hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
農閑工芸の研究　- 軟質文化の造形から -

東北地方の樹皮造形、八重山地方の草木造形には多くの共通した方法が見られる。まず、素材採取に適した時期に近くの山林から素材を採取する。そして、採取された素材は乾燥させ保存可能な状態とする。素材から製品を作る際には、乾燥した素材を水に浸して、素材を柔らかく加工しやすい状態にする。これらの方法と同様かつ、日本各地でも展開が可能なほうきの生産方法に着目した。ほうき製作の素材となるホウキモロコシの育成から採取、素材の加工から製品まで、一連の生育・作業工程を実施・調査してとりまとめた。当初の計画通り、1、「軟質文化」による造形の事例収集、2、「軟質文化」の事例収集に伴う分析、3、ワークショップ、実験制作、4、展覧会の開催、を実施することができた。それに加え、「ほうき作り」を造形教育に応用するために必要なテキスト作りを検討できたため。草木を扱い、わずかな道具で建物や容器、そして衣服などを作る軟質文化の事例収集・分析から「農閑工芸」の検証を行い、実践的な「農関工芸」の造形論を構築した。「農閑工芸」はワラ細工に代表されるが、軟質文化の造形に焦点を置き、自然環境との関わりが深い事例を調査の対象とした。そのため、稲作以前より現代に続く事例を取り上げ、調査と分析を行った。具体的には、東北地方におけるシナ・クルミ・ヤマブドウ・カバ・キハダ等による樹皮造形、石垣島、西表島におけるビロウ・アダン・チガヤ・ソテツ・アデク等による草木造形である。双方が遠い場所にも関わらず、素材の採取方法や造形手法など、数々の共通点を見出すことができた。「農閑工芸」を教育の場でも活用する、ほうき作りに取り組んだ。筑波大学の授業で草木の育成・採取からほうき製作までを行うなか、ススキやコキアを素材としたほうき製作マニュアルを作成し、様々な場所で実施したワークショップに活用した。また、つくば市の伝統産業であるホウキモロコシによるほうき作りを詳細にまとめた冊子を作成した。本研究によって得られた知見から作品を制作し展覧会に出展した他、各地においてワークショップを開催するなど、「農閑工芸」の研究が現代社会においても有効に働く事を示した。生活形態の変化から、森林資源を活用した手工芸品は活躍の場を失ってきた。それとともに、森林資源を直接的に扱う技術も失われつつある。都市化の進む現代社会においては自然素材を扱う技術に触れる事は少ない。本研究を通して、農閑工芸と軟質文化の再評価を行いながら、自然素材を扱う技術やその造形論を次世代へとつなげる方策が得られた。草木を扱い、わずかな道具で建物や容器、そして衣服などを作る「農閑工芸」の事例収集・分析を行った。「農閑工芸」の背景にある軟質文化の造形に焦点を当て、東北地方における樹皮造形と八重山地方における草木造形を比較した結果、素材の採取方法から造形手法まで、多くの共通点があることが分かった。当初の研究計画の通り、1.「軟質文化」による造形の事例収集、2.「軟質文化」の事例収集に伴う分析、3.ワークショップ・実験制作、を実施することができた。軟質文化の造形について、平成28年度以降も八重山地方と東北地方を調査対象地とする。
ヒスタミンH2受容体の遺伝子発現と分子機能発現の調節機構

クローニングしたイヌヒスタミンH2受容体の機能発現に関わる分子機構を解析するために、以下の実験を行い、新たな知見を得た。(1)3カ所の糖鎖付加部位の変異遺伝子を作成しこれらをCHO細胞に発現させ、受容体のみかけの分子量変化、リガンド結合性、細胞内情報伝達系、受容体発現部位の細胞局在等について検討し、これらが糖鎖付加の有無によって影響されないことを明らかにした。この研究成果は、和文ならびに英文論文として発表した。(2)受容体機能発現の調節に関わる細胞内機構を検討し、ヒスタミンH2受容体刺激に伴って活性化される細胞内情報伝達系の一つであるC-キナーゼ系が、H2受容体の感作に関わっている可能性を見いだした。この結果は平成8年度に国内外の学会で報告する予定であり、また現在論文としてとりまとめて投稿中である。(3)受容体脱感作および感作に関わると考えられる受容体燐酸化の有無について検討し、予備的な実験結果であるがH2受容体の燐酸化が認められることを明らかにしえた。これについては燐酸化部位の同定とともに、燐酸化に関わると考えられる受容体キナーゼとCキナーゼとの関係についてさらに詳細に解析を行い、近く学会に報告する予定である。(4)受容体機能の調節に関与すると考えられるもう一つの細胞機構である受容体のinter nalizationの機構について、受容体の一末端部位を欠損した変異受容体を作成・発現させ、受容体のこの部位がinter nalizationに関与していること、脱感作と独立にこの現象が認められることを示した。この成果については、平成8年度の米国消化器病学会において発表を予定している。本研究では、クローニングしたH2受容体遺伝子に人工的に点突然変異導入、あるいはTruncation導入など遺伝子操作技術を用いて変異遺伝子を作成し、これを遺伝子発現系に導入し、正常の遺伝子を発現したものと受容体機能、あるいは受容体細胞局在などを比較検討することによって、さまざまな受容体の機能発現に関わる問題を明らかにすることを試みるものである。まず、われわれは3カ所の糖鎖結合コンセンサス部位の点突然変異遺伝子を作成し、これらをCHO細胞に発現させ、糖鎖修飾の影響を検討したところ、3カ所のいずれもが糖鎖による修飾を受けているわけではなく、このうちの2カ所が糖鎖によって修飾されていることを見いだした。また糖鎖による修飾はH2受容体のライガンド結合、cAMPやカルシウムといったセカンドメッセンジャー産生能あるいは受容体の細胞内局在などの受容体機能に大きな影響を与えないことが明らかにされた。この予備的研究成果についてはすでに邦文雑誌に論文として発表しているが、より完結した形で現在英文論文として投稿中である。さらに、以前から我々が報告してきたH2受容体脱感作の機構として受容体キナーゼあるいはC-キナーゼの影響を検討するため、これらのキナーゼの燐酸化コンセンサス配列部位に変異導入を行い、現在その影響を詳細に検討している。これらのほかさらにいくつかの変異導入を試みており、今後興味ある知見が得られることものと思われる。昨年報告した糖鎖付加部位を変異させた遺伝子発現系(Biochem.J.310,553-558,1995)を用いて,ヒスタミンH2受容体の2つの情報伝達系であるカルシウムシグナルとcAMP系の相互作用、特に受容体機能調節について細かく検討した。カルシウム系のシグナル一特に蛋白質燐酸化酵素C(C-kinase)系が、脱感作をむしろ起こりにくくしていることを見いだし現在このセカンドメッセンジャーレベルでの相互作用について論文をまとめ投稿中である。

