hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時計遺伝子の変異様式と光周性との相関の抽出と応用

生物時計は高等植物において光周的花成を制御している。本研究では、シロイヌナズナにおいて発見した高等植物の時計遺伝子PHYTOCLOCK1(PCL1)のイネにおけるオーソログOsPCL1に突然変異をもつ変異体を分離して、光周的花成や概日遺伝子発現を調査することを目的とした。OsPCL1の突然変異体を、約3,600系統のイネのEMS系統の中からTILLING法によってスクリーニングし、7個の変異体を分離した。そして、分離したこれらのOsPCL1変異体の表現型を調査した。藍色細菌からヒトに至るほぼ全ての生物の生命活動は、24時間周期のリズム(概日リズム)を示し、リズム発振の分子機構を生物時計と呼ぶ。生物時計は光周性を支配しており、高等植物においては花成時期を制御している。光周性を人為的に制御することが出来れば、農業生産性向上などの社会的利益に直接繋がる。モデル高等植物シロイヌナズナにおいてリズム変異体を大規模スクリーニングし、分離した無周期変異体の原因遺伝子として時計遺伝子PHYTOCLOCK1(PCL1)をクローニングした。そして、PCL1ホモログ遺伝子をイネやトマトを含む多くの高等植物で発見した。本研究では、(1)TILLING法によってpcl1変異体を網羅的に分離し、(2)pcl1変異様式とリズム表現型および光周性との相関の規則性を見い出し、光周性の人為的操作法を確立することを目的としている。平成20年度は、イネにおいてTILLING法によってpcll変異体のスクリーニングを実施し、候補株を複数得た。また、イネにおいてPCL1遺伝子発現を生物発光としてリアルタイム測定するためのレポーター株の作製を行った。さらに、イネにおいてPCL1遺伝子のRNAi発現株の作製を進めた。現在、これらの株の次世代を作成中であり、作製でき次第、遺伝子型の確認と表現型の調査に取り掛かる。上記研究と同時並行で藍色細菌における時計関連タンパク質Pexの機能-構造相関を明らかにした。また、チラコイド膜存在するNa+/H+アンチポーター遺伝子の機能解析を行った。平成21年度は20年度に引き続き、イネにおいてTILLING法によってpcl1変異体のスクリーニングを実施した。約3,000千ラインをスクリーニングし、7個の塩基置換体が得られた。7個中4個の変異体はOsPCL1にアミノ酸置換をもたらさないサイレント変異を持っていた。残り3個の変異体はOsPCL1のアミノ酸配列に置換をもたらす変異を持っていた。現在、分離したOsPCL1変異体の概日リズムと出穂時期に関する表現型を調査中である。また、生物発光リアルタイム測定システムの開発を行った。さらに、開発した生物発光リアルタイム測定システムを活用して、高等植物の種子における貯蔵油脂合成に関わる変異体のスクリーニングをシロイヌナズナで実施し、多数の変異体を得た。変異体の原因遺伝子の一つをクローニングし、貯蔵油脂合成を増加させる機能を持つことを明らかにした。モデル高等植物シロイヌナズナにおいてリズム変異体を大規模スクリーニングし、分離した無周期変異体の原因遺伝子として時計遺伝子PHYTOCLOCK1 (PCL1)をクローニングした。本研究では、(1)TILLING法によってpc11変異体を網羅的に分離し、(2)pc11変異様式とリズム表現型および光周性との相関の規則性を見い出し、光周性の人為的操作法を確立することを目的としている。平成22年度は昨年度イネにおいてTILLING法によって分離したpc11変異体のの表現型の調査を実施した。

分離した7個の塩基置換体の中で4個の変異体はOsPCL1のアミノ酸に置換をもたらす変異であった。しかし、これらの変異体はいずれの野生型と有意にリズムや光周性が異なってはいなかった。そこで、OsPCL1遺伝子のRNAi発現体の作出を行った。現在、RNAi発現体のリズムや光周性の表現型を調査中である。また、生物発光リアルタイム測定システムの開発を行った。開発したシステムの一部は、一般企業から製品として実用化することに成功した。さらに、開発したシステムを活用して、高等植物の種子における貯蔵油脂合成に関わる変異体を約32万個スクリーニングし、多数の変異体を得た。そして、変異体の原因遺伝子として複数の新規遺伝子を発見した。現在、さらに多数の原因遺伝子の特定するために、次世代シーケンサを活用したゲノム解析を進めている。
バイオルミネッセンスの色決定機構における化学反応ダイナミックス

