hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性腎臓病における血管・弁膜石灰化分子病態ネットワークの解明と治療標的分子探索

慢性腎臓病において、血管石灰化を生じることが様々な合併症に関与することが知られている。そこで、動物実験を通してこの機序を解明するために、慢性腎臓病の状態を再現したマウスで血管石灰化を生じるモデルを作成した。この時、大動脈の平滑筋細胞が本来の性質を失い、骨を形作る骨芽細胞様細胞への形質変換を生じていることが分子レベルで示され、多くの炎症を起こす疾患で重要な役割を果たすNFκBという蛋白が血管特異的に働かなくなるようにしたマウスでは、血管石灰化が改善することを明らかとした。以上の結果は、NFκB抑制薬が慢性腎臓病で見られる血管石灰化抑制薬として有用である可能性を示唆する極めて重要な知見と言える。慢性腎臓病の進展とともに動脈石灰化病変の形成・進行が認められる。石灰化病変は心血管病の基盤となる病態であり、慢性腎臓病患者の予後を左右する最も重要な因子の一つである。本研究では、慢性腎臓病における血管石灰化の分子機構の解明と治療標的分子の同定を目標として、培養細胞およびモデル動物を用いて検討を行っている。まず、モデル動物を用いた検討では、慢性腎臓病における動脈石灰化モデルマウスの確立を行った。当初5/6腎摘マウスを用いたが、このモデルでは腎不全の重症度にばらつきが比較的多く認められたため、薬剤を用いた腎不全モデルに変更して確立を試みた。腎不全病態を作製して高リン食を与えたところ、大動脈・頚動脈・腎動脈など、様々なサイズの動脈中膜に著明な石灰化が認められた。この石灰化は、リン吸着薬の投与によって軽減することから、慢性腎臓病に伴う石灰化には、高リン血症が石灰化誘導因子として強く働いていることが改めて確認された。また、血管平滑筋特異的に転写因子のNF-kB活性を抑制したマウスを作製して、そのマウスに腎不全病態を誘導したところ、動脈石灰化に減弱が認められた。この知見は平滑筋局所での炎症が血管石灰化に影響していることを示しており、平滑筋のNF-kBが治療標的分子となることを示している。結果の一部は第60回日本透析医学会学術集会で発表した。現在、培養血管平滑筋細胞を用いて、その分子機構の解明に取り組んでいる。当初の目的としている、慢性腎臓病における血管石灰化の進展機序解明において、血管平滑筋が病変の場であり、その変化にNFkBが重要な役割を果たすことを明らかとすることができた。現在もマウスモデルでは引き続き検討を行っているが、ほぼ計画に沿って進行している。慢性腎臓病では心血管イベントの発症率が有意に高いことが知られている。両者の関係は「心腎連関」という言葉で表現されるが、とくに慢性腎臓病においては血管石灰化病変の形成・進行が、心血管イベントの発生に大きく関与しており、血管石灰化病変を克服することが患者の生命予後を改善するものと期待されている。本研究では、慢性腎臓病における血管石灰化および弁膜石灰化の分子機構の解明と治療標的分子の同定を目標として、培養細胞、遺伝子操作動物、慢性腎臓病モデル動物を用いて検討を行っている。昨年度の本研究では、遺伝子操作動物において慢性腎臓病における血管・弁膜石灰化機序の解明を行うために、先ず、各種の遺伝子操作マウスのバックグラウンドを、血管石灰化を生じやすいDAB/2系に変更した。次いで、慢性腎臓病モデルを作成することにより、血管石灰化モデルマウスを新たに樹立した。その慢性腎臓病モデルマウスを用いた検討では、マウスに対して高リン血症治療薬を投与すると血管石灰化が減弱することが示され、臨床例の慢性腎臓病で認められる高リン血症は血管石灰化の強力な促進因子であることが確認された。さらに、本年度は、この血管石灰化発症慢性腎臓病モデルマウスでは高サイトカイン血症を呈しており、サイトカインの阻害薬を投与することによっても、血管石灰化の形成を抑制できることが判明した。また、培養血管平滑筋細胞を用いた検討によって、高リン血症や高サイトカイン血症が血管石灰化を形成・進行させるメカニズムには、NF-kBを中心とする転写調節因子群が関与することが明らかとなった。現在さらに詳細なメカニズムの解明に取り組んでいる。本研究の目的である、慢性腎臓病における血管石灰化発症機序の解明のために、計画にしたがい、先ずそのモデル動物作成を行った。さらに,昨年度はこの血管石灰化機序に、血管平滑筋のNFkBが重要な役割を果たすことを明らかとした。本年度も計画に沿い、さらに血管石灰化機序をin vitro、in vivoで検討し、NFkBの下流にあるサイトカイン産生亢進の役割を明らかとした。弁膜の石灰化機序に対する検討がやや遅れているが、概ね予定通りである。両者の関係は「心腎連関」という言葉で表現されるが、とくに慢性腎臓病においては血管石灰化病変および心臓弁膜石灰化病変の形成・進行が、心血管イベントの発生に大きく関与しており、それらの心血管病変を克服することが患者の生命予後を改善するものと期待されている。本研究では、慢性腎臓病における血管石灰化の分子機構の解明と治療標的分子の同定を目標として、培養細胞およびモデル動物を用いて検討を行った。本研究では、まず慢性腎臓病における血管石灰化モデルマウスを新たに樹立した。

これまで、慢性腎臓病のマウスに石灰化病変を引き起こすことは、非常に難しいと考えられてきたが、今回はDBA/2系統のマウスを用いて、それらに慢性腎臓病を引き起こすと、高リン食投与時に著明な血管石灰化が形成されることが明らかとなった。この血管石灰化は、高リン血症治療薬を投与すると減弱することから、慢性腎臓病で認められる高リン血症は血管石灰化の強力な促進因子であることが確認された。さらに、この慢性腎臓病マウスでは高サイトカイン血症を呈しており、サイトカインの阻害薬を投与することによっても、血管石灰化の形成を抑制できることが判明した。さらに、サイトカインのシグナル伝達物質であるNF-kBを血管平滑筋内において選択的に抑制した場合も血管石灰化が抑制されることから、血管平滑筋局所での慢性炎症が石灰化に関与することが明らかとなった。高リン刺激とサイトカイン刺激の血管石灰化への相互作用は、培養血管平滑筋細胞を用いた検討によっても確認された。今後、血管平滑筋細胞内でのNF-kBシグナルを治療ターゲットとした創薬が血管石灰化の新たな治療標的となる可能性が示された。慢性腎臓病において、血管石灰化を生じることが様々な合併症に関与することが知られている。そこで、動物実験を通してこの機序を解明するために、慢性腎臓病の状態を再現したマウスで血管石灰化を生じるモデルを作成した。この時、大動脈の平滑筋細胞が本来の性質を失い、骨を形作る骨芽細胞様細胞への形質変換を生じていることが分子レベルで示され、多くの炎症を起こす疾患で重要な役割を果たすNFκBという蛋白が血管特異的に働かなくなるようにしたマウスでは、血管石灰化が改善することを明らかとした。以上の結果は、NFκB抑制薬が慢性腎臓病で見られる血管石灰化抑制薬として有用である可能性を示唆する極めて重要な知見と言える。初年度に引き続き、血管石灰化進展機序を、NFkBの役割を中心として、in vivo、培養細胞を用い、遺伝子操作動物を用いて検討していく。さらに、当初の予定通り、2年目においては、弁膜石灰化機序の解明に着手し、心筋線維芽細胞を標的とした研究を行っていく。現時点では研究計画の変更は想定していない。当初の予定通り、血管石灰化を生じる遺伝子操作モデルマウス作成に成功し、その石灰化の場として血管平滑筋が重要であることを示した。今後の研究も、計画にしたがい、NFkBの下流にある石灰化促進因子の同定を行うと共に、石灰化を抑制しうる因子、薬剤の検討を行っていく。また、弁膜石灰化についての研究に若干の遅れを生じているが、これも当初の研究計画にしたがい、病変の場を明らかとするとともに、その発症促進因子を同定していく。腎臓病学
Cr系超伝導体の新奇超伝導状態の解明と探索

