hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん微小環境制御転写因子Bach1の機能解明とがん幹細胞移植モデルマウスへの応用

免疫不全Bach1^<-/->マウスの作出が移植癌細胞の高感度生着および転移モデルにつながると考え、超免疫不全Bach1^<-/->NOGマウスの作出を進めている。本モデルをよりよく活用するため、Bach1の細胞内での役割とそのメカニズムの解明に着手した。我々は不死化Bach1^<-/->MEF細胞と野生型不死化MEF細胞の遺伝子発現解析および蛋白質発現解析およびBach1のChIP-seq解析から、Bach1がPparγの転写抑制に寄与する事を明らかにした。実際に、不死化Bach1^<-/->MEF細胞はPparγのリガンド依存的に脂肪細胞分化誘導培地において、容易に脂肪細胞へと分化した。本研究の最終目的は、高感度にヒト癌細胞の生着、転移を評価できるモデルマウスを作出することにある。近年、我々はBach1^<-/->マウス由来胎児線維芽細胞(MEF)が癌細胞とのin vitro共培養によってヒト癌細胞の遊走能と浸潤能を亢進させることを見出し、免疫不全Bach1^<-/->マウスの作出が移植がん細胞の高感度生着、転移モデルに繋がるのではないかと考えた。また、本モデルをよりよく活用するにはBach1の細胞内での役割およびその作用メカニズムの解明が必須である。まず、Bach1^<-/->マウスを用いてin vivoにおいても癌細胞の悪性化に寄与するか調べた。Bach1^<-/->マウスと同系のC57BL/6マウス由来メラノーマ細胞1×10^6cells/100μlをBach1^<-/->マウスおよび野生型マウス(コントロール)の尾静脈中に移植した。その結果、野生型マウスと比較してBach1^<-/->マウスにおいてメラノーマ細胞の肺への転移が2倍以上増大した。従って、Bach1^<-/->マウスはがん細胞生着の場を高感度に与える可能性が強まった。また、複数種のヒトがん細胞にshRNAを導入することでBACH1の安定ノックダウン細胞を作製した。その細胞の増殖能、抗がん剤によるアポトーシス能を調べたところ、BACH1を失っても細胞の増殖には影響はないが、抗がん剤耐性に影響を及ぼすことが判明した。BACH1による癌細胞の抗がん剤耐性機構の解明はもちろん、この作用が薬剤代謝酵素などによって内分泌的に制御されている可能性にも注目している。本研究は転写因子BACH1を介して惹起されるがん微小環境(がん生育の場)の変化に注目することで、新たな転移および薬剤耐性の分子機構の解明につながる可能性を持つ。しかし実際に研究を進めるうちにがん微小環境においてBach1は腫瘍に対して悪性化にも抑制にも寄与することが分ってきた。Bach1はストレス応答性の転写因子である。Bach1の細胞や組織における作用メカニズムの解明はがんの悪性化および抑制化機序につながる。Bach1の標的遺伝子の特定を目的に、Bach1抗体を用いたChIP sequenceを行った。2×10^8のMEF細胞から最終的におよそ10ngのChIP DNAを得た。このChIP DNAをライブラリー化し、エマルジョンPCRによって増幅させ、次世代シークエンス(SOLiD4)を用いてシークエンスデータを得た。シーケンスデータはBowtieによってリファレンスゲノムにマッピングし、MACSによってピーク検出を行った。結果、約3,000のBach1ゲノム結合部位が検出された。また、Bach1はゲノムへの結合の際、小Maf因子とヘテロダイマーを形成していることが報告されている。そこで、同様にMafKのChIP sequenceも行った。Bach1とMafKのピークでオーバーラップしたものはわずが400足らずであった。現在、Bach1標的遺伝子の同定のため、遺伝子発現マイクロアレイ解析を含めた更なる解析を進めているところである。本研究の目的は高感度にヒト癌細胞生着、転移を評価できるモデルマウスの作出にある。近年、我々はBach1ノックアウトマウス由来胎児繊維芽細胞(Bach1 KO MEF)細胞が癌細胞とのin vitro共培養によってヒト癌細胞の遊走能と浸潤能が亢進することを見いだした。

免疫不全Bach1 KOマウスの作出が移植癌細胞の高感度生着および転移モデルにつながると考え、現在その作出を試みている。実際には、超免疫不全NOGマウスとの体外受精によるF1動物を得、ジェノタイピング後、再度のNOGマウスとの体外受精を繰り返しているところである。また、本モデルをよりよく活用するため、Bach1の細胞内での役割およびそのメカニズムの解明が必要であり、昨年度、Bach1がどのような遺伝子を制御しているのか特定するため、MEF細胞を用い、Bach1抗体によるChIP-seqを施行した。そのデータ解析から、PparγがBach1によって制御されている可能性を見いだし、不死化Bach1 KO MEF細胞と不死化野生型MEF細胞のマイクロアレイ発現解析、real-timePCRおよびウエスタンブロッティングにおける比較解析において、Bach1がPparγを抑制していることを示した。Pparγは脂肪分化を促進する転写因子であることが分かっている。実際に、不死化Bach1 KO MEF細胞はPparγのリガンド依存的に脂肪細胞分化を促す遺伝子群の転写が活性化された。さらに脂肪細胞分化誘導培地において、容易に脂肪細胞へと分化した。Pparγは微小管での腫瘍への作用が報告されているマクロファージの分化および機能においても重要な転写因子であることがわかっている。今回特定には至っていないが、微小環境におけるBach1欠失細胞を介した腫瘍悪性化にPparγが影響している可能性が考えられた。Bach1のがん細胞への効果が実験計画申請当初考えていたよりも、多岐にわたっていることが判明した。Bach1欠損MEF細胞と乳癌細胞との共培養等の結果から、計画当初、微小環境(間質細胞)におけるBach1はがん細胞の定着や進展に寄与すると考えていたが、研究を進めるうちに、Bach1が癌細胞悪性化にも寄与する結果が得られてきた。また地震による細胞の損失の影響も大きい。24年度が最終年度であるため、記入しない。転写抑制因子Bach1の癌細胞への効果が多岐にわたることが判明した。Bach1の標的遺伝子を特定することで、Bach1による癌細胞悪性化およびがん細胞の悪性化抑制機序を明らかにできる可能性がある。従って、Bach1抗体を用いたChIP sequenceとBach1有無MEF細胞における遺伝子発現マイクロアレイによる網羅的なデータをもとにしたバイオインフォマティック解析およびウエットの実験(ChIP,real-time PCR,ウエスタンブロッティング、RNA干渉実験等)を通してBach1の新規機能的標的遺伝子の特定を図る。
パリティ2重項模型を用いた高密度核物質の探求

