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中学校空間における居場所の構造化-生徒の空間選択の仕組み-

生徒は時間軸の中で他の生徒や他集団との時間距離をつくり、さらに滞在する空間をずらして、移動経路上で柔軟に居場所を形成している。教科教室型中学校では授業間休みの生徒の行動には、HB・教室での時間のずれを利用した仕組みがあることが明らかになった。特別教室型中学校では、教室移動がない場合は教室周辺の空間を目的に応じて使い分けたすみ分けを行い、教室移動がある場合は、移動経路上の空間で時間のずれを利用した居場所の形成を行っていた。生徒の個人と集団との居場所形成に注目して、中学校における環境行動のアンケート調査、行動観察調査を行い、その結果を「時間という軸をもった空間の多様性」という視点をもって、生徒の居場所形成の巧みな様態を分析するものである。昨年度は、交付申請書に記載した研究の目的、研究実施計画に沿って、新潟県内の聖籠町立聖籠中学校を調査対象とし、生徒の居場所に関するアンケートと10日間の単独・集団行動の生徒に対し行動観察調査を行い以下のことを明らかにした。1)生徒の環境行動によるアンケート授業間休みの居場所は、学年が上がるに従って学校全体に分散する傾向があり、生徒自らが居場所選択を行いながら生活していることがわかる。これらは、人的要因によるものであり、低学年の生徒は他学年を意識する傾向にある。また、男女による居場所選択の違いとして、男子生徒は主にホームベースを居場所とし、女子生徒は学年が上がるに連れて次教室・その他の場所という回答が増加しており、男女によるすみ分けが行われている。2)生徒の行動観察・移動の行動把握学年により居場所選択に違いが見られた。1年生は、上級生や友達などの他生徒を意識して、教室内を居場所として大集団を形成していた。2・3年生は他生徒への意識が弱くなり、2年生は主に教室の周辺、3年生はその他の場所を居場所としおり、多様化している。特に3年生男子は、ホームベースを居場所とし、3年生女子は廊下・トイレを居場所として休み時間を過ごしており、学年が上がるに従い学校全体へと行動領域を拡大している。その傾向は女子の方が顕著である。昨年度の調査における授業間休みの生徒の行動特性と居場所選択は、学年・男女によって集団規模を変化させ、時間・空間をずらしながら行われており、集団帰属行動と集団からの回避行動に配慮した学校建築計画にとって重要な知見である。千葉県千葉市立打瀬中学校・新潟県聖籠市立聖籠中学校を対象として、アンケート調査と行動観察調査を行った。アンケート調査は、全校生徒を対象にして6月と7月の2回に分けて実施し、居場所や休み時間の過ごし方について選択・記述式で回答してもらった。聖籠中学校では、英語と国際理解の2ワークスペースのしつらい替えを行い、生徒と先生にアンケートでその評価をしてもらった。それらのデータ分析では、授業間休みの入れ替わりの分類による生徒の行動の違いに着目し、生徒は自己と集団との関わり方により、時間と空間をずらしながら居場所のすみ分けを行っていることを明らかにした。つまり、授業間休みにおいて、生徒は移動の位置や滞在時間の長さを選択して移動の流れを作り出し、時間軸の中ですみ分けを行なっている。その中で生徒の移動時間の位置は、前後の集団の関係によって変化していた。移動の流れは毎時間一定なものではなく、生徒は他者との関係を意識して特定の集団を避け、その大きな流れを変化させていることが明らかとなった。また、一人で移動する生徒や他のクラスの生徒と移動する生徒は、他学年の集団を回避することよりも、特定の集団の回避や特定の個人との接近を優先して、休み時間を過ごしている。教科教室型中学校では、学年間において集団が集団を避けるという構造と、クラス内において個人が集団を避けるという構造が入れ子になって存在している。類似した構造が重なり合って、学校内の生徒の移動における秩序が保たれていることが明らかとなった。新潟県長岡市立東中学校・新潟県聖籠市立聖籠中学校を対象として、行動観察調査・アンケート調査を行った。また、福井市立至民中学校・富山市立芝園中学校・品川区立八潮学園・品川区立日野学園・私立同志社中学校の観察調査を行った。併設年型教科センター方式中学校の場合に、HB隣に移動してくる学年との関係によってHBの機能が変化していること、広場と経路の関係によって生徒の移動時間や行動が変化することを明らかにした。具体的には、授業間休みにおける生徒の前の教室・HB・次の教室での滞在時間及びそれぞれの空間までの移動時間をグラフにまとめたところ、広場と移動経路との関係によって「前の教室からHBへの移動」と「HBから次の教室への移動」という2つの移動の滞在時間に違いみられた。異学年がHB隣に移動してくる場合、HBの滞在時間は基本的に短く、生徒は落ち着いて授業間休みを過ごせる空間を求めて移動を行っている。しかし、同学年が来る場合や自分のHB隣の教室へ移動する場合には滞在時間が長くなり、授業の準備をするだけの空間から、同学年同士のみのコミュニケーション空間としての機能を持つようになる。

また、授業間休みの生徒の居場所は主に動線の範囲内で形成されており、広場が最短経路上に配置されることで、生徒の移動時間に差が生まれ居場所選択の幅を広げる要因となっている。教科センター方式の学校では、学年との関係や空間構成の違いによって、多様な移動形態や滞在の仕方が形成されていて、そうした様々な状況下での生徒の特徴的な行動の解明を行っている。本研究は、生徒が学校の中につくりあげる居場所を対象として、その居場所と係わる生徒の環境行動の特徴を、時間・選択という視点から捉えることを目的としている。福井市立至民中学校を対象として、居場所の形成を捉えるためのアンケート調査と8:00から17:00の学校生活の時間中での生徒の行動観察調査を行った。「時間・空間の多様な選択」の特徴を詳細に捉えるために、記録のための写真・ビデオの撮影と図面への活動内容と位置のプロットを行い、生徒の居場所と行動とを同時に記録する方法をとった。特に、教室や廊下を居場所とする生徒集団の特徴的な行動様態に注目する。集団と個人の接触・回避という2つの場面での行動を選択場所とともに記録・分析した。ホームベースとロッカーの配置、通路の幅がそれぞれ異なるホームベース空間が計画されている至民中学校では、向かい合うホームベースで準備する生徒の行動に大きな違いが確認された。広さが変化する通路幅に応じて、生徒は移動の位置や準備の場所を巧みに選択し、混雑時にはそれぞれの空間構成に合わせて行動を変化させ、生徒がより準備しやすい空間・状況をつくる工夫をしていることが明らかになった。さらに、至民中学校での生徒行動は、教室・オープンスペース・ベランダの位置によってその様態が大きく異なっており、クラスの生徒による空間の占有や他クラス生徒との接触・交流を行う場になるベランダ、通行量の多少に連動して生徒の交流及び滞留行動が変化するホームベース廻りの通路空間等が確認された。このように、学年との関係や空間構成の違いによって、多様な移動や滞在の仕方が形成されていることが捉えられており、生徒はそうした様々な状況下で、自分の居場所を固定せずに使い分けながら、学校空間と生徒集団との折り合いをつけていることが調査データの分析から明らかになった。本研究は、学校環境の中で多様な集団形成と居場所形成を行なう生徒の行動を調査し、中学校の持つ学校空間と生徒個人や集団の行動特性との関係を捉えることを目的としている。教科教室型中学校における生徒の行動特性と比較するため、本年度は特別教室型中学校である上田市立第一中学校を対象として、生徒の居場所を把握するためのアンケート調査と、8:25から16:20までの学校生活の中での生徒の行動観察調査を行った。時間差・空間差を用いた生徒の環境行動を捉えるため、教室移動時と教室移動のない授業間休みについて、それぞれ写真・動画の撮影による記録と図面への活動内容と位置のプロットを行い、生徒の居場所と行動とを同時に記録する方法をとった。教室移動のない授業間休みの場合、生徒は他者との距離のとり方を教室と教室周辺の空間で居場所を変えることによって変化させていた。
関節炎における内因性物質・スパイノルフィンの調節機能の解析

