hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重症ドライアイの眼表面の評価

重症ドライアイの原因疾患の1つである造血幹細胞移植後の慢性移植片対宿主病によるドライアイ患者のマイボーム腺を非接触型マイボグラフィー・confocal microscopy・フルオレセイン・ローズベンガルによる染色検査等を用いて評価し、慢性移植片対宿主病によるドライアイ患者のマイボーム腺の所見の特徴を初めて報告した。近年、造血幹細胞移植(HSCT)は白血病、重症再生不良性貧血などの造血幹細胞の異常に起因する血液疾患に対する治療法として確立されている。慢性移植片対宿主病(cGVHD)は移植後100日以降に生じるとされる。慢性移植片対宿主病の眼合併症としてドライアイ(DE)、マイボーム腺機能不全が多い。cGVHDによるDE患者に対し、(1)細隙灯顕微鏡検査(2)シルマーテスト(3)フルオレセイン・ローズベンガル染色による角結膜上皮障害のスコアリング(4)涙液層破壊時間の測定(5)非接触型マイボグラフィー(6)confocal microscopyを施行し、造血幹細胞移植後、DEを発症しなかった症例と比較した。cGVHDによるDE患者の眼表面、涙液分泌、マイボーム腺はHSCT後DEを発症しなかった症例と比較し高度に障害されていた。Confocalmicroscopyによるマイボーム腺の観察において、重症DE症例ではマイボーム腺の高度な萎縮とマイボーム腺周囲の高度の線維化、炎症細胞の浸潤を認めた。またマイボーム腺周囲の高度な線維化は、DE発症後早期に観察された。DE群で他臓器にもcGVHDを認める症例は、他臓器にcGVHDを認めない症例と比較しマイボーム腺の形態は有意に萎縮し線維化が高度だった。他臓器にcGVHDのないDE群のマイボーム腺の形態はHSCT後DEを発症しなかった症例と類似していた。cGVHD症例のマイボーム腺の形態については今まで報告がなく、今回初めて明らかになった。今回の研究により、HSCT後confocal microscopyによるマイボーム腺の観察はHSCT後の眼および全身cGVHDの予後の予測に有用である可能性が示唆された。今後は、HSCT後confocal microscopyを用いマイボーム腺を継時的に観察することや免疫抑制剤治療前後での眼表面の解析等も検討予定である。慢性移植片対宿主病(以下、慢性GVHD)によるドライアイ患者のマイボーム腺をconfocal microscopy・非接触型マイボグラフィーを用いて観察を行い、造血幹細胞移植後ドライアイを発症しなかった症例と比較検討し、全身慢性GVHDの有無との関連も併せて評価した。confocal microscopyによる観察では、慢性GVHDによるドライアイ患者のマイボーム腺は、高度に障害されており、重症ドライアイ患者ではマイボーム腺の高度な萎縮とマイボーム腺周囲の高度の線維化、炎症細胞の浸潤を認めた。非接触型マイボグラフィーによる観察では、慢性GVHDによるドライアイ患者のマイボーム腺は、高度の腺構造の消失・破壊を認めた。慢性GVHDによるドライアイ患者のうち他臓器にも慢性GVHDを認める症例は、コントロール群と比較し、マイボーム腺は有意に萎縮し線維化が高度だった。慢性GVHDによるドライアイ患者で他臓器に慢性GVHDを認めない症例のマイボーム腺は、造血幹細胞移植後ドライアイを発症しなかった症例に類似していた。慢性GVHDでは、免疫応答を伴う高度な線維化によってマイボーム腺機能不全が生じる事が示唆された。今回の研究で初めて、造血幹細胞移植後の症例のマイボーム腺の像が観察された。慢性GVHDによるドライアイのマイボーム腺の像は、過去に報告されている涙腺の組織像に類似しており、眼慢性GVHDによる病的線維化状態がマイボーム腺にも惹起されている可能性が示唆された。非侵襲的検査であるconfocalmicroscopyを用いたマイボーム腺像の評価が、ドライアイの重症度や造血幹細胞移植後の全身予後の評価の指標となる可能性が示唆された。今回の研究内容を、眼科雑誌Molecular Visionに発表し、慶應義塾大学の医学博士を取得した。慶應義塾大学眼科ドライアイ外来に参加し、重症ドライアイ(慢性移植片対宿主病、シェーグレン症候群、Stevens-Johnson症候群、眼類天疱瘡)の眼表面について、自覚症状の問診(Visual analog scale symptom scoresまたは、Dry Eye related Quality of life Scoreを用い、定量的に評価)、細隙灯顕微鏡(眼瞼縁の不整・血管侵入・マイボーム腺開口部の閉塞・皮膚粘膜移行部の移動を確認しマイボーム腺機能不全について評価)、meibumの圧出程度、シルマーテストによる涙液の反射性分泌量の測定、フルオレセイン、ローズベンガル(あるいはリサミングリーン)の生体染色による角結膜上皮障害のスコアリング、フルオレセイン点眼後の涙液層破綻時間(tear-film break up time, BUT)を評価した。慢性移植片対宿主病によるマイボーム腺機能不全に対しては、一般的なマイボーム腺機能不全の治療法が行われているが、慢性移植片対宿主病によるマイボーム腺機能不全はマイボーム腺の腺構造の消失が著しく、難治性であり、従来の方法では限界があり、新しい治療法の開発にも、新たなアプローチが必要である。

このため、慢性移植片対宿主病によるドライアイ患者を対象にした局所免疫抑制剤の治療効果を検討するため、免疫抑制剤(タクロリムス点眼)を用いた臨床研究についての倫理審査の書類を作成し、慶應義塾大学倫理委員会から承認を得て、UMIN登録( UMIN ID 000011479 )を行った。慢性移植片対宿主病によるドライアイ患者の眼表面について、非接触型マイボグラフィー・confocal microscopyを用いて涙液油層・マイボーム腺を中心とした眼表面の状態を観察し、論文にまとめた。研究期間中体調が悪い期間(平成24年8月出産予定)があり、Sjogren症候群・Stevens-Johonson症候群・眼類天疱瘡の眼表面の評価が遅れた。25年度が最終年度であるため、記入しない。慢性移植片対宿主病による重症ドライアイ患者の局所免疫治療前後での涙液油層・マイボーム腺の構造・炎症細胞浸潤を含めた眼表面・涙液動態を従来の治療法を施行したコントロールと比較して評価し、治療指針を確立する。Stevens-Johonson症候群・眼類天疱瘡による重症ドライアイの眼表面について、DR-1[○!R]、非接触型マイボグラフィー、confbcal microscopy等を用いて眼表面を評価する。Sjogren症候群のconfocal microscopyを用いたマイボーム腺像については、さらに、DR-1[○!R]、非接触型マイボグラフィー、confocal microscopy等を用い、臨床データを集積する。申請者は平成24年8月に出産予定で、平成24年度もできる限り研究を進めるが、平成24年度の科研費は産休・育休制度を用いて、平成25年度に使用する予定である。
土壌細菌のカタボライト調節機構全容の解明

