hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環日本海北部地域の最終氷期最盛期における人類社会の形成と変化

本研究は,日本列島における後期旧石器文化成立の一端を解明するため、最終氷期における列島への北からの移住史について、考古学・形態人類学の両面から探求した。結果、最終氷期最盛期は、2万6千年前に位置づけられる剥片石器群と石刃石器群、さらに、2万6千年前2万2千年前に位置づけられる可能性のある細石刃石器群の両者が存在することを明確化できた。加えて、この時期にトランスバイカルは無人の地となっている可能性が判明し、またその前後にも共通する石器群が確認されていないことから、北海道が最終氷期最盛期の現生人類の避難地であるという位置づけは変更を要しない。本研究は、日本列島における後期旧石器文化成立の一端を解明するため、最終氷期における列島への北からの移住史について考古学・形態人類学の両面から探求する。そのために、(1)北海道・嶋木遺跡の発掘調査を通じて、これまで情報が乏しかった同地域における後期旧石器時代初頭の文化形態について明らかにし、(2)これをシベリア南東部・中国北東部・モンゴルの考古資料との比較し、さらに(3)日本、中国、モンゴルから知られている後期更新世完新世前半期の人骨化石の詳細な形態学的比較解析を実施する。平成24年度は、研究初年度のため、研究体制の整備と分析対象資料の抽出などに重点を置いた。具体的な研究課題の遂行実績は以下のとおりである。(1)北海道の最終氷期最盛期遺跡である柏台1遺跡および川西C遺跡の遺跡内空間分布の開析に着手した。(2)嶋木遺跡の発掘調査を実施し、地質編年及び空間分布に関するデータの分析を開始した。(3)帯広市教育委員会所蔵の石器資料の行動論的石器分析を行った。(4)海外の参照地域のデータ収集と討議のため、海外研究協力者の協力を得て、モンゴル・ウランバートル市とロシア・チタ市で資料調査を行った。(5)狩猟採集民行動論に関する先行研究事例の集成と整理に着手した。これらの成果の一部は、(6)中間報告としてアメリカ考古学会で発表した。また、(7)首都大学東京において国際シンポジウムを開催し、国内外の研究の現状と今後の課題を討議した。さらに、いくつかの点ですでに公表可能な成果が出始めたため、(8)国内外の査読付き学会誌に論文として投稿した。本年度の研究の遂行によって、どの段階に日本列島と大陸との関係がより深かったのかを議論する最も基本的なデータである遺跡の年代を整理することができた。(1)北海道の最終氷期最盛期遺跡である柏台1遺跡および川西C遺跡の遺跡内空間分布の解析を継続し、その成果の一部を雑誌Geoarchaeologyに投稿し、掲載された。(2)嶋木遺跡の発掘調査を実施し、地質編年及び空間分布に関するデータの分析を継続した。地質編年については雑誌Geoarchaeologyに投稿し、掲載された。黒曜石分析の結果については、英文雑誌に投稿中である。(4)海外の参照地域のデータ収集と討議のため、海外研究協力者の協力を得て、モンゴル・ウランバートル市で資料調査を行い、その成果は、2014年6月の東アジア考古学会で発表予定である。(5)現在までにわかってきた研究成果の一部は、アメリカ考古学会、アジア旧石器協会、国内学会等で発表し、また米国、ロシア、韓国、日本で関連する招待講演を行った。また、(6)首都大学東京において国際シンポジウムを開催し、国内外の研究の現状と今後の課題を討議した。本研究は、日本列島における後期旧石器文化成立の一端を解明するため、最終氷期における列島への北からの移住史について、考古学・形態人類学の両面から探求する。

そのために、(1)北海道・嶋木遺跡の発掘調査を通じて、これまで情報が乏しかった同地域における後期旧石器時代初頭の文化形態について明らかにし、(2)これをシベリア南東部・中国北部・モンゴルの考古試料と比較し、さらに(3)日本・中国・モンゴルから知られている後期更新世完新世前半の人骨化石の詳細な形態学的比較分析を実施する。平成25年度は、本研究の最終年度のため、研究の完成を目指し、必要に応じて研究の補足調査などを行い、学会発表、論文、および一般講演等の形で成果を公表してきた。概要は以下のとおりである。(1)北海道上士幌町嶋木遺跡の発掘調査:2014年8月に発掘調査を実施した。当初の予想よりも石器集中は拡がりを見せたため、研究終了後も調査を継続する予定である。成果は、毎年の概要報告を国内の関連学会で発表、また遺跡の自然形成過程分析と石器分析については英文雑誌Geoarchaeologyに昨年度末に受理され、2014年4月に掲載となった。(2)モンゴルのフィールドワークを2014年6月と9月に実施した。これまでの成果については、2014年6月の東アジア考古学会と2015年4月のアメリカ考古学協会で公表した。(3)2015年5月に国内研究者向けシンポジウム、2015年11月に国際ワークショップを開催し、これまでの成果を公表すると共に、今後の研究成果のまとめのための討論を行った。(4)人類学的な意義については、本研究の一部の成果を用いて、"Emergence and Diveristy of Modern HumanBehavior in Paleolithic Asia"研究論文集を2016年2月に刊行・公表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。考古学26年度が最終年度であるため、記入しない。北海道の当該遺跡の分析は、計画通り進行している。海外の参照地域のデータについても、概ね計画通り進行している。成果の公表については、査読付き英文雑誌に合計10本以上に達し、予定よりも早く実績が上がった。特に変更を要しないが、海外参照地域の近年の調査成果が当初の想定よりも多く蓄積されていることが判明したため、その分析に予定よりも時間がかかることが見込まれる。重点的に対応したい。特に変更を要しないが、黒曜石分析結果と狩猟採集民の行動復元の具体的な研究手法の確立を目指し、重点的に対応したい。端数調整消耗品代として使用する。
周期的傾斜構造を有する合金めっき膜の作製とその強化原理の検討

