hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子相関限界の量子情報理論的研究

昨年度の研究により、量子相関の凸集合の極点(extremal point)に対応する量子相関限界を同定するための解析的条件(必要十分条件)を導出することに成功したが、その妥当性は数値的にしか検証されていなかった。今年度はその厳密な数学的証明を試みた。その結果、ある一つの条件を仮定しさえすれば、我々の量子相関限界の実現系のself-test性が証明でき、その結果、解析的条件の十分性が証明できるようになることが判明したが、まだ完全な証明には至っていない。もともと、この解析的条件は数十年に渡る未解決問題であり、その厳密な証明は極めて困難であると予想されるので、これは止むを得ない面もある。引き続き研究が必要である。また、我々が導出した解析的条件の正さを認めた場合(数値的には正しいことを確認している)、そこから派生して得られることについての研究も行った。その結果、(1) CHSH不等式の破れ量が2.64を超えた場合、二量子ビットの実現系で作られる相関の全てが極点相関になっていること、(2)その結果として、3者間のベル不等式であるSvetlichny不等式のような対称なベル不等式を考えたとき、その相関限界の多くが2者間の相関限界で説明できてしまうということを見出した。これらの不等式を破る量子相関は真の3者間相関であり、二者間の相関では模倣できない特異な相関である。それにも拘わらず、その限界が2者間の限界で決まってしまうというのは逆説的で興味深い結果であると考えている。また、極点相関は安全な乱数の生成や安全な量子暗号などに有用になることが知られているが、上記の結果はCHSH不等式の破れだけで極点を保証する方法になっており、応用上も面白い。今年度は、これらの成果を学会等で発表した。これに関する研究を更に進め、来年度では論文にまとめる予定である。昨年度において数値的に導出した量子相関限界の必要十分条件は、もともと研究計画でも予期していなかった成果である。今年度は更にその厳密な証明まで試みたが、もともとが難問であり、厳密な証明に至らなかったことは止むを得ない。その代わり、本来の研究計画である三者間の量子相関限界についての研究は予定通り進展している。我々が導出に成功した量子相関限界の解析的条件は、『遠隔者の測定結果の最適な推測確率』という情報理論的な量が、量子相関限界に対し本質的に重要な役割を果たしていることを示している。ところが、この重要な量については、二量子ビットの純粋状態の系における上限しか分かっていない状況である。そこで、この上限を一般次元や混合状態に拡張する。その研究を通じ、不確定性と量子相関の関係を解明して行く予定である。量子非局所相関の限界が、光速を超えた情報伝達を禁止する原理よりも強い原理によって制限されていることが明らかになって以降、量子相関限界を規定している基本的な物理原理を探すための研究が近年活発に行われている。ところが、最も簡単なベル不等式の設定(2者それぞれが2つの2値測定を行う設定)においてすら、量子相関限界を同定するための解析的条件は導出されておらず、このことが深刻な問題の一つとなっていた。本年度の研究により、量子相関の凸集合の頂点(extremal point)に対応する量子相関限界を同定するための解析的条件(必要十分条件)を導出することに成功した。これは研究計画で想定していた以上の成果である。また、導出した解析的条件の妥当性を検証するために、大規模な数値計算を行った。解析的条件は、この数値的検証をことごとくパスしており、極めて妥当なものであると判断している。厳密な数学的証明には至っていないが、解析的条件の導出は数十年に渡る未解決問題であり、数値的に妥当な解析的条件を得ただけでも十二分な成果であると考えられる。この解析的条件は、遠隔者の測定結果の最適な推測確率という情報理論的な量が、ベル不等式の破れの実験結果の統計的性質だけから「認証可能(certifiable)」になる条件と一致している。このことは、この情報理論的な量が量子相関限界に対し本質的に重要な役割を果たしていることを示しており、我々独自の着眼点の正当性が証明されたとも言える。これらの成果を論文にまとめ投稿した。また、導出した解析的条件から、不確定性関係と量子相関との密接な関係も明らかになってきており、本年度の成果により今後の研究の方向性も明確になったと考えている。量子相関限界の全ての頂点(extremal point)を同定する解析的条件の導出は、30年以上に渡り未解決だった極めて難しい問題であり、その導出までは研究計画でも想定していなかった。厳密な証明には至っていないとは言え、数値的な検証をパスした妥当な解析的条件の導出に成功したことは、研究計画以上の成果である。本年度の研究計画の「(3)非直交性を統計データのみから保障する方法の改良」において、想定していなかった解析解を得ることができたことが成果に繋がった。また、研究計画の「(1)暗号原理を取り入れた量子限界不等式の飽和性に関する数値計算」を計画以上に推し進めることで、導出した解析的条件の数値的検証へと繋がった。

昨年度の研究により、量子相関の凸集合の極点(extremal point)に対応する量子相関限界を同定するための解析的条件(必要十分条件)を導出することに成功したが、その妥当性は数値的にしか検証されていなかった。今年度はその厳密な数学的証明を試みた。その結果、ある一つの条件を仮定しさえすれば、我々の量子相関限界の実現系のself-test性が証明でき、その結果、解析的条件の十分性が証明できるようになることが判明したが、まだ完全な証明には至っていない。もともと、この解析的条件は数十年に渡る未解決問題であり、その厳密な証明は極めて困難であると予想されるので、これは止むを得ない面もある。引き続き研究が必要である。また、我々が導出した解析的条件の正さを認めた場合(数値的には正しいことを確認している)、そこから派生して得られることについての研究も行った。その結果、(1) CHSH不等式の破れ量が2.64を超えた場合、二量子ビットの実現系で作られる相関の全てが極点相関になっていること、(2)その結果として、3者間のベル不等式であるSvetlichny不等式のような対称なベル不等式を考えたとき、その相関限界の多くが2者間の相関限界で説明できてしまうということを見出した。これらの不等式を破る量子相関は真の3者間相関であり、二者間の相関では模倣できない特異な相関である。それにも拘わらず、その限界が2者間の限界で決まってしまうというのは逆説的で興味深い結果であると考えている。また、極点相関は安全な乱数の生成や安全な量子暗号などに有用になることが知られているが、上記の結果はCHSH不等式の破れだけで極点を保証する方法になっており、応用上も面白い。今年度は、これらの成果を学会等で発表した。これに関する研究を更に進め、来年度では論文にまとめる予定である。昨年度において数値的に導出した量子相関限界の必要十分条件は、もともと研究計画でも予期していなかった成果である。今年度は更にその厳密な証明まで試みたが、もともとが難問であり、厳密な証明に至らなかったことは止むを得ない。その代わり、本来の研究計画である三者間の量子相関限界についての研究は予定通り進展している。本年度の研究成果により、我々が独自に着目している「遠隔者の測定結果の最適な推測確率」という情報理論的な量が、量子相関限界に対し本質的に重要な役割を果たしていることが証明された。今後は、この考え方を3者間の量子相関限界に対して適用し、多者間の量子相関の性質の解明を行う。また、不確定性を2者間の非局所的ゲームとして捉えることで情報理論的に解明しようとする研究が近年活発に行われているが、上記の「遠隔者の測定結果の最適な推測確率」は、この非局所的ゲームの勝率そのものでもある。本年度の研究成果は、この推測確率とエンタングルメントとの間の関係式が、量子相関限界の決定に重要な役割を果たしていることを示唆している。すなわち、この関係式が不確定性と量子相関とを繋ぐ鍵である。今後の研究により、この重要な関係式を高次元の量子状態や混合状態に対して拡張する。我々が導出に成功した量子相関限界の解析的条件は、『遠隔者の測定結果の最適な推測確率』という情報理論的な量が、量子相関限界に対し本質的に重要な役割を果たしていることを示している。ところが、この重要な量については、二量子ビットの純粋状態の系における上限しか分かっていない状況である。そこで、この上限を一般次元や混合状態に拡張する。その研究を通じ、不確定性と量子相関の関係を解明して行く予定である。予定していた学会参加(出張)が1件ほど少かった結果である。
胎仔における先天性心疾患実験モデルの作製とカテーテルによる非開胸的治療法の開発

