hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
架橋フォトクロミック液晶高分子を用いたメカニカル機能の創出

架橋液晶高分子を用いて光エネルギーを直接力学的仕事に変換する高分子光運動材料の開発を行った。架橋液晶高分子の分子配向や架橋密度が光運動に大きく影響することが明らかとなった。光活性層である架橋液晶高分子と汎用高分子フィルムの積層方法について検討し,回転・並進運動などより複雑な三次元光運動を示す積層型光運動材料を開発することに成功した。架橋液晶高分子を繊維状に成形すると光照射位置を変えるだけで繊維の屈曲方向を制御でき,人工筋肉や光駆動アクチュエーターへの展開が示された。本研究では,フォトクロミック化合物を用いて光エネルギーを力学的エネルギーに変換する新しい光運動材料を開発し,三次元光アクチュエーターなどへ応用することを目的としている。架橋液晶高分子中にフォトクロミック分子であるアゾベンゼンを導入し,フィルムや繊維状などさまざまな形状に加工することにより,屈曲・伸縮・回転など多様な運動モードを実現できる光アクチュエーターへの展開を試みる。光を照射すると運動する架橋フォトクロミック液晶高分子を用いることにより,バッテリー・電極・配線などが不要な軽量小型の光アクチュエーターが実現する。フォトクロミック化合物を架橋液晶高分子中に導入することにより,光によって変形する高分子材料を創出することができる。光変形を誘起できる架橋フォトクロミック液晶高分子は,光エネルギーを直接力学的仕事に変換することができる光-力変換材料として機能することから近年注目を集めている。本研究では,光照射により多彩な運動を誘起できる高分子材料の開発を目指して,フォトクロミック分子の設計および架橋液高分子の調製法などについて検討を行い,さまざまな光運動材料を創出することを目的としている。本年度は,アゾベンゼンモノマーおよびアゾベンゼン架橋剤をそれぞれ合成し,架橋剤濃度の異なる架橋液晶高分子フィルムを作製した。さらに,架橋液晶高分子フィルムの光照射時における収縮量や発生応力について,架橋剤濃度の観点から検討した。その結果,架橋剤濃度が高いほど初期配向の高いフィルムが得られ,発生応力についても架橋剤濃度の増加に伴って増大することが分かった。架橋点の増大によって,アゾベンゼンの配向秩序の変化を効果的に系全体に増幅することができるためであると考えている。また,新たにジアリールエテンやアゾトランなどを導入したモノマーを設計し,合成を進めている。合成した光応答性モノマーの液晶性や光異性化挙動など詳細な検討を行い,液晶モノマーの光重合条件を最適化し,高配向な架橋フォトクロミック液晶高分子の調製,多彩な運動モードを示す光運動材料の創出および光運動メカニズムの解明などを行う予定である。架橋フォトクロミック液晶高分子は,光エネルギーを直接力学的仕事に変換することができる光アクチュエーターとして機能し,新しいフォトクロミック分子の応用展開として期待されている。本研究では,フォトクロミック分子の極限性能を追求し,光により運動を誘起できる高分子材料を開発することを目的としている。これまでに,フォトクロミック化合物の分子設計および合成を行い,架橋フォトクロミック液晶高分子の光-力変換機能に着目し,光照射時における収縮量や発生応力について,架橋剤濃度の観点から検討した。本年度は,架橋液晶高分子の光アクチュエーターへの応用を目指し,架橋液晶高分子フィルムを汎用高分子フィルムに積層した積層型光運動材料の開発を試みた。その結果,架橋液晶高分子を積層した高分子フィルムは,さまざまな形状に加工することができ,多彩な三次元運動を示す光運動材料として機能することが明らかとなった。特に,積層フィルムをベルト状に加工し,光照射するだけで一方向に回転する光プラスチックモーターの開発に世界で初めて成功した。この光プラスチックモーターは,光エネルギーを直接回転運動に変換することができ,遠隔操作が可能な光アクチュエーターとして非常に有用である。さらに,高性能な光運動材料を開発するため,フォトクロミック化合物の観点から新たな分子を設計・合成し,そのフォトクロミック化合物の液晶性や異性化挙動などを詳細に検討するとともに,光運動特性について評価を行っている。架橋フォトクロミック液晶高分子は,光エネルギーを直接仕事に変換することができ,光アクチュエーターへの応用が期待されている。本研究では,フォトクロミック分子の微視的構造変化を物質の巨視的な変形へと増幅し,さまざまな運動を示す光運動材料を開発することを目的とした。これまでにフォトクロミック分子としてアゾベンゼンを用いて架橋液晶高分子を作製し,その光運動特性を評価してきた。本年度は,架橋フォトクロミック液晶高分子を用いた光運動材料の一般性を評価するために,アゾベンゼンとは異なるフォトクロミック分子であるジアリールエテンに着目し,架橋ジアリールエテン液晶高分子の光応答性を評価した。ジアリールエテンの両側にメソゲンを導入し,さらに重合基を有するジアリールエテン液晶架橋剤を設計・合成した。合成した化合物を光重合することにより,メソゲンが一軸配向した架橋ジアリールエテン液晶高分子を調製することができた。この架橋ジアリールエテン液晶高分子フィルムに紫外光を照射すると瞬時に紫色に着色し,さらに照射を続けると光源方向に屈曲した。また,フィルムに可視光を照射するとフィルムは無色になり,徐々に形状が戻り始めた。

可視光を照射したフィルムを加熱するとフィルムの形状は完全に元の形状まで復元することが分かった。アゾベンゼンだけではなく,異なるフォトクロミック化合物から光運動材料を創出することができ,フォトクロミック化合物の分子形状変化およびメソゲンの光配向変化に基づいた光運動材料の一般性・汎用性が示された。本研究では,フォトクロミック分子の微視的構造変化を物質の巨視的な変形へと増幅し,さまざまな仕事をする光運動材料を開発することを目的とした。架橋フォトクロミック液晶高分子は,光照射による液晶の分子配向変化に伴い,巨視的かつ異方的に可逆変形する。架橋液晶高分子を高分子基材フィルムに積層しても光運動能を損なうことなく,機械的強度を向上させることにも成功している。本年度は,光活性層と基材フィルムとの積層方法に着目し,電子線照射と化学反応による二層の接合を試みた。まずアゾベンゼン液晶高分子が塗布された基材フィルムに電子線を照射したところ,アゾベンゼン層と基材フィルムとの層間での架橋と同時に光活性層内での架橋が形成された。電子線架橋フィルムは光照射により変形し,光照射を止めると元の形状に戻り,光運動機能を有することがわかった。また,基材フィルムの界面で光応答性高分子を直接反応させることができれば,より簡便なプロセスで光運動材料を創製することができる。光活性層である一級アミノ基を有する直鎖状アゾベンゼン誘導体を,オゾン処理によりアルデヒド基を導入したEVALフィルム上に塗布後加熱し,フィルム界面においてイミン結合により二層を接合した。続く延伸処理と光活性層内の残存アミノ基を利用した架橋によりアゾベンゼンが面内一軸配向したフィルムを得た。紫外光照射および可視光照射に伴い調製したフィルムが可逆的に屈伸することが分かった。フィルム界面における化学反応により簡便に光運動材料を作製することができ,さらに接合界面の疲労耐久性も向上することが明らかとなった。
特発性肺線維症急性増悪におけるマイクロRNA

