hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カーボンナノチューブのトポロジーと電気伝導

カーボン・ナノチューブは,フラーレン分子の製造過程でNECの飯島より偶然に発見された半径ナノメートル程度の黒鉛の極微細管である.透過電子顕微鏡による詳細な観察の結果,カーボン・ナノチューブは,中心部分が空洞で2次元グラファイト面を丸めて得られる円筒状をしていることが明らかになった.また,長さは1μmと非常に長いものもあり,円筒は数枚のグラファイト面からなる.さらに,それぞれの円筒状では炭素の6員環が管の軸方向に螺旋状に配置しており,その螺旋のピッチも様々である.最近では1枚のグラファイト面からなるナノチューブも作られるようになった.カーボン・ナノチューブは天然に作られた擬1次元物質であるが,トポロジカルな違いと2次元グラファイト上で特異な電子の運動とために,半導体へテロ構造で人工的に作られた量子細線とは非常に異なっている.この研究の目的は,ナノチューブのトポロジーが磁場中での電子状態,特に輸送現象に及ぼす効果を,有効質量近似を用いて理論的に明らかにすることである.具体的な問題は以下のとおりである.(1)電気伝導の対する磁場効果(2)電気伝導に対するナノチューブのトポロジーの効果.(3)強磁場中の格子歪みとその電気伝導に及ぼす効果.(4)トポロジカル欠陥の電子状態と電気伝導に及ぼす効果.平成8年度は,Weylの方程式をもとに,不純物や欠陥が存在するときのナノチューブの電気伝導率を,ボルツマン輸送方程式を用いて計算し,バンド構造の磁場による変化が伝導現象に直接現れることをしめし,さらに,ナノチューブでの励起子スペクトルについての計算を行った.平成9年度はさらにこれを発展させ,コンダクタンスゆらぎや局在効果を厳密に調べるために,数値シミュレーションを行うとともに,周長の異なるナノチューブ接合系のコンダクタンスの計算を行い,そのトポロジーの特徴を明らかにした.カーボン・ナノチューブは,フラーレン分子の製造過程でNECの飯島より偶然に発見された半径ナノメートル程度の黒鉛の極微細管である.透過電子顕微鏡による詳細な観察の結果,カーボン・ナノチューブは,中心部分が空洞で2次元グラファイト面を丸めて得られる円筒状をしていることが明らかになった.また,長さは1μmと非常に長いものもあり,円筒は数枚のグラファイト面からなる.さらに,それぞれの円筒状では炭素の6員環が管の軸方向に螺旋状に配置しており,その螺旋のピッチも様々である.最近では1枚のグラファイト面からなるナノチューブも作られるようになった.カーボン・ナノチューブは天然に作られた擬1次元物質であるが,トポロジカルな違いと2次元グラファイト上で特異な電子の運動とために,半導体へテロ構造で人工的に作られた量子細線とは非常に異なっている.この研究の目的は,ナノチューブのトポロジーが磁場中での電子状態,特に輸送現象に及ぼす効果を,有効質量近似を用いて理論的に明らかにすることである.具体的な問題は以下のとおりである.(1)電気伝導の対する磁場効果(2)電気伝導に対するナノチューブのトポロジーの効果.(3)強磁場中の格子歪みとその電気伝導に及ぼす効果.(4)トポロジカル欠陥の電子状態と電気伝導に及ぼす効果.平成8年度は,Weylの方程式をもとに,不純物や欠陥が存在するときのナノチューブの電気伝導率を,ボルツマン輸送方程式を用いて計算し,バンド構造の磁場による変化が伝導現象に直接現れることをしめし,さらに,ナノチューブでの励起子スペクトルについての計算を行った.平成9年度はさらにこれを発展させ,コンダクタンスゆらぎや局在効果を厳密に調べるために,数値シミュレーションを行うとともに,周長の異なるナノチューブ接合系のコンダクタンスの計算を行い,そのトポロジーの特徴を明らかにした.カーボン・ナノチューブは,フラーレン分子の製造過程でNECの飯島により偶然に発見された.半径ナノメートル程度の黒鉛の極微細管である.透過電子顕微鏡による詳細な観察の結果,カーボン・ナノチューブは,中心部分が空洞で2次元グラファイト面を丸めて得られる円筒状をしていることが明らかになった.また,長さ1μmと非常に長いものもあり,円筒は数枚のグラファイト面からなる.さらに,それぞれの円筒上では炭素の6員環が管の軸方向に螺旋状に配置しており,その螺旋のピッチも様々である.最近では1枚のグラファイト面からなるナノチューブも作られるようになった.カーボン・ナノチューブは天然に作られた擬1次元物質であるが,半導体ヘテロ構造で人工的に作られた量子細線とは非常に異なっている.それは,ナノチューブが通常の量子細線とはトポロジカルに異なっていることと,2次元グラファイト上で電子が自由電子とは非常に異なった運動をすることに起因する.この研究の目的は,ナノチューブのトポロジーが磁場中での電子状態,特に輸送現象に及ぼす効果を,有効質量近似を用いて理論的に明らかにすることである.具体的には以下のような問題である.(1)電気伝導に対する磁場効果(2)電気伝導に対するナノチューブのトポロジーの効果.(3)強磁場中の格子歪みとその電気伝導に及ぼす効果.(4)トポロジカル欠陥の電子状態と電気伝導に及ぼす効果.平成8年度は,これに対し,以下のような研究を行った.Weylの方程式をもとに,不純物や欠陥が存在するときのナノチューブの電気伝導率を,ボルツマン輸送方程式を用いて計算し,バンド構造の磁場による変化が伝導現象に直接現れることをしめした.

さらに,コンダクタンスゆらぎや局在効果を厳密に調べるために,数値シミュレーションを開始し,予備的な計算が進行している.これを来年度さらに発展させる.さらに,ナノチューブでの励起子スペクトルについての計算を行った.カーボン・ナノチューブは,フラーレン分子の製造過程でNECの飯島により偶然に発見された半径ナノメートル程度の黒鉛の極微細管である.透過電子顕微鏡による詳細な観察の結果,カーボン・ナノチューブは,中心部分が空洞で2次元グラファイト面を丸めて得られる円筒状をしていることが明らかになった.また,長さは1μmと非常に長いものもあり,円筒は数枚のグラファイト面からなる.さらに,それぞれの円筒上では炭素の6員環が管の軸方向に螺旋状に配置しており,その螺旋のピッチも様々である.最近では1枚のグラファイト面からなるナノチューブも作られるようになった.カーボン・ナノチューブは天然に作られた擬1次元物質であるが,トポロジカルな違いと2次元グラファイト上で特異な電子の運動とために,半導体ヘテロ構造で人工的に作られた量子細線とは非常に異なっている.この研究の目的は,ナノチューブのトポロジーが磁場中での電子状態,特に輸送現象に及ぼす効果を,有効質量近似を用いて理論的に明らかにすることである.具体的な問題は以下のとおりである.(1)電気伝導に対する磁場効果(2)電気伝導に対するナノチューブのトポロジーの効果.(3)強磁場中の格子歪みとその電気伝導に及ぼす効果.(4)トポロジカル欠陥の電子状態と電気伝導に及ぼす効果.平成8年度は,Weylの方程式をもとに,不純物や欠陥が存在するときのナノチューブの電気伝導率を,ボルツマン輸送方程式を用いて計算し,バンド構造の磁場による変化が伝導現象に直接現れることをしめし,さらに,ナノチューブでの励起子スペクトルについての計算を行った.平成9年度はさらにこれを発展させ,コンダクタンスゆらぎや局在効果を厳密に調べるために,数値シミュレーションを行うとともに,周長の異なるナノチューブ接合系のコンダクタンスの計算を行い,そのトポロジーの特徴を明らかにした.
REB励起気体内での電子エネルギー分布の時間分解測定

