hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲノムの複製終結と分配制御

染色体分配の分子機構を明らかにするため、平賀は大腸菌のMukB蛋白質(177.7kDa)を精製し、この蛋白がDNA結合能および亜鉛存在下でのATP,GTP結合能を持つことを明らかにした。加藤は大腸菌のDNAトポイソメラ-ゼIVと内膜との結合はDNase感受性であるが、DNAジャイレ-スと内膜との結合はDNase非感受性であることを明らかにした。DNAジャイレ-スは染色体上のREP配列に特異的に結合するが、topoIVではREP配列に対する特異性は見られなかった。菊池はヒトII型DNAポイソメラ-ゼの細胞周期に伴う細胞内分布の変動を明らかにした。西村(行)は大腸菌のpar変異株における蛋白リン酸化反応を調べ、par-530では80kDaのリン酸化蛋白を欠くことを発見した。西村(昭)は細胞分裂の頻度決定に関するcfcA変異がグリシン-tRNA合成酵素αサブユニットの遺伝子で相補されることを明らかにした。岡崎はヒト染色体セントロメア領域に存在するアルフォイド反復配列中の17bp配列(CENP-Bbox)に特異的に結合する80kDaの蛋白2分子がCENP-Bboxを持つ2分子のDNAと複合体を作ることを明らかにした。丹羽は分裂酵母の染色体動原体領域のdg-dh配列は姉妹染色体の結合制御(特に減数分裂において)に重要な役割を果たすことを明らかにした。永井は大腸菌染色体複製起点と複合体を作る17kDaの蛋白を発見した。小椋はFtsH蛋白質(70kDa)がATP結合配列を持つ膜蛋白であり、PBP3やβ-lactamaseの膜輸送に関与することを明らかにした。公募研究の三木はFプラスミドのLetD蛋白がDNAジャイレ-ス活性(Aサブユニット活性)を阻害し、LetA蛋白がその阻害を回復させることを明らかにした。公募研究の岸本はG2期末ではcdc2・サイクリンB複合体は細胞質のみに存在するがその後サイクリンBは活性型に変換され一部核内へ移行し、核膜の崩壊が起きることを明らかにした。
中国近世戯曲文学の基礎的研究

本研究は、現存する中国の戯曲文学のうちで最も早い時期のものであり、以後の中国近世戯曲文学の展開の上で、大きな意味をもつ元代の雑劇について、さまざまな面からその特徴を明らかにすることを主たる目的とした。元代の雑劇には、その成立過程の異なるテキストがいくつか存在するが、本研究はなかでも最古層に属しながら、これまで全面的な研究が十分には行われてこなかった『元刊雑劇三十種』本を研究対象として、詳細な校訂と訳注の作成をまずその基礎的作業とした上で、そのテキストとしての性格、明代に出版された他のテキストとの関係、散曲など元代文学の他のジャンルとの関係、さらには中国戯曲史に占める位置について解明しようとした。三年間にわたる研究期間中、校訂に基づいて各作品を電子テキスト化するとともに、『三奪槊』、『気英布』、『西蜀夢』、『単刀会』について、その研究成果を公刊したほか、『貶夜郎』、『鉄拐李』、『介子推』、『霍光鬼諫』についても、公刊をめざして訳注を作成した。同時に、メンバーのうち二名がそれぞれ、明代に出版されたテキストの中では最古のものであり、『元刊雑劇三十種』との関係が注目される李開先『改定元賢伝奇』についての研究成果を公表するなど、本研究を通じて得られた所見をふまえた論文をいくつか発表してきた。また、研究代表者は、平成19年11月、北京で開かれた関係分野の国際シンポジウムにおいて報告を行い、本研究が中国戯曲史研究の分野で大きな意義を持つことを内外に明らかにした。本研究は、現存する中国の戯曲文学のうちで最も早い時期のものであり、以後の中国近世戯曲史の展開の上で、大きな意味を持つ元代の雑劇についてさまざまな面からその特徴を明らかにすることを主たる目的としている。元代の雑劇には、性質の異なるテキストが存在するが、本研究はその最古層に属する『元刊雑劇三十種』本を研究対象として、テキスト全文の電子テキスト化に基づき、その語彙のデータベース構築ならびに詳細な校訂と訳注の作成を基礎作業とした上で、そのテキストとしての性格、明代に出版された他のテキストとの関係、散曲など元代文学の他ジャンルとの関係、さらには中国戯曲史に占めるその位置について解明しようとするものである。平成17年度は、テキスト全文の電子テキスト化とともに、三十種のうちの二種すなわち『李太白貶夜郎』、『岳孔目借鉄拐李還魂』について会読を行い、その校訂、訳注作成を進めるとともに、これまで作成済みであった、『漢高祖濯足気英布』、『関張双赴西蜀夢』の二作品についての成果を整理した上で、公表した。平成18年度は、昨年度に引き続きテキスト全文の電子テキスト化とともに、三十種のうちの二種すなわち『岳孔目借鉄拐李還魂』『晋文公火焼介子推』について会読を行い、その校訂、訳注作成を進めるとともに、すでに作成済みであった『関大王単刀会』についての研究成果を公刊し、同時にこれまで紀要類に公刊してきた成果を『元刊雑劇の研究』と題して公刊すべく、その原稿をまとめた。

また、メンバーのうち二名がそれぞれ、明代に出版されたテキストの中では最古のものであり『元刊雑劇三十種』との関係が注目される『改定元賢伝奇』についての研究成果を公表した。本研究は、現存する中国の戯曲文学のうちで最も早い時期のものであり、以後の中国近世戯曲史の展開の上で、大きな意味を持つ元代の雑劇についてさまざまな面からその特徴を明らかにすることを主たる目的としている。元代の雑劇には、性質の異なるテキストが存在するが、本研究はその最古層に属する『元刊雑劇三十種』本を研究対象として、テキスト全文の電子テキスト化に基づき、その語彙のデータベース構築ならびに詳細な校訂と訳注の作成を基礎作業とした上で、そのテキストとしての性格、明代に出版された他のテキストとの関係、散曲など元代文学の他ジャンルとの関係、さらには中国戯曲史に占めるその位置について解明しようとするものである。平成19年度には、昨年度に引き続きテキスト全文の電子テキスト化とともに、三十種のうちの二種すなわち『晋文公火焼介子推』、『承明殿霍光鬼諫』について会読を行い、その校訂、訳注作成を進めるとともに、これまで紀要類に公刊してきた成果、すなわち『尉遅恭三奪槊』、『漢高皇濯足気英布』、『関張双赴西蜀夢』、『関大王単刀会』の四種についての訳注に、新たに『元刊雑劇三十種』全体に対する解説を付し、『元刊雜劇の研究』と題して公刊した。この書は、元刊雑劇をとりあげ、詳細な解釈を加えた本邦初めてのものである。また、研究代表者は、北京師範大学における「中国伝統文化と元代文献国際シンポジウム」において、1914年に『元刊雑劇三十種』が世に知られるようになって以来、我が国におけるこの書に関する研究を総括した上で、本研究がその中で極めて大きな意義をもつことについて、発表をおこなった。
水田生態系の生物多様性維持機構からみた生態系配慮型圃場整備の効果と限界