従来法によりオキシルシフェリンの吸収・蛍光スペクトルにおける振電相互作用の解析を行い、ケト型のみに特異な水和の影響を見つけた。同時に、この影響は従来法では解析できず、理論計算における水和の扱いは非常に難しいことが明確になった。生物発光のタンパク質酵素は水溶液中で働くことから、まず水和の問題を解決する必要があった。水和問題に対応するため第一原理分子動力学計算を実施し、ケト型のみにみられる特異な水和の影響はその疎水的な水和構造に起因することを突き止めた。この計算に基づく理論吸収スペクトルでは、実験とよく一致し、「化学種の疎水性の影響がスペクトル形状に現れる」という、新しい関係性を見つけた。ホタル生物発光は、あらわに外部からエネルギーが供給されることなく、化学反応により発光する興味深い現象である。この反応は「ルシフェリンールシフェラーゼ反応」と呼ばれ、ルシフェラーゼタンパク質酵素中でアデノシン三リン酸・ルシフェリン・酸素・金属イオンからオキシルシフェリンが生成・発光する反応である。ルシフェリンールシフェラーゼ反応ダイナミックスを調べるためには、その基礎となるデータとして、反応物であるルシフェリンと発光体であるオキシルシフェリンの構造を知る必要がある。これまでの理論研究から、ルシフェリンやオキシルシフェリンのそれぞれの分子構造およびその電子状態についての理論研究が行われた。しかしこれまでオキシルシフェリンの実験データが少なかったため、計算手法の妥当性を検討することができなかった。平成27年にオキシルシフェリンの実験スペクトルが報告されたので、本年度は、計算手法の妥当性を検討するとともに振電相互作用を調べた。オキシルシフェリンの基底状態と励起状態の間の振動のフランクーコンドン因子を見積もることにより、水溶液中におけるケト型とエノール型のオキシルシフェリンおよびその共役塩基の吸収・蛍光スペクトルにおけるスペクトルの形状・幅・それらの起源を解明することができた。本研究で用いた方法では、ケト型アニオンの場合のスペクトル幅のみ、実験スペクトルと一致しなかった。その原因は、ケト型アニオンの場合は他の化学種に比べて特異な溶媒効果があり、溶媒環境の記述が従来の連続誘電体モデルでは不十分であるためと考えられる。そこで、連続誘電体モデルを用いずに、水分子をあらわに含むオキシルシフェリンの分子動力学計算を開始した。オキシルシフェリンについて振電相互作用を明らかにすることができた。これらの結果についてまとめて、投稿論文としてPhotochemistry and Photobiologyで発表することができた。さらに、招待講演4件を含む学会発表10件を行った。ハワイにおける環太平洋国際化学会議2015(Pacifichem2015)で、米国と中国の研究者とともに、オーガナイザーの一人として生物発光のシンポジウムLuciferin/Luciferase Engineeringを開催し、国際会議で研究成果の発表を行った。平成27年度に実施したホタル生物発光の発光体であるオキシルシフェリンの振電相互作用の理論研究では、ケト型アニオンは0-0'バンドが強いため鋭いスペクトル形状になり、この点だけが実験結果と異なり、理論計算における水和の扱いは非常に難しいことが明確になった。しかし、生物発光でのタンパク質酵素は水溶液中で働くことから、まず水和の問題を解決する必要がある。そこで平成28年度は、水分子を露に含むケト型とエノール型のオキシルシフェリンの第一原理分子動力学計算を実施することにより、これまでよりも水素結合相互作用を高精度に取り入れる計算を行った。その結果、水和によりケト型がエノール型に比べて不安定化する原因は、ケト型アニオンの疎水的な水和構造にあることを突き止めた。次の段階として、第一原理分子動力学計算から得られた分子構造を利用した吸収スペクトルの計算を開始した。さらにタンパク質の構造情報を得るため、ゲンジボタルルシフェラーゼと水溶媒の古典分子動力学計算を行った。日本蛋白質データバンクで公開されているゲンジボタルルシフェラーゼX線結晶構造の変異体部分のアミノ酸殘基を実際のアミノ酸殘基に置き換え、実際のゲンジボタルルシフェラーゼの構造を作成し、初期値とした。このタンパク質酵素が働くpH 7付近ではプロトン脱離した共役塩基の存在するため、発光反応に関与する中間体や発光体については複数の候補があり、pHに応じて反応経路が異なる可能性があることがわかった。そこで、自由エネルギー計算を行うことにより、pH7-9における反応経路の計算を行った。オキシルシフェリンについて水和によりケト型がエノール型に比べて不安定化する原因が、ケト型アニオンの疎水的な水和構造にあることを突き止めた。これらの結果についてまとめて、投稿論文としてJ. Phys. Bで発表することができた。さらに、国際会議19th International Symposium on Bioluminescence and Chemiluminescenceでの招待講演を含む学会発表5件を行った。ホタルオキシルシフェリン(オキシルシフェリン)はホタル生物発光の発光体として知られている。ホタル生物発光は分子イメージングなどに用いられており、その重要性からオキシルシフェリンそのものの分光研究も盛んに行われている。オキシルシフェリンにはケト型とエノール型が存在することから、生物発光に互変異性が何らかの影響を与える可能性があると考えられている。しかし、オキシルシフェリンは不安定な化合物であるため、水溶液中における吸収・蛍光実験スペクトルの研究は限られていた。

平成27年度に実施したフランク・コンドン近似(FCA)を用いた計算により、オキシルシフェリンの吸収・蛍光スペクトルにおける振電相互作用の解析が行われ、ケト型のみ何らかの特異な水和の影響があることがわかった。しかし、どのような水和の影響であるかについては不明であった。水分子をあらわに含むケト型とエノール型のオキシルシフェリンの分子動力学計算を行い、得られる構造データを用いて吸収スペクトルを計算すれば、ケト型オキシルシフェリンに特異な溶媒効果が明らかになり、また同時にこれらの結果はホタル生物発光研究に重要な情報となると考え、平成28年度に水分子を含むオキシルシフェリンの第一原理分子動力学計算を実施した。本年度は、この分子動力学計算から得られた分子構造を利用して、吸収スペクトルの計算を行った。その結果、水分子をあらわに取り入れた構造を用いた吸収スペクトルでは、エノール型とエノレート型だけでなく、ケト型の吸収スペクトル幅も実験値とよく一致した。平成27年度に行った研究では、エノール型とエノレート型の吸収スペクトルの幅は実験値に近い値になるが、ケト型の場合は明らかに実験値よりも小さくなったことを考慮すると、水分子を露に取り入れた構造を用いることで、ケト型の水和構造が再現されたため、このような一致が得られたと考えられる。従来法によりオキシルシフェリンの吸収・蛍光スペクトルにおける振電相互作用の解析を行い、ケト型のみに特異な水和の影響を見つけた。同時に、この影響は従来法では解析できず、理論計算における水和の扱いは非常に難しいことが明確になった。生物発光のタンパク質酵素は水溶液中で働くことから、まず水和の問題を解決する必要があった。水和問題に対応するため第一原理分子動力学計算を実施し、ケト型のみにみられる特異な水和の影響はその疎水的な水和構造に起因することを突き止めた。この計算に基づく理論吸収スペクトルでは、実験とよく一致し、「化学種の疎水性の影響がスペクトル形状に現れる」という、新しい関係性を見つけた。水分子をあらわに含むケト型とエノール型のオキシルシフェリンの分子動力学計算を行い、得られる構造データを用いて吸収スペクトルを計算すれば、ケト型オキシルシフェリンに特異な溶媒効果が明らかになると考えられる。同時にこれらの結果は、今後用いる計算手法の決定に有用な情報となる。そこで、ケト型だけでなくエノール型のオキシルシフェリンの水分子をあらわに含む分子動力学計算を行う。連続誘電体モデルを用いた結果および実験スペクトルと比較することにより、溶媒効果を調べる。また、この分子動力学計算による構造を、活性中心のモデル系に必要な溶媒分子とオキシルシフェリンの空間的な配置に用いる。次に、タンパク質の構造情報を得るため、ゲンジボタルルシフェラーゼと水溶媒の古典分子動力学計算に着手する。まず、結晶構造を参考にして、ゲンジボタルルシフェラーゼタンパク質の入力データを作成する。
新しいG1,G2期特異的細胞周期阻害剤の探索とそれを用いた増殖制御機構の解析

