hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内分泌顆粒膜上の脂質ラフト様構造は分泌蛋白の選別輸送にどのように寄与しているか

「脂質ラフト(lipid rafts)」と総称されるコレステロールや糖スフィンゴ脂質に富む生体膜上の微小領域は、細胞膜や細胞内膜系で代謝や情報伝達に関わる様々な分子の足場として重要な役割を果たしている。本研究では、代表的な内分泌組織である下垂体における脂質ラフト様構造の分布・局在とその生理的役割について解析した。その結果、下垂体前葉の成長ホルモン産生細胞の分泌顆粒膜にコレステロールやGM1ガングリオシドに富む脂質ラフト様構造が特異的に集積し、さらに、この脂質ラフト様構造がGHRH静脈内投与による分泌刺激によって分泌顆粒膜から細胞膜表面へと移行することを発見した。これらの所見は、細胞種によって構成脂質の多様性は認められるものの、一般に内分泌顆粒膜が脂質ラフト様の膜ドメインに富んでいることを示している。そこで、これまでの我々や他の研究グループからの報告でコレステロールと特異的に結合することが示されているセクレトグラニンlll(Sglll)とカルボキシペプチダーゼE(CPE)に注目して、この脂質ラフト様の膜微小領域が分泌顆粒への選別輸送に果たす役割を解析した。電顕免疫組織化学法では両蛋白とも様々な内分泌細胞の分泌顆粒膜直下に近接して局在しており、免疫沈降法による解析でも両蛋白間に特異的な結合活性が認められたことから、両蛋白は顆粒膜上の脂質ラフト様構造上で一種の複合体を形成して、それぞれの蛋白に結合するCgAやペプチドホルモンなどの凝集塊を効率よく分泌顆粒内に保持する役割を担っていることが示唆された。ただし、CPEを欠損するミュータントマウスでもSglllは正しく分泌顆粒に輸送され、ACTHなどのホルモンも顆粒内に保持されることから、脂質ラフト様構造上に形成されるSglll依存性とCPE依存性の各選別輸送機構は、片方が欠損しても他が補う一種の補償機構として機能する可能性が示唆された。本研究では、代表的な内分泌組織である下垂体における脂質ラフト様構造の分布・局在とその生理的役割について解析を進めている。平成17年度には、内分泌細胞の脂質ラフト様構造に集積し分泌蛋白の選別輸送に関与する可能性のあるカルボキシペプチダーゼE(CPE)とセクレトグラニンIII(SgIII)の細胞内局在を電顕免疫組織化学法と生化学的な解析法で検討した。その結果、コレステロールに富む分泌顆粒膜に集積したCPEとSgIIIが共同して分泌蛋白の選別輸送課程に関与している可能性を示すとともに、どちらか一方が欠損した場合には他方がその機能を補うことを示唆する所見を得た(雑誌論文1)。また、この研究の過程で電顕レベルの免疫組織化学用の標本作製法を改良し、抗原性と微細構造の両方を向上させるプロトコールを開発した(雑誌論文2)。さらに、このような解析と並行して、平成17年度には、コレステロールと複合体を形成するfilipinで下垂体前葉組織を標識し脂質ラフト様構造の分布および細胞内局在を検討し、分泌顆粒膜が普遍的にfilipinでよく標識されることを観察した。

また、同様にビオチン標識コレラトキシンBサブユニット(CTxB)で標識することによって代表的な糖スフィンゴ脂質であるGM1ガングリオシドの分布・局在も併せて検討したところ、CTxBで標識される部位は下垂体前葉では成長ホルモン産生細胞の分泌顆粒膜に限局していることを発見した。そこで、現在、この細胞に対する特異的な分泌刺激因子であるGHRHを用いて、分泌刺激後の同細胞における脂質ラフト様構造の細胞内局在の経時的変化を追跡している。「脂質ラフト(lipid rafts)」と総称されるコレステロールや糖スフィンゴ脂質に富む生体膜上の微小領域は、細胞膜や細胞内膜系で代謝や情報伝達に関わる様々な分子の足場として重要な役割を果たしている。本研究では、代表的な内分泌組織である下垂体における脂質ラフト様構造の分布・局在とその生理的役割について解析を進めている。平成17年度までに、コレステロールと複合体を形成する行filipinで下垂体前葉組織を標識し脂質ラフト様構造の分布および細胞内局在を検討し、分泌穎粒膜が普遍的にfilipinでよく標識されることを観察した。また、同様にビオチン標識コレラトキシンBサブユニット(CTxB)で標識することによって代表的な糖スフィンゴ脂質であるGM1ガングリオシドの分布・局在も併せて検討したところ、CTxBで標識される部位は下垂体前葉では成長ホルモン産生細胞の分泌穎粒膜に限局していることを発見した。そこで平成18年度には、この細胞に対する特異的な分泌刺激因子であるGHRHをラット大腿静脈より投与して、分泌刺激後の同細胞における脂質ラフト様構造の細胞内局在の経時的変化を検討した。その結果、GHRH静脈内投与直後から、CTxBで標識される脂質ラフト様構造が分泌顆粒膜から細胞膜表面へと移行することが観察された。この所見は、コレステロールに富む脂質ラフト様構造が内分泌細胞においては外部からの分泌刺激に正しく応答する調節性分泌経路を経由して細胞膜に到達することを示唆しており、内分泌細胞におけるペプチドホルモンの選択的輸送機構を解明していく上で興味深い所見と思われた。平成18年度までに、下垂体前葉の成長ホルモン産生細胞の分泌顆粒膜にコレステロールやGM1ガングリオシドに富む脂質ラフト様構造が特異的に集積していることを発見し、さらに、この脂質ラフト様構造がGHRH静脈内投与による分泌刺激によって分泌顆粒膜から細胞膜表面へと移行することを観察した。そこで、平成19年度には、この脂質ラフト様構造の形成が行われる細胞内部位について形態学的に検討した。その結果、下垂体前葉の各内分泌細胞においてコレステロールやガングリオシドの選択的な集積が認められるのは、ゴルジ装置以降の分泌経路に位置する分泌顆粒膜と細胞膜に限局しており、ゴルジ装置上流の粗面小胞体では、これらの分子の選択的な集積は生じていないことが観察された。そこで、脂質ラフト様構造形成の場と推定されるゴルジ装置の構築と極性について、下垂体前葉の各内分泌細胞を対象として形態学的手法で解析したところ、内分泌細胞では一般的にゴルジ装置は球形の配置をとり、しかもその出口であるトランス側は球形のゴルジ装置の内側に位置することが明らかになった。
地方中心都市の都市計画マスタープランの策定過程と効果的運用に関する研究

