hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ボン,マインツ両大学における偏極電子ビームの実用化と高エネルギー実験

(1)全体の進行状況私たちの目標は,Mainz及びBonn両大学に於いて,それぞれ稼働中のMAMI,ELSAの両加速器による偏極電子ビームの加速を実現して,この加速器がカバーするエネルギー領域の素粒子実験を遂行することにある.当面の実験の目標として「GDH (Gerasimov-Drell-Hearn)総和則の検証」を念頭に置いて準備を進めてきた.Mainzにおける準備は偏極ビーム,偏極ターゲット,粒子検出器を含めて概ね順調に進んでおり,1997年度には実験エリアへの全装置の設置を完了してビームを用いた予備実験も開始される予定である.さらにBonn大学においても偏極電子源の作り替えを行ないビーム強度の点では初期の目標値を達成できる段階となった.今後は偏極度測定系の整備/製作を行ないELSAにおける加速途中の減偏極共鳴の克服へと研究を進める予定である.(2)Mainzの偏極電子ビーム開発研究Mainzでは偏極電子銃装置はすでに実用化の段階に達したが,1995年度には超高真空を破らずにカソード交換が可能となるロードロック機構を追加することができた.他方,偏極電子フォトカソードについてはまだまだ改善の余地があった.すなわちビーム強度が要求される物理実験に於いては,偏極度40%(量子効率2.0%)のバルクGaAsや偏極度50%(量子効率1.5%)の歪みInGaAsPが従来は使用されてきた.この事態を打開すべくより優れた性能が期待できる超格子フォトカソードをMainzに持ち込んで性能試験を実施した.このカソードは名大/KEK/NECがすでに2年前に共同開発したものである.Mainzの電子銃で得られた結果は,偏極度61%(量子効率2.0%)であり,その優秀性が実証された.またMAMIでの加速試験も実施しメラ-ポラリメーターでの偏極度測定も行ない実用化へのメドをつけた.このカソードはGDH実験の後に計画されている「陽子-電子弾性散乱に於けるパリティ非保存の測定」実験など,強いビームが要求される実験に使用すべく今後はさらに寿命などに関する試験を続ける予定である.また弱いビーム強度しか使えない標識付きγビームを使うDHG総和則の実験には,我々が開発した80%以上の高い偏極度が期待できる歪みGaAsや歪み超格子フォトカソードの使用が考えられ,これらを日本から持ち込んで同様の性能試験を行なうことにした.以上のようにMainzの偏極電子ビームはマイクロトロン加速器本体が全体としてのビーム移送効率が10%であるなど素晴らしい性能を発揮していることもあり,1996年度開始のGDH実験に対する準備はほぼ完了している.(3)Bonnの偏極電子ビーム開発研究Bonn大学には名大から派遣している大学院生(中村)が長期にわたって滞在し偏極電子銃作製に携わり名大がこれを支援するという形の共同研究を実施してきた.当初順調に行かなかった電子銃も新たな作り替えによって1996年には所期の目標であったビーム強度100mA/(1マイクロ秒)を実現できた.この電子銃の設計には負の電子親和性(NEA)を持たせた表面が汚染されることに起因するNEAカソードの寿命の短さの克服のために放電暗電流の抑制とカソード表面付近の超高真空の実現に特に留意した.Bonnの電子銃は3段に分割したセラミックに40KVずつ印加して全体として120KeVを得るタイプであるが,特に電極間の放電暗電流抑制には次の(4)で報告する手法を応用した電極を名大で設計/作製してBonnの装置に組み込んだものである.この結果放電暗電流は2nA以下に抑えられ,ピーク電流100mA(平均5μA)の運転においてもNEA表面を安定性に維持できた.さらに偏極電子ビームをELSAで加速した後に実験エリアに引き出す試験を実施中であるが,すでに0.5nA(直流)は確認している.今後の開発課題は3つの加速器(20MeV入射ライナック,2.5GeVシンクロトロン,3.5GeVストレッチャー)でのビーム移送の効率の改善である.この観点からみた現システムの効率は残念ながら10^<-4>と非常に悪い.粒子検出器系の制約から弱いビーム強度しか使えない標識付きγ線を使うDHG総和則の実験などは,0.5nAでも可能であるが,より高いビーム強度が要求される電子線を用いる実験は現在の移送効率では(統計が稼げず)難しい.すでに偏極電子源でのビーム強度は最大に近い値を達成しておりこれを1桁以上も上げるのは困難であり,加速器自体の改善が必要である.当面はとりあえず偏極電子ビームのような弱い強度でも働くビームモニターを開発し加速器の調整に役立てる予定である.これとは別にELSAのような円形加速器において加速途中での減偏極共鳴により偏極度が低下する問題がある.KEKの外山がシミュレーション予測により減偏極共鳴をチューンジャンプで克服する方法を提案し必要なパルス磁石系の設計を行なった.当面は実験エリアでの偏極度測定のためのスピン回転ソレノイドとメラ-ポラリメーターの立ち上げを実施中であり,この後偏極電子ビームによる減偏極共鳴の観測に進む予定である.(4)日本における偏極電子源開発研究海外の加速器での共同研究を支えるのみならず我が国におけるリニアーコライダー建設計画と連動した偏極電子源の開発を名大/KEKの共同研究として系統的に継続している.

最近の特筆すべき進展は電極間の放電暗電流の抑制に関する基礎研究を行ないステンレス鋼に関してはその作製手法をほぼ確立することができたことである.すなわち34MV/mの表面電界に対し電界放出暗電流を90pAに抑えることに成功した.この値は画期的なものであり,ステンレス鋼の選択,研磨,洗浄,クリーンルームでの組み立てに現在使用し得る最先端技術を導入したことによる.またこの電極を使用した電子銃によるNEA表面状態の安定保持によるカソードの長寿命化に関しては,100KV印加,平均5μAのビーム引き出しの条件下で50時間以上の寿命を確認し,寿命問題を解決できるメドをつけることができた.(1)全体の進行状況私たちの目標は,Mainz及びBonn両大学に於いて,それぞれ稼働中のMAMI,ELSAの両加速器による偏極電子ビームの加速を実現して,この加速器がカバーするエネルギー領域の素粒子実験を遂行することにある.当面の実験の目標として「GDH (Gerasimov-Drell-Hearn)総和則の検証」を念頭に置いて準備を進めてきた.Mainzにおける準備は偏極ビーム,偏極ターゲット,粒子検出器を含めて概ね順調に進んでおり,1997年度には実験エリアへの全装置の設置を完了してビームを用いた予備実験も開始される予定である.さらにBonn大学においても偏極電子源の作り替えを行ないビーム強度の点では初期の目標値を達成できる段階となった.今後は偏極度測定系の整備/製作を行ないELSAにおける加速途中の減偏極共鳴の克服へと研究を進める予定である.(2)Mainzの偏極電子ビーム開発研究Mainzでは偏極電子銃装置はすでに実用化の段階に達したが,1995年度には超高真空を破らずにカソード交換が可能となるロードロック機構を追加することができた.他方,偏極電子フォトカソードについてはまだまだ改善の余地があった.すなわちビーム強度が要求される物理実験に於いては,偏極度40%(量子効率2.0%)のバルクGaAsや偏極度50%(量子効率1.5%)の歪みInGaAsPが従来は使用されてきた.この事態を打開すべくより優れた性能が期待できる超格子フォトカソードをMainzに持ち込んで性能試験を実施した.このカソードは名大/KEK/NECがすでに2年前に共同開発したものである.Mainzの電子銃で得られた結果は,偏極度61%(量子効率2.0%)であり,その優秀性が実証された.またMAMIでの加速試験も実施しメラ-ポラリメーターでの偏極度測定も行ない実用化へのメドをつけた.このカソードはGDH実験の後に計画されている「陽子-電子弾性散乱に於けるパリティ非保存の測定」実験など,強いビームが要求される実験に使用すべく今後はさらに寿命などに関する試験を続ける予定である.また弱いビーム強度しか使えない標識付きγビームを使うDHG総和則の実験には,我々が開発した80%以上の高い偏極度が期待できる歪みGaAsや歪み超格子フォトカソードの使用が考えられ,これらを日本から持ち込んで同様の性能試験を行なうことにした.以上のようにMainzの偏極電子ビームはマイクロトロン加速器本体が全体としてのビーム移送効率が10%であるなど素晴らしい性能を発揮していることもあり,1996年度開始のGDH実験に対する準備はほぼ完了している.(3)Bonnの偏極電子ビーム開発研究Bonn大学には名大から派遣している大学院生(中村)が長期にわたって滞在し偏極電子銃作製に携わり名大がこれを支援するという形の共同研究を実施してきた.
溶液のネットワーク構造揺らぎと化学反応の統計理論

