hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本列島出土朝鮮陶質土器の研究

特に、慶山地域出土陶質土器を嶺南大学校博物館で観察した結果、慶州地域出土のものとは形態・胎土・焼成などが明らかに異なることを確認し、日本出土の新羅系陶質土器もその製作地を特定していくことが可能であることを実感した。1.国内調査(1)和歌山調査紀伊風土記の丘資料館で、伝花山出土の4世紀代の縄蓆文壺や5世紀代の固城タイプ蓋を確認した。前者は4世紀代の交渉を、後者は小加耶との交渉を考慮しうる資料である。(2)高知調査居徳遺跡から小型平底壺が出土していることを確認した。この遺跡は祭祀遺跡で、小型平底壺も主に加耶地域において祭祀に使用されるものであることを考えると、高知県の居徳遺跡に加耶の祭祀を知る渡来人がいたことを示唆するものと考えられる。このことから渡来ルートとして、瀬戸内ルートとは別に太平洋ルートを考えていかなければならないだろう。(3)島根・鳥取・壱岐・福岡調査主に集落跡における4世紀代の陶質土器を調査した。4世紀代は縄蓆文壺がほとんどで、高杯などの小型品は極めて少ない。この現象は、5世紀代の小型品を中心とする陶質土器の器種構成と異なっている。この問題に関しては、今後総合的に検討してみたい。(4)舞鶴調査器台片で、須恵器にはない形態であるが、かといって朝鮮半島にも類例を今のところ見出せない。日本列島で製作している可能性もあるが、観察したところでは、百済系陶質土器の可能性が高いように思われた。2.韓国調査今年度は主に百済地域の土器を中心に調査を進めた。最近の韓国での調査研究の進展もあって、従来百済系陶質土器と一括していた土器群が、さらに細分可能になりつつあるという情報を韓国の研究者より得た。特に、百済の領域に入っていなかった馬韓地域(全羅南道地方)には、百済とは異なった土器が展開していて、その識別が可能であることが韓国の研究者との情報交換で確認できた。したがって、日本列島出土の百済系陶質土器の中には馬韓系の陶質土器が含まれている可能性が高く、今後その分離は可能と思われる。1.国内調査(1)長野県調査丸子町鳥羽山洞穴出土コップ形土器・二重〓は、陶質土器の可能性が非常に高いことを確認する。千曲市城ノ内遺跡出土杷手付短頸壼は咸安地域のものであろうとの予測がついた。伝土口将軍塚古墳出土有蓋高杯は洛東江流域の陶質土器である可能性が高い。飯田市新屋敷遺跡出土両耳蓋は、従来指摘されているように百済系統であることを確認した。長野県には、これら以外にも若干の出土品と伝えられているものを確認した。(2)山形県・千葉県調査山形県高畠町源福寺古墳出土脚付短頸壺は、6世紀前半の固城タイプ系陶質土器であることを確認。出土したと伝えられる古墳も見学し、その近くに新羅神社があることを確認した。千葉県市川市下総国分寺跡から出土した短頸壺は、胎土が地元の土の可能性があるとされているが、洗練された形態と薄い作りから船載品と思われた。(3)福井県調査福井市当美濃峠古墳出土と伝えられる有蓋高杯は、6世紀前半の新羅系陶質土器で、慶州周辺の可能性がある。越前町織田出土と伝えられる有蓋高杯は、新羅系陶質土器であることを確認した。2.韓国調査高霊タイプ系陶質土器の調査を主に行った。嶺南埋蔵文化財研究院では、高霊池山洞古墳群出土の日本製須恵器〓を調査し、共伴する高霊タイプ陶質土器の内容を確認した。また、江原文化財研究所では、江原道出土の統一新羅系陶質土器を調査した。緑釉陶器台付椀や赤褐色軟質土器など、統一新羅系陶質土器に伴う焼成の異なるものの内容も確認した。
Consequences of intensive maize cultivation on soil microbiome and efficient nitrogen cycling in sub-Saharan Africa

本研究では、サブサハラ・アフリカ地域における土壌劣化の深刻性を、窒素循環に関わる土壌微生物の機能と多様性によって評価し、有機物施用によるそれらの回復力を明らかにすることを目的としている。そのために、現地調査により土壌劣化の現状やそれに伴う土壌理化学性の変化を明らかにし、海外の研究者と共同で土壌遺伝子の解析を行う。本年度は、ザンビアにて現地拠点機関研究者と共同で土壌サンプリングを行った。雨期(作物生育期)に、農地とその隣の未開発地区から土壌コアを採取し、土壌に関する基礎情報(土性、全炭素・窒素量等)を収集した。サンプリングは、三ヶ所で行われた。どこも低木林と隣り合わせでトウモロコシを育てている場所であったが、開発時期や土壌タイプが異なる場所を設定した。土性に関してはザンビア農水省にて解析中である。農地毎にメタデータを収集したが、使用している化学肥料などは基本的に類似していた。土壌微生物に関するデータは現在収集中であるが、サンプリングサイト毎に傾向が違い、一部のサイトでは未開発地区を農地にすることでDNA量が大きく減少するが、そのような傾向が見られないサイトもあることがわかってきた。また、土壌炭素や窒素量に関しても、農地開発にて減少する地域とそうでない地域があることもわかった。ザンビアにて現地拠点機関研究者と共同で土壌サンプリングを行った。具体的には、雨期(作物生育期)に、農地とその隣の未開発地区から土壌コアを採取し、土壌に関する基礎情報(土性、全炭素・窒素量等)を収集した。サンプリングは三ヶ所で行い、それぞれの箇所に農地と未開発地区があり、さらにそれら区に対し三プロット儲け、プロット毎に三コアを採取した(3ヶ所×2土地利用×3プロット×3コア=54サンプル)。土壌炭素の減少についても、サイト毎に傾向が異なるが、3ヶ所中2ヶ所で農地開発による減少が見られた。【ザンビア土壌のバクテリアコミュニティ多様性の解析】現在、日本に輸入した54サンプルの解析を行っているが、引き続き継続し、16SrRNA遺伝子を対象としたバクテリアコミュニティ多様性の解析を行う。そのことで、サイトごとに自然生態系(未開発地区)を農地とした場合の微生物の変化を数値的に表す。【全ゲノムの解析】16SrRNA解析のデータをまとめた後、一部のDNAに関しては全ゲノムを読む。ドイツのヘルムホルツ研究所で行う。この結果を解析し、窒素循環に関わる遺伝子の変化を網羅的に調べる。特に、プロテアーゼなどの有機態窒素を分解し無機態窒素として植物や微生物に提供する酵素の多様性や量に着目する。バイオインフォマティクス的手法が必要になるが、それに関してもドイツで習得する予定である。

