hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
虚血性神経細胞死におけるレドックス機構の分子生物学的解析

本研究では,虚血性神経細胞の生死における活性酸素,レドックス制御機構の関与を細胞分子生物学的に解析する。すなわち,in vitro神経培養細胞において,NOをはじめとする活性酸素によるレドックス機構,特にTRX/ADF系の関与と各種転写活性因子への制御機構を検討する。またin vivoにおいては,一過性脳虚血モデル(脳再潅流モデル),ミトコンドリア障害モデルにおけるTRX/ADFの発現,TRX/ADF transgenic mouseにおける脳虚血形成への影響,さらに脳虚血耐性モデルにおけるTRX/ADFの関与を検討する。平成10年度においては,ラット,マウス一過性脳虚血モデル(脳再潅流モデル)を中大脳動脈塞栓糸一過性閉塞法を用いて作成した。ラットミトコンドリア障害モデルは,3-nitropropionic acidの複数回腹腔内投与により作成した(Neurosci Lett 259:9-12,1999)。同研究者はすでにTRX/ADF transgenic mouseを作成済みである。ラット一過性脳虚血モデル(脳再潅流モデル)および永久閉塞モデルにおいてTRX/ADFの発現を確認した(JCereb Blood Flow Metab 18:206-214,1998;Neurosci Lett 251:25-28,1998)。またマウス局所脳虚血モデルにおいてTRX/ADFの過剰発現が脳梗塞縮小効果をもつことを証明した(Proc Natl Acad Sci USA,in press)。平成11年度以降は,ラットまたはマウスの大脳皮質からのprimary culture,またはPC-12を用いて,NMDAないしNO neurotoxicityの存在を確認し,確立した神経培養細胞において,まずNMDA receptorの解析を行い,次いでNMDA neurotoxicityまたはNO neurotoxicityを定量化する。マウスの場合,transgenic mouseの大脳皮質からも神経細胞培養を確立する予定である。本研究では、虚血性神経細胞の生死における活性酸素、レドックス制御機構の関与を細胞分子生物学的に解析する。すなわち、in vitro神経培養細胞において、NOをはじめとする活性酸素によるレドックス機構、特にTRX/ADF系の関与と各種転写活性因子への制御機構を検討する。またin vivoにおいては、一過性脳虚血モデル(脳再潅流モデル)、ミトコンドリア障害モデル、新生ラット低酸素モデルにおけるTRX/ADFの発現、TRX/ADF transgenic mouseにおける脳虚血形成への影響、TRX/ADF投与による脳保護効果、さらに脳虚血耐性モデルにおけるTRX/ADFの関与を検討する。平成11年度においては、ラット、マウス局所脳虚血モデル、ラットミトコンドリア障害モデルにおいてTRX/ADF及び関連因子の発現を確認した(Neurosci Lett275:145-148,1999;biophys Biochem Res Commun 258:390-394,1999).またマウス局所脳虚血モデルにおいてTRX/ADFの過剰発現が脳梗塞縮小効果をもつことを証明した(Proc Natl Acad SciUSA96:4131-4136,1999)。平成12年度以降は、TRX/ADF投与による脳虚血性神経細胞死の抑制効果、新生ラット低酸素モデルにおけるTRX/ADFの発現を検討すると同時に、ラットまたはマウスの大脳皮質からのprimary cultureを用いて,NMDAないしNO neurotoxicityの存在を確認し、NMDAneurotoxicityまたはNO neurotoxicityを定量化する。マウスの場合、transgenic mouseの大脳皮質からも神経細胞培養を確立し、神経細胞死に対するレドックス制御の関わりを検討する予定である。
信頼と多様性:自発的取引社会における規範のゲーム理論分析

「自発的継続繰り返し囚人のジレンマ」の研究を発展させ,プレイヤーが自由に参入・退出できる状況における信頼や社会規範による規律付けについて考察を行った.推薦状を用いた情報伝達が均衡で実現し効率性を改善することを示したほか,利得に関してある一定の条件が成立する場合には,協力的な戦略と非協力的な戦略が共存するような均衡が協力的な戦略のみからなる均衡よりも効率的となることを示した.「自発的継続繰り返し囚人のジレンマ」の研究を発展させ,プレイヤーが自由に参入・退出できる状況における信頼や社会規範による規律付けについて考察を行った.推薦状を用いた情報伝達が均衡で実現し効率性を改善することを示したほか,利得に関してある一定の条件が成立する場合には,協力的な戦略と非協力的な戦略が共存するような均衡が協力的な戦略のみからなる均衡よりも効率的となることを示した.経済取引にはモラルハザードがつきものである.歴史的にその対処は,小さな共同体内での顔の見える繰り返し取引から始まり,規模の拡大につれて国家権力による契約や権利の履行強制によって発展してきた.グローバリズムとIT化により,取引の匿名性や企業の参入退出の自由度や国境を超えた取引の割合が高まり,伝統的な契約強制システムに代わる新たなインフラの重要性が増してきている.我々はその新たなインフラの役割を信頼関係と社会規範が果たす可能性に着目する.約束が履行されるのは信頼・信用を失うという規律付けがあるからで,社会的評判が重要な社会ならば規律付けは十分に機能する.このような規律付けが,プレイヤーが自由に参入・退出できる状況でも成立するのか,するとしたらどのような形を取るのか,を主に進化ゲーム理論の観点から分析するのが本研究の目的である.今年度はまず,6月に「Reference Letterモデル」の論文を学術雑誌に投稿した(審査中).これは,参入・退出が自由にできる状況での推薦状・資格の役割について,自発的継続囚人のジレンマゲーム(VSRPD)を使って考えたものである.協力関係を築いたのにパートナーを外生的な理由で失った場合,協力関係の証拠が「推薦状」という形で残る.中央集権的な情報管理機関もなく各プレイヤーの具体的な過去の行動までを知ることは不可能でも,そのプレイヤーと過去のパートナーの間に協力関係が存在したか否かという情報が社会で伝達されることで,情報の伝達がないケースよりも社会厚生が高まることを証明した.また,相手の今後の戦略に対する「信念」(belief)が社会的に形成・継承されていくという「shared Beliefモデル」を分析し,いくつかの国際学会で報告した.社会的に継承される信念に対する最適反応となっている戦略のみが侵入可能な場合,VSRPDにおいてこれまで安定的ではないとしていたナッシュ均衡のいくつかが信念にもとづく安定性をもっていることを証明した.経済取引にはモラルハザードがつきものである.歴史的にその対処は,小さな共同体内での顔の見える繰り返し取引から始まり,規模の拡大につれて国家権力による契約や権利の履行強制によって発展してきた.グローバリズムとIT化により,取引の匿名性や企業の参入退出の自由度や国境を超えた取引の割合が高まり,伝統的な契約強制システムに代わる新たなインフラの重要性が増してきている.我々はその新たなインフラの役割を信頼関係と社会規範が果たす可能性に着目する.約束が履行されるのは信頼・信用を失うという規律付けがあるからで,社会的評判が重要な社会ならば規律付けは十分に機能する.このような規律付けが,プレイヤーが自由に参入・退出できる状況でも成立するのか,するとしたらどのような形を取るのか,を主に進化ゲーム理論の観点から分析するのが本研究の目的である.今年度は協力と非協力の2戦略からなる均衡の効率性・安定性についての考察を中心に行った.その結果,この2戦略均衡は協力戦略を含む2戦略分布の中で最も効率的であり,協力の便益が十分に大きい場合には信頼構築戦略均衡よりも効率的になることが示された.また,複数の戦略の侵入を考えた場合,割引因子が十分に大きい場合にはこの2戦略均衡がある種の安定性を持つこともわかった.経済取引にはモラルハザードがつきものである.歴史的にその対処は,小さな共同体内での顔の見える繰り返し取引から始まり,規模の拡大につれて国家権力による契約や権利の履行強制によって発展してきた.グローバリズムとIT化により,取引の匿名性や企業の参入退出の自由度や国境を超えた取引の割合が高まり,伝統的な契約強制システムに代わる新たなインフラの重要性が増してきている.我々はその新たなインフラの役割を信頼関係と社会規範が果たす可能性に着目する.約束が履行されるのは信頼・信用を失うという規律付けがあるからで,社会的評判が重要な社会ならば規律付けは十分に機能する.このような規律付けが,プレイヤーが自由に参入・退出できる状況でも成立するのか,するとしたらどのような形を取るのか,を主に進化ゲーム理論の観点から分析するのが本研究の目的である.今年度は多様性に着目し,(1)昨年度から取り組んでいた「協力と非協力の2戦略からなる均衡の存在および効率性について」の分析をさらに進め,また,(2)「多様な信頼形成戦略と多様な非協力戦略の共存する戦略分布について」の考察も行った.その結果,(1)においては,この2つの戦略による均衡は協力戦略を含む2戦略均衡の中で最も効率的であり,なおかつ広いパラメータの範囲について存在し,逸脱の収益が協力の便益に比べて比較的小さい場合には単一の信頼形成戦略による均衡よりも効率的なことが示された.(2)においては,信頼形成期間の異なる無限の信頼形成戦略がそれぞれ一定割合で存在する分布も
無農薬栽培はなぜ失敗するのか？　―IBM成功圃場の分子生態モニタリングから探る―

