hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表土層の貯留・排水効果を取り入れた流域資源循環利用システムに関する研究

また腐熟度の指標として二酸化炭素発生速度を計測したが、時間とともに二酸化炭素発生速度は低下し、易分解性有機物が分解されて腐熟が進行する様子が観測された。室内実験の結果、土壌水分値との相関が高く、含水比が高いほどチップの分解速度が速く、また土壌温度の上昇とともに分解が促進され、35°C付近で鈍化が見られた。おが屑を土壌に添加すると二酸化炭素発生速度が上昇し、土壌の二酸化炭素発生速度が高いほど添加したおが屑をよく分解した。試験地斜面域での二酸化炭素発生速度の空間分布を測定した結果、測定地点による二酸化炭素発生速度の違いは大きく、傾斜が緩いところで高い値を示した。山地斜面表層の貯留・排水関係が影響するが、表土層の流域流出への影響について定量化するとともに、蒸発散量の分布特性も影響することから、衛星データによる蒸発散量の空間分布の算定法について検討した。流域資源としての水資源の貯留効果について山地斜面表土層の役割について評価を行い、ダム機能の効果について水文学的な検討を行った。森林木、特に間伐材や伐採木の処理では、野焼きに頼っていた従来の処理に代わって、流域資源としての効果的な循環利用が求められているが、現地処理をベースに伐採木の腐熟・堆肥化による循環利用システムについて考察を加えた。
ライブイメージングを用いた口蓋裂マウスモデルの口蓋組織の細胞動態解析

口唇口蓋裂は多くの機能不全や審美障害を伴い患者のQOLを低下させる。口唇口蓋裂の発症には様々な要因が関与することが知られているが、本研究では中でも胎児発生中の口蓋突起上皮の動態異常について着目した。本研究ではRunxシグナリングの異常やアルコール投与といった口蓋裂の原因因子が発生中の口蓋突起における細胞動態にどの様な影響を及ぼすのかをライブイメージング手法を用いて解明する。また、器官培養を用いる本実験系はドラッグスクリーニングに最適な手法であり、多くの薬剤の機能解析が可能である。本研究の遂行により、口唇口蓋裂に対する基礎的理解が深まり本疾患に対する新規治療法の確立に貢献する事が可能となる。
頭蓋骨早期癒合症に随伴した脳局所循環動態の変動に係わる基礎的、臨床的研究

頭蓋骨早期癒合症7例に全頭蓋形成術を施行し、術前後で二次元表示Xe-CTによる局所脳循環動態の定量測定、acetazolamide負荷後における血管予備能や臨床神経学的所見の検索の他、患児の発達指数(DQまたはIQ)を測定し検討した。1.術前後の測定において前頭葉、前頭葉白質、並びに全脳で統計学的に有意な血流増加を認めた。acetazolamide負荷後の血流増加率は、全脳、後頭葉、基底核、深部白質で有意な増加を示し、頭蓋内圧亢進による血管予備能の低下が改善されていた。2.1年後に再測定を施行した5例では視床部に有意な増加を確認し、そのうち4例は2年後の血流量が維持されていた。3.手術時期による相違を検討した結果、1歳以下で頭蓋形成術を受けた5例に前頭葉を中心とした有意な血流量改善を認め、その後も改善傾向が確認された。血行動態の変化と精神運動発達指数の関連は、単一縫合早期癒合症で改善度は良好であり、前頭葉を中心とした血流量の改善に伴い、言語発達や社会性の改善を認めている。この結果、1歳以下の早期手術が有効であることが示唆された。4.ヘリカルCTを用いた三次元血流量画像の構成が可能となり、頭蓋骨早期癒合症1例、くも膜嚢腫2例、Sturge-Weber syndrome 3例で測定した。脳血流分布や形態的左右差が存在するSturge-Weber syndromeやくも膜嚢腫での三次元脳血流量画像を作成し、コントラストやスライス厚による再構成画像の解像度を調整した。三次元画像の定量性は二次元画像と同等であることを確認しているが、任意の冠状及び矢状断面の再構成画像からの血流量測定は現在のプログラムでは不可能なため改良が必要と判断された。頭蓋骨早期癒合症例は術前例1例で、正常対象例はインフォームド・コンセントが選られないため未施行である。今後は、頭蓋骨早期癒合症を含めた様々な小児脳疾患例で三次元画像を作成し、術前後の血行動態の変化を観察する予定である。本年度は三次元脳血流量表示への処理方法の確立を目的とし、ヘリカルスキャンと多層性の2D-XeCTから得られる多断面再構成画像(MPR)の作成を行い、画像作成時間や両方式での発生ノイズについて比較検討した。ヘリカルスキャンにより得られた脳血流画像のノイズは大きく、原因はXeガス吸入前後でのスキャン軌道の不一致と判明した。MPRに関してはスキャン時間と三次元表示に必要なスライス数との関係から、従来のCT装置や画像処理能力では三次元脳血流表示は困難であった。しかし、現在使用している東芝Xvigorではスライス幅の設定やスキャン時間の大幅な短縮により三次元画像処理が可能となった。乳幼児や頭蓋骨早期癒合症6例及びインフオムド・コンセントが得られた正常4例での2D-XeCT法による局所脳循環動態の定量測定、acetazolamide負荷後における血管予備能や臨床神経学的所見の検索の他、患児の発達指数(DQまたはIQ)を測定した。頭蓋形成術を施行した

6例の術前局所脳血流量の平均は前頭葉44.7±6ml/100g/min、側頭葉49±7ml/100g/min、後頭葉45.7±8ml/100g/min、全脳46±7ml/100g/min、基底核70.3±11ml/100g/min、深部白質31.3±5ml/100g/minであり、acetazolamide負荷後の血管予備能は全領域で低下していた。術後脳血流量は前頭葉で有意(P<0.05)な増加を認め、acetazolamide負荷後の血流増加率は後頭葉,全脳,基底核,深部白質で有意な増加を示していた。血管予備能と患児の発達指数との相関は得られていないが、経時的変化に注目し今後も検索する予定である。来年度は、多断面再構成画像(MPR)による三次元脳血流量画像を実際の症例で作成し検討する予定である。当該年度(平成12年度)は二次元表示による局所脳循環動態の定量測定、acetazolamide負荷後における血管予備能や臨床神経学的所見の検索の他、患児の発達指数(DQまたはIQ)を測定した頭蓋骨早期癒合症7例で術後2年間の経時的変化を検討した。術直後の測定において前頭葉、前頭葉白質、並びに全脳で統計学的に有意な血流増加を認め、1年後に再測定を施行した5例では視床部に有意な増加を確認した。そのうち4例は2年後の血流量が維持されていた。また、手術時期による相違を検討した結果、1歳以下で頭蓋形成術を受けた5例に前頭葉を中心とした有意な血流量改善を認め、その後も改善傾向が確認された。血行動態の変化と精神運動発達指数の関連は、単一縫合早期癒合症で改善度は良好であり、前頭葉を中心とした血流量の改善に伴い、言語や社会性の改善が著明であることが判明している。1歳以上で手術を施行した2例も血流量の増加は認めるも緩徐であった。この結果、1歳以下の早期手術が有効であることが示唆された。ヘリカルCTを用いた三次元血流量画像の構成が可能となった本年度、頭蓋骨早期癒合症1例、くも膜嚢腫2例、Sturge-Weber syndrome3例で測定した。脳血流分布や形態的左右差が存在するSturge-Weber syndromeやくも膜嚢腫での三次元脳血流量画像を作成し、コントラストやスライス厚による再構成画像の解像度を調整した。従来の二次元画像から得られた脳血流量との同一性を確認できたが、任意の冠状及び矢状断面の再構成画像からの血流量測定は現在のプログラムでは不可能なため改良が必要と判断された。
体液貯留による血管内皮障害を介した浮腫形成を予防する新規治療戦略の開発

