hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光刺激反応系を用いたCa2+依存的膵外分泌機構の解明

mAChRは7回膜貫通型のGタンパク質共役型受容体であるため、タイプ1および3の細胞内領域(3ヶ所の細胞内ループとC末端領域)と、光感受性タンパク質であるロドプシンの細胞外および膜貫通領域とのキメラ受容体(opto-XR)を作成し、HEK293細胞に発現させて光刺激で細胞内のCa動態を見た。測定系の確立のため、ポジコンのopto-XRとして、アドレナリンアルファ1受容体と光感受性タンパク質であるロドプシンとのキメラ受容体opto-アルファ1-AR (Airan et al.: Nature 2009)のC末端に、赤色蛍光タンパク質であるtdTomatoを付加してHEK293細胞に発現させ青色光を照射したところ、大きな細胞内Ca上昇が見られた。mAChとロドプシンとのキメラ受容体では、発現させたいくつかの細胞でCaの上昇が見られたものの振動の有無を検出できるまでの精度には至らなく、さらなるツールの開発に取り組んでいる。細胞内のCa2+動態は、多様な生命現象のトリガーとして重要な役割を担っている。本研究では膵腺房細胞からの消化酵素の分泌に関与するCa2+動態の解析を目的とした。我々はこの細胞における細胞内Ca2+上昇パターンがムスカリン作動性アセチルコリン受容体(mAChR)サブタイプ特異的な様式で引き起こされることを明らかにしているが、その特異的変動パターンと消化酵素分泌様式の関係については未解決である。本研究ではこのmAChRのサブタイプ特異的なCa2+応答パターンをオプトジェネティクスで制御し、消化酵素分泌におけるその関与を解明するための足掛かりとした。今後は探索したツールを用いて、より精度の高い光刺激による細胞内Ca2+濃度上昇パターンを誘導できる条件を検討して行く。そして消化酵素の産生・分泌可能な膵臓由来細胞に導入し、Ca2+動態-消化酵素分泌連関の解析を行う。今後はより高い精度で光刺激によって細胞内Ca2+応答をパターン制御できるツールを早い段階で構築して、消化酵素の産生・分泌可能な膵臓由来細胞に導入し、Ca2+動態-消化酵素分泌連関の解析を行う。細胞生理学27年度は研究室の移転予定時期の遅延等、イメージングシステムのセットアップに遅れが出たこと、及び開始したキメラ受容体作成の条件検討に時間を要したため学会発表まで至らなく、旅費の一部、およびその他分が次年度に持ち越しになった。ツールの探索に予定より時間を費やしてしまい、膵腺房細胞への導入にまで至らなかった。よって計上していた動物代、およびウイルスベクター構築関係の費用が次年度への持ち越しとなった。イメージングシステムのセットアップも概ね整ったので、次年度はツールの探索を早い段階で目途を付け、細胞内Ca2+上昇誘導による酵素分泌解析に着手するために使用する。また得られた結果を学会等で発信していくために、旅費分も計上する。光刺激によるCaイメージングの測定系はほぼ確立できているので、次年度はより精度の高いツールを用いて、細胞内Ca上昇による酵素分泌を正確に誘導できる条件を早い段階で検討する。そのためのキメラ受容体作成関連に使用し、また得られた結果を学会等で発表するための旅費分も計上する。
都市における予防型ヒグマ対策の可能性－札幌市西野の事例

都市におけるヒグマ出没予防体制の構築にあたって鍵となるのは住民の意識と行動である。それらを把握すべく、2012年と2014年の2回、札幌市民を対象にアンケート調査を実施した。その結果、ヒグマ出没地域でもヒグマの生息を受容する人が比較的多いこと、出没時に何らかの備えをする人やヒグマについての学習機会を望む人がともに約半数であることなど、不変の傾向が明らかになった。また、住民教育や調査などに加えて被害予防や補償などの対策への期待が高まっていること、またヒグマの出没しない地域でヒグマの生息への態度が厳しくなっていることなど、変化も確認された。初年度の計画に従って、まずヒグマの出没状況を把握するため、出没現場の視察を行い、合わせて近隣住民への聞き取り調査を行った。当初計画では対象地域は西区西野地区を予定していたが、今年度ヒグマの出没はむしろ南区を中心に中央区、清田区、豊平区、手稲区と広範囲に及んだため、西野地区だけでなくそれらの現場をほぼ網羅する形で調査を行った。その結果ヒグマが札幌市外縁辺部に位置する住宅地のすぐ近くあるいはその内部を移動し、時には農作物や生ごみを食べている実態が把握できた。また住民への聞き取りから、行政の出没時住民対応の様子を住民の側から窺い知ることができた。本研究は西野地区を対象地域とするものであるが、今年度行ったこれらの調査を踏まえた結果、札幌市内の他の出没地域からも有益な知見が得られるものと思われるため、今後はそれら地域を西野地区の対照地域としてとりあげ、研究内容をより豊かなものにしてくこととする。今年度予定していた第1回のアンケートによる住民意識・行動調査は、上記の現地調査が予定外に時間を要したため、準備が十分に整わず、やむなく来年度に延期した。現地調査から得られた知見を反映した質問票により、住民の実態と意向を生きいきと把握し、行政の住民対応にも活かせる調査にする予定である。本研究の第2年度にあたる今年度はまず、昨年度に引き続きヒグマの出没状況を把握するため、出没現場の視察を行った。今年度はヒグマの出没が多発し、従来から出没の見られた西区西野地区をはじめ南区南沢、白川、石山、藤野、豊滝地区、手稲区手稲本町、手稲富岡地区に頻出した。このうち南区石山と藤野にまたがる住宅地中心部では新たに、ショッピングモール直近の国道にも出没した。また、これまで出没がまったく見られなかった市中心部の円山および藻岩山に接する住宅密集地域、すなわち中央区宮ヶ丘、円山西町、山鼻地区などにも相次いで出没し目撃された。これらの出没はマスメディアによって連日のように報道され、地元住民だけでなく全国的にも認知され、注目を集めた。札幌市の担当者への聞き取りから、市の対策の考え方、対応手法、体制の概要を知った。また住民への聞き取りから、出没への感情と、行政の出没時対応への評価を、部分的に知ることができた。予定していた第1回のアンケートによる住民意識・行動調査は、新たな出没の状況を踏まえ、事態が鎮静化した冬に実施した。対象地域は、従来からヒグマの出没があった7地域、今年度新たに出没のあった4地域、および出没のない1地域とした。対象者総数は1,500名とした。出没のあった地域では、出没地点から約300m以内に住む人の中から無作為に抽出した。郵送した質問表が到達した1,443名のうち887名から回答を得た(回答率61%)。質問項目は、ヒグマが出没した際に住民のとった行動や感情を問う項目、ヒグマに関して住民がどのような対策を望んでいるかを問う項目、住民教育にどのような内容を望んでいるかを問う項目、将来に向けてヒグマとの間にどのような関係を築きたいと考えているかを問う項目、などから構成した。現在分析作業中である。一昨年度末に実施したアンケートによる住民意識・行動調査(第1回)の結果を、昨年度集計・分析した。その結果は札幌市とその委託業者への説明、学会発表のほか、アンケートに応じてくれた住民自身に向けて送付する形で公開した。今年度はその詳報を論文の形で公刊した。住民の間での情報共有、知識の普及は、住民の安全と安心にとって不可欠の要素であると考えられ、アンケートからも住民自身その機会を要望していることが明らかとなったため、昨年度に引き続き今年度も住民を対象としてヒグマに関する学習会を企画、実施しようと試みた。アンケートで要望を表明した住民の協力を得て小人数の学習会を実施しようと働きかけを行ったが、結果として実施にまでこぎつけることはできなかった。また出没時に極めて積極的に情報収集と発信を行った町内会にも打診したが、結果は同様であった。それとは別に、年度末にアンケートによる住民意識・行動調査(第2回)を行った。