CrAsの圧力誘起超伝導の発見を受け,CrAs及び類似ジグザグ構造物質の電子状態の解明,また新奇のCr,Mn系超伝導体の探索を行った。CrAsの圧力下NMR測定から低温に向けてのスピン磁化率が増大,つまりCrAsが強磁性に近い相関を持つことを明らかにした。また,線形磁気抵抗という特異的な振舞を明らかにした。類似構造物質RuAsに対しては単結晶試料の作製に成功し,絶縁体相の結晶構造を明らかにした。新奇の超伝導体探索として複数の物質の試料作製,及び置換効果、圧力効果を調べた。Cr2GaN,HfMnGa2,CrNiAs,Mn3Pに対しては磁気秩序相の抑制に成功したものの,超伝導は出現しなかった。圧力誘起超伝導体CrAsのAs-NQR(核四重経共鳴)測定を行い、約0.7 GPaの圧力下に存在する磁性ー非磁性転移の境界において臨界的挙動が観測されないことを明らかにした。これは磁性ー非磁性転移が強い1次相転移であることを示しており、従来の量子臨界点において期待される振舞いとは異なる。よって、CrAsの温度ー圧力相図上には量子臨界点が存在していないことが明らかとなった。核磁気緩和率の振舞いから本系の磁気的な量子臨界点は1次相転移で出現する磁気秩序相に覆い隠されていると推測される。また、Knight shift測定のためにAs-NMR(核磁気共鳴)実験を開始した。現状ではa軸方向のみの測定を行っているが、低温でスピン磁化率が増大する振舞いを観測している。この振る舞いは銅酸化物や鉄系超伝導体とは大きく異なっており、CrAsの超伝導は単純な反強磁性的な磁気揺らぎを媒介としていないことが推察される。また、さらなる超伝導体の探索としてMnSn2やCrNiAsを初めとするいくつかのCr系、Mn系化合物において、圧力下における磁気秩序相の抑制を期待して、圧力下電気抵抗測定を行った。いくつかの物質では磁気秩序相が抑制される振舞いを観測したが、現在のところ、新たな超伝導は見つかっていない。また、Cr2GaNにおいては約170 Kの反強磁性転移は圧力印加と共に緩やかに増加し、圧力下における磁気秩序相の抑制は困難であったが、NをCで一部置換することによって磁気転移が抑えられることが分かった。CrAsのNQR測定はほぼ終了し、磁場中のNMR測定に移行している。NMR測定においても単結晶試料で信号の観測に成功しており、Knight shiftの測定を開始した段階である。新たな圧力誘起超伝導の探索としてすでに10程度の化合物の圧力下電気抵抗測定を行っており、こちらも順調に進んでいる。Cr系超伝導体CrAsの電子状態の解明と新たな超伝導体の探索を行った。まず、これまでのCrAsの結晶は結晶軸方向の異なるドメインを含んでいたという問題点があったが、その原因が高温における直方晶ー六方晶の構造相転移であることをつき止め、試料作製時の温度シークエンスを改良することで単一ドメインの結晶成長に成功した。新しい単結晶は圧力下の電気抵抗測定から残留抵抗比が500を超える高純度の結晶であることが分かった。また、CrAsの磁気抵抗が磁場に対して線形の異常な振る舞いを示すことを明らかにした。その線形磁気抵抗はフェルミ面の特殊な形状と強い磁気揺らぎの影響の両者を考慮することで説明できると報告した。また、CrAsは純良な結晶においても量子振動効果が観測されておらず、このことは強い磁気相関を示唆する結果と言える。CrAsの圧力下単結晶NMR測定にも着手し、圧力セルを磁場中で角度回転させることでKnight shiftの精密測定を行った。Knight shiftの結果から、常磁性領域においてスピン磁化率が低温に向けて顕著に増大することが分かった。つまり、超伝導が出現する領域において強磁性的な相関が発達していることを見出した。このことから特異な磁気揺らぎと超伝導の関連が示唆される。新たな超伝導体探索のために複数の物質の作製、圧力効果を調べた。層状反強磁性体Cr2GaNのNサイトをCに置換することで磁気秩序を消失させることに成功した。磁性が抑制される置換量付近で磁気揺らぎの増大は観測されたが、超伝導は観測されなかった。CrAsの単結晶NMRのデータが順調に出ている。単結晶試料が単一ドメインでないという問題点があったが、試料作製方法の改善により、その問題点は克服された。磁気抵抗実験などで共同研究においても順調に成果が出てきている。また、量子振動観測実験も準備が順調に進んでいる。圧力誘起超伝導体CrAsの超伝導発現機構を明らかにすることが本研究課題の課題の一つである。今年度は超伝導発現領域における電子状態について、より詳細な情報を得るためにP置換系のNMR測定を行った。CrAsのAs-NQR(核四重極共鳴)測定から超伝導発現に磁気揺らぎの寄与が示唆されていたが、As核の核スピンが3/2であることから、実験的には観測された揺らぎが磁気的か電気的か同定は出来ていなかった。事実、CrAsの磁気転移には非常に大きな磁歪が伴うため、構造の揺らぎ、電子軌道の揺らぎが誘発されている可能性もあった。Pは核スピンが1/2であり磁気揺らぎしか検知しないため、その検証が可能である。

