hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河川における混合砂礫の流送機構の研究

本研究は水路実験と実際河川の調査の両面から課題に取り組んだことを特徴としている。大井川支流の東河内沢を調査河川に選定し、分担者が現場で討論を行いながら共通認識に至った。そして、そこで問題となった混合砂礫の流送機構に関する具体的な課題を実験水路に出現させて、それを生じさせている成因を考察した。東河内沢では1982年8月の豪雨によって最大8mの厚さで谷底の埋積が生じた。この時の堆積物の堆積構造をトレンチ発掘などによって詳細に観察し、また堆積段丘表面に残されている微地形を測定した。これらによって急勾配渓流での高流砂階条件下の土砂移動に関する原型のデ-タを得た。とりわけ、堆積物が基本的に細・粗の層状構造を持つこと、混合砂礫の流送時の垂直的・平面的分級が堆積構造の成因に強く関与していることが注目された。水路実験では、幅の狭い直線水路、幅の制約のない平面水路、ダクト(閉管路)水路の3種類を駆使した。直線水路では、供給岩屑量の減少に対する河川の応答特性を調べた。その結果、砂礫の供給が減少した時、河川はまず粒子の粗粒化によってその減少を吸収してしまい、地形変化(勾配の減少)を起こさないこと、河床表面における砂礫の分級は供給岩屑量に支配されていることなどが明らかになった。東河内沢での堆積物調査によると、谷底で水流が自由に転流しながら同時に河床が上昇していくことが、渓流での土砂移動及びその堆積にはきわめて重要な条件であると考えられた。平面水路では転流の効果を調べた。礫ばかりが渋滞する礫州が生じて、そうでない部分に流れが集中するという一対の機構によって、細粒層と粗粒層の互層が生じることがわかった。また、混合砂礫の流送では、流送砂礫のすべてが地層中に保存されるわけではない。河床上昇速度(堆積速度)の遅速によって支配され、急激に堆積がおこる条件(場所)では粗粒物質が、緩慢な所では細粒物質が保存される傾向にあることが判明した。ダクト(閉管路)水路では、現実の流れのもとでは観察が不可能な、高流砂階での底面近傍での土砂移動をつぶさに観察し、流れによる砂礫の垂直的分級と、縦断的分級を明らかにした。1.混合砂礫の流送実験を行ない,混合砂礫からなる河床はその表面砂礫の粒度組成を調製させることによって,砂礫供給量の時間的変動を吸収する機構が存在することを新たに発見した.この機構は一様粒径を対象とした従来の研究では知られていなかったことで,混合砂礫からなる実際河川の河床変動などを理解する上で,きわめて重要な知見になると思われる.2.砂礫の輸送機械としての河川は,また,砂礫の粉砕・摩耗機構を備えていることを,大井川・黒部川などの諸河川の現地調査によって強く認識し,今後の研究のための新たな課題を得た.たとえば,大井川では上流と下流とで河床砂礫の岩質構成が著しく変化し,下流の礫は強度の大きな礫ばかりからなることを観察し,また,本流の砂礫輸送量は下流ほど小さいことが,ダムの推砂量から明らかになった.これらの事実は,砂礫が輸送過程で粉砕・摩耗され,泥になって一気に海まで輸送されるため,河床の砂礫は下流へ減少すると考えれば,容易に説明される.3.本年度の研究によって,混合砂礫の流送現象には河床砂礫の粒径構成がきわめて重要な役割を演じること,そして,その粒径構成の由来には,粉砕・摩耗作用が強く関係していることが推定された.そこで来年度には,粉砕・摩耗機構を定量的に測定するために,実際河川における砂礫の流送様式である躍動を取り込んだ砂礫の粉砕・摩耗の相似実験を計画している.河床の砂礫はこなれないという考えが現在世界的に広く支持されているが,その根底となった従来の摩耗実験は,相似実験とはいいがたいものだったからである.本研究は水路実験と実際河川の調査の両面から課題に取り組んだことを特徴としている。東河内

沢での堆積物調査によると、谷底で水流が自由に転流しながら同時に河床が上昇していくことが、渓流での土砂移動及びその堆積にはきわめて重要な条件であると考えられた。平面水路では転流の効果を調べた。礫ばかりが渋滞する礫州が生じて、そうでない部分に流れが集中するという一対の機構によって、細粒層と粗粒層の互層が生じることがわかった。また、混合砂礫の流送では、流送砂礫のすべてが地層中に保存されるわけではない。河床上昇速度(堆積速度)の遅速によって支配され、急激に堆積がおこる条件(場所)では粗粒物質が、緩慢な所では細粒物質が保存される傾向にあることが判明した。ダクト(閉管路)水路では、現実の流れのもとでは観察が不可能な、高流砂階での底面近傍での土砂移動をつぶさに観察し、流れによる砂礫の垂直的分級と、縦断的分級を明らかにした。礫床河川に生じる地形変化は、河床が大小様々な粒径の混合砂礫からなることを抜きには理解できない。今年度は、1)混合砂礫が運搬途中で受ける分級過程、及びそれが地形変化に及ぼす効果と、2)長年かかって砂礫が下流に運搬される時に受ける砂礫の変質の程度を評価して、混合砂礫の起源そのものを明らかにすることを課題に、野外調査と室内実験の両面から研究をすすめた。1)については、大井川上流の渓流を調査河川に設定した。1982年の台風10号出水(総雨量900mm以上)による大規模な渓床変動の堆積物が、現在断片的に段丘として残されている。段床面にブルドーザーでトレンチを掘消し、蓄積構造の詳細な記述を行った。また、段床面上での微地形を測量し、砂礫の平面的な分級状態(移動時の河床形)を平面図に表した。これら二つに、土砂移動時の砂礫の流送様式が記録されているからである。従来の知識によると急勾配渓床での多量の土砂移動は、土石流という運動形態で説明されてきた。ところが、混合砂礫の場合には砂礫が分級を受けることによってmobilityが高まり、きわめて高濃度の土砂移動でも掃流形式で充分説明される可能性が、本堆積物調査によって明らかになった。原型となるべき充分なデータが本年度の調査でえられたので、来年度はこれをもとに水路実験により、高濃度の土砂移動状態下での混合砂礫の流送機構を明らかにし、研究をまとめる予定である。その一部として既に、実際に起こっている渓床変動(地形変化)プロセスを解明するために、供給砂礫量(流域の岩屑生産量)の減少に伴なう河川の応答特性に注目した小型水路実験を今年度行ない、成果を上げた。2)については、異なる4種類の岩質からなる渡良瀬川を調査河川にして、河床砂礫の岩種別粒径構成の上・下流分布を測定し、砂礫の粉砕・摩耗量の評価のための現場のでーたを得た。回流水槽を用いた砂礫の摩耗実験の装置を製作して、現在装置のテストを行なっている所である。調査渓流である東河内沢を原型とした平面模型実験を行なって、実際河川における土砂移動とその堆積機構を考察した(1)。また小型のダクト(閉管路)水路を製作して、現実の流れもとでは観察が不可能な、高流砂階での底面近傍での土砂移動を観察し若干の解析を行なった(2)。そして、現地調査と水路実験との成果をあわせて高流砂階の混合砂礫の移動に伴って形成される堆積構造の成因について考察した(成果報告書のとりまとめ)。主な成果は以下の通り。(1)平面模型実験の成果:調査渓流での堆積物調査によると、谷底で自由に水流が転流しながら同時に河床が上昇していくことが、渓流での土砂移動及びその堆積にはきわめて重要な条件であると考えられた。幅の広い水路を製作し、多量の岩屑を連続的に供給して、調査渓流での土砂堆積を実験水路上に出現させた。
血管新生、糖代謝メカニズムにおける新規遺伝子MURCの機能解明

