hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不分岐コホモロジー群と不変体の有理性問題

ネーター問題を含む不変体の有理性問題に対して,<1>不分岐コホモロジー群と有理性問題;<2>代数的トーラスの有理性問題とその応用;<3>半単項式作用による不変体の有理性問題;<4>代数幾何と数論のアルゴリズム開発とその応用の研究を行う.代数幾何,数論幾何,数論,群論,環論,表現論,計算代数における理論・手法を駆使し,当該分野の研究を先導してきたJ-P. Serre氏, D. Saltman氏, J.-L. Colliot-Thelene氏らの数学を発展させていく.理論的研究と計算による具体的な構成を行い,理論が具体例の計算を生み,具体例の計算が理論を生むことを目指す.ネーター問題を含む不変体の有理性問題に対して,<1>不分岐コホモロジー群と有理性問題;<2>代数的トーラスの有理性問題とその応用;<3>半単項式作用による不変体の有理性問題;<4>代数幾何と数論のアルゴリズム開発とその応用の研究を行う.代数幾何,数論幾何,数論,群論,環論,表現論,計算代数における理論・手法を駆使し,当該分野の研究を先導してきたJ-P. Serre氏, D. Saltman氏, J.-L. Colliot-Thelene氏らの数学を発展させていく.理論的研究と計算による具体的な構成を行い,理論が具体例の計算を生み,具体例の計算が理論を生むことを目指す.
遺伝子発現過程のOIMによるシミュレーション

発生・分化といった遺伝情報プログラムを理解する鍵は、位置と時間軸によって決定されている様々な遺伝子の転写制御機構を明らかにすることである。発生過程で細胞分化の運命決定を行う、ホメオボックス蛋白質などを代表する調節因子や基本因子の精製や遺伝子単離により、遺伝情報プログラムを担う物質的基盤、いわばハードの部分の解明が進んだ今、そのソフトにあたる制御機構の研究の推進が急務である。ところが、遺伝子発現過程は転写、mRNAプロセシング、mRNA輸送、翻訳など多段階反応を伴う複雑な反応過程で、さらにその反応過程は複数の蛋白のリン酸化やアセチル化などにより制御されている。これらの概念を表現し解析しうるシミュレーションモデルは未だ作られていない。これは、遺伝子発現の動的過程を測定するような実験系が存在しないため、基礎データが決定的に不足している上、細胞内位置情報や時間軸を考慮し、実測データと参照可能な生物シミュレーターモデルが存在しないためであると思われる。本研究は、遺伝子発現の動的過程を細胞内モニターしたうえで、動的遺伝子発現調節とダイナミックな細胞運命選択モデルをリンクしたシミュレーションモデルを樹立することを目標として本研究をスタートした。我々が考案したBiobje(当初はobject interference model(OIM)と呼んでいた)は細胞内のシグナル伝達や遺伝子発現過程を表現する新しいシミュレーターで、独自のstochasticモデルに一部deterministicな処理を加味している。Biobjeを用いることにより、細胞内の蛋白やmRNAの輸送や分解などといった現象を考慮したモデルを樹立することが可能となり、in silicoでの思考実験ができるようになった。現在、時計遺伝子の発現制御系において、細胞内の蛋白やmRNAの輸送や分解速度、核内転写部位などを様々に変化させて、Biobjeによる計算データと実測値との相関を調べている。今後は、Biobjeを多様な思考実験に適応できるよう、バージョンアップをしていく予定である。
イネ変異体を利用した核内倍加制御機構の解明

核内倍加は一部の体細胞が核DNA量を倍加させる現象で、多くの被子植物に見られる。申請者はシロイヌナズナの倍加関連因子として知られるサイクリンA2 (CYCA2)が欠損すると、通常は核内倍加を起こさないイネが倍加を起こすことを明らかにした。シロイヌナズナとイネの間にはCYCA2に関連する異なる倍加制御のメカニズムがあると考えられるが、イネcyca2変異体は2Cと4Cの細胞だけからなることから(G2期の延長)、他の因子が8C以上の細胞が生じるのを抑制していることが示唆される。そこでイネ倍加変異体に加えて、環境因子など外的要因によって倍加細胞が誘導される現象を利用することによって核内倍加に関わる分子機構の解明を目指す。(1)イネの倍加抑制には複数の因子が関わっている可能性がある。放射線変異体系統では遺伝子の大規模欠損が起きているため、これまでに得られなかった変異体を単離することが期待できる。そこで核内倍加で生じると考えられる形質を示す放射線変異体系統を入手し、解析を行ったが倍加の生じている個体は得られなかった。(2)単離したcyca2変異体では、CYCA2特異的なC末のドメインに欠損が生じており、弱い変異形質を示している可能性がある。イネにおけるCYCA2の役割とA2特異的ドメインの機能を検証するために、CYCA2を完全に欠失した変異体を作出することにした。現在、形質転換体を再生中である。(3)マメ科植物に寄生する根粒菌や、多くの陸上植物に感染するアーバスキュラー菌根菌の感染が宿主植物に核内倍加を誘導することが知られている。アーバスキュラー菌根菌を感染させたイネの細胞に巨大化した核を観察することができた。これまで核内倍加に関連する因子としてイネCYCA2の解析を行ってきたが、同じ遺伝子の研究結果が他のグループよって報告された。そこで当初の計画を変更し、研究の新規性と精度を上げるための実験を現在実施している。マメ科植物に寄生する根粒菌や、多くの陸上植物に感染するアーバスキュラー菌根菌の感染が宿主植物に核内倍加を誘導することが知られている。アーバスキュラー菌根菌を感染させたイネの細胞に巨大化した核を検出できたので、巨大化細胞の核相を調べる。DNA量が増加していた場合には、免疫染色もしくはFISH法により染色体数を同定する。さらに巨大化細胞において核内倍加が生じていた場合には、発現解析を行い核内倍加の誘導をイネで抑制している因子を同定する。これまで核内倍加に関連する因子としてイネCYCA2の解析を行ってきたが、同じ遺伝子の結果がQuらによって報告された(doi: 10.1093/jxb/ery158)。これまでの結果から核内倍加の誘導は単一遺伝子の破壊では十分ではなかったので、他の倍加関連遺伝子も破壊し、制御因子の同定と機能解析を行う。シロイヌナズナとイネの間にはCYCA2に関連する異なる倍加制御のメカニズムがあると考えられるが、イネcyca2変異体は2Cと4Cの細胞だけからなることから、他の因子が8C以上の細胞が生じる(progression)のを抑制していることが示唆される。そこでCYCA2による倍加制御の仕組みと核内倍加の有無を決定するメカニズムを明らかにするために、(1)イネCYCA2と相互作用する因子の同定、(2) CYCA2プロモーターからG2期特異的転写因子に関るシス配列を同定、(3)イネ倍加変異体をもとにprogressionを起こす変異体の新たな単離を目標とした。CYCA2分解系の制御因子として知られるCCS52AとCYCA2との相互作用がイネでは見られなかったことから、シロイヌナズナとは異なる分解制御がイネで行われていることが示唆された。イネcyca2変異体の胚乳では倍加が促進されていたことから、倍加組織である胚乳でのCYCA2の機能はシロイヌナズナと同じである可能性が高く、CYCA2の組織特異的な制御が考えられた。また倍加を誘導する薬剤のスクリーニングを行ったところ、クロマチン構造がイネ倍加抑制に影響を与えていることが示唆された。8C以上の倍加を示す多重変異体を作出するために、DNAトランスポゾン(nDart1/aDart)挿入による倍加変異体を圃場栽培してその後代を得た。さらにcyca2変異体をEMS処理し、圃場展開することを新たに計画している。イネ培養細胞を用いた同調培養の系が確立できなかったため、CYCA2プロモーターのG2期特異的転写に関わるシス因子の解析が進んでいない。また形質転換体の栽培スペースが限られたため、形質転換体の作出が予定より遅れている核内倍加は一部の体細胞が核DNA量を倍加させる現象で、多くの被子植物に見られる。

