hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
１００Ｗ超級送信用超伝導フィルタの開発

3100 W超の耐電力特性、及び相互変調歪を評価可能なシステムを構築できた。43段ストレート型フィルタの耐電力特性は最大で41 Wを得た。また、5段ストレート型フィルタの耐電力特性は最大で126 Wを得ることができた。55段フィルタの耐電力特性は3段フィルタより高く、この傾向が一般的な薄膜フィルタと異なることを初めて示した。具体的な数値目標として最も重要な耐電力特性100W以上を達成することができ、その他の数値目標に関してもほぼ達成できたといえる。以上の研究成果から、申請者が提案する超伝導バルク共振器フィルタは低損失、高耐電力、急峻なスカート特性を併せ持つ次世代送信用超伝導フィルタとして非常に有望であることを明らかにできた。さらに応用的な有効性のみならず、多段化による諸特性の傾向が一般的な薄膜型と異なる点は物理的にも興味深く、今後も更なる研究が望まれる。超伝導エレクトロニクス本研究課題では,1.3段フィルタを対象にして超伝導バルクフィルタの最適な形状を明らかにする。2.最適化された3段フィルタを作製し,100 W以上の耐電力を示すか否かを明らかにする。3.多段(49段)共振器フィルタの最適なデザインを明らかにする。4.段数(共振器数)の増加による耐電力低下に関する実験的な知見を得る。という4点を目標に計画した。平成25年度は超伝導フィルタの高性能化を主として実施した。パッチ型,およびリング型3段フィルタの電流密度の解析結果からパッチ型の方が高い耐電力特性が得られることを予想し,実験的にもパッチ型の方がリング型より1.6倍高い41 Wの耐電力特性を得ることができた。この結果から,共振器形状はパッチ型が有効であることを解析的にも実験的にも明らかにできた。したがって1.については達成できた。一方,3段フィルタの目標である100 Wの耐電力特性には至らなかったが,2.についても達成できた。また,具体的な数値目標となる,フィルタ段数5段,挿入損失0.5 dB以下,中心周波数5.0 GHz/帯域0.1±10%,スカート特性10dB/5MHzを達成するフィルタの設計ができた。したがって,3.についても平成25年度までの計画は達成できた。この設計をもとにフィルタの試作を行った結果,明瞭なフィルタ特性を得ることができた。さらに,耐電力特性の評価を行った結果,本研究の最終目標である100 W以上の耐電力特性を得ることができた。多段化により耐電力特性が向上するか否かは,計画当初予想していた一般的な薄膜フィルタとの傾向とは異なるが,応用上非常に有効であると同時に物理的にも興味深いことである。したがって4.については,新しい知見の種を見出すことに成功した考えている。以上のことより,全体としておおむね順調に進展していると評価した。本研究課題では,13段フィルタを対象にして超伝導バルクフィルタの最適な形状を明らかにする。2最適化された3段フィルタを作製し,100 W以上の耐電力を示すか否かを明らかにする。3多段(49段)共振器フィルタの最適なデザインを明らかにする。4段数(共振器数)の増加による耐電力低下に関する実験的な知見を得る。
身体パフォーマンスによる高齢者の認知機能評価法及び認知機能向上運動の開発

高齢者認知機能の向上が健康な高齢者社会づくりの重要な要素である。本研究では高齢者でも自分の認知機能のレベルを自己判断できるように簡便かつ分りやすい自己点検が可能な認知機能評価方法を開発し、さらに、認知機能低下の予防できる運動プログラムを提案することを目的とした。平成30年度の研究実施計画は、認知機能予防運動プログラムの効果検証を行うため、介入研究を立ち上げることをした。地域情報誌による女性高齢者を募集したところ約80人が応募した。その中、条件(165歳85歳の高齢者、2医師から運動を禁止されてない者、31年間、週2回、運動教室の参加ができる者、4現在運動習慣がない者)に適合した50名を選定しランダムによる群わけを行い、介入群(25名)、対照群(25名)として設定した。介入期間は1年間とし、毎週2回(90分間)、二重課題運動およびウォーキングを実践した。メインアウトカムはアミロイドβおよび脳由来神経栄養因子(BDNF)とし、その他の検査項目として身体パフォーマンスおよび認知機能テストを行った。また、運動実践有無と認知機能関連因子であるアミロイドβおよびBDNFとの関連性を調べるため運動実践者をさらに募集し、運動非実践者(介入研究の参加者)と比較検討した。その結果、BDNFに対しては有意な差が認められなかったものの、アミロイドβに対しては、運動実践者の血中アミロイドβが運動非実践者より多く存在していることが明らかになった。平成30年度に当初の計画どおりの期間に介入研究を実施し、高齢者の運動実践有無とアミロイドβおよびBDNFの関係を分析することができた。今年度には介入研究が完了し、以降の研究計画を円満に遂行するための準備が整った。平成30年度から開始した介入研究は今年度に完了し、本研究に必要な全てのデータセットが揃うために本格的な解析が実施できる。現在まで得られた成果から運動実践有無によるアミロイドβおよびBDNFの関連性についてACRM 96th Annual Conferenceにて発表を予定し、論文も投稿予定である。また、令和2年度には高齢者向けの認知機能評価方法や認知機能低下予防運動プログラムのマニュアル作成に向けて、認知機能評価方法のメカニズムの検証および認知機能低下予防運動プログラムの効果検証の結果をまとめる予定である。
ショウジョウバエNeo性染色体を用いた性的拮抗の遺伝子基盤と進化過程の解明

H29年度は、Drosophila albomicansとD. nasutaの両種における性的拮抗の程度を測定するための手法の確立に特に力を入れた。性的拮抗の尺度として、オスとメスの適応度の相関を用いることとし、両種それぞれ20系統ずつを用いて、オスとメスそれぞれの適応度を順位付けすることを目指した。もしNeo性染色体が性的拮抗の軽減に寄与しているならば、Neo性染色体を持つD. albomicansはNeo性染色体を持たないD. nasutaに比べて性的拮抗の程度が小さいはずである。測定系統のオスとコントロール系統のオスを5匹ずつ入れ、そこに1つの系統のメス5匹を入れる。このときコントロール系統のオスに優性可視マーカー入れておけば、F1世代の表現型を見るだけでどちらの系統のオスの精子が次世代に伝わったかを判定できる。これを雌雄入れ換えて行うことで測定系統のオスとメスそれぞれの適応度を測定できる。そこで、眼にGFPを発現するD. albomicansとD. nasutaの系統化を目指し、熱ショックによりtransposaseを発現するPiggyBacベクターとGFP遺伝子を組み込んだPiggyBacを胚にインジェクションした。しかし、条件の最適化に手間取り、どちらの種においても変異体系統の樹立には至らなかった。そこで、コントロール系統を使用せずに適応度を測定する方法として、測定系統のオスを別の系統のメスと交配させ、得られたF1個体の総数を用いるやり方に着手した。しかし、エサの状態などにより得られるF1個体数に大きなバラツキがみられた。更なる条件検討が必要と思われる。性的拮抗の程度を測定するための適応度測定法をいまだ確立できていないため。1.適応度測定法の確立を目指し、引き続き2つの方法を試す。ア)眼でGFPを発現する変異体系統の作成:D. albomicansとD. nasutaは共に熱ショックに弱い可能性があるため、熱ショックをかけなくてもtransposaseを発現するPiggyBacを用いてインジェクションを行う。イ)コントロール系統を使用しない適応度測定法:エサにカビが生えると得られるF1個体の数が激減するので、防腐剤の量を増やすなどして、出来るだけレプリケート間のばらつきが少なくなる条件をさがす。2.適応度の測定に時間がかかった場合に備え、あらかじめ首都大学東京で維持している両種の系統のうち、異なる地域集団10系統ずつを選び、ゲノムとトランスクリプトームを決定しておく。オスとメスで発現量が異なり、かつオスでの発現量の順位とメスでの順位に負の相関がみられるような遺伝子を検出する。このような遺伝子は性的拮抗に関わっている可能性がある。
甲状腺ホルモン受容体による糖尿病マウス遺伝子治療の試み

