hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
急性骨髄性白血病細胞のNotch蛋白の発現の解析による予後診断法の開発

造血幹細胞の増殖と分化は、幹細胞のNotch蛋白とストローマのNotchリガンドとの作用によって制御される。急性骨髄性白血病は造血幹細胞の増殖と分化の異常に起因する疾患であるため、白血病細胞の異常増殖にNotch蛋白が関与する可能性を考えた。まず、急性骨髄性白血病由来の細胞株の大半と急性骨髄性白血病の患者細胞の約半数でNotch蛋白が発現することを示した。白血病細胞自体がNotchリガンドであるJagged-1蛋白を発現するものも認めた。細胞株の中には、活性化によって生じるNotch蛋白の細胞内領域断片を恒常的に認めるものや、構造異常と考えられる、分子量の異なるNotch蛋白を発現するものを認めた(Tohda et al.,Leukemia & Lymphoma42:467,2001)。造血幹細胞の分化と増殖は、幹細胞のNotch蛋白とストローマ細胞のNotchリガンドとの作用によって制御される。急性骨髄性白血病は造血幹細胞の分化と増殖の異常に起因する痴患であるため、私は白血病細胞の異常増殖にNotch蛋白が関与するのではないかと考えた。その端緒として、急性骨髄性白血病由来の細胞株の大半と急性骨髄性白血病の患者細胞の約半数でNotch蛋白が発現することをウエスタンプロット法で示した。細胞株の中には、活性化によって生じるNotch蛋白の細胞内領域断片を恒常的に認めるものや、構造異常と考えられる、量の異なるNotch蛋白を発現するものを認めた。これらの知見を論文として報告した。(Tohda etal. Leukemia&Lymphoma42 : 467, 2001)さらに私は急性骨髄性白血病患者から樹立しだ細胞株TMD7を、Notchリガンド蛋白(Delta-1)をコーティングした培養プレード上で培養すると、壁付着性が亢進し、形態変化を伴いながら増殖が有意に亢進することを見い出した。液体培養系にこのリガンド蛋白を添加しても細胞に有意な変化は認められなかった。Notchリガンドによって明瞭な増殖促進の反応を示すヒト白血病細胞株はこれまでに報告がなく、この細胞株はNotchシグナルの研究に非常に有用であると思われる。(Tohda et al. British Journal of Haematology : in press)造血幹細胞の増殖と分化は、幹細胞のNotch蛋白とストローマのNotchリガンドとの作用によって制御される。急性骨髄性白血病は造血幹細胞の増殖と分化の異常に起因する疾患であるため、白血病細胞の異常増殖にNotCh蛋白が関与する可能性を考えた。細胞株の中には、活性化によって生じるNotCh蛋白の細胞内領域断片を恒常的に認めるものや、構造異常と考えられる、分子量の異なるNotch蛋白を発現するものを認めた(Tohda et al. Leukemia & Lymphoma 42:467,2001)。次に、ある患者の白血病細胞から、Notchリガンドによって明瞭な細胞増殖の促進を認める、初の白血病細胞株TMD7を樹立した(Tohda et al. British Journal of Haematology 117:373,2002)。さらに、このTMD7細胞株を用いてNotchリガンド蛋白の白血病細胞の増殖・分化に対する作用を調べた。Notchリガンドが白血病細胞に作用を及ぼすには、培養プレート上にコーティングされていることが必要で、液体培養系にこのリガンドを直接添加しても有意な作用は認めなかった。TMD7はNotchリガンドをコーティングしたプレートで培養すると、形態変化を伴いながら短期的な増殖が有意に亢進したが、長期的な増殖や自己再生能は抑制された(Tohda etal. International Journal of Oncology : press)。さらに、患者白血病細胞に対するNocchリガンドの作用を調べ、患者予後との関連性を検討した。
自己質量調整型仮想材料を組み込んだ非線形解析による配筋設計システムの考察

(1)自己質量調整型仮想材料を動的非線形応答解析システムCOM3に組み込み,2次元および3次元応力下での鉄筋コンクリート部材・構造に適用した.特に開口部を有し,応力の流れか乱れる対象を選定し,鉄筋が安定して自動生成されることを確認した.さらに配筋設計システムで設計された部材を作成し,実験室内で載荷を行い,設計目標とした耐力を満足することを確認した.これらの成果は発電機器周りの配筋設計に実際に適用され,従来から過大と指摘された設計が合理化され,鋼材量はおよそ従来の1/21/3に減じられた.この場合も,小型模型実験ならびに非設計応答解析の両者によって安全性の確認が行われた.(2)配筋設計システムの精度向上の観点から,RC zoning法の一般化が図られた.従来のRC zoningは,鋼材が降伏する時点での可能最大領域を与えていた.これに対して,変形が小さくひび割れの局所化がまだ顕著な状態と,鋼材降伏近傍の分散状態とを結合する,strain-softening-transient hardening形式でモデルを拡張した.その結果,従来のZoning法で改善されたせん断耐力と剛性予測をさらに高精度化することに成功した.(3)自己質量調整型仮想材料に関する仮想構成モデルでは,ひび割れ間の鋼材局所応力とひび割れ位置での鋼材のダボ作用と局所曲げ変形,局所的な付着劣化を空間平均したものとして簡略化している.そこで,これらの微視的レベルでの非線形性と接触面密度関数に基づく一般化応力伝達モデルを厳格に扱う微視的モデルを再構築し,自己調整型仮想材料の精度向上を図った.その結果,従来まで半経験的に設定されていた,ひび割れと鉄筋の非直交性が有限要素の平均変形に及ぼす効果が定量化され,当該配筋設計システムの信頼性を向上させることが可能となった.(1)自己質量調整型仮想材料を動的非線形応答解析システムCOM3に組み込み,2次元および3次元応力下での鉄筋コンクリート部材・構造に適用した.特に開口部を有し,応力の流れか乱れる対象を選定し,鉄筋が安定して自動生成されることを確認した.さらに配筋設計システムで設計された部材を作成し,実験室内で載荷を行い,設計目標とした耐力を満足することを確認した.これらの成果は発電機器周りの配筋設計に実際に適用され,従来から過大と指摘された設計が合理化され,鋼材量はおよそ従来の1/21/3に減じられた.この場合も,小型模型実験ならびに非設計応答解析の両者によって安全性の確認が行われた.(2)配筋設計システムの精度向上の観点から,RC zoning法の一般化が図られた.従来のRC zoningは,鋼材が降伏する時点での可能最大領域を与えていた.これに対して,変形が小さくひび割れの局所化がまだ顕著な状態と,鋼材降伏近傍の分散状態とを結合する,strain-softening-transient hardening形式でモデルを拡張した.その結果,従来のZoning法で改善されたせん断耐力と剛性予測をさらに高精度化することに成功した.(3)自己質量調整型仮想材料に関する仮想構成モデルでは,ひび割れ間の鋼材局所応力とひび割れ位置での鋼材のダボ作用と局所曲げ変形,局所的な付着劣化を空間平均したものとして簡略化している.そこで,これらの微視的レベルでの非線形性と接触面密度関数に基づく一般化応力伝達モデルを厳格に扱う微視的モデルを再構築し,自己調整型仮想材料の精度向上を図った.その結果,従来まで半経験的に設定されていた,ひび割れと鉄筋の非直交性が有限要素の平均変形に及ぼす効果が定量化され,当該配筋設計システムの信頼性を向上させることが可能となった.本年度では、自己質量調整型仮想材料を組み込んだ非線形解析による配筋設計システムを構築し、試験体レベルの設計-照査作業を行った。1)非線形有限要素解析プログラムWCOMD-SJをベースにして、忠実な鉄筋コンクリート非線形モデルをスマート材料モデルに取り替えて、設計支援ツールを開発した。現有の梁、柱の実験結果を使い、設計-照査を繰り返すによって、鉄筋コンクリート設計に一番適切なスマート材料特性を確認し、設計作業と照査作業をリンクさせ、設計支援ツールの諸特性分析に基づき、設計支援ツールが提案する設計フロー案へ設計支援ツールが導入されやすくなるための限定区域配筋機能追加を行った。この機能追加により、設計作業が効率化・合理化されたことが確認された。2)今まで2次元解析に適用した鉄筋の拘束影響を受けるRC領域と鉄筋の拘束影響を受けない無筋コンクリート領域を見分けるZoning手法を3次元に展開し、非線形有限要素解析プログラムに適用する。現有の3次元的配筋した梁実験を解析し、実験結果を使って解析の精度を確認した。3)3次元的な開口部のある梁を想定し、自己質量調整型仮想材料を組み込んだ非線形解析による配筋設計システムを使って設計した。開口部周囲の配筋が複雑であって設計者の裁量による二種類の配筋した。照査プログラムを使い、配筋設計の結果を検証し、鋼材を自動配置した諸元に対して,忠実に試験体を作製し,破壊実験を行った。実験結果から本システムの合理性を確かめた上、設計者の経験による裁量も結果に影響することが分かった。実験中のひび割れ進展を観察し、設計段階で予測されたひび割れ状況,並に力の配分システムの観点から比較した。本年度に得られた成果は下記のとおりである。

