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日本の〈辺境〉における英文学研究に関する研究－沖縄と北海道を中心に

本研究の成果は、第一に、北海道における「英学」の確立を目指しつつも中央/周縁の論理を反復してしまった玉井武(小樽商科大学)の業績を再検討し、論文として発表したことである。(付け加えるならば、北海道や広島での調査の結果、清水春雄(北海道出身、広島で被曝、岐阜と小樽においてホイットマンを研究した)の存在を発見することもできた。)第二に、沖縄戦と米軍占領を経験しつつもアメリカの文学を研究した沖縄の英米文学者(特に琉球大学)の著作や紀要論文等に彼ら彼女らの苦渋を読み取るための調査をおこなったことである。【本年度の研究成果と「研究の目的」との関係】本研究は、日本の〈辺境〉とされてきた沖縄と北海道における英文学史には〈中央〉(主に東京)のそれとは異なる歴史と意義があったことを調査研究するものである。本研究の本年度の成果としては、主として以下の2点をあげることができる。(1)平成24年8月10日17日に、北海道の小樽商科大学と北海道大学において、太平洋戦争前後に活躍した小樽商科大学の英語教員である玉井武と清水春雄の業績について、それぞれ論文を執筆出来る程度の文献調査をおこなった。(2)本研究の一環として開催した「文学受容変容研究会第2回研究会」(平成24年12月17日、於:東洋大学)において、齋藤は「「〈北方〉と混淆性ー玉井武「北海道に於ける英學の發達」(1950)について」」と題する発表をおこない、参加者と意見交換をおこなった。【本年度の研究成果と「研究実施計画」との関係】本年度は、北海道の小樽商科大学で活躍した玉井武と清水春雄の業績について調査できたことが最大の成果であり、本研究計画の狙いと合致するものである。玉井は太平洋戦争後の1950年から北海道における英学受容の研究を行ったが、これは〈地方〉と〈中央〉という二項対立を崩すものではなくむしろその逆転を試みるものであり、戦時中の国策と合致することが多かった。清水は小樽商科大学に赴任する前に広島で被爆しており、この経験が彼の小樽における研究教育活動に影響を与えていた可能性がわかってきた。以上のように、本年度の研究のおかげで、北海道における英(米)文学の意義を考察するための貴重な手がかりを得ることができたが、沖縄の英米文学についての研究は進まなかった。沖縄についての調査研究は平成25年度の重要な課題である。平成25年度の研究実績としては、(1)資料の収集と(清水春雄と「琉球大学英文科」について)、(2)玉井武についての論文の執筆の二点を特筆することができる。(1)については、岐阜女子大学での調査(清水春雄)と、琉球大学での調査について触れる。清水春雄については、彼が最後に勤務した岐阜女子大学における調査(平成26年3月12日15日)によって、彼の文学研究の重要な一側面を確認することができた。広島文理科大学時代に(直撃は免れたものの)原子爆弾により被爆、その悲惨な経験に応答するため、平和運動ではなく文学研究を選んだことは、すでに昨年度、小樽商科大学における調査で把握していたが、今回の調査では退職記念公演の記録である「〈辿った道〉」(1986年)という文書を見つけることができた。清水の研究業績には「原子爆弾」「太平洋戦争」という言葉は出てこないが、しかしそのホイットマン作品への取り組みの根元には被爆体験があると推定することができるようになった。琉球大学での調査(平成26年3月17日21日)では、日本返還前の琉球大学における人文系の起用論文を幅広く読み、琉球大学とアメリカの文化教育政策との密接な関係、アメリカに留学したいわゆる「米流」の業績を知ることができた。(2)については、日本の中国大陸進出政策(いわゆる北方論)に合わせて、「辺境」とされてきた北海道を「中心」と表象する「北海道英学史」を構築しようとした玉井武について、昨年度調査した資料をもとに、論文を執筆した。【本年度の研究成果と「研究の目的」との関係】本研究は、日本の〈辺境〉とされてきた沖縄と北海道における英文学には〈中央〉(主に東京)のそれとは異なる歴史と意義があったことを調査研究するものである。この点においては、(1)平成23年10月1日と平成24年3月247日に、北海道大学付属図書館にて、H24年度以降の調査のための予備的調査をおこなったこと、(2)日本英文学会北海道支部第56回大会シンポジアム「個別の受容から迫る「日本の英文学受容」」において「ある英文学者の肖像ー三輪明と翻訳」と題する発表をおこなったことを挙げることができる。【本年度の研究成果と「研究実施計画」との関係】

本年度は、東日本大震災と原発事故のため、北海道と沖縄における本格的な調査や調査結果の検討はH24年度以降にずれ込むこととなった。また、これらの出来事のあとでは、英文学研究の意義を今一度根本的に問い直さざるを得なかった。具体的には、第三回高麗大学校・筑波大学合同フォーラム(平成24年2月10日、於:高麗大学〔ソウル、韓国〕)の「セッション:アジア研究におけるグローカルという視点」において「広島原爆碑文の「「主語」」をめぐって」と題する発表をおこなった。これは広島市平和記念公園にある原爆死没者慰霊碑の碑文を撰文・揮毫した英文学者・雑賀忠義(広島大学)が碑文にこめた意図を探ったものである。このようにして、北海道と沖縄を「中心に」してきた本研究の視野を広げつつ、〈辺境〉における英文学を、単に〈中央〉/〈辺境〉という抽象的な二項対立において漠然と問い直すのではなく、〈辺境〉における具体的な出来事に対して英文学(者)はどのように応じてきたのかを調査することも、本研究の課題であることを確認した。また、広島の事例を研究することで、〈辺境〉という概念もあらためて問わねばならないことも確認できた。本年度は北海道(小樽商科大学、北海道大学)において、充実した調査研究をおこなうことができた。その結果、玉井武と清水春雄という二人の英米文学者の業績とその歴史的意義を把握することができた。玉井については、太平洋戦争期の小樽商科大学(小樽高等商業専門学校)と当時の国策、すなわち小樽という〈辺境〉をいわば〈北方〉の〈中心〉と考えるという政策との関連において、北海道英文学史を構想したことがわかった。清水については、広島での被爆体験とウォルト・ホイットマン研究との関係が重要であることがわかった。ただし、沖縄の英米文学については調査をおこなうことができなかった。また、昨年度(平成23年度)には広島における英米文学者の業績を調査研究することに相当な時間を費やしたが、この調査研究は本研究とは別の研究としておこなうこととした。本年度は、平成24年度と25年度におこなう北海道と沖縄における本格的な文献調査に向けての予備的作業(英文学制度研究や翻訳論等の先行研究の購入、改装された北海道大学付属図書館での予備調査)をおこなった。東日本大震災の余波のため、資料収集と予備的調査や口頭発表以上の本格的調査等は実施できなかったが、先行研究の収集・購入と予備的調査という、科学研究費による研究の初年度におこなうべきことはおおむね達成できた。また、東日本大震災を受けて、北海道と沖縄のみならず広島における英文学(者)についての調査研究が必要であることが分かった。ただし、広島は〈地方〉ではあるが〈辺境〉とは呼びがたいので、本研究の目的との整合性について慎重に検討する必要があることも確認した。平成25年度は、平成24年度の北海道における調査研究の成果(特に玉井武と清水春雄について)を論文として発表する。また、沖縄での調査研究、特に太平洋戦争後における琉球大学においての英米文学者の業績を整理整頓することに傾注する。また、平成25年度は本研究の最終年度であるので、本研究の一環としておこなっている「文学受容変容研究会」の成果を冊子等にて公開する予定である。当初の予定を修正し、平成24年度に北海道での文献調査をおこない、平成25年度に沖縄での文献調査をおこなう。研究成果の発表については、各年度ごとに口頭発表と論文で発表する。H25年度末には本研究を総括する論文を発表する。また、平成24年度には、第2次世界大戦後の広島の英文学(特に雑賀忠義)についての調査研究もおこない、核時代における想像力と英文学研究者の課題について根源的に思考するための基礎を構築する。
南太平洋フォーラム諸国の海洋環境保護をめぐる地域協力

