hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルファ崩壊で探る固体内電子状態

固体内の電子状態を微視的に探るプローブとして、ガンマ線及びベータ線は広く用いられているが、アルファ線は資料に対する自己照射や発熱をもたらすため、用いられてこなかった。本研究では、アルファ放射体であるアクチノイド元素を主たる対象として、アルファ線測定の技術開発を行った。極低温及び磁場中における整列からのアルファ線放出の角度依存性の検出を目的として、(1)アクチノイド化合物単結晶を作成し、(2)極低温で動作する小型アルファ線検出用カロリメータの設計制作、(3)角度回転機構の制作を行った。これを用いて、極低温環境下でのアルファ線の検出に成功し、十分な性能を有していることを実証した。カロリメトリーによるアルファ線検出のための装置の設計検討及び予備実験を行った。アクチノイド元素がアルファ崩壊により放出するアルファ線のエネルギーを効率よく検出するために、ボロメータの熱容量、応答速度及び到達温度を詳細な検討を行った。当初の見積りに比較して、一桁程度感度を上げる必要があることがわかった。その過程で、測定に使用するクライオスタット及び電源からのノイズによる熱流入が無視できない事がわかり、本科研費を用いてクライオスタット全体を電源系から切り離すことを試みている。これらの成果を次年度の装置作製及び測定に活かして行く。平行して、測定対象となる試料の探索を行った。PuGa3が一軸異方性の強い反強磁性体である事や、古くから知られるUPt3の超伝導秩序変数が自発的に対称性を破っている事等、得られた知見は大きかった。一方、六方晶UGa2は強磁性体として知られているが、強磁性モーメントはa軸方向を向くため、無磁場では強磁性モーメントは等価なa軸方向に分配される。これはわずかな磁場で単一磁区にすることが出来るため、カロリメトリーへの影響を最小限に保ったまま磁区すなわち核スピンの偏極を制御できると期待できる。予備実験及び装置の設計はほぼ順調に進んでいる。今年度は、液化ヘリウムの入手が困難となり当初予定していた実験が不可能となったが、既存のヘリウムフリー冷凍機を流用する事により、到達温度はやや不十分なものの、必要なデータを取得することができた。また、測定感度及びノイズの問題が明らかとなったが、対策を講じつつあり、今後の研究に生かす事が出来ると考えている。これまでの知見に基づき、カロリメータの作製を行う。装置の評価、調整を行いつつ、測定対象単結晶を育成する。比較的扱いやすいウランで測定を行い、その経験を生かして、超ウランへの展開を検討する。また、液化ヘリウムの供給は依然として不安定なため、既存のクライオスタットの改造等も検討して、ヘリウム使用量を低減する事も必要である。次年度の研究費は、以下の項目に使用する。(1)測定対象単結晶の作製(原料及び育成装置、評価装置消耗品)(2)カロリメータ作製費用(3)測定用消耗品(4)研究打合せ旅費(5)成果発表費
3次元時空間データからの統計的特徴抽出に関する研究

時空間データから認識に有効な特徴を抽出する手法を提案した。提案法では、時空間における局所近傍でのデータ記述子の共起性に注目し、様々な共起パターンの統計量を算出することで、対象データの特徴を抽出する。データ記述子としては、動画像では時空間勾配ベクトル、またより一般的な記述子として局所特徴量を採用することで効果的な動画像特徴や画像特徴が得られる。動作認識や画像認識の実験により、提案法の有効性を確認した。H21年度は、動画像認識における新たな特徴抽出手法として、時空間勾配共起特徴(Space-time Auto-Correlation of Gradient, STACOG)を提案した。動画像は空間xy次元に加えて時間t軸を加えた3次元時空間データと見なすことができる。対象(人など)の動作はこの3次元における多様体(Motion Surface)として幾何学的に表現されるため、その幾何特徴を効果的に抽出することが動画像認識では重要となる。提案したSTACOG法では、基本的な幾何表現として3次元時空間勾配に注目し、さらにその近傍での共起性を抽出する。具体的には、3次元勾配を方向量子化することにより質的表現を得た後、テンソル計算を用いてそのような質的表現の共起特徴を算出する。そのため、STACOG特徴では勾配の分布のみならず、その共起分布の特徴も抽出することが可能となり、これらは幾何学的には勾配に加え曲率情報の抽出に相当する。さらに、質的表現を経た後に共起を算出しているため、計算量も非常に少ないという利点もある。STACOG特徴を用いた新たな動画像認識の枠組みとしてBag-of-Frame-Features法も提案した。これは画像認識で用いられているBag-of-Features法を動画像へ拡張したものである。動画像では空間(frame)と時間は物理的に対等ではないため、その扱いを分け、動画像をframeから抽出したSTACOG特徴群で表現する。これにより動画像を密に表現することができ、STACOG特徴の性能と併せて、認識性能を向上させることができる。上記の提案手法を実際の動画像データに適用し動作認識実験を行ったところ、従来法と比較して良好な認識性能を得ることができた。H22年度はまず、画像認識において有効な性能を示す従来のBag-of-Features(BoF)法に対して、局所共起の概念を導入し拡張したBag-of-Coccurrence-Features法を提案した。BoF法は画像内で量子化局所特徴量(Visual Word)の生起頻度を測る。提案法では単純な生起頻度に留まらず、近傍局所領域での共起頻度を測ることで、対象認識において重要となる対象部位の相対的位置関係までも抽出することができる。そのため、認識性能を大きく向上させることができた。さらに、時空間データからの特徴抽出手法として、木構造に基づく局所共起特徴抽出法を開発した。上述の共起特徴量では、用いる共起パターン(どの程度の近傍を見るか、何点共起か等)を事前に人手で規定する必要があった。そこで、そのような恣意性を排除し、データに基づくより有効な特徴を抽出するため、特徴抽出のための共起パターンを学習により獲得する。一般に共起性は各事象を対等に扱うが、各共起パターン間での部分的重複を考慮すると、共起パターンは木構造を用いて記述することが可能である。ここではAdaBoostの逐次的学習法を適用することで、判別的観点から共起を表す木構造を最適化する手法を開発した。ここでの共起木はルートからリーフへと成長し、適応的に最適な深さと幅が得られる。これを動画像の時空間勾配に適用し(時空間勾配の共起特徴が構成される)、動画像認識実験を行ったところ、従来の動作特徴量と比較して良好な性能が得られた。さらに、得られた共起木構造を見ると、その多くが34点共起を示すことが分かった。これはあまりに多点の共起では汎化性が落ちてしまい、比較的少ない3点程度の共起が認識には有効であることを示しており興味深い結果である。H23年度はまず、共起特徴の回転不変性について検討を行った。本研究にて扱う共起特徴では、共起ペアパターンの回転同値類を同一特徴に割り振ることで回転不変となる。そのようなグルーピングにより特徴次元が削減され判別力も落ちる可能性があるが、様々な間隔での共起特徴を同時に抽出することで、十分な判別力を持った回転不変共起特徴が得られた。ただし、人を対象とした画像や動画像では、人がほぼ直立するような画角で撮影されており、そのように方向が正規化されている場合には回転不変性の効果は薄い。一方で、医療での細胞画像などでは対象となる細胞は任意の向きで撮影されているため、回転不変性を考慮することによる効果は大きかった。また、昨年度に考案したBag-of-Cooccurrence-Featureの枠組みを(動画像)時系列に適用した。各フレームでの特徴ベクトルを動作wordとして量子化し、時間軸上での動作wordの共起特徴を抽出する。

