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植物による土壌有機化合物の吸収利用とその生理的意義

土壌有機化合物の動態とその生理的意義有機物施用に伴い有機物中の多糖類(セルロース、ヘミセルロース、キチン)から分解生成する糖類の土壌中での動態について、圃場条件下で土壌酵素(cellobiohydrolase、s-glucosidase、β-xylosidase、s-N-acetylglucosaminidase)の活性を指標に検討した。土壌酵素活性の強さは施用有機物によって差があり、cellobiohydrolase、s-glucosidase、β-xylosidase活性は牛糞堆肥よりオガクズ堆肥で高く推移した。また、いずれの酵素活性も有機物施用後10-20日で最大値を示し、その後60日目まで時間の経過とともに低下した。もし、土壌酵素活性が施用有機物から供給される多糖類によって上昇するとすれば、これらの多糖類の土壌存在量は有機物施用後短期間に最大に達し、その後低下するものと考えられる。低分子の糖類やアミノ酸類はさらに迅速に土壌中で変化する可能性か高いことを考えると、施用有機物起原の土壌有機化合物の植物に対する生理的意義は、有機物施用後1ヶ月以内の比較的短期に効果が最大に達するものと考えられる。植物根による水溶性有機化合物の吸収利用シコクビエ幼植物を用いて各種アミノ酸吸収量を比較検討した。アミノ酸類の吸収利用様式はイネと類似しており、例えばL-glycineを吸収させた場合は、比較的短時間に根内にL-serineが蓄積してくることから、根内で速やかにアミノ基転位を受けるものと考えられた。従って、低分子有機化合物の植物に及ぼす生理的作用を検討する場合には、これらの植物根内の代謝を詳細に明らかにする必要がある。1)土壌溶液採取法の検討:土壌溶液採取法として、土壌試料の撹拌程度が小さい吸引法を選び、土壌溶液成分組成に及ぼす土壌の種類や採取調製土壌の処理による影響を検討した。その結果、現地採取土壌溶液では、土壌の種類や水分条件により有機態炭素量や無機成分組成、採取量に大きな変動があった。有機物に富む現地土壌では最高94.8mgC/Lの有機態炭素濃度が観測された。採取土壌の粒経や水分を調節後25°Cで培養した場合、培養開始24時間以内では土壌溶液無機成分の変動が大きかったが、1-5日間では比較的安定していた。溶液中の有機態炭素濃度は、現地採取土壌、採取直後の調製土壌と7日間培養土壌で良く一致した傾向を示しており、調製土壌を3日間25°Cで培養後溶液採取することにより、植物が接する土壌溶液組成を推定できるものと考えられた。2)土壌溶液中の有機化合物の検索:土壌溶液中の有機化合物をODSカラムとフォトダイオードアレイ紫外検出器を装着したHPLCで分析した。0.05%トリフルオロ酢酸を含む蒸留水とメタノールのグラジェントで12種のフェノール酸系化合物標品を分離分析可能であったが、土壌溶液中には標品のリテンションタイムと一致する有機化合物はなかった。しかし、硝酸イオンや亜硝酸イオンの他に紫外吸収を示す物質は20以上検出され、現在これらの有機化合物の同定を進めている。土壌溶液中には紫外に強い吸収を示さない有機化合物も多いものと推定され、他の検出器を用いた検索が必要である。また、土壌培養処理により検出化合物数は増加する傾向にあり、培養期間中の土壌有機化合物の代謝の視点から検討する必要もある。3)植物による有機化合物の吸収:植物による有機化合物の吸収量を測定するための装置を検討した。一つは吸収液循環型で水位を一定に保ちつつ、試料の採取が可能である。他は砂培地集積型で低濃度の有機化合物の分析に適した装置である。いずれも開放環境下における吸収予備実験で検討を進めている。(1)植物根による水溶性有機化合物の吸収:耐湿性の強いシコクビエ幼植物と1mM L-

glycine溶液を用いて低分子有機化合物吸収実験方法を検討した。その結果、(1)数時間以内の吸収実験では混入微生物の影響はほとんど認められないこと。(2)30-60分ごとに吸収液を交換し、吸収液アミノ酸濃度の変化を追跡することにより、微生物の影響をほぼ排除でき、かつ再現性の良いデータを得られること等が分かった。この方法を用いて、アミノ酸吸収に及ぼす温度や光条件の影響を検討したところ、L-glycine吸収が温度依存性であり、過去48時間の光条件にも強く影響されることが判明した。上記の方法により、各種水溶性アミノ酸類や無機窒素の吸収を比較したところ、L-glutamic acid、L-aspartic acid、L-lisineの吸収が顕著で、多くの光環境条件下でアンモニウムイオンや硝酸イオンより高い吸収量を示した。このことは一部のアミノ酸が無機窒素より植物の吸収利用性が高いことを示している。さらに、多くのアミノ酸類の吸収は吸収開始後ほぼ直線的に進行し、通常の無機陽イオン吸収とは異なる吸収経過を示したので、吸収機構そのものが多くの無機イオンとは異なる可能性が示唆された。(2)土壌中の低分子有機化合物の検索:圃場条件下で植物のリン酸源として有効と考えられるリン脂質脂肪酸(PLFA)の変動を検討した。その結果、PLFAは添加有機物の種類により組成が異なるが、時間の経過に伴って一定の方向に収斂する傾向を示した。植物根による水溶性有機化合物の吸収利用水稲幼植物を用いて各種アミノ酸吸収量を比較検討した。アミノ酸類の吸収利用様式はシコクビエと類似しており、例えばL-glycineを吸収させた場合は、比較的短時間に根内にL-serineが蓄積してくることから、根内で速やかにアミノ基転位を受けるものと考えられた。従って、低分子有機化合物の植物に及ぼす生理的作用を検討する場合には、これらの植物根内の代謝を詳細に明らかにする必要がある。土壌有機化合物の動態とその生理的意義有機物施用に伴い有機物中の多糖類(セルロース、ヘミセルロース、キチン)から分解生成する糖類の土壌中での動態について、圃場条件下で土壌酵素(ccllobiohydrolase、β-glucosidase、β-xylosidase、β-N-acetylglucosaminidase)の活性を指標に検討した。土壌酵素活性の強さは施用有機物によつて差があり、cellobiohydrolase、β-glucosidase、β-xylosidase活性は牛糞堆肥よりオガクズ堆肥で高く推移した。また、いずれの酵素活性も有機物施用後10-20日で最大値を示し、その後60日目まで時間の経過とともに低下した。もし、土壌酵素活性が施用有機物から供給される多糖類によって上昇するとすれば、これらの多糖類の土壌存在量は有機物施用後短期間に最大に達し、その後低下するものと考えられる。低分子の糖類やアミノ酸類はさらに迅速に土壌中で変化する可能性が高いことを考えると、施用有機物起原の土壌有機化合物の植物に対する生理的意義は、有機物施用後1ヶ月以内の比較的短期に効果が最大に達するものと考えられる。
国際共通語としての英語に対する態度と外国語学習に関する実証研究

