hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インスリン顆粒品質管理機構の解析

Rab27は、調節性分泌経路で機能することが知られているが、申請者らは、膵β細胞に発現している、Rab27 GTP型と結合するエフェクター分子の機能解析を通して、インスリン顆粒の開口放出を支える分子基盤を解析した。その結果、Noc2は顆粒の生成・成熟と開口放出の連関機構、Exophilin8は顆粒の細胞辺縁部への輸送、Granuphilinは顆粒の細胞膜への機能的接着に関与することを見出した。すなわち膵β細胞に共発現する3種のRab27エフェクター分子は、顆粒の生成から開口放出に至るまでの、まったく異なる過程に関与していることがわかった。本年度は、Rab27エフェクターの1つexophilin7が、あらかじめ細胞膜に接着していない非ドッキング顆粒の開口放出を促進すること、またこの機能にはそのC2Aドメインのリン脂質結合活性が必須であることを見出した。この知見は、非ドッキング顆粒の開口放出に関する分子機構の一端を初めて明らかにしたのみならず、膵β細胞において2つの異なるRab27エフェクターgranuphilinとexophilin7が、それぞれドッキング顆粒と非ドッキング顆粒の開口放出を制御していることを示したものとして重要である(Wang et al., Mol. Biol. Cell, 24, 319-30, 2013)。またより細胞深部で働いていると考えられるRab27エフェクターexophilin8については、2種の遺伝子改変マウスの作製を終了し、耐糖能、インスリン分泌能などの個体レベルでの表現型を解析中である。また我々が同定しているRab27および他の特定Rabとも結合するデュアルエフェクターについては、その細胞内局在、分泌への効果、おのおののRabとの結合活性を失った変異体同定など、分子・細胞レベルでの解析が進んでいる。その結果、2種類のRabとの結合活性が、顆粒の細胞内局在に異なる効果を有している可能性を示唆する予備的知見を得ている。今後、本分子のRab結合活性が分泌顆粒の成熟や開口放出にどのような役割を有しているか、詳細に解析する予定である。本年度は、それぞれ分泌顆粒の成熟と開口放出機構に関わると考えられる2種類のRabタンパク質に結合するエフェクター分子の機能解析を行った。まず、それぞれのRabが結合する、エフェクター分子上の部位を特定したところ、両者の結合部位は異なることがわかった。また、両方のRabが同時にエフェクター分子に結合した複合体が、細胞中に存在することがわかった。しかしながら、両Rabタンパク質の細胞内局在は大きく異なり、三者複合体は未成熟顆粒上に特異的に存在していることがわかった。膵β細胞株において、このエフェクター分子および2種類のRabをノックダウンした結果、それぞれの分子は、インスリン分泌および細胞内インスリン含量の維持に異なる効果を示した。すなわち、このエフェクター分子は、2つのRabが作用する過程を受け渡しする機能があることが示唆された。一方、分泌顆粒の細胞内輸送に関与すると考えられる、exophilin8に関する2種類の遺伝子改変マウスの個体レベルの表現型解析はほぼ終了した。その結果、遺伝子産物を欠損するノックアウトマウスと、特定領域のみ欠損するノックインマウスの間で、耐糖能、インスリン分泌能などで異なる表現型を得た。興味深いことに、ノックインマウスは、特定の分泌刺激に対してのみインスリン分泌の変化を示した。現在、得られた表現型や、2種のマウス間での表現型の違いを説明する分子基盤を細胞レベルで解析中である。本年度は、調節性分泌経路に関わる2つのRab27エフェクター分子の機能解析を行った。Rab2aとRab27a両者に結合できるデュアルエフェクター分子に関しては、まず、それぞれのRabの膵β細胞における機能を調べた。Rab2aをノックダウンすると、細胞内インスリン含量、細胞外インスリン分泌量とも減少し、Rab2aはインスリン分泌顆粒の生成や成熟に関与することが示唆された。一方、Rab27aをノックダウンすると、インスリン分泌量は減少するものの、インスリン含量は逆に増大し、分泌抑制により細胞内インスリンが蓄積することが示唆された。興味深いことに、デュアルエフェクターをノックダウンすると、分泌量は減るものの、含量はほとんど変わらず、Rab2a、Rab27aそれぞれをノックダウンした場合の中間の表現型を示した。現在、このデュアルエフェクター分子が細胞内分泌顆粒の成熟過程のどの段階において、Rab2a、Rab27aと結合・解離するのかを調べている。一方、別のRab27エフェクター分子exophilin8については、これまでの細胞レベルでの解析で、生成された顆粒を細胞膜下の皮質部アクチン網に一時的に捕捉し、開口放出に備える予備プールを形成する作用があると考えられている。我々は、本分子に関する2種の遺伝子改変マウスを作製してin vivoの機能解析を行ったところ、ノックアウトマウスと、C端を除いた変異分子を発現するノックインマウスで、インスリン分泌能に大きな差があった。そこで本分子に結合するタンパク質を質量分析法で解析したところ、C端に結合する新規分子を同定した。現在、この分子とexophilin8の相互作用を解析している。これまで我々は、Rab27エフェクターの1つGranuphilinが、分泌顆粒の細胞膜への安定的接着(ドッキング)に必須であると同時に、その細胞膜との融合を抑制することを示してきた。すなわちGranuphilinは、ドッキングを促進し、膜融合を抑制するという、一見、相反する機能を有している。