(1)抗アミノアシルtRNA合成酵素(ARS)抗体陽性間質性肺炎(ARS-ILD)の長期予後は、筋炎の有無によらず、抗ARS抗体陰性の特発性肺線維症(IPF)に比べて、有意に良好であった。(2)IPF、ARS-ILDの肺組織、気管支肺胞洗浄液における遺伝子発現の網羅的解析を行った。気管支肺胞洗浄液において、IPFでは細胞増殖に関連した遺伝子群、ARS-ILDではTリンパ球に関連した遺伝子群の発現が亢進していた。(3)IPFを含む特発性間質性肺炎の急性増悪における予後因子を検討したところ、診断時のすりガラス影およびコンソリデーションの広がりに左右で非対称性が見られた場合、有意に予後良好であった。本研究の目的は、(1)既存の肺組織および気管支肺胞洗浄液(BALF)を用いて網羅的なマイクロRNA解析を行い、特発性肺線維症に疾患特異的なマイクロRNAを同定する、(2)急性増悪患者の血液検体、BALF検体を前向きに集積し、急性増悪に特異的なマイクロRNAを同定することである。まず既存の慢性間質性肺炎の肺組織、BAL検体のうち、特発性肺線維症と抗ARS抗体症候群に伴う間質性肺炎を対象にメッセンジャーRNAレベルでの遺伝子発現の網羅的解析に取り組んだ。RNA解析が可能なかたちで保存された既存検体からRNAを抽出し、品質確認を行ったうえで、遺伝子発現の網羅的な解析に着手した。最終的な解析結果は確定されていないが、特発性肺線維症では細胞の増殖に関連した遺伝子が、抗ARS抗体症候群ではTリンパ球に関連した遺伝子がそれぞれ発現亢進している可能性が高く、この2群の異なる臨床像の機序と考えられた。引き続き、同検体を用いて候補遺伝子の発現を定量的に評価し、肺組織での蛋白発現の相違を検討する。さらに同様の検体を用いて、マイクロRNAの網羅的解析に着手するとともに、解析対象に肺癌患者の切除肺非癌部分組織を加えることで、特発性肺繊維症により特異的な遺伝子発現およびマイクロRNA発現を明らかにする。急性増悪患者を対象とした血液検体、BALF検体の前向きな集積にも取り組み、急性増悪における病態特異的なマイクロRNAの同定を目指す。本研究の目的は、(1)既存の肺組織および気管支肺胞洗浄液(BAL)を用いて網羅的なマイクロRNA解析を行い、特発性線維症に疾患特異的なマイクロRNAを同定する、(2)急性増悪患者の血液検体、BALF検体を前向きに集積し、急性増悪に特異的なマイクロRNAを同定することである。(1)既存の慢性間質性肺炎の肺組織、BAL検体のうち、特発性肺線維症と抗ARS抗体症候群に伴う間質性肺炎を対象にメッセンジャーRNAレベルでの遺伝子発現の網羅的解析を行った。肺組織検体を用いた検討では、2群間で発現に有意な差を認める遺伝子を同定できなかった。BAL検体を用いた検討では、特発性肺線維症では細胞増殖に関連した遺伝子群、抗ARS抗体症候群ではTリンパ球に関連した遺伝子群の発現が亢進しており、これらの結果はクラスター解析、GO解析など複数の解析法を用いても同様であった。とくに2群間で発現差の大きかったLRRN3、CXCL13、TNFSF4(OX40L)を対象にRT-PCRによる定量評価を行っており、今後、学会発表、論文執筆を予定している。これらの遺伝子発現の違いを反映した、特発性肺線維症と抗ARS抗体症候群の長期予後の違いを検討し、米国胸部疾患学会2015年で発表のうえで論文化を予定している。同様の検体を用いて、マイクロRNAの網羅的解析も進行中である。(2)特発性肺線維症を含む特発性間質性肺炎の急性増悪に関して、診断時の画像での左右差が予後因子となることを明らかにし、欧州呼吸器学会2014年での発表を経て、論文投稿中である。診療状況の変更により急性増悪患者の検体集積は予定通りに進まなかったが、既存の慢性期検体の解析から、急性増悪や予後の予測因子を探索中である。臨床呼吸器学まず既存の肺組織、BALFを用いたマイクロアレイ解析に着手したが、既存検体からのRNA抽出とその品質確認、ならびに解析ソフトの習熟に時間を要し、メッセンジャーRNAレベルでの遺伝子発現の網羅的解析に到達するまでに留まった。このため、保存検体を用いたマイクロRNAの抽出、網羅的な発現解析には至らず、急性増悪患者を対象とした前向きの検体集積も滞っている。既存の肺組織、BALFを用いた、肺組織特発性肺線維症および抗ARS抗体症候群における遺伝子発現の網羅的解析を進め、この2群の異なる臨床像に関連した候補遺伝子を同定する。

引き続き、候補遺伝子の発現を定量的に評価し、肺組織での蛋白発現の相違も検討する。また同様の検体を用いて、マイクロRNAの網羅的解析に着手するとともに、解析対象に肺癌患者の切除肺非癌部分組織を加えることで、特発性肺繊維症により特異的な遺伝子発現およびマイクロRNA発現を明らかにする。2014年度より急性増悪患者を対象とした血液検体、BALF検体の前向きな集積にも本格的に着手し、急性増悪における病態特異的なマイクロRNAの同定を目指す。2013年度に予定していた遺伝子解析実験のうち、既存検体を用いたメッセンジャーRNAの発現解析は行ったが、既存検体からのマイクロRNA抽出およびその網羅的な発現解析は行うことができなかった。2013年度に行うことのできなかった既存検体からのマイクロRNA抽出およびその網羅的な発現解析は行うとともに、当初の計画どおり、急性増悪患者の検体を前向きに集積し、マイクロRNAの抽出および網羅的解析を行う。これらの結果を国内外の学会で発表し、英文校閲を経て、査読のある英文誌に投稿する。
日本の哲学辞典編纂史に関する研究:三木清編『現代哲学辞典』の批判的検討