岩手県奥州市胆沢区において水田の圃場整備後の経過年数の違いにおけるカエル類、特に本地区水田地帯を代表するトウキョウダルマガエルの生息回復の程度を確認するため、施工平成12年度(施工後5年目)16年度(施工後1年目)に施工されたそれぞれの地区から年度ごとに45枚の水田を抽出し、本種の圃場整備後の生息密度を把握するとともに、施工後の経過年数がもたらす生息環境の違いが生息密度にもたらす影響について調査した。その結果、本種成体の生息密度は畦畔植被率に影響されており、畦畔植被率の回復に伴い、畦あたりの生息密度は回復傾向が認められたが、圃場整備前と同じ水準まで回復しなかった。また、生態的ネットワークが分断され、水路において多くの死亡個体が目撃された。また、土水路が消失してしまった現在の水田では、落水後の本種の生息場所を明らかにすることはできなかった。岩手県一関市川崎町門崎地区の水田および幹線排水路において、水田地帯に生息するメダカが水田に湖上する意義を明らかにするために、水田と水路それぞれで生息する本種の成長量を把握するため、個体識別した標識個体の追跡調査を行なった。その結果、水田で生息した本種において体長が約24mm増大した。主要な食物と考えられるミジンコ科種群の生息密度が水田において高いことがその要因であると考えられた。体長の増加は産卵数の増加と関連性が高いため、本種が水田で成長することはその個体数維持に大きく貢献することが示唆された。以上のことから、水田の圃場整備において、整備後4年以上経過すると、畦あたりのトウキョウダルマガエルの生息密度はほぼ回復するものの、畦の総延長が整備前の2/3程度に減少すること、水田-水路の生態的ネットワークが分断されることで、生息環境としては貧弱であること、メダカが水田に遡上することは本種の保全上有効であることが明らかとなった。岩手県胆沢町いさわ西部地区および川崎村門崎地区において,水田圃場整備予定地区での水生動物の現況把握調査を実施した。まず,いさわ西部地区では,地区全体の水路において水路網図を作成したうえで,全水路における二枚貝の生息状況を調査した。その結果,イシガイ類2種(ドブガイA・B型,ヨコハマシジラガイ)の生息が確認された。いずれの生息も,非灌漑期にも水路内が湛水されている,溜池直下の水路に限られていることが明らかとなった。また,生息地のマイクロハビタット分析を行なったところ,ドブガイは底質が泥で、流速がほとんどない水路、ヨコハマシジラガイは底質が泥もしくは砂の水路をそれぞれ選好していた。さらに,イシガイ類を産卵母貝とするタナゴ類は,殻長が小さい貝を選好していることが明らかとなった。つづいて,現況保全される同地区の溜池において,外来種であるオオクチバスの駆除調査を実施した。本種の体サイズ構成及び食物と溜池の構造,水質,水草の繁茂状況,他の生物群集との関係の解明を目的としている。透明度が高く、水草の生育が悪い溜池では、小型の在来魚種の生息がほとんど認められず、オオクチバスの当歳魚も少ない反面、大型のオオクチバスと大型のゲンゴロウブナが卓越していた。一方、透明度が低く、ヒシ等の水草の繁茂が著しい溜池においては、大型のオオクチバスのほかに、モツゴ等の小型在来魚種とオオクチバスの当歳魚が数多く採捕された。川崎村門崎地区においては,季節ごとの水路網図を作成したうえでメダカの生息分布状況を調査した。非灌漑期の生息は湧水,沢水などが流入する水路に限定され,特に水深があり水温が高い地点での生息密度が高いことが判明した。灌漑期には,水路網の拡大にあわせ分布を広げ,水田にも侵入することが明らかとなった。また,流速が小さいことが重要な生息要因であることが明らかとなった。水田の圃場整備において生態系配慮の一環として残存させることになった農業用溜池における整備後の生態系の変化の把握を目的として、残存された8ヵ所の溜池において生物相および水質調査を実施した。水質調査では、池の表層水と深層水、水路の水口と水尻の水をサンプリングし、7つの水質項目を計測した。魚類調査では、トラップ・タモ網で池内部と水路の魚類を捕獲し個体数・体長を計数・計測した。底生生物調査では、タモ網や稚魚ネットを使い、池内部の底生生物を捕獲し個体数を計測した。水質については、いずれの溜池においても、生物生息の制限要因となるような値は検出されなかった。魚類については、溜池、水路において8種4科の生息が確認された。溜池における魚類相は、ギンブナ優占型、モツゴ優占型、ドジョウ優占型、モツゴ-ドジョウ優占型の4つの型に分けられ、それらは溜池におけるオオクチバス駆除の有無、池干の有無等の生態系撹乱要因と関連性があることが示唆された。また、CPUEは溶存酸素と正の相関があり、溶存酸素は水草の被度と負の相関があることが認められた。溜池内の底生生物は魚類のCPUEが低いほど多様性が高い傾向が認められた。

平成19年度から水田の圃場整備事業が始まる岩手県一関市川崎町(旧川崎村)門崎地区において、メダカの保全を意図した生態調査を実施した。今年度は、本種の移動および成長を把握するため、約550尾について標識再捕調査を行なった。1日当たりの成長量は、放流時の体長が23mm以上と23mm未満のグループ間に有意な差が認められた。また、1日当たりの成長量は、放流から30日ころまでは大きな差は認められなかったが、40日以降になるとその差は顕著となった。また、水田への進入可能地点数と標識個体の採捕数を比較すると、進入可能地点数に関わらず、多くの個体が放流地点から200mまでの地点で採捕され、放流地点からの距離の増加に伴い採捕数は減少した。岩手県奥州市胆沢区において水田の圃場整備後の経過年数の違いにおけるカエル類、特に本地区水田地帯を代表するトウキョウダルマガエルの生息回復の程度を確認するため、施工平成12年度(施工後5年目)16年度(施工後1年目)に施工されたそれぞれの地区から年度ごとに45枚の水田を抽出し、本種の圃場整備後の生息密度を把握するとともに、施工後の経過年数がもたらす生息環境の違いが生息密度にもたらす影響について調査した。その結果、本種成体の生息密度は畦畔植被率に影響されており、畦畔植被率の回復に伴い、畦あたりの生息密度は回復傾向が認められたが、圃場整備前と同じ水準まで回復しなかった。また、生態的ネットワークが分断され、水路において多くの死亡個体が目撃された。また、土水路が消失してしまった現在の水田では、落水後の本種の生息場所を明らかにすることはできなかった。岩手県一関市川崎町門崎地区の水田および幹線排水路において、水田地帯に生息するメダカが水田に湖上する意義を明らかにするために、水田と水路それぞれで生息する本種の成長量を把握するため、個体識別した標識個体の追跡調査を行なった。その結果、水田で生息した本種において体長が約24mm増大した。主要な食物と考えられるミジンコ科種群の生息密度が水田において高いことがその要因であると考えられた。体長の増加は産卵数の増加と関連性が高いため、本種が水田で成長することはその個体数維持に大きく貢献することが示唆された。以上のことから、水田の圃場整備において、整備後4年以上経過すると、畦あたりのトウキョウダルマガエルの生息密度はほぼ回復するものの、畦の総延長が整備前の2/3程度に減少すること、水田-水路の生態的ネットワークが分断されることで、生息環境としては貧弱であること、メダカが水田に遡上することは本種の保全上有効であることが明らかとなった。
体細胞モザイクがもたらす病態のモデル細胞系の構築

