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原子間力顕微鏡による単原子の電気陰性度の計測

原子間力顕微鏡(AFM)を用いた化学結合力測定による単一原子の元素同定が期待されている。これが実現すると、構成原子・欠陥・ドーパントが重要な役割を果たす触媒や微細化されたトランジスターなど、広い範囲の応用につながる。AFMを使えば、探針先端の1つの原子と表面の1つの原子との間の1対1の原子間力や結合エネルギーを精密に計測できる。今回、1932年にPaulingによって導入された電気陰性度の計測に成功した。それによって、原子が持つイオン性の情報を得ることができる。本研究は量子化学を単原子レベルで検証することにつながり、その知見は単一原子の元素同定などへ応用することができる。シリコンと化学的性質が似ているゲルマニウムの原子上で、原子間力顕微鏡を用いた化学結合力測定を行った。試料としては、Ge/Si(111)-(7x7)表面を用いた。その結果、両者を明確に識別するには、活性な探針が必要であることが判明した。そして、化学結合力の比が探針に依らず一定値をとることがわかった。これはシリコンとゲルマニウムがほとんど同じ電気陰性度を持つことを示唆している。また、この比の値は探針に依らない普遍量となるため、共有結合力による両者の元素同定が可能であることがわかった。このことを実証するために、Ge/Si(111)-(5x5)表面を用いて、元素同定の実験を行った。この表面においても比が保たれていることがわかり、活性な探針を用いれば、両者を明確に識別できることが明らかとなった。原子間力顕微鏡を用いて、シリコン基板に固定された有機分子の高解像イメージングを行った。室温においても明瞭なコントラストが得られ、室温において有機分子の骨格像が解像できることが、初めて示された。さらに、高解像な像を得るための探針の条件を調べるために、各々の探針で分子上およびシリコン原子上で相互作用力の測定を行った。シリコン原子上で相互作用引力が強い活性な探針と相互作用引力が弱い不活性な探針が存在するが、どちらの探針においても分子上では同様の弱い引力が観測された。また、どちらの探針を用いても、分子の骨格像を得ることができることが判明した。化学的性質が極めて似通っているシリコン原子とゲルマニウム原子の元素同定に成功した。これによって、共有結合性の元素に対する化学結合力に関して、ほとんど理解できたといえる。そして、本研究の電気陰性度に関する仮説とも矛盾のない結果が得られた。一方、室温において初めて単一有機分子の超高分解能観察に成功し、個々の有機分子内の高感度計測に向けた準備ができた。二つの原子が化学結合を形成する際、電子を互いに均等に共有する場合は「共有結合」、片方の原子からもう片方の原子へ完全に電子が移行する場合は「イオン結合」となる。一般的には、酸化物などのほとんどの物質はこれらの中間である「極性共有結合」をとる。極性の大きさを決める「電気陰性度」は1932年にポーリングによって初めて具体的な式が与えられた。これまでは主にガスの反応熱のデータをもとに周期表の各元素に対して実験的に1つの値が定められていたが、今回、原子間力顕微鏡(AFM)を用いることによって、表面の個々の原子の電気陰性度を定量化することに初めて成功した。これにより、例えば同一のSi原子であっても、そのSi原子が周囲とどのように結合しているか、また、どの元素と結合しているかによって電気陰性度も変化することが実証された。本手法によって、周期表上の電気陰性度とは異なる、さまざまな化学環境下に置かれた元素の電気陰性度を測定することができるため、触媒表面上の原子や反応性の高い分子などの化学活性度への理解が進み、酸化チタンなどの機能性材料の更なる開発につながることが期待できる。原子間力顕微鏡(AFM)を用いた単原子の化学結合エネルギー計測によって、規整表面のO,N,Alなどの典型元素の電気陰性度を単一原子レベルで決定する成果を上げることができた。Si製のカンチレバーを用いて金属表面上に形成したシリセンを原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した。シリセンは、グラフェンのSi版ともいうべき構造であり、グラフェンと同様ハニカム格子を組むものの、バックル構造をとり、高い位置にあるSi原子と低い位置にあるSi原子とに分類することができる。過去の走査トンネル顕微鏡(STM)では空間的に高い原子しか観察されなかったが、AFMではハニカム格子を組む全原子を観察することに成功した。表面のSi原子と探針のSi原子との間の化学結合力によって、Si原子が可視化されたと考えられる。つまり、探針先端のダングリングボンドが近づいてボンドを形成する際の化学結合力が原子分解能の起源である。空間的に低い原子も観察することができたのは、探針との引力によって、低い原子が持ち上げながら観察されているためである。化学結合力の距離依存性のカーブを測定することによって、これまでのSi(111)-(7x7)表面のSi原子とは異なる化学環境を持つSi原子で化学結合力の比較に成功した。また、Ge基板にPt原子を蒸着することによって形成される原子細線においてもAFM分析を行った。Sn原子も混ぜて細線を形成して、化学結合力の計測を行うことによって、元々の細線がGe原子でできていることを明らかにした。電気陰性度計測の結果を用いた応用上の成果を挙げたといえる。

このように、単原子の精密計測を行うことによって、様々な化学環境における原子の元素同定が行えることを実証した。原子間力顕微鏡(AFM)を用いた化学結合力測定による単一原子の元素同定が期待されている。これが実現すると、構成原子・欠陥・ドーパントが重要な役割を果たす触媒や微細化されたトランジスターなど、広い範囲の応用につながる。AFMを使えば、探針先端の1つの原子と表面の1つの原子との間の1対1の原子間力や結合エネルギーを精密に計測できる。今回、1932年にPaulingによって導入された電気陰性度の計測に成功した。それによって、原子が持つイオン性の情報を得ることができる。本研究は量子化学を単原子レベルで検証することにつながり、その知見は単一原子の元素同定などへ応用することができる。シリコン表面上に様々な電気陰性度を持つ元素を吸着させる実験と解析を行う。アルミニウム原子を蒸着、酸素分子、一酸化窒素分子を吸着して、それぞれの原子をシリコン表面上に用意して、シリコン原子との電気陰性度の差を測定する。ポーリングのモデルに基づいた本手法では、電気陰性度差の符号が決定できないため、探針先端の元素を変える実験、ケルビンプローブ力顕微鏡を用いた実験、ハートリーポテンシャルの計算など理論的研究を行っていく。引き続き、様々な元素を用いて、AFMによる単原子計測を行う。特に、異なる基板を用いることで、化学環境が異なった原子の性質を明らかにしていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。走査プローブ顕微鏡29年度が最終年度であるため、記入しない。
原子レベルの欠陥制御に資する計算手法の開発とパワーデバイス用半導体への適用

