hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
硼化マグネシウムと酸化物高温超伝導体の異種接合における酸素による界面制御性の研究

昨年度,酸化物高温超伝導(HTS)薄膜とMgB_2薄膜の系における異種接合において,特徴的なHTSとMgB_2の異種ギャップ構造の兆候を観測したが,さらに特性を向上させるためには,下部電極としてのHTS薄膜の表面平滑性が非常に重要であることが分かった.そこで,これまでレーザー蒸着法を用いてHTS成膜を行ってきたが,より表面平滑性の向上が見込まれる有機金属分解(MOD)法を用いて薄膜作製を行った.まずHTSよりも構成元素数が少なく,絶縁層・バッファー層として利用可能なSrTiO_3(STO)薄膜をMgO基板上に作製した.その結果,焼成温度までの昇温過程が非常に重要であり,核結晶を生成する500°C近傍の低温度領域を急速に通過する方がSTOの結晶性が優れていることがわかった.つまり,40nmの膜厚試料に対して,一定速度(20°C/min)で昇温するよりも急速加熱処理(約800°C/min)の方が,X線回折結果で半値幅2°,原子間力顕微鏡結果で表面平坦性2-3nmの非常に良質なSTO薄膜が得られた.次に,HTS成膜としてBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+x>(BSCCO)薄膜をMOD法で作製した.ここで接合時のマイクロ波応答評価を考慮して誘電率の低いMgO基板を用いるが.MgO基板とBSCCO薄膜とでは格子整合性が非常に悪いため,先に作製したSTOをバッファー層とした.まずBSCCO/MgO基板とBSCCO/STO基板で最適化条件を求めたが,BSCCO/STO/MgO基板では両基板で求めた条件の中間に最適条件が存在した.STOバッファー上にBSCCO薄膜を作製したおかげで,BSCCOの半値幅もバッファー程度のものができ,面内配向においてもエピタキシャル成長を反映したcube-on-cubeであることが確認された.現在,このBSCCO薄膜を下部電極として,MgB_2薄膜との異種接合化を行っている.MgB_2薄膜形成のために開発したメタルプレートキャップメルト(MCM)法において,到達真空度の向上を図り,ゼロ抵抗温度が32K,臨界電流密度が4.2Kで3×10^6A/cm^2を得た.また,酸素中でのMgB_2成膜にも成功した(Physica C掲載).酸素中でのMgB_2成膜法の確立により,酸化物高温超伝導体(HTS)との異種接合を行った.HTSとして,NdBa_2CuO_3u_7(NBCO)を採用したが,NBCO/MgB_2接合においては,接合サイズの微小化に失敗し,良好なトンネル特性は得られなかった.そこで,接合サイズを微小化するために,MCM法の特長を活かしたリフトオフ法を開発した(IEEE Trans.Appl.Supercond.掲載予定).さらに,HTSとして,表面平滑性の良いBi_2Sr_2CaCu_2u_8(BSCCO)を用い,界面に自然バリアの代わりにコヒーレンス長が短く拡散伝導をするノーマル金属としてAgを採用した.その上にリフトオフ法により5×5-75×75μm^2のMgB_2超伝導層を形成し,SNS型トンネル接合作製に成功した.結果として,これまでトンネル接合で観測されたことがなかったMgB_2のtwo gap構造の観測に成功し,その温度依存性測定にも成功した(投稿準備中).しかしながら,接合の断面TEM観察においては,MgB_2とHTSの材料強度が極端に異なるために,現在のところ成功していない.(以上,680文字)昨年度,酸化物高温超伝導(HTS)薄膜とMgB_2薄膜の系における異種接合において,特徴的なHTSとMgB_2の異種ギャップ構造の兆候を観測したが,さらに特性を向上させるためには,下部電極としてのHTS薄膜の表面平滑性が非常に重要であることが分かった.そこで,これまでレーザー蒸着法を用いてHTS成膜を行ってきたが,より表面平滑性の向上が見込まれる有機金属分解(MOD)法を用いて薄膜作製を行った.まずHTSよりも構成元素数が少なく,絶縁層・バッファー層として利用可能なSrTiO_3(STO)薄膜をMgO基板上に作製した.その結果,焼成温度までの昇温過程が非常に重要であり,核結晶を生成する500°C近傍の低温度領域を急速に通過する方がSTOの結晶性が優れていることがわかった.つまり,40nmの膜厚試料に対して,一定速度(20°C/min)で昇温するよりも急速加熱処理(約800°C/min)の方が,X線回折結果で半値幅2°,原子間力顕微鏡結果で表面平坦性2-3nmの非常に良質なSTO薄膜が得られた.次に,HTS成膜としてBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+x>(BSCCO)薄膜をMOD法で作製した.ここで接合時のマイクロ波応答評価を考慮して誘電率の低いMgO基板を用いるが.MgO基板とBSCCO薄膜とでは格子整合性が非常に悪いため,先に作製したSTOをバッファー層とした.

まずBSCCO/MgO基板とBSCCO/STO基板で最適化条件を求めたが,BSCCO/STO/MgO基板では両基板で求めた条件の中間に最適条件が存在した.STOバッファー上にBSCCO薄膜を作製したおかげで,BSCCOの半値幅もバッファー程度のものができ,面内配向においてもエピタキシャル成長を反映したcube-on-cubeであることが確認された.現在,このBSCCO薄膜を下部電極として,MgB_2薄膜との異種接合化を行っている.
気球搭載型エマルション望遠鏡による宇宙ガンマ線未解決課題の解明

JAXAに採択されている2018年4月のオーストラリアアリススプリングスにおける海外気球実験の準備を行った。2015年5月に同じくオーストラリアにおいて実施した気球実験の経験をふまえ、中口径(3840cm^2)望遠鏡のさまざまな構成要素に対して改良を加え、2015年の観測で観測統計を半減することにつながってしまった観測器の一部に発生した不具合に対して再発防止策を施した上で、JAXAの環境試験槽等を利用して低圧・低温環境でも確実に動作することのテストを重ねた。それらの構成要素を組上げて望遠鏡システムとした上で、JAXAの大気球実験室グループと共同して望遠鏡システムとしての動作テストおよびJAXA機器との噛み合わせ試験を輸出前に行った。海外サイトでの気球実験実施のために、数ヶ月前に資材を現地に輸出し、数週間前から研究分担者および研究協力者が現地に常駐して望遠鏡組み立てを行い、打上げ予定期日までに準備を完了させた。さらに観測器回収後にオーストラリア国内での現像作業を速やかに実施できるようにするために、現地での望遠鏡組み立て作業に先立って、シドニー大学内にエマルションフィルムの現像設備を立ち上げた。2018年の中口径望遠鏡での気球観測により既知の高輝度ガンマ線単体Velaパルサーのイメージングによりエマルション望遠鏡の総合性能を実証した後に、2021年にJAXAが計画している海外気球実験において科学観測を開始するために大口径望遠鏡の軽量化をはじめとする開発を進めた。JAXAに採択されている2018年4月のオーストラリアでの気球実験について、中口径望遠鏡による観測を予定通りに行えるように2017年度中に準備を整えることができた。並行して、2021年に予定されている気球実験に向けて大口径望遠鏡の開発・軽量化を進めることができた。2018年4月のオーストラリア気球実験の観測データの解析を加速させ既知のガンマ線高輝度天体であるVelaパルサーのイメージングを行い、エマルションガンマ線望遠鏡の総合性の実証を行い、大口径望遠鏡による科学観測の開始へとつなげる。
階層的な動的ネットワークの構築

