hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光子を捕捉・局在化できる異種原子をドープした界面を利用する金属触媒の固定化

Ti種をメソポーラスシリカやゼオライトの骨格内に組み込んだシングルサイト光触媒を担体として用い、金属前駆体溶液と混合した懸濁溶液に紫外光またはマイクロ波照射を行う新規な金属担持法を開発した。シングルサイト光触媒を用いて、紫外光照射あるいはマイクロ照射することで、シリカ骨格に組み込まれた孤立Ti種上に、金属ナノ粒子が固定化され、種々の反応において高い触媒活性を示すことを明らかにした。シングルサイト光触媒として、各種孤立四配位金属酸化物種(チタン、バナジウム、モリブデン、タングステン、希土類など)を骨格内に組み込んだゼオライト、メソポーラスシリカを合成した。粉末X線回折(XRD)、X線吸収微細構造(XAFS)、紫外可視吸収スペクトル(UV-vis)、赤外吸収分光法(IR)による四配位金属酸化物種の構造解析、また、細孔分布測定によるナノ細孔生成(0.5-5nm)の確認も同時に行った。光析出法により、触媒活性金属種を還元固定化した。すなわち、シリカマトリックス内で孤立状態に高分散しているシングルサイト光触媒を紫外光照射によりサイト選択的に光励起状態にし、その還元作用を利用して金属前駆体をサイズと形が制御した状態で固定化した。固定化した金属種は、Pd、Pt、Au、Ag及びその合金系である。酸化チタン、酸化バナジウム、酸化モリブデン種は紫外光を主に吸収するのに対して、酸化タングステン、希土類酸化物などは可視光により十分に励起が起こる。この特性を利用して、光析出プロセスにおける光量、波長をかえることによるサイズ・形態・組成を高次制御した金属ナノ粒子触媒を合成した。また、紫外光照射の他にマイクロ波照射によっても界面的励起状態を作り出し金属種の固定化を検討した。高活性触媒の開発にはサイズ・形態・組成の均一なナノサイズの金属・合金粒子を調製する必要があった。この課題を、シングルサイト触媒、金属前駆体の選択、光析出プロセスにおける光量・波長・雰囲気・溶媒の最適化等により解決した。シングルサイト光触媒を紫外光またはマイクロ波照射で選択励起し、その還元作用を利用してサイズと形の制御された金属ナノ触媒の調製と選択反応への応用を目的とした。ゼオライトやメソポ-ラスシリカなどのシリカマトリックス内に四配位酸化チタンなどの異種原子を孤立状態で組み込むことで、紫外光照射またはマイクロ波照射により位置選択的に励起活性化できるシングルサイト光触媒を設計した。行った研究と成果は、具体的には、以下の通りである。1)紫外光のみならずマイクロ波照射により界面の局所励起状態を実現するシングルサイト光触媒の設計、2)シングルサイト光触媒を利用してサイズ・形態・組成を高次制御した金属・合金ナノ触媒を簡便に合成する手法の確立、3)金属ナノ触媒を用いて高効率・高選択に水素と酸素から一段階で過酸化水素を合成する反応への応用、4)金属ナノ触媒を利用する選択触媒反応による有用有機化成品の合成、5)金属ナノ触媒による過酸化水素の合成、シングルサイト触媒上における過酸化水素を酸化剤とした選択酸化反応を可能とするワンポット反応系の構築を行った。調製した金属ナノ粒子触媒の粒子径、電子状態、分散状態を、種々の分光学的手法を駆使して解明した。用いた手法は粉末X線回折(XRD)、X線吸収微細構造(XAFS)、透過型電子顕微鏡(TEM)、高分解能透過型電子顕微鏡(HR-TEM)、X線光電子分光法(XPS)、CO吸着実験であり、その結果と触媒特性を併せて評価を行い、高活性触媒設計指針を得ることができた。本研究では、Ti種をメソポーラスシリカやゼオライトの骨格内に組み込んだシングルサイト光触媒を担体として用い、金属前駆体溶液と混合した懸濁溶液に紫外光またはマイクロ波照射を行う新規な金属担持法の開発について検討を行った。(1)Ti含有メソポーラスシリカを用いて、紫外光照射下でシリカ骨格に組み込まれた孤立Ti種上に、Ptナノ粒子を固定化することを検討した。Ptナノ粒子は小さな粒子径と狭い粒径分布を示すことを確認した。本触媒はNO分解反応などの反応に高い触媒活性を示した。(2)Ti含有ゼオライトとPdおよびAuの前駆体溶液を混合攪拌し、紫外光照射することで、均一なPdAu合金ナノ粒子の合成を試みた。調製した触媒は、酸素と水素ガスを用いた過酸化水素の直接合成反応に高い触媒活性を示した。合成した過酸化水素を"in situ"でフェノール酸化反応に用いることで、高い転化率を実現した。(3)Ti含有メソポーラスシリカとPtの前駆体溶液を混合攪拌し、マイクロ波照射を行うことで、Ptナノ粒子を固定化した。得られたPt粒子は狭い粒子径分布を示し、孤立Ti種上に固定化されることを確認した。ニトロベンゼン水素化反応の触媒活性を評価し、本触媒は、従来法で調製した触媒よりも高活性を示すことを明らかにした。(4)セリアとチタニアをそれぞれゼオライト上に担持した後、Pt前駆体

溶液中に懸濁させ、紫外光照射を行いPt粒子の担持を試みた。ゼオライト上に直接Ptを担持するよりも、セリウムやチタニアを含浸したゼオライト上に担持することで、より小さなPt粒子が生成し高い触媒活性が発現することを明らかにした。以上のように、本研究では、希少金属の使用量削減を目指し、光やマイクロ波照射を利用して、高活性なナノサイズの均一な粒子径を有する金属触媒の調製に成功した。
十一世紀片仮名交じり文の国語学的研究

研究課題の「十一世紀の片仮名交じり文の国語学的研究」につき、本年度において実績として報告できる調査・研究活動は以下の通りである。1、文献資料の調査研究当該の研究課題を推進するうえで必要不可欠であるのは、言語資料たる、11世紀の書写もしくは成立と判断される片仮名交じり文の原本である。また、この時代の文章全体、また後代の状況も視野に入れておく必要がある。本年度においては、近畿地方の高山寺、仁和寺、石山寺を中心に文献調査を行い、一々の原資料に基づき、書誌的事項、成立・書写、表記形態、語彙・語法などの観点から調書を作成し、必要に応じて写真撮影も行った。2、文献資料の整理寺院の異なりと文献資料の性格との相関性を観察する一助とすべく、上記の調書を寺院別にファイルに整理した。3、文献資料に基づく研究及び学会における口頭発表・論文執筆上記の調査旅行によって収集した文献資料に基づいて、11世紀の片仮名交じり文の言語の性格を解明すべく、多角的に考察を行いその成果を学会において口頭発表し、また学術雑誌に公表した。なかでも、石山寺所蔵の「表白集」および金沢文庫保管「表白集」に拠って、仁和寺の僧侶平救の片仮名交じり文資料を軸として、11世紀の当該文献の、表記形態、語彙・語法について報告を行い、かつて文献資料が欠落していたために十分に論ずることのできなかった言語実態を明らかにすることができた。
接着層による振動制御特性を有する新規木質材料の開発

