hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
経頭蓋磁気刺激による神経活動干渉機構の理論的解明

平成19年度は以下のサブテーマに関して研究を進めた。1.過渡的な視覚刺激入力条件での抑制効果の解析,およびそのシナプス結合強度に対する影響についての解析これまでの解析では,簡単化のため,視覚野神経細胞モデルが定常的に発火するような状況を仮定していた。これに加え,本年度は,より実際の状況を忠実に再現するため,刺激入力が過渡的であり,神経細胞の発火パターンも過渡的な場合を解析した。結果,発火パターンが単安定になるシナプス結合強度では,磁気刺激抑制効果を部分的に(早い潜時帯のみ)しか説明できないことが分かった。遅い潜時帯の抑制効果を説明するには,発火パターンが双安定になるシナプス結合強度か,あるいは高次領野からの遅いフィードバック信号が必要になることが分かった。2.視覚野以外での磁気刺激効果の解析視覚野を対象として行ってきた一連のモデル解析結果をもとに,他領野での磁気刺激実験結果の再解釈を行った。特に,ワーキングメモリ保持課題時における持続性発火を説明する背側前頭前野の神経回路モデルとの類似性に着目し,ワーキングメモリ機能解析のための新しい実験提案を行った。平成17年度は,以下のサブテーマに関して研究を進めた.1.経頭蓋磁気刺激によって神経細胞単体が受ける影響の定量解析樹状突起形状の異なる神経細胞の3次元構造データを複数種類準備し,経頭蓋磁気刺激(TMS)によって印加される誘導電場が印加される状況を計算機上で再現し,神経細胞の発火状態がいかなる影響を受けるのかを解析した.その結果,(1)単一神経細胞レベルでの発火抑制に重要なイオンチャネルの挙動,(2)神経細胞形状と発火抑制閾値の定量的関係,が明らかになった.先行研究で示唆されていた定性的な知見を定量的に議論することが可能になった.2.複雑なニューロンモデルの縮約化とネットワークモデルの解析神経細胞集団のモデルへと拡張する場合,個々の神経細胞の構造を保持したまま計算を実行するのは計算負荷の観点から現実的には不可能である.そこで,上記のような複雑なスパイキングニューロンモデルの特性を,アナログニューロンモデルへと適切に単純化する手法の開発に取り組んだ.先行研究で限定的に行われていた手法を,我々のモデルへも適用可能なように修正を行い,複雑な神経細胞モデルの挙動を単純なモデルから予測することに成功した.この手法を用いて,上記の単一神経細胞レベルでのTMS応答特性を適切に繰り込み,かつ構造に関する情報を落とした単純なシングルコンパートメントモデルを用いて,初期視覚野の方位選択性を形成する神経回路網モデルを構築した.この回路網に磁気刺激を印加した場合に得られる抑制効果の基本特性を確認し,我々のモデルが実験結果を適切に再現可能であることを示した.平成18年度は,以下のサブテーマに関して研究を進めた.1.弱い磁気刺激による抑制効果の解析単発では一時的抑制効果しか引き起こせない程度の弱い磁気刺激(閾下TMS)に対する神経細胞集団の応答を解析した.モデルとしては,前年度までで構築したスパイキングニューロンネットワークを用いた.結果,閾下TMSの印加後約150msほどの間は,神経細胞集団がTMSパルスによって抑制されやすい状態になる(次のTMSパルスに対する抑制閾値が下がる)ことが分かった.この結果は,複数発の閾下TMSを用いて抑制閾値の減少を計測した実験結果と定量的に一致した.一方,同様のシミュレーションを単一神経細胞モデルに対して行うと,閾下TMSによる抑制閾値の減少は約20ms程度しか持続しなかった.これらの結果により,TMSによって観察される抑制効果の支配要因は,神経細胞単体の膜のダイナミクスではなく,シナプスを介したネットワーク構...造にある可能性が高いことを示した.2.神経細胞集団のシナプス結合強度の磁気刺激抑制効果の定量解析次に,神経細胞集団内のシナプス結合強度を詳細に制御し,それぞれの状況において閾下TMSが引き起こす閾値減少期間を定量的に解析した.結果,シナプス結合強度が小さく神経細胞間の相互作用が弱いほど,閾値減少期間は短くなり,単一神経細胞モデルで示された値に漸近していった.一方,シナプス結合強度が大きく再帰性の相互作用が強いほど,閾値減少期間は増加した.これらの結果は,薬理学的手法を併用したTMS実験の結果とも一致する傾向であった.以上より,TMSによる抑制効果の発現は,シナプスを介した神経細胞間の相互作用に強く依存しており,また抑制効果の時定数にはシナプス結合強度が強く関係していることを示した.平成19年度は以下のサブテーマに関して研究を進めた。

特に,ワーキングメモリ保持課題時における持続性発火を説明する背側前頭前野の神経回路モデルとの類似性に着目し,ワーキングメモリ機能解析のための新しい実験提案を行った。
家族介護意識・介護ストレスに着目した血圧低減プログラムの開発

本研究は、家族介護者に対する血圧低減プログラムの開発と高血圧に関連が深いナトリウム(Na)について、毛髪内のNa濃度が栄養評価に利用できるかを明らかにすることが目的である。その結果、家族介護者の最小血圧の上昇は、通所系でなく訪問系介護サービスを利用していることや抑うつ感情のある介護者であるといった要因が考えられた。また、毛髪中のNa濃度はFFQのNa摂取量や24時間尿中のNa排泄量とは関連が認められなかったが、年齢やKとの関連がみられることから長期間の栄養評価の指標として利用できる可能性があると考えられた。本研究は、家族介護者に対する科学的根拠に基づいた血圧低減プログラムの開発を目的としており、研究期間内に以下の4つを明らかにすることを目標とするものである。(1)家族介護意識に対する概念の明確化と尺度の開発を行い、信頼性・妥当性を検討する。(2)家族介護意識が血圧を上昇させるメカニズムを明らかにする。(3)解析結果をもとに、家族介護者に対する血圧低減プログラムの開発を行う。(4)毛髪が、Na摂取量の指標や栄養評価に利用できるかを明らかにする。平成20年度は、文献検討から家族介護意識の概念の明確化と構造化と、同時に近似した概念である介護負担感、介護義務感、老親扶養意識などの概念の整理をおこなった。家族介護意識の概念には統一した見解はなく、それぞれの研究者が家族介護指向、介護受容などさまざまな用語で表現しているが、いずれも共通している概念は「親の基本的なニーズに応えるのは子の義務である」という老親扶養義務感であった。家族介護意識の概念整理と構造化を図り尺度化することは、「家族介護意識」により生じる「介護を抱え込む」状況を明らかにすることとなり、家族介護者の心身の健康状態の向上だけでなく、虐待予防にも役立ち、介護保険が掲げる介護予防事業や、任意事業である家族支援事業、さらには高齢者虐待防止養護者支援法に基づく事業の推進に大きく寄与すると考える。また、本研究で最終的に開発する血圧低減プログラムは、「肥満に起因しない高血圧」という家族介護者の特徴を生かすものである。このため、平成20年度はプログラム作成に向けて、高血圧予防食(DASH食Dietary Approach to Stop Hypertension)の開発や、介護ストレスの緩和のための笑い誘発プログラムの短期効果などの検討も同時に行った。平成21年度は、家族介護意識を測定するために使用する介護義務感尺度の開発に取り組み、質問項目プールの作成、質問項目の整理、設問形式の設定、質問紙の作成までを行った。先行文献から介護義務務感などを問う質問文を収集・選考し、項目プールを作成した。家族が家族介護者役割を遂行する過程において、介護義務感が家族介護のあり方にどのように影響を与えるかをとらえる必要があると考えたために、質問項目の整理の観点に役割理論を採用し、質問項目整理を行い、介護義務感尺度を作成した。このため、平成21年度はプログラム作成に向けて、尿中カテコラミン三分画(アドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミン)のスポット尿による検査項目追加とスポット尿と24時間尿による妥当性の検討、血圧低減食のレシピ作成、22年度の予備調査計画立案を行った。平成23年度は、家族介護意識が血圧を上昇させるメカニズムを明らかにするために、在宅で要介護3以上の療養者の家族介護者を対象に調査を行った。