特に、プロテアーゼなどの有機態窒素を分解し無機態窒素として植物や微生物に提供する酵素の多様性や量に着目する。バイオインフォマティクス的手法が必要になるが、それに関してもドイツで習得する予定である。今年度は、土壌採取作業を行って、基礎的な分析を開始したが、共同研究者との実験はまだ行っていないので、共同研究者機関において繰越が生じた。
進化的に保存された神経ぺプチドによるショウジョウバエの中枢性侵害受容制御機構

我々の痛みのメカニズムは未だによくわかっていない。多様なモデル動物の利点を生かした研究は、視覚や嗅覚など他の感覚の研究同様、痛みのメカニズム解明を進める上でも重要と考えられる。しかし、哺乳類以外の動物にヒトの痛み制御と共通のメカニズムが見られるかは未知である。私はこれまでの研究で、中枢性制御機構と呼ばれるヒトの痛み制御で中心的な役割を果たすメカニズムが、ショウジョウバエに存在する可能性を見出してきた。そこで本研究では、ショウジョウバエの優れた実験手法を駆使し、ショウジョウバエの中枢神経系における中枢性の侵害受容制御機構の存在検証を進めていく。
飛行体による蓄積運搬型転送を利用した生態及び環境観測システムの研究開発

本研究では,ネットワークの敷設が困難な生態・環境観測のフィールドを想定し,無線技術をサポートし移動経路を自由にプログラムできる「飛行体」を中継装置として利用するDTN技術を確立する研究を行った.まず,座標間の距離がノード間の遅延を表現する幾何学空間上にノードを配置する「ネットワーク座標系システム」を応用し,移動体による通信品質の予測方式を確立した.また,飛行体に対して,センサーノードと通信するための無線通信機能や,目的地まで自動飛行する機能を拡張し,観測データを収集する通信プロトコルを開発した.さらに,フィールド上の移動体の稼働状態を監視できるように,運用管理システムを開発した.本研究では,地形の影響を受けず自由に移動できる飛行体を利用した蓄積運搬型転送技術の確立を目的としている.平成25年度の研究開発では,飛行体DTNの核となる「1ネットワークの通信品質をモデル化する技術」および「2飛行体DTNを用いた観測システムの基本機能の設計」を行った.第一に1について,世界規模のネットワーク計測サービスから収集した,多数の端末間の通信遅延を長期的に計測したデータセットを解析し,各通信経路におけるネットワーク遅延の時間的変動,および端末間の位置関係(平均的な通信遅延)をモデル化する方法を研究した.まず,自己回帰和分移動平均(ARIMA)モデルによる時系列解析を用いて,各時刻の通信遅延をホワイトノイズの移動平均と過去のデータからの自己回帰により表現する評価モデルを構築した.また,ばねモデルを応用したアルゴリズム(Vivaldi)を用いて,端末間の位置関係を低次元の幾何学空間に写像するモデル化手法を提案した.通信遅延の時間的変動は幾何学空間上の座標の移動として表現でき,さらに各軸の端末の分布から,数百万台の端末の位置関係を生成することも可能である.次に2について,市販の飛行体であるAR DroneにGPSモジュールを接続し,自身の現在地を把握して目的地の座標まで自律的に飛行する自律飛行方式を研究開発した.また,直接通信することができないセンサノードと管理サーバの間で,データベース(MySQL)の更新差分をAR Droneが蓄積・運搬することでデータベースの同期を実現する,新しいデータベース同期手法を設計・開発した.さらに,AR Droneに3G通信モジュールを増設することで,携帯網の通信範囲内にいる飛行体をインターネット上のどこからでも遠隔で制御し,計測したデータや撮影した画像を収集できる,遠隔監視システムを実装した.本研究では,地形の影響を受けず自由に移動できる飛行体を利用した蓄積運搬型転送技術の確立を目的としている.平成26年度は,飛行体DTNの運用管理に必要となる「1時間的に変動する通信品質をモデル化する技術」,「2生態観測のフィールドを対象とした飛行体DTNの運用管理技術」の研究開発を行った.1について,移動体がフィールド上を移動することで周辺の無線ネットワークの敷設状態や利用状況が変化し,時間とともに長期的な特性(例:長期平均,分散)が変化する通信品質(特にネットワーク遅延)をモデル化する方法を研究した.まず,モバイル網を経由した移動体・サーバ間のネットワーク遅延を計測するツールを研究開発し,長期的に計測した通信遅延のデータセットを解析して,自己回帰和分移動平均(ARIMA)モデルによる時系列解析を用いて評価モデルを構築した.しかし,ARIMAモデルでは通信品質の長期的な特性の変化までは表現できなかった.そこで,この長期的な特性の変動を隠れマルコフモデルで表現するMarkov Regime Switchingを用いたモデル化手法を確立した.2について, GPSモジュールを搭載したAR Droneを対象として,目的地の緯度・経度だけでなく高さも指定でき,センサノードからデータを回収するだけでなく,周辺の風景をAR Droneに搭載されているカメラで撮影する,生態観測のための自律飛行システムを研究開発した.また,小電力無線ZigBeeの通信装置を取り付けた複数の移動体のネットワークトポロジを収集・解析することで,移動体の稼働状況を推定する手法を提案した.具体的に,ZigBeeの標準的な機能であるノード探索を利用することで移動体の隣接関係を推定し,電波強度を基に実距離を推定する.この技術により移動体の位置関係を把握し,正しく稼働しているか推定する運用管理システムを実現できる.本研究では,地形の影響を受けず自由に移動できる飛行体を利用した蓄積運搬型転送技術の確立を目的としている.平成27年度は,飛行体DTNの運用管理に必要となる「1.フィールド上の障害を考慮した飛行経路の制御技術」,「2.長距離無線を活用した飛行体DTNの運用管理技術」の研究開発を行った.1.について,飛行体は地形の影響は受けないものの、局的な災害(強風など)や攻撃者による攻撃により移動が阻害され、蓄積運搬型転送による通信性能が大きく悪化する能性がある。そこで本研究では、特別なセンサを用いなくてもフィールド上で発生する攻撃や災害を検知できるように、蓄積運搬型転送の通信性能(ホップ数、通信遅延など)の時系列データを解析して移動体が正しく稼働しているか検知する方法について、システムの試作とシミュレーション実験の両面で検討を行った。まず、小規模なスペースを移動する移動体にZigbeeによる無線通信機能を実装し、移動体間のホップ数を計測するシステムを試作した。このシステムでは、計測されるホップ数の時間的変化を解析し、他の移動体とのホップ数が時間とともに変化する場合、移動体は正しく稼働していると判断する。さらに、DTNによる通信性能を評価できるシミュレータを用いて、より広大なフィールドを対象として飛行体の稼働状態を検知する方法を検討している。2.について, 429MHz帯の長距離無線通信の通信モジュールを、市販の飛行体であるAR Droneに増設した。

