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熱間高強度成型コークスの調製に関する研究

高炉用コークスは、現在専ら高度瀝青炭を原料として、室炉により製造されているが、埋蔵量の豊富な低石炭化度炭を原料として、高炉に供給可能なコークスを製造する基本プロセス設計が本研究の大きな目的である。昭和5961年度にわたる研究の結課、以下の成果が得られた。昭和59年度1、非あるいは微溶融炭は、そのまま炭化したのでは、粉状のコークスしか与えないが成型を施すことにより融着が促進され塊状のコークスを与える。2、成型前に、あらかじめ添加剤と共予熱処理し、石炭の液化を進めるとさらに高強度の成型コークスが製造できる。共予熱処理の最適条件は、添加剤の種類にも大きく依存するが、石油ピッチ系のA240を40ωt%添加した場合は、450°C-1hが高強度コークス製造には適していた。昭和60年度1、地層近く堆積する石炭は経済的な採掘が可能であるが、空気と接触するため地表から数メートルの層は風化が著しく進行し、炭化惟も劣る。深部に堆積する未風化炭との炭化惟の違いを明らかにした。2、風化炭でも水素供与能を有する添加剤と共予熱処理、成型炭化を施せば強度が200Kg/【cm^2】を越えるコークスが製造できた。昭和61年度1、低石炭化度炭あるいは風化炭を成型コークス原料として使用すると、プロセスに必要なタールの生成量が減少する。共予熱処理炭を溶媒抽出して可溶分をタールとすれば、プロセス内で自給すべきタール量を確保できることがわかった。さらに、水素供与惟添加剤を共予熱処理添加剤に使用すれは、不溶分から製造したコークスの強度も100Kg/【cm^2】以上を維持できた。地表近くに堆積している石炭は経済的な採掘が容易であるが、地表水面により、上に位置する石炭は堆積時に風化されている場合が少なくない。高炉用コークス製造に適する高ランクの石炭でも、風化によりその溶融性が減少する。原料炭を採掘する際には、あらかじめ多量の風化炭を採掘しなければならないので、同炭の利用を拡大することは極めて重要である。本年度は、カナダ産の風化クィンテットおよびバルマー炭を各々の未風化炭と比較しながら炭化特性を調べ、さらに風化炭から共炭化ならびに共予熱処理成型コークス法により、高強度で光学的異方性組織のよく発達した高炉コークス製造を試みた。クィンテット炭、風化クィンテット炭からセミコークスの光学組織は、後者では、全体として異方性組織が縮小しているにもかかわらず基本異方性組織とならんで光学組織の広いD(ドメイン)組織がかなり多く展開していることが認められた。このドメインD組織は準無煙炭から発現する組織に類似しており、風化炭も基本異方性を示すことから、前秩序転換機構により同組織が展開したのであると思われる。一方、バルマー炭はクィンテット炭より寸法の大きい異方性組織を展開した。これは、バルマー炭の方が石炭化度が高いことと対応している。風化バルマー炭では急速昇温でFD(フロードメイン)組織が多く認められているもののA240との急速昇温共炭化においても溶融せずにBを示す粒子が多いことから、石炭化度の高いバルマー炭では風化により溶融性の低下する基本異方性組織を示す粒子は無煙炭に近づいたと推定される。つまり風化は見掛け上石炭化を進めたことに対応する。上述のような風化により溶融性が低下した石炭でも、適切な条件下で共予熱処理後、成型コークス化すれば、引張強度が200kg/【cm^2】以上に達する。
非有界な係数をもつ2階楕円型作用素の多角的研究

本研究課題の本題である、非有界な係数をもつ2階楕円型作用素が生成する強連続半群については、考える楕円型作用素が単調かつ本質的に極大増大作用素でない場合に作用素のある拡張が極大増大になるような条件を発見し、現在論文原稿を作成している。これは、ヒルベルト空間上のフリードリクス拡張に対応する概念の拡張になっており、今後この手の研究を行う際に有用なものになると期待している。一方で、当初計画していた非縮小な半群の統一的な生成までは残念ながら至らなかった。同作用素を含む関数不等式であるRellichの不等式については、Giorgio Metafune氏、Chiara Spina氏、Luigi Negro氏との共同研究で、有界な領域上でのRellichの不等式の成立に関するパラメータの必要十分条件を導出している。Metafune-Sobajima-Spinaで以前に行った研究はN次元ユークリッド空間上で同不等式を扱ったが、境界をもつ領域上での解析ではスケーリング・球対称性などの性質を用いることができないためより困難がある。これを、今まで取り組んできた非有界な係数をもつ楕円型作用素のレゾルベントの構造を用いる手法と、レゾルベントを用いて作用素を「張り合わせる」方法を組み合わせることで解決した。また、非線形偏微分方程式の観点からの研究では、この研究中に提起した、非線形方程式の臨界ケースに適合するテスト関数法をさらに吟味し、これを時間に依存する摩擦項を持つ半線形消散型波動方程式に適用することにより、解の存在時間を精密に評価できるような方程式の範囲を拡張した。本研究の目的は,非有界な係数を持つ楕円型作用素の理論の構築であり,初年度は縮小性をもつ強連続半群の生成作用素の解析を行った.係数が有界である場合と大きく異なり,楕円型作用素に対応する強連続半群が複数存在する場合がある.研究代表者のこれまでの研究で,対応する強連続半群の一意性に対する十分条件を半群の縮小性を前提として扱ってきた.本研究では,もう少し踏み込んで,楕円型作用素に対応する強連続半群が複数存在する場合について考察した.楕円型作用素に対応する強連続半群すべてにおいて、対応する生成作用素の特徴づけを行うことが求められるが,ここでは状況を限定した上で、特定の条件を満たす生成作用素の構成に成功した.これは,よく知られたHilbert空間の理論におけるFriedrichs拡張に対応する作用素になっており,既存の理論を少しだけ拡張できたと思っている.この研究成果については現在,原稿作成中である.また,偶然ではあるが,非有界な係数をもつ2階楕円型作用素の理論の消散型波動方程式への応用についても可能性が見えてきた.具体的には,「消散型波動方程式の解が対応する放物型方程式の解に漸近する」という性質を導く際にIkehataやTodorovaとYordanovによって導かれた重み付きエネルギーの解析法と強連続半群の解析法が本質的に必要であり,双方において非有界な係数をもつ2階楕円型作用素の理論が不可欠であることが分かった.当初の目的としては,非有界な係数をもつ2階楕円型作用素の強連続半群全般を取り扱うことを想定していたが,本質的に非縮小な強連続半群の生成については当初の想定よりも遥かに複雑な問題を含んでいることが判明した.これを踏まえ,縮小な強連続半群の生成をより細かく調べることによって,より複雑な場合へ向けて状況を精査するという方針に転換したため,研究の進展に多少の遅れが出ているという状況である.本研究の目的は,非有界な係数をもつ楕円型作用素の理論の構築であり,初年度は基礎理論の考察を主に行っていた.これについては,ポテンシャル論等で深く関連する考察が行われていて,現在本研究による研究成果と比較・精査を行っている.また,応用の視点から考察している消散型波動方程式の研究では,対応する楕円型作用素である通常のラプラシアンを用いている.しかし,本研究による視点から「熱方程式のパラメータ付き自己相似解の構成」を行い,それを用いることで従来得られていた「重み付きエネルギー評価」に関して一定の研究成果を得た.さらに,対応する非線形問題も考察し始めており,特殊な非線形項をもつ消散型波動方程式の解の最大存在時間の導出法を扱った.テスト関数法と呼ばれる方法を精査改良することに成功し,これまで難解かつ技巧的であった最大存在時間の導出法とは対照的な,簡潔かつ明快な手法を考案した.この手法を導入して考察した2次元2次の臨界非線形項をもつ藤田型(熱)方程式の外部問題に対して,未解決であった解の爆発を示すことに成功し,解の最大存在時間が二重指数型になることを発見した.これは3次元以上の同種の問題では現れない現象である.この現象は2次元のブラウン運動の再帰性という確率論の性質を用いることで解釈可能で,それをエバンスポテンシャルというポテンシャル論の道具を用いることで証明される.このことから,楕円型作用素の研究にポテンシャル論・確率論的な手法を取り入れることが不可欠であることが分かった.この他にも,テスト関数法による非線形波動方程式の解の爆発の問題についての研究もある程度の成果を得た.当初は,非有界な係数をもつ楕円型作用素の理論的研究を行い,長い時間をかけて精査検討をしていたために計画よりも遅れがちになっていた.しかしながら,応用からの視点を多く取り入れるために取り組んだ消散型波動方程式の研究(若杉勇太氏との共同研究)を通して「パラメータつき自己相似解」を用いた解析法を提案することができている.