腎不全や心不全による体液貯留は循環血液量を増加させ、機械的な圧負荷により血管内皮グリコカリックスを傷害し、水分の血管外漏出が増加し浮腫を形成する。カルペリチドは今日の臨床においてその利尿作用や血管拡張作用により体液貯留の治療に用いられている。ところが、近年カルペリチドにはがんの肺転移を抑制する作用がある等の報告があり、直接的な血管内皮保護作用の存在が示唆されている。本研究は、体液貯留によるグリコカリックス傷害に対するカルペリチドの保護作用の有無を超微形態学的見地から考察し、直接的な血管内皮の保護によって腎不全・心不全による浮腫形成を予防する新たな治療戦略の可能性を探ることを目的とする。
フッ素レーザーによるポリカーボネート表面のガラス化と次世代型自動車用窓材の開発

波長157 nmのフッ素レーザーにより誘起されたシリコーンのシリカガラスへの光化学改質を基にして、ポリカーボネート上に施されたシリコーン系ハードコート表面を、透明で硬質なシリカガラス層に改質することができた。形成したシリカガラス改質層は、レーザー照射条件の最適化によりクラックフリーとすることができた。また、試料の可視透過性は、レーザー照射前後で変化は認められず、シリカガラス改質層が形成した試料も高い可視透過性を呈することが判明した。テーバー摩耗試験により、試料の耐摩耗性を評価し、そのときのヘイズ値(1.2 %)から、従来のシリカガラス製自動車用窓材(0.9 %)に匹敵する高い耐摩耗性が発現していることも明らかとなった。形成したシリカガラス改質層の厚さは、フッ酸を用いた化学エッチングにより調べ、その値は約0.44 umであることがわかった。ポリカーボネートは、軽量、透明で、高い耐衝撃性を有する。このため、電気電子工学のみならず建築、航空、自動車工学など様々な分野で期待されている材料である。しかしその表面は傷付きやすく、耐薬品性にも欠ける。そこで現在、ポリカーボネートの表面保護には、シリコーン系、アクリル系あるいはメラミン系の高分子ハードコートが施されている。しかし、現状の高分子ハードコートでは、耐薬品性は得られているものの、その表面硬度は十分とは言えない。本研究では、シリコーン系ハードコートが施されたポリカーボネート表面を、フッ素レーザー誘起光化学反応によりシリカガラス(SiO_2)化することによって、軽量、透明で、高い耐衝撃性を有し、しかも「傷の付き難い」次世代型の自動車用ガラス代替窓材を開発することを目的としている。そこで今年度は、まずシリコーンハードコートをシリカガラス化するための最適なレーザー照射条件を見出した。そして、最適なレーザー照射条件で改質された試料の耐摩耗性を調べるために,テーバー摩耗試験を行った。ポリカーボネート板のみの場合、摩耗輪の跡がはっきりと見えるときの〓Hzの値は46%であった。一方、シリコーンハードコートが施されたPCでは、摩耗輪の跡が薄くなり、このときの〓Hzの値は3.5%であった。そしてフッ素レーザーを照射すると、摩耗輪の跡はさらに薄くなって、〓Hzの値は1.9%まで低くなることがわかった。このように、フッ素レーザーによるシリコーンへのシリカへの改質により、ポリカーボネートに高い耐摩耗性を発現させることができた。昨年度までは、シリコーンハードコートをシリカガラス化するための最適なレーザー照射条件を見出し、そのときの試料の耐摩耗性をテーバー摩耗試験により調べた。その結果、フッ素レーザーによるシリコーンへのシリカへの改質によって、ポリカーボネート表面に高い耐摩耗性が発現することを示した。今年度は、SiO_2改質層の膜厚を、昨年度までに得られた0.44μmよりも厚くし、試料の表面硬度をより高くすることを試みた。改質層の膜厚を増加するために、レーザーフルエンスは14mJ/cm^2一定とし、照射時間を昨年度までの条件である30sから180sまで増加させた。その結果、改質された試料表面には、クラソクが発生することがわかった。そこで、クラックフリーで、かつ改質層の膜厚を厚くするために、SiO_2改質領域をミクロンオーダーで細分化することを行った。実験として、ハードコートが施されたポリカーボネート上に予めステンレス製メッシュマスク(50μm角)を密着させ、その後フッ素レーザーを照射した。試料表面の光学顕微鏡観察よ咲メッシュマスクを用いて改質領域を50μm角に細分化することにより、クラックを抑制できることがわかった。改質領域を細分化したときの試料の表面硬度を、ナノインデントにより調べた。本研究課題では、シリコーン系ハードコートが施されたポリカーボネート表面を、フッ素レーザーを用いて、光化学的にシリカガラスに改質することにより、軽量、透明で、高い耐衝撃性を有し、しかも「傷の付き難い」次世代型の自動車用ガラス代替窓材を開発することを目的とした。

レーザーのエネルギー密度ならびに照射時間をパラメータとして、シリコーン系ハードコート上に形成されるシリカガラス改質層の化学結合状態ならびに膜厚の変化を調べた。自動車用窓材として利用するためには、テーバー摩耗試験でのヘイズ値を、従来のガラス製窓材と同等にする必要がある。そのためには、前記レーザー照射条件の最適化のみならず、ハードコート下のプライマー層の膜厚の最適化も重要であることを見出した。その結果、従来の窓材と同等の耐摩耗性を、試料表面に発現させることができた。一方、シリカガラス改質層の膜厚が厚くなると、クラックが発生し始めることが問題となった。そこで、レーザー照射の際、試料表面にコンタクトマスク(開口50 &#61549;m角)を設置し、レーザーの照射時間の変化によりシリカガラス改質層の膜厚を増加させた。その結果、試料表面の改質領域がミクロンオーダーで細分化され、膜厚1.2 &#61549;mのクラックフリーのシリカガラス改質層を形成できるに至った。このような改質領域の細分化を行っても、試料は高い可視透過性を示すことを確認した。また、改質領域の膜厚増加による表面硬度の向上も認められた。上記の結果を基に、屋外での耐候性試験、耐熱試験、ワイパー試験など、実用化のための試験を行い概ね良好な結果を得た。本手法を基に開発したポリカーボネート窓材は、現在欧州でも窓材としての認証を得ており、国内ではすでにリア、クオーター窓として電気自動車に搭載されるに至っている。したがって、本研究課題の目的は十分達成できたと考える。改質領域の細分化により、シリカガラス層の膜厚を増加させ、かつクラック発生を抑制することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。改質領域をミクロンオーダーで細分化された試料について、表面の耐摩耗性および硬度と、改質層の膜厚との関係を調べる。また実用化のために、改質試料の耐候性・耐熱性を調べる。
植物細胞の物質集積を支える液胞膜プロトンポンプの分子構造と生理的変動の機構