本研究は、海洋に依存するところの大きい南太平洋フォーラム諸国の海洋環境保護をめぐる地域協力に焦点を当てて、研究を行ってきた。特にその中でも、同諸国にとってきわめて緊急の課題となっている海面上昇問題、およびその主原因である地球温暖化をはじめとする気候変化問題を中心にとりあげ検討した。その結果、南太平洋フォーラム諸国は、自らの南太平洋フォーラムのみならず、地球環境機関の南太平洋地域環境計画(SPREP)をも、海洋環境保護をめぐる地域協力に十二分に活用してきたことが明らかになった。SPREPは、1980年に南太平洋委員会、南太平洋フォーラム事務局、国連環境計画、ESCAPの4組織によって設立され、南太平洋フォーラム加盟国ばかりでなく、統治国、非独立島嶼地域もメンバーとして含めたものである。SPREP内でコア・グループを形成する南太平洋フォーラム諸国は、SPREPを上記4組織による共同運営から自立的地域組織へとなす組織改革のイニシアチブをとり、1991年にSPREPの完全独立化を達成させた。これを契機として、SPREPは技術協力分野に加え、南太平洋フォーラム諸国が望む、海洋環境保護など地球環境問題に対する地域的アプローチの調整・推進役としての役割を強めていった。以降、南太平洋フォーラム諸国は、SPREPを通じて海洋環境保護をめぐる地域協力を積極的に展開していくことになるのである。このように、南太平洋フォーラム諸国は、南太平洋フォーラムよりも広い範囲をメンバーとして包含する既存のSPREPを最大限活用することで、国際社会に効果的に働きかけていくことに成功したといえる。こういった南太平洋フォーラム諸国による南太平洋フォーラム以外のチャンネルにおける海洋環境保護をめぐる地域協力のさらなる事例研究に関しては、今後の課題とすることにしたい。
「遺伝的制御系の応答機構」総括班

本研究班は昭和61年4月より発足した特定研究領域「遺伝的制御系の応答機構」の総括班として,研究全般の実施に関する基本方針を定め,各計画研究班間の連絡,情報交換をはかると共に,研究進行につれて生じる問題点の調整,解決を行ない,本特定研究領域の推進に資することを目的としている.特に本年度は総括班会議の開催,班間合同班会議の開催,名簿およびサーキュラーの発行,配布を行ない,また昭和62年度成果報告集を発行,配布した.前年度同様に班員希望者にオリゴヌクレオチドを合成,支給した.公開ワークショップ「ゲノム全構造へのアプローチ」を開催し,また本特定研究の過程で作成された全ゲノム・ライブラリーの保存事業を支援した.公開講演会「遺伝的解析技術の進歩と応用」を共催した.本研究班は昭和61年4月より発足した特定研究領域「遺伝的制御系の応答機構」の総括班として,研究全般の実施に関する基本方針を定め,各計画研究班間の連絡,情報交換をはかると共に,研究進行につれて生じる問題点の調整,解決を行ない,本特定研究領域の推進に資することを目的としている.特に本年度は総括班会議の開催,班間合同班会議の開催,名簿およびサーキュラーの発行,配布を行ない,また昭和62年度成果報告集を発行,配布した.前年度同様に班員希望者にオリゴヌクレオチドを合成,支給した.公開ワークショップ「ゲノム全構造へのアプローチ」を開催し,また本特定研究の過程で作成された全ゲノム・ライブラリーの保存事業を支援した.公開講演会「遺伝的解析技術の進歩と応用」を共催した.
病原性大腸菌健康保菌動物摘発法の開発研究

19972003年の間に、九州の大型養豚場3戸において3075日齢の子豚が計約10,000頭死亡する事故があり、病性鑑定の結果、大腸菌性腸管毒血症と診断された。それらについては、「上村涼子、末吉益雄、田浦保穂、永友寛司、大腸菌性腸管毒血症による子豚の集団死亡事故の長期持続事例、日獣会誌、57:231-234(2004).」に詳細を報告した。当講座で分離された腸管毒血症性大腸菌について毒素産生量、血清型、薬剤感受性を検査した結果、農場単位で性状が異なり、農場の飼育環境と菌株の性状間に密接な関係が示唆された。また、本年、大腸菌性腸管毒血症が発生した農場の耐過豚由来血清について、種々の抗原および手法で血清学的検査を実施した結果、腸管毒血症性大腸菌に対する特異抗体検出はできなかった。さらに、抗原あるいは手法について検討する必要性がある。2003年5月から2004年1月にかけて1165日齢の下痢発症牛の糞便79検体について病原学的に調査した結果、52検体から志賀毒素産生性大腸菌が58株検出された。現在、それらの株の毒素産生量、血清型など性状を検索中である。また、九州の養豚場3戸において、1997年2003年に3075日齢の子豚が計約10,000頭死亡する大腸菌性腸管毒血症の事故が発生したので、発生状況を以下のとおり報告した。発生期間は1419ヵ月に及び、月間の子豚死亡率は高い月で25%であった。当該農場では、発症子豚への抗生物質治療と母豚、哺乳豚および離乳初期子豚への生菌製剤の予防的投与等によって集団死亡事故は沈静化した。これらの検体から分離された腸管毒血症性大腸菌(ETEEC)にin vivoでアンピシリン(ABPC)、ゲンタマイシン(GM)、コリスチン(CL)、ビコザマイシン(BCM)、ホスホマイシン(FOM)、スルファメトキサゾル-トリメトプリム(ST合剤)およびエンロフロキサシン(ERFX)の7抗菌薬を作用させ、殺菌力、Stx 2eの遊離および産生量を検討し、以下のとおり報告した。ETEEC菌体内に蓄積されているStx 2e量は、培養上清中の放出Stx 2e量より多く、ST合剤以外の供試薬剤は全て殺菌作用を有しており、ABPCおよびFOMでは、菌体破壊に伴う培養上清中へのStx 2e遊離量の増加が認められた。産生毒素量は、全ての抗菌薬添加区で薬剤無添加対照以下であった。以上の結果から、ABPCおよびFOMのような細胞壁合成阻害作用のある抗菌薬は、ETEEC感染豚の症状を悪化させる危険性が示唆された。一方、GM、CL、BCMおよびERFXは、大腸菌性腸管毒血症治療に有用であることが示唆された。現在、1991年2003年に当研究室にて、分離されたETEEC 111株について毒素産生量、血清型、薬剤感受性などの性状を検索中である。
核内受容体どうしの協働作用が引き起こすビスフェノールの低用量シグナル毒性効果