実験の結果、As核とP核での緩和の振舞が似ているため、CrAsで発達している揺らぎは磁気的であることが確かめられた。また、CrAsと同構造の関連物質RuAsの単結晶試料の作製に成功した。RuAsは金属絶縁体転移を示す物質であるが、その機構は明らかではなかった。単結晶試料を用いた構造解析の結果、低温の絶縁相での結晶構造を明らかにした。バンド計算による考察から金属相はRuAsの非共型空間群によって保護されたバンドの縮退によってフェルミ面の状態密度が大きくなっていることが分かり、これによる不安定性から金属絶縁体転移が生じていることが示唆された。このフェルミ面の特徴がCrAsの超伝導発現にも寄与している可能性が示唆される。加えて、Cr系、Mn系化合物における量子臨界点や超伝導の探索を行った。Mn3Pでは単結晶試料の作製、及び圧力による量子臨界点の誘起に成功した。CrAsの圧力誘起超伝導の発見を受け,CrAs及び類似ジグザグ構造物質の電子状態の解明,また新奇のCr,Mn系超伝導体の探索を行った。CrAsの圧力下NMR測定から低温に向けてのスピン磁化率が増大,つまりCrAsが強磁性に近い相関を持つことを明らかにした。また,線形磁気抵抗という特異的な振舞を明らかにした。類似構造物質RuAsに対しては単結晶試料の作製に成功し,絶縁体相の結晶構造を明らかにした。新奇の超伝導体探索として複数の物質の試料作製,及び置換効果、圧力効果を調べた。Cr2GaN,HfMnGa2,CrNiAs,Mn3Pに対しては磁気秩序相の抑制に成功したものの,超伝導は出現しなかった。CrAsのKnightshift測定に関しては、今後は詳細な温度変化、圧力変化、磁場方向依存性を測定する。核磁気緩和率との比較から磁気揺らぎの波数依存性や異方性を明らかにし、CrAsの超伝導発現機構について明らかにして行く。また、対象となる化合物の育成や圧力下電気抵抗測定を通して、さらなる圧力誘起超伝導を発見するために実験を推進する。CrAsの単結晶試料を用いたNMR測定を希釈冷凍機温度で行い、圧力誘起超伝導がスピン一重項なのか三重項なのかを明らかにする予定である。また、量子振動観測実験を推し進め、CrAsのフェルミ面の概要を明らかにする。また、新たな超伝導体の探索も並行して進める予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。低温物性物理29年度が最終年度であるため、記入しない。
人口移動現象を表すエージェント・ベースド・モデルの計算機シミュレーション

研究計画に沿って研究を行い下記のような成果を得ることができた.研究発表の1番目の論文では,モデルに年齢構造のポピュレーションダイナミクスを導入し,時間変数について離散化したモデルを構築し,それに対して日本赤十字社の輸血部門によって得られたHTLV-Iの統計データとの有意の一致を確認できた.これによりHTLV-Iの母子感染予防の為の公衆衛生上の政策立案に強力な数値計算ツールを提供することができた.研究発表の2番目の論文では,効用がエージェント密度の線形関数である場合と上に凸な2次関数である場合に,それぞれの移動現象を記述するABMを構築した.これらのモデルは,人口移動を表すマスター方程式にマイクロ・ファウンデーション(ミクロ的な理論的基礎)を与えるABMであると考えることができる.SLの計算方法を適用して,時間変数とエージェントの総数が無限大になった場合に,モデルがどのような漸近挙動をするのかを調べ,それぞれが定常状態に確率密度収束することを証明した.研究発表の3番目の論文においては,人口移動理論に現れるマスター方程式の解を,研究代表者の工夫による有限クラマース-モイヤル展開することにより,人口移動に必要なコストが十分に大きい場合に,フォッカー-プランク方程式の解と非常に近いことを証明した.境界条件としては周期的境界条件を仮定している.この論文によって,人口移動理論における2つの重要な理論であるWeidlich-Haagの人口移動理論とHotellingの人口移動理論の整合性を数学的に厳密に証明することがでた.研究計画に沿って研究を行い下記のような成果を得ることができた.研究発表の1番目の論文では,モデルに年齢構造のポピュレーションダイナミクスを導入し,時間変数について離散化したモデルを構築し,それに対して日本赤十字社の輸血部門によって得られたHTLV-Iの統計データとの有意の一致を確認できた.これによりHTLV-Iの母子感染予防の為の公衆衛生上の政策立案に強力な数値計算ツールを提供することができた.研究発表の2番目の論文では,効用がエージェント密度の線形関数である場合と上に凸な2次関数である場合に,それぞれの移動現象を記述するABMを構築した.これらのモデルは,人口移動を表すマスター方程式にマイクロ・ファウンデーション(ミクロ的な理論的基礎)を与えるABMであると考えることができる.SLの計算方法を適用して,時間変数とエージェントの総数が無限大になった場合に,モデルがどのような漸近挙動をするのかを調べ,それぞれが定常状態に確率密度収束することを証明した.研究発表の3番目の論文においては,人口移動理論に現れるマスター方程式の解を,研究代表者の工夫による有限クラマース-モイヤル展開することにより,人口移動に必要なコストが十分に大きい場合に,フォッカー-プランク方程式の解と非常に近いことを証明した.境界条件としては周期的境界条件を仮定している.この論文によって,人口移動理論における2つの重要な理論であるWeidlich-Haagの人口移動理論とHotellingの人口移動理論の整合性を数学的に厳密に証明することがでた.当該研究期間において2つの研究を行いました.一つは自己言及性を持つagent-based modelの研究です.自己言及性を持つモデルによって記述される社会経済現象をマクロ的に解析するには,そのモデルのスケーリング・リミットを取らないといけませんが,自己言及性の影響によってスケーリング・リミットが存在したり,しなかったりします.そこで本論文では,自己言及性を持つself-referential agent-based modelと自己言及性を持たないagent-based modelの2つを構築して,それらの違いを評価することが出来ました(比較定理).そして自己言及性を持つモデルのスケーリング・リミットが存在する為の十分条件と存在しない為の十分条件を求めました(収束定理と発散定理).スケーリング・リミットが存在しないとは,現象を記述するミクロ的な基礎を持つマクロモデルが通常の意味では存在しないことを意味します.もう一つはヒト成人T-細胞白血病ウイルス(HTLV-I)の感染モデルの研究です.HTLV-Iは母子感染が主な感染経路です.そのため,母集団に,女性の結婚,出産というライフサイクルのポピュレーション・ダイナミクスを組み込む必要があります.本論文では,に年齢構造のポピュレーションダイナミクスを導入し,時間変数について離散化したモデルを構築し,日本赤十字社の輸血部門によって得られたHTLV-Iの統計データとの有意の一致を確認できました.本論文の数値計算結果は大分医科大学においてHTLV-Iの母子感染予防の治療指針作成に利用されています.またHTLV-Iの母子感染予防の為の公衆衛生上の政策立案に強力な数値計算ツールを提供することができ(母子感染率の変化が実際の感染者数の低減にどの程度効果があるかをかなり正確に予想することができ,公衆衛生政策の費用対効果を計算することができます),本研究で得られた結果の内容や社会的意義が,2003年6月29日の読売新聞朝刊(全国版)の社会欄で紹介されました.本年度は下記の2つの研究成果を得た:1.効用関数がエージェント密度の線形関数である場合と,上に凸な2次関数である場合それぞれについて,人口移動現象を記述するエージェント・ベースド・モデルを構築した.これらのモデルは,人口移動を表すマスター方程式にマイクロ・ファウンデーションを与えることができる.またそれらのモデルに平成15年度に開発したスケーリングリミットの計算方法を適用し,時間変数とエージェントの総数が無限大になった場合に,モデルがどのように漸近挙動するのかを調べ,これらのモデルが定常状態に確率密度収束することを証明した.