調査は、研究の申込者に対し、電話にて訪問日時を決め、調査前日に再度電話で訪問の確認を行い、訪問時に同意を確認のうえ調査を実施した。これらのどの時点でも調査を中止することができるようにした。調査項目は、血圧、心拍、心電図といった循環器系機能の指標と既存の介護負担感尺度、抑うつ性自己評価尺度、介護や健康に関する質問票を用いた。本研究において重要な項目である家族介護者の介護役割意識については、前年度等に明らかにした概念分析の結果から「介護はどうしても自分自身がやらないといけないと感じますか」という質問を用い、おおいに思う、多少思う、あまり思わない、ほとんど思わないという選択肢を使用した。調査期間は2011年5月から2012年2月までであった。分析には統計解析を用い、現在も解析中である。
生物規範メカニクス・システム

生物の「動き」に及ぼすサブセルラーサイズ構造や波動性の効果を調べ,新しい「生物マルチスケールメカニクス」学理の創出の道筋を示した.ミクロメカニクスシステムとしての細胞運動の制御と力覚検知メカニズムの解明とメカノバイオミメティックス研究による生物規範材料「メカノバイオマテリアル」の創製,マクロメカニクスシステムとしての昆虫飛行の力学、制御、筋骨格系の統合シミュレータと超低速風洞及びDPIV流体計測システムの研究開発による生物飛行の翼形態、翼運動、飛行力学、飛行制御のロバストネス原理の解明,生物規範羽ばたきロボットや生物規範翼など社会実装可能なバイオミメティクデザイン技術の開発に成功した.1)生物マルチスケール・メカニクス・システムの研究:波動理論に基づいた統一的な定式化を行い、生物遊泳・飛行への応用を図った。2)生物規範細胞メカニクス・システムの研究:A.光リソグラフィーハイドロゲル弾性パターニング法と逐次電界紡糸を組み合わせた、ゲルナノファイバーマトリックスのメカニカルパターニング技術を開発・確立し、三次元細胞運動を系統的に解析し、三次元のメカノタクシス現象を発見した。弾性材料上での幹細胞の運動制御や分化制御へ適用し、ラミニン固定化弾性率可変ハイドロゲルの上でのiPS細胞の増殖挙動を評価した。B.培養細胞の基質硬さに依存するCa2+スパークおよびストレス線維の基質牽引力を同時観察し、細胞による基質の牽引に引き続き、細胞内Ca2+上昇が起きる事象の観察より、細胞の基質硬度感知においてストレス線維の収縮とMSチャネルを使った基質力学情報の細胞内シグナルへの変換が行われている可能性が示唆された。3)生物規範飛行メカニクス・システムの研究:A.生物飛行マルチ力学解析システムと翼形状や運動の最適化モデルを構築したとともに、ガ静止飛行柔軟翼の安定性や飛行制御の効果、ハチドリ静止飛行の高速度カメラ撮影による翼運動・変形の解析、力学解析による翼の曲げやねじれ、キャンバーや面積変化と空気力発生の相関、ハエ羽ばたき翼の最適形状等を解明した。超低速風洞を製作しDPIV流体計測システムを確立した。生物表面構造の流体抵抗低減効果を実験と流体解析の両方から検討した。B.昆虫飛行の神経・筋・外骨格システムの統合的内部神経-筋-骨格系モデルの構築のために、ガの飛行制御機構の解析のための神経回路レベルの解析装置とシステムレベルでの解析のための力学計測装置を構築した.システムレベルの解析では,視覚情報による高度制御について,周波数領域におけるシステム同定を行い,伝達関数を推定した。1)生物マルチスケール・メカニクス・システム: A.昆虫や取りの羽ばたき翼の変形(動き)のロバストネスを明らかにし、B.生物流動波という概念を取り入れた生体メカニクスシステムの理論体系化を図った。2)生物規範細胞ミクロメカニクス・システム:細胞運動の制御と力覚検知メカニズムのメカノバイオミメティックス(木戸秋・小林)において、電界紡糸と光リソグラフィーハイドロゲル弾性パターニングを組み合わせた新たな三次元パターニングゲルの作製技術を開発し、細胞の機械的接触走性ーメカノタクシスーを二次元的および三次元的に制御するメカニカルパターニング材料の開発に成功した。3)生物規範飛行マクロメカニクス・システム:飛翔生物柔軟翼のバイオメカニクスとバイオミメティクス:統合力学的解明(劉・安藤・田中)において、昆虫羽ばたき飛行の飛行力学・流体力学・材料力学・飛行制御・運動最適化を統合した生物飛行統合力学シミュレータと、生物飛行と生物規範型飛行ロボット・流体機械の流体力学性能を測定、検証可能な世界トップレベルの回流型超低速風洞とDPIV流体計測システムの開発に成功した。4)バイオミメティクス・デザイン: A. iPS細胞のフリーダーフリー分散培養(木戸秋)に成功し、B.高性能流体機械のバイオミメティクス・デザイン(劉・田中)において、高効率・高ロバスト性を有する生物規範型水平軸風車の開発に成功した。(1)細胞ミクロメカニクスの研究: A.細胞の三次元運動を系統的に制御可能な弾性率可変のマイクロゲルファイバーマトリックスの開発を行った.特にがん細胞の悪性度に依存した三次元細胞運動の差異をよく反映するマトリックス力学場の設計条件について見出し,がん細胞の診断材料構築への基盤知見を得ている.B.間葉系幹細胞の基質硬度感知において機械刺激受容チャネルTRPV4とTRPM7が大きな役割を果たしていることを見出した.(2)生物飛行マクロメカニクスの研究:A.昆虫離陸時の地面効果,乱流中の昆虫羽ばたき飛行の空力性能と飛行制御原理,昆虫羽ばたきの受動的運動の発生原理を明らかにした.鋸歯構造をもつフクロウ翼の空力性能を風洞試験とマルチスケール流体解析により定量化評価を行い,その整流効果を確認した.ハチドリ規範型人工柔軟翼をMEMS技術により創製し,羽ばたきロボットへの適合性を確認した.また魚類遊泳運動にも生物羽ばたき翼に似たような前縁渦による推力増進原理を発見した.B.スズメガ羽ばたき運動中の胸部の変形と,飛翔筋による変形の制御について,中胸背板の変形が左右の筋収縮によって柔軟に制御可能であるとともに,翔筋機能の多様性を示した.C.フクロウ科鳥類について、標本閲覧や生態情報収集により,静かな飛翔が求められる種ほど,翼前縁鋸歯の切れ込みが深いことが分かった.またハサミアジサシ類のくちばしの微細構造の観察,A01班が集めたX線CTデータを用いた鳥類のくちばしのバイオメカニクスの研究も行った.(3)生物マルチスケールメカニクスの研究:

魚類波打ち遊泳運動,生物羽ばたき飛行及びヒト循環器系血液流動における流動性と波動性に対して,代表サイズ、レイノルズ数及び新たに導入された波動数を適用し,波動エネルギーと力学効率を評価する理論体系を提案した.細胞ミクロメカニクス,生物飛行マクロメカニクス及び生物マルチスケールメカニクスの各研究テーマにおいて,それぞれ概ね研究計画通り優れた成果を挙げたことが評価できる.(1)生物規範細胞ミクロメカニクスシステム:3次元の細胞運動制御技術の活用を拡大し,未分化保持培養幹細胞品質保証技術を開発し、MSC分化フラストレーションを発見した。細胞の微小重力環境感知可能なアクティブタッチ・システムを開発し比重の重い核・ミトコンドリアへの重力作用効果とストレス線維の張力変化やアクティブタッチへ影響を調べた。班間連携として,B01-1班しわ制御型のゲル材料上での細胞培養系の評価も実施した.(2)生物規範飛行マクロメカニクスシステム:マルハナバチ羽ばたき飛行に関する昆虫実験と力学シミュレーションにより羽ばたき翼ヒンジ受動的運動の空気力学性能を明らかにした。マルハナバチの飛行制御における胴体ロール運動による受動的メカニズムを解明し理論モデルも提案した。風洞試験と大規模数理シミュレーションによりフクロウ翼表面鋸歯構造の空力性能と静音効果のトレードオフ原理を解明した。生物規範柔軟翼を製作し風洞試験と計算モデルにより回転翼としての空力性能を評価し風車翼やドローン翼への実装可能性を確認した。スズメガの羽ばたき運動時の外骨格の3次元計測を行い、局所的な骨格運動が羽ばたき翼運動にとって重要である事を確認した。生物翼のサブセルラーサイズ表面構造の力学的機能情報をA01班に提供し「バイオミメティクスデータベース」での生物規範メカニクスシステム機能要素の構築を検討した。(3)生物マルチスケールメカニクスシステム:細胞運動、魚類遊泳,昆虫・鳥飛行におけるマクロな生物流体特性である流動性と波動性に対して,横波エネルギーと縦波エネルギーの比を表す波動エネルギー数(Wave energy number)を導出し,生物運動が最大機械効率よりも最小移動コストの原理に従うことを突き止め、新しい学理としてマクロ生物流動スケーリング法則を創出した。1)生物マルチスケール・メカニクス・システムの理論体系の研究:生物マルチスケール・メカニクス・システムの定式化と生物遊泳と飛行システムの理論体系を検討した。2)生物規範細胞メカニクス・システムの研究:A.細胞の力覚特性を系統的に操作する新たな生物規範材料を構築して細胞運動を三次元的に制御する新規メカニカルパターニング技術を開発した。光架橋性ゼラチンの電界紡糸ナノファイバーマトリックスとし、その架橋度を制御した上で個々のファイバーをゲルさせた弾性率可変マイクロゲルファイバーマトリックスを構築した。細胞が閾値以上の硬さを持つゲルマトリックスにのみ三次元的に侵入し得る現象を見出した。B.基質の硬さ依存的に観察されるCa2+スパークおよびストレス線維の基質牽引力を同時観察し、細胞による基質の牽引に引き続き、細胞内Ca2+上昇が起きる事象を確認した。
燃料電池用薄膜の簡易型特性試験装置の作製及び発電特性に関する基礎研究

本研究では,固体酸化物形燃料電池(SOFC)の発電特性の評価装置として,高温ガス雰囲気中で安定した電気的特性が測定できる簡易型特性試験装置を考案し,その試作を行った。一般的にSOFCは燃料と酸素がそれぞれ分離して供給されるが,今回作製した装置は,この構造上の複雑さを取り除くために,メタンと空気の混合ガスを供給し,燃料を電極上で改質のうえ,利用できる単室構造(SC-SOFC)とした。装置は,電気管状炉(Max.1200°C)に石英管(φ30mm,L500mm)を装着し,ガス供給と加熱を行う方式とした。石英管の両サイドには,ガス導入口,ガス排出口及び電気信号の取り出し口となるフランジを装着した。メタンと空気を送るガス供給部分は,配管継ぎ手を用いて,ガス漏れや爆発の危険がなく安全に混合比率を変えられるようにした。セラミック管(φ15mm,L300mm)を加工して,試料の固定と電極の取出しが簡単にできるようした基板サポートを作製し,電気炉中央の石英管内部に設置した。最初に,試作した簡易型特性試験装置の操作性(試料の装着,温度制御,ガス供給)を検討した。電解質としてはLaGaO_3系の材料を使用し,薄膜化した電解質の電圧・電流特性の測定を行った。その結果,使用した電解質は,YSZに比べて1桁程度高い酸素イオン伝導性を示した。さらに,単セルをマイクロ化できる構造の共面型SC-SOFCを作製し,所定作動温度で,メタンと空気の混合ガスを供給して発電を確認した。発電電力は,運転温度が高くなるにつれて増加したが,850°Cでも1mW/cm^2程度と小さい値であった。今回作製した装置は,SC-SOFCの評価装置として有効であり,小型で操作性にも優れている。今後は,発電効率を上げるために,電解質と電極の界面での改質反応を高めるように,基板サポートの構造の改良や電極の取り付け方法等を検討したい。
p53制御経路の網羅的解析による腫瘍細胞の特性の解明と治療法の開発

