hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
先駆的癌性EMTマーカー分子の機能解析と口腔癌由来循環内腫瘍細胞の検出への応用

口腔癌が転移する上で、脈管系浸潤は必須のプロセスであり、がん細胞が脈管・循環内環境に適応するために上皮間葉転換(EMT)を獲得している可能性が、現在非常に強く示唆されている。研究代表者は、これまでのEMTに関する研究実績をもとに、EMT時に発現制御される新規分子マーカーの同定に一部成功し、悪性度との相関性も明らかにしてきた。そこで、本研究では、これらの分子マーカーならびに、申請者が見出したEMT時のユニークな選択的スプライシング制御によって調節される分子をも指標とした、EMT獲得口腔癌の新規な分化マーカーの探索をおこなった。複数の選択的スプライシング制御によって調節される分子を解析した結果、TGF-b誘導性EMT時に変動する分子は検出できず、また悪性分化度の異なる乳癌細胞での検索でも検出できなかった。この解析に関しては、現在も継続して研究している。一方、EMTはEMT-TF(EMT転写因子)と呼ばれる2-3種類の転写因子で制御されている。その中で、乳癌細胞ではZEB1がもっとも悪性度と正の相関を示していることをすでに報告し、本研究で口腔癌の悪性度と比較すると、乳癌細胞と同様にZEB1が最も正の相関を示した。そこで、ZEB1の発現を制御するような転写因子を検索したところ、ETS1がZEB1のプロモータ活性を強力に増強することを明らかにした。ETS1はETSファミリーのプロトタイプであり、その他の因子でも同様に検討すると、ESE1は逆にZEB1プロモータ活性を抑制した。現在詳細な分子機構を検討しながら、投稿準備中である。選択的スプライシング制御によって調節されるmRNA分子を、すでに施行したエクソンアレイやcDNA発現解析の結果をもとに探索した。その結果複数の分子に着目し、TGF-b誘導性EMT時や乳癌細胞の悪性分化度との相関性を検討したが、十分な相関性を検出できなかった。現在、さらに分子群を広げ、解析をおこなっており、この点は進捗が少し遅れている。一方、複数存在するEMT-TFと口腔癌の悪性度との関連性は明らかにできた。また乳癌同様にETS1がZEB1の発現を上昇させることも明らかにでき、現在論文投稿準備中であり、この点は順調である。さらに、ETSファミリーのESE1がZEB1発現を抑制すること、さらにETSファミリーのgeneXもZEB1発現を抑制することを見いだし、現在分子機構に関し研究を進めており、順調に進捗している。ETSファミリーのESE1がZEB1発現を抑制することは乳癌細胞を用いてすでに報告した。本研究では口腔癌を用いて同様に解析した結果、乳癌細胞と同様に、ESE1がZEB1発現を抑制することがわかった。さらに、ETSファミリーのgeneXもZEB1発現を抑制することを新たに見いだした(投稿準備中)。そこで、今後はこれらのZEB1発現抑制の分子機構を分子レベルで解析を行っている。さらに、ESE1やgeneXの発現を病理標本や、マウスを用いたin vivoでの実験で検証も行っている。また、ESE1は遺伝子変異がすでに報告されており、この遺伝子異常とZEB1発現との関連性も検討し、geneXでの遺伝子変異をmRNAやgenomeで探索する。

また乳癌同様にETS1がZEB1の発現を上昇させることも明らかにでき、現在論文投稿準備中であり、この点は順調である。さらに、ETSファミリーのESE1がZEB1発現を抑制すること、さらにETSファミリーのgeneXもZEB1発現を抑制することを見いだし、現在分子機構に関し研究を進めており、順調に進捗している。ETSファミリーのESE1がZEB1発現を抑制することは乳癌細胞を用いてすでに報告した。本研究では口腔癌を用いて同様に解析した結果、乳癌細胞と同様に、ESE1がZEB1発現を抑制することがわかった。さらに、ETSファミリーのgeneXもZEB1発現を抑制することを新たに見いだした(投稿準備中)。そこで、今後はこれらのZEB1発現抑制の分子機構を分子レベルで解析を行っている。さらに、ESE1やgeneXの発現を病理標本や、マウスを用いたin vivoでの実験で検証も行っている。また、ESE1は遺伝子変異がすでに報告されており、この遺伝子異常とZEB1発現との関連性も検討し、geneXでの遺伝子変異をmRNAやgenomeで探索する。
標的トランスジェネシスによる表皮遺伝子治療の研究

TGase 1遺伝子欠損マウス(TGase 1^<-/->)を作製し、この遺伝子破壊がもたらす生物学的な影響を個体レベルで解析した。ES R1細胞における相同組換えを利用して、TGase 1遺伝子の転写開始点と翻訳開始コドン周辺を含むエクソン13を破壊するターゲティングをおこない、キメラマウスを経て、TGase 1^<-/->を作製した。TGase 1^<-/->では角質形成は未熟で、cell envelopeは欠落し、それを構成するロリクリンの局在異常が観察された。TGase 1^<-/->は皮膚バリアー機能の著しい障害を来し、生後数時間以内に死亡することから、TGase 1は角質の発生と成熟、cell envelope形成を介して、個体の生後の環境適応のために必須の酵素であると結論した。TGase 1^<-/->は劣性葉状魚鱗癬のモデルとして先天性角化異常症の遺伝子治療法開発に役立つことが期待される。また、ヒトTGase1遺伝子の上流2.5kbの領域をE.coliβ-galactosidase(β-gal)遺伝子に結合したトランスジーンをもつトランスジェニックマウスを作製した。樹立した9系統のトランスジェニックマウスにおいて、F1マウス表皮におけるトランスジーンの発現をβ-gal組織化学染色で検討した。β-gal発現の局在は内因性のTGase 1 mRNAの分布と一致し、このプロモーター領域は、in vivoにおいて、表皮および終末分化特異的遺伝子発現に関与することが示唆された。このトランスジェニックマウス皮膚にホルボールエステルTPAを塗布し、経時的にβ-galの発現を観察した結果、分化した有棘層より上層にβ-galの発現誘導が観察され、従って、この上流2.5kbは表皮において誘導的な終末分化特異的遺伝子発現を制御する遺伝子治療用ベクター開発に有用と考えられた。遺伝性角化異常症の疾患遺伝子の解明はDNA診断に基づく出生前診断や遺伝相談を可能にし疾患の発症予防に役立っているが、未だ患児に対する的確な治療法はなく、遺伝子治療への期待が高まっている。本研究では、葉状魚鱗癬(LI)の疾患遺伝子であるトランスグルタミナーゼ1(TGase 1)遺伝子の発現制御を個体レベルで解析するトランスジェニックマウスを作製し、生体表皮において発現制御が可能な発現ベクターを開発するとともに、TGase1遺伝子に変異を有するLIモデルに対して、このベクター系をもちいた正常遺伝子の導入を試み、遺伝性角化異常症の遺伝子治療の可能性を追求することを目的としている。平成9年度は、ヒトTGase1遺伝子の上流2.5kbの領域をE.coliのβ-galactosidase(β-gal)遺伝子に結合したレポータートランスジーンを構築し、BDF1マウスの受精卵にマイクロインジェクションにより導入し、9系統のトランスジェニックマウスを樹立した。得られたF1マウス表皮におけるトランスジーンの発現をβーgal組織化学染色で検討したところ、in situ hybridizationで解析した内因性のTGase1 mRNAの分布と一致し、このプロモーターは、in vivoにおいて、表皮および終末分化特異的遺伝子発現に関与することが示唆された。このトランスジェニックマウス皮膚にホルボールエステルTPAを塗布し、経時的にトランスジーンの発現を観察した結果、分化した有棘層より上層にトランスジーンの発現誘導が観察され、このプロモーターは表皮において誘導的な終末分化特異的活性化をうけることが明らかになった。TGase l遺伝子欠損マウス(TGase l^<-/->)を作製し、この遺伝子破壊がもたらす生物学的な影響を個体レベルで解析した。ES R1