本研究の概要は,点欠陥の熱平衡濃度に与えるドーパントと不純物の影響,さらに各要素間の結合エネルギーについて,実験パラメータを用いることなく算出可能な手法として我々が開発した“箱庭法"を用いて計算し,その結果を結晶成長の連続体シミュレーションに組み込むことで形成しうる欠陥種と濃度を予測可能な計算手法へと発展させるとともに,これを適用してパワーデバイス用半導体の高品位化に貢献することである.本研究の概要は,点欠陥の熱平衡濃度に与えるドーパントと不純物の影響,さらに各要素間の結合エネルギーについて,実験パラメータを用いることなく算出可能な手法として我々が開発した“箱庭法"を用いて計算し,その結果を結晶成長の連続体シミュレーションに組み込むことで形成しうる欠陥種と濃度を予測可能な計算手法へと発展させるとともに,これを適用してパワーデバイス用半導体の高品位化に貢献することである.
地方都市における高齢者の中心市街地への移住可能性に関する研究

急速な少子高齢化が進む中、高齢者の居住に関する問題が顕在化している。一方、地方都市の中心市街地は、モビリティの低い高齢者にとって利便性が高く、福祉・中心市街地活性化の両面から高齢者用の住宅整備が有効と考えられている。しかしながら、どの程度の需要があるのか、どのような環境が整っていれば高齢者の居住・移住が可能なのかといった知見を示す研究はなかった。そこで、本研究は、昨年度、まちなか居住の身近な事例を把握するため新潟県内に立地する高齢者向け施設へヒアリングを行うとともに長岡市全体の高齢者の居住特性をクラスター分析により把握した。今年度は、市全体の高齢者および高齢者のみ世帯の居住意向を把握するため、アンケート並びにヒアリング調査を実施し、居住する地域や世帯類型別の定住・移住に必要な環境条件の差異を分析するとともに、高齢期の居住形態の一つとして中心市街地の高齢者用住宅に移住する可能性を検討した。研究の結果、まず新潟県内のまちなかに立地する高齢者向け住宅の入居者の出身地域から、高齢期の住み替えは住み慣れた地域内での移動が多いことが明らかとなった。次に、今後の居住意向を世帯類型別にみると現在同居中の世帯は将来も同居継続を希望する傾向が強く、住み替えについては高齢者のみ世帯が検討する傾向にあることが示された。さらに、高齢者のみ世帯の移住可能性は「地域」の違いと関係があること、将来の居住意向については施設入居を希望する割合が高いことが示された。また、高齢者のみ世帯の住み替え希望をみると、定住意向が強く、施設入居の時期は曖昧で介護が必要になってから検討すると回答した世帯が多数を占めた。一方、元気なうちから高齢者用住宅に入居し、セカンドライフに対し期待を持って住み替えを検討する世帯も存在し、それらの世帯の多くが「生活利便性の確保」、「高齢者だけの暮らしの不安の解消」などを希望していることが明らかとなった。今後、高齢者住宅への住み替え需要が増加し、求められるサービスも多様化すると推測される。生活利便性の確保を希望する世帯が多いことから、それらを享受することのできる中心市街地は有効といえる。高齢期のまちなか居住というライフスタイルを浸透させるためには、具体的な住み替え後のライフスタイルを提示することが必要である。また、住み替えに当たっては従前住宅の扱いが課題といえる。さらに、家賃が低廉であり、健康状態が悪化しても住み続けられるような仕組みと、住宅のみならず住み替え先でも活動的に生活できるような中心市街地全体の一体的整備が求められている。今年度が初年度であるため、高齢者の居住実態の把握と調査対象地区の抽出を目的として、まず、人口規模の異なる新潟県長岡市(19.3万人,6.7万世帯:2000年国調)、柏崎市(8.8万人,3.0万世帯)、十日町市(4.3万人,1.3万世帯)の3都市を対象に、2000年国勢調査の小地域集計データから地区(町丁目)別に高齢者の居住状況を把握した。用いた指標は「(地区内一般世帯数に対する)高齢者のいる世帯の割合」、「同居率(1-高齢者のみの世帯率)」、「高齢者のみ世帯の持家率」であり、クラスター分析を行った。その結果、長岡市では490地区を5つのグループに分類することが出来た。特徴をみると、同居率が最も低く高齢者のいる世帯割合と持家率も低いグループに分類された地区は180であり中心部に多いこと、高齢者のいる世帯の割合と高齢者のみ世帯の持家率が最も高く同居率も高いグループは93地区であり農村集落部に多いことが明らかとなった。地区別の分布状況は柏崎市、十日町市でも同様の傾向が見られた。しかし長岡市の状況と比較した結果、柏崎市で同居率が低くなっているのを除き、その他の指標は全て上回るなどの特徴が見られた。次に、高齢者の移住を受け止める住宅の整備状況やその利用状況を把握するために、中心市街地に立地する長岡市内の高齢者向け優良賃貸住宅1棟(8F50戸、2004年築)、新潟市の終身利用権方式住宅型有料老人ホーム1棟(8F46戸、2002年築)の管理者に対してヒアリング調査を行った。その結果、長岡では従前居住地が市内3割、市外県内3割、県外4割であるのに対して、新潟では市内が9割を占めていた。住宅の形式が純粋な賃貸と終身利用権と異なることが影響していると考えられるが、従前居住地に大きな違いが見られた。初年度の最後に、高齢者の居住状況と高齢者用住宅への入居希望(需要)とを調査するために、アンケート票の設計を行った。次年度はアンケート調査を実施し、中心部、郊外部、農村部といった居住地による居住状況や日常行動の差異を把握して、移住可能性の検討を行う予定である。

今年度は、市全体の高齢者および高齢者のみ世帯の居住意向を把握するため、アンケート並びにヒアリング調査を実施し、居住する地域や世帯類型別の定住・移住に必要な環境条件の差異を分析するとともに、高齢期の居住形態の一つとして中心市街地の高齢者用住宅に移住する可能性を検討した。研究の結果、まず新潟県内のまちなかに立地する高齢者向け住宅の入居者の出身地域から、高齢期の住み替えは住み慣れた地域内での移動が多いことが明らかとなった。次に、今後の居住意向を世帯類型別にみると現在同居中の世帯は将来も同居継続を希望する傾向が強く、住み替えについては高齢者のみ世帯が検討する傾向にあることが示された。さらに、高齢者のみ世帯の移住可能性は「地域」の違いと関係があること、将来の居住意向については施設入居を希望する割合が高いことが示された。また、高齢者のみ世帯の住み替え希望をみると、定住意向が強く、施設入居の時期は曖昧で介護が必要になってから検討すると回答した世帯が多数を占めた。一方、元気なうちから高齢者用住宅に入居し、セカンドライフに対し期待を持って住み替えを検討する世帯も存在し、それらの世帯の多くが「生活利便性の確保」、「高齢者だけの暮らしの不安の解消」などを希望していることが明らかとなった。今後、高齢者住宅への住み替え需要が増加し、求められるサービスも多様化すると推測される。生活利便性の確保を希望する世帯が多いことから、それらを享受することのできる中心市街地は有効といえる。高齢期のまちなか居住というライフスタイルを浸透させるためには、具体的な住み替え後のライフスタイルを提示することが必要である。また、住み替えに当たっては従前住宅の扱いが課題といえる。さらに、家賃が低廉であり、健康状態が悪化しても住み続けられるような仕組みと、住宅のみならず住み替え先でも活動的に生活できるような中心市街地全体の一体的整備が求められている。
共振周波数高安定化1．2GHz電子スピン共鳴スペクトロメーター

