hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成立期日本ゲルマニスティークの研究

1)データベースの作成平成7・8年度に引き続き、コンピューターを使用して明治時代を中心に、翻訳文献のデータベース作成の作業を続行し、9年度は、おもに早稲田大学図書館に収められている書籍(とくに雑誌)の蔵書調査を行った。また国会図書館所蔵の明治時代のドイツ文学関係書籍のデータ(7・8年度に入力済み)の再チェックを行い、データとしての信頼性を高めるよう努力した。2)ドイツ学の振興と明治政府文教政策の関連の研究明治政府の文教政策の中で、独逸学がどのような位置づけを得ていたのかを、井上毅および彼と対立関係にあった福沢諭吉および森有礼の教育観を含めて考察した。その結果、明治政府の文教政策に関わる人々の間で、英学派と独逸派が対立し、独逸学派の代表である井上毅が福沢や森の教育観を批判している実態が明らかになった。3)書誌の発行データベースを取りまとめて、明治時代に出版されたドイツ文学関係の書籍(おもに翻訳書)の書誌を完成させ、それを冊子の形で平成9年度末に発行した。この書誌では、従来の書誌(柳田泉作成の翻訳文学年表、木村毅作成の書誌等)に含まれていた様々な誤りを訂正した。本研究は明治期をはじめとする古い翻訳書・辞書・学習書の収集と、そのデータベース化という二つの目標を持つものであるが、3年の研究期間の初年度に当たる平成7年度においては、明治期の書籍のデータベース化を中心に研究を進めた。1)データベースの作成について平成7年度は、国会図書館をはじめとして、明治期の貴重文献を所蔵している研究機関の蔵書目録を積極的に集め、データベースの作成に着手した。国会図書館・大阪大学図書館・関西学院大学図書館の蔵書については、データベース化をほぼ完了した。また大阪大学鈴木文庫と関西学院大学玉林文庫については、貴重文献を実際に手にし、書誌的にきわめて厳密なデータを作成するように努力した。その結果、従来の書誌に様々な間違いがあることが判明した。とりわけ、信頼性の高いとされた国会図書館の目録にも、種種の不正確な点のあることが明らかになった。2)個別の文献の解釈本年度においては、収集した文献に基づき、おもにシラ-の明治初期の受容について研究を進めた。その結果、明治10年代において圧倒的に多く『ヴィルヘルム・テル』が翻訳・翻案されたこと、その背景に当時の自由民権運動の政治思潮があったらしいことが判明した。この研究成果の一部は平成7年日本独文学会春季研究発表会シンポジウムにおいて口頭発表し、また今後原稿化の予定である。本研究は明治期をはじめとする古い翻訳書・辞書・学習書の収集と、そのデータベース化という二つの目標を持つものであるが、3年の研究期間の2年度目に当たる平成8年度においては、大正期の書籍のデータベース化をはかるとともに、ドイツ学を推進する明治政府の文教政策を中心に研究を進めた。1)データベースの作成について平成8年度は、国会図書館・東京都立中央図書館をはじめとして、大正期の貴重文献を所蔵している研究機関の蔵書目録を積極的に集め、データベースの作成を行った。国会図書館・大阪大学図書館・関西学院大学図書館の蔵書については、前年度(平成7年度)に作成したデータベースを再度チェックし、データとしての信頼性の向上を目指した。また大阪大学鈴木文庫と関西学院大学玉林文庫所蔵の大正期文献に関しては、貴重文献を実際に手にし、奥付などの確認を行い、書誌的にきわめて厳密なデータを作成するように努力した。2)明治期の文教政策について平成8年度においては、収集した文献に基づき、おもに井上毅を中心とする明治期の文教政策の中におけるドイツ学の位置について研究を進めた。その結果、自由民権運動の盛んになる明治10年代以降、政府の側にイギリス学・フランス学を自由民権運動の引き金になるものとして敵視し、英学・仏学に代わりドイツ学を推進する運動が、井上毅をはじめとする文部官僚のあいだに起こったことが確認された。ドイツ学の振興と明治政府文教政策の関連の研究

明治政府の文教政策の中で、独逸学がどのような位置づけを得ていたのかを、井上毅および彼と対立関係にあった福沢諭吉および森有礼の教育観を含めて考察した。その結果、明治政府の文教政策に関わる人々の間で、英学派と独逸派が対立し、独逸学派の代表である井上毅が福沢や森の教育観を批判している実態が明らかになった。3)書誌の発行データベースを取りまとめて、明治時代に出版されたドイツ文学関係の書籍(おもに翻訳書)の書誌を完成させ、それを冊子の形で平成9年度末に発行した。この書誌では、従来の書誌(柳田泉作成の翻訳文学年表、木村毅作成の書誌等)に含まれていた様々な誤りを訂正した。
Yang-Mills理論のゲージ不変な変数を用いた解析手法の開発とその応用

カラーの閉じ込めなど、量子色力学の本質は摂動論では理解できず、Yang-Mills理論の非摂動的振舞いを理解することは、現在の素粒子物理学における最も重要な課題の一つです。我々は、昨年度までに、3次元Yang-Mills理論に対して、Karabali-Nair変数を用いたときにあらわれる対称性(正則不変性)を用いて、効率的な計算手法(Effective Hamiltonian Method)を開発しました。また、この解析をdeconstructionの方法に基づいて、4次元pure Yang-Mills理論の解析へ拡張することも試みました。4次元理論の一次元部分をS^1コンパクト化してさらにS^1部分を格子化するというdeconstructionでは、4次元理論は格子点の数n個だけゲージ群のコピーを持つような3次元の理論と解釈できます。まず簡単のためにn=1の場合を考えました。これは3次元pure Yang-Millsにadjoint scalarが結合している系に対応しており、この場合に対しても、effective Hamiltonianを用いた方法が拡張できることがわかり、glueball massの計算を行うことができました。本年度では、さらに、上記の3次元pure Yang-Mills+adjoint scalar系のstring tensionの解析を行いました。string tensionの解析的表式を得るところまでは至りませんでしたが、ひとつの結果として、Yang-Hills理論+adjoint scalar系のstring tensionとpure Yang-Mills理論のstring tensionの比が、2次元と3次元の場合で等しいという関係が得られました。また、3次元pure-Yang-Mills理論+adjoint scalar系の解析的計算の正しさを確認するために、格子ゲージ理論を用いた数値計算による検証を行いました。その結果、string tensionに関しては、adjoint scalarの効果によるpureな場合とのずれは2次元と3次元で等しくなり、解析的計算の通りになることがわかりました。さらにglueball massの数値計算においても、解析的結果と誤差の範囲内で一致しており、解析的計算の正しさを支持する結果が得られました。ハドロンの数多くの現象を説明し、すでにその正しさが確立している量子色力学は、SU(3)Yang-Mills理論で記述されます。しかしながら、カラーの閉じ込めなどの量子色力学の本質は摂動論では理解できず、Yang-Mills理論の非摂動的振舞いを理解することは、依然として現在の素粒子物理学における最も重要な課題の一つです。これは、Schrodinger方程式を計算する代わりに、まず量子補正を考慮した1PI effective actionをKN変数で構成し、それからHamilton-Jacobi方程式を計算することで、波動関数を求める手法です。これらを踏まえて本年度では、3次元の解析を応用、拡張し、4次元pure Yang-Mills理論の解析的計算を行いました。具体的には、deconstructionの方法に基づいて行いました。4次元理論の一次元部分をS1コンパクト化してさらにS1部分を格子化した理論を考えると格子点の数n個だけゲージ群のコピーを持つような一次元低い理論と関係がつきます。このとき、この系には複数のKN変数以外にもゲージ変換に対してbi-fundamentalに変換するリンク変数が存在します。我々は、この変数系についても、各格子点に対して、それぞれ正則変換が導入出来ることを発見しました。そしてEffective Hamiltonian Methodをこの系に応用、拡張し、gluball mass等の物理量を計算することが出来ました。
超低表面張力流体によるスポンジ状セルロースナノファイバーの創製

