hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心筋細胞肥大における受容体活性化カルシウムチャネルTRP7蛋白質の役割解析

1.HEK293細胞、ラット新生児培養心筋細胞へのTRP7遺伝子導入実験を行った。(1)Fura-2によるHEK293細胞カルバコール刺激時細胞内Ca^<2+> transient測定の結果、TRP7はG蛋白質活性化カルシウムチャネルとして機能することが確認された。(2)TRP7発現培養心筋細胞でアポトーシスが高率に誘導された(TUNEL染色で確認)。これはアンギオテンシンII刺激で更に増加した。このアポトーシスはアンギオテンシンII受容体拮抗薬、カルシウムチャネル拮抗薬、カルシニューリン拮抗薬で抑制された。(3)アポトーシス細胞ではatrial natriuretic factorの発現低下、アクチン線維の破壊が高率に認められた。(4)培養心筋細胞ではアンギオテンシンII刺激でTRP7 mRNAの発現が増加し、この発現はアンギオテンシンII受容体拮抗薬、カルシウムチャネル拮抗薬、カルシニューリン拮抗薬で抑制された。2.食塩感受性高血圧-心不全ラット(Dahl rat)におけるTRP7の関与を検討した。(1)心不全に陥ったDahl rat心筋組織でTRP7 mRNAの発現が増加しており、この発現はアンギオテンシン変換酵素阻害薬治療により減少した。(2)心不全に陥ったDahl rat心筋組織でアポトーシスが高率に認められた。このアポトーシスはアンギオテンシン変換酵素阻害薬治療により抑制された。以上の結果から、TRP7は心筋細胞においてアンギオテンシンII受容体を介するアポトーシスを誘導する受容体活性化カルシウムチャネルであり、細胞内カルシニューリン情報伝達系を介することが示唆された。さらにTRP7はアポトーシス→心不全の過程に関与している可能性がある。研究初年度はTRP7機能解析のための基礎実験を行った。(1)Dah1食塩感受性ラットを用いて、正常心筋に比べて肥大心筋ではTRP7 mRNA発現が亢進していることを見いだした。これは、TRP7が心筋肥大の過程に関与している可能性があることを示唆する。(2)Mouse TRP7 cDNAをFLAG-tag付き発現ベクターに組み込みTRP7発現ベクターを作製した。1.Fura-2を用いた細胞内Ca^<2+> transient測定により、従来報告されているように、TRP7がアゴニスト刺激により活性化されるCa^<2+>チャネルとして機能することを確認した。(4)リポフェクション法を用いたラット新生児培養心筋細胞への遺伝子導入実験を開始した。1.GFPを遺伝子発現マーカーとした、Fura-2によるアンギオテンシンII刺激時細胞内Ca^<2+> transient測定系を確立した。これは次年度に予定しているTRP7過剰発現心筋細胞における細胞内Ca^<2+> transient測定に必要な実験系である。2.Phalloidinによりアクチン線維を染色し共焦点レーザー顕微鏡で観察した。アンギオテンシンII刺激によりアクチン線維の著明な発達、即ち心筋肥大の形態学的変化を確認した。3.心筋肥大の生化学的マーカーであるatrial natriureticfactor (ANF)とFLAG-tagの二重免疫染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡で観察した。アンギオテンシンII刺激によりANFの発現亢進が認められたが、予想に反して、FLAG陽性細胞ではむしろANF発現の低下が認められた。TRP7発現細胞ではアンギオテンシンII刺激によりアポトーシスが起こっている可能性があるので、その確認のため現在TUNELを施行中である。

(1)Fura-2によるHEK293細胞カルバコール刺激時細胞内Ca^<2+>Transient測定の結果、TRP7はG蛋白質活性化カルシウムチャネルとして機能することが確認された。(2)TRP7発現培養心筋細胞でアポトーシスが高率に誘導された(TUNEL染色で確認)。これはアンギオテンシンII刺激で更に増加した。このアポトーシスはアンギオテンシンII受容体拮抗薬、カルシウムチャネル拮抗薬、カルシニューリン拮抗薬で抑制された。(3)アポトーシス細胞ではatrial natriuretic factorの発現低下、アクチン線維の破壊が高率に認められた。(4)培養心筋細胞ではアンギオテンシンII刺激でTRP7 mRNAの発現が増加し、この発現はアンギオテンシンII受容体拮抗薬、カルシウムチャネル拮抗薬、カルシニューリン拮抗薬で抑制された。2.食塩感受性高血圧-心不全ラット(Dahl rat)におけるTRP7の関与を検討した。(1)心不全に陥ったDahl rat心筋組織でTRP7 mRNAの発現が増加しており、この発現はアンギオテンシン変換酵素阻害薬治療により減少した。(2)心不全に陥ったDahl rat心筋組織でアポトーシスが高率に認められた。このアポトーシスはアンギオテンシン変換酵素阻害薬治療により抑制された。以上の結果から、TRP7は心筋細胞においてアンギオテンシンII受容体を介するアポトーシスを誘導する受容体活性化カルシウムチャネルであり、細胞内カルシニューリン情報伝達系を介することが示唆された。さらにTRP7はアポトーシス→心不全の過程に関与している可能性がある。
ヘテロ化２層カーボンナノチューブの合成と新機能創出に関する研究

