hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古細菌の極性脂質生合成系から見た古細菌と真正細菌の進化学的研究

エタノールアミン脂質合成酵素はセリン脂質合成酵素と共存し、ゲノム上で隣接してコードされ、セットとして進化してきたと推測された。1糖脂質合成酵素の各種基質およびそのアナログの調製アーキオールは高度好塩菌の全脂質から調製した。モノグルコシルアーキオール(MGA)、不飽和アーキオールなどは化学合成した。カルドアーキオールはメタン生成菌の全脂質から調製した。2上のように調製した脂質基質とUDP-グルコースをMethanothermobacter thermautotrophicusの無細胞抽出液と反応させると、MGAとジグルコシルアーキオール(DGA)が生成した。これらの生成物の構造をTLCおよびマススペクトルで確認した。MGA合成酵素は可溶性画分に存在し、Mgイオンを必要とせず、イノシトールリン脂質で促進された。DGA合成酵素は膜結合性で、Mgイオンを必要とし、その活性にはイノシトールリン脂質が必須であった。従ってこの両酵素は別の酵素であると推定された。3基質特異性1で合成した各種基質アナログを使ってMGA合成酵素の基質特異性を調べたところ、飽和sn-2,3型アーキオールと飽和sn-2,3型カルドアーキオールに最も高い活性を示し、不飽和型、骨格が対掌体であるsn-1,2型に対する活性は低かった。4リン脂質合成酵素の系統樹真正細菌のセリンリン脂質、グリセロールリン脂質、イノシトールリン脂質の各合成酵素はCDP-アルコールホスファチジルトランスフェラーゼファミリーという酵素ファミリーに属するホモログである。古細菌のこれらリン脂質合成酵素もデータベース検索の結果、同じ酵素ファミリーに属するものであることが判明した。古細菌の種類別のリン脂質の分布状況と照合してイノシトールリン脂質合成酵素とグリセロールリン脂質合成酵素を同定することができた。セリンリン脂質からエタノールアミンリン脂質を合成するアーキチジルセリンデカルボキシラーゼと思われる酵素の遺伝子を多くの古細菌ゲノムから検出した。2 Archaeidylinositol合成活性が検出されない原因として、反応形式が酵母などのものとは異なる可能性を考えて、基質となるmyodnositolを生成する活性があるかどうか調べた。Glucose-6-phosphateから1L-myoinositol-1-phosphateを生成する活性を細胞破砕液中に検出した。CDP-inositolとarchaeolからarchaetidylinositolが生成する場合は、1D-myo-inositol-1-phophateでなければならないので、上のことからarchaetidylinositol合成反応は予想したとおりの形式で妥当と推定された。3糖脂質合成について。
ヒト骨髄間葉系幹細胞の肝細胞系細胞への分化誘導法の確立と細胞移植肝再生療法の開発

肝前駆細胞を用いた細胞移植療法の開発は肝臓の再生医学的療法として期待されている。前年度の検討でマウスを用いた動物実験で、in vitroにおいて骨髄細胞をhepatocyte growthfactor(HGF)やbacic fibroglastgrowthfactor(bFGF)などのサイトカインで刺激培養するとアルブミンやhepatocyte nuclear factor(HNF),G6Pase等を発現する肝細胞系細胞へ分化誘導でき、その細胞を障害肝に経静脈投与することで肝臓内に定着することを確認している。しかし、骨髄細胞を非刺激下で障害肝へ移植した際、その定着率は低く、治療に用いる場合には更なる改善の必要がある。重症肝不全患者の新しい再生医療/治療法として肝臓への細胞移植療法の可能性がある。肝臓のstem cellとしては、ES細胞や胎児肝細胞、骨髄細胞、あるいは成熟肝中にある、あるpopulationがmatureな肝細胞あるいは胆管細胞に分化可能であると考えられている。特に骨髄細胞は臨床応用するにあたって採取が簡便であり自己の細胞を使用可能であるため倫理上の問題や免疫抑制剤の副作用の問題がなく使用しやすいソースであると考えられる。そこで私どもはこれまでにマウス骨髄細胞を用い(1)骨髄細胞はHGF,OSM,FGF添加下コラーゲン三次元培養においてALBUMIN,cytokeratin19の遺伝子発現が認め、なかでも、bFGFがもっとも高い誘導効果を示した。(2)骨髄細胞において、HGF,FGF,OSMのレセプター発現を認めた。(3)骨髄細胞のbFGF添加下コラーゲン三次元培養にて肝分化マーカー(Albumin,CK18,α1AT,G6Pase)の遺伝子発現を認めた。また、Albumin,CK18蛋白の発現が確認された。(4)骨髄細胞のbFGF添加下コラーゲン三次元培養にて、肝発生の早期に重要な役割を果たす転写因子(HNF1α,HNF3α,HNF3β,HNF4α,GATA4)の発現誘導が認められた。これらの結果からbFGFが骨髄細胞を肝細胞系細胞へ分化させる作用をもつことが明らかになった。また、この形質転換にHNFやGATA4などの転写因子が関与していることを報告した(J Hepatol.2004Oct;41(4):545-50)。本年度はさらに上記のマウスを用いた実験結果からヒトの骨髄間葉系幹細胞から肝細胞系の細胞への分化をin vitroで確認し、実際にヒト骨髄間葉系幹細胞をヌードラットの肝臓へ細胞移植を試み肝細胞へ分化するかどうかを確認している。現在得ている結果として、ヒト骨髄間葉系幹細胞が、障害肝へ定着し肝細胞系細胞へ分化することを確認できている。現在は、その生着率の向上、効率の良い細胞移植条件の確立を目指し研究を進めている。
転座関運キメラ遺伝子と細胞増殖関運因子の異常による転座型白血病の発症機構の解析