哲学者の三木清(1889-1945)が編纂した『現代哲学辞典』(1936年)は、日本で初めて大項目主義を採用した画期的な哲学辞典であった。だが、同書はわずか5年で大幅に改訂され、その『新版現代哲学辞典』(1941年)も翌年には発禁処分を受けた。この哲学辞典は日本の戦時下における出版文化を映し出す鏡である。同書は学術性と時事性の両方を具備することを目指したのであり、日本の哲学辞典編纂史上に並びない位置を占めている。三木清編『現代哲学辞典』(日本評論社,初版1936年/新版1941年/第2版1947年)の独自性を輪郭づけるために,同書に先行する哲学辞典を網羅的に検討した。すなわち,『哲学字彙』以後の金字塔『大日本百科辞書<哲学大辞書>』(1909年),影響力を誇った宮本和吉他編『岩波哲学辞典』(1922/24年[増訂])および伊藤吉之助編『哲学小辞典』(1930/38年[増訂])を筆頭に,久しく忘却された次の諸編も対象とした。朝永三十郎編『哲学辞典』(1905/24年),渡部政盛著『最新哲学辞典』(1923年),高木斐川著『学説人名用語大辞典<哲学之部/倫理之部>』(1925/20年),『大思想エンサイクロペヂア26<哲学辞典>』(1928年),『哲学研究会編『現代哲学辞典』(1930年),桑木厳翼監修『哲学辞典』(1934年)。各書の序文を比較検討した結果,20世紀初頭から30年代に及ぶ哲学ブームのなかで,手近な啓蒙書として哲学辞典が広く求められるようになり,そうした読書界の要求に応えるべく,学術性を誇るタイプとむしろ通俗性を旨とするタイプの哲学辞典が刊行されたことが判明した。そして三木清編『現代哲学辞典』は両タイプの統合を図りながら,それまで類例のなかった「大項目主義」の採用により,我が国における哲学辞典の出版史に新生面を拓いたという事情が確認できた。さらには法政大学図書館の三木清文庫を調査した結果,三木が大項目主義のモデルとしたVierkandt著『社会学小辞典』など辞典類には三木による書き込みなどは何ら残されておらず,辞典編纂の舞台裏を垣間見るという期待は裏切られた。だが,三木文庫にも多数が収蔵されている共編者,樺俊雄の諸著作(歴史哲学と文化社会学に関するもの)が『現代哲学辞典』の成立を理解する重要な手掛かりを提供してくれるはずである,という新たな見通しを得ることができた。1.三木清編『現代哲学辞典』(日本評論社,初版1936年/新版41年/第2版47年)の初版と新版の間でいかなる<書き換え>が行われたかを,「世界観」「教育学」「心理学」「アメリカ哲学」「日本の哲学jおよび「日本精神」などの項目に即して具体的に検討した。そうした改訂作業の中枢にあった樺俊雄は後年,「何分にも戦争の危機が迫っていたので当局の検閲はきわめて厳しくなっていた。そのために一部の執筆者の名前を変名に取り変えたり,字句の訂正を行ったりしたので,編集はきわめて難航した」と述懐している。例えば「アメリカ哲学」の場合,記述内容に本質的な差異は認められず,執筆者の交代(早瀬利雄から清水幾太郎)は執筆者名の変更(変名措置)によるものと推測される。他方で「教育学」「心理学」の場合,新版での記述内容は「学術性」が飛躍的に高まっている。それに対して特に問題となるのは「世界観」や「日本精神」の場合で,改訂からはイデオロギー性の盛り込み方をめぐる配慮が窺われる。2-『人生論ノート』所収の幸福論についても,初出と単行本との間で重要な<書き加え>を確認した。3.『現代哲学辞典』が日本の哲学辞典編纂吏上に占める独自の位置(および三木哲学の先駆性)を見定める一つの目安として,戦後社会で一気に重要性を増した「環境」概念に着目して,同書に前後する各種の哲学辞典(『改訂増補哲学字彙』(1884年),朝永編『哲学辞典』(1905/24年),『大日本百科辞書<哲学大辞書>』(09年),宮本他編『岩波哲学辞典』(22/24年[増訂])および伊藤編『哲学小辞典』(30/38年[増訂]),渡部著『最新哲学辞典』(23年),高木著『学説人名用語大辞典<哲学之部/倫理之部>』(25/26年),『大思想エンサイクロペヂア26<哲学辞典>』(28年),哲学研究会編『現代哲学辞典』(30年),桑木監修.

『哲学辞典』(34年))について,関連記述を網羅的に検討した。その結果,(1)『岩波哲学辞典』を境として,それまでの「環象」「囲繞界」「外囲」に対して「環境」が決定的な勝利を収め,(2)『現代哲学辞典』では,大項目として立項されてはいないが,新旧両版の間で「環境」に関連する記述が全面的に差し替えられている(模索状況の痕跡),という2点が確認できた。
全血中における赤血球「連銭」形成能の定量化

