hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
全二重無線通信のためのネットワークアーキテクチャ

本研究は,無線ネットワークの高度化(大容量化,高信頼化)を図るために,全二重無線通信のためのネットワークアーキテクチャを提案することが目的である.全二重無線通信は,無線端末で同一周波数帯で送受信を同時に行うことを可能にする.本研究では,シングルホップ,マルチホップネットワークにおいて全二重無線通信のポテンシャルを引き出すメディアアクセス制御(MAC)および経路制御手法を提案し,その有効性を確認した.本研究は,無線ネットワークの高度化を図るために,無線端末で同一周波数帯で送受信を同時に行うことを可能にする全二重無線通信のための新しいネットワークアーキテクチャを提案することが目的である.最終的には,マルチホップネットワークにおいてメディアアクセス制御(MAC)プロトコル,ルーチングが連携することで,時間・周波数的に無駄な制御情報の送受信を削減し,端末の全二重通信が適用されるクロスレイヤプロトコルを構築し,ネットワーク性能を最大限に引き出すことを目標とする.平成25年度は,各端末がデータを(バケツリレー式に)中継するマルチホップ環境の全二重無線ネットワークアーキテクチャを提案することを目標とし,特にマルチホップ環境での経路制御(ルーティング)およびMACプロトコルに重点をおいて検討を進め,計算機シミュレーションで提案方式の評価を行った.具体的には,指向性アンテナを用いた全二重無線通信のためのルーティングプロトコルのテーマに取り組んだ.全二重無線通信に特定の方向のみ大きなアンテナゲインをもつ指向性アンテナを用いることで,通信相手以外との干渉を減らすことができる.また,このノードアーキテクチャの特徴は単一トラフィックフローの場合,送信元ノードと宛先ノード間のホップ数が増加してもスループットの減少が小さい点である.しかし,複数のトラフィックフローが存在する場合,隠れ端末問題により,スループットの性能が劣化する.そこで,マルチホップネットワークにおける指向性アンテナを用いた全二重無線通信のためのルーティングプロトコルを提案した.提案方式は,トラフィックフローが交わらないように迂回させて経路を構築することで隠れ端末問題を低減し,スループットの向上を図るものである.本研究は,無線ネットワークの高度化(大容量化,高信頼化)を図るために,全二重無線通信のためのネットワークアーキテクチャを提案することが目的である.全二重無線通信は,無線端末で同一周波数帯で送受信を同時に行うことを可能にする.本研究では,シングルホップ,マルチホップネットワークにおいて全二重無線通信のポテンシャルを引き出すメディアアクセス制御(MAC)および経路制御手法を提案し,その有効性を確認した.本研究は,無線ネットワークの高度化を図るために,無線端末で同一周波数で送受信を同時に行うことを可能にする全二重無線通信のための新しいネットワークアーキテクチャを提案することが目的である.平成24年度は,全二重無線ネットワークアーキテクチャを提案し,基礎評価を行った.具体的には,下記の二つのテーマに取り組んだ.1)指向性アンテナを用いた全二重無線通信のためのノードアーキテクチャおよび通信プロトコル:指向性アンテナを用いた全二重無線通信のためのノードアーキテクチャを提案した.提案手法は,マルチホップ環境で中継端末は全二重無線を適用でき,同時にデータ送受信できる.同一フローが経路上をマルチホップしていく際に,経路上の端末の送信タイミングをスケジューリングする手法を提案した.2)MIMO全二重無線通信のためのノードアーキテクチャおよび通信プロトコル:信号処理により同一周波数帯で複数のデータ送信を可能にするMIMO送信と全二重無線通信を相補的に実現するMIMO全二重無線通信のためのノードアーキテクチャを提案した.提案ノートアーキテクチャは,既存の全二重無線通信のためのアンテナおよび送受信機を複数有し,MIMO通信を実現するためにアンテナ間の干渉を除去するバランによる自己干渉除去機構を付加することで,MIMO全二重無線通信を実現する.さらに,この提案ノードアーキテクチャを無線LAN環境で用いるためのメディアアクセス制御(MAC)プロトコルを提案した.提案MACプロトコルは,MIMO全二重通信の適用機会を増やすことが狙いであり,既存の1対1通信に加えて,1対多通信および多対1通信を許容することで無線LAN環境でのスループット性能の向上を目指すものである.本研究は,無線ネットワークの高度化を図るために,無線端末で同一周波数帯で送受信を同時に行うことを可能にする全二重無線通信のための新しいネットワークアーキテクチャを提案することが目的である.最終的には,マルチホップネットワークにおいてメディアアクセス制御(MAC)プロトコル,ルーチングが連携することで,時間・周波数的に無駄な制御情報の送受信を削減し,端末の全二重通信が適用されるクロスレイヤプロトコルを構築し,ネットワーク性能を最大限引き出すことが目標である.最終年度は,変調方式の適応的制御および複数無線システムが存在する状況においてのネットワーク選択法について検討した.変化する無線環境に応じて送信レート(変調方式)を適応的に制御するレートアダプテーション手法では,特に間欠的な情報欠損(パケットロス)に対応するレートアダプテーション手法を提案し,計算機シミュレーションによる性能評価によりスループット性能を向上できることを確認した.また,無線環境に加えて接続端末数といったネットワーク状況の変化を勘案した無線ネットワーク選択法を検討した.無線ネットワーク選択法は,無線LAN接続ユーザ数およびスループット予測を用いることで適切な無線ネットワークを選択する手法である.これらは,半二重環境もしくは複数周波数帯での全二重環境での基礎検討であり,今後,全二重無線通信環境下で性能改善するよう展開する.情報ネットワークこれまでに,指向性全二重無線のためのMACプロトコルおよびルーティングプロトコルを提案した.今年度考案した提案ルーティングプロトコルは,送受信ノード間でルート構築を行う際の制御情報のやりとりにおいて,自身が送受信を行っているフロー数により優先順位付けを行うことで,近隣のトラフィックフロー同士が交差しないようなルート構築を行う手法である.ネットワークシミュレータns-3上に提案手法を実装し,中規模なネットワークでの性能評価を行った.