本研究課題では、天敵温存植物と天敵を誘引する発光ダイオード(LED)を併用して、野菜の露地栽培におけるIBM農業の実践と評価を試みる。茨城県の慣行栽培の条件に則り、殺虫剤の使用をせずに露地ナスを栽培して、栽培作物の周辺に天敵温存植物を混植した上で、天敵誘引LEDを設置して、天敵昆虫の選択的・優先的な定着を促す。栽培期間を通じて、圃場内に生息する昆虫種を網羅的にサンプリングし、DNA塩基配列を用いた種同定と被捕食者の解析を行い、IBM農業生態系における種の多様性と種間相互作用を解明する。これらのデータをもとにLED照射が、圃場生物群集の多様性と安定性におよぼす効果を定量化し、それらの指標となりうる分類群や種の同定を試みた。本年度、当初の計画どおり5月に露地ナスを定植して無農薬栽培試験を開始したが、6月まで降雨がごくわずかで、7月もひどいカラ梅雨の年となった。栽培圃場には十分な散水設備がないため、手作業で水を与えたが、焼け石に水で夏場より作物が生育不良に陥ってしまった。圃場内に定植したソバやマリーゴールドなど天敵温存植物も同様の状況で育ちが悪かった。6月末から調査を開始したが、天敵や害虫があまり発生せず、十分に信頼できるデータが得られたかどうか確信がもてない結果となった。このため、平成30年度末に、科研費補助事業期間延長承認申請書を日本学術振興会に提出し、平成30年度に追加試験を実施することにした。本年度の計画どおり5月に露地ナスを定植して無農薬栽培試験を開始したが、6月まで降雨がごくわずかで、7月もひどいカラ梅雨の年となった。6月末から調査を開始したが、天敵や害虫があまり発生していない状況である。得られたサンプルについて、DNA塩基配列を用いた種同定と被捕食者の解析を進めているが、十分に信頼できるデータが得られたかどうか確認を急いでいる。平成29年度の栽培試験に関してIBM農業の評価に用いられるかどうか確信がもてないため、平成30年度末に、科研費補助事業期間延長承認申請書を日本学術振興会に提出し、平成30年度に追加試験を実施することにした。本研究では、農家の圃場と同等の栽培規模でのIBM農業を試みる。栽培作物の周辺にコンパニオン植物を混植し、圃場内に発光ダイオードを設置して、天敵昆虫の選択的な誘引定着を促す。7月から10月までの栽培期間を通じて、圃場内に生息する昆虫種を網羅的にサンプリングし、DNA塩基配列を用いた種同定と、腸内残存DNAの分析による食餌メニューの解析により、各栽培時期における種の多様性と種間相互作用を解明する。

