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天然ペプチドの有機合成と構造解析

生理活性を有する天然ペプチドは,陸水産の動植物のみならず細菌にいたるまで広く,自然界に見出され,特に生体内で極めて重要な役割を担っていることが,最近になり次々解明されている.本研究は新しい生理活性天然ペプチドの有機合成および構造解析に関する研究を総合的にとりあげたもので,以下に述べる課題について研究を展開した.まず天然生理活性ペプチドの合成研究では、イモ貝の毒w-コノトキシン、女郎グモ毒NST×-3、ラットGAP、ブタC5aアナフィラトキシン、抗生物質ナイシンなど、いずれも極めて複雑な構造を有する化合物の全合成に成功した。新しいペプチド合成の手法として、タリウム酸化によるシスチン含有ペプチドの合成法を開発した。また従来合成困難とされていたイミノジカルボン酸含有ペプチドのUgi反応を用いる新しい合成法を確立し、アンジオテンシン変換酵素阻害剤工エナラプリルの合成に適用した。構造解析の研究では、赤痢菌の産生する志賀毒素および志賀毒素様毒素の一次構造解析、血流増加ペプチドヘロデルミン、抗生物質ジチロマイシンの構造決定を完了した。またブタC5aアナフィラトキシンに関しては、その推定構造に一部誤まりのあることを指摘することができた。構造一括性相関の研究では、ブタ脊髄より単離したミエリン蛋白由来の化学走化性ペプチド、前述のヘロデルミン、ナイシン、NSTX-3などの最小活性構造について調べるために種々の誘導体を合成した。また鎮D痛ペプチドエンケファリンのレセプタ-との親和性、メタロチオナネイン中のCys残基の配列とCd^〓、Cu^〓との結合成、塩基性ペプチドの脂質膜との相互作用と抗菌活性との関係、N-ヒドロキシエチルプロリンを含むバリノマイシンアナログの金属イオン取りこみについて検討した。以上のように2年間にわたる本研究により多大の成果を挙げることができた。2年間にわたる総合的な研究によって分子集団のいくつかの設計法が確立され、その相互作用と構造及び機能の相関性が解明され、この分野の今後の研究の発展に寄与する重要な指針が得られた。弱い相互作用基づく分子集団の多くはホストーゲスト錯体化による方法で設計・開発された。多くのホスト化合物が分子設計され、多種多様のゲスト化合物とのホストーゲスト錯体を作り、その構造,相互作用,分子識別能が検討された。特にX線結晶構造解析法で究明された構造上の知見は新しいホストの分子設計とそれを用いる分子集団の設計に生かされ、多くの成果が得られた。ホストとゲスト化合物が錯体の分子集団を形成する場合には、両分子の平面及び立体構造に微妙に影響されることが判明した。この理由のために相互の分子識別が正確に行われ、物質の分離・精製や光学分割を能率良く行うことができた。それらの成果のあるものは工業化が検討されている。この分子識別を分子の動的挙動に応用することによって、分子の種々の動的挙動制御を行うことができた。例えば、ピリドンとヒドロキシピリジンの平衡混合物の内前者のみをホストに取り込ませて分子集団化させることができた。シクロオクタトリエノンの速い反転異性体の一成分のみの分離にも成功した。ホストーゲスト分子集団の固体状態での反応で、ゲストの立体,方向,不斉を制御することにも成功した。特に不斉反応制御による光学活性体の合成は価値が高い。強い相互作用に基づく分子集団はシクロファン類,クラウンエーテル類,CT錯体及び金属や金属イオンが関与する分子集団の研究が行われた。相互作用場を組込んだシクロファンの研究では相互作用と歪との関係が明らかにされ、金属ポルフィリンを組込んだシクロファンでは代謝の際のヘム酵素反応の機構解明に重要な手がかりを得た。
唐代文学の研究-特に詞の源流に関して-

本研究は我が国の雅楽が、中国では失われた唐代音楽の原型をかなりの程度保存していることに着目し、これを資料に、中国文学史に於けるいくつかの重要課題の解明を試みたものである。主要な研究方法は、雅楽に関する戸籍・古楽譜・絵画・面・衣装などあらゆる資料を精査し、中国側の文献の記述と対照することである。平成9年度および10年度、葛暁音・北京大学中文系教授(平成9年4月より11年3月まで東京大学大学院客員教授)を共同研究者に迎えて研究を進めた結果、葛教授が離任するまでに中国語で30万字に及ぶ草稿『日本雅楽和隋唐楽舞-隋唐五代楽府文学背景研究-』を完成させたほか、昨年度は2篇、本年度はさらに2篇の論文が中国の学術雑誌に掲載された。本年度は、11年5月より6月に戸倉が北京を訪問、12年2月から3月は葛教授が来日し、各自の研究成果をもとに草稿の完成・出版を目指して徹底した議論を行った。しかし新たに大きな課題が発見されたため、12年度内の共著出版はやや困難な情勢となった。平成10年秋、筆者は研究の過程で、ケンブリッジ大学教授L.ピッケン博士とそのグループが日本雅楽と唐楽に関する極めて専門的な研究を行っているという情報を得た。平成11年7月、筆者はケンブリッジを訪問し、初歩的な調査を行った結果、欧米ではすでに1950年代より、音楽専門化による日本雅楽の研究が始まっている事実を知った。彼らの研究成果は、これまで日中の専門化によってその当否を十分検討されたことがなく、しかもその主張には日中の学者の見解と大きく異なる点が少なくない。そこで欧米の研究成果を検討し、我々の研究を全面的に見直すことが不可欠であると痛感した。同大学図書館において資料を収集し、帰国後は鋭意読解を進め、研究の早期完成を目指している。本研究は、我が国の雅楽が中国では失われた唐代音楽の原型をかなりの程度保存している事に着目し、これを資料に中唐に起こった新しい韻文「詞」の源流を考察することを目的に、平成7年度より開始した。日本雅楽に関する各種の資料と中国の古文献の記載とを総合的に対照した結果、次のような領域で成果を上げることができた。(1)古楽譜・舞譜の解読に関する問題ー日本雅楽の基礎的事項を学ぶ中で発見した、古楽譜・舞譜の各種記号の解釈や調性等の問題に対し、日中双方の研究を結びつけることによって解決を試みた。「関於古楽譜解読的若干問題」、「天平琵琶譜“番仮崇"調性新探」及び「敦煌舞譜的対舞結構試析」の3篇の論文が、その成果である。(2)曲調と曲辞に関する問題ー詩のように一句の字数が一定していない詞は、どのような音楽的背景から生まれたかを、古楽譜を通して考察した。本研究の当初の課題に対する一つの解答となるもので、論文「従古楽譜看楽調和曲辞的関係」がその成果である。(3)日本雅楽と隋唐舞楽に関する問題ー「蘭陵王」など日本雅楽のあるものに対しては、従来インド起源説が唱えられてきた。中国の文献に対する精査に基づき、従来の説を検討し、さらに雅楽の全ての曲について隋唐の音楽・文学・及び歴史とのとの関わりを考察した。この成果は(1)(2)で挙げた論文と合わせ『日本雅楽和隋唐楽舞ー隋唐五代楽府文学背景研究ー』という一冊の著書として、日中両国で出版する予定である。