指向性アンテナを用いた全二重無線通信のためのノードアーキテクチャおよびルーティングプロトコルに関して,5ノード×7ノードの合計35ノードを格子状に配置したグリッドトポロジにおいて,トラフィックフローが2本あるマルチホップ環境を想定した評価を行い,既存のルーティングプロトコルを指向性全二重無線通信に適用する場合と比較して,提案方式は,最大で84.6パーセントのネットワークスループット性能の改善効果が得られることを明らかにした.一方で,課題として,送受信ノード間の平均中継ノード数および平均ルートセットアップ遅延(送信要求が発生してから実際の通信を始めるまでの遅延時間)は大きくなることを定量的に明らかにした.さらに,ネットワークシミュレータでの性能評価に加えて,各種プロトコルをソフトウェア無線テストベッドWARP v3上に実装する準備に取り組み,IEEE 802.11の基本的なプロトコルがテストベッド上で正しく動作する確認を行った.これまでに,全二重無線ネットワークアーキテクチャを提案し,基礎評価を行った.ネットワークシミュレータns-3上に提案手法を実装し,基礎的な性能評価を行った.指向性アンテナを用いた全二重無線通信のためのノードアーキテクチャおよび通信プロトコルに関しては,マルチホップ環境を想定した評価を行い,通信ホップ数の増加に対して,スループット性能の劣化がほとんどないことを確認した.具体的には,7ホップのネットワークにおいて,従来の半二重無指向性のノード構成に対して,117%のスループット性能の改善効果が得られることが分かった.MIMO全二重無線通信のためのノードアーキテクチャおよびMACプロトコルは,既存のMIMO全二重通信のためのノードアーキテクチャと比較して,アンテナ本数を1/4に低減可能であり,携帯端末への実装が容易であるとの特徴を有する.一般的な無線LAN環境を想定し,ネットワークの中央にAPを1台,その周囲に無線端末を複数台配置し,上りおよび下りリンクのスループット性能を評価した.その結果,提案手法は既存のMIMO全二重無線通信の適用機会を考慮しないMACプロトコルと比較して,最大91パーセントの下りスループット改善が図れることを示した.今後は,最終目標であるマルチホップネットワークにおいてMACプロトコルおよびルーチングが連携することで,時間・周波数的に無駄な制御情報の送受信を削減し,全二重通信の適用機会を増加させるクロスレイヤプロトコルを構築し,ネットワーク性能を最大限に引き出すことを目標とした研究開発を行う.
イネ日長感受性遺伝子Se-1の単離

イネは代表的な短日植物であり、日長感受性をはじめ、開花に影響を与えるさまざまな遺伝子座(Se-1,E1,Ef-1等)が多数同定されているが、いまだ遺伝子単離には到っていない。そこで、我々は、トランスポゾンタギング法によるイネ開花時期決定遺伝子の単離を目標に研究を行っている。現在までに、Dsと35S-AcTPase(CaMV35SプロモーターにAcTPaseのcDNAを結合した遺伝子)導入形質転換イネを交配して得られた個体(F1)の自殖後代(F2)を用い、開花時期が早くなる個体を選抜し、その後代を用いた解析を行っている。選抜した突然変異系統のF5世代を用い、短日条件下(10L 14D)ならびに長日条件下(14L 10D)における開花時期を調べたところ、C-2-3-241系統では、短日条件下で平均6日、長日条件下で12日早く開花するとの結果を得た。このことから、C-2-3系統の変異した遺伝子は本来、恒性的に開花を抑制する機能を持つ遺伝子と推定される。サザン解析によるC-2-3-241はDsを1コピーのみゲノム内に持つ(Ds241)ことから、このDsの挿入により突然変異が誘発された可能性がある。そこで、IPCR法によりDs241近傍のゲノムDNA断片を単離し、そのDNA配列を決定した。この配列をもとにプライマーを作製し、C-2-3由来の241を含むF4世代5個体に関して、PCR法によるDsの有無を確認することで、表現型とDsの連鎖を確認できた。次に、イントロン・エクソン領域を予測し、その結果をもとにプライマーを作製、RT-PCRを行ったところ、少なくとも、Ds241近傍に転写されている領域が存在することを確認した。現在、Ds241の挿入が開花時期に影響を与える突然変異の原因であるかどうか知るために、F2解析ならびに復帰突然変異体の同定を試みている。
Thymosinシグナル伝達機構を利用したヒト歯胚の作製法の確立

ヒトの歯原性上皮細胞とヒトの歯原性間葉細胞を用いた人工的な歯の作製およびそのメカニズムの解明において、これまで申請者の所属する研究室では歯の発生・発育に関連した遺伝子の網羅的検索を行い、それらのうち歯胚発生の初期に発現し、歯胚の発生・発育に深く関わるThymosin beta 4, X-linked(TMSB4X)を見出した。また本課題申請者は、TMSB4Xを過剰発現させることで歯原性上皮細胞の作製の可能性の発表を行った。本申請実験では、この細胞を用いてTMSB4Xシグナル伝達機構を利用したヒトの歯胚再生および一連のシグナル伝達の解明を明らかにすることを目的とした。結果、TMSB4Xが歯原性因子の発現を調節している経路として複数の経路が強く疑われた。その因子は、TMSB4Xによって発現調節がされており、さらにその因子をsiRNA法を用いて機能抑制実験を行ったところ、歯原性因子の発現や石灰化物形成に変化が認められた。また、この細胞とヒト歯原性間葉系細胞を用いた共培養による歯胚作製の実験においては、本年度中に得られた結果としては、培養条件の検索にとどまるのみとなった。
暗黒物質の詳細な性質の解明に向けて

暗黒物質は我々の宇宙の物質の8割を占めている未知の物質で、銀河等の宇宙の構造が形成されるのに非常に重要な役割を果たしている。暗黒物質は未知の素粒子であろうと考えられているが、その具体的な性質は未だに謎に包まれている。宇宙論の標準模型では、暗黒物質は「冷たい暗黒物質」という、宇宙の構造形成においてその速度が無視できるような粒子として特徴付けられる。この冷たい暗黒物質シナリオは、近年の観測・シミュレーションの両面から詳しく調べられ、特に宇宙の大規模構造をよく再現することが明らかになった。ただし銀河スケールのような小規模構造においては、一部で両者の間に不整合があることも知られている。この不整合は暗黒物質のsmall scale problemと呼ばれている。Small scaleproblemは暗黒物質が単純な冷たい暗黒物質ではない可能性を示唆しており、暗黒物質の性質を解明する上で重要な手がかりを与えている。この問題を解決する方法はいくつか知られているが、中でも有力なものに、暗黒物質同士に重力以外の自己相互作用を導入するというものがある。銀河スケール程度の小スケールで暗黒物質が強く自己相互作用をする場合、small scale problemをうまく解決できることが知られており、さらにそのために必要な相互作用の強さも決定される。ただしこのような暗黒物質を素粒子模型として他の実験と矛盾なく構築することは難しく、これまで良い模型が知られていなかった。本研究ではLmu-Ltau対称性を利用することで、様々な実験や観測の制限を自然に逃れつつ、small scale problemを解決できるような模型を提案した。本研究課題では具体的なテーマとして、Freeze-outで生成される暗黒物質とFreeze-inで生成される暗黒物質の二つを設定した。前者のFreeze-outで作られる暗黒物質に関しては、small scale problemとの関わりで論文を一本発表し査読雑誌に採択されたため、順調に進展している。後者のFreeze-inで作られる暗黒物質に関しては、現在複数のテーマを議論し論文も書き始めているが、平成30年度中には発表に至らなかった。以上を踏まえた総合的な評価として、おおむね順調に進展していると判断した。Freeze-outで作られる暗黒物質の研究の発展として、直接検出実験の感度を下回るような軽い暗黒物質に関する研究を行う。特に他の様々な実験・観測の制限を逃れつつ、small scale problemを解決できるようなパラメータ領域が存在するかどうかを調べる。Freeze-inで作られる暗黒物質の研究では現在執筆中の論文を完成させ発表する。さらにその発展として、軽いFreeze-in暗黒物質に対する、宇宙の構造形成からの制限に関する一般論を完成させる。
冠循環を中心とした無麻酔無拘束動物における薬理作用研究方法のシステム化

