hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
層状中層雲の内部構造とその変化過程の研究

4.積層雲から薄い乱層雲に変化する場合、LWPが0.01cmを越え、下層にレーダーエコーが発現して霧雨となる。さらに、上部に高層雲または高積雲が重なると、LWPは0.02cm以上になる。平成9年度は、さらに観測データを増やすと共に、高層雲から乱層雲への内部構造の変化過程を定量化し、その概念モデルの確立を目標とする。層状中層雲(特に高層雲)を対象に、氷晶化過程を中心とする雲粒子の変化・発達機構の解明を目的として、地上設置のリモートセンシング機器による観測を実施した。北海道石狩市にXバンド垂直レーダーと2波長マイクロ波放射計を設置し、夏季と秋季にのべ2週間にわたり、多様な総観的気象状況の下に形成された高層雲および他の雲と共存する高層雲などについて、観測データを取得した。対象とした雲の外観とその変化の模様は、写真とデジタルビデオに記録した。観測データからは、特に高層雲から乱層雲へと変化し、さらに降雨に至る一連の過程におけるレーダーエコー、鉛直積算雲水量(LWP)の特徴が明らかにされた。また、雲が多層構造をとる場合の相互作用の存在を示唆する事例が得られた。研究の結果を要約すると、以下のようになる。(1)高層雲が厚さを増して乱層雲へ変化する場合、高層雲のLWPは0.014cm以上でレーダーエコーを伴う。さらに発達して、地上に降雨が達するような場合には、LWPは0.05cm以上となる。ただし、乱層雲が薄く、霧雨の場合のLWPは少なく、0.012cm程度のこともある。(2)高層雲の下に層積雲が重なり、レーダーエコーが発現して降雨が始まる場合、LWPは0.05cmを超えるが、レーダーエコーは下層のみに限られる。これは二種の雲における相互作用の存在を示唆している。(3)高層雲の上部が対流性のセル状になると、下層にレーダーエコーが発現する。(4)層積雲から薄い乱層雲に変化する場合、LWPが0.01cmを超え、下層にレーダーエコーが発現して霧雨となる。さらに、上部に高層雲または高積雲が重なると、LWPは0.02cm以上に大きくなる。今後はさらに観測データを増やすと共に、高層雲から乱層雲への内部構造の変化過程を定量化すること、多層構造を呈する雲システムの相互作用を明らかにするとが必要となる。
細胞－細胞小器官－分子の階層を貫く流れ刺激感知の力学的理解

平成30年度は,ヘルシンキ大学ライフサイエンス研究所Sara Wickstrom研究室との共同研究において,以下の実験検討を行った.・マウス軟骨細胞の単離および不死化マウスからの初代軟骨細胞の単離および不死化実験を行った.qPCR法による遺伝子発現の解析を行った結果,マウス癌腫由来のセルラインATDC5に比して,本研究で樹立した軟骨細胞セルラインはCol2などの軟骨細胞マーカーの発現が数百倍高いことが明らかとなった.さらに,インスリン添加による分化誘導およびアルシャンブルー染色を行った結果,インスリンを添加した細胞においてより明るい染色結果が得られた.このことから,樹立した軟骨細胞セルラインは軟骨細胞としての特徴をもつ一方,より成熟した軟骨細胞への分化が可能な状態を有することが示唆された.・静水圧作用下におけるDNA損傷に関する検討軟骨細胞セルラインに対して静水圧を負荷した結果,ATDC5細胞で得られた結果と同様に,静水圧の作用下でDNAの損傷が生じることが明らかとなった.さらに,EdUラベリングによる検討を行った結果,静水圧のもとでDNAの複製が抑制されることが観察された.さらに,DNA損傷を誘導するEtoposideを添加した細胞においてDNA複製が抑制されたことから,静水圧の作用下で生じるDNA損傷がDNAの複製抑制を導くことが示唆された.・静水圧作用下におけるクロマチン構造の変化に関する検討ヘテロクロマチンの主要なマーカーであるメチル化ヒストンに対して免疫染色およびウェスタンブロットを行った.その結果,静水圧の下でメチル化ヒストンが減少することが明らかとなった.また,さらに,EUラベリングによる検討を行った結果,静水圧の下でRNAの合成が活性化することが明らかとなった.このことから,ヘテロクロマチンの不安定化により転写が活性化される可能性が示唆された.本研究では,関節軟骨に存在する軟骨細胞を取り上げ,その力学感知機構を細胞-細胞小器官ー分子のスケールで統一的に明らかにすることを目的としております.研究実施前の検討では,軟骨細胞に負荷される力学的刺激として流れに着目しておりましたが,当研究室にて保有する力学負荷装置の独自性および生物学的重要性の観点から,静水圧刺激に対する生理的応答に関する研究を進めることといたしました.平成30年度の研究においては,ヘルシンキ大学との共同研究を進めるべく,現地にてマウス軟骨細胞の単離・不死化実験,および,静水圧装置のセットアップを行いました.樹立した軟骨細胞セルラインに対して静水圧を負荷した結果,ヘテロクロマチンからユークロマチンへの遷移が進むこと,転写が活性化すること,さらに,DNA損傷を介してDNA複製が抑制されることなどが明らかとなってまいりました.このような応答は静水圧のもとでの軟骨細胞の遺伝子発現の制御,および,ゲノム情報の防御に重要な役割を果たしていると考えられます.現在,本研究に関してハイインパクトジャーナルへの投稿を準備しており,ATACシーケンシングなどの最先端テクノロジーを駆使して研究を成熟させる予定です.特に,クロマチン構造の変化がDNA損傷および転写の活性化に与える効果を探るため,ヒストン3メチル化酵素のノックダウンを行った細胞に対してDNA損傷のマーカーであるリン酸化ヒストンrH2AXおよび転写活性の指標であるリン酸化RNAポリメラーゼRNA pol2 S2pの変化を確認いたします.さらに,静水圧のもとでクロマチン構造に変化が生じる最上流のメカニズムを探るため,ヘテロクロマチンの構造を形成する核となるタンパク質の静水圧のもとでの振る舞いをin vitroの系で1分子レベルで確認する予定です.以上の検討をもって,静水圧の下で軟骨細胞の遺伝子発現が制御される基礎的な物理メカニズムおよびゲノム情報が防御されるメカニズムの解明を目指します.軟骨細胞は,荷重による静水圧のもとで様々な生理的反応を示す.例えば,静水圧のもとでは幹細胞から軟骨細胞への分化が促進されることから,再生医療への応用が期待されている.一方,静水圧は細胞のDNA損傷や細胞死を引き起こす要因としても知られている.本研究では,静水圧負荷による細胞のストレス応答に対して,DNA修復応答が防御にまわる分子メカニズムを提案し,以下の仮説を力学的観点から実験的に検証している;(1)αカテニンが核内において損傷DNAを認識する.(2) αカテニンがクロマチンの凝縮(DNAの密な折り畳み)を誘導し,更なるDNA損傷を二重で防御する.クロマチン凝縮はDNA損傷を回避するための強力な手段であり,これによりストレス応答の抑制が強化されると期待される.H29年度は,仮説(1)「αカテニンが核内において損傷DNAを認識する.」を検討するため,その第一歩として,静水圧刺激を負荷した軟骨系前駆細胞ATDC5に対して,損傷DNAの評価を行った.さらに,仮説(2)「αカテニンがクロマチンの凝縮(DNAの密な折り畳み)を誘導し,更なるDNA損傷を二重で防御する」の検討のための準備として,原子間力顕微鏡(AFM)および全反射顕微鏡(TIRF)を組み合わせた新規実験系を構築した.その結果,静水圧の刺激は軟骨細胞のDNA損傷を誘導することを示した.また,張力作用下における分子の結合乖離を追跡する実験手法として,AFMとTIRFの組み合わせを提案し,国際学術誌において発表した.本研究では,関節軟骨に存在する軟骨細胞を取り上げ,その力学感知機構を細胞-細胞小器官ー分子のスケールで統一的に明らかにすることを目的としている.研究実施前の検討では,軟骨細胞に負荷される力学的刺激として関節軟骨内に生じる間質液流れに着目していたが,所属研究室でこれまでに開発されてきた静水圧負荷装置の独自性および科学的インパクトの観点から,静水圧刺激に対する生理的応答に関する研究を進めることとした.

