hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下部マントルの化学組成と初期地球の分化過程

川井型多アンビル装置を中心とした実験技術開発に基づき、下部マントル上部に対応する高温高圧下での弾性波速度測定技術を確立するとともに、下部マントル深部に対応する温度圧力の安定発生を可能にした。これらの実験技術に基づき、下部マントル条件下での(1)主要高圧相の弾性波速度の精密測定、(2)マントル関連物質の融点・融解関係と元素分配、(3)沈み込むスラブ関連物質や含水高圧相の安定性、等に関して実験解明をおこなった。これらの実験結果と地震学・地球化学などから得られる情報を対比することにより、下部マントルを中心とした地球深部領域の化学組成と進化過程、また物質循環とダイナミクスに対して重要な制約を与えた。・高温高圧下での多結晶体合成手法を確立し、様々な化学組成を持つガーネット、イルメナイト、MgSiO3およびCaSiO3ペロブスカイトの高品質多結晶体試料の合成とキャラクタリゼーションを行った。このうちイルメナイト、アルマンダイン及びメージャライトガーネット、CaSiO3ペロブスカイトに対して、マントル遷移層条件下で放射光X線その場観察及び超音波法を用いた弾性波速度精密測定を行った。これらの結果に基づき、マントル遷移層最下部の化学組成に関する制約を行った。・下部マントル上部に対応する27GPa, 2000K程度までの条件下での超音波測定技術の開発に基づき、上記で合成したMgSiO3ペロブスカイトに対する弾性波速度測定を行った。更に圧力領域を拡張するため、新しく開発されたタングステンカーバイドや、焼結ダイヤモンドアンビルを用いた超音波測定技術の開発を行った。・天然のコンドライト隕石の下部マントル条件下での溶融実験を開始した。50GPa領域までの融解関係および元素分配に関する新しい結果が得られつつあり、今後更に様々な圧力温度領域での実験を行う予定である。・焼結ダイヤモンドアンビルを用いたX線その場観察実験及び急冷回収実験の併用により、下部マントル条件下で新たな高圧型含水相(Phase H)を発見した。この結果に基づき、マントル中の水の大循環、及び最下部マントルの地震学的不均質構造に対する影響を評価した。・ヒメダイヤを用いた様々な研究を開始した。特に放射光を利用したX線吸収実験において興味ある結果が得られている。下部マントル領域の弾性波速度測定に関しては、多結晶体ガーネットの合成手法の開発を更にすすめ、粒径数十nmの透明なナノ多結晶体の合成に初めて成功した。このような試料は通常の超音波法とともに、GHz超音波法やブリルアン散乱法にも利用可能であり、大きな進歩である。一方、企業との共同開発による新超硬合金アンビルのテストを行い、40GPaを越える圧力発生が可能であることを見出した。これに超音波法を組み合わせ、35GPa領域での弾性波測定が可能であることを確かめた。焼結ダイヤモンドアンビルを用いた40GPa領域での実験では、超音波の散乱による減衰の問題を解決する必要があることが分かった。弾性波測定に関しては、ガーネットについてはalmandineの測定により、主要な端成分の測定を20GPa領域まで終了した。引き続きbridgmaniteの測定圧力温度領域の拡大を行うとともに、パイロライトを用いた弾性波速度測定を開始した。本年度はマントル遷移層領域までのデータ収集を行ったが、次年度以降に下部マントル領域での測定も行う予定である。2種類の天然コンドライトを用いた50 GPa域までの融解実験を行った。これらの結果、リキダス相の圧力変化において興味深い結果を得るとともに、主要元素の珪酸塩鉱物とFe-Ni(-S)間の分配挙動について分析を行いつつある。ヒメダイヤを利用した高温・発生に関しては、2段式ダイヤモンドアンビル装置を用いた新たな超高圧発生技術の開発に取り組むとともに、内熱加熱方式の開発を開始した。一方で、高圧下でのX線吸収実験において、多結晶体であるヒメダイヤはブラッグ反射によるノイズを回避できる点で、単結晶に比べて非常に有利なことが明らかになり、この点を生かしたFeなどの局所構造に関する研究が開始された。多様な化学組成のザクロ石、アルミナススティショバイト、およびCaSiO3ペロブスカイトの弾性をマントル遷移層条件下まで明らかにするとともに、MgSiO3ペロブスカイト(ブリッジマナイト)の下部マントル上部に対応する測定をすすめつつある。ザクロ石に関しては論文として発表するとともに、アルミナススティショバイト・CaSiO3ペロブスカイトについてもそれぞれデータを追加して投稿できる段階にある。また、これら個別の高圧相に対する弾性波速度測定とともに、パイロライトなどの多成分系物質を用いた直接測定も開始しており、両者の整合性もチェックしつつある。また、弾性波速度測定用の高品質多結晶体の合成を進める過程で、透光性のナノ多結晶体の合成に成功し、超高圧を利用した新たな「透明セラミックス」合成手法の開発に向けた研究も開始された。一方で、焼結ダイヤモンドを用い、従来の圧力・温度発生限界を越える試みを行い特に60 GPa領域での2000°Cを超える安定的高温発生技術を確立した。この結果に基づき、下部マントル物質の相関係とりわけ1)MgSiO3-Al2O3系、2)MgSiO3-FeSiO3系、3)パイロライト、4)沈み込むスラブ関連物質に関して、下部マントル中部領域までの詳細な相関係の決定を行った。