これは2011年度調査で回答を寄せた住民(868人)を対象に、第1回と同様の質問をして、2年間の意識・行動の変化を知るためのものである。併せて第1回にはなかった質問項目を加えた(ヒグマ出没の場所と態様に応じて選好する対処法、および札幌市が新設したヒグマ対策専門部署への評価)。また例年同様、今年度のヒグマ出没地周辺の自然的・社会的諸条件を調査し、関係者の聴き取り調査を行った。昨年度実施したアンケート調査の結果分析を行った。調査の対象地域は、2011年に新たにヒグマの出没のあった地域(「地域A」)、従来から出没のあった市街地(西野=「地域B」)と郊外(「地域C」)、および出没のない地域(「地域D」)である。対象者は、地域A、B、Cでは出没地点から約300m以内に住む人の中から、また地域Dでは地域全体から無作為に抽出した。郵送した質問票が到達した1,443名のうち868名から回答を得た(回答率60%)。分析の結果は以下の通りである。(1)出没地域に住む回答者のうちヒグマが出没した際にそれを身近なこととして認識しなかった人が各地域19ないし30%いた。また認識した人のうち何も対応をしなかった人が各地域23ないし37%いた。住民教育の必要性をうかがわせる。(2)人の住んでいない所にヒグマがいることについて、「いるべき」「いた方がよい」という人と「絶滅すべき」「いない方がよい」という人との比率は地域Aで48%対17%、地域Bで49%対18%、地域Cで42%対28%、地域Dで51%対15%であった。ヒグマとの共存を望む声が多い。(3)行政に望む対策としては、どの地域でも「ごみ管理を住民に指導する」と「ヒグマの生息数・行動範囲・出没要因等を調査する」を支持する人が多く、「春山で捕獲して頭数を抑える」が少ない。(4)ヒグマ学習会が開催されるとしたら参加するかきいたところ、各地域39ないし50%が参加したいと答えた。情報への需要の高さがうかがわれる。この分析結果の報告書を作成し、アンケートに答えてくれた住民に郵送した。また札幌市と同市がヒグマの調査・管理を委託している業者に手渡し説明を行った。分析結果はまた、野生生物保護学会において発表した。そのほかに詳報を投稿準備中である。本研究では2011年度末にアンケートによる住民意識・行動調査(第1回)を実施した。その結果は2012年度と2013年度にわたって、アンケートに応じてくれた住民への報告書送付、札幌市への説明、国内学会発表、論文公刊などの形で公開した。今年度はさらに国際学会においても発表した。それと平行して、2013年度末には再度アンケートによる住民意識・行動調査(第2回)を行った。これは、2011年度実施の第1回調査に回答を寄せた住民(868人)を対象に、第1回とほぼ同様の質問をして、2年間の意識・行動の変化を知るためのものである。今年度はその結果を分析し、第1回同様、アンケートに応じてくれた住民自身に向けて送付する形で公開した。来年度中に国内学会および国際学会において報告し、詳報を論文の形で公刊する予定である。
ファレノプシス葉肉細胞からのプロトプラストの単離,培養および植物体分化誘導

本研究では、ファレノプシスの葉肉細胞からプロトプラストを効率よく単離する条件を明らかにし、得られたプロトプラストの培養条件の検討を行い、これまで成功例のないPLBおよび植物体の分化誘導を試みた。プロトプラストの単離には、無菌材料が得られ、均一性が高いことから、花茎培養由来のシュ-トの最上葉を用いた。これらのシュ-ト葉からのプロトプラストの単離は、以下の手順によって効率よく行なえることが明らかとなった。すなわち、(1)約1mm幅で中央脈に垂直に細切した葉切片を前処理液(B5培地に400ppm PVP添加)に30分浸漬後、(2)25°C、暗黒下で3時間の酵素液処理(B5基本培地に0.1%ベクトリア-ゼYー23,2%セルラ-ゼYC,0.4M sucroseおよび400ppm PVPを添加)を行い、(3)得られたプロトプラスト懸濁液をナイロンメッシュでろ過後、90xgで5分間遠心し、(4)浮上させて回収したプロトプラストを洗浄液(B5培地に400ppm PVPおよび0.4M sucroseを添加)に懸濁し、90xg10分間の遠心を2回行ってプロトプラスを精製する。この方法によってプロトプラストの収量は約1.11.2x10^6個/g fr wtとなった。これらのプロトプラストを種々の条件下で培養したところ、基本培地に0.1mg/1NAA,5mg/1BA,5mg/1adenine,10mg/1Lーornitine・HC1,1g/1Lーglutamine,400ppmPVPを添加した培地(0.18% Gellan Gumでゲル化)において、培養12週間後にプロトプラストの不等第一分裂が認められた。この分裂が認められた細胞のうち頂端細胞はその後も分裂し、数細胞になったが、コロニ-形成はみられなかった。そこで、より分裂能の高いPLBからCPW液(上記の酵素および0.5mannitol,400ppm PVPを添加)を用いてプロトプラストを単離し、上記の培養培地(2mg/1NAA,1mg/1BAに変更)で培養したところ、不等第一分裂およびコロニ-形成が認められた。しかし、これまでのところ植物体分化までにはいたっていない。昭和63年度においては、(1)ファレノプシス葉肉細胞からのプロトプラスト単離条件の検討、および(2)得られたプロトプラストの培養条件の検討を中心に研究計画をたてた。ファレノプシスの場合、プロトプラスト単離用材料としては、無菌材料が得られることと材料としての均一正が高いことなどから、花茎培養によって得られたin vitroのシュート葉を用いた。まずこれらのシュート葉を材料として、プロトプラストの単離条件の予備的な検討を行った。これらの結果の概要を示すと、シュート条件の予備的な検討を行った。