ネットワーク構造の格子上の0または1の変数で表したモデルを分析した。結合マップ法によってこの模型の動的揺らぎが調べられ、分子動力学計算で見いだされたのと同様な、エネルギーの1/f揺らぎが確認された。この模型におけるネットワークの空間構造の動的揺らぎとエネルギー揺らぎの相関が分析され、(a)ネットワークの組み替えが盛んに起こる領域は局在していて、時間とともにその領域は変化、移動する。(b)ネットワーク構造の空間的変化の規模は階層的な分布をしており、小規模で頻繁な変化と大規模でまれな変化が共存している。(c)氷に近い秩序が発達しかけたり、消えたりする揺らぎがネットワークの大規模な構造変化とエネルギーの長時間変化の原因になっている。などの新しい知見が得られた。水分子間のネットワークを複素数の場の変数で表す手法がさらに発展させられ、(a)過冷却水の熱力学的異常の起源について新しい機構が提案された。分子密度の相関関係や、結合の分布の相関関係に異常がない場合でも、この模型の基本的物理量である場の変数の相関関係には異常が発生しうること、それが熱力学量の異常を説明しうること、が示された。(b)複素数の場に存在しうるトポロジカルな励起の性格が分析され、水和構造や溶質間相互作用との関連が示された。水溶液反応で、とくに興味があるのは生体内反応である。x線などの方法で解明された蛋白の立体構造から経験的ポテンシャルを構築し、蛋白質の立体構造に関する分子動力学計算を行った。ほどけたランダム鎖を初期条件として、カルシウム結合蛋白などについて3次構造のかなり良い再現が可能である。とくに、疎水相互作用の重要性が明確にされ、ポテンシャルの改良が進んでいる。
腸内細菌叢に影響する薬剤の服用による食物抗原の吸収とアレルギー発症への影響解析

本研究は、腸内細菌叢の分布に変化をおよぼす薬剤の服用が食物抗原タンパク質の消化管透過性や抗原の感作に与える影響を分子・細胞レベルで明らかにすることを目的とする。近年、一部の腸内細菌が消化管上皮細胞間のタイトジャンクションの形態維持に関与していることが報告されている。しかし、腸内細菌叢の変動が食物抗原の吸収や感作にどの程度寄与するのかはわかっていない。本研究によって、腸内細菌叢の変動と食物抗原の吸収亢進の観点から食物アレルギーの症状誘発や感作を助長する要因が明らかにされれば、食物アレルギーの予防や新規治療法の開発に手がかりが得られるものと期待される。
超臨界水雰囲気下における超重質油の流動挙動の中性子ラジオグラフィによる可視化

粒径3 mmのアルミナ粒子を充填したSUS製1/2 inch管からなる充填層型反応器を対象として,窒素ガスもしくは超臨界水雰囲気下での重質油の反応器内流動挙動を中性子ラジオグラフィにより観察した。重質油/窒素ガス系においては,常圧下で重質油流動挙動に及ぼす反応器内温度の影響を明らかにした。特に,高温の場合においては,極端な偏流が観察された。一方,重質油/超臨界水系においては,反応器内温度を400°C,圧力を25 MPaとし,流動挙動に及ぼす重質油流量の影響を検討した。本研究を通して,金属製充填層型反応器内の重質油流動挙動の可視化法として,中性子ラジオグラフィが有効であることが示された。本研究の目的は,超臨界水を利用した超重質油改質プロセスの具現化に資するため,2種類の超重質油改質用流通式反応器を対象として,反応器内部における超重質油と超臨界水の流動・混合状態を,中性子ラジオグラフィによりin-situ観察し,反応器内の流動・混合挙動に及ぼす諸因子の影響を明らかにすることである。今年度は,中性子ラジオグラフィ実験に使用する反応器の一つである充填塔反応器の設計・製作を行った。なお,装置の許容最大圧力は35 MPa,最高温度は450°Cである。また,反応器であるSUS製1/2インチ管に充填物としてAl2O3粒子を充填し,試料供給部,反応器本体及び試料回収部の制御性、操作性に問題が無いことを予備実験により確認した。中性子ラジオグラフィによる可視化実験には,京都大学原子炉実験所の京都大学研究用原子炉(KUR)を使用する計画で,これまで実験準備を進めてきた。しかし,原子力規制委員会による試験研究用原子炉への新規制基準対応のため,KURの運転休止期間が当初の予定より延びているため,平成28年度は中性子ラジオグラフィによる可視化実験を実施できなかった。本研究の目的は,超臨界水を利用した超重質油改質プロセスの具現化に資するため,充填層型反応器を対象として,反応器内部における超重質油と超臨界水の流動・混合状態を,中性子ラジオグラフィによりin-situ観察し,反応器内の流動・混合挙動に及ぼす諸因子の影響を明らかにすることである。ここでは,比較のために,周囲雰囲気を窒素ガス及び超臨界水の2通りの場合を検討した。1.重質油/窒素ガス系:前年度作製した充填層型反応器(粒径1あるいは3 mmのアルミナ粒子を充填したSUS製1/2 inch管)内に重質油(中東系常圧残渣油)と窒素ガスを並流で供給し,充填層内の重質油流動挙動を中性子ラジオグラフィにより可視化した。ここで,反応器内温度は100及び250°C,圧力は常圧であり,中性子源には京都大学原子炉実験所の研究炉を使用した。結果として,充填層内の重質油流動挙動に及ぼす反応器内温度(重質油の粘性),粒子径(充填層空隙率)及び窒素ガス流量の影響を明らかにした。2.重質油/超臨界水系:1.と同様の充填層型反応器(粒径3 mmのアルミナ粒子を充填)内に重質油と超臨界水を向流で供給し,充填層内の重質油流動挙動を中性子ラジオグラフィにより可視化した。ここで,反応器内温度を約400°C,圧力を25 MPaとし,流動挙動に及ぼす重質油流量の影響を明らかにした。以上より,金属製充填層型反応器内の重質油流動挙動の可視化法として,中性子ラジオグラフィが有効であることが示された。平成29年度には,KURの運転再開を期待し,2つ目の反応器の作製(一つ目の反応器の若干の改良)も含め,中性子ラジオグラフィによる反応器内の可視化実験を行う予定である。しかし,KURの運転再開が遅れることも想定されるので,別施設の利用も含め対応を研究分担者と早期に検討する予定である。化学工学次年度使用額である150,353円は,京都大学原子炉実験所の研究用原子炉(KUR)の運転休止期間が延びたことにより,中性子ラジオグラフィ実験が実施できなかったことが主要因である。次年度は,京都大学の研究用原子炉も稼働再開となることが予想されるため,中性子ラジオグラフィ実験に関る消耗品費及び旅費として使用する計画である。
膵十二指紹移植における組織適合性の意義および拒絶反応診断に関する実験的臨床的研究