(1)自己質量調整型仮想材料を動的非線形応答解析システムCOM3に組み込み,2次元および3次元応力下での鉄筋コンクリート部材・構造に適用した。特に開口部を有し,応力の流れか乱れる対象を選定し,鉄筋が安定して自動生成されることを確認した。さらに配筋設計システムで設計された部材を作成し,実験室内で載荷を行い,設計目標とした耐力を満足することを確認した。これらの成果は発電機器周りの配筋設計に実際に適用され,従来から過大と指摘された設計が合理化され,鋼材量はおよそ従来の1/21/3に減じられた。この場合も,小型模型実験ならびに非設計応答解析の両者によって安全性の確認が行われた。(2)配筋設計システムの精度向上の観点から,RC zoning法の一般化が図られた。従来のRC zoningは,鋼材が降伏する時点での可能最大領域を与えていた。これに対して、変形が小さくひび割れの局所化がまだ顕著な状態と,鋼材降伏近傍の分散状態とを結合する,strain-softening-transient hardening形式でモデルを拡張した。その結果,従来のZoning法で改善されたせん断耐力と剛性予測をさらに高精度化することに成功した。(3)自己質量調整型仮想材料に関する仮想構成モデルでは,ひび割れ間の鋼材局所応力とひび割れ位置での鋼材のダボ作用と局所曲げ変形,局所的な付着劣化を空間平均したものとして簡略化している。そこで,これらの微視的レベルでの非線形性と接触面密度関数に基づく一般化応力伝達モデルを厳格に扱う微視的モデルを再構築し,自己調整型仮想材料の精度向上を図った。その結果,従来まで半経験的に設定されていた,ひび割れと鉄筋の非直交性が有限要素の平均変形に及ぼす効果が定量化され,当該配筋設計ンステムの信頼性を向上させることが可能となった。
心不全マウスモデルに認められる性差のメカニズムの解明;エストロゲンの心筋保護効果

主要な炎症性サイトカインのひとつであるtumor necrosis factor-α(TNFα)による慢性刺激によって生じる心筋症(心不全)マウスモデル:心筋特異的TNFα過剰発現トランスジェニックマウス(TNF1.6マウス)を用いて、エストロゲンの心臓保護効果を検討して以下の知見を得た。1.TNF1.6マウス表現形に於ける性差(オスマウスにおけるより重篤な心不全の進展)がestradiolの長期投与によって緩和されることを明らかにした。すなわちオスTNF1.6マウスを長期的にestradiolで治療した場合、長期生存率を有意に改善することができた。また同時に心エコー図法によって求められる心機能指標の改善(左室内腔径の縮小、左室駆出率の増大など)と、病的心筋蛋白発現の是正(ANF発現の低下、αミオシン重鎖の発現増加とβミオシン重鎖の発現低下など)を認めた。2.心筋保護作用をもつことで知られる蛋白(heat shock proteins(hsps))の局所(心筋組織内)での発現が、estradiol投与によって増大することを明らかにした。このことがエストロゲンの心筋保護効果発現のメカニズムの一つである可能性が示唆された。これらの新たに得られた知見をふまえ、心筋細胞においてエストロゲンがhsps発現を誘導する、あるいはストレス刺激によるhsp産生の増強効果のメカニズムについて、ラット培養心筋細胞を用いたin vitroの手法で明らかにするべく、HSF-1ゲルシフトアッセイなどを計画中である。
幼児の空間認知能力の発達と運動能力の関係