これらの結果の概要を示すと、シュート葉からのプロトプラストの単離には、(1)シュート葉のうち最も新しい葉(最上展開葉)を供試する、(2)シュート葉を中央脈に直角に12mmの幅で細切してから酵素処理を行う、(3)酵素液としては、基本培地(B5)に、2%セルラーゼYC、1%ペクトリアーゼY-23および13%シュークロースを添加したものを用いる、(4)酵素処理は、30°C暗黒で、短時間の振とうよりも静置で数時間行う、(5)得られたプロトプラスト懸濁液を100Xgで5分間遠心し、プロトプラストのみを浮上させて分離する、(6)プロトプラストの精製は、基本培地に13%シュークロースを加えた洗條液中に(5)で分離したプロトプラストを加え、100Xgで15分間遠心して浮上したプロトプラストを回収し、この操作を再度行って精製する、ことなどによって健全なプロトプラストが多数得られることが明らかとなった。これらの単離したプロトプラストを種々の条件で培養したが、細胞分裂は全く認められなかった。したがって、今後は、プロトプラストの培養条件(温度、照度)および培地条件(基本培地の種類、植物生長調節物質の組合わせと濃度)について詳細な検討を行い、細胞分裂とそれに続くコロニー形成誘導を試みる予定である。このコロニー形成に成功した場合、これらからのPLB形成さらには植物体の分化誘導条件を検討することによって、ファレノプシスのプロトプラスト培養が確立されよう。平成元年度においては、ファレノプシスの花茎培養由来のシュ-ト葉から単離したプロトプラストの培養条件を、以下の諸点から検討した。すなわち、(1)Gellan Gum培地中でのプロトプラストの培養、(2)フェノ-ル物質を吸着するポリビニ-ルピロリドン(PVP)添加培地での培養、(3)L-glutamineおよびL-ornitine-HCl添加効果の検討、(4)ココナッツウオ-タ-添加効果の検討、(5)基本培地(B5)に添加してきたadenineとビタミン類の濃度の検討、および(6)植物生長調節物質の濃度の検討、などである。なお、プロトプラストの単離は、以下の手順で行った。すなわち、(1)約1mm幅で細切した葉切片を前処理液(B5培地に400ppm PVP添加)に30分浸漬した後、(2)25°C、暗黒下で2時間30分の酵素液処理(B5培地に0.1%ペクトリア-ゼY-23,2%セルラ-ゼYC,13% sucroseおよび400ppm PVPを添加)を行い、プロトプラスト懸濁液を得た。(3)このプロトプラスト懸濁液をナイロンメッシュでろ過後、90xgで5分間遠心し、プロトプラストを浮上させて回収した。(4)これらのプロトプラストを洗浄液(B5培地に13%、sucroseおよび400ppm PVPを添加)に懸濁し、90xg10分間の遠心を2回行ってプロトプラストを精製した(プロトプラストの収量:約2x10^6個/gf.w.)。25°C、暗黒下において、上述の種々の培地条件でプロトプラストの培養を行った結果(密度:2.5x10^4個/ml)、基本培地に0.1mg/lNAA,5mg/lBA,5mg/l adenine,10mg/l L-ornitine-HCl,1g/l L-glutamine,0.5M Mannitol,2% sucrose,400ppm PVPを添加した培地(0.18% Gellan Gumでゲル化)において、培養12週間後にプロトプラストの第一分裂が認められた。この分裂が認められた細胞はその後も分裂し、数細胞になったが、これまでのところコロニ-形成までにはいたっていない。この数細胞段階からコロニ-形成さらにはPLB形成までの諸条件については、現在検討中である。
エキスパートロボットシステムの開発研究

エキスパートロボットシステムというのはわれわれが名づけたものであるが、要するに、人工知能とロボティクスとを総合したものと考えている。人工知能の研究は古くから行われてきたが、最近は、とくに知識工学と呼ばれる技術の実用化が顕著である。そこで、ロボットのコントロールにこの知識工学の成果を生かすべきだと考え、そこでは何が必要かを模索したのが本研究の出発点であった。得られた成果を以下に記す。(1)知能ロボット制御のためのマルチコンピュータシステムを構築した。知能に関する処理はAPOLLO/DOmain(DN460)(ワークステーション)に行わせ、ロボットの運動制御はVME/10(制御用パソコン)に行わせた。2つのコンピュータはデータの授受が行えるようにした。このシステムは有効であった。(2)4足歩行ロボットの知能歩行に成功した。ロボットは内蔵したCCDカメラで環境(床の段差)を認識し、これに適した歩行ステップ・パターンを決定して歩行を続ける。上記(1)のシステムを適用した。(3)知能ロボット用言語ARP(Advanced Robot Programming言語)を作成して、有効さを確かめた。これは、PROLOGをベースにして、ロボットの制御に必要な割り込み機能などを付加したものである。(4)並列プロセス用言語COLを作成し、ロボット制御に適用して有効性を確認した。ロボット制御においては、センサ処理、軌道まわりのフィードバック処理、座標変換など、複数のプロセスが並行して進んでいる。これを矛盾なく処理するソフトウエアシステムが不可欠である。COLは、この必要性にかんがみて開発されたものであった。最近、益々話題の中心となっている知能工学の成果をロボット技術に取り込もうというのが本研究の目的のひとつであるが、今年度は下記のような成果を得た。(1) 4足歩行ロボットの知能歩行の実現......4足歩行ロボット(12自由度,24個のセンサ、12個のアクチュエータを装備)は昨年度までに完成していたが、これの動的知能歩行を行わせて成功した。昨年度は、前足と後足を同時に(左あるいは右について)振り出す平行動歩行を行わせたが、若干不自然であり、これを改良する必要があった。今年度は、まず、対角線上の足(例えば、左前足と右後足)を同時に振り上す対角効歩行を試みた。この場合は、2本の足を縮めることによって床から浮かせるのであるが、着地している対角線上の2足の足が含まれる平面はほとんど静止した位置を保つことができる。何故ならば、2本の足を浮かせることにより生ずる反力、反トルクは平面に対してつりあうからである。又、歩行面に段差がある場合にも歩行は成功した。この場合、段差はTVカメラでとらえ、それに対する歩容の決定はPROLOGで書かれたプログラムが行なった。(2)制御用ソフトウェアシステムの完備......上記のように、歩容決定などの知能操作はPRILOGによって書かれた。一方、運動制御のソフトはPascalによって書かれた。これら二つのソフトは異なるコンピュータの上で動作する。それらはAPOLLO/DomainとVME10である。これらのコンピュータ間での通信を行えるようなソフトウェアシステムを作り上げることによって、知能活動を運動制御とを結びつけることができた。このソフトウェアシステムはこれからの研究に大いに役立つと思われる。
日本中世手工業生産史の考古学的研究