物質集積という液胞の機能を見るとき、液胞膜に局在する2つのプロトンポンプ、H^+ーpyrophosphatase(H^+ーPPase)とH^+ーATPaseはエンジンに例えることができる。プロトンポンプによってもたらされる液胞膜のプロトン駆動力は、ナトリウム、カルシウムイオンあるいはリンゴ酸、アミノ酸、糖の輸送に利用される。2つの酵素の分子構造を明かにし、液胞機能の変化にともなって、両酵素がどう適応変化するのかを解析している。研究の途上にあるが、今年度の研究成果として以下の知見を得た。(1)H^+ーPPaseは73kDaポリペプチドのホモダイマ-として機能している。Mg2+は酵素の活性発現だけではなく、構造維持にも必須である。逆に、Ca2+は酵素機能を強く可逆的に阻害する。(2)酵素の生理種間の相違を明らかにすることは、構造と機能の分子レベルでの解析に有用な情報を与えてくれる。今回、他のグル-プとの共同研究により、カサノリの液胞膜H^+ーPPaseおよび光合成細菌Rhodospirillum rubrumのクロマトフォアのH+ーpyrophosphate synthetaseのいずれもが、ヤエナリ液胞膜H^+ーPPaseに対する抗体と反応することが明かとなった。系統上大きく離れた生物種に同一の酵素が確認できたことは、分子進化を考察する上でも重要である。今後、タンパク質一次構造上での比較を行いたい。(3)CAM植物の液胞は、夜間液胞内にリンゴ酸を集積する。液胞膜ATPaseがリンゴ酸集積に必要なプロトン駆動力を与えていると言われてい他。抗体を用いた解析により、この液胞膜にも高活性のH+ーPPaseが比較的多量に存在することを明かにした。(4)液胞膜の二次能動輸送系の候補と考えられる、疎水性の高いタンパク質を単離し、いくつかの性質を明らかにした。分子サイズ22ー23kDaで、DCCD結合能を有しており、比較的多くの植物種に検出できた。
授業者としての大学教員の成長を支援する授業評価調査のあり方に関する研究

大学教員が授業者としてのどのように成長するかは、個々人がもつ授業観によって現状認識と課題意識に差があること,教職課程科目担当者という授業者による実践を対象に、以下の点で授業評価調査が与える効果の事例を整理した。1.ティーチング・ポートフォリオの作成、蓄積の授業改善への効果講義と成績の関連資料、授業評価調査結果(総括的)と、施設設備の資料(写真を含む)の電子化し、それを授業者間で交換することで、より具体性の高い授業改善の観点を授業者が認識し、実際に試みることができた。また、成績評価についてもこれらの情報を交換することでより妥当な方法と基準の作成に有効であった。2.日常の授業における学生からの意見(授業評価調査)の分析三尾・波多野は大人数授業(100から250名)でマークシートによる毎回の授業評価調査と、三尾・南部・浦野・波多野は、シャトルカード(大福帳)を用い、学生の授業内容の理解、授業方法の受け止め方、学習意欲・態度の表明、及び受講生の記述内容に対する授業者コメントの傾向について分析した。授業者コメントは、その授業者の教員としての履歴で内容の質と量に違いあることがわかった。以前に初等・中等教育の教員を経験した授業者は、より教育的配慮に富むコメントを学生に返し、その文字量も多いことがわかった。3.授業の相互参観、介入。映像記録による分析早稲田大学において授業相互参観と映像記録を実施した。改善点を各自が確認する際に映像記録が有効であることが確認された。(1)ティーチング・ポートフォリオの作成、蓄積授業資料と成績評価関連情報、授業評価調査結果(総括的)と、施設設備の資料(写真を含む)を電子化を試み々授業者ごとに異なる研究室での環境での電子化の作業内容の整理のほか、その電子化した項目の抽出とその重要度について検討した。(2)大学教員としての履歴を教育業績、教育活動の分析研究分担者それぞれで現在の授業活動に影響のあった出来事や体験を洗い出した。その一部は学会で報告し、評価を受けた。(3)日常の授業における学生からの意見(授業評価調査)の分析三尾・波多野は大人数授業(早稲田大学での教職課程科目を中心に)でのマークシートによる毎回の授業評価調査と、三尾・南部・浦野は、それぞれの授業においてシャトルカード(大福帳)を材料として、受講生による授業内容の理解、授業方法の受け止め方、学習意欲・態度の表明、及び受講生の記述内容に対する授業者コメントの傾向について分析した。(4)授業の相互参観、介入。映像記録による分析早稲田大学での授業において授業相互参観を毎週行い、授業改善への効果を記録した。(5)学会報告教育工学関連学会での発表、ファカルティ・ディペロップメントの研修(常磐大学FDシンポ2006年9月、全国歯科衛生士研修会2006年8月)等で最新情報、状況の収集などを行った。大学教員が授業者としてのどのように成長するかは、個々人がもつ授業観によって現状認識と課題意識に差があること、教職課程科目担当者という授業者による実践を対象に、以下の点で授業評価調査が与える効果の事例を整理した。1.ティーチング・ポートフォリオの作成、蓄積の授業改善への効果講義と成績の関連資料、授業評価調査結果(総括的)と施設設備の資料(写真を含む)の電子化し、それを授業者間で交換することで、より具体性の高い授業改善の観点を授業者が認識し、実際に試みることができた。2.日常の授業における学生からの意見(授業評価調査)の分析三尾・波多野は大人数授業(100から250名)でマークシートによる毎回の授業評価調査と三尾・南部・浦野・波多野は、シャトルカード(大福帳)を用い、学生の授業内容の理解、授業方法の受け止め方、学習意欲・態度の表明、及び受講生の記述内容に対する授業者コメントの傾向について分析した。

授業者コメントは、その授業者の教員としての履歴で内容の質と量に違いあることがわかった。以前に初等・中等教育の教員を経験した授業者は、より教育的配慮に富むコメントを学生に返し、その文字量も多いことがわかった。3.授業の相互参観、介入。映像記録による分析早稲田大学において授業相互参観と映像記録を実施した。改善点を各自が確認する際に映像記録が有効であることが確認された。4.報告関連学会での発表、大学教員向け研修(全国歯科衛生士研修会8月)等で、授業評価調査が大学教員の授業者としての成長に有効であることについて報告した。参加した大学教員の多くは、肯定的な認識をもっていることが確認された、ただし、授業調査の労力を軽減する方法を各自、各大学事情によって工夫する必要があることが課題として残る。
閾値エネルギー解離質量分析法の開発と生体分子解析への応用