1992年の都市計画法改正により制度上初めて登場した「都市計画マスタープラン(法では、「市町村の都市計画に関する基本的な方針」)が登場してから、既に10年が経つ。このプランは市町村が立案するもので、「市町村行政プランナーが住民と十分な議論をしながら作る、コンサルタントはこの過程でコーヂネーターとして参加し、最終的には首長が決定し、知事に報告する」という公図の関係から、その全体を把握する事が困難で、推測では、大都市圏や地方都市圏を主体に、約半数の市町村だけが策定済みという状況であると考えられている。この研究は、制度改正後10年を経た現在、計画立案の実績と過程の仮のまとめを行うのが目的である。第1章では、国や都道府県の指導の基に、都市計画マスタープランが如何に策定されたかを明らかにした。また、新潟県については、都市計画区域を持つ全市町村(44)を対象に調査をし、国の通達内容が多くに市町村にとって手に余るものであった事、完成度も形式も内容も立案プロセスも、極めて多様である事を明らかにした。第2章では、新潟県内の長岡都市圏(4市4町1村)を対象に、現行都市計画とマスタープラン(全体像と地域別都市像)を比較する事で、1章の考察結果を詳細に確認すると同時に、やがて迎える人口減少社会に対して、フレームがおおきすぎる事、これは、交通網計画とあわせて、広域圏の中で再考されるべき事を指摘した。また、学会支部の研究やや、個別研究者の研究テーマの流れもある程度整理した。第3章では、1992年都市計画法改正後、大店法の廃止、地方や分権一括法の2000年都市計画法改正(都市計画区域マスタープランの登場や線引きの都道府県による選択制)を受けて、都市計画マスタープラン研究の、今後の問題を提示した。地方中心都市を対象に、都市計画マスタープランの策定プロセスとそれを効果的に運用する方法を考察することが研究の目的であり、本年度は、主として長岡市を対象に研究を進め、1960年以降の都市計画に係わる調査計画書(約60冊)を収集し読み込んだ。その結果、(1).長岡市の場合、1977年までに郊外の主要なプロジェクト(基幹交通施設、大規模面開発))は、すべて出揃っていること、(2).同年以降は、これら基幹交通施設の選択的建設と面開発の縮小や内容変更が始まったこと、(3).'90年を前後して、郊外の公的施設建設や大規模跡地利用計画・街区再開発が登場してくること、(4).バブル崩壊以降の厳しい状況変化にも拘わらず、マスタープランの立案は、これらプロジェクトの見直しの上に行われるべきものであるのに、単に重ね合わせるだけに留まっていること、(5).マスタープランに求められた住民参加や地域別構想の描出は、形式は整えたものの実質的内容に欠けること、等が分かった。次年度は、(6).すでに計画されている用途地域と、マスタープランに提示されている土地利用区分とを詳細に比較検討することを初めとして、マスタープランの見直し(より適切な土地利用区分の考察)を含めて、望ましい土地利用のあり方とその実現の方策を考える。次年度は、県庁所在都市と言う点や戦災経験の有無では異なるが、人口規模では大きな差のない、山形・福島両市も加えて、マスタープランの策定過程で芽生えた住民参加をいかに持続させていくか、マスタープランに描かれた土地利用区分は適切かつ有効ななものであったか、それを実現につなげるには如何なる方策が考えられるかを主軸に、研究を進める。1)1992年都市計画法の改正によって登場した都市計画マスタープランについて、都道府県別・市町村規模別にその策定状況を考察した。

策定状況には、上記区分別にかなりの格差があり、都道府県別にはガイドプランの存在の有無やそれを使った指導方法がかなり影響していること、市町村規模別には、既にマスタープラン的なものの蓄積の相当程度ある政令指定都市や、都市計画法の恩恵の余りない地方の小規模都市で策定率が低いことが明らかとなった。2)新潟県下の都市計画区域を持つ50の市町村を対象として、都市計画マスタープランの策定過程について、委員会・懇談会・ワークショップ・説明会などの住民参加の実施を中心にアンケート調査を行い、プランの内容・形式や住民参加の持たれ方等の策定プロセスが、極めて多様であることを明らかにした。住民参加についていえば、全く行われないか形式的にのみ行った市町村が多いが、なかには策定後の参加の継続性についての萌芽が見られるケースもあり、今後に期待が持たれる。3)50市町村のうち長岡市を取り上げ、1960年以降の、企画・都市計画・商工・農林等の様々な部局によって策定された、50冊程の計画・報告書(市の全体像や拠点として重要性の高い地区を対象とした)について、マスタープランの内容との比較検討を行った。結果、マスタープランは過去の諸計画の重ね合わせの感があり、その運用に際しては、ゼロ成長時代の諸情勢を踏まえて、引き算を含めて、内容の再度の検討が必要であり、その方法を考えることが、今後の課題として残されていることが明らかとなった。
ヘテロ芳香族のカップリングを利用する鎖状および分岐状オリゴマーの精密合成

