hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
並列分散処理環境による高温超伝導体の遮蔽電流密度シミュレーション

高温超伝導体中を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析する手法を検討した.有限要素法(FEM)は,これまで計算科学の分野で幅広く用いられてきたが,FEM自体が内包している問題点が2つ挙げられる.第1に,FEMを用いた解析で不可欠となる要素分割は,有限要素方程式を構成し,その解を求めるよりも,マンパワーとCPU時間を浪費する.第2の問題点は,有限要素解の滑らかさ(連続微分可能性)に限界があることである.この2つの問題点を解消する手法として,メッシュレス法は近年注目を集めている.本研究では,メッシュレス法を用いて遮蔽電流密度の時間発展を解析する3次元数値シミュレーション・コードを開発した.その際,時間と空間に関する離散化法として,それぞれ,後退Euler法とEFG法を用い,各時間ステップで現れる連立非線形方程式の解法には適応的減速Newton法と呼ばれる新手法を提唱した.次に,高速・高精度解析を実現させる目的でMPIを前提とする並列分散処理環境に同コードを実装した.超伝導に関連する工学現象の調査としては,臨界電流密度の非接触測定法の一つである誘導法を数値シミュレーションによって調べた.同法では,高温超伝導体の直上に配置した小コイルを用いて交流磁場を発生させ,コイル内に誘導される高調波電圧を検出している.本研究では,上記コードを用いてこの高調波電圧を計算した.計算結果により,コイル電流がある限界値を超えると,第3高調波電圧が他の如何なるモードよりも急速に成長することが明らかになり,さらに,第3高調波電圧の平方根がコイル電流の1次関数になることも判明した.高温超伝導体中を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析する手法を検討した.有限要素法(FEM)は,これまで計算科学の分野で幅広く用いられてきたが,FEM自体が内包している問題点が2つ挙げられる.第1に,FEMを用いた解析で不可欠となる要素分割は,有限要素方程式を構成し,その解を求めるよりも,マンパワーとCPU時間を浪費する.第2の問題点は,有限要素解の滑らかさ(連続微分可能性)に限界があることである.この2つの問題点を解消する手法として,メッシュレス法は近年注目を集めている.本研究では,メッシュレス法を用いて遮蔽電流密度の時間発展を解析する3次元数値シミュレーション・コードを開発した.その際,時間と空間に関する離散化法として,それぞれ,後退Euler法とEFG法を用い,各時間ステップで現れる連立非線形方程式の解法には適応的減速Newton法と呼ばれる新手法を提唱した.次に,高速・高精度解析を実現させる目的でMPIを前提とする並列分散処理環境に同コードを実装した.超伝導に関連する工学現象の調査としては,臨界電流密度の非接触測定法の一つである誘導法を数値シミュレーションによって調べた.同法では,高温超伝導体の直上に配置した小コイルを用いて交流磁場を発生させ,コイル内に誘導される高調波電圧を検出している.本研究では,上記コードを用いてこの高調波電圧を計算した.計算結果により,コイル電流がある限界値を超えると,第3高調波電圧が他の如何なるモードよりも急速に成長することが明らかになり,さらに,第3高調波電圧の平方根がコイル電流の1次関数になることも判明した.本研究の目的は酸化物超伝導体中の遮蔽電流密度の時間発展を数値的に解析する手法を考案し,同手法を用いて超伝導体の磁気遮蔽効果を調べることである.本年度は混合状態下の超伝導体を記述する微積分方程式系を離散化する手法を検討した.有限要素法(FEM)は,これまで計算科学の分野で幅広く用いられてきたが,FEM自体が内包している問題点が2つ挙げられる.第1に,FEMを用いた解析で不可欠となる要素分割は,有限要素方程式を構成し,その解を求めるよりも,マンパワーとCPU時間を浪費する.第2の問題点は,有限要素解の滑らかさ(連続微分可能性)に限界があることである.この2つの問題点のため,CPU時間は多少かかってもデータの準備にコストがかからない方法と滑らかな形状関数を基底にもつ関数空間内で弱形式を離散化する手法の開発が望まれてきたのである.本研究では,メッシュレス法に基づく遮蔽電流密度シミュレーション技法の開発を行った.その結果,開発されたメッシュレス法のコードでは,節点と境界情報だけから成るメッシュだけが必要となり,幾何学的な有限要素は全く不必要となっている.さらに,近似解に任意の連続微分可能性を仮定することができるため,電界や電流密度の滑らかな分布を得ることができた.さらに,上記コードを用いれば,要素分割という前処理が不必要となるため,複雑な形状をした磁気遮蔽装置(例えば,磁気遮蔽ルーム)の遮蔽性能を高精度に評価することが可能となった.本研究の目的は,酸化物超伝導体中の遮蔽電流密度の時間発展を数値的に解析する手法を考案し,同手法を用いて超伝導体に関連する工学現象を数値的に調べることである.本年度は,先ず,遮蔽電流密度の時間発展を解析する3次元数値シミュレーション・コードを開発した.その際,時間と空間に関する離散化法として,それぞれ,後退Euler法とEFG法を用い,各時間ステップで現れる連立非線形方程式の解法には適応的減速Newton法と呼ばれる新手法を提唱した.次に,高速・高精度解析を実現させる目的でMPIを前提とする並列分散処理環境に同コードを実装した.また,磁気遮蔽のメカニズムを調べるための一助として,解析結果の可視化プログラムの開発も行なった.

具体的には,遮蔽電流密度が生成する磁場の3次元分布(磁力線)の可視化プログラムを開発するため,磁気微分方程式の初期値問題を解くプログラムを開発し,3次元グラフィック・ライブラリpgxtalを用いて,解析結果を磁力線群の3Dオブジェクトとして描画した.超伝導に関連する工学現象の調査としては,臨界電流密度の非接触測定法の一つである誘導法を数値シミュレーション・コードによって調べた.同法では,高温超伝導体の直上に配置した小コイルを用いて交流磁場を発生させ,コイル内に誘導される高調波電圧を検出している.本研究では,上記コードを用いて,この高調波電圧を計算した.超伝導の巨視的電磁特性を記述するJ-E構成方程式には,磁束フロー・磁束クリープ・モデルとべき乗則の2種類を採用した.計算結果により,コイル電流がある限界値を超えると,第3高調波電圧が他の如何なるモードよりも急速に成長することが明らかになり,さらに,第3高調波電圧の平方根がコイル電流の1次関数に底ることも判明した.
立方晶化合物の特異なフェルミ面

