hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知社会情報と社会変動-その認知社会ネットワークアプローチによる研究-

当初、高校生を対象に学生間の認知社会ネットワークデータ(調査対象者が第3者間の社会関係をどのように認知しているかに関するデータ)を収集する予定で複数の高等学校と調査依頼の交渉を持ったが残念ながら生徒指導上の問題など諸事情により協力を得ることが困難であり、時間的にも余裕がなくなってきたため、やむをえず本学学生を対象に調査を行うよう方針を変更し、学生間の認知社会ネットワークデータ、並びに社会変動につながると思われる学生間の社会再組織化活動にかかわる項目に関して質問紙法による調査を実施した。この調査では約200名の学生から回答を得ることができた。同時に、この間以前Fortranを用いて作製した認知社会ネットワーク処理の為のプログラムを東京都立大学社会学研究室高橋和宏教授ならびに同研究室の大学院生の助力を得て改良、開発を行ったが、プログラム開発環境の変更に適応するための作業に予想外の時間をとられることになった。また数理処理アプリケーションソフトウェアMathematicaを使用するとより高度な処理が可能になるとのことなので現在研究中である。調査依頼交渉の難航と、情報処理プログラム開発環境変化への対応という2つの問題点から研究進行状況が予定より遅れることとなったが、3月現在では、調査データ入力、並びにデータクリーニング作業をほぼ終了し、現在仮集計作業が進行しつつある。来年度早期に、一通りの集計作業を終了させ来年度の日本社会学会大会、並びに本学紀要で成果を発表すべく準備を進める予定である。
ショウジョウバエ視神経系における段階的層・カラム特異的投射の分子機構解明

脳の三次元的な座標の位置(層・カラム構造)を神経がどのように認識するのか?これは、発生生物学上において非常に興味深い問題である。私は遺伝学的解析が容易であるショウジョウバエの視神経系をモデルとして、最新のイメージング機材・遺伝子改変技術を用いることで、特定の神経細胞の遺伝子発現量をコントロールすると同時に、その神経の軸索の投射パターンを継時的に観察することに成功した。膜タンパク質Golden goal (Gogo)を始めとした、複数の遺伝子発現量をコントロールすることで、これら分子間相互作用による軸索投射を制御するメカニズムの全貌解明を目指している。
有棘細胞癌の浸潤・転移に関与するmicroRNAおよびmRNAの網羅的検索

有棘細胞癌の浸潤・転移機構を理解するため、マウスにおいて低転移性と高転移性の扁平上皮癌を形成する同一遺伝背景の形質転換ケラチノサイト株について、microRNA、mRNA、蛋白質の発現を網羅的に比較した。高転移性株はケラチン8/18ペアを異所性に高発現し、低転移株にこれらを発現させると基底膜浸潤性を獲得した。有棘細胞癌症例の免疫組織化学解析では、これらの異所性発現と浸潤能が有意に相関した。培養マウスケラチノサイト細胞株Pam212細胞はマウスに接種すると低分化型有棘細胞癌を形成するが殆ど転移しない低転移性株である。このPam212細胞を親株としてマウスに接種し、稀な転移巣から娘株を樹立するという方法で、高率に転移巣を形成する高転移性娘株であるLY細胞,LU細胞が樹立された。これらを同じgenetic backgroundを持ちながら転位性の異なる癌転移のモデルシステム細胞株として使用し、遺伝子mRNA発現および蛋白質レベルでの発現プロファイルの網羅的検索・比較をおこなった。mRNA発現の比較にはDNAマイクロアレイを、蛋白質発現の比較には2D-DIGEとMALDI-TOF/MS質量分析による同定の組み合わせを用いた。低転移性親株と高転移性娘株を網羅的に解析し、転移に関連する可能性のある候補mRNAおよび蛋白質を検索した結果、単層上皮型ケラチン(cytokeratin 8およびcytokeratin 18)を含む複数の候補が同定された。いずれも高転移性娘株で発現が増強しており、転移の促進に働いていると思われた。これらのうち、cytokeratin 8とcytokeratin 18はレトロウイルス発現系によりPam212細胞に発現誘導するとin vitroでの浸潤能が増強した。さらに、実際にヒト有棘細胞癌病理組織における免疫染色でも表皮内癌に比べて浸潤癌で有意に発現が増強していることを確認しており、他の分子についても同様に確認中である。これらを同じgenetic backgroundを持ちながら転移性の異なる癌転移のモデルシステム細胞株として使用し、遺伝子mRNA発現および蛋白質レベルでの発現プロファイルの網羅的検索・比較をおこなった。DNAチップおよび2D-DIGE/MALDI-TOF/MSによる解析その結果、有力な候補分子としてcytokeratin8(CK8),cytokeratin18(CK18)が同定された。CK8,CK18は単層上皮型ケラチンで、正常ケラチノサイトでは発現していない。Pam212細胞とLY細胞のウェスタン解析およびRT-PCR解析では、LY細胞にのみCK8,CK18の発現が見られ、免疫染色でも同様の結果であった。Pam212細胞にCK8,CK18を発現させたところ人工基底膜の通過能が有意に高くなり、両者の発現が有棘細胞癌浸潤を誘導・促進することが示唆された。更に、ヒト有棘細胞癌におけるCK8,CK18の発現を表皮内癌(n=21)と浸潤癌(n=24)で比較した所、浸潤癌ではCK8,CK18の異所性発現が有意に高く、ヒト有棘細胞癌の浸潤にもCK8,CK18が関与していることが明らかになった。今後、CK8,CK18が有棘細胞癌の転移への関与についても検索予定である。
超臨界流体中における芳香族分子錯合体の形成

CO_2超臨界流体中でピレン及びテトラセンの吸収スペクトル、発光スペクトル等の測定より、これら芳香族分子の分散状態について、以下のことが明らかになった。1.ピレン1)通常の条件下でのピレンと同様な振動構造を持った吸収スペクトルが観測された。その溶解度は約10^<-6>Mであった。2)ピレンモノマーの発光強度はほぼ吸光量に比例しているが、3)エキシマー蛍光と思われる500nmの発光の強度は吸光量に関係なくほぼ一定である。2.テトラセン1)通常の条件下でのテトラセンと同様な振動構造を持った吸収スペクトルいるが観測された。その溶解度は約10^<-6>Mであったが、2)525nmにの2量体のものと思われるブロードな吸収帯が観測された。3.2-クロロナフサレン1)吸収スペクトルは通常の溶液とほぼ同じものが観測された。溶解度は約10^<-5>Mである。2)300nmから400nmに強く蛍光が現れれ、その量子収率は約0.5であった3)430nmから600nm付近に量子収率約10^<-4>の弱いりん光が観測された。以上のように、10^<-5>Mという極く低濃度でもエキシマーや会合体が見られたり、りん光が比較的大きな量子収率で観測される等、CO_2超臨界流体は溶質である芳香族分子を均一に溶解しておらず、局部的に高濃度の部位が分散した状態にあリ、溶質分子と強く相互作用しているものと結論した。
DNA結合タンパク質の適応度地形に関する研究

