hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生殖腺器官サイズ調節におけるAMHシグナルの役割

当該年度に確立した卵巣細胞の培養系は、AMHシグナル下で働く候補因子のスクリーニングとして有用な実験系である。この実験系を用いて、AMHシグナル下流候補因子の阻害剤や活性化剤を入れて生殖細胞ならびに支持細胞の増殖を調べることで、AMHシグナル下流でどのような因子が働いているかを絞り込むことができる。この実験系を確立したことは当該研究を進めるにあたって意義のあったことであると考えられる。(1)卵巣由来の細胞の初代培養実験抗ミュラー管ホルモン(AMH)変異体であるhoteiの卵巣から細胞を解離させ、その培養を行った。このとき、支持細胞及び生殖細胞をラベルしたトランスジェニックメダカの卵巣を用いることによって細胞を可視化し、観察を行った。その結果、培養6日目以降から精母細胞と形態的に類似した細胞が観察され、14日後には運動能を持った精子と類似した細胞が観察された。培養14日目の培養液に未受精卵を入れ培養すると、卵は受精し発生した。したがって、卵巣由来の生殖細胞にも受精可能な精子に分化する能力を持つ生殖細胞が存在することが明らかになった。(2)卵巣の器官形成に必須の生殖細胞の種類の同定AMHシグナルは生殖細胞の増殖に関与し、その生殖細胞の増殖が卵巣の形成に必須であることが知られている。当該年度において、どの分化段階の生殖細胞が卵巣器官の形成に必要であるかについて調査した。その結果、性的に未分化な段階の生殖細胞においても卵巣器官を形成する能力を持つことが明らかになった。研究代表者は、昨年度より研究実施場所を名古屋大学から東京大学へと変更し、新しく研究環境を整備するのに時間を要した。また、本研究課題については現在、論文を執筆中であるが、論文を完成させるためにさらなる実験の必要があり、当初の計画に比べやや遅れた。抗ミュラー管ホルモン(AMH)変異体であるhoteiの成体の卵巣から細胞を解離させ、その培養を行った。その結果、培養6日目以降から精母細胞と形態的に類似した細胞が観察され、14日後には受精可能な精子が観察されるようになった。このことから、成体の卵巣由来の生殖細胞には、性的に未分化な生殖細胞が含まれており、それらは精子に分化する能力を持つことが考えられた。今年度は、以下の点について、詳細な解析を行い、結果を得た。(1)精子が分化するときの体細胞の環境はどのようになっているか本研究で用いた培養系で精子分化が観察される時期の細胞を回収し、雌雄体細胞マーカーの発現の有無を調査した。その結果、オス体細胞マーカーであるdmrt1、cyp11b1の発現は見られず、メス体細胞マーカーであるfoxl2の発現は観察された。また、培養液中にエストロゲン、プロゲスチンを添加した条件の培養で受精可能な精子の分化が見られている。したがって、hotei卵巣由来の生殖細胞からの精子分化は、周囲の体細胞のオス化によって引き起こされたわけではないことが考えられる。(2)卵巣のどの分化段階の生殖細胞から精子が生じたのかhotei卵巣内には様々な分化段階の生殖細胞が存在している。本研究で用いた培養条件において、どの分化段階の生殖細胞が受精可能な精子に分化する能力をもつのかを調べるために、各分化段階で特異的に光るトランスジェニックメダカの卵巣を用いて培養を行った。
可視光水分解光触媒の新しい設計概念

光触媒を用いた水分解反応において、酸化亜鉛(ZnO)と窒化ガリウム(GaN)からなる固溶体が、適当な水素発生触媒(RuO_2あるいはRh/Cr酸化物)を担持させると、可視光で水を分解できることが最近見出された。この材料は、ZnOとGaNが複合化することで、バンドギャップが小さくなっていると理解されていたが、われわれの最近の実験結果(発光分光)この可視吸収の要因がGaN結晶中のGaにZnが置換することによって形成される(Zn濃度によってポテンシャルが変化する)アクセプター準位によるものであること、固溶体の固有吸収端(バンドギャップ)は紫外域にあることを突き止めた。また、この固溶体では、NがOが置換することによって浅いドナー準位も同時に形成されており、可視光による水分解活性の発現には、このようなアクセプターとドナーが共ドープされた電子エネルギー構造が必須であるという独自の見解に至った。本研究は、このようなアイデアに基づいて、電子エネルギー構造を制御した材料を作製し、その特性を評価することで、まったく新規な水分解光触媒材料群の開発するための基礎作りをするものである。本年度は、窒素化合物(LiN)を用いた新たなGaN調製への試み、アクセプターの種類や濃度を変化させたGaNの発光分光による解析、GaN電極作製に向けた薄膜材料の調製手法の開発などを進めた。また、一連の研究の中で、可視光水素発生に有効な新規材料を見いだした。光触媒を用いた水分解反応を太陽エネルギー変換の水準まで引き上げるには、可視光を十分に利用できる光触媒反応系の開発が必須である。さまざまなアプローチによる材料の開発が広く進められてきたなかで、酸化亜鉛(ZnO)と窒化ガリウム(GaN)からなる固溶体が、適当な水素発生触媒(RuO_2あるいはRh/Cr酸化物)を担持させると、可視光で水を分解できることが最近見出された。当初、この材料は、ZnOとGaNが複合化することで、バンドギャップが小さくなっていると理解されていたが、発光分光による詳細な解析から、われわれは、この可視吸収の要因がGaN結晶中のGaにZnが置換することによって形成される(Zn濃度によってポテンシャルが変化する)アクセプター準位によるものであり、固溶体の固有吸収端(バンドギャップ)は紫外域にあることを突き止めた。本研究は、このようなアイデァに基づいて、電子エネルギー構造を制御した材料を作製し、その特性を評価することで、まったく新規な水分解光触媒材料群の開発するための基礎作りをするものである。本年度は、Oドナー、Znアクセプターの濃度を制御する試みとして金属Gaをべースの原料としたドープ/無ドープGaN系光触媒の合成手法について検討した。その結果、本手法が結晶性の高い粉末試料を得るのに有利であること、Znアクセプターについては濃度制御が比較的幅広く可能であったこと、(犠牲材存在下)での水の酸化においては、Zn濃度に依存して活性が増大することなどが明らかになった。一方、本手法ではOドナーの濃度制御は困難であったが、Oドナーの有無で水分解活性が大きく変化し、共ドープが重要であることが確認された。
アシアロ糖タンパク質レセプターを用いたプラスミドDNAの肝細胞選択的送達法の確立