イオン化傾向の異なる2種類の金属イオンを含む電解液を用いた電気めっきでは,析出物の組成は試料に与える電位によってコントロールすることができる.本課題では,この性質を利用して,正と負の濃度勾配を有する傾斜組成層を交互に積層させた合金膜という新しい材料を開発を目指す.さらに,異なる濃度勾配や濃度振幅のめっき膜を準備し,最適化された強度をもつ傾斜組成めっき膜を得ることを目的とする.また,TEM法やSEM/EDS法,X線回折法などを用いた微視的構造分析などによってその強度発現メカニズムを検討する.イオン化傾向の異なる2種類の金属イオンを含む電解液を用いた電気めっきでは,析出物の組成は試料に与える電位によってコントロールすることができる.本課題では,この性質を利用して,正と負の濃度勾配を有する傾斜組成層を交互に積層させた合金膜という新しい材料を開発を目指す.さらに,異なる濃度勾配や濃度振幅のめっき膜を準備し,最適化された強度をもつ傾斜組成めっき膜を得ることを目的とする.また,TEM法やSEM/EDS法,X線回折法などを用いた微視的構造分析などによってその強度発現メカニズムを検討する.
フォトニック結晶高効率曲がり導波路の特性評価

本研究の目的は、共鳴トンネリング現象を用いた高効率なフォトニック結晶曲がり導波路の開発である。本年度は前年度に引き続き、二次元フォトニック結晶導波路の作製条件の最適化および、光学特性を評価するための評価系の構築を行った。導波路作製においてはSilicon on Insulator (SOI)基板のシリコン層に半径150nmの円形空洞がピッチ425nmで三角格子状に配置されたものを電子ビーム描画リソグラフィおよびリアクティブイオンエッチングにより作製し、その後、バッファードフッ酸処理によりシリコン層下部の酸化膜を除去した。この空洞を導波路構造に沿って取り除いたパターンを作製することによりその部分を導波路とした光回路素子を構成することができる。この構造では高次1次モードが導波層の伝搬方向の周期性によりカットオフとなるため、波長1.4μm1.6μmの帯域においてシングルモードとなることを数値シミュレーションにより確認した。さらに曲がり導波路においては、共振器を形成するため配置する曲げ部の空洞の径を調整することで、透過波長帯域を広げることができることを数値シミュレーションにより確認した。また、作製した導波路の透過特性を評価するためにデバイスへの入射・集光系、調芯用微動ステージ、偏光制御系および波長可変光源を用いた評価系を構築した。しかしながら、今回作製した導波路における1.5μm帯の波長の光導波を確認することができなかった。今後、作製条件の調査を引き続き進める予定である。本研究の目的は、共鳴トンネリング現象を用いた高効率なフォトニック結晶がり導波路の開発である。本研究ではSilicon on Insulator(SOI)基板のシリコン層に半径300400nmの空洞が周期的に配置された2次元構造のフォトニック結晶を作製することを考える。本年度は、設計パラメータの同定を数値シミュレーションで行い、次にデバイスの作製を試みた。まず、数値シミュレーションで導波モード解析を行い、導波路中の進行波と後進波が結合してカットオフ領域が生じることによるシングルモード領域の帯域が最も大きくなるような構造パラメータを算出した。そして、これらのパラメータを用いた曲がり導波路の解析を行い、共鳴トンネリング現象により高効率な光路変換が可能であることを確認した。次にこれらの設計パラメータを用いた導波路を作製するための作製条件の最適化を行った。ここでは、微細なパターンをシリコン基板に転写するための、電子ビーム描画リソグラフィ工程における条件、および、このレジストパターンをシリコン層の空洞構造に転写するためのリアクティブイオンエッチング工程における条件の最適条件の調査を行ったが、現在のところまだ所望の構造パラメータのデバイスが実現していない。そこで来年度は、さらなる作製条件の調査および、試作されたデバイスの特性評価旨を行う予定である。
細胞運動の調節に関わる新規細胞骨格関連因子の機能について

細胞の繊維状アクチンの動態制御に関わる新規分子FILIP(Filamin 1-interacting protein)をラットにて同定した。FILIPには分子量の異なる二つの分子種が存在し、アミノ酸の長さが短いものをS-FILIP、長いものをL-FILIPと名付けた。L-FILIPはS-FILIPと全く同一のアミノ酸配列に加え、N端側に247アミノ酸が加わった構造をもつものであった。FILIP分子は細胞質において働き、両分子種に共通のC端側にてアクチン結合蛋白の一つであるフィラミン1と結合した。S-FILIPを発現させたCOS細胞では、S-FILIPが繊維状アクチンと共存している様子が観察された。同時にFILIPを発現させたCOS細胞では(特にL-FILIPにおいて顕著であったが)繊維状アクチンの低形成が観察され、lamellipodiaの形成率の低下、更には細胞移動度の低下が観察された。細胞移動の低下は、フィラミン1欠損細胞においても観察されており、FILIPの存在によりフィラミン1の分解が起きている可能性が考えられた。そこで実際にCOS細胞にFILIPとフィラミン1を共発現させたところ、共存によりフィラミン1の分解が起こることが確認された。また、この作用はL-FILIPにおいて顕著であった。即ち、FILIPはフィラミン1の分解を促すことで、繊維状アクチンの動態に関与している可能性が明らかとなった。
子宮内膜での血管新生因子(PD-ECGF)発現の着床における意義の検討

婦人科手術における手術材料より日本産科婦人科学会の規定を遵守し本人の同意を得て正常月経周期を有する婦人の子宮内膜を採取。これにより子宮内膜間質細胞培養系を作成し実験を行った。子宮内膜間質細胞培養系におけるプロゲステロンのPD-ECGFの発現とプロラクチン分泌に対する刺激作用を検討した結果、PD-ECGFの発現とプロラクチン分泌はともに培養6日目より明らかとなり、ともに培養20日目まで増加した。種々の濃度のプロゲステロン添加でPD-ECGFの発現とプロラクチン分泌を検討した結果、プロゲステロンは容量依存的にPD-ECGFの発現とプロラクチン分泌を刺激した。また、プロゲステロンレセプターの特異的リガンドであるR5020はPD-ECGFの発現とプロラクチン分泌をともに刺激した。以上のことにより、子宮内膜間質細胞培養系においては、プロゲステロン刺激による脱落膜化によりPD-ECGFの発現が増加することが明らかとなった。臨床例における病態での正常群および異常群での比較検討を行うために不妊症症例において黄体期中期の子宮内膜生検材料を採取し保存した。おのおのの症例で血液中プロゲステロン濃度の測定(RIA)、生検材料の子宮内膜日付診とPD-ECGFの定量を行い黄体機能不全群と正常群がおのおの10例以上集まっていることを確認した。今後、PD-ECGFの定量をウェスタン解析にデンシトメーターによる定量化を加えて行い、血液中プロゲステロン濃度正常群と異常群の間でPD-ECGF発現量を比較検討する予定である。同様に子宮内膜日付診正常群と異常群におけるPD-ECGF発現量を比較検討する予定である。
土壌に生息するCW型グループの単細胞緑藻の形態と分子系統

