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反シンプレクティック正則対合を持つ実K3曲面とその退化

このワークショップは2013年度に第1回を実施したが,本研究課題の研究期間中,毎年開催することができ,今後も継続する予定である.研究発表の講演者は,内海和樹氏(立命館大学),那須弘和氏(東海大学),渡辺究氏(埼玉大学),山木壱彦氏(京都大学),真瀬真樹子氏(首都大学東京),伊藤裕貴氏(名古屋大学),池田京司氏(東京電機大学),月岡透氏(東海大学),渡邉健太氏(大阪大),鍬田政人氏(中央大学)であった.今年(2015年)度は,ファノ多様体の研究者も参加して有意義な情報交換ができた.19日午後から21日にかけては,大橋久範氏(東京理科大学)を講師とし,K3曲面の基礎知識も含む勉強会を行った.テーマは,K3曲面の定義と基本的性質, K3曲面の族と周期領域,非ハウスドルフなモジュライ空間,偏極K3曲面のモジュライ空間,K3曲面の倉西空間,2-elementaryK3曲面(=反シンプレクティック正則対合をもつK3曲面)の分類への応用,実2-elementaryK3曲面の2次元ホモロジー格子上の(-2)ベクトルなどであった.研究代表者である齋藤幸子(北海道教育大学旭川校)は,実K3曲面の分類に関する現在の諸問題について解説した.大橋久範氏から非常に有益な助言を受け,昨年度出版された論文「On real anti-bicanonical curves with one double point on the 4-th real Hirzebruch surface, Journal of Singularities (2015/01), volume 11, pp.1--32」において未解決であった「補題の逆主張」の証明の完成に向けて大きく前進した.11月には名古屋大学滞在中のV.Nikulin氏(リバプール大学)のK3曲面に関する最新の研究発表を聴講し,今後の研究の参考とした.S=U+<-2>型の場合に,実Hirzebruch曲面RF_4上の1つ2重点を持つanti-bicanonical曲線のisotopy型分類について,得られた結果を論文にまとめ,J.of Singularitiesに投稿し,査読者から1つのタイプのdegenerationの考察が不要なこと,直交分解U+<-2>の情報をmarkingの条件に加えるべきことを指摘され,2014年に論文を再投稿,5月にJ.of Singularitiesに受理された.20132015年の毎夏に「K3曲面・エンリケス曲面ワークショップ」を北海道で開催し,K3曲面の若手研究者と有意義な情報交換・討論を行った.(1)論文を雑誌に投稿した際,査読者とのやりとりにより,markingと周期領域の定式化の見直しが必要であることがわかり,これに関する知識不足を認識したため,基礎的な文献の読解を行っているが,なかなか進まない.(2)非特異曲線の退化と関連して,Picard-Lefschetz型公式や消滅サイクルについての過去の研究についても調べたいが,自身の求める形のものを見つけていない.(3)非特異曲線の退化とコクセターグラフの関連性について基礎知識を習得したいが,コクセターグラフに関する文献の読解さえ難航している.(4)国内での研究集会の開催に追われ,海外にいる関連研究者との連絡をまだ行うことができなかった.幾何学(1) markingと周期領域の定式化の見直しを続行する.これに関する基礎知識を確かにして,研究を進める.(2)非特異曲線の退化と関連して,Picard-Lefschetz型公式や消滅サイクルについての過去の研究についても調べるため,この分野の研究者を見つける.他大学の図書館で文献を収集する.(3)コクセターグラフに関する文献の読解を続行する.(4)海外の研究者にメールで連絡をとり,博士論文などのネット上で公開されていない文献を請求する.
Ｗ・ベンヤミンの言語思想と批評実践――そのアソシエーション構想の可能性

研究をすすめるに際しては、ベンヤミンとショーレムの「ユダヤ性」への姿勢の差異を適切に理解するべく、ベンヤミンのみならずショーレムの思想形成およびその展開について詳細に検討した。ショーレムの生涯と思想に関しては、晩年の彼がインゲボルク・バッハマンに宛てた手紙に着目し、青年期からの変遷を見通すべく研究を進めた。シオニズムへの希望とその挫折がショーレムの思考を形作っていることを明らかにし、そのことについてドイツ現代文学ゼミナールで発表を行い、これに関しては、論文「残された「嘆き」の声ーインゲボルク・バッハマンに宛てたゲルショム・ショーレムの詩」として神戸ユダヤ文化研究会発行の『ナマール』第22号に発表した。その後、ショーレムの思想の変遷とシオニズムをめぐる葛藤を踏まえて、ショーレムとベンヤミンのカフカをめぐる論争について検討し、両者の対立点について研究をすすめた。これに関しては、2018年初夏に岩波書店より発行の『思想』掲載予定の論文で詳細に論じている。本年の研究は、当初構想していた課題とは異なったものとはなったが、ベンヤミンとショーレムの比較をもとに、両者の「メシアニズム」の意義と差異を明らかにするとともに、ベンヤミンの「ユダヤ人」としての自己理解の内実に迫る、充実したものとなった。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、ベルリンのベンヤミン・アルヒーフ、オーストリアのインスブルック大学に付設されているブレンナー・アルヒーフを利用してヴァルター・ベンヤミンの言語思想の意義を、それが成立した第一次大戦前後の思想状況に照らして検討することに努めた。ベルリンにおける調査によって、当時の「黙示録的」言説の諸相を明らかにするとともに、こうした言説が青年の動員と戦意高揚を行っていたことに対するベンヤミンの批判的姿勢が彼の言語論の成立を促したことを明らかにできた。この成果は、ベンヤミンの言語思想と批評実践の関係を明らかにするための基盤となるとともに、さらには彼の「メシアニズム」の特質を明らかにする上でも重要な指針を与えるものである。「黙示録的」言説へのベンヤミンの批判的姿勢に関しては、次年度に論文として発表する予定である。ベンヤミンがその批評活動において連帯をはかっていたヴィーンの諷刺作家カール・クラウスに関してはその言説の「黙示録的」特質についてこれまで指摘されてきた。研究の中で、クラウスに関してもその第一次大戦前後の文章を詳細に検討すると、「黙示録的」モティーフは同時代言説を批判的に引用する形で皮肉に用いられていることがわかった。これらの成果に関しては、秋に「ゲーテ自然科学の集い」にて口頭で発表を行った。また、「黙示録的」言説への批判に関して、ベンヤミン・クラウスの同時代の思想家フェルディナント・エーブナーにも見られることに着目してブレンナー・アルヒーフにてエーブナーの遺稿資料研究を進めている。その「黙示録的」言説のためにベンヤミンに批判されたマルティン・ブーバーに対して、エーブナーも批判的姿勢をとっていたことを手がかりにして、今後の研究を進めていくための準備を整えることができた。さらに、ベンヤミンをクラウスやブレヒトへと橋渡ししたアーシャ・ラツィスの研究への手がかりを得ている。当初の計画では、夏にオーストリアへの渡航予定があったが、受け入れ研究員の都合もあり半年遅らせて、代わりにベルリンにて調査を行った。それに合わせて研究計画の修正も行った。当初計画ではベンヤミンの言語論の解明に範囲を限っていたが、研究の進展によって、ベンヤミンの言語思想の特質をヨーロッパ文化の考察にとってきわめて重要な第一次大戦前後の「黙示録的」思想状況の中で明らかにすることができた。結果として、ベンヤミンの言語論成立の意義を詳細に検討できたことは大きな成果である。予定の変更もあり、論文としての発表はできなかったが、次年度に精力的な発表を期待できる。オーストリア・インスブルック大学での調査を遅らせたため、F・エーブナーの対話思想研究の進捗は当初より遅れてしまったが、それに代えて、次年度以降本格化させる予定だった・K・クラウスの研究を大きく進めることができた。「黙示録的」言説へのクラウスの批判的姿勢の研究に関しては当初計画になかったものだが、クラウス研究全般の中でも今後の進展が待たれるものであった。本研究によって先鞭をつけられたことの意義は大きい。インスブルック大学での長期滞在研究に関しては、平成28年度後半からを予定していたが、計画を変更し平成27年度末の渡航後早々に長期滞在の準備を進め、次年度以降の本格的研究の基盤を整えることが出来た。すでに受け入れ研究員のシャイヒル氏やブレンナー・アルヒーフのリカボーナ氏の協力のもと、文献渉猟をすすめている。また当初予定になかったアーシャ・ラツィス関連文献の日本での紹介の準備を始めている。これは、ベンヤミン研究はもとより、当時の政治的演劇の諸相と、その日本での受容などを考察するうえでも重要な面をもっており、その実現が待たれる。平成28年3月1日から翌29年3月28日までオーストリアのインスブルック大学にてカール・クラウス研究の第一人者であるジグルト・パウル・シャイヒル教授の指導のもと研究をすすめた。ベンヤミンのクラウス受容の検討を多角的に進める中で、本研究が検討課題としていたベンヤミンのカール・クラウス論、言語思想をめぐって、第一次大戦期に行われていたゲルショム・ショーレムとの交流・議論の検討が鍵となると気づいたため、研究の重心をショーレムとの比較へと移した。

