hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
南アメリカのナス科ペチュニア属植物における自家和合性進化の遺伝的背景に関する研究

Petunia axillaris subsp. axillaris (他稙型)について栽培を行い、植物体を得た。このサンプルからDNA抽出を行いこれまで知られた自家不和合遺伝子の花粉側因子であるS-RNase遺伝子の増幅を試みた。その結果3つの異なるS-RNase遺伝子の増幅が認められた。この結果からペチュニア属植物の自家和合性進化は祖先種の段階で複数回起きていることが示唆された。30年度はS-RNase遺伝子の探索を継続するとともに花柱側因子のSFLの状況を明らかにするための実験を開始した。また、これらのDNAサンプルについてRAD-seq解析をおこなった。その結果Petunia occidentalsはPetunia axillarisとPetunia inflataの双方のSNPを持っており、両種の雑種起源であることが示唆された。自家不和合性および自家和合性個体の花粉形成の状況を解析する必要があるため、葯内の花粉数をカウントする際に必要な密閉式超音波破砕装置(バイオラプター)を土松研究室に導入した。このように国内実験を進める傍ら、30年12月に29年度繰越分による2週間に及ぶアルゼンチン・ウルグアイの現地調査をおこない、ペチュニア属植物のなかでも主にアルゼンチン、ウルグアイに分布する自家和合種と、それらに近縁な自家不和合種等の詳細な自生地集団データを得ることが出来た。これらを元にさらに詳細な解析を進めている。千葉大学に所蔵されている主にアルゼンチン、ウルグアイ産のPetyunia属植物、自家不和合集団の種子を発芽栽培し、得られた植物体から1葯あたりの花粉数等の形質の調査、DNAサンプルの抽出、自家不和合性発現に関わる花粉側因子のS-RNase遺伝子および花柱側因子のSFL遺伝子の探索をおこない、いくつかの該当遺伝子の配列を得た。30年12月にはようやくアルゼンチン・ウルグアイ調査を敢行することができ、多くの自生地集団データを得た。これをもとにPetunia属野生種の自家不和合性の進化の解明と、分子系統解析を進める準備が整った。また、ブラジル調査の準備が進み、31年12月の現地調査のめどが立った。30年度にアルゼンチン、ウルグアイにおいて2週間に及ぶ現地調査をおこない、自生地集団の詳細なデータを取得することができたこれを元に、ペチュニア属自家不和合性遺伝子進化プロセスのさらなる遺伝子解析を進めていく。また、現地調査をおこなった集団については、各集団から10株程度のDNAを抽出し、葉緑体DNAハプロタイプのシーケンス解析をおこない、種間、集団間の遺伝的関係を明らかにする。また、同じDNAサンプルを用い、核DNAについてはMIG-seqまたはRAD-seq解析をおこない、葉緑体DNAのデータとも合わせて詳細な系統関係を明らかにする。31年度はブラジルの調査を実施する予定である。ブラジルは自家不和合種の分布の中心であり、アルゼンチン、ウルグアイに分布する自家和合種の分布域の周縁部にもあたり、ブラジル固有の自家和合種も僅かながら見られることから、ブラジル産ペチュニア属植物の調査解析も必須である。しかしブラジルはこれまで外国人が野生植物を調査することは困難であった。近年、学術的利用に関しては国際共同研究をおこなう土壌は整いつつあるが、日本人研究者が現地で植物調査・採集をおこなうのはリスクが大きい。そこで東京大学教養学部特任講師のTAVARES VASQUES DIEGO博士(ブラジル国籍)に現地調査の許認可、現地協力者の選定、現地調査を依頼した。DIEGO博士は31年3月にブラジル帰国の際に現地協力者の選定等をおこなった。31年12月に10日間の予定でブラジル現地調査を現地協力者とともにおこなう予定である。アルゼンチン、ウルグアイについても、30年12月の調査で得られたデータの解析状況により必要となった場合は、31年12月に2名程度で追加調査をおこないたい。

千葉大学に所蔵されている主にアルゼンチン、ウルグアイ産のPetyunia属植物、自家不和合集団の種子を発芽栽培し、得られた植物体から1葯あたりの花粉数等の形質の調査、DNAサンプルの抽出、自家不和合性発現に関わる花粉側因子のS-RNase遺伝子および花柱側因子のSFL遺伝子の探索をおこない、いくつかの該当遺伝子の配列を得た。30年12月にはようやくアルゼンチン・ウルグアイ調査を敢行することができ、多くの自生地集団データを得た。これをもとにPetunia属野生種の自家不和合性の進化の解明と、分子系統解析を進める準備が整った。また、ブラジル調査の準備が進み、31年12月の現地調査のめどが立った。29年度から継続していた海外調査の準備についてようやく目処が立ち、30年11月30日12月16日に上原、國分、土松、坂本(大学院生)の計4名でアルゼンチン、ウルグアイの現地調査を行った。調査行程:2018/12/1ブエノスアイレス州ピピナス(Pipinas) 2018/12/2ブエノスアイレス州ルハン(Lujan) 2018/12/3サンタフェ州ベルビジェ(Bell Ville) 2018/12/4コルドバ州ヘススマリア(Jesus Maria) 2018/12/5サンチャゴデルエステロ州サンチャゴデルエステロ(Santiago del Estero) 2018/12/6フフイ州フフイ(Jujuy) 2018/12/7チャコ州モンテケマード(Monte Quemado) 2018/12/8コリエンテス州ゴジャ(Goya) 2018/12/9エントレリオス州セリート(Cerrito) 2018/12/10エントレリオス州グアレグアイチュー(Gualeguaychu) 2018/12/11ウルグアイコロニア州ヌエバエルベシア(Nueva Helvecia) 2018/12/12ウルグアイカネロネス州アトランティダ(Atlantida) 2018/12/13ブエノスアイレス州(ブエノスアイレス(Buenos Aires)調査は、これまでに千葉大学園芸学部の海外調査で得られた自生地のGPSデータを活用し、それに記録のある自生地の現在の状況について詳細な現地調査をおこなった。前述のペチュニア自家和合種について主要な分布地を踏査し、すべての種について、合計約30地点の詳細な自生地の集団データを得ることが出来た。現在、現地調査で得られたデータの詳細な解析を進めている。千葉大学に所蔵されている主にアルゼンチン、ウルグアイ産のPetunia属植物、自家不和合集団の種子を発芽栽培し、得られた植物体から1葯あたりの花粉数等の形質の調査、DNAサンプルの抽出、自家不和合性発現に関わる花粉側因子のS-RNase遺伝子および花柱側因子のSFL遺伝子の探索をおこない、いくつかの該当遺伝子の配列を得た。また、ブラジル調査の準備が進み、31年12月の現地調査の目処が立った。
RAGEシグナルによる骨芽/破骨細胞間ネットワークとエピジェネティクス制御機構

