hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高速X線画像計測によるレーザー爆縮コアダイナミクスの研究

レーザー爆縮コアプラズマの形状や球対称性、流速などのダイナミクスに関する研究では、コアプラズマの持続時間が非常に短い(約100ピコ秒程度)ため、従来のX線フレーミングカメラによる画像計測でこれを直接に時間分解することは不可能であった。筆者らは、この限界を突破すべく、新たにマルチイメージX線ストリークカメラ法(Multi-Imaging X-Ray Streak Camera : MIXS)を用いた時間分解能(1コマの露出時間)10ピコ秒、空間分解能15ミクロンの超高速2次元X線画像計測法を考案・開発し、レーザープラズマ・核融合実験への導入に成功した。これはX線ストリークカメラに画像サンプリングの手法を取り入れるという新発想によるもので、従来のX線フレーミングカメラ法に較べて約1桁もの時間分解能向上が達成され、現在、世界で最も高速のX線画像計測技術となっている。さらに、多チャンネル化やX線分光的手法との組み合わせ、2次元サンプリング法への拡張など、この手法をさらに発展させることにも成功した。これらの新計測技術を爆縮実験に導入し、これまでいかなる方法によっても得られなかったレーザー爆縮コアプラズマ形状の時間的変化を鮮明に時間分解撮影することに成功した。その結果、実験で観測された爆縮コアのダイナミクスを1次元および2次元流体コードによる爆縮シミュレーションと直接比較することが可能となった。特に、スパーク加熱が爆縮最終段階のスタグネーション相の途中で中断しており、その過程がレーザー照射非一様性や流体不安定性などに起因する爆縮ダイナミクスの非一様性に依存することが明らかになるなど、爆縮コアダイナミクス解明のブレークスルーとしてレーザー核融合研究の進展に大きく寄与することが出来た。レーザー核融合における爆縮燃料コアプラズマのホットスパーク部加熱過程を実験的に観測するため、以下のように多チャンネルマルチイメージX線ストリークカメラを開発し、爆縮実験への導入に成功した。1.多重マルチピンホールアレイ結像系と多重スリットカソードの組み合わせによる多チャネルマルチイメージX線ストリークカメラ方を開発した。2.異なるX線スペクトル領域で取得した多チャネルX線画像の信号強度比からマックスウェル分布を仮定してプラズマの電子温度を求める計算ソフトを開発した。3.本手法を阪大レーザー研における爆縮核融合実験に導入し、爆縮コアプラズマの多チャネル高速時間分解2次元X線画像データの取得に成功した。4.実験データから爆縮コアプラズマの時間分解2次元電子温度分布の導出を行った。5.2次元シミュレーションコードの結果からX線画像データを出力し、測定結果との対比を開始した。6.本手法をさらに発展させるべく、高分解分光マルチイメージX線ストリークカメラ法(M-MIXS)、および2次元画像サンプリングX線ストリークカメラ法(2D-SIXS)を開発し、実験的デモに成功した。以上の成果をふまえた上で次年度においては、コアプラズマの温度分布の時間的変化に関する測定結果を2次元シミュレーションの結果と本格的に対比し、ホットスパーク部加熱のダイナミクスを解析し、照射レーザー光の一様性との関係を明らかにし、さらにその改善手法を導入して爆縮性能の向上を試みる。筆者らは、この限界を突破すべく、新たにマルチイメージX線ストリークカメラ法(Multi-Imaging X-Ray Strak Camera:MIXS)を用いた時間分解能(1コマの露出時間)10ピコ秒、空間分解能15ミクロンの超高速2次元X線画像計測法を考案・開発し、レーザープラズマ・核融合実験への導入に成功した。

これはX線ストリークカメラに画像サンプリングの手法を取り入れるという新発想によるもので、従来のX線フレーミングカメラ法に較べて約1桁もの時間分解能向上が達成され、現在、世界で最も高速のX線画像計測技術となっている。さらに、多チャンネル化やX線分光的手法との組み合わせ、2次元サンプリング法への拡張など、この手法をさらに発展させることにも成功した。これらの新計測技術を爆縮実験に導入し、これまでいかなる方法によっても得られなかったレーザー爆縮コアプラズマ形状の時間的変化を鮮明に時間分解撮影することに成功した。その結果、実験で観測された爆縮コアのダイナミクスを1次元および2次元流体コードによる爆縮シミュレーションと直接比較することが可能となった。特に、スパーク過熱が爆縮最終段階のスタグネーション相の途中で中断しており、その過程がレーザー照射非一様性や流体不安定性などに起因する爆縮ダイナミクスの非一様性に依存することが明らかになるなど、爆縮コアダイナミクス解明のブレークスルーとしてレーザー核融合研究の進展に大きく寄与することが出来た。
植物における硝酸同化系の機能発現とその制御

本総合研究においては以下の四つの主要課題について研究を行った。1.硝酸還元酵素(NR)、亜硝酸還元酵素(NiR)のcDNAクロ-ニングと構造遺伝子の解析。イネの葉と根から単離したmRNAからcDNAライブラリ-を作成し、NiRのDNAクロ-ンを得た。さらに、この塩基配列を決定した(井田)。ホウレンソウ培養細胞から調製されたcDNAライブラリ-を用いてNRに対するcDNAクロ-ンを単離し、その構造を解析した。その構造と他起源のNRcDNA構造との比較から、NRたんぱく質中のドメイン構造の普遍性を推定した(中川)。2.NR、NiRの遺伝子発現機構および活性調節機構の解析。根および葉のNRを精製し、生化学的、免疫学的な違いを検討し、根のNAD(p)H:NRとNADH:NRは異なるたんぱく質であると推定した(王子)。NRの誘導とその活性維持に、光、温度、アンモニウムイオンが影響し、また硝酸イオン、光により増加するポリソ-ム中にmRNAがあることを確認した。3.細胞膜における硝酸イオン輸送たんぱく質の検索、分離および遺伝的解析。イネの種子に突然変異処理を行い、約6万個体から数個体の有望な硝酸吸収変異体を得た(長谷川)。ラン藻の硝酸イオン輸送に関与する細胞質膜性たんぱく質遺伝子の塩基配列を解析し、そのたんぱく質の一次構造を明かにした。(小俣)。ラン藻の細胞膜を水性二層分配法により得、ATPア-ゼ、プロティンキナ-ゼ活性を検出した(大森)。4.植物への硝酸イオンの取り込みと植物体内での挙動。イネ幼植物の硝酸イオンの体内への吸収能は、培地中の硝酸イオンの濃度により変化することを明かにした(有馬)。イネ篩管中のアミノ酸組成は、吸収窒素の形態に応じて変化すること、篩管中を流れる窒素は24時間以内に吸収されたものであることを明かにした(林、熊沢)。(小俣)。今年度は以下の四つの主要課題について研究を行った。1.硝酸還元酵素、亜硝酸還元酵素のcDNAライブラリーの作製。ホーレンソウの培養細胞からλgt-11を用いてcDNAライブラリーを作製した。抗ホウレンソウ硝酸還元酵素抗体およびcDNAをプローブとして、最長1.8kbpの硝酸還元酵素cDNAクローンを単離した。このcDNAの部分塩基配列を決定したところ、シロイヌナズナにおける配列と高い相同性を示した(中川)。イネ幼植物からcDNAを作製した。ホウレンソウの亜硝酸還元酵素をプローブとして、イネ亜硝酸還元酵素のクローニングを行った(井田)。2.硝酸還元酵素の精製と解析。オオムギ幼植物根の硝酸還元酵素をブルーセファロースにより精製した。この酵素はNADPHを有効利用できる。酵素反応の結果、NADPH酸化量と等量の亜硝酸およびNADP^+が生成した(王子)。硝酸還元酵素の暗誘導機構について解析を行った(山本)。3.硝酸イオン取り込み能欠失細胞の調整。イネ3品種の種子に突然変異原処理を行い、M_2種子を得た。それらの種子から、塩素酸抵抗性、硝酸感受性個体を選抜した(長谷川)。らん藻のAnacystis nidulansR_2の細胞膜に存在する45KDたんぱく質が硝酸イオンの輸送に関与してることを明らかにした(小俣、大森)。4.イネにおける硝酸イオン取り込み量、還元同化量、移行量の検討。

