hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
単結晶Ar-Ar年代測定用高性能段階加熱装置の試作研究

確度の高い^<39>Ar-^<40>Ar年代測定で最も重要なことは単結晶での段階加熱による脱ガスと同位体分析である.本研究では比較的廉価な汎用レーザー発振装置と赤外放射温度計を用いて温度制御が可能で高性能な段階加熱装置を試作し^<39>Ar-^<40>Ar年代測定に応用することを目的としている.そのために、初年度に、本研究での主要設備品としての赤外放射温度計購入した。次年度では、既存のレーザー発振装置の利用が可能になり、合わせ用いて具体的な実験を実施した。試作する装置とは中温領域と高温領域を別々な検出器で測定する従来のメーカー例の方式を中温領域のみの検出器で高温領域まで測定可能にするものである。それには特殊なフィルターを使って高温領域を測定する独自のアイデアが用いられている。この場合フィルターを通すために生じるエネルギー減少の補正ために内蔵された数値プログラムを書き換えるのでなく、出力端子の電圧と真の温度との変換表を作成することを行った。それによって、温度を制御しながらのレーザー段階加熱が迅速に精度よく行えるようになった(業績参照)。また、レーザー段階加熱による単結晶鉱物^<40>Ar/^<39>Ar年代測定を実際に行い、その成果の一部を学会で発表した。本計画の進行中の副産物として中温領域での試料からの脱ガス種の同定及び定量分析が可能となった点である。計画の若干の変更は廉価であるが高性能な四重極質量分析計の存在に目を向けさせ、今迄、誰も行っていない上記研究を可能にした。最大の特徴は短時間に刻々と変化するガス種のスペクトル強度が高スピードで測定できる点でガス導入時の正確な定量分析ができる点である。確度の高い^<39>-^<40>Ar年代測定では多数の段階加熱フラクションからの年代スペクトルを得る必要がある。それはまた、個々の同位体測定時間の短縮が要求される。今回、ガス精製時間の検討が活性ガスの時間変化を直接測定することができるようになった。確度の高い^<39>Ar-^<40>Ar年代測定で最も重要なことは単結晶での段階加熱による脱ガスと同位体分析である.本研究は比較的廉価な汎用レーザー発振装置と赤外放射温度計を用いて温度制御が可能で高性能な段階加熱装置を試作し^<39>Ar-^<40>Ar年代測定に応用することを目的としている.そのために、昨年度は、本研究での主要設備品としての赤外放射温度計を購入した。また、既存のレーザー発振装置の利用が可能になった。本年度はそれらを用いて具体的な実験を実施した。試作する装置とは中温領域と高温領域を別々な検出器で測定する従来のメーカー側の方式を中温領域のみの検出器で高温領域まで測定可能にするものである。それによって、温度を制御しながらの段階加熱が迅速に精度よく行えるようになった(業績参照)。

本計画の進行中の副産物として中温領域での試料からの脱ガス種の同定及び定量分析が可能となった点である。計画の若干の変更は廉価であるが高性能な四重極質量分析計の存在に目を向けさせ、今迄、誰も行っていない上記研究を可能にした。最大の特徴は短時間に刻々と変化するガス種のスペクトル強度が高スピードで測定できる点でガス導入時の正確な定量分析ができる点である。確度の高い^<39>Ar-^<40>Ar年代測定では多数の段階加熱フラクションからの年代スペクトルを得る必要がある。それはまた、個々の同位体測定時間の短縮が要求される。今回、ガス精製時間の検討が活性ガスの時間変化を直接測定することでできるようになった。
非天然由来の合成高分子からなる新規な人工細胞の創製

本研究は、生体由来でない合成高分子を用いて、その自己組織化により形成される高分子ベシクルが、細胞や細胞小器官を形成する生体膜と極めて類似した性質や挙動を示すことに基づいて、高分子ベシクルに生体膜と同様の形態や機能、増殖作用をつくり出すことにより人工細胞を創製し、非天然の合成高分子を用いて人工的に生命を創製できる可能性を実験的に証明することが目的である。平成30年度は1合成高分子が分子二重層を形成するための要件の明確化、および2高分子ベシクルを用いる生体膜の形態形成について検討を行った。以下にその概要を述べる。ポリメタクリル酸(PMA)を親水セグメントに、メタクリル酸メチル(MMA)とメタクリル酸(MA)からなるランダム共重合体(P(MMA-r-MA))を疎水セグメントにもつ両親媒性ジブロック共重合体を構成単位とする高分子ベシクルについて、生体膜上の結合サイトモデルとなるメタクリル酸2-ジメチルアミノエチル(DMA)ユニットの導入による、高分子ベシクルの形態変化を電子顕微鏡により観察した。P(MMA-r-MA)に1mol%のDMAをラジカル共重合により導入した結果、ベシクル膜中に多くの細孔が形成された。これはDMAユニットと疎水セグメント中のMAユニット間の酸ー塩基相互作用により、ブロック共重合体の臨界充填形が変化したためと考えられた。そこで、トルフルオロ酢酸(TfA)の添加によりこの相互作用を阻害した結果、細孔のない安定な高分子ベシクルが得られた。次に、P(MMA-r-MA)中のDMA-TfAユニットの導入率を5mol%に増加させた結果、ベシクルが球状から劈開性のあるシート状に変化した。一方、親水セグメントであるPMAへのDMA-TfAの導入は、疎水セグメントの極性の変化によって引き起こされるベシクルの形態変化を抑制し、ベシクル構造を安定化する効果があることがわかった。研究計画調書に記載の研究計画では、平成30年度は5つの研究項目のうち下記の2項目について検討することになっている。1合成高分子が分子二重層を形成するための要件を合成高分子の設計を通して明らかにする。2生体膜の形態を高分子ベシクルで形成できるかを調べる。1では、2本鎖の疎水炭化水素鎖をもつ脂質と1本鎖の両親媒性ジブロック共重合体の構造の違いに着目して、1本鎖ジブロック共重合体がベシクルを形成する理由を、共重合体の臨界充填形に基づいて明らかにすることができた。特に、単に高分子ベシクルの形成要件を確立しただけでなく、官能基の導入による疎水セグメントの極性の変化や、官能基との相互作用による共重合体の臨界充填形の変化からも、高分子ベシクルの形成理由を明確にすることができた。2では、このような両親媒性ジブロック共重合体の分子設計を通して、共重合体の臨界充填形の変化によるベシクルの形態変化との関係を明らかにするとともに、球状、楕円状、棒状、シート状など、細胞や細胞小器官に見られる種々の形態を高分子ベシクルを用いてつくり出すことに成功している。以上の理由から、現在までのところ研究は概ね計画通りに進行しているといえる。研究計画調書に記載の計画通り、研究項目の5項目のうち下記の3項目を令和元年度以降に推進する。3生体膜の形態を維持している「裏打ち構造」を高分子ベシクルでも形成できるか調べる。4生体膜の膜輸送の機能を高分子ベシクルで発現させることができるかを調べる。5単細胞生物の増殖の1形態である「出芽分裂」により高分子ベシクルの増殖が起こるかを調べる。令和元3年度の各年度で、上記の計画を1項目ずつ検討する予定である。各項目では、生体膜の種々の特性に着目し、3では高分子ベシクルの安定性に、4では機能発現に、5ではベシクルの成長と分離に主眼をおいた研究を進める。