メンデル遺伝病の基本として、X連鎖遺伝は男性は重症、女性は軽症あるいは保因者となることが想定される。しかし、X染色体上のEFNB1遺伝子が原因の頭蓋・前額・鼻症候群では、女性重症、男性軽症でありX連鎖遺伝のパラドックスと言われている。この現象は、女性におけるX染色体のランダムな不活化が、正常タンパク発現細胞と変異発現細胞の混在状態、いわゆるモザイク状態を引き起こすことで正常発生を撹乱することが原因とされる。本研究ではこのモザイク状態をin vitroで再現することを目指し、EFNB1発現培養細胞株を樹立し、培養皿上にてこの混在状態での細胞移動度がより阻害される現象を再現することができた。メンデル遺伝病の常識では、X連鎖遺伝病は、男性重症、女性軽症あるいはキャリアであるが、頭蓋・前額・鼻症候群(CFNS)では、女性重症例が多く知られている。原因遺伝子はXq12のEFNB1遺伝子であることが明らかにされているが、そのメカニズムについては未知な点も残されている。ヘテロな変異を有する女性患者では、女性のX染色体のランダムな不活化により、正常型と変異型を発現するそれぞれ別の細胞が混在する、いわばモザイクの状態であることから、この混在状態が発生過程において、正常な形態形成が撹乱されるのではないかという説が、状況証拠からあげられている。そこで、本研究では、このモザイク状態で起こる分子メカニズムを、in vitroで再現する系を確立することを目指して、その条件を探すところから開始した。まず、EFNB1はEPH2レセプターのリガンドであることから、このレセプター、リガンド間の結合を調べるため、細胞外ドメインのタンパクを発現させ、その結合能をin vitroで調べた。共同研究で以前同定したCFNS患者の変異について、正常型や別の報告の変異と合わせて、発現ベクターを構築し、プルダウンアッセイによりその結合能を測定した。その結果、正常型に比較して患者の変異は結合能が逆に上昇している結果が得られた。一方、別の文献の既報告の変異では結合能が低下した。変異の位置はレセプターリガンド結合に関わる部位であることから、構造変化により親和性が変化したと考えられるが、結合能が上昇することで症状が現れるとすると、前述のモザイク撹乱説を示唆する結果であると考えた。今後はこの結果をin vivo(培養細胞)で再現するために、条件検討を続け、系を確立することを目指す。当初の計画を順次実施し、モザイク撹乱説を示すデータが少しずつ得られている。培養細胞での再現系については、条件検討などがまだ必要であり、データを積み重ねて最適な培養再現系を確立するための基礎データとして、今後の研究推進のための材料とすることを想定している。メンデル遺伝病の常識では、X連鎖遺伝は、男性は重症、女性は軽症あるいはキャリアとなる。女性の重症例は男性の胎生致死や不活化の偏りなどで説明される。ところが、Xq12のEFNB1遺伝子の変異が原因で起こる頭蓋・前額・鼻症候群(CFNS)では、女性重症、男性軽症であることが知られ、そのメカニズムについて未知な点が多い。この現象を説明する仮説としては、女性の体で起こるX染色体のランダムな不活化が挙げられている。それにより正常Xと変異Xの細胞が混在するモザイク状態となり、この混在状態により発生過程において正常な形態形成が撹乱される可能性が示唆されている。実際に重症例の男性では変異がモザイクであることが明らかにされ、この説を支持している。そこで本研究では、このモザイク状態でおこる分子メカニズムを、in vitroで再現する系を確立することを目指す。前年度は、当研究機関で発見されたCFNSの2例を含め、その変異を有するEFNB1(リガンド)タンパク質を精製し、in vitroのプルダウンアッセイにて、EPHB2(レセプター)との結合能を変化させることを見出した。本年度は、この変異を有するEFNB1を強制発現するヒト培養細胞を作成し、レセプター発現細胞との相互作用の効果を検討した。EFNB1発現細胞はEPHB2発現細胞と接触すると反発し、migrationの速度が低下する。その速度を野生型と変異型において検討したところ、変異型では野生型と比較して反発しにくい結果が得られた。さらに、野生型EFNB1細胞との混在状態において同様に速度を検討したところ、変異型単独と比較してさらに速度が低下する結果が得られた。一部詳細を検討する必要のあるデータではあるが、おおむねランダム不活化説を支持する結果が得られた。今後は培養条件などの最適化をおこない、また別の角度からの実験からも検証する予定である。当初の計画どおり、モザイク撹乱節を示すデータが蓄積してきている。今後の裏付け実験で確認後論文を作成する目処がたった。女性重症例のX連鎖疾患は通常、男性の胎生致死によるもの、あるいは女性のX染色体不活性化の偏りで説明される。しかし、X連鎖の頭蓋・前額・鼻症候群(CFNS)では、女性重症、男性軽症であることが知られ、その原因遺伝子であるEFNB1の機能との関連が議論されてきた。現状の仮説として、X染色体のランダムな不活化により、正常EFNB1発現細胞と、変異EFNB1発現細胞の混在した状態が、正常発生の撹乱を生じていることが想定されている。本研究では、このモザイク状態で起こる現象の分子メカニズムを、in vitroで再現する系を確立することを目指した。

