hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
子どもの読書への関心を高めるプログラムの実践と評価

「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」への参加が幼児や保護者の読書や図書館への関心を高めるかを検討するために、「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」の実施群と対照群を設定し、幼児の保護者に対してぬいぐるみを預かる前(事前質問紙)、おはなし会の約4週間後(事後質問紙)に質問紙への回答を依頼した。おはなし会の実施直後には「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」の感想についても尋ねた。事後質問紙と事前質問紙の差得点を分析した結果、保育園に通う幼児と保護者では、「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」の実施群のほうが、幼児が図書館の話をする頻度や、保護者が図書館で幼児のために借りる本の冊数が多くなることなどが示された。また、「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」の感想の内容を分析した結果、幼児はぬいぐるみが選んだ絵本やぬいぐるみの写真に高い関心を示し、2014年度および2015年度の公共図書館での実践と同様の傾向が見られた。一方、おはなし会直後の幼児の図書館への関心は低い傾向が見られ、幼稚園や保育園での実践においては、ぬいぐるみの活動の場が図書館であることを幼児により分かりやすく伝える工夫が必要であることが示唆された。今後、より詳細な分析が必要であるが、予定していた通り、複数の幼稚園と保育園において、「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」の実施群と対照群を設定し、「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」への参加が幼児や保護者の読書や図書館への関心を高めるかを検討することができたことから、おおむね順調に進展していると言える。また、2015年度までの研究成果については、公共図書館における「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」の実践と評価に関する論文が学術雑誌に掲載された。本研究では、幼児を対象として「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」のプログラムを検討し、実践と評価を行った。従来のプログラムでは、子どもたちは初日にぬいぐるみと一緒におはなし会に参加してからぬいぐるみを図書館にあずけ、翌日以降におむかえに行くという構成が多かった。本研究では、ぬいぐるみを初日にあずかり、最終日におはなし会と参加者全員でのふりかえりを行い、ぬいぐるみが選んだ本と図書館での活動の写真を渡すというプログラムを提案し、公共図書館と幼稚園・保育園で実践を行った。保護者を対象としたプログラム評価の結果、評価は高く、また、幼児はぬいぐるみが選んだ絵本などに高い関心を示した。予備調査、「ぬいぐるみおとまり会」のプログラムの検討、プログラムの実践と評価まで、ほぼ順調に進めることができた。実践の結果に基づいて、今後、プログラムの一部について修正を行う予定である。2016年度には、2015年度までに実施した「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」の実践プログラムを茨城県内の幼稚園・保育園で実施し、読書などへの関心への効果を検討する。幼稚園と保育園における「ぬいぐるみのとしょかんおとまり会」のプログラムの実践と評価によって得たデータに対してより詳細な分析を行い、研究成果の公開を進める予定である。図書館情報学、社会心理学2015年度には、2014年度に実施した「ぬいぐるみおとまり会」のプログラムの一部を修正し、より多くの幼児を対象として、実践と評価を行う。主な理由としては、旅費の支出額が予定額よりも低くなったことがあげられる。主な理由は、2016年度に得たデータに対して、より詳細な分析を実施した後、研究成果の公開を行うこととしたためである。
ショウジョウバエ機能獲得変異体を用いた新規糖鎖遺伝子の探索と機能の解明

Wnt/Wingless, TGF-β/Dpp, Hedgehog, FGFなどの細胞間シグナル伝達物質がヘパラン硫酸によって制御されていることがショウジョウバエを使って示され,糖鎖の重要性が再認識されている.そこで,ショウジョウバエ機能獲得変異体の糖鎖分析による糖鎖関連遺伝子の検索法を検討し,新たに発見した遺伝子の機能解明を試みた.本研究ではまず,遺伝子検索に用いるための蛍光ポストカラムHPLCによる高感度な単糖組成分析法を確立した.その結果,アミノ糖の構成比の変化を惹起する二つの新規遺伝子,unbalanced amino sugars-1,2 (unbas-1,2)を見出すことに成功した.unbas-1はムチン型糖鎖の,unbas-2はN-結合型糖鎖の発現に関連した新しいタイプの糖鎖関連遺伝子であった.unbas-1は種の壁を越えてよく保存されており,ヒト,マウス,線虫に非常に高い相同性をもつ遺伝子が存在した.また,unbas-1の強制発現によってムチン型糖鎖を持つ複数の糖タンパク質の発現量が増加し,非還元末端にGalα残基を有する糖鎖の存在が確認された.さらにアミノ酸配列から,Unbas-1はレセプター用の立体構造を有していることが予想され,新しい創薬研究ターゲットになるものと思われた.本研究で展開されたショウジョウバエを用いる糖鎖機能解析の試みが,糖転移酵素をコードする遺伝子を対象とした従来の研究では得られない,糖鎖生物学上の新発見への糸口となることが期待される.Wnt/Wingless, TGF-β/Dpp, Hedgehog, FGFなどの細胞間シグナル伝達物質がヘパラン硫酸によって制御されていることがショウジョウバエを使って示され,糖鎖の重要性が再認識されている.そこで,ショウジョウバエ機能獲得変異体の糖鎖分析による糖鎖関連遺伝子の検索法を検討し,新たに発見した遺伝子の機能解明を試みた.本研究ではまず,遺伝子検索に用いるための蛍光ポストカラムHPLCによる高感度な単糖組成分析法を確立した.その結果,アミノ糖の構成比の変化を惹起する二つの新規遺伝子,unbalanced amino sugars-1,2 (unbas-1,2)を見出すことに成功した.unbas-1はムチン型糖鎖の,unbas-2はN-結合型糖鎖の発現に関連した新しいタイプの糖鎖関連遺伝子であった.unbas-1は種の壁を越えてよく保存されており,ヒト,マウス,線虫に非常に高い相同性をもつ遺伝子が存在した.また,unbas-1の強制発現によってムチン型糖鎖を持つ複数の糖タンパク質の発現量が増加し,非還元末端にGalα残基を有する糖鎖の存在が確認された.さらにアミノ酸配列から,Unbas-1はレセプター用の立体構造を有していることが予想され,新しい創薬研究ターゲットになるものと思われた.本研究で展開されたショウジョウバエを用いる糖鎖機能解析の試みが,糖転移酵素をコードする遺伝子を対象とした従来の研究では得られない,糖鎖生物学上の新発見への糸口となることが期待される.
緑藻ボルボックス目の光合成の細胞生理学的特性に着目した分子形態学的研究