共振周波数と整合状態を電圧により制御可能なサーフェイスコイル型共振器を試作した(共振周波数は1.2GHz)。この共振器は、印加する電圧により約10MHzの範囲で共振周波数を制御することが可能である。通常のキャビティー共振器を使用した自動周波数制御では、搬送波周波数の0.1%程度の周波数調整しかできない。今回試作した共振器を使用すれば、搬送波周波数の約1%の範囲で共振周波数を制御することが可能である。共振周波数を電子的に制御するために、自動周波数制御回路を開発した。周波数の差を直流出力に変換する位相検波回路と可変容量ダイオードに印可する逆バイアスを制御する回路を製作した。実験的に共振器の共振周波数を擾乱し、それを安定化する性能試験を実施した。その結果、共振周波数可変範囲と同程度の周波数擾乱に対しては極めて安定的に自動周波数制御が行えることを確認した。実際のESRスペクトロメーターに共振器と制御システムを組み込み、従来のESRスペクトロメーターとの性能比較を行った。その結果、今回試作した電子同調サーフェイスコイル型共振器と自動周波数制御回路を組み合わせたシステムにおいて、従来システムに比べ信号対雑音比が約二倍改善された。今回の試作において、帰還制御回路の発振が観測された。制御性能を低下させず、発振を除去し制御回路の安定性を向上させることが今後の課題である。
英領植民地と民国僑務の越境性から読み解く20世紀カリブ海地域華僑華人史研究

研究の初年度である当該年度は、8月にトリニダード・トバゴの首都ポートオブスペインで3週間、公文書館における史料の調査と収集、そして中国系住民の家族史インタヴューをおこない、中国系ならびに研究者の個人所蔵史料を打診し収集した。現地の個人所蔵コレクションにはいかなる史料が残っているのか、その概要の把握と撮影は順調で、193040年代の私信、国民党の英語雑誌全册、イヤーブック、公務員名簿、大学卒業アルバム等を収集した。これによって、現地の人種構成の中でどのように中国系が社会的上昇を実現するか、その経歴や教育戦略を論じる史料的根拠を得た。初年度ゆえ成果の活字化は、現地調査で得た知見を中国研究所『中国年鑑』の華人世界の動向をまとめた短文に反映したに止まる。口頭発表は、史料収集が順調に進んだ193040年代の基礎研究の成果を、国内外で積極的に発信した。現地華僑は1930年代までにいかなる社会的上昇の道をたどったか、そして抗日戦争期に中国国民党がトリニダード華僑華人社会にどのような僑務を展開し、華僑華人はいかなる協力をしたかを、11月のマカオで開催されたアジア太平洋ラテンアメリカ研究国際会議と2月の京都大学人文科学研究所研究会で発表した。これらの場でラテンアメリカ研究や中国近現代史研究の研究者からコメントを得て、今後の方向性を考えた。特に京都での発表では、コメンテーターの原不二夫名誉教授から英領マラヤ華僑華人研究の視点を通して数々の指摘を得たことで、本研究が最終的に目指している旧英領植民地の華僑華人史機軸をいかに深めるか、具体的な切り口や論点の目途が立った。また10月にペルーのサンマルコス国立大学における2日間のグローバルヒストリー国際セミナー招聘講義の一部で抗日期トリニダードでの国民党僑務を論じ、南アメリカからカリブ海地域の旧英領植民地がどう見えるか確認できた。初年度に予定通りおこなったトリニダード・トバゴでの現地調査では、WHO医師Robert Lee氏の紹介を通じて現地の主要な中国系住民や研究者と面会し、個人所蔵史料から193040年代のものを集中的に収集できた。これによって、中国移民や中国系住民の社会的上昇には、彼らがトリニダード島の商業的発展を牽引した重要な経済領域に進出したことや、通婚によるクレオール化の進行が関係していること、さらにカリブ海地域や英国でイギリス式高等教育を受けて高等専門職へ進出し、かつアメリカの関連業界とも行き来できる集団として自らのエスニシティを現地社会で印象付けたことなど、複数の条件が関わっていたと分かった。また中華民国国民政府からの接近にも協力し、中国との政治的つながりを現地社会と中国系コミュニティ内部双方における社会的上昇のため巧みに表現していた。1930年代に商業的にも社会的にも発展した中国系コミュニティは、こうした複数要素の中で考察する必要があった。これと関連して、1930年代に陳友仁の親族がトリニダードで果たした社会的上昇には着目すべきで、現代のカリブ海地域出身のディアスポラ華人の移動生活パターンの原型が生まれた時代として分析する重要性を認識した。これらの知見は当該年度内に国内外の学会、研究会、大学国際セミナーでの口頭発表や講義に反映した。なかでも英語招聘講義のため10月に訪問したペルーのサンマルコス国立大学で本研究の一部を反映して近現代の南北アメリカ華僑華人史を論じたことは、当該年度に見込んだ以上の着想を得る契機につながった。現地の研究者や学生との意見交換を通して、スペイン語圏の華僑華人の在り方と比較した旧英領植民地華僑の特徴を論じる必要性や、国家が海を越えて出国移民とつながろうとする動機や原理をより広く長い視座から問う視点の必要性を認識した。次年度は、トリニダード・トバゴにおける二回目の調査とジャマイカにおける調査、そして台湾における僑務史料の収集を予定している。初年度のトリニダード・トバゴ調査では、1930年代に現地で事業が軌道にのった中国移民とその次世代は、日用品雑貨販売、ホテル業、コーヒー会社など現在も同国内で事業展開する著名な会社経営者を輩出しており、かつ戦前移民世代の子孫グループが彼らから一定の距離を保っている実態も分かった。戦前移民の子孫世代は英国化に価値観を置くことに対し、1930年代以降のグループには中国名を維持し会社名にも中国語を残す、独自の価値観が見受けられる。このため、次回のトリニダード調査では1930年代以降の商業従事者へのインタヴューと所蔵史料の打診を集中的におこなう予定である。その一方で、トリニダード現地の安全性は現地協力者や日本総領事館が指摘する通り年々悪化しており、実際8月のポートオブスペイン調査では、日中から公設市場でマフィアが活動するなど治安悪化が表面化していた。このためトリニダードとジャマイカの調査は、安全情報に目配りして実施の如何を決定する。安全面に不安がある場合、調査はオックスフォード大学所蔵のカリブ海地域報告書や地図の収集、またはロンドンかトロントのカリブ海地域中国系再移民のディアスポラ性とその社会的上昇の調査に切り替える。その際、194050年代の戦後・冷戦過渡期におけるカリブ海地域華僑社会の関連史料の調査、ならびにディアスポラ華人の典型的な社会的成功例として陳友仁と戴愛蓮、ジャクリーン・チェンに関する資料と情報の収集もおこなう。研究成果は、国内外における口頭発表と活字化で随時発信する。とりわけ史料分析した歴史学的成果を活字化して発信する作業は、次年度から本格的におこなうべく、国内外の学術雑誌に掲載するため現在和英両言語の論文