細胞における相同組換えを利用して、TGase 1遺伝子の転写開始点と翻訳開始コドン周辺を含むエクソン13を破壊するターゲティングをおこない、キメラマウスを経て、TGase 1^<-/->を作製した。TGase 1^<-/->では角質形成は未熟で、cell envelopeは欠落し、それを構成するロリクリンの局在異常が観察された。TGase 1^<-/->は皮膚バリアー機能の著しい障害を来し、生後数時間以内に死亡することから、TGase 1は角質の発生と成熟、cell envelope形成を介して、個体の生後の環境適応のために必須の酵素であると結論した。TGase 1^<-/->は劣性葉状魚鱗癬のモデルとして先天性角化異常症の遺伝子治療法開発に役立つことが期待される。また、ヒトTGase 1遺伝子の上流2.5kbの領域をE.coli β-galactosidase(β-gal)遺伝子に結合したトランスジーンをもつトランスジェニックマウスを作製した。樹立した9系統のトランスジェニックマウスにおいて、F1マウス表皮におけるトランスジーンの発現をβ-gal組織化学染色で検討した。β-gal発現の局在は内因性のTGase1 mRNAの分布と一致し、このプロモーター領域は、in vivoにおいて、表皮および終末分化特異的遺伝子発現に関与することが示唆された。このトランスジェニックマウス皮膚にホルボールエステルTPAを塗布し、経時的にβ-galの発現を観察した結果、分化した有棘層より上層にβ-galの発現誘導が観察され、従って、この上流2.5kbは表皮において誘導的な終末分化特異的遺伝子発現を制御する遺伝子治療用ベクター開発に有用と考えられた。
PM2.5の見える化と半定量評価による科学的な大気環境学習プログラムの開発と実践

データに基づいて環境問題を客観的、科学的に捉える視点(環境科学リテラシー)を養うために、地方環境研究所が持つPM2.5の専門ノウハウを活用した体験型学習プログラムを作成した。これを児童・生徒に対して実践し、学習の前後でアンケート調査を行った。「環境」に関する自由記述式アンケートを計量テキスト分析した結果、受講者が自ら調査したデータ等に基づいてPM2.5の現状を科学的に理解した様子がうかがえた。また、元々高かった環境に関する知的欲求に対して、情報を集めるという具体行動が伴うよう喚起されたことが示唆された。この科学的な理解の経験と行動の喚起は、環境科学リテラシーの醸成に寄与するものと期待された。環境学習で実施するPM2.5濃度の測定体験(簡易法)には、濃度が既知のPM2.5標準フィルタを利用する。この標準フィルタの作成は、一般環境の前橋において初めに行い、標準フィルタの視覚的な色の濃淡がPM2.5濃度に比例するか官能試験を行った。官能試験は12段階のカラースケールを用いて20代50代の7人で実施した。その結果、PM2.5濃度が1160μg/m3の標準フィルタ5枚に対して、12段階カラースケールの値は1.05.6の範囲でPM2.5濃度に比例(R2=0.94)することを確認した。PM2.5濃度の測定について、この標準フィルタを用いた簡易法と公定法の差異は、2割程度と半定量の精度としては十分なことを確認した。そこで次に、環境の異なる3地点(一般環境、道路沿道および山岳環境)で夏季と冬季に標準フィルタを作成した。この環境学習では、測定体験と併せてPM2.5を含む大気汚染の全般的なことについて講義も行う。その教材として、講義用プレゼンと講師が参照する指導マニュアル、および受講者に配布するテキストを作成し、試行的に環境学習を実施した。対象は小中学生の団体(9人)と中学生の団体(18人)および教員の団体(11人)であった。中学生の団体に対する学習前後のアンケート結果を解析したところ、この環境学習は、PM2.5の『見える化』による大気汚染の実感、調査結果に対する論理的な考察、データに基づいて現状の大気環境を客観的に判断するという一連の経験を提供できたと考えられた。測定体験を通して環境データが得られる原理を知ることは、環境データへの関心とそれに着目する意識の醸成に有意義であろう。環境教育の基本方針では、環境に対する論理的思考力や判断力を養う重要性が示されているが、本環境学習はこれらの点に対して、受講者の環境問題に対する科学的視点を向上させることで貢献するものと考えられる。今年度は、これまでに検討・作成してきたPM2.5(大気汚染物質)の調査体験型学習プログラムを児童・生徒に対して実践し、プログラムの評価を行った。受講した団体はそれぞれ、中学校(12年18名)、こどもエコクラブ(小学5中学1年8名)、高校(3年16名)、小学校(5年34名)であった。加えて、夏休み期間中には、群馬県衛生環境研究所において『夏休み環境教室』を開催し、本プログラムを参加者(小学5年中学2年計12名)に対して実践した。PM2.5の調査は各団体の活動拠点周辺で行い、夏休み環境教室については当研究所の周辺で行った。本プログラムでは、調査で得られた結果に加えて、他の公開データ等を基に受講者に環境の現状を考察させた。学習プログラムの実践時には、毎回、教育効果を測るためのアンケート調査を学習前後に行った。アンケート結果から、いずれの実践においても、「環境のことをもっと知りたい」と「将来、環境に携わる職業に就きたいと思う」の回答割合が学習後に増加する傾向が見られた。前者については、受講者の行動に関するアンケートで「世界の環境問題について進んで情報を集める」の回答割合が増加したこととも相関した。これは、本プログラムでの【環境問題に関する情報を知る】という経験が、受講者の環境問題への知的好奇心を喚起し、【環境問題について進んで情報を集める】のアクションに繋がった可能性を示唆している。このことから、本プログラムは、受講者の環境リテラシーの向上に寄与することが期待できた。後者については、環境に関する意識のアンケート項目で、学習前よりも学習後は多くの項目で上昇する傾向が見られたが、そのような意識変化が将来の職業に対する意識として集約的に反映されたものと考えられた。以上、本プログラムは受講者の環境問題に関する意識と行動を変容させる可能性が示唆された。おおむね当初の計画通りに進んでいる。しかし、PM2.5標準フィルタの作成では、山岳環境の冬季においてPM2.5濃度が低いまま推移したため、適当な濃度範囲の標準フィルタを作成することができなかった。この点については、次年度改めて作成する必要がある。道路沿道では、PM2.5濃度に対する標準フィルタの色の濃淡が、その他の環境のものに比べて明らかに濃くなった。