乳児急性単急性白血病患者の複雑な染色体転座からMLL遺伝子と融合する新規の遺伝子MYO1Fを同定した。MYO1Fはこれまで同定されたMLLの相手遺伝子とは全く異なる性質を持つ遺伝子で、MLLキメラ遺伝子の役割を明らかにする上で今後重要な知見を与えてくれることが期待される。転座関連遺伝子と細胞増殖闘連因子との関係では、MLL陽性乳児急性リンパ性白血病ではFLT3のD835/I836のミスセンス変異が18.2%にみられることを見出した。マウスモデルを用いたMLL-SEPT6の解析では、MLL-SEPT6のみの導入では白血病は発症せず、MLL-SEPT6と同時に変異FLT3を導入すると今度は高率に白血病を発症した。このことはキメラ遺伝子だけでは白血病化に十分ではなく、白血病化にはさらにFLT3などのチロシンキナーゼの二次的な変異が必要であることを示唆した。一方、小児急性骨髄性白血病のうちt(8;21)(q22;q22)を有する46例におけるKIT遺伝子とFLT3遺伝子の変異を検討した。KITのキナーゼ領域(TK2)の変異を8例(17.4%)に検出したが、FLT3のinternal tandem duplicationは2例(4.6%)のみであった。KITの変異を有する症例の4年無病生存率は375%で、変異がない症例の94.7%と比べて有意に低く(p<0.001)、t(8;21)-AMLの重要な予後因子であることが明らかになった。FLT3とKITの変異に対する阻害薬の開発が現在進んでおり、また、予後に関連する新しい因子が見つかったことにより、治療の層別化によりより個々の患者に合った治療が行われることが可能になると思われ、本研究の成果が今後広く実際の臨床の現場で役に立つことが期待される。小児急性リンパ性白血病(ALL)でみられるMLL-AF4, MLL-AF5q31, MLL-ENLを発現する患者検体とTEL-AML1, E2A-PBX1を発現する患者検体の遺伝子発現プロファイル解析を行ったところ、MLL-AF4, MLL-AF5q31、MLL-ENLの発現プロファイリングはいずれもよく似ており、TEL-AML1, E2A-PBX1とははっきり区別することが可能であった。特にMLL陽性ALLではFLT3, Meis1, CD44の発現が高かった。このうちFLT3の変異を検討したところ、MLL陽性乳児ALLの18.2%という、非常に高率にD835/I836のミスセンス変異を見いだした。FLT3の変異を持つMLL陽性ALL細胞株では、FLT3の恒常的なリン酸化がみられ、これらの異常は白血病化におけるいわゆる"2nd hit"である可能性が示唆された。同じくチロシンキナーゼであるPDGFRAとc-KITの変異を小児急性骨髄性白血病(AML)患者検体114例とAML細胞株69株で検討した。c-KITの発現は細胞株の72.5%、患者検体の91.2%でみられたのに対して、PDGFRAの発現は細胞株の40.6%、患者検体の55.3%にしかみられなかった。

c-KITの変異は成人のt(8;21)およびinv(16)を有するAMLでは3040%という高率にみられるが、今回の検討では12例のt(8;21)、12例のinv(16)のうちt(8;21)の1例にD816V変異を認めたのみで、小児では成人に比べてc-KITの関与は少ない可能性が示唆されたPDGFRAの変異はこれまで白血病では全く報告がなかったが、今回初めてt(8;21)の1例とinv(16)の1例にTK2領域のミスセンス変異を見出し、c-KITだけでなくPDGFRAも白血病化に関与している可能性が示唆された。チロシンキナーゼであるPDGFRAとc-KITの変異を小児急性骨髄性白血病(AML)患者検体114例とAML細胞株69株で検討した。c-KITの発現は細胞株の72.5%、患者検体の91,2%でみられたのに対して、PDGFRAの発現は細胞株の40.6%、患者検体の55.3%にしかみられなかった。c-KITの変異は成人のt(8;21)およびinv(16)を有するAMLでは3040%という高率にみられるが、今回の検討では12例のt(8;21)、2例のinv(16)のうちt(8;21)の1例にD816V変異を認めたのみで、小児では成人に比べてc-KITの関与は少ない可能性が示唆されたPDGFRAの変異はこれまで白血病では全く報告がなかったが、今回初めてt(8;21)の1例とinv(16)の1例にTK2領域のミスセンス変異を見出し、c-KITだけでなくPDGFRAも白血病化に関与している可能性が示唆された。このPDGFRAの変異がc-KITやFLT3の変異と同様に細胞増殖に影響を与えているかどうかについて、現在マウスのPro B細胞株Ba/F3に変異PDGFRAを強制発現させて細胞増殖能への影響を検討中である。また、マウスの骨髄移植系を用いたMLL-SEPT6の解析では、MLL-SEPT6のみの導入ではマウスは骨髄増殖性疾患を発症するが、白血病は発症しなかった。MLL陽性白血病では高率にFLT3の変異がみられることから、次にMLL-SEPT6と同時に変異FLT3をマウス骨髄幹細胞に導入し、移植を行ったところ、今度は高率に白血病を発症した。このことはMLL陽性白血病では転座によるキメラ遺伝子だけでは白血病化に十分ではなく、白血病化にはキメラ遺伝子の他にFLT3などのチロシンキナーゼの二次的な変異が必要であることが示唆された。乳児急性単急性白血病患者にみられた複雑な染色体転座の解析を行い、MLL遺伝子と融合するMYO1F遺伝子を同定した。MYO1Fは染色体19p13.2-p13.3に局在し、ENL,ELL,EENに続く19p13に局在する4番目のMLLの相手遺伝子であった。ミオシンと腫瘍との関係では、これまで急性骨髄性白血病(FAB分類M4Eo)でみられるinv(16)(p13q22)によるCBFb-MYH11融合遺伝子と肺癌におけるMYO18Bの変異が知られていたのみであるが、最近さらに骨髄増殖性疾患でみられるt(8;17)(p11;q23)によるMYO18A-FGFR1融合遺伝子が報告され、ミオシン遺伝子の発癌への関与が注目され今後の解析が重要である。一方チロシンキナーゼ遺伝子の変異としては、小児急性骨髄性白血病のうちt(8;21)(q22;q22)を有する症例におけるKIT遺伝子およびFLT3遺伝子の変異と予後との関係を検討した。小児の全国共通多施設共同研究AML99に登録された症例のうち46例のt(8;21)を有する症例を解析し、KITのキナーゼ領域(TK2)の変異を8例(17.4%)に検出した。FLT3のinternaltandem duplicationは2例(4.6%)のみであった。KITの変異を有する症例の4年後の無病生存率は37.5%で、KITの変異がない症例での94.7%と比べて有意に生存率が低かった(p<0.001)。
語義判別問題に対する教師なし学習に関する研究