イネ幼植物の硝酸イオンの体内への吸上げ能は、培地のNO_3^-濃度、体内平均硝酸イオン濃度と単純な比例あるいは反比例関係にはないことを明らかにした(有馬)。イネ篩管中の硝酸イオン濃度は5-10mMであり、光照射により減少した。イネ篩管中の窒素は24時間以前より吸収されたものであることが明らかとなった(熊沢、林)。硝酸還元酵素(NR)、亜硝酸還元酵素(NiR)の遺伝子に関しては、イネの葉を根から単離したmRNAからcDNAライブラリ-を作成し、抗体法によるクロ-ニングを行った。0.5kbpのNiRのDNAクロ-ンを得、この塩基配列を決定した(井田)。またホウレンソウ培養細胞から調製されたcDNAライブラリ-を用いて、NRに対するcDNAクロ-ンを単離し、その構造を解析した(中川)。酵素の活性調節機構に関しては、NRの誘導と活性の維持に光、温度、アンモニウムイオンが影響すること、硝酸イオンおよび光により増加するポリソ-ム中にNRを作るmRNAがあることを明らかにした(山本)。また、根のNAD(P)H:NRと根および葉のNADH:NRの免疫学的な相違を見出した(王子)。硝酸イオン輸送たんぱく質の検索、分離、遺伝的解析に関しては、イネにおける硝酸イオン吸収欠失突然異体の選抜を行い、その特性調査を行った。約6万個体の調査から有望な数個体が得られた。またイネ品種間で硝酸吸収の温度依存性に関する品種間差異を明かにした(長谷川)。ラン藻Synechococcus PCC7942の硝酸イオン輸送に関与する45kDたんぱく質遺伝子の塩基配列を分析し、その一次構造を明かにした。また、45kDたんぱく質遺伝子の上流側に亜硝酸還元酵素の遺伝子があることを見出した(小俣)。ラン藻から水性二層分配法により、ATPア-ゼ活性,プロティンキナ-ゼ活性を示し、クロロフィルを含まない細胞膜を得た(大森)。植物への硝酸イオンの取り込みと植物体内での挙動に関してイネ幼植物を低硝酸イオン濃度(0.7mM)から高濃度(3.5mM)に移すと、吸収量が増加するだけでなく、不溶性画分への同化割合も増加することを明かにした(有馬)。イネ節管液中の主な窒素化合物であるアミノ酸の組成は、吸収窒素の形態に応じて変化すること、篩管中を流れる総窒素の約60%が24時間以内に吸収されたものであることを明らかにした(林、熊沢)。
偏光方式3D映像による実験操作・郷土の自然調査法のコンテンツ制作と実証授業の研究

目的意識を持った観察・実験を行わせるためには,仮説を立てさせたり,討論させたりする時間が必要となり,観察・実験方法の説明時間の確保が難しくなってきている。そこで,3D映像による観察・実験方法の説明を行ったり,疑似的な郷土の自然体験による動機づけを強化したりすることによって以上の問題を解決しようとした。3D映像といっても様々な方式がある。以下の検討結果より,直線偏光によるReal-D方式を採用した。(1)Real-D方式は,アナグリフ方式と異なり,生徒の色盲・色弱に配慮する必要がない。(2)Real-D方式は,片眼の生徒には2Dとなり,新たな差別を生まない。(3)3Dコンテンツの投影・コンテンツ作成を安価,簡単に導入できるため,他の学校で実施可能である。3Dコンテンツは,次の方法で作成・投影した。(1)2台のビデオカメラで撮影した映像をコンピュータにそれぞれ保存し,動画編集ソフトでサイド・バイ・サイド配置に合体した。投影は,1台のコンピュータよりデュアルディスプレイ接続してサイド・バイ・サイド配置を2系統に出力した。(2)2眼デジタルカメラで静止画や動画を撮影し,付属のソフトで,左右セパレート方式の2つのファイルに分けてコンピュータに保存した。その後,(1)と同様の手順でコンテンツを作成して出力した。実証授業は,「生物の変遷と進化」と「化学変化と原子・分子」の単元で行った。質問紙調査や生徒観察,生徒のポートフォリオより,肯定的な評価が得られ,次に示す効果が明らかになった。(1)奥行きまで再現されるのでイメージが形成されやすく,実験操作の細かな部分もはっきりとわかる。(2)3Dコンテンツにより現実感が増し,学習意欲が高まる。実践を通して,身近な科学的な現象に目を向けさせることに一定の効果をもたらした。学習内容の定着が図られる一方で,発展的な内容に対して好奇心を満足させている生徒の変容も明らかになった。
二液相界面電析法による金属超薄膜の製造とその成長機構の解明