クラウスの「ユダヤ性」が強調される場合、旧約聖書に見られるような「倫理的預言者」として称揚されることが多いが、ショーレムはむしろ中世のヘブライ語詩作者の後裔としてクラウスを位置づけて、その文章のスタイルと言語思想について論じた。ベンヤミンがこの考えを、ショーレムとの議論を通じて知り、自身のクラウス論に取り入れた可能性を検討することで、ベンヤミンのクラウス論を新たな視点で研究していった。ベンヤミンはクラウスの言語思想を論じる際に、ショーレム同様、クラウスの「ユダヤ性」を重要なモティーフとして認めている。この内実について従来の研究ではベンヤミンの言葉をなぞるのみで、明らかにされないままだった。本研究では、ショーレムの議論ー聖なるテクストとその解釈をめぐる緊張関係にユダヤ的言語の本質を見いだし、クラウスにもその緊張関係を見て取るーを踏まえることで、ベンヤミンが、クラウスに見られる「正義」を体現する「神」の言葉と、曖昧な「判断」のうちにとどまる他ない人間の言葉との峻別の姿勢を、「ユダヤ的」と評していることを明らかにした。またベンヤミンが、クラウス論全体を通じてみると、この「ユダヤ的」「言語思想」よりも、クラウスの諷刺・批評活動に見られるドイツ的教養理念の批判的活性化作用に力点をおいていたことを明らかにしている。平成28年度の研究において、クラウス研究者の間で議論されていたゲルショム・ショーレムのクラウス論がベンヤミンにとって重要な意義をもったのではないかという仮説の検討が、本研究の当初の課題ーヴァルター・ベンヤミンのカール・クラウス論を研究することで当時のベンヤミンの言語思想と批評実践の関係を探るーを達成するために重要なことだと理解するにいたった。ショーレムのクラウス論の検討は、当初設定した課題の解決という点から言えば迂回とも言えるが、ベンヤミンがクラウスにいかなる「ユダヤ性」を見いだしたのかを探る上では、欠かせないものである。ベンヤミンのクラウス論をめぐっては、ショーレムとの間での意見の対立が生じた。ショーレムは、ベンヤミンに「ユダヤ的」「言語思想」の探求を彼本来の課題として要求し、当時ベンヤミンが論じていた「知識人の政治化」の議論については批判した。ベンヤミンがショーレムの批判に正面から応えず、クラウス論の内実についての討論は行われなかったため、両者の論争点についての検討は、従来の研究では行われてこなかった。本研究は、クラウス論をめぐっての両者の対立の検討にとりかかることで、ベンヤミンにおける「知識人の政治化」をめぐる議論と「ユダヤ的」なものとの関係を相互に参照する視点を提示している。新たに得られた視座のもとで、19世紀末からのヨーロッパ思想史の再検討をも射程に入れた形で、ベンヤミンにおける「ユダヤ性」と「言語思想」の関係、言語思想と批評実践の関係を探る準備を進められたことは、研究の深化として評価できる。研究の成果の発表は、在外研究先の小規模な研究発表会で行った。論文の形での平成28年度中の発表は間に合わなかったが、研究成果はすでに論文としてまとめ、日本独文学会の欧文誌へ投稿している。研究をすすめるに際しては、ベンヤミンとショーレムの「ユダヤ性」への姿勢の差異を適切に理解するべく、ベンヤミンのみならずショーレムの思想形成およびその展開について詳細に検討した。
二条城二の丸御殿の部材痕跡と障壁画の総合的分析による慶長度二条城御殿の復原検討

