hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラット脊髄標本を用いた脊髄神経伝達物質候補ペプチドの生理・生化学的研究

次ぎにbathを変えてラット坐骨神経の活動電位に対するsubstance P拮抗ペプチド(スパンタイド)の効果を調べたが、リドカインよりも強力な局所麻酔効果があることを見出した。2)生化学的研究......本年度は、400頭分のブタ脊髄を屠殺場より集め、これを出発材料としてアセトン・1N-塩酸(100:3,v/v)にてホモジナイズし、その可溶画分を採取した。その一部についてHPLCにて分画してみたが、多様なペプチドが分画されてきた。
Roman de Renart(狐物語)に関する文献学的研究(続)

本研究は既に助成金の交付を受けた「語学的研究」、更に来年度引き続いて助成と申請している「文学的研究」を併せて、綜合的な『狐物語』の全体研究の一環をなすものである。なかんずく、本「文献学的研究」は過去百年以上も前になされた調査以来、本格的な研究が存在しなかったこともあり、それだけに方法論的問題も多く、やりにくいものであっただけに却って成果も大きかったと自負している。特に二度に亘る断片写本の発見は特筆すべきもので、幸運にもその一は我国に招来することが出来、広島大学図書館の所蔵するところとなっている。これはヨ-ロッパ以外の公立図書館に見られる唯一の『狐物語』写本として内外の注目を集めている。当該年度における実績としては主として次のような内容を挙げる事が出来る。1.所在が確認されている全古写本に関しては、一応の調査は全て完了している。(そのうちの約半数については実物調査を行なった。)2.前記調査と平行して行方不明本及び未確認写本に就いても探索を行ない、その過程から前述のような思いがけない収獲を挙げる事が出来た。(但し、そのほとんどが現地図書館、古文書館等への調査協力依頼による間接調査に基づくものである。)3.同じく前記調査の過程で得られた旧ブルゴ-ニュ侯家図書館所蔵の古写体の問題に関しては、国際学会を通じて国際間協力の要請を試み、その了承を得ている。4.今までに得られた成果の大半は、既に国際学会、日本フランス語フランス文学会、大学紀要等を通じて文部省助成研究である旨付して発表している。既に「交付申請書」等でくり返し述べた通り、本研究はフランス中世文学史上特異な地位を占める「孤物語」の総合的研究への一環としての文献学的課題に関する問題を取り扱うものである。その具体的内容として、1.文献学的未解決課題の整理、分類。2.「孤物語」の板篇を含む古写本の再調査並びに行方不明本の探索。3.未発表、未確認古写本等の調査、探究。等が挙げられ、そのうちのいくつかに関しては、昭和6263年度助成金の段階でも一応の結論を得る事が出来たことは既に報告した通りである。当該年度の実績としては主として以下のものを挙げる事がある。1。上記2.の問題点のうち、全古写本の調査に関しては現在解認されている古本のほぼ半数に就いての実地現物検証を終了、残るものについても予備的調査を終了している。2。前記調査の過程で未確認及び粉失写本に関する興味ある事実を確認、同時に併行してそれ等の探索を行なっている。(但し、そのほとんどは現地図書館、古文書館等への調査依頼による間接調査である)。3。同じく前記調査の過程で、旧ブルゴ-ニュ候図書館に所蔵されていた古写本の存在が確認され、その方面への研究の展開も期待されている。4。今年度に得られた研究成果の一部は、今夏オランダで開催の第9回国際動物叙事詩学会にてその是非を世界に問うべく研究発表する予定である。5。前期国際学会参加の機会に、1。の実物検証を更に発展させる機会を得たいものと望んでいる。
光スイッチ遺伝子発現システムを用いた生物時計細胞間相互作用の解明

マウスの視交叉上核に光受容体メラノプシンを発現させ、光照射刺激により時計遺伝子を発現させる"光スイッチシステム"を用いて、SCNにおける時計細胞間カップリング、リズム位相変化・伝達の可視化を試みた。光受容体であるメラノプシン発現ベクターと、光照射によって転写活性される目的遺伝子発現ベクターを一つのコンポーネントとした、"細胞の光スイッチシステム"を確立することを目指している。今まで薬剤処理や熱処理といった物理的ストレスの高い方法で行われてきた遺伝子発現実験が、光照射という細胞にとってよりストレスの少ない方法で行えるようになる。また、光照射を用いるため、空間的な発現制御が可能である。この技術を用いる事により、細胞間の相互作用や情報伝達、刺激応答などの生体機能解析が可能となる。本年度は、メラノプシン発現ベクター(pENTR-FLAG-mopn4-IRES DsRed)および安定発現株(HEK293等)の作製を行った。また作製したコンストラクトを蛍光指示薬(Oregon Green 488 BAPTA 1,Rhod3)を用い、共焦点顕微鏡システム(NIKON Al System)によりカルシウムイメージング測定を行った。488nmレーザー照射により、メラノプシンの光刺激およびカルシウムイメージング測定を同時に行った結果、有意なカルシウムレベルの上昇が観測された。従って、本コンストラクトの光スイッチ機能が確認された。次年度以降は研究実施計画に沿い、本システムを生物時計研究に応用する。具体的には、メラノプシンを導入した時計細胞の作製や、視交叉上核に発現される事により、細胞間のカップリングやリズム伝達の様子をリアルタイムで観測する事を目指す。光受容体・メラノプシン発現ベクターと、光照射によって転写活性される目的遺伝子を一つのコンポーネントとした、"細胞の光スイッチシステム"の確立を目指す。本研究ではこのシステムを生物時計研究に応用する。メラノプシンをマウス視交叉上核(SCN)組織切片に発現させる事により、細胞間カップリングやリズム伝達の様子をリアルタイムイメージング測定し、機能解明を目指す。本年度実施した研究内容は以下の通りである。(1)メラノプシン強制発現アデノウィルス作製。(2)作製したアデノウィルスを用いた、マウスSCN組織切片におけるメラノプシン発現確認。(3)蛍光指示薬を用いた蛍光タイムラプスCa2+イメージング測定による、SCNに発現したメラノプシンの機能確認。(4)光照射により生じる、メラノプシンを発現したSCNにおける時計遺伝子発現および概日リズム位相変化の発光イメージング測定と解析。研究内容(1)(4)は研究実施計画通りである。まだ、研究実施計面通り、培養細胞を用いた同様の実験も行った。光受容体・メラノプシンを脳組織に発現させ、光照射によって目的遺伝子の転写活性を誘導するオプトジェネティクス手法を用いた。今まで薬剤処理や熱処理といった物理的ストレスの高い方法で行われてきた遺伝子発現実験が、光照射という細胞にとってよりストレスの少ない方法で行え、また、何より時間・空間的な発現制御が可能となる。本システムの確立は、細胞間相互作用や光情報伝達解析を行うのに大変有用である。本研究ではこのシステムを生物時計研究に応用した。メラノプシンを生物時計中枢であるマウス視交叉上核(SCN)組織切片に発現させ、光照射により時計遺伝子発現を領域特異的に誘導する事により、振動体領域間カップリングやリズム伝達機構の解析を目指した。(1)メラノプシン強制発現アデノ随伴ウィルス作製、(2)作製したアデノ随伴ウィルスによる、マウスSCN組織切片におけるメラノプシン発現確認、(3)蛍光指示薬を用いた蛍光Ca2+イメージング測定による、SCNに発現したメラノプシンの機能確認、(4)メラノプシンを発現したSCNにおける光照射による時計遺伝子発現リズム位相変位発光イメージング測定、(5)発光イメージングデータ画像解析プログラム作成。ただし、前年度まではアデノウィルスを用いていたが、アデノ随伴ウィルスの方が本実験に適していると判断し、全ての実験をアデノ随伴ウィルスに変えて行った。また、画像解析プログラムを作成し、リズム変位を詳細かつ網羅的に解析出来るようになった。前年度に計画していたペプチドの免疫染色との比較および、薬理実験は行う事が出来なかった。研究実施計画通り、研究内容(1)(4)(研究実績の概要に記載)を全て実施する事が出来たので、順調に進展していると判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究で確立した、メラノプシン発現SCNを用いた実験を行う。任意のSCN領域にのみ照射を行い、時計遺伝子の発現リズム位相変化、および伝達の様子をリアルタイムイメージングすることにより、SCNの領域間におけるカップリングやシグナル伝達機構の解明を目指す。研究計画の変更および問題点は特に無い。
量子化学/分子動力学計算によるDNA損傷の分子解離確率論的計算モデルの構築

