hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
種々の摂動が初期胚発生速度に与える影響とその補償作用

平成24年度は、顕微鏡システムの改良や画像解析アルゴリズムの開発、解析コンピューターの最適化を行うことで、初期胚の発生速度を自動計算できるシステムの構築を行った。H24年度の目標として、顕微鏡システムの改良や画像解析アルゴリズムの開発、解析コンピューターの最適化をあげていた。現在、100個近くの胚の発生速度を1日で自動計算できる系を立ち上げることに成功しており、これまでの人力による解析に比べると、時間も労力も比較にならないほど効率化している。以上から、計画はおおむね順調に達成されていると考えている。平成25年度は、24年度に構築したシステムを用いて、本題である摂動を与えた胚の発生速度を定量化する試みを行う。摂動内容に関しては、以下のようなよりin vivoでの変化を想定したもの、あるいは特定の現象に影響を与えるようなものが適切であると考えている。・培養中の酸素濃度・卵子の大きさ(マイクロマニピュレーションにより卵子細胞質の量を増減させる)・染色体異数性・倍数性(異数性モデルマウス、あるいはハプロイド、トリプロイド胚等)・老齢加齢マウス・紫外線照射や薬剤によるDNA損傷(チェックポイントに関する摂動)25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。
オーバーサンプリングによる高精度ディジタルH_∞制御系の設計

1.オーバーサンプリングについて検討するためには、サンプリング周期と制御対象の特性の関係について知ることが重要であるため、サンプル値系を制御する上で基本的事項であるサンプリング周期に対する可制御可観測性の問題について調べた。サンプリング定理と同様に、プラントのモードの2倍のサンプリング周期が可制御可観測性のためには必要であることが知られていたが、2倍のサンプリング周期の近傍ではかなり可制御可観測性が強く充分実用的に使えることがわかった。2.オーバーサンプリング技術を制御に応用するための基礎的研究のためにサンプル値H_∞制御を利用した。フレキシブルアーム実験装置に以上の結果を応用し,AD/DAボードと制御用コンピュータを用いて制御を行ない,理論の有効性を検討した.3.サンプラの前段に連続時間・ロ-パス・フィルタをおき、サンプリング周期、連続時間系の共振モード、フィルタ特性の関係をシミュレーションおよび実験において調べた。その結果、不確かさとして振動モードがある場合にはロ-パス・フィルタで単純にカットするとロバスト安定化可能性は向上する。しかし、むしろ悪化する場合もあることが分かり、より詳しく調べる必要があることが分かった。
横型量子ドットによる光子偏光－電子スピン量子インターフェースの研究

本研究は半導体量子井戸基板に作製した横型量子ドットを用い、単一光子偏光から単一電子スピンへの量子状態転写の実証を目指すものである。また、このために横型量子ドットにおける光電子生成効率の向上および光生成電子スピンの操作に取り組む。近年、光子の量子力学的性質を利用した安全な通信方法として量子暗号通信の研究が進められており、この量子暗号通信を長距離化するために、固体量子メモリを利用した量子中継器が提案されている。これは電子スピン等の固体量子メモリと、光子からメモリヘの量子状態転写機構を備えたものである。本研究では固体量子メモリとして横型量子ドット中の電子スピンを利用し、量子状態転写の研究を進めている。本年度は、光電子生成効率向上のための表面プラズモンアンテナを備えた量子ドット試料の作製と、量子ドット測定系の構築を行った。表面プラズモンアンテナについては、先行研究の結果を踏まえて電磁界シミュレーションを行い、実際の光学系に近いガウシアンビームを入射した場合に約8倍の効率向上が期待されるアンテナを設計し、実際に量子ドットと組み合わせて作製した。また、本研究の実験は希釈冷凍機中の極低温下で行われるため、冷凍機外から入射した光を試料に集光できるようレンズを取り付けた試料ホルダーの作製した。さらに、量子状態転写の実証のための電子スピン操作を行うため、希釈冷凍機に高周波同軸線を導入し、実験のセットアップを進めた。A.表面プラズモンアンテナによる光子偏光ー電子スピン角運動量転写効率向上先行実験で作製した表面プラズモンアンテナにおいて所望の透過スペクトルと光増幅が得られなかった原因を検討した。先行実験のアンテナを設計するにあたっては光源を平面波と仮定していたが、今回は実際の実験に近いガウシアンビームと仮定して電磁界シミュレーションを行ったところ、ピーク波長・増幅率ともに変化することが分かった。このことを踏まえて、実際の実験系での入射光を想定したガウシアンビームに対して、約8倍の透過増幅が期待される表面プラズモンアンテナを設計し、量子ドットを動作させるための電極、絶縁体とともに量子井戸基板上に作製した。実験は希釈冷凍機に光を入射して行うため、レンズと位置合わせ用のステージを備えた試料ホルダーを設計・入手した。また、希釈冷凍機の外から光を入射するための光学系を構築した。B.表面プラズモンアンテナにおける量子もつれの保持表面プラズモンアンテナを透過する光子の偏光を検出するため、サファイア基板上への表面プラズモンアンテナを作製に着手した。サファイア基板の絶縁性のために電子線描画がGaAs基板と同様に行われないことがわかったため、他の作製方法を引き続き検討する。C.3つ目の課題として光生成電子スピンの操作および操作を行うための輸送を挙げていたが、スピン操作方法の再検討の結果、輸送を行わずに電子が光から生成された量子ドットにおいてスピンの操作を試みることにした。このスピン操作を行うための高周波系を希釈冷凍機に導入した。A.表面プラズモンアンテナによる光子偏光ー電子スピン角運動量転写効率向上昨年度に表面プラズモンアンテナを組み合わせた横型量子ドット試料を作製することができたので、まずはゲート電圧の印加により電子のじ込めポテンシャルを調節し、量子ドットおよび単一電荷計の形成を試みる。量子ドットおよび電荷計が形成出来たのち、微弱な光パルスの照射による単一光電子の生成と検出を行う。照射する光の波長を変化させて光電子の生成効率を測定することにより、表面プラズモンアンテナによる効果を明らかにすることを目指す。B.表面プラズモンアンテナにおける量子もつれの保持表面プラズモンアンテナを通過する光子の偏光を測定するためのサファイア基板を用いた試料については、基板の絶縁性によりこれまでの電子線リソグラフィーでは作製できないことがわかったため、基板を導電加工したうえでの電子線リソグラフィーおよび収束イオンビームによるドライエッチングを用いた作製法を検討する。