木や米藁から取出したセルロースを化学薬品で溶かしてゼリーをつくり、さらさらした二酸化炭素流体で処理すると、寒天のようなエアロゲルが得られる。このエアロゲルの硬さや中の穴の大きさ、均一性を調べたところ、汚れを含まず大きいセルロースからつくったエアロゲルには小さな穴が均等に広がり、丈夫であることが分かった。また、この寒天のようなセルロースエアロゲルを、アクリル樹脂の中に埋め込んだ複合材料もつくることができた。パルプが有するフィブリル構造を利用し、極小表面張力の超臨界二酸化炭素(scCO_2)を乾燥媒体にもちいることで、低凝集のセルロースナノファイバーを取り出す技術の確立を目指した。まず、木材パルプをフッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)/ジメチルスルホキシド(DMSO)混合溶液に溶解させゲルを調製した。適度な硬さを持つ均一なゲルの調製には超音波ホモジナイザーが有効であり、最適なパルプおよびTBAF濃度とホモジナイザー処理時間および処理温度を確認した。次に、得られたゲルからTBAFおよびDMSOを除去するため、置換溶媒の比に気をつけながら収縮のない同サイズのセルロースーアルコゲルを調製した。当初の予定ではscCO_2によりTBAFおよびDMSOを直接洗浄・除去する予定であったが、いずれもscCO_2への溶解度が低く、第二成分を添加して極性を変えても除去が困難であったため、メタノールで置換する方法に変更した。その後、ゲル中のメタノールをscCO_2で置換し乾燥した。その際のCO_2圧力、温度、流量、乾燥時間、放圧速度などを検討し、アルコゲルの70%体積のエアロゲルを得るにいたった。走査型顕微鏡で観察したモルフォロジーは、構成繊維の直径が100nm以下のクモの巣状であり、単繊維のセルロースナノファイバーを取り出すには至らなかった。しかし、複合材のフィラーとしては、充分利用できるモルフォロジーであった。当該研究成果により、強力な水素受容体であるフッ化アンモニウム塩を使ったゲル調製と溶媒置換および超臨界乾燥の組合せにより、見かけ密度が0.013g/cm^3で細孔径が数十nm数μmのセルロースエアロゲルが得られた。木材パルプ(pulp)をフッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)/ジメチルスルホキシド(DMSO)混合溶液に溶解させて得られるゲルをメタノールで溶媒置換し、極小表面張力の超臨界二酸化炭素(scCO_2)による乾燥で得られるスポンジ状セルロースナノファイバー(SLCN)のモルフォロジーと、各調製条件との関係を検討した。その結果、pulpの濃度が高いほどSLCNの密度は高くなりスポンジ構造は均一かつ密になった。また、pulp/TBAF/DMSOゲルに含まれる水分量が多くなるとスポンジ構造が不均一になり、scCO_2での乾燥条件については、気液界面が発生しない温度での乾燥でのみスポンジ構造が見られ、圧力や流速にはほとんど影響されなかった。またスポンジの孔の大きささや分布はscCO_2の放圧速度に大きく依存し、遅いほど収縮の少ない低密度のSLCNが得られた。さらに、ゲルの調製条件がpulp/TBAF/DMSOゲル→pulp/methanolゲル→SLCNの体積変化に及ぼす影響を検討したところ、SLCNの構造はpulp/TBAF/DMSOゲルの構造に大きく依存することが分かった。次に、通常のX線散乱(WAXS)ではSLCNのような低密度の材料の測定には時間が掛かるため、放射光を利用したWAXSによりSLCNの結晶構造を分析したところ、ほとんどが非結晶性で当初の目的である高結晶性のSLCNは得られなかった。また、SLCNの形状安定が非常に低く、基礎物性の測定が通常の方法では困難であった。一方、プラスチックとの複合材については、SLCNからの調製が難しく、今回はpulp/methanolゲルからの溶媒置換によるポリ乳酸の注入やメタクリル酸メチルの注入・重合(PMMA)により調製を試みた。その結果、透明でSLCNの充填率が3%前後のSLCN/PMMA複合物が得られた。異なる植物より抽出した5種類セルロースを、フッ化テトラブチルアンモニウム(TBAF)/ジメチルスルホキシド(DMSO)混合溶液に溶解させて得られるゲル(DMSOゲル)をメタノールで溶媒置換し(アルコゲル)、極小表面張力の超臨界二酸化炭素(scCO2)による乾燥で得られるスポンジ状セルロースナノファイバー(エアロゲル)のモルフォロジーと、各調製条件との関係を検討した。その結果、全てのセルロースにおいて、セルロース濃度の増加に伴いアルコゲルおよびエアロゲルともに弾性率が増加し、scCO2で乾燥することでゲル全体は凝集してもアルコゲル内のナノ構造は保たれると分かった。しかしその増加は濃度に対して正比例的ではなく、ある濃度を超えたとき大きく増加した。さらに電子顕微鏡で観察したところ、すべてのセルロースエアロゲルで3次元ネットワークが観察された。またその画像解析から細孔サイズや見掛けの空隙率などを算出し比較したところ、セルロース濃度を高くしていく程、全てのセルロース原料で大きなポアが消滅し、より均一で細かいセルロースネットワークが発現することが分かった。

