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池島炭鉱の盛衰にみる戦後日本の経済発展と地域社会

また、閉山後に直面した課題として、現在、生徒数2名である池島小学校に注目し、その課題や取り組み等についても調査を行ってきた。以上の成果の一部は、2017年6月に開催される日本科学史学会年会等で報告するほか、さらに研究を進め、書籍として出版することについても検討を行っているところである。戦後の日本社会の経済発展の傍らで、地方社会がいかなる変容を遂げ、どのような問題に直面してきたのか。「中央」と「地方」の関係について、戦後に開発が始まった長崎県の池島炭鉱に着目して検討した。以下の点が明らかになった。1池島炭鉱の歴史は、日本の石炭産業の衰退・終焉の歴史であり、閉山に至る過程や一時的な活況なども、国の石炭政策の密接な影響下にあった。2炭鉱の開発とともに地域社会は大きく変化し、離島という制約に伴う諸問題についても短期間で多くの改善が図られた。しかし閉山後、離島という制約は再度、顕在化することになった。3一地方の努力だけでは解決できない問題が、石炭産業の衰退期・末期に顕在化した。資料調査・収集について関連文献・資料について重要なものについてはおおむね収集・検討することができたとともに、関連年表の作成など重要な事実関係の整理を行うことができた。また重要な一次資料として「いけしま新聞」を部分的にではあるが収集したほか、慶応大学図書館の日本石炭産業関連資料コレクションの関連資料など、今後調査するべき文献についても一定の目星をつけることができた。また、聞き取り調査についても、池島在住者を中心に予定どおりの一定数の関係者に対してインタビューを行うことができた。これまでの研究で明らかになった事項を踏まえ、1その整理・分析を中心的に行うとともに、これまでの調査を補完するものとして、2関連資料の調査、3関係者へのインタビュー(とくに池島島外の住民への聞き取り)について集中的に実施する。また、以上の成果を踏まえ、4学会発表や論文の執筆など成果のとりまとめに力を注ぐ。科学技術史/科学技術社会論平成26年度に引き続き、「いけしま新聞」等の一次資料について引き続き調査・収集を行うほか、長崎新聞等地元新聞での池島関連記事の調査を行う。また、慶応大学図書館日本石炭産業関連資料コレクションに所蔵されている労組関係資料について調査を実施する。平成26年度は池島在住者を中心にインタビューを実施したが、今後はそのほかに現在は池島を離れて生活を行っている関係者についてもインタビューを実施する。以上の調査を踏まえて、戦後日本の経済発展のあり方について、長崎県池島の盛衰からなにが見えるかを明らかにしたい。一部の基本的一次資料の入手について難航したこと、また、研究対象地である池島の元居住者へのインタビューについて、関係者とのコンタクトに想定以上に時間がかかったため。研究成果についてのとりまとめが遅れ、学会での発表、論文投稿について次年度に繰り越すことになった。共同研究者の異動(平成26年度中に2名が、平成27年4月に1名が異動)に伴い、一部の調査を翌年度に繰り越すことになったため。現地調査や関係者へのインタビュー、補完的な資料調査を行うために旅費として使用する。成果のとりまとめに必要な文献等を購入する。学会での発表等のため旅費として利用する。長崎県での現地調査
膀胱癌の進展における肥満細胞の関与

われわれはTNF-a欠損マウス、および野生型に対しBBN(N-Butyl-n-butanol-nitrosamine)を用いた膀胱化学発がん実験を行った。6週齢マウスに0.05%BBN含有水を10週間経口自由摂取させた。BBN投与終了3-24週まで3週おきに尿路を摘出し、膀胱重量、腫瘍個数を測定した。雄ではヘテロマウスの64.3%に対して野生型では100%に膀胱癌を認めた。雌ではヘテロ31.6%に対して野生型60.0%に膀胱癌を認めた。したがって内因性TNF-aの欠損によりBBNによる膀胱発癌が抑制されたことは、膀胱癌の治療のひとつとして抗TNF-a療法の可能性が示唆された。膀胱癌から同定されたH-ras遺伝子は、ファルネシル化を介して炎症への関与が指摘されている。また肥満細胞のsurvivalのためにはrasシグナル伝達の活性化は必須である。ヒトc-Ha-ras導入マウスrasH2での二段階皮膚発癌実験では導入遺伝子のみに突然変異が認められている。この原因が、ヒトとマウスのc-Ha-rfl5におけるcodonの違いによるのか、マウスc-Ha-rfl、y導入マウスmrasを作成し、二段階発癌実験を行った。rasH2は野生型より腫瘍個数が有意に多く(31.2+11.2 vs.3.8+3.9)、腫瘍発生時期も有意に早かった(11週vs.3.5週)。しかしmrasでは腫瘍個数および腫瘍発生時期に野生型との違いを認めなかった。c-Ha-ras、codon61の突然変異はrasH2では導入遺伝子であるヒトc-Ha-rasのみに認められ、固有遺伝子であるマウスc-Ha-rasでは認められなかった。それに対してmrasでは突然変異がマウスc-Ha-rasに認められた(Cancer Science, accepted)。この結果からヒトとマウスのcodonの違いがDMBAに対する発癌感受性に寄与していると考えられた。本研究では野生型より著明に多くの肥満細胞の集積が確認されているrasH2マウスにW/W^Vマウスを交配させることで肥満細胞の欠失したW/W^VrasH2マウスを作製し、W/W^VrasH2マウスとそのlittermateであるrasH2マウス、W/W^Vマウスや野生型にBBNによる膀胱化学発癌を行うことで肥満細胞の膀胱発癌に対する役割を検討し、ヒト膀胱癌における肥満細胞関与のメカニズムを解明することを目的とする。ヒト膀胱癌において、間質の肥満細胞数をtoluidine blue法にて測定した(/1視野:X400)。正常上皮では1.95±1.28個、膀胱癌grade1では5.58±6.06個、grade2では10.71±5.21個と、悪性度が増すにつれて膀胱癌直下間質の肥満細胞数が有意に増加することが示された(正常上皮VS grade1:P<0.01,正常上皮VS grade2:P<0.0001,grade1 VS grade2:P<0.0001)。肥満細胞の集積は膀胱だけではなくヒトの様々な臓器の癌において多数認められることから、膀胱癌のみならずヒトの癌における実験、治療モデルとしても資するものと考える。本研究ではヒト膀胱癌における肥満細胞ならびにそこから分泌されるサイトカインの関与のメカニズムを解明することを目的としている。