培養細胞株にリガンドであるEFNB1を、またレセプターであるEPHB2をそれぞれ単独に発現する細胞株を樹立し、野生型および変異型リガンド発現細胞を、レセプター発現細胞と混在した状態でどのような細胞の挙動を示すかを実験した。本研究機関で見つかったCFNS症例2例の変異を導入したタンパクのin vitro結合実験にて、それぞれが野生型よりも強い結合と弱い結合の変化を示したことから、これらの変異リガンドを膜上に発現させたヒト培養細胞株を構築し、レセプター発現細胞との共存環境にてレセプター細胞の移動速度を計測した。条件検討などを繰り返すことで安定した結果を得られ、その結果、変異型はレセプターとの結合力の強弱に関わらず、野生型細胞との共存下ではそのmigrationが遅くなることが確認された。この速度は変異型単独の条件よりもさらに遅くなることから、Xのランダム不活化による野生型および変異型アレル発現細胞の混在状態が、細胞のmigrationを変化させ、正常発生を妨げ、男性よりも女性で重症化させる原因であることが確認された。メンデル遺伝病の基本として、X連鎖遺伝は男性は重症、女性は軽症あるいは保因者となることが想定される。しかし、X染色体上のEFNB1遺伝子が原因の頭蓋・前額・鼻症候群では、女性重症、男性軽症でありX連鎖遺伝のパラドックスと言われている。この現象は、女性におけるX染色体のランダムな不活化が、正常タンパク発現細胞と変異発現細胞の混在状態、いわゆるモザイク状態を引き起こすことで正常発生を撹乱することが原因とされる。本研究ではこのモザイク状態をin vitroで再現することを目指し、EFNB1発現培養細胞株を樹立し、培養皿上にてこの混在状態での細胞移動度がより阻害される現象を再現することができた。培養細胞における再現系は、体で起こる複雑な発生過程を、単純な培養皿上の系に還元するために、様々な工夫が必要になると考えられる。そこで、培養条件の検討や、あるいは2次元、3次元的な観点からの細胞の移動の制御を再現するモデルについてアイディアを練っている。特に今年度に得られた結合実験の結果を組み入れた系を作ることで、比較的クリアな結果が得られる可能性が考えられた。培養細胞における再現系は、体で起こる複雑な発生過程を、培養ディッシュで単純な系に還元して検証するが、培養条件などが複雑に絡み、再現する条件を見いだすことが難しい。当初は3次元培養も想定したが、より単純な2次元での培養細胞の移動を数値化し、比較検討できるようなデータにすることを最終目標とする。研究期間内に終了できるめどがたった。分子遺伝学当初予測よりも効率的に実験が進んだため、消耗品の実支出額が少なかった。また国際学会への出張費が使用されなかったため、実支出額が少なくなった。上記の理由で使用されなかった分を翌年度分とし、条件検討などやや増加すると予想される実験の消耗品などに効率的に使用する予定である。
テロメア維持機構の分子生物学的解明

分裂酵母、アフリカツメガエル、ほ乳類培養細胞の3種類のモデル生物を用いて、遺伝学的、生化学的、細胞生物学的手法を駆使しながら、染色体末端構造であるテロメアについて以下のような分子生物学的知見を得た。1.テロメアを構成する新規分子として、分裂酵母Rap1,Rif1,Ccq1,Poz1を同定した。2.高等真核生物テロメアDNA結合因子であるTRF1がM期クロマチンに結合する一方、S期クロマチンからは解離すること、この細胞周期依存的なTRF1の結合様式にM期キナーゼであるPolo(Plx1)が関わっていることを示した。3.SV40試験管内複製反応系により、末端複製問題がRNAプライミングの確率論的開始に主に由来することを示した。4.SV40試験管内複製反応系により、テロメアDNA、および、それにTRF1やTRF2が結合したテロメアクロマチンは複製のよい基質ではなく、複製フォークの停止がしばしば起こることを見いだした。5.ラギング鎖合成に重要な役割をはたすDNA合成酵素αの温度感受性マウス細胞株tsFT20を半許容温度下で培養することにより、ラギング鎖合成の機能低下に対して、全ゲノム中でテロメアが最も脆弱な領域であり、テロメア機能低下によると思われる染色体異常を起こすことを見いだした。6.テロメアクロマチンの維持には、cis配列に依存した遺伝学的機構と同時に、エピジェネティックな機構があることを示した。以上の研究から、テロメア機能構造に関して、分子レベルで理解を進めることができ、また、細胞のがん化や老化のような確率論的な現象におけるテロメアの役割に関する洞察を得ることができた。さらに、一つの生物学的研究対象について複数のモデル生物を同時並行的に解析し、それぞれの成果を参照することで相乗的に研究を推進する「メタ生物学」的手法の有用性が明らかとなった。我々は、既に出芽酵母やヒトテロメア結合蛋白質Rap1の分裂酵母ホモログを同定し、本蛋白質がテロメアDNA結合蛋白質Taz1によってテロメアにリクルートされ、テロメア機能の遂行に重要な役割を果たすことを示した。本年度は、rap1遺伝子をベイトにtwo-hybridスクリーニングを行ったところ、種々の核内蛋白質をコードする遺伝子が同定され、現在、それぞれの蛋白質相互作用を解析中である。Xenopus卵抽出液は、細胞周期に関わる諸現象を無細胞系として再現できる貴重な実験系である。この系を利用して、テロメア機能に関わる諸現象の細胞周期にわたる経時変化を観察しようとしている。その目的のためには、Xenopusのテロメア蛋白質を特異的に認識する抗体を作成する必要があるので、これまでに約10種類のテロメア関連Xenopus遺伝子をクローニングし、免疫を開始した。テロメアDNAの複製を詳細に解析するために、既に我々はSV40ウイルスDNAの試験管内複製系を用いて線状DNAを複製させる系を確立し、一回の細胞分裂あたり約75塩基対のDNAが末端から失われること、その主たる原因は、ラギング鎖合成におけるプライミングが正確に末端からではなく、その内側からランダムに起こるためであることを報告した。本年度は、この系に種々のテロメア関連蛋白質のリコンビナント蛋白質を加えて検討したところ、ヒトテロメアDNA結合蛋白質であるTRF1が著名にテロメアDNAの複製を抑制することが明らかとなった。今後、その分子機構の詳細と細胞内における役割を検討する予定である。Ku蛋白質は、DNA二重鎖切断などにより生じたDNA末端に結合し、DNA末端再結合反応を促進する修復蛋白質のひとつである。興味深いことに、生理的なDNA末端であるテロメアにもKu蛋白質が存在することが、出芽酵母からヒトまでを含めた幅広い真核生物で知られてきた。