本年度は、原始的なDNA結合タンパク質の適応度地形に関する情報を得るために、進化実験で得られた変異体タンパク質のDNA結合能を評価した。評価の方法は表面プラズモン共鳴法を用いた。複数の変異体について調べた結果、いずれのタンパク質のDNA結合能も初期配列と同程度だった。また、CDスペクトル測定を行い2次構造の有無を調べた。その結果、2次構造をもたない初期配列との違いは見られなかった。すなわち、進化実験で得られた変異体タンパク質は、単体では機能も構造も変化していないことが分かった。しかし、タンパク質を提示したファージ粒子のDNA結合能は世代を経るにつれて向上していた(方法は表面プラズモン共鳴法)。別の実験からは、ファージ粒子上へ提示されるタンパク質の量が増加していることが示唆された。まとめると、今回進化実験に用いた原始的なDNA結合タンパク質は、タンパク質単体としてはDNA結合能を維持しつつ、ファージ粒子上への提示率を上げ、その結果、ファージ粒子あたりのDNA結合能を向上させたことになる。この発見は、進化初期の段階において、タンパク質が元の機能を維持しつつ、それ以外の性質を変化させることで環境に適応し得ることを示した点で非常に興味深い。今後、タンパク質の配列の変化とファージ粒子としてのDNA結合能の変化を比較して、NKモデルに基づく適応度地形の解析を進めていく。本年度はDNA結合タンパク質の適応度に関する情報を得るために、原始的なDNA結合タンパク質(RP25th1-4)を出発配列とする進化実験を行った。進化実験の方法としてはファージディスプレイ法を用いた。タンパク質の変異体集団を提示したファージライブラリを作成し、ビオチン化したターゲットDNAと反応させ、その後、ストレプトアビジンビーズでターゲットDNAとそこに結合したファージを回収し、最後にDNaseIによってターゲットDNAに特異的に結合したファージを選択的に回収した。これまでに、RP25th1-4に変異を導入した変異体ライブラリを作製し、選択系に供し、回収したファージをもう一度選択系に供するという一連の操作を10回繰り返すごとに変異を導入する進化サイクルを60回繰り返した。またこれと並行して、原始的なタンパク質から特異的な機能の進化が可能かを調べるために、ターゲットDNAへの結合を競争的に阻害するcompetitor DNAを加えた選択も行った。その結果、RP25th1-4よりも高いDNA結合能を持つ変異体が複数得られた。ファージレベルの測定ではおよそ10倍100倍程度DNA結合能が向上していた。また、competitor DNAを加えた進化サイクルで得られたタンパク質もファージレベルでDNA結合能の向上が観察された。加えて予備的なデータからは、原始的なDNA結合タンパク質がターゲットDNA配列に対する特異性を獲得していることが示唆された。来年度はタンパク質レベルでの機能解析を行う。
多環芳香族ケトンの蛍光増強機構の解明

ベンズアントロンやナフトアントロンなどの芳香族ケトンは、その溶液を脱気して予め光を照射しておくと、蛍光増強を起こす。蛍光増強の予備光照射依存性、濃度依存性、温度依存性などを詳しく調べた結果、この現象は芳香族ケトンと溶媒分子との会合に起因することが示唆された。蛍光増強後の溶液をHPLCおよびTOF-MSにより分析した結果、会合体由来のシグナルを検出することができ、芳香族ケトンと13個の溶媒分子からなる会合体を同定することができた。五環の芳香族ケトンであるナフトアントロン(6H-benzo[cd]pyren-6-one、略してNT)の溶液は、脱気してあらかじめ吸収波長の光を照射(予備照射)しておくと、蛍光強度が著しく増大する。この奇妙な蛍光増強現象はNTと溶媒分子との会合体形成によるものと推定されるが、再現性が乏しく定量的な議論ができなかった。本研究では、NTおよび他の芳香族ケトンに対して詳細な分光測定を行うことにより、再現性のあるデータをもとにして会合体形成機構の妥当性を実証することを目的とする。平成21年度では、NTを対象として、温度、照射光強度を一定にした条件下で測定を行うことにより、再現性のあるデータ収集を目指した。実験中の温度を一定に保つためにクライオスタットを使用し、照射光強度を一定にするためにライトメーターを使用した。その結果、298Kと77Kとでは明らかに蛍光増強の様子が異なり、前者ではNTの化学変化が起こるが後者では起こらないことが確認された。さらに蛍光増強は照射光強度に大きく依存し、ある一定強度以上でないとほとんど起こらないことも判明した。溶媒を重水素化すると蛍光増強はかなり抑制されることも分かった。これらの結果はいずれも会合体モデルで説明が可能である。以上のことを踏まえ、平成22年度では、会合体形成に必要な分子の励起エネルギーが48kcal/mol前後であると予想し、最低励起三重項状態のエネルギーE_Tの異なる芳香族ケトンについて測定を行う。ナフトアントロン(NT)やバニリン、ベンゾベンズアントロンなどの溶液を脱気して吸収波長の光をあらかじめ照射(予備照射)しておくと、蛍光強度が著しく増大する。この蛍光増強は、溶質分子と溶媒分子との会合体形成によるものと推定し、その形成機構を解明することを目指して分光学的測定を行ってきた。平成21年度の研究では、蛍光増強が燐光性の物質で起こりやすいこと、それらの励起三重項状態と溶媒分子との反応によること、その反応は水素引き抜き反応に類似していることなどを明らかにした。平成22年度の研究では、NTのエタノール溶液を中心にして詳しい測定を行った。その結果、蛍光増強が照射光強度、溶液量、そして試料温度に強く依存することが分かった。すなわち、照射光強度が強いほど、溶液量が少ないほど、そして試料温度が低いほど会合体形成が容易になる。これらの実験結果は、溶質分子の励起三重項状態が生成すると直ちに近隣の溶媒分子と会合体を形成するのではなく、段階的に形成されていくことを示唆している。一つの溶質分子が複数回励起されることにより、構造を徐々に変化させて最も安定な会合体をつくっていくと考えられる。また、それに伴い溶媒和も強くなっていくと予想される。この成果を踏まえ、平成23年度では、蛍光増強の温度変化、濃度変化、溶媒依存性などをより詳しく調べ、さらに薄層クロマトグラフィーによる会合体の確認と同定も目指す。また、複数の溶質分子と溶媒分子を対象にして分子軌道法計算によりそれらの会合体の構造を調べ、実験データと矛盾しない構造を求める。これらの結果より、多環芳香族ケトンの蛍光増強が会合体に起因することを実証し、さらにその会合体の形成機構と構造とを明らかにできると考える。なお、平成22年度前半までの研究成果は、論文にまとめ公表した。ナフトアントロン(NT)やバニリン、ベンゾベンズアントロンなど芳香族ケトンの溶液を脱気して吸収波長の光をあらかじめ照射(予備照射)しておくと、蛍光強度が著しく増大する。この蛍光増強は、平成21年度・22年度の分光学的研究により、溶質分子の励起三重項状態と溶媒分子との反応で形成される会合体からの発光によること、そしてその会合体は強く溶媒和していることが明らかになった。平成23年度では、蛍光増強前後のNTメタノール(MeOH)溶液に対して高速液体クロマトグラフィー(HPLC)および飛行時間型質量分析(TOF-MS)による分析を行い、会合体を実際に同定することを目指した。蛍光増強を起こしていない試料溶液のHPLCクロマトグラムでは、保持時間t=4.5minにNT由来のピーク(ピーク1)のみが現れたが、蛍光増強を起こした溶液では、t=6.7minに新しいピーク(ピーク2)が出現した。予備照射時間の増加とともに、すなわち、蛍光増強が増大するにつれて、ピーク1の強度は減少し、ピーク2の強度は増大した。また、保持時間よりピーク2の物質はNTよりも極性は小さい。