次に、P(MMA-r-MA)中のDMA-TfAユニットの導入率を5mol%に増加させた結果、ベシクルが球状から劈開性のあるシート状に変化した。一方、親水セグメントであるPMAへのDMA-TfAの導入は、疎水セグメントの極性の変化によって引き起こされるベシクルの形態変化を抑制し、ベシクル構造を安定化する効果があることがわかった。研究計画調書に記載の研究計画では、平成30年度は5つの研究項目のうち下記の2項目について検討することになっている。1合成高分子が分子二重層を形成するための要件を合成高分子の設計を通して明らかにする。2生体膜の形態を高分子ベシクルで形成できるかを調べる。1では、2本鎖の疎水炭化水素鎖をもつ脂質と1本鎖の両親媒性ジブロック共重合体の構造の違いに着目して、1本鎖ジブロック共重合体がベシクルを形成する理由を、共重合体の臨界充填形に基づいて明らかにすることができた。特に、単に高分子ベシクルの形成要件を確立しただけでなく、官能基の導入による疎水セグメントの極性の変化や、官能基との相互作用による共重合体の臨界充填形の変化からも、高分子ベシクルの形成理由を明確にすることができた。2では、このような両親媒性ジブロック共重合体の分子設計を通して、共重合体の臨界充填形の変化によるベシクルの形態変化との関係を明らかにするとともに、球状、楕円状、棒状、シート状など、細胞や細胞小器官に見られる種々の形態を高分子ベシクルを用いてつくり出すことに成功している。以上の理由から、現在までのところ研究は概ね計画通りに進行しているといえる。研究計画調書に記載の計画通り、研究項目の5項目のうち下記の3項目を令和元年度以降に推進する。3生体膜の形態を維持している「裏打ち構造」を高分子ベシクルでも形成できるか調べる。4生体膜の膜輸送の機能を高分子ベシクルで発現させることができるかを調べる。5単細胞生物の増殖の1形態である「出芽分裂」により高分子ベシクルの増殖が起こるかを調べる。令和元3年度の各年度で、上記の計画を1項目ずつ検討する予定である。各項目では、生体膜の種々の特性に着目し、3では高分子ベシクルの安定性に、4では機能発現に、5ではベシクルの成長と分離に主眼をおいた研究を進める。
わが国企業の会計利益の時系列特性と各種経済変数との関連性に関する実証研究

本研究の目的は、利益の持続性が、企業特性や競争環境および会計方針に応じて異なるか否かを、日本企業のデータを用いて検討することである。具体的には、利益持続性をVariance Ratioを用いて測定し、それに影響を与えると想定される各種要因との関連性を検証した。本研究では、企業特性として企業規模、市場占有率、製品差別化および製品開発力、資本集約度を、競争環境の代理変数として産業の集中度を表すHarfindahl指標を用いた。また、企業特性および競争環境とならんで、会計基準や経営者の選択する会計方針も利益持続性に影響を与える。そこで、会計方針の保守性と利益持続性の関連性を確認するため、減価償却および棚卸資産の評価方法を取り上げ、保守的会計方法と利益持続性の関連性を検証した。分析には、日経NEEDSに収録されている一般事業会社の1964年3月から2004年12月までの個別財務諸表情報を利用した(上場廃止および消滅企業も含む)。サンプル選択の条件は、会計期間が1年であること、一株当たり税引前当期利益が連続して10期以上得られること、説明変数として利用するデータに欠損がないことであり、最終的に上下1%の外れ値を除いた2917社を分析対象とした。回帰分析の結果、すべての説明変数について統計的関連性を得ることはできなかったが、利益持続性は企業の製品差別化の度合い、産業の集中度、保守的会計方針と関連を有しているとする統計的証拠を得た。すなわち、利益の利益持続性は、(部分的にではあるが)ビジネスモデルや経営環境の違い、そして採用する会計方針などを反映したものである点を、我が国のデータを用いて確認することができた。現在までのところ、Variance Ratio(以下VR)を用いて測定した当期利益の持続性を従属変数とし、それに影響を与えると想定される観察可能な経済および会計変数を独立変数として重回帰分析を行った。採用した独立変数は、企業の競争力を表す代理変数として企業規模およびマーケットシェアを、企業の競争環境を表す変数として産業の集中度を、オペレーティングレバレッジの代理変数として資本集約度を採用した。また、企業が採用する「会計方針」と利益持続性との関連性についても検証するため、減価償却方法と利益持続性の関連性についても検証した。わが国企業(2814社)を対象に実証分析を行った結果、企業規模および資本集約度の係数は予想どおりであり有意であった。しかしながら、マーケットシェアおよび産業の集中度の係数に関しては有意ではなかった。減価償却方法に関する係数はプラスで有意であったことから、保守的会計方針を採用する企業とその企業の利益持続性には正の関連性がみられることが示された。この分析を通じて、(代理変数の選択問題のほかに)次の3つの課題が明らかになった。(1)VRを測定する場合に、マイナスの利益をどのように処理するかという問題がある。上述の分析では、マイナスの利益はサンプルから除外したが、この方法の他に対数処理をする方法も考えられる。(2)VRのバイアスを修正する方法を得ることができない場合、既存研究において利用されてきた手法により持続性を測定する方法も同時に利用することが考えられる。(3)「営業利益よりも経常利益の方が、また経常利益よりも純利益の方が、より多くのtransitory earningsを含んでいるであろう」(大日方、2003)との指摘がある。そこで、当期利益以外の営業利益、経常利益についてもその持続性を検討することとしたい。本研究では、Kang et al.(1996)で採用されている方法によって利益の持続性を測定し、またBaginskyet al.(1999)を参考に、我が国における利益の持続性と経済および会計変数(具体的には企業の競争力および競争環境、会計方針)との関連性について検証している。しかしながら、持続性を測定する手法として本研究で採用したVariance Ratioは、サンプルに短期系列を含む場合にバイアスが発生する。そのため、例えばBaginsky et al.(1999)の採用するパラメトリックな手法により持続性を測定した場合でも、ここで示されたことと同様の分析結果がもたらされるか、結果の頑健性について検討している。現在、LASBの主張する包括利益および従来作成されてきた純利益のいずれが投資家にとって有用であるかという議論がなされているが、本研究で得られる利益持続性、広くは利益の質にかんする知見は、会計基準の有用性を比較する研究へと応用が可能であると思われる。利益の持続性を含む利益の質を議論する場合、それは会計制度のみならず、(上記の研究成果からも明らかなように)各種の経済環境の影響を受ける。そのため、異なる経済環境で活動する企業が作成した利益を比較することによって、会計基準の有用性を比較することはできない。経済環境の影響をコントロールするには、2つの会計基準に沿って2つの財務諸表を作成している同一企業の会計数値をサンプルとして、実証研究を行う必要がある。しかしながら、LASB基準による包括利益と、例えば我が国の基準によって作成された純利益の両方を報告しているサンプルは現在のところ存在しない。そこで、包括利益をシミュレーションにより作成し、純利益との持続性を比較することによって、この2つの会計基準の有用性を比較することができないか検討している。

