hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
励起高スピンダイナミックスの時間領域シミュレーションとスピン偏極

安定ラジカル系を合成して、その励起状態を時間分解ESRで測定したところ、励起状態でのスピン偏極と見られる信号が観測された。安定ラジカルの種類を昨年度のフェルダジルラジカルからイミノニトロキシドに変えた系でも同様の結果が再現され、本研究課題の目標達成の手がかりが得られた。平面性を高めた系では、逆に交換相互作用が大きくなり、励起状態の高速失活により弱くスピン編極した二重項状態に由来すると思われる信号が観測された。研究項目(2)の「励起高スピン状態の時間変化解析の方法論の開発」では、昨年度まで課題として残っていた三重項状態とラジカルが交換相互作用して形成される状態をあらわにとり扱った場合、交換相互作用の大きさJを大きくしていった際に、二重項状態と四重項状態が量子混合した状態から純粋な四重項状態のスペクトルに連続的に移行できないという問題点が、平均ハミルトニアンを用いて密度行列の時間発展を計算する際に適切な表現基底を選択してやり、近似を一次で止めてやる等の改良によりある程度克服できた。さらに、励起二重項状態から基底二重項状態への失活による分極移動を取り込んだ拡張を行う事により、研究項目(1)の実験で得られた励起状態でスピン偏極したスペクトルのシミュレーションに一定程度成功した。また、計算ではわずかに基底状態がスピン偏極するという結果が得られ、本研究課題の目標達成に必要なもう一つの手がかりが得られた。実験では、π共役を伸ばしたアントラセンーXー安定ラジカル系を複数合成し、時間分解ESRを測定したところ、励起状態でスピン偏極したと見られる信号が観測された。平面性を高めた系では、励起状態の失活により弱くスピン編極したと見られる信号が観測された。時間領域シミュレーション法の開発では、三重項状態とラジカル間の交換相互作用を取り込んだ平均ハミルトニアン理論を用いたスペクトルシミュレーション法の開発に一定程度成功した。励起二重項状態からの失活による分極移動を取り込んだ拡張により、上記の励起状態でスピン偏極したスペクトルのシミュレーションに成功し、基底状態のわずかな偏極が予測された。当初は量子混合状態を経由したと考えられる特異な異常分極を示した系の励起状態の緩和時間測定も予定していたが、学内のHe液化装置の故障のため予定を変更せざるを得なかった。研究の遅延理由の(1)に関しては、まずは問題となっている合成経路の収率の向上に取り組む。研究の遅延理由の(2)に関しては、計算の効率を上げるためのプログラムの並列処理にある程度成功したので、その点では今後は研究の進展速度が加速されると考えられる。この方向で、並列化を併用しながら研究を進める予定である。研究の遅延理由の(3)に関しては故障前の半分程度の能力ではあるが学内のHe液化器の故障は復旧したので、問題点の(1)が克服できれば、この点の問題は何とかクリアできる予想である。スピン科学新規合成したナフチリイミド-X-フェルダジルラジカル系の実験結果に基づき、当初予定していた量子混合状態を経由したと考えられる特異な異常分極を示した系の励起状態の緩和時間測定を、より量子混合状態の寿命が長いを予測されるアントラセン-X-フェルダジルラジカル系に変更して、実験を行う予定である。また、量子混合状態から高スピン状態に連続的に移行できないという問題点の解決方法として、異なるスピン状態間の位相緩和の導入を試みる。学内のHe液化器の故障が復旧したのが予定より大幅に遅れて10月末にずれ込んだ。復旧までは液体窒素フローでの実験が可能なようにシステムを変更したりして、しのいできた。
低電圧・低消費電力動作CMOS電流モード信号処理回路

電流モードの利点を生かすため、単一CCIIを使った全電流モードバイカッド・フィルタの合成を提案した。電圧モードのOPAを用いたフィルタの設計手法は確立されているがCCIIを用いた電流モードフィルタはその設計手法が未だ確立されていない。そこでCCIIを用いた電流モードフィルタの設計手法を提案した。本合成法に基づいて設計されたフィルタを昨年完成させたRail-to-Rail CMOS CCIIを用いて試作した。まず電流入力端子に電流を入力し電流出力端子から帰還してくる構成について提案した。帰還先を電流端子とした電流帰還型構成、帰還先を電圧入力端子とした電圧帰還型構成について述べる。それぞれの構成においてLPF、BPF、そしてHPFを実装し、その有効性を示す。先の合成法ではCCIIの電流伝達特性を利用し、伝達関数からフィルタ回路のトポロジーを導いている。しかしCCIIはVCCSの機能も有している。そこでこの機能を利用する合成法も提案した。ここではRC回路のトポロジーを改め定めておき、各枝のアドミッタンスで2次関数を表わす直接合成法を用いた。入力端および出力端が共にRC回路で終端する両端終端構成、電流出力端子から帰還してくる電圧・電流帰還型の多重帰還型構成について述べる。ここでもそれぞれの構成においてLPF、BPF、HPFを実装し、その有効性を示す。これらの構成はほぼ理論値とシミュレーション値そして実測値が一致している。また電源電圧を±1.0Vまで下げても正常に動作した。小信号入力時における回路全体の消費電力は電源電圧±2.5Vで約750μWであった。以上の研究よりCCIIを用いることで混合モードのバイカッド・フィルタが簡単に構成できることが示され、本CCII±の構成は優れたAC、DC特性を有し、広帯域電流モード信号処理の基本構成素子として非常に有用である。
昆虫における効率的な遺伝子ノックインシステムの構築