(1)大脳皮質・基底核の階層的神経回路の動作と認知・学習・情動機構の探求(担当:森田)、(2)階層内・階層間同期ダイナミクスの数理モデル(担当:郡)、(3)階層性ネットワークの電気生理学的検証(担当:藤澤)という三つの研究項目について、以下のような進捗が得られた。(1)については、最近の実験知見を踏まえて、森田らが以前に提案した、報酬予測誤差計算の神経回路機構についての仮説を改訂したものを提案した。具体的には、報酬・価値の関わる学習・意思決定行動に際しての大脳基底核線条体におけるアデノシン産生の制御、および、線条体の間接路細胞(ドーパミンD2受容体発現細胞)において発現するアデノシンA2A受容体の作動について、文献に基づいて検討を行い、報酬予測誤差の計算および誤差に基づく学習に関する新たな可能性を提案した。また、森田グループの野村が、自発的な瞬目の間隔の分布を再現しうるようなモデルとして、変化する閾値を伴う積分発火型の数理モデルを提案した。(2)については、当領域の公募班である木津川氏と、マウスのロコモーションの数理モデル化について新しいデータをもとに議論した。さらに、パラメータ推定手法について研究員の小林康明氏と開発を進めた。(3)については、29年度に引き続き、海馬において、時間認識課題を行っているときの神経細胞の活動のシータ波によるモジュレーションと、そのスケール普遍的な特性についての研究を行った。(1)・(2)・(3)いずれについても、概ね順調に進展している。(1)については、30年度に提案した仮説の精緻化を行い、数理モデル化を検討していく。また、分担者永瀬と連携しつつ、認知的負荷の脳における処理について探求していく。(2)については、ロコモーションの数理モデルについては簡潔で十分なものを作成できた。今後はパラメータ推定手法に関してさらに検討をすすめていく。(1)については、シナプスの結合強度の減衰を考えた大脳皮質-基底核-ドーパミン系のモデルによって報酬を目指した自己ペースの行動の速さ(モチベーション)等に関わる実験結果の背景にあるメカニズムを探求し、強化学習モデルに非線形力学系の分岐解析を組み合わせた解析により、それらのメカニズムに関して新奇な可能性を見出したことなどの進捗を得た。(2)については、振動数の大きく異る振動子集団の一般的な振る舞いや解析方法を開発するために、幾つかの数理モデルを検討した。特に、従来の方法では取り扱えなかった非線形な同期領域を求める2次の摂動論を開発した。この手法により、Winfreeモデルなどのシンプルな振動子モデルの同期領域を解析的に求めることができるようになった。(3)については、目標指向性行動中のラットの複数の脳部位から局所電位と神経細胞発火活動を同期に記録できる実験系を立ち上げ、データの収集を開始した。行動課題としては、聴覚情報と嗅覚情報を統合して意思決定を行う「組み合わせ弁別課題」を開発した。また電気生理実験として、多チャンネルシリコンプローブ電極を前頭前皮質と海馬から活動を同時に記録する技術を確立した。(1)・(2)については、数理モデルの構築、検討、解析について、概ね順調に進行している。(3)についても、行動実験、電気生理学記録実験およびデータ解析系の立ち上げについて、概ね順調に進展している。(1)については、これまで考えてきた減衰(忘却)を考慮した大脳皮質-基底核-ドーパミン系のモデルを拡張してドーパミンとエフォートの関係についての実験結果がいかに説明できるかを調べ、行動の反応時間についての実験結果が、ドーパミン系の阻害・減弱による二次的影響としてドーパミン細胞への報酬を表す入力のゲインの増加が起こることを仮定することによって説明し得ることなどの進捗を得た。(2)については、振動数が大きく異なる振動子集団のダイナミクスについて調べた。その結果、1:1同期のみでなく1:2同期などのm:n同期を引き起こす相互作用を持つ系では、振動数が大きく異なる振動子間に相関が生じることがわかった。この系を記述する位相方程式は摂動論的に導出することができ、その位相方程式を解析することによって相関の生まれるメカニズムについて検証した。(3)については、ラットの前頭前皮質および海馬のネットワークにおいて、組み合わせ弁別課題行動中において神経細胞の活動を電気生理学実験により記録した。その結果、海馬に音や匂いなどの情報に対して選択的に活動するイベント細胞を発見した。また、これらのイベント細胞は、シータ波の位相によって過去・現在・将来の出来事の順序を圧縮して表現していることを明らかにした。(1)・(2)・(3)とも、概ね研究計画どおりに進めることができた。(1)大脳皮質・基底核の階層的神経回路の動作と認知・学習・情動機構の探求(担当:森田)、(2)階層内・階層間同期ダイナミクスの数理モデル(担当:郡)、