本年度は陶磁器・木漆器などほかの手工業生産の動向を検討しながら、土師器生産の特質を考察することを課題とした。土師器に関しては、模倣生産を手がかりに1516世紀の状況を整理し、消費者の意向を反映しつつどのように展開したかを検討した。ほかの手工業生産については、鉄器、木漆器などの研究状況の把握をすすめたものの、じゅうぶんに比較対照するまでには至らなかった。ただし、土師器生産については一応の整理ができたことで(論文にて公表)、検討の見通しがたつ段階には到達した。土師器生産集団を抽出する研究の一環として、宇治市域の中世資料を集成し、出土資料の変遷を検討した。宇治市域は平安京に隣接する地理的環境から、これまでは京都産土師器の編年をそのまま適用して年代を決定してきた。しかしながら、近年の研究成果は京都産土師器の供給圏が現在の京都市にほぼ限定されていたことを明らかにしている。この動向をふまえ、近畿地方で多く出土し、編年も安定している瓦器椀との共伴関係を手がかりに、宇治市域出土資料の編年研究をおこなった。1116世紀の変遷を明らかにし、京都産土師器の編年とのズレを指摘した。京都産土師器にあらわれる型式学的特徴のほとんどは、ほぼ同時期に宇治市域の土師器生産にも受容されたが、その存続期間には大きな時間的ズレがあった。資料の制約もあって、生産集団の抽出については予察の提示にとどまったが、京都産土師器の生産地に隣接した地域が独自の動きをみせていたことが明らかになり、生産の持質を考える重要な材料が得られた。なお、この成果は報告書付載の論文にまとめた。考古学の解釈理論に関する検討は、研究計画の遂行のなかで派生し、昨年度から継続してきた課題である。本年度は歴史考古学の学史を整理を通じて、現在の視点や方法論の形成過程を検討した。これは中間報告として口頭発表をおこなった。昨年度にうかびあがった三つの課題について、本年度は研究をおこなった。ひとつは、土師器の器名の問題である。従来は器名について知られていても、それが実際どの製品に対応するかはじゅうぶんに検討されてこなかった。この考証作業は文献史料から生産の問題を考えるうえでも重要である。昨年度から検討をつづけてきたが、本年度もいくつかの史料を補訂し、研究成果としてまとめることができた。史料調査などで、書籍購入などをおこなった。第二の課題は、土師器の属性分析から生産集団の相違をみるものである。中世後期の状況については、昨年度から引き続いて検討をすすめ、資料調査もおこなったが、本年度は1213世紀の状況をあらたに検討することができた。平泉・韮山・鎌倉は、中世政治史において重要な地域であり、都市の成立という観点からの議論がおこなわれている。その関連で工人・職人の移動が想定されてきたが、これらの地域で出土する土師器をとりあげて検討することで、土師器工人は移動しないと結論づけた。この成果を論考として公表したが、資料調査による旅費、文房具費などを支出した。また、工人集団の動向を把握する史料の調査もおこなった。第三の課題として、考古学の解釈理論に関する検討がある。これは、昨年度から継続して着手するなかで、考古学における資料解釈という根本的な部分から再検討する必要性を認識した結果である。本研究ではまた、模倣行為の意味を理論的にあとづけることも課題のひとつと位置づけているが、これらの解決のためには、文献史学・美術史学など隣接諸分野の成果を参照することが不可欠である。関連分野の書籍を相当量購入した。以上の課題は歴史考古学全体をみわたしてもじゅうぶんに議論されていない領域であり、まだ萌芽的な域を出るものではないが、いくつかの論点を中間報告として、口頭で発表した。

資料の制約もあって、生産集団の抽出については予察の提示にとどまったが、京都産土師器の生産地に隣接した地域が独自の動きをみせていたことが明らかになり、生産の持質を考える重要な材料が得られた。なお、この成果は報告書付載の論文にまとめた。考古学の解釈理論に関する検討は、研究計画の遂行のなかで派生し、昨年度から継続してきた課題である。本年度は歴史考古学の学史を整理を通じて、現在の視点や方法論の形成過程を検討した。これは中間報告として口頭発表をおこなった。
乳房領域における高分解能拡散強調画像の臨床応用

本研究ではReadout Segmented Echo Plannar Imaging法という新しい技術を用い、乳房領域における高分解能拡散強調画像の改良を行った。それにより従来法でみられた画像の歪み、低空間分解能といった問題を解決し、造影剤を用いることなく高い画質で乳癌を描出することが可能となった。他方、従来法と異なるアーチファクトの出現する問題や「見かけの拡散係数」といわれる定量値が従来法と異なる問題などについては研究期間内で解決することができなかった。また撮像時間が従来法より長い点がデメリットであると考えられた。Readout Segmented Echo Plannar Imaging法を用いた拡散強調画像は造影剤を使うことなく高空間分解能で乳癌を描出できる非侵襲的診断法である。現状においても診断能の向上が見られたが、明らかになった問題点を解消することにより、さらに高い精度の画像診断を臨床に還元することが可能であると考えられた。1)RESOLVEDWIとSingle Shot EPI DWIの比較。乳房MRIの連続40症例について二種類の拡散強調画像を撮影。具体的にはRESOLVEとSingle Shot EPIを撮像し、T2強調画像やダイナミックMRIといったスタンダードな乳房MRIシーケンスと画質を比較検討した。結果、従来法ではゆがみにより乳房の短縮、乳頭の形状の描出不良が見られていたのがRESOLVEでは大幅な改善が見られた。また、画質劣化の原因となる脂肪抑制のムラについても改善が見られた。ただ、乳房外に従来法では見られないアーチファクトの出現が見られた。本検討内容については、国際磁気共鳴医学会(ISMRM2011)に発表した。2)撮像パラメータの最適化。共同研究者の梶迫技師によるファントム実験の検討などにより、画質の改善、撮像時間の短縮においてRESOLVEのshot数は7程度が最適なパラメーターであることが分かった。その後高分解能RESOLVEの撮像パラメータを決定した。3)高分解能RESOLVEの撮像開始。現在50例程度撮影した。うち、腫瘤性病変のない26例につき、従来法と診断能について比較検討を行った。従来法が感度43%、特異度79%に対し、高分解能RESOLVEでは感度86%特異度74%と診断能が向上していた。ゆがみの改善、高分解能撮像は診断能の改善に結びつくことが示唆された。この成果については日本磁気共鳴医学会に発表した。2011年度には、RESOLVEがゆがみに強く、従来法と比べて画質が改善することを国際磁気共鳴医学会で報告できた。その後、撮像パラメータの最適化を行い、シーケンスを決定。さらにRESOLVEを用いた高分解能拡散強調画像が、DCISといった微小病変の診断能が向上する可能性があることについて日本磁気共鳴医学会に成果を報告することができた。これらの内容は従来報告されておらず、拡散強調画像の高画質化、診断能の向上に寄与するものと考えられる。ただ、論文としての成果報告が終わっていないため、現在鋭意作成中であるRESOLVEを用いた高分解能拡散強調画像が診断能の向上に寄与すると考えられるため、さらに症例を積み重ねる。拡散強調画像の定量値である見かけの拡散係数(ADC)が従来法とどのように異なるかについても検討の課題である。海外の報告では大きな変化がないというものが多いが、我々の経験では、RESOLVEのADCは従来法より少し高く、特に乳腺で顕著である。こういった現象が何によって起こっているのかについて、技師や機器メーカーと共同でファントム実験などと併せ検討していく。メルボルンで開催される国際磁気共鳴学会にて研究成果を発表するため、旅費を使用する。その後、英文誌に成果を投稿するため、英文校正などに用いる。また、FDG-PETなど核医学的手法も拡散強調画像と競合するモダリティと考えられるため、アメリカで開催される核医学会への旅費にも使用する予定。上記ADCの変化についてはファントム実験を行うため、物品の購入に充てる。MRIのメンテナンス費用などにも使用する予定。
幹細胞の運命決定を担うニッチの分子基盤の解明および幹細胞移植への応用