これらのデータをもとに発光ダイオード照射などのIBM農法の構成要素が、圃場生物群集の多様性と安定性におよぼす効果を定量化するとともに、それらの指標となりうる分類群や種を特定する。最終段階では、それらの指標を用いた無農薬栽培圃場のIBM特性評価法・多様性の維持技術について検討する。本年度は、農業生物資源研究所大わし地区において野菜の無農薬栽培試験を準備した。大わし地区は、周囲を林や水田に囲まれ、さらに「無農薬(殺虫剤不使用)」のクワ畑に隣接するために生物相が豊かである。実験圃場の周囲にゴマやソバ等の異なるコンパニオン植物(及び天敵類のバンカー)を混植し、さらに、特定波長のロープ型発光ダイオード(LED)の照射装置を準備した。対照区には、周辺の草地と一般圃場を設定した。これらの試験区において、害虫・天敵を含むその他の昆虫類の採集を計画した。しかしながら、夏場に強風や大雨などの悪天候が何度か重なり、栽培作物と温存植物の一部が枯死・生育不良になる事態となってしまった。このままでは農業生態系の評価に耐えうる確実なデータが取得できないと判断し、やむなく栽培実験を中断した。今後は、天候に影響されにくいハウス栽培も視野に入れ、来年度の試験設計を検討する予定である。当初の計画では、露地栽培圃場において野菜を栽培し、周囲に天敵温存植物を植えてLEDの天敵誘引効果および農業生態系への影響を調査する予定だった。しかしながら、夏場に強風や大雨などの悪天候が重なり、栽培作物と温存植物の一部が枯死・生育不良になる事態となってしまった。平成29年度の栽培試験に関してIBM農業の評価に用いられるかどうか確信がもてないため、平成30年度末に、科研費補助事業期間延長承認申請書を日本学術振興会に提出し、平成30年度に追加試験を実施することにした。強風や大雨などの悪天候でも農業生態系の評価に耐えうる確実なデータが取得できるように、野菜の栽培方法を再検討する。具体的には、天候に影響されにくいハウス栽培を併用して、LEDの天敵誘引効果および農業生態系への影響を調査する。(理由)計画では平成29年度にIBM露地栽培を実施し、天敵温存植物を植えて天敵誘引LEDの農業生態系への影響を調査する予定だった。しかし6月から8月にかけての降雨不足で作物が著しい生育不良に陥ってしまった。6月末から調査を開始したが、天敵や害虫があまり発生しない状況だったため、得られたサンプルが農業生態系の評価に耐えうる確実なデータが取得できないと判断し、平成30年度末に、科研費補助事業期間延長承認申請書を日本学術振興会に提出し、平成30年度に追加試験を実施することにした。(使用計画)当初の29年度計画に則り、5月に露地ナスを定植して無農薬栽培試験を開始する予定である。降雨不足の対策としては、手作業の散水では焼け石に水のため、タンクで水を運び、散水することを考えている。天候不順に対する対応や調査方法も含めて再検討を行っているところである。また、露地栽培だけでなく、ハウス栽培を併用するなどして、悪天候があっても栽培作物と温存植物を育成できる環境を整えるかについても、その可否について検討中である。当初の計画では、平成28年度に、露地栽培圃場において野菜を栽培し、周囲に天敵温存植物を植えてLEDの天敵誘引効果および農業生態系への影響を調査する予定だった。
焼結におけるサブミクロン／ナノ領域の３次元気孔構造発展

焼結は膨大な粒子の関与する複雑な現象である。本研究では、焼結における複雑なミクロ構造を3次元再構成し、微視的な構造と焼結の動力学との関連を2つの方法を用いて探求した。ひとつは放射光を利用したX線マイクロトモグラフィーであり、ガラス粒子の粘性焼結の解析に応用し、焼結の熱力学的駆動力である焼結応力テンソルの異方性が緻密化とともに変化することを明らかにした。もうひとつは集束イオンビーム加工(FIB)によるFIBナノトモグラフィー法である。これはサブミクロン粒径のAu粒子の焼結の解析に応用した。さらに、焼結における微構造制御の例として窒化ケイ素のナノ粒子の焼結と高温変形について新たな知見を得た。焼結は膨大な粒子の関与する複雑な現象である.本研究では先進的な製造技術の革新につながる基盤を築くことを目的として,焼結における複雑なミクロ構造を3次元再構成し,微視的な構造と焼結の動力学との関連を探求している.本年度は放射光X線マイクロトモグラフィーによりテープ成形したガラス球粒子の粘性焼結における気孔構造を焼結中の複雑な3次元気孔構造変化の直接観察を行った.粒径8μmのソーダライムガラス球粒子を分散したスラリーをアルミナ基板上にテープ成形した.初期膜厚は300μm,相対密度は61.5%であった.焼結温度は750°Cで,焼結時間を変えて64%から98%までの相対密度をもつ試料を作成した.放射光X線マイクロトモグラフィはESRFで実施し,一辺0.28μmの立方体をvoxelとして3次元再構成した.ガラスの粘性焼結の巨視的な構成方程式は,流体力学の基本方程式をもとに応力やひずみ速度の体積平均を定義して導出できる.焼結応力が焼結の熱力学的駆動力である.ひとつひとつの閉気孔はそれぞれ異なる局所的焼結応力をもち,表面エネルギーテンソルで表せる.巨視的な焼結応力テンソルは局所的焼結応力の体積平均として求めた.薄膜の拘束焼結では,収縮は膜厚方向のみで起こる.膜厚方向の焼結応力成分が最も大きく,かつ面内異方性が観察された.異方性は焼結初期で最大であり,緻密化とともに低下し,最終段階で消失した.この結果より,異方性はテープ成形プロセスにより導入されたと考えられた.ソーダライムガラスの表面エネルギーから焼結応力は0.20.15 MPaと推定された.これは焼結鍛造試験により実験的に求められた焼結応力と同程度であった.表面エネルギーテンソルの偏差成分の解析より,テープ成形した薄膜中の面内や厚み方向の異方性を定量的に評価できた.焼結は膨大な粒子の関与する複雑な現象である。本研究では先進的な製造技術の革新につながる基盤を築くことを目的として、焼結における複雑なミクロ構造を3次元再構成し、微視的な構造と焼結の動力学との関連を探求している。前年度は放射光X線マイクロともグラフィーによりテープ成形したガラス球粒子の粘性焼結における気孔構造の直接観察を行った。しかし、放射光X線マイクロトモグラフィーの分解能は0.28μmであり、実験には粒径8μmのガラス球を用いた。今年度は、さらに微細な粒径の粒子の焼結挙動をより詳細に解析するため、収束イオンビームによる断面加工と断面の走査型電子顕微鏡観察を繰り返すことにより、3次元構造を再構成するFIBトモグラフィー法を焼結過程の研究に適用した。試料は粒径0.9μmのAu粒子とし、分解能35nmで気孔構造を観察した。3次元画像より、各焼結温度における焼結体の相対密度、比表面積、曲率分布、表面エネルギーテンソル、焼結応力を解析し、比表面積と相対密度との間に比例関係が成立することを見出した。この比例関係はガラスの粘性焼結においても、また、Au結晶粒子の粒界拡散による焼結においても共通しており、焼結機構の詳細によらない普遍的な関係として成立することを明らかにした。焼結応力はエネルギー法と曲率法の2種類の手法で解析し、焼結応力と相対密度、粒径との間の関係式を提唱した。エネルギー法では焼結応力は相対密度によらずほぼ一定であったが、曲率法で求めた焼結応力は相対密度の増加とともに、著しく増加した。さらに、窒化ケイ素の液相焼結についても適用を試みたが、緻密で、かつ、優れた超塑性特性を示すナノ材料は得られたものの、絶縁体であるため、FIBトモグラフィーによる微構造観察はうまくいかなかった。

