hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌特異的な代謝活性の発見と制御に向けたｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｂｉｏｌｏｇｙの新手法

前述の新規蛍光プローブの感度を鑑みるに、今回発見したA549で亢進している代謝活性を評価することは可能だと思われ、検出系の改善と新たな阻害剤スクリーニングの標的発見は、今後代謝活性評価系のさらなる拡張が可能であり、大きな進展と言える。また、酵素の局在を操り、特定のオルガネラ膜にトラップする系の開発は、酵素の局在と活性の関係について知見が得られると期待される。実際に解糖系酵素の他、Rasタンパクなどいくつかのタンパクの局在を制御することができ、タンパクの局在という点からがんをはじめとする疾患関連タンパクの機能解明に貢献するツールとなり得る評価系の基礎の構築に成功したのは大きな進展と言える。前年度までに、細胞外代謝物を検出するための新規蛍光プローブを4種開発した。本年度はこれら新規プローブを用いて、新たな代謝活性について生細胞系で評価することで、Pathway-Oriented Screeningの拡張を行った。具体的にはがん関連代謝経路の1つであるMethylglyoxal(MG)代謝系と前年度までに正常細胞(NHBE)よりも肺がん細胞(A549)で亢進していると自身で突き止めたアミノ酸代謝である(Gln→Ser、Gln→Asn)。まずMG代謝系であるが、解糖系中間代謝物から生じるMGは細胞毒性があり、多くのがんでMGをD-lactateへ代謝する活性が高く創薬標的の1つと考えられている。そこでinputとしてMGを生細胞に加え、outputとして細胞外に放出されたD-lactateを蛍光検出することでMG代謝系の活性評価を行うこととした。実際に複数種のがん細胞、正常細胞をもちいて細胞外D-lactateを検出し、MG代謝系の活性評価に成功した。さらに現在東京大学創薬機構との共同研究により阻害剤探索を行っている。次にアミノ酸代謝であるが、本年度は複数種のがん細胞について、上記の代謝系が亢進している結果をLC-MSベースで得ている。さらに新規蛍光プローブを用いて細胞外SerおよびAsnの検出に成功し、これらアミノ酸代謝活性についても蛍光プローブで評価することができることが示唆された。また、細胞膜タンパクとミトコンドリアタンパクをCIDシステムで二量体化させると一部のミトコンドリアで二量体化することを発見しており、本年度はこれについて検討したところ、ミトコンドリアが細胞膜上に移動して二量体化していることが分かり、これはミトコンドリアの局在を変化させるツールになると考えられる。現在ミトコンドリア局在変化と細胞機能への影響について検討している。前年度までに開発した新規蛍光プローブを用いて実際に生細胞存在下で細胞外代謝物を検出し、解糖系以外の標的代謝活性(MG代謝系、アミノ酸代謝2種、計3種)を評価することができた。これは自身の構築するPathway-Oriented Screeningが解糖系に留まらず、様々な代謝系を評価可能な新規cell-based assayであることを示唆する重要な結果である。さらに複数の細胞種において評価可能であり、汎用性のある系へと構築することを達成した。MG代謝系については阻害剤スクリーニングも実施しており想定以上の進展と言える。
ヒト精子幹細胞の長期培養系の確立

精子幹細胞は精子形成の源であり、男性不妊症治療の新たなターゲットとして注目されている。精子幹細胞は無限に増殖し、研究代表者らが確立したマウス長期培養系(Germline stem; GS細胞)では、2年以上培養した後も培養細胞を精巣内に移植すると精子へと分化し、正常な子孫を作った。この培養技術をヒトには展開することができれば、新しい不妊治療法となる可能性が高い。本年度の研究ではヒト精子幹細胞のin vivoアッセイ系の確立のため、ヒト精巣の支持細胞であるセルトリ細胞をマウスの精巣環境へ移植し、精子分化の誘導を試みた。ヌードマウスにBusulfanを投与したのち、Cadmiumを投与し、内因性精子形成およびセルトリ細胞を除去した。2ー3週間後にヒト精巣凍結サンプル(米国ピッツバーグ大学より提供)を酵素処理にて細胞を遊離し、ホストマウス精細管内に移植した。また、ヒト精巣凍結サンプルを用いてヒト精子幹細胞マーカーの同定を試みた。通常細胞の遊離の用いられているトリプシンは多くの表面抗原を破壊するため、酵素処理が無い方法(cell dissociation bufferなど)や他の酵素(dispaseなど)を用いて表面抗原を保つことができる条件を検討した。Cell dissociation bufferのみにて細胞を遊離することは困難であり、Collagenase処理と組み合わせた方法にて遊離できることが分かった。これによりヒト精巣凍結サンプルを遊離し候補抗原についてフローサイトメトリーにてスクリーニングを行った。また、ヒト精巣凍結サンプルを用いて免疫染色を行った。フローサイトメトリーでは精原細胞に発現する分子を検出できなかったが、免疫染色にて数個の候補分子が認められた。また、ヒトGS細胞の培養法を確立するため、培養条件の改善を試みた。ヒト精子幹細胞のin vivoアッセイ系の確立については、ヒト精巣の支持細胞であるセルトリ細胞をマウスの精巣環境へ移植し、精子分化の誘導を試みた。ヒト精子幹細胞マーカーの同定についても、ヒト凍結精巣サンプルからの細胞の遊離法を確定し、スクリーニングによって候補分子を同定しつつあり、概ね順調に進んでいる。本年度の研究では、ヒト精子幹細胞のin vitroアッセイ系の開発を目指す。マウス精子幹細胞はセルトリ細胞上へ播種するとセルトリ細胞の下へと潜り込み、敷石状コロニーを形成する。また、そのコロニー形成活性は移植によって得られた幹細胞活性と相関することを研究代表者らは報告している。本研究ではマウスやそれ以外の動物のセルトリ細胞と、ヒト精子幹細胞を含む細胞集団を共培養することで、in vitroアッセイ系を確立することを目指す。また、昨年度候補として挙げられたヒト精子幹細胞の表面抗原と、さらにスクリーニングにより候補分子を絞り込み、精子幹細胞マーカー分子の同定を目指す。それを用いてMagnetic sortingにより精子幹細胞の濃縮を試みる。濃縮されたヒト精子幹細胞集団のRNAシークエンスおよびsingle cell解析を行い、増殖関与分子や表面抗原についての情報を解析する。RNAシークエンスの解析結果を踏まえ、霊長類精子幹細胞の生存を促す小分子化合物を、96穴プレートを用いた自動スクリーニングにて調べる。Selleck chemical、calbiochemもしくはPrestwick社由来のケミカルライブラリーを利用する。また、昨年度に得られたマイクロアレイ法にてDBA/2とC57BL/6の間の遺伝子発現比較のデータも参考に、未知の増殖シグナルを検索する。昨年度から行なっているヒト精子幹細胞のin vivoアッセイ系の確立のため、ヒト精巣細胞を精巣へ移植したホストマウスについて、精子分化の誘導の有無を調べる。ヒト