放射線が生体細胞へ与える影響を明らかにするために、モンテカルロシミュレーションを用いたDNA損傷の計算モデルを立案し、その有用性を検証することを目的とする。今年度は、Geant4-DNAを用いたシミュレーション基盤を構築し、水中での放射線照射における直接作用の影響について計算を行った。開発したシミュレーション基盤は、放射線がDNAに与える直接的なエネルギー量と、水の放射化学に基づく活性種の発生及び時間的な拡散と再結合を計算することができる。更にプロテインデータバンクが提供する分子構造を読み込み計算を行うことができる。開発したシミュレーション基盤については、長岡技術科学大学が編纂するTransactions on GIGAKU e-journalに査読を経て論文掲載が決定している。開発したシミュレーション基盤を用いて、電子線発生に伴うDNAの直接作用の影響を調査した。直接作用では、電子線の電磁相互作用によりDNA構成分子が受けるエネルギー付与が要因となる。そこで、DNA構成原子の有効体積範囲内においてエネルギー付与量を積算し、ある閾値を超えた場合に鎖切断が起きると仮定した。有効体積の範囲とエネルギー閾値を変更し、一本鎖切断(SSB)ならびに二本鎖切断(DSB)の発生確率の変動を調べた。基準設定として、原子のファンデルワールス半径と水素共有結合エネルギーを、それぞれ有効体積とエネルギー閾値に用い、いずれかを±10%程変動させた場合にSSBとDSB発生数の変化を求めた。結果としてSSBならびにDSBの数が、基準設定に比較して30%程度、変化することが分かった。活性種によるDNA損傷の寄与については、分担者を含む他機関の複数の研究者達と、分子動力学計算手法や方法論を研究会で情報共有しており、必要な計算環境の整備とともに次年度に向けた準備が完了した。Geant4-DNAを用いたシミュレーション開発の第一段階が終了している。また、研究分担者ならびに他機関の研究者との情報共有により、分子レベルでの相互作用について、分子動力学ならびに実験的な視点の両面において詳細な情報を得ることができている。収集した情報を元に、次年度の計画立案を具体化することができていることから、概ね順調に進展していると判断した。今年度の研究により、直接作用による効果が、仮定している鎖切断の条件設定により変動することを確認した。しかし、多くの実験では、水中でのDNA損傷を活性種によるDNA損傷の影響を分離せずに調べており、その影響を見積もることが必要である。そこで次年度は、今年度の成果を元にして、次の3つの点について調査と開発を行う。(1)分子動力学計算を用いて特定のDNA構成分子に活性種が集積する等の特性を評価する。(2)分子間反応の活性化エネルギーについて計算を行い、活性種とDNA構成分子との反応特性を評価する。これらの評価結果に基づいて、活性種の種類・数量と鎖切断が生じる有効体積とをパラメタとする確率分布関数を作成する。(3)得られた確率分布関数を開発しているシミュレーションに組み込むインターフェイスを平行して開発し、直接作用と間接作用の双方を含むシミュレーション計算を行えるように研究を推進する。これらの調査・開発により、直接作用と間接作用の双方を定量的に計算して分析することが可能となる。再来年度は、開発してシミュレーションと文献等の実験値を比較して、得られた確率分布関数の改良を行い、最終結果を論文としてまとめる予定である。

しかし、多くの実験では、水中でのDNA損傷を活性種によるDNA損傷の影響を分離せずに調べており、その影響を見積もることが必要である。そこで次年度は、今年度の成果を元にして、次の3つの点について調査と開発を行う。(1)分子動力学計算を用いて特定のDNA構成分子に活性種が集積する等の特性を評価する。(2)分子間反応の活性化エネルギーについて計算を行い、活性種とDNA構成分子との反応特性を評価する。これらの評価結果に基づいて、活性種の種類・数量と鎖切断が生じる有効体積とをパラメタとする確率分布関数を作成する。(3)得られた確率分布関数を開発しているシミュレーションに組み込むインターフェイスを平行して開発し、直接作用と間接作用の双方を含むシミュレーション計算を行えるように研究を推進する。これらの調査・開発により、直接作用と間接作用の双方を定量的に計算して分析することが可能となる。再来年度は、開発してシミュレーションと文献等の実験値を比較して、得られた確率分布関数の改良を行い、最終結果を論文としてまとめる予定である。今年度に当初予定していた量子化学の反応を計算するソフトウェアならびに計算機の購入は、代わりにクラウド環境の計算機資源とそのソフトウェアライセンスを3年間契約とすることにより、当初予定よりも安価に契約することができた。一方で研究を推進するためのシミュレーション開発において、量子化学計算を用いた研究の重要性が高く、その計算手法における高度な専門性が必要であることから、次年度から新たに名古屋大学の平野祥之准教授を研究分担者に迎えて研究遂行の強化を図ることにした。次年度は、研究に必要な計算ソフトウェアが利用できるようになっていること、そして、シミュレーションの基盤部分の開発が予定通り進んだことから、様々な条件での計算結果を得ることができる。これらの進展状況を踏まえ、平野准教授への量子化学計算を進めるための分担研究費の配分と研究打合せのための旅費、ならびに今年度開発したシミュレーションを実行して得られた結果を国内外で発表するための旅費として主に使用する計画である。
人体と電力周波数電磁界のカップリングの定量化に関する研究

