hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
白血病幹細胞におけるオートファジーの機能的意義の解明と白血病治療への応用の検討

オートファジーは細胞内タンパク質や細胞小器官の分解を担う機構であり、種々の固形腫瘍がオートファジーに依存した増殖を示していることが判明している。一方で、急性骨髄性白血病の病態、特に再発の主要な原因と考えられている白血病幹細胞の機能におけるオートファジーの役割は明らかになっていない。マウスモデルにより白血病の進展および幹細胞の維持にオートファジーが必須であることが見出されており、ヒトの白血病細胞についても細胞増殖とオートファジーの関係について検討し、オートファジーに関連すると考えられる遺伝子の発現について、白血病幹細胞分画とそれ以外の白血病細胞分画において遺伝子発現に変化がないか検討した。造血器腫瘍の治療成績向上のためには、治療抵抗性および再発の原因と想定される腫瘍幹細胞を除去することが肝要であり、腫瘍幹細胞の性質を生み出す分子基盤を解明することで造血器腫瘍の治癒を実現する新規治療の可能性を拓くことができると考えられる。オートファジーは細胞内タンパク質や細胞小器官の分解を担う機構であり、近年の研究から種々の固形腫瘍がオートファジーに依存した増殖を示していることが判明している。加えて、オートファジーの正常幹細胞の維持における重要性が明らかになっており、各種固形腫瘍の治療標的候補として注目されている。一方で、急性骨髄性白血病(AML)の病態、特にAML幹細胞の機能におけるオートファジーの役割は明らかになっていない。白血病幹細胞は抗がん剤に対して抵抗性を示すことから再発の主要な原因と考えられており、白血病幹細胞の根絶することで再発率を低下させることができると考えられている。そのため、白血病幹細胞を標的とした新たな治療戦略の創出が望まれる。本研究は、幹細胞のヒエラルキーを再現したマウスAMLモデルにおいてオートファジー関連遺伝子を欠損させることで、AMLの維持・進展におけるオートファジーの役割を解明することを目的としたものである。オートファジーに必須な遺伝子であるAtg7を欠損させることのできるマウスAMLモデルを作製し、AMLの進展および幹細胞の維持にオートファジーが必須であることを見出した。AMLマウスモデルを用いて、AMLの進展および幹細胞の維持にオートファジーが必須であることを見出した。具体的には、オートファジーに必須な遺伝子であるAtg7のコンディショナルノックアウトマウスの骨髄を採取し、AMLの原因となる融合遺伝子MLL-ENLを導入してマウスへ移植することで、Atg7を欠損させることのできるマウスAMLモデルを作製した。当マウスモデルにおいてAMLを発症後にAtg7を欠損するとマウスの生存が延長することから、AMLの進展におけるAtg7の重要性が個体レベルで明らかとなった。さらに詳細な解析を実施し、Atg7の欠損により白血病幹細胞の頻度・機能が低下していることが示された。同じくオートファジーに必須な遺伝子であるAtg5をマウスAMLモデルにて欠損させた場合も、マウスの生存延長および白血病幹細胞頻度の低下が生じており、上記の知見はオートファジー一般に適応できることが示唆された。オートファジーの活性を測定する目的で、オートファジーによって分解されるタンパク質GFP-LC3を発現するトランスジェニックマウスを用いてマウスAMLモデルを作製し、解析を実施した。その結果、AML幹細胞は正常造血幹前駆細胞と比較してGFP-LC3の発現が顕著に低いことが明らかとなった。このことは、AML幹細胞においてオートファジーの活性化が起こっていることを示唆するものである。さらに、オートファジーによるAML幹細胞維持の機序解析として、ミトコンドリアおよび活性酸素種の定量を実施したところ、Atg7を欠損したAML幹細胞においてミトコンドリアの蓄積と活性酸素種の増加が観察され、同時に細胞死の亢進が示された。以上の結果は、オートファジーによるミトコンドリアの分解が活性酸素種の産生を抑制することでAML幹細胞を保護していることが示唆しており、当初の予定を上回る成果である。本研究は、当初幹細胞のヒエラルキーを再現したマウスAMLモデルにおいてオートファジー関連遺伝子を欠損させることで、AMLの維持・進展におけるオートファジーの役割を解明することを目的とした。また今年度はヒトのAML細胞についても細胞増殖とオートファジーの関係について検討した。前年度までにマウスの実験で得られた知見を元に、ヒト急性骨髄性白血病における、オートファジーの機能について解析を目指した。急性骨髄性白血病骨髄検体を用いて、オートファジーを誘導し、細胞の増殖に与える影響について解析した。

単核球分離し、CD34陽性・陰性を分別し、リソソームとオートファゴソームの融合を阻害することでオートファジーの経路を阻害する目的でクロロキンを投与した。Cyto-IDオートファジー検出キットを用いたflux assayを行ったが、CD34陽性・陰性で有意差は得られなかった。CD34分画をさらにCD38陽性・陰性で区別し、クロロキンと、V型ATPase特異的阻害剤(Bafilomycin A1)を添加し培養、細胞増殖への影響を検討したが。細胞増殖に対する差は検出されなかった。次に、ヒトAMLにおけるCD34陽性CD38陽性細胞・CD34陽性CD38陰性細胞の遺伝子発現量について、オートファジーに関連することが示唆される遺伝子、細胞周期やシグナル伝達に関わる遺伝子などについてmRNA発現量を比較している。造血器腫瘍の治療成績向上のためには、治療抵抗性および再発の原因と想定される腫瘍幹細胞を除去することが肝要であり、腫瘍幹細胞の性質を生み出す分子基盤を解明することで造血器腫瘍の治癒を実現する新規治療の可能性を拓くことができると考えられる。オートファジーは細胞内タンパク質や細胞小器官の分解を担う機構であり、近年の研究から種々の固形腫瘍がオートファジーに依存した増殖を示していることが判明している。加えて、オートファジーの正常幹細胞の維持における重要性が明らかになっており、各種固形腫瘍の治療標的候補として注目されている。一方で、急性骨髄性白血病(AML)の病態、特にAML幹細胞の機能におけるオートファジーの役割は明らかになっていない。白血病幹細胞は抗がん剤に対して抵抗性を示すことから再発の主要な原因と考えられており、白血病幹細胞の根絶することで再発率を低下させることができると考えられている。そのため、白血病幹細胞を標的とした新たな治療戦略の創出が望まれる。本研究は、当初幹細胞のヒエラルキーを再現したマウスAMLモデルにおいてオートファジー関連遺伝子を欠損させることで、AMLの維持・進展におけるオートファジーの役割を解明することを目的とした。AMLマウスモデルを用いて、AMLの進展および幹細胞の維持にオートファジーが必須であることを見出した。ヒトのAML細胞についても細胞増殖とオートファジーの関係について検討し、オートファジーに関連すると考えられる遺伝子の発現について、白血病幹細胞分画とそれ以外の白血病細胞分画において遺伝子発現に変化がないか検討した。オートファジーは細胞内タンパク質や細胞小器官の分解を担う機構であり、種々の固形腫瘍がオートファジーに依存した増殖を示していることが判明している。一方で、急性骨髄性白血病の病態、特に再発の主要な原因と考えられている白血病幹細胞の機能におけるオートファジーの役割は明らかになっていない。
喉頭摘出者を対象にした統計的声質変換を用いた発声支援システムの確立

