hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
筋感覚シナジーのメカニズム解明と随意運動アシスト制御技術への応用

そして,左右ハンドルの運動とピッチ・ヨー角の対応を変化させて,健常者4名によるペア5組に対して操縦テストを実施した.その結果,同じ操縦負荷であっても,左右ハンドルの運動とピッチ・ヨー角の対応関係によってタスクの遂行時間と手先運動は異なるが,それらの物理的指標と操作感に対する主観的評価結果には相関があることを確認した.研究期間全体を通じて得られた研究成果を踏まえると,違和感の少ない操縦アシストを実現するには,操縦負荷の大きさに加えて,操縦パターンに対する拘束軌道の与え方と操縦方向による影響も積極的に考慮しなければならないことがわかった.そしてまた,ビジュアル・フィードバックとの連動は,操作感を向上させるために効果的ではあるが,運動アシストとのタイミング一致が重要であることも確認できた.今後の研究課題の一つとしては,上述した複数の要因を組み合わせた操縦タスクを加えて,さらなる実験的測定と力学的解析が必要であると考える.H29年度計画に基づいて,三次元反力提示装置を開発していく.並行して,測定データの充実と数理モデルの改良等を着実に進めていく.最終年度計画に基づいて,筋感覚特性の数理モデルを組込んだ随意運動アシスト制御技術を開発していく.年度前半は基礎的な一次元直進運動に限定した制御法を考案・検証し,年度後半からは三次元運動に対応させて拡張していく.少額であるが,必要物品を安価に購入できた結果である.必要であった物品(消耗品)を,より安価に購入したことが理由である.翌年度分の物品費と合わせて,大切に使用する計画である.次年度計画にある装置作成で使用する.
体系的RNAiによるショウジョウバエゲノムの機能解析

ショウジョウバエでは、GAL4-UAS遺伝子強制発現法を応用してcDNA断片の逆方向反復配列を発現誘導することによりRNAiを組織・発生時期特異的に誘導することができる。この技術を開発し、ショウジョウバエタンパク質遺伝、全14,000個に対してUAS-逆方向反復配列ベクターを作成、ハエ個体に導入することにより全遺伝子のloss-of unction変異体を作成することが本研究の目指したところである。ベクターの構造や大量作成、形質転換などの技術的開発を経て、現在、8,300遺伝子に対するRNAiハエ系統を14,000系統まで樹立し、なお継続中である。これらのハエが実際に効果を発揮するかどうか、国内外の研究者と共同で遺伝子機能解析をおこなった。細胞増調節、アポトーシス、細胞や組織の形態形成、先天性免疫、心臓/気管/消化管形成、神経発生、記憶・学習、サーカディアンリズム、ポリグルタミン病、アルツハイマー病、糖鎖機能研究など、共同研究先は100箇所まで拡大している。これまで原著論文20報の成果が得られている。共同研究の情報を総合すると、胚発生期においては母性産物に阻害されるためかRNAi効果が弱いケースが散見さる。また神経系でもnull変異をもちいたモザイク解析に比較すると表現型の弱いケースが見られた。しかしながら成虫における遺伝子機能解析の場では期待通りの効果を発揮した。GAL4発現系統と交配するだけという簡便さもあり、多くの遺伝子のスクリーンが容易であり、興味深い表現型の発見が可能であった。これらの系統は06年の夏を目処に国立遺伝学研究所系統生物センターより一般に公開する。多くのゲノム研究に資することが期待される。02年度末より新規のベクターにて、各遺伝子断片の逆向き反復配列を新たに構築し、microinjectionをおこなった。これまで、5500のIRベクターを完成し、うち4,500をハエに導入、6,700系統が樹立されている。本プロジェクトは網羅する遺伝子の数からして、トランスポゾン挿入変異体バンクを含めても変異体バンクとして世界最大級になった。これら変異体を用いて全細胞、全発生ステージでRNAiを誘導したところ、1954遺伝子のうち64%で致死性/半致死性が観察された。ハエのコンパクトなゲノムには想定(30%)よりも多くのlethal geneが詰まっているのかもしれない。成虫の翅、個眼、付属肢先端など特定の組織/部位にのみRNAiを誘導し、形態異常表現型をスクリーンしている。330から2,000の系統をランダムにスクリーンしたときの異常表現型の出現頻度は、それぞれ、7%、12%、24%であった。一方、protein kinaseの56変異体ではそれぞれ59%、52%、87%と異常表現型の出現頻度が上昇する。遺伝子のカテゴリーによって発生過程での使われ方が異なるのであろう。現在、内外50の研究室と共同でこれらの変異体を使った遺伝子機能解析をおこなっている。先天性免疫、糖鎖関連遺伝子についてはその一部を論文発表した。また、RNAiの分子機構についての論文も発表した。これら個別の遺伝子機能解析に加えて、特定の表現型を指標にバンク全体をスクリーンする共同研究を開始した。ショウジョウバエゲノムの全遺伝子13,600個について体系的な機能解析をおこなうため、RNAi変異体バンクを作成している。GAL4-UASシステムを利用してRNAiを条件的に誘導するためのIRベクターを7,000遺伝子以上作成し、現在までに12,500のRNAiハエ系統を樹立した。これらを用いて国内外の多くの研究グループと共同研究をおこなっている。

例えば、糖鎖機能の研究では、ハエゲノムにある260の糖鎖関連遺伝子のおよそ6割にあたる遺伝子の変異体を作成し、種々の組織で遺伝子ノックダウンをおこなうとそれぞれ特徴的な異常表現型が観察された。これらの異常から、生体内で協調して働く遺伝子群をグループ化することが可能であった。また配列からは機能を確定することができない遺伝子についても、このようなグループ化によって機能推定ができた。この研究からは多くの個別機能解析研究が派生している。例えばハエが持つ2つのマンノース転移酵素遺伝子の変異体は共に成虫腹部のねじれという筋ジストロフィーのモデル表現型を示し、遺伝学的解析から両者の密接な相互作用が示された。生化学的な解析から両蛋白質は共発現することで初めてマンノース修飾機能を発揮することが判明し、哺乳類遺伝子群と比較することにより進化的な重要性を示すことができた。RNAi変異体は二重変異体を作成するなど複数の遺伝子の遺伝学的相互作用解析が容易である。多くのアポトーシス関連遺伝子についてこのような遺伝学的解析をおこなうことにより、生体内のシグナル伝達経路にそれぞれの遺伝子を階層的に位置づけることができた。幾つかの生命現象について、バンクのハエを使ったスクリーニングが進行している。それらの研究から、RNAi変異体ハエの有用性や限界なども判明しつつある。
浸透力による地盤破壊の理論的および実験的研究

