hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
彩色塗装のある歴史的木造文化財建造物の加湿温風処理による虫害処理方法の検討

本研究では、人体や環境に対して安全で、かつ有効な文化財木造建造物の殺虫処理として調湿温風による殺虫をとりあげ、漆などの彩色を施した日本の大型建造物に適用する手法を確立することを目的とした。基礎実験(試験用チャンバ約30m3)、応用試験(最大100m3のモデル試験棟)を通じて木材含水率を保持した状態で殺虫に必要な材芯温度(60°C)に制御できるシステムを試作し、最終的には実際の歴史的木造建造物の加湿温風処理に適用した。このような高い精度で温度と木材含水量をコントロールできる加湿温風による歴史的建造物の処理は、国内でも、また国際的にも初めての例と考えられる。本研究では、人体や環境に対して安全で、かつ有効な殺虫処理として、既に欧州などで小型の文化財について実績のある調湿温風による殺虫をとりあげ、これを漆などの彩色を施した日本の大型建造物に適用する手法を確立することを目的とする。(1)プロトタイプチャンバー(約30 m3)の試作と試験:京都大学にて気密・断熱性を確保し、調湿温風を発生・循環できるチャンバー、およびその制御プログラムを試作し、殺虫条件として望まれる温度湿度制御が可能かどうか試験を実施した。昇温、昇湿についてはほぼプログラム通りの制御が実現され、殺虫に必要な温度(60°C)、かつ木材が乾燥しないような湿度(約60%RH)については問題なく制御できるものとなった。(2)彩色層を毀損しないための安全処理条件の明確化:彩色層・木部における含水率とひずみ分布を測定し、彩色層を毀損しないための安全処理条件を明確化するための測定を継続している。(3)上記原理とプログラムを使用した小規模処理装置の試作と処理:試作した制御プログラムを用いて、博物館資料の山笠基台部の竹、縄部の調湿温風処理用小規模装置を試作し、装置が順調に機能することが確かめた上で山笠基台部の殺虫処理を実施した。(4)実地(大規模)処理を念頭においた設計と準備:大規模な処理のエネルギー効率を向上させるため、装置の仕様と断熱方法を検討している。(5)加湿温風処理の温度湿度分布のシミュレーションによる検討:建物を加温するにあたって、低温になる可能性が高い場所を予測するため、現在試作したチャンバーについてシミュレーションを行い、低温になる箇所を解析した。(6)処理対象となる建造物における虫の調査、および建物内清掃の実施:処理候補となる建造物2棟について、捕虫テープを設置して昆虫の調査を実施した。また建物内の床下、小屋裏などを清掃し、処理前後の効果判定が可能な状態に準備した。本年度計画していたプロトタイプ装置の試作、諸条件のなかでの木材のひずみの測定が実施され、また試作したシステムやプログラムが実用的に働くことを確認できたため、進捗状況は順調である。次年度はさらに詳細な測定と屋外での大きな規模の処理をめざした検討を進めたい。(1)プロトタイプチャンバーによる試験木材、漆塗膜への影響評価:京都大学にて昨年度試作した調湿温風を発生・循環できるチャンバーにおいて、実際の処理を想定した昇温、降温プログラムを何度か繰り返し、彩色層・木部における含水率とひずみ分布を測定した。基本的には、処理のときに想定される条件下では木部、彩色層ともに、顕著な影響が及ぶような大幅なひずみは生じないと考えられるデータが得られているが、材質の履歴によっては、予想外の大きなひずみがおきる可能性も想定される場合があることがわかり、処理を計画するうえで貴重な知見が得られた。(2)試験用建物の処理試験:プロトタイプチャンバーの原理を応用して、試験用の建造物(ログハウス)を処理するための装置を製作し、断熱覆屋をその周囲に作成して、建造物の処理の実験を開始した。気密性、断熱性を保ちつつ、現場で無理なく組み立てができる覆屋の仕様をいろいろな材質から検討した結果、ポリプロピレン素材の断熱材を使用して、比較的安価に気密性、断熱性を発揮できることがわかった。この覆屋と装置を組み合わせることによって、全体としては想定した能力を発揮できるという感触を得た。大きな物件を想定した場合に、より経済的かつ有効な断熱方法の検討を今後も進める(京都大学にて試験)。(3)日光で処理を想定した建造物における昆虫のモニタリング:本年度は、主に日光東照宮神厩舎・鐘楼、二荒山神社大国殿においてトラップによる昆虫の分布状況を調査し、将来的な処理効果判定のための基礎データとした。初年度に作成したプロトタイプの装置、および運用プログラムを応用して、試験用の木造建造物の試験的処理をするための実地試験用装置を製作することができた。十分な気密性、断熱性を保持しつつも、経済的にも実際に許容できる金額で作成できる処理用覆屋の設計で、かなり困難があったものの、年度内にかなり目処がたつ段階に到達することができたため、十分に当初の目標を達成できたものと考える。(1)試験用建物における実処理に向けての処理工程の構築:プロトタイプチャンバーの原理を応用して、試験用の建造物(ログハウス)を処理するための装置を製作し、ポリプロピレンフォームを使用した断熱覆屋を周囲に作成して、実際の建造物の処理を実施した。処理において重要な点は、処理空間の断熱性と密閉性をできるだけ高めることであるが、実際の処理ではコストとの兼ね合いが問題となる。今回、ポリプロピレンフォーム(断熱プチプチ)を使用したことによって、コストの面からも実用的な覆屋の構築の目処がたった。

また、温度処理では、木材の水分量を一定に保ちつつ、部材表面と中心部の温度差をできるだけ小さく保ちながら材の温度をムラなく上昇させることが重要であるが、その性能を実現できるシステムとなった。さらに今年度に予定されている日光の歴史的建造物の処理が気温の低い時期になる場合に備え、加湿に使用する水のパイプ内の凍結防止対策の方法について研究協力者の北原博幸氏を中心に検討した(京都大学にて試験)。(2)日光の歴史的建造物における建物の実処理における各種計測および評価:11月に日光の中禅寺愛染堂にて、これまでの検討結果を踏まえた装置と断熱覆屋を使用して加湿温風処理による殺虫処理を実施した。その際、処理前後での建物の亀裂や彩色箇所の状態記録をとるとともに、建物内数十か所の空間温湿度とテスト部材内中心部の温度を計測した。また、日光の歴史的建造物に使用される極彩色の彩色テスト材や、テスト部材内中心部に木材害虫を埋め込んで殺虫効果を検証する試験も同時に実施した。本結果は今後学会や論文等に取りまとめていく予定である。本研究では、人体や環境に対して安全で、かつ有効な文化財木造建造物の殺虫処理として調湿温風による殺虫をとりあげ、漆などの彩色を施した日本の大型建造物に適用する手法を確立することを目的とした。基礎実験(試験用チャンバ約30m3)、応用試験(最大100m3のモデル試験棟)を通じて木材含水率を保持した状態で殺虫に必要な材芯温度(60°C)に制御できるシステムを試作し、最終的には実際の歴史的木造建造物の加湿温風処理に適用した。このような高い精度で温度と木材含水量をコントロールできる加湿温風による歴史的建造物の処理は、国内でも、また国際的にも初めての例と考えられる。今年度目標としていたプロトタイプのシステムが無事稼動したのを受け、次年度以降は建造物規模の実地での処理が可能なシステムの試作をめざし、エネルギー効率のよい電力駆動のシステム構成、断熱性・気密性についても設計の専門家とともに検討を行い、文化財塗膜に影響の少ない処理条件を実現できる装置の試作に臨みたい。最終年度となる来年度には、実際の処理対象となる建造物規模の大きさの空間内での処理が可能となるような検討を進める必要があるため、より断熱効率がよく経済的にも無理が少ない断熱空間を可能にするための検討を進める予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。文化財科学、博物館科学、文化財の生物劣化対策29年度が最終年度であるため、記入しない。
ブナ科樹木の地形特異的な空間分布に果たす更新初期段階での外生菌根菌の役割