これは自動車排ガスに含まれるススが原因と考えられ、道路沿道では標準フィルタを使い分ける必要が考えられた。一方で、一般環境で冬季に作成した標準フィルタでは、同地点で異なる時期に作成した標準フィルタと山岳環境で作成したそれらに比べて、特にPM2.5の高濃度領域においてフィルタの色が濃くなる傾向が見られた。この結果は、一般環境における代表的な冬季のPM2.5の状況を反映したものとして妥当なのか、あるいは特異的な事象を偶発的に捉えた影響によるものか、次年度の同時期に改めて標準フィルタを作成し確認する必要がある。環境学習の実践に関しては、次年度に行う計画であったものの、先行して各種団体に対して実施することができた。この実施結果から、本環境学習は我々が意図する教育効果を期待できそうであることが示唆された。次年度は、より多くの環境学習を実施し、アンケート結果等から教育効果を統計学的に考察していく予定である。環境科学当初の計画通り最終年度に当たる平成27年度は、構築した環境学習プログラムを実践し、それと同時に学習の前後でアンケートも行う。そのために、学校などの団体に向けて、各種メディアを活用して本環境学習プログラムの広報を行う。環境学習の実践により得られたアンケート結果などから、本環境学習の教育効果を統計学的に評価していく予定である。また、得られた研究成果の公表も積極的に行う。当初の計画ではPM2.5捕集用のフィルタを購入する予定であったが、当研究所にて別の調査に供しているフィルタの余りで代替することができた。また、PM2.5のサンプリングに用いる空気吸引ポンプは乾電池で稼働できるが、サンプリング時間が12時間に制限される。当初、この時間ではPM2.5のサンプリングに不十分であることも想定して、念のため専用のバッテリーを購入する予定を立てていた。しかし、12時間サンプリングの条件下で使用するPM2.5標準フィルタ(今年度作成した)は、PM2.5濃度と視覚的な色の濃淡が比例し、PM2.5濃度に応じた色の濃淡差を識別できると分かったため、サンプリング時間は12時間で十分である事を確認した。そのため、専用バッテリーの購入が不要となった。PM2.5標準フィルタの作成においては、改めて一般環境における冬季の標準フィルタと、山岳環境における冬季のそれを作成し直す必要があることから、『次年度使用額』はこのための物品購入や旅費に充てる。また、次年度は夏休みの環境科学教室を開催する予定であり、『次年度使用額』はこのための物品の購入にも充てる予定である。
セラミックスの接合への超音波の利用

セラミックスと金属の接合体には接合後、両者の熱膨張が大幅に異なることにより熱応力が発生している。この熱応力を緩和するには、ろう接時における接合温度の低下が有効である。単に接合温度を下げるとセラミックスと金属は接合されにくいので、本研究では接合中に超音波を印加し、ZnーAl合金を用いてセラミックスと金属の接合を試みた。結果を要約すると、Znー5Al合金を用いて667、723,773Kの各温度で0ー90sの間で超音波を印加すると、印加時間の増加とともに炭化ケイ素/銅接合体の強さが高くなり、例えば接合条件723、90sで接合体強さは78MPaである。超音波印加時間とともに接合強さが上昇する傾向は同一である。ろう接中にセラミックスへの超音波の印加によりろう合金の接合性は著しく改善される。超音波印加時間が一定の場合、接合温度が高いほど接合性への効果は高い。たとえばZnー5Al合金の場合、炭化ケイ素/銅接合体の強さは667Kにおいて36MPaから773Kにおいて62MPaに増加する。これは高温ほど合金に対して超音波が働きやすいことを示している。Znー5Al溶融合金は炭化ケイ素に対し最初ほとんど接合しない状態から超音波印加とともに濡れはじめ、接合が促進する。また、接合温度が高いほどセラミックスの溶融合金に対する濡れは促進され超音波の効果は大きい。Znー5Al合金を用い炭化ケイ素と各種金属の接合が行え、723K,60sでTi,Fe,SUS304,Cuの接合が行える。接合強さは熱膨張係数の小さいTiで大きい。このことは、金属の熱膨張係数の小さい程、接合体中の残留応力が大きいことを示している。700K前後ではまだ接合温度が高く、さらに低温度での接合が必要であることを示してある。
可溶性アポEレセプター分断放出破綻による糖尿病とアルツハイマー病の病態連関の探索