飽和地盤の支持力・安定解析は、近年、間隙水圧と変位速度場を連成させて極限釣合い式を解く手法の開発によって、新たに実際的な応用の範囲を広げている。本研究では更に、浸透力による地盤の多次元的な破壊の問題(砂質地盤中の締切り矢板の下を回る浸透力による破壊)を取り上げ、解析方法の確立とともに模型実験による現象の把握・検証を試みた。以下に、本研究で得られた結論を箇条書きにする。(1)砂は詰め方により単位体積重量が異なる。本研究では常に所定の単位体積重量となる模型砂質地盤の作成方法を確立し、緩い地盤・密な地盤に対して浸透破壊実験を行った。試料には豊浦標準砂および愛知県知多半島で採取される野間砂を用いたが、上述の模型地盤において豊浦砂は詰め方に依らず常に過圧密的な挙動を示し、他方、野間砂は緩詰めの際には正規圧密的、密詰めの際には若干過圧密的な挙動を示すことを各種の力学試験より明らかにした。(2)浸透破壊実験では矢板の根入れが深いと破壊に至るまでに大きな変形を生じるのに対して、根入れが浅いとボイリングの生じるまでにはほとんど変形が生ぜず、急速に全般破壊を生じる結果が得られた。(3)限界水位高さは従来のTerzaghiの方法によると、載荷速度によらず一意的に決定されたが、実験では載荷速度の依存性が現れる。(4)浸透力による砂質地盤の安定解析手法を提案し、非排水および排水条件で数値解析を行った。得られた限界水位高さは排水条件によって異なり、(3)の実験結果を裏付けた。載荷速度の大きい非排水条件の場合には実験と解析結果には若干の差異がみられるが、正規地盤と見做すことが出来る排水条件の場合には実験結果と非常によく一致した。
不安定核粒子識別のための高速MUSIC検出器の開発

現在建設中のRIビームFactory等における不安定核ビームを用いた原子核実験でのビームモニターとして用いるために、入射重イオンの粒子識別を高計数率で行うことが出来、かつ長時間安定に動作するような検出器の開発を行った。具体的には、グリッド無しの平行平板型の気体電離箱を多層構造にした検出器を試みた。多層構造を選んだのは、個々の電離箱ユニットの電極間の距離をできるだけ短くすることで、検出器としての動作速度を速くする事が出来るからである。但し、グリッド無しの電離箱のため、アノードからの出力信号形成には電子の流動による持続時間の短い電流だけでなく、陽イオンの流動による継続時間の非常に長い電流も寄与することになる。従って、このままでは後者の成分が高計数率での動作に対して非常に大きな障害となる問題を持っている。この点については、波形整形回路によって出力信号に特別な整形を施すことで回避できることが解った。即ち、継続時間が長いことを逆に利用して、陽イオンによる電流の影響を出力信号から完全に排除するのである。このようにして製作した多層構造の電離箱(高速MUSIC)を、多種類の重イオンが混在する二次粒子ビームを用いてテストを行った。その結果、この検出器の持つ粒子識別分解能は、入射粒子のエネルギー損失過程の統計変動によってもたらされる原理的な限界値にほぼ一致することが解った。言い換えると、回路のノイズや検出器固有の性質は全く影響していないということである。従って、エネルギー損失量を増やすことで分解能はいくらでも良くすることが可能である。一方、高計数率での動作については、テストを行った最大の計数率である150K cpsまでは分解能の低下がほとんど見られないことが解った。このようにして十分に実用的な性能を持った検出器の開発を行うことが出来た。本研究年度の前半はMUSIC検出器の設計と製作に集中し9月中には検出器として動作可能な状態へ持っていくことができた。この検出器はこれまであまり試みられていない多層型の電離箱という手法を用いているため、先ず正常な動作をするかどうかを調べる目的で、九州大学のタンデム加速器から得られる低エネルギーの炭素-12のビームを用いてテスト実験を行った。高計数率での動作特性についてはビーム強度の関係で調べることはできなかったが、エネルギー分解能はほぼ満足のいく値を持っていることがわかった。その後、理化学研究所のリングサイクロトロンで高エネルギー(核子当たり約90MeV)のアルゴン-40のビームを用いた本格的なテスト実験を2度行った。その結果、毎秒1000カウントから170kカウントまでの広範囲のビーム強度にわたって粒子識別の分解能がほぼ一定値を保つという結果が得られた。特に、高計数率での分解能の低下がほとんどないという優れた性能をもつことがわかった。170k以上のビーム強度については、回路の方で工夫をしなければ検出器の特性をみることができないのでテストは行わなかった。二次粒子を使った粒子識別能力のテストでは検出器の機械的なトラブルのために完全なシステムでの実験ではなかったが、アルゴン(Z=18)以下の全ての原子番号をΔZ=0.3の分解能で分離できることがわかった。一方、高速のデータ収集系の整備についてはシステムとしての動作の調査を行っている段階でまだ本格的な高速性能を得るには至っていない。引き続き来年度へ向けて開発を続けていく予定である。昨年度に引き続き、高速MUSIC検出器及び性能比較のために用いた通常のMUSIC検出器による高エネルギー重イオンに対しての粒子識別テスト実験のデータ解析を行った。その結果、両方の検出器は共にガス層の厚さだけで決まる粒子識別分解能を持つことが解った。

言い換えると、回路のノイズや検出器の特性はほとんど影響がなく、ガス層の厚さを変えるだけで必要な分解能が得られるということである。さらに、高速MUSICの分解能は、テスト実験での最高計数率である150kcpsまでは全く変化しないという非常に優れた計数率特性を持っていることも解った。このようにして不安定核ビームのモニターとして十分に実用に耐える検出器を開発することが出来た。これらの研究成果については秋の物理学会において発表を行った。本年度後半には、ドイツのGSI研究所を訪れ、理化学研究所が中心となって行っている重イオン実験に参加すると共に、この実験で使っているMUSIC検出器を開発したミュンヘン大学のグループと、お互いの検出器についての議論を行った。このグループは通常のMUSICを用いて特殊なガスや回路を工夫することで高速動作を実現しているが、これらの工夫と本研究で行った電極構造の改良とを組み合わせればさらに高速のMUSIC検出器が可能になると考えられる。
植物発生の基盤となる細胞増殖を制御するシグナル伝達機構