これにより、飛行体同士および飛行体と基地局の間の長距離通信が可能となり、少数の飛行体により大規模なフィールドを対象とした飛行体DTNシステムを実現できる。さらに、消費電力の少ないセンサノードのような端末との通信が可能となるように、Bluetooth Low Energyによる通信に対応したDTNシステムの検討・試作を行った。本研究では,ネットワークの敷設が困難な生態・環境観測のフィールドを想定し,無線技術をサポートし移動経路を自由にプログラムできる「飛行体」を中継装置として利用するDTN技術を確立する研究を行った.まず,座標間の距離がノード間の遅延を表現する幾何学空間上にノードを配置する「ネットワーク座標系システム」を応用し,移動体による通信品質の予測方式を確立した.また,飛行体に対して,センサーノードと通信するための無線通信機能や,目的地まで自動飛行する機能を拡張し,観測データを収集する通信プロトコルを開発した.さらに,フィールド上の移動体の稼働状態を監視できるように,運用管理システムを開発した.飛行体DTNにおいて通信に使用する無線ネットワークに着目し,通信品質(ネットワーク遅延)の長期的な特性の変動までモデル化する技術を確立した.この研究では,長期的な特性の変動を隠れマルコフモデルで表現するMarkov Regime Switchingを用いて,無線ネットワークにおける通信品質の現実的な時間変動を再現できる数学モデルを構築した.これにより,DTNを対象とした通信方式の評価を可能とする現実的かつ大規模な計算機シミュレーションを実施できると考えられる.また,フィールド上を飛行して生態観測に役立つデータを収集できるように,市販の飛行体であるAR Droneをベースとして,GPSから得られる位置情報を基に指定した緯度・経度・高さまで自律的に飛行する機能を拡張した.また,センサデータの収集だけでなく,自身もセンサ端末となり周辺の風景などのデータを収集できる飛行体を設計・試作した.さらに,飛行体に省電力無線(Zigbee)の通信機能を拡張し,飛行体間の接続状態や電波強度を解析することで飛行体の稼働状態を推定する,運用管理システムの設計も完了している.以上のように,飛行体DTNの通信方式を評価するための評価モデルの構築だけでなく,生態観測のフィールドで飛行体を運用するための運用管理システムの設計・試作も順調に進んでおり,平成26年度の目的を達成できたと考える.情報ネットワーク平成27年度は,これまでに構築した通信品質を表現できる評価モデルをベースとして,センサノードから管理サーバへデータを収集する際の通信品質が最良となるように,飛行体の移動経路等を最適化する方式を検討する.具体的には,市販の多くの飛行体に備わっている2.4GHz帯の無線LANだけでなく,429MHz帯のように低速ではあるが長距離の通信が可能となる周波数帯を使用する無線ネットワークも活用し,収集するデータの種類に合わせて最適な通信方式を選択する技術を研究開発する.
量子ダイナミクスと階層性

本研究課題の全体構想は,力学系の理論的記述にみられる階層性を個々の具体的物理過程でのダイナミクスをより実際の状況に即した形で議論することを通して考察し,その中から異なる階層間を結びつける鍵となる概念を抽出しようというものである.なかでもデコヒーレンスや散逸といった環境系からの擾乱の下での微視的力学系のダイナミクスに関しては,量子論的コヒーレンスの維持あるいは回復に関する新たなアイデアを提案するとともにいくつかの物理的状況に適用し,新たな知見を得ることができた.また場の量子論と量子力学の関係の理解に関しても新しい視点への手がかりを得た.力学系の記述には,その性格を反映した適切な理論体系が存在しているように思われる.我々の対象が巨視的な力学系から微視的力学系へと移行していった歴史的経緯を反映して基本的理論体系も精密化していったが,その移行は必ずしも滑らかなものではなくある種の不連続性を持って前者を後者が塗り替えていった感がある.一方で,それぞれの理論体系の有効性は,限られた物理系においては依然として保持されており,力学系の階層性はそこで有効な理論体系に反映されているとみることが出来る.この研究の全体構想はこのような階層性の理解を,個々の具体的物理過程でのダイナミクスをより実際の状況に即した形で考察し,その中から異なる階層間を結びつける鍵となる概念を抽出しようというものであるが,中でも環境系の影響下での微視系のダイナミクスならびに場の量子論と量子力学といった側面を通しての理解を中心的課題としている.本研究課題の全体構想は,力学系の理論的記述にみられる階層性を個々の具体的物理過程でのダイナミクスをより実際の状況に即した形で議論することを通して考察し,その中から異なる階層間を結びつける鍵となる概念を抽出しようというものである.なかでもデコヒーレンスや散逸といった環境系からの擾乱の下での微視的力学系のダイナミクスに関しては,量子論的コヒーレンスの維持あるいは回復に関する新たなアイデアを提案するとともにいくつかの物理的状況に適用し,新たな知見を得ることができた.また場の量子論と量子力学の関係の理解に関しても新しい視点への手がかりを得た.本研究課題では,個々の具体的量子系のダイナミクスを量子系のおかれた状況をより忠実に取り込んだ形で解析し,これを通して異なる理論的枠組みをつなぐ鍵となる概念を見出すことを究極的な目標としている.本年度は従来の研究をさらに進めつつ,以下のような課題に取り組んだ.・新しい量子状態純化法の散逸的環境下における有効性の吟味:参照量子系に測定を繰り返すことを通して,参照系と結合した対象量子系の純化を行おうという状態純化の新しい手法において,これらの系を取り巻く環境系からの影響をLindblad型マスター方程式の形で取り入れて評価し,このような状況下での状態純化の有効性を吟味した.また,散逸的ダイナミクスを記述する代表的なマスター方程式に関しても,初期相関という観点からその有効性を再吟味するとともに,上記Lindblad型マスター方程式の演算子形式の解法を新たに提案した.・場の量子論と量子力学:トンネル現象を量子多体問題として記述する方法として用いられることの多いtransfer Hamiltonianの枠組みと,通常の量子力学的散乱問題としての定式化との関係を明らかにすることを目指し,まず前者の理論的枠組みの再吟味を行ってきた.この際特に注意すべきことは演算子の自己共役性を保持することである.また,この枠組みにおいて従来両立させることが困難と思われてきた固有関数の完全性および直交性に関しては,一つの可能性に注目して検討を進めている.本研究課題では、個々の具体的量子系のダイナミクスを量子系のおかれた状況をより忠実に取り込んだ形で解析し、これを通して異なる階層での理論的枠組みをつなぐ鍵となる概念を見出すことを究極的な目標としている.本年度は以下のような課題に取り組んだ.・繰り返し測定に基づく量子状態純化法の散逸的環境下での有効性の吟味:参照量子系に測定を繰り返すことを通して、参照系と結合した対象量子系の純化を行おうという状態純化手法において、これらの系を取り巻く環境系からの影響を標準的な(Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad型)マスター方程式の形で取り入れて評価し、状態純化の有効性を、昨年度に引き続き、吟味した.特に純粋度という指標で見た場合には、散逸状況下においても、純粋状態に近い状態が抽出できる可能性のあることが分かった.抽出される状態そのものについては引き続き検討中でありその漸近的評価を進めている.・量子絡み合いの生成機構、転送機構の検討:適切な初期状態が準備された場合の1次元あるいは2次元flux qubit配列系における量子絡み合い状態の生成手順、ならびにその転送機構を検討し、効率的な転送手順を考案した.一方、参照(qubit)系の対象(2qubit)系による3次元空間での散乱と測定操作によって、(適切な初期状態から出発して)対象系に量子絡み合い状態が生成できること.ならびにその機構を明らかにした.この際、繰り込み操作を施すことで散乱の高次の効果が全てきちんと取り込めることも明らかになった.・場の量子論と量子力学:昨年度に引き続き、transfer Hamiltonianの枠組みと、通常の量子力学的散乱問題としての定式化との関係を明らかにするため、本年度は特に、適切な完全系の選択という観点からの検討を進めている.本研究課題では,個々の具体的量子系のダイナミクスを量子系のおかれた状況をより忠実に取り込んだ形で解析し,これを通して異なる階層での理論的枠組みをつなぐ鍵となる概念を見出すことを究極的な目標としている.