そこでその機能的意義を解明するために、生きた膵β細胞で、Granuphilinとインスリンを別々の蛍光色素で標識し、その細胞内動態を観察した。その結果、Granuphilinは確かに膜融合を抑制するが、その作用は一時的で、分泌刺激によりGranuphilinは分泌顆粒膜より解離し、顆粒の動きを増進させ、開口放出を可能にすることがわかった。また、Granuphilinの細胞内分布を超解像顕微鏡で観察し、安定的に細胞膜にドッキングした顆粒の部位に特異的に集積し、180 nmのクラスターを形成していることを見出した。また、別のRab27エフェクターExophilin8欠損マウスがグルコース依存性インスリン分泌低下を示すことを見出していたが、Exophilin8と細胞内で結合する新規分子を同定した。そしてその結合領域を同定し、本分子と結合できないExophilin8点変異体を見出した。この変異体は、野生型と異なり、Exophilin8欠損マウス膵島のインスリン分泌低下をレスキューすることができず、このタンパク質相互作用がExophilin8のインスリン分泌促進作用に必須であることがわかった。Rab27は、調節性分泌経路で機能することが知られているが、申請者らは、膵β細胞に発現している、Rab27 GTP型と結合するエフェクター分子の機能解析を通して、インスリン顆粒の開口放出を支える分子基盤を解析した。その結果、Noc2は顆粒の生成・成熟と開口放出の連関機構、Exophilin8は顆粒の細胞辺縁部への輸送、Granuphilinは顆粒の細胞膜への機能的接着に関与することを見出した。すなわち膵β細胞に共発現する3種のRab27エフェクター分子は、顆粒の生成から開口放出に至るまでの、まったく異なる過程に関与していることがわかった。2つのプロジェクトのうち、デュアルエフェクター分子の機能については、やや複雑な実験結果が出ており、別の解析手法を用いて分析する必要が生じ、生理的機能を明らかにするのにもう少し時間を必要とする。exophilin8のプロジェクトについては、12で述べた当大学動物施設の事情により、遺伝子改変マウスの解析が、やや遅れている。また、9で述べたように、exophilin8結合分子を新たに同定したため、今後、その解析に一定の時間を必要とする。27年度が最終年度であるため、記入しない。分子細胞生物学デュアルエフェクター分子の研究の方は、それぞれRabと結合活性を失う変異体の機能解析を進め、今年度中に論文を投稿したい。exophilin8分子の研究については、現在、マウスの方は順調に増えてきており、実験を行う目途が立っている。今後、遺伝子欠損マウスから単離した膵β細胞を用いた解析を進めるとともに、新たに見出した結合因子の解析を継続する。対象とする分子の変異体同定、遺伝子改変マウスなど研究に必要なツールは予定通り作製を終えた。分泌顆粒の成熟、開口放出、輸送に関する機構の解析は、おおむね計画通り進んでいる。しかし、分泌顆粒の分解機構については、想定していた機構の関与が思いのほか少ないことがわかり、進んでいない。
前期青銅器時代ヨルダン渓谷における多元的都市社会形成に関する考古学的研究

1.ショウバック北地域における考古学踏査の最終報告書の刊行昨年度までに終了したショウバック北地域における考古学踏査及び採集遺物の実測・トレースの成果に基づいて、最終報告書作成作業を進め、刊行に至った。作業内容は、1)登録遺跡の時期決定及び遺跡種別の再分類、2)各時期の遺跡分布状況の検討、そして3)原稿(本文及び図表)の作成であった。結果として、最終報告書の刊行に至った。2.ショウバック北地域における前期青銅器文化の人口論的研究ヨルダン南部ショウバック北地域の前期青銅器時代III期後半(前2500前2300年)における利用意義について、西隣アラバ渓谷内の銅生産拠点フェイナン地域の食料自給状況の観点から考察した。結果として、1)東西の乾燥地域に挟まれた環境的境界地域/ニッチであるショウバック北地域がフェイナン地域で消費する穀物の生産を一部賄い得たこと、2)フェイナン地域の銅生産が周辺地域からの複合的な資源調達(食糧も含む)により成立していた可能性、そして3)北方の「都市」社会-文化とは異なる形での社会的複雑化が進行していたことが示唆された。3.ヨルダン渓谷北部における土器磨研技術の分析昨年度に引き続き、ヨルダン渓谷・死海地溝帯南北の土器製作技術(器面調整)の差異を明確にし、イスラエル北部における文化変遷を把捉するために、ヨルダン渓谷北部の「都市」型遺跡ベト・イェラハ出土の皿形・鉢形土器(EB III期:前2700前2300年、イスラエル考古庁所蔵)の調査・研究を実施した。結果として、前時期とは異なり幅の狭い磨研が連続的に同心円状に施されるようになることが確認された。こうした磨研の多くは外来の精製土器ヒルベト・ケラク土器の内外面に見られた。一方、前時期の放射状磨研は衰退し、放射状に文様を描き出すパターン・バーニッシュに取って代わられることが判った。26年度が最終年度であるため、記入しない。1ヨルダン南部ショウバック北地域を対象とした考古遺跡の分布調査を3度(夏季1回及び春季2回)実施した。踏査は全て徒歩により行われ、その行程と確認遺跡の座標情報がGPSにより記録された。結果として、2011年夏季に実施した際の確認・登録遺跡(16遺跡)と合わせて、総計182遺跡を確認・登録するに至った。上記の遺跡は全て、FileMakerとMicrosoftExcelにより作成したデータベースに登録・記録されている。このうち36遺跡において前期青銅器時代の痕跡を認めることができ、特に西側に位置する5遺跡(おそらく居住址)においては同時期の多くの土器片が採集された。当該地域においては、包括的な分布調査が従来行われてこなかったことから、上記の調査成果は当該地域とその周辺の文化史的・歴史的様相を知る上で重要なデータを提供することになるだろう。また、確認された前期青銅器時代遺跡についても同じく、従来の研究で暖昧なままにされてきたヨルダン南部における当該期の文化的変遷を知るための貴重な手がかりを提供することとなった。2ヨルダン・イスラエルに所在する前期青銅器時代(前3600-前2000年)に属する遺跡のデータ収集を進め、そのうち東部・南部の自然環境的境界地域に所在する遺跡の分布状況並びに物質文化のあり方について比較分析を実施した。これについては、日本オリエント学会大会にて口頭発表を行っている。遺跡の継続的居住率の高低から、同じ環境的境界地域でも定住的様相を示す地域(ヨルダン南部カラク地域及びショウバック北地域)と遊牧的様相を示す地域(イスラエル南部北ネゲヴ地域)がはっきりと区別されることが判った。従来、定住・遊牧が明瞭に区別されて論じられてきたので、上記の地域における差異は当該時期の生活史、定住民と遊牧民との関係性を考える上で新たな知見をもたらすことになった。3イスラエル側(西側)南部における前期青銅器時代II期土器の製作技術の観察を実施した。結果、ショウバック北地域との類似と北部との明確な差異を認めるに至った。従って、ヨルダン渓谷を挟んだ環境的境界地域間の関係性が明らかになり、「都市化」過程が北部とは異なる可能性が示唆された.1ヨルダン南部ショウバック北地域において複数回実施されてきた考古遺跡の分布調査の補足調査及び採集遺物の図化作業を実施した(夏季1回及び春季1回)。補足調査では、不足していた情報を補うために、本調査において確認済みの諸遺跡を再訪した。これにとどまらず、前期青銅器時代の痕跡が比較的顕著な遺跡において自動追尾式トータル・ステーションによる等高線測量も併せて行い、報告書の刊行や将来の発掘調査に向けた基本情報を取得した。また、本年度だけで536点の遺物実測を終え、前期青銅器時代の遺物実測(約300点)を完了した。さらに、45遺跡において前期青銅器時代の痕跡が認められることが明らかとなり、同時代では特に、最初期(EB I期前半:前3700-3300年)及び後期(EB III後期:前2500-2300年)において調査地域が主に利用されていたことが判明した。この傾向は西方の銅生産拠点フェイナンで見られる傾向と類似しており、両地域の関係性が強く示唆された。上記一連の作業により、これまで包括的な踏査のなかった当該地域のデータは完成に近づき、ヨルダン南部の前期青銅器文化を動態的に捉えることが可能な段階に至った。