蛍石型化合物AuAl2,AuGa2,AuIn2の順良単結晶をブリッジマン法で育成し,dHvA効果の実験を行った。実験結果はJ-Physicsの代表者の播磨尚朝氏のバンド計算結果と90%以上一致していたが,小さなフェルミ面に差異があった。次にパイライト型化合物に関しては,J-Physicsメンバーの松田達磨氏との共同研究でCuS2とCuSe2の高温高圧下での単結晶育成にチャレンジした。両化合物とも良質な単結晶で,残留抵抗比RRR = 100であった。フェルミ面の性質が明らかになった。更にウルマナイトNiSbSと荷電子数が同じパイライト型のAuSb2の純良単結晶育成にも成功した。AuSb2のフェルミはNiSbSのフェルミ面に良く似ていて,NiSbSでは結晶反転対称性の破れを反映して,4種類のそれぞれのフェルミ面が2つに分裂していることが明らかにされた。ウルマナイト型化合物では,前述のNiSbS以外に反強磁性体EuPtSiの純良単結晶育成に成功し,J-Physicsメンバーの榊原俊郎氏の協力の下で磁気的性質が明らかにされつつある。カイラル構造に基づくスピンフラストレーションを反映して,ネール点は4.05 Kと低く,しかも1次に近い相転移であった。更に興味深いことには,反強磁性相の中に閉じた磁気相が存在することを見出し,同じ結晶構造でスカーミオンとして知られるMnSiに因んで,A相と名付けた。このA相で磁化に関係な異常ホール抵抗以外の新たなホール抵抗が見出された。現在A相を明らかにすべくJ-Physicsメンバーの協力の下,中性子散乱,共鳴X線散乱,NMR等の実験が行われている。29年度が最終年度であるため、記入しない。230種類の空間群をもつ結晶は種々な形状をし,一般的には複雑である。この中で単純と思われるのが立方晶である。ところが,立方晶にも36種類ある。一見単純と思われる立方晶の中で蛍石(CaF2),パイライト(黄鉄鉱,FeS2),ウルマナイト(NiSbS)という鉱物は一見似ているが異なっている。この3種類は運動量空間内のフェルミ面でも似ているように思えるが,微妙に異なり,ウルマナイトでは結晶の反転対称性の破れによりフェルミ面は2つに分裂する。本研究は,蛍石,パイライト,ウルマナイト型の結晶構造を持つ化合物,あるいはそれらと関連する化合物の純良単結晶を育成して,ドハース・ファンアルフェン効果という微視的に伝導電子の電子状態を明らかにする実験手段で,フェルミ面の性質を明らかにすることを目的としている。(1)蛍石化合物としてAuAl2, AuGa2, AuIn2を,(2)パイライト型化合物としてCoS2, CoSe2, Co(S_1-x Se_x)2を(3)ウルマナイト型化合物と関連化合物としてPdAsS, PdBi等を掲げて,純良化合物の単結晶を育成し,フェルミ面の研究を行った。上記以外に立方晶で結晶反転対称性のないYb4Sb3,パイライト型のAuSb2, CuS2, CuSe2,ウルマナイト型に似たPd3Bi2S2で純良な単結晶が育成され,フェルミ面の性質が明らかにされた。更にウルマナイト型のEuPtSiとEuPtGeの単結晶が育成され,結晶反転対称性の破れに伴うEuのスピンフラストレーションに関して,この化合物が新しい磁性を発現していることを明らかにした。蛍石化合物のAuAl2, AuGa2, AuIn2では基本的にはフェルミ面は似ているが変化し,Al, Ga, Inと原子数が多くなるにつれて,最新のバンド計算の結果と微妙に合わないことがあった。パイライト型化合物のAuSb2のフェルミ面は,結晶反転対称性の破れたNiSbSと良く似ていることがドハース・ファンアルフェン効果の実験から明らかにされた。ただし,ウルマナイトNiSbSではフェルミ面は結晶反転対称性の破れに伴い,フェルミ面は2つに分裂する。パイライト型のCuS2, CuSe2で純良単結晶が育成され,フェルミ面の研究が現在進展している。結晶反転対称性の破れたPd3Bi2S2のフェルミ面の分裂がドハース・ファンアルフェン効果の実験から明らかにされた。特にスピン・軌道相互作用の大きなBiに関する相対論効果の質量補正の重要性がバンド理論との対比から明らかにされた。ウルマナイト型化合物で最大の研究成果は,EuPtSiとEuPtGeで単結晶が育成されたことである。EuPtSiのEuのスピンの磁気秩序は4.0 Kと低く,この磁性はスピンフラストレーションのトリリウム格子を成し,1次に近い反強磁性に転移することを見いだした。磁化過程も興味深く,新しい磁性の出現を予感させ,更に研究を進めていく。

両化合物とも良質な単結晶で,残留抵抗比RRR = 100であった。フェルミ面の性質が明らかになった。更にウルマナイトNiSbSと荷電子数が同じパイライト型のAuSb2の純良単結晶育成にも成功した。AuSb2のフェルミはNiSbSのフェルミ面に良く似ていて,NiSbSでは結晶反転対称性の破れを反映して,4種類のそれぞれのフェルミ面が2つに分裂していることが明らかにされた。ウルマナイト型化合物では,前述のNiSbS以外に反強磁性体EuPtSiの純良単結晶育成に成功し,J-Physicsメンバーの榊原俊郎氏の協力の下で磁気的性質が明らかにされつつある。カイラル構造に基づくスピンフラストレーションを反映して,ネール点は4.05 Kと低く,しかも1次に近い相転移であった。更に興味深いことには,反強磁性相の中に閉じた磁気相が存在することを見出し,同じ結晶構造でスカーミオンとして知られるMnSiに因んで,A相と名付けた。このA相で磁化に関係な異常ホール抵抗以外の新たなホール抵抗が見出された。現在A相を明らかにすべくJ-Physicsメンバーの協力の下,中性子散乱,共鳴X線散乱,NMR等の実験が行われている。蛍石化合物のAuAl2, AuGa2, AuIn2のフェルミ面に関してはドハース・ファンアルフェン効果の実験は終了し,バンド計算との対比も行ったので,論文にまとめつつある。また,パイライト型化合物のAuSb2もウルマナイトNiSbSと対比し,そのフェルミ面の性質が明らかになったので,論文にまとめる予定である。パイライト化合物ではCoS2やCoSe2では純良単結晶が育成された。ただし,Co(S_1-x Se_x)2の単結晶は気相成長法で育成されたが,単結晶としても一様性に欠けるところがあり,研究は継続中である。一方,CuS2とCuSe2は純良単結晶が育成され,現在ドハース・ファンアルフェン効果の実験が進行中で,フェルミ面の性質が明らかにされつつある。両化合物は超伝導になるので,Cuの3d電子が寄与する超伝導の性質を明らかにしたい。ウルマナイト型に似た立方晶でカイラル構造のPd3Bi2S2と立方晶で結晶反転対称性のないYb4Sb3のフェルミ面の性質はまとまり,論文として発表された。ウルマナイト型化合物としてNiAsS, NiSbS, NiSbSe, PdAsS, PdAsSe, PdSbSe, PdSbTe, PdBiSeの単結晶を育成したが,純良単結晶はNiSbSとPdBiSeであった。ウルマナイト型化合物として,新たにEuPtSiとEuPtGeの単結晶育成に初めて成功し,結晶反転対称性の破れに伴う新しい磁性を見いだした。その性質を更に明らかにするために,EuPtSiの中性子散乱実験を計画している。また,EuIrPも同様な化合物なので,単結晶育成を試みる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
全真核細胞に適用可能な新規遺伝子破壊法の開発

