hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写因子MITFの咀嚼筋発達過程における役割と発育不全に対する新規治療法の開発

咀嚼筋の発育不全は咬合異常や顎運動機能の低下を招くことが知られている。咬合異常や顎運動の機能低下は、認知機能の低下や生後発達期のさまざまな器官の形成に影響を及ぼす可能性がある。本研究で用いるモデルマウスであるmi/miマウスは、ベーシック・ヘリックス・ループ・ヘリックス(bHLH)構造を持つMITF(Microphthalmia-associated transcription factor;小眼球症関連転写調節因子)に突然変異があり、小眼球症、難聴、アルビノのほか、無歯顎で咬合活動が低下していることが明らかになっている。近年、MITFは、さまざまな細胞や組織に存在し、細胞の増殖、分化、生存、エネルギー代謝などにおいて重要な役割を果たしていることが明らかになってきている。心筋では、MITFがクロマチンモデリング複合体と共にGATA4などの心筋形成因子のエピジェネティクス制御に関与することが示唆されている。骨格筋でも発現していることが報告されているが、その生理的役割についての詳細な報告はない。今回、我々が行った実験において、β-ARの慢性刺激により誘発される骨格筋肥大に対するMITFの役割を明らかにするために、クレンブテロール[β2-AR(骨格筋の主要なサブタイプ)アゴニスト]投与による骨格筋肥大に対するMITF変異の影響を解析した。野生型マウスの咬筋、前脛骨筋では、筋線維横断面積が有意に増加し、肥大がみとめられたが、mi/miマウスでは、肥大がみとめられなかった。また、mi/miマウスでは野生型マウスと比較して、咬筋、心筋では有意に線維化の上昇がみられたが、前脛骨筋、ヒラメ筋においては、線維化がみとめられなかった。また、mi/miの咬筋および心筋ではWTと比較してアポトーシスの増加がみとめられた。平成29年度の初めでは、実験は順調に進行していたが、平成29年度、研究代表者の妊娠中の体調不良や年度の後半には産休を取得していたことで平成29年度の実験計画の遅れが平成30年度にそのまま影響し、当初の計画より遅れている。研究は再開できているが、他の業務との兼ね合いもあり、進捗状況は遅れ気味となっている。また、mi/miマウスでは野生型マウスと比較して、咬筋、心筋では有意に線維化の上昇がみられた。年度の初めでは、実験は順調に進行していたが、途中、研究代表者の妊娠中の体調不良や年度の後半には産休を取得していたことにより、当初の計画より遅れている。また、mi/mi

マウスでは野生型マウスと比較して、咬筋、心筋では有意に線維化の上昇がみられたが、前脛骨筋、ヒラメ筋においては、線維化がみとめられなかった。また、mi/miの咬筋および心筋ではWTと比較してアポトーシスの増加がみとめられた。平成29年度の初めでは、実験は順調に進行していたが、平成29年度、研究代表者の妊娠中の体調不良や年度の後半には産休を取得していたことで平成29年度の実験計画の遅れが平成30年度にそのまま影響し、当初の計画より遅れている。研究は再開できているが、他の業務との兼ね合いもあり、進捗状況は遅れ気味となっている。初年度の後半で予定していた実験計画を実施する。研究代表者の産休、また妊娠中の体調不良により年度の途中から実験が進行しておらず、当初の実験計画で年度の後半に購入予定であった物品を購入していないため、次年度使用額が生じた。平成29年度の研究代表者の産休、また妊娠中の体調不良により当初の実験計画から遅れが生じており、研究は再開できているものの、平成29年度の実験計画の遅れの影響により、今年度の実験計画が遅れている。そのために、当初の実験計画で平成30年度に購入予定であった物品を購入していないため、次年度使用額が生じた。使用計画としては、MITFのターゲット因子、骨格筋の成長や萎縮に関連する因子の発現量を定量するためのReal-time PCR、Western Blotting、ELISA、免疫組織化学関連の薬品やプラスチック消耗品を購入予定である。
過重力栽培装置の開発

陸上植物は重力に対する生理的・形態的な適応を通じて個体としての成長特性や構造特性が決定されている。これまでに、光や温度、水分や栄養塩類を変化させて植物を栽培する技術は非常に発達してきたが,重力(加速度)を変化させて栽培する技術はほとんど開発されていなかった。そこで本計画においては、1)長期栽培可能な過重力栽培装置を作成し、2)その装置を用いた栽培方法を確立し、3)過重力栽培が植物に及ぼす生理生態学的影響を評価することを目的とした。本年度は、昨年度に引き続き特開2007-330219に基づき、新たな過重力栽培装置の試作を行った。本試作機は昨年度のものと比較すると、実験実施時の安全対策を想定し、設置面積の縮小を考慮したもので、環境調節室内への設置が容易になった。栽培用ポットについては、新たなポット製造のために金型試作の見積もりなどを行ったが、資金的な面から新規作成を見送った。・シロイヌナズナでは、過重力環境下での生長とリグニン量の再現性の検証を行った。・ヒメツリガネゴケのクロロネマが重力応答することが確認された。・シダ植物リチャードミズワラビ配偶体における重力屈性を調べた。暗所で生育したひも状の配偶体は、負の重力屈性を示すことが分かった。・過重力栽培装置を用いて、リチャードミズワラビ配偶体の抗重力反応を調べた。4g環境下で、7日間暗所で培養した配偶体では、伸長方向の長さが約25%抑制されていた。一方、横方向および仮根の長さに関しては、全く影響が見られなかった。・本装置は、植物の陸上進出と適応過程を考えるための実験系として有効であることが確認された。陸上植物は,重力に対する生理的・形態的な適応を通じて個体としての成長特性や構造特性が決定されている。これまでに,光や温度,水分や栄養塩類を変化させて植物を栽培する技術は非常に発達してきたが,重力(加速度)を変化させて栽培する技術はほとんど開発されていなかった。そこで,本計画においては,1)長期栽培可能な過重力栽培装置を作成し,2)その装置を用いた栽培方法を確立し,3)過重力栽培が植物に及ぼす生理生態学的影響を評価することを目的とした。本年度は,特開2007-330219に基づき,スイングローターを持つ回転するアームの中央部に光源を設置し,植物培養ポットを設置できるような構造を持つ過重力栽培装置の試作を行った。想定外の問題点としては,当初,栽培用ポットとして利用予定であったアグリポットが生産中止になり,代替えの栽培ポットも入手困難な状況に陥ったことで,次年度の課題となった。シロイヌナズナを用いて10Gにおける長期栽培実験を行なった結果,長期的な過重力の影響は,植物の成長段階や器官により異なることが明らかになった。過重力によって花茎は伸長成長が抑制されたが、花茎の単位長さ当たりの乾燥重量やリグニン量の増加,肥大成長など構造的強化が促進された。これらの反応は重力ベクトルの方向にかかわらず生じた。花茎から伸張する茎生葉が小さくなることは過重力による負荷の回避につながると考えられた。他方、分枝の長さが増加したことは,花茎の成長が抑制されたことによる補償作用の可能性が考えられた。一方,もともと水平方向に展開するロゼット葉では、ロゼット葉形成後の過重力処理では、形態やリグニン量などに変化が起こらなかった。これらの反応は、風や接触などの機械的ストレスによる影響と類似していた。次年度は,本年度作成した過重力栽培装置を用いてより小さな過重力環境での栽培実験,およびシダ植物の前葉体などを用いた実験を行う予定である。
地球環境問題に関連したレーザー遠隔計測手法の開発

