、空間再編の履歴について分析を行った。第二の調査として、各地域における場所の形成と地域イニシアチブの抽出を行い、データベース化を進めた。その具体的な方法として、対象として選定した圏域における地域スケールと、抽出したのコア・エリアのスケールの双方で起きている、場所の形成と地域イニシアチブを現地調査や資料収集に基づき抽出し、場所の特徴やネットワークの特性等についてヒアリング調査を実施し、その実態について、地図等での視覚化を進め、場所の集積状況と関連するネットワークの整理、分析を行った。場所形成の対象については、住宅・不動産ビジネス、製造業・工芸・クリエイティブ産業、観光事業、ソーシャルビジネス、文化・芸術事業、農林水産事業の7つを対象とした。また、ネットワークの対象としては、個人、組織、資金、地域資源、活動、事業、支援、モビリティ等を主な対象とした。計画通りの調査、分析を進めているため歴史的市街地や戦後形成された市街地などのコア・エリア以外の地域での場所、活動、ネットワークを追加で調査、把握するとともに、コア・エリアでの現地調査を継続して行い、調査内容の質的向上を図る予定である。また、空間再編と地域創造圏の動的生成プロセス分析、研究協力者とのディスカッションについて着手し、研究を前進させる。旅費、物品費の使用が当初の予定より少なくなったため。新年度は現地調査や現地でのディスカッションを継続的に行う予定である。
拡散法による高温超伝導材料の導体化に関する基礎的研究

本年度は、Bi系高温超伝導体の反応拡散による生成における、拡散対組成の影響と元素置換効果について研究した。高温超伝導体の拡散生成に関する研究は、その導体化並びに、薄膜作製に対して有益な知見を与えると期待される。まず、Bi_2CuO_4/Sr_2CuO_3(2001/0201)の組合せで、2201相が拡散生成された。次に、2212相をうるのに最も適した拡散材は、2001/0212であることを見出した。850°C、20ー80時間の熱処理で厚さ150μm程度の、組成の均一な2212相が生成された。拡散相は緻密な柱状晶からなり、XRD図形によると強いa軸配向組織をもつ。試料のoffsetTcは80Kで、交流帯磁率もこの温度で鋭い遷移を示した。下地組成を0112に変えるとoffset Tcは100Kを超し、交流帯磁率は110Kと80Kで2段遷移を示した。これらの試料の磁化曲線より計算されたJc(4.2K)は、それぞれ7×10^5A/cm^2と9×10^5A/cm^2肱の大きい値を示した。Biの一部をPbで置換した試料では、Pbの一様な分布がえられるが、Pb置換により結晶粒が粗大化し配向性が失われる。XRDによると下地に接する部分のみ2212相で、他は2223相であった。(Bi_<0.8>.Pb_<0.2>)_2CuO_<4+X>/0112及び(Bi_<0.8>.Pb_<0.2>)_2CuO_<4+X>/0222拡散試料では、offset Tc109Kがえられ、Jc(77K)は約1000 A/cm^2であった。一方、Biの一部Li置換により反応拡散が著しく促進され、(Bi_<0.75>.Li_<0.25>)_2CuO_<4ーY>/0212拡散試料では800°C、10分の短時間熱処理で88Kのoffset Tcがえられた。組織観察によると厚い拡散相が生成され、XRD図形で2212相の生成が認められた。また、前記の拡散対を構成するBi基酸化物とSr基酸化物の粉末を混合、成型し、反応拡散させた試料で、1100A/cm^2のJc(77K)がえられた。今後、本研究で明らかにされて最適組成を用い、拡散法を利用した線材化について研究を進める。
多光子顕微鏡によるレーザー分子不活性化を用いた生細胞内局所での蛋白質機能阻害

ポストゲノム時代に入り、生細胞で蛋白質の機能を解明することの重要性が増してきた。現在、蛋白質の機能解析には、細胞全体の蛋白質発現を低下させる、遺伝子ノックアウト法やRNAi法が広く用いられている。一方、単一の蛋白質が細胞内の異なった領域や細胞周期の特定のステージで、独自の機能を果たすことも分かってきた。しかし、従来の蛋白質の機能阻害は細胞の全体で起こり、特定の領域やステージでの蛋白質の機能を解析することは困難であった。われわれは、生細胞局所における蛋白質機能を明らかにするため、外因性に発現させた蛍光蛋白質EGFPとの融合蛋白質を機能阻害のターゲットとする多光子CALI(chromophore-assisted laser inactivation)を開発し、外因性EGFP融合蛋白質の機能を任意の領域と時点で選択的に阻害可能であることを報告してきた。今年度は、多光子CALIにより、内在性蛋白質の機能阻害が可能であるか否かを明らかにすることを目的として研究を行った。ギャップ結合は、隣接する細胞同士のコネキシン蛋白質(CX)の6量体が結合することによって形成される。そこで、元々ギャップ結合を有しないHeLa細胞に、野生型Cx43発現ベクターとCx43-EGFP発現ベクターとを同時に遺伝子導入を行い、多光子CALIによる機能阻害を解析した。この結果、Cx43-EGの存在下では、野生型Cx43の機能阻害が観察され、多光子CALIにより、内在性蛋白質の機能阻害が可能であるが分かった。しかし,従来の蛋白質の機能阻害は細胞の全体で起こり、特定の領域やステージでの蛋白質の機能を解析することは困難であった。われわれは、光の非線形効果を用いて、生細胞の任意の領域において、ナノレベルの空間分解能で、蛋白質機能を特異的に阻害する方法を開発した。機能阻害の対象とするターゲット蛋白質を、蛍光蛋白質であるenhanced greenfluorescent protein(EGFP)との融合遺伝子として、ターゲット蛋白質を発現していない培養細胞に発現させ、融合蛋白質を可視化しながら、その機能の解析を行った。次に、EGFPを超短パルスレーザー(λ850nm)によって多光子励起し、EGFPで標識された蛋白質の機能変化を調べたところ、EGFPと融合したターゲット蛋白質の機能は、照射後直ちに低下することが見出された。また、この蛋白質機能の不活性化に、EGFPが多光子励起された際に放出するフリーラジカルが関与していることを確認した。今回開発した多光子励起による高い空間分解能を持つ蛋白質機能の制御法は、生細胞の限られた領域における蛋白質機能解析に非常に有用であると考えられる。