二条城二の丸御殿の慶長度造営の様相を明らかにするため、まず現状の詳細な調査を行い、また障壁画の料紙寸法を分析し、この両者を総合させた検討を行った。料紙寸法の検討は、まったく新しい手法であるため、同時代の料紙寸法のデータを入手する必要がある。園城寺光浄院客殿、同勧学院客殿、名古屋城本丸御殿、知恩院大.小方丈、南禅寺大方丈等の障壁画に関し、料紙寸法の実測を行い、これらのデータをもとにして二条城障壁画の検討を行った。二条城二の丸御殿の現状調査では、まず建築について柱等の痕跡、小屋裏材等の墨書の調査を行い、これをもとに平面の復原を行った。その結果、白書院は慶長度においては上段の間の床・棚が西側に位置したこと、現在の帳台の間・四の間が下段の間であったこと、また大広間は慶長度には上・中・下段の3室構成で、床・違棚は上段の間北側の入側に張り出して設けられていた可能性の高いこと、現帳台の間及び三の間との境は現在より開放的な造りであったこと、等は判明した。これら判明した諸点をもとに復原平面図を作成した。次に障壁画については、料紙寸法の分析により、白書院・大広間の障壁画は寛永度に描かれたものであって、従来指摘されていたような慶長度の障壁画の混在は認められないことが判明した。二条城二の丸御殿の慶長度造営と寛永度造営の関係、すなわち寛永度造営の際にどの程度慶長度造営御殿を生かしたかについて、建物自体と障壁画の両面から調査し検討した。その結果まず大広間については、現在2室構成になっている上段の間と下段の間が慶長度には上・中・下段3室構成であったこと、その上段の間の現在の付書院と帳台構は慶長度にはなく、帳台の間と慶長度の上段の間との間には建具がなく現在の帳台の間がいわば上々段のような構成になっていたことが判明した。現在の大床が慶長度にどのようになっていたかについては、鴨居が入っていた痕跡がないことから、大床は幅や位置は多少異なるかもしれないが慶長度にもここにあったと考えられる。次に白書院については、室内に残る痕跡から、現在一の間北側にある床・棚が慶長度には西側にあったこと、帳台構は現在東側だが南側だったらしいこと、現在の四の間が下段の間だったこと、すなわち現在の帳台の間は寛永度のものであることが判明した。帳台の間北側の引違建具の障壁画が半分は帳台の間、残る半分は四の間の画題に合わせて描かれ、この障壁画は帳台の間を作ったとき、すなわち寛永度のものとなる。料紙寸法は、白書院は建具と貼付で寸法が異なるが、帳台の間が寛永であることが判明した結果、それをもとにして他の障壁画もすべて寛永期であることが判明した。なお、障壁画の料紙をもとにして建物と合わせた検討をするためには、料紙寸法の時代的特色を知る必要があるが、下関赤間神宮(旧阿弥陀寺)、園城寺光浄院・勧学院、名古屋城本丸御殿、聖護院書院・宸殿等についても料紙寸法等を調査し、時代別の特色を分析した。次年度以降も寸法データを収集し、さらに時代別の特色を明確にする予定である。二条城二の丸御殿の歴史的背景を明らかにするため、時代・機能・造営背景等の共通する建築として本年度は聖衆来迎寺(大津市)、知恩院大方丈・小方丈(京都市)、南禅寺大方丈・小方丈(京都市)を取り上げ、建築と障壁画の総合的分析を行った。いずれも、建築については平面の実測、柱などの部材の痕跡調査、痕跡に基づく復原検討を行い、障壁画については料紙寸法の実測、料紙および絵画の復原検討を行い、それぞれの建物の復原考察を通して、時代的特色、造営の背景、技法上の特色等を検討した。また、それらを総合しつつ、二条城二の丸御殿との比較を行った。

聖衆来迎寺客殿は、狩野信政とされる障壁画が当初の姿ではないことが判明し、平面の復原とあわせると、障壁画による室内構成や作者等、従来の見解とは様相が大きく異なることがわかった。知恩院大方丈・小方丈は、建築については大きな改変が見出されないが、小方丈の上段・中段・下段の構成が当初は上段・中段のみだったこと、それにともない障壁画の作製意図も変更が加えられた可能性があること、障壁画料紙が、ひとつの部屋の中では高さを四周すべて揃えようと計画されていたこと、等が判明した。このような手法の存在は今まで全く知られておらず、二条城二の丸御殿について、この視点からの再検討を次年度の課題のひとつとすることになった。南禅寺大方丈・小方丈については、大方丈が新上東門院御所(旧正親町院御所)対面所の移築であることが明確になったのみならず、部材の痕跡調査から平面が正親町院御所当時と新上東門院の2時期それぞれに復原され、障壁画もこの2時期の様相がかなり明確になった。二条城二の丸御殿の歴史的背景を明らかにするため、時代・機能等の共通する建築と障壁画として、本年度は光明寺障壁画・南禅寺大方丈の調査・分析を行った。また、最終年度のまとめとして、これまでの類例調査の結果を踏まえ、二条城二の丸御殿の補足調査を行い、大広間および白書院の慶長度平面の復原考察を行った。光明寺障壁画は、宝永度内裏常御殿の障壁画を拝領したもので、調査の結果、現存する障壁画を料紙寸法により部屋毎に分類し、うち3室について画面の復原を行った。また南禅寺大方丈は、昨年度に続き部材痕跡と障壁面の調査を行い、正親町院御所寝殿当時と新上東門院御所対面所当時の2時期について、両時期の主室の座敷飾等を中心に検討した。慶長以前に溯る書院造の実例は少なく、南禅寺大方丈の復原結果は、二条城二の丸御殿の慶長度平面の復原を行う上で大いに参考になる。以上の類例調査を踏まえ、二条城二の丸御殿の復原を行った結果、大広間については、慶長度の上段の間と現帳台の間は建具もなく小壁のみで仕切られ、また床・違棚は上段の間北側に設けられていた可能性が高いこと、また白書院については、かつて帳台構に用いられていた材が転用されており帳台構が確かに存在したこと、文献史料から白書院の北側に庭が設けられていた可能性の高いこと、などを明らかにし、復原平面を提示した。
アリル型有機金属化合物の高選択的反応の開発

アリル型金属化合物は一般に、炭素ー金属間のσ結合のみで結合しているモノハプト型(η^1)あるいはσ結合に加えてさらにオレフィンが配位したトリハプト型(η^3)の2種類の結合様式をとることが知られている。特にトリハプト型は、異常原子価を持つ高配位金属化合物であり、近年その構造および反応性に強い関心が寄せられている。非対称型アリル金属化合物では、一定温度以上になると金属の1、3ー転位等による立体異性化反応がおこることが知られている。そのくわしいメカニズムはいまだに不明であるが、このためアリル型金属化合物の位置制御、特にオレフィンのE/Zの立体を制御することは極めて難しい問題になっている。本研究はこのアリル型有機金属化合物の異性化の問題の抜本的解決を図る。アリル型有機金属化合物の位置制御の問題に対して当該年度は、まずアシルシラン類を親電子剤に用いたアリル化反応について検討を行なった。アシルシラン類はアルデヒド等価体であり、また極めてかさ高いため、非対称型アリルカルボアニオンはα位で導入されると考えられる。実際、グリニヤ-ル反応剤や亜鉛反応剤を用いてアシルシラン類と反応させることにより、高選択的αーアリル化およびプロパルギル化反応を達成した。またアリルカルボアニオンの立体制御の問題に関しては、ハロゲン化アリルと活性化したO価のアルカリ金属およびマグネシウムを用いて、低湿でアリル型金属化合物を発生させることにより、そのアリル金属に固有の異性化温度を調べた。その結果、異性化温度はマグネシウム、リチウム、ナトリウム、カリウムの順で高くなることがわかった。また金属の種類に関わらず、ゲラニルメタル化合物のような三置換型オレフィンをもつアリルカルボアニオンは、二置換型オレフィンをもつクロチル型メタル化合物よりその異性化温度が高いことがわかった。
糖尿病妊娠モデルラットを利用したエピジェネティック解析