精子幹細胞マーカーの同定についても、ヒト凍結精巣サンプルからの細胞の遊離法を確定し、スクリーニングによって候補分子を同定しつつあり、概ね順調に進んでいる。本年度の研究では、ヒト精子幹細胞のin vitroアッセイ系の開発を目指す。マウス精子幹細胞はセルトリ細胞上へ播種するとセルトリ細胞の下へと潜り込み、敷石状コロニーを形成する。また、そのコロニー形成活性は移植によって得られた幹細胞活性と相関することを研究代表者らは報告している。本研究ではマウスやそれ以外の動物のセルトリ細胞と、ヒト精子幹細胞を含む細胞集団を共培養することで、in vitroアッセイ系を確立することを目指す。また、昨年度候補として挙げられたヒト精子幹細胞の表面抗原と、さらにスクリーニングにより候補分子を絞り込み、精子幹細胞マーカー分子の同定を目指す。それを用いてMagnetic sortingにより精子幹細胞の濃縮を試みる。濃縮されたヒト精子幹細胞集団のRNAシークエンスおよびsingle cell解析を行い、増殖関与分子や表面抗原についての情報を解析する。RNAシークエンスの解析結果を踏まえ、霊長類精子幹細胞の生存を促す小分子化合物を、96穴プレートを用いた自動スクリーニングにて調べる。Selleck chemical、calbiochemもしくはPrestwick社由来のケミカルライブラリーを利用する。また、昨年度に得られたマイクロアレイ法にてDBA/2とC57BL/6の間の遺伝子発現比較のデータも参考に、未知の増殖シグナルを検索する。昨年度から行なっているヒト精子幹細胞のin vivoアッセイ系の確立のため、ヒト精巣細胞を精巣へ移植したホストマウスについて、精子分化の誘導の有無を調べる。
省電力LSI用高誘電率ゲート絶縁膜の自己整合プロセス開発

本研究では、電子サイクロトロンプラズマを活用したSiの低温酸化、Hf金属膜のスパッタ堆積、金属膜の表面酸化、およびその後の酸素制御熱処理により、SiO_2膜換算膜厚(EOT : Effective Oxide Thickness)で1.0nm以下のゲート絶縁膜(High-k)形成に関する技術基盤を確立することを目的とした。目標は、同一EOTのSiO_2膜と比較して4桁以上のリーク電流低減、Si酸化膜と同程度の界面特性の実現である。得られた成果は以下の通りである。1.Ar/O_2混合プラズマ[最適条件:O_2/Ar=0.1/30scccm]による1.2nmのSiO_2膜形成、スパッタリングによる3nmのHf金属の堆積、酸素プラズマ照射によるHf表面酸化、を同一真空中で行い、急速熱処理により組成変調条件を広範囲に調べた。その結果、Hf表面酸化時間8.5分、熱処理条件650°Cで30秒間の時、最も低いEOTが得られた。この時のEOTは1.1nmで、リーク電流は同一膜厚のSiO_2膜と比較して4桁の低減ができた。また、XPSによる測定から、熱処理によりHfOxの組成がHfO_2に変化したこと、SiO_2とHfが反応してSiO_2の膜厚が減少すると供にHfシリケートが形成される事を示した。2.TaNをMOSFET用ゲート電極に用いることを目的とし、TaN膜をマグネトロンスパッタリングにより成膜して熱処理によりその最適化を行なった。その結果、TaNは750°C以下のMOSFET作成プロセスに用いることができるとの知見を得た。また、デバイス作成において不可欠となるTaNの加工として、Hfをマスク材とした化学処理により5μmサイズの加工プロセスを確立した。3.High-kゲートMOSFETの試作プロセスを完成させた。メタルゲートにTaN、ゲート絶縁膜にHf系High-k膜を用い、TaN/High-k/Si-MOSFETを作成して性能検証を行なった。その結果、試作したデバイスは、同一膜厚のSiO_2と比較して相互コンダクタンスが40%増加していた。本研究では、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマを活用したSiの低温酸化、Hf金属膜のスパッタ堆積、金属膜の表面酸化、およびその後の酸素制御熱処理により、SiO_2膜換算で1.0nm以下のゲート絶縁膜形成に関する技術基盤を確立することを目的としている。目標は、同一膜厚のSiO_2膜と比較して4桁以上のリーク電流低減、Si酸化膜と同程度の界面特性の実現である。これを実現するため、以下のプロセスを開発した。(1)Ar/O_2混合プラズマ[最適条件:O_2/Ar=0.1/30scccm]による1.2nmのSiO_2膜形成、(2)スパッタリングによる3nmのHf金属の堆積、(3)酸素プラズマ照射によるHf表面酸化、を同一真空中で行い、急速熱処理により組成変調条件を広範囲に調べた。本年度に得られた成果は以下の通りである。(1)Hfの表面酸化時間8分に対して熱処理時間を30秒とした時、650°Cが最も低いSiO_2換算膜厚(EOT)が得られた。この時のEOTは1.3nmであった。

(2)熱処理条件を650°C、30秒とした時、Hfの表面酸化時間は8.5分が最も低いEOTが得られた。種々の処理条件を調査した結果、この条件が最適で、EOTは1.1nmであった。また、リーク電流は同一膜厚のSiO_2膜と比較して4桁の低減できた。(3)最適条件で作成された絶縁膜は、SiO_2と同程度に良い界面特性を有することを明らかにした。また、XPSによる測定から、熱処理によりHfOxの組成がHfO_2に変化したことを確かめた。本研究では、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマを活用したSiの低温酸化、Hf金属膜のスパッタ堆積、金属膜の表面酸化、およびその後の酸素制御熱処理により、SiO_2膜換算膜厚(EOT:Effective Oxide Thickness)で1.0nm以下のゲート絶縁膜(High-k)形成に関する技術基盤を確立することを目的としている。目標は、同一EOTのSiO_2膜と比較して4桁以上のリーク電流低減、Si酸化膜と同程度の界面特性の実現である。これを実現するため、以下のプロセスを開発した。(1)Ar/O_2混合プラズマ[最適条件:O_2/Ar=0.1/30scccm]による1.2nmのSiO_2膜形成、(2)スパッタリングによる3nmのHf金属の堆積、(3)酸素プラズマ照射によるHf表面酸化、を同一真空中で行い、急速熱処理により組成変調条件を広範囲に調べた。本年度に得られた成果は以下の通りである。1.熱処理条件を650°C、30秒とした時、Hfの表面酸化時間は8.5分が最も低いEOTが得られた。また、リーク電流は同一膜厚のSiO_2膜と比較して4桁低減し、C-V特性からHigh-k/Si界面はSiO_2/Si界面と同程度であることを示した。(APL誌に投稿予定)2.High-k膜上のゲートメタルとしてTaNの成膜プロセスを確立した。デバイス作成において不可欠となるTaNのエッチングは、Hfをマスク材とした化学処理により5μmサイズの加工ができた。(J.J.A.P誌に投稿予定)3.High-kゲートMOSFETの試作プロセスを完成させた。試作したデバイスは、同一膜厚のSiO_2と比較して相互コンダクタンスが40%増加していた。
長期的葉酸摂取の把握を通じたダウン症候群リスク低減に向けた分子疫学研究