我々が見い出した内因性のペプチド・spinorphin(Leu-Val-Val-Tyr-Pro-Thr-Trp)が、薬理実験によりブラジキニン発痛系における鎮痛効果を、またカラゲニンを用いた急性炎症モデルにおける抗炎症効果など多様な生理機能を有することを、解明してきた。更に、炎症病態および免疫異常疾患である関節リウマチ(RA)の関節液中において、本物質およびその代謝酵素が顕著な動態を示すことも明らかにしてきた。本研究において、関節炎の病態関連蛋白質候補を探索しspinorphinとの関連性を検討するため、蛍光標識二次元デファレンスゲル電気泳動法(2D-DIGE)、質量分析およびWestern blottingにより解析を進めた。対照群は健常群と変形性関節症群(OA)を用いて比較検討した。2D-DIGEにおいて約3000スポットを検出したが、三群間で総スポット数の差は顕著に認められなかった。しかし、発現差異を示す蛋白質数は5-10%認められた。その中で、健常群における70-80kD蛋白質はRA群の7例中4例において2倍以上に増大したが、10-15KD蛋白質は7例中6例において発現量を減少させた。本蛋白質をゲルより抽出し質量分析にて解析し、炎症関連成分がいくつか同定された。関節液中のマーカーとして認識されているS100A8/A9(small calcium binding proteins)蛋白質は、RA群の脊髄液において、顕著な変化は認められなかったが、興味深いことに、spinorphin前駆体の発現量が減少していることを見いだした。今後、これら蛋白質の同定をさらに進めるとともに、spinorphinおよび関節炎病態との関連性を解明していき、病態マーカーとしての可能性をも追究していきたい。このような研究背景のもと、RA病態におけるspinorphinの役割を解明することを最終目的として、今年度は二次元電気泳動法および質量分析法(MALDI-TOF/MS)を用いて患者およびコントロールとの発現差異解析を行ない、RA患者における脊髄液中の病態関連蛋白質(disease-associated proteins)を探索した。まず、二次元電気泳動による蛋白質の検出と分離を改善するために、脊髄液サンプルの前処理法を検討した。サンプルは、albuminおよびIgG除去キットで前処理し,更にアセトン沈澱を行なうことにより、泳動ゲル上で600以上のスポットを検出できた。コントロールとRA患者の脊髄液を用いた発現差異解析から、ceruloplasmin, α1-antitrypsin, α-microglobulin, transthyresinなどの脊髄液マーカー蛋白質に変化は認められなかった。しかしながら、RAサンプルのいくつかの蛋白スポットは、2倍以上の発現動態を示す顕著な変化が認められた。現在これらの動態を示す蛋白質について質量分析により同定を進めている。今後、新たに導入された蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動装置(2D-DIGE)を組み合わせて、関節リウマチにおける病態関連蛋白質の候補を解析していくと同時に、疼痛および炎症制御物質としてのspinorphinの役割を解明していきたい。

更に、炎症病態および免疫異常疾患である関節リウマチ(RA)の関節液中において、本物質およびその代謝酵素が顕著な動態を示すことも明らかにしてきた。昨年度、関節炎患者の脊髄液を用いたプロテオーム解析を進めるにあたって、二次元電気泳動における発現差異解析により、2倍以上の発現動態を示す顕著な変化を認めた。今年度、これら病態関連蛋白質候補として、蛍光標識二次元デファレンスゲル電気泳動法(2D-DIGE)、質量分析およびWestern blottingにより解析を進めた.本研究において、対照群は健常群と変形性関節症群(OA)を用いて比較検討した。2D-DIGEにおいて約3000スポットを検出したが、三群間で総スポット数の差は顕著に認められなかった。しかし、発現差異を示す蛋白質数は5-10%認められた。その中で、健常群における70-80kD蛋白質はRA群の7例中4例において2倍以上に増大したが、10-15KD蛋白質は7例中6例において発現量を減少させた。本蛋白質をゲルより抽出し質量分析にて解析したが、炎症関連成分がいくつか同定された。関節液中のマーカーとして認識されているS100A8/A9(small calcium binding proteins)蛋白質は、RA群の脊髄液において、顕著な変化は認められなかった。また、候補蛋白質の特異抗体を用いたWestern blottingにより、いくつかの蛋白質を同定できた。今後、これら蛋白質の同定をさらに進めるとともに、発現の変化と関節炎病態との関連性を追求していき、病態マーカーとしての可能性から診断への応用も検討していきたい。
半経験的分子軌道法を用いた分子構造とアポトーシス誘導活性の相関関係の体系化