これらのことから、ピーク2は会合体由来と考えられる。蛍光増強前の試料溶液のMSスペクトルではm/z=255にNT由来のピークAが現れたが、蛍光増強後のスペクトルでは、ピークAの強度が減少して、m/z=239にピークBが、m/z=368にピークCが新たに現れた。ピークBは、3価イオン[NT+H+2Na+13MeOH]^<3+>に帰属することができ、NTの周りに13個のMeOHが集まった会合体と考えることができる。また、ピークCは、2価イオン[NT+2H+15MeOH]^<2+>に帰属することができ、NTと15個のMeOHの会合体と考えることができる。分光学的研究からは、会合体周囲に溶媒分子の「かご」が形成されると示唆されていたが、今回の測定結果はそれを裏付けしたと言える。以上のHPLCおよびTOF-MS分析により、蛍光増強を引き起こす化学種(会合体)を初めて同定することができた。
比較調査による豪雪災害の地域特性の研究

降雪や積雪などの雪氷現象に関わる災害の中で,新聞に報道されるものは社会的関心が高く,日常生活に深い関わり持っている.雪害は自然現象と人間社会との関わりであるから,地域や季節および時代により雪害の内容や発生機構は変化する.本研究では新聞記事からの雪害事例収集を統一的に行い,雪害記載カードを作製し,これを基に雪害のデータベースを作製した.北海道,秋田県,新潟県,富山県,石川県,滋賀県,京都府,福井県,兵庫県について,それぞれの地方新聞を用いて,豪雪年(昭和55-56年冬期)寡雪年(昭和61-62年)の2冬期分につき約1,800件のデータベースを完成した.一方,雪害と自然現象を対比するため,対象地域の2冬期分のアメダスデータを磁器テープから地域別に編集し,フロッピーデスクに収録した.雪害の発生,規模,内容の地域特性と自然現象を比較するため,本年2月末,対象地域一体の126地点にわたって積雪調査を実施した.いずれの地域も,雪害件数の最多は道路や鉄道等の交通等の交通障害,次いで雪が原因となった交通事故であった.豪雪年は道路除雪が不備なため,走行車両の減少と低速走行のため,事故件数は減る傾向にあるが,除雪が完備すると事故件数の増加が予想される.豪雪年には建物の倒壊や雪処理中の人身事故が目だつ.京都,滋賀では列車の運行規制,道路のチェーン規制,北陸地方では屋根雪処理中の転落事故,東北地方では他県での降雪による列車の遅れ(もらい雪害),北海道では空港障害が多く,雪害の種類や規模の地域的特徴が明らかとなった.雪に対する防災力が地域と季節によって大きく変化するため,雪害を発生させる降雪量は地域差が大きい.小雪地では数mm/dayの降雪で雪害が発生するが多雪地では40mm/day程度である.社会の進化に応じて雪害の様相も変化するため,雪害の予測や対策のために継続した調査が必要である.降雪や積雪などの雪氷現象に関わる災害の中で,新聞に報道されるものは社会的関心が高く,日常生活に深い関わり持っている.雪害は自然現象と人間社会との関わりであるから,地域や季節および時代により雪害の内容や発生機構は変化する.本研究では新聞記事からの雪害事例収集を統一的に行い,雪害記載カードを作製し,これを基に雪害のデータベースを作製した.北海道,秋田県,新潟県,富山県,石川県,滋賀県,京都府,福井県,兵庫県について,それぞれの地方新聞を用いて,豪雪年(昭和55-56年冬期)寡雪年(昭和61-62年)の2冬期分につき約1,800件のデータベースを完成した.一方,雪害と自然現象を対比するため,対象地域の2冬期分のアメダスデータを磁器テープから地域別に編集し,フロッピーデスクに収録した.雪害の発生,規模,内容の地域特性と自然現象を比較するため,本年2月末,対象地域一体の126地点にわたって積雪調査を実施した.いずれの地域も,雪害件数の最多は道路や鉄道等の交通等の交通障害,次いで雪が原因となった交通事故であった.豪雪年は道路除雪が不備なため,走行車両の減少と低速走行のため,事故件数は減る傾向にあるが,除雪が完備すると事故件数の増加が予想される.豪雪年には建物の倒壊や雪処理中の人身事故が目だつ.京都,滋賀では列車の運行規制,道路のチェーン規制,北陸地方では屋根雪処理中の転落事故,東北地方では他県での降雪による列車の遅れ(もらい雪害),北海道では空港障害が多く,雪害の種類や規模の地域的特徴が明らかとなった.雪に対する防災力が地域と季節によって大きく変化するため,雪害を発生させる降雪量は地域差が大きい.小雪地では数mm/dayの降雪で雪害が発生するが多雪地では40mm/day程度である.社会の進化に応じて雪害の様相も変化するため,雪害の予測や対策のために継続した調査が必要である.
次世代有機デバイスの構築を目指した熱・光・電子多重応答機能分子の開発