前年度では,電気音声の基本周波数情報を得るために呼気センサーを用いたが,この呼気センサーは,話者にかかる負担が高いことが分かった.そこで,電気音声の基本周波数情報を得ることができ,かつ話者に負担をかけない信号として,発声に関与する筋肉上の皮膚に電極を接着し,発声時の電位を計測して得られる表面筋電(EMG)信号に注目した.EMG信号を採取する際には,気管孔を密閉しないので,話者への負担は低減すると期待される.さらに,電極の接着位置を考察することで,基本周波数に相当する情報が得られないかと考えた.ただし,EMG信号単独では基本周波数情報が得られないため,EMG信号から基本周波数が推定する必要があるが,その推定性能は未知であるため,検証した.研究を進める過程で,これまで用いてきた混合正規分布だけでは,有声・無声の判定が困難であることがわかった.この有声・無声の判定は,二値分類の問題であるということに着想を得て,有声・無声の判断を識別モデルの1つであるサポートベクターマシンで行い,混合正規分布では表面筋電信号と基本周波数の有声部分のみの関係を学習するようにシステムを修正した.3人の話者データを用いて評価した結果,ある話者で84%以上の性能で有声・無声が正しく判定でき,かつ推定基本周波数と目標とした基本周波数間の相関が0.49となる結果を得た.本年度では,表面筋電信号に関して優れた知見を有しているカールスルーエ工科大学(ドイツ)のTanja Schultz教授の下で約1年間滞在して研究を行った.この長期滞在は,表面筋電信号に関する知見を習得するだけではなく,語学能力の向上などの効果もあった.本研究は,声帯の欠損により発声機能を失った喉頭摘出者が,電気式人工喉頭に代表される外部音源を用いて発声した電気音声に対して,声質変換を用いた音質改善を目指している.声質変換とは,入力音声の言語情報を維持したまま話者性などの非言語情報を変換する技術である.本年度では,実際の喉頭摘出者が発声した様々な電気音声を通常音声へ変換する発声支援システムを提案し,実験的にその有効性を確かめた(研究目的・項目2に該当).通常音声を出力するには抑揚が不可欠であるが,入力される電気音声には有効な抑揚情報がない.そこで,先行研究を参考に,音韻情報のみから抑揚情報を推定することを試みた.提案手法として,まず従来の電気式人工喉頭を用いた電気音声を通常音声に変換する発声支援システムを提案した.次に,周囲の者に聞こえないほど微弱な信号を用いた電気音声を体表に装着したマイクロフォンで収録した電気音声を入力し,通常音声に変換するシステムも提案した.最後に,電気式人工喉頭の振動数を呼気で制御し,電気音声に抑揚を付与する呼気センサーを用いて発声した電気音声から通常音声に変換する発声支援システムを提案した.実験的に評価した結果,いずれの電気音声よりも,変換通常音声の自然性が大きく上回っており,好ましいことを確かめた.ただし,呼気センサーの有無による差は僅かであった.そこで,変換先となる通常音声のピッチが呼気センサーを用いた電気音声にできるだけ合うように再度収録し,客観的に評価した.その結果,抑揚情報に関して大きな改善を確認した.また,発声障害者音声を効率的に収集し,評価するためのシステム構築に向けて,情報収集を行った.前年度では,電気音声の基本周波数情報を得るために呼気センサーを用いたが,この呼気センサーは,話者にかかる負担が高いことが分かった.そこで,電気音声の基本周波数情報を得ることができ,かつ話者に負担をかけない信号として,発声に関与する筋肉上の皮膚に電極を接着し,発声時の電位を計測して得られる表面筋電(EMG)信号に注目した.EMG信号を採取する際には,気管孔を密閉しないので,話者への負担は低減すると期待される.さらに,電極の接着位置を考察することで,基本周波数に相当する情報が得られないかと考えた.ただし,EMG信号単独では基本周波数情報が得られないため,EMG信号から基本周波数が推定する必要があるが,その推定性能は未知であるため,検証した.研究を進める過程で,これまで用いてきた混合正規分布だけでは,有声・無声の判定が困難であることがわかった.この有声・無声の判定は,二値分類の問題であるということに着想を得て,有声・無声の判断を識別モデルの1つであるサポートベクターマシンで行い,混合正規分布では表面筋電信号と基本周波数の有声部分のみの関係を学習するようにシステムを修正した.3人の話者データを用いて評価した結果,ある話者で84%以上の性能で有声・無声が正しく判定でき,かつ推定基本周波数と目標とした基本周波数間の相関が0.49となる結果を得た.本年度では,表面筋電信号に関して優れた知見を有しているカールスルーエ工科大学(ドイツ)のTanja Schultz教授の下で約1年間滞在して研究を行った.この長期滞在は,表面筋電信号に関する知見を習得するだけではなく,語学能力の向上などの効果もあった.
心筋前駆細胞移植床による新生心筋の起源と分化・分裂・増殖因子の網羅的解析