このことを踏まえて、実際の実験系での入射光を想定したガウシアンビームに対して、約8倍の透過増幅が期待される表面プラズモンアンテナを設計し、量子ドットを動作させるための電極、絶縁体とともに量子井戸基板上に作製した。実験は希釈冷凍機に光を入射して行うため、レンズと位置合わせ用のステージを備えた試料ホルダーを設計・入手した。また、希釈冷凍機の外から光を入射するための光学系を構築した。B.表面プラズモンアンテナにおける量子もつれの保持表面プラズモンアンテナを透過する光子の偏光を検出するため、サファイア基板上への表面プラズモンアンテナを作製に着手した。サファイア基板の絶縁性のために電子線描画がGaAs基板と同様に行われないことがわかったため、他の作製方法を引き続き検討する。C.3つ目の課題として光生成電子スピンの操作および操作を行うための輸送を挙げていたが、スピン操作方法の再検討の結果、輸送を行わずに電子が光から生成された量子ドットにおいてスピンの操作を試みることにした。このスピン操作を行うための高周波系を希釈冷凍機に導入した。A.表面プラズモンアンテナによる光子偏光ー電子スピン角運動量転写効率向上昨年度に表面プラズモンアンテナを組み合わせた横型量子ドット試料を作製することができたので、まずはゲート電圧の印加により電子のじ込めポテンシャルを調節し、量子ドットおよび単一電荷計の形成を試みる。量子ドットおよび電荷計が形成出来たのち、微弱な光パルスの照射による単一光電子の生成と検出を行う。照射する光の波長を変化させて光電子の生成効率を測定することにより、表面プラズモンアンテナによる効果を明らかにすることを目指す。B.表面プラズモンアンテナにおける量子もつれの保持表面プラズモンアンテナを通過する光子の偏光を測定するためのサファイア基板を用いた試料については、基板の絶縁性によりこれまでの電子線リソグラフィーでは作製できないことがわかったため、基板を導電加工したうえでの電子線リソグラフィーおよび収束イオンビームによるドライエッチングを用いた作製法を検討する。
C型肝炎ウイルス直接作用薬治療不成功に関連する新たな薬剤耐性変異の機能解析

C型肝炎ウイルスに対するSofosbuvir(SOF)+Ledipasvir(LDV)療法は高い治療成績を示すが、一部で不成功となっている。今回治療不成功に関連する因子を解析した。対象はC型肝炎に対してSOF+LDV療法を施行された493例(再治療30例を含む)に対して、NS5A、NS5B領域の薬剤耐性変異をdirect sequence法で解析し、治療不成功例について治療前後の血清を次世代シークエンサーでも解析した。その結果、NS5A 24番目(Q24)、28番目(L28) and/or 30番目(R30)、31番目(L31)、93番目(Y93)のアミノ酸の共変異に加えてNS5B 218番目(A218)の316番目(C316)の共変異が治療効果に関連することを明らかにした。C316変異保有例の99%はA218変異を有し、A218変異保有例の79.1%はC316変異を有していた。11例の不成功例中10例で、A218とC316共変異を認めていた。一方A218/C316共変異のない症例では、NS5A共変異を認めていても全例でウイルス消失が得られていた。NS5B領域で過去の報告にある282番目、320番目の変異は治療前に保有例がなく、159番目、321番目の変異については、治療前にそれぞれ5例保有していたが、それらの保有例から治療不成功例はなかった。また、治療不成功において、NS5B領域に新たな変異の獲得もなかった。初回治療において、A218/C316変異のない症例は、NS5A変異の有無にかかわらず全例ウイルス消失が得られ、A218/C316変異のある症例ではNS5A変異が2つ以上ある症例で治療成績が有意に低下していた。SOF/LDV治療不成功例に対して、NS5B領域の解析を中心に次世代シークエンサーやin vitroでの解析を行う。また、Glecaprevir+Pibrentasvir療法の不成功例も認めており、不成功に関連する耐性変異解析を進める。
ソフトマテリアルを用いた自律応答型アクチュエーターの開発

本研究では、シリカコロイド結晶を鋳型に用いて得られる構造色を示すゲルにルテニウム錯体を導入したゲルを調製し、BZ反応という非線形化学反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアルの周期や蠕動運動時の膜厚変化を分光学的に調査できるシステムの開発に取り組んできた。最近の研究結果から、BZ反応に連動して蠕動運動をしているゲルに特定の波長の光を照射すると、その光量に応じて蠕動運動の振幅や周期が変化することが分かった。また、光の照射形状によって、蠕動運動のする部分め形状や蠕動運動の方向も制御できることが分かってきた。平成17年度BZ反応という非線形化学反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアルの開発に成功した。また、本ソフトマテリアルは温度変化に応じて、その蠕動運動の周期を変化させることがわかった。平成18年度平成17年度までに開発した"BZ反応に連動して蠕動運動するソフトマテリアル"の動きを光の照射によって、その周期性、運動の方向、運動部位などを制御することに成功した。精置状況下では、ランダムな動きを示すBZ反応に連動したゲルの動きを、BZ反応の触媒として働くルテニウム錯体が強く吸収する光(450nm)を照射することで、その反応の抑制とともに、ゲルの動きにも影響を与えられることを明らかにした。本ゲルは、BZ反応以外の非線形化学反応とも連動した系を調製できるのでその応用範囲は広い。我々は、ポーラスなゲル膜内で生じる非線形化学反応を、色の変化によって観測することに成功している。非線形化学反応としては、金属錯体を触媒に時空間的なパターンを生じるBZ反応が最も認知されている。硫酸や硝酸を含む強酸水溶液中で、マロン酸やクエン酸などの有機酸を還元剤とし、臭素酸塩を酸化剤とした酸化還元反応が、ルテニウムなどの金属錯体を触媒としてゆっくりと周期的に進行する反応である。BZ反応の触媒であるルテニウム錯体をポーラスゲルに化学的に組み込むと、BZ反応の進行に伴うルテニウム錯体の周期的な酸化還元反応によってゲルの体積も周期的な変化を示すようになる。膜状のゲルを使用する場合、その膜厚がBZ反応の化学波の周期よりも小さければ、波は膜面に平行な方向にのみ移動する。その結果、ゲルは、ミミズの動きのような蠕動運動を起こすようになる。このような状態にあるとき、ゲルのある箇所におけるλ_<max>の時間変化を測定すると、蠕動運動の周期や振幅を定量的に見積もることが可能となる。図1aに、ルテニウム錯体を組み込んだポーラスなNIPA共重合ゲルのBZ反応溶液中、19°Cにて観測された反射スペクトルの時間変化の結果を示す。BZ反応の進行に伴って、λ_<max>の位置が振動していることがわかる。また、観測温度を変えると、その振幅や周期の変化が観測された。λ_<max>の時間変化から、式を利用して、ゲルの膨潤度の時間変化を見積もることができるので、ゲルの蠕動運動の様子の定量的な解析が可能になる。例えば、膜厚を0.5mmで調製したポーラスゲルが蠕動運動によって膨潤度が変化しているのであれば、調製時の膜厚と膨潤度から各状態でのゲルの膜厚が算出される。このゲルが、4°C、12°C、19°Cにおいて、BZ反応に連動して蠕動運動している場合、ゲルに生じる波の高低差(i-i_o)は、それぞれ、3.1μm、5.6μm、9.9μmとなる。つまり、BZ反応のような時空間パターンを形成する非線形化学反応に連動したゲルの膨潤度変化の様子を色の変化として定量的に観測できたということである。
河川の土砂送流堆積作用による植物の種子散布と河床植生の形成