二種のお互いに近縁の土壌細菌を対象としてカタボライト調節メカニズムの解明を目的に研究を行った。その結果、抑制炭素源の存在が認識されるには抑制炭素源が細胞内である程度代謝される必要があることを示す結果を得た。またPTSシステムがカタボライト調節に関与することを示す結果を得るとともに、二成分調節系のBphPQに関して、BphQが標的プロモーターを活性化するにはBphPが必要であること、また、BphPのC末端ドメインには構成的なBphQ活性化能があることが示された。Burkholderia multivorans ATCC 17616において活性測定が容易なGFPをレポーターとしたプロモーター活性定量系を構築した。グルコース代謝系およびガラクトース代謝系の各種遺伝子の破壊株を作製し、このレポーター系を利用してカタボライト調節への影響を検討した。その結果、フォスフォグルコン酸デヒドラターゼ遺伝子の破壊株で、グルコン酸およびフオスフオグルコン酸による抑制が相当緩和されること、ガラクトン酸デヒドラターゼ遺伝子の破壊株でガラクトースによる抑制が緩和されることを見いだした。これらの結果から、グルコースやガラクトースがある程度細胞内で代謝されることで抑制のシグナルが生じていることが示唆された。また大腸菌などでカタボライト調節に関与していることが明らかになっているPTS系のhpr遺伝子の破壊株を作製し解析したところ、抑制炭素源の有無によらずプロモーター活性が上昇していることが見いだされた。この結果からATCC 17616株においてHprが何らかの形でBphQの活性調節に関わる可能性が示唆された。これらの研究と平行してDNA配列の解析ソフトを作成し公開するとともに順次アップデートをおこなった。カタボライト調節について明らかにするために、KKS102株由来のpEプロモーターを全ゲノム配列が既知のATCC 17616株に導入して解析を行った。ATCC 17616株のPTSシステム関連の遺伝子について破壊株を網羅的に作製し、これらがカタボライト調節に関与するかどうかについて解析を行っに。本株にはそのゲノム情報から2つのPTSシステムが存在することが推測されたがこの両方を同時に破壊した株において、pEプロモーターはほぼ野生型株と同等のカタボライト調節を受けることが示された。この二重破壊株に、PTSシステムの個々の構成要素を導入すると、pE活性は大きな影響を受け、導入した遺伝子によって異なるが強く抑制されるか、あるいは強く活性化された。またその一方で、グルコース存在下ではpE活性は低下し、グルコースの存在を感知するメカニズムは別に存在し機能していることが推察された。これらのことから、PTSシステムはpE活性に強い影響を与える一方で、全体としては中立であることが推測された。これまでの結果より、二成分調節系のBphPとBphQのうちセンサーカイネースをコードしているBphPは、カタボライト調節に必須ではないことが明らかとなっていた。今回の結果から、BphPおよびPTSシステムが互いに相補的に機能していることが推察され、両PTSシステムを破壊した株をもちいてBphPの機能解析を行うことで、BphPのカタボライト調節への関与を明らかにできることが期待された。また、2つのPTSシステムの構成因子の破壊株のうち3株は、広範な炭素源の資化能を失った。そのような炭素源はBphQの発現レベルを抑制した株が資化能を失う炭素源と一致することが見いだされ、PTSシステムとBphQの間には機能的に強く関連することが見いだされた。またβプロテオバクテリアにおけるPTSシステムの機能については、今まで明らかにされていないが、今回両PTSシステムがATCC 17616株のN-アセチルグルコサミンの資化に関与することが示された。カタボライト調節にBphPが関与するかどうかを明らかにするための実験系を構築した。BphPとBphQの両方が発現すると宿主に悪影響を与えることが考えられることから、BphPおよびBphQについてその発現をそれぞれアラビノースおよびIPTGで発現調節可能な株を、KKS102株由来のbphPQ破壊株およびPseudomonas putida KT2440株をもとに作製した。KT2440株を用いた解析よりBphQによるpEプロモーターの活性化にはBphPが必要であるごとが明らかとなり、これまで不明であったBphPの機能について、BphQを活性化能を有することが明らかとなった。またKKS102株を用いた解析により、BphPのC末端割にある推定カイネースドメインを発現させると、抑制炭素源の有無によらずpEプロモーター活性が向上することが明らかとなるとともに、BphPが存在しなくともBphQ依存的なpE活性が見られることから、BphP以外にもBphQ活性化因子がKKS102株に存在するとの仮説が支持された。

また、全ゲノム情報を活用してカタボライト調節について解明するため、Roche社の454FLXシーケンサーを用いておよそ190Mbのリードデータを得て、アッセンブリングを行いKKS102株のドラフトゲノム配列を得な。また得られた配列かち、カタボライト調節に関与することが推察されるいくつかの遺伝子を見いだし、ごれらの遺伝子の高発現がpEプロモーターのカタボライト調節に関与するかどうかについて検討を行った。その結果、タンパク質のアセチル化/脱アセチル化に関与すると推定される遺伝子を高発現した場合に、pEプロモーター活性が変動することを伺わせるデータが得られ、カタボライト調節にBphQのアセチル化が関与する可能性が推察されたBphPがBphQをリン酸化するかどうかについてin vitroでの解析を行うため、BphPの推定カイネースドメインおよびBphQについてC末端にHisタグを付加したものを大腸菌で高発現し、精製を行った。
自然発症口唇口蓋裂マウスにおいて原因遺伝子の変異を深る研究