本研究の目的は2層カーボンナノチューブ(DWNTs)への異元素ドーピングによるヘテロ化DWNTsの合成を目的とし、その物性解明を目的とした。本研究により得られた主な知見は以下のとおりである。(1)窒素プラズマ処理によるDWNTsの外層に窒素ドープされたヘテロDWNTsの合成、(2)高温熱処理によるDWNTsへの外層へのホウ素ドープによるヘテロ化DWNTの合成、(3)3層カーボンナノチューブへのホウ素ドーピング処理による融合現象の発現、などである。本年度は24年度に引きつづき、2層カーボンナノチューブ(DWNTs)へのドーピング処理実験、およびその構造解析実験を行った。窒素ドーピング実験においてはプラズマ処理時にバイアス電圧を印加することで、ナノチューブへのドーピングの影響を検討した。Ramanにおける結果ではバイアス印加によるD-bandが明らかな変化がなかった。またホウ素ドーピングにおいてはホウ素ドープ処理後において低温領域で、電気伝導性がドープ前と比較して良好である可能性を見出した。これはドーピングにおいてキャリア濃度が上昇した可能性、またチューブ間での融合現象におけるネットワーク化が考えられる。今後、さらなるホウ素ドーピングの実験条件最適化、またバルク体の電気伝導など特性の検討を行う。3層カーボンナノチューブにおいても、ホウ素ドーピング処理をDWNTsと同様に行い、詳細な構造解析を行った。結果、3層カーボンナノチューブにおいてもチューブ間で融合現象が発現することが分かった。詳細な透過型電子顕微鏡観察により、3層構造の再外層と2層目が融合した同軸構造(DWNTsに2本の単層ナノチューブが内包)となることが分かった。この融合による3層構造の融合現象を通じた構造変化は、シミュレーション結果と良く一致することが分かった。またホウ素ドープを施した3層カーボンナノチューブは電気伝導特性が向上することが分かった。これは、チューブ間においてホウ素が融合促進剤して働き、融合を促進するためと考えられる。またこのネットワーク化により、電気伝導特性の向上に寄与していることが分かった。当該年度はドーピング処理により、同軸構造に与える構造変化の影響の検討を行った。2層カーボンナノチューブ(DWNTs)へ窒素ドーピング、またホウ素ドーピング処理を施したサンプルの合成を試み、その構造解析を行った。窒素ドーピング処理には窒素プラズマ処理をDWNTsに施した。Raman分光分析結果において窒素ドーピング処理後にDWNTsの構造欠陥に起因するD-bandの増大が確認された。一方、内層チューブに起因するRBMの大きな変化は見られなかった。つまり、DWNTsの内層は外層に守られていることから、選択的に外層のみに窒素ドープされた可能性がある。また透過型電子顕微鏡観察においては窒素ドープ後においても明らかな構造変化が見られなかった。XPS分析結果においては窒素置換に起因するスペクトルが確認された。また内層チューブに起因する蛍光特性を調査した結果、窒素ドープ後においても明らかな変化は見られなかった。これらの結果は窒素が外層チューブのみにドープされた可能性を示唆し、同軸ハイブリッド構造合成された可能性を見いだせた。DWNTsへのホウ素ドーピング処理を高温熱処理法によりサンプル調整し、その構造解析を行った。光吸収および蛍光分析の結果、内外層の電子状態は1500度のドーピング処理により大幅に変化することが分かった。特に1400度以下のドープにおいては内層チューブへの物性の影響が見られないことからハイブリッド構造形成の可能性を見いだせた。今後、3層カーボンナノチューブ(TWNTs)へもドーピング処理への展開を図るために、ラマン分光分析によりDWNTsと比較検討を行った。TWNTsはDWNTsと同様にカイラリティの組み合わせによりスペクトルが変化し、TWNTsの再内層はDWNTsに保護されている安定な状態であることが分かった。本年度は前年度の研究成果をもとに2層カーボンナノチューブへの異元素ドーピングの実験、ドーピングサンプルの構造物性解析、また前年度に引きつづき3層カーボンナノチューブの基礎物性解析を行った。2層カーボンナノチューブへのBNドープ検討実験においては合成中にアンモニアボラン錯体を導入し2層カーボンナノチューブを合成したが、ラマン分光分析結果においてG-bandおよびRBMの明らかなシフトは確認されなかった。これは格子中に取り込まれない、または極微量のみがドーピングされたためであると考えられる。2層カーボンナノチューブへのホウ素ドーピング実験においては1400度から1500度程度においては同軸構造を保持したままドーピング可能であるということが分かった。同サンプルのXPSにより元素分析を行った結果、1atm.%以下と極微量であるがドーピングされていることが分かった。Ramanおよび蛍光分析結果より外層へのドーピングが支配的であると予想された。また室温から10K程度の電気抵抗率測定においては低温においてドープサンプルが未ドープサンプルと比較して電気伝導特性に優れていることが分かった。

これはホウ素ドーピングによるキャリアの増大によると考えられる。材料工学本研究は今まで明らかになってこなかった2層カーボンナノチューブをドーピング処理によりヘテロ化し、その構造、物性解明を目的としている。本年度においても昨年度と同様にドーピング処理を施し、詳細な構造や物性解析を実験を通じて推進することができた。またドーピング実験においてはプラズマによる窒素ドープ、高温加熱によるホウ素ドープ、本年度は合成時にアンモニアボラン錯体を導入し、DWNTsの合成を試みた。アンモニアボラン錯体を利用したサンプルにおいてはDWNTsの合成には成功することができた。今後、実際にB、N、またはBNがチューブの結晶格子内に取り込まれているか確認する予定である。また2層カーボンナノチューブと並行して、3層カーボンナノチューブのドーピング処理を行い、世界で初めて3層カーボンナノチューブ間での融合現象が発現することを見出素ことができた。この知見は、多層カーボンナノチューブ間においても融合現象が起こる可能性があることを示唆するものであり、重要な知見であると考えれられる。さらに実際にマット状態の3層カーボンナノチューブがホウ素ドーピング処理により電気伝導性が向上することを確認することができた。本研究の目的は革新的な機能を有してヘテロ2層カーボンナノチューブの合成を異元素ドーピングにより合成を目指すものである。本年度はDWNTsの外層または内外層への異元素ドーピング法の確立を目指した。そこでは当初の予定通り、後処理法(プラズマ処理法、および高温熱処理法)によりプラズマ処理法による窒素ドープ、また高温熱処理法によるホウ素ドープ(過去において研究知見を有している)のサンプル調整に成功した。また合成したサンプルに対し、透過型電子顕微鏡、ラマン分光分析、光吸収測定、蛍光分析、などを通じ体系的な解析を行うことができた。また合成したサンプルの詳細な物性を検討した結果、外層チューブのみに窒素、またはホウ素が置換された同軸DWNTs合成の可能性を見出すことができた。また3層カーボンナノチューブにおいても同様にホウ素ドーピングによるヘテロ構造の可能性も同時に検討した。そこにおいて特に1400度程度のドーピング処理において、置換と同時に、3層ナノチューブの融合が発生する発見があった。また窒素ドープにおける構造変化の追跡も今後、検討予定である。今後の方針として、窒素、ホウ素ドーピング処理したサンプルの更なる最適化処理の検討、合成段階におけるホウ素源、窒素源、窒化ホウ素源を導入し、DWNTsの合成を試みる予定である。また今までの研究知見で、窒素、またはホウ素がプラズマ処理、または高温熱処理でドーピング可能であることが分かっている。これにより、ドーピングサンプルを合成しつつ、さらに電気デバイスとしての特性を検討する予定である。特に、ドーピングサンプルの電気2重層キャパシタ、リチウムイオン2次電池負極としての特性評価を行う予定である。
中世唱導に関する基礎的研究