さらにヒスタミンH2受容体の脂肪酸添加部位に変異を加えた遺伝子、受容体C末端欠損遺伝子などについて発現系を用いて、その脱感作メカニズム、受容体の動的な細胞内トポロジー変化について検討した。これらは96年の米国消化器病学会で発表を予定している。さらに、以前から我々が報告してきたH2受容体脱感作の機構として受容体キナーゼあるいはC-キナーゼの影響を検討するため、受容体燐酸化の有無をタグ標識受容体を作製して免疫沈降法後SDS-PAGEで検討した。この方法で予備的検討であるが初めてH2受容体の燐酸化が起こっていることが確認された。現在その燐酸化部位、燐酸化酵素の詳細な検討を開始している。
学校建築における空間構成材料のアフォーダンスに関する認知工学的研究

本研究は、子供達の生活の場としての学校建築において、園児・児童の姿勢・行動に関する生態学的な調査を通して、その構成材料や構法に由来する物理的セッティングと人間行動との接面を把握し、空間構成材料の認知工学的研究の枠組みを準備することを目的としている。本年度は、以下の二つの項目を柱とした調査研究を行い当初の研究目的を概ね達成し得たと考えている。1.学校施設の床仕上げ材料の変還教育の近代化が図られた明治初期以降、学校施設の床は大きく変化してきた。従来の畳から板の間への劇的変化の後、リノリウム推奨の時期を経て、標準設計のRC造校舎建設が始まると塗床やビニル系床が多用されるようになった。近年では、オープンスペースの設置や教育の多様化等に伴い木質系床およびカーペット敷が急増している。この結果は、専門誌等に発表しているが今回は対象とした学校施設数が限られているため、同様の調査を全国規模で実施することが必要であると考えている。2.アフォーダンス理論に基づく行動分析幼稚園・小学校の床上における子供達の行動をビデオ撮影により記録し、時間抽出法によって主に身体部位と床との接触頻度を単位として整理・分類した。その結果値床仕上げの違いによってその姿勢に顕著な差異があることを確認し、併せて、3才児と5才児の比較分析の結果、床面において姿勢を小刻みに変化させることが多い3才児に比べ、5才児は連続して床に接触している傾向があることを確認した。現在、これらのデータに基づいて、時間的な動き(動的姿勢)を定量的に把握するべくより詳細な分析を行っている。
内臓脂肪特異的遺伝子の同定とその臨床応用の研究

現代社会において体脂肪の過剰蓄積は糖尿病、血管病等の様々な病態の基盤となっている。体脂肪蓄積による病態の発症は一様ではなく脂肪の蓄積部位、脂肪分布と密接に関連している。すなわち皮下脂肪よりも腹腔内内臓脂肪の蓄積が上記の病態と深く関わっている。本研究の目的は内臓脂肪と皮下脂肪の生物学的差異を分子レベルで明らかにし、臨床に応用しようとするものである。内臓脂肪、皮下脂肪発現遺伝子の大規模シークエンス解析の比較により、皮下脂肪がリボゾーム蛋白や細胞骨格蛋白等の細胞維持に関わる比較的静的な遺伝子を多く発現していたのに対し、内臓脂肪は多くの生理活性物質を含む分泌蛋白遺伝子の発現が優位であった。脂肪組織発現遺伝子の大規模シークエンス解析から得られたadiponectinとDifferential displayにより得られたclone085について、内臓脂肪蓄積、病態との関連において検討した。adiponectinは脂肪細胞特異的な分泌蛋白であるにもかかわらず、体脂肪蓄積、特に内臓脂肪蓄積時に血中濃度が低下していた。冠動脈疾患患者においては著しい血中濃度の低下を示し、動脈硬化の指標として用いうることが示された。本分子は血管内皮細胞への単球接着抑制や、平滑筋増殖抑制などの坑動脈硬化作用を有し、新たな動脈硬化治療法開発への可能性が示された。clone085は血球系の分化誘導因子の一種で、体脂肪過剰蓄積時に特に内臓脂肪において発現増加が認められた。血中濃度測定法を開発し検討したところ、肥満モデル動物で内臓脂肪量の増加とともにclon085産物の血中濃度が増加した。ヒトにおいてもclon085血中濃度は皮下脂肪量とは相関しなかったが、内臓脂肪量と良好な正相関関係が得られ、内臓脂肪量測定のパラメーターとして用いうると考えられた。糖尿病患者では血中085濃度が上昇しており、糖代謝との関連が示唆された。本研究において、新しい内臓脂肪由来分泌蛋白の同定と血中濃度測定系の開発を行い、内臓脂肪蓄積量の診断法の開発、内臓脂肪蓄積時の病態発症の分子機構解明の可能性が示された。体脂肪蓄積による病態の発症は一様ではなく脂肪゚の蓄積部位、脂肪分布と密接に関連している。本研究の目的は内臓脂肪と皮下脂肪の発現遺伝子を比較することによって内臓脂肪と皮下脂肪の本質的な生物学的差異を明らかにし、臨床に応用しようとするものである。さらにdifferential display法を用い皮下脂肪に比し内臓脂肪に比較的多く発現する遺伝子のクローニングを試みた。得られたクローンのうち、組織分布から内臓脂肪組織での発現が優位な未知のクローンを選択し、全長cDNAをクローニングした。本遺伝子の産物はある種の血球分化因子とホモロジーを有する分泌蛋白であった。レコンビナント蛋白に対して抗体を作成しウエスタンブロットを行ったところヒト血漿中での存在が確認された。血中濃度の定量的

測定系を樹立し、肥満者において測定したところ、肥満者では高値を示し、特に内臓脂肪量との相関を認めた。次年度ではさらに本蛋白と糖尿病や血管病との関連を解析し、またその生理機能を検討する。平行して内臓脂肪特異的な新たな遺伝子の同定を進めていく予定である。現代社会において体脂肪の過剰蓄積は糖尿病、血管病等の様々な病態の基盤となっている。体脂肪蓄積による病態の発症は一様ではなく脂肪の蓄積部位、脂肪分布と密接に関連している。すなわち皮下脂肪よりも腹腔内内臓脂肪の蓄積が上記の病態と深く関わっている。本研究の目的は内臓脂肪と皮下脂肪の生物学的差異を分子レベルで明らかにし、臨床に応用しようとするものである。内臓脂肪発現遺伝子の大規模シークエンス解析により、皮下脂肪がリボゾーム蛋白や細胞骨格蛋白等の細胞維持に関わる比較的静的な遺伝子を多く発現していたのに対し、内臓脂肪は多くの生理活性物質を含む分泌蛋白遺伝子の発現が優位であった。本年度は私達が新しく発見した脂肪組織特異的遺伝子、adiponectinとclone 085につき内臓脂肪蓄積との関連において検討した。adiponectinは脂肪細胞特異的な分泌蛋白であるにもかかわらず、体脂肪蓄積、特に内臓脂肪蓄積時に血中濃度が低下した。冠動脈疾患患者においては肥満度で補正しても血中濃度の著しい低下を示し、動脈硬化の指標として用いうることが示された。本分子は血管内皮細胞への単球接着抑制や、平滑増殖抑制などの抗動脈硬化作用を有し、新たな動脈硬化治療開発への可能性が示された。clone 085はdifferential displayにより得られた遺伝子で、体脂肪過剰蓄積時に特に内臓脂肪において発現増加が認められた。血中濃度測定法を開発し検討したところ、clon 085産物の血中濃度は皮下脂肪量とは相関しなかったが、内臓脂肪量と良好な正相関関係が得られ、内臓脂肪量測定のパロメーターとして用いうると考えられた。
現代資本主義における「価値づけの装置」に関する経済地理的研究