昨年度明かになった、ピレノイドがなくCO_2濃縮機構を保持しているChloromonas2株の細胞内に蓄積された無機炭素の濃度はピレノイドをもつCd.reinhardtiiと比較すると1/10程度の値であり(Moritaet al. 1998, Planta 204:269-276)、これらの差がピレノイドの有無に関係するのか、両者の系統的差異によるものかを確かめる必要があった。そこでBuchheim et al.(1997,J.Phycol.33:286)が18S rRNA遺伝子系統樹でChloromonasに近縁であると示唆したChlamydomonas等6株を取りよせて詳細なRuBisCOの免疫電子顕微鏡観察を含む微細形態学的観察とCO_2固定に関する生理学的特性に着目した比較生物学的研究を実施した。その結果、これら6株はすべて葉緑体内にRuBisCOの集中したピレノイド構造をもつが、RuBisCOの集中度が低く典型的なピレノイドスターチに囲まれていないものと、RuBisCOの集中度が高く典型的なピレノイドスターチをもつものに分類された。前者のピレノイドをもつものはピレノイドを欠くChloromonasと同様に低い細胞内の無機炭素の濃度を示し、後者はCd.reinhardtiiと同程度に高い値を示した。更にrbcL遺伝子1128塩基対を用いた詳細な系統解析の結果、前者のタイプは後者の典型的なピレノイドをもつものから2個の独立した系統群で派生的に平行進化している事が判明し、「高濃度のRuBisCOをもつピレノイドスターチで囲まれた典型的なピレノイド」が「細胞内の高い無機炭素の濃度」に関係している事が強く示唆された。これはピレノイド構造とCO_2濃縮機構に関する今まで示唆されたことのない具体的な関係である。また、単細胞性緑藻Chlorogoniumの比較形態学的観察とrbcL遺伝子1128塩基対を用いた系統解析の結果、unstabele pyrenoidとstable pyrenoidが単系統種を識別する形質であると判明し、C.elongatumにおいて前者のタイプのピレノイドから後者に進化した可能性が示唆された。世界各地の藻類カルチャーコレクションのChlorogoniumまたはChloromonasと同定された培養株31株を取り寄せて各株のピレノイドに着目した葉緑体等の形態学的特徴を培養条件下で明らかにした。更にChloromonas株の中から、光学顕微鏡と透過型電顕でピレノイド構造のないことが確認され、免疫電顕で、葉緑体内にRubiscoの集中した部位が認められなかった、Cr.serbinowii UTEX492、Cr.rosae UTEX1337、Cr.clatharata UTEX1970、Cr.rosae SAG26.90、Cr.palmelloidesSAG32.86でCO_2濃縮機構の検討を行った。すなわち、異なるCO_2条件で生育させた細胞でCO_2に対する親和性とCA活性を調査し、さらに細胞内に蓄積された無機炭素の濃度を調査した。その結果、上記5株は2つのタイプに分かれた。Cr.serbinowii UTEX492とCr.rosae UTEX1337では、低CO_2細胞で高CO_2細胞に比べ、細胞のCO_2に対する親和性が高く、低CO_2細胞でCA活性が誘導されており、細胞内に無機炭素が蓄積されていた。従って、これらの株ではピレノイドがないにもかかわらず、CO_2濃縮機構を保持していることが明らかになった。一方、Cr.clatharata UTEX1970、Cr.rosae SAG26.90、Cr.palmelloides SAG32.86では、CO_2に対する親和性は、高CO_2細胞でも低CO_2細胞でも低く、CA活性は高CO_2細胞と低CO_2細胞の間で差が認められず、細胞内に無機炭素が蓄積されていなかった。従ってこれらは地衣類のピレノイドのない共生藻と同様、CO_2濃縮機構を持たないことが判明した。ピレノイドがないにもかかわらずCO_2濃縮機構を保持する藻類の存在は、これが初めての報告である。

前者のピレノイドをもつものはピレノイドを欠くChloromonasと同様に低い細胞内の無機炭素の濃度を示し、後者はCd.reinhardtiiと同程度に高い値を示した。更にrbcL遺伝子1128塩基対を用いた詳細な系統解析の結果、前者のタイプは後者の典型的なピレノイドをもつものから2個の独立した系統群で派生的に平行進化している事が判明し、「高濃度のRuBisCOをもつピレノイドスターチで囲まれた典型的なピレノイド」が「細胞内の高い無機炭素の濃度」に関係している事が強く示唆された。これはピレノイド構造とCO_2濃縮機構に関する今まで示唆されたことのない具体的な関係である。また、単細胞性緑藻Chlorogoniumの比較形態学的観察とrbcL遺伝子1128塩基対を用いた系統解析の結果、unstabele pyrenoidとstable pyrenoidが単系統種を識別する形質であると判明し、C.elongatumにおいて前者のタイプのピレノイドから後者に進化した可能性が示唆された。
燃料電池内部での燃焼～微小燃焼から燃焼損傷へ急速に遷移するメカニズムの探求～

平成28年度は、PEFC内の燃焼損傷の基礎過程を明らかにするために、水素ガスの触媒燃焼のみを切り取った単純化した系で反応速度を解析した。触媒層のみを熱分析装置(DSC)に組み込み、模擬ガスを導入する。このような単純化した系で、ガス組成、温度等の条件に対する水素ガスの触媒燃焼による熱流を計測し、燃焼速度を導出する。模擬ガスは窒素、酸素、及び水素を含んだ混合ガスとする。電解質膜透過率や、ピンホールを想定して水素ガス濃度を13%とする。DSC設定温度を4080°Cとする。なお触媒層に加えて、面積を規定できる白金片も対象とし、DSCを介した速度導出法そのものを検証する。白金片では水素濃度、温度を上げるほど熱流は増加した。触媒反応はアレニウス型温度依存項に水素や酸素の分圧べき乗を乗じて概略表現できる。熱流の結果は白金片上の燃焼はアレニウス型で整理できることを示唆している。熱流とエンタルピー変化、白金片面積から速度を導出し、アレニウスプロットした。これから求まる活性化エネルギーは3040 kJ/molであった。反応室圧力などの手法で求めた白金触媒反応の活性化エネルギーと同等であり、本手法に信頼性があることが分かった。幾何面積を同じにした触媒層の場合の熱流、反応速度は白金片のそれと同じ傾向あった。しかし、1面積が同じであっても触媒層の場合の速度が数10倍大きく、2活性化エネルギーが59kJ/molで白金片に比べて小さい。1は触媒層を構成する白金ナノ粒子の有効面積が幾何面積より大きく、2はナノ粒子化により活性向上したからだと考えられる。以上DCSを介して燃焼速度を計測してアレニウス型反応式と照合して、触媒層における水素燃焼速度の導出に成功した。H29年度以降は、この基礎知見に基づきその場環境における反応律速過程、更に膜劣化が重畳される場での燃焼損傷遷移メカニズムを明らかにする。上記研究実績の概要で示したように、目標に対して一定の進捗を得ている。現状、得られた速度式はアレニウス型のものを使用し、この速度式に対して触媒層における水素触媒反応の定量化を済ませ、平成28年度のPEFCその場での燃焼損傷過程の探求の基礎となる。他方で、より定量性を上げるには、より詳細なメカニズムと、律速過程に注意した速度式も必要である。現在、一連の過程、すなわち気相拡散、多孔質内拡散、吸着、乖離、表面反応、脱離等の各プロセスを抽出、連結して、速度式を導出中である。以上の理由で概ね順調に進展しているとした。平成28年度の単純化したPEFC触媒層のみを切り取った系で得た、水素ガスの触媒燃焼の速度とその整理式を基礎に、平成29年度は、電解質膜透過やピンホール通過など速度制約や、実質的な水素濃度も考慮した、PEFCその場においる触媒層での触媒燃焼速度を求める。カソードを閉空間としたバッチ型試験による圧力変化から速度を導出し、平成28年度で得た単純化した系の速度と比較照合し、律速過程を含めて、PEFCその場での反応速度を明らかにする。なおバッチ型試験では、反応による全圧変化から速度を求める手法となるが、セルからのアウトリークによる全圧変化もあり、これが計測そのもの、あるいは得られる速度の精度に影響を与える可能性もある。そこで可視化セルと赤外線カメラによる熱流を介した反応速度計測の方法も適宜検討する。平成30年度には、以上の基礎知見を基に、力学的、電気化学的負荷を重畳して膜を加速劣化(減肉やピンホール生成)させる劣化重畳場において、触媒燃焼から燃焼損傷に遷移する起点を高解像高速サーマルイメージングにより見極める。更には燃焼損傷遷移に至る因果関係や律速過程を系統的に整理し、電解質膜への最低限の仕様、燃焼損傷の検知法を提案する。