目的:甲状腺ホルモン受容体α(TRα)発現アデノウイルスベクター(AdTRα)を用い、膵腺房細胞でのインスリン産生能を誘導する。考察:NGN3の発現誘導を介して、AdTRαは膵腺房細胞をインスリン産生細胞へ分化誘導する作用を有している可能性が示唆された。膵β細胞からのインスリン分泌障害は糖尿病の病状悪化の誘因である。内因性インスリン分泌能の改善は糖尿病の根治療法となり得る治療法である。甲状腺ホルモン受容体(TR)は核内ホルモン受容体スーパーファミリーに属する転写因子で膵臓、肝臓の器官形成における作用が報告されている。TRα遺伝子を発現するアデノウイルスベクター(AdTRα)を作成し、膵β細胞TRα遺伝子を強制発現させ、細胞増殖の変化、細胞周期の変化、細胞周期制御調節因子蛋白の発現レベルの変化について検討を行った。in vivoにおけるTRαの作用を明らかにするため、膵β細胞を特異的に障害する作用があるストレプトゾトシン(STZ)を投与し作成した糖尿病モデルマウスに対し、AdTRαを膵臓に注入し、膵島の形態変化、糖尿病モデルマウスの血中のインスリン濃度および血糖値の変化、ブドウ糖負荷に伴うインスリン分泌能の変化につき検討した。AdTRαを感染させた細胞では、添加したT3の容量依存性に細胞増殖が見られた。TRαを発現させた細胞ではT3を添加した群では添加しなかった群と比較してG0/G1→G2/Mへの細胞周期の進展が促進されていた。また、同条件下でT3を添加したAdTRα感染RIN5F細胞ではcyclinD1の蛋白発現の増加とリン酸化Rb(活性型Rb)蛋白の増加が見られ、膵β細胞において、T3はTRαを介してcyclin/CDK/Rb/E2F経路の活性化し、細胞増殖を誘導していると考えられた。STZを投与し膵β細胞を特異的に障害を起こさせたマウスでは、STZ投与14日後でβ細胞面積は著しく縮小し、血中インスリン濃度の低下と高血糖が見られる。AdTRα投与群で14日以降経時的に、β細胞面積は有意に増加し、STZ投与後21、28日以降、血中インスリン濃度は有意に増加し、血糖値は低下していた。AdTRα投与群では、ブドウ糖負荷後、インスリン初期分泌の反応がみられ血糖値もAdTRα非投与群と比較して有意に低下していた。in vivoにおいてもTRαを介し甲状腺ホルモンは膵β細胞の細胞増殖調節機構の活性化やインスリン発現細胞を誘導し得ることが明らかになった。これまで,我々はTR遺伝子導入を行った培養膵β細胞(MIN6細胞、RIN細胞)において、リガンド依存性に細胞増殖能が誘導されることを学術雑誌Journal of Biochemistryにおいて報告してきた。今回、糖尿病モデルマウスに対して、ウイルスベクターを用いてTR遺伝子導入を行い、in vivoにおける、TRを介した膵β細胞の細胞増殖調節機構の変化、インスリン発現細胞の誘導の有無についての検討を行った。さらに膵外分泌細胞をインスリン産生細胞へ形質転換させうるかについて検討した。糖尿病モデルマウスではTRの遺伝子導入により、血中インスリン濃度の上昇や血糖値の低下が見られた。また、膵外分泌細胞では、TRの遺伝子導入により、膵β細胞特異的な転写因子であるMafA,Ngn3の発現が誘導され、インスリンの産生が見られていた。今後、膵β細胞の分化,増殖過程に対するTRの作用が実験動物レベルで解明されることが期待される。TRを介した膵臓特異的転写因子,細胞周期制御因子の発現調節のメカニズムが明らかになり、糖尿病の新たな治療法開発の可能性が期待される。同研究内容につき、日本糖尿病学会、ヨーロッパ糖尿病学会において発表した。また、現在Journal biological chemistryに投稿中である。今後はTRα発現アデノウイルスベクターAdTRαを作成し、培養細胞に対して強制発現させることで蛋白相互作用を含めて、細胞周期に与える影響につき検討していく予定である。また、膵β細胞の機能を破壊した糖尿病モデルマウスに対しTRαの投与を行い、血糖値およびインスリン分泌能につき評価する予定である。
半導体ナノクリスタルの永続的ホールバーニングの研究