本邦における虚血性心疾患による死亡率は年々増加しており、虚血性心不全すなわち冠不全に対する有効適切な治療薬,予防薬の開発はすでに国家的課題になっている。従来、製薬企業における冠不全治療薬の開発は麻酔動物-主として犬-を用い、麻酔下急性実験において冠血行に及ぼす候補物質の薬理学的性質が検討され開発が行われて来た。しかし麻酔動物の心臓血管機能は麻酔薬によって副交感神経の緊張が喪失した状態となっているため、緊張性拮抗性二重支配の原理から交感神経緊張の状態となり、正常状態と比較すると心拍数は2倍以上、血圧は高血圧状態になっており、生理学的状態から著しく逸脱した特殊な状態であることが明らかになった。またこの状態では薬物の経口投与が出来ないために、全てが静脈内投与に頼っているため、臨床的には経口投与される薬物の効果を正確に検定できない欠陥が指摘されている。本研究は無麻酔無拘束下の正常犬で冠不全治療薬の効果検定を可能とする実験方法を確立し、それをシステム化し能率的な効果検定を完全な条件下で行い、開発段階の早期から薬効の予見性を飛躍的に向上させることを目的に企画された。すなわち各薬物の臨床応用と同一経路,多くは経口投与或いは舌下投与,適用をはじめて可能とした。冠拡張薬は従来、主として冠血行の測定を主眼にした検定が行われたが、本研究によって冠血行とともに心外膜を走行する太い冠血管径の同時測定が可能となった、これは冠不全に太い血管の重要性がやっと理解されてきたことによるが、そのほか、左室内径、左室圧、dp/dt、中心静脈圧、心博出量、心電図、その他の血管径、臓器厚さなど十数項目の循環パラメーターの連続測定記録、データー収録・処理が可能となった。今後本システムの活用により、虚血性心疾患の治療薬開発の方向性、治療原理が明らかにされ、本疾患の予防治療に威力を発揮するものと考えられる。循環器用薬の開発、薬理作用の評価は従来麻酔動物における静脈内注射の効果を中心に進められてきたが、これと臨床応用に於ける効果との間に少なくないギャップが存在することが漸く一般にも認識されるようになった。この原因は臨床応用が経口投与を主体としているため、薬物の生体利用率は低く、又麻酔下動物が生理学的条件から著しく離反した状態であり、この特殊な条件下で惹起される反応にある。本研究は無麻酔無拘束動物での経口投与で薬物評価を可能とするための技術開発を行うもので本年度の研究課題は下記のとおりであり、各項目とも着実に進歩し、次年度全てが完成する展望が確実になった。1.測長器:圧電素子を加工、諸種のジメンション・トランスジューサーを作製、左冠状動脈回旋枝に装着し回旋枝外径を、また左心室内壁に対稲的に装着し左心室内径を無麻酔無拘束犬において長期間連続的に記録する技術を改良に改良を重ね確立した。またこれを無線伝送する超小型無線測長器ユニットの開発は完了した。2.多チャンネル同時計測の基本的諸問題:各チャンネル間の交話が予想されていたが、電磁血流計プローブ、心電図、測長器トランスジューサーのアース電位を中和することで解消された。しかし張力トランスジューサーの交流励起はジメンション・トランスジューサー出力にノイズ混入を起し、直流励起に変更し解決した。3.多チャンネル化の問題点:血圧、心電、測長ユニットの変調器出力の規格化に成功した。血流ユニットの出力は広帯域となったため、これのみ単独送信に切換えた。

4.植込みセンサーの寿命延長:リード線を体内に植込み検討した結果、コーナーワイヤー会社のものが最も優れており、結線部は半田付け後断端を蝋付けしエポキシ樹脂で包埋することで寿命延長を達成し、長期間の多チャンネル連続記録が可能となり本年度の課題の目標を達成した。
磁気チップを用いた単一細胞レベルでの細胞間相互作用の網羅的解析法の開発

我々は、これまでに、磁化する素材を用いた直径数ミクロンの磁気盤約10万個を1cm画に規則正しく配置させた磁気チップを作製している。このチップに磁気ビーズ標識した細胞を添加し、磁力により吸引させ、チップに付着させた細胞と細胞間相互作用を行なわせ、単一細胞レベルで多数の細胞の細胞間相互作用を網羅的に解析するシステムの構築を行った。まず、富山県工業技術センターにて製作された磁気チップを用い、直径4μmあるいは50nmの磁気ビーズにて標識したマウスリンパ球を磁気チップへの結合をさせることができるかを解析した。その結果4μmのビーズはチップ上の磁気盤に吸引されたが、50nmの磁気ビーズは吸引されなかった。また、用いた4μmの磁気ビーズが蛍光を発することが観察された。磁気ビーズの蛍光は測定の際のバックグランドノイズとなるため蛍光を発しない50nmのビーズを用いて細胞を磁気チップに吸着させる条件を現在検討している。平行して、磁気チップを用いたBリンパ球活性化の検出システムの開発を行った。鶏卵リゾチーム(HEL)特異的抗体遺伝子トランスジェニックマウス由来Bリンパ球を用い、この細胞に磁気ビーズを吸着させた状態で、HELで刺激し、カルシウム応答を観察したところ、抗原刺激による細胞内のカルシウムの応答を観察することができた。また、磁気チップ上でHELを膜表面に発現させた細胞を培養する条件を検討し、チップ全面に細胞を付着させることができるようになった。今後、上記HEL特異的抗体を発現したBリンパ球を用い、磁気チップ上で細胞間相互作用を行わせ、細胞の活性化を検出する条件を検討していく。今後の課題として、細胞に結合しなかった磁気ビーズをどのように細胞から効率よく分離することができるか、また、磁気チップの磁力の強さをどのようにして向上させるかを検討していく必要がある。
テルビウムクラスターの協奏的ファラデー効果発現および光磁気機能解明