関節軟骨においては,軟骨細胞は常に動物の自重や運動に起因した静水圧の刺激に晒されており,細胞の分化やダメージ性の応答と密接にかかわることが知られている.平成29年度は,静水圧の刺激は軟骨細胞のDNA損傷を誘導すること,さらに,クロマチンの凝縮がDNA損傷を抑制する鍵となることを示した.本成果は,国際学会で2件,国内学会で3件の計5件の口頭発表において発表された.力学刺激のもとでのメカノセンサ分子の1分子レベルの生化学的特性変化を報告した論文は,国際学術誌Scientific Reportsに掲載され,生物物理学およびバイオメカニクスの分野で注目を集めている.さらに,当該分野における国際学術書Comprehensive Biomaterialsにも国際的協力を進めながら参加しており,共著者として掲載されている.以上のことから,平成29年度の活動において,期待以上に研究が進展したものと考える.平成30年度は,ヘルシンキ大学ライフサイエンス研究所Sara Wickstrom研究室との共同研究において,以下の実験検討を行った.・マウス軟骨細胞の単離および不死化マウスからの初代軟骨細胞の単離および不死化実験を行った.qPCR法による遺伝子発現の解析を行った結果,マウス癌腫由来のセルラインATDC5に比して,本研究で樹立した軟骨細胞セルラインはCol2などの軟骨細胞マーカーの発現が数百倍高いことが明らかとなった.さらに,インスリン添加による分化誘導およびアルシャンブルー染色を行った結果,インスリンを添加した細胞においてより明るい染色結果が得られた.このことから,樹立した軟骨細胞セルラインは軟骨細胞としての特徴をもつ一方,より成熟した軟骨細胞への分化が可能な状態を有することが示唆された.・静水圧作用下におけるDNA損傷に関する検討軟骨細胞セルラインに対して静水圧を負荷した結果,ATDC5細胞で得られた結果と同様に,静水圧の作用下でDNAの損傷が生じることが明らかとなった.さらに,EdUラベリングによる検討を行った結果,静水圧のもとでDNAの複製が抑制されることが観察された.さらに,DNA損傷を誘導するEtoposideを添加した細胞においてDNA複製が抑制されたことから,静水圧の作用下で生じるDNA損傷がDNAの複製抑制を導くことが示唆された.・静水圧作用下におけるクロマチン構造の変化に関する検討ヘテロクロマチンの主要なマーカーであるメチル化ヒストンに対して免疫染色およびウェスタンブロットを行った.その結果,静水圧の下でメチル化ヒストンが減少することが明らかとなった.また,さらに,EUラベリングによる検討を行った結果,静水圧の下でRNAの合成が活性化することが明らかとなった.
グローバル・ガバナンスにおける異種レジームの相互作用-「公」と「私」の補完性-

本研究では、国際レジームを核とするパブリック・ガバナンスが存在する問題領域においてNGOや企業が主体となるプライベート・ガバナンスの出現を可能にした要因及び、パブッリク・ガバナンスとプライベート・ガバナンスが補完的に相互作用する条件について実証的に検討した。前者に関しては、分析の結果、パブリック・ガバナンスが経済領域と社会領域に分断されていて、社会領域において「規範の空白」が存在していたことが要因として抽出できた。また後者に関しては、異なるガバナンス・システムの限界を補うような役割分担を示す共通知識の形成が必要であるという暫定的な結論が得られた。当該年度には、まずは気候変動に関して、既存の文献等を中心に京都議定書交渉およびポスト京都議定書交渉のプロセスを比較しつつ、グローバルなレベルでの気候レジームの形成と気候欧州連合(EU)の排出量取引制度(EUETS)との相互連関を分析するとともに、欧州連合の労働政策およびCSR(企業の社会的責任)政策に関して、パブリック・ガバナンスとプライベート・ガバナンスの相互連関という視点から先行文献の調査を実施した。その上で、平成22年11月21日から11月30日にかけてベルギーのブリュッセルに赴き予備的な聞取り調査を行なった。具体的には、気候変動に関しては、欧州化学連盟のボチェック氏、欧州経団連のフランツ氏、欧州委員会気候変動総局のポラード女史及び欧州電気事業者連盟のスコウクロフト氏に、そして労働政策及びCSR政策に関しては、欧州委員会雇用総局のバード女史に対してそれぞれヒアリングを行なった。本研究の主たる目的は、グローバル・ガバナンスの形態が多様化する中でパブリック・ガバナンス(PBG)とプライベート・ガバナンス(PRG)がどのように相互作用するのかというパズルを実証的に解明することにある。平成23年度には、研究計画で予定されていたパブリック・ガバナンスの一つである国際労働権レジームに関する現地調査を実施し、調査結果に関する質的な分析を行なった。ジュネーブでは、ILOの担当者に対して、CSRの中核的な基準となっているCLS(中核的労働基準)宣言が行なわれた歴史的な経緯と、PRGとして発達してきている労働に関するCSR(企業の社会的責任)の各種制度へのILOの関わり方などについて、ヒアリングを実施した。またパリでは、OECD多国籍企業ガイドラインの改定作業に従事したOECD日本政府代表部、OECD企業産業諮問委員会及びOECD事務局の担当者に対して、その改定の経緯と、改定プロセスへの国連人権理事会、ILO及びEUの影響について、同様にヒアリングを実施した。前者のヒアリングでは、労働基準を「人権」と関係づけることで労働基準の「普遍化」がはかられたこと、さらにILOは「国家不在」のPRGに対して意外にも批判的な立場をとっていることが明らかとなった。また後者のヒアリングでは、OECD多国籍企業ガイドラインにおいて「人権」の項目が新たに追加されたこと、国連人権理事会の影響が予想以上に強かったこと、さらにILOとOECDの関係が相互補完的であったことなどが明らかにされた。この調査結果から、労働権レジームが国際人権レジームに垂直的に統合されつつあること、それに伴いILOを含む国連の「権威」が強化されつつあること、さらにCSRをPRGとしてのみ推し進めることには限界があり、政府(特に先進国政府)や政府間機関が、萌芽的ではあるが、CSRにコミットするようになっていること、すなわちPRGのPBG化の兆しが確認された。本研究の目的は、グローバルな問題解決をめざすガバナンス過程において政府が中心的な役割を果たすパブリック・ガバナンス(PBG)と、企業やNGOが中心的な役割を担うプライベート・ガバナンス(PRG)が併存しているのはなぜか、という問いと、PBGとPRGの間にはどのような相互作用が見られるのかという二つの問いに答えることにあった。そして最終年度の24年度においては、欧州におけるCSR政策の立案に従事する欧州委員会へのヒアリング調査及び、この政策のステークホルダーの一つであるNGOへのヒアリング調査を実施することと、事例間の比較分析に基づいてPBGとPRGの相互作用に関して一般化可能な命題を導出することが予定されていた。ヒアリング調査に関しては、ほぼ計画通りに実施することができた。CSR政策に関しては現在、企業に対して環境社会ガバナンス報告書(サステナビリティ報告書)を義務化すべきどうかという問題と、企業活動による被害を被る外国人に対して裁判請求権を認めるべきかどうかという問題が浮上している。とりわけ前者に関する法案の作成に従事する欧州委員会域内市場総局のCSR担当者に対してヒアリングを実施するとともに、後者の問題を含めてEUのCSR政策の推進力となっているECCJ(企業正義のための欧州連合)からも本研究に必要な情報を得ることができた。ヒアリングの結果、CSRレジームがPRGを包摂する形で形成されつつあること、ならびに国連レベルでのCSRレジームの形成(グローバルなレベルでのPBG)とリージョナル・レベルでのCSR政策の実施(下位システム・レベルでのPBC)が密接に連動していることが判明した。本研究の成果は、報告者単著の論文「企業の社会的責任(CSR)に関する認識共有とグローバルなCSRレジームの形成」として次年度に刊行を予定している。