具体的には、利益持続性をVariance Ratioを用いて測定し、それに影響を与えると想定される各種要因との関連性を検証した。本研究では、企業特性として企業規模、市場占有率、製品差別化および製品開発力、資本集約度を、競争環境の代理変数として産業の集中度を表すHarfindahl指標を用いた。また、企業特性および競争環境とならんで、会計基準や経営者の選択する会計方針も利益持続性に影響を与える。そこで、会計方針の保守性と利益持続性の関連性を確認するため、減価償却および棚卸資産の評価方法を取り上げ、保守的会計方法と利益持続性の関連性を検証した。分析には、日経NEEDSに収録されている一般事業会社の1964年3月から2004年12月までの個別財務諸表情報を利用した(上場廃止および消滅企業も含む)。サンプル選択の条件は、会計期間が1年であること、一株当たり税引前当期利益が連続して10期以上得られること、説明変数として利用するデータに欠損がないことであり、最終的に上下1%の外れ値を除いた2917社を分析対象とした。回帰分析の結果、すべての説明変数について統計的関連性を得ることはできなかったが、利益持続性は企業の製品差別化の度合い、産業の集中度、保守的会計方針と関連を有しているとする統計的証拠を得た。すなわち、利益の利益持続性は、(部分的にではあるが)ビジネスモデルや経営環境の違い、そして採用する会計方針などを反映したものである点を、我が国のデータを用いて確認することができた。
貿易・環境政策としての情報操作、および品質規制に関する理論研究

本研究課題最終年度であった平成29年度において、予定していた国際学会報告を学内業務のために取りやめになったことにより、1年の延長措置をとることになった。この論文は、ネットワーク耐久財に対して異なる期待(普及経路の予想)をもつ2種類の異質な消費者が存在するもとでの独占企業の最適な価格・普及戦略を考察するものである。この研究は、本研究課題である情報政策が異質な消費者に異なる影響をもたらすという理論的設定を応用したものであり、本研究課題を遂行する上で派生的に生まれたものである。現在、この論文は国際査読雑誌に投稿され、審査中である。初年度においては,当初の計画通り,戦略的貿易・環境政策の既存研究のサーベイを行った。そこでは,国際貿易や環境を通じた国家間相互依存関係がある状況における,様々な政府の政策手段の効果について,知見を得た。その中で,本研究課題が対象としている「政府による戦略的な情報操作」の効果について,未だ体系的に研究されていないこと,さらに従来から研究が進んでいる関税や補助金政策などの効果についても,例えば企業の意思決定のタイミングを内生化した場合にはどのような含意を持つかなどといった研究に関しては,未だ成果がなく,今後の研究課題として重要であるということを確認した。さらに,"Profit-maximizing Wages under Duopoly"と題した論文を,執筆中であり,既に,大東文化大学,成蹊大学,大阪大学,武蔵大学で開催されたセミナー・研究会において,報告している。この論文は,寡占市場において企業の価格決定の手番が内生的に決まるような環境において,企業の戦略的な生産技術や賃金率(費用)の選択問題を考察したものである。この枠組みは,国際寡占市場における各国政府の戦略的な規制や関税の設定の理論に拡張可能であり,本研究課題に適合するものである。現在,その理論モデルの構築を行っている。研究の2年目である平成26年度には、初年度に行った戦略的貿易・環境政策の既存研究のサーベイを元に、新しい理論モデルの構築を行った。具体的には、Brander and Spencer (1985)の標準的な戦略的貿易政策の理論において、代表的企業の価格設定のタイミングを内生化した理論モデルを構築している。この理論モデルについては、平成27年度秋の日本経済学会で報告する計画をしており、研究は順調に進んでいる。さらに、本研究課題として研究初年度から進めている"Profit-maximizing Wages under Duopoly"と題した研究も、平成26年度には京都大学、大阪経済大学、米国カリフォルニア大学アーバイン校でのセミナーで研究報告を行った。そこで多くの有益なコメントを得ることで、上記の新しい理論モデル構築につながった。この研究は、平成27年度中にはワーキングペーパーとして公開できる状況まで達している。研究3年目である平成27年度には、前年度に執筆した論文"Optimal trade policy when firms compete in price and timing of price setting"を国際経済・産業ゼミナール(高知大学)、日本経済学会秋季大会(上智大学:共同研究者による報告)、国際経済学セミナー(京都大学)にて報告し、この論文は改訂を経て今年度にもワーキングペーパーとして公開する予定である。この論文は、国際寡占市場における、政府の貿易政策のタイミングに関する戦略的操作を取り扱った研究であり、本研究課題の中心的な課題の一つである。また、2016年3月には、前年度より取り組んでいた論文"Profit-maximizingwagesunder duopoly"を完成させ、ワーキングペーパーとして公開した。この研究は前述の論文の基本的構造を提供するものであり、現在国際査読雑誌に投稿・審査中である。さらに、研究初年度に執筆を終えて投稿中であった論文"Free Entry and Social Inefficiency under Co-opetition"が、国際査読雑誌であるJournal of Economicsに受理され、2016年度中に出版予定である。この研究は、産業内での共有資源に市場拡大効果がある状況において、自由参入が経済厚生に及ぼす影響を分析したものであり、国際経済の枠組みに拡張可能である。これら3つの研究成果は、今年度に取り組む予定である新しい理論研究への土台となるものである。当初の計画通り前年度には新しい研究をワーキングペーパーとして公開することができ、さらに本年度には1本の査読論文の公刊が決まっており、研究は順調に進んでいる。研究4年目となる平成28年度には、平成27年度に完成させワーキングペーパーとして公開していた論文"Profit-maximizingwages under duopoly"の再投稿・改訂作業を行った。この論文はフィールドトップの国際査読雑誌からリジェクトされた後、査読者からのコメントを元に改訂作業中であり、平成29度中には他の国際査読雑誌に再投稿するべく準備中である。また、平成28年度には、本研究課題に沿った研究として、独占的な環境技術開発部門が存在する経済での最適な環境・技術普及政策を理論的に考察した論文"Optimal combination of innovation and environmental policies under technology licensing"を書き上げ、国際査読雑誌であるEconomic Modellingに投稿し、改訂要求を受けた(この論文は平成29年4月30日に掲載受理を受けており、平成29年度中には公刊される予定である)。この論文は、閉鎖経済における環境政策の効果を分析しているが、寡占的産業構造と環境汚染を組み込んでおり、本研究課題の開放経済の理論と理論的土台を共有しているものである。研究最終年度にあたる平成29年度には、平成27年度にワーキングペーパーとして発刊した論文"Profit-maximizingwages under duopoly"を改訂し、国際査読雑誌への投稿・再投稿作業を続けた。現在、本論文は他の国際査読誌に投稿・審査中である。