平成11年2月現在、第一稿が完成しており、今後さらに検討を重ね、2000年度の出版を目標としている。本研究は我が国の雅楽が、中国では失われた唐代音楽の原型をかなりの程度保存していることに着目し、これを資料に、中国文学史に於けるいくつかの重要課題の解明を試みたものである。主要な研究方法は、雅楽に関する古籍・古楽譜・絵画・面・衣装などあらゆる資料を精査し、中国側の文献の記述と対照することである。平成9年度および10年度、葛暁音・北京大学中文系教授(平成9年4月より11年3月まで東京大学大学院客員教授)を共同研究者に迎えて研究を進めた結果、葛教授が離任するまでに中国語で30万字に及ぶ草稿『日本雅楽和隋唐楽舞-隋唐五代楽府文学背景研究-』を完成させたほか、昨年度は2篇、本年度はさらに2篇の論文が中国の学術雑誌に掲載された。本年度は、11年5月より6月に戸倉が北京を訪問、12年2月から3月は葛教授が来日し、各自の研究成果をもとに草稿の完成・出版を目指して徹底した議論を行った。しかし新たに大きな課題が発見されたため、12年度内の出版はやや困難な情勢となった。平成10年秋、筆者は研究の過程で、ケンブリッジ大学教授L.ピッケン博士とそのグループが、日本雅楽と唐楽に関する極めて専門的な研究を行っているという情報を得た。平成11年7月、筆者はケンブリッジを訪問し、同大図書館において初歩的な調査を行った結果、欧米ではすでに1950年代より、音楽専門家による日本雅楽の研究が始まり、現在では各地に若い研究者が輩出している事実を知った。彼らの研究成果は、これまで日中の専門家によってその当否を十分検討されたことがなく、しかもその主張には日中の学者の見解と大きく異なる点が少なくない。そこで欧米の研究成果を検討し、既発表のものを含め、我々の研究を全面的に見直すことが不可欠であると痛感した。同大学図書館において資料を収集し、帰国後は葛教授と共に鋭意読解を進め、研究の早期完成を目指している。
ソーシャルメディアを利用した循環型教育システムの改善と教育実践の高度化

本研究は,「生活のなかで発揮できる学力」を実現する学校システムを持つ館山市立北条小を対象に行われた研究である.学年会等の会議体を分析し,単に児童の授業を良質化させるだけでなく,「専門職の学習共同体」として教員を養成する機能を有していることを示した.また,ソーシャルメディアを利用した授業研究システムを開発し,実証実験を行い,北条小が持ち合わせるシステムが時間や空間の制約から解放される可能性を示した.同時に北条小が能動的な児童を育成するカリキュラムを持ち合わせていることについても調査分析を行った.本研究は,「生活のなかで発揮できる学力」を実現する学校システムを持つ館山市立北条小を対象に行われた研究である.学年会等の会議体を分析し,単に児童の授業を良質化させるだけでなく,「専門職の学習共同体」として教員を養成する機能を有していることを示した.また,ソーシャルメディアを利用した授業研究システムを開発し,実証実験を行い,北条小が持ち合わせるシステムが時間や空間の制約から解放される可能性を示した.同時に北条小が能動的な児童を育成するカリキュラムを持ち合わせていることについても調査分析を行った.本研究は,北条小学校で実践されてきたカリキュラム管理室を中心とする循環型教育システムをソーシャルメディア上に展開することで,これまで他校への展開が困難であった本校のシステムをさらに広いフィールドで活用することを通じ,その形成過程を分析し,教員養成の場をソーシャルメディア上に提供することを目的としている.本年度は,以下の研究を実施した.(1)北条小学校の循環型教育システムについての分析を行うため,学年会,学年主任会議実行委員会,研究推進委員会,統合学習を含む授業研の収録を行った.特に学年会は全学年を複数回収録し,分析を行った.授業研に関しては,後述する動画アノテーションツールでの実証実験との比較のため,授業後に行われる協議会についても収録を行った,さらに,循環型教育システムに関して,これまでの分析をまとめ,教育工学会の研究会で発表した.(2)リアルタイムアノテーションツールであるCAVSceneに関し,学校現場での活用するための機能拡張を行った.(3)既存ビデオアノテーションツールの情報収集,比較検証した.その結果「YouTube」でのアノテーションは動画の所有者でないとできないこと,不特定多数が使える「ニコニコ動画」はコメントができるものの,特定のコメントに対する返信等ができないことなど,授業研究に使うには不足していることが判明した.また,専用のツールも存在するが,あくまでも一人で作業することを前提としており,本研究での実証実験に耐えるような,動画を使ってネット上でコラボレーションできるツールは存在しないことがわかった.そこで,ネット上で複数の教員によってアノテーションができるツール,edu-Cの初期バージョンを開発した.(4)カリキュラム管理室の代替としてソーシャルメディア上に展開する検索システムに関しては,NICERの後継本研究は,北条小学校で実践されてきたカリキュラム管理室を中心とする循環型教育システムをソーシャルメディア上に展開することで,これまで他校への展開が困難であった本校のシステムをさらに広いフィールドで活用することを通じ,その形成過程を分析し,教員養成の場をソーシャルメディア上に提供することを目的としている.本年度は,以下の研究を実施した.1北条小学校の循環型教育システムについての分析を行うため,各種会議体の収録および授業の収録を行い,分析を進めてきたが,本年度は特に学年会と実行委員会について集中的に収録を行った.実行委員会は1年生から6年生にわたり各学年のすべての児童が何らかの形で学校組織の運営に関わる委員会の責任者の役割を経験するシステムであるが,これが統合学習のあ潜在的カリキュラムとして機能している実行委員会については,卒業式第二という児童が中心となって行うイベントを中心に収録,分析を行った.2昨年度までに開発した動画アノテーションツールedu-Cを使って,授業研を代替できるかどうかという実証実験を行い,日本教育工学会の全国大会で発表した.ソーシャルメディア上への展開の前段階として,複数の学校間で動画を共有し,アノテーションを行うことで,これまでの研究授業とどのような違いがでるかについて,複数の地域の教員にインタビューを行った.さらに,インタビューから,リアルタイムな授業研との連動の必要性を見出し,授業研に参加している教員が撮影した静止画もアノテーションと同様に連動させることができる機能をあらたに開発し,実装した.本研究は,戦後一貫して「生活のなかで発揮できる学力」を目指し,その実現に機能する学校システムを構築してきた千葉県館山市立北条小学校を対象に行われた調査・開発研究の報告である.報告書は三部に分かれ,第一部,第二部は教師を育てるシステムに関連している.第一部は北条小の持っている「学年会」を中心とした会議体を詳細に分析した結果,その会議体がただ単に児童の授業の良質化を果たすだけでなく「専門職の学習共同体(PLC)」として現職教育の成長をうながす組織体として,機能していることの証明を試みた.第二部では教師を育てるシステムとして約30年ほど前から機能している「カリキュラム管理室」を発端とした「授業研究」のICT化に関わるシステム開発研究を行っている.授業プランをデジタル化し,共有し易くしたうえで,新たな授業の提案の際に行われる授業研究をソーシャルメディアを利用したシステムを開発し,実証実験を行った.当初若手教員を対象に実験を行ったが,授業研究の視点を拡げるため,国立大学附属小学校でも実験を行い,その効果について検討した.さらに,授業者や実験協力者へインタビューを行い,今後のシステムを活用方法について検討を行った.本システムにより,授業研究が時間と空間の制約から解放され,北条小が持ち合わせる教師を養成するシステムをさらに拡張できる可能性を示すことができた.