先天性遺伝子欠損をはじめとする各種難治性疾患の治療に対する遺伝子レベルでの治療法として、治療上必要なタンパク質をコードしたプラスミドDNAを直接生体に投与する治療法が大きな注目を集めている。しかし、プラスミドDNAは生体内での安定性が非常に低いため、医薬品としての利用に際してはDDSの適用が必要不可欠であると考えられる。中でも、薬物を標的部位に効率よく送達することを目指すターゲティング型DDS製剤を開発することにより、プラスミドDNAを目的とする細胞内へ送達して初めてこうした遺伝情報を薬物として利用する道が開かれるものと考えられる。本研究では、プラスミドDNAの肝細胞選択的送達法の確立を目的として、chloramphenicol acetyltransferase(CAT)をコードしたプラスミドDNA(pCAT)を用い、poly-L-lysine(PLL)にガラクトース修飾を施すことにより開発した肝細胞ターゲティング型キャリアー(GaL-PLL)との複合体を調製しその体内動態特性について検討した。平均粒子径約180nmかつ全体として弱負電荷を有するように設計したpCAT/Gal-PLL複合体は、静脈内投与後速やかに肝実質細胞に取り込まれることが明らかとなった。この時の遺伝子発現を免疫組織染色法により評価したところ肝臓内にCATの発現が認められたことから、本複合体投与によりin vivoでの肝細胞選択的遺伝子送達が達成できることが明らかとなった。また、安定な複合体の形成、肝癌細胞に対する遺伝子発現ならびに肝実質細胞への送達効率には用いるGal-PLLの分子量やガラクトース修飾率などの要因が重要であることも明らかとなった。以上のように、本研究の成果はプラスミドDNAの医薬品としての実用化に必要不可欠の情報を提供するものと思われる。
VLSI自動設計における配置配線階層の統合に関する研究

現在実用化されているVLSI自動設計システムは,設計をいくつかの階層に分割し,各階層において順次最適化処理を施すことにより最終的なチップを出力する.しかし,その性能はまだ満足できるものとは言い難い.本研究では,VLSI自動設計システム全体として性能を発揮するために必要な各階層における新たな評価関数を探求するとともに、階層という切り分けをできる限り排除した機能設計から検証までを包含した最終的な性能の最適化を指向したVLSI自動設計システムを開発することを最終目標としている.今年度は、ワークステーション上にC言語,Xウインドウシステムを用い実現しているスタンダードセル方式のVLSIに対応する配置配線システムCLEARに,面積の最小化に関し配置配線階層を統合することを目的に,概略配置,概略配線を入力とし,セルの各セル行内での線形順序関係を保ちながら,チャネル密度最小の配置を出力するアルゴリズムを実装した.ベンチマークデータなどによる実験の結果,最終的なチップ面積削減には,チャネルの横幅を制限した上でのチャネル密度の最小化が必要であるとの結論を得たため,チャネルの横幅を与えられた上限以内にするという条件下で,チャネル密度最小となる配置を出力するアルゴリズムを開発,実装した.また,計算時間の短縮を目的に,発見的手法に基づくアルゴリズムを開発し,厳密解とほぼ等しい結果を短時間に得ることに成功した.また,複数チャネルに対しては,1チャネルに対するアルゴリズムを順次適用することにより対応した.実験により,面積削減の効果を確認し,本手法の有効性を確認した.今後,本手法を用いることを前提とした概略配置,配線手法の確立を目指す.また,VLSIの性能を左右する遅延の改善に効果が大きいクロック時差入力手法を考慮した配置配線手法の開発を目指す.現在実用化されているVLSI自動設計システムは,設計をいくつかの階層に分割し,各階層において順次最適化処理を施すことにより最終的なチップを出力する.しかし,その性能はまだ満足できるものとは言い難い.本研究では,VLSI自動設計システム全体として性能を発揮するために必要な各階層における新たな評価関数を探求するとともに、階層という切り分けをできる限り排除した機能設計から検証までを包含した最終的な性能の最適化を指向したVLSI自動設計システムを開発することを最終目標としている.今年度は、ワークステーション上にC言語,Xウインドウシステムを用い実現しているスタンダードセル方式のVLSIに対応する配置配線システムCLEARに,面積の最小化に関し配置配線階層を統合することを目的に,概略配置,概略配線を入力とし,セルの各セル行内での線形順序関係を保ちながら,チャネル密度最小の配置を出力するアルゴリズムを実装した.ベンチマークデータなどによる実験の結果,最終的なチップ面積削減には,チャネルの横幅を制限した上でのチャネル密度の最小化が必要であるとの結論を得たため,チャネルの横幅を与えられた上限以内にするという条件下で,チャネル密度最小となる配置を出力するアルゴリズムを開発,実装した.また,計算時間の短縮を目的に,発見的手法に基づくアルゴリズムを開発し,厳密解とほぼ等しい結果を短時間に得ることに成功した.また,複数チャネルに対しては,1チャネルに対するアルゴリズムを順次適用することにより対応した.実験により,面積削減の効果を確認し,本手法の有効性を確認した.今後,本手法を用いることを前提とした概略配置,配線手法の確立を目指す.また,VLSIの性能を左右する遅延の改善に効果が大きいクロック時差入力手法を考慮した配置配線手法の開発を目指す.
野外の生物における季節変化に対する染色体ダイナミクスの解析