さらに非線形波動方程式の研究(池田正弘氏との共同研究)では,「パラメータ付き自己相似解」を用いた「テスト関数法」を改良した.従って,従来想定していたよりもはるかに多くの問題に対する見識を得ることができた.本研究課題の本題である、非有界な係数をもつ2階楕円型作用素が生成する強連続半群については、考える楕円型作用素が単調かつ本質的に極大増大作用素でない場合に作用素のある拡張が極大増大になるような条件を発見し、現在論文原稿を作成している。これは、ヒルベルト空間上のフリードリクス拡張に対応する概念の拡張になっており、今後この手の研究を行う際に有用なものになると期待している。一方で、当初計画していた非縮小な半群の統一的な生成までは残念ながら至らなかった。同作用素を含む関数不等式であるRellichの不等式については、Giorgio Metafune氏、Chiara Spina氏、Luigi Negro氏との共同研究で、有界な領域上でのRellichの不等式の成立に関するパラメータの必要十分条件を導出している。Metafune-Sobajima-Spinaで以前に行った研究はN次元ユークリッド空間上で同不等式を扱ったが、境界をもつ領域上での解析ではスケーリング・球対称性などの性質を用いることができないためより困難がある。これを、今まで取り組んできた非有界な係数をもつ楕円型作用素のレゾルベントの構造を用いる手法と、レゾルベントを用いて作用素を「張り合わせる」方法を組み合わせることで解決した。また、非線形偏微分方程式の観点からの研究では、この研究中に提起した、非線形方程式の臨界ケースに適合するテスト関数法をさらに吟味し、これを時間に依存する摩擦項を持つ半線形消散型波動方程式に適用することにより、解の存在時間を精密に評価できるような方程式の範囲を拡張した。縮小な強連続半群の生成をより細かく調べることによって,より複雑な場合へ向けて状況を精査するという方針に転換したことで,概ね研究推進への方策を既に打ち出している.従って,この方針を軸として研究を推進していく予定である.現在本課題で行っているのは,非有界な係数をもつ楕円型作用素による強連続半群の生成についての精査と,イタリアのG.Metafune氏,C.Spina氏,L.Negro氏との臨界型Rellich不等式とそれに対応するCarderon-Zygmund型の不等式の研究である.これらの研究を完結させるために,もう一度イタリアに渡航し,研究成果の精査・論文作成を行っていく予定である.2016年度末にGiorgio Metafune氏を招待し,航空券・旅費等を支出する予定であったが,同氏は別件で既に日本に招待されていたため,支出するはずであった航空券代を支出する必要がなくなったため.昨年度までに得られた研究成果と、別分野の既存の結果との精査を行うために少しだけ研究機関を延長している。また、昨年度中旬にUniversity of Salento(イタリア)に出張した際、以前得られていたRellich不等式の精密化の話題に取り組んだ。その結果、同不等式の臨界の場合についての新しい視点を得た。これについてさらに議論を深めるためにUniversity of Salentoに本年度も出張を計画している。また、上記の研究成果を学会発表を行っていく。Giorgio Metafune氏が来日した際に本研究課題に関連する課題が新たに見つかった.
小青龍湯及びその構成生薬に含まれる発癌抑制成分の研究