2ショウバック北地域近傍の死海地溝帯付近の分布調査報告書から前期青銅器時代の遺跡データを抽出し、現在までに約460遺跡を入力した。死海地溝帯東方の高原縁辺では最初期の遺跡が最も顕著で、時期を追って激減するのに対して、西方の同地溝帯内では比較的顕著な遺跡が多数確認され、特に後半期(EB III-IV期:前2700-2000年)に増加する傾向が明らかとなった。後者の傾向はショウバック北地域とほぼ一致し、環境的境界地域に所在する当該地域は西方の文化圏に属する可能性が示された。3ヨルダン渓谷北部、イスラエル側(西側)における前期青銅器時代資料の観察を行い、ヨルダン渓谷・死海地溝帯内では南北で技術伝統が類似する可能性が明らかになった。これは、同渓谷南北を通じて物質文化の交流があった証左であり、これまで不明であった銅生産拠点フェイナンやショウバック北地域を同時代に利用した人間集団の出自・交流に光をあてうる成果である。1.ショウバック北地域における考古学踏査の最終報告書の刊行昨年度までに終了したショウバック北地域における考古学踏査及び採集遺物の実測・トレースの成果に基づいて、最終報告書作成作業を進め、刊行に至った。作業内容は、1)登録遺跡の時期決定及び遺跡種別の再分類、2)各時期の遺跡分布状況の検討、そして3)原稿(本文及び図表)の作成であった。結果として、最終報告書の刊行に至った。2.ショウバック北地域における前期青銅器文化の人口論的研究ヨルダン南部ショウバック北地域の前期青銅器時代III期後半(前2500前2300年)における利用意義について、西隣アラバ渓谷内の銅生産拠点フェイナン地域の食料自給状況の観点から考察した。結果として、1)東西の乾燥地域に挟まれた環境的境界地域/ニッチであるショウバック北地域がフェイナン地域で消費する穀物の生産を一部賄い得たこと、2)フェイナン地域の銅生産が周辺地域からの複合的な資源調達(食糧も含む)により成立していた可能性、そして3)北方の「都市」社会-文化とは異なる形での社会的複雑化が進行していたことが示唆された。3.ヨルダン渓谷北部における土器磨研技術の分析昨年度に引き続き、ヨルダン渓谷・死海地溝帯南北の土器製作技術(器面調整)の差異を明確にし、イスラエル北部における文化変遷を把捉するために、ヨルダン渓谷北部の「都市」型遺跡ベト・イェラハ出土の皿形・鉢形土器(EB III期:前2700前2300年、イスラエル考古庁所蔵)の調査・研究を実施した。結果として、前時期とは異なり幅の狭い磨研が連続的に同心円状に施されるようになることが確認された。こうした磨研の多くは外来の精製土器ヒルベト・ケラク土器の内外面に見られた。一方、前時期の放射状磨研は衰退し、放射状に文様を描き出すパターン・バーニッシュに取って代わられることが判った。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、研究計画で挙げた2項目(ショウバック北地域分布調査及びヨルダン・イスラエルの遺跡データ収集・分析)について十全に実施し、研究目的の達成のために具体的な進捗があった。また、イスラエルに資料調査のためとこうする機会を得たことから、物質文化からも環境的境界地域における前期青銅器文化の変遷と「都市化」の特性について考察することができる状態になりつつあると言える。
紙・パルプ製造プロセスにおける省エネルギー

1.クラフト蒸解と酸素酸化精製の連続化による省エネルギー林治助蒸解後部分的に熱水置換洗浄したKPの酸素酸化精製において、Mg【SO_4】等を添加すると完全水洗よりも高い収率向上と紙力維持効果があり、精製効果も同等になった。この連続化により熱および動力源単位を共に約40%減少できる。2.省エネルギーを目的とした叩解助剤の研究中野準三有効な叩解助剤の条件としてスルフォン基とアミノ基を有すること、しかし過大なスルフォン基量は有害であること等を明らかにし、リグノスルフォン酸の脱スルフォン化とアミノ化により叩解効力を1216%節減できる助剤を得た。3.紙料のリファイナ叩解動力の節減臼田誠人リファイナーの刃の形状,間隔等を変えて調製した紙の特性と動力の関係を検討し、刃の間隔の影響が最も大きいことを確認した。同じ有効エネルギーに対し刃の間隔が小さい程叩解速度が大きく、引張強度の高い紙が得られた。4.古紙の劣化とその対策に関する研究大江礼三郎古紙繊維中に残畄する填料,インキ等の粒子について検討リサイクルによるこれらの粒子の脱離,侵入挙動と、これから調製された紙の特性を明らかにした。またリサイクル古紙パルプの高速吸液特性を測定した。5.古紙中の溶融型接着剤の除去法に関する研究戸坂圀夫古雑誌等の中の製本用溶融型接着剤の溶剤除去法の装置的基礎研究を行なった。水中におけるトルエン比が58%,60°C,パルプ濃度5%で充分な除去効果があり、これはパルプ化工程の流れの中で十分実用可能な条件である。6.古紙循環再利用システムのモデル化とエネルギー評価吉田総夫古紙利用の促進方策として製紙原料以外の利用方法として、固形燃料化を取り上げ、問題点の整理とシステム実現のためのシュミレーションを行なった。実用化は都市ゴミ処理の観点からの自治体による設備費補助の程度による。
イチゴの物性・光学的特性・生物的特性に基づく超高品質包装流通技術の創出