我々は、糖尿病合併症進展に関与するAGEs-RAGE系の破骨細胞分化に対する影響を検討した。前破骨細胞系細胞RAW264.7細胞と前骨芽細胞系細胞株MC3T3-E1細胞を用いた実験において、RAGEシグナルは骨芽細胞から分泌された因子を介して破骨細胞分化刺激増加をもたらし、破骨細胞分化過程に於いては同じNFATc1下流遺伝子でもそれぞれ別々の期に発現増加のピークがあることが判明した。骨強度は骨密度と骨質で規定され、骨密度についてはDual-Energy X-ray Absorptiometry (DXA)法など非侵襲的で簡便な評価法があるものの、骨質についてはそのような評価法が確立していないのが現状である。2型糖尿病患者では骨密度が増加するにも拘らず骨折リスクが上昇することが知られており、いわゆる"骨質"とは何か、またその評価法を開発する上で2型糖尿病における骨脆弱性の詳細な分子メカニズムを明らかにすることが重要と考えられる。2型糖尿病における骨脆弱性上昇メカニズムとしては、糖尿病患者で増加するAdvanced Glycation Endproducts (AGEs)を介するシグナル変化が関与することが考えられているが、我々はAGEsがその受容体(RAGE)を介して骨芽細胞増殖の抑制をもたらすとともに、骨芽細胞から何らかの破骨細胞分化促進因子の分泌を促し、破骨細胞分化が促進されることを見出した。さらに破骨細胞分化のmaster regulatorである転写因子NFATc1を介するシグナル変化を解析する目的でNFATc1結合分子をLC-MS/MSにて解析したところ、様々な興味深い分子がNFATc1に結合することが明らかとなった。今後は引き続きAGEs-RAGEシグナル活性化に伴う破骨細胞分化メカニズムの解明と、AGEs-RAGEシグナルにより誘導される骨芽細胞からの破骨細胞分化促進因子の同定を試みる。我が国では高齢化とともに骨粗鬆症患者が急激に増加しており、骨強度の評価、特に骨質評価の重要性が叫ばれているが骨質の本体が明らかでないのが現状である。我々は骨密度が増加するにも拘らず骨折リスクが上昇する2型糖尿病骨脆弱モデルを用いて骨質とは何なのかを解明するとともに新たな骨質評価法の確立を試みている。これまで我々は糖尿病で増加するAdvanced glycation endproducts(AGEs)とその受容体RAGEに着目し、RAGE-ligandであるS100を添加した前骨芽細胞系細胞から得たConditioned Mediumが破骨細胞分化を誘導することを示してきたが、より生理的な条件である骨芽細胞と破骨細胞の共培養系においてもS100刺激が破骨細胞分化を誘導するかを検討した。S100は骨芽細胞・破骨細胞いずれにおいても個別に培養すると増殖や分化を抑制するが、共培養系においてS100はRANKL刺激による破骨細胞分化(TRAP活性)誘導効果を有意に増強することが確認された。このことから、糖尿病患者におけるAGEsの上昇は骨芽細胞からのシグナルを介して破骨細胞分化を誘導し骨脆弱性に寄与している可能性が考えられた。また、この系において何らかの炎症性サイトカインが関与している可能性を考え、閉経後骨粗鬆症における骨吸収亢進機構において重要なサイトカインの一つとされるIL-6に着目し、S100の時間依存的・濃度依存的な分泌刺激効果を検討した。骨芽細胞培養液中のIL-6濃度は骨芽細胞分化とともに7日目をピークに上昇することが確認されたが、予想に反してS100によるIL-6分泌刺激効果は確認し得なかった。これらの結果を踏まえ、今後さらに骨芽細胞からの分泌蛋白や関連遺伝子変化あるいは破骨細胞分化のmaster regulatorであるNFATc1について解析を進める予定である。骨密度が相対的に高い2型糖尿病患者で骨折リスクが増加することや、ビスホスホネート薬投与後の非定型骨折発症リスク増加の可能性が示されたことなどから、骨粗鬆症の治療や骨折予防において骨密度の改善のみならず骨質の評価とその改善についても近年重要視されるようになっている。特に、糖尿病状態ではAdvanced glycation endproducts (AGEs)が上昇し、AGEsの中でも非生理的なコラーゲン架橋であるペントシジンが骨質悪化のsurrogate markerとして有用なのではないかと注目されている。我々は、このAGEsとその受容体RAGEに着目し、RAGE-ligandであるS100を添加した前骨芽細胞系細胞から得たConditioned Mediumが破骨細胞分化を誘導すること、ならびに骨芽細胞と破骨細胞の共培養系においてもS100刺激が破骨細胞分化を誘導することを示してきた。特に、骨芽細胞・破骨細胞それぞれ単独で培養した場合にはS100刺激は細胞増殖や細胞分化を抑制するものの、骨芽細胞と破骨細胞の共培養系においては同じS100刺激によって破骨細胞分化の指標であるTRAP活性やTRAP陽性多核破骨細胞数の増加が認められ、S100刺激は骨芽細胞からのシグナルを介して破骨細胞分化を誘導し骨脆弱性に寄与していると考えられた。

我々は次に、骨芽細胞からのシグナルによって転写因子NFATc1を介する下流遺伝子発現がどのように変化するかをRNAシークエンスにより検討し、その結果、同じNFATc1下流遺伝子でも遺伝子毎にその発現増加時期が異なることが確認された。このことから、転写因子NFATc1の下流遺伝子各々の発現が様々な上流シグナルに応じて調節されている可能性が示唆された。新たな骨質評価マーカーの開発に当たっては、RAGEシグナル活性化に伴って骨芽細胞から分泌される破骨細胞増殖・分化促進因子の同定が必須であるが、本年度は骨芽細胞培養液中からサイトカインを網羅的に測定する系の確立に成功したため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後はRAGEシグナル活性化に伴う骨芽細胞からの破骨細胞増殖・分化促進因子を網羅的に測定し、同定した因子の有用性を検討するとともに、次世代型シークエンサーを用いて遺伝子レベルにおいても、その分泌蛋白の発現変化を裏付けるデータが得られるかを検討する。
標数有限の数論-多角的研究