しかし、テロメアはDNA末端結合反応を行わないことに特徴があり、テロメアに存在するKu蛋白質の生理学的意義は不明である。今年度の本研究において、我々は、分裂酵母Ku80蛋白質をコードする遺伝子としてpku80を同定し、既に知られているpku70とともに、以下のような性質を持つことを示した.1)Pku70とpku80はDNA末端再結合反応に必須である、2)pku70-あるいはpku80-では、ハイドロキシウレアやメチルメタンスルフォン酸に対する高感受性が観察され、Pku70とPku80のS期における役割が示唆された、3)pku70-あるいはpku80-では、テロメア長の短小化とサブテロメア領域の遺伝子増幅が観察され、これらの遺伝子はテロメア+サブテロメアの遺伝的安定性に貢献する、4)pku70-あるいはpku80-では、テロメアサイレンシングに異常は見られず、これらの遺伝子はテロメアヘテロクロマチン形成には貢献していない、5)染色体内部にある異所的テロメア配列に対しては、Pku70とPku80は結合しない。以上のことより、Ku蛋白質は、DNA末端の複製の進行に重要な役割をはたすものと推測された。テロメアは、テロメア繰り返し配列とテロメア特異的・非特異的結合蛋白質からなる巨大な複合体である。本年度の本研究において、テロメアDNAの複製機構について検討を行った。既に我々は、線状SV40 DNAの試験管内複製系を確立しており、従来よく知られているような環状DNAの複製と同様に、線状DNAも効率よく複製されることを示している。線状DNAの一方の末端にテロメア繰り返し配列を付加したDNAは、この系において効率よく複製されないことを示した。さらに、テロメアDNA結合蛋白質であるTRF1やTRF2のリコンビナント蛋白質を加えると、複製効率はさらに低下し、フォークが停止した複製中間体の増加が認められた。細胞内におけるテロメア複製に対するTRF1の影響を検討するために、HeLa細胞にTRF1を過剰発現させると、テロメア領域の複製速度が低下することが認められた。以上より、テロメアは複製装置のよい基質ではなく、そのことを回避するための何らかの仕組みを持っていることが予想された。ALT(alternative lengthening of telomeres)は、テロメレース非依存的にテロメアを維持する不死化細胞をさす。DNA組み換えが関わることが示唆されているが、これまでその詳細は明らかではなかった。本年度の本研究で、我々はALT細胞では特異的に、Rad1,Rad9,Hus1,Rad17などのチェックポイントRad蛋白質がテロメアDNAの複製に伴ってテロメアに共局在することを見いだした。ALT細胞ではテロメア複製の異常があり、テロメアがDNA損傷として認識されている可能性がある。昨年度までの本研究により、SV40試験管内複製反応系を用いることで、テロメア繰り返し配列DNAが複製反応のよい基質ではないこと、さらに、テロメアDNAとテロメア結合蛋白質TRF1およびTRF2とDNAの複合体であるテロメアクロマチンは、高頻度に複製フォークの停止をもたらすことを見出してきた。
宗教性／スピリチュアリティと精神的健康の関連－苦難への対処に関する実証的研究－

日本における宗教性/スピリチュアリティと精神的健康の関連について実証的に検討した。本プロジェクトでは,質的研究班(関西地区(阪神淡路大震災の被災地)チーム,東北地区(東日本大震災の被災地)チーム),数量的研究班(浄土真宗チーム,5つの宗教教団(出雲大社教(神道),立正佼成会,曹洞宗,カトリック,プロテスタント)と一般日本人チーム)に分かれて,それぞれのチームごとに調査(フィールドワーク,インタビュー調査,質問紙調査)を行った。各地域,各宗教教団等の調査フィールドごとに違いがみられる側面もあったが,本プロジェクトを通して,宗教性/スピリチュアリティと精神的健康との間に関連にあることが示された。宗教性/スピリチュアリティと精神的健康との関連について実証的に検討するために,本プロジェクトでは「質的研究班」「数量的研究班」に分かれて,それぞれ以下の活動を行った。1.質的研究班先の大震災以降とくに,喪失後のケアあるいは意味の再構成における宗教性/スピリチュアリティの重要性が,広く日本社会において再認識されている。そのような点を踏まえて,質的研究班では,以下の事柄を実施した。まず2つの地域におけるフィールドワークおよび予備インタビューを実施し,本研究の実現可能性を確認した。また,東北での調査はより慎重を極めることから,関西でのフィールドワークの継続と調査の展開を軸足とすることが確認され,僧侶へのインタビューは次年度で実施することとなった。他方,理論的背景や先行研究の知見の整理の必要性から,新たに文献レビューに着手した。2.数量的研究班数量的研究班では,まず本プロジェクトの主たる概念である「宗教性」「スピリチュアリティ」「精神的健康」について検討を行った。その上で,質問紙調査にて扱う測定尺度を検討し,予備調査に向けての準備を行った。これらの一連の検討作業を終えた後,平成25年1月2月に,4つの大学および1つの寺院にて予備調査を実施した。分析の結果,使用した尺度の妥当性,信頼性を確認し,平成25年度に実施する本調査に向けての準備を整えた。本プロジェクトにおいてこれらの活動を行うことによって,質的研究班では,喪失後の「宗教的ケア」の意味について,宗教者とケアの受け取り手のずれを詳らかにすることにより,当事者間のコミュニケーションの改善に資することになると考えている。また,数量的研究班では,これまでほとんど実証的に明らかにされていなかった日本人の宗教性/スピリチュアリティと精神的健康との関連について新たな知見を提供することができると考えている。1.質的研究班平成25年度には大きく次の研究を実施した。(1)神戸市長田区におけるロウソク法要を中心となって行ってきた僧侶へのインタビュー,当該地域において復興支援を行ってきた事務局の訪問と代表者へのインタビュー,そして1月17日の法要へのフィールドワークを行った。中間報告として,日本心理学会および仏教心理学会において発表を行った。(2)「宗教的ケア」の概念をめぐる往復書簡をメンバー間で行い,これまでメンバー間を二巡して書簡がやりとりされた。今後は書簡の内容をまとめていく方法について検討する予定である。(3)災害による喪失と宗教/スピリチュアリティの関連についての先行研究を対象にシステマティックレビューを実施した。2.数量的研究班数量的研究班では,質問紙調査(本調査)を実施した。調査にあたり,調査で使用する測定尺度および個人の属性を検討した。これら一連の検討作業を終えた後,平成25年11月平成26年3月に本調査を実施した。調査対象者は,特定の信仰を有しない日本人(一般成人,国公立大学の大学生,公立学校の高校生,中学生)および宗教教団,宗教系学校に関係する日本人(曹洞宗教師・檀信徒,立正佼成会教会長・会員,出雲大社教布教師・信徒,カトリック司祭修道者・修道女・信徒,プロテスタント教職・信徒,浄土真宗本願寺派僧侶,宗教系学校(カトリック,プロテスタント)の大学生,高校生,中学生)であり,およそ7000名の質問紙を回収した。これら2つの班の活動により,日本における宗教性/スピリチュアリティと精神的健康との関連についての実態を明らかにし,これまで示されることがなかった研究成果を提供することができると考えている。日本における宗教性/スピリチュアリティと精神的健康との関連について実証的に検討するために,本プロジェクトでは,質的研究班,数量的研究班に分かれて,それぞれ以下の活動を行った。1.質的研究班(1)関西地区チーム:関西地区チームでは,震災による喪失と宗教の関わりについて検討することを目的とした。その主な活動としては,阪神淡路大震災における被災地のフィールドワーク,慰霊法要に集う人びとへインタビュー調査,災害による喪失と宗教,精神的健康に関する文献レビューを行った。(2)東北地区