我々が単離・同定したMURCは、心筋細胞と平滑筋細胞以外に骨格筋細胞にも発現している。骨格筋では全身のインスリン依存性ブドウ糖取り込みの約85%が行われており、骨格筋細胞のカベオラにインスリン受容体が集積していることより、MURCが糖代謝に関与しているのではないかと考え検討を行っている。骨格筋細胞においてMURCとcaveolin-3の共局在と、インスリン受容体とcaveolin-3の共局在を認めることより、カベオラにこれら3つの分子が存在していることが示唆された。さらに、柵RCとインスリン受容体の結合を認め、MURCのインスリンシグナルへの関与が考えられた。MURCノックアウト(KO)マウスを用いグルコース負荷検査を行ったところ、野生型(WT)マウスに比べて、血糖の高値を認めインスリン抵抗性を呈している可能性が示唆されたがインスリ)負荷検査では差を認めなかった。今後は、脂肪食を負荷した状態で、MRCKOマウスにグルコース負荷検査やインスリン負荷検査を施行し、インスリン抵抗性の有無を評価する予定である。我々が単離・同定した筋細胞に選択的に発現しているMURCは、骨格筋にも発現している。筋肉は全身のインスリン依存性ブドウ糖取り込みの約85%が行われる組織であり、骨格筋のカベオラにインスリン受容体が集積していることが示されていることより、MURCが糖代謝に関与しているのではないかと考え検討を行っている。さらに、MURCとインスリン受容体の結合を認め、MURCのインスリンシグナルへの関与が考えられた。MURCノックアウト(KO)マウスを用いグルコース負荷検査を行ったところ、野生型(WT)マウスに比べて、血糖の高値を認めインスリン抵抗性を呈している可能性が示唆されたが、インスリン負荷検査では差を認めなかった。そのため、脂肪食を負荷した状態で、MURC KOマウスにグルコース負荷検査やインスリン負荷検査を施行し、インスリン抵抗性の有無を評価する予定である。MURCKOマウスを用いインスリン抵抗性の有無について検討を行っており、MURCの糖代謝における役割の検討ができているため。引き続きMURCKOマウスを用い、MURCの糖代謝における役割の検討を進めるとともに、MURCの血管病変に対する検討も行う。本研究を遂行するために必要な消耗品に研究費は使用するつもりである。
新しい原理に基づくサブピコ秒光―光スイッチングデバイスの開発

本年度はポンプ・プローブ法を用いて、前年度に作製されたスイッチングデバイスの特性を測定し、そのサブピコ秒動作を実証した。またモンテカルロシミュレーションによる緩和過程の理論解析を行い、よりデバイス特性を改善し得る構造を検討した。(1)前年度の準備をもと、AlGaAs/GaAs量子井戸からなるデバイスに超短ポンプ光パルスを照射して伝導帯第1-第2順位間の電子励起を行い、ある遅延時間後にデバイスに白色超短プローブ光パルスを透過させる測定系を構築した。光路長を変化させて遅延時間を走引しつつ、価電子帯第2-伝導帯第2順位間に対応するプローブ光の強度変化を100fs程度の高い時間分解能で観測した。その結果、ポンプ光の照射に伴ってプローブ光強度が増加する現象が観測され、確かに提案の方式が光-光スイッチングへと応用できることが分かった。また、そのスイッチング時間は300-400fs秒と非常に高速であり、同時に観測した価電子帯第1-伝導帯第1順位間に対応する従来の光-光スイッチング方式の緩和時間(79ピコ秒)と比較して、かなりの高速化が実現できたといえる。(2)モンテカルロ法等を用いてサブバンド間励起電子の緩和過程の計算機シミュレーションを行い、実験で得られた緩和過程の詳細なデータと比較検討した。その結果、伝導帯第2順位に励起された電子は、まず状態密度の大きいL谷順位へと散乱され、その後、Γ谷の第1順位へ緩和することが分かった。この結果を基に、様々な構造に対して理論計算を行い、井戸層に20%程度のInを加えた量子井戸構造を用いることで、L谷順位への散乱を抑制して伝導帯第2順位から第1順位へと電子を直接緩和させることで、スイッチングに必要な光ポンプ強度を3分の1以下に低減でき、かつスイッチングの繰り返し速度を34ピコ秒間隔程度まで改善できることが分かった。本研究は平成13年度からの2年間で、初期の目的が達成できるように計画されている。本年度は提案した原理に基づくスイッチングに適応できる量子井戸の設計・作製、デバイスヘの加工、制御光及び信号光波長の同定を行い、さらに光-光スイッチング測定系の立ち上げを行った。(1)GaAs/AlGaAs材料形を用いて、緩和過程の複雑化を防ぐため障壁層のA1組成は直接遷移の領域を用い、超高速ポンプ・プローブ測定系による制限を考慮して、サブバンド間遷移波長が7μm以下になるような量子井戸を設計した。現有の分子線エピタキシャル成長(MBE)装置を用いてGaAs基板上に設計構造を作製し、その構造をX線回折測定により確認した。さらに、GaAs基板を選択的に除去し、信号光および制御光をデバイス表面から入射する形式のデバイスを作製した。(2)制御光として用いるべき光の波長を同定するため、作製試料のサブバンド間吸収スペクトルを現有のFTIR装置よって測定した結果、そのピーク波長が7.2μmであることが分かった。また、信号光として用いるべき光の波長を同定するため、作製デバイスのバンド間吸収スペクトルを赤外光吸収法を用いて測定した結果、バンド端が約830nmであることがわかった。(3)光-光スイッチング測定系の立ち上げとして、まず制御光として、現有のレーザシステムに改造を加え、測定されたサブバンド間波長である7.2μmの超短光パルスを生成できるように設定した。また、信号光としては、水フローセルを用いて白色光パルスを生成し、900nmから600nmとバンド間繊維を完全にカバーできる波長の光パルスを生成することに成功した。光パルスの時間幅は100fs程度であり、サブピコ秒レベルの時間分解能を確保することができた。以上の成果はApplied PhysicsLetters等の論文誌において報告を行っている。来年度は、詳細な実験を行って、新方式による光-光スイッチングの特性を明らかにしてゆく予定。

この結果を基に、様々な構造に対して理論計算を行い、井戸層に20%程度のInを加えた量子井戸構造を用いることで、L谷順位への散乱を抑制して伝導帯第2順位から第1順位へと電子を直接緩和させることで、スイッチングに必要な光ポンプ強度を3分の1以下に低減でき、かつスイッチングの繰り返し速度を34ピコ秒間隔程度まで改善できることが分かった。
平安時代物語文の比較計量的研究