本年度の研究目的は、近年キレート化合物による癌細胞アポトーシス誘導が報告されているので、キレート化合物による細胞傷害活性の誘導(坂上担当)およびキレート効果のある化合物の金属キレート構造を想定し、コンピュータを用いて予測したキレート構造が妥当であるかを検討することである(石原担当)。研究実施計画に基づき、キレート化合物Curcumin [1]、Nocobactins NA-a [2]とNA-b [3]の腫瘍選択的細胞傷害活性を、正常ヒト口腔細胞、ヒト口腔癌細胞を用いて検討した。[2、3]は高い腫瘍選択性(細胞傷害活性)を示したが(腫瘍選択係数TS=80.0、43.9)、[1]の腫瘍選択性は低かった(TS=1.7)。これらの化合物は、金属イオンとキレートを形成することが報告されているので、金属イオンとして鉄を用い、化合物[1-3]の細胞傷害活性と吸収スペクトルに及ぼす影響を検討した。等モルの鉄を添加すると、これら3種の化合物の細胞傷害活性が完全に消失し、吸収スペクトルのパターンが変化した。マススペクトル解析により、キレート化合物Fe-[2]は、1原子の鉄を含むことが明らかになった。また、Fe-[2]は、[2]よりも数百倍細胞傷害活性が低かった。[1、2]と鉄が1:1で結合する構造を想定し、予想構造をINDO/1により計算した。本実験により、細胞内外の鉄と1:1のモル比でキレートを形成している[1、2]の推定構造を提案した。今回の研究では、[1、2]は鉄のキレーターであることが示唆された。本実験により、これら3種の化合物[1-3]は、細胞内外のFe^<3+>濃度により活性が大きく影響されるが、in vivoにおける抗腫瘍活性の研究において十分期待される化合物であることが示唆された。その他、ヒト口腔癌細胞の細胞傷害活性(アポトーシス誘導活性)と、薬物の物性との相関関係でよい相関があった化合物をあげる。5種類のBetulinic acid(イオン化ポテンシャルr^2=0.952、logP r^2=0.845、溶解度r^2=0.858)、6種類のStyrylchromon類(疎水性項)、20種類Coumarin類(log P、イオン化ポテンシャルr^2=0.756、HOMOエネルギーr^2=0.756、HOMOエネルギーLUMOエネルギーr^2=0.802、絶対ハードネス)。研究目的・実施計画に従い類似構造化合物毎に細胞傷害活性、ポトーシス誘導活性の確認を行った。更に細胞傷害活性の結果から計算により腫瘍選択性を求めた。その結果ガレイン酸誘導体9種類のうち4種類が白血病細胞(HL-60)に強い細胞傷害活性を示した。フッ素化ビタミンD_3誘導体18種類のうち4種類がHL-60細胞に強い細胞傷害活性を示した。イソフラボン2種類とイソフラバノン9種類のうち2種類がヒト正常細胞(歯肉線推芽細胞HGF、歯髄細胞HPC、歯根膜細胞HELP)、ヒト癌細胞(口腔扁平上皮癌細胞HSC-2)共に細胞傷害活性が強く、5種類はHSC-2細胞のみに作用した。4種類はヒト正常細胞、HSC-2細胞共に影響を与えなかった。β-ジケトン23種類のうち3種類がHSC-2細胞傷害活性に顕著であった。コンピュータによる理論化学計算;これら細胞傷害活性実験とフロンティア分子軌道法(半経験分子軌道法)との相関を検討した。各々の類似化合物について配座創出解析ソフトでフレキシブルな分子の最適化構造を検索した。続いてPM3法を用い生成熱、部分電荷、LogP、HOMO-LUMO軌道、ファンデルワールス半径、水和の安定性、イオン化ポテンシャル等を計算で求めた。ガレイン酸誘導体は生成熱、分子の大きさ、Log Pに相関が見られた^<1)>。フッ素化ビタミンD_3誘導体は疎水性と放物線的に良い相関が見られた^<2)>。イソフラボン及びイソフラバノンは水和の安定性及びLogPと良い相関があった^<3)>。β-ジケトン類については検討中である。前年度に続き、23種類のβ-ジケトンについてヒト癌細胞(口腔扁平上皮癌細胞HSC-2、唾液腺腫瘍細胞、前骨髄性白血病細胞)、ヒト正常細胞(歯肉線維芽細胞、歯髄細胞、歯根膜線維芽細胞)を用いて細胞傷害活性を検討した。その結果、curcumin[1]、(-)3-(trifluoroacetyl)camphor[2]、3-formylchromone[3]が高い細胞傷害活性を示した。β-ジケトン類は各種金属とキレート形成することが報告されている。HSC-2を用いて、これら3種のジケトン類のキレート効果を鉄(FeCl_3)を添加した時の細胞傷害活性と吸収スペクトルの変化を指標として検討した。その結果[1]のみに鉄の効果がみられた。この事実は[1]は鉄とキレート錯体を形成するが、[2]及び[3]はそれが形成できないことを示唆した。(坂上担当)これらの実験事実を説明するために、[1]、[2]、[3]と鉄が1:1でキレートを形成すると仮定しこの錯体の推定構造を考え、その構造が妥当かどうかを半経験的分子軌道法(PM3法、INDO/1)により予測した。その結果次のように考察した。

[1]は直鎖構造を持ち自由度が大きい化合物であるが鉄とキレートすると自由度が減少し6員環が安定化する。この錯体は安定であるので団は鉄とのキレート形成に優先的に使われるので、細胞に作用できる直鎖型の田の比率は減少する。その結果、細胞に影響を与えなかったと思われる。他方、[2]は環状構造をとっているので自由度が無く、鉄とキレートを形成すると歪みが生じ不安定になると推測される。大半の[2]はキレート形成しないで存在し、それ故細胞に作用する。[3]はエノール化できないので鉄とキレートすることは先ず無く、細胞に作用したと考える。今回の研究は3種のβ-ジケトンのうち[1]はFeCl_3とキレートを形成するが、[2]と[3]は形成しないことを示唆した。(石原担当)本年度の研究目的は、近年キレート化合物による癌細胞アポトーシス誘導が報告されているので、キレート化合物による細胞傷害活性の誘導(坂上担当)およびキレート効果のある化合物の金属キレート構造を想定し、コンピュータを用いて予測したキレート構造が妥当であるかを検討することである(石原担当)。研究実施計画に基づき、キレート化合物Curcumin [1]、Nocobactins NA-a [2]とNA-b [3]の腫瘍選択的細胞傷害活性を、正常ヒト口腔細胞、ヒト口腔癌細胞を用いて検討した。[2、3]は高い腫瘍選択性(細胞傷害活性)を示したが(腫瘍選択係数TS=80.0、43.9)、[1]の腫瘍選択性は低かった(TS=1.7)。これらの化合物は、金属イオンとキレートを形成することが報告されているので、金属イオンとして鉄を用い、化合物[1-3]の細胞傷害活性と吸収スペクトルに及ぼす影響を検討した。等モルの鉄を添加すると、これら3種の化合物の細胞傷害活性が完全に消失し、吸収スペクトルのパターンが変化した。マススペクトル解析により、キレート化合物Fe-[2]は、1原子の鉄を含むことが明らかになった。また、Fe-[2]は、[2]よりも数百倍細胞傷害活性が低かった。[1、2]と鉄が1:1で結合する構造を想定し、予想構造をINDO/1により計算した。本実験により、細胞内外の鉄と1:1のモル比でキレートを形成している[1、2]の推定構造を提案した。今回の研究では、[1、2]は鉄のキレーターであることが示唆された。本実験により、これら3種の化合物[1-3]は、細胞内外のFe^<3+>濃度により活性が大きく影響されるが、in vivoにおける抗腫瘍活性の研究において十分期待される化合物であることが示唆された。その他、ヒト口腔癌細胞の細胞傷害活性(アポトーシス誘導活性)と、薬物の物性との相関関係でよい相関があった化合物をあげる。5種類のBetulinic acid(イオン化ポテンシャルr^2=0.952、logP r^2=0.845、溶解度r^2=0.858)、6種類のStyrylchromon類(疎水性項)、20種類Coumarin類(log P、イオン化ポテンシャルr^2=0.756、HOMOエネルギーr^2=0.756、HOMOエネルギーLUMOエネルギーr^2=0.802、絶対ハードネス)。
PFGE、リボタイピング、RAPD法による食中毒原性黄色ブドウ球菌の遺伝子型別