弾性率の結果と併せると、低濃度の溶液からゲルを形成する際でも分子は均一に存在せず、水素結合の相互作用が及ぶ距離に分子が安定に存在するために、中程度の均一なポアは形成されないと考えた。X線回折パターンから、エアロゲルの結晶性はいずれも原料と比較して顕著に低下しており、本年度の目標の一つであった結晶性の高いエアロゲルを得ることは出来なかった。次に、3次元ネットワーク構造をもったセルロースをフィラーとしたポリメチルメタクリレート(PMMA)コンポジットの調製を試みた。アルコゲルをMMAで置換・重合することで透明なコンポジットが得られたが、DMSOゲルと比較してかなり収縮した。得られたスポンジ状セルロースナノファイバーの形状安定性が予想以上に悪く、通常の構造・物性評価法が適用できなかった。そのため、別の分析装置の手配や測定技術習得に時間を費やしており、「(3)やや遅れている」の自己評価とした。24年度が最終年度であるため、記入しない。固体高分子の構造解析に詳しい研究者にアドバイスを受け、光散乱法や高エネルギーの放射光を利用したスポンジ状セルロースナノファイバーの構造解析を進めるとともに、簡易法としてFT-IRや粘度測定および画像処理ソフトを利用した構造解析も併せて行う。物性評価については、直接測定が困難な場合にはスポンジ状セルロースナノファイバーを充填材としたプラスチックとの複合材料を作製し、その物性評価を行うことで間接的に評価する。
生体染色を用いた大脳皮質視覚野における求心性線維の分枝形成の研究

大脳皮質への入力線維は特定の層で神経結合を形成することが知られている。この皮質求心性線維の層特異的な神経結合を作り出す細胞間相互作用の特性を明らかにするために、外側膝状体(LGN)と大脳皮質視覚野(VC)のcoculture標本を用いて、LGN軸策を蛍光色素で標識しその成長、分枝を経時的に観察した。LGN、VC切片を各々ED16-17、PI-3ラットから取り出し培養した。LGN組織片はVC組織片の腹部、背部、側部に配置し、LGN軸索を標識するために培養4-6日後、蛍光色素DiIの小片をLGN組織片上に置いた。2-3日後、標識されたLGN軸索を共焦点レーザー走査型顕微鏡で約1日、0.5-2時間間隔で観察した。LGN組織片をVC組織片腹部に置いた場合、観察したLGN軸索の約半数は枝分かれを開始し、残りのLGN軸策は分枝を形成せずに表層まで到達した。枝分かれした軸策の多くは4層で枝分かれを形成した。また、観察した軸索の2/3は成長途中に一時的に成長を突然停止あるいは退縮したが、その停止位置の多くも4層にあることが示された。さらにLGN組織片をVC組織片の背部、側部に配置した場合においても、LGN軸策の枝分かれ、停止の層分布は基本的には同じであった。但し、LGN軸策が側部から入ってきた場合には、4層での分枝は生じたが停止は見られなかった。これらの結果は、皮質4層にLGN軸策の枝分かれあるいは成長の停止を指示する局所的な手がかり分子(細胞表面分子あるいは細胞外マトリクス分子)が存在することを示唆している。また、LGN軸策は停止因子の層ごとの濃度の違いに反応して停止すると考えられる。
マリアヴァン解析による統計的推測と数理ファイナンスへの応用の研究

連続的に観測されたデータ(以下,連続パスデータと呼ぶ)がエルゴード性をもつ拡散過程(以下,エルゴード的拡散過程と呼ぶ)に従っている時,得られた連続パスデータに基づいて,エルゴード的拡散過程モデル族の中から最適なモデルを選択する問題は応用上非常に重要である.そこで本研究では連続パスデータを使ってドリフトパラメータを推定し,その推定量をプラグインした予測分布を使って,予測の観点から最適なモデルを選択するための情報量規準の構成を行った.マリアヴァン解析に基づいた漸近分布理論を使うことにより赤池情報量規準(AIC)や竹内情報量規準(TIC)などの様々なタイプの情報量規準を構成することが可能となり,構成した情報量規準の漸近的性質を証明することができた.具体的には,マリアヴァン共分散の非退化性を仮定することにより,対象となる統計量の分布の漸近展開式の正当性が証明でき,これにより従来標準的な規準であった,期待平均対数尤度に対する期待値の意味での漸近不偏推定量である情報量規準(EUIC)に加えて,中央値不偏の意味での情報量規準(MUIC)の導出が可能となった.観測幅が短い高頻度データ(high frequency data)の典型的な例は株価や金利データであり,本研究の結果をファイナンスモデルのモデル選択問題へ実装することが今後の研究課題である.さらに,連続パスデータに基づいた本研究の結果が離散観測データにおけるエルゴード的拡散過程のモデル選択問題の基礎となることは明白であり,離散観測に基づいた拡散過程のモデル選択問題に貢献できるものと期待している.本研究では,数理ファイナンスに応用される小さな拡散をもつ拡散過程モデル(以下,小さな拡散過程モデルと呼ぶ)に対して,漸近分布論的立場からマリアヴァン解析を用いて,モデル選択・パラメータ推定・予測問題について論じた.具体的には,小さな拡散過程に従うデータが得られたときに,小さな拡散過程モデル族の中から予測の意味で最適なモデルを選択するための情報量規準を構成し,その漸近的性質を調べた.従来の期待値の意味での漸近不偏な情報量規準である一般化情報量規準(GIC)に加えて,マリアヴァン共分散の非退化性を仮定して中央値(メディアン)の意味での漸近不偏な情報量規準(MUIC)を導出した.これにより情報量規準は不偏性の定義によって異なるバイアス補正項を持つことが証明された.さらに,小さな拡散過程モデルに対する赤池情報量規準(AIC)のバイアス補正項は,独立同一分布(I.I.D.)モデルの場合と同様にパラメータ空間の次元数になるが,竹内情報量規準(TIC)のバイアス補正項は,I.I.D.モデルの場合と一致しないことがわかった.次に,小さな拡散過程モデルにおける情報量規準の漸近的なパフォーマンスの違いを数値的に比較するため,計算機による数値実験を行った.膨大な量のファイナンスデータに応用することを踏まえて,高速大容量のコンピュータを用いてモンテカルロ・シミュレーションを行い,理論を裏付ける結果を得ることが出来た.また,拡散過程を応用にもつ一般の連続時間確率過程モデルにおける統計的推測理論の研究者が集う研究集会やセミナーに参加し,数多くの研究発表を重ね,その研究成果について意見交換を行った.また研究発表については,国内だけにとどまらず,ヨーロッパでも行い,海外の研究者から有益な意見・情報が得られた.近年数理ファイナンスの分野で頻繁に適用されている小さな拡散をもつ拡散過程モデル(以下,小さな拡散過程モデルと呼ぶ)に対して,オプションの価格の統計的推定問題を漸近分布論の立場から研究を行った.過去の株価や金利などのファイナンスデータが小さな拡散過程モデルに従っている時,データから未知のドリフトパラメータや拡散係数パラメータの推定量を構成し,小さな拡散過程モデルに推定量を代入した予測モデルから,オプションの価格の推定量を導出し,その推定量の漸近不偏性等の漸近的性質を証明した.漸近的性質の証明には,従来の伊藤解析に加えてマリアヴァン解析,特にマリアヴァン共分散の非退化性が重要な役割を果たすことがわかった.マリアヴァン解析を応用した漸近展開を使用することにより,数理ファイナンスの分野において重要な研究課題の一つであるオプションの価格の統計的推定問題を漸近分布論の立場で捉えることが可能になった.さらに,本研究で提案されたオプションの価格の推定量に対して,漸近的なパフォーマンスを数値的に検証するために,計算機による数値実験を行った.膨大な量のファイナンスデータに応用することを踏まえて,高速なコンピュータを用いてモンテカルロ・シミュレーションを行い,本研究で証明された漸近的性質を裏付ける結果を得た.また,拡散過程を含む一般の連続時間確率過程モデルやセミマルチンゲールにおける統計的推測理論の研究者が集う研究集会やセミナーに参加し,数多くの研究発表を重ね,その研究成果について意見交換を行った.研究発表については,国内だけにとどまらず,ヨーロッパでも行い,海外の研究者から有益な意見及び情報が得られた.連続的に観測されたデータ(以下,連続パスデータと呼ぶ)がエルゴード性をもつ拡散過程(以下,エルゴード的拡散過程と呼ぶ)に従っている時,得られた連続パスデータに基づいて,エルゴード的拡散過程モデル族の中から最適なモデルを選択する問題は応用上非常に重要である.