接着剤を用いて製造される木質材料の用途の一つに振動材料があるが、振動の増幅・伝搬を行う楽器等の音響機器と、遮断・吸収を行う壁、床といった建築系部材ではその性質が全く逆の傾向にある。本研究は製造環境、室内環境を考慮し脱ホルムアルデヒド化を目指しながら、過去に使用されていない様々な物性を有する接着剤を用いて、振動伝達および吸収を効果的に行える木質建材を開発することを目指す。1年目は様々な樹脂を接着剤として用いてパーティクルボード(PB)を作製し、PBの1次共振周波数における損失正接(tanδ)を測定することで、接着剤の違いによる振動特性の検証を行い、増幅・伝搬による活用と遮断・吸収による活用のどちらに使用できる接着剤なのかを振り分けることを目的とした。両端自由たわみ振動法を用いてPBのtanδを測定することにより、常温付近にガラス転移点(Tg)のあるスチレンーブタジエンラバー(SBR)および水性高分子ーイソシアネート接着剤(API)が振動の吸収を目的とした材料に、酢酸ビニル樹脂(PVAc)、ニカワ、常温よりもTgの高いSBR、ユリア樹脂が振動の伝搬を目的とした材料に適している可能性が示唆された。その中でも前記SBRが飛びぬけてtanδが大きかった。この原因を探るために、成分が同一でTgを変えた(低温、常温、高温)3種類のSBRを用いて、接着剤フィルムのtanδの温度依存性について検討した。その結果、20°C付近で常温TgのSBRのtanδが最も高く、これがPBのtanδが突出して大きかった原因だと考えられた。また、PBのtanδと接着剤のtanδの間には高い正の相関があり、接着剤の動的粘弾性からPBのtanδを高い精度で予測できる可能性が示唆された。進捗としては、おおむね順調に進展していると思われる。本研究の最終目的は、接着剤による振動伝達および吸収を効果的に行える木質建材を開発することにあるが、3年間の研究期間内には、接着層による振動伝達および吸収メカニズムの解明、接着剤の物性とそれら効果の相関を明らかにすること、およびPB中の接着剤存在状態の違いによる上記性質への関与を明らかにするところまでを行いたいと考えている。その中で、1年度目は様々な樹脂の中から振動の吸収性および伝搬性を有する樹脂を選定し、それらが何故振動に対するそのような性質を有するのかを検討することを目的としていた。その結果、振動吸収に優れる樹脂としてSBRとAPIを、振動伝搬性能に優れる樹脂としてニカワやUFを選定できた。また、振動吸収メカニズムを検討するため、接着剤の損失係数(tanδ)に着目したところ、PBのtanδは接着剤のtanδに依存することが明らかになり、振動吸収のメカニズムについても明らかになったことから、おおむね順調に進展していると判断した。2年度目はPBの2次共振周波数以上の周波数域におけるtanδを測定し、高周波数域における、つまりより広い周波数帯における振動の吸収・伝搬について検討する予定である。制振材料は振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで振動を抑制するため、内部摩擦が大きな材料、つまり損失正接が大きな材料が用いられる。また制振性能は使用環境温度、加わる振動の周波数、振幅に影響されることがわかっている。1年度目の研究により、様々な接着剤で作製したPBの一次共振周波数の損失正接を求めたところ、この周波数における制振および伝搬性能は把握できた。しかし、この実験だけでは周波数が変わった際の特性は不明である。そこで2年度目は、使用樹脂としてガラス転移温度(Tg)が自由に変えられ様々な振動特性を有すると予測されるアクリル樹脂エマルジョン(AE)を用いてPBを作製し、非強制加振(縦振動)、強制加振(中央加振)を行ってより広い周波数帯での損失正接を測定し、制振特性の周波数依存性を明らかにする。またTgが異なるAEをブレンドすることで広い温度域で制振性を付与できるかについて検討を行う。さらに3年度目は、2年度目の内容を進めて目的とする振動特性を有する接着剤を開発するとともに、木材接着性についての検討を行う。一般的に接着剤はガラス転移点(Tg)付近の温度で接着強さのピークを示すことが知られているが、1年度目の研究により、振動吸収特性を持つ接着剤は常温よりも低い温度領域にTgを有し弾性率が比較的低く、振動伝搬特性はガラス状態にある熱可塑性樹脂接着剤が優れていることが明らかになっている。これらはどちらもTgが常温付近になく、接着性能が低く実用に耐えない可能性がある。そこで振動特性を維持したまま、接着性能を向上させる、つまり常温付近にTgが無くても高い接着強さを示す接着剤を開発することを目指す。Tgの異なるAEブレンド物に架橋構造を加えることで接着強さの向上を検討する。

1年目は様々な樹脂を接着剤として用いてパーティクルボード(PB)を作製し、PBの1次共振周波数における損失正接(tanδ)を測定することで、接着剤の違いによる振動特性の検証を行い、増幅・伝搬による活用と遮断・吸収による活用のどちらに使用できる接着剤なのかを振り分けることを目的とした。両端自由たわみ振動法を用いてPBのtanδを測定することにより、常温付近にガラス転移点(Tg)のあるスチレンーブタジエンラバー(SBR)および水性高分子ーイソシアネート接着剤(API)が振動の吸収を目的とした材料に、酢酸ビニル樹脂(PVAc)、ニカワ、常温よりもTgの高いSBR、ユリア樹脂が振動の伝搬を目的とした材料に適している可能性が示唆された。その中でも前記SBRが飛びぬけてtanδが大きかった。この原因を探るために、成分が同一でTgを変えた(低温、常温、高温)3種類のSBRを用いて、接着剤フィルムのtanδの温度依存性について検討した。その結果、20°C付近で常温TgのSBRのtanδが最も高く、これがPBのtanδが突出して大きかった原因だと考えられた。また、PBのtanδと接着剤のtanδの間には高い正の相関があり、接着剤の動的粘弾性からPBのtanδを高い精度で予測できる可能性が示唆された。進捗としては、おおむね順調に進展していると思われる。本研究の最終目的は、接着剤による振動伝達および吸収を効果的に行える木質建材を開発することにあるが、3年間の研究期間内には、接着層による振動伝達および吸収メカニズムの解明、接着剤の物性とそれら効果の相関を明らかにすること、およびPB中の接着剤存在状態の違いによる上記性質への関与を明らかにするところまでを行いたいと考えている。その中で、1年度目は様々な樹脂の中から振動の吸収性および伝搬性を有する樹脂を選定し、それらが何故振動に対するそのような性質を有するのかを検討することを目的としていた。その結果、振動吸収に優れる樹脂としてSBRとAPIを、振動伝搬性能に優れる樹脂としてニカワやUFを選定できた。また、振動吸収メカニズムを検討するため、接着剤の損失係数(tanδ)に着目したところ、PBのtanδは接着剤のtanδに依存することが明らかになり、振動吸収のメカニズムについても明らかになったことから、おおむね順調に進展していると判断した。2年度目はPBの2次共振周波数以上の周波数域におけるtanδを測定し、高周波数域における、つまりより広い周波数帯における振動の吸収・伝搬について検討する予定である。制振材料は振動エネルギーを熱エネルギーに変換することで振動を抑制するため、内部摩擦が大きな材料、つまり損失正接が大きな材料が用いられる。また制振性能は使用環境温度、加わる振動の周波数、振幅に影響されることがわかっている。1年度目の研究により、様々な接着剤で作製したPBの一次共振周波数の損失正接を求めたところ、この周波数における制振および伝搬性能は把握できた。しかし、この実験だけでは周波数が変わった際の特性は不明である。そこで2年度目は、使用樹脂としてガラス転移温度(Tg)が自由に変えられ様々な振動特性を有すると予測されるアクリル樹脂エマルジョン(AE)を用いてPBを作製し、非強制加振(縦振動)、強制加振(中央加振)を行ってより広い周波数帯での損失正接を測定し、制振特性の周波数依存性を明らかにする。またTgが異なるAEをブレンドすることで広い温度域で制振性を付与できるかについて検討を行う。さらに3年度目は、2年度目の内容を進めて目的とする振動特性を有する接着剤を開発するとともに、木材接着性についての検討を行う。
アゾ基と典型元素の相乗効果に基づく蛍光性分子の開発と制御