我々は細胞周期の基本的な制御が行われ,多くの細胞性癌遺伝子が機能していると考えられるG1,G2期に作用する薬剤を探索し、その化学療法として可能性を探ると同時にそれら特異的阻害剤を複雑な細胞周期制御のネットワ-クを解明するための道具として利用していこうと考えている。本年度は以下の3点の成果が挙がった。1)プロテインキナ-ゼ阻害剤K-252aによる細胞の多倍数化:広範な探索からプロテインキナ-ゼ阻害剤K-252aが調べた限り全ての細胞系に対してそのDNA含量を多倍数化させることをフロ-サイトメトリ-を用いて明らかにした。各種同調培養と代謝阻害剤の共存実験から,K-252aの存在下ではG2期から速やかにG1期への移行が起こり,分裂を経ないまま次のS期へ進行することがわかった。この時P13^<suc1>に結合するヒストンH1キナ-ゼ活性は,M期での強力な活性化が認められず,S期での弱い活性化が周期的に観察された。K-252a処理によって多倍化した細胞は巨大な単核細胞となり,48時間以内に最大32Cをもつ細胞が蓄積した。2)レプトマイシン耐性遺伝子の解析:分裂酵母のレプトマイシン耐性遺伝子をクロ-ン化したところ,ヒトMDR1と高いホモロジ-を示す遺伝子pmd1^+を得た。本遺伝子をマルチコピ-で導入した野生型分裂酵母は多剤耐性を示したことから,本遺伝子は下等真核生物で始めて同定された機能的なP-糖蛋白質ホモログであると考えられる。3)新しい細胞周期阻害剤の探索:カビの一種が生産するG1,G2期特異的阻害剤を精製し,構造解析した結果,以前抗カビ剤として報告のあったラディシコ-ルであると同定した。本物質の作用機構を詳細に解析した結果,特異的なチロシンキナ-ゼ阻害剤であることが明らかになった。今後有用な生化学試薬になると考えられる。
実験哲学の立場からの知識概念の発達的研究

本研究は計700人を超える小学校の児童を主に対象に、認識論における知識の分析で論じられてきたゲティアー例についての質問を行い、その答えと発達心理学における誤信念課題、および独自の信念変化課題の結果との相関を分析することで、子供の知識概念の発達過程を探求するものである。大学生を対象とした調査とも比較した結果、子供の知識概念は最初誤信念の認識能力と深く関係し、次に反事実的状況における信念変化へのsensitivityと関るようになり、その発達は小学校高学年で一応の完成を見るが、状況を想像する能力との関りなどにより成人の段階まで個人差が残るということが明らかになった(またその過程で、日本の子供の誤信念課題のパス率、間接的知識の承認などについて、独立の興味深い事実も明らかになった)。これは、認識論で議論の対象となっている大人の知識概念についての食い違いがどこにあるのかを明確に示すとともに、より「完成された」知識概念がどのようなものであるかについての有力なデータを提供するものである。そこで示唆される知識概念とは、「現実の状況においてどのような情報を得ても変化しない信念」としての知識であり、これは形式的には情報に対して単調な、あるいはsustainableな信念と分析でき、J・ヒンティカの認識論理における分析と結び付けることで形式的な信念変化の理論により真理概念や正当化概念を用いない形式的で厳密な知識の理論として構成できる。こうした経験的データと形式的分析を総合した結果は、A Theory of Knowledge and Belief Change-Formal and Experimental Perspective(Hokkaido University Press)として出版された。本研究は、実験哲学の文脈で認識論、特に知識の分析と関わる調査を行うことで、知識の理論に新たな経験的データを供給することを目標としているが、平成20年度は、市内の4つの小学校から3学年(1年、3年、6年)、計14クラスの児童に対し調査を行い、それを分析している。具体的には、ゲティアー事例について「知らない」と判断した小学1年生の割合は誤信念課題をパスした子供では大学生に匹敵するくらい高かったが、小学3年、6年と学年が上がるにつれ「知っている」と判断する子供の割合はむしろ増えることが分かった。これは小学1年生の判断と大人の判断が、実は異なる理由に基づくことを示している。実際、他者のある信念が撤回されて元の信念状態に戻ることを認識する能力は、1年生から3年生、6年生へと段階的に向上していることが判断した。このことの意義については今後の注意深い議論が必要であるが、一つの仮説は、1年生の「知らない」という判断は、その内容が自分が直接見たものでなく、他人から間接的に情報として得たものであった、という事実に起因するとうものであろう。だがそれは、1年生が間接的に得られた知識全般を否定しがちである、ということではない。対照実験として、報告者が視覚的に報告内容を見た場合を見ると、その報告者から情報を得た人物は「知らない」と児童は判断するのである。この事実の意義と1年生児童の「知識の理論」の詳細は、本年度の研究によって明らかにしていきたい。
ミエロイド由来の未分化細胞群を標的とした慢性炎症制御を目指した新規治療の開発

MRP8/14(別名S100A8/A9)はMDSCに高発現し炎症性サイトカイン分泌を促進し、動脈硬化・冠動脈疾患の血中バイオマーカーとして報告されている。そこでMRP8/14に対するワクチンを設計してマウスでの薬効評価を行った。高脂肪食負荷マウスでの耐糖能試験、担癌モデルでの腫瘍サイズでは対照群と有意な差を認めなかった。一方。脳血管閉塞モデルでの検討では、MRP14ワクチンは対照群と比して血管閉塞時間が有意に延長し、またその効果は抗血小板薬クロピドグリルとほぼ同等であった。一方で出血時間の検討では、MRP14は対照群に比べて有意な変化は認めなかった。1)動脈硬化および糖尿病モデルマウス(慢性炎症病態)における解析動脈硬化などの慢性炎症病態でのMDSCおよびM1/M2マクロファージや炎症性サイトカインとの関連を明らかにするために、高脂肪食負荷後の野生型マウス(C57Bl/6マウス)での検討を行った。FACSを用いた検討では、脾臓などの組織をコラゲナーゼを用いて分解し、その中に含まれるMDSC(Gr-1・CD11b陽性)を検討したが予想に反して野生型マウスと大きな差は認められなかった。一方、担癌モデルで検討したところ、脾臓でのMDSC(Gr-1・CD11b陽性)は著明に増加していたが、癌組織ではそれほど増加傾向は認められなかった。すなわち、MDSCは急性期の免疫応答に対する適応といて増加する可能性が考えられるが、慢性炎症病態においてはその発現を大きく変えるものではない可能性が示唆された。2)MRP8/14を標的としたワクチンによる薬効評価我々が開発した液性免疫主導の治療ワクチン技術(特願2011-091493)を用い、MRP14の蛋白配列・構造から抗体として認識されやすい部位(B-cell epitope)でかつT細胞の活性化配列(T-cellエピトープ)を含まない10前後のアミノ酸を抗原として選定した。さらにKLHとconjugateされた候補ペプチドを複数合成してマウスにアジュバントと一緒に2回投与して、抗体価測定から抗原のスクリーニングを行った。結果として、MRP8/14、それぞれに対する抗原配列で抗原量依存的に抗体価が上昇することが分かった。さらにワクチンによって誘導された抗体がペプチド断片だけでなく全長の蛋白に対しても反応することを確認した。そこで、この2種類の抗原をワクチンの候補として、高脂肪食負荷後の野生型マウス(C57Bl/6マウス)にワクチン投与を行ったが、耐糖能の改善は認められなかった。一方。MRP14が血小板の活性化に関する可能性が報告されていることから、現在MRP14ワクチンを用いた薬効試験を実施中である。糖尿病モデルでの検証は仮説とは異なりMRP8/14との関連性はそれほど明確ではなかったが、癌モデルあるいは血小板の活性化という他機能との関連が示唆される結果を得たため、総合的に見ておおむね順調な進展と評価できる。近年、腫瘍内に存在するMyeloid derived suppressor cells(MDSC)と呼ばれる未分化な細胞集団が免疫制御を介して癌の進展に寄与していることが明らかとなっている。その制御分子の一つであるMyeloid related protein(MRP)8/14はこのMyeloid系細胞に多く存在する蛋白であるが、腫瘍内で発現が高いのみならず、心血管イベントのバイオマーカーあるいは肥満患者での脂肪組織でその発現が亢進することが知られている。そこで、本研究ではメタボリック症候群・動脈硬化などの慢性炎症におけるMyeloid由来細胞の関与をマウス肥満モデル・動脈硬化モデルで検討し、さらにMRP8/14を標的とした治療として治療ワクチンを構築してその治療効果を検証することで、慢性炎症病態におけるMyeloid由来細胞を介した免疫応答から病態治療の可能性を探る。糖尿病でのMDSCの役割・機能評価をするため、MRP8とMRP14に対するペプチドワクチンを複数作成し、野生型マウスに2回投与した後で抗体価の上昇からそれぞれの候補ワクチンを1種類ずつ選択した。高脂肪食負荷をかけた野生型マウスにMRP8およびMRP14ワクチンを投与し糖負荷試験を行ったが、どちらのワクチンも有意な血糖降下作用はなかった。また、インスリン負荷試験でも有意な差は認められず、ワクチンによるフェノタイプの差は認められなかった。また、メラノーマの担癌モデルにもワクチン投与を行ったが、癌の増殖に差は認められずMDSCの機能阻害による抗腫瘍効果は認められなかった。一方、MRP14ワクチンはCD36シグナルの抑制を介して抗血小板作用を発揮することを見出し、血管障害後の血管閉塞を有意に抑制することも明らかとなった。一方。