主として土壌に生息し鞭毛が時計回りに配列する緑藻(CW型グループ)の分子系統関係を調べたところ、従来は4目に分類されてきたCW型グループは単系統を示した。その結果をもとに、分類に重要だと考えられてきた形質を系統学的観点から評価した。以前、目レベルの形質だと考えられた栄養細胞が四分子やサルシノイドを形成するという形質は、このグループのなかのいくつかの異なるクレードで独立して出現したので、目レベルの特徴とすることはできないという主張を支持した。栄養細胞が成長にともなって多核になる性質はCW型グループ内のいくつかのサブクレードで並行的に進化した。葉緑体の形態のうち、星状の葉緑体は異なる系統で出現するが、実際にはAxil型や側壁が変形したものと区別しにくいことが多いので、十分な観察が必要であることを指摘した。また網目状(スポンジ状)になる特徴は一部の枝に出現し、しかも多核と単核で別のサブクレードに分けられるなど、葉緑体の形態が共有派生形質になっていることがみられた。遊走子の細胞壁の有無、層構成などはCW型グループ内のいくつかのサブクレードで共有派生形質になっていた。また鞭毛の長さ、発出方向、鞭毛装置構造の構造も特定のサブクレードで見られる特徴であった。Astaxanthinの蓄積は異なるサブクレードの共有派生形質として出現し、一つのクレード内では運動性と非運動性の栄養細胞をもつものが含まれていた。土壌以外の生息域として海水に生息するものが単系統を構成し、淡水域から二次的に分化したことが明らかになった。淡水域で他の基質に固着する性質をもつものはいくつかの系統で進化したことが明らかになった。アオウキクサの仲間のヒンジモに共生する緑藻は、栄養細胞と遊走子の形態が似たものと近縁関係があることが認められた。1.Radiosphaera negevensis, Actinochloris sphaerica(=Radiosphaera dissecta), Borodinellopsis texensis, Axilospaera vegetata, Asterococcus superbusの遊走子の鞭毛装置構造を電子顕微鏡をもちいて観察した。いずれも鞭毛の配列は時計回り(CW)型で、細胞壁があった。R.dissectaはA.sphaericaのシノニムとされていたもので、18S rDNAの系統樹において、栄養細胞が多核のR.negevensisと単核のA.sphaericaを単一のクレードを形成しなかったことから、核の状態が属を分ける分類基準の一つであるとする分類学的操作が支持されたと考えられる。しかし、A.sphaerica(=R.dissecta)は、遊走子やtetradを形成する直前に多核になるB.texensisや、成長中に多核になるProtosiphonとも別クレードになったことから、多核になる形質には2つのタイプがあり、それらは異なる系統で別々に派生したことが推定される。R.negevensisとA.vegetataは葉緑体が放射状であることが共通しており、単系統を形成したことから、葉緑体が放射状であることが共有派生形質であると考えられる。一方R.negevensisでは栄養細胞がtetradを構成しないがA.vegetataはtetradをつくる。かつてtetrad構成がクロロサルシナ目の一つの特徴とされたこともあったが、tetrad構成は様々な系統で並行的に出現した形質であると考えられる。2.Chlorochytrium lemnae(UTEX134)を培養したところ、栄養細胞は単独であるだけでなく、サルシノイドや短い糸状体の藻体を形成した。

培養株から,18S rDNAの部分塩基配列を決定した。この中にはイントロンが含まれていた。この部分塩基配列をもちいてC.lemnaeと他の単細胞緑藻を含めた系統樹を構築したところ、C.lemnaeは、多核で葉緑体が網目状になりピレノイドをもつProtosiphonやSpongiochlorisとクレードを構成し、これらと近縁であることが示唆された。この系統樹から網目状の葉緑体やピレノイドをもつことが共通の形質であることが推定された。1.Chlamydomonadalesに属するGloeomonas属3株の形態と分子系統Gloeomonas属は遊泳性の単細胞緑藻であるが、2本の鞭毛は互いに離れているためにChlamydomonas属とは異なるとする考え方と、Chlamydomonas属に含める考え方があった。透過型電子顕微鏡をもちいたG.lateperforataの観察により、鞭毛基部が離れているだけでなく、鞭毛装置構造にみられる繊維などの構成要素は、Chlamydomonasのものとは大きく異なっていた。18SrDNAをもちいた分子系統解析の結果、Gloeomonas属の3株は単系統を形成してCW型に含まれ、さらにChloromonas属と姉妹群を形成した。このことから、Gloeomonas属の鞭毛装置構造は典型的なCW型ではないが、この型に含まれる変異の1つであると推定された。またピレノイドを欠くことがGloeomonas属がChloromonas属と姉妹群になるための1つの共通形質であると考えられる。2.ウキクサSpirodelaの茎葉体に共生する緑藻の系統浮水性の水草であるウキクサの茎葉体に緑藻が共生していることを発見し、その緑藻を分離して培養したところ、栄養細胞はピレノイドをもつ単細胞性であるが、分裂して短い糸状体やサルシノイド状を形成する。遊走子は観察できなかった。18SrDNAの塩基配列による系統樹から、この緑藻はChaetopeltis目やChaetophora目などと近縁であるが、どちらの目にも属さないことと、アオウキクサに共生するCW型の緑藻Chlorochytriumlemnaeと遠く離れていることが明らかになった。この緑藻の正確な分類的位置を今後、研究する必要がある。3.ポーランドの亜鉛・鉛鉱山の土壌から分離された真眼点藻の分子系統による同定ポーランドLublinのBarbaraPawlik-Skowrouska教授は亜鉛・鉛などの重金属にたいする土壌藻類の耐性について研究している。彼女が分離した藻類は当初、CW型緑藻だと判断されていたが所属が不明であるために、同定を依頼され、本研究に関連する内容と判断して共同研究を開始した。分離株の塩基配列を調べたところ、この藻類は緑藻ではなく、真眼点藻のEustigmatos属であった。Eustigmatos属も土壌藻類として知られているものであり、その生理生態的特性を明らかにするために、今後も共同研究を継続する予定である。単細胞性のCW型宇ルーブの分類は、細胞の集合の仕方、葉緑体の形態、ピレノイドの有無、遊走子の形態等に依る。いくつかの属を取り上げ分子系統解析によってそれらの形態形質の系統学的評価を行った。1.Tetracystisの7種の系統Tetracystisは娘細胞が四分子体を構成し、葉緑体は側壁でピレノイドをもつ。
集中豪雨のメカニズムと予測に関する研究