自然言語処理の個々の問題を分類問題に定式化し,帰納学習手法を用いて解決するというアプローチは大きな成功をおさめている.しかしこのアプローチは,大量のラベル付き訓練データを必要とし,その構築コストが高いという問題がある.本研究ではこの問題の解決のために,教師なし学習を試みる.本研究で扱うタスクは語義判別問題に限定する.昨年度は主にEMアルゴリズムの利用を検討した.特にEMアルゴリズムを適用する際に問題となる最適な繰り返しの推定について新たな手法を提案した.またベイジアンネットの利用も検討した.本年度は,まず,クラスタリングに焦点を当てた.EMアルゴリズムも一種のクラスタリングの手法であることから,EMアルゴリズムで解決可能な教師なし学習はより一般的にクラスタリングの手法を用いても解決可能である.本研究ではファジィクラスタリングを用いて昨年度と同じ課題に取り組んだ.結論的にはEMアルゴリズムを用いた方がよい結果となった.語義判別問題では事例の次元数が非常に大きくなるために,実数空間上の距離を基本とするクラスタリングではよい精度が得られないことがわかった.この成果を研究会と国際会議で発表した.また,教師なし学習は通常の帰納学習が大量のラベル付き訓練データを必要とするという問題点の解決から考案されているが,この問題に対しては能動学習を用いるというアプローチもある.本年度は能動学習の利用についても検討を行った.能動学習には標準的にはQBC(Query By Committee)という手法を用いるが,期待損失の考えを応用する研究もあり,本年度はQBCと期待損失を用いた手法を同音異義語問題(本質的には語義判別問題)に適用して比較,考察した.この成果を研究会で発表した.自然言語処理の個々の問題を分類問題に定式化し,帰納学習手法を用いて解決するというアプローチは大きな成功をおさめている.しかしこのアプローチは,大量のラベル付き訓練データを必要とし,その構築コストが高いという問題がある.本研究ではこの問題の解決のために,教師なし学習を試みる.本研究で扱うタスクは語義判別問題に限定する.昨年度は主にEMアルゴリズムの利用を検討した.特にEMアルゴリズムを適用する際に問題となる最適な繰り返しの推定について新たな手法を提案した.またベイジアンネットの利用も検討した.本年度は,まず,クラスタリングに焦点を当てた.EMアルゴリズムも一種のクラスタリングの手法であることから,EMアルゴリズムで解決可能な教師なし学習はより一般的にクラスタリングの手法を用いても解決可能である.本研究ではファジィクラスタリングを用いて昨年度と同じ課題に取り組んだ.結論的にはEMアルゴリズムを用いた方がよい結果となった.語義判別問題では事例の次元数が非常に大きくなるために,実数空間上の距離を基本とするクラスタリングではよい精度が得られないことがわかった.この成果を研究会と国際会議で発表した.また,教師なし学習は通常の帰納学習が大量のラベル付き訓練データを必要とするという問題点の解決から考案されているが,この問題に対しては能動学習を用いるというアプローチもある.本年度は能動学習の利用についても検討を行った.能動学習には標準的にはQBC(Query By Committee)という手法を用いるが,期待損失の考えを応用する研究もあり,本年度はQBCと期待損失を用いた手法を同音異義語問題(本質的には語義判別問題)に適用して比較,考察した.この成果を研究会で発表した.自然言語処理の個々の問題を分類問題に定式化し,帰納学習手法を用いて解決するというアプローチは大きな成功をおさめている.しかしこのアプローチは,大量のラベル付き訓練データを必要とし,その構築コストが高いという問題がある.本研究ではこの問題の解決のために,教師なし学習を試みる.本研究で扱うタスクは語義判別問題に限定する.本研究は教師なし学習の一種である.ここでは教師なし学習としてEMアルゴリズムを利用する.EMアルゴリズムはベルなしデータに確率付きでクラスへの帰属度を求める.機能学習手法のNaive Bayes法と組み合わせることで,語義識別規則の教師なし学習が可能となる.ただし単純にEMアルゴリズムを用いると,ある繰り返し回数以降は精度が落ちる場合がある.最適な繰り返し回数で停止させなくてはならない.その停止回数を推定する手法を考案した.この研究について国際会議1編,論文誌1編での研究発表を行なった.またベイジアンネットによる教師なし学習も試みた.ベイジアンネットはNaive Bayes法を拡張した手法ともとらえられる.Naive Bayes法は素性に対応する確率変数間の独立性を仮定するが,ベイジアンネットでは一部の確率変数間に従属性を採り入れられる.その部分の条件付き確率の学習にはラベルなしデータが利用できることを示した.この研究について国際会議1編での研究発表を行なった.また教師なし学習はクラスタリングの手法と密接に関係している.先に述べたEMアルゴリズムもクラスタリングの手法とみなせる.クラスタリングを行なう際には,単語を特徴ベクトルに直す必要があり,その際の基底のベクトルとして何を選ぶかが重要である.基底の選び方としてはコーパスをクラスタリングすることから行なえる.本年度はこのクラスタリングを行ない,実際の基底のベクトルを算出した.この研究について国際会議1編の研究発表を行なった.自然言語処理の個々の問題を分類問題に定式化し,帰納学習手法を用いて解決するというアプローチは大きな成功をおさめている.しかしこのアプローチは,大量のラベル付き訓練データを必要とし,その構築コストが高いという問題がある.本研究ではこの問題の解決のために,教師なし学習を試みる.本研究で扱うタスクは語義判別問題に限定する.昨年度は主にEMアルゴリズムの利用を検討した.

特にEMアルゴリズムを適用する際に問題となる最適な繰り返しの推定について新たな手法を提案した.またベイジアンネットの利用も検討した.本年度は,まず,クラスタリングに焦点を当てた.EMアルゴリズムも一種のクラスタリングの手法であることから,EMアルゴリズムで解決可能な教師なし学習はより一般的にクラスタリングの手法を用いても解決可能である.本研究ではファジィクラスタリングを用いて昨年度と同じ課題に取り組んだ.結論的にはEMアルゴリズムを用いた方がよい結果となった.語義判別問題では事例の次元数が非常に大きくなるために,実数空間上の距離を基本とするクラスタリングではよい精度が得られないことがわかった.この成果を研究会と国際会議で発表した.また,教師なし学習は通常の帰納学習が大量のラベル付き訓練データを必要とするという問題点の解決から考案されているが,この問題に対しては能動学習を用いるというアプローチもある.本年度は能動学習の利用についても検討を行った.能動学習には標準的にはQBC(Query By Committee)という手法を用いるが,期待損失の考えを応用する研究もあり,本年度はQBCと期待損失を用いた手法を同音異義語問題(本質的には語義判別問距)に適用して比較,考察した.この成果を研究会で発表した.
インターネット上の資源を活用した英語語彙問題の自動作成