行動と環境認知は密接な関係があり、正確な環境の認知に基づく動作の修正によって的確な行動が可能となる。本研究は、空間認知能力の発達と運動能力の関係を明らかにする上で、先ず、空間認知能力の測定方法の開発を目的とし、足元に置いた的にビ-玉をどの程度正確に落とすことができるかによって空間認知能力を測定しようと試みた。このテストを、4.9歳から5.8歳の幼児55名を対象に、前方と側方に肩と腰の高さから、及び後方に肩の高さからそれぞれ5試行づつ実施した。その結果、以下の点が明らかにされた。(1)信頼性と客観性:同一検者について、実際に計測した値とビデオの再生画面より読み取った値との相関係数及び平均値の差異の検定を行った結果、相関係数は0.8260.996の非常に高い有意な値を示し、平均値についても有意な差異は認められなかったことから、信頼性は高いと考えられた。2名の検者間における計測値の相関係数は0.9650.996の非常に高い値を示し、客観性についても非常に高いと考えられた。(2)練習効果の有無:女児において、前方に肩の高さから落とした場合のみに1回目と2回目の結果がやや悪い傾向を示したが、それ以外では5試行間の結果に有意差は認められず、練習効果は殆どないと考えられた。(3)利手と非利手の差異:利手と非利手の間に有意差はなく、測定値に技術的要因は殆ど含まれないと考えられた。(4)空間認知能力の特性:落下方向(前、側、後)間の差異を検定した結果、女児は、身体の側方及び後方よりも前方にある物体との距離をより正確に認知していると考えられた。男児については、落下方向間に有意差は認められなかった。また、情報の有無の差異、つまり、開眼と閉眼の差異について検討した結果、男女児とも閉眼よりも開眼の方が物体との距離をより正確に認知しており、連続的な視覚情報は正確な行動において有効な手段と成りうることが明らかにされた。
教授設計理論を包含した初学者向け学習設計支援手法の開発

本研究では学習者自身が「自らの学びを組み立てる力」の涵養を目的に、教育設計の支援手法の提案を試みている。支援手法は(1)教授設計理論に基づき、目的や対象に合わせて学習者自身で学習活動を組み立てられる初学者向け課題分析手法、(2) RMモデルを活用した他者比較による学習設計支援ツール、(3)現実的な課題の提示により臨場感を持って効果的に学ぶことができるストーリー型の学習プロセスで構成される。初学者向けの学習課題分析手法を、他者から学ぶ比較活動とストーリーと組み合わせ、教授設計の基礎を学習者自身の学習計画に活用する過程を実証的に検証し、教授設計理論の非専門家が広く活用できる手法としての構築に取り組んでいる。教授設計のスキルとは目的や対象に合わせて学習活動を組み立てる力である。基本的には教員など教育実施者に必要なスキルとみなされている。近年、自律的な学習者を生み出す方略として、教授設計の基本知識やスキルの学習が検討・導入されつつある。教授設計スキルを身に付けることは、学び方を学ぶために有用との考えからである。その実現に他者の意見や提案が振り返り活動を促進するというこれまでの研究過程で得られた知見を踏まえ、他者からの学びを意図的に作り出すRMモデルを活用し、学習者が入り込みやすいストーリーから他者との比較を通じて基礎を学ぶのが提案する支援手法である。1年目は学習経験者の分析とグランドデザインの整理に取り組んだ。本研究では学習者の経験の効果を最適化することによって実現される。そのため、支援手法を使ってどのように学習活動を支援できるのかの学習者像・場面・プロセスを整理した。学習経験者の学習成果や体験を踏まえ、整理した内容の実現可能性や有用性について再確認し本研究の提案内容と学習者のニーズのすり合わせを行った。また、グランドデザインを再整理し、各機能の役割の定義を行った。初年度の計画に掲げたグランドデザインの検討・整理を目指し、グランドデザインのエキスパートレビューと改善を繰り返し実施した。本研究の中核となる支援手法で得られる学習成果を精緻化し、教育実践の中で利活用されやすい形について検討・整理していった。この活動は本研究における基盤であるため初期段階で行う必要があり、本年度の中心活動であった。併せて利用者の視点を取り込むための情報収集を行ったが、学習者からの意見収集のみではなく、実際の学習活動での成果が重要であるという事を再確認した。そこで、これまで収集・整理してきた過去の成果を参照しながら提案とニーズの照合を行った。計画を踏まえながら調整を行いつつ進められたことからおおむね予定通りであると考えるが、手法に含まれるツールを設計・開発していく段階において継続的な検討が必要であることが見え、次年度の活動に盛り込むことにした。初年度の調査や検討結果を踏まえて具体的な開発を進めていく。初学者が課題分析手法を学ぶための支援ツールを試作する。支援ツールは、あらかじめ提示されたトピックに対し課題分析を行うストーリーで提供する。学習者には事例を用いた練習活動として捉えられるようにする。課題分析には高度なスキルが必要なことが、課題分析の活用難易度を上げている。そこで初年度の議論の結果を踏まえ、支援ツールで提示するトピックでの活動は、課題分析のプロセスや方法を理解することに利用者が集中できるよう、課題分析の中でも最も重要な点の理解促進の支援に絞ってツールを作成する。支援ツールは初学者向けの課題分析手法と連携が重要となるため、具体的なトピックの内容選定とツール利用の目標と併せて相互に確認しながら開発を進める。

本研究の中核となる支援手法で得られる学習成果を精緻化し、教育実践の中で利活用されやすい形について検討・整理していった。この活動は本研究における基盤であるため初期段階で行う必要があり、本年度の中心活動であった。併せて利用者の視点を取り込むための情報収集を行ったが、学習者からの意見収集のみではなく、実際の学習活動での成果が重要であるという事を再確認した。そこで、これまで収集・整理してきた過去の成果を参照しながら提案とニーズの照合を行った。計画を踏まえながら調整を行いつつ進められたことからおおむね予定通りであると考えるが、手法に含まれるツールを設計・開発していく段階において継続的な検討が必要であることが見え、次年度の活動に盛り込むことにした。初年度の調査や検討結果を踏まえて具体的な開発を進めていく。初学者が課題分析手法を学ぶための支援ツールを試作する。支援ツールは、あらかじめ提示されたトピックに対し課題分析を行うストーリーで提供する。学習者には事例を用いた練習活動として捉えられるようにする。課題分析には高度なスキルが必要なことが、課題分析の活用難易度を上げている。そこで初年度の議論の結果を踏まえ、支援ツールで提示するトピックでの活動は、課題分析のプロセスや方法を理解することに利用者が集中できるよう、課題分析の中でも最も重要な点の理解促進の支援に絞ってツールを作成する。支援ツールは初学者向けの課題分析手法と連携が重要となるため、具体的なトピックの内容選定とツール利用の目標と併せて相互に確認しながら開発を進める。グランドデザインが整理できた後に支援ツールのシステム開発の一部を実施する予定であったが、本研究では支援ツールと支援手法を並行的に行うため初年次の段階で発注すると手戻りが多く生じる可能性が高いと判断し、初年度はペーパープロトタイプにとどめた。
クラスター・超微粒子の偏向型粒子質量分析装置の開発

