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プラズマ処理による鉄シリサイドの熱電変換性能向上とミクロ構造との関係

この研究では,プラズマ処理によって鉄シリサイド(FeSi_2)などの熱電材料の微細構造制御によって,熱電性能の向上を目指すことを目的とした.実験では,焼結前の原料微粒子を,シランまたはゲルマンガスの高周波放電によって生じるプラズマに曝すことによって,粒子表面にシリコンあるいはゲルマニウムの薄いコーティング層を作成した.この粉体を焼結すると,シリコンあるいはゲルマニウムを高濃度に含む粒界層が形成され,電気伝導度や熱伝導度を改善することができる.以下に,主な結果を示す.(1)従来の方法で作成したセラミックスで生じていた粒界準位は,プラズマ処理によって減少あるいは消滅することがESR測定などによって明らかになった.(2)粒界準位の密度の減少によって,電気伝導度が上昇する.この上昇は,主としてキャリヤ移動度の上昇によることがホール移動度測定から明らかになった.(3)シランプラズマ処理では,熱伝導度の改善効果はほとんど認められなかった.しかし,ゲルマンプラズマ処理では熱伝導度の改善が確認された.(4)ゼ-ベック係数に対するプラズマ処理効果は,かなり複雑であるが,全体としてはゼ-ベック係数が上昇するように作用することがわかった.(5)こうした効果は,FeSi_2だけでなくSi-Geでも確認された.プラズマ処理による性能指数の向上は,今回の実験範囲では23倍どまりであったが,プラズマ処理条件の最適化によってさらに向上できる可能性がある.
サイトカイン制御シグナルDNA経口ワクチンによる炎症性腸疾患の新規治療法の開発

免疫応答のバランス制御の破綻は様々な免疫疾患に直結する。その制御に重要な役割を果たすのがSuppressor of cytokine signaling:SOCSである。本研究はこのSOCSをDNAワクチンとして用い遺伝子免疫療法の可能性をマウスの腸炎モデルを用いて検討した。また、本研究では免疫反応の誘導が困難な粘膜における効率の良い粘膜免疫誘導をE型肝炎ウイルス(HEV)のウイルス様中空粒子(VLP)を経口投与のベクターとしてSOCS-DNAワクチン投与を行い、DNAワクチンの経口投与による新規治療法の確立を目指した。その結果、SOCS3-DNAワクチンを投与することで、大腸炎の症状の緩和が認められた。またDSS大腸炎モデルにおいてはHEV-VLPにSOCS3 DNAを封入した経口ワクチンを使用することで、DNAワクチンを全身投与するよりも効率的な治療ができる可能性が示唆された。今後はSOCS3による大腸炎治療効果のさらに詳細を検討し、疾患治療や遺伝子治療の更なる可能性を検討していく。免疫異常に起因する疾患の制御は減少しているサイトカインの補充的投与や拮抗的に働くサイトカイン投与による抑制等が主に報告されてきた。本研究の意義はこれまでのコンセプトとは全く異なりサイトカインを制御する分子;Suppressor of cytokine signaling : SOCSの遺伝子をDNAワクチンとして用いることにある。また本研究ではワクチンの標的を消化器粘膜とし、経口投与により全身および粘膜に特異的な免疫反応を誘導する新たなデリバリーツールの可能性をE型肝炎ウィルス(HEV)のウイルス中空粒子(VLP)を用いて検討する。そこでDNAワクチンとしてのSOCSの利用性を検討するために、報告からSOCSが強く関与していることが示唆されているヒト炎症性腸疾患のマウスモデル、デキストラン硫酸ナトリウム誘導性腸炎(DSS腸炎)を用いて効果を評価した。経口ワクチンの作製(SOCS-DNAをHEV-VLPに封入(Gene. Ther. 11, 628))(1) VLP-SOCSを経口投与したマウス、SOCS-DNAを腹腔内投与したマウスに3%DSS水を自由に飲ませ、腸炎を誘導させる。(2)経日的な体重測定および糞便(血便、下痢)の観察等により腸炎を評価。(3) VLPの生体内での動態を検討するため、VLPにGFP発現DNAを封入し、経日的に組織を採取、FACS解析およびPCR解析を行った。実験結果としては下記のことが確認された。c. VLPの動態を確認すると腸管上皮および腸管膜リンパ節においてGFPが検出され、VLPが腸管にGFP-DNAを運ぶツールになること、そこできちんとDNAが発現することが確認された。SOCSをDNAワクチンとして利用し、経口ワクチンとしてVLPをベクターとするというこれまでのコンセプトとは全く異なる新規遺伝子治療法の開発に本実験の結果がつながる可能性は十分に考えられた。今後はさらに詳細な機序を検討、追求するため細胞生物学的、分子生物学的実験を行う予定である。花粉症やアトピー性皮膚炎といった免疫アレルギー疾患か流行している昨今、新たな予防法、治療法の開発が急務となっている。そこで本研究では、免疫疾患に直結する免疫応答異常の制御に重要な役割を果たす分子;Suppressor of Cytokine Signaling : SOCSをDNAワクチンとして応用し、免疫学的恒常性の異常によって誘導されるヒト炎症性腸疾患のマウスモデルを用いて新規免疫療法の可能性を検討した。また経口投与によるより簡便なワクチン接種法の開発を目的に、申請者ら独自の技術であるE型肝炎ウィルス(HEV)のウィルス中空粒子(VLP)を用いた新たなデリバリーツールの可能性も検討した。その結果SOCS-DNAワクチンの炎症性腸疾患に対する治療効果が確認され、さらに投与方法としてはDNAワクチンを腹腔内に全身投与するよりも、VLPに封入して経口投与した方が効率よく高い治療効果が得られる可能性を確認した。またVLPの生体内での動態を検討するため、VLPにGFP発現DNAを封入し、経日的に組織を回収、解析を行った結果、腸管上皮および腸管膜リンパ節においてGFPの発現が確認され、VLPが腸管粘膜へのデリバリーツールとして機能することも確認された。感染症やアレルギー疾患等、病気の発症は必ず粘膜から始まっており、粘膜面に有効にワクチン抗原を運ぶことができればツールの開発は大変効率的な治療や予防の方法に繋がると考えられる。

これは粘膜免疫の特徴である、一部の粘膜で誘導された免疫反応は同時に他臓器の粘膜面でも誘導できる考え方を応用し、現在はインフルエンザや喘息といった呼吸器粘膜上で起こる疾患の治療の可能性をVLPを用いて検討しており、新たな治療法の開発に貢献できると考えている。
意味システム論からみた都市の自己産出性の研究