昨年度までの本特定領域研究において、電子求引性の強いホウ素置換基を2位に有するアゾベンゼンが強い蛍光発光を示すことを見出した。今年度はその染色能力と蛍光発光特性を利用した生体蛍光染色色素への応用を見据えて、水溶性官能基を有するホウ素置換アゾベンゼンを合成することで、生体内への注入時に必要とされる水溶性の向上を図った。4'位にヒドロキシ基を有するホウ素置換アゾベンゼン誘導体は蛍光発光特性を有していたが、水溶化させるためにトリエチルアミンにより脱プロトンしたところ、蛍光が消失した。そこでイオン性官能基として第四級アンモニウム塩を4'位に有する誘導体を合成したところ、蛍光発光特性を保持しつつ、わずかではあるが水に溶解することがわかり、今後の改良に向けての指針を得た。次に、化学的刺激によって蛍光発光特性発現のオン・オフを制御するために、化学的な酸化還元反応による蛍光特性の制御を検討した。ジボリルアゾベンゼンに対して1当量のデカメチルコバルトセンを作用させると、アゾベンゼンアニオンラジカルの青色粘性固体が得られた。トルエン中室温でのESR測定において、g値が2.004であるブロードなシグナルが観測され、アゾベンゼンアニオンラジカルの生成が確認された。ジボリルアゾベンゼンの一電子還元反応の前後における光学的性質を比較すると、還元反応後に赤色から濃青色へと変化するだけでなく、光照射条件下における反応前の橙色の蛍光発光が消失した。還元後の溶液を空気にさらすと直ちに酸素酸化されて元のアゾベンゼンへと戻り、蛍光発光が回復した。すなわち、蛍光性ジボリルアゾベンゼンの蛍光発光挙動を、酸化還元反応によって可逆的に制御できることがわかった。4位および4'位に種々の置換基を有する2, 2'-ジボリルアゾベンゼンを合成した。光照射すると蛍光を発し、吸収極大および蛍光発光極大はともにモノボリルアゾベンゼンよりも長波長シフトしていた。このレッドシフトは、二つのN-B配位結合によって平面性が高い構造を有していることから、π電子系が有効に共役するようになった結果であると考えられる。4位および4'位の置換基からの電子供与性が強いほど、発光極大が長波長シフトしたため、橙色や赤色の長波長の蛍光発光を達成できた。さらに、簡便に4位の置換基検討が行えるように、4-ブロモー2-ボリルアゾベンゼンを共通の前駆体とするクロスカップリングにより、複数の蛍光性ホウ素置換アゾベンゼン誘導体の合成を試みた。鈴木カップリング反応およびBuchwald-Hartwigアミノ化反応により、それぞれフェニル置換体およびN, N-ジフェニルアミノ置換体を合成できた。次に、2位および2'位にフルオロジフェニルシリル基を有するアゾベンゼンを合成した。蛍光発光は示さなかったが、4位および4'位の置換基がメチル基とブチル基の誘導体について、溶液中ではほぼ同様のスペクトルを示すにもかかわらず、固体状態で顕著な色の違いが見られた。固体状態での構造と色の関係を調べたところ、ブチル体では分子内窒素-ケイ素配位結合が存在するのに対して、メチル体では窒素-ケイ素配位結合が存在せず、ケイ素の配位状態に違いが見られた。二つの化合物の固体状態での拡散反射スペクトルにおいて、n-π*遷移に由来する吸収で大きな違いがあり、窒素の孤立電子対がケイ素への配位結合に使われるかどうかによって、色の違いが発現することがわかった。固体状態での配位結合の有無が異なる二つの異性体を単離することで、配位結合の形成の有無がアゾベンゼンの色の違いに及ぼす影響を、はじめて明らかにすることができたと言える。
不思義なナノグラファイトの磁性と分子デバイスへの発展

1.1600°Cの温度でHOPGを加熱処理してできる種々の大きさと形状のナノグラフェンの観察をトンネル顕微鏡を用いておこなった。この中で、電子波の干渉効果による縞模様が観測された。基板から傾いて置かれたナノグラフェンにおいては、傾き方向に長周期縞模様の周期が連続的に変化し、サイズの小さなナノグラフェンを縞模様の生じたナノグラフェン上に置くことにより大き<、縞模様パターが変化することが観測された。kp摂動法を用いて、理論解析を行い長周期パターンにグラファイトの電子構造が大きく反映されることが明らかとなった。また、熱処理により生じたナノグラファイトのディスロケーションにピン止めされた格子不整合にバイアスに依存して、コルゲーションの反転が観測された。2.レーザーアブレーション法により作成したsp^2/sp^3混合炭素系の電子構造と磁性の解明をおこなった。作成したままの試料では、sp^2、sp^3炭素は原子レベルでの無秩序性を持ち、液体炭素の凍結状態に類似した構造をとることが明らかとなった。この状態は平衡から大きくずれた状態であり、僅かな熱処理によりナノグラファイトがsp^3ボンドにより結合したランダムネットワーク構造へと変化し、約800°Cでの熱処理によりアンダーソン絶縁体から無秩序金属状態へと変化することが明らかとなった。また、熱起電力の実験から、ナノグラファイトドメイン間では電荷の不均一性が存在し、それぞれのナノグラファイトは互いに異なる電荷に帯電していることが明らかとなった。4.理論的に予言されているダイヤモンドとグラファイト界面でのエッジ状態による特異な磁性発現を実験的に明らかにするため、ナノダイヤモンドの熱処理によるナノグラファイトへの転移とそれによる磁性変化の解明をおこなった。種々の熱処理時間により、磁性の変化が観測され、現在解析を進めている。1.グラファイト基板上に電気泳動法により単一ナノダイヤモンド粒子を付け、1600°C、アルゴン雰囲気中での熱処理により1枚のナノグラフェンを作成した。典型的な大きさは10nmであり、グラファイト基板からの距離は0.35-0.37nm見積もられ、バルグラファイトの0.33nm比べてかなり大きく、面間相互作用は約30-50%小さくなることが明らかとなった。このことから、この様にして作成したナノグラフェンは孤立した系として電子状態の解明の重要な対象となることが明らかとなった。また、種々の大きさと形のナノグラフェンの観察をトンネル顕微鏡を用いておこなった。この中で、電子波の干渉効果と思われる縞模様が観測された。トンネル顕微鏡用の試料調整用超高真空チェンバーを新たに購入し超真空中でのSTM観察の準備をおこなった。2.気体をナノグラファイトネットワークの隙間に物理吸着状態で入れると、気体の僅かな実効圧でグラフェン層間が縮み、隣合うナノグラフェン上にあるエッジ状態スピン間の反強磁性交換相互作用が増加し、結果として実効的磁気モーメントは減少する。磁化率を用いて、アルコール、ベンゼン、四塩化炭素等を気体として導入し、磁気モーメントの変化を解析した。この結果は、既に実験を行っている水についての結果と対応するものであり、疎水性のグラフェン表面の性質を反映、これらのゲスト物質に関しては、磁気モーメントの変化に圧力の閾値が存在しない結果となった。また、このような磁気モーメントの挙動をハバードモデルを用いて解析し、実験を再現する結果をえた。さらに、磁性を有する酸素分子の導入による磁気抵抗変化を測定した。この結果、酸素の導入により、30K付近に、約5Tをステップとするステップ状の磁気抵抗の大きな変化が存在することが明らかとなった。1.1600°Cの温度でHOPGを加熱処理してできる