時間軸上での動作の共起は、動作の時間的な順序関係を記述していることに相当するため、認識対象である行動を構成する細かな動作の順序も考慮した特徴が得られることになる。これにより、動画像認識の性能が向上することを確認した。最後に、本研究にて開発した動作特徴量と他の従来法との性能比較を、様々な公開データベースを用いて定量的に行った。データベースとしては、屋内環境での上半身のジェスチャー動作や細かなハンドジェスチャー動作、屋外環境での人間行動といった、いずれもこれまでにベンチマークとして使用されてきたものである。多くのデータベースで、従来法を凌駕する認識性能を達成しており、提案した動作特徴量の有効性を定量的に示すことができた。
時間をコントロールする遺伝子の構造と作用機構の研究

生物にはそれぞれの種に固有の寿命があり、それらは遺伝的にコントロールされていると考えられる。本研究では、発生時間の遺伝的コントロールを突然変異体を用いて解析することを試み、細胞性粘菌D.discoideumをモデルシステムとして用いた。細胞性粘菌は通常、24時間で発生を終了して子実体を形成するが、まず、16時間で終了する突然変異体を多数、分離した。それらを遺伝解析した結果、発生時間の短縮は単一の劣性遺伝子によって支配されていることが明らかにされた。さらに、これらの突然変異体ではcAMPのメタボリズムが異常であることも判明した。発生時間をコントロールする遺伝子rdeの構造とその産生物を知るため、遺伝子の単離、クローニングを目指した。まず、粘菌細胞と大腸菌のシャトルベクターの開発を試み、野外より多数の細胞性粘菌を分離して、プラスミドの有無を調べた。発見したプラスミドに大腸菌のプラスミドpBR322をつなぎ合わせ、シャトルベクターを作製した。同じ頃、カリフォルニア大学でもシャトルベクターpB10SXが開発された。実験の最初のネックは、ベクターの粘菌細胞への導入であった。従来の塩化カルシウム法を工夫改良したが、導入効率はきわめて低かった。しかし、細胞に高電圧をかけることにより導入率を数百倍にあげることに成功した(本年度中に発表予定)。もう一つのネックは、クローニングのために大腸菌に導入したベクターDNAに欠失が生ずることである。この点を克服するために大腸菌の系統株の検討を行っている。欠失頻度が系統株によって異なることから、欠失を生じさせない適切な系統株を見出すことに、現在、期待をかけている。1.当初の計画にもとづいて,西洋美術の技法史関係文献のデータを調査収集し,目録データ・ベースの入力を行った.2.上記データのうち入手可能な図書の収集に努力し,入手しえたものについて,所蔵場所を上述の目録に加えた.3.上述のデータについて,使用の便宜と科学的体系化の観点から,整理と註釈と,索引作りを行い,これらを合わせ印刷した〔美術技法史文献-実技と制作理論の歴史〕を編集し,簡易印刷に刊行した.4.同文献文禄は,第1部/原史料編,第2部/作品研究編からなり,第1部では,古代から18世紀までの絵画,建築,工芸,彫刻の造形芸術全般にわたる実技の制作理論に関する一次史料について,その版と註釈と研究を網羅し,第2部では,直接的な作品観察にもとづき,あるいは文献を採用し,あるいは科学的調査手段を用いて行われた歴史的技法研究についての著書および雑誌論文を集めてある.生物にはそれぞれの種に固有の寿命があり、それらは遺伝的にコントロールされていると考えられる。細胞性粘菌は単細胞の土壌性アメーバでバクテリアを食べて2分裂によって増殖する。バクテリアがなくなると数万の細胞が仕合して多細胞からなる集合体を形成し発生期に入る。そして、独特な形態形成をへて胞子と柄細胞からなる子実体を形成する。発生に要する時間は22°Cで通常24時間であるが、この時間は遺伝子によってコントロールされているものと思われる。この想定のもとに、まず発生時間の正常な突然変異体を分離することを試みた。その結果、発生時間が正常の2/3(16時間)に短縮された突然変異体が分離され、遺伝解析の結果から単一の劣性遺伝子rdeによってコントロールされていることが分った(発表済)。この突然変異体を用いて、時間をコントロールする遺伝子の構造とその作用機構の研究を始めた。まず、1.細胞性粘菌での宿主-ベクター系を確立することを目的として、野外から多くの系統の細胞性粘菌を採取し、プラスミドの有無を調べた。その結果、プラスミドpGF1(2本鎖DNA)を発見、単離した。これに選択マーカーとして他の粘菌の系統株のもつシクロヘキシミド

抵抗性の遺伝子cycAを組み込み、さらに、シャトルベクターとするため、大腸菌のプラスミドpBR322とつなげることを試みた。pBR322は容易に粘菌プラスミドとつながったが、マーカー遺伝子の組み込みにはまだ成功していない。次に、2.プラスミドpGF1の全塩基配列(4,500)を決定した。その結果、550と551対のインバーティドリピートの存在を明らかにした。現在、これら配列の機能、また他の遺伝子や複製開始領域など粘菌プラスミドの構造と機能を詳細に調べている。さらに、3.プラスミドDNAを粘菌細胞内に効率よく導入する方法の開発を行った。從来の塩化カルシュウム法の改良に加えて、細胞に高電圧を加えてDNAを取り込ませる方法も試みている。細胞性粘菌は土壊性アメーバーで発生期に入ると細胞集合体を形成し、子実体をつくる。発生時間は22°Cで24時間で、この時間は遺伝子により支配されている。当研究室では発生時間が正常なものの約2/3、16時間で終了する突然変異体を多数分離し、遺伝解析を行った結果、発生時間をコントロールする遺伝子は劣性単一遺伝子であることが示された。(発表済)。時間をコントロールする遺伝子rdeの構造とその作用機作を調べるため、まず細胞性粘菌でその宿主ベクター系を確立しようとして、野外から新たに採取した系統株を調べ、その一系統株からプラスミドpGFlを発見、単離した(発表済)。このプラスミドを改良し粘菌用シャトルベクターとすることを試みてきたが、現在まだベクターとして利用できる段階に至っていない。一方、カリフォルニア大学のFirtel一派はわれわれに先んじて粘菌用ベクターBIOSXの開発に成功した。このため、このベクターを入手し、これに正常なrde遺伝子をつないで突然変異体に導入して形質転換体をうることを試みた。しかし、BIOSXの細胞への導入率は極めて低く、この導入率をまず実験目的に沿ったレベルまで引き上げることが必要とされた。このため、前年度から今年度にかけて、塩化カルシュウム細胞処理法の改良,細胞のグリセロール処理,キャリアーDNAの添加等,導入法の改善を行い、その結果、Firtilらの発表結果の約1020倍の高率で細胞内にDNAを導入することに成功した。しかし、実験効率を上げるためにはさらに頻度を100倍にあげることが必要で、現在、努力している。同時に、現在、正常型の細胞のDNAを種々の制限酵素で切断してBIOSXに組込んだのちに突然変異体に導入する実験を行っているが、まだ形質転換体はえられていない。こうした実験には多大な時間と労力を要し、さらにチャンスを伴うが、成功をめざして現在、鋭意努力している。生物の分化,発生の時間は遺伝的にコントロールされており,このコントロールの機構を解明するために,時間を制御する遺伝子の発見とその作用機作の研究を行ってきた.モデルシステムとして細胞性粘菌を用い,その発生時間が単一の劣性遺伝子によって制御されていることを発見した(発表済).細胞性粘菌の発生時間は通常24時間(22°C)であるが,時間異常の突然変異体では16時間で終了する.この突然変異体ではcAMPのメタボリズムが異常であることが分った(発表済).
地方品種遺伝資源の管理と地域適応品種育成における農民参加の可能性研究