現在、肥満細胞のより正確な同定のためにanti-chymaseおよびanti-tryptase抗体を用いた肥満細胞の免疫染色を行うとともに、膀胱癌患者の血清を用いてc-kitならびにそのリガンドであるSCFの発現も検討中である。また、肥満細胞から分泌されることが知られているサイトカインの一つにTNFαがある。TNFα遺伝子欠損マウスを用いた発がん実験を施行中である。肥満細胞の集積は膀胱だけではなくヒトの様々な臓器の癌において多数認められることから、膀胱癌のみならずヒトの癌における実験、治療モデルとしても資するものと考える。TNF-αは主にマクロファージから産生されるが、肥満細胞からも分泌される代表的な炎症性サイトカインの一つである。その生理活性には食細胞やT細胞、B細胞の活性化といった免疫系への関与のみならず、抗腫瘍活性も古くから知られている。しかし、実際のヒト疾患においては、特に炎症疾患以外ではTNF-αの役割に対するわれわれの理解は不充分である。例えば悪性腫瘍に関しては、内因性のTNF-αが発癌に対してどのような役割を担うかcontroversialである。膀胱癌患者では血清中のTNF-α値が健常人と比べて有意に高く、TNF-αpromoter領域のpolymorphismとの関連が示唆されていることから、膀胱移行上皮が癌化する過程における、TNF-αの何らかの寄与が推察されている。われわれはTNF-α欠損マウス、およびそのlittermateである野生型に対してBBN (N-Butyl-n-butanol-nitrosamine)を用いた膀胱化学発がん実験を行った。全て6週齢のマウスを実験に使用した。BBNをTween80にて溶解し、水道水で調製した0.05%BBN含有水をマウスに10週間経口自由摂取させた。BBN投与終了3-24週まで3週おきに尿路を摘出し、膀胱重量、腫瘍個数を測定した。雄ではヘテロマウスの64.3%に対して野生型では100%に膀胱癌を認めた。雌ではヘテロ31.6%に対して野生型60.0%に膀胱癌を認めた。内因性TNF-αの欠損によりBBNによる膀胱発癌が抑制されたことは、膀胱癌の治療のひとつとして抗TNF-α療法の可能性が示唆された。
ネオエキヌリンAの標的分子の同定と作用機構解明

ネオエキヌリンAは、活性窒素であるパーオキシナイトライト(ONOO-)による神経細胞死を抑制する。活性窒素よる神経細胞傷害は、パーキンソン病などの神経変性疾患との関連性が知られている。そこで本研究では、ファージディスプレイ法によりネオエキヌリンA結合タンパク質を探索した。その結果、chromogranin Bとglutaredoxin 3二つの結合タンパク質を見出した。細胞のchromogranin Bをノックダウンしたところ、ONOO-に対する感受性が下がった。ネオエキヌリンAはchromogranin Bに結合することで機能を阻害し、ONOO-による細胞死を抑制している可能性が示唆された。ネオエキヌリンAは神経細胞の3-morpholinosydnonimine (SIN-1)による細胞死を抑制する。SIN-1はパーオキシナイトライト(ONOO-)を発生させ、細胞死を誘導する。パーオキシナイトライトによる細胞傷害は種々の神経疾患において関連性が示唆されている。興味深いことに、ネオエキヌリンAの保護効果は分化前のPC12細胞では見られず、神経成長因子によって神経細胞へと分化したPC12細胞のみでみられる。そこで本研究では、ネオエキヌリンAがもつ神経保護作用のメカニズム解明を目的として研究を行った。ネオエキヌリンAが直接作用する標的タンパク質を同定するために、本研究ではファージディスプレイ(PD)法を基盤とする手法を用いた。神経細胞へ分化したPC12細胞より作成したcDNAをファージベクターに組み込み、ファージの外殻タンパク質にペプチドとして提示させたファージライブラリーを作成した。このファージライブラリーを、ビオチン化ネオエキヌリンAを固定化したウェルに加えた。ネオエキヌリンAに結合するペプチドを提示しているファージを回収し、得られたファージのDNA配列を解析することで結合ペプチド(タンパク質)を同定した。PC12細胞以外に脳組織より作成されたcDNAライブラリーなど複数のライブラリーを用いて、同様に結合ペプチドの同定を試みた。その結果、Secretogranin-1とGlutaredoxin-3をネオエキヌリンAの結合タンパク質として得た。現在これらのタンパク質とネオエキヌリンAの相互作用を解析している。グルタレドキシン(Grx)ファミリーは細胞内で還元型グルタチオン(GSH)から酸化型グルタチオン(GSSG)を生成する反応などを触媒する酸化還元酵素であり、Grxファミリーは酸化ストレスとの関連性が示唆されている。現在、ネオエキヌリンAのGlutaredoxin-3の酵素活性に与える影響も解析している。ファージディスプレイ法によりネオエキヌリンAの標的タンパク質の候補としてSecretogranin-1とGlutaredoxin-3を既に得ている。また、これらのうちGlutaredoxin-3は酸化ストレスとの関連性が示唆されており、有力な候補と考えられる。ネオエキヌリンAは神経細胞のパーオキシナイトライト(ONOO-)による細胞死を抑制する。本研究では、ネオエキヌリンAがもつこの神経保護作用のメカニズムを解明することを目的とした。前年度はファージディスプレイ法を基盤とする手法により、ネオエキヌリンAが直接作用する標的タンパク質として、Secretogranin-1とGlutaredoxin-3を得た。本年度は、水晶発振子マイクロバランス(QCM)法を用いて、これらのタンパク質とネオエキヌリンAの相互作用を解析した。ビオチン化ネオエキヌリンAをセンサーチップに固定し、Glutaredoxin-3を添加したところ振動数の減少が見られた。このことからネオエキヌリンAはGlutaredoxin-3と結合することが示唆された。Secretogranin-1もQCM法により相互作用解析を行ったところ、このタンパク質もネオエキヌリンAと結合することが示唆された。ネオエキヌリンAのGlutaredoxin-3とSecretogranin-1に対する解離定数はそれぞれ12 nM、31 nMと見積もられた。次にsiRNAを用いて、PC12細胞のSecretogranin-1とGlutaredoxin-3をノックダウンし、ONOO-に対する感受性を調べた。PC12細胞をsiRNAで処理し、神経成長因子によって神経細胞へと分化させた。分化後、ONOO-を発生させる3-morpholinosydnonimine (SIN-1)を処理することで細胞死を誘導し、感受性の変化を調べた。その結果、Secretogranin-1のノックダウンによりSIN-1に対する感受性が下がり、Glutaredoxin-3のノックダウンではSIN-1に対して感受性が上がることが示唆された。ファージディスプレイ法によって得られた標的タンパク質の候補であるSecretogranin-1とGlutaredoxin-3が、実際ネオエキヌリンAと相互作用することが確認できている。また、ノックダウンによる解析により、これらの候補タンパク質はONOO-によって誘導される細胞死との関連性が示唆されているため。ネオエキヌリンAはパーオキシナイトライト(ONOO-)による神経細胞死を抑制する。本研究は、ネオエキヌリンAの神経保護機構を解明することを目的とした。これまでにファージディスプレイ法を基盤とする手法により、ネオエキヌリンAが直接作用する標的タンパク質として、chromogranin B(secretogranin-1)とglutaredoxin-3を得ている。昨年度は水晶発振子マイクロバランス(QCM)法を用いて、これらのタンパク質とネオエキヌリンAの結合を確認している。本年度はプルダウン法によりネオエキヌリンAとタンパク質の相互作用を解析した。ビオチン化ネオエキヌリンAをストレプトアビジンビーズに固定化し、chromogranin Bとの結合を解析した。