本年度は、昨年度に引き続き「うつほ物語」の本文データベース作成作業を継続した。すでに入力を終え、コンピューター辞書による単語分割の施されているデータベース底本(前田本)本文に、品詞情報を付加するため、以下のような手順で作業を行った。1器械による単語分割(精度5割前後)の修正を、文脈付きKWIC形式の単語の50音順配列データをもとに手作業で行った。2修正を施したテキストデータをファイルメーカーにインポートし、それに「源氏物語大成」索引篇の品詞情報を有する「大成」データをマッチングさせた。3データのマッチングでは解決できない同音異義語の、手作業による判定。以上の手順により、「うつほ物語」のうち、「俊蔭」、「蔵開」両巻のデータベースを完成し、それを用いて、品詞分布および名詞、動詞、形容詞、形容動詞、助動詞、助詞、副詞の8品詞(使用度数上位2050語)につき、数量化3類による分析を行い、「源氏物語」の数量化3類分析のデータに重ねた。その過程で、品詞分布に関しては、「うつほ」、「源氏」両作品の間に隔たりを看取できるのに対し、各品詞については差異が微妙である、という結果が得られた。この結果は、「うつほ」のデータが2巻のみという点で、今後動いていくものと予想されるが、現時点では、両作品の仮名文は、品詞個々の様態については共通性がある一方で、文における品詞構成において相違があるのではないか、という見通しを提示することを得た。初年度としての平成11年度は、「うつほ物語」のデータベース作成を目指し、入力テキストの整定、および本文の入力、点検を行った。入力テキストの整定は、信頼するに足る鎌倉・室町期の古写本を欠く「うつほ物語」伝本中では善本としての評価の高い、尊経閣文庫蔵前田家本に拠り、その翻字原稿を研究分担者室城が作成した。その入力は統計数理研究所において行い、影印本との対照を含む入力結果の点検作業を九州大学で行った。さらに本研究の目的である「源氏物語」の文章との比較計量的研究の実施のため、入力した「うつほ物語」の本文に対し、「源氏物語大成」牽引篇の単語認定基準に合わせた一応の単語分割を施した。「一応の」という保留を付したのは、「うつほ物語」には「源氏物語」に見出されない語も少なからずあって、「源氏物語」に存在しない複合語、連語等の認定を「源氏物語」に存在する語に合わせて分割するという作業が、11年度中には完全に終了しないからである。しかし、平安時代物語文の比較計量的研究として、「うつほ物語」の文章を「源氏物語」と比較する基礎データの構築は達成されたということができる。以上の成果をもとに、12年度は比較計量作業に入る予定である。
CeおよびYb化合物の強相関電子帯構造の第一原理計算

4f電子系にたいする第一原理バンド計算法を動的平均場理論(DMFT)により発展させた。結晶場分裂、スピン軌道相互作用分裂、f^1→f^0, f^2仮想励起による交換相互作用を取り入れた。AuCu_3型Ce化合物(CePd_3, CeRh_3, CeIn_3, CeSn_3)への適用を進め、計算ノウハウの蓄積を行なった。近藤温度はほぼ実験結果を再現する。CeIn_3以外ではDMFT計算によるフェルミ面形状は局所密度近似のものと一致した。CeIn_3ではDMFTの結果がサイクロトロン質量まで含めてde Haas-van Alphen効果の実験結果を再現する。研究目的:本課題は、CeやYbなどの化合物の高濃度近藤状態や価数揺動状態など、強相関電子としての性質を示す系にたいし、動的平均場近似理論(DMFT)に基礎をおいた第一原理バンド計算のコード開発を行うこと、またAuCu3型結晶構造をもつ物質群へのその適用を行うことを目的としている。4f電子系に対する定量的計算においては結晶場効果、スピン軌道相互作用、価数数揺動に伴う正しい交換相互作用効果を取り入れることが必須である。これらを取り入れる近藤効果の解法の理論的枠組みとして、我々が以前に発展させたNCAf2vを実用に向けて拡充することを第一の目標とした。本年度計画と結果:version1として開発したコードによりCePd3,CeRh3,CeIn3,CeSn3への適用を進めながら、現実の系への適用によって顕わになる様々な問題点の解決を図り、version2への準備を進めることを本年度の目標とした。CePd3は4f系が遍歴的である低温においてセミメタル的なバンド構造を示し、高温の局在的4f電子状態領域では1価金属的バンド構造に変化することが示された。低温領域のフェルミ面構造は局所密度近似によるバンド計算の結果と良い一致を示す。また、高温への変化は4fバンドの高エネルギー側へのシフトと寿命幅の増大の二つの要素が関係する。セミメタル的領域では占有電子数のバンド電子的カウント法(占有k状態のカウント)と、状態密度積分によるカウントが正確に一致すること(フェルミ液体サムルールの成立)が望ましいが、NCAf2vcではこれが必ずしも成立しないことが明らかになり、様々のカウント法を工夫した。renormalized band描像を援用することが現実的であることが明らかになった。CePd3に対する上記の結論は、この方法により示されたものである。当初計画では初年度にversion2の開発完了を目指したが、電子数カウント法の改良に手間取り、開発の途中段階にある。CePd3とCeRh3の計算結果については現在投稿中である。本年度計画と結果:version1として開発したコードによりCePd3,CeRh3,CeIn3,CeSn3への適用を進めながら、現実の系への適用によって顕わになる様々な問題点の解決を図り、version2の開発を進めることを目標とした。低温領域から高温領域へのフェルミ面構造の変化の視覚的表示等を進めた。CePd3とCeRh3についての研究結果は公刊した。CeIn3は常圧では反強磁性転移を示すが加圧により磁気転移が消失し、低温に超伝導相が現れる。加圧に伴うバンド構造の変化を調べた。低温相におけるフェルミ面構造はLDAに基づく結果と異なることが分かった。ドハース・ファンアルフェン(dHvA)振動の実験の解釈につき、従来はLDA計算が参照されていた。DMFTの結果によるdHvAの新解釈が可能であるか、振動周期の計算やポジトロン消滅実験によるフェルミ面観測実験にたいする計算コード等の開発を行った。DMFT計算の結果が全体を統一的に解釈出来る可能性を示した。当初計画では本年度にversion2の開発完了を目指したが、上記実験解析用プログラム開発に手間取り、自己エネルギー計算部分(NCAf2vc部分)の修正のみに留まった。