チーム:東北地区チームでは,東日本震災で死亡した子どもへの「卒業証書」授与という事例の調査を通して,授与の実態を把握することを目的とした。その主な活動としては,宮城県内の東日本大震災において死亡または行方不明の幼児児童生徒のいる校園の長への質問紙調査,その地域におけるフィールドワークを行った。2.数量的研究班(1)浄土真宗チーム:浄土真宗チームでは,宗教性を用いた精神的健康予測モデルの有効性検討を主な目的とし,浄土真宗本願寺派僧侶を対象に質問紙調査を実施した。そして彼らの宗教性が精神的健康や主観的幸福感ならびに死生観や死別後の心理にどのように影響するのかを検討した。(2)5つの宗教教団と一般日本人チーム:5つの宗教教団と一般日本人チームでは,出雲大社教(神道),立正佼成会,曹洞宗,カトリック,プロテスタントに関係する日本人および特定の信仰を有しない日本人を調査対象とし,宗教性,スピリチュアリティ,宗教的自然観と精神的健康との関連を明らかにすることを目的とした質問紙調査(有効回答数6620票)を行った。世界的にみても,宗教性/スピリチュアリティと精神的健康の研究は欧米を中心としたユダヤーキリスト教文化圏の研究が大半であったことからも,本プロジェクトの研究成果は国内のみならず海外においても貢献した。26年度が最終年度であるため、記入しない。社会科学26年度が最終年度であるため、記入しない。本プロジェクトの下地を作るための理論/構成概念の検討,フィールドワーク・予備インタビュー,予備調査に時間を要してしまったために,平成24年度に予定していた宗教者へのインタビュー(質的研究班),特定の信仰を有しない日本人および宗教教団に関係する日本人を対象とした質問紙調査(本調査)(数量的研究班)を実施することができなかったため。質的研究班では,(1)神戸市長田区におけるロウソク法要の関係者へのインタビューおよびフィールドワーク,(2)「宗教的ケア」の概念をめぐる往復書簡での検討,(3)災害による喪失と宗教/スピリチュアリティの関連についての先行研究の概観・整理とほぼ予定した課題を達成することができた。数量的研究班においても,特定の信仰を有しない日本人および宗教教団,宗教系学校に関係する日本人を対象に質問紙による大規模な実態調査を当初の予定通りに実施することができた。この調査では,年齢段階,調査フィールドと共に幅広い対象から質問紙を回収することができ,これまで明らかにすることができなかった側面についても新たな光を当てることができると考えている。平成25年度における質的研究班,数量的研究班の研究成果により,研究目的にて我々が掲げた日本における宗教性/スピリチュアリティと精神的健康の実証的研究の礎を作るとの目的を達成することができると考えている。プロジェクトの機動性を高めるべく,宗教者,宗教教団等の研究対象ごとにチームを編成し,チームごとに調査計画に基づき,フィールドワーク,インタビュー,質問紙調査を実施していく。
政治を捉える枠組みにおける政治的エリートと一般有権者との相違

年度(2009年3月)に行った深層面接の結果を分析し、一般有権者が政治を捉える枠組みの詳細を検討した。その結果、「政治的概念」「地方行政」「会話の通貨」「仕事との関連」「個人の生活」という5つの枠組みが析出された。また、それらの枠組みは、「公共領域」「職場」「私生活」という3つの領域に分けて整理することが可能であった。政治的エリートの議論においては、公共領域と私的空間が区別されるのに対して、一般有権者は両者の区別があいまいであり、私的空間との関連から政治を捉えていることが明らかになった。また、知見の一般化可能性を確保するため、ランダムサンプリングによって抽出された一都三県の有権者1200名を対象とした郵送調査を行った。また、この郵送調査においては、一般有権者が政治を捉える枠組みの違いが何をもたらすのかを明らかにすることも目的とした。調査の結果、深層面接において明らかになった枠組みが概ね再現されたのに加えて、「地域行政」「政治的概念」といった公的領域から政治の捉える以外にも「個人の生活」「仕事との関連」といった私的領域に基づいて視点から政治を捉えることも、政治的有効性感覚や政治参加の促進につながることが明らかになった。加えて、日本版総合社会調査(GSS)2008年データを用いた二次分析を行い、公的領域におけるソシオトロピックな参加活動としての側面と、私的領域におけるエゴセントリックな消費活動としての側面を併せ持つ環境保護的バイコット行動について検討を行った。分析の結果、環境保護的バイコットにソシオトロピックな側面とエゴセントリックな側面が同居するという知見が支持された。さあ公共の問題に参加するぞと構えなくても日常生活を通じて社会に参加することが可能であれば、社会参加に対する心理的な垣根は低くなる。こういった活動は、一般有権者の社会参加、政治参加を促す上で、大きな可能性を秘めているといえる。まず、インターネット調査における自由回答・新聞報道・電子化された国会答弁という3種類のテキストデータを用いて計量的な分析を行い、2007年参院選の争点において、一般有権者・マスメディア・政治家の3者が、それぞれ政治を捉える上での視点の違いを検討した。3者とも参院選の争点として「年金」に対する言及がもっとも多かったものの、「年金」という語と共起する単語には大きな違いが見られた。「日本年金機構」「国民・厚生年金」「番号」「時効」「五千万件」といった語が「年金」という語と共起し、年金制度や問題の詳細について議論する政治家、主要政党や「逆風」「訴える」といった語が共起し、政党や候補者同士の主張のぶつけ合いに注目するメディア、「支払う」「お金」「増税」「公務員」「天下り」といった語が共起し、年金制度そのものではなく、自らの負担に見合う政治行政がなされているかという観点から「年金」争点を捉える一般有権者といった違いが明らかになった。選挙研究が変化の激しい現実の選挙状況に対応することと、実証データを用いて説得力のある分析を行うことを両立することは、大変難しい課題である。本研究は、テキストデータの多様な分析や、テキストデータと選択式回答を組み合わせた分析を用いることで、それに対する解決策として、ひとつの形を提示することができたと考えられる。また、インターネットリサーチ会社の調査パネルに登録されている2069歳の男女24名に対して、一人一時間程度の深層面接を行った。幅広い年代、職業にある対象者が、政治や政策をどのように捉えているか、どのように政治と関わっているかを深層面接によって詳細に検討した研究は類例がなく、一般有権者が政治を捉える枠組みを明らかにする上で、有用な知見がもたらされることが期待できる。
西南北海道における火山災害予測と防災に関する基礎的研究