クラスターや超微粒子は、工業的材料として広く利用されており、用途の拡大が予測される。しかし、nmオーダーの粒子を測定する方法が確立していないため、超微粒子製造に際して重要となる生成機構については不明な点が多い。本研究では、nmオーダーの微粒子をin situに測定を目的とし、電界偏向型粒子質量分析装置の開発を行った。また、nmオーダーの微粒子生成法についても検討を行ない以下のような知見を得ることができた。(1)超微粒子源としてCuロッド100760Torrの条件でレーザーアブレーション法により生成したところ一次粒径5nmの超微粒子を得ることができた。質量換算50%の粒子はこの一次粒子径5nmの粒子が4個程度凝集した粒子であることがわかった(2)開発した偏向型粒子質量分析装置により、粒径5nmの粒子について質量分級を行なうことができ、その結果が電子顕微鏡により観察結果とイッチした。(3)偏向型粒子質量分析装置と電子顕微鏡による観察の結果、レーザーアブレーション法で生成する粒子の形状をもっとも大きく変化させたのはレーザー光の発振モードの違いであり、凝集の進み具合が大きく異なった。しかし、一次粒径については、雰囲気ガスの圧力変化やレーザー光の発振モードによる影響は見られなかった。(4)レーザーアブレーション法での粒子生成によって、一次粒径が約2nmの非常に小さな粒子ができていることがわかった。この大きさは、これまでレーザーアブレーション法によって生成するとされてきた粒子の大きさの中ではもっとも小さいものである。クラスターから超微粒子への成長過程を速度論的に明らかにするためにはクラスターレベルから数nmの領域をin situに測定する粒径測定装置が必要不可欠である。本研究では新たに「偏向型粒子質量分析装置」の開発を行い、レーザーアブレーション法により生成した超微粒子を用いてその性能の評価を行った。その成果について列記する。(1)粒径が約5nm以上の粒子について質量分級を行ない、その結果が電子顕微鏡による観察結果と一致した。(2)レーザー蒸発法から生成する粒子の中に存在する天然帯電粒子について質量分析を行ない、質量換算50%粒子は1次粒径5nmの粒子が4個程度凝集した粒子であることがわかった。(3)レーザーをLong pulseモードで照射した際に生成する粒子は大きく凝集していることがわかった。(4)粒子質量分析装置と電子顕微鏡による観察の結果、レーザー蒸発法で生成する粒子の形状をもっとも大きく変化させたのはレーザー光の発振モードの違いであり、凝集の進み具合が大きく異なった。しかし、1次粒径については、雰囲気ガスの圧力変化やレーザー光の発振モードの変化による影響は見られなかった。(5)電子顕微鏡による観察の結果、レーザー蒸発法での粒子生成によって、1次粒径が約2nmの非常に小さな粒子ができていることがわかった。この大きさは、これまでレーザー蒸発法によって生成するとされてきた粒子の大きさの中ではもっとも小さいものである。本研究では、クラスターや超微粒子の生成過程の研究に於いて必要不可欠である粒径nmの粒子をin situに測定するための分析装置の開発を目的とする。これにより、クラスターから超微粒子へ成長していく過程にある粒子が観察可能になる。本分析装置に於ける粒子の分級原理は、静電場内での帯電粒子の運動が質量に依存することを利用するものであり、向かい合わせに置いた2枚の電極の間に静電場をつくり、そこに帯電した粒子が入射すると、クローン力により飛行方向が曲げられることによる偏向距離から粒子質量を求める方法である。本年度の研究で得られた結果は、(1)粒子質量分析装置の改良により、常圧中からの粒子捕集が可能となり、さらに検出感度が大巾に増加した。(2)レーザー蒸発法により生成した粒子中に存在する帯電粒子の質量分析を行った結果、質量10^<-21>kg程度の粒子の存在が確認された。

(3)電子顕微鏡による観察によって、レーザー蒸発法で生成した粒子中には、2nm程度の非常に小さな粒子も含まれていることがわかった。(4)質量分析の結果、レーザーをLong Pulseモードで照射し、Heガス600700Torrの雰囲気で生成した粒子は約10^<-19>kg以上の質量を持つものが多く存在した。電子顕微鏡による観察では、1次粒径が約6nmの大きな凝集体が多くみられた。
ブラックホールの現象論