本研究では,インターネット上のテキストを利用することによって,英語語彙問題を自動作成する新しい手法を提案し,その実用性について評価をおこなった.より多様で,時世に即した問題を作成するために,コンピュータによって試験問題を自動作成する研究がおこなわれているが,従来の研究が,あらかじめ人手で作成された辞書などの資源を使って問題を作成していたのに対して,本研究では,インターネット上のテキストを利用することによって,より新鮮で多様な問題を作成する新しい手法を提案し,作成した問題を実際に英語学習者に解かせることにより,問題の質が人間が作成した問題に比べて遜色がないことを確認した.英語語彙問題を自動作成する以下のような手法を提案した.英語の語彙問題は(1)対象となる語,(2)対象語が使われている短いテキスト,(3)テキスト中の対象語と同じ意味を持つ語(正解の選択肢),(4)テキスト中の対象語とは異なる意味を持つ語(ディストラクタ)の4つの要素から構成されている.解答者はテキストを読み,選択肢の中からそのテキスト中で使われている対象語の意味と同じ意味を持つ語を選択肢の中から選ぶことになる.提案手法では,入力として対象語とその対象語の語義を与え,対象語がその語義の意味で使われているテキストをインターネット中から検索し,辞書から対象語の指定された語義と同じ意味を持つ語,および違う意味を持つ語を選択することによって語彙問題を構成する.ここで難しいのはインターネット中から指定された語義で使われている対象語を含むテキストをどうやって見付けるかという点である.テキスト中の語の語義を同定する課題は言語処理の分野では「語義のあいまい性解消」と呼ばれており,長い研究の歴史があるが,テキストによっては高精度で語義を同定することは困難だと言われている.本手法では与えられたテキスト中の語義を同定するのではなく,与えられた語義を含むテキストを探索することによって,語義あいまい性解消の困難さを回避している点が重要な貢献である.言い方を変えると語義あいまい性の簡単なテキストを選択することによって語義の同定精度を上げているともいえる.予備実験の結果では,典型的な語義あいまい性解消の手法の精度が60%程度であるのに対して,提案手法では95%を越える精度で指定された語義とその語義の意味で対象語が使われているテキストを取得することができた.提案手法によって自動作成した語彙問題を7名の英語教師が評価した結果,半数以上の問題が十分な質であるという判定を受けた.・「研究実績の内容」で述べたとおり,すでにインターネット上の適切なテキストを検索し,それを利用して英語語彙問題を自動生成する手法を提案し,それをコンピュータ上に実装した.・実装したシステムを利用して自動作成し問題を英語教師によって以下のように主観評価させた.まず,22問を提案手法によって自動作成し,TOEFLの過去問題から18問を選択し合せて40問の問題セットを作成した.つぎにこれを問題の出自を隠したまま7名の英語教師に提示し,以下の項目について評価させた.(1)当該が人手で作成したものか自動作成したものかの判定,(2) (1)の判断に到った問題の要素,(3) (2)の判断の理由,(4)問題の質,(5)問題に対するコメント.評価の結果,約半数の自動作成した問題については英語教師が人手で作成したものと誤判定した.また,ディトラクタが問題の質に大きく影響することがわかった.今年度は,初年度に提案した英語の語彙問題の自動作成手法をシステムとして実装し,システムで作成した質問の評価実験を中心に研究をおこなった.対象語とその語義の1つを入力として,システムは文章中の対象語に最も近い意味を求める多肢選択問題を作成する.評価にあたっては,作成した問題が(1)英語学習者の語彙力をどの程度正しく測定できるか,(2)人間が作成した問題と比べてその質は十分かの2つの側面を考慮して評価をおこなった.評価(1)では,自動作成した問題と人間が作成した質問をそれぞれ25問用意し,これを79名の大学生に解かせ,各学生の英語標準テスト(TOEIC,TOEFL,CASEC)の得点と比較し,両者の関係についていくつかの観点から分析をおこなった.まず,自動作成した問題と人間が作成した問題の成績には0.63と正の相関があることを確認した.次に古典的テスト理論に基づき,difficulty indexとdiscrimination indexを計算して項目分析をおこなった.さらに,Neuraltest理論に基づき,item category reference profileを正解,ディストラクタについて計算した.その結果,いずれの理論においても自動作成した問題が学生の英語語彙能力を測る上で遜色がないことがわかった.評価(2)では自動作成した問題と人間が作成した問題を25問ずつをランダムに混合し,8名の英語教師に主観評価をさせた.評価項目としては作成者が機械が人間かどの区別できるか,その判断の根拠となる問題の特徴は何か,問題が実試験に使用可能かといった観点を用意した.その結果,25問中18問についてはそのまま実試験に使用可能であるという判定を得た.以上,提案手法によって自動作成された問題は,英語の語彙能力を測定する上で人間が作成した問題と同等のレベルであることを確認した.

本研究では,インターネット上のテキストを利用することによって,英語語彙問題を自動作成する新しい手法を提案し,その実用性について評価をおこなった.より多様で,時世に即した問題を作成するために,コンピュータによって試験問題を自動作成する研究がおこなわれているが,従来の研究が,あらかじめ人手で作成された辞書などの資源を使って問題を作成していたのに対して,本研究では,インターネット上のテキストを利用することによって,より新鮮で多様な問題を作成する新しい手法を提案し,作成した問題を実際に英語学習者に解かせることにより,問題の質が人間が作成した問題に比べて遜色がないことを確認した.・自動作成した問題を英語学習者に解かせる評価実験を実施し,その正答率と個人の英語能力との相関を調査する.・英語学習者による自動作成した問題の評価結果と今年度実施した英語教師による問題の評価の関係について分析をおこなう.計算言語学,自然言語処理
細胞生理・分子生物学的手法による血管系のイオンチャネル・輸送体の機能発現の解析

