hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半導体ダイヤモンドを用いた超高出力RF増幅およびスウィッチングデバイスの開発

本年度はデバイス特性の改善に向けて,以下の項目について研究を実施した。1)キャリア伝導機構の評価散乱要因やキャリア濃度制御の観点から,まず基板の面方位,特に(001)および(110)面が水素終端ダイヤモンドホール蓄積層の伝導性に及ぼす影響について調査を行った。単結晶(001),(110)基板上に同一条件でホモエピタキシャル成長した正孔蓄積層のホール効果測定による評価では,移動度がほぼ同等であるのに対して,シートキャリア密度に大きな違いが見られた。(001)基板ではシートキャリア密度が1.5×1013cm-2程度であるのに対して,(110)基板では2.5×1013cm-2程度であった。これは,(110)面のC-H結合密度が(001)面と比べ約1.4倍高いことに起因していると考えられ,表面キャリアの起源をC-H結合電荷によるものとするモデルを裏付けている。2)キャリア伝導機構解明による高利得化(110)面方位単結晶ダイヤモンドを基板に用いたMISFETでは450mA/mmが,(110)高配向多結晶ダイヤモンドを基板に用いたMISFETでは790mA/mmの高電流密度動作を実証し,特に多結晶ダイヤモンドでは45GHzの遮断周波数が得られた。fmaxはプロセス技術に依存する寄生素子を排除することにより100GHzを超える値が得られる事が解析的に示唆された。3)材料信頼性評価ダイヤモンド電子デバイスを実用化するに当たり,問題となる表面グラファイト化について評価を行ったところ。非パッシベーション素子では真空中の400°Cアニールにおいて600時間程度で表面グラファイト化が発生することがわかり,パッシベーション層の開発が必要であることがわかった。本年度は、1)絶縁膜高品質化による特性改善、2)ロードプル測定による動作電力評価について実施した。1)自然酸化Al2O3絶縁膜は薄いAl(3nm)を大気中で酸化して作製した。このゲート絶縁膜を利用して作製した高周波ダイヤモンドFETのゲートリーク電流は、従来利用されてきたCaF2やSiO2と比較して4桁以上低く、ゲートの面積で規格化したゲートリーク電流が1e-6A/mm2と良好な値が得られている。高周波特性では、LG=0.35um、WG=50umのデバイスでfT:30GHzが得られた。このfTはダイヤモンドFETでは世界最高の値である。自然酸化Al2O3と高移動度基板を用いたデバイスでは、同じ寸法の従来デバイスと比較してfTが2倍程度改善している。キャリア速度が飽和していると考えると、fTとLGのトレンドはキャリア速度6e6cm/sに対応している。このキャリア速度は従来の約2倍で、ダイヤモンドの飽和キャリア速度(1e7cm/s)の約60%に達している。2)FETの大信号時の電力密度と効率を評価するため、ダイヤモンドMISFETでは世界初となるロードプル法による動作出力測定を行った。1GHzにおける入出力電力特性を評価したところ、LG=0.3um、WG=100umのデバイスで飽和電力密度:2.14W/mm、ゲイン:10dB、電力負荷効率:42%が得られた。バイアスはVGS=-1.5V、VDS=-20Vである。この電力密度はこれまでNTTなどから報告されているダイヤモンドMESFETの結果とほぼ同等であるが、MESFETと比べて低いドレイン電圧で高い出力電力が得られているため、効率も10%程度高くなっている。また、この電力密度はこれまで報告されているGaAs FETとLDMOSFETの最高値よりも高い値であった。昨年度の研究計画に従い、ダイヤモンド素子技術開発および材料評価を実施した。これにより、以下にあげる成果を得た。1)低抵抗オーミック領域(ソース・ドレイン領域)の形成超伝導ダイヤモンド合成技術を用い、単結晶ダイヤモンド上ヘトリメチルボロンを用いたボロンドープダイヤモンド層をホモエピタキシャル合成した。合成したダイヤモンド層は50mΩcm以下の低抵抗領域であり、合成時間1時間で成長厚さ150nmが得られている。シート抵抗は3kΩ/□程度であり、表面伝導層よりも小さい。また、TLM測定により得られた接触抵抗は、2mΩ-cm2程度となっており、表面伝導層上にアニール形成するTiCオーミック接触に対して1/3程度であった。2)多結晶ダイヤモンドを用いた高周波ダイヤモンドデバイス大面積化が可能な(110)高配向多結晶ダイヤモンド上に水素化処理を行い、MISFETを試作した。特性評価の結果、0.1umゲート長において、遮断周波数42GHzが得られ、ゲート長1.2umの素子による評価で低電界移動度が180cm2/Vsであることがわかり、単結晶ダイヤモンドに匹敵する特性が得られている。3)リモートプラズマによる低温水素終端処理技術水素終端表面伝導層はプロセス中のコンタクト形成やリソグラフィーによる高温処理での表面酸化や、スパッタ等のプラズマ工程における表面ダメージ形成により伝導性劣化が生じる。プロセス後に水素化処理を行うことによって、表面伝導層を回復させることは重要な技術であり、低温度・低圧力環境下で水素プラズマ処理を行い表面伝導層の回復を試みた。TiCによるオーミック形成後にリモート水素プラズマ処理(室温)で処理を行ったところ、TiC/アンドープダイヤモンド界面での酸化障壁が下がることがわかった。

1)キャリア伝導機構の評価散乱要因やキャリア濃度制御の観点から,まず基板の面方位,特に(001)および(110)面が水素終端ダイヤモンドホール蓄積層の伝導性に及ぼす影響について調査を行った。単結晶(001),(110)基板上に同一条件でホモエピタキシャル成長した正孔蓄積層のホール効果測定による評価では,移動度がほぼ同等であるのに対して,シートキャリア密度に大きな違いが見られた。(001)基板ではシートキャリア密度が1.5×1013cm-2程度であるのに対して,(110)基板では2.5×1013cm-2程度であった。これは,(110)面のC-H結合密度が(001)面と比べ約1.4倍高いことに起因していると考えられ,表面キャリアの起源をC-H結合電荷によるものとするモデルを裏付けている。2)キャリア伝導機構解明による高利得化(110)面方位単結晶ダイヤモンドを基板に用いたMISFETでは450mA/mmが,(110)高配向多結晶ダイヤモンドを基板に用いたMISFETでは790mA/mmの高電流密度動作を実証し,特に多結晶ダイヤモンドでは45GHzの遮断周波数が得られた。fmaxはプロセス技術に依存する寄生素子を排除することにより100GHzを超える値が得られる事が解析的に示唆された。3)材料信頼性評価ダイヤモンド電子デバイスを実用化するに当たり,問題となる表面グラファイト化について評価を行ったところ。非パッシベーション素子では真空中の400°Cアニールにおいて600時間程度で表面グラファイト化が発生することがわかり,パッシベーション層の開発が必要であることがわかった。
下咽頭癌に対する放射線治療におけるp53遺伝子とWAF1/CIP1遺伝子の役割-