昨年度までに高次元時空の回転パラメーターが一つの回転ブラックホールに関する性質がほぼ解明できた。そこで、今年度は複数の回転パラメーターを持つ高次元時空の回転ブラックホールの分析を集中的に行った。この解析は、現在稼働し始めているLHCなどの高エネルギー加速器実験での高次元時空理論に基づくブラックホール生成理論の検証にとって、極めて重要な意味を持つ。まず、5次元時空におけるde Sitter(またはanti-deSitter)空間中の回転ブラックホール上のスカラー場の波動方程式の一般表式を導いた。そして、それを変数分離し、その角度成分が角運動量は2つの自由度があるにも関わらず、1つの回転楕円波動方程式で表されることを示した。そして、回転パラメーターに関して摂動の6次までを解き、連分数法による数値解と比較し、摂動計算の精度を検証した。次に、漸近的逐次法によるブラックホールの準固有振動を求める方法の有効性について、とれまでの成果をまとめ、より統一した論議を展開した。特に、この方法が回転ブラックホールや電荷をもつブラックホールのどちらにも統一的に適用できることを示し、具体的にスピンが0, 1/2, 2を持つそれぞれの波動に対する回転ブラックホールの準固有振動をこの方法で求め、それらが以前に別の方法で求められた4次元回転ブラックホールの答えと一致することを確かめた。これにより、この方法の妥当性とその高次元回転ブラックホールに対する有用性を確認できたことは重要な成果である。以上の2つの成果は現在、それぞれ査読付き学術誌に投稿中である。複数の回転パラメーターを持つ高次元時空の回転ブラックホールに関する解析が予定通り進んだ。これにより当初の目標であった、高次元ブラックホールの現象論に関する統一的・基礎的知見を得ることができた。量子情報理論は、量子コンピューターへの期待と相まって大きな注目を浴びているが、ブラックホールの現象論は、量子情報理論に数多くの知見を与える。そこで、今後はしばらくの間、ブラックホールの現象論の研究で得た経験や成果の基に、相対論的情報理論を展開したいと考えている。本年度は途中からの採択であったので,これまでの研究の取りまとめを行いつつ,新たな課題への取り組みを始めた。具体的には以下の通りである。1.7次元以上の一般次元におけるドジッター時空上の回転するブラックホールのグレーボディー因子をテンソルモードに対して求め,ホーキング輻射の効率の計算を行った。また,こうしたブラックホールの摂動計算に関連して,ブラックホールの準固有振動を数値的に効率よく,かつ精度よく計算する方法が必要である。そこで,そのひとつの方法として注目されている,いわゆる漸近反復計算法(AIM)の有効性を確かめるため,非回転の4次元シュバルツシルドブラックホールの準固有振動の計算にAIMを適用した。その結果,AIMが非常に効率よく,十分な精度で準固有振動数が求まることを明らかにした。この後者に関しては,現在論文を投稿中である。2.ブラックホールからのホーキング輻射の問題は,最近実用的にも重要性を増している量子エンタングルメントの問題に大きく絡んでいる。そこで,相互作用する2つの2レベル検出器を考え,それらを慣性系に対して互いに正反対の向きに一定加速度で加速している系においたときのエンタングルメントの生成と破壊の問題を調べた。その結果,有限の加速度は真空のエンタングルメントを常に減少させる方向に働くことを明らかにした。すなわち,加速による輻射が増加することによって,エンタングルする能力が落ちて行くことが分かった。そして具体的に初期状態がベル状態にある場合のこの系の時間発展を摂動方程式を解いて求め,エンタングルメントに「突然死」が起こるまでの時間を計算した。この成果も現在投稿中である。ブラックホールの現象論を展開するためには、ブラックホールの準固有振動を知る必要がある。そのためH22年度の研究もブラックホールの準固有振動に焦点をあてて研究を進めた。まずH21年度に完成した漸近的反復法(Asymptotic Iteration Method : AIM)によるブラックホールの準固有振動を求める方法を論文にまとめ、発表した。その後、回転する高次元ブラックホールで回転パラメーターが複数個ある場合に着目し、その準固有振動の解析を中心に進めた。その結果、いくつかの重要な成果を得た。1.時空が5次元あるいは6次元のカー・ドジッター(あるいはカー・反ドジッター)ブラックホールで2つの独立な回転パラメーターが存在する場合を考え、AIM法を使ったスカラー場の準固有振動を求める方法を定式化した。さらに、宇宙定数がゼロの場合、すなわちマイヤーズ・ペリー解(カー解の高次元拡張解)の場合を考え、回転が比較的小さいという近似の下に準固有振動を求めた。その際必要となる、角度固有関数の固有値は、回転パラメーターを展開パラメーターとする摂動展開の下に導出した。2.時空次元Dが10あるいはそれ以下のすべての次元におけるマイヤーズ・ペリー解の事象の地平面の厳密な存在条件を導出した。それと同時に、これらのブラックホールに粒子を打ち込んで裸の特異点を持つ解を作れるか、という問題に関して、その回転軸に直交する[(D-1)/2]次元の赤道面上から粒子を打ち込んだ場合は、裸の特異点が決してできないことを示した。

まず、5次元時空におけるde Sitter(またはanti-deSitter)空間中の回転ブラックホール上のスカラー場の波動方程式の一般表式を導いた。そして、それを変数分離し、その角度成分が角運動量は2つの自由度があるにも関わらず、1つの回転楕円波動方程式で表されることを示した。そして、回転パラメーターに関して摂動の6次までを解き、連分数法による数値解と比較し、摂動計算の精度を検証した。次に、漸近的逐次法によるブラックホールの準固有振動を求める方法の有効性について、とれまでの成果をまとめ、より統一した論議を展開した。特に、この方法が回転ブラックホールや電荷をもつブラックホールのどちらにも統一的に適用できることを示し、具体的にスピンが0, 1/2, 2を持つそれぞれの波動に対する回転ブラックホールの準固有振動をこの方法で求め、それらが以前に別の方法で求められた4次元回転ブラックホールの答えと一致することを確かめた。これにより、この方法の妥当性とその高次元回転ブラックホールに対する有用性を確認できたことは重要な成果である。以上の2つの成果は現在、それぞれ査読付き学術誌に投稿中である。複数の回転パラメーターを持つ高次元時空の回転ブラックホールに関する解析が予定通り進んだ。これにより当初の目標であった、高次元ブラックホールの現象論に関する統一的・基礎的知見を得ることができた。量子情報理論は、量子コンピューターへの期待と相まって大きな注目を浴びているが、ブラックホールの現象論は、量子情報理論に数多くの知見を与える。そこで、今後はしばらくの間、ブラックホールの現象論の研究で得た経験や成果の基に、相対論的情報理論を展開したいと考えている。
近世上野国における馬庭念流剣術の普及とその展開に関する研究