口蓋形成に関与する遺伝子Pax9は、口蓋棚の間葉で発現して、組織の間葉細胞の増殖を促すことで知られている。本研究では、口唇口蓋裂自然発症マウスCL/FrにおけるPax9の発現と口蓋の成長発育との関係を解析し、口蓋裂発症のメカニズムについて解明を試みた。口唇口蓋裂感受性CL/Fr及び、口唇口蓋裂抵抗性C57BL/6の成獣マウスを各々雌雄交配し、口蓋癒合前後の発育段階の胎仔を取り出した。対照群としてC57BL/6胎仔(C57BL)とCL/Fr正常胎仔(CL/Fr-N)、実験群としてCL/Fr両側性口唇口蓋裂発症胎仔(CL/Fr-BCL)に分類した。そして、ジゴキシゲニン標識のRNAプローブを用いたwhole mount in situ hybridization法により、in vivo及びin vitroにおけるPax9の発現を調べた。さらにBrdUを用いた免疫組織学的手法にて細胞増殖活性を調べ、次のような結果を得た。in vivoにおいて、口蓋癒合前から口蓋癒合後にかけて、C57BLとCL/Fr-Nの一次口蓋と口蓋棚の間葉の内縁領域でのPax9の発現は減少したが、CL/Fr-BCLではその発現が継続していた。in vitroにおいて、口蓋棚の内縁上皮を接触させた群では口蓋棚の内縁領域にPax9の発現は認められなかったが、口蓋棚の内縁上皮を接触させない群ではPax9の発現が認められた。細胞増殖活性においては、CL/Fr-NとCL/Fr-BCLの口蓋棚の間でBrdU陽性細胞数の割合に有意な違いは認められなかった。以上の結果より、1)口蓋の癒合と口蓋間葉の内縁領域でのPax9の発現には直接的な関係があること、2)口蓋の間葉でのPax9の発現は内縁上皮からのシグナリングにより誘導されること、3)CL/Fr-BCLの口蓋癒合期において癒合が起きず、Pax9の発現は継続しているものの、口蓋棚の内縁上皮の接触によってPax9の発現は消失すること、さらに4)口唇裂を発症したCL/Fr-BCLの口蓋棚ではCL/Fr-Nと同様な成長能力が存在することが明らかになった。すなわち、CL/Frにおける口蓋裂の発症機序は、口唇裂を発症したことによる二次的な要因が大きいことが示唆された。CL/Frマウスは、口唇口蓋裂を1540%の頻度で発症する。口蓋棚の間葉細胞を含む様々な組織に発現し器官形成に重要な役割を果たすPax9遺伝子を口蓋棚成長のマーカー遺伝子として用い、CL/Fr胎児における口蓋裂の発症と口蓋棚におけるPax9遺伝子の発現との関係を調べた。[結果と考察]実験期間において、C57BLとCL/Fr-Normalの口蓋棚の成長を比較検討するために前頭面組織切片による組織学的観察を行なったところ、CL/Fr-Nomalの口蓋棚の成長は、対照群のC57BLと比較して半日から一日遅れていた。この結果に基づき、口蓋棚の成長段階を癒合前後に分けて、Pax9の発現を、C67BLとCL/Fr-Normal、およびCL/Fr-BCLの間で比較した。結果は、C57BLとCL/Fr-Normalは似通った発現パターンを示した。つまり、Pax9遺伝子は、口蓋の癒合前に口蓋棚の内縁領域に発現し、癒合開始とともにこの発現は消退していった。それに対し、CL/Fr-BCLでは、正常群(C57BL及び(CL/Fr-Normal)と同様に、Pax9は癒合前の時期に口蓋棚の内縁領域に発現するが、この領域の発現は、更に1日以上続いた。これらの結果は、口蓋棚の癒合と口蓋棚でのPax9の発現には関連があることを示している。以上の結果の一部は、第79回国際歯科学会(千葉、2001年)にて発表し、論文投稿中である。CL/Fr-8CLの口蓋棚においてPax9が発現を続けるメカニズムとして、口蓋突起が癒合しなかったことによる上皮からのsignalingの変化が、間葉のPax9の発現に影響を与えていることが考えられた。現在この仮説を確かめるために、口蓋棚の器官培養を行い、更に上皮に発現しPax9の上流と考えられる遺伝子の発現を検索中である。

さらにBrdUを用いた免疫組織学的手法にて細胞増殖活性を調べ、次のような結果を得た。in vivoにおいて、口蓋癒合前から口蓋癒合後にかけて、C57BLとCL/Fr-Nの一次口蓋と口蓋棚の間葉の内縁領域でのPax9の発現は減少したが、CL/Fr-BCLではその発現が継続していた。in vitroにおいて、口蓋棚の内縁上皮を接触させた群では口蓋棚の内縁領域にPax9の発現は認められなかったが、口蓋棚の内縁上皮を接触させない群ではPax9の発現が認められた。細胞増殖活性においては、CL/Fr-NとCL/Fr-BCLの口蓋棚の間でBrdU陽性細胞数の割合に有意な違いは認められなかった。以上の結果より、1)口蓋の癒合と口蓋間葉の内縁領域でのPax9の発現には直接的な関係があること、2)口蓋の間葉でのPax9の発現は内縁上皮からのシグナリングにより誘導されること、3)CL/Fr-BCLの口蓋癒合期において癒合が起きず、Pax9の発現は継続しているものの、口蓋棚の内縁上皮の接触によってPax9の発現は消失すること、さらに4)口唇裂を発症したCL/Fr-BCLの口蓋棚ではCL/Fr-Nと同様な成長能力が存在することが明らかになった。すなわち、CL/Frにおける口蓋裂の発症機序は、口唇裂を発症したことによる二次的な要因が大きいことが示唆された。
空気ダンパを応用した動吸振器による振動制御

平成9年度と10年度の2年間に行った研究成果をまとめると,以下のようになる.(1)空気ダンピング式動吸振器が三要素型動吸振器としてモデル化できることを示した.ピストンとシリンダより構成される空気ダンパは,空気のもつ圧縮性により,動的な力に対しては復元力を発生する.この空気ダンパは,ばね要素とダッシュポットを直列に組み合わせたマックスウェルモデルとして簡便に表現でき,そのばね定数と減衰係数の計算式を導いた.この空気ダンパを動吸振器の減衰器として用いるには,ダンパと並列にばねを配置する必要があり,空気ダンピング式動吸振器は三要素型動吸振器として表現できる.(2)三要素型動吸振器を最適設計するための実用設計式を導いた.三要素型動吸振器の最適設計に関する研究は非常に少なく,報告されている式は信頼性に欠けていた.我々は,主系の最大振幅倍率を最小化するという最適化問題に対する厳密解を数値解法(非線形計画法のシンプレックス法)により求めた.さらに,この最適化問題における準最適解を代数学的な数式解の形で導出し,厳密解と比較することにより,この数式近似解が実用的には十分な精度を有していることを確認した.(3)上下方向と水平方向の制振用動吸振器を設計・製作した.上記の実用設計式により,ある機械構造物の上下方向の制振用動吸振器と水平方向の制振用動吸振器を設計・製作した.さらに実験を行って,これらの動吸振器が理論解析によって予測されていた通りの制振性能を発揮していることを確認した.なお,水平方向の振動制御についてはACサーボモー夕で駆動されるアクティブ動吸振器による制御も行ったが,本研究で提案するパッシブな空気ダンピング式動吸振器はこのアクティブ動吸振器を上回る性能を発揮した.平成9年度と10年度の2年間に行った研究成果をまとめると,以下のようになる.(1)空気ダンピング式動吸振器が三要素型動吸振器としてモデル化できることを示した.ピストンとシリンダより構成される空気ダンパは,空気のもつ圧縮性により,動的な力に対しては復元力を発生する.この空気ダンパは,ばね要素とダッシュポットを直列に組み合わせたマックスウェルモデルとして簡便に表現でき,そのばね定数と減衰係数の計算式を導いた.この空気ダンパを動吸振器の減衰器として用いるには,ダンパと並列にばねを配置する必要があり,空気ダンピング式動吸振器は三要素型動吸振器として表現できる.(2)三要素型動吸振器を最適設計するための実用設計式を導いた.三要素型動吸振器の最適設計に関する研究は非常に少なく,報告されている式は信頼性に欠けていた.我々は,主系の最大振幅倍率を最小化するという最適化問題に対する厳密解を数値解法(非線形計画法のシンプレックス法)により求めた.さらに,この最適化問題における準最適解を代数学的な数式解の形で導出し,厳密解と比較することにより,この数式近似解が実用的には十分な精度を有していることを確認した.(3)上下方向と水平方向の制振用動吸振器を設計・製作した.上記の実用設計式により,ある機械構造物の上下方向の制振用動吸振器と水平方向の制振用動吸振器を設計・製作した.さらに実験を行って,これらの動吸振器が理論解析によって予測されていた通りの制振性能を発揮していることを確認した.なお,水平方向の振動制御についてはACサーボモー夕で駆動されるアクティブ動吸振器による制御も行ったが,本研究で提案するパッシブな空気ダンピング式動吸振器はこのアクティブ動吸振器を上回る性能を発揮した.平成9年度の研究成果をまとめると,以下のようになる.(1)空気ダンピング式動吸振器が三要素型動吸振器としてモデル化できることを示した.ピストンとシリンダより構成される空気ダンパは,空気のもつ圧縮性により,動的な力に対しては復元力を発生する.この空気ダンパは,ばね要素とダッシュポットを直列に組み合わせたマックスウェルモデルとして簡便に表現でき,そのばね定数と減衰係数の計算式を導いた.この空気ダンパを動吸振器の減衰器として用いるには,ダンパと並列にばねを配置する必要があり,空気ダンピング式動吸振器は三要素型動吸振器として表現できる.(2)三要素型動吸振器を最適設計するための実用設計式を導いた.三要素型動吸振器の最適設計に関する研究は非常に少なく,報告されている式は信頼性に欠けていた.我々は,主系の最大振幅率を最小化するという最適化問題に対する厳密解を数値解法(非線形計画法のシンプレックス法)により求めた.さらに,この最適化問題における準最適解を代数学的な数式解の形で導出し,厳密解と比較することにより,この数式近似解が実用的には十分な精度を有していることを確認した.(3)上下方向と水平方向の制振用動吸振器を設計・製作した.上記の実用設計式により,ある機械構造物の上下方向の振動制御用動吸振器と水平方向の振動制御用動吸振器を設計・製作した.さらに実験を行って,これらの動吸振器が理論解析によって予測されていた通りの制振性能を発揮していることを確認した.平成9年度と10年度の2年間に行った研究成果をまとめると,以下のようになる.(1)空気ダンピング式動吸振器が三要素型動吸振器としてモデル化できることを示した.