2本を執筆中である。研究の初年度である当該年度は、8月にトリニダード・トバゴの首都ポートオブスペインで3週間、公文書館における史料の調査と収集、そして中国系住民の家族史インタヴューをおこない、中国系ならびに研究者の個人所蔵史料を打診し収集した。現地の個人所蔵コレクションにはいかなる史料が残っているのか、その概要の把握と撮影は順調で、193040年代の私信、国民党の英語雑誌全册、イヤーブック、公務員名簿、大学卒業アルバム等を収集した。これによって、現地の人種構成の中でどのように中国系が社会的上昇を実現するか、その経歴や教育戦略を論じる史料的根拠を得た。初年度ゆえ成果の活字化は、現地調査で得た知見を中国研究所『中国年鑑』の華人世界の動向をまとめた短文に反映したに止まる。口頭発表は、史料収集が順調に進んだ193040年代の基礎研究の成果を、国内外で積極的に発信した。現地華僑は1930年代までにいかなる社会的上昇の道をたどったか、そして抗日戦争期に中国国民党がトリニダード華僑華人社会にどのような僑務を展開し、華僑華人はいかなる協力をしたかを、11月のマカオで開催されたアジア太平洋ラテンアメリカ研究国際会議と2月の京都大学人文科学研究所研究会で発表した。これらの場でラテンアメリカ研究や中国近現代史研究の研究者からコメントを得て、今後の方向性を考えた。特に京都での発表では、コメンテーターの原不二夫名誉教授から英領マラヤ華僑華人研究の視点を通して数々の指摘を得たことで、本研究が最終的に目指している旧英領植民地の華僑華人史機軸をいかに深めるか、具体的な切り口や論点の目途が立った。また10月にペルーのサンマルコス国立大学における2日間のグローバルヒストリー国際セミナー招聘講義の一部で抗日期トリニダードでの国民党僑務を論じ、南アメリカからカリブ海地域の旧英領植民地がどう見えるか確認できた。初年度に予定通りおこなったトリニダード・トバゴでの現地調査では、WHO医師Robert Lee氏の紹介を通じて現地の主要な中国系住民や研究者と面会し、個人所蔵史料から193040年代のものを集中的に収集できた。これによって、中国移民や中国系住民の社会的上昇には、彼らがトリニダード島の商業的発展を牽引した重要な経済領域に進出したことや、通婚によるクレオール化の進行が関係していること、さらにカリブ海地域や英国でイギリス式高等教育を受けて高等専門職へ進出し、かつアメリカの関連業界とも行き来できる集団として自らのエスニシティを現地社会で印象付けたことなど、複数の条件が関わっていたと分かった。また中華民国国民政府からの接近にも協力し、中国との政治的つながりを現地社会と中国系コミュニティ内部双方における社会的上昇のため巧みに表現していた。1930年代に商業的にも社会的にも発展した中国系コミュニティは、こうした複数要素の中で考察する必要があった。これと関連して、1930年代に陳友仁の親族がトリニダードで果たした社会的上昇には着目すべきで、現代のカリブ海地域出身のディアスポラ華人の移動生活パターンの原型が生まれた時代として分析する重要性を認識した。これらの知見は当該年度内に国内外の学会、研究会、大学国際セミナーでの口頭発表や講義に反映した。
映像のミッドレベル表現とその高度映像処理への適用に関する研究-

本研究では、レイヤ画像表現及びこれを拡張した新たなミッドレベル画像表現を想定し、このための大域的動きセグメンテーションアルゴリズムの一般的枠組みを明らかにすると共に、より高精度且つ安定にミッドレベル画像表現を復元することを可能とする大域的動きセグメンテーションアルゴリズムを開発した。具体的には、以下の検討を行なった。(1)ミッドレベル画像表現として、レイヤ画像表現、及びこの表現を拡張した表現として、各レイヤの属性記述として相対的奥行きや、3次元空間における表面の2次元接平面近似等の属性を付加した2.5次元的なミッド画像表現をとりあげ、これらを入力動画像系列から復元する問題を想定し、このための大域的動きセグメンテーションアルゴリズムの一般的枠組みについて検討した。(2)大域的動きセグメンテーションアルゴリズムの基本的構成要素に関して、上記(1)で明らかにした可能な選択肢を効果的に実現する処理を基本機能単位として具体的に構成し、これらの組み合わせとして各種の大域的動きセグメンテーションアルゴリズムを構築した。さらに、目標とするミッドレベル画像表現に応じて、基本的構成要素の数多くの組み合わせについて実験的に検討し、高精度且つ安定に目標とするミッドレベル画像表現を入力動画像系列から復元可能な最適な組み合わせを探索する。このために、大域的動きセグメンテーションアルゴリズム評価のためのシミュレーションプログラムを開発した。(3)大域的動きセグメンテーションアルゴリズムによって入力動画像系列から復元されたミッドレベル画像表現に基づいて入力動画像情報を時間的に統合し、隠蔽領域を復元したり、時空間解像度を改善したり、映像合成したりする様々な「時間統合による高度な映像処理」の具体的な課題に適用可能なことを示した。
電気伝導性ナノワイヤーを介した微生物間相互作用の解析