金属塩水溶液と有機液体からなる二液相界面で電析を行なうと,析出物が界面に沿って薄膜状に優先成長する成長形態が観察される.この特異な成長形態は,界面近傍での濃度減少が引き起こしている物質輸送をともなう溶液流が影響していると考えられる.そこで,本年度は,前年度に試みた溶液流の光学的可視化技術の確立を目指した.すなわち,前年度に行なったシャドウグラフ法に加えて,シェリーレン法およびマッハツェンダー干渉計による光学的可視化ができるようにした.その結果,シャドウグラフ法のみでは不充分であった界面近傍の濃度変化,密度変化をより明確に観察できた.つぎに,この技術を応用して,実際に薄膜成長時の溶液流を側面部,上部より観察し,溶液流の3次元挙動を明らかにすることで,薄膜成長との関連性を検討した.実験は,酢酸ブチル/硫酸亜鉛水溶液界面において亜鉛薄膜を一方向成長させ,その成長過程を調べた.シェリーレン法では,側面から観察すると,白金線直下に引き込むような大きな流れが見られ,薄膜が成長すると成長先端部でうず流が確認できた.上部から観察すると,電析開始と同時に成長方向へ押し出すような溶液流が顕著に見られた.薄膜成長にともない,溶液流の発生位置も移動し,薄膜先端部で溶液を押し出す動きと引き戻す動きが見られ.溶液を薄膜先端部に供給するような流れが確認できた.また,薄膜先端部の形態に対応した溶液流の変化も見られた.マッハツェンダー干渉計では,界面近傍の密度勾配を観察でき,これが溶液の対流の原因であることがわかった.これらのことから,薄膜の成長形態と溶液流れに密接な関連性があることが明らかになった.本年度は,二液相界面における金属薄膜の優先成長機構を検討するために,シャドウグラフ法による界面近傍の溶液流の光学的可視化,および溶液流を定量的に評価するためのレーザー干渉光学的可視化装置の設計と製作を行った.二液相界面電析法では電解質溶液とそれとは混じらない有機液体の液液界面(二液相界面)を反応場として電析するが,なぜ薄膜が二液相界面に優先成長するかと,いうことが明らかにされていなかった.界面方向に優先成長するためには,その成長先端に優先的に反応物質が供給されなければならない.そこで,実際に二液相界面電析法で金属薄膜が成長するとき,反応物質がどのように成長先端に供給されるかを溶液流を観察することにより行った.銅薄膜で実験を行う前に,これまでの研究から製膜条件がかなり明らかになっている亜鉛薄膜で実験を行った.その結果,酢酸ブチル/硫酸亜鉛水溶液の界面において,亜鉛薄膜の成長先端に向かってマランゴニ対流と考えられる特異な溶液流が観察された.また,電位の印加によってその対流が高速になることがわかった.すなわち薄膜の界面成長先端に対して高速に高濃度の溶液が供給され、それによって正帰還的に薄膜が界面成長すること,電圧の増加にともなって成長先端により高速に反応物質が供給されるために,薄膜の成長速度が速くなることを明らかにした.しかし,これまでに行ったシャドウグラフ法では溶液流の発生原因となる界面近傍の濃度変化,密度変化などを定性的に解析するのみで,定量的な評価をすることができなかった.そこで,これらを定量的に評価するために,レーザー干渉法による光学的可視化を行うための装置を設計,製作した.具体的には,シュリーレン法およびマッハツェンダー干渉計を二液相界面電析法に適用できるように装置製作を行った.現在光学系の調整中であり,次年度から界面近傍の溶液流の定量的可視化に適用する.金属塩水溶液と有機液体からなる二液相界面で電析を行なうと,析出物が界面に沿って薄膜状に優先成長する成長形態が観察される.この特異な成長形態は,界面近傍での濃度減少が引き起こしている物質輸送をともなう溶液流が影響していると考えられる.そこで,本年度は,前年度に試みた溶液流の光学的可視化技術の確立を目指した.すなわち,前年度に行なったシャドウグラフ法に加えて,シェリーレン法およびマッハツェンダー干渉計による光学的可視化ができるようにした.その結果,シャドウグラフ法のみでは不充分であった界面近傍の濃度変化,密度変化をより明確に観察できた.つぎに,この技術を応用して,実際に薄膜成長時の溶液流を側面部,上部より観察し,溶液流の3次元挙動を明らかにすることで,薄膜成長との関連性を検討した.実験は,酢酸ブチル/硫酸亜鉛水溶液界面において亜鉛薄膜を一方向成長させ,その成長過程を調べた.シェリーレン法では,側面から観察すると,白金線直下に引き込むような大きな流れが見られ,薄膜が成長すると成長先端部でうず流が確認できた.上部から観察すると,電析開始と同時に成長方向へ押し出すような溶液流が顕著に見られた.薄膜成長にともない,溶液流の発生位置も移動し,薄膜先端部で溶液を押し出す動きと引き戻す動きが見られ.溶液を薄膜先端部に供給するような流れが確認できた.また,薄膜先端部の形態に対応した溶液流の変化も見られた.マッハツェンダー干渉計では,界面近傍の密度勾配を観察でき,これが溶液の対流の原因であることがわかった.これらのことから,薄膜の成長形態と溶液流れに密接な関連性があることが明らかになった.
生体免疫染色法の確立とその臨床応用に関する基礎的研究

1)生体免疫染色法に関する基礎的検討抗EMA抗体および抗CEA抗体を用い消化管の切除新鮮標本から小組織片を採取し、免疫組織化学的染色に供し新鮮標本のまま、種々条件下に通常のABC法による免疫組織化学的染色を行い、染色性を検討した。食道粘膜においては抗原抗体反応を発現させ、充分な発色を得ることに成功した。さらに胃粘膜においては、粘膜洗浄を併用することにより部分的に抗原抗体反応を発現させ得ることを確認した。2)胃粘液除去を目的とした前処置法の検討通常内視鏡観察において支障となる胃粘液を除去する目的で,一般的には蛋白分解酵素あるいは界面活性剤を用いているが,組織学的に粘液層の評価を行った報告はなく、前処置をした群としなかった群で健常者を対象に生検標本における胃粘液層の厚さを測定したところ,前処置施行群で若干ではあるが粘液層の減少を認めた.生体染色にも障害となるであろう胃粘液層の除去にはどのような条件が望ましいかを検討中である.ラットを用いた生体免疫染色ヒト大腸癌担癌ヌードマウスの腫瘍部を麻酔下に露出させ,既に交叉反応があることが確認されている抗CEA抗体,抗MUC-1抗体を生体条件のまま反応させたところ,一部ではあるが反応を確認した.また,ラット消化管に反応性の確認されているサイトケラチン17を用い,同様に麻酔下に大腸粘膜面を露出させ反応を施したところ,エタノール処理を行った切片で抗原抗体反応が起こっていることを確認した.1)生体免疫染色法に関する基礎的検討DAKO社製抗Epitherial Membrane Antigen(EMA)抗体(以下抗EMA抗体)および抗Carcinoemboryonc Antigen(CEA)抗体(以下抗CEA抗体)を用い消化管の切除新鮮標本からの小組織片を採取し、免疫組織化学的染色に供し新鮮標本のまま、種々条件下に通常のABC法による免疫組織化学的染色を行い、染色性を検討した。通常の免疫組織化学的染色法では染色不能であった。しかし、通常の方法を省略する事により食道粘膜においては抗EMA抗体を用い抗原抗体反応を発現させ、充分な発色を得ることに成功した。さらに胃粘膜においては、粘膜洗浄を併用することにより抗EMA抗体を用い部分的に抗原抗体反応を発現させ得ることを確認し、国内学会(第82回日本消化器病学会総会1996年4月19日神戸)および国際学会(10th APCGE/7th APCDE Abstracts 498,1996,13th APCC Abstracts 514,1996)において報告した。2)生体粘膜における抗原抗体反応(免疫組織化学的染色)の阻害要因およびその除去方法の検討。すでに抗原抗体反応を発現し得た方法を用いても染色性が確認できない症例を認め、その阻害要因を検討した。食道粘膜においては症例間で差を認めなかったが、胃粘膜においては同じ条件でも染色性に差を認めた。その要因として粘膜の萎縮の程度および粘液量により染色性が異なることを認めた。このことより粘膜表面の粘液を除去する方法を検討中である。2)胃粘液除去を目的とした前処置法の検討通常内視鏡観察において支障となる胃粘液を除去する目的で,一般的には蛋白分解酵素あるいは界面活性剤を用いているが,組織学的に粘液層の評価を行った報告はなく、前処置をした群としなかった群で健常者を対象に生検標本における胃粘液層の厚さを測定したところ,前処置施行群で若干ではあるが粘液層の減少を認めた.生体染色にも障害となるであろう胃粘液層の除去にはどのような条件が望ましいかを検討中である.ラットを用いた生体免疫染色ヒト大腸癌担癌ヌードマウスの腫瘍部を麻酔下に露出させ,既に交叉反応があることが確認されている抗CEA抗体,抗MUC-1抗体を生体条件のまま反応させたところ,一部ではあるが反応を確認した.また,ラット消化管に反応性の確認されているサイトケラチン17を用い,同様に麻酔下に大腸粘膜面を露出させ反応を施したところ,エタノール処理を行った切片で抗原抗体反応が起こっていることを確認した.
南北朝隋唐期の道教の教理体系の解明と道教用語の収集・整理