その結果、ネオエキヌリンAとchromogranin Bの結合が確認された。また、昨年度から細胞のchromogranin Bとglutaredoxin-3をノックダウンし、ONOO-に対する感受性がどのように変化するか調べている。siRNAを用いてPC12細胞のchromogranin Bとglutaredoxin-3をノックダウンし、神経成長因子によって神経細胞へと分化させ、SIN-1(ONOO-ドナー)に対する感受性とネオエキヌリンAの保護効果を調べた。その結果、chromogranin BのノックダウンによりSIN-1に対する感受性が下がり、glutaredoxin-3のノックダウンではSIN-1に対して感受性が上がることが示唆された。また、chromogranin Bとglutaredoxin-3のノックダウンは、ネオエキヌリンAの保護作用に影響を与えなかった。以上の結果から、ネオエキヌリンAはchromogranin Bに結合し、その機能を阻害することでONOO-に対する感受性を下げていることが示唆された。ネオエキヌリンAは、活性窒素であるパーオキシナイトライト(ONOO-)による神経細胞死を抑制する。活性窒素よる神経細胞傷害は、パーキンソン病などの神経変性疾患との関連性が知られている。そこで本研究では、ファージディスプレイ法によりネオエキヌリンA結合タンパク質を探索した。その結果、chromogranin Bとglutaredoxin 3二つの結合タンパク質を見出した。細胞のchromogranin Bをノックダウンしたところ、ONOO-に対する感受性が下がった。ネオエキヌリンAはchromogranin Bに結合することで機能を阻害し、ONOO-による細胞死を抑制している可能性が示唆された。研究計画に従い、ネオエキヌリンAの標的タンパク質候補との相互作用解析を進める。その後、標的タンパク質候補とネオエキヌリンAの神経保護効果の関連性をノックダウンなどの細胞生物学的手法により調べる予定である。Secretogranin-1とGlutaredoxin-3二つのタンパク質に絞って、さらにネオエキヌリンAの神経保護効果との関連性を細胞生物学的手法により調べる予定である。ケミカルバイオロジー本年度から行っているネオエキヌリンAと標的タンパク質候補の相互作用解析を、次年度も継続して行うことにした。この相互作用解析に必要な試薬類の物品費を次年度も使用する必要性が生じたため。タンパク質と化合物の相互作用解析が想定した以上に順調に進んだため、その分の予算を次年度の細胞生物学的解析に用いることにした。
基質認識部位と触媒部位とが独立している新規タンパク質分解酵素の創製

タンパク質分解は生命活動にとって重要な役割を担っている。一方、生命科学分野の研究において、特異性の高いプロテアーゼは、in vivoとin vitroの両面で利用されてきた。また、その中には将来の医療現場での活用の可能性も期待されているものもある。ところが、自然界に存在するプロテアーゼは、基質認識部位の中に触媒部位を含むため、その利用には限界がある。そこで、本研究では、基質認識部位と触媒部位とが完全に分離したプロテアーゼの創製を目的として研究を行っている。平成30年度は、これまでの研究で申請者が見出したプロトタイプとなる変異Pin1に対して、触媒部位の最適化を行った。これまでの解析から、変異Pin1の触媒部位には、セリンプロテアーゼに特徴的な触媒3残基が存在することを見出している。しかし、現状の配置は最適とは言い難く、その活性は天然のプロテアーゼに比べて低い。そこで、本年度は、プロテアーゼ活性の最適化を目的として、触媒部位に対するアミノ酸残基の置換変異の導入をおこなった。変異に伴うプロテアーゼ活性変化の測定には、平成29年度の研究で用いたスクリーニング系を適用し、変異Pin1と親和性の高い配列をもつ基質アミノ酸配列を用いて、触媒部位の最適化を行った。また、変異にともないPin1のプロテアーゼ活性が発現する原因を解明するために、分子動力学シミュレーションを行い、野生型と変異型のPin1のダイナミスクの違いを解析した。その結果、Pin1は変異にともない、基質結合部位のダイナミスクが著しく制限されるとともに、プロテアーゼ触媒に関わる3残基の配置が安定化することが明らかになった。これらの成果は、将来の商品化の対象としての展開に向けた前進をもたらした。一方、平成29年度の研究から基質の必須条件が露出したPro残基だけであることが解明されたので、Pin1自身に対する自己切断を避けるために、Pin1が有する7つのPro残基を全てAlaに置換する変異も導入した。この結果、Pin1の自己切断の消失を達成することができた。最終年度は、さらに一歩進めて、変異Pin1由来のプロテアーゼのミクロ化を行う。プロテアーゼはタンパク質サイズが小さければ小さいほど立体障害を軽減することができ、攻撃可能な標的が多くなることが期待できる。そこで、本研究で創製したプロテアーゼのサイズを小さくすべく、プロテアーゼ活性部位とは遠位にあるN端側のドメインの削除を行う。また、それによって生じる熱力学的不安定性を、C端側ドメインへの変異導入により改善する。ここで問題としている熱力学的安定性は、プロテアーゼ活性にも反映することが予想されるので、その評価系として、本研究の当初から用いているスクリーニング系を用いる。このようにして、本研究では、100残基程度、すなわち、およそ12kDaの、基質結合部位と触媒部位とが独立したプロテアーゼの創製を完成する。これまでの研究で申請者が見出したプロトタイプとなる変異Pin1に対し、平成29年度は、基質認識部位と切断部位に関する解析を行った。基質として、183残基のアミノ酸からなる立体構造既知のタンパク質をモデルタンパク質として用い、このタンパク質中の7箇所のPro残基と、その5残基の前のアミノ酸を、それぞれ、認識部位と切断部位の解析対象とした。各種条件下での反応分解物の解析により、以下の結果が得られた。(1)認識部位であるPro周辺のアミノ酸残基の種類は活性に影響しない。(2)切断部位のアミノ酸残基の種類は活性に影響しない。(3)切断部位の溶媒露出面積の大きさは、活性の高さと正の相関を示した。これらの結果は、この変異Pin1が、Pro残基だけを認識し、アミノ酸残基の種類に関係なく5残基前のペプチド結合を切断することを示している。このことは、この変異Pin1が極めて汎用性の高いタンパク質分解酵素になりうることを示唆している。本研究では、今後、触媒活性の向上をはかるとともに、将来の商品化の対象として展開を探る。