本研究では,英語および第二外国語を学ぶ大学生を対象として,国際共通語としての英語に対する態度が英語・第二外国語学習に与える影響を明らかにし,今後の指導法を学習動機づけ面に着目して探ることを目的とする。具体的には,「国際共通語としての英語に対する態度」を測る尺度を,項目応答理論の枠組みで分析・評価し,その尺度を利用した質問紙およびフォローアップインタビュー調査を行う。これにより,英語・第二外国語の学習動機づけおよび学習到達度に対する,国際共通語としての英語に対する態度の影響を明らかにし,今後の教育への鍵を探る。
機能的光断層画像法による植物の無侵襲環境ストレスモニタ法の開発

本研究ではOCT(Optical Choherence Tomography)と呼ばれる光断層画像法およびバイオスペックルと呼ばれる生体内部の物質の輸送や微細構造の変化を反映する動的な光散乱現象に基づいて新規な機能的断層画像観測システムを構築した。これら2つの技術を統合し、細胞の活性状態をを3次元的に高感度に観測可能なシステムを構築し、オゾンなどの環境ストレス下の植物に対して、影響評価手法としての可能性を検討した。信号評価法として、バイオスペックル信号の変動(標準偏差)に基づいた画像化法および、バイオスペックル信号の自己相関関数を求めその相関時間を解析する手法を提案し有効性を検証した。本研究ではOCT(Optical Choherence Tomography)と呼ばれる光断層画像法およびバイオスペックルと呼ばれる生体内部の物質の輸送や微細構造の変化を反映している動的な光散乱現象に基づいて新規な機能的断層画像観測システムを構築した。これら2つの技術を組み合わせることにより、細胞の活性状態をを3次元的に高感度に観測可能なシステムを構築し、環境条件に敏感に反応する植物体の部位の観測を行った。このシステムを用いて、オゾンなどの環境ストレス下の植物に対して、環境汚染影響評価手法としての可能性を検討した。従来法による断層画像化では120ppbで3時間の極短期間のオゾン暴露による影響はほとんど観測されないが、バイオスペックル信号の変動(標準偏差)に基づいた画像化では表皮組織に大きな影響が観測された。また、葉の表面と裏面では裏面の方が大きく影響を受けることが分かった。H25年度は、バイオスペックル信号の新たな解析法として、OCT画像の各点において時間軸方向に自己相関関数を求めその相関時間を解析した。このために、サンプリング周波数を高めるためのソフトウェアの改良を行い、25KHzでのサンプリングを達成した。このシステムを用いて、ニラを試料としてオゾン暴露実験を行った結果、表皮組織においては相関時間の増加すなわちバイオスペックル活性の低下傾向が見られた。一方、柵状組織においては活性の増加すなわち時間変動の高速化が有意な差として観測された。興味深い点は、前述した時間信号の変動の大きさに基づく解析では、柵状組織ではオゾン暴露に対する変化はほとんど観測されなかった点である。本研究ではバイオスペックル信号に基づいて植物の機能構造を可視化する異なる2つの処理法を提案し、それぞれ独立な情報が得られることを実験により確かめた。本研究ではOCT(Optical Choherence Tomography)と呼ばれる光断層画像法およびバイオスペックルと呼ばれる生体内部の物質の輸送や微細構造の変化を反映している動的な光散乱現象に基づいて新規な機能的断層画像観測システムを構築する。これら2つの技術を組み合わせることにより、オゾンなどの環境ストレス下の植物に対して、実験により本手法の有効性を検証し、環境汚染影響評価手法としての可能性を検討する。本年度はスペクトルドメインOCTシステムを構成して高速にOCT信号が得られるよう装置を改良した。10fps/secで断層画像の取得を実現した。このデータより、断層画像内の時間的信号変動を統計的に解析することによりバイオスペックル信号が得られ、これに基づくバイオスペックル断層画像が得られることを確認した。装置開発と平行して、このシステムを用いて植物へのオゾン暴露実験をおこなった。光化学オキシダントの主成分であるオゾンは,その強い酸化力ゆえに世界的に農作物の成長抑制や収量低下などの悪影響を及ぼしていることが指摘されている。植物としてニラを用いて光化学オキシダント注意報と警報が発令されるオゾン濃度である120ppb, 240ppbで3時間のオゾン暴露実験をおこない暴露前後を含むバイオスペックル画像を観察した。その結果、従来のOCT画像(各組織での光の反射率に基づく画像)では明らかではなかったオゾンの影響がバイオスペックル断層画像ではより鮮明に捉えられることを見いだした。葉の表面と裏面での反応を比較した結果、裏面ではより早くオゾンの影響が現れ、バイオスペックル信号強度は暴露後3時間で約50%増加することが分かった。一方オゾンの可視被害が現れるには1週間程度かかり、表面に現れる。しかし、初期の影響は気孔のある裏面から現れることがOCTによる観測により明らかになった。研究の予備段階として構築したOCTシステムは時間領域OCTと呼ばれるシステムであり、機械的可動部分を含むため高速な深さ方向のスキャンが出来なかった。予備的に構築したシステムを用いてオゾンストレス下のホウレンソウのバイオスペックル信号を観測した結果では、高濃度の500ppbのオゾンを暴露した際の影響が観察可能であっただけであった。また、1点の計測でありまた実用的な感度を有していない。本年度は、この問題を解決するため高速動作が可能なシステムであるスペクトルドメインOCTを構築した。本システムは機械的な可動部分を持たないため原理的に高速動作に適している。その結果、10フレーム/secで断層画像を得ることを可能にした。