半導体量子ドットの永続的ホールバーニング現象の理解が進み,併せて,この現象のサイト選択分光法への応用により,半導体量子ドットの電子エネルギーの粒径依存性を調べる詳細な研究が進んだ.続いて,半導体量子ドットにおける永続的ホールバーニングの形成効率および励起子-フォノン相互作用について研究が進展した.(1)永続的ホールバーニング現象は,発光スペクトルにも影響を及ぼし,CuCl量子ドットでは,発光スペクトル中にバーニング光と一致するエネルギーに鋭いディップ,低エネルギー側にそれに付随するイオン化励起子による構造が見えた.これはか量子ドット中のイオン化励起子の最初の観測となる.(2)NaClマトリックス中のCuClナノクリスタルに適当な熱処理を加えると立方体形状となり,量子箱中の量子準位に由来した振動構造がZ_3励起子吸収スペクトルに現れる.このときかCuCl量子箱に閉じこめられた高次の励起子準位を励起し,その量子箱の基底状態のホールバーニングが観測されたと考えると説明できるサイドバンドホールが永続的ホールバーニングとして観測された.(3)CuCl量子ドットのホールの形成効率について測定の結果,ガラス中のCuCl量子ドットにおいて最大0.097という永続的ホールバーニングを示す材料中最大の大きな値を得た.この事実は,半導体量子ドットが有望な光多重メモリー材料であることを示している.(4)永続的ホールバーニングにより,CuCl量子ドット中の量子化された励起子準位の均一幅を温度の関数として研究し,量子化された励起子と量子化された音響型フォノンとの相互作用を研究した.温度上昇に伴い,量子化されたフォノンがボ-ズ分布を反映して活性化され,励起子の均一幅に寄与できることで均一幅が広がり始める様子がスペクトル領域で明らかになった.半導体量子ドットの永続的ホールバーニング現象の理解が進み,併せて,この現象のサイト選択分光法への応用により,半導体量子ドットの電子エネルギーの粒径依存性を調べる詳細な研究が進んだ.続いて,半導体量子ドットにおける永続的ホールバーニングの形成効率および励起子-フォノン相互作用について研究が進展した.(1)永続的ホールバーニング現象は,発光スペクトルにも影響を及ぼし,CuCl量子ドットでは,発光スペクトル中にバーニング光と一致するエネルギーに鋭いディップ,低エネルギー側にそれに付随するイオン化励起子による構造が見えた.これはか量子ドット中のイオン化励起子の最初の観測となる.(2)NaClマトリックス中のCuClナノクリスタルに適当な熱処理を加えると立方体形状となり,量子箱中の量子準位に由来した振動構造がZ_3励起子吸収スペクトルに現れる.このときかCuCl量子箱に閉じこめられた高次の励起子準位を励起し,その量子箱の基底状態のホールバーニングが観測されたと考えると説明できるサイドバンドホールが永続的ホールバーニングとして観測された.(3)CuCl量子ドットのホールの形成効率について測定の結果,ガラス中のCuCl量子ドットにおいて最大0.097という永続的ホールバーニングを示す材料中最大の大きな値を得た.この事実は,半導体量子ドットが有望な光多重メモリー材料であることを示している.(4)永続的ホールバーニングにより,CuCl量子ドット中の量子化された励起子準位の均一幅を温度の関数として研究し,量子化された励起子と量子化された音響型フォノンとの相互作用を研究した.温度上昇に伴い,量子化されたフォノンがボ-ズ分布を反映して活性化され,励起子の均一幅に寄与できることで均一幅が広がり始める様子がスペクトル領域で明らかになった.半導体量子ドットの氷続的ホールバーニング現象の多様な振る舞いが明らかになるにつれ、現象の理解が進んできた。併せて、粒経分布のため不均一に広がった吸収スペクトルを選択的(波長選択=粒経選択)に励起することによってスペクトルホールを作り、半導体量子ドットの電子エネルギーの粒経依存性を調べる詳細な研究が進みはじめた。永続的ホールバーニング現象は、発光スペクトルにも影響を及ぼしていることが分かった。サンプルとしてNaCl結晶中にCuClナノクリスタルを成長させたものを用いると、発光スペクトル中にバーニング光と一致するエネルギーに鋭いディップ、低エネルギー側にそれに付随する構造が見えた。これらの構造のバーニングエネルギーに対する依存性は、低エネルギー側の構造がイオン化励起子であることが明らかになった。量子ドット中のイオン化励起子の最初の観測となる。イオン化励起子の構造が出現することは、ナノクリスタル自信のイオン化を示し、ナノクリスタルのイオン化が半導体ナノクリスタルの永続的ホールバーニングのメカニズムではないかという推論を裏付ける証拠の一つとなる。NaClマトリックス中のCuClナノクリスタルに適当な熱処理を加えると、振動構造がZ_3励起子吸収スペクトルに現われる。この構造はCuClナノクリスタルの形状を立方体として考えたとき、比較的よく説明できる。低温において、スペクトル幅の細いレーザ光でZ_3励起子吸収帯内を励起すると、メインホール以外に低エネルギー側にサイドバンドホールが永続的ホールバーニングとして観測された。これらのピークエネルギーの関係は、CuCl量子箱に閉じ込められた量子数n_x、n_y、n_zのZ_3励起子順位を考え、レーザ光照射によって高次の励起子準位を励起したために、その量子箱の基底状態のホールバーニングが観測されたと考えると説明できることが明らかになった。前年度に続き、本年度は半導体ナノクリスタルにおける永続的ホールバーニングの形成効率および励起子-フォノン相互作用について研究が進展した。永続的ホールバーニングを光多重メモリーに応用するとき、高いホールの形成効率を持つ材料が求められる。

CuClナノクリスタル(量子点)のホールの形成効率について測定の結果、ガラス中のCuClナノクリスタル(量子点)において最大0.097という大きな値を得た。ここで半導体ナノクリスタル(量子点)のホールの形成効率の量子効率としては、1つの光子の吸収によって、生じるホールの大きさを1つの量子点の吸収で規格化した値を用いた。この結果は、永続的ホールバーニングを示す材料でこれまで報告されている量子効率としては最大である。この事実は、半導体ナノクリスタル(量子点)が有望な光多重メモリー材料であることを示している。永続的ホールバーニングにより、CuCl量子ドット中の量子化された励起子準位の均一幅を温度の関数として研究し、量子化された励起子と量子化された音響型フォノンとの相互作用を研究した。低温で、CuCl量子ドットの励起子吸収帯中に微弱光で共鳴ホールを注意深く掘ると、その半値幅は極めて狭く0.14meVであり、量子ドット中に閉じ込められた音響型フォノンが、サイドバンドホールとして十分分離して観測される。温度を上げて測ると、共鳴ホールに比べ、その閉じ込められた音響型フォノンによるサイドバンドホールは大きくなり、ついには、お互いに融合し、分離不能なバンドとなり、更に幅が広がっていく。共鳴ホールの半値幅の温度依存性は、励起子の線幅の温度依存性がバルク半導体で観測される温度リニアの依存性(Γ=Γ_0+AT)ではなく、温度上昇に伴い、量子化されたフォノンがボ-ズ分布を反映して活性化され、励起子の均一幅に寄与できることで均一幅が広がり始める様子がスペクトル領域で明らかになった。
インド成長産業のダイナミズムと空間構造