内在性心筋幹前駆細胞を賦活化させて心筋へ分化誘導する方法は、心筋再生の新たな試みである。我々は、マウス心筋梗塞モデルの心膜腔内へ移植した心筋前駆細胞移植床による内在性の心筋再生促進機序について検討した。その結果、心筋前駆細胞移植床は、in vivoで心臓side population細胞のDNA傷害を軽減し、心筋前駆細胞移植床は血管新生、抗アポトーシス、白血球遊走阻止効果を有する分泌因子を放出し、心臓におけるaldehyde dehydrogenase 2の発現を保持することを明らかにした。また、心臓多色蛍光発現マウスモデルを確立し、心筋傷害後の心筋細胞分裂動態を定量的に評価した。次にPuraMatrixTM内で心筋前駆細胞を培養した移植床を、心筋梗塞を作成したα-MHCCreLacZマウス(新生心筋を同定可能な遺伝子改変マウス)に移植して、4週間後に組織切片により心筋新生効果を確認した。非移植対照群に比較して心筋新生効果が高い部位を確認後に、連続組織切片より、レーザーマイクロダイセクションにより心筋組織を採取し、質量分析により移植群に特異的な蛋白を同定した。本年度は同定された蛋白の発現の確認と作用機序について検討する。心筋細胞の分裂・増殖による心筋新生の動態を検討するために、心筋を多色標識可能なタモキシフェン誘導型rainbowマウスについて、タモキシフェンの投与量、投与期間と多重蛍光色素の発色検出条件を確立した。本年度は、心筋傷害モデルにおけるBrdU取り込みと併用して検討する。平成26年度は、leukemia inhibitory factor(LIF)による心筋幹/前駆細胞を介した再生心筋の系譜と動態をBrdUとEdUの二重標識により定量評価した。妊娠母体を介して胎生期のα-MHCCreLacZマウスにBrdUを投与し、分裂活性の低い心臓組織幹細胞をlabel retaining-cellとして標識し、さらに、当該マウスが成体になった時点で心筋梗塞を作成してLIFを投与後、EdUによる9日間の標識を行い、BrdUおよびEdU陽性の新生心筋について梗塞4週間後に解析した。その結果、BrdU、EdU単独陽性または両者陽性の新生心筋細胞がLIF投与群で増加していた。しかし、このような新生心筋細胞のほとんどは単独で存在し、コロニーを形成する場合は希であった。したがって、LIFは内在性心筋幹/前駆細胞を細胞周期に導入し、非対称性分裂を促すことにより心筋細胞再生を促進していることが示唆された。次に、心筋前駆細胞に対するLIFのDNA傷害の修復と細胞増殖に対する効果についてSca1陽性心筋前駆細胞株を用いてin vitroで検討した。その結果、H2O2添加1時間後にγ-H2AXおよびリン酸化ATM陽性心筋前駆細胞は増加するが、LIF添加による抑制効果は認めなかった。また、H2O2除去後のγ-H2AXおよびリン酸化ATM陽性細胞の減少(DNA障害の修復)に関してもLIF添加による減少促進効果は明らかではなかった。また、1%胎仔牛血清濃度下で細胞周期を停止した心筋前駆細胞に対して、1%および10%血清刺激下でのLIF添加によるBrdU取り込み比率を比較したが、有意な差は認めなかった。多色標識可能なタモキシフェン誘導型rainbowマウスの心筋梗塞モデルを作成し、心筋梗塞4週後に同一色調の心筋細胞コロニーを構成する心筋細胞数の頻度分布をshamと検討したところ有意な差は認められなかった。自己組織化ナノペプチドを用いたSca-1陽性心筋前駆細胞移植床の心膜腔内移植方法による急性心筋梗塞モデルマウスに対する効果のメカニズムについて、パラクライン効果と心筋再生促進効果の両者から解析した。自己組織化ナノペプチドハイドロゲル心筋前駆細胞移植床は、平面で培養された心筋前駆細胞とほぼ同レベルの、また、同様の自己組織化ナノペプチドハイドロゲル内で培養した心筋線維芽細胞より多くのvascular endothelial growthfactor、junctional adhesion molecule-A、soluble vascular cell adhesion moleculeを分泌していた。従って、3次元培養環境に適応した心筋前駆細胞からの持続的なパラクライン効果が、本移植モデルの血管新生、細胞死抑制、梗塞部位への白血球遊走抑制効果において重要であることが示唆された。次に、genetic fate mapping法を用いた新生心筋標識マウスを用いて、Sca-1陽性心筋前駆細胞移植床により、既存の心筋細胞に対する新生心筋細胞の比率が有意に増加し、BrdU陽性新生心筋細胞が増加する傾向にあることを定量的に確認した。次に、Sca-1陽性心筋前駆細胞移植床を移植2週間後に、心臓幹細胞を単離し、DNA傷害のマーカーであるγH2AX foci数を定量したところ、非移植群に比較して移植群でDNA傷害が減少していた。心筋幹/前駆細胞に対すDNA傷害に関して、心筋前駆細胞移植床を移植2週間後に心臓side population細胞を単離してDNA傷害マーカーについて検討し、細胞移植がDNA傷害を軽減する新たな知見を得た。また、genetic fate mapping法を用いた新生心筋標識マウスを用いて、心筋前駆細胞移植床により、既存の心筋細胞に対する新生心筋細胞の比率が有意に増加し、BrdU陽性新生心筋細胞が増加する傾向にあることを定量的に確認した。以上より当初の研究目標は概ね達成されたと考える。

我々は、心筋前駆細胞移植床を移植4週間後に、心筋新生の多い部位からレーザーマイクロダイセクション方により心筋組織を採取してショットガン分析を行い、移植群でのみ検出された蛋白を同定していたが、その中でaldehyde dehydrogenase2に注目した。aldehyde dehydrogenase2は、活性型アルデヒド解毒作用による心筋保護作用、活性型アルデヒドによるDNA傷害の軽減作用が報告されており、ヒト臍帯血、造血組織、骨格筋、乳腺組織などの種々の組織幹細胞においてaldehyde dehydrogenase 2を含む様々なアイソザイムが高発現している。Western blotting法により、aldehyde dehydrogenase 2は非移植群の梗塞部に比較して心筋前駆細胞移植床移植群の梗塞部において高発現していた。次に、心筋前駆細胞にaldehyde dehydrogenase 2が蛋白レベルで発現していることを確認し、反応性アルデヒドによる心筋前駆細胞の細胞傷害および、DNA損傷の軽減効果についてALDH2活性化剤の直接作用について検討したが、有意な効果はなかった。タモキシフェン誘導型多色標識(rainbow)マウスを用いた同一色の心筋細胞コロニー数とBrdU陽性心筋細胞数の解析を継続した結果、両者ともに正常マウスに比較して心筋梗塞モデルマウスで増加しており、既存の心筋細胞の分裂増殖能の定量解析が可能であった。内在性心筋幹前駆細胞を賦活化させて心筋へ分化誘導する方法は、心筋再生の新たな試みである。我々は、マウス心筋梗塞モデルの心膜腔内へ移植した心筋前駆細胞移植床による内在性の心筋再生促進機序について検討した。その結果、心筋前駆細胞移植床は、in vivoで心臓side population細胞のDNA傷害を軽減し、心筋前駆細胞移植床は血管新生、抗アポトーシス、白血球遊走阻止効果を有する分泌因子を放出し、心臓におけるaldehyde dehydrogenase 2の発現を保持することを明らかにした。また、心臓多色蛍光発現マウスモデルを確立し、心筋傷害後の心筋細胞分裂動態を定量的に評価した。平成26年度はLIFが内在性心筋幹/前駆細胞を細胞周期に導入し、非対称性分裂を促すことにより、心筋細胞再生を促進していることが示唆する所見を得られた。このことは、内在性心筋幹/前駆細胞の動態解析において重要な知見である。心筋細胞をタモキシフェン誘導下で多色蛍光標識できるrainbowマウスを用いて心筋梗塞モデルを作成し、shamマウスと心筋細胞分裂活性について比較検討した。心筋前駆細胞移植床を移植4週間後に、心筋新生の多い部位からレーザーマイクロダイセクション方により採取した心筋組織からショットガン分析によりaldehyde dehydrogenase2を同定したが、非移植群に比較して心筋前駆細胞移植床移植群で梗塞部に高発現していることをWestern blotting法により確認し、また、タモキシフェン誘導型多色標識マウスを用いて、正常マウスに比較して心筋梗塞モデルマウスで細胞分裂をした心筋細胞が増加していることを明らかする。28年度が最終年度であるため、記入しない。循環器内科学
アノテーション付き大規模通言語コーパスを利用した言語変種についての計量的研究