シロイヌナズナとイネの間にはCYCA2に関連する異なる倍加制御のメカニズムがあると考えられるが、イネcyca2変異体は2Cと4Cの細胞だけからなることから(G2期の延長)、他の因子が8C以上の細胞が生じるのを抑制していることが示唆される。そこでイネ倍加変異体に加えて、環境因子など外的要因によって倍加細胞が誘導される現象を利用することによって核内倍加に関わる分子機構の解明を目指す。(1)イネCYCA2の発現時期と組織特異性を同定するために、CYCA2プロモーター下に蛍光タンパク質を連結させたベクターを導入したイネ形質転換体を作出した。(2)これまでに8C以上の細胞を生じるイネ変異体が得られなかったことから、イネの倍加抑制には複数の因子が関わっている可能性がある。放射線変異体系統では遺伝子の大規模欠損が起きているため、これまでに得られなかった変異体を単離することが期待できる。そこで核内倍加で生じると考えられる形質を示す放射線変異体系統を入手し、解析を行うこととした。(3)マメ科植物に寄生する根粒菌や、多くの陸上植物に感染するアーバスキュラー菌根菌の感染が宿主植物に核内倍加を誘導することが知られている。アーバスキュラー菌根菌を感染させたイネの細胞に巨大化した核を観察することができた。他研究機関への移動(転職)を年度内に行った。その際に植物の育生他、実験の大部分を一時停止することになった。また新しい研究環境での設備整備にも時間を要した。核内倍加は一部の体細胞が核DNA量を倍加させる現象で、多くの被子植物に見られる。申請者はシロイヌナズナの倍加関連因子として知られるサイクリンA2 (CYCA2)が欠損すると、通常は核内倍加を起こさないイネが倍加を起こすことを明らかにした。(1)イネの倍加抑制には複数の因子が関わっている可能性がある。そこで核内倍加で生じると考えられる形質を示す放射線変異体系統を入手し、解析を行ったが倍加の生じている個体は得られなかった。(2)単離したcyca2変異体では、CYCA2特異的なC末のドメインに欠損が生じており、弱い変異形質を示している可能性がある。イネにおけるCYCA2の役割とA2特異的ドメインの機能を検証するために、CYCA2を完全に欠失した変異体を作出することにした。現在、形質転換体を再生中である。これまで核内倍加に関連する因子としてイネCYCA2の解析を行ってきたが、同じ遺伝子の研究結果が他のグループよって報告された。そこで当初の計画を変更し、研究の新規性と精度を上げるための実験を現在実施している。(1)イネCYCA2の組織特異性を明らかとするために、発現時期と発現部位を同定する。
光合成色素の窒素・炭素同位体組成による海洋光合成生物の生物地球化学サイクルの復元

本年度は,光合成細菌進化の地球史を通した総合的な理を目指して,クロロ色素とその分解物を指標として用いて過去の水界の生物活動,代謝,並びに古環境を復元するための,方法論の確立に重点を置いて研究を展開した。本年度の第一の取り組みとして,自身のこれまでの研究内容を含めた先行研究に関する網羅的な検証を行い,今後の研究分野の方向性の指針となる論文をまとめ上げた。これにおいて,「分子化石のタフォノミー」という新しい概念を提唱した。研究対象である有機分子(クロロフィルおよびその地層中から見つかる誘導体を包含する)に関して,(1)有機化学的な視点からの研究の重要性を認識し,有機合成による化合物の性質の分析の試み,及び重要天然化合物の半合成による標品の作成を行った;(2)生物学的,特に近年急速に発展を遂げつつあるプロティスト研究分野との連携・環境生物学的な視点の導入を試みるべく,微生物生態学会,国際生物学賞記念シンポジウム,藻類学会,光合成学会などで自身の研究を発表し,新たな研究分野間の連携の道を模索した。その成果として,23年度の日本地球惑星科学連合大会において,分野融合型の研究セッションを代表コンビーナとして立ち上げることが出来た(B-BG21「光エネルギーを巡る生命システムの進化ダイナミクス」);(3)さらに,理論モデル研究者と共同研究を行い,石油の根源岩となるような非常に有機物に富む堆積岩の形成における真核藻類の役割の重要性と,その進化がもたらした古海洋環境の変遷に関する研究を遂行し,論文を投稿した。光合成細菌進化の地球史を通した総合的な理解を目指して、好気的な紅色細菌のグループや絶対嫌気的な緑色硫黄細菌、あるいは酸素発生型の光合成を行うシアノバクテリアの生理生態を、同位体化学的な手法を用いて解明する研究に取り組んでいる。本年度の第一の取り組みとして、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いたクロロフィル色素の分子レベル窒素・炭素安定同位体組成分析のための単離精製法を開発した。海水・湖沼水懸濁物試料および表層堆積物中のクロロフィル色素及びその初期分解生成物(フェオフィチン、シクロフェオフォルバイドなど)については、二段階のHPLCにより単離を行うことに成功した。この手法を用い、福井県の水月湖で得られた第四紀の堆積物コア試料からクロロフィル色素類を単離し、その炭素及び窒素の安定同位体組成を測定し、最終氷期以降の光合成一次生産の質的な変動を解明した。また、黒海で得られた表層堆積物からクロロフィル色素類を単離し、その炭素14年代を測定し、この海域におけるクロロフィル類の生産・分解・保存のダイナミクスの理解を試みている。一方、世界各地域の水域の表層堆積物を分析してクロロフィルdを検出した。これにより、従来考慮されなかったクロロフィルdの吸収波長領域の太陽光(700-750nm)が、実際には海洋の一次生産に少なからず利用されていることを示した(Science誌に報告)。また、本年度の第二の取り組みとして、古い堆積岩中に取り込まれているクロロフィルの続成生成物(ポルフィリン)に由来する化合物であるマレイミドを酸化的な処理により抽出し、HPLCで精製して、その窒素及び炭素の安定同位体組成を測定する手法を開発した。この過程で、太古代末期の堆積岩から緑色硫黄細菌に起因すると考えられるマレイミドを検出した(AGU 2008 Fall Meetingにて報告)。1:高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いたクロロフィル色素の分子レベル窒素・炭素安定同位体組成分析のための単離精製法の開発に取り組み,堆積物中のクロロフィル色素誘導体を、二段階のHPLCにより単離を行う手法の改善に取り組んだ。一方で、溶媒では抽出されないクロロフィル起源の化合物を、酸化的な処理によりマレイミド類として抽出して,HPLCにより抽出物中の夾雑物をほぼ取り除くことで、ガスクロマトグラフィー/燃焼/同位体質量分析計での同位体分析を可能にした。これにより、続成作用の進んだ堆積岩からも、クロロフィル起源物質の窒素同位体組成を測定し、過去の光合成生物の窒素代謝に関して研究する道を開いた。2:シアノバクテリアの単離株を様々な条件下で培養し、それらの細胞全体の窒素同位体比、クロロフィルの同位体比、及びアミノ酸の窒素同位体組成を測定した。これにより、シアノバクテリアの細胞内における同位体組成の分布の理解が進展し、シアノバクテリアに由来するバイオマーカーの分子レベル同位体組成を解釈する上で非常に重要な基礎データが得られた。3:堆積物中に非常に多量に見いだされるシクロフェオフォルバイドaエノールというクロロフィルの誘導体に着目し、様々な海洋堆積物中の同化合物を検出、定量した。クロロフィルを誘導して同化合物の標品を半合成した。これを用いて、シクロフェオフォルバイドaエノールをHPLCとNMR分析装置により定量する手法を開発した。4:筑波大学と共同で、シアノバクテリアを細胞内に共生させた珪藻の同位体トレーサー実験を行なった。重窒素ガス雰囲気下で培養した共生体からクロロフィル類を抽出、単離し、宿主である珪藻だけが合成する色素が同位体ラベルされていることを確認した。これにより,共生シアノバクテリアが窒素固定を行い,宿主である珪藻への窒素を供給していることを発見した。