これにより1点の計測ではなくバイオスペックル信号が断層画像の各点から得られるようになり、バイオスペックル断層画像が得られるようになった。また、オゾン暴露実験の実験条件として、実際に起こりうる濃度である120ppb, 240ppbに対して本手法によりそのオゾンストレスの評価が出来ることを確認した。従って、当初の目的である、バイオスペックル信号に基づく機能的断層画像計測システムを構築する目標は達成している。しかし、今後の課題として観測可能深さの拡大および画像取得速度の高速化が残っている。平成25年度に予定していた植物の環境ストレスモニタリングに関する実験は既に始まっており研究は前倒しで進行している。以上のことから、研究計画は概ね順調に進展していると言える。H24年度の研究によりバイオスペックルに基づく機能的断層画像計測システムの基本部分は構築した。しかし、以下のような計測システム上の問題があり改良を試みる。1.現在のところ観測可能深さが300ミクロン程度に制限されているため、オゾン曝露中の葉の表と裏面の両方を同時に観測することができないため実験の効率が悪いことが問題となっている。この解決策としてSLD光源の出力の増加あるいはsweptsource光源への切り替えを検討する。2.断層画像における横方向の分解能が悪く比較的小さな細胞を分解することができないため、NAの大きな対物レンズを使用するようシステムの改良を試みる。3.バイオスペックル情報により断層画像を得るには、信号の統計量(標準偏差、分散、平均値、コントラストなど)を得る必要がある。これらの統計量を正確に求めるためには現在のハードウェアでは十分なデータ長が得られないため、データを一時的に蓄えておくためのオンボードメモリを増加するあるいはデータ取得アルゴリズの改良を行い安定な統計量が得られるよう検討する。植物に対するオゾンストレスの評価実験では、オゾン濃度や曝露時間などのパラメータをさらに変えながら実験をおこない本手法の有効性を評価するための基礎データを蓄積する。現在のところ、葉の表と裏目に対してオゾンストレスの現れ方が異なることを観測しているが、さらに組織による応答の違いを明らかにする。また、対象植物として作物植物であるイネやホウレンソウに対してオゾンストレス計測を試み本手法でのオゾンストレス評価結果と従来法である光合成速度やクロロフィル蛍光法での計測を平行しておこない本手法の有効性を評価する。1.計測システムの分解能の向上と、計測ヘッド(プローブ)の小型軽量化のため対物レンズ、ガルバノミラーおよびコントローラーなど80万円を見込む。2.バイオスペックル信号の統計量(標準偏差、分散、平均値、コントラストなど)を正確に求めるためのハードウェアの改良をおこなう。具体的には、より多くのデータを一時的に蓄えておくためのオンボードメモリおよびインターフェースボードなどを拡張する。このために40万円を使用する。
凝縮系物質のフラクタル性

自己相似性があり,特徴的な長さを持たない複雑な図形をフラクタルと呼ぶ.フラクタルには次元が定義できる.ある図形が全体を1/aに縮小したa^D個の相似図形からなるとき,この指数Dをそのフラクタルの次元と定義する.この次元はフラクタルの複雑さを定量的にあらわした尺度である.X線回折法は,X線の波長λ_1を物差しとして,結晶の格子間隔(ブラッグの式),結晶粒径(シェラ-の式),質量の集団平均(小角散乱)を計測する手段と見ることができる.異なる波長λ_2のX線で測定したときに,これらの値が変化した場合には,それぞれの物理量がフラクタル性を持つと考えてよい.本研究課題を進行の途中で,思いがけず,新しい発見を行う事ができた.従来測定が難しかった,軟X線領域のX線吸収スペクトル(XANESやEXAFS)が,蛍光X線分析装置やEPMAで容易に測定できるというものである.我々は金属AlのKα線蛍光X線スペクトルを測定し,その低エネルギー側にEXAFSと類似の微細構造を発見した.この微細構造をフーリエ変換すると,第1から第4近接のアルミニウム原子までの原子間距離を求める事ができた.我々は蛍光X線や電子励起X線を用いるこの方法を,EXEFS法と名づけた.E__-xtended X__--ray E__-mission F__-ine S__-tructureの頭文字を取ったもので,EXAFSとはabsorptionかemissionかが異なるのみで,わかりやすい命名であると自負している.EXEFS法に用いる事ができる蛍光X線装置は日本国内に800台,全世界では10000台あるとの事である.また波長分散型分光器を有するEPMAは国内に800台,全世界では3500台ある.企業の分析センター等で元素分析や局所分析に用いられているXRFやEPMAにより,今後EXAFS(EXEFS)測定が行なえれば,この分野の構造解析が飛躍的に発展する可能性がある.自己相似性があり、特徴的な長さを持たない複雑な図形をフラクタルと呼ぶ.フラクタルには次元が定義できる.ある図形が全体を1/aに縮小したa^Dこの相似図形からなるとき,この指数Dをそのフラクタル次元と定義する.この次元はフラクタルの複雑さを定量的に表した尺度である.化学計測における測定精度とフラクタル性についてシミュレーションを行い,単行書を執筆した.以下に要約する.コッホ曲線は触媒表面の断面とも考えられる.コッホ曲線の長さを測量することを考える.ある大きさの円状分子を表面に単分子層だけ吸着させることによって長さの計測が可能である(もちろん現実には球状分子を使って面積の測定をおこなうことになるが,ここでは簡単のため円状分子を考える).直径の比が4:11の大きい分子と小さい分子を用いて吸着実験をしたとき,小さな分子の直径を単位として,あるコッホ曲線の長さを測定すると43単位,大きい分子を単位としたときの長さが11単位であったとする.ここでコッホ曲線にフラクタル性がなければ大きさの違う物差しで測定しても長さは普遍であるが,コッホ曲線の場合には小さな物差しを使うほど,見かけ上長さが伸びたように観測される.この化学計測をもとにコッホ曲線のフラクタル次元を計算すると,1.34となり,定義から求めた次元1.26とほぼ一致する.これとは逆に小さな物差しを使うほど,短く観測される場合にはD<1である.このように長さに限らず,なにかの量を2種類の物差しで測ったときに,違う結果を得た場合,従来は,計測の誤差として片づけられたが,その量がフラクタル性を持っていると解釈した方が適当な場合もある.上では規則的なコッホ曲線を例として取り挙げたが,不規則な構造の曲線に対してもフラクタル次元の実測が可能である.また長さに限らず面積や質量の測定にもフラクタル性が現れると考えられる.自己相似性があり,特徴的な長さを持たない複雑な図形をフラクタルと呼ぶ.フラクタルには次元が定義できる.ある図形が全体を1/aに縮小したa^D個の相似図形からなるとき,この指数Dをそのフラクタルの次元と定義する.この次元はフラクタルの複雑さを定量的にあらわした尺度である.X線回折法は,X線の波長λ_1を物差しとして,結晶の格子間隔(ブラッグの式),結晶粒径(シェラ-の式),質量の集団平均(小角散乱)を計測する手段と見ることができる.異なる波長λ_2のX線で測定したときに,これらの値が変化した場合には,それぞれの物理量がフラクタル性を持つと考えてよい.本研究課題を進行の途中で,思いがけず,新しい発見を行う事ができた.従来測定が難しかった,軟X線領域のX線吸収スペクトル(XANESやEXAFS)が,蛍光X線分析装置やEPMAで容易に測定できるというものである.我々は金属AlのKα線蛍光X線スペクトルを測定し,その低エネルギー側にEXAFSと類似の微細構造を発見した.この微細構造をフーリエ変換すると,第1から第4近接のアルミニウム原子までの原子間距離を求める事ができた.