(3)階層性ネットワークの電気生理学的検証(担当:藤澤)という三つの研究項目について、以下のような進捗が得られた。(1)については、最近の実験知見を踏まえて、森田らが以前に提案した、報酬予測誤差計算の神経回路機構についての仮説を改訂したものを提案した。具体的には、報酬・価値の関わる学習・意思決定行動に際しての大脳基底核線条体におけるアデノシン産生の制御、および、線条体の間接路細胞(ドーパミンD2受容体発現細胞)において発現するアデノシンA2A受容体の作動について、文献に基づいて検討を行い、報酬予測誤差の計算および誤差に基づく学習に関する新たな可能性を提案した。また、森田グループの野村が、自発的な瞬目の間隔の分布を再現しうるようなモデルとして、変化する閾値を伴う積分発火型の数理モデルを提案した。(2)については、当領域の公募班である木津川氏と、マウスのロコモーションの数理モデル化について新しいデータをもとに議論した。さらに、パラメータ推定手法について研究員の小林康明氏と開発を進めた。(3)については、29年度に引き続き、海馬において、時間認識課題を行っているときの神経細胞の活動のシータ波によるモジュレーションと、そのスケール普遍的な特性についての研究を行った。(1)・(2)・(3)いずれについても、概ね順調に進展している。(1)大脳皮質・基底核の階層的神経回路の動作と認知・学習・情動機構の探求(担当:森田)、(2)階層内・階層間同期ダイナミクスの数理モデル(担当:郡)、(3)階層性ネットワークの電気生理学的検証(担当:藤澤)という三つの研究項目について、以下のような進捗が得られた。(1)については、28年度に進めたシナプスの結合強度の減衰を考えた大脳皮質-基底核-ドーパミン系のモデルをさらに発展させ、エフォートに関連する実験結果の背景メカニズムを探求した。具体的には、ドーパミン減少によって起こる可能性が考えられる二次的影響の効果を取り入れた解析などを行った。また、島根大の永瀬らとの共同研究で、変動する状況下での認知的負荷回避の機構の、行動のモデルフィッティング(強化学習型のモデルや確率的な選択を行うモデルなど)およびfMRI解析(強化学習モデルの変数に相関するシグナル変化を示す領域の探索)を用いた探求を進めた。その結果、強化学習モデルにおける、認知的負荷に対するメンタルエフォートコストの予測に対応する変数と相関する領域などが同定された。(2)については、大きく固有振動数の異る振動子集団の秩序化と情報流に関する理論研究を引き続き進めた。また、実験研究とより密接に絡めていくために、領域内の共同研究を推進した。(3)については、海馬において、時間認識課題を行っているときの神経細胞の活動がどのようにシータ波オシレーションによりモジュレートされているかの実験的および理論的研究を行った。(1)については、より幅広い情動・学習・意思決定行動の特性とメカニズムに関して、シナプスレベルから回路・行動までの階層性を持ったモデルを発展させ、また実験的手法も用いて、探求していく。
光電極反応と光機能界面

半導体表面の原子レベルでの構造制御ならびにダイナミクスの解明とこれによる新しい光機能界面の創製を目的に、昨年度に引き続き、研究を行った。半導体表面の原子レベル構造制御に関しては、水素終端Si表面のSi-H結合がハロゲン化水素酸中、少量の酸化剤の存在下でSi-X(X=ハロゲン)に変換されることを見出した。またp-Si(111)表面に光と酸素の作用を利用してSiH_2ステップを形成する方法を見出した。半導体表面上のナノ構造体の形成に関しては、水素終端n-Si(111)表面上に配列したヨウ素およびニッケル金属のナノロッドを形成できることを見出した。層状金属酸化物K_4Nb_6O_<17>の微粒子化・再構築という新しい手法により酸化還元系を層間に固定化することに成功した。量子サイズの磁性半導体Cd_<1-x>Mn_xS超微粒子の光電流に対する磁場効果を検討し、Mnのドープにより量子収率の変化率が大きく増加することを明らかにした。半導体薄膜の電気化学的エピタキシャル成長に関しては、ルチル型n-TiO_2(100)面上にPbO_2をヘテロエピタキシャル成長できることを見出した。CdS結晶成長について交互イオン吸着反応堆積法および新開発の電気化学誘起化学堆積法により検討し、(002)配向の単結晶膜を得た。電気、光などにより制御可能な新しいタイプの磁性材料の開発については、K_<3-0.4xy-2y>[(V^<Il>_<0.6>V^<III>_<0.4>)_xCr^<II>_<1-x>]_y[Cr^<III>(CN)_6]zH_2Oが透明・有色な磁性体(Tc=220-315K)となることを見出した。組成(合成法)を変えることにより色やTcを変化できることも明らかにし、ファラデー効果も検討した。半導体電極上のダイナミクスについては、偏光過渡回折格子分光法による光カーダイナミクスの解析、時間分解フェムト秒表面熱レンズ分光法による金薄膜電極のホットエレクトロンの挙動の解析を行った。また、レーザパルス光と光伝導性AFMを組み合わせた、量子ナノ空間を検出できる光電導性原子間力顕微鏡を開発した。本研究では、電気化学的な手法による半導体表面の原子レベルでの構造制御、ならびに、界面光電気化学過程のダイナミクスの解明と、これらによる新しい光機能界面の創製を目的に、研究を行った。半導体表面の原子レベルでの構造制御に関連して、シリコン(Si)半導体表面の終端結合の制御を試み、濃厚ハロゲン化水素酸処理によりハロゲン終端結合が生成して、Siの表面バンドエネルギー(フラットバンド電位)が変化し、光起電力が向上することを見出した。さらに、これを利用して、Siチップの表面の非対称化をはかり、一つのSiチップだけを用いて高効率な太陽エネルギーの化学エネルギーへの変換システムを作ることができることを示した。半導体表面上のナノ構造体の形成に関しては、多結晶n-TiO_2電極を硫酸中で光アノード溶解させることにより数百ナノメートルの大きさの規則正しい構造の細孔が形成されることを見出した。また、半導体薄膜の電気化学的エピタキシャル成長に関しては、金やSi単結晶を基板に用い、交互ディッピング堆積法により、(001)方向に強く配向したCdS多結晶薄膜を得た。また、電着液の組成を詳しく検討して、(002)配向の高結晶性の六角形のCdS結晶粒が得られることも明らかにした。電気、光などの外部刺激により制御可能な新しいタイプの磁性材料の開発についても実験および理論の両面から研究を進め、プルッシアンブルーにTiO_2光触媒をハイブリッドさせた薄膜において、これにメタノールとカリウムイオンの存在下で紫外光を照射すると、薄膜が(5K以下の温度において)強磁性体から常磁性体に変化する(すなわち光により磁性を制御できる)ことを見出した。半導体電極上のダイナミクスについては、半導体電極上の固定した色素分子の光誘起電子移動反応のダイナミクスの解明を行い、反応が表面でパターンを描きつつ広がりながら進むことを示唆する結果を得た。半導体表面の原子レベルでの構造制御ならびに界面光電気化学過程のダイナミクスの解明と、これによる新しい光機能界面の創製を目的に研究を行った。半導体表面の原子レベルでの構造制御に関しては、ハロゲン終端結合の生成によるSiの表面バンドエネルギーの変化の機構について詳しく調べ、ステップに存在するSi-OHのOHがX(X:ハロゲン)に置換することによりSi-X結合が生成することを明らかにした。半導体表面上のナノ構造体の形成に関しては、結晶n-TiO_2電極を硫酸中で光アノード溶解させることにより〈001〉方向に伸びたナノサイズの四角の細長い孔が形成されることを見出し、この細孔の側壁が(100)面であることを明らかにした。半導体薄膜の電気化学的エピタキシャル成長に関しては、量子井戸構造の製作の可能な交互イオン吸着反応堆積法(SILAR法)を用いて、ITO基板上に(001)方向に配向したCdS結晶子が得られることを明らかにした。また、高速度成長の観点から1つの溶液からの結晶成長も検討し、チオアセトアミドとCd塩あるいはCdのチオシアナート錯体を含む水溶液を使用することによりlayer by layer型の結晶成長が進み、(001)配向の単結晶CdS膜が得られることを明らかにした。