道教は一人の教祖によって創唱された宗教ではなく、由来を異にする種々の道流が複合してできた宗教であるために、道教の教理研究は各道流の教理の歴史的展開を解明することから始めなければならなかった。道教の基本形態が形成される東晋・劉宋期を中心に、天師道・葛氏道・上清派の教理を考察し、これらの道流に共通する教理として終末論にあることが明らかとなった。道教の終末論とは、近い将来にこの地上の世界に大災が発生して天地は崩壊し、地上のすべての悪人は死滅するが、善人である種臣と種民は生き残って、終末後の太平の世で金闕後聖帝君(真君)に見えることができる、という思想であるが、道教の根本聖典である霊宝経と上清経がこの終末論を背景にして形成されたこと、更にこれらの道典で説かれるさまざまな修道法や宗教儀礼が終末後の太平の世まで生き長らえる種臣や種民になるためのものであることが解明された。これらの研究成果は三篇の論公文(「東晋期の道教の終末論」・「上清経と霊宝経の終末論」・「劉宋期の天師道の終末論」)にまとめられて刊された。更に、これらの論文と、六朝時代の天師道と葛氏道の道典及び教理の研究とを合わせて『六朝道教史研究』という一書にまとめ、創文社の東洋学叢書として出版した。また、道教の修道論の研究として、道教の存思法と仏教の止観法との比較研究、更に道教儀礼の研究として、道教の懴悔法及び〓祭儀礼と仏教の懴悔法との比較研究を行ない、その成果の一部を日本印度学仏教学会第42回学術大会で研究発表し、それを同学会誌40巻に掲載する予定である。道教用語の収集は神格と存思法に関する語を中心に行なったが、今後はそれらを整理して更に研究を進めたいと考えている。六朝隋唐期に編纂された上清経と霊宝経を中心に、そこに現われている道教の宇宙論・世界観に関する資料を収集し、それらを思想史的観点から分析した。その結果、東晋の後半期に先ず上清派の人々によって終末論が唱えられ、その後、東晋末期には葛氏道お天師道の道士たちも終末論を説くようになり、東晋末期から南朝梁に至る間、道教徒たちの間で終末論が広く信じられていたことが明らかとなった。道教の終末論とは、近い将来にこの地上の世界に大災が発生し、天地は崩壊し、地上のすべての悪人は死滅するが、善人である種民(種臣・種人)のみが生き残って、終末後の太平の世で金闕後聖帝君(聖君・真君)にまみえることができる。という思想である。この終末論は前漢の劉〓が作成した三統暦にいう陽九・百六の歳災の思想と仏教の劫災の思想とに基づいて形成されたものであるが、終末論の形成の歴史的経緯とその思想の構造が解明されたことによって、道教の宇宙論・世界観の形成の過程とその構造が明確になった。道教の三十六天説も仏教の宇宙論を模倣して形成されたものであるが、三十六天のなかの四種民天は劉宋末・南斉初の天師道が終末論に立脚して案出したものであることも、本研究によって解明された。

また、終末論は上清経や霊宝経の作成にも関連しており、道教の主要な教典である上清経と霊宝経は東晋・劉宋期の終末論を背景にして形成されたものであることが明らかになった点も、本研究の成果である。以上の研究成果は三篇の論文にまとめられており、そのうちの二篇は既に公刊されたが、残りの一篇も引き続いて公表する予定である。今後は、上清経と霊宝経を中心に、道教の修道論を分析する予定である。本年度は六朝時代に編纂された上清経と霊宝経のなかから、体内神の神格名をカ-ドに採集し、更に存思法という修道法に関わる資料を経典ごとに収集し、それらに句読点と訓点を附してファイルに整理する、という作業を行った。体内神及び存思法に関する資料には難解なものが多く、その読解に多くの時間を割かざるを得なかったために、本年度に予定していた体内神及び存思法についての思想史的考察と、仏教の止観法との比較研究を行うには至らなかった。これらの研究は次年度に期したい。尚、本年度は昨年度の研究成果の一部を補正して、「上清経と霊宝経の終末論」という論文にまとめ、『東方宗教』(日本道教学会編)第75号に発表した。更に、これまでの道教研究を集大成して、『六朝道教史研究』という一書にまとめ、創文社(東京)の東洋学叢書の一巻として上梓すべく、既に入稿した。この『六朝道教史研究』には昨年度と今年度の研究成果の一部が含まれている。本年度は六朝隋唐における道教の存思法と仏教と止観法、及び道教の〓斎の儀礼と仏教の懺悔法に関する資料を収集し、道教と仏教の修道法と儀礼に関する類似点と相違点について比較検討を行った。その成果の一部として、天台智〓の法華懺法・方等懺法・観音懺法・金光明懺法等の懴法儀礼において重要な地位を占めている「奉請三宝」の儀式が、道教の〓祭の儀礼を模倣して形成されたものであることが明らかにされた。この研究成果により、これまでほとんど未解明のままに残されてきた。中国仏教の形式と発展に与えた道教の影響が一部分なりとも具体的に明らかにされ、今後の中国仏教の研究にも新しい視点を提供することになった。本研究の成果の一部は平成3年7月20日・21日に開催される日本印度学仏教学会第42回学術大会において発表される予定である。また、研究代表者の過去10年間にわたる道教研究の成果をまとめた『六朝道教史研究』が創文社より東洋学叢書の1冊として平成2年11月30日に公刊された。本書には昭和63年度の研究成果「東晋期の道教の終末論」と「劉宋期の天師道の終末論」、平成元年度の研究成果「上清経と霊宝経の終末論」が補正を加えられて収められている。更に、本書の索引は書名・人名・神名・事項から構成されており、道教事典のない現在、それに代わり役割を果たすことを意図して作成されており、道教研究者に大いに役立つものと考えられる。
日本統治時期台湾における司法を通じた慣習批判と台湾社会の抵抗