本研究は、REBパルス照射された気体媒質内での電子エネルギー分布の新しい測定法の確立を目的とする。このためにレーザー媒体を構成する基本的な気体としてAr,Kr,Xeを選び、気体セルに封入し、これにREBパルス(フェベトロン706より得られる0.6MeV,7KA,3nS)を照射する。気体セルは共鳴周波数可変のXバンドマイクロ波空洞中におさめられ、REB励起パルス照射後の空洞共鳴周波数シフトの経時変化が測定される。マイクロ波空洞法で得られるシグナル、Pout(t)は電子のエネルギーε、その分布関数f(ε,t)、電子の翠動量移行衝突周波数νm、マイクロ波の角周波数ωの関数であるがPout(t)の試料圧依存性から分布関数f(ε,t)の概形を求めることができた。Kr25torr,29OKの場合、t=18μs以後では50meV以下のエネルギー領域で、f(ε,t)対εのグラフのf(ε,t)の匂配はすべて負になり、エネルギー分布関数はマックスウエル分布か、それに似た形の分布になることが明きらかになった。さらに詳しく知るために2つのパラメータを含むマックスウエル分布類似の分布を仮定し、実験データに合うように、その2つのバラメータを求めた結果、16.8ns以前ではf(ε,t)はマックスウエル分布から大きくずれていることが明きらかとなった。電子のエネルギー分布関数の形が時間的にほとんど変化しなくなってからの電子の平均エネルギーの減衰は指数関数的であると仮定し、その寿命をτthとおき、圧力をPとするとAr,Kr,Xeについてτth・P(X【10^2】μs・torr)は、それぞれ8,1.8,1.9の一定値となった。これらの値は、マックスウエル分布を仮定したKrについての理論値1.3,2.67,Xeについての理論値0.43,3.31,また。デルタ関数的分布を仮定したKrについての理論値2.15,1.33,Xeについての理論値1.83,1.56にそれぞれ近い値となっている。電子エネルギー分布の温度依存性は今回求められなかったが全体としては所期の目的を達成することができた。
海底熱水噴出孔環境下での生体関連分子の合成と分析

1.新しい地球モデル(酸化型大気モデル)を用いた場合、原始地球上での生体分子の生成が困難になることが指摘されていた。海底熱水噴出孔は局部的な還元的な環境を提供する場として、生命の起源の場に適していると考えられる。種々の観点から、海底熱水噴出孔と化学進化との関連について実験を行った。(1)閉鎖型模擬実験:ガラス容器に入れた鉄、マンガン、亜鉛などの微量金属イオンを含む「模擬熱水孔海水」を電気炉中でメタン・窒素とともに200気圧、約300°Cに加圧加熱したところ、生成物中に微量のグリシンなどのアミノ酸を検出した。アミノ酸溶液の加熱実験により、閉鎖系においては、一度生成したアミノ酸の一部が熱分解してしまうことが確認された。(2)クエンチ型模擬実験:実際の海底熱水噴出孔は閉鎖型ではなくフローリアクター型であり、この場合、クエンチ(急冷)効果により生成物の熱分解が免れることが期待される。このクエンチ効果を調べるため、消光放電実験をおこなった。メタン、窒素の混合気体と模擬海底熱水噴出孔海水との界面で放電を行ったところ、非常に効率よくアミノ酸が生成することがわかった。海底熱水噴出孔の化学進化への寄与を議論するためには、閉鎖型ではなく、このようなクエンチ型またはフロー型の実験が不可欠であることが示唆された。個々の金属イオンの効果についてさらに調べる予定である。2.非還元型原始大気から直接、生体関連分子を合成する方法として、宇宙線エネルギーに着目した。一酸化炭素、窒素、水の混合気体を陽子線照射したところ、アミノ酸が非常に効率よく生成することを確認した。さらに、イミダゾール類の生成も確認された。核酸塩基の生成について検討中である。3.出発物質に^BCOなどの安定同位体化合物を用い、生成物を液体イオン化質量分析法で分析する方法を検討し、生体分子の無生物的生成の証明に適した方法であることを見出した。
滑りの停止が正確に模擬できる断層モデルの開発と短周期地震動の生成過程の解明

本研究は,従来のモデルでは模擬できない滑りの停止を正確に解析できる断層モデルのFEM要素を提案し、その要素を用いた実測データのシミュレーション解析を行い,実現象の再現精度の検証を行った。始めに,断層の固着と滑りの数値解析に関してレビューと問題点の整理を行った。その結果,断層の滑り解析の問題点は,1.固着時と滑り時では断層の運動方程式の自由度が異なる,2.滑りの停止時刻の解析精度の悪さに起因して見かけの短周期地震動の発生する,3.2方向滑り運動問題では滑りの停止の解析精度が悪い,の3点であることを明らかにした。次に,1.の問題点を解決するために,"固着とは,接している2点が等速運動をしている状態"であるという新しいアイディアを出し,それに基づいて固着と滑りの両状態を統一的に扱える運動方程式を導出し,その解析法を示した。2.の問題点に関しては,"滑りの停止は滑り速度と滑り加速度が同時に零となることである"という定義を与え,それに基づいてNewmarkの数値積分法を用いて,滑りの停止時刻を正確に求める方法を導き出した。本研究が提案した上記の解析法を滑り実験のシミュレーションにより妥当性の検証を行った。断層の滑り実験として岩石の滑り破壊実験が行われているが,この実験は滑りの停止の計測データが無い。そこで,固着から滑りの停止までの全ての過程を計測している滑り実験として免震建物の滑り支承の振動台実験に着目し,本手法でその実験のシミュレーションを行い,本手法が滑りの停止までの全過程を正確に再現していること確認した。また,摩擦力が滑り速度に依存するような複雑な摩擦運動も精度良く再現していることも確認した。現在,プレート境界型地震のような震源域が広域で震源距離が長い地震断層を対象とし,大規模な断層破壊解析に本手法を適用することを目的に,計算負荷を低減する方法を開発している。本研究の目的は、従来のモデルでは模擬できない滑りの停止を正確に解析できる断層モデルの開発を行い,このモデルを用いた解析により滑りの停止も含め短周期地震動の生成に深く関わる要因について検討することである。本年度は,断層の滑りの停止を正確に模擬できる断層モデルのFEM要素を提案し、その要素の精度の検証を行った。その実施内容を以下に述べる。その結果,断層の滑り解析の問題点は,1)固着時と滑り時では断層の運動方程式の自由度が異なる,2)滑りの停止時刻の解析精度の悪さに起因して見かけの短周期地震動の発生する,3)2方向滑り運動問題では滑りの停止の解析精度が悪い,の3点であることを明らかにした。次に,1)の問題点を解決するために,"固着とは,接している2点が等速運動をしている状態"であるという新しいアイディアを出し,それに基づいて固着と滑りの両状態を統一的に扱える運動方程式を導出し,その解析法を示した。2)の問題点に関しては,"滑りの停止は滑り速度と滑り加速度が同時に零となることである"という定義を与え,それに基づいてNewmarkの数値積分法を用いて,滑りの停止時刻を正確に求める方法を導き出した。