無機材料物性本研究は本来、は収束イオンビーム(FIB)により加工した断面の走査型電子顕微鏡像により複雑なミクロ構造を3次元再構成するFIBトモグラフィー技術について検討してきているが、本年度はその技術をさらにX線トモグラフィーにまで展開して、ナノからミクロスケールの構造解析を可能とした。次年度は、より粒径の小さい原料を対象として、ナノメートルスケールのFIBトモグラフィーの高分解能化を推進する。
ARDS患者におけるNETs発現と好中球の応答性の評価

NETs(Neutrophil Extracellular Traps)とは、好中球がDNAを含む網目状の構造物を能動的に放出する現象で、重要な感染防御の役割を担っている。これまでの研究で、患者個々の侵襲に対する好中球の応答性には個人差があるのではないかと考えた。まず低酸素下での健常人の好中球のNETs発現の差について調べることとした。大気中の酸素存在下と低酸素下で5人の健常人の好中球を用いて検討したところ、低酸素条件下でNETsの発現減少率は平均58.7%であり、低酸素下でNETs産生が抑制されることが明らかとなった。今後敗血症患者やARDS患者の好中球を用いて応答性の違いを研究していく。平成25年26年度のARDS (acute respiratory distress syndrome:急性呼吸促迫症候群)を対象とした研究により、ARDS症例の喀痰中ではNETs発現量とステロイド投与に対する反応性は症例により異なることが明らかになった。そのため、我々は患者個々の侵襲に対する好中球の応答性には個人差があるのではと考えた。本研究ではARDS患者の喀痰や血液中の好中球の応答性をin vitroにおいて種々のNETs発現刺激を用いて評価し、臨床データと組み合わせることで新たな治療戦略を構築することとした。臨床において各種病態・重症度の好中球を採取し、それを用いて、種々のNETs刺激因子やステロイドを用いて好中球の応答性を見るためにまず健常人の好中球を用いてNETsの発現を見ることとした。現在までにin vitroでの実験系を確立し、大気中の酸素存在下と低酸素下で5人の健常人の好中球を用いて検討し、低酸素下でNETs産生が抑制されることが明らかとなった。今年度は臨床において各種病態・重症度の好中球を採取し、種々の条件下で好中球の応答性を評価し、健常人やARDS患者などでNETsの発現に差異がみられるかを評価していきたい。好中球の応答性を見るためにまず健常人の好中球を用いてNETsの発現を見ることとしたが、in vitroでの実験系を確立するのに時間がかかったため。平成25年26年度のARDS(Acute Respiratory Distress Syndrome:急性呼吸促拍症候群)を対象とした研究により、ARDS症例の喀痰中ではNETs発現量とステロイド投与に対する反応性は症例により異なることが明らかになった。臨床において各種病態・重症度の好中球を採取し、それを用いて、種々のNETs刺激因子やステロイドを用いて好中球の応答性を見るためにまず、健常人の好中球を用いてNETsの発現を見ることとした。現在までにin vitroでの実験系を確立し、大気中の酸素存在下と低酸素下で5人の健常人の好中球を用いて検討した。その結果、低酸素条件下でNETsの発現減少率は平均58.7%であり、低酸素下でNETs産生が抑制されることが明らかとなった。今後、臨床において各種病態・重症度の好中球を採取し、種々の条件下で好中球の応答性を評価し、健常人やARDS患者においてNETsの発現に差異が見られるかを評価していきたい。臨床において各種病態・重症度の好中球を採取し、種々の条件下で好中球の応答性を評価し、健常人やARDS患者などでNETsの発現に差異がみられるかを評価していく。それらを臨床データと組み合わせることで新たな治療戦略を構築する。救急・集中治療
化学修飾エビタンパク質によるアレルギー体質改善の可能性

本研究では、これまでの当グループの研究成果により得られた低アレルゲン化エビ食材作成技術の展開として、以下の取り組みを行う。1マウス長期間摂取による免疫耐性獲得とエビアレルギー体質の改善試験。2酵素を用いた新たな化学修飾法の開発とエビ・カニ以外の食材への展開。3医療現場におけるヒト試料を使った応用展開。本申請においては、これまでに蓄積してきた方法の具体的な利用の検討、手法のブラッシュアップおよびヒトを用いた現場レベルへの応用を目的としている。
心筋梗塞におけるカルパイン‐カルパスタチンシステムの果たす役割

カルパインとはカルシウム依存性タンパク分解酵素であるが、その生体での役割には依然不明な点が多い。本研究では、カルパイン、またその内在性抑制タンパクであるカルパスタチンが心不全で果たす役割について明らかにすることを目的としている。本研究ではカルパスタチン欠失マウスに心筋梗塞モデルを作成し野生型マウスと比較した。Western blot(WB)および免疫染色による解析で、心筋梗塞慢性期に梗塞領域に隣接する辺縁領域の心筋細胞でカルパインが活性化しており、カルパスタチン欠失マウスでは野生型に比較してカルパインの更なる活性化と心不全の有意な悪化を認めた。カルパイン活性が認められる梗塞後辺縁領域ではカルパスタチン欠失マウスでの有意な介在板構成タンパクの発現の減少、心不全関連遺伝子発現増加が認められた。さらに培養ラット新生仔心筋細胞ではカルパイン活性化により介在板構成タンパクであるN-cadherinの分解と介在板構造の変化が認められた。これらの結果から心筋梗塞では慢性期の辺縁領域心筋細胞におけるカルパイン活性化により、介在板タンパクの分解を通じて介在板構造の変化をきたすことが明らかとなり、介在板の脆弱性が心不全進展の重要なメカニズムの一つになっていることが示唆された(Kudo-Sakamoto et al., JBC, 2014)。またカルパインの新規分解タンパクとして今まで報告のないCaMKIIδに着目した。mutagenesisの手法によりカルパインに分解されないCaMKIIδ変異タンパクを作成し、分解部位の同定および分解メカニズムの解明を進めているところである。CaMKIIδは心不全において治療標的として注目されているタンパクであり、今まで知られていないカルパインとの関係を明らかにすることで将来的に創薬応用への可能性も視野に入れられる。カルパインが心筋梗塞後の心不全進展に関わるメカニズムについて一編の論文にまとめた。また第5回Molecular Cardiovascular Conference II、第18回日本心不全学会学術集会において研究成果の発表を行った。今後はCaMKIIδ変異タンパクを発現するベクターを使用してその機能解析を行っていく。さらに心筋細胞に感染させて病態的意義についても検討していく予定である。カルパインとはカルシウム依存性タンパク分解酵素であり、心不全においては収縮タンパクの分解やアポトーシス惹起により心不全悪化をきたすといわれているが、その生体での役割には依然不明な点が多い。我々はカルパスタチン欠失マウスに心筋梗塞モデルを作成しその病態学的役割について検討した。Westernblot (WB)および免疫染色による解析で、心筋梗塞慢性期に梗塞領域に隣接する辺縁領域の心筋細胞でカルパインが活性化していることがわかった。また、カルパスタチン欠失マウスでは野生型に比較してカルパインの更なる活性化と心不全の有意な悪化を認めた。さらに、カルパイン活性が認められる介在板では心筋梗塞後に介在板構成タンパクの発現の減少が認められた。本研究により、心筋梗塞では慢性期の辺縁領域心筋細胞におけるカルパイン活性化により、介在板タンパクの分解を通じて介在板構造の変化をきたしており、介在板の脆弱性が心不全進展の重要なメカニズムの一つになっていることが示唆された。またカルパインの新規分解タンパクとしてCaMKIIδに着目し、その分解部位や分解された時の機能を解析しているところである。