本研究では、試験管内で様々に加工した二本鎖DNA/組換えタンパク質RAD51を調製し、それを核の標的遺伝子座にターゲットインテグレーションさせる新規遺伝子破壊法の確立を目指した。実際には、カエル精子をカエル卵抽出液中で反応させて構築した核を標的として、全ての反応を試験管内で完結できるようにした。残念ながらRAD51の調製に難航し、最終的なジーシターゲッティングの成功までには至らなかったが、試験管内で以下の相同組換え反応を再現できた。1)反応系にEcoRIを加えて精子DNAに二重鎖切断(DSB)を導入したところ、RPAが集積し、さらにはRAD51が精子核にリクルートされた。2)さらにRAD51が集積した近辺でgemininに耐性のDNA合成、すなわちDNA修復合成活性を見いだした(J.Cell.Sci.,2002)。3)ここで抽出液からRPAを除去すると、EcoRIで形成されたDSBにRAD51がリクルートされないことを証明した。4)一方RAD51の反応をBRC4を添加して阻害すると、EcoRI誘導のRAD51のクロマチンへの結合が阻害された。この条件下でRPAのクロマチンへの結合はBRC4の有り無しで影響を受けないが、ヒト早老症ロスムンドートムソン症候群原因産物RECQL4のEcoRIで誘導されるクロマチン結合は有意に減少した。逆にRECQL4を反応液から枯渇させるとEcoRI誘導RAD51のクロマチンへの結合速度が遅れた。5)さらにRECQL4の枯渇とBRC4添加によるRAD51の阻害をいっぺんに行うとEcoRIによって生じたDSBのDNA修復合成に必要と考えられるDNAポリメラーゼαのクロマチンへの結合が消失した。以上の本研究を通じ、カエル卵抽出液中で相同組換え反応を解析できることを立証し、ジーンターゲッティングを試験管内で再構成するための実験系を提示できた。本研究では、全ての真核細胞が内在的に有する相同組換え能を利用して、新規遺伝子破壊法を確立することを目的としている。具体的な達成目標は、試験管内で様々に加工を加えた二本鎖DNA/組み換えタンパク質RAD51を調製し、それを核の標的遺伝子座にターゲットインテグレーションさせることである。但し、実際には体細胞の核ではなく、カエル精子をアフリカツメガエルの卵抽出液中で反応させて構築した核を標的とした。この方法の利点は全ての反応は試験管内で完結することである。本年度は、1)再構成した核が相同組み換え修復能を持つか?2)カエルのRAD51タンパク質の調製。以上、2点について検討を行った。1)に対しては、EcoRIを核に加えてDNAに二重鎖切断(DSB)を導入したところ、DSBの近辺のヒストンH2AXがリン酸化され、RPAタンパク質が集積し、さらにRAD51タンパク質が精子核にリクルートされることを試験管内ではじめて再現した。さらにRAD51が集積している近辺でgemininに耐性のDNA合成、すなわちDNA修復合成活性を見いだした(Kobayashi et al.,J. Cell Sci.,2002)。従って、試験管内で再構成した核が十分にDNA相同組み換え修復能を有していた。2)では、タグなしのカエルRAD51を大腸菌に発現させると、可溶性画分に発現するが、その精製にトラブルが生じた。一方HisタグRAD51は発現するが、不溶性画分にいってしまった。1年間苦労を重ねてようやくタグ付きRAD51を16度で培養することにより、可溶性画分にタンパク質を回収する条件を見いだした。次年度に向けて早急にRAD51タンパク質の大量精製を行う予定である。なお、ターゲッティング用のベクターは上記実験と平行して調製しつつある。次年度の早期にこれら全ての材料の調製を終了し、研究課題の目的にかなう実験を行う。

5)さらにRECQL4の枯渇とBRC4添加によるRAD51の阻害をいっぺんに行うとEcoRIによって生じたDSBのDNA修復合成に必要と考えられるDNAポリメラーゼαのクロマチンへの結合が消失した。以上の本研究を通じ、カエル卵抽出液中で相同組換え反応を解析できることを立証し、ジーンターゲッティングを試験管内で再構成するための実験系を提示できた。
東南極における氷床の動的挙動とその環境変動に関する研究