カイコは、モデル昆虫、産業昆虫として、多様な遺伝子組換え昆虫が作出されいる。一方、遺伝子ノックインは、究極の遺伝子操作技術であると考えられているが、その効率は極めて低い。しかし、ゲノム編集技術の技術革新により、遺伝子破壊は可能となった。さらに、遺伝子ノックインを効率的に誘導するためには、DNA切断後、相同組換え(HR)を誘導する必要がある。このような状況を踏まえて、本研究では、カイコNHEJ関連因子の機能を明らかにするとともに、両経路間のクロストークを明らかにし、それらを制御することで、効率良く遺伝子ノックインを誘導する方法の確立を目指した。まず、カイコNHEJ関連因子、およびHR関連因子の同定と機能解析を行った。同時に、新規NHEJ活性測定用のアッセイシステムを構築し、既存のHRアッセイ系と組み合わせることにより、樹立したアッセイ細胞において機能阻害し、NHEJ経路への影響、及びNHEJ経路を抑制した際にHR修復経路に与える影響を解析した。カイコNHEJ関連遺伝子と想定していた遺伝子の多くは、機能阻害によりNHEJ効率が著しく低下したことから、これらの機能不全が、効率的な遺伝子ターゲティングを誘導できることを示唆していた。そこで、NHEJ関連遺伝子についてノックアウト細胞を樹立した。次いで、ゲノム編集用のCRISPERと同時にHRの鋳型となるDNAを導入したところ、TUDOR-SN遺伝子内の相同配列とカイコゲノム間で、遺伝子ターゲティングが誘導され、TUDOR-SN遺伝子内に正確にGFP遺伝子をノックインすることができた。また、その際、挿入のための相同性のあるアーム部分の長さは、100 bpから250 bpで十分であることも確認できた。この場合、RNAiによるNHEJ関連遺伝子機能阻害細胞でより効率的に遺伝子ノックインが誘導できることを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。昆虫ゲノムの編集において、高頻度で相同組換え(HR)を介した遺伝子ノックインを誘導するためには、HR修復と二者択一的に機能している非相同末端結合(NHEJ)を抑制する必要がある。他生物において、NHEJ修復経路には幾つかの副経路があることが報告されているが、カイコにおいて、これらの各副経路に関わる因子は明らかになっていない。そこでまず、カイコNHEJ関連因子ホモログ(BmKu70、BmKu80、BmXRCC4、BmXLF、BmLIGI、BmLIGIII、BmLIGIV)、およびHR関連因子ホモログ(BmBrca1、BmBrca2、BmRad50、BmMre11、BmNBS1、BmRad51、BmMDC1、BmSae2、BmATR、BmATM)のクローニングを終了し、遺伝子機能阻害実験に向けたdsRNA合成用の鋳型を構築している。遺伝子の役割を解析するために、各遺伝子の機能阻害細胞におけるNHEJ経路への影響、及びNHEJ経路を抑制した際にHR修復経路に与える影響を解析するが、新規にNHEJ活性測定用のアッセイシステムを構築必要があり、細胞内で任意の2重鎖切断を誘導し、NHEJ修復が起こると細胞質に局在していた緑色蛍光タンパク質が核内赤色蛍光高タンパク質にスイッチする細胞の作製がほぼ完了している。昆虫個体におけるゲノム編集においては、染色体の任意の箇所を切断する必要がある。当研究室ではTALENが使用実績はあるが、構築の簡便さから本研究にはCRISPERの導入を行っている。現在、small RNA関連因子であるTUDOR-SNを標的としたCRISPER対応のGuide RNAを4種作製し、カイコ培養細胞BmN4において有効性の確認を行っている。3種のGuideRNAについてはCAS9発現ベクターとともに導入することによりゲノムの特定部位が高効率で切断されることを確認している。簡便に染色体上の特定部位を思い通りに改変する遺伝子ターゲティングは、究極の遺伝子操作技術であると考えられているが、その効率は極めて低かった。しかし、近年のZFNやTALENの画期的な技術革新により、染色体の任意の配列を切断し、ここに不正確なDNA修復を誘導することにより遺伝子を破壊することが可能となった。この技術の利用した遺伝子ターゲティングを効率的に誘導するためには、DNA切断後、相同組換え(HR)修復と二者択一的に機能しているNHEJを抑制し、HRを誘導する必要がある。そこでまず、カイコNHEJ関連因子の内、RNAiによるスクリーニングで効果が認められたKu70、Ku80、BmLIGIV、XLF、XRCC4遺伝子についてノックアウト細胞の樹立を試みた。まず、これまでのTALENに変えて、構築の簡便なCRISPERの導入を行い、各遺伝子内を2カ所以上切断する複数のCRISPERを用いて、ノックアウトを行った。樹立細胞のゲノムDNAに対してT7ヌクレアーゼを用いた変異検出解析を行ったところ、いずれの細胞においても変異の導入を確認できた。次いで、樹立したノックアウト細胞を用いて、small RNA関連因子であるTUDOR-SNを標的とした遺伝子ターゲティングを行った。TUDOR-SNに対する3種のCRISPERと同時にHRの鋳型となるDNAを導入したところ、鋳型の両端に付加したTUDOR-SN相同配列とカイコゲノム間で、遺伝子ターゲティングが誘導され、TUDOR-SN遺伝子内にGFP遺伝子を挿入(遺伝子ノックイン)することができた。

しかし、ゲノム編集技術の技術革新により、遺伝子破壊は可能となった。さらに、遺伝子ノックインを効率的に誘導するためには、DNA切断後、相同組換え(HR)を誘導する必要がある。このような状況を踏まえて、本研究では、カイコNHEJ関連因子の機能を明らかにするとともに、両経路間のクロストークを明らかにし、それらを制御することで、効率良く遺伝子ノックインを誘導する方法の確立を目指した。まず、カイコNHEJ関連因子、およびHR関連因子の同定と機能解析を行った。同時に、新規NHEJ活性測定用のアッセイシステムを構築し、既存のHRアッセイ系と組み合わせることにより、樹立したアッセイ細胞において機能阻害し、NHEJ経路への影響、及びNHEJ経路を抑制した際にHR修復経路に与える影響を解析した。カイコNHEJ関連遺伝子と想定していた遺伝子の多くは、機能阻害によりNHEJ効率が著しく低下したことから、これらの機能不全が、効率的な遺伝子ターゲティングを誘導できることを示唆していた。そこで、NHEJ関連遺伝子についてノックアウト細胞を樹立した。次いで、ゲノム編集用のCRISPERと同時にHRの鋳型となるDNAを導入したところ、TUDOR-SN遺伝子内の相同配列とカイコゲノム間で、遺伝子ターゲティングが誘導され、TUDOR-SN遺伝子内に正確にGFP遺伝子をノックインすることができた。また、その際、挿入のための相同性のあるアーム部分の長さは、100 bpから250 bpで十分であることも確認できた。この場合、RNAiによるNHEJ関連遺伝子機能阻害細胞でより効率的に遺伝子ノックインが誘導できることを明らかにした。本年度、Ku70、Ku80、BmLIGIV、XLF、XRCC4などのNHEJ関連遺伝子についてノックアウト細胞を樹立することができた。当初は、最終目標でる効率的な遺伝子ノックインを達成するために、HR修復と二者択一的に機能しているNHEJを化学薬剤を用いて抑制する計画であった。これは、TALENを用いた複数の遺伝子のノックアウトが困難であったためで、構築の簡便なCRISPERの導入を行うことでこの問題を解決できた。その結果、4つの遺伝子についてノックアウト細胞を樹立することができたことは大きな成果である。また、TUDOR-SNを標的とした遺伝子ターゲティングについても、GFPを指標とした判断であり、より詳細な解析が必要であるが、遺伝子ノックインが起こることを証明できた。27年度が最終年度であるため、記入しない。H26年度の研究を継続して行うが、特に、Ku70、Ku80、BmLIGIV、XLF、XRCC4遺伝子ノックアウト細胞について、複数の標的遺伝子座の各遺伝子がどのような形態で破壊されているのか、また、その破壊様式にノックアウト細胞間で相違が認められるのかについて詳細に配列解析を行う。また、今回遺伝子ノックインを検出できたTUDOR-SNを標的とした遺伝子ターゲティングシステムについては、ノックイン効率は高くなかった。
高伸縮性ニット基板へのセンサ配線実装技術とモーションキャプチャへの応用

