hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古代エジプトのマスタバ墓(イドゥート)の壁画保存のあり方の調査

さらに、埋葬室の環境を把握するために、温湿度計を埋葬室の内部と外部に2個ずつ設置した。加えて、壁画と母岩の状態を把握するために、埋葬室のプラスター、母岩、埋葬室にいたるシャフト部分の母岩からサンプルを取り、化学分析を行うことにした。X線回析、岩石分類学、DTA分析とTGA分析、赤外線分析、断面分析法などである。また、エジプトの古物最高評議会で保存化学部門の責任者である、アフメド・シュエイブ氏を日本に招聘し、研究機関で日本の技術を調査してもらった。その結果、いくつかの技術がイドゥートにも応用できる可能性があることが確認された。2004年4・5月に、第2次調査をおこなった。先ず、壁画の状態をカメラ写真によって正確に記録する作業を昨年に引き続いて行った。また、床面の清掃を行った。当初は、流入した堆積土は2・3センチ程度と見込んでいたが、10センチにおよんだ。完全な状態に近い土器を数点回収した。剥落していた壁画片も数多く回収し、今後の復元のために写真撮影を開始した。壁画の状態は、1935年の報告書に比較して相当に剥落が進行していることを確認した。注意すべきは、クラックの存在と浸水による損傷である。天井・壁・床に多くのクラックがあり、南面の壁のクラックは、1935年の写真と比較して成長していることは明らかである。北面にはかつての浸水のあとが明瞭であり、東のシャフト入り口上部も浸水による損傷と考えられるあとが見られる。乾燥地帯にあるとはいえ、何回かの豪雨があり、浸水したものと思われる。回収された壁画片は、1937年の報告書の写真によってある程度の復元が可能である。化学分析(X線回析、岩石分析学、DTA分析、赤外線分析、断面分析法など)も昨年に引き続きおこなっている。温湿度計によるデータ収集も続けている。1次調査から2次調査のあいだの記録によれば、温度と湿度は極めて安定していることが確認された。本調査がエジプトのギザ・サッカラ地域における壁画修復の初めての技術開発を行うものであることから日本国内で研究者の支援を得る体制を確立した。8月には、日本の専門家2名に現地で壁画の状態の確認をお願いした。母岩とプラスターの状態に対応する複数の技術開発が必要であるが、壁画が地下埋葬室という閉鎖空間であることもあり、日本式のフノリと和紙(あるいは、レーヨン紙)による壁画の引き剥がしの技術が有効であると思われる。また、「関西大学エジプトサッカラ地域古代壁画保存修復協力委員会」を10月に立ち上げ、専門家からの協力態勢を築いた。
MOCVD選択成長法に於ける量子細線構造の作製と光学評価

本研究では、有機金属気相成長法(MOCVD)における選択成長という特徴的な手法によりV溝型GaAs量子細線の作製を試みた。この手法は、in-situで微細構造を作製することができ、エッチング等において問題となるダメ-ジや不純物の影響を回避することができる。量子細線のみならず歪量子細線の作製も行った。これらの光学評価をフェムト秒レーザシステムを用いて行った。そして、以下の知見を得た。(1)歪量子細線の作製およびその光学評価を行った。その結果、細線幅20nmのInGaAs歪量子細線構造を作製に成功した。また、PL測定により、良好な量子細線構造が形成されていること、In組成比を変化させ、細線のPLピークが系統的にシフトすることを確認した。さらに、PL半値幅から、In組成比0.4で臨界膜厚に達すること、この構造の場合、歪量子井戸と同様の2軸性歪的な歪の受け方をしていることが計算との比較から明らかになった。(2)量子細線におきる励起子寿命の細線幅依存性を測定した。25nm以下の細線幅では励起子寿命は細線幅が小さくなるにつれて増加することが観測された。この結果は、励起子のコヒーレンス長と波動関数のバリア層への漏れを考慮した遷移確率の計算と一致し、量子細線に本質的な結果であることを確認した。(3)量子細線における励起子寿命の温度依存性について測定した。50K以上の温度では全てのサンプルにおいて非発光成分の影響が見られ、理論的に予想される温度依存性は見られなかった。
ワンステップ成膜法による量子化複合構造薄膜創製と光電機能発現