(1)1988年度は観測期間を2週間とし、1988年7月6日7月19日まで初年度とほぼ同じラジオゾンデ観測網を展開した。本年度は目標(2)にも重点を置いて、レーダー観測網の展開をはかった。即ち、名大・水圏研は福江、北大・理は西彼杵半島北大・低温研は熊本、九大・農は福岡でそれぞれレーダー観測を実施した。2週間の観測期間を通常観測(12時間毎の高層観測と定時レーダー観測)と強化観測(6時間3時間毎の高層観測と連続レーダー観測)に分け、研究者代表者の指示によりそれぞれ実施した。観測中前半は梅雨明けの状況となったが、後半には、特に1619日にはかなりの豪雨が観測され、目標(2)の研究が可能な観測資料が得られた。現在、各分担者がそれぞれの資料を整理し、解析しつつある。(2)1987年7月の特別強化観測期間中は降水現象は殆ど観測されなかったが、その前後にはかなりの降水が見られるので、7月の1カ月間について総観的解析をその期間の中間規模擾乱に焦点を合わせて行いつつある。7月上旬の降水の特徴と中旬のそれとの間には顕著な差異が見出された。前者は比較的広域に一様な降水、後者は狭い範囲へはの集中豪雨的な特徴を示した。後者については中間規模低気圧とそれに伴うクラウドクラスターと降水系の南側に下層ジェットが見出され、その生成機構が水蒸気凝結潜熱の解放による中間規模低気圧の発達に伴うものであることが示された。(3)数値モデルの研究では(a)特別観測を含む梅雨期間中について微細格子モデルを用いて中間規模低気の予報実験を行い、モデルの改良を試みつつある。(b)現在開発中の積乱雲数値モデルに地形効果を導入して本年度の観測資料等と対比しながら、豪雨生成に関与する対流雲の組織化、移動、停滞などの機構を調べるためにモデルを改良しつつある。
軟X線共鳴回折によるカイラリティイメージングの研究

SPring-8理研ビームライン17SUに設置した軟X線回折計を用い,強相関電子系物質の秩序状態の観察を行っている.特に,円偏光X線を利用することによって,結晶カイラリティ,スピンカイラリティの判別さらにはドメイン分布の観察を行っている.ドメイン分布の観察には,極度に集光したX線ビームが必要である.この科研費プロジェクトでは,ミラー集光による直径15マイクロメートルの集光サイズを,ゾーンプレートシステムに置き換えることによって,その約1/100の数100ナノメートルの集光サイズを実現した.これによって強相関電子系のドメイン観察および外場によるドメイン制御などの研究を推進することができる.21世紀より共鳴X線回折が軟X線領域で盛んに行われるようになってきた.特に3d遷移金属のL吸収端は400eVから900eVのエネルギー領域にある.このL吸収端を利用することによって,いままで見ることが困難であった3d軌道の秩序状態,磁気秩序を直接観察することができる.我々は,円偏光X線を用いて3d遷移金属化合物や4f希土類化合物の磁気,構造カイラリティのドメイン構造を観察,制御するために研究を進めている.平成23年度は,X線集光ビームシステムの検討を行った.本システムの可能性として精密KBミラー,ゾーンプレートの設計を行った.その結果,ゾーンプレートが最も有効であることが判明した.現在,回折実験に用いるためのゾーンプレートの製作が完了している.超高真空装置内において回折のための空間を確保し,焦点距離,有効集光径などの計算を行った結果.700eVから1000eVのエネルギー範囲において,約200nmの有効集光径が最も適していることが判明した.昨年度行ったSPring-8ビームライン17SUで行ったビーム集光のための予備実験は,予定通り成功した.ゾーンプレートを導入することよって現在の空間分解能60マイクロメートルを2桁以上落とすこととなり,より詳細なカイラリティ構造の観察ができるようになる.一方,我々は大阪大学大学院基礎工学科木村研究室との共同研究を行い,希土類化合物DyFe3(BO3)4のDy四極子モーメントのカイラルイメージの観察に成功した.この研究成果は,英国の科学雑誌「Nature Materials」に出版された.共鳴X線回折は,通常見ることが困難である磁気,軌道,電荷整列を直接観察することができる.特に21世紀になって,軟X線領域の研究が盛んになってきた.この理由は,3d遷移金属を含む強相関系物質の場合に,L吸収端(400eVから900eV)を用いて,3d軌道の秩序構造を直接観察できることにある.我々は,円偏光X線を用いて,3d遷移金属や4f希土類化合物の磁気,構造カイラリティのドメイン構造を直接観察,制御すること目指して研究を推進している.物資に生じる詳細なドメイン構造を観察するためには,X線ビームのサイズをより小さくし,空間分解能をより高めることが望まれる.そのために,より良く集光されたX線ビームを作り出す必要がある.昨年度は,ゾーンプレートを設置するための,ピエゾ並進移動システム,および粗動並進移動システムを導入した.また,試料の二次元イメージング測定をよりより安定化させるため,冷凍機システムの改造を行った.また,物質の強的秩序状態を制御するため,すでに導入されている外場としての磁場,電場以外に,すでにビームラインに設置されているレーザーシステムを回折装置に導いた.このレーザシステムは,840nmを基本波長とする可視光レーザであるが,円偏光の切替,および,ラゲール光としての軌道角運動量の符号も切り替えることができる.ラゲール光の発生のために,石英位相制御板を製作した.物質の性質を担う電子は,フェルミ面直下の価電子であり,遷移金属の3d,4dあるいは希土類の4f電子である.これらの電子は様々な物質の条件によって状態が変化し,秩序状態を形成する.これらの電子の秩序を非破壊的にかつ直接観測するためには,共鳴X線回折が最も適している.特に3d遷移金属,希土類の4f電子の価電子帯にアクセスするためには,それぞれ,L2,3吸収端,M5吸収端のエネルギーを用いて,共鳴X線回折を行う必要がある.このエネルギーを持つX線は,通常の結晶構造解析に用いられる硬X線より低エネルギーの軟X線となる.このためにX線回折は,超高真空チャンバー内で行うなどの制約があるが,価電子帯の秩序状態を観察するという点で大きなメリットがある.21世紀初頭から,世界で多くの研究者が軟X線回折を用いて研究を行っているが,我々は特に偏光依存性について注目している.特に円偏光X線を使って,結晶カイラリティ,磁気カイラリティの研究を行ってきた.この科研費プロジェクトでは,サブマイクロメートルの集光ビームの実現化とそれを用いた研究を推進している.このような集光化によって,様々な物質の秩序状態の外部環境による変化をドメイン変化として観察する事ができる.特に円偏光X線を使うと,右左のカイラリティを判別することができるため,磁場,電場,あるいはレーザ光によるカイラリティドメインの変化および制御について詳細に観察する事ができる.昨年度は,主にレーザービーム,磁場,電場などによる六方晶フェライトの磁気カイラリティ変化について詳細な研究を行った.ゾーンプレートによる集光サイズの最適化がまだ終わっていない.さらに調整が必要である.