AR,VR分野における人の手のモーションキャプチャーの簡易化のために、伸縮性のあるニット上に有機導電性ポリマーを用いた関節角センサ、配線、アンプ回路を印刷、配線実装する技術を開発を目指した。従来技術では、加速度センサやジャイロなどをフレキシブル基板上に実装後に手袋に接着する方法であり、基板に伸縮性がなく手の動きが制限されたり分厚く違和感があるという問題があった。本研究では、伸縮性のあるニットを基板とし、有機導電性電極による間接各センサを開発した。開発した間接角センサーは、ゲージ率が-1.46であり、30%程度の伸縮に耐えることが分かった。一方で、ニットの伸縮における伸びた状態から戻る場合に、ヒステリシスが残ることがわかった。そのため、繰り返し伸縮への精度向上が今後の課題である。この間接角センサーを用いて、指の太さ程度の曲率半径1cmで0-60度の間で関節角度を検知することに成功した。本研究ではさらに、間接角センサからアンプへの配線についても開発を行った。伸縮性のある薄膜プラスチック上に銀ペーストをスクリーン印刷により線幅300 umまでの配線を形成した。また、熱接着シートによりニットと接着した。この方法により、間接角センサーをニット上で配線することに成功した。このセンサ、配線技術を用いて人の手のモーションセンシングを行った。AR,VR分野における人の手のモーションキャプチャーの簡易化のために、伸縮性のあるニット上に有機導電性ポリマーを用いた関節角センサ、配線を印刷、配線実装する技術を開発する。本研究では、伸縮性のあるニットを基板とし、スクリーン印刷による有機導電性電極の加工方法の開発し、関節角を計測するひずみゲージや配線を形成、アンプ用チップを低温で配線実装する技術を研究開発する。本年度は、ニット上への導電性ポリマーを用いた間接角センサーの試作とその特性評価を行った。具体的には、ニット上へのネガパターン法を用いた導電性ポリマーパターニング技術を開発した。スクリーン印刷機によりネガパターンとなるシリコーンゴムをニットに印刷する最適な条件を得た。さらに、導電性ポリマーPEDOT:PSSをネガパターンの中にコーティングし伸縮性間接角センサを試作した。試作したデバイスは30 %の伸縮に1000回程度耐えることが分かった。また、関節の曲げを生じたひずみにより計測する。この際の歪センサ特性として、ゲージ率-0.14を示すことが分かった。また、指に装着して曲げを検知する実験を行い、検知可能であることを示した。今後は、センサだけでなく配線部分、また電子部品等の実装部分について開発を進める。モーションキャプチャー用の伸縮性のあるセンサ、配線技術の開発を目的としており、その半分であるセンサ開発部分は終了した。そのため、当初の予定通りに研究は進んでいる。具体的には、ニット上へのシリコーンゴム、導電性ポリマーのスクリーン印刷技術を開発し、幅2mm長さ12mmのセンサを試作した。スクリーン印刷においては、印刷精度を高めるためには、シリコーンゴムの膜厚を印刷するニットの膜厚に応じて調整することが重要なパラメータであることが分かった。特に、シリコーンゴムの硬化した場合の膜厚がニットの膜厚と同じになるようにすることが最適であることが分かった。また、試作したセンサについては、ニットを基材としているため、当初の目的の通り伸縮性を持つことが分かった。センサ特性としては、伸びても使えるためゲージ率は0.14と従来より小さい。一方で、ニットの持つ複雑な形状の効果で伸びた時に抵抗値が小さくなるという新しい現象を見つけた。このように、間接角をはかる伸縮性のあるセンサの製造方法、特性を評価することができたため当初通りに進んでいる。前年度にモーションキャプチャー用の伸縮性のあるセンサ部分の試作方法を開発したため、今年度はその配線技術の開発を行う。

具体的には、センサから外部の信号増幅アンプ等に銀ペースト等を用いた配線をニット上に構築する技術の確立を行う。ニット上は、毛糸自体の複雑な糸構造やニットとしての編み構造があるため配線を形成することが難しい。そのため、これらの構造の影響を受けない配線構造の考案とスクリーン印刷技術の開発を行う。さらに、アンプ等と接続するために電子部品等のニット上への実装技術の開発も併せて行う。
網膜におけるヒスタミンとヒスタミン受容体の分布およびヒスタミンの網膜におよぼす影響;免疫組織化学および病理学的研究

網膜におけるヒスタミンの存在部位と役割を調べるために次の実験を行った。ラット網膜で抗ヒスタミン抗血清を用いて光学顕微鏡的免疫組織化学法をおこなった。その結果、網膜外網状層の外顆粒層側(視細胞終末)および網膜血管に抗ヒスタミン抗血清に対する強い免疫反応を得た。前記の光学顕微鏡的免疫組織化学の結果をふまえて、さらに電子顕微鏡的免疫組織化学をおこなった。その結果、視細胞の細胞突起および杆体小球部が免疫染色された。杆体小球部では、細胞質およびシナプス前膜に顆粒状の強い免疫反応を得たが、シナプスリボン周囲には免疫反応が認められなかった。網膜血管では、血管内皮細胞接合部位に抗ヒスタミン抗血清に対する免疫反応がみられた。他の網膜を構成する細胞には免疫反応は認められなかった。次に、視細胞のヒスタミン産生能力を検討した。視細胞のヒスタミン産生を検討するために、まず抗ヒスティヂン脱炭酸酵素抗血清を作製した。オクタロ-ニ-法でヒスティヂン脱炭酸酵素抗血清ができていることを確認した後、抗ヒスティヂン脱炭酸酵素抗血清でラット網膜を免疫染色すると、抗ヒスタミン抗血清で免疫染色したのと同様に網膜外網状層の外顆粒層側が染色された。視細胞が抗ヒスティヂン脱炭酸酵素抗血清で免疫染色されることから、ラット視細胞はヒスタミンを産生していることが示唆された。現在までの実験結果は、ヒスタミンが視細胞終末に存在することを示し、視細胞がヒスタミンを産生することを示唆した。従って、ヒスタミンが視細胞の神経伝達物質あるいは神経調節物質であることを示唆する。またヒスタミンは血管透過性にも関係していると考えられる。今後、ヒスタミンの網膜における役割および疾病時のヒスタミンの挙動を解明していく計画である。ヒスタミン生体各部に存在し、色々な役割を持っていることが知られている。網膜でも、ヒスタミンの存在とヒスチジンディカルボシキラ-ゼの活性が報告されている。他組織におけるヒスタミンの役割の重要性から考えて、ヒスタミンは網膜でも重要な役割を担っていると考えられる。本研究において、今年度は網膜におけるヒスタミンの分布と局在を調べるために、光顕および電顕免疫組織化学法をラットおよび家兎網膜についておこなった(ただし電顕免疫組織化学法はラットのみについておこなった)。光顕免疫組織化学法の方法と結果は次の通りである。ラットおよび家兎網膜を凍結乾燥、DECP蒸気固定後パラフィン包埋をし薄切した。脱パラフィン後、抗ヒスタミン抗血清(ポリクロナ-ル抗体)を用いPAP法で染色した。その結果、外顆粒層と網膜血管壁のみに免疫反応を認めた。前記の光顕免疫組織化学の結果をふまえ、特に外網上層での免疫反応を観察するために、ラット網膜についてPAP法による電顕免疫組織化学法を行った。その結果、視細胞の細胞体、視細胞軸索および終末に免疫反応がみられた、また網膜血管内皮細胞にもヒスタミンの免疫反応がみられた。上記以外の部位には免疫反応が認められなかった。視細胞終末部では細胞質だけでなくシナプス前膜にも強い反応がみられた。シナプスリボンの周囲には反応がなかった。以上平成元年度の研究計画の主目的はほぼ達成された。視細胞終末部に免疫反応が認められたことについては、ヒスタミン受容体の問題も含めて、今後の検討が必要である。