1.16年度までに実施した農民参加による地方品種遺伝資源管理の組織にかかる既存文献の収集・分析を継続した。また、雑誌Euphytica等に地方品種(Landrace)の定義について多くの論文を発表している元ワーゲニンゲン大学Zeven氏との意見交換を行った。Zeven氏の定義では、近代育種を行うこととLandraceという用語は矛盾することになり、今後長野県の地方や最品種のハイブリッド種子生産を国際的な遺伝資源保全の枠組みで発表する際には用語の説明が必要であることが判明した。2.オランダやドイツにおける有機農業者(Bio-dynamicを含む)や家庭菜園(hobby gardener)に利用されている品種種子供給および育種のシステムと、わが国の地方野菜のような地域における地方品種利用システムの相違を明らかにした。Bio-dynamic農業では、作物自身およびその人間との調和が品種選択の基準となっており、個々の農家の目が重要となっている。一方、ドイツ等においては、調査した範囲では地域特有の野菜を伝統的な栽培地域で継続的に利用するというアイデアはほとんど見られなかった。3.昨年度に続き、長野県内の地方品種の遺伝資源の利用状況を調査し、ハイブリッド種子の導入が生産を増加させている事実と、同時に品種の保全や改良が行われても、深刻な後継者不足から伝統品種の栽培そのものが危機にさらされている状況も明らかになった。対象とした野菜は、ダイコンに加えて、カブ、ナスビ、ネギ等である。今後は、農村の社会経済の現状の中での持続可能な遺伝資源管理の方策を模索していく必要がある。4.長野県におけるF1化を利用したダイコン4品種の遺伝資源保全と栽培の継続についてその経緯と手法、その後の栽培状況の変化をまとめ、地方品種のF1化が遺伝資源の域内循環を持続させるひとつのシステムとして可能性があることを示し、その中での大学・民家種苗会社の役割を明確にし、結果概要をSABRAOでポスター発表した。本研究では、農業における生物多様性の中で、特に在来品種(地方品種)の管理に関し、農民の価値把握による利用促進を通じた品種育成及び農村地域開発への統合の視点から既存の組織制度の事例について考察し、評価を試みた。2年間の研究期間では、作物遺伝資源の多様な価値及びその価値利用に適した組織制度の関係をわが国およびすでに本研究の視点での分析が始まっているEU諸国の事例から分析する。初年度の平成16年度は、研究組織の各研究者が収集していた情報や資料を共有し、具体的な今後の文献調査および現地調査の必要内容を整理した。具体的には、...(1)農民参加による地方品種遺伝資源管理の組織にかかる既存文献の収集・分析し、研究代表者のこれまでの研究成果と合わせて「作物遺伝資源の農民参加型管理」を出版した。(2)国内では、長野の親田辛味ダイコン(農民に管理されていた野菜在来品種がF_1化され、民間の種苗会社が母本管理と種子供給を行なう事例)と岩手県雑穀遺伝資源センター(研究機関が中心に在来品種の再利用を実施)に関する現況調査を行った。(3)海外調査は、英国における蔬菜の公式なジーンバンクとNGOとの関係、オランダにおける小規模種子生産と農民によるブラシカ等の育種の現況について資料収集、現地調査を実施した。
レミフェンタニルの二量体化オピオイド受容体脱感作メカニズムの解明