(1)馬庭念流樋口家文書『従宝暦五門弟入帳』(17551765:入門者九五三名が名前記載)に記載される門人で上野国内北部域のうち宝暦5年2月入門の白井町(子持村)在住の16名、および宝暦11年新井村8名、山子田村(現在の榛東村)11名に関して調査を行った。また信濃国佐久市、小諸市に分布した馬庭念流門人に関して各市教育委員会を通じて調査した。(2)馬庭念流門人が存在した地域での学心一刀流、一刀流中西派、真之真石川流、気楽流での武術流派と馬庭念流との勢力関係を奉納額から検討した。一刀流中西派は、八幡八幡宮(やわたはちまんぐう)(高崎市八幡町:文化15年)、群馬町足門鎮守八坂神社(弘化2年)、碓氷峠熊野神社(弘化4年)伊香保水沢寺(安政三年)への奉額が確認された。真之真石川流は、榛名神社(群馬郡榛名町:文政5年)産泰神社(埼玉県本庄市四方田(しほうでん):天保10年)富田寺(ふくでんじ)(本庄市富田:弘化4年)の三枚であった。学心一刀流は榛名山神社御幸殿(みゆきでん)外側と額殿(安政五年)、大宮巌鼓神社(おおみやいわづつみじんじゃ)(慶応元年)、気楽流は碓氷峠熊野神社(文政9年)、群馬郡川島村甲波宿祢神社(かわすくねじんじゃ)(嘉永7年)に奉額した。(3)樋口家文書のうち流派勢力に関する記述のある書簡を解読した。一つは、伊香保一件直後の千葉周作の北辰一刀流の様子を馬庭念流松本定八が樋口十郎右衛門に宛てた手紙である。また樋口家文書「山口藤四郎より樋口重郎右衛門へ」書簡に山口藤四郎の葛藤と転流について著されている。(1)上野国内東部地域の門人:(1)馬庭念流免許者として上野国佐井郡赤堀市場村在の本間仙五郎家(應郷、應吉、應次、永八郎)が存在し、上野国内東部地域(山田郡、新田郡、勢多郡、佐井郡)での文化6年間頃(1809)より67年間の門人合計は382名であった。(2)山田郡大間々町富沢家、石原家など大間々「草分け六人衆」の旧家、佐井郡上植木村矢島屯次郎家、勢多郡津久田村狩野半兵衛、東田面村笠原家、三夜沢赤城神社宮司などが有力門人で、門人家に遺された文書、道場、武具、武器類を調査し撮影した。(2)群馬県立歴史博物館本間家文書の撮影:群馬県立歴史博物館作成の『赤堀本間家文書目録』(313点)に従い本間家念流「門弟帳」「奉納額寄付台帳」(道了宮、湯ノ沢、滝沢、榛名山、雷電宮)、「書簡」等を撮影した。(3)上野国吾妻郡の門人:(1)吾妻郡門人は宝暦6年(1756)元治元年(1864)まで390名の入門が確認された。有力門人として上野国の分限者「吾妻郡大戸村加部安左衛門」(「目代」)がおり、道場を持ち門人指導した。(2)「目録」格は大戸、横壁、草津、赤岩、四万、大柏木の各村に存在し、馬庭村榛名山南側萩生大戸須賀尾横壁長野原赤岩草津へと連なる街道沿いの地域の有力農民であった。(3)吾妻郡門人層は名主層、医業(赤岩村湯本家)、質屋業(原町木檜家、大戸永楽屋)、修験、神主などであった。(4)群馬大学附属図書館蔵「新田文書」の解読・複写:新田文書『日記』(天和2年【1682】慶応4年【1868】)のうち、元禄4年.明和元年.9年、安永元年.2年.3年.4年.6年.7年.8年.9年、天明元年.2年.3年4年.6年.7年.8年.9年、寛政12年.13年、享和2年.文化7年.12年、文久3年、元治元年4月.11月の記事に馬庭念流関係の記事を抽出し、これを複写し熟覧、関係箇所を解読した。一刀流中西派は、八幡八幡宮(やわたはちまんぐう)(高崎市八幡町:文化15年)、群馬町足門鎮守八坂神社(弘化2年)、碓氷峠熊野神社(弘化4年)

伊香保水沢寺(安政三年)への奉額が確認された。真之真石川流は、榛名神社(群馬郡榛名町:文政5年)産泰神社(埼玉県本庄市四方田(しほうでん):天保10年)富田寺(ふくでんじ)(本庄市富田:弘化4年)の三枚であった。学心一刀流は榛名山神社御幸殿(みゆきでん)外側と額殿(安政五年)、大宮巌鼓神社(おおみやいわづつみじんじゃ)(慶応元年)、気楽流は碓氷峠熊野神社(文政9年)、群馬郡川島村甲波宿祢神社(かわすくねじんじゃ)(嘉永7年)に奉額した。(3)樋口家文書のうち流派勢力に関する記述のある書簡を解読した。一つは、伊香保一件直後の千葉周作の北辰一刀流の様子を馬庭念流松本定八が樋口十郎右衛門に宛てた手紙である。また樋口家文書「山口藤四郎より樋口重郎右衛門へ」書簡に山口藤四郎の葛藤と転流について著されている。
省エネプロセスによる金属ナノコイル網の創製・電気特性評価・応用展開

本研究は、低温での真空プラズマエッチングによる樹脂ナノファイバの分解消失を利用し、網目状の犠牲型樹脂ナノファイバに被覆された金属薄膜の不整合ひずみエネルギーを解放させることにより、金属ナノコイル網が自発的に形成されるらせん状金属ナノ構造体の創製技術を開発し、その応用を図ることを目的とする。特に、プラズマの利用により、低温での創製・形状制御および省エネルギー化は本手法の特徴である。平成30年度は前年度の研究成果を踏まえ、以下の実績を得た。(III)電気特性評価マイクロ四端子法を利用して、Agナノコイル網の電気特性を評価した。僅か数%のAgナノコイル面積率に関わらず、電流ー電圧の線形関係より、当該コイル網が金属特性を有することを確認した。また、樹脂ナノファイバのエレクトロスピニング時間を調整することによってナノコイル網の面積率を変え、シート抵抗の数十から数百Ω/□のAgナノコイル網を得た。シート抵抗が面積率に顕著に影響されることが明らかにした。(IV)透明フィルムヒータへの応用展開シート状にした透明な樹脂材にAgナノコイル網を付着させ、Au電極膜を被覆し、透明フィルムを試作した。ナノコイル網の面積率および積層数を変化させたフィルムの光透過率を測定し、透明性を調査した。結果、面積率数%のAgナノコイル網を3層積層したフィルムに対しても、85%以上の優れた光透過率が得られた。また、大気・室温環境で直流電圧を印加しながら、フィルムの表面温度を計測した。迅速に発熱性・回復性があることを確認した。さらに、種々の曲率半径での曲げ変形時の発熱特性を調査した結果、曲げ変形によらず表面温度がほぼ一致であることを確認した。ただし、使用したAgナノコイルのシート抵抗がやや高く、低電圧での発熱効率が下がると思われる。今後、低シート抵抗のフィルムの作製が課題として残っている。本研究は、低温での真空プラズマ処理による樹脂ナノファイバ(NF)の分解消失を利用し、網目状の犠牲型樹脂NFに被覆された金属膜の残留応力を解放させることにより、金属ナノコイル網が自発的に形成されるという斬新な透明金属ナノコイル網の創製技術を開発し、その応用を図ることが目的である。平成29年度は以下の実績を得た。(I)ナノコイル網の新規創製法の確立熱損傷の受けやすい銀(Ag)に焦点を絞り、プラズマ処理による樹脂NFの分解消失および膜の残留応力の解放により、ナノコイルが自発的に形成されるという新規創製法を確立した。従来の樹脂NFの熱分解消失と異なり、樹脂がプラズマ中の活性化粒子により分解され、気化して放出される。プラズマ処理中の試験片温度が数十度と実測され、「低温・省エネルギー」にてナノコイルの創製を確認した。さらに、ガス雰囲気、処理時間、出力の諸プラズマ処理条件および膜厚がコイル形状に及ぼす影響を実験的に解明し、コイル形状の制御を実現した。なお、水晶振動子マイクロバランス法を利用して、種々の面積率を有するAgナノコイル網の単位面積あたりの質量を測定し、基本特性を把握した。(II)多種材質への適用化上記の作製法を用いてPt、CuおよびNi多種材質への適用化を遂行した。材質の酸化特性およびガス種との反応特性に応じて最適なガス種を選択することがナノコイルの形成要因であることを見出した。当初の研究実施計画のとおり、ナノコイル網の新規創製法の確立およびその多種材質への適用化を遂行したため本研究は、低温での真空プラズマエッチングによる樹脂ナノファイバの分解消失を利用し、網目状の犠牲型樹脂ナノファイバに被覆された金属薄膜の不整合ひずみエネルギーを解放させることにより、金属ナノコイル網が自発的に形成されるらせん状金属ナノ構造体の創製技術を開発し、その応用を図ることを目的とする。