本研究課題では,独自のワンステップ成膜法を用いた複合構造薄膜の創製と光電機能の発現を目的とした.その結果,15nmサイズのInSbナノ粒子が,TiO2とIn2O3の混合相マトリクス中に分散したナノ複合構造薄膜を見出した.また,PbTeナノ粒子がZnTeマトリクス中に分散したナノ複合構造薄膜を見出し、両者はヘテロ界面において明瞭に相分離することを見出した.さらに,p型Si基板上にワンステップ成膜したGe添加TiO2複合構造薄膜は、300-1200nmの波長領域において光電流を生成する.したがって,ワンステップ成膜法により作製された薄膜はナノ複合構造を形成し,光電特性を発現することが明らかにした.本研究課題では,独自のワンステップ成膜法を用いた複合構造薄膜の創製と光電機能の発現を目的とした.その結果,15nmサイズのInSbナノ粒子が,TiO2とIn2O3の混合相マトリクス中に分散したナノ複合構造薄膜を見出した.また,PbTeナノ粒子がZnTeマトリクス中に分散したナノ複合構造薄膜を見出し、両者はヘテロ界面において明瞭に相分離することを見出した.さらに,p型Si基板上にワンステップ成膜したGe添加TiO2複合構造薄膜は、300-1200nmの波長領域において光電流を生成する.したがって,ワンステップ成膜法により作製された薄膜はナノ複合構造を形成し,光電特性を発現することが明らかにした.本年は,ワンステップ物理成膜法による量子ドット増感型次世代太陽電池用材料の探索的研究を行ったこの際,物理成膜法として,RFスパッタリング法およびホットウォールデポジション(HWD)法を用い,それぞれ生成熱離散型および非固溶型の材料設計に基づき薄膜合成を行った.RFスパッタリング法では,InSb添加TiO2薄膜の作製を行った.その結果,熱処理を通じてInSb相の一部が乖離し,In203または金属Sbを形成する,当該用途に比較的好適なIn203は,比較的高InSb濃度の組成範囲においてのみ出現し,TiO2との酸化物混合相を形成する,また,InSb濃度の増加と共に光吸収端は長波長側にシフトする傾向を示す高分解能透過型電子顕微鏡観察において,薄膜中に約15nmサイズのInSbナノ粒子が孤立分散することを確認した.したがって,組成最適化された薄膜は,InSbナノ粒子がTiO2とIn203の混合相マトリクス中に孤立分散したナノ複相構造を形成することを明らかにした.したがって,光吸収端の長波長側へのシフトは,InSbナノ粒子の量子サイズ効果による.他方,HWD法では,PbSeナノ粒子とZnSeマトリクスから構成されるナノ複相構造薄膜の作製を行い,その光電特性の研究を行った.その結果,薄膜中のPbSeナノ粒子サイズおよび密度は,HWD装置の基板温度およびPbSe固体蒸発源の昇華温度により,独立制御可能であることを明らかにした.また,p型Si基板上に作製したナノ複相構造薄膜の光電流スペクトルにおいて,基板温度の低下とともに可視光感度は向上する.これは,PbSeナノ粒子サイズの微小化に伴い光学ギャップが増加したことに起因すると考えられる.さらに,電極材料として,可視光領域に光吸収端を有するヘマタイト(α-Fe203)などの鉄酸化物薄膜の相安定化に関する検討を行った.本年は,ワンステップ物理成膜法による量子ドット増感型次世代太陽電池用材料の合成と光電特性の検討を行った.この際,物理成膜法として,RFスパッタリング法およびホットウォールデポジション(HWD)法を用い,それぞれ生成熱離散型および非固溶型の材料設計に基づき複合構造薄膜の合成を行った.RFスパッタリング法では,Ge添加TiO2薄膜およびInSb添加TiO2薄膜の光電特性とGe添加GaN薄膜の合成について検討を行った.試料は,p型Si基板またはガラス基板上に作製した.この際,Ge添加TiO2薄膜では,バッファー層およびキャップ層としてTiO2を用いた.その結果,Ge添加TiO2薄膜では,光電流が最大になるGe添加濃度およびGe添加TiO2層厚を明らかにした.また,InSb添加TiO2薄膜の光電特性では,InSb濃度の増加と共に光電流は単調に増加する傾向を示した.さらに,Ge添加GaN薄膜の合成では,Geの結晶化温度は,TiO2マトリクスを用いた場合と比較して低温化することを明らかにした.他方,HWD法では,PbSeナノ粒子とZnSeマトリクスから構成される複合構造薄膜の層厚と光電流特性との関係について検討を行った.試料は,p型Si基板上に作製した.その結果,光電流スペクトルは,層厚の増加に対し,Si基板の寄与が支配的な過程から複合構造層の寄与が支配的な過程に変化し,また,基板温度の変化に対し,複合構造層の光電流はピークを伴って変化することを明らかにした.さらに,PbTeおよびZnSeを蒸発源とする複合構造薄膜を作製し,成膜過程において蒸発源のPbTeはPbSeに相変化することを明らかにした.この際,生成されたPbSe中に微量のTeが固溶していることが示唆され,373K以下の比較的低基板温度においても,生成されたPbSe相は結晶化する.さらに,電極材料として,可視光領域に禁制幅(1.8eV)を有するマグヘマイト(γ- Fe2O3)などの鉄酸化物薄膜に関する検討を行った.

本年は,ワンステップ物理成膜法による量子ドット増感型次世代太陽電池用材料の合成と光電特性の検討を行った.この際,構成物質の蒸気圧に応じ,物理成膜法として,RFスパッタリング法およびホットウォールデポジション(HWD)法を用い,それぞれ生成熱離散型および非固溶型の材料設計に基づき複合構造薄膜の合成を行った.まず,RFスパッタリング法では,Ge添加TiO2薄膜の熱処理温度と光電特性との関係について検討を行った.試料は,p型Si基板に作製し,この際,バッファー層およびキャップ層としてTiO2を用い,透明電極としてITOを用いた.その結果,550nmにおける光電流は,熱処理温度の増加に対してピークを伴って変化することを明らかにし,最適な熱処理温度を見出した.Ge相およびTiO2相は成膜時において共にアモルファス状態であり,熱処理を通じて結晶化する過程に起因すると考えられる.他方,HWD法では,非固溶型PbTe-ZnTe系複合構造材料のワンステップ成膜について検討を行った.試料はガラス基板上に作製し.蒸発源としてPbTeおよびZnTeをヒータ加熱により同時に昇華させることにより作製した.その結果,薄膜は,PbTeナノ粒子がZnTeマトリクス中に分散したナノ複合構造を形成することが明らかになった.また,高分解能電子顕微鏡観察においてPbTeナノ粒子はファセット形成すると共に,ZnTeマトリクスとのナノヘテロ界面においいて両者は良好に相分離することを明らかにした.さらに,電極材料として,可視光領域に禁制幅(1.8eV)を有するマグヘマイト(γ- Fe2O3)などの鉄酸化物薄膜に関する検討を行った.26年度が最終年度であるため、記入しない。工学26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した研究計画の内容に沿って,おおむね順調に遂行されているため。交付申請書に記載した研究計画の内容に沿って,おおむね順調に遂行されている。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度購入予定の備品を速やかに導入し光電特性の高性能化を図ると共に,引き続き共同研究者との連携を密にし,研究計画を円滑に遂行するよう努める.昨年度までに得られた結果を踏まえ,引き続き共同研究者との連携を密にし,研究計画を円滑に遂行するよう努める.26年度が最終年度であるため、記入しない。
分光実験手法を組合せた高温超伝導体におけるキャリアのダイナミックスと構造の研究

高温超伝導メカニズム解明を目指して、高温超伝導の発現舞台となっている2次元CuO_2面について、フェルミ準位近傍の低エネルギー領域の電子構造およびダイナミックスに関する知見を得るための実験を行ってきた。本研究の特色は、(1)精密化学組成制御した一連の高温超伝導体単結晶試料の作製、(2)光学スペクトル、走査トンネル顕微鏡/分光(STM/STS)、そして角度分解光電子分光(ARPES)という種々の分光実験手法を組合せた相補的な実験データの収集である。対象とした高温超伝導体はCa_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2[CNCOC]とLa_<2-x>Sr_xCuO_4[LSCO]である。これらの物質は、単純な結晶構造を持ち、反強磁性絶縁体から超伝導体までの組成(キャリアドープ量)を合成可能なことが利点であることから、超伝導メカニズムと密接に関連しているドープに伴う電子構造の発達過程を明らかにするのに理想的な系と考えた。CNCCOについては、高圧下での特殊な単結晶育成技術を確立することに成功し、初めて単結晶を用いた実験を可能とした。CNCOCの組成xを系統的に変化させた単結晶試料における実験より、キャリアのドープにより、分散関係をほとんど変化させることなく、反強磁性絶縁体である母物質(x=0)のバンドがフェルミ準位へとシフトして金属化(超伝導を発現)している様子を観測した。このような「Rigid Band Shift」的な描像は、母物質のバンドギャップ間にドープに伴って新たな状態が形成されるという、典型的な高温超伝導物質といわれるLSCOにおける観測から、今まで普遍的と考えられていた電子構造の発達過程と大きく異なっている。このように、反強磁性絶縁体から超伝導体に至る道筋は一つではないことを示すことができたことが最大の成果であると考えている。高温超伝導メカニズム解明への寄与を念頭に、高温超伝導の舞台となっている2次元CuO_2面について、フェルミ準位近傍の低エネルギー領域の電子構造およびダイナミックスの解明を目指した実験を行っている。本研究では、(1)化学組成を精密に制御した一連の高温超伝導体単結晶試料を作製し、(2)光学スペクトル、走査トンネル顕微鏡/分光(STM/STS)、そして角度分解光電子分光(ARPES)という種々の分光実験手法を組合せて行うというアプローチから、この課題に取り組んでいる。実験に先立って、温度可変顕微分光システムの構築を行い、その動作確認を終了した。高温超伝導体として研究対象としたのはCa_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2である。その理由として、この物質では、反強磁性絶縁体から超伝導体までの組成(キャリアドープ量)を合成可能なこと、単純な結晶構造で、単結晶は良好なヘキ開性を有するなどの利点があげられる。つまり、高温超伝導メカニズムと密接に関連しているドープに伴う電子構造の発達過程を明らかにするのに理想的な系と考えたからである。Na組成xを系統的に変化させた単結晶試料を作製し、構築した温度可変顕微分光システムによる光学反射率測定と、光測定と相補的な情報を与える角度分解光電子分光測定を行った。これまでに、キャリアのドープにより、反強磁性絶縁体である母物質(x=0)のバンドが、分散関係をほとんど変化させることなくフェルミ準位へとシフトして金属化(超伝導の発現)が生じていることを示唆する結果を得ている。このような「Rigid Band Shift」的な描像は、典型的な高温超伝導物質といわれるLa_<2-x>Sr_xCuO_4における、母物質のバンドギャップ間にドープに伴って新たな状態が形成されるという報告と大きく異なっていることから、今後、更に温度依存性なども検討してゆく予定である。