1は触媒層を構成する白金ナノ粒子の有効面積が幾何面積より大きく、2はナノ粒子化により活性向上したからだと考えられる。以上DCSを介して燃焼速度を計測してアレニウス型反応式と照合して、触媒層における水素燃焼速度の導出に成功した。H29年度以降は、この基礎知見に基づきその場環境における反応律速過程、更に膜劣化が重畳される場での燃焼損傷遷移メカニズムを明らかにする。上記研究実績の概要で示したように、目標に対して一定の進捗を得ている。現状、得られた速度式はアレニウス型のものを使用し、この速度式に対して触媒層における水素触媒反応の定量化を済ませ、平成28年度のPEFCその場での燃焼損傷過程の探求の基礎となる。他方で、より定量性を上げるには、より詳細なメカニズムと、律速過程に注意した速度式も必要である。現在、一連の過程、すなわち気相拡散、多孔質内拡散、吸着、乖離、表面反応、脱離等の各プロセスを抽出、連結して、速度式を導出中である。以上の理由で概ね順調に進展しているとした。平成28年度の単純化したPEFC触媒層のみを切り取った系で得た、水素ガスの触媒燃焼の速度とその整理式を基礎に、平成29年度は、電解質膜透過やピンホール通過など速度制約や、実質的な水素濃度も考慮した、PEFCその場においる触媒層での触媒燃焼速度を求める。カソードを閉空間としたバッチ型試験による圧力変化から速度を導出し、平成28年度で得た単純化した系の速度と比較照合し、律速過程を含めて、PEFCその場での反応速度を明らかにする。なおバッチ型試験では、反応による全圧変化から速度を求める手法となるが、セルからのアウトリークによる全圧変化もあり、これが計測そのもの、あるいは得られる速度の精度に影響を与える可能性もある。そこで可視化セルと赤外線カメラによる熱流を介した反応速度計測の方法も適宜検討する。平成30年度には、以上の基礎知見を基に、力学的、電気化学的負荷を重畳して膜を加速劣化(減肉やピンホール生成)させる劣化重畳場において、触媒燃焼から燃焼損傷に遷移する起点を高解像高速サーマルイメージングにより見極める。更には燃焼損傷遷移に至る因果関係や律速過程を系統的に整理し、電解質膜への最低限の仕様、燃焼損傷の検知法を提案する。
磁場を持った超新星残骸の進化

1.磁場を持った超新星残骸の進化を,磁場と物質が完全に凍結している(Frozen-in)仮定の元で,磁気流体力学(MHD)シミュレーションに基づいて調べた。一様のポロイダル磁場のみを考え,磁場の方向を対称軸とする,軸対称2次元MHD計算によっておこなった.2.(1)シミュレーションはTVD法の一種であるMonotonic法を用い,磁場の発散divBを厳密に0に保つ事が保障されている制限輸送法を用いた。この際,特性曲線の方法を取り入れた.(2)局所的に空間分解能を上げる方法の一つである多重格子法が磁気流体力学にも適応可能であることを示した.3.磁場の効果は,後期において著しく,5×10^<50>ergのエネルギーで0.3cm^<-3>の密度一様の星間空間で超新星爆発が起きる場合,5μGの磁場があれば(1)超新星残骸の占める体積は磁場がない場合の20%以下にまで減少し,(2)また磁場がなければ膨脹を続ける超新星残骸が,磁場の張力の効果により100万年以降(5μGの場合)は収縮に転じさえする.4.星間空間の高温ガスの割合は以前考えられていたよりはるかに少ない可能性が大きくなった.1.磁場を持った超新星残骸の進化を,磁場と物質が完全に凍結している(Frozen-in)仮定の元で,磁気流体力学(MHD)シミュレーションに基づいて調べた。一様のポロイダル磁場のみを考え,磁場の方向を対称軸とする,軸対称2次元MHD計算によっておこなった.2.シミュレーションの流体力学部分については数値計算につきものの余計な振動が発生しないTVD法の一種であるMonotonic法を用いる.また磁場の誘導方程式は磁場の発散divBを厳密に0に保つ事が保障されている制限輸送法を用いた.この際,アルフベン波のモードを正しく取り扱うため特性曲線の方法を取り入れた.3.磁場の効果は,後期において著しく,5×10^<50>ergのエネルギーで0.3cm^<-3>の密度一様の星間空間で超新星爆発が起きる場合,5μGの磁場があれば(1)超新星残骸の占める体積は磁場がない場合の20%以下にまで減少し,(2)また磁場がなければ膨張を続ける超新星残骸が,磁場の張力の効果により100万年以降(5μGの場合)は収縮転じさえする.4.星間空間の高温ガスの割合は以前考えられていたよりはるかに少ない可能性が大きくなった.1.磁場を持った超新星残骸の進化を,磁場と物質が完全に凍結している(Frozen-in)仮定の元で,磁気流体力学(MHD)シミュレーションに基づいて調べた。一様のポロイダル磁場のみを考え,磁場の方向を対称軸とする,軸対称2次元MHD計算によっておこなった.2.(1)シミュレーションはTVD法の一種であるMonotonic法を用い,磁場の発散divBを厳密に0に保つ事が保障されている制限輸送法を用いた.この際,特性曲線の方法を取り入れた.(2)局所的に空間分解能を上げる方法の一つである多重格子法が磁気流体力学にも適応可能であることを示した.3.磁場の効果は,後期において著しく,5×10^<50>ergのエネルギーで0.3cm^<-3>の密度一様の星間空間で超新星爆発が起きる場合,5μGの磁場があれば(1)超新星残骸の占める体積は磁場がない場合の20%以下にまで減少し,(2)また磁場がなければ膨張を続ける超新星残骸が,磁場の張力の効果により100万年以降(5μGの場合)は収縮に転じさえする.4.星間空間の高温ガスの割合は以前考えられていたよりはるかに少ない可能性が大きくなった.
離散構造の効率的な符号化に関する研究