今年度は,昨年度に引き続き屋久島低地照葉樹林に発生する菌類相と地形特異的な菌類子実体の発生状況の野外調査と菌類のDNA解析を行い,これまでの菌類調査の結果を踏えて日本菌学会,日本生態学会において研究発表を行った.1.屋久島低地照葉樹林の菌類相を明らかにする上で重要と考えられる世界自然遺産地域に2箇所とそれ以外の地域に2箇所を選考し,尾根と谷という異なる地形で菌類の探索を5・8・9・10月に行った.2001年から2006年までの調査結果から,屋久島低地照葉樹林にはすくなくとも40科142種と多数の同定不能種が存在することがわかった.今年度採取したキノコからはDNA抽出用の小片を切り出し冷凍保存している.採取したキノコ小片から徐々にDNA抽出とPCR-RFLP解析を行っている.また,DNA小片を切り出したキノコサンプルの一部は乾燥して保存している.2.地形特異的に空間分布するブナ科植物と共生関係をもっている外生菌根菌が地形特異的に発生するかを明らかにするために,上述4箇所の調査地の尾根・谷地形で菌類の探索を行った.これまでの経験上,台風の直後に外生菌根菌であるテングタケ科やベニタケ科,イグチ科などの大型キノコが発生しやすいことがわかっていたので,予備調査を5月に,本調査を台風シーズンの8月下旬から9月初旬にかけて行った.この調査によってキノコの発見しやすさは尾根と谷で大きく異なるものの,調査者のおよそ1m近傍でしか良い発見率を維持できないこと,外生菌根菌の子実体は尾根地形に発生しやすいことが明らかになった.地形によって環境条件がことなることで菌類の生育範囲が限られて子実体の発生状況の地形差という形で見出されたと考えられた.地形特異的なキノコ子実体の発生量を定量的に調査するためにキノコ探索のルートセンサスを行った.ルートは尾根と谷に1本ずつ4箇所の低地照葉樹林内に設置して,2005年8月下旬から9月上旬にかけて行った.全16回の調査で22科180株を確認した.主要な科であったベニタケ科・テングタケ科・イグチ科・オニイグチ科・サルノコシカケ科は尾根ルートで,キシメジ科は谷ルートで推定発生密度が高かった.外生菌根を形成するブナ科の樹木が尾根に生育するのに対して谷にはあまり生育しないことから(Tsujino et al. in press),ベニタケ科・テングタケ科・イグチ科・オニイグチ科は菌根を形成する制約によって地形特異的にキノコが発生したのであろう.ただしキシメジ科は菌根菌を含むが,腐生菌も多く含んでいることから必ずしも尾根でよく見られるということはなかった.すべての種を対象にして距離標本法をもちいて尾根・谷ルートのキノコ株発生密度を推定すると318.8株/haと388.6株/haであった.またESW値(発見しやすさの指標)は尾根ルートで1.57m,谷ルートで0.85mであったことから,林床を歩きながら子実体を探索する場合に良い発見率が期待できるのは探索者の12m近傍だけであることがわかった.また,子実体の発見しやすさが地形によって大きく異なっていたのは,林床環境が異なることで発見率が変化することと,発生するキノコ相が変化することによると思われる.一方,平成17年度までの継続調査によって40科142種と多数の同定不能種を発見した.本研究の結果,多数の菌類子実体が発見されて同定された一方で,多数の未同定種も発見された.これは屋久島低地照葉樹林に多数の未記載種があることを意味している.今年度は,昨年度に引き続き屋久島低地照葉樹林に発生する菌類相と地形特異的な菌類子実体の発生状況の野外調査と菌類のDNA解析を行い,これまでの菌類調査の結果を踏えて日本菌学会,日本生態学会において研究発表を行った.1.屋久島低地照葉樹林の菌類相を明らかにする上で重要と考えられる世界自然遺産地域に2箇所とそれ以外の地域に2箇所を選考し,尾根と谷という異なる地形で菌類の探索を5・8・9・10月に行った.2001年から2006年までの調査結果から,屋久島低地照葉樹林にはすくなくとも40科142種と多数の同定不能種が存在することがわかった.今年度採取したキノコからはDNA抽出用の小片を切り出し冷凍保存している.採取したキノコ小片から徐々にDNA抽出とPCR-RFLP解析を行っている.また,DNA小片を切り出したキノコサンプルの一部は乾燥して保存している.2.地形特異的に空間分布するブナ科植物と共生関係をもっている外生菌根菌が地形特異的に発生するかを明らかにするために,上述4箇所の調査地の尾根・谷地形で菌類の探索を行った.これまでの経験上,台風の直後に外生菌根菌であるテングタケ科やベニタケ科,イグチ科などの大型キノコが発生しやすいことがわかっていたので,予備調査を5月に,本調査を台風シーズンの8月下旬から9月初旬にかけて行った.この調査によってキノコの発見しやすさは尾根と谷で大きく異なるものの,調査者のおよそ1m近傍でしか良い発見率を維持できないこと,外生菌根菌の子実体は尾根地形に発生しやすいことが明らかになった.地形によって環境条件がことなることで菌類の生育範囲が限られて子実体の発生状況の地形差という形で見出されたと考えられた.
遺伝子工学的手法を用いたERECTA遺伝子を介したシグナル伝達系の解析