古典的「赤血球沈降速度-赤沈」法に替わりうるより迅速な検査法を開発するために,全血の誘電スペクトロスコピーの利用可能性を検討し,以下の結果を得た.1.赤沈を左右する最大の要因は赤血球の連銭形成である.2.連銭形成の強弱は全血の低周波誘電率を測ることにより容易に定量できる.3.全血中に形成された連銭は強いshear stress依存性を示すから,これを知るために回転数可変のループ状セルを作製した.4.セルの回転数を段階的に上げると,全血の低周波誘電率は階段状の変化を示して減少し,逆に回転数を段階的に下げると,誘電率は階段状の経過をとって増大した.5.このような低周波誘電率の階段状の変化は,血液資料の赤沈血とよい相関を示した.6.以上の結果は「平行板コンデンサー」セルを用いる通常の測定法から得られたものであるが,全く別タイプの「開放端同軸プローブ」方式の誘電測定を実施したところ,上と同様に低周波誘電率と赤沈値との間に,かなりよい相関が成立することを,予備実験で確かめた.以上の結果から,誘電測定法の活用により血液検査の分野に新しい方向性が見出された.古典的「赤血球沈降速度-赤沈」法に替わりうるより迅速な検査法を開発するために,全血の誘電スペクトロスコピーの利用可能性を検討し,以下の結果を得た.1.赤沈を左右する最大の要因は赤血球の連銭形成である.2.連銭形成の強弱は全血の低周波誘電率を測ることにより容易に定量できる.3.全血中に形成された連銭は強いshear stress依存性を示すから,これを知るために回転数可変のループ状セルを作製した.4.セルの回転数を段階的に上げると,全血の低周波誘電率は階段状の変化を示して減少し,逆に回転数を段階的に下げると,誘電率は階段状の経過をとって増大した.5.このような低周波誘電率の階段状の変化は,血液資料の赤沈血とよい相関を示した.6.以上の結果は「平行板コンデンサー」セルを用いる通常の測定法から得られたものであるが,全く別タイプの「開放端同軸プローブ」方式の誘電測定を実施したところ,上と同様に低周波誘電率と赤沈値との間に,かなりよい相関が成立することを,予備実験で確かめた.以上の結果から,誘電測定法の活用により血液検査の分野に新しい方向性が見出された.1.血液誘電特性の理論的基礎づけ赤血球連銭形成の進行にともない誘電率が著増する理由を“扁長楕円体shell"モデルの理論的検討を通して明らかにした.2.血液誘電率の測定系の構築と性能テスト電極分極を抑えるため4電極法を採り,これに必要なLCRメータの改造をおこなった.これをパソコンでコントロールするソフトを作り,連銭成長曲線の初期相を忠実に捉えることができた.しかし,実用上は2電極法の方がより簡便であるため,従来の平行板型に加え,同軸表面型プローブを自作した.3.血液試料についての検討全血を試料として,赤血球沈降時の誘電特性を同軸表面型プローブで測ると,平行板型での測定よりも大きな誘電率を示すことを見出した.この現象は,全血中の血小板が電極表面に速やかに吸着するためであろうと推定される.したがって,赤血球沈降を新しい同軸表面型プローブ法により追跡すると,全血そのままを対象として血小板擬集能をも同時に定量できる可能性があることが判った.今後,この点に特に注意し,さらに検討をおこなう.1.赤血球(RBC)凝集の誘電率の理論:膜の存在を考慮したshell modelの誘電理論にもとづき, `単分散' (流動下の全血のようにRBCが個々に散在するもの)と`連銭'あるいは`凝集塊'形成時のRBCの誘電率の差異を明らかにした.これにより,低周波域での`誘電率'を指標にとれば,全血中の連銭形成をモニターできるがわかった.2.測定系の製作とテスト:全血用の`回転式平行板コンデンサー型セル'と`同軸プローブ'を自作した.前者は2mlの全血を試料とし,その流動条件を連続的に変え,誘電率をshear rateの関数として記録する.後者は赤血球沈降速度(赤沈)を電気的に計測する垂直型セルに装着できる.いずれも誘電特性の時間的変化を追跡できるよう,コンピュータ制御可能なプログラムを作成した.3.連銭形成能の定量化:セルの回転数を変え全血の誘電率を記録した.50kHzでの誘電率は回転数の増大により段階的に低下し,最高速106rpmで26002700(単分散RBCsの値)となった.最低速12rpmでは,回転停止5分後のレベル60007000の1/2以下であった.このように,「赤沈亢進」/「連銭形成能」/「血液誘電率」という連鎖をたどり,一定の連銭崩壊をもたらすのに必要な「最小shear stress」が定義できたので,「血液誘電率」の臨床生理学的意義がより明確になった.セルのデザインについては,回転型以外にも同軸プローブなど,より使い勝手のよいものを開発中である.
光触媒ナノリソグラフィの開発

本研究は原子像を直接観察できる原子間力顕微鏡を用いて、局所的に電場を印加して光触媒反応を加速させ、有機薄膜にナノスケールのパターニングを形成させることを検討した。また、得られたナノパターンを、光触媒反応で高速かつ高精度で転写する手法についても検討した。AFMで作成されたナノパターンを転写する光触媒薄膜の作成を検討した。数nm以下の表面粗さを持つ薄膜として、非晶質のTiO2,SnO2,In2O3,NiOを原子層堆積法(ALD)法ならびにスパッタリング法により作成した。ALDで作成した非晶質TiO2は残念ながら光触媒能を持たなかった。非晶質In2O3,NiOも高い光触媒能を示さず、非晶質SnO2が比較的良好な光触媒能を示した。更に光触媒能を高めるため、キャリア濃度の異なるSnO2薄膜を3層構造にし、フェルミー準位の違いによる内部電場の生成を試みた。その結果、3層構造SnO2は非晶質で表面荒さが1nm以下でありながら、結晶性アナターゼTiO2と同等の光触媒機能を示すことが明らかになった。この3層構造SnO2を用いてパターン形成を行い、OTS/Siに転写することを試みた。30minの紫外線照射により、OTSの表面に変化は現れたが、不十分なパターン形成となった。こうしたOTSの分解速度に関する実験から、非晶質SnO_2の光触媒能は余りにも低く、実用には適しないことが明らかになった。そこで、新たにスパッタリング法により非晶質TiO_2,Nb_2O_5,Ga_2O_3薄膜の作成を行い、光触媒能とOTSの分解反応を評価した。これ等の薄膜のXRDパターンには、何らの回折ピークも見られず、非晶質あるいはナノクリスタルであることが分かる。また、AFMによる表面形態観察からも全く粒子成長は起こっておらす、平坦な表面であることが確認された。OTSとSiは最初96及び55°の接触角を持っている。SnO_2ではほとんど接触角は変化していないが、Ga_2O_3,TiO_2,Nb_2O_5では、大きな接触角変化が認められる。特に、TiO_2では高い酸素分圧と低真空3x10-2Torrで作成した試料では、紫外線照射5分以内でOTSの完全分解が実現している。これは、高真空状態ならびに大きな高周波出力では、ターゲットから放出された酸素負イオンが薄膜に打ち込まれ、欠陥準位を形成するためである。注目すべき点は、非晶質でありながら高い光触媒を有することであり、酸化チタンナノクリスタルの存在が示唆される。この非晶質TiO2を用いてパターンの転写を検討したところ、30秒の紫外線照射でOTSの部分分解が起こり始め、パターンの転写が進むことを確認された。しかし、パターンの空間分解能は充分でなく、その原因として生成したH2O2が光照射によりOHラジカルを生じためと考えられる。ルチル単結晶TiO2表面上に真空蒸着法で堆積させたステアリン酸LB類似膜のAFM観察から、単純なスキャン、あるいは電圧印加や紫外線照射だけでは全く表面形態は変化しないが、YTの文字の部分に正の電圧を印加しながら紫外線照射を行うと、劇的な変化が現れた。例えば、3回のスキャン(60秒)で一部ステアリン酸薄膜にパターンが形成した。更に5回のスキャン(100秒)を行うと、明確にYTのパターンが現れ、深さが薄膜の厚さと同じくなった。このパターンの線幅は30nmと極めて細く、ナノリソグラフとして使用できることが分かった。更にスキャンを15回繰り返すと、AFMのスキャナーのドリフトによりパターンの線幅が広くなった。ステアリン酸の光分解反応は、印加電圧、光照射強度の増加と共に加速された。従って、AFMリソグラフが通常パターン形成の速度が遅いという欠点は、印加電圧、光照射強度の増加により克服できる可能性がある。次に、AFMで作成されたナノパターンを転写する光触媒薄膜の作成を検討した。この3層構造SnO2薄膜をSiウエハー上に堆積させたOTS(オクチルテトラクロロシラン)自己組織化膜に接触させて、光触媒反応によるOTSの分解ならびに接触角の変化を測定した。30分ほど紫外線照射をすることにより、接触角が激減しSi表面のOTSが光触媒反応により分解することを確認した。