糖尿病患者がアルツハイマー病を合併しやすいことが注目されている。しかしながら、その病態連関は不明のところが多い。本研究は、『可溶性アポEレセプターを放出するプロテアーゼ制御の破綻』が糖尿病を引き起こす脂肪細胞障害とアルツハイマー病の早期神経変性の共通メカニズムになるという仮説をたて、アルツハイマー病患者脳組織切片と髄液検体を提供する米国ワシントン大学セントルイス校神経科と糖尿病基礎研究を行うケンブリッジ大学メタボリックリサーチセンターと共同で、米国アルツハイマー病研究拠点(ADRC)バンクより送付されたヒトアルツハイマー病脳組織切片と髄液の検体解析と細胞基礎解析を行い、新規バイオマーカー可溶性レセプターLR11から視た糖尿病とアルツハイマー病の発症に共通する細胞機能の病的障害メカニズムを提示することを目的とした。今年度はADRCより送られた匿名化脳組織切片の免疫染色解析の条件設定に着手した。当初予定していたLR11細胞外領域抗体A2-2-3抗体によるヒトアルツハイマー病脳組織切片の免疫染色に、細胞内領域を抗原とした抗体を加えて条件検討を行い、LR11免疫染色の条件をそれぞれ検討し、最適な染色条件を確定した。一方、糖尿病発症におけるLR11分断の意義を明らかにするために用いる不死化初代培養脂肪細胞を樹立するために、マウスおよびヒト脂肪組織から前駆細胞を調整し、それぞれ複数の脂肪細胞由来前駆細胞クローンを獲得した。それぞれの細胞株に成熟脂肪化条件で分化誘導し、成熟脂肪細胞におけるmRNA遺伝子発現解析に着手し、これらを確認後、不死化処理を行う。今後、脳組織切片と不死化培養細胞を用いて、分断されたLR11エクトドメインと細胞内断端の発現レベルを定量化し、糖尿病病態とアルツハイマー病の病態指標との関連を検討する。ヒトアルツハイマー病脳組織切片のLR11免疫染色においては、LR11細胞外領域を認識する抗体に加えて、細胞内領域を認識する抗体を用いた免疫染色の条件検討を行い、両者の発現の強度を比較できる染色条件をほぼ設定できた。一方、糖尿病病態とアルツハイマー病病態におけるLR11分断の共有する病的意義を解析するためのマウス及びヒト脂肪由来前駆脂肪細胞について、複数のクローンの樹立に成功した。以上より、当初、初年度に予定していた主要計画である脳組織切片の免疫染色条件検討と初代細胞株の確立を終了することができた。初年度の研究計画をおおむね順調に達成したと考える。初年度研究計画に沿って、マウス白色脂肪から均一化し獲得した前駆脂肪細胞を調整し、分化成熟機能を検証する。それをもとに、SV40を導入し不死化処理を行い複数のクローンを樹立する。これまでの細胞株スクリーニング実験結果から細胞増殖能は十分であり、分化率も高い特性を有する前脂肪細胞株を数クローン得られたことが確認できている。不死化脂肪細胞株を用いた解析では、LR11細胞内べジクル局在と分断放出過程解析、メタボローム解析を行う。また、ヒトアルツハイマー病脳組織切片のLR11免疫染色においてはLR11細胞外領域を認識する抗体及びLR11細胞内領域を認識する抗体を用いて免疫染色の条件検討を行い、今後検討にて設定した条件で米国アルツハイマー病研究拠点(ADRC)バンクより送付されたヒトアルツハイマー病脳組織切片の解析を行い、その結果を用いて米国ワシントン大学研究者と共に、病態との関連解析を行う。

一方、糖尿病病態とアルツハイマー病病態におけるLR11分断の共有する病的意義を解析するためのマウス及びヒト脂肪由来前駆脂肪細胞について、複数のクローンの樹立に成功した。以上より、当初、初年度に予定していた主要計画である脳組織切片の免疫染色条件検討と初代細胞株の確立を終了することができた。初年度の研究計画をおおむね順調に達成したと考える。初年度研究計画に沿って、マウス白色脂肪から均一化し獲得した前駆脂肪細胞を調整し、分化成熟機能を検証する。それをもとに、SV40を導入し不死化処理を行い複数のクローンを樹立する。これまでの細胞株スクリーニング実験結果から細胞増殖能は十分であり、分化率も高い特性を有する前脂肪細胞株を数クローン得られたことが確認できている。不死化脂肪細胞株を用いた解析では、LR11細胞内べジクル局在と分断放出過程解析、メタボローム解析を行う。また、ヒトアルツハイマー病脳組織切片のLR11免疫染色においてはLR11細胞外領域を認識する抗体及びLR11細胞内領域を認識する抗体を用いて免疫染色の条件検討を行い、今後検討にて設定した条件で米国アルツハイマー病研究拠点(ADRC)バンクより送付されたヒトアルツハイマー病脳組織切片の解析を行い、その結果を用いて米国ワシントン大学研究者と共に、病態との関連解析を行う。
高い臨場場を用いた広い作業空間でのテレマイクロ微細操作に関する研究

本研究の最終目的は高精度・広範囲遠隔微細操作を実現することである。複数台のナノマニピュレータを用いたナノロボティックアセンブリシステムを構築し、ナノメカニカルシステム(NEMS)カセンサのアセンブリを実現した。平成19年度にはナノアセンブリシステムによる3次元ナノベルトカセンサの試作に成功した。具体的にはナノインクを用いたロボティックソーダリング、電気抵抗溶接、外部力アシストアセンブリ技術を提案しデバイスアセンブリに有用であることを電子顕微鏡の下で検証した。これらの新たな加工技術は既存のマイクロメカニカルシステム(MEMS)加工技術では不可能である極微細でありながら超柔軟3次元ヘリカールナノベルト(HNB)のようなナノスケール構造物を用いたデバイスアセンブリに非常に有用な技術であると判断される。本課題で提案されるこれらの要素技術により開発されたピエゾ抵抗3次元ナノベルトカセンサは広範囲(数pN数百nN)かつ高精度(pNnN)を実現した。現在取り組んでいるセンサの大量生産プロセスにより幅広い応用分野で微細マニピュレーションシステムに適用されることが可能になり、単分子バイオ操作やナノ構造物の特性分析のための高精度、広範囲マニピュレーションが期待できる。本課題の最終年度であり、これらの研究成果を世界で情報発信するため、本分野で権威の高い論文誌(6件)、国際会議(8件)、多数の国内会議などに論文を投稿するなど、実りある成果を得ることができた。また、これらの準備過程でより深く同分野の研究者らと議論することができ、今後の新たなブレークスルーとなると考えている。本年度はバイオ操作システムの構築を行いそのシステムを用いたバイオ操作への適用と検証実験を行った。多くのバイオ操作アプリケーションでは高精度のマニピュレーションとセンシング能力を持つマルチスケールシステムが要求されている。本研究グループではスイス連邦工科大学との緊密な共同研究体制を構築し、3台のnm以下の位置決め精度を持つロボティックマニピュレーションシステムを構築した。センシングに関しては、高精度・広範囲での微少力センサの開発のため、ナノロボティックシステムを用いて3次元ナノベルトのピエゾ特性の究明に成功した。さらに、そのピエゾ特性を用いNEMSカセンサデバイスの開発を行っている。光学顕微鏡を用いたシステムから、電子注射顕微鏡(SEM)でのボトムアップナノロボティックアセンブリが可能なシステムへの拡張を行った。その際必要不可欠であるナノウェルディング技術などの検証実験を行い、コンタクト抵抗の低下という成果を生み出すことができた。また、ストレスフルな電子顕微鏡の下でのナノマニピュレーションをより効率かつロバストに実現するため、3次元ナノベルトの両端に強磁性と高い電気伝導性をもつCr/Ni/Auメタルコネクタをドーピングし、ヘルムホルツコイルセットアップにて、外部電磁気場を用いた作業支援実験を行い、人間の操作性を向上させた。システムのバイオ操作への応用として、FibronectinファイバのPullingとその際の力をuN精度を持つMEMS力センサを用いて計測した。現在、これらの力情報を用いたファイバの自動パターニングを行っている。
鉄鋼材料強化因子の照射劣化が原子力プラント健全性に与える影響評価手法の開発