本研究は、インドの経済成長を牽引する産業に着眼し、それらの固有の成長ダイナミズムを把握するとともに、立地や生産、取引、労働力需給を介して形成される産業空間の構造を明らかにした。とくに自動車産業やICT産業は、国家レベルでは首都圏-ムンバイー・プネーチェンナイ・バンガロールを結んだ範囲に生産にかかわる諸主体が集まっていること、リージョナルレベルではそれら3つ地域が産業集積となって累積的に投資を集め、労働市場の発展をみている。これは、インドの東西格差の強化、メガ・リージョン形成という近年の経済地域構造の変動と調和的であることが明らかになった。研究の初年度である平成23年度は予備的調査年と位置づけており、各人が担当するインド成長産業の(1)近年の動向把握と、(2)産業論的分析を目的とした研究を実施した。(1)と(2)共にインドでの資料収集や関係機関・企業へのヒアリング等を必要とし、その具体的調査内容について意見交換を行うため、8月に研究打ち合わせを広島大学で実施した。インドでの現地調査は、9月に荒木(担当:アグリビジネス、調査地域:ウッタルプラデーシュ州ラエバレリ)が、2月には友澤(自動車産業、デリーNCRおよびチェンナイ)、和田(映画・コンテンツ産業、デリーNCRおよびムンバイ)、鍬塚(ICT産業、プネー、バンガロールおよびフブリ)が訪印してその任に当たった。石上は鉄鋼業について国内関係機関での資料収集を実施した。また、連携研究者の宇根(繊維産業、マハーラーシュトラ州コルハプル)と佐藤(医薬品産業、デリーNCRおよびムンバイ)も3月にインドに出張し調査を行った。以上により、いずれの産業についても、近年の動向にかかわる重要な知見・情報を得ることができた。そして、各調査地域において地元大学の地理学関係教員からの協力があること、主要な機関・企業からは調査に対しての理解が得られたことから、来年度からの本調査を遂行する上で支障はないことが確認できた。最後に、本資料で収集した資料・情報などを基に、友澤は自動車部品工業について、鍬塚はICT産業について「雑誌論文」に記した研究論文を上梓し、石上は鉄鋼業の発展について「図書」で示した編著書の第6章において公表し、産業論的分析にかかわる成果も複数挙げることができた。3年目の平成25年度は、各人が設定した計画に基づいて現地調査を実施し、貴重な成果を挙げることができた。その概要を以下に記す。友澤:デリー首都圏工業の核となりつつあるマネサール地区の工業労働者に関する現地調査を実施した。収集したデータは現在分析中であるが、非正規雇用の拡大とそのメカニズム、およびワーカーの属性といった当該労働市場の形成が明らかにされるものと思われる。石上:パンジャーブ州ルディアーナーにおける鉄鋼業の需要家となる製造業の展開を、ビジネスコミュニティの関わりという観点も入れて、現地調査を実施した。自転車製造業と農業機械産業とを比較研究し、後者では新興企業家が出現するという新しい展開が確認された。荒木:ウッタル・プラデーシュ州ラエバレリ県において農産物の導入や食品に関する意識調査をおこなった。役所や農産物市場より資料を収集し、商品作目栽培の導入の実態、およびその影響や問題点の解明に焦点をあてた。鍬塚:コルカタにおけるICTサービス産業の立地状況を把握するための調査を行った。同市のICTサービス産業集積規模は小さかったが、州政府による産業振興策が進められると、郊外部でのオフィスパークの開発が進展し、そこに企業の立地が進んでいることを確認できた。フンク:観光ガイド業と観光ツアーの多様化についての現地調査を実施した。インドの観光は元来は文化観光資源の見物に終始していたが、メディカル・ツーリズム、ヒーリング・ツーリズム、ボランティア・ツーリズムなど、多様化が認められた。和田:平成24年に実施した現地調査を補完する形で英語文献の整理・分析を行い、映画に関する地理学的研究の最新動向とムンバイーにおける映画生産・流通構造の分析・まとめを行った。連携研究者2名もインドにて調査研究を実施した。以上の成果は、前年度のものとあわせて、学術論文・図書、および学会発表において公表した。研究の2年目である平成24年度は昨年度の予備調査に基づいて、各人が担当するインド成長産業の1産業論的分析と、2空間構造の把握を目的とした研究を実施した。まず、8月10日に研究打ち合わせ、および研究発表を広島大学現代インド研究センターにて集中的に実施し、本年度の現地調査にかかわる意見交換や認識の共通化をはかった。インドでの現地調査は、11月に荒木(担当:商品作物農業、調査地域:ウッタルプラデーシュ州ラエバレリ)が、2月には友澤(都市内繊維産業、デリーNCR)、鍬塚(ICT産業、アフマダーバード)が訪印してその任に当たった。石上は鉄鋼業について、和田は映画産業について、国内関係機関での資料収集を実施した。

また、連携研究者の宇根(都市内繊維産業、デリーNCR)と佐藤(医薬品産業、ハイダラーバード)も2月にインドに出張し調査を行った。以上により、いずれの産業についても、立地や生産システム、取引、労働力需給等を介して形成される空間構造の理解に資する重要な知見・情報を得ることができた。現地調査が年度末となったため論文としての公表に至っているものは少ないが、昨年度の現地調査とあわせて、友澤はデリーNCRに関する工業化について、荒木はインド農村内部の経済的階層の変動について、宇根は山岳州の経済地域構造について「雑誌論文」に記した研究論文を上梓した。また、各自が関連学会等で活発に発表を行った。人文地理学本年度は研究の初年度であり、各人が担当している産業について予備的調査を実施し、次年度以降での調査対象地域・企業をしぼりこむことが大きな目的であった。当初の予定通り連携研究者を含めて計6人が現地に出張し、ヒアリング調査や資料収集を行って次年度の研究内容を具体化するに至ったことがその理由である。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は研究の2年目であり、各人が担当している産業について現地調査を実施し、産業論的および空間論的な把握を実施した。連携研究者を含めて計5人が現地に出張し、ヒアリング調査や資料収集を行って計画に沿った形で研究をすすめることができたことがその理由である。計画2年目である来年度は、本年度の調査を踏まえて各成長産業の立地や生産、取引、労働力需給等を介して形成される空間構造を明らかにすることを目的とする研究を、現地調査を踏まえて実施する。研究計画の変更や研究を遂行する上での問題点は特にはない。計画3年目である来年度は、本年度までの調査を踏まえて各成長産業の立地や生産、取引、労働力需給等を介して形成される空間システムを明らかにすることを目的とする研究を、現地調査を踏まえて実施する。また、それを通じて現代インドの空間構造を把握する研究を行う。なお、現在のインドでは、観光産業が重要になっている状況に鑑みて、研究分担者を1名追加する予定である。
大規模調査による聴覚障害の関連因子の解明