本年度は以下のような課題に取り組んだ.・繰り返し測定に基づく量子状態純化法の散逸的環境下での有効性の吟味:参照量子系に測定を繰り返すことを通して,参照系と結合した対象量子系の純化を行おうという状態純化手法において,これらの系を取り巻く環境系からの影響を標準的な(GKSL型)マスター方程式の形で取り入れて考察した.特に対象量子系の純粋度は測定回数とともに単調増加ではなく振動する可能性のあることが明らかになったほか,抽出される状態そのものについてもその漸近的振る舞いを評価した.・繰り返し測定を用いた積層量子ドット系のトモグラフィー:繰り返し測定による量子状態制御の枠組みを実現する物理系の一つとして縦型の積層量子ドット系がある.この系では偏極電流に接する端点の量子ドット(内の電子スピン)のみがspin-blockade測定によって繰り返し測定可能であるが,それにもかかわらず積層量子ドット系全体の状態準備や量子絡み合い状態の構成が可能である.実は所定の状態が確かに準備できているかどうかは確認の必要があり,今回,そのような量子状態を再構築する方法(トモグラフィー)を,端点の量子ドットの測定と各量子ドット(内電子スピン)に対する回転操作を組み合わせることで実現する方法を構築した.・このほか,参照qubit系の3次元空間散乱によって標的2qubit系に量子絡み合い状態を生成する機構の分析を進め,散乱データによるトモグラフィーの可能性の解明にも取り組んだ.また,フェルミオンのantibunchingにおける横方向自由度の果たす役割とその重要性を詳細な解析によって明らかにした.本研究課題では,個々の具体的量子系のダイナミクスを量子系のおかれた状況をより忠実に取り込んだ形で解析し,これを通して異なる階層での理論的枠組みをつなぐ鍵となる概念を見出すことを究極的な目標としている.本年度は以下のような課題に取り組んだ.・参照qubit系の3次元空間散乱によって標的2qubit系に量子絡み合い状態を生成する機構の分析:入射単色波近似のもと,空間3次元の短距離ポテンシャル模型において量子絡み合いの度合いであるconcurrenceの解析的評価を結合定数の最低次(Born近似)ならびに全次数で得た.量子絡み合いは標的2qubitを結ぶ方向に散乱された場合が最大となり1次元散乱近似の有効性の確認につながったが,多重散乱による干渉効果が3次元散乱でも確認された.なお,高次効果の取り入れに当たっては結合定数の適切な取り扱い(繰り込み)が必要であり,これによって有限の散乱振幅を得ることができた.・散乱データによる量子状態再構築(トモグラフィー):参照qubitを標的qubitに散乱させた場合の散乱データ(透過係数,反射係数)から標的qubitの初期状態を再構築する枠組みを提案した.参照
貨物流動・船舶動静データを用いた貿易の変遷、グローバル化の進展と都市の成長・衰退

本研究の目的は、大規模データベースを用いた貨物流動構造と都市・地域の経済的・地理的特性、およびその時系列変化の関係性分析である。本年度は、世界最古の継続的な雑誌のひとつLloyd'slistのデータベースを用いて、船舶動静データから海上貨物輸送と貿易構造の変化に関する実証計量分析を行った。具体的には、1977年から2016年までの40年間のコンテナ船の動静データから、全世界を対象に海上および港湾における各船舶の輸送・停泊時間を算出し、その時系列変化や船舶サイズ、航路や地域における差異を確認し、コンテナ化の進展や船型大型化・港湾整備が海上輸送構造に与えた影響を議論した。その結果、過去40年間でコンテナ船の港湾での停泊時間や海上での輸送時間は、世界金融危機前の数年間を除き、逓減傾向を示した。また全般的に、世界主要港湾での停泊時間はそれ以外の港湾の停泊時間より短いなど、主要港湾での混在問題が指摘されるものの、大規模データベースによる定量分析ではスムーズな港湾運営状況を示唆する結果であった。地域別では、特に東アジア港湾において1990年代後半以降、安定的かつスムーズな港湾運営が観測された。本研究課題については、2018年度後半に研究を開始したが、すでに共同研究者と大規模データベースの整備や実証計量分析を進め、一定程度の研究成果を得た。さらに、その研究成果を学術論文にまとめ、国際学術雑誌への投稿も行った。本年度は、1977年から2016年までの40年間のLloyd'slistの内、コンテナ船の動静データを用いた実証計量分析を行った。本データに関しては、既に1880年代以降の資料を入手しており、今後は資料の電子化を進めるとともに、コンテナ船以外の船舶(例えば、バルク船)をも対象とした定量分析に発展させたい。内定年度:2017本研究の目的は、大規模データベースを用いた貨物流動構造と都市・地域の経済的・地理的特性、およびその時系列変化の関係性分析である。
強誘電性液晶素子を利用した電場応答型機能能性マイクロカプセルの創製