そこで,固着から滑りの停止までの全ての過程を計測している滑り実験として免震建物の滑り支承の振動台実験に着目し,本手法でその実験のシミュレーションを行い,本手法が滑りの停止までの全過程を正確に再現していること確認した。また,摩擦力が滑り速度に依存するような複雑な摩擦運動も精度良く再現していることも確認した。近年の大地震でも、被害を受けた建物の大半が短周期の中低層建物である。建物被害を低減するためには、精度の高い短周期地震動の予測法の確立が急務である。短周期地震動は断層の複雑な滑り破壊の影響を受けやすいので,複雑な滑り破壊を正確に模擬できる断層モデルとその解析法の開発が必要不可欠となっている。本研究は、この点に着目し,従来のモデルでは模擬できなかった滑りの停止を正確に解析できる断層モデルの開発を行った。プレート境界型地震の断層面からサイトの距離で最長のものは数100kmに及ぶこともある。従って,断層面とサイトを含んだ領域を解析範囲とすると、解析領域は広大となりコンピュータの能力を超えてしまうことになる。そこで、本研究は,最初に、断層面だけを含む領域を解析領域とし、断層破壊のシミュレーションを行い破壊形式と断層の震源時間関数を求める。これを第一段階の解析とする。次に、観測記録を経験的グリーン関数として、シミュレーションで求めた破壊形式と断層の震源時間関数の結果を元に波形合成を行いサイトの地震動を計算する。これを第二段階の解析とする。この2段階解析法を有限要素法を用いて定式化を行い,開発した。そして,兵庫県南部地震と三陸はるか沖地震のシミュレーションを行うために資料の収集を行い,有限要素モデルの作成を試みた。本手法を用いた予備解析等を行い,その結果から本手法の有効性や問題点について検討を行った。
カーボンナノチューブの光励起キャリア―がもたらす物性

1.共鳴ラマン分光では空間解像度が光の波長以下にならないことが問題であった。先端のとがった金属針(チップ)の先に光を当てると、チップ先端付近10nm程度の距離に非常に大きな電磁場(近接場)ができることが知られていてチップ増強ラマン分光として知られている。本研究では、近接場における電子と光子の相互作用の計算をする定式化と、数値計算プログラムを作成して、金属チップ先端における近接場による電場増強を計算した。また増強した電場による光吸収の行列を計算したところ、電子は波数空間で垂直遷移(価電子帯と伝導帯の波数の値を変化しないで光吸収が起きること)はおこらないことを見出した。波数が異なる電子状態間の光吸収が起き、波数の変化量は近接場の局在長に反比例することを見出した。本研究成果はJ. Phys. Cond. Matterに投稿し、アクセプトされた。また、多層誘電体による電場増強効果とグラフェンの光吸収の増強を計算して、Appl. Phys. Lett.に発表した。2.共鳴ラマン分光において左回りの円偏光をあてると散乱光が右回りの円偏光になる、フォノンモードがある。それを一般的に説明するために、円偏光ラマン分光における角運動量保存の式を導出し、回転対称性との関係を説明した。Phys. Rev. Bに論文を発表した。3.昨年度の熱電効果の成果を発展して2次元物質に関する熱電効果の計算を行い、論文に発表した。2次元物質に関する熱電効果は、(1)歪によって2つのバンドを縮退させる効果と(2)電子を閉じ込める効果の2つの効果によって、非常に高い熱電変換機能を有することを理論的に示した。Phys. Rev. Matterialに発表した。これらの成果は、上記の論文で発表したほか、Nt17(ブラジル)NT18(中国)やA3(京都)の国際会議でも発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。カーボンナノチューブの光物性に関して、いくつかの新しいテーマの研究に着手し、学会発表などを行った。現在論文にまとめている段階である。(1)コヒーレントフォノン分光のGバンドの起源:コヒーレントフォノン分光では、結晶全体で起きる振動をプローブ光で観測する。ナノチューブのRBMと呼ばれる直径が振動する振動モードは、振動によってエネルギーギャップの大きさが変化するので吸収係数の変化として観測できるが、Gバンドと呼ばれる高い振動モード(これもコヒーレントフォノン分光で観測できる)の場合にはエネルギーギャップは変化しないので、観測できる明確な理由が従来なかった。われわれは炭素原子間の光学振動モード(Gバンド)が、双極子相互作用の大きさに影響し、それがプローブ光の吸収変化を与えることを見出し、数値計算によって定量的に明らかにした。現在論文を作成しているところである。(2)コヒーレントフォノン分光に関する理論Review Articleを発表した。(3)金属ラマン分光における、通常のフォノンラマン分光とのスペクトルの干渉において散乱の振幅の位相の差について理論的な計算を行い、結果を論文にまとめているところである。(4)ナノチューブの近接場分光における、励起子相互作用を計算する定式化を行い、現在プログラムを作成中である。この研究は、前の科研費の延長線上にあるが、すべて新しいプログラムを作るところから行っている。研究計画は順調に推移している。2年度目からは、本研究の成果が論文に発表される予定である。またナノチューブのラマン分光の解析で、海外の実験グループで共著の論文を発表した。カーボンナノチューブのコヒーレントフォノン分光の研究に関して次の成果を得た。また今までの研究成果を広く一般向けに解説した単著の本「フラーレン・ナノチューブ・グラフェンの科学」を共立出版から出版した。(1)(6,5)ナノチューブだけを集めた試料のコヒーレントフォノン分光の実験が可能になり、今まで強度が弱くて観測できなかった、微弱なスペクトルの同定がすべてできるようになった。計算によってフォノンの同定を行った。この成果はNanoLettersに発表した。(2)ナノチューブの近接場分光の励起子と光子の相互作用を記述するプログラムを開発し、現在チップ増強ラマン分光のスペクトルを計算するプログラムを開発中である。(3)欠陥に起因する弾性散乱の行列を計算するプログラムを開発した。その成果のテストとしてグラフェンのDバンドを説明する論文をPhys. Rev. B.に発表した。平成27年度は下記の研究計画を実行した。(1)金属カーボンナノチューブの電子ラマン分光において、新たな実験結果が報告され共同研究として、我々の電子ラマンのスペクトルするプログラムを用いて、新たに計算を行い、共著論文として投稿した。(3)半導体ナノチューブのメカニカルな塑性について数値シミュレーションを行った。この結果、引っ張りに対するナノチューブの弾性定数の変化などを定量的に求めることができるようになった。この成果を論文で発表した。(4)半導体ナノチューブの端に存在する状態は、ナノチューブのトポロジカルな性質と密接に関係することを、解析的な式で示し数値的に実証した。この結果を論文に投稿した。(5)単一ナノチューブの円偏光二色性に対する新しい理論を提案した。また単一ナノチューブで単一モードのフォノンだけをコヒーレントフォノンとして励起する条件に付いて数値的に計算を行った。この2つの成果は現在論文にまとめているところである。