そこで本研究では連続パスデータを使ってドリフトパラメータを推定し,その推定量をプラグインした予測分布を使って,予測の観点から最適なモデルを選択するための情報量規準の構成を行った.マリアヴァン解析に基づいた漸近分布理論を使うことにより赤池情報量規準(AIC)や竹内情報量規準(TIC)などの様々なタイプの情報量規準を構成することが可能となり,構成した情報量規準の漸近的性質を証明することができた.具体的には,マリアヴァン共分散の非退化性を仮定することにより,対象となる統計量の分布の漸近展開式の正当性が証明でき,これにより従来標準的な規準であった,期待平均対数尤度に対する期待値の意味での漸近不偏推定量である情報量規準(EUIC)に加えて,中央値不偏の意味での情報量規準(MUIC)の導出が可能となった.観測幅が短い高頻度データ(high frequency data)の典型的な例は株価や金利データであり,本研究の結果をファイナンスモデルのモデル選択問題へ実装することが今後の研究課題である.さらに,連続パスデータに基づいた本研究の結果が離散観測データにおけるエルゴード的拡散過程のモデル選択問題の基礎となることは明白であり,離散観測に基づいた拡散過程のモデル選択問題に貢献できるものと期待している.
超高品質半導体原子層物質の革新的合成・機能化法の開発

二年計画の二年目にあたる今年度は,単層二硫化タングステン(WS2)の完全構造制御合成に特化した研究を行い以下の成果を得た.従来のWS2を始めとした遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)の結晶成長手法では,基板上の任意の位置から様々な大きさの結晶成長が行われるため,結晶構造(位置,サイズ,結晶性等)にばらつきが大きく,これらを制御した合成は全く実現されていないのが現状である.このような構造制御合成は, TMDの各種産業応用を見据えた場合に,非常に重要な課題である.そこで本研究では,単層TMDの構造制御,具体的には成長位置,サイズ,結晶性(単結晶,あるいは多結晶)を全て制御する完全構造制御の実現を目指して研究を行った.まず,最大の問題である結晶成長位置を制御するためには,核発生位置を制御することが重要である.そこで,核発生誘発物質として金ドットを用いる手法を考案した.あらかじめ金ドットを配列した基板に対して単層WS2合成を行った結果,金ドットを中心として高品質な単層WS2が合成されることを明らかとした.また,本手法において,様々な合成条件下で実験を行った結果,単層WS2が金ドットから成長する確率が合成温度と金ドット直径に強く依存していることが明らかとなった.さらに,単層WS2の結晶性(単結晶,あるいは多結晶)が金ドット直径とWS2の結晶サイズの比によって決定していることを見出した.また,これらの情報をもとに合成条件を最適化した結果,ウェハースケールで単層単結晶WS2を集積化合成することに世界で初めて成功した.本研究において得られた単層単結晶WS2のウェハースケールでの集積化合成に関する成果は,今後のWS2を用いた光電子デバイス応用に向けて極めて大きな貢献が期待できるものである.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。初年度である今年度は,高品質単層二硫化タングステン(WS2)の合成と,光物性評価に特化した研究を行い,以下の成果を得た.(1)高品質大面積WS2の合成本研究では熱CVDにおける原料ガス,触媒,合成温度等の最適化を通じた,高品質,大面積WS2結晶の合成を試みた.その結果,極めて狭い特定の合成条件下において, 100um程度結晶サイズを持つ高品質大面積WS2合成に成功した.また,詳細な発光スペクトルの空間分布測定から,合成したWS2が面内一様にかつ非常に強い発光強度を示すことを明らかとした.この結果は,非常に良好な品質のWS2単結晶が合成できたことを意味している.(2) WS2における局在励起子の観測上記の手法で合成した単層WS2の低温(80 K)下における, PL特性の空間分布を精密に測定した.その結果, WS2のグレインバウンダリーにおいて非常に狭い(10 meV)半値幅を持つ特異なPLピークを観測することに成功した.このPLスペクトル,及びPLピークが得られる空間分布の温度依存性等を詳細に測定した結果,今回観測されたピークが,グレインバウンダリー欠陥周辺に物理吸着したN2分子に,自由励起子が補足されることにより生じた極めて強い局在状態を有する局在励起子からの発光であることを明らかとした.この様な,原子層薄膜中における局在励起子の存在を実験的に明らかにしたのは本成果が初めてのものである.一般に局在励起子は,高い発光効率,及びコヒーレントな光を持つことから,主に光量子応用分野に向け大きな注目を集めている.従って,本発見は,原子層薄膜の光量子分野への応用の可能性を見出した点で重要な意味を持つものである.二年計画の二年目にあたる今年度は,単層二硫化タングステン(WS2)の完全構造制御合成に特化した研究を行い以下の成果を得た.従来のWS2を始めとした遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)の結晶成長手法では,基板上の任意の位置から様々な大きさの結晶成長が行われるため,結晶構造(位置,サイズ,結晶性等)にばらつきが大きく,これらを制御した合成は全く実現されていないのが現状である.このような構造制御合成は, TMDの各種産業応用を見据えた場合に,非常に重要な課題である.そこで本研究では,単層TMDの構造制御,具体的には成長位置,サイズ,結晶性(単結晶,あるいは多結晶)を全て制御する完全構造制御の実現を目指して研究を行った.まず,最大の問題である結晶成長位置を制御するためには,核発生位置を制御することが重要である.そこで,核発生誘発物質として金ドットを用いる手法を考案した.あらかじめ金ドットを配列した基板に対して単層WS2合成を行った結果,金ドットを中心として高品質な単層WS2が合成されることを明らかとした.また,本手法において,様々な合成条件下で実験を行った結果,単層WS2が金ドットから成長する確率が合成温度と金ドット直径に強く依存していることが明らかとなった.さらに,単層WS2の結晶性(単結晶,あるいは多結晶)が金ドット直径とWS2の結晶サイズの比によって決定していることを見出した.また,これらの情報をもとに合成条件を最適化した結果,ウェハースケールで単層単結晶WS2を集積化合成することに世界で初めて成功した.本研究において得られた単層単結晶WS2のウェハースケールでの集積化