本研究は、現代資本主義における知識創造と利潤の獲得過程に対して、財・サービス・人の価値づけvaluationと、それをめぐる空間の構築というパースペクティブからアプローチするものである。これを通じて、一方での大都市の繁栄と、脱工業化を特徴とする斜陽工業地域の活性化という地理的現象を考察する。
シトルリン化プロファイルによる歯周炎とリウマチの共通発症メカニズムの解明

本研究の目的は、シトルリン化プロファイリングによって歯周炎と関節リウマチ(RA)の共通発症機序を検証することである。歯周病原菌Porphyromonas gingivalisのシトルリン化変換酵素(PPAD)に対する血清抗体反応は非RA患者と比べてRA患者群で亢進し、抗環状シトルリンペプチド(CCP)抗体発現と相関した。また、抗PPAD血清抗体反応が低いRA患者は、高いRA患者と比べて生物学的リウマチ薬(bDMARD)投与後のRA活動度や抗CCP抗体発現が改善した。以上から、抗PPAD血清抗体反応はシトルリン化やRAと関連し、RA患者のbDMARD反応性も制御する可能性が示唆された。本研究の目的は、歯周炎と関節リウマチ(RA)に共通する発症機序を解明するため、RA患者ならびに年齢・性別・喫煙・歯周状態が同程度の対照患者を対象に、Porphyromonas gingivalisの感染レベル、シトルリン化変換酵素(PAD)発現、シトルリン化蛋白レベルのプロファイリングを行い、歯周炎とRAに共通した発症機序の解明を試みることである。本年度は第1段階として、インフォームド・コンセントが得られたRA患者52名(RA群)と対照患者26名(非RA群)を対象に歯周検査、リウマチ検査、および血液採取を行い、血清抽出後にP. gingivalis由来PAD(PPAD)に対する血清抗体価、内在性PAD4の血清濃度、および血清中の抗環状シトルリン化ペプチド(CCP)に対する血清抗体価を各々ELISAにて解析した。その結果、RA群では非RA群と比べて,血清中の抗PPAD抗体レベル,抗CCP抗体レベルは各々有意に高い値を示したが、PAD4濃度は2群とも同等であった。また、血清中の抗PPAD抗体レベルと抗CCP抗体レベルとの間には有意な正の相関を認めた。さらに、年齢・性別・喫煙状態を調整した多重ロジスティック解析の結果、血清中の抗PPAD抗体レベルとRAとの間には有意な関連が認められた。以上の結果から、対象患者の歯周炎症が比較的軽度であったものの、PPADがRAに関連してタンパクシトルリン化に関与する可能性が示唆された。今後は、これらの関連が歯肉溝浸出液あるいは歯周治療前後でも同様に認められるかをさらに検討する必要がある。本研究の目的は、歯周炎と関節リウマチに共通する発症機序を解明するため、関節リウマチ患者ならびに年齢・性別・喫煙・歯周状態が同程度の関節リウマチに罹患していない対照患者を対象に、歯周病原菌Porphyromonas gingivalisの感染レベル、シトルリン化変換酵素(PAD)発現、シトルリン化蛋白レベルのプロファイリングを行い、歯周炎と関節リウマチに共通した発症機序の解明を試みることである。本年度は第2段階として、インフォームド・コンセントが得られた関節リウマチ患者52名から無作為に26名を抽出して非外科的歯周治療を実施し、その治療前後において、歯周検査、リウマチ検査、および血液採取を行った。血液から血清を抽出後にP. gingivalis由来PAD(PPAD)および抗環状シトルリン化ペプチド(CCP)に対する血清抗体価、ならびに内在性PAD4の血清濃度を各々ELISAにて解析した。その結果、歯周治療の実施後に歯周組織の炎症状態や関節リウマチ活動度の臨床的改善を認めたが、PPADおよびCCPに対する血清抗体価抗体、ならびにPAD4の血清濃度に有意な変動は認められなかった。また、血清のみでなく歯周病変局所である歯肉溝浸出液中でPPADに対する抗体を測定してみたところ、その濃度は検出限界未満であった。今回の関節リウマチ患者の歯周組織の炎症は比較的軽度であり、このことが血清および歯肉溝浸出液中のシトルリン化蛋白発現に影響を及ぼした可能性が考えられる。今後、さらに症例数を追加して検討する予定である。当初の研究実施計画でプロファイリングに必要とされる関節リウマチ患者数および対照患者数の臨床検体を確保できたため。また、P. gingivalis由来PAD(PPAD)および血清中の抗環状シトルリン化ペプチド(CCP)に対する血清抗体価、内在性PAD4の血清濃度を順調に測定できたため。本研究の目的は、歯周炎と関節リウマチ(RA)に共通する発症機序を解明するため、RA患者ならびに年齢・性別・喫煙・歯周状態が同程度のRAに罹患していない対照患者を対象に、歯周病原菌Porphyromonas gingivalisの感染レベル、シトルリン化変換酵素(PAD)発現、シトルリン化蛋白レベルのプロファイリングを行い、歯周炎とRAに共通した発症機序の解明を試みることである。本年度は最終段階として、インフォームド・コンセントが得られたRA患者60名の生物学的抗リウマチ薬(bDMARD)治療前と治療6ヶ月後に歯周・リウマチ検査、血液採取を行ない、血清を抽出後にP. gingivalis由来PAD(PPAD)および環状シトルリン化ペプチド(CCP)に対する血清抗体価をELISA測定した。ベースラインの抗PPAD抗体価中央値を基準にして、高値群(30名)と低値群(30名)に分類した。その結果、治療6ヶ月後の低値群のRA活動度は高値群と比べて有意な改善を認めた。また、低値群ではRA活動度と抗CCP抗体価の改善量も有意に大きかった。さらに、ベースライン抗PPAD抗体価はRA活動度と抗CCP抗体価の変化量と有意な正の相関を示した。