<説法>と称される一連の言説に<経釈>を位置付け、その構造を明らかにするとともに、法会における一連の所作として、学侶の研鑽を明らかにするために行われた<論義>と、これら<説法>における言説との関連性など見出した(福田晃編『唱導文学研究第四集』、三弥井書店、発表予定)。また<経釈>に限らず、<説法>における一連の言説として表白された<表白><施主段>についても伝本調査を行い、東寺観智院金剛蔵『十二巻本表白集』ほか、その本文を電子化するなど、それらの解読をすすめる準備を行った。さらに、「説法の上手」とうたわれ、「説法道」を確立したと伝えられる、安居院澄憲の<説法>を相対化するために、澄憲以前に、多くの「説法詞」を草したことで知られ、その「詞」の多くが伝存する寛信について、その著作に関する調査と解読をすすめた。結果、『類雑集』の成立ほか、勧修寺流の形成についても私見を得た(勧修寺聖教文書調査団における夏期報告会において口頭発表した)。また、澄憲草を中心とする、安居院流の「説法詞」を伝える文献に関して、真福寺・神奈川県立金沢文庫・叡山文庫・東寺観智院金剛蔵・勧修寺などで伝本調査を行った結果、「説法の上手」で知られた澄憲が、天台教学の研鑽をすすめるべく「宗要」の編纂を手がけたむねを伝える文献を発見するなど、これまでの澄憲理解を覆す新見をも得た。本年度は論文一編と、全国学会における口頭発表において、研究成果を問うている。具体的には法会において表白された,<説法詞>の構造を明らかにし、さらには日本の古典文学史において、これまで「説話集」と認定されてきた作品を取り上げ、たんに「説話」を類聚した文献として編纂されたのでなく、説法において経典の解釈を提示した<経釈>の構造を内包していることを指摘した。これは文学作品として認定されてきた文献が、説法の場で機能するべく編纂されたことを証するものである。文学という概念において分類するべき作品であるかどうか疑問を呈するとともに、現在の研究が「文学」「宗教」と分けて行われているために見過ごしてきた、いわば日本の古典文学史の孕む重要な問題を提示するものである(仏教文学会大会「『宝物集』の構想-「薩摩国の島を出て」のことなど」、2001年6月3日於大谷大学)。また、<説法詞>のなかでも、安居院澄憲が草した「法華経品釈」の読解と、<説法詞>が文学へ与えた影響を述べるために、白楽天が渡海して日本にやってきたことを記した説話の形成について考察した「海を渡る白楽天-海龍教化説をめぐって」(『国文学』82号、関西大学国文学会)をまとめた。また、今年度の成菩提院における聖教調査では『悟抄』と称される<説法詞>を類聚した文献を発見した。安居院聖覚が編纂した、安居院流の代表的な<説法詞>集である『言泉集』や、内閣文庫に所蔵される『金玉要集』に匹敵する文献であるとともに、『悟抄』自体も安居院流の<説法詞>集と確認できる。安居院流の説法が、テクスト化されて諸流に伝えられ、ひろく説法のひな形とされていたことを証明する一因となる文献である。来年度はこの読解をすすめ、さらに説法の構造と、テクスト化された安居院流の<説法詞>集の流布について明らかにしたい。
酸素を用いたセルロースの選択部分酸化触媒系の開発

セルロースの酸化的分解反応を実施した。反応条件ならびに使用する触媒により生成物をグルコース、グルコン酸、これらがさらに分解したギ酸へと変化させられることを明らかにした。いずれの化合物も化学工業原料として有用である。さらに触媒系をグリセリンの分解反応に応用したところ、メソポーラス硫酸化ジルコニアシリカ触媒を用いると酸化生成物ではなく脱水物であるアクロレインが収率81%で生成することを見出した。アクロレインは機能性高分子や医薬品の原料として有用性が高く、グリセリンから合成できれば意義深い。今年度は、セルロースの酸化反応によるカルボン酸の合成を検討した。まず担持金属触媒を用いてセルロースの部分酸化を試みた。セルロースの加水分解に有効なアルミナ担持ルテニウム触媒と酸化反応を促進すると考えられた炭素担持白金触媒を組み合わせることにより、グルコン酸を収率6%で得た。僅かではあるものの、確かにグルコン酸を合成できることを明らかにした。グルコースが収率12%で副生しており、さらに酸化条件を適切化すればグルコン酸の収率を高められることが期待できる。次に、炭素触媒によるセルロースの酸化反応を実施した。グルコン酸の収率は僅か2%であったが、グルコースが収率28%と良好な収率で生成した。酸化反応条件を適用することにより、セルロースの加水分解反応が進行することが分かった。詳細な機構は未解明であるが、強固な構造のため加水分解を受けにくいセルロースの一部を酸化開裂させることにより、構造が乱れ加水分解反応を受けやすくなっている可能性が考えられる。最後に酸素分子活性化能を持つバナジウムオキシアセチルアセトナート触媒によるセルロース酸化反応を試みた。空気加圧下、触媒0.18mmolとセルロース2mmolとを水中で反応させたところ、ギ酸が3.1mmol(炭素基準の収率26%)および少量の酢酸が生成した。セルロースから低級カルボン酸を効率良く合成できる可能性を示唆している。ギ酸は、飼料の添加剤として用いられるほか、燃料電池用の燃料などとして用途拡大が見込まれ、また酢酸は溶媒などの原料として年間約500万トン需要がある。従って、セルロースからこれらカルボン酸を合成できれば意義深いと考えられる。昨年度は、担持金属触媒や均一系バナジウム触媒によりセルロースを酸化すると、ギ酸などのカルボン酸を合成できること、ならびに空気加圧下において酸触媒反応であるセルロースの加水分解が促進されることを明らかにした。そこで本年度は、セルロースと同様にヒドロキシ基を多数持つバイオマスであるグリセリンの転換反応に応用することとした。グリセリンはバイオディーゼルの副産物であり、その有効利用方法の確立が切望されている。グリセリン変換反応を実施するうえで、その揮発性に着目した。つまり、気相で反応を実施でき、固体触媒を用いても溶出のおそれがないため、幅広い固体触媒を適用できる。このような観点から、常圧固定床流通式反応装置を用いて担持酸化バナジウム触媒によるグリセリンの酸化を実施したところ、部分酸化ではなく酸触媒反応である脱水が進行し、アクロレインが生成した。アクロレインはポリマーや医薬品中間体として重要な化合物であり、選択的に合成できれば大変意義深い。そこで、アクロレイン合成に着目して改めて触媒設計を行った。その結果、メソポーラスシリカ(SBA-15)骨格中にジルコニアを高分散させ硫酸化した触媒が有効であり、250°Cの低温でアクロレインを収率81%で合成できることを見出した。本触媒は既報の高活性触媒(HZSM-5およびリン酸鉄)よりも高い活性・選択性を示す。また、一般的な硫酸化ジルコニアや、メソ孔を持たない硫酸化ジルコニア-シリカと比較した場合にも、本触媒は高活性・高選択性を示すことから、硫酸化ジルコニア種を高比表面積のシリカ中に高分散させることが有効であることが示唆された。
音響信号利用による新しい高精度変位及び加工面あらさ測定方法の開発研究