本研究では,地球環境のためのレーザー遠隔計測技術開発のために,以下の2つの研究を並行して行った。(1)カオス信号の自己相関がデルタ関数に近い性質を利用すると,カオス変調されたレーザー光を用いてレーザーレーダー測定およびレーザー距離計測が可能となる。本手法は,研究代表者が過去に提案した手法である。本研究では,本手法の実験による検証及び実用化を目的とする。昨年度,カオス信号を発生する電気的な回路を用いて,半導体レーザーを駆動する方式により,安定してカオス変調するレーザー光源を開発した。このレーザー光源を用いて,光ファイバー内の光路における実験と,大気中光路における実験を行った。この結果,2.5μsecの測定で,1m程度の誤差で距離の測定が可能であることが明らかになった。複数回の測定を行い平均を取ることによって,測定精度の向上が可能である。また,変調信号の周波数を上げたり,信号計測におけるAD変換のサンプリングレートやメモリ数を向上させることによっても,測定精度の向上が可能である。(2)次世代の地上衛星間レーザー長光路吸収測定のために,遺伝的アルゴリズムを用いた人工衛星搭載レトロリフレクターの設計値の最適化プログラムの改良を行い,高度800kmの軌道の衛星に4素子レトロリフレクターを搭載する場合について評価を行った。遺伝的アルゴリズムとシミュレーテッドアニーリングを組み合わせることにより,短時間で人工衛星搭載レトロリフレクターの最適な設計値が得られることが明らかになった。(1)カオス信号の自己相関がデルタ関数に近い性質を利用すると,カオス変調されたレーザー光を用いてレーザーレーダー測定が可能となる。本年度は,カオス信号を発生する電気的な回路を用いて,半導体レーザーを駆動する方式により,安定してカオス変調するレーザー光源を開発した。このレーザー光源を用いて,レーザー測距の基礎実験を行った。また数値シミュレーションによって,色々と条件を変えて,カオス変調を用いたレーザーレーダー手法の特性に関する評価を行った。(2)次世代の地上衛星間レーザー長光路吸収測定として,静止衛星にレトロリフレクターを搭載した地上衛星間の往復光路の測定の評価を行った。まず研究代表者が開発した遺伝的アルゴリズムを用いた人工衛星搭載レトロリフレクターの最適化のプログラムを静止衛星用に改良した。10,3,1,0.5ミクロンの各レーザー波長において人工衛星搭載レトロリフレクターの最適化を行った。10,3ミクロンは赤外の分光測定に用いられる波長である。1,0.5ミクロンは,YAGレーザーの基本波及び第二高調波の波長で,主に測距に用いられる。レトロリフレクターの大きさは,鏡面の1辺が20cm,35cm,50cmのそれぞれの場合について最適化を行った。この結果,現実的なレーザー送受信システムによる測定の信号対雑音比を見積もることができた。
個体生命を支える素機構の統合

本研究は、(1)それぞれの細胞が持つ核に与えられている一組の遺伝情報(ゲノム情報)がどのようにして読み出され、個体をつくるのか?(2)その個体では、ゲノムや細胞がうけるさまざまな損傷をどのように修復して健全な生命を維持するのか?という生命の基本問題に答えようとするものである。異体的な素機構(遺伝子複製・修復・転写、分化調節、アポトーシス、核細胞質間輸送などに関するもの)の解析から出発しつつ、階層縦断的なアプローチからなる組織的な研究を実施して、個体の形成と個体生命の維持機構の全体像を示すことを目標とした。平成16年度には、以下に述べる研究の進展がみられた。1.分泌タンパク質Nodalとその阻害タンパク質の相互作用によって細胞内のSmad-FoxH1タンパク質複合体の活性が制御されて原始内胚葉領域が移動し、それが、胚の将来の脳(前側)部分を裏打ちして体の頭尾方向が決まることを示した。多系統のノックアウトマウスと高度の胚操作技術を駆使した。(濱田)2.その過程の後、神経誘導のプロセスによって、SOX2転写調節因子遺伝子が発現を開始して、胚の中の将来の脳を規定しながら頭部側より尾部側に向かって発現領域を広げる。神経誘導の開始、また、異なった脳部域を制御する5種類のエンハンサーを見つけて、神経誘導および脳の部域化の各ステップを分析した。SOX2は単独で作用するのではなく、PAX, POUファミリーの転写複合体をつくり、それらの複合体がもつDNA結合と活性の特異性にもとづいて遺伝子群を制御することを示した。(近藤)3.転写と共役したDNA修復に関与するXAB2蛋白質複合体を中心とした研究をすすめた。色素性乾皮症A群(XPA)蛋白質に結合する蛋白質であるXAB2を含む蛋白質複合体の精製を行い、分析した。XAB2蛋白質コア複合体は6種類の構成因子からなることがわかった。複合体構成因子の幾つかはスプライシング因子として知られているものであった。XAB2をノックダウンした細胞は、TCR能が低下し、紫外線高感受性となり、mRNAスプライシングにも異常を示した。XAB2が、TCR、転写、スプライシングに関与する多機能性蛋白質複合体の繋ぎめ的因子であることが示された。(田中)4.DNA複製開始に必須な新しい蛋白複合体GINS(Sld5-Psf1-Psf2-Psf3の複合体)を分析した。この蛋白複合体は染色体複製に必須なDNA polymerase εと直接相互作用して、染色体複製開始反応を行っていることをin vivo及びin vitroで明らかにした。一方、この染色体複製開始を厳密に制御しているCdc7/Dbf4 protein kinase複合体の複製開始反応における機能解析を行い、Cdc7/Dbf4複合体がMcm2-7複合体に定量的に結合することが重要であることを明らかにした(杉野)5.アポトーシス反応の惹起にかかわるミトコンドリア膜透過性の制御をノックアウトマウスを用いて解析した。ミトコンドリア膜透過性亢進に関わることが示唆されていたシクロフィリンDノックアウトマウスを作製した。このマウスのミトコンドリアは、Caなどにより誘導される膜透過性亢進現象を起こさないことを示した。また、ミトコンドリア膜透過性に関与する可能性を見いだした新規のミトコンドリア膜チャネルの機能の詳細な解析を実施した。(辻本)6.転写調節因子の核局在化シグナル受容体であり、importin βと核蛋白質の結合を仲介するアダプダー分子であると考えられていたimportin αが、importin βと関係なく、それ自身の能力で核膜孔を通過できることを示し、輸送機構の多様性を明らかにしてきた。また、importin βの変異体を利用することにより、核膜孔の核内外通過において重要なimportin βの核膜孔複合体相互作用領域を決定することができ、核膜孔通過の方向性決定の理解に向けた研究を進めることができた。(米田)近藤は、SOXファミリーの転写調節因子が、PAXファミリー、POUファミリー等の因子をパートナーとして複合体をつくって細胞分化を調節することを見い出し、POUファミリー因子を研究する濱田と共同で研究を進めている。まず、SOX2とPAX6が、複合体をつくることが、水晶体分化を開始させることを示した。外胚葉から中枢神経系が分化するには、まずSOX2の発現が誘導され、次いで中枢神経系分化のためのSOX2のパートナー因子が発現される事が必要である。SOX2の発現を誘導するシグナル分子、SOX2のパートナー因子を解析している。濱田は、神経細胞突起(Axon)の伸長を促す新しい因子を単離した。その活性を測定する系を確立し、形成途上の神経系で広汎に発現することが判った。組換え蛋白質をつくる試みを開始し、またこの因子を欠損するミュータントマウスの作製を始めた。レチノイン酸分解酵素(CYP26)の欠損マウスを解析し、この酵素が胚内の活性型レチノイン酸の分布を決めていることを明らかにした。Oct3/4の標的遺伝子の一つについて、ミュータントマウス作製の準備を終えた。田中は、転写とDNA修復との相互作用について解析した。すなわち、転写および「転写と共役したDNA修復」に関与する新規蛋白質XAB2が大きな蛋白質複合体に含まれることを見つけ。そのコア複合体をFLAG-tag法を用いて精製し、6つの因子からなることを明らかにした。