1.漢方方剤小青龍導は、Epstein-Barr Virusの活性化抑制作用を指標とする一次スクリーニングにおいて、顕著な抑制効果を示した。又一酸化窒素ドナー投与により誘発されるマクロファージの分化抑制、血清中NO_2の増加に対して抑制的に作用することを明らかとした。さらに、TPAが細胞周期に与える影響を濃度依存的に軽減することを、フローサイトメトリック法により明らかとした。3.小青龍湯構成生薬中、細辛に活性が認められたので、活性成分を単離・構造決定し、脂溶性成分であるasarinin,xanthoxylolにはマウス皮膚・肺二段階発癌抑制実験における顕著な抗発癌プロモーター作用が有ることを明らかとした。さらに、これら脂溶性成分は単味の生薬煎液には溶出されないが、小青龍湯方剤中には相当量溶出し得ることを解明し、方剤中の有効成分の一つとなっていることが確認された。以上の結果より、漢方方剤小青龍湯は顕著な発癌抑制作用を有し、極めて有望な天然物による発癌予防剤となりうることが明らかとなると共に、その有効成分の一つが細辛に含有される、asarinin及びxanthoxylolであることが明らかとなった。尚、小青龍湯以外の漢方方剤の発癌抑制効果を検討中であり、他の生薬・民間薬における発癌抑制作用についても検討報告している1.漢方方剤小青龍導は、Epstein-Barr Virusの活性化抑制作用を指標とする一次スクリーニングにおいて、顕著な抑制効果を示した。尚、小青龍湯以外の漢方方剤の発癌抑制効果を検討中であり、他の生薬・民間薬における発癌抑制作用についても検討報告している1.漢方方剤小青龍湯は、Epstein-Barr virus(EBV)の活性化抑制作用を指標とする一次スクリーニングにおいて、極めて顕著な抑制作用を示した。この方剤に特有の構成生薬、細辛について、各種クロマトグラフィーを用いて活性成分の単離を試みた。2.単離された化合物の化学構造を、UV,IR,NMRなどのスペクトルデータから明らかとした。3.各化合物について、同様のスクリーニングを行ったところ、2種のリグナン(asarinin及びxanthoxylol)に顕著なEBV活性化抑制作用が認められた。4.2種にリグナンについて、TPAをプロモーターとするマウス皮膚二段階発癌抑制実験を実施し、いずれの化合物にもin vivoにおける抗発癌プロモーター作用が認められることを明らかとした。5.主成分の一つであるasarininについて、4-NQOをイニシエーター、グリセリンをプロモーターとする、マウス肺二段階発癌抑制実験を行い、顕著な発癌抑制作用を明らかとした。6.今回単離された活性成分は、いずれも脂溶性の高い化合物であるため、水による煎液として服用される漢方方剤に溶解され得るかどうかを検討し、小青龍湯煎液中にも相当量溶出され得ることを確認した。以上の結果より、細辛に含有される、抗発癌プロモーター作用成分の一部がasarinin及びxanthoxhlolであり、マウス皮膚並びに肺発癌に対して顕著な発癌抑制効果を有することを明らかとし、発癌予防薬としての可能性を示唆した。今後、小青龍湯そのものの発癌抑制効果を検討すると共に、他の構成生薬についても詳細を検討し、発癌予防薬としての有用性を明らかとする予定である。2.小青龍湯方剤は、一酸化窒素ドナー投与により誘発される腹腔内マクロファージの分化抑制、血清中NO2の増加に対して抑制的に作用することを明らかとした。3.一酸化窒素ドナー投与によりマウス皮膚二段階発癌抑制実験における発癌イニシエーション作用が誘起される。小青龍湯方剤は、一酸化窒素による発癌イニシエーション作用を抑制することが明らかとなった。4.小青龍湯方剤は、TPAが細胞周期に与える影響を濃度依存的に軽減することをを、フローサイトメトリック法により明らかとした。5.小青龍湯方剤中の活性成分をEBV活性化抑制作用を指標として単離精製し、構成生薬細辛中に含有されるasarinin,xanthixylolを得た。6.小青龍湯以外の漢方方剤の発癌抑制効果を現在検討中であり、他の生薬・民間薬における発癌抑制作用についても検討報告している。

以上の結果より、漢方方剤小青龍湯は顕著な発癌抑制作用を有し、極めて有望な天然物による発癌予防剤となりうることが明らかになると共に、その有効成分の一つが細辛に含有される、asarinin及びxanthoxylolであることが明らかとなった。
ショウジョウバエ成虫感覚毛のspacing pattern形成と遺伝子制御機構

繰り返し構造を基本としたパターンは、生物界に広くみられるパターンであり、その形成機構の解明は古くから発生生物学の大きな課題の一つである。本研究は、規則正しいspacing patternをなすショウジョウバエ成虫中胸背楯板の感覚毛(小剛毛)に注目し、このspacing patternの形成機構の解明をめざしている。成虫の感覚毛は、変態初期に翅成虫原基の表皮細胞の中から選択された感覚母細胞に由来する。感覚母細胞は2回の分裂をへた後、感覚毛へと分化する。従って、成虫小剛毛のspacing patternの形成機構を解明するためには、感覚母細胞の出現パターンを解析し、その配置メカニズムを理解しなければならない。そこで、感覚母細胞のマーカーとなるエンハンサートラップA101系統を用い、小剛毛母細胞の出現パターンを解析した。その結果、母細胞は縦の列を単位とし、時空間的に決まったパターンで出現することを見いだした。各々の列内では、母細胞の出現に一定の順序は認められなかったが、後から出現する母細胞は先に出現した母細胞と2-3細胞離れた部位に出現し、全体として母細胞はほぼ等間隔の距離を保つことが明らかとなった。続いて、感覚毛形成に大きな役割をもつと思われるachaete遺伝子の発現パターンを解析した。achaete遺伝子産物は感覚母細胞形成数時間前から列を単位とした細胞群で発現し、その発現は動的に変化し、最終的に母細胞に対応するいくつかの細胞に収束していくことを見いだした。これは、感覚母細胞形成はachaete遺伝子の発現による列を単位としたproneural cluster形成のプロセスと、その細胞群のなかで競争が起こり、勝ち残ったいくつかの細胞が母細胞として決定をうけるlateral inhibitionの2つのプロセスにより進行することを示唆している。
熱帯アフリカにおける野生獣肉の利用に関する総合的研究