レミフェンタニル(RF)は,時に急性耐性や術後痛覚過敏を引き起こす。オピオイドによる急性耐性獲得や痛覚過敏発症に,μオピオイド受容体(μOR)の細胞内移行や再感作様式への関与が示唆されており,RFがオピオイド受容体の細胞内局在に与える影響について各種条件下で検討を行った。蛍光タンパク結合μORを発現させた培養細胞を用いた従来の解析に加え可視化リアルタイム解析の結果,RFは濃度依存性にμORのを細胞内移行を促進し,急性耐性や術後痛覚過敏を惹起する可能性が示唆された。またS(+)ケタミン併用はRFによるμORの細胞内移行を抑制し,RFによる急性耐性・痛覚過敏発症予防に有効である可能性が示唆された。本研究は,急性耐性・痛覚過敏形成への関与が示唆されるレミフェンタニル(RF)の,周術期における最適な鎮痛法確立のため,RFの1単量体・二量体オピオイド受容体の細胞内局在に与える影響を様々な条件下で検討2臨床で頻用されるフェンタニルなどの各種オピオイド製剤や各種鎮痛剤併用下での,単量体・二量体オピオイド受容体の細胞内局在に与える影響を比較検討を行い,得られた結果をもとに,1各種鎮痛剤が単量体・二量体オピオイド受容体の耐性・痛覚過敏形成に与える分子機構を明らかにし,2耐性・痛覚過敏形成を克服するための新規鎮痛法開発の基盤構築を目的にしている。平成25年度は,平成24年度に引き続き,クローン化μオピオイド受容体(μOR)のC端末に蛍光タンパクVenusを連結させた受容体を作製。トランスフェクション(形質移入)を行いBHK細胞に発現させ,蛍光タンパク融合オピオイド受容体を発現させたBHK細胞に、以下の条件下でのレミフェンタニルを作用させる実験を行った。各種濃度・作用時間の,レミフェンタニル(RF)単独RFとS(+)ーケタミン併用による影響各条件下でのレミフェンタニル作用後の,μORの細胞内局在を共焦点レーザー顕微鏡を用い評価を行い,比較検討するとともに,新規シグナルペプチド付加HaloTag融合μORを用いたリアルタイム解析による客観的および定量的測定を試みている。internalization/recycling機構を共焦点レーザーで解析中であるが,現在まで各濃度のRFはμORをほとんど細胞内移行させ,また濃度依存的に再感作を抑制し,一方,S(+)-ケタミンの併用は各濃度のRFによるμORの細胞内移行を抑制することを示唆するデータが得られ,現在リアルタイム解析による客観的および定量的測定でも解析中である。本研究は,急性耐性・痛覚過敏形成への関与が示唆されるレミフェンタニルの,周術期における最適な鎮痛法確立のため,レミフェンタニルの1単量体・二量体オピオイド受容体の細胞内局在に与える影響を様々な条件下で検討2臨床で頻用されるフェンタニルなどの各種オピオイド製剤や各種鎮痛剤併用下での,単量体・二量体オピオイド受容体の細胞内局在に与える影響を比較検討を行い,得られた結果をもとに,1各種鎮痛剤が単量体・二量体オピオイド受容体の耐性・痛覚過敏形成に与える分子機構を明らかにし,2耐性・痛覚過敏形成を克服するための新規鎮痛法開発の基盤構築を目的にしている。平成24年度は,1クローン化μオピオイド受容体のC端末に蛍光タンパクVenusおよびクローン化δオピオイド受容体のC端末にCeruleanを連結させた受容体を作製。21で作製した単量体および二量体受容体をBHK細胞に発現させるため,試薬を用いトランスフェクション(形質移入)を行い,324時間後,蛍光タンパク融合オピオイド受容体を発現させたBHK細胞に、以下の条件下でのレミフェンタニルを作用させる。各種濃度・作用時間のレミフェンタニル(RF)単独細胞内外活性タンパク質(例;PP2A・Rab4・ERKなど)+レミフェンタニル各条件下でのレミフェンタニル作用後の,μオピオイド受容体・δオピオイド受容体およびμ-δ二量体化受容体の細胞内局在を共焦点レーザー顕微鏡を用い評価を行い,比較検討するとともに,二量体化の程度を,FRET法により行っている。現在,様々な濃度のRFで刺激し、受容体二量体化とinternalization/recycling機構を共焦点レーザーで解析中である。今後は、細胞内外活性タンパク質併用やレミフェンタニル以外の各種鎮痛剤併用下での更なる検討を行う予定である。本研究は,急性耐性・痛覚過敏形成への関与が示唆されるレミフェンタニル(RF)の,周術期における最適な鎮痛法確立のため,RFの1単量体・二量体オピオイド受容体の細胞内局在に与える影響を様々な条件下で検討2臨床で頻用されるフェンタニルなどの各種オピオイド製剤や各種鎮痛剤併用下での,単量体・二量体オピオイド受容体の細胞内局在に与える影響を比較検討を行い,得られた結果をもとに,1各種鎮痛剤が単量体・二量体オピオイド受容体の耐性・痛覚過敏形成に与える分子機構を明らかにすること2耐性・痛覚過敏形成を克服するための新規鎮痛法開発の基盤を構築することを目的にしている。

平成26年度は平成24・25年度に引き続き,1蛍光タンパクVenusを結合したμオピオイド受容体μ-Venusを発現させたBHK細胞に以下の各条件下でのRFを作用させ,A.各種濃度・作用時間のRF単独B.各種鎮痛剤(ケタミンなど)細胞内外活性タンパク質(例;PP2A・Rab4・ERKなど) + RF2各条件下でのRF作用後の,μオピオイド受容体の細胞内局在を共焦点レーザー顕微鏡を用い評価を行い比較検討を行っている。また,新たに客観的定量化のため,Human Embryonic Kidney(HEK293)細胞におけるシグナルペプチド付加[SP(+)]Halotag-μORを用いた細胞内局在のリアルタイム・アッセイを行っている。今後は、細胞内外活性タンパク質併用やRF以外の各種鎮痛剤併用下での更なる検討を行う予定である。本研究は,急性耐性・痛覚過敏形成への関与が示唆されるレミフェンタニル(RF)の,周術期における最適な鎮痛法確立のため,RFの1単量体・二量体オピオイド受容体の細胞内局在に与える影響を様々な条件下で検討2臨床で頻用されるフェンタニルなどの各種オピオイド製剤や各種鎮痛剤併用下での,単量体・二量体オピオイド受容体の細胞内局在に与える影響を比較検討を行い,得られた結果をもとに,1各種鎮痛剤が単量体・二量体オピオイド受容体の耐性・痛覚過敏形成に与える分子機構を明らかにし,2耐性・痛覚過敏形成を克服するための新規鎮痛法開発の基盤構築を目的にしている。リアルタイム解析の結果,RFは濃度依存性にμORの細胞内へのinternalization(細胞内移行)を促進する傾向が認められた。また,S(+)-ketamineはRFによるμORのinternalizationを抑制する傾向が認められた。これらは,BHK細胞における,RFによる濃度依存性のμORに対するrecycling抑制効果,および,S(+)-ketamineはRFによるμORのinternalization抑制,recycling促進の結果を裏付ける可能性を示唆している。また,高濃度RF使用による急性耐性発現・痛覚過敏発症,S(+)ーketamineの急性耐性予防効果にはμORのinternalization/recycling様式が影響を与えている可能性が示唆された。現在,論文作成・投稿準備中であるが,より詳細なデータ解析と解析結果に基づいた新たな研究計画立案中である。レミフェンタニル(RF)は,時に急性耐性や術後痛覚過敏を引き起こす。オピオイドによる急性耐性獲得や痛覚過敏発症に,μオピオイド受容体(μOR)の細胞内移行や再感作様式への関与が示唆されており,RFがオピオイド受容体の細胞内局在に与える影響について各種条件下で検討を行った。蛍光タンパク結合μORを発現させた培養細胞を用いた従来の解析に加え可視化リアルタイム解析の結果,RFは濃度依存性にμORのを細胞内移行を促進し,急性耐性や術後痛覚過敏を惹起する可能性が示唆された。またS(+)ケタミン併用はRFによるμORの細胞内移行を抑制し,RFによる急性耐性・痛覚過敏発症予防に有効である可能性が示唆された。様々な濃度・作用時間のレミフェンタニルによる刺激に対する、internalization/recycling機構を共焦点レーザーで解析に加え,新たに客観的定量化評価のため,Human Embryonic Kidney(HEK293)細胞におけるシグナルペプチド付加[SP(+)]Halotag-μORを用いた細胞内局在のリアルタイム・アッセイによる解析に時間を要しているため,研究の進捗がやや遅れている。歯科麻酔学様々な濃度・作用時間のレミフェンタニルによる刺激に対する、internalization/recycling機構の共焦点レーザーによる解析の継続とともに,HEK293細胞におけるシグナルペプチド付加[SP(+)]
旧スペイン領南米における集住政策と先住民社会へのその影響の地域間比較