平成5年度には、雑種成犬を用いて動脈管開存症モデルに対する閉鎖コイルによる経カテーテル治療の実験を行ないました。しかし、内容が特許申請準備中であるため(平成6年5月末までに特許申請完了を予定)、この結果の公表を見合わせた方が良いと考えております。そこで、科学研究費補助金研究実績報告書の提出は23ケ月猶予を頂きたいと存じます。また、今回の研究結果は、小児循環器学会雑誌に投稿予定で、準備は完了しています。在胎96107日(満期145日)の羊胎仔を用い、胎仔が胎内で生存した状態で以下の実験を施行した。妊娠羊(4頭)を腰椎および静脈麻酔し、開腹して子宮を切開、胎仔の胸部を露出し、左側開胸して上行大動脈を剥離し、3号絹糸を大動脈弁直上でその周囲にまわして徐々にこれを絞扼して直径を1/2とし、大動脈狭窄を作製してこの絹糸を留置した。閉胸して母体の子宮と腹壁を閉じ、超音波心エコ-を用いて胎仔の心室形態と左右心拍出量に注目して経過を追って観察し、ビデオテ-プに記録した。4頭の内1頭は手術後の母体の細菌感染症により失ったため、3頭において長期間の観察が可能であった。得られた結果の主なものとして、胎仔において1)上行大動脈の絞扼術が可能であり、慢性的な狭窄が作製できた。2)1ヶ月の観察期間中に左右心室径の比率(LVD/RVD)は手術前の0.92から0.59へ有意に減少した。3)同観察期間中に左右心拍出量の比率(LVCO/RVCO)は手術前の0.69から0.3へ有意に減少したが、総心拍出量(両心拍出量の和)し減少しなかった。4)これらの変化は左心低形成症候群と類似していた。これらの結果から導き出されるのは、「本法により羊胎仔において大動脈狭窄による左心低形成症候群の実験モデル作製が可能であった」ということであり、本年度(1992年度)は本症患をバル-ンカテ-テルを用いて胎内で治療してその効果を判定する予定である。平成4年度には羊胎仔を用いた先天性心疾患実験モデルとして動脈管開存について検討した。〔方法〕妊娠羊(7頭)をフォルマリン少量投与群(3頭)と多量投与群(4頭)の2群に分け、腰椎および静脈麻酔し、開腹して子宮を切開、胎仔左側胸部を露出した。これを皮膚切開・開胸し、心嚢を開き動脈管を剥離して、10%フォルマリンを動脈管の外膜全周に渡って注入した。閉胸し、子宮を縫合して妊娠を継続した。出生を待って心エコー検査と心臓・血管造影にて動脈管開存の有無を検討した。〔結果〕胎仔の開胸と動脈管外膜へのフォルマリン注入(少量群0.1ml,多量群0.3ml)は安全に行なえた。フォルマリン少量投与群3頭のうち2頭は自然分娩で出生した。出生後の心エコー検査と心臓・血管造影では動脈管は生後2日以内に自然閉鎖していた。1頭は術後感染症で母体が死亡した。フォルマリン多量投与群4頭のうち2頭は自然分娩で出生したが死産であった。1頭は帝王切開で娩出させたが生後に自発呼吸がなく、蘇生に反応せず死亡した。1頭は妊娠を継続中である。〔結語〕羊胎仔を用いた先天性心疾患実験モデルとして動脈管開存の作製について、フォルマリン少量注入では動脈管壁の壊死が不十分であり動脈管開存の作製ができず、多量注入では漏出したフォルマリンにより動脈管壁周辺(肺実質など)の壊死が強く出生後に生存ができない。
スズメバチ類に対する生物的防除素材としてのスズメバチセンチュウの能力評価