摘出した血管条、ラセン靭帯、外側壁上皮細胞に細胞内Ca2+、Na+、pH色素を負荷し細胞外のイオン組成を変えることによって種々の輸送体蛋白系(Naポンプ、Na-Ca交換輸送、Na-H交換輸送、Cl-HCO3交換輸送、Na-K-Cl共輸送)を活性化して、共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いた顕微画像解析装置により測定し輸送体蛋白の局在が証明された。またATPを初めとする各種の神経伝達物質を投与し、受容体蛋白との関連を検討した。これらの細胞生理学的手法によって機能の発現が同定された輸送体蛋白の一次構造からdegenerate PCRプライマーを設計した。内耳の外側壁上皮からmRNAを抽出してcDNAを作製し、RT-PCRを行った。PCR産物の塩基配列をDNA塩基配列解析装置により求め、Na-Ca交換輸送、Na-H交換輸送、Na-K-Cl共輸送を内耳からクローニングした。さらに、そのcDNAプローブよりcRNAプローブを作製して、蝸牛においてNa-H交換輸送、Na-K-Cl共輸送の局在をin situ hybridizationによって同定した。1)チャネル蛋白によるイオン輸送摘出した血管条、ラセン靱帯、外側壁上皮細胞にパッチクランプ法によりチャネル解析を施行し、また電位感受性色素や細胞内Ca^<2+>色素を負荷し、脱分極刺激による電位変化または細胞内Ca^<2+>濃度変化を共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いた顕微画像解析装置により測定し、Caチャネルやアゴニストの受容体の局在を解明した。またアセチルコリン、ATP、バゾプレシン、NOなどの神経伝達物質を投与し、同様な観察を行なった。2)担体蛋白によるイオン輸送摘出した血管条、ラセン靱帯、外側壁上皮細胞に細胞内Ca^<2+>、Na^+、pH色素を負荷し細胞外のイオン組成を変えることによって種々の担体蛋白系(Naポンプ、Na-Ca交換輸送、Na-H交換輸送、Cl-HCO_3交換輸送、Na-K-Cl共輸送を活性化して、共焦点レーザー蛍光顕微鏡を用いた顕微画像解析装置により測定し担体蛋白の局在を解明した。12の細胞生理学的手法によって機能の発現が同定されたチャネル蛋白や輸送体蛋白の一次構造からdegenerate PCRプライマーを設計し、内耳の外側壁上皮からmRNAを抽出してcDNAを作製し、RT-PCRを行った。PCR産物の塩基配列をDNA塩基配列解析装置により求めた。そのcDNAプローブよりcRNAプローブを作製して、蝸牛においてin situ hybridizationを行ない、発現細胞を同定した。さらに、そのcDNAプローブよりcRNAプローブを作製して、蝸牛においてNa-H交換輸送、Na-K-Cl共輸送の局在をin situhybridizationによって同定した。
樹状細胞ワクチン療法と抗癌剤の最適併用プロトコールの確立に関する検討

専門的抗原提示細胞である樹状細胞(DC)を用いた癌ワクチン療法が注目されている。一方、PD-1/PD-Ls pathwayは、T細胞のnegative regulatory pathwayとして知られ、PD-1は主としてT細胞に、PD-LsはDCならびに一部の癌細胞に発現しT細胞活性化の抑制に働く。特に抗原提示においてDCが発現するPD-LsによるT細胞機能の抑制は癌ワクチンの効果発現において大きな問題である。また、SOCSsは、DCの成熟化においてTLRシグナルを負に制御することが報告されている。より効果的な抗癌剤併用DCワクチン療法を行うために、抗癌剤がDCに及ぼす影響につき解析した。健常人由来末梢血単球をGM-CSFおよびIL-4存在下で培養することにより未熟DCを誘導し、さらにOK-432で刺激して成熟DCとした。OK-432処理後に、抗癌剤で処理した。未熟DCをOK-432で成熟させることによりSOCS-1,-2およびPD-Lsの発現は著しく増強した。成熟DCを5-FUあるいはDocetaxelで処理することにより、増強されたPD-LsおよびSOCS-1,-2の発現は抑制された。さらにこれらの抗癌剤で処理することにより、アロT細胞の分裂ならびにIFN-γ産生を有意に増強した。OK-432と同時にsiRNAを用いてPD-Lsの発現抑制を行ったところ、成熟DCでPD-Lsの発現抑制を確認した。PD-LsをノックダウンしたDCでは、アロT細胞の分裂およびIFN-γ産生を有意に増強した。5-FU, DocetaxelはDCのPD-LsおよびSOCS-1, -2の発現を抑制することによりDCの抗原特異的T細胞活性化能を増強し、DCにおいてPD-LsおよびSOCS-1, -2をターゲットにした治療法が有用となる可能性が示唆された。
制限空間内での外部印加電場の重畳を利用したコロイドナノ粒子の3次元集団構造制御

スリット状制限空間と外部電場の組み合わせることにより,コロイドナノ粒子の秩序構造形成を促進する「場」を構築し,その場における粒子集団挙動を詳細に検討した。その結果,電場を印加することで,コロイド結晶は数十分程度の短時間で形成することを見出した。またシミュレーションによる理論検討から,コロイド結晶は粒子1個に働く平均力がある閾値を越えると発現し,その閾値は塩濃度に依存せず共通の値を持つことを見出した。シングルナノ領域の粒子により構成される微粒子集合体材料は,量子サイズ効果,高い表面活性,およびその集積による従前にない高機能の発現などが期待されることから,その構造制御法の確立が重要な課題となっている。しかし,シングルナノ粒子特有の高い凝集性と強いBrown運動が,ナノサイズ領域での秩序構造形成を極めて困難にしている。このような現状に対して,本研究では,デンドライトをナノ粒子の生成場および保護層として活用することで,高い表面活性を保ちつつ分散安定化を可能とし,「外部電場」と「制限空間」とを組み合わせることで,制限空間内で重畳した特有の引力場を創出し,ナノ粒子集団構造の秩序性を制御しうる手法を構築することを目指す。上記の研究目的を達成すべく,本年度は理論的な検討は予備的なものにとどめ,実験的検討を主に行った結果,次のような成果を得た。1)コロイドプローブ作成実験系の構築本研究では,AFM探針の先端に粒径十ミクロン程度の粒子を取り付けたコロイドプローブを基板に接近させることにより,スリット状の制限空間の創成を試みる。従ってコロイドプローブを適切に作成することが重要となるが,その作成過程は非常に繊細で熟達した技術を必要とする。本年度は,コロイドプローブを作成するための実験系の構築と,その操作の習熟に集中して取り組み,それに成功した。2)デンドライトを用いたナノ粒子作成法の検討デンドライトを粒子生成場と保護層の両面で活用するナノ粒子の作成法について,詳細に検討した。生成粒子の,キャラクタリゼーションはTEMにより行った。その結果,デンドライト内部に粒径2nm程度のプラチナ粒子を作成することに成功した。また,末端基をカルボキシル基,ヒドロキシル基と変化させることと,pHを調整することにより,表面電荷の制御が可能であることを示唆する結果を得た。本年度は,スリット空間内部に閉じ込めたサスペンションの電位印加による,集団構造変化について検討を行ない,可逆なソフトコロイド結晶の作製に成功した。具体的な手順・結果は,以下の通りである。絶縁のため中央を幅10mm,深さ50μmに削ったITO電極を,厚さ25μmポリエステルフィルムをスペーサーとして離して貼り合わせ,周囲をシールしたスリット状のセルを構築した。セル内にサスペンションを封入した後,同電位の面が対向するように直流電圧を印加したところ,電極板付近に,虹彩が観察された。Bragg反射波長の測定から,虹彩がソフトコロイド結晶であることを確認した。形成されたコロイド結晶を,陽極スリット間に大面積に形成することは来年度の課題となるが,印加電圧および塩濃度を変化させることで,結晶の周期性およびドメインサイズの制御が可能であることを示したことは,大きな成果であると言える。ナノサイズ粒子により構成される微粒子集合体材料は,従前にない高機能の発現などが期待されることから,その構造制御法の確立が重要な課題となっている。本研究では,デンドライトをナノ粒子の生成場および保護層として活用することで,高い表面活性を保ちつつ分散安定化を可能とし,「外部電場」と「制限空間」とを組み合わせることで,制限空間内で重畳した特有の引力場を創出し,ナノ粒子集団構造の秩序性を制御しうる手法を構築することを目指す。さらにBrown動力学シミュレーションを活用した理論的検討も加え,制限空間内の秩序構造形成過程を印加電位,粒子の物性から予測可能な手法を構築するのである。本年度,行った検討は以下の通りである。1.実験的検討前年度に行なってきた,透明導電基板間にスペーサを挟み込むことにより創出したスリット空間内での電場印加時における規則構造形成過程について,印加電位・塩濃度を変化させ,その依存性を詳細に検討した。その結果、印加電圧および塩濃度を大きくすると飛躍的に結晶成長速度が速くなる事を見出した。