近藤と共同し、XAB2遺伝子をノックアウトしたマウスは着床前に胎児致死となることを示し、XAB2遺伝子は胎児発生に必須の因子であることを明らかにした。同じく、「転写と共役したDNA修復」に関与するコケイン症候群遺伝子産物であるCSA蛋白質が、紫外線照射を受けた細胞では核マトリクスへと移行することを明らかにした。さらに、ミスマッチ修復遺伝子MSH2は紫外線損傷による細胞周期チェックポイントや細胞死に関与し、その異常が紫外線皮膚発癌に関与することを明らかにした。杉野は、これまで用いてきた出芽酵母細胞に加え、アフリカツメガエル卵を用いたIn vitro複製系を導入し、DNA polymerase εがDNA polymerase αやδとともに染色体DNA複製に必須であることを明らかにした。更に新たに出芽酵母染色体複製に必須な蛋白Sld3、Sld5、Mcm10を同定した。又、アフリカツメガエル卵のMcm10蛋白ホモログを同定し、複製開始に必要であることを明らかにした。辻本は、Bd-2ファミリー蛋白pro-apoptotic Bax/Bakあるいはanti-apoptotic Bd-xLとVDACの相互作用(各々チャネルの開閉)を電気生理学的手法により証明した。またチャネル活性を抑制しうる抗VDAC抗体を作成し、アポトーシスにおけるVDACの関与を証明した。またクロマチン凝縮因子Adnusの機能解析の一環として生体工学的解析を目指し、ES細胞でのターゲティングに成功した。米田は、核蛋白質の核内移行機構に着目し、その輸送に必要な因子として、Importin α,βを同定、性状解析するとともに、低分子量G蛋白質Ranの重要性について、モノクローナル抗体を作成するなどして明らかにしてきた。さらに、Importin βやβ-cateninが、単独で、Ranに依存することなく細胞質から核へ移行できることを明らかにし、Ran非依存性輸送経路の存在を提唱した。転写因子SREBP-2やSTAT1を指標にして、核蛋白質輸送経路には多様性があることを証明するとともに、Importin α分子種の機能的多様性を明らかにした。1転写調節因子などのDNA結合蛋白質の潜在的な結合配列はゲノム上に多数存在するが、それらの中の特定のものが選択され、遺伝子の活性化などのゲノム上の反応が引き起こされる。その基本機構について、SOX因子による標的エンハンサーの特定機構を解析した結果、SOXがPOUファミリーやPAXファミリー因子などをパートナーとして協同的に作用し、クロマチン構造をもったゲノム上の標的配列に結合することを明らかにした。この因子間の協同作用が、細胞分化の特異性の機構である。細胞分化の多様性をもたらすのが、比較的単純な原理と転写制御因子の組み合わせによることを明らかにし、定式化できた。2レチノイン酸分解酵素についての研究が進展した。細胞分化にはレチノイン酸の作用が広く関わるが、レチノイン酸の作用は、その核内受容体のレベルよりも、レチノイン酸の合成、分解によって大きく制御されていることを示した。
マタニティ・ブルーズ発症の予知とそのケアシステムの確立

産褥期に発現するマタニティ・ブルーズの発症予防は早期予知にあり,これが可能であれば支援システムの確立に役立つことになると考える。そこで、妊産婦の精神身体症状と唾液中PGD_2値との関連を明らかにする目的で,妊娠中期と産褥4日に縦断的調査・実験を40名に行い,以下の知見を得た。1.マタニティ・ブルーズ症状の早期予知マタニティ・ブルーズ測定尺度は,Zung抑うつ尺度(SDS)20項目,MPI神経症尺度24項目を用い,自己式質問紙による調査をした。その結果,妊娠中期の「神経症強」群に発現した精神身体症状は、産褥4日の「産後イライラ感有」群にも同様に発現していた。妊娠中と産後に現れる精神身体症状には関連があることが確認できた。2.客観的指標としてのPGD_2値PGD_2値の定量には,唾液1mlを採取,冷凍保存後にEIA法を用いた。その結果,唾液中PGD_2値は非妊婦に比べ,妊婦・褥婦ともに有意に高値を示した。妊娠中期から産褥4日のPGD_2値の変動をみると,「高値から低値に減少」したタイプに,産後イライラ感を訴えたものが多かった。SDS得点とPGD_2値との関連では,妊娠中期では高値群に,産褥4日では低値群に,高得点の精神身体症状が認められた。妊娠中のPGD_2値が分娩後急激に低下するという,ホルモン環境の変化がイライラ感や精神身体症状を発現させる要因になっていると推測される。今後は,マタニティ・ブルーズの発症に関わる因子のひとつとしてPGD_2を加え,唾液中PGD_2測定値の信頼性を検定する基礎的研究をすすめていきたい。マタニティ・ブルーズの発症予防は早期の予知にあることから,中枢神経作用との関連が示唆されているプロスタグランジンD_2(以下PGD_2)量と褥婦の精神身体症状との関連を明らかにする目的で本研究に取り組んでいる。マタニティ・ブルーズは「産後34日」に,「軽い抑うつ症状を呈し」,「頻度は高い」ことを3主徴とするものと定義されている。しかし,診療基準ははっきり決められておらず,また,予防的基礎資料は乏しい。そこで,われわれは妊娠期からの縦断的観察の必要性を考え,妊娠中期の妊婦58名を対象に,自己式質問紙調査と唾液中PGD_2値の測定を実施した。更に,この対象者の産褥4日,産褥1か月に同様の調査を実施している。マタニティ・ブルーズ測定尺度にZung抑うつ尺度(SDS)20項目と妊産婦の自覚症状5項目を4段階評価した。心理的要因としては,MPI-神経症尺度24項目を3段階評価とした。PGD_2の測定には,酵素免疫測定法のキットを用いた。データの解析には,統計学パッケージHALBAUを用いt検定を行った。妊婦の精神身体状況とPGD_2との関連について以下の結果を得た。マタニティ・ブルーズ測定尺度のSDS・自覚症状とMPIとには相関が高く,妊婦においても,神経症要因と精神身体状況には関連があることが明らかになった。また,妊婦を取り囲むソーシャルサポートネットワークの大きさと関連する可能性があり,妊婦の不安やいらいら感を早期に察知し,それに対応するサポートシステムづくりの必要性が再認識できた。PGD_2測定値と精神身体状況との間に関連がみられ,特にPGD_2高値群ですでにマタニティ・ブルーズの主要症状と類似の症状が認められたことから,産褥期のマタニティ・ブルーズ発症にも関わる可能性があると考えられる。今後分娩後の測定値と比較検討していきたい。