CeIn3の計算結果については現在投稿準備中である。研究目的:高濃度近藤状態や価数揺動状態など、強相関電子としての性質を示すCeやYbの化合物の4f電子系にたいし動的平均場近似理論(DMFT)に基礎をおいた第一原理バンド計算のコード開発を行うこと、また、AuCu3型結晶構造をもつ物質群へのその適用を行うことを目的とした。4f電子系にたいする定量計算において必須である結晶場効果、スピン軌道相互作用、価数揺動に伴う正しい交換相互作用効果を取り入れる近藤効果の解法の理論的枠組みとして、申請者等が以前に発展させたnon-crossing approximation with f2 vertex correction(NCAf2vc)法を拡充する。本年度計画と結果:稼働中のNCAf2vc+LMTOコードのプログラムをversion1として、(1)計算の効率化とYb系への適用を念頭にプログラミングの改修を進めversion2の開発を行う。(2)version1によりCePd3,CeRh3,CeSn3,CeIn3への適用を進め、動的磁気励起、Fermi面形状などにつき実験との比較を行うこと、の二つを主な計画とした。(1)についてNCAf2vcのCe用部分の改修は進んだが、Yb系へ適用可能にする部分は作業中である。(2)について計算結果を公刊した。CePd3、CeRh3、CeSn3のフェルミ面構造はLDA計算によるものと類似なものが得られた。近藤温度の低いCeIn3についてはDMFTはLDAと異なるFermi面を導き、dHvH効果の実験はDMFTの結果に合致することが示された。サイクロトロン質量についてDMFT計算は正しい大きさの程度を与えた。本課題をきっかけに米アルゴンヌ研のJ.M.Lawrence氏よりCePd3の波数依存磁気励起につき計算の要請があり、原研計算機センターの鈴木道人氏と共同研究を開始した。
中国道教における山岳信仰と宗教施設のネットワークに関する総合的調査と研究

本研究は、地域の道教と洞天思想との関わり、各地の宗教施設のネットワークを考察した。また、その歴史的な経緯を考察した。十大洞天のうち、赤城山・括蒼山・委羽山・終南山・林屋山・句曲山・青城山・王屋山を実地調査し、それぞれの道観の現状、景観や洞窟などの地理的特徴について調査した。その成果の一部は『洞天福地研究』として発行した。以上により、洞天について具体的な叙述が可能となった。各研究分担者は担当している時代の文献において、本研究に関連する記載を収集し、その内容がどのようであるかを分析した。それにもとづき、そうした記載のデータベース化が可能か、合同の研究会で検討した。本年の研究計画の予定通り、本研究にとって重要な天台山・括蒼山・委羽山の3カ所について実地踏査をした。現地における道教施設の現状および景観を調査し、それに関わる文献資料との対照をおこなった。フランス国立高等実践学院のジョン・ラガウエイ教授を招き、現在教授が進めている中国宗教史のコンセプトについて議論する研究会を開催した。その序文について翻訳をおこなった。また、大阪市立美術館で開催された「道教の美術」展に教授とともに参加し、宗教施設のネットワークにとって重要な道教の美術品の特性について討論した。また、北京大学の李松教授を招き、現在進めている中国道教美術史のコンセプトについて議論する研究会を開催した。また、大阪市立美術館の同上の展覧会に参加し、如上の問題について意見交換をした。ほかに、東京国立博物館所蔵の資料を実地に調査した。以上の研究活動によって、本研究が目的とする中国道教の十大洞天のうち、3カ所を実地調査して文献との照合を進めることができた。また、宗教施設にとって重要な美術品・実物資料について基本的な認識と研究者間の意見交換を進めることができた。こうした成果は、十大洞天の一端を明らかにする作業であり、また本研究が成果をまとめ、国際的な研究者間の情報交換を達成するためにも重要である。本研究は、中国の道教について、その地域的な特徴と各地の宗教的な拠点のネットワークを考察し、それを通して、地域的な山岳信仰としての洞天思想の実態と、その歴史的な経緯を考察するものである。現地調査として本年度は、有名な洞天のうち、嵩山・華山・終南山を実地調査し、それぞれの道観と道士の実態を調べるとともに、景観や洞窟などの地理的特徴について調査した。とくに終南山については、新出史料が出土した情報があったため、二度の調査をした。また、現地の道士へのインタビューにより、現在におけるこれら道観と他の地域の洞天との連絡関係について調査した。具体的な研究成果としては、1、2回の研究集会を開催して、資料調査の状況と現地調査の情報交換をおこなった。2、昨年までの研究による論文を執筆した。3、陝西省社会科学院宗教研究所の研究員である樊光春氏を招き、研究会を開催するとともに、京都伏見大社および伊勢神宮を見学し、日本文化と道教・洞天思想との関わりについて初歩的な意見交換をした。さらに樊光春氏には、華山と終南山(第二回め)の調査で現地協力を得た。以上のような研究および成果報告により、文献的にしか知られていなかった中国各地の洞天の景観や地理的環境について、従来にない具体的な叙述が可能となり、文献に記載された事情が多くの点で明確になった。また、歴史的な洞天における現在の信仰の状況がはっきりし、また相互のネットワーク化への現在進行形の状況が認識された。これらのことは、洞天思想の歴史的な研究にも示唆と根拠を与えるものであり、現在の道教信仰の実践状況を認識できるだけでなく、歴史的な研究にも資するであろう。さらに、日本文化への道教・洞天思想の影響を考える初歩的な認識が得られた。現地調査として本年度は、十大洞天のうち、林屋山・茅山・青城山・王屋山を実地調査し、それぞれの道観の実態を調べるとともに、景観や洞窟などの地理的特徴について調査した。3、本研究第一年目の現地調査の報告をまとめ、昨年までの研究とともに、『洞天福地研究』第1号として印刷し、関連の研究者に配布した。そのコンテンツは、「洞天福地の研究について」(土屋)、「洞天における山と洞穴-委羽山を例として」(大形)、第6大洞天

赤城山と第27小洞天金庭山洞の現況」(土屋)、天台山の済公伝説(山下)、「第10大洞天括蒼洞と第10福地丹霞洞の現況」(土屋)、「第19小洞天蓋竹山洞の現況」(土屋)、「第2洞天委羽山洞探訪記」(大形)、「明初道士何道全的思想」(横手)である。なお、これに関わる内容をホームページ上にアップロードしている。以上のような研究および成果報告により、文献的にしか知られていなかった中国各地の洞天の景観や地理的環境について、従来にない具体的な叙述が可能となり、文献に記載された事情が多くの点で明確になった。また、歴史的な洞天における現在の信仰の状況がはっきりし、また相互のネットワーク化への現在進行形の状況が認識された。これらのことは、洞天思想の歴史的な研究にも示唆と根拠を与えるものであり、現在の道教信仰の実践状況を認識できるだけでなく、歴史的な研究にも資するであろう。
若年者の発達過程における味覚閾値・咀嚼力の要因と「五感を育む食教育」の構築