BPAの「低用量効果」は現在でも未解決な「内分泌撹乱物質」問題の核心である。我々は、「その特異的な受容体・エストロゲン関連受容体γ型(ERRγ)である」、「BPAの弱いエストロゲン様活性はERRγを含む一群の自発活性化型核内受容体がERαに協働作用して、活性を大きく増強される」ことを発見した。本研究では、BPAの低用量シグナル毒性効果の核内受容体を介した分子機構解明を目的とし、1自発活性化型核内受容体13種すべてが協働作用を示す、2ホルモン活性化型核内受容体は一般的に同様の協働作用を受ける、可能性があることを検討する。3一連の「新世代ビスフェノール」の活性を調べ、低用量効果を検討する。
「危機耐性」の概念に基づく耐震設計体系の確立と実現のための要素技術の開発

危機耐性の設計手法のフレームワークとして,想定される損傷フェーズの発生頻度に基づく手法について,臼型滑り面を用いた免震支承を対象にした基礎的な検討を行い,その妥当性について検証した.危機耐性の要素技術としては,昨年度の検討を継続し,5種類の異なる臼型滑り面形状を製作し,提案橋梁の水平二方向震動実験を実施することで,最適な摩擦振子と滑り面形状を同定した.また,外力条件の変化に対する感度の低い構造についての検討を継続した.設計基準外の地震動に対しても,柱の挙動の不確定性を最小限に留めるため,埋込コンクリートヒンジRC構造にUBRC機構を付加した埋込メナーゼヒンジUBRC柱を提案し,それらの性能を正負交番載荷実験により検証した.その結果,設計基準外の大変形が生じた場合でも,柱基部の軸変形,せん断変形を抑制することができるとともに,UBRC化によって,大変形領域におけるP-Δ効果を打ち消す復元力を発揮することができることを確認した.入力地震動については,2016年熊本地震の際に断層近傍で観測されたような永久変位成分を含む強震動の計算に適用可能な強震動シミュレーション手法を開発するともに,設計地震動の設定手法に,人工知能技術を応用する検討を行った.構造物の応答から入力波形を逆解析する人工知能モデル等を構築し,入力波形中の支配的な特性の抽出や,任意の応答値を引き起こす入力波形の合成法を提案した.深刻な外力として断層変位をとりあげ,その予見性および統計的性質の分析、断層変位による構造物の被災事例および断層変位対策事例の分析等を実施するとともに、断層の影響を受けにくい構造形式・設計の考え方を整理した。また,震災後の復興プロセスにおけるインフラの影響について,チリやネパールの復興プロセスについても調査した.危機耐性の設計手法のフレームワークについてその有効性を確認したが,実用に向けた定量的な精度検証等の検討を継続する必要がある.要素技術の開発においては,順調に実験計画を消化しており,3次元震動台で実験可能な大きさの模型を用いた一連の検討の結果,地震時の安全性を確保し,一方で地震後の残留変位を小さくするための摩擦振子と臼型滑り面を見出すことができた.危機耐性を有する構造形式の一つを得ることができたと考えている.一方で,より大型の実験供試体を用いた場合には,寸法効果の影響が表れ,期待した性能を確保できない可能性はある.また,設計基準外事象に対する構造物の挙動の不確定性が小さい構造を鈍構造として概念化し,それを具体的に実現するために埋込メナーゼヒンジUBRC柱を提案し,載荷実験により期待する性能を有していることを確認できた.ほぼ順調に研究が進捗していると考える.一方,実験により,安定的に緩やかに耐力を低下させるためには靱性を小さくさせることが有効であることが分かり,望ましい動的応答を実現するための靱性率と耐力低下率の設計手法に関する課題が明らかとなった.震源特性の情報がある既往の大地震については,強震動シミュレーション手法の適用性は概ね良好である.また,仮想的な地震動波形群と対象構造物を元に,深層学習モデルを構築したが,被災に対応する応答値を与える地震波形の設定法については課題も明らかとなった.深刻な外力としての断層変位に対して危機耐性を確保するための方策については,状況に応じて望ましい対策も変わることが多く、方策の一般化に課題がある。また,震災復興プロセスの分析においては,インフラ構造物以外の影響がかなり大きい結果となっており,事例の選定や分析に課題が残る.また,本研究の成果を中心に,国内外で海外の研究者とのシンポジウムなども行い,成果の共有をはかった.危機耐性の設計手法のフレームワークについて,適用事例を増やし,手法としての具体化をめざす.要素技術の開発としては,他の研究機関が有する震動台を借用し,これまでよりも大型(2倍の寸法を想定)の模型を製作し,寸法効果の有無を詳細に確認する.この実験結果を得ることで,実橋梁を想定した,摩擦振子型免震機構を有するRC橋脚の試設計が可能になると思われる.危機耐性構造の設計に用いるべき地震動の設定方法,あるいは要求する安全性や地震後の復旧性について,研究代表者および共同研究者との議論を重ね,危機耐性構造の具体的な形を提示することを目指す.鈍構造を実現するための具体的構造技術開発を推進するとともに,社会全体のレジリエンス向上に資する構造技術の重要性を,構造技術者のみならず計画技術者との共有を図る.危機耐性を考慮するための入力波については,これまでに開発した深層学習モデルにおいて,特に中間層における出力に注目し,任意の応答を与える入力波形の再現に取り組む.このような深層学習モデルの特性を利用することにより,従来の解析では困難であった,入力波形や構造物の応答にとって支配的な性質の抽出を実現するとともに,任意の性質を有する波形の再現に取り組む.また,ひきつづき極大地震動の計算に適用可能な強震動シミュレーション手法の開発と検証をすすめる.深刻な外力の考慮について,断層変位の対応を対象にした事例収集と分析を進め,実務に使える形での成果をとりまとめる.また,震災復興の事例について,危機耐性の社会的要素の観点から知見を整理する.そのうえで,本研究の全体の成果と課題をとりまとめる.「危機耐性」の概念として,構造物単体ではなく,インフラネットワークとしての価値,さらに,社会的な貢献等も考慮するものへ拡張する議論を行い,リスクの定量化等の議論を行った.