産褥期に発現するマタニティ・ブルーズ症状の早期予測を目的に,妊娠期から産褥1か月までの縦断的調査・実験をおこなっている。前年度の妊婦58名のうち、産褥4日に調査をおこなうことができた40名を対象とした。なお,対照群は非妊婦(女子短期大学生)93名である。研究方法は,前年度と同様に,自己式質問紙調査と唾液中プロスタグランジンD_2(PGD_2)値の測定を実施した。マタニティ・ブルーズ評価尺度と唾液中PGD_2値との関連を,妊娠中期と産褥4日とにおいて検討し,以下の結果を得た。1.産後マタニティ・ブルーズ症状を発現したのは44.7%であり,そのうち初産婦は82.4%であった。2.妊娠中期では,「神経症の強い」群にマタニティ・ブルーズ症状と類似する症状が発現した。3.産褥4日では,「産後の症状有」群にマタニティ・ブルーズ症状が発現した。4.唾液中PGD_2値は,非妊婦に比べ妊娠中期・産褥4日ともに有意に高い値を示した。5.産褥4日では,「産後の症状有」群のPGD_2値で,初産婦が経産婦に比べ有意に高値を示した。われわれは,唾液中PGD_2値をマタニティ・ブルーズ症状の客観的指標として用いるために,基礎的研究に取り組んでいる。今後は,唾液中PGD_2値測定の信頼性,マタニティ・ブルーズ評価尺度の妥当性の検討をすすめたい。妊婦40名(初産28名,経産12名)を対象に,妊娠中期と産褥4日において縦断的調査・実験を行い,妊産婦の精神身体症状とPGD_2値との関連を検討し,以下の結果を得た。1.妊娠中期の「神経症強」群に発現した精神身体症状は,産褥4日の「産後イライラ感有」群にも同様に発現していた。2.唾液中PGD_2値は,非妊婦に比べ妊娠中期・産褥4日ともに有意に高値を示した。3.SDS得点は,妊娠中期ではPGD_2高値群に,産褥4日では低値群に高得点が認められた。4.妊娠中期から産褥4日のPGD_2値の変動をみると,妊娠中期に高値であったのが,産褥4日には低値となった群において,「産後のイライラ感」を訴えたものが多かった。以上のことから,妊娠中と産後の精神身体症状発現には関連があり,産褥4日にマタニティ・ブルーズ症状を発現した褥婦には,妊娠中においても直後のマタニティ・ブルーズ症状に類似する自覚症状が発現していたという結果が確認できた。また,PGD_2測定値では,妊娠中のPGD_2値が産後急激に低下するという,直後のホルモン環境の急激な変化が産後のイライラ感を発現させる要因になっているものと推測される。マタニティ・ブルーズ症状が高率で発現した,産後PGD_2値が減少に傾くパターンに注目し,更に検討していきたい。
Saccharomyces酵母を用いたペルオキシソームタンパク選別輸送の解析

我々はペルオキシソームの誘導発達条件の選別が難しかったSaccharomyces cerevisiae酵母でペルオキシソームの誘導発達条件を見いだすとともに、本酵母内でCandida酵母のペルオキシソーム酵素をコードする遺伝子や変異欠失させた遺伝子を高発現させ、本酵母内に発達させたペルオキシソーム内に輸送させる系の確立に成功した。このS.cerevisiae内でペルオキシソームの発達と協調して発現する系とCandida酵母のペルオキシソーム酵素であるイソクエン酸リアーゼの遺伝子、この場合、特にペルオキシソーム局在シグナルの候補の一つでもあるC末の3アミノ酸残基を欠失させた遺伝子を発現させたところ、そのタンパクの形態は従来のものとは異なっており、また局在を追跡したところ、ペルオキシソームにはたどりついているものの、ペルオキシソーム膜認識後、膜上でプロテアーゼによって切断されていた。このことから本酵素にはペルオキシソーム膜認識において従来いわれているC末以外にも膜識別シグナルが存在していることが予想され、開発してきた系を用いてそのシグナルの探索を行った。1.イソクエン酸リアーゼのC末端AKVを欠失させた分子以外に、C末領域や内部配列の一部を欠失した分子を作製して発現させたところ、免疫電子顕微鏡観察から内在残基の欠失により、本酵素がミトコンドリアに誤って局在することがわかった。2.上記結果を細胞分画法やWestern blot法によりさらに詳細に確かめてみると、本酵素はC末端の従来から言われているSKLモチーフとしてのペルオキシソーム認識配列以外に、N末側にミトコンドリア認識シグナル、さらに内部にペルオキシソーム認識内在シグナルが存在することが判明した。
図書館の倫理的価値「知る自由」からみた公立図書館現代史の構築

本研究の目的は、1950年代に登場した「知る自由」という概念を中心に、戦後図書館界の権利保障の思想にまつわる歴史的展開を描き出すことである。今年度の計画として、まず、戦後の権利保障の思想の起点となった「図書館の自由に関する宣言」(1954年)の採択過程を検討する。さらに、図書館員の個人加盟団体である図書館問題研究会に着目し、1970年に図書館界が「学習権」を導入した経緯を明らかにする。すでに一定の研究を行ってきた1970年代以降について、インタビュー調査や史料の発掘等、更なる研究を進める。上記の計画に沿って研究を進め、以下の成果を得た。1960年代までの動向に関する個別論点の検討を通じて、権利保障の思想や図書館の目的に関する、路線の対立を明らかにした。1950年代の、政治的問題に対して特定の立場を採用することの是非を中心とする対立は、1960年代の、情報提供(知的自由)と教育(学習権)との対立に接続した。ただ、この頃には両陣営共に、教え込むという立場からの自由や権利を主張することはなくなり、見解の相違は前景化することなく、運動論としての「貸出」に収斂した。1970年代以降では、図書館員の倫理規範である「図書館員の倫理綱領」(1980年)の作成を担った久保輝巳や竹内悊を通じて、当時の状況に関する証言を得たり、一次史料の発掘を行ったりした。これにより、当時の刊行物に表れていなかった綱領案の変遷や、当事者が「学習権」を「知る権利」の下位概念に位置付けつつ「知る自由」という表現を用いたということを解明した。また、教育学、法学、図書館情報学の議論をマクロに分析することで、権利保障の思想に関する共通の構造を導き出した。以上の研究を博士論文としてまとめ、京都大学大学院に提出し、学位が認められた。さらに、書籍として刊行することが決定し、作業を進めている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
遺伝暗号表の起源への実験的アプローチ