この報告書は平成9年度から平成11年度まで3年間にわたり、原瀬巍が鳥取大学教育学部に在職中、研究代表者となり、鳥取大学教育学部数学教室の有能なスタッフのみを研究分担者として科学研究費補助金基盤研究(C)(2)「標数有限の数論ー多角的研究(09640036)」を受けて行った共同研究の成果をまとめたものである。標数有限の体は正標数の体ともいわれ、有理整数の合同式を起源とする有限体と、実数・複素数のアナロジーとしての一変数関数体とその完備体がおもな研究対象であった。はじめの研究計画・研究目的どおり、従来の代数幾何学的手法とともに、言語理論・有限オートマトンの理論との関連による新しい方法で、有限体の上の形式的べき級数の代数性と有理性に関する基本的でそれ自体興味ある結果を得ることができた。また、研究分担者後藤は、従来の方法を改良することによって、一様分布に関するいくつかの新しい結果を発表した。これらの結果を総合し、疑似乱数、数値積分、符号・暗号理論等に応用するのが今後の一つの課題である。Φ(zィイD3i1(/)1ィエD3zィイD3i2(/)2ィエD3...zィイD3im(/)mィエD3) = xィイD2rィエD2ィイD21lィエD2ィイD1rィエD1ィイD22l...ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2mlィエD2xィイD2rィエD2ィイD21,l-1ィエD2ィイD1rィエD1ィイD22,l-1...ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2m,l-1ィエD2...xィイD2rィエD2ィイD211ィエD2ィイD1rィエD1ィイD221...ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2m1ィエD2,and Φ(1) = 1, where XィイD2qィエD2ィイD1mィエD1 = {xィイD2rィエD2ィイD21ィエD2ィイD1rィエD1ィイD22....ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2mィエD2|0≦rィイD21ィエD2,rィイD22ィエD2,...,rィイD2mィエD2≦q-1} with indeterminates xィイD2rィエD2ィイD21ィエD2ィイD1rィエD1ィイD22...ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2mィエD2.Corollary 1. If f = ΣィイD2nィエD2aィイD2nィエD2zィイD1nィエD1 ∈FィイD2qィエD2[[zィイD21ィエD2,aィイD22ィエD2,...,zィイD2mィエD2]]is algebraic, thenit followsthat ΣィイD5nィエD5aィイD2nィエD2zィイD1|n|ィエD1 ∈FィイD2qィエD2(z).標数有限の体は、有理整数の合同式を起源とする有限体と実数、複素数のアナロジーとしての一変数関数体およびその完備体が主な研究対象である。このうち、有限体上の代数幾何学は、ヴェイユ予想と関連し20世紀の数学の白眉であり、また最近はコード理論への応用がめざましい。また、正標数のグローバルフィールドの数論も古くから研究されてきた。本研究計画では、これらと関連するが方法論が従来床となる研究をめざしている。研究代表者原瀬は、研究分担者の協力を得て、有限体上の一変数関数体の完備化としての形式的べき級数環と有限アルファベットのワードの作る形式級数環のある部分環との間の自然な対応によって、代数性と有理性が一対一に対応することを見いだした。この事実は1998年1月日本数学界中四国支部会で講演し、鳥取大学紀要で一部発表する。これを基礎にして形式的べき級数の連分数展開の一般的理論を構成するのがつぎの目標である。

これらの結果を総合し、疑似乱数、数値積分、符号・暗号理論等に応用するのが今後の一つの課題である。標数有限の体は正標数の体ともいわれ、有理整数の合同式を起源とする有限体と、実数、複素数のアナロジーとしての一変数関数体とその完備体が主な研究対象であった。このうち、有限体の上の代数幾何学はヴェイユ予想と関連し20世紀数学の中心であった。本研究計画では従来の代数幾何的方法論とともに、独自の考察により、標数有限の体の上の連分数論、超越数論、一様分布論の研究とこれらの応用を目標とした。研究代表者原瀬は研究分担者の協力をえて、有限体上の冪級数の代数性と有限アルファベットのワードのつくる形式的冪級数の有理性がある場合に同値となることを見出し、鳥取大学紀要に発表した。研究分担者後藤は、本研究計画の解析的、統計学的部分を担当し、このの研究結果が多重数値積分に重要な意味を持つことを明らかにした。平成11年度以降は、有限体の冪級数の理論の擬似乱数発生への応用の研究を進める。標数有限の体は正標数の体ともいわれ、有理整数の合同式を起源とする有限体と、実数・複素数のアナロジーとしての一変数関数体とその完備体が主な研究対象であった.本研究計画では従来の代数幾何学的手法とともに、言語理論・有限オートマトンの理論との関連において新しい手法を開発して有限体上の巾級数の代数性と有理性に関する基本的で興味ある結果を証明することができた。また研究分担者後藤は従来の方法を改良し一様分布に関するいくつかの新しい結果を導いた。これらの結果を総合し、擬似乱数、数値積分等に応用することが次の課題である。Φ(zィイD3i1(/)1ィエD3zィイD3i2(/)2ィエD3...zィイD3im(/)mィエD3) = xィイD2rィエD2ィイD21lィエD2ィイD1rィエD1ィイD22l...ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2mlィエD2xィイD2rィエD2ィイD21,l-1ィエD2ィイD1rィエD1ィイD22,l-1...ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2m,l-1ィエD2...xィイD2rィエD2ィイD211ィエD2ィイD1rィエD1ィイD221...ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2m1ィエD2,and Φ(1) = 1, where XィイD2qィエD2ィイD1mィエD1 = {xィイD2rィエD2ィイD21ィエD2ィイD1rィエD1ィイD22....ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2mィエD2|0≦rィイD21ィエD2,rィイD22ィエD2,...,rィイD2mィエD2≦q-1} with indeterminates xィイD2rィエD2ィイD21ィエD2ィイD1rィエD1ィイD22...ィエD2ィイD1rィエD1ィイD2mィエD2.Corollary 1. If f = ΣィイD2nィエD2aィイD2nィエD2zィイD1nィエD1 ∈FィイD2qィエD2[[zィイD21ィエD2,aィイD22ィエD2,...,zィイD2mィエD2]]is algebraic, thenit followsthat ΣィイD5nィエD5aィイD2nィエD2zィイD1|n|ィエD1 ∈FィイD2qィエD2(z).
格子の理論を用いた可積分な微差分方程式の解の性質とその応用に関する研究