2フレーバーパリティ2重項模型を用いた解析:昨年度末に解析を開始した高密度核物質中での、デルタ物質相、及び、非一様凝縮相の解析をまとめた。[Phys.Rev. C97 (2018), 065202; Phys.Rev. D97 (2018), 094032]次に、基底状態の核子に加え、3個の励起状態を含む有効模型を、パリティ二重項構造に基づいて構成し、質量と崩壊幅に関する実験結果と比較することにより、カイラル不変質量に制限をつけた。[Phys.Rev. D99 (2019) no.3, 034012];さらに、重力波観測による中性子星物資の状態方程式への制限と比較することにより、カイラル不変質量が核子質量全体の半分以上を占めていることを示した。[論文投稿中]ヘビークォークを含むバリオンに対するカイラル有効模型を用いた解析:ヘビークォークを1つ含むバリオンの有効模型を、ヘビークォーク対称性とカイラル対称性に基づくパリティ2重項構造を用いて構成した。そして、現在の実験結果をよく再現することを示した。さらに、実験では未測定の崩壊幅を予言した。[Phys.Rev. D97 (2018), 114024]また、この模型を3フレーバーに拡張した解析を実施した。[論文投稿中]ペンタクォークのヘビークォーク対称性に基づく分類:ヘビークォークを含むバリオンと反ヘビークォークを含むメソンの束縛状態として記述されるペンタクォークのパリティ2重項構造を明らかにすることを目的とし、その前段階として、ヘビークォーク対称性に基づいて分類した。そして、実験で観測されているペンタクォークの、ヘビークォーク対称性の下でのパートナーの存在を予言した。[Phys.Rev. D98 (2018), 014021]また、その拡張解析を実施した。[論文投稿中]申請書の「研究計画・方法」に記載した、「2フレーバー・パリティ2重項模型の整備」に関しては、真空から標準原子核密度までを統一的に記述する模型を提案した、更に、中性子星の状態方程式からの制限を取り入れることによりカイラル不変質量に制限を加えた。[Phys.Rev. D99 (2019), 034012;論文投稿中]これにより、当初の目的はほぼ達成された。また、「2フレーバー・パリティ2重項模型を用いた相構造の解析」では、論文[Phys.Rev. C97 (2018), 065202; Phys.Rev. D97 (2018), 094032]でデルタ物質相や非一様カイラル凝縮相の存在可能性を示し、その目的を達したと考える。2フレーバーパリティ2重項模型を用いた解析:これまでの研究では、標準核子密度の23倍程度までの領域で核子を準粒子と見なし、パリティ2重項模型を用いで核物質を記述した。最近の研究により、5倍程度以上の高密度領域ではクォークを準粒子として扱うことにより高密度物質を記述することが重要であると指摘されている。そこで2019年度の研究においては、クォーク物質の効果を取り入れた高密度領域の状態方程式と、パリティ2重項模型を用いて記述された低密度領域の状態方程式の整合性をとって中性子星物質の状態方程式を構成し、中性子星の観測による制限を加えることによって、パリティ2重項模型に含まれるカイラル不変質量への制限を得ることを目標とする。スカラー中間子を含む有効模型の構成:これまで進めてきた、2クォーク状態と4クォーク状態の両方を含む有効模型の構築を進め、1GeV以下の軽いスカラー中間子を記述する新しい模型を提案することを目標とする。(1) 2フレーバーパリティ2重項模型を用いた解析: (1-1)文献[1]の模型を用いて原子核のスピン軌道相互作用を解析し、実験値が再現されることを確認した。(1-2)デルタ粒子も含めた模型を構成し、高密度状態でのデルタ物質の存在可能性を示した。(論文準備中)(1-3)文献[1]の模型に含まれる中間子のスペクトル解析の準備を進めた。(1-4)文献[1]の模型を2種類のパリティ2重項を含むように拡張し、質量・崩壊幅の解析を進めた。(2) 3フレーバーパリティ2重項構造を持つ模型の構築: (2-1)ハイペロンを含む模型を構成し、質量・崩壊幅・軸性電荷の実験値を再現するパラメータセットがあることを見いだした。(2-2)核物質中でのベクトル型中間子の解析: ω・φ中間子を含む模型の構成、及び、スペクトル関数解析の準備を進めた。(3)核物質中でのチャームクォークを含むハドロンの性質変化の解析: (3-1)D中間子とスカラーD中間子をカイラルパートナーとして含む有効模型を用い、平均場近似での質量の密度依存性を解析した。パートナー間の質量差等のカイラル対称性回復に伴う変化を明らかにした。(論文投稿中)(3-2)スカラーD中間子スペクトル関数を解析し、カイラル対称性の回復に伴うスペクトル関数の変化を明らかにした。(論文投稿中)(3-3) Σcバリオンと負パリティΛcバリオンをカイラルパートナーとして含む模型を構成し、質量・崩壊幅の解析を実施した。