癌抑制遺伝子p53はヒト癌の約半数で変異が認められ発ガン過程において最も重要な遺伝子です。殆どの癌で転写因子としてのp53の機能が失活することから、p53変異細胞の特性を明らかにすることで、癌細胞が共通して持つ特徴、がんのアキレス腱を知ることが可能となる。本研究によって、p53変異細胞の特性を明らかとすることによって、癌細胞に普遍的に効果を示す治療法の開発を最終的な目標である。我々はこれまでp53によって発現誘導される遺伝子群の解析を継続して実施し、p53を介した癌化抑制機構の解明を進めてきた。今回マウス24臓器における網羅的遺伝子解析の結果、p53によって5000以上の遺伝子が制御されることを明らかとした(Ebiomedicine 2017, oncotarget 2017)。さらにゲノム編集技術によるp53活性型マウスの作成と遺伝子発現解析、CRISPR/CAS9ライブラリーを用いた合成致死遺伝子のスクリーニング及びヒトがん組織、細胞株の発現情報データなどの統合的解析を実施した。これらの研究によって、p53を介したアミノ酸代謝制御(Sci. Adv. 2017)、アポトーシス(Neoplasia2017)、転移浸潤(Oncotarget2017, IJO 2017)や免疫応答制御(Sci Rep. 2017)などの発がん抑制メカニズムを明らかとした。さらにCRISPR/CAS9によるgRNAライブラリースクリーニングによるp53と合成致死に働く経路の同定及びp53によるマイクロバイオーム制御機構も明らかとした。これらの研究成果は、p53による遺伝子制御機構の全貌の解明及び新規治療法の開発につながると期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。今回マウス24臓器における網羅的遺伝子解析の結果、p53によって5000以上の遺伝子が制御されることを明らかとした。さらにp53欠損マウスに生じた腫瘍の全エクソン、RNAシークエンス解析、ゲノム編集技術によるp53活性型マウスの作成と遺伝子発現解析、CRISPR/CAS9ライブラリーを用いた合成致死遺伝子のスクリーニング及びヒトがん組織、細胞株の発現情報データなどの統合的解析を現在実施している。これらの研究によって、p53を介したアミノ酸制御、腸内細菌叢制御、胃組織の上皮化と発がん抑制を明らかとした。またこれまでに40以上のp53ノックアウトマウスに発生した腫瘍の組織学的な評価を終了し、WES/RNAの準備を終了した。さらにCRISPR/CAS9によるgRNAライブラリースクリーニングによるp53と合成致死に働く経路の解析やマイクロバイオーム解析を実施している。これらの研究によって、p53による遺伝子制御機構の全貌の解明を進めている。1)マウス24臓器、280検体のRNA seqにて5000以上の遺伝子がp53によって制御されることを明らかとした。また臓器毎の応答性の違いにp53mRNAの発現が相関すること、また胃組織においてp53がケラチンを誘導することで、放射線照射に対する防御機能を示すことを明らかとした。2)新規p53下流遺伝子として、ASS1、Epn3を同定した。p53がASS1の発現制御を介してアミノ酸代謝を制御すること、またアルギニン代謝が放射線照射応答やAkt1のリン酸化制御に重要であることを明らかとした。またEPN3はアポトーシス誘導を制御することで胃組織におけるがん抑制遺伝子として機能する事が明らかとなった。3)p53ノックアウトマウスに発生した40以上の腫瘍組織を収集し、腫瘍含有率を含めた組織学的な評価を実施した。解析対象組織を選択し、RNA DNAの抽出を実施した。4)MDM2のp53結合配列にCRISPR/CAS9システムで変異を導入したマウスを作成し、マウス個体を用いて、各臓器でのp53及びMDM2の発現レベルを検討した。その結果、MDM2の発現低下及びp53の活性化が確認された。5) Hct116 p53+/+, p53-/-細胞を用いて、20000遺伝子に対して各5ヶ所のgRNAをもつCRISPR/CAS9ライブラリーを用いたスクリーニングを実施し、p53欠損細胞特異的に細胞増殖を抑制する経路の探索を行い、p53と合成致死に働くと考えられる遺伝子Xを同定した。6) p53+/+, p53-/-マウスを用いて、腸内細菌叢に与える影響を検討した。その結果、p53-/-マウスにて、放射線照射に対する感受性の亢進と重症の消化管症候群を示すことが明らかとなった。

殆どの癌で転写因子としてのp53の機能が失活することから、p53変異細胞の特性を明らかにすることで、癌細胞が共通して持つ特徴、がんのアキレス腱を知ることが可能となる。本研究によって、p53変異細胞の特性を明らかとすることによって、癌細胞に普遍的に効果を示す治療法の開発を最終的な目標である。我々はこれまでp53によって発現誘導される遺伝子群の解析を継続して実施し、p53を介した癌化抑制機構の解明を進めてきた。今回マウス24臓器における網羅的遺伝子解析の結果、p53によって5000以上の遺伝子が制御されることを明らかとした(Ebiomedicine 2017, oncotarget 2017)。さらにゲノム編集技術によるp53活性型マウスの作成と遺伝子発現解析、CRISPR/CAS9ライブラリーを用いた合成致死遺伝子のスクリーニング及びヒトがん組織、細胞株の発現情報データなどの統合的解析を実施した。これらの研究によって、p53を介したアミノ酸代謝制御(Sci. Adv. 2017)、アポトーシス(Neoplasia2017)、転移浸潤(Oncotarget2017, IJO 2017)や免疫応答制御(Sci Rep. 2017)などの発がん抑制メカニズムを明らかとした。さらにCRISPR/CAS9によるgRNAライブラリースクリーニングによるp53と合成致死に働く経路の同定及びp53によるマイクロバイオーム制御機構も明らかとした。これらの研究成果は、p53による遺伝子制御機構の全貌の解明及び新規治療法の開発につながると期待される。平成29年度は、下記の1-5を実施する。1)マウス24臓器のRNA seqにて同定されたp53制御遺伝子群ついて、発がんに対する機能解析を実施する。2) p53ノックアウトマウスに発生した既に収集済みの40以上の腫瘍組織より抽出したRNA,DNAを用いて、WES、RNA seqを実施する。P53と協調的に発がん促進に働く経路の同定を目指す。3) MDM2Δp53BS-/Δp53BS-マウスを用いて、各臓器でのp53、MDM2及びp53下流遺伝子の発現レベルを検討する。また発がんモデルなどを用いて、老化や発がんに関する表現系の解析をすすめる。4) CRISPR/CAS9ライブラリーを用いたスクリーニングにて同定された分子について、別細胞やsiRNA、阻害剤での検討を実施する。5) p53+/+, p53-/-マウスを用いて、腸内細菌叢に与える影響を検討する。これらの解析によって、p53による制御機構のさらなる解明を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
金属・半金属・人工格子の電気的・熱電的性質の探究と多層膜高感度熱電センサーの開発