1966年にKelly,Lilleheiらがinsulin dependent diabetesmellitus(IDDM)に対して膵・腎合併移植を行ってから、欧米諸国においては、1988年までに1500例以上の膵移植が行われた。一方わが国では1例の膵・腎移植が行われたのみで、諸外国に比べ著しく立ち遅れている。反面わが国では膵移植の対象となIDDMの患者は少なくない。以上の観点から臨床膵移植の応用を目指すべく、大型動物を用い以下の実験を行った。(1)イヌ同種膵単独移植、膵・腎合併移植、腎単独移植における移植膵あるいは移植腎生着率の比較検討。この結果、免疫抑制剤ciclosporin投与を行うと、膵十二指腸単独移植群(n=10)は813.±14.1日、膵十二指腸および腎合併移植群(n=11)は31.9±8.1日、腎単独移植群(n=5)は54.0±17.9日であり、膵十二指腸単独移植群がもっとも良好であった。しかし、膵・腎合併移植群の死因は移植腎の拒絶反応で、膵の拒絶反応ではなく、膵は腎よりも生着しやすい臓器と結論した。(2)同腹犬および非同腹犬における実験的膵十二指腸移植。同腹犬同志の移植膵は有意に長期間機能的先着を示し、膵移植においては組織適合性が重要であると結論された。(3)イス同種膵十二指腸移植における十二指腸空腸吻合術および十二腸膀胱吻合術の比較検討。移植膵の膵管あるいは十二指腸を膀胱と吻合する術式は、尿中アミラ-ゼの分折定量により移植膵拒絶反応診断が可能であるが、酸血症の発生が問題である。イヌで移植膵十二指腸膀胱吻合術と小腸吻合術を行った結果、膀胱ドレナ-ジ群5頭は16.0±5.8日、小腸ドレナ-群の5頭は157.8±98.1日であり、膀胱ドレナ-ジ群では酸血症の発生が問題で、膵移植の臨床応用の手術術式として腸管ドレナ-ジ法はより生理的であり長期生存が得られることからも、望ましい術式と考えられた。昭和63年より平成元年にかけ実施した実験研究は以下の各項目のごとくである。(1)イヌにおける膵十二指腸グラフトの膀胱吻合による移植(2)従来の手技によるイヌにおける膵十二指腸グラフトの空腸吻合による移植(3)FK506,サイクロスポリン,フレテニンなど様々な組み合わせによる免疫抑制法(4)メタホリックケーシ内でのイヌの飼育と採尿および尿中アミラーゼ検査ならびに採血および血清生化学検査(5)イヌの同腹の仔の間での膵十二指腸移植以上の実験結果は以下のごとくである。(1)膵十二指腸グラフトの膀胱吻合による手技では,膵十二指腸液の尿中喪失により著しい低Na,低K血症が起こり,膵外分泌機能障害による下痢,瘰痩が起こるため長期生存を得るのは困難なことが判明。(2)しかし,この手技で,血中尿中アミラーゼ,ブドウ糖,pH,インスリンなどの定量分析により,拒絶反応診断の可能性が示された。

(3)各種免疫抑制による生存成績は,無処置対照12.7±1.1(SD)日,サイクロスポリン20mg/kg,81.3±14.1日,FK506,0.10.3mg/kg 43.4±25.1日であった。(4)組織適合性が良好な同腹犬の生存成績は438.0±176.9日である。Sollingerらは移植膵の膵管あるいは十二指腸を膀胱と吻合し、尿中に排泄される膵液中のアミラ-ゼを分析定量することにより、移植膵の拒絶反応診断が可能になることを報告した。しかし、この方法は膵液を腸管にドレナ-ジする手技に比べ非生理的であり、尿中へ大量のアルカリ液を排泄することにより酸血症の発生、感染を起こした場合の膵液中の酵素活性化による出血性膀胱炎の発生など固有の合併症も問題となる。したがって、臨床膵移植の現状では、移植膵十二指腸の小腸ドレナ-ジを主として行うグル-プと膀胱ドレナ-ジを行うグル-プに二分され、どちらがより良い方法か、意見の一致をみていない。われわれはイヌにおいて移植膵十二指腸を膀胱に吻合する手技と小腸に吻合する手技を行い、移植後早期の合併症、急性拒絶反応の診断、移植後生存成績などにつき比較検討を行った。体重9.815.4Kgの雑種成犬のオスとメスを用い膵十二指腸移植を行った。第1群と第2群は膀胱ドレナ-ジを行い、それぞれ非免疫抑制と免疫抑制群(ciclosporin)とした。第3群は小腸ドレナ-ジ群で免疫抑制を行った。第1群のイヌ5頭の平均生存日数は8.6±2.9(SD)日、第2群のイヌ5頭は16.0±5.8(SD)日、第3群の5頭は157.8±98.1(SD)日であった。第1群、第2群のイヌの60%が低Na・Cl性酸血症で死亡し、腸管ドレナ-ジ群と比較し、膀胱ドレナ-ジ群では有為に血清NaとCl低値が認められた。膀胱ドレナ-ジ法では、移植膵十二指腸から分泌される膵液と十二指腸が尿中へ失われ、このような病態になると思われた。以上の結果、膵移植の臨床応用の手術術式として腸管ドレナ-ジ法は、拒絶反応診断手技が開発されれば、膀胱ドレナ-ジ法より生理的であり長期生存が得られることからも、より望ましい術式と考えられた。
西表島群発地震の調査・研究