超高圧交流送電線の電気的環境問題の中で,特に人体に対する電磁界カップリング現象に注目が集まっており,その定量化が人体影響の検討のみならず,動物実験の電磁界条件決定においても必要不可欠になっている.この場合,体内電流密度が長期間の電磁界暴露の影響を考える上で重要なファクタであると考えられる.本研究では送電線などの電力設備からの電界・磁界のフェイザ解析および人体誘導電流密度の解析を目的とし,次のような研究成果を得た.1.電界の垂直成分および磁界の水平・垂直成分が存在する空間に置かれた回転楕円体状の人体モデルの内部に誘導される電流の密度分布を計算した.その結果,通常の送電線からの電界・磁界では電界による起誘導力は磁界のそれより数倍ほど大きいことが分かった.人体モデルについても同様の結果を得た.2.送電線直下の大地付近のポインディングベクトル解析より,有効電力密度はkW/m^2のオ-ダに達し,人体周辺のその流れは等電位線に沿っていることが明かになった.3.電界による人体頭部内の誘導電流の密度解析より脳内部の電流は脳骨髄液によりかなりしゃへいされることが分かった.今後,頭蓋骨を含めた各組織の導電率に関する正確なデ-タを把握する必要がある.4.電磁界の生体影響が誘導電流密度に基づくと仮定すると,電界の成分を考慮に入れた生体実験を行う必要がある.磁界は誘導電流の方向を変える働きがあるので,この点に着目した解析を今後行う必要がある.超高圧交流送電線の電気的環境問題の中で,特に人体に対する電磁界カップリング現象に注目が集まっており,その定量化が人体影響の検討のみならず,動物実験の電磁界条件決定においても必要不可欠になっている.この場合,体内電流密度が長期間の電磁界暴露の影響を考える上で重要なファクタであると考えられる.本研究では送電線などの電力設備からの電界・磁界のフェイザ解析および人体誘導電流密度の解析を目的とし,次のような研究成果を得た.1.電界の垂直成分および磁界の水平・垂直成分が存在する空間に置かれた回転楕円体状の人体モデルの内部に誘導される電流の密度分布を計算した.その結果,通常の送電線からの電界・磁界では電界による起誘導力は磁界のそれより数倍ほど大きいことが分かった.人体モデルについても同様の結果を得た.2.送電線直下の大地付近のポインディングベクトル解析より,有効電力密度はkW/m^2のオ-ダに達し,人体周辺のその流れは等電位線に沿っていることが明かになった.3.電界による人体頭部内の誘導電流の密度解析より脳内部の電流は脳骨髄液によりかなりしゃへいされることが分かった.今後,頭蓋骨を含めた各組織の導電率に関する正確なデ-タを把握する必要がある.4.電磁界の生体影響が誘導電流密度に基づくと仮定すると,電界の成分を考慮に入れた生体実験を行う必要がある.磁界は誘導電流の方向を変える働きがあるので,この点に着目した解析を今後行う必要がある.交流超高圧送電線の電気的環境問題の中で,特に人体に対する電磁界カップリング現象に注目が集まっており,その定量化が人体影響の検討のみならず,動物実験の電磁界条件決定においても必要不可欠となっている.本研究では人体モデルとして回転楕円体を採用し,この人体モデルが送電線下地表面および空中に置かれた場合に送電線からの電界・磁界により誘導される電流の密度分布の解析を目的としている.本研究では次のような項目に従って研究を進めた.1.垂直二回線および水平一回線の500kV送電線空間における電界・磁界の強度・位相特性の解析を行った.この特性を使って鉄塔中心線の位置検出が可能になった.今後の実験に大いに役立つと考えられる.2.187kV電力設備周辺の電磁界の実測を行った.この場合,今までに研究室で試作した電磁界測定器を用い,電磁界強度,位相差,高調波成分に関する基礎デ-タを収集した.測定された電界・磁界のフェイザ-量を用いて,ボインティングベクトルの計算を行い,地表近くの有効電力密度を定量的に検討した.3.人体モデルとして回転楕円体を取り上げ,磁界による内部誘導電流密度を計算機解析した.磁界は長軸および短軸方向を考え,後に位相差を考慮に入れることが出来るようになっている.4.接地状態の人体モデル(回転楕円体)内の電界による誘導電流密度を有限要素解析した.電流密度はベクトルで求められており,磁界による誘導電流密度との合成が可能である.超高圧交流送電線の電気的環境問題の中で,特に人体に対する電磁界カップリング現象に注目が集まっており,その定量化が人体影響の検討のみならず,動物実験の電磁界条件決定においても必要不可欠になっている.この場合,体内電流密度が長期間の電磁界暴露の影響を考える上で重要なファクタであると考えられる.本研究では送電線などの電力設備からの電界・磁界のフェイザ解析および人体誘導電流密度の解析を目的とし,次のような研究成果を得た.1.電界の垂直成分および磁界の水平・垂直成分が存在する空間に置かれた回転楕円体状の人体モデルの内部に誘導される電流の密度分布を計算した.その結果,通常の送電線からの電界・磁界では電界による起誘導力は磁界のそれより数倍ほど大きいことが分かった.人体モデルについても同様の結果を得た.

2.送電線直下の大地付近のポインディングベクトル解析より,有効電力密度はkW/m^2のオ-ダに達し,人体周辺のその流れは等電位線に沿っていることが明かになった.3.電界による人体頭部内の誘導電流の密度解析より脳内部の電流は脳骨髄液によりかなりしゃへいされることが分かった.今後,頭蓋骨を含めた各組織の導電率に関する正確なデ-タを把握する必要がある.4.電磁界の生体影響が誘導電流密度に基づくと仮定すると,電界の成分を考慮に入れた生体実験を行う必要がある.磁界は誘導電流の方向を変える働きがあるので,この点に着目した解析を今後行う必要がある.
原子操作を利用した原子デバイス具現化及び特性評価