更にパターン化したSnO2を用いて、OTSへのパターン転写を試みたが、明確なパターン転写を確認することは出来なかった。この原因として、Si-OTSとSnO2薄膜の接触がうまくいっていないことが推測された。本研究は原子像を直接観察できる原子間力顕微鏡を用いて、局所的に電場を印加して光触媒反応を加速させ、有機薄膜にナノスケールのパターニングを形成させることを検討した。また、得られたナノパターンを、光触媒反応で高速かつ高精度で転写する手法についても検討した。AFMで作成されたナノパターンを転写する光触媒薄膜の作成を検討した。数nm以下の表面粗さを持つ薄膜として、非晶質のTiO2,SnO2,In2O3,NiOを原子層堆積法(ALD)法ならびにスパッタリング法により作成した。ALDで作成した非晶質TiO2は残念ながら光触媒能を持たなかった。非晶質In2O3,NiOも高い光触媒能を示さず、非晶質SnO2が比較的良好な光触媒能を示した。更に光触媒能を高めるため、キャリア濃度の異なるSnO2薄膜を3層構造にし、フェルミー準位の違いによる内部電場の生成を試みた。その結果、3層構造SnO2は非晶質で表面荒さが1nm以下でありながら、結晶性アナターゼTiO2と同等の光触媒機能を示すことが明らかになった。この3層構造SnO2を用いてパターン形成を行い、OTS/Siに転写することを試みた。30minの紫外線照射により、OTSの表面に変化は現れたが、不十分なパターン形成となった。こうしたOTSの分解速度に関する実験から、非晶質SnO_2の光触媒能は余りにも低く、実用には適しないことが明らかになった。そこで、新たにスパッタリング法により非晶質TiO_2,Nb_2O_5,Ga_2O_3薄膜の作成を行い、光触媒能とOTSの分解反応を評価した。これ等の薄膜のXRDパターンには、何らの回折ピークも見られず、非晶質あるいはナノクリスタルであることが分かる。また、AFMによる表面形態観察からも全く粒子成長は起こっておらす、平坦な表面であることが確認された。OTSとSiは最初96及び55°の接触角を持っている。SnO_2ではほとんど接触角は変化していないが、Ga_2O_3,TiO_2,Nb_2O_5では、大きな接触角変化が認められる。特に、TiO_2では高い酸素分圧と低真空3x10-2Torrで作成した試料では、紫外線照射5分以内でOTSの完全分解が実現している。これは、高真空状態ならびに大きな高周波出力では、ターゲットから放出された酸素負イオンが薄膜に打ち込まれ、欠陥準位を形成するためである。注目すべき点は、非晶質でありながら高い光触媒を有することであり、酸化チタンナノクリスタルの存在が示唆される。この非晶質TiO2を用いてパターンの転写を検討したところ、30秒の紫外線照射でOTSの部分分解が起こり始め、パターンの転写が進むことを確認された。しかし、パターンの空間分解能は充分でなく、その原因として生成したH2O2が光照射によりOHラジカルを生じためと考えられる。
鉄筋コンクリート造柱がせん断破壊した後の軸力保持能力評価モデルの実用化研究

本研究は,鉄筋コンクリート造柱の軸力保持能力評価モデルであるアーチ抵抗モデルの適用性を検証するため,せん断補強筋フックの角度や定着長などの配筋詳細が残存軸耐力に与える影響を明らかにすること,曲げ降伏後せん断破壊する柱への適用性を明らかにすること,の2点を目的として実施した。1)配筋詳細の影響を調査する実験を実施した結果,せん断補強筋の破断やフックが外れることにより,せん断破壊直後に崩壊する試験体が複数確認された。これらの試験体では提案モデルの重要な仮定条件である「軸崩壊時のせん断力がゼロである」を満たさない崩壊性状の試験体である。従って,既往研究等から実験データを収集し,せん断破壊時の鉛直・水平両方向のつり合いを検討することにより,こうした「せん断破壊直後には軸崩壊に至らず,せん断力がゼロとなるまで軸崩壊しない」条件を整理し,これを同モデルのひとつの適用範囲とした。また,作用軸力P/主筋Asfyの軸耐力の比が1.0を超える試験体では精度の低い結果が得られていたが,これはモデルの仮定条件(主筋のN-M相関関係を直線近似)に起因することを明らかにした。最終的に,同モデルの適用範囲をP/Asfy < 1.0,0.2<pw<0.45%と定めた。2)曲げ型の試験体については,既往の実験研究のデータを参照し,最終的に材端部(部材両端部)にせん断破壊が生じる場合は実際の水平変形を1/2にし,最終的に部材全長にわたってせん断破壊が生じる場合は全水平変形をアーチ抵抗モデルに入力することで,良好な精度が得られることを明らかにした。加えて,小変形領域で破壊する柱への適用性を検討するため,2体の曲げ柱に高軸力を作用させ,加力実験を実施した。これらの試験体に同モデルを適用したところ,いずれも実験結果を過大評価することとなった。平成29年度は,既往研究において研究代表者らが提案した残存軸耐力評価法の適用範囲を明らかにし,実用化への端緒を築くことを目的として,1)鉄筋コンクリート造柱試験体の加力実験,および2)国内外の同種の柱試験体の実験データ収集を通したデータベース分析を実施した。1)においては,2体の試験体を加力し,その軸力保持能力を把握した。2)においては,41体の試験体データを収集した。これらの結果,研究代表者らが提案したモデルの適用範囲は,せん断補強筋比0.2 - 0.5%,主筋比2.0%以上の,一般的な既存鉄筋コンクリート造柱をカバーできる範囲であることが明らかとなった。この範囲においては,米国等で広く用いられている代表的な評価モデルであるShear Frictionモデルよりも高い精度を示し,実用に耐える精度を有していることが明らかとなった。また,当初はコンクリート強度が適用範囲を限定する主たる要因になると考えていたが,限られた試験体数からなる本検討結果から判断すると,その影響は限定的なものであった。なお,実験結果より,鉄筋の端部詳細の影響も同じく限定的であった。加えて,せん断破壊時の力の釣合い条件を満たさない試験体,すなわち主筋や補強筋がそれぞれ軸力やせん断力に対して十分でない試験体については,上記の残存軸耐力評価法の軸崩壊点の定義である「せん断破壊後にせん断力が0まで低下したとき」に合致しない破壊性状を示すことがあることがわかり,この影響については今後も検討を続ける予定である。予定していた実験を完了し,研究目的である「残存軸耐力評価法の実用化」に必要な適用範囲をおおよそ明らかにできたため。