このような「Rigid Band Shift」的な描像は、母物質のバンドギャップ間にドープに伴って新たな状態が形成されるという、典型的な高温超伝導物質といわれるLSCOにおける観測から、今まで普遍的と考えられていた電子構造の発達過程と大きく異なっている。このように、反強磁性絶縁体から超伝導体に至る道筋は一つではないことを示すことができたことが最大の成果であると考えている。
持家社会の変容における女性の住宅所有の役割

女性のライフコースと持家取得の関係を分析した。その結果、女性の住宅履歴は配偶関係によって大きな差異をみせること、有配偶女性のグループでは、その就労状況が世帯の持家取得のあり方に影響することが明らかになった。従来の住宅研究は、「男性稼ぎ主」の経済力と住宅階層の関係に関する分析を重視してきたのに対し、本研究の成果は女性の経済力に注目する必要を示唆している。財団法人家計経済研究所の「消費生活に関するパネル」調査を用い、女性のライフコースと住宅履歴の関係を明らかにした。その結果、(1)女性のなかで住まいの「梯子」を登っているのは有配偶者にほぼ限られる、(2)未婚女性の大半は年齢が上昇しても、親の家にとどまる場合が多い、(3)離婚を経験した女性の住宅条件はとくに厳しく、その大半は民営借家に住んでいる、(4)有配偶女性の多くは持家取得に到達するが、その持家のほとんどは夫の所有物で、女性個人の住宅資産はきわめて少量にとどまっている、(5)しかし、他方において、正規雇用での就労を続け、所得の高い有配偶女性は自身の持ち分をもつ傾向がある、等の点が実証的に明らかになった。以上の分析からは、住宅所有が明確にジェンダー化していることを指摘できる。日本では「男性稼ぎ主」が住まいを所有し、そこに妻を住まわせる、という形態が住宅所有の基本パターンである。しかし、これに並行して、こうした伝統的なパターンが持続するとは限らないことが指摘される。女性就労の増大、「男性稼ぎ主」の雇用と所得の不安定化、デフレないし低インフレ率の経済による住宅ローンの早期返済圧力などのもとで、夫婦共有の持家が増える可能性が高い。また同時に、無配偶女性が一貫して増える傾向に注意しておく必要がある。これらの点は、女性というグループの内部において、高所得の共稼ぎ夫婦、伝統的な「男性稼ぎ主」型世帯、低所得の夫婦、未婚を継続する女性、離別女性など、新たな階層化が進行し、そのことが持家社会の変容において大きな役割を果たすことを示唆している。(1)財団法人家計経済研究所の「消費生活に関するパネル調査」のデータを用い、女性の諸属性と住宅所有の関係にっいての分析を行った。結婚、出産、就労・退職・再就労、そして持家取得のタイミングをパターン化し、パターンごとの持家取得における女性の役割を分析することによって、女性が正規就労を続けるのかどらか、子どもをもつのどうか、出産後の就労は非正規雇用によるのかどうらか、といった変数が取得持家の規模・価格、女性のローン返済分担、世帯全体のローン返済の負担程度なに影響していることが明らかになった。(2)女性とその世帯の持家取得に関するインたビュー調査を行い、上記のパネルデータ分析によ知見を具体事例によって補強するとともに、親の育児支援の有無が就労と住宅所有形態に関係している点な明らかにした。(3)住宅所有と社会変化の関係に関する既往理論を女性住宅所有の観点から見直し、それによって持家社会の理論の再構築を試みた。検討した主な理論な、政治経済学・社会階層論のアプローチ、福祉国家論・福祉レジーム論、都市計画・郊外形成論である。(4)以上の研究成果は、「世帯」または「男性稼ぎ主」に注目してきた既往の住宅研究に対し、女性個人に着目した分析視点の導入の必要と有効性を示した点において住宅研究の新たな理論展開を促す意義をもち、また同時に、持家社会の変容を引起にし、その内容を左右する鍵としの女性の役割を示す、といら実態理解に関する意義をもつ。女性の経済力(雇用上の地位、所得等)と住宅条件の関係を明らかにするため、全国消費実態調査のミクロデータを用い、その独自集計を行った。その結果、女性の経済力は世帯の経済力を規定する因子となっており、そのことが世帯の住宅所有形態に明確に影響することが明らかとなった。伝統的な「男性稼ぎ主」型世帯では、夫の所得が多く、持家率が高い。しかし、夫婦ともに正規雇用の世帯では、世帯所得がより多く、持家率がいっそう高い。また、夫が低所得の世帯では、妻の多くが就労しているが、その大半は非正規被用者で、持家取得が容易ではない状况がある。これらの点は、夫の経済力をもとに世帯の経済力を推定する従来の社会階層論に対し、妻の経済力に注目する必要を示唆し、住宅条件の分析のあり方に関して新たな視点を提供するものである。また、昨年度までの分析結果と今年度の作業結果を総合し、住宅理論を女性の経済的地位に着目して組み立て直すことの有効性を明らかにした。持家の取得と維持に関する伝統的な分析手法は、社会階層論との密接な関運をまつ。しかし、既往の分析手法は、「男性稼ぎ主」の経済力を主な指標とし、世帯単位の経済力を重視するものである。これに対し、本研究では、女性個人の経済力が世帯の経済力を規定する度合いが上昇し、住宅条件の階層分化を促す新たなドライバーとして重要性を増している点を実証し、それを通じて、世帯主だけではなく、女性に着目する必要、そして世帯単位分析だけではなく、個人単位分析を進める必要を示した。
教員のリフレッシュ教育に関するシステム開発研究