ヘテロ芳香族化合物の炭素ー水素結合を利用してヘテロ環骨格が遷移金属錯体を触媒的に用いるカップリング反応により,鎖状もしくは分岐状に拡張した多種多様なオリゴマー分子骨格構築のための合成法を開発した。その方法として多様な官能基に耐性のカップリング反応のを検討し,続いて,さらなる反応へと誘導するための官能基変換反応検討した。有機溶剤に可溶なジシロキサン基や,水溶性の極性官能基を側鎖にもつ鎖状および分岐状のオリゴチオフェンを合成に成功し,また,ヘテロ芳香族間にビニレン基をスペーサーとしてもつオリゴマー合成もおこなった。本研究では,鎖状および分岐状のオリゴチオフェン合成に関して,1チオフェン置換基に官能基をもつ誘導体でのCHカップリング反応,2分岐状オリゴチオフェンを利用した官能基変換反応の開発,3分岐状チオフェンから有機機能材料(色素増感太陽電池の創製),4新しいタイプの酸化的炭素ー炭素結合生成反応の開発をめざして研究を遂行している。得られた,鎖状および分岐状のオリゴチオフェンの構造を各種分光学的な手法により明らかにし,続いて有機機能材料創製を視野に入れた,基礎物性の測定を溶液状態および薄膜状態でおこなった後に,実際にデバイスを作成して,太陽電池特性などを評価する。平成25年度では,鎖状オリゴマーとしてチオフェン環側鎖にシロキサン基を導入したモノマーユニットの合成に成功した。また,カップリングにおけるニッケル触媒として,反応系中で生成可能な触媒前駆体金属化合物と配位子を組み合わせる系に実用的なものを見いだすことができた。一方,分岐状オリゴマーに関しては,分岐状オリゴチオフェンの選択的な臭素原子導入法を検討し,選択的なブロモ化をおこなう手法の確立に成功した。この結果をもとに,分岐状オリゴチオフェンをモノマーユニットとするポリチオフェン合成などに成功した。分岐状のオリゴチオフェンを合成し,その末端に官能基を導入することにより色素増感太陽電池の有機色素となる分子の合成をめざした。分岐状オリゴチオフェンとして,チオフェン環3個からなる3T,チオフェン環が7個からなる7Tなどを合成した。それらの合成には,2,3ジブロモチオフェンと3位置換チオフェンとのカップリング反応を利用した。ここではニッケル触媒が効率的に反応を進行させることが明らかとなった。これらの原料を1:2でカップリングさせることで,分岐状3量体が定量的に得られた。つづいて得られた3量体に対して嵩高いマグネシウムアミドを用い水素引き抜きを検討したところ,効率よくチオフェンマグネシウム種が得られ,さらに2,3ジブロモチオフェンと反応させることで7量体の分岐状オリゴチオフェン7Tへと変換された。得られたオリゴチオフェンデンドリマーに対してカルバゾールおよびシアノアクリル酸官能基を導入し,有機色素とした。本研究では,ヘテロ芳香族化合物の効率的な触媒的C-Hカップリング新反応を開発し,鎖状または分岐状のヘテロ芳香族オリゴマー合成を目指し,官能基耐性なカップリング反応,分岐オリゴマー形成のための官能基変換と構造修飾,異種オリゴマー合成,新規な炭素ー炭素結合形成法開発をめざして研究を推進している。平成27年度には,チオフェン環と炭素ー炭素二重結合を交互にもつチエニレンービニレン系オリゴマー合成を中心に簡便かつ効率的なステップワイズ合成法の確立をめざした。その合成法として,チオフェン環と臭化ビニルとのクロスカップリング反応を検討した。パラジウムまたはニッケルを触媒金属種としてホスフィン系およびN-ヘテロ環状カルベン系の配位子を有する金属錯体を用いる触媒反応をおこなった。その結果,パラジウムに配位子としてN-ヘテロ環状カルベンを有する触媒が有効に作用することがわかった。チオフェン置換基をもつ臭化ビニルとチオフェンとのカップリング反応をくり返すことで2から4量体のオリゴ(チエニレンビニレン)合成に成功した。また,チオフェン環側鎖にシロキサン結合をもつ種々のチオフェン誘導体を設計合成した。得られた化合物をニッケル触媒の存在下,重合反応をおこなうことによりポリチオフェンが得られ,その分子量は触媒とモノマーの仕込み比に対応して制御することが可能となった。また,得られたオリゴチオフェン,ポリチオフェン誘導体の物性評価として,それらの溶液および薄膜状態での紫外・可視吸収スペクトルを測定し,π共役系の拡張を評価した。種々の官能基をもつオリゴチオフェン,ポリチオフェンの合成を順調に達成してきた。側鎖官能基としてシロキサン結合をもつ誘導体において,炭化水素に可溶な誘導体合成に成功し官能基の多様性を拡張することに成功している。チオフェン環と炭素ー炭素二重結合を交互にもつチエニレンービニレンオリゴマー合成においては当初の計画ではMizoroki-Heck型反応の利用を考えていたが,ハロゲン化ビニルを利用する方法を用いた方がより効率的に合成可能であることがわかり,方針を変更することで目的の化合物を得ることに成功した。本研究では,ヘテロ芳香族化合物の炭素ー水素結合において,遷移金属錯体を触媒的に用いるカップリング反応をおこなうことで,鎖状もしくは分岐状に拡張した多種多様なオリゴマーへと簡便かつ自在に誘導することが可能となるような分子骨格構築のための合成手法確立をめざした。その実現のために,1カップリング反応における官能基耐性を条件を精査した。検討結果をもとに,種々の官能基をもつ異種ユニットで構成される鎖状のヘテロ芳香族オリゴマー合成を実際におこなった。2続いて,ヘテロ芳香族の炭素ー水素結合から,複数の反応点をもつヘテロ

芳香族化合物との反応により分岐状の生成物を合成し,このオリゴマーをさらなる変換反応へと誘導するための官能導入手法を確立した。3上記1および2を融合することにより,官能基が存在しても問題なく反応が進行するようなカップリング反応を用いることで,鎖状および分岐状のヘテロ芳香族オリゴマーを自在に合成可能な反応系を確立するとともに,4ヘテロ芳香族との直接的なカップリングに替わり,遷移金属触媒の存在下に(置換基としてヘテロ芳香族骨格をもつ)不飽和化合物とヘテロ芳香族化合物由来の有機金属種が反応する,酸化的な溝呂木・ヘック型反応についても検討し,適度なスペーサーをもつヘテロ芳香族オリゴマー合成へと展開する基盤構築をめざした。得られたオリゴマーについて,その構造をNMRなどの分光学的な手法により明らかにするとともに,紫外・可視吸収スペクトル測定,蛍光スペクトル測定をその溶液および薄膜状態で測定し,機能材料創製に向けた基礎的な物性の予備評価をおこなった。ヘテロ芳香族化合物の炭素ー水素結合を利用してヘテロ環骨格が遷移金属錯体を触媒的に用いるカップリング反応により,鎖状もしくは分岐状に拡張した多種多様なオリゴマー分子骨格構築のための合成法を開発した。その方法として多様な官能基に耐性のカップリング反応のを検討し,続いて,さらなる反応へと誘導するための官能基変換反応検討した。有機溶剤に可溶なジシロキサン基や,水溶性の極性官能基を側鎖にもつ鎖状および分岐状のオリゴチオフェンを合成に成功し,また,ヘテロ芳香族間にビニレン基をスペーサーとしてもつオリゴマー合成もおこなった。平成25年度では,チオフェン環の側鎖に官能基導入する方法を開発し得られた化合物を用いてカップリング反応を検討することで,鎖状のオリゴマー合成をおこなった。続いて26年度には,分岐状のオリゴマー合成に着手した。鎖状オリゴマー合成のカップリングで得られた知見をもとに,分岐状オリゴマー合成におけるカップリング手法の開発を目指した。カップリング反応を起こす炭素ーハロゲン結合がチオフェン分子内に二つ有る化合物での反応においては,一分子のみがカップリングしただけの化合物が副生し,目的とする分子との混合物となり分離が困難であることが危惧されたが,反応を詳細に調べたところ,二段目の反応が迅速に進行することがわかり,副生成物の分離が必要としないことが明らかとなった。その結果,当初目的としていた分岐状オリゴマー合成および得られたオリゴマーの官能基修飾が,予想通り達成された。計画当初に目標としていた,種々の官能基をもつチオフェン誘導体を用い,分岐状オリゴマー,直鎖状オリゴマー,適度なスペーサー分子をもつオリゴマー等の合成が概ね達成されつつあり,最終年度には導入する側鎖官能基を一層拡張し酸素官能基などを有するチオフェン誘導体でのオリゴマー,ポリマー合成を検討する予定である。また,得られたオリゴマーポリマーの物性評価を推進する予定である。測定する物性としては,計画していた電子材料特性発現のための吸収スペクトル等の分光学的な測定に加え,力学的な物性についても検討していく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
低温プラズマによるバイオリファイナリー技術創出の試み