鉄鋼材料は母相中の炭化物や酸化物などによる強化を図っている。最近の我々の研究により、この強化因子が照射下で不安定化して消滅する現象を明らかにし、原子炉や核融合炉の構造材料の性能劣化への影響を指摘している。現在の理解が定性的なものにとどまっていることから、本提案では、この現象の影響力の定量化を目的とする。そして、照射下における原子の流れ(拡散)を制御する照射技術を開発し、鉄基合金/炭化物(あるいは酸化物)二相界面に適用して、照射影響(界面移動など)を定量的に計測し、照射耐性の評価に資する知見としてまとめる。
米国移民二世用英文テキスト(英訳「國語読本」)の全文テキストデータベース化

1920年ごろ,アメリカ合衆国の日系移民は,二世を日本のことも理解できる良きアメリカ市民になるように教育するため,日本語でなく,英文及びローマ字による日本語教科書を作成し使用した。かれらは,日本の文部省の承認を得て,日本の国定教科書(第4期サクラ読本)を英訳し,見開きのページの中にローマ字と日本語原文を添えて相互に参照できる教科書を作り使用した。英訳本の底本となったサクラ読本の中に,中近東の民話「逃げたラクダ」が取り上げられている。これは,当時,英米の英語読本にあった題材を日本語に翻訳,翻案したものである。また,イソップ寓話集その他の西欧の童話等も数多く取り入れられている。この米国在住日系二世用の日本語教科書を作成するに当って,これらの題材も他のものと同様に英訳されており,英語から日本語,更に日本語から英語の2回の翻訳を経ている。この過程で,題材は,表現や用語の使い方などが少しずつ変化している。二度の翻訳・翻案を経たこの教材が,内容や表現などに具体的にどのような変容を遂げたのかを,逐語的に比較検討し,翻訳の差(変化,揺れ)と当時の社会的背景や日系二世に対する日本の教育団体の姿勢などを明らかにし,異文化理解における問題点とその解決策を考察するため,国定教科書(サクラ読本)の「逃げたラクダ」の文章を,そのままパソコンのデータとして取り込み,もとの英語読本にあった文章と,英訳国語読本の該当箇所も同様にパソコンのデータとして取り込み全文テキストデータベースを試作した。読取装置は,市販のパソコンと画像読取装置(イメージスキャナ)及び画像データ読取ソフトを組み合わせて構成したシステムである。読取ソフトの性能は,学習効果により向上するため,各教科目の教科書の解読にも応用した実用的に使用できるよう,英語・数学・国語・理科・社会・体育の現行の教科書を用いて調査し,問題点を調べ,現自動読取システムの汎用性を高めかつ問題点を調査した。
生体モニタリングと災害時の捜索救助を目的とする無線タグ

本研究は,電波式パッシブ無線タグと温度センサ等のセンサを組み合わせることによる体温等の生体モニタリング,大規模災害時にがれき等の埋まった行方不明者捜索に活用できるシステムの構築を目指す研究である。そのためには,微弱な電波を受信して,その電波のエネルギーで動作する極めて省電力な無線タグを開発する必要がある。そこで,最適化計算等により,省電力な温度センサを持ち,長距離通信が可能な無線タグの開発を行った。本研究は,電波式パッシブ無線タグ(RFID)を用い,学校,老人ホーム,病院等での使用を想定し,無線タグを名札に取り付けることによる日常の入退出管理,さらには,温度センサ等のセンサを組み合わせることにより,体温等の生体モニタリング,大規模災害時にがれき等の埋まった行方不明者捜索に活用できるシステムの構築を目指す研究である。想定しているタグ自身は電源を持たず,信号読み取り機から送られてくる電波をエネルギー源として動作する。そのため,タグ回路の省電力化,特に温度センサの省電力化が必須である。本年度は受信した電波を整流してタグの動作に必要な直流を発生させる整流回路と,効率を高めるためのアンテナ,整合回路の検討および試作を行った。設計においては回路の非線形性を考慮する必要があるために,アンテナの電磁界解析と回路解析をカップリングした手法が必要となり,その解析手法に関する研究発表を行った。解析結果によると,整合回路を用いて受信した電波を共振させることにより,整流回路の効率が高まり,UHF帯の電波を使用することで,10m程度の長距離での通信が可能であるとの結果が得られた。また,その解析結果に基づき,回路を試作したところ,電波を受信して,温度センサを含めて回路が動作することを確認した。ただし,試作した回路の電源効率,アンテナの実特性などの測定精度が不十分であり,改善が必要である。温度センサの低消費電力化のために,本年度はサーミスタを用いた回路を提案し,試作を行った。その結果,約20マイクロW程度の電力で動作することを確認し,想定していた電力の範囲内に収まった。また,回路解析によるセンサ出力の予想値と実際の測定結果に相違が見られていたが,その原因の究明を行い,回路の改善を行った。本研究は,電波式パッシブ無線タグ(RFID)を用い,学校,老人ホーム,病院等において,無線タグを名札等に取り付けることによる日常の入退出管理,さらには,温度センサ等のセンサを組み合わせることによる体温等の生体モニタリング,大規模災害時にがれき等の埋まった行方不明者捜索に活用できるシステムの構築を目指す研究である。想定しているタグは電源を持たず,信号読み取り機から送られてくる電波をエネルギー源として動作する(パッシブ方式)。本年度は昨年度から試作を行っていた温度センサ付きタグ回路に返信回路を追加して,信号読み取り機に温度情報を返信する実験を行った。その結果,温度情報を正しく返信できていることを確認した。ただし,受信回路の電源効率は当初の推定値よりも低いことが判明した。当初の設計では,国内のUHF帯RFIDの法規制の下で約10mの通信可能距離があると概算したが,実際には4m程度しかないことがわかった。これは,試作回路がアンテナと同程度の大きさがあるために,アンテナと干渉して,電波の受信効率が低下したためと考えられる。また,アンテナから受信回路内の倍電圧整流回路までの配線の影響も考えられる。そこで,試作回路を再設計してより小さな基板に収まるようにする改善が必要である。昨年度から引き続き今年度もアンテナの最適設計を行った。その際,アンテナに接続する回路の非線形性を考慮した電磁界-回路練成解析が必要であり,解析時間が増加する問題点があった。そこで,定常解への反復計算において,収束の遅い成分と速い成分に分離することで収束性を改善する手法を採用した。これにより,解析時間の短縮を実現できた。このシステムの開発のためには,微弱な電波を受信して,その電波のエネルギーで動作する極めて省電力な無線タグを開発する必要がある。そのためには,アンテナの受信効率を高くする必要があり,、アンテナと無線タグのICチップとの間をインピーダンス整合させる必要がある。一方,無線タグは読み取り器に情報を返信する必要があり,そのためには自身のインピーダンスを変化させて,アンテナの電波反射率を変化させる必要がある。そのため,インピーダンス整合の状態を絶えず維持することはできず受信効率が低下する。この問題点を解決するために,受信アンテナと返信アンテナを分離する方法を提案した。これにより,受信アンテナはインピーダンス整合を維持し続けることができるため,微弱な電波を効率よく受信することが可能になる。本年度は特にこの二つのアンテナの相互影響を電磁界シミュレーションにより調べた。