年齢、性別、喫煙、歯周状態を調整した重回帰解析の結果でもベースライン抗PPAD抗体価はRA活動度の変化量と有意な正の相関を示した。研究期間全体を通じた研究成果として、PPADに対する血清抗体反応はシトルリン化蛋白レベル、RA発症と関連しており、リウマチ薬物治療に対する反応性にも関与する可能性が示唆された。これは、歯周病原菌の口腔内感染がリウマチの発症や再発に関与する作用機序の一端を示唆するものであり、歯周炎とRAの共通発症機序の解明のための基盤的エビデンスになりうる点で学術的・社会的意義があると考えられる。本研究の目的は、シトルリン化プロファイリングによって歯周炎と関節リウマチ(RA)の共通発症機序を検証することである。歯周病原菌Porphyromonas gingivalisのシトルリン化変換酵素(PPAD)に対する血清抗体反応は非RA患者と比べてRA患者群で亢進し、抗環状シトルリンペプチド(CCP)抗体発現と相関した。また、抗PPAD血清抗体反応が低いRA患者は、高いRA患者と比べて生物学的リウマチ薬(bDMARD)投与後のRA活動度や抗CCP抗体発現が改善した。以上から、抗PPAD血清抗体反応はシトルリン化やRAと関連し、RA患者のbDMARD反応性も制御する可能性が示唆された。当初の研究実施計画でプロファイリングに必要とされる関節リウマチ患者数および対照患者数の臨床検体を確保できたため。また、血清中のP. gingivalis由来PAD(PPAD)に対する血清抗体価、内在性PAD4の血清濃度、および血清中の抗環状シトルリン化ペプチド(CCP)に対する血清抗体価が順調に測定できたため。歯周炎と関節リウマチに共通した発症機序のさらなる解明のため、関節リウマチ患者におけるP. gingivalis由来PAD(PPAD)および抗環状シトルリン化ペプチド(CCP)に対する血清抗体価がサイトカイン標的療法を含めたリウマチ治療の反応性に影響を及ぼすかを同様な解析を用いて評価する。歯周病学、歯周治療学歯周炎とRAに共通した発症機序の解明のためのプロファイリングをさらに進めるため、関節リウマチ患者および対照患者由来の歯肉溝浸出液においても、P. gingivalis由来PAD(PPAD)に対する抗体価、内在性PAD4の濃度、および抗環状シトルリン化ペプチド(CCP)に対する抗体価を測定する。さらに、対象者の一部について歯周治療の前後においても同様な解析を行う。当初の実施計画では、歯肉溝浸出液中におけるP. gingivalis由来PAD(PPAD)に対する抗体価も併せて測定する予定であったが、実際に歯肉溝浸出液を採取できた対象者が少なかったため、結果的に、予定した費用総額よりも少額で済んだため。当初の実施計画ではP. gingivalis由来PAD(PPAD)のクローニングを本研究施設にて実施する予定であったが、委託作製に変更したため、結果的に、嫌気培養、ゲノムDNA抽出、PCR、ならびにプラスミドベクターへのライゲーションの費用総額よりも少額で済んだため。今回生じた次年度使用額分については、関節リウマチ患者のリウマチ治療前後でP. gingivalis由来PAD(PPAD)に対する血清抗体価を評価することとする。これによって、経時的なプロファイリングデータが増えることになり、統計解析の精度向上につながることが期待される。
脱細胞化ウシ心膜を用いた生体吸収性ステントグラフトの開発

本研究は、材質自体の変更における有用性を検討する点が特徴である。摘出した血管を組織学的に解析した結果からは、人工血管の移植時には自己組織への炎症細胞や繊維芽細胞の浸潤のみに留まり、生体性材へは組織に元々存在していた細胞の浸潤が見込まれ、自己組織への細胞浸潤・内膜肥厚の抑制が予想される。この結果感染性動脈瘤など人工物の体内留置が憚られる症例に対する治療使用が可能になることや、豚の成長に合わせて生体材料がきちんと適合して拡張・成長していることが予想され、それにより成長著しい若年者に対しての適応拡大を考慮することができ、今後脱細胞化ウシ心膜への薬剤の塗布での治療成績向上の可能性も期待できる。
ミクロ多相素バイオリアクターの特性と物質合成への応用

有機溶媒-水-(固定化)酵素からなる多相反応系において,各種の反応条件が酵素活性や特異性に与える効果を検討し,新しいバイオリアクター設計の基礎的知見を得ることを目的に研究を行い,以下の結果を得た。1.有機溶媒中での酵素の活性化:数種類のセリンプロテアーゼについて,有機溶媒中での最大活性を達成する方法を検討した。その結果,エタノール中でのアミノ酸のエステル交換反応において,酵素会合体の微粒子化により約25ユニットの活性が得られた。またホルムアミドやトリエチルアミンのような添加剤によっても酵素の活性が大幅に向上することを見いだした。これらの酵素アクチベーターの効果について,酵素活性点の構造変化の観点から考察した。2.有機溶媒中でのペプチド合成におけるプロテアーゼの立体特異性:α-キモトリプシンなどを触媒として有機溶媒中でペプチド合成を行い,アミン成分のエナンチオマー特異性に対する溶媒効果を調べた。その結果,D体アミノ酸の反応性は高濃度の有機溶媒中で著しく向上し,エナンチオマー特異性が緩和されることを見いだした。この方法は,D体アミノ酸やそのほかの非天然型アミノ酸を含む新規なペプチド合成に応用できると思われる。3.有機溶媒中での酵素加水分解による光学分割:有機溶媒中でのプロテアーゼによるアミノ酸関連化分合物の反応において,C側基質の立体特異性が非常に厳しいことを利用して,各種アミノ酸の光学分割を行った。本年度は工業用のプロテアーゼち用いて,チロシン,ロイシン,DOPA等の効率よい分割法を開発した。
細胞内代謝シミュレーションのための汎用システム

E-CELLシステムを用いた実在する細胞のシミュレーションとして、実験より得られたデータに基づいたヒト赤血球細胞シミュレーションモデルを構築した。これは主な代謝経路である解糖系、ペントースリン酸経路、核酸代謝系から成っており、また、これらの経路に関わる酵素活性へのpHの影響や、浸透圧による赤血球の体積変化、ヘモグロビンによるO2運搬、CO2のpH緩衝作用などについても詳細に表現している。このモデルは定常状態に達しており、実験で確認されている赤血球の状態を再現することができた。今回、このモデルを用いて、赤血球の疾患として多く見られる先天的代謝系酵素異常疾患のシミュレーションを行った。これら先天的疾患のうち、Glucose-6-Phosphate dehydrogenase(G6PDH),Hexokinase(HK),Phosphofructokinase(PFK),Pyruvate Kinase(PK)の4つの全律速酵素において、正常酵素の反応速度パラメータを文献より得られた異常酵素のものと入れ替え、シミュレーションを実行してこの異常状態における様子を解析した。HK、PHK、PK各欠損症におけるシミュレーション結果は、ATPの産生の減少や、直前の代謝物質の蓄積が認められた。また、G6PDH欠損症においては、赤血球内の各種還元反応を担うGSHの産生が停止するなど、実際の欠損症における病態に近い反応を示した。また、これまでこれらの先天的疾患の治療法として用いられてきた方法についてシミュレーション上での再現を試みた。
表面プラズモン共鳴を利用した新規生体潤滑分子スクリーニング法の構築