本研究の目的は、遺伝暗号表の起源と進化可能性について、構成的アプローチによる翻訳システムの改変によって20種類よりも少ないアミノ酸のみを含む「単純化遺伝暗号表」を構築し、さらに、タンパク質人工進化の実験によって追求することにある。本研究によって実際に種々の単純化遺伝暗号を構築し、アミノ酸の種類が限定されても、野生型以上の活性をもつ蛍光タンパク質などの変異体が創出できた。4種類のヌクレオチドによってDNA、RNAの配列に記された遺伝情報を、20種類のアミノ酸が構成するタンパク質のアミノ酸配列情報に変換する翻訳反応は、生命の営む反応の中でもっとも大切なものの一つである。興味深いことに、この翻訳過程に用いられる遺伝暗号表に20種類のアミノ酸を含めることは、基本的に大腸菌からヒトまで全ての生物に共通している。では、なぜ生命は現在の20種類のアミノ酸を採用したのだろうか?本研究の目的は、現在の生命の根幹をなす遺伝暗号表の起源と進化可能性を、構成的アプローチによる翻訳システムの改変によって20種類よりも少ないアミノ酸のみを含む遺伝暗号表を構築し、さらに、これらを使用した試験管内進化の実験によって追求することにある。このような遺伝暗号表を12種類構築できたことを、電気泳動、質量分析、アミノ酸組成分析によって確認した。酸性、塩基性、疎水性、親水性といったアミノ酸の物性に関わらず本手法が適用可能であることが明らかになった。これは、今後更なるアミノ酸の除去が確実に成功されることを示唆する結果である。また、試験管内進化のターゲットとして3種類のタンパク質を選定し、それぞれについて、アミノ酸の種類を限定したタンパク質に活性があることが確認できた。今後の研究で、より強い活性をもち、かつ、より少ない種類のアミノ酸セットで構成されるタンパク質の創製が達成され、遺伝暗号の期限と進化に関する議論を深めることが期待できる。では、なぜ生命は現在の20種類のアミノ酸を採用したのだろうか?本研究の目的は、現在の生命の根幹をなす遺伝暗号表の起源と進化可能性を、構成的アプローチによる翻訳システムの改変によって20種類よりも少ないアミノ酸のみを含む遺伝暗号表を構築し、さしらに、これらを使用した試験管内進化の実験によって追求することにある。昨年度までに構築したこのような遺伝暗号表を活用して、本年度は、アミノ酸の種類が限定されたタンパク質を作製した。その過程でフローサイトメーターのセルソーティング機能を使用した進化分子工学的手法を用いることにより、アミノ酸の種類が限定されても、野生型以上の活性をもつ変異体が創出できることが分かった。活性としては、蛍光タンパク質の蛍光強度、サイトカインの生理活性などを指標とした。今後の研究で、少ない種類のアミノ酸セットで構成されるタンパク質を組み合わせることにより、少ない種類のアミノ酸セットで構成される生命システムの創製炉達成され、遺伝暗号の起源と進化に関する議論を深めることが期待できる。
概念表現と実体化表現から見た中国語文法史の展開―構文と文法範疇の相関的変遷の解明

本研究は、異なる時代の中国語を専門とする4名の研究者が、現代中国語に関する理論的研究成果を踏まえ、文法範疇と構文とが相互に関係しながら形成されていくプロセスを解明することを目的とした。主として無標形式が担う概念表現と、主として有標形式が担う実体表現の対立と変容という理論的枠組みが、中国語文法の歴史的変遷の解明において有効の機能していることを検証し得たことは、これまでにない重要な成果である。平成26年度は、中国語における現実の存在を言語化する文法手段の歴史的解明に関して特筆すべき成果が得られた。大西は、実空間を占める未知の事物の存在を述べ立てる「有」字空間存在文の形成を背景として、上古後期から中古期にかけて、「有」の機能が語用論的な際立ちを与えずに単なる存在を表す、即ち不定行為者の導入へとシフトして行ったプロセスを明らかにし、不定のマーキングをはじめとするレファランス範疇の文法化がこの時期に芽生えたことを論証した。松江は、唐五代において不定名詞目的語が有標化される条件と有標化の形式を検討し、談話的に重要な不定名詞目的語は多く有標化されること、さらに「数詞+名詞」「数詞+量詞+名詞」「名詞+数詞+量詞」といった有標形式が〈個別性の際立ち〉〈属性記述〉という意味特徴により対立をなしていることを指摘した。木津は、現代中国語で「人」を数える量詞として一般的な「箇(个)」は、『朱子語類』においては数詞「一」としか共起せず、量詞ではなく、後続名詞に輪郭を与える働きを有していたことを明らかにした。この点で「人」は抽象名詞に類似する。また、「一箇+名詞」形式が不定指称に用いられるには「一箇」と名詞の間に修飾成分が必要とされるなど、現代語への発展過程を考察する上で、重要な指摘を行った。木村は、日本語との比較を通して、客観的現実を言語化する際の中国語話者の慣習的な「視点」の取り方の問題を考察し、空間認知や事態認知の言語化に当たって、日本語話者が現場立脚型の当事者的視点を選択する傾向が強いのに対して、中国語話者は俯瞰型の傍観者的視点を選択する傾向が強いという事実を論証し、現実を言語化する際の視点に関わる個別言語固有の傾向差を明らかにした。年度末には外部の研究者を招き、成果を検証するための研究会を開き、高い評価が得られた。平成27年度は、まず木村が担当する現代中国語の疑問詞の意味機能に関して重要な知見が得られた。即ち、中国語文法において、従来、〈人〉および〈事物〉の問いに用いると説明されてきた3種の疑問詞ー“誰"(だれ)と“什me"(なに)と“na3"(どれ)ーを取り上げ、三者の間に、指示(reference)に関わる意味機能上の相違が明確に存在する事実を、意味論的、構文論的および談話論的根拠に基づき論証し、疑問詞の意味機能を指示の観点から論じることの言語学的意義を明らかにした。この成果を通時的に検証し、本課題の中心である概念表現と実体表現との関わりを解明するため、各分担者は担当する時代毎の検討を精力的に進め、28年度中の完成を目指している。このほかの成果は下記の通りである。大西は、上古中国語の同時資料としての出土文献の言語的特質についての分析を進め、秦の仕官用教科書である睡虎地秦簡『為吏之道』や、戦国楚の史学テキスト清華簡『繋年』に混入した中原系の言語や用字特徴を明らかにし、その背景についての考察を進めた。木津は、清代琉球・長崎の通事(中国語通訳者)が学んだ官話教本の言語的特徴を分析し、その言語的アイデンティティを明らかにし、その文体的特徴について混交言語としての側面から分析を試みた。さらに荻生徂徠の訓読論を取り上げ、徂徠が中国古典の音読よりも黙読を推奨した背景に、通事が伝えた同時代中国語への知識が影響を及ぼしたことを論じた。松江は、中古期における疑問数詞について、指示特性と疑問機能の点から分析を行い、中古新出の「多少」には指示機能・疑問機能の面で多くの制約があると主張した。すなわち、「多少」は指示対象の個々のメンバーに焦点を当てた疑問文には用いられず、指示対象を連続体として把握した上でその量的程度を問うこと、また相手に回答を要求する機能が「幾」に比べて弱いことなどを指摘した。各分担者は、それぞれの担当する時代の中国語の特質について、着実に研究成果を挙げている。特に疑問詞に上記成果は、本研究課題の中心的テーマである中国語文法史における「概念表現」と「実体表現」の対立に密接に関係している現象であり、本課題が掲げる目標を達成する新たな見込みが得られたため。本年度は、主として〈人〉を問う疑問詞の特質を、解の探索領域や指示性(referentiality)との関わりを中心に通時的に解明したのが特筆すべき成果である。木村は、現代中国語における3種の疑問詞ー“誰"(だれ)、“什me"(なに)、“[口那]"(どれ)