これにより平成16年度の研究計画のエージェント・ベースド・モデルの構築に関係する部分を達成することができた.2.統計力学においては、クラマース-モイヤル展開を用いることにより,非線形偏微分積分方程式であるマスター方程式から非線形放物型偏微分方程式であるフォッカー-プランク方程式を導き出すことができる.しかしクラマース-モイヤル展開の収束の数学的に厳密な証明は高次項の評価が困難で,数学的にはほとんど結果が得られていなかった.そこで新たに有限クラマース-モイヤル展開を用いることにより,人口移動に必要なコストが十分に大きい場合に,人口移動理論に現れるマスター方程式の解が,フォッカー-プランク方程式の解と非常に近いことを証明した.この論文によって,人口移動理論における2つの重要な理論であるWeidlich-Haagの人口移動理論とHotellingの人口移動理論の整合性を数学的に厳密に証明することができた.これにより平成16年度の研究計画のマスター方程式に関係する部分を達成することができた.平成15年度はエージェント・ベースド・モデルの熱力学的極限としてマスター方程式を表現して,元のエージェント・ベースド・モデルとマスター方程式の統計力学的関係を明らかにした.平成16年度は周期的境界条件の下で,マスター方程式とフォッカー-プランク方程式の解の関係を,2次の有限クラマース-モイヤル展開を用いて高階の剰余項を評価することにより,明らかにした.平成17年度は平成16年度までのこれらの研究結果とマスター方程式の基本定理を組み合わせて,混合問題の解の正則性の評価と漸近評価を行った.そしてその結果を用いて3次の有限クラマース-モイヤル展開を導いた.この展開結果を利用してエージェント・ベースド・モデルから導出されるマスター方程式によって記述される地理的な人口移動現象とフォッカー-プランク方程式によって記述される生物粒子の拡散輸送現象の比較を行った.平成15年度と平成16年度の研究では,周期的境界条件が置かれていた.しかし平成17年度の研究ではそのような仮定を置かない一般的な境界条件のもと,十分に滑らかな境界を持つ一般的な連結領域でマスター方程式の解とフォッカー-プランク方程式の解の幾何学的相似性を証明した.証明では3次の有限クラマース-モイヤル展開を用いる.この展開によって剰余項の評価をより精密にすることができた.証明した幾何学的相似性は「生物学的粒子の拡散と人口移動の違いは単にそれらの間の空間的スケールの違いである」ことを示している.
アダルトビデオにおける性差別と人権侵害の実態及び法的救済策の比較法研究

アダルトビデオなどのポルノグラフィ被害の実態把握という課題については、「ポルノに関連した被害に関するアンケート調査」を全国の婦人相談員、女性弁護士(一部男性含む)、フェミニスト・カウンセラー約2500人を対象に行ない、311の回答を得た。回答結果を集計・分析した結果、ポルノに関連した被害の相談を受けたことがあったのは167人で、総計267件の被害件数に上った。被害内容は「強制視聴」80件、「模倣行為の強要」73件、「強制だましによる出演」9件など、私たちが想定したあらゆる被害が報告された。婦人相談員を対象にしたこともあり、ドメスティック・バイオレンスの一形態としてポルノグラフィに関連した被害が非常に多発している実態を把握できた。ドメスティック・バイオレンスとしてのポルノグラフィ被害の被害者は、女性(妻)だけでなく、幼い(4歳や8歳)の女児が父親にポルノグラフィに影響を受けた強制わいせつ、ポルノグラフィの強制視聴の被害を受けていた。ある弁護士の回答には、「あらゆる性犯罪の裏にはポルノグラフィがあると思われる」という現状認識があった。法的救済策の比較法研究であるが、アメリカで起草された、従来の刑法わいせつ物規制とはまったく異なる新しい法的アプローチ、反ポルノグラフィ公民権条例について、その全体構造・ねらい・社会的歴史的背景・政治的インパクトなど多面的に分析できた。またカナダ、オーストラリアでも政府がポルノグラフィ被害について調査し認識しているが、イギリス同様ポルノグラフィの蔓延とその被害救済には無力なわいせつ物規制法しか有しない実態も明らかになった。今年度行なった研究によって、アメリカの州や市などの自治体で1983年以降制定が目指された「反ポルノグラフィ公民権条例」の意義が具体的に明らかになった。それは、1970年代からの性暴力に対抗する草の根のフェミニズム運動を継承しており、ポルノグラフィに対する「公民権アプローチ」を提唱してポルノグラフィの法規制に反対するという70年代の運動の限界を突破するものであった。また「反ポルノグラフィ公民権条例」は、ポルノグラフィによって生じた被害を救済する民事法であり、その特徴を正確に紹介することによって従来の日本の研究者の数々の誤解を明確にすることができた。日本におけるポルノグラフィ被害の実態把握という課題については、「ポルノグラフィ被害に関するアンケート」を実施するべく準備を進めた。アンケートは2種類あり、1つはポルノグラフィに関連する被害の相談を職業上受ける可能性のある弁護士と婦人相談員を対象にするものであり、もう1つは不特定多数の女性個人を対象にするものであり、各8頁と7頁の冊子形式のものとなった。アンケート用紙や返信用封筒等印刷も完了し配布する直前に、女性個人を対象にしたアンケートに関する不備を性暴力被害のカウンセラーの方から指摘され、アンケートをひとまず中止した。主たる不備は、アンケートに答えたポルノ被害サバイバーから被害相談を受けた場合に研究グループにサポート体制が整っていないという点であった。また弁護士・婦人相談員アンケートについても現職の婦人相談員から内容の改善提案が出され、今年度中のアンケートの実施を見送ることにした。弁護士・婦人相談員向けは改善後直ちに実施し、女性個人向けは内容を抜本的に見直して実施を検討する。14年5月から7月にかけて、「ポルノグラフィ被害に関するアンケート」を、約2,300名の全国婦人相談員、女性弁護士、フェミニストカウンセラーを対象に行なった。そして311名からアンケート用紙を回収できた。被害の相談を受けたことがあるという回答は、167名であった。その結果、アンケートが想定したすべての種類について被害が生じている実態がわかった。その詳しい分析結果は、報告書というかたちで公刊を準備しているが、とりわけ、ポルノグラフィの被害が、ドメスティック・バイオレンスと深く結びついていることがわかった。また、アメリカに続き、カナダにおけるポルノグラフィの法規制について情報収集に努めた。

その結果、アメリカで発展した、ポルノグラフィ被害者の救済という被害アプローチがカナダの最高裁で継承され(Butler判決)、発展させられている(Little Sisters判決)ことが明らかになった。カナダでは、ポルノグラフィが「わいせつ」ではなく、女性に対する暴力として定義されていることに特徴がある。なお、研究代表者が、14年8月から1年間アメリカ・イギリスに在外研究に出たため、イギリスについての情報収集を引き続き行なうことにした。なお、本研究結果をもとに、本研究代表者も執筆者の1人なり、『キャサリン・マッキノンと語るポルノグラフィと売買春』(不磨書房)を公刊した。
圧電薄膜アクチュエータの高安定・高信頼性センシングと高精度制御