本年度は,光合成細菌進化の地球史を通した総合的な理を目指して,クロロ色素とその分解物を指標として用いて過去の水界の生物活動,代謝,並びに古環境を復元するための,方法論の確立に重点を置いて研究を展開した。本年度の第一の取り組みとして,自身のこれまでの研究内容を含めた先行研究に関する網羅的な検証を行い,今後の研究分野の方向性の指針となる論文をまとめ上げた。これにおいて,「分子化石のタフォノミー」という新しい概念を提唱した。研究対象である有機分子(クロロフィルおよびその地層中から見つかる誘導体を包含する)に関して,(1)有機化学的な視点からの研究の重要性を認識し,有機合成による化合物の性質の分析の試み,及び重要天然化合物の半合成による標品の作成を行った;(2)生物学的,特に近年急速に発展を遂げつつあるプロティスト研究分野との連携・環境生物学的な視点の導入を試みるべく,微生物生態学会,国際生物学賞記念シンポジウム,藻類学会,光合成学会などで自身の研究を発表し,新たな研究分野間の連携の道を模索した。その成果として,23年度の日本地球惑星科学連合大会において,分野融合型の研究セッションを代表コンビーナとして立ち上げることが出来た(B-BG21「光エネルギーを巡る生命システムの進化ダイナミクス」);(3)さらに,理論モデル研究者と共同研究を行い,石油の根源岩となるような非常に有機物に富む堆積岩の形成における真核藻類の役割の重要性と,その進化がもたらした古海洋環境の変遷に関する研究を遂行し,論文を投稿した。
電波シンクロトロン偏光を用いた超新星残骸の磁気乱流の起源と宇宙線加速過程の解明

超新星残骸(以下、SNRと略す)での宇宙線加速過程と被加速粒子の最高エネルギーは現代宇宙物理学最大の謎のひとつである。SNRでの宇宙線加速はSNR衝撃波の運動エネルギーの一部を宇宙線加速に消費することを想定している。標準的な宇宙線加速理論では、これらは磁気乱流の乱流磁場構造に強く依存する。しかし、SNRでの磁場の直接測定が難しいため乱流磁場の特性が最も不定性の大きいパラメーターとなっている。また、これまでの先行研究では高効率な宇宙線加速によりSNRの衝撃波構造や磁場構造が変調するモデルが広く受け入れられている。実際、天球面上のSNRの膨張速度を測定し見積もられる衝撃波速度が予言する下流の温度と実際の下流の温度との差異から評価される宇宙線加速効率は衝撃波構造を変調させるほど強い。しかしながら、この見積もりは天球面上の膨張速度から衝撃波速度を見積もるため、SNRまでの距離を正確に決める必要がある。これは天文観測において最も難しい課題の1つである。また、この標準モデルは最新のX線とガンマ線の観測を同時に説明できないことが明らかとなっており、修正を必要としている。本研究ではSNRの乱流磁場の特性を電波シンクロトロン偏光観測から測定する手法の開発し、宇宙線の加速過程と達成されるべき最高エネルギーを解明することを目指している。その過程で、米国・ウィスコンシン大学のAlex Lazarian氏との共同研究によりSNRでの乱流磁場のエネルギースペクトル指数をシンクロトロン偏光放射強度の二点相関解析から測定する手法を世界で初めて開発し、実際のSNRのデータに世界で初めて適用した。また、水素原子輝線の偏光観測により宇宙線加速効率をSNRまでの距離の不定性なく推定されることを世界で初めて示した。29年度が最終年度であるため、記入しない。超新星残骸(以下、SNRと略す)での宇宙線加速過程と加速された宇宙線の最高エネルギーは現代宇宙物理学最大の謎のひとつである。現在広く受け入れられている加速機構によると、これらは磁気乱流の性質に強く依存する。これまでの先行研究では、高効率な宇宙線加速によりSNRの衝撃波構造や磁場構造が変調する一次元モデル(以下、標準モデルと呼ぶ)が特に注目されてきた。SNRでの宇宙線加速効率は、水素バルマー輝線放射の固有運動から測定された衝撃波速度が予言する下流の温度と実際の下流の温度との差異から見積もられており、いずれのSNRでも衝撃波構造を変調しうるほど十分高い。また近年、現実的な星間媒質の密度非一様性を考慮するだけでSNR衝撃波が波打ち、下流で乱流ダイナモ機構により磁場が増幅されることが多次元の磁気流体シミュレーションにより指摘されている(以下、非一様モデルと呼ぶ)。この磁気乱流駆動機構はSNRで必ず起こるため、非一様モデルは宇宙線の起源に新たな視点から迫るものとして期待されている。本研究ではSNRの電波シンクロトロン放射の偏光観測から磁気乱流スペクトルを解析する手法を開発することを目的とし、不定性の少ない非一様モデルで解析を進めている。その過程の中で、非一様モデルでは衝撃波面が波打つことにより衝撃波面接線方向成分のエネルギーフラックスが散逸されず、たとえ宇宙線加速を考慮していなくても、衝撃波速度が予言する下流の温度と実際の下流の温度との間に差異を作ることに注目してきた。当該年度では非一様モデルからのバルマー輝線放射を計算し、実際の観測と同様な手法で宇宙線加速効率を擬似測定した。その結果、先行研究で見積もられた宇宙線加速効率には星間媒質の密度揺らぎの振幅程度の不定性があることを複数のパラメーターのシミュレーションを基に示し、さらにそれとおおまかに一致する準解析的な評価を得た。本研究はSNRでの宇宙線加速過程と加速された宇宙線の最高エネルギーを解明するために理解が不可欠な磁気乱流の性質を、電波シンクロトロン放射の偏光観測から解析する手法を開発することが目的である。SNRで期待される磁気乱流の起源には宇宙線自身が背景流体に影響を与える標準モデルによるものや、SNR衝撃波が星間媒質の密度非一様性によって衝撃波面が波打ち下流で乱流ダイナモ機構により磁場が増幅する非一様モデルによるものなどが考えられる。これまでの先行研究では標準モデルが注目されてきたが、これは最新のX線とガンマ線の観測を同時に説明できていない。そのため、標準モデルの見直しや多次元の効果の精査が課題となっている。当該年度の研究では星間媒質の効果を考慮した多次元の非一様モデルによって、先行研究で示唆されていた高い宇宙線加速効率には星間媒質の密度非一様性の振幅程度の不定性があることを示した。我々の数値計算結果によると、典型的な星間媒質を再現した場合は衝撃波の運動エネルギーのうち最大約40 %が散逸されず、見かけの宇宙線加速効率が大きくなる。これは当該分野に対して非常に大きいインパクトを与えた。さらに精密に非一様モデルの影響を調べるため線形理論に基づき衝撃波を解析している。当該年度では磁気流体シミュレーションを行って予定どおり磁気乱流場を得た。このシミュレーションデータを基にシンクロトロン偏波の解析コードを作成している。一方でSNRでの宇宙線加速過程と磁気乱流の性質に対する非一様モデルの重要性がより強固なものになるので、上述の研究を行った。