本研究の目的は、「野外の生物が遺伝子の機能するタイミングをいかに制御しているのか」という疑問を染色体のダイナミクスから理解することにある。この目的を達成するため、植物が冬期の低温を経験する事で春に開花する「春化」の過程に着目し、野外の植物を用いた季節による染色体ダイナミクスの違いの検出を進めている。平成30年度においては以下の計画を実施した。1、野外でのサンプリング前年度から引き続き、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)の近縁種で多年草のハクサンハタザオ(Arabidopsis halleri subsp. gemmifera)を対象に、野外でのサンプリングを実施した。具体的には、兵庫県多可郡の渓流沿いに群生するハクサンハタザオの自然集団を調査対象とし、葉の組織のサンプリング・ホルムアルデヒドによる固定を行った。この際、下記のHi-C法のためのサンプルに加え、採集した葉の一部をRNA抽出用として分割して保存した。2、染色体ダイナミクスの検出サンプリングされた組織を材料に、Hi-C(high-throughput chromosome conformation capture)法による染色体ダイナミクスの検出実験を行った。その結果、冬期のサンプルについて染色体ダイナミクスのデータ取得に成功した。現在もデータの解析を進めている段階ではあるが、特定の遺伝子座周辺の他のゲノム領域との相互作用の情報など、野外環境下で長期の低温を経験した植物における、核内の染色体相互作用が明らかになりつつある。野外でのサンプリングが進行し、最も注目していた時期である冬期についてのデータ取得に成功した。そのため、本研究計画は順調に進展していると考えられる。今後は採集した組織を材料にHi-C法による染色体ダイナミクスの検出実験を進める。同時にRNA-seqやChIP-seqによる、エピゲノム状態の検出結果との比較の準備も進める予定である。この目的を達成するため、環境の変化に対して生物が極めて正確に応答する現象として、植物が冬期の低温を経験する事で春に開花する「春化」の過程に着目した。そして、季節による染色体ダイナミクスの違いの検出を目指し、平成29年度においては以下の2つの計画を実施した。1、野外でのサンプリング夏(平成29年7月下旬から8月上旬)、秋(同年10月から11月)、冬(平成30年1月下旬から2月上旬)の時期にサンプリングを実施した。研究の対象となる生物種としては、モデル植物であるシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)の近縁種であるハクサンハタザオ(Arabidopsis halleri subsp. gemmifera)を用いている。ハクサンハタザオは多年草であるため、一年草のシロイヌナズナでは不可能な通年のサンプリングが可能である。そして兵庫県の渓流沿いに群生するハクサンハタザオの自然集団を調査対象とし、葉の組織のサンプリングを行った。2、染色体ダイナミクスの検出そしてサンプリングされた組織を材料に、Hi-C(high-throughput chromosome conformation capture)法による染色体ダイナミクスの検出実験を進めている。この際、採集した葉の一部をRNA抽出用として分割した。この材料に対してRNA-seqを行うことによる遺伝子の発現解析の準備も進行中である。野外でのサンプリングは進行しており、目的とする季節のサンプルが揃いつつある。そのため、本研究計画は順調に進展していると考える。今後は野外でのサンプリングを継続するとともに、採集した組織を材料にHi-C法による染色体ダイナミクスの検出実験を進める。

当初は、使用する次世代シーケンサーをIllumina社のHiseq2500やHiseq4000を想定していたが、採択後、より安価で出力の大きい同社のHiseqXシステムが利用可能になったことで、コストが低減した。
アンドロゲン非依存性PSA産生機序におけるシス因子・トランス因子の研究

本研究の目的は、androgen independentなPSA産生のメカニズムを解明することであり、そのために、まず、PSA promoterの解析を行い、PSA産生に関わるcis-factor、trans-factorの同定を試みた。最初にPSA promoterのcloningを行った。転写開始部位より-5322bpのPSA promoter領域をcloning、次に、-761,-134,-100および-45bpのpromoter領域を含むdeletion mutantを作製した。それらを前立腺癌細胞株LNCaP,PC-3,DU145にtransfectionし、luciferase assayにてpromoter活性を測定することで、androgen非存在下でのpromoter活性に関与する転写因子結部位の同定をすすめているところである。我々の仮説としては、PSAのpromoterは、TATA-box近傍に2つのSp1 binding sitesと1つのAP2 binding siteをもつので、PDGF-Bなどのgrowth factorにより活性化されたMAP kinase経路を介する、Sp1またはAP2の結合能の変化が、PSAのtranscriptionに影響を及ぼすものと考えている。
アスパラギン酸プロテアーゼの基質遷移状態概念に基づく医薬品の分子設計