離散構造、とくにグラフ構造を、計算機上に、コンパクト、かつ、機能的に格納する新しいデータ構造を開発した。近年、カーナビの地図データやWebのリンク構造、3次元物体の精密なメッシュデータ等、様々な分野で超大規模なグラフ構造を高速に扱う技術が求められている。このことを背景とし、本研究では、大規模なグラフを高速に扱う方法を開発した。より具体的には、(1)大規模なグラフを計算機上にコンパクトに表現する方法、すなわち、圧縮手法を開発することと、(2)圧縮したデータから"直接に"元のグラフの情報を高速に取り出す方法を開発した。(1)の方法により大規模なグラフのデータを圧縮でき、(2)の方法により、圧縮したままでグラフの情報を得ることができるので、コンパクトな表現のまま、大規模なグラフを処理できることになる。通常、大規模なグラフを計算機上で扱う際には、メモリ溢れが起き、ハードディスク等の低速な2次記憶装置を使用してしまう。ハードディスク上のデータへのアクセスはメインメモリよりも数十倍以上遅いので、このようなデータを扱うシステムは極めて遅いものになるかもしれない。しかし、我々が開発した手法により、コンパクトな表現のままでグラフを処理できるので、メモリ溢れを起こさず処理できるグラフの規模が大きくなる。その結果、計算速度の大幅な改善が期待できる。本研究では、近年、とくに大規模化が目立つグラフに着目し、それらに対するデータ構造を主に開発した。具体的には、方形描画と極大平面グラフである。方形描画はVLSI等への応用をもち、極大平面グラフは3次元物体のメッシュデータへの応用をもつ。どちらも、近年、大規模化が目立つ分野への応用をもつ重要なグラフである。
NPO法の立法過程・運用実態と自治体の法務能力育成に関する調査研究

2年間の研究の成果として、公的組織と民間営利企業の中間にある組織としてのNPOが、日本社会において法的な存在として認知されていく立法過程が明らかにされた。行政官僚によって作成された原案を元にした政府提出法案というわが国において通常見られる立法過程ではなく、議員立法活動に因を発したNPO法の立法過程の分析を通じて、市民活動に端を発して法律が制定されていくという新たな可能性が示された。介護、交通安全、社会教育、防災などの具体的な社会政策施行の中で、NPOが既存の行政組織、法体系の中で、どのような役割を担っていくかについての予測・分析が行われた。現在、NPOについては、法人事業税の減免税問題が検討されている。それぞれの分野のNPOが減免税の対象となるかは、NPOが行う事業が、社会において果たす公益的役割の評価、他方において、徴収した税を財源として、行政機関が公的施策として行う事業実効性の評価の、双方を比較する作業を行うことが前提となる。本研究は、そのような作業のための足がかりとなる分析を行っている。地方分権法制の大改革に伴い、都道府県・市町村に委ねられる自治事務の範囲が大幅に拡大する中で、地方自治体の政策法務の一環としてNPOによる自治的な行政を織り込むあり方が、いくつかの事例を踏まえて検証された。以上の研究成果を踏まえて、当該プロジェクトに参加した研究者は、今後も継続的にNPOの研究を行う予定である。また、橘幸信は1年間の共同研究ののち、衆議院法制局に戻り、研究の成果を現実の立法過程に生かしつつある。1.NPO法の立法過程に関する調査研究今年度は、主に、衆参両院の会議録その他の資料を渉猟しながら、NPO法の立法過程に関する主な「法的論点」を抽出し、それらがどのような形で「条文」に結実していったのかに関する調査を行った。その調査結果は、橘『知っておきたいNPO法』(大蔵省印刷局)の「第一本法制定の背景と経緯」に成果の一部を著した。なお、この後者の論点に関するより踏み込んだ成果物として、橘「NPO法の立法過程から見た『市民と議会との協働』の意義と問題点」をまとめた(近刊予定)。2.自治体職員・市民の政策形成能力の育成に関する調査研究「自治体の法務能力の育成」は当初の研究計画においては平成12年度に予定していた調査テーマであったが、上記のNPO法の立法過程調査の中で、自治体職員・市民の政策形成能力(法務能力を中心とした)の育成の必要性を痛感したので、上記の研究成果を採り入れながら、自治体職員・市民との「条例づくり」ワークショップを企画することとした。具体的な題材としては、平成12年4月施行の「介護保険法」に関する市町村条例を取り上げた。その直接の成果物は、橘(共編著)『総合介護条例のつくり方』として、また、「自治体の法務能力の育成」全般に関する成果物としては。橘『自治体立法と市民市民のための法制執務・試論』その他の論考として、それぞれ公刊した。3.文献の収集平成11年度においては、予定どおり、国内における関連文献を集中的に収集した。公的組織と民間営利企業の中間にある組織としてのNPOが、日本社会において法的な存在として認知されていく立法過程が明らかにされた。

それぞれの分野のNPOが減免税の対象となるかは、NPOが行う事業が、社会において果たす公益的役割の評価、他方において、徴収した税を財源として、行政機関が公的施策として行う事業の場合との、多方を比較する作業を行うことが前提となる。本研究は、そのような作業のための足がかりとなる分析を行っている。地方分権法制の大改革に伴い、都道府県・市町村に委ねられる自治事務の範囲が大幅に拡大する中で、地方自治体の政策法務の一環としてNPOによる自治的な行政を織り込むあり方が、いくつかの事例を踏まえて検証された。
黄砂の肺毒性、アレルギー増悪、酸化的DNA傷害、内分泌撹乱の影響評価に関する研究