第三部は北条小学校が能動的な児童を育成するカリキュラムを持ち合わせていることに着目し,そのLearning Outcomeについて検討を行った.北条小学校の学校システムにおいて,教師がカリキュラム管理室や学年会を中心とする仕組みで教師が養成されている一方で,児童は実行委員会制度とそれに相応する統合学習によって能動的な学習特性をもつ児童として育成されていることについて調査分析を行った.本調査はさらに発展継続させる予定である.26年度が最終年度であるため、記入しない。教育実践の場における測定と評価の研究、e-learningの開発と実践研究、教育における行動研究26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の目標として,既存ビデオアノテーションビデオツールの評価,検証という項目があったが,実証実験に耐えるものがなかったこともあり,自作することで平成25年度の実証実験開始を可能としているため.また,それ以外の調査,分析に関してもほぼ順調に計画を実行しているため.平成25年度は,edu-Cを使った授業研究の実証実験を行うことにより,アノテーションの有無による動画活用方法の差異や,一般的な授業研究との質的な違いについて調査・分析を行った.実証実験の結果,一般的な授業研究で観察者は授業中に撮影した写真を協議会や協議会後に活用いることに着目し,授業中に撮影した写真をアノテーションと連動できる機能をedu-Cに実装した.これにより,さらに質の高い授業研究が可能となる.一方,小学校1年生を中心とした学年会の記録を連続5週にわたって記録した.このプロセスをもとにして,循環型教育モデルに照らした学年会の分析を今後行うことができる.卒業式第二部の作成に関する実行委員会の進行過程における会議記録の収録ならびに卒業式第二部自体の映像記録を収録できた.これにより,実行委員会と統合学習の関連分析に着手できる.26年度が最終年度であるため、記入しない。ビデオアノテーションツールを既存のものではなく,自作のものを活用することとなったことは当初の計画とは異なるが,逆に研究の推進にとっては,カスタマイズできる柔軟性を得たことはプラスになると考える.平成26年度は,循環型教育システムの分析とedu-Cを使った実証実験をすすめ,北条小学校で実践されている教育システムをソーシャルメディア上に展開することが可能であるということを示したい.
硫酸化多糖によるBMP活性制御機構の解明

我々は最近、BMPの骨芽細胞分化誘導活性がヘパリンやヘパラン硫酸などの硫酸化多糖によって促進されることを見出した(J.Biol.Chem.,278:43229-43235,2003)。ヘパリンは、BMPが標的細胞のBMP受容体への結合を妨げ、BMPを持続的に標的細胞に供給させる事により、標的細胞内のBMP受容体下流の情報伝達系を長時間機能させていることが示唆されている。一方、BMP-2は標的細胞のnoggin分泌を促進し、このnogginは標的細胞周囲でBMP-2と結合し、BMP-2の作用を抑制することが知られている。本研究では、ヘパリンがBMP-2による異所性石灰化に及ぼす効果、ヘパリンがBMP活性を促進する分子メカニズム、そしてヘパリンがnogginの作用に及ぼす効果を解析した。その結果、(1)ヘパリンは、BMP-2が誘導する異所性石灰化を顕著に促進した。(2)Smad1/5/8のリン酸化は、BMP処理後1時間をピークに徐々に低下したが、ヘパリン存在下では、24時間目以降に再びリン酸化レベルの上昇が認められた。(3)ヘパリンはBMP-2によるnogginの分泌に影響を与えなかったが、ヘパリン存在下では、nogginはBMP-2の骨芽細胞誘導活性を抑制できなかった。(4)培養液中BMP-2の生物学的半減期はヘパリンにより20倍以上延長した。以上より、ヘパリンはBMP-2による骨芽細胞分化誘導作用をin vivoでも促進することが示された。またヘパリンが、標的細胞を、BMP-2作用に対して抑制的な微小環境から保護することにより、BMP-2の作用を促進する可能性が示された。さらに、細胞内情報伝達系が長時間活性化されるのは、ヘパリンが培養液中BMP-2レベルの低下を抑え、BMP-2が標的細胞を刺激する時間が延されることによる可能性が示唆された。我々は最近、BMPの骨芽細胞分化誘導活性がヘパリンやヘパラン硫酸などの硫酸化多糖によって促進されることを見出した(J.Biol. Chem.,278:43229-43235,2003)。本研究では、ヘパリンがBMP活性を促進する分子メカニズムを解析した。その結果、(1)ヘパリンは、BMP-2が誘導するALP、オステオカルシン、Osterixの発現をさらに促進した。このとき、促進的効果は24時間以降で認められたが、12時間以内には認められなかった。(3)リン酸化Smad1/5/8は、ヘパリンの有無にかかわらず核内に局在した。(4)BMP-2とヘパリンで1時間だけ処理した細胞では、24時間目に核内のリン酸化Smad1/5/8は検出できなかった。(5)培養液中のBMP-