スズメバチセンチュウに寄生されたキイロスズメバチ女王は不妊になることが知られていた。この研究で、スズメバチセンチュウはキイロスズメバチのほかにオオスズメバチとチャイロスズメバチの3種の大型スズメバチに寄生することが明らかになった。また、この線虫は北海道、関東、九州から検出された。さらに、スズメバチセンチュウは次世代のスズメバチ女王の越冬場所で感染することが明らかになった。スズメバチセンチュウは、攻撃性の強いオオスズメバチやキイロスズメバチに寄生すること、日本本土に広く分布している可能性が高いこと、感染場所が明らかになったので人工感染の可能性が開けたこと、を考慮して、この線虫のスズメバチに対する生物的防除素材としての能力は高いと評価した。スズメバチセンチュウの野外での寄生率を明らかにするための調査を行った。2008年3月下旬からと4月中旬にかけて森林総合研究所北海道支所構内及び北海道農業研究センター構内で朽木内で越冬しているキイロスズメバチ女王を採集した。2008年4月下旬から同年11月中旬までは、森林総合研究所北海道支所構内にトラップ(捕獲器)を設置し、活動中のキイロスズメバチ女王を経時的に採集した。採集したキイロスズメバチ女王を解剖してスズメバチセンチュウの寄生率を調べた。朽木から採集したキイロスズメバチ女王に対するスズメバチセンチュウの寄生率は約40%であった。トラップで採集したキイロスズメバチ女王に対する寄生率は約70%であったが、最初の個体が採集されてから1週間の寄生率は約50%であった。スズメバチセンチュウは越冬中のキイロスズメバチ女王に感染すると推測されるため、今回採集した越冬中の女王に対する寄生率は野外での寄生率を現わしていると考えられる。スズメバチセンチュウに寄生されたキイロスズメバチ女王は不妊になるため、巣を作らずに単独で採餌を続ける。従って、トラップではスズメバチセンチュウに寄生されたキイロスズメバチ女王が選択的に捕獲され、寄生率は越冬中より高まったと考えられた。ただし、トラップを用いても採集初期はキイロスズメバチ女王の営巣前なので非選択的に女王が捕獲され、それらに対するスズメバチセンチュウの寄生率は越冬女王に対する寄生率と同程度となり、野外での寄生率を現わしていると考えられた。スズメバチセンチュウの地理的分布を明らかにする一環として、森林総合研究所九州支所構内(熊本)及び林木育種センター西表熱帯林育種技術園構内(西表島)でベイトトラップ(誘引餌入り捕獲器)を用いてスズメバチを採集して解剖し、線虫寄生の有無を調べた。九州支所では5月中旬から11月下旬までの間、オオスズメバチ、コガタスズメバチ、ヒメスズメバチ、モンスズメバチ、キイロススメバチの5種スズメバチを合計で約1,000匹採集した。採集した全てのスズメバチを解剖したところ、オオスズメバチの女王からスズメバチセンチュウを検出した。寄生率は約10%であった。オオスズメバチの働きバチや雄成虫、また他のスズメバチからスズメバチセンチュウは検出されなかった。西表熱帯林育種技術園では5月下旬から7月上旬までの間、ヒメスズメバチを約50匹採集して解剖したが、スズメバチセンチュウは検出されなかった。スズメバチセンチュウは札幌市での分布が既に確認されている。今回の調査でスズメバチセンチュウが熊本から検出されたことにより、本線虫は潜在的に九州から北海道まで分布可能であることが示された。西表島にはヒメスズメバチのほか、ツマグロスズメバチとコガタスズメバチが生息している。しかし、今回の調査ではツマグロスズメバチは採集できず、コガタスズメバチの採集数も僅かであった。九州以南でのスズメバチセンチュウの分布を調査するためには、ベイトトラップの設置時期や設置場所、また、誘引餌の質を検討し、効率よくスズメバチを採集する必要があることが明らかになった。スズメバチ類による刺傷事故は林野作業等の大きな障害であるため、ハチの数を制御する環境低負荷的な方法の開発が必要である。そこでスズメバチ女王を不妊化するスズメバチセンチュウの生物的防除素材としての能力の評価を試みた。今までの調査から、スズメバチセンチュウに寄生されたスズメバチの女王は、次世代の女王(新女王)の越冬場所である朽木で線虫の幼虫を放出し、そこで越冬に入った新女王が線虫に感染することがわかった。これにより、スズメバチの越冬場所に線虫を人為的に散布することでスズメバチに効率よく感染させる可能性が示された。また、日本に生息している大型スズメバチ(スズメバチ属)7種の女王を捕獲して宿主範囲を調べたところ、スズメバチセンチュウは、キイロスズメバチ、オオスズメバチ、チャイロスズメバチに寄生していることが明らかになった。西表島のスズメバチからは検出されなかったが、北海道から九州にかけての日本本土各地からスズメバチセンチュウが検出された。

しかし、その寄生率には地域で差があった。これらから、スズメバチセンチュウ寄生率の非常に低い地域では、この線虫を散布して寄生率を高められる余地があると考えられた。とくに攻撃性の強い種であるキイロスズメバチとオオスズメバチの女王に寄生して不妊にすること、日本本土に広く分布している可能性が高いこと、そして感染経路と感染場所が明らかになったこと、を考慮して、スズメバチセンチュウはスズメバチの有望な生物的防除素材と評価した。
インドネシアにおけるイスラーム主義急進派のイデオロギーと実践

資料の収集と読み込み、武装闘争派への継続的なインタビューを通してその思想と社会的な背景を明らかにした。また武装闘争派の映像およびインターネットの利用、穏健な福祉正義党党員による出版ビジネスについての研究成果を発表した。イスラーム主義勢力はそれぞれの目的を達成するために、「市場」動向に敏感に反応し、思想やイデオロギーをVCDや書籍、ウェブコンテンツとして「商品化」をしている。報告者はイスラーム主義を広くインドネシアの社会的文脈に位置づけ、その市場戦略を詳細に分析した。本研究の目的は、インドネシアにおけるイスラーム主義急進派がなぜ暴力的な行動を採るのか、その理由を明らかにすることにある。より具体的には、第一に急進派の何が急進的であるのか、その運動の目的とイデオロギー的、組織的背景を明らかにする。急進的なイスラーム運動はごく少数派であるが、社会的政治的なインパクトは非常に大きく、またアメリカにおける911同時多発テロ事件に代表されるように「グローバルな」広がりを持つ運動である。したがって、第二にインドネシアのイスラーム政治運動史および世界的なイスラーム主義潮流における位置づけを明確にする。第三に運動に直接関わりのない「一般の」市民やメディアにおける急進派についての知覚、反対に現代社会に対する急進派の知覚と暴力の関係について明らかにする。急進派はあくまで当該社会に埋め込まれた存在である。急進派が台頭する社会的政治的な背景の分析は欠かすことが出来ず、また急進的な運動は社会から一定の支持を受けたり反対に孤立する場合がある。本研究は急進派ただそのものに注目するのではなく、思想・歴史・政治および社会・文化変容の文脈に位置づけることによって、現代インドネシアあるいはより広くムスリムが多数派を占める社会を照射しようというものである。インドネシアのイスラーム主義武装闘争派であるジャマーア・イスラミヤ(JI)やイデオロギー的な急進派である解放党を中心に、活動家や彼らの事情に詳しい地元ジャーナリスト、知識人からの聞き取りにより、JIや解放党の活動の具体的内容とその展開を明らかにした。JIは新組織としてジャマーア・アンソール・タウヒード(JAT)を結成し、出獄者を含むこれまでのメンバーの再組織化ととりわけ地方都市におけるリクルート活動を行っている。JATは比較的穏健な宣教によるイデオロギーと組織の拡大を目指しているが、根本となる思想は変わってない。JIはその岐路に立っており、今後も継続調査が必要である。インドネシア政治の文脈では、2009年4月に行われた総選挙と7月の大統領選挙がもっぱらの政治課題である。JIや解放党のような急進派の反応について聞き取りを行うとともに、唯一総選挙に参加しているイスラーム主義政党である福祉正義党の動向調査も行っている。福祉正義党は過去5年間、地方首長選挙において世俗的ナショナリスト政党とも手を組み、選挙前にはナショナリスト的なテレビCMを放映するなど、中道路線に向かっている。急進派とも距離を取っており、急進派は福祉正義党よりも政府や国軍との関係やロビーをより重視しているようである。イスラーム政治運動のイデオロギーやその国際的な影響については、直接的なインタビューだけでなく、参与観察や出版物の収集と分析を通じて、その内容と展開を読み解いている。本年度は主として二つのテーマについて調査・研究を行った。第一にインドネシアのイスラーム主義急進派のジャマーア・イスラミヤ(JI)を中心とした聞き取り調査である。2009年は4年ぶりに比較的大規模な爆弾テロ事件が起こり、当局側も激しい取り締まりを行った。JIにとってまさに激震の年であった。当局側は被疑者を殺害するケースが多く、武装闘争の対象やそのイデオロギー的正当化にも変化をもたらした。2010年に入って組織を超えた新たな運動の存在が明らかになり、50人を超す逮捕者が出た。これらは単なる一時的な事件ではなく、組織やイデオロギー的な変遷や国際情勢との関わりを理解するうえで極めて重要な出来事であった。当事者への直接的間接的なインタビューを通して、組織的・イデオロギー的変遷を明らかにした。第二にインドネシアの総選挙に対するイスラーム政治勢力の対応である。一部の最も急進的な運動は国民国家の存在や民主主義制度を否定する。しかし、そうした勢力を含め、イスラーム主義運動はインドネシアの政治的社会的なセッティングのなかで行動しているのであり、民主化の定着を占う選挙への対応が重要な研究トピックとなった。2009年の選挙におけるイスラーム政治勢力の動向とその社会的文脈については、他の研究プロジェクトとも連携して、調査を行い、共同で成果を発表した。JIの組織的イデオロギー的な変遷については本年度いくつかの論考を執筆しており、その出版を待っている状況である。インドネシアのイスラーム主義武装闘争派であるジャマーア・イスラミヤ(JI)および2008年結成の新組織ジャマーア・アンソール・タウヒード(JAT)、イデオロギー的な急進派である解放党、穏健派の合法政党である福祉正義党を中心とした継続的なインタビュー調査および資料収集を進めた。同時にこれまでの研究成果のアウトプットとして国際会議での発表を行い、東南アジアおよび欧米の研究者からのフィードバックを得た。