糖尿病・動脈硬化などの慢性炎症のみならず、癌および血小板の活性化も含めた広い視野でMRP8/14の機能を検証し、治療ワクチンのしても方向性を探る。循環器内科、免疫治療
口腔癌の脂質代謝を介した悪性形質獲得機構の解明と新規治療標的の創出

口腔扁平上皮癌(Oral squamous cell carcinoma: OSCC)の5年生存率は過去30年間明らかな改善を認めておらず、新たな治療法の開発が求められる。複数の癌腫において、ANGPTL4の高発現は癌の進行、浸潤、転移、血管新生への関与が報告されている。一方で、ANGPTL4は脂質代謝に関与する因子であることがわかっているが、OSCCにおいて脂質代謝がどのように悪性形質獲得に寄与しているかは不明である。本研究では、OSCCにおけるANGPTL4による脂質代謝を介した悪性形質獲得の機構を解明することで新規の治療法の創出を目的とする。
Ost癌遺伝子によるシグナル伝達とその制御機構

最近、我々は新しい癌遺伝子ostを単離しその構造と機能について検討している。1.ラットost遺伝子のfull length cDNAの単離:発現ベクターλpCEV27を用いて、ratosteosarcoma cell line(ROS)からのcDNA libraryを作製した。NIH3T3細胞でのtransfection法でtransforming活性のあるcDNAsをいくか選択し、ostを単離した。最初に単離したost遺伝子は3.8kbで5′側が欠失したものであった。これは強いtransforming活性とヌードマウスでの造腫瘍性を有し癌遺伝子であると考えられた。次に同じCDNA libraryよりfull length cDNAを分離した。その大きさは5kbで、弱いtransforming活性を有していた。2.ost遺伝子の発現:正常ラットの組織での検討からproto-ostは、脳での発現量が最も多く、さらに心臓、肝臓、腎臓、肺、平滑筋、前立腺にも発現していることがわかった。また、Ost蛋白は主に細胞質に存在し、32pで標識した細胞でリン酸化蛋白として見いだされ、主にセリンがリン酸化されていることがわかった。脳の免疫染色の結果、とくに神経細胞の細胞質やα-tanycytesでその発現が顕著であった。3.小児期悪性固形腫瘍でのost遺伝子の発現:小児期悪性固形腫瘍のうち、神経芽腫(n=19)、Wilms腫瘍(n=5)、横紋筋肉種(n=7)、Ewing肉腫・PNET(n=10)の細胞株でost遺伝子の発現を検索したがいずれも陰性であった。腫瘍組織での検討でも今まで陽性所見は得られていない。4.ヒトost遺伝子の単離と構造解析:ヒト胎児脳のcDNA libraryを用いて、現在施工中である。
環境計画策定支援システムの研究開発

本研究グループではこれまでに環境情報や知見を整理・統合するための知識ベースシステム、および構造同定や統計モデルを構築するためのモデリング支援システムを開発してきた。また、環境計画策定を支援するためのモデルベースシステムの設計を行い、そのプロトタイプシステムをワークステーション上で構築してきた。本研究では、モデルベースシステムの充実と合わせて、システム統合化による新たなシミュレーション技術を開発するとともに、環境予測・評価のための独自のモデリング方法論を展開してきた。都市圏環境計画として相対的にみる切口は都市空間構成、大気環境システム、水環境システム、固形廃棄物処理システム、交通・物流システムなどがある。それらに対応して、構築している体系化支援システムはいくつかのサブシステム、関連する知識・情報システム、モデリングシステム、およびシステム協調者としてのプランナーなどから構成される。システムはSUN-4上に開発中であり、本年度は大気システムを完成し、水環境システムもほぼ完成した。また、環境評価システムについては、住民の環境主観評価モデルを非加法的測度を用いて構築した。モデリング手法の研究においては、理論あるいは統計的手法のみでは構築困難な予測・評価モデルの対話的構築法を開発した。観測データからシステムの部分線形構造を発見するための超楕円体型クラスタリング法と、前件部および後件部同定法を開発し、地域環境予測サブモデルを構築した。新しい提案は、データのカバーリングの評価規範、それに基づくクラスタリング・アルゴリズム、およびデザイン・パラメータの設定に対する考え方である。実際例として、実データから首都圏の小流域水質予測モデルを構築した。
エビデンスに基づいた政策形成における、バンディット問題の応用