様々な微生物が導電性細胞外繊維(ナノワイヤー)を利用している可能性が示唆されているが、その役割はほとんど解明されていない。本研究では、微生物ナノワイヤー(鞭毛や繊毛等)の物性や生態学的機能を解明し、微生物学やバイオ(ナノ)テクノロジーに新たな分野を切り開くことを目的とした。その結果、鞭毛が共生相手との情報伝達に使われていることを発見し、微生物生態系形成プロセスの重要ステップが明らかになった。微生物が導電性細胞外繊維(ナノワイヤー)を利用している可能性が示唆されてきているが、その物性や役割はほとんど解明されていない。本研究では、微生物ナノワイヤー(鞭毛や繊毛など)の導電性の調査、異種微生物間を流れる電流を実測するシステムの確立、接着や導電性の分子機構の解明を行い、導電性ナノワイヤーの基本特性や微生物間相互作用における役割を解明することを目的としている。微生物ナノワイヤーの導電性の調査においては、プローブ顕微鏡利用法の検討や誘電泳動法の検討を行った。今のところ測定法の確立には至っていないが、繊維の形状や局所的導電性の有無を調査することができた。このうち、誘電泳動法により2つの導電性チップの間に繊維を張り付けることが可能になったので、チップ間に電圧をかければ導電性が測定できると期待される。また、原子間力顕微鏡を用いてナノワイヤー産生細菌を観察する方法の検討を行い、コンタクトモードで形状観察ができることを確認した。異種微生物間電流の測定に関しては、今年度は微生物燃料電池のシステムを確立し、有機物添加に伴う電流生成に成功した。この系を使い、セルロースを基質として電流を生成する微生物群衆を集積し、その微生物生態学的解析や電子顕微鏡による形態観察を行った。その結果、繊維状物質を多量に含む微生物生態系が電極に付着していることが明らかとなり、ナノワイヤーの重要性が示唆された。さらに、ナノワイヤー構成蛋白質を組換え生産し、共生相手の培養系に添加する実験において、ナノワイヤー蛋白質自身(導電性と関係なく)が異種細胞間のシグナル伝達物質であるという示唆が得られた。蛋白性の細胞外繊維が異種微生物間の情報伝達物質になるという報告は過去に無く、微生物間通信を媒介する全く新しいメカニズムの提唱につながった。本研究は、微生物ナノワイヤー(鞭毛や繊毛など)の導電性の測定や導電性ナノワイヤーの微生物間相互作用における役割の解明などを目的としている。微生物ナノワイヤーの導電性の測定においては、プローブ顕微鏡(AFM)利用法の検討を行った。微細加工した櫛状電極の近傍に存在する微生物体から電極上へナノワイヤーを伸ばし、微生物体にAFMの導電性プローブを当てて、電極との間に電圧をかけたときの電流の測定を試みたが、電流の検出には至らなかった。現在、電極構造の改良を試みている。微生物間相互作用における役割の解明においては、発酵細菌Pelotomaculumのナノワイヤー構成蛋白質を組換え生産し、共生相手(メタン菌Methanothermobacter)の培養系に添加する実験を行った。その結果、構成蛋白質の添加によりMethanothermobacterのトランスクリプトームパターンが変化し、メタン生成系の遺伝子などが発現上昇することを発見した。この結果をまとめてScience誌に発表した。セルロースを燃料とする微生物燃料電池を構築し、電極バイオフィルムから、数十マイクロメーターに及ぶ長い繊維状細胞外突起物を持つ電気生産菌を単離した。この微生物はAlphaproteobacteriaに属し、有柄性細菌群に近縁のものであったが、既存の属に属さない新規性の高い細菌であることが判明した。さらに、この細菌はグルコースを発酵的に分解できること、酢酸などの有機酸を基質に電流生産(電極呼吸)を生産してエネルギーを獲得していること、繊維状細胞外突起物は高い固体への付着性を示すことが明らかになった。以上から、この細菌は繊維状細胞外突起物を用いて電極に付着し、セルロース分解の中間代謝産物を用いて電流生産をしながら生育していると考えられた。今までに作製した櫛状電極の近傍に微生物体を配置することに成功した。Shewanella菌の鞭毛と思われる繊維を櫛の間に配置し、電極間電位をかけ電流の測定を試みたが、電流は測定されなかった。同種細菌の繊毛についても試みたが、電極間に配置することはできなかった。

微生物間相互作用における役割の解明においては、昨年度までに発見した発酵細菌Pelotomaculumのナノワイヤー蛋白質が異種微生物間の情報伝達物質になるという現象について、さらなる検証を行った。この蛋白質に対する抗体を作成し、抗体存在下、および非存在下における共生的メタン生成速度の比較を行ったところ、鞭毛CAP蛋白質に対する抗体はメタン生成速度を顕著に低下させたが、鞭毛主要成分のFliCに対する抗体は大きな影響がなかった。これは、CAP蛋白がシグナルの本体であることを示すもので、今後、CAPタンパク質に結合するメタン菌細胞表面タンパク質の同定が期待される。さらに、CAPタンパク質の結合特異性を調査し、これがメタン菌のなかでも共生相手であるMethanothermobacter属に特異的に結合することを発見した。
神経哲学的な研究手法による意識の表象理論の妥当性の検討