1991年1月23日に沖縄県西表島(竹富町)に有感地震が発生し,その後一日数個の有感地震が起き続けたところ,2月13日には有感地震の数は48個を数えるに至った。住民の不安は増し社会問題となると共に,前歴のないこの地に群発地震が頻発する点に地震活動および地震発生のメカニズム解明の問題から興味が持たれた。当研究では,地震活動の解明のために,余震の震源決定と時間的推移を見守ることに決め,直ちに地震観測の整備・送付を行い,観測計画の立案を行た。地震観測点の設置は3月3日より始め,島内5ヵ所に最適地を求め,3月5日より観測完了した。観測後直ちに,震源は極めて浅く,西表島祖内直下,直径3km以内に集中した局所群発地震であることが判明したため,当初予定していた波照間島(西表島の南30km)への地震計設置は不必要であることが分かり,中止した。島内5ヵ所の内,琉球大学施設(船浦)には3成分地震計を設置し,S波の到達時間,S波偏向異方性研究のためのデ-タ収録をめざした。現在までのところ,地震活動は順調に減衰しており,群発地震の終息時期に近づいている模様である。しかし,琉球大学等の調査によれば,震源地の東40kmの地点には,海底温泉が湧き出しており,これが火山性の起源であることが判明している。更に,1924年に付近で海底噴火を起こしていることを考えると,今回の群発地震がマグマ活動と関連を持つ可能性も否定できず,引続地震活動の監視が必要なものと思われる。
２次元物質におけるバレー・スピン・光複合機能の創成

本研究の目的は、近年世界中で注目を集めている2次元物質において、物質に内在するバレー・スピン自由度と光がカップルした新機能を創成することにある。これまで輸送特性・光物性が別個に研究されてきた本系において、本研究グループが有するデバイス化技術と自ら設計・構築中の光測定系を活用することで、これらの統一的な研究を目指す。昨年度は、上記の目的を達成するためにまず自ら偏光分解顕微分光系を構築した。この測定系では、円偏光に対して特異的な応答を示す本系の物性を、高い精度でかつ簡便に測定することが可能となった。構築した系において2次元物質の一種である遷移金属ダイカルコゲナイド単層の発光マッピング測定を行い、光とバレーが結合した状態を選択的に輸送・分離できることが実験的に実証された。更に昨年度末から、スピン自由度との結合を目指した層状構造をもつ磁性体の研究もスタートさせた。研究計画段階では磁性電極や白金電極といった従来のスピントロにクスの手法のみを用いようと考えていたが、2017年春に2次元磁性体が発見され世界中で注目が集まる現状を踏まえて、ファンデルワールス磁性体を用いた研究も新たに開始した。この物質群は他の2次元物質のヘテロ構造の作製が容易であるので、単なる金属電極を用いた計画段階以上に多様なスピン物性の実現が期待できる。弊グループや共同研究グループが合成したファンデルワールス磁性体に関し基礎的な光学的・電気的な測定を行いその薄膜における特性を明らかにした。またそのファンデルワールス磁性体と従来の2次元物質を用いてファンデルワールスヘテロ構造を作製し評価した結果、良好な磁性体/非磁性半導体の界面が形成されていることが分かった。作成した計画に基づき、昨年度光学系の構築とバレー偏極した励起子の空間輸送測定を行い、バレーを用いた新機能の創成を行った。本年度は、更にスピン自由度との複合を模索すべく層状磁性体を用いたヘテロ構造を作製し評価した。これらは2017年にその機能が発見された物質群であり、自らの計画の下でいち早くその層状の磁性体を用いたヘテロ構造の研究に取り組み、その界面における新たな光機能を発見した。これは新しい界面系(van der Waals磁性ヘテロ界面)であるとともに、既存の概念を拡張した新たな相互作用の発見であると考えられ、当初想定以上の成果を得ている。また研究計画にあるドイツのマックス・プランク研究所との共同研究も進めており、ドイツへ赴き上記の内容に関して外部実験を行っている。一方で新たな国際共同研究として中国の山西大学への出張実験を行うなど、計画実行のために積極的な活動を行っている。以上本年度は研究内容の期待以上の進展とともに、国際共同研究の観点でも幅広く行っているので、上記の区分を選択した。現在までにその励起子と輸送する現象と、磁性van der Waals界面における新機能を発見してきた。これらの発見は、遷移金属ダイカルコゲナイドの励起子と言う光物性を元に、それぞれバレー自由度とスピン自由度が結合したような新機能を発見してきたと言える。これらを元に、最終年である2019年度は(1)物質系の拡張、(2)発見してきた現象の詳細な物性解明、(3)これらを国内外で発表し議論を深めること、の3点を計画している。(1)に関しては特にvan der Waals磁性体がいまだ基礎物性の観点で未開拓であるので、基本的な光学測定等を通じてそれを明らかにするとともに、昨年度までに発見した現象に関して新物質用いた展開を目指す。(2)はこれまで主に発見してきた2現象はその詳細な物性と言う観点で研究する余地が大きい。特にそのドープ量依存や励起依存などを通じて、基礎物性の観点から詳らかにする。また本研究は特に欧米での進展が著しいことから、(3)として国際学会への積極的な参加を計画している。現在6月は欧州、10月は日本での大きな国際学会への参加を予定しており、他国研究者との議論を通じて内容を深めるとともに、研究成果を広く発信していくことを考えている。2次元物質の光物性を研究する本研究を実行するため、まず偏光分解顕微分光系を構築した。これにより円偏光に対して特異的な応答を示す本系の物性を、高い精度でかつ簡便に測定することが可能となった。構築した系において2次元物質の一種である遷移金属ダイカルコゲナイド単層の発光マッピング測定を行い、その光とバレーの結合した状態(バレー励起子)がマイクロメートルスケールで拡散する様子を捉えることに成功した。またその拡散輸送された粒子がそのバレー指数に応じて自発的に左右に分離される現象を観測した。これは励起子ホール効果と呼ぶべき新現象であり、これらの研究により光とバレーが結合した状態を選択的に輸送・分離できることが実験的に実証された。更にスピン自由度との結合を目指し、層状構造をもつ磁性体の研究にも取り組んだ。弊グループや共同研究グループが合成した磁性体に関し基礎的な光学的・電気的な測定を行い、その物性を明らかにした。これは次年度以降のスピン自由度を取り込んだ複合機能デバイスの作製への第一歩であると考えられる。ナノ物質を用いた実際の光電気デバイスとして、層状構造と疑一次元構造を併せ持った遷移金属ダイカルコゲナイドナノチューブの発光・受光デバイスを作成し評価した。その結果、構造に起因した特異な偏光特性と高い変換効率をを明らかにした。