常磁性のテルビウムイオンを9つ含むテルビウムクラスターの光磁気特性が検討された。このテルビウムクラスターの幾何学構造はX線構造解析により明らかになった。テルビウムクラスターを含むPMMA薄膜の光磁気特性はファラデー効果により評価を行った。得られたファラデー効果は単核のテルビウム錯体よりも大きく、市販されているテルビウムガラスよりも150倍に相当することがわかった。本研究では、テルビウムクラスターの配位構造と光磁気特性との相関を初めて明らかにした。平成24年度までにテルビウムイオンを9つ有するクラスターの合成に成功し、その配位構造をFAB-MS測定およびX線構造解析により明らかにした。その研究成果を受けて、平成25年度では以下の検討を行い、優れた研究成果を得ることができた。1)磁性評価:SQUIDを用いてテルビウム九核クラスターの磁性評価を行った。磁化率の温度依存測定から、これらのクラスターは反強磁性であることがわかり、その反常磁性の強さは配位子であるサリチル酸エステルのエステル部位の大きさに依存することが明らかとなった。このテルビウムクラスターの磁化率測定により、テルビウム間の磁気的相互作用が明らかになった。2)光磁気測定:テルビウム九核クラスターをポリメチルメタクリレート薄膜に導入し、印可磁場1.5T下でのファラデー効果測定(各波長領域における偏光面の回転角度測定)を行った。この測定により、テルビウム九核クラスターは従来のガラス材料に比べて大きなファラデー回転角を示し、その回転角はエステル部位の大きさに依存することが明らかとなった。希土類イオンを一つ含む希土類錯体は一般に常磁性である。磁性と光物性の相関解明および機能化をめざすためには、希土類イオン同士の強磁性的相互作用を発現させる必要がある。ここで、複数の希土類イオンが酸素で架橋した希土類クラスターの合成検討を行った。具体的には、ミューオキソ架橋のテルビウムクラスターを合成するため、フェノール誘導体を含むクラスター合成の検討を行った。フェノールの2位にカルボン酸が導入されたサリチル酸を出発原料とし、エステル化により二座配位子を合成した(サリチル酸メチル、サリチル酸エチル、サリチル酸ブチル、サリチル酸プロピル)。得られた配位子と硝酸テルビウムとの錯化反応を行い、Tb3+クラスターの合成を試みた。合成検討の結果、一つの分子内にTb3+イオンを9個有するテルビウムクラスターであることがFAB-MS測定により明らかになった。さらに、得られた分子の再結晶を試み、単結晶を作製することに成功した。得られたテルビウムクラスターをX線構造解析により評価したところ、そのクラスター立体構造がサリチル酸エステル配位子の分子構造に依存して変化することを明らかにした。特に、サリチル酸メチルを有するテルビウムクラスターは非対称性が高いことが明らかになった。以上、サリチル酸エステルを配位子としたテルビウムクラスターの合成に成功した。また、そのクラスター立体構造はサリチル酸エステル配位子の分子構造に依存して変化することを明らかにした。平成26年度では、9つのテルビウムイオン特異的な有機配位子(不斉炭素を含むキラル構造の有機配位子、および長鎖アルキル基を含む有機配位子)から構成される希土類クラスターの光磁気機能評価を行った。不斉炭素を含むキラル構造の有機配位子に関しては、サリチル酸とキラルなアルコールとのエステル化反応によって、新規なS体およびR体のキラル配位子合成を行った。得られたキラル有機配位子と塩化テルビウムとの錯体化反応を行うことにより、キラル構造を含む希土類クラスターの合成に成功した。得られたテルビウムクラスターはCDスペクトルによりΔ体とΛ体を形成していることが明らかとなり、さらに円偏光発光特性を示すことも分かった。このキラル型テルビウムクラスターの光磁気特性(ファラデー効果特性)を評価したところ、R体のテルビウムクラスターとS体のテルビウムクラスターでは、その磁気光学定数(ベルデ定数)に変化が生じることが分かった。これは、分子性ファラデー材料において特筆すべき重要な成果である。さらに、長鎖アルキル基をテルビウムクラスターに導入したところ、系統的な光物性(発光物性)の変化が観測された。これは、テルビウムクラスター中のクラスター格子とアルキル部位による相互作用が影響していると考えられ、アルキル基の鎖長を変化させることによっても光物性が変化できることを初めて明らかにした。本研究により、分子性のテルビウムクラスターを詳細検討することにより、初めての分子性光磁気物質を提案することができた。分子による詳細な構造制御により、その光磁気機能を変化させることができることも明らかにした。これは新しい分子材料を提案する上で重要な研究成果である。

光化学本研究により、テルビウム九核クラスターの大きなファラデー効果発現が初めて明らかになった。このファラデー効果はテルビウム単核錯体では発現しないこともあきらかになった。また、テルビウムクラスターの磁化率測定によりテルビウム間の磁気的相互作用が明らかになり、その磁気特性は配位子の構造で変化することができることも明らかにした。精密なテルビウムクラスターの設計が成功し、その機能が期待以上の効果を示したため、当初の計画以上に進展していると考える。新規に合成したサリチル酸エステル配位子(サリチル酸メチル、サリチル酸エチル、サリチル酸ブチル、サリチル酸プロピル)を用いて、本研究の研究対象として目標としていたテルビウムクラスターの合成に初めて成功した。さらに、その単結晶合成にも成功し、X線構造解析によりそのクラスター構造を明らかにした。また、そのクラスターの立体構造はサリチル酸エステル配位子の分子構造に依存することも今回初めて見いだした。その分子構造は予想していたものとほぼ同一構造であり、磁気機能研究をおこなう上での良好なモデルとなることが明らかとなった。以上のことから、本研究対象であるテルビウムクラスターを構築に成功し、その構造を明らかにしたため、交付申請所に記載した研究の目的の達成度について、おおむね順調に進展していると判断した。平成26年度では、テルビウムクラスターの特筆すべき光磁気特性の機能を解明するため、具体的には以下の研究検討を行う。1)ESR測定:テルビウムを含むクラスターはESR測定を測定することができないため、同骨格を有するガドリウム九核クラスターを合成し、光磁気機能の解明を検討する。具体的には、ESR測定の際に光照射を行い、ESRスペクトルの変化を計測する。2)エステル部位の変化:エステル部位のアルキル鎖長を大きく変化させ、テルビウムの発光および光磁気特性計測を行う。平成25年度にテルビウムの配位構造とファラデー効果の密接な関係が示唆されたため、この構造をさらに変化した物質の合成と機能評価を行う。25年度では、さらなるニューオキソ架橋のテルビウムクラスターを設計・合成し、X線構造解析によりクラスター構造を明らかにする。さらに、基礎光物性評価に加えて、磁気特性評価も行う。1)アルコール誘導体架橋のクラスター合成:申請者がこれまで報告してきた低振動型希土類錯体Ln(hfa)3にアルコール誘導体を導入した新規なクラスター合成の検討を行う。導入するアルコール架橋配位子は水酸基が2つある構造異性体を検討する。2)磁性評価:24年度および本年度に合成したテルビウムクラスターの磁気機能評価を行う。具体的には、SQUIDを用いてM-T(磁化率の温度依存性)およびM-H(磁化率の磁場依存性)測定を行う。得られたM-Hから保持力を見積もり、希土類クラスターの内部に発生する強磁性的相互作用の評価を行う。この評価方法に関してはGao等のディスプロシウム(Dy3+)磁性錯体に関する先行研究を参考にする。希土類の強磁性的相互作用の発現に関しては、BaxterのGd3+二核錯体およびMereacreのLn3+-Mn2+クラスターが知られている。このことから、本研究のテルビウムクラスターは強磁性的相互作用の発現が大いに期待される。
破骨細胞における細胞外Ca^<2+>およびPO_4^<3->感知機構とその骨吸収調節機構の解明