2濃度は、ヘパリン非存在下では4時間以内に検出限界以下に低下したが、ヘパリン存在下では72時間目まで検出可能であった。(6)BMP-2含有培地を24時間毎に交換すると、ヘパリン非存在下で低濃度のBMPがALP活性を誘導した。以上より、ヘパリンによりBMPの細胞内情報伝達系が長時間活性化されるのは、ヘパリンが培養液中BMPレベルの低下を抑え、BMPが標的細胞を刺激する時間が延されることによる可能性が示唆された。我々は最近、BMPの骨芽細胞分化誘導活性がヘパリンやヘパラン硫酸などの硫酸化多糖によって促進されることを見出した(J.Biol.Chem.,278:43229-43235,2003)。ヘパリンは、BMPが標的細胞のBMP受容体への結合を妨げ、BMPを持続的に標的細胞に供給させる事により、標的細胞内のBMP受容体下流の情報伝達系を長時間機能させていることが示唆されている。一方、BMP- 2は標的細胞のnoggin分泌を促進し、このnogginは標的細胞周囲でBMP-2と結合し、BMP-2の作用を抑制することが知られている。本研究では、ヘパリンがBMP-2による異所性石灰化に及ぼす効果、ヘパリンがBMP活性を促進する分子メカニズム、そしてヘパリンがnogginの作用に及ぼす効果を解析した。その結果、(1)ヘパリンは、BMP-2が誘導する異所性石灰化を顕著に促進した。(2)Smad1/5/8のリン酸化は、BMP処理後1時間をピークに徐々に低下したが、ヘパリン存在下では、24時間目以降に再びリン酸化レべルの上昇が認められた。(3)ヘパリンはBMP-2によるnogginの分泌に影響を与えなかったが、ヘパリン存在下では、nogginはBMP-2の骨芽細胞誘導活性を抑制できなかった。(4)培養液中BMP-2の生物学的半減期はヘパリンにより20倍以上延長した。以上より、ヘパリンはBMP-2による骨芽細胞分化誘導作用をin vivoでも促進することが示された。またヘパリンが、標的細胞を、BMP-2作用に対して抑制的な微小環境から保護することにより、BMP-2の作用を促進する可能性が示された。さらに、細胞内情報伝達系が長時間活性化されるのは、ヘパリンが培養液中BMP-2レベルの低下を抑え、BMP-2が標的細胞を刺激する時間が延されることによる可能性が示唆された。
天然組成ガラスは核廃棄物の容器として適当か?

現在ボロンシリケイト系のガラス(すなわちパイレックスガラスの類い)が核廃棄物処理後容器の本命として我が国では考えられている。しかしながら、地球化学的に見てボロンシリケイト系ガラスの超長期的な安全性が十分に立証されたとは言いがたい。化学ポテンシャル勾配に基づく元素移動一つを取っても、自然界で濃度の著しく低いボロンを主成分としたガラスが地殻内部で安定な物質とは考えがたい。更に自然界でボロンは水溶液への親和性の特に高い元素である事が知られており、地下水の浸透した場でボロンシリケイト系ガラスから多量の核廃棄物を含む元素が溶脱を起こさない保証はない。地殻の元素組成と等しい天然組成のガラスを自然界において超長期的に安定な核廃棄物の容器として適当な候補であると予想し、その妥当性を本研究で検討する。均質で多量の試料を得る可能性のある玄武岩、安山岩、流紋岩、泥岩を選択し、その一気圧下での融点を一気圧の電気炉で決定した。ガス圧実験装置を用いてガラスと水溶液との元素分配実験0.1-0.5GPa、100-500°Cの条件下で行った。この時、ガラス中に生じる元素の濃度勾配は、EPMA装置を用いて検討した。今後微量元素の濃度分析をICPMS装置を用いて行う予定である。
前立腺癌の転移能亢進と治療抵抗性獲得におけるHMGI(Y)の役割に関する研究

本研究課題のひとつは、前立腺癌の発生、進展、転移の過程におけるHMGI(Y)[high mobility group protein I(Y)]の役割の検討である。このために、正常前立腺、前立腺に限局する早期癌、転移を伴う進行癌および転移巣におけるHMGI(Y)の発現を免疫組織化学法で確認すべきであると考えた。RT-PCRによりHMGI(Y)の発現状態を確認した腎癌の臨床検体(ホルマリン固定、パラフィン包埋検体)を用いて、免疫組織化学法の適正化を試みたが、現時点では満足のいく方法は確立できなかった。さらに、本検討で重要な転移を伴う進行癌、転移巣の臨床検体は十分に得られなかった。以上より、現時点でヒトの検体を用いての検討は困難と判断し、マウス疾患モデルを用いて上述の検討を行うこととした。TRAMP(transgenic adenocarcinoma of mouse prostate)は前立腺癌発生および進展のモデルとして広く使われているトランスジェニックマウスであり、正常、過形成、前癌状態と考えられているprostaticintraepithelial neoplasia(PIN)、高、中、低分化型腺癌、転移巣が順次形成されることが知られているため、本検討に適当であると考えた。また、対象がマウスであるため各病期の検体は十分に得られ、検体の固定方法も色々と試みられることも実験を行う上で適当な研究対象と考えた。TRAMPの各病期の前立腺より核マトリックスタンパクを抽出し、二次元電気泳動を用いたウェスタンブロット法でHMGI(Y)の発現を検討した。前立線癌を発症しないコントロールマウスでは発現を認めず、TRAMPでは癌発生後に発現が認められる様になり、進展の後期に発現が増加することが確認された。以上より、HMGI(Y)は前立腺癌の進展に役割を果たしていることが示唆された。本研究の検討課題のひとつは、前立腺癌および正常前立腺におけるHMGI(Y)[high mobility group protein I(Y)]の発現の確認である。前立腺癌は正常組織間に浸潤するため、癌と正常を区別して各々の組織内RNA又はタンパクを抽出し、HMGI(Y)は通常不可能である。このため、前立腺におけるHMGI(Y)の発現は、免疫組織化学により検討する必要がある。3例の前立腺癌を含む前立腺および1例のリンパ節転移巣を免疫組織化学で検討したが、全てホルマリン固定、パラフィン包埋の臨床検体である。転移巣では抗HMGI(Y)抗体による強い染色を認め、前立腺内の癌組織では、弱い染色を認めた。前立腺の正常組織では、上皮細胞では染色を認めず、基底細胞の一部で弱い染色を認めた。免疫組織化学法に用いたSanta Cruz社の抗HMGI(Y)抗体は現在入手できる唯一の市販の抗体であるが、ホルマリン固定、パラフィン包理した臨床検体を用いた、この抗体による免疫組織化学の報告はない。従って、前立腺癌の臨床検体を用いて我々が行った上述の免疫組織化学が適切な方法であるかの検証が必要であると考えた。この検証のため、正常と癌が容易に区別できる腎癌の臨床検体を用いた。正常および癌のRNAを用いたRT-PCRの結果と、同一症例のホルマリン固定、パラフィン包埋した検体を用いた抗HMGI(Y)抗体による免疫組織化学法の結果を比較することにより、我々の免疫組織化学法が適正であるかを判断することにした。11例の腎癌症例の正常と癌のRT-PCRを行ったところ、全例の癌組織内でHMGI(Y) RNAの発現が確認され、3例の正常組織内では全く発現していないことが確認された。今後これらの腎癌症例の免疫組織化学法を行い、実験方法の適正化を行った後、前立腺癌症例の免疫組織化学法を進める予定である。
再生心筋細胞を用いたBioペースメーカ開発の基礎的研究