研究成果の概要:低分子有機化合物の定性および定量分析法として質量分析法は最も高感度かつ特異性の高い方法の一つであるが,生体分子の多くに対しては電子イオン化法を適用できず,化合物の同定は非常に困難な作業となる.閾値エネルギー解離法に関する本研究の結果,汎用性が高く小型化可能なイオントラップ質量分析計を用いて,本法を生体分子を含む広範な低分子有機化合物の定性・同定法へと展開していくための基盤を構築できた.研究成果の概要:低分子有機化合物の定性および定量分析法として質量分析法は最も高感度かつ特異性の高い方法の一つであるが,生体分子の多くに対しては電子イオン化法を適用できず,化合物の同定は非常に困難な作業となる.閾値エネルギー解離法に関する本研究の結果,汎用性が高く小型化可能なイオントラップ質量分析計を用いて,本法を生体分子を含む広範な低分子有機化合物の定性・同定法へと展開していくための基盤を構築できた.気相イオンの解離(断片化)法に関する新しい方法論である閾値エネルギー解離質量分析法においては、エレクトロスプレイ法等により生成した基底状態近傍の解析対象イオンを、イオントラップ中で緩和な振動励起状態に導いた後に一定時間保ち、最低閾値エネルギーの反応経路生成物へと選択的かつ高収率に導く。本法の開発に際しての予備的検討において、従来型フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴型質量分析装置のイオン源部六重極イオンリザーバーをイオントラップとして用いた多重極蓄積支援解離(MSAD)実験により、ポリペプチド鎖中のペプチド結合は、アスパラギン酸(Asp)残基のカルボキシ末端側で選択的に切断されうることを見出した。この反応は、Asp側鎖を含む五員環遷移状態を経た低閾値エネルギーの経路を経ると推定される。ベンジルピリジニウム誘導体温度計分子を用いた検討によって、閾値エネルギーが1.5eVおよび1.9eVの二つの反応経路が存在する場合、反応を1.5eVの経路へと定量的に進行させることが可能なことを実証した。MSAD実験における活性化の度合いは、六重極イオンリザーバー内へのイオン蓄積量に依存する。閾値エネルギー選択実験の精度向上を目的として、自作のソフトウエア制御ナノスプレイエミッターを用いてイオン蓄積量をコントロールしながらのMSAD実験を試みたが、ナノスプレイエミッターにおける微小な流量変動が総イオン生成量自体に大きな影響を与えうるため、データの日間再現性は低かった。そこで、MSAD実験によらず閾値エネルギー近傍での解離反応を再現性よく誘起すると同時に実験条件と熱化学パラメーターとの関連付けを容易にするため、市販の四重極イオントラップ型質量分析装置を改造し、イオントラップ加熱型の閾値エネルギー反応装置を試作した。閾値エネルギー解離質量分析法の開発では,エレクトロスプレーイオン化により生成した生体分子イオンを質量分析装置中にトラップした後に解析対象イオンを最小閾値エネルギーの解離反応経路を経る生成物イオンへと選択的かつ高収率に導く測定法の確立を行っている.通常のCID法においてはイオンの活性化により幅色い内部エネルギーの分布が生じ高エネルギー側の裾から高い閾値エネルギーの反応生成物も生成してしまうのに対し,閾値エネルギー解離質量分析法では最小閾値エネルギーの反応経路のみを選択し高収率で生成物イオンに転換する.本法により,検出能の大幅な改善と最小閾値エネルギー反応経路の特定による構造情報取得が可能となる.通常,エレクトロスプレーイオン化の適用対象となる生体分子は多数の解離反応経路を持ち,どの経路の閾値エネルギーが最小となるかはイオンの構造に依存して決まる.解析対象となる中性分子の構造は同じであっても,異なる構造を持つイオンへと導くことができれば最小閾値エネルギーを有する反応経路を変化させられる.つまり,イオンの構造を操作することによって異なった生成物イオンへと選択的に導ける筈である.これを検証するため,電子捕獲によるイオン構造の改変と反応経路の転換を試みた.モデル生体分子として種々の構造要素を有する複合型糖ペプチド等を用い,質量分析装置中にトラップされた生体分子イオンについて,(1)イオン構造を改変することなく解離させた場合と,(2)電子捕獲によるイオン構造の改変(偶数電子系から奇数電子系への転換)を行った後に解離させた場合とにおける生成物イオンを観測し,最小閾値エネルギー反応経路とイオン構造の関係を比較検討した.イオン構造の奇数電子系への改変に起因する反応経路の転換が認められ,最小閾値エネルギー解離質量分析法に電子捕獲を組合せることで反応経路選択の幅を広げられることが示された.気相イオン解離に関する新しい方法論である閾値エネルギー解離質量分析法を確立し,構造解析への有用性の検証と微量生体分子解析への応用展開を図るため,反応効率と閾値エネルギー選択性を評価した.本法は,エレクトロスプレイ法等により生成した基底状態近傍の解析対象イオンを緩和な振動励起状態に導きイオントラップ中に一定時間保つことで閾値エネルギーが最低の反応経路生成物へ選択的かつ高収率に導くことを基本原理とする.FT-ICR質量分析装置を用いた実装においては,IRMPD法の赤外光強度と照射時間,トラップ内蓄積時間をそれぞれ変化させることにより反応の制御が可能だが,実用的な秒オーダーのトラップ時間においては反応効率が低く,高感度分析法への展開は困難であった.一方,四重極イオントラップ質量分析装置を用いた実装では,高周波励起されたイオンは高確率でトラップ内のバッファーガスと衝突し,ほぼ100%の反応効率が得られる.