糖尿病母体から生まれた子供には肥大型心筋症などの合併症がおこることが報告されている。そこで、糖尿病母ラットに高脂肪食を与え、生まれた仔や孫に与える食餌の影響を検討した。妊娠糖尿病ラットとコントロールラットに普通食、高脂肪ラード食、高脂肪魚油食をそれぞれ与え実験を行い、生まれた新生仔の心臓について検討した。糖尿病妊娠ラットが高脂肪食を摂取すると、仔の出生時血糖値や中性脂肪値が高くなり悪影響を及ぼすことが示された。また、分子レベルでシグナル伝達系を解析したところ、その悪影響は新生児の心臓においてもみられ、インスリン抵抗性が亢進していることが分かった。しかし、魚油の投与によりインスリンシグナルは改善された。これらの結果から母親が糖尿病であると生まれた仔は親の糖尿病の影響を受け、さらに胎生期の栄養状態がそれらを悪化させると考えられた。糖代謝異常妊娠では母体に様々な合併症が生じる中で、臨床では心臓において心筋肥大などの異常が認められることが知られている。そこで、糖尿病妊娠モデルラットに高脂肪食を与え、生まれた仔に与える食餌の影響を検討した。妊娠1日目のWistarラットを用い、ストレプトゾトシン投与による糖尿病モデルラットと生食を投与したコントロールラットを用い、普通食、高脂肪ラード食、高脂肪魚油食をそれぞれ与え、6群で実験を行った。糖尿病ラットから生まれた仔の血糖値や血清脂質は出生時は高値で糖尿病の親の影響を受けたが、成長と共に正常値となった。インスリンシグナルについては、Aktのリン酸化レベルやmTORの発現量が糖尿病ラットの仔ではコントロールラットと比較して有意に減少したが、魚油食を与えたラットでは改善された。また、MAPキナーゼのp38のリン酸化レベルは糖尿病ラットの普通食やラード食で高値を示したが、魚油食では低下しシグナルが改善された。分子レベルでシグナル伝達系を解析した結果、糖尿病の親の高血糖により、Aktのリン酸化レベルの増加やMAPキナーゼのリン酸化がレベルが増加しインスリン抵抗性が亢進していることが分かった。さらに魚油食ででシグナルが改善されたことから妊娠期の栄養状態が生まれた仔に影響を与えることが示された。遺伝性の強い疾患は、DNAを介して子孫に伝わるのが一般的である。しかし、遺伝的背景が全く無くても、子や孫に親の疾患の影響が及ぶこと分かってきた(Nasu-Kawaharada etal. Endocrine J 2007に発表)。本研究は、ストレプトゾトシン処理により人工的に発症させた糖尿病妊娠モデルラットを作成し、この親から生まれた仔・孫への親の糖尿病の影響を検討した。さらに作成したモデルラットに正常餌、ラード(飽和脂肪酸)、魚油(n-3系不飽和脂肪酸)の3種類の餌を摂取させ、食事の影響も検討した。糖尿病である親の影響は、生化学検査やインスリンシグナル系たんぱく質のリン酸化について解析した。生化学検査においては、血糖値は糖尿病親ラットではコントロールラットと比較して高値となったが、魚油摂取群では高値ながらもラード摂取群より低値を示した。また、仔ラットの血糖値は、出生時は高値を示したが、成長と共に低下し正常値まで低下した。中性脂肪は母・仔ラットにおいて糖尿病群で高く、その中でも魚油摂取群はラード摂取群より低下傾向を示した。n-3系不飽和脂肪酸を多く含む魚油は、母ラットや仔ラットの脂質代謝を改善することより影響を与えると考えられた。インスリンシグナルについて検討した結果、糖尿病親ラットより生まれた仔において、Akt2の発現レベルの低下とAktのリン酸化の阻害が認められた。このことから、血液の生化学的検査だけでなく、細胞内情報伝達系にも妊娠中の食事が仔に影響することが分かった。インスリンシグナル系蛋白質を指標として、親の糖尿病の影響や食事の影響をすることが示された。今後は詳細な検討を行い、糖尿病妊婦に対する魚油の食事療法への有用性を検討していく予定である。23年度計画では糖尿病の親とその生まれた子供、孫の世代間での網羅的遺伝子プロファイリング(発現遺伝子解析およびmiRNA発現解析)と機能性プロテオミクスを組み合わせて行い、次世代に受け継がれる情報を整理して基本データから、子孫へと見えない形で受け継がれる糖尿病の形質の分子カタログを作成することを計画した。実験Iとして、糖尿病妊娠モデルラットの作成し、糖尿病妊娠モデルラットのシステムを確立した。実験IIとして、網羅的解析による遺伝子発現プロファイリングを行った。糖尿病群とコントロール群のそれぞれより生まれた仔(F1)の新生児から心臓を摘出し、全RNA、miRNA、mtDNA、蛋白質をそれぞれ単離し、発現プロファイリングを行う。

親から生まれた仔(F1)と孫(F2)は血糖値、コレステロール値など血液生化学的な検査をし、糖尿病の発症を確認した。miRNAは、単色ラベル法にてラベル化を行い、東レの3D-Gene"miRNAOligo chipを用いてmiRNAのプロファイリング(miRNA発現解析)を行い、解析中である。今後も継続して解析を行う予定である。24年度も、継続して網羅的解析による遺伝子発現プロファイリングを行い、23年度に行う予定であった動物実験の一部も引き続き行う。糖尿病群とコントロール群のそれぞれより生まれた仔と孫の新生仔から心臓を摘出し、全RNA、miRNA、蛋白質をそれぞれ単離し、それぞれの分子の発現プロファイリングを行う。(1)全RNA:摘出した心臓を細断後、全RNAを抽出する。抽出したTotal RNAはcDNA化する際にそれぞれ比較するサンプル群をそれぞれCy3とCy5でラベル(二色ラベル法)する。ラベルした各cDNAを競合的ハイブリダイゼーション法により一晩ハイブリダイズさせる。プローブを洗浄後、解析することにより、仔(F1)と孫(F2)におけるmRNAのプロファイリング(遺伝子発現解析)を行う。このことから、糖尿病に関連する遺伝子でどの様な形質がエピジェネティックにより発現制御されているかがわかる。(2)蛋白質:インスリンシグナル系およびエネルギー産生系に関わるタンパク質を中心にリン酸化プロテオミクスを行うことにより、コントロール群と比較して、それらのタンパク質のリン酸化がどのように変化するかに関して網羅的に解析する。主に遺伝子解析を行ううえで必要な試薬やキット・消耗品を購入する費用としてあてる。さらに、動物実験を行う予定なので、動物、飼料等を購入する予定である。H23年度の未使用金額については、震災の影響で一部の動物実験を次年度に持ち越したため、その実験に使用する予定だった動物の購入費を次年度に持ち越した。H24年度の動物実験には未使用の研究費を動物購入費に充てる予定である。
下位脳幹弧束核領域におけるドーパ神経伝達の機能解明