1)意味システム論としてのコミュニケーションシステム論を、特に従来の社会学での制度概念とのつながりと複数の分野への応用しやすさに注目して、理論的に再構築した。2) 1)の成果を都市の生成に適用することで、都市の自己生成の形態を、自己産出的な意味システム論の視点から明らかにした。本年度は、研究計画の(1)意味システム論の理論的研究に関して、特に大きな成果があった。意味システム論については、社会的な事象への適用条件がまだ明確になっておらず、そのため理論固有の性能を十分に活かしてきっていない。その点をめぐる考察を複数の論文にまとめて、専門学術誌と一般的な雑誌それぞれのいくつかの媒体で公表した。これらは都市をめぐる自己産出の研究にとっても重要な基礎づくりになるだけではなく、研究成果の一般社会への還元にもなっている。研究計画の(2)具体的な比較対象都市の選定と実地調査に関しても、大きな進展があった。歴史的な比較可能性などを詳細に検討した結果、アメリカ合衆国のサンフランシスコ市とその近郊を、日本以外での主な比較対象都市として選んだ。さらに研究計画の一部を一年次先倒しして、本年度で現地の実地調査にも着手した。その結果、今後の研究遂行に役立つ多くの資料と知見をえることができた。国内に関しても、東京の実地踏査を定期的・継続的に進めつつ、京都の実地調査と資料収集にも着手した。その結果、都市域の作動的閉鎖的形成と地形との関係について、有意義な考察を進めることができた。本年度は、研究計画の(1)意味システム論の理論的研究に関して、昨年度からの作業をさらに進展させて、その成果をいくつかの媒体で公表することができた。特に重要なのは国際社会学連合International Sociological AssociationのプロジェクトであるSociopedia.ISAに寄稿したFunctionalism:its axiomaticである。この論文では、これまで断片的にしか理解されてこなかった1970年代以降の機能主義の理論展開について、意味システム論的視座から統一的な枠組みを提示し、主観主義社会学と客観主義社会学の不毛な二項対立を解消する途を示した。社会学の場合、非数理系の理論的研究で国際的に参照される成果は、圧倒的に欧米系の研究者によるもので占められ、日本人の著者によるものはほとんどない。その状況のなかで、社会学の主流学説である機能主義理論をめぐって、著者のものだけでなく、関連する他の日本人研究者の成果もあわせて紹介できたことは、国際的な発信という面でもきわめて大きな意義がある。さらに、研究テーマに隣接する関連分野でも、日本語の論文を公表することができた。研究計画の(2)具体的な比較対象都市の実地調査に関しても、京都でのフィールドワークを進め、経験的な分析の面でも着実な進展があった。本年度は、研究計画のうち、(1)意味システム論の理論研究に関しては、21年度からの継続中の作業をさらに進めるとともに、研究全体の成果を単著『社会学の方法』にまとめ、公刊した。本書では、エミール・デュルケーム以来の近代社会学の百年以上にわたる歴史を主要な文献とともにふり返りながら、社会学における制度分析の方法論を反省的に再構築した。その際に基軸にしたのは『常識をうまく手放す』と『社会が社会をつくる』という二つの考え方であるが、どちらも自己産出autopoiesisの発想にもとづいている。まず『社会が社会をつくる』に関しては、従来の社会学で標準的な考え方であった生物学的および物理学的なシステム論にもとづくモデルが論理的に破綻することを確認した上で、解釈を媒介とした自己の概念の事後的変容という形で、ニクラス・ルーマンが導入した自己産出の考え方が使えることを示した。さらに、デュルケーム、ジンメル、ウェーバー、マートンといった代表的な社会学者の制度論がその部分的展開になっていることを明らかにし、社会学の方法の流れを体系化した。これは自己組織の発想の新たな読み換えであるとともに、自己一般の再解釈を要請する点で、『常識を手放す』ことの代表的な応用例になっている。ここ二十年で日本語圏の社会学は大きな発展を見せているが、そのなかで、学的思考の流れを全体的に提示する著作はなくなり、重大な空白となっていた。本書は意味システム論の自己産出の考え方を再構築することによって、その空白をうめるものである。研究計画の(2)具体的な比較対象都市の実地調査と分析に関しても、東京および京都でのフィールドワークをつづけ、都市の自己産出性について分析を進めた。その成果は上記『社会学の方法』に盛り込むとともに、独立の研究論文の形でまとめている。
現代ヨーロッパの都市と住宅にかんする歴史的研究―田園都市からニュータウンへ―

当初計画に即し、平成23、24、25年度に各4回、繰越による平成26年度に1回の研究会をおこなったほか、平成24年度にはシンポジウム「19201930年代のヨーロッパにおける都市と住宅ー現代居住の源流を探るー」を、平成25年度には国際シンポジウム「20世紀の都市と住宅ヨーロッパと日本ー歴史的アプローチと未来へ展望ー」を実施した。前者では20世紀前半欧州の都市居住を、後者では20世紀後半の都市と住宅を日欧比較を視野にいれて論じ、また学際的コメントを配して議論の拡張をはかった。平成27年度になって、論集『二十世紀の都市と住宅ヨーロッパと日本』を刊行した。本年度は4度の研究会を実施した。本研究メンバーのうち5名が報告し、外部から3名の報告者を招いた。本研究メンバーの報告は、北村昌史「ブルーノ・タウト建築の社会史へ向けて-森のジードルングを手掛かりに-」、中野隆生「パリ郊外、シュレーヌ田園都市の居住空間と民衆生活-192050年代-」、松本裕「パリ市における近・現代都市型住宅の再整備と都市組織の変遷-ZAC(協議整備区域)計画をめぐって-」、白川耕一「1970年代西ドイツにおける家族の変容と社会国家-キリスト教民主同盟CDUの議論を中心に-」、平野奈津恵(研究協力者)「19世紀フランス炭鉱都市の住民と住宅-ランス(LENS)の事例をてがかりに-」であり、ゲストのそれは、渡邉研司(イギリス建築史)「田園都市とニュータウンをつなぐもの-MARS=CIAMグループの活動について-」、初田香成(日本の都市計画史・建築史)「戦後日本における都市再開発の形成と展開-土地権利関係に着目して-」、澤田誠二(ドイツ建築の現状)「ベルリンの"住み継がれる団地"-インターバウ(国際建築展覧会)の50年、19572007-」であった。これによって、メンバー間で現代ヨーロッパの都市・住宅にたいする歴史的な視座や方法の共通了解が進み、建築学・都市計画学からの接近や知見への理解が深まった。学際的交流を通じた方法上の練磨をめざす本研究にとって、建築学・都市計画学の専門家との論議は示唆に満ちており、今後も、積極的に継続的な交流を進めていく。他方、本研究メンバーは、それぞれ、対象とするヨーロッパの国々で史料調査を実施し、現地の専門家との交流を重ねた。国際的な学的交流はさしあたり個人的レヴェルにとどまったが、英・仏・独における都市史・住宅史研究の現状に触れたことで、平成24年度のシンポジウム、25年度の国際シンポジウムへ向けて、貴重な情報や示唆がもたらされた。史料調査の成果はただちに本研究の推進に生かさるが、さして遠くない時期に著作や講演などのなかにも反映してくるはずである。本年度は4度の研究会を実施するとともに、中京大学経済学部附属経済研究所2012年度特別セミナーとして、シンポジウム「192030年代のヨーロッパにおける都市と住宅ー現代居住の源流を探るー」を実施した。第1回研究会はゲストを迎え、越澤明「田園都市と田園郊外ー日本への影響と田園都市研究の課題ー」、長谷川淳一「戦後再建期イギリスのニュータウン候補地の選定問題」をめぐる論議をおこなった。第2回研究会と第3回研究会は中京大シンポジウムへ向けた準備報告を中心にしたが、また小野浩「戦間期の東京における住空間の形成と利用ー借家市場の分析を中心にー」を通じて日本史の研究事情に接した。中京大学シンポジウムにおける報告は、椿建也「イギリス両大戦間の住宅と社会ー公営住宅の到来と郊外化の進展ー」、中野隆生「両大戦間期パリの郊外形成とシュレーヌ田園都市の展開」、北村昌史「ブルーの・タウトのジードルングの社会史ー「森のシードルングを手掛かりとしてー」であったが、これについては小野浩によるコメントを得た。第4回研究会にはゲスト2名を招き、馬場哲「19世紀末20世紀初頭のドイツにおける土地政策の展開ーフランクフルト・アム・マインを中心としてー」および山本理顕「1住宅=1家族」から「地域社会圏」へ」という発表をえ、また岡田友和の「植民地都市ハノイにおける「市民」の形成ー1937年の労働者ストライキをめぐってー」を手掛かりに植民地都市について論議した。とくに、山本報告は建築家の考察であり、学際的に視野を拡大する好機となった。また、2013年9月に予定する国際シンポジウムを念頭に、本内直樹、松本裕、永山のどかが準備報告をおこなった。こうして、本年度は、シンポジウムの実施、国際シンポジウムの準備を進めつつ、学際的にも方法的にも対象地域としても視野の拡大を実現しえた年度であったように思われる。平成25年度には4度の研究会と国際シンポジウムを実施した。また、翌26年度へ繰越しをおこない、最終報告会を開くとともに、精力的に論集編纂を進めた。