各世代における遺伝子多型とホモシステインの関連をみるために、新生児、母親、さらに祖母の三世代におけるサンプリングを行った。サンプリングはすべての世代で終了しており、世代によってホモシステイン・葉酸代謝とMTHFR遺伝子多型との関連が異なることを示した。本研究は、母子保健における大きな課題の一つである先天性異常、その中でも頻度の高いダウン症候群の発症における葉酸およびその代謝関連因子の関与について、特に葉酸の長期摂取状況を反映する赤血球葉酸濃度に着目して解析を行い、ダウン症候群発症のリスク低減に向けたエビデンスの確立を目指すものである。本年度は、長崎大学医学部・歯学部附属病院及びその関連施設でフォローアップされているダウン症候群患者の母親(DS群)150例を対象にした臨床疫学研究を行うための研究基盤を形成するとともに、長崎県下の健康診断等を通じた対照群のサンプリングを行った。得られたサンプルは血清、血漿及び血球に分離し、保存の上今後の解析に備えている。また、各世代における遺伝子多型とホモシステインの関連をみるために、新生児、母親、さらに祖母の三世代におけるサンプリングを計画しており、研究分担者と協議を行っているところである。今後は、DS群150例を対象に、研究趣旨説明を十分に行い、インフォームドコンセントを得たのちに採血を行って、血清、血漿、血球を得たうえで、さらに、DS群の染色体DNAを用いてCGH(Comparative Genomic Hybridization)法による染色体上におけるダウン症候群発症関連領域の網羅的な解析を行う(林田、大学院生1名)。統計学的解析によって赤血球中葉酸濃度をはじめとするそれぞれのダウン症候群発症リスク要因についてのOdds比を算出し、リスクファクターの重み付けを行う(高村)。以上の結果を元にして、血球中葉酸濃度やMTHFR遺伝子多型がDown症候群発症のリスクファクターになることが確認されれば、エビデンスに基づいたダウン症候群の予防にむけたガイドブックを策定する。さらに長崎県下において地方自治体とも連携して母親学級等を通じた葉酸摂取の重要性について普及、啓蒙活動に供すると同時に、妊娠女性における赤血球中葉酸スクリーニングの実施に向けた準備を開始する。本研究は、母子保健における大きな課題の一つである先天性異常、その中でも頻度の高いダウン症候群の発症における葉酸およびその代謝関連因子の関与を明らかにし、ダウン症候群発症のリスク低減に向けたエビデンスの確立を目指すものである。本年度は、従来の遺伝子解析を継続すると同時に、各世代における遺伝子多型とホモシステインの関連をみるために、新生児、母親、さらに祖母の三世代におけるサンプリングを行い、次年度における遺伝子抽出、遺伝子多型調査に備えている。サンプリングはすでにすべての世代で終了しており、今後はSNPS解析によって各世代における遺伝子多型とホモシステイン、及び関連因子との関連について、調査を行う。今後は、染色体DNAを用いてCGH(Comparative Genomic Hybridization)法による染色体上におけるダウン症候群発症関連領域の網羅的な解析を行う(林田、大学院生1名)。統計学的解析によって赤血球中葉酸濃度をはじめとするそれぞれのダウン症候群発症リスク要因についてのOdds比を算出し、リスクファクターの重み付けを行う。現在、染色体DNAを用いてCGH (Comparative Genomic Hybridization)法による染色体上におけるダウン症候群発症関連領域の網羅的な解析を行い、統計学的解析によって赤血球中葉酸濃度をはじめとするそれぞれのダウン症候群発症リスク要因についてのOdds比を算出し、リスクファクターの重み付けを行っている。
生命科学研究における価格規制、知的財産権、企業モデルの分析

昨年度までに作成したデータベースを利用した実証研究を行った。第1の実証研究では,特許データを用いて,世界の市場で導入された代表的な医薬品がいつ,どこで,誰によって開発され,どの市場に導入されたかのデータを利用した分析を行った。このとき,欧,米,日本の地理的相違,企業規模の相違,バイオテクノロジー企業,公的研究機関,大学の役割に注目し,生命科学研究における世界的な技術移転の様式を分析した。日本の医薬品企業を主体とする技術移転が量的に不足していること,日本については大学からの医薬品企業への技術移転が不足しているという点が,データによって確認された。第2の研究は,生命科学研究の成果の代表である医薬品の価格設定が,企業の利益を左右し,それが研究開発の内容,方向,程度を左右するという関係を分析するために,まず,価格設定と医薬品需要の関係を検討した。そこでは代表的な医薬品200品目を対象にして,その需要の決定要因を検証した。この要因として,公的医療保険の薬価と,納入価格といった価格の変数,さらにはそれ以外の製品属性が需要に与える影響を定量的に把握した。さらに価格設定が,研究開発にどのように影響したかを検討した。第3の研究は,生命科学研究において私的利益を追求する企業が存立可能が否かを,日本の現在の医薬品企業が,現在の形で存続可能かという問題設定によって検討した。ここでは,第1,第2の研究において推定した,製品・サービスの将来価格,需要量,研究開発費用に関する係数を用いたシミュレーションを行った。これにより生命科学研究に携わる代表的な企業の利益を予測し,その存立可能性を検討した。現在の日本の価格政策と産業組織を前提にするとき,研究に携わる企業の存立可能性は極めて小さい。現在の薬価規制のあり方,あるいは産業組織のあり方の修正が必要である。研究全体に必要となる3種類のデータベースを作成した。第1のそれは日本の代表的な医薬品企業20社を対象とした1980年代以降の医薬品開発プロジェクトのデータである。同期間の医薬品開発数は約200品目であることから,プロジェクト数は1000程あると推定される。これらのプロジェクトについて,その研究主体の企業名,提携企業,研究時期とそのフェーズ,研究成果として獲得された特許その他の属性等についてデータを収集した。第2のそれは,1990年代に実際に開発された世界の代表的な医薬品300品目程について,研究主体の企業名,提携企業,研究成果として獲得された特許その他の属性等研究主体についてデータを収集した。第3のそれは,日本の代表的な医薬品200品目程の1990年以降の薬価,納入価格,売上額についてのデータを作成した。上記のデータベースを利用した研究を次のように行う。第1の実証研究では,日本の医薬品価格が企業の選択する生命科学研究プロジェクトの種類と,研究に投下する資源にどのように影響したかを検討する。その予備的考察として,「日本の薬価基準制度-過去25年の制度と評価」を執筆した。医薬品企業はこのような薬価,納入価格の将来動向を予想して,製品によってもたらされるキャッシュ・フローを最大化するような研究開発プロジェクトを選択すると想定される。さらに選択された研究プロジェクトがアメリカ合衆国における研究開発領域と異なるか否かを分析する。この第1の実証分析の準備を行った。