本研究課題では、双安定性を有する有機酸化還元系に熱的な刺激による相転移挙動および蛍光挙動を初めとする光応答性機能を付加させることで、次世代有機デバイス材料への展開を目指した熱、光、ならびに電気化学的な3つの応答機能を合わせ持つ熱・光・電子多重応答機能分子の開発とその多重応答機能の解明に向けた検討を進めた。また、電気化学的な応答機能に加えて、熱および光に対する応答機能を併せ持つ良好な多段階酸化還元系の実現に基づき、物質の持つ第2、第3の応答機能により、物質の持つ特定の応答機能の制御を可能とする多重入力、多重出力型応答機能の分子制御技術の開発を目指した。平成25年度は、前年度に引き続き多環式芳香族化合物であるヘキサベンゾコロネン骨格をコア中心にこれまでの研究成果において良好な相形成機能が明らかにされてきた長鎖アルキル基の結合したアズレン系化合物を末端基として、熱的な相転移挙動と蛍光挙動の複合機能、ならびに共役鎖を分岐型の構造をもって集積する分子設計指針に則り構築を検討してきたテトラシアノブタジエン骨格を基本単位とした酸化還元系の耐久性の向上とエレクトロクロミズム機能との多重応答機能の解明を目指して研究を進めた。その結果、昨年度長鎖アルキル基の結合したアズレン系化合物を末端基としたヘキサベンゾコロネン誘導体の構築において課題となった合成中間体の極めて低い溶解度を克服するために分岐型の長鎖のアルキル基を導入した新規アズレン系化合物の新たな合成法の確立に至った。また、テトラシアノブタジエン骨格の集積のために課題となった予想外のアニリン誘導体に導入されたアルキル基の脱離反応をジメチル誘導体化することにより克服できることを明らかにした。また、電気化学的な応答機能とナノ構造体の形成との複合機能の構築を目指した長鎖アルキル基の置換したカーボンナノチューブセグメント構築への検討を進め、いくつかの合成に有望視される環状のフェニレンアセチレン化合物ならびに環状のポリフェニレン化合物の合成に至った。さらに、酸化還元機能を担う骨格として着目した2-フェニルアズレンの6位に相転移挙動を担う長鎖アルキル基を導入した新たな2-フェニルアズレン誘導体の特異な液晶相の形成に関する詳細ならびに蛍光挙動が期待されるクマリン誘導体のベンゼン環部をアズレン環で置き換えた新たなπ共役系の構築について論文発表に至った。本研究課題では、双安定性を有する有機酸化還元系に熱的な刺激による相転移挙動および蛍光挙動を初めとする光応答性機能を付与することで、次世代有機デバイス材料への展開を目指した熱、光、ならびに電気化学的な3つの応答機能を合わせ持つ熱・光・電子多重応答機能分子の開発とその多重応答機能の解明について検討を行ってきた。平成24年度は、これまでの研究成果において良好な相形成機能が明らかにされてきた長鎖アルキル基の結合したアズレン系化合物を末端基として、蛍光挙動を有する中心コアには多環式芳香族化合物であるヘキサベンゾコロネンを導入する分子設計、ならびにこれまでの研究成果において良好な酸化還元機能が明らかにされてきたテトラシアノブタジエン骨格を基本単位として、共役鎖を分岐型の構造をもって集積する分子設計により、酸化還元系の耐久性の向上と熱ならびに光応答機能との多重応答機能の解明を目指した。その結果、長鎖アルキル基の結合したアズレン系化合物を末端基とした多環式芳香族化合物への変換が期待させるヘキサフェニルベンゼン誘導体の構築、ならびにテトラシアノブタジエン骨格の集積のために期待が持たれる基本単位の構築に成功した。また、電気化学的な応答機能とナノ構造体の形成との複合機能の構築を目指して、化学合成による適切な長鎖アルキル基の置換したカーボンナノチューブセグメント構築への検討を進めた。さらに、酸化還元機能を担う骨格として着目した2-フェニルアズレンの6位に相転移挙動を担う長鎖アルキル基を導入した新たな2-フェニルアズレン誘導体の合成とエレクトロクロミズム挙動を含めた酸化還元機能の詳細と特異な液晶相の形成に関する詳細について論文発表に至った。平成26年度は、本研究課題の最終年度として、これまで共役鎖を分岐型の構造をもって集積する分子設計指針に則り合成を試みてきたアズレン系化合物を末端基としたヘキサベンゾコロネン誘導体においては、昨年度の成果による分岐型の長鎖アルキル基の導入による合成中間体の溶解度の克服を受けて、円盤状のヘキサフェニルベンゼン骨格をコアにした新規アズレン系化合物の合成に至った。その結果、目的のヘキサベンゾコロネン誘導体への変換ならびに熱的な相転移挙動や光応答機能等の複合機能の検討に目途が付いた。

また、共役鎖を分岐型の構造をもって集積する分子設計指針に則り構築を検討してきたテトラシアノブタジエン骨格を基本単位とした多段階の酸化還元系の構築については、昨年度の成果による合成中間体のジメチル誘導体化で解決された課題の克服を基に、テトラシアノブタジエン骨格の集積のためのもう一つの反応性の向上の課題の克服を進めた。残念ながら、期待したチオフェン末端基の導入による反応性の十分な向上には至らなかったものの新たな末端基を持った類縁体の合成を達成した。さらに、昨年度論文として発表に至った酸化還元機能を担う骨格として着目したクマリンのアズレン類縁体の構築概念を発展させ、良好な抗菌活性が認められているトリプタンスリンに焦点をあて新たなトリプタンスリン-アズレン類縁体の高効率な構築とその基本的な性質を明らかにすることができた。また、電気化学的な応答機能とナノ構造体の形成との複合機能の構築を目指して検討を進めてきたカーボンナノチューブセグメント構築への有機合成化学的な検討においては、いくつかの巨大な環状のポリフェニレン化合物の合成に成功、有機固体発光材料としての機能ならびに相転移挙動等、熱・光・電子多重応答機能材料としての可能性を探求可能な段階に至った。構造有機化学昨年度アズレン系化合物を末端基としたヘキサベンゾコロネン誘導体の構築において課題となった溶解度の問題を分岐型の長鎖アルキル基が導入された新規アズレン系化合物の合成法の確立により克服した。また、テトラシアノブタジエン骨格の集積に課題となった予想外のアルキル基の脱離反応をジメチル誘導体化することにより克服した。さらに、6位に相転移挙動を担う長鎖アルキル基を導入した2-フェニルアズレン誘導体の特異な液晶相の形成に関する詳細ならびに蛍光挙動が期待されるクマリン誘導体のベンゼン環部をアズレン環で置き換えた新たなπ共役系の構築について論文発表に至った。以上のことから、研究課題の中間年度として、研究はおおむね順調に進展していると考えている。長鎖アルキル基の結合したアズレン系化合物を末端基とした新たなヘキサフェニルベンゼン誘導体の構築、ならびにテトラシアノブタジエン骨格の集積のために期待が持たれる基本単位の構築に成功した。また、酸化還元機能を担う骨格として着目した2-フェニルアズレン誘導体のエレクトロクロミズム挙動を含めた酸化還元機能の詳細と特異な液晶相の形成に関する詳細について論文発表に至った。以上のことから、研究課題の初年度として、研究目的はおおむね順調に進展していると考えている。平成26年度は、本研究課題の最終年度として、これまでの研究で明らかにされてきた分岐型の長鎖アルキル基の結合したアズレン系化合物を末端基としたヘキサベンゾコロネン誘導体の構築、テトラシアノブタジエン骨格の集積のための課題の解決、ならびに電気化学的な応答機能とナノ構造体の形成との複合機能の構築を示唆する長鎖アルキル基の置換したカーボンナノチューブセグメント構築へ向けた検討をさらに進め、有機発光材料としての機能、蛍光挙動の電気化学的な制御など、相転移挙動、蛍光挙動、ならびに酸化還元機能の相関についての検討を進めることで、次世代有機デバイスの構築を目指した熱・光・電子多重応答機能材料の可能性を探求して行きたい。研究の進捗状況を踏まえて中心コアとなる共役系の分子設計には多様な選択肢があり、また、末端基として用いられる共役系を含めるとその選択肢の幅は極めて大きい。さらに、その集積を含めると広範な検討の余地がある。
HCV複製増殖に関わる分子シャペロン・サイクロフィリンの機能解析