急速に進歩している非接触原子間力顕微鏡(NC-AFM)技術は、走査トンネル顕微鏡(STM)観察対象のみならず分解能においても凌駕し始めている。最近そのNC-AFM技術を用い、原子や分子を1個ずつ動かし、原子数個から数十個から成る原子ワイヤやナノ構造体を創製できる道が見えてきた。しかし、ナノ技術分野の大きなブレークスルーを果たすためには、原子や分子の動かすだけではなく、NC-AFMの原子・分子操作技術に、ナノスケールの電極形成接合・計測技術を導入することが強く求められている。本研究では、電子デバイスの主軸である半導体基板(シリコン)、高誘電体基板(チタン酸ストロンチウム)や絶縁体基板(アルカリハライド)上に、独自の方法で自己組織化ナノ電極コンタクトを形成する技術、単原子マニピュレーション等によるナノ構造(ナノワイアー)の創製、また、究極的には、そのナノ構造物とナノ電極との接合特性を検証・制御するための基盤技術を確立する。(1)Si(100)半導体表面上にナノ構造物(メタルワイアー)作製(室温NC-AFM観察、操作)-Si半導体再構成表面(2×1)を作り、常温でSnを蒸着し、Snワイアーを作製した。メタルワイアーの観察およびステップ周辺での原子操作を行った。(2)si(111)半導体表面上にナノ電極用のナノクラスターやナノアイランド作製(低温78KNC-AFM観察)-Geクラスターは、Si(111)-(7×7)のHalf-unitcellのAdatomの間と、その上に存在し、Adatomを除いて少なくとも5つ以上の原子からなっている。(3)高誘電体SrTi03(STO)の原子や原子ステップ観察(大気中AFM観察)(4)絶縁体表面のフォース、ポテンシャルマッピング(室温NC-AFM)-原子間相互作用がとても複雑。我々は超高真空中の非接触原子間力顕微鏡を用いて、半導体基板や絶縁体基板上で異種原子の識別、垂直・水平原子操作の研究を行い、原子レベル構造体及び原子デバイス動作を検証すことが研究目的である。本年度の実績は以下のようである。1.半導体デバイスへの応用面で最も重要であるsi(100)表面に原子操作を適用するため、si(100)表面の安定化した再構成表面を作製した。欠陥の少ない安定な(100)表面を作ることは難しいが、熱処理条件の検討などにより原子操作可能なSi(100)基板が作製できた。2.半導体デバイス構造において完全な電流分離のために必要である絶縁体を原子レベルデバイスに応用するために、絶縁体のアルカリハロゲンイオン単結晶(KCl或はKBr)の壁開表面を原子レベルで観察した。室温でKCl絶縁体表面上の単欠陥の水平原子操作に成功した。3.室温での原子操作として新しく発見された原子交換方式を利用する水平原子操作を多種元素系で応用するため、様々な系で原子交換を試した結果、IV-IV属のGe-Snだけではなく、Si-Sn, Si-Pb、また、III-IV属のIn-Si混在表面でも原子交換が起こり水平原子操作できることが分かった。4.非接触原子間力顕微鏡の原子分解能を保ったまま、原子デバイスに流れる極微少な電気信号をセンシングするため、1pA以下の微少電流測定が可能な超高感度電流計測系を構築した。インプットバイアスは基板の高ドープマイクロ電極領域で、信号検出用プローブは高ドープシリコンカンチレバーを用い、極微少電流測定系にはピコメター電圧ソースを使用した。5.原子デバイスの基板作製の基礎研究として、Si(100)基板に半導体プロセスを用いて、酸化物マスクや高不純物ドープマクロ電極作製など電気測定のための基板プロセスを行った。

100nmサイズのマスクを用いた場合、エッチング後の表面は原子分解能で観察できないほど荒く熱処理などにより改善できないので、マスクサイズを500nmと大きくしてプロセスを行った。超高真空中の非接触原子間力顕微鏡を用いて、半導体基板や絶縁体基板上で異種原子の識別、垂直・水平原子操作の研究を行い、室温あるいは78Kの低温原子レベル構造体及び原子デバイス動作を検証すことが研究目的である。本年度の実績は以下のようである。1.半導体デバイスの応用で最も重要であるSi(100)の再構成表面を作製し、原子操作に利用できるアトミックステプやダイマー構造を室温で再現性よく安定に測定できた。アトミックステプ近傍は原子間の結合が乱れ、エネルギー的に活性で、吸着物が集まりやすいので、アトミックステプエッジを利用した原子操作が可能である。2.半導体デバイスの完全な電流分離のために必要な絶縁体を、原子レベルデバイスに応用するために、アルカリハロゲンイオン単結晶(KCl)の壁開表面を室温で観察し、原子レベル単欠陥の水平原子操作メカニズムを明らかにした。原子欠陥は水分子の可能性が高い。3.Si(111)半導体再構成表面上にGe原子を室温でサブモノレーヤ蒸着した後、78Kの低温でSi表面上のクラスターを観察し、基板のS原子iと吸着Ge原子が混在したナノスケールクラスターのアトミック構造(Si(111)-(7x7)ハーフユニットセルの中央のSi原子の間隔にGe原子が存在)を明確にした。4.IV族ヘテロジーニアス系であるSi-Sn、Si-Pb混在表面で、水平及び垂直原子操作を行い、室温の新しい原子操作法として発見された原子交換方式を様々な半導体系で検証することができた。Si原子と他原子との交換は準安定状態を通って起きることが分かった。1.半導体デバイスの応用で最も重要であるSi(100)の再構成表面を作製し、原子レベルのSn Wireを作製した。Snの蒸着量によって原子ワイアーの構造が変化し、単一あるいは二重ワイアーができた。2.半導体デバイスの完全な電流分離のために必要な絶縁体を、原子レベルデバイスに応用するために、アルカリハロゲンイオン単結晶(KCI)の壁開表面を室温で観察し、Force Mappingを行った。サンプル表面原子とてこ先端原子とのRelaxation、緩和によって複雑な相互作用力を現す。3.Si(111)半導体再構成表面上にSn原子を室温でサブモノレーヤ蒸着し、Si-SnのMosaic相(√3×√3)を作り、Force Mappingを行った。SiとSnの周辺原子によって相互作用力がどのように変わるのかを調べた。4.絶縁体であるSTO(SrTiO3)あるいは、TiO2表面を原子レベルで観察した。二つとも酸化物なので、超高真空中での熱処理によって酸素が抜け、半導体になる。
超音速矩形ダクト内の衝撃波と乱流境界層の干渉及び乱流現象