まず、大動脈神経が延髄孤束核領域(NTS)に投射しているか否かを確認するために、逆行性輸送マーカーであるフルオロゴールドを用いて免疫染色法を行った。フルオロゴールドをラットのNTSに微量注入し、その24時間後には大動脈神経におけるフルオロゴールドシグナルの存在が認められた。また、そのシグナルはチロシンヒドロキシラーぜ(TH)陽性細胞や小胞性グルタミン酸トランスポーター2 (vGlut2)と一部、共局在していた。さらに、ラットの大動脈神経に対して、eSynIプロモーターの下流にEYFPにより標識されたチャネルロドプシン2 (ChR2-EYFP)を発現するアデノ随伴ウイルスを感染させた。ウイルスが感染した神経の種類を同定するため、免疫染色を行ったところ、ChR2-EYFPとTHおよびvGlut2の共局在が認められた。これらのことから、大動脈神経の一部がTH陽性細胞であることが明らかとなった。次に、ドーパ(60 ng/100 nL)をNTS領域に微量注入した際の降圧および徐脈応答を確認した後、NTS領域に473 nmのレーザーを照射(200 mW, 20-100 Hz, 30 s)を行い、神経を活性化させた時の心血管応答を測定した。光刺激により降圧および徐脈応答が認められ、その応答はドーパシクロヘキシルエステルの前処置により拮抗された。現在は、NTSにおけるドーパ遊離の測定系を立ち上げており、1例ではあるが、光刺激依存性が確認されている。これらの結果から、NTSに投射する大動脈神経がドーパの遊離を介して中枢性の心血管機能調節を行うことが示唆された。(1)大動脈神経にTH陽性細胞が存在することを確認した。また、大動脈神経を光遺伝学的手法により刺激し、その際の心血管応答を捉えることができたことは大きな成果である。TH-creラットの作製および電気生理学的手法の習得ができつつある。(2)計画通り、グルタミン酸との機能連関も示すことができた。したがって、おおむね順調に進展していると考える。実験計画通り、TH-creラットや電気生理学的手法を用いた検討を進める。L-DOPAに関する新規受容体の可能性が示唆されているため、L-DOPAに対して応答する細胞を特定し、その細胞の特性を知る。
1分子計測・遺伝子操作を用いた分子構造に基づく蛋白質モーターの作動機構の研究

本研究は、平成8年度発足の重点領域研究申請にむけて準備、研究のために組織され、数回の班会議と1回の公開シンポジウムをおこない、研究計画の立案の助けとした。1)公開シンポジウム「蛋白質モーター研究の新展開」(東京、平成6年11月11日)木下一彦:「光ピンセット法による蛋白質モーターの1分子計測」柳田敏雄:「1分子モーターの運動・ATPase反応のイメージング」須藤和夫:「ミオシンモーターの遺伝子操作、結晶構造、分子計測」若林健之:「クライオ電子顕微鏡法でモーター蛋白質の構造変化を追う」若林克三:「X線溶液散乱法で捉えたミオシンモーターの構造変化」広川信隆:「新しい微小管結合モーター蛋白質群KIFSの同定と細胞内物質輸送機構の解析」2)班会議平成6年9月と平成7年1月に、班会議を開催した。ここで、前年度不採択であった重点領域申請「蛋白質モーターの構造ダイナミクス」(申請代表者:若林克三)の研究方針、研究計画、人的構成の全面的見直しをおこない、今後どのような形で研究を展開するべきか、国内外の研究の状況をふまえつつ議論した。その結果、小人数の研究者を機動的に組織して、人工的蛋白質モーターを作り上げるという未知の領域に足を踏み入れる時期がきているという考えに達した。これは、単に工学的応用を考えるということではなく、蛋白質の持っている潜在的可能性を、我々が積極的に引き出すことで、蛋白質機械独自の作動原理を探ろうという意味をもっている。そこで、この方針に添って、重点領域研究計画「蛋白質モーターの分子デザイン」を作り上げた。
逐次的拡張に基づくドメイン特化型言語の実現手法の研究