しかし,集光ビームは,順調に使用することが可能である.昨年度は,磁場,電場の導入による六方晶フェライトの磁気カイラリティドメインの変化について詳細な研究を行った.また,昨年度は円偏光可視光レーザを用いて,逆ファラデー効果の研究を重点的に行った.また,昨年度の研究成果について,論文発表2件,口頭発表を6件行っている.強相関電子系などに見られる特異な電子状態は,フェルミ面直下の価電子の状態によって決まる.それらの多くは3d遷移金属や希土類化合物に見られる.これらの電子状態は,様々な条件化で秩序状態を形成し,さらに対称性の低下に伴ってドメイン構造を形成する.共鳴X線回折は,対象とする元素の内殻吸収端近傍のX線を利用した回折法である.その様な特定エネルギーのX線を使うことによって,通常のX線回折では測定できないスピン,軌道,電荷の秩序状態を観察することができる.特に軟X線領域(500 eV-2000 eV)のX線は,3d遷移金属のL2,3吸収端,4f希土類のM5吸収端のエネルギーを覆うため,それぞれ3d電子状態,4f電子状態に直接観察することができる.我々は,SPring-8理研ビームライン17SUに設置した軟X線回折計を用い,強相関電子系,特にマルチフェロイック物質の秩序状態の観察を行っている.特に円偏光X線を利用することによって,結晶カイラリティ,スピンカイラリティの判別さらにはドメイン分布の観察を行っている.この観察には,極度に集光したX線ビームが必要である.そのようなX線ビームを用いて,試料表面を走査することによって,細かなドメインの分布の観察が可能である.この科研費プロジェクトでは,現在のミラー集光による直径10マイクロメートルの集光サイズを,ゾーンプレートシステムに置き換えることによって,その約1/100の数100ナノメートルにすることを目指した.ゾーンプレートはSiC基板上に円上の縞模様を幾十にも同心円に重ねたものである.回折効果によって凸レンズの役割を果たし,軟X線を一点に集光する.設計上は200ナノメートルである,我々を集光システムを軟X線回折装置内に実現した.今後,このシステムを利用し,強相関電子系のドメイン観察および外場によるドメイン制御などの研究を推進する.SPring-8理研ビームライン17SUに設置した軟X線回折計を用い,強相関電子系物質の秩序状態の観察を行っている.特に,円偏光X線を利用することによって,結晶カイラリティ,スピンカイラリティの判別さらにはドメイン分布の観察を行っている.ドメイン分布の観察には,極度に集光したX線ビームが必要である.この科研費プロジェクトでは,ミラー集光による直径15マイクロメートルの集光サイズを,ゾーンプレートシステムに置き換えることによって,その約1/100の数100ナノメートルの集光サイズを実現した.これによって強相関電子系のドメイン観察および外場によるドメイン制御などの研究を推進することができる.予定通り,ゾーンプレートを用いた100ナノメートル級のX線集光のための装置を構築した.3次元ピエゾ位置調整機構と超高真空タイプの移動ステージの導入によって,ゾーンプレートの移動システム,調整機構を確立した.また,従来,空間的に不安定であった冷凍機システムを改良し,より安定化することができた.
有機農産物をめぐる「産消提携」運動における「結合と対立」関係の実証的比較研究

1文献資料の検討前年度に収集した文献資料を引き続き分析・検討する一方、今年度は熱塩加納村において有機農業運動の一環としての意義をもつものと目される学校給食の実態とその社会的機能の解明にも焦点を合わせたところから、特に農業の教育力という視点により学校給食関係の既存資料を分析・検討した。2現地調査の実施(1)前年度の集落調査の補充調査前年度に針生集落と半在家集落において実施した調査の補充調査として、熱塩加納村役場や熱塩加納村農協の職員のほか、当該の二集落の若干のインフォーマントを対象とする聞き取り調査を行うとともに、資料収集にも当たった。(2)小・中学生に対するアンケート調査熱塩加納村立の加納小学校の4年生以上の生徒全員ならびに会北中学校の生徒全員を対象として、有機農産物による給食、安全な食生活との取り組みおよび有機無農薬米の栽培などの体験学習についてのアンケート調査を行った。3調査結果の整理・集計・分析(1)上記の二集落の調査結果のならびに小・中学生に対するアンケート調査結果については、補助要員の協力を得て、重層的な整理を進めたうえで、多角的にクロス集計を行い、分析の手がかりを求めた。(2)以上の作業にもとづき、一方における二集落の調査結果については、特に「産消提携」運動における「結合と対立」関係に焦点を合わせながら、熱塩加納村全体としての地域社会の再生の取り組みにおける熱塩加納村農協の有機農業運動の機能の分析を進め、他方における小・中学生に対するアンケート調査結果については、農業の教育力に焦点を合わせながら、熱塩加納村全体としての「生涯学習の村」づくりにおける当該の小・中学校の体験学習の機能の分析を進めた。本年度は2年間にわたる本研究の初年度であるため、当報告は,これまでの研究経過報告の域をまぬかれず,この意味において文字どおり中間報告としてのまとめである。1.文献資料の検討1)有機農産物をめぐる「産消提携」運動の全国的な動向の把握2)熱塩加納村の有機農業運動の成立契機の確認と展開過程の考察文献資料の検討1)においては,わが国の有機農業運動が,1970年代後半から1980年代前半にかけて,生産者と消費者との提携によって拡大したこと,したがって1980年にスタートした熱塩加納村の有機農業運動の形成過程もそのような動向とのかかわりを無視しては考察されえないこと,また2)においては,熱塩加納村の有機農業運動の成立契機が、従来の「近代化農業」に対する生産者の常平成からの素朴な「疑問」と無縁ではなかったこと,またリーダーの役割がその展開過程の考察においては不可欠であることが,さしあたり示唆された。2.現地調査の実施1)熱塩加納村の有機農業運動にかかわる役職者に対する面接調査2)熱塩加納村半在家集落および下針生集落住民に対する面接調査現地調査の1)においては,農業協同組合、役場および(小・中)学校がいわば三位一体となって有機農業運動を担っている構図が明らかになった。さらに2)においては,熱塩加納村の有機農業運動が,「兼業化してもいい,みんなが農業を営んでいる村づくり」という熱塩加納村農業組合の基本理念との関係において、大きな障壁に直面するに至っているという深刻な事実が認められたといっても過言ではないように思われる。もしも,このことが確実であるとすれば,事は重大であるだけに,次年度の研究は,このことの確認を欠かすことができない。
フマラ-ゼ単一遺伝子に由来する二種のアイソザイムの生成機構