本研究では,河川の土砂送流作用による種子の供給が,河床の植物群落の形成に果たす役割を明らかにすることを目的とした.多摩川の増水によって供給された堆積物を採取し,発芽実験によって堆積物中に含まれる植物種子の検出をおこない,検出された植物と河床に成立する植物群落の構成種との比較,主要な草本植物の種子の沈下特性や沈降速度との関係を検討した.その結果,以下のような成果を得た.1.多摩川低水敷に生育する草本植物70種のうち55種の種子は,24時間以内に80%以上が水中で沈下し,水に沈みやすい性質をもっていた.さらにその沈降速度は微細砂(粒径0.075-0.125mm)から細砂(粒径0.125-0.25mm)に相当するものであった.2.増水によって堆積した植物体デブリから60種の植物が発芽し,デブリとともに多くの植物種子が供給されていることがわかった.デブリ中に含まれる種子の多くは,浮遊性でデブリに付着しやすい形態をもっていた.3.増水によって堆積した土砂中からも76種の植物が発芽し,士砂中にも多数の種子が含まれていることがわかった.発芽種数や個体数は,試料の微細砂や細砂の割合が高いほど多い傾向があり,沈降速度が同等の土砂粒子とともに堆積していることが示唆された.4.河床に成立する植物群落の構成種と,発芽実験で検出された種とは約50-70%の共通性をもっていた.このことから,堆積物中に含まれる種子が群落形成に大きく寄与していると考えられた.流域を「流砂系」ととらえた土砂管理の推進にあたっては,本研究で試みた植生の初期動態に影響する土砂移動にともなう植物種子の運搬・堆積の実態解明をさらに進める必要がある.本研究では,河川の土砂送流作用による種子の供給が,河床の植物群落の形成に果たす役割を明らかにすることを目的とした.多摩川の増水によって供給された堆積物を採取し,発芽実験によって堆積物中に含まれる植物種子の検出をおこない,検出された植物と河床に成立する植物群落の構成種との比較,主要な草本植物の種子の沈下特性や沈降速度との関係を検討した.その結果,以下のような成果を得た.1.多摩川低水敷に生育する草本植物70種のうち55種の種子は,24時間以内に80%以上が水中で沈下し,水に沈みやすい性質をもっていた.さらにその沈降速度は微細砂(粒径0.075-0.125mm)から細砂(粒径0.125-0.25mm)に相当するものであった.2.増水によって堆積した植物体デブリから60種の植物が発芽し,デブリとともに多くの植物種子が供給されていることがわかった.デブリ中に含まれる種子の多くは,浮遊性でデブリに付着しやすい形態をもっていた.3.増水によって堆積した土砂中からも76種の植物が発芽し,士砂中にも多数の種子が含まれていることがわかった.発芽種数や個体数は,試料の微細砂や細砂の割合が高いほど多い傾向があり,沈降速度が同等の土砂粒子とともに堆積していることが示唆された.4.河床に成立する植物群落の構成種と,発芽実験で検出された種とは約50-70%の共通性をもっていた.このことから,堆積物中に含まれる種子が群落形成に大きく寄与していると考えられた.流域を「流砂系」ととらえた土砂管理の推進にあたっては,本研究で試みた植生の初期動態に影響する土砂移動にともなう植物種子の運搬・堆積の実態解明をさらに進める必要がある.1.河床堆積物中に含まれる植物種子の調査河床から採取した土砂とデブリ(有機堆積物)をもちいて発芽実験をおこない,堆積物中に含まれる種子を調べた.土砂やデブリ中からは多数の実生が発芽し,河床に先駆的に形成される植物群落の構成種も含まれていた.このことから,土砂やデブリ等の堆積物とともに植物の種子が運搬・堆積していることが確かめられた.2.河床堆積物上に成立する植物群落の調査増水により新しく供給された堆積物上に発生する実生を調査した結果,その種組成は土砂の粒径組成と対応関係があり,特に細粒の堆積物が卓越する場所に偏って出現する植物が多かった.群落形成の初期段階から,堆積物粒径によって種組成に違いがあることから,土砂の堆積と同時に種子のふるい分けが生じている可能性が示唆された.3.種子の形態・重量および沈降速度発芽実験によって出現した種を中心に,河床植物群落の構成種の種子の大きさ,重量,水中での沈降速度を測定した.デブリの試料から発芽した植物の種子は,浮遊性が高く,何らかの付属体をもつものが多かった.土砂の試料から発芽したものは,径0.51.0mm程度の砂と同程度の沈降速度をもつものが多かった.また,実際の河床で細粒の堆積物上に偏って出現する植物の種子は,砂と同程度の沈降速度をもつものであった.以上の結果から,河床の堆積物中に含まれる種子の組成は,種子の特性と関連して堆積物の種類や粒径で異なっており,土砂管理方法の変更により河床に供給される堆積物が変化すると,河床植生に大きな変化をもたらす可能性が高いことが明らかになった.

本研究は,河川の送流作用による土砂の移動・堆積が,植物の種子散布を通じて,河川敷の植生の成立にどのような役割を果たしているかを解明することを目的としたものである.研究では,多摩川の増水によって新たに供給された堆積物を採取し,発芽実験によって土砂中に含まれる植物種子の検出をおこない、検出された植物と河床に成立する植物群落の構成種とを比較した.また,多摩川低水敷に生育する主要な草本植物70種の種子を採取し,水中での沈下特性と沈降速度を調べた.その結果,新しい堆積土砂から発芽した実生の種組成は,増水後の堆積土砂上に成立する先駆的な草本群落の構成種と50-70%が共通していた.このことから,河床の植物群落の構成種の多くが,土砂とともに堆積した種子に由来して定着したことが明らかになった.また,新しい堆積物上に発生する実生の種組成は,堆積物の粒径によって異なっていたことから,種子は土砂堆積の段階で土砂粒子とともにふるい分けられていることが示唆された.採取した70種中55種の種子は,水中に投入後24時間以内に80%以上が沈下した.その沈降速度は,微細砂(粒径0.075mm)から中砂(粒径0.25mm)の土砂粒子の沈降速度に相当するものであった.これらのことから,河川には水に浮遊するよりも土砂に混入して運搬され,土砂(特に粒径0.075-025mmの細粒土砂)とともに堆積する種子が相当数あり,これが河床植生の形成に大きく寄与していることが明らかになった.本研究の成果から,河床堆積物の供給量や粒径から,河床に供給される植物種子の量や組成を推定し,増水後に成立する植生タイプを予測するための基礎的情報が得られた.このことは,河川管理への流砂系概念の導入による土砂管理手法の転換がおこなわれつつある現在,それが河川生態系に与える影響の評価手法を確立うえで重要な意義をもつものと考える.
最高可聴閾の一過性変動を用いた聴力の将来予測法の基礎的検討