本研究の目的は、ドメイン特化型言語の効果的な実現手法の確立である。DSLは、専門的な領域で利用することに目的を特化した言語であり、プログラムの記述が容易であるという特長がある。しかし、対象分野に対して個々に言語を設計し実装する必要があるため、様々なコストがかかる。本研究では、比較的汎用的なDSLをコアとして用意し、段階的に特化作業を繰り返し行うことにより、DSLを実現するフレームワークを提案した。ビジュアルインタフェースを備えた拡張可能な言語処理系設計システムを開発するとともに、役割という汎用的な概念をもとにしたDSL言語群を提案フレームワークにより導き出し、本手法の実現性を確認した。本課題の目標は、新規のドメイン特化型言語(DSL)およびその処理系の実装を効果的に得るために、逐次的、段階的に既存言語を拡張するアプローチ(逐次的拡張)について研究し、その応用となるDSLシステムを開発することである。平成24年度の成果は、(1)DSLシステム作成フレームワークの整備(23年度から継続)(2)逐次的拡張手法に基づくドメイン特化型言語およびシステムの研究である。(1)DSLシステム作成フレームワークの整備に関して、ビジュアル言語による言語処理系設計システムのプロトタイプ実装を行った。本システムは、ブロック型のビジュアルインタフェースによるDSLの言語要素をGUIによって定義できるものであり、逐次拡張の際に必要となるフロントエンド拡張のための基盤として利用する。(2)逐次的拡張手法に基づくドメイン特化型言語およびシステムの研究に関しては、「役割指向プログラミング」という新しい手法を逐次拡張に応用する研究を行い、「社会シミュレーション言語SOARS」のサブセットとなるDSL言語の役割指向による実装を複数のホスト言語に実装した。昨年度開発したschemeによる実装に加え、Javascriptによる言語実装のプロトタイプを作成した。また、本DSLに対して、ネットワークゲーミング機能を実現する言語拡張、また並行システム記述のための言語拡張を施す実験を行った。これらの結果の一部は会議等にて成果として発表した。平成25年度の成果は、(1)逐次的に既存言語を拡張するフレームワークの提案、(2)逐次的拡張手法のシミュレーションシステムへの適用に関する研究である。(1)逐次的に既存言語を拡張するフレームワークの手法の提案に関して、昨年度に引き続き、ビジュアル言語による言語処理系設計システムの研究を進め、実際に逐次的言語拡張に必要となるフロントエンドシステムを開発した。本システムは、ブロック型のビジュアルインタフェースによるDSLの言語要素をGUIによって定義できるものである。また、このツール上で言語要素を組み合わせることで、新しい言語要素を生成できる機能を備える。(2)逐次的拡張手法のシミュレーションシステムへの適用に関する研究では、「役割指向プログラミング」を逐次言語拡張の核となる概念として応用できることを示した。この手法の応用研究として、「社会シミュレーション言語SOARS」をドメイン特化型言語の例として作成し、さらにこのドメイン特化型言語を逐次的に拡張することによってネットワークシミュレーションを実現する言語を実現した。本手法の応用としてさらに、エンタープライズシステムの設計と実装手法への応用研究を行った。平成23年度は、(1)DSLシステム作成フレームワークの整備および(2)逐次的拡張手法に関する基礎的な調査および研究を行った。(1) DSLシステム作成フレームワークの整備に関して、過去の研究成果で得たビジュアルインタフェース生成系の改良を目的とした、ビジュアル言語による言語処理系の設計およびプロトタイプ作成を行った。本プロトタイプから、今後の研究で不可欠となる基本的なソフトウェアやその機能を得た。これはまた、木文法言語(tree grammar)に基づいたDSLの言語仕様から、プログラム作成支援ビジュアルインタフェースを簡単に生成するツールの基本となる。(2)逐次拡張手法に関する基礎的な調査および研究として、ドメイン向けシミュレーション言語をモデルシナリオとした予備調査を行った。特に、逐次拡張を行うモデルケースとして設定した「社会シミュレーション言語SOARS」のサブセット言語を題材として、「役割指向プログラミング」という新しい手法の適用可能性を探った。この手法による社会シミュレーション用言語SOARSのscheme言語をホスト言語とした実装を試み、ドメイン特化型言語実装手法としての有効性を確認した。また、教育を目的としたゲーミングシミュレーション開発手法の研究および、その応用研究を通じて、本課題の手法の適用事例の一つとなるインタフェース記述言語のプロトタイプ設計と実装を行った。当初の計画は、(1)逐次的拡張手法に関する研究、フレームワークで必要となる生成系等の完成、(2)逐次的拡張によるドメイン特化型言語およびシステムの開発、であった。

(1)については、予定通りビジュアルインタフェースを利用した言語拡張システムの実装を行った。(2)については、構想段階では予定していなかった「役割指向プログラミング」による応用研究について、平成23年度より継続で進めたが、この手法により言語の逐次的な拡張が可能であることを示すことができた。以上の点を総合的に勘案して、達成度を上記の通り評価した。当初計画においては、(1)DSLシステム作成フレームワークの整備および(2)逐次的拡張手法の基礎研究を行うこととなっていた。(1)については、目標としていたインタフェースの生成系の基礎となるビジュアルプログラミング言語の実装を行い、これは当初の予定以上のペースで進捗が得られた。(2)については、構想段階では予定していなかった「役割指向プログラミング」という新しい手法が本研究の応用として有望であることがわかり、その調査、研究を行った。なお、当初計画にあった属性文法に関する研究は、構想段階にとどまった。順調な研究のペースを維持し、予定通りに研究計画を遂行する。昨年度は、国外での成果発表の予定変更、研究計画の一部変更等による謝金(ソフトウェア開発補助)の未消化等を主な事由として、当初計画から454,562の余剰が発生した。平成25年度は、当初予定していた経費に加え、消耗品費34,562円、国内旅費(成果発表および打ち合わせ)70,000円、国外旅費(成果発表) 250,000円、謝金(ソフトウェア開発補助)100,000円を追加して予算に計上する。昨年度は、予定していた海外での成果発表を国内発表に切り替え、海外旅費を消化しなかったことを主な事由として、当初計画から218,315円の余剰が発生した。平成24年度は、当初予定していた経費に加え、消耗品費38,315円、国内旅費(打ち合わせ)30,000円,謝金(ソフトウェア開発補助)に150,000円を追加して予算に計上する。
裁判員の心理的負担軽減に向けた遺体写真の適切なインフォグラフィック化研究

東京大学大学院医学系研究科法医学教室から提供を受けた遺体写真をもとに、5つの症例を用いて、東京大学大学院医学系研究科法医学研究室に属している教員、研究者、学生(および同研究室に研究目的で出入りをしている、他大学の教員および研究者を含む)17名に対し、遺体写真をインフォグラフィックス化する際の課題(1色彩の課題、2描写の情報量の課題、3閲覧時に感じる感情)をアンケートおよび、アンケート実施者の一部に対して追加インタビューを実施した。1の色調については、打撲や微妙な外傷もしくは従来からあった傷等を判断できなくなる可能性、肌の色の変化により人種の判断がつかなくなる可能性が指摘され、写真のままの色を再現することが、情報としてもっとも適しているという結果を得た。2については、写真を抽象化し、必要な情報に焦点を当てて描写した特徴的表現の支持が5つの症例においても多い傾向が出た。n数は少ないものの、専門家としての貴重な意見であり、情報としての正しさを担保するための貴重な意見を得られた。今後実施する調査(裁判員として選定可能性がある大学生に対し調査を実施)にて3と共に比較を行う予定である。これらの結果は2000年代前半にまとめられたMedical-legal Illustration作成にかかる19のprocedureに該当する点、また相違がみられた点があり、研究の最終的な目的である遺体写真の適切なインフォグラフィック化に際するFlame work作成に向けて前進的な一歩を得られた。当初予定をしていた書籍の執筆を先に行ってしまったため、調査実施のスケジュールがずれているが、今年度中にはすべての調査を実施し終え順次結果を報告していけると見込んでいる。論文執筆と並行をして調査を実施し、データが得られた時点で即座に解析を行い、結果と共に今後の方向性を示していく。最初の論文に付随する形で新たな調査、新たな結果との比較を実施していくため、スムーズに執筆および投稿、Acceptまでが可能であると考えている。本研究は、インフォグラフィック(以下IG)の一種と捉えられている、メディカルイラストレーション(MI)の技量を、裁判員裁判で用いる遺体写真へと応用し、裁判員が被る心理的負担を軽減しうる、証拠として適切なIGの作成、および作成フレームワークの確立を試みるものである。しかし、その大元である、IGの明確な必要条件や定義は、現在まで曖昧なものとされていた。そこで、研究の最終段階で行う予定であった、IGが如何なるものであるのかを、当該分野・関連領域における研究結果や知見をまとめ合わせた上で、IGの方向性を示す書籍の執筆を、先に行うべきであると判断し、株式会社勁草書房より、『芸術と情報のあいだ情報を描写するインフォグラフィックスの素描』というタイトルにて、2018年2月に刊行した(ISBN:978-4-326-80059-9)。現在までに、様々な分野にて別々に行われていた、IGに分類されうる対象の研究や知見をまとめ、現在におけるIGの概要、条件として必要とされうるであろう点について言及し、今後の活用へとつなげるための、初学者・入門向けとして内容を構成した。学術研究対象としてIGを扱った書籍として国内では数少ない1冊となった。当初、先に行うはずであった調査のためのプロトタイプIGの作成については、プレプロトタイプとして試作を試み、使用しているデータベースに保存されている写真と文章の所見が異なる(ヒューマンエラーが生じる)場合があることを確認した。写真と所見を照らし合わせながら、情報をIG化する本研究は、所見のヒューマンエラーに対するチェックとして効力がある可能性が示唆された。当初は、調査研究および調査にかかるイラスト(IG)のプロトタイプの検討に充てていたが、計画を前後させたために、調査自体がおくれている状況である。しかし、現在プロトタイプの作成は進んでおり、当該施設の倫理申請の許可が下り次第、直ちに調査を始める予定である。調査においては、少し進行が遅れているが、当初予定をしていた調査対象を、減らす方向で検討している。