免疫抑制剤であるサイクロスポリンA (CsA)は濃度依存性にC型肝炎ウイルス(HCV)レプリコン増殖を抑制し、その50%抑制濃度は臨床血中濃度域である0.5μg/mlであるが、CsAではインターフェロンでみられるような細胞内ISRE活性の上昇は認められず、そのHCV増殖抑制効果はインターフェロンとは独立した作用機構を介すると考えられた。CsAの細胞内受容体であるサイクロフィリンはこれまでもHIV Gag蛋白と結合し、その感染、増殖との関連性が報告されており、HCVの複製増殖にどれほど関与しているかを確認することは重要であり以下検討をすすめた。細胞質、及び小胞体(ER)に局在するサイクロフィリンA、B及びCに対するsiRNA発現ベクターによりノックダウン細胞を作成し、レプリコンの増殖効果を解析したところ、それぞれのサイクロフィリンの発現抑制によりレプリコン増殖は有意な抑制効果を認め、これらのサイクロフィリンがHCV増殖に関与していると考えられた。免疫抑制能の弱いサイクロスポリンDも同様のHCVレプリコン増殖抑制効果がみられ、サイクロスポリンの抗ウイルス効果はサイクロフィリンの活性阻害を介することが確認された。Two hybrid法では、HCV蛋白とサイクロフィリンA, BおよびCの直接会合は認めなかったため、ヒト肝臓cDNAライブラリーを用いて宿主蛋白の網羅的スクリーニングを行ったところ、サイクロフィリンと会合する蛋白がいくつか同定された。今回同定された蛋白のsiRNAによる発現抑制ではウイルス増殖は80%程度の抑制にとどまった。HCV蛋白とサイクロフィリンの直接相互作用は認められず、第3の分子の関与が推定されたが、サイクロフィリンと相互作用する宿主蛋白を同定することは、新たな抗ウイルス分子標的の同定・新規治療開発につながると考えられ現在研究を遂行中である。(1)siRNAによるサイクロフィリン・ファミリー遺伝子の発現抑制siRNAを用いてサイクロスポリンAの標的宿主遺伝子であるサイクロフィリン・ファミリーの遺伝子発現の抑制をみ試みた。宿主遺伝子上のsiRNA候補配列を、既に活性の確認されているものを含め系統約に設計した。siRMAはsense鎖、anti-sense鎖をそれそれ合成し二重鎖としたものを化学合成した後、それらのsiRMAを標的細胞に導入し、C型肝炎ウイルス(HCV)レプリコン・システムを用いてウイルス増殖、およびサイクロスポリンAに対する感受性への効果を解析した。(2)細胞内siRNA発現レトロウイルスベクターによるノックダウン細胞の作成人工的に細胞内に導入したsiRNAはそれ自身が細胞内のリボヌクレアーゼにより分解されるためその効果は一時的である。そこで、HCVゲノム破壊効果の確認されたsiRNAについて、さらに細胞内における効果を持続させるため、哺乳類プロモーター下にsiRMを発現するmmコンストラクト存構築し、細泡内における効果を解析した。siRNA発現レトロウイルスをHuh7細胞に感染することにより、定常的に宿主遺伝子が抑制されたノック・ダウン細胞を樹立した。(3)H(罪複製増殖におけるサイクロフィリンの影響の解析サイクロスポリンAの持つ抗HCV効果の作用機序については、未だ十分明らかとはなっていないが、我々の検討ではHCV増殖複合体が存在するとされる細胞質、小胞体などに多いとされるサイクロフィリンA、B、Cが関与していると考えられた。サイクロフィリンの基質については十分明らかとなっていないが、HCV蛋白と直接的な会合があるかどうか免疫沈降法を用いて解析した。また、サイクロフィリンと相互作用する未知のタンパグを網羅的に解析するため、ヒトcDNAライブラリーを用いたTwo-Hybrid法で解析を行った。今後、それらとHCV蛋白との複合体形成の有無や、複製増殖に与える影響などにつき、引き続き解析を行う予定である。
スタンディングスカイラインシステム用岩大式集材機の開発に関する研究

昭和59年度の予備試験にひきつづき、60年度は岩大演習林の天然アカマツ林の全幹集材に開発集材機を導入し、スタンデイングスカイラインシステム(スパン155m,高低角16°24′′)における下げ木集材作業試験を行なった結果、(1)DRKの機能は予備試験と全く同様の成果が安定して得られ、荷重の吊上げ走行は円滑に行なわれた。(2)DRKによる搬器速度は風力ガバナ制御と異なり任意に選べるので、3速の場合は150m距離で横取りが30mを越えなければ1サイクル6分以内で集材でき、平均1【m^3】荷重で時間当たり約10【m^3】の功程をあげ得ることが判明した。この能率は我が国1般のエンドレスタイラー方式を下らない高い値である。(3)実搬器の走行運動は荷重宙吊り時の方が鼻上げ時よりも動揺は少なく、DRKの釣合いトルクの限界近くで制御可能であることが分った。鼻上げ時はスリングが前後に搖れるので張力変動に影響されないためには、夛少DRKを強めに働かせなければならなかったが、それによる運転上の諸問題は全く起らなかった。(4)約400【m^3】の集材作業終了後、DRKのライニング摩耗量を測定したが、コーンのテーパーに最もよく当った個所でも0.10.2mmに過ぎず、当らない不接触面も約30%残されていたことからみて、この程度の集材量では未だライニング面の馴染みにさえ至っていないことが知れ、予想以上に耐久性の大きい見通しを得た。(5)運転手のDRK制御動作は単純そのもので実搬器走行中は動作に変化がみられず、ハートチェッカーによる心拍数もその間減少ぎみで休憩時間と同じ傾向を示し、精神的にも解放感を覚えている実態を把握できた。以上の結果から、DRKの着想ならびに試作機としての総合試験結果は申し分なく、アレリカで一般のインターロック方式に比べ、はるかに構造が簡単であり、岩大式集材法における本機の実用性は極めて高く、この機構は他の干渉型索張り一般にも広く応用可能な展望を得た。
金属製人工関節しゅう動面が不動態膜を維持し得るための表面形状に関する研究