我々は蛍光X線や電子励起X線を用いるこの方法を,EXEFS法と名づけた.E__-xtended X__--ray E__-mission F__-ine S__-tructureの頭文字を取ったもので,EXAFSとはabsorptionかemissionかが異なるのみで,わかりやすい命名であると自負している.EXEFS法に用いる事ができる蛍光X線装置は日本国内に800台,全世界では10000台あるとの事である.また波長分散型分光器を有するEPMAは国内に800台,全世界では3500台ある.企業の分析センター等で元素分析や局所分析に用いられているXRFやEPMAにより,今後EXAFS(EXEFS)測定が行なえれば,この分野の構造解析が飛躍的に発展する可能性がある.
歯の発生、特に細胞分化と初期石灰化における基質蛋白の役割に関する分子生物学的研究

本研究は、歯牙硬組織に含まれる基質蛋白が、歯牙硬組織を形成する細胞の分化や基質の石灰化において担っている役割を解明することを目的とし、以下のような結果が得られた。1.ラット切歯の分化期エナメル芽細胞と一部の歯髄細胞、象牙芽細胞で発現している、低分子量のシースプロテイン(アメロブラスチン)を、C末端側の特異抗体をリガンドとしたアフィニテノー精製システムで単難し、N末端アミノ酸配列を決定して、その情報を元にクローニングを計画しだ。しかし、質量分析の結果、低分子量のシースプロテインを単離に成功していないことが示されたため、実験を中止した。2.ラット臼歯歯根のセメント質形成初期過程におけるエナメルタンパクとセメント質基質蛋白の発現様相について、異常な分泌顆粒を形成して分泌を止める作用のあるモネンシンを投与した動物で検討した。その結果、ヘルトビッヒ上皮鞘とマッラセ上皮遺残のかなりの割合の細胞がシースプロテイン(アメロブラスチン)を発現し、これを歯根象牙質表面ではなく歯根膜側に分泌していること、歯根膜内のマッラセ上皮遺残と接触している間葉系細胞がセメント質基質蛋白(オステオポンチン)を発現し、この細胞は歯根象牙質表面に突起を伸ばし、この突起中にオスレオポンチンを含む分泌顆粒様構造が認められること、オステオポンチンの最初の発現は、シースプロテインを発現したヘルトビッヒ上片鞘の細胞に接触している間葉細胞に認められることが明らかになった.以上の結果から、シースプロテインがセメント芽細胞の分化に関わっている可能性が強く示唆された。本研究は、歯牙硬組織に含まれる基質蛋白が、歯牙硬組織を形成する細胞の分化や基質の石灰化において担っている役割を解明することを目的とし、本年度は以下のような結果が得られた。1.ラット切歯の分化期エナメル芽細胞と一部の歯髄細胞、象牙芽細胞で発現している、N末端側を欠くと考えられる低分子量のシースプロテイン(アメロブラスチン)を、C末端側の特異抗体をリガンドとしたアフィニティー精製システムで単離し、N末端アミノ酸配列を決定して、その情報を元にクローニングを試みた。しかし、未だ信頼性のある結果は得られていない。2.ラット臼歯歯根のセメント質形成初期過程におけるエナメルタンパクとセメント質基質蛋白の発現様相について検討した。その結果、ヘルトビッヒ上皮鞘とマッラセ上皮遺残の一部の細胞がシースプロテイン(アメロブラスチン)を発現し、これを歯根象牙質表面ではなく歯根膜側に分泌していること、歯根膜内のマッラセ上皮遺残と接触している間葉系細胞がセメント質基質蛋白(オステオポンチン)を発現し、この細胞は歯根象牙質表面に突起を伸ばしていること、シースプロテインの発現はオステオポンチンの発現に先行することが明らかになった。また、ヘルトビッヒ上皮鞘とマッラセ上皮遺残には、シースプロテイン以外のエナメルタンパクの発現は認められなかった。以上の結果から、シースプロテインがセメント芽細胞の分化に関わっている可能性が強く示唆された。1.ラット切歯の分化期エナメル芽細胞と一部の歯髄細胞、象牙芽細胞で発現している、低分子量のシースプロテイン(アメロブラスチン)を、C末端側の特異抗体をリガンドとしたアフィニティー精製システムで単離し、N末端アミノ酸配列を決定して、その情報を元にクローニングを計画した。2.ラット臼歯歯根のセメント質形成初期過程におけるエナメルタンパクとセメント質