また、非一様モデルの線形解析はシンクロトロン放射の偏光解析の結果を正確に解釈するために必要な作業でもあったので、研究の実質的な進捗の遅れは少ない。超新星残骸(以下、SNRと略す)での宇宙線加速過程と被加速粒子の最高エネルギーは現代宇宙物理学最大の謎のひとつである。SNRでの宇宙線加速はSNR衝撃波の運動エネルギーの一部を宇宙線加速に消費することを想定している。標準的な宇宙線加速理論では、これらは磁気乱流の乱流磁場構造に強く依存する。しかし、SNRでの磁場の直接測定が難しいため乱流磁場の特性が最も不定性の大きいパラメーターとなっている。また、これまでの先行研究では高効率な宇宙線加速によりSNRの衝撃波構造や磁場構造が変調するモデルが広く受け入れられている。実際、天球面上のSNRの膨張速度を測定し見積もられる衝撃波速度が予言する下流の温度と実際の下流の温度との差異から評価される宇宙線加速効率は衝撃波構造を変調させるほど強い。しかしながら、この見積もりは天球面上の膨張速度から衝撃波速度を見積もるため、SNRまでの距離を正確に決める必要がある。これは天文観測において最も難しい課題の1つである。また、この標準モデルは最新のX線とガンマ線の観測を同時に説明できないことが明らかとなっており、修正を必要としている。本研究ではSNRの乱流磁場の特性を電波シンクロトロン偏光観測から測定する手法の開発し、宇宙線の加速過程と達成されるべき最高エネルギーを解明することを目指している。その過程で、米国・ウィスコンシン大学のAlex Lazarian氏との共同研究によりSNRでの乱流磁場のエネルギースペクトル指数をシンクロトロン偏光放射強度の二点相関解析から測定する手法を世界で初めて開発した。また、宇宙線加速効率をSNRまでの距離の不定性なしに測定することを目指し、水素原子輝線の偏光放射モデルを構築した。本研究ではSNRでの宇宙線加速加速過程と到達可能な最高エネルギーの解明のために理解することが不可欠な乱流磁場の特性を、電波シンクロトロン放射の偏光観測から解析することが目標である。SNRでの宇宙線加速の標準モデルでは高効率な宇宙線加速により宇宙線が背景流体に反作用効果を及ぼし、宇宙線自身がプラズマ不安定性を通して磁気乱流を駆動する。この標準モデルは最新のX線とガンマ線の観測を同時に説明できないため、修正を必要としている。また、高効率な宇宙線加速を示唆するこれまでの観測では、天球面上の膨張速度から衝撃波速度を見積もる必要があるので、SNRまでの距離の不定性を解消することが難しい。当該年度の研究では米国・ウィスコンシン大学のAlex Lazarian氏との共同研究により、電波シンクロトロン偏光放射強度の二点相関解析から乱流磁場のスペクトル指数を測定する手法を世界で初めて開発した。結果は現在論文にまとめ、国際学術雑誌に投稿中である。また、宇宙線加速に消費された衝撃波の運動エネルギーを測定するため、SNR衝撃波からの水素原子偏光輝線放射の放射モデルを構築した。水素原子輝線の偏光放射は、水素原子に衝突するプラズマ粒子が非等方な速度分布をもつ場合に発せられ、この異方性が強いほど高い偏光度が達成される。SNR衝撃波が宇宙線加速により下流の熱エネルギーを損失した場合、水素原子に衝突するプラズマ粒子の速度分布の異方性が大きくなり、宇宙線を加速していない場合と比べて観測される偏光度が大きくなる。
レーザー光を用いた齲蝕識別システムの構築

齲蝕識別装置の試作にあたり、可視光が透過し、口腔内へ挿入可能なことが可能であることから、歯科治療用Er:YAGレーザーの照射用チップ(P400T、モリタ製作所)をプローブとして利用した。He-Neレーザーから出力された光をプローブに入射し、先端から出射される光の強さをパワーメータ(PM20、ソーラボ)で測定した。プローブ先端に黒色の塗料を塗布した場合の光出力を測定した後、プローブ先端を模擬試料に接触させてプローブ先端の塗料を一部剥離させた。再度光の強さを測定した結果、試料との接触前と比べて光出力が有意に向上し、光出力を測定することで試料の硬さを測定し、齲蝕を識別できることが示唆された。平成18年度から2年間の文部科学省科学研究補助金(基盤研究(C))「レーザーの色吸収特性を用いたう蝕の選択的除去」、平成20年度から3年間の文部科学省科学研究補助金(基盤研究(C))「レーザー高吸収体配合齲蝕検知液を用いたう蝕の選択的除去」、平成23年度から3年間の文部科学省科学研究補助金(基盤研究(C))「臨床におけるEr:YAGレーザーによる選択的う蝕除去法の確立」から得たエビデンスを元に、レーザー治療だけでなく、すべての切削器具での齲蝕治療において、術者の経験に左右されず齲蝕除去を確認できる方法を確立するための研究である。これまで齲蝕治療に使われてきた齲蝕検知液は、齲蝕の残存を染色により確認するために、一旦齲蝕削除を休止して、染色、水洗し、確認後また齲蝕削除を開始するという煩雑な手技を行わなければならなかった。また現在市販されているカリオテスターは、測定には先端チップを取り外し、測定用のPCで測定しなければならないなどの臨床で煩雑な操作が必要となる。今回の齲蝕識別装置を併用した齲蝕除去により、術者の経験に左右されることなく、齲蝕治療の経験の浅い若い歯科医師でも、齲蝕部のみを的確に除去できる術式が確立されると考えられる。またこの齲蝕識別装置を用いることにより、暫間的間接覆髄法の経過観察において簡便に軟化象牙質の再石灰化の確認が硬さを指標として可能となることから不必要な歯髄除去を防ぐことできることが考えられることから、今後さらに加速度を増す高齢社会においての患者のQOLの実現ために、また医療費削減のために、できる限り侵襲のすくない歯科治療にとどめることは重要で、本研究の臨床的意義は高いものと思われる。齲蝕識別装置の試作にあたり、可視光が透過し、口腔内へ挿入可能なこと、および取り外して洗浄・消毒を行うことが可能であることから、歯科治療用Er:YAGレーザーの照射用チップ(P400T、モリタ製作所)を硬さ測定用のプローブとして利用することとした。その後、プローブから出力される光の強さを測定した結果、試料との接触前と比べて光出力が有意に向上し、光出力を測定することで試料の硬さを測定し、齲蝕を識別できることが示唆された。平成18年度から2年間の文部科学省科学研究費補助金(基盤研究(C))「レーザーの色吸収特性を用いたう蝕の選択的除去」、平成20年度から3年間の文部科学省科学研究費補助金(基盤研究(C))「レーザー高吸収体配合齲蝕検知液を用いたう蝕の選択的除去」、平成23年度から3年間の文部科学省科学研究費補助金(基盤研究(C))「臨床におけるEr:YAGレーザーによる選択的う蝕除去法の確立」から得たエビデンスを元に、レーザー治療だけでなく、すべての切削器具での齲蝕治療において、術者の経験に左右されず齲蝕除去を確認できる方法を確立するための研究を行う。またこの齲蝕識別装置を用いることにより、暫間的間接覆髄法の経過観察において簡便に軟化象牙質の再石灰化の確認が硬さを指標として可能となることから不必要な歯髄除去を防ぐことできることが考えられることから、今後さらに加速度を増す高齢社会においての患者のQOLの実現のために、また医療費削減のために、できる限り侵襲の少ない歯科治療にとどめることは重要で、本研究の臨床的意義は高いものと思われる。