ラットの脳を除く各組織には、細胞質とミトコンドリア両画分にほぼ等量のフマラ-ゼが存在する。これらの二種のイソ酵素は構造、性質ともに極めて酷似している。ラットではフマラ-ゼの遺伝子は一つしかないと推測されている。そこで、私共は同一の遺伝子からどのような機構で二つのイソ酵素が生成されるのかについて研究を行った。その結果次の知見を得た。1.ラット肝cDNAライブラリ-から数種類のクロ-ンを拾ったが、その全てがミトコンドリア型であり、presequenceを持っていた。2.presequenceの最後にメチオニンのコ-ドであるAUGが存在した。従ってこのAUGから読み始めるとすれば細胞質型酵素の翻訳が可能となる。3.cDNAの5′側、中間及び3′側のDNA断片を用いて、それらとhybridizeするmRNAを選択した。これらのmRNAを用いてin vitroでの翻訳を行なわせた所、いずれの場合もほぼ等量の二種のフマラ-ゼが生成した。4.ラットの遺伝子ライブラリ-から二種類のクロ-ンを得た。それらのクロ-ンを継ぎ合わせると約23kbにも及ぶが、それでも全てのエクソンを含んではいなかった。しかし、得られたクロ-ンには5′側が存在するので、現在その塩基配列の解析を進めている。以上の結果は、フマラ-ゼにはただ一種のmRNAしかないが、翻訳開始点が二カ所存在するため、二つのイソ酵素が生成される可能性が高いことを示唆している。更に、Northern blot法、プライマ-伸展法やSIマッピング法を行ったが、この可能性と矛盾する結果は得られていない。但し、何故一つのmRNAから二種の蛋白質が読まれるのかという機構の詳細はよく判っておらず、今後の問題である。ラット脳を除く各組織には、細胞質とミトコンドリア両画分にほぼ等量のフマラーゼが存在する。これらの二種のアイソザイムは構造、性質ともに極めて酷似している。一方、ヒトでも両画分に本酵素が存在するがその遺伝子はただ一つしかないと考えられている。またラットでも幾つかの傍証からヒトと同様に単一の遺伝子しかないと推測されている。単独の遺伝子から一種の酵素が出現するには、少なくとも次の三つの可能性がある。(i)遺伝子植えに二カ所の転写開始点がありその結果二種のMrnaができる。(ii)転写開始点は一つであるがスプライシングが異なるため二種のmRNAができる。(iii)ただ一種mRNAしかないが二カ所の翻訳開始点がある。我々はラットのフマラーゼの場合はどの機構によるのかを明らかにしようとし、その結果次の知見を得た。(1)ラット肝cDNAライブラリーから数種のクローンを得たがいずれもミトコンドリア型酵素のクローンばかりであり細胞質型のクローンは得ていない。(2)ノーザンブロット法でラット肝臓のmRNAの種類を調べたが、1.8kbpのものしか検出できなかった。(3)ブライマー伸展法やSIマッピング法の結果も(2)の結果と同様にただ一種のmRNAしか存在しないことを示唆していた。以上の結果より恐らく二つのアイソザイムは上記の(iii)の機構により生成されると考えられる。次年度は一種のmRNAからどのようにして二種のフマラーゼが生成されるのか、その翻訳開始や調節の機構などを明らかにする。またフマラーゼ遺伝子を単離し、その構造解析も行う。

単独の遺伝子から二種の酵素が出現するには、少なくとも次の三つの可能性がある。(i)遺伝子上に二カ所の転写開始点があり、その結果二種のmRNAができる。(ii)転写開始点は一つであるがスプライシングが異なるため二種のmRNAができる。(iii)ただ一種のmRNAしかないが二カ所の翻訳開始点がある。我々はラットのフマラ-ゼのイソ酵素の場合、上記の三つの可能性のうちどの機構によるのかを明らかにしようとし、実験を進めてきた。前年度までの、主としてmRNAやそのcDNAを用いた研究結果から、フマラ-ゼの場合は上記の(iii)の機構によって二つのイソ酵素が生成するらしいことが知られた。遺伝子の解析、特に5'側上流の塩基配列の解明は本研究の目的遂行には不可決と思われるので、本年度はラット遺伝子の解析に力点を置いた。その結果、次の知見を得た。1.ラット遺伝子ライブラリ-を作成し、cDNAをプロ-ブとして二種類のクロ-ンを得た。2.一つはcDNAの5'側と、また他の一つは3'側とhybridizeする。それらのクロ-ンを継ぎ合わせると約23Kbにも及ぶが、それでも全てのエクソンを含んではいない。3.一つのクロ-ンには5'側上流が存在するので、現在その塩基配列の解析を進めている。転写開始点の特定や、特徴ある塩基シグナルの有無がいずれ明らかになるものと期待される。
スパース表現を用いた多視点ライトフィールド画像の実時間符号化に関する研究