さらにこの研究は、平成29年7月にパリ第二大学パンテオン・アサス(フランス)にて開催された国際学会APET2017にて、研究報告を行い、研究成果の普及に努めた。さらに、平成27年度より執筆を続けている"Optimal trade policywhen firms compete in price and timing of price setting"についても改訂を行い、平成30年度中にはワーキングペーパーとして発刊し、国際査読雑誌への投稿が可能な見通しとなっている。この論文は、貿易政策の中で政府が関税やその他情報操作などの非関税障壁を用いて、自国や外国企業の進出のタイミングを操作することに着目した理論研究であり、本研究課題の主要な研究の一つである。本研究課題最終年度であった平成29年度において、予定していた国際学会報告を学内業務のために取りやめになったことにより、1年の延長措置をとることになった。この論文は、ネットワーク耐久財に対して異なる期待(普及経路の予想)をもつ2種類の異質な消費者が存在するもとでの独占企業の最適な価格・普及戦略を考察するものである。この研究は、本研究課題である情報政策が異質な消費者に異なる影響をもたらすという理論的設定を応用したものであり、本研究課題を遂行する上で派生的に生まれたものである。現在、この論文は国際査読雑誌に投稿され、審査中である。当初の計画通り、初年度にサーベイを終え、次年度に理論モデルの構築を行える状況にある。また、セミナー・研究会報告を多く行うことができ、平成27年度中には一つの論文を公開することができる見通しである。平成29年度が本研究課題最終年度であるが、学内業務の関係から国際学会報告が行えず、1年の延長措置をとることとなった。平成30年度には、本研究課題から派生した進行中の研究課題について、国際・国内学会での研究報告を行うことを計画している。平成27年度においては、1本目の研究論文を書き上げ、ワーキングペーパーとして公開し、国際査読誌へ投稿すること、および、前年度のサーベイを元にした新しい研究を、学会などで報告できる水準まで仕上げることを計画している。当初の計画通り,既存研究のサーベイに関しては順調に進んでいる。また,予想以上に数多くのセミナー・研究会報告を行うことができ,様々な分野の研究者から,多大なコメントを得ることができた。英文校正費用は論文の長さにより左右されるので、12万円ほどの誤差は生じうる。学会報告旅費については学会の開催地によって金額に誤差が生じるため。
温暖化評価のための地球規模エアロゾル分布の推定

エアロゾル粒子の、地球の温暖化への定量的影響については大きな不確定性がある。その一つの原因は、エアロゾル粒子の粒径・組成・混合状態の違いによる、(1)太陽放射に対する"直接効果"の違い、(2)凝結核としての作用(能力)の違いに基づく雲生成の違い(放射に対する"間接効果")にある。本研究は、上記の研究の基礎とするため、人為、自然の各種の排出源のこれらのエアロゾルの組成に対する寄与を、東アジアを主対象に、全球スケールの中で明らかにすることを目的とした。2001年2-4月にかけておこなわれたTRACE-P観測の期間に合わせて全球の化学輸送計算を行い全球エアロゾルモデルのパフォーマンスを検討した。北京、上海、ウルムチ、ラサ、西安、昆明、アモイ、ハルビンなど中国国内の多数の地上観測点でのTSP濃度および東京、大阪でのPM10濃度と計算エアロゾル濃度を比較検討した。また、計算によるエアロゾル組成推定も行った。さらに、炭素含有エアロゾル粒子について、有機炭素粒子と元素状炭素粒子に分け、化石燃料燃焼、バイオマス火災、植生起源等の全球排出源の調査を行い、2001年IPCCレポートに述べられている情報と比較した。また、黄砂等の土壌粒子フラックスおよびそれによる排出量分布についても検討を行った。開発したモデル計算値と観測値の比較を行い、現状の格子長(2.5x2.5度)の下での全球モデルとしては、ほぼ妥当な結果と考えられ、特に東京、大阪についてはモデル計算値と観測の一致は良好であった。この両地点の場合、計算格子内にいずれも100点を越える観測点があり、これらの平均値との比較であったが、このことから観測値の格子代表性もモデル計算値との比較の上で重要なファクターと考えられる。今後、土壌粒子の粒径別発生比率の見直し、海洋起源粒子の導入が課題である。本研究は、人為、自然の種々のソースを持つエアロゾルの全球分布を予測するモデルの開発を目的としている。特に、東アジアのエアロゾル大気環境を全球的な影響の中で捕らえることを目的としている。本稿では、炭素含有エアロゾル粒子について、全球排出源の調査と、それを用いた濃度分布の試算を行った。さらに、東アジアで特に重要な土壌粒子の巻き揚げ機構・排出量分布についても検討したので報告する。初めに炭素含有エアロゾル粒子について述べ、続いて土壌粒子について述べる。炭素含有エアロゾル粒子に対して得られた結果は、(1)夏季から秋季にむけて(1994年9-10月)、中国、韓国、日本に対する域外排出源の寄与は、局度10km以下のカラム量に対して、大きい所でも10-15%と推測される。(2)炭素含有エアロゾル濃度の全球分布に対して各排出源の地域的な寄与特性を見るために、全濃度に対する植物起源、化石燃料燃焼、バイオマス燃焼の寄与率(%)の分布を図化した。これらの図は、炭素含有エアロゾル濃度に対して、地域的に異なるかなり明確な主ソースがあることを示した。中国南部内陸、オーストラリア、中米、カナダ、スカンジナビア、中部アフリカは、植物起源のOCが卓越しており、一方、北部アフリカを含む西部ユーラシア大陸、東アジア、米国の東部と西部は化石燃料の燃焼が大きく寄与することが示されている。北半球中緯度の炭素含有粒子は、ほとんどの場合化石燃料起源であることを示唆する。バイオマス燃焼放出の中心をなす森林やサバンナの火災には、かなり明確な季節性があって、対象とした9,10月は南半球で活発な時期に相当する。むろん、その季節性を強く反映したものであるが、南アフリカ、南米では、このバイオマス燃焼が炭素含有粒子の主たる供給源であることが示唆された。