中央アフリカ森林帯の住民は、毎日平均100-200g程度の獣肉を消費している。野生獣肉は、タンパク源として重要なだけでなく、文化的、社会的にも高い価値が置かれている。近年、伐採活動等によって狩猟圧が従来の4-5倍に急増した地域があり、こうした地域では、稀少種を含む野生動物の極端な減少が懸念される。しかし、住民にとって高い価値を有する獣肉の利用を禁止することは住民の生活・文化を脅かすことになる。したがって、住民が持続的に動物資源を使用できるシステムを確立することが急務であるが、そのためには森林資源に対する住民の慣習的な権利を尊重し、住民自身が動物資源の保全的利用の担い手となるような仕組みが必要である。熱帯アフリカにおいては近年、森林伐採や道路網の整備、消費経済の浸透等によって獣肉の商業化が進み、獣肉に対する需要が急増している。このままでは森林性哺乳類全般の極端な減少、すなわち「森林の空洞化」を招きかねないとして、自然保護団体や現地政府によって住民の狩猟活動が厳しく制限されようとしている。本研究ではこのような状況において、地域の動物相の保全的利用の体制を確立する道を検討するための基礎調査をおこなった。(1)カメルーン国東部州のブンバーベク国立公園予定地区の周辺において、地域社会における野生獣肉の利用とその変化に関する調査を行い野生獣肉交易が近年急速に盛んになったことを明らかにした。また、カメルーン国立文書館及びこの地域に関する豊富な研究資料を蓄積するフランス海外文書館等において関連資料の収集と整理を行った。(2)野生獣肉取引の拡大の経緯とその社会、経済的背景を把握するため、研究分担者2名をカメルーンに派遣し、海外共同研究者の協力を得て、国家及び地域レベルにおける経済状況の変化に関する資料を収集した。また、都市における野生獣肉消費の実態と、都市住民にとっての獣肉の文化的意義に関する予備的な調査を実施した。(3)持続的狩猟の社会的条件・地域社会の民族・社会関係に関しては、本年度はとくに、調査地域におけるコミュニティ・フォレストや共同狩猟区などの実施状況とそこにおける問題点についての情報を収集し、野生動物資源をめぐる地域社会の多様な利害関係についての問題点を整理した。(4)野生獣肉の保全的利用の場合と比較するため、ギニアにおけるチンパンジー観察を対象にしたエコツーリズム、カメルーンのベヌエ国立公園周辺におけるスポーツハンティングの現状とそれらの問題点について予備的な調査を行った。(1)獣肉取引の実態とその変化、変化の背景にある社会経済的状況の把握新たに国立公園に指定されたカメルーン国東部州のブンバーベク地区において獣肉利用とその変化に関する現地調査を実施するとともに、野生獣肉取引の経済的、社会的な背景と獣肉取引の拡大の関係についての調査をおこなった。その結果、とくに地方の農村部においては、近年の農業・林業分野における生産拡大と経済成長が獣肉取引の拡大の要因となっていることが明らかになった。また、都市部における野生獣肉取引と消費の実態、及び都市住民にとっての獣肉の文化的意義に関する調査をあわせておこない、都市部においても依然として獣肉が重要な食品であることが判明した。(2)持続的狩猟の社会的条件に関する調査中央アフリカ諸国で試みられているコミュニティ・フォレストや共同狩猟区の実態、とくに、その運営方法や住民への利益還元方法等に関する資料を収集した。カメルーンで試行されているコミュニティー・フォレストの問題点や、地元住民の間の利害関係や権力関係の状況、さらにそれらが獣肉を含む森林資源の利用に及ぼす影響などについての調査をおこなった。(3)他地域の利益還元型自然保護計画との比較カメルーンのベヌエ国立公園、ガボンのムカラバ国立公園、ギニアのニンバ山国立公園など近隣諸国の保護区におけるエコツーリズムやスポーツ・ハンティング等の利益還元型自然保護計画の現状と問題点に関する調査を実施した。1)カメルーン国東部州のブンバ-ベク地区において獣肉利用とその変化に関する現地調査を継続した。また、ベルギー王立中央アフリカ博物館やFAO、国際自然保護連合等において、野生動物の保護と利用に関する資料を収集した。なお、カメルーン東部州における獣肉利用の実態と変化に関する調査は、気候不順による道路状況の悪化のため、当初計画を部分的に変更し、平成20年度に予算の一部を繰り越して実施した。2)野生獣肉取引の経済的、社会的、文化的な背景については、前年度につづき、カメルーンにおける経済的条件の変化とその背景に関する調査をおこなった。19年度はとくに、農業生産の拡大と野生獣肉利用の増大との関係に焦点をあてるため、カメルーンの農業関係の統計資料の収集・分析や、カカオ、コーヒー等の商品作物栽培地域における獣肉利用の実態に関する調査をおこなった。また、野生獣肉への嗜好性について都市での調査をおこなった。

3)持続的な森林資源利用のための社会的側面に関しては、熱帯アフリカ諸国で試みられているコミュニティ・フォレストや共同狩猟区の運営と住民への利益還元方法、西欧富裕層のための娯楽的狩猟(スポーツハンティング)とその地域住民生活への影響等に関する資料を収集・分析した。また、近年の森林法改訂に伴う狩猟活動の制限や、森林資源利用に対する規制の影響について、カメルーンやコンゴなどの例を比較検討した。4)上記の調査から得られた資料・情報を研究分担者・協力者全員が共有し、それらについて検討するために、関連研究者を集めて研究会を開催した。熱帯アフリカでは3000万人以上に及ぶ住民が野生獣肉にタンパク源を依存した生活を営んでいるが、野生獣肉の利用は資源の持続性や生物多様性保全等の観点から問題視されている。本年度はとくに、これまでの現地調査の結果を踏まえて、野生獣肉の食生活及び社会・文化における利用実態とその意義、及び近年におけるそれらの変化を明らかにすると共に、獣肉資源の持続的利用の方途についての検討を行った。具体的には、カメルーン国における現地調査の成果をもとに、伐採事業の前と後での狩猟圧の変化、獣肉に対する住民の嗜好と文化的価値づけ、そして、獣肉の持続的利用を可能にするための条件として、森林資源に対する住民の慣習的利用を把握した。これらから、自給レベルでの獣肉利用は資源の持続性を損なうものではないが、商業目的で大量の獣肉が搬出されている現状では、狩猟圧が数倍から十数倍にも上昇し、資源の持続性が脅かされていることを指摘した。そして、住民の間に獣肉に対する根強い文化的嗜好が存在する状況では、こうした資源に対する慣習的権利を確立することが資源の持続的利用にとってきわめて重要であることを指摘した。本研究は、生物多様性の保全と住民の生活・文化の両立を企図するものであるが、平成21年2月には現地研究者・住民代表などと協力して、カメルーン国首都のヤウンデにおいて国際シンポジウム「Conservation of Biological Diversity and Local Peoples' Livelihood」を開催し、現地側との意見交換を行うとともに、相互理解を深めた。また平成21年度には、外国人共同研究者の都合のために延期されていたワークショップ「コンゴ盆地熱帯林の文化と現代的課題」を京都において開催し、成果のまとめを行った。
検索練習による記憶の促進および抑制効果の生起要因の検討