本研究ではUniversal Dependencies (UD)と呼ばれる多言語に共通した注釈が付与されたコーパス(研究のために集積された言語データ)を用いて、様々な言語変種(社会的状況や時代などで生じる言語の差異)についての研究を行う。UDは本来自然言語処理やAIの開発目的で収集されたため、正確性よりも量が重視されており、必ずしも言語学の研究のために使いやすいデータとは言えない。しかし、その中には比較的信頼性の高い情報も含まれているため、言語変種についての研究を通じて、工学的な目的で作成されたデータを科学研究のために利用する方法について探る。
北東アジアにおける国境漁業の実証的研究：海洋の公共財的共同利用の模索

本研究は、日本と朝鮮半島を跨ぐ海域の国境漁業を、「縄張り争い」/「国内の玉突き衝突」/「領土問題との交錯」/「国際政治」の側面から照射し、その実態を解明しようとするものである。具体的には、日本-朝鮮半島周辺海域を事例的に取り上げ、漁業者の生活と論理(=縄張り争い)、国内漁業政策の影響と抵触(=国内の玉突き)、ナショナリズムと対外偏頗(=領土問題との交錯)、国境管理と協力(=国際政治)の視角から日本と韓国の国境漁業の現状を考察する。その上で漁業を巡る北東アジア海洋秩序の構想を模索していくとともに、国際関係・地域研究分野における国境漁業研究の定立を試みる。
Acinetobacter baumanniiの未解析多剤排出ポンプの機能解析

多剤排出ポンプはグラム陰性菌の多剤耐性機構において、重要な役割を果たしている。この研究では、Acinetobacter baumanniiで推定される多剤排出ポンプ、特にRND型多剤排出ポンプの多剤耐性への寄与を調べた。A.baumannii ATCC19798株において、RND型多剤排出ポンプと推定される8つの遺伝子群を見いだした。これらの遺伝子群の中で、Membrane fusionタンパク質をコードしていると推定されるA1S 2304、RND型多剤排出タンパク質と類似性の高いA1S 2305、外膜タンパク質と推定されるA1S 2306を含む遺伝子群が色素系抗菌薬に対する耐性に関与していることがわかった。A. baumanniiの多剤耐性に大きく寄与すると考えられるRNDfamily多剤排出タンパク質と推定される9個の遺伝子に注目し、それらの遺伝子の前後領域領域にある外膜タンパク質、menbrane fusion proteinとともにTCC17978株からクローニングした。それらの遺伝子を抗菌薬高感受性大腸菌KAM32株(△acrB、△ydhE)に導入した株について、各種抗菌薬の最小生育阻止濃度(MIC)を調べた。その結果、AIS2304、2305、2306を導入した株で色素系抗菌薬であるacriflavineに対するMICが4倍上昇したが、それら以外の株では抗菌薬感受性の変化はみられなかった。MICが上昇した株には、外膜タンパク質と考えられる遺伝子(AIS2306)が導入されていた。宿主として用いた大腸菌KAM32株は外膜タンパク質としてTolCを持っているが、A. baumanniiの由来の排出ポンプの機能発現にはA. baumannii由来の外膜タンパク質の有無が関与しているのではないかと考えられた。そこで、ATCC17978株から、大腸菌の外膜タンパク質TolCと高い類似性を示すA1S255、緑膿菌の外膜タンパク質OprMと高い類似性を示すA1S535をクローニングし、それらを多剤排出ポンプとして機能すると報告されているadeBホモログ(A1S1750)の下流に組み、外膜タンパク質のA1S255、535の影響を調べた。しかし、それらの外膜タンパク質の有無による抗菌薬感受性に変化はなく、他の外膜タンパク質が関与していると考えられた。これら未解析の多剤排出ポンプの性質や役割を明らかにすることで、個々の多剤排出ポンプの抗菌薬耐性に対する寄与およびアシネトバクターの多剤耐性機構の全体像を明らかにできると考えられる。Acinetobacter baumanniiの多剤耐性に大きく寄与すると考えられるRND型多剤排出タンパク質と推定される9個の遺伝子(A1S 519、1750、2305、2660、2818、2932、3217、3445、3446)に注目し、それらの遺伝子の前後領域領域にある外膜タンパク質、menbrane fusion protein等の遺伝子とともにATCC17978株からクローニングした。それらの遺伝子を抗菌薬高感受性大腸菌KAM32株(△acrB、△ydhE)に導入した株について、各種抗菌薬の最小生育阻止濃度(MIC)を調べた結果、A1S 2304、2305、2306を導入した株だけがacriflavineに対するMIC値に4倍の上昇がみられた。KAM32株に形質転換後に抗菌薬感受性に変化がみられた遺伝子群には、外膜タンパク質と推定される遺伝子(A1S 2306)が含まれていた。宿主として用いたKAM32株は外膜タンパク質としてTolCを持っているが、A. baumannii由来の排出ポンプの機能発現には、A. baumannii由来の外膜タンパク質の有無が関与しているのではないかと考えられた。そこで、それらの遺伝子群を導入した株に大腸菌、緑膿菌の外膜タンパク質TolC、OprMと類似性の高いA. baumanniiの遺伝子(A1S 255、535、1241、1769、2306、2737)を導入した。しかし、A1S 2304、2305、2306の組み合わせ以外の遺伝子群では抗菌薬感受性に変化はなく、他の外膜タンパク質が関与していることも考えられた。今回、大腸菌を宿主として解析を行ったが、A. baumanniiを宿主とした機能解析を行うことで、本来の機能が明らかにできるのではないかと考えられる。
直交系列信号をチップ内多重通信に用いた集積回路に関する基礎研究