その際,高周波励起後の衝突で一旦内部エネルギーを獲得したイオンがthermalなガスとの衝突で再冷却されることが問題となる.すなわち,選択性を上げるためには過剰エネルギーをなるべく小さく保ったまま解離させる必用があるが,反応待ち時間中に衝突冷却により内部エネルギーが閾値以下に低下する.この問題を解決するため,エンドキャップ電極を加熱し間接的にバッファーガスの温度を上げて衝突冷却の効果を薄める方法を試みた.モデル化合物を用いた検討の結果,トラップを500K程度まで加熱しつつ10秒程度までの反応待ち時間をとった場合,従来法に比較して有意に低い励起状態での解離が可能であることが分かった.本研究の結果,実装の比較的容易な四重極イオントラップを用いて,閾値エネルギー解離法を広範な低分子有機化合物の定性法へと応用展開していくための基盤を構築できた.
確率論および複素解析に現れる古典力学系のエルゴード理論的手法による研究

複素解析に現れる双曲的リーマン面上の測地流やタイヒミュラー空間におけるこれの類似物などは,古典力学系とくにハミルトン力学系に分類されるが,決定論的な力学系であるにもかかわらず,その時間発展は極めてランダムであることが知られている.一方,このような決定論的な現象のなかに見られる確率現象と古くからかかわってきた分野の一つが代表者が専門としているエルゴード理論である.本研究の目標は確率論,力学系,複素解析の各分野の専門家を構成員とする研究組織によって,様々な古典力学系に見られる内在的な確率現象を,ランダムウォークやブラウン運動のような純粋に確率論的な対象のもつ漸近挙動と比較し,熱力学形式などの統計力学の方法で解析しようというものであった.具体的な成果については,まず,複素力学系の方面において,有理半群(有理写像で生成された半群)のリーマン球面への作用を,ランダムな繰り返しと関連した歪積のかたちまで一般化しても,ジュリア集合のハウスドルフ次元の評価が得られることが,角によって得られた.タイヒミュラー理論とのかかわりでは,志賀(啓)らによって,必ずしも解析的に有限でないリーマン面の場合についても,写像類群の作用が離散的となることの条件が見い出された.数論と複素解析に関連した力学系について仲田らは,弱い意味での正規数の概念を定義し,正規数全体が正規連分数の正規数全体を真部分集合として含むことを示した.志賀(徳),内山,白井はLyapunov指数,ポテンシャル理論,スペクトル等について深い考察をおこなった.代表者によって得られた2次元散乱撞球の力学系ゼータ関数の有理型接続や1次元一様拡大力学系の摂動に関する結果は,これらに深く触発されて得られた結果であることはいうまでもない.なお,以上の成果は各分担者によって専門誌に投稿され,その幾つかはすでに掲載または掲載予定となっている.複素解析に現れる双曲的リーマン面上の測地流やタイヒミュラー空間におけるこれの類似物などは,古典力学系とくにハミルトン力学系に分類されるが,決定論的な力学系であるにもかかわらず,その時間発展は極めてランダムであることが知られている.一方,このような決定論的な現象のなかに見られる確率現象と古くからかかわってきた分野の一つが代表者が専門としているエルゴード理論である.本研究の目標は確率論,力学系,複素解析の各分野の専門家を構成員とする研究組織によって,様々な古典力学系に見られる内在的な確率現象を,ランダムウォークやブラウン運動のような純粋に確率論的な対象のもつ漸近挙動と比較し,熱力学形式などの統計力学の方法で解析しようというものであった.具体的な成果については,まず,複素力学系の方面において,有理半群(有理写像で生成された半群)のリーマン球面への作用を,ランダムな繰り返しと関連した歪積のかたちまで一般化しても,ジュリア集合のハウスドルフ次元の評価が得られることが,角によって得られた.タイヒミュラー理論とのかかわりでは,志賀(啓)らによって,必ずしも解析的に有限でないリーマン面の場合についても,写像類群の作用が離散的となることの条件が見い出された.数論と複素解析に関連した力学系について仲田らは,弱い意味での正規数の概念を定義し,正規数全体が正規連分数の正規数全体を真部分集合として含むことを示した.志賀(徳),内山,白井はLyapunov指数,ポテンシャル理論,スペクトル等について深い考察をおこなった.代表者によって得られた2次元散乱撞球の力学系ゼータ関数の有理型接続や1次元一様拡大力学系の摂動に関する結果は,これらに深く触発されて得られた結果であることはいうまでもない.なお,以上の成果は各分担者によって専門誌に投稿され,その幾つかはすでに掲載または掲載予定となっている.タタイヒミュラー測地流の閉測地線に熱力学形式を応用しようというのが,本研究の中心課題であった.残念ながら,マルコフ分割によって構成される1次元格子模型が,従来の双曲的力学系のような有限個のスピンだけで記述出来ないことが障害となって,素数定理型定理を証明するまでには今回も至れなかった.とはいえ,中間的な成果をあえてあげるならば,リーマン面上の正則1次微分の軌道と区間入れ替え変換との関係を用いたVeechの方法に習って,写像類群の双曲類である擬アノソフ類の行列表示と測度付き葉層構造に対する基本変換の行列表示の関係を利用して,タイヒミュラー空間の長さスペクトルが格子分布でないことより強い主張に至ることができた.上記の結果に至る仮定で考案した技法によって副産物として「有限面積をもつ双曲リーマン面上の測地流の閉軌道に関するセルバーグゼータ関数の解析接続をセルベーグゼータ関数を転送作用素のフレッドホルム行列式表示を用いて示すことができる」という結果に補足的な結果を付加することができた.より具体的には,考えている有限面積双曲的リーマン面に対応するフックス群のユニタリ表現を考慮したセルバーグL関数に,既に確立していた議論を応用することによって,Chabotarev型の閉測地線定理を昭明できた.このことは,本研究の最終目標が達成された場合,タイヒミュラー測地流に対しても累次の定理が成立することを意味しており,十分意義があると思われる.

これらの結果の一部については発表の価値があると判断し,しかるべき専門誌への投稿を考えている.本年度の本研究の目標は初年度における一般的な考察と準備をふまえた上で、様々な古典力学系に見られる内在的な確率現象を、ブラウン運動のような純粋に確率論的な対象のもつ漸近挙動と比較し、熱力学形式などの統計力学の方法で解析しようというものであった。具体的な成果については、まず、複素力学系の方面において、有理半群(有理写像で生成された半群)のリーマン球面への作用を、ランダムな繰り返しと関連した歪積のかたちまで一般化しても、ジュリア集合のハウスドルフ次元の評価が得られることが、角によって得られた。タイヒミュラー理論とのかかわりでは、志賀(啓)らによって、必ずしも解析的に有限ではないリーマン面の場合についても、写像類群の作用が離散的となることの条件が見い出された。数論と複素解析に関連した力学系について仲田らは、弱い意味での正規数の概念を定義し、正規数全体が正規連分数の正規数全体を真部分集合として含むことを示した。志賀(徳)、内山、白井はLyapunov指数、ポテンシャル理論、スペクトル等について深い考察をおこなった。代表者盛田はこれらの研究から様々な動機づけや着想を得ることができた。以下にその成果を二つあげる。一つは、2次元散乱撞球の力学系ゼータ関数が有理型接続される領域を既存のものより広げる試みである。これは10年以上進展がなかったのであるが、天井関数を不安定多様体に沿って適当に平均化したリプシッツ連続関数で近似できることを証明することによって改良することができた。二つ目は、区分的に2階連続的微分可能な1次元力学系の空間に、漸近挙動が摂動によってどのような影響を受けるかが、反映されるような位相を導入し、区分的に2階連続的微分可能な摂動を与えた場合、その位相によってLasota-Yorke写像のBernoulli性や中心極限定理の成立が連続的にしか影響を受けないことを示したものである。
光遺伝学的手法による局所的に出現した変異細胞の炎症細胞社会における意義解明