レーザー光を用いた齲蝕識別装置の作製齲蝕識別装置の試作にあたり、可視光が透過し、口腔内へ挿入可能なこと、および取り外して洗浄・消毒を行うことが可能であることから、歯科治療用Er:YAGレーザーの照射用チップ(P400T、モリタ製作所)を硬さ測定用のプローブとして利用することとした。He-Neレーザーから出力された光をプローブに入射し、先端から出射される光の強さをパワーメータ(PM20、ソーラボ)で測定した。プローブ先端に黒色の塗料を塗布した場合の光出力を測定した後、プローブ先端を模擬試料に接触させてプローブ先端の塗料を一部剥離させた。その後、プローブから出力される光の強さを測定した結果、試料との接触前と比べて光出力が有意に向上し、光出力を測定することで試料の硬さを測定し、齲蝕を識別できることが示唆された。上記の実験で用いた歯科治療用Er:YAGレーザーの照射チップは既に歯科治療で使用されていることから、齲蝕識別装置の早期実用化に適しているが、プローブからの反射光強度が低く、検出が困難であることがわかった。このため、上記の実験ではプローブからの反射光ではなく透過光を測定しているが、齲蝕識別装置を小型化するためには反射光を測定することが好ましい。そこで、プローブからの反射光強度を高めるため、先端を円錐等の形状に加工した光ファイバーを用いたプローブを新たに設計した。齲蝕識別装置の試作にあたり、可視光が透過し、口腔内へ挿入可能なこと、および取り外して洗浄・消毒を行うことが可能であることから、歯科治療用Er:YAGレーザーの照射用チップ(P400T、モリタ製作所)を硬さ測定用のプローブとして利用した。この実験で用いた歯科治療用Er:YAGレーザーの照射チップは既に歯科治療で使用されていることから、齲蝕識別装置の早期実用化に適しているが、プローブからの反射光強度が低く、検出が困難であることがわかった。そこで、プローブからの反射光強度を高めるため、新たなプローブを独自に設計し、歯科治療の現場でも利用可能な改良型の試作機を製作した。この試作機でウシ歯の健全象牙質と脱灰象牙質の識別を試みた結果、統計的に有意な差をもって健全象牙質と脱灰象牙質を識別することに成功した。独自に設計した改良型試作機について特許出願を予定している。齲蝕識別装置の試作にあたり、可視光が透過し、口腔内へ挿入可能なことが可能であることから、歯科治療用Er:YAGレーザーの照射用チップ(P400T、モリタ製作所)をプローブとして利用した。再度光の強さを測定した結果、試料との接触前と比べて光出力が有意に向上し、光出力を測定することで試料の硬さを測定し、齲蝕を識別できることが示唆された。ただし、現時点ではプローブ先端へ黒色塗料を均一に塗布できておらず、試料の硬さを正確に測定できない状況であるため、今後、容易かつ短時間にプローブ先端へ黒色塗料を均一に塗布できる手法を検討する。
AKRマウス胎仔肝細胞移入にて再建されたSCIDマウスの特異な免疫反応機構の解析

AKR胎仔肝細胞をSCIDマウスに移植することでリンパ球系を安定的に再建することに成功した(FLTマウス)。マウス骨髄細胞によるSCIDマウスのリンパ球系再建はその程度や機能面において不完全であるとの報告と異なり、胎仔肝細胞による再建は大変効率的であった。FLTマウスのTおよびBリンパ球機能は、正常マウスと殆ど変わることなく、機能的にもリンパ球系は再建されていた。FLTマウスのT細胞機能を脾細胞及びリンパ節細胞で比較検討したところ、脾細胞ではホスト反応性があるのに対し、リンパ節細胞ではその反応性がないという特異な現象が認められた。しかし、脾細胞においてもセルサイズの増大や、IL-2Rの発現は認められず、in vivoで活性化されている証拠はなかった。事実、FLTマウスは外見上異常なく、組織学的検討においても、リンパ球浸潤等の組織変化は認められなかった。T細胞レセプターのVbetaレパートリーを脾細胞とリンパ節細胞で比較したが、MIsに対するクローン除去はいずれの細胞群でも誘導されていた。以上よりFLTマウスで認められたホスト反応性はin vitroにおける見かけ上の反応ではないかと考えられた。脾臓におけるホスト反応性細胞が胸腺由来であるかどうかを胸腺細胞を用いたMLRで検討したが、胸腺細胞は、IL-2存在下及び非存在下いずれにおいてもホスト反応性を示さなかった。一方リンパ節細胞では、IL-2によりホスト反応性が誘導され、リンパ節にはホスト反応性細胞は存在するが無反応状態になっていることが示された。この結果は、FLTマウスの脾とリンパ節の間に組織特異的抗原が存在し、末梢レベルにおいてもT細胞分化と免疫寛容が制御されていることを示唆するものであると考えられた。
骨芽細胞における細胞外基質タンパク質POEMの機能解析