聴覚の加齢現象に及ぼす騒音の影響を確認するために,通常の気導聴力の一過性聴力変動(TTS)の測定手法を応用して,騒音の実験的曝露による最高可聴閾の変動を観察し,以下の成績を得た。1.通常の気導聴力のTTSを確認するために,Bekesy type audiometerを用いて,4kHzの試験音に対する聴力レベルを,遮音室内にて100dB,10分間の白色雑音(20Hz20kHz)の曝露後に測定し,その変動を検討した。曝露後2分のTTSは,平均16.3dBであり,諸家の成績と矛盾しなかったが,その分布は225dBで,被験者の感受性に大きな個体差がみられた。2.最高可聴閾の一過性変動の測定は,当教室が製作した自記式最高可聴閾測定装置を用いて,4kHzの場合と同じ条件下で行った。白色雑音の場合,曝露後2分では平均-1.7kHzであったが,-3.1-0.2kHzと大きなバラツキがあり,4kHzの場合と同様に個人の感受性に違いがみられた。3.20kHz10kHzの周波数帯域の曝露音で最高可聴閾の一過性変動を測定したが,白色雑音の曝露と同じ結果で,有意差は認められなかった。4.曝露周波数が812.5kHzの場合には,最高可聴閾の一過性変動は平均-3.2kHzと大きな値が得られた。6.310kHzと1016kHzの場合は,曝露後2分でともに平均-2.4kHzの一過性変動が見られた。以上の成績から,最高可聴閾の一過性変動は、通常の気導聴力のTTSと同様に、騒音の周波数の影響を受けることが示唆された。今後、昨年実施した音圧の影響とを合わせて検討して,最高可聴閾の一過性変動に及ぼす音圧・周波数の影響を明確にし、聴覚の加齢変化に及ぼす騒音の影響の予測式をたてることを試みる。
官能基化された分子ブロックおよび反応場の設計による超分子触媒の創製

近年の超分子化学の発展により、様々な機能性集積体が生み出されてきた。しかし、有機化学反応、特にアミドやリン酸エステルの加水分解など基本的反応の触媒は未開拓である。その主な理由は、i)酵素のように、反応中心において一定の間隔で酸と塩基を配置する設計が困難である事、iI)反応の遷移状態の安定化が困難である事、iii)従来の触媒例では金属イオンの第一配位圏の再現だけにとどまっていて、酵素の活性中心周囲(外圏)のアミノ酸などを、三次元的かつ適切に配置できていない事、iv)上記の条件を満たす構造を、共有結合だけで構築するのは困難である事、などである。本研究の目的は、これらの課題を克服するために、様々な官能基をもつ分子ブロックを短時間で多数合成し、溶液中で様々な分子やイオンと混合するだけで多様な三次元的活性中心を構築することである。同時に、反応場(単層系、液ー液二相系など)を含めた触媒システムの設計を行っている。これまでに、二本の長鎖アルキル基を導入した二核亜鉛錯体(Zn2L3)を合成し、Bar誘導体とCu2+との自己集積体を生成して、二層系溶媒中におけるリン酸モノエステル(MNP)の加水分解を検討した。しかしながら、この超分子は殆ど触媒回転活性を示さなかった。この原因は、この超分子の疎水性が強く、ほぼ有機相(CHCl3, ClCH2CH2Cl)に存在し、界面における存在比が低いためであると考えた。そこで、長鎖アルキル基の数を一つにすることによって、非対称化された超分子を合成し、二層系溶媒中でのNMP加水分解を行った。そしてMichaelis-Menten速度論に基づいて解析した。超分子が二層系溶媒中で、水中、有機溶媒中、界面のどこに局在しているのかを、UV/Vis吸収および発光スペクトル、DLSなどで検討し、超分子の疎水性/親水性のバランスが触媒回転に重要であることが示唆された。本年度に合成した二核亜鉛錯体とバルビタール誘導体、銅イオンの2:2:2自己集積体が、長鎖アルキル基の数を一つにすることによって、水層/有機層の二相系溶媒中でNMPを触媒的に加水分解する超分子を発見した。バルビタール誘導体に疎水性基やアミノ酸誘導体を導入することにも成功し、MNP加水分解をMichaelis-Menten速度論に基づいて解析した。超分子超分子の疎水性/親水性のバランスが触媒回転に重要であることが示唆された。このことは、酵素の触媒回転のメカニズムの理解にも重要であると考えている。上記「研究実績の概要」項で述べた、新しい2:2:2自己集積体の触媒活性をさらに向上する。バルビタールの側鎖に水酸基、カルボキシル基、アミノ基、グアニジウム基をもつアミノ酸を導入し、二核亜鉛錯体とバルビタール誘導体(+銅イオン)の組み合わせのバリエーションを飛躍的に増やすことによって、二核亜鉛錯体との様々な組み合わせによる自己集積体のMNPおよびエステルやアミドの加水分解活性を検討する。またエステル、アミドの加水分解反応やリン酸基転位反応への応用を検討する。これまでに、二本の長鎖アルキル基を導入した二核亜鉛錯体(Zn2L3)を合成し、BarとCu2+との自己集積体を生成して、二層系溶媒中におけるリン酸モノエステル(MNP)の加水分解を検討した。その結果、触媒の当量以上の加水分解が進行することがわかった。現在、その反応機構の解明を行っている。本年度に合成した二核亜鉛錯体とバルビタール誘導体、銅イオンの2:2:2自己集積体が、長鎖アルキル基の数を一つにすることによって、NMPを触媒的に加水分解する超分子を発見した。一方、バルビタール誘導体の種類は、まだ限られており、今後こちらのバリエーションを増やすことによって、二核亜鉛錯体とバルビタール誘導体に組み合わせのバリエーションを飛躍的に増やし、MNPやエステル、アミドの加水分解反応を検討する予定である。