種々の大きさと形状のナノグラフェンの観察を、トンネル顕微鏡を用いておこなった。この中で、電子波の干渉効果による縞模様が観測された。基板から傾いて置かれたナノグラフェンにおいては、傾き方向に長周期縞模様の周期が連続的に変化し、サイズの小さなナノグラフェンを縞模様の生じたナノグラフェン上に置くことにより大きく、縞模様パターが変化することが観測された。kp摂動法を用いて、理論解析を行い長周期パターンにグラファイトの電子構造が大きく反映されることが明らかとなった。また、熱処理により生じたナノグラファイトのディスロケーションにピン止めされた格子不整合にバイアスに依存して、コルゲーションの反転が観測された。2.レーザーアブレーション法により作成したsp^2/sp^3混合炭素系の電子構造と磁性の解明をおこなった。作成したままの試料では、sp^2、sp^3炭素は原子レベルでの無秩序性を持ち、液体炭素の凍結状態に類似した構造をとることが明らかとなった。この状態は平衡から大きくずれた状態であり、僅かな熱処理によりナノグラファイトがsp^3ボンドにより結合したランダムネットワーク構造へと変化し、約800°Cでの熱処理によりアンダーソン絶縁体から無秩序金属状態へと変化することが明らかとなった。また、熱起電力の実験から、ナノグラファイトドメイン間では電荷の不均一性が存在し、それぞれのナノグラファイトは互いに異なる電荷に帯電していることが明らかとなった。3.理論的に予言されているダイヤモンドとグラファイト界面でのエッジ状態による特異な磁性発現を実験的に明らかにするため、ナノダイヤモンドの熱処理によるナノグラファイトへの転移とそれによる磁性変化の解明をおこなった。種々の熱処理時間により、磁性の変化が観測され、現在解析を進めている。
水戸藩編『大日本史編纂記録(往復書案)』に見る知識人の交流と出版文化の研究

『大日本史編纂記録(原題:往復書案)』(彰考館旧蔵京都大学文学部古文書室/茨城県立歴史館現蔵)は、主として彰考館総裁ら館員による書案の集成である。散逸したものもあるようだが、年代も延宝期から文化期までと近世前期から後期に及ぶ。『大日本史』以外にも彰考館員の人的交流や関連著作の編纂事情を知る恰好の資料である。本研究では従来あまり言及されることのなかった正徳五年(一七一五)刊『舜水先生文集』本文二十八巻とその余滴というべき宝永四年(一七〇七)刊『舜水朱氏談綺』三巻四冊の企画から刊行に至るまでの紆余曲折を、元禄期から正徳期の書案によって考察した。そこで新たに鮮明になったのが、水戸藩と柳河藩儒安東家関係者の親密な協力関係である。中国・明の遺臣朱舜水は長崎で安東省菴の援助を受け、水戸藩主徳川光圀に招聘され、江戸に安住した。その没後光圀は元禄九年に舜水の文集の企画を明言し、序文を柳河在住の省菴に依頼した。光圀・省菴の没後は舜水の愛弟子で彰考館総裁であった安積澹泊が中心になり、本務というべき『大日本史』「紀伝」担当の傍ら、精力的な実務能力を発揮し前掲二書編纂を完成させた。さらに当時の藩主徳川綱条の意向をうかがい、京都の書肆茨城多左衛門から出版するに漕ぎつけたのである。その過程で『省菴先生遺集』等省菴関連著作の刊行を企画する安東〓菴と子息仕学斎ら三代にわたる協力の上、舜水の著作探求と校合を成し遂げた。また両藩邸を通じた書簡・資料のやり取りや情報交換、茨城の江戸出店小川彦九郎の役割、入銀制出版や献上本の実態、漢詩文集特有の付訓作業や版下清書作成の困難、誤刻訂正箇所の差し替えや製本・装丁の差別化など、当時の出版事情の詳細について明らかになったことは多い。本年度は『大日本史編纂記録』(原題『往復書案』)〈彰考館旧蔵/京都大学文学部古文書室現蔵〉のうち、冒頭10冊分の翻刻を終了した。書案は、江戸又は水戸在住の彰考館員と、京都周辺又は各地で資料を収集する館員の間で交わされた書簡の文案である。時期としては、延宝8年(1680)から元禄2年(1689)に相当する。この時期には、『大日本史』編纂の基礎資料、特に南朝関係文書が佐々宗淳を中心に近畿地方で収集されたことが従来知られる。本資料の翻刻で、その具体的様相が鮮明になった。徳川光圀の意向を伝える言わば在館者と、実際に資料を探訪する言わば実働者の役割分担により、組織的な作業が機能している様子が窺われた。収集の先頭に立った宗淳は、努めて清廉潔白を保っており、各地での饗応や進物を丁重に断っているが、そうした厚意の詳細を具体的に記録して報告している。