本研究は,英単語を効率的に学習するのに最適な単語の組み合わせを実験により明らかにするものである。実験では,同時に学習する単語同士の意味的な類似性を操作して,検索練習による促進的な効果が大きく,反対に抑制効果が小さい組み合わせを明らかにすることを目的とした。実験の結果,検索練習した単語と意味的に類似していない単語では促進効果がみられたのに対し,類似している単語ではいずれの効果もみられなかった。これらの結果は,英単語を効率的に学習していくための基本データとなりうるだろう。本研究は,検索練習をしない記銘語を促進または抑制する要因について検討し,英単語を効率的に学習するプログラム開発のための基礎データを収集するべく,以下の研究課題の実施を目的としている。第1に,英単語間の意味的類似度に基づいて学習リストを構成し,検索練習による促進効果が最も大きくなる英単語の組み合わせを明らかにする。第2に,検索練習による促進効果が生じ,抑制効果が消失する検索課題のタイプを明らかにする。研究の初年度となる平成26年度は,平成27年度以降に予定している実験のための準備として,記銘語の選定を行うことが目的であった。まず,梶上・寺澤・後藤・須藤(2002)および寺澤(2003)による英単語2252語の熟知度表から,熟知度が3.00よりも低い単語952語を抽出し,その中で日本語訳の意味が類似している単語ごとに分類した。次に,分類した英単語の日本語訳間の意味的類似度に基づき,高・中・低のペアを作成した。当初は質問紙調査により意味的類似度を測定,分類する予定であったが,英語類語辞典の意味に基づいた分類の方が妥当であると判断し予定を変更した。次年度において,検索練習による促進効果が最も大きくなる組み合わせを明らかにするための準備を整えた。本研究は,英単語を効率的に学習していくプログラムの開発を最終的な目標とし,その前段階として,同時に学習するのに最適な単語の組み合わせを実験により明らかにするものである。近年の研究により,繰り返しの検索練習を行うことがその単語の長期的な保持につながることがわかっている。さらに,同時に学習する単語の組み合わせによっては一部の単語の検索練習が検索練習しない単語の記憶を促進したり(思い出しやすくする),抑制したり(思い出しにくくする)することもわかっている。ただし,これらの研究は外国語の単語の学習では検討されていない。そこで本研究では,同時に学習する単語同士の意味的な類似性を操作して,促進的な効果が大きく抑制効果が小さい組み合わせを明らかにする。2年目は,初年度に選定した単語を用いて実験を行った。類似度を変数として三つの基準(類似度高・中・低)を設定し,検索練習による促進効果および抑制効果について検討した。その結果,類似度が高い場合には促進効果,類似度が中程度の場合には抑制効果が生じた。類似度が低い場合は検索練習による正負の効果はいずれも認められなかった。本実験の研究成果は二つの国際会議(ICOM6,ICP2016)で平静28年度に発表予定である。ただし,実験参加者数が20名であるため,次年度にはさらに追加して実験を行う予定である。さらに,中程度の類似度をより細かい基準(類似度中高・中中・中低)で分類し,検索練習による効果をより詳細な基準で明らかにする予定である。本年度は,初年度に選定した材料を用いて実験を行うことが目的であった。本実験に入るまでに数回の予備実験を行うことになったため,本実験の参加者数は予定よりも少ない状況である。また申請者の異動により予定していた時期に実験を行うことができなかった。さらに,同時に学習する単語の組み合わせによっては一部の単語の検索練習が検索練習しない単語を思い出しやすくしたり,反対に思い出しにくくすることがわかっている。本研究では,同時に学習する単語同士の意味的な類似性を操作して,促進的な効果が大きく抑制効果が小さい組み合わせを明らかにすることを目的とした。まず,実験のための準備として,記銘語の選定を行った。記銘語の選定にあたっては,申請時点では英単語熟知度データベース(梶上・寺澤・後藤・須藤,2002および寺澤,2003)に基づいて作成する予定であったが,単語間の類似度を変数とした記銘語リストを作成することが困難であることがわかった。そこで,オックスフォード英語類語辞典(小学館発行の翻訳版)の類語スケールを利用して作成することにした。類語スケールに基づき,意味的類似度を変数とすることが可能な記銘語リスト(高・中・低)を作成した。最終年度は,類似度を変数として二つの基準(類似度高・低)を設定し,検索練習による促進効果および抑制効果について実験的に検討した。その結果,検索練習した単語と意味的に類似していない単語では促進効果がみられたのに対し,類似している単語ではいずれの効果もみられなかった。これらの結果を総合すると,英単語学習においては検索練習による非検索語への負の影響は生じず,むしろ正の効果が生じることから,意味的に類似した単語を同じタイミングで学習することで,検索練習による正の効果を最大限に生かせるといえる。

本研究は,英単語を効率的に学習するのに最適な単語の組み合わせを実験により明らかにするものである。実験では,同時に学習する単語同士の意味的な類似性を操作して,検索練習による促進的な効果が大きく,反対に抑制効果が小さい組み合わせを明らかにすることを目的とした。実験の結果,検索練習した単語と意味的に類似していない単語では促進効果がみられたのに対し,類似している単語ではいずれの効果もみられなかった。これらの結果は,英単語を効率的に学習していくための基本データとなりうるだろう。本年度は,次年度以降に予定している実験のための準備として,記銘語の選定を行うことが目的であった。刺激の選定方法に関して若干の変更があったものの,より妥当であると考えられる選定方法を用い,記銘語のリストを予定どおり作成した。また,実験機材の準備およびプログラムの作成を行い,実験実施の準備はすでに整っている。平静28年度は,27年度の実験を引き続き実施する。次に,中程度の類似度をより細かい基準(類似度中高・中中・中低)で分類し,検索練習による効果をより詳細な基準で明らかにする予定である。教育心理学平成27年度は,平成26年度に作成した英単語ー日本語訳類似度リストを基に,二つの実験を実施する予定である。第1に,類似度を変数として複数の基準(類似度高・中・低)を設定し,検索練習による促進効果および抑制効果が生じる基準を明らかにする。申請者の研究成果から(山田・月元・川口,2010,日本心理学会発表),類似度が高い場合には促進効果,類似度が中程度の場合には抑制効果が生じると予測される。第2に,中程度の類似度をより細かい基準(類似度中高・中中・中低)で分類し,検索練習による効果をより詳細な基準で明らかにする。実験に関わる謝金,研究成果発表にかかる旅費および英文校閲費等を使用しなかったためである。本年度は,次年度以降に予定している実験のための準備として,記銘語の選定を行う作業が中心であり,実験に関わる謝金,英文校閲費等を使用しなかったためである。主たる使用計画として,実験に関わる謝金,成果発表のための旅費,英文校閲費を予定している。
一般相対論的重力多体系がフラクタル的空間構造を自発形成する力学機構の解明