近年の超分子化学の発展により、様々な機能性集積体が生み出されてきた。しかし、有機化学反応、特にアミドやリン酸エステルの加水分解など基本的反応の触媒は未開拓である。その主な理由は、i)酵素のように、反応中心において一定の間隔で酸と塩基を配置する設計が困難である事、iI)反応の遷移状態の安定化が困難である事、iii)従来の触媒例では金属イオンの第一配位圏の再現だけにとどまっていて、酵素の活性中心周囲(外圏)のアミノ酸などを、三次元的かつ適切に配置できていない事、iv)上記の条件を満たす構造を、共有結合だけで構築するのは困難である事、などである。本研究の目的は、これらの課題を克服するために、様々な官能基をもつ分子ブロックを短時間で多数合成し、溶液中で様々な分子やイオンと混合するだけで多様な三次元的活性中心を構築することである。同時に、反応場(単層系、液ー液二相系など)を含めた触媒システムの設計を行っている。これまでに、二本の長鎖アルキル基を導入した二核亜鉛錯体(Zn2L3)を合成し、Bar誘導体とCu2+との自己集積体を生成して、二層系溶媒中におけるリン酸モノエステル(MNP)の加水分解を検討した。しかしながら、この超分子は殆ど触媒回転活性を示さなかった。この原因は、この超分子の疎水性が強く、ほぼ有機相(CHCl3, ClCH2CH2Cl)に存在し、界面における存在比が低いためであると考えた。そこで、長鎖アルキル基の数を一つにすることによって、非対称化された超分子を合成し、二層系溶媒中でのNMP加水分解を行った。そしてMichaelis-Menten速度論に基づいて解析した。超分子が二層系溶媒中で、水中、有機溶媒中、界面のどこに局在しているのかを、UV/Vis吸収および発光スペクトル、DLSなどで検討し、超分子の疎水性/親水性のバランスが触媒回転に重要であることが示唆された。本年度に合成した二核亜鉛錯体とバルビタール誘導体、銅イオンの2:2:2自己集積体が、長鎖アルキル基の数を一つにすることによって、水層/有機層の二相系溶媒中でNMPを触媒的に加水分解する超分子を発見した。バルビタール誘導体に疎水性基やアミノ酸誘導体を導入することにも成功し、MNP加水分解をMichaelis-Menten速度論に基づいて解析した。超分子超分子の疎水性/親水性のバランスが触媒回転に重要であることが示唆された。このことは、酵素の触媒回転のメカニズムの理解にも重要であると考えている。上記「研究実績の概要」項で述べた、新しい2:2:2自己集積体の触媒メカニズムを解明する。まずこの超分子が二層系溶媒中で、水中、有機溶媒中、界面のどこに局在しているのかを、UV/Vis吸収および発光スペクトル、DLSなどで明らかにする。また、側鎖にアミノ酸を導入したバルビタール誘導体を合成し、二核亜鉛錯体との様々な組み合わせによる自己集積体のMNPおよびエステルやアミドの加水分解活性を検討する。上記「研究実績の概要」項で述べた、新しい2:2:2自己集積体の触媒活性をさらに向上する。バルビタールの側鎖に水酸基、カルボキシル基、アミノ基、グアニジウム基をもつアミノ酸を導入し、二核亜鉛錯体とバルビタール誘導体(+銅イオン)の組み合わせのバリエーションを飛躍的に増やすことによって、二核亜鉛錯体との様々な組み合わせによる自己集積体のMNPおよびエステルやアミドの加水分解活性を検討する。またエステル、アミドの加水分解反応やリン酸基転位反応への応用を検討する。
青年期における依存性・自立性と幼少期の親への愛着との関連

青年期における心理臨床場面では、依存と自立に関する諸問題が、適応状態と関連していることが多く見受けられる。青年期における親からの分離個体化の過程には、生育歴における親子関係の影響が考えられる。特に幼少期の愛着は、内的作業モデルを形成し、後の対人関係に影響を与えることが明らかとなっている。青年期は周囲との対人関係の構築が重要であり、適応・不適応の問題に大きな影響を与えていると考えられる。本研究では、青年期の依存と自立の心理的状態を明らかにし、幼少期の親への愛着との関連について検討することを目的とした。心理臨床の観点から、主観的な心理的状態としての依存欲求、心理的自立に着目した。親子関係においても、実際の関係性ではなく、表象としての愛着を問題とした。測定する尺度として、対人依存欲求尺度(竹澤・小玉2004)、心理的自立尺度(高坂・戸田2005)、親への愛着尺度(佐藤1993)を用いた。さらに深い人格の層を検討するため、被験者の負担が比較的軽く数量的な検討がなされている、S-HTPを実施することとした。平成21年7月から11月にわたって、大学・短期大学の学生約450名に質問紙調査・集団S-HTPを実施した。調査・検査の実施にあたっては、筆者が直接実施したほか、大学教員3名に依頼した。調査・検査ともに無記名とし、調査用紙と描画を同じ封筒に入れ封をした後、回収した。結果として、対人依存欲求と心理的自立、親への愛着の得点は関連する傾向がみられ、S-HTPに反映する傾向が明らかとなった。この結果は、青年期の心理臨床場面において、示唆を与えるものと考えられる。今後、さらに継続的な研究が必要である。
胚培養並びに細胞融合によるニホンナシとリンゴの属間雑種育種に関する研究

ニホンナシ3品種`おさ二十世紀'、`菊水'、`幸水'とリンゴ3品種`ふじ'、`つがる'、`王林'を供試して、それぞれ正逆交雑を行ない、胚培養を実生法と併用して、ニホンナシとリンゴの属間雑種固体を110系統余り育成した。また、胚培養法を用いてシュート形成が認められない雑種の子葉においても、不定芽誘導法を併用することで、効果的に雑種が獲得できることが明らかになった。得られた属間雑種について、新梢や葉の形態的特性、葉や枝のアントシアニン蓄積の有無、圃場での病虫害の発病程度等を調査するとともに雑種の光合成特性、接ぎ木親和性についても調査した。これらの結果から、得られた属間雑種個体の表現形質は母本に類似している反面、アントシアニンの発現性や父本の台木に対する接ぎ木親和性の向上等、父本の遺伝子もかなり導入されていることが明らかになった。また、これらの属間雑種の光合成活性は、自根樹では低いものの、接ぎ木によって母本と同程度に回復することも明らかになった。さらに、ナシ黒斑病、リンゴ斑点落病に対する検定を行ったところ、ナシを母本とした雑種では、両病に対する遺伝分離が様々に現れるが、リンゴを母本としたものでは、両病に対してほとんどすべて抵抗性を示した。また、リンゴ黒星病について検定したところ、ナシを母本とするものでは、すべて抵抗性を示し、リンゴを母本とするものでも28系統のうち7系統が抵抗性と判定された。これらの結果は、耐病性育種を進めるうえで、属間雑種の利用が新しい育種戦略となりうることを示唆した。一方、細胞融合による属間雑種を得るために、プロトプラストの単離と培養法、PEG法及び電気融合法による細胞融合法について検討した。その結果、プロトプラストからカルスまでの培養系については確立できたものの、カルスからの再分化率が極めて低く雑種育成が困難であった。ニホンナシ3品種`おさ二十世紀'、`菊水'、`幸水'とリンゴ3品種`フジ'、`王林'、`つがる'を供試して、それぞれ正逆交雑を行ない、結果したものについて結実率及び種子形成率を調査した結果、平均結実率は5%前後、種子形成率は20%と極めて低く、これらの種子の発芽率も低いために得られた植物も少なかった。これに対し、摘果果実の未熟胚を培養したものでは10%以上のシュートが得られ、胚培養を行なうことで効率的に雑種植物が得られることが示唆された。さらに、上記の方法によって育成した植物について新梢や葉の形態等の比較を行なった結果、大半のものは母本と酷似していたが、ニホンナシとリンゴの中間的な形態を示すものも観察された。また、パーオキシダーゼによるアイソザイム分析を用いて雑種の確認を行なった結果、多くの交雑実生、胚培養個体において母本と類似したバンドが認められたが、父本のもつ数本のバンドが現れるものも多く、これらの個体を雑種個体とみなし、育成中である。