電気、光などにより制御可能な新しいタイプの磁性材料の開発については、コバルト・鉄シアノ錯体薄膜を電気化学的に合成し、酸化・還元、イオン交換、熱、光により磁性を制御できることを見出した。また、フェリ・フェロ混合磁性膜であるクロム・鉄シアノ錯体薄膜が着色透明の性質をもち、強いファラデー効果を示すことを見出した。半導体電極上のダイナミクスについては、電極反応の進行に伴って現れる種々の時空パターンを空間分解・時間分解で直接追跡する手法の開発を試み、電極近傍の液の流動を可視化することに成功した。半導体表面の原子レベルでの構造制御ならびにダイナミクスの解明とこれによる新しい光機能界面の創製を目的に、昨年度に引き続き、研究を行った。半導体表面の原子レベル構造制御に関しては、水素終端Si表面のSi-H結合がハロゲン化水素酸中、少量の酸化剤の存在下でSi-X(X=ハロゲン)に変換されることを見出した。またp-Si(111)表面に光と酸素の作用を利用してSiH_2ステップを形成する方法を見出した。半導体表面上のナノ構造体の形成に関しては、水素終端n-Si(111)表面上に配列したヨウ素およびニッケル金属のナノロッドを形成できることを見出した。層状金属酸化物K_4Nb_6O_<17>の微粒子化・再構築という新しい手法により酸化還元系を層間に固定化することに成功した。量子サイズの磁性半導体Cd_<1-x>Mn_xS超微粒子の光電流に対する磁場効果を検討し、Mnのドープにより量子収率の変化率が大きく増加することを明らかにした。半導体薄膜の電気化学的エピタキシャル成長に関しては、ルチル型n-TiO_2(100)面上にPbO_2をヘテロエピタキシャル成長できることを見出した。CdS結晶成長について交互イオン吸着反応堆積法および新開発の電気化学誘起化学堆積法により検討し、(002)配向の単結晶膜を得た。電気、光などにより制御可能な新しいタイプの磁性材料の開発については、K_<3-0.4xy-2y>[(V^<Il>_<0.6>V^<III>_<0.4>)_xCr^<II>_<1-x>]_y[Cr^<III>(CN)_6]zH_2Oが透明・有色な磁性体(Tc=220-315K)となることを見出した。組成(合成法)を変えることにより色やTcを変化できることも明らかにし、ファラデー効果も検討した。半導体電極上のダイナミクスについては、偏光過渡回折格子分光法による光カーダイナミクスの解析、時間分解フェムト秒表面熱レンズ分光法による金薄膜電極のホットエレクトロンの挙動の解析を行った。また、レーザパルス光と光伝導性AFMを組み合わせた、量子ナノ空間を検出できる光電導性原子間力顕微鏡を開発した。
深層熱塩循環を駆動するエネルギー供給源として海洋中規模渦が果たす役割の解明

赤道太平洋の水温躍層における鉛直乱流混合は,表層から深層への熱輸送を通じて全球の気候に影響を与える重要な物理過程である。本研究では,この乱流混合に寄与する内部波の励起過程を,渦解像海洋大循環モデルを用いて調べた。その結果,約0.5 m/sの速度で西向きに伝播する波長約1000 kmの熱帯不安定波から下向きに内部波が放射されることを発見した。この内部波は,熱帯不安定波のフロント部で生じる水平流の収束域が,海面を動く障害物のように働くことで励起される風下波として説明可能であった。この内部波に伴うエネルギーフラックスは,赤道太平洋の水温躍層における乱流混合に重要な役割を果たしている可能性が示された。極域での冷却を受けて沈み込んだ深層水が1000年以上の歳月をかけて全球を巡る深層海洋大循環は、低緯度から高緯度への熱・物質輸送を伴い、気候の維持・変動に重要な役割を果たしている。この深層水の湧昇は、鉛直乱流混合に伴う表層からの浮力フラックスとバランスしていると考えられているが、これまで鉛直乱流混合の主要なエネルギー供給源とされてきた潮汐および風起源の内部波だけでは、湧昇量に相当するだけの乱流混合を賄いきれないことが明らかになりつつある。地衡流起源の内部波は、この不足分を補い得るエネルギー供給源となっている可能性が指摘されているものの、その定量的な評価や物理過程の解明は行われていない。平成25年度には、どこで、どの程度、どのようなメカニズムで地衡流からの内部波励起が生じているのかを明らかにするために、全球渦解像海洋大循環モデルを用いた数値実験を実施した。モデルの解像度は水平0.1度、鉛直54層であり、計算期間は2011年1月の1か月間とした。1時間毎に出力した時系列データにハイパスフィルターを施すことによって内部波成分を取り出した。なお、モデル内で再現される内部波として短周期の風応力変動によって直接的に励起されるものを排除し、地衡流から励起されるものに限定するため、モデルを駆動する外力には日平均の風応力を用いた。計算の結果、最も顕著な下向きエネルギーフラックスは黒潮続流域で生じていた。より詳細な解析の結果、このエネルギーフラックスは黒潮続流から間欠的に励起される高水平波数・高周波数の内部波によるものと結論づけられた。さらに、励起された内部波の位相速度などの物理特性や、内部波が励起される時空間分布の特徴から、「黒潮続流から励起される内部波は、特異的に高流速・低密度を持つ黒潮続流のコアがあたかも海面を動く地形のように働いて励起される風下波である」という仮説を立てるに至った。赤道太平洋の水温躍層における鉛直乱流混合は、全球の気候に影響を及ぼす重要な物理過程である。この乱流混合を引き起こすのに重要な役割を果たすと考えられているのが、赤道海流系の不安定によって励起され、約0.5 m/sの位相速度で西向きに伝播する波長約1000 kmの熱帯不安定波(TIW)である。実際、水温躍層の浅い赤道太平洋東部では、TIWに伴う流速シアーに起因する乱流混合が躍層内で観測されている。一方、水温躍層の深い赤道太平洋中央部では、躍層内の乱流混合に対するTIWの役割は明らかにされていない。本研究は、赤道太平洋のTIWから内部波などの高周波数擾乱が励起される可能性に着目し、そのメカニズムとエネルギーフラックスを明らかにすることを目的に、全球渦解像海洋大循環モデル(解像度:水平0.1度、鉛直54層)の結果を解析した。計算期間は2011年1月の1か月間である。数値モデルは典型的なTIWを再現できていた。TIWは、水平流の収束域として明瞭に見られる鋭いフロントをその渦構造の前面に伴っており、高周波数擾乱による下向きエネルギーフラックスは、このフロント域でパッチ状に大きくなっていた。TIWのシアーによって励起される赤道太平洋東部の乱流混合とは対照的に、この下向きエネルギーフラックスは赤道太平洋中央部で特に顕著であり、赤道太平洋全域の積分では1か月平均で8.1 GWに達していた。エネルギーフラックスを引き起こす高周波数擾乱の特性を詳細に調べたところ、フロントに捕捉されて西向きに伝播する波長100 km程度の高水平波数の内部波であることがわかった。この内部波は、風下波の解析解と良く一致する空間構造と、風下波の分散曲線上にピークを持つ波数ー周波数スペクトルとを持っていることから、TIWのフロント部で生じる下降流が海面を動く障害物として働くことで励起される風下波であると結論づけられた。主に内部波が砕波することで生じる海洋中の水温躍層深付近における鉛直乱流混合は、表層から深層への浮力の鉛直フラックスをコントロールすることを通じて、全球の海洋循環や水塊形成に影響を及ぼす重要な物理過程の一つである。報告者は平成27年度までに、赤道太平洋域における水温躍層の鉛直乱流混合に寄与し得る内部波の励起過程を、渦解像海洋大循環モデルを用いて調べてきた。