これは層状の2次元物質が、その構造を変えることで従来以上のデバイス特性を示す可能性を示唆するものである。以上の結果をもとに、論文の執筆や国内学会へ参加、更にアメリカおよびメキシコで行われた国際学会において海外の研究者との議論や情報交換にも努めた。光学系の構築及び励起子輸送のマッピング測定を計画通り行った。その結果、励起子ホール効果とバレー励起子の輸送の観測に成功した。一方でその拡散長やホール角といった物性値は予想された値よりも大きく、これは本物質系の応用上の潜在性を強く示していると言える。これら特異な物性を説明するための後続研究を現在も続けている。デバイス研究は計画の光学研究に先立って、電気伝導特性の研究を重点的に行った。また計画にはなかった疑1次元物質を用いた光電気デバイスも行い、新たな機能性デバイスの開発にも成功した。また、2次元物質におけるスピン機能の研究が世界的に急速に進んでいる背景を鑑みて、計画を前倒ししてスピン自由度との結合を目的とした層状磁性体の研究を開始した。この電気的・光学的な基礎研究により、これら物質群が本研究の目的である光・バレー・スピン複合機能の発現の場として適切であることが分かった。以上のように、計画通り進んだ点に加え、観測した新現象の物性値の評価や考察、計画を超えた新奇デバイス作製や新物質を用いたスピン機能の探索などが進んだことから、本研究は当初の計画以上に進展していると結論した。本研究の目的は、近年世界中で注目を集めている2次元物質において、物質に内在するバレー・スピン自由度と光がカップルした新機能を創成することにある。これまで輸送特性・光物性が別個に研究されてきた本系において、本研究グループが有するデバイス化技術と自ら設計・構築中の光測定系を活用することで、これらの統一的な研究を目指す。昨年度は、上記の目的を達成するためにまず自ら偏光分解顕微分光系を構築した。この測定系では、円偏光に対して特異的な応答を示す本系の物性を、高い精度でかつ簡便に測定することが可能となった。構築した系において2次元物質の一種である遷移金属ダイカルコゲナイド単層の発光マッピング測定を行い、光とバレーが結合した状態を選択的に輸送・分離できることが実験的に実証された。更に昨年度末から、スピン自由度との結合を目指した層状構造をもつ磁性体の研究もスタートさせた。研究計画段階では磁性電極や白金電極といった従来のスピントロにクスの手法のみを用いようと考えていたが、2017年春に2次元磁性体が発見され世界中で注目が集まる現状を踏まえて、ファンデルワールス磁性体を用いた研究も新たに開始した。この物質群は他の2次元物質のヘテロ構造の作製が容易であるので、単なる金属電極を用いた計画段階以上に多様なスピン物性の実現が期待できる。弊グループや共同研究グループが合成したファンデルワールス磁性体に関し基礎的な光学的・電気的な測定を行いその薄膜における特性を明らかにした。またそのファンデルワールス磁性体と従来の2次元物質を用いてファンデルワールスヘテロ構造を作製し評価した結果、良好な磁性体/非磁性半導体の界面が形成されていることが分かった。作成した計画に基づき、昨年度光学系の構築とバレー偏極した励起子の空間輸送測定を行い、バレーを用いた新機能の創成を行った。本年度は、更にスピン自由度との複合を模索すべく層状磁性体を用いたヘテロ構造を作製し評価した。
DNA修復経路に着目した、シスプラチン耐性の膀胱癌に対する新たな治療法の開発

進行性の膀胱癌では、抗がん剤であるシスプラチンに対する耐性が重要な問題である。私たちは、膀胱癌細胞がシスプラチン耐性を獲得するには、DNA損傷チェックポイント経路を介した修復反応が大きく関与すると考えた。本研究では、そのメカニズムを解明し、シスプラチン耐性の膀胱癌をターゲットとした新規治療法の開発をめざす。私たちは、シスプラチン耐性の膀胱癌細胞株(耐性株)を樹立した。本研究では、耐性株を用いて、シスプラチンとチェックポイント阻害薬による併用投与を行い、1)細胞増殖能の評価、2)膀胱癌における細胞死の誘導、3)細胞周期の変化、4)DNA損傷・修復に関連する蛋白の発現変化、等を調べる。
Notchを分子標的とする急性骨髄性白血病の新規治療法とその適応症例選別法の開発

我々はこれまでの研究でNotchシグナルが白血病細胞の増殖に関与することを見出した。このことより、Notchシグナルの制御は白血病に対する新たな分子標的治療となる可能性が生じる。本研究では白血病細胞の増殖におけるNotchシグナルの作用機序を、細胞分子生物学的手法で解析するとともに、Notchシグナル阻害剤などを用いたシグナル制御が細胞増殖に与える影響をin vitroで解析した。急性骨髄性白血病、T細胞性急性リンパ性白血病、B細胞性リンパ腫の細胞株をNotchシグナル抑制作用を持つガンマセクレターゼ阻害剤を添加して培養し、細胞の増殖や分化に対する効果を調べた。ガンマセクレターゼ阻害剤は一部の細胞株に対して、アポトーシスを介した増殖抑制をきたすことを見出した(Oncology Reports2007)。び漫性大細胞型B細胞リンパ腫患者のリンパ腫細胞から新たな細胞株を樹立した。この細胞株はNOTCH1遺伝子変異を有していないにも関わらず、Notchシグナルが恒常的に活性化しており、ガンマセクレターゼ阻害剤によりアポトーシスを介した増殖抑制をきたした(Leukemia Research 2006)。急性骨髄性白血病細胞20検体におけるNOTCH1遺伝子の変異を解析し、1例にPEST領域のミスセンス変異を認めた。この症例ではNotch1蛋白の恒常的活性化が認められた。T細胞性急性リンパ性白血病と異なり、急性骨髄性白血病ではNOTCH1遺伝子の変異は稀であることがわかった(Leukemia Lymphoma 2006)。骨髄異形成症候群20例ではNOTCH1遺伝子変異は認められなかった。Notchリガンド蛋白刺激はこれらの細胞のコロニー形成能を低下させる傾向がみられた(Leukemia Research 2007)。以上より、Notchシグナルの制御が白血病に対する分子標的治療となりうる可能性を見出した。急性骨髄性白血病(AML)などの種々の白血病やリンパ腫に由来する細胞株と、検体使用の同意を得た患者から分離した白血病・リンパ腫細胞を用いた。各細胞の増殖におけるNotchの関与を確かめるために,RT-PCR法やウエスタンブロット法を用いて,Notchの発現や活性化を調べた。Notch抑制が新たな分子標的治療となりうるか否かの可能性を探るため,Notch蛋白の活性化を阻害するガンマセクレターゼ阻害剤(GSI)を添加した培養プレートで、これらの細胞を培養し、増殖、分化、自己再生に対するGSIの効果を調べた。Tリンパ芽球性白血病(T-ALL)では、GSIがアポトーシスを誘導することが報告されたが,AMLやB細胞性リンパ腫においても,GSIがアポトーシスを誘導して,増殖抑制を起こす細胞があることを見出した。特に、GSIの感受性の高い、新規に樹立したリンパ腫細胞株を用いて,GSIの分子レベルでの作用機序を調べ,T-ALLの機序とは異なることを示した(Leukemia Research 2006)。また、AML細胞におけるNotch活性化の原因を探るため、NOTCH1遺伝子の変異の有無を調べた。20例中1例において、PEST領域の変異を見出した。本例ではNotchの恒常的活性化が認められた。しかし、T-ALLでは約半数の症例にNOTCH1遺伝子変異があることが知られており,AMLとT-ALLとではNotch活性化のメカニズムが異なる可能性があることを示した(Leukemia & Lymphoma 2006)。