わが国のブドウ球菌食中毒原因菌のコアグラーゼ型はVII型が大多数を占めている。そこで我々はコアグラーゼVII型菌の特徴を知るためにパルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)を応用した。1980-1995年の16年間に、東京都内の35地域で発生したブドウ球菌食中毒129事例から分離したコアグラーゼVII型菌129株について、PFGEによる遺伝子解析を行った。129株は3群(A-C)に分けられ、A群が115株、B群が10株、C群が4株で、AとC群はさらにサブパターン(A群は33型、C群は4型)に分けられ、多様性がみられた。また疫学的に興味深い所見として、同一地区で同じ遺伝子型の菌が1年あるいは25年の周期で、繰り返し食中毒の原因菌になっていることである。PFGEタイピングはコアグラーゼVII型菌をさらに細かく分けることができることから、両者を組合せることにより、より詳細なブドウ球菌食中毒の疫学情報が得られるものと思われる。次に1スーパーマーケットで市販されていた食肉の黄色ブドウ球菌汚染状況を半年間にわたって追跡調査し、分離菌株についてPFGEを用いて疫学解析を行った。菌検出率は鶏肉70%(70/100検体)、豚肉36%(29/80検体)で、鶏肉が高率に汚染されていることがわかった。鶏肉70株は15パターン、豚肉29株は3パターンに分けられ、特に鶏肉は多様な遺伝子型菌で汚染されていた。また興味深い所見は同一店舗内で販売されていた鶏肉と豚肉がともに同じ遺伝子型の菌によって汚染されていたこと、同一遺伝子型の菌が調査期間中、鶏肉と豚肉から繰り返し検出されたことである。本研究はパルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)、リボタイピング、ランダムプライムドPCR法(RAPD)が食中毒原性黄色ブドウ球菌の生態・疫学研究に応用できるかについて検討したものである。1.1980-1995年の16年間に、東京都内の35地域で発生したブドウ球菌食中毒129事例から分離したコアグラーゼVII型菌129株について、前記の3つの遺伝子型別法を用いて解析を行った。PFGEでは、129株は4群(A-D)に分けられ、A群が65株、B群が50株、C群が10株、D群が4株で、AとB群が全体の89%を占めていた。A、B、D群はさらにサブパターン(A群は23型、B群は10型、D群は4型)に分けられた。2.AとB群に属する菌株では共通するフラグメントが多数みられ、VII型菌は遺伝学的にも近縁な菌株から構成されていることが示唆された。3.同一パターンの菌(例えばサブパターンA1,A3,A7,B1,B3)が長期間にわたって、食中毒事例から繰り返し検出され、疫学的にも興味深い所見であった。4.PFGEによって分類された各サブパターンの代表株38株のリボタイピングとRAPD解析では、前者では6リボタイプに分けられ、H1が30株、H2が1株、H3が2株、H4が1株、H5が2株、H6が2株であった。PFGEパターンAとB群の大多数がリボタイプH1に、C群はH4に、D群はH5或いはH6に型別され、後者では3RAPDパターンに分けられ、パターン1が32株、パターン2が2株、パターン3が4株であった。PFGEパターンAとB群の大多数がパターン1に、C群はパターン2に、D群はパターン3に型別され、PFGEはリボタイプ或いはRAPDパターンをさらに細分化できることが示唆された。

平成11年度に引き続いて、ヒト・動物・食肉における食中毒原性黄色ブドウ球菌の分布状況と分離株の性状について検討した。1.黄色ブドウ球菌は馬を除く、ヒト・豚・牛・鶏・犬・猫の皮膚から検出されたが、その検出率は1.242%の範囲で、また食肉では鶏肉80%、豚肉20%で、特に鶏肉が高率に汚染されていることがわかった。ブドウ球菌食中毒の原因となるエンテロトキシンを産生する株は87株中26株(30%)で、そのエンテロトキシン型はB型11株、A型9株、C型5株、B+D型1株であった。わが国で発生している食中毒の主要な毒素型であるAとB型が多く検出されていたことは、疫学的に興味ある所見であった。2.PFGEタイピングではコアグラーゼ型をさらに細かく分けることができることから、両者を組合せることにより、より詳細な生態学的情報が得られることが示唆された。3.前述のヒト・動物・食肉における黄色ブドウ球菌の汚染調査で、食肉からの検出率が高かったことから、1スーパーマーケットで市販されていた鶏肉と豚肉の黄色ブドウ球菌汚染状況を半年佃にわたって追跡調査し、また分離菌株についてPFGEを用いて疫学解析を行った。菌検出率は鶏肉70%(70/100検体)、豚肉36%(29/80検体)で、本研究でも鶏肉が高率に汚染されていることが再確認された。鶏肉70株は15PFGEパターン、豚肉29株は3PFGEパターンに分けられ、特に鶏肉は多様な遺伝子型菌で汚染されていた。また興味深い所見は同一店舗内で販売されていた鶏肉と豚肉がともに同じ遺伝子型の菌によって汚染されていたこと、同一遺伝子型の菌が調査期間中、鶏肉と豚肉から繰り返し検出されたことである。
界面活性剤水溶液の抵抗減少流れにおけるバースト現象と縦渦構造の解明

界面活性剤の微量添加による流動抵抗減少のメカニズムを明らかにするため,本研究では2次元チャンネル乱流について,壁近傍で見られる乱流バースト現象に主眼をおいた流れの可視化計測を行った.実験方法としては,流体運動を可視化するために水素気泡法を用いてタイムラインを発生させ,その映像を連続的に画像処理ボードに取り込み,これに自動画像処理を施して瞬間速度の壁垂直方向分布を時系列データとして求め,瞬時速度,変動速度,加速度,VITA(Variable Time Average)値などの等値線図を得ると同時に,VITA法と呼ばれるバースト検出法を用いて平均バースト周期などを求めた.本研究により得られた主な結果は以下の通りである.(1)管摩擦係数がVirkの最大摩擦抵抗減少漸近線上にある低レイノルズ数流れにおいては,平均速度の対数分布はS字状になり,対数領域ではVirkの極限分布より大きな速度を持つ.(2)Virkの最大摩擦抵抗減少漸近線付近の管摩擦係数を持つ流れにおいては,乱れが非常に弱く,相対乱れ強さは,水流の場合の半分以下である.(3)管摩擦係数とレイノルズ数の関係の実験曲線が凸状となる領域においては,乱れ強さの壁垂直方向分布に二つのピークが存在する.(4)摩擦抵抗減少率が大きくなるにつれて,平均バースト周期は長くなり,バースト現象の発生位置が壁面から遠ざかる傾向が見られる.(5)最大摩擦抵抗減少状態では,乱流のバースト現象は見られず,細かな不規則変動のみが見られる.界面活性剤の微量添加による流動抵抗減少のメカニズムを明らかにするため,本研究では2次元チャンネル乱流について,壁近傍で見られる乱流バースト現象に主眼をおいた流れの可視化計測を行った.実験方法としては,流体運動を可視化するために水素気泡法を用いてタイムラインを発生させ,その映像を連続的に画像処理ボードに取り込み,これに自動画像処理を施して瞬間速度の壁垂直方向分布を時系列データとして求め,瞬時速度,変動速度,加速度,VITA(Variable Time Average)値などの等値線図を得ると同時に,VITA法と呼ばれるバースト検出法を用いて平均バースト周期などを求めた.本研究により得られた主な結果は以下の通りである.(1)管摩擦係数がVirkの最大摩擦抵抗減少漸近線上にある低レイノルズ数流れにおいては,平均速度の対数分布はS字状になり,対数領域ではVirkの極限分布より大きな速度を持つ.(2)Virkの最大摩擦抵抗減少漸近線付近の管摩擦係数を持つ流れにおいては,乱れが非常に弱く,相対乱れ強さは,水流の場合の半分以下である.(3)管摩擦係数とレイノルズ数の関係の実験曲線が凸状となる領域においては,乱れ強さの壁垂直方向分布に二つのピークが存在する.(4)摩擦抵抗減少率が大きくなるにつれて,平均バースト周期は長くなり,バースト現象の発生位置が壁面から遠ざかる傾向が見られる.(5)最大摩擦抵抗減少状態では,乱流のバースト現象は見られず,細かな不規則変動のみが見られる.
モーションキメポーズを活用したアニメティクスシステム