これらの試験体に同モデルを適用したところ,いずれも実験結果を過大評価することとなった。今後は,曲げせん断破壊型の試験体に対しても同評価法が適用できるかどうかを検討するため,加力実験およびデータベース分析を進める予定である。当初は曲げせん断破壊型の試験体の加力実験を,せん断破壊型の試験体の加力実験と並行して実施する予定であったが,せん断破壊型の結果を詳細に分析してから曲げせん断破壊型の試験体を加力する方が,研究成果を最大化する観点で良策であると判断したため。
生体の着地衝撃緩衝特性および筋活動量からみたシューズ性能の評価

本研究では屋外での運動中における下肢の動作解析,着地衝撃および筋電位の連続計測のシステムを構築するため,加速度センサによる各種動作中の着地衝撃計測,慣性センサによる加速度・角速度のデータを用いて慣性センサ装着部位の三次元姿勢の推定方法の検討,筋電位計測による各種動作中の着地衝撃と筋活動量の関係の評価,および筋疲労定量化システムの構築を行い,それらの妥当性と信頼性を評価した。その結果,野外における運動においても加速度センサを用いて着地衝撃が計測可能であること,慣性センサによる体幹部姿勢の推定が可能であること,筋電位計測から筋疲労の定量化システムを構築することができた。本研究はランニング障害の予防に貢献することを最終目的とし,慣性センサによる計測と無線式の計測システムを構築し,長時間ランニング時の下肢動作と着地衝撃および筋活動量の計測を行い,被験者のランニング動作の特徴やランニングシューズの性能を評価することを目標としている.平成25年度においては,慣性センサによる携帯型計測システムの妥当性の検証および着地衝撃が伴う動作中の筋電位計測の信頼性を検証するため次の実験を実施した.1)ヒトに装着した慣性センサから得られた加速度・角速度のデータを用いて,慣性センサ装着部位の三次元姿勢を推定する方法を検討し,絶対座標系における姿勢の推定法を確立した.2)ゴルフパッティング動作中のヒトの体幹の回転動作について慣性センサを用いて計測し,モーションキャプチャシステムと慣性センサによる体幹の三次元姿勢および回転動作の推定精度を比較したところ,慣性センサによる測定結果の精度が高いことを示し,慣性センサによる体幹部姿勢の推定方法の妥当性を示した.3)着地衝撃が伴う動作として,高さ24cmの台から落下した直後にサイドカッティングする動作と毎秒3m程度の速度の助走からサイドカッティングする動作を対象として,大腿直筋と大腿二頭筋の筋電位計測を行い,着地時の衝撃力は床反力計を用いて計測した.着地時の筋活動状態について最大随意収縮時の筋電位を基準として動作中の筋電位を表現することにより,測定部位の違いによる筋電位計測値への影響を除外し評価できることを示し,着地衝撃が伴う動作中の筋電位計測の信頼性を検証した.本研究はランニング障害の予防に貢献することを最終目的とし,慣性センサによる計測と無線式の計測システムを構築し,長時間ランニング時の下肢動作と着地衝撃および筋活動量の計測を行い,被験者のランニング動作の特徴やランニングシューズの性能を評価することを目標としている.平成24年度においては,慣性センサによる携帯型計測システムの構築を主目的として次の実験を実施した.1)各種動作中の加速度センサを用いた着地衝撃計測の妥当性を検証するため,男性被験者7名を対象に,ランニング,着地動作などの6種類の動作を実施させ,足部に装着した3軸加速度センサによる衝撃加速度と床反力計による衝撃力との関係を検討した.その結果,両者の関係には正の相関関係が認められ,加速度センサによる衝撃加速度の計測値から動作中における下肢に加わる衝撃力を推定できることがわかり,加速度センサによる計測方法の妥当性を示した.2)前述の加速度計測システムを用いて野外でのサッカー競技中について,加速度信号と映像から求めた動作の種類との関係を男性被験者1名を対象に検証した.その結果,動作の種類の違いにより衝撃加速度の大きさが異なることを明らかにし,野外における長時間の運動においても加速度計測システムを用いて着地衝撃が計測可能であることを実証した.3)スニーカーやハイヒールなど機能が異なる靴を着用した歩行において,下肢の動作,足底圧分布,下肢の筋活動量と靴機能の違いとの関係を検証するため,女性被験者12名を対象として,床反力計を敷設した歩行路においてスニーカータイプの靴3種類とハイヒールタイプの靴4種類を着用した歩行を実施した.その結果,靴の機能により歩幅,歩行速度,足底圧における前足部と後足部の荷重分布割合が大きく影響を受けることが明らかになった.下肢の筋活動においては特徴的な違いを明らかにすることができず,今後の課題である.本研究はランニング障害の予防に貢献することを最終目的とし,慣性センサによる計測と無線式の計測システムを構築し,長時間ランニング時の下肢動作と着地衝撃および筋活動量の計測を行い,被験者のランニング動作の特徴とランニングシューズの性能を評価することを目標としている.平成26年度においては,筋電位計測の信頼性および計測データの処理方法の妥当性を検証し,逆動力学解析による下肢関節トルクと筋電位計測による筋活動量との関係を考慮しながら,下肢粘弾性機構の働きと着地衝撃伝達特性の関係を検討した.被験者10名を対象に,立位姿勢を基準に,歩行時,ジョギング時,階段降り時の3種類の動作について,床反力計よる着地衝撃計測,下肢筋群における筋電位計測,動作解析による下肢関節の動力学的動態を分析した.筋電位計測による筋活動量の推定では,最大筋力発揮時の筋電位を基準に各活動中の筋電位を正規化した.下肢関節における動力学的な動態においては,足関節および膝関節のほかに足部の体節を前足部と後足部に分割することによりアーチ部における動力学的な挙動も分析した.