インド洋、南太平洋、南大西洋のような遠隔地の大気に対してもバイオマス燃焼が主たる炭素含有粒子源であることを示唆された土壌粒子の巻き揚げに対しては、新しい簡便な定式化を示した。本研究は、人為、自然の種々のソースを持つエアロゾルの全球分布を予測するモデルの開発を目的としている。特に、東アジアのエアロゾル大気環境を全球的な影響の中で捕らえることが目的である。本年度は、モデル検証のために、昨年度開発の炭素含有粒子の全球排出源分布、土壌粒子の排出機構等を用いて2001年2-4月にかけておこなわれたTRACE-P観測の期間に合わせて全球の化学輸送計算と仮想的な粒子群の輸送計算を行った。粒子群の計算は、黄砂粒子の排出源、中国沿岸部の排出源を想定して、広がりを持ったこれらの排出地帯通過の気塊が流れ場のシアーによりどのように変形されるかを1週間にわたりトレースした。化学輸送計算では、上海、北京での3月1ヶ月間の地上観測(SO2,NOx,TSP)およびTRACE-P航空機観測の結果と比較した。その結果、上海、北京での地上観測との比較ではエアロゾル粒子の場合、観測と計算土壌粒子を含めることにより計算濃度レベルは、かなり観測値に近づいた。計算による内訳では、黄砂のイベント時には土壌成分が粒子濃度全体の8-9割を占める。いくつかの時点で計算値と観測値に乖離があるが、計算結果の検討より、土壌粒子の過小評価、あるいは過大評価、人為起源粒子の過小評価に起因すると推定された。モデルの格子長が2.5度と粗いこと、したがって強い人為排出源の近くでは計算値が観測値にくらべて小さくなることが一因と考えられる。TRACE-P航空機観測との比較では、オゾン、HNO3は良く一致している。BCについては過小評価、SO4についても若干の過小評価であるが位相は一致しており、2-3月期に合わせたBCの適切な排出源強度分布の設定が課題である。以上、開発中のエアロゾル全球輸送/反応/沈着モデルの精度を検討した。定性的には満足できる結果であった。排出源精度の向上等が課題である。エアロゾル粒子には、地球の温暖化に対して抑制の効果があると認識されているが、その定量的評価には、大きな不確定性がある。その一つの原因は、エアロゾル粒子の粒径・組成・混合状態の違いによる、(1)太陽放射に対する"直接効果"の違い、(2)凝結核としての作用(能力)の違いに基づく雲生成の違い(放射に対する"間接効果")にある。本研究は、上記の研究の基礎とするため、人為、自然の各種の排出源のこれらのエアロゾルの組成に対する寄与を、東アジアを主対象に、全球スケールの中で明らかにすることを目的とする。本報告では、特に、2001年2-4月にかけておこなわれたTRACE-P観測の期間に合わせて全球の化学輸送計算を行い全球エアロゾルモデルのパフォーマンスを検討した。北京、上海、ウルムチ、ラサ、太原、西安、合肥、昆明、アモイ、ハルビンなど中国国内の多数の地上観測点でのTSP濃度と計算エアロゾル濃度を比較検討した。また、計算による組成推定を行った。人為の燃焼起源物質については、排出源に季節性を仮定した。さらに、土壌粒子の発生量モデルのより詳細な検討も行っている。我々の現況モデルについて、中国の地上観測を利用して広域の評価を行った。
分光的な光反射モデルに基づいた有形文化財の材質情報の画像計測法の開発

本研究では有形文化財の姿を分光反射率情報に基づいて材質情報を記録できる画像計測に基づいた簡便なデジタルアーカイブ技術を開発する.材質情報は,通常のカメラで撮影した画像データから分光反射率情報として計測できるようにする.平成30年度も小諸城址の建造物の建材を対象とした.この中で大型の有形文化財を計測する場合には,シーン全体を計測するために事前に照明環境の分光分布を精密に計測しなければならないという新たな課題が見つかった.特に本年度は小諸城(小諸城址小諸懐古園)の中でも小諸市内の別の場所に移設されている中仕切り門の材質分析を対象とした.この中仕切り門は,現在では解体されており,梁や柱などは切断されてしまっているが,江戸期以前の当時の建材がよい状態で保存されている.中仕切り門の移設先の北国街道ほんまち町屋館内の保管場所は計測用の光源が設置できない狭い場所なので,昨年度までの手法では計測が難しいという課題があった.そこで本年度開発した計測技術によって建造物周辺の照明環境を簡便かつ高精度に分光画像計測を計測することができるようになった.昨年度からこの課題に取り組んでいたが,本年度は新たにRGBカラーカメラを用いて簡便に分光画像を計測する手法を開発した.このときRGBカラーカメラではRGBの3バンドしかないため,マルチバンドカメラよりも分光分布の推定精度が低下する.申請者はこれまでもRGBカラーカメラで照明環境を推定するための手法を開発(田中,望月,画像電子学会誌2013)していたが,本年度は特にこの方法を大型の有形文化財に適用できるように任意の照明環境下で使用できるように改良した(田中ら,画像電子学会年次大会2018).以上のように本年度新たに出てきた課題を解決し,本研究の目的である材質計測技術を構築することができた.研究全体としては概ね順調に遂行できている.当初の計画にある分光画像計測と光反射モデルに基づいて実際の有形文化財の材質の分光情報を推定する手法は,ほぼ完成してきている.しかし,本研究では実際の有形文化財を対象としながら研究を進めているため,実際に研究を進めていく段階で予想できなかった課題がでてきている.その課題を解決するために新たな技術開発が必要となることがあった.特に平成30年度は当初予定になかった新たな照明光源の計測技術を開発(2018年度画像電子学会年次大会で発表)できた.この技術が完成したことで当初の計画に加えて,高精度な照明環境推定技術を開発することが予想以上に計測の対象を広げることができることがわかった.文化財は,その時々の状況に応じて様々な環境で保管されることが多いため,必ずしも計測環境に適した場所には保管されていない.平成30年度の大きな成果は,当初の計画よりも高精度に任意の場所で文化財の材質推定ができることがわかったことである.その結果,大きく2つの成果が得られた.それは(1)計測が難しい場所に保管されている小諸城中仕切り門の建材の計測ができるようになった.(2)デジタルアーカイブした文化財のCG再現の精度が向上した.特に新たな照明環境推定技術を開発し,計測対象が増えたことで,研究計画のスケジュールに少し遅れが出てきているが,逆に当初の予想以上の研究成果が出てきているので,研究計画を1年間延長し,その成果をまとめていくことにした.本研究では当初の予定であった材質推定技術の開発については予定通り行われた.そして,その成果に加えて,RGBカラーカメラを用いて有形文化財が置かれているシーン照明環境を分光的に計測できる技術を開発できた.このことで当初の予定よりも,様々な条件下で文化財の材質が推定できるようになったので,計測の対象を大幅に増やすことが可能となった.今後は,本手法の精度検証を進めていく必要があるが,これらの研究成果を用いて,新たに多くの文化財の材質を対象にして計測していく.このように新たな技術が開発したことにより計測の対象が増えたため,まず当初の計画よりも計測作業に多くの時間が必要となったが,予想以上に貴重な実験データを得ることができた.また,この実験データの精度や妥当性の検証をしていく必要があるが,ここでも精度検証をしていく対象が増えたため,より多くの時間が必要となった.このため,研究計画を1年延長して,より多くの実験と検証を行っていき研究成果をより確かなものにしていく予定である.次に特筆すべき点は,本研究の成果は文化財の材質推定にとどまらず,様々な対象に応用が可能となっている.文化財の複雑な材質の推定が可能になったため,たとえば,本手法は化粧品などの材質推定にも有効であることがわかった.化粧は産業面だけでなく文化的な面からも重要な位置づけにあるため,デジタルアーカイブの対象を増やしていくことが可能となる.材質推定用の分光ベースの光反射モデルの初期バージョンを試作した.本研究では,光反射モデルパラメータ(主に材質の分光特性)を物理材質に直接対応させることで,計測データに基づいた材質情報推定にも適用できる分光ベースの光反射モデルの開発を進めている.光反射モデルは数学モデルとして記述し,材質の物理的な特性をモデル内に組み込む.特にモデルパラメータと材質の物理特性を直接対応させて,材質固有の物理特性をモデル内で定量的に記述する.まず本年度は材質が既知の物体表面に対して,それに対応する分光関数を画像から推定するためのアルゴリズムを開発した.