PBGとPRGの相互作用という視点から、とくにILOを中核とする国際労働権レジームとCSRの関係について、ヒアリングに基づく実証分析を実施するに至っているから。24年度が最終年度であるため、記入しない。OECD多国籍企業ガイドラインの策定を受けて、EUのCSR政策がどのような影響を受けるのか、その結果、EU、OECD及び国連/ILOといった政府間組織(IGO)の権威や正統性は増大したと言えるのか、という問いに答えるべく、PRGにおいて一定の役割を果たしてきた企業やNGOに対してヒアリング調査を実施したい。それにより、企業やNGOといったプライベート・アクターがPRGのPBG化をどのように評価しているのかを明らかにしたい。仮にPRGのPBG化が肯定的に評価されているとすれば、PRGとPBGとの間には補完性があると判断されることになる。また可能な限り、ILOの労働基準などのEUのCSR政策やPRGへの浸透の程度を数量的に測定する方法も併せて検討したい。
ポスト植民地期ミクロネシアにおける歓待と社会秩序形成に関する人類学的研究

本研究の目的は、ポスト植民地期オセアニアにおける社会秩序が外部者への歓待を通していかに構築されるのかを、首長制社会として知られるミクロネシア連邦ポーンペイ島の事例から解明することである。研究計画1年目となる2018年度は主として、(1)これまでに収集した調査資料にもとづく諸事例の記述と分析、(2)比較民族誌的な考察を視野に入れた歓待概念の理論的検討を行った。民族誌的な事例記述と分析にあたっては、伝統的権威体制と近代国家体制という併存と葛藤というミクロネシアのポスト植民地期に特有な問題が、様々な現場においていかに表面化し再秩序化されるのかを細部にわたって記述するとともに、そのような再秩序化が外部者への歓待を通していかに達成されるのかを明らかにした。とくに他村の住民に対する歓待、ミクロネシア内の他島の住民に対する歓待、白人や日本人などに対する歓待といった社会的な距離とスケールの違いに応じて、外部者への歓待をめぐる葛藤の表出の仕方や、そのような葛藤のなかで他者を迎え入れる技法が異なる点を具体的な事例分析から明らかにできたことは、当該年度の第一の成果である。これらの研究成果については、幾つかの著作や口頭発表といった形で積極的に公表した当該年度の第二の成果として、日本文化人類学会課題研究懇談会「歓待の人類学」との連携のもと、歓待概念に関する人類学理論の検討を行い、現代人類学理論との関連から歓待論を更新するためにどのような視点が必要であるのかを考察した。その成果として、「歓待の人類学:曖昧な主人、危険な客人、緊張に満ちた出会い」と題した公開研究会(2016年12月、お茶の水女子大学)を主催し、歓待概念を人類学的に考察するための今日的な方向性を示した。当該研究課題に関する事例分析と理論研究を並行して進めた結果として、著作や口頭発表などの形で、幾つかの研究成果を公表することができた。ミクロネシアにおける歓待については、まとまった形での報告や記録が限られているため、民族誌にもとづく研究成果は資料的にも高い価値があると考えられる。加えて、現地島民の倫理的な葛藤を視野に収めた考察を通して、歓待をめぐる複数論理の併存と緊張という視点を導いたことから、在地の歓待作法の柔軟な運用という表面的な指摘にとどまらない、歓待の複雑な位相を読み解くための枠組みを得た。さらに、そのような複数論理の併存状態を、ポスト植民地期の社会条件との関連から位置づけた。これにより、次年度以降の民族誌的な調査研究と事例研究につながる視座を獲得することができたと考えている。さらに、比較民族誌を視野に入れた歓待概念の考察を行ったことにより、歓待という主題に関して、地域研究を超えた広い視野から研究する必要性を再認識した。とりわけ、抽象的な歓待理論を事例分析にあてはめるのではなく、具体的なモノや形式がいかに歓待の構成にかかわるのかという問いを提起できた点は一定の成果であると考えている。これにより、次年度以降の比較民族誌な検討につながる理論的な基礎を築くことができたと考えている。以上の点から、ポスト植民地期ミクロネシアにおける歓待と社会秩序という研究課題に対して、当該年度は十分な研究成果をあげることができたと考えている。当該年度において得られた視座をもとに、ミクロネシアにおける実地調査を通じて民族誌的な事例研究の洗練を図るとともに、ひとつの地域を超えた比較民族誌的な考察の可能性を探っていく予定である。具体的には、2019年89月頃にかけてミクロネシア連邦ポーンペイ島にてフィールドワークを行い、さまざまな外部者がいかに迎え入れられているのかについて、個々の状況における具体的なモノや形式に注目しながら、事例収集を行う。さらに、歓待にかんする比較民族誌的な研究成果を整理し、学会誌『文化人類学』に投稿する予定である。