最近、放射線や抗癌剤の治療において、p53およびp21(WAF1/CIP1)遺伝子の経路を介した細胞死(アポトーシス)が関与していることが明らかになってきた。臨床的にも正常型のp53を有する腫瘍では放射線治療によりアポトーシスが見られるが、変異をもつ腫瘍細胞ではアポトーシスがみられないことが報告されて注目されている。今回我々は、梨状陥凹型の下咽頭扁平上皮癌未治療新鮮例57例の治療前生検標本についてP53遺伝子ならびにP21遺伝子の発現を免疫組織学的に観察し、放射線の治療効果との関係を検討した。治療は原則として40Gy照射後、下咽頭喉頭全摘術および頚部郭清術を行った。原発巣の手術標本が保存されていた55例中8例においてviableな細胞が全く残存していなかった(PCR)。p53陽性20例中2例が、p53陰性35例中6例がPCRであった。一方、p21陽性16例中3例が、p21陰性39例中5例がPCRであった。いずれも統計学的有意差は認められなかった。また、初診時リンパ節転移が認められた42例中8例において摘出されたリンパ節にviableな腫瘍細胞は全く残存していなかった(NCR).p53陽性15例中5例が、p53陰性27例中3例がNCRであった(p<0.1)。一方、p21陽性13例中4例が、p21陰性29例中4例がNCRであった(NS)。リンパ節転移に対する放射線治療の効果にp53遺伝子が関与している可能性が示唆され、さらに症例数を増やして検討する必要があると考えられた。
アフィン超リー代数の表現論とその応用に関する研究

sl(2,1)型のアフィン超リー代数の最高ウエイト表現に関する研究を行い、以下のような成果を得た。ある一般化されたヴァーマ加群のヤンツェンフィルターの構造を解析し、その応用として既約最高ウェイト表現のBGG型分解を得た。またワイル亜群を用いて超リー代数上の一般化されたヴァーマ加群の構造を記述することを目的に、Heckenberger-YamaneとSergeev-Veselovにより導入された二つのワイル亜群の関連を明らかにした。本研究の研究目的は、アフィン超リー代数と呼ばれる無限次元超リー代数のヴァーマ型加群の構造を調べること、および得られた結果の数理物理学への応用である。具体的には、sl(2|1)型アフィン超リー代数の場合に、ヴァーマ型加群の構造決定やその極大部分加群の生成元に関する情報を得る事を目指している。このアフィン超リー代数は、ベキ零元を含むアフィン超リー代数の中で最もランクが小さいものであるが、本研究を遂行する上では、ベキ零元の存在からいくつかの技術的な困難が生じる。前年度の研究では、ヴァーマ型加群の構造を調べる際に必要となるエンライト関手の研究をおこなった。今後は、ヴァーマ型加群(より詳しくは、ベキ零元をもとに定義されるヴァーマ加群の商加群)の構造決定のため、エンライト関手によるヴァーマ型加群の像の決定や、行列式公式の導出などが、次のステップとして必要になる。今年度は特に、行列式公式の導出部分を中心に研究を進めた。当面の目標であるsl(2|1)型アフィン超リー代数だけでなく、いくつかの有限次元超リー代数の場合にも、行列式の計算を行い、公式の導出に必要となるデータを収集した。なおこのデータ収集の過程では大量の計算が必要になるため、数式処理ソフトを活用した。今年度の研究助成金は、主に文献の整備や情報収集のための旅費、数式処理ソフトのバージョンアップのための費用として使用した。ただし、計画していたコンピュータの機種更新は、予定していた機種の発売が遅れたため、翌年度に実施する。本研究は、無限次元の超リー代数であるアフィン超リー代数について、そのヴァーマ型加群の構造の解明とその数理物理学への応用を主な研究目的としている。研究期間の4年間で、ランクの小さないくつかのアフィン超リー代数のヴァーマ加群の構造に関する研究を行い、その応用として、既約最高ウェイト表現の指標の決定や頂点作用素超代数のフュージョン代数の構造を明らかにする。本年度前半は、昨年度から継続して、ヴァーマ型加群の構造を調べるために有用だと期待されるエンライト関手に関する研究を行った。具体的には、前年度までに得られていた単純ルートに付随するエンライト関手の性質(エンライト関手によるヴァーマ加群の像の決定)が、プリンシパルルートと呼ばれるルートの場合に成り立つかを調べた。その結果、ある条件のもとでは同様の結果が成り立つ事が明らかとなった。しかしながら、本研究課題の研究目的の完全な達成のためには現時点で得られている結果は不十分であり、条件の改善が望まれる。なおこの研究はリヨン大学の庵原氏との共同研究であり、その成果は今年度学術誌に掲載された。今年度後半は、ランクの最も小さいアフィン(2|1)型特殊線形超リー代数のヴァーマ型加群に関する研究を開始した。しかしながら、いくつかの技術的な困難があり、現時点では十分な研究結果は得られていない。なお今年度の研究助成金は主に、今後の研究を遂行する上で必要となる文献の整備、研究打ち合わせや情報収集のための旅費、研究遂行のため必要不可欠な数式処理ソフトのバージョンアップ等に使用した。本研究課題の研究目的は、無限次元の超リー代数(アフィン超リー代数)のヴァーマ型加群の構造を明らかにすることである。より詳しくは(アフィン超リー代数はランクの低いものに限定し)ヴァーマ型加群の構造決定や、極大部分加群の生成元に関する詳しい情報を得ることを目標としている。通常のアフィンリー代数の場合と比べアフィン超リー代数の表現論はこれまで十分には研究されてこなかった。そのため本研究では、アフィン超リー代数の最も基本的な例であるsl(2,1)型と呼ばれる場合を中心に研究を進めてきた。昨年度の研究では、数式処理システムを活用し、本研究で必要となるヴァーマ型加群の行列式公式の予想に必要なデータ収集を行っていた。本年度は、前年度までに得られたデータを元に行列式公式の導出を行った。この結果と前年度までに得られていたエンライト関手によるヴァーマ型加群の像に関する結果などを組み合わせることにより、sl(2,1)型のアフィン超リー代数のヴァーマ加群の構造に関しては、本研究の申請段階で計画していた結果が得られた。同時に前年度までに得られていたヴァーマ型加群の構造に関する結果に関して(例えば技術的な条件を取り外すなどの)いくつかの改善を行っている。得られた研究成果に関しては、国内の研究会などで報告を行った。今年度の研究助成金は、主に、研究発表や情報収集のための旅費、研究に必要な文献の購入や複写のための費用、情報処理システムのバージョンアップのための費用として使用した。年度当初はコンピュータの機種更新も予定していたが、研究の進展状況を考慮し、次年度に行うことにする。本研究課題の主な研究目的は、アフォン超リー代数と呼ばれる無限次元超リー代数の表現を調べるため、その上のヴァーマ型加群の構造を解析することである。