スペイン統治下の南米では、広範囲に分散する小規模な先住民集落をヨーロッパ式の大きな町に統合する政策が実施された。この政策は3世紀にわたり広大な地域で推進され、数百万の人びとがその影響を受けた。しかし、従来の研究では、個別の地域や民族に焦点を絞った研究がほとんどで、スペインの影響の全貌を把握する試みはまれだった。本研究では、南米のさまざまな地域の事例を比較して、集住政策が先住民社会に与えた影響を全体的に解明した。平成22年9月7日と8日、ペルーの首都リマの教皇庁立ペルーカトリカ大学において「先住民の集住化-比較の視点」と題する国際シンポジウムを開催した。報告者11名、コメンテーター7名、出席者約60名の学術会議であり、報告や質疑はすべてスペイン語でおこなった。このシンポジウムにより、以下の共通認識が得られた。1.スペイン統治下の社会と文化の再編において集住政策がきわめて重要な役割を果たしたこと。2.地域間の共通点と相違点を明らかにするため、比較の視点が有効であること。3.集住政策に関与した人びとのあいだの利害対立や駆け引きが、政策のゆくえを大きく左右したこと。このシンポジウムは海外共同研究者を含めて研究チームのメンバー全員が一堂に会する最初の機会であり、意見交換を通じて今後の研究の方向性を明確にすることができた。平成22年9月中旬、齋藤、網野、溝田の3名はペルー中部山岳地域のワマンガ地方においてフィールド調査をおこなった。集住化により造られた先住民の町のうち、現存するものを訪れて、現状を視察するとともに、植民地時代の巡察記録を参照し、持続と変化を確認した。平成22年夏にはまた、国内メンバーがペルーやスペインの文書館で史料調査をおこなった。そして、帰国後、収集した史料を整理・解読・分析し、国内研究会でその暫定的成果を提示した。その結果、それぞれの専門地域において、どこにいくつの町が造られ、どのような人びとがそこに集められたかが、断片的ではあるが、浮かび上がってきた。8月16日と17日、ブエノスアイレス(アルゼンチン)のサルタ州会館において、国立サンマルティン大学社会科学高等研究所と国立民族学博物館の共催で、「植民地期南米辺境における在来の伝統とミッション文化-比較の展望へ向けて」と題する国際シンポジウムを開催した。このシンポジウムでは、17世紀以降スペイン領南米の辺境地域でカトリックの修道会が推進したミッション建設事業に焦点を当て、アマゾンやチャコ、ラプラタ、チリなどの事例を比較・検討した。その成果は以下の2点にまとめられる。1.ミッション研究の今後の課題を明確にすることができた。具体的には、個々のミッションや個々の布教区の特徴の解明、ミッションにおける社会・文化的多様性の解明、ミッション内部の「キリスト教徒」と外部の「異教徒」の関係の解明、複数のミッション間の人・モノ・情報の移動の解明などである。これらの課題はいずれも、従来の均質的・閉鎖的・調和的なミッション像を刷新する新たな視点を内包している。2.異なる地域のミッション研究に従事している研究者のあいだの交流を促すことができた。とりわけ、スペイン領の研究者とポルトガル領の研究者のあいだの意見交換の場を創出することができた。9月11日、リマ(ペルー)の教皇庁立ペルーカトリカ大学において、ペルー在住の海外共同研究者の参加を得て、アンデス地域の集住政策に焦点を当てた研究会を開催した。また、7月23日と12月25日には、国立民族学博物館において、国内メンバーのみで研究会を開催した。これらの研究会では、各人が研究の進捗状況と最薪の成果を報告し、議論を通じて問題意識を共有した。南米諸国、およびスペインにおける文書館調査も予定どおり実施した。各人がそれぞれ、調査対象地域の集住政策の実態を解明すべく、関連する史料を探索し、収集した。第54回国際アメリカニスト会議の一環として、7月20日、ウィーン大学(オーストリア)において「スペイン領南米における集住政策と先住民社会へのその効果」と題する国際シンポジウムを開催した。このシンポジウムでは、海外共同研究者を含めたメンバーが一堂に会し、研究成果を発表し、議論を交わした。従来の研究では、集住政策は南米の先住民の社会と文化を全面的に否定し、ヨーロッパの制度や価値を強制するものとみなされてきた。そして、その効果はもっぱら攪乱や破壊などの否定的なものだったと考えられてきた。それに対して、このシンポジウムでは、さまざまな事例の検討を通じて、次の2点を明らかにした。1.先住民が集住政策の客体から主体に転身し、本来抑圧的な制度を飼い慣らし、支配と被支配の狭間で自分たちの利益を追求したこと。2.集住政策により先住民に押しつけられた制度や価値が、在来の制度や価値と予想外のかたちで接合し、そこから社会の再編と文化の再生の複雑なプロセスが生じたこと。

8月7日から10日にかけて、サン・イグナシオ・デ・ベラスコ(ボリビア)で開催された第14回国際イエズス会ミッション会議に齋藤晃と武田和久が参加し、辺境地域の修道会の集住政策について報告を行った。また、8月26日と9月6日、リマ(ペルー)の教皇庁立ペルーカトリカ大学において、ペルー在住の海外共同研究者の参加を得て、アンデス南部とボリビア東部の集住政策に焦点を当てた公開セミナーを開催した。国内では、6月30日と12月27日、国立民族学博物館において、国内メンバーによる研究会を開催した。これまでの研究の最終成果として、スペイン語の論文集を刊行すべく、準備を進めた。この論文集は教皇庁立ペルーカトリカ大学出版会から刊行される予定である。国内メンバーに加えて、海外共同研究者の積極的な協力により、平成22年度にリマ(ペルー)、平成23年度にブエノスアイレス(アルゼンチン)で国際シンポジウムを開催し、知見の集積と問題意識の深化が期待どおりに進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画調書に記載したとおり、平成24年7月、第54回国際アメリカニスト会議の一環として、ウィーン(オーストリア)で国際シンポジウムを開催する。シンポジウムの終了後、その成果に基づいて、メンバー各人がスペイン語の論文を執筆する。これらの論文は、最終的に一冊の論文集として刊行する。
CAPS患者単球におけるIL-1β異常産生制御の1細胞分泌計測からのアプローチ

免疫機能を担う免疫細胞は、メッセージ物質を放出したり、メッセージ物質を受け取ったりすることで協働して健康な体を維持している。しかし、難病の中にはごくわずかの異常免疫細胞がメッセージ物質を大量放出することで発症すると知られているものがある。本研究ではメッセージ物質の異常放出を目印にした異常免疫細胞の精製回収と、その一細胞レベルでの遺伝子発現解析に基づいた、免疫細胞異常化のメカニズムを明らかにする。
超音波断層法による水産生物の生理と形態の無侵襲計測法の開発