ピストンとシリンダより構成される空気ダンパは,空気のもつ圧縮性により,動的な力に対しては復元力を発生する.この空気ダンパは,ばね要素とダッシュポットを直列に組み合わせたマックスウェルモデルとして簡便に表現でき,そのばね定数と減衰係数の計算式を導いた.この空気ダンパを動吸振器の減衰器として用いるには,ダンパと並列にばねを配置する必要があり,空気ダンピング式動吸振器は三要素型動吸振器として表現できる.(2)三要素型動吸振器を最適設計するための実用設計式を導いた.三要素型動吸振器の最適設計に関する研究は非常に少なく,報告されている式は信頼性に欠けていた.我々は,主系の最大振幅倍率を最小化するという最適化問題に対する厳密解を数値解法(非線形計画法のシンプレックス法)により求めた.さらに,この最適化問題における準最適解を代数学的な数式解の形で導出し,厳密解と比較することにより,この数式近似解が実用的には十分な精度を有していることを確認した.(3)上下方向と水平方向の制振用動吸振器を設計・製作した.上記の実用設計式により,ある機械構造物の上下方向の制振用動吸振器と水平方向の制振用動吸振器を設計・製作した.さらに実験を行って,これらの動吸振器が理論解析によって予測されていた通りの制振性能を発揮していることを確認した.なお,水平方向の振動制御についてはACサーボモータで駆動されるアクティブ動吸振器による制御も行ったが,本研究で提案するパッシブな空気ダンピング式動吸振器はこのアクティブ動吸振器を上回る性能を発揮した.
ナノグラニュラーシステムを用いたスピン共鳴現象の解明

金属微粒子を絶縁体、あるいは半導体中に分散したグラニュラーシステムに関する様々な研究が古くから行われている。グラニュラー系では興味深い伝導現象が観測されるが、未だ、その伝導機構やスピンダイナミクスに未解明の部分が多い。そこで、本研究では様々な形態のナノサイズグラニュラーシステムにおけるスピンダイナミクスを共鳴現象から明らかにすることを目的とした。本年度は、昨年度得られたグラニュラーシステムの創製方法に関する知見を生かし、微粒子径や微粒子間距離などを様々に変化させたグラニュラー構造を系統的に創製し、共鳴現象を利用したナノサイズグラニュラーシステムの共鳴現象の測定を行い、スピンダイナミクスの解明に着手した。まず、Fe連続膜のFMR測定を行った結果、磁場の印加に従って周波数がシフトする共鳴ピークが観測され、その強度は膜厚の増加に比例することが確認された。続いて、膜厚3nmのFeナノドットを含有するグラニュラー薄膜では共鳴ピークが観測されたのに対し、同膜厚のFe連続膜では明確な共鳴ピークが観測されなかった。蒸着量が等しく構造のみが異なる2種類のFe薄膜において、異なる共鳴現象が観測されたのは非常に興味深い結果である。Feの形状磁気異方性が両者で異なることがその起源として考えられるが、詳細は明らかでない。Feナノ粒子が整列した膜厚0.3nmの試料についても測定を行ったが、明確な共鳴ピークは観測されなかった。これは、Feのスピン数が本手法の検出限界以下であることを示唆している。今後、これを観測するためには、試料をウェーブガイドの中に埋め込むなどの感度を向上させる工夫が必要であると考えられる。そこで、本研究では様々な形態のナノサイズグラニュラーシステムにおけるスピンダイナミクスを共鳴現象から明らかにするため、グラニュラーシステムの創製方法の確立を目指した。まず、絶縁体緩衝層上に強磁性金属の微粒子を成長し、表面構造の成長条件依存性を調べた。成長は分子線エピタキシー装置中で電子ビーム蒸着法により行い、表面構造の評価は超高真空原子間力顕微鏡を用いて行った。絶縁体緩衝層の直前に成膜する金属シード層の膜厚を様々に変化した試料をいくつか作製した。これらの試料の表面構造観察を行った結果、直径数ナノメートルの強磁性金属微粒子が分散している表面構造が観察された。また、金属シード層の膜厚に依存して強磁性金属微粒子の粒径や密度などの形態が変化することが分かった。これは、絶縁体緩衝層の格子歪みの変化に依存して、その上に成長する強磁性金属の微粒子の成長形態も変化するためだと考えられ、グラニュラーシステムの構造制御方法に関する知見が得られた。得られたグラニュラーシステムの磁気輸送特性を評価したところ、磁気抵抗効果が観測され、構造と輸送特性の相関が明らかになった。今後は、微粒子径や微粒子間距離などを様々に変化させたグラニュラー構造を系統的に作製し、共鳴現象を利用したナノサイズグラニュラーシステムのスピンダイナミクスの解明に着手する。
都市高齢者の新たな「孤立」の諸相と解決にむけたソーシャルワーク実践の日韓比較研究