平成29年度は、変異Pin1に特異的な基質アミノ酸配列等の解析を行った。野生型のPin1はpThr/pSer-Pro配列に対し高い親和性を示すプロリン異性化酵素であるが、あまり注目されてはいないものの、pThr/pSer-Pro配列の前後の配列も結合に影響している。一方、今回の変異はPin1の基質特異性に大きな影響を与え、プロリン異性化活性の失活と、脱リン酸化Thr/Ser-Proへの結合を示した。また、Pin1は、今回の標的であるPPIaseドメインの他に、pThr/pSer-Pro配列を同様に認識して結合するWWドメインも有するが、脱リン酸化Thr/Ser-Proに対してはWWドメインの結合は見られない。そこで、本研究では、この変異Pin1の基質として、脱リン酸化タンパク質を用いて、WWドメインの影響の無い状態での解析を行った。この目的のために用いたモデルタンパク質は、183残基のアミノ酸からなる立体構造既知のタンパク質である。このタンパク質中の7箇所のPro残基と、その5残基の前のアミノ酸が、それぞれ、認識部位と切断部位の解析対象となる。各種条件下での反応分解物の解析により、以下の結果が得られた。(1)認識部位であるPro周辺のアミノ酸残基の種類は活性に影響しない。(2)切断部位のアミノ酸残基の種類は活性に影響しない。(3)切断部位の溶媒露出面積の大きさは、活性の高さと正の相関を示した。この結果は、この変異Pin1が標的となるPro残基だけを認識し、アミノ酸残基の種類に関係なく5残基前のペプチド結合を切断できることを示している。このことは、この変異Pin1が極めて汎用性の高いタンパク質分解酵素になりうることを示唆している。タンパク質分解は生命活動にとって重要な役割を担っている。一方、生命科学分野の研究において、特異性の高いプロテアーゼは、in vivoとin vitroの両面で利用されてきた。また、その中には将来の医療現場での活用の可能性も期待されているものもある。ところが、自然界に存在するプロテアーゼは、基質認識部位の中に触媒部位を含むため、その利用には限界がある。そこで、本研究では、基質認識部位と触媒部位とが完全に分離したプロテアーゼの創製を目的として研究を行っている。平成30年度は、これまでの研究で申請者が見出したプロトタイプとなる変異Pin1に対して、触媒部位の最適化を行った。これまでの解析から、変異Pin1の触媒部位には、セリンプロテアーゼに特徴的な触媒3残基が存在することを見出している。しかし、現状の配置は最適とは言い難く、その活性は天然のプロテアーゼに比べて低い。そこで、本年度は、プロテアーゼ活性の最適化を目的として、触媒部位に対するアミノ酸残基の置換変異の導入をおこなった。変異に伴うプロテアーゼ活性変化の測定には、平成29年度の研究で用いたスクリーニング系を適用し、変異Pin1と親和性の高い配列をもつ基質アミノ酸配列を用いて、触媒部位の最適化を行った。
生体分子に取り込まれた金属クラスターの構造と反応ダイナミクス

1.液相中にある反応分子の真空中で孤立状態における溶媒和の機構、化学反応の制御などについて研究するために、エレクトロスプレーイオン化(ESI)法を用いた、2台の八重極イオンガイド、2台の四重極質量分析計、および2台の四重極イオンベンダーを持つ質量分析・光解離分光装置を製作した。この装置を用いて、以下のような系について光誘起反応に関する研究を行った。2.ヘム蛋白質であるシトクロムcの多電荷イオン(+9+17)の光誘起反応について検討した。特定の電荷数のイオンを選別しYAGレーザーの2・3倍波(532・355nm)によってヘムを2光子励起すると、多電荷イオンからの電子脱離(イオン化)が観測された。電荷数の増加に伴って電子脱離の分岐比が単調に減少し、電荷数が+14以上では電子脱離が起こらなくなることが分かった。3.鉄ポルフィリン錯体イオン(ヘミン)にジメチルスルホキシド(DMSO)が溶媒和したクラスターイオンの光誘起反応について検討した。YAGレーザーの2・3倍波(532・355nm)によって、ヘミンをπ-π^*励起すると、溶媒であるDMSOの蒸発する過程と、ヘミンから-CH_2COOH基の脱離する過程とが競争的に起こることを見いだした。4.ヘミンと1.4-ジアザビシクロ[2.2,2]オクタン(DABCO)との錯体イオンの光誘起反応について検討した。YAGレーザーの3倍波(355nm)によって、ヘミンをπ-π^*励起すると、ヘミンヘDABCOから電子か移動し、DABCOイオンがヘミンから解離することによってDABCOイオンが生成する機構を明らかにした。1.サイズ選別したアルミニウムクラスターイオン,Al^+_n,と希ガス原子との衝突過程に関する実験を行った。その結果、全体振動モードと価電子状態との相互作用が大きく、衝突による全体振動の励起によってクラスターの構造が変形し、価電子が局在化が起こることによって解離反応が進行していることが分かった。2.溶媒和NH_4ラジカル,NH_4(NH_3)_n,の3p-3s遷移に相当する電子スペクトルを光解離分光法により測定し、電子構造のサイズ依存性とラジカルのクラスター内での溶存状態を検討した。n≦4では吸収極大が大きく低エネルギーシフトが観測され、基底状態よりも励起状態の方がよりイオン性が強く、安定化が大きいことが分かった。n≧4では吸収極大の位置はほとんど変化しなかった。その結果、第一溶媒和圏はNH_3分子が4個で閉殻となり、5個目以降のNH_3分子は第一溶媒和圏の外側に配位することが分かった。これらの結果により、アンモニウムラジカルはサイズの増大に伴ってクラスター内で自発的にイオン化することが明らかになった。次に、電子移動過程の微視的な機構を明らかにするために、特にn=1,NH_4・NH_3錯体の振電スペクトルを測定し、特徴的な分子間振動帯を観測した。非経験的な理論計算による解析を行った結果、縮重した励起電子状態がJahn-Teller効果によって分裂し、NH_4・NH_3錯体が結合軸から僅かに歪んでいる構造となっていることが分かった。3.生体分子を非破壊的に孤立状態で真空中へ導入し、その電子構造や溶媒和構造を検討する目的で、電気スプレーイオン化法を用いた質量分析装置を製作した。金属原子-ポルフィリン錯体などの光解離分光を行った。その結果、励起状態においてポルフィリンから金属原子へのエネルギー移動の過程が反応の選択性において重要な役割を果たしていることが明らかとなった。
食虫類の下位脳幹運動神経核の筋支配対応配列に関する研究