【課題1】イチゴの外観品質に直結する表層部の物理的性質に関し、イチゴ果実の粘弾性測定手法の開発と粘弾性モデルの開発を行った。粘弾性測定解析にはレオメーターを用い、痩果の影響を排除し直接果皮の性質を測るためステンレス製プランジャー(φ1.8)を自作した。イチゴ(品種:栃木i27号)の先端部・赤道部・果底部、包装資材(緩衝材およびフィルム)接触部のクリープ波形把握には、荷重0.02Nがプランジャーをイチゴ果実に貫入させずかつ十分な変形を把握する条件だった。イチゴ果実を低温貯蔵(設定温度6°C)し、1日ごとに粘弾性を測定して6要素または8要素フォークトモデルを作成した。貯蔵0日、最も変形量が大きかったのは赤道部であり、次いで先端部、果底部となった。貯蔵17日も同様の順であり、果底部は弾性体として、赤道部は粘性体としての性質が顕著であった。【課題2】H29も開発したイチゴ包装容器及び輸送資材を用いてベルギー輸出試験を実施し、外観品質及び食味の変化を把握した。また、現地で販売されているイチゴを数種類入手し、同様に品質評価を行った。輸出試験の結果、外観品質及び食味の劣化は殆ど見られなかった。さらに、品質の第三者評価を得るため、EU圏有名シェフが審査員を務める国際味覚審査機構(iTQi:ベルギー)に出品し、青果物としては唯一優秀味覚賞三ツ星を獲得できた。なお、現地で流通しているイチゴは、外観品質が非常に低く、甘味のばらつきが非常に大きく酸味が強い食味を持ち、日本人パネルに依る食味官能評価は非常に低い結果であった。【課題3】イチゴの物理的損傷部位の分光特性及びスペクトルイメージング特性を継続的に把握し、データの蓄積を進めた。【課題4】イチゴ果実の物理的損傷関連遺伝子としてスクリーニングした2種類について、果実表面に約1mmの変形でも短時間でダイナミックな発現量の変化が確認できた。【課題1】国産イチゴ果実の高品質世界展開技術の基盤となる、イチゴ表層組織の物理的性質の把握を進め、表層組織の破壊を伴わない変形に依る粘弾性測定方法を定め、低温輸送を想定した低温貯蔵時の粘弾性特性を把握した。着色ほぼ100%のイチゴ果実の果底部は弾性体として、赤道部は粘性体としての性質を明らかにし、果底部を保持し可食部非接触状態を保持することができる包装容器はイチゴ果実の物理的性質を有効に利用したものである。【課題2】着色率100%の国産大型イチゴ輸出試験を継続している。本研究の結果、輸出試験後の外観品質及び内部品質とも非常に高い品質保持状態が確認できた。また、現地における品質の第三者評価に出品し、EU圏(ベルギー)に於いて日本産イチゴとしては初めて優秀味覚賞三ツ星獲得を継続でき、非常に高い評価を得ている。【課題3】イチゴ表面反射光分光技術およびスペクトルイメージング技術を用い、イチゴの物理的損傷可視化システムを試作し、1果実当たり約10秒で可能にした。さらに、イチゴ表面反射スペクトルと糖度及び内容成分との関係性を精査し、物理的損傷の測定と同時に糖度分布の推定が可能であることを明らかにした。さらに、糖成分(例えばSucroseなど)の含有割合の非破壊推定の可能性を得た。【課題4】スクリーニングして得られたイチゴの物理的損傷に関連がある遺伝子27種類について、さらに果実表面に変形量約1mm程度の軽微な損傷であっても、短時間でダイナミックに変化する2つの遺伝子を確認できた。総合的自己評価:設定した課題に於いて、研究計画で想定した研究成果を超える成果が得られつつある。特に、日本産完熟イチゴの食味に関して海外第三者認証機関による高い評価を維持できている点は、予想外の成果と判断している。よって、本研究成果が海外における日本産完熟イチゴの高い評価につながる可能性を明らかにしつつある。【課題1】イチゴ果実の輸送品質に関連する物理的性質、すなわち果実表層組織の破壊初期における物理的性質、粘弾性、摩擦係数などの把握を継続する。摩擦係数の測定方法についてはH28研究結果を踏まえ具体的な改善策を講じる。特に、イチゴ果実自体の固定方法が重要であり、果実表層組織が最も堅牢である果底部及び果柄で固定し、果実赤道部で補助的に支持するイチゴ果実固定治具の試作を進める。そして、イチゴ果実の物理的特性の経時的変化や品種による差異について把握する。【課題2】イチゴ輸出試験を実施し、品質の変化を把握するとともに、輸出先国の第三者味覚評価を実施する。また、イチゴの流通に使用されている包装資材を入手し、その物理的性質を把握し、流通品質要因についてイチゴ表皮系組織との関係性を品質評価要因の観点から把握する。【課題3】イチゴの表皮系組織の分光特性を継続的に把握し、物理的損傷部位の分光特性及びスペクトルイメージング特性の把握を継続し、特に貯蔵中における分光特性の経時的変化を把握し、品質的観点及び生物的観点から考察する。さらに、イチゴの全面反射光のスペクトル特性と果実硬度の関係を把握するとともに、蓄積したイチゴ表皮系組織の分光特性を用いて物理的損傷の発生難易推定方法の開発、さらに食味推定方法の開発に取り組む。【課題4】イチゴの損傷を局所レベルで解析し、さらに遺伝子のスクリーニングを継続する。絞り込まれた遺伝子について、特に細胞壁多糖類関連酵素との関連性を検討し、物理的損傷の発生メカニズムについて考察する。

総合検討:本研究成果が日本産完熟イチゴの世界展開技術の創出につながる可能性が見いだされつつあるため、H29年度までの研究成果を総合的に検討し、イチゴの物性・光学的特性・生物的特性に基づく新規な高品質包装技術・超高品質流通技術の創出に向けて具体的検討を進める。【課題1】イチゴの表層組織の粘弾性や摩擦特性などの物理的特性を把握するために、イチゴ果実数百個を供試し、圧縮引張試験機を用いてイチゴ果実表皮に垂直にφ2mmプランジャー貫入させ、果皮及び果実表層組織の破壊初期における物理的性質を把握した。イチゴ果実(品種:栃木i27号)100%着色果の弾性限界は、歪1%程度で応力0.4N/mm2程度であったが、データのばらつきが大きく、測定方法の改善が必要である。イチゴ果実各部分の弾性係数は、着色状態に関わらず果頂部が低く、赤道部の約1/3程度であり、萼片部分が最も高かった。また、果実表面の摩擦係数に関しては、果実固定方法など、測定方法の改善が必要であった。【課題2】本研究担当者が開発したイチゴ容器及び輸送資材を用いてベルギー輸出試験を実施し、外観品質及び食味の変化を把握した。また、現地で販売されているイチゴを数種類入手し、同様に品質評価を行った。輸出試験の結果、外観品質及び食味の劣化は殆ど見られなかった。現地で流通しているイチゴは、甘味のばらつきが非常に大きく、食味官能評価は非常に低い結果であった。また、現地にて食味の第三者認証の結果、非常に高い評価を得た。【課題3】イチゴの物理的損傷について、外力一定及び変形量一定の二つの観点から、生じた物理的損傷部位の分光特性及びスペクトルイメージング特性を継続的に把握し、データの蓄積を進めた。また、損傷検知システムを試作し、イチゴ果実1個約10秒での処理を可能にした。【課題4】イチゴ果実に生じさせた物理的損傷によって発現量に変化が見られた遺伝子を27種類までスクリーニングした。この内特徴的な変化を見せた2種類についてさらに詳細に検討を進め、果実表面に変形量約1mmを生じさせる程度の軽微な損傷であっても、短時間でダイナミックに変化する遺伝子を確認できた。課題1:国産イチゴ果実の高品質世界展開技術に資する、イチゴ表層組織の物理的性質の把握を順調に進めている。摩擦特性の把握については、測定中のイチゴ自体の変形を加味する必要が生じ、測定方法の検討が必要と判断したが、本研究の成果によって表層組織の力学的堅牢性が担保できる部分が把握できたため、具体的な対策を講じることが可能である。課題2:本研究代表者の研究成果を有効に用い、国産完熟イチゴ輸出試験を実施し、外観品質及び内部品質とも非常に高い品質保持効果が確認できた。また、海外における食味の第三者評価にチャレンジし、EU圏(ベルギー)に於いて過去に類を見ない程の非常に高い評価を得ることができた。よって、本研究方針が日本産完熟イチゴの世界展開技術の創出につながる研究成果を生み出す可能性が確認できた。課題3:スペクトルイメージング技術を用い、イチゴの物理的損傷部位の可視化システムを試作し、イチゴ果実の果底部を除く全表面の物理的損傷を可視化と物理的損傷部位の特定を1果実当たり約10秒で可能にした。さらに、イチゴ表面反射スペクトルと糖度及び内容成分との関係性を精査し、物理的損傷の測定度同時に糖度分布の推定が可能であることを明らかにした。課題
カオス写像による確率的軌道理論の暗号理論への応用