将来型スペ-スプレ-ンへの搭載が有望視されているスクラムジェットエンジンの分離部を模擬した矩形ダクト(断面25mm×64mm、長さ600mm)内の3箇所に、衝撃波と境界層の干渉の結果生じる擬似衝撃波を発生させ、擬似衝撃波を伴う超音速内部流動と乱流現象を実験的に明らかにした。具体的には、(1)超音速矩形ダクト内で発生する擬似衝撃波の特性、すなわち擬似衝撃波の発生位置、擬似衝撃波による圧力上昇、擬似衝撃波の巨視的構造を、流れの可視化とダクト壁面圧力分布測定により明らかにした。(2)擬似衝撃波を含む流れの内部構造、すなわち中心部の高速流領域と壁面近くの低速流領域における平均速度分布は、擬似衝撃波の発生位置によってどのように変化するかを、LDVによる詳細な速度分布測定により明らかにした。(3)矩形ダクト内の擬似衝撃波を伴う流れのはく離現象は、擬似衝撃波による逆圧力勾配が大きく、境界制限(=境界層厚さ/流路高さの半分)が小さい場合に発生しやすいことを、シュリ-レン法と油膜法による可視化、及びLDVによる流速分布測定により明らかにした。(4)擬似衝撃波の上流域、発生領域、及び下流域における乱流境界層の乱流特性、すなわち流れ方向及び流れに垂直方向の乱れ強さ、レイノルズせん断応力、乱流エネルギ-分布等を、LDVによる詳細な測定により明らかにした。スクラムジェットエンジンの分離部を模擬した矩形したダクト(断面25mm×64mm、長さ600mm)を設計、製作し、このダクト内で発生する衝撃波と超音速乱流界層の干渉現象と乱流現象を、シュリーレン法と油膜法による流れの可視化、LDVによる平均速度及び変動速度の測定、壁面圧力測定などにより、実験的に調べた。具体的には、矩形ダクト内の上流、中流、下流の3箇所に、衝撃波と乱流境界層の干渉領域を発生させ、干渉現象と乱流現象を調べた。実験は、矩形ダクト入口における流れのマッハ数1.8の場合について行われた。その結果、(1)超音速矩形ダクト内で発生する乱流境界層の特性(2)矩形ダクト内で発生する衝撃波と乱流境界層の干渉の構造(3)上記の干渉領域における流れのはく離現象に及ぼす流れの境界制限(=境界層厚さ/流路の高さの半分)の影響(4)干渉領域における乱流特性(乱れ強度、レイノルズ応力など)を明らかにした。なお、矩形ダクト内の衝撃波と乱流境界層の干渉領域における壁面圧力変動については、予備的データを取得した。平成9年度における研究に引き続いて、スクラムジェットエンジンの分離部を模擬した矩形ダクト(断面25mm×64mm、長さ600mm)内の3箇所に、衝撃波と境界層の干渉の結果生じる擬似衝撃波を発生させ、擬似衝撃波を伴う超音速内部流動と乱流現象を実験的に明らかにした。(3)矩形ダクト内の擬似衝撃波を伴う流れのはく離現象は、擬似衝撃波による逆圧力勾配が大きく、境界制限(=境界層厚さ/流路高さの半分)が小さい場合に発生しやすいことを、シュリーレン法と油膜法による可視化、及びLDVによる流速分布測定により明らかにした。(4)擬似衝撃波の上流域、発生領域、及び下流域における乱流境界層の乱流特性、すなわち流れ方向及び流れに垂直方向の乱れ強さ、レイノルズせん断応力、乱流エネルギー分布等を、LDVによる詳細な測定により明らかにした。
証券・契約で入札するオークションの理論的研究

2017度に引き続き、これまで盛んに研究されてきた現金のみで入札するオークションではなく、証券や契約で入札するオークションを研究した。本研究申請時に、(I)落札後に適切な投資水準をもたらす制度に関するプロジェクト、および(II)適切な参入基準の設定方法に関するプロジェクトを計画していた。前者に関しては、2017年度の研究実施状況報告書で述べたように、研究結果を学術論文としてまとめた。2018年度は後者のプロジェクトを行った結果、証券や契約で入札するオークションに新たな知見をもたらしただけでなく、現金オークションに関しても新たな知見を与えることができた。より具体的には以下のような研究結果を得た。(1)潜在的入札者がオークションに参加する際に参入費用がかかる場合、均衡においてオークション参加者がより多いメカニズムを構築するためには、売り手は潜在的参入者の参加制約を満たすように参入費用を肩代わりしてあげる必要がある。(2)この肩代わりする費用を節約するために、オークションの期待収益を最大にする最適なメカニズムでは、売り手は参入を制限する必要がある。つまり、均衡において、潜在的入札者が全員確率1で参入するようなメカニズムは最適ではない。(3)仮に、全員が1未満の等確率で参入する場合、正の確率で誰も参入せず取引が不成立となってしまう場合がある。(4) (3)の非効率な結果を減らすために、潜在的入札者が売り手からみて全く対称的である場合であったとしても、潜在的入札者を差別的に扱うことで、潜在的参入者が異なる確率で参入させる方が、売り手にとって望ましい場合がある。これまで盛んに研究されてきた現金のみで入札するオークションではなく、証券や契約で入札するオークションを研究した。証券や契約で入札するオークションに新たな知見をもたらしただけでなく、現金オークションに関しても新たな知見を与えることができた。1.エクイティ(Equity)で支払うオークションの後に、落札者に投資決定の機会が存在し、売り手はオークションの前にその投資の収益率に関して私的情報を有するモデルにおいて、入札者が良い情報を得ると、入札自体は大きくなるが、大きな入札はオークション後の投資インセンティブを下げてしまう。2.このモラルハザードは、良い情報がオークション収益を増やす効果を弱める。このため、売り手は良い情報も悪い情報も常に隠すことで、オークションの期待収益を上げることができる可能性がある。この結果は、情報開示のメリットのみを強調してきたオークション理論に新たな知見を与えるものである。3.入札者に参入費用がかかり、オークションの支払額が入札だけでなく、落札後に財から得られるキャッシュフローにも依存する状況で、あらゆる関数形の証券・契約の中から売り手が自由に選ぶことができるモデルを分析した。入札者が参入の意思決定をした後で財の評価額を知る場合、証券や契約で入札するオークションを用いなくても、現金オークションで売り手は入札者の情報レントを完全に奪うことができ、さらに参入を制限することは最適とならない。4.上で述べたモデルで、入札者が参入の意思決定をする前に財の評価額を知る場合、売り手が入札者の情報レントを完全に奪うには、証券や契約で入札するオークションを用いる必要がある。また、潜在的な入札者を増やすと誰も参加しない(取引が成立しない)確率が上がるというデメリットがあるために、売り手は参入を制限した方が良い場合がある。当初の研究計画どおり、落札後に適切な投資水準をもたらす制度に関するプロジェクトと適切な参入基準の設定方法に関するプロジェクトを並列的に研究した。2つのプロジェクト間で順序が計画と逆になってしまったが、落札後に適切な投資水準をもたらす制度に関するプロジェクトに関しては、2017年度内に、上述の研究結果1と2をまとめた論文を国際査読付学術雑誌に掲載することができた。また、査読付き国際学会でも報告をした。適切な参入基準の設定方法に関するプロジェクトに関しても、上述の研究結果3と4を纏め上げ、細かな問題をいくつか解決させる必要はあるものの、論文の最初の版をほぼ完成させることができた。以上の理由により、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。

(4) (3)の非効率な結果を減らすために、潜在的入札者が売り手からみて全く対称的である場合であったとしても、潜在的入札者を差別的に扱うことで、潜在的参入者が異なる確率で参入させる方が、売り手にとって望ましい場合がある。2018年度中に、上述の研究結果3と4を纏めた論文を完成させ、ワーキングペーパーとして公刊し、国際査読付学術雑誌に投稿することを目指す。2018年度に、すでに複数の査読付き国際学会で報告することが決定しており、成果の発信を試みる。また、学会やセミナーで研究報告を行い、他の研究者と意見交換をすることで、論文改定に役立てていく。改定作業の過程で、基本はEmailやSkypeで共同研究の打合せを行うが、必要であれば実際に会って打合せを行う。研究協力者が英文校正を無償でしてくれたため、英文校正費が不要となった。ただし、再び英文校正を無償でしてくれるとは限らない。2018年度には、引き続き学会・研究会での報告のための旅費、および英文校正費を中心に使用する予定である。
多様体上の変換群の研究