1.ERECTA遺伝子の発現を制御する遺伝子の遺伝学的な探索昨年度までに、ERECTA(ER)遺伝子の転写産物の蓄積量が減少している複数の変異体を単離した。この中でER遺伝子の転写産物の蓄積量が特に顕著に減少していた12D1系統に関してさらに詳細な遺伝学的解析を行った結果、12D1は少なくとも四重変異体として単離されたことが示唆された。このうち3つの原因遺伝子に関しては、マッピングを行い、塩基置換部位を同定した。現在、野生型遺伝子の導入による相補実験とそれぞれの単独変異体の表現型の解析を進めている(第48回日本植物生理学会年会)。2.ER遺伝子の発現を制御する遺伝子の生化学的な探索ER遺伝子の発現制御領域の解析から、ER遺伝子の上流因子候補として得られたOBERON1(OBE1)遺伝子はシロイヌナズナの発生において重要な機能を果たすことが推測されている(西駕ら、投稿準備中)。そこでOBE1遺伝子によるER遺伝子の発現制御機構に関する新たな知見を得るために、OBE1をベイトに用いた酵母2ハイブリッドスクリーニングを行い、OBE1の複数の相互作用因子BIP(OBERON BINDING PROTEIN)を同定した。3.ER遺伝子の推定上流因子の逆遣伝学的な機能解析2で得られたBIP遺伝子の機能に関する知見を得るために、BIP遺伝子の破壊株の解析を行った結果、BIP2遺伝子はER遺伝子の発現制御のリプレッサーである可能性が示唆された。4.マイクロアレイ解析によるER遺伝子の下流因子の探索ER遺伝子の下流ターゲット因子を明らかにするために、マイクロアレイ解析を行い、野生型とer変異体との間でmRNAの発現量に差がある遺伝子を網羅的に探索した結果、転写制御やシグナル伝達に関与することが推測される多数の下流因子候補が得られたため、これらの遺伝子の機能解析を行っている。erecta変異体における既知の遺伝子の発現量の解析ERECTA遺伝子の作用機構に関して知見を得るためにerecta変異体における既知の遺伝子の発現量を解析した。ERECTA遺伝子は主に茎頂分裂組織や器官の原基で発現し、植物体の地上部の形態形成に関与することから、茎頂分裂組織で発現する遺伝子や地上部の形態形成に関与することが知られている遺伝子等を解析の対象とした。その結果、花成に関与することが示唆されているFWA遺伝子の発現量がerecta変異体において若干上昇していることが分かった(日本遺伝学会第76回大会)。ERECTA遺伝子をL1層特異的に発現する形質転換植物の作成と解析シロイヌナズナの茎頂分裂組織は細胞の分裂様式に即していくつかの細胞層に分けることができる。その中で茎頂分裂組織の最外層であるL1層に注目した。L1層の細胞は垂層分裂するために細胞層は厳密に保たれ、成熟器官の表皮へと分化する。表皮系におけるERECTA遺伝子の機能に関して知見を得るためにERECTA遺伝子をL1層特異的に発現する形質転換植物を作製した。シロイヌナズナからL1層特異的に発現する遺伝子として単離されたPDF2遺伝子の発現制御領域の下流にERECTA遺伝子をつないだ融合遺伝子を作製し、その融合遺伝子をerecta変異体のnull変異体であるer-105変異体に導入した(日本植物学会第68回大会)。作製したer-105 pPDF2::ERECTA形質転換植物において花序やさやの形態を観察したところ、野生型とほぼ同様の表現型を示した(シロイヌナズナワークショップ2004)。ERECTA遺伝子の転写制御因子の探索ERECTA遺伝子の発現制御領域をレポーターであるGUS遺伝子につないだ融合遺伝子はERECTA遺伝子の発現制御領域の活性を可視化するのに有用である。そこで野生型植物に融合遺伝子を導入した形質転換植物をEMSを用いて変異源処理し、GUS活性に変化が見られる変異体の探索を開始した。GUS活性が変化する変異体の原因遺伝子の中からERECTA遺伝子の発現制御に関与する因子が単離されることが期待される(第46回日本植物生理学会年会)。1.ERECTA遺伝子の発現制御領域の解析ERECTA遺伝子は植物体の地上部特異的に発現し、発達中の器官や茎頂分裂組織で特に強く発現することが分かっている。このような部位特異的な発現制御に必要な最小限の発現制御配列を特定するために、改変したERECTA遺伝子の発現制御領域をレポーターであるGUS遺伝子につないだ融合遺伝子を作製した。融合遺伝子を導入した形質転換植物のレポーター活性を測定して、野生型の発現制御領域に加えた改変操作の影響を解析することにより、発現制御に必要な配列が特定されることが期待される。2.ERECTA遺伝子の発現を制御する遺伝子の遺伝学的な探索ERECTA遺伝子の部位特異的な発現を誘導するのに十分な発現制御領域をGUS遺伝子につないだ融合遺伝子を導入した形質転換植物の種子をEMSによって変異源処理し、GUS活性に変化が見られる変異体を選抜した。その結果、GUS活性が低下している複数の系統を単離した。これらの系統について、ERECTA遺伝子の転写産物の蓄積量を解析した結果、ERECTA遺伝子の転写産物の蓄積量が減少している系統が得られた。現在、表現型の解析と遺伝子を同定するための実験を行っている(第47回日本植物生理学会年会)。3.erecta変異体の新奇アレルの同定2の変異体の選抜中にerecta変異体に類似した表現型を示す

3系統の変異体が得られ、いずれもerecta変異の新奇アレルであることを明らかにした。また形質転換植物の作製中にも新奇アレルを1系統同定した。これらの変異体の新奇アレルの中で3アレルはナンセンス変異であり、強い変異体型の表現型を示した。1アレルはミスセンス変異であり、弱い変異体型の表現型を示した。現在までに単離されてきたerecta変異体の中には弱いアレルが少なかったことから、今回、発見したミスセンス変異の弱いアレルはERECTA遺伝子の分子生物学的な理解に大きく貢献することが期待される(第47回日本植物生理学会年会)。1.ERECTA遺伝子の発現を制御する遺伝子の遺伝学的な探索昨年度までに、ERECTA(ER)遺伝子の転写産物の蓄積量が減少している複数の変異体を単離した。この中でER遺伝子の転写産物の蓄積量が特に顕著に減少していた12D1系統に関してさらに詳細な遺伝学的解析を行った結果、12D1は少なくとも四重変異体として単離されたことが示唆された。このうち3つの原因遺伝子に関しては、マッピングを行い、塩基置換部位を同定した。現在、野生型遺伝子の導入による相補実験とそれぞれの単独変異体の表現型の解析を進めている(第48回日本植物生理学会年会)。2.ER遺伝子の発現を制御する遺伝子の生化学的な探索ER遺伝子の発現制御領域の解析から、ER遺伝子の上流因子候補として得られたOBERON1(OBE1)遺伝子はシロイヌナズナの発生において重要な機能を果たすことが推測されている(西駕ら、投稿準備中)。そこでOBE1遺伝子によるER遺伝子の発現制御機構に関する新たな知見を得るために、OBE1をベイトに用いた酵母2ハイブリッドスクリーニングを行い、OBE1の複数の相互作用因子BIP(OBERON BINDING PROTEIN)を同定した。3.ER遺伝子の推定上流因子の逆遣伝学的な機能解析2で得られたBIP遺伝子の機能に関する知見を得るために、BIP遺伝子の破壊株の解析を行った結果、BIP2遺伝子はER遺伝子の発現制御のリプレッサーである可能性が示唆された。4.マイクロアレイ解析によるER遺伝子の下流因子の探索ER遺伝子の下流ターゲット因子を明らかにするために、マイクロアレイ解析を行い、野生型とer変異体との間でmRNAの発現量に差がある遺伝子を網羅的に探索した結果、転写制御やシグナル伝達に関与することが推測される多数の下流因子候補が得られたため、これらの遺伝子の機能解析を行っている。
核レセプター機能の調節物質の医薬品化