分裂組織の形成と維持に関わる様々なシグナルは、細胞周期の制御因子と機能的に密接に結びついていると考えられる。そこで、本研究ではサイクリン依存性キナーゼ(CDK)の活性制御因子と、それらの機能を上流で制御する情報伝達について明らかにすることを目的とする。シロイヌナズナには4種類のCDK活性化キナーゼ(CAK)(CDKD;1CDKD;3,CDKF;1)が存在する。動物タイプのCAKの中で比較的高いCDKキナーゼ活性をもつCDKD;3のT-DNA挿入変異体を単離したところ、ホモのノックアウト個体で成長に異常が見られないことが明らかになった。一方、植物特異的なCDKF;1のノックアウト個体はヘテロ接合体しか得られず、胚生致死であることが明らかになった。したがって、シロイヌナズナではCDKF;1が主要なCAK活性を発現し、細胞増殖の活性化に関与していることが示唆された。また、プロトプラストを用いたトランジェントアッセイ系により、CDKF;1自身も何らかのキナーゼによってT-ループがリン酸化され活性化されることが示唆された。シロイヌナズナのサイクリンD4;2(CycD4;2)はRb結合配列をもたない特異なサイクリンDである。promoter::GUS融合遺伝子により遺伝子発現を解析したところ、根端や茎頂の分裂組織では全く発現が見られないことが明らかになった。また、タバコBY-2細胞でCycD4;2を恒常的に過剰発現させたところ、細胞周期の進行には全く影響を与えないことが示された。そこで、CycD;2-FLAGを過剰発現する形質転換体を作成し観察したところ、根端や茎頂では表現型が見られず、胚軸の気孔形成細胞列で顕著な細胞分裂の亢進が見られた。したがって、気孔形成を担うメリステモイド形成の段階でCycD4;2が作用していることが示唆された。CycD4;2のT-DNA挿入変異体を単離しその表現型を解析したところ、葉の成長が抑制され老化が早く進行する表現型を示した。この際、細胞分裂と細胞伸長の両方が阻害されていることが明らかになった。この変異体では、最後のエキソンを欠いた欠失型のmRNAが産生されていた。また、野生型のCycD4;2タンパク質は核に局在し、その転写産物は分裂組織よりもむしろ分化が進んだ組織で検出された。これらの結果から、CycD4;2はCDKCやCDKEと結合し転写制御に関わるか、あるいは直接ある種の転写因子と相互作用することにより組織分化の過程を制御している可能性が考えられた。今後は、欠失型CycD4;2の細胞内局在とその相互作用因子を明らかにすることにより、組織分化におけるCycD4;2の機能的役割について解明する。CDK活性化キナーゼ(CAK)はCDKをリン酸化し活性化する、細胞分裂の活性化因子である。既に、我々はシロイヌナズナの4種類のCAK(CAK14)がリン酸化カスケードを構成することを示してきた。そこで、このカスケードを上流で制御するシグナルについて明らかにする目的で、分裂酵母のCAK変異株の温度感受性を抑圧するシロイヌナズナ遺伝子のスクリーニングを試みた。その結果、Aタイプ(非転写因子型)のレスポンスレギュレーターの一つであるARR4が単離された。この抑圧活性はリン酸基を受け取るAsp残基に変異を導入すると消失したことから、サイトカイニンに依存したHis-Aspリン酸リレーがCDK活性を正に制御する可能性が考えられた。今後は、ARR4を介したサイトカイニンの情報伝達がどのようにCDKやCAK活性を制御しているのか、分子レベルで明らかにしていく予定である。

そこで、CycD;2-FLAGを過剰発現する形質転換体を作成し観察したところ、根端や茎頂では表現型が見られず、胚軸の気孔形成細胞列で顕著な細胞分裂の亢進が見られた。したがって、気孔形成を担うメリステモイド形成の段階でCycD4;2が作用していることが示唆された。
透過電顕を用いたナノ蛍光体単一の光学特性評価と粒子構造との関係解明

本研究では、多層構造蛍光ナノ粒子の構造と光学特性について、透過電子顕微鏡を用いて個々の粒子を直接評価することを試み、ナノ粒子の構造と光学特性の関係を考察した。高いエネルギー分解能での電子エネルギー損失分光法により個々の粒子の光学特性を直接評価できることを実証した。この取り組みで、ナノ領域の結晶性を議論できることが分かり、シェル層の結晶性は発光効率に反映されることが分かった。有機溶媒中でのナノ粒子の合成について、種々の配位子や温度条件等を検討することで、粒子径の揃ったコアシェルナノ粒子の合成方法をおおよそ確立することができた。シェル層を平均約1.5nmから5nmと変えた試料について評価を行った。高いエネルギー分解能を有する電子線エネルギー損失分光(EELS)システムを用いて、ナノ粒子1個ずつのLow-Lossスペクトル測定を行った。測定条件について様々に検討し、誘電特性解析手法を確立した。粒子径の揃ったナノ粒子を溶液に分散して測定(マクロ測定)した吸収端と、EELSで測定した1個ずつの吸収端はほぼ一致することが確認でき、本測定が有効であることが分かった。多層ナノ構造に起因した誘電応答から各コア・シェル部分の誘電特性の解明を行った。また、それら解析結果と発光機能性との関連性について検証を行った。コア粒子や、シェル層の異なる種々のコアシェル粒子についてEELS測定を行った。その結果、シェル層の厚さの差異によるEELSスペクトルの変化を捉えることができた。さらにEELSシミュレーションと比較することで、多層ナノ構造の解析が可能であることを示した。研究成果について、依頼講演1件を含む、5件の学会発表を行った。マルチシェル構造ナノ粒子におけるインナーシェルの被覆について、原料の逐次投入法や配位子の種類(アミン系、カルボン酸系)や添加量などの条件検討を行った。その結果、発光効率を前年度よりも向上させるとともに、シェル厚の制御について再現性を改善させることができた。しかし、一部には三角形などの異質な形状の粒子も観察された。また、アウターシェルについても原料や被覆方法を検討した。ヨウ化物と硫黄との反応や有機化合物の分解などでの被覆を試みたが、3nm以上の厚化は困難であった。合成したこれらのマルチシェル構造ナノ粒子について、HR-TEMおよびSTEM-EDXによるマルチシェル構造評価や高分解能EELSによる光学特性評価を行った結果、厚さや結晶性の相関が見られた。また、理論的に解釈を深めるためにシミュレーションモデルの高度化を試みた。これらの研究成果について、国際学会で2件、国内学会で3件の学会発表を行った。昨年度はCdSe/CdSの発光効率が良くなかったが、本年度、被覆処理方法を再検討した結果、発光効率が向上するとともに、再現性もよくなるなど、合成方法の改善が進んだため。本年度はインナーシェルにCdZnSの合金系化合物の導入とCuInS2/CdS/ZnSマルチシェルナノ粒子の合成を試みた。CdZnSインナーシェルについて、原料として酢酸カドミウムや酢酸亜鉛等を用いた結果、インナーシェルに由来する吸収波長がこれまでのCdSよりも短くなったことが確認できた。また透過電子顕微鏡での元素分析で、インナーシェルからCdとZn、Sが検出されたことから目的の化合物が形成されたことがわかった。このコアシェル粒子に対してアウターシェルとしてZnSでの被覆を行ったが、発光効率は従来以上のものは得られなかった。コアとインナーシェルの界面ひずみの影響も考えられるが、CdZnSの結晶性がCdSに比べると低かったことから、インナーシェルの結晶性が反映されたものと考えられる。CuInS2/CdS/ZnSマルチシェルナノ粒子については、これまでに合成したCuInS2/ZnSよりも発光効率が高くなり、マルチシェル化の効果が確認できた。しかし、粒子の均一性はCdSe系が良かった。また、蛍光スペクトルの半値幅は80100nm程度と従来とほぼ同等で改善されなかった。この広い半値幅はCuInS2の内部欠陥に由来するものと考えられる。これらの合成した試料について、前年度までに確立した、高エネルギー分解能を電子線損失エネルギー損失分光(EELS)で、ナノ粒子1個ずつの誘電特性評価を行う予定である。研究成果について、招待講演2件、国際学会1件、国内学会3件の学会発表と、1報の論文発表を行った。ナノ粒子の合成方法や測定方法、解析方法についておおよそ確立でき、多層構造の差異に起因すると考えられる光学特性をナノ粒子1個ずつから測定し、本測定・解析方法の有効性を実証できていると考えられるため。アウターシェルの厚さや結晶性を制御できるように被覆条件を検討する。スペクトルのシミュレーションでは実際形状を反映したモデルを構築し、シェルの厚さだけでなく形状についても議論したい。28年度が最終年度であるため、記入しない。材料工学アウターシェルの被覆条件を探索し、光学物性への影響を調査する。電子線の照射による試料ダメージの少ない観察・測定条件を探索し、構造評価法の最適化を目指す。