幹細胞の運命決定機構を解明し幹細胞移植を実現するため、まずメラノサイト幹細胞の運命決定(生存・増殖・分化)において鍵になる分子指標を設定し、幹細胞の微小環境(ニッチ)由来の細胞外因子がそれらの分子指標(とくにMitf)を制御する機構を明らかにするべく研究をすすめている。早発性白髪のモデルマウスに着目し、色素幹細胞維持に必須の遺伝子として色素細胞のマスター遺伝子としても知られるMitf(microphthalmia associated transcription factor)および細胞の生存に関わるBcl2を同定した。さらに、詳しく毛包の再生のどの時期に、MitfおよびBcl2が必須であるのか、欠損によりどのような形質を呈するのか調べた。その結果、色素幹細胞が毛包のバルジ領域において、休眠状態に入る際にBcl2が色素幹細胞の生存に必須であることが判明した。また、Mitfの変異により、色素幹細胞がニッチに相当するバルジ領域において分化してしまうという現象が明らかになった。生理的な加齢によりおこる白髪においても同様の現象が確認され、加齢に伴い色素幹細胞の維持が不完全となってくることが明らかになった。今後、さらに幹細胞の運命決定、或いは自己複製に必須と思われる遺伝子の機能をconditional knockout systemにてvivoで確認する。さらに、ニッチをvitroで再現し幹細胞をex vivoで増幅維持する方法を確立する。幹細胞の純化、培養、移植の方法を樹立し再生医療につなげるべく研究をすすめている。これまでに、皮膚毛包内の色素細胞(メラノサイト)の幹細胞を同定し、幹細胞周囲のの微小環境:ニッチが幹細胞の運命決定において優勢に働くことをこれまでに示してきた(Nishimura,2002)。ニッチを介する幹細胞維持機構を解明するため、ひきつづきDct-lacZトランスジェニックマウスのシステム(色素幹細胞検出マウス)を用いて、まず幹細胞維持に必須の幹細胞側のintrinsic factorを同定するための実験を行った。マウスにおいてメラノサイトの幹細胞の維持が出来ない場合に、進行性に白毛が増加する形質を示す可能性を想定し、早発性白髪のモデルマウスであるbcl2の欠損マウス、および、メラノサイトのマスター制御因子であるbHLH zip typeの転写因子をコードするMitfの変異マウスであるvitiligoミュータントマウスを色素幹細胞検出マウス(Dct-lacZ/+)と交配し、色素幹細胞、および増殖分化したメラノサイトの各々の細胞集団について検討した。bcl2の欠損マウスにおいては、毛母に存在する分化したメラノサイトを残して、ニッチに存在するメラノサイト幹細胞が、ほぼ同調し選択的にアポトーシスにて消失すること、幹細胞が休眠状態に入る直前に消失することが判明した。vitiligoマウスにおいては幹細胞およびその子孫細胞が毛周期ごとに少しずつ双方が異常を示すこと、Bcl-2とMitfが幹細胞の自己維持においては必須であることが判明した。
幾何学的フラストレーションの強い系におけるスピン液体状態の研究

反強磁性的に相互作用する大きさ1/2のスピンが二次元三角格子状に配置されたときの基底状態と最低エネルギー励起を調べるためにスピン液体状態を示すことがわかっている有機物質κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3とEtMe_3Sb[Pd(dmit)_2]_2の熱伝導率測定を100mK以下の極低温まで行った。κ-(BEDT-TTF)_2Cu_2(CN)_3についてはスピンギャップのあるスピン液体であることが初めて見出された。一方、EtMe_3Sb[Pd(dmit)_2]_2においてはギャップのないスピン液体であり、絶縁体であるにも関わらずに金属のような熱伝導性を示すことが分かった。反強磁性的に相互作用する大きさ1/2のスピンが二次元三角格子状に配置されたときの基底状態と最低エネルギー励起を調べるためにスピン液体状態を示すことがわかっている有機物質κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3の熱伝導率測定を100mK以下の極低温まで行った。良い接触抵抗を得られるための工夫をした結果、80mKまで信頼できる測定ができるようになり、その熱伝導率の結果からこのスピン液体はある種のスピンギャップを持つ物質であることがわかった。また測定のノウハウを確立することで複数の試料で再現性の良い結果を10Kまでの広い温度範囲にわたって得ることができ、スピンギャップのあるスピン液体状態であることがはじめて確立された。6K付近に相転移を示唆するようなピーク構造を示すことも始めて発見された。このスピンギャップの大きさが特徴的なエネルギースケールと比べて非常に小さいことがわかった。これらはこの物質の基底状態を調べる上で大変意義深い結果である。上記の結果を予想以上に早く得ることができたために、類似のスピン液体物質であるEtMe3Sb[Pd(dmit)2]2]についても測定を始めることができた。κ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3の時と同様に端子付けの最適化などの測定のノウハウを確立するところから始めて、予備的な結果を得るところまで行うことができた。驚くべきことにκ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3とは全く違う熱伝導率の温度依存性を示唆する結果が既に現れており、今年度の研究の展開に非常に期待が持てる。昨年度に引き続きスピン液体状態をもつ有機物EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2の熱伝導率測定を行った。驚くべきことにこの物質においては極低温で大きな熱伝導率を示し、温度に比例する項が最低温まで残っていることが分かった。この振る舞いは昨年度行ったκ-(BEDT-TTF)2Cu2(CN)3とは全く異なり、本質的に異なるスピン液体状態が存在していることを明らかにした。このような温度に比例する項が存在するということはそのスピン励起は最低温までギャップレスに残っていることを意味する。二次元三角格子系におけるギャップレススピン励起の候補としてスピノンと呼ばれるフェルミ粒子が理論的に有望視されているが、それを明らかにするために我々は熱ホール効果の測定に挑戦した。これは強磁場中において熱流に対して直角方向に温度差が現れる現象で電子系ではよく知られているがスピン系ではまったく測定例がない。しかし、スピノン励起に対しては熱ホール効果が存在することが最近理論的に示されその存在が注目を集めていた。我々は熱ホール効果を最低温度から12テスラの強磁場までの測定を試みたが、測定精度の範囲内においてその存在を確認することはできなかった。このように今年度は異なるスピン液体物質において全く異なるスピン液体状態が存在することが明らかになった。本研究において見つかった二つのスピン液体状態の本質、物質との関係を明らかにしていくことにより低次元スピン系の新しい研究領域が広がっていくものと期待できる。
精子機能・形成過程におけるミトコンドリア型PHGPxの機能および発現調節機構の解析