合成に関する成果は,今後のWS2を用いた光電子デバイス応用に向けて極めて大きな貢献が期待できるものである.今年度は,高品質大面積WS2の合成を主目的として研究を行った.当初の予定では,原料ガスをプラズマ化したプラズマCVDを用いる予定であったが,本反応は複雑なため,その前段階として熱エネルギーのみにより原料ガスをかい離する熱CVDを用いて,高品質・大面積のWS2合成に取り組んだ.その結果,結晶サイズ100umを超える非常に高品質な単層・単結晶WS2の合成に成功した.次年度以降では,本装置にプラズマ効果を取り入れ,更なる高品質材料の合成を目指す予定である.また,上記のWS2高品質合成に加え,詳細な光物性測定を通じ, WS2中に存在する局在励起子の存在を世界で初めて明らかにした.本結果は,当初予定には含まれていなかった研究成果であることから, "当初の計画以上に進展している"と判断した次第である.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,初年度に開発した高品質WS2合成,及びプラズマを用いた機能化に関連した,下記研究課題を重点的に進める予定である.(1)プラズマCVDを用いた超高品質・大面積WS2の合成前年度までは,熱CVD法を用いたWS2の合成に取り組み,比較的大面積・高品質なWS2合成に成功した.そこで,次年度以降では,我々が有するプラズマ理工学的学術基盤を用いてWS2のプラズマCVD装置を開発する.これにより,更なる精密な合成条件の制御が可能となり,大面積かつ超高品質なWS2の合成を実現する.(2)プラズマ機能化によるWS2の新物性発現初年度に合成した高品質WS2に対してマイルドプラズマ反応による選択的エッジ修飾を行う.マイルドプラズマ反応とは,我々が開発した選択的機能化法であり,これまでグラフェンエッジへの選択的原子・分子の修飾,及びこれによるグラフェン全体の電子状態制御の可能性を実証している[Small 7, 574 (2011)].この方法を応用することにより,本研究では, WS2原子層物質のエッジにおいて, W原子をMo原子に,あるいはS原子をO, N原子に置き換える反応を実現する.この選択的エッジ修飾により, WS2の新物性発現を実現する.27年度が最終年度であるため、記入しない。
南米太平洋岸砂漠の季節草原ロマスの種分化と乾燥適応

1991年度の調査は本来ペル-のロマスで行なう予定であった。同年夏以来同国の治安状況の悪化により急遽チリに変更したが、もともとロマス植生はペル-、チリ-にかけての現象であり、いずれ両者を比較する計画をもっていた。本年度チリ-では北部に異常に量の降水があり、砂漠に大きな規模で植生が生じた。これが霧にだけ依存する本来の意味でのロマスであるかが、今後の問題として残された。また構成種も種レベルではペル-のものとは異なるものが多いため、直接の比較をするためには今後チリ-でのデ-タをさらに蓄積する必要がある。今年度調査ではおおむね次のような成果を得た。1.チリ中北部におけるロマス植生の分布特性と水分環境に関する調査を行った.特にコピアポ周辺(27'S)については詳細な調査を試みた.チリ中北部における1991年のロマス植生は,南緯26度付近から南緯29度付近にかけてかなりの広がりをもって成立した.ロマス植生全体を通じてみると,その分布は特に地形条件に規定されることなく広がっているように見えるが,その群落組成に注目しながらやや細かくみれば,地形条件を反映したと思われる特徴的な差異を見いだすことができる.チリ中北部における1991年の月降水量資料によれば,6,7月にはその原因は明らかに南から移動してきたと考えられる降雨が集中的にあり,それは南方から少なくとも南緯23.5度付近のアントファガスタにまで達した.当該年の広域にわたるロマス植生成立の背景には,この様な広域にわたる降雨が大きく寄与した可能性がある.一方,ヒ≠アポ近郊の小丘(Cerro Punta de Vacas)では,いくつかの特徴的な地形条件を持つ地点で遽紙を用いた霧水の捕捉調査を行った.捕捉された霧水量は風向に応じた地形条件によく対応しており,群落組成のモザイクとも対応がよかった.これらの結果は,このようなスケ-ルのもとでは,群落そのものが地形条件に支配される海霧のふるまいに強く規定されるということを示唆しよう.2.植物の物質生産に関する調査地はPunta de Vacasのロマス群落が成立している南東斜面とその下方につずく平地に設定した.この斜面中央部にはCalandriniaが優先種となっている群落が成立していた。この群落内に微気象測定装置を設置し約20日間、典型的なロマス群落の微気象を測定した。その結果、日中は地表面温度が40ー45Cに上昇すること、夜間には気温が低下し、植物の葉が存在する地表面付近では結露することがわかった。この斜面から平地にかけてFortunetia,Calandrinia,Cordenia(Tiquilla),Cristariaの4タイプの群落が成立していた。これらの残存量は低生産力の草原とほぼ同じ値を示した。またFortunetia(ユリ科)の群落では、他の群落と比較して、地下部の現存量が著しく多かった水ポテンシャルについては以下の2つのタイプが認められた。日中、気温の上昇とともに水ポテンシャルを低下させ水分吸収能力を高めるタイプ(Cristaria,Cordenia)と、気温の上昇に関係なく一定の値を維持するタイプ(Calandrinia,Fortunetia)とである。3.ロマス成立の年の発芽前と種子散布後の埋土種子の種構成と量、次のロマス成立までの間の埋土種子量の減衰速度の把握は草本ロマス群落の維持気候を知る上で重要である。Punta de Vacasの植生を層別し、代表的な植生であるCristaria,Calandrinia,Cordenia(Tiquilla)の各群落で植生調査と埋土種子集団の調査のための採土を行なった。また、埋土種子の地中での寿命の長さを調べるための予備調査として、各種の種子200ー300粒を各地点の地中5cmの深さに埋めてきた。植生調査と採土は開花の最盛期の10月末と、種によって、開花期、種子散布開始期、同終了期などにあたる11月はじめに行ない、現地で比重選別した後持ち帰って現在種子の摘出を行なっている。地中に埋めてきた3種の種子は次回の調査で掘り出して発芽能力を調べる予定である。1.チリ中北部におけるロマス植生の分布特性と水分環境に関する調査を行った.特にコピアポ周辺(27'S)については詳細な調査を試みた.チリ中北部における1991年のロマス植生は,南緯26度付近から南緯29度付近にかけてかなりの広がりをもって成立した.