第1回研究会では犬飼崇人報告「フランス第三共和政における都市衛生と子どもの健康ーリヨン市の林間学校活動を中心としてー」をめぐって論議し、国際シンポジウムでの日本側報告者5名の準備状況について検討した。国際シンポジウム準備会と位置づけた第2回研究会では、日本側書報告を再検討するとともに、海外招聘研究者の滞日スケジュール等にかんして確認した。また、論集編纂について話し合った。国際シンポジウム「20世紀の都市と住宅ー歴史的アプローチと未来への展望ー」は、マーク・クラプソン(英)、ロイック・ヴァドロルジュ(仏)、ティルマン・ハーランダー(独)などによる8報告と5名のコメントで構成し、学際的な観点を組み込みつつ20世紀後半の都市・住宅を展望しようとつとめた。第3回研究会では荒又美陽「フランス植民地都市計画と文化的アイデンティティーパリとカサブランカを例にー」、宮田伊知郎「アメリカ都市史の『いま』を考えるージョージア州アトランタにおける公共交通機関設置計画を題材にー」の2報告、第4回研究会では中野耕太郎「衝撃都市シカゴの20世紀ー統合と隔離の学知ー1880s-1920sー」、大場茂明「ドイツ住宅政策の軌跡ー社会住宅制度の成立と変容を中心としてー」の2報告、繰越による最終研究会では松原康介の報告「モロッコの歴史都市フェスの保全と近代化ー保護領末期の郊外計画を中心にー」を得て議論を積み重ねた。とりわけ、現代アメリカ都市、欧米植民地都市を視野におさめることで本研究の新展開をはかる狙いからである。平成27年度にはいって、これまでの研究成果を論集『20世紀の都市と住宅ヨーロッパと日本』(山川出版社)として公刊した。26年度が最終年度であるため、記入しない。人文学26年度が最終年度であるため、記入しない。年間4回の研究会を通じ、英・仏・独そして日本の都市と住宅にかんする知見を、本研究メンバー相互間での討論や、ゲストに招いた建築学・都市計画学の専門家との討論を通じて拡充された。しかし、地理学や社会学の専門家とは交流を実現できなかった。また、本研究のメンバーは全員が、13回、ヨーロッパへ出向いて実証研究にあたるとともに、現地の歴史研究者と交流を重ねた。ただ、英・仏・独における都市・住宅史研究の現状の把握や、そのメンバー間における共有は予定通りにはいかず、必ずしも十分ではない状態にとどまっている。本研究メンバーは、各自、役割分担にかんして、必要ならヨーロッパへ渡って、調査・研究に従事し、現地の専門家と交流した。他方、4回の研究会には、経済史学、あるいは建築学・都市計画学の専門家をゲストとして招き、とりわけ都市空間・居住空間にかかわる議論をおこなった。また、中京大学経済学部附属経済研究所特別セミナーとして、20世紀前半ヨーロッパ諸国における都市と住宅をめぐるシンポジウムを実現したことで、歴史的事実や歴史研究の眼差しの国や地域による偏差が明らかになり、このことをメンバーが共有するとともに、いくつかの論点が認識されるにいたった。こうした共同研究の現状をベースに、平成25年度の国際シンポジウムについては、20世紀後半に重点をおきつつ、日本の歴史的事情を視野にいれて、建築学などを組み込んで未来への展望を視野におさめることとした。こうした方向で、英・仏・独から研究者を招聘する作業を進め、準備報告をおこい、ほぼシンポジウム実現の見通しをつけることができた。
フォトニックフラクタルの構造設計・制御技術の確立と電磁波制御デバイス開発