ミトコンドリア型PHGPxは精子形成の際、誘導がかかりこの誘導の低下は精子形成の低下、運動能低下をひきおこし、男性不妊症をひきおこす。Balb/cマウスの週齢による精巣分化において、ミトコンドリア型PHGPxのmRNAは2週ではほとんど発現していないのに対して、6週では著しい誘導がかかる。そこでマウスPHGPxゲノム遺伝子を用いて、プロモーター領域への転写制御因子の結合量の変化をゲルシフトアッセイを用いて検討したところ、2週と6週齢で著しく結合量が増加する領域を3カ所見いだした。そのうち一カ所はSP-1と思われるコアプロモーター領域で、残り2カ所(以後FとG)は、体細胞を用いたルシフェラーゼアッセイからエンハンサー領域と思われる領域に一致した。そこで次にこのFとGに結合する転写因子の結合の様式についてゲルシフトアッセイ系を用いて検討した。G領域には既知の転写因子としてGATA配列がみられたが、GATA配列を変異させたプローブでも競合阻害がかかった。一方GATAの上流に存在するAA配列をTTに変異させたプローブでは、競合阻害がかからなかった。このことから転写因子GはGATA以外の配列を認識する新規の転写因子である可能性が考えられた。一方F領域も同様にAAA配列をTTT変異させたプローブでは競合阻害がかからなくなり、この配列を含む配列を認識していることが明らかとなった。一方、ライディヒ細胞に傷害を与えるEthan dimethansulfonate(EDS)の腹空投与3週目に、マウス精巣の分化の傷害がおきるが、このとき,ミトコンドリア型PHGPxのmRNAの発現が低下することを見いだした。この3週目の精巣核蛋白質のプローブFとGの結合能について検討したところ、特にGプロープについて著しい結合の低下がみられた。このことからも転写因子Gは精子形成におけるPHGPxの発現制御に重要な役割を担っていることが明らかになった。RT-PCR法を用いて、ミトコンドリア型PHGPxと非ミトコンドリア型PHGPxのmRNAの発現を検討したところ、培養細胞や腎臓などの体細胞では、非ミトコンドリア型PHGPxの発現は高く、ミトコンドリア型PHGPxの発現は低かった。精巣のみミトコンドリア型PHGPxの発現が高かった。精巣おいび腎臓のマウス週齢におけるmRNAの発現を検討したところ、精巣では3週齢よりミトコンドリア型PHGPxの発現が上昇したが、腎臓ではみられず、ミトコンドリア型PHGPxの発現に臓器特異性がみられた。またカゼイン誘導好中球の培養によりミトコンドリア型PHGPxが誘導されてくることを見いだした。このように非ミトコンドリア型PHGPxの発現は常在的に高いのに対し、ミトコンドリア型PHGPxは誘導型であることが明らかとなった。マウスPHGPxのゲノム遺伝子のプロモーター活性をルシフェラーゼをレポーター遺伝子として構築し、マウスL929細胞を用いて検討した。非ミトコンドリア型PHGPxのプロモーター活性はミトコンドリア型PHGPxのプロモーター活性の3倍高かった。3'側からプロモーター領域を欠損することにより、ミトコンドリア型PHGPxおよび非ミトコンドリア型PHGPxの2カ所のコアプロモーター領域を明らかにした。プロモーター領域を5'上流より欠損したところ、意外にもミトコンドリア型PHGPxのプロモーター活性が上昇する領域(エンハンサー領域)約40bp存在することが明らかとなった。このことは逆に体細胞では5'上流領域によりエンハンサー領域が抑制されていることが明らかになった。ミトコンドリア型PHGPxは精子形成の際、誘導がかかりこの誘導の低下は男性不妊症をひきおこす。そこで体細胞でみられたエンハンサー領域に精子形成過程で結合する核蛋白質の変動がみられるかいなかについてゲルシフトアッセイを行った。その結果、このエンハンサー領域において精子形成過程により核蛋白質の結合量が増大することを見いだした。

この3週目の精巣核蛋白質のプローブFとGの結合能について検討したところ、特にGプロープについて著しい結合の低下がみられた。このことからも転写因子Gは精子形成におけるPHGPxの発現制御に重要な役割を担っていることが明らかになった。
用水・廃水の高度処理技術開発・政策提案に関する企画調査

本企画調査研究は用水・廃水の高度処理に関連する事項を再整理し、効率的な大規模研究領域を立ち上げるためのネットワーク、研究事項、内外の研究状況をまとめ、最終的には新規の特定領域たちあげのための申請書を作成することに目的を置いた。約7回のワークショップを通じ、グローバルな持続可能性をミッションした水システムを構築するため、「自律分散持続型」水システム、すなわち、多様な水資源の存在のなかでシステムの参加主体が意思決定を行うことができ、持続可能なメンテナンスを実現できる小規模分散型システムを創成するための要素技術(システム創成のための技術とシステムの維持アセスメント技術)の開発が必要であるという共通認識を持つに至った。そこで、平成15年度新規領域「自律分散持続型水シメテムの創成」の発足を申請した。この領域は具体的には、以下の2つのサブ領域より構成される。(1)重層的システムの構成を可能とするシステム間のインターフェース技術の開発、参加型メンテナンスの支援システムの開発、都市再生・リスクコミュニケーション支援システムの開発および自然環境調和型水処理技術の開発(2)水システム安全性評価の確立、分散型水源の健全度評価手法の確立、微量有害化学物質の動態のモニタリング方法の確立この構想は平成15年1月に開催された(社)土木学会の環境工学委員会40周年記念シンポジウムにおいてパネルディスカッションが行われ、さらに深い論議が行われた。
地下深部における塩素含有ジャモン石族鉱物の形成プロセスの研究