武装闘争派については、インタビュー調査の成果や未発表の著作など独自に入手した資料も利用しつつ、内外の武装闘争イデオロギーの歴史的系譜を明らかにするとともに、ネットワーク論を用いた分析、映像による宣教活動についての分析を行った。福祉正義党についても、映像や出版物による宣教活動を中心に分析を行った。いずれも単に運動や活動の内容を検討するだけでなく、社会におけるその位置づけを明らかにし、その市場戦略について詳細に検討した。以上の分析は、インドネシアのイスラーム運動についての既存の分析枠組みに修正を迫り、新たな鳥瞰図の提示に至るものであると確信している。もっとも新たな分析枠組みを提示するためには政治運動の分析のみでは不十分であり、2010年にJICA研究所が行ったインドネシア、マレーシア、フィリピン、タイにおける世論調査の成果も利用し、グローバル化時代におけるムスリム社会の変容を統計的な裏付けたうえで、作業を行っているところである。本研究課題においては、インドネシアのイスラーム主義武装闘争派であるジャマーア・イスラミヤ(JI)および2008年結成の新組織ジャマーア・アンソール・タウヒード(JAT)、イデオロギー的な急進派である解放党、現実主義的な合法政党である福祉正義党などのイスラーム主義組織の当事者および関係者に対して継続的なインタビュー調査を行い、また資料収集を行なってきた。最終年度となる本年度は主として研究のまとめ、分析、発表を行なった。武装闘争派の映像およびインターネットの利用、福祉正義党を中心とした出版についての研究成果を発表した。イスラーム主義勢力はそれぞれの目的を達成するために、思想やイデオロギーを宣撫し販売をしている。DVDや書籍、ウェブコンテンツとして思想やイデオロギーを「商品化」し、「市場」動向に敏感に反応している。選挙による洗礼を受ける政党にとってはあまりに急進的なイメージは好ましくなく、武装闘争派にとっても闇雲な暴力行為は組織の存続に危機をもたらす。報告者はイスラーム主義を広くインドネシアの社会的文脈に位置づけ、その市場戦略を詳細に分析した。以上の主として質的調査と分析に加え、2010年にJICA研究所が行なった世論調査を用いて量的にもインドネシアの政治諸勢力を分析し、新しいイスラーム政治の「地図」を描いた。さらに、中東のいわゆる「アラブの春」と呼ばれる一連の政変を踏まえ、1998年に民主化から10数年を経たインドネシアとの比較研究を行なった。
森林衰退を防ぐためのシカの管理が引き起こす、絶滅の連鎖に関する実証的研究

本研究の目的は,シカの食害によって波及していく生物間相互作用の実態を明らかにし,生態系全体を考慮した森林再生手法を提言することである.調査はシカによる森林衰退の著しい大台ヶ原(奈良県上北山村)で行った.本研究ではササに依存する生物群集のモデルとして,ミヤコザサ(以下,ササ)に虫こぶを形成するミヤコザサフシコブタマバエ(以下,タマバエ)とその寄生蜂2種を扱い,シカの食害が生物間相互作用を介してこれらの種に波及していく実態とその因果関係を,野外での操作実験により解明する.これまでの調査から,柵でシカを排除すると(1)ササは大きくなって密度が減る,(2)タマバエのゴール密度は減るが生残数は増える(大きなササではゴール壁が厚くなり寄生蜂から逃れられる),(3)寄生蜂2種の種構成が逆転することが明らかになった.本年度は,シカがタマバエの適応度に及ぼす間接効果とその原因を検証するために,(a)ササ密度一定での袋掛け産卵実験,(b)大小のササを用いたタマバエの産卵選好性実験,(c)大小ササ内のタマバエ幼虫体重の計測を行った.ササの硬さ分析から,大ササは小ササより硬く,ゴール形成に物理的抵抗性があることが示された.(b)タマバエは(ゴール形勢に不利な)大ササにより多くの産卵行動をとった.(c)大ササに形成されたゴールではタマバエ幼虫の体重が重かった.これらの結果を総合して考察すると,シカはゴール形成に適した小さく柔らかいササを増やすが,小ササに形成されたゴールは天敵による攻撃を受けやすく,結果としてタマバエの適応度を減らす(シカがタマバエの適応度に負の間接効果を与えている)ことが明らかになった.また,タマバエはゴール形成に適さないが天敵から逃れやすく,成長に適した大ササを産卵場所として選好することが明らかになった.本研究の目的は,シカの食害によって波及していく生物間相互作用の実態を明らかにし,生態系全体を考慮した森林再生手法を提言することである.調査地はシカによる森林衰退の著しい大台ヶ原(奈良県上北山村)であり,この地域は環境省による自然再生事業の対象地となっている.本研究ではササに依存する生物群集のモデルとして,ミヤコザサ(以下,ササ)に虫こぶを形成するタマバエ(以下,ササタマバエ)とその寄生蜂2種を扱い,シカの食害が生物間相互作用を介してこれらの種に波及していく実態とその因果関係を,野外での操作実験により解明する.これまでの調査から,シカの食害によってa)「丈の低いササが密生→タマバエが小さな虫こぶを高密度に形成→寄生蜂A種が増加」すること,シカの排除によってb)「丈の高いササが疎生→大きな虫こぶが低密度に存在→寄生蜂A種が絶滅し,それに代わる寄生蜂B種が増加」することが明らかになっている.このため,今回扱うシカ-ササ-タマバエ-タマバエの天敵寄生蜂2種の5者系においては,(シカの食害によって変化した)ササの大きさに対する虫こぶ形成密度の違いが系の動態を握る重要な要因となっている.本年度は,ササタマバエが丈の低いササを選好するかどうかを検証するために,大規模実験区(シカあり・排除)5ヶ所においてサイズの異なるササへ袋掛けを行って強制的に産卵させる実験を行った.さらに,既交尾の雌が大小のササどちらを産卵場所として選択するか,ケージを用いた生物検定を行った.生物検定より,♀成虫は大きなササを産卵場所として選択することが明らかになった.しかしながら,強制産卵実験では小さなササにゴールが多く形成され,野外の状況と一致した.このため,♀成虫が大ササを好むのにゴールが少ない,という矛盾した現象が示され,大ササにはゴール形成の阻害要因があることが推察された.本研究の目的は,シカの食害によって波及していく生物間相互作用の実態を明らかにし,生態系全体を考慮した森林再生手法を提言することである.調査はシカによる森林衰退の著しい大台ヶ原(奈良県上北山村)で行った.本研究ではササに依存する生物群集のモデルとして,ミヤコザサ(以下,ササ)に虫こぶを形成するミヤコザサフシコブタマバエ(以下,タマバエ)とその寄生蜂2種を扱い,シカの食害が生物間相互作用を介してこれらの種に波及していく実態とその因果関係を,野外での操作実験により解明する.これまでの調査から,柵でシカを排除すると(1)ササは大きくなって密度が減る,(2)タマバエのゴール密度は減るが生残数は増える(大きなササではゴール壁が厚くなり寄生蜂から逃れられる),(3)寄生蜂2種の種構成が逆転することが明らかになった.本年度は,シカがタマバエの適応度に及ぼす間接効果とその原因を検証するために,(a)ササ密度一定での袋掛け産卵実験,(b)大小のササを用いたタマバエの産卵選好性実験,(c)大小ササ内のタマバエ幼虫体重の計測を行った.ササの硬さ分析から,大ササは小ササより硬く,ゴール形成に物理的抵抗性があることが示された.(b)タマバエは(ゴール形勢に不利な)大ササにより多くの産卵行動をとった.(c)大ササに形成されたゴールではタマバエ幼虫の体重が重かった.