本年度は、電場応答性機能性マイクロカプセルの調製及びその特性評価を行った。目的を達成するために強誘電性液晶素子を外殻に導入した電場応答機能を有する超緩慢徐放性マイクロカプセルを開発し、その物性を様々な角度から定量的、定性的に評価した。強誘電性モノマーとスチレン等のモノマーを用い、in situ重合を行うことにより液晶性素子を外殻骨格に導入し、それを自己組織化させたマイクロカプセルを調製した。イソオクタン溶媒に重合開始剤と共に液晶モノマー、スチレン等のモノマー及びセバコイルクロライド(界面重合用モノマー)を溶解させて水中に液滴として懸濁させ、80°Cに保つと液滴内でin situ重合が開始する。数時間後、多孔質ポリマーで被覆されたマイクロカプセルを得ることができた。次にエチレンジアミン水溶液を連続相(水相)に滴下することで界面重合を行い、ナイロン膜で多孔質部を塞ぐことに成功した。電場による徐放コントロールを評価するために徐放対象物質として電荷を有しない水溶性のゲスト(糖類や薬物)を選択し、マイクロカプセル中の芯物質交換には液中乾燥法を利用することで徐放物質を内包する電場応答性完全隔離型マイクロカプセルが調製可能であった。調製した強誘電性液晶ポリマー骨格を有する機能性マイクグロカプセルについて、その刺激応答性(電場依存性)、熱物性及び形状安定特性(粒径分布、表面形状、膜厚)に及ぼす調製条件の影響を検討し、本マイクロカプセルの特性を明らかにすることができた。本年度は、第1の目的を達成するために計算機化学的手法を利用した強誘電性液晶モノマーの最適設計と合成の効率化を行った。機能性マイクロカプセル調製において、マイクロカプセルの外殻物質の一部を構成する機能性素子(液晶モノマー)が重要な役割を果たすことは言うまでもない。従って、電場に応答するのに最適な強誘電性を有する液晶素子の設計・合成が最重要課題である。ここで合成するモノマーに要求される分子構造上の必要条件とは、電場に極めて鋭敏に応答し、相転移するようなメソゲン基(芳香環をエステル結合でつないだもの)を取り入れることである。さらに、モノマー末端に不斉を導入することにより、外部刺激(電場)に対して鋭敏な応答が可能となる。通常液晶の合成は多段階であることが知られているが、本年度では、合成手法の高効率化(3ステップ合成、高収率)を目指した。強誘電性を有する液晶素子の設計・合成に際しては、積極的に分子軌道法(MO法)を取り入れ、効果的かつ最適な液晶素子の開発に役立てることが可能となる。強誘電性素子の最適設計・高効率合成を行い、強誘電性の液晶モノマーそのもの電場応答の基礎物性(分子配向性等)やスチレン等のモノマーと共重合させた場合の高分子マトリクスにおける液晶分子の自己組織化が電場によりどのような挙動を示すのかも併せて把握した。
偏波レーダによる新構想災害監視システムに関する研究

この研究の目標は,偏波レーダを用いることによって,建物倒壊など災害状況を監視する新構想のサーベイランスシステムを提案し,その有効性を実証することにある。最終目的は偏波による散乱行列を取得し,その散乱行列から建物の倒壊状況を推定することである。そのために,人工衛星や航空機搭載レーダによる観測と同じ条件になるよう,電波暗室内で合成開口偏波FM-CWレーダを用いて,装置全体を構成した。そして,以下の成果が得られた。◆レーダ装置:電波暗室内に水平方向に1mm精度でアンテナを走査できるX-Yポジショナーを設定し,コンピュータで制御できるようにソフトウエアを作成した。また,送受信用アンテナ4つを固定する支持枠を作成しFM-CWレーダが偏波レーダとして動作することを確認した。◆レーダの偏波校正:レーダの偏波精度は最も重要な要素である。予め偏波散乱特性の知られているターゲットを考案し,20dB程度の偏波純度を保つことができた。この校正用ターゲットは平行平板導波管で,この研究を通して生み出されたものである。◆倒壊前と倒壊後の建物からの散乱行列の取得:コンクリートブロックや木箱を使い,建物モデルを作成した。それらの配置を換え,いろいろなパターンで倒壊前と倒壊後の建物からの散乱行列の取得を行った。◆倒壊前と倒壊後の散乱行列の分解による各反射成分の抽出:散乱行列の3成分分解,Polarization Anisotropy係数,Polarimetric entropyを行い,特徴量を抽出した。その結果,倒壊が進むにつれて,1回反射成分が大きくなることが示された。◆災害監視システムとしての性能評価:種々の要因が多く,システム全体としての評価までには至らなかった。そのために,観測方法としては人工衛星や航空機搭載レーダによる観測と同じ条件になるよう,今まで研究室で開発してきたFM-CWレーダを用いてデータ取得ができるように装置を作成した。本年度は,電波暗室内でレーダ実験を行うための装置作りを主題として以下の項目について検討を進めてきた。◆アンテナ支持装置:電波暗室内に水平方向に1mm精度で,アンテナを2m走査できるX-Yポジショナーを設定し,コンピュータで制御できるようにソフトウエアを作成した。そして,水平・垂直偏波の送受信用アンテナ4つを固定する支持枠を作成した。また,FM-CWレーダのポジショナー取り付けと動作確認。◆ターゲット:都市域の建物モデルを作成すべく,コンクリートブロックや木箱を使い,レーダヘの反射信号レベルを測定した。しかし,反射信号レベルは非常に小さく,レーダの最小受信可能レベルに近い状態であったため,アルミホイールなどの金属をモデルに張り付け,人為的に反射を大きくした。◆レーダの偏波校正:このレーダでは,散乱行列を取得するが,その偏波精度は最も重要な要素である。予め偏波散乱特性の知られているターゲットでレーダの偏波校正を行い,20dB程度の偏波純度を保つことができた。この校正用タ一ゲットは45度に傾けた平行平板導波管で,散乱の研究を通して生み出されたものである。これらの実験装置作成と偏波校正が本年度の大きなテーマであるが,ほぼ予定通りに達成できた。次に,航空機を模擬して,FM-CWレーダを走査させ,生データを取得した後に,合成開口処理を施し,ターゲットのイメージングを行っているところである。

最終目的は偏波による散乱行列を取得し,その散乱行列から建物の倒壊状況を推定することである。そのために,人工衛星や航空機搭載レーダによる観測と同じ条件になるよう,電波暗室内で合成開口偏波FM-CWレーダを用いて,装置全体を構成した。そして,以下の成果が得られた。◆レーダ装置:電波暗室内に水平方向に1mm精度でアンテナを走査できるX-Yポジショナーを設定し,コンピュータで制御できるようにソフトウエアを作成した。また,送受信用アンテナ4つを固定する支持枠を作成しFM-CWレーダが偏波レーダとして動作することを確認した。◆レーダの偏波校正:レーダの偏波精度は最も重要な要素である。予め偏波散乱特性の知られているターゲットを考案し,20 dB程度の偏波純度を保つことができた。この校正用ターゲットは平行平板導波管で,この研究を通して生み出されたものである。◆倒壊前と倒壊後の建物からの散乱行列の取得:コンクリートブロックや木箱を使い,建物モデルを作成した。それらの配置を換え,いろいろなパターンで倒壊前と倒壊後の建物からの散乱行列の取得を行った。◆倒壊前と倒壊後の散乱行列の分解による各反射成分の抽出:散乱行列の3成分分解,Polarization Anisotropy係数,Polarimetric entropyを行い,特徴量を抽出した。その結果,倒壊が進むにつれて,1回反射成分が大きくなることが示された。◆災害監視システムとしての性能評価:種々の要因が多く,システム全体としての評価までには至らなかった。
修復象牙質形成におけるＣＴＧＦ／ＣＣＮ２の役割解明