また実験的糖尿病性網膜症では、網膜のヒスチジンディカルボシキラ-ゼの活性が高くなることがCarollらによって報告されているので、網膜のヒスタミンに関してはこの点からも検討が必要である。平成2年度では、平成1年度の問題点を詳細に再検討した後、抗ヒステイヂン脱炭酸酵素抗血清を作整して免疫染色した。以下にその経過を述べる。ホルマリン固定したラット網膜で光顕的免疫組織化学法をおこなった結果、網膜外網状層の外顆粒層側(視細胞終末)に抗ヒスタミン抗血清に対する強い免疫反応を得た前記の光顕的免疫組織化学の結果をふまえて、さらに電顕的免疫組織化学をおこなった結果、視細胞の細胞突起および杵体小球部が免疫染色された。杵体小球部では、細胞質およびシナプス前膜に強い免疫反応を得たが、シナプスリボン周囲は免疫反応が認められなかった。網膜血管では、血管内皮細胞接合部のところに抗ヒスタミン血清に対する免疫反応がみられた。以上の結果とラット網膜がヒステイヂン脱炭酸酵素活性を持つことが報告されていることから、視細胞がヒスタミンを産生しているか否かを調べる必要が生じた。視細胞のヒスタミン産生を検討するために、抗ヒステイヂン脱旅酸酵素抗体を作製した。得られた抗血清の交差や特異性などを検討している段階であるが、作製した抗ヒステイヂン脱炭酸酵素抗体でラットの皮膚などを免疫染色すると、肥満細胞のみが染まる。肥満細胞はヒステイヂン脱炭酸酵素を持っていることが知られている。またラット視細胞では抗ヒスタミン抗血清と同じ部位が、抗ヒステイヂン脱炭酸酵素抗血清で免疫染色されることから、ラット視細胞はヒスタミンを産生していることが示唆された。網膜血管内皮細胞の免疫反応については、染色された部位と血管の種類が問題になると思われる。現在までの実験結果は、ヒスタミンが視細胞のシナプス領域に存在し、視細胞がヒスタミンを産生することを示唆する。最終年度までの結果を以下にまとめる。ラット網膜を使用し、光顕的免疫組織化学法で網膜のヒスタミン分布を調べた。その結果、網膜外網状層の外顆粒層側(視細胞終末)に抗ヒスタミン抗血清に対する強い免疫反応を得た。さらに電顕的免疫組織化学で調べた結果、視細胞の細胞突起および杆体小球部が免疫染色された。杆体小球部では、細胞質およびシナプス前膜に強い免疫反応を得たが、シナプスリボン周囲は免疫反応が認められなかった。対照群には免疫反応は認められなかった。以上の結果から視細胞にヒスタミン様物質が含まれることが示された。そこで視細胞のヒスタミン産生を検討するために、抗ヒスティヂン脱炭酸酵素抗血清を作製し光学顕微鏡的免疫組織化学法を行った。抗ヒスティヂン脱炭酸酵素抗血清の交差や特異性などは検討している段階であるが、オクタロ-ニ-法あるいは作製した抗ヒスティヂン脱炭酸酵素抗血清でラット皮膚を免疫染色すると、肥満細胞(ヒスタミン産生細胞のためヒスティヂン脱炭酸酵素を持っている)が特異的に免疫染色される。この抗ヒスティヂン脱炭酸酵素抗血清でラット網膜を免疫染色すると、抗ヒスタミン抗血清で免疫染色されたのと同じ部位(網膜外網状層の外顆粒層側)が免疫染色される。これらの実験結果は、ラット視細胞がヒスタミンを産生していることを示唆している。ヒスタミン受容体や病的状態の実験については現在進行中であり、まだ結論は出ていない。
内部応力で誘起された巨視的異方性を有する高強度・高機能ゲルの創製