本研究課題では,極限微細化されたVLSIシステムにおける配線問題を軽減するために,スペクトル拡散技術の本質である擬似ランダム系列キャリア(M系列等)の性質を利用し,VLSI中における多重伝送,ノイズ除去を可能とする「ウェーブパラレルコンピューティング(Wave-ParallelComputing)」の概念を提案した.特に,平成10年度はM系列が有する「ランダム性」と「直交性」の代数的性質が画像の直交変換に適用可能である点に着目し,スペクトラム拡散と画像処理の概念を融合させた新しい画像処理方式を検討し,本方式が劣悪かつ低速の伝送路における画像圧縮,伝送に有用であることを示した.ここで扱う画像の直交変換は,原画像とM系列との畳み込み演算により符号化を行い,伝送する処理である.符号化画像に対して,同位相のM系列を用いて再び畳み込み演算を施すことにより原画像が再生される.これらは,DCT(離散コサイン変換)等の直交変換と同様の演算となるが,本方式は原画像情報がランダムに分散されるため,以下のような特長を有する.1.周波数成分を有するDCT基底と比較して,ランダム性を有するM系列基底は文字情報等の複雑な画像を近似しやすい性質があり,従来高圧縮が困難であった画像の圧縮に有効である.2.画像のダイナミックレンジを周波数領域に拡散し圧縮することが可能であり,MOSセンサの低分解能A/D変換部などにおいてSN比を確保しつつ画像データのダイナミックレンジのビット数を圧縮する応用などに有効である.本課題では,従来,通信の分野で用いられてきたスペクトル拡散技術を情報処理に適用し,画像処理への応用を検討した.今後は本アルゴリズムのハードウェア実装を検討する予定である.本研究では,配線ボトルネックにとらわれない次世代VLSIの実現を目指して,情報担体の多重性に着目した「ウェーブパラレルコンピューティング(WaveーParallel Computing)」の概念を提案する.本年度は符号分割多重に基づくチップ内多重通信に関する基礎的検討を行った.1.直交符号として,M系列,Walsh系列を採用し,各々における符号間の相関(信号のクロストークに相当)を最小化する符号設計を行った.理論計算,アナログ・ディジタル混在回路シミュレーションによる考察の結果,生成回路の規模やクロックノイズ等の混入に対する耐ノイズ性の観点からM系列を擬似直交化させた符号が最も優れていることを明らかにした.2.シミュレータにより最適設計された直交符号を任意波形発生ボードおよび個別素子を用いて発生させ,これまでに試作した選択回路と接続し,主に積和演算の精度に関して評価を行った.また,本直交符号発生回路をPLDにより実現し,平成8年度奨励研究(A)で設計されたニューラルネット回路に組み込み,良好な動作を確認した.以上の結果より,直交M系列信号をキャリアとして用いる本提案方式が,従来,正弦波を情報担体として用いた方式より変調,復調回路を大幅に削減可能であることを明らかにした.以上の成果,問題点に基づき,10年度は符号分割多重に基づく画像処理の応用を検討する予定である.特に,M系列が有する代数的性質が画像の直交変換に適用可能である点に着目し,従来全く行なわれていないスペクトラム拡散と画像処理の概念を融合させた新しい画像処理方式を検討し,本方式が劣悪かつ低速の伝送路における画像圧縮,伝送に有用であることを示す計画である.本研究課題では,極限微細化されたVLSIシステムにおける配線問題を軽減するために,スペクトル拡散技術の本質である擬似ランダム系列キャリア(M系列等)の性質を利用し,VLSI中における多重伝送,ノイズ除去を可能とする「ウェーブパラレルコンピューティング(Wave-ParallelComputing)」の概念を提案した.特に,平成10年度はM系列が有する「ランダム性」と「直交性」の代数的性質が画像の直交変換に適用可能である点に着目し,スペクトラム拡散と画像処理の概念を融合させた新しい画像処理方式を検討し,本方式が劣悪かつ低速の伝送路における画像圧縮,伝送に有用であることを示した.ここで扱う画像の直交変換は,原画像とM系列との畳み込み演算により符号化を行い,伝送する処理である.符号化画像に対して,同位相のM系列を用いて再び畳み込み演算を施すことにより原画像が再生される.これらは,DCT(離散コサイン変換)等の直交変換と同様の演算となるが,本方式は原画像情報がランダムに分散されるため,以下のような特長を有する.1.周波数成分を有するDCT基底と比較して,ランダム性を有するM系列基底は文字情報等の複雑な画像を近似しやすい性質があり,従来高圧縮が困難であった画像の圧縮に有効である.2.画像のダイナミックレンジを周波数領域に拡散し圧縮することが可能であり,MOSセンサの低分解能A/D変換部などにおいてSN比を確保しつつ画像データのダイナミックレンジのビット数を圧縮する応用などに有効である.本課題では,従来,通信の分野で用いられてきたスペクトル拡散技術を情報処理に適用し,画像処理への応用を検討した.今後は本アルゴリズムのハードウェア実装を検討する予定である.
近絶滅種タイマイをモデルとした人工育成種苗の海洋における生存過程に関する研究