新規レチノイドとして,従来の研究成果にもとずいて,新しい構造の化合物分子を設計し合成した.評価は前骨髄球性白血病細胞株HL60の分化を指標とした.その結果,レチノイドの拮抗物質をうることができた.拮抗物質はレチノイドレセプターとも結合するので競合拮抗剤といえる.チロイドについては,新規化合物合成の手段として,多数の混合物を合成しそれを分離して活性体の構造を決めるという,新しい手段を考案して実行した.その結果,チロキシンのヨード原子をトリフルオルメチル基に変換することができることが判明した.1984年に合成したアミド系のレチノイドについて,前骨髄球性白血病患者の治療に用いる機会を作ることができ,実際に良好な結果を得ることができた.この研究は浜松医大大野竜三教授によって実行された.核レセプターはレチノイド以外にも多くのリガンドが考えられ,治療に際しての分子標的として非常に有効なものであることが証明されたといえる新規レチノイドとして,従来の研究成果にもとずいて,新しい構造の化合物分子を設計し合成した.評価は前骨髄球性白血病細胞株HL60の分化を指標とした.その結果,レチノイドの拮抗物質をうることができた.拮抗物質はレチノイドレセプターとも結合するので競合拮抗剤といえる.チロイドについては,新規化合物合成の手段として,多数の混合物を合成しそれを分離して活性体の構造を決めるという,新しい手段を考案して実行した.その結果,チロキシンのヨード原子をトリフルオルメチル基に変換することができることが判明した.1984年に合成したアミド系のレチノイドについて,前骨髄球性白血病患者の治療に用いる機会を作ることができ,実際に良好な結果を得ることができた.この研究は浜松医大大野竜三教授によって実行された.核レセプターはレチノイド以外にも多くのリガンドが考えられ,治療に際しての分子標的として非常に有効なものであることが証明されたといえる合成レチノイドについて悪性転換モデルを用いての悪性転換阻止の実験によりRe80が強い阻害活性を示した.機能調節分子としての新しいアプローチとしてレチノイドアンタゴニストの研究をすすめた.ベンツイミダゾール、アダマンタン誘導体,ジベンゾジアゼピン誘導体などにアンタゴニスト活性をみいだした.アンタゴニストはリガンド依存性の癌や過剰症の治療に用いうるものと考えられる.チロキシンの研究をすすめるために、チロキシンレセプターの大腸菌による産生を行った.融合タンパクとしてえたが、結合部の開裂に問題を残している.核レセプターと考えているフオルボールエステル結合タンパクTPBPに結合するリガンドの合成をすすめた.ベンゾラクタム-310-V-10の合成を行ない結合力を測定し、期待する効力をみた.レチノイン酸レセプターのリガンド結合部位を合成し、合成レトノイドの結合を定量的に評価した.レチノイドのアンタゴニストを合成し、レセプター結合性を評価した.多数のチロイド関連物質を合成したが、チロイドレセプターに強く結合する分子はえられなかった.合成レチノイドRe80について前臨床データとしてラット毒性、発がんモデルにおける腫瘍悪性化の阻害などを得た.合成レチノイドの血管新生阻害作用を見いだした.新規レチノイド、チロイドの分子設計をすすめ、レチノイドアンタゴニストの合成を行った。チロイドについては、divergent synthetic methodの実行例を示すことができ、新規チロキシン誘導体を合成することができた。1984年に合成したレチノイドについて、前骨髄球性白血病の治療に成功した。
血行力学的脳梗塞の起立負荷時の脳循環動態と治療効果の判定

本年度は内頚動脈閉塞症患者における立位負荷の脳循環への影響を頚部超音波ドプラー法により検討した。対象;脳血管撮影またはMRAで確認された一性内頚動脈起始部閉塞症の患者11名(63.0±7.2歳)(平均±標準偏差)。原因疾患;アテローマ血栓性脳梗塞4例、心原性脳塞栓症2例、一過性脳虚血発作4例、無症候1例であった。方法;duplex頚部超音波装置(東芝社製SSH-14OA、7.5MHzリニア型探触子)を用いて、患側総頚動脈を長軸方向に描出した。次に、内頚動脈分岐部より約2cm中枢側総頚動脈内にドプラービームと血管の角度が60度以下になるようにサンプルボリュームームを設定した。まず、臥位での収縮期血流速度・平均血流速度・拡張末期血流速度を測定した。次に、患者を起立させ同様の検査を行った。検査中は左肘動脈に自動血圧計を装着し、血圧及び心拍数を連続記録した。統計処理:対応のあるT検定を用い,危険率5%以下を有意とした.結果;(1)血圧の変化;平均血圧は臥位時98.0±7.0mmHg,立位時103.8±16.5と差異は見られなかった。(2)脈拍数の変化;臥位時の平均脈拍は69.4±8.2回/minで立位により79.9±13.5と有意に上昇していた(P<0.01)(3)収縮期血流速度:立位による有意な変化は見られなかった。(4)平均血流速度;臥位時23.6±5.6cm/secであったが、立位負荷にて18.1±3.5と有意に低下した(P<0.01)。(5)拡張末期血流速度;臥位時8.9±3.1であったが立位時には3.6±3.0とやはり有意に低下していた(P<0.01)。考察;今回の私達の結果からは、立位に伴う血圧低下がなくても閉塞側の内頚動脈の血流は低下するものと考えられた。これは、立位時により頚動脈圧に低下するが、それに見合う血流量の増加が生じていないためと考えられた。この原因の理由として、内頚動脈の閉塞は結果として脳の自動調節能を障害している可能性も示唆された。次年度は、この病態をSPECTを用いてさらに検討する必要があると考えている。
気孔孔辺細胞における14-3-3蛋白質の機能と青色光情報伝達の分子機構

我々の研究室では最近、孔辺細胞の青色光情報伝達系の光受容体を同定した。この光受容体に続く情報伝達因子を明らかにするため、この光受容体をベイトとしてYeasttwo hybrid screeningを行った。約3500万クローンに対しスクリーニングを行い、24個のポジティブクローンを得たが、その中に真の陽性は存在しなかった。そこで、本年度はvfPHOT1をドメインごとに分けたベイトコンストラクトを作製し、ソラマメ孔辺細胞cDNAライブラリーに対し再スクリーニングを行った。vfPHOT1を七つの断片に分けベイトコンストラクトを作製し、計5600万クローンに対しスクリーニングを行った。その結果、LOV1/2ドメインを用いたスクリーニングから9個のポジティブクローンを得た。また、LOV2-kinase domainを用いたスクリーニングでは、2個のポジティブクローンを得た。それらに対し、二次スクリーニングを行ったところ、LOV1/2ドメインを用いた場合に得られたクローン9個の中に、8個のポジティブクローンが確認された。シークエンスの結果、8個のクローンはいずれも同一の遺伝子であり、dynein light chainと相同性の高いことが分かった。以後、この遺伝子をvfDLCと名付けた。次に、このvfDLCとvfPHOTの結合部位の同定を行ったところ、vfDLCはvfPHOTのN末端の50aaのいずれかに結合していることが分かった。Yeast内では結合することが明らかとなったため、in vitroでの結合実験をFar Western blottingを用いて行った。その結果、vfDLCはvfPHOT1には結合するが、vfPHOT2,atPHOT1には結合しないことが分かった。ノーザンブロッティングにより発現部位を調べた結果、vfDLC,vfPHOT1ともに、孔辺細胞に多く発現していることが分かった。今後は、さらに詳しく解析を進めるため、形質転換体を作成していく予定である。
配糖体分子による精密構造認識と分子会合に関する研究