3年間の本研究で得た主な成果を示す。(1)メンジャースポンジ(MS)型フォトニックフラクタル(PHF)及びクリスタル(PHC)の3次元CAD/CAM製造法を確立し、セラミックス・金属・樹脂での造形を可能にした。(2)予測計算と整合させた電磁波挙動の測定・評価法を確立し、局在周波数を予測する経験式も導出した。(3)FDTD法により局在の固有周波数・電磁場分布・Q値を正確に算出し、群論を用いて電磁波の透過・反射・90度散乱の選択則を導出した。90度散乱の解析は局在周波数・Q値計測に、LCAO近似は固有周波数スケーリング解析に有用なことを示した。(4)誘電体MS型PHFの局在実測とFDTD解析が一致し、構造前部で電磁波共鳴が強いことを確認した.自己相似配列した誘電体と空洞での多重共鳴により局在が生じると考察された。(5)マイクロMS型PHFをセラミックス・金属で作製しテラヘルツ(THz)波の局在を確認した。金属構造での局在は第2正方空洞の遮断周波数に一致して生じると考察された。(6)アルミナPHCにMS型PHFを埋込み、バンドギャップ(PBG)に局在モードを形成し30%のQ値向上を確認した。(7)MS型PHFを複数配列しTHz域でのアンテナ・フィルタ・センサ等への応用可能性を見出した。(8)1次元カントールバー型PHFではPBG内での局在が観察された。数値解析によると局在モードは構造全体に広がっていた。(9)2次元H字型PHFによるTHz波局在を検証した。ステージ数向上により同等の構造面積で共鳴波長の制御を実現した。(10)最終年に国外から4名の共同研究者を招き国際ワークショップを開催した。局在機構について複数の有力な理論が提案され理解が深まった。PHFが学術・応用両面に豊かな可能性を有することに意見の一致をみた。成果は論文(40件)・図書(5編)・学会発表・講演等(82件)以外に年3回の研究会(8社)で報告し実用化の可能性を検討した。今年度は、1辺が300μm-81mmの3次元メンジャースポンジ(MS)型フラクタル構造の設計・造形技術を光造形法、焼結法、真空鋳造法等を用いて確立し、誘電体である樹脂、セラミックス分散樹脂、セラミックス焼結体、及び金属、金属分散樹脂の何れでも造形可能にした。大型誘電体MSに対し、透過率、反射率、電場強度分布測定に加え、新たに90°散乱測定法を開発し、電磁波シミュレーションとも合わせ構造内での電磁波閉じ込め挙動を観測した。90°散乱スペクトルの極大ピークから見積もったQ値は約200であった。またフラクタル構造の幾何学と誘電率を使って閉じ込め周波数を予測する経験式を導き、実測局在周波数とのよい一致を見た。以上の結果から、電磁波閉じ込めもしくは局在が自己相似構造的な誘電率のコントラストによる電磁波の多重共鳴に起因していると考察される。小型のアルミナ製や金属製MSのテラヘルツ時間領域分光法により、局在モードに対応すると考えられる透過率の極小及び90°散乱スペクトルの極大をそれぞれ観測した。

金属におけるその特性波長は二番目の正方形エアロッドの遮断周波数に一致した。FDTD法による数値解析プログラムを開発し,MSの局在電磁モードの固有周波数,電磁界分布,及び寿命(Q値)を高精度で求めることができた。また,90°散乱の数値解析を行って,散乱スペクトルのピーク周波数と半値幅から局在電磁モードの固有周波数とQ値が求まること,および,90°散乱の選択則を利用して局在モードの空間対称性が同定できることを示した。MSの1次元版であるカントールバー構造に対する電磁波透過・反射率の厳密解計算も行い、フラクタルの自己相似性にもかかわらず周波数に対して周期的に透過率が鋭く減少する結果を得た。以上の成果は論文・学会以外に、フォトニックフラクタル研究会(参加企業13社)で報告し実用化検討を行った。阪大では、電磁波解析の専門家である米国ペンシルバニア州立大のE.Semouchkina助教授と共同研究を開始し、メンジャースポンジ構造における電磁波局在の測定結果とFDTDモデリングが一致し、局在はスポンジ構造の前部に集中していることが確認された。メンジャースポンジの変形構造でも電磁波局在が観測され、経験式で予測される局在周波数によく一致した。アルミナ製マイクロフォトニックフラクタルも作製し、数百GHzのテラヘルツ領域で局在が確認された。またフォトニック結晶内にメンジャースポンジを埋め込み、より効率的な局在を果たす構造を作製した結果、バンドギャップ内にフラクタル構造による局在ピークが現れ、Q値が30%向上することを確認した。信州大では、カントールバー型一次元フタクタル構造を持つマイクロストリップラインと、比較のためにフォトニック結晶に欠陥構造を挿入したライン等を作製した。ステージ数3と4においてフォトニックギャップ内に局在モードに対応する鋭い透過ピークが現れた。数値解析により、カントールバー中の局在モードは、ライン全体に広がった空間パターンを持つことが分かった。局在モードのQ値はほぼ自己相似性を保つ構造において一番高いことが判明した。物材研では、FDTD法による数値解析を発展させて,金属メンジャースポンジに適用し,局在モードの固有周波数,電磁場分布,共振のQ値を算出した。さらに,電子軌道の局在性が高い場合に精度のよい分子軌道計算が可能なLCAO法をフラクタルの局在電磁モードに拡張,適用することにより,フラクタルに固有なスケーリング則を見出した。以上のようにフォトニックフラクタルの電磁波局在に対する実験的、理論的解析が進むと共に、テラヘルツ波を制御するセラミックス製マイクロフォロニックフラクタルの作製研究も進展し、応用への糸口が掴める段階に達した。大阪大学では、セラミックス製メンジャースポンジ型マイクロフォトニックフラクタルを複数個規則配列したデバイスを作製し、共鳴による電磁波局在を確認するとともに、テラヘルツ領域でのアンテナやフィルター、センサー等への応用の可能性を見出した。また、金属製マイクロフォトニックフラクタルの作製に成功し、電磁波局在を解析した。本研究により、マイクロ波からテラヘルツ波を局在制御するセラミックス及び金属製フォトニックフラクタルの設計・作製技術を確立した。信州大学では、高抵抗シリコン基板上に形成したH字型フラクタルによりテラヘルツ波が局在することを実験及び数値解析により検証し、論文とした。共鳴波長のステージ数およびライン幅依存性を詳細に調べ、ステージ数を上げることにより構造体自身の面積をさほど変えることなしに共鳴波長を大きく制御できることを実証した。
ポンプ－プローブレーザーテラヘルツ放射顕微鏡の開発と超高速電子デバイス材料の探索