慢性炎症は線維症や癌発症に繋がる重大な危険因子である。近年の1細胞解析技術の飛躍的な進歩により、1細胞レベルでの慢性炎症の解明が進展している。1細胞レベルのゲノム、エピゲノム、トランスクリプトーム解析技術等を用いて炎症細胞社会を順遺伝学的に理解する研究は精力的に実施されているが、1細胞レベルでゲノム、エピゲノム、トランスクリプトーム変異を人為的に誘導し炎症細胞社会を逆遺伝学的に理解する試みはほぼ実施されていない。研究代表者らはこれまでに、光を照射した細胞のみでゲノムおよび遺伝子発現を操作できるシステムを構築済みであるため、炎症に関連した変異を光照射した細胞に導入することができる。本研究では、従来の順遺伝学的アプローチにより得られた腸炎及びそれに付随する大腸癌に関連した変異を1細胞レベルで導入し、腸炎を起点とする大腸癌の進行の予測及び予防に役立つ因子を同定を目指している。平成30年度は、ゲノム変異を光照射で誘導するためにベクター開発を行った。ゲノム変異を導入可能な光応答性ゲノム・遺伝子発現操作カセットを搭載したファイバー改変型アデノウイルスベクターを構築した。ファイバー改変型アデノウイルスを用いることにより、ほぼすべての細胞種に対して100%近い遺伝子導入効率を達成できる。光照射に依存してヌクレアーゼStreptococcus pyogenes Cas9(SpCas9)を発現可能なプラスミドを構築した。本実験では光依存的なpromoterとしてoptimized Gal4(65)-VVD with p65 activation domain(GAVPO)を使用した。本システムをファイバー改変型アデノウイルスベクターに搭載し、光照射依存的にSpCas9を発現するベクターを作製した。当初の計画通り、光照射依存的にSpCas9を発現するアデノウイルスベクターを作製することに成功した。本ベクターを投与した後に、青色光を照射することにより、ほぼ任意の部位・細胞にゲノム変異を誘導することが出来る。また、ヒト腸管モデルをヒト多能性幹細胞より効率的に作製する方法を開発できた。本モデルを使用することにより、ヒトモデルを用いた腸炎研究も実施することが出来る。ヒト腸管単層膜モデル(Stem Cell Reports. 2018 Dec 11;11(6):1539-1550.)に対して、光照射とOpt/Cas-Adベクター(ACS Chem Biol. 2018 Feb 16;13(2):449-454.)を用いて様々な遺伝子変異を1細胞レベルで導入する。ヒト腸管単層膜の分化誘導はトランスウェル上で行い、バリア機能を有する腸管単層膜を構築する。その後、変異細胞の挙動を解析する。ヒト腸管単層膜モデルでの実験と同様に、マウスモデルを用いた検討も実施する。動物モデルを用いた実験では光照射時間が制限されることから、ゲノム変異を導入できる最短の光照射時間、および、off-targetを生じない最大の光照射強度を調べる。ヒト

腸管単層膜モデルでの実験と同様に、マウスモデルを用いた検討も実施する。動物モデルを用いた実験では光照射時間が制限されることから、ゲノム変異を導入できる最短の光照射時間、および、off-targetを生じない最大の光照射強度を調べる。
教科を演じ遊ぶための教室実践研究－児童生徒と教師の学習過程－

本研究の目的は、教科学習場面に「即興的演劇遊び」のような意味生成型学習の導入プロセスを、学校教員や児童、また外部実践家との協同過程を分析することで明らかにすることである。本年度は、教室内と教室外場面でのアクションリサーチを通じ、教室実践の中で教師と児童が状況的制約を共に超える発達プロセスを(1)介入実践を対象とした参与観察調査、(2)教師へのインタビュー調査、(3)授業デザインと即興演劇遊びメソッドの接続のための中長期的な介入研究の3点を展開した。参与観察調査では教科学習場面だけでなく休み時間の様子などを観察し、その中での児童同士や、児童と教員とのやりとりを分析した。また教師へのインタビューを複数回実施した。児童生徒の様子や授業設計、知識伝達型学習や意味生成型学習に対する意味づけに関する語りを収集した。これらを基に、即興演劇遊びのメソッドの接続をめざしたアクションリサーチを実施していった。外部実践家、教員との意見交換を通じて、学校文脈でplayするための実際的な方法や学びを共同でデザインした。これは教室実践において子どもたちを対象に展開し、即興演劇遊びを通じての子ども同士の相互作用や、教員も含む活動の意味づけについてデータ収集した。なお今回の介入実践は、研究フィールド先の実施文脈との関係をうけ、学年末の振り返りのためのレクリエーションとして実施した。この他、理論的研究として学習・発達理論に基づくPlay(演じ/遊ぶ)に関する書籍執筆、即興演劇遊びを取り入れている学校への視察などを行った。本年度は3年間の研究計画のうち初年度であり、研究計画で予定していた各調査ならびにアクションリサーチを実施した。研究協力者である教師や外部実践者との協働体制の確立、演じ遊ぶことの共同デザインを進めることができ、理論的検討のための文献や資料収集なども並行し実施した。そのためおおむね順調に研究が進展しているといえる。今後は教科学習場面への接続プロセスを分析対象としたフィールドワークならびに、外部専門家も含めたアクションリサーチを継続的に展開する。またデータ分析を進めていき、発話内容や発話シークエンスなどから児童や教師が状況的制約を遊びの中で乗り越える共同的な学習プロセスを定性的に明らかにする予定である。資料整理ならびにデータの文字お越しのために使用する予定だったが、継続的に調査をした関係で手続きが次年度にずれこんだ。データ整理は外部委託し、謝金などで使用する予定である。
肝蔵をモデルとした成熟上皮細胞の分化可塑性の加齢による変化の解析