日本統治時代の台湾において、慣習法の尊重が基本方針とされ、その結果、対話に伝統的に存在してきた一夫多妻制度は司法の場においても合法とされた。しかし、日本人裁判官多くはこの旧慣に対して否定的な態度をとり、判決の中でこれを批判してきた。このような判決の影響が台湾の慣習に対して影響を与えたのか、すなわち判決によって社会が変化したのかどうかを解明していこうとした。台湾の図書館に保存されている族譜を調査することによって、この課題についての回答を求めた。これまで調査した族譜では、直接的な影響は見られなかったが、しかし、1920年代ころから族譜に妾という記載が次第に少なくなっていくように思われる。新竹地区の李氏家乗という族譜では相当数の妾と判断される女性が記録されているが、このころから少なくなっていくからである。他方、なにゆえに妾が公認されていたのかについては、男系家族の維持という従来言われてきた要因だけでなく、女性の労働の場の確保の困難性、死後の安住の地としての墓地の確保といった要因をまとめることができた。その一部は、「地域文化としての伝統中国・台湾における一夫一妻多婦制度の意味」(地域文化学会会報30号、2018年10月)と題して公表した。また、「伝統台湾社会における華人の死生観とその反映として慣習法」(地域文化学会第227回月例研究会、2018年10月)と題する口頭報告を行った。族譜の収集は、主として台湾の図書館において行ったが、膨大な分量の族譜が残されていることから、その全容の解明までには至らなかった。この点については、次年度以降も継続して調査を進める。族譜の収集と分析を行った。本年度主な分析対象としたのは、新竹の李氏家乗、宜蘭の陳氏族譜、台南の安平高氏族譜である。それぞれ台湾の異なる地区を代表する族譜であることから、地域差があるかどうかを考慮した上でこれらを分析対象とした。台北市の族譜は前年度に陳悦記族譜を分析し終えている。対象とした族譜はいずれも膨大なものであり、その分析に相当の時間を要したが、その一部は地域文化学会第227回月例研究会において、「伝統台湾社会における華人の死生観とその反映として慣習法」(2018年10月)と題して報告した。これを論文としてまとめ、同学会の機関紙「地域文化研究」に投稿した。台湾の図書館に保存されている族譜は膨大な量に上るので、その収集と分析に努める。日本統治時代の裁判所の判決が実際の台湾社会の慣習にどのように影響を与えたかという視点からの研究は、日本においても台湾においても全く行われていないので、研究成果を世に問う意味は大きいと考え、実証的な研究を継続して行っていく。台湾における族譜の調査を行い、その中から複数の配偶者を擁している記録を抽出し、一夫多妻の実態を確認する作業を行い、日本統治時代の進展に伴ってその慣習がいつごろから減少していくかを確認する作業を進めた。この作業の意味は、本研究課題の中核を為す司法判断の社会への影響という観点から、一夫多妻制度に批判的な見解を提示してきた裁判所の見解が、社会にどのように浸透していったか、換言すれば司法判断が台湾社会の慣習をどのように改変していったかを確認することにある。本年度は、主として夏期休暇、春期休暇を利用して台湾北部の祭祀公業「陳悦記」族譜、台湾南部の安平高氏族譜、台湾東部の宜蘭陳氏族譜の調査を終えることができた。いずれも台北市近郊の国立台湾図書館に所蔵されている資料を利用した。膨大な量が残されている族譜のごく一部ではあるが、台湾の代表的な地域を対象として比較的まとまった形で残されている資料であることから、これらを調査対象とした。分析を終えたのは「陳悦記」の族譜であり、その結果は、論文として発表した。分析方法としては、複数の配偶者が記録されている記事を基に2番目の配偶者が後妻であるか、妾であるかを確認するために夫の死亡後も複数の配偶者が生存しているかどうかを確認することとした。夫の死亡後も複数の配偶者が生存していれば、一方は妾であると考えられるからである。このような手法により、族譜の中から複数の配偶者が生存している41件の事例を抽出して、1900年頃から複数の配偶者の記録が少なくなり、妾の存在も少なくなっていくことを確認した。日本統治の進展に伴い、司法の判断してきた一夫多妻制は好ましいものではないという判断が、社会にも浸透しつつあったことを確認することができた。日本統治下において保護されたはずの旧慣ト呼ばれた慣習の1つである妾制度が、実際には減少しつつあったということができた。本年度は、国立台湾図書館に架蔵されている台湾各地の族譜を調査し、その中から複数の配偶者を記録している記事を抽出し、分析することを主課題とした。族譜の中には、複数の配偶者を記録していてもその生没年を記録しないものも多数あり、いずれの族譜を主要な研究対象とするかの決定に調査時間の多くをさいた。幸い、「陳悦記」などの族譜に相当詳細な記録が残されているので、これを利用して論文を書くことができた。その意味で、本年度の調査、分析はおおむね順調に進捗したと評価している。