また,実際の道路ネットワークを対象とした数値シミュレーションにより,その適用性を検証した.また,外力の設定については,熊本地震を対象とした強震動の再現シミュレーションや,同地震の前震・本震・余震の強震記録を用いて,繰り返し作用する地震動の影響を考慮した非線形動的解析を実施した.「危機耐性」を実現する耐震構造技術の開発としては,まず,レジリエントな構造の検討については,摩擦振子型免震機構を有するRC橋脚について,水平2方向加震を受けた場合の地震時挙動を震動実験により確認した.水平1方向加震の場合と同様に,極めて大きな地震動レベルに対しても,弾性応答を確保し,残留変位も許容範囲に収まることを確認した.ただし,摩擦振子と滑り面が点接触となったことから,鋼製の滑り面に傷が生じ,これが原因となり,機械的な摩擦が生じ,想定したような応答加速度の低減効果は得られない等の課題も見いだされた.また,ロバストな構造の検討については,技術水準のレビュー及び構造事例の収集・分析を実施し,構造物の急激な耐荷重低下を改善させることが重要であることを示した.対応する試験体を作成し,正負交番載荷実験を行った.その結果,付着割裂ひび割れの進展が抑制され,この付着特性の向上が同一振幅載荷での軸方向鉄筋の座屈抑制につながること等が示された.なお,トルコにおいて開催する予定としていたISO23469に関する国際シンポジウムは同国におけるテロなどの影響により中止となった.そのため,予算の一部を繰り越して来年度に実施することとする.トルコにおける国際シンポジウムがテロのリスクにより開催できず,関係する研究が情報を入手できないなどの悪影響を受けたため危機耐性の設計概念を整理した.これまでの検討に基づき,ストレステストのための仮想的外力としての地震動や,コミュニティと技術者の情報共有を促す体系の重要性について整理した.また,共有情報のマネジメントとしてリスクガバナンスが重要であること等を示した.強震動地震動のシミュレーションのためのモデル化について特性震源化モデルを対象として検討するとともに,断層変位に対して危機耐性を確保する方策に関する調査研究を実施するための産学官の専門家による検討会を発足させた.耐震構造については,まず,摩擦振子型免震機構を有するRC橋脚について,H28の震動実験結果を受け,改良を試みた.まず,滑り面形状の工夫による滑り性能の改善,および,表面強化材の塗布による滑り面の耐摩耗性の向上を図り,水平二方向震動実験によりその効果を確認した.特に,3Dプリンターを活用した臼型滑り面と,エポキシ樹脂製コンクリート補修材を使用することにより,極めて滑らかな地震時挙動を確保でき,地震後の残留変位を制御することができた.また,ロバスト構造については,軸方向鉄筋の付着特性に関する実験結果を分析することにより,軸方向鉄筋の座屈を制御することによる危機耐性向上効果が大きいと判断し,軸方向で座屈特性を変化させ,座屈を確実に想定位置に発現させることで不安定化させない構造の開発を検討した.その結果,安定したヒンジ機構への移行により柱基部の軸変形・せん断変形が抑制され, RC柱の荷重低下も改善されることを示した.2013年ネパール地震からの復興プロセスについての現地調査を行った.
音響による聴覚障害の発生機序に関する実験的研究

平成6年度には、可逆性の閾値上昇が生じる程度の音響暴露を行ったモルモットにおいて、暴露直後および回復期に蝸牛神経複合活動電位(CAP)と、蝸牛の能動的音変換機構の持つ非線形に由来するとされる二音刺激時の蝸牛マイクロホン(CM)電位上の2f1-f2歪成分を中心に観察を行った。その結果、暴露後のCAP閾値の上昇とその後の回復に伴い、2f1-f2歪成分の出力は同様に低下および回復を示した。これらの結果より、音響暴露後にみられる可逆性の閾値上昇(NI-TTS)は、外有毛細胞の機能が障害されることによって生じていると結論された。続いて、外有毛細胞の機能の中でも電気-機械変換を障害するとされているサリチル酸を用いて同じ蝸牛内誘発電位を測定し、音響暴露と同程度のCAP閾値上昇を起こす量のサリチル酸投与では、音響暴露後とは異なった様式の変化を示すとの結果を得た。従って、音響暴露では機械-電気変換の障害が生じている可能性が考えられた。平成7年度には音響暴露とサリチル酸投与の相互作用について、蝸牛誘発電位に加え歪成分耳音響放射を新たな指標として、モルモットにおいて検討を行った。その結果、両者の相互作用は、それぞれを与える順序により異なることが判明した。すなわち、サリチル酸を投与した後に音響を暴露した群では、それぞれを単独で行った群における変化を合わせたものにほぼ相当する効果を示したのに対し、音響を暴露した後にサリチル酸を投与した群では、前群に比して各指標の変化の程度は小さく、ことに音響暴露による影響の大きい周波数域ほど、引き続くサリチル酸投与による障害は軽微であることが判明した。さらに、今回の実験を行っている際に偶然に遭遇した、蝸牛内の自発交流電位についても検討を行った。人工呼吸器の停止によるanoxia負荷や、外部音による抑圧を行った結果、この自発交流電位は蝸牛基底膜上の電位の周波数を特徴周波数とする部位の近傍において、蝸牛機械系の能動的振動により産生されていると結論できた。平成6年度には、可逆性の閾値上昇が生じる程度の音響暴露(100dB SPL、10分間)を行ったモルモットにおいて、暴露直後および回復期に蝸牛の音響誘発電位の測定を行った。蝸牛神経複合活動電位(CAP)と、蝸牛の能動的音変換機構の持つ非線形に由来するとされる二音刺激時の蝸牛マイクロホン(CM)電位上の2f1-f2歪成分を中心に観察した。その結果、音響暴露後のいずれの時期においても、CM電位自体の出力はわずかな低下を示すのみであるのに対し、2f1-f2歪成分の出力は暴露後のCAP閾値の上昇とその後の回復に伴い、同様に出力の低下および回復を示した。これらの結果より、音響暴露後にみられる可逆性の閾値上昇(NI-TTS)は、蝸牛の能動的音変換機構において主たる役割を果たしている外有毛細胞の機能が障害されることによって生じていると結論された。続いて、同様に一過性に外有毛細胞の機能障害を引き起こすことが知られているサリチル酸塩(アスピリン等)を用いて、同じ蝸牛内誘発電位を指標としてその影響を観察した。