このとき,欧,米,日本の地理的相違,企業規模の相違,バイオテクノロジー企業,公的研究機関,大学の役割に注目し,生命科学研究における世界的な技術移転の様式を分析した。日本の医薬品企業を主体とする技術移転が量的に不足していること,日本については大学からの医薬品企業への技術移転が不足しているという点が,データによって確認された。第2の研究は,生命科学研究の成果の代表である医薬品の価格設定が,企業の利益を左右し,それが研究開発の内容,方向,程度を左右するという関係を分析するために,まず,価格設定と医薬品需要の関係を検討した。そこでは代表的な医薬品200品目を対象にして,その需要の決定要因を検証した。この要因として,公的医療保険の薬価と,納入価格といった価格の変数,さらにはそれ以外の製品属性が需要に与える影響を定量的に把握した。さらに価格設定が,研究開発にどのように影響したかを検討した。第3の研究は,生命科学研究において私的利益を追求する企業が存立可能か否かを,日本の現在の医薬品企業が,現在の形で存続可能かという問題設定によって検討した。ここでは,第1,第2の研究において推定した,製品・サービスの将来価格,需要量,研究開発費用に関する係数を用いたシミュレーションを行った。これにより生命科学研究に携わる代表的な企業の利益を予測し,その存立可能性を検討した。現在の日本の価格政策と産業組織を前提にするとき,研究に携わる企業の存立可能性は極めて小さい。現在の薬価規制のあり方,あるいは産業組織のあり方の修正が必要である。
神経回路網を備えた自律歩行モデルによる異常歩行の解析

本研究では,神経回路網を備えた歩行モデルを導入し,身体内部の機能障害と異常歩行との関係および異常歩行の発生メカニズムの力学的解析をめざす。特に機能障害としては,これまで工学が全く着手しなかった「拘縮(関節運動範囲の減少)」を取り上げる。本年度はまず神経回路網を備えた歩行モデルを構築し,昨年度得られた健常者の関節可動範囲を考慮に入れ,正常歩行のシミュレーションを行なった。さらに拘縮を有する脳性麻痺児の関節可動域をモデルに導入し,拘縮による歩行異常のシミュレーションを試みた。歩行モデルは脚の左右交互や関節の屈伸リズムを生み出す神経回路網と筋骨格系リンクモデルで構成した。神経回路網は左右の股・膝・足関節の屈伸,骨盤の回旋,腰椎の屈伸運動を制御するものとし,筋骨格系は左右の大腿部・下腿部・足部と骨盤,上体部からなる2次元8リンクモデルとした。筋骨格系は二関節筋を含めて7個の主要な下肢の筋をもたせた。特に内部状態の変化(拘縮)を導入しやすい形にモデルの改造を加えた。はじめに神経回路網,回路網からの筋骨格系への入力および回路網へのフィードバックに係わるパラメータを試行錯誤的に決定し正常歩行のシミュレーションを可能とした。次に,この歩行モデルの関節の運動範囲に昨年度構築した拘縮モデルを導入して制限を加え,様々な程度の拘縮に起因する異常歩行のシミュレーションを行なった。シミュレーション結果は拘縮をもつ脳性麻痺児の歩行の特徴と類似したパターンを示すことが明らかとなった。今後さらに症例を増やしモデルの整合性を高める予定である。また,拘縮は特別な疾患に限らず,老化によっても観察される。したがって,本研究のターゲットを老人の関節可動域と歩行の異常あるいは歩行にまつわる疾患の発生と関連づけた研究を行なっていく予定である。本年度は骨や筋に関する形態学の知識を手かがりとして「拘縮」の機構学的な記述に着手した。拘縮は,特殊な疾患を除いて,病気の治療や高齢化による安静不動が継続した結果,関節運動の範囲が狭くなる障害をさす。病理学的には関節自身の変性と筋短縮の二つに大別される。筋には二つの関節を同時に運動させる二関節筋が存在するため,拘縮による関節の運動範囲への影響は隣接関節の角度に依存しない場合と,これに依存するものがある。股・膝関節の運動範囲は関節自身の可動域と大腿直筋,ハムストリングスの筋長との相互作用によって決定され,6種類の肢位における股関節と膝関節角度を直交座標平面にプロットした六角形で表現される。また,膝・足関節では二関節筋が腓腹筋のみなので,それらの運動範囲は5種類の肢位における膝関節と足関節角度の五角形で表現される。まず,814歳の健常男子35名について関節角度の計測を行なった。計測は従来の臨床検査法とは異なり下肢の股・膝・足関節について隣接関節の角度を規定した状態で行なう。その結果,股・膝関節の運動範囲は六角形,膝・足関節は五角形で表現でき,本モデルの妥当性が確認された。また健常者においても,年令に依存した股関節最大屈曲の減少,ハムストリングス・大腿直筋の短縮が認められた。次に,同様の計測を脳性麻痺児7名について行なった。その結果,まず,脳性麻痺においても,関節可動域は本研究で提案したモデルによって表現できることが明かとなった。また,脳性麻痺の関節可動障害は特に股関節の屈曲,伸展の制限,および下肢の全ての二関節筋に短縮であることが明らかにされた。

また,拘縮は特別な疾患に限らず,老化によっても観察される。したがって,本研究のターゲットを老人の関節可動域と歩行の異常あるいは歩行にまつわる疾患の発生と関連づけた研究を行なっていく予定である。
遷急区間侵食と基盤岩石物性を組み入れた岩盤河川の地形発達モデルの構築