昨年度にひきつづき、宇宙における渦巻き銀河に成り立つスケーリング則である、Tully-Fisher(TF)関係の物理的起源について調べた。近年、冷たいダークマター宇宙モデルに基づいたいわゆる準解析的手法に基づく銀河形成モデルによって、様々な観測データの物理的起源を解明する理論的研究が発展してきたが、依然としてTF関係については、観測と比較してベキ則が合致しないこと、全体的に明るさが暗くなるという問題が指摘されていた。従来の理論モデルにおけるTF関係のベキ則は、超新星フィードバックの強さに依存するので、フィードバックが強く働く矮小銀河でのTF関係は、大質量銀河のものとはベキ則がずれる。但し超新星フィードバックは、観測される光度関数を説明するうえでは必要不可欠でもある。矮小銀河では重力ポテンシャルが浅いため、超新星爆発によって加熱された銀河ガスが銀河外へ放出される、すなわち超新星フィードバックの割合が大きいと考えられるが、それにともなう力学応答の度合いも高くないと予想される。したがって力学応答は、矮小銀河の形成を考えるうえで重要なプロセスであり、それを考慮したモデルの構築が必要と考えられる。これらの状況を踏まえて我々は、ディスク銀河における、超新星フィードバックに伴う力学応答まで考慮したモデルを構築し、フィードバックが強く働く矮小銀河においても、観測されるTF関係が再現されるか検証した。今年度はさらに、フィードバックのモデルおよび宇宙モデルがTF関係にどう影響するのかを、モデルにバリエーションをつけることによって定量的な評価を行った。本年度の主な研究成果は以下の通りである。1.膨張宇宙モデルで形成される構造の高次相関関数による定量化標準的宇宙モデルとしての膨張宇宙において形成される大規模構造の力学的起源を明らかにするため、その高次相関関数の持つ性質を調べた。3点相関関数のスケーリング則と位相相関の関係を陽に示す表式を導出した。1次元アインシュタインドジッター宇宙における重力多体系の数値シミュレーションによって3点相関関数の時間発展を調べ、解析的表式の妥当性を確認した。膨張宇宙で形成される非ガウス場の特徴、特にスケーリング則の起源についての理解が深まった。2.長距離相互作用系におけるフラクタルな空間構造の自発形成フラクタル構造が動的に形成される際の力学機構を理解するため、長距離相互作用モデルにおいて形成される空間構造を数値シミュレーションによって調べた。1次元べき型ポテンシャルモデルにおいて、相互作用ポテンシャルと、ホワイトノイズ型初期分布から形成される空間構造の関係を、マルチフラクタル解析によって分類した。純粋な入れ子構造であるモノフラクタル的構造が形成されうるための相互作用ポテンシキルの特徴についての理解が深まった。今後はより広いクラスでの力学系、また初期条件依存性について明らかにすることが課題である。3.ブラックホールとワームホールが動的変化する解の構築一般相対論的天体であるブラックホールとワームホールが互いに動的に変化しうる二重性仮説に関する理論的研究を行った。厳密解をつなぎ合わせることにより、ブラックホールからワームホールへ、あるいはワームホールの入口を広げる動的変化を表す解析的モデルを構築した。ワームホールに照射するパルスのエネルギーおよびタイミングと、ワームホールの入り口半径の変化量との関係を明確にした。さらに始状態と終状態のワームホール半径の変化と流入する物質場のエネルギー収支を、熱力学の観点から考察し、ブラックホール熱力学からワームホール熱力学への拡張を試みた。本年度の研究成果は次の通りである。宇宙における基本的構成要素である銀河に成り立つ統計則のひとつである、タリーフィッシャー関糸について、その物理的起源の解明に努めた。回転する銀河の回転速度と絶対光度の間には、タリーフィッシャー関係とよばれるスケーリング則が成り立つことが、観測から広く知られている。本研究では、あくまで経験則であるタリーフィッシャー関係の物理的起源を解明するため、銀河の進化において重要なプロセスと考えられている超新星爆発によるガスの加熱にともなう力学的応答が、タリーフィッシャー関係に及ぼす効果を調べた。球対称のダークハロー内に軸対称の密度分布を持つ薄いディスクを置いたモデルを構築し、加熱によって銀河外へ掃きだされたガスの質量と、銀河のサイズおよび回転速度の変化量との関係を数値的に計算した。さらに冷たいダークマターシナリオに基づくダークハローのスケーリング則と加熱の質量依存性から、銀河の回転速度と質量の分布を数値的に計算した。その結果、加熱による力学応答は、観測されるタリーフィッシャー関係のべき則が再現されるための必要不可欠な物理過程であることを明らかにした。

これらの状況を踏まえて我々は、ディスク銀河における、超新星フィードバックに伴う力学応答まで考慮したモデルを構築し、フィードバックが強く働く矮小銀河においても、観測されるTF関係が再現されるか検証した。今年度はさらに、フィードバックのモデルおよび宇宙モデルがTF関係にどう影響するのかを、モデルにバリエーションをつけることによって定量的な評価を行った。
前近代ユーラシア西部における貨幣と流通のシステムの構造と展開

3.熊本地震で出土した益城町出土の古銭を地元の協力を得て分析し報告書を出版した。研究を地域に貢献することができた。4.2019年1月23日から2月10日まで鶴島がイタリアでProf. Andrea Saccocci, Prof. Monica Baldassariと研究打ち合わせを行い本年度のシンポジムに関する意見交換を行った。オックスフォード大学でZomiaに関する研究会に招待されて貨幣史から見たイングランドの無統治地域についての報告を行った。3月28日は今年度まとめの研究集会を行い、29日にドイツとバルト海の交易と貨幣についてProf. Michael Northと研究打ち合わせを行った。9月2日から8日熊本大学と同志社大学において1催したTheInternational and symposium workshop onMoneyand its Circulation in thePre-Modern Western Eurasian World in 2018では、少額銀貨とその流通に有益な知見を得ることができた。昨年度は西ユーラシアの中世貨幣史研究に欠かすことのできないイスラーム圏の研究に大きな進展が見えたことは、順調な進展の指標であろう。また、将来的に研究を東アジアも含めたグローバルな展開を目指している本科研にとって2016年4月の熊本地震で発見された益城町木山砥川の16000枚を超える銅貨と鉄貨を科研メンバーの櫻木晋一を中心にして分析し、報告書を作成できたことは文化財保護の観点からも有益な成果であった。また、今回新たにスペインとアメリカの6人の指導的な研究者と連携を組みワークショップとシンポジウムを開催できたこと、2019年の1月にはイタリアのモニカ・バルダッサーリ教授とアンドレア・サコッチ教授と、3月にはこれまたドイツのバルト海交易と貨幣史のマイケル・ノルト教授と議論を交わし研究連携の土台を作ることができた。一方で、9月の突然の台風で関西国際空港が使用できなくなり、招聘した8人の海外研究者のうち6人に別手当が必要となり、予算が大幅に狂ってしまい印刷手前だった2018年度の報告書やホームページが作成できないという事態に至ったことは、事故とは故、研究成果を公開するという観点から残念な事態である。さらに、科研メンバーで大学の要職に就くものが出たこともあり、P. Spuffordの教科書的な労作の翻訳が遅れていることも計画以上にとは評価できない理由となる。(1)5月19日の静岡大学での日本西洋史学会で「中世ヨーロッパにおけるデナリウス銀貨の世界ー社会が求め、社会が作り出せる貨幣の形ー」と題して、城戸、山田、徳橋、菊池・櫻木の科研メンバーによる「まとめ(I)」のミニシンポを開催する。(3)鶴島、フランス、スペイン、ポルトガル、ベルギー、ドイツの各大学の研究者と研究打ち合わせを行う。(5)これらのまとめと、過去3年間の研究成果を総括した書籍をBritish Archaeological Reportとして出版の準備には入り、全ユーラシアレベルでの研究準備に入る。平成28年5月23日立教大学経済学部において第1回目の研究集会を開催して、鶴島が基調報告を行い、続いて今年度の詳細な研究計画を確認した。夏季には、鶴島博和、櫻木晋一が、渡英し、研究を行うとともに、7月26日に英国ケンブリッジ大学付属フィッツ・ウィリアム博物館古銭学部門の責任者、Adrian Popescu博士と、研究員Martin Allen博士、William Day博士と、今後の研究協力体制の構築について具体的な協議を行った。その結果、平成29年3月に東京でシンポジウムとワークショップを開催することが決定された。9月8日と9日に、鶴島博和と名城邦夫はドイツ、ライプツヒ大学経済学部において、Markus Denzel教授とともにワークショップを開催し論文報告を行った。9月17日から19日まで、京都女子大学において第2回目の研究集会を行い、メンバー全員が研究成果を報告した。12月11日に九州大学で第3回研究集会を開催し、鶴島博和、城戸照子、西村道也、阿部俊大が研究報告を行った。3月18日、立教大学経済学部において、第1回目の国際シンポジュウムを実施した。司会山田雅彦、報告者は、鶴島博和、Adrian Popescu博士、William Day博士、Rory Naismith (ロンドン大学)、Markus Denzel教授(ライプツヒ大学)の4名で、報告の後、活発な質疑応答を行った。19日同じ立教大学経済学部で、第1回目のワークショップを開催した。司会は鶴島博和。報告者は、Adrian Popescu博士、William Day博士、Rory Naismith、Markus Denzel教授の4名。24日には、九州大学から古賀康士を招いて、熊本大学教育学部で、名城、Denzelの三氏で第2回ワークショップを開催した。現在(平成29年5月10日)報告書を作成中。本研究の最大の目的は、前近代における貨幣史研究者の国際ネットワークを構築し、相互の情報交換によって、まずは日本における前近代の西ユーラシアにおける貨幣史研究の水準を国際レベルに押し上げることにある。その意味では、1回の国際シンッポジウム、2回の国際ワークショップの実施によって、これからの研究体制が、イギリスとドイツに関しては構築することができた意義は大きい。例えば、平成29年度の11月に開催予定の第2回国際シンポジウムにおいてフィッツ・ウィリアム博物館からAdrian Popescu博士を継続的にパネラーとして招聘し、共同研究を推進するとともに鶴島がフィッツ・ウィリアム博物館で研究を行うという安定した関係が構築されたことは、将来に展望を開くものである。