修復象牙質形成におけるconnective tissuegrowthfactor/CCN family 2 (CTGF/CCN2)の発現と役割解明を目的に研究を行った。齲蝕直下の象牙芽細胞様細胞においてCTGF/CCN2、BMP-1の発現亢進を確認し、ヒト歯髄培養細胞においてBMP-1がプロテアーゼ活性非依存的にCTGF/CCN2の発現を促進することを明らかにした。さらに蛍光標識化BMP-1が細胞質へ移行し、dynamin阻害剤によってBMP-1によるCTGF/CCN2発現が抑制されることを見出した。以上の結果から修復象牙質形成時のCTGF/CCN2発現の新たな機序が明らかとなった。本研究は、齲蝕などの外来刺激に対する防御反応である修復象牙質形成の分子生物学的な機序をconnective tissuegrowthfactor / CCNfamily 2 (CTGF/CCN2)を中心としたマトリセルラー分子に着目して解明することにより、歯髄/象牙質複合体が本来備えている創傷治癒機構に則した新規覆髄剤の開発に発展させることを目的とする。ヒト抜去歯の脱灰組織切片を免疫染色により検討したところ、齲蝕直下に形成された修復象牙質においてBMP-1の発現が亢進することを見出した。以上の結果から、修復象牙質の形成過程においてCTGF/CCN2およびBMP-1が関与する新たな機構が存在する可能性が示唆された。ヒト齲蝕歯の組織切片を免疫染色にて検討したところ、健全部位と比較して齲蝕直下の修復象牙質および象牙芽細胞様細胞においてBMP-1の発現亢進を認め、また象牙芽細胞様細胞においてはCTGF/CCN2の発現亢進も認めた。ヒト歯髄培養細胞においてBMP-1がCTGF/CCN2の発現を濃度および時間依存的に促進することをwestern blottingを用いて明らかにした。また、この際にBMP-1のプロテアーゼ活性は関与しないことをBMP-1特異的阻害剤を用いて確認した。さらに、蛍光標識したBMP-1をヒト歯髄培養細胞に添加したところ、BMP-1が細胞質中に取り込まれることを共焦点レーザー顕微鏡を用いて明らかにした。加えて、BMP-1によるCTGF/CCN2の発現がdynamin阻害剤によって抑制されることを見出した。以上の結果から、ヒト齲蝕歯の象牙質・歯髄複合体においてBMP-1がプロテアーゼ活性非依存的にエンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれCTGF/CCN2の発現を誘導し、修復象牙質の形成に関与する可能性が考えられた。本研究は当初、CTGF/CCN2がヒト歯髄中に存在する未分化間葉系幹細胞に及ぼす作用について検討していたが、その過程で新たにBMP-1がCTGF/CCN2の発現を促進する因子であることを見出した。同時にBMP-1がヒト齲蝕罹患歯の修復象牙質において発現することを確認しており、これまで報告されていない新たな歯髄の創傷治癒機序を明らかにしつつある。従って、当初想定していた結果とは異なるが修復象牙質の形成機序を解明するという点では進展がみられていることからおおむね順調に進展しているものと考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。前年度までの研究結果から、修復象牙質の形成過程においてCTGF/CCN2とBMP-1が関与する新たな経路の存在が推定される。そこでさらに詳細を明らかにするために、BMP-1がCTGF/CCN2の発現を促進する際にプロテアーゼ活性が必要か否かをBMP-1特異的阻害剤UK383367を用いて検証する。また、BMP-1が細胞内に直接取り込まれて細胞にシグナルを伝達すると仮定し、BMP-1刺激後のヒト歯髄培養細胞から細胞質および核成分をそれぞれ抽出し細胞内に取り込まれたBMP-1の検出を試みる。さらに、CTGF/CCN2が修復象牙質の基質となるtypeI collagenやdentin sialoprotein (DSP)などのタンパク質と結合するかを明らかにするために、GST融合CTGF/CCN2を作製しpull-down assayを用いて検討する。
サイト選択的化学吸着によるグラフェンナノリボンのバンドギャップアクティブ制御

グラフェンナノリボン(GNR)は、ダウンサイズの限界が近づく微細化の分野において、さらなる微細化の可能性を有する次世代微細配線材料である。GNRの実用化に向けては、その電子状態を再現よく精密に制御することが急務である。本研究ではまず、化学的アンジップ法により得られた単層GNRに、GNRの自由電子に対して量子閉じ込めを引き起こす低分子量分子を共有結合させ、GNRの精密な電子状態制御を目指す。分子修飾後のGNRは、探針増強ラマン散乱法によりナノ領域での分子吸着と電子状態との関係を明らかにする。その後実際にGNRを電界効果トランジスタとしてデバイス化し、その性能評価を行い、実際の応用へ繋げる。
子どもの健康生活習慣獲得のための学年別指針作成