東アジア包摂型福祉社会開発にむけてのソーシャルケアワークの実践方法と福祉専門職養成、とくに都市部の高齢者に生起している新たな「孤立」問題を追究する。地域(メゾレベル)で問題を共有化し、高齢者自身のエンパワーメントを軸に、地域の諸活動との連携を通じ、ニーズ発見システム、福祉専門職との協働によるソーシャルケアワーク実践の開発を意図している。2010年度では、「健康寿命の延長」と「孤立予防」の試みに関して、I県N市M区、I市における取組みの実践について、その実際についてヒアリングを行った。その成果を第6回社会保障国際会議にて報告した。第1点目は、民生委員の単身世帯へのアプローチが挙げられる。(1)「ひとり暮らし高齢者基本調査/単身世帯へ定期的に訪問をし、安否確認を行う。(2)「安否確認票」の作成/災害時・緊急時にレスキューするための台帳となる。自己申告によって登録する。(3)「緊急マップ」の作成/消防や警察との連携をとりながら、緊急時の対応を行うことを本人との了解により実施、(4)「連絡カード」の作成/担当の民生委員やかかりつけ医・病院などと緊急時の連絡先が記入されたカードを高齢者と共有する。(5)単身高齢者の会食会(月1回)/民生委員からの働きかけで会食会を実施している。民生委員の地道な活動によって可能となっている。第2点目は「サロン」の開催が挙げられる。地域の公共空間や個人の自宅などを利用して、集う"たまり場"を設ける。社会福祉協議会のコミュニティワーカーが実施や運営のアドバイスを行っている。第3点目は、新たな試みとして新聞販売所との提携による見守り活動が実施されている。高齢者本人、新聞販売所、市役所との契約による安否確認を行っている。市役所は単身世帯台帳を作成し、訪問により安否確認を必要な方に行っている。第4点目に高齢者世代同士の支援活動(友愛訪問、友愛外出)がある。当事者同士の見守り活動が地域の安心を作り出している。こうした見守りのしくみ効果についてアンケート調査と個別事例調査を実施した。その結果、全般的に満足度は高いが、見守りのしくみから漏れてしまう高齢者(高齢引きこもり)の存在が明らかになった。その特徴は、1)男性の単身高齢者、2)子ども世代に依存的な層、3)前期高齢層男性の虚弱層、4)90歳以上の超高齢層などであった。2011年度は、1県1市において引き続き、高齢核家族世帯を対象に、日常生活行動と社会関係に関する行動調査ならびにヒアリング調査を実施し、その分析を行った。その結果をもとに、第7回日中韓社会保障国際会議にて、「超高齢化社会における地域包括ケア構想とその可能性」と題して報告した。地域包括ケアを可能にするには、地域の社会資源の充実が不可欠であり、その際の重要な点は、医療機関と基礎自治体および民間のボランラリーセクションなどとの「パートナーシップ」であることが判明した。そのためにも、柔軟かつ有効な地域ケア会議の運営が必要となってきていることから、第5期介護保険事業計画策定においてその点を指摘し、事業計画の策定へ参与し、実行の段階へと進めている。また、2011年度から策定作業に入っている地域福祉計画・活動計画にも参加し、パートナーシップを形成していく具体策への取組みに際し、ニーズ把握、分析を行うための専門職会議を立ち上げ、試験的に行ってきた。韓国での総合社会福祉館を中心とした専門職(社会福祉士)により地域支援体制へのヒアリングを継続してきた。そうした中で、「事例管理方法」の開発に関する共同研究を行っていくことになり、2011年12月に第1回の会合を持ち、今後継続的に研究交流を行うことになった。安心を作り出している。昨年度のヒアリングで明らかになった地域における見守りのしくみから漏れてしまう高齢者(高齢引きこもり)、1)男性の単身高齢者、2)子ども世代に依存的な層、3)前期高齢層男性の虚弱層、4)90歳以上の超高齢層などに対する専門職の継続的支援体制の方法について共同研究を今後継続していくことになった。新たな問題として、2011年3月11日に起こった東日本大震災はまさに新たな「孤立」を作り出してきている。避難所から仮設住宅への移行がほぼ済んだ段階から、こうした現象はさらに進行してきている。現地の協力を得ながら、仮設住宅居住者への地元の支援員を仲介しながら、情報の収集を行ってきている。しかし、この作業は時間のかかる作業であり、これからも逐次取り組んでいきたいと考えている。本研究の目的は、都市高齢者の新たな「孤立」の諸相に着眼し、その「孤立」から生じる生活課題を析出し、その課題解決にむけたソーシャルワーク実践方法の開発を、日本と韓国との比較研究という方法を使いながら明確化することにある。日本ではI県I市において高齢核家族世帯を対象に、日常生活行動と社会関係に関する調査を実施し、その分析を行った。

また、65歳以上で介護認定を受けていないあるいは一人暮らし世帯の登録をされていないという高齢者を10分の1抽出し、記名式アンケート調査を実施、認知症の症状ならびに生活支援の必要度を測定した。その結果、初期症状を自覚している高齢者の存在が析出され、それらに対するアセスメント調査を自治体の専門職により行い、ケースカンファレンスを行い、訪問を1年にわたって継続し、支援を行った。韓国においては、S市の総合社会福祉館を中心とした専門職(社会福祉士)により地域支援体制へのヒアリングならびに事例検討を行った。こうした調査によって明らかになったことは以下のようである。1韓国の総合社会福祉館が行っている専門職による個別調査はとかくに潜在化しがちな“早期問題群"を適切に発見、ニーズキャッチすることにより、「見守り」を地域の中に張り巡らせることが可能となり、地域における「安心感」を醸成してきている。2一方、日本では介護保険制度の申請原則に依存するあまり“早期問題群"を発見する機能が自治体にはなく、“早期問題群"をそのまま家族の中に内包してしまいがちであり、その結果、重度化してはじめて顕在化するという現象を生み出している。3こうした重度化の背景にあるのが、地域社会からの孤立化であり、情報過疎、家族介護中心、医療依存などが存在することが明らかとなった。4こうした“早期問題群"への専門職の適切な関わり方が今後の課題であり、リーチアウト、介入型ソーシャルワークの開発が鍵である。予定していた大都市近郊における高齢核家族世帯におけるヒアリングを終了し、その分析を行っている。その自治体における介護保険事業計画および地域福祉計画.地域福祉活動計画に参加し、実際にどのような「見守りネットワーク」が可能かつ有効であるかの検証に入っている。また、東日本大震災以降の高齢者の新たな「社会的孤立」に関する情報収集を追加している。24年度が最終年度であるため、記入しない。韓国・ソウル市にあるウォルゲ総合社会福祉館との研究連携により、「事例管理方法」に関する研究交流を実施してきており、2012年度は主に、高齢核家族とりわけ「高齢夫婦世帯」や「高齢者と孫」の生活問題へのアプローチ方法について検討していく。また、東日本大震災から1年が経過している中で、高齢者の社会的孤立の実態について情報の収集と専門職集団のネットワーキングの方策について検討していく。
戦時動員と構造変動-比較分析-