アニメーションのキャラクター動作データの中から、キメポーズを抽出するためのいくつかの試行を行った。実験の結果、すべてのキーフレームにキメポーズを適用すると、非常に不自然なアニメーションになってしまう場合が存在した。キメポーズの適応範囲について、明確な解答が得られなかったため、制作システムの完成には至らなかった。本研究の目的は、日本式アニメーションの制作環境を根本から改善し、より競争力の高いアニメーションコンテンツの制作支援システムの開発である。アニメティクスとはアニメとアニマティクスの2つの技術を基として名付けられた造語である。本システムでは、2次元セルアニメーションに似た質感の映像を創り出す、セルタッチアニメーションのコンテンツを、モーションキャプチャーを活用して実時間で制作して行く事を目標としている。本年度の研究では、日本のアニメに欠かせないキメポーズの滴用シーンについての調査を行かった。すでに事前調査の中で、キメポーズを使う事によってキャラクターが不自然な動きにたってしまう例も報告されているが、この条件に対する根本的な解決方法は、まだ見つかってはいない。キメポーズの適用シーンについて、その適応量と時間、タイミングについて実験を行い、豊富なデータを蓄積する。このデータベースによって、キメポーズの適用・不適用の場合分けを行い将来は自動的に効果が適用されるシステム構築につなげる。この件については、いくつかの条件を設定し一定の研究結果を得られたのではないかと思う。特に、主成分分析のように統計的な手法を用いた解析は、意味のあるデータを抽出する道筋を見出す試行方法として役に立つと思われる。本研究では、システムの全体設計、研究全般の執行と管理を研究代表者が受け持ち、ソフトウエア研究開発およびアニメティクスシステムの効率化比較を研究分担者が受け持つ。開発したシステムの全体評価は全員で行なった。本年度の研究では、日本のアニメに欠かせないキメポーズの適用シーンについての調査を行なった。すでに事前調査の中で、キメポーズを使う事によってキャラクターが不自然な動きになってしまう例も報告されているが、この条件に対する根本的な解決方法は、まだ見つかってはいない。
岩瀬文庫所蔵古典籍の完全調査と書誌データベースの完成

人間とは動物の中で唯一死の概念を有する「死を知る人(homo memor mori)」であり、そうであるがゆえに未来へ本を遺し、過去の本を読む「本の人(homo librarius)」でもある。したがって、書物は人類の遺した文化遺産の中で最重要のもので、我々は遺されたそれらの全体像を出来るだけ明らかにすべき責務がある。この研究計画の目的は、古典籍の宝庫として知られる西尾市岩瀬文庫の古典籍全1万8千点について、各書籍の書誌、成立、内容を詳細に書き込んだ、いまだかつて見られないような「記述的(descriptive)」な書誌DB(データベース)を完成・公開し、そのことを通して新たな時代の書誌目録のあり方を全国の所蔵機関や文庫に提案することにある。本研究計画に先立つ事前調査を含めて6年間の集中的調査を経て、現在1万1千点について調査入力が終了した。また、DB公開運用の先行モデルとして、並行して調査を進めてきた名古屋大学附属図書館神宮皇学館文庫について平成17年4月より書誌DBを公開し、新たに判明した問題点を改善した。まだまだ前途は遼遠ながら、岩瀬文庫という豊富にして多彩な内容を含む一大文庫について、DBを完成公開する夢の実現が具体化しつつある。正直に言えば、古典籍にかかわる一研究者として、珠玉の知見に満ちたDBを公開することに躊躇する気持ちは、調査開始以後しばらくの間は強くあった。しかしながら、大量の古典籍-その全ては死者の遺したものである-に触れる中で、書物と人間との関わりについて体感開悟するところがあり、今ではDBの公開が書物の活用に大きく資するものであり、そのことが書物を遺してくれた先人たちに対する報恩となることを確信している。そして、このようなDBが方々の文庫に備わることによって、日本の人文学が新たな局面に一歩を踏み出すに違いない。岩瀬文庫所蔵古典籍(唐本・朝鮮本・明治成立の和装本を含む)の書誌調査とデータ入力を行った。まずパソコン等の機材及び書誌学関係参考書を整備した。調査作業は大学院生を中心とする調査員が行い、書誌カードを作成、塩村が全資料に目を通した上でデータ入力を行った。書誌データは従来の古典籍目録には見られない詳細なもので、特に内容と書誌上の特徴を詳しく記入している点に特徴がある。平成15年2月の時点で、累積データ件数は5500点(タイトル)に達した(ほかに未入力のカードが数百枚ある)。文庫開設以来始めて行われる悉皆調査で、その間、以下の諸点について、悉皆調査ならではの新見を多々得つつある。(1)重要な書写者について筆蹟の特定が出来るようになったものがある。たとえば、京の本草の家である山本読書室本や公家の柳原家本については、従来わからなかった書写者がかなり判明した。(2)蔵書印から、重要な旧蔵書群がまとまって存在することが判明した。大阪の好古家、木村兼葭堂や幕府の昌平坂学問所などである。(3)浮世草子や軟派関係の書籍で、戦前に一般公開されず、旧カードにも、旧目録にも、したがって国書総目録にも収録されていない「特別本」資料が百点以上も存在することが判明した。中には稀覯本を含んでいる。以上の外に、現物調査による新発見も数々あった。今年度の作業を通して、あらためて書物の宝庫としての岩瀬文庫の奥深さを痛感している。次年度以降も調査入力作業を続行するが、さらに大きな発見のあることが期待される。