本年度目的の1つは分子線エピタキシャル成膜装置を用い、ユーロピウム(Eu)-ストロンチウム(Sr)の超格子膜のエピタキシャルと磁性を開明し、ネオジウム(Na)-セリウム(Ce)膜の研究を拡張することである。この目的に添い、Eu-Srエピタキシャルの種々Eu厚の膜を育成できた。特筆すべきはSrのfcc構造にエピタキシャルに、バルクには現れないEuのfcc構造が出現したことである。磁性は東大理のSQUIDを用いて高感度に磁化を2300Kの間で測定した。バルクEuが91K以下でスクリュウ反強磁性として知られているのに対し、Euの1周期内の厚さdEuが2.5nm以下である場合(DSrは1nm)はキューリーワイス常磁性でワイス温度が一数Kの反強磁性短距離秩序をもつ膜であるのと、dEuが5nm以上の膜では150K以下で強磁性をもつことが発見され、磁性の多彩な超格子系であることが分った。Tb-Ce膜については準備的膜生成を行うに止った。本年度の第2の目的は半金属等超格子膜の大きい熱電能を開発し、とくに、熱電圧は直列に、温度差の設定は並列に、金属膜間に絶縁膜を入れる構造で大きい熱電感度をもつセンサーを開発することである。Bi-SbやPd-Auでこのような多層膜をスパッタリング法でつくったが、発生した超電力は小さいものであった。微分方程式を解くことにより、絶縁膜の抵抗率が10^<16>Ωcmていど以上に大きくないと、ショートが起きて熱電能を降下させてしまうことが分った。なをこれと別に、単結晶シリコン基板上にエピタキシャルに成長させたBi-Sb超格子膜は異常に大きい熱電能を示めすことが発見された。バルクBigo-SBzo合金の300Kでの-100μV/Kの熱電能に対し、Bi-Sb超格子膜の内(Bi2.6nm,Sb0.4nm)40層の膜は300Kで-300μV/Kとバルクの3倍の大さが見出された。
薬物の標的指向を目的とした血管内皮細胞の物質透過亢進に関する研究

あらゆる血管の内腔面に一層の細胞シートで存在している血管内皮細胞は、血液と直接接触している唯一の体細胞であり、血液側より組織内への薬物の移行を制御している。従って、薬物を特定組織だけに限定して分布させるためには、この組織特異的な血管内皮細胞をターゲットとして物質透過を促進させなければならない。これにより、例えばモノクローナル抗体ー薬物複合体などを目的組織・細胞に送達させることが初めて可能となる。本研究は薬物の標的指向を目的に、組織特異性を有する血管内皮細胞の物質透過機能調節因子を追求すべく種々検討を行ない以下の結果が得られたので報告する。(1)血管内皮細胞物質透過性に対するヒスタミン、ブラジキニン、セロトニンなど種々ケミカルメディエーターの作用を検討したところ、いずれもin vitro培養細胞に対して著明な作用は示さなかった。(2)血管内皮細胞は、組織基底膜に直接接着して存在しているので分子量7万のFITC-デキストランの透過性に対する種々基底膜成分の作用を検討した。その結果、量的に最も多いコラーゲンI型に比較してII、III、IV型、ラミニンが非常に有意に促進させることを見いだした。本結果は、これら基底膜成分が血管内皮細胞の物質透過機能を調節している事を示しており、各組織において種々の基底膜成分が異なる比率で存在している事実とも考え合わせ非常に興味深い。(3)種々癌細胞、肝細胞および他の正常細胞などと、血管内皮細胞とのCo-Cultureによって誘発される血管内皮細胞の機能変化を、物質透過性および形態的に検討した。肝癌H35細胞、メラノーマB16細胞によって透過性は約3倍にも上昇した。本因子は熱およびpH安定な高分子であり、特異的に血管内皮細胞に作用しTightJunctionをルーズにさせることにより透過性を上昇させる事が判明した。
衛星の高精度姿勢制御を可能にするレーザーマイクロスラスタの実験研究

120 Wの低パワ連続(CW)レーザー光を固体ターゲットに定常的に照射しながら推力を得る、小型レーザー推進機の実験研究を実施した。小型レーザースラスタは、レーザーパワにほぼ線形に比例した推力特性(0.3-0.8μN/W)を示し、真空チャンバ内の真空度に依存した。固体ターゲットを熱的に絶縁して配置した際に最も大きな値を示した事から、レーザー光入射時に固体ターゲットの温度が上昇し、ターゲット周囲の低圧力ガスをまきこむことで希薄域のジェットが生成されて推力が発生すると結論づけた。20Wの低電力レーザー光を固体ターゲット(推進剤)に定常的に照射しながら定常推力を得る、100μNクラス小型レーザー推進機に関する実験的研究を実施した。本研究では、過去に数多く研究されてきたレーザーアブレーションスラスタ(金属などの固体ターゲットに短時間パルスレーザーを照射してジェットを生成するタイプ)とは異なり、定常レーザーを箔状の固体ターゲットに照射してジェットを得る、新しいタイプの推進機を目指している。もしもレーザーパワの変化に応じて線形に変化する推力特性が得られれば、レーザー出力を時間変化させることで推力の高速制御が可能であり、人工衛星の精密姿勢制御へ応用可能であろう。平成22年度は、小型レーザースラスタとレーザースラスタの推力測定に必要な推力測定スタンドの設計製作を行い、小型レーザースラスタ推力の予備測定までを実施した。新規に製作した振り子式推力測定スタントでは、1μN以下の推力測定分解が得られた。また、更なる推力分解能と推力ノイズ計測のための準備として、真空チャンバ全体を防振したレーザースラスタ実験システムを構築した。予備推力測定実験では、20Wまでのレーザー光の照射により、最大で5μNの定常推力が得られるなど、定常レーザー照射による新型レーザー推進機の可能性を示した。120Wの低パワ連続(CW)レーザー光を固体ターゲット(推進剤)に定常的に照射しながら推力を得る、100μNクラス小型レーザー推進機の実験研究を実施した。本研究では、過去に数多く研究されてきたレーザーアブレーションスラスタ(金属などの固体ターゲットに短時間パルスレーザーを照射してジェットを生成するタイプ)とは異なり、定常レーザーを箔状の固体ターゲットに照射してジェットを得る、新しいタイプの推進機の特性を明らかにした。平成23年度は、前年度構築した小型レーザースラスタ試験システムを用いて、小型レーザースラスタの推力特性を計測し、また、推力発生メカニズムの解明を行った。小型レーザースラスタは、レーザーパワにほぼ線形に比例した推力特性(約1μN/W)を示し、その推力は試験を実施した真空チャンバ内の真空度にも依存する事が判明した。本レーザースラスタによる推力発生メカニズムとしては、当初は推進剤ターゲット表面に高強度レーザーが導入されることによってターゲット材が蒸発することを想定していたが、ターゲットからの固体粒子の放出は観測されなかった。スラスタ動作時(レーザー照射時)のプラズマ観測も実施したが、プラズマの存在は確認できなかった。その一方、レーザー固体推進剤ターゲットを熱的に絶縁して配置した際に最も大きな値を示した事から、レーザー光入射時に固体ターゲットの温度が上昇し、ターゲット周囲の低圧力ガスをまきこむことで希薄域のジェットが生成されて推力が発生すると結論づけた。
直流電流下エレクトロマイグレーションに誘起された抵抗振動現象の解明と制御