(目的)生体用金属材料は体内で不動態膜を形成することによって電気化学的安定性(耐食性)を得ると同時に低毒性を確保している.しかし,摩擦環境下では不動態膜は損傷を受け,耐食性は低下する.我々は体内環境を模した腐食環境下でCo-28Cr-6Mo,SUS316L,Ti-6Al-4V合金を摩擦し,不動態膜損傷度を電気的に測定し,摩擦損傷度と金属溶出量の関係について検討した.(方法)擬似環境として70mlのPBS(-)を使用した.Pin-on-Disk摩擦試験装置にUHMWPE Disk上で金属Pinを加圧しながら3.6108mm/sの一定速度で摩擦した.金属摩擦面の表面粗さをRa<0.1μmに仕上げた.その間,(1)2電極法による自然分極電位を経時的に測定し,金属同士を摩擦して得られた分極電位を100%不動態膜破壊電位として,UHMWPEと金属の摩擦時に得られた分極電位から金属表面の不動態膜損傷度を推定した.更に,(2)3電極法による一定の分極電位を金属試験片に負荷し,負荷電圧(カソード,アノード電圧)に対する金属溶出量をICP分析により測定した.(結果および考察)(1)摩擦速度3.6mm/sではSUS316L,Co-28Cr-6Mo,Ti-6Al-4V合金は全て良好な不動態膜を維持した.特に,Ti-6Al-4Vは低摩擦速度では他の2合金に比べて高い耐食性を維持した,いずれも015%程度の損傷度であった.(2)摩擦速度23.5mm/sでは全般に損傷度は2050%程度に上昇した.更に摩擦負荷上昇に伴って損傷度が上昇する傾向が観られた.Ti-6Al-4Vの不動態膜損傷度は30%以下であった.(3)摩擦速度108mm/sでは低摩擦負荷(20N以下)では不動態膜維持能は良好であるが,高負荷になるに伴って明瞭な損傷度上昇が観られた.特に,Ti-6Al-4Vの不動態膜損傷度は著しく低下し,摩擦負荷200N(60MPa)以上では80%に達し,最も損傷度が高い結果となった.(4)Co-28Cr-6Moの摩擦に伴う金属溶出量は電圧非制御条件下では67.27μg/70ml,不活性領域E_<corr>=-1.0V(vs.SCE)では1.68μg/70mlであった.不動態領域E_<corr>=+0.3V(vs.SCE)では211.96μg/70mlであった.不動態膜損傷によって金属溶出量は大幅に上昇することが確認できた.(目的)生体用金属材料は体内で不動態膜を形成することによって電気化学的安定性(耐食性)を得ると同時に低毒性を確保している.しかし,摩擦環境下では不動態膜は損傷を受け,耐食性は低下する.我々は体内環境を模した腐食環境下でCo-28Cr-6Mo,SUS316L,Ti-6Al-4V合金を摩擦し,不動態膜損傷度を電気的に測定し,摩擦損傷度と金属溶出量の関係について検討した.(方法)擬似環境として70mlのPBS(-)を使用した.Pin-on-Disk摩擦試験装置にUHMWPE Disk上で金属Pinを加圧しながら3.6108mm/sの一定速度で摩擦した.金属摩擦面の表面粗さをRa<0.1μmに仕上げた.その間,(1)2電極法による自然分極電位を経時的に測定し,金属同士を摩擦して得られた分極電位を100%不動態膜破壊電位として,UHMWPEと金属の摩擦時に得られた分極電位から金属表面の不動態膜損傷度を推定した.更に,(2)3電極法による一定の分極電位を金属試験片に負荷し,負荷電圧(カソード,アノード電圧)に対する金属溶出量をICP分析により測定した.(結果および考察)(1)摩擦速度3.6mm/sではSUS316L,Co-28Cr-6Mo,Ti-6Al-4V合金は全て良好な不動態膜を維持した.特に,Ti-6Al-4Vは低摩擦速度では他の2合金に比べて高い耐食性を維持した,いずれも015%程度の損傷度であった.(2)摩擦速度23.5mm/sでは全般に損傷度は2050%程度に上昇した.更に摩擦負荷上昇に伴って損傷度が上昇する傾向が観られた.Ti-6Al-4Vの不動態膜損傷度は30%以下であった.(3)摩擦速度108mm/sでは低摩擦負荷(20N以下)では不動態膜維持能は良好であるが,高負荷になるに伴って明瞭な損傷度上昇が観られた.特に,Ti-6Al-4Vの不動態膜損傷度は著しく低下し,摩擦負荷200N(60MPa)以上では80%に達し,最も損傷度が高い結果となった.(4)Co-28Cr-6Moの摩擦に伴う金属溶出量は電圧非制御条件下では67.27μg/70ml,不活性領域E_<corr>=-1.0V(vs.SCE)では1.68μg/70mlであった.不動態領域E_<corr>=+0.3V(vs.SCE)では211.96

μg/70mlであった.不動態膜損傷によって金属溶出量は大幅に上昇することが確認できた.(方法)インプラント金属の多くは表面に不動態膜を形成して電気化学的安定性(耐食性)を得ている。しかし、体内で金属が摩擦されると不動態膜は破壊損傷を受け、耐食性は低下する。供試材料にSUS316L,Co-28Cr-6Mo,Ti-6Al-4VおよびUHMWPEのデイスクとピン試験片を作成し、ピンオンデイスク型摩擦試験を行いながら摩擦に伴う不動態膜の破壊をポテンショスタットを用いて電位変化をモニタしながら観察した。更に擬似体液中の金属溶出量をICP分析した。(結果および考察)金属対金属で摩擦(負荷50N、摩擦速度108mm/sec)では不動態膜は完全に破壊され、それぞれの金属固有の腐食電位を示した。一方,金属対UHMWPEの組み合わせで摩擦(摩擦速度3.6、23.5、108mm/s、負荷2.8-465N)すると負荷量と摩擦速度に依存した不動態膜損傷の変化が観察された。不動態膜損傷度=(腐食電位-自然分極電位)/(全破壊電位-自然分極電位)×100(%)で評価した。低速(3.6mm/s)域ではSUS316LとCo合金は30%程度、Ti合金は10%程度、23.5mm/sでは、SUSが50%程度、Co合金は65%、Ti合金は30%程度の損傷を受けた。一方,108mm/sではSUS、Co合金は50-65%程度であったのに対して、Ti合金は80%程度に急上昇した。また、108mm/sにおいて負荷依存性が顕著になった。以上の結果をもとに現在臨床使用されている金属骨頭/金属臼蓋、金属骨頭/UHMWPE製人工股関節を想定して不動態膜損傷度20%と40%以下を維持するための許容骨頭負荷を推定した。金属同士の組み合わせではSUS、CO合金が骨頭径37mm、半径隙間0.01mmでのみ許容負荷(130300N)内に収まった.Ti合金では2Nと低値であった。一方,金属骨頭/UHMWPEの組み合わせでは半径隙間0.1mm、骨頭径28mmで8007000N、37mm径で2000130000Nの許容負荷値をしめし、さらに不動態膜損傷度を低く設定可能であることが示唆された。(目的)生体用金属材料は体内で不動態膜を形成することによって電気化学的安定性(耐食性)を得ると同時に低毒性を確保している.しかし,摩擦環境下では不動態膜は損傷を受け,耐食性は低下する.我々は体内環境を模した腐食環境下でCo-28Cr-6Mo,SUS316L,Ti-6Al-4V合金を摩擦し,不動態膜損傷度を電気的に測定し,摩擦損傷度と金属溶出量の関係について検討した.(方法)擬似環境として70mlのPBS(-)を使用した.Pin-on-Disk摩擦試験装置にUHMWPE Disk上で金属Pinを加圧しながら3.6108mm/sの一定速度で摩擦した.金属摩擦面の表面粗さをRa<0.1μmに仕上げた.その間,(1)2電極法による自然分極電位を経時的に測定し,金属同士を摩擦して得られた分極電位を100%不動態膜破壊電位として,UHMWPEと金属の摩擦時に得られた分極電位から金属表面の不動態膜損傷度を推定した.更に,(2)3電極法による一定の分極電位を金属試験片に負荷し,負荷電圧(カソード,アノード電圧)に対する金属溶出量をICP分析により測定した.(結果および考察)(1)摩擦速度3.6mm/sではSUS316L,Co-28Cr-6Mo,Ti-6Al-4V合金は全て良好な不動態膜を維持した.特に,Ti-6Al-4Vは低摩擦速度では他の2合金に比べて高い耐食性を維持した,いずれも015%程度の損傷度であった.(2)摩擦速度23.5mm/sでは全般に損傷度は2050%程度に上昇した.更に摩擦負荷上昇に伴って損傷度が上昇する傾向が観られた.Ti-6Al-4Vの不動態膜損傷度は30%以下であった.(3)摩擦速度108mm/sでは低摩擦負荷(20N以下)では不動態膜維持能は良好であるが,高負荷になるに伴って明瞭な損傷度上昇が観られた.
脳ホルモンからみた魚類における摂食調節機構の多様性