本研究では、生物多様性の保全に貢献する人工増殖事業を実現するため、ウミガメ類の適切な放流サイズを明らかにすることを目的とした。ウミガメ類は艀化後、外洋へ休まず泳ぐ興奮状態に陥る。ウミガメ類の放流事業では、放流個体はこの興奮状態から覚めているため、外洋へ辿り着けないのではないかと懸念されている。しかし、この問題は現在まで検証されていない。本研究では、孵化後0"56日間の各成長段階におけるアオウミガメの放流後の拡散過程・遊泳行動を比較した。石垣島・伊原間浜において産卵されたアオウミガメの卵を採取し、(独)水産総合研究センター八重山栽培技術開発センター内人工浜にて孵化させ供試個体とした。供試個体は6個体ずつ3グループに分け、0日間、7日間、28-56日間の飼育を行った。供試個体の大きさ(直甲長)はそれぞれ4.6±0.17cm、4.7±0.12cm、5.4±0.54cmであった。各々の飼育期間の後、供試個体を浜から放流し、目視と電波テレメトリーを用いて1個体ずつ3時間追跡した。追跡の際、供試個体の移動経路、移動速度、移動方位、遊泳方位をGPSとコンパスを用いて記録した。また、表層海流の流向流速、波の方位をGPSブイ、コンパスを用いて記録し、遊泳行動との関係を調べた。実験の結果、すべての供試個体が外洋方向へ移動した。しかし、飼育期間が長くなるにつれて、移動速度は減少し、到達距離は短くなり、移動・遊泳方位にはばらつきがある傾向があった。特に、0日間と28-56日間の両グループの間で有意な差が見られた。目視観察の結果、28-56日間飼育グループの個体の羽ばたきの周期は遅くなる傾向が見られ、また中には表層海流の流れに負けて、陸地方向へ押し戻される個体もあった。これらの結果から、ある程度成長させたアオウミガメ飼育個体は、浜から放流された場合、外洋に到達できない可能性が高いことが示唆された。本研究では、生物多様性の保全に貢献する人工増殖事業を実現するため、タイマイ人工種苗の放流後の生存過程の解明を目的とした。海洋への放流時期にあたる人工種苗5個体と同サイズの天然個体5個体を供試個体とした。本実験は、沖縄県八重山諸島石西礁湖にて実施した。同地点・同時間にタイマイ天然個体・人工種苗を放流し、超音波バイオテレメトリーを用いてそれらの行動を追跡した。またそれぞれを比較することで、人工育成種苗と天然個体との行動の違い、類似点を明らかにした。次に、放流個体を再捕獲し、摂餌物調査を行うことによって、海洋の餌対象物にどれくらいの期間で適応するようになるのかを明らかにした。本実験の結果、天然個体の移動はすべてリーフエッジ沿いで行われ、放流後29日間で受信範囲を越えた。天然個体の移動方向はすべて、彼らが捕獲された地点の方向と一致していた。また、実際に2個体は放流後6ヵ月後にそれぞれ以前捕獲された同地点で再捕され、彼らが生息域に回帰したことが示唆された。一方、人工種苗は4個体が414日後に受信範囲を超えたが、その行動はリーフエッジ沿いではなく、移動方向は様々であった。これらのことから、人工種苗は放流地点から徐々に様々な方向へ拡散したことが示唆された。また1飼育個体は放流後88日間、放流地点付近に滞在し漁業者に捕獲された。この個体の排泄物調査から、野生個体が捕食するナンコツカイメンを放流後に採餌していたことが明らかになった。滞在深度や日周行動のリズムに関しては、両者の間で有意な差は認められなかった。以上のことから、人工種苗は天然個体と同様の潜水能力、生活能力を有していることが明らかとなったが、行動圏に関しては違いがあることが明らかとなった。今後は、人工種苗をいつ放流すれば天然個体と同様の行動を取るようになるのかを明らかにし、人工増殖技術開発へ資する知見とする。

また、表層海流の流向流速、波の方位をGPSブイ、コンパスを用いて記録し、遊泳行動との関係を調べた。実験の結果、すべての供試個体が外洋方向へ移動した。しかし、飼育期間が長くなるにつれて、移動速度は減少し、到達距離は短くなり、移動・遊泳方位にはばらつきがある傾向があった。特に、0日間と28-56日間の両グループの間で有意な差が見られた。目視観察の結果、28-56日間飼育グループの個体の羽ばたきの周期は遅くなる傾向が見られ、また中には表層海流の流れに負けて、陸地方向へ押し戻される個体もあった。これらの結果から、ある程度成長させたアオウミガメ飼育個体は、浜から放流された場合、外洋に到達できない可能性が高いことが示唆された。
有機シラン系自己組織化超薄膜レジストの創製とナノ微細加工プロセスの開発

基板洗浄、超薄膜レジスト作製、パターニング、転写プロセスの各工程での実験緒果を、総合的な視野から有機的に連携させ、有機シラン系超薄膜製膜技術と原子間力顕微鏡を用いた実用性の高いナノリソグラフィ技術を開発した。(1)気相法による単分子被覆プロセスの開発気相法を用いることによって、大面積基板への被覆均一性に優れ、溶媒を全く用いないという省資源的長所をも兼ね備えた、レジスト膜被覆プロセスを開発した。紫外光-酸素ラジカルによる光洗浄技術を開発し、洗浄ムラおよび溶液からの基板の再汚染が無い高速洗浄を可能とした。次に、各種有機シラン分子を原料に用い、気相法により、膜厚を0.22.0nmの範囲で正確に制御できる構造的な欠陥ない単分子膜被覆を達成した。(2)有機シラン単分子膜のエッチング耐久性評価気相被覆した自已組織化有機シラン単分子膜の化学的耐久性を評価した。。フッ酸による湿式エッチングおよびフッ素系プラズマによるドライエッチングに対する化学的耐久僅が高く、酸化シリコンおよびシリコンのエッチングマスクとして十分使用にたえることがわかった。(3)AFMリソグラフィによるナノ構造形成導電性のAFMプローブの先端からレジスト(ODS膜)に電流を注入し、プローブ-サンプル接合点での局所的な電気化学反応を誘起することによって、ODS単分子膜を変成・分解してパターン描画する、AFMナノリソグラフィ技術を開発した。この技術によって、線幅50nm以下のシリコンナノパターンを作製できることを実証した。さらに、絶縁体の微細加工にも適用可能な、新しい導電性レジストおよびその現像プロセス技術を開発した。開発したレジスト膜は、膜厚20nmの非晶質シリコン膜をべ一スにしており、シリコン-酸化膜-ODSの3層構造となっている。シリコン層は非晶質膜にすることによって、粒界によるパターンの揺らぎを最小限に押さえた。。本年度は、自己組織化超薄膜レジストを用いたナノ微細加工プロセス開発のため、以下に記す要素技術項目について研究開発を行った。1.被加工基板の精密洗浄技術の開発波長172nmの真空紫外光を利用した光洗浄技術を開発し、シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウム等の各種単結晶基板表面の清浄化に適用した。薬品を用いる従来の洗浄とくらべると、洗浄ムラおよび溶液からの基盤の再汚染が無いこと、洗浄時間が2から3分と短いこと等の利点がある。2.気相合成法による有機シラン自己組織化単分子膜の合成各種有機シラン分子を原料に用い、気相法により、有機シラン自己組織化単分子膜を上記光洗浄基板上に被覆した。原料分子の選択によって、膜厚を0.22.0nmの範囲で正確に制御できるようになった。3.自己組織化単分子膜の機能評価これらの単分子膜の化学的耐久性を評価し、レジスト膜として使用に耐えることを確認した。特に、シリコン基板上に被覆した、膜厚約2nmのオクテデシルシリル(ODS)膜の性質について集中的に評価した。このODS膜はフッ酸耐久性が高く、酸化シリコンのエッチングマスクとして使用できることがわかった。さらに、次年度の研究の予備実験として、ODS膜を光パターニングする研究を行った。ODS膜レジストを用い、光露光によって0.2μmの解像度を得ることに成功した。4.原子間力顕微鏡の導入と立ち上げナノ微細加工装置として使用する原子間力顕微鏡を導入し、パターン描画動作のためのプログラミング、プローブ先端から試料へ電流を注入するための試料・プローブホルダーの試作を行い、それぞれの動作・機能を確認した。