1.黄砂の肺毒性、アレルギーへの影響黄砂の生体影響として、(1)黄砂のマウス経気道暴露は、好中球炎症を誘発するサイトカイン発現を伴って気管支炎や肺胞炎を惹起すること、(2)卵白アルブミン等の抗原を用いたマウスの気管支喘息モデル実験では、黄砂が喘息病態を悪化させること、この時、好酸球性炎症を誘発するサイトカイン・ケモカインが著しく誘導されること、更に、血中の抗原特異的-IgE, IgG1抗体の産生が増加する。(3)モルモットスギ花粉症モデルに対して、黄砂がくしゃみ、鼻水、鼻づまり等の症状を悪化させ、鼻粘膜における好酸球性炎症を増悪し、更に、抗原特異的-IgE抗体の産生増加を誘導すること等を明らかにした。2.黄砂の活性酸素生成によるDNA傷害培養細胞とマウスを用いて黄砂や種々の実験的粒子(SiO_2,Al_2O_3)による8-ニトログアニン(8-nitroG)と8-オキソデオキシグアノシン(8-oxodG)生成量を調べた。その結果、SiO_2に8-nitroGの増加が見られたことから、黄砂中のSiO_2が活性酸素を生成してDNA傷害を引き起している可能性を示唆した。3.黄砂の内分泌撹乱(生殖器系)への影響In vitroの実験では、マウス精巣ライディッヒ細胞株(TM3細胞)に黄砂を処理し、内分泌かく乱作用の指標である、エストロゲンレセプター(ER)mRNAおよびCYP1A1 mRNA発現量を測定した。黄砂処理により、CYP1A1 mRNA発現の誘導が認められ、黄砂はAhレセプターを介した内分泌かく乱作用を有していることが示唆され、また、ER mRNA発現の誘導も認められた。マウスを用いたIn vivo実験では、黄砂は精巣、精巣上体重量に変動は認められなかったが、一日精子産生能の低下および、精巣間質性水腫の発症が認められ、黄砂は雄性生殖系へ影響を及ぼす可能性を有している。1.卵白アルブミン(OVA)喘息モデルを用いて黄砂のアレルギー炎症増悪作用とそのメカニズムの解明の研究を行った。黄砂発生地から採取した人工黄砂、大気中から採取した自然黄砂、カオリン粒子、二酸化ケイ素、三酸化アルミ粒子をOVAと共に気管内投与して、喘息様病態(気管支への好酸球・リンパ球浸潤、粘液細胞の過形成、血中アレルギー抗体:lgE・lgG1)の増悪作用を調べた結果、三酸化アルミ粒子以外は全て喘息様病態を悪化させた。これらの結果から、黄砂成分の二酸化ケイ素がアレルギー増悪作用に関与している可能性を示唆した。更に、黄砂を高温加熱して、黄砂に付着している細菌、カビ菌糸体成分を除去した黄砂としない黄砂(非加熱黄砂)を比較した結果、非加熱黄砂の方が著しくアレルギー病態を悪化させた。このようなことから、黄砂に付着した微生物の毒素成分にもアレルギー反応を高める作用があることが分った。2.黄砂の肺毒性の解明研究では、黄砂を0.05、0.10、0.2mg気管内投与して肺組織の病態やサイトカイン・ケモカインを調べた結果、黄砂に付着した微生物毒素(グラム陰性菌の内毒素、β-グルカン)量や硫酸塩含量と炎症性サイトカイン発現量や炎症細胞数(好中球)がよく対応していることが分った。

この結果から黄砂に付着した微生物毒素や硫酸塩などが黄砂の肺毒性に関与していることが明かになった。3.黄砂による肺組織中のDNA損傷を調べた結果、DNA中に酸化的DNA損傷である8-oxo-dGが増加することが分った。増加は炎症によるものか、ミネラル成分によるものかは明らかではないが、現在、肺組織のどのような部分に損傷が分布しているのか免疫染色法を用いて調べている。4.cDNAマイクロアレイを用いて、黄砂を投与した肺組織中の遺伝子発現の検索を行った。この実験では黄砂を高温加熱して、微生物毒素成分を除去した黄砂としない黄砂を比較した。代謝、刺激、細胞増殖に対する応答に関連する遺伝子の発現が高く、熱処理前の黄砂については、特にケモカインのリガンドを主体として、炎症性分子の発現が上昇していた。1.花粉症と気管支喘息モデルに対する黄砂の影響評価卵白アルブミン(OVA)あるいはスギ花粉(JCP)によるアレルギー性鼻炎モデルを用いて黄砂の病態増悪作用を調べた。また、元素成分が黄砂と類似したカオリン粒子についても調べた。その結果、OVA,あるいはJCP点鼻投与後20分以内に起こる鼻閉の強さが黄砂やカオリンによって増強され、また、鼻汁や鼻中隔組織中の好酸球数が著しく増加(アレルギー炎症の増悪)することが明らかになった。2.ヒト培養細胞におけるDNA損傷の解析黄砂などの大気中粒子状物質による呼吸器障害には慢性炎症の関与が考えられる。8-オキソグアニン、8-ニトログアニンとは、炎症に関連して生成されるDNA損傷塩基である。本年度は黄砂を暴露した場合に、肺のどのよな部分にDNA損傷が起こるのかを明らかにするために、抗8-ニトログアニン抗体を独自に作成して免疫組織染色を行った。その結果、黄砂やミネラル粒子(SiO_2)を気管内投与したマウスの肺の気道上皮細胞で8-ニトログアニンが生成される傾向が認められた。したがって、8-ニトログアニンは粒子状物質の健康影響を評価するためのバイオマーカーとして応用できると期待できる。また現在、黄砂中のどのような成分がDNA傷害を引き起こすかについてヒト培養細胞(線維芽細胞)を用いて調べている。3.cDNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現の変化の検索昨年度は、黄砂の経気道曝露による肺局所における遺伝子発現変動を、Affymetrix社のGeneChipを用いて解析し、Shapatou, Arizonaで採取した黄砂の曝露で、炎症性タンパクであるKC、MIP-1α、MIP-2が共通して発現増強された。本年度は、これらの因子が、実際タンパクレベルでも発現変動しているか否かについて、ELISA法を用いて検討した。その結果、遺伝子レベルでの発現とほぼ平行した。これより、GeneChip解析は、黄砂による肺局所への健康影響を予知するバイオマーカーの検索に有効であると考えられた。1.培養細胞系を用いて黄砂の活性酸素生成によるDNA傷害培養細胞を用いて黄砂や種々の実験的粒子(SiO_2,Al_2O_3)による8-ニトログアニン(8-nitroG)と8-オキソデオキシグアノシン(8-oxodG)生成量を調べた。その結果、SiO_2に8-nitroGの増加が見られたごとから、黄砂中のSiO_2が活性酸素を生成してDNA傷害を引き起している可能性を示唆した。2.抗原特異的・抗体産生に及ぼす黄砂の影響評価抗原(OVA:卵白アルブミン)特異的-IgE, IgGl産生に対する黄砂のアジュバント作用を経時的に調べた。その結果、黄砂+OVA群ではOVA単独群よりOVA特的-IgE抗体やIgGl抗体産生が増加したことから、黄砂には抗体産生を高める作用があることが明らかになった。3.黄砂の生殖系及び内分泌系への影響
心臓機能の発達変化および種差に関する研究:マウス心筋の薬理学的・生理学的特殊性の解析