圧電薄膜マイクロアクチュエータは,位置決め精度とその安定性,および信頼性に課題を有する。その主たる理由は,高電界で大きく駆動させる状況で,既存の多結晶圧電薄膜に特性変化が生じることにあると考えられる。本研究の目的は,その課題に学術的メスを入れ,解決法を示すことにある。高精度・高安定の歪計測が可能であれば,高速デジタル制御によって上述の課題を解決できる。これを実績のあるSi歪ゲージを用いて実現するため,PZT系圧電薄膜とのコンパチビリティ,ドリフト,スケールファクタ安定性などに関する学術的研究を行う。並行して,圧電センシングの不安定性が多結晶性にあると仮定し,研究代表者らが開発したSi基板上のc軸配向単結晶PZT系薄膜による歪計測について,安定性と信頼性に焦点を当てて研究する。平成30年度には,Siピエゾ抵抗を形成した基板にPZT系圧電材料を成膜し,両者のコンパチビリティについて調べた。その結果から,SIMSを用いてSiピエゾ抵抗中の不純物濃度を測定し,PZT成膜によってSiピエゾ抵抗が影響を受けることが示唆された。アクチュエータを試作するには,この現象を分析的に明らかにし,必要な対策をする必要がある。また,マイクロミラーデバイスを想定したテストデバイスを設計し,フォトマスクを作製した。今後,テストデバイスを作製し,評価を行う。さらに,単結晶PZT系薄膜を2種類のバッファ層上に形成し,電流リークの問題を明らかにした。電流リークはバッファ層によることがわかっているが,その原因は調査中である。今後,引き続き電流リークの原因を明らかにする実験を進め,この問題を解決して,安定的に薄膜が得られる条件を探索する。本研究の中心課題は,長期的に特性の不安定性があるPZT系薄膜を用いたアクチュエータを,安定性の高いSi歪ゲージを用いてフィードバック制御するために,そのPZT系圧電薄膜とのコンパチビリティ,ドリフト,スケールファクタ安定性などに関する学術的研究を行うことにある。この課題に対して,実際にSi歪ゲージの作製,その上へのPZTのゾルゲル成膜を行い,SIMSを用いて鉛の拡散などを調査し,問題の把握を行った。実際に鉛の拡散が確認されたが,これは,Si歪ゲージとPZT系圧電薄膜とのコンパチビリティ問題について重要な知見である。この結果に基づき,鉛の拡散を防ぐ構造を検討するためのテストサンプルの設計を行い,今後,その作製,評価と進めていくことができる。Si歪ゲージとPZT系圧電薄膜とのコンパチビリティ問題を評価するためのテストデバイスを作製し,その評価を行う。これについて,MEMS技術の著名な研究者である台湾・国立精華大学のWeileun Fang教授と共同研究を行う。Si基板上のc軸配向単結晶PZT系薄膜については,信頼性と安定性を向上するための成膜技術を研究する。これについては,その一部を企業と共同で研究する。

Si歪ゲージとPZT系圧電薄膜とのコンパチビリティ問題を評価するためのテストデバイスを作製し,その評価を行う。これについて,MEMS技術の著名な研究者である台湾・国立精華大学のWeileun Fang教授と共同研究を行う。Si基板上のc軸配向単結晶PZT系薄膜については,信頼性と安定性を向上するための成膜技術を研究する。これについては,その一部を企業と共同で研究する。
立坑内の岩石塊の挙動に関する研究

急峻な山地に発達するわが国の石灰石鉱山では、山頂付近や山腹から深さ数100mもの立坑を開さくして、これを中心にベンチを造成する"立坑式階段採掘法"が広く行われている。この方式はわが国で発達した方式といってよく、この方式の採用によって、わが国の石灰石鉱山は高い生産能率を得ることができた。立坑を鉱石運搬の手段とすることは大変に優れた方法であるが、時には立坑の閉塞や出坑鉱石の品位の乱れを生ずることがあり、問題となる。こうしたトラブルの原因を解明し、その対策を立てるために、立坑内で岩石塊がどのような挙動をするのかを研究することが本研究の目的であるが、2年間の研究である程度の目的を達成することができたと考えられる。研究は模型実験と現地の調査を組合せて行われ、さらに、観測の結果の整理とそれに基づく解析が行われた。その成果は、すでにいくつかの発表となったが、まとめると以下のようになる。1.立坑における岩石塊の挙動がかなりの程度まで定量的に把握でき、とくに塊と粘土質物から成る投入物の粒度と粘着性が岩石塊の挙動を支配することがわかった。2.立坑の設計に必要な諸要素がわかったので、立坑詰りを防止する方策の手がかりが得られた。3.立坑内での岩石塊のじょう乱は、坑底のシュートにおけるものと、立坑部で、立坑断面内での岩石塊の流下速度の差によって惹き起されることがわかった。4.上記のことから、立坑内での岩石塊の混合の状況が推定できるようになったので、立坑における品質の管理を行う可能性が得られた。わが国の石灰石鉱山では,採掘ベンチからの鉱石の運搬に,数100mにも達する長大な立坑を使用することが多い.この方法はきわめて能率が良いが,時には立坑のつまりや投入品位の乱れを生ずることがある.こうしたトラブルの原因を解明し,その対策を立てるために,立坑内で岩石塊がどのような挙動をするのかを解明するのが本研究の目的である.本年度は上記の目的に沿って, 1)2,3の実際の立坑において,投入した鉱石(主として石灰石)と立坑底から抜き出される鉱石の関係を観測する.2)透明アクリルパイプを用いて模擬立坑を作り,これを用いて,立坑を下る岩石塊の挙動に関与する要因を検討する. 3)1)で得られる実際の立坑における状況を模擬立坑でシミュレートすることを試みる.そのために2)で得られる要因を種々に組合せた実験を行う.を行ったが,その結果,いろいろと不充分な点はあるが,立坑内における岩石塊の挙動を支配するもっとも大きな要因が, 1)立坑径に対する粒径の相対的大きさ2)粒子内のインターロッキングであることがわかった.そして,これらをさらに検討した結果,立坑詰りの原因などを解明する手掛りを得ることができた.急峻な山地に発達するわが国の石灰石鉱山では、山頂付近や山腹から深さ数100mもの立坑を開さくして、これを中心にベンチを造成する"立坑式階段採掘法"が広く行われている。この方式はわが国で発達した方式といってよく、この方法の採用によって、わが国の石灰石鉱山は高い生産能率を得ることができた。

研究は模型実験と現地の調査を組合せて行われ、さらに、観測の結果の整理とそれに基づく解析が行われた。その成果は、すでにいくつかの発表となったが、まとめると以下のようになる。1.立坑における岩石塊の挙動がかなりの程度まで定量的に把握でき、とくに塊と粘土質物から成る投入物の粒度と粘着性が岩石塊の挙動を支配することがわかった。2.立坑の設計に必要な諸要素がわかったので、立坑詰りを防止する方策の手がかりが得られた。3.立坑内での岩石塊のじょう乱は、坑底のシュートにおけるものと、立坑部で、立坑断面内での岩石塊の流下速度の差によって惹き起こされることがわかった。4.上記のことから、立坑内での岩石塊の混合の状況が推定できるようになったので、立坑における品質の管理を行う可能性が得られた。
3次元多様体の幾何と基本群