その成果として、「歓待の人類学:曖昧な主人、危険な客人、緊張に満ちた出会い」と題した公開研究会(2016年12月、お茶の水女子大学)を主催し、歓待概念を人類学的に考察するための今日的な方向性を示した。当該研究課題に関する事例分析と理論研究を並行して進めた結果として、著作や口頭発表などの形で、幾つかの研究成果を公表することができた。ミクロネシアにおける歓待については、まとまった形での報告や記録が限られているため、民族誌にもとづく研究成果は資料的にも高い価値があると考えられる。加えて、現地島民の倫理的な葛藤を視野に収めた考察を通して、歓待をめぐる複数論理の併存と緊張という視点を導いたことから、在地の歓待作法の柔軟な運用という表面的な指摘にとどまらない、歓待の複雑な位相を読み解くための枠組みを得た。さらに、そのような複数論理の併存状態を、ポスト植民地期の社会条件との関連から位置づけた。これにより、次年度以降の民族誌的な調査研究と事例研究につながる視座を獲得することができたと考えている。さらに、比較民族誌を視野に入れた歓待概念の考察を行ったことにより、歓待という主題に関して、地域研究を超えた広い視野から研究する必要性を再認識した。とりわけ、抽象的な歓待理論を事例分析にあてはめるのではなく、具体的なモノや形式がいかに歓待の構成にかかわるのかという問いを提起できた点は一定の成果であると考えている。これにより、次年度以降の比較民族誌な検討につながる理論的な基礎を築くことができたと考えている。以上の点から、ポスト植民地期ミクロネシアにおける歓待と社会秩序という研究課題に対して、当該年度は十分な研究成果をあげることができたと考えている。当該年度において得られた視座をもとに、ミクロネシアにおける実地調査を通じて民族誌的な事例研究の洗練を図るとともに、ひとつの地域を超えた比較民族誌的な考察の可能性を探っていく予定である。具体的には、2019年89月頃にかけてミクロネシア連邦ポーンペイ島にてフィールドワークを行い、さまざまな外部者がいかに迎え入れられているのかについて、個々の状況における具体的なモノや形式に注目しながら、事例収集を行う。さらに、歓待にかんする比較民族誌的な研究成果を整理し、学会誌『文化人類学』に投稿する予定である。
放射光X線散乱法による量子物質相の精密結晶構造と電子状態の研究

本特定領域で創製された新物質を対象として、最新の放射光X線散乱実験技術を駆使してその精密構造を決定し、構造的観点から新物質相の電子状態と量子物性発現機構を明らかにした。特に、放射光強磁場下回折装置を設計・制作し、遷移金属酸化物における電荷・スピン・軌道秩序状態の新奇な磁場応答や、有機導体における幾何学的フラストレーション効果による電荷密度波と電荷秩序の共存状態を発見した。本特定領域研究における主要な設備備品となる、放射光強磁場中回折装置の設計を行い、KEK放射光研究施設(PF)に納入した。本回折計は、H=8Tまでの磁場中でX線回折実験を行うことができ、今後、磁場誘起構造相転移の研究に供せられる。現在、その立ち上げ・整備を行っている。一方、レーザーと組み合わせた時分割回折実験のための回折計を同施設PF-ARに設置し、その整備を行っている。上記の両装置とも来年度後半からの稼働を予定している。今年度の主な研究実績は下記の3点である。1.銅フッ化物の軌道秩序における希釈効果KCuxZn1-xF3系における軌道秩序転移点のCu濃度依存性を、放射光粉末X線回折と共鳴X線散乱によりしらべ、温度-Cu濃度相図を完成した。その結果T=OKにおいて約x=0.6付近で軌道秩序が消失することが分かった。この値は3次元系のパーコレーション濃度とは大きく異なっている。2.共鳴X線散乱による有機電荷秩序系の構造解析(DBr-DCNQI)2CuにおけるCuイオンの電荷秩序とDCNQI有機分子の電荷密度波の構造解析を、通常のX線構造解析に共鳴X線散乱を併用することにより行った。その結果、低温構造の空間群はこれまで考えられていたものとは異なること、Cu電荷秩序とDCNQI電荷密度波秩序は整合していることの2点が明らかになった。3.銅酸化物における共鳴非弾性X線散乱(RIXS)実験の理論的解析YBa2Cu307-δのRIXS実験結果において、Cu-O面とCu-Oチェーンからのモットギャップ励起を分離して観測し、その理論的解釈を行った。一方、電子ドープ系であるNd1.85Ce0.15CuO4において上部ハバードバンド内励起の観測に成功し、その理論的解釈を行った。計画A03班有馬グループと協力して、KEK放射光施設に超伝導磁石を搭載した回折計を導入し、その立ち上げ実験を行った。H=8.0Tまでの横磁場中で、放射光を用いたX線回折実験を行うことができるようになった。この装置を用い、Mn酸化物の電荷・軌道秩序の磁場応答に関する研究を行った。本特定領域研究(計画A03班宮野グループ)で発見された、一次構造相転移を示すMn酸化物薄膜を用い、この薄膜の電荷・軌道状態を共鳴X線散乱により研究を行った。その結果、電荷・軌道秩序状態が降温によって二段階に起こること、最低温相ではバルク結晶では出現しない新しい電荷・軌道秩序相が実現していることが明らかになった。また本特定領域研究内のA01班高木グループにより、Ar原子を内包させたC60にアルカリ金属をドープすることによって世界で初めて内包フラーレン超伝導体が実現されたが、その内包状態の詳細について放射光X線を用いた精密な実験を行いその解析を行った。一方、共鳴X線散乱法による価数揺動系の電荷秩序状態の研究を開始した。銅酸化物や有機化合物等の1次元強相関電子系は、電子の持つスピンと電荷が分離することよる特異な電子励起を示す。これらの電子励起は光電子分光や共鳴X線散乱法により詳しく観測することが可能になってきた。このような電子励起に対する電子格子相互作用の効果を理論的に調べた。その結果、1次元強相関電子系ではスピン電荷分離は電子格子相互作用に対して強固であり、高次元系に比べてポーラロン効果は抑えられることが明らかになった。この結果は最近の実験をうまく説明している。高エネルギー加速器研究機構Photon Factoryにミニポールアンジュレータの新ビームラインBL-3Aが立ち上がり,本特定領域で購入した超伝導磁石二軸回折装置が設置された。このビームラインでは一般的なベンディングマグネットのビームラインの10倍の強度が得られ,さらに移相子を導入したことにより,入射X線の偏光特性を制御しながら散乱実験を行うことが可能となった。これにより下記の成果を得た。(1)軌道・電荷秩序の制御が可能となったMn薄膜において,電子秩序状態の磁場応答を観測することに成功した。(2)強相関電子系である一次元分子性伝導体において,新しい幾何学フラストレーションによる電荷密度波と電荷秩序の共存という,新しい基底状態の実現によるWigner結晶化を放射光X線により直接観測することに成功した。