本研究では、関節の潤滑に関わるルブリシンやヒアルロン酸を軸に、それらと生物・化学的な相互作用を有するタンパク質を選定し、更に力学特性に関わる新規分子を同定するべく、表面プラズモン共鳴を利用した界面間分子相互作用の動的変化および界面間粘弾性特性の同時検出を可能とするシステムの開発を行った。未知の分子間相互作用に対する経時変化をリアルタイムに検出するために、プラズモン共鳴角の機械的走査を必要としない系を構築し、自己組織化単分子膜により金薄膜上に一方の分子をグラフトすることで、未知の相互作用に対するプラズモン共鳴の検出と力学特性の同時計測を可能とした。生体の関節表面近傍には種々のタンパク質・脂質が存在しており、潤滑機能に影響を及ぼしている。しかし、関節のトライボロジー特性に影響を与え得る分子を同定する手法は確立されておらず、関節における分子間相互作用と力学機能の関係はほとんど解明されていない。本研究では生化学的に抽出した新規分子と、潤滑機能に関連する物理パラメータとの関係を迅速に評価できるシステムの構築を目指している。本年度はまず、分子生物学的な観点からタンパク質相互作用を中心に、ルブリシンを起点とした潤滑に寄与し得る物質の抽出を試みた。まず、マウスルブリシンcDNAの全長クローニングを行い、ポリペプチドタンパク質タグを付加した後アフィニテイー精製を行い、タグタンパク質によって選択的にルブリシン複合体を抽出することを試みた。細胞には軟骨様のフェノタイプを示すマウス株化細胞を用いたが、スプライスの影響や精製度の影響から精度よく複合体を抽出することは困難であった。そこで、ルブリシンのノックダウンによって、実際に潤滑機能が低減する条件下で3次元培養を行い、非ノックダウン群との比較で発現タンパク質の違いを検証する方法を試みた。ルブリシンをコーディングしている遺伝子Prg4のshRNAをアデノ随伴ウイルスによって数種作製しノックダウン効率を検証した結果、配列特異的にノックダウンすることを確認した。現在バイオリアクターを用いて組織の3次元再構築を行い、ルブリシンノックダウンによって潤滑機能に影響を与える培養条件を検討中である。また、これらの潤滑機能を精度よく評価するために、新規に潤滑機能を評価する試験機の開発を行った。本年度中に生化学的手法によって抽出したタンパク質複合体の解析を行い、候補分子の抽出を行う予定であった。しかし、精製度の問題などから、shRNAおよび3次元軟骨組織を用いて、ダイレクトに潤滑に寄与し得るタンパク質の発現比較に変更したため、摩擦機器の開発を含め当初の予定より解析に遅れが生じた。生体の関節潤滑機能には関節表層や関節液に含まれる分子群が関与している。潤滑に関わる分子として、多糖タンパク質や脂質などの存在が報告されているが、分子レベルにおける化学的相互作用と潤滑を含む物理作用との関係性は解明されていない点が多い。本年度は表面プラズモン共鳴を利用して、界面間分子の化学的・力学的相互作用検出システムの開発に着手した。光学システムとして表面プラズモンを励起するための金属膜はプリズム上面側に成膜するクレッチマン配置を採用した。高周波マグネトロンスパッタリングによってプリズムと同質のカバーガラスに銅を蒸着し、マッチングオイルを介してプリズム上面に設置した。未知の相互作用検出を可能とするために、一定の角度分布を有する光を入射させ、プラズモン共鳴角の逐次探索を必要としない系を構築した。入射光には波長632.8 nmのHe-Neレーザーを用い、ビームエキスパンダーやグランテーラープリズムを介して金属膜の存在するプリズムに入射させた。試験的にBK7のプリズムを用い、大気圧雰囲気下で反射光強度をイメージセンサおよびCCDカメラのデータから解析した結果、実測平均銅膜厚52 nmで表面プラズモンの励起を確認した。また銅の複素屈折率から反射率の理論値と銅膜厚の関係性を検証した結果、実測値と理論値の膜厚誤差はスパッタリングの成膜誤差に入っていたものの、成膜精度の向上は今後の課題である。またマイクロカンチレバーを用いた微小界面間力の測定系を並行して構築している。申請者の研究機関の異動(京都大学→同志社大学)に伴い、実験環境や研究環境の再構築に時間を要した。本年度はまず、表面プラズモン共鳴によって分子間化学的相互作用の動的変化をより効率的にとらえるために入射光の角度分布のレンジを広げ、検出域の下限が臨界角付近にシフトするよう光路全体の設計変更を行った。具体的には光軸中心が45度入射時において集光角度約50度を達成する長作動対物レンズを導入し、レンズとプラズモン共鳴が生じる金属薄膜までの距離およびプリズムと金属薄膜の間に介在するマッチングオイルの膜厚をともに可変できる系を構築し、それらを変数として金属薄膜上の有効スポット径を考慮した上で最適な光軸中心の入射角の算出・設定を行った。またプラズモン共鳴の効率およびバイオセンサとしてアミンカップリングを利用するために金属薄膜として5 nmのチタン層の上に47 nm(±10%誤差)の金を蒸着したものを用いたところ、本系においてプラズモン共鳴に伴う特異的な角度における暗線の確認およびp偏光光でのみ反射光光量の定量的な減衰を認めた。また微小界面間力の測定においてはワイヤー放電加工によってマイクロカンチレバーを作製し、分解能0.1 nmの静電容量式変位計およびピエゾアクチュエーターによる変位制御によって金薄膜とカンチレバー先端との界面間力が測定できる系を構築した。

これらの系を用いて、生体関節表層に発現している分泌タンパク質群において化学的相互作用とそれらの時系列変化に伴う力学相互作用(界面間に発生する粘弾性に関係する力)に関するデーターベースの構築に取り組んでいる。本研究では、関節の潤滑に関わるルブリシンやヒアルロン酸を軸に、それらと生物・化学的な相互作用を有するタンパク質を選定し、更に力学特性に関わる新規分子を同定するべく、表面プラズモン共鳴を利用した界面間分子相互作用の動的変化および界面間粘弾性特性の同時検出を可能とするシステムの開発を行った。未知の分子間相互作用に対する経時変化をリアルタイムに検出するために、プラズモン共鳴角の機械的走査を必要としない系を構築し、自己組織化単分子膜により金薄膜上に一方の分子をグラフトすることで、未知の相互作用に対するプラズモン共鳴の検出と力学特性の同時計測を可能とした。Prg4のshRNAによりダイレクトに潤滑機能を低減させる分子群の抽出を継続して進める。また並行して、界面近傍の分子相互作用を特異的に検出でき、且つ界面間の物理作用を同時に計測できるシステムを表面プラズモン共鳴を利用して構築する。研究機関の異動に伴い一時的に停止していた遺伝子組換実験の環境が整ったため、組換タンパク質の合成を行い、既知のタンパク質との相互作用を検証する。そのためにプラズモン光学系に微小界面間力計測系の組み込みを行い、化学的・力学的相互作用の検出システムの開発を優先的に進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。機械工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
冠動脈内マイクロスフェア塞栓法による慢性心不全モデルの作製に関する研究