最近の3次元多様体論の成果を概観し,今後の研究方向について色々な角度から討論をおこなうため,東京工業大学で12月19日より4日間のべ150名の参加者を集め「3次元多様体論」と題した研究集会を開催した.午前中は北野晃朗(東工大)が中心になり,接触構造,カット&ペースト,写像類群に関する最近の成果についてサーベイを行った.午後は分担者と小林穀(奈良女子大)がそれぞれ座長を勤める5つの特別セッションを催した.森田茂之は,河野俊丈(東大)・深谷賢治(京大)・村上順(阪大)・N.Reshetikhin(Berkeley)の各氏の講演を集め,無限次元を経由して得られる3次元多様体の位相不変量についての研究の最近の展開を網羅した.吉田朋好は,松本幸夫(東大)・高倉樹(福岡大)・橋本義武(阪市大)の各氏の講演を集め,リーマン面の研究との係わりの重要性を強調した.神島芳宣は,D.McCullough(Oklahoma)・S.Hong(Pusan)の両氏を講演に招き,3次元多様体の写像類群に関する米国での研究の展開を紹介した.相馬輝彦は,大鹿健一氏(東工大)と共同で,不連続群論と3次元多様体論という2つの分野の相互作用の最近の展開とその魅力を,トポロジスト向けに概観した.小林穀は,作間誠(阪大)・D.Heath(奈良女子大)の両氏と共に,Heegaard分野に関する最近の興味深い成果を挙げ,古典的な手法の有用性を披露した.やや発散気味の研究集会となったが,多数の参加者を集め充実した討論ができた.今後の研究方向について答えは1つではないが,重要な問題と進むべき方向がいくつか示唆され,当初の目的は達成できたといえる.最近の3次元多様体論の成果を概観し,今後の研究方向について色々な角度から討論をおこなうため,東京工業大学で12月19日より4日間のべ150名の参加者を集め「3次元多様体論」と題した研究集会を開催した.午前中は北野晃朗(東工大)が中心になり,接触構造,カット&ペースト,写像類群に関する最近の成果についてサーベイを行った.午後は分担者と小林穀(奈良女子大)がそれぞれ座長を勤める5つの特別セッションを催した.森田茂之は,河野俊丈(東大)・深谷賢治(京大)・村上順(阪大)・N.Reshetikhin(Berkeley)の各氏の講演を集め,無限次元を経由して得られる3次元多様体の位相不変量についての研究の最近の展開を網羅した.吉田朋好は,松本幸夫(東大)・高倉樹(福岡大)・橋本義武(阪市大)の各氏の講演を集め,リーマン面の研究との係わりの重要性を強調した.神島芳宣は,D.McCullough(Oklahoma)・S.Hong(Pusan)の両氏を講演に招き,3次元多様体の写像類群に関する米国での研究の展開を紹介した.相馬輝彦は,大鹿健一氏(東工大)と共同で,不連続群論と3次元多様体論という2つの分野の相互作用の最近の展開とその魅力を,トポロジスト向けに概観した.小林穀は,作間誠(阪大)・D.Heath(奈良女子大)の両氏と共に,Heegaard分野に関する最近の興味深い成果を挙げ,古典的な手法の有用性を披露した.やや発散気味の研究集会となったが,多数の参加者を集め充実した討論ができた.今後の研究方向について答えは1つではないが,重要な問題と進むべき方向がいくつか示唆され,当初の目的は達成できたといえる.
希土類磁石を利用した超小形高周波振動研磨工具の開発と微細径円管内面研磨への応用

本研究は,トンネルや高速道路の照明に使用される高輝度・高圧ナトリウム発光管(99.99%以上の高純度アルミナ)などの入り口が狭くて内部が広い微細径円管内面を超精密研磨加工できる新技術の開発を目的にしている.小形希土類磁石を採用し,この磁石を核としてその回りにクッション作用と研磨作用を有する層を持つ「新しい磁性研磨工具」を製作し,微細管の外部に設置した静磁場と変動磁場により,静磁場は研磨工具に研磨圧力を,変動磁場は研磨工具に高周波振動を与えるようにした「高周波振動研磨工具とその加工システム」を開発する.小形の高周波振動研磨工具により,細管及び樽形異形管内面の高能率・高精度磁気研磨技術の実現が期待できる.研究成果は下記の通りである.1.振動研磨装置を製作し,各種の「希土類磁石工具」を用いて変動磁場における挙動を観察した結果,5mm径の球形磁石を核として,回り0.6mm厚さのWA#4000砥粒混入エポキシ樹脂接着剤からなる加工層を有する磁性工具が高周波振動研磨工具の機能をもつことを明らかにした.2.交流変動磁場振動数100Hzに磁性研磨工具は追従して微小振動しながら研磨作用することを確認し,外径10mm,内径9mmのステンレス鋼円管内面の鏡面仕上げ実験を行った結果,加工前表面粗さ14.7μmRzを0.04μmRzの鏡面に仕上げることに成功した.3.新たな高周波振動研磨工具の開発のために,薄い板ばねの先端に小形軽量の希土類磁石を接着し,円管外部に設置した電磁石の変動磁場により磁石工具を磁力加振した結果,板ばねの共振点で著しく大きな振動振幅を得ることを確認できた.このことから,共振現象を利用する新たな工具開発の手法があることを明らかにした.本研究は、トンネルや高速道路の照明に使用される高輝度・高圧ナトリウム発光管(99.99%以上の高純度アルミナ)などの入り口が狭くて内部が広い微細径円管内面を超精密研磨加工できる新技術の開発を目的にしている.小形希土類磁石を採用し,この磁石を核としてその回りにクッション作用と研磨作用を有する層を持つ「新しい磁性研磨工具」を製作し,微細管の外部に設置した静磁場と変動磁場により,静磁場は研磨工具に研磨圧力を,変動磁場は研磨工具に高周波振動を与えるようにした「高周波振動研磨工真とその加工システム」を開発する.小形の高周波振動研磨工具により,細管及び樽形異形管内面の高能率・高精度磁気研磨技術の実現が期待できる.本年度において得られた成果は下記の通りである.1まず,振動研磨加工が実験できる装置を製作した.つぎに,各種の小形「希土類磁石」を用いて変動磁場における挙動を観察した結果,5mm径の球形希土類磁石を核として,その回りWA#4000の砥粒を混入したエポキシ樹脂接着剤からなる磁性工具が高周波振動研磨工具として機能を発揮することを明らかにした.2交流変動磁場の振動数を100Hz,760巻電磁コイル2個を工作物円管軸方向に16mm離して直列に配置し,4Aの励磁電流を通電して磁性研磨工具の挙動を観察した結果,磁性研磨工具は外部磁場に追従して微小振動することを確認した.3この磁性研磨工具を用いて,外径10mm,内径9mmのステンレス鋼円管内面の鏡面仕上げ実験を行った結果,円管内面の加工前表面粗さ14.7μmRzを0.04μmRzの鏡面に仕上げることに成功した.4なお,円管内面全面にわたる鏡面仕上げを実現するには工夫が必要であるが,次年度で解決したい.本研究は,トンネルや高速道路の照明に使用される高輝度・高圧ナトリウム発光管(99.99%以上の高純度アルミナ)などの入り口が狭くて内部が広い微細径円管内面を超精密研磨加工できる新技術の開発を目的にしている.小形希土類磁石を採用し,この磁石を核としてその回りにクッション作用と研磨作用を有する層を持つ「新しい磁性研磨工具」を製作し,微細管の外部に設置した静磁場と変動磁場により,静磁場は研磨工具に研磨圧力を,変動磁場は研磨工具に高周波振動を与えるようにした「高周波振動研磨工具とその加工システム」を開発する.小形の高周波振動研磨工具により,細管及び樽形異形管内面の高能率・高精度磁気研磨技術の実現が期待できる.研究成果は下記の通りである.1.振動研磨装置を製作し,各種の「希土類磁石工具」を用いて変動磁場における挙動を観察した結果,5mm径の球形磁石を核として,回り0.6mm厚さのWA#4000砥粒混入エポキシ樹脂接着剤からなる加工層を有する磁性工具が高周波振動研磨工具の機能をもつことを明らかにした.2.交流変動磁場振動数100Hzに磁性研磨工具は追従して微小振動しながら研磨作用することを確認し,外径10mm,内径9mmのステンレス鋼円管内面の鏡面仕上げ実験を行った結果,加工前表面粗さ14.7μmRzを0.04μmRzの鏡面に仕上げることに成功した.3.新たな高周波振動研磨工具の開発のために,薄い板ばねの先端に小形軽量の希土類磁石を接着し,円管外部に設置した電磁石の変動磁場により磁石工具を磁力加振した結果,板ばねの共振点で著しく大きな振動振幅を得ることを確認できた.
チャンネル結合DWIAの枠組みによるK中間子の深い束縛状態生成反応の研究