本研究では、S^1が半自由に作用している弱複素多様体について研究しコボルディズムの範囲で次のような成果を得た。U_*を弱複素コボルディズム環とする、このとき先ずU_*【cross product】Z_2のZ_2上の多項式環としての生成元を求めた。次に半自由S^1作用を持つ閉弱複素多様体M^<2n>の不動点集合の余次元がすべて4の場合、そのチャ-ン数c^n_1[M]≡0(mod4)となることを示した。さらにU_*【cross product】Z_2の中でこのようなチャ-ン数を持つイデアルの生成元を決定した。これらの考察から次の定理を得た。この結果をU_*【cross product】Z_p(pは3以上の任意の素数)の場合に拡張することは、今後の研究課題である。上記の他に、ホモトピ-論の研究では、空間の局所化のホモトピ-同値群上での自然性の研究において成果を得た。この研究でホモトピ-群を用いたところをホモロジ-群でおきかえた場合についても新しい結果が得られた。その他にも本研究に参加した研究者はそれぞれ一定の研究成果を得ており、研究論文として発表している。
ドイツ緑の党の再検討-保守的な地域におけるオールタナティブな環境運動の成功-

バーデン・ヴュルテンベルク州はベルリンやハンブルクと比べ保守的な地域として有名であり、「保守の牙城」とされてきた。しかしながら、緑の党が成功している地域とされていた。本研究は、保守的な地域における緑の党を再検討することを目的とする。シュットットガルトを中心としたシュヴァーベン地方では、「シュットットガルト21」計画に対する反対運動を契機として、緑の党が躍進した。検討の結果、緑の運動の背景として、「根気強く取り組み発明する」「考える伝統」「価値的保守」があることが明らかになった。バーデン・ヴュルテンベルク州は、環境首都フライブルクがあるなど、環境先進国ドイツの中でも取り組みが注目されている。保守色の濃い同州において、緑の党を特徴づけている存在に、人智学や敬虔主義などの宗教的要因がこれまで指摘されてきた。平成21年度は、バーデン・ヴュルテンベルク州緑の党の成功要因について、文献研究をおこなった。その結果、バーデン・ヴュルテンベルク州には、「根気よく取り組み発明する」といったことわざに象徴される地域的特徴があることが判明した。このことわざは、同州は歴史的に資源がないため、発明に取り組んで地域的発展を目指すことを意味している。このため、新しいアイディアを受容する地域的な素地が歴史的に存在するのである。また平成21年度は、文献研究で得られた視点を交え、環境運動成功の背景についてバーデン・ヴュルテンベルク州緑の党党関係者(緑の党の州議会議員や首都であるシュットットガルト市議会議員ら12人)にインタビュー調査を実施した。これまで緑の党の背景としては、敬虔主義や人智学といった観点が紹介されてきたが、これらの指摘は今回インタビュー調査を実施した党関係者からみて不十分な説明であった。「根気よく取り組み発明する」といったことわざを、同州緑の党の成功要因として挙げる党関係者がインタビュー調査でみられた。オールタナティブ政党である緑の党がバーデン・ヴュルテンベルク州で成功した背景には、発明を重視するという地域的特徴があることが明らかになった。平成22年度は、同州緑の党の成功要因について、インタビュー調査を実施した。緑の党州議会関係者および市議会関係者17名にインタビュー調査を実施した。その結果、同州の「根気よく取り組み発明する」や「考える伝統」といった地域的特徴を踏まえて緑の運動を展開していることが判明した。「根気よく取り組み発明する」は、歴史的に資源がない同州において、発明に取り組んで地域的発展を目指すことを意味している。発明に対する積極的姿勢は、オールタナティブなアイデアへの理解につながっている。また「考える伝統」は、同州出身のヘーゲルらをシンボルとしており、市民的自治に代表される啓蒙主義的価値観の基盤となっている。このような基盤にもとづいて政治的活動をしていることが、大規模駅開発「シュットットガルト21」に対する唯一の反対政党となり、市民の支持を得て、2009年の市議会選挙で第1党に躍進する一因となっているといえる。オールタナティブ政党である緑の党が保守的な地域で成功した一因には、ヘーゲルら偉大な思想家の伝統を踏まえつつ、啓蒙主義的思想に基づいた市民的自治が可能な地域的背景があることが明らかになった。バーデン・ヴュルテンベルク州緑の党は、ドイツではじめて州首相を輩出した(平成23年5月議会)。H23年度は、緑の党の躍進要因について、インタビュー調査を実施した。同州緑の党の躍進要因の一つには、S21反対運動が挙げられるため、緑の党州議会関係者および市議会関係者に加え、S21反対運動関係者に対してもインタビュー調査を実施した(合計10名)。S21反対運動は、州都シュットットガルトの中央駅を開発する計画である「S21計画」に対する反対運動である。緑の党は州議会レベルでは唯一、S21計画に反対してきた。インタビュー調査の内容は、申請者がこれまでの調査で引き出した論点である「価値的保守」(Wert Konservative)という、バーデン・ヴュルテンベルク州緑の党が独自の理念としている内容を中心におこなった。価値的保守は、たとえば家族の金銭的繁栄を目指す「構造的価値」(Konstructive Konservative : CDUの理念とされる)と異なり、空間的な幸福を目指すものとされる。この概念が、バーデン・ヴュルテンベルク州緑の党の理念とされていることは、州首相クレッチマン(Winfried Kretschmann)の著書にも触れられている。インタビューの結果、価値的保守に基づいた緑の党独自の政策として、たとえば「歴史的建造物の保存」、「教育」、「債務を後世代に先送りしない財政」があることが明らかになった。

そして、「歴史的建造物の保存」の一つに、シュットットガルト中央駅があり、また大規模な財政支出を伴うS21計画は、債務の観点からも「価値的保守」に相容れないことが判明した。
確率論的極限定理の実解析的研究

Rademacher関数系の中心極限定理においてはほとんどすべてのWeyl変換の従属性は減少してゆき、極限においては独立正規列が得られるということが示されていた。これはWeyl変換を用いた積分の数値計算、所謂準モンテカルロ法の高次元空間におけるモンテカルロ法に比較した場合の有効性に関する結果を与えることになっている。このことに関連して、Weyl変換を数論的性質により分類することにより、従属定常列に収束するようなWeyl変換に対する研究を行った。独立または従属定常列への収束のための条件を与え、数値実験可能な判定条件を与えることに成功した。また、例外的なWeyl変換はその次元の意味で、十分多く存在することを示した。このことは、良い条件による実行可能な判定の必要性を示すものであり、上に挙げた相関による数値実験判定の有効性を強調する結果となっている。以上の結果は下記の学術論文に発表されたことを付記しておく。
心・身体・環境をめぐる「仁」概念の再検討－『朱子語類』巻４～６を中心に