破骨細胞が骨を吸収するにしたがって、破骨細胞は骨からの約40mMという高濃度の細胞外Ca_<2+>と細胞外PO_<43->にさらされることになる。破骨細胞は骨を溶解し、多量のミネラルを放出することが主たる機能であることから、それら高濃度のイオンが破骨細胞の機能調節に何らかな役割を持つことが想像される。本研究は細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->の破骨細胞の機能に対する作用を明らかにすることを目的とした。1.成熟破骨細胞のの骨吸収活性に対する細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->の作用の解析:細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->濃度の変化が、どのように成熟破骨細胞の骨吸収活性に作用するかを純粋成熟破骨細胞の象牙片上での培養系を用いて検討した。細胞外Ca^<2+>の作用に関して、培養液中のCa^<2+>が増加するに従って破骨細胞の骨吸収活性は有意に低下し20mMでは本来の濃度2mmMの時の値の約25%まで減少した。また、Ca^<2+>感知受容体(CaSR)のアゴニストであるGdとneomycinもCa^<2+>と同様に骨吸収活性を減少させた。細胞外PO_4^<3->の作用に関しても、培地中のPO_4^<3->濃度が増加するに従って破骨細胞の骨吸収活性が低下した。2.成熟破骨細胞に発現している細胞外CaSRとPO_4^<3->輸送体の同定こ成熟破骨細胞が細胞外CaSRとPO_4^<3->輸送体の発現をRT-PCR法と増幅産物の塩基配列解析およびNorthern blot解析から検討した結果、破骨細胞には副甲状腺に発現しているCaSRと90%のホモロジーを持ったCaSRと腎タイプのNa/Picotransporter-2が発現していることが確認できた。3.破骨細胞形成に対する細胞外Ca^<2+>とPO_3^<4->の作用:破骨細胞の前駆細胞から成熟破骨細胞への分化に対する作用を、M-CSF, RAN的な骨髄細胞を用いて調べた。その結果、細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->のいずれも濃度依存的に破骨細胞形抑制し、それら前駆細胞は成熟破骨細胞同様、CaSRと腎タイプのNa/Picotransporter-2が発していることが確認できた。破骨細胞の形成、機能発現に関して、種々ののサイトカイン・ホルモン・成長因子が関与することは多くの研究から報告されている。破骨細胞が骨を吸収するにしたがって、破骨細胞は骨からの約40mMという高濃度の細胞外Ca^<2+>と細胞外PO_4^<3->にさらされることになる。

この40mMという濃度は他の組織では考えられない高濃度であり、本来、破骨細胞は骨を溶解し、多量のミネラルを放出することが主たる機能であることを考えると、それら高濃度のイオンが破骨細胞の機能調節に何らかな役割を持つことは容易に想像される。本研究は破骨細胞の細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->の感知機構の解明と、細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->の破骨細胞の機能に対する作用を明らかにすることを目的とした。I.成熟破骨細胞のの骨吸収活性に対する細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->の作用の解析。細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->濃度の変化が、どのように成熟破骨細胞の骨吸収活性に作用するかを純粋成熟破骨細胞の象牙片上での培養系を用いて検討した。細胞外Ca^<2+>の作用に関して、培養液中のCa^<2+>が増加するに従って破骨細胞の骨吸収活性は有意に低下し20mMでは本来の濃度2mMの時の値の約25%まで減少した。また、CaSRのアゴニストであるGdとneomycinもCa^<2+>と同様に骨吸収活性を減少させた。細胞外PO_4^<3->の作用に関しても、培地中のPO_4^<3->濃度が増加するに従って破骨細胞の骨吸収活性が低下した。これらの事から、破骨細胞は細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->濃度変化を感知する機構を有していること。それらイオンが破骨細胞の機能を抑制することが示された。II.成熟破骨細胞に発現している細胞外Ca^<2+>感知受容体とPO_4^<3->輸送体の同定。成熟破骨細胞が細胞外Ca^<2+>感知受容体とPO_4^<3->輸送体の発現しているかをRT-PCR法と増幅産物の塩基配列解析およびNorthern blot解析から検討した結果、破骨細胞には副甲状腺に発現しているCa^<2+>感知受容体と90%のホモロジーを持ったCa^<2+>感知受容体と腎タイプのNa/Picotransporter-2が発現していることが確認できた。破骨細胞が骨を吸収するにしたがって、破骨細胞は骨からの約40mMという高濃度の細胞外Ca^<2+>と細胞外PO_4^<3->にさらされることになる。破骨細胞は骨を溶解し、多量のミネラルを放出することが主たる機能であることから、それら高濃度のイオンが破骨細胞の機能調節に何らかな役割を持つことが想像される。本研究は細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->の破骨細胞の機能に対する作用を明らかにすることを目的とした。1.成熟破骨細胞の骨吸収活性に対する細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->の作用の解析:細胞外Ca^<2+>とPO_4^<3->濃度の変化が、どのように成熟破骨細胞の骨吸収活性に作用するかを純粋成熟破骨細胞の象牙片上での培養系を用いて検討した。また、Ca^<2+>感知受容体(CaSR)のアゴニストであるGdとneomycinもCa^<2+>と同様に骨吸収活性を減少させた。2.成熟破骨細胞に発現している細胞外CaSRとPO_4^<3->輸送体の同定:成熟破骨細胞が細胞外CaSRとPO_4^<3->輸送体の発現をRT-PCR法と増幅産物の塩基
主鎖にフォトクロミック色素を導入したπ共役系高分子の合成と屈折率制御に関する研究