本研究の目的である、現職教員に求められる「授業の分析、評価の方法と実際」についての力量を高める、大学院教育のカリキュラムのあり方を本学大学院在学前後の授業を比較して、次のようにその特徴をまとめた。その上でカリキュラム開発を試みた。全体的に・自分のテーマを深める機会が広く提供されている・自分の指導観や教材観を振り返り、更なるステップアップをしていこうという意欲が湧くような機会が提供されている。授業や様々な共同への参加に関して・修論へと直結したカリキュラム構成(テーマが明らかになったり、書く内容が蓄積されていくようなカリキュラム)・現場のニーズに即した教職専門科目、教科教育専門科目・教科専門科目では、教材を見る視点につながる授業・授業実践を行い批評しあう場がある関係づくりや交流に関して・他の専攻の院生や終了生などとの交流の場がもてる1.新構想大学院の成果と課題を明らかにするために、兵庫教育大学・上越教育大学・鳴門教育大学へ出向き、各地の教育委員会から派遣された現職教員に聞き取り調査を実施した結果、次のようなことが明らかになった。(1)大学院で再教育を受けようと志望した動機は何か(・教科内容に関してより深めたいため。・教師である自分自身をリフレッシュしたいため。)(2)大学院で学んだことを現場の授業に生かすことができたか(・授業をみる視点が多面的になった。・教材開発や授業分析の方法を身につけることができ、学習指導法の改善に役立っている。)(3)改善すべき点は何か(・単位数やカリキュラムが過密で学修のゆとりが少ない。・教科内容に関する専門性を高めることはできるが、授業実践力そのものの向上につながるようなカリキュラムが保証されていない)2.現職教育プログラムの現状と課題を明らかにするために、(1)他大学夜間大学院および昼夜開講大学院に学ぶ院生に関する聞き取り調査、(2)奈良県教育研究所の研修制度に関する調査、(3)奈良教育大学院に学んだ現職院生の追跡調査、(4)他大学14条関連の大学院生に関する調査を聞き取り法によって実施し、現在分析中である。3.本学のリフレッシュ教育のシステム開発を行うための基礎作業として、大学院入学前の授業実践力と修了後のそれとを比較考察するための準備に入った。そのために平成10年度大学院入学予定現職職員(国語科<高校教論>・数学科<中学経論>・美術科<中学教諭>・英語科<中学経論>)の授業を平成9年度2月にビデオ、MDにて収録し、現在その授業実践力分析中である。授業や様々な共同への参加に関して・修論へと直結したカリキュラム構成(テーマが明らかになったり、書く内容が蓄積されていくようなカリキュラム)・現場のニーズに即した教職専門科目、教科教育専門科目・教科専門科目では、教材を見る視点につながる授業・授業実践を行い批評しあう場がある関係づくりや交流に関して・他の専攻の院生や終了生などとの交流の場がもてる現職教員のリフレッシュ教育のあり方を探るために、昨年度新構想大学院の院生と卒業生に対する聞き取り調査等をを行った。今年度は、研究モニター制(現職教員3名から成る)を導入した。研究モニターの教諭には、同一単元乃至は、同一教材による授業を入学前と入学後に実施してもらい、両者の授業記録を「授業実践力の向上」という観点から分析・考察した.そして、それらより、本学大学院の教育システムの諸課題を明らかにすることを考える。まず、入学後の研究モニターの意識調査を座談会形式で実施した。これにより、現職の大学院生は、大学院のカリキュラムや研究環境などに要望は持ちつつも、現在ある環境中から自らの研究活動に必要および有効となるものを取捨選択し、短い大学院の期間を充実充実させようと努力しているのがうかがえる。そして、その中で出てきた大学院でできた教官や仲間との研究を通したつながりの輪を現場に帰ってからも有効に活用したい、という要求をうけて、リフレッシュ教育に関わるネットワーク作りを支援するシステムの構築をした。その1つは、現職の院生や卒業生が、時間と場所をこえて、各専門ををこえて相互に交流がはかれるネットワーク利用サービスの提供である。情報検索(WWW)や意見交換(電子メール)、研究成果表現をサポートする電子ツールの提供である。そして一方では、求められる大学院教育のカリキュラムの開発も進めている。次年度までにまとめる予定である。本研究の目的である、現教職員に求められる「授業の分析、評価の方法と実際」についての力量を高める、大学院教育のカリキュラムのあり方を本学大学院在学前後の授業を比較して、次のようにその特徴をまとめた。全体的に・自分のテーマを深める機会が広く提供されている。・自分の指導観や教材観を振り返り、更なるステップアップをしていこうという意欲が湧くような機会が提供されている。授業や様々な共同への参加に関して・修論への直結したカリキュラム構成(テーマが明らかになったり、書く内容が蓄積されていくようなカリキュラム)・現場のニーズに即した教職専門科目、教科教育専門科目
口腔がんの定位照射：細胞周期動態からみた有効性の解明と至適照射条件の確立