そして作製したコロイド結晶を重力と振動を用いて崩壊させることにより、コロイド結晶の形成と崩壊を可逆的に制御することに成功した。2.シミュレーションを用いたモデル化検討脱塩過程における単分散コロイド粒子分散液の秩序構造形成過程をBrown動力学法によりシミュレートした。その結果、脱塩速度が大きいと相転移は起こらず秩序構造は形成されないが、脱塩速度が小さいとBCC構造を経てから,FCC構造が形成される様子を確認した。さらに,秩序構造は、粒子に働く力が閾値を越えると発現し、その閾値は塩濃度に依存せず共通の値を持つことを見出した。
ナノ秒パルスプラズマによる高効率な化学活性場の生成

平成18年度は、平成16年度及び平成17年度にゲート付ICCDカメラ並びに高時間分解ストリークカメラを用いて観測したサブマイクロ秒(sub-μs)パルスストリーマ放電及びナノ秒(ns)パルスストリーマ放電に関する考察を深めるとともに、制御性に優れた化学活性場の生成可能性追求のために、サブナノ秒(sub-ns)パルス電源の開発をおこなった。以下にその詳細を示す。サブマイクロ秒及びナノ秒パルスストリーマ放電の形成へ用いたサブマイクロ秒及びナノ秒パルス電源は、それぞれ5kV/ns及び50kV/nsと一桁異なる電圧立ち上がりを有しており、今年度の考察結果よりこの電圧立ち上がりの差異が化学活性種を高効率に生成するプライマリーストリーマヘッドの進展に大きな影響を及ぼしていることが明らかとなった。典型的に、電圧立ち上がり5kV/nsのサブマイクロ秒パルス電圧により形成されるプライマリーストリーマヘッドは、電極間距離38mmを有する同軸円筒電極間における進展期間(30ns)において、電極への印加電圧が徐々に大きくなるため、その進展速度が徐々に増加する加速運動を示し、一方、電圧立ち上がり50kV/nsのナノ秒パルス電圧により形成されるプライマリーストリーマヘッドは、前述同様の電極間における進展期間(6ns)において、電極への印加電圧は一定であるため、その進展速度は等速運動を示した。結果として、電圧立ち上がり5kV/ns及び電圧最大値60kVを有するサブマイクロ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッドの進展速度は、0.1-2.Omm/nsと大きな幅を有するのに対し、電圧立ち上がり50kV/ns及び電圧最大値67kVを有するナノ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッドの進展速度は、6.Omm/nsと一定であった。通常、ストリーマヘッドの進展速度はストリーマヘッド内部に形成される電界の強度と比例関係にあることが知られており、また、ストリーマヘッド内部にて生成される高速電子の有するエネルギーはこの電界強度に依存する。そのため、等速運動をするナノ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッド内部には、加速運動をするサブマイクロ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッドと比較して、より均一なエネルギー分布を有する高速電子郡が形成されていることが示唆される。非熱平衡プラズマによる排ガス処理やオゾン生成へ直接寄与する化学活性種(Nや0、OH)は、窒素分子や酸素分子、水分子と高速電子との衝突により生成され、その窒素分子や酸素分子、水分子に対する高速電子の衝突断面積は高速電子のエネルギーに大きく依存するため、均一なエネルギーを有する高速電子郡を生成可能なナノ秒パルス電圧による形成プライマリーストリーマヘッドは、生成ラジカル種の制御が可能であると考えられる。また、今年度は、この考察の下、更なる高速電子の高エネルギー化を目指し、サブナノ秒パルス電源の開発もおこなった。平成16年度は、サブマイクロ秒(sub-μs)並びにナノ秒(ns)パルスストリーマ放電の観測をおこなった。観測容器として空気を封入した同軸円筒型電極を採用し、その内部電極径は0.5mm、外部電極径は76mmとし、その長さは10mmとした。また、パルス電源には、20nsの立ち上がり時間並びに100nsのパルス幅を有するケーブルブルームライン線路(Sub-μsパルス電源)及び1nsの立ち上がり時間並びに7nsのパルス幅を有する3重心ブルームライン線路(nsパルス電源)を用いた。これら2台のパルス電源により同軸円筒電極中へ誘起されるストリーマ放電は高時間分解能を有するストリークカメラにより撮影された。なお、Sub-μsパルスストリーマ及びnsパルスストリーマ放電のストリーク像撮影時の掃印時間は、それぞれ200ns/flame及び20ns/flameであった。上記条件の下、同軸円筒電極中におけるストリーマ放電の均一な広がり及びその進展過程を観測した。その結果、sub-μs並びにnsパルスストリーマ放電において、線電極から円筒電極へ進展するプライマリー・ストリーマ及びセカンダリー・ストリーマを観察するとともに、その進展速度の測定に成功した。sub-μsパルスストリーマ放電に関しては、正極性ストリーマが負極性ストリーマより進展速度が大きく、また、両極性ストリーマともその進展速度が線電極への印加電圧へ大きく依存することが明らかとなった。なお、その進展速度は出力電圧最大値43-104kVにおいて、0.6-1.2mm/nsであった。また、ストリーマの進展開始へ必要となる線電極表面の電界強度は正極性で12MV/m、負極性で20MV/mであった。一方、nsパルスストリーマ放電に関しては、正極性及び負極性ストリーマともその進展速度は等しく、その進展速度は出力電圧最大値70-100kVにおいて、6.0-8.0mm/nsであった。