基質蛋白の発現様相について、異常な分泌顆粒を形成して分泌を止める作用のあるモネンシンを投与した動物で検討した。その結果、ヘルトビッヒ上皮鞘とマッラセ上皮遺残のかなりの割合の細胞がシースプロテイン(アメロブラスチン)を発現し、これを歯根象牙質表面ではなく歯根膜側に分泌していること、歯根膜内のマッラセ上皮遺残と接触している間葉系細胞がセメント質基質蛋白(オステオポンチン)を発現し、この細胞は歯根象牙質表面に突起を伸ばし、この突起中にオスレオポンチンを含む分泌顆粒様構造が認められること、オステオポンチンの最初の発現は、シースプロテインを発現したヘルトビッヒ上皮鞘の細胞に接触している間葉細胞に認められることが明らかになった。以上の結果から、シースプロテインがセメント芽細胞の分化に関わっている可能性が強く示唆された。
フッサール志向性理論の論理学的意味論的構造の解明

本年度の研究では、昨年度の研究を継続してフッサール初期志向性理論に属する諸概念の解明及びそれに関する諸問題の検討を行うとともに、その観点からフッサール志向性理論への展開の論理を追跡した。初期志向性の構造分析については「フッサール『論理学研究』における対象の超越性について」(『論集』29)において意味と対象の関係の観点から整理し、さらに英文でまとめ直したものを北京大学でのBESETO哲学会議において発表した。中期志向性理論への展開については、「初期・中期志向性理論における意味概念の動揺」(『現象学年報』26)において展望を描いた。より詳細には、初期志向性理論については、意味と対象の相関構造をとりわけ対象の超越性という側面に注目して解明し、意味に関する一般的理論構築におけるフッサール特有の位置を明らかにした。中期志向性理論については、意味と対象について一般的な初期志向性理論の洞察から、いかなる動揺があったと考えねばならないかを明らかにした。意味と対象の構造に関する理論的考察を展開する上で、その背景的地平として分析哲学者マイケル・ダメットのフルーゲ解釈から多くのヒントを得、とりわけ主体の有意味性把握の説明という意味概念の知識性格・透明性性格をその概念的眼目として取り出し、そこからの対象決定プロセスの構造解明に関してもダメットの議論から多くのヒントを得た。その際、ダメットの議論をフッサール現象学に適用する際の妥当性を検討する上での対比軸として、ヤッコ・ヒンティッカの志向性解釈を参照し、議論に厚みを持たせることに成功した。今年度の研究では、初期フッサールにおける志向性理論の基本構造である作用・意味・対象の相関構造の明晰化、無対象表象の問題ないし志向・充実の動的構造を理解する上での意味概念のもつ計算論的・手続き的性格の解明、意味概念のもつイデアリテート・レアリテートの二重構造の説得的な解釈へ向けての試みと、それら初期志向性理論の基本構造の中期における動揺の誘因を明らかにする試みに着手した。具体的にはMichael Dummettのフレーゲ解釈における「意味論的値」の概念にヒントを得てフッサールの対象概念を論理学的枠組みから徹底して解釈し、意味を対象探索手続きとして捉える視点を具体的な計算論的モデルにおいて明確化、さらに意味の二重構造をその側面から捉え直した。以上の成果を踏まえ、その基本構造が中期以降のフッサールの思想発展の歩みにおいてどのような動揺を余儀なくされたのかを理論の内部から明らにした。
下歯槽神経傷害に伴う免疫系の関与

我々は坐骨神経への機械的刺激を極力避けるため坐骨神経の直上にオキシセルを留置しComplete Freund s Adjuvant (CFA)をsaturateさせる手術方法に変更した。術後1日目より坐骨神経内にmacrophageが出現し,TNFα,IL-1β,Leukemia inhibitory factorなどの発現が免疫組織化学法により観察された。それらの陽性細胞の形態よりSchwann cellでcytokineが発現していることが示唆された。さらに,後根神経節(DRG)細胞では末梢神経傷害のマーカーとされるNeuropeptide Y (NPY),GAP-43,ATF-3などの発現が認められた。これにより末梢神経局所の免疫系の活性化が神経傷害を引き起こしうることが示唆された。また,坐骨神経の上にcottonを留置し,生理食塩水をsaturateさせた動物のDRGではNPY, GAP-43,ATF3の発現はほとんど見られなかった。従って,物理的な障害が無くても,neuritis,すなわち局所の免疫系の活性化により何らかの神経障害を生ずることが示唆された。また,neuritisを起こした坐骨神経ではmyelinのマーカーであるmyelin basicproteinの免疫陽性構造物が消失しており,脱髄が生じていることが示された。神経障害のマーカーとされるNPY, GAP-43,ATF3は脱髄により誘導されるのかもしれない。Eliav et al.ら(Pain 83 162-182,'99)によるNeuritisモデルを用いることにより末梢神経周辺の免疫系が知覚神経系に及ぼす影響を検討した。このモデルはラットの坐骨神経をオキシセルで覆い,そのオキシセルを介して坐骨神経表面にComplete Freund's Adjuvantを投与するもので,術後4日目をピークにhyperalgesiaやallodyniaが出現することが報告されている。まず,坐骨神経局所におけるmacrophageの出現,およびcytokineの発現を免疫組織化学法により検討した。この結果,術後1日目より坐骨神経内にmacrophageが出現し,TNFα, IL-1β, Leukemia inhibitory factorなどの発現が観察された。しかしながら,正確な細胞種の同定は末梢神経の各構成成分に対するマーカーを用いて二重染色を行う必要がある。さらに,このNeuritisによる後根神経節(DRG)細胞への影響を検討した。Axotomyなどの軸索切断を伴う末梢神経傷害によりDRG細胞でNeuropeptide Y (NPY), GAP-43,ATF-3などの発現が誘導されることが報告されており,これら末梢神経傷害のマーカーがNeuritisにより誘導されるか否かを免疫組織化学法により観察した。その結果,NPY, GAP-43,ATF-3いずれもDRG細胞で発現が認められた。これは末梢神経局所の免疫系の活性化が神経傷害を引き起こしうることを示唆している。しかしながら,手術操作による神経傷害の可能性も完全には否定できず,手術方法の改良も検討する必要があると考えられる。昨年度はEliav etal.ら(Pain 83 162-182,99)によるNeuritisモデルにおいてNeuropeptide Y (NPY), GAP-43,ATF-3など末梢神経障害のマーカーが後根神経節(DRG)細胞で発現することを確認した。これは末梢神経局所の免疫系の活性化が神経傷害を引き起こしうることを示唆しているが,手術操作による神経傷害の可能性も完全には否定できなかった。そこで,今年度は坐骨神経の直上にオキシセルを留置しComplete Freund s Adjuvantをsaturateさせる手術方法に変更した。この方法では手術操作時,坐骨神経に触れることがないため物理的な障害は与えないと考えられる。この新しいモデルのDRGでもNPY, GAP-43, ATF3が発現することを確認した。また,坐骨神経の上にcottonを留置し,生理食塩水をsaturateさせた動物のDRGではNPY, GAP-43, ATF3の発現はほとんど見られなかった。