その結果,受信・返信共に半波長ダイポールアンテナを用いると,相互影響が強く現れ,返信アンテナが情報を返信すると受信アンテナのアンテナインピーダンスが変化し,インピーダンス整合を維持できないことがわかった。一方,返信アンテナに1/4波長アンテナを用いると,相互影響を減らすことができることがわかった。これらの知見から,従来よりも受信効率の高いアンテナを持つ無線タグを開発できる可能性があることがわかった。
測定点群を用いた適応的細分割手法による自由曲面モデルの再構成

本研究では、物体形状の測定点群から得られた三角形メッシュと測定形状の概形を与え、その概形を初期多面体として細分割を行い、メッシュにフィットした細分割曲面を生成する手法を開発している。細分割曲面として、4tol分割とLoop細分割を基本とした方式及びCutmull&Clark法を検討・評価した。また、これらのスキームにより生成される曲面の連続性に関してGl性を持つことを評価・確認した。また、フィッティング手法としては、細分割曲面と三角形メッシュ差分を評価し、それに基づいて細分割曲面の修正する手法を開発した。さらに、高密度の三角形面多面体から三角形細分割曲面の初期メッシュを生成し、さらにそれに対して、パラメトリック曲面を生成する手法を開発した。パラメトリック曲面は4角形面であるため、ここでは、三角形面から仮想的に4角形面多面体を構成し、その近似度を評価しながら、三角形面多面体から初期メッシュを生成し、さらに、それに対してBスプライン曲面パッチを割り付ける方法を採用した。これらの方式や理論は、計算機上にプロトタイプソフトウェアとして実装されている。本年度は、細分割曲面として、●細分割スキームの設計として、4to1分割とLoop細分割を基本とした方式及びCutmull&Clark法を検討・評価した。●また、これらのスキームにより生成される曲面の連続性に関してG1性を持つことを評価・確認した。さらに、フィッティング手法として、●細分割曲面と三角形メッシュ差分評価法●その差分評価に基づく細分割曲面の修正法について研究を行い、差分評価としては、細分割極限点を用いる方法が計算効率上優れていることを明らかにした。これは、細分割曲面の制御点において、曲面に無限回の細分割を施したときの極限を計算するもので、極限は固有値解析によって求めることができた。修正法としては、差分をゼロとおいた方程式を解くことによって行われるが、局所的に修正を反復する方法を開発した。細分割曲面として、4to1分割とLoop細分割を基本とした方式及びCutmull&Clark法を検討・評価した。また、これらのスキームにより生成される曲面の連続性に関してG1性を持つことを評価・確認した。
スポーツ環境がスポーツ生活諸能力に及ぼす影響

スポーツに関わる財やサービスが、多種多様な機関から供給されるようになった今日、豊かなスポーツ生活の実現にとって、スポーツ生活の環境整備を推進する一方で、スポーツ生活者の生活能力が問われることになる。そこで本年度は、スポーツ生活の形成過程(スポーツ生活過程)の理論的な検討を中心に行った。まず、スポーツ生活をスポーツ生活者の生産過程として捉え、それは生活において生じたスポーツに関わる要求や欲求の充足過程であり、特にこの過程において展開される財の獲得・処理過程と定義した。このように規定されるスポーツ生活は、スポーツ欲求の充足方法に基づいて4つのパターンに大別される。第一は、スポーツ活動に必要な財・サービスを生活者個人が自ら生産・消費する自給自足的な生活タイプである。第二は、複数の生活者が共同で財・サービスを生産しこれを享受するタイプである。第三は、複数の生活者が公式組織を形成し、この組織(例えば、住民組織や地域スポーツクラブ)が主体となってサービスを生産し、そのサービスを利用するというタイプである。最後の公的・私的なスポーツ経営体から供給されるスポーツ事業を生活者が選択消費するタイプである。現実のスポーツ生活者のスポーツ生活は、これらのタイプの組み合わせによって成立しており、どのタイプの生活をするかによって必要となる生活能力や生活技術(スポーツ生活経営能力)は異なることを明らかにした。例えば、前二者のタイプにおいては、生活者自らがサービスの生産過程を担う主体となることから、財の調達能力や活動内容の企画力等が要求される。一方、第4のタイプにおける生活者の活動は、購入・消費に限定されるため、カネの支払能力や多数のサービス・機関から選択するための情報収集力などが主要な能力となる。
旧版地形図のデジタルアーカイブ化に関する研究