本研究の目的は、「内部応力で誘起された巨視的異方性を有する、高強度・高機能ゲルの創製」である。現在までに、剛直性高分子の配向構造をゲル内部で制御する方法を報告している。これに加え、特定の多価金属イオン溶液中で、高濃度の剛直性高分子を内包したゲルを膨潤させることで、極めて高強度・高靭性を示すハイドロゲルの合成に成功した。ヤング率はコントロールの水中で膨潤させたゲルと比べて、約40倍に増加し、靭性は約240倍に増加した。本年度は、本ゲルの強靭化メカニズムを詳細に理解するために、(1)ゲル内の剛直性高分子濃度が物性に与える影響、(2)多価金属イオンの濃度が物性に与える影響について注力して研究を行った。その結果、剛直性高分子の濃度がある一定濃度以下であるとき、金属多価イオン溶液中で膨潤させてもほとんど物性が変化しないことが分かった。この濃度は高分子同士が重なり合う臨界濃度とほぼ一致しており、高分子濃度が高い状態の時、金属多価イオンによって高分子が架橋され、剛直な3次元網目構造が形成されることが示唆された。その結果、網目状になった剛直性分子は力学物性に寄与できるようになり、優れた力学強度を示すようになったと考えられる。また、臨界濃度以上で金属多価イオン濃度を変化させた時、低濃度では物性が低く、濃度が高くになるにつれて物性が向上し、さらに高濃度域になると再び物性が低下することが分かった。これは、本強靭化がイオン結合による高分子網目構造の形成に強く起因することを示唆している。また、ゲル内の剛直性高分子を配向させた状態で、多価金属イオン溶液中で膨潤させることで、配向構造に基づいた力学的異方性を導入できることが分かった。剛直性高分子の配向度に応じた物性変化が観察されており、力学物性を内部構造で制御できる新たな手法になり得ると期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。現在までに、半剛直性高分子電解質の配向構造をゲル内部で制御する方法を報告している。構造制御時に用いるゲルの膨潤現象は、生体組織が成長していく過程とよく似た動的非平衡現象である。この事実は、生物の階層的秩序鵜構造の形成法を、本研究によって物質科学的視点から解明できる潜在性を示唆している。しかしながら、先行研究において提唱されている構造形成メカニズムは曖昧な部分も多く、さらなる理解のためには新しいアプローチが必要とされていた。そこで本年度は、まず先行研究の実験系(平板状電解質ゲルの自由膨潤時における内部応力誘起と構造形成)について、新しく数理的な視点からアプローチを試みた。また、上記目的にある高強度・高機能ゲルの創製に向けて、ゲル内部の半剛直性高分子が物性に寄与するためには(1):ゲル内における半剛直性高分子濃度の増加、(2):半剛直性高分子間の相互作用増加によるネットワーク形成、(3):多価金属イオンを用いた半剛直性高分子間の相互作用増加、といった手法が有効であるという知見が得られている。そこで来年度は知見に基づいた実験系の構築を行い、高強度ゲルの創製とその物性評価についてより詳しい解析を行う。先行研究から、「膨潤中に生じる内部応力場による剛直高分子の配向構造誘起」と「静電相互作用による配向構造の固定化」の2つを達成することで、ゲル内部での剛直な高分子の配向構造制御が可能になることが分かっている。本手法はゲルに「巨視的な異方的構造」を導入するための、斬新かつ有効なアプローチと考えられる。これにより、構造に由来する機能を発現させることができれば、軟骨の多様な機能や筋肉の異方的収縮、血管の異方的力学物性などの「生体の高機能」を「人工材料」で再現することができると期待される。しかしながら現状の手法のみでは、優れた生体代替材料創製の実現は難しい。この理由として、(a) :実際に機能発現を狙うためには、生体組織のような3次元空間での構造制御が必要である、(b) :ゲル中の剛直性高分子が物性に寄与できていない、(c) :媒体であるゲルの、構造材料としての機械的強度が不足している、という3つの課題が挙げられる。課題(a)達成のためには、ゲル中の剛直性高分子の配向メカニズムについてより詳細な理解が求められる。そこで本年度は、数理的なアプローチを用いてゲルの膨潤挙動を考察した。その結果、膨潤中のミスマッチによって誘起されるゲルの立体変形がゲル表面に形成されるしわのパターンに影響を及ぼすことが明らかになった。本研究は、表面しわによって誘起されるゲル内部の応力を用いてゲル中の剛直性高分子を配向させている。そのため、膨潤中の立体変形を制御することでしわパターン(内部応力分布)を制御できることが示唆された。本結果は論文として国際誌に投稿中であり、より精細なゲル内部での剛直性高分子の配向制御法への発展が期待される。

しかしながら、先行研究において提唱されている構造形成メカニズムは曖昧な部分も多く、さらなる理解のためには新しいアプローチが必要とされていた。そこで、先行研究の実験系(平板状電解質ゲルの自由膨潤時における内部応力誘起と構造形成)について、数理的な視点からアプローチを試みた。その結果、得られた有力な数理モデルは実験結果とよく一致し、「Coupled instabilities of surface crease and bulk bending during fast free swelling of hydrogel」というタイトルでSoft Matter誌に掲載された(表紙採用)。加えて、上記目的にある高強度・高機能ゲルの創製に向けて、ゲル内部の半剛直性高分子を物性に寄与させるアプローチを行った。具体的には、(1)ゲル内における半剛直性高分子濃度の増加、(2)半剛直性高分子間の相互作用増加によるネットワーク形成、(3)多価金属イオンを用いた半剛直性高分子間の相互作用増加、といった手法を系統的に試みた。その結果、特定の多価金属イオン(ZrやTiといったチタン族金属イオン)溶液中で、高濃度の半剛直性高分子を内包したゲルを膨潤させることで、極めて高強度・高靭性を示すハイドロゲルの合成に成功した。硬さ(強度)の指標であるヤング率はコントロールの水中で膨潤させたゲルと比べて、約40倍に増加し、丈夫さ(靭性)の指標であるWork of Extensionは約240倍に増加した。さらに、ゲル内部の半剛直性高分子の配向構造に応じて、力学物性を大きく制御することが可能であると分かった。今年度は上記目的にある高強度・高機能ゲルの創製に向けて、(1)ゲル内における半剛直性高分子濃度の増加、(2)半剛直性高分子間の相互作用増加によるネットワーク形成、(3)多価金属イオンを用いた半剛直性高分子間の相互作用増加、といった手法を系統的に試みた。現在、高強度ゲルの創製とその物性評価についてより詳しい解析を行っており、来年度内に本成果をまとめ、国際誌に論文として投稿する予定である。本成果により、研究課題である「内部応力で誘起された巨視的異方性を有する、高強度、高機能ゲルの創製」をおおよそ達成することが可能であり、最終年度は応用を見据えたデモンストレーションを行っていきたい。本研究の目的は、「内部応力で誘起された巨視的異方性を有する、高強度・高機能ゲルの創製」である。現在までに、剛直性高分子の配向構造をゲル内部で制御する方法を報告している。これに加え、特定の多価金属イオン溶液中で、高濃度の剛直性高分子を内包したゲルを膨潤させることで、極めて高強度・高靭性を示すハイドロゲルの合成に成功した。ヤング率はコントロールの水中で膨潤させたゲルと比べて、約40倍に増加し、靭性は約240倍に増加した。本年度は、本ゲルの強靭化メカニズムを詳細に理解するために、(1)ゲル内の剛直性高分子濃度が物性に与える影響、(2)多価金属イオンの濃度が物性に与える影響について注力して研究を行った。
HGA法を用いた汎用性とメモリの有効利用を考慮した流体解析スキームの構築