従って,物理的な障害が無くても,neuritis,すなわち局所の免疫系の活性化により何らかの神経障害を生ずることが示唆された。また,neuritisを起こした坐骨神経ではmyelinのマーカーであるmyelin basicproteinの免疫陽性構造物が消失しており,脱髄が生じていることが示された。神経障害のマーカーとされるNPY, GAP-43, ATF3は脱髄により誘導されるのかもしれない。
アジアNIES諸国におけるナショナリズムと国際化

プロジェクト最終年度にあたる今年度は、過去2年間の交流と研究の積み重ねにもとづく最終報告書の取りまとめにむけた研究会やセミナーを企画、実行した。7月にはオーストラリア国立大学からの参加者テッサ・モーリス・スズキ氏によるセミナーを東京外国語大学において開催した。テーマは氏の報告書草稿として準備された論文、"Globalization and the Politics of the Lived World"(グローバル化と生活世界の政治学)であり、学内外の広い参加者を得て、活発な議論が行われた。また12月には岩崎稔が、オースリラリア国立大学およびクイーンズランド大学を訪れ、セミナーを開催し、表象論の立場から日本のナショナリズムを論じた。さらに2000年2月には、小泉順子がオーストラリア国立大学において、"タイにおける伝統の創造"と題して、タイシルクがタイにおける伝統産品として創出されていく過程を論じた。また月々の研究会においては、グローバル化とアジアのナショナリズム、アイデンティテイの変容を中心テーマに据えながら、各人の論文構想や草稿についての発表、議論を積み重ねた。その結果、最終報告書には、広い対象領域と、多様なディシプリンにわたりながら、共通した問題意識に貫かれた、すなわちグローバル化が激しく進展する歴史の激動期においてアジア諸地域がどのようにこれに対応し、いかなる問題を抱え、そしてどこに向かっていこうとしているかという大きな問題に切り込んだ充実した論文が、すべての参加者から寄せられた。三年間の本プロジェクトの実りが確かなものであったことを改めて確認することができた。プロジェクト第一年度にあたる1997年度は、経済を初めとし、文化諸領域でも国際化が激しく進行する現在のアジア諸地域におけるナショナリズム、リ-ジョナリズム、あるいはエスノ・ナショナリズムがどのように発現し、あるいは相互に関係しあっているかを把握するため、参加メンバーの専門地域あるいは先行ディシプリンに従って個別報告する研究会を頻繁にもった。同時にオーストラリア国立大学、アジア太平洋研究所側のメンバーとの相互訪問による意見交換とセミナー開催により、それぞれの研究蓄積、問題関心、方法論をめぐる討議を重ねた。今井昭雄は、Nationalism and the Revival of Religion in Vietnamと題するセミナーをアジア太平洋研究所で行い、最近のベトナムにおける宗教とナショナリズムの関係を論じた。。モ-リス・ロウは、東京外国語大学で、From Walkman to Smog Masks : Consumption and Over-Consumption in Asiaと題するセミナーを行い、大衆消費時代に突入したアジアにおけるアイデンティティの在り方を論じた。アンソニー・リ-ドはやはり東京外国語大学におけるセミナーでWho Made SoutheastAsia : A Saucer Model of Southeast Asian Identityと題して、東南アジアにおける新しい地域アイデンティティの起源とその特性を考察した。以上の諸活動を通じて問題領域に対する認識の共有と深化を図った。第二年度の98年には、次のような研究交流活動及び国内における共同研究を行った。メンバーの一人丹羽泉は、7月にオーストラリア国立大学アジア太平洋研究大学院および、クィーンズランド大学において意見交換を行い、セミナーを開催して“A Consideration on Being Japanese"と題して、在日韓国人のアイデンティティの問題を論じた。また小笠原欣幸は、12月に台湾において調査を行い、またオーストラリア国立大学で、“Lee Teng-hui Administration and Taiwanese Nationalism"、の題でセミナーを行い、李登輝政権下の台湾における新しいナショナリズムの意味を論じた。オーストラリアからは、10月にG.マコーマック教授を迎え、沖縄での調査を踏まえた、「沖縄という小宇宙」という題のセミナーを開催し、開発と沖縄アイデンティティの問題を巡って活発な意見交流を行った。同時に、国内では「経済領域におけるナショナリズムとグローバル化」(斎藤)、「タイにおける国民の創出」(小泉)、「ベトナムにおけるナショナリズムと宗教」(今井)、「記憶の政治学」(岩崎)などを初めとして多くの研究会を重ね、現代アジアにおけるナショナル・アイデンティテイを巡る問題群についての認識の深化を図った。プロジェクト最終年度にあたる本年度は、これまでの日本およびオーストラリアで交互に開催してきたセミナーや相互討論の蓄積を踏まえて、グローバライゼイションとアジアにおけるナショナリズムの諸問題を取り上げた、英文の報告書を取りまとめようという合意のもと、全参加者が論文執筆に向けて励み、その成果が次々に集まりつつある。

オーストラリアと日本のアジア研究者が、それぞれの視点から現代アジアのナショナリズムやインター・ナショナリズムあるいはトランス・ナショナリズムを論じたユニークな報告書が出来上がりつつある。また1999年7月には、テッサ・モリス・スズキが、東京外大において、"Globalization and the politics of the lived World"と題するセミナーを行い、同12月には岩崎稔がオーストラリア国立大学および、クイーンズランド大学において、日本のネオ・ナショナリズムについてのセミナーを開催した。また2000年2月には小泉順子がオーストラリア国立大学を訪れ、タイにおける伝統の創造とナショナリズムをテーマにセミナーを開催した。3年間に及ぶ、こうした相互の研究交流の積み重ねにより両国のアジア研究の相互理解と対話が大いに深まったといえよう。
株化したヒト歯根膜細胞の伸展力によるPGE_2産生能の特性およびNF-kBの発現