グロー放電プラズマ中でのバイオマスの低温プラズマ処理を検討した。その結果、常温に近い温度にも係わらず、油脂(オレイン酸)やリグノセルロース(濾紙やスギ)が分解することを明らかにした。特にリグノセルロースはタールやチャーを生成すること無く、100%が一酸化炭素、水素及び水などのガス状物へと分解されることを明らかにした。セルロースの分子量分布はプラズマ処理によって変化することは無く、分解反応は試料表面でのみ起こっていることが示唆された。このように、低温プラズマは他の熱化学的なプロセスとは異なる特徴を有しており、バイオリファイナリー技術としての可能性を十分に持つことを明らかにした。本年度には、低温プラズマ中でのバイオマスの反応及び分解挙動を明らかにすることを目的に、グロー放電プラズマ反応装置を試作した。その結果、20Wの電力でグロー放電プラズマを安定に生成することができ、反応室内温度は50°C以下であった。意図した反応装置が試作できたので、無灰定量濾紙をセルロース試料としてプラズマ処理(窒素雰囲気/100Pa)を行い、その分解挙動を検討した。その結果、低温条件であるにも関わらず、6時間のプラズマ処理によって約8.2wt%のセルロースが分解することがわかった。さらに、生成物としてグルコース、セロオリゴ糖及びそれらの分解物などが確認された。グルコースのような加水分解物が生成する機構は今のところ明らかにされていない。なお、セルロースは絶縁体であるため、試料を配置した箇所にはプラズマ電流は流れない。その一方、セルロース試料の形状や配置を変えても分解挙動は変化しなかった。従って、グロー放電プラズマ中でのセルロースの分解は、電子や正イオンではなく、中性粒子(ラジカルや励起分子)に起因している可能性が示唆された。なお当初計画では、本年度には主に水素または酸素雰囲気下での油脂のプラズマ処理を検討する予定であったが、研究室移設の影響などにより当研究で使用する局所排気設備が確保できなかった。そのため、本年度には空気雰囲気下でのオレイン酸の処理実験を予備的に実施するに留め、前倒しでセルロースの検討を実施した。今後、より効率的にセルロースを分解する処理条件を検討するとともに、リグノセルロースや油脂の反応及び分解挙動を検討する。昨年度に引き続き、本年度にはセルロース試料として無灰ろ紙を用い、グロー放電プラズマ(窒素雰囲気/100Pa)中での分解挙動を検討した。その結果、50°C程度の低温条件であるにも関わらず、約90時間でセルロースが完全に分解することがわかった。さらに、四重極型質量分析計をプラズマ反応装置に接続し、分解生成物のリアルタイム分析を行った。その結果、ガス状生成物として水、一酸化炭素、二酸化炭素および水素の生成が確認された。これらのうち、特に水素と一酸化炭素は合成ガスの成分でもあり、そのエネルギー利用への可能性が期待される。なお、このプラズマ処理は窒素雰囲気下で行っているものの、プラズマ反応室内の気体成分として僅かながら酸素の存在も確認された。従って、生成した一酸化炭素および二酸化炭素中の酸素原子は、雰囲気由来のものであるのか、セルロース由来のものであるかは現時点では判明しなかった。さらに、リグノセルロース資源の一つとしてスギのグロー放電プラズマ処理を検討した。その結果、セルロース、ヘミセルロースおよびリグニンのいずれもが無灰ろ紙と同様に分解された。また、これらの細胞壁主要構成成分の分解速度には明確な差は見られなかった。すなわち、化学的構造が異なるにも関わらず、これらは一様に分解されることが判明した。また、ガス状生成物もセルロースと同様、水、一酸化炭素、二酸化炭素および水素であった。以上のように、グロー放電プラズマ処理によりリグノセルロースが完全に分解できることが判明したため、今後、その分解機構の解明を進め、より効率的な分解条件を明らかにする予定である。グロー放電プラズマ中において、油脂よりもセルロースの方がより明確な分解を示したことから、セルロースおよびリグノセルロースの検討を重点的に実施している。そのような中、セルロースが低温プラズマ中で完全に分解すること、水素、一酸化炭素を含むガス状物質を生成すること、リグノセルロースもセルロースと同様に分解することなどを明らかにしている。最終年度には、グロー放電プラズマ中でのリグノセルロース及びセルロースの分解機構についてより詳細に検討した。プラズマ処理によってセルロース残渣の分子量分布が変化しないことから、分解反応は試料表面のみで起こっていることが示唆された。また、リグノセルロースからもセルロースと同様に一酸化炭素、水素、水などが得られ、タール分は生成しないことが判った。研究期間全体としては、リグノセルロース及び油脂が室温に近いグロー放電プラズマ中にて分解されることを明らかにし、特にリグノセルロースについてはタール分を生成することなく、完全にガス状物へと分解されることを見いだした。従来の熱分解では、チャーやタールの生成は避けられないため、このことは低温プラズマプロセスの特異的な特徴と言える。また、リグノセルロース中のセルロース、ヘミセルロース及びリグニンの間には分解速度の差は見られず、どの細胞壁構成成分においても一様に分解が進行していることが判明した。リグノセルロースやセルロース試料は絶縁体であるため電流経路にはならないが、それにもかかわらず、分解反応は試料全体で一様に進行している様子が確認されている。このことは、電流経路に関係するプラズマ中の荷電粒子(電子や正イオン)は分解反応にはあまり寄与しておらず、中性粒子(各種ラジカルや励起分子など)が分解に寄与しているものと考えられる。以上、リグノセルロースや油脂といったバイオマスの低温プラズマ(グロー放電プラズマ)中での分解挙動が明らかになり、バイオリファイナリー技術としてのポテンシャルが明らかになった。

他のプロセスとの大きな違いはタールやチャーを生成しないことであるが、反応速度が遅いことが課題であると言える。なお、研究期間内には間に合わなかったが、上述の成果を原著論文及び学会発表として近日中に公表することを予定している。グロー放電プラズマ中でのバイオマスの低温プラズマ処理を検討した。その結果、常温に近い温度にも係わらず、油脂(オレイン酸)やリグノセルロース(濾紙やスギ)が分解することを明らかにした。特にリグノセルロースはタールやチャーを生成すること無く、100%が一酸化炭素、水素及び水などのガス状物へと分解されることを明らかにした。セルロースの分子量分布はプラズマ処理によって変化することは無く、分解反応は試料表面でのみ起こっていることが示唆された。このように、低温プラズマは他の熱化学的なプロセスとは異なる特徴を有しており、バイオリファイナリー技術としての可能性を十分に持つことを明らかにした。計画どおりグロー放電プラズマ反応装置を試作し、意図通りの動作を確認することができた。さらに、油脂よりも前倒しでセルロースの検討を行うなど、研究計画を一部変更したものの、50°C以下の低温にてセルロースの分解が起こることを実証し、低温プラズマ処理のポテンシャルを示すことができた。セルロースおよびリグノセルロースの分解機構の解明を進め、より効率的に分解を行うための処理条件を検討する。特に、雰囲気を酸素や水に変えた場合の分解挙動の変化を詳細に調べる。また、グロー放電プラズマ処理によるエネルギー投入量等を検討し、プロセスとしてのポテンシャルを評価する。バイオマス化学より効率的にセルロースの分解を行うための処理条件を検討する。一方、セルロースの他、リグニン、ヘミセルロース、さらにはその複合体であるリグノセルロースの分解挙動を明らかにするとともに、油脂のプラズマ処理も計画通り検討する。謝金が当初想定よりもやや少なくなったこと等により、4千円強の若干の残額が発生した。次年度の予算が少ないこともあったため、そのまま次年度の消耗品等に回すこととした。平成27年度の助成金は70万円と少ないため、種々の試薬などの購入が可能になるように未使用額(約10万円)を捻出した。分析用試薬などの購入に充てる予定である。次年度使用額(約10万円)は、主に水素ガスや酸素ガスの購入に用いる予定である。
江戸幕府の政務処理と幕藩関係