本研究では,エビデンスに基づいた政策形成(以下,「EBPM」という)におけるバンディット問題の応用について考察する.バンディット問題は,データを集める段階と,そのデータを利用する段階のトレードオフを具体的に考慮する.これは従来のEBPMに関する文脈では考えられてこなかった点である.したがって,バンディット問題をEBPMの枠組みで考察することで,新たな知見を得られる可能性がある.しかしながら,実際のEBPMで起こりうる状況は複雑であり,既存のアルゴリズムがそのまま適用可能なわけではない.ゆえに,実際のEBPMで起こりうる制約を考慮した上で,最適なアルゴリズムを導出することを目標とする.本研究では,エビデンスに基づいた政策形成(以下,「EBPM」という)におけるバンディット問題の応用について考察する.バンディット問題は,データを集める段階と,そのデータを利用する段階のトレードオフを具体的に考慮する.これは従来のEBPMに関する文脈では考えられてこなかった点である.したがって,バンディット問題をEBPMの枠組みで考察することで,新たな知見を得られる可能性がある.しかしながら,実際のEBPMで起こりうる状況は複雑であり,既存のアルゴリズムがそのまま適用可能なわけではない.ゆえに,実際のEBPMで起こりうる制約を考慮した上で,最適なアルゴリズムを導出することを目標とする.
抗動脈硬化作用を発現する乳清蛋白質由来の新規ペプチドに関する研究

私は、牛乳の乳清タンパク質や、その主要構成タンパク質であるbeta-ラクトグロブリンが、従来血清コレステロール(CHOL)低下作用を有する代表的なタンパク質として最も詳細に検討されてきた大豆タンパク質よりも、優れた血清CHOL低下作用を発現することを見出した。しかし、その作用の発現機構の詳細については、未だ不明な点が多く残されている。そこで、乳清タンパク質単離物(WPI)、beta-ラクトグロブリン(beta-LG)やそのトリプシン加水分解物(GT)、カゼイン(C)、大豆タンパク質(S)のうちのいずれかを含む食餌をラットに与え、血清、肝臓の脂質や糞中ステロイド排泄量について分析した。また、C、S及びWPIの3群について、糞中脂質排泄量、体脂質量を測定した。さらに、C及びbeta-LGのトリプシン加水分解物(それぞれCT及びGT)ついて、insitu(腸管ループ)におけるCHOLの吸収に対する影響についても比較検討した。その結果、WPI群は、糞中への中性ステロイドや総脂質の排泄量をC群と比較して有意に上昇させるばかりではなく、C群及びS群と比較して体脂質をも有意に低下させた。beta-LGのトリプシン加水分解物であるGTは、インタクトなSやbeta-LGと比較してより速やかに、かつ強力に血清CHOL低下作用を発現することが明らかにされた。GT群は、糞中への総ステロイド排泄量をC群と比較して有意に上昇させるのみならず、in situにおけるCHOL吸収率をCT群と比較して有意に低下させた。すなわち、GTによる血清CHOL低下作用は、腸管内におけるCHOLの吸収抑制を介して発現することをはじめて明らかにした。
会社再建法と会社法との関係についての基礎的研究

本研究によって得た知見の概略は次の通りである。1会社再建法と会社法との関係を考える前提として、倒産会社のガバナンス論を通常の会社のガバナンス論と比較しながら分析しておく必要がある。会社は、債務超過であるときは、いわば債権者が株主の地位に立つのであり、そこには特有のガバナンス構造が存在するとみなければならない。この点をふまえて、基本的には会社法とは独立のものとして、会社再建手続に関する法規定および法解釈の在り方を探っていく必要がある。2アメリカ連邦倒産法1123条(a)は、1984年の改正によって、"Notwithstanding any otherwise applicable nonbankruptcy law"という文言が加えられたことにより、再建計画案による定めが、会社法など他の州法および連邦法に制限されることなく効力を有するものとした。このような規定の背後には、倒産法外の複雑な法体系を持つアメリカ法に特有の事情もあるが、これにより企業再建がスムーズに行えることはたしかである。なお、狭義の会社法の分野からは離れるが、アメリカ法のもう一つの特徴は、債務者会社の情報の開示を重視する規定(1125条)をおいていることであり、これも、法的再建手続中の会社の規律の上で重要な点である。3 1999年に成立した民事再生法は、手続を利用できる債務者が会社に制限されない再建手続の中で、会社(とくに株式会社)の組織に関する法規定をどのように取り入れることができるか、という、わが国にとって新しい問題を登場させた。そして、本法は、株式会社たる債務者が債務超過の場合に限定して、営業譲渡および減資につき、裁判所の許可を条件に、商法の特例を定めた(43条、166条)。しかし、会社再建手続を円滑に進めようとする見地からは、これでは十分でなく(合併など他の会社再編成の際に会社法の手続を踏まなければならない)、立法論としては、会社(株式・有限会社に限定するのが適当であろう)の再建については、民事再生法の特別法(または特別規定)をおくことも検討されるべきである。本年度は、2年間の研究期間の1年目であり、基本的研究資料の収集・分析と、2年目の研究に向けての研究の視点を確定することに目標を置いた。その成果は、次の各点である。1倒産企業のガバナンス論は、我が国では、たとえば会社更生手続の場合、多くの場合更生管財人が裁判所と相談して事業を継続するという説明で片づけられてきたが、アメリカの再建手続では、債権者委員会、および手続の機関である調査委員の権限を強化、調整することによって、また債務者の地位を受託者的なものと理解することによって、適切な倒産企業の統治方法が摸索されている。これらの点は、我が国の企業再建法理論に多くの示唆を与える。2倒産処理法にガバナンス論を反映させるには、各手続の適用主体を一定範囲のものに限定することが望ましい。しかし、他方の要請として、立法技術的には多様な法主体(個人も含めて)を対象とする再建手続が求められる傾向もある(たとえば、現在議論されている「新再建型手続」もその例である)。倒産企業のガバナンス論、および倒産法と会社法との関係を論ずるときには、このような立法技術的な観点からの検討も必要である。3これまでの更生計画をみると、計画による減資および増資、いわゆる株式振替、合併などが商法の特例により簡易迅速に実行されている。ただ、吸収合併につき消滅会社が債務超過でないことを要するか、という問題など検討すべき課題はある。上述の「新再建型手続」につき、商法(会社法)との関係につきどのような規定を設けるかも問題である。以上の知見に基づき、主として倒産企業のガバナンス論の観点から、倒産法と会社法の関係について試論をまとめ上げるのが次年度の課題である。

しかし、会社再建手続を円滑に進めようとする見地からは、これでは十分でなく(合併など他の会社再編成の際に会社法の手続を踏まなければならない)、立法論としては、会社(株式・有限会社に限定するのが適当であろう)の再建については、民事再生法の特別法(または特別規定)をおくことも検討されるべきである。
アメリカ金融機関に対する法規制の総合的研究