昨年度までは(より一般のアフィン超リー代数の表現の解明を目指しながら)最も構造の簡明なsl(2,1)型アフィン超リー代数の場合の研究を行ってきた。本研究課題で予定していた研究内容の一部と重複する結果を含む論文が、他の研究者により発表された。そのためこれまでに本課題の研究においてすでに得られていた未発表の結果を見直し、可能な部分は一般の超リー代数の場合に拡張することを目指すこととした。具体的には、今年度はまず、昨年度までに得られていたヴァーマ型加群の構造や行列式公式に関する結果の証明について再検討を行い、技術的な条件を改善することを試みた。その上で、前年度までに得られていたsl(2,1)型アフィン超リー代数に関する結果を、より一般の超リー代数上のヴァーマ型加群の場合に一般化することを目指した。このような見直しの結果として、エンライト関手によるヴァーマ型加群の像の記述に関する結果については、一般のアフィン超リー代数の場合にも、ほぼ同様の結果を得ることができた。この部分については、論文を準備中である。また、昨年度までに本研究課題で得られていた結果について、国内の研究会やセミナーで報告を行った。なお、今年度の研究助成金は、主に研究発表や研究打ち合わせ用の旅費、および数式処理ソフトのヴァージョンアップ費として使用した。本研究課題で予定していた研究内容の一部と重複する結果を含む論文が他の研究者により発表されたため、研究計画の部分的な見直しが必要となったため。本研究の研究目的は、アフィン超リー代数の表現論、特にある一般化されたヴァーマ型群の構造の解明である。通常のリー代数上のヴァーマ加群の場合、その構造はワイル群を用いて記述されることはよく知られている。従って超リー代数上の一般化されたヴァーマ加群の構造に関しても、ワイル群をワイル亜群に置き換えることで、その構造を記述できることが期待される。本年度は、昨年度までに得られていたsl(2,1)型アフィン超リー代数上の一般化されたヴァーマ加群の構造をワイル亜群を用いて記述することを目指し、ワイル亜群に関しての研究を行った。具体的には、(1)数式処理ソフトを用いてワイル亜群を計算するためのプログラムを作成し、それを用いていくつかの単純超リー代数に付随するワイル亜群に関するデータを収集した。(2)得られたデータを元に、古典型の単純超リー代数に付随するワイル亜群の場合に、2011年のSergeev-Veselovの論文でより導入されたワイル亜群と2008年のHeckenberger-Yamaneの論文で導入されたコクセター亜群との関係を明らかにした。さらにこの関係の帰結として、Sergeev-Veselovのワイル亜群の生成元とその基本関係式を得た。例外型の単純超リー代数に付随するワイル亜群の構造や、当初の目標であったsl(2,1)型アフィン超リー代数上のヴァーマ加群の構造とワイル亜群の関係に関しては、今後さらに研究を進める予定である。なお、上記の研究成果の一部は、福井大学工学研究科大学院生の三宅琢斗氏との共同研究として得られた。sl(2,1)型のアフィン超リー代数の最高ウエイト表現に関する研究を行い、以下のような成果を得た。ある一般化されたヴァーマ加群のヤンツェンフィルターの構造を解析し、その応用として既約最高ウェイト表現のBGG型分解を得た。
虚血性筋肉痛を伝える侵害受容性感覚神経の電気生理学的解析

筋肉内部の血流が滞った状態(虚血状態)で筋肉を収縮させると、強い痛みが生じる。この時、痛みを伝える感覚神経は、筋肉組織で起こるいかなる変化を感知して興奮するのであろうか-そこで、筋肉を支配する感覚神経の性質を詳しく調べるため、ラットを用いた新しい実験方法を開発した。これまでに、痛みを伝える感覚神経の一部は、虚血による筋肉の「酸性化」を感知する可能性があることがわかった。今後も実験を継続し、虚血性筋肉痛の成り立ちを解明することが目標である筋肉内部の血流が滞った状態(虚血状態)で筋肉を収縮させると、強い痛みが生じる。今後も実験を継続し、虚血性筋肉痛の成り立ちを解明することが目標である閉塞性動脈硬化症により骨格筋が虚血に陥ると、骨格筋収縮時に間歇的な激しい筋肉痛が生じる。この虚血性収縮時の痛みの発現機序について、本申請者は、「脊髄後根神経節(DRG)ニューロンに発現する酸感受性イオンチャネル3(ASIC3)が、虚血による骨格筋組織の酸性化を感知して筋肉痛を起こす」との仮説を立てた。本研究では、独自に開発した「ラットのIn vivo標本によるDRGニューロンホールセルパッチクランプ法」を用いて、骨格筋を支配するDRGニューロン(骨格筋:DRGニューロン)を電気生理学的に解析し、上記の仮説を検証する。骨格筋DRGニューロンは、多様な性質を持つ複数のサブタイプに分類される。そこで初年度は、電気生理学的性質(軸索の伝道速度、細胞膜の興奮性、イオンチャネルの発現パターン)と受容野応答特性(筋の受容野への機械刺激に対する応答特性)を解析して、骨格筋DRGニューロンの分類を進めた。また、膝関節部を糸で結紮することで前脛骨筋を虚血状態とし、さらに坐骨神経刺激により筋収縮(実験的虚血性収縮)を起こしたときの骨格筋DRGニューロンの応答を調べた。これまでのところ、小型の細胞体とC線維(伝道速度<1m/s)を有し、受容野の機械的侵害刺激に応答するニューロンの多くが、実験的虚血性収縮時に放電することを確認した。2年度も同様の手法を用い、虚血性収縮に応答するニューロンについて、酸に対する感受性(ASIC3の発現量の推定)、放電と筋肉組織内pHとの相関を解析し、虚血性収縮時の興奮がASIC3の活性化によるものかどうかを調べ、虚血性筋肉痛の発現機序の解明を目指す。脊髄後根神経節(DRG)ニューロンは、生体内外で起こる多様な侵害情報を伝えるべく多種多様に分化している。本研究は、独自に開発した「ラットIn vivo標本によるDRGニューロンホールセルパッチクランプ法」を用いて、骨格筋を支配するDRGニューロン(骨格筋DRGニューロン)が持つ様々な性質(受容野応答特性、イオンチャネルの発現パターン、軸索の伝導速度、活動電位の形状等)を統合的に解析し、骨格筋の虚血性収縮時に起こる痛みの発現機序を明らかにすることを目的とした。現在までに、C線維とAδ線維を有する高閾値機械受容型(C-HTM、Aδ-HTM)の骨格筋DRGニューロンから記録した。C-HTMは、幅が広く下降相に屈折点を伴う活動電位を呈し、過分極電位パルスに対してH電流をわずかに生じた。また、C-HTMの8個中4個が、温刺激(40°C)に応じた。このような侵害受容性の特性を示したC-HTMの8個中6個が、実験的に虚血性筋収縮を起こした際に放電した。この骨格筋DRGニューロの細胞体へ酸性液を灌流投与したところ、脱感作の早い一過性の内向電流が生じたことから、当初の仮説通り、酸感受性イオンチャネル3(ASIC3)が、虚血性収縮時の組織酸性化を感知してC-HTMを興奮させる可能性が示唆された(国際疼痛学会にて発表;2008、Pain Research;印刷中)。しかし、現段階では、記録の例数も少なく、虚血性筋収縮時のASIC3の活性化とC-HTMの放電を結びつける直接的証拠は得られていない。今後も、骨格筋DRGニューロンの統合的解析と系統的分類を進め、虚血性収縮時の侵害情報処理機構の解明を目指す。
ラオスにおける農業集団化政策をめぐる実施と受容過程の人類学的研究