その結果,着地衝撃の大きさは歩行時,階段降り時,ジョギング時の順に大きくなり,それに伴い下肢関節の発揮トルクが増加する.しかし,筋活動量も増大することにより,下肢の粘弾性特性が変化するため,着地時の衝撃の伝達特性も変化することがわかった.下肢の粘弾性特性と着地時の衝撃の伝達特性が,長時間のランニングによる筋疲労によりどのように影響されるのか,衝撃緩衝性が高いシューズを着用することによりどのように影響されるのかを検討する予定であった.しかし,測定システムのトラブルにより測定の継続が困難な状態になってしまった.本研究はランニング障害の予防に貢献することを最終目的とし,慣性センサによる計測と無線式の計測システムを構築し,長時間ランニング時の下肢動作と着地衝撃および筋活動量の計測を行い,被験者のランニング動作の特徴とランニングシューズの性能を評価することを目標としている.平成27年度においては,次の3点について実験を行い,着地時の衝撃の伝達特性と筋疲労の状態との関係を検討した.1)筋電位計測による筋疲労定量化システムを提案するため,男性被験者10名を対象に握力発揮実験中における前腕部の表面筋電位を計測し,筋疲労モデルの適用により筋疲労パラメータの推定と筋疲労の発現状態を定量的に推定した.その結果,高精度結果を得ることができ筋疲労定量化システムの有効性を検証することができた.2)歩行中の歩容の違いが歩行安定性に及ぼす影響を検討するため,男性被験者10名を対象に歩隔の異なる4種類の歩行中における歩幅と重心動揺軌跡の特徴量を評価した.その結果,歩行中の身体バランスの安定性を評価する指標を提案することができた.3)サッカーキック動作における助走の仕方の違いが支持脚における動力学的負荷に及ぼす影響を評価するため,男性被験者6名を対象に助走角度の異なる3種類のインステップキック動作における支持脚の下肢三関節の運動学および動力学的な変量を比較した.その結果,助走角度が大きくなると左右方向の関節間力と前額面及び水平面の関節トルクが大きくなることが示唆された.以上より,精度の高い筋疲労定量化手法の提案,歩行中の安定性評価,着地衝撃と下肢三関節の動力学的様相を明確にできた.しかし,長時間のランニングによる筋疲労と着地衝撃の関係,シューズ性能の違いによる着地衝撃特性についての検証ができず,今後の課題となった.本研究では屋外での運動中における下肢の動作解析,着地衝撃および筋電位の連続計測のシステムを構築するため,加速度センサによる各種動作中の着地衝撃計測,慣性センサによる加速度・角速度のデータを用いて慣性センサ装着部位の三次元姿勢の推定方法の検討,筋電位計測による各種動作中の着地衝撃と筋活動量の関係の評価,および筋疲労定量化システムの構築を行い,それらの妥当性と信頼性を評価した。その結果,野外における運動においても加速度センサを用いて着地衝撃が計測可能であること,慣性センサによる体幹部姿勢の推定が可能であること,筋電位計測から筋疲労の定量化システムを構築することができた。平成26年度の研究計画は,1)床反力の計測と逆動力学解析を行い,下肢の関節トルクや筋電位計測による筋活動量と合わせて考察することにより,膝伸展機構の働きと加速度伝達特性の関係,筋活動状態と加速度伝達特性との関係などを検討すること.2)ランニングの着地時について足部・膝部・腰部の加速度計測を行ない,ランニング着地時の衝撃の伝達特性を評価する.同時に下肢筋群の筋電位を計測し,下肢筋の活動状態を考慮しながら検討すること.3)長時間のランニング時に下肢筋の活動状態と着地衝撃の伝達特性の関係がどのように影響するのか.
Ｘ線ホログラフィーによる光学系II蛋白質の活性サイトMnクラスターの構造研究

光合成の水分解・酸素発生反応を担う光化学系II蛋白質(PSII)には、活性中心にMn4Caクラスターが触媒中心として存在する。Mn4Caクラスターは価数が異なるMnで構成される混合原子価状態であることが知られているが、各Mnの価数はまだ未解決である。また、反応サイクルにおいて、4つのMnのうちで酸化還元を行っているMnを特定することも課題となっている。本研究では、散乱X線を3次元的に計測してホログラフィーによる像再生を行うことで、金属間の位置情報と価数情報を解析する蛍光X線ホログラフィー法により、Mn4Caクラスターの個々のMnの位置と価数の分析を行い、励起前後の比較から、酸化還元反応を行うMnを特定する研究である。これまで、蛍光X線ホログラフィーは金属合金結晶や低分子の金属錯体結晶等を対象としていたが、本研究期間により、生体試料の高分子量蛋白質結晶であるPSIIも実験対象とすることができた。また、X線損傷に鋭敏なPSIIを自然状態で測定するための、ラスタースキャンによるノーマルモードでの測定条件を開発し、X線による還元作用を受けずにデータ収集を行うことができた。これまでの測定により、PSII結晶のMn4Caクラスターに由来するホログラムパターンを得ることに成功した。また1段階遷移試料で同様の測定を行い、遷移による違いを確認できるホログラムパターンも得ることができた。生体試料の成果はミオグロビンなど僅かな例しか報告されていない。PSII結晶のMn4Caクラスターの構造情報から計算されるシミュレーションのホログラムと実験結果の比較から、Mn4CaクラスターのMn1に対応する部分に差異が確認されたことから、Mn1が酸化還元に関与している可能性が示唆された。しかし、まだ、金属合金等の蛍光X線ホログラフィー分析と比較すると、信頼性が劣るため、精度の点で課題が残っている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。光合成の酸素発生は光化学系II蛋白質(PSII)の活性中心Mn4CaO5クラスター(Mnクラスター)が触媒する水分解によるものである。MnクラスターはIV価とIII価の混合原子価状態で存在しており、PSIIの光化学反応に伴う色素分子の電荷分離によって酸化力が高められ,水分解によって電子を補充している。本研究では,PSII結晶を使った蛍光X線ホログラフィー法(XFH)によってMnクラスターの分子構造を復元すると共に、4つのMnの価数と反応による各Mn原子の価数変化を明らかにすることを目的とする。本研究を初めたところ、結晶内に合計32個のMnが存在するため、分子構造を復元することは不可能であることがシミュレーションから明らかになった。そのため、各Mnの価数と価数変化に注力して研究を進めた。XFHの測定では、液体窒素の低温固定した好熱性らん藻由来PSII結晶を調製し,放射光施設SPring-8のBL39XUビームラインを利用して,MnのK-吸収端(6.555keV)から価数の違いに関する情報、吸収端の前後(6.565kEV, 6.551keV)からMnの位置の情報とバックグランドを測定した。測定には2次元検出器を使い,限られて領域のホログラム像を結晶の対称操作で拡張した。また、PSII結晶を532nmのNd:YAGレーザーで1段階励起してフラッシュ凍結した試料も調製し,XFHによる価数変化の比較の測定も行った.本期間では2回のBL39XUの実験を行い、X線損傷の問題から20個程度の結晶に分散してXFHデータの収集をそれぞれ行った。それぞれのデータについて現在共同研究者と共に解析中であるが、Mn由来のホログラム像のパターンが十分に確認されている。PSII結晶からMnクラスターの価数と配置に関する情報が得られる3つの波長からXFH測定を順調に行うことができたため。また、XFH測定で懸念されていたX線還元について、照射点を移動しながら測定することにより、還元が抑えられていることがX線吸収スペクトルの比較から検証することができた。また、1段階励起の状態についても、XFH測定に用いたPSII結晶のX線吸収スペクトルから、MnのK-吸収端が0.7eV程度の高エネルギー側へのシフトしていることが確認されたことから、励起手法についても問題が無いことがわかった。これらから、おおむね順調に研究を遂行できていると思われる。