今回の科学研究費助成を受けた2年間の研究成果は次のように要約出来る。1)マウス心室筋におけるα-刺激による陰性変力作用のメカニズムが、Na^+,Ca^<2+>-交換電流の促進にあることを明らかにした。これは他の動物種では認められない特殊なメカニズムではなく、マウス心筋の活動電位の特殊性に起因するものと考えられる。即ち、Na^+,Ca^<2+>-交換電流の逆転電位は大略-30mV近辺に存在し、これより陽性の電位領域ではCa^<2+>を細胞内へ流入させる方向に回転し、これより陰性の電位領域ではCa^<2+>を細胞外へ流出させる方向に回転する。通常の動物の心筋で認められる明確なプラトー相は0mV近辺の陽性電位領域にあるのに対して、この形のプラトー相はマウス心筋には存在せず、電位は再分極直前の陰性の電位領域に比較的長く留まる。従ってマウスでは、α-刺激によるNa^+,Ca^<2+>-交換電流刺激効果は、Ca^<2+>を細胞外へ流出させる方向に促進される為に陰性の変力効果を与えるものと考えられる。2)前述の交感神経α-受容体刺激効果の生後発育に伴う変化と同様に、エンドセリンIとアンジオテンシンIIの変力作用に関しても、生後発育に伴う変化が認められた。即ち、新生児期にはこれらのペプチドが陽性変力作用を示すが、成熟心室筋では陰性変力作用を現す。両反応共に、受容体の種類そのものには変化はない(それぞれET_AとAT_1)。3)アセチルコリンは、他の動物種とは異なり、マウス心房に対してはわずかな陰性変力作用に続いて顕著な陽性変力作用を発現するが、これが心房内膜の内皮細胞に作用してプロスタグランジンを遊離させ、それが陽性変力作用を及ぼすことを実証することが出来たが、このことは血管内皮細胞とは対照的に研究が大幅に立ち遅れている心内膜内皮細胞の機能的役割の研究の大きな手掛かりを与えるものと考えられる。交付申請書に本年度の研究実施計画として次の3項目を示した。これに沿って研究実績を述べる。a)α-作用、エンドセリンおよびアンジオテンシンIIの作用の解析:いずれもマウスの発達に伴って、幼若期の陽性変力作用から成熟期の陰性変力作用へと変化することを見いだしているが、エンドセリンとアンジオテンシンIIについてこれを確定し、publishした。これは他の動物種とは際立って対照的である。α刺激による成熟期の陰性変力作用にはNa^+,Ca^<2+>-交換反応が関与することを確定した。論文として投稿し、現在minor revisionで受理の段階にある。現在開発中のNa^+,Ca^<2+>-交換反応の特異的阻害薬の使用は、有力な武器となった。また、α作用による反応に温度依存性があることを見いだし、論文とした。b)心内膜内皮細胞の役割の解析:アセチルコリン(ACh)による陽性変力作用が、心内膜内皮細胞から遊離されるプロスタグランジンを介することを確定させることが出来たので、論文として投稿し受理された。c)マウス心筋のイオンチャネルと収縮機構の解析:マウスの生後発達に伴って、活動電位波形が短縮することは既に観察している。

同様の変化はラットでは既に(申請者の研究も含めて)よく知られたことであり、この原因としてはカリウムチャネルがIk型からIto(transient outward current)型へと変化する可能性が考えられている。マウス心筋の収縮が、他の動物種とは異なり、細胞内貯蔵部位(SR)からのCa^<2+>遊離に強く依存していること、これがこのような活動電位波形の特徴と密接に関連していることが示すことが可能となり、これを論文として投稿し受理された。本年度は、昨年度から継続した研究によりマウス心室筋におけるα-刺激による陰性変力作用のメカニズムが、Na+,Ca2+-交換電流の促進にあることを確定し、これを論文化した。また、アセチルコリンは、他の動物種とは異なり、マウス心房に対してはわずかな陰性変力作用に続いて顕著な陽性変力作用を発現するが、これが心房内膜の内皮細胞に作用してプロスタグランジンを遊離させ、それが陽性変力作用を及ぼすことを実証すると共に、これらを論文化することが出来た。これも昨年度からの継続課題であったが、これを実証出来たことは、血管内皮と比較すると大幅に研究が立ち遅れている心内膜内皮細胞の機能的役割を研究する上で、大きな手掛かりを与えるものと考えられる。更に、派生的なものではあるが、次のような興味深い知見が得られた1)上記のようなα-刺激による反応には温度依存的なメカニズムが含まれる可能性を示唆する知見が得られた。即ち、α-刺激による陰性変力反応とL型カルシウムチャネル活性化は、3536°Cでは著明に認められるが、2223°Cではこれらが大幅に減弱するというものである。対照的にβ-刺激による陽性変力反応とL型カルシウムチャネルの活性化には温度依存性は認められない。2)もう一つの派生的な知見は、4-アミノピリジン、ニカルジピン、ライアノジンに対するマウス心房の特徴的な反応に関するものである。ニカルジピンは通常の実験動物心筋では顕著な収縮力減少を示すが、マウスではわずかな収縮力低下を示すのみで、活動電位には影響しなかった。対照的に、ライアノジンはマウス心房筋の収縮力を大幅に滅弱させた。これらの特徴的な作用は、マウス心筋の特異的な活動電位波形と、収縮のSR機能への強い依存性に起因することを示し得た。
希土類/遷移金属アモルファス薄膜の構造とスピン分極

Tb/Feアモルファス多層膜について,X線回折および広域X線吸収微細構造(EXAFS)分光法による構造解析,磁気特性の評価および軟X線領域における磁気円二色性(MCD)効果について実験を行った.以下にその結果についてまとめる.1.構造解析小角X線回折の結果から,積層周期が約1nm以上の時多層構造となっていることがわかった.これは従来の実験結果と整合する.また広角X線回折から、Tb/Fe多層膜は積層周期が比較的短いときにはアモルファス構造となっており,積層周期が長くなると結晶質へ変わっていくことが示された.さらに,EXAFSの結果からFe層の膜厚が2.3nm以上になるところから急激に構造の変化が起きていることが明らかにされた.2.磁気特性交番力磁気計(AGM)による磁気特性の測定結果から、磁気特性に与える影響は積層周期が5nmまでの短い領域ではTbが支配的であり,さらに長くなるとFeが支配的になることが確認された.とくに積層周期が5nm(Fe層厚2.5nm)以上の領域では,Fe層が構造変化を起こすために,飽和磁化は急激に増加する傾向が見られた.3.MCD効果Tb/Fe多層膜のFeL吸収端,全電子収量法によるMCD効果の測定から,積層周期が1nmと短いときにはMCD効果は小さく,積層周期が長くなるにつれてMCD効果は大きくなる,Feがアモルファス状態の時と体心立方格子の時とでは,吸収スペクトルに現れるピークの位置が違うことが判明した.蛍光法によるFeK吸収端のMCD測定から,積層周期が短い多層膜でもMCDが観測されるが,そのピーク位置がbccFeのピーク位置からシフトしていることがわかった.以上のことから,希土類-遷移金属系の薄膜ではFeの局所的な構造が変化することで,電子状態が変化すると考えられる.Tb/Feアモルファス多層膜について,X線回折および広域X線吸収微細構造(EXAFS)分光法による構造解析,磁気特性の評価および軟X線領域における磁気円二色性(MCD)効果について実験を行った.以下にその結果についてまとめる.1.構造解析小角X線回折の結果から,積層周期が約1nm以上の時多層構造となっていることがわかった.これは従来の実験結果と整合する.また広角X線回折から,Tb/Fe多層膜は積層周期が比較的短いときにはアモルファス構造となっており,積層周期が長くなると結晶質へ変わっていくことが示された.さらに,EXAFSの結果からFe層の膜厚が2.3nm以上になるところから急激に構造の変化が起きていることが明らかにされた.2.磁気特性交番力磁力計(AGM)による磁気特性の測定結果から,磁気特性に与える影響は積層周期が5nmまでの短い領域ではTbが支配的であり,さらに長くなるとFeが支配的になることが確認された.とくに積層周期が5nm(Fe層厚2.5nm)以上の領域では,Fe層が構造変化を起こすために,飽和磁化は急激に増加する傾向が見られた.3. MCD効果FeL吸収端におけるMCD効果の測定を全電子収量法をもちいて測定した.Tb/Fe多層膜の積層周期が1nmと短いときにはMCD効果は小さく,積層周期が長くなるにつれてMCD効果は大きくなっていった.また,Feがアモルファス状態の時と体心立方格子の時とでは,吸収スペクトルに現れるピークの位置が違うことが判明した.今後,MCDスペクトルの解析さらにCoやNi系のアモルファス多層膜のMCD測定を行い,アモルファス3d遷移金属の違いによる,磁気特性の変化を評価していく予定である.Tb/Feアモルファス多層膜について,X線回折および広域X線吸収微細構造(EXAFS)分光法による構造解析,磁気特性の評価および軟X線領域における磁気円二色性(MCD)効果について実験を行った.以下にその結果についてまとめる.1.構造解析小角X線回折の結果から,積層周期が約1nm以上の時多層構造となっていることがわかった.これは従来の実験結果と整合する.また広角X線回折から、Tb/Fe多層膜は積層周期が比較的短いときにはアモルファス構造となっており,積層周期が長くなると結晶質へ変わっていくことが示された.さらに,EXAFSの結果からFe層の膜厚が2.3nm以上になるところから急激に構造の変化が起きていることが明らかにされた.2.磁気特性交番力磁気計(AGM)による磁気特性の測定結果から、磁気特性に与える影響は積層周期が5nmまでの短い領域ではTbが支配的であり,さらに長くなるとFeが支配的になることが確認された.とくに積層周期が5nm(Fe層厚2.5nm)以上の領域では,Fe層が構造変化を起こすために,飽和磁化は急激に増加する傾向が見られた.3.MCD効果Tb/Fe多層膜のFeL吸収端,全電子収量法によるMCD効果の測定から,積層周期が1nmと短いときにはMCD効果は小さく,積層周期が長くなるにつれてMCD効果は大きくなる,Feがアモルファス状態の時と体心立方格子の時とでは,吸収スペクトルに現れるピークの位置が違うことが判明した.蛍光法によるFeK吸収端のMCD測定から,積層周期が短い多層膜でもMCDが観測されるが,そのピーク位置がbccFeのピーク位置からシフトしていることがわかった.以上のことから,希土類-遷移金属系の薄膜ではFeの局所的な構造が変化することで,電子状態が変化すると考えられる.
薬物代謝酵素を指標とした胎児毒性予測に関する研究