近年の数値解析では,計算の大規模化・複雑化に伴う格子生成作業の効率化,限られた計算資源の有効活用が重要な課題である.そこで,AMR法とHybrid格子に着目し,Hybrid格子にAMR法を適用したHGA(Hybrid Grid Adaptation)法の開発を行った.AMR法は計算を実施しながら細かい格子が必要な箇所の要素を分割・結合することにより,少ない計算メモリで高精度な解析が可能,さらに自動的に最適な格子分布が随時実現されるため格子生成作業に対する負担が軽減される.また,二次元では形状適合性に優れた三角形要素,計算効率性に優れた四角形要素,三次元では形状適合性に優れた四面体要素,ピラミッド要素,計算効率性に優れたプリズム要素,六面体要素からなるHybrid格子を用いることで,形状適合性・計算効率性を両立することができる.はじめに,HGA法をCIP法とMLSM(Moving Least Square Method)を用いた流体解析スキームに導入する.CIP法は固体・液体・気体の統一解法や電磁波,原子など様々な分野に応用が可能である汎用性の高い手法である.また,MLSMはグリッドレス法の一種で,節点の情報のみから補間を行うために要素形状に依存しないという特長をもつ.また,有限要素法などの節点に物理量を配置する手法の場合,中間節点と呼ばれる浮いた節点を一時的に埋めるため遷移要素を作成する必要があるが,作成の困難さから三角形要素を用いたものがほとんどである.しかし,計算効率性に優れている六面体要素に対するAMR法の導入は必要不可欠である.それに対して,HGA法はHybrid格子を用いているために六面体要素に加えて,四面体要素,ピラミッド要素,プリズム要素を用いて遷移要素の作成が可能である.そのため六面体要素に対してAMR法の導入が可能となり,より計算効率性に優れた手法を構築することができる.以上の観点から,HGA法を導入したCIP-MLSMによる圧縮性流体解析手法を構築した.衝撃波解析に対して本手法の有効性を示した.近年の数値解析では,計算の大規模化・複雑化に伴う格子生成作業の効率化,限られた計算資源の有効活用が重要な課題である.そこで,AMR法とHybrid格子に着目し,Hybrid格子にAMR法を適用したHGA(Hybrid Grid Adaptation)法の開発を行った.AMR法は計算を実施しながら細かい格子が必要な箇所の要素を分割・結合することにより,少ない計算メモリで高精度な解析が可能,さらに自動的に最適な格子分布が随時実現されるため格子生成作業に対する負担が軽減される.また,二次元では形状適合性に優れた三角形要素,計算効率性に優れた四角形要素,三次元では形状適合性に優れた四面体要素,ピラミッド要素,計算効率性に優れたプリズム要素,六面体要素からなるHybrid格子を用いることで,形状適合性・計算効率性を両立することができる.はじめに,HGA法をCIP法とMLSM(Moving Least Square Method)を用いた流体解析スキームに導入する.CIP法は固体・液体・気体の統一解法や電磁波,原子など様々な分野に応用が可能である汎用性の高い手法である.また,MLSMはグリッドレス法の一種で,節点の情報のみから補間を行うために要素形状に依存しないという特長をもつ.また,有限要素法などの節点に物理量を配置する手法の場合,中間節点と呼ばれる浮いた節点を一時的に埋めるため遷移要素を作成する必要があるが,作成の困難さから三角形要素を用いたものがほとんどである.しかし,計算効率性に優れている六面体要素に対するAMR法の導入は必要不可欠である.それに対して,HGA法はHybrid格子を用いているために六面体要素に加えて,四面体要素,ピラミッド要素,プリズム要素を用いて遷移要素の作成が可能である.そのため六面体要素に対してAMR法の導入が可能となり,より計算効率性に優れた手法を構築することができる.以上の観点から,HGA法を導入したCIP-MLSMによる圧縮性流体解析手法を構築した.衝撃波解析に対して本手法の有効性を示した.
ハイブリッドプロセスによる抗生物質ライブラリーの構築と機能評価

放線菌Streptomyces lasaliensisが生産する抗腫瘍性抗生物質エキノマイシンは、二つのキノキサリン環を介して、DNAにインターカレーションする。昨年度我々は、エキノマイシンの生合成遺伝子クラスターを同定し、大腸菌を利用して酵素的全合成に成功した。本年度は、エキノマイシンのペプチド基本骨格を構築する非リボソーム依存型合成酵素(NRPS)のC末端領域に存在するチオエステラーゼ(Ecm TE)ドメインを部分的に発現させ、鎖状ペプチドの酵素的二量化環化反応とマクロラクトン化反応を検討した。液相合成した鎖状テトラペプチドをEcm TEに作用させると、二量化一環化体が生成することを見出した。さらに、この化合物を空気酸化し、ジスルフィド結合を形成させることでトリオスチンAへ変換することに成功し、Ecm TEが二量化環化反応をin vitroで触媒することを証明した。次に、末端をチオエステルとした基質アナログを固相合成し、Ecm TEに作用させると低収率ながら目的の環化体であるマクロラクトンが得られた。しかし、加水分解が競争し相当量のカルボン酸が副生した。そこで、環化生成物TANDEMのDNAへの結合能に着目し、DNAを反応系内に添加してTANDEMを捕捉することで、加水分解を抑制しようと考えた。実際、DNA存在下では、環化生成物TANDEMの収率が大幅に(3.5倍)向上し、加水分解を5%以下に抑えることができた。更に、種々のアミノ酸や芳香環を導入した基質アナログ群を合成し、酵素的マクロラクトン化を検討した。DNA添加により、加水分解産物の生成が抑制され、環化効率が向上する基質アナログを見出した。また、生成したマクロラクトンが、TANDEMと同程度の親和性でDNAに結合することを確認できた。抗腫瘍性抗生物質エキノマイシンは、二量体型環状ペプチド骨格にキノキサリン-2-カルボン酸が連結したU字型の分子構造を持つ。DNAのマイナーグルーブに二つのキノキサリン環が同時にインターカレーションして生理活性を発現することが報告されている。本申請研究では、まず、放線菌S.lasaliensisからエキノマイシン生合成遺伝子クラスターの全長を取得した。さらに、エキノマイシン生合成に必要な16個の生合成遺伝子を同時に大腸菌で発現させ、エキノマイシンの酵素的全合成に成功した(南カリフォルニア大学、渡辺らとの共同研究、論文投稿中)。次に、生合成遺伝子の解析結果に基づいて、トリプトファンからキノキサリン-2-カルボン酸が生合成される機構を推定した。ここで、トリプトファンのβ位が酸化されたβ-ヒドロキシトリプトファンが鍵生合成中間体となり得る可能性が考えられたので、(2S,3S)-および(2S,3R)-配置の重水素標識体をそれぞれ立体選択的に合成した。生産菌への取り込み実験から、(2S,3S)-配置のβ-ヒドロキシトリプトファンが生合成の鍵中間体であることを疑問の余地なく解明し、キノキサリン系抗生物質の生合成機構について新重要知見を得た(投稿準備中)。キノキサリン環生合成機構の全容解明を進めるとともに、テトラペプチドを環化二量化させマクロ環を酵素反応で形成させる系を確立すべく、非リボソーム依存型ペプチド合成酵素のチオエステレースドメインとその上流のペプチジルキャリアープロテインドメインから構成される2ドメインを部分的に発現し、精製した。ごく最近、この2ドメイン部分発現酵素について、チオエステルの加水分解活性を検出した。また、生合成中間体と予想されるテトラペプチドやそのアナログの化学合成に成功した。
心肺圧受容器反射が運動時の静脈血管応答に及ぼす影響は皮膚層と筋層で異なるのか？