平成27年度後半に、本研究と密接な関係がある、単一カーボンナノチューブの円偏光二色性に関する研究に着手し、標準と考えられていた分子に対する理論がナノチューブに適用できないことが分かった。これは、ナノチューブが鏡像異性体を持つにもかかわらず、高い対称性のために従来の円偏光二色性の式を使っても、ゼロの値しか与えないものである。我々は、この結果に大変興味を持ち、実験で観測されている円偏光二色性の起源を研究するテーマを新たに加えることにした。カーボンナノチューブの電子状態と光物性に関して、いろいろなテーマに関して大きな成果を得た。(1)カーボンナノチューブで特定のフォノンモードだけを励起するコヒーレントフォノン分光の手法(パルストレイン法における、特定のパルス数が有効であることなどを示した。)を理論的に提案し、論文として発表した。(2)カーボンナノチューブの円偏光二色性の理論を研究した。特に、従来の双極子近似を超えた光吸収の理論を開発し、数値計算で特定の構造のナノチューブの円偏光二色性のスペクトルを計算した。数値計算結果は、実験グループのスペクトルの結果を再現した。この成果は実験の論文として発表した。また基礎となる理論の論文を投稿し、受理された。(3)ナノチューブを含む低次元物質の、熱起電力の増強効果に関して、熱的ドブロイ波長と閉じ込め長の比較によって、増強効果が表れる場合と現れない場合があることを一般的に示した。この一般的な理論は、過去の低次元物質において熱電効果の増強効果の現象を普遍的に説明した。この成果は、論文として発表した。(4)ナノチューブに電気的に電荷を与えることで、格子定数が伸び縮みすることで、人工筋肉になることを、第一原理計算を用いて明らかにした。特にホールドープした時に、大きな構造変化があることが分かった。この成果を、論文として発表した。また現在、どのような炭素材料が人口筋肉に適しているかという研究に着手している。(5)ナノチューブの電子ラマン分光において、干渉効果にって強度が増強することを理論的に明らかにした。また実験グループの光エネルギーを変化して得られるラマン強度の増強効果の結果を再現することができた。この結果も論文として発表した。当初は、電子ラマン分光などの解析を進めていたが、昨年度までに研究成果をほぼまとめることができ、当初の目標を第4年度でほぼ達成した。第4年度では、円偏光二色性の理論をまとめるとともに、同時に進行していた実験グループの解析にも参加し、大きな成果を上げることができた。円偏光に対する理論は、その他の原子層物質の解析(本科研費以外のテーマ)にも使われている。ナノチューブを用いた人口筋肉は、20年前ぐらいに提案があり一部応用が進んでいるが、この初期のテーマに関しても計算結果を得て論文として発表するなど、研究のスピードが加速している。本年度は、カーボンナノチューブの光物性に関する下記の研究について成果をまとめ、論文に発表した。
脂肪細胞を利用したインスリン分泌機構の再構成

脂肪細胞は、単にエネルギーを脂質として貯蔵するだけの器官ではなく、アディポネクチン、又はTNFなどのサイトカインを分泌する分泌細胞でもある。私達は、この脂肪細胞が有する内分泌細胞としての機能に注目し、脂肪細胞をβ細胞の代用として利用し、インスリン依存性にインスリン分泌を起こさせることによって、糖尿病において減弱している末梢でのインスリン抵抗性を改善することを試みた。前年度までの実験において、ヒトインスリンにgreen fluorescent protein(GFP)を融合したアデノウィルスを作製し、3T3L1脂肪細胞に導入すると、インスリンGFPがGLUT4小胞にsortingされ、外部のインスリン依存性に細胞膜へ輸送されることが確認され、更に、これによってインスリン作用が増殖されることも明らかとなった。しかしながら、この系を、実用化するためには、GLUT4小胞輸送の基本機構を解明することが必須である。そのために、GLUT4小胞の細胞内traffickingを明らかにする目的で、GLUT4小胞1個の観察が可能なエヴァネッセントレーザー蛍光顕微鏡システムを構築し、GLUT4の細胞膜におけるclusteringに関するインスリンによる変化を検討した。GLUT4小胞を標識するために、ヒトGLUT4cDNAのN末端にGFPを融合した発現ベクターを構築し、これを3T3L1脂肪細胞に発現させたところ、GLUT4小胞へsortingされることが確認された。GLUT4小胞を標識するために、ヒトGLUT4cDNAのGFPを融合した発現ベクターを構築し、これを3T3L1脂肪細胞に発現させたところ、GLUT4小胞へsortingされることが確認された。GLUT4小胞は、インスリン刺激により細胞膜を融合し、clusteringを形成する様である。一方、脂肪細胞内でも、プロインスリンに変換できるfusion-insulinのvectorの構築には成功したが、アデノウイルスへの変換は困難であり、現在これを克服しているところである。再生医療は再生現象の中でも特に幹細胞の増殖と分化が注目されており、再生治療は幹細胞を増殖させ、機能不全の臓器に移植する細胞移植治療が中心となっている。実際、肝幹細胞移植、骨髄移植などは臨床応用も可能となってきているが、糖尿病における膵ラ氏島移植に関しては必ずしも容易な状況にはない。なぜなら膵内分泌細胞の分化は、非常に複雑であり、細胞を何代か継代すると増殖が止まってしまうなど、まだまだ問題点が山積しているのが現状である。そこで、私達は、従来の視点を変え、脂肪細胞の内分泌細胞としての機能に注目し、脂肪細胞をβ細胞の代用として利用し、簡便に行える糖尿病遺伝子治療法を確立することとした。すなわち、インスリン遺伝子を脂肪細胞に導入し、インスリンが調節性GLUT顆粒に選択的に輸送されれば、その結果としてインスリン依存性に調節性インスリン分泌がおこることをも試みたわけである。ヒトインスリン遺伝子にgreenfluorescent protein(GFP)を融合した発現ベクターを作製、更にこれをアデノウィルスに組み込んだ。このアデノウィルスを3T3L1細胞を脂肪細胞へ分化した細胞にinfectionするとインスリンGFPがGLUT4小胞に特異的に輸送されることが共焦点レーザー顕微鏡を用いた実験から明らかとなった。更に、このインスリン含有GLUT4は、外部からのインスリン刺激に応じて細胞膜に調節性に輸送されることも共焦点レーザー顕微鏡を用いた画像解析法によっても確認された。この様に、脂肪細胞にインスリン遺伝子を組み込むことにより脂肪細胞をβ細胞の代用として使える可能性が強く示唆された。
「場としての図書館」の統合的研究：日本の新しい21世紀型図書館パラダイムの提唱