シミュレーションでは、第一近似として理想的な球形のモデルを用いたが、実際の形状を反映したモデルでの計算を試み、形状の影響を検討する。おおむね計画通り進んでいるが、ナノ粒子のマルチシェル構造形成に不安定性があったため、シェルの被覆条件検討に時間が掛かった。そのため、いくつかの外注分析を次年度に行うこととした。28年度が最終年度であるため、記入しない。研究はおおむね計画通り進んでいるが、当初の計画よりもナノ粒子の合成に注力することになったため、より詳細な解析のための電子顕微鏡観察の時間などが少なくなった。その結果、装置使用料や外注分析費の支出が少なったが、次年度に詳細な観察・解析を行う。外注分析や試薬代、国際学会での成果発表に使用する予定である。電子顕微鏡使用料や外注分析費、試薬代として使用する計画である。
オプトガルバニックレ-ザ--CTによる反応性プラズマ診断の基礎研究

本研究の目的は反応性プラズマプロセスにおける活性分子種の空間分布や各種プラズマパラメ-タ-の空間分解測定にコンピュ-タ-トモグラヒィ-(CT)計測法が可能であるかどうかを調べることにある。CT法はいろいろな分野で実用されているが、空間分解された分光計測の分野ではいろいろなCT手法が試みられているが、確立された技術とはなっていない。我々はここにレ-ザ-光線に沿った吸収分子種のコラム密度をオプトガルバニック効果により放電インピ-ダンスの変化(電圧変化)として検出し、CT法を用いて分子の空間分布を測定する方法を提案し、その理論的検討と各種の予備的実験を行なった。インピ-ダンスの変化量は関与する準位にある分子のレ-ザ-光に沿って積分されたコラム密度すなわち励起分子密度n(x,y)の投影像に比例する。以下の結果が得られた。1)フィルタ-ドバックプロジェクション法とオニオンピ-ル法を用いてと投影像より活性分子の空間密度を計算するプログラムを開発した。2)高速光電気変調器によりレ-ザ-光を変調し、これによりガルバニック信号を測定し、信号の位相シフトが場所により変わることを発見した。これによる密度分布の歪みを補正しなければない。吸収信号による投影像と較べるなど実験の上でさらに詳しい検討を必要とする。3)単一モ-ドのレ-ザ-による活性分子の蛍光を用いて活性種の速度分布の測定が速度空間におけるCT似よる測定できるかどうかの検討を行ない、この方法が有望であるとの結論になった。4)ネオンの共鳴線に同調したレ-ザ-ビ-ムを軸対称プラズまの軸に直角に除引し、そのとき測定されたオプトガルバニック信号よりネオン励起状態の空間分布を測した。オプトガルバニックレ-ザ-CTがプラスマ診断に有効であることが証明された。
ラット腎膜結合性副甲状腺ホルモン分解酵素の全一次構造の決定とその機能

既報のラット腎膜結合性副甲状腺ホルモン分解酵素のラット生体内局在と、酵素の糖鎖の有無、膜結合アンカー領域の有無を検討するため、精製酵素を家兎に免疫し、抗体を作製し、これを用いて免疫組織的実験を行なった。本酵素はラット各臓器のうち、腎近位尿細管刷子縁と小腸微絨毛のみに存在するmicrovillar membrane endopeptidaseであることが判明した。また糖鎖を約11%有し、膜結合アンカー領域を有するectoenzymeであった。これらの諸性質は他の腎膜endopeptidaseであるmeprinと類似する。私共の精製酵素はN端27残基までアミノ酸配列が判明している。meprinもそのN端アミノ酸配列が論文に発表されていたが、それらと本精製酵素とのアミノ酸配列には相違がみとめられた。しかし、最近meprinのcDNAクローニングによる全一次構造が発表されたが、その結果と比較すると本精製酵素のN端アミノ酸配列はmeprinと同一であり、本酵素はmeprinであると判明した。本酵素は私共の既報の結果では、腎膜分画の副甲状腺ホルモン(PTH)分解活性の大部分を占めていた。そこでmeprin(=本酵素)のPTH分解における役割を検討した。meprinのPTH分解産物とラット腎膜分画のPTH分解産物をHPLCと蛋白シークエンサーを用いて解析すると両者の大部分が一致した。すなわちmeprinは腎膜PTH分解において内在性蛋白としても主要な役割を担うことが示され、今まで不明であったmeprinの生理的意味が明らかとなった。
モジュラー多様体と不連続群の整数論

2つの課題:(A)保型形式のL関数と;(B)代数曲線の基本群上のガロア表現に関して、次のような進展があった。(A)半単純群Sp(2;R)の他に、SU(2,2)の“大きな"離散系列表現のウィタッカー関数の明示的な積分公式を得た。これは幾向学的な保型形式のL関数の研究のための基礎となる。これと同時に、三重大学教育学部の古関春隆氏とSU(2,1)の離散系列表現のウィタッカー関数と局所的なL因子の研究がほぼ完成に近づけることができた。(B)代数曲線の基本群上のガロア表現を問題にすると、自然に代数曲線の種々のモジュライ空間上の普遍族のモノドロミー表現の研究に導かれる。本年度はこの問題について2つの方向で重要な進展があった。(i)写像類群もしくはタイヒミュラー群が、曲面群に作用する仕方について調ベる道具として、既に朝田衛(東京電鉄大)と松本真氏との共同研究で群のグラフを用いて、局所的な場合に結果を得ていた。松本真氏はこれを進展させ新たなデーンひねりの構成を見出した。これの応用として写像類群の曲面群への作用が、代数的かつ明示的に得られ、写像類群の相対ウエイトフィルトレイションにも応用を見出すことができた。この成果はさらに、ベき零なレベル構造付きの代数曲線のモジュライ空間の既的成分の個数や、定義体の研究に応用を期待できる。(ii)寺杣友秀氏(東京都立大理)との組の組群のビュロー表現の還元の全射性の研究の基本的予想が解決した。応用を現在進展させている。上記の(i)、(ii)はいずれもモノドロミー表現の像の決定という共通の視点からとらえられるが、証明の方法は全く異なる。玉川安騎男氏は、退化する代数曲線の基本群への情性群の作用の記述に新たな直接的な証明を与え、さらに結果を一般化した。
ナノラメラ材料の限界強度の解明とその向上