また、これれらの技術を用いて下部マントル領域にまでの圧力下で2種類の天然コンドライト(炭素質コンドライト、エンスタタイトコンドライト)試料を用いた50GPa領域までの実験を行い、特にリキダス相の圧力変化を明らかにした。以上のようなこれまでの弾性波速度及び密度変化の測定、また始源物質の融解関係に関する実験結果からは、少なくとも下部マントル上部領域では、パイロライト的な化学組成が適当であるとする結果が得られている。研究は概ね順調に進んでいるが、30GPa領域でのブリッジマナイトの弾性波速度測定に関しては、更により高温高圧下での測定が望ましい。焼結ダイヤモンドアンビルを用いた弾性波速度測定圧力領域の拡張に関しては、アンビル内での超音波の散乱によりシグナルが大きく減衰し解析に十分なデータが得られていない。この対策としてアンプ及び解析法の改良を試みる一方で、昨年度導入された新しい超硬合金を用いることにより対応しつつある。なお、弾性波速度測定用の高品質多結晶体の合成を進める過程で新たに開発された、超高圧を利用した透光性のナノ多結晶体の合成手法は、透明セラミックスなど新素材の開発にも応用可能な新たな手法として注目されつつある。一方で焼結ダイヤモンドを用い、60 GPa領域での2000°Cを超える安定的高温発生技術を確立し、これを用いて下部マントル領域における単純系及び多成分系の、マントル地温に沿った相変化及びこれに伴う密度変化の精密決定が可能になるとともに、揮発性成分を含むコンドライトの融解実験も下部マントル中部領域ですすめられている。以上のことから、全体として当初の予定どおり順調に研究が進展していると判断する。昨年度40GPa領域の圧力発生を確認した新型超硬アンビルを用い、高温発生試験を行った。しかし高温下で圧力の低下が大きいことが判明し、試料加熱部のデザインに大幅な変更が必要であることが明らかになった。一方で、焼結ダイヤモンドアンビルを用いたより高い圧力下での精密測定技術の開発、特にアンプ及びデータ収集方法の改良や、新たに導入したデジタル波形発生装置等の活用の結果、この圧力領域においても十分に解析可能な超音波データを収集できることが確認された。これまでに30GPa領域の圧力下で、下部マントルの温度での弾性波速度精密測定が可能になったが、この新しい技術に関する論文の執筆を行った。また、MgSiO3ブリッジマナイト及びCaSiO3ペロブスカイトの下部マントルに条件下での弾性波速度測定結果に関しても、論文としての取り纏めを行いつつある。ガーネットに関してはほとんどすべての端成分に対する測定を終了し、論文として公表済みであるが、その過程で「透明ナノセラミックス」とも称されるべき、透明ナノ多結晶ガーネットの合成に成功した(Irifune et al., Nat. Comun. 2016)。当初予定していなかった成果であるが、今後地球科学のみならず材料科学においても重要となると思われる。一方で、焼結ダイヤモンドを用いた60GPa領域での実験において、2300K程度高温での長時間加熱とX線その場観察実験技術の確立を行った。この技術に基づき特にMgSiO3-FeSiO3系、沈み込むスラブ関連物質に関して新たな成果が得られるとともに、Al2SiO5の新しい高圧相を発見した。
概念形成と高次学習機能

本年度の研究は、概念形成と学習過程、知識レベルの学習、および高次学習システムに関する3つの研究課題を設定しこれについて行なった。まず、概念形成と学習過程に関する研究においては、3次元物体を対象にしてその形成過程を考察し、用途に応じた概念モデルを提案する。その例として、幾何学的概念による記述法を調べ、形状モデルと機能モデルについてその学習的獲得法を論じ(北橋)、さらに物体認識における高次グラスの概念表現モデルを説明と実例によって獲得する学習方法を提案し(谷内田)、また高次の概念構造を言語における談話の結束性からの比喩理解と関連させて研究を行なった(中川)。次に、知識レベルの学習に関する研究においては、新しい知識を獲得するという知識レベルの学習に焦点を当て、帰納学習と説明に基づく学習とを統合した学習方法の開発に目的をおいている。これらの学習法の利点を生かして、新しいヒュ-リスティクスを提案し、ホ-ン節を学習することのできる論理プログラムの学習システムCHAMを開発し(志村)、また、背景知識となる抽象化図式を提案し、その有効性を実験により明かにし、抽象化に基づく類推を用いた複数領域からの知識他得を試みた(桜井)。さらに、外界からの定量情報を解釈して、その定性的記述を帰納学習によって得る手法を開始した(溝口)。また、高次学習システムに関する研究においては、学習機構を組み込むことにより、システムの有用性が増すことを実際のシステム構成を通じて確かめている。すなわち、種々の意味で不確定性がある環境において、確率的計算と記号的推論とを統合した分類概念の学習方法について、統一的な枠組みを提案するとともにその応用として、糖尿病治療選択基準を症例から導出する法を開発し(田中)、また分散環境での協調作業支援システムに学習機構を組込み、ワ-カ-の領域固有の知識を自動獲得する機構を開始した(安西)。
整数論のアルゴリズム、データベース、コンピュータ実験

新たに国内で収集したソフトとデータは工藤愛知(長崎大学)のUBASICによる「実2次体の類数計算」、長尾孝一(滋賀職業能力開発短期大学校)のC,FORTRAN,REDUCE,PARIによる「ランクの高い楕円曲線の構成」、山村健(防衛大学校)のCによる「4次CM体の類数表」等である。我々が新たに計算したのは「素数を法とした最小原始根」、「非正則素数」、「虚2次体のイデアル類群の生成元」、「Del Pezzo曲面のManin不変量」である。また、裏面の論文に加えて、代数学シンポジウムの講演「最近の計算機時代の理論と応用」(1994年7月28日、愛媛大学)で分野の概要を紹介し、国際シンポジウムAlgorithm and Number Theory講演「Certain Quartic Fields with Explicit Fundamental Units」(1994年10月12日、Dagstuhl)等で、これらの成果に基づく研究結果を発表した。この他に我々の作成したTNT-ML(Tools on Number Theoryメイリングリスト)に記事として「PARIの新版のアナウンス」、「新しいライブラリLiDIAのアナウナス」等をネットワークを通じて流した。また小川裕之(大阪大学)の「REDUCEの新版の評価」、木田祐司(立教大学)「UBASICのanonymous ftp開設の告知」、中野伸と鈴木浩志(名古屋大学)の「KANT 2.2のインストール」等が、そこで流された他の重要な記事である。現在TNT-MLに参加しているのは全国で111名であり昨年度末の89名から大きく増加している。
日英語結果指向構文にみる情意的意味発生メカニズムの分析とその慣習化プロセスの特定