岩盤河川における遷急区間の侵食(後退)速度について,河川侵食力と岩盤強度との両要素のパラメータからなるHayakawa and Matsukura(2003)による予察式をもとに,その式の適用可能性と,侵食速度に対する環境要素(地形・地質・気候・水文等)の検討・評価を進めた。これまで,房総半島の滝を対象とした当初のデータを含め,阿蘇外輪山,日光華厳滝,コロラドフロントレンジやナイアガラフォールズ(北米)などにおいては,Hayakawa&Matsukura(2003)の式は遷急区間の侵食速度の相違は,流量,滝の規模および岩盤強度の組み合わせによって説明され得ることが示されてきた(たとえばHayakawa and Matsukura,2009)。しかしながら,立山称名滝,および台湾中西部の河川群から得られたデータの解析によると,これらの河川における遷急区間侵食は上記の予察式により予測される侵食速度よりもはるかに大きい速度で実際に侵食されていることが明らかとなった。これらは,現地観察やGISを用いたDEM解析に基づいた解釈として,河川を流下する礫などの運搬物質が河床の侵食を促進している可能性があると議論されている(Hayakawa et al.,2008,2009)。今後さらに詳細な解析を行うために,より多くの分析事例を収集することが肝要である。また,こうした遷急区間の各大陸の山地地域における分布を調査するために,地形情報(DEM)の収集・整理を行った。たとえば,地形情報として全世界をカバーするSRTM(解像度90m)を,ワークステーションにおけるGISによって統合管理し,河川の縦断面形を取得・解析しつつある。また,新たな高解像度グローバルDEMであるASTER G-DEM(解像度30m)の利用可能性について予備的検討を行い(Hayakawa et al.,2008),データの正式リリース(2009年6月予定)後にSRTMと同様に解析を行う計画を立てた。こうして得られる縦断面形のデータセットからは,河床勾配の数値解析を行うことにより,遷急区間の位置を自動抽出することが可能であり,地球上の広域的な遷急区間の分布を把握できる。さらに,その中から現地調査を行う遷急区間を選択し,岩盤強度や河川侵食力のデータ収集が進行中である。一方,遷急区間などの現地調査において地形の3次元データを迅速かつ正確に取得するための方法として,ディファレンシャルGPSとレーザ距離計を組み合わせた測量システムの開発を行い,各所における適用や精度検証等を行った(Hayakawa and Tsumura,2008;Hayakawa and Ikeda,2009)。この手法は,地形が未知の場所においても,数時間から数日間で高解像度の3次元地形データを低コストで取得可能とするものであり,遷急区間地形の現地調査においても活用している。岩盤河川の遷急区間侵食(後退)速度について、河川侵食力と岩盤強度との両要素のパラメータからなるHayakawa and Matskura(2003)による予察式をもとに、その式の適用可能性と、侵食速度に対する環境要素(地形・地質・気候・水文等)の検討・評価を進めた。これまで、房総半島の滝を対象とした当初のデータを含め、阿蘇外輪山、日光華厳滝、あるいはコロラドフロントレンジ(USA)の山地河川などにおいては、Hayakawa and Matsukura(2003)の式は遷急区間の侵食速度の相違は、流量、滝の規模および岩盤強度の組み合わせによって説明され得ることが示されてきていた。しかしながら、立山称名滝、および台湾中西部の河川群から得られたデータの解析を行ったところ、これらの河川における遷急区間侵食は上記の予察式により予測される侵食速度よりもはるかに大きい速度で実際に侵食されていることが明らかとなった。これらは、現地観察やGISを用いたDEM解析に基づいた解釈として、河川を流下する礫などの運搬物質が河床の侵食を促進している可能性があると議論されている(Hayakawa, et. al.,2008)。今後さらに詳細な解析を行うために、より多くの分析事例を収集することが肝要である。また、こうした遷急区間の各大陸の山地地域における分布を調査するために、地形情報(DEM)の収集・整理を行った。たとえば、地形情報として全世界をカバーするSRTM(解像度90m)を入手し、ワークステーションにおけるGISによって統合管理を行い、河川の縦断面形を取得しつつある。こうして得られた縦断面形のデータセットから、河床勾配の数値解析を行うことにより、遷急区商の位置を自動抽出することが可能となる。こうして得られた数多くの遷急区間の中から、現地調査を行う遷急区間を選択し、岩盤強度や河川侵食力のデータ収集を実施している。一方、遷急区間などの現地調査において地形の3次元データを迅速かつ正確に取得するための方法として、Differential GPSとレーザ距離計を組み合わせた測量システムの開発を行った。この手法により、地形が未知の場所においても、数時間から数日間で高解像度の3次元地形データ(DEM)を、低コストで取得することが可能となる。今後の遷急区間地形の現地調査においても活用してゆく予定である。

これまで,房総半島の滝を対象とした当初のデータを含め,阿蘇外輪山,日光華厳滝,コロラドフロントレンジやナイアガラフォールズ(北米)などにおいては,Hayakawa&Matsukura(2003)の式は遷急区間の侵食速度の相違は,流量,滝の規模および岩盤強度の組み合わせによって説明され得ることが示されてきた(たとえばHayakawa and Matsukura,2009)。しかしながら,立山称名滝,および台湾中西部の河川群から得られたデータの解析によると,これらの河川における遷急区間侵食は上記の予察式により予測される侵食速度よりもはるかに大きい速度で実際に侵食されていることが明らかとなった。これらは,現地観察やGISを用いたDEM解析に基づいた解釈として,河川を流下する礫などの運搬物質が河床の侵食を促進している可能性があると議論されている(Hayakawa et al.,2008,2009)。今後さらに詳細な解析を行うために,より多くの分析事例を収集することが肝要である。また,こうした遷急区間の各大陸の山地地域における分布を調査するために,地形情報(DEM)の収集・整理を行った。たとえば,地形情報として全世界をカバーするSRTM(解像度90m)を,ワークステーションにおけるGISによって統合管理し,河川の縦断面形を取得・解析しつつある。また,新たな高解像度グローバルDEMであるASTER G-DEM(解像度30m)の利用可能性について予備的検討を行い(Hayakawa et al.,2008),データの正式リリース(2009年6月予定)後にSRTMと同様に解析を行う計画を立てた。こうして得られる縦断面形のデータセットからは,河床勾配の数値解析を行うことにより,遷急区間の位置を自動抽出することが可能であり,地球上の広域的な遷急区間の分布を把握できる。さらに,その中から現地調査を行う遷急区間を選択し,岩盤強度や河川侵食力のデータ収集が進行中である。一方,遷急区間などの現地調査において地形の3次元データを迅速かつ正確に取得するための方法として,ディファレンシャルGPSとレーザ距離計を組み合わせた測量システムの開発を行い,各所における適用や精度検証等を行った(Hayakawa and Tsumura,2008;Hayakawa and Ikeda,2009)。この手法は,地形が未知の場所においても,数時間から数日間で高解像度の3次元地形データを低コストで取得可能とするものであり,遷急区間地形の現地調査においても活用している。
イオンチヤンネル開閉のダイナミックス

1.イオンチャンネルに関する理論(イ)昨年に引続いて、パッチ内に複数個のイオンチャンネルが開閉している場合のパッチの電流記録中のいろいろな期間(状態)の寿命の分布を求める統計理論を導出し、その結果を用いて具体的な遷移模式について寿命の分布を計算した。またチャンネルが平衡にある場合に詳細釣合の原理から、いくつかの有用な関係式を導出した。(木島)(ロ)タンパク質の一次構造から二次構造を予測する新しい半経験的な方法を案出した。この方法は従来の方法に比べて適中率が高く、受容体やチャンネル分子などの膜タンパク質の立体構造予測に利用できる可能性が高い。(斎藤)2.感覚受容細胞のトランスダクションチャンネル(イ)ヒヨコの単離内耳有毛細胞に対してパッチ電極を用いた全細胞クランプを行ない、ステレオシリアに機械的刺激を加えたときにどのようにしてトランスダクションチャンネルが開くかを解析した。その結果ステレオシリアを一方に倒したときにのみチャンネルが開き、ステレオシリアの傾きの角度にのみ応じて開くことが明らかになった。(大森)(ロ)ハエの味覚受容器に存在する糖作動性トランスダクションチャンネルの性質を受容器電流のゆらぎを解析して調べた。蔗糖で刺激した場合、25mMの濃度で数百個のカチオンチャンネルが開く。単一チャンネル電流は0.1pAのオーダーである。(木島)3.薬物受容体イオンチャンネルのダイナミックスカエル知覚神経細胞体のGABA作動性【Cl^_】チャンネル開閉の機構を、アゴニストの濃度を10ミリ秒のオーダーで急速に変える方法を開発して解析した。速い過程と遅い過程を分離することができた。(赤池)4.イオンポンプとギャップ結合のイオン輸送の素過程の解析単離心筋細胞に全細胞クランプ法を適用して解析した。(野間)1.イオンチャンネルに関する理論(イ)昨年に引続いて、パッチ内に複数個のイオンチャンネルが開閉している場合のパッチの電流記録中のいろいろな期間(状態)の寿命の分布を求める統計理論を導出し、その結果を用いて具体的な遷移模式について寿命の分布を計算した。(野間)
木質構造に軽量形鋼を組込んだ混構造における接合部の変形性状と建築物の振動性状