多彩な花色は、そのほとんどがアントシアニンによって発現する。花色素アントシアニンは配糖体として存在し、花弁中では単分子状態で存在するのではなく、精密な構造認識に基づく分子会合体となって初めて美しい色を発現する。これらの分子会合体の形式には、共存する金属イオン、無色のコピグメントのみならず、分子内の芳香族酸残基なども関与し、いずれも、分子内の糖の立体によって会合のキラリティが規定され、自己組織化した分子会合体によりアントシアニンの深色化と安定化が起き、千差万別な色となる。今回、アジサイの花色変異について、配糖体分子の精密構造認識による会合分子(自己組織化超分子)の形成の面からの成果を報告する。まずアジサイの花色素の成分と化学構造について、花色の違うアジサイ萼片を用いて分析した。すると、色素成分物質は、花色に係らずデルフィニジン3-グルコシドシドであることがわかった。また、コピグメントとしてクロロゲン酸、およびイソクロロゲン酸が主に含まれ、長年花色との関与が指摘されているA13+も検出された。成分からの花色再現試験により、これら3成分が青色発色に必須であることがわかった。会合に必須な部分構造を明らかにする目的で、非天然型の色素、コピグメントを用いて、同様の実験を行なった。コピグメントのキナ酸誘導体は、新たな高選択的化学合成法を開発することにより、イソクロロゲン酸およびその類縁体を調製した。A13+存在下でアントシアニンとキナ酸3-エステルからは安定なアシサイの青色溶液が得られたが、キナ酸5-エステルを用いると沈殿となった。これらの組み合わせ実験より、キナ酸のエステル部位が会合に極めて重要であることが明らかにできた。
新規な感熱応答性高分子の相転移挙動の基礎検討とこれを用いた機能性表面の構築

申請者らが新規に見出したポリエーテル系感熱応答性高分子、およびそれらとポリエチレンオキシド(PEO)とのジブロック共重合体について、応用展開に必要な基礎物性の取得と、応用例として機能性表面の構築を試み、以下の結果を得た。・Poly(ethyl glycidyl ether)-block-poly(ethylene oxide)の感熱応答挙動について検討し、希薄溶液では温度上昇に伴って15°C以上でコア-シェルミセルを形成し、40°C以上でミセルが凝集する2段階の会合挙動を示すことを、濃厚溶液では20°C以上でヘキサゴナル液晶相、50°Cでラメラ液晶相を形成することを明らかにした。・主鎖末端にレドックス基フェノチアジン(PT)を導入した感熱応答性ジブロック共重合体の相転移温度は感熱応答ブロックが長いほど、そのPEOブロックに対する長さ比率が大きくなるほど低温にシフトした。PT基の酸化電位は転移温度より高温で正電位シフトし、酸化電流は転移温度で最大値を示した。電流の変化はコア-シェルミセル形成に伴う拡散係数の低下を、電位シフトはミセルコアの疎水環境にPT基が取込まれることを反映することがわかった。・Poly(ethoxyethyl glycidyl ether)を固定化した金基板表面における水の接触角(CA)は温度上昇に伴ってある温度で不連続に増加した。この変化は温度変化に対して可逆であり、脱水和と同時に起こる高分子鎖のコイル-グロビュール転移を反映している。表面における転移温度は固定化高分子の混み合い度が大きいほど高い傾向があり、分子間相互作用や高分子鎖の運動性が表面転移温度の決定因子であることを示唆した。この固定化した高分子末端に導入したPT基の応答は温度依存性を示すと同時に、電解質中に溶解しているグルコースオキシダーゼに対して電子メディエーターとして機能することがわかった。レドックス活性なフェノチアジン(PT)を主鎖末端に導入したポリエトキシエチルグリシジルエーテル(PEGE)とポリエチレンオキシド(PEO)から成る感熱応答性ジブロック共重合体(TRP)において、各ブロック長や長さの比率を変化させて、水溶液中におけるPEGEブロックの相転移温度やPTの酸化還元挙動への影響を検討した。色素可溶化法によって決定した相転移温度はPEOブロックが長くなるほど、PEGEブロック/PEOブロックの長さ比率が小さくなるほど高温にシフトした。相転移温度より高温ではPTの酸化電位は正電位シフトし、PTがグロビュール状態になったPEGEブロックの疎水環境に取込まれることを反映した。同時に酸化ピーク電流値から見積られる拡散係数Dが減少し、高分子の会合を示唆した。PTとSH基を両主鎖末端に結合したTRPを合成し、それを固定化した金基板表面の水に対する濡れ性の温度依存性について検討した。分子量3000のTRPの場合、基板表面における水の接触角は36°C付近で47°から60°に不連続に変化した。この表面の親疎水性の温度変化は可逆的に起こり、高分子の脱水和と同時に起こるコイル-グロビュール転移を反映している。表面における転移温度は水溶液中よりも高温にシフトし、固定化TRPの混み合い度が大きいほど高い傾向が得られた。次に末端PT基を持たないTRPについて同様の検討を行ったところ、やはり固定化TRPの混み合い度と表面転移温度の間に相関が観られた。よって、表面におけるTRPの相転移においては疎水基PTの影響は大きくないこと、固定化TRPの混み合い度が重要であることがわかった。1)PEGEブロックが長い、PEOブロックが短いほどTcは低温にシフトするが、前者の影響が大きい。2)PTの酸化電位はTcより高温では昇温に伴って正電位シフトし、酸化電流はTcで最大値を示した。

これら酸化還元特性の変化はPEGEブロックがグロビュール状態になるために高分子の会合が起こり、その疎水環境にPTが取込まれることを反映する。3)光散乱から求めた流体力学的半径はTc以上でもほぼ一定値を示すことから、PTの酸化電流減少は高分子の会合による拡散係数の減少よりも、疎水環境へ取り込まれることによる電気化学的に不活性なPTの生成に起因すると考えられる。PTを主鎖末端に導入した感熱応答性高分子PT-PEGEは上記のような水溶液中のみならず、イミダゾリウム系イオン液体中でも低温相溶・高温不溶のLCST型溶解挙動を示すことを見出した。イオン液体中のTcはイオン液体や高分子の種類・構造に依存して変化するが、総体的に水溶液中に比べて高温であった。高分子のエーテル酸素とイオン液体カチオンの2位の水素間の水素結合がTc値決定に大きな役割を果たしていると考えられる。
内包フラーレン類の有機化学的合成法の開発