微細加工された超高速光電子デバイスの評価のため、レーザーテラヘルツ放射顕微鏡(LTEM)の高空間分解能化を行った。具体的には原子間力顕微鏡(AFM)のカンチレバーのチップ先端に500nmφ径の微細孔加工を施したものを使用し、これにフェムト秒レーザーを照射することによって先端から発生する近接場光を利用してテラヘルツ電磁波パルスの発生に成功した。このテラヘルツ電磁波パルスの強度分布を観測することにより高分解LTEM像およびAFM像の同時観察に成功した。また、近接場光励起によって発生する微弱なテラヘルツ電磁波パルスを高感度に検出するため、低温成長GaAs光伝導スイッチ形状の最適化を行った。今年度は、近接場光励起型ポンプ-プローブレーザーテラヘルツ放射顕微鏡(LTEM)の構築に先立ち、(1)ガルバノメータを使った光スキカン方式のポンプ-プローブLTEMの構築を行い、実際に半導体光伝導スイッチ(低温成長GaAsデバイスおよび半絶縁性GaAsデバイス)の評価を行った。また近接場光励起型システムでは光ファイバを使用したコンパクトなシステムの構築も計画しており、フェムト秒レーザーがファイバ中を通過することにより生じる分散や偏光状態に及ぼす影響などを詳細に調べるため(2)ファイバ結合型テラヘルツ分光システムの構築を行い、その評価を行った。(1)光スキャン方式のポンプ-プローブLTEMを使った実験では、ポンプ光をパワー数10mW、ビーム径φ5μm程度で光伝導スイッチ部に固定照射し、プローブ光をパワー1mW、ビーム径φ1μm程度でガルバノメータを使って走査しながら、ポンプとプローブ光を照射する時間差を変化させて観測を行った。この結果、イメージとしては、空間分解能がプローブ光のビーム径と同じ1μm程度のものが得られ、次年度導入予定のφ数100nm程度の孔付きカンチレバーを使ってプローブ光を近接場光として照射することにより、当初予想していた数100nm程度の空間分解能が達成できる見通しがついた。またこの観察では、GaAs内でポンプ光によって励起された電子、正孔群が空間電場を遮蔽する現象や、その緩和現象がそれぞれの材料に特有の励起キャリアの寿命や移動度によって違いを見せる等、サブピコ秒時間スケールでのキャリアのダイナミクスな挙動の違いを観察した。(2)ファイバ結合型のテラヘルツ分光システムを使った実験では、ファイバに入射するフェムト秒レーザーパルスの分散や偏光状態の変化、またこの変化の様子がファイバの引き回し状態によっても変わることが判明し、またこの分散の影響により放射されるテラヘルツ電磁波の帯域も狭くなってしまうことが判明した。これら得られた結果を元に今後最適な近接場光励起型システムの構築を行う。平成24年度は、原子間力顕微鏡に500nm径の開口を設けたカンチレバーのチップを使い、この開口部に波長780nmのフェムト秒レーザーを照射することにより、カンチレバーチップ先端から近接場光を発生させ、この近接場光を低温成長GaAs基板上に作成したボウタイ型光伝導アンテナ素子に照射することによりテラヘルツパルスの発生に成功していた。しかしながら、信号の検出強度が弱くこのテラヘルツパルスを使った近接場光励起のテラヘルツイメージの観察には成功していなかった。平成25年度は、テラヘルツを効率よく検出できるよう構築したシステムの光学系の更なる最適化を図るとともに、テラヘルツ検出素子の感度向上化を図ることにより、このテラヘルツパルスを使ってテラヘルツイメージの観察に成功した。この観測されたテラヘルツイメージにおいて、空間分解能として約600nm以下の達成に成功してる。テラヘルツ検出素子の感度の向上化に関しては、この近接場光励起で発生するテラヘルツ電磁波パルスの周波数成分は0.5THz以下の低周波成分が主であり、イメージングの際の信号/ノイズ比を改善するためには、この低周波数領域において高感度な特性を有する光伝導アンテナを開発することが重要である。このため、本研究では、低温成長GaAS基板上にアンテナ幅500μmのダイポール型光伝導アンテナ素子を作成してテラヘルツ検出器として用いることにより、0.30.8THzの周波数領域において、最大2倍以上の検出感度を有するテラヘルツ検出素子の作成に成功した。原子間力顕微鏡とフェムト秒レーザー光学システムを組み合わせた近接場光励起タイプのポンプープローブテラヘルツ放射顕微鏡システムの基本形の構築を行い,これまでこのシステムを使って近接場光励起によるテラヘルツ電磁波パルスの放射に成功している。具体的には,カンチレバーとして先端に励起レーザー波長の3分の1程度の径の微小孔を形成したものを利用し、この孔にレーザー光を集光させることによりカンチレバー先端から近接場光の発生を行った。この近接場光を使った励起によりテラヘルツ電磁波パルスの発生・検出に成功した。

この近接場光を使ったテラヘルツ電磁波パルスの発生・検出には成功したものの,今のところ放射されるテラヘルツ電磁波パルスの強度は弱く,今後照射レーザーパワーの増強による発生テラヘルツ電磁波パルスの強度増加および,検出感度の更なる向上を行う必要がある。このレーザーパワーの増加に関しては,パワーを増加させることによりレーザー照射時のカンチレバーおよびチューニングフォークの温度上昇が生じ,チューニングフォークの共振周波数の安定性が保てないという問題が生じるため,今のところ近接場光励起状態での高分解テラヘルツイメージの取得には至っていない。これを解決するために,カンチレバー表面に金コートを施し,カンチレバーへのレーザー光の吸収を抑えレーザー照射時の温度上昇を抑制し共振周波数の安定化が計れるよう実験を進めている,今後,安定性を確認した上で近接場光励起時のレーザーテラヘルツ放射顕微鏡観察を行う予定である。また検出感度の向上に関しては,低温成長砒化ガリウム(LT-GaAs)状に形状の異なるダイポール型アンテナを作成し検出感度の比較を行っている。現在までのところアンテナスイッチ部の幅を1テラヘルツに相当する波長300μm程度にすることによって感度の上昇化に成功している。今年度は当初、近接場光用スキャンコントロールユニットを早い時期に購入して、孔付きカンチレバーを使った近接場光の導入を予定していたが、予算の交付が一部遅れたため、この設備の納品が年度末となった。このため、近接場光を導入するにあたり、最適なシステムの構築を行う上でベースとなるデータの取得に努めた。この結果、ポンプ-プローブ照射時に観測される基本特性の取得や、従来から行ってきたファイバプローブタイプのLTEMシステムにおけるいくつかの問題点も判明するなど、今後近接場光励起型のポンプ-プローブレーザーテラヘルツ放射顕微鏡を構築していく上で基本となる有益な情報が得られた。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画では,平成25年度当初から近接場光を使ったポンプ-プローブテラヘルツ放射法による半導体デバイス等のミクロ領域でのキャリアダイナミクスについて研究を開始する予定であったが,現在その前段階の近接場光励起のテラヘルツ放射顕微鏡のシステム安定性に関する研究を行っている。その理由として,平成23年度の予算交付時期が遅れたため,本研究で必要不可欠な近接場光発生用の走査プローブ顕微鏡システムの発注の遅延を余儀なくされ,その納期が平成23年度末になったことが挙げられる。しかしながら,その後はほぼ順調に研究が推進されており,現在すでに近接場光励起によるテラヘルツ電磁波パルスの発生および検出にも成功しており,また現在構築したシステムにおける諸問題に対する解決策もほぼ見通しが立っている。よって,今年度中に当初の目的であるミクロ領域でのキャリアダイナミクスの二次元的な評価を達成できる見込みである。今年度購入した近接場光用スキャンコントロールユニット(ユニソク製)および波長800nmのMaitaiフェムト秒レーザー(Spectra Physics製)を使って、近接場光励起型ポンプ-プローブLTEMめ構築を行う。まずLTEMとしての性能評価後、ポンプ光の導入を行い半導体光スイッチ材料などのポンプ-プローブレーザーテラヘルツ放射特性の測定を開始する。
光共振器を用いたレーザー分光計によるキラル物性の高感度高分解能検出