SV40遺伝子を導入により樹立された6種のヒト歯根膜由来細胞株(SVPDL-F13,SVPDL-O13)において、伸展力に対する経時的変化を検討したところ、線維芽細胞の形態を呈しているSVPDL-F1はPGE_2、IL-1β産生とも対照群に比べて差はなかった。同様に線維芽細胞の形態を呈しているSVPDL-F2,3は1日目では対照群と差はなかったが3日、5日目において増大した。RT-PCRの結果、COX-2とIL-1β遺伝子発現は3日目で顕著に増大した。一方、骨芽細胞様細胞の形態を呈しているSVPDL-O13は伸展力を加えた後、SVPDL-F13と異なり早期の4hから24hに顕著に増大した。COX-2とIL-1β遺伝子発現も早期に亢進していた。COX-1とICEは6種の細胞株で、その遺伝子発現において変化は認められなかった。伸展力に対して骨芽細胞様細胞の形態を呈しているSVPDL-O13は早期に、線維芽細胞様細胞の形態を呈しているSVPDL-F2,3は後期に、IL-1β産生量がCOX-2とIL-1β遺伝子発現を介して亢進した。このことは歯根膜細胞中に存在する線維芽細胞あるいは骨芽細胞様細胞が伸展力に対して異なった応答をしており、各細胞群がお互いにクロストークを行いながら歯根膜の機能を営んでいるものと考えられる。NF-kBの発現に関しては、まだはっきりとした解明ができなかった。今後、引き続きPGE_2の産生量とのNF-kB発現について検討を行う。SV40遺伝子を導入により樹立された6種のヒト歯根膜由来細胞株(SVPDL-F13,SVPDL-O13)において、伸展力に対する経時的変化を検討したところ、線維芽細胞の形態を呈しているSVPDL-F1はPGE_2産生で対照群に比べて差はなかった。RT-PCRの結果、COX-2遺伝子発現は3日目で顕著に増大した。COX-2遺伝子発現も早期に亢進していた。COX-1は6種の細胞株で、その遺伝子発現において変化は認められなかった。伸展力に対して骨芽細胞様細胞の形態を呈しているSVPDL-O13は早期に、線維芽細胞様細胞の形態を呈しているSVPDL-F2,3は後期にPGE_2産生量がCOX-2遺伝子発現を介して亢進した。このことは歯根膜細胞中に存在する線維芽細胞あるいは骨芽細胞様細胞が伸展力に対して異なった応答をしており、各細胞群がお互いにクロストークを行いながら、歯根膜の機能を営んでいるものと考えられる。
ナノピーポッドの構造相転移によるヘテロ原子ドープ・ナノダイヤモンドの創製と評価

本研究では、カーボンナノチューブに原子や機能分子を内包させた「ナノピーポッド」を原料とし、レーザー加熱式ダイアモンドアンビルセル高圧発生装置を用いてヘテロ原子を内在した機能性ナノダイヤモンドを創製することを目的とした。その過程で、ダイヤモンドイド(ダイヤモンドの部分骨格)を内包すると、カーボンナノチューブがナノダイヤモンドへ構造相転移するために必要な圧力が減少することを見出した。これは、結晶の核となるダイヤモンドイドがナノチューブに高濃度でドープされ、相転移のエネルギー障壁が低下したことに起因する。今後さらに詳細な実験を進め、この結果について論文にまとめる予定である。なお、原料合成において、ダイヤモンドイドにヒドロキシ基を付加することでカーボンナノチューブ内で分子間水素結合が生じ、それによってダイヤモンドイド・ピーポッドの収率が飛躍的に向上することを発見した。この成果はすでに論文にまとめ、英国化学会誌「Chemical Communications」誌(Outside Back Cover)で発表された。また、一連の実験を通して、ピーポッドの超高圧合成によりヘテロ原子ドープ・ナノダイヤモンドを探索するための基盤技術(合成、評価技術)の確立に成功した。この基盤技術を用い、現在はTeやEuを内包したピーポッドの創製と評価に取り組んでいる。現在までにヘテロ原子ドープ・ダイヤモンドが合成された明確な証拠は得られていない。今後は、カーバイド(炭化物)を形成することが知られている元素に照準をに絞り、探索を進めていく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ウィッテン摂動を用いたディラック型作用素の指数理論とその応用