本研究では、日英語の「てしまう」構文(例.忘れてしまった)とGet受動文(例.Our grant got cancelled.)を対象に、それらに表現形式に観察される話者の感情(情意的意味)がどのように含意されうるのか、そのプロセスを探った。両構文には結果に焦点を当てるという特性があり、この特性がゆえに、記述される自体はもう取り返すことができないという不可逆性をもつことになる。この不可逆性こそが両構文における情意的意味の発生の基盤となっていることを明らかにした。本研究は、英語Get受動文と日本語の「てしまう」形式に着目し、それらによって表出される情意的意味の出自と言語的動機付けを明らかにしようとする試みである。一見、無関係にみえる日英語の両形式が同じような情意的意味を発生しうるのは決して偶然ではなく、それを発生させる基盤となる意味を共有しているからではないかという仮説をもとに研究を進めている。平成24年度は、良好分について、共時的観点から情意的意味の発生メカニズムを明らかにし、その妥当性を検討した。具体的には、Get受動文の「てしまう」構文の情意的意味が発生するデータの収集を行い、データベースを作成した。また、そのデータベースをもとに、両形式の情意的意味を分類し、共時的観点から分析を行った。これまでGet受動文と「てしまう」構文の話者の感情表出である情意的意味を認められていたものの、その出自について言語学的な動機付けは明らかにされていなかった。しかし、本研究の計画に基づき、両構文の意味機能を分析したところ、類似したアスペクト的性質をもつ形式であることは明らかになった。平成25年度は、「情意的意味の慣習化プロセスの妥当性の証明(通時的研究)」を行い、特に「てしまう」構文の慣習化について歴史的な流れを調査し、妥当な慣習化プロセスを提案した。また、Get受動文の慣習化プロセスの特定と本研究の最終段階である「結果指向性と情意的意味の関連性に関する言語一般性の検証」を開始した。本研究は、これまでほとんど注目されることのなかった英語のGet受動文と「てしまう」構文に着目し、その情意的意味の出自と発生メカニズムを明らかにしようとする試みである。一見、意味的にも形式的にも関連性のない日英語の両形式が、同種の情意的意味を発生しうるのは決して偶然ではなく、両形式が何らかの意味特性を共有しているからではないかという仮説のもとに研究を進めている。平成24年度は、両構文について、共時的観点から情意的意味の発生メカニズムを明らかにし、その妥当性を検討した。具体的には、Get受動文と「てしまう」構文の情意的意味が発生するデータの収集を行い、データベースを作成し、収集したデータをもとに、Get受動文と「てしまう」構文の情意的意味について、共時的観点から分析を行った。これまでGet受動文と「てしまう」構文の話者の感情表出である情意的意味は認められていたものの、その出自について言語学的な動機付けは明らかにされていなかった。しかし、本研究の計画に基づき、両構文の意味機能を分析したところ、類似したアスペクト的性質をもつ形式であることが明らかになった。Get受動文と「てしまう」構文の構文的意味を分析した結果、両形式ともに「行為や状態変化といった動的事態を瞬時的なものとして提示し、その事態の発生に強い焦点を当てる形式である」というアスペクト的性質をもつ。この意味性質を基盤として、発生済みで変更できない事態であるという「事態の不可変性」をもつ構文形式として解釈され、情意的意味の発生に繋がるのだと結論づけられる。両形式の意味的関係性を明確にしたこと、情意的意味の発生基盤を特定したことが平成24年度の中心的な研究実績である。本研究は、英語のGet受動文と日本語の「てしまう」構文を中心に、構文の結果指向性が話者の感情表出、すなわち情意的意味の発生に繋がるのではないかという仮説の下、以下の3つのフェイズを設定した。(1)情意的意味の発生メカニズムの妥当性の検討(共時的分析):共時的分析によって、Get受動文と「てしまう」構文について、情意的意味の発生が、両構文の共有する「不可変性」を基盤とし、推論によって具体化されるという発生メカニズムの妥当性を検討する。(2)情意的意味の慣習化プロセスの妥当性の証明(通時的分析):通時的分析を行い、両構文における情意的意味の発生時期の特定と使用頻度の変遷を分析し、想定される慣習化プロセスの妥当性を証明する。(3)結果指向性と情意的意味の関連性に関する言語一般性の検証:英語のHot NewsPerfectなどの結果指向性をもつ構文や、他言語の結果指向構文に注目し、構文の結果指向性と情意的意味発生における関係の言語一般性を検証する。上記の3つのフェイズを通して、英語のGet受動文と日本語の「てしまう」

構文にみられる情意的意味が、その結果指向性により、取り返すことができないという「不可変性」という含意を両構文形式に生み出すこと、そして、この「不可変性」が話者にとって否定的な文脈では強い感情の形をとって表出されるというメカニズムを想定することができることが明らかになった。ただし、今回の研究では、特にフェイズ(3)「結果指向性と情意的意味の関連性に関する言語一般性の検証」が不十分であったと言わざるをえない。予測としては、英語のHot News Perfect等の結果指向構文にみられる情意的意味の発生も、今回の研究で明らかになったメカニズムと同様であると考えられる。この点については課題とし、今回の研究を基盤とした今後の研究の中で明らかにしていくつもりである。言語学研究計画のうち、フェイズ2である「情意的意味の慣習化プロセスの妥当性の証明」が、通時的分析を取り入れ、情意的意味の発生時期を特定し、使用(トークン)頻度の変遷を探るという作業に当初予定していたよりも時間を要してしまった。それにより、フェイズ3の「結果指向性と情意的意味の関連性に関する言語一般性の検証」の開始がやや遅れている。「情意的意味の発生メカニズムの妥当性の検討(共時的分析)」であるフェイズ1、「情意的意味の慣習化プロセスの妥当性の証明(通時的分析)」であるフェイズ2、「結果指向性と情意的意味の関連性に関する言語一般性の検証」であるフェイズ3に区分した研究計画のうち、フェイズ1を終了し、フェイズ2へと進んでいる。フェイズ1では計画していた分析が終了したことと、期待通りの結果が得られた点において、計画通り順調に進んだと考えている。平成24年度後半より取り組みを開始したフェイズ2は、通時的分析を取り入れ、情意的意味の発生時期の特定と使用(トークン)頻度の変遷を分析するため、時間を要する非常に手間のかかる作業になると思われる。但し、現時点までは順調に進展している。今後は、研究計画に設定した3つのフェイズのうち、とくにGet受動文に限定した「情意的意味の慣習化プロセスの妥当性の証明(通時的分析)」(フェイズ2)と「結果指向性と情意的意味の関連性に関する言語一般化の検証」(フェイズ3)を行う。今年度前半にフェイズ2を完遂し、フェイズ3では英語のHot News Perfectなど結果指向性をもつ構文を調査し、Get受動文や「てしまう」構文のような情意的意味の発生が、構文の結果指向性と言語一般性をもつのかを検証する。この研究で得られた知見を国外もしくは国内の学会で積極的に発表し、論文にまとめ、国内誌へと投稿する予定である。今後は、研究計画に設定した3つのフェイズのうち、「情意的意味の慣習化プロセスの妥当性の証明(通時的分析)」であるフェイズ2、「結果指向性と情意的意味の関連性に関する言語一般性の検証」であるフェイズ3に取り組む。平成25年度前半はフェイズ2を完遂し、後半には、英語のHot News Perfectなど結果指向性をもつ他の構文や、他言語の結果指向構文に注目し、結果指向性と情意的意味発生の関係が言語一般性をもつのかを検証する。そして、これにより得られた知見を論文にまとめ、国内誌及び国際誌へ投稿する予定である。これらの達成に向けて、計画通りに分析を進めていく予定である。
『説文解字』における字体の定例