本研究は、「五感を育む食教育」を構築することを目的として,以下の結論を得た。(1)学校調査の結果より、味覚教育の認知度は低かったが、子ども達の味覚の問題は顕在化しており、早急な味覚教育の確立が望まれる。(2)海外調査から、我が国では「うま味・天然だし」についての教育が必要である。(3)小学生大学生を対象とした調査から、小学校・中学校の必修家庭科において、だしを美味しくとるコツを習得し、「だし」を味わうことを学ぶこと,さらに和食嗜好や咀嚼意識を高める教育が重要であることが示唆された。食という行為は見る・触る・匂いをかぐ・音を聞く・味わうという五感を刺激する唯一の活動であるが,今日の食生活においては,味覚障害などこれらの五感を十分に生かせない状況がある。そこで,「家庭科における五感を育む食教育のカリキュラムを構築すること」を最終目的として平成21年度は(1)「宮崎県の小学校・中学校における食育の実態調査五感を生かした味覚教育を中心に」の実態調査と(2)「発達過程における味覚閾値・咀嚼力の変化や性差,その要因」についての予備調査を実施した。調査は平成21年10月11月に,宮崎県の全小学校中学校を対象に郵送による質問紙調査を行った。有効回収数(有効回収率)は,小学校159部(60.5%),中学校79部(53.7%)であった。食に関する年間計画の作成状況は,小学校が79.3%,中学校が62.0%であり,県の目標値(平成22年度)93%を下回っていた。食育実践内容を校種別に見ると,小学校は地域との連携を軸に「農業体験」「栽培活動」が,中学校は家庭科の授業を中心に「料理講習」が積極的に行われていたが,小中学校ともに「味覚教育」「咀嚼教育」はあまり行われていなかった。味覚教育の例としては「家庭科のフレンチドレッシング作りで塩分・酸味のバランスを換えて食べさせた」「みそ汁の材料の味覚体験とみそ汁作りの献立」が各1校あげられた。子どもたちの味覚・咀嚼の変化は小中学校ともに,「よく噛まないようになってきた」,「柔らかいものを好むようになってきた」が約7割,「濃い味を好むようになってきた」,「すっぱいものを好まないようになってきた」が約5割であった。一方,フランスの味覚教育についてはほとんど認知されていなかった。本結果を元に小学校において四味識別能(甘味・塩味・うま味・酸味)の予備調査を行った結果,酸味の識別能が低く,食生活との関連が示唆された。昨年度の宮崎県内の小学校・中学校における食育、味覚教育に関する実態調査から、「出汁(うま味)のおいしさ」や「日本の食文化の伝承」の教育の必要性が示唆された。本年度はその基礎資料を得ることを目的として、(1)小学生、大学生の五味識別能、天然だしの嗜好性と食習慣・生活習慣との関連性について検討、(2)味覚教育の先進国である「ピュイゼ・メソッド」、「フランスの味覚の1週間」の事例研究を行い、以下の結果を得た。(1)大学生においては、五味識別能が高い群では、「薄味嗜好」や「美味しさへの関心」の高さが見られ、天然だしの使用頻度が高い群では「食事をよく噛んで食べる」、「野菜の煮物をよく食べる」、「和食が好き」、「健康的な食生活を送れる自信がある」が高値であった。堅い食品の摂取頻度が高いほど和食への嗜好性が強く、咀嚼意識を高めることより、食事中によく噛み、薄味や味わいを重視することが示唆された。さらに味覚の行動に影響を及ぼす諸要因について因果モデルの分析を行った結果、大学生に対する味覚教育として、各種材料からうま味成分を効率よく抽出するコツを習得し、おいしく「だし」を味わい、和食嗜好を高めることが重要であることが示唆された。(2)フランスの味覚教育視察では、ジャック・ピュイゼ氏による「味覚の授業」の受講、ならびにヨーロッパ味覚センターによる「ピュイゼ・メソッド」の評価から、味覚経験・感覚を言語化することが食への関心・嗜好性を高め,コミュニケーション手段となることが示唆された。さらに「味覚の1週間」における2つの小学校の事例から、「4つの基本味」の題材選択、授業方法について、今後の日本の味覚教育の参考となる知見を得た。第2次食育推進基本計画に、「よく噛んで味わって食べるなどの食べ方に関心のある国民の割合の増加(目標80%以上)」という項目が新たに追加された。

昨年度の大学生調査結果から、五味識別能、天然だしの使用頻度が高い者、良く噛む者ほど「和食・薄味嗜好」や「健康への意識」、「味わい重視」という結果が得られ、味覚教育の方向性が示唆されたことから、本年度は(1)小学校高学年を対象に味覚教室(咀嚼教室も含む)の実施、咀嚼力、五味識別能、天然だしの識別能と食生活調査の関連性についての検討、(2)イタリアのスローフード協会主催「国際チーズ祭りにおける子どもの味覚教室」、「学校菜園」等の視察を行い、以下の結果を得た。(1)小学生を対象とした味覚教室の実施により、五基本味や天然だしの認知度が上昇した。男子では、「塩味誤答者」は「ファストフード」、「スナック菓子」などの摂取頻度が高く食生活の問題が明らかとなった。だしの識別能の高い群では、「スポーツ志向」や「果物摂取頻度」が有意に高値であった。咀嚼意識め高い群では「野菜の摂取頻度」「調理行動に興味がある」、「食生活リズム」、「学習態度・意欲」、「心身の健康」、「味覚」など22項目で有意性が認められた。パス解析の結果から,小学生においても「調理に関心を持たせる味覚教育」の重要性が示唆された。(2)「国際チーズ祭り」では、子ども向けの味覚教育ワークショップが多数用意されており、(1)チーズの原料となる乳の識別(牛や山羊など動物の違い、牛の種類による違い)や産地、製法による違いを学ぶワークショップ、(2)チーズ作りのワークショップ、(3)製品となったチーズを使用したピザ作りのワークショップなど、五感を体感して学ぶように組み立てられていた。さらに、これらのワークショップは、同じ年代の子ども達が教えるという教授方式を取っており、今後の日本における味覚教育の展開に参考となる知見を得た。
離職者の生活史研究-元炭鉱労働者を中心に-