音響暴露と同程度のCAP閾値上昇を起こす量のサリチル酸投与では、CM電位出力はなんら変化を受けず、また2f1-f2歪成分の出力は低刺激レベルでは幾分低下するが高刺激レベルでは逆に上昇するという、音響暴露後とは異なった様式の変化を示した。従って、音響暴露とサリチル酸は、共に蝸牛外有毛細胞の機能を障害してCAP閾値の上昇を生じるものの、両者はそれぞれ別の部位に作用していると考えられる。サリチル酸は外有毛細胞の機能の中でも電気-機械変換を障害するとされていることから、音響暴露ではその前段階である機械-電気変換の一過性の障害が生じているものと推察した。前年度までの研究で、音響とサリチル酸は共に外有毛細胞を障害するものの、両者の障害様式に差異が存在することが明らかとなったが、平成7年度には両者の相互作用について、同様にモルモットにおいて検討をおこなった。指標としては、前年度までの蝸牛神経複合活動電位(CAP)と歪成分蝸牛マイクロホン電位(CM-DP)に加え、歪成分耳音響放射(DP-OAE)を用いた。その結果、両者の相互作用は、それぞれを与える順序による異なることが判明した。すなわち、サリチル酸を投与した後に音響を曝露した群では、それぞれを単独で行った群における変化を合わせたものにほぼ相当する各指標の変化を示した。これに対して、音響暴露した後にサリチル酸を投与した群では、前群に比して各指標の変化の程度は小さく、ことに音響曝露による影響の大きい周波数域ほど、引き続くサリチル酸投与による障害は軽微であった。音響曝露では外有毛細胞の機械-電気変換が、またサリチル酸投与では電気-機械変換が障害されることから、蝸牛音響受容機構の障害の発現においては、前者の障害がより優位な地位を占めているものと結論した。さらに、今回の実験を行っている際に偶然に遭遇した、蝸牛内の自発交流電位についても検討を行った。この自発電位は、人工呼吸器の停止後短時間で消失し、外部より音響負荷をすることにより抑圧を受けた。この抑圧効果は、外部音の周波数が電位のそれに近いほどより大きかった。比較的強大な音響曝露では、電位は曝露後にも一定期間抑圧された後に回復し、NI-TTSと似通った経過を示した。以上の結果より、自発交流電位は蝸牛基底膜上の電位の周波数を特徴周波数とする部位の近傍において、蝸牛機械系の能動的振動により産生されていると結論した。
異型性の分子基盤の追求（がん遺伝子ＫＲＡＳ下流分子のプロテオーム解析から）

研究の目的は、プロテオーム解析によるKRAS下流分子の網羅的検索から、異型性発現の責任分子を同定し、その分子基盤の一端を明確にすることであった。本課題では、細胞内塩素イオン制御分子であるCLIC4に着目して研究を進めた。複数の肺がん細胞株において非がん細胞に比較して顕著な発現低下が認められた。肺癌外科切除材料での解析では、分化度の低下に伴ってCLIC4発現レベルが低下する傾向が見られた。不死化細胞にCLIC4のノックダウンを行ったところ、核の腫大など形態変化が現れた。KRAS下流分子のプロテオーム解析からCLIC4を同定し、その発現低下が異型性の一因であることが示唆された。形態異常(異型性)はがん細胞に共通にみいだされる特徴である。本研究の目的は、その分子基盤の一端を明確にすることである。申請者はこれまでに、がん遺伝子KRASの導入によりヒト気道上皮細胞に著しい形態変化が誘導されることを示してきた。更に、遺伝子発現マイクロアレイを用いたKRAS下流分子の網羅的検索から、このような形態異常うち核クロマチンの不規則な凝集や細胞輪郭の歪化に関わる複数の責任分子を同定してきた。この成績は、KRAS導入細胞の発現解析が異型性の分子基盤を追求するうえで合理的な戦略であることを示している。申請課題では、遺伝子発現マイクロアレイでは同定できない、翻訳後において蛋白質レベルで発現・修飾制御を受ける分子群を、二次元電気泳動法を用いたプロテオーム解析によって網羅的に検索し、これらの異型性発現の責任分子としての可能性を追求することであった。変異型KRASがヒト気道上皮細胞の蛋白質発現状態(あるいは修飾状態)を著しくする分子種を、二次元電気泳動によって分離されたドット(スポット)の一次構造解解析から、S100蛋白、トロポミオシン、ビメンチン、細胞内イオンチャンネルCLIC4を同定した。当該年度はCLIC4の細胞形態に与える影響を解析した。結果、CLIC4は細胞形態に顕著な変化を与えることがなく、異型性発現の責任分子として積極的な傍証は得られなかった。一報、肺がん細胞の多くで発現低下があり、また過剰発現で、増殖を抑制したことから、肺発がんのプログレッションに関係する可能性が示唆された。今後は、他、候補分子の、細胞形態の関与をさらに検討する。形態異状(異型性)はがん細胞に共通にみいだされる特徴である。本研究の目的は、その分子基盤の一端を明らかにすることである。申請者はこれまでに、がん遺伝子KRASによってヒト気道上皮細胞に誘導される形態変化を異型性のモデル実験系とし、遺伝子発現アレイを用いたKRAS下流分子の網羅的検索から、異型性に関わる複数の責任分子を同定してきた。また、本年度(2013年度)までの研究計画において、プロテオーム解析を用いたKRAS下流分子の網羅的検索から、遺伝子発現アレイでは得られなかった候補責任分子として細胞内塩素イオンチャンネルCLIC4を同定した。申請課題では、特に、肺がん細胞におけるCLIC4の発現異状に着目し、異型性の分子基盤として可能性を検証した。CLICL4の蛋白質発現が複数の肺がん細胞株や原発性肺がん細胞において顕著に低下していること(Okudela K et al PLOSone 2014)、また、CLIC4のノックダウンによって、KRASがん遺伝子の導入によって引き起こされたものと類似の形態変化(細胞の大型化、核の大型化、クロマチンの粗造化)がヒト気道上皮細胞に誘導されることを明らかにした。CLIC4は、種々の上皮細胞に広く発現する細胞内塩素イオンチャンネル構成分子であり、最近、皮膚表皮細胞や角膜上皮細胞の再生(増殖・分化)と組織構築の維持に重要な役割を担っていることが報告されている(Padmakumar VC et al. Am J Pathol. 181(1):74-84, 2012)。このことは、がん細胞におけるCLIC4の発現異状が異型性を引き起こす一分子基盤である可能性を支持している。また、申請らが先行して同定したFXYD3も細胞内塩素イオンチャンネルの制御因子であり、細胞内塩素イオン濃度の制御障害と異型性とのなんらかの関連が示唆され興味深く感じられた。申請者はこれまでに、KRAS導入細胞の遺伝子発現解析が異型性の分子基盤を追求するうえで合理的な戦略であることを示してきた。