一方、ニホンナシとリンゴの細胞融合法についてPEG法と電気融合法を用いて検討した結果、同種間での融合は比較的多く認められるものの、異種間では1%以下と極めて低く、今後、融合率を高めるための諸条件や再生条件等について検討する予定である。ニホンナシ3品種`おさ二十世紀'、`菊水'、`幸水'とリンゴ3品種`ふじ'、`つがる'、`王林'を供試して、それぞれ正逆交雑を行ない、胚培養と実生法を併用して、ニホンナシとリンゴの属間雑種個体を新たに70系統ほど追加・育成した。これまでに育成した110系統余りの属間雑種個体について、新梢や葉の形態的特性、葉のアントシアニン蓄積の有無、圃場での病害の発病程度等を調査する一方、これらの一部の雑種個体について、接木親和性とナシ黒斑病、リンゴ斑点落葉病に対する検定を行なった。これらの結果から、得られた属間雑種個体の多くは、母親の形質を強く引き継いでいる反面、父親の優性遺伝子もかなり導入されていることが明らかになった。また、ナシ黒斑病とリンゴ斑点落葉病に対して、ナシを母本とした雑種個体では、両病に対する遺伝分離が様々に現われるが、リンゴを母本としたものでは、両病に対してほとんどすべて抵抗性となる興味深い結果が得られた。一方、ナシとリンゴのカルスからの再分化率は、現在、極めて低く、細胞融合による雑種の育成を困難にしている。現在、リンゴ台木のマルバカイドウで30%前後の高い再分化率を得ており、これらの結果をナシ・リンゴの品種に応用して行く予定である。ニホンナシ3品種`おさ二十世紀'、`菊水'、`幸水'とリンゴ3品種`ふじ'、`つがる'、`王林'を供試して、それぞれ正逆交雑を行ない、胚培養と実生法を併用して、ニホンナシとリンゴの属間雑種固体を110系統余り育成した。これまでに得られたこれらの属間雑種について、前年度と同様、新梢や葉の形態的特性、葉や新梢のアントシアニン蓄積の有無、圃場での病虫害の発病程度等を調査するとともに、雑種の光合成特性,接木親和性を調査した。これらの結果から、得られた属間雑種固体の表現形質は母本に類似している反面、アントシアニンの発現性や父本に対する接木親和性の向上等、父親の遺伝子もかなり導入されていることが明らかに、なった。また、これらの属間雑種の光合成活性は、自根樹では、一般に低いものの、接ぎ木によって母本と同程度に回復することも明らかになった。さらに、リンゴ黒星病について、胞子接種による検定を行なったところ、ナシを母本とするものでは、すべて耐病性となり、リンゴを母本とするものでも28系統のうち、7系統が耐病性を示した。一方、ナシとリンゴのカルスからの再分化率は、リンゴ台木のマルバカイドウでも30%と低く、細胞融合による雑種育成が困難であった。
離散型非線形可積分系の基礎理論とその応用解析

本研究においては(1)離散型パンルベ方程式のさまざまな厳密解を構成し、対応するγ函数の構造を調べる、(2)γ函数を介して離散型パンルベ方程式のHamilton形式を構成する、という2点を研究し、次の結果を得た。1.第2種の離散型パンルベ方程式の有理解を構成した。それらはLaguerre多項式を要素とするある行列式を用いて表現され、連続極限で第2種のパンルベ方程式の有理解に対するDevisme多項目表示に帰着する。(Physics Letters Aに投稿中)という結果を得た。これらの結果のうち、特に2.の結果は予測を裏切るものであり、このことから果たして離散系においてHamiltonianという概念がどこまで本質的なものであり得るのか、根本的な疑いを持つに到った。従って、今後テーマ(2)はHamiltonianという概念に代わる対象の構築など、修正することも含めてさらに検討を要するであろう。しかし、離散系の世界は連続系より豊富な構造を内包していることは解の多様性を見ても明らかなことであり、今後とも方程式レベルを統括する一般的な概念を抽出することは重要な課題であると思われる。
擬フェルミ流体高温超伝導体の短パルス層間トンネル分光

Bi系高温超伝導体を用いて層間トンネル分光を行い、高温超伝導体の状態密度に現れるエネルギーギャップ構造である超伝導ギャップと擬ギャップの過剰ドープ領域におけるドープ量依存性に関する新たな知見を得ることを目的として研究を行った。過剰ドープ領域の試料を得るために、Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>にPbを添加したBi_<2-x>Pb_xSr_2CaCu_2O_<8+δ>(x=0.2、0.4)の単結晶を自己フラックス法を用いて育成し、酸素フロー中で600°C、100時間の条件で熱処理を行った。この単結晶を用いて微小メサ構造を有する試料を作製した。試料作製プロセス中にさらに酸素フロー中360-400°Cで3-20時間の条件で熱処理を行うことにより、転移温度が67-80Kの範囲の値を持つ過剰ドープ領域の試料が得られた。これらの転移温度から試料の経験的に得られているドープ量の範囲は0.2<p<0.22である。これらの試料ではトシネル抵抗が小さくなるためトンネル分光の際に発生するジュール発熱の影響が現れる可能性もあるので、その影響を抑制するためにメサ構造の面積が30μm^2とこれまでの典型的な面積の1/3以下に小さくしたことにくわえ、60ns短パルス測定を行った。これにより、発熱の影響を無視できる程度まで抑制することができた。トンネル分光により得られた微分コンダクタンス特性のコンダクタンスピークの位置の電圧からギャップ構造の大きさを見積もると、超伝導ギャップの大きさは40meVから18meVまでドープ量の増加とともに減少し、擬ギャップの大きさは41meVから10meVまでドープ量の増加とともに減少することがわかった。擬ギャップはp>0.19で消失するとの報告もあるが(J.L.Tallon et al.,Pbysica C 349 p.53-68)、この結果はそれよりもさらにドープ量の多い領域においても擬ギャップが存在していることを示している。
細胞内RNA turnoverに着目した非コード領域リピート伸長病の病態解明