今年度の研究内容は次の通りである。河村はカオス学系における確率密度関数の軌道について研究。とくに、1次元力学系に付随するPerron-Frobenius作用素による一様収束性について研究した。また、一般化されたテント写像群における位相共役写像の非微分可能性についてコンピュータにより実験し数学理論として証明を与えた。この理論は、同相写像において微分可能性を持つ点の集合も微分可能性を持たない点の集合が共にnowhere dense(いたるところ、稠密ではない)という特異な性質が存在することを示している。佐藤はヤコビ直交関数系に関する関数空間上の作用素とハンケル変換上の作用素との関係について、その一般化を研究した。Lp空間上の平行移動不変な作用素について調べ、更に、Lpを含む関数空間の場合を研究した。また、単位円上のHausdorff-Youngの不等式に関するBochkarevの結果をLorentz-Zygmundの空間の場合に研究した。方は常微分方程式の境界値問題を研究した。Ascher, Mattheij, Russellは1988年の著書の中で、2点境界値問題の新しい数値解法を記したが、その収束性の証明はopen problemとなっていた。このAscher-Mattheij-Russellスキームに対して、離散Green関数とM-行列等の性質を研究して2次収束であることの証明に成功した。澤田は情報暗号理論について研究した。インターネットや交通機関などに求められる、便利かつ安全というような対立する複数の要素を統合して各要素のバランスをうまくとりながら、システム全体の効用(utility)を、向上させて行くことは可能であろうかという問題、すなわち「あちらを立てればこちらが立たない」という問題のモデル化を研究した。河村は1次元力学系における確率密度関数の軌道について研究。とくにカオス力学系とそうでない力学系に対し,対象としている関数の軌道がどのように異なってくるのかをコンピュータにより実験し理論として証明を与えた。また,力学系研究にとって欠くことのできない応用数学の研究において国内外の研究者と共にカオス力学系の果たす役割を研究した。更に研究分担者の研究の相互の関わりを調査研究し,統括的役割を果たした。佐藤は確率密度関数の研究上基本的な役割を果たす直行系について研究し,ヤコビ直交関数系に関する関数空間上の作用素とハンケル変換上の作用素との関係について一般化を追求し、フーリエ級数とフーリエ変換における関係の類似を調べた。更に、ヤコビ直交関数系に関する部分和の作用素ノルムの評価を研究した。方は力学系研究の土台となる代数方程式および拡散方程式の研究を行った。代数方程式のすべての根の任意の一部分を同時に数値的に求める反復法を開発し、その方法の局所的な3次収束性を示した。更にDirichlet境界値をもつ移流拡散方程式の有限差分法の超収束性を示した。澤田は力学系解析の基本となるデータ処理及びネットワークセキュリティの動向と対策にについて研究した。Daiはウェブレット理論とカオス力学系の関係について深く追求した。河村は1次元力学系の位相共役と確率密度関数の軌道の関係を研究した。テント写像と呼ばれる標準的なカオス写像の位相共役な写像の属について共役写像をつなぐ接続写像(conjugacy)の性質を調べた。この接続写像が一般化された微分係数が0か無限大のみの値しか取らないというカオス的な特徴を持っていることを発見した。この特異な性質を持つ写像の例は、「悪魔の階段といわれるカントール関数」に対比できる重要な関数であると確信する。また河村はカオス力学系研究にとって欠くことのできないウェヴレット研究の共同研究を米国の研究者(X.Dai)と行い、統括的役割を果たした。佐藤はヤコビ直交関数系に関する関数空間上の作用素とハンケル変換上の作用素との関係について、その一般化を研究しフーリエ解析のカオス力学系の研究に寄与した。また、関数空間をLp空間を含む空間であるLorentz空間として、その上の作用素について研究し、更に、その結果を一般化した。方は代数方程式のすべての根の任意の一部分を同時に数値的に求める反復法を開発し、その方法の局所的な3次収束性を示した。またDirichlet境界値をもつ移流拡散方程式の有限差分法の超収束性を示し、微分方程式の解の軌道の研究を通し、カオス力学系の研究に寄与した。澤田は、通信や交通管制システム,行政サービスや医療システムなど複合的な技術体系の基盤として必須である情報システムについて利便性,信頼性および安全性を同時に達成することを追及した。すなわち、このような,相反する複数の要素を統合して各要素のバランスをうまくとりながら,システム全体の効用を向上させるという問題の数学的なモデル化を考察した.今年度の研究内容は次の通りである。

また、単位円上のHausdorff-Youngの不等式に関するBochkarevの結果をLorentz-Zygmundの空間の場合に研究した。方は常微分方程式の境界値問題を研究した。Ascher, Mattheij, Russellは1988年の著書の中で、2点境界値問題の新しい数値解法を記したが、その収束性の証明はopen problemとなっていた。このAscher-Mattheij-Russellスキームに対して、離散Green関数とM-行列等の性質を研究して2次収束であることの証明に成功した。澤田は情報暗号理論について研究した。インターネットや交通機関などに求められる、便利かつ安全というような対立する複数の要素を統合して各要素のバランスをうまくとりながら、システム全体の効用(utility)を、向上させて行くことは可能であろうかという問題、すなわち「あちらを立てればこちらが立たない」という問題のモデル化を研究した。
交渉規範と契約法規範の交錯-継続的消費者契約粉争を例として-