これらの結果を総合して考察すると,シカはゴール形成に適した小さく柔らかいササを増やすが,小ササに形成されたゴールは天敵による攻撃を受けやすく,結果としてタマバエの適応度を減らす(シカがタマバエの適応度に負の間接効果を与えている)ことが明らかになった.また,タマバエはゴール形成に適さないが天敵から逃れやすく,成長に適した大ササを産卵場所として選好することが明らかになった.
記憶喪失性毒素(ドウモイ酸)を産生する羽状珪藻の生活環と毒素産生能

1987年、カナダ東海岸で養殖ムラサキガイによる記憶喪失性中毒症が発生し、死者がでた。原因はムラサキガイの消化管に蓄積されていた羽状珪藻Psudonitzschia sp.の産生するドウモイ酸である。本藻は極めてありふれた珪藻類であり、わが国の沿岸域にも常在するが、その生活環には不明な点が多く残されていた。本研究では本藻の生活環を明らかにすることを目的とし,特に従属栄養的な増殖過程に注目して実験を行った。本藻を光条件下、20°Cにおいて,無機栄養培地で培養した場合,最大増殖速度定数(μ_<max>)は,1.0d^<-1>であった。次に,ペプトンと酵母エキスを主成分とする有機栄養培地において本藻を暗条件で培養したところ,培養開始直後から細胞は増殖し始め(μ_<max>=0.4d^<-1>),培養開始45日後から細胞が徐々に肥大化し,10日後には短径が元の23倍となった。有機栄養培地にグルコースを添加した培地,ならびに無機栄養培地にグルコースまたはグルタミン酸を添加した培地における本藻の暗所における増殖を調べると,いずれの培地においても本藻は増殖し,μ_<max>は,それぞれ1.0d^<-1>,1.4d^<-1>,0.4d^<-1>であった。この場合,グルコースが添加されていると増殖速度は大幅に増大し,しかも細胞の肥大化は起こらなかったが,グルタミン酸をエネルギー源とした場合,細胞が肥大化した。従属栄養的な増殖過程において肥大化した細胞を再び光条件下の無機栄養培地へ移したところ,それらの細胞は光合成独立栄養的に増殖し,通常の細長い舟形の形状に戻った。従来の珪藻類の従属栄養増殖に関する研究では,利用可能な有機物の種類などに関する報告はあるものの,本研究で明らかにしているような,従属栄養増殖と形態変化に関する報告は皆無であり,本研究で得られた結果は本藻類の生活環に関する新しい知見といえる。
抗がん剤内包ナノミセルを活用した新規化学粒子線治療技術の開発