漢字の書体名として「篆書」「隷書」という名称はあまねく知られているが、命名の由来は明らかでなかった。そこで私は、書体の名称が前漢末期まで遡ることを指摘しながら、命名の背景に漢代の経学における今文・古文の学派対立が反映されているという新説を提示し、命名にこめられた企図を体系的に探ることによって、古代書体の全体像を明らかにした。『説文解字』に使用されている字体の定例を確定するための具体的な調査を行った。『説文』に収録されている籀文とは、大篆のことである。古文と籀文の関係を論じたのが「戦国時秦用籀文六国用古文説」をはじめとする王国維の論考である。王国維の説に対して出土文字資料を用いて比較検討を行った。まず史籀篇とは王国維がいうような春秋戦国の間に秦人によって作られたものではなく、西周末に学童の識字教材に供する為に当時の通行字体を編集したものであることが明らかになってきた。そしてそれは、秦地のみで行われたものではなく、各国へ継承されていったが、結果的に立地条件や種種の事情で周の遺制を色濃く残す秦地で根強く継承された。さらに、東方各国においては徐々に使用されなくなり、戦国期に至っては、秦と東方各国との使用の差異は顕著となった。この戦国期における『説文』古文の見方は王国維の見解がほぼ正しいことが明らかになった。実際の籀文をみてみると、籀文は結構が繁重な文字だととらえられているが、小篆とあわない文字だけが説文の籀文として挙げられているのである。したがって大部分が小篆と同じであって、小篆よりも結構が簡素なものもあり、籀文と小篆間は、すべて省改関係にあるわけではない。ここで許慎は明らかに大篆と小篆を継承関係で捉えたい意図がある。大篆と小篆という名称からも明らかなように、そもそも史籀篇を大篆といい、李斯の倉頡篇・中車府令趙高の爰歴篇・大史令胡の博学篇に小篆という名称を名付けることに古文学派の企図がみえてきた。着実に調査を続けている。今年度は、研究成果として『古代書体論考』(京都大学学術出版社)をまとめることができた。篆書や隷書という名称が最初にまとまって記述される文献は、『漢書』藝文志と『説文解字』叙、それに荀悦『漢紀』など後漢時代の史料である。『説文解字』叙によれば、葬新の時に六体があり、先んじて秦代には八体があった。このような書体の名称に関する先行研究として啓功『古代字体論考』があるが、啓功は個別の書体名を文献を中心にたどることに終始しており、一貫した体系としてとらえたものとはいいがたい。また近年には裘錫圭『文字学概要』が篆書や隷書に対して示唆に富む解釈を展開するが、それも仔細に検討すれば全面的に首肯できるものではなく、また裘氏の指摘をうけてそれを深めようとする議論もほとんどないのが現状である。書体名に関する従来の研究は文献の記述に偏重したアプローチのみであって、書体を近年の出土資料と照合し、その名称のよってきたる所以を考察しようとする方法はほとんど存在しなかった。『説文解字』叙における書体の名称と次序を中心に、従来看過されてきた書体の命名にこめられた企図を体系的に探ることは、秦漢時代の書体を通じて、漢代の今文・古文対立の新たな側面が浮き彫りになった。本書は、書体名称が前漢末期まで遡ることを指摘しながら、命名の背景に漢代の経学における今文・古文の学派対立が反映されているという新説を提示し、命名にこめられた企図を体系的に探ることによって、古代書体の全体像を明らかにすることを試みる。研究成果として『古代書体論考』としてまとめることができた。ここ数年中国各地の戦国秦漢期遺跡から、当時の通行書体であった篆書や隷書で書かれた簡牘の発見が相継いでいる。そこに使われている「篆書」や「隷書」という名称は、文字学や書道史の研究領域においてはもちろんのこと、さらに印鑑や印刷のフォント名などを通じてあまねく人口に膾炙しているが、しかしそれらがなぜ篆書あるいは隷書と命名されたのか、その正確な理由はまだ解明されていない。篆書や隷書という名称が最初にまとまって記述される文献は、『漢書』藝文志と『説文』叙、それに荀悦『漢紀』など後漢時代の史料である。『説文』叙によれば、葬新の時に六体があり、先んじて秦代には八体があった。また近年には裘錫圭

『文字学概要』が篆書や隷書に対して示唆に富む解釈を展開するが、それも仔細に検討すれば全面的に首肯できるものではなく、また裘氏の指摘をうけてそれを深めようとする議論もほとんどないのが現状である。書体名に関する従来の研究は文献の記述に偏重したアプローチのみであって、書体を近年の出土資料と照合し、その名称のよってきたる所以を考察しようとする方法はほとんど存在しなかった。中国文字学史から個々の名称自体への考察はなされるが、肉筆資料と有機的に結びつけるような一貫した視点がなかったといえよう。本研究は書体の名称が存在するということは、そこには必ず命名者の企図が存在するはずである。この視点から書体名称が前漢末期まで遡ることを指摘し、その背景に漢代の経学における最大の問題であった今文・古文の学派対立が反映されていることを明らかにする。漢字の書体名として「篆書」「隷書」という名称はあまねく知られているが、命名の由来は明らかでなかった。そこで私は、書体の名称が前漢末期まで遡ることを指摘しながら、命名の背景に漢代の経学における今文・古文の学派対立が反映されているという新説を提示し、命名にこめられた企図を体系的に探ることによって、古代書体の全体像を明らかにした。今後も計画通りに調査を進めていきたい引き続き、研究計画にそって研究を継続していく。中国文字学書道史
窒素を巡る競争における植物間の相互作用の解明