本研究は社会主義国ラオスにおいて、近年顕著にみられる農業集団化を目的としたサハコン(協同組合)設立の動向について、中央政府、県政府といったマクロな政策決定と実施の過程に注目しつつ、集団化の対象となる農家のミクロな関わり方を明らかにした。そのうえで市場経済化に対して農業を再集団化させるという社会主義国特有の政治力学について検討した。とりわけ、法整備などの政策実施の過程に関する情報を収集していくことで、アクターがこの過程の中に巻き込まれていく理由を考察した。他方、農業を集団化させようという機運が高まるなか、コーヒー生産者協同組合の形成過程、および農家によるこの政策の受容の仕方について検討した。平成27年度は8月に現地調査を実施し、首都ビエンチャンにおいて、ラオス農林省農業普及組合局の役人よりラオスにおける協同組合に関する法整備の状況について聞き取り調査を実施した。同時に、協同組合に関する首相令などいくつかの協同組合関連の政府文書をいただいた。その後、ラオス南部チャムパーサック県パークソーン郡を訪れ、そこで展開するコーヒーの売買を中心にした農業協同組合において関係者に聞き取り調査を行った。同時にここでもいくつかの協同組合関連の文書をいただいた。これらの資料を分析した結果見えてきたのは、ラオス政府のトップダウンの制度化と民衆レベルの草の根的な農業集団化の動きとの接合の様態である。これまでラオスでは民衆の自発的な農業集団化の動きはほとんど見られなかった。だが、この数年のうちにさまざまな「社会的要因」が作用し、農家自らが他の農民を集めて組織を作ろうとする動きがみられた。一方、そのような農家は、政府が整えつつある協同組合の制度上の枠組みを利用し、国外研修の機会を得るといった新たな農家の生計戦略が見いだせるようになった。政府側も、貧困削減のひとつの手段として農業を集団化し、国外の援助の受け皿とする一方、農産物を海外へ輸出する窓口とするべく、隣国のタイを見習うなどして積極的に協同組合の制度を整備する意向が見られた(現段階では首相令にとどまり、協同組合法まではできていない)。今後は、上記の農家の自発的な組織化がいかなる条件のもとに成立したのかを社会的な文脈に配慮して明らかにしていく作業を行う。一方、政府の協同組合に関する制度化の内容を精査し、隣国の類似の制度との共通点と相違点を明らかにし、ラオスにおける協同組合の特質を見出していく。当初から予定していたラオスにおける現地調査を滞りなく敢行し、聞き取り調査や文書の獲得を通して、必要な資料を集めることができた。本研究では農業集団化に関するナショナル、リージョナル、ローカルの3つのレベルの動向を探ることにある。一つずつ順にこれらのレベルの進捗状況を記す。まず、ナショナルレベルでは、もっとも、当初計画していた政府関係のインタビュー対象者には会うことができなかったが、逆により適切な人物を調査実施前に見つけ出すことができ、期待以上の情報を得ることができた。一方、リージョナルレベルでは、当初期待していたほどの動きはなく、農業集団化という主題について、地方政府が積極的に制度化を進めたり、農家に集団化を促したりしているわけではないようである。この点では期待とは異なる結果となったが、逆に地方レベルの役割について再考するきっかけとなった。最後にローカルレベルの動きだが、ここでも期待以上の成果が得られた。とりわけ村落を超えた形で農民を束ねる組織が自発的に作られていった過程を聞き取り調査から聞くことができた点は大きな意義があった。というのも、これまでラオスの農業集団化は中央から村落まで一貫したトップダウンの指示によって行われてきたからである。こうした想定を覆す動きは今後、さらに追いかけていく必要がある。しかし、年度の後半にはさまざまな事情により、研究計画に記していた報告書の執筆までは叶わなかった。平成28年度は8月に、ラオス人民民主共和国チャムパーサック県パークソーン郡のコーヒー生産者17世帯に対し家計調査を実施した。同時にジャイコーヒー農民協同組合幹部に対する聞き取り調査をしたり、取引相手との打ち合わせを参与観察したりした。まず郡内のひとつの行政区画に絞り、全9村の協同組合の継続状況を確認した。そのなかで人数が減少しているA村を家計調査の対象とした。A村では、村長から村の全世帯の情報を入手し、その親族関係を明らかにしていった。一方、ウェルズランキング法を援用し、3名の方に村内の貧富の差に関するデータを取得した。全60世帯のなかから協同組合の現在の組合員と脱退してしまった組合員、加盟したことのない組合員を数世帯ずつ選び、一軒ずつ、世帯構成、土地利用状況、収入と支出など10項目ほどの家計調査を行った。この結果から見えてきたのは、協同組合加盟に対する障壁である。脱退した組合員や未加盟の組合員は、現組合員よりもコーヒーから得られる収入が低く、かつ所有している土地も少なかった。彼らは拠出するコーヒーの量に関係なく、加工場での労働を均等に強いられるという。一方、現組合員は所有している土地の広さがほぼ同じ程度でなおかつ近しい親族同士であった。このことから組合員の減少は、村内の既存の所得格差によるところが大きいことが分かった。協同組合へのニーズは高いものの、このような障壁があるため加盟を渋る者が多く、コーヒーの加工体制の変更が望まれる。

そのうえで市場経済化に対して農業を再集団化させるという社会主義国特有の政治力学について検討した。とりわけ、法整備などの政策実施の過程に関する情報を収集していくことで、アクターがこの過程の中に巻き込まれていく理由を考察した。他方、農業を集団化させようという機運が高まるなか、コーヒー生産者協同組合の形成過程、および農家によるこの政策の受容の仕方について検討した。資料の収集については期待以上の成果を上げたものの、その報告については予定より進まなかった。このことから、平成28年度には調査データをまとめていく作業に時間をかける。その後、研究会や学会での発表に加えて、査読付学会誌に論文を投稿する。一方で、予定通り8月には再度現地調査に赴き、まずはナショナルレベルでの協同組合に関する制度化の進捗状況を昨年度と同じ対象者から聞き取り、実態をより詳細に明らかにする。続いて、リージョナル、ローカルレベルの農業集団化の動きも昨年同様に跡付けていく。具体的には、昨年度訪れた協同組合の幹部に対して、より細部にわたって組織化の過程とその背景にある社会的状況について聞き取りをする。とりわけ、農協代表がどのように政府の協同組合政策を利用し、その結果、村落内での代表の政治的立ち位置がどのように変化していったのか、それにより組織のあり方にいかなる影響を及ぼしたのかを明らかにする。文化人類学年度末に研究テーマに関連する書籍を購入する予定であったが、調査結果のまとめが予想以上に時間を要し、書籍の購入を後回しにしたために、当該助成金が生じた。この分の助成金は翌年度の助成金と合わせて、予定していた書籍の購入に充てる。
幼児期および児童期における謝罪の発達的メカニズムの解明