本研究は、21世紀に入って評価が高まっている「場としての図書館」の価値とその展開を歴史的、実証的に解明している。すなわち、欧米の学際的、先進的な「場としての図書館」の先行研究と国内外における公立図書館、学校図書館、児童図書館における広範な実地調査、資料収集に基づいた統合的な研究である。これからの日本の図書館は、利用者の情報交流、生涯学習、市民活動、社会関係資本、豊かな日常生活を効果的に創出・支援できる「第三の場」となるべきことを提言した。現在の高度情報化社会、生涯学習社会において、図書館の物理的な場所としての価値が広く注目されている。しかし、「場としての図書館」研究が、欧米を中心に新しい学際的図書館研究になりつつあることは、まだ日本ではあまり認識されていない。したがって、本研究は、26年度第一段階として、「場としての図書館」研究の新規性と意義について紹介するために、その研究・実践における歴史と現状の全体像を一次情報および学術文献、そして現地調査によって把握、分析することを目指した。まず、歴史的な研究業績としては、共著『図書館トリニティの時代から揺らぎ・展開の時代へ』を刊行できた。この本は研究協力者の川崎が主導し編纂した研究論文集であり、図書館の基本的価値の歴史的変容という壮大な視点のもと、過去から現在に至る各フィールドにおいて、具体的に各専門研究者(川崎、久野、吉田、安里ほか)が考察した研究書である。本書の中において、久野と川崎は「場としての図書館」研究を歴史的に位置づけ、その意義を明らかにし、研究基盤となる歴史的考察に大きな成果をあげることができた。また、研究の現状紹介については、久野が論文「新しい批判的図書館研究としての“場としての図書館"(“Library as Place")研究ーその方法論を中心にした考察」において、研究の学際性、新規性、意義について詳細に論じた。また、現在欧米の図書館界で注目されている場の概念についても、久野が論文「第3の場としての図書館」において紹介、解説した。久野のシンポジウム発表の報告も雑誌に掲載され、図書館界に「場としての図書館」研究の存在を広く知らしめることができた。さらに夏には国際フォーラムでも発表した。また、研究協力者の吉田は北欧の公共図書館が対話とエンパワーメントを醸成する場として効果的に機能していることを論文や講演などで紹介した。現代の高度情報社会、生涯学習社会において、地域社会の住民が日常生活において図書館に大きな価値を見出しているのは、デジタル情報の提供や電子図書館の構築よりも、むしろ図書館の物理的な場所・公共空間としての機能であることが明らかになってきた。そうした現況の中、欧米を中心に「場としての図書館」研究が始まり、着実に進展している。しかし、日本ではまだ確立した研究分野として認識されておらず、これまでの伝統的図書館学の枠を超えた学際的、先進的な新しい研究であるとの評価はまだ十分におこなわれていない。26年度、27年度においては、その研究の新規性と意義および先進的な図書館の現状について、研究論文や図書、講演などを通して幅広く紹介することができた。また、研究協力者は、翻訳書を刊行し、場としての図書館の社会的責任や社会的正義に関わるアメリカの新しい図書館サービスを日本に紹介した。さらに、実践的、具体的な「場としての図書館」についても、研究協力者が北欧の図書館が提唱する新しい理念、つまり、交流やエンパワーメントの場としての図書館の新しいあり方について講演会や論文などで発信した。研究目的を達成するために、精力的に研究や視察をおこない、その成果を論文、報告書、単行書、講演、口頭発表などで発信し、質・量・発表形式ともに十分な実績をあげることができた。本研究は、ウィーガンドの提唱する「利用者の生活における図書館」という批判的な視座から、図書館という公共の「場」の新たな機能と役割について検討し、「場としての図書館」の価値を現地調査などによって実証的に明らかにし、新しい図書館パラダイムとして提案することを目的とした。近年、図書館は地域の文化・情報センターとして様々な人々が気軽に集い、対面的な出会いと交流の「場」となることによって、地域社会の住民の日常生活を豊かなものとし、地域活性化や社会関係資本の創出と蓄積に大きく貢献することが期待され、先進的な研究も進んでいる。平成26,27年度はそうした欧米の新しい研究理論や研究方法、意義、そして図書館現場での実践・利用状況などについて研究論文や学会発表などで紹介・解説してきた。28年度からは各地の図書館大会や研修会の基調講演の依頼を受けることが増え、「場としての図書館」への関心の高まりと広がりを実感するとともに、これまで現地調査してきた様々な国内外の先進的な図書館と最新理論を基にした新しい図書館パラダイムをより広く社会に向けて提唱できるようになった。最終年度(28年度)においては、これまでの国内外の多数の先進的図書館の現地調査を通して、研究テーマも「場」から「空間」へと進展を遂げた。その第一歩として久野は「空間(space)としての図書館」を京都国際フォーラムで発表した。連携研究者の川崎は、単行書『アメリカ大都市公立図書館と「棄てられた」空間』を刊行した。久野は、交流の「場」、重層的な「場」としての図書館についての論文をすでに執筆し終わり、29年度の夏に単行本(共著)を2冊出版する(確定)。次の刊行予定としては、1冊の共著の単行書(刊行自体は確定)と単著の単行書がある。さらなる研究成果として、29年度から新規に「公共空間」としての図書館についての国際的な研究プロジェクトを発足させた。