CYP3A酵素のCOS-7細胞での発現系、バチュロウィルス-昆虫細胞を用いた胎児性CYP3A7とNADPH-P450還元酵素の共発現系の構築を行い、胎児性CYP3A7の触媒機能の特性について検討した。内在性の基質としてテストステロン、デヒドロエピアンドロステロンおよびその3-硫酸抱合体を用い、COS-7細胞に発現したCYP3A酵素の水酸化能を比較した。CYP3A4はテストステロン6β-水酸化活性が顕著に高く、CYP3A5、CYP3A7の約7倍だった。一方、デヒドロエピアンドロステロンとその硫酸抱合体の16α-水酸化活性はCYP3A7が著しく高く、CYP3A4の活性はCYP3A7の10%以下だった。また、CYP3A5ではいづれの反応も検出できなかった。CYP3A7はカルバマゼピン、ゾニサミド代謝能を示したが、CYP3A酵素の中ではCYP3A4が最も活性が高かった。また、トリアゾラムはテストステロン6β-水酸化に対し影響しない濃度で、CYP3A5またはCYP3A7による同反応を阻害した。一方トリアセチルオレンドマイシンはCYP3A5、CYP3A7と比較してCYP3A4による反応を強く阻害した。これらの結果から、CYP3A7は薬物代謝能を有すること、CYP3A酵素間でステロイドおよび薬物の代謝における基質特異性に差異のあることが示された。CYP3A7によるデヒドロエピアンドロステロンとその硫酸抱合体の16α-水酸化のVmax値には約10倍の差が見られ抱合体で低値だったが、Km値は両基質間で差がなかった。また、CYP3A7はコルチゾール6β-水酸化能を示したが、そのVmax/Kmはデヒドロエピアンドロステロンとその硫酸抱合体の16α-水酸化のVmax/Kmと比較して、それぞれ500分の1、35分の1と極めて低値だった。ヒト肝CYP3A酵素には,成人肝の主要な分子種として発現しているCYP3A4のほかに,一部の成人肝での発現が確認されているCYP3A5と胎児期に特異的な発現を示すCYP3A7が知られている.CYP3A酵素は胎児肝においても主要なP450分子種であることから,この分子種の酵素学的な特性を明らかにすることを当面の目的とした.1)胎児肝cDNAライブラリーを抗CYP3A7抗体またはCYP3A7cDNA断片を用いて,イムノスクリーニングまたはプラークハイブリダイゼイションを行い,ヒト胎児肝のCYP3A酵素をコードするcDNAのクローン化を試みた.その結果,現在のところ申請者らがすでに精製に成功しているP450HFLc(CYP3A酵素に分類されると考えられる分子種)をコードすると考えられるcDNAは得られていないものの,CYP3A7以外にCYP3A5をコードするcDNAクローンが得られた.このことは成人肝に特異的な発現が示されているCYP3A4と異なり,CYP3A5は胎児期からすでに発現している分子種であることが示唆された.2)CYP3A4,CYP3A5,CYP3A7の触媒機能について,発現酵素を用いて比較検討するため,これら3種類のP450酵素のCOS-7細胞での発現系を用いた活性測定の条件等を検討した.

pcDL-SRα296ベクターを用いた場合に,高い比含量のP450発現が認められた.テストステロンを基質として,活性測定条件を検討した結果,最大活性を得るためにはP450酵素とチトクロームb5の添加が必要であることが示された.バキュロウイルス-昆虫細胞系を用い、CYP3A7、NADPH-P450還元酵素の共発現系を構築し、ステロイド類の代謝について検討した。CYP3A7はCYP3A酵素の特徴的な内在性基質であるテストステロン、コルチゾールの6β-水酸化活性を示したが、CYP3A4の活性と比較すると極めて低値であった。一方、デヒドロエピアンドロステロンおよびその硫酸抱合体の16β-水酸化活性は他のCYP3A酵素と比較して著明に高かった。デヒドロエピアンドロステロンとその硫酸抱合体の16α-水酸化反応のVmax値には約10倍の差が見られ、デヒドロエピアンドロステロンの16α-水酸化反応で高かった。これに対し、Km値はほぼ同程度であり、両基質間で差異がなかった。脂溶性はP450酵素に対する親和性に影響する重要な因子として知られるが、デヒドロエピアンドロステロンとその硫酸抱合体で親和性に差がなかったことは、胎児内で硫酸抱合体が主要であることと考え合わせ、CYP3A7の生理的機能を考える上で興味ある結果であった。また、CYP3A4の基質となることが知られているトリアゾラム、テルフェナジン、ジヒドロエルゴタミン、シクロスポリンのCYP3A7によるデヒドロエピアンドロステロンの16α-水酸化反応に対する影響を検討した結果、程度に差が認められたが、いづれも濃度依存的に阻害作用を示した。この結果は、CYP3A7が内在性ステロイドの代謝に加え、外来異物の代謝にも関与することを示唆するものであった。事実、CYP3A7はトリアゾラムのα-および4-水酸化活性を示した。Vmaxは4-水酸化反応で8倍高かったが、Km値には差が見られなかった。今後、ステロイド代謝に見られたCYP3A7に特徴的な反応が医薬品の代謝にも存在するか否か、CYP3A4の機能と比較検討することが必要であると考えられる。
硫黄関連分子でみる原始星円盤形成に伴う物理構造と化学進化