本年度は、肝細胞の分化可塑性と加齢の関係を明らかにするために、障害誘導によって肝細胞脱分化が誘導されるアセトアミノフェン投与急性肝障害モデルとDDC混餌投与慢性肝障害モデルを用いた解析を行った。DDC混餌モデルでは胆管の増生が誘導されるとともにその近傍において肝細胞が脱分化しSOX9(+)に変化する。若年マウスとして8週令マウス、加齢マウスとして80週令マウスを用いた。アセトアミノフェン投与を行い急性肝障害を誘導したところ、8週令マウスでは一過性の障害が誘導された後、肝再生が起こる300mg/kgの投与量によって、80週令ではおよそ半数のマウスが投与後48時間以内に死亡することが明らかになった。8週令のマウスでは、中心静脈周囲で誘導される肝細胞のNecrosis領域を囲むように肝細胞から脱分化したSOX9(+)肝細胞が出現していた。一方、80週令のマウスではSOX9(+)肝細胞の数が減少していた。肝細胞は脱分化によってCyp関連遺伝子の発現が低下することから、8週令マウスでは肝細胞脱分かによってアセトアミノフェンによる毒性に対する耐性を獲得し、組織の保護に寄与している可能性が考えられた。DDC混餌を与えて慢性肝障害を誘導するモデルでは、血清マーカーの比較からは8週令と80週令マウスでは同程度の肝障害が誘導されていた。しかしながら、肝組織切片の解析から、80週令マウスでは胆管増生の抑制と肝細胞脱分化の促進が起こっていることが示唆された。加齢によって胆管の増殖能の低下が起こるが、肝細胞が脱分化することで胆汁収納スペースを補完している可能性が考えられた。一方、慢性肝障害からの再生においては、80週令マウスで再生の遅延が起こる可能性が示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。組織幹細胞は、組織の構成細胞を恒常的に供給する細胞で、血液、小腸、皮膚ではその存在が良く研究されている。一方、肝臓のように細胞のターンオーバーの遅い臓器では、組織幹細胞の存在が曖昧な臓器も存在している。我々は、慢性的に障害された肝臓において、成熟肝細胞が脱分化し、SOX9(+)CD24(+)肝前駆細胞に変化する現象を見出した。肝臓の再生能力は、加齢とともに低下するが、その分子メカニズムは明らかになっていない。そこで、本研究では、肝臓をモデルとして、成熟細胞の分化可塑性が組織保護や障害後の修復にどのように寄与しているのか、加齢によって組織再生能力や分化可塑性がどのような影響を受けるのかを明らかにすることを目指す。本年度は、成熟肝細胞とSOX9(+)CD24(+)細胞の遺伝子発現プロファイルを比較することで、前駆細胞に変化した際に発現上昇する遺伝子を同定した。加齢による分化可塑性の変化を明らかにするために、週齢の異なるマウスにDDC-dietを与えて障害を誘導し、SOX9(+)CD24(+)細胞を分取した。また、障害肝臓で現れるSOX9(+)CD24(+)細胞の元となる可能性があるICAM-1(+)肝細胞についても、週齢の異なるマウスからの分取を行った。さらに、正常肝から分離できるICAM-1(+)肝細胞のうち、継続して増殖能を示す細胞では、CD24およびCD133が発現上昇すること、特にCD133は前駆細胞の増殖能と分化能の維持に関連性があることが明らかにした。肝細胞の脱分化がみられ、加齢によって障害の重篤度、再生遅延がみられる障害モデルの探索を行った。その結果、アセトアミノフェン投与急性劇症肝炎モデルでは、加齢によって生存率が低下することが明らかになった。肝細胞の前駆細胞化によって発現が変化する遺伝子候補を得ることができた。加齢による再生能力の変化と前駆細胞化誘導の関係を示すデータは得られていない。脱分化誘導と加齢の関係を分子レベルで示すような研究を進めなくてはならない。

しかしながら、肝組織切片の解析から、80週令マウスでは胆管増生の抑制と肝細胞脱分化の促進が起こっていることが示唆された。加齢によって胆管の増殖能の低下が起こるが、肝細胞が脱分化することで胆汁収納スペースを補完している可能性が考えられた。一方、慢性肝障害からの再生においては、80週令マウスで再生の遅延が起こる可能性が示唆された。肝臓の脱分化によって発現上昇する遺伝子について、加齢によって発現量が変化する遺伝子を同定する。加齢によって発現誘導が低下する遺伝子に着目し、in vitroおよびin vivoでの機能解析を進める。前年度に、週齢の異なるマウスから分取したSOX9(+)CD24(+)前駆細胞と、ICAM-1(+)肝細胞の遺伝子発現プロファイルを調べ、加齢による遺伝子に変化を明らかにする。アセトアミノフェン投与、およびDAPM投与モデルでは、急性障害ではあるが、肝細胞脱分化がみられる。加齢によって生存率が低下するとともに、脱分化誘導の変化と関連性があるのかを検討する。また、マウスにNotch活性型を導入すると前駆細胞を誘導できるので、両障害モデルにおいては、候補遺伝子を障害に先立って導入し、障害からの組織保護に寄与するかどうかを検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
種子散布から地上への出葉までに２回の冬を必要とする北方景観植物の種子休眠

北方地域の景観資源として有望なスズランとマイヅルソウの種子発芽特性を室内実験と野外実験から明らかにした。両種とも野外で10月に結実して散布された種子は,翌年の67月に発根し,翌々年の5月に出芽した。すなわち,種子散布から出芽までに2回の冬を含む約20か月を要した。散布直後の胚は小さく,発根とほぼ同時に種子の内部で発達して胚乳から栄養分を吸収する吸器として機能した。両種ともに低温湿潤処理によって発根率が高まり,変温と光によって発根が抑制された。本申請で対象としたスズランとマイヅルソウの種子は,予備実験で,野外では種子が散布されてから地上に緑のシュートを出現させる(出芽)までに,2回の冬を要することがわかっているので,本年は前年の実験を継続した。野外実験における胚成長,発根および出芽のフェノロジー:種子を不織布で作った24の袋に入れて植木鉢に埋土し,毎月1袋を堀りあげ,ミクロトームを用いて種子の切片を作成した後,マイクロメータを装着した光学顕微鏡で胚の長さを測定した。発根時期の調査では不織布に種子を入れたものを24準備して,毎月1つずつ堀りあげて発根率を調査した。両種の種子共に,秋に種子が散布された後,第1回目の冬を越した初夏に胚が成長して発根したが,その後地下で芽を形成したまま成長を止めシュートは地上部に出現しなかった。おそらく,2回目の冬を経た後にシュートが出現すると思われる。室内実験における発根のための温度と光要求:プラスチックシャーレにロ紙を敷いた発芽床に播種した。発芽床は蒸留滅菌で湿らせて,パラフィルムで密封して水分の蒸発を防いだ。光条件は,明(1日12時間蛍光灯の光を照明)と暗(シャーレを2重のアルミ箔に包んで月1回程度,緑色光下で調査)を設けた。温度勾配恒温器や低温恒温器を用いて,種子散布後の野外の秋→冬→春→夏→秋を再現した温度区を基準とし,基準温度区の期間や温度を様々に変化させた処理区を設定した。設定した温度条件のうち,冬→春→夏の温度を再現した区でのみ,発根が見られた。つまり,野外実験で第1回目の冬を経た後に発根した現象は,室内実験で示された,発根のためには低温によって休眠が打破される必要があることで説明できる。スズランの種子では明区ではほとんど発根せず,暗区で90%の発根率を示した。またスズランとマイヅルソウの両種子ともに変温よりも恒温で高い発根率を示す傾向が認められた。前年度までに,室内での恒温器とLED照明装置を用いた,発根条件を明らかにするための実験,ならびに野外実験での胚生長,発根のフェノロジー調査を完了した。今年度の計画は,スズランとマイヅルソウ種子の出芽フェノロジーの調査を完了した後,直ちにまとめて国際学会誌に発表することであった。スズランもマイヅルソウも播種後,2回の冬を経た5月から6月にかけて(播種後20か月から21か月後)に子葉が地上部に出現した(出芽)。スズランでは80%以上の種子が出葉したが,マイヅルソウでは約30%の出芽率に留まった。マイヅルソウの出芽率が低かった理由は不明である。ただし,室内実験においても種子の腐敗率が高かったことと,マイヅルソウは種子も生産するが,地下茎による繁殖が盛んであることから,本来的に種子の活力が低いのではないかと思われた。これまでの実験結果から,スズランもマイヅルソウも,播種後1回目の低温(冬)を経て発根し,その年の夏に根系がある程度発達し,さらに2回目の低温(冬)を経て出芽に至る,deep simple double morphophysiological dormancy (以下,double dormancy)とうい複雑な休眠性を持つことが明らかとなった。しかし,過去に報告されたdouble dormancyを持つ種子とは異なり,発根の後に胚が生長した。このようなスズラン種子の休眠特性をもとに,これまでの種子休眠の分類体系に加えて新たな休眠の種類を提案した論文をAnnals of Botanyに投稿したが,再投稿を求められた。共著者であるこの分野における第一人者達との長期にわたる議論を経て現在も修正中であるが,4月中には再投稿できる見通しである。自生地からの種子採取:種子の熟期を確認するために自生地を数回訪れ、マイヅルソウは9月、スズランは10月に採種した。野外実験における胚成長,発根および出芽のフェノロジー:種子の採取後直ちに,ミクロトームを用いて種子の切片を作成し,マイクロメータを装着した光学顕微鏡で胚の長さを測定した。