主鎖に発達したπ共役系を有するπ共役系高分子としてポリアルキルフルオレンを取り上げ、一方、フォトクロミック色素として、ジアリールエテンをとりあげ、両者の共重合高分子および、π共役系のスペクトルーサーとしてビフェニルユニットを取り上げ、交互共重合高分子を合成した。得られた、高分子の分子量はおよそ、4600から8000程度であった。重合法としてパラジウム触媒を用いる、スズキカップリング反応が有効であることを見出し、さらにその重合条件として、1層系反応溶媒が有効であることを見出した。有られた高分子は光化逆的なフォトクロミック反応を示した。ジアリールエテンユニットのうち40%程度が光反応することを見出した。ビフェニルを導入することにより、反応率が上昇し、55%以上の反応を確認した。スピンコート法により良質な薄膜を作製することに成功した。さらに薄膜状態においても良好なフォトクロミズムを見出した。光照射に伴い黄色状態から紫色へと色変化を認めた。フォトクロミズムに伴う可逆的な蛍光強度の変化を見出した。励起波長が350nm程度の場合に開環状態では500nm付近に蛍光バンドを示したが、光閉環反応の進展に伴い、急激に蛍光強度が低下した。蛍光強度の変化は可逆的で、600nm以上の可視光の証左に伴い、完全にもとの強度に回復した。光照射に伴う屈折率変化についてプリズムカップリング法により、屈折率変化を評価した。フォトクロミック色素としてジアリールエテンを選び、その両端にπ共役鎖としてオリゴフェニレンを導入したモノマーを合成し、更にその重合を行った。ジアリールエテンのフォトクロミック反応性は共役鎖の伸長に伴って低下することが報告されていたが、π共役鎖としてねじれ構造を有するオリゴフェニレンを用いることで、フォトクロミック反応性を損なうことなく、高分子を合成することが出来た。得られた高分子の分子量は5000程度で、重合度は4程度であった。すなわちそれぞれの分子鎖に4個程度のフォトクロミックユニットが導入されている。今後、この高分子の高分子量化と屈折率変調について詳細に調べる。一方、モデル化合物として低分子量のジアリールエテンについて、屈折率とその波長依存性を調べた。その結果、屈折率の波長依存性がセルマイヤー式により表されること、633nmにおいて0.03程度の屈折率変化を示すことなどを見いだした。さらに光異性化反応を促進することにより0.1程度の屈折率変調が可能であることが明かとなった。すなわち、π共役系とジアリールエテンとの融合による屈折率変調材料の有効性が実証された。
大震災・放射能被害復興の居住福祉法学と所有・責任・コミュニティの変容・再構築

本研究では、東日本大震災(東北大震災)の原発放射能被害・津波被害に関する救済策・災害復興につき、居住福祉を軸に多面的考察を行った。とりわけ未曾有の放射能問題を、チェルノブイリ事故やスリーマイル島事故の例と比較しつつ、日本の問題状況・その解決策を分析した。その結果、第1に、居住福祉法学の主張に反して、相変わらず居住福祉補償は貧弱であり、公共工事に巨額が費やされるという構造的問題は増幅し、第2に、原発放射能被害の災害復興についても、同様の問題があり(除染や中間貯蔵施設問題への偏り)、第3に、帰還圧力に偏る復興施策は、諸外国の居住福祉政策とは大きく異なり、深刻な問題が残されることも指摘した。初年度であり、第1に、理論研究・比較法研究としては、(1)アメリカの2005年のカトリーナ被害、更に2012年の同東部のサンディの洪水被害を契機とした、多くの災害法の研究の吸収(ないし実態調査)を行い、日米比較から市場主義のアメリカでも日本以上の公的災害支援がなされていることを明らかにし、わが国の住宅補償、産業補償の限定の比較法的位置づけを行った。また理論研究の2番目として、(2)リスク研究一般・原発問題について、文献研究で知見を深めて、福島の放射能被害対策の基礎知識の拡充に努める。同時に、原子力損害賠償法上の紛争審査会による賠償の提案(中間指針等)について、調査・検討する。とくに、仙台の弁護士とともに、地域住民の退避による営業損害の問題について、検討する機会を得た。また、(放射能物質による)蓄積型損害に対する責任法上の解決策を、類似例のアスベスト、塵肺の例を参考にして、比較法的に検討する。第2に、実態調査として、緊急性が高い、(3)東北の津波被害地の調査(とくに、岩手・宮城型の津波被害調査)に着手する。釜石市・大船渡市などの仮設住宅の現況調査とともに、今後の復興住宅の建設計画、とくに、高所移転の進捗状況、その際の障害因子の調査であり、南三陸市、登米市、陸前高田市、気仙沼市などで聞き取りをし、空間的スペースの限界・供給の遅延、退避など、コミュニティ崩壊・生活不便の問題の克服のための医療対応、居住コミュニティ新形成の方途を検討した。他方で第3に、(4)放射能被害地域問題(福島型損害)の実態調査研究として、緊急性の高い退避問題(強制退避及び自主退避)を調査する。まず集団避難ケースの追跡調査を行い、他方で、自主避難(自主退避)の状況調査をする。「退避か、除染か」の自由意思決定を確保した、退避政策の再検討が不可欠であり、また限られた災害復興予算で、望ましい除染費用と転居者の居住福祉関連予算(その住宅、生業確保支援に当てる)の編成、転居支援NPOなどとの連携による退避をめぐる全国的ネットワークの充実の検討、他方で、退避しなかった場合の産業形成の方途検討の調査を行った(二本松市、南相馬市など)。*(3)(4)の被災地における家族問題の調査にも着手した。今年度は、諸外国の災害調査に主眼が当てられた。例えば、ハイチの震災調査(2013年9月)、インドネシアのバンダアチェの津波被害(2013年12月)、チェルノブイリの原発事故調査(2014年3月)などである。その結果言えるのは、原発被害に関しては、避難・移住措置に関する彼我の相違であり、また、津波被害に関する住宅補償ないし営業補償の希薄さである。後者に関しては、押し並べて開発途上国も同様と言えるが、国際的支援いかんでは、例えば、インドネシアでは、住宅の無償提供などとセットになり、高台移転などわが国よりもスムーズに進んでいるところもあり、巨額の復興予算の反面で、住宅問題のわが国での立ち遅れには、大きな課題を痛感した。他方で、わが被災地の現地調査も続行しており、自主避難者への支援の立ち遅れ(例えば、北海道移住者の事情調査)の把握、除染の実態調査、被災地の不満調査など行っているが、弘前大学の学部を越えた長期的・総合的震災ボランティア活動報告(とくに岩手県の野田村との連携的支援)を聞く機会に恵まれ(2014年3月)、教育活動の一環としてこれほどまでになされた例は飴いないと思われ、大いに注目すべきものと思われた。同時に福島問題に関しては、原子力損害賠償の原賠審の中間指針についての問題点の洗い出し作業の必要性を感じ、日本環境会議との連携で、総合的検討に着手した。ただ被災者の不満の高まりの表れとしての、家族問題の調査(例えば、家庭内暴力、孤独死、PTSDの状況)及び提訴状況の調査などの課題処理の遅れは感じており、孤独死問題と民法問題との関係についての考察には着手した。東北大震災被害は大きく津波被害と放射能被害に分かれるが、とくにこの時期には、福島の放射能被害の問題について、とくに原賠法の運用に関して示された原賠審の指針の批判的検討作業が定着し、毎月東京で研究会が行われ、吉田は、営業損害や自主避難者の問題について研究報告を行い(2014年5月、8月)、また日本環境会議の研究会では、居住福祉法学からの災害復興の方途、諸課題に関する講演を行った(2015年2月)。その成果も随時公表中である。*その際には、自主避難者との一連の集会も貴重であった。さらに、研究分担者の淡路教授の主催による日仏の放射能被害救済の国際会議が行われてそこでも報告した(2014年10月。早稲田大学)。これにより国際的にも学際的にも、関連の医者などとの学際的交流が深まったのも収穫だった。