当初は、法医学研究者、裁判員となりうるであろう当該施設の大学学部生、法曹関係者を調査対象者としていたが、精神的ストレス・負担が大きい点、また遺体写真から、証拠として適切な情報を抜き出してIG化することを最終的な目標と考えた際、裁判員となりうるであろう人々への調査は、医学としての情報の正しさ(法医学研究者の知見)、証拠として機能しうるかどうかの正確性(法曹関係者の知見)、を満たした後に行うことが適切であると考えた。そのため、大学学部生への調査を見送る方針である。研究がさらに進んだ段階で、適切な手続きを取った後に、裁判員となりうるであろう人々への調査を細心の注意を払った上で行い、証拠として正しい情報を、どのような描写にて提供すべきであるかの最終的な確認の場として設けていきたいと考える。論文執筆と並行をして調査を実施し、データが得られた時点で即座に解析を行い、結果と共に今後の方向性を示していく。最初の論文に付随する形で新たな調査、新たな結果との比較を実施していくため、スムーズに執筆および投稿、Acceptまでが可能であると考えている。最終年度に行う予定であった、書籍の出版を先に行ったため、イラストレーションのプロトタイプの作成および、作成にかかる謝礼および調査費用が発生しなかった。そのため、初年度の計画を次年度に行うため、次年度使用額は、初年度に予定をしていたイラストレーションのプロトタイプ作成のための調査・参考文献収集、および実際の作成費用(外部委託)、調査を行う際の謝礼および調査データ保存のための鍵付きロッカー、ボイスレコーダ等の諸備品に充当する予定である。また、研究協力施設での倫理申請を行うにあたり、申請時と手続き内容が変更され、申請に際し1件あたり3万円程が必要になったため、倫理申請時の費用としても充当予定である。研究の進め方を当初最後に持ってきていた書籍発刊を先に実施したために、使用予定金額との齟齬が生じた。しかし全体としての計画としては変わらない為、次年度での使用を以下の通りに行う予定である。成果の発信にかかる費用として、論文投稿にかかる校正・投稿日だけではなく、論文のAcceptを待って参加をする学会の参加費等が含まれるため、今後得られる結果の発信および、結果を得るための調査実施に際する費用として使用する。
分化した神経組織におけるDNA損傷応答とDNAフォーカス形成の制御機構

DNA損傷部位に集積する53BP1融合蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを用いて、海馬神経細胞のDNA損傷応答(DDR)の一つであるDNA損傷フォーカス形成を検出するマウスを作成・解析してきた。海馬神経細胞では組織中であればフォーカス形成は抑制(Off)されているが、初代培養により分散培養するとフォーカス形成が再開(On)していた。高度に分化し組織内にある神経細胞ではDDRが抑制され、一方で未分化な状態に近づく初代培養下でDDRは再稼動する可能性が示唆された。このDDRのOn/Off制御に関する分子メカニズムと生物学的意義を明らかにするため、本年度は生細胞のタイムラプス顕微鏡撮影条件の確立と、そのための装置の設定に努めた。生細胞のタムラプス撮影においては、大学の共通機器として新規に導入されたZeiss社製のCellDIscoverer7(CD7)の撮影条件の設定と、撮影された画像解析ソフトの開発を行ってきた。また、生細胞ならびに生きた組織におけるDNA損傷誘導のための新規に導入された共焦点顕微鏡の条件設定の確立を試みた。東北医科薬科大学の医学部は平成30年度より新しく医学部キャンパスが新設され、それに伴い新規の共用研究機器の整備が開始された。新しい顕微鏡を含めた幾つかの関連機器が導入されたが、今後それらを実際に稼動させるために、条件設定を進める必要がある。現在その作業を進めている段階である。また、それらの装置で得られた画像を解析するソフトウェアなどの開発も並行して進めている状況である。また、実験に用いるマウスに関しては、C57BL/6に対するバッククロスが終了し、遺伝的背景の揃ったトランスジーンをヘテロに有するマウスができている。導入したトランスジーンをホモに有するマウスを現在確立して、トランスジェニックマウスを安定して維持することを進めている状況である。設定された条件をもとに、実際のマウスの異なった組織細胞の状況に応じたDDR応答の変化を検討していく。また、こういったDDR応答の変化を引き起こす主たる要因の検索を進めていく。本年度は、新規研究機器のセットアップ、条件設定に時間を要したため、一部研究内容を次年度に移行させた。
超音波による齲蝕予防作用促進に関する研究