(3)フラストレーションを内蔵した希土類棚炭化物において,共鳴X線散乱と中性子磁気散乱を相補的に利用することにより,フラストレーションに起因すると考えられる2次元の短距離秩序と,その3次元長距離秩序への相転移を観測することに成功した。(4)銅酸化物高温超伝導体のCuO_2面間の結合は、ドープされたモット絶縁体間の電子のホッピングであり、銅酸化物の物性を決める重要な要素の一つである。その結合の強さが、面間の重なり積分とCuO_2面内のキャリア濃度の積で決まることを、Gutzwiller近似を用いて示した。そして、多層系銅酸化物中のキャリア濃度の異なるCuO_2面問の結合が角度分解光電子分光でどのように観測されるのかを示し、面間のキャリア濃度の違いについて明らかにした。KEK/Photon FactoryのビームラインBL-3A,BL-4Cにおいて,(共鳴)X線回折実験を,またSPring-8のBL11XU,BL22XUにおいて,共鳴(非弾性)X線散乱実験を行い,下記の系に関して電子自由度秩序と物性の関連性を明らかにした.一方,新しい試みとして磁性半導体に関する理論を構築した.1.コバルト酸化物LaCoO_3やSr_3YCo_4O_<10.5>において,そのスピン・軌道状態を調べた.前者に関しては,中間スピン状態に伴う軌道秩序の探索を試みたが,実験誤差範囲で観測されなかった.一方,後者の最低温相においては,軌道秩序を伴う中間スピン状態と高スピン状態が交替していることを明らかにした.2.幾何学的フラストレーションを内蔵した希土類硼化物HoB_4において,その多極子構造を決定した.また,この系に特徴的な非常に広い散漫散乱を観測し,これは磁気秩序と軌道秩序の競合により生じていることを明らかにした.3.ペロブスカイト酸化物(Oll)基板上に成長させた(Nd,Pr)_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3薄膜の軌道状態を明らかにし,その軌道秩序形成機構について考察した.4.擬2次元有機導体α-(BEDT-TTF)_2I_3において,水平ストライプ構造の電荷秩序状態が実現していることを示し,その金属絶縁体転移機構を明らかにした.5.透明磁石やスピンエレクトロニクスの材料として近年注目を集めている,遷移金属イオンを含む酸化物等の磁性半導体に関する理論構築を行った.特に,磁性半導体の強磁性発現機構に関する理論構築と,その物性の数値シミュレーション法の開発を行った.強相関電子系である遷移金属酸化物を対象として, KEK/Photon Factoryにおいて, H=8Tまでの強磁場中やP=10GPaまでの超高圧下でのX線回折実験を行い,下記のような電荷・軌道状態を明らかにした.一方, SPring-8に新しく導入される単結晶回折計の立ち上げを試みた.1.複数の軌道/スピン秩序の競合するバナジウム酸化物を対象として,圧力下X線回折実験を行った.その結果,加圧ともに系のバンド幅は増大するが,その効果では説明できない軌道/スピン秩序相の変化を観測した.この結果は,加圧により希土類金属イオンの軌道状態が遷移金属イオンの軌道状態に混成してくることにより,無理なく説明されることを提案した.2.強相関遷移金属酸化物薄膜における電荷・軌道秩序に関する研究を放射光X線回折を用いて行った。より精度の高い電子状態の解析を行うことを目的として、SPring-8に高エネルギーX線回折を可能とする単結晶回折実験装置が導入され、本年度はこの立ち上げ及び調整などを行った。この装置は2009年度より本格的に稼働が始まる計画である。
光異性化反応によるモータータンパク質の駆動の試み

最近になって、ATPの代わりとなって働く、光応答性高エネルギー化合物AzoTPが合成され、エネルギー源としての活性を光照射によってスイッチすることでモータータンパク質の動きを光で制御できることが示された。しかし、AzoTPやその誘導体における分子構造と活性に対するモータータンパク質の種類依存性についてはわかっていない。本課題では、光応答性高エネルギー化合物によるキネシンー1、およびミオシンーIIの駆動に関し光応答性の違いをリバースモーティリティアッセイ法により調べた。また、上記の研究で得られた知見をもとにAzoTPの三リン酸部位の中央の酸素を窒素または炭素に置き換えた非加水分解性AzoTPアナログを合成して、その光応答性阻害剤としての働きを調べた。その結果、2つのメチル基をベンゼン環に導入したジメチルAzoTPは、ミオシンーIIには高い活性を示すもののキネシンー1にはほとんど活性を示さないことがわかった。すなわち、ATPはすべてのモータータンパク質の良好な基質であるが、AzoTP誘導体の中には、一部のモータータンパク質にだけ働くものがあることがわかった。さらに、ガラス基板上にキネシンー1とミオシンーIIの両者を吸着させて、微小管とアクチンの運動を観察するコンポジット型モーティリティアッセイ系を構築して、アクチンの滑走のみが光可逆的に起こることを確認した。また、AzoTPまたはジメチルAzoTPの三リン酸部位を非加水分解型にした化合物を合成して、それらの化合物が、モータータンパク質に対してそれぞれ非選択的または選択的に働く光応答性阻害剤として機能することを確認した。すなわち、キネシンー1がミオシンーIIよりもより厳密に基質としての光応答性高エネルギー化合物を認識していることが明らかになった。最終的な目標である低分子化合物の繰り返しの光異性化反応によるモータータンパク質の駆動に向けて、AzoTPの誘導体のうちどのような構造を有する化合物が、どのモータータンパク質により有効に認識されるかという基礎的な知見を得ることができ、計画通り着実に目標に向かっている今後は、非加水分解性のAzoTP誘導体を用いて、繰り返しの光異性化反応によるモータータンパク質の駆動を試みる。また、もう一つのモータータンパク質としてキネシンー5をターゲットとした光反応性低分子化合物を新たに見出したので、その異性化反応によるモータータンパク質の運動機能への効果も調べる。
骨格筋脱分極誘発性Ca2+遊離におけるリアノジン受容体アイソフォームの機能解析