良性成人型家族性ミオクローヌスてんかん(benign adult familial myoclonic epilepsy, BAFME)は、手指の振戦様ミオクローヌスと希発性てんかんを主徴とする常染色体優性遺伝疾患である。これまでの我々の研究から、8番染色体に連鎖する家系(BAFME1)の原因は、SAMD12のイントロン4に存在するTTTTAリピートの伸長並びに、TTTCAリピート配列の挿入であることが判明した。また、TNRC6A、RAPGEF2のイントロンに存在するTTTTAリピート伸長並びにTTTCAリピート伸長配列の挿入により、類似の疾患を引き起こすことが明らかとなり、それぞれBAFME6、BAFME7と名付けた。健常者の検討では、稀にTTTTAリピート伸長を有することから、TTTTAリピート伸長よりはTTTCAリピート伸長配列の病原性が疑われている。本研究では、TTTCAリピート配列とTTTTAリピート配列の細胞内における挙動、毒性の違いにfocusして検討を行うことを目的としている。本年は、準備段階として、TTTTAリピートとTTTCAリピート配列のベクターへのクローニングを行った。リピート配列のクローニング過程における不安定性があり難しい点もあったが、recursive directional ligation (RDL)法を用いることで、それぞれ14リピート、24リピート、44リピート相当のクローンを単離することに成功した。今後、細胞内で発現させる系を確立することを目指す。コンストラクト作成を進め、早急に培養細胞を使用した研究に移行する予定である。培養細胞における発現リピートRNAの挙動について検討を行う。
教養教育のための構内ビオトープ池の構築と微細藻類に着目した環境教育教材の開発

大学構内に設置しているビオトープ池10面を教養教育における環境教育の教材として継続的に活用するために、プラスチック池や日よけの修理を行うとともに、適切な維持管理を行った。観察される昆虫や小動物の種類が前年度より増加し、この池が周辺の水辺や草地などと繋がり、生態系ネットワークの小さな拠点として機能していると推測された。通年、ビオトープ池を身近な環境学習の場として学生に提供でき、全学部向けの教養教育実習と1回生向けの少人数ゼミで、実践的に教材開発を行った。教養教育実習では、実習書や提示資料の内容を前年度から改良した。実習室で学生に実習の概要と手順を説明し、ビオトープ池において観察と水質測定及び試料採取を行った。その後、実習室に戻り、微細藻類やプランクトンの顕微鏡観察と同定を行い、それらと生物や環境との関係について考察した。上記の作業中には、学生への助言や問いかけ、顕微鏡のライブ画像のモニターへの表示による共有、スマートフォンによる顕微鏡写真の撮影などを行い、学生が自然環境と生物との関わりについて興味や関心を高め、理解を深める工夫をした。構内ビオトープ池を教材として、授業期間中に実施可能な約3時間の効率的な環境学習プログラムを完成させた。少人数ゼミでは、ビオトープ池の定期的な水質調査と生物調査、維持管理作業を継続した。変化が見られた池に注目して、微細藻類や微生物の顕微鏡観察と写真撮影を行い、生命現象について解析と考察を行った。さらに学生が興味深い課題を見出し、実験計画や観察計画を立てて、それに取り組んだ。構内ビオトープ池に生息する微細藻類やプランクトンに関する資料集を学生の協力を得て作成した。教養教育実習と少人数ゼミにおける実践内容とその成果について、学会発表を通じて評価を受けた。また専門外の教職員へ研究内容を紹介し、身近な自然環境や環境教育への関心を高めた。1.教養教育において、学生が身近に自然観察を出来る場所を提供するために、大学構内にプラスチック製成型池(230L)を10面設置し、池によって遮光率や底床の組成を変えた。池に水を入れ放置したり、近辺の川や池から生物を移入したりして、ビオトープ池を構築した。一部の池では、シャジクモ等が生き続けられる環境を整え、絶滅危惧種の観察を可能とした。授業時間内に微細藻類や動物プランクトンなどを観察できる環境学習の場を創成できた。2.教養教育実習と1回生向け少人数ゼミで、ビオトープ池における生物の観察と水質調査を実施した。肉眼での生物の観察と同定、微細藻類や動物プランクトンの顕微鏡観察と同定及び写真撮影を行った。これまでに微細藻類の写真を見たことがあっても実際に生きている姿を観察した経験のない学生が多く、実物を観る面白さを実感してもらえる機会を提供できた。また水質測定機器によるpH、電気伝導度、水温の測定とパックテストによる有機物指標、窒素・リン量の測定を行い、調査経験の少ない学生向けの簡単かつ精度の高い測定方法を確立した。3.少人数ゼミの学生を中心に、ビオトープ池の維持管理の方法を検討し、管理作業を行った。4.教養教育実習と1回生向け少人数ゼミにおける実践内容とその成果について、学会発表を通じて評価を受けた。交付申請書に記載した実施計画はほぼ予定通りに進められたと考える。ビオトープ池の構築、生物の観察方法や水質調査の方法の検討により、大学構内のビオトープ池を利用して、授業時間内に実験経験の少ない1回生が、肉眼による生物の観察、水質調査、顕微鏡観察を行える環境が整った。地球環境問題が深刻化し、持続可能な社会をつくるために大学の教養教育における環境教育の必要性が高まっている中、学生が自然環境を身近に体験する場所として、大学構内に設置したビオトープ池10面を維持管理し、環境学習プログラムの試行を実施した。池ごとに環境を変えた結果、数十種の微細藻類や動物プランクトンが生息するようになり、授業期間内にさまざまな微生物の観察が可能となった。教養教育実習と1回生向け少人数ゼミで、実践的な研究を行った。教養教育実習では、池ごとに生物の観察や水質の調査をした後、水、水草、落ち葉を採集した。その後、実習室に移動し、微細藻類や動物プランクトンを顕微鏡で観察し、同定した。学生は池ごとに環境や生息している生物に違いがあることを学習した。また、ミドリムシやクラミドモナスの動き、アオミドロやミカヅキモの葉緑体や核などを生きた状態で観察することができた。1回生向け少人数ゼミでは、定期的にビオトープ池の水質調査と生物調査を実施した。さらに微細藻類や動物プランクトンの顕微鏡観察と顕微鏡用デジタルカメラおよびスマートフォンによる写真撮影を行った。授業期間を通じた各池の水質調査結果を学生が集計してグラフを作成し、生息する生物との関係について考察を行った。また、池の維持管理の方法を検討し、水の補充や除草、落ち葉とり、生物の移入や移出などの作業を行った。授業期間の後半では、学生自身が微細藻類と他の生物や周囲の環境との関係について興味深い題材を見出すことができるようになり、それを調べるための作業や観察、調査を実施した。交付申請書に記載された実施計画はほぼ予定通りに進められたと考える。今年度の実践内容とその成果については学会発表を通じて評価を受けた。