本研究は、21世紀に入って評価が高まっている「場としての図書館」の価値とその展開を歴史的、実証的に解明している。すなわち、欧米の学際的、先進的な「場としての図書館」の先行研究と国内外における公立図書館、学校図書館、児童図書館における広範な実地調査、資料収集に基づいた統合的な研究である。これからの日本の図書館は、利用者の情報交流、生涯学習、市民活動、社会関係資本、豊かな日常生活を効果的に創出・支援できる「第三の場」となるべきことを提言した。研究目的を達成するために精力的に研究をおこない、その研究成果を論文、単行書、講演、口頭発表などで発信した。当初の研究計画の予定よりも、質、量、発表形式ともにすぐれた研究実績をあげることができた。初年度は論文と単行書、研究大会での発表などが中心であったが、2年目からは図書館関係者向けの講演も増え、幅広い発信ができた。今年度は新たにHPを開設し、デジタル形式での発信もできるようになったので、今後はインターネット形式で研究成果を積極的に発信し、研究成果をもっと広く一般社会に還元していきたい。今後も海外を中心に先進的なサービスをおこなっている図書館を視察するとともに、研究者とも情報交換し、研究交流を深めたい。図書館情報学これまで、論文や研究書などでの研究成果の発信が主であったが、今後は、デジタル、インターネット形式でも研究成果を積極的に発信し、研究成果を広く一般社会に還元していきたい。現地調査についても、まとめて論文や現地報告を書く前に、HPやSNSなどで最新の情報を逐次、広く平易に社会に向けて発信し、研究成果を社会に効果的に還元していきたい。今後はさらに海外の先進的なサービスをおこなっている図書館を視察するとともに、研究者とも情報交換をして、研究交流を深め、「場としての図書館」研究に参画していきたい。日本においても同様に研究をすすめる。また、理論的にも「第3の場」だけでなく、他にも図書館に適用できる「場」の概念を検討していきたい。特に海外旅費が予定より少額となった主な理由としては、滞在期間が2週間以下と短かったためである。大学の教育実習の巡回が多数あることを、赴任初年度で把握しきれておらず、巡回をうまくやり繰りできなかったため、海外出張を長く取得することができなかった。次年度は、教育実習について時期と実習先をできるだけ早期に把握し、しっかり計画を組み、海外出張計画を立てたい。
温熱的快適感の皮膚分節に従った脳内情報処理の解析

温度に関係した感覚は「熱い・冷たい」という温度感覚と、「暑い・寒い」という温熱的快・不快感(快適感)に区別され、またそれぞれ全身の感覚と局所感覚がある。本年度は皮膚温と温熱的感覚の関係性を調べることを目的として、まず皮膚温、局所的温度感覚・快適感をコンピュータの人体模型上に再現するシステム(データ可視化システム)を開発した。全身50箇所から皮膚温を熱電対にて、25箇所から熱流量を熱流センサーにて30秒毎に測定した.一方全身的温度感覚・快適感、局所的温度感覚・快適感(25箇所)はスライダックの並んだパネル板(Fig.2)を使って随時被験者に申告させた。データ可視化システムではこのようにして得られた皮膚温、局所的感覚のデータをコンピューター上の人体模型に色を用いて表示した(Fig.3)。本システムの有用性を確かめるため、環境温を23°C(80分)→28°C(80分)→33°C(80分)と変化させ被験者男性3名、女性3名による実験を行った。環境温23°Cの時、皮膚温は末梢において著明に低下し、冷たさによる不快感は特に足部において強かった。環境温を33°Cにすると末梢と体幹部における皮膚温の差は小さくなった。頭部と体幹部の皮膚温の変化はよく似ていたが、暑さによる不快感は体幹部よりも頭部において強かった。このような皮膚温・感覚の全身分布、その変化を把握する上でデータ可視化システムは非常に有用であった。全身の皮膚温分布を調べるためにサーモグラフィーが用いられることが多いが、露出していない部位やカメラが正面からとらえられない部位の皮膚温は正しく測定できない。データ可視化システムは衣服着用下でも全身の正確な皮膚温を人体モデル上に再現することができ、また同じ人体モデル上に感覚のデータも示すことが可能である。本年は上肢における温熱的感覚の部位差一皮膚分節に注目して実験を行った.<実験方法>環境温33°C湿度50%とし、健康な男性5名、女性4名を被験者として実験を行った。ビニールチューブをつなぎ合わせた刺激装置を作成し、設定した温度の水を流して温度刺激を行った。左上肢の2部位、C5C6支配部位(外側)とC8T1支配部位(内側)をそれぞれ300cm2温度刺激した。ベースラインの水温は35°Cとし、温刺激45°C、冷刺激25°Cとした。温刺激、冷刺激をそれぞれの部位に2回ずつ行い、一度の刺激は90秒とし、各刺激は4分30秒の間隔を取って行った。感覚の申告には14cmの直線スケール上に被験者自身が記入する方法を用い、全身および刺激部位の温度感覚、温熱的快・不快感を刺激前後で測定した。また寒冷暴露実験では環境温22°C、湿度50%とし、刺激装置に流す水の温度をベースライン32°C、温刺激42°C、冷刺激22°Cとし、その他は実験2と同様の方法で行った。男性4名、女性5名の被験者が実験に参加した。両実験ともに、全身および局所の温度感覚、温熱的快・不快感に関して刺激部位による差は認められなかった。今回の実験からは「温熱的感覚には皮膚分節に従った特徴がある」という仮説の立証はできなかった。この仮説を検証するためには、方法を変えさらに実験を行う必要がある。
オピオイド受容体とリアノジン受容体の分子生物学的手法による機能解析

昨年オピオイド受容体相同物(ROR-C)の生体内リガンドとして17個のアミノ酸からなるペプチド(Nociceptin)が精製された.報告によれば,この活性ペプチドは発痛物質として作用するらしく今後の解析が期待される.我々はこの活性ペプチド前駆体の遺伝子を単離しその脳内での発現分布を解析し報告した。また、このペプチドの受容体の標的遺伝子組換え(ジーンターゲッテイング)法による機能欠損マウスの作製に成功している。野生型のマウスと比較することによりinvivoにおける機能が明らかになることが期待される.ジーンターゲッティング法により作製した骨格筋型リアノジン受容体遺伝子機能欠損マウスの初代筋培養細胞を使った実験により今まで不明であった脳型リアノジン受容体の性質,1.興奮-収縮連館には関与できない,2.Caイオンに反応してCaイオンを放出する機能は有しているけれども,そのCaイオン感受性が他のリアノジン受容体のサブタイプと比較すると10倍程度低いこと,を明らかにした.昨年オピオイド受容体相同物(ROR-C)の生体内リガンドとして17個のアミノ酸からなるペプチド(Nociceptin)が精製された.報告によれば,この活性ペプチドは発痛物質として作用するらしく今後の解析が期待される.我々はこの活性ペプチド前駆体の遺伝子を単離しその脳内での発現分布を解析し報告した。野生型のマウスと比較することによりinvivoにおける機能が明らかになることが期待される.ジーンターゲッティング法により作製した骨格筋型リアノジン受容体遺伝子機能欠損マウスの初代筋培養細胞を使った実験により今まで不明であった脳型リアノジン受容体の性質,1.興奮-収縮連館には関与できない,2.Caイオンに反応してCaイオンを放出する機能は有しているけれども,そのCaイオン感受性が他のリアノジン受容体のサブタイプと比較すると10倍程度低いこと,を明らかにした.
細胞内の銅イオン制御による筋萎縮性側索硬化症の新規治療