本研究では,幼児期の謝罪について,親密性が謝罪生起に果たす役割を明らかにし,他者感情理解や罪悪感,違反の繰り返し抑制という観点から謝罪生起のメカニズムを明らかにした。さらに,児童期の謝罪について,罪悪感が謝罪を規定する状況は限られ,違反発覚が不明瞭で謝罪以外の方略想起が可能な場面や,自己と他者が負うべき責任の割合が同程度の場面では,罪悪感は謝罪ではなく補償行動を規定するなど,罪悪感という観点から児童期の謝罪発達メカニズムの一端を明らかにした。本研究は,対人葛藤や謝罪についての幼児および児童の認識が年齢に伴いどのように変化するのかを明らかにし,対人葛藤への介入の在り方を考える上で有用な情報を提供することを臼的としている。平成19年度においては,以下の3つの研究を行った。研究1では,4・5・6歳児を対象として,印象悪化抑制,怒り緩和,許容,罰回避という4つの謝罪効果の認識と親密性との関連を検討した。分析の結果,印象悪化抑制,怒り緩和,許容については親密性の効果が認められ,親密性の高い他者に対して高い謝罪生起カヨ見られるのは,親密性が謝罪効果を高めることに一因があることが示唆された。研究2では,親密な他者として母親,友だちという2つのタイプを設定し,被害者との関係特性と謝罪生起頻度との関連について,4・5・6児を対象に検討した。加害者の行動予測についての回答を4つのカテゴリー(謝罪,告白・補償行動,ネガティブ感情,その他)に分類し,逆正弦変換法を用いた分散分析を行った結果,謝罪を回答した者は4歳児よりも5・6歳児で多かったが,母親/友だちという関係特性と謝罪生起との間に関連はみられず,その理由として,幼児カミ母親と友達の親密度を明確に区別していない可能性と,幼児にとって母親観を構成する主な要因が権威など親密性以外のものである可能性が挙げられた。研究3では,小学校2・4・6年生を対象として児童期における謝罪生起頻度の発達的変化について検討した。明らかに非が認められる状況での加害者の行動予測についての回答を,研究2と同じ4つのカテゴリーに分類して検定した結果,謝罪生起頻度に学年による違いは見られず,その理由として,児童力§謝罪することによって生じ得る様々な義務(Petrucci,2002)を回避するために謝罪そのものを放棄した可能性と,補償行動などの謝罪以外の方略に謝罪よりも高い有効性を見出している可能性が挙げられた。本研究は,幼児期および児童期における謝罪の発達的変化および発達の規定因を明らかにし,葛藤介入の在り方を考える上で有用な情報を提供することを目的としている。20年度では,以下の2つの研究を行った。まず研究1では,違反発覚の有無という性質の違いを持つ約束違反場面とルール違反場面において,加害者の行動予測に罪悪感がどの程度関連するかを検討した。加害者の行動についての回答を4カテゴリーに分類し,各カテゴリーにおける人数の偏りに罪悪感群による違いが見られるか否かについて違反場面別に検定した結果,約束違反場面では,罪悪感認識の高低によらず謝罪が多く選択された。一方,ルール違反場面では,罪悪感低群では自己中心的行動やその他を回答した者が多く,告白・補償行動を回答した者が少なく,反対に,罪悪感高群では,告白・補償行動を回答した者が多く,自己中心的方略やその他を回答した者が少なかった。したがって,児童は違反発覚が明瞭な場面では,謝罪を解決に有効な方略であると認識し,罪悪感認識の程度によらず謝罪を選択するが,違反発覚が不明瞭な場面では,罪悪感は,言語表現のみの謝罪ではなく,謝罪よりもより高次の解決方略である告白や補償行動など向社会的方略を規定することが示された。研究2では,違反について自己と他者が負うべき責任の高さが同等である状況で,主人公の行動についての児童の予測に性別や罪悪感認識の有無による違いがみられるかを検討した。主人公の行動についての回答を4カテゴリーに分類し,各カテゴリーにおける人数の偏りに性別と罪悪感群による違いが見られるか否かについて検定した結果,貸与を回答した者は,罪悪感低群では男児よりも女児で多く,男児では低群よりも高群で多かった。反対に,貸与拒否を回答した者は,罪悪感低群では女児よりも男児で多く,男児では罪悪感高群よりも低群で多かった。このことから,自己と他者に認められる違反責任の割合が同等である場合,罪悪感は謝罪の規定因とはならないが,とりわけ男児では,貸与などの向社会的方略を規定する重要な要因であることが明らかとなった。
先天性二分脊椎マウスを用いたキアリII型奇形の病態研究

キアリII型奇形は脊髄被裂や小脳下垂などを合併し臨床的に多様な問題点を抱えている。これまで先天性二分脊椎マウス(Splotch delayed mouse,Spd/Spd)を使用した実験的研究を行い、神経管閉鎖不全の病態について報告してきた。また、同時にSpd/Spd脊髄被裂例ではその胎生期に、100%キアリII型奇形を伴い、脳室拡大や脳梁形成不全などの大脳奇形を合併することを発見した。そこで、胎生時期とともに変化する中枢神経系奇形について脊髄被裂例の脳に対し、抗Glial fibrillary acidic protein(GFAP)抗体、抗Neurofilament protein(NFP)抗体、抗Vimentin抗体を使用した免疫組織化学的検索およびWestern blot法によるこれらの比較定量を行い、大脳分化異常の存否について正常例と比較検討した。結果、Vimentinは胎生12日にすでに正常例、脊髄被裂例とも脳室表面より、放射状に陽性を示した。胎生18日目になると両者とも消退傾向を示した。GFAPは胎生18日目に第4脳室底に発現を認めた。NFPは胎生16日より脳幹部に発現を認めた。しかし、いずれも両者間であきらかな差異を認めず、免疫組織化学的検索からは脳の分化異常を証明することは困難であった。Vimentinは胎生12日目に高信号を示し、妊娠日数の経過につれて信号域はやや低下する傾向にあったが、胎生18日目でも正常例、脊髄被裂例ともにVimentinは存在していた。GFAPは胎生16日目に両群に認められ、18日目になると両群とも信号域は上昇した。しかし、両群で明らかな差は認められなかった。胎生19日では、正常例の方が、脊髄被裂例と比較しややGFAPが高信号であったが、統計学的有意差は認められなかった。NFPは胎生16日目より認められたが、両群で明らかな差は見出せなかった。キアリII型奇形の発生病態には諸説が知られているが未だ決定的なものはない。McLone,NakaharaらはSpd/Spd脊髄被裂例ではその胎生期に100%キアリII型奇形を合併することを発見し、脊髄被裂が一元的な原因でキアリII型奇形が生じるとするunified theoryを提唱した。しかし、同時に合併する大脳奇形の病態は明らかでない。我々は、免疫学的アプローチにより大脳の分化異常を証明しようと試みたが、胎生19日でGFAPが正常例でやや高値を示した以外、両群で差を認めなかった。Spd/Spdは生後まもなく死亡するため、胎生期のみの研究しかおこなえず、この比較的短い期間では大脳の分化異常の証明は困難であるかもしれない。今後は生後生存可能なキアリII型奇形モデルが作成できるか否か、別の中間系フィラメントを検討する、遺伝子レベルでの検討を行うなどの事が必要であるかもしれない。キアリII型奇形に合併する大脳奇形の病態究明のため脊髄被裂例の脳に対し、抗GFAP抗体、抗NFP抗体、1、抗Vimentin抗体を使用した免疫組織化学的検索およびWestern blot法によるこれらの比較定量を行い、大脳分化異常の存否について正常例と比較検討した。Western blot法にて胎生19日でGFAPが正常例でやや高値を示した以外、正常例、脊髄被裂例両群で差を認めなかった。今後キアリII型奇形の病態究明のため別のアプローチも検討すべきだと思われた。【目的と方法】我々は、先天性二分脊椎マウス(Splotch delayed mouse, Spd/Spd)を使用した実験的研究を行い、神経管閉鎖不全の病態について報告してきた。また、同時にSpd/Spd脊髄披裂例ではその胎生期に100%キアリII型奇形を伴い、脳室拡大や脳梁形成不全などの大脳奇形を合併することを発見した。そこで、胎生時期とともに変化する中枢神経系の奇形についてSpd/Spd脊髄披裂例の脳に対し、抗Glial fibrillary acidic protein(GFAP)抗体、抗Neurofilament protein(NFP)抗体、抗Vimentin抗体を使用した免疫組織学的検索を行い、細胞レベルでの分化異常の存否につき正常例と比較し検討した。【結果】Vimentinは胎生12日目に正常例、脊髄披裂例ともに脳室表面より放射状に陽性を示した。胎生は18日になると両者ともこの中間径フィラメントは消退傾向を示した。両者間に大きな差は認められなかった。また、GFAPは正常例と脊髄披裂例の一部の例で胎生18日目に第4脳室底などに発現を認めた。しかし、両者間に大きな差は見出せなかった。NFPは胎生16日目に脳幹部に発現していたが、正常例と脊髄披裂例の間に大きな差は存在しなかった。以上の結果より免疫組織学的な検索ではSpd/Spd脊髄披裂例の脳において分化異常を証明する事が困難であった。今後は、脊髄披裂例と正常例との間で、脳におけるGFAP,NFP,Vimentinの発現量をWestern immuno-blot法にて比較定量し、細胞レベルでの分化異常の存否につき検討する予定である。