今年度も昨年度に引き続き、山口県文書館で写真撮影した古文書の内容を、研究協力者とともに活字化する作業を進めた。その結果、長府毛利家と清末毛利家が両敬をめぐって争う一件史料、長府毛利家が萩毛利家に対して官位昇進や行列道具の所持などの願い出について、幕府へ取り持つように依頼する一件史料の活字化については校正を含めて完了した。さらに、写真撮影した古文書の目録も作成した。次に、萩毛利家は長府毛利家の願い出を幕府に取り次ぐ際、奥右筆などの幕府役人に幕府へ提出する願書の添削を依頼していた。研究史上、幕府役人が願書の添削を行っていたことについては指摘されているものの、なぜ奥右筆が添削をしていたのか、その理由を明らかにするために、奥右筆の職掌について分析を開始した。具体的には、『徳川実紀』など刊行されている史料から奥右筆に関する記事を採録している。また、幕府と藩(大名家)との関係を明らかにするために、今年度は、徳山毛利家が萩毛利家を介して幕府に城主格の格式を願い出る一件史料などについても分析を進めた。最後に、今年度は8月と10月の2度、山口県文書館に赴いた。山口県文書館では、活字化にあたり写真では判読困難な箇所を確認するとともに、長府・清末の両毛利家はなにゆえ争うようになったのか、その理由を探るために、寛政年間から始まった「清末取鎮一件」と呼ばれる事件の関係史料を写真撮影した。この史料は大部であり、来年度も継続して写真撮影する予定である。長府毛利家が萩毛利家に、官位昇進など幕府への願い出を取り持つように依頼する一件史料について、その活字化と校正を完了させた。これにより、研究成果を論文という形で公表していく環境を整えることができたからである。来年度は最終年度ということもあり、これまで活字化してきた史料の分析を進め、その成果を論文にまとめて公表していきたい。また、活字化した史料をどのような形で公開していくか、その方法についてもあわせて検討していきたい。研究代表者の研究は、1大名家が御用頼の契約を結んでいる幕府役人(端的に言えば当該大名家と懇意)に幕府へ提出する願書を添削してもらい、その願書を老中に提出するまでの過程、2老中が大名家より受理した願書の採否を決定し、その結果を大名家に通知するまでの過程を具体的に明らかにすることで、江戸幕府の政務処理の流れを復元するとともに、幕府と藩との関係について解明を試みるものである。上記目的のうち、2については論文A「江戸幕府の政務処理と幕藩関係-家斉期の行列道具を素材として-」(『史学雑誌』第126編第6号、2017年)を執筆し、大名家は願書を受け取りの窓口となる月番老中のもとへ提出し、月番老中は願書を審査に相応しい関係役人のもとへ回すこと、関係役人は月番老中に願書および願書の採否について記した評議書を返却したこと、月番老中は願書と評議書をもとに他の老中と合議のうえ、最終的な採否を決定して大名家に結果を通知すること、という流れを復元することができた。今後は、論文Aの成果にもとづいて家斉期(19世紀前半)を分析の対象とし、当該期の1に関する史料を蓄積していく。その一環として、平成29年度は山口県文書館および早稲田大学中央図書館において未活字の関係史料を収集した。収集した史料については、研究協力者と分担して筆耕を進めている。また、1に関する成果として、論文B「岡山藩の自分仕置と対幕藩交渉-江本竹蔵一件を素材として-」(『日本史研究』第667号、2018年)を公表した。「研究実績の概要」で述べた通り、平成29年度は、本研究の遂行にあたって核となる論文Aと、その成果にもとづき執筆した論文Bの2本を公表することができた。次に、山口県文書館に赴いて、1長府藩毛利家が本藩である萩藩毛利家や老中などの幕府役人に対し、長府藩主を幕府の役職に就けたいと運動している史料と、その動きをうけて萩藩毛利家が支藩である長府藩毛利家や幕府役人とどのような交渉を行ったのかを示す史料、2長府藩毛利家が分家にあたる清末藩毛利家(萩藩毛利家の支藩)に対して、それまで双方が同等の敬意を払った両敬から清末が長府にのみ敬意を払う片敬へと関係を変えたいと主張したことにより起こった、萩・長府・清末三藩間の争論に関する史料を写真撮影した。史料1・2の分析により、幕府と藩との関係はもちろん、本藩と支藩、支藩と支藩との関係についても考察が可能となる。さらに、早稲田大学中央図書館が所蔵する岡山大学附属図書館所蔵『池田家文庫』マイクロフィルムのうち、論文2の執筆に必要であった史料と、現在分析を進めている岡山藩池田家が幕府に対して金紋挟箱と呼ばれる行列道具の所持を願い出るため、老中などの幕府役人とどのような交渉をしていたのか、その様子がうかがえる史料を複写した。また、収集した史料はいずれも未活字のものであり、研究協力者と分担して筆耕を進めている。山口県文書館で写真撮影した史料のうち、半分程度は筆耕が完了した。

その結果、長府毛利家と清末毛利家が両敬をめぐって争う一件史料、長府毛利家が萩毛利家に対して官位昇進や行列道具の所持などの願い出について、幕府へ取り持つように依頼する一件史料の活字化については校正を含めて完了した。さらに、写真撮影した古文書の目録も作成した。次に、萩毛利家は長府毛利家の願い出を幕府に取り次ぐ際、奥右筆などの幕府役人に幕府へ提出する願書の添削を依頼していた。研究史上、幕府役人が願書の添削を行っていたことについては指摘されているものの、なぜ奥右筆が添削をしていたのか、その理由を明らかにするために、奥右筆の職掌について分析を開始した。具体的には、『徳川実紀』など刊行されている史料から奥右筆に関する記事を採録している。また、幕府と藩(大名家)との関係を明らかにするために、今年度は、徳山毛利家が萩毛利家を介して幕府に城主格の格式を願い出る一件史料などについても分析を進めた。最後に、今年度は8月と10月の2度、山口県文書館に赴いた。山口県文書館では、活字化にあたり写真では判読困難な箇所を確認するとともに、長府・清末の両毛利家はなにゆえ争うようになったのか、その理由を探るために、寛政年間から始まった「清末取鎮一件」と呼ばれる事件の関係史料を写真撮影した。この史料は大部であり、来年度も継続して写真撮影する予定である。長府毛利家が萩毛利家に、官位昇進など幕府への願い出を取り持つように依頼する一件史料について、その活字化と校正を完了させた。これにより、研究成果を論文という形で公表していく環境を整えることができたからである。平成30年度は、山口県文書館において写真撮影した未活字史料の筆耕を進めていく。それと同時に、すでに筆耕を終えた史料に登場する人名や地名について、具体的に誰・何処を指すのかを事典や研究書を参考に特定していきたい。写真撮影した史料の中には年号が付いていないものも多く含まれており、それらの年号を確定させていくためにも人名の特定は重要である。なお、未活字史料の筆耕および筆耕済史料の人名・地名・年号の特定について、どちらを重点的に進めていくかは、現在筆耕を分担してもらっている研究協力者と相談のうえ決定する。さらに、現在までに一件史料の写真撮影はすべて終えているが、同時期に作成された関係史料(萩藩毛利家の公的日記や萩藩士の私的日記など)については確認できていない。平成30年度も山口県文書館に赴いて写真撮影をし、一件に関わる史料を悉皆的に収集していきたい。次に、平成29年度より分析を進めている岡山藩池田家が幕府に金紋挟箱を持ちたいと願い出るため、老中などの幕府役人と交渉していた一件について、その考察結果を論文として公表していきたい。分析中ではあるものの、この論文がまとまれば、大名家は自家の願いを実現するため幕府の老中と御用頼の契約を結んでいたが、そもそも契約を結ぶにあたり大名家は老中にどのように接近していったのか、その一例を提示することができる。なお論文公表の媒体としては、岡山藩研究会が発行する論文集を予定している。来年度は最終年度ということもあり、これまで活字化してきた史料の分析を進め、その成果を論文にまとめて公表していきたい。また、活字化した史料をどのような形で公開していくか、その方法についてもあわせて検討していきたい。平成29年度は、当初経費として計上していた物品費と旅費について、その使用額が予想を大きく下回ることとなった。その理由としては、購入を予定していた書籍を所属機関の図書費で購入できたこと、山口県文書館へ複数回史料の写真撮影に赴く予定であったが、日本史研究会の大会において報告をすることとなり、その準備で同館へ赴く機会が減ったこと、があげられる。一方で、写真撮影した史料は大量にあり、現在はその筆耕を研究協力者と分担して行っている。
胎児型から新生児型への機能的神経回路としての呼吸中枢の発達機構