本年度は東京工業大学において下記の研究を行った。1.新しいレーザー分光のための光共振器の作製とレーザー制御装置の作製等間隔で多周波数の光を発生させる光コム・ジェネレーターという装置と、光共振器を組み合わせることにより、従来の光共振器分光が持つ高感度・高分解能という性質に加え、広い周波数域のレーザー分光を短時間に行うことができる新しいレーザー分光装置を作製することができる。この方法は、単一周波数のレーザー光の周波数を掃引する従来の方法に比べ、飛躍的に高速な分光が可能となる。このために新たに光共振器を作製した。さらに、この光共振器に光コム・ジェネレーターによって発生させた光の周波数を安定化する必要がある。そのため、周波数安定化技術と装置の開発を行った。2.リモートセンシングへの応用のためのレーザー分光装置の開発上記のような新しい分光装置は、リモートセンシングなどの応用分野においても有効に用いられることが期待される。そこで、レーザー分光を用いて上空から地表大気を観測するための装置の研究を行った。上空からレーザー光を地表に照射して反射光を受光すると、地表の部分によって反射率が変わる。よって場所を移動するにしたがって反射光強度が変化してしまう。そこで、2波長のレーザーを用いて分子吸収と地表の反射率をおのおの測定して、反射光強度の変化を相殺する装置を作製した。これにより、地表の反射率によらずに分子吸収の信号のみを精度よく測定することが可能になった。1.光共振器を用いた高感度分光法を、光周波数標準技術のために応用した。光共振器を用いてヨウ素分子(I_2)の電子遷移の飽和吸収スペクトルを観測し、従来の長さ1.2mの吸収セルを用いて観測された感度と同等の感度を、長さわずか10cmのセルで実現した3.臭化水素分子(HBr)の高分解能分光のため、高フィネス光共振器を作成した。リングダウン法で測定された光共振器のフィネスは約30,000であった。HBr分子の飽和吸収スペクトルの観測を試みたが、信号は観測されなかった。現在、原因を調査中である4.高フィネス光共振器を用い、レーザー光周波数安定化の実験を行った。フィネス18,000の光共振器を真空チェンバー内に除振装置と共に設置した。また、真空チェンバーの温度制御を行った。この高フィネス光共振器に安定化されたレーザーとヨウ素安定化レーザーとの差周波数を約3ヶ月にわたって測定した結果、一日6kHzという非常にわずかな周波数ドリフトを実現した。本研究は、レーザー光周波数安定化技術の研究と共に、光共振器を用いた光速度の精密測定の実験を目指しており、相対性理論の検証および物理基礎定数変化の測定など理論物理の実験的検証への手がかりとなりうる。6.レーザー周波数の高精度安定化に必要な超低残留AM光位相変調器を作成した。位相変調器結晶内の不均一電場を補正するための独自設計の電極と、機械的振動を抑制するためのマウントを用いて位相変調器を作成した結果、0.2ppmの超低残留AMを実現した。本年度前半は、研究に必要な実験技術を習得するため、コロラド大学(JILA, University of Colorado, USA)において実験を行い(2003年5月6日2004年11月27日)、下記の成果を得た。また、この研修を生かして、東京工業大学において新たな実験装置の作成を行った。1.高フィネス光共振器を用いたレーザー光周波数安定化の実験を、昨年度にひきつづき行った。フィネス18,000の光共振器を真空チェンバー内に設置し、この光共振器の共振周波数にレーザー周波数を安定化した。振動雑音の光共振器への影響を防ぐため・振り子状の除振装置を作成し、従来より10倍高い安定度を得た。また、真空チェンバーの温度制御装置を改良し、20mK/dayの低ドリフトを実現した。これにより、レザー周波数のドリフトをmHz/secという低い値に抑えることに成功した。今後はこの実験装置を用いて光速度を長期間精密測定し、相対性理論や物理基礎定数変化の測定など理論物理の実験的検証を目指す。2.光領域の小型周波数標準として、波長1030nmの全固体Yb : YAGレーザーをヨウ素分子の吸収線に安定化する方法が有力である。しかしYb : YAGレーザーは技術的に未熟な面が多く、周波数標準として用いるためにはまずレーザーパワーを安定化する必要があることが判明した。そこで、Yb : YAGレーザーの励起用半導体レーザーにフィードバックを加えてレーザーの出力強度の安定化を行った。高速フィードバック装置を作成することにより、周波数2MHzまでの強度を-40dB減少させることができた。3.帰国後、東京工業大学において、新しい分子分光装置の作成を行った。半導体レーザーと光コムジェネレーター、および光共振器を用いて、高感度、高分解能、広帯域という分子分光において重要な性能をすべて満たす新しい分光装置の作成を目指している。

この方法は、単一周波数のレーザー光の周波数を掃引する従来の方法に比べ、飛躍的に高速な分光が可能となる。このために新たに光共振器を作製した。さらに、この光共振器に光コム・ジェネレーターによって発生させた光の周波数を安定化する必要がある。そのため、周波数安定化技術と装置の開発を行った。2.リモートセンシングへの応用のためのレーザー分光装置の開発上記のような新しい分光装置は、リモートセンシングなどの応用分野においても有効に用いられることが期待される。そこで、レーザー分光を用いて上空から地表大気を観測するための装置の研究を行った。上空からレーザー光を地表に照射して反射光を受光すると、地表の部分によって反射率が変わる。よって場所を移動するにしたがって反射光強度が変化してしまう。そこで、2波長のレーザーを用いて分子吸収と地表の反射率をおのおの測定して、反射光強度の変化を相殺する装置を作製した。これにより、地表の反射率によらずに分子吸収の信号のみを精度よく測定することが可能になった。
ユーロ域経済の分裂傾向とユーロの持続性に関する総合的研究