体幹部定位照射(SBRT)は、非小細胞肺癌のみならず口腔癌にも適用されつつある優れた放射線治療法である。1回線量が大きく(12 Gy)、わずか数回の照射で終了するというこれまでの治療法とは全く異なる特徴を持つ。そこで本研究では、Fucciとよばれる細胞周期を可視化する技術を導入し、細胞周期動態からそのメカニズムを明らかにすることを目的とした。研究の結果、通常用いられる1回2 Gy照射で5回5日間に渡って照射した場合に比べ、1回10 Gy照射した時の方が、放射線科感受性の高いG2/M期に細胞はより多く同調することがわかり、2回目以降の照射で放射線増感を引き起こしている可能性が示された。SAS細胞は、ヒト舌扁平上皮癌由来の細胞株で、p53に変異を有するものの、p21WAF1を誘導することができる。レンチウイルスを用いてFucciを導入したこの細胞株では、細胞周期の進行によりFucciの正常な蛍光推移が観測された。さらに10Gy照射すると、ほとんどG1アレストは観察されず、顕著なG2アレストが観察された。スフェロイドを形成させると、HeLa-Fucci細胞とは異なり、照射しない状態でも外層が緑色優位、内部はほとんどが赤色を呈することがわかった。そこで10Gy照射すると、外層の緑色細胞の割合が24時間後をピークにその後減少し、一方、内部の赤色細胞は、ほとんど変化しなかった。このことは、外層の増殖期細胞がG2アレストを示し、24時間後をピークにリリースされ、内部の細胞は、G0期に留まることを示していると考えられた。FACSによるソーティングを実施して、外層と内部の細胞を分離して放射線感受性を調べた所、照射直後に細胞を調整した場合、意外なことに増殖期にある外層の細胞が単層培養細胞より抵抗性になり、内部の細胞は抵抗性を示さなかった。ところが、照射24時間後に細胞を調整して調べると、今度は内部の細胞のみが抵抗性にシフトし、増殖期細胞と同等の抵抗性を示すことがわかった。皮下移植腫瘍の解析では、10Gy照射後、壊死部周辺の細胞が赤色を、それ以外の部位では緑色を示し、その状態が3日以上持続することが判明した。p53遺伝子に変異を有するHSC3とHSC4細胞にもFucciを導入し、単層培養で10Gy照射すると、前者は著しいG2アレストの遷延を示した。Fucciを導入した3種類の口腔扁平上皮癌細胞株を樹立した。その10Gy照射後の細胞周期動態の解析について、単層培養系ではすべて終了し、明確なG2アレストが起こることを確認している。SAS-Fucci細胞については、スフェロイド、皮下固形腫瘍の系でも解析を行い、HeLa-Fucci細胞同様、やはり遷延したG2アレストが認められた。このように、実験系の樹立と10Gy照射後のG2アレスト口腔癌細胞株で明確に確認できたことから、初年度の計画はほぼ順調に進んでいると判断した。定位照射は、肺がんに応用され、これまで通常の照射法では全く治癒しなかったものが、手術以上の成績を残すに至り、近年、頭頸部ががんにも応用が試みられている。しかしながら、1回線量を大きくし、分割回数を少なくすることがなぜ有効なのか、その生物学的根拠はいまだに解明されていない。本研究では、Fucciと呼ばれる細胞周期可視化システムを導入して、定位照射が特にG2アレストに与える動態を検討し、定位照射が腫瘍の放射線感受性を高める可能性を検討するものである。平成29年度は、新たに作製したHSC3-Fucci、HSC4-Fucci細胞の定位照射で用いられる1回10Gy照射後のDNA損傷応答(DDR)を解析した。その結果、HSC3-Fucci細胞は、HSC4-Fucci細胞より放射線感受性を示し、S/G2期において非相同末端結合が強く抑制されているため、著しく長いG2アレストを示すことがわかった。こうした細胞は、定位照射における2回目以降の照射に感受性が高くなることが示唆された。また、G2アレスト阻害剤を加えると、HSC4-Fucci細胞のみ増感することがわかり、このことは、非相同末端結合が正常な細胞でこの阻害剤が有効であることを示唆した。さらに、固形腫瘍に2Gyx5照射しても、緑色と赤色の比率は、10Gy1回照射に及ばないことがわかり、このことは、通常の照射より定位照射の方が、効率よく放射線感受性の高いG2/M期に腫瘍細胞を同調させることが可能となり、2回目の照射が通常の照射より有効である可能性が示された。Fucciを導入したHSC3とHSC4細胞についても、SAS-Fucci

細胞同様に実験を進め、腫瘍微小環境下、特に皮下固形腫瘍モデルにおける1回10GyによるG2アレストの動態を検討する。リアルタイムに蛍光を検出する系についても検討を加える。病態科学系歯学・歯科放射線学ヌードマウスの後ろ足に移植した腫瘍に対し、局所的に照射できるX線発生装置が故障したため、in vivoでの実験が中断せざるをえなかった。そのため、この実験に計上した分の費用を次年度に繰り越した。平成29年度に新しいX線発生装置が本学の共同研究施設に導入されることになっており、使用が可能になり次第、実験を再開する。
軌道自由度のある強相関電子系の理論的研究

水和コバルト酸化物超伝導体では、Cot2g軌道の自由度がその磁気的な性質や超伝導の性質に重要な役割を果たしているごとが分かってきた。そこで、この超伝導体における軌道自由度に由来する多型超伝導体特有の物性や現象を研究した。具体的に以下の研究を行なった。1,格子歪みによる磁気揺らぎの増大と超伝導転移温度の増大最近、NQRで幾つかのサンプルの核時期緩和率1/T1を測定すると、NQR共鳴周波数の大きなサンプルほど、1/T1が大きなピークを持ち、超伝導転移温度Tcが高いことが分かった。ここでNQR共鳴周波数は、Coイオンが周りの酸素イオンから感じる電場勾配が立方対称の場合は0である量であり、CoO6八面体の立方対称からの歪みの大きさにスケールしていると考えられる。この実験結果は、Co八面体のc-軸方向への三回対称のゆがみが大きくなるほど、磁気揺らぎが増大しTcが高くなっていることを示している。この起源を調べるために、Cot2g軌道の自由度を含む多軌道ハバード模型を構築し、三回対称結晶場の大きさを変えた場合の電子系の変化を調べた。その結果、三回対称結晶場により3重のt2g軌道が低エネルギーの1重alg準位と高エネルギーの2重e'g準位に分裂し、八面体歪みの増大に伴いe'gバンドが押上られ、K点近傍に小さなホールポケットを構成することが分かった。このホールポケット間の散乱により強磁性的な揺らぎが増大し、スピン三十項超伝導の相関磁性秩序が出現する。これらの結果は上述のNQRの実験結果をよく説明する。このことは、前年提唱したホールポケット間散乱による強磁性揺らぎを媒介としたスピン3重項超伝導のシナリオを強く支持する結果になっている。また、多軌道型超伝導体特有の軌道と格子のカップイングを利用した、格子歪みによるTc制御の可能性を提供する。2,スピン軌道相互作用によるdベクトルの異方性t2g軌道の自由度がある場合に効いてくると期待されるスピン軌道相互作用の効果を調べた。スピン軌道相互作用項を含む多軌道ハバード模型を、乱雑位相近似をSU(2)対称性が破れている場合に拡張して調べた。その結果、dベクトルが面内を向いていることが分かった。この結果は、NMR測定で面内ナイトシフトがTc以下で減少することとコンシステントになっている。このようなスピン軌道相互作用によるdベクトルの固定は、t2g軌道の自由度をもつCo酸化物超伝導体に現れる、特徴的な性質である。1,ペロフスカイト型チタン酸化物RTi03における磁気-軌道構造ペロフスカイト型チタン酸化物RTiO3の磁気相図は、今まで実験的に精力的に調べられてきたが、多くの不思議な振舞いを見せ、理論的にほとんど解明されていない状況にあった。この系のように軌道自由度のある系では強磁性状態が素朴に期待されるため、RTiO3(R=La, Pr, Nd, Sm)が示す反強磁性状態の出現機構はそもそも謎であった。私は、この系では、GdeFeO3型歪みによって変位した希土類イオンがTiイオンサイトに結晶場を作り、その結果、従来縮退していると考えられてきたt2g軌道の縮退が解かれ、ある軌道秩序を誘起することを示した。さらに、その軌道秩序状態のもとでは等方的ハイゼンベルグ模型で記述されるような反強磁性状態が安定化されることを示した。この理論の画期的なところは、従来ペロフスカイト型遷移金属酸化物における電子構造にほとんど重要な役割を果たさないと考えられていた希土類イオンの重要性を始めて指摘した点にある。私は、この希土類イオン結晶場を考えると不思議とされていたNMR,中性子散乱、共鳴X線散乱の実験結果や、磁気相図上でのネール温度の振舞いなどが統一的に説明されることを示し、論文にまとめた。また、一連の研究結果を2004年3月に開催される日本物理学会シンポジウムで、招待講演として講演する予定である。2,Co酸化物系超伝導体の超伝導ギャップ構造と超伝導機構の研究昨年発見されたCo酸化物系超伝導体は、Co酸化物で初めての超伝導体であることや、三角格子を持つこと、さらにバンド計算からt2g軌道自由度が重要である可能性が指摘されていることもあり、実験理論の両面から大変興味をもたれている。私は、この物質の電子構造や超伝導を調べるために3重のCot2g軌道の自由度を取り込んだ多軌道ハバード模型を構築した。さらに、この模型の揺らぎ交換近似による計算プログラムを開発した。この計算プログラムを使い超伝導ギャップ構造やスピン、電荷の揺らぎを調べた。その結果、この系では軌道自由度とフント相互作用のために強磁性スピン揺らぎが発達しており、それを媒介したスピン3重項f波超伝導が実現している可能性があることが分かった。「軌道+フント」によるスピン3重項超伝導が実現している系は今までに例が無く、この物質はその最初の例となる可能性がある。私はこの研究結果を2004年3月に開催される日本物理学会で発表する予定である。一昨年発見されたCo酸化物超伝導体は、Co酸化物で初めての超伝導体であることや、Coイオンが三角格子を構成することから、実験・理論の両面から興味深く、世界的に精力的な研究が続けられている。しかし、良質の結晶が得られにくいという実験的な困難から、その物性や超伝導の機構と性質に関しては、統一的な見解が得られていない。