ロマス植生全体を通じてみると,その分布は特に地形条件に規定されることなく広がっているように見えるが,その群落組成に注目しながらやや細かくみれば,地形条件を反映したと思われる特徴的な差異を見いだすことができる.チリ中北部における1991年の月降水量資料によれば,6,7月にはその原因は明らかに南から移動してきたと考えられる降雨が集中的にあり,それは南方から少なくとも南緯23.5度付近のアントファガスタにまで達した.当該年の広域にわたるロマス植生成立の背景には,この様な広域にわたる降雨が大きく寄与した可能性がある.一方,ヒ≠アポ近郊の小丘(Cerro Punta de Vacas)では,いくつかの特徴的な地形条件を持つ地点で遽紙を用いた霧水の捕捉調査を行った.捕捉された霧水量は風向に応じた地形条件によく対応しており,群落組成のモザイクとも対応がよかった.これらの結果は,このようなスケ-ルのもとでは,群落そのものが地形条件に支配される海霧のふるまいに強く規定されるということを示唆しよう.2.植物の物質生産に関する調査地はPunta de Vacasのロマス群落が成立している南東斜面とその下方につずく平地に設定した.この斜面中央部にはCalandriniaが優先種となっている群落が成立していた。この群落内に微気象測定装置を設置し約20日間、典型的なロマス群落の微気象を測定した。その結果、日中は地表面温度が40ー45Cに上昇すること、夜間には気温が低下し、植物の葉が存在する地表面付近では結露することがわかった。この斜面から平地にかけてFortunetia,Calandrinia,Cordenia(Tiquilla),Cristariaの4タイプの群落が成立していた。これらの残存量は低生産力の草原とほぼ同じ値を示した。またFortunetia(ユリ科)の群落では、他の群落と比較して、地下部の現存量が著しく多かった水ポテンシャルについては以下の2つのタイプが認められた。日中、気温の上昇とともに水ポテンシャルを低下させ水分吸収能力を高めるタイプ(Cristaria,Cordenia)と、気温の上昇に関係なく一定の値を維持するタイプ(Calandrinia,Fortunetia)とである。3.ロマス成立の年の発芽前と種子散布後の埋土種子の種構成と量、次のロマス成立までの間の埋土種子量の減衰速度の把握は草本ロマス群落の維持気候を知る上で重要である。Punta de Vacasの植生を層別し、代表的な植生であるCristaria,Calandrinia,Cordenia(Tiquilla)の各群落で植生調査と埋土種子集団の調査のための採土を行なった。また、埋土種子の地中での寿命の長さを調べるための予備調査として、各種の種子200ー300粒を各地点の地中5cmの深さに埋めてきた。植生調査と採土は開花の最盛期の10月末と、種によって、開花期、種子散布開始期、同終了期などにあたる11月はじめに行ない、現地で比重選別した後持ち帰って現在種子の摘出を行なっている。地中に埋めてきた3種の種子は次回の調査で掘り出して発芽能力を調べる予定である。
単一原子・分子操作の直接観察による極限微細構造デバイスの研究

シリコンデバイステクノロジーの限界を打ち破り、新機能性極限デバイス開発を目指す。この分野の大きな問題点は、材料を調べる手法が限定的だったこと、およびデバイスの主構成分子が限られていたことである。これに対し、平成30年度は以下の問題に取り組んだ。(1)観察条件の拡張:これまで開発してきた「その場電子顕微鏡法」をさらに改善し、新しい機能を加え、実用時の環境や特殊な環境を再現し、極限デバイスの構造と諸特性を研究する基礎を築いた。具体的には、常温だけであった観察温度を選択的に制御する電子顕微鏡内加熱機能を開発した。この手法を用いて、1350 Kの高温環境下で幅が数ナノメートルの金属配線が変形、破壊する過程を原子レベルで観察した。1350 Kの高温環境下では、室温のときとは異なり金属配線のネック部分が自己修復した。これらの成果を国際学会(MRS Fall Meeting & Exhibit-2018等)で報告した。(2)単一ナノカーボン(カーボンナノカプセル)分子デバイス研究の拡張:これまで研究してきた単一カーボンナノカプセル分子デバイスでは、デバイス設計の基礎となる界面構造と界面接触抵抗率の関係がわかっていなかった。平成30年度は、それらの関係を実験および理論計算を用いて調べた。金属とカーボン層界面の構造が変化すると界面接触抵抗率が変化した。この数数十平方ナノメートルサイズの界面の接触抵抗率は、平方マイクロメートルサイズ以上の界面のそれと比べ、1/10000程度であった。さらに、界面のナノサイズ化による接触抵抗率の減少は、マイクロサイズ以上のときとは異なるナノサイズ界面固有の電気伝導機構によって発現することが明らかになった。(1)極限デバイスの局所加熱が可能な高温試料ステージの開発従来、常温でしかできなかったナノ電極操作、電気伝導および機械的特性の測定を、高温でもできるように新たな加熱ステージを設計・製作した。また、本手法を用いて、1350 Kの高温環境下で幅が数ナノメートルの金属配線が変形、破壊する過程を原子レベルで観察した。これらの成果を国際学会(MRS-2018等)で報告した。(2)単一カーボンナノカプセル分子デバイスのカプセル分子と電極界面の特性調査接触面積を変化させ、接触界面の構造に対応した接触抵抗率を求めた。これを方位関係の異なる多くの接触界面で調べた。次に、観察像から作製した原子モデルを基にした像シミュレーションと第一原理計算を行って伝導経路や各経路の電子の流れ易さを調べ、実験結果と合わせて接触界面おける電気伝導機構を導いた。このナノサイズ界面の接触抵抗率は、マイクロサイズ以上のそれと比べ、1/10000程度であった。平成31年度は以下の課題に取り組む(分子種の拡張)これまで扱ってきたカーボンカプセルだけでなく、様々な分子を用いた単一分子デバイス研究に取り組む。特に、カーボン原子で構成された幅が数ナノメートル以下のナノリボンや一次元構造体をデバイスの主構成要素に用いる。この極限微細デバイスは、バンドギャップをもつため、ナノ半導体デバイスとして使用できる。さらに、ナノ光デバイスとしての可能性も期待される。究極に微細化したこのデバイスは、挑戦的な観察対象である。そのため、まずこのデバイスの観察条件を確立する。その後、直接観察と電気伝導、力、および発光・分光の同時測定可能な「その場電子顕微鏡法」を確立する。最終的に、ナノデバイスの機能となる諸特性を探る。