前年度に引き続き、岩瀬文庫所蔵古典籍(唐本・朝鮮本・明治成立の和装本を含む)の書誌調査とデータ入力を行った。書誌学関係及び近世史関係の参考書を整備した。調査作業は大学院生を中心とする調査員が行い、書誌カードを作成、塩村が全資料に目を通した上でデータ入力を行った。書誌データは従来の古典籍目録には見られない詳細なものである。平成16年2月の時点で、累積データ件数は7500点(タイトル数)に達した(ほかに未入力のカードが数百枚ある)。今年度は初期の頃に入力したデータの見直しを行う必要が生じたために、累積データ数が当初の予定に若干達しなかった。調査の過程では、引き続き新見を多く得つつある。それら新発見資料を中心に、平成16年1月31日より3月28日まで、岩瀬文庫館に於いて、「岩瀬文庫平成悉皆調査中間報告展I-こんな本があった!-」を開催し、展示図録(A4版、カラー、全23頁)を作成刊行した。また、2月21日には同館に於いて「今年度の資料調査からわかったこと」と題して、塩村が講演を行った。岩瀬文庫が西尾市民の熱意によって維持されてきたことを鑑み、今後ともこのような市民に対する事業説明や啓蒙の機会を定期的に設けてゆく予定である。これに関連して同年3月11日付中日新聞夕刊に署名記事「岩瀬文庫で教えられたこと」を執筆掲載した。また、平成16年3月13日には名古屋大学文学研究科公開シンポジウム「今、開かれる文庫の魅力」に於いて、塩村が「岩瀬文庫」と題して、岩瀬文庫の概要及び現在進行中の調査について基調報告講演を行った。次年度以降も調査入力作業を続行、さらに大きな発見を期待するとともに、不断に過去のデータの再チェックを行い、データの質をより高めたいと考えている。引き続き、岩瀬文庫所蔵古典籍(唐本・朝鮮本・明治成立の和装本を含む)の書誌調査とデータ入力を行った。書誌学・近世史・中近世文学関係の参考書を整備した。本年度より習熟した調査員もデータ入力を直接行ったが、やはり塩村が全資料に目を通し、データを適宜修正した。書誌データは従来型の古典籍目録やデータベースには見られない、詳細なものとなっている。平成17年2月の時点で、累積データ件数は9100点(タイトル数)に達した(外に未入力のカード及び未修正のデータが数百点ある)。塩村は大学業務以外のほぼすべての時間を岩瀬文庫で費やしているが、今年度も累積データ数が当初の予定に達しなかった。これは前年度に引き続き、初期の頃に入力したデータの見直し作業を行わなければならなかったためである(この見直し作業はほぼ終えることが出来た)。前年度と同じく、調査の過程で得られた新見資料を中心に、平成17年1月22日より3月27日まで、岩瀬文庫に於いて「岩瀬文庫平成悉皆調査中間報告展II-こんな本があった!」を開催し、展示図録(A4版、カラー、全21頁)を作成刊行した。また、3月5日に同館に於いて「今年度の調査からわかったこと」と題して、塩村が講演を行った。今年度特記すべき成果は、開始時より調査に参加してくれた大学院生2名が岩瀬文庫資料に基づく研究論文を発表したことである(加藤弓枝「盧庵門の俊秀歌人山本世竜について」『東海近世』H16年12月・真野道子「阿野本万葉集再考-岩瀬文庫所蔵版本の書入を通して」『国語と国文学』H17年3月)
造血幹細胞の定着・増殖・分化・死のシグナル

造血幹細胞システムは自己再生、分化へのコミットメント、そして分化に伴う細胞死という3つのプロセスがバランス良く調節された幹細胞システムの典型である。各々の班員の得意とする実験システムを用いて、幹細胞の定着・増殖・分化・死のシグナルの研究を行い以下の成果を得た。(1)西川はES細胞から血液細胞への分化を誘導できるストローマ細胞非依存性の培養系を完成し、これを用いて、血液細胞と血管内皮細胞の両方に分化できる細胞がFlk1陽性細胞に含まれることを明らかにした。(2)帯刀は血液細胞の分化を制御するId蛋白と結合する新しい蛋白MIDA1を単離した。MIDA1はz-DNA結合活性と特異的塩基配列結合活性を持ち、転写因子として働くこと、さらに上に述べた2種類のDNA結合活性がId蛋白との結合により転換されることを示した。(3)大田は細胞外マトリックス糖蛋白の1種テネイシンの造血における意義を調べた。テネイシン遺伝子をノックアウトしたマウスの骨髄細胞の長期培養系では、正常マウスの骨髄細胞を培養した際に比べ造血能が早期に減退するが、テネイシンを培養系に添加すれば正常化することを示した。(4)辻本はアポトーシス制御蛋白であるBcl-2が、spinal muscular atrophyの原因遺伝子がコードする蛋白SMNと細胞内で結合していることを明らかにした。(5)北村はc-kitの活性化突然変異が、ヒト消化管ストローマ細胞腫瘍(GIST)でみられることを示した。GIST細胞はc-kit以外にCD34も発現しており、この点でカハールの介在細胞由来と考えられた。(6)平井はヒトの骨髄異形成症候群の発生に関与していると考えられるEvi-1蛋白の細胞増殖制御機構についてしらべ、Evi-1を強制発現した細胞はTGFβによる増殖制御に不応性になることを示した。(7)井川はフレンド・ウィルス誘発赤芽球症細胞において、Jak-Stat系の解析を行いgp55/EPORよりのシグナル伝達に際して、Stat5の核内移行にはEPOの結合が必須であることを示した。造血幹細胞の定着・増殖・分化・死のシグナルについて、造血幹細胞あるいはその子孫細胞を用いて研究を行い、以下のような結果を得た。(1)北村はマスト細胞の前駆細胞の組織内への侵入機構を調べる実験系を組み立てた。小腸粘膜にマスト細胞の著明な増加を引きおこす寄生虫Nippostrongylus brasiliensisを感染させると、末梢血中のマスト細胞前駆細胞が小腸粘膜内に侵入した。(2)西川はIII型レセプター・チロシンキナーゼであるPDGFレセプターα、c-kit、flk1、c-fms、flt2/flt3に対する単クローン抗体を開発し、骨髄中のCHU-Mの増殖には、c-fmsではなくc-kitが関与することを示した。(3)帯刀はc-Mycがどのような遺伝子を標的としているのかを解析できる実験系をMEL細胞株を用いて制作した。(4)太田は血液細胞の増殖・分化に伴う細胞周期調節遺伝子cdc2の発現とその調節機構について調べ、cdc2のmRNAは未分化な前駆細胞では強く発現しているものの分化に伴って発現が低下することを示した。(5)辻本はbcl-2遺伝子を完全にノックアウトした。bcl-2ノックアウトマウスでは成長するに伴いpreB細胞、proB細胞を完全に欠損した。(6)中井はマウス骨髄性白血病M1細胞株がIL-6の添加によりマクロファージに分化する際、核が偏在化する現象にビメンチン関与することを示唆する結果を得ているが、今年度はビメンチン遺伝子の転写について調べ、ビメンチン遺伝子上流のCCAAT配列が転写活性を正に調節していることを示した。(7)平井は慢性骨髄性の急性転化時と骨髄異形成症候群の白血病化に伴ってみられる染色体転座の意義を分子レベルで追求し、2つの転写因子の結合したAML1/Ev-1モメラ蛋白が産出されることを明らかにした。(8)井川はエリスロポイエチン・レセプターからのシグナル伝達について調べ、エリスロポイエチンの刺激後、レセプターと会合する2種類の蛋白質を得た。造血幹細胞の定着・増殖・分化・死のシグナルについての研究は世界的にも急速に進展している分野であるが、本研究班でも活発な研究が行なわれた。北村はマスト細胞の最も重要な増殖因子stem cell factorの受容体であるc-kitの発現に影響を与える転写因子について調べた。c-kitは造血幹細胞では発現しているが、マスト細胞以外の細胞系統に分化するとその発現が停止する。一方マスト細胞へと分化が進むとc-kitの発現量が増す。北村はこのマスト細胞に特異的なc-kitの発現に、マウスのmi遺伝子座がコードする転写因子(MITF)が関与していることを示唆する結果を得た。西川は血小板由来増殖因子(PDGF)のα受容体の突然変異マウスでは造血組織に異常があり、その異常の原因は胎児肝臓におけるPDGFのα受容体陽性の微小環境の形成の障害であることを示した。また西川はリンパ球の細胞分裂についても研究し、fynキナーゼの関与を示した。帯刀は純化した造血幹細胞に作用して、骨髄系とリンパ系の両方向に分化誘導する支持細胞株とリンパ系にのみ分化誘導する支持細胞株を樹立した。平井はAML1遺伝子の血液細胞の分化への影響を調べた。