植物間の個体間相互作用が土壌の窒素獲得競争に及ぼす影響を調べる目的で、一年目に人工的な交配によって得たオオバコ(Palntago asiatica)の種子を材料として、競争実験を行い、植物および土壌の窒素動態を測定した。一年目に開始した競争実験の各ポットのオオバコ(各ポットに2個体ずつ植栽)の栽培を引き続き行った。栽培中、2週間おきに個体間の葉の重なりを計測した。栽培完了後、植物および土壌を採取した。植物体は根が切れないように丁寧に土壌を取り除いて洗浄し、植物は地上部と地下部に分けて、葉面積、根長、生重量および乾燥重量などを測定した。また、各ポット内の土壌は根についていた分も含めてすべてよく混ぜて均質化した後、窒素動態の測定に用いた。また、当初の計画では窒素について無機態の現存量、純無機化速度および微生物に保持される量を計測する予定だったが、一年目に実験を前倒しして開始することができたため、土壌中のリンの動態(無機態の現存量および無機化速度)についても分析をすることができた。その結果、個体の成長への隣接する個体の有意な影響が検出され、これは先行研究と一致していた。一方、先行研究では地上部での影響を検出していたのに対し、本研究では地上部への影響は検出されなかった一方で、地下部へ配分に違いが見られた。さらに、土壌中の窒素動態への植物間相互作用の影響を調べた所、微生物に保持される窒素量は隣接する植物の組み合わせで有意に異なっていたことから、土壌中の窒素を巡る微生物との競争への植物間相互作用の影響があることが示唆された。一方、アンモニア態窒素や硝酸態窒素など無機態窒素の現存量や生成速度には植物間の相互作用の有意な影響は検出されなかった。さらに、本研究ではリンの動態も測定し、植物間の相互作用の影響を検出した。これらのことから、植物の相互作用が土壌中の養分動態に影響することを示唆した。植物の窒素を巡る競争と植物の個体間相互作用との関係を調べる目的で、本年度は、国内の各地(北海道、東北地方および近畿地方)から採取してきたオオバコ(Palntago asiatica)を用いて、同じ環境条件下で種子を作成した。具体的には、滅菌した種子をシャーレで発芽させたのち、ポットに移植し、人工気象器を用いて栽培した。繁殖期に到達した個体について、花をプラスチックの筒で覆うことにより任意の交雑が起こらないようにした。その上で、同じ個体群内でのみ交配するグループや、他の地域の個体群との間で人工的に交配するグループができるように操作し、種子を得ることができた。さらに、窒素を巡る競争実験に用いる土壌の準備も行った。オオバコの種子を採取したそれぞれの調査地において、オオバコが生息する複数の場所の土壌(オオバコの根が主に分布する表層0-10cmの有機物層)を採取してきたものを、地域ごとに混ぜて、各地域(北海道、東北地方および近畿地方)の調査地の土壌サンプルとした。これらの土壌サンプルを2mmの篩を用いて均質化した。この際、細根や小石などは目視で発見してピンセットで取り除いた。このようにして得られた土壌サンプルに、あらかじめ含まれている無機態の窒素量を測定した。当初の計画では、ここまでが1年目の作業内容であったが、順調に種子が得られたため、翌年度の予定の実験を開始した。上記の方法を用いて均質化した各地域の土壌サンプルをそれぞれポットに入れ、上記のように得た種子を播種した。同時に発芽した2個体だけを残して他の実生を除去し、競争実験を開始した。今後、窒素吸収速度を測定し、植物の個体間相互作用との関係を明らかにしていく予定である。当初の予定では、初年度に植物の種子を得て、二年度目に競争実験を行う予定であった。しかし、人工気象器の設定の工夫などから早めに繁殖期に移行したため、競争実験を前倒しで開始できたため。

さらに、土壌中の窒素動態への植物間相互作用の影響を調べた所、微生物に保持される窒素量は隣接する植物の組み合わせで有意に異なっていたことから、土壌中の窒素を巡る微生物との競争への植物間相互作用の影響があることが示唆された。一方、アンモニア態窒素や硝酸態窒素など無機態窒素の現存量や生成速度には植物間の相互作用の有意な影響は検出されなかった。さらに、本研究ではリンの動態も測定し、植物間の相互作用の影響を検出した。これらのことから、植物の相互作用が土壌中の養分動態に影響することを示唆した。窒素の安定同位体を用いた植物および微生物の窒素吸収速度の測定を行う。また、全窒素量の測定を合せて行うことにより長期的な窒素の蓄積についても明らかにする。これらの結果から、窒素を巡る競争における個体間相互作用について考察する予定である。
アルツハイマ-病の大脳皮質におけるグルタミナ-ゼ免疫活性の変化

1)ラット脳のグルタミナ-ゼを精製し、それを抗原としてウサギを免疫し抗血清を得た。この抗血清はヒト脳のグルタミナ-ゼ活性を95%以上吸収できた。さらに、イムノブロッティングテストによって、この抗血清がヒト脳の分子量64,000の蛋白のみを認識することが判明した。以上の結果から、この抗ラット脳グルタミナ-ゼ抗血清はヒト脳のグルタミナ-ゼを特異的に認識すること、ヒト脳のグルタミナ-ゼは分子量64,000であること、さらにこの分子量64,000の蛋白分子以外にグルタミナ-ゼ活性を有する蛋白は5%以下の活性しか持ち得ないこと等が結論される。2)上記の抗血清を用いてヒト脳のグルタミナ-ゼ免疫活性の分布を調べた。大脳皮質においてはBetz細胞を含む多くの錐体細胞にグルタミナ-ゼ免疫活性が認められた。この所見は、錐体細胞の多くがグルタミン酸作動性神経であるという考えと一致する。さらに、若干の非錐体細胞にもグルタミナ-ゼ免疫活性が存在した。3)アルツハイマ-病の一例において、同様の免疫組織化学的検索を行なった。角回連合野の顆粒層より上層において、グルタミナ-ゼ陽性神経細胞体数が著名に低下していた。この低下はニッスル染色像にみられた神経細胞体数の低下より激しいものであった。アルツハイマ-病脳の大脳皮質におけるグルタミナ-ゼ免疫活性の変化を、さらに症例を重ねて検索する予定である。
胃癌手術前後の血清抗Ｇａｌｅｃｔｉｎ－１抗体モニタリングの有用性に関する研究