また、同時にSpd/Spd脊髄被裂例ではその胎生期に、100%キアリII型奇形を伴い、脳室拡大や脳梁形成不全などの大脳奇形を合併することを発見した。そこで、胎生時期とともに変化する中枢神経系奇形について脊髄被裂例の脳に対し、抗Glial fibrillary acidic protein(GFAP)抗体、抗Neurofilament protein(NFP)抗体、抗Vimentin抗体を使用した免疫組織化学的検索およびWestern blot法によるこれらの比較定量を行い、大脳分化異常の存否について正常例と比較検討した。結果、Vimentinは胎生12日にすでに正常例、脊髄被裂例とも脳室表面より、放射状に陽性を示した。胎生18日目になると両者とも消退傾向を示した。GFAPは胎生18日目に第4脳室底に発現を認めた。NFPは胎生16日より脳幹部に発現を認めた。しかし、いずれも両者間であきらかな差異を認めず、免疫組織化学的検索からは脳の分化異常を証明することは困難であった。Vimentinは胎生12日目に高信号を示し、妊娠日数の経過につれて信号域はやや低下する傾向にあったが、胎生18日目でも正常例、脊髄被裂例ともにVimentinは存在していた。GFAPは胎生16日目に両群に認められ、18日目になると両群とも信号域は上昇した。しかし、両群で明らかな差は認められなかった。胎生19日では、正常例の方が、脊髄被裂例と比較しややGFAPが高信号であったが、統計学的有意差は認められなかった。NFPは胎生16日目より認められたが、両群で明らかな差は見出せなかった。キアリII型奇形の発生病態には諸説が知られているが未だ決定的なものはない。McLone,NakaharaらはSpd/Spd脊髄被裂例ではその胎生期に100%キアリII型奇形を合併することを発見し、脊髄被裂が一元的な原因でキアリII型奇形が生じるとするunified theoryを提唱した。しかし、同時に合併する大脳奇形の病態は明らかでない。我々は、免疫学的アプローチにより大脳の分化異常を証明しようと試みたが、胎生19日でGFAPが正常例でやや高値を示した以外、両群で差を認めなかった。Spd/Spdは生後まもなく死亡するため、胎生期のみの研究しかおこなえず、この比較的短い期間では大脳の分化異常の証明は困難であるかもしれない。今後は生後生存可能なキアリII型奇形モデルが作成できるか否か、別の中間系フィラメントを検討する、遺伝子レベルでの検討を行うなどの事が必要であるかもしれない。キアリII型奇形に合併する大脳奇形の病態究明のため脊髄被裂例の脳に対し、抗GFAP抗体、抗NFP抗体、1、抗Vimentin抗体を使用した免疫組織化学的検索およびWestern blot法によるこれらの比較定量を行い、大脳分化異常の存否について正常例と比較検討した。Western blot法にて胎生19日でGFAPが正常例でやや高値を示した以外、正常例、脊髄被裂例両群で差を認めなかった。今後キアリII型奇形の病態究明のため別のアプローチも検討すべきだと思われた。一方apoptosisについて検討したところ正常例では胎齢14日に脊髄にTUNEL陽性細胞が出現、胎齢18日にはTUNEL陽性細胞はほぼ消失する。
高次メソ構造をもつ有機官能基-シリケート新物質相の開発と環境毒性物質の高選択除去