心不全の発症機転及びその基礎となる心筋の病態については未だよく解明されていない。本研究は冠微小循環モデルを作成し、心筋虚血に基づく心不全発症機転を主として心筋カテコラミン、交感神経β受容体の変動の面から検討した。冠微小循環障害モデルは犬の左冠動脈内に直径15μmのマイクロスフェア(MS)を大量に注入塞栓することにより作成した。本モデルにおいて、MS注入後の急性期には多量のアデノシン遊出が少なくとも3時間は持続し、散在性微小心筋虚血がMS注入量に応じて増強することが明らかとなった。また組織学的にも細胞内浮腫、ミトコンドリアの障害、グリコーゲン顆粒の消失等明らかな虚血性変化を認めた。一方慢性期(1週間後)には、冠血流量はほぼコントロールに復し明らかな虚血、壊死は認めず冠予備のみ低下した状態が観察された。心機能面よりの検討では急性期には心拍数増加とともにdp/dt maxの低下、等容性弛緩期圧下降脚の時定数Tの延長を認め明らかな心機能低下を認めた。一方慢性期にはdp/dt maxは対照時と有意差がなく拡張機能のみの障害が観察された。また、β刺激に対する反応性も対照時と同程度に維持された。この時、心筋カテコラミンの枯渇とともにβ受容体の代償性増加が認められ、心不全前段階と考えられる肥大心と同様の傾向を示すことが明らかとなり、心不全前段階の共通した特徴と考えられた。すなわち、慢性期回復後の微小循環障害モデルは、β受容体の増加により内因性交感神経活性の低下が代償されている潜在性心不全モデルと考えられ、この代償性増加の破綻は心不全発症に重要な役割を果たす可能性が示唆された。
直接投資と経済成長〜スピルオーバー効果を中心として〜

今年度は、引き続き、何故、アメリカにおいて、日本の自動車部品会社の生産性が劣るのかについて研究を行った。その結果、日本企業は、アメリカにおいて、かなり、高度な技術をおり込んだ設備投資を行ったが、設備のメインテナンスをする人材にかけ、それがうまく特に初期の頃は生産性の伸びにつながらなかったことがわかった。この研究成果の一部を含め、98年7月、アメリカ西部経済学会で研究発表を行った。タイトルは、“Multinationals,Production Efficiency and Spillover Effects.The Case of the U.S.Auto Parts Industry"である。また、インドネシアにおける自動車産業(2輪車、4輪車を含める)と海外直接投資の関係についても研究を行った。両産業とも、インドネシア政府の産業政策のターゲットであり、また、日本企業が深くその発展に関わってきたことは同じであるが、4輪車部門において生産性向上、部品産業の発展が全く見られないのとは対照的に、2輪車においては90年代、急速なる発展が見られた。この研究成果は、“Automotive Industry in and the Role of FDI in its Development"の論文にまとめ、経済企画庁主催の会議で研究発表を行った。2年度にわたる研究の結果、直接投資と経済成長の関係は、先進国と途上国において相違が見られるのみならず、途上国の中にあっても全く産業によってその効果が異なる。したがって、両者の関係は一義的では有り得ず、他の多くの要因によって左右されることがわかった。2年間にわたる奨励研究(a)の一年目の研究成果である。まず、直接投資と成長に関する文献サーベイを行った。おもに、スピルオーバー効果と内的成長理論の見地から整理を行った。70年代に比べ、直接投資の成長における正の役割が理論的にもより裏付けられることがわかった。その後、フィリピン、中国、アメリカを事例として、特に製造業における直接投資の役割がどのようなものであるかを探った。その結果、直接投資の経済波及効果はかなり国によって差異があることがわかった。アメリカにおいては、特に自動車産業をとりあげ、ミクロデータを用いて実証研究を行った。確かに、直接投資の正の効果がみてとれるが、技術移転効果は少なく、競争効果がより上回っていた。中国、フィリピンにおいても同様の効果がみてとれるが、アメリカほど詳細なデ-ダが存在しなく、どの効果がより重要であるかということは判明していない。中国に関しては、外資系企業と香港・台湾系企業が国有企業に正の効果をもたらした可能性が高いという結果が得られた。フィリピンにおいては、国内市場が高い関税等によって長く保護されてきていたために、輸出志向型よりも国内市場向け投資が主になり、雇用創出効果ならびにスピルオーバー効果はきわめて限界的になっている。2年度目は、自動車産業に特化して次の実証研究を行う予定である。第一に、中国の自動車産業の企業レベルのデータを用いて、直接投資の経済成長におけるミクロ研究を行う。次に、アメリカの自動車産業を取り上げ、生産性に与える影響を計測するのみならず、アメリカでの取引関係、産業組織等にどのような影響を与えているか、幅の広い研究を行う。
珪質微化石殻の形状変化にもとづく生物源オパール溶解指標の設定とその古海洋学的応用

表層堆積物を用いた溶解実験に加え、北西太平洋(三陸沖)において回収されたセディメントトラップ試料(つまり現世水柱試料)を用いて溶解実験を行った。そして得られた指標種Neodenticula seminae溶解プロファイルにもとづき,かつて本研究で得られたものより精度の高い指標を構築し、国際学術誌Micropaleontologyに投稿し、現在査読中である。また、指標を効果的に適用するためには、溶解に影響を与えると予想される殻形態の時空分布を把握し、予め適用範囲を決定する必要がある。こうした意義にもとづいて、溶解実験でも用いたセディメントトラップ試料や、表層海水のフィルタ試料中の指標種個体を観察し、この種の形態に時間空間的な差違があるのかを電子顕微鏡で殻の電子画像撮影を行ったうえで検討した。このとき使用した試料は北西太平洋縁辺域とベーリング海でそれぞれ採取されたものであり、形態のバイオメトリーには、PDソフトウェアのNIH Imageを用いた。その結果、両者の殻形態は有意に異なっていることが明らかになった。すなわち、北西太平洋の個体群はベーリング海のそれに比べて、殻形態の多様性がより高いが一般に華奢な個体が圧倒的に多く、ベーリング海の個体は肉厚で形態的に非常に一様である。そして、この形態の地理変異の新知見についての論文は、国際学術誌Diatom Researchに投稿・受理された。さらに、この種の殻形態について、電子顕微鏡画像を基調にした三次元画像解析(analySISを使用)を行って形態をさらに詳しく記載した。予察的に検討した結果、ベーリング海産の個体は比面積がより小さく、溶解に対する抵抗性が高いと推定されることがわかった。なお、平成13年10月3日より、在外研究を行うべく米国New Jersey州のRutgers Universityにおいて、Columbia UniversityのL. H. Burckleに師事していたが、先述の研究を共同して行ったあと、平成14年9月26日に帰国した。
ウ蝕象牙質のpHと有機酸パターンによるウ蝕病変の分類とその臨床応用