本年度は,可積分な非線型常微分・差分方程式の族であるパンルヴェ系と多胞体上に定義される可積分な2次元偏差分方程式について,以下の2つの課題を中心に研究を行った.(1)立方八面体上のコンシステンシーを持つ2次元偏差分方程式の分類.離散パンルヴェ方程式は初期値空間と呼ばれる有理曲面により分類されることが知られている.その分類の中で上位に位置するA2型の加法型離散パンルヴェ方程式は,立方八面体上に定義されるある連立2次元偏差分方程式から周期簡約によって導出できることが私の平成29年度までの研究で明らかになっていた.本研究では,立方八面体上に定義される2次元偏差分方程式のコンシステンシーの理論を構築し,同様のコンシステンシーを持つ2次元偏差分方程式の分類を行った.平成31年度は,引き続き立方八面体上の2次元偏差分方程式について可積分性および解の性質などについての研究を行っていく予定である.Schramm型のCircle Patternsを持つ離散べき関数が第6パンルヴェ方程式のタウ関数の理論から導出できることが知られている.また,平成29年度までの私の研究によって,この離散べき関数はAdler-Bobenko-Suris(ABS)方程式の背後にある立方体の対称性を用いて構成できること,また,その対称性が第6パンルヴェ方程式のタウ関数の理論から導出できることが分かった.本研究では,Hexagonal Circle Patternsを持つ離散正則関数についても,ガルニエ系(パンルヴェ方程式の多変数版)のタウ関数の理論から導出できること,ABS方程式の背後にある超立方体の対称性を用いて構成できること,その対称性がガルニエ系のタウ関数の理論から導出できることを明らかにした.離散パンルヴェ方程式は初期値空間と呼ばれる有理曲面により分類されることが知られている.今年度までの研究で,その分類の中で上位の曲面であるA2型の加法型離散パンルヴェ方程式が立方八面体上に定義される偏差分方程式の簡約から導出できることを明らかにした.また,立方八面体上の偏差分方程式の理論はまだ整備されていなかったため,立方八面体上に定義される偏差分方程式の分類についての研究を行った.来年度は引き続き立方八面体上の偏差分方程式の分類,可積分性などについての研究を行っていく予定である.また,より上位の曲面であるA2型の乗法型離散パンルヴェ方程式と多胞体上に定義される2次元偏差分方程式との関係についても研究を行っていく予定である.本年度は,可積分な非線型常微分・差分方程式の族と多胞体上に定義される偏差分方程式の関係について,以下の課題を中心に研究を行った.(1)立方体上に定義される2次元偏差分方程式系(ABS方程式)と可積分な2階の非線型常微分方程式の族(パンルヴェ方程式)の関係について,格子の理論を用いた研究を行った.その結果,第4および第5パンルヴェ方程式がABS方程式からの簡約から得られること,その可積分性を保証する線型方程式が立方体上のコンシステンシーから得られること,また,立方体の超立方体への拡張がパンルヴェ方程式の高階化を引き起こすことを明らかにした.本結果は「Reduction oflattice equations to thePainleveequations: PIV and PV」の題目でJournal of Mathematical Physicsから出版された.今年度は,「立方体上に定義される2次元偏差分方程式系とパンルヴェ方程式の関係」および「パンルヴェ方程式に付随する離散正則関数と立方体上に定義される2次元偏差分方程式系との対応」について研究に取り組み,これらの結果をまとめて2本の論文を出版することが出来た.また,これらの内容について国外の研究集会で3回の講演を行なった.本年度は,可積分な非線型常微分・差分方程式の族であるパンルヴェ系と多胞体上に定義される可積分な2次元偏差分方程式について,以下の2つの課題を中心に研究を行った.(1)立方八面体上のコンシステンシーを持つ2次元偏差分方程式の分類.離散パンルヴェ方程式は初期値空間と呼ばれる有理曲面により分類されることが知られている.その分類の中で上位に位置するA2型の加法型離散パンルヴェ方程式は,立方八面体上に定義されるある連立2次元偏差分方程式から周期簡約によって導出できることが私の平成29年度までの研究で明らかになっていた.本研究では,立方八面体上に定義される2次元偏差分方程式のコンシステンシーの理論を構築し,同様のコンシステンシーを持つ2次元偏差分方程式の分類を行った.平成31年度は,引き続き立方八面体上の2次元偏差分方程式について可積分性および解の性質などについての研究を行っていく予定である.Schramm型のCircle Patternsを持つ離散べき関数が第6パンルヴェ方程式のタウ関数の理論から導出できることが知られている.

また,平成29年度までの私の研究によって,この離散べき関数はAdler-Bobenko-Suris(ABS)方程式の背後にある立方体の対称性を用いて構成できること,また,その対称性が第6パンルヴェ方程式のタウ関数の理論から導出できることが分かった.本研究では,Hexagonal Circle Patternsを持つ離散正則関数についても,ガルニエ系(パンルヴェ方程式の多変数版)のタウ関数の理論から導出できること,ABS方程式の背後にある超立方体の対称性を用いて構成できること,その対称性がガルニエ系のタウ関数の理論から導出できることを明らかにした.離散パンルヴェ方程式は初期値空間と呼ばれる有理曲面により分類されることが知られている.今年度の研究ではその分類の中で上位の曲面であるA2型の加法型離散パンルヴェ方程式(以下,δ-P(A2)とよぶ)と多胞体上に定義される偏差分方程式の関係についても考察した.その結果,δ-P(A2)は立方体ではなく立方八面体上に定義される偏差分方程式の簡約から導出できることが明らかになった.立方八面体上の偏差分方程式の理論はまだ整備されていないため,来年度は引き続き立方八面体上の偏差分方程式の分類,可積分性などについての研究を行っていく予定である.離散パンルヴェ方程式は初期値空間と呼ばれる有理曲面により分類されることが知られている.今年度までの研究で,その分類の中で上位の曲面であるA2型の加法型離散パンルヴェ方程式が立方八面体上に定義される偏差分方程式の簡約から導出できることを明らかにした.また,立方八面体上の偏差分方程式の理論はまだ整備されていなかったため,立方八面体上に定義される偏差分方程式の分類についての研究を行った.来年度は引き続き立方八面体上の偏差分方程式の分類,可積分性などについての研究を行っていく予定である.また,より上位の曲面であるA2型の乗法型離散パンルヴェ方程式と多胞体上に定義される2次元偏差分方程式との関係についても研究を行っていく予定である.
脂質二重膜中の膜蛋白質複合体における分子認識機構を解明するNMR戦略の開発