本研究の目的は『心肺圧受容器反射が運動時の筋層と皮膚層の静脈血管応答に及ぼす影響』を明らかにすることであった.検討の結果,心肺圧受容器反射と運動の相互作用により生じる筋層由来の深在性静脈血管収縮は,それぞれの単独負荷時に認められる収縮と同程度であることが,一方,皮膚層由来の表在性静脈は運動単独負荷でのみ収縮し,この収縮は心肺圧受容器反射との相互作用により抑制されることが示唆された.また,両静脈のコンプライアンスとも,心肺圧受容器反射および運動の影響を受けないことが明らかとなった.平成26年度は,安静状態において心肺圧受容器反射が皮膚層と筋層の静脈血管調節に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.健康な若年男女を対象とし,チルト台を用い姿勢を保持する角度を変えることで下肢に貯留する血液量を調節し(head-up tile: HUTまたはhead-down tilt: HDT),心肺圧受容器反射を介した静脈血管調節機構を検討した.姿勢条件として,ー10°HDT,仰臥位(0°),30°HUTおよび60°HUTを設定した.また,皮膚層の静脈として尺側皮静脈(表在性静脈)の,筋層の静脈として上腕静脈(深在性静脈)の血管伸展性をHalliwillらが開発した方法に準じて超音波法にて評価した.さらに,循環応答として,平均血圧,心拍数,一回拍出量および上腕動脈血流量を計測した.実験は全て完了しており,データ解析も一回拍出量を除き終了している.本研究から得られた結果は次の通りである.平均血圧は条件間で差は見られなかった.心拍数は,仰臥位姿勢と比較して,30°HUTで変化しなかったが,60°HUTで上昇した.上腕動脈血流量は下肢を下げるほど低下した.しかし,ー10°HDTにおける循環応答はすべて仰臥位姿勢時と比較して違いはなかった.また,表在性静脈および深在性静脈の血管伸展性には条件間での差がみられなかった.これらの結果から,30°HUTでは心肺圧受容器反射が,60°HUTでは心肺圧受容器反射と動脈圧受容器反射が生じていたが,ー10°HDTではこれらの圧反射は生じていなかったと推察される.この時,皮膚層および筋層の静脈血管伸展性に変化が見られなかったことから,これらの静脈血管応答に対する圧反射を介した交感神経調節の関与は小さいと考えられる.平成27年度は姿勢変化に運動実施を加えることで,心肺圧受容器反射と運動由来の交感神経活動亢進の相互作用が皮膚層と筋層の静脈血管調節に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.健康な若年男女を対象とした.心肺圧受容器反射を引き起こす方法として,平成26年度と同様にチルト台を用いた(head-up tile: HUTまたはhead-down tilt: HDT).また,運動刺激として静的ハンドグリップ運動(SHG)を用いた.実験条件は下記の8条件を設定した.1)仰臥位姿勢(0°HUT),2)30°HUT,3)60°HUT,4)ー10°HDT,5)0°HUT+SHG,6)30°HUT+SHG,7)60°HUT+SHG,および8)ー10°HDT+SHG.また,皮膚層の静脈として尺側皮静脈(表在性静脈)の,筋層の静脈として上腕静脈(深在性静脈)の血管横断面積(CSA)および血管伸展性(CPL)を超音波法にて評価した.さらに,循環応答として,一回拍出量,心拍数,平均血圧および上腕動脈血流量を計測した.実験は全て完了しており,データ解析もー10°HDTおよびー10°HDT+SHGの2条件を除き終了している.本研究から得られた主な結果は次の通りである.仰臥位姿勢でSHGを負荷しても,表在性静脈および深在性静脈ともCSAとCPLに変化は見られなかった.30°HUTおよび60°HUTにおいて,姿勢変化でのみ深在性静脈CSAは低下したがCPLには変化がみられなかった.表在性静脈はCSAおよびCPLとも変化しなかった.以上の結果から,1)筋層の静脈血管は圧受容器反射由来の交感神経活動亢進により収縮するが,血管伸展性は変化しない.また,運動由来の交感神経活動亢進の影響を受けない,2)皮膚層の静脈血管は圧受容器反射および運動由来の交感神経活動亢進の影響を受けない,3)筋層と皮膚層における静脈血管調節に対する運動と心肺圧受容器反射の相互作用は異なる,ことが示唆された.予定していた実験は全て完了している.データ解析もー10°HDTおよびー10°HDT+SHGの2条件を除き,終了している.

これらのことから,本研究はおおむね順調に進展していると判断できる.本研究では,心肺圧受容器反射が運動時の皮膚層と筋層の静脈血管応答にどのような影響を及ぼすのか明らかにすることを目的とした.初年度は,健康な若年男女を対象に,安静状態での心肺圧受容器反射の影響を検討した.チルト台を用い,保持する姿勢角度を変えることで下肢に貯留する血液量を増減させ(head-up tile: HUTまたはhead-down tilt: HDT),心肺圧受容器反射の程度を調節した.姿勢条件として,ー10°HDT,仰臥位(Supine),30°HUTおよび60°HUTを設定した.また,皮膚層の静脈として尺側皮静脈(表在性静脈)の,筋層の静脈として上腕静脈(深在性静脈)の血管横断面積(CSA)および血管伸展性(CPL)をHalliwillらが開発した方法に準じて超音波法にて評価した.その結果,表在性静脈では,CSAおよびCPLとも姿勢変化に伴う変化は見られなかった.深在性静脈では,Supineと比較して,姿勢変化に伴いCSAは低下したが,CPLはいずれの姿勢でも違いは見られなかった.2年目と3年目(最終年度)は,健康な若年男女を対象に,チルト台を用いた姿勢変化にハンドグリップ運動(SHG)を加えることで,心肺圧受容器反射と運動由来の交感神経活動亢進の相互作用が皮膚層と筋層の静脈血管調節に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.最終年度は特にー10°HDTとー10°HDT+SHGのデータ解析を重点的に行った.その結果,深在性静脈CSAはSupineと比較して各姿勢変化で低下したが,そこにSHGを付加してもさらなるCSAの変化は認められなかった.また,表在性静脈ではCSAおよびCPLともに姿勢変化と運動付加による変化は見られなかった.以上の結果から,静脈血管調節に対する運動と心肺圧受容器反射の相互作用は筋層と皮膚層で異なることが示唆された.本研究の目的は『心肺圧受容器反射が運動時の筋層と皮膚層の静脈血管応答に及ぼす影響』を明らかにすることであった.検討の結果,心肺圧受容器反射と運動の相互作用により生じる筋層由来の深在性静脈血管収縮は,それぞれの単独負荷時に認められる収縮と同程度であることが,一方,皮膚層由来の表在性静脈は運動単独負荷でのみ収縮し,この収縮は心肺圧受容器反射との相互作用により抑制されることが示唆された.また,両静脈のコンプライアンスとも,心肺圧受容器反射および運動の影響を受けないことが明らかとなった.予定していた実験は全て完了している.データ解析も一回拍出量を除き,終了している.これらのことから,本研究はおおむね順調に進展していると判断できる.ー10°HDTのデータ解析を行うことで,静脈血管調節に対する圧受容器反射の役割を詳細に明らかにする.今後,動的運動を用いた実験を加えることで,心肺圧受容器反射と運動由来の相互作用が運動形式によって異なるのか検討していく予定である.運動生理学一回拍出量のデータ解析を行うことで,圧受容器反射が生じていたか否かの判断の精度を高める.今後,姿勢変化に運動実施を加えることで,心肺圧受容器反射を介した交感神経活動亢進と運動由来の交感神経活動亢進の相互作用を検討していく予定である.ー10°HDTのデータ解析が終了しなかったため.循環応答のうち,一回拍出量のデータ解析が終了しなかったため.平成28年4月6月中にデータ解析を行い,その際に使用する.平成27年45月中に一回拍出量のデータ解析を行い,その際に使用する.
周縁からみたアンデス文明初期形成過程の研究