また第5回Molecular Cardiovascular Conference II、第18回日本心不全学会学術集会において研究成果の発表を行った。今後はCaMKIIδ変異タンパクを発現するベクターを使用してその機能解析を行っていく。さらに心筋細胞に感染させて病態的意義についても検討していく予定である。カルパインが心不全進展に関わるメカニズムの一端を明らかにし、これについては現在論文投稿中である。また、新規標的タンパクとしてのCaMKIIδであるが、分解部位の同定、機能解析の方法は確立済みであり、順次行っているところである。当初の計画に沿って研究を推進していく予定である。カルパインによるCaMKIIδの分解修飾のメカニズムと心不全における病態的意義を明らかにし、その成果を基盤として将来的には創薬への応用も視野に入れていく。
視聴覚環境の物理的ファクターに対応する人間の心理生理反応に関する研究

1.聴覚環境における心理的不快感と脳磁図に関する研究では,帯域ノイズを用いその帯域幅を変化させたときの,心理的不快感とそれに関連する脳磁界反応を測定した,その結果,帯域ノイズの自己相関関数から抽出されるファクターと心理反応との間に対応関係が見られ,心理的不快感と脳磁図のα波帯域の自己相関関数の有効継続時間,相互相関関数の最大値の間に逆相関関係が見られた.これらの成果をまとめて,Journal of Sound and VibrationやJournal Acoustical Society of Americaに投稿した.2.基本的な聴覚刺激に対する脳磁界反応に関する研究では,音源信号として帯域ノイズを用い,自己相関関数のファクターや相互相関関数のファクターを変化させ,脳磁界反応を計測した.その結果,刺激の入力後約100ms後に見られる,N1m反応の振幅が刺激の自己相関・相互相関関数のファクターと対応することを明らかにした.しかし,反応部位は.刺激の自己相関・相互相関関数のファクターに関わらずほぼ同じ位置であった.これらの成果をまとめて,アメリカ音響学会,国際生体磁気学会,日本生体磁気学会等で発表し,Hearing Researchに投稿した.3.視覚環境におけるプリファレンスに関する研究では,これまで周期的に点滅する刺激に関しては,約1秒周期が心理的に最も好ましいことが明らかにされている,そごで,複数の周波数を含みその量をコントロールすることにより,揺らぎのある刺激を作成した.具体的には,中心周波数1Hzの帯域ノイズの帯域幅を変化させ,一対比較法により心理的な好ましさを求めた.その結果,帯域幅約24Hzが心理的に最も好ましいことを明らかにした.これらの成果をまとめて,Perceptionに投稿した.1.聴覚環境におけるプリファレンスと脳波や脳磁図の対応に関する研究では,解析に自己相関関数が用いられ,有効継続時間が心理的プリファレンスと対応することが明らかにされている.自己相関関数はあるチャンネル内の変動に注目するものであり,ここでは各チャンネル間の相関を求めるため相互相関関数の解析を行った.その結果,プリファレンスの高い刺激を堤示したときの方が低い刺激を提示したときと比べて,相互相関関数の最大値は有意に大きくなる傾向が見られた.これらの成果をまとめて,Journal of Temporal Design in Architecture and the Environmentに投稿した.2.視覚環境におけるプリファレンスと脳波に関する研究では,水平・垂直方向に正弦振動する刺激を用い心理的プリファレンスを測定し,約1秒周期が心理的に最も好ましいことを明らかにした.脳波実験の結果,プリファレンスの高い刺激を提示したときの方が低い刺激を提示したときに比べて,自己相関関数の有効継続時間は長くなり,相互相関関数の最大値は有意に大きくなる傾向が見られた.これらの成果をまとめて,Journal of Temporal Design in Architecture and the Environmentに投稿した.3.聴覚環境における不快感と脳磁図に関する研究では,帯域ノイズを用い,その帯域幅を変化させたときの,心理的不快感と関連する脳磁界反応を測定した.その結果,心理的不快感と脳磁図のα波帯域の自己相関関数の有効継続時間,相互相関関数の最大値の間に逆相関関係が見られた.これらの成果をまとめて,国際騒音シンポジウムや国際人間工学会にて発表し,Journal of Sound and Vibrationに投稿した.1.聴覚環境における心理的不快感と脳磁図に関する研究では,帯域ノイズを用いその帯域幅を変化させたときの,心理的不快感とそれに関連する脳磁界反応を測定した,その結果,帯域ノイズの自己相関関数から抽出されるファクターと心理反応との間に対応関係が見られ,心理的不快感と脳磁図のα波帯域の自己相関関数の有効継続時間,相互相関関数の最大値の間に逆相関関係が見られた.これらの成果をまとめて,Journal of Sound and VibrationやJournal Acoustical Society of Americaに投稿した.2.基本的な聴覚刺激に対する脳磁界反応に関する研究では,音源信号として帯域ノイズを用い,自己相関関数のファクターや相互相関関数のファクターを変化させ,脳磁界反応を計測した.その結果,刺激の入力後約100ms後に見られる,N1m反応の振幅が刺激の自己相関・相互相関関数のファクターと対応することを明らかにした.しかし,反応部位は.刺激の自己相関・相互相関関数のファクターに関わらずほぼ同じ位置であった.これらの成果をまとめて,アメリカ音響学会,国際生体磁気学会,日本生体磁気学会等で発表し,Hearing Researchに投稿した.3.視覚環境におけるプリファレンスに関する研究では,これまで周期的に点滅する刺激に関しては,約1秒周期が心理的に最も好ましいことが明らかにされている,そごで,複数の周波数を含みその量をコントロールすることにより,揺らぎのある刺激を作成した.具体的には,中心周波数1Hzの帯域ノイズの帯域幅を変化させ,一対比較法により心理的な好ましさを求めた.その結果,帯域幅約24Hzが心理的に最も好ましいことを明らかにした.これらの成果をまとめて,Perceptionに投稿した.
Ⅰａ型超新星の新しい進化経路の発見