また資料の博捜に当たっては、菊亭家、勧修寺家ら、京都の水戸藩邸の隣人である公家が仲介役として多大な協力をしたことが判明した。出入りの本屋も、和書・漢籍、写本・版本を問わず収集に協力している。京都で臨時の筆耕を雇っているが、守秘義務を徹底させるなど、細心の注意が払われている。『大日本史』編纂以外で注目される記事も多い。特に元禄2年から『洪武正韻』を始め、漢籍の韻書を収集していることが新たに知られた。以前私は、唐話に通じた酒泉竹軒の彰考館出仕(元禄4年)が、宝永2年(1705)刊の『洪武聚分韻』編纂の一要因になったと考察したが、それ以前に光圀が唐音に強い興味を示していたことが分かった。韻書編纂の意図を、この時期既に抱いていたことが窺われる記事が散見する。光圀と館員との漢詩唱和の記事も見え、作品は『(文苑)雑纂』に収録させている。また、京都の慈光寺家探訪の際、『承久記』(慈光寺本)を発見し、流布本との相違に価値を認めて書写させたことも、元禄2年中の記事に見える。本年度は『大日本史編纂記録』(原題『往復書案』)(彰考館旧蔵/京都大学文学部博物館現蔵)のうち11冊16冊相当分の翻刻を終了した。書案は、江戸又は水戸在住の彰考館員・水戸藩士の間で・京都をはじめととする各地の資料収集や、資料の所在情報を交換する内容である。時期的には元禄2年(1689)5年(1692)に相当している。資料内容については引き続き、冷泉家・九条家・東園家など公家の所蔵にかかるものを借りて筆写し、御礼の金品を遣わすといった作業が中心になっている。しかし「堂上風あしく」(12冊目・井上玄桐宛佐々宗淳・吉弘元常書案)なる表現が示すように、公家方も当時経済的困窮から金品目当てに多額の謝礼を要求し、また資料の所在有無を明確に答えないなど、非協力的な態度も目立っている。この時期貸し借りをめぐって『小右記』に関する記事が多いことが注目される。加えて主要な記事としては『参考太平記』(元禄2年成/同4年刊)・『扶桑拾葉集』(元禄2年序/同6年刊)の編纂状況に触れる。前者はあくまで『大日本史』の補助資料という名目で編纂されたが、凡例の作成にも光圀の意見に時に反論しつつ推敲を重ねるなど、館員の実証的態度が看取される。木下順庵や安東省庵など、彰考館員以外の儒者との交流記事や、水戸藩の御用絵師狩野興雲が天神像など肖像画の模写を請け負う記事が散見するのも興味深い。事件としては、元禄3年7月に将軍徳川綱吉が、湯島に聖堂を移転を命じた記事が詳しく、「昌平坂」の名称もこの時明示されたことが知られる。本年度は京都大学文学部古文書室蔵『大日本史編纂記録(往復書案)』の中から、水戸藩彰考館の編纂刊行事業として従来言及の少ない『舜水先生文集』(二十八巻目録一巻付録一巻元禄十年<一六九七>安東省菴序・正徳二年<一七一二>徳川綱条前序・安積澹泊後序/正徳五年茨木方道(=多左衛門)刊)の企画から刊行に至る過程を追究した。文集刊行は、舜水没後三十三年目、企画立案から二十年近くを要したことになる。本年度中に発表した拙稿には、元禄末年(一七〇三)までの動向を纏めた。中国・明の遺臣朱舜水(一六〇〇一六八二)は亡命して日本に流寓するが、祖国の復興を断念し、寛文五年(一六六五)水戸藩主徳川光圀の招聘に応じ、江戸に定住した。鎖国政策下に異例の招聘ながら、光圀の舜水に対する信頼は厚く、舜水もそれに応え、その実践的な学問は水戸藩士の思想・教育に多大な影響を及ぼしたことはよく知られる。舜水没後、その詩文集(ただし舜水来日後の詩作はほぼないことが確認された)編纂の企画が光圀の発案で持ちあがったのは、元禄九年のことであった。翌十年には、長崎在住時代の舜水を経済的に援助し、柳河藩儒として著名な安東省菴に序文を依頼している。その後元禄十三年、十四年と光圀・省菴が相次いで没し、編纂事業は舜水門弟の彰考館総裁安積澹泊を中心とした酒泉竹軒ら彰考館員に継承された。
骨粗鬆症ラットの下顎骨性状に対する咬合性外傷と高コレステロール食の影響

卵巣摘出ラットモデルにより骨粗鬆症を作り出し、アマルガム充填と高コレステロール食事の影響を見た。90日齢の雌SDラットを8群に分け、1;Sham,2;Sham+Amalgam,3;OVX,4;OVX+Amalgamの4群には10%(w/w)lardの合成食(HC)を与え、5;Sham,6;Sham+Amalgam,7;OVX,8;OVX+Amalagamには普通食を与えた。Amalgam充填は右側上顎第一臼歯に施した。術後15週目に下顎骨、〓骨、子宮、胸部動脈を採取した。体重増加には卵巣摘出と高コレステロール両者の影響が見られた。15週目で卵巣摘出群で普通食とHC食で345gと405g、Sham群では280gと352gであった。Amalgam充填の影響は見られなかった。子宮の重量はSham群で普通食とHC食で600と714mg、卵巣摘出群で137と188mgであった。同様、充填の影響は見られなかった。解剖した際に高コレステロール食の影響による脂肪腫が卵巣術部と腹腔内に見られた。また、動脈には硬化症状のプラークが見られた。〓骨の骨密度ををCXD法により定量したが、ShamとSham+Amalgam群が1.0-1.2±0.02(ΣGS/D)であったのに対し、卵巣摘出と卵巣摘出+Amalgam群では約20%減少の0.79-8.1±0.020(ΣGS/D)であった。なお食餌による差と充填による影響は見られなかった。電子顕微鏡による解折から〓骨の海面骨性状は卵巣摘出群で粗となっていることがわかった。不正咬合による下顎骨への影響は、右下顎骨は頬側面を臼歯を付けたまま研磨し、電子顕微鏡で観察して歯根膜状態を分析したが、不正咬合歯の歯根膜に線維が粗となる劣化が見られた。また、下顎関節突起の骨量を画像分析装置で測定したが、食餌と卵巣摘出による有意差は見られなかった。これらの結果より、ホルモン代謝に変化が起こる更年期女性では食生活習慣によるコレステロール摂取により不正咬合の影響が歯根膜に出る可能性があることが示唆された。卵巣摘出ラットモデルにより骨粗鬆症を作り出し、アマルガム充填と高コレステロール食事の影響を見る研究である。90日齢の雌SDラットを4群に分け、1;Sham,2;Sham+Amalgam,3;OVX,4;OVX+Amalgamとした。卵巣摘出とSham手術はネンブタール麻酔下において行った。食事は、10%(w/w)lardの合成高コレステロール食を与えた。術後15週目に下顎骨、脛骨、子宮、胸部動脈を採取した。卵巣摘出することで特徴的に体重が増加するが、今回の体重増加には卵巣摘出と高コレステロール両者の影響が見られた。卵巣摘出群で400g、Sham群で350gであった。