まず、高齢になるにつれ聴力が悪くなることが示され、さらに男性の方が聴力低下の程度は高度であった。加齢に伴う聴覚障害の関連因子として、動脈硬化、骨粗鬆症が考えられた。動脈硬化のパラメーターである脈波伝播速度の値が高いほど聴力が低下していた。また、女性では骨密度の減少に伴う聴力低下を認めた。遺伝子解析では13種類の変異が認められた。病因となることが認められている変異の保因頻度は597例中39例(6.53%)だった。2006年より毎年我々は岩木健康増進プロジェクト健診へ参加し、多人数の一般住民に対する純音聴力検査を行い、加齢に伴い難聴が進行すること、さらにそれには男女差が見られ、また個人差が見られることが示された。この個人差の原因について現在も調査を進めている。毎年新規の受診者がおりデータが蓄積されてきているため、さらに多人数でのデータ解析が出来るようになっている。これまでに我々は、動脈硬化のパラメーターである脈波伝播速度(PWV)と聴覚との関連性を示し、動脈硬化性病変が進行すると聴力は低下することが示唆されることを学会にて発表した。さらには糖尿病との関連につき、空腹時血糖値及びHbAlc値と聴覚との関連性を検討したが、明らかな関連性は見いだせなかった。これに関しては今後さらに検討を加えていく予定である。さらに骨粗鬆症に着目し、骨密度と聴力との関連性を検討した。女性の高音域の聴力において骨密度の減少に伴う聴力低下が示され、これを学会にて発表した。中耳あるいは内耳における骨密度の減少が聴力の低下につながる可能性もあるものと考えられた。この領域における研究はあまり進んではおらず、今後もデータを積み重ね、さらに女性ホルモン値も検討項目に加え検討していく予定である。遺伝子解析に関しては、遺伝子の関与する先天性難聴のうち約7割が非症候群性難聴であるが、その大多数は劣性遺伝形式を取ることが知られている。劣性遺伝形式をとる非症候群性難聴の約半数の原因遺伝子はGJB2であり、今回はこの雌伝子変異の頻度を算出していくことにした。まだ解析中であり十分な結果は出せていないが、今後は症例数を増やして検討していく。2006年より毎年我々は岩木健康増進プロジェクト健診へ参加し、多人数の一般住民に対する純音聴力検査を行い、加齢に伴い難聴が進行すること、さらにそれには男女差が見られ、また個人差が見られることを示した。これまでに我々は、動脈硬化のパラメーターである脈波伝播速度(PWV)と聴覚との関連性を示し動脈硬化性病変が進行すると聴力は低下することが示唆されることを示した。さらに骨粗鬆症に着目し、骨密度と聴覚との関連性を検討した。女性の高音域の聴力において骨密度の減少に伴う聴力低下が示された。認知症の精神症状として'うつ'と'アパシー'が高率に認められることから、聴覚と認知機能検査(MMSE)、疫学的うつ病評価尺度(CES-D)やStarkstein's Apathy Scaleとの関連を検討した。難聴の進行に伴いMMSEの低下やApathy Scaleの上昇が認められた。聴力とCES-Dの関連は認めなかった。このことより難聴により周囲からの情報入力の減少やコミュニケーションがとりにくくなることが予想され、それが認知能力の低下や`アパシー'につながることが推測される。このように難聴が認知症の原因の一つとも考えられ、難聴の進行を抑制する、あるいは難聴者に適切な補聴器の装用指導を行うことができれば認知症の予防にもつながるものと考える。遺伝子解析ではGJB2遺伝子変異の頻度を算出したところ、これまでに解析の終了した597例中では39例(6.53%)で変異が認められた。この39例の聴力検査データを参照比較しキャリアであることを確認した。この結果は日本以外の国々での頻度報告と比較すると高頻度であった。これは地域における傾向であり、今後も症例数を増やして検討していくことを考えている。さらに骨粗鬆症に着目し、骨密度(OSI)と聴覚との関連性を検討した。女性の4kHz、8kHzの聴力において骨密度の減少に伴う聴力低下が示された。これまでに遺伝子解析の終了した597例では13種類の変異が認められた。

そのうち病因となることが認められている変異の保因頻度は、597例中39例(6.53%)だった。上記の病因になると考えられている変異の種類については、ほとんどがこれまでに日本人家系に見いだされてことのある遺伝子変異であったが、F106Lについてはこれまでの報告にはない変異であり、病因となりうるか不確定な変異である。この39例の聴力検査データを参照比較し、キャリアであることを確認した。また、聴力検査結果と上記遺伝子解析結果を比較検討したが、キャリアと考えられる39症例において高度難聴者を認めず、正常年齢相応の聴力を呈しており、遺伝性難聴を疑うような聴力レベルの症例は認めなかった。この結果は日本以外の国々での頻度報告と比較すると高頻度であった。遺伝子解析は1年間の健診受診者900名弱のうrち597名が終了している。24年度が最終年度であるため、記入しない。動脈硬化や骨粗鬆症と難聴の関連が示されているが、男女差についてさらに検討を加えてみる。メタボリックシンドローム等との関連性も検討していく。これまでに抑うつ傾向と難聴の関連性は見いだせなかったが、耳鳴の程度と抑うつ傾向についても検討していく。遺伝子解析ではGJB2遣伝子変異の頻度は高頻度であり、これはこの地域における傾向であり、今後は対象者を増やして検討していく。1年間の健診受診者の未解析分だけではなく、他年度の対象者も解析を行っていく予定である。
近代期朝鮮半島における名所型住宅地、別荘地の開発実態とその生活

植民地下の朝鮮半島における名所型住宅地や別荘地の開発と生活について研究したものである。こうした付加価値のある住宅地開発は、都市生活の豊かな状況を享受した新興層の多様なライフスタイルを受け止めたものであるが、同時に貧困層の流入による人口増加を受け止めていた面もあった。本研究では、京城の民間住宅地開発の総体の把握と明水台住宅地などの典型事例の研究を重ねることで、日韓の学界での研究状況を進展させた。本研究は、これまで明らかにされてこなかった朝鮮半島における「植民地下の余暇性を伴う住空間の形成」を、名所型住宅地、別荘地の開発実態とその生活像から調査研究し、韓国と日本の近代建築史・都市史の新しい一面を示す。そして、その歴史的空間の未来への継承方法を検討するものである。この研究目的を明らかにするために、国内外で文献調査を実施し、韓国での現地調査を行う。朝鮮半島における「植民地下の余暇性を伴う住空間の形成」を、名所型住宅地、別荘地の開発実態とその生活像から調査研究し、韓国と日本の近代建築史・都市史の新しい一面を示す。平成20年度はソウル特別市にて現地調査、文献調査を中心に実施し、研究発表と論文掲載を行った。当時の京城府の郊外住宅地の形成については平成19年度の予備調査で終了していたため、平成20年度は1930年代に漢江南で木下榮により行われた明水台住宅地開発について調査した。この事例を選択した理由は、これまでの植民地下の郊外住宅地形成の常識を覆す典型と考えたためで、次のような特性を把握した。1.漢江の風景を取り込みつつも、主な居住者として想定した日本人が好む、日本的風景を見立てた名所形成を意識した郊外住宅地形成を目指した。2.開発の中期には朝鮮人向けの学校誘致を積極的に行って、朝鮮人学童の下宿も建つ学園都市形成を目指した。3.日中戦争後は、富裕層ばかりではなく、貧困層も居住し、日本人、朝鮮人の雑居となり、居住者は朝鮮人が大半を占め、町会運営では日本人が半数余りだった。明水台住宅地の開発とその居住者の生活は、たえず京城の都市拡大の諸要因から他律的に規定されており、これまでよくいわれてきた「郊外住宅地」=「日本人富裕層の住宅地」=「別世界」のごとく、単純な図式は成立し得ないことを実証的に示した。特に、この研究成果を韓国の研究機関を通じて現地で発表できたことは特筆に値する。本研究は、朝鮮半島における「植民地下の余暇性を伴う住空間の形成」について、名所型住宅地、別荘地の開発実態とその生活像から調査研究し、近代建築史・都市史に新しい一面を示そうとするものである。平成21年度も引き続きソウル市にて現地調査、文献調査を実施するとともに、本年度は資料整理を進めることで、審査論文の発表と書籍出版を行った。審査論文では、京城の郊外住宅地形成の全体を概説しながら、明水台という漢江の南に位置する郊外住宅地の、およそ10年にわたる住宅地形成を跡付けした。明水台住宅地の形成にみられる変化が、京城の郊外居住に求められた住宅像の変化と連関をもっていること、また明水台住宅地開発の想定する居住者像の変化に応じて、風光明媚な日本人向けの住宅地であった時期、朝鮮人学童らを収容する学校の誘致を行った学園都市形成期、資材難にともなう住宅難と人口急増によりスラム化していく時期にわかれていたことを明らかにした。それぞれの時期について、開発者である木下栄の言説や明水台町会の組織・民族構成から考察を行った。なお、本論文は、韓国・ソウルにあるソウル学研究所による出版で、論文は韓国語と日本語で表記している。書籍は、科研テーマに限らずソウルの都市・建築の歴史を明らかにしたものだが、都市形成の説明において。上記のような郊外住宅地開発について概説することで、京城の都市拡大の形成要因を住宅地形成の側面から明らかにした。平成22年度も引き続きソウル市等にて現地調査、文献調査を4度に分けて実施した。また東京でも文献調査を1度、実施した。文献調査では新聞資料、各種統計資料の収集を実施するとともに、それらの突き合わせ作業を実施した。現地調査では、住宅営団住宅地の踏査、民間開発による郊外住宅地の踏査、土地区画整理地に於ける韓屋住宅地の踏査などを実施した。また、京城という都市の形成過程における名所の形成過程の把握と住宅地形成への取り込み過程を、文献上から把握したうえで、現地踏査を行ったが、現状として残されている遺構に限りがあるため、状況の把握にはまだほど遠い。今後は、戦前のみならず戦後の各種資料調査から、立体的、かつ、経過観察的な検討を加えていくことで長期にわたる空間形成の変遷を把握していきたいと考えている。