その結果、赤道太平洋では、赤道域の複雑な海流系の順圧/傾圧不安定によって励起され、約0.5 m/sの位相速度で西向きに伝播する波長約1000 kmの熱帯不安定波から水温躍層に向かって下向きに放射される内部波が存在することを発見した。さらに、この内部波は、熱帯不安定波のフロント部で生じる表層水平流の収束域が海面を動く障害物のように働くことで励起される風下波として説明可能であることを示した。また、この内部波に伴う下向きエネルギーフラックスは、赤道太平洋全域の積分では解析期間である2011年1月の1か月間平均で8.1 GWに達しており、赤道太平洋の水温躍層における乱流混合に重要な影響を及ぼしている可能性が示唆された。得られた結果は国内外の学会で発表するとともに、国際誌に投稿した。平成27年度にはさらに、同様の内部波励起機構が中緯度域における顕著な海流である黒潮域でも働き得るのかを明らかにするために、まず、黒潮から中規模擾乱が励起される過程を調べた。このために、簡単な二層準地衡流モデルを用いた数値実験を行ったところ、紀伊半島の南に位置する膠州海山と呼ばれる海底地形上で傾圧不安定が強化され、黒潮の蛇行が生じることがわかった。そこで海底地形の効果を考慮した線形安定性解析を行った結果、この傾圧不安定は、海山の周りを時計回りに伝播する下層の地形性捕捉波と、黒潮中を東向きに伝播する上層のロスビー波との相互作用によるものであることが示唆された。平成27年度には、全球渦解像海洋大循環モデルを用いた数値実験結果の解析を当初の予定通りに完了することができた。その結果、赤道太平洋の熱帯不安定波のフロント部から内部波が放射されるという現象をはじめて発見するとともに、その励起過程が、海底地形上を流れる定常流によって励起される風下波とのアナロジーによって説明できることを示すことができた。得られた結果は学会発表および論文として国際的に公表することができた。平成27年度にはさらに、中緯度域での数値実験にも着手し、黒潮の蛇行過程を再現することに成功するとともに、この蛇行を引き起こす海底地形の役割について考察を行った。海洋中の水温躍層深付近において,主に内部波が砕波することで生じる鉛直乱流混合は,表層から深層への熱(浮力)の輸送をコントロールすることを通じて,局所的な水塊特性はもちろん,全球的な海洋循環にまで影響を及ぼす重要な物理過程である。この内部波の励起源の一つの可能性として近年注目を集めているのが,大規模な海流系の順圧不安定や傾圧不安定によって励起される中規模擾乱(水平スケール100-1000 km程度の擾乱)である。平成28年度には,北太平洋中緯度における顕著な西岸境界流である黒潮域における中規模擾乱の励起・散逸過程を明らかにすることに向けて,まず,理想化された黒潮と海底地形・陸岸地形を与えた二層準地衡流モデルを用いて,黒潮流路の変動機構に関する数値実験を行った。実験の結果,九州の南東沖で励起された小蛇行が,深層に高気圧性渦を伴いながら黒潮に沿って日本の南岸を東進し,紀伊半島の南約200 kmに位置する膠州海山と呼ばれる顕著な海底地形上を通過する際に急激に発達して大蛇行へと至る,典型的な黒潮流路の遷移過程を再現することができた。この膠州海山における小蛇行の急激な発達の物理機構を理解するために,海底地形の効果を考慮した線形安定性解析を行ったところ,海山上では,海山の周りを時計回りに伝播する下層の地形性捕捉波と,地衡流中を東向きに伝播する上層のロスビー波との結合によって,傾圧不安定モードが成長できることがわかった。数値実験で再現された膠州海山上で急激に増幅する小蛇行のスケールや空間構造は,この傾圧不安定モードのそれらと良く一致していた。得られた成果は,国内外の学会で発表するとともに,現在,国際誌に投稿中である。赤道太平洋の水温躍層における鉛直乱流混合は,表層から深層への熱輸送を通じて全球の気候に影響を与える重要な物理過程である。
舌筋、咀嚼筋発生におけるmicroRNAの機能