15週目でも体重は上昇傾向にあった。子宮の重量はSham群で714mg卵巣摘出群で247mgであった。子宮重量減少はエストロゲン枯渇による顕著な子宮の萎縮を示すものである。解剖した際に高コレステロール食の影響による脂肪腫が卵巣術部と腹腔内に見られた。脛骨の骨密度をCXD法により定量したが、ShamとSham+Amalgam群が1.0-1.2±0.02(ΣGS/D)であったのに対し、卵巣摘出と卵巣摘出+Amalgam群では約20%減少の0.79-8.1±0.02(ΣGS/D)であった。電子顕微鏡による解析から脛骨の海面骨性状は卵巣摘出群で粗となっていることがわかった。今後、胸部動脈に見られる硬化症状をプラークとして検出する。さらに、主目的の不正咬合による下顎骨への影響は、右下顎骨は頬側面を臼歯を付けたまま研磨し、骨量を測定しまた、歯根膜状態を分析する予定。今回実験でAmalgam充填の保持にやや難があることがわかったので、次年度は工夫する。次年度は対照としての高コレステロールでない合成食による影響も見る。卵巣摘出ラットモデルにより骨粗鬆症を作り出し、アマルガム充填と高コレステロール食事の影響を見た。90日齢の雌SDラットを8群に分け1;Sham,2;Sham+Amalgam,3;OVX,4;OVX+Amalgamの4群には10%(W/W)landの合成食(HC)をを与え、5;Sham,6;Sham+Amalgam,7;OVX,8;OVX+Amalagamには普通食を与えた。Amalgan充填は右側上顎第一臼歯に施した。術後15週目に下顎骨、〓骨、子宮、胸部動脈を採取した。体重増加日には卵巣摘出と高コレステロール両者の影響が見られた。15週目で卵巣摘出群で普通食とHC食で345gと405g、Sham群では280gと352gであった。Amalgam充填の影響は見られなかった。子宮の重量はSham群で普通食とHC食で600と714mg、卵巣摘出群で137と188mgであった。同様、充填の影響は見られなかった。解剖した際に高コレステロール食の影響による脂肪種が卵巣術部と腹部腔内に見られた。また、動脈には硬化症状のプラークが見られた。〓骨密度をCXD法により定量したが、ShamとSham+Amalgan群が1.0-1.2±0.02(ZGS/.6S伺であったのに対し、功1財献}と卵巣抽出+Anl一群では約20%減少の0.79-8.1±0.02(ΣGS/D)であった。なお食餌による差と充填による影響は見られなかった。電子顕微鏡による解析から〓骨の海面頂骨性状は卵巣摘出群で粗となっていることがわかった。主目的の不正交合による下顎滑への影響は、右下顎骨は頬側面を臼歯を付けたまま研磨し、電子顕微鏡で観察して歯根膜伏態を分析したが、不正校合歯の歯根膜に腺維が粗となる劣化が見られた。また、下顎関節突起の骨量を画像分析装置で測定したが、食餌と卵巣摘出による有意差は見られなかった。これらの結果より、ホルモン代謝に変化が起こる更年期女性では食生活習慣によるコレステロール摂取により不正交合の影響が歯根膜に出る可能性があることが示唆された。
癌研病院家族性腫瘍形質・遺伝子相関データベース構築

【目的】:癌研病院の診療情報を用いて家族性腫瘍の遺伝子・形質・家系情報関連db構築し国家的事業の一つのモデルとする。【方法と成果】1)発端者情報の収集;(1)病理標本活用:遺伝学では故人の情報が現在に直接活用し得る。過去55年間33万症例の資料を用いて癌予防対策を目的とした家族性腫瘍dbの構築を行っている。大腸癌4400例中家族性腫瘍疑い763例(17.3%)に対してMSIとIHC(免疫組織化学)は胚細胞系列遺伝子変異発見に有用であった。(2)遺伝カウンセリング(CS)と遺伝検査:2年間に遺伝CS例数は77家系(FAP、6;HNPCC、45;家族性胃癌、4;MEN2、2;家族性乳癌、5;家族性前立腺癌1;FN、1;未分類、6家系、その他、3家系)85症例であった。臨床検査企業(SRL等)との共同研究による遺伝子検査はScanning64例、Screening12例でなされAPC、1;MLH、2;MSH2、4;RET、1;MENI、1個の病的的変異が同定された。また10数個のmissense変異が発見された。2)設備と情報システム:専用室に遺伝学専用ソフトが導入された。米国企業との間で研究して来たProgeny4JEnterpriseは遺伝CS実施下で更に洗練され、本研究dbの標準的容器として、厚生労働省研究班との協力態勢で地域拠点に展開されつつある。【考案と結論】大腸癌の約5%がHNPCC癌予防プログラムの対象となると推定された。癌研では患者とその家族に関する長期経過情報が入手し易く家族性腫瘍db構築には適していた。一方遺伝CSを起点とする企業共同遺伝子検査研究方式はハイリスク者を「癌化予防研究計画」に参加させ、結果的に遺伝子検査の推進に寄与した。その結果生産された良質な遺伝情報がProgenyで安全、有効、確実に収集管理されて長期間、広く活用されうる条件が準備された。
600GeV/c π^-エマルション衝突におけるチャーム粒子生成とビューティ粒子の研究

「600GeV/c π^--エマルション衝突におけるチャーム粒子生成とビューティ粒子の研究」を目的にして、次の項目を実施した。1。E653実験で得られたカウンタデータに基づいて、本大学担当のエマルション中にチャーム粒子崩壊候補を探索し、166例検出した。ビューティ粒子は検出できなかったが、今後とも測定を続行する。2。共同研究グループ全体で検出した約760例のチャーム粒子について、データベースを作成した。登録データについて電荷保存則を適用してバックグラウンドの除去を行い、この方法の有効性が示された。3。E653実験装置のシミュレータを開発した。イベント生成モデルとして、チャーム粒子生成の一体分布やFritiofを使用し、カウンタデータを再現することができた。4。エマルション中の崩壊探索で検出されたチャーム粒子の分布とシミュレータの結果を比較することによって、エマルション中でのチャーム粒子検出効率を推定した。5。中性チャーム粒子の崩壊モード、D^0-〉K μνとD^0-〉K*μνへの崩壊比率を求め、実験誤差内でE653 1st RUNの結果と一致する結果を得た。6。チャーム粒子生成の一体分布について、各崩壊トポロジーごとに最尤法を用いてパラメータ決定を試み、Xf分布についてはn〓0.4の結果を得た。pt分布については、運動量推定誤差を考慮に入れた方法を開発することが、今後の課題である。本研究の結果に基づいて、チャーム粒子の生成断面積と対生成相関について研究を進めることが今後の課題である。1。2。3。4。5。6。
情報指向ネットワーキング用の軽量キャッシュアルゴリズム