変異SOD1は細胞内の銅恒常性を破綻させる(J Neurochem 111,181,2009)との我々の仮説に基づき、平成22年度は筋萎縮性側索硬化症(ALS)に対するmetallothionein-I(MT-I)の治療薬としての可能性をALSモデルとして汎用されるSOD1^<G93A>(変異SOD1マウス)を用いて行った。細胞内に蓄積した銅を細胞内たんぱく質であるMTが補足し、細胞内の銅環境を修復することを期待した。Recombinant metallothionein-I(r-MT)0.5mg/kgを麻痺発症後から、強制横転後30秒以内に自力で起き上がれない時点(死亡のsurrogate endpoint)まで毎日腹腔内投与した。r-MTは7%の亜鉛を含むため、対照はPBS投与群と硫酸亜鉛投与群の2群を用意し、r-MT群、PBS群、硫酸亜鉛群の3群(各群24匹)で解析を行った。発症(onset)はPBS群94±1.3日、硫酸亜鉛群95±2.7日、r-MT群95±2.3日であったが、生存期間(survival)はPBS群122±1.9日、硫酸亜鉛群124±3.2日、r-MT群146±2.8日(p=1.17×10^<-11>)、罹病期間(発症と生存期間の差、duration)はPBS群27±2.0日、硫酸亜鉛群29±2.6日、r-MT群52±7.1(p=1.49×10^<-10>)と生存期間を17%、罹病期間を約78%延長させる効果を認めた(log-rank test)。免疫組織学的にはr-MTは脊髄で運動ニューロンとグリアへの集積を認めた。エンドポイントでは腰髄運動ニューロン数は対照群ではSOD1^<WT>に比べ半減するが、r-MT群では3/4程度の減少に留っていた(ρ<0.01)。さらに抗GFAP、抗CD11b抗体を用いた検討から、r-MT投与群ではグリア細胞活性化の抑制を認めた。変異SOD1およびユビキチン凝集体形成もr-MT投与群では抑制されていた。変異SOD1マウスは内因性MTを有するので、MT-I/MT-II knockoutマウスとの交配でMT-/MT-IIを持たない変異SOD1マウス(MT欠損SOD1マウス)を作製し、各群15匹で検討を行った。SurvivalはPBS群101±2.7日、硫酸亜鉛群103±3.6日、r-MT群126±2.2日(p=1.11×10^<-6>)、durationはPBS群17±2.4日、硫酸亜鉛群18±3.1日、r-MT群44±2.2(p=5.87×10^<-6>)とsurvivalを23%、durationは240%延長させた。組織学的所見も上記同様、運動ニューロン保護効果を示した。以上の知見から、MT投与は少なくとも変異SOD1関連ALSの治療に極めて有用と考えられる。平成21年度は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)モデルマウスのSOD1^<G93A>(変異SOD1マウス)の脊髄組織で細胞内Cu取り込みと排泄に関わるCu輸送体蛋白質の動態を明らかにした。Cuは細胞膜に存在するSteapによりCu^+に還元され、Ctrlにより細胞内へ取り込まれる。取り込まれたCu^+はAtoxlやMT(Metallothionein)と結合し細胞内で利用された後、Atp7a(N)で受け取られAtp7a(C)の形質膜移動により細胞外へ排出される。変異SODlマウスでは責任病巣の1つである脊髄でSteap、Ctrl、Atoxlいずれも週齢依存的に増加していた。これはCu^+の細胞内過剰取り込みをもたらす。一方Atp7a(N)は低下し、Atp7a(C)の形質膜への移動は観察されなかった。Cu^+取り込み過剰状態にも関わらず排泄が低下していることから、細胞内Cu^+蓄積にあることが示唆される。このCu輸送体蛋白質の変化は主に運動ニューロンで観察された。事実、これらの変化に呼応するように脊髄Cu濃度は週齢依存的に依存していた。さらにSteap、Ctrl、Atoxl、Atp7a(N)、Atp7a(C)は変異SOD1マウス脊髄で共凝集体を形成していた。これら一連の変化はwild-type SOD1マウスでは観察されなかった。従来、SOD1変異を有するALSは「変異SOD1が新たに獲得した未知の細胞毒性」により運動ニューロンの死がもたらされるとされてきたが、その本質は不明であった。本結果は、変異SOD1の未知の細胞毒性が、細胞へのCu取り込みと排泄に関わるCu輸送体蛋白質と共凝集し、細胞内Cu恒常性の破綻をもたらすことを初めて示した点で大変意義深いものである。

Recombinant metallothionein-I(r-MT)0.5mg/kgを麻痺発症後から、強制横転後30秒以内に自力で起き上がれない時点(死亡のsurrogate endpoint)まで毎日腹腔内投与した。r-MTは7%の亜鉛を含むため、対照はPBS投与群と硫酸亜鉛投与群の2群を用意し、r-MT群、PBS群、硫酸亜鉛群の3群(各群24匹)で解析を行った。発症(onset)はPBS群94±1.3日、硫酸亜鉛群95±2.7日、r-MT群95±2.3日であったが、生存期間(survival)はPBS群122±1.9日、硫酸亜鉛群124±3.2日、r-MT群146±2.8日(p=1.17×10^<-11>)、罹病期間(発症と生存期間の差、duration)はPBS群27±2.0日、硫酸亜鉛群29±2.6日、r-MT群52±7.1(p=1.49×10^<-10>)と生存期間を17%、罹病期間を約78%延長させる効果を認めた(log-rank test)。免疫組織学的にはr-MTは脊髄で運動ニューロンとグリアへの集積を認めた。エンドポイントでは腰髄運動ニューロン数は対照群ではSOD1^<WT>に比べ半減するが、r-MT群では3/4程度の減少に留っていた(ρ<0.01)。さらに抗GFAP、抗CD11b抗体を用いた検討から、r-MT投与群ではグリア細胞活性化の抑制を認めた。変異SOD1およびユビキチン凝集体形成もr-MT投与群では抑制されていた。変異SOD1マウスは内因性MTを有するので、MT-I/MT-II knockoutマウスとの交配でMT-/MT-IIを持たない変異SOD1マウス(MT欠損SOD1マウス)を作製し、各群15匹で検討を行った。SurvivalはPBS群101±2.7日、硫酸亜鉛群103±3.6日、r-MT群126±2.2日(p=1.11×10^<-6>)、durationはPBS群17±2.4日、硫酸亜鉛群18±3.1日、r-MT群44±2.2(p=5.87×10^<-6>)とsurvivalを23%、durationは240%延長させた。組織学的所見も上記同様、運動ニューロン保護効果を示した。以上の知見から、MT投与は少なくとも変異SOD1関連ALSの治療に極めて有用と考えられる。
凍結融解一面せん断試験機の温度制御と再現性の安定化に関する研究