理論的に存在し得るK中間子原子核の中で最も基本的なものは"K-pp"系の束縛状態であると予想されているが、その存在は未だ実験的に確立されていない。茨城県東海村のJ-PARCにおいて、ヘリウム3標的の(飛行K-, n)反応を用いたK-pp探索実験が進行中であるが、K-ppの束縛エネルギーや幅の値を実験データから引き出すためには、理論計算によるスペクトルとの比較が必要である。そこで同反応スペクトルを理論的に十分な信頼性をもって計算できるチャンネル結合DWIA(歪曲派インパルス近似)計算の枠組みを完成させることが本研究課題の目的である。本年度の主な成果は、1. K-pp単一チャンネルDWIA計算の枠組において、K-ppのpoleの位置は複素エネルギー平面内で固定された点ではなく、実軸上のどのエネルギー点から見るかによってその位置が変化するという"moving pole"の考え方を提唱し、スペクトルの形は"moving pole"の動き方と関係づけられることを明らかにした。これは実験データの解釈に影響を及ぼす重要な結果である。この成果はPhysical Review Cで公表した。2. K-pーπΣ間チャンネル結合DWIA計算の枠組にさらにπAチャンネルの効果を加えた結果、これまでよりも詳細なsemi-exclusiveスペクトルの記述が可能になった。定量的議論のためにはまだ相互作用のモデルに改良の余地が残されているものの、適当な相互作用ポテンシャルさえ与えればチャンネル結合DWIA計算が可能になったことは大きな成果である。今後、他の様々な反応への応用も期待できる。以上の成果は日本物理学会、及び多数の研究会等において公表した。茨城県東海村のJ-PARCにおいて、ヘリウム3標的の(飛行K-,n)反応を用いたK-pp探索実験が進行中であるが、K-ppの束縛エネルギーや幅の大きさしだいでは、それらの値を実験データから直接引き出すことが困難となり、理論計算の助けが必要となる事態が起こり得る。そこで、同反応スベクトルを理論的に十分な信頼性をもって計算できるチャンネル結合DWIA(歪曲派インパルス近似)計算の枠組みを完成させることが本研究課題の目的である。本年度の主な成果は以下の2点である。1.チャンネル結合計算の準備的段階として、単一チャンネルDWIA計算の枠内において、K-ppの束縛エネルギーが非常に浅い場合から深い場合まで様々な場合に対応するスペクトルを調べ、そのK'p→πΣ崩壊閾値近傍においてカスプ的構造が現れるための条件を見出した。単一チャンネル計算の結果をまとめた論文を現在投稿中である。2.これまでの単一チャンネルDWIA計算の枠組みに出口チャンネルにおけるK-p-πΣ間の結合を取り入れたチャンネル結合DWIA計算コードを完成させ、ヘリウム・3標的の(飛行K-,n)反応スペクトルをチャンネル結合DWIAの枠組ではじめて計算することに成功した。現段階では相互作用のモデルがまだ不完全なため、定量的議論のためにはさらなるモデルの改良が必要であるものの、これによりK-p→πΣ崩壊閾値近傍におけるスペクトルの振る舞いを従来よりも詳細に調べることが可能となった意義は大きい。以上の成果は日本物理学会、および2件の国際会議を含む多数の研究会等において公表した。
半導体歪超格子のナノメ-タ-電子回折

(1)平成3年度は,2年度のInP/InGaP超格子界面に存在する歪の検出の実験に引き続き,ガスMBE法で作製したGe/Si界面の構造と歪,欠陥の状態を高分解能電顕法及びナノメ-タ-電子回折で研究した。顕微鏡像からはGeとSiの格子不一致による転位が界面に多数存在しかつその分布はマシュ-ズらの理論に示すように等間隔ではないことを見い出した。またこの転位の近傍をGe側からSi側へナノプロ-ブを走査しナノメ-タ-電子回打図形を連続的に観察することにより、界面でGeの格子間隔から、Siの格子関隔に縮む時に各(hkl)面は対称的に縮むのではなく,各々転位との位置関係に応じて別々の方向に変化することが分かった。(2)さらに、平成3年度は熱電子鏡を用いた従来のナノメ-タ-電子回打装置の他にNTT(株)との共同研究の一環として電界放射型電子鏡を用いた装置で実験を行った。その結果、電子線プロ-ブの大きさが従来のものと同じ数nmの条件でもナノメ-タ-回打図形中に現われる回打斑点の角度分解能は数倍以上よくなり、半導体歪超格子の界面の局所の単位胞の歪がより正確に測定できることが分かった。(1)本年度はまずInP/InGaP歪超格子の界面の歪をナノメ-タ-電子回折により解析するため、試料作製技術の建ち上げを行なった。本助成金により半導体結晶を微小片に切断するディスクカッタ-を購入し上記の半導体超格子を0.3×0.3×0.3mmに切り出し、電子顕微鏡の試料ホルダ-に光学顕微鏡下で取り付けるシステムを開発した。(2)InP/InGaP超格子の界面における歪の検出については,電子顕微鏡の暗視野像中の等厚干渉縞を用いる方法とナノメ-タ-電子回折を用いる方法の両方を試み、界面における歪が上下に対称ではないことを見い出した。またこの歪量は(220)格子面に換算して10^<ー3>rod程度であることも判明した。この結果は第12回国際電子顕微鏡学会及び応用物理学欧文誌に発表した。(3)界面からのナノメ-タ-電子回折図形はTVービデオシステムにより記録できるようにし、プロ-ブを動かしながら回打図形を連続的に観察した。これによって歪の2次元分布を検討した。(4)本年度は最初の計画をほぼ達成することができたので、平成3年度はこの歪分布の3次元的な描出の方法の開発を行なう予定である。(1)平成3年度は,2年度のInP/InGaP超格子界面に存在する歪の検出の実験に引き続き,ガスMBE法で作製したGe/Si界面の構造と歪、欠陥の状態を高分解能電顕法及びナノメ-タ-電子回折で研究した。またこの転位の近傍をGe側からSi側へナノプロ-ブを走査しナノメ-タ-電子回折図形を連続的に観察することにより、界面でGeの格子間隔から,Siの格子間隔に縮む時に各(hkl)面は対称的に縮むのではなく,各々転位との彼置関係に応じて別々の方向に変化することが分かった。(2)さらに,平成3年度は熱電子鏡を用いた従来のナノメ-タ-電子回折装置の他にNTT(株)との共同御林の一環として電界放射型電子鏡を用いた装置で実験を行った。その結果、電子線プロ-ブの大きさが従来のものと信じ数nmの条件でもナノメ-タ-回折図線中に現われる回折斑点の角度分解能は数倍数上よくなり、半導体歪超格子の界面の局所の単位胞の歪がより正確に測定できることが分かった。
染色体凝縮と分配におけるコンデンシンの作用機序