平成12年度より交付を受けた科学研究費(課題名「交渉規範と契約法規範の交錯-継続的消費者契約紛争を例として-」)により、取引関係の継続する契約当事者間において、紛争が勃発した場合、いかなる社会的・個別的な非法律的規範がそこで当事者により援用されるのか、またかかる非法律的な規範と法的な規範との関係とはどのようなものであるのか、についての研究を進めてきた。そこではきわめて重要な多くの知見が得られたが、かかる成果の一つとして、継続的な交渉関係について検討を進める場合、従来は、交渉をなす紛争の二当事者に焦点を当て、この二当事者間の社会的・個別的規範関係や、法的権利関係についての考察がなされることがこれまでの研究の当然の前提であったように思われるところ、現実の紛争を見る上では、かかる直接の紛争当事者である二当事者にとどまらず、この直接の紛争を取り巻き、かかる当事者に関わってゆく、様々な関係者と、紛争当事者とのかかわりというものを射程に入れることが、当該紛争のなかでの規範の役割を考える上でもきわめて重要であることが判明した。そして、このように直接の紛争当事者に視点を限定するのではなく、紛争の当事者にかかわってゆく様々な関係者をも分析の射程に入れるならば、紛争の過程において当事者がなしてゆく個々の「自己決定」という基本原理についても、きわめて重要な観点が得られることが判明した。具体的には、契約法学の基本原理であり、また民事紛争処理の基本原理である「自己決定」原理について、「紛争当事者の自己決定と、その相手方による関わり」という観点からのアプローチをなすことの重要性が確認されるに至った。かかる問題提起の重要性は、決して契約法学内部にとどまるものではなく、実は介護や看護の現場、精神医療の現場、学校教育の現場、医療の現場、その他様々な領域でのカウンセリングの現場等々、人間の生と死をめぐる「自己決定」に直接的にかかわらざるを得ない社会の現場における様々な実践からなされている近時の理論的提言とも通底するものがあることも判明している。本研究では、とりわけ従来の「法的ルール」にのみ焦点をあてる契約法学のあり方に対する反省から、具体的な紛争当事者により用いられる「技法」という観点に着眼することの重要性を、上に述べた様々な社会実践との連携も考慮しつつ、具体例を用いて提言することを試みた。(1)平成12年度は、国内の継続的契約紛争事例のピックアップおよび、外国における類似事件のピックアップ、さらには関連文献の収集を主な目的としたが、とりわけ80年代より多くの継続的取引契約に関する紛争事例の存する米国判例を中心にピックアップを行った。(2)米国判例の検討を通じ、契約の解消・損害賠償という従来の契約責任論において当然視されてきた効果論のみをもってしては、裁判後も継続する当事者の継続的な取引関係の維持・発展という観点からは不十分であることが判明した。(3)また、かかる古典的な契約責任論の考え方の克服を目指し、米国においては近時、新たな判例動向が展開されつつあることも判明した。(4)さらには、かかる判例動向に相応して、学説上も極めて興味深い提言がなされていることが明らかとなった。(5)とりわけ、当事者間の関係が破壊された場合の裁断的な責任ルールとして損害賠償、契約の解消を中核として論ずるという従来の「過去志向的な」

契約責任論のアプローチではなく、むしろ当事者間の将来も継続するであろう契約関係を円滑に促進するための規範として契約ルールを捉えようとする、いわば「将来志向的な」観点に基づいた新たな解釈理論が提示されつつあることが明らかになった。具体的には、過去思考的な契約「責任論」思考に基づいた、意思表示の取り消し、ないし契約の解除・損害賠償、という従来型の効果論では、上記契約紛争の実態に適合的な解決を与え得ないことが判明し、むしろ各種の社会規範と共同しつつ、当事者間の交渉促進を促すための「再交渉義務」「情報提供義務」、さらには裁判所における「契約改訂判決」こそがより重要な役割を担うべきものであることが論じられていることが判明した。(1)平成13年度は、近時多くの事例の蓄積のみられる米国消費者契約紛争事例を収集するとともに、それらを踏まえて現在米国において展開しつつある、あらたな契約法理の検討を行った。そこでは本研究の目的である、当事者の将来において継続する契約関係をも考慮にいれた「交渉促進規範」の構築のための各種の手がかりが得られた。(2)同時に、平成12年度において収集された我が国の現実の紛争事例につき、さらに平成13年度においても実態調査を継続した。特に詳細に検討を行ったケースが、新築マンションの売買を巡る紛争事例である。実際に福岡市において生じているワンルームマンションの売買契約をめぐる紛争事例をとりあげ、当該ケースにおける売主・買主の両当事者に対するインタビュー、ヒアリング、また交渉の現場に立ち会い、具体的な紛争の実態の調査をおこなった。(3)そこで得られたあらたな知見として、一見紛争の当事者同士であるように見える、売主と買主との間の紛争以外にも目を向けることの必要性が判明した。つまり、むしろ当事者を悩ませ、紛争解決の足かせとなっているものは、被害者たる買主が複数いる場合、その買主同士の利益の衝突に由来する買主同士の「もめごと」であることが判明した。(4)以上の調査を経たのち、わが国における継続的契約紛争事例と、諸外国における事例との比較に着手した。特に、裁判外で当該事件がいかに処理されたか、つまりその具体的交渉プロセスのあり方、およびその交渉プロセスの規律に対して従来の契約法理論は十分な視点を提供してきたのか、という点を重視して検討を行った。1.本年度は、米国と日本における継続的消費者契約紛争の実態を調査し、そこで実務的にいかなる新たな契約法理論が求められているのかをさらに検討した。2.具体的には、契約の解消、損害賠償といった「過去志向的」な契約法の効果論だけでは不十分であり、むしろ契約の改定を中核とした、より当事者の将来的な関係構築に思考した契約法理が求められていることが改めて判明した。3.しかし、依然として我が国および、米国の通説的見解は、契約責任論を論ずるにあたっては、契約の解消・損害賠償という過去志向的な効果論のみを論ずる強い傾向がある。4.そこで、本研究では、これまでほとんど光のあたってこなかった、契約の改定論を中核に、当事者の将来的な関係構築のための契約法理論の構築を行うため、契約の改定のみならず、より効果論分析の観点を広げるために、現在米国において大きな関心を呼んでいるいわゆる「救済法理論」へと研究の射程を広げることが極めて重要であると考えるに至った。
組換え林木をもちいたフェノール系環境汚染物質の浄化