この系では、Coのt2g軌道が部分的に電子に占有されており、またバンド計算によりフェルミ準位を複数のバンドが横切ることが示唆されている。このことから、この物質では低エネルギーの電子構造や超伝導に多バンド、あるいは多軌道の効果が顔を出している可能性があるが、今までそのような多軌道の効果を考慮した理論的な研究はなかった。私は、この系を記述するためにCot2g軌道の自由度を取り込んだ多軌道ハバード模型を構築した。tight-bindingパラメータを、LDAバンド計算によって得られたバンド分散とフェルミ面を再現するように決定した。この多軌道ハバード模型を解析するために、揺らぎ交換近似を3重軌道縮退系に適用できるように拡張し定式化した。また、その計算プログラムを開発した。解析の結果、従来の単純化された単バンド模型からは予想もされなかった、新しく興味深い性質を発見した。まず、Cot2g軌道間のフント相互作用によって強磁性スピン揺らぎが誘起され、この強磁性揺らぎを媒介したf波やp波の対称性を持つスピン三重項超伝導が安定化することが分かった。また最近の実験により、この物質では磁気揺らぎの強さや超伝導転移温度がCoO2面の厚さやNQR振動数と相関するという指摘がなされてきた。この実験事実を説明するために、CoO2面がc-軸方向に潰れることによってできる三回対称結晶場の効果を調べた。その結果、三回対称結晶場はCot2g軌道の3重縮退を1重のalg軌道と2重のe'g軌道に分裂させ、ブリルアンゾーンのK点付近にホールポケットを作り出すこと、ホールポケット間の相互作用により強磁性揺らぎが増大し、超伝導不安定性も増大することが分かった。この結果に基づいて、前述の実験事実を矛盾なく説明することに成功した。水和コバルト酸化物超伝導体では、Cot2g軌道の自由度がその磁気的な性質や超伝導の性質に重要な役割を果たしているごとが分かってきた。そこで、この超伝導体における軌道自由度に由来する多型超伝導体特有の物性や現象を研究した。具体的に以下の研究を行なった。1,格子歪みによる磁気揺らぎの増大と超伝導転移温度の増大最近、NQRで幾つかのサンプルの核時期緩和率1/T1を測定すると、NQR共鳴周波数の大きなサンプルほど、1/T1が大きなピークを持ち、超伝導転移温度Tcが高いことが分かった。ここでNQR共鳴周波数は、Coイオンが周りの酸素イオンから感じる電場勾配が立方対称の場合は0である量であり、CoO6八面体の立方対称からの歪みの大きさにスケールしていると考えられる。この実験結果は、Co八面体のc-軸方向への三回対称のゆがみが大きくなるほど、磁気揺らぎが増大しTcが高くなっていることを示している。この起源を調べるために、Cot2g軌道の自由度を含む多軌道ハバード模型を構築し、三回対称結晶場の大きさを変えた場合の電子系の変化を調べた。その結果、三回対称結晶場により3重のt2g軌道が低エネルギーの1重alg準位と高エネルギーの2重e'g準位に分裂し、八面体歪みの増大に伴いe'gバンドが押上られ、K点近傍に小さなホールポケットを構成することが分かった。このホールポケット間の散乱により強磁性的な揺らぎが増大し、スピン三十項超伝導の相関磁性秩序が出現する。これらの結果は上述のNQRの実験結果をよく説明する。このことは、前年提唱したホールポケット間散乱による強磁性揺らぎを媒介としたスピン3重項超伝導のシナリオを強く支持する結果になっている。
ピロタイトを含む岩石に対する化学消磁法の有効性の検討

ピロタイトを含む大隅半島花崗岩の試料を使い、化学消磁の有効性を検討した。はじめに等温残留磁化(IRM)と非履歴残留磁化(ARM)の獲得実験及び交流消磁実験と、X,Y,Z方向に磁場の強さを変えIRMをつけた試料片に熱消磁実験を行い、436、343の試料片はマグネタイトとピロタイトを含むこと、382、248はピロタイトのみを含むことを確認した。化学消磁は、熱消磁と同じく3方向にIRMをつけた試料片に対して行った。また、もうひとつ試料片には、所定時間ごとにARMの獲得実験及び交流消磁実験を行った。溶解液には、粒子の溶解実験からピロタイトがより早く溶解することがわかった濃硝酸を用いた。化学消磁の際、試料と硝酸をいれた密閉容器は高透磁率金属材料により作成した円筒状の磁気シールドスペース内においた(磁場は100nT以下)。ピロタイトを含む382ではIRM(ほとんどX成分)は349時間後には70%、248では30%減少し硝酸によりピロタイトが有効に溶解(-消磁-)されていることがわかった。ピロタイトとマグネタイトを含む436ではIRM(X,Y成分)は、2-4時間後に約70%減少した後はほとんど変化しなかった。ARM実験から、2時間後では保磁力の弱い成分の消滅が認められた。これは大きな粒径のピロタイトが初期の段階で消滅したためかもしれない。また、熱消磁実験からピロタイトにより担われていることが確認されているZ成分は4時間後にほとんど残留磁化がなくなった。343では、IRM(X成分)は349時間後には30%減少したが、その減少の度合は消磁時間が進むほどピロタイトだけを含む試料よりも鈍くなった。これはピロタイトとマグネタイトの硝酸に対する抵抗力の違いを反映しているものとも考えられる。以上、ピロタイトとマグネタイトとが存在する試料の自然残留磁化から両鉱物の磁化成分を分離するために、硝酸を用いた化学消磁法が有効である可能性が認められた。
メロン果実におけるＧＡＢＡ蓄積の分子機構の解明