今年度(平成30年度)の研究においては、「アンデス文明の初期形成を、従来「周縁」とみなされてきたペルー南部から捉えなおす」という研究全体の目的の中で、同時期の文化的中心とみなされる中央高地の大神殿と終焉地域との関係に焦点を当てた調査をカンパナユック・ルミ遺跡で行った。同遺跡では2016年に行った発掘調査によって、ペルー南部では極めて珍しい発見となる円形半地下式広場の一部が発見された。この発見によって、600km離れた同時期の中心的な神殿であるチャビン・デ・ワンタル神殿とカンパナユック・ルミ神殿が宗教的に密接な関係にあったことが示唆された。そこで今年度は広場の全体像とその機能を明らかにするための発掘調査を行った。発掘によって、円形広場が丘の上を掘り込んで建造されていたこと、その閉鎖時に至るまで極めて入念に清掃がなされていたこと、広場を閉鎖し埋め立てる際には大規模な饗宴を伴う終末儀礼が行われていたことが明らかとなった。広場全体を発掘したことにより、建築軸と広場のアクセスとの対応関係、チャビン・デ・ワンタル神殿との建築様式の類似性が明確となり今後の分析によって儀礼行為を復元するための重要な手がかりが得られた。建築年代と閉鎖年代を特定可能な良好な層位からの炭化物サンプルも得られており、将来的な年代測定を通じて他地域の神殿遺跡との編年的な関係を精緻化する事が可能となった。なおこの発掘調査における発見はペルー国内において新聞等複数のメディアにおいて報道された。遺跡周囲で行った踏査によって、神殿が機能した時期の後半に居住されていた可能性がある区域が新たに見つかり、カンパナユックツ神殿を支えた集落が地域間交流の活発化と共に拡大したという仮説を裏付ける成果が得られた。また、この踏査の副産物として新たな黒曜石の露頭が確認され、分析の結果神殿で見つかったものと同じ化学組成を示すことが判明した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度8月にペルーアヤクチョ県ビルカスワマン市周辺(アヤクチョ県南部)において遺跡踏査を行った。13の遺跡を踏査し、うち少なくとも4つの遺跡がカンパナユック・ルミと同時期の形成期中期から後期に対応することを確認した。そのうちの一つは従来後の時代の遺跡であると認識されていたものであるが、踏査によって形成期にも利用されていたことが明らかとなった。また、アヤクチョ県ワンカサンコス周辺で、神殿遺跡を新たに確認し(アルピリ遺跡)、ペルー文化省への報告を行った。さらに形成期に使用されていた二つの黒曜石産地、キスピシサとアルコ・プンコを踏査し黒曜石のサンプルを収集した。アルコ・プンコに関してはミズーリ大のグラスコック博士の蛍光X線分析によってカンパナユック・ルミ出土黒曜石の中に同産地産の黒曜石が存在する可能性が指摘された。これらの遺跡は全て標高3000m以上の気候帯に位置しており、同地域における形成期の活動の中心は高地にあったことが確認された。今回の踏査によって、カンパナユック・ルミ周辺に少なくとも4つの同時代の神殿が存在することが明らかとなった。そのいずれもが在地的な建築様式を有しており、北部の大神殿からの影響が強いカンパナユック・ルミの建築とは大きく異なるものであった。また、形成期において最も重要な黒曜石産地であるキスピシサ近くにアルピリ遺跡という大きな同時代の神殿を確認したこと、キスピシサ以外のアルコ・プンコという黒曜石産地の黒曜石がカンパナユック・ルミに存在することが確認されたことによって、今後のアンデス全域における黒曜石流通のメカニズムが在地の視点から分析可能であるという見通しが得られた。特にアルピリ遺跡はペルー中央高地南部においてカンパナユック・ルミに次ぐ規模を有しており、これまでの同地域に関する後背地というイメージに大きく変更を迫るものといえる。H27年度の踏査では、これまでのカンパナユック・ルミ遺跡発掘調査の成果をペルー中央高地南部という地域全体の考古学的な脈絡の中に位置づけるデータが得られた。これまでの調査からはカンパナユック・ルミが同地域内で唯一の神殿であったと想定していたが、今回の踏査によって複数の神殿建築が確認されたことによって従来「周縁」として捉えられてきたペルー中央高地南部における文明形成過程がより複雑なものであった可能性が示唆された。また、形成期後期にアンデス全域で流通する黒曜石の産地近くで大規模な神殿が新たに確認された(アルピリ遺跡)ことから地域間交流の活発化と神殿の成立、社会の複雑化が連動していたという申請者の仮説を支持するデータが得られている。今回の踏査で確認された神殿建築はいずれも在地の様式を示しており、北部の大神殿チャビン・デ・ワンタルの影響を色濃く残すカンパナユック・ルミの神殿建築とは大きく異なる。カンパナユック・ルミは神殿の規模、建築の洗練においてやはり群を抜いた存在であり、「黒曜石の獲得と流通、宗教的重要性などの点でカンパナユック・ルミと他の神殿との間には階層的な関係が存在した」という仮説が提示できる。問題はこのような関係がいつの時期に生じたかということであり、カンパナユック・ルミにおける継続的な発掘調査によって神殿の建築と社会変化の相関を追及する必要がある。