alternative splicingにより生ずる2種類の遺伝子産物、AML1aとAML1bは顆粒球への分化に関し反対の作用を示した。井川はエリスロポエチン受容体の下流のシグナル伝達に関して研究し、フレンド白血病細胞とCTLL-2細胞にエリスロポエチン受容体cDNAを導入した細胞ではシグナル伝達に関与する蛋白質が異なることを示した。辻本はbc1-2蛋白がアポトーシスばかりでなくネクローシスも抑制することを示した。中井はM1細胞の分化に影響を与える転写因子を、大田はテネイシンの造血幹細胞の分化に与える影響を調べた。本計画も発足後3年を経過し、活発な研究が行なわれた。西川は各種の受容体型チロシンキナーゼに対する抗体を作製し、その抗体を用いてマウス胎児を検索することにより、血管内皮細胞と造血細胞の共通の祖先の存在をうかがわせる知見を得た。帯刀はマウス赤白血病細胞を用いて、c-Mycが別の転写因子YY-1と直接相互作用することによりYY-1の転写能を抑制し、YY-1はEボックス結合蛋白と共同で赤血球への分化に際し特異的に発現するグリコホリン遺伝子の発現を制御することを示した。辻本はアポトーシスを抑制するbcl-2蛋白の作用機構について、ミトコンドリアの膜電位との関係を調べた。平井は転写因子をコードするAML1遺伝子が転座によりキメラ遺伝子を形成することが、白血病の発症に広く関与することをすでに報告したが、本年度はAML1蛋白のリン酸化について調べ、このリン酸化がERKキナーゼによって行なわれることを示した。ERKキナーゼによるリン酸化はDNA結合能には影響しないが、AML1の転写活性は上昇させる。大田はリンパ球の分化を支持する共生培養系で、ストローマ細胞が細胞外マトリックスの1種テネイシンを産生していることを報告していたが、本年度はテネイシン遺伝子・ノックアウト・マウスを用いて、テネイシンが上記の過程で生理的意義を有していることを示した。井川はフレンド・ウィルス感染によりひきおこされる赤芽球症の際のエリスロポイエチンの作用を調べ、正常赤芽球と比べた際、使用されるJAKキナーゼとSTAT転写因子の種類が異なることを示した。北村はマウスのmi遺伝子座によりコードされている転写因子(MITF)がマスト細胞におけるc-kit遺伝子の転写に関与していることを示した。造血幹細胞システムは自己再生、分化へのコミットメント、そして分化に伴う細胞死という3つのプロセスがバランス良く調節された幹細胞システムの典型である。各々の班員の得意とする実験システムを用いて、幹細胞の定着・増殖・分化・死のシグナルの研究を行い以下の成果を得た。(1)西川はES細胞から血液細胞への分化を誘導できるストローマ細胞非依存性の培養系を完成し、これを用いて、血液細胞と血管内皮細胞の両方に分化できる細胞がFlk1陽性細胞に含まれることを明らかにした。(2)帯刀は血液細胞の分化を制御するId蛋白と結合する新しい蛋白MIDA1を単離した。MIDA1はz-DNA結合活性と特異的塩基配列結合活性を持ち、転写因子として働くこと、さらに上に述べた2種類のDNA結合活性がId蛋白との結合により転換されることを示した。(3)大田は細胞外マトリックス糖蛋白の1種テネイシンの造血における意義を調べた。
ペロブスカイト型酸化物の金属-絶縁体転移機構の解明

ペロブスカイト型構造をとるCaMnO_3中のCaの一部をLa、Nd、Gdなどの希土類元素(Ln)で置換した(Ln_<1-X>Ca_X)MnO_3において、Mnイオンは3価および4価の混合原子価をとる。(Ln_<1-X>Ca_X)MnO_3は低温でホッピング伝導を示す半導体(あるいは絶縁体)、高温で金属伝導体となり、温度変化に伴って金属-絶縁体転移を起こす。金属-絶縁体転移温度付近での熱分析の測定から結晶相の転移は認められなかった。磁気測定により、Mn^<3+>イオンの電子配置は金属-絶縁体転移温度付近で変化し、金属-絶縁体転移温度はMn-O間の距離、Mn^<3+>イオン量に依存することがわかってきた。(Ln_<1-X>Ca_X)MnO_3における金属-絶縁体転機構をより詳しく解明し、電気的性質を制御する条件を明らかにするため、金属-絶縁体転移温度付近でのMn^<3+>イオンの電子状態の変化に伴う結晶構造の微細な変化を調べるため、低温で粉末X線回析を行ない、リ-トベルト法により(Lu_<1-X>Ca_X)MnO_3の構造解析を行なった。Mn-O間の距離、M-O-Mn間の角度と電気伝導度との間に密接な関係があることがわかった。4価イオンの働きを調べるため、Mn^<4+>イオンの一部をTi^<4+>イオンで置換した(La_<0.1>Ca_<0.9>) (Mn_<1-x>Ti_x)O_3およびNd (Cr_<1-x>Mn_x) O_3の結晶構造と電気的性質との関係についても調べた。次に、Cr^<3+>およびMn^<3+>イオンはそれぞれMn^<4+>、Mn^<3+>イオンと同じ3d電子数を持つことから、ペロブスカイト型構造をとるNd (Cr_<1-x>Mn_x) O_3の結晶構造および電気的性質との関係も調べた。以上の結果より、これらのペロブスカイト型酸化物の電気的性質は、Mn-O間の距離およびMn-O-Mn間の角度から決まってくるMnイオンのdε軌道と酸素イオンのp_π軌道との重なり方(π結合)に強く依存することがわかった。ペロブスカイト型構造をとるCaMnO_3の一部をLa,Nd,Gdなどの希土類元素(Ln)で置換した(Ln_<1-x>Ca_x)MnO_3をスイッチ素子などの電子材料として利用するためには、電気的性質(金属-絶縁体転移温度あるいは金属伝導体領域での抵抗の温度係数)を制御する条件を明らかにする必要がある。本研究では、(La_<1-x>Ca_x)MnO_3の電気的性質の測定、リ-トベルト法による構造解析などより、金属-絶縁体転移の機構の解明することを目的とする。