未分化幹細胞に分化誘導をかけ、心筋細胞特有の興奮収縮連関機能を有する再生心筋細胞を再構成する研究は、循環器領域の研究で現在最も注目されている研究領域の1つである。本研究では再生心筋細胞の電気生理学的解析、すなわちイオンチャネルキネティクスや活動電位(静止電位)の構成イオン電流の誘導機構の解明をおこなった。更に再生心筋細胞を生体内心臓へ移植してその移植再生心筋細胞の電気生理学的評価を以下のように行った。1.胎児性癌細胞由来細胞P19CL6の心筋分化誘導:胎児性癌由来細胞のSub LineであるP19CL6細胞をdimethel sulfoxide処理すると10日で心筋細胞に分化することを確認した。分化誘導10日目に最大拡張期電位-62mVの自動能を有する再生心筋細胞が得られた。2.再生心筋細胞の細胞内電位測定:P19CL6細胞の分化刺激から連日パッチクランプ法を用いて膜電流を記録し、更に同イオンチャネルの単一チャネル記録を行った。その結果、I_<Ca・L>、I_<Ca・T>、I_h等のペースメーカ電流チャネルが高密度に発現することが確認された。3.再生心筋細胞の生体内心への移植:P19CL6細胞が心筋細胞に特徴的な形質に分化するとき、その興奮収縮連関の成立によって収縮・弛緩機能をもった筋細胞が完成される。この再生心筋細胞をラット異所移植心に細胞移植し、同時にテレメトリ送信機を縫着する事で自動能を有する細胞の心臓に対する細胞移植によってレシピエント心臓の拍動の調節を確認した。すなわち、移植再生心筋細胞は元来の心筋細胞とギャップ結合を形成し、興奮性の伝播の為に必要な電荷量の変化が生じること、及び異所移植心の自動能と異なる拍動ペースを有する移植細胞ペースメーカの出現が心電図で確認された。
人口・家族政策論の史的経緯における国際的差異に関する研究

産めよ殖やせよの時代、家族計画の時代を大きな特徴とする日本の人口-家族政策の史的展開の背後にある人口論、人口認識に関する資料の検討を行った。具体的には、人口問題研究会、人口問題審議会、などの人口を主題とする調査研究機関の一次資料の検討を通して、日本の人口論、人口認識の史的展開の特徴を明らかにする作業を進めた。優生保護法の問題や少子高齢化・人口減少といった政策課題が行政やジャーナリズムで取り上げられる機会が多くなっているなかで、人口-家族政策の史的経緯への関心が高まっているからか、思いがけずいくつかの研究報告の機会を得ることができた。2018年6月には人口政策を主題とするシンポジウムで本研究課題のテーマについて報告する機会があり、その内容をもとにした原稿の執筆にも取り組んだ。この間の研究交流を通して得られたコメントや助言を生かして、引き続き資料の検討をはじめとする作業、執筆を進めたい。一次資料の発掘、検討に多くの時間を費やした。研究報告、執筆の機会に恵まれ、本研究課題の遂行による成果を発表することもできた。引き続き一次資料の検討に多くの時間を費やす予定である。11月に研究発表の機会を得ているので、そこでまとまったかたちの成果を出せるように計画的に作業を進めたい。
事務職におけるジェンダー間のキャリア格差に関する研究

本研究は、事務職を対象に、職場での男女のキャリア格差を生み出す構造的特質を把握し、変革の諸条件を解明することを目指すものである。そのため女性事務職研究の理論的基盤を構築するため、国内外の先行研究をサーベイし、近年取り組まれている研究テーマとその理論ならびに方法を整理した。加えて金融機関の上部団体組織、大手金融機関、協同組織金融機関への調査と銀行事務職への聞き取り調査を実施した。その成果を共著『女性と労働』大月書店、2011年にまとめた。本研究の目的は、銀行事務職の実態調査にもとづき、女性労働者の多層性に光を当て、女性労働者の抱える困難と女性人材の育成に向けた課題を探るものである。そのため本年度は、第1に関連する諸領域の先行研究のサーベイ、第2に金融機関のサーベイと調査対象の選定、第3に銀行事務職の実態調査を行った。以下、成果を具体的に記す。1国内外のジェンダー研究、女性労働研究、ホワイトカラー研究の先行研究を整理分析し、近年取り組まれている研究テーマとその理論ならびに方法についてまとめた。これによって、次年度に女性事務職研究の理論について執筆する準備が整った。2金融機関の経営環境や経営戦略について、ディスクロージャー誌と金融専門誌をもとに整理した。また金融機関の上部団体組織として、全国信用金庫協会ならびに東北地区信用金庫協会に聞き取り調査を行い、調査候補を選定した。3調査対象を大阪府内の信用金庫に設定し、人事担当者への聞き取り調査を行った。加えて次年度の本調査に向けて女性活用事例のプレ調査を実施し、女性の役職登用と女性のみによる支店運営の実態について知見を得た。これによって、本調査での調査枠組みを構築する素地ができた。なお当初の研究計画では調査対象を都市銀行とする予定だったが、世界的な金融不況の影響で調査が困難と判断されたため、研究代表者がこれまでに築いてきた人的ネットワークを活かし、信用金庫業界ならびに大阪府内の信用金庫を調査対象とした。そのため本年度は、第1に前年度に引き続き、関連する諸領域の先行研究のサーベイ、第2に金融機関への調査、第3に銀行事務職の実態調査を行った。これをもとに、調査対象としてメガバンク2行を選定した。そして人事部内における、女性行員の活躍を支援する専門部署を訪問し、担当者に聞き取り調査を行った。これによって、金融機関における女性人材の育成に向けた具体的取り組みについて把握することができた。3機関調査を行ったメガバンクから1行を選定し、営業店における銀行事務職への聞き取り調査を行った。本研究の目的である女性労働者の多層性に光を当てるため、調査対象者の選定にあたっては、キャリア形成過程が異なるタイプの女性を確保できるよう留意した。これによって、来年度の原稿執筆に向けた調査データの多くを入手することができた。ただし当初予定していた非正規雇用者の実態調査については、調査対象行からの了解が得られず実施できなかったため、来年度への持ち越しとなった。そのため最終年度にあたる本年度は第1に実態調査データの整理と補足調査、第2に分析作業と研究会での発表、第3に共著(『女性と労働』大月書店、2011年出版)の執筆を行った。1平成20・21年度に収集した資料ならびに人事担当者・女性労働者への聞き取り調査のデータを整理した。そして非正規雇用者のデータの不足を補うため、補足調査として新たに金融機関で働く派遣労働者への聞き取り調査を実施した。加えて非正規雇用者の処遇をめぐる訴訟について訴状等の入手と裁判所での傍聴を行い、非正規雇用に関する知見を新たに得た。こうして非正規雇用に関する現代的課題への理解を深めた。2平成20年度から取り組んできた実態調査データの分析を行い、論点整理を行った。さらに、そこで得られた論点を歴史的視点から位置づけなおし、共著『女性と労働』(大月書店)の出版に向けて編まれた研究会で発表した。この作業を通じて、次に述べる共著執筆の準備が整った。3平成20年度から収集・整理してきた国内外のジェンダー研究、女性労働研究、ホワイトカラー研究の先行研究について、その到達点を確認し、理論をおさえたうえで自らの研究の課題設定を行った。そこに2で述べた実態調査データの分析を加えて執筆を行い、共著として出版した。
新規な機能性環拡張ポルフィリン金属錯体の開発