象牙質う蝕の発生および進行には、細菌の糖代謝により生成される有機酸や細菌による蛋白分解が、重要な関与をしていることは明らかであるが、その詳細については解明されていない。先に、我々はウ蝕象牙質中に蓄積している有機酸をガスクロマトグラフィーにより分析し、ウ蝕象牙質に含まれる主な酸は乳酸、酢酸およびプロピオン酸であること、またウ蝕象牙質中の有機酸構成パターンは個々の試料で様々に異なっていることを明らかにし、発表した(Hojo et al.,1991)。本研究では象牙質ウ蝕をウ蝕の進行速度や病態の明らかに異なる典型的急性ウ蝕、典型的慢性ウ蝕、充填物下のウ蝕から軟化象牙質を採取し、これらの象牙質の水分含有量、pHおよびそこに含まれる有機酸の構成パターンを比較したところ、以下のような結果が得られた。急性ウ蝕病巣の軟化象牙質はpHが低く、水分含有量が多く、含有有機酸濃度が高かった。(Hojo et al.,1993;北條ら、1993;北條ら、1993)。しかも含まれている酸の大部分は乳酸であった。これに対し、慢性ウ蝕の軟化象牙質はpHが高く、水分含有量が少なく、含有有機酸濃度が低かった。さらに、含まれている酸は乳酸が少なく、酢酸やギ酸、コハク酸、プロピオン酸が主体であった。さらに、本研究ではギ酸、乳酸、酢酸、プロピオン酸では象牙質に対する作用に差があることも明らかにした。(北條ら、1993)。以上のように、象牙質ウ蝕の種類により軟化象牙質の水分含有量、酸濃度、pHやそこに含まれる有機酸構成のパターンが明らかに異なっていることが判明した。これらの差異は象牙質ウ蝕の病因やウ蝕病巣内の細菌叢あるいは環境の差により生ずるものと考えられた。今後は、これらの結果をもとに、新しい角度から象牙質齲蝕病変の分類法を確立し、それをう蝕の発生機序の解析や臨床的診断などに役立てたい。我々は先に、ウ蝕象牙質中に蓄積している有機酸を分析し、ウ蝕象牙質に含まれる主な酸は乳酸、酢酸およびプロピオン酸であること、またウ蝕象牙質中の有機酸構成パタ-ンは個々の試料で様々に異なっていることを明かにし、発表した(J.Dent Res.,1991)。本年度は象牙質ウ蝕をウ蝕の進行速度や病態の明らかに異なる典型的急性ウ蝕、典型的慢性ウ蝕、充填物下のウ蝕から軟化象牙質を採取し、これらの象牙質pHおよびそこに含まれる有機酸の構成パタ-ンを比較したところ、以下のような結果が得られた。急性ウ蝕の軟化象牙質はpHが4.9±0.2と低く、乳酸含有率は88.2±8.3%と高く、含まれている有機酸の主成分は乳酸であった。これに対し、慢性ウ蝕の軟化象牙質のpHは5.7±0.5と急性ウ蝕象牙質に比べると高かった。また酢酸およびプロピオン酸含有率は各々64.0±14.4%および18.2±9.2と高く、慢性ウ蝕象牙質に含まれている有機質の主成分は酢酸およびプロピオン酸であった。

また、充填物下のウ蝕から得た軟化象牙質のpHは5.8±0.7を示し、含まれている有機酸の主成分は酢酸およびプロピオン酸であった。充填物下の軟化象牙質のpHおよび有機酸の構成パタ-ンは慢性ウ蝕のそれと類似していた。急性ウ蝕と慢性ウ蝕および充填物下のウ蝕から得た軟化象牙質のpHおよび有機酸の構成パタ-ンについて、それらの差を検定したところ、統計学的に有意差を認めた。以上のように、象牙質ウ蝕の種類により軟化象牙質のpHやそこに含まれる有機酸構成のパタ-ンが明らかに異なっていることが判明した。これらの差異は象牙質ウ蝕の病因やウ蝕病巣内の細菌叢あるいは環境の差により生ずるものと考えられた。この結果についてJ.Dent Resに投稿準備中である。我々は先に、ウ蝕象牙質中に蓄積している有機酸をガスクロマトグラフィーにより分析し、ウ蝕象牙質に含まれる主な酸は乳酸、酢酸およびプロピオン酸であること、またウ蝕象牙質中の有機酸構成パターンは個々の試料で様々に異なっていることを明らかにし、発表した(Hojo et al.,1991)。さらに、象牙質ウ蝕のタイプにより軟化象牙質の水分含有量、酸濃度、pHやそこに含まれる有機酸構成のパターンが明らかに異なっていることを明らかにした(Hojo et al.,1993)。本年度は、さらに多様なう蝕象牙質病巣から病的象牙質を採取し、その中に含まれる有機酸を液体クロマトグラフィーにより分析すると同時に、う蝕象牙質のpHや水分含有量をも測定し、ウ蝕の種類とこれらの因子との相関関係を明らかにした。さらに、作用させる有機酸の種類による象牙質への作用の差についても検討した。その結果、以下のような結果を得た。ウ蝕象牙質中からは、これまでガスクロマトグラフィーでは検出できなかったギ酸、コハク酸が多量に検出された。試料によってはギ酸やコハク酸含有率が40%以上を越えていた。これらの試料はいずれも慢性タイプのウ蝕象牙質であった。一方、急性ウ蝕病巣から採取した軟化象牙質およびウ蝕病巣上に付着した歯垢からは糖摂取後長時間経過した試料でも、多量の乳酸が検出され、乳酸主体の有機酸パターンを示した。しかし、同時に同一患者の口腔内の健全歯面から採取した歯垢では、乳酸含有率が低く、酢酸およびプロピオン酸を主体とする有機酸パターンを示した。さらに、本年度は各種有機酸の象牙質に対する作用の差についても検討した(北條ら、日本歯科保存学会雑誌、投稿準備中)。
ゼオライトにおけるポーラロン誘起金属絶縁体転移をめぐる局所場ゆらぎ