ーを取り上げ、“誰"と“什me"がそれぞれ知識領域にストックされている〈個人〉と〈範疇〉の探索を要求する形式として機能し、“[口那]"がコンテクスト領域に所在する実体的または言語的存在の探索を要求する形式として機能しているという事実、すなわち当該の疑問詞が、未知の存在の認知的な探索行為に関わって三者三様の意味機能を対立的に担っているという事実を明らかにした。大西は、“[口那]"が担ったコンテクスト領域に解の探索を要求する機能は、上古中国語においては文法範疇化されていないことを、リスト指示を求める“孰"の機能の脆弱性などに基づき明らかにするとともに、コンテクスト領域の文法範疇化は、中古以降における“若"“那"等n-系疑問詞の成立プロセスが深く関与していることを指摘した。松江は、現代語のリスト指示要求専用の疑問詞“[口那]"の語源と生成過程を論じ、後漢魏晋期に〈起点/終点〉の指定要求を機能としていた“如"“若"“那"等のn-系疑問詞がその語源であり、〈起点/終点〉→〈方向〉→〈リスト〉という指定要求対象の拡張を経てリスト指示要求専用の疑問詞となったこと、また〈方向〉から〈リスト〉へという機能拡張は、指示要求対象の均質性を意味的基盤に生じたものであることを主張した。木津は、『祖堂集』『朱子語類』に見えるリスト指示要求の疑問詞の用法を分析し、現代語「[口那]個」に相当する疑問詞が、五代宋代においては未成熟の段階にあり、コンテクスト領域の確立は元明以降であったことを明らかにした。各分担者は、それぞれの担当する時代の中国語の文法的特質について、着実に成果を上げている。とりわけ上記概要に記した研究成果は、日本中国語学会2016年度全国大会のワークショップに採択され、多くの出席者から高い評価が得られた。木村は、〈人物〉と〈モノ〉の問いに用いる現代中国語の疑問詞3種(“誰"、“什me"、“na3")と日本語の疑問詞4種(「だれ」、「何」、「どれ」、「どっち」)を取り上げ、対照言語学の観点からそれぞれの意味機能を特徴づけ、併せて、記述か指定か指示か、個か概念か、〈人物〉か〈人物〉以外の〈存在〉か、二者択一か多者択一かといった複数の機能論的および意味論的要因が各形式間の対立を決定づけているという事実を明らかにした。大西は、木村の成果を上古中国語において検証し、上記諸要因のうち、択一が上古に於いては十分に機能しておらず、これが中古以後において択一を担う「若」「na3」等n-系疑問詞登場の背景となったことを明らかにした。また上古における気象語彙に、名詞用法のみのものと動詞用法を併せ持つものがあり、前者が専ら実体に着目して言語化されているのに対し、後者はプロセスに焦点を置いていることを明らかにした。木津は、中古までにリスト選択指定疑問詞としては衰退したはずの「孰」と「na3」の現れ方に着目し、唐宋期には「na3」が指示代名詞と疑問詞の中間的段階で、独立した疑問文を形成し難かったことを明らかにした。さらに、指示代名詞「na3」がリスト選択指定疑問詞へと機能を拡張する過程には、「箇」の個別化機能が不可欠であったことも指摘した。また、『説文解字』の清朝における校勘史の一端を書誌的に明らかにしたものである。松江崇は、中古期における「動作ー結果状態」の範疇化とその拡張の問題について検討を進め、魏晋南北朝期に「動作とその動作の受動者が帰着する場所」を同時に表す、「他動詞+“在"+場所名詞」型の結果構文が成立していたこと指摘し、この構文が後漢代前後に成立していた「他動詞+自動詞」型の結果構文から拡張したものであると主張した。本研究は、異なる時代の中国語を専門とする4名の研究者が、現代中国語に関する理論的研究成果を踏まえ、文法範疇と構文とが相互に関係しながら形成されていくプロセスを解明することを目的とした。主として無標形式が担う概念表現と、主として有標形式が担う実体表現の対立と変容という理論的枠組みが、中国語文法の歴史的変遷の解明において有効の機能していることを検証し得たことは、これまでにない重要な成果である。
畑地及び樹園地における雑草の生態調査