ラット胎生期の呼吸性ニューロンの内因性バースト形成能について,以下のことが明らかになった.E17-20の胎児型C4吸息性活動パターンを示す標本において,約60%の吸息性ニューロンが電位依存性のバースト活動を示した.E19において,バーストニューロンの入力抵抗は非バーストニューロンのそれよりも有意に高かった.膜容量は,バーストニューロンで低い傾向が見られた.バーストニューロンは低Ca2+/高Mg2+液潅流下においても電位依存性バースト活動を維持し,内因性バースト形成能を持つと結論された.光学的測定法を用いて,膜電位感受性色素で染色した胎生期腹側延髄における呼吸性ニューロンネットワークの活動を解析した.E21,20では,呼吸性神経活動は,吻側腹外側延髄(RVLM)の限定された領域(傍顔面呼吸ニューロングループ,pFRG)から吸息活動に先行して始まり,主に尾側方向に伝播した.続いて吸息相においては,活動のピークは尾側腹外側延髄(CVLM)に出現し,また吻側延髄では,顔面神経核領域(特に外側及び内側)に出現した.これらの活動パターンは基本的に新生児ラットの場合と同様であった.一方,E17標本のすべて及びE18標本のほとんどでは,呼吸性神経活動はまずCVLM領域に,ほぼ吸息性活動の開始に一致して出現し,主に吻側に向かって伝播した.これに続いて,顔面神経核領域全体に強い活動が出現し,C4吸息性活動の終了後も1-3秒間持続した.E19標本の半数では,呼吸性神経活動はpFRGから開始した(新生児型)が,他ではCVLMから開始した(胎児型).ただし,E19標本で新生児型の時空間パターンを示した標本でも,C4吸息性活動は胎児型の短いバーストパターンを示した.したがって,吸息性活動が新生児型へと発達する前に,リズム形成回路およびネットワーク全体の活動の時空間パターンのほうがまず新生児型へと発達することが示唆された.ラット胎生期の呼吸性ニューロンの内因性バースト形成能について,以下のことが明らかになった.E17-20の胎児型C4吸息性活動パターンを示す標本において,約60%の吸息性ニューロンが電位依存性のバースト活動を示した.E19において,バーストニューロンの入力抵抗は非バーストニューロンのそれよりも有意に高かった.膜容量は,バーストニューロンで低い傾向が見られた.バーストニューロンは低Ca2+/高Mg2+液潅流下においても電位依存性バースト活動を維持し,内因性バースト形成能を持つと結論された.光学的測定法を用いて,膜電位感受性色素で染色した胎生期腹側延髄における呼吸性ニューロンネットワークの活動を解析した.E21,20では,呼吸性神経活動は,吻側腹外側延髄(RVLM)の限定された領域(傍顔面呼吸ニューロングループ,pFRG)から吸息活動に先行して始まり,主に尾側方向に伝播した.続いて吸息相においては,活動のピークは尾側腹外側延髄(CVLM)に出現し,また吻側延髄では,顔面神経核領域(特に外側及び内側)に出現した.これらの活動パターンは基本的に新生児ラットの場合と同様であった.一方,E17標本のすべて及びE18標本のほとんどでは,呼吸性神経活動はまずCVLM領域に,ほぼ吸息性活動の開始に一致して出現し,主に吻側に向かって伝播した.これに続いて,顔面神経核領域全体に強い活動が出現し,C4吸息性活動の終了後も1-3秒間持続した.E19標本の半数では,呼吸性神経活動はpFRGから開始した(新生児型)が,他ではCVLMから開始した(胎児型).ただし,E19標本で新生児型の時空間パターンを示した標本でも,C4吸息性活動は胎児型の短いバーストパターンを示した.したがって,吸息性活動が新生児型へと発達する前に,リズム形成回路およびネットワーク全体の活動の時空間パターンのほうがまず新生児型へと発達することが示唆された.ラット胎生期における呼吸中枢の神経回路の特性は,E19において劇的に変化する(E22で出産).E19を境に,吸息相がそれまで第一相のみ(胎児型)であったものから,それに第二相が加わって,その持続時間が数倍に延長し(新生児型),呼吸性ニューロンも新生児期のものと同じサブタイプが明確に識別されるようになる.本研究の目的は,胎児型と新生児型の呼吸中枢神経回路の本質的な違いを明らかにすることにあった.呼吸性運動神経活動の兆しが見られるとされる胎生期16日(E16)以降のラットを用い,摘出脳幹-脊髄標本を作成し,延髄呼吸性ニューロン(頚髄C4/C5活動と同期した活動相を持つニューロン)からホールセル記録を行い,膜電位,イオンチャネル,シナプス電位および軸索投射などを解析した.特にニューロンの内因性バースト形成能について,以下のことが明らかになった.E17-20の胎児型C4吸息性活動パターンを示す標本において,約60%の吸息性ニューロンが電位依存性のバースト活動を示した.E19において,入力抵抗を調べたところ,バーストニューロンで789±135MΩ(n=9),非バーストニューロンで596±127MΩ(n=9)とバーストニューロンで有意に(p<0.01)高かった.また膜容量を比較したところ,バーストニューロンで73±15pF,非バーストニューロンで89±25pFであり,有意差はなかったが,バーストニューロンで低い傾向が見られた.バーストニューロンは低Ca2+/