残りの種子は不織布に入れて植木鉢に埋土し,毎月種子を堀りあげて胚長を測定している。発根時期の調査では不織布に種子を入れたものを24セット準備して,毎月1セットずつ堀りあげて発根率を調査している。発根した種子が出芽する時期を明らかにするために、種子を育苗箱に埋土して、今年の夏頃の発根を待っている。また,温度と胚成長,発根および出芽時期との関連を検討するために,地表面および土中の温度をデータロガーを用いて記録しつつある。室内実験での発根のための温度と光要求:発根に必要な温度と光条件を明らかにするため、温度勾配恒温器とLED照明装置を用い,プラスチックシャーレにロ紙を敷いた播種床に播種した。発芽床は蒸留滅菌で湿らせて,パラフィルムで密封して水分の蒸発を防いだ。光条件は,(1)暗黒条件(シャーレを2重のアルミ箔に包んで実験終了時まで観察しない),(2)明条件(1日12時間蛍光灯の光を照明),(3)緑色光条件(シャーレを2重のアルミ箔に包んで緑色光下で調査)を設けた。温度条件は,温度勾配恒温器や低温恒温器を用いて,種子散布後の野外の秋→冬→春→夏→秋のように四季を再現した温度区を基準とし,さらに,四季の温度の中で実際的に発根のために有効な温度を知るために,基準温度区を様々に変化させた処理区を設定した。2週間毎に発根状況の観察と水の補給を行っている。発根種子が出芽するための温度条件:発根した種子が出芽するための温度条件を明らかにするために、種子を不織布に包んで野外に埋土し、今年の夏頃の発根を待っている。スズランの種子もマイヅルソウの種子も、H23年の秋に実験をセットしたが、複雑な休眠を要するため、発根には長期間を要している。野外では、両種共にH24年の夏に発根したことが確認され、H25年の春には,地上部に出芽すると推測される。室内実験では,マイヅルソウでは採取できた種子の数が少なかったため,供試粒数を予定より少なくせざるを得なかった。しかし,全般としてほぼ目的の実験結果を得ることができた。今年度は初年目なので、自生地からの種子の採種と予定された実験のセッティングが主な仕事となる。これまでの予備調査で自生地を確認しておいたため、スズランの種子およびマイヅルソウの種子ともに十分な数の種子が採集できたため、予定通りの実験計画を達成できた。しかし、マイヅルソウでは、結実率が低かったため、供試粒数は予定より少なくせざるを得なかった。すでに,スズランの種子については,実験DATAが蓄積された部分から順次まとめに入っており,一部は,アメリカのケンタッキー大学と中部テネシー州立大学,そしてインドのガーホール大学の研究者達と議論しながら論文原稿を作成中であり,ほぼ完成の段階に達している。最終年度(次年度)のうちに,残りの調査の継続とDATAの解析を行い,Annals of BotanyまたはAmerican Journal of Botanyに投稿して掲載されることを望んでいる。スズランの種子もマイヅルソウの種子も、昨年度に実験をセットしたが、複雑な休眠を要するため、発根には長期間を要する。野外では、今年の夏頃に発根し、来年の春に地上部に出芽すると推測される。同様に、室内実験でも種子を播種したシャーレをカビの発生を抑えながら、長期間維持しなくてはならない。すなわち、野外での胚成長や発根、および室内実験での発根のための実験は、今年度中に終了する予定である。しかしながら、発根した種子が出芽するための時期や温度、光要求の条件は、野外実験でも室内実験でも再来年度の春になるまで結果は得られないため、地道に調査実験を継続する。
氷における水素配置揺らぎの統計力学的研究

Ice rule制限下での揺らぎの研究の例として,よく知られた実験結果が存在するDKDPの中性子臨界散漫散乱の計算を行った。これまで行われていたモデルは,Dのみによる散乱として計算するものであった。我々が提出したD_2PO_4の秩序無秩序相転移モデルの立場から,各D_2PO_4単位がSlaterモデルの6つの配置をとることを6state回転子で表し,回転子間の配置も相関関数をBethe近似で計算した。energyを表すparameterとしてはSlaterのε_0のみを導入し,配置の相関はIce ruleのみから生じるとして計算した。ice ruleを厳密に適用すると,この近似では一様な揺らぎしか計算出来ないことが判り,ice ruleから外れたexcited stateのenergyをε_0でscaleして,その比を変えて計算した。6つの配置の散乱因子は,DKDPの低温相の構造と,ADPの低温相の構造から求めた。数値計算の結果は実験で得られている逆格子空間での異方的な散乱強度contourをそのBragg点依存性も含めて良く説明する。成果はJ.Phys.Soc.Jpn1997年4月号に掲載される。大阪大学理学部松尾研の実験結果によると,KDPはice ruleの制限が部分的に残っているとした方が比熱の実験結果をよく説明する。我々の散漫散乱の計算はこの考えと一致している。この成果の上に立って,本題のice ruleが厳密に成立ているとされているhexagonal iceの散漫散乱の計算と数値計算を同じ6回転子モデルで行った。当然ではあるがDKDPと同じ異方的な散漫散乱のcontourが得られ,我々が予想した実空間での揺らぎとの対応も明らかになった。ただし,予想から外れた逆格子空間のc^*方向にのびた異方的な散漫散乱が得られたこの原因について検討中である。この結果は,本年8月韓国ソウルで行われる第9回強誘電体国際会議で発表される。