フラーレンC_<60>に内包された水素分子をNMRプローブとして利用し、C_<60>の芳香族性が二電子還元によって著しく低下することを初めて明らかにした。また、水素分子を2個あるいは1個内包したフラーレンである(H_2)_2@C_<70>およびH_2@C_<70>と9,10-ジメチルアントラセン(DMA)との[4+2]環化付加反応を検討し、内側の水素分子の個数の違いが、C_<70>外側における化学反応に影響することを明らかにした。ベンゼンなどに代表される平面パイ共役系化合物の芳香族性と比べて、6員環と5員環のネットワークからなるフラーレンの球状パイ共役系は非常にユニークな芳香族性を示すことが知られている。これまでフラーレンの芳香族性を研究するには、フラーレン骨格内側に内包された^3He原子のNMR化学シフトが利用されてきたが、その合成には3,000気圧という極端な高圧条件を要する上、内包率も0.1%程度に過ぎず、研究の制約となっていた。これに対して我々は、"分子手術法"とも呼ぶべき合成法を初めて開発することにより、フラーレン骨格内に水素分子をほぼ100%の内包率で導入することに成功した。さらに、この水素分子が、フラーレンの球状パイ共役系の芳香族性を研究するうえで、鋭敏なNMRプローブとして利用できることを明らかにした。本研究では、これまでほとんど研究例のなかったフラーレンイオン種の芳香族性を解明すべく、水素分子を内包したC_<60>の二価アニオン種の発生およびNMR観測を行った。具体的には、水素分子を内包したフラーレンH_2@C_<60>に対してCH_3SNaをアセトニトリル-d_3中にて作用させ、二価アニオンの発生を示す暗赤色溶液を得た。この^1H NMRを測定した結果、H_2@C_<60>の二価アニオンの内包水素は26.36ppmという極端な低磁場領域に観測されることがわかった。これは中性状態のH_2@C_<60>の内包水素と比較すると約27.8ppmの低磁場シフトに対応し、このことは二電子還元によってC_<60>の芳香族性が著しく低下したことを明らかに示している。開口部をもつフラーレン誘導体に関しても同様に、二価アニオンのNMR測定を行ったところ、水素分子は8.13ppmに観測された。これは中性状態の内包水素より約15.4ppmも低磁場側にシフトしており、C_<60>の球状パイ共役系が大きく損なわれていても、C_<60>の場合と同じく芳香族性の低下が起こることがわかった。フラーレンの内部空間に金属あるいは希ガス原子が導入されると、空の場合とは異なる反応性を示すことが知られている。しかし、アーク放電や極端な高温・高圧条件を要する既存の製造法では、内包フラーレン自体の生成量が僅少であるため、十分な研究はなされていない。一方、我々は分子手術法とも呼ばれる手法を開発し、フラーレン骨格内に水素分子を100%導入することに初めて成功した。本研究では、フラーレンと水素分子との相互作用がフラーレンの反応性にどのような影響を及ぼすかを明らかにするため、水素内包C_<70>の付加反応を検討した。水素分子を1個あるいは2個内包したフラーレン(H_2)_2@C_<70>およびH_2@C_<70>と、9,10-ジメチルアントラセン(DMA)との[4+2]環化付加反応を1,2-ジクロロベンゼン-d_4中で行い、得られた平衡混合物の^1HNMRを測定した。その結果、新たに生成した付加体DMA-(H_2)_2@C_<70>およびDMA-H_2@C_<70>の内包水素が-21.80および-22.22ppmに観測され、未反応の(H_2)_2@C_<70>(-23.80ppm)およびH_2@C_<70>(-23, 97ppm)のものより低磁場にシフトした。これらのシグナル強度比ならびに^1HNMRより見積もった未反応DMAの濃度から、30,40,50°Cでの平衡定数K_1およびK_2を算出し、ファントホッフの式より自由エネルギー変化ΔG_1およびΔG_2をそれぞれ決定した。その結果、K_2はK_1より約1519%小さいことがわかった。すなわち、内包水素分子の個数により付加反応の熱力学的パラメータが変化することが明らかとなった。
染色体異常症に合併する血液疾患における血液細胞の形態および機能に関する研究

ダウン症候群に伴うtransient abnormal myelopoiesis(TAM)および急性白血病、13トリソミー、22トリソミーなどの末梢血液、骨髄穿刺液について、電子顕微鏡による微細構造の観察と、DNA<ミエロペルオキシダーゼ、血小板ペルオキシダーゼ、糖化合物などの微細構造上の局在とその変化について研究した。ダウン症候群のTAMの芽球では、核のDNAの局在は、急性骨髄性白血病や急性巨核球性白血病の芽球に類似していた。芽球の細胞質は血小板ペルオキシダーゼ陽性で巨核球系の特徴をもつが、同時に、顆類球系細胞を思わせるミエロペルオキシターゼ陽性の顆粒、好塩基球様顆粒、フェルチンを含む赤芽球の核粒などもあり、TAMの芽球は多能性幹細胞であることをうかがわせた。また、細胞質内のグリコーゲン粒子は少ないが、ゴルジ装置、GERL(Golgi-emdoplasmic reticulum-granules)は発達がよく、未熟だが蛋白の合成などでは、活動性の高い細胞であると思われた。ダウン症候群に発症する巨核球性白血病の芽球はこのTAMの芽球に類似した特徴を持っており、発声学的に近い位置にあると推察された。13トーソミーの好中球はミエロペルオキシダーゼ陽性の顆粒が多く、22トリソミーではこの一次顆粒が少ない傾向にあった。また、22トリソミーでは、顆粒球の顆の形態的な成熟と細胞化学的な成熟の間にdiscrepancyがみられた。血液疾患のないダウン症候群およびtransient abnormal myelopoiesis(TAM),急性白血病などを有するダウン症候群、13trisomy、22-trisomy,multiple trisomy,Fanconi症候群などの末梢血液、骨髄穿刺液について、電子顕微鏡による微細構造の観察と、DNA、ミエロペルオキシダーゼ、血小板ペルオキダシ-ゼ、糖化合物などの微細構造上の局在とその変化について研究した。血液疾患のないダウン症候群では血液細胞の微細構造上の異常はなく、ミエロペルオキシダーゼ陽性顆粒数も正常であった。ダウン症候群のTAMの芽球は血小板ペルオキシダーゼ陽性で巨核球系の特徴をもつが、同時に、顆粒球系細胞を思わせるミエロペルオキシダーゼ陽性の顆粒、好塩基球様顆粒、フェリチンを含む赤芽球の顆粒などもあり、TAMの芽球は多能性幹細胞であることをうかがわせた。芽球自体、核のDNAの局在は、急性骨髄性白血病や急性巨核球性白血病の芽球に類似していた。ダウン症候群に発症する巨核球性白血病の芽球はこのTAMの芽球に類似した特徴を持っていたが、多方面への分化の程度は減少していた。22trisomyの好中球はミエロペルオキシダーゼ陽性の顆粒が有意に少なく、13trisomyではこの一次顆粒が多い傾向にあった。Multiple trisomyの症例ではnuclear pocketが10%の顆粒球にみられ、時に、Auer様の小体を有するものもみられた。Fanconi症候群では、myelodysplastic syndrome(MDS)のない患者では血液細胞の形態に異常は少なかったが、MDSを伴ったものは核の異常がつよく、顆粒球系細胞の76%,リンパ球の21%にnuclear pocketがみられた。白血病化するとこのような核の異常は消失した。染色体異常症では、光顕上異常がみられなくとも、電顕上、細胞化学上、軽い異常がある。血液学的に異常がおきると形態異常は強くなり、染色体正常者とは異なる特異な異常をきたすことが分かった。血液疾患のないダウン症候群およびtransient abnormal myelopoiesis(TAM),急性白血病などを有するダウン症候群、13trisomy、22-trisomy,multiple trisomy,Fanconi症候群などの末梢血液、骨髄穿刺液について、電子顕微鏡による微細構造の観察と、DNA、ミエロペルオキシダーゼ、血小板ペルオキシダーゼ、糖化合物などの微細構造上の局在とその変化について研究した。