(4) 2種類のスカラー中間子を含む有効模型の整備: 2クォーク型と4クォーク型の両方を含む有効模型の構築に向け、スカラー中間子の質量・崩壊幅の解析を進めた。交付申請書に記載した計画の「(1)2フレーバー・パリティ2重項模型を用いた解析」では、(1-1)のスピン軌道相互作用の解析は実施中である。(1-2)の超流動状態の解析は実施しなかった。その代わり、高密度核物質でより重要となると期待されるデルタ物質の解析を実施し論文執筆中である。29年度以降の計画でも超流動に関する部分は、デルタ物質に置き換えて進める予定である。(1-3)の中間子質量の解析に関しては、下記の(2)へ含めてその準備を進めた。これら3課題に加えて、計画にはなかった2種類のパリティパートナーを含む模型の解析を進めている。「(2)3フレーバー・パリティ2重項構造を持つ模型の構築」に関しては、おおむね順調に進んだ。28年度はこの課題に加えて、ベクトル中間子のスペクトル解析の準備を進めた。「(3)核物質中でのチャームクォークを含むハドロンの性質変化の解析」では、ほぼ予定通りにD中間子スペクトル関数の解析を実施し、論文にまとめ査読付き学術雑誌に投稿中である。さらに、この解析の前段階での平均場近似での解析において予期しなかった新しい発見があったため、独立な論文にまとめ、査読付き学術雑誌に投稿中である。「(4)2種類のスカラーを含む有効模型の整備」では、やや遅れ気味であるが、解析を進めている。以下の番号は、交付申請で付けた項目番号に沿っている。(5) 2フレーバー・パリティ2重項模型を用いた解析:文献[1]の模型に基づいて次の解析を実施した。(5-1) 28年度のデルタバリオンを含む核物質の解析を継続し、デルタバリオンの出現は、核物質中のカイラル対称性の部分的回復を加速するが、カイラル対称相への相転移密度を上昇させることを示した。(論文投稿中)(5-2)文献[1]の模型を用いた解析により、高密度核物質中にこれまでにない新しい型の非一様カイラル凝縮相が存在する可能性を見いだした。(論文投稿中)(5-3)文献[1]の模型を拡張し、2種類の2重項を含む模型を構成し、実験との比較を始めた。文献[1] Y. Motohiro, Y. Kim, M. Harada, Physical ReviewC92, 025201 (2015)(6) 3フレーバー・パリティ2重項構造を持つ模型の整備: ω中間子・φ中間子の核物質中でのスペクトル関数の解析の準備のため、真空でのω・φ混合の解析を始めた。(7)チャームクォークを含むハドロンの解析:チャームクォークを含むΛc及びΣcバリオンに対してカイラル対称性に基づく有効模型を構成し、真空での質量・崩壊幅を解析した。そして、ハドロン崩壊の分岐比や光子放出崩壊でカイラル対称性構造が確認できることを明らかにした。(論文投稿中)(8) 2クォーク型と4クォーク型の2種類のスカラーを含む有効模型の整備:真空における質量・崩壊幅の性質を再現する模型構成を進めた。崩壊幅を再現するためには、微分型結合を取り入れることが必要であることを明らかにした。28年度の研究を受けて29年度計画に若干の変更を加えたが、その内容は概ね達した。「(5) 2フレーバー・パリティ2重項模型を用いた解析」では、(5-1)のデルタバリオンを含む核物質に関する解析結果をまとめた論文を学術雑誌に投稿中である。
量子ドットと超伝導体の混合量子系における量子コヒーレンス理論

本研究では、電子スピンと超伝導体秩序変数の位相との結合から生まれる量子状態について、高感度伝磁気測定などへ応用することも念頭に置き研究を進めてきた。この観点で、超伝導体と強磁性体の接合(強磁性ジョセフソン接合)は、磁気ランダムアクセスメモリー(MRAM)で用いられる磁壁運動の測定にも応用が可能であり、かつ量子ドットとの類似性もあるため、重要な研究対象の一つだと位置づけられる。超伝導体の量子コヒーレンスが現れる電流電圧特性を記述するために、ジョセフソン電流、抵抗、コンデンサーからなる等価回路モデルは有効である。これまで、単一磁区の強磁性体を考え、強磁性共鳴が階段状の電流・電圧特性を与えることを示した。この階段状の構造は、電子スピンと超伝導体の位相のコヒーレントな運動から生じ、各々の緩和が電流・電圧特性に与える変化は異なる。一方で、MRAMでは強磁性体中の磁壁をメモリーとして用いることが考えられており、それを高精度に制御することが重要である。しかし、電流や磁場で駆動された磁壁の運動は複雑であり、高精度で観測する手段が必要である。そのため、これまでの結果を、超伝導と磁壁を含んだ強磁性体の接合に拡張することを試みた。磁壁構造を簡単な模型で記述し、それが単振動している場合について、超伝導電流に対する解析的表式を得ることが出来た。そして、電流電圧曲線に階段状の構造が現れることが分かった。階段状の構造が現れる電圧は、磁壁の振動数と物理基本定数のみで結び付いていることから、磁壁運動の高精度測定の新しい原理となりうる。本研究では、量子ドットと超伝導体の混合量子系を、量子コンピューター素子や量子標準の原理へ応用することを目指している。特に、量子ドット内における電子のスピン状態と超伝導体の位相との結合から生まれる量子状態の活用が重要だと考えている。そのため、超伝導体を強磁性体で隔てた「強磁性ジョセフソン接合」の研究が有用である。強磁性ジョセフソン接合は量子コンピューター素子への応用も提案されている。以前、強磁性ジョセフソン接合に交流磁場を加えた系において階段状の電流電圧特性が得られることを見出した。シャピロステップとは異なり、電圧ステップが強磁性共鳴周波数のみによって与えられるため、磁性に関する新たな量子標準の原理となりうる。スピン状態と超伝導体の位相を活用するためにも、外場の下での量子コヒーレンスの研究が不可欠である。今年度は、強磁性ジョセフソン接合内に誘起される電磁場とスピン波との複合励起状態を見出した。ジョセフソン接合に直流電圧を印加すると交流ジョセフソン電流が流れ、接合内に電磁場が誘起される。接合は共振器として振舞い、共振モードと交流ジョセフソン電流の周波数が一致するとき、各共振モードに対してジョセフソン電流の直流成分が現れる。この現象はFiske共鳴と呼ばれている。今回得られた結果は、通常のFiske共鳴とは異なり、接合内に励起された各共振モードに対して、複数の共鳴状態が現れる。交流ジョセフソン電流によって接合内に励起された電磁場が磁化に作用し、スピン波が励起されたためである。そして、電磁場とスピン波とが混合励起状態を作っていることが分かった。我々の結果は、実験によって検証され始めている。
脈波解析による動脈瘤診断手法の開発