本年度は、昨年度の開発に成功した各要素技術を基礎に研究を発展させ、自己組織化超薄膜レジストを用いたナノ微細加工プロセスを開発した。1.自己組織化単分子膜のエッチングマスクとしての機能評価炭素数18のアルキル鎖を持つ、膜厚約2nmのオクタデシルシリル(ODS)膜の、エッチング耐久性を調べた。特に、半導体集積回路製造工程で主流となっているプラズマドライエッチングによるパターン転写の可能性を検討した。その結果、膜厚の20倍以上の深さまでのプラズマエッチングに耐えられることを実証した。また、膜厚2nmという超薄膜であるにもかかわらず、ODS膜にはピンホール等の構造的な欠陥は無く、すぐれたレジスト膜であることが明らかになった。2.電流注入型AFM描画導電性のAFMプローブの先端から単分子膜レジストに電流を注入し、プローブー単分子膜接合点での局所的な電気化学反応を誘起することによって、単分子膜を変成・分解してパターン描画する、AFMナノリソグラフィ技術を開発した。この技術によって、線幅50nm以下のシリコンナノパターンを作製できることを実証した。3.AFMリソグラフィによる絶縁体のナノ加工開発したAFMリソグラフィは電流注入型であり、そのままでは、導電性の基板材料にしか適用できない。そこで、絶縁体の微細加工にも適用可能な新しいプロセス技術を開発した。膜厚20nmの非晶質シリコン膜をベースにした導電性の薄膜レジストを開発することによって、課題をクリアしている。非晶質膜にすることによって、粒界によるパターンの揺らぎを最小限に押さえた。上記、プロセス技術の開発によって、実際のデバイス製造につなげることのできる、AFMリソグラフィ技術を完成させることができた。
省エネルギー黒鉛製造プロセス

炭化水素の接触熱分解(約1100°C)による省エネルギー的黒鉛製造に関し、昨年度までは高収率合成のための最適条件の確立、黒鉛結晶の成長機構および高活性触媒の探索に主眼をおいて検討してきたが、本年度は工業化を目指す場合の製造プロセス上の問題点の把握と解決、合金触媒の探索、生成黒鉛と固体触媒の分離方法、用途開発のための圧縮成型性について検討し、以下の成果を得た。1.製造プロセス上の問題点の検討:横型反応炉(バッチ式)について、触媒の焼結防止、原料ガスと触媒の接触性の工夫により、黒鉛生成収率を約10%増大させた。さらに、縦型反応炉を用い、炉の中央においた基板上に鉄触媒を上方より連続的に供給して、生成黒鉛を下方に落下させて回収する連続製造法を試みたところ、長時間にわたって約70%の収率で黒鉛を得ることができた。2.合金触媒の探索:Fe-Co-Ni系の二元、三元合金の黒鉛生成活性を調べ、この系ではFe濃度が高い合金ほど活性が高いことを明らかにした。これは炭素の溶解度とその温度係数、および合金中での炭素原子の拡散係数の大小と関係があった。3.黒鉛と触媒の分離法:生成黒鉛と鉄触媒の混合体を1800°Cまで再加熱すると、鉄が溶融合体し、その後の塩酸酸洗による除去効率が向上した。しかし再加熱処理はエネルギー消費を伴い好ましくない。その改善策として、黒鉛と鉄の熱膨張係数の差を考慮して、黒鉛生成温度から室温まで急冷後塩酸酸洗する方法を試みたところ、再加熱処理法と同程度の量まで鉄分を容易に除去できることがわかった。4.圧縮成型性:1wt%まで鉄を除去した気相生成黒鉛粉末は26ton/【cm^2】の加圧により良好な圧縮成型性を示したが、成型体の圧縮破壊強度は、鉄含有量が多いため、また黒鉛結晶子サイズが小さいため、市販黒鉛粉末よりも劣った。
泳いで周辺の島々に分布拡大するイノシシの実態解明と対応策

外海にある壱岐水道の馬渡島・加唐島・加部島周辺(調査地A)、内海にある瀬戸内海の大崎下島・三角島周辺(調査地B)と北木島・真鍋島周辺(調査地C)、湖にある琵琶湖の沖島周辺(調査地D)を調査地とした。まず、イノシシの生息動向や被害と対策について行政担当者、猟友会、島民から情報収集を行った。その結果、調査地AとDは本島部から島にイノシシが渡っているが、調査地BとCはさらに周辺の島での野生化した飼育イノシシ・イノブタの動向を調べる必要があることが分かった。また、鳥獣保護区・銃猟禁止区である調査地A・Dでは生息密度、調査地Bでは生息密度や狩猟圧の影響を受け、本島部から島、島から島、島から本島部への分散が推察された。海で目撃されたり(泳ぐところ、水死体)、島で最初に目撃されるイノシシは体重2030kg程度が多いとの情報から、亜成獣の分散傾向がうかがえた。調査地A・B・Dで自動カメラ(動画)を設置し、海岸や湖岸での行動や生態を調査した。その結果、3か所とも食料を食べたりするイノシシ(単独、数頭のグループ、親子)が映り、海岸や湖岸が行動圏となっていることが分かった。調査地Bでは、海岸の波打ち際で対岸からのニオイを鼻でとり、水面を確認して泳ぎ出しそうな亜成獣のイノシシ1頭が映った(2018年12月5日午後10時前)。ただ、その後のイノシシの行動は、直前で動画が切れたため不明である。各調査地ともに人口減少と高齢化の中でイノシシの被害が大きな問題となっていた。対策については、調査地Aでは行政主導の元に島民から駆除員が選ばれ、駆除員と区長を中心に行政や猟友会との連携が図られていたが、調査地間で差異があった。調査地Aの島の駆除員や区長から、駆除の効率を上げるために捕獲檻に接近するイノシシの行動を知りたいとの要望があり、自動カメラによる支援を行い、状況分析と対策についてアドバイスを行った。当初の調査予定地に湖の事例として琵琶湖の沖島周辺を追加したが、全体としては当初の計画にほぼ沿った調査内容で研究を進めることができた。調査項目全体にわたり、さらに具体的なデータを入手し分析を進めていく。・調査地BとCでは、周辺の島で野生化した飼育イノシシ・イノブタの動向を調べる。・生息密度や狩猟圧の影響を受けた分散が推察されるので、猟友会などへの聞き取り調査を行い、さらに人口減少や高齢化の進行、耕作放棄地・放置果樹園・放置竹林などの増加などを踏まえた生息環境の分析と捕獲数に関するデータの分析を進める。・自動カメラ(動画)による海岸や湖岸でのイノシシの行動や生態の調査の精度を上げるため、カメラの設置場所や台数などを検討する。・イノシシ被害対策では地域住民、行政、猟友会などの連携が重要であるが、4つの調査地で差異があるので、その要因と今後の課題について検討を加え、良好な方策を提案する。また、現地ではイノシシが泳ぐことが島民などによる目撃、うわさ、マスコミ報道などによっておおむね知られているが、その背景や要因、泳力、広域的な取り組みの必要性などに関してはまとまった知識・情報がない状況なので、行政担当者、島の住民、猟友会などにそれらを提供・提起していく。