実態調査としては、福島の放射能被災地として、小野寺弁護士の支援を得て、いわき市から北上して、楢葉町、富岡町、大熊町、双葉村、そして浪江町の帰還困難区域の津島地区を訪問して、一時帰還された被災者(退避者)との懇談会に参加した(2014年12月)。指示避難(強制避難)地区の側でもさまざまな問題を抱えることを窺い知る貴重な企画だった。その他、東北の問題から離れるが、新潟中越地震から10周年の日本災害復興学会のシンポに参加し、当時の山古志村の長島村長(現国会議員)、泉田新潟県知事などと議論する機会を得た(2014年10月)。また、広島土砂被害調査を行って、比較的その災害復興は順調に進んでいることを確認した(2014年11月)。ただ津波被害調査の方は、石巻で行ったくらいで(2014年7月)、余り進捗していないのは、反省材料である。*辻内教授(心理学者)の被災者のトラウマ研究との提携ができたことは今後の学際研究に繋がると考えている。最終年度であり、本研究のまとめの作業として学会報告等行ったが、従来からの継続調査も行った。すなわち、代表者吉田は、日本環境会議の福島災害問題のシンポで、自主避難者の補償問題が抜け落ちていることを指摘する、実態調査を元にしたまとめの報告を行ったし(2015年6月)、日本住宅会議の年次大会(郡山大会)でも、同問題に限らず、広く意見交換を行い(同年7月)、また、福島大学の「原発と人権」集会(2016年3月)では、福島放射能被害の問題として、チェルノブイリの状況と比較した被害状況の認定状況の歪み、今後の不法行為訴訟における諸課題などを報告したし、分担者淡路も、包括的な福島放射能被害に関わる損害賠償法学の基調講演を行った。更に、国際学会であるアメリカの「法と社会」学会年次大会(2016年6月)にも、災害復興の報告を依頼されていて、こうした福島問題の諸課題について国際的発信を行う予定である。そして、従来からの調査の延長線上のものとして、吉田は、関西への自主避難者の問題状況の聞き取り(2015年10月、11月)及び伊達東仮設住宅の飯舘村村民の被害状況の聞き取りを行い(2015年7月)、分担者池田は、帰還政策が停滞している現場として、広野町、楢葉町の状況の調査をした(2016年3月)。更に、本件の関連の国際的環境災害を調査し、国際シンポにも出席し、研究ないし積極的な意見交換を行った。前者として、ブラジル最悪の環境被害といわれる、ミナスジェライス州マリカナにおけるダム決壊による汚染調査(2016年1月)、アメリカ最悪の湖水汚染のオノンダガ湖の被害状況の調査であり(同年3月)、更に、化学物質事故に関する国際シンポでは、中国天津での爆発事故、インドでのボパールでの事故が扱われ(2015年11月)、関係者とのネットワーク構築を行った。当初の研究予定通りの進捗をみていると言ってよい。本研究では、東日本大震災(東北大震災)の原発放射能被害・津波被害に関する救済策・災害復興につき、居住福祉を軸に多面的考察を行った。とりわけ未曾有の放射能問題を、チェルノブイリ事故やスリーマイル島事故の例と比較しつつ、日本の問題状況・その解決策を分析した。その結果、第1に、居住福祉法学の主張に反して、相変わらず居住福祉補償は貧弱であり、公共工事に巨額が費やされるという構造的問題は増幅し、第2に、原発放射能被害の災害復興についても、同様の問題があり(除染や中間貯蔵施設問題への偏り)、第3に、帰還圧力に偏る復興施策は、諸外国の居住福祉政策とは大きく異なり、深刻な問題が残されることも指摘した。
海洋の漂泳区生態系における小型カイアシ類(甲殻類)の機能的役割の解明

本研究では、代表的な小型カイアシ類であるオイトナ科とオンケア科の摂餌・生産生態の解明を通じて、外洋生態系における両科カイアシ類の機能的役割の理解を目的としている。本年度はオンケア科の繁殖生態の解明に焦点を絞った研究を実施した。親潮域では、約40種のオンケア科が出現し、中でもTriconia borealis、T.canadensis、Oncaea grossa、O.parilaの4種が優占する。本研究では、水深2,000メートルから深度別に採集した試料を解析することで、4種の卵嚢の形状、抱卵数および卵の出現密度を調べ、生息深度と関連した繁殖生態の種間差、季節性の有無を検討した。オンケア科の雌は2個の卵嚢を生殖節に付着懸垂するが、その多くは採集中のダメージで剥離してしまう。そこで、4種の卵嚢の外部形態を精査し、剥離した卵嚢でも形状とサイズから種間の識別が可能なことを明らかにした。この情報に基づき、4種の平均産卵数を調べたところ、T.borealisが50個、T.canadensisが27個、O.grossaが26個、O.parilaが10個であり、同属内では浅い深度に生息する種の産卵数が少ないことが分かった。一方、卵サイズでは、深い深度に生息する種が同属の他種と比べて大型の卵を産むことが分かった。これらの結果に、親潮域の中・深層性種4種と黒潮域の表層性種7種のデータを加えて、広範に比較したところ、科全体でも生息深度の増加に伴って大卵少産化する傾向が見られた。このような繁殖生態の種間差は、主に生息水深の生物学的環境(捕食による死亡リスク、餌資源量など)と関連していると考えられた。また、表層性のT.borealisに比べて、中・深層性の3種は繁殖強度の季節変化が比較的小規模であることも分かった。これらの知見は小型カイアシ類の繁殖戦略の理解に大きく貢献するものである。本研究課題では、代表的な小型カイアシ類であるオイトナ科とオンケア科の摂餌および生産に関わる生態を理解することにより、外洋生態系におけるそれらの機能的役割の解明を目的としている。これを達成するために、本年度は以下の項目について実施した。1.春季ブルーム期の親潮域における小型カイアシ類の個体群動態と産卵東京大学海洋研究所・白鳳丸による親潮域での航海(2007年45月)において、春季ブルーム期における小型カイアシ類Oithona similisの個体群動態および産卵速度について調査した。試料解析の結果、O.similisは調査期間中に出現したカイアシ類の中で数的に最も優占していたが、その産卵速度は同所的に出現した大型カイアシ類の1/2程度であることが明らかになった。このことから、親潮域における本種の優占性は、高い個体群生産によるものではなく、他の要因(例えば、捕食による死亡率が低いなど)による可能性が示唆された。2.飼育実験による小型カイアシ類の摂餌速度の測定と選択性の検討上記の航海中に、O.similisのナノ・マイクロプランクトンに対する摂餌実験を実施した。試料解析の結果、O.similisは現場海水中で卓越していたケイ藻類を全く摂餌せず、繊毛虫類や渦鞭毛藻類などの運動性のある餌料を選択的に摂食することが判った。また、O.similisの摂餌速度を、繊毛虫類のサイズ別に比較したところ、本種は大型の繊毛虫に対して高い摂餌選択性を持つことが明らかとなった。さらに、今回得られた1日あたりの摂餌量を、本種の代謝要求量と比較したところ、繊毛虫類や渦鞭毛藻類を摂餌することで十分に賄えることが判った。このような本種の摂餌特性は、同所的に出現する大型カイアシ類(ケイ藻類を主に摂餌)とは大きく異なっており、親潮域生態系のプランクトン食物網における機能的役割が異なることが示唆された。本研究課題では、代表的な小型カイアシ類であるオイトナ科とオンケア科の摂餌および生産生態の解明を通じて、外洋生態系における両科カイアシ類の機能的役割を理解することを目的としている。この目的を達成するために、平成20年度は以下の項目について実施した。親潮域におけるキクロプス目カイアシ類Oithona similisの鉛直分布、個体群構造および再生産Oithona similisはキクロプス目に属する体長1mm以下の小型カイアシ類で、北太平洋亜寒帯域において最も優占する動物プランクトンの一種である。本研究では、親潮域におけるO.similisの個体群動態を明らかにすることを目的に、季節的・鉛直的に採集した野外試料を解析することで、本種の鉛直分布、個体群構造および再生産について調べた。その結果、O.similisは周年を通して個体群の大部分が表層に分布しており、その個体密度は夏季に最大になることが明らかとなった。また、本種の個体密度は、生物量において優占する大型カパラヌス目カイアシ類数種のそれと比べて、10倍以上高かった。本種の再生産に関する幾つかのラメーター(卵の出現密度、クラッチサイズ、精包の付着頻度)の季節変化について調べたところ、本種の産卵は周年行われており、その最盛期は晩春から夏季であることが明らかとなった。昨年度の研究結果から、本種は繊毛虫などの微小動物プランクトンを主に摂餌することが分かっている。