またライプツッヒ大学から、若手のウェルナー・シェルチェンツ准教授を日本西洋史学会に招聘し報告を行ってもらうと同時に熊本大学でも彼をまじえて国際ワークショップを開催するというように、ドイツでの本研究会の拠点であるライプツッヒ大学との関係も安定的なものとなっている。研究用のデータ蓄積に関しては、文献データベースを構築しつつあること、130万円相当の必要性の高い多数の文献を購入して、随時利用可能な状態にしていること、が指摘できる。ただ、昨年4月の熊本地震によって研究代表者鶴島が被災者となったため、データ整理の面、特にホームページと昨年度の研究総括ともいうべ見通しが立ち、遅れを取り戻すことができるであろう。さらに、報告書に関しては大部のものを編集中である。以上を勘案すると、平成28年度の本研究会の進捗状況は、当初の計画以上と判断して差し支えないものと思われる。平成29年5月20日、一橋大学で開催された第67回日本西洋史学会でドイツのライプツヒ大学准教授ウェルナー・シェルチェンツ氏を招いて、中世東欧とロシアの商品貨幣流通に関する論文報告を行った。ついで21日に立教大学で第1回目の科研集会を行ない、平成28年度の研究の総括と反省、29年度のスケジュールと研究到達を定めた。平成28年度の科研費研究報告書、鶴島博和編『前近代ユーラシア西部における貨幣と流通のシステムの構造と展開(I):ポスト・ローマ、イングランド、イタリア、ドイツ』熊本、2017年7月1日、369 ppを刊行した。8月22日、大阪市立大学文化交流センター・ホールで、社会経済史学会(近畿部会)との協賛で、、冶金、金属学の専門家も交えての「前近代における貨幣製造の技術的射程」と題するシンポジウムを行った。よく23日には同志社大学で、第2回目の科研集会を行ない、参加者全員が研究の成果を報告した。9月には、研究代表鶴島博和が関係した、熊本県益城町から大地震後に発見された1万枚を優に超える江戸期の銭貨の分析と分類を、研究分担者櫻木晋一をリーダーに開始した。この作業は断続的に平成30年2月まで続き、今年中にその報告書を刊行する予定である。研究代表者鶴島博和は、9月にイギリスのケンブリッジ大学とスペインのマドリッド自治大学、バジャリヤド大学、カタルニア歴史民俗博物館を訪問し平成30年度の国際シンポジウムの日程調整を行った。11月3日と4日には、比較史的視点確立のために、『東ユーラシアにおける中世貨幣』と題する国際シンポジウムを下関市立大学で開催し、幅広い専門家を招いて活発な議論を展開した。その成果報告書を現在準備中である。平成30年3月3日に熊本大学おいて第3回目の研究集会を開催し、平成29年度の研究の総括と反省を行ない、平成30年度の研究スケジュールと目標を確定した。シンポジウムに関しては、昨年度予定した通りに進み、議論も活発に行われ、国際共同研究組織構築の準備も進んでいる。
企業結合審査の高度化・洗練化のための評価分析手法の総合的研究

本研究は、(1)企業結合審査は、市場の競争環境を十分踏まえたものになっているか(必要性)、(2)企業結合審査は、公正かつ自由な競争を維持・促進する上で有効であったか(有効性)、(3)企業結合審査は、効率的に行われたか(効率性)、という3つの観点から、過去の主要な企業結合事例を対象に、(1)競争制限・促進効果の評価、(2)問題解消措置の履行上・制度設計上の評価、(3)企業結合後の競争状況の評価、の3点について、ヒアリング等による定性的な分析やデータ解析等による計量的な分析等により事後的な学術的検証作業を行った。本研究は、企業結合審査の高度化・洗練化のための評価分析手法について、規制手法の「必要性」、「有効性」、「効率性」という3つの観点から検証し、欧米諸国の法制度及びその実態を踏まえた比較法研究も行うことによって、現行法の解釈論だけでなく、実態の分析に基づく法政策研究を行った。すなわち、(1)企業結合審査は、市場の競争環境を十分踏まえたものになっているか(必要性)、(2)企業結合審査は、公正かつ自由な競争を維持・促進する上で有効であったか(有効性)、(3)企業結合審査は、効率的に行われたか(効率性)、という3つの観点から、過去の主要な企業結合事例を対象に、(1)競争制限・促進効果の評価、(2)問題解消措置の履行上・制度設計上の評価、(3)企業結合後の競争状況の評価、の3点について、ヒアリング等による定性的な分析やデータ解析等による計量的な分析等により事後的な検証作業を行った。その結果、本研究では、アカデミックな見地から、審査結果の評価分析により浮き彫りになった審査手法上の問題点や課題を明らかにし、それを論文の形による「提言」として公表し、それを通じて、公取委による実際の企業結合審査にフィードバックさせることにより、経済の変化に迅速に対応した精緻な審査の実施を学問的側面から支援しようとすることができた。本研究は、(1)企業結合審査は、市場の競争環境を十分踏まえたものになっているか(必要性)、(2)企業結合審査は、公正かつ自由な競争を維持・促進する上で有効であったか(有効性)、(3)企業結合審査は、効率的に行われたか(効率性)、という3つの観点から、過去の主要な企業結合事例を対象に、(1)競争制限・促進効果の評価、(2)問題解消措置の履行上・制度設計上の評価、(3)企業結合後の競争状況の評価、の3点について、ヒアリング等による定性的な分析やデータ解析等による計量的な分析等により事後的な検証作業を行おうとするものであった。本研究では、下記・成果一覧で示したように、現行法(条文)の解釈論だけでなく、現実の規制実態の分析に基づく法政策論を志向し、実務を意識した規制の改善策を考察・提唱することができた。すなわち、本研究では、研究期間内に、アカデミックな見地から、審査結果の評価分析により浮き彫りになった審査手法上の問題点や課題を明らかにし、それを論文の形による「提言」として公表し、それを通じて、公取委による実際の企業結合審査にフィードバックさせることにより、経済の変化に迅速に対応した精緻な審査の実施を学問的側面から支援しようとすることができた。
フェムト秒時間分解蛍光イメージングを用いた細胞内状態の三次元計測