脂質二重膜中の膜蛋白質はビーズに固定化することにより、安定性が劇的に向上するが、不溶性成分の共存によりNMRシグナルの広幅化・感度の低下が問題となっていた。そこで、マジック角回転(MAS)による高感度化・高分解能化を目指した。本研究では、高速MASに耐えることができ、広い固・液界面が確保可能な固定化担体を幅広く比較検討した結果、CM-シリカビーズを見出した。次に、ユビキチン(Ub)と酵母Ub水酸化酵素(YUH)の相互作用系において、YUHをCMシリカビーズに固定化し、不均一系超分子を模倣した系を作成した。このYUH固定化Zn-NTAシリカビーズを均一2H15N標識したUbの溶液に懸濁し、MAS条件下で転移交差飽和法の測定を試みたところ、従来法では解析が困難であった固体と液体が共存した超分子系において、Ub上のYUH結合界面残基の同定に成功した。膜蛋白質は、従来、界面活性剤で可溶化して構造生物学的解析が行われてきたが、界面活性剤による可溶化はしばしば膜蛋白質の失活につながる。そこで、我々の研究室では膜蛋白質をアフィニティービーズに固定化した状態で脂質二重膜中に再構成するBead-linked proteoliposome (BPL)を開発した。BPLとして調製した膜蛋白質複合体における相互作用界面残基は、当研究室で開発した転移交差飽和法により解析可能である。しかし、BPLを用いたNMRによる分子間相互作用解析には固体の共存によるスペクトルの低感度化・低分解能化が問題となっていた。そこで、今回、マジック角回転によるスペクトルの高分解能化を試みた。まず、マジック角回転(MAS)に耐えうる担体として、多孔性シリカビーズを見出した。多孔性シリカは高速回転に対する物理的強度が高いだけでなく、空隙率が80%と非常に高く固・液界面の相互作用解析には適している。次に、ユビキチン(Ub)と酵母Ub水酸化酵素(YUH)の相互作用系において、YUHをヒスチジンタグを介してZn-NTAシリカビーズに固定化し、不均一系超分子を模倣した系を作成した。固定化したYUHは600μMであった。このYUH固定化Zn-NTAシリカビーズを均一^2H^<15>N標識したUbの溶液に懸濁し、MAS条件下で転移交差飽和法の測定を試みたところ、従来法では解析が困難であった固体と液体が共存した超分子系において、Ub上のYUH結合界面残基の同定に成功した。本手法は、膜蛋白質複合体における分子間相互作用解析に適用可能であり、今後、実際に膜蛋白質複合体に適用していく。そこで、我々の研究室では膜蛋白質をアフィニティービーズに固定化した状態で脂質二重膜中に再構成するBead-linked proteoliposome(BPL)を開発した。BPLを用いたNMRによる分子間相互作用解析には固体の共存によるスペクトルの低感度化・低分解能化力問題となっていたため、これまでに、マジック角回転によるスペクトルの高分解能化に成功していた。しかし、固定化担体として用いていたZn-NTAシリカビーズに対する蛋白質の非特異的吸着のため、固定化した蛋白質の活性低下や、液相に存在する蛋白質のNMRシグナルの広幅化・低感度化が問題となるだけでなく、結合界面以外にも交差飽和現象が観測されるという問題が生じた。そこで、固定化担体を幅広く比較検討した結果、アミンカップリング反応により担体に固定化するCM基を表面にもつCM-シリカビーズを適用することにより、非特異吸着を軽減することに成功し、理論上最大の感度での測定が可能となった。固定化したYUHは200μMであった。

このYUH固定化Zn-NTAシリカビーズを均一2H15N標識したUhの溶液に懸濁し、MAS条件下で転移交差飽和法の測定を試みたところ、従来法では解析が困難であった固体と液体が共存した超分子系において、Ub上のYUH結合界面残基の同定に成功した。本手法は、膜蛋白質複合体における分子間相互作用解析に適用可能であり、今後、実際に膜蛋白質複合体に適用していく。
キャンプにおける指導者の状況認知に関する研究

本研究はキャンプの活動場面で指導者が経験する状況の認知構造を明らかにすること,また,指導者の状況認知の個人差について検討することが目的であった。まず予備調査を9月11月に実施した。予備調査ではキャンプ場面における状況の抽出と状況構造の検討を行った。キャンプで経験される40の状況を設定し,キャンプ指導の専門家30名にその分類を行わせた。得られた分類データをクラスター分析と多次元尺度法を用いて分析した結果,キャンプ指導者はキャンプ場面における状況を「キャンパーの問題行動の状況」「専門的キャンプ技術が必要な状況」「身体的な試練の状況」「感動の状況」の4つに分類し認知していることが明らかになった。本調査は12月2月中旬に実施した。本調査では状況認知の指導者の個人差を明らかにすることをねらいとした。まず,状況認知評定尺度を作成した。状況認知評定尺度は予備調査での結果を参考に多次元尺度法で得られた類似度の大きい状況を4つの分類からそれぞれ4状況ずつ選び16の状況を用いた。そして12の形容詞対で7段階評定の状況認知評定尺度を作成した。また、調査対象の属性(性,指導歴等)を調べるためのフェースシートも添付した。調査対象はキャンプ指導経験のある男女200名とした。調査用紙は郵送法で調査用紙を配布した。有効回答のある150名を回収しデータの整理とコンピュータへの入力作業を終えた。分析方法としては多次元尺度法個人差モデルと3相因子分析法を用いた。現在,状況認知の個人差について検討を行っている。状況認知の個人差についての知見が得られ次第,予備調査と本調査の結果と考察の総括を行う。成果については,平成7年度日本体育学会で発表する予定である。また論文の投稿先については検討中である。
有機トランジスタ駆動による点字ディスプレイの試作研究

本研究は、有機トランジスタの駆動回路を用いた点字ディスプレイを試作することを目的としている。点字の表示部には導電性高分子のアクチュエータを活用し、オール・プラスティックの点字ディスプレイを実現することをねらいとしている。今年度は、柔らかいアクチュエータと電気回路が同時にプラスティック・フィルム上に集積可能であることを世界に先駆けて示し、有機トランジスタで超薄型の点字ディスプレイを試作して、その動作原理実験に成功した。点字ディスプレイのプロトタイプは、実効表示面積が4x4平方センチメートル、1文字は合計6点(2x3)からなり、全部で24文字分の点字で構成される。有機トランジスタは、ポリエチレンナフタレート(PEN)もしくはポリイミドといったプラスティック・フィルムの上に製造されている。表示部の厚みは1mm、重さは5gである。有機トランジスタ駆動回路の軽量性、可とう性、耐衝撃性を利用して、携帯性に優れる点字ディスプレイを実現し、目の不自由な方が電車で単庫本を広げて読むように手軽に読書ができる技術として供することをねらいとする。本研究は,有機トランジスタの駆動回路を用いた点字ディスプレイを試作することを目的としている.点字の表示部には導電性高分子のアクチュエーターを活用し,世界ではじめてオール・プラスティックの点字ディスプレイを実現する。有機トランジスタ駆動回路の軽量性,可とう性,耐衝撃性を利用して,携帯性に優れる点字ディスプレイを実現し,目の不自由な方が電車で単庫本を広げて読むように手軽に読書ができる技術として供することをねらいとする.今年度は,有機トランジスタ駆動で,高分子アクチュエーターを動作させ,一画素(一点)の表示を目標にした研究を推進した.点字を表示するアクチュエーターに用いられる導電性高分子は,乾燥した状態では動作しないが,有機トランジスタは水や酸素成分によって急激に劣化するという問題がある.本研究では,有機トランジスタを製造した後に,パリレンを保護膜として利用することによりこの問題を解決した.筆者らは,実際にパリレン膜によって有機トランジスタが水中でも動作可能であることを確認している.また,パリレンは低真空容器の中で一様にコーティングされてしまうが,筆者らはレーザー加工によって電気的な接続を外部に取り出すための技術も確立している.本研究では,これらの技術と知見を生かして,有機トランジスタと高分子アクチュエーターを集積化し,水中もしくは湿気の多い環境でも安定してデバイスが動作し,十分な信頼性を達成できることを示した.本研究は、有機トランジスタの駆動回路を用いた点字ディスプレイを試作することを目的としている。
呼吸鎖電子伝達系を構成する酵素複合体シトクロムｂｄの構造および機能解析