申請課題では、遺伝子発現マイクロアレイでは同定できない、翻訳後において蛋白質レベルで発現・修飾制御を受ける分子群を、二次元電気泳動法を用いたプロテオーム解析によって網羅的に検索し(図2)、これらの異型性発現の責任分子としての可能性を追求する。当該年度は、KRASによって制御される25種の蛋白を同定した、細胞骨格構成蛋白、Ca2+結合分子、イオンチャンネル制御因子を含んでいた。これらの発現をがん細胞株、原発性肺癌病変で確認すると、特にイオンチャンネル制御因子の一つの発現が、顕著に減弱していることが明らかになった。当該課題では、KRAS導入細胞において顕著に変化するドット(スポット)の一次構造解解析・蛋白質同定を進めた。特にCLIC4をを候補肺癌抑制遺伝子として抽出した。本来の目的は、異型性の分子基盤の追求である。CLIC4の細胞形態へ与える影響を今年度仔細に解析する。計画書では、1)がん遺伝子KRASによって蛋白質発現・修飾状態の変化する分子群の同定、候補責任分子のスクリーニング、2)異型性発現の候補責任分子の抽出、3)候補責任分子のスクリーニング(1)(肺がん細胞株での発現解析)、4)候補責任分子のスクリーニング(2)(肺がん切除材料での発現解析)の4項目を達成目標とした。当該年度では、4項目を完遂し、特に特にイオンチャンネル制御因子の一つを、異型発現の責任分子候補(最終候補分子)として絞り込んだ。他、トロポミオシンやビメンチンも形態異状に関与する候補分子として同定している。これらの関与も検討する。1)最終候補分子の遺伝子発現ベクターおよびsiRNAノックダウンベクターの作成、2)最終候補分子の発現操作細胞の形態評価(不死化気道上皮細胞での検証)、3)最終候補分子の発現操作細胞の形態評価(肺がん細胞株での検証)、4)最終候補分子の肺がん病変における発現状態と細胞・構造異型度との相関解析、を計画書とおりに遂行する。平成24年度に1222023円繰り越したのは、CLIC4やトロポミオシンやビメンチンの発現ベクターの作成が難航し、また、ウエスタンブロットや免疫染色に適した抗体の選別に時間がかかり研究の進行がやや遅延したためである。この問題は打破したので、平成25年度で、一気に研究の完遂を目指すこととする。申請書にしるしたとおりである。上記の、研究を遂行する上で必要な試薬類、物品、原則すべて消耗品を購入する。
R・C^*・HD・R'型不斉炭素を含む化合物の合成と光学活性に関する研究

R・C^*HD・R'型不斉炭素を含む配位子であるC(S)ーedmaーd_1(Hedma:エチレンジアミンモノ酢酸)を(+)_<543>ーC_2ーtrans(O)ー[Co(edma)_2]^+のedma αー炭素を塩基性D_2O中で重水素化することによって合成し、その配位子を用いてC_iーtrans(O)ー[Co(C(S)ーedmaーd_1)_2]^+を合成した。この錯体の円二色性スペクトル(CD)は、コバルト(III)錯体の第I吸吸体領域において+0.008と言う非常に微小なもので、Lーアラニンがキレ-ト配位した際に観測されるビシナルCDの大きさの約1/10の大きさである。この結果は、R・C^*・HD・R'型不斉炭素のビシナルCDは観測不可能なほど微小ではないことを実例を持って示したものであり、今回の研究の重要な成果の一つである。上記の錯体を塩基性H_2Oに溶解し、ーCHDーになっていた部分が再びーCH_2ーに戻る速度を、CDの減少速度を用いて観測した。このDーH交換反応は2段階で進行し、一段目と二段目の反応速度比は約15倍であった。この速度の違いは、配位している二つのC(S)ーedmaーd^1の不斉窒素の絶対配置が異なることに起因していると考えられる。また、同様の反応を塩基性D_2O中で行い、ーCHDーがCD_2ーに変化する速度も求めたが、このHーD交換速度はDーH交換速度の約2倍となった。これはHとDの差による同位体効果が原因と考えられる。(+)_<535>ーαー[Co(edda)(en)]^+ (H_2edda:エチレンジアミン二酢酸、en:エチレンジアミン)を塩基性D_2O中で重水素化することによって、R・C^*HD・R'部分を含むC(S),C(S)ーeddaーd_2を合成した。この配位子を用いて複核錯体[(edda)Co(μーOH)_2Co(en)_2)]^<2+>の2種の幾何異性体を合成・分割し、^1HーNMRを測定することによって、その絶対配置の決定を行った。これらの複核錯体のX線結晶解析を行い、HーD交換によって決めた絶対配置が正しいことを確かめた。
摂食に伴う肝臓での小胞体ストレスのインスリン感受性に及ぼす作用の検討

これまで摂食が生理的に肝臓での小胞体ストレスを惹起することを明らかにしてきたが、今回その機序として、インスリンシグナルと蛋白摂取の双方が重要であることを明らかにした。またその際に、重要な小胞体ストレス調節因子と考えられるSdf2l1の発現は誘導を受けるが、その調節はATF6とXBP1の両転写因子によってなされていることも明らかとなった。更に本分子の機能解析のため、肝臓特異的Sdf2l1欠損マウスを作製しており、ヘテロ欠損マウスの獲得に成功している。摂食が肝臓において小胞体ストレスを惹起する機序について、タンパク合成を促進するシグナルであるインスリンとタンパク摂取に着目した。まずSterptozotocin(STZ)投与によってインスリン分泌を枯渇させたマウスでは、摂食時に誘導される小胞体ストレスが低下していた。同様に野生型マウスに無タンパク食にて再摂食を行なった場合も、同様に摂食時の小胞体ストレスの誘導が低下していた。更にSTZ投与マウスに無タンパク食を与えると、低下していた小胞体ストレスの誘導が更に低下した。このことからインスリンシグナルとタンパク摂取の双方が、タンパク合成促進を介して小胞体ストレスを惹起するものと考えられた。一方Sdf211の発現調節に関しては、既に見出していた転写誘導に必須の領域が、ATF6のみならずXbp1によっても認識されることが明らかになった。すなわち、培養細胞系にてATF6やXbp1の活性型を過剰発現させたところ、Sdf211のプロモーター活性が増加したが、転写に必須の11塩基を欠失させると、このような反応は消失した。更に野生型マウスの肝臓で、両転写因子とプロモーター領域の結合をChIPアッセイで解析したところ、ATF6,Xbp1のいずれもプロモーター領域との結合が摂食によって増加した。このことからSdf211は、小胞体ストレスによってATF6とXbp1を介し、転写レベルで調節を受けるが、その認識配列は新規のものである可能性が示唆された。更に肝臓特異的Sdf211欠損マウスの作製に向け、Sdf211-floxedマウスを作製中であり、germ-line transmissionの確認された仔体を用い、現在ネオマイシン耐性遺伝子の除去を進めている。Sdf211の機能解析のため、代表的なシャペロンであるBiPとの相互作用に着目した。すなわち、肝細胞の培養細胞系であるFao細胞において、プラスミドを用いてSdf211-FLAGとBiP-HAの両タグつき蛋白を発現させた。架橋剤DSP処理を施した上で、蛋白を回収し、タグに対する抗体を利用した共免沈を行なった。FLAGタグに対して免疫沈降を行なうと、Sdf211-FLAGだけでなく、BiP-HA蛋白も検出された。逆にHAタグに対して免疫沈降を行なうと、BiP-HAだけでなく、Sdf211-FLAG蛋白も検出された。このことから肝細胞においても両蛋白間に相互作用が存在することが示された。ツニカマイシンやタブシガルギンによって小胞体ストレスを惹起しても、この相互作用に障害を認めなかった。また肝臓特異的Sdf211欠損マウスの作製に向け、germ-line transmissionの確認されたSdf211-floxedマウスのラインを用い、かけ合わせを進めた。すなわち、まずACTB-FLPe Tgマウスとかけ合わせを行なうことで、Sdf211-floxedマウスのFRT配列で挟まれたネオマイシン耐性遺伝子の除去を球みた。実際に同遺伝子が抜けていることを確認した上で、次に野生型C57BL/61マウスとかけ合わせ、Sdf211-floxedのヘテロ、かつACTB-FLPe(-)の仔体を選抜した。更にこのマウスを、肝臓特異的にcre遺伝子を発現するAlb-cre Tgマウスとかけ合わせ、Sdf211-floxedのヘテロ、かつAlb-cre(+)の仔体の獲得に成功した。
ヘパリン結合膜型人工肺による長期体外式肺補助法の有効性と安全性の研究