今年度は学術発表などの成果公開が一件もなかったが、科学研究費補助金の最終年度となる来年度はこれまでの調査活動を総合して、数件程度の成果公表を考えている。また、近年はソウルでは大規模の近代建築のみならず、近代期の住宅見地が保存・再生活用の対象となりつつあり、こうした動きへの情報提供、学術貢献も可能となるよう、調査結果の考究を重ねている。植民地下の朝鮮半島における名所型住宅地や別荘地の開発と生活について調査研究した。こうした付加価値のある住宅地開発は、都市生活の豊かな状況を享受した新興層の多様なライフスタイルを受け止めたものとして従来の学界では捉えらえてきたが、京城・明水台住宅地のように、しだいに貧困層の流入による人口増加を受け止めていた開発もあり、必ずしも理想的郊外住宅地ばかりが京城の郊外に広がっていたわけではなかったことを突き止めた。本研究では、京城の民間住宅地開発の総体の把握と明水台住宅地などの典型事例の研究を重ねることで日韓の学界での研究状況を進展させてきたが、とりわけ平成23年度は、京城の民間住宅地開発地にかつて居住した朝鮮半島在住経験者の調査と、朝鮮半島に展開していった進出企業についての調査を、日本国内各地の図書館・文書館で実施した。住宅地居住者については本人特定と居住地確認の調査を行った。進出企業についてはその企業構成、筆頭者の活動歴、日本内地に先行開発がある場合はその特定と現地調査を行った。一部の居住経験者には聞き取り調査を行うこともできた。これらの調査を通じて、開発に対する開発者と居住者の住宅地観などを明らかにして、開発一辺倒に陥らない包括的な名所型住宅地、別荘地の開発実態とその生活についてアプローチすることができた。調査結果については、次年度以降にいくつかの事後調査を行ったうえで、学会論文集などで成果公表をしたいと考えている。
FoFl-ATP合成酵素の回転動作機構の解明

本研究では、特定領域の学際的な特徴を最大限に生かし、全く新しい1分子計測技術を開発した。これには、新しい膜タンパク質の1分子計測技術、1分子解析用マイクロデバイス、新規蛍光プローブ、非平衡物理に基づく新しい1分子解析技術などが含まれる。さらに、これらの技術を有効に利用することで、F_1モーターの反応スキームの完成、共同性の構造的基盤、化学力学エネルギー変換のメカニズムなど、本質的知見を数多く得ることが得ることに成功した。(1) F1の結晶構造と1分子の対応:結晶構造でみられる実質上1種類の安定構造と1分子計測で観察される2つの安定構造の関係を明らかにする。(2) F1の触媒反応と回転スキーム:加水分解後のリン酸の解離するタイミングを決定する。(3) F1のATP加水分解に関する量子化学計算結果の1分子実験による検証:京都大学で実施されている量子化学計算で示唆されているプロトン転移律速説を実験的に検証する。(4) F1の触媒反応の回転角度依存性:ATP結合と加水分解の角度依存性の決定(5)新しい膜タンパク質1分子計測実験:Foモーター回転計測のための実験システムを構築する。(6)マイクロデバイスの開発:超微小溶液チャンバーを開発し1分子計測に応用する。本年度は、下記の研究テーマで成果が上がっている。〓回転角度と触媒反応の関係:ATP合成酵素を構成するF1-ATPaseの1分子操作を用いてATP加水分解反応を構成する素反応ののうち、ATP結合とATP加水分解反応の角度依存性を詳細に解析した。〓新しい反応中間体の発見:低温でF1-ATPaseの回転1分子計測をすることでF1-ATPaseの新しい反応中間体を発見した。この解析の結果、ADP解離であることが示唆されるデータを得た。〓フェムトリットルチャンバーを用いた1分子計測:F1-ATPaseをフェムトリットルチャンバー中で「ATP加水分解駆動の回転方向と同じ方向に」強制的に高速回転することで、どれだけの効率でATPを加水分解するのかを計測している。その結果、強制回転の速度に依存して反応効率が減少することがわかった。〓ATP合成反応の計測:再構成リポソームを用いてF型ATP合成酵素のATP合成反応速度に対するΔpHと膜電位差の影響を調べた。その結果、エネルギー的だけでなく速度論的にも二つのポテンシャルは等価であることが示された。〓その他:平面膜に再構成したATP合成酵素や輸送小胞形成蛋白質の1分子計測を実施した。本年度は、主として下記に挙げる研究成果があがった1.新しい反応中間体の解析:昨年度、低温下でF1-ATPaseの回転1分子計測を行ったところ、新しい停止状態としてFl-ATPaseの新しい反応中間体が発見された(EMBOreport 2008)。本年度は、さらにその詳細な解析を行った結果、これが特定の化学状態ではなく、何らかの構造変化前の状態であることを示唆する結果を得た。現在、1分子蛍光イメージングと回転可視化を組み合わせた同時計測で詳細な解析を行っている。2.結晶構造と1分子観察で発見された反応中間体の関係の解明:F1-ATPaseの反応メカニズム解明のために、結晶構造解析と1分子計測が精力的に行われているが、実はこれまで解かれた結晶構造が1分子観察で発見されたどの状態にあるのか明らかではない。そのため、反応メカニズムを考える上であいまいさが残るうえに、信頼性の高い分子シミュレーションが行えていなかったという問題がある。そこで、我々は、結晶構造中のF1-ATPaseの回転子と固定子の接触点にCys残基を導入し、この変異型F1-ATPaseの回転観察中にジスルフィド結合を形成さることで、強制的に結晶構造の位置で回転を停止させた。その結果、この停止角度がATP加水分解前の状態であることが明らかとなった(投稿論文準備中)3.再構成膜中におけるATP合成酵素の回転観察:本年度は、これまでの平面膜法に加え、固定基板上に脂質二重膜を形成させ、そこにATP合成酵素を再構成させたのちATP加水分解による回転計測を行う実験システムを開発した。現在、このシステムに膜電位を印加するマイクロ電極等の開発を行っている。本年度は、主として下記に挙げる研究成果があがった結晶構造と1分子観察で発見された反応中間体の関係の解明: F1-ATPaseの反応メカニズム解明のために、結晶構造解析と1分子計測が精力的に行われているが、実はこれまで解かれた結晶構造が1分子観察で発見されたどの状態にあるのか明らかではない。その結果、この停止角度がATP加水分解前の状態であることが明らかとなった(PNAS2008)。