Ia型超新星は、いろいろな超新星の中では最も明るく、遠方まで見える。そのため遠方の銀河までの距離を測る距離指標として使われ、宇宙膨張の加速の発見につながった。しかし、どのような天体が爆発し、Ia型超新星になるのかは今だ判明していない。このような状況下で、本研究の成果は、Ia型の超新星の最新の観測結果を統一的に説明する、新たな連星進化モデルを構築し、Ia型超新星の起源を理論面から明らかにすることができたことにある。本研究の目的は、Ia型超新星の最新の観測結果を統一的に説明する、新たな連星進化モデルを構築し、Ia型超新星の起源を理論面から明らかにすることである。特に、最近注目される次の2点:(1)チャンドラセカール限界質量を大きく超える白色矮星が爆発したとしか考えられない、非常に明るいIa型超新星の起源、および、(2)質量降着によりスピンアップし、チャンドラセカール限界質量を超えた白色矮星がどこまで超新星爆発を引き延ばせるか、に焦点をあてる。今年度は、チャンドラセカール限界質量を超える、あるいはぎりぎりの質量を持つ白色矮星を観測的に特定する上で、非常に重要な発見があった。天の川銀河の近傍にある、アンドロメダ銀河に爆発周期がほぼ1年の回帰新星が発見されたことである。回帰新星は、白色矮星上に水素物質が積もり、水素核融合反応が爆発的に起こることにより、外装部分が大きく膨らみ、明るくなる。連星系中の相手の星から、ガスが降り積もることにより、回帰新星は何度も爆発を繰り返す。この爆発周期は、白色矮星の質量が大きいほど、また質量降着率が大きいほど短くなる。今までに発見された回帰新星の周期でもっとも短いものは、U Scoの8年である。新たに発見されたアンドロメダの回帰新星の1年周期は、今までにない新記録である。このような短い周期で新星爆発を起こすには、白色矮星が非常に重い必要がある。しかし、回帰新星の爆発周期がどこまで短くなれるのかの正確な計算は、行われていなかった。今回、その限界を調べて、もっとも短くなる極限として、回転していない(スピンアップしていない)白色矮星なら、約2ヶ月であることを明らかにした。(この結果は投稿中。)残念ながら、1年周期の回帰新星は、チャンドラセカール限界質量を超えている必要はなく、1.31.38倍太陽質量の白色矮星であればよいことも分かった。特に、最近注目される次の2点:(1)チャンドラセカール限界質量を大きく超える白色矮星が爆発したとしか考えられない、非常に明るいIa型超新星の起源、および(2)質量降着によりスピンアップし、チャンドラセカール限界質量を超えた白色矮星がどこまで超新星爆発を引き延ばせるか、に焦点をあてる。今年度の計画は連星の進化計算に、次の新しい2点を入れてIa型超新星の出現率をモデルに基づいて推定することにあった。(1)白色矮星の回転を考慮して、スーパー・チャンドラセカール質量白色矮星が実際にどの程度できるのかを推定した。これを実現するため(2)白色矮星からの質量降着新星風により、伴星から質量がはがされる(mass-stripping)の効果と質量移動率を正確に計算した。ここで重要な点は、白色矮星のスピンアップ/スピンダウンの効果である。これにより、チャンドラセカール限界質量を大きく超える白色矮星を進化計算の中で実現した。遠心力により、中心密度を低く保てるので、たとえチャンドラセカール限界質量を大きく超えても白色矮星中心の炭素には着火せず、爆発は延期される。その後、白色矮星が角運動量を失ってスピンダウンしてから、中心密度が上昇し爆発する。その間、伴星はヘリウム白色矮星へと進化する可能性があるので、爆発時には爆発殻中に水素を含まない、また断面積が小さくなることで、衝撃波が伴星にあたることによる光度上昇が無い、などのIa型超新星の最近の観測結果を統一的に説明することができるようになった。昨年度、われわれのIa型超新星モデルを強力にサポートするチャンドラセカール限界質量ぎりぎりの(あるいはそれをわずかに超える)白色矮星質量をもつと思われる回帰新星がアンドロメダ銀河(M31)に発見された。新星は連星系中の相手の星から、水素ガスが白色矮星に降り積もり、一定の量がたまると水素核燃焼に着火し、爆発する現象である。白色矮星の質量が重いほど、降るガスの率が大きいほど、その爆発の時間間隔が短くなる。この回帰新星は、爆発周期が1年という、今までにない短い周期をもつものであった。

昨年度は、この1年周期のモデルを実現するには、白色矮星質量が1.3倍から1.38倍太陽質量の白色矮星でないとその条件を満たさないことを明らかにした。(出版は今年度。)今年度は、さらに観測が精密化され(1年ごとに観測されるので)、明るい軟X線の期間が12日続くことが明らかになった。可視光、および紫外域の光度曲線も精密に求められたので、モデルの精密化が可能になり、白色矮星質量が1.38倍太陽質量程度であることをあきらにできた。これは、まさにIa型超新星爆発直前の質量であり、いつ爆発しても不思議ではない天体であると思われる。もし、この天体がIa型超新星として爆発すれば、私たちのモデルが確かめられたことになる。本研究の目的は、Ia型超新星の最新の観測結果を統一的に説明する、新たな連星進化モデルを構築し、Ia型超新星の起源を理論面から明らかにすることである。特に、最近注目される次の2点:(1)チャンドラセカール限界質量を大きく超える白色矮星が爆発したとしか考えられない、非常に明るいIa型超新星の起源、および(2)質量降着によりスピンアップし、チャンドラセカール限界質量を超えた白色矮星がどこまで超新星爆発を引き延ばせるか、に焦点をあてた。これらは重元素が少ない環境と関係があるともされており、銀河の化学進化とIa型超新星の関係が明らかになると予想された。今回の進化計算に新しく取り入れた内容は、(1)白色矮星の回転、(2)金属量による進化の違い(銀河の環境とスーパー・チャンドラセカール質量白色矮星の関係)、(3)伴星からのmass-strippingの効果と質量移動率を正確に計算、(4)質量降着新星風の金属量依存性を正確に計算、の4点である。特に新しい点は、(1)の白色矮星のスピンアップ/スピンダウンの効果である。これについては、角運動量損失のタイムスケールと、どの程度爆発を引き延ばせるかを正確に見積もることができ、その間に、伴星がヘリウム白色矮星まで進化することが可能であることを示すことができた。また、(2)の金属量との関係については、金属量が太陽組成と比べて少ない矮小楕円銀河における、暗いタイプのIa型超新星の連星パラメータの範囲を決定して、ノーマルなIa型超新星だけでは説明がつかなかったMn/Fe比などの元素量の化学進化を再現できるようになった。Ia型超新星は、いろいろな超新星の中では最も明るく、遠方まで見える。そのため遠方の銀河までの距離を測る距離指標として使われ、宇宙膨張の加速の発見につながった。しかし、どのような天体が爆発し、Ia型超新星になるのかは今だ判明していない。このような状況下で、本研究の成果は、Ia型の超新星の最新の観測結果を統一的に説明する、新たな連星進化モデルを構築し、Ia型超新星の起源を理論面から明らかにすることができたことにある。今年度は、アンドロメダ銀河に出現した、周期1年の回帰新星の観測が、昨年度より精密に行われたことにより、理論モデルのより精密な構築が可能になった。このことは、われわれのモデルをより強力にサポートする具体的な天体の出現であり、計画当初においては、当然のことながら、そのような天体の出現は考慮されてはいなかった。もちろん、理論的には可能ではあったが、具体的な天体が出現するかどうかは、理論の精密化にとって、非常に大きなファクターである。それによって、より理論モデルの精密化が可能になるからである。今年度の新観測により、白色矮星の質量をより精確に1.38倍の太陽質量と推定することができた。
ソーシャルメディアと株式市場の関連性に関する研究