環拡張ポルフィリンの一種であるヘキサフィリンの化学を研究した。メゾアリール置換ヘキサフィリンの酸化体である26πヘキサフィリンは、平面長方形構造の芳香族分子で大きな環電流を持つことがしられていた。平面長方形構造は、単結晶X線構造解析によっても確認されていた。一方、その還元体である28πヘキサフィリンの1H NMRは弱い環電流を示すが、その理由がよく説明できないでいた。明確に長方形構造が保たれているヘキサフィリン金錯体の場合26π酸化体は芳香属性を示し、28π還元体は反芳香族性を示すからである。もし仮に、28π還元体のフリーベースが長方形構造を溶液中で取っているなら、反芳香族性に由来するパラトロピックリングカレントを示す筈であるが、これは実験結果と異なっていた。26π酸化体の1H NMRは、温度を変化させても、さしたる変化はなかった。これに対し、28π還元体の1H NMRは、温度を室温付近から下げていくと、次第にブロードになり、-100°Cくらいで、明確な環電流をもつ非等価なスペクトルへと変化することを発見した。これらは、室温溶液中では、捻れたメビウストポロジーを持つ構造の動的な平衡混合物になっており、これらの間の平衡が低温で抑制されたとして、説明できる。メビウストポロジーでπ電子数が28だから、メビウス芳香族分子であり、環電流を持っていることも説明できる。事実、単結晶X線構造解析で、メビウス構造を確認するのにも、成功した。メゾ位の5,20位にチエニル基を持つヘキサフィリンは、温度変化ではなく、水素受容性の溶媒であるDMSO中で、室温でもメごウス構造が固定されることが分かった。環拡張ポルフィリンのなかでも、ポルフィリンとの性質の類似性でもっとも興味深いヘキサフィリンは、主に二つのコンフォメーションを取ることが分かってきた。めがね型構造のタイプ1コンフォメーションでは、すべてのピロールが内側を向いているのに対し、タイプ2コンフォメーションは平面の長方形構造をとり、長辺側の二つのピロールが反転した構造である。メゾ位がすべてフェニル基であるヘキサフィリンは、かなり前に報告されているが、非常に不安定で、溶液状態では数時間で完全に分解する。この化学的不安定性の理由もよく分かっていない。当初、メゾ位芳香族置換基のオルト位に置換基がないとこの不安定性が生じると思われていたが、適度な電子吸引性芳香族置換基であれば、ヘキサフィリンは十分に安定であることが分かった。これにより、幾つかの新しいヘキサフィリンの合成に成功した。また、塩化メチレン中、ヘキサフェニルヘキサフィリンをメタンスルホン酸でプロトン化すると化学的安定性が増加することもわかった。予備的な結晶構造解析により、このプロトン化されたヘキサフェニルヘキサフィリンが第三のタイプ3コンフォメーションを取っていることがわかった。タイプ3コンフォメーションでは、分子全体はだいたい三角形の構造をとり、ピロールは交互に内側と外側をむく構造となる。おそらくプロトン化されたピロール同士の静電反発をさけるために、この構造を取るものとおもわれる。現在、精密な結晶構造解析を進めているところである。
骨折治癒に不利な条件下における、炭酸ガス経皮吸収の骨折治癒促進効果の検討

糖尿病患者では骨折後の骨癒合不全の発生頻度が高く、長期間の治療を要することが知られている。糖尿病動物モデルを用いた研究で、軟骨内骨化の阻害がその一因であることが証明されている。我々はこれまでに、炭酸ガスを経皮吸収させることで軟骨内骨化が促進され骨折治癒が進行することをラット大腿骨骨折モデルで証明した。炭酸ガス経皮吸収が糖尿病動物モデルにおいても同様の機序で骨折治癒を進行させる可能性が高いと考えられる。本研究の目的は、糖尿病動物モデルにおいて炭酸ガス経皮吸収が骨折治癒を進行させるかを検討することである。12週齢、雌のstreptozotocin誘発1型糖尿病ラットの大腿骨に閉鎖性大腿骨横骨折モデルを作成する。炭酸ガスを週5回投与する炭酸ガス群(炭酸ガス群)と、対照群(炭酸ガス非吸収群)の2群に分け、炭酸ガス群には、骨折肢に炭酸ガス経皮吸収促進ゲルを塗布し、袋で密閉して1日1回20分間100%炭酸ガスを経皮吸収させた。対照群には、同ゲルを骨折肢に塗布するのみとした。骨折作成後1、2、3、4週で骨癒合評価、組織学的評価、real time PCRを用いた遺伝子学的評価を、骨折作成後4週の時点で三点曲げ試験による骨強度評価を行った。単純X線像で骨折作成後4週の時点で炭酸ガス群で有意に高い骨癒合率を認めた。組織学的な骨折治癒過程進行度を表すAllen's grading scoreは、評価した全てのtime pointで炭酸ガス群において有意に高く、骨折治癒過程が進行していた。骨強度評価では評価項目全てにおいて炭酸ガス群で有意に高い数値を示した。以上の結果から、糖尿病という骨折治癒に不利な状況下でも炭酸ガス経皮吸収が骨折治癒を促進することが証明された。現在、炭酸ガスの詳細な作用機序の解明のため、順次real time PCRを行っている段階である。研究開始当初は、易感染性である糖尿病モデルに対して確実な感染症予防対策の確立に時間を要したため、やや当初の研究計画と比較し遅れて進行していた。しかし、感染予防対策の確立後はラットの創部感染によるロスは大幅に減少し、計画も滞りなく進行した。現在、必要なサンプルの回収は全て終了しており、得られたデータを順次解析し考察をしている段階である。前述の通り、必要なサンプルは全て回収終了している。炭酸ガス経皮吸収により骨癒合率が上昇、組織学的には骨折治癒進行度が促進され、骨強度も増強することが証明された。今後は炭酸ガス経皮吸収の作用機序について、分子化学的な根拠をreal time PCRにより解明する方針である。また&micro;CTを用いて骨折部に形成された仮骨の形態計測も行う予定である。研究の進行に平行して、その研究結果を国内および国際学会で発表し、英語論文として投稿予定である。糖尿病患者では、骨癒合不全の発生頻度が有意に高く、長期間の治療を要することが知られている。また糖尿病動物モデルでは、軟骨内骨化が阻害されていることが報告されている。我々は以前に炭酸ガス経皮吸収システムを使用することで動物実験(ラット大腿骨骨折モデル)において、骨折局所での酸素化、血流増加、血管新生を伴い軟骨内骨化が促進され、骨折治癒が促進することを証明した。そのため、炭酸ガス経皮吸収が糖尿病動物モデルにおいても軟骨内骨化促進を介して骨折治癒を促進させる可能性が高いと考えられる。本研究の目的は、糖尿病動物モデルにおいて炭酸ガス経皮吸収が骨折治癒を促進させるかを検討することである。本研究が非侵襲的な骨折促進剤としての治療手段につながれば、骨折治癒に不利である多くの糖尿病骨折患者の治療に大きな貢献ができると考える。日本SLC社から雌の1型糖尿病ラット(streptozotocin誘発糖尿病ラット)を購入し、12週齢時、大腿骨に径1.25mmのキルシュナー鋼線を刺入した上で、三点支持台上で重錘を落下させ閉鎖性大腿骨横骨折モデルを作成した。炭酸ガスを週5回投与する炭酸ガス経皮吸収群と、対照群(炭酸ガス非吸収群)の2群に分けた。炭酸ガス経皮吸収群には、骨折肢に炭酸ガス経皮吸収促進ゲルを塗布しポリエチレン袋で密閉した上で、1回当たり20分間100%炭酸ガスを経皮吸収させた。一方、対照群に対しては、同ゲルを骨折肢に塗布するのみとした。現在、骨折作成後14、21、28、42日サンプルを作成し単純X線写真およびマイクロCTを用いて骨癒合評価を行っている。サンプル数が少ない為、有意差を出す段階ではないが炭酸ガス経皮吸収群において骨癒合が進行している傾向が見られている。糖尿病という骨折治療に不利な影響下においても炭酸ガス経皮吸収が、骨折治癒を促進させる可能性があることが示唆される。現在、当初の研究計画と比較しやや遅れて進行している。その最大の理由が局所における創部感染である。研究開始当初は、易感染性である糖尿病動物モデルに対する確実な感染症予防対策が確立されておらず、創部感染を来すラットが多発した。創部感染を合併したラットでは、正常な骨折治癒過程を経ず、骨癒合の評価は不可能であった。術後の抗生剤投与量および方法が適切でなかったことが原因として考察される。