本共同研究は、具体的には、(1)毎年7月に東京外国語大学で開催した国際研究集会への海外メンバーの招へい、(2)9月か10月にアメリカとドイツにおいて開催された研究集会への日本側メンバーの派遣、(3)研究打ち合わせと資料収集を目的として頻繁に行なわれた内外研究者の相互渡航、という三つの活動を軸に進められた。(1)では、主に日本とドイツとの比較という観点に立ってドイツの共同研究者を招へいし、両国の戦時動員体制とそれの戦後社会への影響について集中的な議論がなされた。ここでは、戦時体制と戦後社会との構造的な連続と断絶の検証から始まり、「ジェンダー」という問題に即して議論がさらに深化され、両国の戦後社会における歴史表象と社会意識にまで考察は進展した。そしてこれにより、これまでそれぞれ特殊と見なされがちだった両国の戦時と戦後の社会に、大きく共通する一般的な構造が見られるということが確認された。(2)では、特に「日本研究」という主題に即して、日本とアメリカとドイツの現状が相互にまとめて報告され、その比較検討がなされた。ここでは、「日本近代」の研究のあり方が研究者のおかれたそれぞれの社会の事情に強く規定されていること、にもかかわらず、そこには深いレベルでの共通性があらためて確認できること、が明らかになった。そしてこれにより、「日本研究」という事柄がすでに「ナショナル」な観点に縛られていては少しも進展してゆかない主題であるということが、各国の共同研究者に共通の認識とされるようになった。(3)では、以上のような(1)と(2)の成果がさらに具体的な個別の間題に即して深化され、研究分担者たちのそれぞれのテーマの深まりと、それらの有機的な連関となって進展した。そしてここからは、98年度から開始される次世代の共同研究に引き継がれるべき多くの課題が生み出されてきている。本年度の活動は、(1)7月18日に東京外国語大学で行われた国際研究集会と、(2)9月末から10月にかけてアメリカ合衆国(コ-ネル大学およびコロンビア大学)で行われた研究集会および、ドイツ(ベルリン自由大学)で行われた現代日本に関する日独研究者集会への日本側メンバーの派遣、という二つのイベントに集約される。(1)「戦時動員と構造変動」に関するドイツ-日本研究集会7月18日に東京外国語大学において開催され、完全同時通訳(英語)によって運営された。ヴェルナ-・アーベルスハウザ-(ビ-レフェルト大学)「戦時動員と構造変動-ドイツのケース」およびミヒャエル・プリンツ(ヴェストファーレン地域史研究所)「連続と断絶-ドイツの経済変動」の報告をめぐり、柳沢治(都立大)、原朗(東京大)、雨宮昭彦(千葉大)、菅山真次(東北学院大)の四人がディスカッサントとなった。日本側から約60名の現代ドイツ研究者・現代日本研究者が参加し、活発な討論が交わされた。(2)日本側メンバーのアメリカおよびドイツ派遣成田龍一(日本女子大)、広田昌希(大阪大)、中野敏男(茨城大)の三名をアメリカ(コ-ネル大学、コロンビア大学)およびドイツ(ベルリン自由大学)に派遣した。三名はこれら三大学で開かれた現代日本研究集会に報告者として参加した。また、石田勇治(東京大学)をドイツに派遣。石田はベルリンでの研究集会に参加するとともに、キ-ル大学その他において行われているドイツ側の現代日本研究について現地調査を行った。

本年度の活動は、1.7月19日に東京外国語大学において「戦時動員と構造変動」に関する日本-ドイツ研究集会を主催したこと、2.10月1112日にコ-ネル大学で開催された「戦後日本の思想と丸山真男の遺産を主題とする研究集会にメンバーを派遣したこと、3.8月から翌3月にかけてアメリカやドイツなどへ研究打ち合わせと資料収集を目的として人員を派遣したこと、という三つの事業を中心に展開された。7月19日の東京外国語大学における研究集会では、戦時動員体制下の女性という観点から、日独の最先端の研究成果を突き合わせ吟味した。フレーフェルトは歴史学の立場から「ドイツ戦時社会におけるジェンダー」と題する報告を行ない、上野は社会学の立場から「『国民国家』と『ジェンダー』」と題して報告を行なった。これに対して、姫岡、西川、成田、佐藤が討論に立ち、ドイツと日本の戦時動員体制下における女性の位置や役割について、その特殊性や共通性が活発に議論された。10月1112日のコ-ネル大学における研究集会では、日・米・独から研究者が多く参加して、「丸山真男」の仕事の評価を中心に「戦後日本」の思想的な再吟味が集中して行なわれた。これに中野は「戦後日本の思想的主題設定者としての丸山真男」と題して報告を行ない、成田やコシュマンは討論者として議論に加わった。また、資料収集と研究打ち合わせを目的として、姫岡、佐藤、雨宮、中野をドイツに、成田、中野をアメリカに派遣したほか、2月には吉見をフランスとイギリスに派遣した。この事業では、多くの資料や知見を得たほかに、ドイツではミュンスターのプリンツらと研究の進展状況を確認し、アメリカではコロンビア大学などでも研究交流集会をもって議論を深めることができた。本年度の活動は、三年間の研究プロジェクトのまとめの年として、研究全体の集約をめざして進められた。具体的には、(1)7月19日の東京外国語大学における「戦時動員と構造変動」に関する日本-ドイツ研究集会、(2)9月と11月に実施したアメリカとドイツへのメンバーの派遣、(3)3月におけるドイツからの招聘、という三つの事業を中心に、これまでの研究成果の確認と整理のための集中的な意見交換が主な活動となった。7月19日の東京外国語大学における研究集会では、「歴史叙述の現在と表象のポリティクス」と題して、日独の研究成果を突き合わせ吟味した。シルトとシュム-ルは、それぞれ「戦後ドイツの公論におけるナチという過去」と「歴史家論争再訪」という報告を行ない、ドイツにおける戦時動員と戦後におけるそれの論じられ方について議論を深めた。これに対して小澤・岩崎などが討論に立ち、このドイツの問題が「歴史表象」の在り方において日本の戦後とも大きく重なっていることを指摘して、問題の普遍性があらためて確認された。9月と11月のメンバーの派遣は、ハーバード大学・コロンビア大学・カリフォルニア大学(サンディエゴ)・ライプチヒ大学・ウェストファーレン地域研究所などとの情報交換と討議が目的であった。この討議によって、「戦時動員と構造変動」という研究対象が、これまでのような一国単位の研究の並列と比較という枠組みには収まらず、国境を越えた構造的な連関という視野からの考察が必要なテーマであることが一層明確となった。さらに、3月にはドイツからリヒタ-を迎え、日本滞在中のサカイをも交えて、3年間の共同研究の集約的な討議が行なわれている。ここでは、日・独・米の戦後社会におけるマイノリティ問題などの社会問題がそれぞれの戦時体制と深く関連し、その「帝国」としての構成と結びついてきたことが論議の焦点となっている。
電子線エネルギー損失分光を用いた不純物近傍の局所構造及び化学結合状態の解明