食虫類はヒトをはじめとする霊長類の祖先形とみられているにもかかわらず、飼育性の困難さから、実験にはほとんど用いられず、歯科領域の研究にもほとんど使われていない。今回の研究はこの動物を用いて三叉神経の支配する筋群の支配運動神経の脳内における分布状態を明らかにするものである。方法はHRPの逆行性軸索輸送を利用して行なった。三叉神経運動核の背外側亞核には、背側から順にいわゆる閉口筋である側頭筋、咬筋および内側翼突筋の運動神経細胞が局在配列していた。運動核の尾側半にしかみられない腹内側亞核には、いわゆる開口筋である筋群が、すなわち背側部に顎二腹筋前腹の、腹側部には顎舌骨筋の運動神経細胞がおのおの局在配列していた。しかし発生学的に閉口筋である外側翼突筋の運動神経細胞は背外側亞核から内側に離れて独立する傾向がつよく、腹内側亞核の吻側延長のような部位に局在していた。このことは外側翼突筋の上頭が閉口時に、また舌頭が開口時に筋電図的に働くとするサルの研究報告があるように、動物によっては本筋が開口時にも閉口時にも働くことを意味しており、ジャコウネズミも閉口時のみならず開口時にも働くことを推測させた。口蓋帆張筋の運動神経細胞は外側翼突筋運動真意毛細胞の分布領域の腹側部とその腹側に分布し、外側翼突筋との協調を想像させる位置に分布していた。鼓膜張筋運動神経細胞は、聴覚の主上行路である外側毛体に近い毛様体内に局在していた。以上のように、本研究では食虫類ジャコウネズミの三叉神経支配筋群の支配運動神経細胞の局在配列を明らかにすることができた。なお、現在本研究の結果の執筆中である。ジャコウネズミは市販化されておらず、研究に必要なジャコウネズミの頭数を確保するため、当教室で飼育、繁殖および継代を行なった。頭部顔面領域に存在する筋にHRP(horseradish peroxidase)注入し、これらの筋を支配する神経の運動神経核(三叉神経運動核、顔面神経核、舌下神経核)のなかに分布する運動神経細胞の局在配列を検索した。本研究には大量の実験動物を必要とするが飼育頭数に限界があり、十分な頭数は確保できなかった、また頭部顔面部の筋は極めて多数(確固とした筋膜を持つ筋が少なくとも20種以上)にわたるので、今年度は準備実験的に各筋にHRPを注入し、脳幹内のどの部位(または運動核)に標識神経細胞が出現するか、またHRP検出にたいし多数あるベンチジン反応法のなかで最適な方法を検討した。その結果、本実験下でのHRPの検出に適しているのは、TMB(tetramethyl benzidine)を用いるMesulam法とDAB(diaminobenzidine・4HC1)を用いるStreit and Reubi法であった。前者は鋭敏で細胞体および軸索まで観察できるが、かなり安定性は悪く反応産物は数週間しか維持できなかった。また後者は鋭敏さでは前者に劣り細胞体しか標識できないが、簡便で反応産物はほとんど変化なく極めて安定しているがことが判明した。したがって本実験ではこの両者を必要に応じて使い分けていくことにした。今年度は頭部顔面部のほぼ全域の筋の分布状況を大まかに把握したが、とくに三叉神経系の支配筋を中心に実験した。

三叉神経運動核は大きな外側亜核と小さな内側亜核に大別され、前者の背側から順に側頭筋、咬筋、内側翼突筋の運動神経細胞が、後者の吻側半には外側翼突筋と口蓋帆張筋の運動神経細胞が、尾側半では背側部に顎二腹筋前腹の運動神経細胞が局在分布していた。昨年度の共同研究者の和田薫の死去と田畑正志の留学という事態で、当初予定した研究内容を一部変更して実施した。昨年困難であったジャコウネズミの飼育、交配および維持の技術を、今年度は確立し、研究に必要な動物数を確保できるようになった。昨年度は三叉神経運動核における運動神経細胞の筋支配対応配列をおおまかに把握したが、今年は各筋の運動神経細胞の分布範囲の境界、ないし重複の程度を明確にした。背外側亜核に背側から順に並ぶ側頭筋、咬筋および内側翼突筋の各運動神経細胞は局在性はよく、境界も明瞭であった。この亜核の内側部に局在する外側翼突筋運動神経細胞は前記3筋とは比較的境界明瞭であったが、口蓋帆張筋運動神経細胞は外側翼突筋運動神経細胞の分布域と重複してみられた。また今回、鼓膜張筋の支配運動神経細胞の分布も検索した。これは三叉神経運動核外に存在し、その吻腹外側の聴覚系の伝導路である外側毛帯の近くの橋網様体内に分布していた。一般に発生学的に近縁とされる筋どうしはその支配運動神経細胞も互いに近くに存在するとされているが、口蓋帆張筋と鼓膜張筋は同じ筋芽から発生するされているにも関わらず、この様に離れて存在していた。これは運動神経細胞の配列様式は発生学的よりも、むしろ機能的分布をする傾向があることを示唆するものである。各神経細胞体の数および大きさの計測・算出し、各筋の支配運動神経細胞の形態の傾向を明らかにした。以上のように、ほぼ当初の研究予定を遂行できた。食虫類はヒトをはじめとする霊長類の祖先形とみなされているにもかかわらず、飼育性の困難さから、実験にはほとんど用いられず、歯科領域の研究にもほとんど使われていない。今回の研究はこの動物を用いて三叉神経の支配する筋群の支配運動神経の脳内における分布状態を明らかにするものである。方法はHRPの逆行性軸索輸送を利用して行なった。三叉神経運動核の背外側亞核には、背側から順に、いわゆる閉口筋である側頭筋、咬筋および内側翼突筋の運動神経細胞が局在配列していた。運動核の尾側半にしかみられない腹内側亞核には、いわゆる開口筋である筋群が、すなわち背側部に顎二腹筋前腹の、腹側部には顎舌骨筋の運動神経細胞がおのおの局在配列していた。しかし発生学的に閉口筋である外側翼突筋の運動神経細胞は背外側亞核から内側に離れて独立する傾向がつよく、腹内側亞核の吻側延長のような部位に局在していた。このことは外側翼突筋の上頭が閉口時に、また下頭が開口時に筋電図的に働くとするサルの研究報告があるように、動物によっては本筋が開口時にも閉口時にも働くことを意味しており、ジャコウネズミも閉口時のみならず開口時にも働くことを推測させた。口蓋帆張筋の運動神経細胞は外側翼突筋運動神経細胞の分布領域の腹側部とその腹側に分布し、外側翼突筋との協調を想像させる位置に分布していた。鼓膜張筋運動神経細胞は、聴覚の主上行路である外側毛体に近い毛様体内に局在していた。以上のように、本研究では食虫類ジャコウネズミの三叉神経支配筋群の支配運動神経細胞の局在配列を明らかにすることができた。なお、現在本研究の結果の執筆中である。
ナノ粒子のプラズモン共鳴を用いたオルガネラの温度場操作に基づく細胞機能制御の試み