本研究によって以下のことが明らかになった。意識経験を自然科学的な枠組のもとで理解する可能性を否定する議論にはさまざまな問題があるのにたいして、意識経験はすべて外界の事物のあり方を表象する心的状態であると考える意識の表象理論は、意識経験のさまざまな特徴を整合的に説明することができ、意識にかんするもっとも有望な理論である。また、意識の表象理論にはいくつかの深刻な問題点が存在するが、そこで用いられる表象概念を再検討することによって、それらの問題点を克服することができる。本年度は、本研究プロジェクトを進める上での基礎作業として、以下の活動を行った。(1)名古屋大学大学院生の井上研氏による協力のもと、意識にかんする近年の経験科学研究の中で、とくに哲学的な意識理論にとって重要な意味を持つと思われるものについて、文献調査を行った。その結果、盲視のような古典的な事例に加えて、変化盲、不注意盲、両眼視野闘争、視覚運動失調など、哲学的な意識理論、とくに意識の表象理論を具体的に展開する上で説明が必要となる事例が数多く存在することが明らかになった。(2)意識にかんする最新の研究動向を把握するため、平成22年9月に神戸で開催されたNeuro2010や、生理学研究所主催の国際シンポジウム、玉川大学脳科学研究所主催の研究会等に参加出席した。(3)意識研究の重要トピックについてさらに理解を深めるために、平成23年1月と3月に研究会を開催した。1月の研究会では、生理学研究所の吉田正俊助教を講演者に招き、神経科学的な盲視研究の最新の動向について話をうかがった。3月の研究会では、京都大学大学院の太田紘史氏、北海道大学大学院の新川拓哉氏を講演者に招き、知覚の哲学と意識の哲学の関係、神経科学的に現実的な知覚理論の可能性などについて話をうかがった。本年度の研究活動の結果、哲学的・神経科学的な意識研究の現状について、その全体像を明らかにすることができた。次年度以降は、本年度の研究結果を具体的な研究成果として発信していきたい。まずは、(1)の文献調査の結果をレビュー論文などの形で公刊すること、意識の表象理論にかんして研究代表者を発表者とする研究会やワークショップを開催すること、の二点を目標としたい。本年度は以下の活動を行った。(1)意識の問題にかんする最新の研究動向を把握するため、下記の活動を行った。・2011年6月18日に京都大学の山口尚氏を講演者とした研究会を開催し、知識論法をめぐる問題について出席者と共に議論した。・2011年9月から12月に、ニューヨーク大学で開催されたデイヴィッド・チャルマーズ教授主催の意識にかんする研究会に参加出席した。・2012年1月から3月まで、コロンビア大学で認知神経科学者のハクワン・ラウ講師の注意と知覚にかんする講義を聴講した。(2)意識の自然化にかんする理論的、哲学的問題の考察にかんして、下記の活動を行った。・在外研究受入先であるニューヨーク市立大学大学院センターのジェシー・プリンツ教授と、研究代表者の博士論文およびプリンツ教授の意識にかんする近刊書を題材として定期的に討論を行い、研究代表者が出版予定である意識にかんする概説書および博士論文の一部を元にした学術論文を執筆する準備を進めた。平成25年度は、前年度に引き続き米国で在外研究を行っていたため、適宜具体的な研究活動を変更して研究計画を進めた。本年度は、本研究に関連するさまざまな学会やセミナーなどに参加した。主なものとしては、2012年7月にケベック大学モントリオール校で開催された意識にかんするサマースクールや、同じく7月にペンシルバニア大学で開催されたNeuroscience Bootcampに参加した。また、滞在先のニューヨーク市立大学では、意識を主題とした大学院の講義、講演、学生主催の研究会などに多数参加した。本年度後半には、本研究の主たる研究成果である、意識を主題とした単著の執筆に取り組んだ。この著書では、意識にかんする哲学的な問題の内実を明らかにし、さまざまな理論の長所や短所を検討することを通じて、意識の問題の全体像を明らかにすることを試みている。また、著書の後半では、自然主義的な意識理論としてもっとも有望であると考えられる表象主義について重点的に検討し、その問題点を明らかにするとともに、有望と考えられる修正案を提案し、この修正案によって、意識にかんして近年得られているさまざまな経験的な知見をどの程度うまく理解できるかを検討している。本年度は、著書の初稿を完成させるとともに、初稿を英訳し、ニューヨーク市立大学のジェシー・プリンツ教授らからコメントを得た。以上の研究成果は、平成25年度中に出版予定である単著として公刊予定である。また、同時期に刊行予定である、心の哲学を主題とした論文集に収録される単著論文でも、その成果の一部を公刊予定である。

さらに、単著の内容の一部を研究論文とし、平成25年度中に欧文学術雑誌に投稿することも計画している。研究期間の前半である平成22年4月から平成23年9月まで、本研究と平行して脳神経科学リテラシーおよび脳神経倫理学を主題とした研究プロジェクトを進めていたことと、平成23年9月より在外研究で米国に滞在するためのさまざまな準備が必要だったことにより、本研究プロジェクトに十分な時間を割くことができなかったことが主な理由である。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記の研究プロジェクトは1つがすでに終了し、もう1つは平成25年3月まで休止中であるため、今後は本研究の支障となることはない。また、在外研究によって、当初予定していなかった米国の研究者との交流が可能となったことによって、残存期間で研究を大きく進展させることが可能であると考えられる。残存期間は、申請時に予定していたとおり、(1)意識にかんする概説書の執筆、(2)神経科学等の知見をふまえた意識の理論にかんする学術論文の執筆を優先事項とし、可能であれば(3)意識にかんする主要な知見の哲学的意義にかんするレビュー論文の執筆を行うという形で研究を進める予定である。
中性子過剰原子核におけるクラスター構造の普遍的存在に関する研究

原子核を記述する基本的な模型であるシェル(殻)構造とクラスター構造の2つの競合する例として^<12>C核を取り上げ、αクラスター構造の出現と消滅を微視的な立場から分析した。^<12>Cは、3αの模型空間を仮定して多くの理論計算がなされてきたが、シェル模型的見地からは、陽子・中性子ともにp3/2軌道の閉殻であり、スピン・軌道相互作用が最も顕著に作用すると考えられる。そこでこの核に対して、3α模型とαの崩れを取り入れたシェル模型的配位の両方を用いて分析し、特に基底状態ではαの崩れが大きいことを示した。これは電磁遷移確率にも影響し、星の内部での元素合成に関わる。また、この問題は、微視的なαクラスター模型を用いて^<12>C(3α系)と^<16>O(4α系)の結合エネルギーが同時に再現できないという長年の問題に対しても示唆を与えており、^<12>Cの"過小結合問題"の半分は解決することがわかった。また、このようなαクラスターの崩れの度合いを軽い核に対してシステマティックに計算し、核図表の上に数値として書き込む試みを行った(研究発表の雑誌論文1)。次に行ったことは、計算で用いる核子間相互作用を改善し、現実的な核力のもつ性質をより良く反映させていく試みである。原子核においては、核内における有効相互作用が常に大きな課題である。これまでごく軽い原子核を除いては中心力やスピン・軌道力の中に繰り込まれていた核力のテンソル部分(テンソル力)をあらわに取り扱った場合、計算される核構造がどのように変化するかは重要な問題である。このような立場から、核力の本来持っている性質がいかにして原子核構造の中に反映されているかを根源的に見直し、クラスター構造やシェル構造などといった原子核の持つ性質がどのように核力のもとの性質と結びついているのかを見直す試みを開始した。例としてHeやBe同位体の構造計算を行った(投稿論文準備中)。軽い原子核におけるクラスター構造に焦点をあて、最近、理論・実験ともに急速に進展しつつある中性子過剰核において、クラスター構造がさらに重要性を増し、原子核の存在形態のひとつとして普遍的に存在するということを、理論の側から明らかにした。たとえば、3つのαクラスターが正三角形配位に並んだ構造の分析も行った。系がこのような三回対称性を持つ場合、K=3の回転帯構造を持つことが可能であるが、過剰中性子の存在しない安定核の^<12>Cではいまだに実験的に確認されず、3αの正三角形構造は確立されていない。そこで、3つのαクラスターのまわりに2つの過剰な中性子を運動させた^<14>C核を考え、この中性子と3αとの間に働く引力により、正三角形対称性(D3h)を持った正parityと負parityの回転帯がα放出の敷居値より少し低いエネルギーを出発点に現れる事を示した。対応した状態の候補も実験的に存在することがわかった。このことは、一見これまで長く議論されてきたクラスター構造の出現メカニズムである敷居値則と反転二重項の考え方が中性子過剰核においても成り立つように思える。しかしむしろ、このクラスター構造の出現は、本来ガス的にゆるく相互作用していた3つのαクラスターが、その周りを霧のように運動する中性子がもたらす引力によって結晶構造的に安定化する、中性子過剰核に特有なメカニズムに起因すると考えられる。これについてはPhysical ReviewLetters誌に論文が印刷中である。さらに、反対称化分子動力学(AMD)を拡張し、軽い原子核の構造を系統的に計算するための全く新しい方法論を確立した。この方法については、Physical Review誌に発表された。