本研究は、内容を、(1)金融機関の規制の意義、(2)金融機関の開業規制、(3)金融機関の財務規制、(4)金融機関の業務規制、(5)金融機関の破綻処理規制、(6)金融機関の規制機関に分けることができる。(1)については、他の業種の企業と比較検討の上、銀行については、特に、決済機能の維持が重要であり、かかる機能を維持するために規制が正当化されるという結論に達した。(1)の研究成果を踏まえて、(2)の検討を行った。参入規制の方法として免許制の合理性を、歴史的考察を通じて明らかにした。(3)については、特に、自己資本比率規制と大口信用規制に焦点を当てた。その上で、国際的に新しく導入された新BIS基準の評価と課題の検討を行った。(4)については、特に、証券業務や保険業務への参入規制が中心的な課題となる。アメリカの最新の動きをフォローした。関連する研究として、わが国の金融機関に関する同様の課題を検討した。(5)については、金融機関が破綻した場合の信用秩序の維持の在り方を検討した。金融機関の破綻後の顧客資産の保護の在り方も検討課題とした。(6)については、金融のコングロマリット化が進む中、監督機関の権限の再構築が重要な課題である。この点についてのアメリカの近年の動向を考察した。以上の研究の成果を単行本として公表する予定である。本研究は3年継続して行われ、その成果は最終的に単行本の出版によってなされる予定である。したがって、各年度の研究はかかる成果を実現するための準備研究となる。本研究は、内容を、(1)金融機関の規制の意義、(2)金融機関の開業規制、(3)金融機関の財務規制、(4)金融機関の業務規制、(5)金融機関の破綻処理規制、(6)規制機関のあり方に分けることができる。平成17年度は、(1)と(2)を中心に研究を行った。(1)については、特に、金融機関に特別の規制が要求される理由を、他の業種の企業と比較しながら解明する必要がある。そこでは、金融機関の業務の公益性の中身についての検討が不可欠である。研究手法は、内外の文献の検討が中心となった。必要に応じて、出張による文献収集を行った。また、各種研究会において研究の中間報告を行った。その結果、金融機関のうち、銀行については、特に、決済機能の維持が重要であり、かかる機能を維持するために規制が正当化されるという結論に達した。関連する研究として、かかる公益性を理由に、経営者である取締役の注意義務がどのように他の企業と異なるのかについて検討を加えた。その前提として、他の企業の注意義務について考察を行った。かかる成果は、本研究から派生するものであるものの、本研究に必要かつ有益な作業と位置づけすることができる。(1)の研究成果を踏まえて、継続して、(2)の検討を行っている。参入規制の方法として免許制の是非について歴史的考察を通じて明らかにするようにつとめた。平成18年度は、(3)と(4)を中心に研究を行った。そこでは、平成17年度に研究対象とした、金融機関の業務の公益性を前提に、金融機関の健全性を維持すべき方法について検討を行った。(3)では財務規制、(4)では業務規制の重要性を確認し、その中身について研究を行った。(3)の財務規制では、特に、自己資本比率規制と大口信用規制に焦点を当てた。その上で、国際的に新しく導入されようとしている新BIS基準の評価と課題の検討を行った。

かかる新基準の内容には流動的な部分が残されているため、研究成果の公表は、それが発効した段階まで留保することにしている。(4)については、特に、証券業務や保険業務への参入規制が中心的な課題となる。アメリカの最新の動きをフォローした。関連する研究として、わが国の金融機関に関する同様の課題を検討した。近年、金融商品取引法が制定され、さらに信託業法・信託法が改正され、わが国の金融機関の業務規制に大きな影響を与えている。この点について、日米の比較法的な検討が必要なため、これらの法律の内容について関連する考察を行った。かかる成果は、本研究から派生するものであるものの、本研究に必要かつ有益な作業と位置づけすることができる。研究手法は、内外の文献の検討が中心となった。必要に応じて、出張による文献収集を行った。また、各種研究会において研究の中間報告を行った。平成17年度は、海外に出張し、スタンドード大学とワシントン大学の関係者との意見交換を行った。アメリカの最新の動向を知ることができ、研究の成果に大きく貢献するものとなった。本研究は3年継続して行われ、その成果は最終的に単行本の出版によってなされる予定である。したがって、各年度の研究はかかる成果を実現するための準備研究となる。本研究は、内容を、(1)金融機関の規制の意義、(2)金融機関の開業規制、(3)金融機関の財務規制、(4)金融機関の業務規制、(5)金融機関の破綻処理規制、(6)規制機関のあり方に分けることができる。平成19年度は、(5)と(6)を中心に研究を行った。(5)については、金融機関が破綻した場合、信用秩序を如何にして維持するかが課題である。さらに、金融機関の破綻後の顧客資産の保護の在り方を検討しなければならない。顧客財産の保護は、商品取引業者の顧客についても必要である。今年度は、上記の問題について研究を行った。顧客資産の保護については、基礎作業としての判例研究を行った(原稿提出済み。「判例評論」(2002号)、「私法判例リマークス」37号、「商事法務」(2008年9月25日号)。(5)については、金融のコングロマリット化が進む中、監督機関の権限の再構築が重要な課題である。この点について、アメリカで統合の動きがあり、内外の関心を集めている。また、違反の場合の制裁の在り方も検討対象となる。特に、金融商品取引法における課徴金の在り方が近年注目されている。今年度は、これらの問題について、アメリカの最新の動きをフォローし、わが国への示唆を得た。研究成果の一部は、証券経済学会(2008年10月4日(滋賀大学))で報告する予定である。以上の研究成果は、著書「現代の金融機関と法」の改訂に反映されている。電子媒体を利用してスタンドード大学とワシントン大学の関係者との意見交換を行った。
気道過敏性発症機序に関する研究ー神経原性炎症の自律神経受容体発現に及ぼす影響ー