血液疾患のないダウン症候群では血液細胞の微細構造上の異常はなく、ミエロペルオキシダーゼ陽性顆粒数も正常であった。ダウン症候群のTAMの芽球は血小板ペルオキシダーゼ陽性で巨核球系の特徴をもつが、同時に、顆粒球系細胞を思わせるミエロペルオキシダーゼ陽性の顆粒、好塩基球様顆粒、フェリチンを含む赤芽球の顆粒などもあり、TAMの芽球は多能性幹細胞であることをうかがわせた。芽球自体、核のDNAの局在は、急性骨髄性白血病や急性巨核球性白血病の芽球に類似していた。ダウン症候群に発症する巨核球性白血病の芽球はこのTAMの芽球に類似した特徴を持っていたが、多方面の分化の程度は減少していた。22trisomyの好中球はミエロペルオキシダーゼ陽性の顆粒が有意に少なく、13trisomyではこの一次顆粒が多い傾向にあった。Multiple trisomyの症例ではnuclear pocketが10%の顆粒球にみられ、時に、Auer様の小体を有するものもみられた。Fanconi症候群では、myelodysplastic syndrome(MDS)のない患者では血液細胞の形態に異常は少なかったが、MDSを伴ったものは核の異常がつよく、顆粒球系細胞の76%,リンパ球の21%にnuclear pocketがみられた。白血病化するとこのような核の異常は消失した。染色体異常症では、光顕上異常がみられなくとも、電顕上、細胞化学上、軽い異常がある。血液学的に異常がおきると形態異常は強くなり、染色体正常者とは異なる特異な異常をきたすことが分った。
歌舞伎の構造と社会構造

本研究の目的はシンボル・システムとしての歌舞伎の「構造」と社会構造との対応関係を把握することにある。本目的を達成するために、1.「歌舞伎の構造」、及び2.「社会構造」を明確にし、3.両種の構造の具体的対応を、対応の媒介者である「役者集団」の中に求める、という研究計画の手順に従い、次のような知見を得た。1.歌舞伎の構造とは、世界・役柄・演技・定式などにみられる多様な「型(pattern or style of acting)」相互間の類似と差異に基づく「範列(paradigm)」的な関係の全体、すなわち、型の潜在的レパ-トリ-であり、特定の狂言は、レパ-トリ-から選択された型の組合せとして「連辞(syntagm)」レベルで顕在化するのではないか、との知見を得た。そして、「型」とは、自然及び人間の行動・心理の「類型」的かつ「律動」的な視覚・聴覚化であると定義でき、この意味で、型は、日常の現実に誇張化・分節化を施すことで成立した自律的な「形式」であるといえる。2.社会構造とは「制度化された価値パタ-ン」と規定でき、それは幕藩体制下では「身分」・「家」制度に含まれる価値パタ-ンであるー例えば、身分制にみられる「類型的分別」と「ヒエラルヒ-的配列」、「家」制度にみられる「系譜的連続性」と「システム優位性」のパタ-ン。3.両種の構造は次の対応関係にある。(1)役者やその集団に内面化・制度化された身分・家的な価値パタ-ンは、類型化・ヒエラルヒ-化された「型の連関」や型の超世代的伝承としての「家の芸」を必然的に生み出す(因果的対応)、(2)型としての構造は、その思想内容の単純さによって幕藩体制の価値原理を維持する反面、その審美的価値のゆえに中枢価値を脅かす(機能的対応)、(3)最後に、(1)(2)の対応の確定を通して、両種の構造は、「型による分節化」という江戸期の「世界観」の、二つの次元(シンボル的次元と社会的次元)における実現ではないか、という示唆を得た。1.歌舞伎史を概観するという目的に関しては、(1)元禄、天明、化政期という時代区分は、江戸歌舞伎の成立、発展、変質の動的過程として捉えなければならない、(2)歌舞伎史の一側面を、役柄分化の複雑化(例えば敵役の中から色悪、女形の中から悪婆の再分化)としておさえ、この複雑化を徳川期身分類型社会の変質と対応させなければならない、との知見を得た。2.「型」の種類・特性・変形の解明という目的に関しては、(1)歌舞伎演劇は、その思想的内容の稀薄さにくらべて審美的形式(型)においては多様かつ細密であること、(2)「型」とは、日常的な情感や行動を「誇張化」しそれに「分節」を施して成立するのであり、それゆえ、日常の現実から「距離」をもち「自律的世界」を確立する形式であること、(3)型の変形の一因は、「家」という型の維持をめざす社会システムが政治的、経済的状況に適応して変化してゆく事態にあること、などを解明した。