既存の胃癌腫瘍マーカーは癌細胞から分泌される微量タンパクを検出する手法であるため早期癌診断は理論的に難しい。微量の癌細胞でも抗体反応によって検出できる可能性のある胃癌診断用の血清IgG抗体検査法の開発が本研究課題の目的である。胃癌抗原であるgalectin-1に対する血清中の抗galectin-1抗体を検出する手法を開発し、血清抗体と臨床病理学的因子との相関関係を検討した。胃癌全体でのgalectin-1抗体陽性率は9.7%であった。腫瘍のステージと有意な相関を認めなかった。同時の測定した食道癌の陽性率は8%であり、大腸癌では10%であった。胃癌における血清自己抗体を用いた新しい検査方法を確立することが目的である。平成23年には、標的分子を固相化したELISAキットを完成した。平成24年度は主としてその診断能力の評価を行った。1.Galectinならびにp53の両者それぞれを固相化したELISAキットにより測定された血清抗体価と胃癌症例における、深達度、リンパ節転移、遠隔臓器転移との相関関係を検討した。2.切除手術前後の治療経過中の血清抗体価の変化を解析した。臨床経過ならびに治療効果との相関関係については、まだ症例数が少数のため解析できていない。3.陽性率は単独で新規腫瘍マーカーとして利用できるレベルに達しないが、p53抗体陽性との重複が少ないことから、複数の血清抗体を併用することで陽性率の上乗せを期待できると思われた4.平成24年度も研究計画とおりに、東邦大学医療センター大森病院で入院・加療した胃癌患者の血清を文書により本人の了解を得てスクリーニング用いた。解析対象の胃癌症例を新規で合計で約100症例の血清を治療前後に採取し、血清分離後にマイナス80度で凍結保存したものを使用した。平成23年には、標的分子を固相化したELISAキットを完成し、平成24年度は主としてその診断能力の評価を行った。平成25年度には、血清抗体陽性と陰性の症例での臨床病理学的因子との相関関係を検討した。1平成25年度も研究計画とおりに、東邦大学医療センター大森病院で入院・加療した胃癌患者の血清を文書により本人の了解を得てスクリーニング用いた。2Galectin-1ならびにp53の両者それぞれを固相化したELISAキットにより測定された血清抗体価と胃癌症例における、深達度、リンパ節転移、遠隔臓器転移との相関関係を検討した。p53抗体陽性率はステージに相関するが、galectin-1抗体陽性率は有意な相関を認めなかった。3切除手術前後の治療経過中の血清抗体価の変化を解析した。p53抗体は手術後にゆるやかな低下傾向を認めたが、galectin-1抗体については明らかな低下傾向を認めなかった。4再発率あるいは生存解析は、観察期間が短いため解析できなかった。1,Galectin-1,3,8 cDNAの塩基配列をアミノ酸配列に変換し、MHCPredウェブサイト(http://www.jenner.ac.uk/MHCPred/)を用いてクラスII抗原部位を検索し、その領域を含むペプチドを人工合成した。2,次に、アミノ末端にビオチンを付加しておき、予めアビジンを固相化したプレートを用いて合成ペプチドを特異的に結合させ、洗浄後に血清抗体と反応させ、ペルオキシダーゼ標識抗ヒトIgG抗体を用いて血清抗体レベルを測定した。3,バキュロウイルスを用いてGalectinペプチドを精製して血清Galectin抗体検索のためのELISAキットを作成した。作成したELISAキットの性能試験を実施し、健常者の基準抗体価を設定する。健常者血清におけるELISA測定レベルの平均値+3SDをカットオフ値として、その値を上回ったものを陽性と判定した。その結果、胃癌患者における血清抗体陽性率は、510%程度であった。4,陽性率は単独で新規腫瘍マーカーとして利用できるレベルに達しないが、p53抗体陽性との重複が少ないことから、複数の血清抗体を併用することで陽性率の上乗せを期待できると思われた5,平成23年度は研究計画とおりに、東邦大学医療センター大森病院で入院・加療した胃癌患者の血清を文書により本人の了解を得てスクリーニングに用いた。解析対象の食道癌、胃癌、大腸癌、肝臓癌、膵臓癌、乳癌の患者血清を治療前後に採取し、血清分離後にマイナス80度で凍結保存したものを使用した。

平成23年度には、標的分子を固相化したELISAキットを完成し、平成24年度は主としてその診断能力の評価を行った。平成25年度には、血清抗体陽性と陰性の症例での臨床病理学的因子との相関関係を検討した。平成26年度は、保存サンプルにうちまだ解析できていなかった残余サンプルの解析を行った。最終的には研究計画を上回るサンプル数を解析することができた。Galectin-1ならびにp53の両者それぞれを固相化したELISAキットにより測定された血清抗体価と胃癌症例における、深達度、リンパ節転移、遠隔臓器転移との相関関係を検討した。p53抗体陽性率はステージに相関するが、galectin-1抗体陽性率は有意な相関を認めなかった。切除手術前後の治療経過中の血清抗体価の変化を解析した。p53抗体は手術後にゆるやかな低下傾向を認めたが、galectin-1抗体については明らかな低下傾向を認めなかった。再発率あるいは生存解析は、観察期間を延長したが、まだ一定の結論を導くことができなかった。医歯薬学研究計画3年間の2年目であり、当初計画に基づく研究計画を順調に実施している。研究計画3年間の3年目であり、当初計画に基づく研究計画を実施できた。しかしながら、血清中のGalectin-1抗体は期待したレベルの陽性率に達しなかったため単独で新たな腫瘍マーカーとして利用できる可能性は少ないと判断された。血清p53抗体との重複陽性症例はほとんどないため、両者を併用することで、従来の抗体マーカーを凌駕する検査方法として開発できる可能性がある。本来は、平成25年度が最終年度であったが、「生存解析」ならびに「免疫染色解析」を行う必要があるため、1年間の研究延長とした。研究計画3年間の1年目であり、当初計画に基づく研究計画を順調に実施している。研究計画3年間の2年目であり、当初計画に基づく研究計画を順調に実施できた。しかしながら、血清中のGalectin-1抗体は、当初期待したレベルの陽性率に達しなかったため、単独で新たな腫瘍マーカーとして利用できる可能性は少ないと判断された。他の血清抗体マーカーとの重複陽性症例はほとんどないため、複数の抗体マーカーを併用することで、従来の抗体マーカーを凌駕する検査方法として開発できる可能性がある。研究最終年度である平成25年度には、最適の血清抗体併用方法を探索する予定である。Galectinならびにp53の両者を固相化したELISAキットにより測定された血清抗体価と胃癌症例における、深達度、リンパ節転移、遠隔臓器転移との相関関係を検討する。また、化学療法施行症例においては、治療感受性との相関関係を検討する。再発症例においては、再発時期、予後との相関関係を検討する。本研究において、作製した多種抗原を標的とした血清抗体検査の臨床上の有用性を検討する。内視鏡治療前後、切除手術前後、化学療法前後などの治療経過中の血清抗体価モニタリングと臨床経過、治療効果との相関関係を検討する。血清抗体価と深達度、リンパ節転移、遠隔臓器転移との相関関係を検討する。
隕石ジルコンの同位体分析による太陽系年代学と惑星化学