光反射モデルは数学モデルとして記述し,材質の物理的な特性をモデル内に組み込む.特にモデルパラメータと材質の物理特性を直接対応させて,材質固有の物理特性をモデル内で定量的に記述した.本年度は,予定を変更して,当初二年目に行う予定であった小諸城(小諸城址小諸懐古園)に現存する大手門や三之門の材質分析を初年度に行うことにした.これらの門は近年改修され復元されたものであるが,江戸期以前の材料の95%が再利用されて改修されているため,試作モデルの有効性を検証するため適している.ここでの検証実験により,当時の古城を構成する材料を用いて試作モデルの反射特性推定の性能評価を行うことができた.今後は,さらに光反射モデルを対象の表面状態(表面の粗さ,密度,劣化等)と対応させ,材質の表面状態をモデルパラメータとして定量化できるようにする必要がある.構築した光反射モデルに基づいて計測画像から対象の材質情報を推定する.光反射モデルは,これまでに申請者らが開発した材質の分光反射率分析手法(望月,田中他,日本デザイン学会誌2015)と材質の劣化モデル(松田,田中他,日本感性工学会大会2014)の知見を基に開発していく予定である.本年度は材質が既知の物体表面に対して,それに対応する分光関数を画像から推定するためのアルゴリズムの最初のバージョンの開発ができた.現時点では対象が木材など限定的ではあるものの実際の文化財を構成する材料に適用できることがわかった.初年度の研究を進めていく上で,小諸城に詳しい歴史研究の専門家(小諸城関係者や美術館の学芸員など)から多くの助言をいただき新たな知見を得ることができたため,研究が大きく進展した.本年度は,試作している光反射モデルを用いた材質推定について,次年度に予定した小諸城に現存する大手門や三之門の材質分析実験を繰り上げて行うことができた.小諸城の門は近年改修され復元されたものであるが,江戸期以前に使用された実際の材料が再利用されて改修されているため,試作モデルの有効性を検証するため適していることがわかった.小諸城の門を構成する材料は当時の工法も含めて詳細な情報が古文書として残されている上,とても良い状態で現在まで残されていることがわかったが,同時に本研究で開発している手法を検証し,有効性を示すための良い対象であることもわかった.ここでの検証実験により,当時の古城を構成する材料を用いて試作モデルの反射特性推定の性能評価を行うことができた.この結果,いくつかの材質に対しては,試作モデルの反射特性推定の精度が当初の予定よりも高められる可能性があることがわかった.このことから,対象の材質は限定的であるものの,初年度の段階で当初の予定よりも早く,本研究成果の有効性を示すことができた.平成29年度は主に小諸城の城郭の現存部分を計測対象として文化財の材質推定用の光反射モデルの検証を行った.昨年度から引き続き小諸城(小諸城址小諸懐古園)に現存する大手門や三之門の材質分析に加え,平成29年度は石垣も対象とした.現在の小諸城の城郭部分は,近年改修され復元されたものであるが,たとえば,大手門や三の門は江戸期以前の材料の95%が再利用されて改修されている.
医療用マイクロマシンの研究

この研究の目的は、マイクロマシンの技術が医療領域でどのようなパラダイム変換をおこし、医療にどのような新しい技術をもたらすかを調査することを第一義の目標とした。さらに、これから研究し開発される技術の応用過程として、医療用のロボットとしてのマイクロマシンの開発の可能性の検討をおこない、生体と相同な寸法の機械を作る技術の基礎はどのようなものであるべきかも検討した。そのために、ここでは、どのようなマイクロマシン技術に関連した基礎理論、技術開発が必要であるか、どのような道程でそれが実現するかを、一般的なエンジニアリングの方法とエキスプロラトリ-・エンジニアリングの両側面から探索し、平成3年度の重点領域研究へこれを発展させるべく、研究課題の作成と研究組織の編成を行なった。これまでの調査・討論で判明したのは、1)医療技術には多くのマイクロマシンの応用の場が存在すること、2)微小な機構の製作にはシリコンプロセスを含む種々の超微細加工技術が現存すること、3)マイクロマシンの構成要素の設計見本として生物の機構が使用できること、4)マイクロマシンの製作のための素材とその表面処理の研究が重要であること、5)マイクロマシンのエネルギ-変換機構としてマイクロアクチュエ-タを独自のアイデアで設計する必要があること、6)マイクロマシンの製作とその利用に自律分散系などの新しいシステム工学的手法が必要なこと、7)センサ-技術の超マイクロ化技術が必要なこと、8)生物の構造と機能に近い機構を自動構築するためには、将来蛋白工学的手法に代るセルフ・アセンブリング機構を作る必要があり、このためにエキスプロラトリ-・エンジニアリングの世界が必要なことなどであり、これらの観点を中心に研究組織を構築することとなった。さらに、これらの討議を行なうべくシンポジウムや研究会を開催した。
好冷性酵素の構造と低温での特性に関する研究