このような立場から、核力の本来持っている性質がいかにして原子核構造の中に反映されているかを根源的に見直し、クラスター構造やシェル構造などといった原子核の持つ性質がどのように核力のもとの性質と結びついているのかを見直す試みを開始した。例としてHeやBe同位体の構造計算を行った(投稿論文準備中)。
高次組織構造をもった分子集合体のレ-ザ-化学

京都工繊大の分子組織体の光物理化学、レ-ザ-ホトリシスについての経験と、ル-バン大学の分子組織体の構成、2量体モデル化合物の合成、単一光子計数法、その解析法とが相まって、以下に示す様な結果を得た。1)従来より、2量体モデル化合物の蛍光、燐光、カチオン、アニオン各状態の吸収スペクトルを系統的に測定し、クロモフォア間の電子的相互作用、幾何学配置、スペクトルの関係を調べてきた。このような研究の総仕上げとして、メゾ及びラセミービス[1ー(2ーピレニル)エチル]エ-テルの単一光子計数法による蛍光測定とピコ秒過渡吸収測定を行った。その結果、イソオクタン中の分子内エキシマ-生成の熱力学定数及び速度定数を決定した。又、1/3分子内回転をする時間としてメゾ体の場合280ps、ラセミ体の場合20nsと大きな差のあることが明らかになった。この化合物は、最も重要なピレンエキシマ-のサンドイッチ構造とそれに伴う各パラメ-タを実験的に最終的に確立するものである。2)長鎖チオ-ルと対イオンとしてカドミウムイオンを用いて単分子膜更にLangmuir-Blodgett(LB)膜を作れば半導体的性質をもつ興味ある薄膜ができると期待される。1ーオクタデカンチオ-ルを用いて調べたところ、カドミウムイオンでは安定な単分子膜を生成せず、安定な積層膜を生成することがわかった。この安定な積層膜は非常に珍しいものである。対イオンとしてバリウムイオンを用いたとき、安定な単分子膜が得られた。対イオンのイオン半径、膜の吸収スペクトルなどの考察より、単分子膜、積層膜の安定性には、イオンの大きさ、イオン対の平衡定数が非常に重要な因子であることがわかった。3)アントラセンまたはペリレンの薄膜単結晶上にω(2ーアンスリル)アルカン酸の単分子膜、更に長鎖を有する色素とアラキン酸の混合物の単分子膜を累積した。色素を光励起することにより、ホ-ルが色素から単結晶へ(電子が単結晶から色素へ)移動する。この時の電流は、アルカン酸の長さが長くなるに従い減少し、色素のイオン化ポテンシャルが小さいほど、この依存性が大きくなった。またアラキン酸の代わりにパルミチン酸を用いたときには、アラキン酸の時に比べ光電流の収率は約1/10に減少した。これらの結果が、色素とアルキル鎖の最高被占軌道間の相互作用、両単分子膜の間の界面でのポテンシャル差の変化などにもとずいて議論された。
新手法を用いた亜硝酸を含む大気中酸化態窒素成分濃度および沈着量の評価

全国9地点における大気中窒素酸化物由来の反応性酸化態窒素(NO2,NO,HNO3,HONOおよびNO3-)の濃度・沈着量レベルとその挙動を明らかにした。多くの地点でNO2およびNO濃度が高かったが、利尻および辺戸岬ではNO2に次いでNO3-濃度が高く、NO3-の全酸化態窒素沈着量に対する寄与も大きかった。沈着速度が大きいHNO3は濃度は低かったが沈着量の寄与では大きかった。HONOは、遠隔地では濃度が低かったが、都市部などで濃度は高く、札幌および加須の冬はNO2に次ぐの沈着量寄与を示した。また利尻では気温が高かった年の夏にHONOの濃度の上昇がみられた。本研究は,大気中酸化態窒素成分である二酸化窒素,一酸化窒素,硝酸,亜硝酸および硝酸塩の大気中の組成および挙動を明らかにし,その沈着量評価を行うことを目的としている。調査は亜硝酸の捕集ができる新手法のフィルターパック法を用いて実施する。また,沈着量評価のための乾性沈着速度推計プログラムの開発も本研究で行う。平成25年度は,以下の5項目について実施した。(1)連携研究者および研究協力者とともに大気環境学会時に会合を開き,大気中酸化態窒素成分の挙動に関する情報交換を行い,これまでの研究成果から大気中酸化態窒素成分濃度の日内変動の把握などの課題について検討を行った。(2)前述の会合と同時に開催された大気環境学会にて酸化態窒素成分の挙動についての発表を行った。(3)大気中酸化態窒素成分濃度の調査においては,当初予定の全国6つの地方自治体の環境研究所(北海道立総合研究機構,埼玉県環境科学国際センター,愛知県環境調査センター,兵庫県環境研究センター,和歌山県環境衛生研究センターおよび沖縄県衛生環境研究所)に加え,札幌市衛生研究所,高知県環境研究センターが加わり,全国9地点(利尻,札幌,埼玉加須,豊橋,神戸須磨,和歌山海南,沖縄辺戸,札幌白石,香北)で,通年の連続調査を実施した。(4)沖縄の辺戸岬および北海道の利尻において夏期に,埼玉の加須および和歌山の海南において冬期に日内濃度変動調査を実施した。(5)沈着量評価に用いるインファレンシャル法を用いた乾性沈着速度推計プログラムの開発を進めた。平成24年度は,以下の7項目について実施した。(1)連携研究者および研究協力者とともに会合を開き,大気中酸化態窒素成分の挙動に関する既存の情報について情報交換を行い,これまでの研究成果から大気中酸化態窒素成分濃度の日内変動の把握などの課題について検討を行った。(2)前述の会合と同時に開催された学術集会にて酸化態窒素成分の挙動についての情報収集を行うとともに,本研究の調査方法でもあるフィルターパック法についての発表を行った。(3)大気中酸化態窒素成分濃度の調査においては,当初予定の全国6つの地方自治体の環境研究所(北海道立総合研究機構,埼玉県環境科学国際センター,愛知県環境調査センター,兵庫県環境研究センター,和歌山県環境衛生研究センターおよび沖縄県衛生環境研究所)により,全国7地点(利尻,札幌,埼玉加須,豊橋,神戸須磨,和歌山海南,沖縄辺戸)で,通年の連続調査を実施した。(4)沖縄の辺戸岬および北海道の利尻において冬期集中観測を実施し,課題として挙げられた大気中の組成および濃度の日内変動データを得た。(5)新たな2地点(札幌白石,香北,フィルターパック法)で,本研究に参加希望する協力機関(札幌市衛生研究所,高知県環境研究センター)と協議を行った。(6)沈着量評価に用いるインファレンシャル法を用いた乾性沈着速度推計プログラムの開発を進めた。(7)年度内成果等について,学会等において成果発表を行った。全国各地における大気中窒素酸化物由来成分(二酸化窒素,一酸化窒素,硝酸,亜硝酸および硝酸塩)のの濃度とその挙動を調査するとともに、インファレンシャル法による沈着速度算出プログラムを用い、沈着量評価を行った。酸化態窒素(NOy)の濃度では、多くの地点で二酸化窒素(NO2)および一酸化窒素濃度(NO)が高いが、利尻および辺戸岬ではNO2および硝酸塩(NO3-)濃度が高かった。そのため、利尻および辺戸岬ではNO3-の酸化態窒素沈着量に対する寄与が大きかった。沈着速度が大きい硝酸(HNO3)は濃度は低かったが沈着量の寄与では大きい場合が多かった。一方、NOは濃度が高い場合が多かったが、沈着速度は小さく、沈着量は少なかった。