親潮域では、春季から夏季にかけて微小動物プランクトンの生物量が比較的高いことから、同時期における本種の高い再生産は微生物食物連鎖を経由した有機物に依存している可能性が示唆された。また、油球を持つ個体の割合を発育ステージ毎に調べたところ、本種は発育に伴って体内に脂質を蓄積することが明らかになり、成体雌ではこれを再生産に要するエネルギーとして利用していると推定された。本研究では、代表的な小型カイアシ類であるオイトナ科とオンケア科の摂餌・生産生態の解明を通じて、外洋生態系における両科カイアシ類の機能的役割の理解を目的としている。本年度はオンケア科の繁殖生態の解明に焦点を絞った研究を実施した。親潮域では、約40種のオンケア科が出現し、中でもTriconia borealis、T.canadensis、Oncaea grossa、O.parilaの4種が優占する。本研究では、水深2,000メートルから深度別に採集した試料を解析することで、4種の卵嚢の形状、抱卵数および卵の出現密度を調べ、生息深度と関連した繁殖生態の種間差、季節性の有無を検討した。オンケア科の雌は2個の卵嚢を生殖節に付着懸垂するが、その多くは採集中のダメージで剥離してしまう。そこで、4種の卵嚢の外部形態を精査し、剥離した卵嚢でも形状とサイズから種間の識別が可能なことを明らかにした。この情報に基づき、4種の平均産卵数を調べたところ、T.borealisが50個、T.canadensisが27個、O.grossaが26個、O.parilaが10個であり、同属内では浅い深度に生息する種の産卵数が少ないことが分かった。一方、卵サイズでは、深い深度に生息する種が同属の他種と比べて大型の卵を産むことが分かった。これらの結果に、親潮域の中・深層性種4種と黒潮域の表層性種7種のデータを加えて、広範に比較したところ、科全体でも生息深度の増加に伴って大卵少産化する傾向が見られた。このような繁殖生態の種間差は、主に生息水深の生物学的環境(捕食による死亡リスク、餌資源量など)と関連していると考えられた。また、表層性のT.borealisに比べて、中・深層性の3種は繁殖強度の季節変化が比較的小規模であることも分かった。これらの知見は小型カイアシ類の繁殖戦略の理解に大きく貢献するものである。
低次元有機導体の特異な磁場誘起密度波状態におけるフレーリッヒ伝導と伝導ノイズ

本研究課題は特異な密度波状態を示す準2次元有機伝導体α-(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4の高磁場極低温における非線形伝導現象の観測と、そのための高速フーリエアナライザーを用いた高次高調波成分解析による非線形効果測定手法の確立である。本年度の成果として1.上記有機伝導体の10K以下の低温における密度波状態での非線形伝導を観測し、そのしきい電場の温度依存性、磁場依存性を明らかにした。ゼロ磁場中でのしきい電場の温度依存性は、これまで報告のあるスピン密度波、電荷密度波の場合とは異なる特徴的な振る舞いをすることが明らかになった。この振る舞いは、最近提案されている異方的な密度波エネルギーギャップを有する「unconventional」な密度波状態におけるしきい電場の振る舞いと定量的にも一致することを明らかにした。15T以下の磁場中におけるしきい電場の振る舞いも「unconventinal」な密度波状態で説明できることを示した。この磁場中での振る舞いから、「unconventional」電荷密度波状態が低温低磁場中での密度波状態であることの可能性が高いことを示した。15T以上の高磁場では、磁気抵抗に現れるシュブニコフドハース振動の抵抗の極小、極大と相関のある非線形効果が観測された。これは、この系が1次元、2次元バンドを共有する2バンド系であることに起因して、2次元バンドのランダウ量子化と同期した密度波を形成する1次元バンドの変調が存在することを示している。2.高速フーリエアナライザーによる高調波解析法による非線形伝導現象の観測手法を構築し、特に実験時間が制限される高磁場での非線形伝導現象測定に有用であることを示した。本年度の研究実施計画は、1.高速フーリエアナラィザーを用いた高次高調波成分解析による高磁場・極低温での非線形電気伝導度測定法の開発と、2.これを用いた準2次元有機伝導体α-(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4の低温密度波相での非線形電気伝導測定であった。1.典型的スピン密度波物質である準1次元有機伝導体(TMTSF)2PF6の非線形電気伝導の測定を直流電流電圧特性測定と交流電流印加による高調波解析の2通りで比較しながら行った。直流測定によってスピン密度波のスライディングのよるしきい電場の決定を行った後、交流電流応答の3次高調波強度をフーリエアナライザーにより観測し、交流電流振幅依存性を測定した。直流測定で決定したしきい電場を越えた電流振幅以上から3次高調波成分の増加が観測された。このことから非線形電気伝導の出現と交流応答における3次高調波成分の関係を明らかにした。またこの手法は、外場(温度、磁場など)を連続的に変化させながら非線形電気伝導を測定できる利点を有している。これは実験時間に制約がある高磁場実験において有用である。2.この開発した手法を利用してα-(BEDT-TTF)_2KHg(SCN)_4の非線形電気伝導を0.5K、30テスラまでの定常強磁場中で測定した。特に23テスラ以上の高磁場相とこれ以下の低磁場相での密度波状態の違いを探ることを目的とした。予備的な結果として高磁場相でのシュブニコフドハース効果における抵抗の極小点において3次高調波の増強が観測された。今後、この非線形性と量子振動の関係、密度波との関係を明らかにする。