染色体凝縮は複製されたゲノムを娘細胞に正確に分配するために、細胞が持っている最も基本的な機能の1つである。この過程は単に染色体腕部の長さを短くする役割だけではなく、複製によって姉妹染色体間に生じた絡まりを解消し、分離可能な2つの姉妹染色分体にする上で重要な役割を果たしている。さらに細胞分裂期だけではなく、rDNAリピート等の繰り返し構造を安定に維持する上でも重要な役割を果たすことが知られている。近年の研究で、酵母からヒトにまで広く保存されたコンデンシン複合体が、染色体凝縮で中心的役割を果たしていると考えられるようになった。本研究では、モデル生物の出芽酵母を使い、コンデンシンの主要な局在部位であるrDNAリピート領域で、RNAポリメラーゼIIによる転写抑制、および相同組換えの抑制に、コンデンシンがどの様に働いているかを明らかとした。細胞が分裂期に入るとその遺伝情報を記録したDNA鎖は、娘細胞に正確に分配するために太くて短い分裂期染色体へとその形態を大きく変化させる。このダイナミック形態変化でDNAに作用して中心的役割を果たすのがコンデンシンとして知られる蛋白質複合体である。これまでに、酵母ゲノム中でコンデンシン結合のシス配列をリボソームRNA遺伝子(rDNA)領域に同定した。またその結合に必要な4種類の因子を同定した。面白いことに、この結合に必要な因子が欠失すると、rDNA領域での組換え頻度の上昇とコンデンシン結合部位近傍でのRNA polymerase II(Pol II)による転写の上昇が観られる。本年度は、コンデンシンのrDNAクロマチンへの結合が組換えと転写の抑制に関与する可能性について検討した。その結果、コンデンシン複合体を構成する遺伝子自体(smc2-157やycs4-1)に変異が生じる事でrDNA領域での組換え頻度が上昇する事、またコンデンシン結合部位近傍でのPol IIによる転写が上昇する事がわかった。さらに、rDNA領域にある複数の内在性Pol IIプロモーターからの転写をRT-PCR法で調べた結果、コンデンシン結合部位近辺では変異細胞になると比較的強い転写の脱抑制が観られたのに対し、結合部位から遠ざかるに従い脱抑制効果が観られなくなることがわかった。またコンデンシン変異によるSir2タンパクの結合分布の変化と、内在性プロモーターからの転写の脱抑制の変化の間に位置的な正の相関が見られた。これらのことからコンデンシンがSir2の結合に影響を与え、転写や組換えに関与し、rDNAリピート領域の安定性に関与している可能性が考えられた。遺伝情報を記録したDNAはヒストン(タンパク質)に巻き付いたクロマチン繊維の状態で核内にある。ところが細胞が分裂期に入ると、クロマチン繊維は折りたたまれて太くて短い分裂期特有の形態をした染色体へとその形を大きく変化させる。これにより、長い繊維状の遺伝物質を小さな細胞内で正確に2つの娘細胞へと分配することが可能となる。このクロマチン繊維のダイナミックな形態変化でDNAに作用して中心的役割を果たすと考えられているのがコンデンシンという複数のタンパク質からなる複合体である。これまでに、酵母細胞を使ってコンデンシンが結合するDNA部位を、リボソームRNA遺伝子リピート領域(rDNA)中から特定した。さらに、コンデンシンがそこに結合出来なければrDNAリピート領域が不安定化し得ることを見出している。また、その結合に必要な因子を、コンデンシンと遺伝的相互作用(合成致死性)を示す遺伝子を同定することで、これまでに4種類の因子を特定した。本年度は、コンデンシン変異と合成致死性を示す変異細胞群をさらに解析することで、これまでコンデンシンとの関与が知られていなかった遺伝子産物を新しく1つ特定した。コンデンシンと、新しく特定した遺伝子の2重変異細胞では、rDNAリピート領域が不安定化することがこれまでに分かった。今後、この遺伝子産物の機能を解析することで、クロマチン折りたたみによる染色体構造形成や、染色体の安定維持の理解に向けた新しい知見が得られると期待できる。遺伝情報を記録したクロマチンDNAは、細胞が分裂期に入ると太くて短い分裂期染色体へとその形態が大きく変化する。染色体凝縮と呼ばれるこの現象は、次世代に遺伝情報を継承するために重要な役割を果たしている。モデル生物の出芽酵母では、リボソームRNA遺伝子(rDNA)リピート領域は分裂期になると顕著な形態変化(凝縮)が観られ、またそれに働くコンデンシン複合体の主要な局在部位であることもわかっている。これまでの解析から、コンデンシン複合体の因子に変異を持った細胞では、rDNAリピート領域での組換え頻度の異常な上昇と、それに伴うリピートの不安定化によりコピー数が著しく減少することがわかってきた。

今年度、コンデンシン変異細胞では何故rDNAリピート領域での組換え頻度の異常な上昇が観られるのかを、DNA組換えで中心的な役割を果たすRad52蛋白質の局在を中心に調べた。野生型細胞においてRad52蛋白質は、細胞周期を通してrDNAリピートがある核小体にはほとんど局在しない。一方、コンデンシン変異細胞では、間期の細胞では野生型と同様にRad52蛋白質の核小体への局在が観られないが、分裂期の細胞では核小体への局在が観られるようになることが判明した。この結果から、コンデンシン変異細胞ではRad52の核小体への侵入が、rDNAリピートでの組換え頻度の異常な上昇に繋がっていることが示唆される。分裂期にコンデンシンによりrDNAリピート領域が正常に凝縮することが、組換えタンパク質の侵入を防ぎ、リピート構造を維持することに貢献していると考えられる。