本研究では、南極海水から単離した低温菌Cytophaga sp.KUC-1の酵素を対象として、酵素科学的,物理化学的性質を解明するとともに、好冷性酵素の構造と低温での特性を解明することを目的としている。本菌由来のアルデヒドデヒドロゲナーゼは、低温菌由来の酵素であるにもかかわらず、60°C付近に最適反応温度を示し、中温菌酵素と比較してもかなり高い耐熱性を示した。アレニウスプロットの結果、32°Cに遷移温度を持つ二相性が認められ、低温域での活性化エネルギーは中温菌からの同酵素の示す値より低い。すなわち本酵素は耐熱性を示すと共に機能的にも低温条件に適応していると考えられる。円二色性の測定結果も32°C付近での大きな変化を示し、熱による構造面での変化が触媒作用の促進と良く相関していた。本酵素の構成アミノ酸残基中のIle残基含量が高く、本酵素がより強固な疎水性コアを形成しており、高い耐熱性発現の一因となっていることが示唆される。本菌由来のアスパルターゼも耐熱性と好冷性の双方を示し、大腸菌やBacillus属細菌の同酵素のアミノ酸配列と比較した結果、分岐鎖アミノ酸残基数に対するIleの数の比率が好熱菌Bacillus属酵素の値に近似することを示した。本酵素のC-末端のαヘリックス形成能が高いことや、コア形成能が高いことが本酵素の耐熱性発現に寄与していると考えられる。またアルコール代謝において最も重要な役割を果たしているアルコールデヒドロゲナーゼはK_m値が20°Cで最大値を示すのに、最適反応温度が70°Cにあり、50°Cでの活性半減期が200分以上の高い熱安定性を示した。Znを必須金属として含む事実に基づいて、本酵素の触媒機構を解明し、本酵素と上記のAldDHの両反応の共役により種々の基質アルコールを特異的に微量定量する方法を確立した。本年度は南極海水から単離した低温細菌の生理学的性質を明らかにするとともに本菌をCytophaga sp.CKU-1と命名した。また本菌の可溶性画分に存在するNAD及びPLP要求性酵素の検索を行い,本菌がNAD依存性アルコールデヒドロゲナーゼ及びバリンデヒドロゲナーゼを生産することを見いだした。アルコールデヒドロゲナーゼは,分子量168,000のホモテトラマーであり(α-ヘリックス含量:18%),炭素数1から10の1,2級アルコールに広く作用した。本酵素は低温菌由来でありながら高い耐熱性を示し75°Cにおける活性の半減期は26分であった。反応速度論的解析の結果,本酵素反応はTheorell-Chance機構により進行することが明らかとなった。またアルデヒドデヒドロゲナーゼは,5'-AMPセファロースなどの各種クロマトグラフィーにより電気泳動的に単一に精製した(比活性:33U/mg)。本酵素は分子質量114,000Daのホモダイマーであり,炭素数1から10の直鎖状アルデヒド及び芳香族アルデヒドに広く作用した。また本酵素は熱に不安定な好冷性酵素の温度特性を示し40,45,50°Cにおける活性の半減時間はそれぞれ約160,14,3分であった。さらにバリンデヒドロゲナーゼは,Blue-Sepharoseなどの各種クロマトグラフィーにより電気泳動的に単一に精製した(比活性:21U/mg)。本酵素は分子量154,000のホモテトラマーであり,基質特異性は低く,酸化的脱アミノ反応ではL-バリン,L-ロイシン,L-イソロイシン,DL-ノルバリンに,還元的アミノ化反応では2-ケトイソ吉草酸,2-ケト吉草酸,2-ケト-n-酪酸,2-ケトヘキサン酸などに広く作用した。最適反応温度は酸化的脱アミノ反応及び還元的アミノ化反応とも30°Cであり好冷性酵素の温度特性を示した。1.南極の海水より単離したCytopliaga sp.KUC-1を微生物分類学的に精査し、好冷菌と低温菌の双方に分類され得るユニークな特性をもち、16SrRNAの配列もこれを裏付けることを明らかにした。2.本菌由来の好冷性バリン脱水素酵素の全一次構造(370アミノ酸残基)を決定し、Streptomyces coelicolor, S.fradiaeの酵素と高い相同性を示すが、その好冷性は一次構造だけでは説明し得ないことを明らかにした。また、好冷性L-スレオニン脱水素酵素,リンゴ酸脱水素酵素の一次構造も大部分を決定し、三次構造研究に入りつつある。3.三次構造決定の目的でバリン脱水素酵素の大量発現系を構築し、種々の条件での結晶化に成功し結晶学的解析を行っている。4.好冷性酵素では研究例のないアルコール脱水素酵素,アルデヒド脱水素酵素,バリン脱水素酵素の水素移転がプロ-R特異的,リンゴ酸脱水素酵素のそれはプロ-S特異的に進行することを証明した。5.Cytophaga sp. KUC-1由来のアルデヒドデヒドロゲナーゼが本来の脱水素酵素反応以外にp-ニトロフェニルアセテートやα-ナフチルエステルなどの芳香族エステルに対するエステラーゼ反応をも触媒することを見出し、基質特異性や種々のキネティックパラメーターを測定した。さらに補酵素NADは本エステラーゼ反応を競合阻害的に、基質ベンツアルデヒドは混合阻害的に強く阻害することを実証した。