(1)極限デバイスの局所加熱が可能な高温試料ステージの開発従来、常温でしかできなかったナノ電極操作、電気伝導および機械的特性の測定を、高温でもできるように新たな加熱ステージを設計・製作した。また、本手法を用いて、1350 Kの高温環境下で幅が数ナノメートルの金属配線が変形、破壊する過程を原子レベルで観察した。1350 Kの高温環境下では、室温のときとは異なり金属配線のネック部分が自己修復した。これらの成果を国際学会(MRS-2018等)で報告した。(2)単一カーボンナノカプセル分子デバイスのカプセル分子と電極界面の特性調査接触面積を変化させ、接触界面の構造に対応した接触抵抗率を求めた。これを方位関係の異なる多くの接触界面で調べた。次に、観察像から作製した原子モデルを基にした像シミュレーションと第一原理計算を行って伝導経路や各経路の電子の流れ易さを調べ、実験結果と合わせて接触界面おける電気伝導機構を導いた。このナノサイズ界面の接触抵抗率は、マイクロサイズ以上のそれと比べ、1/10000程度であった。さらに、界面のナノサイズ化による接触抵抗率の減少は、マイクロサイズ以上のときとは異なるナノサイズ界面固有の電気伝導機構によって発現することが明らかになった。平成31年度は以下の課題に取り組む(分子種の拡張)これまで扱ってきたカーボンカプセルだけでなく、様々な分子を用いた単一分子デバイス研究に取り組む。特に、カーボン原子で構成された幅が数ナノメートル以下のナノリボンや一次元構造体をデバイスの主構成要素に用いる。この極限微細デバイスは、バンドギャップをもつため、ナノ半導体デバイスとして使用できる。さらに、ナノ光デバイスとしての可能性も期待される。究極に微細化したこのデバイスは、挑戦的な観察対象である。そのため、まずこのデバイスの観察条件を確立する。その後、直接観察と電気伝導、力、および発光・分光の同時測定可能な「その場電子顕微鏡法」を確立する。最終的に、ナノデバイスの機能となる諸特性を探る。
抗酸化ストレス酵素APE1の慢性腎臓病における役割解明

本研究の目的であるAPE1発現プラスミドベクターを用いた遺伝子治療による有効性を評価するために、(1)APE1発現およびEGFP発現プラスミドベクター(コントロールベクター)の作製、(2)プラスミドベクターの経腎静脈投与法の確立、これらの2点を行った。(1)に関しては当初ヒト臍帯静脈内皮細胞から抽出したRNAを鋳型として合成したcDNAを用いてクローニングを行う予定であったが、予定を変更しマウス大腸がん細胞株から抽出したRNAを用いてクローニングを行った。DNAシーケンスを行いマウスAPE1の配列を確認した。またAPE1はNF-κBの活性を増強することが知られており、ルシフェラーゼアッセイを用いプラスミドの機能を評価した。APE1発現プラスミドはコントロールであるEGFP発現プラスミドと比べ、NF-κB活性を増強することを確認した。(2)に関しては、実際にこれらのプラスミドを経腎静脈投与を行い、免疫染色を用いてAPE1およびEGFPの発現を確認した。腎障害モデルマウスにプラスミドベクターを投与し、治療効果を検討していく予定である。APE1遺伝子のクローニングが順調に行えたため。
放射線耐性細菌の酸化ストレスに対する防御機構の解明

最近我々のグループによって高い放射線耐性を有することが明かとなった高度好塩性古細菌Halobacterium salinariumの特筆すべき特徴として、細胞内に高濃度のKClを含有していることが挙げられる。そこでこの高濃度のKClが、H.salinariumのゲノムDNAのコンフォメーションを変化させることによってその放射線耐性能に寄与している可能性について検討するため、H.Salinariumの細胞よりゲノムDNAを抽出精製し、様々な濃度のKCl存在下でCDスペクトルを測定した。その結果3.5MまでKClの濃度を増加させてもH.salinariumのゲノムDNAのコンフォメーションはKClが存在しない時と同様のスペクトルを示し、B型構造をとっていることが示唆された。このことより細胞内の高濃度のKClはゲノムDNAのコンフォメーションを大きく変化させることによってH.salinariumの放射線耐性能に寄与しているのではないと考えられた。次に2M KCl存在下プラスミドDNAに対しγ-線照射を行った。この照射サンプルを電気泳動し、プラスミドDNAのTypeIからTypeIIへの変化を定量することによりDNA鎖切断量を評価した。ここでγ-線によるDNA鎖切断に関して、2M KClの存在はKClが存在していない条件と比較して46倍の防御効果を示した。また2M KCl存在下プラスミドDNAに対し紫外線照射を行った。この照射サンプルをT4 endonucleaseVで処理し、ピリミジンダイマー存在部位にニックを導入した。このサンプルを電気泳動し、プラスミドDNAの鎖切断量を定量することによりピリミジンダイマー生成量を評価した。ここで紫外線によるピリミジンダイマー生成に関して、2M KClの存在はKClが存在していない条件と比較して2倍の防御効果を示した。これらのことより、H.salinariumのγ-線及ひ紫外線に対する耐性能に細胞内の高濃度KClが寄与している可能性が示唆された。放射線耐性細菌の共通の特徴として赤色色素を含有することが知られている。我々は、現在最も良く研究されている放射線耐性細菌Deinococcus radioduransから含有色素をエタノールにより抽出し、主成分カロテノイド系色素をシリカゲル・カラム・クロマトグラフィー、及びHPLCを用いて分離精製した。この主成分色素に対し種々の化学テストを行い、また可視吸収スペクトル、MASSスペクトル、各種NMRスペクトル、CDスペクトルの測定を行った。ここで得られたデータよりこの色素の構造を(2R)-2,1'-dihydroxy-3',4'-didehydro-1',2'-dihydro-β,ψ-caroten-4-oneであると決定した。既知の放射線耐性菌の中で最も高い耐性度を有するRubrobacterradiotolerans、及び最近我々のグループによって高い放射線耐性を有することが明かとなった高度好塩性古細菌Halobacterium salinariumの主成分赤色色素は共にbacterioruberinというカロテノイド系色素である。そこでbacterioruberin存在下プラスミドDNAに対しγ-線照射を行った。この照射サンプルを電気泳動しプラスミドDNAのTypeIからTypeIIへの変化を定量することによりDNA鎖切断量を評価した。ここでγ-線によるDNA鎖切断に関して、bacterioruberinはコントロールに対して2.4倍の防御効果を示した。またbacterioruberin存在下プラスミドDNAに対し紫外線照射を行った。ここで紫外線によるピリミジンダイマー生成に関して、bacterioruberinはコントロールに対して1.8倍の防御効果を示した。これらのことより、上記放射線耐性生物においてbacterioruberinがγ-線及び紫外線に対する耐性能を寄与している可能性が示唆された。
fallistatin様構造をもつ新規EGF様蛋白質の消化管粘膜における役割