骨格筋の興奮収縮連関における細胞内Ca^<2+>の上昇(DICR)は、脱分極により引き起こされる電位依存性Ca^<2+>チャネルの構造変化が、筋小胞体膜上のCa^<2+>遊離チャネル/リアノジン受容体(RyR)に伝達されることによると考えられている(メカニカルカップリング)。一方、Ca^<2+>がRyRに直接リガンドとして働きCa^<2+>遊離を起こす機構(CICR)も存在するが、これが筋収縮においてどのような役割を果たしているかについては議論が残る。カエル骨格筋にはメカニカルカップリング能とCICR活性の両方を持つαRyRとCICR活性のみを持つと考えられているβRyRがほぼ等量発現している。本研究ではDHPRとカップリングしたαRyRから遊離されるCa^<2+>がカップリングしていないαRyRやβRyRによって増幅される可能性について検討した。αRyR、βRyRをRyR欠損myotubeに発現させ、脱分極刺激を与えた際の細胞内Ca^<2+>濃度変化を測定した。αRyRは脱分極刺激によるDICR活性とCaffeineにより促進されるCICR活性の両方を示した。βRyRはCICR活性を示したがDICR活性は示さなかった。プロカインによりαRyR,βRyR共にCICRは有意に抑制された。このCICR活性を抑制した条件化において脱分極刺激を与えたところCa2+遊離量はαRyR単独、またαRyR+βRyR共発現の細胞においても有意な差は認められなかった。したがって、DICRにおけるCICRの寄与はαRyRに由来する物もβRyRに由来する物もごく僅かであることが推察された。また、カフェインによるCa^<2+>上昇の様子がαRyRとβRyRとで時空間的に異なるという興味深い特徴も見いだされた。この結果については、米・ロングビーチで開かれた第49回Biophysical Societyと第78回日本薬理学会において発表した。・カエルαRyR、βRyRアイソフォームの発現ベクターの作製αRyR、βRyRそれぞれ7個と6個の断片としてクローニングされてきたcDNAを制限酵素サイトで連結し全長のクローンを作製した。これを、ウィルスベクター作成用の発現ベクターに組み込んだ。・遺伝子導入システムの確立1B5 cellは共同研究者のDr. Paul D Allenの元へ行き分与を受け扱い方を習得してきた。培養条件を20% FCS、5% CO_2から分化用条件である0.3%horse serum、20% CO_2にすると57dayで細胞融合を起こし、多核のmyotube様の細胞に分化した。この細胞に上で作製したウィルスを感染させたところ、細胞染色やイムノブロットの方法でαRyR、βRyRの発現が確認された。・細胞内Ca^<2+>イメージングαRyR、βRyRを発現させた1B5にCICRの促進剤として20mM Caffeineを適用しところ細胞内Ca^<2+>の上昇が確認された。また、αRyRを発現させた1B5に脱分極刺激として80mMK^+を適用したところ一過性の細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が見られた。このことから、αRyRとβRyRを筋細胞に機能的に発現させることに成功し、また、その機能を生きた細胞内でアッセイする系が確立できた。
精神分裂病のマ-カ-としての探索的眼球運動と局所脳血流の関連についての研究

これまで我々は、幾何学図形を呈示している際の注視点の動きを分析し、特に対人場面での探索的眼球運動、すなわち『反応的探索スコア』が精神分裂病にもっとも特徴的な指標であることを報告してきた。今回は、同じ視覚的課題に対して、探索的な眼球運動が行われている最中の局所脳血流を測定し、分裂病の脳機能障害の実態を明らかにすることを目的として本研究を実施した。対象はDSMーIIIーRにより「慢性精神分裂病」と診断された比較的症状の固定した分裂病患者6名(平均年齢43.5歳)と正常対照者4名(25.8歳)で、いずれも右利きの者を選んだ。分裂病群の内訳は、開放病棟入院中の者が5名、外来通院中の者が一名で、全員抗精神病薬を服用中である。また病型では、残遺型が5名、妄想型が1名で、検査時の精神症状はSANS(Scale for the Assessment of Negative Symptoms)の総合得点の平均が76.5であった。方法は、これらの被検者に横S字型図形を呈示して比較・照合課題を行っているときの探索的眼球運動をアイマ-ク・レコ-ダ-を用いて記録し、これと同時に99mTcーHMPAOによるSPECT(Single Photon Emission Tomographyを用いて局所脳血流を測定した。結果については、局所脳血流のうち、まず左右の比較では、正常者は左半球に比し右半球の相対的な血流の優位を示す者が多かったのに対して、分裂病患者では逆に左半球で多い例や、両側で差のない者が多くなっていた。このように左右優位性の面で、分裂病患者が正常者と異なる傾向がみられた。つぎに前後の比較では、正常者に比ベて分裂病患者では頭部前半部の相対的な血流低下(いわゆる“hypofrontality")の傾向が認められた。また分裂病患者において、頭部前半部の血流の低下は、眼球運動の指標のうちの『再認時の探索スコア』およびSANSの総合得点と関連する可能性が示唆された。
RNA結合タンパク質Mex-3Bによるステロイド耐性気管支喘息制御機構の解明

我々はこれまでに、気管支喘息マウスモデルを用い、RNA結合タンパク質Mex-3BがIL-33の発現を直接促進することによって気道炎症を引き起こしていることを見出している。加えて、Mex-3Bに対するアンチセンス核酸の噴霧・吸入により気道におけるMex-3Bの発現を抑制することで、気道炎症を抑制できることも明らかにした(Yamazumi et al., 2016 Cell Reports)。さらに最近我々は、Mex-3B欠損マウスにおいてステロイド耐性気管支喘息の発症も抑制されることを見出した。本研究では、1)Mex-3Bはどのような分子機構でステロイド耐性気管支喘息の発症を制御しているのか、2)Mex-3Bを標的としたアンチセンス核酸はステロイド耐性気管支喘息の治療薬の候補となりうるのか、の2点を明らかにすることを目的として研究を進めてきた。1)に関しては、Mex-3BがCXCL2、IL-1β、TNF-α、IL-17などのサイトカインの発現量を制御することで炎症を制御していることが明らかになった。その中でもCXCL2に関しては、Mex-3BがCXCL2のmRNAに結合し、転写後制御機構によって発現を制御していることが明らかになった。2)に関しては、Mex-3B欠損マウスで気道抵抗性の改善が認められた。この結果から、Mex-3Bに対するアンチセンス核酸の吸入が気道過敏性の改善にも寄与しうる可能性が示唆された。
ドストエフスキーと現代社会

1.国際シンポジウムでの発表(1)ドストエフスキー生誕175年記念国際シンポジウム(平成8年6月ペテルブルグ、スターラヤ・ルッサ)で、木下豊房が研究発表を行った。(2) Xth International Dostoevsky Symposium(New York,Columbia U,1998.7.23-8.2)で、V.ジダーノフ(札幌大)、鈴木淳一(同)、清水孝純(福岡大)、安藤厚、池田和彦(明治大)、金沢美知子(東大)、木下豊房、糸川紘一(新潟産業大)、萩原俊治(大阪府立大)、望月哲男が研究発表を行った。2.研究会の開催(1)平成8年12月21日22日、北海道大学文学部で研究会を催し、安藤厚、木下豊房、高橋誠一郎(東海大)、国松夏紀(桃山学院大)、萩原俊治、中村健之介(東大)、小田島太郎(明治学院大)、金沢美知子、望月哲男、鈴木淳一が研究発表を行い、討論を行った。(2)平成10年3月6日7日、東京大学大学院人文社会系研究科で研究会を催し、桜井厚二(早大DC)、野中春菜(早大DC)、上田洋子(早大MC)、山口仁(早大MC)、小林銀河(東大DC)、郡伸哉(中京大)、金沢美知子、高橋誠一郎、小田島太郎、木下豊房、番場俊(東大DC)、中村健之介、芦川進一(河合文化教育研究所)、池田和彦、萩原俊治、安藤厚、井桁貞義(早大)、清水孝純、望月哲男が研究発表を行い、また鈴木淳一、国松夏紀、郡伸哉、清水孝純、杉里直人(早大)、萩原俊治、望月哲男による討論「バフチンとドストエフスキー」を行った。3.研究成果の公表平成9年度研究会の成果を「スラヴ学論叢」第2号(1997.9.30)に、IDS第10回シンポジウムと平成9年度研究会の成果を「スラヴ学論叢」第3号(1999.3.1)に公表した。(1)国際シンポジウムでの発表木下は平成8年4月より9月までモスクワ、ペテルブルグに滞在し、6月にはペテルブルグ、スターラヤ・ルッサで開催されたドストエフスキー生誕175年記念国際シンポジウムで研究発表を行った。(2)ドストエフスキー関係文献の収集最近刊行されたドストエフスキー関連の図書・雑誌を購入し、内外の研究動向の追跡に努めた。(3)『白痴』テキストデータの点検・整備当初の計画を変更し、『白痴』のlemmatized concordanceの作成を第1の課題とし、データの点検・整備と、ロシア語文法解析プログラムで処理づるための準備作業、アクセント資料・音声資料の分析を進めた。(4)研究会の開催平成8年12月21日22日、北海道大学文学部において研究会を催し、安藤厚「『白痴』コンコーダンスについて」、木下豊房「ペテルブルグ、スターラヤ・ルッサのドストエフスキー学会について」、高橋誠一郎(東海大)「『白痴』におけるムイシュキンとロゴ-ジンの形象をめぐって」、国松夏紀(桃山学院大)「『悪霊』に入らなかった1章「チ-ホンのもとで」の典拠について」、萩原俊治(大阪府立大)