亜硝酸(HONO)は、遠隔地では濃度が低かったが、都市部およびその近郊で濃度は高く、北日本の札幌ではHNO3より高い濃度を、他の地域でもHNO3と同程度の濃度を示した。沈着量は少ない場合が多かったが、札幌および加須の冬の沈着量では、NO2に次ぐ寄与を示した。また、特に報告事例の少ないHONOについて、より詳細に検討した結果、HONOとNO2濃度の変動は連動する地点が多く,NO2と水の各種表面での反応による間接発生の寄与が大きいと考えられた。また、辺戸岬ではHONOとNO2濃度の比が全般に大きく、間接発生の反応がより進んでいること、同じくバックグランドである北海道の利尻では、HONO/NO2比は気温および絶対湿度との相関が高く、気象条件が反応の律速となっていると考えられた。そのため利尻では気温が高かった年の夏は反応が進み、HONOの濃度の上昇がみられた。また気温の上昇は、沈着速度の大きいHNO3濃度の上昇も招くことから、気象条件による制限が大きい北日本などでは、温暖化による大気組成の変化とそれに伴う窒素循環への影響が大きくなると考えられた。現在、HP移行作業中、今後は以下のアドレスになる予定。大気化学本研究は,大気中酸化態窒素成分である二酸化窒素,一酸化窒素,硝酸,亜硝酸および硝酸塩の大気中の組成および挙動を明らかにし,その沈着量評価を行うことを目的としている。また,沈着量評価のための乾性沈着速度推計プログラムの開発も本研究で行うこととなっている。平成25年度は次の研究を遂行した。(1)平成24年度に引き続き,当初予定の全国7地点で,通年の連続調査を実施し,平成25年度はさらに追加参加機関の協力により,札幌白石および香北での調査結果も得られた。(2)沈着量評価に関し,インファレンシャル法と濃度勾配法の比較から,特に亜硝酸については,濡れ効果による沈着量増大と日内濃度変動による影響が大きいと考えられ,利尻,辺戸岬,加須および海南にて,酸化態窒素成分の日内濃度変動調査を進めた。平成26年度はこの成果から,インファレンシャル法を用いた乾性沈着速度推計プログラムを開発予定である。このように,当初予定の他に,新たな調査地点が増えたこと,追加した日内濃度変動調査を遂行し,より精度の高い乾性沈着速度推計プログラムを開発が見込めることから,自己点検結果として「1当初の計画以上に進展している。」と判断した。本研究は,大気中酸化態窒素成分である二酸化窒素,一酸化窒素,硝酸,亜硝酸および硝酸塩の大気中の組成および挙動を明らかにし,その沈着量評価を行うことを目的としている。平成24年度は,当初の予定通り次の研究を遂行した。(1)大気中酸化態窒素成分の挙動に関し,最新の研究成果と課題について情報収集を行い,当初予定の全国7地点で,通年の連続調査を実施した。(2)沈着量評価に必要なインファレンシャル法を用いた乾性沈着速度推計プログラムの開発を進め,既存のデータから得られた濃度勾配法による沈着量評価結果との比較検討を進めた。また,別の研究による調査などと連動させたことなどによって,研究費を有効活用でき,バックグランド地域において冬期集中観測を実施し,大気中の組成および濃度の日内変動データを得ることができた。
配偶体形成におけるキンギョソウ・トランスポゾンの転移機構

本年度は斑入り花個体(Nivea^<recurrence Tam3>)と斑入り抑制個体(Stabilizer/Nivea^<recurrence Tam3>)およびwild type系統からゲノミックライブラリーをそれぞれ作成し、各ライブラリーよりTam3コピーの単離を試みた。その結果、今までにTam3に相同な配列を含む合計50個のクローンを精製した。得られたクローンについてはTam3近傍配列をTAIL-PCRによって増幅し、これをプローブに各コピーの転移挙動をRFLPやPCRによって調査を進めている。また、配偶体で特異的に切り出されるコピーを特定するためには、各系統の自殖後代が必要なのでそのためのF1種子の採種も行った。一方単離されたクローンを用いて、キンギョソウの異なる系統間で共通したDNA断片に挿入しているTam3コピーの候補を見出した。このようなTam3は何らかの原因で染色体に固定され、転移不能になったと考えられる。現在、その近傍配列の構造解析を進めている。トランスポゾンの配偶子での転移を詳しく調査するためには、体細胞での転移と区別することが重要となる。そこで今年度はNivea^<recurrence Tam3>の自殖後代を採取した。本実験はTam3がNivea遺伝子座から切り出される時、体細胞で起こったものが生殖細胞に伝達されると、その自殖後代ではすべて復帰型変異花弁を持つことになる。これに対して、生殖細胞で転移すると一部の個体しか復帰しないことを期待して行ったものである。今後Nivea^<recurrence Tam3>後代の花色を観察し、体細胞および配偶体レベルでの転移の頻度を明らかにした上でTam3の転移によって生じた両レベルにおけるNivea遺伝子座の構造変異についても解析を加える予定である。