本研究成果の主な概要は以下の通りです。(1)小さい管端面に圧縮空気を吹き付けると管内の空気柱が共振し音響を発生する.管の他端面の物体が変位したり,管内空気柱長さが変化すると音響の周波数が変化する.この現象を利用し変位や加工面あらさを測定する新しい方法を開発した.(2)圧縮空気を用いる吹鳴式方法について,管内音響発生の理論解析を行って計算によって発音周波数を算定することができた.(3)圧縮空気の代りに管端面にスピ-カを設けて管内空気柱を共振させる方法について,電気的フィ-ドバックル-プを応用し,PLL(位相同期ル-プ)装置を作成して実験し,変位を測定できることを明らかにした.さらにこの測定方法を実用化するための多くのデ-タを採ることもできた.これは今後,有効に活用できると思う.(4)スピ-カを用いる方法について理論的な裏付けを行うために,両端開口管と両端閉口管について,管内の音響に関する等価回路とインピ-ダンスを導き,共振周波数を理論的に導いた.(5)吹鳴式方法は圧縮空気を必要とする欠点をもつが,共鳴周波数において大きなピ-ク値が表われ測定が容易となる.スピ-カを用いる電気的方法は圧縮空気は必要とせず,小さい乾電池で作動でき,装置も簡単である特徴を有している.いずれも1μmの測定精度は十分に可能であることがわかった.(6)測定面のあらさ測定については被測定物に近い管端面形状を種々変化させて実験した結果,あらさ変化と周波数の変化が対応することを確かめることができた.これについては今後ともさらに研究を続けて行く必要がある.本研究成果の主な概要は以下の通りです。(1)小さい管端面に圧縮空気を吹き付けると管内の空気柱が共振し音響を発生する.管の他端面の物体が変位したり,管内空気柱長さが変化すると音響の周波数が変化する.この現象を利用し変位や加工面あらさを測定する新しい方法を開発した.(2)圧縮空気を用いる吹鳴式方法について,管内音響発生の理論解析を行って計算によって発音周波数を算定することができた.(3)圧縮空気の代りに管端面にスピ-カを設けて管内空気柱を共振させる方法について,電気的フィ-ドバックル-プを応用し,PLL(位相同期ル-プ)装置を作成して実験し,変位を測定できることを明らかにした.さらにこの測定方法を実用化するための多くのデ-タを採ることもできた.これは今後,有効に活用できると思う.(4)スピ-カを用いる方法について理論的な裏付けを行うために,両端開口管と両端閉口管について,管内の音響に関する等価回路とインピ-ダンスを導き,共振周波数を理論的に導いた.(5)吹鳴式方法は圧縮空気を必要とする欠点をもつが,共鳴周波数において大きなピ-ク値が表われ測定が容易となる.スピ-カを用いる電気的方法は圧縮空気は必要とせず,小さい乾電池で作動でき,装置も簡単である特徴を有している.いずれも1μmの測定精度は十分に可能であることがわかった.(6)測定面のあらさ測定については被測定物に近い管端面形状を種々変化させて実験した結果,あらさ変化と周波数の変化が対応することを確かめることができた.これについては今後ともさらに研究を続けて行く必要がある.小さい寸法のパイプに圧縮空気を吹き付けることによりパイプに音響が発生し、その周波数がパイプ他端の物体の変位とよい対応を示すことを見出し、物体の変位を精密に測定する方法を考案し、実験装置を製作して実験を行った。圧縮空気圧力、パイプの形状と寸法、空気吹付け角度等の使用条件が、変位と音響周波数との関係に及ぼす影響を明らかにすることができた。その結果、適当な使用条件のもとで1μm以下の高精度で変位測定の可能性が明らかとなり、高感度な変位センサとして使用できることも明らかとなった。さらに使用するパイプの内部に内径の段差をつけることによって、変位測定の範囲が広くなり、実用化するのに好ましい形状であることもわかった。また、パイプの一開口端に圧縮空気を吹き付けたときの空気の流れと発生音との関係を、理論的に明らかにした。すなわち、パイプの内外における音響インピ-ダンスを理論的に解析して理論式を導き、音響が安定して発生する範囲と発生しない範囲とを増幅関数及び帰還関数を用いて明らかにし、周波数を理論式から計算して求め、同一条件で実験したときに得られた発音周波数との対比を行った結果、比較的よく一致することがわかった。この変位測定方法を応用して加工面あらさを測定する実験装置を製作中であり、あらさ測定に適したパイプ先端の形状について種々実験を行っているところである。また、表面のうねり測定についてもこの方法を用いて行った結果、精密に測定できることが明らかになった。小さい内径の管の一開口端に圧縮空気を吹き付けると管内の空気柱が共振し音響を発生する。管端面の物体が変位したり,管内空気柱の長さが変化すると発生している音響の周波数が変化する。この現象を利用して変位や加工面あらさを測定する新しい方法を開発した。本年度は圧縮空気を用いて音響を発生させる吹鳴式方式について,管内の音響発生の理論解析を行って計算によって発音周波数を算定することができた。

さらに圧縮空気の代わりに管端面にスピ-カを設けて管内空気柱を共振させる方法について,まず,電気的フィ-ドバックル-プを応用しPLL(位相同期ル-プ)を作成して実験し,変位を周波数によって測定できることを明らかにし,この測定方法の実用化のための資料を得ることができた。さらに理論的な裏付けを行うために,両端閉口管と両端開口管について管内の音響に関する等価回路とインピ-ダンスを導き共振周波数を理論的に求めることができた。吹鳴式方法は圧縮空気を必要とする欠点をもつ反面,共鳴周波数において大きなピ-ク値が示され測定が容易である。電気的方法は圧縮空気を必要とせず,小さい乾電池で作動でき,装置も簡単である特徴を有している。変位の測定値の精度については双方に大きな差は無く1μmの測定精度は十分に可能であることも明らかとなった。測定面のあらさ測定については被測定物表面に接近する管端面の形状を種々変化させて実験した。実験的にあらさの大小が周波数の変化と対応することが確かめられたが,あらさの小さい場合には誤差が大きく,今後さらに実験を行って精度の向上と,測定面の凹凸の形状の影響等を詳細にデ-タを取る必要があり,研究を続けて行く計画である。
統合失調症におけるカルシニューリン系候補遺伝子の研究

申請者は統合失調症の疾患感受性遺伝子の検索を目的とし、近年提唱されるようになったカルシニューリン(CN)仮説に基づき、研究を進めている。申請者は統合失調症の疾患感受性遺伝子として示唆されているCNをエンコードしているPPP3CCを候補遺伝子としてreplicationを行ったが、日本人統合失調症患者との有意な関連は確認できなかった。これは民族間で統合失調症の疾患者感受性遺伝子が異なる可能性があると考え、PPP3CC以外に、CNと結合する、もしくはCNカスケード内存在する種々の分子を候補遺伝子として、十分なサンプル数の日本人統合失調症患者を対象にcase-control studyを行ってきた。この際、gene-wideな検討を行うためにも国際HapMap Projectで公開されているデータベースを参考にし、連鎖不平衡を考慮しながら適切なSNPを選択して解析を行っているが、未だ強い関連を示した結果は得られていない。その一方で統合失調症患者と酷似した症状を示すメタンフェタミン使用障害患者に対してもCNに関連する分子を候補遺伝子として関連解析を行ってきた。昨年度はCNカスケード内に存在するβ-arrestin2との有意な関連が確認できたが、統合失調症同様、PPP3CCの有意な関連は認められなかった。今後もCNが関与する分子を候補遺伝子として研究を進めていき、関連が認められた遺伝子に対しては発現実験や抗精神病薬に対する薬物反応性、認知機能のendphenotypeなどの検討も併せて行っていきたい。また、アリル頻度が低い遺伝子多型でも十分な検出力を有する解析が行えるように、更にサンプル収集に努めていく。申請者は総合失調症の疾患感受性遺伝子の検索を目的とし、近年提唱されるようになったカルシニューリン(CN)仮説に基づき、研究を進めている。申請者は総合失調症の疾患感受性遺伝子として示唆されたCNをエンコードしているPPP3CCを候補遺伝子としてreplicationを行ったが、日本人総合失調症患者との有意な関連は確認できなかった。これは民族間で総合失調症の疾患感受性遺伝子が異なる可能性があると考え、PPP3CC以外に、CNと結合する、もしくはCNカスケードに存在する種々の分子を候補遺伝子として、十分なサンプル数の日本人統合失調症患者を対象にcase-control studyを行ってきた。この際、gene-wideな検討を行うためにも国際HapMap Projectで公開されているデータベースを参考にし、連鎖不平衡を考慮しながら適切なSNPを洗濯して解析を行っているが、未だ強い関連を示した結果は得られていない。しかし、統合失調症患者と酷似した症状を示すメタンフェタミン使用障害患者に関してはβ-arrestin2との関連が確認できた。
脳動脈瘤治療用トレーニングシステムの開発