この研究の目的は南極観測事業の一環として東南極特に東クィーンモードランド地域の氷床を対象に実行された雪氷学的調査「東クィーンモードランド雪氷研究計画」の結果の解析と個々の解析の総合的展開を行うことてであった.つまり上記5ヶ年計画で得られたデータや試料をより詳しく解析するとともにその相互の関連を総合的に解明して過去から未来へと続く氷床像を明らかにしようというものである. 61年度では主としてみずほ基地で掘削された700mコア氷の解析に重点が置かれ次のことが明らかになった.1.みずほ基地氷床コアのδ18O分析結果によると深さ150mから浅くなるにつれδ18O量は急に増加している.この事実は氷床表面高度の低下を示している.2.みずほ氷床コアー中の固体微粒子の測定結果によると数千年前頃大気環境に大きな変動が生じていた.3.みずほコアーの含有空気量の測定結果からみずほコアーの氷化高度を求めると,現在の氷床形態から推理される結果と合致せず,氷床表面高度の低下を示している. 62年度では主として氷床流動の解析に主点を置き,流動測定,アイスレーダー測定の分析を行った.その結果, 1.JMRによる流動測定によってみずほ高原氷床のうち白瀬氷河流域の相当部分で氷床表面が低下していることが明らかになった.2.みずほ基地での700m掘削孔内の温度測定結果を分析すると氷床形態が定常状態にあるのではなく氷床表面が低下していることを示している.3.アイスレーダーによる基盤岩からの反射エコーを分析した結果,白瀬氷河流域の下流部分では基盤岩と氷の間に水が存在していることが明らかになった.以上のように東南極氷床のうち少なくともみずほ高原氷床が現在崩壊しつつあることが明らかになった.これらの研究成果は昨年スイスと西ドイツで開かれた国際会議でも発表され今後の発展が大きく注目されている.この研究の目的は南極観測事業の一環として東南極特に東クィーンモードランド地域の氷床を対象に実行された雪氷学的調査「東クィーンモードランド雪氷研究計画」の結果の解析と個々の解析の総合的展開を行うことてであった.つまり上記5ヶ年計画で得られたデータや試料をより詳しく解析するとともにその相互の関連を総合的に解明して過去から未来へと続く氷床像を明らかにしようというものである. 61年度では主としてみずほ基地で掘削された700mコア氷の解析に重点が置かれ次のことが明らかになった.1.みずほ基地氷床コアのδ18O分析結果によると深さ150mから浅くなるにつれδ18O量は急に増加している.この事実は氷床表面高度の低下を示している.2.みずほ氷床コアー中の固体微粒子の測定結果によると数千年前頃大気環境に大きな変動が生じていた.3.みずほコアーの含有空気量の測定結果からみずほコアーの氷化高度を求めると,現在の氷床形態から推理される結果と合致せず,氷床表面高度の低下を示している. 62年度では主として氷床流動の解析に主点を置き,流動測定,アイスレーダー測定の分析を行った.その結果, 1.JMRによる流動測定によってみずほ高原氷床のうち白瀬氷河流域の相当部分で氷床表面が低下していることが明らかになった.2.みずほ基地での700m掘削孔内の温度測定結果を分析すると氷床形態が定常状態にあるのではなく氷床表面が低下していることを示している.3.アイスレーダーによる基盤岩からの反射エコーを分析した結果,白瀬氷河流域の下流部分では基盤岩と氷の間に水が存在していることが明らかになった.以上のように東南極氷床のうち少なくともみずほ高原氷床が現在崩壊しつつあることが明らかになった.これらの研究成果は昨年スイスと西ドイツで開かれた国際会議でも発表され今後の発展が大きく注目されている.わが国の南極観測事業の一環として遂行されてきた「東クイーンモードランド雪氷研究計画」(5ヶ年計画)は本年度をもって終了した。その結果、東南極に関する貴重かつ多量のデータや試料がもたらされた。たとえば、みずほ基地を含む広大な領域で長期に亘る堆積の中断現象が生じており、氷床の涵養が一様ではないことや、白瀬氷河流域の氷床が雪崩現象を越こしている可能性が示唆されたことなどである。氷床表面における堆積現象と氷床の動力学的変動を、上記5ヶ年計画で得られたデータや試料をより深く解析するとともに、その相互の関連を総合的に解明して、過去から未来へと続く氷床像を明らかにすることが本研究の主目的である。初年度に当る本年度では、氷床表面の堆積環境や氷床流動データの解析とともに、みずほ基地で採取された700mの氷コアの解析に重点をおいた。この中で、1.堆積の中断が数十キロのオーダーで氷床表面上に交互に生じており、氷床の堆積に一種の脈動が生じていること,2.氷床流の中流付近から流速が急激に増加していること,3.この現象が数千年以前頃にドラスティックに生じた可能性が強いこと,4.氷床の高度がこれに同期して急速に低下しはじめたこと,5.67千前以前頃、大気環境に大きな変動が生じていたこと,などの成果が挙った。」来年度は、これらの解析をさらに進めるとともに、その成果をスイスで開催予定の氷コアの国際研究集会や西独で開かれる南極雪氷学のシンポジウムで発表し、諸外国の観測結果と比較検討する予定である。
11Zレチナール13位置換体の合成と13位周辺オプシンアミノ酸残基との相互作用

本研究目的は、視覚蛋白質オプシンのリガンドである11Z-レチナールとその13位周辺に位置するオプシンアミノ酸残基との相互作用を調べるため、共役したペンタエン構造を有し13位を修飾した11Z-レチナールを立体化学を制御して合成することである。平成14年度の本研究において以下のような新しい成果を得ることが出来た。(1)有機合成としての第一の成果は、扱いが困難であったこのトリエニルホウ酸を用いて鈴木反応が可能になり、11Zタイプのレチノイドのみならず11位および13位他の立体異性体を含むレチノイド類の新規な合成法を確立できたことである。(2)第二の成果は、13位にアリール基および環状エノンが置換した11Z-レチナール誘導体を選択的に合成できたことである。(3)合成されたレチナール誘導体とオプシンとの結合実験を行なった。13位アリール置換11Zレチナールを合成したが、これらとオプシンとの結合形成は11Zレチナールの10分の1以下であったことから13位周辺の構造はかなりタイトなものであることが分かった。一方、9位上の置換基も立体的に嵩高いものでは結合能力は極端に低下するが、ある程度折れ曲がる置換基構造では若干取り込まれることから、次に13位と15位をメチレンユニットで環状に整えたエノンを合成した。ケトンとイミン形成はアルデヒドに比較してかなり遅いが、もしオプシンに取り込まれれば、296リジン残基とのイミン形成も可能と考えた。しかしながら、オプシンとの結合実験を行ったが、取り込みも弱く、リジンとの結合も行わないことが分かった。以上の結果から、11Zレチナールが取り込まれる13位周辺はメチル基だけが鍵のごとく収まるかなり制限された立体構造を保持していると揺測され、周辺蛋白質の柔軟性は期待できない構造を取っていることが判明した。本研究目的は、リガンドである11Z-レチナールとその13位周辺に位置するオプシンアミノ酸残基との相互作用を調べるため、共役したペンタエン構造を有し13位を修飾した11Z-レチナールを立体化学を制御して合成することである。平成13年度の本研究において以下のような新しい成果を得ることが出来た。末端にシリルオキシ基の置換した1,1-ジブロモアルケンを出発原料に、パラジウムを触媒に用いる段階的クロスカップリング反応により、置換アルケンの立体化学を制御した。すなわち、一段階目で園頭反応によりトリメチルシリルエチニル化し、収率81%でE-ブロモエンインを選択的に得、続いて二段階目で鈴木クロスカップリング反応を用い、アリール基が立体保持で導入された3置換エンインを立体特異的に高収率で得た。以後2段階でZ, E-ヨードジエンに導いた。しかしながら、得られたZ, E-ヨードジエンはシリルオキシ基、アリール基、ヨード基がシス配置をとっており、ジイミドによる還元の際に酢酸により11-15%程度異性化を起こすことが分かった。そこで、15位水酸基をシリル基で保護することなく一連の官能基変換をおこなったところ、Z, E-ヨードジエンを純粋に得ることが出来た。13位に芳香環が導入できたことから、芳香環に予め置換基としてアセタールの置換した原料から出発し、相当する誘導体も合成することができた。これらのヨードジエンはすでに合成したトリエニルホウ酸とカップリングさせることにより前駆体であるペンタエニルアルコールに立体特異的に誘導することができた。続いてバリウムマンガネートによる酸化で13位アリール置換11Z-レチナールに導くことができた。本成果により13位に芳香環の置換した11Z-レチナール誘導体の合成経路が開拓されたことになる。

しかしながら、オプシンとの結合実験を行ったが、取り込みも弱く、リジンとの結合も行わないことが分かった。以上の結果から、11Zレチナールが取り込まれる13位周辺はメチル基だけが鍵のごとく収まるかなり制限された立体構造を保持していると揺測され、周辺蛋白質の柔軟性は期待できない構造を取っていることが判明した。
摂食で遊離される酸性線維芽細胞増殖因子の学習・記憶,内分泌及び免疫系に対する作用