本研究では,惑星の地殻進化の時間スケールを理解し,さらに,相対年代測定法に絶対年代基準を与えるために,様々なエコンドライト隕石についてウラン-鉛絶対年代分析を行った.その結果,それらの隕石は45.63-44.40億年前までの年代範囲を示し,また,ユークライトAgoultと未分類隕石Ibitira及びNWA6704が年代基準として利用できることが分かった.そして,これらの隕石について,ニオブ-ジルコニウム同位体分析を行った結果から,初期太陽系のニオブ-92の存在量とその均一性を評価した.本研究では,惑星の地殻進化の時間スケールを理解し,さらに,相対年代測定法に絶対年代基準を与えるために,様々なエコンドライト隕石についてウラン-鉛絶対年代分析を行った.その結果,それらの隕石は45.63-44.40億年前までの年代範囲を示し,また,ユークライトAgoultと未分類隕石Ibitira及びNWA6704が年代基準として利用できることが分かった.そして,これらの隕石について,ニオブ-ジルコニウム同位体分析を行った結果から,初期太陽系のニオブ-92の存在量とその均一性を評価した.本研究の目的は,太陽系進化を明らかにする上で重要となる消滅核種を用いた初期太陽系年代決定法を確立することである.消滅核種を用いた初期太陽系年代決定法を確立するためには,太陽系初期に形成された隕石物質について,絶対年代を決定すると共に,消滅核種を用いた相対年代を決定し,相対年代測定法に絶対年代基準を与えることが必要となる.本研究では消滅核種ニオブ-92からジルコニウム-92への壊変を利用した相対年代測定法に絶対年代基準を与えようと試みた.具体的には,3つの異なる天体に由来する隕石試料について,ニオブージルコニウム同位体測定を行うとともに,ウランー鉛絶対年代分析を行うことにより,ニオブージルコニウム相対年代スケールに絶対年代基準を与えようと試みた.その研究の第一段階として本年度では,3つの隕石試料(アングライトNWA 4590,ユークライトAgoult,玄武岩質隕石Ibitira)について,高精度でニオブージルコニウム同位体比を決定し,太陽系初期のニオブ-92/ニオブ-93の存在比が,10^-5のオーダーであることを明らかにした.また,3つの隕石試料が調和的な結果をもたらしたことから,太陽系初期においてニオブ-92は均質に分布していたことが分かった.これらの研究成果は,2012年の地球惑星科学連合大会,地球化学会,ゴールドシュミット国際会議にて報告された.また,現在国際学術雑誌に公表すべく,論文執筆中である.本研究の目的は,太陽系進化を明らかにする上で重要となる消滅核種を用いた初期太陽系年代決定法を確立することである.消滅核種を用いた初期太陽系年代決定法を確立するためには,太陽系初期に形成された隕石物質について,ウラン-鉛年代測定により絶対年代を決定すると共に,消滅核種を用いた相対年代を決定し,相対年代測定法に絶対年代基準を与えることが必要となる.本年度では、前年度に高精度ニオブージルコニウム同位体比測定された分化隕石について、高精度ウランー鉛年代分析を行い、絶対年代を決定した。これらの結果は、2013年のLunar and Planetary Science Conferenceにて発表された。これらの結果から、ジルコニウム-92に壊変する消滅核種ニオブ-92を利用する相対年代測定法に絶対年代基準を与えることに成功した.今後は、このニオブージルコニウム同位体年代測定法を様々な隕石,特に鉄隕石に拡張することで、微惑星のコアーマントル分化への年代制約を与えることが可能となる。隕石試料についての研究を進めるのと同時に,アフリカの主要河川の川砂に含まれるジルコン試料についてもハフニウム同位体分析を行ってきた.そして,その結果からアフリカ大陸の進化について制約を与えた.この結果は,2012年の地質学会と2013年のEuropean Geophysical Union General Assemblyで報告され,さらに,国際学術雑誌Geochimica et Cosmochimica Actaに出版された.隕石試料の絶対年代決定が順調に終了しており,また,ニオブージルコニウム同位体分析についても既に終了している.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,本研究で確立されたニオブージルコニウム年代測定法を様々な隕石試料に適用していくことにより,太陽系初期の様々なイベントに時間的制約を与えていくことを目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。
HIV粒子内への逆転写プライマー取込み阻害因子を基盤とする多剤耐性克服戦略

宿主性タンパク質であるGAPDHは、HIV逆転写反応のプライマーとなるtRNALys3の取込みを阻害する因子である。本研究では、GAPDHによるtRNALys3の取込み阻害機構の詳細な解析を行った。その結果、GAPDHはHIV前駆体タンパク質のマトリックス領域およびカプシド領域と相互作用することを見いだした。興味深いことに、GAPDHを多量体化させる薬剤は、HIV粒子内へのtRNALys3の取込みを減少させた。これらの結果は、GAPDHによるtRNALys3取込み阻害機構を利用することで、逆転写反応の開始そのものを阻害する新しいコンセプトの抗HIV戦略が有用であることを示す。HIV感染症/AIDSの治療において、HIV感染様態の最大の特性である易変異性を克服できていないことから、薬剤耐性ウイルスの出現による「治療失敗」の例が後を絶たない。これは、既存薬の多くがウイルス性因子を標的としていることに起因している。したがって、多くの治療薬が創出されている現在においても、既存薬とは異なる薬剤の開発が求められている。そこで、ウイルス性因子ではなく、あえて宿主性因子を標的とした新しいHIV治療戦略の構築を目指し、HIV複製を制御する宿主性タンパク質の探索を行い、これまでに解糖系酵素として知られているglyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)が逆転写反応の開始を阻害することを見出した。本研究では、GAPDHとウイルス前駆体タンパク質の相互作用残基の同定をY2H法とin silico解析により行った。そして、Y2H法とin silico解析を相互に行い精査することで、これらふたつのタンパク質の相互作用残基を同定した。また、これら残基への変異を導入しGAPDHの細胞内での発現は、GAPDH過剰発現時に低下するウイルス粒子内へのtRNALys3取込みを回復させた。これらの結果より、GAPDHとウイルス前駆体タンパク質の相互作用モデルを構築できたことから、おおむね計画通りに研究を展開できたと考えている。そこで、研究代表者はウイルス性因子ではなく、あえて宿主性因子を標的とした新しいHIV治療戦略の構築を考えている。そして、HIV逆転写機構に着目し、「HIV逆転写反応のプライマーとして用いられる宿主性因子であるtRNALys3を逆転写反応の場であるウイルス粒子内に取込ませない」という逆転写反応の開始そのものを阻害する新しいコンセプトの抗HIV戦略開発を目的とした。最終年度は、Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)が4量体としてウイルス前駆体タンパク質と相互作用することが、HIV粒子内へのtRNALys3取込み阻害に重要であることを明らかにしている。そこで吸入麻酔薬であるイソフルランがGAPDHを多量体化させるという報告をもとに、イソフルランがHIV複製に与える影響を検討した。その結果、イソフルランをHIV産生細胞に処理し得られるウイルスでは、僅かながらtRNALys3の取込み量が減少するという知見を得た。研究期間全体を通し、4量体を形成するGAPDHは、Pr55gagのN末端領域、特にMA及びCA、に結合することにより立体障害を生み出し、tRNALys3のウイルス粒子内への取込みを阻害することを明らかとした。また、GAPDHを多量体化させることでその機能が増強することも示した。今後はさらにGAPDHによるtRNALys3取込み阻害を利用できる化合物を探索する予定である。これまでの結果より、GAPDHはそのかさ高さによってウイルス前駆体タンパク質を介したtRNALys3のウイルス粒子内への取込みを阻害していることが想定される。そこで、GAPDHによるtRNALys3取込み阻害機構を増強する方法を目指す。計画書に則り、GAPDH4量体を安定化させる、またはGAPDH多量体形成を促す候補化合物をY2H法とin silico解析を基に行う。さらに、得られた候補化合物をHIV産生細胞に処理し、HIV感染インジケータ細胞を用いた感染阻害効果の有無や定量的PCRを用いたtRNALys3取込み量の減少の有無等を評価し、tRNALys3取込み阻害効果が見られたものに関しては、ヒト末梢血単核球を用い薬剤耐性株での評価を行う。ウイルス学相互作用解析に用いる抗体を購入予定であったが、熊本地震の影響で2016年度中には行えなかったため次年度使用額が生じた。次年度使用額は抗体の購入に用いる。購入した抗体を用いた解析の結果を踏まえ、プライマリー細胞を用いた実験を見据えて助成金を使用する。
レーザーによる自然の摂理を超える単結晶パターニングと光アクティブ機能