高Mg2+液潅流下においても電位依存性バースト活動を維持し,内因性バースト形成能を持つと結論された.本年度は,当研究室において,光学的測定装置を導入したので,予備実験として,胎児型のニューロンネットワークと新生児型のそれとの相違点が光学的測定によって検出可能かどうかについても検討した.その結果,橋-延髄全体の呼吸性ニューロンネットワークが胎児型と新生児型で大きく異なることを示す光学的画像が得られている.今後,この方法と電気生理学的解析法とを組み合わせて,呼吸中枢神経回路を解析することが,その発達を理解する上で極めて有力な手法となると考えられた.ラット胎生期における呼吸中枢の神経回路の特性は,E19において劇的に変化する(E22で出産)・E19を境に,吸息相がそれまで第一相のみ(胎児型)であったものから,それに第二相が加わって,その持続時間が数倍に延長し(新生児型),呼吸性ニューロンも新生児基のものと同じサブタイプが明確に識別されるようになる.本研究の目的は,胎児型と新生児型の呼吸中枢神経回路の本質的な違いを明らかにすることにあった.本年度は,主に光学的測定法を用いて,胎生期における呼吸性ニューロンネットワークの活動を解析し,その時空間パターンが発達に伴ってどのように変化するかを調べた.膜電位感受性色素で染色したE21,20の標本における腹側からの観察では,呼吸性神経活動は,吻側腹外側延髄(RVLM)の限定された領域つまり顔面神経核尾側領域の外側部分(いわゆる顔面呼吸ニューロングループ,pFRG)から吸息活動に先行して始まり,主に尾側方向に一部は吻側方向に伝播した.続いて吸息相においては,活動のピークは尾側延髄では第XII脳神経根の最吻側レベルの腹外側延髄(CVLM)に出現し,また吻側延髄では,顔面神経核領域(特に外側及び内側)に出現した.さらに頚髄の前角と考えられる領域にも出現した.これらの活動パターンは基本的に新生児ラットの場合と同様であった.一方,E17標本の全て及びE18標本のほとんどでは,呼吸性神経活動はまずCVLM領域に,ほぼ吸息性活動の開始に一致して出現し,主に吻側に向かって伝播した.これに続いて,顔面神経核領域全体に強い活動が出現し,C4吸息性活動の終了後も1-2秒間持続した.E19標本の約半数では,呼吸性神経活動はpFRGから開始した(新生児型)が,それ以外ではCVLMから開始した(胎児型).ただし,E19標本で新生児型の時空間パターンを示した標本でも,C4吸息性活動は第一相のみの短いバーストパターン(胎児型)を示したことから,リズム形成及びネットワーク全体の活動パターンのほうが吸息性活動に比べて,やや早く新生児型へと発達することが示唆された.
神経可塑性関連蛋白、ニューロプシン欠損マウスの作成と行動解析

ニューロプシンはマウス海馬よりcDNAが単離されたセリンプロテアーゼで、これまでに神経可塑性に機能していることが明らかとなっている。今回の研究は、作成したニューロプシン遺伝子欠損マウスを用いて、組織学的、生理学的な解析を行うことにある。ニューロプシン欠失のheterozygoteマウス同志の交配により、メンデルの法則に従って、ニューロプシン欠損homozygote、heterozygote,wild typeマウスが出生した。その後、発育にもその同胞のwild typeマウスと比較しても顕著な差異は認められなかった。行動観察を行ったところ、特に遺伝子型による差異は認められなかった。チオニンによるニッスル染色と抗MAP-2抗体を用いた免疫組織化学による組織学的な検討を行った。ニッスル染色により、ニューロプシン欠損マウスではwild typeマウスに比べ、神経細胞の細胞体の形状が膨化していることが観察された。この傾向は特に海馬CAl-3の錐体細胞において顕著であった。MAP-2染色によって、樹状突起の形態を観察したところ、海馬CAl-3の錐体細胞のapical dendriteの形状が、ニューロプシン欠損マウスでは彎曲が多い構造をしていることが、観察された。電気刺激による長期増強誘発実験を行ったところ、長期増強は誘発された。その程度に遺伝子型による差異があるかは、現在統計処理中である。ニューロプシンは海馬においてシナプス形成が最も盛んに行われる生後2-3週後に最も強い発現をすることと以上の結果より、シナプス形成時に重要なはたらきを行っているものと考えられる。
相転移電子状態変化の高分解能高エネルギー分光

本研究では相転移に伴う電子状態の変化をフェルミ準位近傍で高いエネルギー分解能で測定した。放射光を用いて共鳴光電子分光の手法を利用した。研究の前半では電荷整列を起こす少数キャリアの重い電子系Yb_4As_3系の電子状態の温度変化を観測した。また近藤絶縁体YbB_<12>について高分解能光電子測定に成功した。マンガナイトNd_<1-x>Sr_xMnO_3についてはx=0.5では高温側から常磁性絶縁体-強磁性金属-電荷整列絶縁体と転移する振る舞いを観測した。またx=0.47では上磁性絶縁体-強磁性金属転移を示し低温までフェルミカットオフが観測された。研究の後半ではSPring-8において世界最高性能の軟X線ビームラインを完成させた。Yb系について900eV付近で4f光電子分光を行ったところ、光エネルギーが120eV付近では(圧倒的に)優勢だった表面のYb^<2+>成分がほとんどサプレスされている。つまりdeconvolutionに頼ることなく、直接バルクのYb^<2+>成分を実験的に得られる事が分かった。Ce化合物系の4d共鳴光電子分光では近藤温度が桁違いの2つの試料の場合でも4fスペクトルが酷似していた。電子運動エネルギーが100eVの光電子分光ではほとんど表面電子状態しか観測できない。そこで3d-4f共鳴光電子分光を行ったところ、これまでとは全く異なるスペクトル形状が観測された。Ce系については世界ではじめてバルクの電子状態を見る事が出来た。平行して理論的に遷移金属窒化物ならびにY-Co系化合物の構造と磁性の研究を行った。NaCl型およびZnS型のすべての遷移金属窒化物第一原理電子状態計算を系統的に行った。(1)非磁性状態における平衡格子定数の再現(2)全エネルギーは一般的にNaCl型の方がZnS型よりも安定であるが、その差は非常に小さい(3)NaCl型CrN、FeN、CoNでは強磁性状態が最安定である。(4)強磁性体YCo_5とYCo_4Bのスピンおよび軌道モーメントの計算から、B置換により、異なるCoサイトのモーメントは逆向きに変化する(5)YCo_3B_2は非磁性状態が最安定であることなどが分かった。金属-絶縁体転移、磁気相転移、電荷整列転移、超伝導転移、中性イオン性転移、垂直磁化や巨大磁気抵抗などを利用した機能性材料の開発と利用が進められている。登場してくる物質の多くは単位格子も大きく,多元素かつ不安定物質の例も多く,断片的な測定のよせ集めだけではもはや電子状態を総合的に理解するのは不可能となってきている。本研究の目的は相転移とそれに伴う電子状態の変化を、高いエネルギー分解能の光電子分光、逆光電子分光ならびに光分光の諸手法を組み合わせて研究し、基礎的な物性情報を積み上げた上で他の実験や理論研究と互いにフィードバックしあいながら明らかにする事であるなかでも物質の性質を大きく支配するのは結合に深く関与しているフェルミレベル付近の電子状態でありこれらを高いエネルギー分解能で知る事が何よりも重要である。