我々は,生体において重要なアスパラギン酸プロテアーゼの作用機構研究から導かれた基質遷移状態コンセプトを基盤として阻害剤の分子設計の一般的な方法論確立をめざしてきた.この阻害剤の合理的な分子設計の方法論を,レニン,HIVプロテアーゼ及びHTLV-1プロテアーゼ研究にも適用し,両プロテアーゼ基質ペプチドmimicを合成してその阻害剤としての可能性を検討した.また,酵素との相互作用において,阻害剤の立体化学は極めて重要で,これらを立体選択的に効率よく合成するための問題点解決を試み,光学的純度の高い阻害剤の効率的合成法も確立した.1.プロテアーゼ誘導体の合成.HIV-1プロテアーゼ及びHTLV-1プロテアーゼの化学合成の効率を高めるためシステインをイソステリックなアラニンに変換した誘導体を合成し,十分な酵素活性を有することを確認した.2.各プロテアーゼ阻害剤のリ-ドオプチマイゼーション,各種基質遷移状態誘導体を検討し最小活性部位を探求し,レニン阻害剤では,シクロヘキシルノルスタチン型,HIVプロテアーゼ阻害剤ではアロフェニルノルスタチン型の阻害剤がリ-ド化合物として適当であることがわかったので,種々のデザインを行なってリ-ドオプチマイゼーションを進めて最適化合物を探求した.HIVプロテアーゼに対しては,トリペプチド,キノスタチン(KNI)-272が高活性を有することを見いだした.3.各プロテアーゼの蛋白工学的研究を行なって,高活性で安定な酵素蛋白質および酵素蛋白とインヒビターの複合体の結晶化を行いそのX線構造解析から,酵素活性中心の反応機構と酵素-阻害剤相互作用の詳細を解明し,より有用性の高いインヒビターの分子設計を論理的に行ない治療薬としての可能性を検討した.アスパラギン酸プロテアーゼは生体において重要な働きをしており,active siteとしてアスパラギン酸を含有しているレニン,ペプシン等の一群の酵素の総称である.HIV-1プロテアーゼやHTLV-1(成人T細胞白血病ウイルス)プロテアーゼもアスパラギン酸プロテアーゼであり,我々はこの重要なアスパラギン酸プロテアーゼの作用機構研究から導かれた基質遷移状態コンセプトを基盤として阻害剤の分子設計の一般的な方法論を確立するため以下の研究を行った.1.酵素の合成.HIVプロテアーゼは生化学的方法では大量の酵素が得られないので,現有のペプチド自動合成機により化学合成を行い,またCysをAlaに変えた誘導体も合成した.2.阻害剤の分子設計.レニンとHIVプロテアーゼについては酵素と基質との相互作用の解析を行い,基質遷移状態誘導体の概念を基に水素結合,立体的,静電的及び疎水的相互作用を考慮した阻害剤のデザインを行った.レニンに対してはcyclohexylnorstatine型,HIVプロテアーゼに対してはallophenylnorstatine型isostereが阻害剤として有効であることを見いだした.3.阻害剤の合成.光学的純度の高い阻害剤を合成し,Stereoisomerも合成した.レニンとHIVプロテアーゼでは同族の酵素であるが,活性中心における阻害剤の立体構造が逆であるという重要な知見を得た.4.HIV-1プロテアーゼにおいては,基質ペプチドの合成を行った.5.阻害活性の測定.合成したプロテアーゼ及び合成基質を用いて酵素活性測定系を確立し,この系を用いて合成阻害剤の阻害活性の測定を行なった.我々は,生体において重要なアスパラギン酸プロテアーゼの作用機構研究から導かれた基質遷移状態コンセプトを基盤として阻害剤の分子設計の一般的な方法論確立をめざしてきた.この阻害剤の合理的な分子設計の方法論を,レニン,HIVプロテアーゼ及びHTLV-1プロテアーゼ研究にも適用し,両プロテアーゼ基質ペプチドmimicを合成してその阻害剤としての可能性を検討した.また,酵素との相互作用において,阻害剤の立体化学は極めて重要で,これらを立体選択的に効率よく合成するための問題点解決を試み,光学的純度の高い阻害剤の効率的合成法も確立した.1.プロテアーゼ誘導体の合成.HIV-1プロテアーゼ及びHTLV-1プロテアーゼの化学合成の効率を高めるためシステインをイソステリックなアラニンに変換した誘導体を合成し,十分な酵素活性を有することを確認した.2.各プロテアーゼ阻害剤のリ-ドオプチマイゼーション,各種基質遷移状態誘導体を検討し最小活性部位を探求し,レニン阻害剤では,シクロヘキシルノルスタチン型,HIVプロテアーゼ阻害剤ではアロフェニルノルスタチン型の阻害剤がリ-ド化合物として適当であることがわかったので,種々のデザインを行なってリ-ドオプチマイゼーションを進めて最適化合物を探求した.HIVプロテアーゼに対しては,トリペプチド,キノスタチン(KNI)-272が高活性を有することを見いだした.3.各プロテアーゼの蛋白工学的研究を行なって,高活性で安定な酵素蛋白質および酵素蛋白とインヒビターの複合体の結晶化を行いそのX線構造解析から,酵素活性中心の反応機構と酵素-阻害剤相互作用の詳細を解明し,より有用性の高いインヒビターの分子設計を論理的に行ない治療薬としての可能性を検討した.
表面ナノ構造物質を用いた反応制御

本研究においては主に次のようなテーマに取り組んだ。1.Ag(110)清浄表面および酸素修飾表面における反応研究(a)吸着酸素原子の光誘起消失反応(b)清浄表面におけるメタンの電子衝撃誘起反応(C)酸素吸着表面におけるメチル基の反応2.Pt(111)表面上に形成した単一層ナノグラファイトの電子構造の研究3.酸素および鋼原子で修飾したPt(111)表面におけるメタンの光化学13は、すべて本研究課題で中心的に取り組んだナノ構造物質が関与した系における電子状態、光化学反応、熱反応研究の結果得られた新たな知見を含んでいる。1での主な成果は、吸着酸素原子が紫外光照射によって消失するメカニズムとして、反応は表面近傍の光吸収によって開始され、(1)AgO鎖の電子励起、(2)活性化されたAgOセグメントと表面炭素の反応、(3)反応性生物であるCOの更なる酸化によるCO2生成とその脱離によって進行することを明らかにしたことである。2での主な成果は、Pt(111)表面上で生成した単一層のナノグラファイトの占有および非占有電子状態を通常の紫外光電子分光、及び、多光子光電子分光により研究を行い、特に、フェルミ準位より約4eV高いエネルギーに非占有状態を見出し、これをグラファイト平面内での炭素p軌道に由来するσ^*状態と同定することができた。3での主な成果は、Pt(111)表面上を酸素原子や銅原子で修飾したナノ構造表面を用い、ここでのメタンの光化学が清浄表面のそれと比べてどのように異なるかを中心に研究を行い、この差を知ることによりこれらナノ構造の役割を明らかにした。また、その他に、研究過程で派生的に見つかった興味ある研究成果として4.シリコン表面上での稀ガスの光脱離メカニズムとダイナミクスおよび、表面反応制御に関連する研究成果として5.半導体表面におけるコヒーレント表面フォノンのダイナミックスを挙げることができる。本研究では、(1)固体表面上に超薄膜やクラスターを生成し、その幾何学的および電子的構造特性を十分明らかにし、(2)これらの表面ナノ構造物質を利用することにより、その構造と表面物性を系統的に変化させ、(3)この系統的変化に対して吸着種の吸着状態と反応性がどのように変化するかを定量的に調べることにより、固体表面を用いた反応制御方法を開拓することを研究目的とする。本年度は、上記の研究目的を達成するための装置を整備・調整し、試験的運転を行った。このために本研究課題で購入した半球型電子エネルギー分析器を中心に、現存する種々の測定器を配置し、ナノ構造物質の生成、低速電子線回折、質量分析、X線光電子分光、赤外反射吸収分光が可能な超高真空チャンバーを新たに設計し組立て、その性能試験を行った。本装置には、この他に超薄膜、クラスターなどのナノ構造物質を表面に生成するための蒸着源、および、基盤の加熱・冷却機能を備えている。特に、X線光電子分光と赤外反射吸収分光は、表面に蒸着した異種金属の被覆率の決定、超薄膜やクラスターなどのナノ構造物質上での反応物、生成物の種類や吸着状態をその場観測するための重要な方法である。今年度はその中でも特に銅表面上の一酸化炭素の赤外反射吸収に注目し、装置の最適化を行った。また、銀(110)表面を酸化することによってできる、銀酸素の一次元鎖状構造を走査型トンネル顕微鏡で観測すると共に、昇温脱離、X線光電子分光などを用いることにより、光照射によるその構造変化とそれを引き起こす必要条件について検討を行った。この結果、光照射によって二酸化炭素が生成することにより、酸素原子が消失し、このためには表面に炭素が存在することが重要であることを明らかにした。