TiAl合金は,次世代の軽量高温材料として注目されている。この材料はα_2Ti_3Al相とγTiAl相からなる層状組織をとる。この材料は,層間隔を微細化すると強化される。しかし,層間隔がある程度以上減少すると強度が上限に達してしまう。本研究では,強化の上限が生ずる原因を検討し,更なる強化の方策として次の成果を得た。1.層間隔λの減少にともない,γ層厚さが限界値(50nm)以下になると,α_2/γ界面のミスフィット転位が消失し,α_2/γ界面は弱い界面となる。その結果,降伏応力σ_yと1/√<γ>の関係はHall-Petch関係からずれ,λの減少にもかかわらずσ_yの増加が停滞する。2.λが減少してもα_2/γ界面にミスフィット転位を導入できれば,TiAl合金の降伏応力を向上させることができる。ミスフィット転位の導入限界はα_2とγ層間の格子ミスフィットの大きさで決まり,強化の上限を上げるには,約1.5%の格子ひずみが必要である。3.高温変形では,層界面の合一消滅による層間隔粗大化と層状組織の粒状化が,主たる組織劣化要因である。これらは,層界面エネルギーが駆動力となり,層間隔が微細なほど駆動力が大きい。層界面の移動がこれらの組織変化の素過程であり,界面易動度を下げれば,組織を安定化できる。4.TiAl合金の層状組織に含まれる4種の界面の中で,α_2/γ界面が熱的に最も安定である。α_2/γ界面を多く含む材料を作成し,この材料では層状組織が安定で,クリープ変形抵抗が大きいことを確認した。TiAI合金は,次世代の軽量高温材料として注目されている。この材料は層間隔を微細化すると強化される。しかし,層間隔がある程度以上減少すると強度が上限に達し,それ以上強化されなくなる。本年度は,強度の飽和現象の原因を検討し,次の成果を得た。1.層状組織の平均層間隔λと降伏応力σ_yの間には,λ>170nmの範囲で,次のHall Petchの関係が成立する。この領域のα_2/γ界面には,ミスフィット転位網がある。これが転位運動の障害となり,強い界面である。2.λの減少にともない,γ層厚さが限界値(50nm)以下になると,α_2/γ界面のミスフィット転位が消失し,α_2/γ界面は弱い界面となる。その結果,σ_yと1/√<λ>の関係はHall-Petch関係からずれ,λの減少にもかかわらずσ_yの増加が停滞する。3.更にλが減少し,すべてのα_2/γ界面がミスフィット転位のない弱い界面になった後は,λの減少とともに,再びσ_yが増加する。しかしその後は,界面本来の強度限界に達し,σ_yの上昇が止まる。4.α_2/γ界面強度の変化と,層厚さの分布を考慮すれば,転位の界面堆積モデルによって,降伏応力と層間隔の関係を,よく説明することができる。5.λが減少してもα_2/γ界面にミスフィット転位を導入できれば,TiAl合金の強度を向上させることができる。本年度は,強度の上限値を向上する方法を検討し,次の成果を得た。

1.転位の層界面への堆積によるすべり伝達モデルを使って,TiAl層状組織材料の降伏応力と層間隔の関係について,シミュレーションを行った。その結果,ミスフィット転位の導入限界を微細な層間隔側にずらして層間隔微細化による強化の上限を上げるには,少なくとも15%の格子ひずみ(無添加材で現在0.8%)にする必要がある。2.Ti-Al-M系の3元状態図情報に基づいて,添加元素Mのα_2およびγ層への分配割合,相など第3相が生成されない限界M濃度等について調査した。その結果,格子ミスフィットを増大しうる添加M元素として,NbとZrを選択した。3.TiAl-Nbおよび-Zr合金について,合金試料を作成し格子定数を測定した。その結果,Nb添加合金では,γ層のc/a比が増大し,一方向のみではあるが,1.5%の界面での格子ミスフィットを得た。この材料について,ミスフィット転位導入の限界層間隔が微細化されること,界面転位密度が増加することを確認した。今後は,この材料を使って,強化の上限向上の立証へと発展させる。
核酸系免疫アジュバントによる樹状細胞活性化機構とその自己免疫における意義

核酸成分を認識するセンサーTLR7, TLR9は、病原体ばかりでなく、宿主由来の核酸にも応答する特性を持つ。形質細胞様樹状細胞(PDC)と呼ばれる樹状細胞サブセットは、病原体センサーの中では、TLR7, TLR9を選択的に発現し、その刺激により、大量のI型IFN(IFN-α、IFN-β)を産生するという特性を持つ。一方、通常樹状細胞(cDC)と呼ばれる樹状細胞は、TLR7, TLR9刺激によりIFN-βを産生するが、IFN-αは産生しない。pDC優位に発現する機能分子が、このpDCの特性に関与すると考えられ、実際、IFN産生誘導に必須の転写因子IRF-7はpDCにおいて発現が高い。pDCの特性に関与する、IRF-7以外の機能分子を探索するために、pDC, cDC,さらに線維芽細胞の遺伝子発現プロフィールをDNAマイクロアレイにより同定した。その中から、pDC優位に発現する転写因子をいくつかピックアップし、単独発現でIFN-α、IFN-βプロモーターを活性化するかどうか、次に、IRF-7との共発現により、IFN-α、IFN-βプロモーターを活性化するかどうか検討した。その結果、単独発現の場合には、IFN-βプロモーターを活性化し、IRF-7との共発現の場合には、IFN-α、IFN-β、両方のプロモーターを活性化する転写因子を同定した。現在、その分子機構、機能的解析を進めている。樹状細胞は核酸系免疫アジュバントに応答して、I型インターフェロン(IFN)を産生する。核酸センサーの中でも、TLR7, TLR9は病原体ばかりでなく、宿主由来の核酸にも応答する特性を持つ。実際、TLR7, TLR9を介したI型IFN産生誘導がSLEなどの自己免疫疾患の病態に重要であることが報告されている。すなわち、TLR7/9を介したシグナル伝達機構の解明により、自己免疫疾患の新たな治療薬開発につながる成果が期待される。樹状細胞による核酸刺激に対する応答は樹状細胞サブセットに依存する。形質細胞様樹状細胞(PDC)と呼ばれる樹状細胞サブセットは、TLRの中では、TLR7, TLR9を選択的に発現しており、その刺激によりI型IFN、特にIFN-αを産生する特徴を持つ。我々は、セリンスレオニンキナーゼIκBキナーゼα(IKKα)が、PDCにおいて、TLR7/9刺激によるI型IFN産生誘導に必須であること、そして、PDC優位に発現している転写因子IRF-7が、IKKαと会合し、IKKαによりリン酸化され、活性化されることが必須であることを見出した。PDC以外の樹状細胞(cDC)は、TLR7/9刺激に応答してIFN-αは産生しないが、IFN-βは産生する。このcDCにおけるIFN-β産生にもIKKαが重要であることを見出した。IKKαは樹状細胞サブセットに関わらず、TLR7, TLR9刺激によるI型IFN産生に重要であるとはえられ、その作用機作を解析中である。
冠動脈疾患に対する血行再建術後の長期成績・予後規定因子の解明