直流電流下エレクトロマイグレーションに誘起された抵抗振動現象に関して、詳細に調べたところ、ランダムなものと準定周期的なもの、及び下向きスパイク振動と上向きスパイク振動との異なるタイプがあることが明らかとなった。さらに下向きスパイク振動は局所的であるが、上向きスパイク振動は非局所的であることが明らかとなった。さらに電流密度依存性評価を電流密度1MA/cm^2から6MA/cmの範囲で温度摂氏150度から250度の範囲で行った。その結果下向きスパイク振動は低電流密度条件で配線寿命後半に高い確率で出現し、また数時間にわたって持続することがわかった。また、電流密度の増加により、下向きスパイク振動では非線形に振動数が増加し、一方、上向きスパイク振動では非線形に振幅が増加するという全く異なる挙動をしめすことが解った。走査電子顕微鏡その場観察において、ボイド移動・ヒロック形成と振幅の大きなスパイク振動とが強い相関をもっていることが解った。さらにボイド周辺の電流迂回効果と、それによるジュール発熱による温度分布の変動、また熱的応力変動をも考慮した物理モデルを非線形微分方程式として定式化を行い、非線形振動の発現と振動数の電流密度依存性の実験との定性的一致を得た。これより下向きスパイクはボイドの収縮・成長の振動現象を反映しているものと考えられる。多結晶Al配線に直流定電流を流し、エレクトロマイグレーションに誘起される抵抗の振動現象を結晶粒界形状、電流密度依存性、局所・非局所性のそれぞれの観点から詳細に調べた。抵抗振動現象は配線幅が平均結晶粒径と同程度の試料で最も頻繁に観察され、また結晶粒界が配線を横切るバンブ-状配線では殆ど観察されなかった。これにより抵抗振動現象は結晶粒界三重点と密接に関係することが推測された。また抵抗振動には上向きスパイクと下向きスパイクとの2通りのタイプがあり、またさらに準周期的なものとランダムなものとに分けられる。準周期的振動は振幅及び周期が比較的揃っているが、ランダムな振動は振幅及び周期ともに全くランダムであり、規則性は認められない。電流密度依存性において、上向きスパイクは電流密度の増加に対して振幅が著しく増加するのに対して、下向きスパイクは電流密度の増加と共に頻度が増加するという異なる応答を示した。また局所性・非局所性評価を多端子パターンにより行ったところ、上向きスパイクは非局所的であり、一方下向きスパイクは局所的であることがわかった。これより局所的振動は結晶粒界三重点等におけるボイドの生成消滅に対応することが強く示唆される。そこでジュール発熱による温度上昇を前提として、高抵抗領域を電流が迂回する効果を定式化し、局所温度、局所応力、局所電流密度に関する非線形モデルを立てたところ、下向きスパイクの電流密度依存性を良く説明することができた。非局所的である上向きスパイクに関しては未だ機構は不明であり、今後電子顕微鏡によるその場観察を行っていく予定である。直流電流下エレクトロマイグレーションに誘起される抵抗振動現象に関して、前年度は高電流密度下(電流密度4×10^6A/cm^2以上)での観察を行ったが、今年度は電流密度1×10^6A/cm^2以上から6×10^6A/cm^2までの範囲での電流密度依存性の評価を長時間かけて行い、また走査電子顕微鏡によるその場観察を試みた。その結果、下向きスパイク振動は低電流密度条件では配線寿命の後半において高い確率で出現し、また長時間(数時間程度)持続することが明らかとなった。さらに振動が発生した箇所とそうでない箇所の電流停止後の抵抗緩和を比較したところ、振動出現箇所は緩和量が多く、また緩和挙動が複雑であり二つ以上の機構を持っていることが明らかとなった。また走査電子顕微鏡その場観察においては6×10^6A/cm^2程度の高電流密度での観察を行い、大きなスパイク振動とボイド移動・ヒロック形成とが強い相関を持っていることが確認された。なお当初の研究計画に沿って、結晶粒界構造を制御した数μm長の配線を作成して抵抗振動評価を行ったが、振動出現確率が極めて小さく十分な結果は得られなかった。

以上より、下向きスパイク振動はボイド生成・消滅の繰り返しである可能性が高く、低電流密度下ではボイドが原子空孔クラスターに分解したときの空孔のドリフトによる散逸が小さいために、長時間振動が安定に持続することが示唆される。
鉄輸送タンパク質トランスフェリンの機能部位に関する研究