また、その他に、研究過程で派生的に見つかった興味ある研究成果として4.シリコン表面上での稀ガスの光脱離メカニズムとダイナミクスおよび、表面反応制御に関連する研究成果として5.半導体表面におけるコヒーレント表面フォノンのダイナミックスを挙げることができる。昨年度に試作した超高真空装置を用いて銅・白金系におけるメタンの紫外光化学について研究を行った。(1)銅超薄膜の成長:Pt(111)表面上に銅原子を蒸着し、X線光電子分光を用いて銅薄膜の成長の様子を測定した。XPSシグナルは蒸着時間に比例して増加するが、ある時点でその傾きが変化する。また、銅を蒸着した表面を240Kに保ち、これをCOにさらした後、Cls強度を測定したところ、これは蒸着時間に比例して減少し、ちょうどこのブレークポイント付近よりも長い蒸着時間ではほぼゼロとなる。また、反射赤外吸収分光によってCO伸縮振動をモニターしたが、このシグナルもこのブレークポイント以上ではきわめて小さくなる。この温度ではCOはPt(111)表面にのみ吸着することができるため、これらのデータからちょうどブレークポイントのところで銅の第一層が完成したと判断した。(2)光反応の銅薄膜数による影響:メタンの光反応断面積が銅の被覆率や層数によってどのように変化するかを測定した。そこで、メタンの被覆率、および、光反応によって生じ、表面に残存する炭化水素の被覆率が照射した光子数にどのように変化するかを、銅の蒸着量を変化させながら測定した。その結果、銅5.5ML蒸着した表面は清浄表面と異なる結果を与えることが明らかになった。メタンの消失に関する有効断面積はPt(111)で1.3×10^<-19>cm^2、銅蒸着表面では2.6×10^<-20>cm^2と減少しており、これはCu(111)表面での値(2.0×10^<-20>cm^2)にほぼ一致している。現在、銅1MLにおける測定を進めており、まだ初期的なものであるが、Pt(111)とCu(111)表面とのちょうど中間的な値をとるような傾向を示している。これは、一層目の銅原子がバルクのそれと異なる光反応性を有していることを示唆している。本年度は金属表面上のナノ構造物質として、Pt(111)表面上のナノグラファイトの電子状態と反応、及び、Ag(110)表面上のAgO擬一次元鎖の光反応とメチル基の反応制御について研究を行った。(1)Pt(111)表面上のナノグラファイトの電子状態と反応:Pt(111)表面上でエチレンを熱分解することにより単一層のナノグラファイトを生成することができる。このナノ構造物質の電子状態を通常の紫外光電子分光、及び、多光子光電子分光により研究を行った。その結果、多光子光電子分光によりグラファイト平面内での炭素P軌道に由来するσ^*非占有状態を同定することができた。これは従来からグラファイト固有のインターレイヤーバンドの表面固有状態なのか鏡像準位なのかという帰属のあいまいさが残っていたが、本研究によりこれは前者であることを初めて明らかにすることができた。この結果と紫外光電子分光によるπ占有状態との結果をバルクグラファイトのそれと比較することにより、ナノグラファイトはPt(111)表面と非常に弱く相互作用していることがわかった。さらに興味深いことは、このナノグラファイトに水素原子を照射したところ、σ^*もπ電子状態もきわめて大きな影響を受けることを見出した。
生成文法の枠組みにおける量化に関する方言研究

今年度は、個々に資料収集および先行研究において提唱されてきた分析について再検討した。さらに、その知見をもとに九州方言(長崎方言、熊本方言)を中心に、特に選択的接続詞が認可されるコンテクストを念頭に本課題の刺激文を作成し、実験プログラム(Ibex Farm)を完成させた。個々の研究成果については以下の通りである。宮本は、九州方言における短い答えのデータをもとに日本語の短い答えにおける名詞句内分配解釈の認可条件について検討した。共通語では区別が難しい代名詞の「の」と属格の「の」の分布を九州方言のデータから区別し、日本語の短い答えにおいてFocP SPECへの移動ならびにAn(2016, 2018)の提唱する拡張削除(Extended deletion)が関与していることを明らかにした。西岡は特に日本語の主語位置の量化詞と否定の作用域について熊本方言の「が・の」主語をもとに考察し、さらに英語との比較を通して、カートグラフィの理論構築を行った。前田は助詞の残る削除現象、イントネーションと量化詞の作用域の関係、疑問文断片等について長崎方言等のデータを踏まえつつ、分析を行った。大滝は実験で使用する熊本方言と長崎方言における量化表現について検討し、どのような刺激文を実験で使用すべきか検討した。また、刺激文を提示する際に使用するプログラム(Ibex Farm)について、刺激文ならびに画像刺激の提示方法について検討した。加えて、富山方言における実験の可能性についても検討した。実験語用論的な研究であるため、Ibex Farmに関する技術的な側面を含め、実験準備に時間を要した。現時点で予備実験が行えるプログラムは完成している。また、共同研究者は担当の方言について情報収集・先行研究の整理を終えている。2019年度は予備実験を行い、プログラム(Ibex Farm)、刺激文等について必要な修正・変更を施した後、本実験を行う。本実験終了後は速やかにデータ整理・統計処理を行い、理論構築を開始する予定である。また、2018年度に行った理論的な研究成果についても続けて公表していく。今年度は実験用プログラム(Ibex Farm)の作成に時間を費やしたため、予備実験・本実験に使用する経費は2019年度に使用する。
単分散粒子規則配列を用いた高効率マイクロチャンネル集熱器の研究