日本の子ども達の生活習慣データの計量的な分析評価および,東南アジアの子ども達のデータとの比較分析を通して,学年別の健康生活習慣獲得指針を提案することを目的とした.幼児期からの衛生習慣獲得や女児における運動習慣の教育の必要性,児童期中盤から後半にかけて各生活習慣領域の再教育の必要性が示された.また,最大の問題点である生活時間の問題は発育発達に伴い悪化する傾向が明示され,高校,大学に至っても再教育していくことの必要性を提案した.日本の子ども達の生活習慣データの計量的な分析評価および,東南アジアの子ども達のデータとの比較分析を通して,学年別の健康生活習慣獲得指針を提案することを目的とした.幼児期からの衛生習慣獲得や女児における運動習慣の教育の必要性,児童期中盤から後半にかけて各生活習慣領域の再教育の必要性が示された.また,最大の問題点である生活時間の問題は発育発達に伴い悪化する傾向が明示され,高校,大学に至っても再教育していくことの必要性を提案した.平成20年度は既にデータ収集が完了している東南アジアの子どもたちのデータに対して,本研究の特徴の一つである項目反応理論による項目分析を適用した.項目反応理論では年代,世代に関係なく同一座標軸による絶対評価がかのうであるため,子どもたちの生活習慣行動が発育に伴ってどのように変容するかを確認することができた.この結果から,子どもたちの学年別の生活習慣獲得指針を検討した.これらの結果は発育発達研究に原著論文として掲載された.また,平成20年度中には日本の子どもたち,特に小学生をターゲットに約6000人の調査許可を得ることができ,平成21年度初めに実施する.得られた日本の子どもたちのデータに同様の分析手法を適用することで学年別指針作成をすすめることができる.また,平成20年度は当初予定していた世代よりも若い世代である幼少期における生活データを収集する機会に恵まれたため,同類のデータ収集を行った.これらのデータを用いた研究成果は日本体育学会および日本発育発達学会にて発表を行った.平成21年度は幼少期から小学高学年あるいは中・高・大とこれまでに集めてきたデータの分析をすすめていく.最後に平成20年度に特に丁寧に検討した点として,子どもたちの生活時間があげられる.過去に公表されているデータも集め,子どもたちの生活時間構造の変化を検討した.これにより,子どもたちが理想とすべき生活時間の指針作成の基礎材料を得た.平成21年度は昨年度中に計画された小学生約6000人を対象に生活・運動習慣に関する調査を始めに実施した.また,平成21年度は幼児期の子ども達600人以上を対象に調査をする機会も得ることができた.これらのデータをもとに多くの学会発表を行った.アメリカのAmerican College of Sports Medicine,日本体育学会,日本体育測定評価学会,日本発育発達学会などでこれらのデータを用いた発表を行った.特に,日本体育測定評価学会では,児童期6年間における生活習慣の変容を項目反応理論を用いて詳細に分析し,生活習慣獲得のための一指針を示した.同発表では,同学会における最優秀発表が内定し,2011年度に論文化が決定している.さらに,幼少期を対象とした様々な取り組みの場において,上記データをもとにした講演会に複数回招待され講演を行った.上記の研究を通して,本研究課題の目的であった生活習慣獲得指針として以下のような示唆をえた.幼児期においては,年少期が活動的な生活獲得の重要な時期であり,年中期が基本的な生活リズムや手伝いといった家庭内での生活習慣獲得の重要な時期であることが明らかになった.児童期では,1)生活習慣管理全体の能力は学年が進むに連れて低下する傾向,2)男児では中学年までは改善が見られるが,女児では児童期を通して悪化しており対策が必要,3)運動習慣は,男児では発達に伴い改善するが,女児では特に中学年以降,急激な悪化を示すため対策が必要,4)食事習慣は,4年生頃までは全体的に習慣獲得が進むが,高学年になると男女とも乱れやすい時期が存在する.ということを明示した.このように,幼少期に関するある程度の指針は示すことができた.残念ながら中学生期の指針を示すことができていないが,既に調査は完了しており,本科学研究費補助期間終了後も継続して分析を進め,指針を提示していく予定である.
市町村合併状況下における民俗と行政の相互関係

平成19年度においては調査地域が、調査期間にあてていた7月中旬に新潟県中越沖地震に襲われ、そのために今年度中の調査がほぼ不可能となる事態が生じた。そこで今期の作業を前年度の調査データの整理と、インターネット等を利用したデータ収集に切り替え、研究を行った。1.一つの大きな事態の変化は、合併前の町村ごとの意思決定機構たる町村議会にかわるものとして設けられていた地域協議会に相当するものを、合併前の上越市にも設けようという動きである。これは、総体としては地域住民自治を促す役割を負っているといえる。しかし一方で、既設の地域協議会の委員公募にあたって、その定数を満たさないか、あるいは大幅に割り込むという事態も生じてきており、住民自治に関しては早くも曲がり角にきているといえるのかも知れない。2.経済的には、特区制度を利用した地域振興が一つの柱になる傾向がみてとれる。ある地域では農業、とりわけ稲作に株式会社組織を作り、取り組んでいる例がある。また他の地区では、「どぶろく特区」と称して、どぶろくを観光資源の一つにしようという試みもある。前者は旧来の組織とは異なる発想で伝統的な農業の価値を高めようとし、後者は旧来のいわゆる民俗的風習を再生させるかたちで新しい価値を発生させようとしている。その意味では対照的な試みであるといえるが、ともにその行く末に注目したい。3.興味深いのはITへの期待と要請の高まりである。これはどの地域においても共通してみられる傾向といえる。ただその整備状況は地域によって大きな差が生じている。これは合併前の達成度に依存しているところが大きい。過疎という窮状に対してITがどれほどの打開策になるのか、これも重要な問題として注目したい。平成18年度においては、おおむね以下のような活動および調査研究を行った。1.今年度前半においては、新潟県上越市の西部中山間地におけるNPOの活動に関する調査を実施した。全国の例にもれず、当地域も過疎という深刻な問題をかかえており、地域社会の維持に対して危機的な状態にある。上越市当局は「くわどり湯ったり村」『地球環境学校」という二つの第三セクターを設立して地域の振興を図っているが、その運営にあたっているのが、「かみえちご山里ファン倶楽部」というNPO団体である。この団体は9人の専属スタッフを要し、上記二つの施設運営のほか、地域住民との交流のうえにたった地域の伝統技術や民俗文化の発掘にあたっている。これらの事業はそれなりに住民の副収入にもなっており、地域社会の維持に大きく貢献しているようである。2.広範においては一転して東部山間地の新住民組織の調査に入った。上越市は2005年1月より周辺13町村を吸収する形で大規模な市町村合併を果たした。そこでこれら九町村が消滅した結果、さまざまな問題が生起することになった。事態の根本はそれ自体の行政機構も議会もなくなったため、これまで各地域の行政が担当してきた行政サービスのうち、いくつかは合併上越市では十分に担当できなくなったことにある。そこで新上越市は旧町村単位で新住民組織をたちあげ、新しい住民自治を模索しはじめているところである。その内実にはさまざまな偏差があり、いくつかは自らNPOとしての法人格を取得し、活発な活動を開始している。しかし他方では、新しい事態に対する住民の認識が、十分な自治を探りあてるに至っていない。今年度はこうした状況を発見し、来年度さらに調査の範囲を広げ、また内容を深めていくつもりである。
平滑筋細胞特異的な転写因子のクローニング