細胞外マトリックスタンパク質POEM(pre-osteoblastepidermalgrowthfactor-like repeat protein with meprin, A5 protein, and receptor protein-tyrosine phosphatase μdomain)は、強い細胞接着能を有し、骨および腎臓の器官形成における細胞-細胞外マトリックスの相互作用に重要な役割を果たしていると考えられている。骨芽細胞前駆細胞は、骨の形成すべき場所に遊走し、増殖・凝集しながら機能的な成熟骨芽細胞に分化するが、この過程には種々の細胞接着因子が関与していると考えられている。POEMは未分化な骨芽細胞で発現が高く、その発現制御機構を解明することは、骨形成と細胞接着の関連を検討していく上で重要である。しかし、骨芽細胞におけるPOEMの発現制御機構とその生理作用はほとんど明らかになっていない。そこで、発現制御機構を明らかにしていくとともに、骨においてPOEMがどのような生理的機能を果たしているかを解明することを目的とした。まず、5'RACE法によって、転写開始点の決定を行い、その結果をもとに、TGF-βによるPOEMプロモーター活性の解析を行った。POEMプロモーター1Kb,2Kb,3Kbにおけるプロモーター解析を行ったが、この領域でのTGF-βによるPOEMプロモーターの制御は認められなかった。
転換期における財政の公共性とその法的コントロ-ルの研究

本研究は、直接的には1980年代の一連の行政改革に対応せざるを得ない財政制度の変容をフォロ-し、財政法に代表される現行法制度の枠組みをなお「古典的財政制度(一般会計中心の、国会の議決を経た歳出費日への機械的充当・支出作用を原則とする法技術的財政制度)」と捉える視角から、財政の独自機能にも着目して、財政民主主義と財政法治主義の原則が、国および地方を通して現代財政の組織と作用にどのように貫徹されるべきかを明らかにすることを目的とした。ごく短期間の作業ではあったが、従前の研究との有機的接合によって、次のような成果が得られた(裏面の研究発表をいずれも参照されたい)。1.本研究の対象に接近する視角(古典的財政制度)を、財政に保わる現行法制度の組織と作用において確認する作業が既に先行していたが、1980年代の国および地方を通した主要な財政制度や手法の分析における有効性の検証に属する具体的な研究として次の二つが得られた。(1)上記行財政改革を統括する地位にあるとも言いうる「消費税」についての総合的研究(但し、地方への具体的影響についての実態調査のまとめは後に残されている)。(2)並行した比較研究として、イギリス法を素材とした地方行政財政制度改革(1988年地方政府法ならびに地方財政法)の分析。2.従前からの研究に連続するものではあるが、それを中間統括するものとして、財政の古典的役割からその機能の持つ独自性が果す現代的役割への変容を「財政の公共性」と「財政の権力性」という観点から検討し、現代財政の実態と機能にふさわし財政民主主義を具体化する法制度のあり方も提示する作業も今年度の研究成果として挙げることができよう。
ポリフィリンーオリゴシラン連結系の合成と物性評価

本研究者は,オリゴシラン鎖の分子ワイヤーとしての機能の評価,特にケイ素鎖の立体配座が光誘起電子移動におよぼす影響を考察することを目的として,双環構造を有するジシラン(1,7-ジシラビシクロ[5.5.0]ドデカン)を構成単位とすることで,ケイ素鎖長ならびに立体配座が規制されたオリゴシランで架橋されたポルフィリン-フラーレン(C_<60>)ダイアドを合成し,それらの定常吸収・発光スペクトルならびに,蛍光寿命および時間分解過渡吸収スペクトル測定をベンゾニトリル中でおこなった。その結果,ダイアドにおいては,フラーレンが連結されていない参照化合物に比べ,定常吸収ではSoret体の吸光係数の顕著な減衰が見られた。これは,基底状態でポルフィリンとフラーレンとの間の相互作用の存在を示唆する。また,ダイアドは参照化合物に比べて定常吸収が著しく消光されており,発光寿命も短寿命化していた。さらに,ナノ秒過渡吸収スペクトルからは,ポルフィリンラジカルカチオン種およびフラーレンラジカルアニオン種の生成が観測された。これらの結果は,ダイアドを光励起すると,ポルフィリン部分からフラーレン部分へ電子移動が起こることを示している。リンカー部分のケイ素鎖長ならびに立体配座依存性に関して考察した結果,これらの構造的要因が電子移動におよぼす影響は全くないとは言えないものの,比較的小さいこともわかり,ケイ素鎖の分子ワイヤーとしての性質解明への重要な足がかりとなる知見を得た。オリゴシラン鎖を介した光励起電子移動ならびに電荷再結合におけるケイ素鎖長および立体配座の効果に関する知見を得るために,オリゴシラン鎖の末端にアルキンまたはフェニレンをスペーサーとしてドナー・アクセプターを有する分子の合成と評価をおこなった。ドナーとしては,亜鉛ポルフィリン,アクセプターとしては,フラーレンC_<60>またはフリーベースポルフィリンを用いた。まず,フラーレンC_<60>をアクセプターとして用いた場合,ペルメチルオリゴシラン鎖(-(SiMe_2)_n-;n=15)ならびにビシクロ骨格を有するジシラン(1,7-ジシラビシクロ[5.5.0]ドデカン)を用いてケイ素鎖の立体配座がsynまたがantiに制御されたテトラシラン部位をそれぞれリンカーとする一連の分子の合成に成功し,それらの定常吸収,532nmのレーザーで励起した際の過渡吸収,蛍光寿命測定をおこなった。ベンゾニトリル中での過渡吸収測定において,亜鉛ポルフィリンラジカルカチオンならびにフラーレンラジカルアニオンの発生が観測され,光励起による亜鉛ポルフィリンからフラーレンへの電子移動が起きていることが明らかとなった。鎖長ならびに立体配座依存性の詳細については,現在おこなっている測定結果の解析より定量的に明らかになると期待される。また,フリーベースポルフィリンをアクセプター,ジシラン(-(SiMe_2)_2-)をリンカーとした分子の合成にも成功し,定常吸収・発光スペクトル測定より,亜鉛ポルフィリン部分からフリーベースポルフィリン部分へのエネルギー移動が起こっているところまでは現在までに確認している。
分子アーキテクトニクス：単一分子の組織化と新機能創成

本研究領域では,精密な分子設計と電極表面構造設計を基本とし,非対称および非線形伝導現象やクーロン・ブロッケード現象の発現機構と構造ー機能相関の解明へと展開した。光・電場・磁場によるスイッチング機能を創出するとともに,精密計測の障害であるノイズやゆらぎを積極的に利用して,個々の分子の損傷や誤動作を多数の分子の恊働によってカバーする信号処理の設計指針を導出することを行った。その推進には,合成化学,表面科学,分子科学,ナノテクノロジー,物性物理,エレクトロニクス,情報工学,バイオテクノロジーなどの幅広い分野の研究者が集結し,協力して問題の解決にあたったことが大きな特徴である。研究成果のとりまとめでは,異分野との連携により新しく得られた知見や概念をわかりやすく整理し,「分子アーキテクトニクス」がどういった研究領域に成長したかを示した。まず、計画班,公募班それぞれの研究実施状況,成果,今後の展開に関する事項を収集し,それぞれの研究の領域における位置づけ,領域内および領域外との共同研究ネットワークにおける役割を明確にして整理した。報告書では,それぞれの研究者の果たした役割を明確にし,どのように最終目標に到達したかをわかりやすく解説した。アウトリーチ,若手人材育成に関しても,何をどのように実施したかを整理し、ホームページに掲載するとともに、配布しやすくするため、ダウンロードおよび印刷可能な形式とした。また,化学同人より書籍「分子アーキテクトニクス」を出版し、図書館に寄贈した。平成29年11月で第9回目となり継続的な開催が予定される分子アーキテキトニクス研究会をはじめとする国内外会議にて成果を報告した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
古代日本における国郡制形成に関する考古学的研究