超音波断層法の水産の現場での応用を目的として研究を行なった。主な成果は以下の通り。1)無侵襲的雌雄判別法としての利用雌雄が外部形態では判別不能な魚種を、水産業の現場で高精度、高能率で判別するための方法としての本法の利用。北海道大学水産学部臼尻実験所にてスケソウダラの雌雄判別を行なった。その結果は、成熟した個体に対しては卵巣/精巣の外部からの視覚的判別、透視が可能だった。雌雄ともに精度100%で、観察者が短時間の学習でリアルタイムに利用可能なことが分かった。さらに、市場価値が高いマダラでも同様の成功を収めた。よって、本法は、魚市場などの商業施設や研究機関で利用され得る将来性があり、水産専用機が充分開発価値があることが証明された。(水産学会で発表予定,1995.4)2)無侵襲的診断法としての利用飼育下にある水生産物の生理状態を把握するための方法としての有効性の実験を行なった。東京都葛西臨海水族園の協力を得て、海鳥の健康診断への応用実験を行なった。その結果、フンボルトペンギンの成鳥では羽毛や皮膚の反射が大きく不可能だったが、巣立ち前の幼鳥については心臓、肝臓などの診断が可能であることがわかった。そのため、水族館や養殖場での利用推進を、同施設の担当者と検討中である。(国立極地研究所シンポジウムで発表,1994.12)3)水中の運動の計測法としての利用フェアリ-ペンギンを用いて、遊泳時の翼の角度変化の計測を行なった。水中で運動する物体の計測法としての有効性を示した(海洋学会で発表予定,1995.4)。4)体内器官の可視化法としての利用ミズダコの口球の運動、口、消化管から胃への餌の移動の可視化を行なえた。体外からは摂餌器官が観察不能だったので、新知見を得た(海洋学会で発表予定,1995.4)。
非平衡ピンチプラズマの生成と軟X線放出に関する研究

この研究は、通常の雪かきモデルの成立するピンチプラズマと異なり、高速電子成分を含む非平衡プラズマを生成することが目的である。その方法として、放電電圧印加後にガスを導入して点孤させる爆燃放電を採用した。通常のガスパフZピンチプラズマ型の構造を持つ放電電極を用い、電極間に並列に接続したインダクタンスに電流を流して、予め電極に電圧を印加した後に、ガスを導入することにより、爆燃モ-ドとした。これにより、通常のガスパフZピンチ放電との比較を行なうことができた。電源には、3.75μFの低インダクタンス高速キャパシタ-及びギャップスイッチを用い、20kVまで印加した。非平衡プラズマでは、数keVの電子を多数生成する必要があり、印加電圧を低く抑えた。X線発生量の時間依存計測は、表面障壁型ダイオ-ド(SBD)とアルミニウム・フィルタ-を組み合わせて行った。X線放出量が多く、SBD出力が飽和するのを避けるために、直径1mmのピンホ-ルで絞り、かつプラズマから80cmの距離をおいて測定した。これまで、X線収量の放電電圧依存性を測定してきた。従来型Zピンチプラズマでは、電圧の上昇とともに、X線量が急上昇するのに対し、爆燃放電では、X線発生量が充電電圧に余り依存しないという特徴のある依存性が明らかになったが、X線収量の絶対値は、同程度ないし、後者の方が少ないという結果しか得られていない。X線放出の空間分布は、ポラロイドフィルムを用いたピンホ-ルカメラで測定した。放電条件により、プラズマ及び電極から放出されることが判った。並行して、X線スペクトルの測定を目的とする、プロポ-ショナルガスカウンタを試作してきた。これまでに、^<55>Feからの5keV X線にたいしてFWHM15%程度の性能を得ているが、信頼度・再現性の改善がなお必要である。
リアルタイム高機能テラヘルツ分光イメージング法の開発

テラヘルツ(THz)分光イメージングは、成分分析型の内部透視手段として各応用分野の利用が期待されているが、極めて長い測定時間が実用化への障害となっていた。本研究では、電気光学的時間-空間変換による実時間THz時間波形計測と線集光THz結像光学系による実時間THzラインイメージングを複合したTHzカラースキャナーの開発を行った。その結果、測定時間が従来法の1/10,000以下まで短縮され、世界で初めて動体サンプルのTHz分光イメージングに成功した。テラヘルツ波の良好な物質透過性と様々な物質が識別可能なテラヘルツ指紋スペクトルを利用したテラヘルツ時間領域分光イメージングは、X線や超音波に替わる成分分析型の内部透視手段としてセキュリティ・製品検査・ガン診断を始めとした各分野での応用が期待ざれている。しかしながら、従来の点走査型テラヘルツ時間領域分光イメージング装置では機械的走査機構に伴う長い測定時間(数時間以上)のため測定対象が静止物体のみに制限ざれてきた。このような問題点を解決するため、電気光学的時間-空間変換による実時間テラヘルツ時間波形計測と線集光テラヘルツ結像光学系による実時間テラヘルツ・ライン・イメージングを複合した光切断式実時間テラヘルツ時間領域分光イメージング法の開発を行った。また、高速CMOSカメラ(備品購入)を用いたパルス・ロックイン検出イメージングを適用することにより、測定時間200ミリ秒・測定SN比100の高速テラヘルツ分光ライン・イメージングを可能とした。ざらに、開発システムを動体サンプルの計測に応用した。サンプルには、テラヘルツ透過特性の異なる4種類のメタルホールアレイ(テラヘルツ帯バンドパスフィルター)を空間的に分布させた4分割メタルホールアレイを用い、これを連続移動させながら測定を行った。その結果、4分割メタルホールアレイの仕様通りのテラヘルツ分光イメージが得られ、世界で初めて動体サンプルのテラヘルツ分光イメージングに成功した。測定時間は、従来の点走査型テラヘルツ時間領域分光装置と比較して1/10,000以下である。テラヘルツ分光イメージングはX線や超音波に替わる成分分析型内部透視手段として期待されているが、従来法では測定対象が静止物体のみに制限されていた。このような問題点を解決するため、電気光学的時間-空間変換による実時間テラヘルツ時間波形計測と線集光テラヘルツ結像光学系による実時間テラヘルツ・ライン・イメージングを複合した光切断式実時間テラヘルツ時間領域分光イメージング法(テラヘルツ・カラースキャナー)を前年度に開発し、世界で初めて動体サンプル(移動速度1mm/s)のテラヘルツ分光イメージングに成功した。今年度は、テラヘルツ・カラースキャナーの技術的改良(テラヘルツ発生用非線形光学結晶の最適化、テラヘルツ光学系の最適化、窒素パージなど)を行い、測定SN比の向上とテラヘルツ・スペクトルの広帯域化を実現した。その結果、移動速度10mm/sの動体サンプル(4分割メタルホールアレイ)も計測可能となった。さらに、テラヘルツ・カラースキャナーを用いて様々なサンプル(ヒト歯牙、紙幣、半導体、医薬品、絵画など)の計測を行い、本システムの応用可能性を検討した。その結果、一部の応用計測に関しては現状の性能でも十分に可能であるものの、幅広い応用分野に本システムを適用するためには、測定SN比のさらなる向上(特に、テラヘルツ・パワーの増大)、テラヘルツ・ビームプロファイルの改善(ガウシアン形状からハットトップ形状へのビーム整形)といった課題が明らかになった。光切断式テラヘルツ時間領域分光法(THz-TDS)イメージング法(THzカラースキャナー)に関しては、測定SN比をさらに向上させるため、位相整合型チェレンコフ放射によるTHzパワーの大幅な増大を試みた。回折格子とレンズを用いてパルスフロント面を傾斜させたフェムト秒レーザービームを酸化マグネシウム添加ニオブ酸リチウム結晶に入射することにより、結晶内で位相整合を保ちながらチェレンコフ放射が起こり、効率的なTHzパルス発生が可能になる。今年度は、回折格子・結晶・レンズを含めた光学系の設計を行い、実際に装置を構築した。これまでに信号検出には成功しているが、十分なパワー増大は得られていない。光学系のさらなる微調整が必要であると思われる。超短パルス光誘起生体THz-TDSイメージングでは、生体コラーゲンとフェムト秒レーザー光の非線形相互作用(2次の非線形光学効果)により生体THz光をレーザー焦点近傍の領域(数μmオーダー)で局在的に発生させ、この微小THz点光源を3次元的に高速ビーム走査することにより、THz光の回折限界を超えた3次元高分解THzイメージングを実現する。今年度は、本手法によって達成可能な空間分解能を見積もるため、生体THz光と同じ2次の非線形光学効果で発生する生体SHG光を用いて、ヒト組織コラーゲンの3次元SHGイメージングを行った。