本研究の基盤となる2000年2002年(ベアメタルステント時代)に参加30施設において初回冠血行再建術を施行した急性心筋梗塞以外の冠動脈疾患患者のデータをレジストリーに登録した。登録症例9,877例の中から、従来、冠動脈バイパス手術の適応となるような多枝疾患患者5,420例を対象として、冠動脈インターベンション(PCI)群と冠動脈バイパス手術(CABG)群とで予後の比較を行った。その際、生存率分析においては対象を75歳以上と75歳未満に分けての解析も行った。全症例を対象としたLog-ranktestによる解析では、3年生存率がCABG群で91.7%、PCI群で89.6%(p=0.26)と差が無かったものの、患者背景を補正したCox比例ハザードモデルによる多変量解析の結果では、CABG群で生命予後がより良好な傾向にあった[ハザード比(95%信頼区間):1.23(0.99-1.53),p=0.06]。75歳以上の高齢者では特に大きなセレクションバイアスがかかると思われるため、対象を75歳以上と75歳未満の2群に分けて解析を行った結果、75歳以上では同様にCABG群で生命予後がより良い傾向にあったが[1.37(0.98-1.92),p=0.07]、75歳未満では全く差がみられなかった[1.09(0.82-1.46),p=0.55)]。一方、術後3年での再血行再建術の回避生存率に関しては、全症例での比較で、CABG群90.2%、PCI群51.7%と大きな差が見られた。本研究の結果、ベアメタルステント時代における日本人の初回冠血行再建術後の生命予後は、後期高齢者を除けば冠血行再建術法によらず非常に良好であった。再血行再建術施行率にはCABGとPCI間に大きな差があり、顕著な再狭窄予防効果をもつ薬剤溶出性ステント導入後の症例での同様の検討が望まれる。本研究のためのデータ収集の基盤となる2000年2002年に初回冠血行再建術を施行した急性心筋梗塞以外の冠動脈疾患例を登録・追跡するレジストリー研究への最終的な症例登録施設数は30施設であった。平成18年度には同コホートの全9,877症例の登録を完了した。登録症例の中で、一般に冠血行再建術施行の際に冠動脈インターベンション(PCI)と冠動脈バイパス手術(CABG)の両者が選択可能であると考えられる患者群として、左主幹部病変を除く80歳未満の多枝疾患患者4,879例(PCI=3,275例;CABG=1,604例)を対象にPCI群とCABG群でその予後を比較した(平均観察期間1314日,2年追跡率95%)ところ、5年生存率はPCI群:88.7%,CABG群:87.5%(p=0.60)と差が無かった。べ一スラインでの合併症、保有冠危険因子、腎機能や心機能、冠疾患の重症度などで補正した場合も、CABG群の死亡に関するPCI群に対しての相対危険度は0.92(95%C. I. 0.82-1.04,p=0.19)と両群間に有意差を認めなかった。

他の心血管イベントに関しても解析を行ったが、CABG群に比べPCI群では、脳血管障害の発症が少なく(PCI群7.0%対CABG群8.3%,P=0.01)、心筋梗塞の発症(PCI群5.9%対CABG群3.5%,P=0.02)と再冠血行再建術の施行(PCI群55%対CABG群13%,p=0.0001)は有意に多かった。これらの結果から、左冠動脈主幹部病変を除く80歳未満の日本人多枝冠動脈疾患患者の冠血行再建術後の長期予後は冠血行再建法による明確な差が無いことが示された。これらの結果は、第71回日本循環器学会学術集会(平成18年3月、神戸)にて発表を行った。わが国における実地臨床の場でのベアメタルステントによるPCIとCABGの長期成績と治療後患者の予後を明らかにするために、従来、冠動脈バイパス手術の適応となるような多枝疾患患者5,420例を対象に、PCI群とCABG群とで予後の比較を行った。その際、生存率分析においては対象を75歳以上と75歳未満の2群に分けての解析を行った。その結果、全症例を対象としたLog-rank testによる解析では、3年生存率がCABG群で91.7%、PCI群で89.6%(p=0.26)と有意差を認めなかったものの、患者背景を補正したCox比例ハザードモデルによる多変量解析の結果では、CABG群のほうが生命予後が良い傾向にあった[ハザード比(95%信頼区間):1.23(0.99-1.53),p=0.06]。しかし、対象を75歳以上と75歳未満の2群に分けると、75歳以上の群では同様にCABG群のほうが生命予後が良い傾向がみられたが[1.37(0.98-1.92),p=0.07]、75歳未満の群では全く差がみられなかった[1.09(0.82-1.46),p=0.55)]。一方、術後3年での再血行再建術の回避生存率に関しては、全症例での比較で、CABG群90.2%、PCI群51.7%と大きな差が見られた。本研究の結果、ベアメタルステント時代における日本人の初回冠血行再建術後の生命予後は、後期高齢者を除けば冠血行再建術法によらず非常に良好であることが示された。再血行再建術施行率にはCABGとPCI間に大きな差があり、本研究の結果、PCI後の薬剤溶出性ステント導入後の課題も明らかになった。
冠動脈血栓症における血小板由来一酸化窒素の関与の検討