我々は昨年度の研究で、び漫性大細胞型B細胞リンパ腫患者のリンパ腫細胞から新たな細胞株を樹立した。この細胞株はNotchシグナルが恒常的に活性化しており、ガンマセクレターゼ阻害剤によりアポトーシスを介した増殖抑制をきたした(Leukemia Research 2006)。本年度はこれを発展させ、急性骨髄性白血病、T細胞性急性リンパ性白血病、B細胞性リンパ腫の細胞株をNotchシグナル抑制作用を持つガンマセクレターゼ阻害剤を添加して培養し、細胞の増殖や分化に対する効果を調べた。ガンマセクレターゼ阻害剤は一部の細胞株に対して、アポトーシスを介した増殖抑制をきたすことを見出した(Oncology Reports 2007)。以上より、Notchシグナルの制御が白血病やリンパ腫に対する分子標的治療となりうる可能性を見出した。
有害赤潮プランクトン・シャトネラの摂餌による赤潮の発生・維持機構の解明

ラフィド藻のシャトネラは富栄養化した大規模な赤潮を起こし養殖魚の大量斃死を招く植物プランクトンである。シャトネラ赤潮は富栄養化していない海域でも多発するようになってきた。近年、多くの赤潮形成種が他のプランクトンを捕食する混合栄養性生物であることが明らかとなっている。混合栄養性生物は他の生物から栄養を摂取できるため富栄養化していない海域で有利であると考えられるが、シャトネラの混合栄養性は不明である。本研究ではシャトネラ属のChattonella antiquaによる摂餌が、赤潮の発生、維持機構に果たす役割を解明することを目的とし、室内による摂餌実験および現場のシャトネラ細胞の観察を行った。[現場シャトネラ赤潮の摂餌動態]昨年度に引き続き、シャトネラの出現動態および摂餌特性を把握するため、八代海および有明海で現場調査を行なった。有明海では<10-160 cells L-1でシャトネラが出現したものの、赤潮となるほどの高密度のシャトネラを捉えることができなかった。また、八代海ではシャトネラは出現しなかったため、摂餌特性の検証を行うことはできなかった。[シャトネラの摂餌特性]シャトネラによる摂食の影響を評価するため、八代海産Chattonella antiqua培養株に、餌生物としてシアノバクテリアSynechococcus sp.株を2.4×104(×500区)-1.2×107 cells mL(×1区)になるよう添加して培養実験を行なった。培養後、×1区および×500区はC. antiquaを加えないコントロール区と差がみられなかったものの、×10区および×50区ではコントロール区と比較してSynechococcus sp.細胞密度が有意に低かった。このことは、シャトネラの摂餌によってSynechococcus sp.の増殖が抑制されたことを示唆している。C. antiquaは他の植物プランクトンの増殖を抑制するアレロパシー様物質を放出することが知られているため、Synechococcus sp.の増殖を抑制した可能性もあると考えられた。×1区ではSynechococcus sp.の細胞密度が高く、C. antiquaが凝集体を形成したため、Synechococcus sp.の増殖に影響を与えなかったと考えられた。[現場シャトネラ赤潮の摂餌動態]シャトネラの出現動態および摂餌特性を把握するため、5月から3月にかけて八代海で現場調査を行なった。今年度は八代海にはシャトネラは出現しなかったため、摂餌特性の検証を行うことはできなかった。9月12日に有明海でシャトネラ赤潮が発生したため、海洋調査を行なった。脆弱なシャトネラ細胞を観察するため、HEPES緩衝剤の自然シャトネラ群集への適用を試みた。検証の結果、シャトネラ細胞内に摂食された他のプランクトンを観察することはできなかった。しかし、現場環境において栄養塩濃度が低い湾口部においても5×103 cellsml-1を越える高いシャトネラ細胞密度が観察され、次年度以降の課題として重要であると考えられた。このとき、培養実験に用いるための有明海産Chattonella antiqua株を確立した。[摂餌によるシャトネラの増殖特性]摂餌がシャトネラの増殖特性に与える影響を評価するため、八代海産C. antiqua培養株に、シアノバクテリアSynechococcus sp.株を添加して培養実験を行なった。培養の結果、シアノバクテリア添加区と非添加でC. antiqua培養株の増殖速度に有意な差は見られなかった。八代海の自然海水を3μmフィルターで濾過した海水にC. antiqua培養株を添加する実験を行なった。多くの月で、C. antiqua非添加区よりも添加区のほうがバクテリア細胞密度が低下した。このバクテリア細胞密度の低下が摂食によるものか、他の要因によるものであるのかを検証することが重要であると考えられた。[現場シャトネラ赤潮の摂餌動態]昨年度に引き続き、シャトネラの出現動態および摂餌特性を把握するため、八代海および有明海で現場調査を行った。有明海では9/18および10/18に20-310 cells/Lで、八代海では8/21に60-780 cells/Lでシャトネラが出現したものの、高密度のシャトネラ赤潮を捉えることができなかった。5月、7月、9月、10月および11月に有明海湾奥部で昼夜観測を行った。9/4 5:00の5 m層でシャトネラが30cells/Lの密度で観察された。

DNAを染色して観察した結果、10個体のシャトネラの内、シャトネラ細胞表面や細胞内に他の餌生物を捕獲または摂食していると確認できる細胞はいなかった。したがって、現場のシャトネラは夜間においても摂食を行っていないと考えられた。[シャトネラの摂餌特性]シャトネラによる摂餌特性を明らかにするため、有明海産のChattonella antiqua培養株に、1μm、2μmおよび6μmの蛍光ビーズを添加して細胞を観察した。1×107beads/mlになるよう各ビーズを添加したところ、C. antiquaの細胞表面にビーズの付着がみられたものの、細胞内にビーズを取り込んでいる様子は観察されなかった。また6μmの蛍光ビーズでは、細胞の付着や細胞内にビーズは観察されなかった。混合栄養性である同属別種のC ovataでは1μmおよび2μmの蛍光ビーズを摂食することが知られているものの、C. antiquaでは観察されず、本種が混合栄養性であるかは明らかにならなかった。生物海洋学今年度は有明海においてシャトネラ赤潮が発生したものの、出現動態および摂餌特性を把握することができなかった。これは、シャトネラ赤潮発生期間が約2週間と短く、有明海と八代海の2海域で月1回ずつ行っている定期的な調査では把握できなかったためである。摂餌実験によって、C. antiquaの添加はシアノバクテリアの増殖速度に影響を与えることが明らかとなった。シャトネラ属のプランクトンは摂食だけではなく、アレロパシー様物質もしくはプランクトン同士の接触によっても、他の植物プランクトン現存量を減少させることがしられている。どのような影響によってC. antiquaがシアノバクテリアの増殖速度を低下させるのかは、今後検証すべき課題であると思われた。今年度は八代海におけるシャトネラの出現動態および摂餌特性を把握することができなかった。これは、今年度八代海にはシャトネラが出現しなかったためである。しかし、有明海で濃密なシャトネラ赤潮が発生したため、急遽有明海で調査を行い、栄養塩濃度が高い湾奥部だけでなく、濃度が低い湾口部においてもシャトネラが高密度になることを捉えることができた。また、シャトネラ細胞は脆弱で固定による詳細な観察は困難であったが、近年開発されたHEPES緩衝剤を有明海の自然シャトネラ群集へ適用することにより、固定することができることを確認した。摂餌実験によって、通常の培地ではシアノバクテリアの添加はC. antiquaの増殖速度に影響を与えないことが明らかとなった。培地の栄養塩濃度を変化させて培養実験を行う予定であったが、低栄養塩条件で実験に供することができるだけのC. antiqua細胞収量を得ることが困難であった。捕食者を除いた自然海水にC. antiqua培養株を添加すると、バクテリア細胞密度が減少する傾向が見られ、今後検証すべき課題であると思われた。また、培養実験に用いるための有明海産Chattonella antiqua株を新たに確立できた。次年度は、今年度に引き続き有明海および八代海で同時に海洋調査を行う。また7月、9月には有明海で24時間観測を予定しており、シャトネラ赤潮を捉えることを目指す。平成25年度の研究で実施できなかったChattonella antiquaおよびChattonella marinaの混合栄養性を確認し、その餌となりうる生物の特定を引き続き行う。
異常な咬合下における楔状欠損部周囲の応力分布と辺縁漏洩との関連性