脳動脈瘤コイル塞栓術における熟練医師のコイル操作テクニックを体験するために、手技記録システムと手技体験システムを開発した。手技記録システムは、コイルを送り出すワイヤの位置と挿入力を測定するために、マスタースレーブ構造を用いた。手技体験システムは、ワイヤの位置と挿入力を同時に体験できるように、被訓練者の手を直接駆動する構造とした。本研究では,熟練医師の治療テクニックを訓練者が臨場感を持って体験できる脳動脈瘤治療用トレーニングシステムを開発する.研究初年度では,位置と反力の同時提示手法の確立において,反力についてはアクチュエータを試作し構造を決定した.熟練医師による模擬i瘤へのコイル挿入手法の記録方法については,その基礎検討を完了した.反力アクチュエータについては,当初予定していたローラ構造では,ワイヤ反力をローラの押付け荷重によるワイヤとローラ間の摩擦力で受けていたが,この荷重がローラ向転摩擦力を補償できないほど大きなことが明らかになった.現在の構造は,ワイヤを1軸ステージで直接駆動をし,ワイヤとの接続部に力センサを入れて反力を検出して提示する方法である.ステージにはワイヤと共に移動するステンレスパイプが置かれ,このパイプの中に,ワイヤとカテーテルが挿入されている.ステンレスパイプはカテーテルと固定されていないために,ワイヤはステージにより移動されても,常にステンレスパイプかカテーテルの中にあり,反力で座屈することがない.本構造で所定の反力を伝達できることを実機にて確認した.熟練医師による模擬瘤へのコイル挿入手法の記録方法については,本反力アクチュエータを2台組み合わせたマスタースレーブシステムを構成する.ローラ構造ではできなかったワイヤ挿入位置のミクロン精度での検出が,ステージの位置センサにより可能となったため,マスタースレーブシステムから位置と反力を出力して,コイル挿入手法の記録する.本研究では,熟練医師の治療テクニックを訓練者が臨場感を持って体験できる脳動脈瘤治療用トレーニングシステムの開発を目的とした.本システムは手技記録システムと手技体験システムで構成される.研究二年度では,ワイヤの位置と挿入力を記録できる手技記録システムを開発し,記録データを訓練者が体験できる手技体験システムの試作を行った。脳動脈瘤コイル塞栓術は,カテーテルを用いてワイヤ先端の白金コイルを瘤の中に詰める治療である.手技記録システムは,模擬瘤へのコイル挿入画像と,ワイヤの位置と挿入力を記録する.本システムの構造的特徴は,一軸スライドと力センサで構成したアクチュエータ二台で構成したマスタースレーブ方式にてワイヤを操作することにある.二分割されたワイヤの片端を,各スライド可動部に設置した力センサに接続し,二つの力センサの出力が等しくなるように,スライド可動部を制御する.これにより,ワイヤの挿入力とスライド可動部の位置からワイヤの位置が計測可能となる.また,極細であるワイヤがスライドの移動により座屈をしない特徴的な構造を考案した.カテーテルに伸縮可能な二重構造金属パイプを接続し,外側パイプをステージ非可動部に固定し,内側パイプをスライド可動部上に設置した力センサの先端近くに固定した.このパイプを通してワイヤを力センサに接続している.手技体験システムは,反力アクチュエータと補助アクチュエータで構成される.前者は,手技記録システムで使用したものと同じ構造であり,ワイヤの挿入力を提示するために力センサをフィードバックしてスライド可動部を駆動する.後者は,ワイヤの位置提示用で,記録されたワイヤの位置に合わせてスライドを駆動する.また,本システムの表示画面には,記録されたコイル挿入中の瘤画像がワイヤの位置に同期して表示される.位置提示部が未完成のためにシステム全体としての評価をできるまで至っていない.特に位置と反力の同時提示手法についての熟練者および訓練者による評価が行われていない.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究初年度の計画では,コイル挿入位置の検出にビデオカメラを用いる予定であったが,反力アクチュエータの構造変更に伴い,ビデオカメラを用いずにコイル挿入位置を検出することが可能となった.研究2年度は初年度に製作した試作システムを,熟練医師と訓練者からの評価を受け改良を行なう.仮想動脈瘤については,模擬動脈瘤の機械的特性の解析をしてリアリティの向上を図る.5種類の瘤に対して訓練できるようにする.また,医療機関に導入できるように完成度の高いシステムに仕上げる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
スルメイカ幼生の海水中のアミノ酸吸収を含む初期餌料の解明