地下ボーリングコアと露頭試料で部分的にジャモン石化したダンカンラン岩試料中の塩素含有ジャモン石相を含む薄片試料をシンプリメット(設置)で作成した。それらについて、偏光顕微鏡(設置)で低倍から高倍までの全視野的組織観察と分析領域を決めて、ジャモン石相のEPMAによる定量分析と格子像等による構造の解析をした。塩素の分布位置は、約2万点のX線強度のカラーマッピング写真の作成により、塩素がカンラン石の周辺に存在することが広範囲に裏付けられた。格子像とEDXによる同時分析データから、塩素は細粒状ジャモン石相に多く濃縮され、殆んどの塩素は約百Åスケールのリザダイト結晶領域に存在し、ごく微量に円筒状のクリソタイル結晶にも存在することが分った。塩素のジャモン石相内での分布状態は、格子像からの検討により、リザダイト結晶粒間や構造中のOH位置の置換そして積層欠陥領域に介在する3つの可能性が裏付けられたが、格子像写真の広い領域を占めるリザダイト結晶粒間に多く介在している可能性が高い。約2百個のEPMA定量分析データ、格子像と偏光写真像との関係から、ジャモン石相は8面体(M)と4面体(Si)陽イオンの比(M/Si)からリザダイト(M/Si=1.701.90)、クリソタイル(1.521.70)とアンチゴライト(1.52)に分けられることが導き出された。この陽イオン比からもカンラン石(1.952.05)に近いのがリザダイトでカンラン石が変質する初期の塩素含有鉱物相であることが裏付けられた。これは、従来ジャモン石が同組成の多形であることと違って、組成と共に結晶構造配列も異ってくることを示している。Si-Mg-Fe三角図で形成プロセスを考察すると、カンラン石→塩素リザダイト→(塩素)クリソタイル→アンチゴライトに変質と共に進むことが分った。炭素質隕石中の含水珪酸塩相にもこの方法を応用して、2種の試料での結晶相の分類できることを示した。
中間小説誌の研究－昭和期メディアの読者獲得戦略－

2018年度における事業全体の活動としては、今後の研究方針に関するミーティング及び論文や学会発表に向けた研究会を計6回開催した。研究会では中間小説誌の掲載作品、執筆作家、関連するメディアイベントを対象に意見交換しており、それに基づき研究代表者、研究分担者が多角的に研究を推進した。研究代表者である牧野悠は、中間小説誌における時代小説ジャンルを考察する目的から、山田風太郎作品を対象に調査・分析を行った。本研究は、牧野悠(2018)「歴史をあざむく陰のわざー柴田錬三郎と山田風太郎の忍法小説ー」(『昭和文学研究』第76集)で提示した、昭和期大衆文学における忍者・忍法についての問題系を継承・発展させたものであり、今後も継続的に検討していく。また、中間小説誌の書き手を多数輩出した長谷川伸を中心とするグループ「新鷹会」と、その機関誌『大衆文藝』に関し、国立国会図書館及び日本近代文学館において所蔵資料調査を行った。研究分担者である小嶋洋輔は、第三の新人による純文学誌に掲載された私小説作品と、中間小説誌に発表されたエッセイとの関係性を解析した。小嶋は基盤研究(C)17K02464「〈私〉性の調査と〈自己語り〉ジャンルとの比較による日本「私小説」の総合的研究」の研究分担者でもあるため、私小説ジャンルの変容に中間小説誌が果たした役割という独自の視座からの検討を続けている。研究分担者である高橋孝次は、中間小説誌及び周縁に位置する雑誌群を舞台とするメディアイベントとしての文学賞について、調査・分析を進めている。2019年5月に開催される昭和文学会第64回研究集会において、このテーマに基づく発表が決定している。高橋は基盤研究(C)16K02400「水上勉自筆資料の総合的調査による研究基盤形成」の研究分担者でもあり、中間小説誌における水上勉の位置付けについても、並行して研究を継続している。2018年度は、本事業の前身である基盤研究(C)24520205「中間小説誌の研究ー昭和期メディア編成史の構築に向けて」における調査で取得した資料を活用したこともあり、論文や学会発表といった成果を予想以上に多く発信できた。2名の分担者は他の科研費事業にも携わっているため、良質な相乗効果があったと考えられる。また、研究代表者である牧野は、『大衆文藝』に関する調査の過程で、戦中期の大衆文学読者から発された中間小説を待望する言説や、「中間小説」の語が一般化していく過程で大衆小説がいかに反応したかを示す資料を収集した。また、推理小説専門誌『宝石』の誌名を継承した、光文社刊『小説宝石』についても調査している。入手した情報は、参加研究者間で共有され、今後の研究において参照されるだろう。一方で、当初計画していた小説作品と挿絵の関係性についての分析は、予定よりも遅れている。資料調査において意識的に挿絵の収集も続けているため、それらを積極的に活用し、成果へとつなげたい。2018年度から引き続き、研究代表者と研究分担者が、それぞれの問題意識に基づく論文発表及び学会発表を継続する。とりわけ、高橋による昭和文学会での発表を事業全体で支援する。そこで示された知見や研究手法が共有されることで、各人が取り組む研究の円滑化も期待できる。さらに、研究代表者及び研究分担者による共同研究として、文藝春秋新社を対象とする調査・分析を開始する。文藝春秋新社は、戦前より発行され、戦後は三大中間小説誌の一角であった『オール讀物』の発行元である。これまでの調査で先駆的な数々の試みがなされていたと判明しており、より重点的に検討する必要性を認識しているためである。なお、目次や掲載コンテンツとともに、グラビア及び広告も調査対象とする。『オール讀物』では、作家を被写体とするグラビア企画が度々企画されており、同時代の作家表象を考察する手がかりとなるだろう。また、広告の調査は、想定読者をより明確に推測するための有力な参照項たり得ると予想したためである。以上で入手した情報を、HPでデータベースとして発信する基盤整備にも着手したい。小嶋は基盤研究(C)17K02464「〈私〉性の調査と〈自己語り〉