本研究では、労働と生活を統一的にとらえる方法として「生活史」調査を用いる研究である。研究対象は、1960年代に「エネルギー革命」の名の下、大量に発生した離職・失業者である。彼らとその家族の離職後の生活を丹念に追跡調査し、移動過程を生活史により総合的に分析することが本研究の目的である。このことは、人が生きてきた歴史には教科書などに記述された歴史にはかえがたい重みがある、という基本認識をとともに社会把握の観点として個人の側からのアプローチ、主体としての個人の役割にスポットを当てることを意味する。具体的な研究成果は、実施した生活史記録そのものであるが、あえて調査研究の過程で得られた知見を紹介すると、次のように概括することができる。O1)個人の移動は、社会状況の変化への対応という形態を呈するが、いつ、どこに、どのような仕事をといった過去の語りの中に、複雑に絡み合った生の人間関係が浮かんできた。2)移動層と滞留層という二つのグループは、自分を取り囲む家族、社会との関係の中で、それぞれ主体的な生き方を発揮するが、移動層はそれまでの炭住社会を離れ、新しい価値との出合いという経験、困難と戸惑いながらも〈共働き〉による所得の安定、社会資源の活用という都市的なライフスタイルを採用する。3)滞留層は従来のネットワークの維持に奔走し、その意味では伝統的なライフスタイルを尊重する傾向がうかがえた。特に子との同居という家族スタイルでそのことを実現する。なお、当初3年間の研究計画であったが、諸般の事情により2年間に短縮せざるを得なくなった。生活史記録の本格的な利用は今後の課題となる。本研究は、失業にともなう生活変化を総合的に分析することにあり、その方法として「生活史法」を用い、対象として1960年代に発生した大量の炭鉱離職者を選んだものである。炭鉱離職者の変化は、基本的に空間的を移動を軸にすれば、(1)広域移動グループ(筑豊地域から、愛知・大阪等への移動)と(2)滞留グループに分けることが可能である。失業という所得不安・生活不安に対応するには、新しい職場を求めて活動せざるを得ないが、その際に、空間的な移動が、人々のネットワークの形成・再編にどのような影響を及ぼしたのかを、二つのグループの比較研究によって明確化できると考える。本研究の初年度は、充来の研究成果を活用し、由産炭地の復興、発展状況を調査することから着手した。特に、92年の秋から操業した九州トヨタ工場(筑豊・宮田町)が、地域の雇用にどのような役割を果たし得るのか、また、九州トヨタの労働者の2/3は愛知の豊田市での就労者であり、その多くは九州出身者であるという事実は、注目されよう。離職者へのヒヤリング調査を実施した。まだ、そのケース数は少ないが、そこから得られた知見は少なくない。滞留層の特徴では、安定した生活基盤とネットワークが指摘される。しかし、変化と活性という点においてはいくつかの問題が見られる。移動層の特徴は、初期の不安定状況から脱し、着実な地緑的ネットワークを形成するグループが見られるものの、メンタルな定着には至っていない。離職者の多くが、中高年齢化し、退職の時期に達しつつある現在、心のよりどころの問題は重要となっている。研究実績の概要本年度は、「生活史」の面接調査を実施した。調査対象は、筑豊に滞留するグループ、筑豊から、大阪、名古屋、東京に広域移動したグループである。旧産炭地滞留層の面接事例は5ケースを数える。それぞれ労働組合活動家、町会議員、坑夫の妻、炭坑記録者と多用な人々の労働・生活史をヒヤリングする事ができた。また、移動層では8ケースを数える。

神奈川の自動車産業への集団就職者への集団面接をはじめとして、炭労専従者、離職者世話人等のケースについて、滞留層と同様の個人記録を収集することができた。滞留層、移動層の各事例は面接者によって文章化され、若干のコメントを加えて中間報告書として作成した。時間的な制限もあって、充分な事例検討は今後の課題とせざるを得ない。なお、移動層のネットワーク、旧産炭地の企業誘致による再生の動向についても継続して資料を収集することができた。さらに、離職者自身が記述する「自分史」を本研究に寄稿されたことは、事例の充実とともに生活史研究方法の深化の上でも貴重なものとなったことを付記しておきたい。
中国福建地域の屋根付橋(風雨橋・廊橋・屋蓋橋)に関する社会史的・比較史的研究

本研究は、特異な形態の橋梁=屋根付橋について、前近代の中国福建省を地域的対象とした考察を目的としたものであるが、同時に他地域(華中南諸地域および日本・ヨーロッパ等)との比較史的アプローチをも試みたものである。本年度は、第一に、前近代福建の屋根付橋に関する文献史料および現存する屋屋付橋の情報の収集を中心的に行った。そして第二に、日本の愛媛県および奈良県に現存する屋根付橋の実地調査を補助的に行った。これらの作業から得られた知見はきわめて初歩的なものであるが、以下の如くまとめることができよう。1、福建の屋根付橋の分布に関する定量的分析を行うために、まず明清時代の豊富な地方志の中から、特に内陸地域を中心とした50種類に及ぶ地方志の関係史料を収集したが、ほぼ全域において屋根付橋の存在を確認した。例えば、明代後期の順昌県(延平府所属)では全34橋のうち15橋が、同じく〓平県(〓州府所属)では全9橋のうち6橋が屋根付であるというように、各々の地域=県で屋根付橋がかなりのパーセンテージを占めていた。また、各地方志によれば、県城を囲む護城河に架設された橋梁の多くが屋根付であり、城壁・城門を含めて屋根付橋が地域的景観の中で表象的建造物を構成していたと思われる。他方、明清以来の屋根付橋の現存がいくつかの地域で報告されているが、特に永春県の東関橋(古称は通仙橋)はスケール(長さ85メートル)および橋上廊屋の形態から見て、前近代福建屋根付橋の典型といえよう。2、わが国の愛媛県、特に南伊予の肱川流域には4ケ所の屋根付橋と1ケ所の遺構とが見られる。共に橋梁技術的には橋脚が単純な片持ち形式のものであるが、特に内子町河内の田丸橋はスケールこそ小さいものの、形態的には福建の屋根付橋ときわめて類似したものと思われる。
細胞死に依存しない植物抵抗性誘導系を活用したウイルス細胞間移行の抑止機構の研究