北海道西南部の噴火湾に面する有珠山・駒ヶ岳・樽前山の3つの火山は, 17世紀中葉に一斉に大規模な軽石噴火を開始し,以後現在まで大小噴火を頻発している.このため,火山体周辺地域では,山体崩壊に伴う岩屑なだれや津波,降下軽石・火山灰,火砕流,火砕サージ,泥流ないし土石流,および地殻変変動による深刻な火山災害が発生している.本研究は,これら3つの火山について主に火山地質学的方法によって噴火予測と災害の事前評価を行ない,地域社会の防災力の向上にかかる指針を見出すことを目的としている.本年度は,まず有珠山の火山災害予測と防災に関する基礎研究を実施した.その結果は,以下のように要約される.(1)長期的噴火予測火山体の構造や噴火史と噴出物の照合,噴出物の性質・量などの検討にもとづき,有珠山の将来の活動について(a)噴火地点(b)噴出時期,(c)噴火様式などの予測を行なった.(2)災害の要因と予測有珠山では19771978年の活動のような火砕物降下・地殻変動・泥流(土石流)に加え,火砕流・火砕サージの発生危険度の高いことが予測され,このほか岩屑なだれの危険にも注意する必要のあることが判明した.これらによる災害発生の予測を個々の要因によって検討した.この結果は,災害予測図(Hazard Map)として表現されてはいないが,ほぼ,これに準ずるものが得られた.とくに有珠山では,破壊的な火砕流の発生率が極めて高く,これまでも大災害をおこしている.本研究ではこの点に注目し,過去3回おこった火砕流の到達範囲を地形図に明示した.北海道西南部の噴火湾に面する有珠山・駒ヶ岳・樽前山の3つの火山は, 17世紀中葉に一斉に大規模な軽石噴火を開始し,以後現在まで大小噴火を頻発している.このため,火山体周辺地域では,山体崩壊に伴う岩屑なだれや津波,降下軽石・火山灰,火砕流,火砕サージ,泥流ないし土石流,および地殻変変動による深刻な火山災害が発生している.本研究は,これら3つの火山について主に火山地質学的方法によって噴火予測と災害の事前評価を行ない,地域社会の防災力の向上にかかる指針を見出すことを目的としている.本年度は,まず有珠山の火山災害予測と防災に関する基礎研究を実施した.その結果は,以下のように要約される.(1)長期的噴火予測火山体の構造や噴火史と噴出物の照合,噴出物の性質・量などの検討にもとづき,有珠山の将来の活動について(a)噴火地点(b)噴出時期,(c)噴火様式などの予測を行なった.(2)災害の要因と予測有珠山では19771978年の活動のような火砕物降下・地殻変動・泥流(土石流)に加え,火砕流・火砕サージの発生危険度の高いことが予測され,このほか岩屑なだれの危険にも注意する必要のあることが判明した.これらによる災害発生の予測を個々の要因によって検討した.この結果は,災害予測図(Hazard Map)として表現されてはいないが,ほぼ,これに準ずるものが得られた.とくに有珠山では,破壊的な火砕流の発生率が極めて高く,これまでも大災害をおこしている.本研究ではこの点に注目し,過去3回おこった火砕流の到達範囲を地形図に明示した.
比較ゲノムを利用したマツ属植物からのマツノザイセンチュウ抵抗性遺伝子の単離

栽培作物における線虫抵抗性遺伝子の塩基配列情報およびアミノ酸配列情報を利用して、比較ゲノムによってマツ属植物における抵抗性候補遺伝子を単離した。単離した候補遺伝子は、クロマツの抵抗性個体および感受性個体、さらに抵抗性と感受性個体の人工交配家系を利用して遺伝子型と表現形質(抵抗性形質)の関連解析を行い、マツノザイセンチュウ抵抗性形質と関係する遺伝子座の特定を行った。本研究では、比較ゲノムを利用して栽培作物で単離されている線虫抵抗性遺伝子をマツ属植物で単離し、マツノザイセンチュウ抵抗性との関連性を検証することで、クロマツおよびアカマツにおけるマツノザイセンチュウ抵抗性遺伝子を特定する。本研究は2年間の計画で、以下4つの小研究を遂行することによって、マツ属植物におけるマツノザイセンチュウ抵抗性遺伝子の特定を行う。1.「データベースを利用した線虫抵抗性遺伝子の構造解析」(平成21年度)2.「プレシーケンスによるマツ属植物における線虫抵抗性遺伝子の単離」(平成21年度)3.「抵抗性マツにおける遺伝的変異の検出」(平成21-22年度)4.「マツノザイセンチュウと抵抗性遺伝子の関連性を検証」(平成22年度)平成21年度は、マツ属植物における線虫抵抗性遺伝子の単離(上記1-2)を進め、抵抗性マツにおける遺伝的変異の検出を行った。データベースの利用およびプレシーケンスから単離した線虫抵抗性遺伝子について、クロマツの抵抗性個体と感受性個体間で比較解析を行った結果、抵抗性個体に特異的な変異(SNP)を検出することができ、DNAマーカー化を図った。さらに、試験的にクロマツ抵抗性個体×感受性個体のF1家系(108個体)を利用した抵抗性形質との関連解析を試みた結果、作成したDNAマーカーと抵抗性形質には統計的に優位な関連があることが分かった。これらの結果から、栽培作物で単離されている線虫抵抗性遺伝子がマツ属植物(本年度では少なくともクロマツ)でも存在している可能性を示し、マツノザイセンチュウ抵抗性にも強く関係していることが示唆された。本研究は、比較ゲノムを利用して栽培作物で単離されている線虫抵抗性遺伝子をマツ属植物で単離し、マツノザイセンチュウ抵抗性との関連性を検証することで、クロマツおよびアカマツにおけるマツノザイセンチュウ抵抗性遺伝子を特定する。平成22年度は、平成21年度に単離した遺伝子について抵抗性および感受性クロマツを利用して遺伝子の全長を決定した。抵抗性クロマツで発現している抵抗性候補遺伝子の全長について3'RACEおよび5'RACE法で決定した結果、TIR-NBS(Toll Interleukinl Receptor-Nucleotide Binding Site)モチーフを保有する遺伝子、NBS-LRR(Nucleotide Binding Site-Leu-Rich Repeat)モチーフを保有する遺伝子、NBSモチーフのみを保有する遺伝子の3タイプが存在し、抵抗性形質と関連のある遺伝子はTIR-NBSモチーフを保有する遺伝子であることが分かった。この遺伝子について、平成21年度同様に特異的に増幅可能なプライマーを作成し、クロマツ抵抗性個体×感受性個体のF1家系(108個体)を利用した抵抗性形質との関連解析を試みた結果、作成したDNAマーカーと抵抗性形質には統計的に有意な相関が観察でき、再現性についても高いことが確認できた。トマトやジャガイモをはじめとする栽培作物では、寄生性線虫に対する抵抗性遺伝子の多くが、CC or TIR-NBS-LRRの構造を持つことが分かっている。本研究で得られた結果は、栽培作物で単離されている抵抗性遺伝子がマツ属植物でも存在していることを示し、マツノザイセンチュウに対する抵抗性反応にも関係していることを示唆している。今後はタンパク質-タンパク質相互作用の観点から、この遺伝子の機能に対しアプローチする必要がある。
微小部熱伝導率測定による界面熱抵抗の可視化と定量評価