和周波発生法によるフェムト秒時間分解蛍光分光システムを製作し,倒立型顕微鏡と組み合わせて,生細胞に適用可能な蛍光寿命画像測定について検討した.さらに,細胞内自家蛍光分子であるFADとNADHおよび蛍光タンパク質のフェムト秒からナノ秒領域の蛍光ダイナミクスの媒質依存性,色素分子の蛍光寿命の金属効果などについて検討を行い,誘電環境やpHなどの細胞内環境における蛍光寿命を用いたその場計測について提案した.和周波発生法によるフェムト秒時間分解蛍光分光システムを製作し,倒立型顕微鏡と組み合わせて,生細胞に適用可能な蛍光寿命画像測定について検討した.さらに,細胞内自家蛍光分子であるFADとNADHおよび蛍光タンパク質のフェムト秒からナノ秒領域の蛍光ダイナミクスの媒質依存性,色素分子の蛍光寿命の金属効果などについて検討を行い,誘電環境やpHなどの細胞内環境における蛍光寿命を用いたその場計測について提案した.本年度は、フェムト秒時間分解蛍光測定システムについて最適化を行い、現有の顕微分光システムを組み合わせることを目的とした。フェムト秒時間分解蛍光分光法の一つである和周波発生法については、萌芽研究などによって製作したシステムを改良し信号雑音比を向上させた。昨年度見出した細胞内自家蛍光成分の一つであるFADの蛍光ダイナミクスの媒質依存性について,和周波発生法を用いて詳細に検討を行った。FADの開環型に由来するナノ秒領域の蛍光寿命は媒質の粘性に依存するのに対し,閉環型に由来するピコ秒領域の蛍光寿命成分は,粘性には大きく依存せず,媒質の誘電率と線形に近い関係であることがわかった。細胞内のFADのピコ秒蛍光寿命を用いることによって,細胞内の誘電情報が得られることを提案した。また顕微観察用に酵母の培養を行い,予備実験として酵母細胞内に存在するNADHのフェムト秒蛍光ダイナミクスについて検討した。細胞内のNADHの蛍光減衰にピコ秒領域で減少する成分が存在することが示唆され,このようなピコ秒成分の減衰は緩衝溶液中のNADHでは観測されなかった。詳細については検討中であるが,ピコ秒成分の減衰は,酵母の細胞内環境を反映する一つのパラメーターになると考えている。現在,蛍光和周波発生システムと現有のステージスキャン型の顕微分光システムとを組み合わせる作業を行っている。また,高感度CCD検出器を新たに購入し,顕微分光システムとの組み合わせを行っかた。和周波発生法のみではなく,共同利用施設であるフェムト秒レーザー再生増幅システムを用いたカーシャッター法と組み合わせることを予定している。(1)蛍光タンパク質(GFP)の蛍光は,ポリペプチド鎖の内部にある発色団に由来する.しかしこの発色団構造は,溶液中ではサブピコ秒の非常に短い蛍光寿命を持ち殆ど光らなくなる.我々は,GFPの発色団構造のモデル化合物を合成し,超高速蛍光ダイナミクスを検討している中で,モデル化合物を高分子中にドープすると蛍光寿命が大きく増加することを見出した.発色団の無輻射緩和過程が高分子の立体障害にて阻害されることを意味している.この結果は,GFPの高い蛍光収率が,発色団の無輻射緩和過程に対するポリペプチド鎖の立体障害効果に起因するというモデルを支持する.さらに,発色団のモデル化合物の蛍光寿命が外部電場の印加によって変化することがわかった.発色団と周囲を取り囲むポリペプチド鎖のアミノ酸残基との静電的な相互作用が,発色団の光励起ダイナミクスを理解する上で重要であることがわかる.(2)顕微観察用の細胞としてHeLa細胞,酵母,光合成細菌の培養を行い,これらの細胞の自家蛍光または細胞に蛍光タンパク質を発現させ,蛍光ダイナミクスについて検討している.代表的な自家蛍光成分であるフラビン類は光退色による影響が比較的小さく,長時間測定も可能であることがわかった.また変異型蛍光タンパク質であるEYFPは,pHが低くなると発色団が中性状態になり,蛍光寿命は数ナノ秒から数ピコ秒にまで短くなった.この蛍光寿命の変化を用いて,EYFPの蛍光寿命から細胞内pHが測定できると考えられる.またEYFPの蛍光寿命は銅イオン濃度に応じて変化し,EYFPの蛍光寿命を用いて銅イオン濃度を検出できることを提案した.(3)和周波発生法によるフェムト秒時間分解蛍光分光システムとステージスキャン型の顕微分光システムとを組み合わせる作業を引き続き行っている.試料に(2)のEYFPを用いて,数ピコ秒の蛍光寿命を持つEYFPの中性種の蛍光を観察する予定である.本研究は,フェムト秒時間分解蛍光システムを製作し,生細胞に適用可能な蛍光寿命画像システムの構築を目指す。本年度は,昨年度に引き続きシステム製作を行い,さらに蛍光分子の高速ダイナミクスについて以下の知見を得た。これらは蛍光寿命を用いた細胞計測へとつながることができる。1.細胞内に存在するNADHは,緩衝溶液中に比べて,蛍光寿命が増加し,蛍光スペクトルが短波長シフトする。細胞内でのタンパク質との相互作用によることが示唆されているが,その機構は不明である。我々は,媒質依存性から検討し,NADH周囲の極性が低いほど,蛍光スペクトルは短波長シフトし,蛍光寿命は長くなることを示した。タンパク質と結合したNADHは,周囲をアミノ酸残基で取り囲まれた構造を示し,NADH周囲の環境は極性の低い疎水性溶媒と同様の環境になる。この溶媒効果により,タンパク質と相互作用しながらもスペクトルは短波長シフトし,蛍光寿命は増加したと考えられる。NADHの蛍光寿命と蛍光スペクトルより,NADH周囲の誘電環境の情報が得られることが示唆された。