マツカワにおけるグレリンとニューロペプチドY(NPY)cDNAクローニング,それらの発現組織分布,およびNPYの脳内分布を調べた.これらにより,マツカワとキンギョの摂食調節機構の多様性を探るための分子基盤が整った.さらにNPYの脳内分布が明らかとなり、組織学的にNPYとMCHの相互関係を調べる基盤も整った.魚類の摂食調節機構の多様性に関与することが示唆されているマツカワのオレキシン(ORX)cDNAは20年度(DC)にクローニング済みではあったが,その作用に関してはデータがなかった.そこでマツカワにおけるORXの摂食調節への関与を調べるため絶食実験を行った.その結果,無給餌群において有意に視床下部内ORX遺伝子発現量が高いことが分かった.飼育実験が容易であるメダカを用いて摂餌とORXの関連性を調べた.メダカの脳内ORX量は摂餌中に低く,さらに,定刻給餌時刻に給餌されないことで,その後(3時間後)有意に増加していたことからメダカにおいて脳内ORXは摂餌に関与することが示唆された.また,12時で24時より有意に脳内ORX量は高かった.この結果は,脳内ORX分泌量における日周リズムの存在を示唆するが,給餌時刻に同調している可能性も考えられる。
バクテリアによる生体鉱物の生成機構

汚染された環境を浄化する方法として,物理学的に取り除く方法,化学反応により無害化する方法,そしてバクテリアなどの生物機能を活用して回復する方法がある.特に,生物機能を利用して浄化するバイオレメデイエーションは,浄化に長期間を要する汚染に対して二次汚染のない有効な方法である.単純な組織構造を有しているバクテリアは,汚染環境から有害物質を細胞内に取り込み,固定して,各種の生体鉱物を細胞内外に生成する働きがある.この生体鉱物化作用のメカニズムを解明し,汚染された環境の浄化に役立てることが本研究の目的であった.本研究補助金で購入した位相差偏光顕微鏡や低真空走査型電子顕微鏡を用いて,地球上の様々な環境(鉱山,鉱床,温泉,間欠泉,汚染土壌,湖沼堆積物,風化花崗岩,活性汚泥など)からFe,Mn,Zn,Cu,U,Cdなどの元素を持つバクテリアが細胞内に生体鉱物を生成している例を数多く発見した.特に,室内実験からMnやFe,イオンがバクテリアの細胞に取り込まれ,マンガンノジュールを形成する過程を透過型電子顕微鏡観察により明らかにすることができた.また,XRD,XRF,EDX,FT-IR,ESCAなどの方法も用い,この生体鉱物化作用を総合的にとらえそのメカニズムを明かにした.3年間の研究成果は,国内および国際学会で発表し,論文も学術誌に多数公表した.汚染された環境を浄化する方法として,物理学的に取り除く方法,化学反応により無害化する方法,そしてバクテリアなどの生物機能を活用して回復する方法がある.特に,生物機能を利用して浄化するバイオレメデイエーションは,浄化に長期間を要する汚染に対して二次汚染のない有効な方法である.単純な組織構造を有しているバクテリアは,汚染環境から有害物質を細胞内に取り込み,固定して,各種の生体鉱物を細胞内外に生成する働きがある.この生体鉱物化作用のメカニズムを解明し,汚染された環境の浄化に役立てることが本研究の目的であった.本研究補助金で購入した位相差偏光顕微鏡や低真空走査型電子顕微鏡を用いて,地球上の様々な環境(鉱山,鉱床,温泉,間欠泉,汚染土壌,湖沼堆積物,風化花崗岩,活性汚泥など)からFe,Mn,Zn,Cu,U,Cdなどの元素を持つバクテリアが細胞内に生体鉱物を生成している例を数多く発見した.特に,室内実験からMnやFe,イオンがバクテリアの細胞に取り込まれ,マンガンノジュールを形成する過程を透過型電子顕微鏡観察により明らかにすることができた.また,XRD,XRF,EDX,FT-IR,ESCAなどの方法も用い,この生体鉱物化作用を総合的にとらえそのメカニズムを明かにした.3年間の研究成果は,国内および国際学会で発表し,論文も学術誌に多数公表した.高感度偏光微分干渉顕微鏡,透過型電子顕微鏡(TEM),走査型電子顕微鏡(SEM)など当科学研究費補助金で購入した機器類をフルに使用することにより,本年度は,飛躍的に研究成果が上がった。1992年度に公表した論文の数は,21編あり,学会発表等は,10回に及んだ。公表論文のほとんどは,レフリーのある国内外雑誌であり,その半数は英文で,研究代表者の田崎が,ファーストオーサーである。そのうちChemical Geology,Claysand Clay Minerals ODPリポートは国際誌で高く評価されている雑誌である。また国際学会に多く出席し研究成果を発表した。例えば,国際地質学会,グローバルアメニティー,WRIで5編の論文を発表した。公表論文の代表的なものを裏面にリストアップした。一つは,セメントコンクリートの微生物腐食の研究である。バクテリアがコンクリートを腐食し,その表面にジャロサイトやジプサムを生成するプロセスを追った。もう一つは,先カンブリア紀のチャート中から化石化したバクテリアを多数認めた。そのバクテリアの細胞中には,有機炭素と無機炭素が混在しており,電顕でこれらが,グラファイトに変化するプロセスを追った。EPMA,XPSで化学組成の変化もしらべた。ODPの研究成果が上がった。伊豆・小笠原弧における熱水変質と,その鉱物の変化,化学組成の変化を,電顕を駆使してミクロンオーダで調べた。粘土鉱物や沸石の生成は,当時,熱水の循環があり,はげしい海底火山噴火を物語っている。その中で,火山性砂岩中に認められたグリーンマリーンクレーの薄片に,バクテリアが見出された他,XRD,FT-IR,ESCA,TEMにより,有機物も検出した。この結果はバクテリアの関与で,有機物質がコントロールされて,無機物を生成することを示した。バクテリアによる自浄作用と生体鉱物化作用を研究するために、河川堆積物、ヘドロ、活性汚泥、間欠泉に生息するバクテリアについて、本研究の補助金で購入した位相差偏光顕微鏡や走査型および透過型電子顕微鏡、分析電子顕微鏡、X線粉末回析などにより観察と分析を行った。その結果、中性の河川水と堆積物の中に、マンガンを濃集するバクテリアを発見した。そのバクテリアは、酸化条件下で数日の光合成によりガラス壁にマンガンを沈着させる。今まで、鉄成分を濃集するバクテリアの報告は多くされてきたが、マンガンの濃集については、まれであった。この結果はマンガン鉱石やマンガンノジュールの生成メカニズムの解明の糸口となる。