前年度に明らかになった、限られた授業時間内に学習プログラムを実施するという問題を改善するために、水質測定方法と顕微鏡観察試料の採水方法を検討し、簡便な手順に変更することができた。その結果、ビオトープ池における環境と生物との関係を考察する時間を増やすことができた。また、池の維持管理方法の検討により、授業期間を通じて構内ビオトープ池を身近な環境教育の教材として活用することができ、実践的な研究に取り組むことができた。大学構内において、教養教育における環境教育用のビオトープ池10面を設置し、継続的に適切な維持管理を行った。学生が身近に生物やそれを取り巻く自然環境を調べ、体験的に学習できる場を通年提供できた。池ごとの環境を少し変えることにより、数十種類の微細藻類や動物プランクトン、水生昆虫やカスミサンショウウオなどが生息した。この構内ビオトープ池を利用し、生息する生物や微細藻類と自然環境の関わりを考察するための教材開発を行い、全学部向けの教養教育実習と1回生向け少人数ゼミで実践した。教養教育実習では手順の説明後、各池で肉眼での観察と水質測定、生物試料の採集を行い、実習室で顕微鏡観察と同定を行った。約30名の学生を対象に実習時間は3時間で、実習書の改訂や生息する生物の写真の提示、初心者でも簡便に水質測定できる機器の導入、スタッフによる適切な助言を行い、授業の効率化を図った。ミドリムシ、ミカヅキモ、イカダモ、ハネケイソウ等の比較的観察しやすい微細藻類が長期間観察できた。またワムシ、ミジンコ、ツリガネムシ等が微細藻類を捕食する様子を観察できた。スマートフォンを持参した学生は顕微鏡写真や動画の撮影を行い、学生同士で結果を共有した。多くの学生はビオトープ池に様々な生物が生息し、周囲の生物と関わりながら生息していることを学習し、実感できた。少人数ゼミでは定期的に水質調査、生物調査を行い、池の維持管理の方法を検討した。生息する生物どうしの関わりや生物や微細藻類と環境との関係への理解を深めるため、各種デジタルカメラを活用して、それらの関わりを視覚としてとらえる方法を検討した。構内ビオトープ池を身近な環境学習の場として通年利用することができるようになり、学習プログラムの開発や改良と教養教育実習や少人数ゼミにおける実践は交付申請書に記載された通りに実施できた。実践内容とその成果については学会発表を通じて評価を受けた。教養教育実習において、限られた時間内に学習プログラムを実施するための効率化を進めることができたが、一部の学生は顕微鏡の操作に時間がかかり、十分な観察や考察ができなかった。他の実習プログラムとの有効な連携を含めて検討する必要がある。一方、学生が授業で利用するための構内ビオトープ池に生息する微細藻類やプランクトンに関する資料集の作成に時間を要し、提供可能な段階に至っていない。大学構内に設置しているビオトープ池10面を教養教育における環境教育の教材として継続的に活用するために、プラスチック池や日よけの修理を行うとともに、適切な維持管理を行った。観察される昆虫や小動物の種類が前年度より増加し、この池が周辺の水辺や草地などと繋がり、生態系ネットワークの小さな拠点として機能していると推測された。通年、ビオトープ池を身近な環境学習の場として学生に提供でき、全学部向けの教養教育実習と1回生向けの少人数ゼミで、実践的に教材開発を行った。教養教育実習では、実習書や提示資料の内容を前年度から改良した。
副腎髄質細胞における分泌顆粒動態の誘電スペクトル解析

誘電スペクトル解析法により,単離副腎クロマフィン顆粒の誘電挙動を調べ,顆粒限界膜および内相の電気的パラメータの推定を試みた.1.形態計測(1)単離クロマフィン細胞の体積変化を最小限にとどめる電顕用固定液の浸透圧条件を調べたところ,細胞を懸濁している溶液よりやや高めに設定する必要のあることが判明した.(2)(1)で設定した固定液を用いて電顕レベルでの単離クロマフィン顆粒の形態計測をおこない,さらにステレオロジー理論に基づて顆粒直径の真の分布を推定した.2.誘電測定および理論解析(1)10kHz-500MHzにわたる精密誘電測定をおこない,クロマフィン顆粒の誘電スペクトル特性を確定した.(2)形態計測データを用いて,“one-shell"モデルにより理論解析したところ,実測値を十分に再現することはできなかった.これは顆粒限界膜が単純な一層の“shell"で説明できないことを意味する.(3)単離クロマフィン顆粒を低イオン強度溶液中に懸濁した場合,顆粒限界膜の表面電荷に起因するsurface conductivityを取り入れた“multi-shell"モデルにより,はじめて実測誘電挙動を再現できた.誘電スペクトル解析法により,単離副腎クロマフィン顆粒の誘電挙動を調べ,顆粒限界膜および内相の電気的パラメータの推定を試みた.1.形態計測(1)単離クロマフィン細胞の体積変化を最小限にとどめる電顕用固定液の浸透圧条件を調べたところ,細胞を懸濁している溶液よりやや高めに設定する必要のあることが判明した.(2)(1)で設定した固定液を用いて電顕レベルでの単離クロマフィン顆粒の形態計測をおこない,さらにステレオロジー理論に基づて顆粒直径の真の分布を推定した.2.誘電測定および理論解析(1)10kHz-500MHzにわたる精密誘電測定をおこない,クロマフィン顆粒の誘電スペクトル特性を確定した.(2)形態計測データを用いて,“one-shell"モデルにより理論解析したところ,実測値を十分に再現することはできなかった.これは顆粒限界膜が単純な一層の“shell"で説明できないことを意味する.(3)単離クロマフィン顆粒を低イオン強度溶液中に懸濁した場合,顆粒限界膜の表面電荷に起因するsurface conductivityを取り入れた“multi-shell"モデルにより,はじめて実測誘電挙動を再現できた.