本研究の目的は、地方官衙遺跡の検討を通して諸国において国府・郡衙などの官衙施設が7世紀末から8世紀初頭に創設され、8世紀前葉に整備されていく状況を遺跡の構造・配置出土遺物の分析を通して解明する点にある。平成30年度については、ほぼ計画の通りに地方官衙を中心に、報告書の再検討を行った上で現地において資料調査を行った。とくに出雲国については、地方官衙遺跡とそれに関わる古代道路の考古学的成果があがっているため、『出雲国風土記』に記された神門郡内を中心として、神門郡衙の古志本郷遺跡と官衙関連遺跡である天神遺跡、三田谷I遺跡について年代や構造について比較検討した。そのなかで、現地において山陰道駅路の確認を行った。その上で、古代の地方官衙遺跡を理解する上で欠かせない、『出雲国風土記』、『常陸国風土記』、『上野国交代実録帳』の記載内容について、文献史学と考古学との学際的研究の検討会を地元研究者と合同で行った。とくに、同じ郡内に複数の郡衙施設が配置される実態、郡衙と駅家などが交通の要衝地の同所に置かれる点を中心に検討し、地方官衙である郡衙・駅家と交通との関係性を把握した。その成果として、史料に分郡や建郡が記載された郡の中には、それ以前から郡の支所や正倉別院が設置されているものがある点を確認した。以上の地方官衙の現地視察や報告書の検討に加えて、秋田県秋田市秋田城跡、大仙市払田柵跡、宮城県岩沼市原遺跡(玉前駅家推定地)、栃木県小山市乙女不動原瓦窯(下野国府、下野薬師寺の瓦窯)、三重県四日市市久留倍官衙遺跡(伊勢国朝明郡衙)、鈴鹿市伊勢国府跡、福岡県太宰府市太宰府跡などの遺跡を視察し、現地で資料調査を行い実態の把握を行った。本研究についての平成30年度の研究成果として、地方官衙遺跡について、下記のような成果と課題を把握した。まず、平成29年度に続いて平成30年度においても、文献史学と考古学との学際的研究の検討会を開催した。今年度は、『出雲国風土記』に記された神門郡を取り上げて、山陰道駅路と郡衙や駅との関係を立地や交通の中で検討した。前年度に明らかにした常陸国と同じように河川の渡河点に駅家が設置されることが一般的な特徴であり、出雲国においても共通する点を確認した。その上で、神門郡衙では駅家と同所において官衙遺跡群を形成していることを発掘調査の成果から推定した。さらに、『出雲国風土記』の記載では、天平5年(733)時点において、神門郡には郡衙は一箇所だけが記載されているが、発掘調査の成果によれば、同時期に官衙機能を有した遺跡が複数あることを確認した。この結果、これまでの郡衙研究において、『出雲国風土記』にはすべての郡衙の支所が記載されているという前提で研究を行なってきたことに大きな問題を提起することになった。また、考古学的な検討によって、天平5年(733)時点において、神門郡衙である古志本郷遺跡から、8世紀中頃には別の場所に移転していることも明らかになった。平成30年度については、以上のように当初の計画を行うことができており、地方官衙研究について、順調に作業は進んでいる。2019年度についてもは、本研究の最終年度であり、これまでの研究成果をまとめる作業を行う。その上で、年度内に研究成果報告書としてまとめる予定である。その作業の中で、補足調査として、必要に応じて各地の国府および郡衙遺跡の出土遺構・遺物の資料調査および現地確認を行う。具体的な作業としては、遺構については報告書の検討が中心となる。出土遺物については、必要に応じて資料化を行う。その上で、遺構と遺物から総合的に検討し、地方官衙遺跡の実態を解明する予定である。本研究の中心課題の一つである一郡内に設けられた複数の官衙施設の問題、郡衙の移転については、2018年度と同じく『出雲国風土記』、『常陸国風土記』、『上野国交代実録帳』の記載内容について、古代出雲国の現地である松江市において、文献史学と考古学との学際的研究の検討会を行う予定である。とくに『出雲国風土記』に「国庁・意宇郡家」と記された意宇平野については、詳しく現地で検討を行う。また、今度中に研究課題と関係する地方官衙遺跡で発掘調査があれば、現地視察によって状況の把握を行う予定である。また、2018度に続いて、一郡内に設けられた複数の郡衙施設群や分郡、建郡の事例について、文献史料および発掘調査事例の集成作業を行い、まとめる予定である。本研究の目標は、国府・郡衙の実務施設や国司館が7世紀末から8世紀初頭頃に創設され、8世紀前葉以降に整備されていく点を、遺跡の構造・配置、出土遺物の分析を通して解明する点にある。平成28年度については、当初の計画通りに、考古学的成果があがっている出雲国・常陸国・上野国などの地方官衙を中心に資料調査と検討を行った。出雲国については神門郡衙(古志本郷遺跡)周辺の建物群の検討が十分ではないので、この点を中心に遺構と出土遺物の検討を行うことにして、地元研究者の協力を得ながら行っている。また、移転前の大原郡衙(雲南市郡垣遺跡)についても発掘調査が行われており、その視察と検討を行った。