多視点ライトフィールド画像の実時間符号化に関する研究を行った.このカメラ自身,多視点画像を一度に取得できる.国際標準の枠組みと異なる分散圧縮符号化の採用で目標を達成した.画像に低ランクのランダム行列を乗じるだけで符号化され,復号化側で信号のスパース性を前提とした推定処理を行う.符号化側の省電力化を実現し,クラウド環境にあるサーバで復号処理を行うため,IoTの実現に大きく寄与する.スパース表現の辞書を凸最適化問題として定式化し,視差予測にTV-L1の採用により,再生画像の高品質化と高速化を同時に実現することができた.多視点画像のエピポーラ幾何における基礎行列の高精度推定なども実現できた.平成27年度は主にライトフィール画像から生成した多視点画像間の冗長性を削減する方法について研究した.具体的には多視点画像の視点が主レンズ内に存在すため視差が少ないことに着目し,既に復号化済みの視点画像の線形結合によって着目画像を予測する方法,また,エピポーラ幾何によって線形結合よりも着目画像の予測精度を向上させる前段階として,エピポーラ幾何の基礎行列を高精度に推定する方法を検討した.前者においては予測に用いる画像数が少ない方が符号化の面で好都合であるため,結合係数のスパース性を考慮し,予測精度を維持させる方法を検討した.上記研究は双方とも既存の方法に比べ,精度を向上させることができたが,並列処理で高速化を図っても,本研究の目的である実時間符号化には程遠い現状にある.そこで,符号化・復号化の枠組みを各種国際標準方式から変更し,分散圧縮符号化の適用を検討した.これは,画像信号のスパース性である圧縮センシングと,分散符号化を組み合わせた手法であり,符号化時は画像信号に低ランクのランダム行列を掛けて観測値を求めるだけである.一方の復号側では何らかの仮定に基づいた原画像の推定を行う.平成27年度末に凸最適化問題の解法であるADMM (Alternating Direction Method of Multipliers)を分散圧縮符号化に適用する方法を検討した.原画像推定の解決のみならず,圧縮センシングに必要な辞書学習もADMMで実現でき,大幅な推定精度の向上を行うことができた.これを平成28年度のできるだけ早い時期に報告する予定である.発表はまだであるが,上記ADMMを用いた分散圧縮符号化が辞書学習も行うことにより,一般に用いられている離散コサイン基底を用いる場合よりも再生画像の品質を大幅に向上させることができている.これを基本に研究を発展させたい.平成27年度の実施状況報告書に記載した通り,並列処理による高速化を施しても研究の主眼である実時間符号化は困難であるため,符号化・復号化の枠組みを,各種国際標準から変更する決断をした.具体的には,分散圧縮符号化の適応に踏み切った.分散圧縮符号化では,符号化側,つまり,カメラ側では画像信号に低ランクのランダム行列を乗じるだけであり,復号化側で画像に存在する冗長性を活用し,高精度に画像を再現する.計算負荷を撮像装置からクラウド環境に多数存在する高性能なサーバーに移行できるため,IoT(Internet of Things)の実現にも寄与すると思われる.平成27年度末より,凸最適化問題の解法の一つであるADMM(Alternating Direction Method for Multipliers)をライトフィールドカメラで得られた多視点画像に適用する方法を検討している.平成28年度は,ある一つのライトフィールドカメラで得られた画像のみに研究対象を絞り,高精度の再現のみでなく,圧縮センシングに必要な辞書学習もADMMで実現することができた.これは,ライトフィールドカメラにおける多視点画像の特徴,つまり,カメラ視点が近い位置に存在し,密な多視点画像を得ることができたためだと思われる.複数のライトフィールドカメラの視差画像にはブロック単位の探索,あるいはエピポーラ幾何を用いた視差補償が必要である.平成28年度末に視差補償(動き補償にも適用可能)にもADMMを用い,少数の復号化済みブロックの線形結合で着目ブロックを高精度に推定する方法を開発している.平成28年度までに,ある一つのライトフィールドカメラで得られた画像を,ADMMを用いて分散圧縮符号化する方法を開発している.復号時に必要な辞書もADMMで学習し,K-SVDで生成した辞書と同等の再現PSNRを高速で得ることができた.複数カメラへの適用については,ブロック単位の探索にADMMを適用し,復号化済みブロックの線形結合で着目ブロックを高精度に視差補償する方法を平成28年度末に開発している.研究最終年度である平成29年度はこの視差補償を複数ライトフィールドカメラで得られた多視点画像に適用し,発表する予定である.以上より,最終年度のまとめに向けて,おおむね順調に進展していると判断した.多視点ライトフィールド画像の実時間符号化を達成するため,平成27年度の後半より,符号化・復号化の枠組みを国際標準方式と異なる,分散圧縮符号化に変更した.分散圧縮符号化の符号化処理は,単にカメラで得られた映像信号に低ランクのランダム行列を乗じるだけである.一方,復号化側では時間軸あるいは視差間に存在する画像の冗長性を活用し,原画像を推定する.つまり,計算負荷を撮像装置からクラウド上のサーバーで処理する復号側に移行できるため,本課題達成のみならず,IoT(Internet of Things)の実現にも寄与すると思われる.分散圧縮符号化は,圧縮センシングと分散符号化の理論を背景としており,前者はランダム行列で低次元化されたデータから原信号を推定する凸最適化問題として定式化される.原画像の推定精度を向上させるには,原信号をスパースに表現する辞書の設計が肝要である.