本研究では、スルメイカ幼生の初期餌料について解明することを目的に以下の事項について調査を行った。(1)フィールドで採集した幼生の消化腺内容物の調査。(2)人口授精にて得たふ化幼生に、初期餌料となりうるプランクトン与え、その摂餌の可能性を調べる。(3)人口授精にて得られたふ化幼生に有機懸濁物(DOM)を与え、その吸収の可能性の有無を調べる。以下にそれぞれの部分の結果について報告する。日本海で採取したスルメイカ幼生を顕微鏡下で解剖し、その消化腺内容物ついて調べた。外套長1.2-3.3mmのスルメイカ幼生の顎片のみに、ノコギリ状の細かな歯の発達が観察され、初期餌料の索餌と密接に関連している可能性が示された。3.5mm未満の幼生の胃中には、植物プランクトンが認められず、液状物質のみが出現したことから、海中の有機物を摂餌している可能性が高い。一方外套長3.5mm以上のスルメイカの幼生のには、カイアシ類が認められたことから、このサイズから他生物を捕食する行動が始まると推察された。(2)人口授精にて得たふ化幼生の初期餌料の摂餌実験。道南(南茅部町)の定置網で採集したスルメイカ成体を水槽内で飼育し、成熟後、人口授精を実施して3000個体以上のふ化幼生を得た。初期餌料として可能性のある数種類の植物・動物プランクトンをふ化幼生に与えたが、それらの摂餌は認められなかった。(3)人口授精にて得られたふ化幼生の有機懸濁物(DOM)実験。有機懸濁物を調べるためには、ふ化幼生の無菌培養が必要条件である。そのため、人口授精には、交尾したスルメイカメスの受精のうから精子を抽出し、精子の殺菌を試みた。しかしこの実験は、バクテリアが無い状態(無菌培養)が維持できなかっため、困難であった。本研究では、スルメイカ幼生の初期餌料を明らかにすることを目的に以下の事項について調査を行っている。(2)人口受精にて得たふ化幼生に、初期餌料となりうるプランクトンを与え、その摂餌の可能性を調べる。(3)人工受精にて得られたふ化幼生に有機懸濁物(DOM)を与え、その吸収の可能性の有無を調べる。平成12年度では、特に(1)と(2)とについて実施した。日本海で採集したスルメイカ幼生を顕微鏡下で解剖し、その消化腺内容物ついて調べた。外套長が4mm以上の幼生の消化腺内には、細かな断片となったカイアシ類が存在するのが確認された。しかしながら、ふ化直後のスルメイカ幼生は外套長約1mmであることから、外套長4mmまでの幼生は、カイアシ類とは別の餌料を利用している可能性があることが明らかになった。(2)人口受精で得た幼生の初期餌料の摂餌実験。道南(南茅部町)の定置網で採集したスルメイカ成体を水槽内で飼育し、成熟の後、人口受精を実施して3000個体以上のふ化幼生を得た。本年度では、外套長1.2mm3.3mmの幼生のみに、ビークにのぎり状の小さな"歯"が出現することが確認された。このことは、外套長1.2mm未満,1.23.3mm,3.3mm以上と幼生の成長に伴って餌料が変化している可能性を示している。今後、これまでの実験にあわせ、有機懸濁物(DOM)等をふ化幼生に餌料として与え、スルメイカ幼生の初期餌料を解明する予定である。

道南(南茅部町)の定置網で採集したスルメイカ成体を水槽内で飼育し、成熟後、人口授精を実施して3000個体以上のふ化幼生を得た。初期餌料として可能性のある数種類の植物・動物プランクトンをふ化幼生に与えたが、それらの摂餌は認められなかった。(3)人口授精にて得られたふ化幼生の有機懸濁物(DOM)実験。有機懸濁物を調べるためには、ふ化幼生の無菌培養が必要条件である。そのため、人口授精には、交尾したスルメイカメスの受精のうから精子を抽出し、精子の殺菌を試みた。しかしこの実験は、バクテリアが無い状態(無菌培養)が維持できなかっため、困難であった。
メカトロニクス教育に活用する教育教材の開発と教育効果の研究

1目的本研究の目的は実用化をイメージさせる実学的なメカトロニクス教育を展開するための自律型移動ロボット教材を開発すること(目的I)及び教育効果を確認すること(目的II)である。2方法電子機械科3年生を対象に製作・制御実験を実施した。(1)目的I1設計・加工・筐体、駆動部品、バッテリ、センサの配置について組立図と部品図を作成した。・駆動部品は2次元図面では形状が理解しにくいため, 3D-CADを活用し立体的なイメージを確認した。・駆動部品は実習で学習したマシニングセンタ及び旋盤を使用し実践的な加工をした。・車輪用ハブは旋盤を使用し外爪作業など応用作業で製作した。2電子回路・マイコン入出力機能と制御信号を検討し,本教材に適した割付を行った。・制御用基板を電子回路用CADおよび基板加工機で製作した。・制御用通信ケーブル製作、電源の配線作業を行った。3制御プログラム・安定して搭乗できる倒立振子制御プログラムを構築した。・PSDから取得したデータに基づく自律移動プログラムを構築した。(2)目的II1教育効果を製作及び制御実習終了後にアンケート調査した。3成果果(1)目的I1既存のロボットをベースに生徒が設計、加工、組立、制御できるモジュールを開発した。2人が搭乗できる自律移動ロボットを設計、加工、組立し動作を確認した。3搭乗し制御の違いを安全に体感し学習できる構造(2輪倒立振子型)にすることができた。4室内の壁を検出し自律移動した結果、50m(速度0.9km/h)移動できた。(2)目的II1制御実習、部活動の結果、生徒のメカトロニクスに対する学習意欲を引き出し高められることを確認した。4課題測域センサをロボットに搭載し、自律移動制御のプログラム構築を試みた。先端的なセンサの体験によって、ロボット工学やセンサ工学への興味誘発に十分効果的であった。今後、先端的な制御法を学習し自律移動の達成に望む。
PAT過程における電子位相変化とPATデバイス構造の最適化に関する理論的研究

本研究では、新しい転送行列法を用いることによって、Photon Assisted Tunneling(PAT)による大きな電流変化が起こる系を理論的にデザインし、I-V特性や光照射抵抗などを定量的に計算した。単一障壁系や二重障壁系において有効な光照射効果が得られないことは、以前の我々の研究によって明らかにされている。その研究によると、系に共鳴トンネル準位が存在し、かつその準位を通る電子の透過率が小さい場合に大きな光照射効果が得られることになる。この知見をもとに、本研究では非対称三重障壁系におけるPAT効果について数値的な研究を行なった。その結果、非対称三重障壁系でのPAT効果は、二重障壁系のそれに比べ100倍以上も大きいことが明らかになった。本研究ではさらに、PAT効果によるコンダクタンスの温度依存性、および光強度依存性についても数値的研究を行なった。本研究の数値計算に用いられたアルゴリズムは、通常の転送行列法をエネルギーが保存しない系に対しても使えるように拡張したもので、シュレ-ディンガー方程式の直接積分に比べて10^4倍も高速に計算できる。この方法を用いることによって、本研究で対象としたような三重障壁を持つ複雑な系を数値的に研究することが可能となった。
散射雑音を除去した光計測を基盤とする揺らぎのダイナミックスの研究