平成9年度から11年度における研究成果は以下のとおりである。1.酸性線維芽細胞増殖因子(aFGF)の学習・記憶促進作用:老化促進モデルマウス(SAMP8)は加齢とともに学習・記憶が低下することで知られる。このSAMP8にaFGF及びそのフラグメント[Ala^<16>]aFGF(1-29)を生後21日目から10ヶ月間にわたり皮下投与した。受動的回避学習及びモリス水迷路学習課題で調べると、対照群に比べ投与群で有意に学習・記憶が改善していることが判明した。これはaFGF及びそのフラグメントが内側中隔コリン作動性ニューロンにおけるChAT活性低下を阻止したことによると考えられる。2.aFGFの内分泌系及び交感神経系に対する作用:aFGFを脳室内に投与し、血漿中のコルチコステロン及びアドレナリンレベルを調べたところ、コルチコステロン及びアドレナリンのレベルは有意に増加することが判明した。抗CRF抗体を脳室内に前投与しておくと、この増加は消失した。したがって、aFGFはCRFを介して視床下部-下垂体-副腎皮質系を、また視床下部-副腎髄質系を活性化すると考えられる。3.aFGF及びそのフラグメントの免疫系に対する作用:マクロファージの貪食能に対するaFGF及びそのフラグメントの作用をフローサイトメトリで調べたところ、aFGFやaFGF(1-20)、aFGF(1-29)などのフラグメントがマクロファージの貪食能を用量依存性に活性化することが明らかになった。aFGFは脾臓支配交感神経の活動を上昇することから、脾臓のナチュラルキラー細胞の活性を低下させる作用ももつと考えられる。平成9年度の研究における研究実績は以下のとおりである。1.SAMP8における酸性線維芽細胞増殖因子(aFGF)の学習・記憶促進機構:SAMP8の学習・記憶能力の低下は内側中隔コリン作動性ニューロンの細胞死並びにChAT活性の低下による。今回、学習・記憶に重要な海馬でのコリン作動性神経終末の分布につき検討したところ、その終末はSAMR1に比べSAMP8で有意に減少していることが判明した。視床下部-下垂体-副腎皮質系に対するaFGFの作用:aFGFを脳室内に投与し、血漿中のコルチコステロン濃度を調べたところ、血漿中コルチコステロン濃度は有意に増加した。抗CRF抗体を脳室内に前投与しておくとこの増加は消失する。したがって、これまでの研究から推測されるようにaFGFは室傍核ニューロンに作用してCRFを遊離させ、下垂体を介して副腎皮質に作用することが明らかになった。3.免疫系に対するaFGFの作用:マクロファージの貧食能に対するaFGFの効果をフローサイトメトリにより調べた。その結果、aFGFはマクロファージの貧食能を用量依存性に活性化すること、また塩基性FGF(bFGF)も同様の効果をもつことが判明した。aFGFの脳室内投与により、免疫担当器官の一つである脾臓を支配する交感神経の活動が上昇することも明らかになった。4.分泌型aFGF産生細胞株の樹立:サイトメガロウイルスの下流にアルブミンシグナルペプチドとaFGFの融合遺伝子をもつプラスミドを構築した。発現チェックのため、lacZ遺伝子をその後においた。現在、lacZ遺伝子の発現に関し、クローンをCOS-1細胞にトランスフェクトし、βGal染色で検討中である。平成10年度の研究における研究実績は以下のとおりである。1.老化促進モデルマウス(SAMP8)における酸性線維芽細胞増殖因子(aFGF)フラグメントの学習・記憶促進機構:SAMR

1及びSAMP8に生後21目からaFGFのフラグメント[Ala^<16>]aFGF(1-29)を10ヵ月間にわたり投与し、3、6、9ヵ月目で受動的回避学習により、また10ヵ月目にモリス水迷路学習でSAMP8及びSAMR1の学習・記憶能力を調べたところ、aFGFフラグメント投与群ではSAMP8における学習・記憶能力の低下が有意に阻止されることが明らかになった。2.副腎髄質系に対するaFGFの作用:aFGFを末梢あるいは脳室内に投与したところ、血漿中のアドレナリンレベルは120分以内で用量依存性に増大した。抗CRF抗体を脳室内に前処置しておくと、この増加は消失した。したがって、これまでの研究から推測されるようにaFGFは室傍核ニューロンに作用してCRFを遊離させ、これを介して副腎髄質に作用し、血漿中アドレナリンレベルを上昇することが明らかになった。3.免疫系に対するaFGFフラグメントの作用:マクロファージの貪食能に対するaFGFフラグメントの効果をフローサイトメトリにより調べた。その結果、aFGF(1-15)は無効であるが、aFGF(1-29)、aFGF(9-29)、aFGF(1-20)はマクロファージの貪食能をこの順で有意かつ用量依存性に活性化することが判明した。また、このaFGF(1-29)の効果がマンノースレセプタを介することも明らかになった。4.摂食調節物質による学習・記憶促進機構:脂肪細胞から遊離されるレプチンの受動的回避学習及びモリスの水迷路学習に対する作用を検討したところ、レプチンはこれらの学習課題で学習・記憶を有意に促進することが明らかになった。平成11年度の研究における研究実績は以下のとおりである。1.老化促進モデルマウス(SAMP8)の海馬長期増強に対するaFGFの作用:海馬のSchaffer側枝を頻回刺激すると錐体細胞層で記録されるポピュレーションスパイクの振幅が長期にわたり増強される。SAMP8の海馬ではこの長期増強の程度は対照のSAMR1に比べ有意に低い。そこで、SAMP8に生後4週目からaFGFを10ヶ月間にわたり腹腔内投与し、その後長期増強の程度を調べた。その結果、SAMP8の長期増強の程度はSAMR1と同程度であり、長期増強の低下がaFGFにより阻止されていることが判明した。2.弓状核ニューロン活動に対するレプチン及びオレキシンの作用:摂食促進物質であるNPYを産生する弓状核腹内側部ニューロン活動に対するレプチン及びオレキシンの作用を調べた。その結果、レプチンはこれらニューロン活動を抑制し、一方オレキシンは促進することが明らかになった。したがって、レプチンによる摂食抑制作用並びにオレキシンによる摂食促進作用の一部に弓状核NPYニューロンが関与していることが示唆された。3.レプチン及びオレキシンの学習・記憶に対する作用:受動的回避学習並びにモリス水迷路学習でレプチン及びオレキシンの学習・記億に対する作用を調べた。その結果、レプチンのラット腹腔内投与により学習・記憶が促進されること、またオレキシンの脳室内投与によりモリス水迷路学習で学習・記憶が低下することが明らかになった。4.マクロファージに対するオレキシンの作用:マクロファージにオレキシン-Bを投与したところK依存性の外向き電流が誘発されることが判明し、オレキシンがマクロファージの機能を修飾することを示唆する結果を得た。
パレスティナにおける宗教構成の変化とマイノリティ社会に関する歴史的研究