われわれは,平成10年度科学研究費補助金(基盤研究C:研究課題名:気道過敏性発症機序に関する研究ー神経原性炎症の自律神経受容体発現に及ぼす影響;課題番号08670648)の交付により,気道過敏性および気管支喘息に関する基礎的,臨床的研究を行った。まず基礎的研究としては,卵白アルブミンを用いモルモットに神経原性炎症を介した気管支喘息モデルを作成した。咳嗽を誘発させ気道過敏性および咳過敏性の指標とした。次に,抗アレルギー薬である塩酸アゼラスチンおよびテルフェナジンを前投与し,神経原性炎症を惹起するカブサイシンを10^<-9>Mから10^<-2>Mまで濃度を上昇させて吸入負荷し,誘発される咳嗽数を計測した。その結果,モルモット喘息モデルでは,カブサイシンの濃度依存性に咳嗽が誘発され,この反応はアゼラスチンおよびテルフェナジンにより有意に抑制された。この結果から神経原性炎症を介する気道過敏性は咳嗽を惹起しこれらの反応はヒスタミンにより惹起されることが示唆された。次に,気道過敏性の臨床研究として,対照としての健常人22人および気管支喘息患者26人を対象とした。全血中の好酸球を用い,その活性をフローサイトメトリーにより好酸球細胞内EG2陽性率で検討し,喘息患者の臨床症状および重症度と対比した。その結果,EG2は好酸球の活性化の指標となり,さらに,喘息発作時にはEG2陽性細胞が著明に増加することから,好酸球細胞内EG2は気管支喘息の病態を鋭敏に反映していることが明らかになった。我々は、平成8年度科学研究費補助金(基礎研究C;研究課題名:気道過敏性発生機序に関する研究-神経原性炎症の自律神経受容体発現に及ぼす影響-)の交付により自律神経受容体すなわちムスカリン受容体、セロトニン(5-HT)受容体に関する基礎的および臨床的研究を行った。基礎的研究として、イヌ気管平滑筋を用いセロトニン受容体サブタイプの影響を検討した結果、気道平滑筋収縮に関与するのは5-HT2であること、副交感神経刺激による気道平滑筋収縮増強作用に対しては、5-HT3および一部5-HT4受容体が関与していることを報告した(第46回日本アレルギー学会総会、10月30日、1996年、宇都宮)。さらに、モルモット気管平滑筋に対し[^3H]コリンを取り込ませ、5-HTの副交感神経末端からのアセチルコリン遊離能を検討した結果、気道平滑筋上で副交感神経と5-HTが深く関連し、その作用には5-HT3受容体が関連することを報告した(第46回日本アレルギー学会総会、10月30日、1996年、宇都宮)。神経ペプチドの神経原性炎症研究の一環として、新しい神経ペプチド受容体拮抗薬FK224の基礎的検討をin vivoで行い、FK224のNK1およびNK2受容体拮抗作用を明らかにした(Arzneimittel-Forshung,45(11):1194-1197,1995)。また、臨床的研究として、ムスカリン受容体の気管支喘息における影響を検討し、ムスカリン受容体拮抗薬である抗コリン薬が老年気管支喘息患者において有用性であることを明らかにした(Arzneimittel-Forshung,46(12):1130-1133,1996)。われわれは、平成8年度科学研究費補助金(基盤研究C:研究課題名:気道過敏性発症機序に関する研究-神経原性炎症の自律神経受容体発現に及ぼす影響;課題番号08670648)の交付により自律神経受容体のひとつであるムスカリン受容体、セロトニン(5-HT)受容体に関する基礎的、臨床的研究を行った。

すなわち、基礎的研究として、イヌ気道平滑筋を用い、セロトニン受容体サブタイプの影響を検討した結果、気道平滑筋収縮に関与するのは5-HT2であること、副交感神経刺激による気道平滑筋収縮増強作用に対しては、5-HT3および一部5-HT4受容体が関与することを報告した(第46回日本アレルギー学会総会、1996年10月30日、宇都宮)。さらに、モルモット気管平滑筋に対して、[^3H]コリンを取り込ませ、5-HTの迷走神経末端からのアセチルコリン遊離能を検討した結果、気道平滑筋上で副交感神経とセロトニン受容体は深く関連し、その作用には5-HT3受容体が関与していることを報告した(第37回日本胸部疾患学会総会、1997年4月12日、横浜)。さらに、臨床的研究として、ムスカリン受容体の気管支喘息における影響を検討し、ムスカリン受容体拮抗薬である抗コリン薬が老年気管支喘息患者に有効であることを報告した(Arzneimittel-Forshung,46(12):1130-1133,1996)。さらに、チキジウムのムスカリン受容体拮抗作用をin vitroおよびin vivoで明らかにした(Eur J Clin Pharmacol 50:375-380,1996.)。まず基礎的研究としては,神経原性炎症を惹起するカプサイシンを10^<-9>Mから10^<-2>Mまで濃度を上昇させて吸入負荷し,誘発される咳嗽数を計測した。その結果,モルモット喘息モデルでは,カプサイシンの濃度依存性に咳嗽が誘発され,この反応はアゼラスチンおよびテルフエナジンにより有意に抑制された。この結果から神経原性炎症を介する気道過敏性は咳嗽を惹起し,これらの反応はヒスタミンにより惹起されることが示唆された。臨床研究である好酸球EG2活性化と気管支喘息の病勢に関する研究成果は,第38回日本呼吸器学会総会(1998年3月30日,熊本),第48回日本アレルギー学会総会(1998年12月3日,神戸)でそれぞれ発表された。また,その成績は,呼吸17(2):S26-S29,1998,Int Arch Allergy Immunol 117(suppl 1):77-80,1998に掲載された。
ヘテロ接合ナノ粒子を用いた交換結合ナノコンポジット磁石の創成

軟磁性相および硬磁性相からなる交換結合ナノコンポジット磁石は、従来の単相磁石より大きなエネルギー積を有する永久磁石であり、電気自動車用モーターへの搭載など応用分野は極めて広い重要な先進材料である6交換結合ナノコンポジット磁石創成の重要な点は、高い飽和磁化を示す軟磁性相と高い保磁力を示す硬磁性相間に効果的な交換結合相互作用を発現するため、バルク内で両相の大きさ、空間配置をナノスケールで制御することである。本年度はまず、5nm Pdコアを有するPd/γ-Fe_2O_3ヘテロ接合ナノ粒子(Fe/Pd=8/2,mol/mol)と5nm Pdナノ粒子の混合物のfct-FePd/α-Feナノコンポジット磁石への構造変態熱処理条件について検討した。Fe/Pd体積比を8/25/5で調整した試料を、還元雰囲気(Ar+4%H_2)下、熱処理温度450600°Cにて熱処理したところ、いずれの試料もfct-FePd/α-Feナノコンポジット磁石へ構造変態し、500°C還元熱処理において10MGOeを超える高い最大エネルギー積が発現することを見出した。次に、貴金属フリーナノコンポジット磁石の創成に向け、粒径510nmの単分散Coナノ粒子の合成について検討した。安息香酸コバルトおよびオレイン酸をフェニルエーテルに溶解後、トリオクチルホスフィンを添加し200°Cで反応することにより、Coナノ粒子が生成することを見出した。さらに、本手法を他のヘテロ接合ナノ粒子合成へ広く展開することができた。軟磁性相および硬磁性相からなる交換結合ナノコンポジット磁石は、従来の単相磁石より大きなエネルギー積を有する永久磁石であり、電気自動車用モーターへの搭載など応用分野は極めて広い重要な先進材料である。交換結合ナノコンポジット磁石創成の重要な点は、高い飽和磁化を示す軟磁性相と高い保磁力を示す硬磁性相間に効果的な交換結合相互作用を発現するため、バルク内で両相の大きさ、空間配置をナノスケールで制御することである。本年度はまず、粒径510nmの単分散Pdナノ粒子を種としPdナノ粒子表面にγ一Fe203相(Fe1Pd=9/1515,mol/mol)をヘテロ接合させた異方性相分離Pd/γ一Fe203ヘテロ接合ナノ粒子の大量合成について検討した。結果として、粒径58nmのトリオクチルボスフィン保護Pdナノ粒子の合成に成功し、これを鉄(III)アセチルアセトナト錯体とともにオレイン酸、オレイルアミン存在下、1一オクタノール中で還流することにより、Pd表面に13個のγ一Fe203相をエピタキシャル成長したPd1γ一Fe2O3ヘテロ接合ナノ粒子(Fe1Pd=812515,mol/mol)を得ることに成功した。収量は、100mg/バッチを達成した。次に、5nm Pdコアを有するPd/γ一Fe2O3ヘテロ接合ナノ粒子(Fe1Pd=812,mol/mol)に5nm Pdナノ粒子を混合することにより、Fe1Pd体積比を8/2515で調整した試料を、還元雰囲気(Ar+4%H2)下、熱処理温度450600°Cにて熱処理したところ、いずれの試料もfct-FePd/α一Feナノコンポジット磁石へ構造変態し、さらに極めて高い最大エネルギー積(>10MGOe)が発現する熱処理条件を見出すことに成功した。
スピン密度汲クロムにおける磁気励起および光励起