マウス胎仔の舌筋発生過程におけるmicroRNA(miRNA)の発現変化を解析した。miR-1、-24は胎齢が進むにつれ発現量が増加し、舌筋細胞の分化が活発に進行している胎齢1315日には大量に発現していた。逆にmiR-199a3p、199a5pの発現量は胎齢11日では最も高く、その後、胎齢が進むにつれて減少した。以上の結果からmiR-1、24が舌筋細胞の分化調節に関与している可能性が示唆された。本研究においては舌筋、咀嚼筋の発生におけるmiRNAの機能を解析し、体肢の筋と比較することにより咀嚼筋との違いを明らかにする。さらに舌筋、咀嚼筋の発生におけるmiRNAの機能を促進または抑制する薬物を探求し、舌筋、咀嚼筋の再生療法、筋萎縮を防止する薬物やサプリメントを開発するための基礎的なデータを得ることを最終目的としている。本年度は、発生過程にある舌筋、咀嚼筋におけるmiRNAの発現バターンを、miRNAアレイを用いて網羅的に解析を行った。その結果、舌筋細胞の分化が活発に進行している胎齢1315日のマウス舌に、これまで骨格筋発生に関与が報告されていないmiR199の顕著な発現が観察された。現在、Real-time PCR法とin situ hybrldization法により発現量の測定と局在を解析する準備を進めている。さらに、TGFβがmiRNAの発現を調節しているという報告があるので、舌発生過程におけるTGFβの発現を調べた。TGFβ1及び2は分化が進行している筋管細胞にわずかな発現が認められるのみであった。TGFβ3、TGFβRI及びTGFβRIIは分化を開始した筋芽細胞、分化が進行している筋管細胞に顕著な発現が観察されたP-smad2/3は分化を開始した筋芽細胞及び分化が進行している筋管細胞の核内に分布が観察された。以上の結果から、舌骨格筋の分化過程においてはTGFβ3のシグナルがTGFβRI及びTGFβRIIを介して細胞内へつたえられ、P-smad2/3の核内移行を引起していることが示唆された。TGFβ3は負の制御因子としてmiRNAを介して舌筋細胞の分化のスピードを調節している可能姓が示唆された。昨年度は、発生過程にある舌筋、咀嚼筋におけるmiRNAの発現パターンを、miRNAアレイを用いて網羅的に解析を行った。その結果、舌筋細胞の分化が活発に進行している胎齢1315日のマウス舌に、これまで骨格筋発生に関与が報告されていないmiR-199の顕著な発現が観察された。本年度はReal-time PCR法とin situ hybridization法により発現量の測定と局在を解析することを目的として研究を行った。miR-1、24、199、snoRNAのReal time PCR法のためのRNAの分離・精製、逆転写などの解析条件を確立した。またmiRNA定量のためにはsnoRNAをもちいてnormalizationすることが最適であることを明らかにした。さらに胎齢1115日のマウスより舌を摘出しmiRNAを分離・精製した。来年度は解析を開始する予定である。また、in situ hybridization法のための条件も確立した。胎齢1115日のマウスより舌を摘出しエタノール固定を終了した。やはり来年度は解析を開始する予定である。【材料・方法】胎齢11、12、13、14、15日のマウス胎仔から舌を摘出し、Real-time PCR用の標本は-80°Cで凍結保存した。また、In situ hybridization用の標本は70%エタノールで固定した。Real-time PCRのためにmiRNAを抽出し、それぞれのmiRNAに特異的なプライマーを結合させ逆転写を行った。逆転写後、それぞれのmiRNAに特異的なフォアードプライマーと、逆転写で付加した人工的な配列に特異的なリバースプライマーを用いてReal-time PCRを行い、目的の成熟miRNAの発現量を測定した。In situ hybridizationのためにmiR-1、24に特異的なプローブを用いて局在変化の解析を行った。【結果と考察】miR-1、24は胎齢が進むにつれ発現量が増加し、舌筋細胞の分化が活発に進行している胎齢1315日には大量に発現していた。

逆に、miR-199a3p、199a5pの発現量は胎齢11日では最も高く、その後、胎齢が進むにつれて減少した。miR-133aの発現量は胎齢1113日に増加した後、減少した。miR-181aの発現量は胎齢1115日において大きな変化は観察されなかった。miR-1が舌筋に発現していた。以上の結果からmiR-1が舌筋細胞の分化調節に関与している可能性が示峻された。
実使用環境でのユーザ操作履歴の取得と統制実験との比較研究

平成9年度は,学生の計算機演習室などの日常環境で取得したユーザの操作履歴を詳細に解析し,目標選択操作と打鍵レベルの操作に着目していくつかの統制実験を行って比較することによって,以下のような結果を得た.・ウィンドウなどの大きな目標を選択する操作において,統制実験下のユーザは反復の影響でマウスを手首や前腕のみで操作する傾向があることがわかった.また,操作を早く終了させるために目標となるウィンドウの中心ではなく,最寄りのウィンドウの縁を意識した操作を行うという傾向も見られた.・打鍵間隔やマウス操作への移行などのGUI操作時間の比較を行った結果,統制実験下では操作に集中しているため全般的にその操作時間が短くなり,個人間の差も非常に小さくなることがわかった.平成10年度は,9年度の結果をもとに,計算機演習室において,161名の学生の8ヶ月間の日常操作履歴を収集し,その解析を行った.その結果,演習中に指導された内容がどのように学生側に浸透していくかなどの,教授上の有用な情報を得ることができた.また,マウスのポイントエラーの低減を目的に,収集した実使用環境でのデータの解析を行った.その結果,ボタン操作の副作用として発生するマウスの移動と,ボタン操作を行う指と移動操作を行う手首および腕の動きの不一致によっておこる2種類のエラーが確認できた.この結果をもとに,マウスが発生する信号の履歴を解析することによって,これらのエラーが発生した際に利用者が意図した目標座標を推測するアルゴリズムを考案した.そして,この補正機能をマウスのデバイスドライバに組み込み,統制実験によってその効果を確認した.平成9年度は,学生の計算機演習室などの日常環境で取得したユーザの操作履歴を詳細に解析し,目標選択操作と打鍵レベルの操作に着目していくつかの統制実験を行って比較することによって,以下のような結果を得た.・ウィンドウなどの大きな目標を選択する操作において,統制実験下のユーザは反復の影響でマウスを手首や前腕のみで操作する傾向があることがわかった.また,操作を早く終了させるために目標となるウィンドウの中心ではなく,最寄りのウィンドウの縁を意識した操作を行うという傾向も見られた.・打鍵間隔やマウス操作への移行などのGUI操作時間の比較を行った結果,統制実験下では操作に集中しているため全般的にその操作時間が短くなり,個人間の差も非常に小さくなることがわかった.平成10年度は,9年度の結果をもとに,計算機演習室において,161名の学生の8ヶ月間の日常操作履歴を収集し,その解析を行った.その結果,演習中に指導された内容がどのように学生側に浸透していくかなどの,教授上の有用な情報を得ることができた.また,マウスのポイントエラーの低減を目的に,収集した実使用環境でのデータの解析を行った.その結果,ボタン操作の副作用として発生するマウスの移動と,ボタン操作を行う指と移動操作を行う手首および腕の動きの不一致によっておこる2種類のエラーが確認できた.この結果をもとに,マウスが発生する信号の履歴を解析することによって,これらのエラーが発生した際に利用者が意図した目標座標を推測するアルゴリズムを考案した.そして,この補正機能をマウスのデバイスドライバに組み込み,統制実験によってその効果を確認した.本年度は,これまでに学生の計算機演習室などの日常環境で取得していた大量のユーザの操作履歴を詳細に解析した.そして,その結果をもとに,日常環境のデータと比較するために,目標選択操作と打鍵レベルの操作に着目していくつかの統制実験を行い,以下のような結果を得た.・ウィンドウなどの大きな目標を選択するという操作において,統制実験下のユーザは反復の影響でマウスを手首や前腕のみで操作する傾向があることがわかった.また,操作を早く終了させるために目標となるウィンドウの中心ではなく,最寄りのウィンドウの縁を意識した操作を行っているという傾向も見られた.・打鍵間隔やマウス操作への移行などの打鍵レベルでのGUI操作においての操作時間の比較を行った結果,統制実験下では操作に集中しているため全般的にその操作時間が短くなることがわかった.また,個々の試行間での操作時間のばらつきや個人間の差も非常に小さいものであった.・一般に日常の環境で得られたデータは,個人間のばらつきが大きく,その特徴を明確に解析するのは難しい.しかし,学生計算機演習室内で得た履歴から打鍵間隔の分散を調べると,そのばらつきは小さく,解析が容易な特徴を持つという結果が得られた.これより,このような種類の操作に関しては,統制実験によってデータを集めるよりも,日常の環境でデータを取得して解析する方が,よりよいユーザの行動理解を進める上で重要であると考えられる.本年度は,昨年度の研究結果をもとに,大学2,3年生が主に利用する,計算機演習室において,8ヶ月間にわたる長期の日常操作履歴を収集し,その解析を行った.取得した履歴は演習室を利用する学生161名のもので,その総量は18ギガバイトにも及んだ.解析は各学生がどのような形で計算機の操作知識を得ていくかに焦点を絞っておこない,その結果,演習中に指導された内容がどのように学生側に浸透していくかや,学生間でどのように知識のやりとりが行われているかなどが分析できた.これらの結果は,演習時に教授側がより適切な課題・アドバイスを与える上での有用な情報になると思われる.また,マウス等のポインティングデバイスでのポイントエラーの低減を目的に,収集した実使用環境でのデータの解析を行った.その結果,ボタン操作の副作用として発生するマウスの移動と,ボタン操作を行う指と移動操作を行う手首および腕の動きの不一致によっておこる2種類のエラーが確認できた.