EUの共通通貨ユーロは単一の政策金利をもつため、域内の高成長・高物価上昇国では実質金利が低くなり、低成長・低物価上昇国では高くなる。したがって単一金利は高成長と低成長とを強化し、悪循環となることから、ユーロの持続性に疑問が生じる。本研究では、実質為替相場を考慮に入れることにより、そうした悪循環には抑制作用が働くことを明らかにした。また高成長・高物価上昇はユーロ域の経済発展の低い国に生じることから、キャッチアップを加速するプラスの面があることを実証的に示した。また悪循環が協調された21世紀初頭にはドイツがバランスシート不況という特殊な状況に陥っており、その影響が大きかったことも明らかにした。三年間の研究によってユーロ域の分裂は生じ得ないこと、ユーロの持続性には問題がないこと、また総合的な評価の必要性が明らかとなった。平成18年度の研究業績はヨーロッパ経済研究に独自の分析視角を導入した点にある。研究業績の第1は、ユーロ域経済の2001年から05年に至る中期の停滞の原因を究明したことである。独仏伊などユーロ域大国の経済は小国と対照的に低成長が継続した。その主要な原因として99年から2000年における株式バブルの形成と01年からのその破裂によって「バランスシート不況」に陥ったとの認識に達した。日本では株と土地のはブル崩壊から1990年代に「バランスシート不況」に陥ったが、類似の現象が西欧の大国に現れたととらえたのである。90年代後半のEUのアメリカ追随ムードを批判する視角を得た。研究業績の第2は、ユーロ域経済の分裂をECBの単一金利政策と関わらせてとらえる通説を批判する視角として、実質金利の分裂による「ダイヴァージェンスI」と並んで、実質為替レートの分裂という「ダイヴァージェンスII」の認識に至ったことである。物価上昇率格差は共通通貨の下では各国の実質為替レートの乖離に導くが、こちらは「ダーヴァージェンスI」と反対に、実質金利の高い国で相対的に物価上昇率が低くなるため実質為替レートは中期的に切り下がり、輸出促進を通じて、景気にプラスに作用す。これら2つの「ダイヴァージェンス」の相互関係を究明する課題は平成19年度の研究にゆだねられている。研究業績の第3は、約1世紀にわたるヨーロッパ通貨統合の歴史を、研究史のサーベイも交えて、整理・分析したことである。19世紀におけるラテン通貨同盟やドイツ関税・通貨同盟などの設立の背景や成功・崩壊の原因について明らかにした。続いて、20世紀はじめに金本位制の下で進展したヨーロッパの経済・通貨面の統一性がブロック経済の分裂により後退し、1950年代初めのEPU以降再展開を見る。以上のような、ヨーロッパ統合の歴史研究を通じて、ユーロや通貨統合の今後を占う上で欠かせない歴史的・長期的視点が得られた。ユーロ流通領域(以下ユーロ域)において、2002年から05年の経済停滞期において、低成長国と順調な成長国とが分裂傾向を示した。成長率の高い国は物価上昇率が高く、低成長国では物価上昇率も低かった。ECB(欧州中央銀行)の単一金利の下では、実質金利も乖離する。それは高成長と低成長それぞれを強化するように作用し、悪循環となるので、通貨同盟やユーロの持続性に疑問が生じる。本研究は、ユーロ域の現実の経済過程を踏まえて、論理を再検討し、評価を下すことを目的とする。平成19年度の研究成果の概要は以下のようなものである。1.高成長国(高物価上昇率国)と低成長国(低物価上昇率国)の分離は自己強化的な面もあるが、ユーロ域参加国の実質為替相場を考慮すると、高物価上昇率国では実質為替相場が上昇して競争力を喪失し、低物価上昇率国では実質為替相場が低下して競争力が強まるので、分離は悪循環になってどこまでも拡大することにはならない(余りに高い物価上昇率は貿易収支の赤字を通じて掬制作用をもつ)、2.ユーロ金融政策を巡る参加国の物価上昇率の乖離は共通通貨ユーロに固有の問題であるが、対立が生じるのは不況期であり、景気循環を通じて観察すると、物価上昇率の高い周辺諸国の実質金利を引き下げ成長を刺激する効果がある(これはキャッチアップを促すので通貨同盟の安定にプラスに作用する)、3.21世紀初頭の経済停滞期の乖離が重視されたが、問題の顕在化した02/03年にほコア諸国(ドイツなど)はバランスシート不況に陥っておりがあり、特殊な状況であった。4.ユーロは東欧の基軸通貨として有用性が高いので、評価は総合的でなければならない。

平成20年度には最終的な評価を下し、著書を刊行する予定である。本研究は、ユーロ流通領域において21世紀初頭に顕在化した国・グループごとのマクロ経済の分裂傾向を分析し、ユーロの持続性を検証することを目的とする。平成20年度には、特徴的な様相を示している諸国において実態調査を行い、また研究グループの研究合宿において報告と意見の交換を行った。単一のユーロ政策金利がユーロ参加国の物価上昇率の乖離によって相異なる実質金利をもたらす点が、分裂傾向の基礎となっている。通常の景気循環においては、物価上昇率の高い周辺諸国でバブル形成効果が現れるが、他方で物価上昇率の低い国で輸出競争力が高まり、物価上昇率の高い国に貿易収支赤字を通じて抑制作用を発揮し、一定の均衡作用を想定できる。現実には、そのような抑制作用が生じる前に、スペインなどで不動産バブルが発生したため、現地実態調査でその検討を深めた。またアメリカにおいてユーロの分裂傾向がどのように評価されているかについても実態調査を行った。しかし08年には世界金融・経済危機が顕在化し、ユーロ域経済の分裂問題は新次元に入った。第1に高物価上昇率国の長期金利がベンチマークであるドイツ国債利回りを大きく上回る形の分裂傾向の顕在化、第2に東欧のEU新加盟国の深刻な不況がユーロ域経済の分裂傾向に及ぼす影響である。21世紀初頭よりも現時点の方がユーロ域経済の分裂の度合いは高く、一部にユーロ離脱国が現れるとの予想も出ている。この点について、通貨・金融を担当する代表者と分担者二人の計三名で、2度に渡って研究会を開催し、成果を雑誌論文として発表した。また3年間の研究成果は09年夏に著書として公表する予定で準備を進めている。
オンデマンド型水酸化アミノ酸生産を目指した新規微生物酵素の包括的スクリーニング

有用な生理活性を持ち医薬品や食品用途などへの利用が期待されている水酸化アミノ酸類を効率的に生産する酵素変換法の開発に取り組んだ。本研究において微生物由来の4種のアミノ酸水酸化酵素に関して基質特異性と反応産物の構造を決定することができた。各酵素の水酸化活性は新規な反応であり、また何れの反応においてもその立体特異性は高く、光学活性水酸化アミノ酸の生産のための産業用酵素触媒として非常に優れていることが分かった。ゲノムデータベース検索により、α-ケトグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼであるL-イソロイシンジオキシゲナーゼ(IDO)などの既存のアミノ酸水酸化酵素との相同性を保持する新規ジオキシゲナーゼの候補となる酵素を40種類以上選別した。これら候補酵素類は大腸菌発現系にてHis-tag融合タンパク質として大量に発現され、Niアフィニティカラムにて精製後、順次アミノ酸を中心とした基質特異性解析に供した。その結果、Nostoc punctiforme PCC 73102株由来ジオキシゲナーゼにおいてL-ロイシン,L-ノルロイシンにおいて新規水酸化活性が見いだされた。さらにBordetella petrii DSM 12804株由来ジオキシゲナーゼについてはN-カルバモイル-L-イソロイシン、N-カルバモイル-L-ロイシンなどN置換のアミノ酸に対する新規水酸化活性が見いだされた。また既知のBacillusthuringiensis 2e2株由来IDOにおいてもL-イソロイシン以外に,L-allo-イソロイシン,L-ロイシン,L-ノルロイシン,L-ノルバリンに対する水酸化活性を新たに見いだした。以上に挙げた様に既に幾つかの新規水酸化アミノ酸を酵素反応により容易に生産することが可能になっている。このような水酸化アミノ酸を有機合成法で大量生産することは大変困難であり、酵素反応を利用した本手法の優位性は大きい。また新規水酸化アミノ酸を大量に生産できるようになったため、生理活性解析などの様々な評価系に広く適用することが可能になり、結果としてその有用性が詳細に検討され多方面に応用されていくことが期待される。
チオール基を有する生分解性ポリ乳酸共重合体の合成および特性評価