このようにsub-μs及びnsパルスストリーマ放電において、大きくその進展速度が異なる要因としては、電圧立ち上がり時間が大きく異なることが挙げられる。よって、電圧の立ち上がり時間はパルスストリーマ放電の進展に大きな影響を与えることが明らかとなった。平成17年度は、ナノ秒(5ns)パルスストリーマ放電の同軸円筒型ナノ秒パルスプラズマ反応容器内における進展を高速ゲート付ICCDカメラにより観測するとともに、ナノ秒パルスプラズマ反応容器へ窒素希釈の一酸化窒素(NO)及び窒素希釈のNOへ酸素と水蒸気を添加した混合ガスを模擬排ガスとして導入し、反応容器中へナノ秒パルスストリーマ放電を誘起することでナノ秒パルスプラズマの排ガス処理特性を把握した。更にナノ秒パルスプラズマからの発光を分光計測することで、放電プラズマ中へ存在する高速電子のエネルギーを見積もるとともに、放電中の気体温度を算出した。その詳細を以下に記す。ナノ秒パルスストリーマ放電の進展過程は、高速ゲート付ICCDカメラの露光時間を200psとしたフレーミング撮影及び同露光時間を5nsとした積分撮影により観測された。その結果、ナノ秒パルスストリーマは同軸円筒型の反応容器中を内部電極から外部電極へ向け直進し、その進展においては球状のストリーマヘッドのみが発光していることが確認された。また、撮影像より算出されるナノ秒パルスストリーマの進展速度は、昨年度のストリークカメラによる観測結果と同様に6-8mm/nsであった。また、ナノ秒パルスプラズマの排ガス処理特性としては、窒素希釈のNOを100%処理可能であり、かつ窒素希釈のNOへ酸素及び水蒸気を添加した模擬排ガスにおいて、ナノ秒パルスプラズマが100nsパルスプラズマよりも高効率にNOを処理できることを確認した。更に、ナノ秒パルスプラズマより輻射される放電発光を分光計測した結果、窒素分子の2nd Positive Bandからの発光が観測され、この発光を誘起するために必要な最低エネルギーが12eVであることからナノ秒パルスプラズマ中へ存在する高速電子の有するエネルギーが12eV以上であることが確認された。また、窒素分子の回転温度毎の発光スペクトルを導出するプログラムを作成し、その導出スペクトルと分光計測結果とを比較することで、ナノ秒プラズマ中の気体温度が300K(室温)であることが確認された。この結果は、ナノ秒パルスプラズマ中では気体の加熱へ使用されるエネルギーがほぼゼロであることの証明となる。平成18年度は、平成16年度及び平成17年度にゲート付ICCDカメラ並びに高時間分解ストリークカメラを用いて観測したサブマイクロ秒(sub-μs)パルスストリーマ放電及びナノ秒(ns)パルスストリーマ放電に関する考察を深めるとともに、制御性に優れた化学活性場の生成可能性追求のために、サブナノ秒(sub-ns)パルス電源の開発をおこなった。以下にその詳細を示す。
サブ波長ナノグレーティング構造を用いた高機能発光ダイオードの開発

本研究では,III族窒化物系発光ダイオードに,サブ波長周期構造を適用し,高機能発光ダイオードの開発を目指した。特に,紫外光領域における発光ダイオードの高機能化に焦点をあて,直線偏光紫外発光ダイオードの開発,また,その光取り出し効率改善について検討した。サブ波長回折格子内における固有モードの理論的検討および有限差分時間領域法(FDTD法)による電磁界分布計算により,高偏光を有する発光ダイオードの作製条件を決定した。最適構造のサブ波長回折格子を発光ダイオード表面に実装した結果,p偏光:s偏光=18:1の高偏光紫外発光ダイオードの作製に成功した。本研究は、III族窒化物半導体系発光ダイオードに、サブ波長グレーティング構造を適用し、高機能発光ダイオードの開発を目的としたものである。平成25年度は、前年度の理論的検討をさらに進めた他、同時に、サブ波長回折格子を表面に実装した紫外および青色発光ダイオードの試作を行い、電流注入による発光実験を行った。理論的検討については、有限差分時間領域法(FDTD法)による発光ダイオード中の電界分布計算を行った。回折格子中の固有モードは伝搬・消衰モードの2状態があり、回折格子を通過する透過光の振る舞いは伝搬モードの重ね合わせにより説明でき、格子高さがモード間の位相差に影響すること、固有モードが2つ以上存在する条件で、偏光選択性が得られることが分かった。また、実際の発光ダイオードにサブ波長回折格子を実装した場合の非対称系における電磁界分布計算から、発光波長の半分程度の周期で偏光選択性(TE:TM=3:1)が得られることを示した。360nm帯紫外発光ダイオードに対して、周期200nm、格子高さ150nmを有するサブ波長回折格子を、電子線リソグラフィー法およびICPエッチングを用いて作製した。電流注入発光実験により、その偏光特性はTE:TM=4:1となることを示した。この実験結果は、理論的予測よりも優れた偏光比を示しているが、これは、発光ダイオード最表面のp型層中における光吸収を考慮した計算によってほぼ説明可能であり、理論的予測とほぼ一致する事が分かった。平成24年度は、特に、紫外発光活性層および青色発光活性層からの放射光伝搬特性を有限差分時間領域法(FDTD法)により数値計算、および、サブ波長ナノグレーティング構造において存在が予想される固有モードの分散関係を理論的に検討し、両者の比較検討を行った。その結果、活性層から取り出される光は、その偏光状態によって大きくふるまいが異なり、TE:TMの偏光比は最大20:1にも及ぶことが分かった。このような、大きな偏光選択性を持つとき、回折格子部には平面波とは異なる固有モードの存在が電界分布より明らかとなった。また、FDTD法により得られた偏光制御に最適な回折格子を電子線リソグラフィー法により窒化物系発光ダイオード上に試作し、その基礎特性を検討した。試作した回折格子は、格子高さ190nm、周期200nmであった。この回折格子を実装した発光ダイオードに対して、325nmのHe-Cdレーザーを用いたフォトルミネッセンス実験を行い、その偏光特性を測定した。c軸成長発光ダイオードからの発光は無偏光のため、回折格子を実装していない部分からの発光は無偏光であったが、格子部からの発光は、TE:TM=3:1を示し、GaN表面上に回折格子を実装したと仮定したFDTD解析の理論予測とほぼ一致し、サブ波長回折格子により偏光選択性を持たすことが可能であることを示した。本研究は,III族窒化物半導体系発光ダイオードにおいて,サブ波長回折格子構造を適用し,高機能発光ダイオードの開発を目的としたものである。前年度までの,理論的および実験的基礎検討を基に,最終年度は,高偏光および高い光取り出し効率を有する発光ダイオードの設計および作製を行った。発光波長365nmを有する紫外発光ダイオードに対して,その表面にサブ波長回折格子を実装し,また,回折格子と発光ダイオードの間に低屈折率層を挿入した場合の性能評価を行った。サブ波長回折格子は,高コントラスト回折格子をねらってシリコンを,低屈折率層は二酸化シリコンを検討した。