当報告書は5つの部分から成り立っている。第1部の「問題の所在・研究目的・成果」においては、イスラーム社会における非ムスリムマイノリティの研究に関する先行研究の動向を確認し、当該研究の理論的枠組みと方法論の設定を行った。第2部「近代パレスティナにおけるキリスト教徒マイノリティ社会」においては、現在のイスラエル/パレスティナ地域におけるキリスト教徒マイノリティの人口統計学的・宗派構成的実態を確認した上で、オスマン朝期の人頭税記録から検証されるイェルサレムとその周辺地或のキリスト教徒人口の分布・宗派構成等を検討し、キリスト教徒社会の都市集中化現象や宗派構成の地域的変化を解明した。第3部「初期イスラーム時代のパレスティナにおけるキリスト教徒社会」では、人口構成的にはマジョリティではあるが政治的・社会的には2級市民と位置づけられたムスリム支配下のキリスト教徒に関して、ムスリムの征服以前から状況、征服後の社会的位置づけ、キリスト教徒社会を主導する教会の実態等を文献学的に解明・分析し、キリスト教徒社会変容とその弱体化に関して考察を行った。第4部「中東キリスト教会の歴史」では、当該研究をさらに大きな視野に立った中東全体のマイノリティ研究に広げるために、参考資料として中東各地に分布する東方キリスト教諸教会の歴史を通時的に纏めて提示し、その衰退とマイノリティ化の経緯と原因を個別的に検証した。第5部「パレスティナ史に関する中東言語史料」では、研究の遂行の過程において明らかとなった、当該研究課題に有用な前近代パレスティナ史関連資料を纏めて提示した。研究代表者は以前からパレスティナにおけるイスラーム化の問題に興味を持ち、研究課題に関連するアラビア語文献の収集をかなり進めていたので、本年度は最近の最先端の研究動向を把握するために、欧米や中東で刊行された研究書及び研究論文を収集整理し、データベース化することから着手した。その結果、アラブ諸国における研究はあまり進んでいないこと、欧米及びイスラエルにおいてはかなり研究が進んでいるが時代・テーマに偏りがあることが分かった。初期イスラーム時代に関しては文学・神学論争の面からイスラームの影響力の拡大を詳細に研究した優れた論文が存在するが、社会史的観点に立った研究はマムルーク朝時代(1316世紀初頭)まであまり存在せず、その空白を埋める必要性があることを認識し、現在史料研究を進めている。また、ヘブライ語文献の利用とイスラエルにおける研究成果を活用する必要を強く感じ、ヘブライ語の修得を進めている。イスラエルにおける優れた研究実績とヘブライ大学所蔵の資料を参照するために、本年度の海外旅費はイスラエル出張に当てる予定であったが、昨年以来極めてパレスティナ情勢が悪化し、治安に不安が大きいだけでなく、研究機関の利用にも制限が強いことを配慮して、ユダヤ研究の進んでいるドイツのハイデルベルク大学附属機関であるドイツユダヤ研究文書館とユダヤ研究高等学院を訪問し、パレスティナ関係の資料を参照すると共に研究者と意見・情報の交換を行った。史料研究において本年度は、12世紀以前のパレスティナにおける移住(自主的・強制的)や戦闘・天災に伴うキリスト教徒人口の変化を跡づけ、イスラーム化の基礎となる人口構成の変化を具体的に辿ることができた。来年度はさらにこの研究を改宗問題とユダヤ人共同体の変化にまで進めたい。昨年度において、当該研究に必要とされるアラビア語・シリア語・ギリシア語・ヘブライ語史料、及び欧米各国と中東で出版された研究書や研究論文をかなり収拾することに成功していたので、本度は、資料の整理と分析研究に重点を置いた。文献研究を通じて、初期イスラーム時代に関しては(1)パレスティナにおけるキリスト教・ユダヤ教・イスラームの共存形態には、それ以前のシリア・パレスティナにおけるヘレニズム化とギリシア文化の影響が深く関わっていたこと。ヘレニズム化の程度が後のイスラーム化の進行度に大きく関わっていたこと。(2)特にパレスティナにおいては、北アフリカと並んでギリシア語文化が皮相的とは言いがたいレベルで浸透し、イスラームの拡大に対峙する重要要素となっていたこと。(3)イスラームからの社会的・文化的圧力が、メルキト派においては信徒のアイデンティティの確立と教会組織の強化を導いた検証されること。(4)イスラーム化とは異なり、アラビア語化はパレスティナにおいては急速に進行したと見られること。等が明らかになった。

その後のイスラーム化の状況とキリスト教徒のマイノリティ社会に関しては、(1)イスラーム政権の積極的な聖地イェルサレムへのイスラーム化政策が、イスラームの拡大とキリスト教徒のマイノリティ化に関わりを持っていたと検証され、この政策は特殊パレスティナ的なものと見られること。(2)十字軍時代まで、教会・修道院を中心としたギリシア語文化はアラビア語文化と併存して繁栄していたと考えられること。(3)マイノリティ化の後のキリスト教徒社会は、各地にコロニー的に点在し、イスラエル建国に至るまで独自の文化と社会構造を保持していたこと。が史料から検証された。資料収集は、平成14年9月21日から29日までプリンストン大学、30日から10月9日までヘブライ大学で行い、希少な文献をかなり入手した。
優れた水素吸放出特性を発揮する共連続構造マグネシウムナノコンポジット材料の開発