6.Cytophaga sp. KUC-1のアルコールデヒドロゲナーゼとアルデヒドデヒドロゲナーゼの両反応を共役することにより、従来の方法より高い感度で種々のアルコールを正確に定量する方法を確立した。両デヒドロゲナーゼは高い安定性を示すので、臨床分析,食品分析,環境分析などの広い分野で応用可能なことを明らかにした。両酵素の単独反応で各種の基質アルコールやアルデヒドを定量することも可能であり、酵素標品を低温下で保存する必要がない点で従来の酵素に比して大きな長所をもつ。本研究では、南極海水から単離した低温菌Cytophaga sp.KUC-1の酵素を対象として、酵素科学的,物理化学的性質を解明するとともに、好冷性酵素の構造と低温での特性を解明することを目的としている。本菌由来のアルデヒドデヒドロゲナーゼは、低温菌由来の酵素であるにもかかわらず、60°C付近に最適反応温度を示し、中温菌酵素と比較してもかなり高い耐熱性を示した。アレニウスプロットの結果、32°Cに遷移温度を持つ二相性が認められ、低温域での活性化エネルギーは中温菌からの同酵素の示す値より低い。すなわち本酵素は耐熱性を示すと共に機能的にも低温条件に適応していると考えられる。円二色性の測定結果も32°C付近での大きな変化を示し、熱による構造面での変化が触媒作用の促進と良く相関していた。本酵素の構成アミノ酸残基中のIle残基含量が高く、本酵素がより強固な疎水性コアを形成しており、高い耐熱性発現の一因となっていることが示唆される。本菌由来のアスパルターゼも耐熱性と好冷性の双方を示し、大腸菌やBacillus属細菌の同酵素のアミノ酸配列と比較した結果、分岐鎖アミノ酸残基数に対するIleの数の比率が好熱菌Bacillus属酵素の値に近似することを示した。本酵素のC-末端のαヘリックス形成能が高いことや、コア形成能が高いことが本酵素の耐熱性発現に寄与していると考えられる。またアルコール代謝において最も重要な役割を果たしているアルコールデヒドロゲナーゼはK_m値が20°Cで最大値を示すのに、最適反応温度が70°Cにあり、50°Cでの活性半減期が200分以上の高い熱安定性を示した。Znを必須金属として含む事実に基づいて、本酵素の触媒機構を解明し、本酵素と上記のAldDHの両反応の共役により種々の基質アルコールを特異的に微量定量する方法を確立した。
水曜海山に生息する核膜構造が不完全な深海微生物の系統進化学的解析

原核生物と真核生物をつなぐ形態を有する生物は見つかっていないので,進化の過程において既に淘汰されてしまったか,あるいは,採取困難な場所に生息しているか,であろう。本研究は,後者の可能性を見込み,伊豆・小笠原沖水曜海山深海底から採取した微生物を用いて当該生物を見出すこと,さらに,当該生物の単離において極微小領域を摘出可能な実験手法を新規に構築すること,を目的とした。透過型電子顕微鏡観察による網羅的なスクリーニングにより,採取した深海ウロコムシに付着する微生物が当該生物である可能性を見出した。また,これらの解析のために,極微小領域の単離が可能なレーザーマイクロダイセクション装置を構築した。ミトコンドリアの細胞内共生時期やその仕組みを解明するために,伊豆・小笠原海域北緯28度33分35分,東経140度38分39分の水曜海山近郊における水深1800メートルの深海底から採取した標品を用いて解析し明らかにすることが本研究の目的である。平成26年度は「深海微生物の構造観察」を中心として解析を行い,あわせて「深海微生物の脂質解析」の準備を行った。具体的な実績は以下のとおりである。深海生物ウロコムシの筋層に付着しミトコンドリアへの共生過程を示唆する新規微生物の微細構造を観察するため,本年度においては,まず,代表者らで開発したレーザーマイクロダイセクターと透過型電子顕微鏡(TEM)を組み合わせた新たな実験手法を開発した。なぜなら,近年,蛍光観察などの手法により形態観察手法は飛躍的に発展してきているものの,蛍光観察を行うにはターゲットの遺伝子情報が必要であり新規生物は対象とできないからである。加えて,詳細な微細構造の観察にはTEMによる観察が欠かせないが,TEMは電子線による結像のため,染色剤を用いて可視下に観察した構造物の「色」によるターゲットの特定は行えないという問題もある。このような場合,一般的には免疫電顕などの抗原抗体反応を用いることになるが,そもそも新規生物に既知の抗体があるはずもなく,本実験手法も無意味となってくる。かかる理由により,本研究達成の第一目標は,これらの問題を解決する実験手法を確立することにある。そこで我々は,独自に開発したレーザーマイクロダイセクションシステムを応用し,可視下に認められた深海底から採取したターゲットを含む直径数μm四方の領域を摘出し,摘出と同時にTEM試料として作成し観察を行う実験系を構築した。真核生物は、原核生物が何らかの過程を経て、核膜など、発達した膜構造を獲得することにより進化したものと考えられているが、原核生物と真核生物をつなぐような生物はこれまでに見つかっていない。島孤フロント上の海底火山である水曜海山は熱水活動が活発であり、こうした未確認の新規生物が存在しうる可能性が高いことから、我々は、当該領域より無作為に採取した多毛類環形動物であるウロコムシの微細構造を透過型電子顕微鏡連続切片により観察していたところ、体表付近および筋層直下に、核膜構造が不完全であり、かつ、ミトコンドリア様の膜構造を持つ未同定の微生物を見いだした。そこで、本微生物の系統進化学上の存在意義を精査するため、ウロコムシ体表からの当該微生物のみの単離、およびメタゲノムおよび脂質解析を行うべく本研究を計画した。本研究は1μm径以下の極微小構造体を核出可能な改良型レーザーマイクロダイセクション(Advanced-LMD;ALMD)装置を開発・改良をし、これを用いて、上述微生物を解析するものである。今年度は、本研究課題当初からの問題点であったサンプル回収装置の改善に主眼を置き、回収デバイスを開発したことで、サンプルロスを大幅に減少させることに成功した。また、本装置およびLC-MS/MSを用いて、ドミノ肝移植後わずか1年で、既に直径数μm程度の極微小アミロイド沈着がおこり、これをシードとしてドナー由来のアミロイドーシスが進行していくことを初めて明らかにした。本研究は1μm径以下の極微小構造体を、組織、細胞等から高精度に切削し、高効率に回収する改良型レーザーマイクロダイセクション(Advanced-LMD; ALMD)装置の開発・改良を行うとともに、これを用いて、小笠原沖水曜海山深海底から採取したウロコムシに付着する種未同定の微生物を解析するものである。具体的には、(1)透過型電子顕微鏡による当該微生物の微細構造観察、(2)メタゲノム解析、(3)ならびに脂質抽出による構成成分解析、である。昨年度までに(1)を終え、今年度においては、限られた試料である水曜海山深海底標本を正確かつ効率よく摘出するため、本研究課題当初からの問題点であったサンプル回収装置の改善に注力し、研究を行った。あわせて、本システムを用いて、TTR型アミロイドーシス肝のドミノ移植による極早期生検サンプル解析を行い、有効性を証明した。結果は以下のとおりである。まず、サンプル回収に用いるガラスキャピラリの脆弱性を改善するため、ガラス外壁をシリコーンチューブで覆った二重構造の回収デバイスを開発した。これにより、ガラス破損によるサンプルロスを大幅に減少させた。次に、信州大学神経内科矢崎らが、ドミノ肝移植後1年時における十二指腸生検病理標品500切片中、3切片において、直径数μm程度の極微小アミロイド沈着を光学顕微鏡及び偏光顕微鏡で確認したことから、本沈着アミロイドをALMDにて摘出し、LC-MS/MSによる構成成分を同定し、これらがドナー肝由来であることを証明した。