高反応性官能基としてチオール基に着目し、新規生医用材料の開発を目的としてチオール基を有する生体内分解吸収性高分子の合成について検討を加えた。具体的には、グリコール酸とシステインからなる環状デプシペプチドと乳酸ダイマーであるラクチドとのランダム共重合体poly[LA-random-(Glc-Cys)]およびブロック共重合体poly(Glc-Cys)-block-polyLAの合成と特性評価を行い、以下の結果を得た。1)グリコール酸とチオール基が保護されたL-システインからなる新規環状デプシペプチドcydo[Glc-Cys(MBzl)]とラクチドとの開環共重合により得られたコポリマーを脱保護することにより、ランダム共重合体poly[LA-random-(Glc-Cys)]の合成に成功した。2)THF中でのアルカリ金属を用いた2段階の開環重合と脱保護により、種々の組成を有するブロック共重合体poly(Glc-Cys)-block-polyLAの合成に成功した。3)poly-[LA-random-(Glc-Cys)]とポリ乳酸との結晶性の違いを示差走査熱量測定により検討した結果、デプシペプチド・ユニットの含有率の増大に伴い、共重合体のTg、Tmおよび結晶化度が低下することが見出された。4)非酵素条件下でのpoly[LA-random-(Glc-Cys)」の生分解性について検討した結果、デプシペプチドユニットの含有率が増加するにつれて、結晶性が低下して分解性が増すことが明らかとなった。高反応性官能基としてチオール基に着目し、新規生医用材料の開発を目的としてチオー基を有する生体内分解吸収性高分子の合成について検討を加えた。具体的には、グリコール酸とシステインの交互共重合体であるポリデプシペプチドpolyl(Glc-Cys)、および乳酸ダイマーであるラクチドとデプシペプチド(Glc-Cys)とのランダム共重合体poly[LA-(Glc-Cys)]の合成を試み、以下の結果を得た。1)すでに報告した環状デプシペプチドの合成方法に従って、グリコール酸とチオールが保護されたL-システインからなる新規環状デプシペプチドcyclo[Glc-Cys(MBzl)]の合成を試み、その合成方法を確立した。2) 2-エチルへキサン酸スズを開始剤として用い、cyclo[Glc-Cys(MBzl)]が溶融する125゚Cでこの環状デプシペプチドの塊状開環単独重合を封管法により行うことで得られたポリマーを接触還元とトリフルオロメタンスルホン酸処理することにより脱保護して、分子量約1400の水溶性ポリマーpo1yl(Glc-Cys)を合成することが出来た。3) 2-エチルへキサン酸スズを開始剤として、ラクチドとcyclo[Glc-Cys(MBzl)]との塊状開環共重合を封管法で行い、モノマーの仕込み組成と生成ポリマーの組成、収率、分子量の関係を調べることにより、この共重合の反応性について考察を加えた。得られたコポリマーの脱保護をトリフルオロメタンスルホン酸処理によって行い、分子量約6500の共重合体poly[LA-(Glc-Cys)]の合成に成功した。1)平成10年度に合成したpoly[LA-random-(Glc-Cys)]とポリ乳酸との結晶性の違いを示差走査熱量測定により検討した。その結果、デプシペプチド・ユニットの含有率の増大に伴い、共重合体のTg、Tmおよび結晶化度が低下することがわかった。

2)非酵素条件下でのpoly[LA-random-(Glc-Cys)]の生分解性について検討した結果、デプシペプチドユニットの含有率が増加するにつれて、結晶性が低下するために分解性が増すことが明かとなった。
温度受容と温度記憶機構の分子神経遺伝学的研究

1)本研究代表者らは、カリフォルニア大学サンフランシスコ校(UCSF)のCori Bargmann教授の研究室と共同で、tax-2遺伝子がコートする環状ヌクレオチド依存性チャンネル(TAX-2)は、TAX-4チャンネルと同様に、温度受容や化学受容に必須であると同時に、これらのシグナル伝達が行われている感覚受容ニューロンの軸索伸長にも、重要な役割をしていることを明らかにした。2)スイスのロッシュ研究所のNef研究室とUCSFのBargmann研究室と共同で、C.elegansのカルシウムセンサー1(Ce-NCS-1)が、線虫が温度勾配上で、等温線上に移動する行動に必須であることを明らかにした。また、このCe-NCS-1は、温度走性に重要な介在ニューロンAIYで機能していることも明らかになった。以上の事より、温度走性の神経回路モデルにおいて、介在ニューロンAIYとAIZは、外部刺激(温度)を受容した後の、シグナルの統合や情報処理に重要であると考えられるため、Ce-NCS-1は、温度走性過程における記憶・学習のプロセスに関与している事が示唆された。3)ttx-1変異体は、飼育温度に関わらず、温度勾配上で常に低温に移動する好冷性異常を示す。我々は、プランダイス大学のSengupta研究室と共同で、ttx-1の原因遺伝子をクローニングし、TTX-1は、OTX/OTDファミリーに属するホメオドメインを持つ転写因子であることを明らかにした。このTTX-1は、温度受容ニューロンAFDでのみ発現し、驚くべき事に、本来、TTX-1を発現していない化学受容ニューロンで、TTX-4を強制発現すると、ある程度、ニューロンの形態および機能の両面で、化学受容ニューロンをAFD温度受容ニューロンに変換させることができることが分かった。つまり、TTX-1は、AFD温度受容ニューロンの発生・分化において、マスター遺伝子として機能している事が分かった。4)tax-6変異体は、飼育温度に関わらず、常に温度勾配上で高温に移動する好熱性異常を示す。我々は、国立遺伝学研究所の桂勲教授と共同で、tax-6遺伝子がカルシュウム/カルモジュリン依存性脱リン酸化酵素であるカルシニューリンであることを明らかにした。いろいろな分子遺伝学的な解析により、TAX-6カルシニューリンは、AFD温度受容ニューロンを含む、様々な感覚受容ニューロンにおいて、刺激の入力制御、つまりゲインコントロールを行うための重要な因子であることが分かった。1, ttx-1遺伝子とttx-2遺伝子の遺伝解析ttx-1変異とttx-2変異は、従来の解析からAFD温度受容ニューロンあるいはAIY介在ニューロンで機能している可能性が示唆される。そこで、これらの変異体にAFD特異的GFPマーカーとAIY特異的GFPマーカーを導入し、それらのニューロンの形態的異常の有無を観察した。ttx-1変異体において、AFD特異的GFPマーカーであるgcy-8::GFPとH13::GFPの発現が著しく減少していた。