汚染物質を土壌から除去する低コストな方法として、環境に適応して様々な代謝能力を持つ微生物を利用することが考えられているが、広大な土地に寿命の短い微生物を定着させて、その機能を十分に発揮させるためには、培養条件を整える必要があり、経済的にも効率のよいものではない。そこで、微生物に代わって林木にこの機能を発現させることを企てた。林木は土壌中の栄養源を利用して、長時間にわたって光合成を進め生命活動を維持することから、ここに汚染物質分解酵素や汚染物質を無毒化する酵素の遺伝子を発現させれば、持続的に分解が進むことになる。これらの分解系遺伝子をポプラに導入し、酵素を土壌中に分泌させることでより効率的に汚染物質を除去することを目指した。本研究では有機塩素系化合物の微生物分解過程で生じるクロロベンゾエートを分解する土壌細菌から、土壌細菌がもつクロロカテコールを酸化する反応を触媒する酵素をコードする遺伝子(クロロカテコールジオキシゲナーゼcbnA遺伝子とクロロムコネートシクロイソメラーゼcbnB遺伝子をイネで発現させることに成功した。その結果をもとにポプラにアグロバクテリウム法で同じ遺伝子を導入し形質転換体を作出した。この形質転換体について、遺伝子が導入されていることをPCR法で確認した。さらに形質転換体よりカルスを誘導して、これらとクロロカテコールをインキュベートし、クロロカテコールの分解をPHLC法で確認した。これらのデータはこの組換えポプラが、有害芳香族塩素化合物の一つであるクロロカテコールを分解する能力を遺伝子組換えにより獲得したことを示している。また、これらの酵素を将来、植物の根で高発現させるために、根で特異的に発現するプロモーターの検索を行い、シロイヌナズナのリン酸トランスポーター遺伝子PHT1のプロモーターが、双子葉、単子葉両植物で使えることを発見した。本研究では有機塩素系化合物や農薬などで汚染された土地を植物の力で浄化する技術を開発する。進化速度が速く、環境に適応して様々な代謝能力を持つ微生物の汚染物質分解除去能を植物に発現させることを企てた。植物は土壌中の栄養源を利用して、長時間にわたって生命活動を維持することから、汚染物質の無毒化が持続的に進むことになる。具体的には、多環芳香族の微生物分解過程で生じるクロロベンゾエートを分解する土壌細菌から、これらの分解系遺伝子を植物に導入し発現させる。すでに、イネでクロロベンゾエート分解過程の律速であるクロロカテコールを酸化する遺伝子の発現に成功している。この技術をさらに発展させ、生育期間が長く土壌深くまで根を伸ばす林木にこれらの遺伝子を発現させ、汚染土壌の浄化をはかる。すでにイネにおいてRalstonia eutropha NH9株から得られたクロロカテコールジオキシゲナーゼ遺伝子cbnA遺伝子の発現に成功している。そこで、バイナリーベクターを使って、cbnA遺伝子をポプラで発現させ、クロロカテコールを分解できる高発現型プロモーターCaMV35S(E7131)の下流にcbnA遺伝子をつないで、バイナリーベクターに導入し、アグロバクテリウム法でポプラに導入した。ハイグロマイシン耐性で選抜した形質転換体は正常に生育した。PCR法とウエスタンブロッティング法で遺伝子の導入と発現を確認した。形質転換植物からカルスを誘導し、これを用いてクロロカテコール溶液とインキュベーション後、分解産物をHPLCで調べた結果、経時的にクロロカテコールが減少し、分解物のクロロムコン酸が生成した。汚染物質を土壌から除去するコストの低い方法の開発が望まれている。そこで、環境に適応して様々な代謝能力を持つ微生物を利用して汚染物質を分解除去することが考えられているが広大な土地に寿命の短い微生物を定着させて、その機能を十分に発揮させるためには、培養条件を整える必要があり、経済的にも効率のよいものではない。

そこで、微生物に代わって林木にこの機能を発現させることを企てた。林木は土壌中の栄養源を利用して、長時間にわたって光合成を進め生命活動を維持することから、ここに汚染物質分解酵素や汚染物質を無毒化する酵素の遺伝子を発現させれば、持続的に分解が進むことになる。本研究では有機塩素系化合物の微生物分解過程で生じるクロロベンゾエートを分解する土壌細菌から、これらの分解系遺伝子をポプラに導入し発現させた。土壌細菌がもつクロロカテコールを酸化する反応を触媒する酵素をコードする遺伝子(クロロカテコールジオキシゲナーゼcbnA遺伝子とクロロムコネートシクロイソメラーゼcbnB遺伝子)を高発現型CaMV35Sプロモーター下流につないで、アグロバクテリウム法でポプラに導入し形質転換体を作出した。この形質転換体について、遺伝子が導入されていることをPCR法で確認し、cbnA遺伝子が発現していることをウエスタンブロッティング法で確認した。また形質転換体よりカルスを誘導して、これらとクロロカテコールをインキュベートし、クロロカテコールの分解を定性的に確認した。汚染物質を土壌から除去する低コストな方法として、環境に適応して様々な代謝能力を持つ微生物を利用することが考えられているが、広大な土地に寿命の短い微生物を定着させて、その機能を十分に発揮させるためには、培養条件を整える必要があり、経済的にも効率のよいものではない。そこで、微生物に代わって林木にこの機能を発現させるファイトレメディエーション技術の確立を企てた。これらの分解系遺伝子をポプラに導入し、酵素を土壌中に分泌させることでより効率的に汚染物質を除去することを目指した。本研究では有機塩素系化合物の微生物分解過程で生じるクロロベンゾエートを分解する土壌細菌から、土壌細菌がもつクロロカテコールを酸化する反応を触媒する酵素をコードする遺伝子(クロロカテコールジオキシゲナーゼcbnA遺伝子とポプラのセルラーゼの分泌シグナルをコードする領域と融合させ、高発現型CaMV35Sプロモーター下流につないで、アグロバクテリウム法でポプラに導入し形質転換体を作出した。この形質転換体について、遺伝子が導入されていることをPCR法で確認した。さらに形質転換体よりカルスを誘導して、これらとクロロカテコールをインキュベートし、クロロカテコールの分解を定性的に確認したところ、分泌シグナルを融合させた酵素のほうが、分泌シグナルを持たない酵素よりも早く溶液中の基質を分解する傾向を示したことから、酵素が細胞外に分泌されることでより効率的にクロロカテコールが分解されたことが示唆された。
オルガネラゾーン形成と成熟の数理モデリング