調査地Aの島の駆除員や区長から、駆除の効率を上げるために捕獲檻に接近するイノシシの行動を知りたいとの要望があり、自動カメラによる支援を行い、状況分析と対策についてアドバイスを行った。当初の調査予定地に湖の事例として琵琶湖の沖島周辺を追加したが、全体としては当初の計画にほぼ沿った調査内容で研究を進めることができた。調査項目全体にわたり、さらに具体的なデータを入手し分析を進めていく。・調査地BとCでは、周辺の島で野生化した飼育イノシシ・イノブタの動向を調べる。・生息密度や狩猟圧の影響を受けた分散が推察されるので、猟友会などへの聞き取り調査を行い、さらに人口減少や高齢化の進行、耕作放棄地・放置果樹園・放置竹林などの増加などを踏まえた生息環境の分析と捕獲数に関するデータの分析を進める。・自動カメラ(動画)による海岸や湖岸でのイノシシの行動や生態の調査の精度を上げるため、カメラの設置場所や台数などを検討する。・イノシシ被害対策では地域住民、行政、猟友会などの連携が重要であるが、4つの調査地で差異があるので、その要因と今後の課題について検討を加え、良好な方策を提案する。また、現地ではイノシシが泳ぐことが島民などによる目撃、うわさ、マスコミ報道などによっておおむね知られているが、その背景や要因、泳力、広域的な取り組みの必要性などに関してはまとまった知識・情報がない状況なので、行政担当者、島の住民、猟友会などにそれらを提供・提起していく。・第11回シシ垣サミット(岡崎市)での発表、多摩動物公園の干支(亥年)講演会(東京)で泳いで分散するイノシシをとりあげた。・泳いで島に渡り被害を出すイノシシ問題をとりあげた新聞(産経:2018年4月10日、読売:5月22日、京都:8月9日、神戸:12月31日、京都:2019年1月1日など)とテレビ放送(山陽放送:2018年10月24日、2019年2月27日など)にコメントや情報提供を行った。
環状ジスルフィドの自己組織化による分子鎖末端を持たない単分子膜の形成

炭素数10および20の直鎖状ジチオールの片末端をワング樹脂に固定化した後、環化・脱離反応を行い、生成物のSEC測定を行ったところ、炭素数10および20の出発物質のいずれからも、環状ジスルフィドが生成することが認められた。さらに詳細な解析を行ったところ、炭素数20のジチオールからは、主に単量体、二量体、三量体が量体数に応じて収量が減少しながら生成したのに対し、炭素数10のものからは単量体を除く二量体以上の生成が確認された。本研究の目的は、分子鎖末端を持たない環状分子の自己組織化単分子膜(SAM)形成に立脚した新規機能性材料の開発である。環状アルカンジスルフィドおよびペルフルオロアルカン部位を持つ環状ジスルフィドのSAMを金蒸着膜上に形成すると、その表面には末端官能基(-CH3や-CF3)が存在しないため、一級炭素で起こりやすい脱プロトンおよび脱フッ素反応を防ぎ、高分子材料に匹敵する安定な表面が構築できると考えられる。これらのSAMの構造・物性評価を行い、直鎖構造を持つジスルフィドSAMと比較の上、特性を検証する。特に、フッ素化された環状ジスルフィドのSAMは、フッ素樹脂と同等かそれ以上の撥水性・撥油性や耐薬品性を示す可能性があり、しかも単分子膜として構築できるために電子工学材料に代表される機能性材料への応用が強く期待できる。これまでの実験ではC10、C20の環状分子およびそれぞれに対応するC5、C10の直鎖状分子を合成した。今後、これらのジスルフィドを用いて、金蒸着膜に対し、SAMを構築する。その評価としてX線回折を用いた結晶構造の解析、IRによる分子鎖のパッキング、Ellipsometryによる膜厚測定、XPSによる元素分析、そして接触角測定による疎水性の評価および表面自由エネルギーの測定を行う予定である。その結果として、環状・直鎖状といった分子トポロジーの違いから生まれる分子鎖末端を全く持たないSAM表面と分子鎖末端のみが形成するSAM表面とでは大きな違いが現れると考えられる。さらに、n-butyl lithium溶液をそれぞれのSAMに接触させ、表面の耐薬品性の評価を行う。n-butyl lithiumは一級カルボアニオンを発生するため、末端官能基(-CH3)が形成するSAMに対して使用した場合、プロトン引き抜きによってアニオン種がSAM表面へ移動し、結果、膜の劣化が進行すると考えられる。しかし、内部官能基(-CH2-)が表面に位置するSAMでは、この反応は起こらず、SAM表面は浸食されないと期待できる。本研究は、分子鎖末端を持たない環状分子の自己組織化単分子膜(SAM)形成に立脚した新規機能性材料の開発を目的とする。特に、フッ素化された環状ジスルフィドのSAMは、フッ素樹脂と同等かそれ以上の機水性・撥油性や耐薬品性を示す可能性があり、しかも単分子膜として構築できるために電子工学材料に代表される機能性材料への応用が強く期待できる。本研究の実績としてC10、C20の環状分子の合成を達成した。さらに、C10の2量体については単結晶X線構造解析を行った。これらのジスルフィドを用いて、金蒸着膜に対し、SAMを構築した。その評価としてEllipsometryによる膜厚測定、XPSによる元素分析、そして接触角測定による疎水性の評価を行った。その結果として、環状・直鎖状といった分子トポロジーの違いから生まれる分子鎖末端を全く持たないSAM表面と分子鎖末端のみが形成するSAM表面とでは違いが現れた。今後、n-butyl lithium溶液をそれぞれのSAMに接触させ、表面の耐薬品性の評価を行う。