本年度の研究では、口腔内での限られた空間で、低電圧で複数の周波数帯での動作が可能な漏洩ラム波トランスデューサの動作特性を検証し、ハイドロキシアパタイト(以下HAとする)プレートへのフッ化物取り込み実験を実施することにより、in situ modelへの発展を検討した。HAプレートを超音波照射の有無による2つのテストグループに分け、両グループ共にNaF溶液(9000 ppm F)へ3分間浸漬した。超音波作用グループには、漏洩ラム波トランスデューサに信号発生器から11.7MHz、16Vの正弦波を印加することにより、HAプレートの試験面に超音波が照射されるように配置した。浸漬処理を施したHA試験片のフッ化物イオン濃度を基にして、HAプレートの単位面積当たりのフッ化物取り込み量が得られた。統計処理には、Student's test用い、グループ間の有意差検定を行った。続いて、漏洩ラム波トランスデューサを用いた超音波照射によるフッ化物取り込み量の増加率を求め、Mann-Whitneytestにて、昨年度の研究で得られた厚み振動型トランスデューサを用いた時のフッ化物取り込み量の増加率との比較を行った。超音波照射下における9000 ppm FのNaF溶液中のフッ化物取り込みは、超音波非照射グループよりも有意に大きいものであり(p<0.001)、超音波照射をしない場合よりもフッ化物取り込みが116.8±19.3%増加した。また、漏洩ラム波トランスデューサによる超音波照射下では、厚み振動型トランスデューサによるフッ化物取り込み増加率(52.0±15.4%)よりも有意に大きい値を示した(p<0.01)。漏洩ラム波トランスデューサへの低電圧印加での超音波による作用は、厚み振動型トランスデューサと同様に人体への安全性という点でも優れた特徴を有している。また、漏洩ラム波トランスデューサはその印加される電気信号の周波数に応じて焦点距離を変化することが可能であることからも、今回の実験結果と合わせて口腔内環境を想定したin situ modelへの発展を十分に期待できるものと考えられる。本研究では超音波によるフッ化物の齲蝕予防効果の向上を検討するため、NaF溶液を用いた場合の超音波照射によるハイドロキシアパタイト(HA)プレートへのフッ化物取り込みについてin vitro modelにて実験を行った。HAプレートを超音波照射の有無による2つのテストグループに分け、両グループ共にNaF溶液(1000、2500、5000ならびに9000ppm F)へ3分間浸漬した。超音波作用グループには、厚み振動型圧電セラミックトランスデューサに信号発生器から2.25MHz、5Vの正弦波を印加することにより、HAプレートの試験面に超音波が照射されるように配置した。統計処理には、2元配置分散分析および多重比較を用い、グループ間の有意差検定を行った。超音波照射下における9000ppm FのNaF溶液中のフッ化物取り込みは、他のグループよりも有意に大きいものであり(p<0.01)、超音波照射をしない場合よりもフッ化物取り込みが74%増加した。超音波照射下における5000ppm FのNaF溶液中のフッ化物取り込みは、統計学的な有意差は認められなかったものの、超音波非照射下でのグループよりも46%増加した。また、超音波照射を行った5000ppm Fのグループでは、超音波非照射下での9000ppm Fのグループと同じレベルの取り込みを示した。厚み振動型圧電セラミックトランスデューサへの低電圧印加下での超音波による作用は、人体への安全性という点でも優れた特徴を有しており、今回の実験結果と合わせてin situ modelへの発展を十分に期待できるものと考えられる。

漏洩ラム波トランスデューサへの低電圧印加での超音波による作用は、厚み振動型トランスデューサと同様に人体への安全性という点でも優れた特徴を有している。また、漏洩ラム波トランスデューサはその印加される電気信号の周波数に応じて焦点距離を変化することが可能であることからも、今回の実験結果と合わせて口腔内環境を想定したin situ modelへの発展を十分に期待できるものと考えられる。
チタニア表面上での金ナノ構造物質の電子状態と電子ダイナミックス

本年度は、チタニア表面上の金ナノクラスターのモデル触媒を構築し、金ナノクラスターにおける還元反応について重点的に研究を行った。アルカンチオールで保護された金ナノ粒子を、HAuCl_4水溶液をCH_3(CH_2)_7NBrのトルエン溶液と撹拌し、NaBH_4及びヘキサンチオールを加えて還元することにより調整した。えられた金ナノクラスターをゲルパーミーションクロマトグラフィーによりサイズ選別した。金ナノクラスターのTiO_2(11O)表面への担持は、LB膜の調製と同様なdip coating法により行った。このように作成した試料を酸素プラズマエッチングにより、保護基を除去した。この際、金ナノクラスターは酸化され、Au_2O_3を生成する。そこで、この金ナノクラスターにCO、エチレン、水素分子、水素原子などに露出し、還元反応効率を調べた。この結果、水素原子による還元反応効率が予想通り最も高いことが判明した他、これに次いでCOが高く、エチレン、水素分子は極めて小さな還元能を示すことがわかった。さらに、上記のような酸素処理をした金ナノクラスターにおける光化学反応について研究を行った。この試料に紫外光を照射すると、自発的に金クラスターが還元されるとともに、炭素がクラスター表面に析出してくることをはじめて見出した。気相からは還元剤を導入していないのでこの現象を説明するために金ナノクラスター表面近傍の組成を表面温度、照射する波長を系統的に変えながら定量的に測定した。その結果、光還元反応のメカニズムとして以下のような結論に到達した。すなわち、Au-O結合の励起は光照射による電子励起が関与しており、電子励起によって活性化された酸素原子が近傍の炭素原子と結合してCOとして真空中に脱離する。また、光吸収の結果起きるサンプルの温度上昇が金ナノクラスター内部からのC析出を促していると考えられる。本年度は、チタニア表面上の金ナノクラスターのモデル触媒を構築し、その構造などの特性評価を集中的に行った。まず、アルカンチオールで保護された金ナノ粒子を、HAuCl_4水溶液をCH_3(CH_2)_7NBrのトルエン溶液と撹拌し、NaBH_4及びヘキサンチオールを加えて還元することにより調整した。金ナノクラスターのTiO_2(110)表面への担持は、LB膜の調製と同様なdip coating法により行った。TEM、および、質量分析から用いた金ナノクラスターの粒径は12nm(保護基を含まない)と推定された。この際、金ナノクラスターは酸化され、Au_2O_3を生成するが、これを水素エッチングにより還元することができた。これらの進行状況はX線光電子分光によりモニターした。この結果、プラズマエッチングは保護基除去に関して極めて有効であることがわかった。プラズマエッチング前後の金ナノクラスターの構造をSEMと走査型トンネル顕微鏡により評価した。その結果、チオレート保護基を持つ金ナノクラスターは互いに凝集し、チタニア表面上に吸着することがわかった。表面との相互作用に比べると、チオレート保護気を持った金ナノクラスター同士の引力的な相互作用が強いためと思われる。プラズマエッチングを行った後の金クラスターは表面とより強く相互作用し、その構造はSTMにより明瞭に観察することができた。その結果、金ナノクラスターは35nmの形状に成長していることがわかった。これは、プラズマエッチングによる反応熱で、金ナノクラスターが互いに焼結したものと思われる。アルカンチオレートの長さをC6からC18まで変化させて、同様な観察を行ったが、結果はほぼ同様であった。したがって、焼結を防ぐためには金ナノクラスターをより分散した状態で表面に吸着させることが必要である。

すなわち、Au-O結合の励起は光照射による電子励起が関与しており、電子励起によって活性化された酸素原子が近傍の炭素原子と結合してCOとして真空中に脱離する。また、光吸収の結果起きるサンプルの温度上昇が金ナノクラスター内部からのC析出を促していると考えられる。