動物実験の成果:ヘパリン結合模型人工肺(カルメダ社、スウェ-デン)による長期ECLA(extracorporeal lung assist、体外式肺補助)の血液適合性と安全性を、ヤギの頚静脈から脱血し頚静脈へ送血するV-Vバイパスで調べた。ヤギ18頭を、ヘパリン非結合の人工肺と回路使用群(I群、6頭)、ヘパリン結合の人工肺と回路を再滅菌(エチレンオキサイドガス滅菌)処理した群(II群、6頭)、ヘパリン結合非再滅菌群(III群、6頭)に分けた。I群ではACTを200秒前後に、II、III群ではACTを120130秒に維持するようヘパリン投与量を調節した。バイパス血流量(ml/分/Kg)、とバイパス期間(日)の平均は、I群46.0、6.7、II群36.5、7.8、III群41.3、7.8であった。ヘパリンの平均使用量は、I群26、II群17、III群14単位/Kg/時間で、II、III群はI群より有意に少なく、III群はII群より少なかった。血小板-血液凝固因子、ECLA回路血栓形成等は三群間に差はなかったエチオレンオキサイドガスでヘパリン結合人工肺を再滅菌するとヘパリン活性が若干低下するが、ヘパリン結合人工肺は血液適合性に非常に優れ安全である。臨床応用の成果:ヘパリン結合模型人工肺と回路(カルメダ社、スウェ-デン)を用いた長期の体外式心肺補助(extracorporeal lung and heart assist、ECLHA)を、心大血管手術後の重症心肺不全6症例に応用し3例を救命できた。従来の方式に比べ出血量は10分の1に減少し優れた出血防止効果を臨床例で立証できた。ヘパリン結合人工肺と回路は血液適合性に優れ、これまでの最大の合併症であった出血の問題を解決し長期ECLAあるいはECLHAの安全性を飛躍的に高めるものと考えられる。1.ヘパリン結合人工肺によるECLAの安全と有効性の動物実験での実証。ヤギで、スウェーデンCARMEDA社のヘパリン共有結合処理多孔質中空糸外部潅流型人工肺(MAXIMA(R))と回路使用長期V-VバイパスECLA実施群(I群)と、通常のMAXIMA人工肺と回路使用V-VバイパスECLA実施群(II群)それぞれの血小板、血液凝固能(アンチトロビン-III、FPA)、ヘパリン投与量を比較検討した。I群6頭の平均体重は61kg、平均バイパス血流量は40ml/kg/分、平均ECLA実施期間7.7日(最長10日)、II群6頭の平均体重は59kg、平均バイパス血流量は47ml/kg/分、平均ECLA実施期間6.2日(最長10)であり両群に統計学的差はなかった。ヘパリン投与量はI群で17u/kg/時間、II群で30u/kg/時間であり、ヘパリン結合人工肺使用群では有意にヘパリン必要量が少なかった。ヘパリン投与量が少なかったにもかかわらずI群の血小板、血液凝固系の各因子はII群とくらべ統計学的に意差がなかった。人工肺のガス交換は、両群とも長期に渡って良好に維持された。剖検所見でも両群間に差異はなかった。

以上より、ヘパリン共有結合人工肺による長期ECLAは、血液適合性にすぐれ、ヘパリン投与量が従来の方法の約半分でも安全に効果的に実施しうることが実証され、出血防止に極めて有効であることが示唆された。2.ヘパリン結合人工肺の臨床応用心臓手術後重症心肺不全5例にヘパリン結合人工肺による長期ECLAを実施し2例を救命できた。出血量が従来の方法と比較し1/10に減少し、ヘパリン結合人工肺の出血防止効果と安全性を臨床例でも実証できた。3.今後の展開ヘパリン結合人工肺の日本への導入、新生児用ヘパリン結合人工肺の開発等が今後早急に推し進めなければならない研究課題と考える。1.超小型膜型人工肺の開発、性能、安全性研究:ポリオレフィン系の緻密膜中空糸外部灌流式膜型人工肺を開発した。この人工肺の膜面積は0.2m^2、全体のサイズは5×4×8cmで、充填量を20mlに小型化できた。膜面積は従来の人工肺中最少であるが、1200ml/分の静脈血のガス交換が可能である。血液灌流抵抗は約20mmHg/1200ml/分と非常に低くすることができた。緻密膜中空糸であるから、従来の多孔質中空糸の人工肺の欠点であった気相への血漿リ-クと気泡混入を完全に防止でき、ほぼ研究計画通りの新しい小型高性能人工肺を開発できた。イヌならびにヤギを用いた長期ECLAでその性能と安全性を確認した。2.超小型人工肺のヘパリン結合処理とその有効性の研究:この人工肺にスウェ-デンのカルメダ社技術でヘパリン結合処理を実施し、同様の処理をした回路と組合せてイヌで長期ECLAを実施した。ヘバリンの必要量は通常のECLAの場合と比較して1/5に減少でき、術創からの出血を完全に防止できた。しかし、人工肺入口に多数の血栓形成を認めた。人工肺膜面のヘパリン結合処理が不完全であったと考えられるので、今後さらにヘパリン結合処理法を検討する必要がある。3.超小型膜型人工肺による長期ECLAの臨床応用研究:新しい人工肺の安全性と有効性を多数の動物実験で確認後、麻疹による肺炎で重症呼吸不全に陥った1歳2カ月の男児に救命の目的でこの人工肺を2基用い、長期ECLAを実施した。約1カ月たった時点でも、この人工肺による長期ECLA(VーAバイパス)で安全に生命と意識を維持できており、われわれが開発した超小型膜型人工肺の安全性と有効性を臨床例でも立証できたと考えられる。
光照射による物質熱運動変化の量子分子動力学的解析