薄板鋼板部材を木質構造の一部に組込んだ場合の振動性状に関して検討した。本研究では、枠組壁工法壁枠組上の薄板鋼板床根太を用いた2階床組に関して、人が歩行した場合の振動性状を、従来の枠組壁工法床組と比較検討した。床スパンは3,640(4P)および4,550mm(5P)の2種(幅4P)で、支持条件は両端のみの2辺固定とした。鋼製床根太には鋼材倶楽部規格ZSB400(E=2,100tf/cm^2)のリップ溝形鋼235LCW12(1.2mm厚,I=303cm^4)を用い、鋼材同士を4.8φ×19mmタッピンねじで、床下張り材1級構造用合板15mm厚とは4.2φ×30mm(【triple bond】0mm)タッピンねじ(ウレタン系接着剤併用)で、1階壁頂部とは7.0φ×300mmスクリューネイル(【.right filled box.】5mm)で緊結した。3kg粘土塊を5cm高さから床中央部に落下させ、変位等をレーザ変位計で測定した。木床4P,5P,鋼製床4Pおよび5Pにおいて、鉛直方向最大動たわみ量はそれぞれ0.246,0.216,0.275および0.403mm、振動減衰時間はそれぞれ0.257,0.887,0.610および1.345secであり、概して木より鋼製が、また長いスパンほど大きい傾向を示した。床根太下端の水平方向最大変位量は、開断面である鋼材ではねじれ振動が発生したため、非常に大きくなった。固有振動数は木より鋼製が、また長いスパンほど小さかった。被験者13名による床歩行感に関する5段階の官能評価では、鋼製より木が、また短いスパンほど優位と判断された。官能評価点には減衰時間がより支配的であった。各鋼製床根太のスパン中央部下端にV字型防振金物(1.2mm厚)を取付けた場合、各項目において性能の向上が確認された。5Pでは防振金物をスパン4等分点に3個取付けた場合、さらに性能が向上した。ALC版37mm厚(気乾かさ比重0.55)を床上に施工した場合では、概して鋼製床の方が良好な数値を得た。木質構造に鋼製床を導入する場合、今後さらに検討すべき項目は残されているが、本研究における適切な措置により木床と同等以上の性能が期待できる。木質建築物にその構造躯体の一部として軽量形鋼(薄板鋼板)を組込む場合、接合部に使用される材料の組合せで通常の木質構造に見られないものは次の3形式である。すなわち、接合具の打込み方向が鋼材から木質材料へ(鋼→木とする、以下同様)、木質材料から鋼材へ、および鋼材から鋼材へである。このうち、鋼→木接合部は金物と木質材料の接合部と同様と見なすことが可能である。また、鋼→鋼接合部はスチールハウスの構造において検討されている。したがって、ここでは木→鋼接合部に関して検討することとした。今回検討した木→鋼接合部は、枠組壁工法構造用製材から鋼材へ、および構造用合板から鋼材への2種とした。これらの接合には接合具として何れもドリリングタッピンねじを使用し、先行穴は設けなかった。製材→鋼接合には5φ×63mmの、合板→鋼接合には4.2φ×30mm(皿頭)のビスをそれぞれ使用した。1.0mm厚ZSB400鋼板を主材、S-P-F甲種2級204材および15mm厚ラワン合板を側材としたこれら接合部の一面せん断引張試験を実施した。それぞれのビス1本あたりの最大荷重の平均値は製材→鋼接合部で約186kgf/本、合板→鋼接合部で約302kgf/本であった。また、破壊性状としては何れもビスの木部へのめり込みであり、ビス・鋼板の破断は見られなかった。これらの最大荷重は木同士の釘接合部に比して十分な値であり、ビスによる木→鋼接合部が十分な耐力を持つことが認められた。さらに、C-235×50×20×1.2のZSB400リップ付溝形鋼を床根太として使用し、床下地として15mm厚ラワン合板を使用した床組の振動実験を行った。床組は枠組壁工法による壁組上に置かれ、床根太スパンは4550mmであった。床上50mmからスパン中央へ3kg粘土塊を落下させた床根太中央部の動たわみは0.33mm程度であり、対数減衰率は33.5%程度であった。今後は木質床組との比較を行い、その性能をさらに詳細に検討する。

鋼製床根太には鋼材倶楽部規格ZSB400(E=2,100tf/cm^2)のリップ溝形鋼235LCW12(1.2mm厚,I=303cm^4)を用い、鋼材同士を4.8φ×19mmタッピンねじで、床下張り材1級構造用合板15mm厚とは4.2φ×30mm(【triple bond】0mm)タッピンねじ(ウレタン系接着剤併用)で、1階壁頂部とは7.0φ×300mmスクリューネイル(【.right filled box.】5mm)で緊結した。3kg粘土塊を5cm高さから床中央部に落下させ、変位等をレーザ変位計で測定した。木床4P,5P,鋼製床4Pおよび5Pにおいて、鉛直方向最大動たわみ量はそれぞれ0.246,0.216,0.275および0.403mm、振動減衰時間はそれぞれ0.257,0.887,0.610および1.345secであり、概して木より鋼製が、また長いスパンほど大きい傾向を示した。床根太下端の水平方向最大変位量は、開断面である鋼材ではねじれ振動が発生したため、非常に大きくなった。固有振動数は木より鋼製が、また長いスパンほど小さかった。被験者13名による床歩行感に関する5段階の官能評価では、鋼製より木が、また短いスパンほど優位と判断された。官能評価点には減衰時間がより支配的であった。各鋼製床根太のスパン中央部下端にV字型防振金物(1.2mm厚)を取付けた場合、各項目において性能の向上が確認された。5Pでは防振金物をスパン4等分点に3個取付けた場合、さらに性能が向上した。ALC版37mm厚(気乾かさ比重0.55)を床上に施工した場合では、概して鋼製床の方が良好な数値を得た。木質構造に鋼製床を導入する場合、今後さらに検討すべき項目は残されているが、本研究における適切な措置により木床と同等以上の性能が期待できる。
水素結合と折れ曲がり構造を鍵とする新奇蛍光性小分子の創製と機能創発