本研究はクロム(Cr)のスピン密度波(SDW)状態の磁気励起および光励起を現実的な電子構造に基づいて議論し,SDWに対する理解を求めることを目的として着手された.中性子錯乱の測定において示唆されている通常のスピン波以外の磁気励起,光の反射率から観測されるエネルギーギャップ,あるいは,光吸収スペクトルの磁気ニ色性についての定量的な議論を通じて,SDW状態の電子構造の特性を明らかにするのが当初の目的であった.ところが,近年のCr系人口格子の作成技術および実験手法の著しい発展とそれらの実験の活発化により,これらのCr系人工格子のSDWの第一原理計算による研究を中心に据えざるを得ない状況となり,当初目的の研究は遅滞している.このため,当初目的の達成には至らなかった.しかしながら,このCr系人工格子のSDWの第一原理計算による研究についてはかなりの成果を挙げたといえる.純粋CrのSDWの場合と同様に,この第一原理計算は世界に類を見ない規模の計算であり,先駆的な研究である.また,この成果として,鉄/クロム(Fe/Cr)人工格子における層間磁気結合の振動とSDWとの関係を説明できたことは特筆すべきことである.Fe/Cr人工格子では,強磁性Fe層間の磁気結合がCr層の厚さによって振動するが,この振動はある厚さで位相のずれを生じる.この位相のずれがCr層でのSDW秩序の出現に対応すること,また,人工格子でのSDWが純粋CrのSDWとは異なった性質を有することを理論的に示すことが出来た.この結果はSDW状態の電子構造の理解という観点だけでなく,人口格子の電子構造の理解という観点からも意義深いものであり,今後の研究,たとえば,常磁性金属/Cr人工格子のSDWの研究を通じて,その解析がさらに発展するものと期待される.本研究はクロム(Cr)のスピン密度波(SDW)状態の磁気励起および光励起を現実的な電子構造に基づいて議論し,SDWに対する理解を深めることを目的としている.具体的には,中性子散乱の測定において示唆されている通常のスピン波以外の励起の説明を定量的に行うことが本研究の第一の目標である.また,光励起についても,光の反射率で観測されるエネルギーギャップに対する説明や光吸収スペクトルの磁気二色性など、様々な角度から定量的な議論を行い,SDW状態の電子構造に対する理解を深める.今年度は,タイトバインディング模型を用いて,ランダムフェイズ近似(RPA)の範囲内で磁気励起スペクトルを計算する方法の定式化を行った.Crは遍歴電子系であり,通常のスピン波だけでなく,局在磁気モーメントの大きさを変化させるような励起がある.また,SDWの波数ベクトルを変化させるような励起やSDWに付随する電荷密度波が関与する励起も考えられる.これらの励起について,タイトバインディング模型で得られたエネルギーの分散関係と波動関数からそのスペクトルを計算し,中性子散乱の実験との対応を議論する.現在は,この定式化の計算プログラムコードの作成中であり,定式化の点検のために,強磁性金属である鉄(Fe)やニッケル(Ni)の磁気励起スペクトルを計算している.また同時に,タイトバインディング模型のパラメータの調節を行い、タイトバインディング模型が第一原理計算の結果をよく再現できることを確かめた.本研究はクロム(Cr)のスピン密度波(SDW)状態の磁気励起および光励起を現実的な電子構造に基づいて議論し,SDWに対する理解を求めることを目的として着手された.中性子錯乱の測定において示唆されている通常のスピン波以外の磁気励起,光の反射率から観測されるエネルギーギャップ,あるいは,光吸収スペクトルの磁気ニ色性についての定量的な議論を通じて,SDW状態の電子構造の特性を明らかにするのが当初の目的であった.ところが,近年のCr系人口格子の作成技術および実験手法の著しい発展とそれらの実験の活発化により,これらのCr系人工格子のSDWの第一原理計算による研究を中心に据えざるを得ない状況となり,当初目的の研究は遅滞している.このため,当初目的の達成には至らなかった.しかしながら,このCr系人工格子のSDWの第一原理計算による研究についてはかなりの成果を挙げたといえる.純粋CrのSDWの場合と同様に,この第一原理計算は世界に類を見ない規模の計算であり,先駆的な研究である.また,この成果として,鉄/クロム(Fe/Cr)人工格子における層間磁気結合の振動とSDWとの関係を説明できたことは特筆すべきことである.Fe/Cr人工格子では,強磁性Fe層間の磁気結合がCr層の厚さによって振動するが,この振動はある厚さで位相のずれを生じる.この位相のずれがCr層でのSDW秩序の出現に対応すること,また,人工格子でのSDWが純粋CrのSDWとは異なった性質を有することを理論的に示すことが出来た.この結果はSDW状態の電子構造の理解という観点だけでなく,人口格子の電子構造の理解という観点からも意義深いものであり,今後の研究,たとえば,常磁性金属/Cr人工格子のSDWの研究を通じて,その解析がさらに発展するものと期待される.本研究は、クロム(Cr)のスピン密度波(SDW)状態の磁気励起および光励起を現実的な電子構造に基づいて議論し,SDWに対する理解を深めることを目的としている.具体的には,中性子散乱の測定において示唆されている通常のスピン波以外の磁気励起に対する定量的な説明を行うことが本研究の目標の一つである.光励起については,光の反射率で観測されるエネルギーギャップの特徴や光吸収スペクトルの磁気二色性について定量的な議論を行い,SDW状態の電子構造の特性を明らかにする.