本研究課題は呼吸鎖複合体であるシトクロムbdの結晶構造を明らかにし、酸素の少ない低酸素(微好気)条件下で特異的に作用するメカニズムの解明を目指すものである。申請者は精力的にシトクロムbd複合体結晶の分解能の向上に努めていた。その矢先、シトクロムbdの結晶構造決定が欧州のグループよりなされ、栗栖教授との話合いの結果、今後のキャリア形成に向け前向きな方針修正を行った。初年度途中より、緑藻が持つ新規なアンテナタンパク質(SCP)の結晶構造解析を中心的に進めることとなった。SCPは膜タンパク質であり、シトクロムbd複合体と同様に結晶の高分解能化を課題としている。そこで、申請者はシトクロムbd複合体で培った手法をフルに適応し、SCP結晶の分解能の向上を目指した。その結果、本申請期間内にX線回折測定において回折像の最高到達点が20オングストローム分解能から4.8オングストローム分解能の高分解能化に導いた。本最終年度では、2年めに引き続きSCPの再結晶化法による高分解能化とSCPの高純度化を目的とした再構成法の確立を行った。さらに平行して、本申請課題で進めていたシトクロムbd複合体の5.2オングストローム分解能のフルデータの収集にも成功し、構造精密化後に既存の構造と比較した。モデル分子は、すでに結晶構造が報告されたシトクロムbd分子を用い、分子置換法により初期位相の決定を行った。得られた初期位相を用いて、精密化および構造構築を進め、既知のシトクロムbdとの構造比較を行ったところ、新たな構造知見を見出すことは出来なかった。29年度が最終年度であるため、記入しない。生物はエネルギーを獲得するために、食物として取り込んだ物質を分解するエネルギー代謝を行う。このエネルギー代謝でATPの多くを産生する中心部では、細胞膜に埋まったいくつかの膜タンパク質が働く。この膜タンパク質の集合体を呼吸鎖電子伝達系と呼ぶ。本研究は、呼吸鎖電子伝達系の主要な膜蛋白質群の中で唯一結晶構造が明らかにされていない膜蛋白質複合体シトクロムbd(Cytbd)の新規な構造を高分解能で決定し、さらに得られた構造を用いて,これまで立体構造が明らかになっているミトコンドリアの末端酸化酵素であるシトクロムc酸化酵素の活性中心と構造比較を行い,活性中心とその周辺環境、さらには基質結合部位やプロトンチャネルの構造を同定など、電子伝達反応機構を原子レベルで解明することを目的とする。先行研究では、これまでにCytbd複合体の蒸気拡散法による結晶化に成功し、すでに6オングストローム分解能の回折強度データを得ている。本年度はさらなる高分解能化を目指して、脂質の欠損防止を狙った精製方法の改善、結晶化法の改良および脱水法の導入を試みた。これらの手法を用いて得られた結晶はSPring-8の生体超分子専用ビームラインBL44XUにおいて回折測定を実施し、回折分解能6オングストロームと現結晶と同程度の反射であった。今後は、結晶の更なる最適化と脱水法の改善を中心に結晶の高分解能化を進める。シトクロムbd複合体(Cytbd複合体)の高分解能化に向けて、本年度は以下の項目を実施した。(1) Cytbd複合体のストレプトタグを導入したワンステップ精製法の導入により、精製純度の高いサンプルを得ることに成功した。(2 )得られたサンプルを脂質キュービックフェーズ法(LCP法)による結晶化を行った。その結果、微結晶を得ることに成功し大型放射光施設SPring-8にて回折X線測定を行った。その結果、微結晶ながらも7オングストローム分解能と現結晶と同程度分解能であり、今後の結晶最適化に期待が持てる結果であった。(3)脱水効果による分解能改善は脱水法Humid Air and Glue-coatingmethod (HAG法)と抗凍結剤交換作業の改善を試みた。HAG法はSPring-8にて実施し、分解能の改善には至らなかったが、本結晶は非常に高い湿度条件化で安定である、すなわち結晶中の水分含量の減少が高分解能化の鍵であることが明白となった。さらに(4)耐熱性のCytbd複合体結晶作製による分解能向上を目指し耐熱性シアノバクテリアの発現系構築に成功した。発現確認を行った結果、現時点で生産量が低いことから、現在発現検討中である。以上の結果より、本年度の実施事項はおおむね順調に進んでいる。本年度、申請者は精力的にシトクロムbd複合体結晶の分解能の向上に努めていた。その矢先、欧州グループより立体構造が報告され、先行グループの構造より、より高分解能での構造決定を目指す方針に目標修正を行った。本複合体は17回膜貫通と、通常の膜タンパク質に比べて膜貫通部位が多く、良質な結晶を得ること、ましては高分解能結晶を得ることは極めて困難である。そこで、膜貫通領域の少ない膜タンパク質を用いてCytbd複合体結晶の高分解能化に向けた研究手法の確立を行うこととした。対象サンプルは緑藻が持つ新規なアンテナタンパク質(SCP)の結晶構造解析を中心的に進めることとなった。

SCPは葉緑体のチラコイド膜上に存在する膜タンパク質であり、シトクロムbd複合体と同様に結晶の高分解能化を課題としている。そこで、本年度はシトクロムbd複合体で用いた脱水法や結晶化法を手法を導入し、native SCP結晶の分解能の向上を目指した。その結果、20オングストローム分解能結晶を4.9オングストローム分解能までの高分解能化に成功した。続けてnative SCPの再結晶化法の最適化ならびにSCPの組替え体の作成と再構成法の確立を行った。さらに平行して、シトクロムbd複合体の初期位相の決定を試みた。(1) SCPの再結晶化:シトクロムbd結晶の結晶化法を適応し、大量に作成したSCPの抗凍結剤入りの結晶を用いて再結晶化にトライした。得られた結晶を凍結し、大型放射光施設SPring-8でX線回折測定を試みた。その結果、最高到達分解能4.9オングストロームと分解能のさらなる向上に成功した。(2) SCPの再構成法手法の確立:タンパク質の結晶化では、サンプルの物理的な純度の高さが高分解能結晶作製には必須であるが、SCPは複数のアイソザイムを持つために物理的純度が悪いと予想される。そこで、SCPの物理的純度向上に向けて、各アイソザイムの遺伝子を単離した。得られた組替えSCPを大腸菌で培養し、緑藻色素類と混合することによるSCPの再構成法の確立を試みている。(3)シトクロムbd複合体の構造解析:シトクロムbdの構造解析はモデル分子に昨年結晶構造報告されたシトクロムbd分子を用い、分子置換法により初期位相を決定した。今後は既知のシトクロムbdと構造差異を比較を行う。以上より本年度はおおむね順調に進展している。本研究課題は呼吸鎖複合体であるシトクロムbdの結晶構造を明らかにし、酸素の少ない低酸素(微好気)条件下で特異的に作用するメカニズムの解明を目指すものである。申請者は精力的にシトクロムbd複合体結晶の分解能の向上に努めていた。その矢先、シトクロムbdの結晶構造決定が欧州のグループよりなされ、栗栖教授との話合いの結果、今後のキャリア形成に向け前向きな方針修正を行った。初年度途中より、緑藻が持つ新規なアンテナタンパク質(SCP)の結晶構造解析を中心的に進めることとなった。SCPは膜タンパク質であり、シトクロムbd複合体と同様に結晶の高分解能化を課題としている。そこで、申請者はシトクロムbd複合体で培った手法をフルに適応し、SCP結晶の分解能の向上を目指した。その結果、本申請期間内にX線回折測定において回折像の最高到達点が20オングストローム分解能から4.8オングストローム分解能の高分解能化に導いた。本最終年度では、2年めに引き続きSCPの再結晶化法による高分解能化とSCPの高純度化を目的とした再構成法の確立を行った。さらに平行して、本申請課題で進めていたシトクロムbd複合体の5.2オングストローム分解能のフルデータの収集にも成功し、構造精密化後に既存の構造と比較した。モデル分子は、すでに結晶構造が報告されたシトクロムbd分子を用い、分子置換法により初期位相の決定を行った。得られた初期位相を用いて、精密化および構造構築を進め、既知のシトクロムbdとの構造比較を行ったところ、新たな構造知見を見出すことは出来なかった。本年度の取組みでは、劇的な分解能向上は見られなかったが、精力的にシトクロムbd (Cytbd)
ホログラフィック3Dディスプレイによるボリュームデータの立体表示の研究