また、糖尿病という疾病の性質上、通常のラットと比較し排泄物の量が多量になるため、ケージ内の清潔を保持することが困難な環境であったことも一因として挙げられる。以前に当グループの研究において糖尿病ラット骨折モデルを使用した経験があり、同様のプロトコールで抗生剤の投与を施行したが本研究では創部感染を制御することが困難であった。以前の研究と比較し、本研究では骨折作成後に物理的侵襲を有すること(以前の研究では骨折作成後の物理的侵襲はないが、本研究では術後週5回骨折肢にゲルを塗布する)や飼育期間の長さ(以前の研究では最大28日であったが本研究では最大42日)が原因と考えられた。その為、専門家と相談しながら抗生剤の投与方法および種類を変更し、更に清潔操作を可能な限り徹底することによってラットの創部感染合併率を一定確率以下に制御する方法を確立した。現在、糖尿病ラット骨折モデルにおける創部感染率は大幅に低下しており、この問題は解決していると考えられる。創部感染予防対策に時間を費やすことで、当初の研究計画と比較しやや遅れてはいるが、今後は順次必要数のサンプルを作成し、研究を継続する予定である。糖尿病患者では骨折後の骨癒合不全の発生頻度が高く、長期間の治療を要することが知られている。糖尿病動物モデルを用いた研究で、軟骨内骨化の阻害がその一因であることが証明されている。我々はこれまでに、炭酸ガスを経皮吸収させることで軟骨内骨化が促進され骨折治癒が進行することをラット大腿骨骨折モデルで証明した。炭酸ガス経皮吸収が糖尿病動物モデルにおいても同様の機序で骨折治癒を進行させる可能性が高いと考えられる。本研究の目的は、糖尿病動物モデルにおいて炭酸ガス経皮吸収が骨折治癒を進行させるかを検討することである。12週齢、雌のstreptozotocin誘発1型糖尿病ラットの大腿骨に閉鎖性大腿骨横骨折モデルを作成する。炭酸ガスを週5回投与する炭酸ガス群(炭酸ガス群)と、対照群(炭酸ガス非吸収群)の2群に分け、炭酸ガス群には、骨折肢に炭酸ガス経皮吸収促進ゲルを塗布し、袋で密閉して1日1回20分間100%炭酸ガスを経皮吸収させた。対照群には、同ゲルを骨折肢に塗布するのみとした。骨折作成後1、2、3、4週で骨癒合評価、組織学的評価、real time PCRを用いた遺伝子学的評価を、骨折作成後4週の時点で三点曲げ試験による骨強度評価を行った。単純X線像で骨折作成後4週の時点で炭酸ガス群で有意に高い骨癒合率を認めた。組織学的な骨折治癒過程進行度を表すAllen's grading scoreは、評価した全てのtime pointで炭酸ガス群において有意に高く、骨折治癒過程が進行していた。骨強度評価では評価項目全てにおいて炭酸ガス群で有意に高い数値を示した。以上の結果から、糖尿病という骨折治癒に不利な状況下でも炭酸ガス経皮吸収が骨折治癒を促進することが証明された。現在、炭酸ガスの詳細な作用機序の解明のため、順次real time PCRを行っている段階である。研究開始当初は、易感染性である糖尿病モデルに対して確実な感染症予防対策の確立に時間を要したため、やや当初の研究計画と比較し遅れて進行していた。しかし、感染予防対策の確立後はラットの創部感染によるロスは大幅に減少し、計画も滞りなく進行した。現在、必要なサンプルの回収は全て終了しており、得られたデータを順次解析し考察をしている段階である。
2成分ボーズ凝縮体の対向超流動による界面不安定性発生