本研究ではYahoo!株式掲示版と株式市場の関係を分析した。第1に株式リターンを説明する新たなファクターを発見した。自然言語処理を用いて単語出現頻度(TF/IDF)を計算し、上位700単語の主成分分析でファクターを抽出した。その結果、投資戦略・株式保有・金融経済の3ファクターを抽出した。第2に日経平均VI指数(恐怖指数)との関係を分析した。掲示板にトピック分析(LDA)を行った。トピック投稿率とVI指数に相関があることが分かった。本研究で開発した手法を用いてTwitterとTV深夜アニメ番組の次週視聴率を分析し、投稿数・実況ツイートのネガティブ単語数と有意な相関があることが分かった。インターネット株式掲示板などのソーシャルメディアに投稿されたメッセージは、投資家の意見やセンチメントを表している。これの株式市場との関係を分析することで、新たな投資意思決定モデルや新たな経営情報としての指標を開発できることが期待される。しかし、従来の我々の研究では、日次データ・月次データの分析となっている。近年、高頻度取引に代表される秒単位の日中データを用いた分析が可能となっている。そこで、日中データを用いた分析モデルの構築を目指す。形態素解析・機械学習の辞書等を改善することにより分析精度の向上を目指す。これにより新たなモデルや経営情報に活用できる指標を開発し提言する。平成25年度はデータ整備を行い、分析環境を整備した。具体的にはYahoo!株式掲示板からメッセージを2008年1月から2013年10月までクローリングで取得した。また、株価データの整備を行い、株価データベースを構築した。また、形態素解析およびランダムフォレストによる分類器構築を行った。現在、これらのパラメータのチューニングおよび不要語等の雑音となる形態素除去や否定語処理の方式を検討し、分類精度の高い有効な分類器の構築を行っている。分析に関しては、テスト的にソフトバンク1社で日中株価データを用いた分析を行った。1社の事例ではあるが、投稿メッセージと株価・出来高・ボラティリティの間に有意な相関が存在することが確認できた。月次データの分析に関しても、ファクターモデルの構築を行っている。この結果、株式投資に関する3つのファクターの抽出に成功した。これは短期株式投資に関するファクター、業種名等の単語が多く含まれるファクター、金融用語が多く含まれるファクターである。この結果は、「Advances in Computational Social Science」の1章としてSpringer社より出版される予定である。株式掲示板と株式市場の関係を分析することで、新たな投資意思決定モデルや経営情報の指標の開発ができることが期待される。しかし、従来の研究では、日次データ・月次データによる分析が多い。また、指標も強気ー弱気分析に代表されるような自然言語処理から投稿メッセージの気持ちを推定した研究が多い。そこで我々は以下の2点に着目して分析する。第一に、強気ー弱気分析以外の指標を探すことである。このために本研究では、投稿メッセージと株式リターンの関係に関する月次データを用いたファクターモデルを構築した。これは(1)短期株式投資に関するファクター、(2)業種に関するファクター、(3)金融経済状況に関するファクターであった。この結果は、Stock BBS Factor Model using Principal Component Score, Advances in Comuputational Social Science,Springer. pp.3-15 (2014)として公表した。第二に、日中足データの分析である。ソーシャルメディアの投稿が投資家気持ちを表しているならば、その結果は株式市場の動向を反映しているはずである。株式市場における投資家の気持ちを反映している指標として、ボラティリティインデックスが開発されている。日本では日経平均ボラティリティインデックスとして日経新聞社より公表されている。また、先高・先安の予測指標として、現先スプレッドも利用されている。そこで、我々はこれらに指標と株式掲示板の投稿メッセージの関係を分析している。本研究では月次データ・日次データの分析を、日中取引単位のデータへ拡張した。日足データから得られた仮説について、30分ウインドウでの日中足株価で検証を行った。この結果、一致指標としてリターン及びボラティリティとの相関を確認することが出来た。日経シソーラスなどを用いて分析に用いる辞書を改善することで、より株式リターンに影響を及ぼす可能性のある用語の抽出を実験した。これまでの我々の分析手法では、形態素解析および抽出された単語の重要度を計算するロジックにおいて、株式投資とはあまり関係のない単語が抽出される場合があり、これらの単語は分析上の誤差として働き、分析精度の低下の問題があった。辞書の改善を行った結果、若干ではあるが、分類精度の向上があることが分かった。本研究では、分析対象の株式指標として日経平均VI指数(恐怖指数と呼ばれる)に着目して分析を行った。VI指数は投資家の不安を表す株式指標であり、これとソーシャルメディア(Yahoo!株式掲示板)の投稿内容との関係を分析した。またソーシャルメディアの情報を正確に定義する手法として、トピックモデルによる分類を提案した。Yahoo!株式掲示板へのメッセージをトピック分類し、VI指数と相関分析,及び重回帰分析を行った。その結果、トピックの投稿率の変動によるVI指数の予測可能性を示した。この結果をもとに、ヤフー株式会社の研究所とYahoo!株式掲示板と株式市場の関係に関する共同研究に発展した。