急性冠症候群の発症には粥腫の破綻と血小板血栓が重要な役割を果たしている。我々は、内皮障害を起した冠動脈狭窄部の活性化血小板による血栓により冠血流が周期的に冠閉塞と自然再潅流を繰り返す現象(cyclic flow variations:CFVs)が急性冠症候群に類似した病態を示す事を犬モデルにおいて証明し、このモデルの冠動脈血栓形成に酸化ストレスが重要な役割を果たしている事を明らかにした。血小板には内皮型の一酸化窒素合成酵素(NOS)が存在し、血小板由来NO(PDNO)は血小板凝集に対する防御機転として作用する。NOSの補酵素であるTetrahydrobiopterin(BH4)は内皮のNOの産生放出の増大に関与するが、in vivoの血小板凝集に対するBH4の役割は不明である。そこで我々は犬急性冠症候群モデルを用いてBH4の投与がPDNOの産生を増大させて血栓形成を抑制するか否かを検討した。その結果、1)冠動脈血栓形成後、血小板内BH4およびcGMP濃度は有意に減少した。2)BH4投与は用量依存性にCFVsの周期を有意に抑制し、血小板内BH4およびcGMP濃度を有意に増加させた。3)血小板膜蛋白であるP-selectinの発現は冠動脈血栓形成後有意に増強し、BH4投与後有意に抑制された。4)BH4投与はADPおよびU-46619刺激によるexvivo血小板凝集反応を有意に抑制した。以上の結果は、BH4がPDNOの産生を増加させて冠動脈血栓形成を抑制した事を示す。また、細胞内BH4の減少はNOSからNOではなくスーパーオキサイドアニオンを産生させる事が知られている。従って、血小板凝集時の酸化作用の亢進による血小板内BH4の減少が、PDNO産生の低下とスーパーオキサイドアニオンの生成の増大を促し、結果として血小板凝集の亢進を助長し、生体内血栓形成の一因となっている可能性が示唆された。現在、本研究の成果は論文としてまとめ、投稿中である。急性冠症候群の発症には粥腫の破綻とそれに引き続く血小板の粘着・凝集による血栓形成が重要な役割を果たしている。血管内皮由来一酸化窒素(NO)には血小板凝集抑制作用があり、血小板由来NOは血小板凝集に対する防御機転として作用する。最近、血管内皮由来NOおよび血小板由来NOの産生・放出の低下が急性冠症候群発症の重要な因子であることが報告された。一酸化窒素合成酵素(NOS)の補酵素であるTetrahydrobiopterin(BH4)は、酸化的ストレスにより容易に不活化され、細胞内BH4は減少しNO産生低下を助長する。したがって、血小板凝集時には酸化作用の亢進により血小板内のBH4が減少し、それに引き続き血小板のNO放出能が低下する可能性がある。今回我々は、血管内皮障害を起した冠狭窄部の活性化血小板により冠血流が周期的に閉塞と自然再灌流を繰り返す(cycic flow variations:CFVs)犬急性冠症候群モデルを用いてBH4の投与が血小板由来NOの産生放出を増大させて血栓形成を抑制するか否かを検討した。一定時間CFVs観察後、生食、BH4 30mg/kgを経静脈的に投与した。CFVs成立後、血小板内BH4およびcGMP濃度は減少した。BH4 30mg/kg投与はCFVsの周期を有意に抑制し、血小板内BH4およびcGMP濃度を有意に上昇させた。血小板膜蛋白であるP-selectinの発現はCFVs出現後有意に増強し、BH4 30mg/kg投与後有意に抑制された。BH4 30mg/kg投与はADPおよびU-46619刺激によるexvivo血小板凝集反応を有意に抑制した。生食投与群では以上の様な効果は認めなかった。以上よりBH4は血小板由来NOの放出を増強させて血栓形成を抑制する事が示唆された。

3)血小板膜蛋白であるP-selectinの発現は冠動脈血栓形成後有意に増強し、BH4投与後有意に抑制された。4)BH4投与はADPおよびU-46619刺激によるexvivo血小板凝集反応を有意に抑制した。以上の結果は、BH4がPDNOの産生を増加させて冠動脈血栓形成を抑制した事を示す。また、細胞内BH4の減少はNOSからNOではなくスーパーオキサイドアニオンを産生させる事が知られている。従って、血小板凝集時の酸化作用の亢進による血小板内BH4の減少が、PDNO産生の低下とスーパーオキサイドアニオンの生成の増大を促し、結果として血小板凝集の亢進を助長し、生体内血栓形成の一因となっている可能性が示唆された。現在、本研究の成果は論文としてまとめ、投稿中である。
キューバからの越境における希望と実践の人類学的研究

本研究調査は、キューバ国内外の主に30代のキューバ人男女のインタビュー映像を通じて、グローバルな世界システムと革命、労働と生きることの意義とがどのように絡み合っているのかを普遍的な問題として提示することを目的とする。個人的なインタビュー調査を通じて、世界システムが各人の生を強く規程していると同時に、その制約を越えようとした各人の決断が大きく異なる現在をもたらしたことも示された。本研究を通じて、現実を見据えたうえで可能な理想を実現するために行動することの意義をより多くのオーディエンスに示すことができるようになった。2007年7月から8月にかけての四週間、ロンドンとバルセロナに住むキューバ人にそれぞれインタビューを行った。ビデオ録画を行うことによって、通常は読者には伝えきれない表情や生活の場の様子を記録できた。また、ノートをとりきることができない、調査者をも含む自由な会話も録画することによって、キューバ革命の理念に対するアンビバレントな愛着の細かいニュアンスに富んだ感情を表す会話と表情を記録することができた。調査前には仮説的に、キューバでは教育を受けた知識労働者だった彼らが海外では肉体労働者になったため、葛藤を感じているだろうと考えていた。しかし、当人たちはすでにその仕事を終えて別の仕事を始めていただけでなく、以前勤めていた肉体労働(庭師、青果店勤務、ベビーシッター)に関しても、愛着を持って働いていたことがわかった。一方、彼らが反発していたのは、就労ビザを持たずに働く外国人への「搾取」であった。彼らはすでに、ヨーロッパ人との結婚か、スペイン政府の恩赦によって正規滞在資格を得、自分たちの就労に関して心配する必要はなくなっていたが、他の外国人仲間の置かれた状況に関して不満を持ち、看過せずNGOの設立を目差すなど行動を起こしていた。以上のことは、彼らがキューバの革命政権が出張してきた理念、すなわち肉体労働も知識労働と同様に尊く、もっとも卑しいのは働かずに富を得ることだという考えを具現化していると言える。彼らは質素だが、衣食住に不足のない生活をしており、貯金ができないことや持ち家がないことに関してはまったく不満を語らない。一方、自らと子供の教育に関しては長期的な視野を持って投資し、行動している。よって、彼らがキューバ出国後、現在の生活において希望を得ているのは、キューバ革命下で受け継いだ価値観をより十分な経済的条件の移民先のヨーロッパでも持続させ、新たな消費文化に染まることなく暮らしているためだということがわかった。前年度に引き続き、海外に移住したキューバ人の追迹調査としてビデオカメラによる撮影を合わせて海外調査を行った。7-8月にはキューバにて国内に残った人々へのインタビュー調査と、一時帰国した人々への調査を行った。12月冒頭の一週間には、アメリカ合衆国に移住したキューバ人女性へのインビュー調査と、職場での撮影を行った。その後、7-8月の調査でキューバ現地での時間および撮影が不十分だと感じられたため、改めて12月の3週間をハバナ市での調査・撮影を行った。9月のハリケーンの直撃によって政権交代後の融和策が一転して引き締めに代わり様々な問題が抑圧され、人々の生活を圧迫している時期と重なっていたため、結果としてより詳しく明快に、なぜ人々が出国を望まざるを得ないのかを記録することができた。また、7-8月にキューバで撮影した映像をアメリカ合衆国在住の女性に見せ、その感想と議論の内容を録画することによって、単に国外にいけばなんとかなるというような単純な希望を持っているわけではないことも鮮明になった。その彼女の複雑かつ深い分析を記録したビデオをキューバに残る人々に見せることによって、彼らが初めて生々しく目の当たりにする国外生活の困難の実態と自身のキューバ国内の苦境とをともに複雑に分析する姿をとらえることとなった。次年度は過去2年間にわたって撮影記録をしてきたこれらの映像を、90分程度の映像作品にまとめる。若者の労働意欲と希望の問題に関して新たな光を当てることを目的として始めた本プロジェクトであるが、奇しくも全世界の経済危機が起きたため、今後、この作品はある国の若者の就職難や希望の持ち方に限られた問題としてではなく、グローバルな経済構造と希望に関する問題への個々人の対応のあり方へと視野を広げたものにしていきたいと考えている。本年度は、過去2年間の海外調査にて撮影してきた映像を編集し、作品としてまとめるための作業を行ってきた。撮影した映像すべてを見直し、粗編集を行い、必要な箇所の書き起こしと翻訳を行った。そのうえで、日本における民族誌映像制作の第一人者である市岡康子氏(元「すばらしい世界旅行」ディレクター)に指導をあおぎ、編集を続けた。本年度末に2ヶ月の産休となってしまったため、作業を一時中断せねばならなかったが、60分強の映像作品はほぼ完成しつつある。研究目的である、キューバから越境した青年たちの希望と実践に関する実態の調査および映像作品の作成は、ほぼ予定通り遂行できた。