次世代インターネットアーキテクチャの候補である情報指向ネットワーキング(Information Centric Networking:ICN)においては、ICNルータにおいて、トラヒック量を削減するパケット単位のキャッシュ機能を高速に実現することが課題である。この課題に対して、パケット受信時に、人気度の低いパケットをキャッシュに挿入しないアドミッションアルゴリズムを開発し、本アルゴリズムが高いキャッシュヒット率と高速なパケット転送を両立できることを、シミュレーションならびにプロタイプ実装じより明らかにした。ソフトウェアベースのICNルータの高速性と低消費電力の両立を阻む課題を明らかにするため,ICNルータの各処理時間を解析し, ICNルータの各処理時間,具体的にはCPUサイクル数を推定する性能モデルを開発した.本モデルを用いて,高速化を阻む処理として,キャッシュ処理とFIB (Forwarding Information Base)検索処理を抽出するとともに,人気の高いデータパケットだけをキャッシュに蓄積するフィルタアルゴリズムを開発し,ICNルータの高速化の効果を明らかにし,40ギガビット/秒のパケット転送スループットを実現する見通しを得た.具体的な成果は,以下の通りである.第一に,ICNソフトウェアをPCハードウェアプラットフォーム上で実行し,消費するCPUサイクル数と消費電力を計測することで,パケットの入力レートとキャッシュヒット率からパケット転送速度と消費電力を推定するモデルを開発した.さらに開発したモデルを用いて,既存のキャッシュ処理の課題を明らかにした.第二に,短時間に連続して到着する人気の高いデータパケットだけを選択して,キャッシュに挿入するフィルタアルゴリズムを設計した.本アルゴリズムとFIFOに基づくキャッシュ置き換えアルゴリズムを組み合わせたキャッシュアルゴリズムに対して、その性能を上記の性能評価のモデルを用いて推定し,40ギガビット/秒のパケット転送スループットを得られる見通しを得た.第三に,フィルタアルゴリズムとFIFOに基づく置き換えを組みわせたキャッシュアルゴリズムをマルコフ連鎖によりモデル化し,独立マルコフ過程に従って発生した要求パケットに対して,キャッシュ容量が主記憶に搭載可能な数十ギガバイト以下の場合のキャッシュヒット率を求めた.この結果,適切なしきい値を選択することで,LRUに匹敵するキャッシュヒット率を実現できることを明らかにした.1年目の目標の,(1)フィルタアルゴリズムを設計すること,(2)フィルタを組み合わせたキャッシュアルゴリズムの性能の理論的解析することを,以下の通り達成している.(1)フィルタアルゴリズムの設計:直前に受信したh個のデータパケットの内,k回以上受信したパケットだけをキャッシュに挿入するフィルタアルゴリズムを設計し,その性能を詳細に評価することで,40ギガビット/秒のパケット転送スループットを実現する見通しを得た.具体的には,以下の評価を総合することで,パケット転送スループットを推定した.第一に,フィルタアルゴリズムのプロトタイプを実装し,PCハードウェアプラットフォーム上でのCPUサイクル数を計測した.第二に,(2)の研究成果を用いて,主記憶に搭載した32ギガバイトのキャッシュを用いた場合の,キャッシュ処理を含む,ICNのパケット転送処理全体のCPUサイクル数を推定した.この結果,現在の一般的なPCサーバをICNルータのハードウェアプラットフォームとして用いた場合,40ギガビット/秒以上のICNパケット転送スルーップトを達成できることを推定した.特に,人気の無いデータパケットをキャッシュに挿入しないことが,余分な処理を省き,パケット転送スループットの向上に寄与することを明らかにした.(2)フィルタを組み合わせたキャッシュアルゴリズムの性能の理論的解析:(1)で設計したキャッシュアルゴリズムを、マルコフ連鎖を用いてモデル化し,ライン構造、木構造のトポロジーにおいて,さまざまなキャッシュ容量に対して,データパケットのフィルタの通過率,キャッシュヒット率を理論的に解析した.この結果,既存のLRUなどのキャッシュ置き換えアルゴリズムと同様のヒット率を,1桁少ないキャッシュ容量で達成できることを明らかにした.さらに, 3つのしきい値q,h, kを適正に決定する見通しを得た.平成29年度に開発したICNルータ用の高速キャッシュアルゴリズム(フィルタ)と既存キャッシュアルゴリズムを実験的に評価して優位性を検証した。さらに、ビデオのようにサイズの大きいコンテンツが普及する将来に向けて、既存キャッシュアルゴリズムがキャッシュヒット率を劣化させる課題の原因を究明し、フィルタにより解決可能であることを検証した。第一に、ICNソフトウェアをPCハードウェアプラットフォーム上に実装し、キャッシュアルゴリズムとして、フィルタならびにARC、FIFOなどの既存のキャッシュアルゴリズムを実行し、性能を比較した。この結果、フィルタは、ARC、FIFOと比較して処理時間を短縮するとともに、キャッシュアルゴリズムの中で高いキャッシュヒット率を持つARCと同等のキャッシュヒット率を得られることを明らかにした。第二に、FIFOやLRUを用いたパケット単位のキャッシュ置き換えでは、大容量オブジェクトをキャッシュに格納する際、あるオブジェクトのパケットが、同じオブジェクトの他のパケットによりキャッシュから追い出される現象、自己置換が発生する。自己置換の発生過程の解析モデルを開発し、解析モデルを用いて大容量オブジェクトがLRUを用いたパケット単位キャッシュに挿入される際のキャッシュヒット率、および自己置換の発生確率を明らかにした。第三に、解析結果より、自己置換発生確率はオブジェクトサイズの増加に伴い上昇し、あまり要求されないオブジェクトのパケットのキャッシュへの挿入を制限することが自己置換の発生を抑制できる方法の1つであるという知見を得た。さらに、この知見に基づいて、到着したパケットをキャッシュに挿入するか否かを決定する挿入判別アルゴリズムとして、フィルタ用いることで、自己置換の発生を抑制できることを、シミュレーションを用いて明らかにした。

本年度は,平成28年度の研究成果を踏まえて,以下の拡張を実施する.(1)フィルタを組み合わせたキャッシュアルゴリズムの実装:平成28年度に設計したキャッシュアルゴリズムを、マルチコアCPUを搭載したPC上に実装し,40ギガビット/秒の処理速度を達成することを実証する。これまでに,平均1Kバイトのデータパケットに対して,40ギガビット/秒を達成するには、2.4GHzのIntelの8CPUコアのプロセサを用いても,1対の要求・データパケットの処理を,約4000 CPUサイクル以下にする必要があることを明らかにしている。また,1回のハッシュ処理に約230 CPUサイクル必要であることも判明しており,ICNのプロトコル処理の特徴を活用して,フィルタ,CS検索,PIT検索,IB検索におけるハッシュ値の計算回数を最小化する手法を設計する。さらに、複数CPUコアを排他制御することなく動作させることを目的として、異なる要求・データパケットの名前が衝突した際の回復手法を設計する。(2)フィルタを組み合わせたキャッシュアルゴリズムのシミュレーション:平成28年度に,データの発生や人気度が定常的であることを仮定して解析したのに対して,近年、要求の人気度が定常的でないことが判明してきている.これに対して,非定常的な人気度やデータパケットの発生過程をモデル化し, 1,000台規模のルータから構成されるISPネットワークを対象としたシミュレーションを実施する。具体的には、大規模ネットワークを対象としたシミュレーションソフトウェアを開発し,ヒストリーキュー長q,カウンタハッシュテーブルの大きさh,しきい値kを解析する.現実的なシミュレーションの結果、平成28年度に開発したしきい値を決定するガイドラインの有効性を実証するとともに,現実にある様々なネットワークにおけるq、h、kの推奨値を明らかにする.情報ネットワーク
接着ナノファイバー蛋白質のグラム陰性菌外膜における再構成法の確立