Mg金属浴を用いたデアロイング法によって共連続構造を有するMg/X(X:Fe, Cr, Ti, Zr)ナノコンポジット材料の作製に成功した。共連続コンポジット構造はデアロイング温度、時間および前駆体組成によって様々な形態に変化させることができた。本研究で得られたMg/X共連続ナノコンポジット材料は純Mg粉末に比べてより低い水素圧力で大きな水素化反応速度を示した。平成25年度はMg/X(X=Ti,Fe,Crなど)共連続コンポジット試料の組織に及ぼす合金化の影響を調べるとともに、それらの水素吸蔵放出特性を調べた。Mg/X共連続コンポジットにおいてXにMoなどを微量添加することで複合組織を微細化できることが分かった。このように元素を添加して共連続組織が微細化する理由は、添加元素の拡散への影響によるものと考えられる。Moなどの元素は単体の融点が高く、かつ原子サイズが大きいため、これらを添加することによって合金の融点が上昇し、かつ原子サイズのミスマッチによって拡散に大きな活性化エネルギーを要するため原子の移動が困難になると考えられる。この結果、デアロイングによって共連続構造を形成する際の原子の移動が狭い範囲に制限され、より微細な共連続コンポジット構造を形成すると考えられる。本研究で得た約5001000nm程度の組織特性長を有するTi/Fe共連続コンポジットはバルク形状にもかかわらず1MPaの水素雰囲気で10K/minにおいて400°Cまで加熱すると容易に水素化された。一方で、比較試料として用いた市販純Mg粉末(粒径250ミクロン)は同条件下において、全く水素化できなかった。次に、水素化した試料を加熱して水素の放出温度を調べた。その結果、1MPaの水素雰囲気下における水素の放出温度は約300°Cであり、文献で報告されている値とほぼ同じであった。これらの結果から、本研究で得たMg/Fe共連続ナノコンポジット材料では試料に多量に含まれる界面が水素の高速拡散パスとなるため水素が試料深部にまで浸透し水素化の反応速度を大きく向上させると考えられる。一方で、当初予想していた共連続構造によって生じる拘束が水素吸放出温度へ及ぼす影響はほとんど見られなかった。平成24年度は金属溶湯デアロイングによるMg/TM(TM:Fe、Cr、Ti、V等)合金コンポジットの組織制御法について重点的に研究を行った。特に、Fe-Ni前駆合金、Cr-Ni前駆合金、Ti-Cu前駆合金、V-Ni前駆合金、(Ti-Cr-Zr)-Cu前駆合金それぞれをMg溶湯に浸漬した際に生じるデアロイング反応とそれによって生じるMg-TM複合組織について調べた。その結果、上記の前駆合金に含まれるNi(もしくはCu)がMg浴に溶出し、残されたTM原子同士が凝集することによってTMが連続的組織を生成した。この原理によってMg/Fe、Mg/Cr、Mg/Ti、Mg/V、Mg/(Ti-Cr-Zr)系コンポジット材料を得ることに成功した。これらのコンポジット材料の組織は数百ナノメートルから数ミクロンオーダーのMgとTMが互いに絡み合った共連続構造を有していた。コンポジット中に含まれるMgとTMの割合は前駆合金中のTMとNi(若しくはCu)の割合に応じて変化させることが出来た。また、共連続構造はMg浴温度が高いほど粗大になる傾向があったが、いずれの温度においても共連続構造が失われることが無く、互いに相似的な形態を維持していた。また、金属溶湯中で共連続構造が形成されるメカニズム調べるためにコンポジット組織と作製温度と作製時間の関係を系統的に調べた結果、共連続構造はTM元素が前駆合金とMg溶湯との界面において拡散・凝集することによって形成されていることが示された。コンポジットの作製と組織制御法の確立については概ね研究計画の通りに進めることが出来た。水素吸蔵実験はやや遅れており、平成25年度前半から取り組む予定である。平成25年度前半において共連続コンポジットの水素吸蔵特性を明らかにする。その結果と平成24年度の組織制御に関する知見を基に水素吸蔵放性能の向上を目指す。水素化速度を向上させる元素や水素化物を不安定化させる元素を添加を試み、コンポジットの水素吸蔵放出特性を改善する。また、コンポジットの第二相に異なる金属を使用してMg相に生じる圧縮ひずみ量を変化させ、水素放出圧力に及ぼす圧縮弾性ひずみの影響を解明する。本年度の研究費は主に試料作製に必要となる地金、溶解ルツボ、熱電対や水素吸蔵放出試験の試料セルやガスケットなどの消耗品、成果発表旅費、論文投稿料に使用する。
子育て世代包括支援センターへのユニバーサルアプローチ導入検証のためのコホート研究

子育て支援における障がい児対策を推進する上ではユニバーサルアプローチの視点が重要で、集団の特徴を同定し、効果的に働きかける戦略を見出す研究が急務である。本研究の目的は、子育て世代包括支援センター(以下、センター)における障がい児とその家族に対する取組実態を把握し、効果的に働きかける戦略を明らかにすることである。センターにおける障がい児とその家族に対する取組実態を調査により把握する。障がい児とその家族を約1年間追跡する前向きコホート研究により、センターによる継続支援の有無で親の満足度等や障がい児支援の効果の相違を分析する。子育て支援における障がい児対策の推進に寄与することを最終目標とする。
小起伏山地源流域の水文地形区分とその水循環制御機能の定量化に関する研究

平成元年度、2年度に引きつづいて、本年度も小起伏山地源流域において、水循環制御機能を明らかにするための観測を継続して行なった。花崗岩山地の例として、愛知県瀬戸市の東大愛知演習林赤津試験地と愛知県小原村の2ケ所である。また比較のため扇状地性堆積物の砂礫層に覆われている犬山市の東大愛知演習林犬山試験地でも観測を行なった。今年度はとくに、土層の表層部の森林落葉層を含む森林土壌に着目して、水流発生機構におけるその役割を明らかにするための研究を、東大愛知演習林の赤津と大山試験地で行なった。また実験室において森林落葉層や表層土の透水性や保水性に関する試験を行なった。その結果、森林落葉層は等価粒径で考えると表層土(花崗岩の風化土)などより粒径が小さく、従って保水性の大きいことが明らかになった。すなわち、表層部を森林落葉層と表層土の二層構造であると考えると、森林落葉層の下部に成層土層内毛管水帯(飽和層)が形成されることになり、この層を経由して水が移動し地表流を形成する水流発生機構の存在が示唆された。野外での観測では、森林落葉層と表層土を区別して、それぞれの中の水の流れを把握するまでには至らなかった。それらを合せた表層土層中に飽和帯が形成され、この飽和帯中の飽和側方流が斜面下方に移動することにより谷底に地下水面を上昇させ、地下水流出が生じ、さらに降雨が続くと復帰流の形で表面流の発生することが明らかとなった。本研究地域などは、かつて荒廃した裸地であったことが知られている。森林土壌の存在が水流発生機構にどのような効果を与えたのかある程度の推測は可能となったが、今後さらに実験などによる新しい手段で、それらの関係を定量的に解明する必要がある。1.研究成果:丘陵地を含む小起伏山地の源流域を対象とし、その地形特性を水文学的機能から区分した。今年度主に対象とした流域は、愛知県小原村(花崗岩流域)、瀬戸市近傍の猿投山地(花崗岩流域)と犬山市近傍の丘陵(不透水性第三系流域)である。花崗岩流域では、尾根部での基盤の割れ目への浸透流、谷底部における基盤を経由して流出する地下水流の存在の重要性を確認した。一方、不透水性第三系流域では、流域の比高が小さく排水がスム-スに進行しないため、豪雨時には地下水面が上昇し、復帰流としての地表流の発生がしばしば認められ、量的にも地下水流出量を上廻ることが明らかとなった。このような水文学的機能が地形変化に与える影響についても、花崗岩流域では一部理論的解析を試みた。その結果、地下水流出の集中が、風化土(マサ)の液状化、流動化を招き、谷頭部でパイプを拡大させるとともにその上部斜面では風化土の欠落部に陥没凹地が生ずることが明らかとなった。2.今後の計画:上記三流域では、特に降雨の集中する6月の梅雨期と9月の台風期に、地形区分ごとにそれぞれの水文学的機能をより明らかとすることを目的とした水文観測の継続を予定している。さらに、東大愛知演習林の赤津地区(745ha)を対象として、地形・地質・水文現象の相互関係を明らかにするため、地理情報システム(GIS)による解析を行う。従来行っている源流小流域の地形・水文調査結果にもとづく情報と広域の地形・地質情報を重ね合せることから、水文地形変化の予測の基礎的情報を把握する。