(1)N,C両siteへの【CO(^2-_3)】の配位を定量的に検討した結果、先ずapo-Tfに【CO(^2-_3)】が結合、その後金属が配位して、三元錯体の形成が起こることが明らかにされた。【CO(^2-_3)】の結合性はC siteに大きく傾いていることが判明(結合定数、N site:【10^4】【M^(-1)】,C site:【10^8】【M^(-1)】)。(2)N,C両siteは結合しているanion種(anionは予め両siteに十分結合している条件で)により鉄結合能が大きく変化、鉄が十分結合するアルカリpHで、【CO(^2-_3)】,【CH_2】【(COO)(^2-_2)】の場合、鉄はN配向性であるのに対し、【(COO)(^2-_2)】の時はC配向性となる。また三元錯体の安定性は、【(COO)(^2-_2)】では強い耐酸性を【CH_2】【(COO)(^2-_2)】では二相性(C側安定)を示し、鉄放出が非効率的であるのに対し、【CO(^2-_3)】では両siteが弱酸性で同調的に鉄を脱離、細胞への効率的な鉄の供給を示唆した。(3)Intact Tf、N,C半分子fragmentの鉄錯体の熱や塩酸グアニジン等による変性実験から、【CO(^2-_3)】を配位した時には両domain間の協同的安定化効果が認められたが、他anionではその効果は低下した。(4)【CO(^2-_3)】を配位anionとした時、両site間に正の協同作用の存在が確認され、N siteに鉄が結合すると、隣のC siteの結合定数は14倍増加する。しかし、他anionではこの様な作用は殆ど認められなかった。以上、Tfの鉄結合と供給に対し、anionが調節機構の役目を持ち、生理的anion【CO(^2-_3)】が配位するとき、その機能が有効に働くと考えられた。
人間とロボットとの身体的インタラクションを生成する動作モデルの開発

本研究では,人間に好まれる身体的インタラクションをロボットに生成するための動作モデルを提案している.身体的インタラクションとしては接触を伴う挨拶である握手とハグを,接触を伴わない挨拶である挙手を対象としている.そして,これらの動作モデルを適用したロボットシステムを構築し,官能評価実験から音声挨拶の有無や接触の有無による人間に好まれるロボットの動作特性の違いについて示す.さらに,握手の動作モデルを応用することで,人間に好まれる動作により物品など差し出す,手渡し動作を生成する.平成25年度は,まず,接触を伴った身体的インタラクションとして,ロボットに人間との握手動作を生成させるための握手動作モデルの提案を行った.握手動作としては,人間が接近し握手を求めた場合にそれに応じる動作(握手応答動作)と接近してくる人間に握手を求める動作(握手要求動作)の2つの動作を対象とし,人間同士の握手動作の解析を行った.解析では,手部軌道,手部動作の開始タイミング,および音声挨拶の発声タイミングについて計測を行った.そして,解析結果に基づいて握手応答動作と握手要求動作をロボットに生成するための握手動作モデルの提案を行った.さらに,この提案した握手動作モデルを現有する上肢ロボットに適用することで握手ロボットシステムを構築した.そして,この握手ロボットシステムを用いた合成的解析により,人間に好まれる握手応答動作と握手要求動作では,手部動作と音声挨拶のタイミングが異なることなど,人間に好まれる握手動作におけるロボットの動作特性を明らかとした.また,この握手動作モデルにより生成される動作が人間に好まれることが示され,その有効性を示した.さらに,人間同士の手渡し動作を解析し,手渡し動作が握手動作と類似していることが示された.そのため,握手動作モデルを応用して,人間との手渡しを行う手渡し動作モデルの提案を進めている.また,ハグ動作についても,人間同士の動作解析を行い,その解析結果に基づいてハグ動作を生成するハグ動作モデルの提案を進めている.また,人間との握手やハグなどの身体的インタラクション動作を生成するための双腕ロボットの設計・製作を行った.この双腕ロボットは片腕に7自由度(計14自由度)を有しており,多様な動作の生成を可能にている.平成26年度は接触を伴わない身体的インタラクションとしての挙手による挨拶に着目し,人間同士の挙手による挨拶動作の解析に基づいて,ロボットに挙手動作を生成するための挙手動作モデルの提案を行った.さらに,この挙手動作モデルを成人男性の大きさに合わせて設計・製作した上肢ロボットに適用し,人間との挙手による身体的インタラクションを生成するロボットシステムを構築した.そして,このロボットシステムを用いて人間に好まれる挙手動作を合成的解析によって検討した.その結果,人間同士の挙手による挨拶における音声挨拶の発声と手部動作の開始タイミングと人間に好まれるロボットのそれらの開始タイミングとでは,異なることが示された.これにより人間に好まれるロボットの挙手動作は人間同士の挙手動作とは異なるものであることが示された.さらに,接触を伴う上肢による身体的インタラクションである握手動作における人間に好まれるロボットの動作特性との比較を行った.その結果,ロボットが身体的インタラクションを求める場合に,握手と挙手とでは人間に好まれるロボットの動作特性が異なっていること示された.これにより接触の有無によって人間に好まれるロボットの動作特性に違いがあることが示された.また,平成25年度に解析を行った人間同士のハグ動作解析に基づいて,ロボットにハグ動作を生成するためのハグ動作モデルを提案した.このハグ動作モデルには躍度最小モデルに基づく釣り鐘型速度パターンと波形速度パターンを用いることで,人間の動作に類似した滑らかな軌跡と速度パターンによる手部動作を実現した.さらに,この動作モデルを平成25年度に構築した双腕ロボットに適用することで,人間とのハグ動作を生成するロボットシステムを構築した.平成27年度では,平成26年度に開発した釣り鐘型速度パターンと波形速度パターンを組み合わせたハグ動作生成モデルを人間の上肢サイズに合わせて設計・製作した双腕ロボットに適用することで構築したハグロボットシステムを用いて,人間との接近を伴うハグ動作についての合成的解析を行った.合成的解析では,人間とロボットとのハグ動作に関して,人間に好まれるロボットの手部動作の開始タイミングについて解析を行った.人間同士のハグ動作の解析から,応じる側は求める側の手部動作の開始,音声挨拶の発声,および接近動作の停止にタイミングを合わせて手部動作を開始している特徴が見られた.そこで,人間の手部動作の開始,音声挨拶の発声,および接近動作の停止にタイミングを合わせてロボットの手部動作を開始し,その動作を官能評価した.その結果,人間に好まれるロボットの手部動作の開始タイミングは求める側の挨拶音声に合わせることであることが示された.また,人間との抱きかかえ動作についても同様の合成的解析による官能評価を行った.その結果,抱きかかえる動作についてもハグ動作と同様に人間の音声に合わせて人間を抱きかかえるための手部動作を開始することが人間に好まれることが示された.これらのことから,ロボットが人間とハグする場合や抱きかかえる場合には,人間の音声に合わせて動作を開始する必要があることが示された.さらに,これまでに開発したハグ動作生成モデルを改良することで,ロボットから人間にハグを求めるハグ要求動作と,人間にハグを求められた場合にそれに応じるハグ応答動作を生成することを可能にした.平成27年度は計画していた通りに,ハグ動作生成モデルを適用したハグロボットシステムを用いて,合成的解析による官能評価を行った.