Supported membrane中に再構成したFoF1の回転計測を行った結果、プロトン駆動の回転分子モーターであるFoに由来すると思われる36度置きのステップが検出された。これは、プロトン輸送がATP加水分解と10:3の化学量比で共役していることを示す重要な発見である。本年度も多くの成果があがった。その中でも重要な成果は細胞内ATPレベルの計測を可能とするATPセンサータンパク質(ATeam)の開発である(PNAS 2009)。これによって、ATPレベルの時間変化、各細胞内分布などを詳細に計測できるようになった。この発表に対する反響は非常に大きく、国内外よりAteamの分与の問い合わせが100件以上来ている。また、NHKをはじめとする各種メディアに多数取り上げられた。また、顕微鏡下における平面膜形成技術を用いた輸送小胞(COPII)の形成過程のダイナミクス計測(EMBO 2009)に関しても、EMBO誌におけるダウンロードTop10に入るなど国内外の反響が非常に大きかった。その他の本年度の主たる成果を下記に列挙する。●F_1-ATPaseの温度感受性反応ステップの解析:昨年度発見した新しい反応ステップである温度感受性反応が、予想と異なりATP結合前後の構造変化であることが解明された。●F_0F_1ATP合成酵素のATP合成反応における制御サブユニットの役割:制御サブユニットεは、ATP加水分解・合成反応に対して阻害的に働くことが分かった。また、合成反応における膜電位・pH差依存性が詳細に調べられ、合成時回転の1分子計測に必要な条件が明らかとなった。●ATP結合の角度依存性:マイクロチャンバーを用いた高感度ATP消費計測技術を応用することで、加水分解方向に強制回転した時のATP加水分解効率を計測した。この結果を、様々なモデルで検証した結果、ATP結合速度定数が回転方向に対して指数的に上昇することが明らかとなった。本年は、研究計画最終年度にあたり、これまでの成果をまとめることに注力した。具体的には、F1ATPaseの反応スキームのうち、明らかになっていなかった無機リン酸の解離反応がいつ起こるかを実験的に明らかにした(Nat.Chem.Biol.6.2010)。これにより、F1ATPaseの反応サイクルほぼ全てを決定することに成功した。次に、F1ATPaseの新しい回転トルク計測法を開発した(Phys.Rev.Lett.104.2010)。これは、Fluctuation theoremという古くから知られている理論を実際の実験に応用できることを証明し、それにより、F1ATPaseの回転のゆらぎから直接回転トルクを計測できることを示した。次に、新規な暗視野顕微鏡システムを開発した(Biophys.J.98.2010)。これは、エバネッセント照明を利用した暗視野顕微鏡システムで、画像のS/Nが改善されたことにより、最大9マイクロ秒オーダーの撮影が可能となっている。これまでの生物試料を対象とした高速撮影は100マイクロ秒オーダーであったため、大幅な時間分解能の向上を達成した。
ダイヤモンドの核発生とヘテロエピタキシャル成長

本研究の目的は、半導体材料として優れた特性が期待されるダイヤモンドを従来の電気・電子材料や光学材料として応用するにあたり、必要不可欠な技術としてシリコンなどの異種基板上へのヘテロエピタキシャル成長を実現すること、また、その基礎研究としてダイヤモンド核発生過程を解明することである。ダイヤモンドの気相合成においては日本は先進的な研究を行い、これに対して多くの国が注目してきた。中でも韓国ではダイヤモンドを、近い将来極めて重要な電子デバイスを実現し得る材料であると予想し、多くの研究者が我が国との共同研究を関心を抱いている。本プロジェクトでは韓国におけるダイヤモンド半導体研究の現状を把握し、日韓両国のこの分野の研究を活性化するのに最適な共同研究のテーマを探り、ダイヤモンド研究における技術協力関係を確立することを目指す。本年度の調査研究として平成7年10月16日から21日、研究代表者平木と分担者八田は韓国での半導体ダイヤモンドの研究の現状を視察した。はじめに韓国電子通信研究所(ETRI、日本の電子技術総合研究所に相当)を訪れ、ダイヤモンドを用いた薄型ディスプレイ開発のプロジェクトについて具体的な計画を聞いた。ダイヤモンドの電子放出特性についてはすでに大阪大学で詳細に調べられており、これらの研究成果を公開して電子放出素子の開発に役立てることになった。次に、ソウルで行われたアジアMRS国際会議に出席し、韓国を中心としたアジア諸国でのダイヤモンド研究に関する多くの報告を聞いた。最後に仁川市を訪問、本プロジェクトの中核となる仁荷大学、李教授との共同研究のテーマを具体的に絞り込むため、韓国内でのダイヤモンドの研究状況と日本の最近の研究の動向を基に計画を練った。平成8年3月1日から5日にかけて研究代表者平木、分担者伊藤、八田、森と半導体ダイヤモンドの電極形成技術で最近多くの成果を報告している京都大学の村上教授、小出助教授を加えて計6名で、韓国のダイヤモンド研究の動向の調査と本プロジェクトの成果に関する研究会を行った。はじめに韓国で最も大きな規模でダイヤモンド研究を進めようとている済州大学を訪問、研究の動向と今後の日韓の協力関係の可能性について議論した。済州大学ではダイヤモンド基板の上にシリコンを成長させて集積回路の基板として応用するSOD技術の開発に重点を置いて研究を進める方針で、その中で大阪大学で成功しているダイヤモンド薄膜の低温合成技術を応用するべく協力することになった。次に仁川市の仁荷大学の李教授を訪れ、本プロジェクトに基づいて大阪大学と仁荷大学で実際に行った研究の成果について、内容の検討と公表の方法と時期などについて議論した。また、ダイヤモンドを半導体材料として利用するには電極形成技術が極めて重要な問題となることから、同分野で多くの成果を得ている京都大学の村上教授と小出助教授の講演を行い、現在までの問題点と今後の課題を明らかにした。また今後の、両氏を含めた日韓の研究協力体制を確立した。本年度のプロジェクトの具体的研究成果として、大阪大学では種付け処理を用いたダイヤモンド薄膜の低温合成、マイクロ波プラズマCVDにおいて基板バイアスを用いた高配向ダイヤモンド薄膜の作製とそのプロセスの研究、高配向ダイヤモンド膜の物性評価、パルスプラズマによるダイヤモンドの低温高速成長、プラズマジェットを用いた高配向ダイヤモンド膜の高速成長などを行った。これまでの他のグループが報告しているバイアス法による高配向ダイヤモンド膜の合成について大阪大学でも再現を確かめるとともに、核発生のプロセスを明らかにするため基板への電圧と電流の特性、その時間変化、プラズマと基板の間に形成されるシースの形状を詳細に調べ、核発生の最適条件を明らかにした。さらにこの方法で作製した高配向のダイヤモンド膜の物性についてカソードルミネッセンス、ラマン散乱分光によって調べた。一方、韓国仁荷大学の李教授のグループではダイヤモンド作製装置が準備できなかったため、大阪大学のECRプラズマCVD装置を利用する形で、大面積シリコン基板へのダイヤモンド核発生の研究を行った。これらの成果の詳細は各論文誌に発表している。