さらに、出雲郡の場合、『出雲国風土記』に郡衙とは別に美談郷に正倉が別置された記述があり、青木遺跡との関わりがあると推定してきた。この点について遺構と遺物から検討を行い、みつかった建物の一部は正倉である可能性を示した(大橋泰夫『出雲国誕生』2016、吉川弘文館)。常陸国についても、神野向遺跡(鹿島郡衙)、台渡里官衙遺跡群(那賀郡衙)、新治郡衙(新治郡)について検討を行うこととし、神野向遺跡については現地視察と資料調査を行い、実態の把握に努めた。台渡里官衙遺跡群、新治郡衙については発掘調査報告書を基にして遺構と遺物の整理を行った。上野国府と郡衙についても国府推定地の前橋市内遺跡の視察および関連遺物の資料調査を行いつつ、あわせて佐位郡衙(伊勢崎市三軒屋遺跡)、新田郡衙(太田市天良七堂遺跡)、多胡郡衙(高崎市)の現地視察を行い、実態の把握を行った。その成果の一部については各地の郡衙事例とともにまとめた(大橋泰夫「総論最新の郡衙研究」『考古学ジャーナル』692号, 2016)。以上の地方官衙の現地視察や報告書の検討に加えて、発掘調査が行われた日向国府、讃岐国府などを視察し実態の把握を行った。本研究の計画は、国府諸施設の形成過程の解明と郡衙諸施設の形成と展開の解明という二つの柱からなる。国府諸施設の形成過程の解明については、当初の計画通りに国府と郡衙について古代の文献史料があり、考古学的にも発掘調査が進んでいる、出雲国・常陸国・上野国などの地方官衙を中心に資料調査と検討を行うことができている。とくに、国庁や郡庁周辺の諸施設について遺構・遺物の再検討を行い、実務施設の実態について、おおむね状況の把握を行うことができた。郡衙諸施設の形成と展開の解明についても、当初予定していた出雲国大原郡衙(雲南市郡垣遺跡)の資料調査や常陸国内の神野向遺跡(鹿島郡衙)、台渡里官衙遺跡群(那賀郡衙)、新治郡衙(新治郡)、上野国内の佐位郡衙(伊勢崎市三軒屋遺跡)、新田郡衙(太田市天良七堂遺跡)、多胡郡衙(高崎市多胡碑関連遺跡)の現地視察を行うなど、実態の把握を行うことができた。とくに、上野国内の佐位郡衙(伊勢崎市三軒屋遺跡)については、これまで不明であった中心施設の郡庁とみられる大型建物の現地視察を行うことができ、正倉群との位置関係を把握できたことは成果の一つである。また、郡衙諸施設の形成と展開の解明を行う上で、一郡内に複数の郡衙施設を検討する必要があるために、文献史料および発掘調査事例の集成作業に着手し、現在も作業途中である。平成28年度については、以上のように当初の計画を行うことができており、順調に作業は進んでいる。本研究の目的は、地方官衙遺跡の検討を通して諸国において国府・郡衙などの官衙施設が7世紀末から8世紀初頭に創設され、8世紀前葉に整備されていく状況を遺跡の構造・配置出土遺物の分析を通して解明する点にある。平成29年度については、ほぼ計画の通りに東日本の地方官衙を中心に、報告書の再検討を行った上で現地において資料調査を行った。とくに下野国については、地方官衙遺跡とそれに関わる古代道路、生産遺跡(瓦生産、須恵器生産)の考古学的成果があがっているため、下野国府と国内の郡衙遺跡の構造について比較検討した。そのなかで、現地において駅路の東山道と下野国府、郡衙のルートの再確認を行った。また、2017年度に引き続いて、古代の地方官衙遺跡を理解する上で欠かせない、『出雲国風土記』、『常陸国風土記』、『上野国交代実録帳』の記載内容について、現地の茨城県において文献史学と考古学との学際的研究の検討会を地元研究者と合同で行った。とくに郡衙、駅家と駅路、関との関係を中心に検討し、具体的に地方官衙と交通との関係性を把握した。
Ｃｕ（００１）表面に形成した遷移金属窒化物ナノ構造の電子状態

本研究では金属表面上のナノスケール磁性体として、Cu(001)基板上に成長した単原子層高さのマンガン窒化物(MnN)およびクロム窒化物(CrN)の自己集積ナノパターン構造をとりあげ、それぞれ、電子状態と磁性、および原子レベルでの成長過程について調べた。MnNについては、Mnが磁気モーメントを持ち、反強磁性あるいは常磁性を示すこと、電子状態には1原子層膜であることを反映した異方性があることを明らかにした。CrNの成長メカニズムはMnNと同様だが、2種類のCrN島が成長することがわかった。遷移金属窒化物表面の実験室光源による光電子分光測定での電子状態解析を目標として、超高真空装置の整備を、昨年度に引き続き行った。MnN/Cuについては、高エネルギー加速器研究機構の放射光共同利用実験として角度分解光電子分光(ARPES)及び内殻光電子分光(XPS)測定を行い、表面電子状態についての知見を得た。CrN/Cuについては前所属(東京大学物性研究所)との共同研究での走査トンネル顕微鏡(STM)及びXPS測定から、クロム窒化物ナノ構造パターンの成長様式を明らかにした。遷移金属窒化物表面を作成可能とする真空槽や高速電子回折装置の整備を行った。MnN/Cuについては、これまでに測定したXMCD、MLD、ARPES、XPSのデータ解析を行った。またCrN/Cuについては前所属(東京大学物性研究所)と共同研究を行い、STMとXPS測定から、クロム窒化物ナノ構造パターンの成長条件を明らかにした。遷移金属窒化物であるCrNおよびMnNをCu(001)表面上に単原子層だけ成長させ、それらのナノ構造パターンの成長様式ならびに電子状態・磁性を、走査トンネル顕微鏡(STM)、X線光電子分光(XPS)、角度分解光電子分光(ARPES)およびX線吸収分光(XAS)を用いて明らかにした。平成24年度に所属機関が変更となったため、CrN/Cuについては前所属機関との共同研究を、MnN/Cuについては高エネルギー加速器研究機構での放射光共同利用研究を行った。現所属機関においては、これらの窒化物を成長可能な超高真空装置の整備を行った。CrN/Cu表面においては、MnN/Cuと同様にCrNのナノ構造パターンが成長することがわかったが、下地との格子整合条件がMnNとは異なるために、MnNの場合とは異なるパターンも現れることを明らかにした。MnN/Cu表面は、磁気円二色性実験から、極低温(5K)でも強磁性秩序を持たず、一方で入射直線偏光依存性がXASスペクトルに見られることから反強磁性である可能性が示唆されていた。本研究では平成25・26年度にバルクMnNのネール温度(650K)付近まで昇温してXAS測定を行ったが入射偏光依存性は温度変化しなかったことから、この偏光依存性はMnNが2次元単原子層膜であることに起因することが明らかとなった。一方いくつかの光電子分光測定からはMnに磁気モーメントが残っているものの、過去に強磁性が示唆されているMnCu表面合金に比べてMn 3d電子の遍歴性が高いことが明らかとなった。現在これらの結果をまとめて論文化の作業を行っている。表面界面物性本研究では放射光共同利用実験に用いる遷移金属窒化物表面試料作製の条件を実験室装置で確立する必要があり、平成24年度はそのための試料作製真空装置の整備を行ったために達成度がやや遅れた。平成25年度はその整備がほぼ完了し放射光施設での実験を始めることができたが、ビームタイムの期間も限られており、達成度としてはやや遅れている状況である。本研究では放射光共同利用実験に用いる遷移金属窒化物表面試料作製の条件を実験室装置で確立する必要があるが、年度はじめに所属機関が変わったので、試料作製用真空槽を一から整備する必要があったため、達成度としてはやや遅れている状況である。放射光共同利用実験による窒化物、特にMnNのXMLD・ARPES測定、MnN上のAg量子ドットの作製とその評価を行う。また実験室光源によるARPES測定を目指した装置整備を昨年に引き続き行う。次年度はじめに試料作製用真空槽の整備が完了する予定なので、これを用いて試料作製を行い、放射光共同利用実験等による窒化物のXMLD・ARPES測定、MnN上のAg量子ドットの作製とその評価を行う。今年度末の超高真空物品購入に際して年度内納品が不可能だったものがあり、その分残額が生じた。放射光実験に必要な高純度試料や超高真空物品の購入、および実験室光源によるARPES測定装置整備に必要な超高真空物品の購入に、未使用額も含め充当する。昨年度3月の所属機関異動にともない、研究遂行のために試料作製用真空槽が必要となり、その設計に時間を要したために残額が発生した。