本研究では、タバコの抵抗性因子Nとタバコモザイクウイルス因子p50との相互作用によってタバコ近縁種(ニコチアナ・ベンサミアナ)に誘導されるウイルス増殖抑制作用の分子機構を調べた。その結果、このウイルス増殖抑制は、細胞死誘導に依存していないこと、活性酸素種の急激な発生が関与していること、ウイルスの細胞間移行タンパク質の機能が阻害されていること、およびテルペノイド合成系遺伝子の発現上昇が関与している可能性が示唆された。ウイルス抵抗性の代表例とされる過敏感反応は、細胞死を伴うウイルスの局所的封じ込め反応とされる。この過敏感反応において、細胞死とは別にウイルス感染を抑制する抵抗反応が起こっているがその分子機構は明らかでは無い。本研究では、タバコの抵抗性因子Nとタバコモザイクウイルスのエリシターをタバコ類縁種(ニコチアナベンサミアーナ)で共発現すると、トマトモザイクウイルスに対して細胞死に依存しない抵抗性(以下、N-p50抵抗性)が誘導される現象を用いてウイルス抵抗性メカニズムの実体に迫ることとした。当該年度においては、まず、ウイルス抵抗性誘導に用いるアグロバクテリウム浸潤条件を決定した。次に、N-p50抵抗性を誘導した場合に、浸潤48時間の時点でトマトモザイクウイルス感染の抑制が始まっており、ウイルス感染は一細胞あるいは局所的な細胞間移行に留められていることを確認した。また、細胞死検定実験を行った結果、ウイルス感染の抑制開始時には細胞死が起こっていないデータが得られた一方で、活性酸素種の蓄積については有意な上昇が認められた。ただし、裏表皮においては浸潤48時間以降に細胞死が起きていることを示唆する形態的な変化が見られたことから、抵抗性誘導の後期には細胞死が一部誘導されることが示唆された。さらにN-p50抵抗性を誘導した葉では、コントロールに用いたGFPの蓄積も著しく減少していることが明らかとなり、N-p50抵抗性が誘導されている植物細胞では転写や翻訳の抑制が起こっている可能性が示唆された。抵抗性遺伝子Nをもつタバコでは,タバコモザイクウイルス(TMV)が感染するとNタンパク質がTMVのエリシター領域(以下、p50)と相互作用することで過敏感応答(HR)が誘導されることがわかっている.最近の研究から,細胞死はウイルス抵抗性に必須ではなく,ウイルス感染抑制と細胞死は共役的な関係ではないことが示唆されている.そこで本研究では,細胞死を誘導しない条件でウイルス抵抗性の解析が可能な実験系を構築し,細胞死とウイルス抵抗性の関連性およびウイルス感染抑制の作用機序を解明することを目指した.前年度までの研究において,アグロバクテリウム浸潤法を用いて,適度にNとp50を一過的に共発現させたタバコ近縁種(Nicotiana benthamiana)では,明確な細胞死を誘導しない状況でTMVに近縁なトマトモザイクウイルス(ToMV)の感染が抑制されることを強く示唆するデータを得ることができた.そこで当該年度では,まず,HR誘導の判断指標(細胞組織の形態変化,イオン流出,活性酸素種の発生)を用いた解析を行い,HRとの関連性を調べた.また,RT-PCR法を用いてHR関連遺伝子であるPR-1aとHin1の発現解析を行った.Nとp50の一過的共発現した組織では,HR誘導の判断指標およびHR関連遺伝子の変動はほとんど認められなかったことから,Nとp50を共発現させたN. benthamianaではHRと異なる細胞死非共役的なウイルス抵抗性が誘導されていることが示唆された.さらに, GFP融合型移行タンパク質(MP)をコードするToMVを感染させてMPの細胞内局在を調べたところ,Nとp50を共発現させた細胞ではMPの原形質連絡への局在が著しく阻害されていることが示唆された.よって,Nとp50の共発現によりウイルス感染が抑制されている細胞ではMPが正常に機能していないことが示唆された.平成27年度は,ウイルス抵抗性誘導時に細胞死が起こっていないことを実証するデータを得ることができた。「ウイルス抵抗性誘導時における細胞間移行への影響についての実験」では,予定していた「移行タンパク質の局在解析」はある程度目標に到達したが,カロースの蓄積については実験条件の検討にとどまった。また、「ウイルス抵抗性誘導時の組織における網羅的遺伝子発現解析」は,予備実験的にRT-PCRによる遺伝子発現解析を進めており,網羅的な解析に用いる試料回収のタイミングの検討に時間がかかっているため着手できていない。ただし,RT-PCRの結果から,示唆的なデータを得ることができている。ウイルス抵抗性の代表例である過敏感反応は、細胞死を伴うウイルスの局所的封じ込め反応であるとされるが、実際には細胞死とは別にウイルスの細胞間移行を抑止する抵抗反応が起こっている。しかしながら、これまでの研究では細胞死の誘導機構と区別することができず、その移行抑止作用の分子機構は不明である。本研究では、タバコの抵抗性因子Nとウイルスエリシター(p50)の共発現よってタバコ類縁種(Nicotiana benthamiana)で細胞死を伴わないウイルス抵抗性を誘導する独自の実験系を用いて、細胞間移行に着目したウイルス因子(移行タンパク質)の機能解析を行い、効果的なウイルス抵抗性植物の開発に向けた基礎的知見を得ることを目的とした。最初に、Nとp50の発現用アグロバクテリウム菌液の混合量について検討を行い、細胞死を伴わないウイルス抵抗性を十分に誘導できる最適条件を整えた。次に、イオン流出度と活性酸素種(ROS)の発生量を測定し、抵抗性誘導時には細胞死が起こっていないが、ROSが急激に蓄積していることが分かった。

また、蛍光タグを利用したタンパク質の局在解析の結果、抵抗性が誘導されてウイルスの感染が抑制されている細胞では、移行タンパク質が原形質連絡に局在できないことが示された。さらに、抵抗性を誘導している組織を用いて内在性遺伝子の網羅的発現解析を行った結果、テルペノイド合成関連遺伝子の発現上昇が目立っていることが分かった。これらの成果は、過敏感応答におけるウイルス増殖抑制メカニズムの解明に繋がる新規な知見を多く含んでおり、今後の研究推進の基盤となることが大いに期待される。本研究では、タバコの抵抗性因子Nとタバコモザイクウイルス因子p50との相互作用によってタバコ近縁種(ニコチアナ・ベンサミアナ)に誘導されるウイルス増殖抑制作用の分子機構を調べた。その結果、このウイルス増殖抑制は、細胞死誘導に依存していないこと、活性酸素種の急激な発生が関与していること、ウイルスの細胞間移行タンパク質の機能が阻害されていること、およびテルペノイド合成系遺伝子の発現上昇が関与している可能性が示唆された。平成26年度は、N-p50抵抗性の誘導条件の検討を行い、予定通りアグロバクテリウム浸潤濁度の最適化を行うことができた。さらなる最適化を試みる余地は残っているが、プロジェクト期間内での実験遂行上、全く問題にならないレベルである。また、細胞学的および生化学的なアプローチを用いてN-p50抵抗性誘導時における細胞死の有無あるいは程度について調べたが、ほぼ予定通りの成果を得ることができた。研究を進めている中でコントロールで用いていたGFPの蓄積量がN-p50抵抗性誘導には減少しているという興味深い現象に気づき、その点を確認するための実験を行ったため、当初予定していたN-p50抵抗性誘導における移行タンパク質の局在性について調べる実験には予備的な調査段階となっているが、プロジェクト遂行上の支障とはならない。平成28年度は,「ウイルス抵抗性誘導時における細胞間移行への影響についての実験」と「ウイルス抵抗性誘導時の組織における網羅的遺伝子発現解析」について実験を進める。植物病理学平成26年度で予備的調査段階に留まっていた「ウイルス抵抗性誘導における細胞間移行への影響」についての実験を行う。特に移行タンパク質およびカロースの局在と蓄積量の変化に焦点を当てた実験を進める。また、N-p50抵抗性誘導に転写や翻訳の抑制が示唆されていることから、ウイルスおよび植物の内在性遺伝子の複製や翻訳への影響も考慮しながら実験を行っていく。さらに、当初の予定通り、「N-p50抵抗性を誘導した組織における網羅的遺伝子発現解析」について実験を行う。N-p50抵抗性を誘導した植物組織からRNAを抽出し、抵抗性関連遺伝子に着目して、定量的リアルタイムPCR法および次世代シーケンサーを用いた網羅的解析を行い、遺伝子発現に関して顕著な違いを示す遺伝子について機能解析を進めていく。当該予算は年度内でタンパク質解析を行う際に用いる試薬代として計上していたが、サンプル調製に遅れが生じたため実施することが困難になることが分かった。試薬の劣化を防ぐため年度内での購入を止めることとした。平成28年度に引き続きタンパク質解析を行う計画であるので、必要時に再度購入する予定である。
蛍光分光イメージングによるケミカルフリーな魚類の安全評価手法に関する研究