有限差分時間領域法(FDTD法)による電磁界分布による解析の結果,低屈折率層なしの構造の場合,窒化物系発光ダイオード材料の高い屈折率のため光波長が短くなり,光と回折格子周期の間で"サブ波長"関係が満足できず,いわゆる一般の光回折現象が発生し,サブ波長構造中の固有モード閉じ込めが十分にならず,そのため出力光の偏光特性が劣化するのに対し,低屈折率層を挿入した場合,回折格子と材料中の光の間に"サブ波長"関係が維持され一般の回折現象が生じず,出力光は高い偏光特性を有する事が分かった。さらに,低屈折率層と発光ダイオード材料間における光の全反射角が大きくなることにより,光取り出し効率も大きく改善される事が分かった。上記の理論検討をもとにサブ波長回折格子を実装した紫外発光ダイオードを電子線リソグラフィー法を用いて作製した。電流注入実験を行った結果,偏光比1:18を有する高偏光紫外発光ダイオードの開発に成功した。半導体光デバイス研究計画書に記載した、デバイス試作実験を実施でき、サブ波長回折格子を使った偏光発光ダイオードの可能性を示した。研究計画書に記載した、ほぼすべてについて実験を実施でき、基礎的な知見を明らかにできた。2年間の研究成果をもとに、より最適デバイス設計およびその試作・評価を行う。初年度で得られた基礎特性に基づき、実デバイス作製およびその評価を行うことにより、サブ波長回折格子を実装した発光ダイオードのポテンシャルを評価する。ほぼ、当初計画通りの実験計画をしたが、一部、年度末の研究成果発表にかかる旅費が次年度処理となったため見かけ上、研究費を次年度に繰り越すことになった。おおよそ、当初予算通りに使用できている。次年度は、少額の繰越額とあわせて、当初計画通り実験遂行し、予算支出する予定である。当初計画において予想したよりも少ない試作回数で実験計画を遂行できたため、研究費を次年度に繰り越すことになった。繰り越し分については、実デバイス作製にはかなりの困難が予想されることが明らかになっているので、翌年度請求する研究費とあわせてデバイス作製実験経費として使用する予定である。
巨大スピンホール効果による電流誘起強磁性とスピン吸収トルク

スピンホール効果は、非磁性体中において電流からスピン流が生成される現象であり、物理的に興味深い。しかし、この効果を用いたエレクトロニクス分野における機能開拓は進んでおらず、本研究では磁性制御や磁化反転といった新規機能に関する研究を行った。提案した素子の実証研究では、国外の著名なグループに先を越される形になったが、基礎的な研究の結果、種々の知見が得られ、合金元素の添加が大きなスピンホール効果を得る有効な手段の一つであることが分かった。磁場中の金属や半導体に、磁場(磁化)と直角方向に電流を流すと、磁場と電流の両方に対して直角の方向に電圧が生じる。これは良く知られている(正常または異常)ホール効果である。一方、スピンホール効果は、非磁性体に電流を流したときに表面や端部のスピン蓄積として現れる。近年、そのスピントロニクス分野における重要性が強調されるようになってきたが、スピンホール効果を用いることによって、電流とスピン流を相互に変換することが出来るためである。しかし、現状としては応用に繋がるような具体的な機能開拓は進んでいない。本研究は、スピンホール効果を利用した機能性の開拓として、磁性制御や磁化反転に関する現象を考究するものであり、本年度は以下の研究を行った。Auのスピンホール効果に及ぼす不純物の効果を調べ、不純物がさまざまな増大効果をもたらし得ることを知見した。最近の理論的研究においても、Fe,Pt,C等の添加効果が計算されており、その挙動は複雑であるため単純な結論は得られないものの、実験と整合しているようである。また、素子試料作製の基盤技術として、Taバッファー層やNiFe合金等の薄膜作製を行った。Ta層により高い平坦性を有する素子の作製が可能であることが分かるとともに、組成調整を効率的に行うための複合ターゲット技術の整備も行った。加えて、カー効果による微小領域の磁気特性の評価法について検討を行ったが、現有の設備に基づく実験の範囲では、むしろ電気的測定の方が高感度測定に適するという結論を得た。磁場中の金属や半導体に、磁場(金属や半導体が強磁性体の場合には磁化)と直角方向に電流を流すと、磁場と電流の両方に対して直角の方向に電圧が生じる。これは既に良く知られている(正常または異常)ホール効果である。一方、スピンホール効果は、やや理解しにくい効果であるがホール効果の一種であり、非磁性体に電流を流したときに表面や端部のスピン蓄積として現れる。そのスピントロニクス分野における重要性が強調されるようになってきたが、スピンホール効果を用いることによって、電流とスピン流を相互に変換することが出来るためである。しかし、応用に繋がるような具体的な機能開拓は十分には進んでいない。そのような背景の下、本研究では、Auのスピンホール効果を利用した機能性の開拓として、磁性制御や磁化反転に関する現象の観測を試みる。具体的には、Au,Ptやそれらの合金等の大きなスピンホール効果の発現が期待される非磁性体に、フェルミレベル近傍に大きな状態密度を有し、常磁性状態と強磁性状態のエネルギー差の小さいNiPd等の合金層を接触させ、スピンホール効果によるNiPd合金等へのスピン注入を行う。これによる常磁性-強磁性転移やキュリー温度の制御の可能性を検討する。また、同様の実験によって、NiFe合金等の磁化反転の起こりやすい強磁性体にスピン注入し、スピン吸収トルクによる磁化反転を試みる。本年度の研究では、スピンホール効果の大きさやスピンホール効果を使ったスピン注入法、さらにはスピン注入磁化反転そのものの原理的問題に時間を要した。本研究に類似した研究がコーネル大学グループによってなされ、一定の成果を得ているが、研究代表者らの知見と相違する部分もあり、根源的な理解には時間を要すると思われる。一方で、スピンホール効果が種々の現象引き起こすことは確認され、研究の基盤的部分を固めることができた。