廃熱(未利用エネルギー)を伴った流体から極めて高い効率で熱エネルギーを回収するための革新的マイクロチャンネル集熱器について検討を行った。その構造は単分散金属粒子(単一粒径球状金属粒子、粒径数100μm)を規則的・周期的に積層配列し、隣接粒子間に焼結ネックを形成して連結した3次元人工結晶であり、その3次元空隙を流路とするものである。従来の直線流路やフィンタイプの熱交換器より熱交換(回収)効率が非常に高くなる可能性がある。単分散銅粒子の作製、規則的粒子配列体の作製プロセスについての研究開発を行い、熱流体シミュレーションと廃熱回収実験によって熱回収効率および廃熱利用のための応用上の優位性を考察した。廃熱(未利用エネルギー)を伴った流体から極めて高い効率で熱エネルギーを回収するための革新的マイクロチャンネル集熱器を研究開発する。その構造は、単分散金属粒子(単一粒径球状金属粒子、粒径数100μm)を規則的・周期的に積層配列し、隣接粒子間に焼結ネックを形成して連結した3次元人工結晶であり、その3次元空隙を流路とするものである。従来の直線流路やフィンタイプの熱交換器とは全く異なり、同じ流路断面積比であっても流路数が飛躍的に増加し熱流体が壁面近くを流れる割合が非常に高まることになり、特に大きな比表面積と平滑な表面により熱交換(回収)効率を非常に高くすることができる。単分散銅粒子の作製、規則的粒子配列体の作製プロセスについての研究開発を行い、熱流体シミュレーションと廃熱回収実験によって熱回収効率および廃熱利用のための応用上の優位性を明らかにする。平成25年度は、単分散粒子マイクロチャンネル集熱器の成立性を熱エネルギー回収効率の観点からシミュレーションを行い、その特徴を数値的に明らかにする。その周期的3次元構造を実現するために単分散銅粒子の作製、3次元粒子配列および焼結技術を検討し、作製可能であることを確認した。集熱効率評価では、fcc単位格子について流体に対する断面積をどの程度にするかを変化させて、圧力損失と集熱効率の関係を求めて、単分散粒子マイクロチャンネル集熱器の特徴を数値的に検討した。隣接粒子接合面積を制御するための焼結方法について、人工結晶構造および寸法を維持して焼結するために、表面拡散支配の焼結条件を雰囲気の効果も含めて明らかにした。熱流体シミュレーションでは、単位格子を流れ方向にどれだけ積層するか、結晶方位また流体に対する断面積をどの程度にするかを変化させて、圧力損失と熱エネルギー回収効率の関係を求めて、単分散粒子マイクロチャンネル集熱器の特徴を数値的に明らかにした。単分散金属粒子を人工結晶構造(例えばfcc構造)にパッキングし焼結ネック形成して、マイクロチャンネル集熱器とするための3次元駆動型微小振動充填法を検討した。隣接粒子間焼結および接合面積は、極めて重要なファクターであり、これを制御するための焼結方法を確立するため、表面拡散支配の焼結について、雰囲気の効果も含めて詳細に検討した。最適化された3次元構造を有する単分散粒子配列焼結体を作製し、その人工結晶から方位を選定して切り出し単分散粒子マイクロチャンネル集熱器としての性能を確認を試みた。その結果から単分散マイクロチャンネル集熱器の有効性および高効率熱エネルギー回収の可能性について考察した。粉体加工学熱流体シミュレーションでは、単位格子を流れ方向にどれだけ積層するか、結晶方位また流体に対する断面積をどの程度にするかを変化させて、圧力損失と熱エネルギー回収効率の関係を求めて、単分散粒子マイクロチャンネル集熱器の特徴を数値的に明らかにできた。また、単分散金属粒子を人工結晶構造(例えばfcc構造)にパッキングし焼結ネック形成して、マイクロチャンネル集熱器とするための3次元駆動型微小振動充填法をほぼ達成できた。

隣接粒子間焼結および接合面積は、極めて重要なファクターであり、これを制御するための焼結方法を検討し、人工結晶構造および寸法を維持して焼結するために表面拡散支配の焼結条件を、雰囲気の効果も含めて詳細に検討した。平成26年度は、最適化された3次元構造を有する単分散粒子配列焼結体を作製し、その人工結晶から方位を選定して切り出し単分散粒子マイクロチャンネル集熱器としての性能を確認する。その結果から単分散マイクロチャンネル集熱器の有効性および高効率熱エネルギー回収の可能性について明らかにする。シミュレーション計算を基に作製したサンプルに熱流体を流し、上流・下流での温度、圧力、サンプル各部の温度を計測して、圧力損失と熱回収効率を解析する。実験結果とシミュレーションとの比較により、単分散粒子マイクロチャンネル集熱器の有効性および高効率熱エネルギー回収の可能性を明らかにする。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。単分散金属粒子をfccにパッキングした充填構造の焼結条件を検討する際、比較的少ない焼結パラメータで最適化できたので、高純度ガスの使用量を少なくおさえることができた。平成26年度の研究遂行に使用する予定である。
軽度認知障害における性差・社会心理学的機序の解明に関するコホート内症例対照研究

本研究では、社会心理学的要因に焦点を当て、多岐にわたる認知機能及び動脈硬化の検査項目を測定している地域住民コホートにおいて、コホート内症例・対照研究を実施し、社会心理的負担が、精神的ストレス、性ホルモンを介して、アルツハイマー型認知症を中心とする非動脈硬化性認知症及びその前臨床状態である軽度認知障害の発症リスク増加に至るメカニズムを、性差の視点を加味して検証する。
卵巣におけるPACAP作用機構の機能的組織学的検討