また、本研究で開発した自然言語処理、自然言語処理およびトピック分析の手法を株式市場以外のソーシャルメディアのデータに適用した。TV深夜アニメの視聴率、2014年衆議院議員選挙などとTwitterから収集したメッセージの関係を分析した。その結果、投稿数及び番組実況ツイートにおけるネガティブ単語の頻度が次週視聴率と有意な相関があることが分かった。本研究ではYahoo!株式掲示版と株式市場の関係を分析した。第1に株式リターンを説明する新たなファクターを発見した。自然言語処理を用いて単語出現頻度(TF/IDF)を計算し、上位700単語の主成分分析でファクターを抽出した。その結果、投資戦略・株式保有・金融経済の3ファクターを抽出した。第2に日経平均VI指数(恐怖指数)との関係を分析した。掲示板にトピック分析(LDA)を行った。トピック投稿率とVI指数に相関があることが分かった。本研究で開発した手法を用いてTwitterとTV深夜アニメ番組の次週視聴率を分析し、投稿数・実況ツイートのネガティブ単語数と有意な相関があることが分かった。日中足の分析に対応した自然言語処理の分類器の開発を行っている。精度は70%程度となり、ほぼ先行研究の精度は出ている。この分類器の作成が若干手間取り、これによりスケジュールが遅れている。現在、分類器はほぼ完成したので、これより株式市場との分析を行う。遅れを取り戻す予定である。経営情報今後の推進方策は以下の3点である。第一に日中足の分析を行うことである。特に、先行研究ではあまりリファレンスされてないボラティリティインデックスに注目し分析を行うことである。これにより、投資家の投稿メッセージが株式市場の気持ちを表しているかを分析することである。また、本研究の分析を行う過程で、我々はTwitter(ミニブログ)のメッセージに着目した分析も行った。ミニブログには、公式アカウントと呼ばれる情報発信元がある。この公式アカウントの情報発信のあり方が、大衆の感情に影響を与えている可能性がある。ミニブログにおける公式アカウントの情報発信のあり方を解明することも今後の研究課題となると考えている。平成25年度はデータ整備を行い、分析環境を整備した。具体的にはYahoo!株式掲示板からメッセージを2008年1月から2013年10月までクローリングで取得した。また、株価データの整備を行い、株価データベースを構築した。また、形態素解析およびランダムフォレストによる分類器構築を行った。現在、パラメータのチューニングを行い、有効な分類器の構築を行っている。
水痘帯状疱疹ウイルスワクチン株とその親株の糖蛋白における遺伝子配列相違とその意義

水痘帯状庖疹ウイルス(VZV)のエンベロープに存在する糖蛋白はVZVが細胞に侵入していく過程において、細胞のレセプターに接着するリガンドとして重要なところである。また感染細胞表面に糖蛋白が表出され、これに対する細胞性免疫や中和抗体が産生されることが判明している。このことから、この糖蛋白に注目して、水痘ワクチンOka株とその親株(野生株)における糖蛋白の遺伝子シークエンスを比較し、ワクチン弱毒化の分子学的な機序や免疫原性が保持されている理由を検討する目的で、今回の研究を行った。結果はgpE(ORF68)、gpB(ORF31)、gpH(ORF37)、gpI(ORF67)、gpL(ORF60)、gpK(ORF5)についてはOka株とその親株との間に異変は認めなかった。糖蛋白の中でもっとも多いgE、2番目に多いgB、3番目に多いgHなど免疫学的に大切な部位については変異なく保持されていた。これがワクチンの免疫原性における有効性を保持していると考えられた。またウイルスの複製に必要と考えられているgEとgIも変異なく保たれていた。gCはワクチン株のストップコドンにone point mutationがあった。水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)のエンベロープに存在する糖蛋白はVZVが細胞に侵入していく過程において、細胞のレセプターに接着するリガンドとして重要なところである。結果はgpE(ORF68)、gpB(ORF31)、gpH(ORF37)、gpI(ORF67)、gpL(ORF60)、gpKORF5)についてはOka株とその親株との間に変異は認めなかった。水痘帯状痘疹ウイルス(VZV)のエンベロープに存在する糖蛋白はVZVが細胞に侵入していく過程において、細胞のレセプターに接着するリガンドとして重要なところである。
真空紫外領域における液体カルコゲンの光学測定

強い共有結合で結ばれた2配位鎖状構造を持つカルコゲン族のセレン(Se)とテルル(Te)は、固体では共に半導体であるが、融解と共にその性質を大きく変えることが知られている。即ち、融点近傍でセレンは半導体的性質を示すのに対して、テルルは金属伝導を示す。さらに、半導体の液体セレンも、高温・高圧下では半導体-金属転移を引き起こし金属化する。本研究では、過冷却液体状態を含む液体セレンと液体テルルの光反射率を測定し、液体状態における鎖状構造の結合状態や鎖間同士の相互作用についての情報と金属化のメカニズムに関する新しい知見を得ることを目的とする。そのために、分光器、光検出器、各種光学部品等を用いて反射率測定装置を製作した。さらに、1100°Cの高温まで液体試料の光反射率を測定可能とする石英ガラス製光学セルを作製した。得られた液体セレンと液体テルルの反射率スペクトルを振動子フィッティング法を用いて解析し、誘電関数及び光学伝導度を導出した。その結果、以下のことが明らかになった。1)融点直上の液体テルルの光学伝導度スペクトルは、近赤外領域にドルーデ項が現れ、金属伝導を示す。また、2eV付近に見られるLP-σ^*光学遷移に相当するブロードなピークは、液体テルルが金属化しても2配位鎖状構造が残存することを示唆している。2)液体テルルを融点から過冷却させていくと、ドルーデ項は次第に減少する。350°C以下で光学ギャップが開き、半導体になる。3)融点直上の液体セレンは、約1.6eVの光学ギャップと3.5eVのブロードなLP-σ*ピークからなる半導体的なスペクトルを示す。温度の上昇と共に、光学ギャップは減少し、LP-σ*ピークはレッドシフトする。強い共有結合で結ばれた2配位鎖状構造を持つカルコゲン属のセレン(Se)とテルル(Te)は、固体では半導体であるが、融解と共にその性質を大きく変えることが知られている。即ち、融点近傍ではセレンは半導体的性質を示すのに対して、テルルは金属伝導を示す。さらに、液体セレンは高温・高圧下で半導体一金属転移を引き起こす。金属化と共に価電子帯と伝導体を構成するσバンド、Lone Pair(LP)バンド、σ^*バンドは大きく変化することが期待される。そのために、平成9年度は分光器、光検出器、各種光学部品等を用いて高温液体試料の光反射率を測定可能とする反射率測定装置を設計・製作した。高温での測定は、試料セルをセットする電気炉からの熱輻射が無視できないために光学系は、光源、チョッパー、試料、分光器の順に構成し、ロックインアンプを使った位相検波が不可欠となる。次に、製作した装置を用いてアモルファスセレンと結晶テルルの固体試料の反射率スペクトルを測定した。得られた反射率スペクトルから振動子フィッティング法を用いてε1、ε2の誘電関数及び光学伝導度を導出した。これらの光学定数は報告されている文献データとよく一致する。来年度は、以上の実績をふまえて液体セレンと液体テルルの反射率を測定する予定である。