陽子線治療とシスプラチンを併用する新規がん治療技術の開発を目的として、マウス腫瘍を用いた基礎研究を実施し、併用治療は単独治療に比べて腫瘍増殖を顕著に抑制することが示された。また、シスプラチン含有ミセル(CDDPミセル)を投与した腫瘍について、腫瘍内薬剤濃度を通常PIXE法で分析し、さらに腫瘍内薬剤濃度分布をサブミリPIXE法により分析した。その結果、薬剤濃度はCDDPミセルの方がより高濃度であり、正常組織では通常のシスプラチン投与とCDDPミセル投与では違いが無かった。よって、CDDPミセルと陽子線治療の併用治療でより優れた治療効果が得られるだけでなく、副作用を軽減する可能性が示唆された。本研究では、X線に比べて腫瘍への線量集中性が優れ、高い細胞致死効果を持つ粒子線照射と、抗がん剤シスプラチンを腫瘍組織にのみ効率的に伝達して抗腫瘍効果を低副作用で誘発するナノサイズ高機能薬物運搬体(CDDPミセル)を用いることにより、難治癌に対して従来よりも低線量・低副作用で高い治療効果をもたらす新規化学粒子線治療法の開発を目的としている。今年度は、マウス骨肉腫細胞(LM8)を移植したマウスを用いた治療実験を実施し、CDDPミセルによる腫瘍への薬剤集積を評価するため、マウスから摘出された腫瘍サンプル中の白金元素濃度をPIXE(Particle-induced X-ray emission)法により分析した。PIXE分析では、腫瘍組織内のCDDP濃度の定量のために内部標準法を用いた分析と、0.5 mm径のビームスキャンによって組織レベルでのCDDPの空間分布を評価するサブミリPIXE分析を行った。また、Enhanced Permeability Retention (EPR)効果を利用する白金系DDS薬剤として、ナノキャリア(株)により開発されたナノプラチン(NC-6004)を用いた。NC-6004投与群では、正常組織と腫瘍組織の白金集積に関して、腫瘍組織内により高濃度に集積することが確認された。さらに投与量を増加しても正常組織においては薬剤濃度の顕著な変化は見られなかった。したがって、NC-6004は腫瘍組織に効果的に伝達され、薬効をもたらすと同時に従来のCDDP投与における重篤な副作用を軽減できる可能性が示唆された。また、サブミリPIXE分析により評価された腫瘍切片内の各種元素の空間分布から、CDDPの直接投与により白金が腫瘍組織全体に分布しているのと同様に、ナノ粒子化されたNC-6009投与の場合でも白金は腫瘍組織全体に分布していることが認められた。本研究では、X線に比べて腫瘍への線量集中性が優れ、高い細胞致死効果を持つ粒子線照射と、抗がん剤シスプラチンを腫瘍組織にのみ効率的に伝達して抗腫瘍効果を低副作用で誘発するナノサイズ高機能薬物運搬体(CDDPミセル)を用いることにより、難治癌に対して従来よりも低線量・低副作用で高い治療効果をもたらす新規化学粒子線治療法の開発を目的とする。本研究は2年間の研究期間であり、初年度の平成24年度前半に、粒子線照射用のビーム形成デバイスの開発、照射テストを経て、治療用粒子線を完成させた。後半からは腫瘍移植マウスを用いて試験的な治療実験を実施し、本治療法の投与線量、CDDPミセル投与時期・作用量等について治療プロトコルを決定した。ビーム形成デバイスとしては、マウス腫瘍が対象となるため、腫瘍標的の大きさを直径10 mm程度を想定し、腫瘍標的の形状に合わせて陽子線を照射するためのボーラス、コリメータ、ブラッグピークを拡大するエネルギーフィルターを開発した。さらに、開発デバイスによる照射テストを実施し、水ファントムにおける線量形成により、所定の線量分布を形成することに成功した。照射システム開発の完成後に実施した線維肉腫腫瘍細胞を移植したマウスを用いた試験的治療実験では、陽子線線量分布、陽子線の投与線量、CDDP投与量、併用治療時のCDDPミセル投与タイミング等の治療条件を設定し、腫瘍増殖遅延効果などをもとに治療条件の最適化を図り、治療プロトコルを決定した。また、CDDPミセルによる腫瘍への薬剤集積を評価するため、マウスから摘出された腫瘍サンプル中の白金元素濃度をPIXE(Particle-induced X-ray emission)法により分析し、通常のCDDP投与に比べて効果的に薬剤が送達されていることを確認した。平成24年度における当初の研究計画である粒子線照射用デバイスの開発およびビーム照射試験の実施、およびマウス腫瘍モデルを用いた試験的な治療実験による治療プロトコルの決定について、ほぼ計画通りに進展したため。前年度に作成した治療プロトコルに基づき、治療実験を平成25年度において実施する。右足後脚のみに腫瘍を移植したマウスを比較対照を含めた各種治療群の実験に用い、腫瘍体積の経日変化から腫瘍の増殖遅延効果、治癒率を評価する。

さらに、治療効果判定に、1 mm以下の空間分解能を達成している小動物用超高分解能半導体PET装置を用い、腫瘍内の糖代謝、低酸素状態の分布について、治療前・治療期間中にマウスが生きたまま随時診断する。以上の治療研究結果を総括し、研究成果を学術論文、国内学会、国際会議等で発表する。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
文理解の認知メカニズムに確率論的予測と構造処理負荷が及ぼす影響の実験的検討

前年度に実施したコーパス調査で得られたデータを詳細に分析しなおした結果、「国務長官を変えた大統領」のような主語関係節と「大統領が変えた国務長官」のような目的語関係節の場合、主語関係節のほうが数が多いことが分かった。「改革を訴えた大統領」のように、目的語位置に無生物を取る主語関係節と「大統領が訴えた改革」のような目的語関係節の場合、目的語関係節のほうが多いことが分かった。そこで、自己ペース読文課題を用いた実験を行い、有生名詞のみを取る主語・目的語関係節、目的語に無生名詞をとる主語・目的語関係節の読み時間を計測した。その結果、有生名詞をとる関係節ではこれまで通り、主語関係節が容易に処理できることが確認され、一方で無生名詞をとる関係節の場合は、これまでとは逆に目的語関係節の処理が容易になることが明らかになった。頻度の影響が見られないと結論づけた前年度の実験とは異なり、今年度の実験は有生性を詳細に考慮しており、その結果、コーパス上の分布と処理の傾向が一致することが明らかになった。これは人間の持つ文処理機構が文に含まれる多様な情報(有生性や統語構造、語の頻度など)に極めて敏感であることを示しており、Gennari & MacDonald (2009)が提案するPDCアプローチ、及びHale(2003)のEntropy Reduction Modelを支持する結果であった。関係節処理では、主語関係節が目的語関係節に比べ処理負荷が軽いことが分かっており、英語では処理の難易がコーパス上の出現頻度の大小に一致することが示されている(Reali & Christiansen,2007)。そこで、現代書き言葉均衡コーパスを用い、日本語の関係節の頻度を調査した。単純な関係節の分類を行った場合、主語関係節、目的語関係節の出現数に統計的に有意な差がなかった。関係節主要部の名詞の有生性に基づいて分類をし直した場合、有生名詞を主要部とするものは主語関係節が多く、無生名詞を主要部とするものは目的語関係節が多くなった。この結果に従い、無生名詞を含む関係節を用いた読文時間測定実験を行った。主語関係節が簡単であると分かり、日本語では有生性を考慮に入れても、コーパス上の頻度と処理負荷が必ずしも一致しないことが分かった。また、関係節が談話上で果たす機能の違いが関係節間の処理負荷の差の原因となっているとする仮説もあるため(Roland et al.2008)、日本語の関係節機能が英語の関係節が持つ機能と似たものであるかをコーパスを用いて確認した。前述のコーパスから抜き出したデータから、主語・目的語関係節をそれぞれ100例ランダムに抜き出し、前文脈上に同様とみなせる名詞が登場しているか調査した。結果、主語関係節の場合、登場30例、未登場70例、目的語関係節の場合、登場80例、未登場20例となり、英語とよく似た結果が得られた。そこで、関係節内の名詞が主語として登場する文脈と登場しない文脈を用いて読文時間測定実験を実施した。しかし、英語とは異なり、統計的に有意な差はなくならず、変わらず主語関係節が簡単なことが示された。本年度は2つの重要仮説の検討を通し、日本語環境節処理においては頻度が大きな影響を与えない可能性を示すことができた。2言語間に存在する違いを説明することが今後求められる。
がん微小環境を制御する新規自己由来免疫調節分子の同定