レーザー光などの照射によって原子・分子系のエネルギーが上昇して、系の原子や分子が運動変化する非定常過程の機構が明らかになれば、物質を構成する分子構造、電子構造と光熱変換機構の関係を理論付けることができる。本研究では、赤外線から可視光までの波長特性を持つさまざまなエネルギー密度の光が物質系に照射された場合に、原子や分子から構成される界面が吸収するエネルギー、放射するエネルギーの時間変化を、自ら開発した量子分子動力学法を用いて解析した。1.開発した量子分子動力学プログラムを用いて、さまざまな波長、強度を持つ光が照射された場合に、原子・分子系に吸収されるエネルギー量の時間履歴を数値解析した。2.原子・分子スケールレベルにおける、照射光波長、強度と系の吸収エネルギー量の関係を表すモデルを作成して、量子分子動力学法による数値計算結果と比較、検討した。3.作成した原子・分子スケールでの光エネルギー吸収モデルを組みこんだ古典分子動力学プログラムを作成した。そのプログラムを用いて、赤外線照射時、可視光照射時の系のエネルギー変化特性や蒸発特性について定性的に考察した。その結果、可視光レベルの光照射の方が、赤外線照射時よりも系のエネルギー上昇の特性時間が短いことが分かった。また照射光強度、波長に依存した蒸発特性の違いも観察された。4.原子・分子スケールにおける系の放出する光を、系の電子分布の時間変化から計算して、そのエネルギーを見積もった。その結果から、照射光強度と系の放出するエネルギーの関係を考察した。光照射によって物質が熱的に運動変化する非定常過程の機構が明らかになれば,物質を構成する分子構造,電子構造と光特性との光熱変換の関係を理論づけることができる.従ってフェムト秒レーザーを利用した熱物性計測技術の理論予測やふく射による冷却過程の制御を考えることが可能になる.本研究では,赤外線から可視光までの波長を持つ様々なエネルギー密度の光が物質系に照射される場合に,超短時間(fs,ps,ns)に原子・分子や固体界面にどのような熱運動変化が起こるかについて量子分子動力学解析手法を用いて解析を行い,定性的知見を得ることを目的とする.本年度は以下のようなことを遂行した.1.薄膜中原子と照射光相互作用解析の基礎式,プログラムの開発:照射光を電場として捉え,光電場が作用する原子薄膜中の1つの原子が,時間に依存するシュレディンガー方程式中でどのように記述されるかを考察した.その考察に基づき基礎式を解析するための量子分子動力学法による解析プログラムを考えて,作成した.2.薄膜中原子における光熱変換機構の解析:照射光の波長と強度によって算出される光電場を照射光パラメータと考えた.この照射光パラメータを赤外線から可視光まで変化させた場合に,薄膜中に存在する原子のエネルギー吸収の時間特性を定性的に比較した.その結果,超短時間における薄膜状態変化や運動エネルギー上昇特性は照射光の波長,強度に大きく依存することが分かった.また定性的には運動エネルギー吸収特性は,照射光の波長が0.1eVを境に変化する知見が得られた.レーザー光などの照射によって原子・分子系のエネルギーが上昇して、系の原子や分子が運動変化する非定常過程の機構が明らかになれば、物質を構成する分子構造、電子構造と光熱変換機構の関係を理論付けることができる。
送粉系における側所的生態分化と遺伝分化

花筒の長さに地理的変異のあるタカクマヒキコシ群(シソ科)を用い、マルハナバチ2種の種組成変化により、植物の繁殖形質と遺伝的分化がどのようにもたらされているか明らかにすることを目的とした。兵庫県氷ノ山周辺の標高の異なる12集団を対象とした。花筒長は、標高が高くなるほど短くなり、マルハナバチの種組成は標高により異なっていた。マルハナバチ一回訪花時と自然状態の種子生産を測定した結果、花筒長と送粉者の口吻長の対応が必ずしも送粉効率を高めるとは限らなかった。マイクロサテライト7遺伝子座による遺伝的解析の結果、遺伝的に異なる短花筒と長花筒の2集団が認められ、二次的に接触していることが示唆された。植物の花形質には地理的変異が見られることが多い。このような変異は、地理的隔離による異所的分化と、分化後の二次的な交雑といった視点からこれまで研究されてきた。しかし近年、共進化系の地理的モザイクという概念からのアプローチが注目されつつある。環境が場所によって異なるとき、各地域における植物の生理・生態形質や、送粉者の形質や種構成はその影響を受ける。すると、送粉者による花形質への選択圧の強さや方向が、地域毎に変化することになる。その結果、局所適応がモザイク状に生じ、花形質の地理的な変異がもたらされる。このような局所適応という視点から、繁殖形質(表現型)の生態型分化を明らかにした例は少ない。シソ科ヤマハッカ属(Isodon)のイヌヤマハッカとタカクマヒキオコシでは、筒状の花の長さに地理的な変異が見られる(4-12mm)。それぞれの種内で、花筒長は高度勾配上で側所的に分化している。これらの送粉者は主に2種のマルハナバチである。ミヤママルハナバチは口吻が短く(8-12mm)、山地性であるが(800-1500m)、トラマルハナバチは口吻が長く(10-17mm)、低地から低山地(100-1200m)に生息する。これまでの研究の結果、ヤマハッカ属の花筒長、遺伝分化のカギとなる環境要因は,生息地の標高である可能性が示唆されている(Dohzono & Suzuki 2010)。これは、高度環境の変異がマルハナバチの種組成やフェノロジー(開花・マルハナバチ種組成)に影響した結果、標高毎に花筒の長さへの選択圧の強さや方向が変化し、異なる標高間での花粉の移動(遺伝子流動)が制限されたためだと考えられる。本研究は、「標高という環境要因が、マルハナバチの種組成やフェノロジーの変化を通じて、植物の繁殖形質分化と遺伝分化をどのようにもたらすのか」、そのメカニズムを実証的に解明することを目的とする。植物の花形質には地理的変異が見られることが多く、地理的隔離による異所的分化と、分化後の二次的な交雑といった視点からこれまで研究されてきた。本研究では標高という環境要因が、マルハナバチの種組成の変化を通じて、植物の繁殖形質分化と遺伝分化をどのようにもたらすのか明らかにすることを目的とした。調査は兵庫県氷ノ山周辺の標高の異なる集団を対象とした。花筒長変異は標高が高くなるほど短くなった。ミヤママルハナバチは標高800m以上の7集団うち4集団のみで観察され、トラマルハナバチは全ての集団で観察された。花筒長への選択圧を評価するため、マルハナバチ一回訪花時の種子生産および自然状態の種子生産を測定したところ、マルハナバチ2種間で口吻長に対応した花筒長への選択圧は検出できなかった。また自然状態の種子生産からも、高標高集団でも長い花筒の種子生産が高く、花筒長と送粉者の口吻長の対応が必ずしも送粉効率を高めるとは限らず、集団毎の選択圧のかかり方は様々であった。マイクロサテライト7遺伝子座を用いてSTRUCTURE解析を行ったところ、遺伝的に異なる2集団が認められたことから、遺伝的に異なる集団が標高の違うところに生育し、二次的に接触していると考えられる。