高い安定性と輝度をもったスルホニルアニリン系色素を開発した。特に、置換基の位置の違いで発光色の異なる類縁体を調製することに成功した。これらの色素は溶液と固体の両状態で発光する性質を持ち、分子内と分子間の水素結合が寄与していることを明らかにした。また、置換基よって精密な軌道エネルギーと光学特性の制御を達成し、軌道エネルギーの変化と置換基の電子供与性によい相関があることを見出した。本結果は、有機小分子蛍光色素の分子設計に新しい潮流をもたらすものでる。さらに、分子軌道制御による光学特性の精密制御というコンセプトを支持しており、有機光電子材料の分子設計における軌道エネルギー準位の制御に有効である。スルホニルアニリン類縁体はアミノ基とスルホニル基の数と位置で多くの類縁体を有する。今年度は、事前の量子化学計算によってより長波長領域での発光が示唆されている多置換分子の合成を検討した。その結果、フルオロアニリンを基質として用いる従来の合成法とは異なり、ジアミノベンゼンから1段階でスルフィド骨格が構築される新規な合成法を見出した。本手法を用いることでこれまで困難であった多置換非対称型分子の合成が可能となった。また、スルホニルアニリン類縁体の構造拡張を検討した。その結果、位置選択的かつ高効率なブロモ化に成功し、得られたブロモ体が鈴木-宮浦カップリング反応において優れた基質であることを見出した。また、本反応によってさらにπ共役を拡張することに成功し、モル吸光係数の向上と極大蛍光波長の長波長化を達成した。さらに、π共役拡張型スルホニルアニリン類縁体は溶液と固体の両状態で発光することが明らかになった。単結晶X線構造解析の結果、これまでに開発した分子と同様にスルホニル基の嵩高い折れ曲がり構造によって分子間相互作用が阻害されていることが明らかになった。続いて、π共役拡張型スルホニルアニリン類縁体に自由回転可能なアミノ基を導入したところ顕著なソルバトクロミズムを示した。アミノ基を持たない分子は全くソルバトクロミズムを示さないことから、アミノ基のねじれによるねじれ型分子内電荷移動TICT (Twisted Intramolecular Charge Transfer)機構が示唆された。当初の計画どおり、「スルホニルアニリン類縁体の合成」と「スルホニルアニリン骨格を基盤とする構造拡張と光学特性チューニング」を達成した。特に、フルオロアニリンを用いない合成ルートを確立することができたことから、今後の分子設計に大きな可能性が見出された。また、π共役拡張の優位性を見出している。以上の結果から、本研究は概ね順調に進展していると判断した。今年度は、置換基の位置が異なる類縁体の合成に成功し、高い量子効率で青色発光することを見出した(λ=480 nm, Φ0.7)。さらに、固体状態において優れた蛍光性を示すことがわかった。また、ブロック状黄色結晶(FormA)とひし形黄色結晶(FormB)の2種類の結晶多形が確認され、適切な溶媒を用いることで選択的な多形の制御に成功した。FormBはFormAと比べ吸収と蛍光波長ともに長波長化し、2倍程度高い蛍光量子効率を示した。続いて、昨年度に確立した手法を用いて多置換類縁体の合成を検討した。その結果、得られた多置換ベンゼン前駆体が高い量子効率で緑色発光を示すことを見出した(λ=500 nm, Φ0.9)。また、ストークスシフトが大きく(90 nm)、吸収と蛍光スペクトルは溶媒の極性にほぼ依存しないことが明らかになった。さらに、固体状態で蛍光性を示し(Φ0.1)、その蛍光波長は溶液中とほぼ等しいことがわかった。単結晶X線構造解析の結果、硫黄原子周辺が顕著に折れ曲がり、ベンゼン環の面間距離は大きな値を示した(4.9 A)。この折れ曲がり構造が効果的にスタッキングを抑制することで固体蛍光性を発現したと推察される。また、市販のDNAを用いてUV-Visスペクトルによる滴定実験を行い、色素由来のスペクトル変化から、色素の芳香環と核酸塩基の相互作用を調査した。その結果、グルーブバインディング型の認識様式が示唆された。続いて、生体分子への結合部位としてNHS(N-ヒドロキシスクシンイミド)を導入した。その結果、生体分子のモデルとしてペプチド化合物の標識に成功し、その際に吸収と蛍光スペクトルに変化が無いことを確認した。以上の結果から、スルホニルアニリン系蛍光色素の蛍光プローブとしての有用性を明らかにすることができた。当初の計画どおり、新規なスルホニルアニリン類縁体の合成と生体分子結合基の導入を達成した。特に、得られた全ての類縁体が高い量子効率を示したことから、今後の蛍光色素の設計に大きな可能性が見出された。また、生体分子結合基の導入は蛍光特性を阻害しないことから、蛍光プローブとしてのさらなる展開が期待できる。はじめに、硫黄の酸化状態の異なる多置換スルホニルアニリンの合成を検討した。その結果、酸化反応の進行によって吸収と蛍光の両波長が長波長かすることを見出した。続いて、側鎖のチューニングによる吸収・蛍光波長の長波長化を検討した。