原子3層の厚さを持ったシリカゲルのシートの全シリコン原子にアミノアルキル基が結合し、上下に「生えている」構造を持つポリシロクサンナノシートを合成し、さまざまな凝集構造に変換した。ポリシロクサンナノシートは非常に高密度なアミノ基をもつ「固い」高分子であり、環境毒性イオンなどに対し高い吸着能を有する。また2次元的に高密度なイオンの吸着が起きるため、近接イオン間相互作用の効果についても検討した。有機官能基に結合したシリケートメソ構造体という範疇において、最大官能基密度を有する固体を合成した。すなわち、両親媒性分子およびその分子と結合する有機シランのみを用いて水熱合成すると、両親媒性分子の自己組織化能により有機シランが配置されるが、シランのSi-OR結合の加水分解により、その位置が固定されるため、この固体中の官能基密度はシラン分子中の有機基/シリコン比がそのまま反映される。この合成法によりシリケート単原子相と有機官能基層のサンドイッチ型固体が生成したことをX線回折法、窒素吸着法、固体核磁気共鳴、赤外分光法、元素分析などの危機分析法により明らかにした。シラン中の官能基数を1から2、シリコン/官能基量論を0-1、および両親媒性分子中の官能基数を1から2の範囲で変え、この新物質相の形成の限界を明らかにしたが、特定の組成で秩序性の高い構造が得られることを発見した。また両親媒性分子は、その官能基数によりシリケートとの結合状態が異なることを明らかにした。こうして合成された物質相においては、両親媒性分子が容易にイオン交換で置換するのみならず、遷移金属イオンとも置換することを明らかにした。交換後のミクロ構造を解析したところ、シリケートの構造はほとんど変わっていないことが明らかになった。ただし、メソ構造は交換後の分子、イオンに依存した構想へと変換した。本年度に解明した構造変換の諸特性は、イオン吸着剤への応用において、最適なメソ構造、リサイクルと再利用可能性の解明の基礎となる。1価、2価のカルボン酸界面活性剤ミセル頭部と1価、2価アミノシラン中のアミノ基間の相互作用を構成原理とする有機-無機メソ複合固体を、全組合せで合成した。シロクサン結合形成はほぼ100%で、シラノール基がほとんど存在しない固体が得られた。カルボン酸と同一数の炭素を有する中性界面活性剤分子とそれと同モルのテトラエチルシリケートを合成ゲルに混合し、アミノ基の距離を制御した層状物質を合成した。1価カルボン酸-1価アミノシランの組合せでは、層剥離し、超薄層ポリシロクサンを単離することを試みた。この時完全に界面活性剤を除去すると層間の小さい層状物質が形成される。この固体への鉄(III)イオンの配位を試みたが、界面活性剤による層状固体の10分の1程度しか吸蔵されなかった。一方微量の界面活性剤分子が残留する固体では、鉄(III)の配位は減少しない。鉄(III)配位層状ポリシロクサンはヒ酸イオンに対し、大きな吸着容量を示した。吸蔵した銅(II)の電子スピン共鳴分光では、飽和吸蔵の場合にCu-Cuのカップリングが見出され、二次元状に銅(II)を高密度に固定することが可能であることを明らかにした。壁内二重結合を有する細孔性ポリシロクサンの場合、表面修飾を目的とした有機反応にてメソ構造の破壊が起こりやすいが、気-固反応によりこれを完全に抑制できることを示した。アミノ基間距離を制御した場合、その密度に従い銅(II)へのアミノ基の配位を正四面体から単なるキレート型へ変化することが明らかになった。この場合、銅の配位強度と吸蔵容量はそれぞれ異なり、相反することから、応用の場合は適切な官能基密度を選択することになる。さらにこの銅配位層状ポリシロクサンはクロム酸イオンに対して高い親和性を示した。
生体エネルギー変換における金属イオンと蛋白質の役割

本班は生体エネルギー変換のうちで最も基本的な呼吸鎖及び光合成電子伝達系の金属タンパクを取り扱う研究者とタンパク中の電子伝達やプロトン輸送という現象を中心に調べる研究者、その他蛋白高次構造とか磁性に注目する研究者が、共同研究の課題をたてて、特定領域研究グループとしての特徴を発揮するように努力した。酸素呼吸をする生物は、栄養素の代謝で得られる電子を電子伝達系という蛋白群を通して酸素分子に伝達し、その電子移動で駆動されるプロトンポンプを動かして、H^+濃度勾配をつくる。ウシの末端酸化酵素の3次元構造が本班の班員により解明され、国際的な注目を浴びた。本年はその分解能が2.3Åまで進んだ。その反応機構に関しても時間分解振動分光の実験が進み、酸素が水になる程度の全部の中間体が検出されると共に、プロトン輸送に関する赤外吸収の研究も進んだ。錯体科学的にこの鉄-銅2核活性部位を合成する事にも成功し、そこに結合した酸素の振動スペクトルも得られた。哺乳類の末端酸化酵素はチトクロムaa_3型であるが大腸菌のそれはチトクロムbo_3型でその分子生物学的研究により鉄-銅2核活性部位の重要アミノ酸残基の役割に関する研究が進んだ。またaa_3型とbo_3型のキメラ蛋白も作られて生物進化に関する解析もなされた。bo_3型酵素もaa_3型と同じ反応機構で進むと考えられるが、そのP中間体に対しチロシンラジカルのシグナルが検出され国際的な注目を浴びている。生物の呼吸と植物の光合成系におけるエネルギー変換に焦点を合わせ、呼吸系では末端酸化酵素の構造と機能、光合成系はキノンによる電子-プロトンカップリング機構の解明を具体的課題とした。ウシ心筋チトクロム酸化酵素のX線結晶解析を進め、酸化形にはFe-O-O-Cu架橋のあることをつきとめた。またCO結合形及び完全還元型の構造解析に向かった。本酵素の時間分解共鳴ラマン分光の実験においては、6本の酸素同位体鋭敏バンドを観測し、^<16>O^<18>Oを用いた実験より最初の中間体はエンドオン型のFe-O_2体、次の3種はO原子の結合したもの、最後がFe-OH体で、Fe^V→Fe^<IV>の段階で軽水と重水で反応速度が大幅に違うことを見つけた。遺伝子操作と大量調整の容易な大腸菌キノール酸化酵素の研究を進め、チトクロムboの金属中心の構造を物理化学測定で決めると共に、遺伝子操作でアミノ酸を置換し、プロトン輸送や電子移動の反応素過程を高時間分解能で解析する実験を展開した。またキノール酸化部位についてユビキノン誘導体を系統的に合成し、チトクロムboに再構成して、キノン置換基の効果を調べた。蛋白質の金属中心と近傍アミノ酸残基との相互作用を電子レベルで解析するためのEPR法を活用した。特に酸化型ヘム蛋白質-NO複合体、シトクロムP450_<cam>-プチタレドキシン複合体、グアニル酸シクラーゼのEPR実験を班員との共同研究として実施した。このような生体エネルギー変換に関与する金属蛋白質の蛋白部分が金属部分をどのように制御して機能を発現しているかを理論的に明らかにするために、全電子に対して分子軌道を計算するプログラム密度汎関数法に基づいて製作し、解析手段にはグラフィカルユーザインターフェースを用いる統合環境を整備した。酸素呼吸をする生物は、栄養素の代謝で得られる電子を電子伝達系という膜タンパク群を通してO_2分子に伝達し、その電子移動で駆動されるプロトンポンプを動かして電気化学ポテンシャルを発生させる。次にこの電気化学ポテンシャルを利用してADPよりATPを合成する。O_2分子はヘム鉄に結合し、伝達されてくる電子で還元されて水になる。この触媒反応は鉄-銅2核センターで起こるが、金属錯体と蛋白質の巧妙な連携プレーで初めて生理機能を果たしている。本研究班は、それらの各素過程における蛋白質の役割を明らかにすることを主要テーマとした。動物呼吸系の末端酸化酵素としてウシ心筋チトクロム酸化酵素をとり上げ、吉川はその単結晶をつくってX線結晶解析を行った。酸化型、還元型、CO結合型の構造を明らかにし、プロトン輸送経路にまで議論を進めている。北川は時間分解共鳴ラマン法でその反応段階における鉄と酸素の伸縮振動を観測し、活性中心における反応素過程を解明した。茂木は大腸菌の末端酸化酵素に対してナノ秒測定系を構築し、プロトン輸送のダイナミクスを調べた。金属蛋白質の電子状態を調べる最も鋭敏な方法として電子スピン共鳴法が知られているが、堀は多くの班員の持つヘム蛋白質のEPRスペクトルを観測し、ヘム鉄の電子状態について詳しい情報を得た。柏木は金属蛋白質全電子の分子軌道を非経験的に求める計算機プログラムを密度汎関数法にもとづいて製作し、チトクロムC_3に適用した。タンパク中の電子移動を、このような分子軌道にもとづいて議論できるようになったことは画期的である。赤外吸収や紫外共鳴ラマン法でタンパク中のプロトン担体のダイナミクスを観測し、電子移動とプロトン移動がどのようにカップルするかを明らかにすることが次の目標である。本特定領域研究がスタートして約3年がたとうとしている。そのスタート時から動物呼吸系と光合成反応中心におけるエネルギー変換を集中的に取り上げ研究を進めてきた。