平成29年度は辞書設計として一般に用いられているK-SVDと,前年度から実施してきた凸最適化の解法であるADMM(Alternating Direction Method for Multipliers)を比較した.提案法は僅かなPSNRの低下で計算速度を約2.5倍に高速化できた.後者の分散符号化では,復号化済みの画像を用いて復号化側で着目画像を高精度に推定する必要がある.平成29年度は,前年度までブロック・マッチングを基本としたフレーム間補間を利用していたが,TV-L1オプティカル・フローの採用により,高速化と画像復元の高精度化を両立できた.また,多視点画像のエピポーラ幾何における基礎行列を高精度に推定する方法,動き補償や視差補償に用いられるLIC(Local Intensity Compensation)をADMMで高精度化することができた.多視点ライトフィールド画像の実時間符号化に関する研究を行った.このカメラ自身,多視点画像を一度に取得できる.国際標準の枠組みと異なる分散圧縮符号化の採用で目標を達成した.画像に低ランクのランダム行列を乗じるだけで符号化され,復号化側で信号のスパース性を前提とした推定処理を行う.符号化側の省電力化を実現し,クラウド環境にあるサーバで復号処理を行うため,IoTの実現に大きく寄与する.スパース表現の辞書を凸最適化問題として定式化し,視差予測にTV-L1の採用により,再生画像の高品質化と高速化を同時に実現することができた.多視点画像のエピポーラ幾何における基礎行列の高精度推定なども実現できた.平成27年度の成果にエピポーラ幾何による多視点画像の予測を組み合わせ,更なる発展を期待している.また,符号化処理および復号化処理も行列演算を基本としているため,並列演算による高速化が見込まれる.特に計算負荷が大きい復号化側の画像復元について高速化を検討していきたい.前述の通り,分散圧縮符号化では符号化の処理は極めて単純であるため,本研究課題は実現できたと考えている.分散圧縮符号化は計算負荷を復号側に移行するが,これもGPU(Graphic Processing Unit)で並列処理することにより,高速化できると予想している.近年の機械学習の発展により,クラウドサーバ上で並列処理を行う環境が一般化しつつあるため,復号化の並列処理による高速化も検討したい.あるいは,FPGA(Field-Programmable Gate Array)の低価格化と回路の大規模化が進んでいるため,これを用いて消費電力の低減と並列処理を実現する方法も考えられる.上記2点について検討したい.画像符号化国際会議の参加費など,為替の影響を受けるため,慎重に経費を使用した.差引額303円は少額であり,誤差の範囲内と考えている.国際会議の参加費が為替レートに依存するため,その変動を考慮したのが理由である.差引額が少額であるため,使用計画の変更は特に考えていない.金額は僅かであるため,助成金の使用計画について変更はない.
アクティブマージンにおける熱水系の発達史

本年度の研究成果は以下のとおりである.(1)薩南地熱地帯の溶液の化学組成,H,O,Sr同立体を検討した結果,沖縄トラフなどの背張海盆の熱水との類似が明らかになった.(2)秋田県焼山北部澄川地熱系の変質鉱物として33種が同定され,主要なものにつき鉱物学的研究を行った.その結果,花崗岩による熱変成作用と現在の熱水循環による熱水変質作用とが明瞭に区別された.(3)三途川カルデラにおける変質作用もメタル鉱物を除き類似しているが,沸石類が多く,カルデラ型沸石化作用が卓越している。これに重複する型として,熱変成作用と3種の熱水変質作用が区別された.(4)西南北海道積丹洞爺地域について熱水鉱床のK-Ar年代を測定した結果,中期中新世(1512Ma),後期中新世(108Ma),鮮新世以后(<5Ma)に集中が認められた.(5)中国地方における白亜紀後期の熱水活動は山陽側で活発であり,西から東に活動したのに対し,古第三紀の活動は山陰側で活発であり,逆に東から西に移動した。(6)混合層粘土鉱物の生成機構を解明するためにTEMにより微細構造を観察した.その結果,スメクタイト→イライト化およびスメクタイト→クロライト化をもとに溶解-沈澱反応によることを支持している.(7)泉山陶石中のイライトの微細構造を観察した結果では,2layerのものも1layerのものも,ともにイライトは熱水から直接沈澱したものと考えられる.(8)堆積性イライトのK-Ar年代測定にはいろいろな問題点が指適されてきたが,その対策を検討し,測定の精度を高めた。(9)Diaoyudeoiteの鉱物学的問題点を検討した。本年度の主要な研究成果は以下のとおりである。(1)秋田県,北鹿地域の黒鉱鉱床周辺に熱水性炭酸塩鉱物が広く分布することが明らかになった。とくにマグネサイトは海底熱水性鉱床からは始めて見い出されたことになる。マグネサイトとドロマイトのf^<13>Cとf^<13>Oは正の相関をし,火成源炭酸塩と海成源炭酸塩の間にある。また、H_2CO_3の活動度,CO_2フィガシティの見積りをし,種々のモデル計算をした結果、マグネサイトとドロマイトは熱水と海棲生物源炭酸塩との反応によって生成したと推定された。(2)薩南地域の熱水系における熱水の化学・同位体分析を行った。この結果を用いて,海水と天水の混合した熱水の化学組成変化を明らかにした。また,混合と加熱のパスに対する熱水組成の依存性についてモデル化を行った。(3)秋田県,澄川地熱地帯のボーリングカッティングを用い、活地熱地帯での変質分帯を行った。その結果、変質鉱物はいくつかのグループに分けられ、それぞれ異った分布の特徴を示すことが明らかになった。これにより、パラジェネシス,流体の流れ,変質帯発達史などをモデル化することが可能となった。(4)本年度行ったK-Ar法による年代測定は、西南日本のロ-石鉱床,セリサイト鉱床,カオリン鉱床,北海道積丹-支笏地域の熱水性鉱床,北海道東部北部の火山岩類である。本年度の研究成果は以下のとおりである。

(1)薩南地熱地帯の溶液の化学組成,H,O,Sr同位体を検討した結果,沖縄トラフなどの背張り海盆の熱水との類似が明らかになった。(2)秋田県焼山北部澄川地熱系の変質鉱物として33種が同定され、主要なものにつき鉱物学的研究を行った。その結果,花崗岩による熱変成作用と現在の熱水循環による熱水変質作用とが明瞭に区別された。(3)三途川カルデラにおける変質作用もメタル鉱物を除き類似しているが,沸石類が多く,カルデラ型沸石作用が卓越している。これに重複する型として,熱変成作用と3種の熱水変質作用が区別された。(4)西南北海道積円洞爺地域について熱水鉱床のK-Ar年代を測定した結果,中期中新世(1512Ma),後期中新世(108Ma),鮮新立以向(<5Ma)に集中が認められた。(5)中国地方における白亜紀後期の熱水活動は山陽側で活発であり,西から東に移動したのに対し,古第三紀の活動は山陰側で活発であり、逆に東から西に移動した。(6)混合層粘土鉱物の生成機構を解明するためにTEMにより微細構造を観察した。その結果、スメクタイト→イライト化およびスメタイト→クロライト化ともに溶解-沈澱反応によることを支持している。(7)泉山陶石中のイライトの微細構造を観察した結果では,2 layerのものも1 layerのものも,ともにイライトは熱水から直接沈澱したものと考えられる。(8)堆積性イライトのK-Ar年代測定にはいろいろな問題点が指摘されてきたが,その対策を検討し,測定の精度を高めた。(9)Diuoyudaciteの鉱物学的問題点を検討した。