がん治療における新しいDDSキャリアの開発に成功した.そのキャリアナノ粒子は,Fe3O4をコアとし,多孔のSiO2をシェルとするコアーシェル構造を有する.Fe3O4は磁性をもつため,交流磁場印加により発熱するハイパーサーミア効果を有し,体内深部のがんまで適用可能である.SiO2は抗がん剤を担持する機能を有する.さらに,このナノ粒子表面に,tLyP-1ペプチドを修飾し,正常細胞には集積せず,がん細胞のみに集積し,機能を発揮するキャリアナノ粒子の開発に成功した.細胞における機能発現の能動的制御を目指し,金属ナノ粒子を基盤とした高機能ドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発を行う.一つには,がん細胞をターゲットとした新規DDSを開発する.この新規DDSは,生体適合性,患部集積性などの特性を有するばかりでなく,イメージング性,温熱治療特性,さらにはこれまでにない薬物放出制御特性を付帯させる.そしてこの新しいDDSによりがん組織の根治を目指す.上記の目標を掲げ,当該研究は当初計画以上に進行している.現在,サブナノメートルオーダーの空孔を有するメソポーラスシリカをシェルとし,Fe3O4ナノ粒子をコアとするコアシェル構造のFe3O4@mSiO2の作製に成功している.そのサイズはコア直径が約15nm,シェル直径が90nmであり,当初の設計通りのナノキャリアが完成している.そして付加的機能である,交流磁場印加による発熱も確認している.このコアシェル型ナノ構造体Fe3O4@SiO2の表面に,がん細胞にのみ標的指向性を有する膜透過ペプチド(tLyP-1)を修飾することに成功し,抗がん剤をがん細胞にのみ送達することができるDDSの開発に成功している.当初示した平成27年度の実施計画1.基盤となる金属ナノ粒子として,マグネタイトナノ粒子を共沈法により作製する.2.イメージング性,温熱治療特性のフレキシビリティを高めるため,マグネタイトナノ粒子の粒径制御を行う.3.作製したマグネタイトナノ粒子に,薬剤担持用のメソポーラスシリカを修飾する.4.作製したマグネタイト@メソポーラスシリカの特性評価(形状観察(TEM観察),元素分析解析(EDX分析),磁性評価(磁気吸着試験),発熱特性(電磁誘導加熱))を行う.上記の計画以上に進展し,開発したナノ粒子へがん細胞のみに標的指向性を有する膜透過ペプチド(tLyP-1)の修飾に成功している.細胞における機能発現の能動的制御を目指し,金属ナノ粒子を基盤とした高機能ドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発を行う.一つには,がん細胞をターゲットとした新規DDSを開発する.この新規DDSは,生体適合性,患部集積性などの特性を有するばかりでなく,イメージング性,温熱治療特性,さらにはこれまでにない薬物放出制御性を付帯させる.そしてこの新しいDDSによりがん組織の根治を目指す.上記の目標を掲げ,昨年度はFe3O4ナノ粒子をコアとし,ナノメートルオーダーの空孔を有するメソポーラスシリカをシェルとするコアシェル構造のFe3O4@mSiO2の作製に成功した.そのサイズはコア直径が約15nm,シェル直径が90nmであり,EPR効果を発揮する当初の計画通りのナノキャリアサイズである.さらに付加的機能である,交流磁場印加による発熱も確認している.また,コアシェル型ナノ構造体Fe3O4@mSiO2の表面に,がん細胞にのみ標的指向性を有する膜透過ペプチド(tLyP-1)を修飾することを実現し,キャリアに担持させた抗がん剤(CPT)をがん細胞のみに送達することのできるDDSの開発に成功している.最終年度は,このDDSキャリアに,常温で疎水性,加熱することにより親水性へと特性変化を示す温度応答性高分子を修飾させた.すなわちこの高分子を抗がん剤が封入されたメソポーラスシリカの空孔の栓として機能させ,ハイパーサーミアによる温熱治療を施すと同時に,抗がん剤を放出する機能を持たせた.これにより,上記のDDSをさらに高機能化させた放出制御性を有するスマートDDSの開発に成功している.このようながん細胞のみに指向し,ハイパーサーミアによる昇温と並行して放出制御が可能なDDSはこれまでになく,非常に新しいDDSと言える.がん治療における新しいDDSキャリアの開発に成功した.そのキャリアナノ粒子は,Fe3O4をコアとし,多孔のSiO2をシェルとするコアーシェル構造を有する.Fe3O4は磁性をもつため,交流磁場印加により発熱するハイパーサーミア効果を有し,体内深部のがんまで適用可能である.SiO2は抗がん剤を担持する機能を有する.さらに,このナノ粒子表面に,tLyP-1ペプチドを修飾し,正常細胞には集積せず,がん細胞のみに集積し,機能を発揮するキャリアナノ粒子の開発に成功した.当該研究開始時に示した平成28年度の実施計画(下記参照)を遂行する.5.作製したFe3O4@mSiO2に薬物放出制御特性を付帯するため,温度応答性高分子を修飾する.6.開発した新規DDSを実際のがん細胞に応用し,イメージング性,温熱治療特性,薬物放出制御特性などその機能性・有効性を評価する.生体工学購入予定の試薬の見積り価格が,予想を上回ったため,購入を次年度に延期した.今年度の予算と合わせて,購入予定の試薬を購入し,実験を進めて行く予定である.
連続高送イ穴あけツイストドリルの切りくず変形・排出制御