Secretin/glucagon/vasoactive polypetidefamily petidesのMemberであるPACAPが卵巣に存在し、そのType I PACAP receptorの存在も否定できないが、主にType II PACAP receptorを介して卵巣の機能を種々に調節することが示唆された。PACAPはCyclic nucleotidesやCytosolic Ca^<2+>、細胞内Voltage、Apoptosis、Adhesion moleculeの調節にも関与し、単独でも作用するが、ゴナドトロピンの卵巣ステロイドゲネシスを調節した。DNA合成酵素系に対してはDNA複製酵素であるDNA Polymerase α活性を調節し、細胞増殖に関与していることも示唆された。さらに、Endothelin-renin-angiotensin-atrial natriuretic peptide system(ERAANPS)やGrowth hormoneの作用にも関与し、エンドセリンレセプタータイプやアンジオテンシンレセプターも調節している可能性も示唆された。PACAPの血管新生等への関与の有無は明らかでなかった。PACAPは顆粒膜細胞に多く存在したが、莢膜細胞や間質細胞にも存在した。卵胞の閉鎖にも深い関与するとともに、卵の機能を抑制することも示唆された。このように,PACAPはAutocrineないしParacrine的に卵巣の発育機能に関与するLH、FSH、プロラクチン、GH、GHRH、VIP、レニン-アンジオテンシン系(RAS)物質、ANP Familyなどの種々のホルモン系と深く関わり、卵巣の機能を調節することが明らかとなった。Programmed cell death(Apoptosis)に及ぼす影響についても明らかにした。同時に,PACAPのLH,FSH,プロラクチン,GHおよびVIP作用に及ぼす影響についても明らかにした。PACAPは卵巣機能に重要な影響を及ぼしているおり、われわれが先に提唱したERAANPSやGHと深く関わり,Steroidogenesis,DNA Polymerase α活性などの卵巣機能調節に深く関わっていることが明らかにされてきている。概略的には計画的に進んでいる。Secretin/glucagon/vasoactive polypetidefamily petidesのMemberであるpituitary adenylate cyclase-activating polypetide(PACAP)のPACAP-38およびPACAP-27が卵巣に存在し、主にTypeII PACAP receptorを介して卵巣の機能を種々に調節することが明らかとなった(Type I PACAPreceptorの存在も否定できない)。PACAP-38はCyclic adenosine3',5'-monophosphateやCytosolic Ca^<2+>の増加にも関与し、Follicle-stimulating hormoneとDependentないしIndependentに卵巣のプロゲステロン,エストロゲン,特にプロゲステロンを増加させる。Deoxyribonucleic acid(DNA)複製酵素であるDNA Polymerase α活性も調節しているようである。さらに、エンドセリンレセプターないしアンジオテンシンレセプターを調節している可能性も示唆され、卵胞の閉鎖にも深い関与するとともに、卵の機能を抑制することが示唆される。Endothelin-renin-angiotensin-atrial natriuretic peptide system(ERAANPS)系やGrowth hormoneの作用にも関与しているらしい。このように、PACAPはAutocrineないしParacrine的に種々のホルモン系と深く関わり、卵巣の機能を調節することが明らかとなった。研究は概略的には計画的に進んでいる。Secretin/glucagon/vasoactive polypetidefamily petidesのMemberであるPACAPが卵巣に存在し、そのTypeI PACAP receptorの存在も否定できないが、主にTypeII PACAP receptorを介して卵巣の機能を種々に調節することが示唆された。PACAPはCyclic nucleotidesやCytosolic Ca^<2+>、細胞内Voltage,Apoptosis、Adhesion moleculeの調節にも関与し、単独でも作用するが、ゴナドトロピンの卵巣ステロイドゲネシスを調節した。DNA合成酵素系に対してはDNA複製酵素であるDNA Polymeraseα活性を調節し、細胞増殖に関与していることも示唆された。

さらに、Endothelin-renin-angiotensin-atrial natriuretic peptide system(ERAANPS)やGrowth hormoneの作用にも関与し、エンドセリンレセプタータイプやアンジオテンシンレセプターも調節している可能性も示唆された。PACAPの血管新生等への関与の有無は明らかでなかった。PACAPは顆粒細胞膜に多く存在したが、莢膜細胞や間質細胞にも存在した。卵胞の閉鎖にも深い関与するとともに、卵の機能を抑制することも示唆された。このように,PACAPはAutocrineないしParacrine的に卵巣の発育機能に関与するLH、FSH、プロラクチン、GH、GHRH、VIP、レニン-アンジオテンシン系(RAS)物質、ANP Familyなどの種々のホルモン系と深く関わり、卵巣の機能を調節することが明らかとなった。
界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発

本申請課題では高保磁力Nd2Fe14B相と高飽和磁化Fe合金相,さらに非磁性Nd合金相との界面形成による発現が期待される「交換結合状態の異方性」とナノ構造を精密制御可能な「薄膜プロセス」を利用し,ハード磁性相としてNd2Fe14B,ソフト磁性相としてFe80B20(シリーズI)と高飽和磁化を有するFe45Co55(シリーズII)の2つの積層型ネオジム系ナノコンポジット磁石膜の形成を試み,レアメタルフリーと高い最大エネルギー積,高保磁力を同時に達成可能とする基盤技術となる「界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発」を目指し,その微細構造と磁気特性について検討した.ソフト磁性相をFe-Bとした積層膜(シリーズI)において,Mo中間層無しでは面直Hc 1 kOe程度を示し,Mo中間層有りでは面直Hc 5 kOe程度のハード磁性を示した.磁化容易軸は膜面直方向の垂直磁化膜であった.一方,Fe-Coをソフト磁性相とした積層膜(シリーズII)において,Mo中間層無しでは,面内Hc 6 kOe程度を示し,Mo中間層有りでは,面内Hc 9 kOe程度のハード磁性を示し,Mo中間層の有無にかかわらず磁化容易軸は面内方向であった.両シリーズ共に減磁曲線が一体となった良好な角型を持つ試料において,ΔMプロット解析を行なった結果,相間には交換結合の存在が確認された.この原因として構造解析と組成分析から,Mo中間層の部分的な消失領域においてハード磁性相とソフト磁性相が接することで交換結合が働いていることが示唆された.今回の研究によって交換結合と積層構造を同時に達成する基礎技術と新たな磁気異方性制御方法が見出されており,本研究は単なるモデル試料の創成だけでなくマグネティックMEMSデバイス応用に向けた展開も期待される.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,「交換結合状態の異方性」とナノ構造を精密制御可能な「薄膜プロセス」を利用し,レアメタルフリーと高い最大エネルギー積,高保磁力を同時に達成可能とする基盤技術となる「界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発」を目指すものである.本年度は界面制御したNd2Fe14B/Fe基合金ナノコンポジット膜形成は,c軸が基板に垂直となる高配向Nd2Fe14B相形成が必須であると同時に高い角形性と保磁力が必要であるため,単結晶基板の表面修飾のため,フラッシング条件を制御することでバッファ層制御を精密に実施した結果,膜面直ならびに面内方向へも配向したフルエピタキシャル成長のMo(001)単結晶下地層の形成に成功した.さらに,この単結晶Mo(001)下地上に300°CでのNd-Fe-B/Fe積層膜の製膜後,UHV中での700°Cのポストアニールにより,減磁曲線が一体となり,膜面直ならびに面内方向共に約6 kOeの保磁力が発生する等方的なハード磁性が確認された.さらにNd-Fe-B/Feの間に1 nm厚の薄いMo中間層の挿入で,膜面直方向が磁化容易軸となる磁気異方性が現れ,約6 kOeの保磁力が発生した.一体となった減磁曲線が得られ,多数の反転磁場で計測されたFORC(リコイルカーブ)の傾きからもNd-Fe-B層とFe層間に正の交換結合が作用していることが示唆された.この異方性Nd-Fe-B/Mo/Fe積層膜のTEM観察の結果,わずかな厚さのMo中間層によって,その積層周期が保持され,且つ磁化を低減させるNd-Fe-B層側面へのFeの回り込みが抑制された理想的な界面が形成されていることが明確となった.当初本年度の計画において,レーザーアニールによる結晶化とハード磁性の出現を目指していたが,UHV多元製膜装置を用いてポストアニール方法を試行した段階で,Nd-Fe-B/Mo/Fe積層膜において,正の交換結合をもち,さらに保磁力の発生と異方性が同時に出現するMo中間層効果を見出すことに成功した.このため,このアニール実験に用いる積層膜の製膜ならびにポストアニール実験と同時にUHV多元製膜装置へのレーザーアニール装置の取付とそのアニール装置の予備的な実験を実施した.さらにソフト層として高飽和磁化膜の検討を実施することが予定されていたが,UHV多元製膜装置を用いたポストアニール実験の取り組みに集中した.本申請課題では高保磁力Nd2Fe14B相と高飽和磁化Fe合金相,さらに非磁性Nd合金相との界面形成による発現が期待される「交換結合状態の異方性」とナノ構造を精密制御可能な「薄膜プロセス」を利用し,ハード磁性相としてNd2Fe14B,ソフト磁性相としてFe80B20(シリーズI)と高飽和磁化を有するFe45Co55(シリーズII)の2つの積層型ネオジム系ナノコンポジット磁石膜の形成を試み,レアメタルフリーと高い最大エネルギー積,高保磁力を同時に達成可能とする基盤技術となる「界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発」を目指し,その微細構造と磁気特性について検討した.ソフト磁性相をFe-Bとした積層膜(シリーズI)において,Mo中間層無しでは面直Hc 1 kOe程度を示し,Mo中間層有りでは面直Hc 5 kOe程度のハード磁性を示した.