日本を含む東アジア思想史において重要な位置を占める朱子学の基本文献である『朱子語類』、中でもその基本概念に関する問題を扱っている巻46「性理」篇を対象に、心・身体・環境をめぐる側面や同時代の道教の身体技法との関わりを通して「仁」概念の再検討を行った。研究成果は、主に『朱子語類』巻4の訳注としてまとめており、平易な現代日本語による訳文とその詳細な注の形で発表されることになるため、専門外の一般読書人にも利用しやすいものとなっている。平成25年度は、研究対象である『朱子語類』巻46「性理篇」のうち、巻4の訳注作成を進めた。当初は、巻5の訳注作成を中心として研究を進める計画であったが、巻4の訳注作成が遷延しているため、これの完成と早期の出版を優先して研究を遂行した。その結果、四分の一程度の原稿がほぼ完成し、さらに四分の一程度が初稿としてまとまり、全体として巻4の半分程度について訳注のかたちに整えることができた。まだ分量的には満足のいく結果を得られていないが、詳細な注の作成や精確な読解に必要不可欠な関連分野の調査・研究については、後述の通り、平成25年度も一定の成果が得られている。『朱子語類』の口語語彙や他の巻との関係についての調査・研究においては、恩田・伊東・林が参加する宋明研究会での巻21の輪読、恩田による巻8・94の訳注の作成を通して、本研究に必要な一定の知見が得られた。朱子学における「仁」などの主要概念については、伊東が主宰する共同研究会「「心身/身心」と「環境」の哲学ー東アジアの伝統的概念の再検討とその普遍化の試みー」(国際日本文化研究センター)に全員が参加することや、林が参加する学習院大学外国語教育研究センター研究プロジェクト「中国思想における倫理と功利」研究会などにおける、関連分野の研究者との討議と再検討を通じて、一定の知見を得ることができた。その成果は、平成25年9月に後者の研究会において林によって発表されている。朱子学の主要概念の展開と宋金・元代の道教との関わりについては、松下が『道蔵』所収の資料を中心に調査を行い、一定の知見が得られた。その成果は、平成26年3月の遼金西夏史研究会において松下によって発表されている。このように研究を進めたことによって、『朱子語類』中の口語語彙の意味、朱子学の主要概念の位置づけやその同時代の道教との関わりなどについて一定の知見を得ることができた。平成24年度は、研究対象である『朱子語類』巻46「性理篇」のうち、巻4の訳注作成を進めた。訳文初稿としてまとまったのは、予定した分量のまだ四分の一程度に止まるが、詳細な注の作成や精確な読解に必要不可欠な関連分野の調査・研究については、後述の通り一定の成果が得られている。『朱子語類』の口語語彙や他の巻との関係についての調査・研究においては、恩田・伊東・林が参加する宋明研究会での巻2021の輪読、恩田による巻8・94の訳注作成を通して、本研究遂行に必要な一定の知見が得られた。特に、宋明研究会の輪読では、『論語』学而篇に見える「仁」概念に関する朱熹の議論について検討を加えることができた。朱子学における「仁」などの主要概念やその中国近世思想史上の位置づけについては、伊東が勤務する国際日本文化研究センターで主宰している共同研究会「「心身/身心」と「環境」の哲学ー東アジアの伝統的概念の再検討とその普遍化の試みー」における、関連諸分野の研究者による発表と討論に、研究代表・分担者全員が参加することなどを通して、その再検討を行うことができた。この共同研究会では、平成24年7月に林が訳注分担部分の主題に関連する研究報告を行い、その成果を論文として発表している。朱子学やその主要概念の展開と同時代の道教との関わりについては、松下が『道蔵』及び『道蔵輯要』を中心に網羅的に調査を行い、一定の知見が得られた。その成果は、平成24年8月の宋代史研究会において松下によって発表されている。このように調査・研究・再検討を進めたことによって、巻4の訳注作成に必要な、『朱子語類』に見えるいくつかの口語語彙の意味を明らかにすることができ、朱子学における「仁」などの主要概念について、中国近世思想史上の位置づけや同時代の道教との関わり、他の巻での朱熹の説明との関係について一定の知見を得ることができた。平成26年度は、『朱子語類』巻46「性理篇」のうち、巻4の未完成部分の訳注作成と前年度までに完成した初稿部分の修訂を進めた。進捗状況に鑑み、巻4全体の早期の公刊・出版を優先して研究を遂行した。

後述の通り研究を進め、巻4全体の訳注原稿をほぼ準備することができた。若干の修訂を必要とする部分もあるが、大部分については公刊の準備が整った。『朱子語類』の口語語彙や他巻との関係においては、恩田・伊東・林が参加する宋明研究会での巻21の輪読、恩田による巻8・94の訳注の作成を行った。朱子学における「仁」などの主要概念については、伊東が主宰する共同研究会「「心身/身心」と「環境」の哲学ー東アジアの伝統的概念の再検討とその普遍化の試みー」(国際日本文化研究センター)に全員が参加することや、学習院大学外国語教育研究センター研究プロジェクトに林が参加することで、関連分野の研究者との討議を行った。朱子学の主要概念と道教の関わりについては、松下が内丹道や全真教に見える性命説との関連や差異を中心に研究を行った。いずれも継続してきたものだが、それぞれ新たな知見が得られており、それを訳注の修訂に反映できたことで、完成原稿の一層の質の向上を図ることができた。研究期間全体において、『朱子語類』巻4については詳細な注を附した訳注稿作成の作業をほぼ完了することができた。この作業の中で、朱子学の「仁」概念などの基本概念について、これまであまり重視されてこなかった心・身体・環境をめぐる側面から再検討を行い、その成果を翻訳と注釈というわかりやすい形で示す準備が整ったといえる。この訳注稿については、平成27年度から順次論文の形で発表する予定であり、その論文を元に汲古書院より学術書として刊行されることが決まっている。また、巻56についても共同研究を継続し、訳注を最終的に汲古書院より単行本として刊行する予定である。中国哲学本研究は、『朱子語類』巻46「性理篇」について、そこで用いられている口語語彙に関する詳細な分析に基づき、『四書集注』や『朱文公文集』等の朱熹の他の著述や同時代の道教文献との比較検討をふまえて精確な読解を行うことで詳細な訳注を作成し、これにより、朱子学の「仁」概念について、自然・環境の中での心と生身の肉体・身体との関わりにおけるその特質を明らかにすることを目的としており、平成25年度には『朱子語類』巻5の訳注の公刊、巻6の読解と訳注稿の作成を計画していた。しかし、平成24年度中に予定していた巻4の初稿が完成せず、研究計画で取り決めた役割分担に基づいて、平成25年度も引き続き巻4の訳注作成に注力することにした。巻5以降の翻訳へ拙速に歩を進めなかったのは、本研究の重点が、「わかりやすい翻訳」にあるのではなく、『朱子語類』中の口語語彙の用例研究、朱熹の他の著述及び同時代の儒学や道教の文献との比較研究、それらによる朱子学の「仁」概念の再検討に基づいて、『朱子語類』に詳細な注釈の行うことに重点があることと、巻4での研究成果は巻56にも活かせるものであるためである。その結果、訳注稿を作成するために必要な一定の知見が、それぞれの研究分担部分において更に蓄積されており、訳注稿についても進展があった。平成25年度末の時点で巻4のほぼ半分の部分の初稿が完成し、その半分は全員での検討を経てほぼ完成原稿が完成している。したがって、研究には一定の進展があったものと認められるが、平成2425年度に公刊を予定していた巻4の訳注を完成することができず、巻5以降の訳注作成には着手できていないため、本研究の「現在までの達成度」は、「(4)遅れている」と判断される。ただし、本研究での成果の蓄積により、巻4の出版は本研究期間終了後すぐに、巻56についても更に23年後に実現可能な見通しはついている。
低エネルギーイオンによる表面局所ポテンシャル場の解析