1.27大学が参加して、3年間にわたって附属農場内の樹園地、牧草・畑地、野菜畑における雑草の発生種ならびに出芽、開花、結実、枯死の発生消長を調査した。このような全国をカバーした雑草調査は1940年代における笠原の研究以来の画期的なものである。現在まで('97年度までの集計)のところ188草種を確認した(笠原調査の約1/2)。一方かっては主な雑草として指摘されていた雑草の中で、今回認められなかった草種もかなりの数にのぼった。さらに気象の変化として(主とした温暖化)が草種の地理的な分布ならびに発生消長にかなりの影響を与えていることが明らかとなった。暖地草種が北上したり、冬雑草が周年化したりしていることが確認された。3.これらの膨大な調査データは圃場の諸属性を踏まえたデータベースとして構築中であり、研究グループの研究者にも提供して、雑草発生と地域、作目、作物、圃場管理等の諸条件との関連の分析等に活用することができるようになる。4.子実や異なる生育ステージの状態を把握できる雑草の写真を150種程度収集した。1.全国統一の調査方法・データ登録方法を策定した。地目(樹園地・牧草地・野菜畑)、作物および調査地(北海道・東北・関東・北信越・東海・近畿・山陰・山陽瀬戸内・九州の各ブロック毎に)を定め、各参加者が分担して調査を行った。2.第一次の「発生雑草調査種」調査として、全国25地点において、樹園地:11作物、牧草地・畑作地:20作物、野菜畑:8作物について、対照圃場に発生したすべての雑草種を、同定・確認し、それらの被度、発生頻度等についても調査した。発生条件を明確にするために、圃場の立地、土性、投入資材、管理の方法なども調査した。3.第2次の「雑草発生消長調査」のための対照として、気候・地域・作期を考慮して、樹園地についてはリンゴ・ナシ・ブドウ・カキ・クリ・カンキツ・クワの7作物、牧草地・畑作地については永年牧草・トウモロコシ・コムギ・ダイズ・サツマイモ・バレイショの6作物、野菜畑についてはダイコン・ゴボウ・ネギ・タマネギ・サトイモの5種とした。対照雑草は、冬生草種としてオランダミミナグサ・ホトケノザ・ハコベ・等の10種、夏生草種としてメヒシバ・スベリヒユ・イヌダテなど9種、1年中みられる草種としてノボロギク・ハキダメギク・カタバミの3種を選定した。4.調査結果をファイルし、活用するためのデーターベースの基本型を構築し、データー入力を進めている。映像データについては、当面、各分担者においてストックしている。1.初年度に設定した全国統一調査方法にもとずいて、研究分担者の所属する26地区の農場における地目別・作物別の発生の草種を調査した。2.協定した主要作物(樹園地: 7牧草地・畑作地: 6、野菜畑地: 5)について、冬雑草10種・夏雑草9種・通年雑草3種の発生消長を調査した。3.96年調査した草種データを、初年度の作成したデータに登録した。4.雑草の映像データベース作成のために、生育ステージの異なる各種の雑草の写真の撮影・収集を進めている。5.各作物・地目・地域毎に責任者を定め、96年データの第一次解析(発生草種類)を進めている。6.データの利用を容易にし、また活用範囲を広げられるようにデータベース利用ソフトの開発を進めている。7.解析の進行にともなって、各種の耕種的処理による発生草種とその消長の違い、特に除草剤の継続的使用による草種の減少と、その一方での特定草種の優占化、外来雑草の進入実態などの諸現象が明らかになってきている。1. 27大学が参加して、3年間にわたって附属農場内の樹園地、牧草・畑地、野菜畑における雑草の発生種ならびに出芽、開花、結実、枯死の発生消長を調査した。

現在まで(`97年度までの集計)のところ188草種を確認した(笠原調査の約1/2)。一方かっては主な雑草として指摘されていた雑草の中で、今回認められなかった草種もかなりの数にのぼった。さらに気象の変化として(主とした温暖化)が草種の地理的な分布ならびに発生消長にかなりの影響を与えていることが明らかとなった。暖地草種が北上したり、冬雑草が周年化したりしてしていることが確認された。3.これらの膨大な調査データは圃場の諸属性を踏まえたデータベースとして構築中であり、研究グループ外の研究者にも提供して、雑草発生と地域、作目、作物、圃場管理等の諸条件との関連の分析等に活用することができるようになる。4.子実や異なる生育ステージの状態を把握できる雑草の写真を150種程度収集した。
伊豆半島・異常隆起のメカニズム解明に関する研究

伊豆半島の北東部は1967年以来、隆起を続けており、最近までの隆起量は30cm以上にも達している。伊豆半島には最近でも被害地震が発生しており(1974年伊豆半島沖地震、M6.9、1978年の伊豆大島近海地震、M7.0、1980年伊豆半島東方沖地震、M6.7)、群発地震も隆起域の東側で頻繁に発生している。また伊豆半島は相模トラフと駿河トラフにはさまれておりフィリピン海プレート、太平洋プレートと大陸プレートが衝突している場所に位置しており地殻活動の活発なところである。1980年から1990年の間で隆起量は24cmになっており、1989年には伊東沖海底噴火が発生しているが、この異常隆起のメカニズムはいまだ解明されていない。この隆起のメカニズムを解明し群発地震や被害地震の発生との関連及び火山あるいは応力集中との関連を調べることは南関東の地震予知研究にとって最も重要なことである。この研究により得られた主な結果は以下のようである。1。異常隆起のピークの位置と群発地震の発生には関連があり、ピークが東海岸の富戸付近にあるときに発生する。2。1989年の海底噴火に至る典型的な上下変動のパターンおよび上下変動の時間・空間変動が明らかになった。3。隆起域の上下変動の時間変化は一様でなく時間的に変動している。特に1987年から全点で加速し、噴火直前には噴火地点に近いところのみさらに加速した。4。1993年1月の川奈沖の群発地震において震央距離で約12km離れている網代観測点の水管傾斜科に異常変化は観測されなかった。またその後の光波測量においても異常な距離変化は測定されなかった。5。震研92型小型ボアホール多成分歪計、震研93型平行二枚バネ式可搬型傾斜計を開発し、網代、内浦、河津、長坂、油壷などにセットした。今後データの蓄積とともに興味ある結果が期待される。1。2。3。4。5。最初に本年度は異常隆起域における水準測量デ-タを解析するとともに、1989年7月の伊東沖海底噴火前後の変動に注目して調べた。得られた主な結果は以下の様である。1.異常隆起の時間的・空間的変動および隆起域の範囲などが明らかになった。2.積算された隆起のピ-クは解析期間の10年間で24cmに達した。3.隆起のピ-クの位置は解析期間の始めには内陸にあったが、その後、東側の海岸の富戸付近に移動して固定し、1989年7月の海底噴火後は富戸より10km北の伊東付近に位置した。4.東海岸の隆起域の時間変化は一様ではなく時間的に変動しているが、1987年から全点で加速し、海底噴火直前には噴火地点に近いところのみ更に加速した。5.1年間の上下変動の時間変化を見ると噴火地点に近いところでは1987年頃から加速し、その後停滞し、噴火直前に加速して噴火に至るという典型的なパタ-ンを示した。6.1986年1月から1987年6月まで沈降域が伊流半島全域に広がり、その後東海岸の富戸付近に大きなピ-クをもつ隆起域が広がった後、海底噴火に至った。7.1978年から伊豆半島東方沖に発生した群発地震は20回であるが、解析した期間の範囲では隆起のピ-クが東側の海岸の富戸付近にあるときに発生している。