ERにおいて翻訳された膜タンパク質や分泌タンパク質がゴルジ体へと送られる場所となるER Exit Site(ERES)が、どのように形成されるか、数理モデリングの手法を用いて調べた。ERESをER膜上での分子パターンとしてとらえ、ERESに必須であるタンパク質の集団からなる反応モデルを作成し、そのパターン形成の様相を調べた。中心となる分子として低分子量Gタンパク質であるSar1-GTPとその活性化因子(GAP)であるSec23/24に注目し、それらの反応を中心に、Sar1のGEFであるSec12やCOPIIコートを形成するScc13/31の効果を関数として入れ込むことで、2変数からなる反応拡散方程式を作成した。この方程式にはSec23/24のGAP活性によるSar1-GTPの膜からの遊離と、Sec23/24(とSec13/31)の集積による膜上拡散の低下が取り入れられており、これらの効果のバランスにより、適切なパラメーター値でSec23/24が集積する安定なドメインの形成すること、複数のドメインが独立に安定化することを実現した。また、計画班の清水重臣教授・桜井一助教らとの共同研究として、ゴルジ体トランス槽がストレス応答として閉鎖する現象の膜シミュレーションを行った。ストレス時にゴルジ体からトランス槽の縁安定化分子(clathrin)とトランス槽をつなぎ留めている接着分子(GRASP65)が遊離することを仮定し、その条件下での膜の動態を調べた。特に2層のトランス槽の閉鎖後の位置関係に注目し、最外槽が小さい場合に入れ子状になることを見出した。当初より計画していたERESの分子パターンとしてのモデル化は十分進展し、ERES構成分子が集積する安定なドメインの形成する、複数のドメインが独立に安定化する、などERESの特徴を再現するモデルを構築することができた。また、領域に参加したことにより新しい共同研究が発足し、清水重臣教授・桜井一助教らとゴルジ体形態の変化に関する実験を説明するシミュレーション研究が進展したことは、望外の成果である。当初の計画通り、前年度に作成したERESの分子パターンモデルを、三次元膜形態シミュレーターへ実装することで、膜上の分子パターン形成と膜形態の協奏によりどのようなダイナミクスが生成されるか調べる。特にそのダイナミクスがERESの形成と成熟にどのような影響を及ぼすか詳細に調べる。また、前年度より開始された共同研究を進展させ、ストレス応答としてのゴルジ体形態変化を、促進させる物理的要因を調査する。
塩が誘起する液体の新しい階層的秩序

水と有機溶媒の混合溶液に「拮抗的な塩」(親水性のイオンと疎水性のイオンの組み合わせからなる塩)を加えることで、多重膜ベシクル構造やcharge-density-wave構造といった秩序構造が形成されることを確認した。更に、この溶液に流動場を加えると、溶液がゲルのような振舞いを示すことが分かった。このように、低分子のみの成分で構成されるシンプルな混合溶液が、高分子溶液や界面活性剤(石鹸分子)溶液と同様の複雑な挙動を示すことが確認された。申請者らは過去の研究において、水と有機溶媒からなる2成分混合溶液にNaBPh4のような拮抗的なイオン(親水性の陽イオンと疎水性の陰イオン)からなる塩を加えることで、多重膜ベシクルなどの階層構造が自発的に形成されることを見出している(KS, 2009)。この知見に基づき、本研究では、水/有機溶媒/拮抗的塩の混合溶液系で誘起される秩序構造の一般性や熱力学的な起源を明らかにすることを目的とした。その中で、2012年度は下記の3つの成果を得た。(1)水と3-メチルピリジンの混合系中に疎水性の陽イオンと親水性の陰イオンからなる塩であるPPh4Clを加えることで、NaBPh4の場合と同様のナノ構造が形成される、という結果が中性子散乱により明らかになった。この結果と考察を交えて、論文として発表した(K. Sadakane, et al., Chem. Lett., 41, 1075 (2012))。(2)前年度までに水/3-メチルピリジン/NaBPh4混合系で形成されるナノ構造を中性子散乱で調べていたのだが、この秩序構造を説明するための自由エネルギーモデルを構築した。これによると、水/3-メチルピリジン/NaBPh4混合系では、膜の表面に分布するNa+が誘起する長距離の静電斥力と膜内のBPh4-イオンの分布に起因する浸透圧効果が拮抗することで、秩序が安定化されていることが示唆された(K. Sadakane, et al., J.Chem.Phys.,submitting)。(3)水/3-メチルピリジン/NaBPh4混合系で形成されるナノ構造にずり流動場を加えることで、溶液中に高分子ゲルのようなヒモ状構造が形成されることを顕微鏡観察により確認した。更に中性子散乱実験により、このヒモ状構造の詳細を明らかにした。得られた結果の一部を、物理学会(2012年秋季大会)などで発表した。研究代表者は平成23年度、水と有機溶媒の混合溶液に拮抗的なイオン(親水性の陽イオンと疎水性の陰イオン)からなる塩を加えた場合に形成されるメゾ構造に着目し、下記の3点の研究を遂行した。(1)拮抗的な塩が誘起する秩序構造の形成メカニズムについて:水/3-メチルピリジン/NaBPh4からなる混合溶液では、組成比や温度によってラメラ等の秩序が自発的に形成されることがこれまでの研究代表者らの研究により明らかにされている(K. Sadakane, et al., Phys. Rev. Lett., 103, 167803 (2009).)。また、小貫らの理論研究によると、これらの混合溶液中では、溶媒の濃度揺らぎと拮抗的な塩の溶媒和効果がカップルすることで電気二重層構造(イオン対が水/有機溶媒界面に凝集した構造)が形成されることが示唆されている(A. Onuki, J. Chem. Phys.,128, 224704 (2008).)。以上の知見に基づき本研究では、拮抗的な塩が誘起する秩序構造の形成メカニズムを説明するための熱力学モデルを考案し、前年度までに既に得られていた実験結果と比較しながら論文にまとめた。(2)ラメラ相における水/3-メチルピリジン/NaBPh4混合溶液にずり流動場を加えたところ、μmスケールで繊維構造が自発的に形成され、それらが高分子状に絡まることで粘度が急激に上昇することが分かった。このように、高分子等の複雑な成分を含まない溶液においても、条件によってはゲルのような物性を持つ、という新しい結果が得られた。(3)臨界点近傍における水/3-メチルピリジン/NaBPh4混合溶液に対するずり流動場の影響について、小角中性子散乱を用いて調べたところ、流動場の増大と共に臨界指数が2D-Isingから3D-Isingにcrossoverする、という結果が得られた。「研究実績の概要」に示したように、平成23年度は(1)拮抗的な塩が誘起する秩序構造の形成メカニズム、(2)ラメラ相における水/3-メチルピリジン/NaBPh4混合溶液に対するずり流動場の影響、(3)臨界点近傍における水/3-メチルピリジン/NaBPh4混合溶液に対するずり