日本統治時代の台湾において、慣習法の尊重が基本方針とされ、その結果、対話に伝統的に存在してきた一夫多妻制度は司法の場においても合法とされた。しかし、日本人裁判官多くはこの旧慣に対して否定的な態度をとり、判決の中でこれを批判してきた。このような判決の影響が台湾の慣習に対して影響を与えたのか、すなわち判決によって社会が変化したのかどうかを解明していこうとした。台湾の図書館に保存されている族譜を調査することによって、この課題についての回答を求めた。これまで調査した族譜では、直接的な影響は見られなかったが、しかし、1920年代ころから族譜に妾という記載が次第に少なくなっていくように思われる。新竹地区の李氏家乗という族譜では相当数の妾と判断される女性が記録されているが、このころから少なくなっていくからである。他方、なにゆえに妾が公認されていたのかについては、男系家族の維持という従来言われてきた要因だけでなく、女性の労働の場の確保の困難性、死後の安住の地としての墓地の確保といった要因をまとめることができた。その一部は、「地域文化としての伝統中国・台湾における一夫一妻多婦制度の意味」(地域文化学会会報30号、2018年10月)と題して公表した。また、「伝統台湾社会における華人の死生観とその反映として慣習法」(地域文化学会第227回月例研究会、2018年10月)と題する口頭報告を行った。族譜の収集は、主として台湾の図書館において行ったが、膨大な分量の族譜が残されていることから、その全容の解明までには至らなかった。この点については、次年度以降も継続して調査を進める。族譜の収集と分析を行った。本年度主な分析対象としたのは、新竹の李氏家乗、宜蘭の陳氏族譜、台南の安平高氏族譜である。それぞれ台湾の異なる地区を代表する族譜であることから、地域差があるかどうかを考慮した上でこれらを分析対象とした。台北市の族譜は前年度に陳悦記族譜を分析し終えている。対象とした族譜はいずれも膨大なものであり、その分析に相当の時間を要したが、その一部は地域文化学会第227回月例研究会において、「伝統台湾社会における華人の死生観とその反映として慣習法」(2018年10月)と題して報告した。これを論文としてまとめ、同学会の機関紙「地域文化研究」に投稿した。研究第2年度以降、次のように研究を進めていく。第1は、既に採集を終えた族譜である安平高氏族譜及び宜蘭陳氏族譜の分析を進めることである。第1年度に分析した「陳悦記」族譜は台湾北部のものであるのに対し、高氏は台湾南部、陳氏は台湾東部の一族の記録であることから、司法判断が台湾の各地域にどのように浸透しているかを比較検討する上で恰好の素材となり得るからである。第2は、従前と同様に国立台湾図書館において既に採集したもの以外の族譜を調査収集し、分析することである。なお、台湾の様々な一族の族譜は、一族の源流が中国大陸福建省、広東省にあるものが大半であり、その収集は広東省広州図書館など中国大陸の研究機関、資料館においても進められている。一夫多妻制度が族譜にどのように反映されているかを確認する上で、台湾の族譜では削除されている記録が中国大陸の族譜で残されていることもあるので、必要に応じ、両者の比較検討も作業として行う。第3に、これらの作業と並行しつつ基本課題である、日本統治の進展に伴って、司法判断が台湾社会に浸透したか否か、旧慣保護という原則が変化していったのかどうかを判断するための基礎作業としての論文を作成していく。なお、資料の多くが台湾、中国大陸に残されている関係上、夏期休暇等を利用して出張調査を進める。
iPS細胞を用いたホルモン産生機序の解明

下垂体前葉は脊椎動物に共通の組織であり、生命機能を維持に不可欠な6種類のホルモンを産生している。下垂体の機能低下は、様々な生体異常をきたす内分泌疾患となることから、ホルモン産生機構の解明は重要な研究課題である。本研究では、iPS細胞をホルモン産生細胞に分化誘導することで、下垂体前葉の発生機序を解明すること目指した。本研究の成果として、下垂体前葉の発生過程において重要な役割をもつ複数の遺伝子の発現が確認された。しかし、ホルモン産生には至らなかったことから、さらなる分化誘導の条件検討が必要である。表記課題を達成するための平成20年度の期間で、下記のような実験を進めた。(1)Prop-1の結合する塩基配列を同定するために、胎齢13.5日のラット胎仔の下垂体原基の細胞分画を作製した後、抗Prop-1抗体と反応させることでクロマチン免疫沈降を行った。Prop-1が結合するDNA配列をクローニングし、その塩基配列を決定した。またネガティブコントロールとして抗Prop-1抗体の代わりに非免疫血清を用いることで、同様の操作を行った。(2)ホルモン産生細胞に分化誘導するためのまず、iPS細胞の培養、維持する条件を検討した。マウスiPS細胞は京都大学再生医科学研究所の山中伸弥によって樹立されたiPs-MEF-Ng-20D-17細胞を使用した。フィーダー細胞は、マイトマイシンC処理を施したSNL76/7細胞を使用した。iPS細胞は、DMEM-15%FBSにて培養し、その特性を維持した培養ができているかをアルカリフォスタファーゼ染色、さらに幹細胞マーカーの免疫染色により適宜確認することとした。(3)ips細胞への遺伝子導入の条件を検討し、トランスフェクション条件を決定した。(4)マウスProp1cDNAを組み込んだ発現ベクターmProp1/pcDNA3.1Zeo(+)およびネガティブコントロールとしてpcDNA3.1Zeo(+)をiPS細胞にそれぞれトランスフェクションした後、Embryoid Body (EB)をDMEM-15%FBS LIF(-)中にて4日間培養することで作成した。作成したEBをDMEM FBS(-)LIF(-)中にて12日間接着培養した。その後、cDNAを作成し、Real-time PCR法によりホルモン産生細胞形成に重要な遺伝子群の発現を調べた。(5) ips細胞が下垂体細胞に分化しているかを可視化できるようにレポーター遺伝子を細胞に導入し株化することを計画した。まずレポーターベクターを導入する際に必要な薬剤耐性型SNL76/7細胞を作成した。また、同時にレポーターベクターを作成している。表記課題を達成するための平成21年度の期間で、下記のような実験を進めた。(1)神経細胞に分化することが知られているレチノイン酸(RA)および神経系細胞への分化作用のあるB27を用いてホルモン産生細胞が作製できるのか試みた。まず、iPS細胞をDMEM-15%FBS LIF(-)中にて24時間浮遊培養することでEmbryoid Body(EB)を作製した。その後、EBをDMEM-15%FBS LIF(-)に10^<-7>MのRAを加えた区そして無添加の区に分け、72時間浮遊培養を行い、これらをEB4dayRA+もしくはEB4dayRA-とした。その後、これらを接着培養により分化誘導を試みた。接着培養は、DMEM FBS(-) LIF(-)中に10^<-8>M RA、1xB27と10^<-8>M RA、そして無添加の3区に分け8日間行った。解析は経時的にcDNAを作成し、ホルモン産生細胞形成に重要な遺伝子群の発現をReal-time PCR法もしくは蛍光免疫染色により調べた。その結果、下垂体においても強く発現しているNestinおよびs100が発現していることが明らかになったが、その他のホルモン産生細胞の特徴を示す遺伝子の発現は確認できなかった。(2)口腔上皮に由来する下垂体は神経系細胞群との複雑な相互作用を経て形成される。(2)では明らかにEB4dayRA+においてNestinが強く発現していたことから神経系細胞の前駆体が含まれている一方で、EB4dayRA-では特定の分化が起きていないと考えた。そこで、EB4dayRA+とEB4dayRA-の間で起こる相互作用によりホルモン産生細胞を含む細胞群が分化誘導できるか試みた。(2)の方法に従ってEB4dayRA+もしくはEB4dayRA-を作製し、これらを同数程度混和させ、接着培養を行うことで分化誘導を試みた。コントロールとしてEB4dayRA+およびEB4dayRA-をそれぞれ用意した。