1.研究概要本研究は計算機合成ホログラムを用いて,CTやMRIなどから得られたボリュームデータを,立体表示するホログラフィック3Dディスプレイシステムの開発を行い,実用化システムへの試金石とする。2.研究成果(1)ボリュームデータのホログラムによる立体像の表示に成功するとともに,従来に比べて大型のホログラムを実現できた.この開発を通じて技術的に新たな知見が得られた。また、ホログラムにおいて肉眼で視認できるサイズを開発したことによりホログラムの有効性を明らかにした.しかし,その一方,実用化に向けて,量子化や計算アルゴリズムに,新たに今後研究しなければならない課題も明らかになり、試金石としての成果を上げることができた。(2)東京都立保健科学大学で撮影したCT3次元画像のデータを,北海道大学にデータ通信し,これよりホログラムデータの計算,さらに,このデータを関西大学にデータ通信し,ホログラムデータの描画を行う必要がある.このため,CT装置でのデータ収集からホログラム描画までの一連の手順を,インターネットを介して結合したトータルなボリュームデータホログラム作成システムとして開発し,分散システムでのホログラム描画の実用性を明らかにした.(3)また,各研究分野においても,以下の成果を上げることができた。(i)ホログラム計算アルゴリズムにして,ボリュームデータよりの計算機合成ホログラムの計算アルゴリズムや計算機合成ホログラムにおける表現力の豊かなレンアリングアルゴリズム,高画質化(ノイズの削減,ゴースト像の除去)等に関して大きな成果を得た.(ii)3次元医用画像処理に関する研究において,臓器の抽出・表示に関して新たな知見を得た.(iii)ホログラフィックプリンタの開発において,安価な赤色レーザで,青色レーザによるものと同等な解像度を得る手法を提案し,この原理により,高分解能で広い面積を描画することのできるホログラフィックプリンタの開発に成功した.(iv)3次元医療画像処理技術において,従来の標準手法に比較し,高圧縮率な可逆変換アルゴリズムを見いだした.1.研究概要本研究は計算機合成ホログラムを用いて,CTやMRIなどから得られたボリュームデータを,立体表示するホログラフィック3Dディスプレイシステムの開発を行い,実用化システムへの試金石とする。(i)ホログラム計算アルゴリズムにして,ボリュームデータよりの計算機合成ホログラムの計算アルゴリズムや計算機合成ホログラムにおける表現力の豊かなレンアリングアルゴリズム,高画質化(ノイズの削減,ゴースト像の除去)等に関して大きな成果を得た.(ii)3次元医用画像処理に関する研究において,臓器の抽出・表示に関して新たな知見を得た.(iii)ホログラフィックプリンタの開発において,安価な赤色レーザで,青色レーザによるものと同等な解像度を得る手法を提案し,この原理により,高分解能で広い面積を描画することのできるホログラフィックプリンタの開発に成功した.(iv)3次元医療画像処理技術において,従来の標準手法に比較し,高圧縮率な可逆変換アルゴリズムを見いだした.本年度は,本研究の初年度にあたり,各研究分担機関において研究の基盤となるシステムの整備と,基礎研究を行った.以下に,研究概要とこれに沿って各研究機関での状況に関して述べる.【研究概要】本研究は計算機合成ホログラムを用いて,CTやMRIなどから得られたボリュームデータを,立体表示するホログラフィック3Dディスプレイシステムの開発を目的とする.【各研究機関での状況】(1)東京都立保健科学大学では,既存のCT装置より得られた医用ボリュームデータの3次元画像処理と3次元データ圧縮技術の研究を担当する.このための基盤となる画像処理用クラスタシステムを整備し,各機関へのデータ通信環境も確立した.また,データ圧縮技術の基礎研究を開始し,従来の標準手法に比較し,高圧縮率なアルゴリズムを見いだしている.(2)北海道大学および北海道工業大学では,ホログラム計算アルゴリズムの開発と立体画像の評価を担当する.これに必要な計算機クラスタを構築し,この上にホログラム用のソフトウェア環境を開発,アルゴリズムの研究を開始した.様々な角度からボリュームデータに適しているアルゴリズムの検討を行い,有効なアルゴリズムを明らかにしつつある.(3)関西大学では,ホログラムデータを表示デバイスに描画するための高解像度描画システムの開発を担当する.すでに,システムの1号機が試作され,稼働を始めている.現在,各パラメータのチューニングを行っている段階である.安価な赤色レーザで,青色レーザによるものと,同等な解像度を得る手法を開発し,今後の実用化に向け重要な進展があった.【全体としての状況】