これまでのサーモリフレクタンス法による熱拡散率の測定では点,または面光源で加熱・試料温度の検出を行う方法を取ってきた.この方法は熱物性顕微鏡で一般的な方法であり,試料各部の熱拡散率の測定には適した方法である.本研究では,周期加熱レーザーを直線形状とすることで試料内の伝熱方向を限定するとともに熱波の減衰を抑える工夫をした.これにより周期加熱レーザーの変調周波数を高くすること,および光源から遠く離れた場所まで熱波の伝播を測定することが可能となり,熱拡散率の変化に対する分解能が向上した.さらに熱の伝達方向を制限することで異方性材料における熱拡散率の異方性を測定することも可能となった.現在のところ,粒界の熱抵抗の測定が十分できているとは言い難いが,測定のノウハウの蓄積が進んでおり,粒界の性格の違いによる熱抵抗の測定も可能なレベルに達しつつある.これまでのサーモリフレクタンス法による熱拡散率の測定では点,または面光源で加熱・試料温度の検出を行う方法を取ってきた.この方法は熱物性顕微鏡で一般的な方法であり,試料各部の熱拡散率の測定には適した方法である.本研究では,周期加熱レーザーを直線形状とすることで試料内の伝熱方向を限定するとともに熱波の減衰を抑える工夫をした.これにより周期加熱レーザーの変調周波数を高くすること,および光源から遠く離れた場所まで熱波の伝播を測定することが可能となり,熱拡散率の変化に対する分解能が向上した.さらに熱の伝達方向を制限することで異方性材料における熱拡散率の異方性を測定することも可能となった.現在のところ,粒界の熱抵抗の測定が十分できているとは言い難いが,測定のノウハウの蓄積が進んでおり,粒界の性格の違いによる熱抵抗の測定も可能なレベルに達しつつある.熱電材料は熱伝導が小さいほど性能が向上する材料として知られているが,熱電材料では高い電気伝導を維持しながら熱伝導を低下させる必要がある.そのため,内部の空洞化などの高次構造制御によって熱伝導を低下させることができず,材料そのものの物性が性能を左右する.一方,同じ緻密材の熱電材料においても結晶粒の微細化に伴い電気伝導はそれほど大きな影響を受けないが熱伝導が大きく低下し,結果として熱電性能が向上することが知られている.この現象は結晶粒界における散乱機構の違い,すなわち,電気伝導がフェルミエネルギー付近に限られた比較的大きいエネルギー領域の電子のみによるのに対し,熱伝導は広いエネルギー領域,特に波長の長い低エネルギーのフォノンが大きな役割を果たしているという違いで定性的に説明されている.このように結晶粒界などの面欠陥の導入が熱伝導の低下に有効であることは知られているが,どのような面欠陥が熱伝導の低下により有効なのか,言い換えると面欠陥の性格による熱抵抗の大きさの違いは全く知られていない.例えば,Σ3粒界のような対応粒界に較べて高次の大傾角粒界は熱抵抗が大きいことが直感的に予想されるが,それは本当なのか.その違いが評価されたことは無く,違いがあることさえ示されていない.本研究では,このような違いを検知するため顕微鏡下で熱伝導特性が測定可能なサーモリフレクタンス法の測定精度の向上を目指した.これまでのサーモリフレクタンス法による熱拡散率のそくていでは点,または面光源で加熱・試料温度の検出を行う方法を取ってきた.この方法は熱物性顕微鏡で一般的な方法であり,試料各部の熱拡散率の測定には適した方法である.本研究では,周期加熱レーザーを直線形状とすることで試料内の伝熱方向を限定するとともに熱波の減衰を抑える工夫をした.これにより周期加熱レーザーの変調周波数を高くすること,および光源から遠く離れた場所まで熱波の伝播を測定することが可能となり,熱拡散率の変化に対する分解能が向上した.さらに熱の伝達方向を制限することで異方性材料における熱拡散率の異方性を測定することも可能となった.現在のところ,粒界の熱抵抗の測定が十分できているとは言い難いが,測定のノウハウの蓄積が進んでおり,粒界の性格の違いによる熱抵抗の測定も可能なレベルに達しつつある.
独創的な集光理論に基づく、時間・空間同時集光型結晶アナライザーの開発

本研究は、中性子実験装置の性能を高めることを目的とするものであり、新しいデバイス(結晶アナライザー)の性能を実証したものである。この実験装置の原理は飛行時間法と呼ばれるもので、実験試料から散乱された中性子が、結晶アナライザーで反射され、検出器に到達する、その到達時刻の確かさが要求されるものである。同時に、検出器に到達する中性子の空間分布も出来るだけ狭くする必要がある。そこで我々は、時間的に、そして空間的に集光させることが可能な結晶アナライザーの設計理論を構築し、その集光効果を計算機シミュレーションと実験により実証した。本研究は、時間集光・空間集光が同時に成立し、Q分解能も向上させる、独創的な複合集光型結晶アナライザーを開発し、結晶アナライザー型中性子非弾性散乱実験装置の性能を革新的に高めることを目的とするものであり、具体的には、分光原理である飛行時間法に由来したユニット全体から反射される中性子が検出器に到達する時刻を一致させる時間集光、アナライザー単結晶の熱散漫性散乱に由来するバックグラウンドを低減させるためユニット全体から反射される中性子を空間的に集光する空間集光を同時に成立させる新しい配列理論[N.Takahashi et al., Nucl.Instr.Meth.A, 587, 350-362(2008)]を実証することである。結晶アナライザーとは、規則的に配列された約1cm角の小さな単結晶ウエハの集合体(ユニット)として定義される。ユニットにおける単結晶の位置や傾きなどは、ある配列理論に基づき設計される。平成21年度は、中性子ビーム実験を行うためのBLをJ-PARCセンター物質・生命科学実験施設のBL19に定め、平成22年度上期マシンタイムの一般研究課題公募に応募し、採択された。本BLは非結合型ポイゾン減速材を線源とし、線源-試料間距離が40mと上記した論文中で仮定した配列理論の概念設計値に最も近いパラメータを有する。このパラメータを元に、ユニット試験体(1段×5列)、及び設置・調整用治具を設計・製作した。平成22年度は、ユニット試験体に高精度のモザイク性(0.4-0.5度)を有するグラファイト結晶を設置して中性子ビーム実験を行い、1段内の配列理論やユニット設計の妥当性を検証し、その結果を元に多段型ユニット本体(21段×5列)を製作する計画である。本研究は、時間集光・空間集光が同時に成立し、Q分解能も向上させる、独創的な複合集光型結晶アナライザーを開発し、結晶アナライザー型中性子非弾性散乱実験装置の性能を革新的に高めることを目的とするものである。1年目の平成21年度には、中性子ビーム実験を行うためのBLをJ-PARCセンター物質・生命科学実験施設のBL19に定め、平成22年度上期マシンタイムの一般研究課題公募に応募し、採択された。本装置パラメータを基に、ユニット試験体(1段×5列)、及び設置・調整用治具を設計・製作した。平成22年度には、ユニット試験体に高精度のモザイク性(0.4-0.5度)を有するグラファイト結晶を設置して中性子ビーム実験を行った。検出器への反射強度が十分に得られなかった。治具の改良点が明らかとなり、ユニット背面に2軸アーク稼働のゴニオステージを設置すること、並びに中性子飛行パスにコリメータを設置出来るよう改造を行った。さらに、本実験へ向け、多段型となるアナライザーユニット本体(7段×5列)を設計し、製作に着手した。しかし、東日本大震災の被災があり、当該製作案件については平成23年度へ繰越を行った。平成21年度には、中性子ビーム実験を行うためのBLをJ-PARCセンター物質・生命科学実験施設のBL19に定め、平成22年度上期マシンタイムの一般研究課題公募に応募し、採択された。平成22年度には、ユニット試験体に高精度のモザイク性(0.4-0.5度)を有するグラファイト結晶を設置して中性子ビーム実験を行い、治具の改良点を明らかとし、改善するための改造を行った。