2018年度は計画に沿って研究を遂行することができました.散射雑音を除去した揺らぎ測定法を,光断層撮影に組み合わせた手法の研究を完成し,発表しました.この手法では,従来の光断層撮影に比べ,厚みのある物体の各断面の物性情報をはるかに多く得ることができます.測定時間も短いので,医学分野や,時間的に変化していて即時性が求められる他の分野への応用が期待されます.散射雑音を除去した揺らぎ測定法を用い,氷の表面の揺らぎスペクトルを融点以下の様々な温度で測定しました.これを基に,氷の表面には薄い水の層のようなものが-15°C程度までは存在することを示し,液体相の厚みの温度依存性を求めました.さらに,不純物を加えると,層の厚みは非一様になり,その性質が不純物の種類に依存することを明らかにしました.今まで長く研究されていながら,氷の表面の揺らぎ測定をした過去の研究例は無いといってよく,新たな側面から性質を研究できる手法を与えることができました.水,氷は至るところに存在するので,我々の研究成果は物理学として興味深いだけではなく,地学,気象学,生物学等にも示唆を与え,昔からありながら今でも議論が尽きない「氷はなぜ滑るか」という問題の解答にも寄与します.有限温度の物理系のダイナミックスをミクロの世界から理解するには,位相空間を軌道が満たすカオスの力学が不可欠な役割を果たします.初期条件によって対称性のために位相空間の部分空間内でしか運動できない場合があり,この点についてφ4乗理論を用いて系統的に調べました.また,小さい系では,温度の定義がユニークではなく,熱力学の基本法則に反するように見える現象が発生することを明らかにしました.さらに,カオス性を記述する局所的リャプノフ指数の性質を分析しました.本事業の成果については査読付き国際雑誌に3件論文を発表し,国内の学会で3件発表しました.我々は散射雑音を除去した揺らぎ測定を,様々な分野で応用して多様な物質の物理学的性質を調べ,さらに,手法自体を改良してきました.光断層撮影(光CT)を拡張し,各断面の反射率の熱揺らぎを測定する手法を開発し,その有効性を示したことは,物理学のみならず,医学系,生物学系,等様々な分野での利用が期待されます.我々の研究成果を広い範囲の分野で応用できるようにしていこうという研究目的に沿って進んでおり,将来の応用を期待しています.さらに,氷の表面の性質について,初めて用いられた手法で,新たな成果を得たことは,我々が今まで研究してこなかった表面,界面の性質を調べるという当初よりの目的を達成しています.氷の表面の薄い液体状の層の表面の熱揺らぎを測定し,それを解析するために新たな手法も開発しました.氷はあらゆるところに存在するため,多くの分野にとってその性質は重要であり,非常に研究が多い分野です.しかし,我々のように表面の一様性と非一様性をスキャンしてはっきりと捉えた研究は過去には無かったので,この分野に新たな方向からの研究の道を開き,影響を与えることが期待されます.また,有限温度の物理学は熱揺らぎの根底にありますが,その基礎を支えるカオス理論に関する研究成果を得たことは,本研究の理論的基盤にも寄与することが期待されます.これらの研究について,共同研究者と合わせて査読付き国際雑誌に3件論文を発表し,国内学会で3件発表しています.また,研究を通じてさらなる研究方向,研究プロジェクトが生まれており,順調に研究は進行していると考えています.本研究は研究目的に沿って,順調に進行しています.さらに,研究計画に沿って発展させていきます.氷の表面の研究は一部の成果を発表しましたが,まだ発表していない成果が多くあり,これらについて論文を作成し,発表していきます.特に我々のようなアプローチで氷の表面融解を研究しているグループは他におらず,他の結果にとって重要な相補的な役割も果たすと考えています.我々が初めて表面層の厚さを空間的一様性と非一様性を明確に解析したので,この分析をさらに進め,発表することを計画しています.また,今までに扱ったことの無いような新マテリアルの性質の研究に他グループと共同で着手しています.現在までの我々の研究では,一般に信じられている通常のニュートン液体の性質とは大幅に異なる物性を持っていることが示唆されます.この点について,明らかにし,成果を発表していく予定です.また,新たな分野であるために研究の発展の余地は大きいと考えています.有限温度物理学の根底にあるカオス系のダイナミックスの研究は多くあり,数値計算の発展により,色々明らかになっています.しかし,まだ,基礎的な部分で未解決の問題が多く残っており,現在までの我々の研究の成果を基にこのような基礎的な問題について新たな研究プロジェクトを計画をしています.さらに,我々の散射雑音を除去した測定法の基礎理論は深くは解析されていないので,他の雑音除去方法と比較した際の有利,不利な点を含め,その有効性について検証し,発表する予定です.2015年度の研究は,方向によって進展の度合いは多少異なりますが,研究計画に沿って研究を遂行しました.主として三井隆久氏との共同で研究を行っています.全体として2015年度には研究は順調に進められたと考えています.

原子に光のビームを照射し,その透過率の揺らぎの精密な測定を行うことにより,光子と原子の相互作用の性質について研究しました.原子の平均自由行程がビーム径より長い場合の理論について研究し,実験スペクトルの今まで理解されていなかった面を解明しました.さらに,平均自由行程が短い場合の揺らぎのスペクトルを初めて高い精度で測定し,その理論を構築しました.実験結果と比較して検証した結果,理論と実験の一致が非常に良いことがわかりました.これらの結果について現在2本の論文を作成しています.さらに,表面の揺らぎについては,今まで,傾きの揺らぎや波打つ揺らぎを固体,液体,複雑流体について調べてきました.そして,我々の研究で今まで測定されていなかった揺らぎも測定できることが明らかになってきました.非常に微弱な揺らぎであるので今までに無い高い精度が要求されますが,現在スペクトルを測定しています.実験結果を再現している自然な理論も構築できつつあり,これについての研究を精力的に続けています.また,表面の揺らぎの性質の測定に加え,界面の揺らぎについても,既存の研究とは質的には異なる新たな測定結果を得ています.理論的な分析も着実に行なっており,これについて発表を準備しています.高い精度の測定をするためには,不要な雑音の除去が必要です.研究の過程で,我々の用いている雑音除去法についての今まで無かった分析をして,測定で達成できる精度の統計的な性質について新たな結果を得ました.これらについても近日中に発表する予定をしています.研究計画に沿い,いくつかの方向で研究を進めているため,研究が期待以上に進展し,重点的に進めた方向と予定目標には到達できなかった方向があります.全体としては研究は順調に進んでいます.原子と光の相互作用による揺らぎについては,研究計画通りかそれ以上に進んでいると考えています.光のビームの中での原子の運動を見ていますが,平均自由行程がビーム径より大きい場合と小さい場合の両方についてスペクトルを測定し,理論も解明しました.実験と理論の一致も良いです.さらに,研究の過程で,今まで気づかれていなかったと思われる光と原子の相互作用の性質も発見しました.これは予定していなかった成果であり,既存文献を調査し,研究を進めています.表面の揺らぎの測定においては,既存の文献では測定されていなかった揺らぎの測定を達成しています.これについてはもう少し実験を続け,理論を解明し,発表できると考えています.この研究は始めた時点ではあまりにも揺らぎが小さいために,測定できるかわかりませんでした.繰り返し測定し,経験を積み重ねることにより期待を越えた成果を達成しつつあると考えています.また,表面と界面の波の揺らぎの測定については,初めの段階としては測定をほぼ終了しており,結果を解析しつつあります.これについては予定通りといえます.これらの研究の過程で,予定はしていませんでしたが,我々の雑音除去の方法がそれほど単純ではなく,統計的な性質に直観だけでは気づかない興味深い特性があることに気づきました.これも期待を越えた成果です.重要な側面で進展が遅れているのが,研究の発表です.実績の概要でも説明したとおり,着実に研究成果はあがっていますが,これらについて論文としてまだ発表できていないので,これが現在の大きな課題です.本研究課題にはいくつかの方向性があり,方向によって進展度合いは異なりますが,2016年度は概ね順調に,計画に沿って研究を遂行しました.あらゆる物質の有限温度における振る舞いの基本には,ブラウン運動を典型とした熱運動による揺らぎがあります.
原子・分子系の配列制御とそのニュ-ロ機能への展開