次年度は金属ナノコイル網の電気特性評価を実施し、そのフレキシブル透明フィルムヒータへの応用を展開する。消耗品は予定より長く使用出来たため、物品費は若干余った。これは次年度の物品費と合わせて透明フィルムの購入に使用する予定である。
直径およびカイラリティを制御したナノチューブ薄膜生成プロセスのマルチスケール解析

本研究では,直径およびカイラリティ(巻き方)を制御したカーボンナノチューブ薄膜生成実現に向けて直径及びカイラリティ決定因子の解明を目的とし,様々な計算手法によるNi(/グラファイト整合界面のエネルギーを系統的に求め,最安定構造が計算手法に依存する(Rosei及びTop(fcc)界面)ことを明らかにした.また第一原理分子動力学法シミュレーションにより,炭素源分子解離過程を詳細に検討し,CHxCOフラグメント分子のC-C結合が優先的に解離することなどを明らかにした.本研究では,直径およびカイラリティ(巻き方)を制御したカーボンナノチューブ薄膜生成実現に向けて直径及びカイラリティ決定因子の解明を目的とし,様々な計算手法によるNi(/グラファイト整合界面のエネルギーを系統的に求め,最安定構造が計算手法に依存する(Rosei及びTop(fcc)界面)ことを明らかにした.また第一原理分子動力学法シミュレーションにより,炭素源分子解離過程を詳細に検討し,CHxCOフラグメント分子のC-C結合が優先的に解離することなどを明らかにした.本研究では,直径及びカイラリティ(巻き方)を制御したカーボンナノチューブ薄膜生成実現に向けて,直径及びカイラリティ決定因子の解明を目的としている.平成24年度は,触媒金属面方位がカイラリティ決定に与える影響を考察するため,稠密(111)面について,グラファイト/ニッケル相互作用エネルギーの方位依存性を系統的に計算した.具体的にはエピタキシー安定面のエネルギー及び安定面間エネルギーバリアは計算手法によりばらつきがでるため,海外共同研究者と分担して異なるスケールの計算手法で解析し,その整合性を確かめた.申請者がBond-order型ポテンシャル,ベルギー・アントワープ大がReax-FFポテンシャル,フランス・ONERAがTight-Binidng(TB)法,英国・ケンブリッジ大学が半経験的分子軌道法(SEMO)を用いた計算を行い,計算手法により最安定構造が異なる(Rosei及びTop-fcc構造)に分かれることを見出した.これらの知見を雑誌NanoscaleのFuturearticleとして投稿すべく,海外共同研究者との間で分担執筆中である.また,触媒金属上における炭素源分子解離過程を理解すべく,第一原理分子動力学法による解析を行い,稠密Ni(111)面上におけるCH4分子解離過程を明らかにした.この知見を雑誌「Chemical Physics Letters」にて発表した.(Y.Shibuta et al, 2013, 565, 92-97)本研究では,直径及びカイラリティ(巻き方)を制御したカーボンナノチューブ薄膜生成実現に向けて,直系及びカイラリティ決定因子の解明を目的としている.平成25年度は,昨年度に引き続き,触媒金属面方位がカイラリティ決定に与える影響を考察するため,Bond-order型ポテンシャルを用いて,稠密(111)面について,グラファイト/ニッケル相互作用エネルギーの方位依存性を系統的に計算した.また海外協力研究者が行った他モデルとの結果を比較検討し,雑誌NanoscaleにてFeature Articleとして公表した.(Nanoscale, 5(2013) 6662-6676.)さらにナノチューブ生成初期過程における触媒金属の役割を理解すべく,第一原理分子動力学法により,Niクラスター上における,エタノール分子解離過程を詳細に検討し,CHxCOフラグメント分子がC-C結合解離の鍵であることなどを新たに見出した.これらの結果を論文2報で公表した.(J Phys. Chem. C, 117 (2013) 9983-9990)(CHem Phys Lett 595-596 (2014) 185-191)本研究では,直径およびカイラリティ(巻き方)を制御したカーボンナノチューブ薄膜生成実現に向けて,直径およびカイラリティ決定因子の解明を目的としている.平成26年度は昨年度に引き続き,ナノチューブ生成初期過程において炭素源分子解離過程がナノチューブ生成に与える影響を理解すべく,第一原理分子動力学法により炭素源分子の解離過程を詳細に検討した.具体的にはNi(111)及びCu(111)表面におけるメタン分子解離過程を詳細に解析した.Ni表面上ではメタンがCH3,CHフラグメントを経由し孤立炭素に解離するのに対し,Cu表面ではメタンは分子動力学法計算の時間範囲内では解離しないことを確認し,Ni表面に比べ圧倒的に炭素源分子解離能が低いことを突き止めた.またメタンフラグメントCHxについては,Cu表面に吸着するものの,やはり脱水素反応は容易に起こらないことを確認した.これらの成果をまとめ論文にて公表した.(Chem. Phys. Lett. 610-611 (2014) 33-38)さらに触媒金属種の違いが炭素源分子解離に与える影響を詳細に検討するために,Pt原子表面におけるエタノール分解過程を詳細に検討した.Ni表面同様に反応初期では脱水素反応が確認され,脱水素反応によって生成されたCHxCOフラグメントにのみ,C-C結合解離がみられることを確認した.またCHxCOフラグメントの電荷分布を詳細に解析し,片方の電荷がプラスになったカルボカチオンの状態がC-C結合解離の鍵であることを突き止めた.これらの成果を公表すべく現在論文を執筆中である.26年度が最終年度であるため、記入しない。工学,計算材料科学,分子動力学26年度が最終年度であるため、記入しない。触媒金属/グラファイト相互作用エネルギー計算について,海外共同研究者と協力し異なる計算手法により,最安定構造が異なることを見出せたが,初年度の段階で雑誌に投稿するまで結果を纏められたことは当初の計画以上であるため.当初の予定通り,触媒金属/グラファイト