平成14年度においては,セラミックス粒内及び粒界に存在するドーパント近傍局所環境解析を,TEM-EELS測定,第三世代放射光施設SPring-8を用いたXANES測定により行なった.また,前年度から引き続きELNES/XANES理論計算法の開発も行なった.研究実績は以下の通りである.1)セラミックス多形のELNES/XANESと化学結合状態構造の違いがELNES/XANESに与える影響を調べるために,AIN及びSiC多形のELNES/XANESについて,第一原理バンド計算を用いた理論予測および解析を行なった.構成元素が同じであるのにかかわらず,多形間では大きなスペクトル形状の変化が予測された.スペクトル形状の違いは,配位数の違いだけでなく,共有結合性の違いにも起因していることが分かった.研究成果は,米国セラミックス協会,米国電子顕微鏡学会において発表し,電子顕微鏡関連学術誌の"Micron"に受理された.2)セラミックス中極微量ドーパント近傍局所環境解析工業的にセラミックス材料は,種々のドーパントを大量に添加して利用されている.そのようなドーパント添加に起因した物性変化や機能発現の現象を,化学結合及び電子状態の視点から解明するためには,まずドーパントを極微量添加した系を取り扱う必要がある.極微量添加系を用いることで,ドーパント間の相互作用を無視することが出来,精緻な解析が可能となる.本研究では,第三世代放射光施設SPring-8を用いたXANES測定,TEM-EELS測定及び,第一原理理論計算を組み合わせた手法を用い,セラミックス粒内や粒界におけるドーパントの局所環境解析を行なった.MgO中Ga及びAl_2O_3中Znの解析から,両系におけるドーパント近傍局所環境を明らかにした.本成果は,第一回Kyoto International Workshop on Computational Materials Science,X線分析研究懇談会において発表した.また,共同研究者が行なった陽電子寿命測定の結果とあわせ,国際一流雑誌への投稿を準備している.3)ELNES/XANESの標準的な理論解析法の確立と,計算プログラムの開発ELNES/XANESを材料開発に応用する上で,第一原理計算を用いた理論解析は必要不可欠である.申請者は,米国研究者と共同し,第一原理バンド計算プログラムの改良を行なった.従来と比較してユーザーインターフェイスを改良し汎用性を高めた.また開発した計算プログラムによる研究結果を「電子線エネルギー損失スペクトルにおける理論計算による解釈」という題目の解説記事を執筆し,2003,No.3に掲載された.平成14年度においては,セラミックス粒内及び粒界に存在するドーパント近傍局所環境解析を,TEM-EELS測定,第三世代放射光施設SPring-8を用いたXANES測定により行なった.また,前年度から引き続きELNES/XANES理論計算法の開発も行なった.研究実績は以下の通りである.1)セラミックス多形のELNES/XANESと化学結合状態構造の違いがELNES/XANESに与える影響を調べるために,AIN及びSiC多形のELNES/XANESについて,第一原理バンド計算を用いた理論予測および解析を行なった.構成元素が同じであるのにかかわらず,多形間では大きなスペクトル形状の変化が予測された.スペクトル形状の違いは,配位数の違いだけでなく,共有結合性の違いにも起因していることが分かった.研究成果は,米国セラミックス協会,米国電子顕微鏡学会において発表し,電子顕微鏡関連学術誌の"Micron"に受理された.2)セラミックス中極微量ドーパント近傍局所環境解析工業的にセラミックス材料は,種々のドーパントを大量に添加して利用されている.そのようなドーパント添加に起因した物性変化や機能発現の現象を,化学結合及び電子状態の視点から解明するためには,まずドーパントを極微量添加した系を取り扱う必要がある.極微量添加系を用いることで,ドーパント間の相互作用を無視することが出来,精緻な解析が可能となる.本研究では,第三世代放射光施設SPring-8を用いたXANES測定,TEM-EELS測定及び,第一原理理論計算を組み合わせた手法を用い,セラミックス粒内や粒界におけるドーパントの局所環境解析を行なった.MgO中Ga及びAl_2O_3中Znの解析から,両系におけるドーパント近傍局所環境を明らかにした.本成果は,第一回Kyoto International Workshop on Computational Materials Science,X線分析研究懇談会において発表した.また,共同研究者が行なった陽電子寿命測定の結果とあわせ,国際一流雑誌への投稿を準備している.3)ELNES/XANESの標準的な理論解析法の確立と,計算プログラムの開発ELNES/XANESを材料開発に応用する上で,第一原理計算を用いた理論解析は必要不可欠である.申請者は,米国研究者と共同し,第一原理バンド計算プログラムの改良を行なった.従来と比較してユーザーインターフェイスを改良し汎用性を高めた.また開発した計算プログラムによる研究結果を「電子線エネルギー損失スペクトルにおける理論計算による解釈」という題目の解説記事を執筆し,2003,No.3に掲載された.
細胞質ポリ(A)鎖伸長因子CPEBによる多様な遺伝子発現調節の分子基盤

本研究では、RNA結合タンパク質CPEBを介した遺伝子発現の調節に関わる分子メカニズムを、負と正の両方向の制御について、それぞれ癌遺伝子c-mycおよびリボヌクレオチド還元酵素RNR2のmRNAを対象に解明することを目的としている。今年度は、負の制御に関する研究では、ゲルシフトアッセイによるin vitroでのCPEBのc-myc 3'UTRへの結合様式の解析を行った。c-myc 3'UTRにはCPEB結合のコンセンサス配列と非コンセンサス配列が存在するが、解離定数の算定とシフトパターンからコンセンサス配列への結合により非コンセンサス配列への親和性が高まることを明らかにした。また、これまでCPEBが負に遺伝子発現を制御する例はc-mycの他にほとんど報告がなかったが、CPEB過剰発現条件下でのRNA-seqデータの解析の結果、CPEB過剰発現時にmRNA発現が減少するものが多数存在することが判明した。これらの中から、有意に発現減少していたものを対象に3'UTR配列の有無を調べ、CPEB結合配列を有するものを候補として抽出した。正の制御に関する研究では、より正確に定量的な実験を行うため、siRNAによるノックダウンからCRISPR-Cas9システムを利用したノックアウトを行うことへと計画を変更した。CPEB, PAPD7のノックアウト細胞を作製し、これらノックアウト細胞でDNA傷害時のRNR2発現の制御においてsiRNAの場合と同様の結果が得られることを確認した。また、細胞生存率およびdNTP産生量の測定に関して、予備検討を行い実験系を確立した。当初計画では、R2の発現調節に関する解析をsiRNAを利用したノックダウン下で行う予定としていたが、ノックダウンによる細胞増殖への影響から、細胞生存率やdNTP産生、ポリソーム分布の解析を正確に定量的に行うのが困難であることが判明した。より正確な定量的解析をするため、CRISPR-Cas9システムを利用したCPEB, PAPD7ノックアウト細胞の作製に着手したが、その細胞株の樹立に想定よりも時間を要してしまった。また、c-myc mRNAとCPEBとの相互作用に関する解析では、メーカーによる樹脂の改変(結合能の改善)の結果、従来使ってきた方法では十分なタンパク質量が確保できなくなり、溶出条件の再検討を余儀なくされた。加えて、2019年1月より申請時の所属先から現所属先へと異動したため、研究環境を整えるのに時間を要する結果となった。負の制御に関する研究では、当初計画で予定していたCPEB組換えタンパク質を利用する実験に順次着手してゆくとともに、RNA-seqの結果から決定した候補を対象に、c-mycの場合と同様のレポーター実験を実施する予定である。正の制御に関する研究では、作製したノックアウト細胞を用いて細胞生存率やdNTP産生、ポリソーム分布に関する実験を進める。