平成8年3月1日から5日にかけて研究代表者平木、分担者伊藤、八田、森と半導体ダイヤモンドの電極形成技術で最近多くの成果を報告している京都大学の村上教授、小出助教授を加えて計6名で、韓国のダイヤモンド研究の動向の調査と本プロジェクトの成果に関する研究会を行った。はじめに韓国で最も大きな規模でダイヤモンド研究を進めようとている済州大学を訪問、研究の動向と今後の日韓の協力関係の可能性について議論した。済州大学ではダイヤモンド基板の上にシリコンを成長させて集積回路の基板として応用するSOD技術の開発に重点を置いて研究を進める方針で、その中で大阪大学で成功しているダイヤモンド薄膜の低温合成技術を応用するべく協力することになった。次に仁川市の仁荷大学の李教授を訪れ、本プロジェクトに基づいて大阪大学と仁荷大学で実際に行った研究の成果について、内容の検討と公表の方法と時期などについて議論した。また、ダイヤモンドを半導体材料として利用するには電極形成技術が極めて重要な問題となることから、同分野で多くの成果を得ている京都大学の村上教授と小出助教授の講演を行い、現在までの問題点と今後の課題を明らかにした。また今後の、両氏を含めた日韓の研究協力体制を確立した。本年度のプロジェクトの具体的研究成果として、大阪大学では種付け処理を用いたダイヤモンド薄膜の低温合成、マイクロ波プラズマCVDにおいて基板バイアスを用いた高配向ダイヤモンド薄膜の作製とそのプロセスの研究、高配向ダイヤモンド膜の物性評価、パルスプラズマによるダイヤモンドの低温高速成長、プラズマジェットを用いた高配向ダイヤモンド膜の高速成長などを行った。これまでの他のグループが報告しているバイアス法による高配向ダイヤモンド膜の合成について大阪大学でも再現を確かめるとともに、核発生のプロセスを明らかにするため基板への電圧と電流の特性、その時間変化、プラズマと基板の間に形成されるシースの形状を詳細に調べ、核発生の最適条件を明らかにした。さらにこの方法で作製した高配向のダイヤモンド膜の物性についてカソードルミネッセンス、ラマン散乱分光によって調べた。一方、韓国仁荷大学の李教授のグループではダイヤモンド作製装置が準備できなかったため、大阪大学のECRプラズマCVD装置を利用する形で、大面積シリコン基板へのダイヤモンド核発生の研究を行った。これらの成果の詳細は各論文誌に発表している。
ストラクチュローム解析を駆使したPPARを標的とする抗糖尿病薬の開発研究

PPARγの活性化薬であるピオグリタゾンやロシグリタゾンは2型糖尿病治療薬として臨床応用されているが肥満、浮腫、肝障害などの副作用が知られている。日本人の6人に1人が2型糖尿病予備軍となっている今、次世代の糖尿病治療薬開発の社会的要請が極めて強い。食の欧米化に伴い不足しがちな栄養素としてDHAやEPA等の高度不飽和脂肪酸が挙げられるが、これらはPPARγを弱いながら活性化する。我々は副作用の無い糖尿病治療薬の開発をめざしPPARγ活性のより強い高度不飽和脂肪酸誘導体の設計並びに合成を計画した。PPARγのポケットが大きいことから炭素数が22の高度不飽和脂肪酸DHAが適切であると考えた。次にポケット内の水素結合可能な極性アミノ酸残基に着目し4-OH-DHAあるいは4-oxo-DHAを設計した。我々は4-OH-DHAおよび4-oxo-DHAを高効率で化学合成した。またそれらの誘導体約50種も合成した。これら誘導体のPPARγ標的遺伝子転写活性をルシフェラーゼアッセイ法により測定した。その結果、4-OH-DHAは現在最強の内因性のリガンドと考えられている15-デオキシ-Δ^<12,14->PGJ_2より強力な活性を4-oxo-DHAは同等の活性を示した。さらに4-oxo-DHA誘導体は糖尿病動物モデルに対して経口投与による血糖降下作用を示した。Preliminaryな結果であるが正常ラットへの大量投与実験においても、肥満、浮腫、肝障害などの副作用は認められていない。またアラキドン酸代謝物5HETEおよび5-oxo-ETEと同様に、4-OH-DHAおよび4-oxo-DHAはDHAの代謝産物と推測され、DHAの4位修飾誘導体は副作用の無い糖尿病治療薬として期待できることがわかった。ロシグリタゾンなどのチアゾリジンジオン誘導体(TZD)はII型糖尿病治療薬(インスリン抵抗性改善薬)として臨床応用されているが、肥満、肝障害などの副作用が問題となっている。そのためこれに代わる新薬開発への社会的要請が強い。TZDは核内受容体PPARγのアゴニストであることから、PPARγとインスリン抵抗性は強く相関している。このことから新規抗糖尿病薬の開発をめざしPPARを標的とするリガンドを探索している。現在15-デオキシ-Δ^<12,14>-プロスタグランジンJ_2(15d-J_2)がPPARγの内因性リガンドと考えられている。一方、必須脂肪酸であるドコサヘキサエン酸(DHA)が弱いながらもPPARγのアゴニスト活性を示すことが報告されている。そこで高度不飽和脂肪酸(PUFA)に着目し、PUFA誘導体のPPARリガンドとしての可能性を検討した。初めにすでに報告されているPPARγ-リガンド複合体の結晶構造におけるリガンド結合様式を詳細に解析(ストラクチュローム解析)した。その結果、PUFAのカルボニル近傍への置換基導入が有効であろうと考えた。そこでPUFAを出発物質として用い、カルボニル近傍の修飾誘導体を種々合成した。PUFA誘導体のPPAR標的遺伝子転写活性をルシフェラーゼアッセイ法により測定した。合成したPUFA誘導体の多くがPUFAそのものよりも強い活性を示すことが明らかになった。