今年度は、酸化ランタン、炭酸カルシウム、二酸化マンガンを出発原料として用い酸素気流中1300°Cで焼成することにより、0≦x≦0.1の範囲で(La_<1-x>Ca_x)MnO_3を合成し、リ-トベルト法による構造解析を行なった。格子定数はxとともにほぼ直線的に減少し、この減少は12配位のLa_<3+>イオンよりCa_<2+>イオンの半径が大きいためと考えられるが、リ-トベルト解析の結果よりMn-O間の距離はxに依存せず約1.905Åであり、O-Mn-O間の角度は一定(90°および180°)であることからMnO_6八面体は歪みを持たないことがわかった。ところが、Mn-O(1)-Mn間の角度はxとともに157.9°から154.8°に、Mn-O(2)-Mn間の角度は159.4°から157.9°に減少していることから、隣り合ったMnO_6八面体同士の結合角度がxとともに変化していることが明かになった。最近、研究代表者はペロブスカイト型構造をとる(La_<1-x>Nd_x)CrO_3およびNd(Cr_<1-x>Mn_x)O_3系の電気的性質と結晶構造との関係においても、CrO_6あるいは(Cr,Mn)O_6八面体同士の結合角度の変化が重要な働きを行なう。すなわち、遷移金属イオンのt_<2g>軌道と酸素イオンのp_π軌道との間の重なり方が電気的性質に影響を与えることを明らかにした。所定の温度での(La_<1-x>Ca_x)MnO_3の電気抵抗は、Nd(Cr_<1-x>Mn_x)O_3系の場合と同様、減少していることがわかった。この系におけるMnイオンのt_<2g>軌道と酸素イオンのp_π軌道との間の重なり方を詳しく調べるため、今後低温でのリ-トベルト解析を行なう予定である。ペロブスカイト型構造をとるCaMnO_3中のCaの一部をLa、Nd、Gdなどの希土類元素(Ln)で置換した(Ln_<1-x>Ca_x) MnO_3において、Mnイオンは3価および4価の混合原子価をとる。(Ln_<1-x>Ca_x)MnO_3は低温でホッピング伝導を示す半導体(あるいは絶縁体)、高温で金属伝導体となり、温度変化に伴って金属-絶縁体転移を起こす。金属-絶縁体転移温度付近での熱分析の測定から結晶相の転移は認められなかった。磁気測定により、Mn^<3+>イオンの電子配置は金属-絶縁体転移温度付近で変化し、金属-絶縁体転移温度はMn-O間の距離、Mn^<3+>イオン量に依存することがわかってきた。(Ln_<1-x>Ca_x)MnO_3における金属-絶縁体転機構をより詳しく解明し、電気的性質を制御する条件を明らかにするため、金属-絶縁体転移温度付近でのMn^<3+>イオンの電子状態の変化に伴う結晶構造の微細な変化を調べるため,低温で粉末X線回折を行ない、リ-トベルト法により(La_<1-x>Ca_x) MnO_3の構造解析を行なった。Mn-O間の距離、M-O-Mn間の角度と電気伝導度との間に密接な関係があることをがわかった。4価イオンの働きを調べるため、Mn^<4+>イオンの一部をTi^<4+>イオンで置換した(La_<0.1>Ca_<0.9>) (Mn_<1-x>Ti_x)O_3の結晶構造と電気的性質との関係についても調べた。次に、Cr^<3+>およびMn^<3+>イオンはそれぞれMn^<4+>、Mn^<3+>イオンと同じ3d電子数を持つことから、ペロブスカイト型構造をとるNd(Cr_<1-x>Mn_x)O_3およびNd(Cr_<1-x>Mn_x)O_3の結晶構造および電気的性質との関係も調べた。以上の結果より、これらのペロブスカイト型酸化物の電気的性質は、Mn-O間の距離およびMn-O-Mn間の角度から決まってくるMnイオンのdε軌道と酸素イオンのp_π軌道との重なり方(π結合)に強く依存することがわかった。
星形成領域での階層性の伴う構造の解析手法の開発とその形成過程の理論的研究

ミリ波での星形成領域の最近の観測から、分子雲は不均一で階層的講造を持ち、乱流的状態にあることは明かとなってきている。星の質量分布がこの分子雲の階層性と関係していることは、分子雲の中の高密度コアでは星形成が活発に起こっている事からも示唆される。この分子雲の階層的構造を定量化する方法を確立する事を目指し、ウェーブレット解析によって記述する試みを行った。野辺山電波観測所のグループの分子雲観測データなどをウェーブレット解析できるプログラムを開発した。プログラムがツリー構造やFFTの工夫が可能で計算の高速化がはかれることが明かとなった。解析方法については、紀要にその原理をまとめて提出しておいた。この方法で解析を進めるため、平成4年度の補助金により、ワークステーションシステム一部を購入した。観測データの解析については、このシステム上で開発したプログラムを起動させ、国立天文台野辺山のグループの協力で、L134N領域の解析をした。1つの固まりと見えるものを分解度を2倍にすると、3-5個のものからなっていることがわかった。また、分解度をあげて見たときに、密度が低い領域からは、新たなピークが余り現れない事から、分子雲は、乱雑にではなく階層的にクラスタリングしている事がわかった。解析には、正規直交ウェーブレットとそれに相当するスケーリング関数を用いた。この正規直交系の使用では、観測データでは36×36点しかないので、せいぜい5オクターブのレベルでしか解析はできないが、非直交ウェーブレットを用いる事も考えられるので分岐をより詳しく見られる余地が残っている。また、速度情報もデータから得られるので、ピークの分岐が実体であるのかの検定や3次元構造を再現する情報も得られよう。スケールが小さくなると、フィラメント形状をとる確率が高くなる事も示唆された。これは、あるスケールでフィラメント形状を形成させる物理過程が支配している可能性が高い。IRASのデータ等も用いて、この観測データの解析結果の妥当性のチェックも行っている。物理過程の可能性についても考察中であるが、その理論モデルの応用として2編ほど論文にしたものがある。上記の結果の一部を研究会等でも発表した。このデータ解析作業過程で、観測データのドップラーシフトの情報もうまくすると奥行きの情報として。解析に環元できる可能性が出てきた。