Na原子を吸蔵したLSX型ゼオライトは、吸蔵濃度を増加させると高濃度の飽和吸蔵量近辺において絶縁体金属転移により絶縁相から金属相へと変化する。そして、この金属相についてのみ、昇温にともなって特異的な熱活性型常磁性磁化が現れる。その活性化エネルギーは、吸着原子のものと推察される熱活性型の不規則運動におけるそれと同程度の値を示す。この一致は偶然ではなく、常磁性磁化が局所場のゆらぎに起因したポーラロン状態に伴うものであると理解せざるを得ない。このように特異的なポーラロンの生成過程を解明するには、局所場の揺らぎが具体的にどのような運動に伴うものであるかを特定する必要がある。しかし、これまでそのような観点からの研究はほとんどおこなわれてこなかった。以上の研究文脈のもと、本研究課題の着手段階においては無吸蔵の試料について23Na核のNMRのスピン格子緩和時間T1の温度変化が観測された。その結果は、あらかじめ無吸蔵で存在するNaカチオンが既に熱活性型の不規則運動をしていることを示すものであった。これはそれまでなされていた理解と異なる。もともと揺らぎは存在し、それと金属相がタイアップして相乗効果を発揮し、絶妙な絡み合いのもとで常磁性磁化が発現したと捉える方が自然であることになるからである。それゆえこの発見は、Na原子を吸蔵したLSX型ゼオライトにおける磁性発現の理解について発想の転換を求めるものであった。そして、無吸着時に観測された不規則運動の活性化エネルギー値は0.02eVにも満たないものであったことも判明した。この値は、常磁性磁化に伴う高濃度吸蔵時に現れる値である0.1eV程度とは好対照である。無吸蔵であるとこのような数分の一以下の値であるのは、高濃度吸蔵の場合と比べてはるかに移動がしやすいサイトの組み合わせが存在することを意味する。このことがこれまでで最大の成果である。以上と並行し、Rbを吸蔵させた場合についての実験が行われた。その結果、Naをはるかに凌駕する金属性を示す実験結果が得られた。そのため、Na吸蔵の場合の論文報告は一時保留とし、Rbの強い金属性を論文報告することを優先する状況にある。現在は、Rbを吸着させた場合について認められる金属性の程度をNa吸蔵の場合と比較して論じた論文の投稿準備がほぼ完了した状態にある。Rb吸蔵時の金属性は単純金属とはかなり異なっている可能性があって強相関系としての研究発展が望まれるものであるが、研究期間を延長していることを考えあわせ、現在までに得られている結果を論文発表することを最優先して今後の研究期間を活用する。今後は、Naの場合に対して低濃度から中濃度に至る吸蔵量領域における丁寧な考察をおこない、取得済みの実験データを公刊するに際して慎重を期する。現在は、数少ないながら存在する既報のX線構造解析の結果を慎重に検討しているところであり、どのような運動が許容されるものであるかについて精査中である。上記したように、Rbを吸着させた場合のLSX型ゼオライトの金属性についての成果報告を最優先して進める。報告は学術論文によるものとし、その内容はNaを吸蔵させた場合の特性との特徴比較とする。実験データからはRbの吸蔵においてバルク状態では単純金属であったものが強相関系の様相を帯びることが示唆されているものの、準備する原稿の内容は単純に金属的性質に対する言及に留める。それだけをとってみても、Naの場合よりRbでは遥かに金属性が顕著となることは報告することとなり、内容は依然として顕著な新規性があると言える。そのように題材を限るのは、これまでにはまったく行われたことがない研究内容であるゆえに相関性それ自身が争点となってしまって論文化が遅れることを避けるようにするためである。他方、Na原子を吸蔵したLSX型ゼオライトでは、低濃度から中濃度に至る吸蔵量領域について丁寧な考察を継続しておこない、取得済みの実験データを慎重な検討のうえで論文化していくことにする。その際には、数少ないながら存在する既報のX線構造解析の結果を慎重に参照することが重要であり、また、光学スペクトルの振る舞いとの比較検討も補完的に重要な役割をなす。参照可能な情報が少ない状況から、いかにして描像の範囲を絞り込めるかがカギとなる。そのような絞込みにより、ゼオライトにおける局所場揺らぎの全体像を得るための基点となるような知見の整備を目指す。ゼオライトは、結晶中にあらかじめ配列したナノ空間を有する物質である。触媒や吸着剤として使われることがほとんどである一方、そのナノ空間が規則的に整列していること、そして外部からそのナノ空間への吸着によりアルカリ金属クラスターが生成されることを反映した電子物性研究がおこなわれている系でもある。ゼオライトA(LTA)にカリウムクラスターを生成した場合、磁性元素を全く含まないにも拘わらず強磁性を示すことなど、他の系では得がたい電子物性的特徴を持つ。そして、吸着した原子が示す物性であるがゆえ強固な結晶格子による場合とは様相を異にし、原子の運動により生じる微視的環境変化もその電子物性と密接な関係を持つことが指摘されている。その顕著な例がLow Silica型と分類されるゼオライトX(FAU)であって、Na原子を吸着した場合には電気伝導性と共存した状態で常磁性磁化が熱的に活性化される。

アルカリ金属吸着ゼオライトにおける電気伝導特性はこの系において初めて実質的に確認されたところであるが、我々の研究グループは核磁気共鳴法により、そういった熱活性化した常磁性磁化が吸着原子の運動の活性化と言わば一体となって現れることを示した。そういった研究の延長上で行われている研究が本研究である。本研究課題による研究着手とほぼ時を同じくし、この系においてはフェルミ面における有限の状態密度が初めて核磁気共鳴法により確認された。その振る舞いは分光や電気伝導度測定によるものとクロスオーバーしており、状態は単純ではなく錯綜して変化することが示唆される。本研究課題では、核磁気共鳴を用いて上記のような原子運動による影響を探りつつあり、どのような吸着濃度であっても原子運動は無視できない存在であることを見出しつつある。研究開始時点では、高濃度でのNa原子吸着の場合についてのみ原子運動が顕著であって、低吸着状態では原子運動が静かになってバックグラウンドとして格子フォノンのみが系の微視的揺らぎとして残るものと予想していた。しかし、広範囲にわたる吸着濃度での観測を進めた結果、低濃度吸着に至るまで原子運動の実態を極力に把握する必要性があることが判明した。そのため、初年度である今年度は無吸着条件試料の特性を把握することに終始専念した。興味深い結果が得られたものの、その結果は学術雑誌に投稿中であるのでここには内容記載を控える。言えるのは、明らかに電気伝導性を示さない状態のゼオライトであっても侮って調べる必要はないと判断してはならないという教訓を与えてくれる結果であったということである。そして、さまざまなNa吸着濃度の試料について予備実験を進めた結果、吸着濃度変化に対する特性変化は予想よりかなり大幅かつ多彩であることが判明しつつある。そのため、これまでに準備した既存の試料では吸着濃度の刻みが粗過ぎて足りず、中間濃度の試料が多量に必要となっている。試料の作製および吸着濃度の分析にはかなりの時間を要するため、現在は核磁気共鳴データの蓄積が中断状態にある。試料準備は鋭意進行中である。Na原子を吸蔵したLSX型ゼオライトは、吸蔵濃度を増加させると高濃度の飽和吸蔵量近辺において絶縁体金属転移により絶縁相から金属相へと変化する。そして、この金属相についてのみ、昇温にともなう特異的な熱活性型常磁性磁化が現れる。その活性化エネルギーは、吸着原子のものと推察される熱活性型の不規則運動におけるそれと同程度の値を示す。この一致は偶然ではなく、常磁性磁化が局所場のゆらぎに起因したポーラロン状態に伴うものと理解せざるを得ない。このように特異的なポーラロンの生成過程を解明するには、局所場の揺らぎが具体的にどのような運動に伴うものであるかを特定する必要がある。しかし、これまでそのような観点からの研究はほとんどおこなわれてこなかった。以上の研究文脈のもと、無吸蔵の試料について23Na核のNMRのスピン格子緩和時間T1の温度変化を観測した。その結果、無吸蔵であっても、あらかじめ存在するNaカチオンが既に熱活性型の不規則運動をしていることを示す結果が得られた。吸着されたNa原子が熱活性型の不規則運動をし、それによる場の揺らぎが上記金属相における熱活性型常磁性磁化の生成に寄与していることの背景には、無吸蔵状態でも既に熱活性型の不規則運動による場の揺らぎが存在していたことが新たにわかったということである。