研究目的寒冷地で斜面の表層が崩壊する事例が報告されている。これに役立てるために、地盤が凍結(凍上)・融解してせん断変形する様子を室内で実験的に再現している。凍上を起こさせるアイスレンズ(レンズ状の氷晶体)を一面せん断試験機内の試料土に均等な層状に生成するため、サーマルショック法にて過冷却状態を回避して氷核の形成をする。これは試料土の下端面の温度を一旦急激に低下(従来の実験での流入温度-12°C・-20°C)させて、氷核を形成するものである。その後、直ちに0°C付近に温度を戻すこの過程では、温度制御を中断して手動操作に約1時間を要している。この一連の操作を短縮して手動による不安定な操作を軽減する。これにより氷核を安定して形成させて、試験の効率化と再現性を高める。研究方法試料土の上・下端面へ2台の低温恒温槽内で温度調節した冷媒を独立に循環させて温度制御している。プログラム低温恒温槽をこの下端面に組み換え、温度精度の向上を図り、従来の低温恒温槽はサーマルショックを与える専用とする。これでサーマルショックを与える槽内の温度調整に掛かる時間を省略する。この槽内の温度を-10°C-20°Cで行なったものより選定し、凍結(凍上)・融解を与えた、定圧一面せん断にて再現性を確認する。研究成果上記の方法により、低下(-10,-12,-16,-18,-20°C)維持させた冷媒を瞬時に流入させることが可能となり、0°C付近に温度を戻す時間も含めて15分程度に短縮された。この個々に与えた温度変化は揃っていて、作業効率も良く同等である。これにより定圧一面せん断試験時のサーマルショックは個々の温度について実施することとした。せん断応力の結果の再現性の傾向も確かめられ、サーマルショックを与えて0°C付近に温度を戻すこの過程が安定的に短縮され、試験の効率化が図られ、手動操作も省かれた。
推定近縁群との比較のためのフタバガキ科の生殖形質の研究

これら3属4種が共有する形質は以下の通りであった。1)倒生胚珠である。2)珠皮は2枚である。3)珠皮は多層である。4)4個の大胞子は線状の四分子を形成する。5)維管束は外珠皮のみに見られる。6)胚のうはタデ型である(但し、3個の反足細胞は短命で、その結果、成熟した胚のうは5核である)。7)成熟した胚のうは楕円形である。8)成熟した胚珠の中に珠心の組織が残る。9)内乳形成は自由核型である。10)外乳は形成されない。11)短い胚柄が形成される。12)双子葉の胚は左右相称である。13)内種皮外層は柵状の細胞となる。14)葯壁は厚膜組織を持たない。一方、これら3属4種が共有しない形質は以下の4点であった。1)珠孔は、Shoreaでは内珠皮のみから形成されるが、DipterocarpusとVateriopsisでは内珠皮と外珠皮から形成される。2)VateriopsisはPachycharazaであった。3)DipterocarpusとShoreaではHypostaseが分化する。4)子葉は、DipterocarpusとVateriopsisでは渦巻き状であった。この結果、生殖形質からは、DipterocarpusとShoreaとの類縁性が示唆された。1)倒生胚珠である。本年度はフタバガキ属のDipterocarpus chartaceusと、これまで研究されていないセイシェル共和国に固有なVateriopsis seychellarumの2属2種の生殖形質(特に胚発生)について研究を行った。その結果、両属では以下の10形質:(1)倒生胚珠、(2)4個の大胞子はT型の四分子を形成、(3)珠皮は2枚、(4)珠皮は基本的には多層、(5)胚嚢はタデ型(但し、反足細胞は早期に退化する)、(6)成熟した胚嚢は楕円形、(7)成熟した胚嚢中に珠心の組織が残る、(8)内乳形或は自由型、(9)胚柄は形成されるが短い、(10)双子葉の胚は左右対称、を共有することが判った。また、これら両属間で相違がみられたのは以下の2形質であった:(1)維管束はVateriopsis seychellarumでは外珠皮でみられたが、Dipterocarpus chartaceusにおいては外珠皮でみられず、外種皮形成時にみられた(以前の報告では、Dipterocarpus属では外珠皮にも維管束がみられている。Dipterocarpus属で外珠皮に維管束がみられるか否かは、今後別の種の観察をすることによって解決されると思われる)。(2)functioning megaspore(機能的大胞子)の位置については、Vateriopsis seychellarumではカラザ側にみられたが、Dipterocarpus chartaceusではその位置は特定できなかった。Vateria属で報告されている、いわゆるaggressive embryo sac(攻撃的胚嚢)は今回の研究に用いた両属では観察されなかった。本年度は、フタバガキ属のDipterocarpus alatusとサラノキ属のShorea roxburgiiの2属2種の生殖形質について研究を行った。いずれも初めて観察である。D.alatusでは、前年度研究を行った同属のD.chartaceusでは結論が出なかった外胚皮に維管束が見られるか否かについては、維管束は受精の前後から外胚皮に形成されることが判った。また、内種皮外層には柵状組織が形成されること、葯壁は厚膜組織を持たないこと、外種皮中層に維管束がみられることなどが新たに判明した。

一方S.roxburgiiでは、今回の研究によって初めて明らかになった主な11の生殖形質を以下に述べる。1)23層のNucellar capが形成される。2)珠孔は内胚皮からのみ形成される。3)維管束は受精直前の外胚皮のみに形成される。4)Endotheliumは形成されない。5)胚心内の胚のうを除く細胞群の破壊は生じない。6)胚のう内にでんぷん粒は見られない。7)Hyposaseは分化しない。8)Haustorial endospermは形成されない。9)外種皮中層に維管束がみられる。10)内種皮外層には柵状組織が形成される。11)葯壁は厚膜組織を持たない。Vateriaで報告されている、いわゆるaggressive embryo sac(攻撃的胚のう)は、今回の研究に用いた2属では観察されなかった。