Kostant-Souriauによる幾何学的量子化の枠組みにおいて,与えられたシンプレクティック多様体から量子ヒルベルト空間を構成する為には,偏極と呼ばれる付加構造が必要になる.その為,得られた結果が偏極の選び方に依存するかどうかが問題になる.これについて,Baier-Florentino-Mourao-Nunesは非特異射影的トーリック多様体の場合に,運動量写像から定まる実偏極を用いた量子化が,Kahler偏極を用いた量子化の極限として現れることを示した.ところで,シンプレクティック多様体とその上の可積分でない概複素構造に対して,Kahler偏極を用いた量子化の一般化として,Spin-c量子化と呼ばれる方法がある.今年度は,前年度に引き続きSpin-c Dirac作用素の断熱極限を考えることにより,これまでの結果を一般化することに成功し,次の結果を得た.即ち,Lagrangeファイバー束の全空間上の整合的な概複素構造で,ファイバーに沿って不変なものが任意に与えられたとき,付随するSpin-c Dirac作用素をDとする.Lagrangeファイバー束の底空間がアファイン幾何学の意味で完備なとき,Bohr-Sommerfeld点で添え字付けられた前量子化束の切断の組{s_b | bはBohr-Sommerfeld点}で次を満たすものを構成できた.2.各s_bについて,Ds_bのL2ノルムは断熱極限をとると0に収束する.3.断熱極限をとると,各s_bは,超関数の意味で,対応するBohr-Sommerfeldファイバーに台を持つデルタ関数に収束する.この結果はSpin-c量子化の断熱極限として実偏極を用いた幾何学的量子化が現れることを意味している.また,概複素構造が可積分である場合には,ある技術的な仮定の下で,s_b達を正則切断の空間の基底になるようにとることが出来た.前量子化束付きLagrangeファイバー束とその上の概複素構造について,付随するSpin-c Dirac作用素の指数がBohr-Sommerfeldファイバーと呼ばれる離散的に現れるファイバーの個数と一致することが知られている.このことは,前量子化束付きLagrangeファイバー束のSpin-c量子化と実偏極を用いた量子化について,量子ヒルベルト空間の次元が等しいことを意味する.これに関して,今年度は,昨年度に得られた研究成果を予定通りに一般化することが出来た.その結果,これまでトーリック多様体,複素旗多様体(或いは一部の複素代数多様体)のKahler構造を用いた量子化に関する先行研究を,Lagrangeファイバー束とその全空間上の可積分でない概複素構造についても一般化することに成功した.特に,前量子化束付きLagrangeファイバー束のSpin-c量子化と実偏極を用いた量子化について,量子ヒルベルト空間の次元が等しいだけでなく,基底の対応も具体的に与えることが出来た.今回の結果を考察することにより,新たな応用が期待される.前量子化束付きLagrangeトーラスファイバー束とその全空間上の整合的な概複素構造に対して,前量子化束のk回テンソルに係数を持つSpin-c Dirac作用素をDとする.このとき,kを十分大きくとると,Dirac作用素Dの奇数次数部分の核が自明になることがGuillemin-Uribeによって示されている(Spin-c Dirac消滅定理).これについて,kの代わりに断熱極限をとるパラメータtを十分大きくしても,同じ結果が得られるのではないかと考えられるので,これを確かめる.底空間が(アファイン幾何学の意味で)完備なLagrangeトーラスファイバー束の全空間上の整合的な概複素構造について,具体例を考察する限り,概複素構造が可積分であることと,対応するKahler計量が平坦であることに関係があるように思われる.そこで,概複素構造が可積分である場合に,Kahler計量が平坦である為の条件を調べる.このことは,概複素構造が可積分である場合に今回の成果で得られた前量子化束の正則切断の素性,特に,Theta関数との関係に深く関わる.これまでは特異ファイバーのないLagrange fibrationを扱ってきたが,特異ファイバーを許容するLagrange fibrationもしばしば研究の重要な局面に登場する.そこで,まずは,比較的扱いやすいと思われる非退化楕円型とfocus-focus型の特異ファイバーの場合に具体例を考察することから初めて,これまでの結果の一般化を試みる.楕円型特異ファイバーについては,Baier-Florentino-Mourao-Nunesによる先行研究を参考にして,特異ファイバーの近傍において断熱極限の下で良い振る舞いをするRiemann計量(或いは概複素構造)を調べる.また,今回の成果をDirac型作用素の摂動を用いた指数理論の観点から考察することによって,藤田玄氏,古田幹雄氏との共同研究で得られた指数理論の自然な定式化を探る.前量子化束付き(特異)Lagrangeファイバー束のSpin-c Dirac作用素の指数がBohr-Sommerfeldファイバーの個数と一致する現象がさまざまな具体例で知られている.本研究の目的のひとつは,この現象のメカニズムを解明することである.そこで今年度は,Lagrangeファイバー束の全空間のRiemann計量をファイバー方向を小さくするように変形したときの(このような操作を断熱極限という) Spin-c Dirac作用素の核の元の挙動を考察し,以下の結果を得た.(2)2次元トーラスから円周への自然なLagrangeファイバー束について断熱極限を考え,(1)で求めたSpin-c Dirac作用素の核の元の挙動を考察した.

その結果,各々のBohr-Sommerfeldファイバーに対して,Spin-c Dirac作用素の核の元で,断熱極限をとるとサポートが対応するBohr-Sommerfeldファイバーに集中するようなものが存在することが分かった.さらに,それらはSpin-c Dirac作用素の核の基底となることも分かった.このことから特に,指数がBohr-Sommerfeldファイバーの個数と一致することも分かる.Lagrangeファイバー束の全空間のRiemann計量をファイバー方向を小さくするように変形すると,それに伴い,Spin-c Dirac作用素も変形する.2次元トーラスから円周への自然なLagrangeファイバー束の場合,この変形は申請者が古田幹雄氏(東大数理)藤田玄氏(日本女子大)との共同研究で考えたDirac作用素のWitten摂動と一致する.ほぼ申請時の計画通り,研究を遂行することができた.前量子化束付きLagrangeファイバー束のファイバーがBohr-Sommerfeld(以下,BS)であるとは,前量子化束のファイバーへの制限が非自明な平行切断を持つときをいう.BSファイバーは離散的に現れることが知られている.全空間が閉多様体である場合には,この個数がSpin-c Dirac作用素の指数と一致する現象が様々な例で確認されている.本研究の目的は,この現象のメカニズムを解明し,物性理論などへの応用を図るものである.これについて初年度は,Lagrangeファイバー束の全空間のRiemann計量をファイバー方向が小さくするように変形したときの(このような極限操作を断熱極限という)Spin-c Dirac作用素の核の元の挙動を,2次元トーラスから円周への自然なLagrangeファイバー束の場合に考察し,各BSファイバーに対して,核の元で断熱極限をとるとサポートがそのBSファイバーに集中するようなものを具体的に書き下した.さらに,それらが指数の基底になっていることも分かった.そこで,2016年度はまず初年度に得られた指数の基底の元の円周の普遍被覆への引き戻しを考察し,各BSファイバーの十分近くにサポートを持つある切断が存在し,この切断を円周の基本群作用に関して平均をとったものが基底の元の引き戻しのファイバー方向の座標に関するフーリエ級数と一致することが分かった.このことは,もし一般の場合にこのようなBSファイバーの十分近くにサポートを持つある切断を一般の場合にも見つけることができれば,これからSpin-c Dirac作用素の指数の基底で断熱極限をとるとサポートがBSファイバーに集中するようなものが得られることを示唆する.これを踏まえて,小平-Thurston多様体の場合に同様のことを考察した.家庭の事情で恐縮だが,一歳の第二子の病気の対応に追われた為。前量子化束付きLagrangeファイバー束のSpin-c Dirac作用素の指数がBohr-Sommerfeldファイバーの個数と一致する現象がしばしば観察されている.この現象について,具体例でDirac作用素の核の元の断熱極限を考察したところ,サポートがBohr-Sommerfeldファイバーの近傍に集中することが分かった.また,古田幹雄氏、藤田玄氏との共同研究で扱っていたDirac型作用素の摂動と関係があることも分かった.