重要園芸作物であるメロンを対象に、健康機能性成分として知られるガンマーアミノ酪酸(GABA)の果実での代謝調節機構を明らかにし、メロン果実でのGABA蓄積を制御する基盤技術を開発する。具体的には、1)メロンゲノム中のGABA代謝に関与する鍵遺伝子の同定、2)メロン大規模変異体集団から鍵遺伝子変異体をTILLING法により選抜、もしくはCRISPR/Cas9技術により作成、3)これらの変異体について、果実でのGABA蓄積量の変動なども含めた詳細な表現型解析を実施し、鍵遺伝子の果実でのGABA蓄積への寄与を明らかにする研究を実施する。これによりGABA高蓄積メロンの開発が可能になる。
整数論的アルゴリズムとその公開鍵暗号への応用に関する研究

Schoofは1985年に,有限体K上の楕円曲線Eに対してEのK有理点の全体E(K)の位数を計算する決定的多項式時間アルゴリズムを発表した。同じ年に,MillerとKoblitzにより独立に,有限体上の楕円曲線を利用した公開鍵暗号暗号が提案され,このパラメータ生成にSchoofのアルゴリズムが利用できる事知られ大きな注目を浴びた.有限体上の一般のアーベル多様体に対して同様のことが出来ないか,という自然な問題が生じてくるが,これについても既にいくつかの結果がある。まず,AdlemanとHuangは,種数2の有限体上の超楕円曲線を利用した素数判定法の提案のため,種数2の場合に,そのヤコビ群の位数計算のための確率的多項式時間アルゴリズムの存在を示した.次に,Pilaにより,一般の高次元のアーベル多様体においても(種数を固定して)有限体のサイズについての決定的多項式時間で動くアルゴリズムの存在が証明された.Pilaの群位数計算アルゴリズムの記述のためには,そのアーベル多様体の定義方程式と加法公式が明確な形で与えられていることを仮定している。種数2の代数曲線(これらは全て超楕円曲線である)のヤコビ多様体の定義方程式や加法公式については,GrantやFlynnが具体的に書き下している.研究代表者はGrantの定義方程式によって表現されてヤコビ多様体において等分多項式を用いた乗法倍公式をすでに導き出しているので、それを用いてSchoofの場合と全く同様に,定義方程式と加法公式,そして等分多項式を組み合わせて群位数を計算するアルゴリズムを書き下すことが可能となる.本研究では,Grantのモデルの下で,種数2の超楕円曲線のヤコビ群の位数を計算するアルゴリズムを提案し,その計算量についても考察した.Schoofは1985年に,有限体K上の楕円曲線Eに対してEのK有理点の全体E(K)の位数を計算する決定的多項式時間アルゴリズムを発表した。種数2の代数曲線(これらは全て超楕円曲線である)のヤコビ多様体の定義方程式や加法公式については,GrantやFlynnが具体的に書き下している.研究代表者はGrantの定義方程式によって表現されてヤコビ多様体において等分多項式を用いた乗法倍公式をすでに導き出しているので、それを用いてSchoofの場合と全く同様に,定義方程式と加法公式,そして等分多項式を組み合わせて群位数を計算するアルゴリズムを書き下すことが可能となる.本研究では,Grantのモデルの下で,種数2の超楕円曲線のヤコビ群の位数を計算するアルゴリズムを提案し,その計算量についても考察した.
分子膜界面を利用した光合成集光アンテナモデル系の創製

緑色光合成細菌にみられるクロロフィル分子の集積体からなる集光アンテナ部(クロロゾーム)を模倣するために、クロロフィルのモデル分子を水中で自己組織化させたクロロゾームモデルを構築することを目的とした。モデル分子となる亜鉛クロリンを界面活性剤の分子膜内でクロロゾーム様に自己集積化させ、そこに親水性の置換基を有するエネルギーアクセプター分子を加えて、これを分子膜中の適当な位置に固定することで、亜鉛クロリン集積体で吸収したエネルギーを決まった方向へ伝達できる集光システムの構築を目指した。生体のクロロゾーム系と同様にエネルギーのアクセプター分子としてバクテリオクロリン類を用い、その側鎖に親水性の置換基としてオリゴオキシエチレン鎖を導入した分子を合成した。この両親媒性アクセプター分子を、界面活性剤を含む水中で亜鉛クロリンの集積体と一緒に組織化したところ、亜鉛クロリン集積体からの蛍光はアクセプターの添加により消光せず、エネルギー移動は確認できなかった。これは、親水性基を持ったアクセプター分子が分子膜界面に位置し、疎水性基からなる亜鉛クロリン分子と離れてしまったためと考えられる。そこで、亜鉛クロリン分子とバクテリオクロリン分子とをアルキル鎖でつなぎ、かつバクテリオクロリン部に親水性のオリゴオキシエチレン鎖を導入したアクセプター分子を新規に合成した。このアクセプター分子を用いて同様にクロロゾームモデルを調製すると、亜鉛クロリン集積体からの蛍光はアクセプター分子の添加により消光し、エネルギー移動が確認された。光合成の集光アンテナ部においてクロロフィルなどの色素分子はエネルギー移動に適した位置に並べられていることが明らかになりつつあるが、一般に集光アンテナ部はその分子レベルでの構造が複雑である。そこで、生体の中で比較的簡単な構造の集光アンテナをもつ緑色光合成細菌に着目し、その集光アンテナ部(クロロゾーム)を模倣することで高い効率で機能する人工集光システムの構築を目指す。クロロゾームに含まれるクロロフィル分子のモデルとなる亜鉛クロリン分子を合成し、それを界面活性剤の分子膜内で自己集積化させることでクロロゾームの機能モデルを構築した。本研究ではまず、疎水性である亜鉛クロリン分子に親水性基として、非イオン性のオリゴオキシエチレン基、イオン性の四級アンモニウム塩、スルホン酸塩を導入した両親媒性クロロフィル類をそれぞれ新規に合成した。これらの両親媒性分子は水中でクロロゾーム型の自己集合体を構築しなかったが、少量の界面活性剤の存在下で多量体を形成した。さらに可視吸収および円二色性スペクトル測定の結果から、亜鉛タロリン部に導入した親水性基は色素分子をより整然と配列させるのに寄与していることが明らかとなった。また、エネルギー受容体分子としてバクテリオクロリン分子を系内に導入し、蛍光スペクトルを測定したところ、集積化した亜鉛クロリン多量体からバクテリオクロリン部への励起エネルギー移動が観測された。このとき色素分子へ親水性基を導入することにより、色素-色素間相互作用が変化し、受容体分子からの発光特性が変化することが確認された。
メタゲノムデータからの高解像度抗菌薬耐性遺伝子解析手法の開発