以上隆起に関して基本的なことが明らかになってきた。本年度はこの他に以下のことを実施した。1.内浦観測点に新しく開発した3成分歪計を設置しデ-タの収集を開始した。2.網代と内浦の水管傾斜計により観測されたデ-タの解析を進めた。3.油壺に新しく開発したボアホ-ル歪み計を設置しデ-タを蓄積している。本年度は前年度に引き続き伊豆半島東部の網代、伊豆半島西部の内浦および三浦半島の油壺観測所においてデータの蓄積を続けている。網代においては水管傾斜計、油壺においてはルーチンの水管傾斜計と伸縮計の観測によるデータが良好に記録されている。そのうえ両観測点には最近開発した平行二枚バネ式可搬型傾斜計も設置し、比較観測および異なる測定データを得ている。また三浦半島の長坂観測点には三成分ボアホール歪計を埋設し良好なデータが記録されている。さらに伊豆半島の河津観測点にも今年度内に三成分ボアホール歪計を埋設し、データ収集を開始する予定である。観測データの処理解析も順調に進んでいる。上記のデータはすべて公衆電話回線により、東京の地震研究所に伝送されてデータベースに記憶されている。水準測量データの解析に関しては解析を継続している。群発地震はしばらく発生していなかったが、1991年12月に発生し筆者が主張している「伊豆東海岸の群発地震発生と異常隆起のピークの位置が関連している」ことがあらためて明らかになった。また1993年1月10日から始まった川奈沖の群発地震は震源の深さ12kmからその後浅くなり、終息したが伊豆の活動は伊東沖海底噴火により完全に終わったのではなくまだそのポテンシャルを有していることが明らかになった。群発地震発生前後のデータは良好に記録されており今後解析が進むとともに興味ある結果の得られることが期待されている。なおこの研究のために開発した平行二枚バネ式可搬型傾斜計は安価で取扱いが容易であり、設置も簡単であり現在5カ所以上の点で観測に使用されており良好なデータが得られている。この研究により蓄積されたデータ、解析結果および計器に関連する成果により今後一層観測点の増設を容易にし、異常地殻活動と関連したデータを得ることが期待される。
天文学研究を素材にした「問題解決能力」の育成

○研究目的世界第一線の天文学者が実際に行っている研究手法を用いて,「球状星団M3」の年齢を観測的に推定させる事(ひいては,宇宙年齢を推定する事)を体験させることにより,学生の「問題解決能力」を向上させる事を最終的な目的として,本研究を進めていった。○研究方法補助金で購入した,最新鋭の大型望遠鏡と冷却CCDカメラを用いて,観望・撮影会を多数実施し,学生に実際に観測データを解析させることによって,上記の研究目標を達成しようと試みた。研究成果合計で約10回に及ぶ天体観測会を実施し,球状星団M3を多数撮影した。それによって得られた画像データを,学生自身が作成した解析ソフトを用いて解析し,目標を達成した。結果は,球状星団M3の観測推定年齢は153億年±23億年となった。これにより,現在の宇宙論で定説となりつつある,「宇宙年齢132億年」という値に矛盾がないことが確認された。また,学生の問題解決能力も著しく向上した。
ナノポーラスシリカ中の水分子運動と表面効果

本研究により、FSM-16における吸着水について新しい知見を得る事ができた。水分量を正確に制御したin-situ中性子準弾性散乱実験を行い、Jump Diffusion modelにより解析を行った結果、以下のことが明らかになった。・FSM細孔内に吸着した水分子のダイナミクスは、FSM細孔表面に強く束縛された水分子(モノレイヤー水)と、それ以外の水分子に分けて解析が可能である。・モノレイヤー水の拡散定数(約10^<-9>m^2S^<-1>)及び活性化エネルギー(約2.5kcal/mol)は、バルク水の半分程度。・モノレイヤー水の滞在時間は5倍程度(室温)。・モノレイヤー水以外の水分子はほぼバルク水と同じ拡散定数(2.7x10^<-8>m^2S^<-1>)、活性化エネルギー(4.7kcal/mol)であった。このような細孔表面の水分子ダイナミクスの特異性を理解するためには、FSM-16の骨格構造の理解が必要であるため、中性子及びX線を用いた回折実験を行い、構造解析を試みた。細孔内への水分子吸着過程に関わる情報が得られたと考えているが、原子レベルでの構造解析は未だ完了していない。FSMの骨格構造、つまりシリカガラス構造そのものの解析を行うために、水素含有量の測定、重水素化を行いながら試料作製、調整を行う必要がある。また、シリカガラスの高密度化においては、原子振動分布に変化があることが分かっているので、上記の水素量の制御を行った上で、中性子非弾性散乱実験を行う事を計画している。平成18年度は、等温吸着曲線に従い、FSM-16細孔内の水分子量を制御し、細孔内表面を水分子一層で覆った状態をmono-layer状態(試料1グラムあたり水分子0.2グラムを吸着)とフル充填(試料1グラムあたり水分子0.7グラム)について、その場中性子準弾性測定を行った。測定データから拡散定数を求め、さらに温度変化を測定することで、各吸着量における活性化エネルギーを求めることができた。その結果、フル充填した場合の水分子の活性化エネルギーはバルク氷とほぼ同等であり、mono-layer状態ではバルク水のおよそ半分程度の活性化エネルギーであることが明らかになった。バルク水の場合の活性化エネルギーは、1個の水分子に4個の水分子が水素結合していることに起因しているので、mono-layer状態では2個の水分子が結合していると予想される。これはFSM表面に水分子が2次元的に配置していることからも予想できる。ただし、活性化エネルギーの起源としては、FSM表面の粗さも考えられるので、水分子の配置に関する情報が必要である。FSM骨格のシリカガラス構造の密度が、通常のシリカガラスよりも高密度化していることを示唆する実験データも得られている。こうした実験経過を踏まえ、平成19年度はX線回折を中心とする構造解析を試みる。平成18年度は、その場中性子準弾性測定により、フル充填した場合の水分子の活性化エネルギーはバルク水とほぼ同等であり、mono-layer状態ではバルク水のおよそ半分程度の活性化エネルギーであることが明らかにした。mono-layer状態では2個の水分子が結合していると予想される。こうした実験経過を踏まえ、平成19年度はSPring8のBL04B2ランダム系ステーションを利用してX線回折を中心とする構造解析を試みた。本研究では、骨格構造の決定のみならず、水分子間相関の抽出および、骨格構造そのものが水分子の吸着により変化しているのかを検証することが目的である。予め吸着量を変化させた3種類の試料、(1)乾燥試料(400°Cで真空乾燥)、(2)蒸気圧比P/Po=0.45、吸着量0.06g/g(FSM)、(3)蒸気圧比P/Po=0.54、吸着量0.1g/g(FSM))を用意して実験を行なった。(3)はmono-layer状態状態の試料である。

比較のため(4)シリカガラスの測定も行なった。その結果、FSMのFSDP(First Sharp Difiiaction Peak)はシリカガラスと異なり、highQ側ヘシフトしている。この結果は高密度化したガラスの場合と酷似しており、これまでの我々の研究結果と合致するものであった。また吸着水量に依存してFSDPのピーク位置がhighQ側ヘシフトする結果が得られた。各FSM試料のSi原子まわりのO原子の配位数は、(1)3.87、(2)3.78、(3)2.2となり、吸着水量に依存して減少する傾向があり、試料(2)と(3)の僅かな吸着量の差であっても大きな変化があった。何故このような変化があるのか、水分子はどのように配位しているのか、データ解析の精度の向上を含めてさらに検討を進める必要がある。