「ドストエフスキーの読者について」、中村健之介(東大)「ドストエフスキーにおける依存型人間」、小田島太郎(明治学院大)「ドストエ-フスキー文学におけるイメージと想念の多重性」、金沢美知子(東大)「アンドレーエフとドストエフスキー」、望月哲男「パラドクスとポリフォニ-」、鈴木淳一(札幌大)「最近の研究から」の報告を聞き、今後の研究方針について討論を行った。1.関係文献の収集最近刊行されたドストエフスキー関連の図書・雑誌を購入し、内外の研究動向の追跡に努めた。2.コンコーダンスの準備作業『白痴』のlemmatized concordance作成のため、データの再点検、部分的なコンコーダンスの作成、データをロシア語文法解析プログラムで処理するための準備作業を進めた。また、[カラマ-ゾフの兄弟』のテキストデータの点検・整備を進めた。3.研究成果の公表平成9年度研究会の成果をまとめて、「スラヴ学論叢」第2号(1997)誌上に公表した。4.研究会の開催平成10年3月6日7日、東京大学東京大学大学院人文社会系研究科において研究会を催し、桜井厚二(早大DC)、野中春菜(早大DC)、上田洋子(早大MC)、山口仁(早大MC)、小林銀河(東大DC)、郡伸哉(中京大)、金沢美知子(東大)、高橋誠一郎(東海大)、小田島太郎(明治学院大)、木下豊房(千葉大)、番場俊(東大DC)、中村健之介(東大)、芦川進一(河合文化教育研究所)、池田和彦(東海大)、萩原俊治(大阪府立大)、安藤厚(北大)、井桁貞義(早大)、清水孝純(福岡大)、望月哲男(北大)の研究報告、及び鈴木淳一(札幌大)、国松夏紀(桃山学院大)、郡伸哉、清水孝純、杉里直人(早大)、萩原俊治、望月哲男による討論「バフチンとドストエフスキー」を聞き、討論を行った。2.研究成果の公表IDS第10回シンポジウムと平成9年度研究会(東京大学人文社会系研究科、1998.3,6-7)の成果をまとめて、「スラヴ学論叢」第3号(1999.3.1)誌上に公表した。
高機能を付与した人工補酵素の構築と分子内電子移動過程の解明

高機能を有する酵素基質の開発を行なった。すなわち、新規な光増感剤と電子伝達体とを結合し、光励起分子内電子移動が容易に進行する高機能性錯体の合成を行ない、この錯体が1分子で光増感剤と電子伝達体との両方の機能を持つことを明らかにした。具体的にはビオローゲンと電子伝達体としたポルフィリンを合成し、ビオローゲン結合型ポルフィリンの構造と機能との関係を調べた。蛍光強度、蛍光寿命、T-T吸収の減衰とメチレン鎖長との関係を調べ、特にポルフィリンの光励起一重項状態を経由したメチルビオローゲンへの電子移動過程に焦点を当てて実験を行った。ビオローゲン結合型ポルフィリンの蛍光強度は、ビオローゲンの結合していないポルフィリンの蛍光強度と比べて小さく、メチレン鎖長が短くなるほど小さくなることがわかった。かなわち、メチレン鎖長が短くなるほどビオローゲンによる蛍光の消光がよく起こっていることを示している。ビオローゲン結合型ポルフィリンではいずれのメチレン鎖長の場合にも蛍光の減衰は2成分であった。長寿命の蛍光を示す成分はビオローゲンの結合していないポルフィリンの寿命とほぼ同一であるが、短寿命成分はメチレン鎖長に大きく依存していることがわかった。これらのビオローゲン結合型ポルフィリンには2種類のコンフォーメーションがあり、短寿命成分は分子内電子移動が可能なコンフォーメーション(コンプレックスコンフォーマ-)に起因していると思われた。ビオローゲン結合型亜鉛ポルフィリンではT-T吸収の減衰に対応して還元型ビオローゲンの生成も観測される。さらに生成した亜鉛ポルフィリンカチオンと還元型ビオローゲンとの反応(逆反応)過程を測定した。その結果、還元型ビオローゲンの寿命は約1μsと長寿命であることがわかった。このビオローゲン結合型ポルフィリンと酵素ヒドロゲナーゼを組み合わせ、光水素発生に成功している。
スギ材の放射性セシウム吸収リスクの判定