その結果、1μm程度の空間分解能が達成可能であることを確認した。さらに、生体THz-TDSイメージング装置の構築を行ったが、現時点で生体THz光は確認できていない。開発装置における測定SN比の改善が必要と考えられる。
光誘起相転移初期過程における超高速ダイナミクスの量子動力学的研究

物質の中には、光誘起相転移と呼ばれる、光照射により誘起される相転移現象を起こすものが多く存在する。本研究では、光照射直後の初期過程において実現する光励起状態の性質や照射後のダイナミクスの理論的解明を行った。特に擬1次元有機化合物を念頭に入れた1次元電子格子模型や遷移金属酸化物の理論模型である多軌道ハバード模型における光励起状態や動的性質について数値的手法に基づき解析を行った。本年度は主に、I. 1次元パイエルス・ハバード模型におけるポーラロン、ソリトン状態の光学応答に対する数値的解析、II. 2軌道縮退ハバード模型における光励起状態のスピン・軌道相関に関する解析、の2点について研究を行った。I.オンサイトクーロン斥力(U)の小さい1次元であるパイエルス物質、および、Uの大きいスピン・パイエルス物質に光照射を行うと、過渡的な光学吸収ピークが出現するが、その起源となる励起状態が共通のものなのか、Uと共に変化するのか等の点は不明なままであった。そこで単純な模型である1次元パイエルス・ハバード模型を用い、光照射直後に実現する状態の候補であるポーラロン・ソリトン状態における光学応答の解析を行った。その結果、Uの小さい領域で表れる2つの吸収ピークがUの大きい領域で融合すること、そしてUの大きい領域のみで表れる新奇な吸収ピークが存在することを明らかにした。II.近年、ペロブスカイト型遷移金属酸化物における光誘起現象に関する実験的研究が数多く行われている。そのような例の一つにバナジウム酸化物RVO3(RはYもしくは希土類)に対する研究がある。LaVO3に対する実験では、光照射直後の反射率スペクトルにおける低エネルギー成分の増大などの過渡的変化が明らかにされたが、同物質の特徴である低温領域でのスピン・軌道秩序の変化については今まで明確に議論されていなかった。そこで2x2x2クラスター上の2軌道ハバード模型に対する厳密対角化計算を行い、光キャリアがドープされた状態では、支配的なスピン・軌道相関が基底状態のものとは全く異なることを明らかにした。この結果は光照射によるスピン・軌道秩序転移を示唆するものである。最終年度は主に、2軌道縮退ハバード模型における光励起状態のスピン・軌道相関に関する研究を行った。近年、ペロブスカイト型遷移金属酸化物における光誘起現象に関する実験的研究が行われており、バナジウム酸化物RVO3(RはYもしくは希土類)に対する研究はその典型的な例である。LaVO3に対するポンププローブ実験では、光照射による電荷ギャップ近傍の反射率スペクトルの急激な現象が報告され、それが長距離秩序の融解を示唆しているものとされたが、長距離秩序であるスピン・軌道秩序が実際に融解したのかもしくは別のタイプに変化したものかなど、光照射直後の状態の詳細については今まで明確に議論されていなかった。我々は2x2x2クラスター上の2軌道ハバード模型に対する厳密対角化計算を行い、光励起状態では、支配的なスピン・軌道相関が基底状態のものとは大きく異なることを明らかにし、その原因が基底状態と光励起状態とで異方性が大きく異なるためであることを示した。基底状態はz軸方向に強い相関を持つ状態であるのに対し、光励起状態はむしろxy平面内の相関が強いこと、またその原因がxy平面内で遍歴性をもつ光キャリアにあることがわかった。研究期間全体では、他に(a)1次元スピン・パイエルス系におけるポーラロン、ソリトン状態の光学応答に関する研究を行い、オンサイトクーロン斥力Uの値によって多様なギャップ内状態が現れることや有機物質Rb-TCNQにおけるギャップ内吸収ピークの起源を明らかにした(b)擬1次元ハロゲン架橋錯体における光誘起ダイナミクスに関する計算を行い、光誘起相転移がおこる光照射強度に強い鎖間相互作用依存性があることを見出した、などの成果があった。本年度は、I. 1次元スピン・パイエルス物質におけるポーラロン、ソリトン状態の光学応答に関する数値的解析、II.擬1次元ハロゲン架橋金属錯体の光誘起ダイナミクスに対する鎖間相互作用の効果に対する解析、の2点について研究を行った。I. 1次元スピン・パイエルス物質であるR-TCNQ(R=K,Rb)は、光照射により二量化が弱まり光学ギャップが減少することが既存の理論でうまく説明されていたが、光照射直後に現れるギャップ内光学吸収ピークの起源は不明なままであった。そこで、この系を記述する最も単純な模型である1次元パイエルス・ハバード模型において、光キャリア周辺の格子が断熱的に緩和した状態の光学応答を計算した。その結果、Rb-TCNQの2つのギャップ内ピークを説明するにはポーラロン状態が実現していると考えるのが最も適切であること、高エネルギー側のギャップ内ピークはスピンと電荷の結合した励起状態が起源になっていることを示した。またこの物質よりも強相関領域において、更に高エネルギー側に新奇なギャップ内ピークが、ポーラロン・ソリトン状態ともに、出現することを見出した。