抗菌薬は、細菌感染症治療等のために広く用いられている重要な薬剤であるが、細菌は遺伝子の変異や水平伝播により、抗菌薬への耐性を獲得することが知られている。一方で、近年メタゲノム解析と呼ばれる、動植物の体内・体表や土壌、海洋河川などに混在する細菌集団の有する遺伝子群の解析を可能にする手法が発展してきた。本研究では、細菌の抗菌薬耐性遺伝子の変異等の詳細な解析を可能にするメタゲノム解析手法を開発し、再現性の高い実験を容易にする解析パイプラインの構築を行う。また、開発する解析パイプラインを用いてヒト腸内細菌叢の抗菌薬耐性遺伝子の多様性の解析を行う抗菌薬は、細菌感染症治療等のために広く用いられている重要な薬剤であるが、細菌は遺伝子の変異や水平伝播により、抗菌薬への耐性を獲得することが知られている。また、開発する解析パイプラインを用いてヒト腸内細菌叢の抗菌薬耐性遺伝子の多様性の解析を行う
深海産イソギンチャクの新規ペプチド毒の探索、構造解析、作用機構に関する研究

5種の深海産イソギンチャクから7成分の新規ペプチド毒、1種の浅海産イソギンチャクから2成分の新規ペプチド毒の単離とその構造解析を行った。またイソギンチャクのNaチャネル毒のうち、タイプ1や2毒と比べて、構造活性相関の解明が遅れていたタイプ3毒に着目して、活性の発現に重要と思われるアミノ酸残基を特定した。本研究によって、深海産イソギンチャクには、有用な新規ペプチド毒が未発見のまま、まだ数多く存在していることが明らかとなった。4種深海産イソギンチャク(ダーリアイソギンチャク、フウセンイソギンチャク、Actinostolasp.、Metridium sp.)について、新規ペプチド毒の探索を行った。粗抽出液の各種動物赤血球(ウサギ、ウシ、ウマ、ヒツジ)に対する溶血活性およびサワガニに対する毒性を測定したところ、溶血活性はMetridium sp.のみに認められ、サワガニに対する毒性はダーリアイソギンチャク、Actinostola sp.、Metridium sp.の3種に認められた。そのうち比較的強いサワガニ毒性を示したMetridium sp.からは、この毒性を指標にして、サイズ排除クロマトグラフィーおよび逆相HPLCに順次供して精製を行ったところ、サワガニに麻痺活性を示すペプチド毒Toxin Iを単離した。N末端アミノ酸配列から、過去にヒダベリイソギンチャクMetridium senileから単離されている溶血毒metridinと非常に高い相同性を有することが判明した。Metridinは、1987年にドイツのKrebsらによって、溶血活性をもつペプチド毒として、ヒダベリイソギンチャクから単離された。単離後の詳細な研究は行われていないが、metridinの名前は「metridin-like ShK toxin domain」として知られており、イソギンチャクStichodactyla helianthusから単離されているKチャネル毒ShKと共通のドメインを有している。Metridinには溶血活性以外の報告はないが、本研究で単離したmetridin様ペプチド毒のToxin Iはサワガニに比較的強い麻痺活性を示しており(ED50 560μg/kg)、他のイソギンチャク由来のKチャネル毒と同程度の活性の強さを示していることから、新規Kチャネル毒である可能性が示唆された。隠岐の島沿岸に生息する深海産イソギンチャク(Cribrinopsis sp.)から、サワガニに対する毒性を指標にして、サイズ排除クロマトグラフィーと逆相HPLCによって単離した6成分の新規ペプチド毒(Jiibo I-VI)の内、非常に強い麻痺活性を示したJiibo IIIと致死活性を示したJiibo VIについて、3'Race法と5'Race法によるcDNAクローニングを行い、その一次構造を決定した。Jiibo IIIのアミノ酸配列を相同性検索したところ、サソリのKチャネル毒と高い相同性を示した。また精製したJiibo IIIのサワガニに対する麻痺活性は極めて強く、ED50は2.8μg/kgと算出され、これは過去に単離したイソギンチャクの麻痺毒のなかで、最も強い活性を示した。一般に、ペプチド性イオンチャネル毒のチャネルへの結合には、荷電を帯びたアミノ酸残基が重要な役割を果たしているが、Jiibo IIIでもサソリ毒とほぼ同じ位置に荷電を帯びたアミノ酸残基が保存されていた。Jiibo IIIはその残基数からも、人工合成が容易であり、薬理学的な作用が明らかとなれば、医薬品としての応用の可能性を秘めている。次にJiibo VIの配列を相同性検索した結果、Jiibo VIは既知のイソギンチャクのNaチャネル毒のタイプ1のグループにも、またタイプ2のグループにも相同性を示し、タイプ1と2の中間的なアミノ酸配列を有していることが判明した。このようなタイプ1と2の中間的な配列を有したペプチド毒は、同じく深海産イソギンチャクのカワリギンチャク(Halcurias sp.)から単離された1例しか報告がない。深海産イソギンチャクから、従来のタイプとは異なるNaチャネル毒の配列が相次いで単離されたことは、イソギンチャク毒の分子進化の観点から非常に興味深い。最終年度は、第一に養殖場の魚網などに付着して大量発生し、深刻な漁業被害をもたらすオヨギイソギンチャクから、サワガニに対する毒性を指標にして、サイズ排除クロマトグラフィーと逆相HPLCによって2成分のペプチド毒を単離した。両毒ともにサワガニに強い致死活性を示し、その部分アミノ酸配列は他の生物由来のペプチド毒とも相同性を有さない、新規ペプチド毒であった。第二にイソギンチャクのタイプ3のNaチャネル毒の構造活性相関を解明した。タイプ3毒での構造活性相関はATX IIIの一例でしか報告がなく、そのATX IIIは他のタイプ3毒とはかけ離れた一次構造を有するため、その結果をそのままタイプ3毒に適用できなかった。そこで、タイプ3毒の構造的特徴をよく表したサンゴイソギンチャク由来のPaTXをモデルとして、各種類縁ペプチドを化学合成し、サワガニに対する毒性を指標に構造活性相関を検討した。