2成分ボーズ凝縮の対向実験では両者の原子数差がダイナミクスに与える影響が大きい。内部スピン状態の異なる2成分ボーズ凝縮状態を安定的に実現するために磁場の安定化を行い成分間の原子数差を10%程度まで抑え実験を行った。定常状態で混ざり合う2成分を選択し対向させ,対向時の相対速度によって異なる界面不安定性の発生を実現した。また,磁場によって2成分間の相互作用を変化させ,不安定性を変化させることに成功した。2012年度より現大学へ異動したため、実験データの解析と装置の再開発を主として研究立上げを行った。前年に行った2成分実験データの解析を行った。相互作用制御可能なフェッシュバッハ共鳴磁場付近のデータ解析を行い、環境磁場による影響を評価した。結果、理論的な共鳴幅である数mGに比べ実験データは十数mG程度と広くその差が環境磁場による変動であることで説明できた。また2成分ボーズ凝縮体ダイナミクスの擬似3次元の数値計算を行った。不安定波数が外部から印加したポテンシャル勾配の依存性を示しており、2成分間の運動量交換を定性的に示すことができた。装置の再製作については、光源、真空装置、および磁場制御の改良を行った。光源については自作半導体レーザー装置を改良し温度の高安定化を実現できた。安定化回路作製のために基板作製機を導入し、レーザー周波数を100kHz程度まで制御装置を制作できた。冷却光と観測光の周波数および強度安定化を実現できた。真空装置については磁場の影響を考慮しガラスセルを主とした開発を行った。真空度は10^-8Paを達成しておりボーズ凝縮実験に十分な環境を整えている。環境磁場を抑えるための非磁性防振台および周辺機器の導入を行っている。また凝縮体の原子数の不安定化を生じさせていた環境磁場制御装置の開発も行った。微小磁気センサを用いた自作磁気プローブを製作し性能評価を行い1mG以下まで計測できることを確認できた。また2成分間の相互作用領域は1μm以下であることから近接場の観点から解析および数値計算を行った。2成分の内部状態間の遷移には磁気双極子遷移を用いており光学禁制遷移の理解が必要であった。そのため近接場中の光学禁制遷移による遷移レートを理論的に導出し波数依存のレート増幅を導き、高次の光学禁制遷移の効果を定量的に評価した。結果、局所的な相互作用制御の可能性を示した。2成分ボーズ凝縮生成の原子数安定化を行った。2成分ボーズ凝縮の生成には、まず1成分ボーズ凝縮を磁気トラップで生成した後に光トラップへ移行させ、その後ラジオ波とマイクロ波を用いて半数の内部状態を操作することで2成分にする。磁気トラップから光トラップへの導入時に、双方のトラップの空間配置のずれによって原子数が不安定になっていた。本年度はその原因を特定するために、光トラップ強度測定、磁場測定、温湿度測定を行い、実験室温度と磁場の間に相関があることを見出した。環境温度を安定化させることで磁場安定度が向上し、その結果磁気トラップから光トラップへの移行時の原子数安定度がこれまでの20%程度から10%以下まで向上した。光トラップへの移行安定度向上に伴い、2成分間の原子数比の安定化も実現した。原子数安定化によって安定になった2成分凝縮体を用いて、分離時のダイナミクスを精細測定が可能となったため、引き続き磁場公害による運動制御を用いて分離実験を行った。さらに新たにトラップ後位置と運動量の情報からトラップ中位置への再構成方法を見出し、これまでわからなかったトラップ中2成分ボーズ凝縮体の精細な運動測定を行うことができるようになった。さらに、運動制御用の勾配磁場依存性を調べ、勾配磁場の増加によって2成分間の相対速度が増加することを確認した。この2成分間の相対速度は界面不安定性と大きな関係があることは理論的に示唆されている。これまで安定的にトラップ中を運動していた2成分ボーズ凝縮体が、ある相対速度以上になると重心運動の変化とともに凝縮体内に縞模様状の孤立波(ソリトン)の生成に成功した。さらに相対速度を上げると部分的にソリトンが結合し、量子渦に似た密度分布の測定に成功し、界面不安定性のひとつであるケルビンヘルムホルツ不安定性を示唆する結果を得た。2成分ボーズ凝縮のダイナミクスは、原子数密度やトラップ中の初期運動に大きく影響する。つまり2成分の原子数や光トラップ導入時の重心ずれ等の実験状況がその後の測定結果を変えてしまう可能性がある。このため、まず2成分原子数の安定化(10%以内)および初期運動を伴わないトラップ中心への導入が必須であるため、今年度はまずこれらの実現に注力した。環境温度の安定化や光トラップの微調整を行うことでこれらの不安定原因を排除することができ、今後の2成分凝縮体実験の精度向上が期待できる。

本年度は計画当初、2成分分離のために斥力ポテンシャル導入を予定していたが、上記の原子数およびトラップ安定化によってこれまでの分離実験をより精細にできると判断し、引き続き磁場勾配による分離実験を行った。磁場勾配は電流を変化することで容易に変化できるため、分離時の相対速度変化の微細制御も可能である。当初の計画は完全に分離した後に混合させることで界面不安定性を実現することを予定していたが、分離時にも不安定性が生じ、界面不安定性を生じさせる可能性も出てきた。そのため本年度は、原子数と運動を高精度に安定化した2成分ボーズ凝縮体の分離実験を行い、精細実験に相対速度増加による2成分ボーズ凝縮体の観測を行った。上記の予想通り、分離速度がある相対速度以上になったとき、2成分界面不安定性の1つであるケルビンヘルムホルツ不安定性と考えられる結果を得ることができた。また、小さな相対速度時では密度分布に変化が見られない領域を見出した。これらの分離ダイナミクスの詳細を評価することで、断熱的な2成分分離ができることもわかり、再混合実験のための重要な実験条件を特定することができた。2012年4月から旧所属の学習院大学から新所属の中央大学へ異動した。旧所属からは装置を持ち出すことができなかったため、新所属で新たにボーズ凝縮実験装置を組み上げなければならない。ボーズ凝縮装置は一般的な製作予算は若手Bの4倍以上、期間は3年程度必要とされるため、本期間での実現は難しいが、限られた予算で実現可能なレーザー冷却装置の製作と当初の研究計画に関連した基礎実験を行う。まず新しいレーザー冷却実験用の光源の開発と真空装置の設計および製作を行う。新装置では旧装置で問題のあった、温度と磁場の安定化、観測光学系の高分解能化を組み込んで開発する。昨年度の実験で環境温度と環境磁場安定度が実験の精度を大きく左右することがわかったため、フィードバック回路を利用した温度と磁場のアクティブ制御可能な装置を新装置に組み込む。環境磁場は近隣を走る電車の影響が無視できないため、これを打ち消すために高感度な原子の磁場応答を利用する。つまり原子を磁気プローブとした磁場フィードバックの実現を目指し、今までの装置では実現できていない1ミリガウス以下の環境実現を目指す。これによって将来的に微小磁場中で2成分ボース凝縮の界面不安定性の精密実験が可能となる。微小磁場では原子の内部状態の自由度が生かされるため、高磁場で生じにくい不安定性においてもスピン状態の不安定性へ発展する可能性がある。この基礎実験として微小磁場安定度の向上を目指す。また空間高分解能の測定については、旧装置では装置への組み込みが制限されているため改善が困難であった。新装置で初期の設計から組み込み可能となるため、高分解能化することで界面不安定性をトラップから開放せずに観測できる。この高分解能測定法の確立を目指す。新所属の中央大学では、実験室環境の整備はほぼ完了している。旧所属からの装置はほとんど引継ぎできないため、まず新たなレーザー冷却装置を作製する。レーザー光源として自作半導体レーザーシステムの製作と構築を行い、それに必要な光学部品、機構部品およびレーザー制御用の電子回路部品を購入する。また、レーザー光周波数安定化のための電気回路の設計および製作を実現するための回路部品および機構部品等を購入する。