東京電力福島原発電所事故による森林の放射性セシウム(Cs)汚染でスギ材への影響が懸念されている。土壌からのセシウム吸収による汚染リスクを推察するため、環境に広く存在する安定Cs(133-Cs)やCsと同族元素のカリウム(K)等を指標としてスギ材のCs汚染の可能性を推定した。福島県のスギ4林分の調査では、旧葉と材の安定Cs濃度が比例しており、材を分析しなくとも葉から材の汚染を推定できる可能性が示された。四国のスギ精英樹クローン圃場で黒心材と赤心材系統を比較したところ、黒心材の方が安定Cs濃度は高く、黒心系統のスギはセシウム吸収リスクが高い可能性が示唆された。東京電力福島第一原子力発電所の事故により、東日本の太平洋側の森林は広く放射性セシウムで汚染された。森林土壌の放射能汚染により樹木の養分吸収を通じて木材中に放射性セシウムが取り込まれ、木材利用に影響がでる可能性が危惧されている。特に福島県の主要造林樹種であるスギの場合、辺材よりも心材の方がセシウム濃度は高くなるという報告があり、心配されている。一方、セシウムの化学的性質は同族元素であるカリウムに似ていることから、土壌や樹木の当年葉のカリウム濃度はセシウム吸収の指標となる可能性がある。さらに黒心材はカリウム濃度が高いとの報告もあり、材中のセシウムとの関係も注目される。そこで、今年度は原発事故前に採取された福島の土壌とスギの当年葉のカリウム濃度を分析し、同時期に採取された全国各地の試料との関係を比較することにより、福島県スギ林のカリウムの栄養状態からセシウム吸収特性を推察する。福島県のスギ葉のカリウム濃度は湿式灰化法で分解後、ICPで分析した。その平均値は5mg/g程度であった。全国各地のスギ葉の分析によるとK濃度は2.514mg/gの間にあり、福島の濃度は平均より低い傾向があった。また福島の森林土壌の表層の化学性を定法で分析したところ、平均値はpH5.6、交換性カリウムは0.7 molc/kgであった。全国平均値と比較すると、pHは高く、交換性K濃度はやや高かった。これらの結果からは、スギの葉と土壌のカリウム濃度との間に明瞭な関係は見いだせなかった。以上のように、福島県のスギ林は葉のK濃度がやや低いものの、土壌のK濃度はやや高く、両者の傾向は相反し、セシウムを吸収しやすいかどうかは判断しにくい状態であった。この他、スギ林の放射性セシウム分布の特徴等について、国際学会IUFROやIUSSで公表するとともに、関連情報の収集に努めた。スギにおけるセシウム(Cs)の経根吸収と樹体内での動態を明らかにするために、福島県の4つのスギ林分(川内、上川内、大玉、只見)から伐倒したスギ成木について、葉と材の安定セシウム(133-Cs)、ルビジウム(Rb)、カリウム(K)含有量を測定した。133-Cs、Rb、Kの含有量は、旧葉より当年葉で高く、辺材より心材で高かった。また、小さい個体は大きい個体よりも133-Cs、Rb、K含有量が低い傾向がみられた。スギは材にセシウムを蓄積する性質があり、成長の旺盛な個体ほど蓄積しやすいと考えられた。旧葉の133-Cs含有量と心材および辺材の133-Cs含有量には比例関係がみられたことから、葉の133-Cs含有量から材の133-Cs含有量を推定することが可能だと考えられる。樹体の133-Cs含有量は採取地によって異なり、材では約3倍の違いがあった。樹体の133-Cs含有量が高かった只見と上川内は、表層土壌の交換性K含量が他の2林分に比べてやや低かった。表層土壌の交換性Cs含量は只見では高かったものの、上川内では低かった。樹体へのCs吸収には、土壌の交換性Kや交換性Csが影響しているといえる。サイズの小さい個体では樹体の133-Cs含有量および137-Cs濃度が低い傾向がみられたことから、Csの経根吸収と樹体内での動態に個体サイズも影響していると考えられた。このほか、福島県の林業の復興に関わる放射性物質研究の概要を論じた専門誌の特集号及び一般向けの啓発書に執筆した。当初、スギ黒心材がセシウムを吸収しやすいという仮説のもと試料採取計画をたてたが、今年の調査では樹体のサイズ依存性があることがわかり、採取地点や調査木の選定方法の修正が必要となったため。東京電力福島第一原発事故の放射性セシウム(Cs)汚染により、樹木が養分吸収を通じて放射性Csを取り込むと、木材の利用に影響が生じることが懸念されている。Csは同族元素のカリウム(K)と挙動が類似するため、樹木の葉のK濃度はCs吸収の指標となる可能性がある。また、スギ材の心材部が黒変する黒心材はK濃度が高いとの報告があり、木材中のCsとの関係の有無が注目されている。スギを対象に木材のCs吸収特性を調べた。過去に採取された福島県24林分のスギ葉のカリウム(K)濃度と土壌の交換性K濃度を全国の平均値と比較した。

福島のスギ葉のK濃度はやや低く、土壌のK濃度はやや高く、県全体の特徴は明瞭ではなかった。次に、放射性Cs分布の精密調査が行われた福島県内のスギ4林分(川内、上河内、大玉、只見)の試料を利用し、葉と材の安定Cs(133ーCs)、ルビジウム、Kの濃度を測定した。それらの濃度は旧葉より当年葉で高く、辺材より心材で高かった。安定Cs濃度は旧葉と心材および辺材濃度が比例しており、葉のCs濃度は材のCs濃度の指標となることが示唆された。最終年度は、同じ土壌に植栽されたスギの黒心系統と赤心系統のクローンの違いによる安定Cs吸収を比較した。林木育種センター四国増殖保存園の精英樹クローンで、過去の記録から黒心と予想される3クローンと赤心と予想される4クローンから葉と材を採取した。しかし、6クローンは含水率等から黒心と見なされ、1クローンのみが赤心と判断された。赤心材は黒心材と比べ心材のK濃度が低く、安定Cs濃度は検出限界以下であった。一方、黒心材には心材部分に安定Csが検出されたが、K濃度との相関は低かった。このことから、黒心材は赤心材よりCs濃度が高くなる可能性はあるものの、葉や木材のKやCs濃度との関係は不明瞭であり、さらなるデータの蓄積が必要と考えられた。東京電力福島原発電所事故による森林の放射性セシウム(Cs)汚染でスギ材への影響が懸念されている。土壌からのセシウム吸収による汚染リスクを推察するため、環境に広く存在する安定Cs(133-Cs)やCsと同族元素のカリウム(K)等を指標としてスギ材のCs汚染の可能性を推定した。福島県のスギ4林分の調査では、旧葉と材の安定Cs濃度が比例しており、材を分析しなくとも葉から材の汚染を推定できる可能性が示された。四国のスギ精英樹クローン圃場で黒心材と赤心材系統を比較したところ、黒心材の方が安定Cs濃度は高く、黒心系統のスギはセシウム吸収リスクが高い可能性が示唆された。木材中のカリウムおよびセシウム濃度を分析する予定ですすめたが、試料の収集に予想以上の時間がかかっている。そのため、分析試料が限られたので、次年度に採取する試料と合わせて分析することにより、効率的に作業をすすめることとした。スギ黒心材の形成はスギの品種による差が大きいと言われているので、品種間の差異に着目した試料の採取計画に修正する。安定セシウムや同族元素のカリウム等の濃度から、将来におけるスギ材の放射性セシウム吸収移行傾向を推察することと、その傾向と関連の強いスギ葉の成分を特定する研究は計画通り実施する。森林土壌今後は、福島県外も調査対象とし、葉のカリウム濃度が高い地域と低い地域から試料を採取分析し、データのレンジを拡大して解析することで、セシウム吸収特性を把握する。予定では分析用の試料採取を新たに採取するための調査を企画したが、既採取の試料を分析したことにより旅費を使わなかったこと、また未分析試料の整理と前処理に手間取り分析が至らず、分析関連の出費が少なかったことによる。分析試料が予定より集まらず、分析関係の経費を予想より支出しなかった。また、分析を効率的かつ精度良くに進めるためには、ある程度まとめて分析することが有利と判断した。スギ品種に着目した試料を採取するとともに、収集済の試料をまとめて分析し、データの充実を図る。結果を国内外の学会等に発表し、本研究で得られた成果を取りまとめる。次年度でスギ材試料を精力的に収集し、当年度分と合わせて効率的に分析することによりデータを充実させる。