今年度は、当初想定していたよりも進捗がやや遅れてしまい、予定していた研究を遂行できない状況が生じた。また、トラブルへの対処を優先し学会発表等も見送ったため、次年度への繰り越しが生じる結果となった。繰り越した予算については、今年度の当初予定で未遂行のままの実験を実施するため、主に、細胞培養試薬・器具、生化学実験試薬・器具の購入に使用する予定である。また、国内外の学会発表および論文投稿による研究成果の報告を予定しているため、それらに掛かる費用も使用予定である。必要な機器類・設備等は揃っているため、大型機器の購入は予定していない。
周期場を用いた光を使わないコヒーレント量子操作

シリコン結晶などの固体の中では原子が規則的に並んでおり、結晶内には空間的な周期霞場が形成されている.このような結晶標的に入射された高速のイオンは,規則的に並んだ原子面を横切ることで周期的な振動電磁場を感じ,光励起と同様に,イオンの内部状態は共鳴的に励起される(コヒーレント共鳴励起:RCE).本研究は3次元コヒーレント共鳴励起による量子制御ダイナミクスの解明,および原子分光,寿命測定への応用を目標として掲げている.第2年度となる平成22年度は,新たなテクニックとなったコンボイ電子の観測を主柱としてこれまでの成果をより発展させることを目的とし,放医研のHIMACで60時間×4回の加速器実験を行なった.さらに,本研究の将来展望として見通していた,結晶場によるウランの精密分光に向けたテスト実験をドイツ,GSI(重イオン研究所)にて開始した.詳細は以下のとおりである.[1]オージェ電子の観測(放医研HIMAC,平成21年4月,7月)RCEによってAr16+イオンの二重励起状態を生成し,前方に放出される電子の運動量スペクトルを観測したところ,コンボイ電子の両側に2つのサブピークが観測された.これはそれぞれ前方,後方に2.3keVで放出されたオージェ電子とアサインでき,二重励起の生成を実験的に確証した.[2]アラインされたイオンのコンプトンプロファイルの観測(放医研HIMAC,平成21年9月,12月)RCEにおける偏光制御テクニック(Y.Nakano et al., Phys.Rev, Lett.102, 085502(2009).)を利用し,進行方向にアラインされたイオンから放出されるコンボイ電子の測定を試みた.理論で予測されている逆カスプ型の電子運動量スペクトルを実際に観測するために,50keV電子を検出するアバランシェ・フォトダイオード(APD)を利用したセットアップを新たに開発した.現在データを解析するとともに,ハンガリーの理論グループのシミュレーションと合わせた考察を行なっている.[3]ウランの精密分光(ドイツGSI,平成21年9月)最も重い安定元素であるウラン(原子番号92)の精密分光を目指し,ドイツ・GSIに新たな実験装置を立ち上げた.195MeV/uのLi様U^<89>イオンにおいて,1s^22s→1s^22p_<3/2>遷移のRCEを観測することに成功し,最新の結晶分光器と同等の分解能を出せることを実証した.今後,蓄積リングを利用した電子冷却等を活用することで更に精度が向上すると考えられ,次期加速器計画FAIRにおいても優れた成果が期待される.結晶に入射された高速イオンは,規則的に並んだ原子面を横切ることで周期的な振動電場を感じ,この振動周波数が遷移エネルギーに一致するときイオンの内部状態は共鳴的に励起される(コヒーレント共鳴励起).加速器から供給される相対論的なイオンビームを利用することでイオンの感じる振動周波数はX線領域に達し,光の利用の困難なエネルギー領域における原子状態の操作が可能になる.本研究はコヒーレント共鳴励起による量子制御ダイナミクスの探究,および原子分光への応用を目標として掲げている.本年度は5月,7月,10月,11月にそれぞれ約60時間,放射線医学総合研究所の医療用重イオン加速器を利用して以下の実験を行った.[1]二重励起状態の選択的生成(5月)コヒーレント共鳴励起によって465MeV/uに加速されたAr^<16+>イオンの2つの内殻電子を両方とも励起し,エキゾチックな中空状態を選択的に生成することを試みた.基底状態(1s2^1S)から励起状態(1s2p^1P),さらに二重励起状態(2p^2^1D)へと連続的に励起させたところ,結晶透過後のイオンの生き残り割合,及び放出X線の観測から二重励起状態の生成が確認された.[2]Fe^<24+>イオンを用いた二重共鳴実験(7月)我々は平成19年度に,Ar^<16+>イオンのA型二重共鳴実験においてAutler-Townes二重項の観測に成功し,これによってラビ周波数の直接観測などが可能になった.本実験では入射イオンをFe^<24+>に変えて同様の測定を行い,Ar^<16+>とは異なった共鳴プロファイルを観測した.これは遷移モーメントの大きさ,及びコヒーレンス長の違いから説明できると考えられ,現在理論計算グループとの連携をとりながら,実験結果の定量的な評価を行っている.[3]コンボイ電子の観測(10月,11月)結晶内でイオンから剥がされた電子はイオンとほぼ同じ速度を持って標的前方に放出される(コンボイ電子).この電子のエネルギー分布は,束縛状態の運動量分布を反映したカスプ構造を持ち,コンプトン・プロファイルと呼ばれる.コヒーレント共鳴励起によって励起状態のイオンを準備してコンプトン・プロファイルを観測したところ,入射イオンの波動関数に関する情報を得られることが明らかになった.このように,結晶場を用いてX線領域の原子遷移を制御できるという特徴を活かし,光学的手法では困難であった二重励起状態の選択的生成などを行うとともに,Autler-Townes二重項やコンボイ電子の観測などを通してコヒーレント共鳴励起のダイナミクスをより詳細に明らかにしてきた.