3.「シンボル=記号」や「構造」の概念を明確にするという目的に関しては、(1)コントの記号理論を検討することによって、単なる身振り(非意図的記号あるいはシグナル)から芸術としてのドラマ的模擬(意図的記号あるいはシンボル)への発展が、未分節的表現から分節的表現への、情動の自主的表出から感情の理想化された表現への過程で、あること、(2)レヴィ=ストロースやパーソンズの構造論を検討することによって、構造の、シンボル的・表現的側面と価値的・規策的側面を区別しなければならないこと。そのそれぞれの側面が歌舞伎の構造と社会の構造に対応すること、などを明確にした。今後は、以上の知見と成果を踏まえ、1.型のシンボル的構造と社会の価値構造との対応関係を、台帳や演技論や日本近世社会論関係の文献に拠って研究するとともに、2.型の実践者であり担い手でもある歌舞伎俳優や国立劇場研修生への面接などによって、1の作業を具体的に補充してゆきたい。本研究の目的はシンボル・システムとしての歌舞伎演劇の「構造」と社会構造との対応関係を把握することにある。本目的を達成するために、1、「歌舞伎の構造」、及び、2、「社会構造」を明確にし、3、両種の構造の対応の具体相を、対応の媒介者である「役者集団」の中に求める、という研究計画の手順に従い、次のような知見を得た。1、歌舞伎の構造とは、世界・役柄・演技・定式などにみられる多様な「型(pattern or style of acting)」相互間の類似と差異に基づく「範列(paradigm)」的な関係の全体、すなわち、型の潜在的なレパ-トリ-であり、特定の狂言は、レパ-トリ-から選択された型のの組合せとして「連辞(syntagm)」レベルで顕在化するのではないか、との知見を得た。そして、「型」とは、人間の心理・行動の「類型」的かつ「律動」的な視覚・聴覚化であると定義でき、この意味で、型は日常の現実に誇張化・分節化を施すことで成立した自律的な「形式」であるといえる。2、社会構造とは「制度化」された価値パタ-ン」と規定でき、それは幕藩体制下では「身分」・「家」制度に含まれる価値パタ-ンであるー例えば、身分制にみられる「類型的分別」と「ヒエラルヒ-的配列」、「家」制度にみられる「系譜的連続性」と「システム優位性」のパタ-ン。3、両種の構造は次の対応関係にある。(1)、役者やその集団に内面化・制度化された身分・家的な価値パタ-ンは、類型化・ヒエラルヒ-化された「型の連関」や型の超世代的伝承としての「家の芸」を必然的に生みだす(因果的対応)、(2)、型としての構造は、その思想内容の単純さによって幕藩体制の価値原理を維持する反面、その審美的価値のゆえに中枢価値を脅かす(機能的対応)、(3)、最後に、(1)(2)の対応の確定を通して、両種の構造は、「型による分節化」という江戸期の「世界観」の、二つの次元(シンボル的次元と社会的次元)における実現ではないか、という示唆を得た。
走査トンネル顕微鏡による超伝導強磁性体界面での近接効果に関する研究

常伝導金属を超伝導体に接触させると、超伝導ライクな性質が接触界面近傍に現れる。走査トンネル顕微鏡による局所トンネル分光の機能を生かして、誘起された超伝導特性およびその空間分布を評価し、欠陥構造や電子状態による影響を明らかにした。2次元金属層における近接効果による研究では、原子層ステップ構造が超伝導特性に大いに影響を与えること見出された。超伝導の拡がりを遮断するとともに、ステップと界面間では増強させることが明らかとなった。強磁性体との近接効果では、超伝導特性が界面近傍において破壊される逆近接効果が観察された。破壊の拡がりに異方性が見出され、フェルミ面形状によるものと結論された。超高真空低温走査トンネル顕微鏡を用いて、Si(111)基板上に、表面一原子層からなる金属相であるPb誘起の表面再構成構造Striped Incommensurate(SIC)相と、超伝導相であるPb薄膜を作成し、その界面近傍における超伝導ギャップ分布をナノスケールの空間分解能で観察した。その結果、超伝導特性が界面からSIC相内へ拡がる様子が実空間で観察され、その拡がり方が界面での接触状態により大きく変化することを見出した。また、SIC上の一原子層の段差であるステップ構造により、超伝導特性の拡がりがブロックされることや、界面とステップに挟まれた領域では、無反射トンネリングにより超伝導特性が増強されることなどを観測している。その振る舞いからステップにおける電気抵抗率を初めて求めることができた一方で、コヒーレンス長より狭い領域ではこれまでの理論では説明できない振る舞いが観測されており、今後の研究課題である。強磁性体との近接効果の実空間観察のために、室温付近でのキュリー点を持つ強磁性薄膜であるMn3Ge5をGe(111)基板上に成長させ、その後Pbを蒸着することにより界面を形成し、近接効果の観測を試みた。平坦なMn3Ge5薄膜を作成することや、原子層レベルで規定された界面を見つけることはできたものの、Mn3Ge5相への超伝導特性の染み出しを観測することはできず、それに起因した特異な超伝導特性の観測を行うことは出来なかった。しかしながら、Pb相内への超伝導破壊現象(逆近接効果)が観測され、破壊の拡がりがPbの特定の結晶方位に優先的に発生することを見出すことができた。今年度は、ラシュバ分裂した表面金属層として知られるPb/Ge(111)β√3構造への近接効果を利用した超伝導特性の注入による特異な超伝導特性の観測を試みている。ラシュバ効果によるスピン分裂のため、振動的な超伝導特性の空間変調が理論的に予測されている系である。測定の結果、近接効果による超伝導特性の染み出しは17nm程度であり、スピン分裂から予測される変調周期(20nm)と同程度であり、観測可能であることが判明した。今後さらに測定精度を高めることによってスピン分裂の効果を見極める計画である。同表面でのこれまでの測定では、近接効果に対するステップの影響が、以前に観測したPb/Si系の場合と大きくことなることが判明している。Pb/Si系では、表面金属層上でステップ構造により近接効果による超伝導の拡がりが大きく妨げられ、逆にその手前(界面側)では超伝導特性が強調される現象が見られた。しかしながら今回観測したPb/Ge系では、ステップによる影響はほとんど見られなかった。これは単純には、2つの系でのステップでの電気伝導率の違いとして説明されるが、さらに検討を要する。また表面金属層の単一ステップ構造での電気伝導の評価自体前例が無く、本研究により新規の測定方法を提案できると考えている。また、NIMSの内橋・吉澤らとの共同研究により、In吸着Si表面での表面超伝導体において、ステップ構造がジョセフソン接合として働き、その結果、磁場下ではステップ近傍に局在したジョセフソン渦糸の観測に初めて成功した。実空間観測の利点を活かし、接合の程度により渦糸の形状が変わる様子なども捉えることにも成功している。Ge(111)基板上にMnを蒸着することによりMn3Ge5薄膜構造を作製し、さらにPb薄膜を蒸着することで、半導体基板上での強磁性体/超伝導体界面を作製した。1.6Kの低温での界面近傍での超伝導特性の測定より、界面近傍におけるPbの超伝導ギャップがほぼ消失していることから、強磁性体との逆近接効果により超伝導が壊されたものと判断された。本研究での実空間観察によりPb超伝導の破壊に異方性があることが初めて見出された。これまで見出された超伝導破壊の異方性に関しては、超伝導におけるクーパー対の対称性によるものされてきたが、Pbは異方性の無いs波超伝導体であり、これが原因とは考えられない。理論的考察からフェルミ面の形状の異方性が破壊過程に現れたものと考えられ、実際、その分布は計算に基づくシミュレーション結果と良く一致することが判明した。このことは、超伝導破壊の異方性が、単純にクーパー対の対称性を反映したものとは限らず、フェルミ面形状が寄与していることを初めて明らかにしているものである。超伝導界面の微細化の極限として、超伝導間の原子サイズの接触における電気伝導特性の評価を行った。点接触における電気伝導度が接触サイトによって大きく依存することを見出し、かつ接触時の間隔によってその大小関係が逆転することも明らかにされた。ジョセフソン電流にもサイト依存性が現れることも初めて見出された。