接着培養は、DMEM FBS(-)LIF(-)中に1xB27および10^<-8>MRA、そして無添加の2区に分け8日間行った。解析は各区について経時的にcDNAを作成し、ホルモン産生細胞形成に重要な遺伝子群の発現をReal-time PCR法もしくは蛍光免疫染色により調べた。その結果、EB4dayRA+とEB4dayRA-を混和させた区では、Nestinおよびs100に加え、下垂体の発生に重要なLhx3が発現していることが確認された。一方でその他のホルモン産生細胞の特徴を示す遺伝子の発現は確認できなかった。
プロテインチロシンフォスファターゼが調節するチロシンキナーゼのクローニング

1.Co-precipitation,Western blot analysis:In VitroでのHCKとYopHの相互作用を確認するため、YopH-GST融合タンパクを吸着させたグルタチオンセファロビーズをU937細胞上清内で撹拌し、吸着物をSDS PAGEによって分離し、ニトロセルロースフィルターにトランスファーした後、抗HCK抗体でimmunoblottingを行った。YopH-GSTタンパクはタンパク相互作用を示すプロリンリッチシークエンスを有するものと、同シークエンスdeletion mutantしたものを使用した。その結果プロリンリッチシークエンスをもつYopH-GSTタンパクのみが、抗HCK抗体でimmunoblottingされた。2.Immunoprecipitation:In Vivoでの相互作用を確認するためYopHとHCKをそれぞれ293細胞内に発現させ、免疫沈降を行った。その結果プロリンリッチシークエンスを有するWildtype YopHのみが抗HCK抗体によって免疫沈降され、プロリンをアラニンに置換したmutantでは相互作用が確認されなかった。以上の結果フォスファターゼYopHは細胞内で直接HCKと相互作用することが同研究で明らかになり、HCKのキナーゼ活性を制御する可能性が示唆された。今後HCKのどの部位のチロシンのリン酸化をYopHが制御しているのか、明らかにする事でHCKのキナーゼ活性のメカニズムの解明を行う予定である。1.HCKのクローニング:GST-YopHをプローブとしてhuman leukocyte λgt11 cDNAライブラリーのエクスプレッションクローニングを行ったところ、Srcファミリーに属するHCKがYopHの相互作用たんぱく質としてクローニングされた。2.HCKエクスプレッションベクターの構築:YopH-HCKの細胞内相互作用を免疫沈降法で確認するため、各種HCK(SH2,SH3)をPCR法によって増幅しpFLAG-CMV-2エクスプレッションベクターに組み込んだ。PCRに用いたテンプレートはエクスプレッションクローニングで精製されたfull length HCKを用いた。4.ヒトU937細胞内HCKとYopHの相互作用:YopHにタンパク質相互作用を示すproline-rich sequenceが存在することから、同部位を含むもの(aal-170)と含まない(aal-111)それぞれのデリーションミュータントを作成し、ヒトU937細胞内HCKとの相互作用をco-precipitationによって確認した。その結果proline rich sequenceを含むYopHのみがHCKと結合体を作ることが証明された。
金星大気のモデリングによるスーパーローテーションの解明

この科研費(基盤研究(B))による研究は、金星大気のモデリングによるスーパーローテーションの解明を目指したものである。そのために、金星大気において赤外の放射過程を正確に表現する放射モデルの開発を試み、それに成功した。この放射モデルにより、現在の金星の鉛直温度分布を再現することができた。この放射モデル組み込んだ大気大循環モデルを時間積分することにより、スーパーローテーション生成の条件の解明を試みた。また、簡略な放射モデルでのスーパーローテーション再現実験も行い、興味深い生成の条件を明らかにした。金星大気のモデリングによりスーパーローテーションの原因を解明する。特に以下の点を重点的に明らかにする。(1)正確な力学および放射モデルにより再現されるスーパーローテーションの様相を調べ、その原因を解明する。(2)スーパーローテーション以外の金星の大気大循環の様相を解明する。特に、平均子午面循環の形態を明らかにする。(3)正確な放射モデルにより金星の温室効果を定量的に解明する。金星大気スーパーローテーションの成因を解明するための数値シミュレーションには、力学過程だけでなく、放射や雲物理、サブグリッドスケールの乱流といった諸過程の精密なモデリングが必要不可欠である。平成20年度(本研究計画の初年度)は主に放射過程の精密化に注力し、最新の分光データに基づく新しい赤外放射輸送モデルを開発した。これまでの金星大気用の放射モデルには、金星下層大気のような高温高圧下における吸収線型の仮定に問題があり、結果として得られる放射(平衡)温度分布の信頼性が低かった。今回新たに開発した放射モデルでは、吸収線型の決定からアドホックな仮定を排除し、吸収係数の評価をラインバイライン法を用いて正確に行うことによって、金星下層大気の温度分布に関して信頼性の高い結果を得ることができるようになった。なお、予備的な考察を含む一連の成果を気象学会機関誌「天気」に投稿した。赤外放射モデルの開発と平行して、雲の多重散乱を精密に取り扱うことのできるモデルの開発にも着手し、金星雲による太陽光の反射と透過、吸収の評価や、雲物理と放射過程の相互作用の検討を開始した。昨年度までに作成した金星大気に適用可能な新しい放射モデルを用いて、金星の温室効果を定量的に検討し、放射平衡温度分布、鉛直対流の有無や分布・強度、雲層の温室効果に与える影響などを詳しく調べた。その結果、二酸化炭素の吸収線形が温室効果に与える影響がはじめて定量的に示され、吸収線形としてはFukabori et al.(1986)またはMeadows and Crisp(1996)によって提案されたものが適当であることが明らかになった。これらの結果の一部はJournal of Geophysical Researchに報告し受理された。次に、新しい放射モデルを用いて現実的な金星大気シミュレーションを行う準備として、平均子午面循環モデルと灰色大気の近似を用いた放射モデルを結合し、2次元の大気循環の数値実験を行った。その結果、吸収係数の大きさが圧力に依存しない場合は浅い子午面循環、圧力の1次に比例する場合は深い子午面循環が得られた。前者は安定成層流体中の水平対流の理論(Kimura,1975)によって子午面循環の深さがうまく説明できることがわかった。後者ではほぼ全層で鉛直対流が生じた。これは、吸収係数が下層ほど大きくなるので、放射平衡が断熱勾配を超えやすいためと考えられる。得られた南北温度差、流速の大きさはゴリツィンの次元則に基づく松田(2005)の見積もりとほぼ整合的であるが、従来のニュートン冷却を用いたGCMの結果(例えばYamamoto and Takahashi,2004)ではこれらの値よりもかなり大きくなっている。現実の金星下層大気では、南北温度差が温度風バランスによって支えられている可能性があり、その場合は今回の結果よりも南北温度差は大きく、子午面循環の流速は小さくなると考えられる。したがって、この結果は、現実の金星大気の子午面循環が従来の数値実験による推定よりかなり小さいこと、熱潮汐波メカニズムが子午面循環によって妨げられず、現実の金星大気中でうまく作動する可能性があることを示唆している。昨年度までの成果に基づき、金星用の大気大循環モデルに組み込むことのできる放射伝達モデルを開発した。考慮する波数領域は0-6000cm^<-1>とし、これを10チャンネルに分割した。大気成分としては温室効果に寄与の大きい二酸化炭素と水蒸気のみを考慮し、吸収係数は最新の分光データ(HITRAN 2004,HITEMP)を用いてline-by-line法によって計算した。吸収線形は二酸化炭素にはFukaboh et al.(1986)で提案されたもの、水蒸気にはVoigt型を用いた。二酸化炭素の連続吸収はMoskalenko et al.(1979)により考慮したが、水蒸気のそれは無視した。次に、この放射モデルを大気大循環モデルに組み込み、金星大気の平均子午面循環に注目した数値実験を行った。太陽加熱は観測に基づく分布を東西平均したものを与えた。