圧-流速曲線からの反射波計測により,動脈の狭窄・拡張病変の存在を明らかにした,カテーテルを用いた侵襲的な測定法にかわる非侵襲的な圧測定と超音波による圧-流速曲線からの反射波計測の有用性を確立した.圧-流速曲線からの反射波計測により,動脈の狭窄・拡張病変の存在を明らかにした,カテーテルを用いた侵襲的な測定法にかわる非侵襲的な圧測定と超音波による圧-流速曲線からの反射波計測の有用性を確立した.脈波計測は非侵襲的検蛮であり,従来多くの解析がなされてきたが,今なお未知の生体情報を含んでいる。動脈には多くの分岐があり,また大ロ径と小ロ径動脈とで組織学的構造も異なる。従って,その性状を今日行われているような1つのスコアで表すことは困難である。本邦でも多くの研究がなされているが,臨床的なmassstudyでの結果に理論が追従している感も否めない。本研究では,流体力学的に理論的構築がなされている解析法を,まず模擬循環回路と動物実験で実証するという研究手法において,従来の脈波研究とは-線を画するものである。また,圧一流速曲線からの反射波計測は,動脈の任意の一点から無侵襲的に計測可能であることに加え,解析された反射波から動脈の性状・狭窄病変のみならず拡張病変の診断が可能となる画期的な手法である。現在,大動脈瘤に代表される拡張病変はCT,MRIによる画像診断に負うところが多く,massscreeningには適していない。圧一流速曲線は,正確なセンサーによる血圧測定と超音波による血流測定が行えれば体表から無侵襲的に計測することができる。本研究では臨床応用時に最も重要な無侵襲化を目的に,カテーテル型センサーと大動脈表面からの超音波による血流速度の比較も行ない,瘤化病変モデルにおいて,波形の変化を認めた。次年度は,瘤経,材質などに変化を持たせ,種々の状況でのデータを収集していきたい。また,狭窄病変については,狭窄率50%-99%と高めに設定してデータを収集していく予定である。現在,大動脈瘤に代表される拡張病変はCT, MRIによる画像診断に負うところが多く,mass screeningには適していない.Mass screening可能な動脈疾患の非侵襲的検査の一つの手法として,とくに狭窄病変に対して脈波解析が近年脚光を浴びている.しかし,本手法による病変部を想定した模擬循環回路や動物実験での整合性の検討はなされていない.臨床応用のためには,これら実験的ステップでの実証が必要かつ不可欠である.本研究の目的は脈波解析を用いて,理論的整合性のある非侵襲的な動脈の瘤化・狭窄病変を診断方法を確立することである.方法:模擬血管回路で動脈瘤モデル・狭窄モデルを作成し,理論値での反射波の位相・時相について検討した.次いで,動物実験で大動脈瘤・狭窄病変モデルを作成し,血圧は左鎖骨下動脈にカニュレーションして測定,血流速度は大動脈表面から超音波プローブにて測定した.両者の結果の整合性を検討した.結果:理論値,動物実験で得られた値に有意な差はなかった.圧一流速曲線からの反射波計測では,動脈の任意の一点から無侵襲的に計測可能であることに加え,動脈の性状・狭窄病変のみならず拡張病変の存在が可能であった.考察:本研究で,理論値と模擬回路での整合性が明らかになった.体表面からの上行大動脈のpin point測定により.胸部・腹部大動脈瘤診断が可能になれば,予防医学的・医療経済的にもきわめて優れた診断法が確立すると期待される.
日本で分離されたLCMウイルスの知見を基にした組換え抗原の検定と診断法への応用

国内でもある港湾地区のマウスからリンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)が分離され(OQ株)、プロトタイプであるWE株やArm株と遺伝子レベルでの比較検討がS遺伝子領域について行われてきた。OQ28株の塩基配列は、他の国内分離OQ株とは99%以上一致し、WE株と国内分離株とは大別されることが明らかとなった。そこで、日本国内においてLCMウイルスに感染したか否かを高感度、かつ特異的に診断するためには、国内分離株を用いた診断用抗原の作製の必要性が不可欠であると考え、国内分離株OQ28株を用いてタンパク発現を目指することとした。1.発現用ベクター(pDsRed)に置換し、哺乳類細胞由来のCOS7細胞にトランスフォームした。OQ株のGp-2、Np-full、Np-Nend、Np-center Np-Cendを発現ベクターに置換し、トランスフォームの結果、Np-full、Np-Nend、Np-centerで赤色の蛍光を発する細胞を得たが、診断に耐えるだけの抗原量が得られなかった。2.Np領域は、糖鎖による修飾を受けないため、大腸菌で発現させても抗原性を発揮する可能性が高いと考え、Np領域を3つに分割する断片をPCRによって作製し、それぞれの断片を発現用ベクターpGEX6P-1に置換した。大腸菌BL21にトランスフォームした後、シークエンスを行って3種類の断片が正確に発現ベクターに導入されていることを確認した。GSTを検出指標としたELISA法により、融合タンパク質の発現を確認した。しかしながら、現在一部の機関で応用されている昆虫細胞を用いた発現系に比べて、抗原との反応性および収量の点で、優れているものとはならなかった。国内でもある港湾地区のマウスからリンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)が分離され(OQ株)、プロトタイプであるWE株と遺伝子レベルでの比較検討がS遺伝子領域について行われてきた。1.発現用ベクター(pDsRed)に置換し、COS7細胞にトランスフォームした。OQ株のGp-2、Np-full、Np-Nend、Np-center Np-Cendが発現ベクターに置換された。トランスフオームの結果、Np-full、Np-Nend、Np-centerで赤色の蛍光を発する細胞を得た。ただし、診断に耐えるだけの抗原量が得られるか疑問が残った。2.Np領域は、糖鎖で修飾されないので、大腸菌で発現させても抗原性を発揮する可能性が高いと考えられる。しかしながら、Npの名前の由来のとおり核酸に結合する性質が強く、大腸菌にとって毒性のあるタンパクであれば発現不可能であろうという懸念があった。そこで、細胞そのものではなく菌体成分のみを用いる発現を試みることにした。発現用ベクター(pIVEX2.3、pIVEX2.4b)に置換し、そのシ-ケンスを行って、OQ28株のNp-full、Np-Cendの領域が両ベクターに導入されていることを確認した。この間、大腸菌および哺乳類細胞における発現ベクターの構築を、おもにLCMV国内分離株を用いて行い、興味深い成果を得た。現在、多数の検体を用いた抗原の有用性の検討を加えている。

国内でもある港湾地区のマウスからリンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス(LCMV)が分離され(OQ株)、プロトタイプであるWE株と遺伝子レベルでの比較検討がS遺伝子領域について行われてきた。OQ28株の塩基配列は、他の国内分離OQ株とは99%以上一致し、WE株と国内分離株とは大別されることが明らかとなった。そこで、日本国内においてLCMウィルスに感染したか否かを高感度、かつ特異的に診断するためには、国内分離株を用いた診断用抗原の作製の必要性が不可欠であると考え、国内分離株OQ28株を用いてタンパク発現を目指することとした。1.発現用ベクター(pDsRed)に置換し、哺乳類細胞由来のCOS7細胞にトランスフォームした。OQ株のGp-2、Np-full、Np-Nend、Np-center Np-Cendを発現ベクターに置換し、トランスフォームの結果、Np-full、Np-Nend、Np-centerで赤色の蛍光を発する細胞を得たが、診断に耐えるだけの抗原量が得られなかった。2.Np領域は、糖鎖による修飾を受けないため、大腸菌で発現させても抗原性を発揮する可能性が高いと考えられた。そこで、Np領域を3つに分割する断片をPCRによって作製し、それぞれの断片を発現用ベクターpGEX-6P-1に置換した。大腸菌DH5αにトランスフォームした後、シークエンスを行って3種類の断片が正確に発現ベクターに導入されていることを確認した。pGEX-6P-1はマルチクローニングサイトの上流にグルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)をコードする領域をもつため、目的のタンパク質はGSTとの融合タンパク質として発現するので、このGSTを検出指標としたELISA法により、融合タンパク質の発現を確認した。
積雪・融雪計算における積雪基準温度等の地域性パラメ-タ同定に関する研究