1.牛歯の下顎前歯歯頸部に形成した浅い楔状欠損窩洞とU型窩洞を各種修復シテムを用いて修復後、半数の試料にグラインディングを想定した加重、すなわち切縁が唇舌方向に約0.5mm変位するような荷重を繰り返し負荷し(1c.p.S.,10,000回)異常な咬合が辺縁封鎖性に及ぼす影響を調べ、以下のような知見が得られた。浅い楔状欠損窩洞では、窩洞をセルフエッチングプライマーで処理するシステムにおいて、歯頂側エナメル質窩縁の封鎖性の劣化が認められた。これに対し、U型窩洞では接着システムにかかわらず歯肉側象牙質窩縁の辺縁封鎖性が劣化した。2.典型的な楔状欠損をシミュレートした窩洞(浅い楔状窩洞とU型窩洞)の窩壁にストレインゲージを接着後、辺縁漏洩試験と同様の異常な咬合(グラインディング)を想定した荷重を負荷し、窩洞内に生じる歪みを測定した。その結果、浅い楔状窩洞では歯肉側壁に歯頂側壁よりも大きな歪みが生じ、さらに引張り応力が発生することがることが明らかとなった。また、近接している歯肉側と歯頂側壁の応力はほぼ等しいので、窩壁における応力の法線成分は窩壁に平行な方向の歪みが大きい歯肉側より歪みの小さな歯頂側の方が大きいことも判明した。また、U型窩洞では歯肉側に歯頂側より大きな歪みが生じた。3.辺縁漏洩試験をシミュレートした二次元の有限要素法数値解析モデルを作成し、辺縁漏洩試験の成績およびストレインゲージを用いた歪み測定の成績と比較した。その結果、解析モデルは実験によって得られた成績と同様の傾向を示し、有限要素法による解析モデルは高い信頼性が得られることが確認された。今後、より高い精度が期待できる三次元モデルを用いた解析を計画している。4.以上の結果から、楔状欠損窩洞の漏洩パターンは異常な咬合によって生じる応力分布が大きく関与していることが示唆された。1.牛歯の下顎前歯歯頸部に形成した浅い楔状欠損窩洞とU型窩洞を各種修復システムを用いて修復後、半数の試料にグラインディングを想定した加重、すなわち切縁が唇舌方向に約0.5mm変位するような荷重を繰り返し負荷し(1c.p.s.,10,000回)、異常な咬合が辺縁封鎖性に及ぼす影響を調べ、以下のような知見が得られた。また、窩洞形態にかかわらず、窩洞をリン酸で一括処理するシステムでは、歯頂側の辺縁封鎖性は劣化しなかった。さらに、歯質接着性の向上により辺縁封鎖性が改善されることが示唆された。研究成果の一部をバンクーバーで3月に開催される第77回国際歯科研究学会(IADR)にて発表する。2.辺縁漏洩試験と同様の荷重条件下で修復物とその周囲に生じる歪みを科学研究費で購入したリモートスキャナを用いて測定した。その結果、通常では歯肉側に歯頂側より大きな歪みが生じ、主に歯肉側の辺縁封鎖性が劣化したU型窩洞の漏洩パターンは異常な咬合によって生じる応力分布が大きく関与していることが示唆された。

今後、窩洞形態、接着状態、修復材料による相違など、より詳細な検討を加えていく予定である。3.比較的高性能のコンピューターを科学研究費で購入し、有限要素法による応力分布の数値解析モデルを現在作成中であるが、辺縁漏洩試験の成績およびストレンゲージを用いた歪み、応力分布測定の成績と対比し、信頼性の高いものにしたい。1.牛歯の下顎前歯唇側歯頸部に形成した典型的な楔状欠損をシミュレートした窩洞(浅い楔型)の窩壁にストレインゲージを接着後、辺縁漏洩試験と同様の異常な咬合(グライディンク)を想定した加重、すなわち切縁が唇舌方向に約1mm変位するような荷重を負荷し、窩洞内に生じる歪みを測定した。その結果、歯肉側壁に歯頂側壁よりも大きな歪みが生じ、さらに引張り応力が発生することがることが明らかとなった。また、近接している歯肉側と歯頂側壁の応力はほぼ等しいので、窩壁における応力の法線成分は裔壁に平行な方向の歪みが大きい歯肉側より歪みの小さな歯頂側の方が大きいことも判明した(有限要素法で確認)。したがって、辺縁漏洩試験で得られた浅い楔状欠損窩洞の漏洩パターン、すなわち歯頂側エナメル質裔縁における辺縁封鎖性の著しい劣化には、異常な咬合によって生じる応力分布が大きく関与していることが推測された。現在、異なる窩洞(欠損)形態における、歪ならびに応力分布を調べている。さらに今後、修復材料の応力分布に及ぼす影響に検討を加えていきたい。2.辺縁漏洩試験をシミュレートした二次元の有限要素法数値解析モデルを作成し、辺縁漏洩試験の成績およびストレインゲージを用いた歪み測定の成績と比較した。その結果、解析モデルは実験によって得られた成績と同様の傾向を示し、有限要素法による解析モデルは高い信頼性が得られることが確認された。現在、種々の解析モデルを作成し、良好な辺縁封鎖性が得られる窩洞形態、修復材料、修復法を検討している。今後、より高い精度が期待できる三次元モデルを用いた解析を計画している。3.得られた成績をまとめ、秋期日本歯科保存学会(東京)において、研究成果を発表する予定である。
セイヨウミツバチの移入と在来訪花昆虫の衰退が小笠原の植物の繁殖に及ぼす影響