本研究では、東京都心部を対象として、明治中期以降の旧版地形図をラスターデータとしてデジタルアーカイブ化を行なった。加えて、地形改変の分析を行うために、標高点、等高線、水涯線を抽出し、デジタル地形モデルのアーカイブ化を行った。アーカイブデータの精度等を検討することにより、特に詳細な地形が描かれている五千分一東京図測量原図(1886-87年発行)から作成したデジタル標高モデルと、航空レーザスキャナ測量により作成された数値地図5mメッシュ(2003年刊行)との差分を算出し、その差分の大きな箇所を地形図の時系列比較により網羅的に調査するという地形改変の抽出方法を提案した。提案した地形改変の抽出法を用いて、836箇所の地形改変を抽出し、その全てを地形改変の起こった年代、土地利用の変化、地形変化の形状という3つの軸に関して分類した。その結果、東京の地形改変には以下の特徴があることを明らかにした。まず第一に、最も盛んに地形改変が行なわれたのは、1884年から1909年の間であった。次いで関東大震災の復興期である1925年から1930年の間、さらに戦後の高度経済成長期である1956年から1983年の間の順に多くの地形改変が見られた。第二に、地形改変の要因となった土地利用変化は、圧倒的に宅地造成が多かった。また、東京市区改正計画や帝都復興計画による道路建設など、都市計画に基づく地形改変も見られたものの、特に多く見られたものは個々の私的な開発であった。第三に、湾岸部だけでなく、内陸部においても水域の埋め立てが非常に多く行なわれた。また、陸域においては、斜面地に対して盛土・切土を行なうことにより、利用可能な面積を増加させる改変が特に多く見られた。以上の通り、本研究では歴史研究におけるデジタルアーカイブの有用性を示すとともに、地形改変の観点からみた東京の変化を追跡し、東京の姿を再認識した。本研究では、特に明治後期、関東大震災後、第2次世界大戦後の3年代の東京都心部における旧版1万分1地形図を対象とする。これらの地形図に幾何補正、シームレス化を施すことにより、GISデータとしてアーカイブ化を行った。さらに、地形図から判読可能な情報のうち、地形が重要な要素であると判断し、アーカイブ化された地形図から標高点、等高線、及び水涯線を抽出し、5mメッシュのデジタル地形モデルを作成した。その際、地形変化が生じていない地域においても、地形図により等高線の描かれ方が異なる場合があることを確認した。以上の通りに地形図と地形データをデジタルアーカイブ化した結果、旧版地形図と現在のGISデータを同一座標系で一元的に管理することが可能となった。整備した旧版地形図のデジタルアーカイブを用い、幾つかの応用を通し、その有効性を確認した。具体的には、以下の通りである。まず、GIS上での重ねあわせや動画像処理技術を用い、より効果的な地形図の時系列比較方法を提案した。そして、整備したデジタル地形データから時系列の標高値ヒストグラムを作成し、全体的な地形の変化について分析した。局所的な地形の変化に関しては、全ての時代において共通の標高点を抽出することにより地形変化の追跡の可能性を提示した。加えて、過去の等高線を現在の地形図や空中写真に重ね合わせることにより、局所的な地形改変の分析例を示した。さらには、旧版地形図はその色数の少なさのために判読性が限られていたが、簡便な画像処理を施すことにより、その表現力を向上させた。

ここでは、作成したデジタル地形モデルも用いることが可能であり、3次元視覚化による新たな地図表現法も提案した。最後に作成したデジタルアーカイブを資料として、実際のフィールド調査を行うことにより、従来とは異なる分析例を示し、デジタルアーカイブの有用性を確認した。本研究では、東京都心部を対象として、明治中期以降の旧版地形図をラスターデータとしてデジタルアーカイブ化を行なった。加えて、地形改変の分析を行うために、標高点、等高線、水涯線を抽出し、デジタル地形モデルのアーカイブ化を行った。アーカイブデータの精度等を検討することにより、特に詳細な地形が描かれている五千分一東京図測量原図(1886-87年発行)から作成したデジタル標高モデルと、航空レーザスキャナ測量により作成された数値地図5mメッシュ(2003年刊行)との差分を算出し、その差分の大きな箇所を地形図の時系列比較により網羅的に調査するという地形改変の抽出方法を提案した。提案した地形改変の抽出法を用いて、836箇所の地形改変を抽出し、その全てを地形改変の起こった年代、土地利用の変化、地形変化の形状という3つの軸に関して分類した。その結果、東京の地形改変には以下の特徴があることを明らかにした。まず第一に、最も盛んに地形改変が行なわれたのは、1884年から1909年の間であった。次いで関東大震災の復興期である1925年から1930年の間、さらに戦後の高度経済成長期である1956年から1983年の間の順に多くの地形改変が見られた。第二に、地形改変の要因となった土地利用変化は、圧倒的に宅地造成が多かった。また、東京市区改正計画や帝都復興計画による道路建設など、都市計画に基づく地形改変も見られたものの、特に多く見られたものは個々の私的な開発であった。第三に、湾岸部だけでなく、内陸部においても水域の埋め立てが非常に多く行なわれた。また、陸域においては、斜面地に対して盛土・切土を行なうことにより、利用可能な面積を増加させる改変が特に多く見られた。以上の通り、本研究では歴史研究におけるデジタルアーカイブの有用性を示すとともに、地形改変の観点からみた東京の変化を追跡し、東京の姿を再認識した。
強磁場中性子星からのX線放射メカニズムの観測的研究