個別具体的なライフヒストリーを扱うことによって若者の労働意欲と希望の問題に関して新たな光を当てることを目的としてはじめた本プロジェクトは、世界的な経済危機と重なったため、グローバルな経済構造および政治システムに関して世界各地におけるエスノグラフィックデータを提供することとなった。今後はこのデータと映像作品を通じた人類学的研究の実践的活用を追求していきたい。
希土類原子並びに希土類原子を含む分子の4f電子状態の理論的解明

序近年、ランタナイド系列の原子を含んだ化合物の触媒作用、ランタナイド系原子を含んだ高温超伝導物質とうの物性が注目されている。それら興味ある物質にはランタナイド系原子の特長である開殻構造を持つ4f電子が関与していると考えられる。本研究では最外殻電子である6_S電子と開殻構造を持つ4f電子に注目して以下の3項目についてHartree-Fock(HF)の計算を行いこの原子系列の電子状態の定性的な特長を明らかにする。a)HF極限のエネルギーnumerical-HF(NHF)、b)6_Sと4f電子のイオン化エネルギー(IP)、c)相対論的効果。さらに分子の電子状態の研究ではGauss型関数が使用されることが多いので、d)HuzinagaによるGauss型基底関数(ここではRHFと略称)の精度も調べた。結果と考察非相対論的NHFとRHFのよってえられた全エネルギーの差は、基底状態でもイオン化された状態でも、LaからYbまでは0.0002-0.0006、Luでは0.0016a.u.と小さい。6_Sのイオン化ポテンシャルはLa-Eu間ではほぼ一定、Tb以後はやや増加傾向にある。HFの計算結果は実験値とCeを除き同じ傾向を示す。計算された全ての6_Sイオン化ポテンシャルは実験値より小さいが、これは電子相関が基底状態の方が大きいことを考えると妥当な結果と云える。4f電子の非相対論的計算によるイオン化ポテンシャルの実験によるそれと同じ傾向を持つ。しかし全ての原子で計算値は実験値より1-3eV大きい。電子相関を考慮にいれるとイオン化ポテンシャルはより大きくなるので、非相対論的計算は、定量的には問題がある。相対論の効果を入れると4fのイオン化ポテンシャルは2-8eV減少し、実験値より小さくなる。5_S,5_Pのイオン化ポテンシャルは30eVと大きく、空間的には4f電子より拡がっている。安定な5_S、5_P電子に囲まれた4f電子は、化合物中でも、原子状のまま保持されるのではないか、ひいては、この事実が多くのランタノイド原子を含む化合物の特長を決めているのではないかと推察される。
セルロースナノクリスタル内包高分子カプセルを基盤とする階層構造の構築

生物が実現しているような緻密な階層構造の組み上げを、広い物質群に適用可能な方法で実現することは、材料開発における重要な課題である。高汎用性を実現するため、高分子材料を用いた“階層構造のカプセル化"を基盤とする高次構造形成法を考案した。セルロース由来の素材の中でもセルロースナノクリスタルと呼ばれるセルロースナノロッドは、セルロース成分からなるナノサイズの異方性粒子であり、溶液中でコレステリック液晶性を発現することが報告されている。このセルロースナノクリスタルを用いて、複雑な内部構造を有する構造体を創出することができれば、無害・安価で高機能性を有するソフトマテリアルの創出に繋がる。そこで本研究では、このCNCと高分子を複合化した新規な粒子の創出に取り組んだ。セルロースナノクリスタルと複合化する合成高分子、使用する溶媒などのスクリーニングを行った。必要な条件を満たす合成高分子を用い、自己組織化析出(SORP)法によりセルロースナノクリスタルと合成高分子による複合微粒子化を検討した。その結果、ある種の合成高分子とセルロースナノクリスタルを自己組織化析出(SORP)法を用いて複合化することにより、片方の成分をコア、もう一方の成分をシェルとする直径数十マイクロメートル程度のコアーシェル構造の微粒子を創出できることを見出した。色素のセルロースナノクリスタルおよび合成高分子への吸着特性を利用して、蛍光顕微鏡によりコアおよびシェルを形成する成分の同定を行った。セルロースナノクリスタルと組み合わせる合成高分子の分子量によって、異なる構造体が得られることも確認しており、今後詳細を明らかにする予定である。上記の取り組みにおいて、ある種の合成高分子とCNCを自己組織化析出(SORP)法を用いて複合化することにより、片方の成分をコア、もう一方の成分をシェルとするコアーシェル構造の微粒子を創出できることを見出した。粒子の調整条件を検討し、CNC成分がコアとなる粒子とCNCがシェルとなる粒子の2種類を作り分ける。CNCをコアとする粒子については、コア内部にコレステリック液晶性が発現する可能性が高いので、その構造を同定するとともに、らせん構造の制御を試みる。(らせんの向きやピッチなど)らせん構造の制御により、色調可変な材料となる可能性が高い。一方で、CNCをシェルとする粒子については、コア部分の高分子結晶構造の制御を試みる。限定された領域であるCNCシェル内部で高分子が結晶化することにより、結晶サイズが制御できる可能性が高く、新規な機械的強度特性を有する材料の開発に繋がる。発注していた物品の納期が間に合わなかった為、5万円程度の残金が生じた。物品は現在すでに納品されており、計画に大きな変更はない。