平成17年度は2回渡航して,訪花頻度データを補充するとともに人工授粉試験と結実率調査を行った。その結果,父島・母島では花粉制限と判定された種は帰化植物で少なく,広域分布種・固有種で多かった。このことは前年度報告した訪花頻度の偏りが結実に影響していることを示唆するものである。また,在来の訪花昆虫相が衰退した要因について島間の分布及び移入の経緯からグリーンアノールによる捕食の可能性が浮上した。この可能性を検証すべく飼育ケージによる捕食試験を行った結果,在来の訪花昆虫は旺盛に捕食するのに対して,毒針をもつセイヨウミツバチは全く捕食されなかった。このことは父島・母島にセイヨウミツバチとオガサワラクマバチだけが生き残っていることと符号する結果であった。このことから,小笠原の送粉系保全にはセイヨウミツバチの駆除よりもグリーンアノールの駆除を優先して行う必要があると考えられた。また,セイヨウミツバチは花外蜜腺に訪花する様子も観察された。このことは食害防止のための植物-アリ間の相利共生系に影響を与える可能性がある。この花外蜜腺を観察する過程で固有種テリハハマボウにおいて花外蜜腺が退化している現象が新たに発見され,海洋島特有の選択圧による現象であると考えられた。個体数が非常に少ない絶滅危惧種に関して,ナガバキブシやセキモンノキにはセイヨウミツバチの訪花が全くなかった。また,ナガバキブシに関しては雌個体が少ないこともあって結実がほとんどないことが明らかになった。さらに,自生地では移入種ノヤギによる幼個体の食害と移入種クマネズミによる種子食害によって更新が絶望的であることが明らかになった。このことから本種に関しては更に詳細な現況調査と平行して,これらの移入種の排除,及び人工受粉等により結実した種子を育苗するなどの対策を早急に施す必要があると考えられた。平成15年度は2回渡航して開花種の調査を行い,訪花頻度や結実率を測定した.調査は開花植物を観察しやすいルート(父島の東平や旭山,初寝浦の遊歩道,母島の堺ヶ岳,南崎,兄島や向島にもルートがある)を歩き,開花している種を対象とした.訪花頻度は種ごとに1花序12時間当りに換算し,その値を帰化種・広域種・固有種といった植物種の区分ごとに平均して解析に用いた.父島・母島では訪花の67%を移入種であるセイヨウミツバチが占めていた.この比率は小笠原の固有植物よりも帰化植物の方が高かった.全体的に帰化植物が選好される理由については餌資源としての魅力等が考えられるが,今後検証する必要がある.父島・母島では小笠原固有のハナバチ類はオガサワラクマバチを含めて2種しか確認できず,その頻度も非常に低かった.一方,周辺属島では訪花昆虫の数が多く,訪花頻度は父島・母島と比較して10倍近く高かった.また,周辺属島では固有ハナバチ類は7種が確認された.周辺属島では帰化植物は種数・量ともに少ないが,訪花頻度は固有植物と比較して明らかに低く,本来の訪花昆虫相では送粉の支障となる可能性が示唆された.ただし,訪花頻度や訪花昆虫相はある程度の年変動が予想されるため,引き続きデータを収集する必要がある.訪花中の行動パターンはセイヨウミツバチと固有ハナバチ類,ハエ類で比較すると,ミツバチの滞在時間が他より短く,花序内訪花率が高いことが明らかになった.花序内訪花率が高いと個花の多い植物では隣花受粉が増大することから,ミツバチの定着は特に木本植物などの繁殖においてマイナスになっている可能性がある.平成16年度は2回渡航して,昨年度とりきれなかった開花種のデータや未調査の周辺属島における訪花昆虫の調査を行った.また南島や弟島,兄島,向島及び新生海洋島である西之島において訪花昆虫相を明らかにした.また,結実率や花粉の持ち込み量に関するデータの収集をおこなった.調査方法は開花植物を観察しやすいルートを歩き,開花している種を対象とした.これまで属島では移入ポリネーターであるセイヨウミツバチは兄島のみ分布記録があったが,今回の調査により,弟島や南島にも分布が拡大していることが明らかになった.また,このような島では兄島と同様に,固有ハナバチ類はセイヨウミツバチと共存する形で頻繁な訪花が観察された.このことから,父島・母島における在来訪花昆虫相の衰退は従来から言われていたセイヨウミツバチとの資源競争によるものではなく,他の要因による可能性が高いと考えられる.父島・母島における訪花頻度の追加観察でセイヨウミツバチが訪花する花は観察した種の57%に達した.セイヨウミツバチが訪花する絶滅危惧種にはコヘラナレンやウチダシクロキなどがあるが,それ以外の多くの絶滅危惧種には訪花がないことから,セイヨウミツバチの餌資源要求性を衰退した稀少種個体群が満たすことができないためであると推測される.また,絶滅危惧種以外でも訪花が見られない種があり,今後,このような種は個体群が衰退する可能性がある.ナガバキブシやセキモンノキ,複数の小笠原固有ラン科植物などはいずれも個体数が極端に少ないが,在来訪花昆虫相が衰退した現在,繁殖面でも危機的な状況の陥っている可能性が高く,繁殖現況の詳細な調査を開始した.

平成17年度は2回渡航して,訪花頻度データを補充するとともに人工授粉試験と結実率調査を行った。その結果,父島・母島では花粉制限と判定された種は帰化植物で少なく,広域分布種・固有種で多かった。このことは前年度報告した訪花頻度の偏りが結実に影響していることを示唆するものである。また,在来の訪花昆虫相が衰退した要因について島間の分布及び移入の経緯からグリーンアノールによる捕食の可能性が浮上した。この可能性を検証すべく飼育ケージによる捕食試験を行った結果,在来の訪花昆虫は旺盛に捕食するのに対して,毒針をもつセイヨウミツバチは全く捕食されなかった。このことは父島・母島にセイヨウミツバチとオガサワラクマバチだけが生き残っていることと符号する結果であった。このことから,小笠原の送粉系保全にはセイヨウミツバチの駆除よりもグリーンアノールの駆除を優先して行う必要があると考えられた。また,セイヨウミツバチは花外蜜腺に訪花する様子も観察された。このことは食害防止のための植物-アリ間の相利共生系に影響を与える可能性がある。この花外蜜腺を観察する過程で固有種テリハハマボウにおいて花外蜜腺が退化している現象が新たに発見され,海洋島特有の選択圧による現象であると考えられた。個体数が非常に少ない絶滅危惧種に関して,ナガバキブシやセキモンノキにはセイヨウミツバチの訪花が全くなかった。また,ナガバキブシに関しては雌個体が少ないこともあって結実がほとんどないことが明らかになった。さらに,自生地では移入種ノヤギによる幼個体の食害と移入種クマネズミによる種子食害によって更新が絶望的であることが明らかになった。このことから本種に関しては更に詳細な現況調査と平行して,これらの移入種の排除,及び人工受粉等により結実した種子を育苗するなどの対策を早急に施す必要があると考えられた。