本研究では,代表者らが既に提案している積雪・融雪計算法の積雪・融雪基準要因(積雪基準温度,融雪基準温度,融雪係数の上限値)を融雪流出解析をとおして地域別に同定することを試みた。その結果の概要は以下のとおりである。北海道地域においては,石狩川水系大夕張ダム流域(433km^2)の解析結果より,積雪基準温度T_1は1.0°C,融雪基準温度T_2は-1.00°C,融雪係数の上限値αmaxは5.56.5mm/°C・dayが妥当と考えられる。ところで,T_2については他の地域でほとんど0°Cで良好な結果を得ていることから,北海道地域でも0°Cと固定した方が良さそうである。東北地域においては,最上川水系立谷沢川流域(163km^2),名取川水系大倉ダム流域(88.5km^2),迫川水系栗駒ダム流域(53km^2),同花山ダム流域(126.9km^2),阿賀野川水系羽鳥ダム流域(43.1km^2)の解析結果より,T_1=1.52.0°C,T_2=0°C,αmax=5.56.5mm/°C・dayで妥当と考えられる。北陸地域においては,関川水系笹ケ峰ダム流域(55.8km^2),小矢部川水系刀利ダム流域(45.9km^2)の解析結果より,T_1=2.03.0°C,T_2=0°C,αmax=6.57.0mm/°C・dayが得られた。北陸地域では研究代表者らによる研究成果で平地部の上越市においてT_1=3.7°C,T_2=0°C,αmax=7。0mm/°C・dayという値が得られており,平地部と山地部では積雪特性の違いがうかがえる。北海道,東北地域ではこのような平地部,山地部での相違はあまりみられない。以上のように積雪・融雪計算における積雪基準温度T_1等のパラメ-タは地域別に同定することができた。これによって今後,融雪期流量のより正確な把握が可能となる。
脳神経系に分布する新規Sykファミリーチロシンキナーゼ

血球系細胞に特異的に発現している非受容体型チロシンキナーゼp72syk(以下Sykと省略)はZAP70と共に2つのSH2領域を持つユニークなチロシンキナーゼ群であり、早期細胞内情報伝達においてSrcファミリーチロシンキナーゼと共役的に重要な役割をしていることが証明されている。しかしながら、血球系外の組織においてその存在が認められていない。今回、Syk/ZAP-70と免疫学的に交叉性を示すチロシンキナーゼの精製分離に成功した。以下にこれまで得られた知見を列挙する。1.SykのSH2領域に対する特異的抗体は分子量66kDaの細胞質型蛋白質と交叉性を示した。興味深いことにこの66kDaの蛋白質は種々のZAP-70の特異的抗体とも交叉性を示した。さらにZAP-70の特異的抗体による免疫沈降実験により強いチロシンキナーゼ活性が検出され、脳組織に発現する新規のZAP-70類似性チロシンキナーゼである可能性が示唆された。2.この66kDaのチロシンキナーゼをZAP-70の特異的抗体によるウエスタンブロットとチロシンキナーゼ活性を指標としながら、一連のカラムクロマトグラフィーを用いて高度に精製した。その結果、複数の蛋白質と複合体を形成していることが判明し、これらの蛋白質の部分アミノ酸シークエンスを行ったところ、神経ガイダンスに重要な役割をすると推測されている機能不明な蛋白質群と一致し、このチロシンキナーゼが神経ガイダンスに関与している可能性が示唆された。3.この66kDaのチロシンキナーゼの組織分布をZAP-70の抗体で調べた結果、神経系に特異的かつ広汎に発現しており、特に成長円錐に豊富に存在していた。また興味深いことには、ラット脳の発生過程において出生後から3週令にかけてその発現がピークになり、その後、徐々に減少しAdultでは消失していた。これらの結果より、この66kDaのチロシンキナーゼは神経系の発生に関与していることが推測された。
移民県の比較研究-西日本を中心に-

今年度の研究実績は、調査収集資料を分析し、研究成果報告書を作成したことである。報告書は、第一部概説編・第二部史料編の二部より構成されている。概説編は、第一章明治前後の移民県、第二章明治後期・大正期の移民県で構成されている。第一章は、明治18年より同27年の期間、日本政府の取扱でハワイへ送出された官約移民を素材にして、広島・山口・熊本・福岡4県の概況とその特徴をまとめたものである。二節よりなり第一節は、官約移民が4県のどの地域より送出されたかを検討し、送出地域が移民県内でも地域的に偏在していることを、県別・郡別・町村別に移民数を集計した分析した。第二節は、移民送出の要因を広島・山口・熊本・福岡4県を中心に分析し、共通点・類似点を指摘した。第二章は、四節で構成され広島・山口・熊本・福岡4県について明治30年代から大正末までの期間のそれぞれの県における移民の概況と特徴をまとめたものである。史料編は、外交史料館所蔵「日本人民布哇国へ出稼一件(出稼人名簿ノ部)」より全国の官約移民数を県別・町村別・回数別に集計して作成した統計表を県別に収録することにした。官約移民はハワイにおける日系移民社会の基盤を形成しただけでなく、移民県の移民送出地域の基盤も多くがこの時期に形成されている。したがって町村別・回数別(移民の送出回ごと)に作成した統計表を収録することは、移民送出の基礎的研究を進める上で必要なことである。このような内容で構成された報告書の原稿は、印刷校正の段階で印刷費用と時間的制約から、概説編は第二章を削除し、史料編は、山口・熊本両県の統計表のみを収録し他は削除して印刷製本を行なった。今年度は、移民研究の蓄積の乏しい熊本・福岡両県について、基礎的な調査研究を主要な目的とし三つの課題を設定した。一つは、数年来実施している外交史料館所蔵資料の調査を継続的に行い、熊本・福岡両県の移民関係資料を収集することである。この課題については、明治期の移民資料の約8割を閲覧し、そのかなりの部分を収集することができたが、大正期はその5割を閲覧収集するにとどまった。二つは、熊本県内にある移民関係資料を重点的に収集し検討することである。そのために、1回5日間の調査を3回実施し、熊本県立図書館所蔵資料(熊本県内発行の新聞類・熊本県公文類纂などの県政資料)を中心に大きな成果を挙げることができた。現在収集資料を整理分析中である。松方デフレ期の熊本県内の諸相・ハワイ官約移民の送出要因について具体的に実証できること、広島県の事例と比較して一定の共通性があることなどが明らかになった。平成8年度には、収集資料をもとに熊本県移民の送出要因を中心に論文をまとめる予定である。三つは、福岡・熊本両県の収集資料をもとに実証的な研究論文を作成することである。この課題については、収集資料の制約で福岡県を中心に資料の整理分析を進めた。福岡県立図書館・九州大学・外交史料館などで収集した資料を素材に、「アメリカ1924年移民法の成立に対する移民県の動向-福岡県を中心に-」という小論を作成した。アメリカ1924年移民法の成立と国内の動向については多数の先学の諸業績がある。しかし、移民県に重点をおいた研究は殆どみられないだけに、一定の評価を得ることのできる成果だと思う。今年度の研究実績は、二つに分けられる。一つは、前年度に引き続き、東京都・福岡県・熊本県を中心に資料調査を実施して、明治・大正期の移民資料を収集したことである。東京都の外交史料館では、主に、大正期の移民資料を中心に閲覧し収集を行った。福岡県立図書館では、アメリカ1924年移民法の成立が県内に及ぼした影響を補充調査するため、県内発行の『福岡日日新聞』を閲覧して関係資料を収集した。熊本県立図書館では、地元発行の新聞を中心に、明治十年代後半の松方デフレ期の県内の社会経済状況を調査して、ハワイ官約移民送出の背景となる資料を収集した。二つは、収集資料を整理分析し、研究論文を作成するとともに、日本移民学会で研究報告を行ったことである。移民研究会編『戦争と日本人移民』(1997年1月、東洋書林刊)に収録されている拙稿「第二次世界大戦末期の満州農業移民」は、移民県広島での満州農業移民を素材としたものである。満州農業移民については、西日本の移民県からの送出を研究した論文が少なく時期的にも大戦末期を取り扱ったものが少ないだけに、研究史の空白をうめる目的で発表した。1997年12月、東京家政大学で開催された日本移民学会で「アメリカ1924年移民法の成立に対する国内の動向-移民県福岡を中心に-」という研究発表をした。この研究発表は、前年度末に完成した論文「アメリカ1924年移民法の成立に対する移民県の動向-福岡県を中心に-」を資料的に補充して発表したものである。なお同論文は1997年4月に発刊される三輪公忠編『日米危機の起源と排日移民法』に収録されている。