慣用のドリルに比べ,心厚3倍,溝断面積約半分の本ドリルによる穴あけで,ステンレス鋼SUS304,工業用純アルミニウムでは長ピッチ形切りくずは生成されやすい.しかし,高速あるいは重切削条件になると切りくずの排出が悪くなる.純アルミの場合,ドリルと切りくずとの凝着性が増し,すくい面での流出抵抗が過大になって切りくず厚さが増大し,排出不能となる.SUS304の場合,ドリル摩耗が突然急増して穴あけ不能となるが,ドリルと切りくずの凝着性増で切りくず厚さが増大,せん断領域での加工硬化を増大させ,切れ刃の摩耗,欠けなどを進行させる.このことが切りくずの凝着性,流出抵抗を更に増大させ,せん断領域での加工硬化を一層増大させる.このような連鎖反応的機構に加え切削温度上昇で切れ刃が急速に摩耗,消滅し,穴あけ不能に至る.純アルミ,SUS304ともにドリル溝面にこれらと親和性の低いコーティング処理が望ましいが,TiNは不良.A2011,A2024アルミ合金では長ピッチ形切りくずは生じにくく,切削温度が300°Cを越すと長ピッチ形切りくずが生じる.A5056では切削温度約160°Cで長ピッチ形切りくずが生じ,更に温度が上昇すると切りくず厚さが増し,穴あけ停止となる.SCM440の穴あけ機構はS50Cとほぼ同じである.炭素含有量の多いSUS304では慣用ドリルとは逆に本ドリルが長寿命である.本ドリルでは凝着性が工具寿命に影響している.中炭素鋼穴あけで慣用ドリルの摩耗は歩行現象により切れ刃外端で最大になり,本ドリルの特異な摩耗形状は歩行現象が生じにくいためで,本来的な摩耗形状である.超硬合金製本ドリルによるS50Cの高速穴あけでは,切削温度は上昇するが長ピッチ形切りくずは生じにくい.切りくずに作用する遠心力が原因である.慣用のドリルに比べ,心厚3倍,溝断面積約半分の本ドリルによる穴あけで,ステンレス鋼SUS304,工業用純アルミニウムでは長ピッチ形切りくずは生成されやすい.しかし,高速あるいは重切削条件になると切りくずの排出が悪くなる.純アルミの場合,ドリルと切りくずとの凝着性が増し,すくい面での流出抵抗が過大になって切りくず厚さが増大し,排出不能となる.SUS304の場合,ドリル摩耗が突然急増して穴あけ不能となるが,ドリルと切りくずの凝着性増で切りくず厚さが増大,せん断領域での加工硬化を増大させ,切れ刃の摩耗,欠けなどを進行させる.このことが切りくずの凝着性,流出抵抗を更に増大させ,せん断領域での加工硬化を一層増大させる.このような連鎖反応的機構に加え切削温度上昇で切れ刃が急速に摩耗,消滅し,穴あけ不能に至る.純アルミ,SUS304ともにドリル溝面にこれらと親和性の低いコーティング処理が望ましいが,TiNは不良.A2011,A2024アルミ合金では長ピッチ形切りくずは生じにくく,切削温度が300°Cを越すと長ピッチ形切りくずが生じる.A5056では切削温度約160°Cで長ピッチ形切りくずが生じ,更に温度が上昇すると切りくず厚さが増し,穴あけ停止となる.SCM440の穴あけ機構はS50Cとほぼ同じである.炭素含有量の多いSUS304では慣用ドリルとは逆に本ドリルが長寿命である.本ドリルでは凝着性が工具寿命に影響している.中炭素鋼穴あけで慣用ドリルの摩耗は歩行現象により切れ刃外端で最大になり,本ドリルの特異な摩耗形状は歩行現象が生じにくいためで,本来的な摩耗形状である.超硬合金製本ドリルによるS50Cの高速穴あけでは,切削温度は上昇するが長ピッチ形切りくずは生じにくい.切りくずに作用する遠心力が原因である.慣用のツイストドリルの対し,心厚を3倍,溝断面積で約半分とした本ドリルはS45C,S50Cの穴あけで優れた特性を示す.炭素含有量を変えたステンレス鋼,SCM400,工業用純アルミに適用した結果次の点が明らかとなった.ステンレス鋼は難削であるがS50Cに比し回転数,送りを小さくすれば穴あけ可能.慣用ドリルでは0.03%の炭素含有量で極端に工具寿命が短いが,本ドリルでは逆に含有量の少ないものより長寿命となった.排出切りくずは遷移折断形,微細形は生じず,切りくず形状からは排出性良好である.円すいらせん形,長ピッチ形ともS50Cとは少し異なった形状である.純アルミではS50Cと比べ回転数は同じでよいが,低送りでないと100mm穴あけ不能となった.切りくず形状は低速低送りのときに遷移折断形が生じたが,ほとんどの場合円すいらせん形から連続して長ピッチ形に変化した.それぞれの切りくず形状はS50Cと同様である.高速,高送りの場合長ピッチ形に変った後次第に切りくずが厚くなり,切りくず詰まりとなり穴あけ不能となった.S50Cおよび以上のステンレス鋼,純アルミの特性は被削材の可塑性とその温度依存性,加工硬化性,工具との親和性による.SCM440の場合

生成切りくずの形態はS50Cと同じであるが,微細形切りくずが多く生じた.トルク,スラスト,水平面内力の測定結果で,急増現象や変動の大小に被削材と切削温度(穴あけ深さ)によって異なる特徴が認められた.同一の慣用ドリルで長さを変えて寿命試験を行った結果,長さ100mmでは外周エッジ部で磨耗幅が最大になる通常の結果になったが,長さ58mmで外周エッジから少し内側で最大磨耗幅を示し,本ドリルと同じ形態となった.これは本ドリルと同じく高剛性で歩行現象が起こりにくくなったためと考えられる.慣用のドリルに比べ,心厚3倍,溝断面積約半分の本ドリルによる穴あけで,ステンレス鋼SUS304,工業用純アルミニウムでは長ピッチ形切りくずは生成されやすい.これは被削材の延性が大きいことによる.しかし,適切な切削条件から高速あるいは重切削条件になると切りくずの排出が悪くなる.純アルミでは切りくず厚さが増大して排出不能,穴あけ停止.SUS304ではドリル摩耗が急増して穴あけ不能となる.純アルミの場合ドリルと切りくずとの凝着性が増し,すくい面での流出抵抗が過大になることによる.SUS304では凝着性が増し切りくず厚さが増大すると,せん断領域での加工硬化を増大させ,切れ刃の損傷を生じ,切りくずの凝着とともに切りくず流出抵抗を増大させ,せん断領域での加工硬化を一層増大させる.このような連鎖反応的機構に加え切削温度上昇で切れ刃が急速に摩耗,消失し穴あけ不能に至る.純アルミ,SUS304ともにドリル溝面にこれらと親和性の低いコーティング処理が望ましい.TiNコーティングは目的を満たさない.A2011,A2024アルミ合金では長ピッチ形切りくずは生じにくい.低延性の快削合金であり,高い熱伝導率で切削温度が上がりにくいためである.切削温度が300°Cを越すと長ピッチ形切りくずが生じる.A5056も似た特性であるが切削温度約160°Cで長ピッチ形切りくずが生じる.しかし,さらに温度が上昇すると延性急増で切りくず厚さが増し,穴あけ停止となる.SCM440の穴あけ機構はS50Cとほぼ同じである.超硬合金製本ドリルによるS50Cの高速穴あけでは,切削温度は上昇するが長ピッチ形切りくずは生じにくい.切りくずに作用する遠心力により切りくず先端部の円すい形への成長が妨げられ,遠心力直接の作用とともに摩擦力が軽減され,切りくずが破断しやすくなるためである.
ファイヤー・インパクトに関わる耕地景観の形成史解明による地域資源化