本研究では、半導体表面上へのアルカリ金属吸着において吸着子により誘起される局所的な静電ポテンシャルの変化を、実験的に検証することを目的として行った。こうした局所的な静電ポテンシャルの変化がどのような実験結果においてみられるかについて検討を行った。実験ではアルカリ吸着したSi(100)およびSi(111)表面について、仕事関数の変化を詳細に測定した。つぎに低エネルギーのイオン照射による2次イオン放出過程における2次イオン化確率の測定を行った。その結果、Si(100)表面ではマクロ量である仕事関数の変化により、2次イオン化確率が決定されることが明らかとなった。しかし、Si(111)表面においては仕事関数だけでは2次イオン化確率が説明できず、局所的な静電ポテンシャルの変化を考慮する必要がある結果となった。試料の面方位による違いは、表面構造の違いに由来する可能性がある。つまり、Si(100)表面では2×1再配列構造をとり、この構造ではアルカリ吸着により広範囲にわたるダイマーのバックリングの固定化が生じ、これによって局所的な効果が小さくなる。一方Si(111)表面では、7×7再配列構造でありアルカリ吸着により大きな緩和は生じない。このため吸着子周辺での局所静電ポテンシャルが大きく変化し、2次イオン化確率に影響を及ぼすものと考えられる。低エネルギーのイオンと固体表面との荷電変換過程は、物理的に見て非常に興味深いばかりでなく、例えば2次イオン質量分析法や低エネルギーイオン散乱といった表面評価法において重要な役割を果たしている。荷電変換は固体表面近傍で起こるため、表面の局所的な静電ポテンシャルを考慮する必要があることが近年明らかとなってきた。本研究はこの局所静電ポテンシャル場を実験的に明らかにしようとするものである。平成10年度は実験を行うための予備的な段階として、既存の実験装置の改良を行ってきた。具体的には(1)飛行時間型エネルギー分析器の設計と製作(2)ビームチョッピングシステムの構築(3)真空排気系の整備である。(1)においては、直衝突型の飛行時間分析器および角度分解型飛行時間型分析器を同一の真空チャンバーに設置し、かつ中性粒子の検出も行えるようにした。(2)については、時間分解能を向上するためのシステムの構築を行った。(3)については、本研究では主にアルカリ金属吸着系を対象とするため清浄な超高真空環境を実現すべく整備を行った。またこれら以外に、これまでに得てきた2次イオンのイオン化過程に関する実験結果の詳細な解析を行った。以上により実験を行うための設備の改良が終了したので、次年度は本格的に局所静電ポテンシャル場の解析を行うための実験を行う予定である。具体的には低エネルギーイオンビームの散乱過程における中性化を観測し、角度依存性、エネルギー依存性などから局所効果を推定し、低エネルギーイオンと表面との荷電変換過程に及ぼす局所静電ポテンシャルの影響について考察を行う。
タンパク質ジスルフィド結合導入酵素における電子伝達制御機構

タンパク質にジスルフィド架橋を導入する仕組みについて、化学機構とその立体構造にもとづく作動原理を解明した。ジスルフィド結合形成が、細胞で効率よく起こるためには特異的な装置による助けが必要である。大腸菌のDsbAは、直接基質タンパク質のシステインペアを酸化する可溶性ペリプラズム酵素である。我々は以前に、呼吸鎖成分がDsbB機能に必須であることを発見し、BardwellらはユビキノンがDsbBを直接活性化することを示した。我々はキノンはDsbBのCys41-Cys44ペアを特異的に強く酸化すること、DsbBに結合したキノンが電子状態の遷移をおこし、ピンク色(λmax=500nm、ユビキノンの場合)あるいはすみれ色(λmax=550nm、メナキノンの場合)に発色することを発見した。この現象は、DsbBによるDsbA酸化反応中に一過的にみられ、Cys44が還元・チオレート状態となることが原因である。理論化学シミュレーションの結果、Cys44チオレートとユビキノンが電荷移動錯体を形成し、DsbBのArg48の正電荷によって安定化されていることが示され、さらにCys44とユビキノン間に共有結合・付加生成物が生じることも予測された。結晶構造解析により、Cys41,Cys44,Arg48の近傍にユビキノンのキノン環が配置された「ジスルフィド結合創生の反応中心」を同定した。Cys44-キノン電荷移動錯体・付加生成物がCys41による求核攻撃を誘起することによって、Cys41-Cys44ジスルフィド結合が創生されるとの化学メカニズムが強く示唆される。多くの分泌タンパク質や膜タンパク質細胞外ドメインは酸化的フォールディングを経て生物学的活性を有する三次元構造へと折り畳まれます。大腸菌はタンパク質ジスルフィド結合形成と組み換えを触媒する一連のDsb酵素を有しています。ペリプラズム酵素DsbAが自身のジスルフィド結合を基質タンパク質に導入し、膜タンパク質DsbBがDsbAを再活性化します。DsbBは膜4回貫通型の膜タンパク質で活性に必須な2組のシステインペア(Cys41/Cys44及びCys104/Cys130)をそれぞれN末端側ペリプラズムループとC末端側ペリプラズムループに有します。加えて細胞質側にNおよびC末端と短いループが存在します。我々は細胞質ループ領域の変異解析を行い、DsbBの酵素活性が細胞質ループにより制御されていることを発見しました。細胞質ループ変異DsbBは、酵素反応中に一時的に形成されるペリプラズムループ間のジスルフィド結合(Cys41/Cys130ジスルフィド結合)を恒常的に形成、保持します。同時に野生型で同じく一過的に生じることがわかっている還元型Cys44残基によるユビキノンのスペクトル変化も安定に観測されました。このような活性部位ジスルフィド結合の組み換えが起こっているDsbB変異体ではその活性が大きく減少していることが明らかとなりました。つまり、細胞質ループ領域は活性部位システイン残基が速やかに酵素反応を開始できる配置/配向を保つ役割を持つと考えられます。