概説編は、第一章明治前後の移民県、第二章明治後期・大正期の移民県で構成されている。第一章は、明治18年より同27年の期間、日本政府の取扱でハワイへ送出された官約移民を素材にして、広島・山口・熊本・福岡4県の概況とその特徴をまとめたものである。二節よりなり第一節は、官約移民が4県のどの地域より送出されたかを検討し、送出地域が移民県内でも地域的に偏在していることを、県別・郡別・町村別に移民数を集計した分析した。第二節は、移民送出の要因を広島・山口・熊本・福岡4県を中心に分析し、共通点・類似点を指摘した。第二章は、四節で構成され広島・山口・熊本・福岡4県について明治30年代から大正末までの期間のそれぞれの県における移民の概況と特徴をまとめたものである。史料編は、外交史料館所蔵「日本人民布哇国へ出稼一件(出稼人名簿ノ部)」より全国の官約移民数を県別・町村別・回数別に集計して作成した統計表を県別に収録することにした。官約移民はハワイにおける日系移民社会の基盤を形成しただけでなく、移民県の移民送出地域の基盤も多くがこの時期に形成されている。したがって町村別・回数別(移民の送出回ごと)に作成した統計表を収録することは、移民送出の基礎的研究を進める上で必要なことである。このような内容で構成された報告書の原稿は、印刷校正の段階で印刷費用と時間的制約から、概説編は第二章を削除し、史料編は、山口・熊本両県の統計表のみを収録し他は削除して印刷製本を行なった。
児童生徒の「素朴概念」の実態に関する組織的研究-算数・数学・理科の事例を中心にして-

本研究の目的は、算数・数学・理科における児童生徒の「素朴概念」を顕在化させる方法を考究しその方法に則して実践的研究を展開し「素朴概念」の実態を組織的に明らかにすることである。そのために、以下の研究方法をとった。先ず、数学教育部門では、「素朴概念」を顕在化させる方法を理論的に考察した。これまで「ゆさぶり」「コンフリクトアプローチ」などとして実践的に同定されている教授学上の概念を整理した。これを踏まえた上で、指導への示唆を具体例をともなって示した。理科教育部門では、授業過程で「素朴概念」を顕在化させ、これを変容・解消・改善する具体的方法を研究した。算数・数学と理科に共通する研究成果として先ず挙げられるのは、「素朴概念」の実態を顕在化させる方法を理論的に精緻に明らかにできた点である。それは、種々の新しい研究方法を積極的に開発・試行・実施した成果が実ったものである。このように研究の内容面だけでなく、研究方法面における成果も十分に評価できるものと考えている。特に、理科教育部門では「素朴概念」を授業過程に組み込むことの実際を、理論的かつ実証的に示すことができた。しかも、「素朴概念」の変容をとらえる具体的方法も示され、これまでにない授業評価論を展開することができた。研究がアクティブであればあるほど研究課題も次々に浮上し残された課題も多い。特に、算数数学における「素朴概念」を処理する段階で見出せた「コンパートメンタリゼイション」という現象については、今後さらなる研究課題の一つとして追求していきたい。本研究の目的は、算数・数学・理科における『素朴概念』の実態を明らかにすることである。本年度は、先ず、『素朴概念』をとらえる理論的枠組みの検討をおこない、それを踏まえて『素朴概念』と整合的・非整合的な生活経験や学習経験を特定するための実態調査研究を展開した。本年度の研究成果として、算数・数学においては、文字a、xなどの理解と『素朴概念』の構造を理論的に追求し、『素朴概念』と整合的な生活経験・学習経験として小学校における「数」「日本語」に関わる学習があること、「線形性」「一般化可能性」に(過度に)依存するために種々の手続き上のミスコンセプションが出現することを明らかにした。また、数詞(漢語系数詞・和語系数詞)の理解に関わる『素朴概念』の実態を明らかにすることができた。理科においては「溶解の概念」「音の伝わり方」「電流の概念」に関わる『素朴概念』の実態を顕在化することができた。これらの『素朴概念』は、それと整合的な生活経験・学習経験を背景に持っているために、その解消にかなりの抵抗があることが明らかとなった。次年度以降は、経年変化の様相を組織的に解明するとともに、授業過程に着眼し、『素朴概念』の変容のメカニズムに焦点を当てて研究を展開する予定である。本研究は、昨年度に続き、本研究のメンバーが解明してきた子ども独自の種々の考えを、『素朴概念』を視点としてとらえ直すための枠組みを構築し、以下の諸点に焦点を当てて展開した。(1)子どもの考えを『素朴概念』を視点としてとらえる理論的枠組みの検討を継続して行い、それを踏まえて『素朴概念』と整合的・非整合的な生活経験・学習経験に関する実態調査研究を展開した。(2)前年度の反省を踏まえ、『素朴概念』の対象を具体的に絞って研究を展開した。算数・数学では文字a、xなどにおける『素朴概念』に焦点をあてた。今年度は、特に、「式をひとまとまりと見ること」に焦点を当てて調査研究を展開した。理科では、物理化学領域と生物領域に区分して『素朴概念』の実態を顕在化させた。