昭和以前の草地景観の形成過程を、山焼きと関連させて復原することにあたっては、秋吉台北東部に位置する大シブリ・ドリーネ内の4地点で採取された試料のうち、未処理状態であった3地点分について植物珪酸体分析を行った。先行して得られた内容と同様に、地下数10センチより上位層から、ススキ属やネザサ節が増加する一方、ササ属や樹木が減少した。これは直径数10メートル規模の窪地地形内において、古植生の空間的違いは認められないことを示す。また、一杯水および真名ヶ岳ドリーネにおける同分析結果も、下位層から上位層への変化は明確ではないながら同様の傾向が認められ、秋吉台北東部地域における当時の景観として認識された。昭和以降の地域資源の探索については、秋吉台西部の端部傾斜地5地点において雑木林の利用実態を明らかにするべく、炭窯跡の掘削と地元住民への聞き取り調査を行った。その結果、窯底、窯内部、窯天井に相当する厚さ数10センチほどの堆積物が確認され、昭和期前半までのカシ類による製炭が行われていたことが明らかとなった。また、窯内部の炭化物について樹種同定と放射性炭素年代測定を行ったところ、100年ほど前のクスノキ科が確認された。これらは前年度の植生毎木調査の結果と対応でき、萌芽更新による過去に薪炭林としての利用が認められた。これら国内での野焼きによる景観形成の実態について、普遍的な傾向を把握するためにオーストラリアのキャンベラ地域およびカラサ地域において、アボリジニによる火入れによる景観への影響を調査した。その結果、草地景観の維持へつながるとともに炭化物の生産も確認され、秋吉台地域との共通点が見受けられた。生業に関わる景観を資源として明確化することを念頭に、秋吉台上の草地景観の形成過程を山焼きと関連させて復原することにあたっては、同地域北東部に位置する大シブリ・ドリーネ内の4地点で採取された試料について植物珪酸体分析を行った。うち1地点の地下3040cmから得られた炭化物の放射性炭素年代が約300年前で、その層準より上位層中からはススキやタケ・ササ類が多産する傾向が見られた。これは江戸時代前期に草地景観が見られたという、他分野から出された従来の見解と整合する結果であった。また、真名ヶ岳、一杯水、椎ノ木平などのドリーネにおいても地質調査を進めるとともに、同地域東部に位置する長登銅山跡の遺跡発掘調査現場より分析用の炭化物試料を得た。地域資源の探索については、ドリーネ内における蘚苔類の分布や生育環境に関する調査を行った。結果、その生育地はピナクルの窪地部やドリーネ底部など限定的で、種数及び植被率が森林環境下の半分以下であった。またドリーネ底部で湿潤環境種が、上部で乾燥環境種がそれぞれ見られ森林環境下と同様であった。また、岩質による地域間差を確認するべく、大理石で構成される平尾台においても調査を進めたところ、石灰岩性の種が多いながらも、組成は福島県阿武隈高地仙台平との共通する傾向が認められた。地元との情報の共有化については、近隣ホテル内で行われた日本ジオパークネットワーク全国研修会にて、上記の調査成果を展示発表した。そこで地域景観の仕組みが市民の目に触れたことで多くの反響が有り、改めて関心の高さが浮き彫りとなった。このような地域施設における展示活動の機会をはじめ、地元博物館の研究協力者からのサポートや日頃の小まめな情報やデータ収集によって、科学調査の考察資料が得られたとともに、地域のコミュニティー活動の促進にも貢献することとなった。地元博物館の研究協力者による積極的な活動により、研究代表者側が当初見込んでいた科学調査の段取りが順調に運ぶことができたことがあげられる。特に、天然記念物現状変更等許可申請書を文化庁あてに提出するにあたっては、現地の状況や所有者の情報収集に尽力して頂いた。このことは地域内との情報共有化においても円滑に進めるにあたって意義深いことである。昭和以前の草地景観の形成過程を、山焼きと関連させて復原することにあたっては、秋吉台北東部に位置する大シブリ・ドリーネ内の4地点で採取された試料について、微粒炭分析を行った。何れも、地下数10センチより上位層から多量の炭化物が検出され、昨年度におこなった植物珪酸体分析結果の草本化石分類群の増加傾向と対応した。また、一杯水、椎ノ木平のドリーネ地点の両分析結果も同様で、ある程度の空間域における景観復原の可能性が認められた。同地域東部に位置する長登銅山跡の遺跡発掘調査現場より採取された炭化物について、放射性炭素年代測定と樹種同定をおこなった結果、古代の記録と整合する年代値とともに、カシ類の雑木を燃料とした活動が垣間見ることができ、当時からの人為的な植生干渉についての材料も得られた。秋吉台下のポリエ低地部の3地点において、機械ボーリングによる堆積物採取とともに地層観察をおこなった。芝尾地点では、灰色砂層を主体とし間に礫層を挟む層相の試料が約6メートル分採取された。同様に、黒岩地点では、褐灰色シルトから灰褐色砂層を主体とする試料が約4メートル、鳴滝地点では暗褐色シルトから砂層を約4メートルそれぞれ得られた。

昭和以降の地域資源の探索については、秋吉台の端部傾斜地3地点において主要木組成を明らかにするべく、胸高直径5センチ以上を対象に毎木調査をおこなった。その結果、小野、芝尾の調査区域において、アラカシが最も多く見られるとともに、萌芽更新の痕も確認されたことから、過去に薪炭林としての利用が推定された。一方、銀山坑道付近ではタブノキが顕著で、異なる林分が確認された。また、秋吉台上の表層において山焼き前後の炭化物の変化を観察するために数カ所土壌を採取した。地元博物館含めた研究協力者の積極的な参加により、林地毎木調査については地域選定から作業補助、考察内容での議論や情報提供に至るまで、計画的に進めることができた。また、ポリエ低地部での機械ボーリング調査についても、地点選定や地主への交渉から許可まで指導して頂くことができた。これらのことにより、調査地域間を比較するための視点の拡大、現植生における組成変遷の理解、近年での資源利用状況の情報収集などが達成できた。よって、研究代表者側が当初見込んでいた科学調査の段取りが順調に運ぶことができたことがあげられる。昭和以前の草地景観の形成過程を、山焼きと関連させて復原することにあたっては、秋吉台北東部に位置する大シブリ・ドリーネ内の4地点で採取された試料のうち、未処理状態であった3地点分について植物珪酸体分析を行った。先行して得られた内容と同様に、地下数10センチより上位層から、ススキ属やネザサ節が増加する一方、ササ属や樹木が減少した。これは直径数10メートル規模の窪地地形内において、古植生の空間的違いは認められないことを示す。また、一杯水および真名ヶ岳ドリーネにおける同分析結果も、下位層から上位層への変化は明確ではないながら同様の傾向が認められ、秋吉台北東部地域における当時の景観として認識された。昭和以降の地域資源の探索については、秋吉台西部の端部傾斜地5地点において雑木林の利用実態を明らかにするべく、炭窯跡の掘削と地元住民への聞き取り調査を行った。その結果、窯底、窯内部、窯天井に相当する厚さ数10センチほどの堆積物が確認され、昭和期前半までのカシ類による製炭が行われていたことが明らかとなった。また、窯内部の炭化物について樹種同定と放射性炭素年代測定を行ったところ、100年ほど前のクスノキ科が確認された。これらは前年度の植生毎木調査の結果と対応でき、萌芽更新による過去に薪炭林としての利用が認められた。これら国内での野焼きによる景観形成の実態について、普遍的な傾向を把握するためにオーストラリアのキャンベラ地域およびカラサ地域において、アボリジニによる火入れによる景観への影響を調査した。その結果、草地景観の維持へつながるとともに炭化物の生産も確認され、秋吉台地域との共通点が見受けられた。地元博物館の研究協力者との連携をさらに深めながら、現地の情報を収集し調査を進める予定である。特に今後は、既に得られた試料中に含まれる炭化物の分析について、過去の火入れ実態解明に向けて推進する計画である。これにあたっては長登銅山跡の遺跡発掘調査事業にも積極的に関与することも検討中である。地元博物館の研究協力者との連携をさらに深めながら、現地の聞き取り調査を主体とした情報を収集し調査を進める予定である。それにより、地元住人への資源再認識の促進活動を兼ねるとともに、首都圏の学生による現地調査や山焼き見学の成果報告による普及活動をあわせて相互の対話を促進させる。