この結果をもとに,マウスが発生する信号の履歴を解析することによって,これらのエラーが発生した際に利用者が意図した目標座標を推測するアルゴリズムを考案した.そして,この補正機能をマウスのデバイスドライバに組み込み,統制実験によってその効果を確認した.
分子微生物学的な新手法を導入した海洋有機炭素―微生物群集連鎖系の動態解析

本研究では、海洋炭素循環制御における重要な鍵過程である有機炭素と原核生物群集(細菌・古細菌)との連鎖系(有機炭素-原核生物連鎖系)に着目した課題に重点的に取り組み、海洋炭素循環の理解における新規情報を提供することを目指した。本研究で得られた主要な成果は、以下の通りである。1.西部北極海カナダ海盆における原核生物変数を高空間解像度で初めて明らかにし、またその変動に関わる有機炭素供給経路を提示した。有機炭素-原核生物連鎖系に関する情報が極めて限定的な西部北極海海盆域において原核生物および環境変数を初めて解析し、その変動に関与する有機炭素供給経路やその強度を明らかにした。2.北太平洋亜寒帯および亜熱帯海域の中深層において、原核生物変数の季節変動を高時空間解像度で解析し、亜熱帯中層において原核生物生産速度が極めて大きく季節変動することを初めて示した。原核生物変数の時間変動およびその支配プロセスに関する情報が極めて限定的な海洋中深層において季節変動を解析し、その変動に関与する環境要因を初めて指摘した。3.現場有機物の分解に積極的に関与する鍵原核生物群の特定を行う実験系を立ち上げ、現場への適用を行った。近年、有機物回収技術や原核生物の系統解析の急速な発展が見られ、これらの技術を駆使した新規アプローチによって有機炭素-原核生物の解析を推進できる可能性が飛躍的に高まってきた。これを踏まえ、現場溶存態有機物を表層および深層から回収し、この有機物に対する原核生物の応答解析を行う実験系を立ち上げた。現在までに西部北太平洋において実験を複数回実施し、試料の採取を完了した。本研究では「海洋中深層における炭素循環制御機構の解明」を最終的な目的として、有機炭素-微生物群集連鎖系に着目した以下の3つの研究を重点的に展開している。1.微生物生産速度を指標とした、海洋中深層における有機炭素供給の「空間」変動の解明2.微生物生産速度を指標とした、海洋中深層における有機炭素供給の「時間」変動の解明3.現場有機物回収技術および分子微生物学的手法を統合した、現場有機物の分解に積極的に関与する微生物鍵群の特定平成22年度においては、各項目についてそれぞれ以下のような研究を展開した。(1)西部北極海における微生物生産速度の全深度解析...有機炭素供給に関する情報が極めて限定的な西部北極海において微生物生産速度を解析し、中深層における有機炭素供給プロセスやその強度の解明に取り組んだ。西部北極海中深層における有機炭素供給機構の微細解析を試みたのは本研究が初めてであり、北極海中深層の炭素循環に関する新規性の高い結果が得られた。(2)北太平洋亜寒帯および亜熱帯における微生物生産速度の時系列解析...北太平洋亜寒帯および亜熱帯に設置された定点において微生物生産速度の繰り返し解析を行い、中深層における有機物供給強度の季節変動の解明に取り組んだ。現在までの所、秋期および冬期を代表する微生物パラメーターが得られている。また今後、さらに他の季節のパラメーターを取得することで、中深層における有機物供給強度の季節変動が初めて明らかになることが期待される。(3)現場有機物の分解に積極的に関与する鍵微生物群の特定...北太平洋において現場溶存態有機物を回収し、この有機物に対する微生物群集の応答解析を行う培養実験を実施した。現在までに3つの研究航海において繰り返しで本実験を行い、試料を採取した。現在採取した試料の有機物分析および微生物群集構造分析を進めている。
哺乳動物染色体のバンド境界部位の機能構造