II.擬1次元ハロゲン架橋パラジウム錯体[Pd(chxn)_2]Br_2においては、平衡状態で電荷密度波(CDW)状態、光照射によって過渡的にMott絶縁体が実現することが実験的に確認されている。また、この物質は比較的強い鎖間相互作用を有することが知られているが、上述の光誘起ダイナミクスに関する今までの理論的研究は純粋な一次元系に限られていた。そこで、格子自由度が弾性的な鎖間相互作用によって結合した擬1次元的な理論模型を考え、そこに光照射を行った場合の時間発展を数値シミュレーションによって調べた。その結果、Mott絶縁体への相転移がおこる光照射強度に強い鎖間相互作用依存性があることを見出した。前年に引き続き、スピン・パイエルス物質の光励起状態の解析に加え、この系を包含する、より一般的な模型に対して解析を行い、1次元強相関電子-格子結合系の光誘起現象に関する普遍的な知見を得ることができた。密度行列繰り込み群と格子自由度に対する断熱近似のハイブリッド法については、ほぼ完成し、ソリトン状態に関する解析はパラメータ領域によらずほぼ問題なく実行できる段階に達している。成果報告についても、1回の国際学会発表を実施し、学術論文も2稿出版済みである。また、遷移金属酸化物に対する解析については、当初予定していた時間依存ハートリーフォック方程式に基づくものではなく、厳密対角化法を使ったものから実行している。これにより小規模系ではあるが、近似によらない、より信頼性の高い結果に基づく知見を蓄積することができる。成果報告についても、1回の学会発表を実施し、学術論文を現在準備中である。系の時間発展を解析するためのプログラム開発については、時間依存密度行列繰り込み群のプログラムがほぼ完成しており平成25年度前半には数値的解析に着手する予定である。当初計画していた1次元スピン・パイエルス物質K-TCNQにおける光励起状態の解析については、密度行列繰り込み群と格子自由度に対する断熱近似のハイブリッド法を更に発展させ、ポーラロン状態に加えてソリトン状態に関する解析も行っている。また、K-TCNQと同種の物質群であるRb-TCNQについては、平成24年度予定だったものを繰り上げてギャップ内ピークの起源についての解析を行い、学術論文に発表した。更に、当初は予定していなかった、擬1次元ハロゲン架橋パラジウム錯体における光誘起ダイナミクスについても鎖間相互作用を含む計に対する厳密対角化に基づく解析を行った。成果報告についても、2回の学会発表を実施し、学術論文を現在準備中である。系の時間発展を解析するためのプログラム開発については、時間依存密度行列繰り込み群のプログラムを現在作成中である。時間依存ハートリーフォック方程式については、少し予定から繰り下げて24年度中に開発に着手し、遷移金属酸化物の解析に利用する予定である。スピン・パイエルス物質や1次元有機導体などの1次元強相関電子-格子結合系において、光照射によって生成されたキャリアが格子と結合してポーラロンなどの各種準粒子を形成するまでの時間発展を、時間依存密度行列繰り込み群や厳密対角化などの数値的手法を用いて解析する。特に準粒子形成による過渡的光学応答の時間変化に関する知見を得る。
選択的オートファジーに必要なp62と新規小胞体膜因子による異常膜蛋白質分解機構

細胞内ではフォールディングに失敗した異常蛋白質がしばしば生じる。小胞体で構造異常タンパク質が生じると、当該タンパク質は小胞体からサイトゾルへと逆行輸送された後、プロテアソーム系で分解される。この過程は小胞体関連分解と呼ばれている。申請者が行ってきた研究からDNAJB12は動物細胞小胞体の構造異常膜蛋白質の分解において鍵となる役割を果たしていることが分った。DNAJB12の細胞内における更なる機能解析をするために、質量分析法を用いてDNAJB12の相互作用因子の探索を行った。その解析の結果、DNAJB12の相互作用因子としてp62が(Sqstm1/A170)が同定された。p62は高等動物のサイトゾルに局在するタンパク質であり、アポトーシスなどの様々なシグナル伝達に関与していることが報告されている。その過程において細胞内でp62の存在量が制御されることが、細胞の恒常性維持に重要であることも報告されている。このことから申請者はDNAJB12が小胞体膜上でp62を分解し、アポトーシスをはじめとするシグナル伝達を制御しているのではないかと予想した。実験の結果、細胞内でp62の一部はDNAJB12依存的にプロテアソーム系で分解促進されることが明らかになった。さらに、DNAJB12依存的なp62の分解は、どのような生理的な意義を持つか調べる目的で、DNAJB12の発現抑制が細胞のアポトーシスにおよぼす影響を検証した。アポトーシス誘導条件下、DNAJB12のノックダウンをおこなうと、アポトーシスを起こしている細胞の割合が著しく上昇した。この結果から、DNAJB12はアポトーシスの制御にも重要であることが示唆された。本研究から、p62の量を適切なレベルに保つために、小胞体の膜タンパク質DNAJB12が重要な役割を果たしているという新知見を得た。細胞はこのような異常蛋白質を認識して修復または分解・無毒化することによって恒常性を維持している。構造異常蛋白質がサイトゾルで生成した場合にその分解には、1)プロテアソーム系と2)オートファジー系が働く。一方、分泌蛋白質や膜蛋白質の輸送の起点になっている小胞体の内腔側で構造異常蛋白質が生じると、当該蛋白質は小胞体からサイトゾルへと逆行輸送された後、上記の二つの系によって分解されることが明らかになりつつある。しかし、動物細胞小胞体膜蛋白質の構造に異常が生じた場合に、これを認識し分解する仕組みはほとんど不明である。DNAJB12は小胞体膜に局在する新規のDnaJ蛋白質(Hsp70/Hsc70の働きを制御する)である。申請者が行ってきた研究からDNAJB12は動物細胞小胞体の構造異常膜蛋白質の分解において鍵となる役割を果たしていることが分かった。DNAJB12の具体的な役割を解析することにより、その分解過程の詳細を明らかにする。これまでの研究により小胞体膜に局在する新規のDnaJ蛋白質であるDNAJB12が小胞体に生じた構造異常膜蛋白質をプロテアソーム系によって分解促進することが明らかになった。その際、DNAJB12は小胞体内腔に存在する構造異常分泌蛋白質の分解には寄与しないことも明らかになった。これらの研究成果をまとめ学会誌に投稿した(YH Yamamoto etal.Cell Struct Funct35,107-116(2010))。