本研究課題の目的は、太陽型原始星の形成に伴う物理的構造進化と物質進化を、硫黄を含む分子(硫黄関連分子)を軸にして明らかにすることである。とくに、惑星系形成の場である原始惑星系円盤および原始星円盤の形成領域に着目し、半統計的数(1020個)の天体における硫黄関連分子の振る舞いを観測する。天体間での一般性と多様性を抽出するとともに、太陽系内での観測結果などと比較することで、惑星系形成領域の化学と太陽系化学の理解を、硫黄関連分子を軸にして結びつけることを目指す。加えて、硫黄関連分子の分布の特徴を類型化し、物理的構造進化を探るための化学診断への応用を確立する。
地球表層における重金属酸素酸塩鉱物の生成機構

バナジウム,クロム,マンガン,鉄,銅,亜鉛,ヒ素,アンチモン,鉛,ウランを主成分とする酸素酸塩鉱物を検討し,日本で初めて産出した以下の鉱物を確認した:ベンダダ石・ラドロック石・クレーベルスベルグ石・コカンド石・亜鉛ビーバー石(新種)・デューク石・スコロドウスカ石.また,リン酸塩およびヒ酸塩鉱物(例として,ミメット鉱・コニカルコ石・スコロド石・銀星石・緑鉛鉱・コバルト華・藍鉄鉱・毒鉄鉱・カコクセン石)について,それらの産出地が緯度経度情報を入力することにより,簡単にグーグル地図上に表示されるようにした.国立科学博物館に所蔵される標本と新たに野外調査で収集した資料に基づき、鉱物の産状・分布を調査しデータベースを作成する。鉱物の含有元素分析や結晶学的解析をEPMAやガンドルフィーカメラなどを用いて行う。最終的には環境に影響をおよぼす元素類を主成分とする鉱物の日本列島分布マップを作成し、その作成ソフトも公開する。バナジウム,クロム,マンガン,鉄,銅,亜鉛,ヒ素,アンチモン,鉛,ウランを主成分とする酸素酸塩鉱物を検討し,日本で初めて産出した以下の鉱物を確認した:ベンダダ石・ラドロック石・クレーベルスベルグ石・コカンド石・亜鉛ビーバー石(新種)・デューク石・スコロドウスカ石.また,リン酸塩およびヒ酸塩鉱物(例として,ミメット鉱・コニカルコ石・スコロド石・銀星石・緑鉛鉱・コバルト華・藍鉄鉱・毒鉄鉱・カコクセン石)について,それらの産出地が緯度経度情報を入力することにより,簡単にグーグル地図上に表示されるようにした.今年度の成果は以下の通りである。1鉄の砒酸塩鉱物類が、砒鉄鉱から生成され、やがて非晶質のものに変化する過程を化学的・X線結晶学的な手法で研究した。大分県佐伯市木浦鉱山産の資料を用いたところ、鉄の酸化状態によって5種類(parasymplesite,symplesite,ferrisymplesite,amorphous)もの結晶構造転位が推定でき、今後はそれらをさらに精査することとした。2鹿児島県奄美大島の大和鉱山産マンガン鉱石に含まれるバナジウムが、鉱床生成末期にバナジン酸塩鉱物として、3種類の鉱物(tokyoite,palenzonaite,medaite)が生成され、さらにそれらの一部から二次的なバナジン酸塩鉱物(少なくとも3種類が確認されたが、いずれも未知種の可能性がある)が地表近くで形成されているのを確認した。3山口県内の2ヵ所の鉱山跡から得られた鉱石中の含ビスマス硫化物から、地表近くで形成されたビスマスの酸化物、水酸化物、ケイ酸塩などを研究し、その中には新種の可能性もあるものが存在することが半理明した。4愛媛県西条市市ノ川鉱山産のアンチモン硫化物である輝安鉱から二次的に形成された含水アンチモン硫酸塩鉱物を検討し、我が国で初めての産出となる2種類の鉱物(klebelsbergite,coquandite)を確認した。5静岡県下田市河津鉱山産テルル鉱石中の亜テルル酸塩鉱物のうち、欽一石について化学的な再検討を行い、その中の亜鉛、マンガンおよび鉄の挙動を調べた。これにより欽一石の再定義あるいは新種の確立が必要となった。6国立科学博物館に所蔵されている本研究対象鉱物のうち、81種類、1,150点についてデータベース化した。また、そのうちの各鉱物産地が日本地図上に表示されるようになることをめざし、まずミメット鉱とコニカルコ石について試行した。1大分県佐伯市木浦鉱山産の砒鉄鉱から分解して生成された鉄の砒酸塩鉱物群を研究中に、日本ではまだ未確認であったbendadaiteの存在を北海道大学で行われた日本鉱物科学会で講演した。これは鉄の酸化状態で異なる種を作るこのグループの生成環境を考える上でよい材料の一つとなる。2長野県茅野市向谷鉱山産のNi-Co-Fe-As-S系鉱物の分解、Bi-Te系鉱物の分解によってできる鉱物群を研究した。特に、日本では未確認のBi砒酸塩鉱物が存在していることがわかった。鉄の砒酸塩鉱物は、pharmacosideriteとsymplesite系鉱物が主で、それらと自然ビスマスの分解でできたbismutite(ビスマスの炭酸塩)と反応してBi砒酸塩鉱物がその後に生じたものと思われる。3鹿児島県垂水市栂平鉱山産Au-Bi-Te-W-S系鉱物を研究した。特にjoseite-Bの分解とferberiteの分解によって、russellite(ビスマスのタングステン酸塩)ができていることがわかった。ビスマスはさらにeulytine(ケイ酸塩)という二次鉱物を作っている。1長野県茅野市金鶏鉱山産の石英脈から、Biを含む鉱物と母岩を形成していた超苦鉄質岩の構成物であったクロム鉄鉱との反応によって生成された、世界で2例目のdukeite(ビスマスのクロム酸塩)を発見し日本鉱物科学会で講演した。環境におけるクロムの新しい挙動を者える上で重要な知見である。2長野県茅野市向谷鉱山産含金鉱石中のBi-Te-S系の鉱物を検討し、tsumoite, tetradymite, hedleyite, pilseniteなどを確認し、それらの結晶構造から導かれる微妙なX線回折パターンの違いから詳しい化学組成の検討がなくとも区別できることを明らかにし、日本鉱物科学会で講演した。3