その際必要となる広域の土層・地質調査、河川・湧水の流量観測、植性分布調査、崩壊地抽出調査なども計画している。1.研究成果:丘稜地を含む小起伏山地の源流域を対象とし、その地形特性を水文学的機能から区分した。今年度主に対象とした流域は、愛知県小原村(花崗岩流域)、瀬戸市近傍の猿投山地(花崗岩流域)と犬山市近傍の丘稜(不透水性第三系流域)である。花崗岩流域では、尾根部における基盤の割れ目への浸透、基盤を経由し谷底部へ流出する深部地下水流の存在を確認した。また、主谷頭部に対する側谷斜面の流出に果す役割についても観測した結果、側谷斜面の方が流出率の大きいことが明らかとなった。不透水性第三系流域では、昨年に引き続いて豪雨時の地表流の発生機構を明らかにするための水文観測を行った。流域の比高が小さく、地中の排水がスム-ズに進行しないため地下水面が上昇して、復帰流としての地表流が発生するのであるが、地表付近の落葉層や腐植土層中の水の流れが地表流の継続に重要であることが明らかになった。このような水文学的機能が地形変化に与える効果についても、花崗流域では理論的解析を試みた。その結果、地中流の集中が風化土の液状化・流動化を招き、谷頭部でパイプを拡大させ、その上部斜面では陥没凹地が形成することが明らかになった。2.今後の計画:上記三流域では、降雨の集中する6月の梅雨期と9月の台風期に、地形区分ごとにそれぞれの水文学的機能を明確にするための集中観測を予定している。また、今年度は、3年目のまとめの年度であるため、報告書の印刷出版を予定している。平成元年度、2年度に引きつづいて、本年度も小起伏山地源流域において、水循環制御機能を明らかにするための観測を継続して行なった。花崗岩山地の例として、愛知県瀬戸市の東大愛知演習林赤津試験地と愛知県小原村の2ケ所である。また比較のため扇状地性堆積物の砂礫層に覆われている犬山市の東大愛知演習林犬山試験地でも観測を行なった。今年度はとくに、土層の表層部の森林落葉層を含む森林土壌に着目して、水流発生機構におけるその役割を明らかにするための研究を、東大愛知演習林の赤津と犬山試験地で行なった。また実験室において森林落葉層や表層土の透水性や保水性に関する試験を行なった。その結果、森林落葉層は等価粒径で考えると表層土(花崗岩の風化土)などより粒径が小さく、従って保水性の大きいことが明らかになった。すなわち、表層部を森林落葉層と表層土の二層構造であると考えると、森林落葉層の下部に成層土層内毛管水帯(飽和層)が形成されることになり、この層を経由して水が移動し地表流を形成する水流発生機構の存在が示唆された。野外での観測では、森林落葉層と表層土を区別して、それぞれの中の水の流れを把握するまでには至らなかった。それらを合わせた表層土層中に飽和帯が形成され、この飽和帯中の飽和側方流が斜面下方に移動することにより谷底い地下水面を上昇させ、地下水流出が生じ、さらに降雨が続くと復帰流の形で表面流の発生することが明らかとなった。本研究地域などは、かつて荒廃した裸地であったことが知られている。森林土壌の存在が水流発生機構にどのような効果を与えたのかある程度の推測は可能となったが、今後さらに実験などによる新しい手段で、それらの関係を定量的に解明する必要がある。
腫瘍増殖におけるメタロエンドペプチダーゼEP-24.16の分子病態学的解析

癌細胞の増殖、転移には、以前よりプロテアーゼの果たす役割が重要であることが示唆されてきたが、今回我々は癌とプロテアーゼとの関係を「マトリックスの分解」という点からではなく「癌細胞の増殖抑制」という視点から解析試みる。具体的には、生理活性ペプチドの代謝に関与し、細胞の増殖制御に関わりうる新規の酵素(EP-24.16)が癌細胞の増殖制御への関与を解明する事を主眼に、昨年に引き続き九大病院ヒト肺癌組織標本を用いたEP-24.16の発現状況の検討を行った。肺腺癌において、本酵素は、分化度が良い場合には、気管支上皮細胞の腔側の細胞膜状に陽性反応を示し、正常の場合と同様の所見を認めた。ただし分化度の低下につれ、癌細胞の胞体が陽性になる傾向あった。とりわけ線維化を伴うような箇所ではそれが顕著で、湿潤癌細胞が陽性になる傾向にある。従って、本酵素は、昨年来の結果とも考え合わせると、分化に伴う細胞の機能変化から、細胞内局在様式が変化することで、癌細胞の浸潤発育に何らかの関与をしているものと考えられた。しかし、その機構については不明である。また一方、扁平上皮癌でも同様な傾向が観察されたが、腺癌の場合ほど陽性反応は顕著ではなかった。今後は、こうした癌細胞の種類による違いについて、説明のつく結果は得られておらず、他の癌についてさらに症例数を増やし検討していく予定である。依然として癌は国民の死亡率のトップであり、その癌細胞の増殖、転移の克服など、癌制圧は、我々の共通課題である。こうした癌細胞の増殖、転移には、以前よりプロテアーゼの果たす役割が重要であることが示唆されている。しかし、こうした研究は、主にマトリックスの分解に偏向していた。そのため癌とプロテアーゼとの関係を「癌細胞の増殖制御」という視点から解析した報告はほとんど無い。そこで我々は、生理活性ペプチドの代謝に関与し、細胞の増殖制御に関わりうる新規の酵素(EP-24.16)が癌細胞の増殖制御にいかなる役割を果たすかを解明する目的で、九大病院ヒト肺癌組織標本を用いたEP-24.16の発現状況の検討を行った。免疫組織化学的検討には、鳥類であるニワトリの母子免疫を利用した2種の抗EP-24.16抗体(IgY)を用いた。本酵素は、特に肺腺癌において、分化度が良い場合には、気管支上皮細胞の腔側の細胞膜状に陽性反応を示し、正常の場合と同様の所見を認めた。ただし分化度の低下につれて、癌細胞の胞体が陽性になる傾向が観察され、とりわけ線維化を伴うような箇所ではそれが顕著で、浸潤癌細胞が陽性になる傾向があった。これは、同様に生理活性ペプチドの分解に関わることから、その機能がほぼ同一ではないかと予測されたニュートラルエンドペプチダーゼの癌細胞の増殖・浸潤活性の上昇に反比例して発現が下がるとの報告とは異なるものであった。従って、本酵素は、発現レベルの変化ではなく、分化に伴う細胞の機能変化から、細胞内局在様式が変化することで、癌細胞の浸潤発育に何らかの関与をしているものと考えられた。三方、扁平上皮癌でも同様な傾向が観察されたが、腺癌の場合ほど陽性反応は顕著ではなかった。今後は、こうした癌細胞の種類による違いなど他の癌についても検討ししていく予定である。