(3)研究対象の核となる中学校を特定し、調査対象とした。質問紙による調査を中学校を対象に実施し、さらにインタビュー調査を実施した。特に、今年度は、使用教科書を考慮して他県の中学校においても調査を実施した。(4)調査結果についての研究討議会を研究者間で持ち、調査結果をまとめ、これに基づいて現場教師を交えた研究討議会を開催し検討した。特に、「式をひとまとまりと見ること」に関しては、連立方程式の解法とそこでの指導順序に関して興味ある研究成果が得られた。本研究の目的は、算数・数学・理科における児童生徒の「素朴概念」を顕在化させる方法を考究し、その方法に則して実践的研究を展開し「素朴概念」の実態を組織的に明らかにすることである。そのために、以下の研究方法をとった。先ず、数学教育部門では、「素朴概念」を顕在化させる方法を理論的に考察した。これまで「ゆさぶり」「コンフリクトアプローチ」などとして実践的に同定されている教授学上の概念を整理した。これを踏まえた上で、指導への示唆を具体例をともなって示した。理科教育部門では、授業過程で「素朴概念」を顕在化させ、これを変容・解消・改善する具体的方法を研究した。算数・数学と理科に共通する研究成果として先ず挙げられるのは、「素朴概念」の実態を顕在化させる方法を理論的に精緻に明らかにできた点である。それは、種々の新しい研究方法を積極的に開発・試行・実施した成果が実ったものである。このように研究の内容面だけでなく、研究方法面における成果も十分に評価できるものと考えている。特に、理科教育部門では「素朴概念」を授業過程に組み込むことの実際を、理論的かつ実証的に示すことができた。しかも、「素朴概念」の変容をとらえる具体的方法も示され、これまでにない授業評価論を展開することができた。研究がアクティブであればあるほど研究課題も次々に浮上し残された課題も多い。特に、算数数学における「素朴概念」を処理する段階で見出せた「コンパートメンタリゼイション」という現象については、今後さらなる研究課題の一つとして追求していきたい。
金属ナノ結晶をドープしたカーボン薄膜の微視的構造と電気的・機械的性質の研究

カーボンマトリクス中に各種の貴金属および遷移金属のナノ結晶を分散させることによって、新たな機能性薄膜の創出をねらい,RFスパッタ装置を用いて,金,白金,シリコン,ボロン・窒素をドープさせたカーボン薄膜を形成し,各種特性の評価より,以下の結果を得た.なお,シリコン,ボロン・窒素はカーボンと共有結合を形成する元素であり,研究開始時点では計画外であったが,カーボンと固溶しない貴金属・遷移金属をドープしたときの膜の特性との対比,およびマトリクスであるカーボンの電気的・機械的性質の改質をねらい,検討試料に加えた.(1)金ドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗は金ドープ濃度の増加とともに減少した.AFMで評価したスクラッチ硬さでは,金ドープ濃度が増加するとともに耐摩耗性は低下した.(2)白金ドープカーボン薄膜の特性に対する熱処理の影響:白金ドープカーボン薄膜に対して,真空中および窒素フロー中で熱処理を行った。その結果,膜の比抵抗は真空中熱処理に比べ,窒素フロー中でより低温条件の熱処理で増加し,また,耐摩耗性は,真空中熱処理に比べ,窒素フロー中でより低温条件の熱処理で劣化した.(3)シリコンドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗はシリコンドープ濃の増加とともに増加し,シリコンドープ濃度が30at.%で最大となって,そのドープ濃度以上では比抵抗は減少した.膜のスクラッチ硬さは,シリコンドープ濃度の変化に対してほとんど変化しなかった.これに対し,膜の密着性はシリコンドープ濃度依存性を示し,シリコンドープ濃度が30at.%で最も低下した.(4)ボロン・窒素ドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗はボロンドープ濃度,窒素ドープ濃度が増加すると増大した.また,スクラッチ硬さは,窒素ドープのみでは大きな変化はなく,ボロンと窒素をドープすることで低下した.カーボンマトリクス中に各種の貴金属および遷移金属のナノ結晶を分散させることによって,新たな機能性薄膜の創出をねらい,RFスパッタ装置を用いて,金,銀,白金,コバルト,ニッケルをドープさせたカーボン薄膜を形成し,各種特性の評価より,以下の結果を得た.(1)薄膜中の金属ドープ濃度:RFスパッタ装置内のカーボンターゲットとその上に置いた金属ペレットの面積,および金属とカーボンのスパッタ率から膜中の金属ドープ濃度を推定した.この推定値とオージェ電子分光分析によって実測した金属ドープ濃度を比較した結果,金属ドープ濃度の実測値と推定値はほぼ比例関係にあり,実測値対推定値のおおよその比率は,0.4倍から1.5倍と金属ごとでかなり差があることを見出した.(2)薄膜の電気伝導特性:形成した金属ドープ薄膜のドープ濃度の最大値は個々の金属によって異なるが,12at.%から30at.%の範囲であった.この濃度範囲では,各金属ドープ薄膜の室温における電気伝導度はドープ濃度の増加に伴って増加した.また,各金属ドープ薄膜の電気伝導後の増加割合は,ノンドープカーボン膜の電気伝導度に比べて1桁の範囲内であった.さらに,各金属ドープ薄膜およびノンドープカーボン薄膜の電気伝導後の温度依存性を測定した結果,大半の薄膜は約80Kから約200Kないし約250Kの範囲で電気伝導度はほぼ一定であり,室温近辺で電気伝導度は温度の上昇にしたがって急激に増加するという,非晶質半導体と同様な電気伝導度の温度依存性を示すことを見出した.(3)薄膜の機械的特性:各金属ドープカーボン薄膜の耐摩耗性をAFMによるナノレベルでのスクラッチ法で評価した.その結果、金属ドープ濃度が約10at.%までの範囲であれば、膜の耐摩耗性はノンドープカーボン薄膜とほぼ同等であり、ドープ濃度がそれ以上になると,膜の耐摩耗性は急激に劣化することを見出した.カーボンマトリクス中に各種の貴金属および遷移金属のナノ結晶を分散させることによって、新たな機能性薄膜の創出をねらい,RFスパッタ装置を用いて,白金,ニッケル,ボロンをドープさせたカーボン薄膜を形成し,各種特性の評価より,以下の結果を得た.なお,ボロンについては,当初の計画外であったが,マトリクスであるカーボンの電気的・機械的性質の改質をねらい,検討試料に加えた.1.白金ドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗は白金ドープ濃度の増加とともに減少し,白金ドープ濃度26at.%のときに,比抵抗はノンドープ薄膜と比べて1桁減少した.また,AFMで評価したスクラッチ硬さでは,白金ドープ濃度が17at.%までは硬さの低下が見られなかったが,それ以上のドープ濃度では,スクラッチ硬さの大幅な低下が見られた.2.ニッケルドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗はニッケルドープ濃度を増加させてもほとんど変化しなかった.また,膜のスクラッチ硬さは,ニッケルドープ濃度が4at.%までは硬さの低下が見られなかったが,それ以上のドープ濃度では,スクラッチ硬さはニッケルドープ濃度の増加とともに低下した.3.ボロンドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗はボロンドープ濃度が2at.%のときに急激に増大し,その濃度以上では,比抵抗はドープ薄膜とともにゆるやかに増大した.