また、酸性の鉱山排水溝中に生息する珪藻は、殻の外部に厚くシリカと鉄を沈着させており、中海のヘドロ中に生息する珪藻の殻の内部には、沢山のフランボイダルパイライトの生成が認められた。これらはいずれも、珪藻の生きている最中に殻の内外にSi,Fe,Sを取り入れて水を浄化し、有機物から無機物を生成する生体鉱物化作用を行っている。さらに、アイスランドとニュージーランドのアルカリ性の間欠泉の周辺には、耐熱性細菌がカルシュウムを細胞壁に沈着させて、炭酸塩鉱物を生成しているのを認めた。このバクテリアは地球上のCO2の固定に大きな役割を担っていると考えられる。これらの研究結果は、国際粘土学会や国際生体鉱物学会で発表しプロシーデイングに掲載されるほか、日本の国内の学術雑誌に公表した。低真空ウエット走査型電子顕微鏡,透過型電子顕微鏡,位相差偏光顕微鏡を用いて,世界各地の温泉や間欠泉の沈殿物,風化花崗岩,鉱山,鉱床のずり,湖沼堆積物,汚染土壌,バイオマットなどに生育するバクテリアを観察し,ミクロンオーダーの化学分析をした(田崎が担当).また,同時に,X線粉末回折分析,エレクトロンマイクロプローブを用いて生体鉱物の結晶構造や元素濃度分布を明らかにした(赤坂が担当).一方,北陸地方で採集した水と堆積物を用いてビーカーの中でバクテリアを培養し,その変化過程を観察したところ,バクテリアの細胞内外にFe,Mn,Zn,U,Asなどの重金属イオンの濃集と生体鉱物を多数発見した.これらの研究成果は汚染された環境下における自浄作用としても注目され,日本粘土学会,日本地質学会環境セミナー,世界応用生物無機化学シンポジウム(オーストラリア),世界粘土学会(オーストラリア)で論文発表を行い,高い評価を得た.また,国内外の学術雑誌および国際学会のプロシ-デイングに論文を投稿した.1994年および1995年に公表された論文は,1995年2月末現在11編で,印刷中の論文は12編である.
LHC実験のためのQCD高次補正を含むイベントジェネレータの開発

エネルギー・フロンティアにおける次期大型加速器として、欧州原子核研究機構(CERN)ではLHC(Large Hadron Collider)計画を推進している。これは、陽子・陽子の衝突型加速器で、陽子ビームを7TeVまで加速し衝突させるもので(衝突エネルギー14TeV)、2007年の実験開始に向けて建設が進んでいる。LHCの実験グループの一つであるATLASグループに、日本からも100人規模の研究者が参加しており、実験の準備を進めているところである。LHC実験の目的の一つは、Higgs粒子の探索にある。Higgs粒子とは、現在までに高い精度でその正しさが確認されている素粒子物理学の標準模型のなかで、唯一その存在が予言されていながら実験的に確認されていない粒子であり、この粒子を発見し、その性質を出来る限り精密に測定する事は、標準理論を完成させる上で非常に重要である。LHC実験は上記Higgs粒子以外の新粒子・新現象の発見にも重点がおかれており、衝突エネルギーを上げやすい陽子・陽子衝突型加速器となっている。しかし、陽子はクォークやグルーオンという、強い相互作用を行う粒子からなる複合粒子であるため、その衝突に際してはジェットと呼ばれる、大量の粒子群を生成する。それが信号の測定に対する、大きなバックグランドとなることが分かっている。このような大量のバックグランドの中から、目指す信号を発見し、また精密測定を行うためには、バックグランドの振る舞いを、出来る限り精密に理解しておく必要がある。そのためには、バックグランドを生成している強い相互作用を記述するQCD(Quantum Chromodynamics、量子色力学)の理解が不可欠である。本研究ではそのために、QCBの摂動計算により高次補正まで含んだイベント・ジェネレータを作成する基本的な方法を確立した。高次補正を含んだイベント・ジェネレータの作成に必要な各要素を挙げると、1)散乱振幅1(最低次)、2)散乱振幅2(ループ補正)、3)散乱振幅3(実粒子生成補正)、4)ループ積分、5)soft/collinear近似計算、5)パートン・シャワーモデル、6)パートン・シャワーと散乱振幅の整合的接続、複数の散乱過程の統合である。以上各要素の基本研究に基づき、実際に簡単な物理過程(ドレル・ヤン過程、即発光子生成過程)についてのイベント・ジェネレータを作成した。本成果を基盤とし、LHC実験に必要な「W/Zボソン+(複数)ジェット」の過程等のより複雑な反応過程のイベント・ジェネレータの作成が可能となった。本グループにより開発されている、GRACEと呼ばれるファインマン振幅の自動生成プログラムを改良し、QCD(強い相互作用を記述する場の量子力学的理論)の高次補正効果を取り入れたイベント・ジェネレータ(仮想事象生成プログラム)を作成するための基礎的研究を行った。平成14年度においては、陽子・(反)陽子衝突における、4体b-クォーク生成反応のジェネレーターであるGR@PPA_4bを作成し論文を発表すると共に、プログラムを公開した。