その結果、平均子午面循環は高度25-50kmと50-80kmに循環セルが積み重なった、いわゆる多重セル構造になることがわかった。上側の子午面循環セルに対応し、大気上層では中緯度ジェットを伴った弱いスーパーローテーションが生成されたが、高度30kmより下では平均子午面循環、平均東西流とも非常に弱いままであった。本研究で得られた平均子午面循環と平均東西流の構造は、放射モデルをニュートン冷却で近似したHdlingsworth et al.(2007)の結果と矛盾するものではなかった。本研究の結果は、ギーラッシュメカニズム(Gierasch 1975;Yamamoto and Takahashi 2003)が金星大気では有効に働かない可能性を示唆している。金星は自転が非常に遅い(自転周期243日)のに対して、大気は雲層(45-70km)上部で、自転速度の約60倍で回転している。これが金星大気スーパーローテーションであるが、この原因がいまだに解明されていない。これまでの研究によって、雲層付近で励起される熱潮汐波がスーパーローテーションを生成する可能性が示されているが、金星大気に適用可能な放射輸送モデルを用いて力学モデルを改善することが必要であった。金星大気は光学的に非常に厚く、温室効果の影響で大気下層は高温高圧(92気圧、730K)になっている。しかしながら、このような大気に適用可能な放射輸送モデルは、これまで存在しなかった。本研究では最新の分子分光データに基づき、金星大気にも適用可能な、精密な放射輸送モデルを開発することに成功した(Takagi et al. 2010)。今年度はこの放射輸送モデルをTakagiand Matsuda(2007)の大気大循環モデルに組み込み、金星大気大循環の数値実験を行った。その結果、太陽加熱の日変化を無視した場合、太陽加熱によって励起される平均子午面循環は0-15km付近の高度と雲層付近の高度の鉛直方向に2セルの構造を取ることが示された。Gieraschメカニズムに着目したこれまでの研究(Yamamoto and Takahashi 2003など)では、地面から雲層上端付近まで達する巨大な平均子午面循環が大気スーパーローテーション生成の鍵になっていたが、精密な放射輸送モデルを用いた本研究の結果は、そのような巨大な子午面循環が金星大気中には実在しないことを示唆している。熱潮汐波メカニズムを放射輸送を改善したモデルで検証することは今後の課題である。
温度勾配蒸気拡散法による膜蛋白質の結晶化技術の開発

温度勾配蒸気拡散法という新しい結晶化法の開発を行ってきたが、この研究の途上で、バクテリオロドプシンの結晶(六方晶)が大きく(1mm)成長する結晶化条件を見いだした。この六方晶のX線結晶構造解析を行なうため、小角領域の回析像(振動写真)を高分解能で記録できるようにX線カメラの改良を行ない、また、結晶構造を維持する方法についてもいろいろな角度から検討した。結晶内の蛋白質占有率が低いとか、長周期構造が存在するとか、のX線構造解析を難しくしている要因が明らかとなったが、これらの諸問題を克服して、最終的に結晶の格子定数(空間群R32もしくはP6_322,ah=53mm)求めた。さらに、結晶内の蛋白質のパッキングの情報を独立に得る方法について検討し、具体的には、結晶の破片を電子顕微鏡を用いて観察し、結晶表面の構造を原子間力顕微鏡を用いて観察した。その結果、「バクテリオロドプシン数百分子が集合して径50mmの球殻構造を形成し、これが最密充填して結晶を構成する。ということを明らかにした。また、結晶の破片の懸濁液の光誘起PH変化の測定を行ない、球殻構造体には脂質が含まれること、バクテリオロドプシンのプロトンポンプ活性が正常であること、蛋白質のC末端側(細胞質側表面)が外側を向いていること、を明らかにした。膜蛋白質の3次元結晶を大きくかつ定速に成長させる技術の確立を目指して、蛋白質の結晶化法として利用されている温度勾配法を蒸気拡散法の利点を取り入れ、両者をドッキングした技法の開発を行なうことが本研究課題の主目標であった。しかし、上述した様に研究が予定していたより急速に進展してしまい、新しい結晶化技術を確立するための基礎研究に充分な時間を費やすことができなかった。この点に関しては反省し、今後の研究課題として引き続き研究を行なっていくつもりである。膜蛋白質の3次元結晶を大きくかつ迅速に成長させる技術の確立を目指して、温度勾配蒸気拡散法の開発を行い、その有効性を調べた。具体的には、アルミ板の片端をペルチェ素子を利用した冷却装置で冷やし、他端をホットプレ-トで暖め、温度勾配を維持する装置を試作した。この装置の上に勾白質溶液を展開したチェンバ-スライドを並べ、温度勾配存在下で蛋白質が高温域側で濃縮される過程をビデオカメラで観察した。水溶性蛋白質に関しては、温度勾配蒸気拡散法により迅速な結晶化が可能であることを実証した。この方法を膜蛋白質に適用するにあたり、バクテリオロドプシンの結晶化に及ぼす温度の影響を調ベた。30°C以上の高温で結晶化を行うことにより通常の蒸気拡散法でも0.5mm程度の大きな結晶が得られることが判明した。高温で疎水的相互作用が相対的に支配的になり、結晶化に有利に働いた可能性が考えられる。バクテリオロドプシンの結晶は低温でむしろ不安定になり、界面活性剤存在下での蛋白質の結晶化においては温度の効果が絶大であることが見いだされた。これらの結果は温度勾配蒸気拡散法の有効性を示唆するものである。しかし、高濃度の界面活性剤存在下では溶液の相分離が容易に生じ、膜蛋白質の拡散運動が抑制されるという重大な問題点も明かとなった。界面活性剤濃度を低く保ちながら、膜蛋白質の可溶化および結晶化を遂行するなどの改良を試みたが、完全な解決には至らず、この問題は今後の課題として残った。バクテリオロドプシンおよび光化学系IIの構造解析に向けての研究に関しては、それぞれ著しに進展があった。特にバクテリオロドプシンの新しいタイプの3次元結晶(六方晶)を得、X線回折像を記録することに成功した。