相互作用エネルギー計算について,海外共同研究者と協力し異なる計算手法により,最安定構造が異なることなど有意義な知見を得ることができた.また炭素源分子の解離過程解析も計画通り行い,両テーマについて合計3編の雑誌に投稿することができたため,おおむね順調に進展している.26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画通り,稠密面に加えグラフェン生成が確認されている格子数面についての,グラファイト/ニッケル相互作用エネルギーの方位依存性を系統的に検討する.また金属触媒上における炭素源分子解離過程についてもナノチューブ直径及びカイラリティ決定に影響を与えることから,第一原理分子動力学法などで詳細に検討する.昨年度に引き続き,稠密面に加えグラフェン生成が確認されている格子数面について,グラファイト/ニッケル相互作用エネルギーの方位依存性を系統的に検討する.また,並行して行っている第一原理分子動力学法による炭素源分子解離過程の知見と上記エネルギー論との整合性など,これまで得られた知見についてのまとめを行う.26年度が最終年度であるため、記入しない。データ解析ソフトを購入予定であったが,今年度の結果については自作のソフトウェアを活用できたため.H26年度には大きなデータを扱うため,H25年度に購入しなかったソフトウェアを購入する予定である.
細胞内カルシウム濃度の時空間変化パターン形成の分子機構の解析

外界からの刺激に応答する際に、多くの細胞ではスパイク状のCa^<2+>上昇が周期的に起きるCa^<2+>オシレーションや、Ca^<2+>上昇が細胞内または周辺の細胞へと広がっていくCa^<2+>波のように、細胞質のCa^<2+>が複雑な時間・空間的パターンを取って増加する。このようなCa^<2+>濃度の変動パターンは外界からの刺激の種類や強度に依存して変化し、またCa^<2+>オシレーションの周波数が遺伝子転写の効率や特異性を制御していることも知られており、これらのパターンそのものが本質的な情報をコードしていると考えられている。イノシトール3リン酸(IP_3)は、細胞外からの刺激により産生されるセカンドメッセンジャーであり、細胞内Ca^<2+>貯蔵器官上に存在するIP_3受容体(IP_3R)/Ca^<2+>放出チャネルに結合し、開口させることにより上記のような複雑な細胞質のCa^<2+>濃度上昇を引き起こす。IP_3Rは細胞質Ca^<2+>による正および負のフィードバック調節をはじめ、さまざまな分子により活性調節を受ける。また、IP_3Rにはこれまでに3種類のサブタイプが知られているが、それぞれが細胞内Ca^<2+>動態形成においてどのような本質的な違いを持っているかについては不明であった。本研究では、IP_3Rを介した細胞内Ca^<2+>動態の形成機構を明らかにするために、マウス肺より2型および3型IP_3R遺伝子のクローニングを行い、これまでに単離されていた1型IP_3Rを含め、それぞれのタイプを発現・解析を可能とする実験系を確立し、IP_3結合活性や細胞内局在におけるタイプ間の機能上の違いを明らかにした。さらに、1型IP_3Rの活性を特異的に小胞体内腔より制御するタンパク質同定、およびその活性制御機構の解析を行った。イノシトール3リン酸(IP_3)は、細胞外からの刺激により産生されるセカンドメッセンジャーであり、細胞内Ca2+貯蔵器官上に存在するIP_3受容体(IP_3R)・Ca^<2+>放出チャネルに結合し開口させることにより、細胞外刺激の種類や強度に応じた複雑なCa^<2+>濃度上昇を細胞質内に引き起こす。本研究ではIP_3Rの開口および活性制御の分子機構を解析し、以下の成果を得た。1、タイプ1IP_3RのIP3結合部位であるアミノ酸224-604の領域の3次元構造を、X線構造解析により2.2Åの解像度で決定した。この結果、IP_3結合部位はN末端β-トレフォィル・ドメインとC末端のα-ヘリカル・ドメインから成る非対称的のブーメラン様の構造を取り、この領域内の11個のアミノ酸がIP_3の3つのリン酸基と直接結合することで特異的なリガンド認識が実現されていることが明らかとなった(Bosanac, I.,et al.,2002)。2、IP_3R上のIP_3結合領域および膜貫通領域を除く領域にさまざまな欠失を加えた9種類の変異IP_3Rを解析することにより、アミノ酸1-223および651-1130の領域がIP_3結合によるチャネル開口に必須の領域であることを明らかにした。さらにシステイン残基をセリン残基に変異させた点変異受容体をを解析することにより、2613番目のシステインがチャネル開口に必須であることがわかった。

これらの結果をもとにIP_3Rは5つの機能領域(N末端側カップリング領域、IP_3結合領域、中央カップリング領域、膜貫通領域、C末端側ゲートキーパー領域)から成るとする新たなモデルを提唱した(Uchida, K., et al.,印刷中)。イノシトール3リン酸(IP_3)は、細胞外からの刺激により産生されるセカンドメッセンジャーであり、細胞内Ca^<2+>貯蔵器官上に存在するIP_3受容体(IP_3R)・Ca^<2+>放出チャネルに結合し開口させることにより、細胞外刺激の種類や強度に応じた複雑なCa^<2+>濃度上昇を細胞質内に引き起こす。これまでにIP_3Rには3種類のサブタイプが知られているが、それぞれが細胞内Ca^<2+>動態形成においてどのような違いを持っているかについては不明であった。本研究では、IP_3Rを介したCa^<2+>放出により形成される細胞内Ca^<2+>動態の形成機構を明らかにするために解析を行い、本年度は以下の成果を得た。1.マウス肺より2型、および3型IP_3R遺伝子のクローニングを行い、Sf9細胞および内在するIP_3R遺伝子をノックアウトしたニワトリB細胞由来DT-40細胞に発現させ、それぞれの性質を同一条件下で比較することができる実験系を確立した(投稿準備中)。2.上記実験系を用いて、各タイプのIP_3R受容体のチャネル活性を単一チャネルレベルで測定することが可能な実験系を確立した(投稿準備中)。3.siRNAを用いて細胞に内在性に発現しているIP_3Rを欠失させる系を確立し、1型IP_3Rおよび3型IP_3Rにより形成される細胞内Ca^<2+>動態を観察することで、これらのサブタイプ間でCa^<2+>振動形成における役割が異なることを明らかにした(Hattori M.,et al.,印刷中)。