また,スクラッチ硬さでは,ボロンドープ濃度が13at.%までは硬さの低下が見られなかったが,それ以上のドープ濃度では,スクラッチ硬さの低下が見られた.以上のように,ドープ元素の違いにより,膜の比抵抗,硬さのドープ濃度依存性は大きく異なる結果となった.また,白金ドープカーボン薄膜およびボロンドープカーボン薄膜について,50mM-H_2SO_4中における電位窓特性の評価を行った.カーボンマトリクス中に各種の貴金属および遷移金属のナノ結晶を分散させることによって、新たな機能性薄膜の創出をねらい,RFスパッタ装置を用いて,金,白金,シリコン,ボロン・窒素をドープさせたカーボン薄膜を形成し,各種特性の評価より,以下の結果を得た.なお,シリコン,ボロン・窒素はカーボンと共有結合を形成する元素であり,研究開始時点では計画外であったが,カーボンと固溶しない貴金属・遷移金属をドープしたときの膜の特性との対比,およびマトリクスであるカーボンの電気的・機械的性質の改質をねらい,検討試料に加えた.(1)金ドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗は金ドープ濃度の増加とともに減少した.AFMで評価したスクラッチ硬さでは,金ドープ濃度が増加するとともに耐摩耗性は低下した.(2)白金ドープカーボン薄膜の特性に対する熱処理の影響:白金ドープカーボン薄膜に対して,真空中および窒素フロー中で熱処理を行った。その結果,膜の比抵抗は真空中熱処理に比べ,窒素フロー中でより低温条件の熱処理で増加し,また,耐摩耗性は,真空中熱処理に比べ,窒素フロー中でより低温条件の熱処理で劣化した.(3)シリコンドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗はシリコンドープ濃の増加とともに増加し,シリコンドープ濃度が30at.%で最大となって,そのドープ濃度以上では比抵抗は減少した.膜のスクラッチ硬さは,シリコンドープ濃度の変化に対してほとんど変化しなかった.これに対し,膜の密着性はシリコンドープ濃度依存性を示し,シリコンドープ濃度が30at.%で最も低下した.(4)ボロン・窒素ドープカーボン薄膜の特性:膜の比抵抗はボロンドープ濃度,窒素ドープ濃度が増加すると増大した.また,スクラッチ硬さは,窒素ドープのみでは大きな変化はなく,ボロンと窒素をドープすることで低下した.
ホウ素を機軸とする新規機能性パイ電子系の創製

本研究では、従来の含窒素π電子系にホウ素置換基を導入し、その電子構造および立体構造を修飾した一連の新規機能性化合物群の創製を目的としている。本年度は、昨年度に引き続いて、炭素-炭素二重結合と等電子構造である窒素-ホウ素結合を有する化合物群に着目し、その物性評価を通じて、窒素-ホウ素結合の性質について明らかにすることを目的とした。昨年度の研究では、含窒素π電子系であるカルバゾールの窒素上にホウ素置換基を導入した誘導体が極めて大きなストークスシフトを示すことを明らかとした。分子軌道計算により基底状態および励起状態の構造最適化を行ったところ、これらの分子は基底状態でB=N二重結合性をもつのに対し、励起状態ではその構造が大きくねじれて二重結合性が低下することが示された。本年度は、より顕著な発光特性の発現を目指し、含窒素π電子系として、2,5位に置換基を有するピロールを用いたN-ボリル誘導体の合成と発光特性の評価を行った。ピロールの2,5位に2-チエニル基を導入した誘導体は、シクロヘキサン中において300nmに吸収極大を、360nm付近に弱い吸収の肩を示し、624nmに蛍光極大を有することが明らかとなった。ストークスシフトは約17000cm^<-1>と、極めて大きな値である。このことは、N-ボリルピロールの励起状態が基底状態と比較して大きく構造変化していることを示す結果であるといえる。現在、分子軌道計算を用いて、この特異な発光特性について詳しく考察しているところである。本年度は、炭素-炭素二重結合と等電子構造である窒素-ホウ素結合を有する化合物群に着目し、その物性評価を通じて、窒素-ホウ素結合の性質について明らかにすることを目的とした。含窒素π電子系としてカルバゾールを用い、その窒素上にジメシチルボリル基を導入したボリルカルバゾール1、および電子求引性のビス[2,4,6-トリス(トリフルオロメチル)フェニル]ボリル基を導入した誘導体2を合成し、光物性の評価を行った。これらの化合物はいずれも8000cm^<-1>を超える極めて大きなストークスシフトを示すことが明らかとなった。また、その蛍光極大波長はホウ素上の置換基により大きく異なり、2は1と比較して149nmも長波長側に蛍光極大波長を有することが明らかとなった。また、これらの特異な発光特性の原因を理解する目的で、分子軌道計算により基底状態および励起状態の構造最適化を行ったところ、これらの分子は基底状態でB=N二重結合性をもつのに対し、励起状態ではその構造が大きくねじれて二重結合性が低下することが示された。窒素-ホウ素結合を有するπ電子系の光物性に関する論文はごく少数が報告されているのみである。本研究では、窒素-ホウ素結合という単純な構造に関する基礎的な知見を与えるという点において意義がある。分子軌道計算の結果、励起状態においてねじれた構造を有するという結果は非常に興味深い性質であり、窒素-ホウ素結合の本質に迫る重要な情報を与えるものであるといえる。