また、X線損傷に鋭敏なPSIIを自然状態で測定するための、ラスタースキャンによるノーマルモードでの測定条件を開発し、X線による還元作用を受けずにデータ収集を行うことができた。これまでの測定により、PSII結晶のMn4Caクラスターに由来するホログラムパターンを得ることに成功した。また1段階遷移試料で同様の測定を行い、遷移による違いを確認できるホログラムパターンも得ることができた。生体試料の成果はミオグロビンなど僅かな例しか報告されていない。PSII結晶のMn4Caクラスターの構造情報から計算されるシミュレーションのホログラムと実験結果の比較から、Mn4CaクラスターのMn1に対応する部分に差異が確認されたことから、Mn1が酸化還元に関与している可能性が示唆された。しかし、まだ、金属合金等の蛍光X線ホログラフィー分析と比較すると、信頼性が劣るため、精度の点で課題が残っている。現段階ではまだ測定範囲が狭いため有意な解釈および解析ができない.PSII結晶を多様な方位に配向した状態に向けた凍結結晶の調製方法を検討する。引き続き放射光施設SPring-8のBL39XUビームラインでの測定を行い、測定領域を広げてデータの拡張を目指す。領域研究の共同研究者と共に、Mnクラスターのシミュレーションのホログラム像との比較からMnクラスターの個々の価数と1段階目の遷移で励起されるMn原子の特定を目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ゼブラフィッシュ嗅覚行動の神経回路基盤の解明

匂いによって誘起される動物の本能行動の解明に向けて、遺伝学解析が可能な小型の熱帯魚ゼブラフィッシュを用いて研究を行った。嗅覚神経系特異的にGal4を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュ系統を作成し、神経活動イメージング・行動学的アッセイの二つの手法を組み合わせた解析を行なった。その結果、これまで知られていなかった様々な匂い物質が嗅球の特定の糸球体を活性することが明らかとなった。ある種の匂い分子は、魚に対し特定の嗅覚行動を引き起こす。アミノ酸、胆汁酸などは、誘引行動を、魚の皮膚抽出物質は忌避反応を引き起こすことが知られている。しかしながら、ゼブラフィッシュにおいて、これら匂い分子と嗅覚行動を網羅的に詳しく調べた研究はない。そこで本研究では、これまで魚類の嗅覚応答に関わることが報告されている各種匂い分子(アミノ酸、胆汁酸、核酸、ステロイド、アミン類)を水槽に投与した際に引き起こされる嗅覚行動を解析し、好き・嫌いの嗅覚行動に関わる匂い分子を同定すること、さらに、嗅覚神経系特異的なGAL4系統を作成し、行動学的アッセイ・神経活動イメージングの二つの手法を組み合わせた解析を行ない、特定の嗅覚行動を発現させる嗅覚ニューロンを同定し、その機能を明らかにすることを目的とする。今年度は、新たに嗅覚神経系特異的にGAL4を発現する系統を複数樹立することができ、現在GAL4発現細胞の同定、解析を進めている。さらに、好き・嫌いの嗅覚行動を引き起こす匂い分子に応答する嗅覚ニューロンの同定のための神経活動イメージングの手法を確立しつつある。また、GAL4/UASシステムを用いたin vivo神経活動イメージングシステムの構築にも着手しており、UAS : G-CaMP2といった神経活動イメージングプローブを発現するゼブラフィッシュ系統を作成中である。現在、これらのシステムを用いて様々な匂い分子に応答する嗅覚神経回路の同定を目指し、解析を進めている。動物の本能行動すなわち摂食、生殖、忌避行動にとって匂いの情報は欠かせない情報の一つである。魚類を用いた嗅覚研究は、その鋭敏な嗅覚を利用して古くから行われており、アミノ酸、胆汁酸などは、誘引行動を、魚の皮膚抽出物質は忌避反応を引き起こすことが知られている。しかしながら、匂いの入力からその出力に至る神経回路についてはほとんど分かっていない。近年、注目されているモデル動物ゼブラフィッシュにおいても、これら匂い分子と嗅覚行動を網羅的に詳しく調べた研究はない。さらに、好き・嫌いの嗅覚行動を引き起こす匂い分子に応答する嗅覚ニューロンの同定のための神経活動イメージングの手法を確立した。現在、UAS:G-CaMP2といった神経活動イメージングプローブを発現するゼブラフィッシュ系統を複数樹立していおり、これらのシステムを用いて様々な匂い分子に応答する嗅覚神経回路の同定を目指し、解析を進めている。匂いの情報は動物の本能行動すなわち摂食、生殖、忌避行動にとって欠かせない情報の一つである。魚類において、アミノ酸、胆汁酸などは、誘引行動を、魚の皮膚抽出物質は忌避反応を引き起こすことが知られている。本研究で用いるモデル動物ゼブラフィッシュにおいても、これら匂い分子と嗅覚行動を網羅的に詳しく調べた研究はない。今年度は、従来から行っているジーントラップ法に加え、新たなエンハンサートラップ法を用いて嗅細胞、高次神経中枢に特異的にGAL4を発現する系統を複数樹立することができた。さらに、これらGAL4系統と神経活動イメージングプローブであるUAS:G-CaMPをを発現するゼブラフィッシュ系統を組み合わせることにより、嗅覚一次中枢である嗅球における匂い応答を網羅的に解析するシステムを構築した。この解析によって、これまで知られていなかった各種匂い分子が嗅球の特異的な領域を活性化することを明らかにした。