研究実施計画に基づき、新規自己由来免疫調節分子(以降分子Xとする)が、がん微小環境(Tumor microenvironment; TME)を制御し、がんの増殖を促進するメカニズムの解析を行った。まず、この分子Xが実際に骨髄由来免疫抑制細胞(Myeloid derived suppressor cells;MDSCs)の動員を介して腫瘍の促進をするか否か確認した。この分子Xを欠損したマウス大腸癌細胞株であるSL4細胞をマウスに皮下移植すると、野生型SL4細胞と比較し、腫瘍の増殖遅延が起こる。このマウスに対しMDSCsの養子移入を行うと、腫瘍の増殖遅延が一部解除された。したがってこの分子Xは実際にMDSCsの動員を介して腫瘍の増殖促進を行っていると考えられた。次にMDSCsの動員メカニズムの解析を行った。この分子Xの遺伝子組み換え体がMDSCsの遊走を直接促進するか、migration assayを用いて検討したところ、migrationの亢進は認められなかった。次に、この分子XがTMEを構成するMDSCs以外の細胞に作用し、ケモカインなどの遺伝子誘導を介してMDSCsの遊走を促進する可能性について検討した。興味深いことに、この分子Xの遺伝子組み換え体をマウス腹腔マクロファージに添加すると、MDSCsの遊走を促進する代表的なケモカインである、Cxcl1遺伝子の顕著な誘導が見られた。さらに、このCxcl1誘導がどの受容体と介して起こるか、種々の自然免疫受容体欠損マウス由来の細胞を用いて検討したところ、Toll-like receptor 2 (TLR2)欠損マウス由来の腹腔マクロファージではCxcl1誘導が消失することが分かった。したがって、この分子XはTLR2を介してマクロファージに対しCxcl1の誘導を行い、TMEへのMDSCsの動員を促進していると考えられた。分子Xが、がん微小環境(TME)を制御して腫瘍増殖を促進するメカニズムに関し、以下の解析を行った。(1)この分子XがMDSCsの動員を介して腫瘍増殖を促進しているか否か(2)この分子XによるMDSCs動員の分子メカニズムの解析。上記いずれに関しても、研究実施計画に基づき、解析を行い、それぞれ、この分子Xが(1)MDSCsの動員を介して腫瘍増殖を促進していること、(2)TLR2依存的にマクロファージにCxcl1遺伝子の誘導を行い、これがMDSCsの遊走を促していること、という結果を得ることが出来た。また、この分子Xに対する中和抗体の作製を行うべく、ペプチドの合成を行い、マウスへの免疫を開始している。したがって、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。新規自己由来免疫調節分子(分子X)が、がん微小環境(TME)を制御して腫瘍増殖を促進するメカニズムに関し、前年度に得られた知見を確固としたものにし、かつこの分子Xを標的とした治療法の開発を進める。具体的には、SL4細胞で認められた結果、即ちこの分子Xの遺伝子欠損細胞の増殖遅延や、腫瘍内のMDSCsが減少するという現象が他の癌腫においても同様に認められるかどうか検討する。また、この分子Xの遺伝子組み換え体のマクロファージに対する作用に関し、RNA-seqやマクロアレイによる網羅的な検討を行い、Cxcl1以外にどのような遺伝子の誘導を行うか、遺伝子誘導の全体像を俯瞰する。さらに、この分子XによるCxcl1誘導がin vitroのみならずin vivoで起こっているかどうか検討するため、この分子Xの遺伝子欠損SL4細胞あるいは野生型SL4細胞からなる腫瘍をマウスより摘出し、腫瘍内のCXCL1タンパク濃度を測定する。またこれら細胞株で得られた知見が、よりヒトの病態生理に近い状況でも認められるか否か検討する。具体的にはマウス自然発癌モデル(Genetically Engineered. Mouse Model;GEMM)を用い、この分子Xを欠損させた場合に、がんの進展、微小環境にどのような影響が認めらるか、検討する。この分子Xに対する中和抗体の作製に関しては、遺伝子組み換え体によるマクロファージに対するCxcl1遺伝子誘導の中和活性を指標とし、スクリーニングを行う。

さらに、このCxcl1誘導がどの受容体と介して起こるか、種々の自然免疫受容体欠損マウス由来の細胞を用いて検討したところ、Toll-like receptor 2 (TLR2)欠損マウス由来の腹腔マクロファージではCxcl1誘導が消失することが分かった。したがって、この分子XはTLR2を介してマクロファージに対しCxcl1の誘導を行い、TMEへのMDSCsの動員を促進していると考えられた。分子Xが、がん微小環境(TME)を制御して腫瘍増殖を促進するメカニズムに関し、以下の解析を行った。(1)この分子XがMDSCsの動員を介して腫瘍増殖を促進しているか否か(2)この分子XによるMDSCs動員の分子メカニズムの解析。上記いずれに関しても、研究実施計画に基づき、解析を行い、それぞれ、この分子Xが(1)MDSCsの動員を介して腫瘍増殖を促進していること、(2)TLR2依存的にマクロファージにCxcl1遺伝子の誘導を行い、これがMDSCsの遊走を促していること、という結果を得ることが出来た。また、この分子Xに対する中和抗体の作製を行うべく、ペプチドの合成を行い、マウスへの免疫を開始している。したがって、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。新規自己由来免疫調節分子(分子X)が、がん微小環境(TME)を制御して腫瘍増殖を促進するメカニズムに関し、前年度に得られた知見を確固としたものにし、かつこの分子Xを標的とした治療法の開発を進める。具体的には、SL4細胞で認められた結果、即ちこの分子Xの遺伝子欠損細胞の増殖遅延や、腫瘍内のMDSCsが減少するという現象が他の癌腫においても同様に認められるかどうか検討する。また、この分子Xの遺伝子組み換え体のマクロファージに対する作用に関し、RNA-seqやマクロアレイによる網羅的な検討を行い、Cxcl1以外にどのような遺伝子の誘導を行うか、遺伝子誘導の全体像を俯瞰する。さらに、この分子XによるCxcl1誘導がin vitroのみならずin vivoで起こっているかどうか検討するため、この分子Xの遺伝子欠損SL4細胞あるいは野生型SL4細胞からなる腫瘍をマウスより摘出し、腫瘍内のCXCL1タンパク濃度を測定する。またこれら細胞株で得られた知見が、よりヒトの病態生理に近い状況でも認められるか否か検討する。具体的にはマウス自然発癌モデル(Genetically Engineered. Mouse Model;GEMM)を用い、この分子Xを欠損させた場合に、がんの進展、微小環境にどのような影響が認めらるか、検討する。この分子Xに対する中和抗体の作製に関しては、遺伝子組み換え体によるマクロファージに対するCxcl1遺伝子誘導の中和活性を指標とし、スクリーニングを行う。
金属ナノ粒子／p型半導体界面でのプラズモン誘起電荷分離システムの開発