本研究は,強磁場中性子星と星からなるX線連星パルサーからの鉄輝線の放射領域の決定、ならびに連続X線の放射メカニズムの解明を主目的とするものである。米国のX線天文衛星「RXTE」で観測した観測データをもとに,X線連星パルサーから放射する連続X線と鉄輝線の時間変動に着目し,クロススペクトルを用いた時間変動の解析を行った。鉄輝線放射領域については,Cen X-3,GX 1+4,Sco X-1の3天体に関して中性子星から109cm程度離れた領域から放射していることが分かった。連続X線に関しては、5つのX線連星パルサーにおいて,高いエネルギーの連続X線ほど,低いエネルギーの連続X線に比べ先に変動していることを突き止め、この傾向は暗いX線連星パルサーほど顕著であると分かった。この連続X線の時間変動は,従来の連続X線放射モデルでは説明ができない。本研究では,中性子星に降着する物質が,中性子星表面近くで作る高温のプラズマが、連続X線を放射しながら徐々に冷却する過程で,高いエネルギーのX線が先に放射するというモデルを提案した。ただし,まだ定量的なモデルの構築には至らっておらず,今後も引き続き研究を進めたい。X線連星パルサーの鉄輝線の放射領域の決定と連続X線の放射メカニズムの解明を行うため、RXTE衛星によるX線連星パルサーの観測データに対し、クロススペクトルを用いた時間変動の解析を行った具体的には、本研究代表者が観測提案者となりRXTE衛星による400ksもの長時間の観測を行ったVelaX-1に加え、既に観測データか公開されているHerX-1とSMCX-1のデータ解析を行った。鉄輝線の放射領域に関しては、これまでの解析結果からは、鉄輝線の時間変動が、連続X線の時間変動に比べ遅れているということは統計的に有意であると決定できず、中性子星の周りの降着円盤起源であるかどうかという結論には至らなかった。しかし、HerX-1については、1σの有意性しかないが、鉄輝線の放射領域が、中性子星から(1.4±1.3)×109cm離れているということが分かった。この結果は、エネルギースペクトルから決定されている中性子星の磁場1012Gという結果から予想される降着円盤の内縁のサイズと矛盾しない結果である。ただし、連続X線に関しては、エネルギーの高いX線ほど遅れて放射しているということがわかった。また、次年度以降の研究にむけ、RXTE衛星にGX1+4の観測提案を行った。Suzake衛星で観測したX線連星パルサーA0535+262の観測結果から、30mCrabという暗い状態にもかかわらず、Suzaku衛星搭載の硬X線検出器(HXD)の優れた検出感度によって45keVにサイクロトロン吸収線を検出することに成功した。RXTE衛星で観測したX線連星パルサーの観測データのうち、VelaX-1、ScoX-1についてX線連星パルサーの鉄輝線の放射領域の決定と連続X線の放射メカニズムの解明を行なうために、クロススペクトルを用いた時間変動の解析を進めた。VelaX-1に関しては300ksの長期の観測を行ったが、鉄輝線については、連続X線に比べ鉄輝線が統計的に有意に遅れて変動しているということはわからなかったが、その遅れの上限値を5.6msと決めることができた。また、弱磁場中性子星と考えられているScoX-1についても同様の解析を行った結果、連続X線に比べ鉄輝線が1.4±0.4ms遅れて変動していることがわかった。また、2つのX線連星パルサーとも、高いエネルギーの連続X線ほど、低いエネルギーの連続X線に比べ先に変動していることがわかった。これは、低エネルギー側の光子が降着柱で逆コンプトン散乱を受けて連続X線が発生するという、これまでの連続X線放射メカニズムの考え方では説明がつかない。我々は、降着柱と降着物質の間で発生する衝撃波によって生成する高温プラズマが、X線を放射しつつ冷えて降着柱を落下するモデルで説明がつくのではないかと考えている。

以上の研究成果は、今年度、2つの国際学会(YITPworkshop"QPO and Time variabilities of Accretion Flow"、TheSuzaku X-ray Universe)、と1つの国内学会(日本天文学会2008年春季年会で発表を行った。本年は、RXTE衛星で観測したX線連星パルサーの観測データのうち、前年度(平成19年度)に解析し終えていないものに対し、クロススペクトルを用いた時間変動の解析を進めた。残念ながら、十分な統計をもつ長時間観測のデータが得られないこともあり、鉄輝線の時間変動が連続X線に比べ遅れて変動しているかについて、新たな結果を得ることができなかった。また、前年度までに解析を行ったX線連星パルサーの研究結果も加え、5つのX線連星パルサーにおいて、高いエネルギーの連続X線ほど、低いエネルギーの連続X線に比べ先に変動していることがわかった。また、暗いX線連星パルサーほど、この傾向が顕著である傾向が分かり、これまでの連続X線放射メカニズムの考え方では説明がつかない。今後も、さらにSuzaku衛星の観測データも用いて、研究を進め連続X線放射メカニズムを構築したいと考えている。今年度、2つの国際学会(37^<th> COSPAR Scientific Assembly、The X-ray Universe 2008)、と1つの国内学会(日本天文学会2008年秋季年会)で発表を行った。
機能性単分子層の自己組織化と電気化学走査プローブ顕微鏡による超構造制御

固体表面への自己組織化法による機能性分子超構造の構築と走査プローブ顕微鏡探針による超構造の操作を目的に研究を行っている。本年度は走査型トンネル顕微鏡(STM)による自己組織化過程のその場追跡と新規自己組織化単分子層における高効率光誘起電子移動の実現に成功した。具体的に前者については、ウンデカンチールのペプタン溶液について、修飾溶液の濃度を制御する事によってAu(111)上への自己組織化過程をSTMでその場追跡した。その結果、自己組織化が1.表面液体相、2.筋状および網状構造をへて、3.最密充填構造(√<3>×√<3>R30°)へと進む事が明かになった。これは世界で初めての成果である。後者については、光感応性のポルフィリン基、電子伝達体として機能するフェロセン基及び電極結合能を持つチオール基をアルキル鎖を介して連結した分子の合成手法を確立し、ついで、この分子で修飾した電極を電子受容体としてメチルビオローゲン(MV^<++>)を含む溶液中で光照射するとフェロセン基の酸化還元電位より負電位側でカソード光電流が観察されることを見出した。光電流アクションスペクトルは単分子層の吸収スペクトルと一致し、ポルフィリン基が光励起種として機能している事を確認した。なお、この時量子収率は10%以上であり、世界最高の値である。
カルコゲン原子がπ電子系に及ぼす相互作用とその構造特性

分子内のπ電子系とそれに隣接するσ結合の相互作用は分子の様々な性質に影響を与えることが知られている。カルボアニオンが隣接する硫黄原子によって安定化される機構もこの相互作用(pπ-σ*)が原因であるとする説が有力である。この説から導かれる重要な結論の一つは、α位の硫黄のみならず、β位の硫黄も安定化に関与し得る点であり、アニオンの電荷が、σ*軌道に一部移動することによって起こるC-S結合の仲長や、軌道間相互作用の構造依存性からもその存在を検討できる。本研究は、これらの現象を実験的に観測することによって、志論のみで提唱されている安定化効果にたいして、実験の面からその正当性を確立したものである。アニオンの軌道と同様な役割をし得る軌道として、HOMOのエネルギーの高い芳香環を選び、pcriplanarにC-S結合を配置させるために含硫黄架橋鎖をもつシクロファンを選び、それらのC-S結合仲長をX線構造解析により観測した。2、11-ジチア[3.3]オルトシクロファンには二種類のC-S結合が存在し、一方が他方より長い。C-S結合とπ電子系の幾可学的な相対配置も両者で異なっており、結合仲長が観られないC-S結合はπ電子系とsynclinalの配置であるのに対して、仲長している結合はπ電子系とsynperiplanarに近くなっていることがわかった。このことからpπ-σ*相互作用はπ電子系とσ*軌道の幾可学的な相対配置によってその大きさが変化し、pπ-σ*相互作用の角度依存性が実験的に確認された。さらに、相互作用が環状化合物の立体配座に及ぼす効果についても検討した。