冠血管インターベンション後に再狭窄を引き起こす機序として、血管平滑筋細胞の遊走・増殖による内膜肥厚のメカニズムが重視されている。組織特異的プロモーター/エンハンサーを用いた特定の組織を遺伝子治療する方法が期待されているが、未だ平滑筋特異的プロモーターで確立されているものはない。我々がクローニングした平滑筋ミオシン重鎖(SM-MHC)遺伝子プロモーター(Katoh et al.,J Biol Chem 269:30538-30545,1994)は、少なくともin vitroの実験系では平滑筋特異的であることが示され、他施設での追試にても同様の臓器特異性が示されている。本研究では、SM-MHC遺伝子の平滑筋細胞特異性を保つ最小の領域をnarrow downし、その領域に結合する平滑筋細胞特異的転写因子のクローニングを試みた。まず、SM-MHC遺伝子の約18kbの1st Intronの中の5'側710bpのfragment中に平滑筋特異性を保つ領域ガ存在することをつきとめ、その領域の全塩基配列を決定した。塩基配列中には、三つのGATA siteをはじめ、いくつかのputative cis-trans elementが存在した。そのfragmentと平滑筋細胞より得た核抽出液を用いて、DNaseI footprintingを行ったところ上記のGATA siteの他にA/T-richなprotein binding siteが確認された。その塩基配列を用いてgel mobolity shift assayを行い、平滑筋細胞核抽出液中のprotein binding affinityを再確認したところ、このA/T-rich siteには複数の蛋白が結合する可能性が示唆された。現在その特異的塩基配列を用いたone hybridsystemを利用して、平滑筋細胞の特異性を規定していると思われる転写因子クローニングを継続中である。我々がクローニングした平滑筋ミオシン重鎖(SMHC)遺伝子プロモーター(Katoh et al.,J Biol Chem 269:30538-30545,1994)は、少なくともin vitroの実験系では平滑筋特異的であることが示され、他施設での追試にても同様の臓器特異性が示されている。初年度の研究では、SMHC遺伝子の平滑筋細胞特異性を保つ最小の領域をnarrow downするところまでを一応のゴールとした。まず、SMHC遺伝子の約18kbの1st Intronの中の5′側3.8kbの中に平滑筋細胞に特異的なエンハンサーが存在することを明らかとした後、この3.8kbを制限酵素BamHIで三つの断片に分け、各々の断片をチミジンキナーゼ(TK)のプロモーターを有するベクター(pBLCAT5)にサブクローニングし、各fragmentのエンハンサー活性を培養平滑筋細胞及び繊維芽細胞のcell lineであるNIH3T3細胞や、骨格筋細胞のcell lineであるC2C12にin vitro transfectionすることによって調べた。その結果、平滑筋特異性を保つ領域は約700bpのBamHI fragment中に存在することをつきとめ、その領域の全塩基配列を決定した。塩基配列中には、三つのGATA siteをはじめ、いくつかのputativecis-trans acting elementが存在するが、現在そのfragmentと平滑筋細胞より得た核抽出液を用いて、DNA-protein binding siteを検索中である。
シンクロトロン放射光によるアモルファス半導体の光構造変化の研究

アモルファス半導体は光に非常に敏感な材料で、光機能性デバイス、中でも太陽電池の材料として期待されている。しかしながら、光によって構造が変化したり、準安定な欠陥を生成してしまうことが実用化の大きな壁となっている。これまでこの材料に関する研究では、バンドギャップ相当のエネルギー領域の光の照射による性質、すなわち、この領域の光は、最外殻の電子を励起するので、外殻電子の励起とそれに伴う構造変化の性質について議論されてきた。本研究では、原子同士の化学結合に直接関与しない内殻電子を励起できるエネルギーを持つシンクロトロン放射光を用いて、アモルファス半導体の光照射による構造等の変化について研究した。アモルファス半導体材料の中でも可視光領域で光構造変化が詳しく研究されているカルコゲナイド系アモルファス半導体について、シンクロトロン放射光による光構造変化について調べた。以下に結果をまとめる。1.シンクロトロン放射光においても、可視光同様な光学バンドギャップのレッドシフト(光黒化現象)が観測された。2.光黒化現象は、ガラス転移温度より低い温度のアニールにより元の状態に戻る(可逆性がある)。3.シンクロトロン放射光による構造変化は、可視光より2桁も少ないフォトン数で進行する。4.光構造変化は、内殻準位に相当した光で速く進行する。これらの結果は、光構造変化に関する新たに得られた性質であるが、可視領域の光構造変化の性質と、今後、シンクロトロン放射光による光劣化等の研究を合わせて考えることにより、そのメカニズムを明らかにしていきたいと考えている。
増殖刺激による核酸前駆体合成促進の分子機構

細胞が外部刺激に応答して活動を増加させるさい、多くはヌクレオチド合成の亢進を伴う。ヌクレオチド合成の共通基質であり、鍵制御物質であるホスホリボシルピロリン酸(PRPP)の合成調節に注目して、遺伝子工学の手法によるPRPP合成酵素の性質をしらべる一方、制御因子としてのMg^<2+>の変動の解析を細胞レベルで行った。1.PRPP合成酵素に関する研究(1)ラットPRPP合成酵素サブユニットIおよびIIの大腸菌における発現と各酵素の精製と性質の検討:両サブユニット(PRSI、PRSII)は単独で酵素活性を示した。ヌクレオチド(ADP,GDP)による阻害、硫酸イオンに対する応答、熱安定性に著しい差があった。(2)ヒトPRPP合成酵素のcDNAクローニングとゲノム遺伝子解析(i)高尿酸血症を伴うPRPP合成酵素の亢進症を解析する基礎としてヒトPRSIcDNAのクローニングを行った。膠芽腫MGCI細胞のcDNAライブラリーより、全長を含むヒトPRSIcDNAクローンを得た。ヒトとラットの相同性は極めて高く、またPRSIとIIの分岐はアミノ酸配列の相違度より求めた分子進化速度から約7億6千万年前と計算された。(ii)ヒトPRPS1とPRPS2遺伝子のプロモーター領域をクローニングした。両プロモーターは、CCAATボックス、Spl結合部位、TATAボックス様配列が存在した。両プロモータの配列に相同性は認められず、別々の発現調節を受けていることが示唆された。CAT活性とmRNA量との比較から、得られた5'上流領域は両遺伝子の発現を細胞の個性に応答して支配する配列を含むことが示唆された。2.Swiss3T3細胞における増殖刺激後のMg^<2+>動態の解析(1)蛍光色素mag-fura-2と蛍光顕微画像解析法を用いて細胞内のMg^<2+>濃度を単一細胞レベルで測定する方法を確立した。(2)細胞に増殖因子(EGFまたはボンベシン)を加えると1時間以内にMg^<2+>濃度が上昇し、インスリンを同時に加えるとさらに上昇した。Mg^<2+>濃度の変化が修飾因子として細胞活動を規定している可能性が直接示された。遺伝子工学の手法を利用してPRPP合成酵素の性質をしらべる一方、細胞レベルで制御因子の変動の解析を行った。<1.ラットPRPP合成酵素IおよびII cDNAの大腸菌における発現と各型酵素の精製と性質の検討>___ー.cDNAクロ-ニングにより発見された二つのアイソフォ-ムは相同性高く通常の方法では分離しえない。しかも組織により量の相対比が異なるのでまず各々の性格づけが必須である。発現ベクタ-pKK233ー2を改変して使用し、各サブユニットを大腸菌内で発現させ、簡便な精製法で大量の純品を得ることに成功した。10リットルの培養液から得られた酵素量は、ラット約500匹の肝臓から得られたものに相当した。両サブユニットの諸性質をしらべたところ、ヌクレオチドによる阻害、硫酸イオンに対する応答、熱安定性に著しい差があることが明らかとなった。<2.増殖刺激後のSwiss3T3細胞におけるMg^<2+>動態の検討>___ー.