磁化容易軸は膜面直方向の垂直磁化膜であった.一方,Fe-Coをソフト磁性相とした積層膜(シリーズII)において,Mo中間層無しでは,面内Hc 6 kOe程度を示し,Mo中間層有りでは,面内Hc 9 kOe程度のハード磁性を示し,Mo中間層の有無にかかわらず磁化容易軸は面内方向であった.両シリーズ共に減磁曲線が一体となった良好な角型を持つ試料において,ΔMプロット解析を行なった結果,相間には交換結合の存在が確認された.この原因として構造解析と組成分析から,Mo中間層の部分的な消失領域においてハード磁性相とソフト磁性相が接することで交換結合が働いていることが示唆された.今回の研究によって交換結合と積層構造を同時に達成する基礎技術と新たな磁気異方性制御方法が見出されており,本研究は単なるモデル試料の創成だけでなくマグネティックMEMSデバイス応用に向けた展開も期待される.本申請課題では高保磁力Nd2Fe14B相と高飽和磁化Fe合金相,さらに非磁性Nd合金相との界面形成による発現が期待される「交換結合状態の異方性」とナノ構造を精密制御可能な「薄膜プロセス」を利用し,ハード磁性相としてNd2Fe14B,ソフト磁性相としてFe-B(シリーズI)と高飽和磁化を有するFe-Co(シリーズII)の2つの積層型ネオジム系ナノコンポジット磁石膜の形成を試み,レアメタルフリーと高い最大エネルギー積,高保磁力を同時に達成可能とする基盤技術となる「界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発」を目指し,その微細構造と磁気特性について検討した.本申請課題では高保磁力Nd2Fe14B相と高飽和磁化Fe合金相,さらに非磁性Nd合金相との界面形成による発現が期待される「交換結合状態の異方性」とナノ構造を精密制御可能な「薄膜プロセス」を利用し,ハード磁性相としてNd2Fe14B,ソフト磁性相としてFe-B(シリーズI)と高飽和磁化を有するFe-Co(シリーズII)の2つの積層型ネオジム系ナノコンポジット磁石膜の形成を試み,レアメタルフリーと高い最大エネルギー積,高保磁力を同時に達成可能とする基盤技術となる「界面制御された積層型ナノコンポジットモデル磁石膜の開発」を目指し,その微細構造と磁気特性について検討した.ソフト磁性相をFe-Bとした積層膜(シリーズI)において,Mo中間層無しでは面直Hc 1 kOe程度を示し,Mo中間層有りでは面直Hc 5 kOe程度のハード磁性を示した.磁化容易軸は膜面直方向の垂直磁化膜であった.一方,Fe-Coをソフト磁性相とした積層膜(シリーズII)において,Mo中間層無しでは,面内Hc 6 kOe程度を示し,Mo中間層有りでは,面内Hc 9 kOe程度のハード磁性を示し,Mo中間層の有無にかかわらず磁化容易軸は面内方向であった.当該研究者等の知る限り,これまでの研究報告では,膜面内方向が磁化容易軸であるNd-Fe-B磁石膜が得られていなかった.このため,膜垂直方向に磁化容易軸をもつNd-Fe-B膜をモデルとした磁石研究が展開されてきた.本申請課題研究においてソフト磁性相をFe-Co合金とし積層化されたNd-Fe-Bナノコンポジット磁石膜が最適ポストアニールによって面内磁気異方性を発現するという研究計画当初に予想されていなかった新しい結果が世界で初めて見出された.本年度は最大エネルギー積の向上を目指し,積層膜のハード層であるNd-Fe-B層とソフト相であるパーメンジュール組成となるFe-Co合金の結晶性を高める取り組みを実施する.また,磁化過程における角型性を高めるため,理想的な微細構造を形成する目的でNd-Gaを拡散源とした積層膜を形成し,その磁気特性と微細構造観察・分析の結果を考察することで高い磁石性能をもつ異方的な磁気特性をもつナノコンポジット膜の作製条件の確立を目指す.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。