ジャンルとの比較による日本「私小説」の総合的研究」の研究分担者でもあるため、私小説ジャンルの変容に中間小説誌が果たした役割という独自の視座からの検討を続けている。研究分担者である高橋孝次は、中間小説誌及び周縁に位置する雑誌群を舞台とするメディアイベントとしての文学賞について、調査・分析を進めている。2019年5月に開催される昭和文学会第64回研究集会において、このテーマに基づく発表が決定している。高橋は基盤研究(C)16K02400「水上勉自筆資料の総合的調査による研究基盤形成」の研究分担者でもあり、中間小説誌における水上勉の位置付けについても、並行して研究を継続している。2018年度は、本事業の前身である基盤研究(C)24520205「中間小説誌の研究ー昭和期メディア編成史の構築に向けて」における調査で取得した資料を活用したこともあり、論文や学会発表といった成果を予想以上に多く発信できた。2名の分担者は他の科研費事業にも携わっているため、良質な相乗効果があったと考えられる。また、研究代表者である牧野は、『大衆文藝』に関する調査の過程で、戦中期の大衆文学読者から発された中間小説を待望する言説や、「中間小説」の語が一般化していく過程で大衆小説がいかに反応したかを示す資料を収集した。また、推理小説専門誌『宝石』の誌名を継承した、光文社刊『小説宝石』についても調査している。入手した情報は、参加研究者間で共有され、今後の研究において参照されるだろう。一方で、当初計画していた小説作品と挿絵の関係性についての分析は、予定よりも遅れている。資料調査において意識的に挿絵の収集も続けているため、それらを積極的に活用し、成果へとつなげたい。2018年度から引き続き、研究代表者と研究分担者が、それぞれの問題意識に基づく論文発表及び学会発表を継続する。とりわけ、高橋による昭和文学会での発表を事業全体で支援する。そこで示された知見や研究手法が共有されることで、各人が取り組む研究の円滑化も期待できる。さらに、研究代表者及び研究分担者による共同研究として、文藝春秋新社を対象とする調査・分析を開始する。文藝春秋新社は、戦前より発行され、戦後は三大中間小説誌の一角であった『オール讀物』の発行元である。これまでの調査で先駆的な数々の試みがなされていたと判明しており、より重点的に検討する必要性を認識しているためである。なお、目次や掲載コンテンツとともに、グラビア及び広告も調査対象とする。『オール讀物』では、作家を被写体とするグラビア企画が度々企画されており、同時代の作家表象を考察する手がかりとなるだろう。また、広告の調査は、想定読者をより明確に推測するための有力な参照項たり得ると予想したためである。以上で入手した情報を、HPでデータベースとして発信する基盤整備にも着手したい。短期間で集中的に資料調査を行った結果、宿泊費及び交通費を大幅に節約できたためである。国会図書館等では従来よりも複写サービスが充実し、調査が効率化した結果、1日あたりの複写枚数が増加し、赴く回数を抑えることができた。また、複写費用として計上した「その他」の経費についても、国立国会図書館で資料のデジタル化が進んだため、費用を抑えることができた。差額については、次年度以降に調査の期間・回数・範囲の充実に用いる予定である。具体的には、複写対象とする雑誌コンテンツの追加や、比較的複写費の高額な日本近代文学館、大宅壮一文庫等での大規模な調査に充てたい。
エマルジョンロジン-アルミニウムイオン系におけるサイズ発現機構

サイズ処理のうち、アニオン性のエマルジョンロジンサイズ剤を用いた硫酸アルミニウム添加系のサイズ処理におけるサイズ剤成分のリテンション機構と、シート中に保持されたサイズ剤成分のサイズ発現機構を明らかにすることを目的とし、以下の結果が得られた。まず、熱分解ガスクロマトグラフィー等の機器分析によるシート中の微量サイズ剤およびアルミニウム成分の定量法を確立した。これらの定量法を用いたところ、パルプサスペンションに添加した硫酸アルミニウムの三価のAIイオンはパルプ繊維中の微量官能基である解離したカルボキシル基との間で極めて迅速にイオン結合を形成することが明らかになった。そして形成されたアルミニウムのカチオンサイトを接点としてアニオン性のロジンエマルジョンをイオン結合によってパルプ表面に吸着させる。ところが、この形成されたイオン結合は、アルカリを加えて抄紙系のpHを上げた場合、エマルジョンロジン粒子の破壊等により切断されてしまう。このように、エマルジョンロジンサイズ-アルミニウムイオン系のシートへのリテンション機構がパルプ中のカルボキシル基を接点とした短時間のイオン結合形成に支配されていることが明になった。次に、本系のサイズ発見機構を検討するため、シート中に保持されたロジン分子の特性や化学構造を検討した。手法としては、1)セルラーゼ処理残渣の機器分析、2)シートの有機溶剤抽出、3)13Cでラべルした脂肪酸エマルジョンの固体13C-NMR分析等を用いた。その結果、シート中のロジン分子はアルミニウム塩を形成せずに、遊離のカルボン酸の形で存在して紙のサイズ性に寄与していることが明らかになった。また、シート中のロジン成分のシート内での分布状態の形成にアルミニウムが関与している可能性が示唆された。エマルジョンロジン-アルミニウムイオン系のサイズ発現機構に関する基本的な問題点は、1)パルプ繊維へのロジン成分のリテンション機構、2)リテンション後のシート内での分布状態、3)リテンション後のロジン成分の構造変化、3)それらとサイズ発現との相関と言える。本年度は、ロジン添加シート中の少量のロジン成分を熱分解ガスクロマトグラフィー(PY-GC)によって定量する条件を確立し、シートのサイズ度とロジン量との相関を求めることであった。シート約5mgに水酸化テトラメチルアンモニウムをロジン成分のカルボキシル基のメチル化剤として添加し、450°Cで熱分解することにより、PY-GCによりロジン成分を定量できることを見いだした。そこで、ロジン添加量、硫酸アルミニウム添加量、パルプ中のカルボキシル基量を変化させて調製した種々のシート中のサイズ度とPY-GCによって得られたロジン量との相関を検討し、以下の新たな知見を得ることができた。1) pH=47の条件では、ロジン成分量とサイズ度は正の相関があった。2)パルプ中に少量含まれるカルボキシル基を接点としてロジン成分が吸着、リテインされる機構が明らかになり、パルプ中の水酸基はロジンのリテンションに関与していないことが明確になった。3)パルプ中のカルボキシル基に疎水性基を共有結合で導入してもサイズ性が現れないことから、シート中のロジン成分は分子オーダーで分布しているのではなく、ある程度の凝集体として分布していることを示唆している。4)セルラーゼ処理によるシート中のロジン成分の分析から、ロジンの一部はアルミニウム塩を形成してサイズ性が現れている。5)アルミニウムイオンはパルプ中のカルボキシル基を接点としてオリゴマーを形成している可能性がある。

まず、熱分解ガスクロマトグラフィー等の機器分析によるシート中の微量サイズ剤およびアルミニウム成分の定量法を確立した。これらの定量法を用いたところ、パルプサスペンションに添加した硫酸アルミニウムの三価のA1イオンはパルプ繊維中の微量官能基である解離したカルボキシル基との間で極めて迅速にイオン結合を形成することが明らかになった。そして形成されたアルミニウムのカチオンサイトを接点としてアニオン性のロジンエマルジョンをイオン結合によってパルプ表面に吸着させる。ところが、この形成されたイオン結合は、アルカリを加えて抄紙系のpHを上げた場合、エマルジョンロジン粒子の破壊等により切断されてしまう。このように、エマルジョンロジンサイズ-アルミニウムイオン系のシートへのリテンション機構がパルプ中のカルボキシル基を接点とした短時間のイオン結合形成に支配されていることが明になった。次に、本系のサイズ発現機構を検討するため、シート中に保持されたロジン分子の特性や化学構造を検討した。手法としては、1)セルラーゼ処理残渣の機器分析、2)シートの有機溶剤抽出、3)13Cでラベルした脂肪酸エマルジョンの固体13C-NMR分析等を用いた。その結果、シート中のロジン分子はアルミニウム塩を形成せずに、遊離のカルボン酸の形で存在して紙のサイズ性に寄与していることが明らかになった。また、シート中のロジン成分のシート内での分布状態の形成にアルミニウムが関与している可能性が示唆された。