その結果、酸化反応が最後まで進行せずに目的物は得られなかったが、中間体の段階でフッ素原子の導入によって緑色蛍光から黄色蛍光に変化することがわかった。すなわち、フッ素原子による側鎖のチューニングが吸収波長と蛍光波長の両方の特性制御に効果的であることを見出した。特に、Togni試薬を用いると側鎖だけでなく芳香環が直接トリフルオロメチル化されることがわかった。本反応を用いることで、従来合成できなかった新規な蛍光母骨格を得ることができた。新規蛍光色素としてこれら化合物の今後の展開が期待される。最後に、スルホニルアニリン骨格の軌道節面を利用した発光波長の精密制御を検討した。その結果、今年度新たに合成したジュロリジル基を有するBMeSA誘導体を含めた計5種の化合物を比較したところ、電子供与性の大きい順に長波長化した吸収および蛍光スペクトルが得られた。量子化学計算により、光学特性変化がHOMOのみの顕著な上昇に起因するものであることが示され、1,4-位の軌道節面によって制御されることが明らかになった。本結果は「軌道節面制御による光学特性制御」というコンセプトを支持しており、有機光電子材料の分子設計における軌道エネルギー準位の制御に有効である。高い安定性と輝度をもったスルホニルアニリン系色素を開発した。特に、置換基の位置の違いで発光色の異なる類縁体を調製することに成功した。これらの色素は溶液と固体の両状態で発光する性質を持ち、分子内と分子間の水素結合が寄与していることを明らかにした。また、置換基よって精密な軌道エネルギーと光学特性の制御を達成し、軌道エネルギーの変化と置換基の電子供与性によい相関があることを見出した。本結果は、有機小分子蛍光色素の分子設計に新しい潮流をもたらすものでる。さらに、分子軌道制御による光学特性の精密制御というコンセプトを支持しており、有機光電子材料の分子設計における軌道エネルギー準位の制御に有効である。次年度は、新しく見出された合成法を用いて多置換スルホニルアニリン類縁体の合成を行う。また、当初計画していた蛍光プローブとしての評価における対象分子に合成済みの新規な化合物群を加える。実験は、市販のDNAを用いてUV-Visスペクトルによって滴定実験を行い、色素由来のスペクトル変化から、色素の芳香環と核酸塩基の相互作用を調査する。次に、CDスペクトルを用いて滴定実験を行う。また、標的生体分子との結合部位として、マレイミド,およびNHS(N-ヒドロキシスクシンイミド)の導入検討を行う。マレイミドはチオール部位と、NHSはアミノ基とそれぞれ速やかにかつ選択的に結合するため、タンパク質やペプチドの標識が可能となる。最終年度は、硫黄の酸化状態の異なる多置換スルホニルアニリン類縁体の合成を行う。特に、酸化状態の違いによる光学特性チューニングは、単一の骨格から異なる発光波長を持つ蛍光色素群の開発につながることから、材料化学だけでなく構造有機化学ならびに合成化学的にも極めて重要な課題である。また、当初計画していた類縁体の中でフッ素を持つ化合物群の開発を行う。現時点で酸化反応の進行を確認しており、今年度は脱保護することによって目的を達成する。さらに、昨年度達成した手法を用いてこれら蛍光色素への生体分子結合基の導入を検討する。有機化学
木製横櫛の用材選択と製作技術に関する基礎調査

日本における木製横櫛の出現時期とその系譜を明らかにするため、木製櫛の出土資料を中心に調査を行った。特に「製作技術」と「用材選択」に着目して、共通の視点から比較検討をおこなうことにより、これらの関連性を明らかにすることを目的とした。また、韓国、中国においても同様の観点から比較検討を行い、日本、韓国、中国における木製櫛の系譜についてアプローチするとともに、これまで考えられてきた服飾具としての機能のほかに紡織機としての機能についても検証を試みた。横櫛の出現に関する検証を行うために、これまでに「製作技術」と「用材選択」を軸として、横櫛出現期と考えられる古墳時代前期における製作技術の発達過程と用材選択の変化とに有機的な関係を有する可能性を検証してきた。その結果、日本における横櫛の出現には朝鮮半島や中国からの影響が想定され、これらの地域から伝えられた製作技法を模倣しながら、既存の竪櫛製作の技術と工具によって製作が行なわれていたことを予想した。この点を検証するため、本研究では韓国および中国の出土資料について「製作技術」と「用材選択」の視点から比較を行なう。今年度は韓国における木製横櫛の出土事例について調査を行った。主に光州新昌洞遺跡(BC4世紀紀元前後)、扶餘官北里遺跡(67世紀)、二聖山城遺跡(6世紀半8世紀)なとがら出土した資料を実見した結果、いずれの資料も広葉樹・散孔材を用いており、多くは板目取りであることが分かった。また、最も時代遡る光州新昌洞遺跡出土資料については櫛の歯を作り出す際に刀子状の加工具を用いたと思われる痕跡を確認したのに対し、二聖山城遺跡の資料には歯の側面に斜めに規則的に連続する加工痕を見ることができた。これは同時期の日本国内の出土事例にも見ることのできるものであり、当該期には歯を挽き出す際に共通する工具が用いられていた可能性が考えられた。また二聖山城遺跡出土事例中には加工途中の未成品も見られ、日本の事例との共通点も確認できた。日本における木製櫛の系譜について検証を行うため、「製作技術」と「用材選択」を軸として、特に横櫛出現期と考えられる古墳時代前期における製作技術の発達過程と用材選択の変化とに有機的な関係を有する可能性を検証してきた。今年度は、昨年に引き続き、朝鮮半島における出土事例との検証を行うために慶尚南道および慶尚北道に所在する遺跡より出土した木製櫛について実見、観察を行うとともにマイクロースコープを用いて樹種の観察も行った。調査を行った主な遺跡は次の通りである。昌原城山貝塚(初期鉄器時代)、咸安城山山城(三国時代)、慶山林堂洞遺跡(三国時代)、慶州月城核子(統一新羅)など。本調査を通じて、三国時代の資料中に、日本における出現期の横櫛に類似する資料を新たに確認することができたことは成果のひとつである。また、木製櫛の形態および製作技術の系譜を辿るために中国湖南省博物館の協力を得て、長沙楚墓および馬王堆一号、二号、三号漢墓より出土した木製及び角製櫛について調査を行った。その結果、楚墓より出土した櫛歯は研磨によって整えられている様子や、漢墓より出土した櫛は楚墓以上に歯の作り出しが精緻となり整ったものとなることなどを確認した。さらにマイクロスコープの観察では広葉樹散孔材を用いた事例を確認することができた。以上、朝鮮半島および中国における資料調査の結果、日本では古墳時代前期以降に出現すると思われる挽櫛が中国ではすでに前漢時代には確実に存在している点、朝鮮半島では遅くとも三国時代には見られる点を確認することができた。特に今回の調査で実見した朝鮮半島の資料中には日本の初現期の横櫛に形態が類似したものがあり、系譜を考える上で興味深い結果を得ることができた。竪櫛と横櫛の系譜的関連性について検証を行うため、出土事例から竪櫛の消滅と横櫛の出現時期にあたる資料の検証を行った。特に「製作技術」と「用材選択」を軸として、横櫛出現期と考えられる古墳時代前期における製作技術の発達と用材選択の変化との関係に着目してきた結果、日本における横櫛の出現には朝鮮半島や中国からの影響が想定され、当初はこれらの地域から伝えられた製作技法を模倣しながら、既存の竪櫛製作の技術と工具によって製作が行なわれていたことが予想された。この点を検証するため、昨年に引き続き韓国の出土資料について調査を行なった。また、楽浪出土とされる東京大学考古学研究室所蔵木製櫛および天理大学附属天理参考館所蔵木製櫛(戦国漢代)についても同様に調査を行った。マイクロスコープによる観察をもとに資料に残る加工痕や樹種および、木取りについて検討した。また、今年度は民俗資料にも着目し、長野県木祖村において江戸時代以来伝えられている「お六櫛」の製作技法や用材、当時の櫛の流通等についての調査を実施した。さらに韓国ではソウル歴史博物館が所蔵する朝鮮時代の櫛を実見した。

当該機関の資料のなかには日本および中国でも使用されていた竹製の櫛が含まれており、その製作に筬の製作技法と同様の技術が用いられている点で注目された。実見した「木製櫛中には紡織具としての機能を想起させる資料も含まれており興味深い結果が得られた。今年度の調査成果はこれまでの成果と合わせて総括し、研究報告書を作成した。