本年は近藤絶縁体YbB_<12>,少数キャリアheavyフェルミオン物質Yb_4As_3,マンガナイト系物質Nd_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3などについて高分解能光電子分光および逆光電子分光を行った。室温から30Kの低温まで30meV以上の分解能での測定を行った。その結果YbB_<12>についてはBのpバンドにギャップが生じること、Yb4f近藤共鳴が観測されることがわかった。Yb_4As_3については電荷整列に伴い4fバンドスペクトルが大きく温度変化すること、相転移温度以下でも4fスペクトルのnarrowingが起こっていることを明らかにした。また電荷整列(金属-絶縁体転移を伴う)や強磁性転移に伴うNd_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3の電子状態変化をMn2p共鳴光電子分光およびスペクトルの温度変化より明らかにした。これらの結果はPhys.Rev.Lett.ほか国際会議等で報告した。Yb_4As_3は室温で熱的ホッピングによる価数揺動状態を示し288K以下の低温で電荷整列転移を起こす物質である。この物質の電子状態を高分解光電子分光で温度を変えて測定フェルミ準位近傍のスペクトル変化を見出した。そこで電荷整列がないYb_4Sb_3との結晶Yb_4(As_<1-x>Sb_x)_3についての測定をさらに行ない、スペクトル変化が電荷整列と関係していることを確証した。同系列で電荷整列を起こさないYb_4Bi_3はYbが2価の物質である。これについて同様な測定を行ったところ低温いするとスペクトルはフェルミ準位に接近すると言う逆方向の変化が観測できた。つぎに同じく価数揺動状態にあるSmB_6の高分解電子分光測定を温度を変えて行った結果、低温で極めて顕著な温度変化が観測された。現在それらを解析中である。Mnプロブスカイト系は金属絶縁体転移、電荷整列、磁気相転移を示すとても興味ある物質である。2p内殻3p内殻共鳴光電子分光を高分解で温度を変えて行った。試料はこれまで行ってきたファイリングが結晶に歪みをもたらし電子状態が変わってしまう事を考慮してへき開または破断で行った。その結果両物質でフェルミ準位近傍の電子状態に顕著な差がある事が分かった。またSr0.47の組成では電荷整列に伴うスペクトル変化も観測された。これらを更に深く理解するために現在各種の内殻吸収磁気円偏光2色性の総合的な測定を準備中である。MnペロブスカイトNd_<1-x>Sr_xMnO_3はx=0.5と他の組成では顕著に異なる物性を示す。x=0.5では約260K以下で強磁性金属になるがさらに160K以下で電荷整列(CO)をおこし反強磁性絶縁体になる。またx=0.47では約265K以下の低温で強磁性金属状態にある。この物質の電子状態は格子のひずみに敏感と考えられるので今回は従来行っていたダイアモンドやすりによるファイリングのかわりにへき開や破断によって清浄表面を得た後、スペクトルの再現性をチェックした測定を行った。まずx=0.5についてNd3d、Mn2p、Mn3p内殻共鳴光電子分光を行った。Nd3d共鳴光電子分光からはNd4f-O2p結合、反結合状態が明確に観測できる。Mn2p共鳴からは顕著な2本のMnt_<2g>軌道成分に加えてフェルミ準位直下にe_g軌道成分が見られる。
日本列島周辺における地震発生深度での応力場・摩擦強度の絶対値に関する研究

今年度の研究において、本研究の目的を東北日本において達成した。本研究の目的とは、次のようなものであった:「日本国内での地震を発生する原因となる地殻内の応力場・断層強度の絶対値の推定を多面的に行い,統合的な知見を得る.また,そもそもの地殻内の応力場の形成原因を量的に検討する」具体的には、「地震発生深度での絶対応力・強度の推定」を、次の二通りのアプローチにより行った。(1)アプローチの一つ目では、前年度までに検出することに成功していた東北日本の応力方向の空間変化と地形分布との相関を利用して行った(2)アプローチの二つ目では、2008年岩手・宮城内陸地震と2011年福島県浜通りの地震と言う二つの大地震震源域において応力方向の空間不均質性を検出し、それを大地震の擾乱と関係付けることにより行ったいずれの場合も、東北日本地殻内の差応力が20 MPaと言う、通常の岩石に摩擦滑りを引き起こすには、非常に小さな値が得られた。このことは、地震発生の際に地殻流体などの要因が岩石の強度を低下させていることを示唆する。26年度が最終年度であるため、記入しない。地球内部の応力場の大きさは,地震発生メカニズムの理解・地震発生予測のために,欠かすことのできない情報である.それにも関わらず,その推定方法は確立していない.平成25年度の研究では,地震を発生させる応力の大きさについて, 4つのアプローチにより詳細に調べた.1. 2011年東北地方太平洋沖地震前後での主応力軸方向の変化の調査(1)地震の発震機構解を用いたアプローチ地震の発震機構解(断層面・すべり方向)を利用して,東日本の主応力軸方向分布を調べた.主応力軸方向は, 2011年東北地方太平洋沖地震前後で変化しており,その様式は,弾性理論から期待される変化と調和的であった.主応力軸方向が変化した範囲を検出することを通して,それらの地域での絶対応力・断層強度の推定を行った.(2)地殻の偏向異方性を利用したアプローチ主応力軸方向を独立に推定する目的で,東日本のS波偏向異方性の分布を調べた.しかし,東日本のS波偏向異方性は,地球内部の断層面の分布にも依存することが分かり,主応力軸方向の変化の妥当性を検証することができなかった.S波偏向異方性が断層面の影響を受けることは,サンアンドレアス断層近傍において知られていたが,それが日本でも同様であることが分かった.2.地球内部の主応力軸方向の空間的特徴を利用したアプローチ1の主応力軸方向を詳細に調べることにより,それらが地形の影響を受けることが分かった.地形に伴う応力変化を弾性理論により推定し,それを媒介にして応力・断層強度の絶対値の推定に成功した.3. 2008年岩手・宮城内陸地震前後の応力場前後での主応力軸方向の変化を利用したアプローチ2008年岩手・宮城内陸地震前後の主応力軸方向の変化を検出し,応力の絶対値の推定に成功した.今年度の研究において、本研究の目的を東北日本において達成した。当初の絶対応力・断層強度推定の計画で挙げられていた方法を,概ね試してみることができた.更に,計画書の段階では見込まれていなかった異なる手段により,応力・強度を独立に推定することに成功した.なお,平成25年度に地震の潮汐応答に関する解析を行う予定であったが,データ準備に時間が掛かるため, 26年度に後倒しをした.当初,平成25年度に行う予定であった,地震の潮汐応答に関する解析を,平成26年度に行う.平成25年度,このテーマで十分な成果を上げることができなかった理由は,一つに,データセット(断層面が同定されている地震)の少なさが挙げられる.今年度では,まず地震波の振幅を用いる方法によりデータ・セットを増加させた後,再び地震発生と地球朝夕の関係を調べ,それにより絶対応力の独立に推定を行う.