吉川はウシ心筋チトクロムc酸化酵素酸化形のX線結晶解析に成功して世界を驚かせたが、本年は完全還元形、アジド結合系、一酸化炭素結合形を各々2.35、2.9、2.8A分解能の構造解析に成功した。良い結晶を作成することによって分解能を高め、プロトンポンプの経路の解明という最終目標に近づきつつある。北川は同酵素の活性部位におけるO_2還元反応中間体を時間分解共鳴ラマン分光法で検出して、電子移動毎に変わるヘムa_3・酸素の構造を明らかにしてきた。本年は赤外吸収法により、ヘムa_3のリガンド脱離に伴うアミノ酸側鎖カルボキシル基の脱プロトン化を時間分解スペクトルに見つけ、プロトンポンプ機構の解明に一歩近づいた。成田はヘムa_3-銅活性部位の化学構築とその反応性を明らかにする研究を展開しつつある。堀はEPR、ENDORを中心手法として本特定領域研究の多くの班員と共同研究を進め、金属部位の配位構造を明らかにしている。茂木は大腸菌の末端酸化酵素であるキノールオキシダーゼの分子生物学的研究を展開しつつあり、アミノ酸の人工置換がCu_Bの維持、プロトンポンプ能、酸素還元機構に与える影響を明らかにしてきた。柏木は密度汎関数法を用いて蛋白の全電子の非経験的分子軌道を理論計算し、蛋白中の電子移動機構の説明にブレークスルーをつくった。高妻は銅タンパクの電子移動について分子科学的研究を展開した。一方、光合成バクテリアの光合成反応中心において電子移動をプロトン輸送に切り替えるキノンについて、北川はその共鳴ラマンスペクトルの測定に初めて成功し、キノンの振動スペクトルを調べる道を開いた。またProton Coupled Electron Transferと題する日米セミナーを北川が本年度に実施した。本班は生体エネルギー変換のうちで最も基本的な呼吸鎖及び光合成電子伝達系の金属タンパクを取り扱う研究者とタンパク中の電子伝達やプロトン輸送という現象を中心に調べる研究者、その他蛋白高次構造とか磁性に注目する研究者が、共同研究の課題をたてて、特定領域研究グループとしての特徴を発揮するように努力した。酸素呼吸をする生物は、栄養素の代謝で得られる電子を電子伝達系という蛋白群を通して酸素分子に伝達し、その電子移動で駆動されるプロトンポンプを動かして、H^+濃度勾配をつくる。ウシの末端酸化酵素の3次元構造が本班の班員により解明され、国際的な注目を浴びた。本年はその分解能が2.3Åまで進んだ。その反応機構に関しても時間分解振動分光の実験が進み、酸素が水になる程度の全部の中間体が検出されると共に、プロトン輸送に関する赤外吸収の研究も進んだ。錯体科学的にこの鉄-銅2核活性部位を合成する事にも成功し、そこに結合した酸素の振動スペクトルも得られた。哺乳類の末端酸化酵素はチトクロムaa_3型であるが大腸菌のそれはチトクロムbo_3型でその分子生物学的研究により鉄-銅2核活性部位の重要アミノ酸残基の役割に関する研究が進んだ。またaa_3型とbo_3型のキメラ蛋白も作られて生物進化に関する解析もなされた。bo_3型酵素もaa_3型と同じ反応機構で進むと考えられるが、そのP中間体に対しチロシンラジカルのシグナルが検出され国際的な注目を浴びている。
摩擦項をもつ波動方程式の解の漸近挙動に関する研究

Hilbert空間上の時間変数係数摩擦項を持つ抽象線形波動方程式の解の漸近挙動が対応する抽象的線形放物型方程式の解と同じになることを示した。摩擦項の係数が小さく、たとえば、$-1$よりも大きい多項式オーダーの時間変数関数を摩擦擦項の係数として持つ線形波動方程式の解は、摩擦項のないフリーの波動方程式の解に漸近的に近づくことが知られている。一方、定数係数の摩擦項をもつ線形波動方程式の解は、対応する線形熱方程式の解に漸近的に近づくことも知られている。本研究では$-1$よりも小さい多項式オーダーの時間変数関数を例に含む、漸近的に小さくなるような時間変数関数を摩擦項の係数として持つ抽象線形波動方程式の解と対応する抽象線形放物型方程式の解の差のノルムの時間に関する減衰評価を示した。この評価は解自身の持つ減衰評価よりも速く、2つの方程式の解は同じ漸近挙動を持つことがわかった。すなわち、このときは、摩擦項の大きさが時間とともに減衰するにもかかわらず、摩擦の効果は十分であり、摩擦項をもつ線形波動方程式は線形放物型方程式に近いことがわかった。さらに、この抽象的結果を外部領域上の摩擦項をもつ線形波動方程式のDirichlet問題および第3種問題に応用した。次に非負自己共役作用素に対する摩擦項のある抽象Kirchhoff型双曲型方程式について考察した。初期値が十分小さいときには大域解の存在が知られており、この大域解は、時間が無限大に近づいたときに定数係数線形熱方程式の解に漸近することは容易に示すことができる。そこで今度はKirchhoff型双曲型方程式自身が形式的に非線形放物型方程式に近づくときを考える。近づき方をパラメータで表すことができるが、任意の初期値に対し、Kirchhoff型双曲型方程式が十分に非線形放物型方程式に近いときには大域解の存在が保証され、双曲型方程式の解と対応する放物型方程式の解の差のパラメータによる評価が知られている。しかし、今までの結果は時間に依存し、大域的な評価は得られていなかった。我々は2つの方程式の解の差に対しパラメータと漸近挙動を組み合わせた大域的評価を与えた。摩擦項の係数が小さく、たとえば、-1よりも大きい多項式オーダーの時間変数関数を摩擦擦項の係数として持つ線形波動方程式の解は、摩擦項のないフリーの波動方程式の解に漸近的に近づくことが知られている。本研究では-1よりも小さい多項式オーダーの時間変数関数を例に含む、漸近的に小さくなるような時間変数関数を摩擦項の係数として持つ抽象線形波動方程式の解が、対応する抽象線形放物型方程式の解に漸近することを示した。すなわち、このときは、摩擦項の大きさが時間とともに減衰するにもかかわらず、摩擦の効果は十分であり、摩擦項をもつ波動方程式は放物型方程式に近いことがわかった。