グラム陰性細菌Acinetobacter sp. Tol 5の細胞表層に存在する接着ナノファイバー蛋白質AtaAは微生物細胞に極めて高い接着性を付与する。本研究の目的は、AtaAファイバーをあらゆるグラム陰性菌に生やす方法論の確立である。代表者は順遺伝学的手法によるAtaAの分泌関与遺伝子の網羅的探索を試みた。AtaAファイバーを生やすことのできるAcinetobacter baylyiADP1にランダム変異を加えることのできる実験系を確立し、多くの変異株を得た(変異株ライブラリーの構築)。この変異株ライブラリーにataA遺伝子の発現プラスミドを導入しても、ファイバー形成ができず付着性の向上しない変異株を単離した。得られた変異株を調べたところ、分泌関与遺伝子の特定には至らなかったが、導入したプラスミドのなかに相同組換えによるataA遺伝子の部分欠失が認められた。ataA遺伝子には相同組換えの標的となる反復配列が多数存在するが、ataA遺伝子の宿主細菌であるTol 5株ではこのような相同組換えはあまり起こらない。従って、AtaAファイバーを異種細菌の表層に生やすにはataA遺伝子の相同組換えを抑制することが重要であると示唆された。代表者はADP1株だけでなく、Tol 5株の変異株ライブラリーの構築に取り組んだ。しかし、ADP1株とは異なり、トランスポゾン挿入によるランダム変異導入によって十分なサイズのライブラリーを作ることが困難であった。試行錯誤の結果、Tol 5株の元来有する制限修飾系がトランスポゾン挿入を妨げていることが明らかになった。最終的には、トランスポゾンを予めメチル化修飾することで変異導入効率を向上させることに成功した。Tol 5株の有するataA遺伝子の相同組換え抑制機構を明らかにする研究展開を予定している。グラム陰性細菌Acinetobacter sp. Tol 5の細胞表層に存在する接着ナノファイバー蛋白質AtaAは、微生物細胞に極めて高い接着性を付与する。それゆえ、AtaAファイバーの生えた微生物はあらゆる表面へ容易に固定化できるようになるため、バイオプロセスへの利用価値が高まる。しかし、現状では一部の細菌種(Acinetobacter)でしかAtaAファイバーを生やすことができない。本研究の目的は、AtaAファイバーをあらゆるグラム陰性菌の細胞表層に生やす方法論を確立することである。平成29年度はAtaAの分泌関与遺伝子の探索をまず実施した。(1)トランスポゾン変異誘発によるAtaA不毛変異株の探索: AtaAファイバーを生やすことのできるAcinetobacter baylyiADP1にランダム変異を加えることのできる実験系を確立し、多くの変異株を得えた。(2)AtaA不毛Acinetobacter族細菌の特定:これまで検討してきた全てのAcinetobacter族細菌はAtaAファイバーを生やすことができていた。ある遺伝子の存在有無を手がかりとして検討したところ、Acinetobacter oleivorans DR-1は同族細菌であるにも関わらず、AtaAファイバーを安定に発毛することができないことが明らかとなった。(3)遺伝子発現の網羅的解析:ataA遺伝子と共発現する遺伝子はAtaA分泌に関与するであろうという考えのもと、RNA-seqによる遺伝子発現解析を検討している。今年度は解析の条件検討を行い、ataA遺伝子が高発現となる増殖期と比較的低発現である増殖を見出した。当初目標としていたAtaA分泌関与遺伝子の特定には至らなかったため。ADP1株のランダム変異株ライブラリーのなかからAtaAファイバーを生やすことのできない変異株をスクリーニングする。加えて、DR-1株とADP1株のゲノム情報を比較し、AtaA分泌への関与が疑われる候補遺伝子を解析する。

つまり、順遺伝学と逆遺伝学の両輪でアプローチすることにより、前年度に達成できなかったAtaA分泌関与遺伝子を特定する。サンプル調整や条件検討に時間を費やしたことで、計画していたRNA-Seqの委託解析を前年度中に実施することができなかったため。
近年の日射量増加が閉鎖性海域の一次生産および貧酸素水塊に与える影響に関する研究

富栄養化が進行した閉鎖性内湾では、赤潮の発生や貧酸素水塊の形成が深刻な問題となっている。一方で、世界的な日射量の増加(global brightening)が2000年代から報告され、例えば名古屋では19802010年の間に年平均全天日射量が13.3%増加した。そこで本研究では閉鎖性内湾(伊勢湾)を対象に、日射量増加が植物プランクトンや貧酸素水塊に対する影響を調べることを目的として実施された。数値シミュレーションの結果から、日射量が10%増加すると、一次生産が年平均2.8%増加し、貧酸素水塊の体積が8月で5.8%増加することが明らかとなった。伊勢湾を対象として基準年を2010年として、気象データ・河川データ・開境界データを整理し、現状再現シミュレーションを行った。伊勢湾では中部地方整備局によって伊勢湾モニタリングポストが4地点に設置されており、水温・塩分・流動・クロロフィルa・DO等が1時間間隔で観測されているため、それを用いて計算結果の検証を行った。計算結果は観測値をよく再現していた。2010年の基本ケースと日射量を10%削減したケースとの計算結果の比較・解析を行った。一次生産の時空間的な変動パターンとして、河口付近で一次生産が大きく低下しており、湾全体では一次生産が2.8%低下した。日射量が10%削減に対し、一次生産が2.8%の低下に留まった理由として、ひとつは湾央部では栄養塩制限によって日射量の増加が抑えられたためであった。もうひとつの理由は水面付近では日射量増加によって強光阻害が発生し、日射量の増加が実質的に一次生産の増加に結びついていないためであった。一次生産が増加した主原因は日射量増加による水温の増加であった。貧酸素水塊の体積は全体的に増加し、8月平均では5.8%の増加となった。底層での溶存酸素のフローを調べたところ、酸素消費量の増加は植物プランクトンとバクテリアの呼吸量の増加が主原因であった。したがって、酸素消費が増えたメカニズムとして、日射量増加によって水温が温められることで一次生産が増加した。それによって植物プランクトンを食する動物プランクトンや原生動物が増加し、水柱のデトリタスが増加するとともにバクテリアが増加し、生物呼吸による酸素消費とアンモニアの酸化等による化学的な酸素消費が増加していた。本研究内容は海外ジャーナル誌に投稿した(査読中)。また、本研究から派生したサブ研究として、メッシュサイズに依存した格子細分化指標の検討も行い、土木学会論文集に投稿し掲載された。基準年を2010年として、気象データ・河川データ・開境界データを整理し、ナウキャストシミュレーションを行った。日射量が10%削減に対し、一次生産が2.8%の低下に留まった理由は湾央部では栄養塩制限によって日射量の増加が抑えられたためであった。したがって、酸素消費が増えたメカニズムとして、日射量増加によって一次生産が増加し、それによって動物プランクトンや原生動物が増加し、デトリタスが増加するとともにバクテリアが増加し、生物呼吸による酸素消費とアンモニアの酸化等による化学的な酸素消費が増加していた。本研究内容は海外ジャーナル誌に投稿した(投稿中)。また、本研究から派生したサブ研究として、メッシュサイズに依存した格子細分化指標の検討も行い、土木学会論文集に投稿した。2012年度は伊勢湾において解析を行った。具体的には、水平方向のメッシュサイズを800mとして、日射量の10%変動に対する一次生産量と貧酸素水塊の体積の応答を、数値モデルを用いて行った。詳細な内容や研究発表状況は研究実績の概要に記述した。当初の計画通りに進捗しており、研究の達成度は高いと考えられる。現在の状況では、大きな問題は生じておらず、2013年度も順調に研究が遂行できると考えている。去年度に購入した計算機をフル活用するとともに、観測結果との比較を行うことで日射量に対する応答の裏付けを行いたい。