私達は酸や壊死惹起物質から胃粘膜が保護され恒常性が維持される上で胃粘膜上皮の増殖や分化による細胞回転が重要と考え、従来より増殖因子の胃粘膜上皮に対する作用を検討している。私達の一連の検討やその他の多くの報告から、胃粘膜上皮の増殖や分化にはepidermal growthfactor(EGF)を代表とするEGFファミリー増殖因子や、その受容体のEGF受容体及びEGF受容体と2量体を形成するerbB2、erbB3、erbB4の重要性が明らかとなりつつある。本研究の目的はしたがって、胃粘膜においてEGF様構造を有する新たな増殖因子・分化因子の存在を想定し、そのcDNAのクローニングと新規因子の作用解析を試みることである。種々の検討の結果、私達は胃粘膜線維芽細胞からEGF様構造1ヶ所とfollistatin様構造2ヶ所を有する新規蛋白質のcDNAをクローニングすることに成功した。私達はこの新規蛋白質をtomoregulin(TR)と命名し、これまで(1)TRは消化管粘膜固有層及び粘膜下の間葉系の線維芽細胞に発現する(2)TRはfollistation、EGFドメインから成る細胞外ドメインが蛋白分解をうけて放出される(3)精製TR細胞外ドメインは胃癌細胞株MKN28、erbB4発現CHO細胞のerbB4チロシンリン酸化を刺激することを見出した。これら一連の検討は、消化管粘膜における間葉系と上皮細胞の相互作用が上皮細胞の増殖には重要であること、及びEGF様増殖因子の1つとして私達が同定したTRが一定の作用を有する可能性を示唆している。私達は新規遺伝子を仮にTRと命名している。TRcDNAをCOS7細胞に一過性に導入すると、その培養液上清にTR蛋白の放出がwestern blotにて観察された。放出された蛋白質の分子量45kDaから、TRは膜貫通領域からN端で分解を受け細胞外に放出されるものと思われる。TRには糖鎖付着部位が想定されたのでレクチンカラムを用いてTR蛋白質の精製を試みたところ、COS7培養液上清中のTRはConAアガロースに吸着され、溶出が可能であった。大腸菌にて作製したGST-TRのEGFドメイン、follistatinドメインに対するモノクローナル抗体を用いて更にTRの精製を試みた。ConA溶出液をEGFドメインに対するモノクローナル抗体2H11で精製すると、約39kDaのTR蛋白質が抗体カラムを通過し、45kDaのTR蛋白質が2H11カラムから溶出された。一方、follistatinドメインに対するモノクローナル抗体2H8を用いると、39kDa,45kDaの2種類のサイズのTR蛋白質がこの抗体カラムから溶出されることから、TRはEGFドメインとfollistatinドメインの間でも分解されることが示唆された。このことを確認するため、TRcDNAのfollistatinドメインからなるcDNA、及びfollistatinドメイン+EGFドメインからなるcDNAをCOS7細胞に一過性に導入したところ、培養液上清にそれぞれ39kDa,39kDa+45kDaのTR蛋白質が放出されたことからTRはfollistatinドメインとEGFドメインの間で蛋白分解を受けることが確認された。TR発現COS7細胞培養液上清のConAカラム、抗体カラム溶出液を用いて各種細胞に対するDNA合成能を検討したところ、EGFドメインの有無に関わらず、TRはMKN-1胃癌細胞株のDNA合成能を抑制する一方、ミンク肺上皮細胞(Mv1Lu)のDNA合成を刺激した。これら部分精製TRはMKL-1胃癌細胞、Mv1Luミンク肺上皮細胞のMAPkinase活性を刺激したが、erbB2リン酸化は刺激しなかった。そこで更にTRの精製を進め、ConAカラム、抗体カラム溶出液をイオン交換カラムを用いて精製した。

TRはMonoQカラムにて溶出されたが、溶出液のMKN-1胃癌細胞株、Mv1Luミンク肺上皮細胞のDNA合成能はwestern blotで観察されるTR蛋白質のピークに一致せず、TRの観察されないフラクションにおいてもDNA合成能が観察された。私達は更にTRの精製を進め、精製TRがこれら細胞のDNA合成を刺激するか検討中である。1) TR遺伝子の発現TRcDNAをプロープとして各種細胞株のTR発現をnorthern解析すると、A172glioblastoma,3Y1Embryo fibroblastにTRの高発現を認めた。マウス胎児では胎生11日よりTR発現を認めた。免疫染色では消化管上皮細胞基底膜、消化管粘膜内間葉系細胞、腎メサンギウム細胞、中枢神経グリア細胞、神経細胞に強い免疫活性を認めた。とりわけ免疫電顕にてTRの局在を詳細に検討すると、胃粘膜においては胃粘膜上皮細胞基底膜直下の幼弱な間葉系細胞の細胞膜上にTRの免疫活性を認めた。2) TR遺伝子の導入と発現TR蛋白の解析TRは膜貫通ドメインとEGFドメインの間で蛋白分解を受けて細胞から放出され、medium中でさらにEGFドメインとfollistatinドメインの間で蛋白分解を受けるものと思われた。3)精製TRの生物学的作用(1)TRにはEGF受容体、erbB2、erbB3のリン酸化刺激作用を認めなかった。胃癌細胞株MKN1ではDNA合成が抑制される傾向を常に示すが,いつもばらつきが大きく一定の値を示さない。(2)ある種の大腸癌では免疫染色でTR発現を認める。(3)TRはactivin、inhibin、BMP-2,OP-1などのTGF-beta蛋白質とのin vitroでの結合実験にて、唯一OP-1との結合性を示したが、この結合もいつもばらつきが大きく一定の値を示さない。しかしながら、この結果はTRがfollistatin同様にTGF-beta様増殖因子と結合する可能性を示している。TR結合特異的TGF-beta蛋白質の存在が予想される。私達はこれまで、EGF様構造が1ヶ所、follistatin様構造が2ヶ所からなる新規蛋白質の遺伝子を胃粘膜線維芽細胞からクローニングし、この新規蛋白質をtomoregulin(TR)と命名し、種々の検討を行った。まず、私達はTRcDNAを大腸菌で発現させ、GST-TRを用いてTRに対するモノクローナル抗体、ポリクローナル抗体を作製した。これら抗体を用いることにより、TR蛋白の生化学的特性をwestern blot法で解析することが可能となった。また免疫染色においてTR蛋白発現を検討することも可能であった。TRcDNAをCHO細胞、Cos7細胞に導入し、発現TRを抗体カラムを用いて精製することができた。これら一連の検討の結果、これまで(1)TRは胃粘膜では、粘膜固有層及び粘膜下の間葉系の線維芽細胞に高発現する。発現したTR蛋白は基底膜に集積する。