その結果,人間に好まれるロボットの手部動作の開始タイミングは求める側の挨拶音声に合わせることであることが示された.このことから,ロボットにより人間とのハグ動作を生成する際には,人間との音声挨拶が極めて重要であることが示唆された.さらに,このハグロボットシステムを用いて,人間との抱きかかえ動作についても同様の官能評価を行った.その結果,ハグ動作と同様の結果となり,抱きかかえ動作においても人間との音声挨拶が極めて重要であることが示唆された.これらのことから,平成27年度に予定していた通りに,ハグ動作の解析と抱きかかえ動作の解析を並行して行うことで,効率的に研究が進められた.さらに,これまでに開発してきたハグ動作生成モデルを改良することで,ロボットから人間にハグを求めるハグ要求動作と,人間にハグを求められた場合にそれに応じるハグ応答動作を生成することを可能にした.これらのことから,平成27年度は研究目標をおおむね達成しているといえる.本研究課題では接触を伴わない身体的インタラクションである挙手による挨拶と接触を伴う握手とハグによる挨拶に着目し、人同士の動作解析に基づいてそれらの動作を生成するための動作モデルを提案した。これらの動作モデルでは、人にそれらの身体的インタラクションを求める動作と人に求められた場合にそれに応じる動作を生成している。そして、提案した動作モデルをロボットに適用し、人に好まれる身体的インタラクションを実現することで、それらの動作モデルの有効性を示した。さらに、官能評価実験により人に好まれる身体的インタラクションを生成するためのロボットの動作特性について検討した。その結果、接触を伴う場合には手部動作より先に音声挨拶を発声することが好まれ、接触を伴わない場合には手部動作を音声挨拶より先に開始することが好まれることが示された。このことから、身体的インタラクションにおいては、接触の有無によって人に好まれるロボットの動作特性に違いがあることが示された。次に、支援動作の1つであるモノを手渡す動作について人同士の動作解析を行い、人にモノを手渡すための動作を生成する動作モデルの提案を行った。さらに、その動作モデルを適用した手渡しロボットシステムを構築した。そして、手渡しロボットシステムを用いた合成的解析により、手渡し動作における人に好まれるロボットの動作特性は、握手におけるロボットの動作特性と類似しており、握手におけるロボットの動作特性を手渡し動作に適用できることが示された。このことから、人に好まれるロボットの身体的インタラクション特性を人への支援動作に適用できることが明らかとなった。また、人に好まれる手渡し動作をロボットに生成するためには2自由度以上が必要であることが示された。さらに、人を抱きかかえる動作についても、ハグにおけるロボットの動作特性を適用できることが示された。本研究では,人間に好まれる身体的インタラクションをロボットに生成するための動作モデルを提案している.身体的インタラクションとしては接触を伴う挨拶である握手とハグを,接触を伴わない挨拶である挙手を対象としている.
原核細胞のATP依存性膜結合型メタプロテアーゼFtsHの研究

FtsHプロテアーゼの機能ドメインの解明:FtsH蛋白のAAAモジュール、Zn結合モチーフ及び膜結合ドメインの機能を解析するため、欠失変異や部位特異的変異を導入し、これらの変異FtsHのプロテアーゼ活性をσ^<32>のレベルを指標にin vivoで調べた。その結果、AAAモジュール内のWalkerモチーフ、SRH領域はプロテアーゼ活性に重要であることが判明した。またZn結合の変異もプロテアーゼ活性を失った。膜結合ドメインを欠いたFtsHは活性は落ちるが、過剰は産生すると有意にプロテアーゼ活性を示した。また、これらの変異FtsH蛋白を温度感受性ftsH1変異株で発現したところ、プロテアーゼ触媒部位のグルタミン酸残基をグルタミンに置換した変異が温度感受性を相補し、プロテアーゼ活性を示すことが分かった。この変異蛋白は単独ではプロテアーゼ活性を示さないことから、FtsH1蛋白との複合体として活性を持つことが強く示唆された。FtsHプロテアーゼによる基質認識:σ^<32>のC領域に相当する合成ペプチドを基質として、in vitroの系でFtsHによる分解を調べたところ、このペプチドは複数箇所切断されることが分かった(Bukauとの共同研究)。λCIIIの活性領域に相当する24アミノ酸残基のペプチドはin vitroでFtsHのプロテアーゼ活性を強く阻害した。FtsHプロテアーゼと枯草菌の胞子形成蛋白SpoVMの相互作用:枯草菌の胞子形成に関わる26アミノ酸残基の蛋白SpoVMはin vitro系で大腸菌FtsHプロテアーゼ活性を特異的に阻害するとともにそれ自身基質として分解されることを明らかにした。spoVM変異を抑制するftsH変異の変異箇所を決定したところ、Zn結合モチーフ(プロテアーゼ活性部位)のすぐ上流部位であった(Cuttingとの共同研究)。
Ni-Ae-Mu合金における二段階マルテンサイト変態と新しい長周期積層構造の研究

Ni50AlxMn50-x(16.0≦x≦20.5)なる組成を持つ各種組成の合金に対し、電子顕微鏡、X線回折及びDSCによる実験を行い、以下の結果を得た。室温での電子顕微鏡観察によると、組成の関数としてのマルテンサイトの結晶構造は、x≦17.0では7R(52)マルテンサイト、x≦19.0では15R(32)3マルテンサイト、17.0≦x≦19.0では7R、15R、36R(5232)3の3種類のマルテンサイトが観察された。ここで15R及び36Rの構造は、他の合金系でも見い出されたことのない全く新しいマルテンサイトの構造である。17.0≦x≦19.0の組成領域では、詳しい観察の結果、7Rと15Rの混合状態と考えるのが妥当との結論に達した。モ-フォロジーはいずれもプレート状で、内部欠陥は底面上の積層欠陥であった。格子定数はいずれもX線デフラクトメータにより精密に測定した。結晶構造は各種方位の電子回折により行い、高分解能電子顕微鏡観察並びにコンピュータ・シミュレーションにより構造の確認をおこなうことができた。DSC測定によると、x≦17.0以下の組成では、二つのピークが現われ、これが2段のマルテンサイト変態によるものか、異なった場所での二つのマルテンサイト変態によるものかが問題である。今回電子顕微鏡の加熱ホルダーを用いた実験によって、x=16.0の試料はB2→15R→7Rの2段変態することが明らかになった(実際には、7R→15R→B2の逆変態を見ている。)。引張試験によっても2段変態を確認するため、単結晶を用いた実験を行ったが、変態前に破断してしまい、まだ引張試験には成功していない。以上の成果の一部は、研究発表欄に示したように既に雑誌に発表されたが、残りの部分も近く二つの論文として投稿の予定である。)。