2)ガラスの結晶化においては、結晶/過冷却液体(ガラス)界面でのひずみエネルギーが大きな役割りを演じる。Gd2O3-MoO3-B2O3系ガラスからの強弾性結晶Gd2(MoO4)3の生成はこれまでにない最適なモデル系である。Gd2(MoO4)3結晶生成に伴うガラス試料の自己微粉化を抑制するガラス組成を提案し、実証した。Gd2O3-MoO3-B2O3系ガラスの結晶化を詳細に調べ、新たにGd4Mo7O27結晶からなる結晶化ガラスの創成に成功した。また、Eu3+ードープGd4Mo7O27結晶は特異な蛍光スペクトルを示すことを見出した。3)NiO-Li2O-Nb2O5-SiO2系ガラスからのLiNbO3結晶のレーザーパターニングにおいて、c-軸配向したマイクロサイズLiNbO3微粒子の配列に成功し、レーザーパターニング工学の新たな局面を切り開いた。本研究は、レーザー誘起結晶化法をさらに深化させ、結晶成長分野および光導波路を中心とする革新的光アクティブデバイス創製にブレイク・スルーをもたらすと共に、自然の摂理を超える単結晶パターニング工学を創成することを目的としている。レーザーパターニングした光アクティブ機能を有する異方性結晶の構造異方性と結晶配向方向の関係を熱膨張係数の結晶方位異方性の観点から明らかにし、単結晶パターニング工学創成に大きく前進した。結晶成長に対するひずみエネルギーの役割りをGd2O3-MoO3-B2O3系ガラスの結晶化でさらに深く検討し、レーザーパターニングされた強弾性結晶では、ひずみエネルギーが結晶軸の回転をもたらすこと、また母体ガラスの組成制御によりひずみエネルギーを大きく緩和できることを明らかにした。ガラスにおける単結晶パターニング工学の創成には、母体ガラスの不均一ナノ構造の設計/制御が極めて重要であることを見出し、今後の研究の重要な柱であることを提案した。本研究はほぼ順調に進展しており、計画に沿って研究を推進する。本研究で導入した2種類の界面自由エネルギーと結晶成長方位との関係をさらに深め、レーザーによる自然の摂理を超える光機能性単結晶パターニング工学を確立する。ガラスの結晶化では、安定結晶相の生成の前にしばしば準安定相が生成する。準安定相の生成を抑制し、光機能性結晶安定相を初期結晶相として生成するナノスケール不均一構造を有する革新的なガラス創成手法を提案、実証する。さらに、革新的なガラスにおいて光アクティブ機能(第二好調波発生など)を示す安定結晶相のレーザーパターニングを試みる。1)特異点およびガラス/単結晶ライン界面での原子配列の解明と特異構造の設計/制御:ガラス/単結晶ライン界面では、屈折率の違いが形成され、導波する光の単結晶への閉じ込めとして機能する。光アクティブ機能を有する結晶は、構造の異方性により結晶軸によって屈折率が異なる。従って、レーザーによってパターニングされた結晶は単に配向しているだけではなく、どのような結晶軸がレーザー走査方向に対して成長しているかが重要になる。本研究において初めてパターニングした結晶の構造異方性と配向方向との関係に対してモデルを提案した。光アクティブ機能を有するBaB2O4やBaAlBO3F2結晶では、c-軸に沿って層状のB3O6やBO3構造単位が積層されおり、結合強度が小さいことから、結晶成長先端部の過冷却液体/結晶界面での成長面は界面エネルギーが小さいc-軸が成長する。一方、結晶ライン側面でのガラス/結晶界面では、結晶を構成する構造単位とガラスの構造単位が容易に強い結合を形成し、界面自由エネルギーが小さくなり、均一な単結晶ラインが安定的に成長する。このモデルを適用すると、クロスライン手法で成長したa-軸配向の光アクティブ結晶は、レーザー走査中に途中でa-軸からc-軸に配向するという特異な結晶成長を説明できる。2)光アクティブ結晶として重要なLiNbO3結晶について、レーザー光吸収イオンをNi2+イオンに変更することにより、これまでにない配向したLiNbO3結晶粒子のレーザーパターニングを実現させた。また、LiNbO3結晶は構造異方性が小さいことから、レーザー照射条件によって、a-軸とc-軸の両方の配向が可能であることを示した。3)低フォノンエネルギーから光増幅ファイバーへの展開が期待されているTeO2系ガラスにおいて、準安定結晶からなる高配向結晶ラインのパターニングを実現した。ガラス/単結晶ライン界面での原子配列の解明と特異構造の設計/制御に対して、ガラスの結晶化という手法の特徴がガラス構造と結晶構造の異方性との関連で具体的にモデル化することができ、具体的実験結果の解釈に大きく前進した。特に、結晶成長先端での過冷却液体/結晶界面とガラス/結晶界面という2種類の界面自由エネルギーの概念を導入し、これらの界面自由エネルギーと結晶構造の異方性との関連を検討し、レーザー誘起結晶化でパターニングされる光アクティブ結晶の配向軸やクロスライン手法で成長させたホモエピタキシャル結晶成長や結晶軸のa-軸からc-軸への変化という特異挙動を説明できたことは大きな進展である。レーザー誘起結晶化での単結晶パターニングでは、これまでこのような議論はなされていない。レーザー誘起結晶化法により、新たに、配向した光アクティブLiNbO3結晶粒子の周期的配列のパターニングを実現した。また、低フォノンエネルギーから光増幅ファイバーへの展開が期待されているTeO2系ガラスにおいて、準安定結晶からなる高配向結晶ラインのパターニングも行い、自然の摂理を超える単結晶パターニングのさらなる展開を行った。