高等脊椎動物の染色体DNAがGC含量のMbレベルの区分構造よりなり、この巨大区分構造がバンド領域と関係することを報告してきた。バンド領域はS期内の複製タイミングにも関係しており、遺伝子密度や組換え頻度ならびに放射線感受性等を異にしている。構造上のみならず、機能上のドメインとして理解されるようになってきた。複製タイミングのスイッチ点やGC含量のモザイク境界については、塩基配列レベルで特定できる可能性が高く、境界を特徴づけるシグナル群が存在する可能性も考えられる。この視点に立って、ヒトMHCとその周辺の非MHC領域、ならびにX染色体のX不活化センター(XIC)とその周辺および偽常染色体境界を具体例に解析を行った。広範囲の複製タイミングを解析し、タイミングの転換が見い出された領域については、密に測定することで、タイミングの転換部位を限定し、GC含量の変移との関係や、光学顕微鏡レベルでのバンドとの関係を解析した。MHCクラスIと非MHC領域との境において明瞭な複製時期の差が見い出され、AT-richである非MHC領域がS期の遅い時期に複製することを見い出した。FISH解析を組み合わせて、この部位が6p21.3とp22.1の境界と推定した。XICについては、そのセントロメア側に位置する約250kbの逆位配列の近傍ならびにXIST領域において、複製時期がS期前半から後半へ転換していた。XIST領域は配列の情報が蓄積しており、詳細な解析が行える。XIST遺伝子の3側の部位でタイミングが大きく変移していた。いずれの境界部位においても、数種類の特徴構造が存在していたが、3重鎖を形成する大型のポリプリン/ポリピリミジン配列は特に興味深い。in vitroの研究により、3重鎖が複製フォークの進行を止めることが報告されている。ポリプリン/ポリピリミジン配列のみで複製の制御が可能とは考えられないが、これらの配列がヒト間期核内で3重鎖を形成することを確認している。それらの3重鎖構造は、間期核内で空間的にはセントロメアに近接していた。哺乳動物のゲノムがGC含量のMbレベルの区分構造よりなり、この巨大区分構造が染色体バンド領域と関係することを報告してきた。バンド領域はS期内の複製時期にも関係しており、遺伝子密度や組換え頻度等を異にしている。この視点に立って、ヒトMHC領域とその周辺、ならびにX染色体のX不活化中心の周辺を解析した。高精度分染法において、複合バンドゾーンよりなり、バンド境界の解析に適した領域である。MHCクラスIIとIIIの境界にGC含量の変移点を見いだしていたが、複製タイミングの転換点と一致することが明らかになり、バンド境界の要件を満たすことが判明し、特徴構造が特定できた(Tenzen et al.,1997)。一般性を検証する目的で、クラスIからテロメア側の非MHC領域について、染色体歩行を行い、GC含量分布の測定を行った。非MHC領域が顕著にATに富むことが判明し、FISH法により、GC含量境界が6p21.3とp22.1の境界に対応することが示され、複製タイミングの転換点とも一致していた。

X不活化中心その近傍のXq13.1-q13.3領域についても、複製タイミングの転換部位が、GC含量の変換点と一致することが判明した。両方の転換部位には、大型のポリプリン/ポリピリミジン配列が存在しており、複製の休止や減速機構に関係している可能性が考えられる。他の特徴配列の探索も行った(Sugaya et al.,1997)。高等脊椎動物の染色体DNAがGC含量のMbレベルの区分構造よりなり、この巨大区分構造が染色体バンド領域と関係することを報告してきた。バンド領域はS期内の複製時期にも関係しており、遺伝子密度や組換え頻度ならびに放射線感受性等を異にしている。構造上のみならず、機能上のドメインとして理解されるようになってきた。GC含量のモザイク境界や複製タイミングのスイッチ点については、塩基配列レベルで特定できる可能性が高く、境界を特徴づけるシグナル群が存在する可能性が考えられる。ヒトMHCとその周辺の非MHC領域、ならびにX染色体のX不活化センター(XIC)とその周辺領域のGC含量分布と複製時期を解析した。両方の領域とも複合バンドゾーンよりなり、バンド境界の分子レベルでの構造解析に適した染色体領域である。XICのセントロメア側に位置する約250kbの逆位配列の近傍、ならびにXIST遺伝子領域において、複製時期がS期前半から後半に転換することが判明し、GC含量の変移点とも一致していた。MHCクラスIと非MHC領域との境においても、明瞭な複製時期の差が見い出され、AT-richである非MHC領域がS期の遅い時期に複製していた。MHCクラスIIのセントロメア側の非MHC領域も、GC含量と複製時期の両方の変移が一致しており、この場合、GC含量の高い非MHC領域はS期の早い時期に複製していた。これらの複製時期の転換点とGC含量のモザイク境界について、境界を特徴づける構造を探索したところ、上記のいずれの境界についても、複数種類の共通的な特徴構造が見い出された。具体的には、AluとLineの住み分けをした高密度集中、Mer41やMer57、並びに3重鎖形成能を持つ大型のポリプリン/ポリピリミジン配列等の存在である。試験管系の研究により、3重鎖がDNA複製フォークの進行を止めることが報告されている。大型のポリプリン/ポリピリミジン配列のみで複製の制御が可能とは考えられないが、この種のNon-B型構造を形成する部位のバンド境界における機能上の意味は興味深い。
肝細胞増殖因子に対して異なる増殖応答性を示す分化型ヒト肝がん細胞の特性

ヒト肝細胞増殖因子(hHGF)は初代培養ラット肝細胞の増殖促進因子として劇症肝炎患者血漿から精製された因子であるが、最近、ある種のがん細胞に対して増殖抑制作用を示す因子として見出されていた腫瘍細胞障害因子(TCF)と同一であることが明らかにされた。我々は分化型ヒト肝がん細胞の増殖に対してhHGFはどのような作用を示すかについて興味を持ち調べた。その結果、hHGFは成人型肝がん細胞株(HLE,HuH-7,PLC/PRF/5)の増殖には無影響であったが、肝芽腫細胞株のHuH-6Clone5の増殖を有意に促進し、逆にHepG2の増殖を抑制した。また胆管がん細胞株(HuH-28,HuCCT1)の増殖に対しては効果がなかった。いずれの細胞株の場合もhHGFを培地中に分泌しておらず、応答性の違いは内因性hHGFによるものではない。また、従来線維芽細胞はhHGFに株は応答しないといわれていたが、ヒト皮膚線維芽細胞の増殖は促進されることを見出した。今回の研究でhHGFに対して肝芽腫細胞株は応答するが成人型肝がん細胞は応答しないという興味ある結果が得られた。これが普遍的なことであるかについては両者の細胞数をさらに増やして調べる必要がある。また、応答性が認められた肝芽腫細胞株でも増殖促進と抑制に分かれた。hHGFにはこのような細胞増殖に対する相反する作用の他にmotogenやmorphogenとしての作用も見出されているが、現在のところこのような多様な生物作用を受容体の違いで説明することはできていない。すなわち、受容体としてはc-<met>___-の産物しか見つかっておらず、K_α値や細胞あたりの受容体数の違いも認められていない。おそらく受容体以降の細胞内情報伝達系に違いがあるものと考えられるので、今後はこの点について調べる必要があると思われる。hHGFは線維芽細胞によっても産生されるが、ヒト皮膚線維芽細胞の増殖がhHGFによってオートクリン的に促進されるか否かについてはさらに研究を要する。