金や銀などの貴金属ナノ粒子は、n型半導体と組み合わせることにより、プラズモン誘起電荷分離(PICS)という現象を起こす。n型半導体を用いていた従来系とは異なり、p型半導体と金属ナノ粒子を組み合わせたPICSシステムの実現を目指した。効果的に金属ナノ粒子のプラズモン特性を利用するために、金属ナノ粒子が示す光エネルギー変換特性の基礎的な性能を精査した。そこで得られた知見を踏まえて作製した光活性電極の光電流および光電位測定の結果から、金属ナノ粒子/p型半導体界面でのプラズモン誘起電荷分離システムの開発に成功したと結論づけた。本課題では、金や銀などの局在表面プラズモン共鳴を示す金属ナノ粒子に、酸化チタンのようなn型半導体を組み合わせた複合系に、プラズモン共鳴波長の光を照射することで得られるプラズモン誘起電荷分離という現象について、組み合わせる半導体としてp型半導体が利用できる可能性を検討している。p型半導体を用いた新型プラズモン誘起電荷分離システムが実現すれば、n型半導体を用いていた従来系に比べて、電荷分離状態の長寿命化に基づく光電変換効率の向上や、金属ナノ粒子に対する酸化溶解の抑制に基づき、金属ナノ粒子の金属種の選択肢が増加することなどが期待される。平成28年度は、まずはp型半導体として酸化ニッケルを、金属ナノ粒子として銀ナノ粒子を用いて、光活性電極を作製した。作製した電極を用いて、電解液中で白色光を照射することによって光電位測定および光電流測定を行った。その結果、作製した光活性電極の光電位および光電流の応答方向が、銀ナノ粒子の有無によって変化することが明らかとなった。これは、p型半導体と金属ナノ粒子の界面でプラズモン誘起電荷分離が進行している場合に得られると期待される応答と一致した挙動である。以上の結果より、本課題で提案する新型システムによるプラズモン誘起電荷分離が進行している可能性が示唆された。この光応答が、実際に新型プラズモン誘起電荷分離に起因した挙動であるかどうかを、今後は精査する必要がある。コントロール実験等による裏付けが今後さらに必要ではあるものの、計画当初に期待した結果が出つつあると判断できるため。平成28年度の成果として、計画当初に期待した光応答と一致する結果が得られている。しかし現状では、得られた結果が、実際に期待した機構に基づく現象であるかどうかまでは不明であり、精査する必要がある。そこで平成29年度は、コントロール実験を行い、分光特性、光学特性、電気化学特性等の評価を慎重に進めていく。期待通りの機構に基づく現象が起きていることが明確にできた場合、作製した光活性電極を用いたセルの全固体化も視野に入れ、従来系よりも高効率な光電変換セルの実現を目指す。光電気化学初年度に購入を予定していた暗視野顕微鏡について、研究の進捗に伴い、要求されるスペックが、当初計画のものと異なることが明らかとなってきたため、機種の選定および納入が平成29年度にずれ込んだため。初年度に導入予定であった暗視野顕微鏡を購入する。またそれに伴い、進捗する実験に合わせて、実験消耗品や、専攻が所有する共通機器の利用のための支出を予定している。
高対称性かご型クリプタンドによる中性化学種の包接

かご状化合物、1のカリウム錯体を酸で処理し金属イオンを除いた。これを脱プロトン化し、モノプロトン錯体を得た。このものにボランや、ボロンハイドライドを作用させることによる、プロトン除去や、ボランクリプテートの生成を試みたが、それらの生成は確認できなかった。次に、アンモニウム錯体の対イオンを水酸イオンにし、長時間その変化を調べたが、脱プロトン化によるアンモニア分子包接体の生成は認められなかった。従って、中性分子の包接をおこさせるためには、空孔になにも入っていないかご状化合物の合成が必要であることがわかった。そこでつぎのような試みを行った。即ち、銀錯体を合成し光やシアノイオン、硫化水素との作用を検討した。カリウム錯体と銀イオンを反応させて銀錯体を合成した。このものはハライドイオンを大過剰共存させても安定であった。言い換えると、塩化銀やヨウ化銀のイオン対をクリプタンドで安定に引き離した形の化合物が生成したといえる。この化合物は通常の光には安定だが、高圧水銀灯による光照射によりラジカル反応を起こし複雑な生成物を与えた。空の化合物は得られなかったが、この銀クリプテート自体興味深い化合物となった。硫化水素を作用させるとただちに硫化銀を析出し、2H^+・1が生成したが、同時に空の1らしきものの生成がNMRにより確かめられた。今後これを単離、同定したのち、ボランやアンモニア、アルゴンなどの分子と作用させてみたい。同じく、1の銅錯体を合成し、シアノイオン、硫化水素との反応による空の1の合成を検討している。なお、アンモニウム錯体、銅錯体の基本的物性の調査はおおむね完了した。以上の研究により、中性分子包接体の合成の足がかりができたといえ、その合成中間体となるいくつかのクリプテートも興味深い新しい包接化合物となり、十分な結果を得たと考えている。
導管における硝酸イオンを介した器官間情報伝達の分子機構

1.根柔細胞から導管への硝酸イオンのローディングに及ぼすアニオンチャネル阻害剤の影響について詳細に調べた.インタクトのオオムギ根にアニオンチャネル阻害剤(DIDS,A-9-C)を投与した後に硝酸塩を与え,導管液中の硝酸イオン濃度を調べた。R型アニオンチャネル阻害剤(DIDS)およびS型アニオンチャネル阻害剤(A-9-C)を用いたとき,硝酸イオンの導管への移行はほぼ50から70%抑制された。一方,根による培地からの硝酸イオンの吸収はいずれのアニオンチャネル阻害剤の影響を受けなかった.このことは,硝酸イオンは根で吸収された後,アニオンチャネルを介して導管へ放出されるものと考えられた.2.オオムギ根からアニオンチャネル遺伝子のクローニングとその発現解析を行った.他の植物や動物のアニオンチャネル遺伝子の塩基配列間で相同性の高い領域をRT-PCRで増幅し,この断片をプローブとしてオオムギ根cDNAライブラリーより全長cDNA(HvCLC)のクローニングを行った。その結果,2300bpのcDNAが得られた。塩基配列分析の結果,HvCLCはタバコおよびシロイヌナズナのアニオンチャネルcDNAと高い相同性を示した(約65%).このcDNAをプローブとしてノーザン解析をおこなったところ,HvCLCは培地の硝酸イオンの有無に関系なく一定量の発現がみられ,mRNA蓄積量は葉より根の方が多かった。また根の中心柱と皮層組織に同程度の発現がみられた.1.根柔細胞から導管への硝酸イオンのローディングに及ぼすアニオンチャネル阻害剤の影響について詳細に調べた.インタクトのオオムギ根にアニオンチャネル阻害剤(DIDS,A-9-C)を投与した後に硝酸塩を与え,導管液中の硝酸イオン濃度を調べた。また根の中心柱と皮層組織に同程度の発現がみられた.