1.研究連絡会議の開催第1回を平成元年7月23日京都において開催し、主として、ニュ-ロ機能への展開を目指して下記の題目につき研究討論を行った。(1)神経回路モデルとそのハ-ド・ウェア化への期待、(2)光ニュ-ロ・コンピュ-タシステムとデバイス技術、(3)ニュ-ラル・ネットワ-クのセンサ応用と今後の期待、(4)光・光双安定デバイス、(5)外部能動素子による強誘電性液晶EC素子のメモリ-制御、(6)全反射X線法による有機超薄膜の分子配向評価第2回を平成元年11月30日東京において開催し、主として、配列制御の問題につき研究・討論を行った。(1)吸着ヘテロLBの構造制御と負性光電持性、(2)ポリイミドLB膜による液晶分子配向と強誘電性液晶、(3)STMによる有機超伝導体表面の観察、(4)生体における化学物質の認識機構と人工膜センサ-への応用、(5)2つの量子効果を結合した光双安定素子(BOND)、(6)量子箱構造の導入による半導体レ-ザの高性能化の可能性第3回を平成2年1月9日京都において開催し、薄膜形成技術に視点をおいて討論を行った。(1)高機能分子構造制御のためのプラズマプロセス、(2)電界下真空蒸着法により作製した有機超薄膜の構造と電気物性、(3)有機・無機系複合膜における超格子構造の作製とその評価、(4)シリコン上のアルミニウムの原子配列制御とその観測、(5)平成3年度重点領域研究の申請について第4回は平成2年2月7日東京において開催し、重点領域研究申請の打ち合せを行った。2.講演会・シンポジウムの開催平成元年4月1日千葉大学において「有機非線形光学材料と素子化技術の展望」、平成元年9月27日福岡工業大学において「スメクテイック液晶の層構造と物性」を開催。
養分制限を解除したウダイカンバにおけるマスティング資源の配備様式

豊凶現象の至近要因を説明する資源制限仮説に基づき、豊凶現象と連動する貯蔵資源の種類と貯蔵部位を明らかにするため、ウダイカンバ樹体内に貯蔵された資源量(非構造性炭水化物(NSC)と窒素)の経年変化を大豊作(2011年)と豊作(2014年)を含む5年間に渡って測定した。ウダイカンバの豊凶はNSC貯蔵状況によって決定し、NSCは樹体全体に蓄積されるものの、大容量かつ優先順位の低い貯蔵器官である幹のNSC濃度によって指標されることが明らかになった。豊凶現象を示す樹種において、養分飽和が樹体内の資源貯蔵に与える影響を明らかにするため、植栽4年後より連年施肥下で育成した38年生ウダイカンバ(養分飽和個体)に貯留された資源量の経年変化と季節変化を測定した。養分飽和個体と無施肥で育成した養分制限個体(対照個体、38年生)の各10個体から、2011年(大豊作年)と2012年(凶作年)の展葉開始前、展葉終了後、盛夏、落葉直前の4回に樹体を採取し、各部位の非構造性炭水化物(NSC)濃度(可溶性糖類・デンプン)をフェノール硫酸法および酵素を用いた加水分解法により、また全炭素窒素濃度を乾式燃焼法により測定した。可溶性糖類と全窒素(N)の含有濃度は雄花や葉芽等の梢端部位で高く、枝や内樹皮で中程度、幹や根の木部で低かった。デンプン濃度は非常に低く、NSCの大半は可溶性糖類として存在していた。養分飽和個体は養分制限個体と比較してN濃度が高く、NSC濃度が低い傾向が認められた。2011年と2012年の差異は養分制限個体の根木部で顕著に認められた。NSC濃度とN濃度の双方が2011年で高かった。両濃度は2012年に低下し、養分飽和個体との有意差が認められなくなった。養分制限個体の根木部はデンプン濃度が高い部位であるが2012年は2011年に比較して有意に低下したが、養分飽和個体よりは高かった。養分制限個体では根木部を資源貯蔵器官として利用し、豊作年の繁殖投資に貯蔵資源を用いることが示唆される一方で、養分飽和個体には資源貯蔵の存在を示唆する結果が認められなかった。養分貯留の季節変化動態については分析中である。豊凶現象を示す樹種において、養分飽和が樹体内の資源貯蔵に与える影響を明らかにするため、植栽4年後より連年施肥下で育成した37年生ウダイカンバ(養分飽和個体)に貯留された資源量の経年変化と季節変化を測定した。養分飽和個体と無施肥で育成した養分制限個体(対照個体、37年生)の各10個体から2011年(大豊作年)・2012年(大凶作年)・2013年(凶作年)の展葉開始前に、また各5個体から2012年と2013年の展葉終了後、盛夏、落葉直前の3回に樹体を採取し、各部位の非構造性炭水化物(NSC)濃度(可溶性糖類・デンプン)をフェノール硫酸法および酵素を用いた加水分解法により、また全炭素窒素濃度(N)を乾式燃焼法により測定した。養分飽和個体は養分制限個体と比較してNが高く、NSCが低い傾向が認められたが、処理間差より経年変化の方が著しかった。展葉開始前の資源貯留状態は2011-2013年に掛けてNが減少しNSCが増加する傾向が認められた。貯留養分の季節変化はNSCで著しく、Nでは微かであった。NSCは展葉直後に著しく低下し、すべての部位で生育期間中に再増加した。ウダイカンバは個体全体を光合成産物である可溶性糖類の貯蔵器官として利用していることが示唆された。落葉直前と翌春の展葉開始前を比較すると、葉芽や枝の梢端部位では展葉開始前の方がNSCが高く、逆に根や幹では落葉直前の方が高かった。Nの季節変化は梢端でのみ認められた。旧年枝のNは展葉直後に低下し、生育期間中に漸増した。展葉開始前の葉芽Nは展葉後の葉Nの約半量の濃度であり、展葉時に旧年枝に貯蔵された窒素を転流していることが示唆された。養分飽和が樹体内の資源貯蔵に与える影響を明らかにするため、連年施肥下で育成した養分飽和ウダイカンバ個体の樹体内に貯留された資源量(窒素・炭水化物)の経年変化を測定している。初年度である当年度は資源貯蔵量調査を開始した。森林総合研究所北海道支所実験林内において1974年4月に植栽され、1978年より連年施肥下で育成されたウダイカンバを利用した。2010年以降の施肥量はN、P、K、がそれぞれ110、24、46、kg ha-1である。この養分飽和個体と、植栽年度は同じだが無施肥で育成した養分制限個体、各10個体から、展葉開始前に当年枝(2011年伸長枝)・1年枝(2010年伸長枝)・幹・根・雄花・葉芽・雌花芽を採取し、炭水化物濃度(可溶性糖類・デンプン)をフェノール・硫酸法により測定した。