本研究では、分光画像手法および励起蛍光画像法により、魚の安全性に関する計測手法に関する研究を行った。具体的には、鮮度計測の具体的ターゲットとして、鮮度に関する知見が豊富なマアジ(Trachurus japonicus)を対象に選び、冷凍状態のマアジの鮮度(K値)を非破壊で計測することを目標として実験を実施した。一定期間(0-12日間)、冷蔵庫(5°C)に保存したサンプルを-28°Cで冷凍することで様々な鮮度のサンプルを準備した。その冷凍サンプルの蛍光指紋(EEM)を計測するとともに、計測部位から計測試料を抽出し、理化学分析によってK値を求めた。非破壊計測によってK値を推定するためには、EEMを説明変数としてK値を推定するキャリブレーションモデルを構築する必要がある。しかしながら、説明変数に比べサンプル数が十分多くないことから、例えばPLS回帰分析などの手法を用いる必要がある。本研究ではこうした従来の次元削減手法に対して、我々が提案している波長帯域最適化手法を適用し、それら両者の推定精度の比較を行った。その結果、全ての波長帯域の情報を用いたPLS回帰分析に比べ、提案手法は精度も高く、さらに計測コスト(計測回数と所用時間)を大幅に削減できることがわかった。この成果によって、(1)鮮度を非破壊で実用的に十分な精度で計測する手法を確立することが可能、(2)さらに、対象が冷凍状態であっても計測可能、(3)計測時間を大幅に削減できることから、現場で利用可能なシステムのコア技術となり得ること、を示すことができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。食品の安全性(鮮度)を非破壊・非接触で計測する手法として、蛍光指紋(Excitation Emission Matrix: EEM)に着目した手法を開発した。特に、これまでの手法では膨大な計測時間が必要とされ、実時間計測が困難であった問題を解決するために、励起波長および蛍光波長帯域を最適化することで、計測コストを削減するとともに、物性の定量精度の向上も実現した。鮮度計測の対象として、冷凍状態のマアジを選択した。新鮮なマアジを入手し、冷蔵庫へ一定時間保存し、その後サンプルを冷凍保存した。なお、冷蔵庫の保存時間を数種類変更することで、サンプルの鮮度を調整した。冷凍サンプルから計測部位を切り出し、理化学分析によるATP関連化合物を計測し、鮮度指標であるK値を算出するとともに、蛍光指紋の計測を行った。その結果、最適化した励起波長に対する蛍光スペクトルを用いることで、高精度(決定係数0.88)でK値を推定できることがわかった。また、最適化波長は、鮮度と関連した酸化生成物であるAldehydeやNADH等の蛍光ピーク影響を反映していることがわかった。本年度の成果は既に国際ジャーナル(Talanta, if=3.511)にminor revisionで採択が決定しており、特に冷凍サンプルに対しても蛍光指紋によって鮮度を推定できることについて、国際的に高い評価を受けている。さらに、蛍光指紋の新しい分析手法についても既に国際ジャーナルに投稿している。本手法の有効性が十分に確認されたため、今後はさらに幅広い対象に対しても有効であることを示していく予定である。具体的には、マグロなど生食が主であるターゲットに対して、ごく初期の鮮度変化に着目し、その変化を蛍光指紋によって捉えることが可能であることを実証する予定である。
膜親和性ナノ材料による脂質二重膜構造の光制御とその医療応用

昨年度までに、光応答性ナノ材料(金ナノロッド, AuNR)を生体材料(高比重リポタンパク質, HDL)の変異体で被覆すると、この複合体(pm-AuNR)は脂質二重膜への高い親和性を獲得し、熱感受性神経細胞を安全に光活性化できること、細胞サイズリポソーム(GUV)の相を変化させることを報告した。pm-AuNRは、生細胞を懸濁可能な等張リン酸緩衝液(PBS)とGUVが分散できる200 mM sucrose溶液の両方で良好なコロイド安定性を示す。逆に言えば、この両溶液中での高いコロイド安定性があったことがこれまでの研究を可能にしたと言える。申請者の知る限り、両溶液中で安定に分散できるナノ材料の報告例はないため、この分散安定化のメカニズムを調べた。pm-AuNRのゼータ電位は、50 mMからsucrose濃度を増加させると約35 mVから単調に減少し、約20 mVに近づいた。この結果から、sucrose分子とpm-AuNRとの静電的な相互作用を予想し、pm-AuNRに含まれる陽電荷脂質(30 mol%)を20, 10, 0 mol%と段階に減少させ、さらに陰電荷脂質を10, 20, 30 mol%含む計6種類のpm-AuNRを新たに作製した。すると陽電荷脂質含量の低下と共に200 mM sucrose中でのpm-AuNRのコロイド安定性が低下し、陰電荷脂質を含むものは全く分散しなかった。次にHDL構成タンパク質であるapoA-Iを除去したpm-AuNRのコロイド安定性を調べると、200 mMsucrose中でやや低下し、さらに陽電荷脂質を除去すると、ほぼ完全に凝集した。以上の結果から、pm-AuNRに含まれる陽電荷脂質とsucroseとの静電的な相互作用がsucrose中でのpm-AuNRのコロイド安定性に寄与することが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。申請者がこれまで薬物送達キャリアとして独自に開発してきた蛋白質・脂質複合ナノ材料(高比重リポ蛋白質の変異体)を用いて、ロッド状金ナノ粒子(金ナノロッド, AuNR)の表面を修飾する方法を新たに開発した。得られた表面修飾金ナノロッド(pm-AuNR)は、そのカチオン性により生細胞膜親和性および膜滞留性が極めて高い一方、細胞毒性は検出されなかった。一般的に、カチオン性表面を持つナノ材料は膜破壊活性を示しやすいことを考慮すれば、この結果は、高比重リポ蛋白質に特異的な機能に由来すると予想された。実際、その後光照射してpm-AuNRを細胞膜上で発熱させた時の膜の物質透過性上昇(=膜破壊)は、一般的なカチオン化AuNRに比べて生じにくかったことも、この予想を指示する。そこでpm-AuNRの特異な膜相互作用のメカニズムを解明するため、北陸先端大濱田勉博士と共同で、細胞サイズリポソーム(GUV)を用いる研究を新たにスタートさせた。液体秩序(Lo)相と液体無秩序(Ld)相からなる混合相GUVにpm-AuNRを作用させると、驚くべきことに、Lo相が消失し、代わりに固体秩序(So)相が出現することがわかった。このLo→So相転移のダイナミクスを調べるため、実験系を独自に構築した。具体的には、スライドガラス上に置いたGUV液滴とpm-AuNR液滴をカバーガラスで挟むことで接触を開始させ、その接触境界領域にあるGUVの相変化を顕微鏡観察した。この結果、pm-AuNRがGUVに接触するとLo相が不安定化し、ミクロドメインが放出される様子がまず観察された。その後放出されたミクロドメインは、離合集散を繰り返し、次第に線状のSo相を形成することが視覚化された。このようなLo→So相転移のダイナミクス観察自体が初めての例であるとともに、pm-AuNRの特異な膜相互作用のメカニズムの一端が明らかになった。当初の計画では、膜に接着させた後の光照射で膜構造の変化を誘導することを目指す、ということであったが、申請者独自に開発した表面修飾金ナノ粒子は、膜接着するだけで膜の相転移を引き起こすという予期せぬ現象を誘導することがわかった。領域内共同のお陰で、この現象のメカニズムを解明するための新たな実験系を迅速に構築することができた。