予備的な実験ではあるが,東京都立保健科学大学で撮影したCT3次元画像のデータを,北海道大学にデータ通信し,これよりホログラムデータの計算,さらに,このデータを関西大学にデータ通信し,ホログラムデータの描画,立体像の表示に成功した.1.研究概要本研究は計算機合成ホログラムを用いて,CTやMRIなどから得られたボリュームデータを,立体表示するホログラフィック3Dディスプレイシステムの開発を目的とする.2.全体としての状況本年度は本研究の2年目にあたり,初年度に各研究分担者が開発したシステムをインターネットを介して接続し,東京都立保健科学大学でCT3次元画像データを撮影,北海道大学においてホログラムデータの計算,さらに,関西大学においてホログラム描画を行うトータルなシステムを構築した。このシステムを用い,本格的にボリュームデータによるホログラムの作成,立体像の表示を行い,その評価を開始した。以下に,この他に各研究機関での重要な研究成果を述べる.3.各研究機関での状況(1)北海道大学では,システムによって得られた立体像を評価し,現在の計算アルゴリズムの問題点と改善法を明らかにした。特に,ホログラム描画の量子化の規範を明らかにするとともに,レンダリング手法に関して反射特性の計算法,透明感の表現法等の新たなアルゴリズムを提案した。(2)関西大学では,初年度にホログラムデータを表示デバイスに描画するための高解像度描画システムの開発を行ったが,このシステムのパラメータをチューニングすることにより,設計値を達成し,良好なホログラムを得ることができるようになった。さらに,新たな改善を加え短時間での描画が可能となった。(3)東京都立保健科学大学では,3次元画像処理技術の研究を担当する.特に,ボリュームレンダリングデータ作成のためのデータの高速伝送について研究し,一般に使用される圧縮と比較し,データ伝送時間を10倍以上高速化可能なアルゴリズムを提案した。1.研究概要本研究は計算機合成ホログラムを用いて,CTやMRIなどから得られたボリュームデータを,立体表示するホログラフィック3Dディスプレイシステムの開発を行い,実用化システムへの試金石とすることにある.2.全体としての状況本年度は本研究の最終年度にあたり,前年度までに開発したインターネットを介して結合されたCT装置でのデータ収集からホログラム描画を行うトータルなシステムを用い,ボリュームデータによるホログラムの作成,立体像の表示,その評価、総括を行った。ボリュームデータのホログラムによる立体像の表示に成功するとともに,従来に比べて大型のホログラムを実現できた.この開発を通じて技術的に新たな知見が得られた。また、ホログラムにおいて肉眼で視認できるサイズを開発したことによりホログラムの有効性と,その一方,実用化に向けての問題点も明らかになり、試金石としての成果を上げることができた。以下に,各研究機関での重要な研究成果を述べる.3.各研究機関での状況
歴史的建造物由来古材の材質評価データベースと海外研究協力ネットワークの構築

本研究は、国宝・重要文化財指定建造物の保存修理事業において生じる取替え古材を、木質科学、文化財保存修復学、美術史/建築史の知見を総合して学術資産として系統立てて調査・収集・保存し、経年による材質評価を行い、データベースを作成すると共に、国際的な共同研究ネットワークを構築することを目的としたものである。このため、財団法人美術院、文化庁、並びに奈良文化財研究所との覚え書きをもとに、木彫文化財の修理修復時に樹種同定等の科学調査に参画し、組織的に材監として試料を保存管理し、飛鳥から現代にいたる古材を400点以上収集・保存管理し、その一部をデータベース化した。収集した古材(ヒノキ材)を年輪年代学的手法ならびに放射性炭素年代法(ウィグルマッチ法)による材形成年代を同定し、ヒノキ材の経年に伴う材質変化を明らかかにしたうえで、その色変化について反応速度論的解析を行い、熱処理材との比較検討により色変化が緩やかな熱酸化反応であることを示した。国際共同ネットワークの構築に向けて、海外での関連シンポジウムに参加・研究発表を行い、これら一連の研究の総括として国際シンポジウムWood Culture and Science Kyoto 2011(WCSK2011)を企画運営し、成功させた。1.歴史的建造物由来古材の調査と収集・保存・二条城、島原角屋等歴史的建造物由来古材を259点収集・保存し、樹種を同定した。・生存圏研究所材鑑調査室の収納庫を拡張整備した。2.歴史的建造物由来古材のデータベース構築・収集した歴史的建造物由来古材のデータベースを追加充実した。・材形成年代を年輪年代法と放射性炭素同位体法で確定した(ヒノキ材)古材試料について物理的特性、力学特性、化学特性等を調べ、木材の経年変化について考察した。・熱処理木材の色等材質変化を調べ、古材との比較検討によって経年変化のメカニズムを考察した。・研究成果を内外の学会において、論文5件,研究発表11件、書籍1件として公表した。3.国際的研究協力ネットワークの構築・EU諸国における木質科学と文化財保存修復学分野の共同研究COST・IEO601に招かれ、講演を行うと共に、域外準メンバー機関として今後の参加を承認された。・日本、韓国、中国による東アジア文化財保存修復学会の設立発起人として寄与した1.歴史的建造物由来古材の調査と収集・保存・歴史的建造物由来古材ならびに京都祇園祭船鉾車輪4体ならびに車軸2体の寄託を受け、保管展示した。後者に関する記事が一般商業誌(4件)に記載された。同様に、宣紙の経年による色変化とそのメカニズムを考察した。・研究成果を内外の学会において、論文3件(内1件審査中),研究発表13件を通じて公表した。3.国際的研究協力ネットワークの構築・EU諸国における木質科学と文化財保存修復学分野の共同研究COST・IE0601に招かれ、講演等発表を3件、また東アジア文化遺産保存学会においても発表(3件)を行った。本研究は、文化財指定建造物の保存修理で生じる取替え古材を、学術資産として系統立てて調査・収集・保存し、木質科学の立場からの材質評価と文化財保存修復学からの知見を総合したデータベースの構築をコアにして、国際的な共同研究ネットワークを構築することを目的としている。このため、1)文化庁等と協力して歴史的建造物由来古材の調査、収集、保存、並びにデータベース化を継続的に実施すると共に、2)歴史的建造物由来古材の材質評価では、特に、木材、紙、セルロースの熱処理材と古材の経年による色変化を系統的に検証し、リグノセルロース材料の経年色変化が基本的に緩慢な熱酸化反応によることを明らかにした。さらに、3)国際的研究協力ネットワークの構築に関して、国際森林研究機関連合林産部門Wood Culture(5.10.01)、東アジア文化財保存修復学会、EU COST Action IE0601への参加発表を行い、ネットワークの構築に努めた。

これまでの歴史的建造物古材収集・研究実績と国内外の関連研究コミュニティのネットワークを基盤に、国際的な連携・協働を深める先導的な役割を担い、更なる発展の方向を探る機会として国際シンポジウムWood Culture and Science Kyoto 2011(WCSK2011)を開催した。当初、2011年3月21日23日を予定し、準備万端整えたが、同年3月11日の東日本大震災の発生に伴い開催日程を延期して同年8月6日9日に開催した。参加者は13ヶ国からの102名、基調講演4件、キーノート1件、口頭発表43件、ポスター発表46件、計94件の発表が行われ、震災による影響があったものの、国際学会としての規模と内容を整えることができた。会議では、1)木製文化財の修理修復など木の文化の視点、2)古材の診断と保存など木の科学の視点、3)歴史的木造建造物の木材など建築学の視点、4)遺跡の木材など考古学の視点にわたり、木の文化と科学に係わる多様な学際研究が発表され、研究分野ならびに研究者の国際交流が多いに促進されたと考える。