hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歪みゲルマニウム二次元正孔ガスを用いた量子ドット単正孔デバイス開発

最適なデバイス構造によって、ホールバー内の伝導度をゼロにすることができ、チャネルの空乏化に成功した。これは、擬似的Geドットが形成されていることを示唆する。また、歪みGeのスピン特性を調べるため、歪Ge二次元正孔ガスの、低温での磁気抵抗測定を行った。2DHGは低温、低磁場領域において弱反局在による正の磁気抵抗効果を示した。フィッテイングの結果、歪Ge中2DHGの弱反局在はラシュバスピン軌道相互作用で説明できることが分かった。さらにゲート電圧を印加することによりラシュバスピン軌道相互作用の大きさを変調することにも成功した。今日、半導体集積回路は素子の微細化限界を迎え、新規デバイス、特に超低消費電力デバイスの開発が必須となっている。本研究では、新規材料としてゲルマニウム(Ge)に注目し、その可能性を究明することを最大の目標に、スピン制御に向けた超低消費電力を可能とする、歪みGe単正孔デバイス実現へ向けた基盤技術を開発した。特に高品質結晶成長技術、ゲート絶縁膜形成技術を駆使して、Si基板上にGeチャネル2次元正孔ガスを形成し、トップゲーティングにより、2DHGのキャリア分布とそれによる伝導特性、スピン特性の制御、また面内局所的に空乏化させる技術を確立した。本年度は、SiGeバッファー層上に良質な歪みGeチャネル層を成長し、さらにALDによってAl2O3ゲート絶縁膜を堆積、ゲートバイアス印加による正孔濃度の制御を可能とした。正孔移動度の正孔濃度依存性を系統的に評価し、各種散乱要因を明らかにするとともに、正孔濃度を一桁減少させることに成功し、ゲート制御量子ドット形成に向けて大きく前進できたと言える。ただ、当初計画よりはやや遅れているので、今後早急にドット構造作製のプロセスに移る必要がある。なお、良質な歪みGe2次元正孔ガスのゲート制御実現により、スピン軌道相互作用にかかわる、物理的に興味深い結果を得ることができ、意義深い成果であると言える。この議論は、単正孔デバイスにおいてスピン制御を行う際に重要な知見となる。半導体工学まずは、これまでにゲート制御に成功しているキャップ層20 nmの構造においてドット構造のプロセスに移る。それに加え、よりゲート制御のしやすい、キャップ層なしの構造の検討も並行して進める。これまでに明らかとなった課題として、GeとAl2O3の界面には、固定電荷、もしくはラフネス等のキャリア散乱要因が存在することから、当初計画通りに、薄膜のSiキャップ層の挿入効果を調べる。ここまで利用しているGe上にSiキャップ層を挿入し、その上にAl2O3膜を堆積することで、特性の改善、特に移動度の劣化抑制を目指していく。Siキャップ層の結晶成長、歪み評価、Al2O3膜の最適膜厚、成膜条件を確立する。このプロセス技術の確立に続いてGeドット構造の作製、評価に移る。電子線描画リソグラフィー、ドライエッチング、オーミックコンタクト形成等のプロセス最適化を進める。パターンの決定は、先端デバイスシミュレーションにより、量子ドットの形成される最適構造を決定する。特に、トンネル確率、閉じ込め量子準位などにも影響する有効質量は、キャリア密度や歪みに大きく依存し、またゲートの誘電率は膜質、界面構造にも大きく影響されることから、実験との比較を通し、十分に検討が必要となる。
核内受容体PXRを標的とした卵巣癌抗癌剤耐性克服への分子内分泌学的治療戦略

予後の悪い卵巣癌で核内受容体Pregnane X Receptor (PXR)を介した薬物代謝調節機構を解明し,薬物耐性を抑制する遺伝子治療法の開発へと研究を進めた。PXR-薬物耐性因子(MDR1)経路は卵巣癌で組織型や薬物耐性の有無などで異なった発現を認めた。さらにPXRの発現を抑制することによりPXRのリガンドである抗癌剤の抗腫瘍効果が促進されたことから、薬物耐性の治療標的となり得ると考えられた予後の悪い卵巣癌で核内受容体Pregnane X Receptor (PXR)を介した薬物代謝調節機構を解明し,薬物耐性を抑制する遺伝子治療法の開発へと研究を進めた。さらにPXRの発現を抑制することによりPXRのリガンドである抗癌剤の抗腫瘍効果が促進されたことから、薬物耐性の治療標的となり得ると考えられた卵巣癌はその解剖学的位置から症状が発現し難く進行した状態で発見されるため,治療は手術療法に化学療法が併用されることが多い.様々な抗癌剤が開発され初期治療効果は挙がっているが薬物耐性を引き起こし再発,転移する症例は減少しておらず,未だ5年生存率は約40%である.我々はこれまでに子宮内膜癌において抗癌剤cisplatinやpaclitaxelは核内受容体Pregnane X Receptor (PXR)のリガンドとなり薬物耐性因子(MDR1)を誘導すること,PXR発現を抑制するとcisplatinやpaclitaxel投与によりMDR1発現が誘導されず薬剤の癌細胞への効果が促進されることから,PXR-MDR経路を抑制することは薬物耐性を克服する一つの方法と考えられることを報告してきた.本研究では,予後の悪い卵巣癌でのPXRを介した薬物代謝調節機構を解明し,薬物耐性を抑制する遺伝子治療法の開発へと研究を進めていくことを目的としている.平成22年度は、臨床症例でのPXR-CYP3A4/MDR1経路の発現を検討しこのpathwayの重要性を示すと共に,卵巣癌細胞を用いてPXRのリガンドを検索し,これらリガンドのPXRを介した転写誘導や標的遺伝子CYP3A4,MDR1発現への影響や作用機序を検討した.ICを得た上で卵巣癌症例の摘出組織で,PXR,CYP3A4,MDR1の発現を免疫組織染色法にて検討し臨床経過,予後を比較検討したところ,PXR及び標的遺伝子CYP3A4,MDRの発現を認め、組織型により発現頻度に差を認めた。薬物抵抗症例で発現が強い傾向を認めた。異なる組織型由来の卵巣癌細胞におけるPXRおよびCYP3A4やMDR1の発現を検討したところ、抗癌剤cisplatinやpaclitaxelはMDRの発現を誘導し、細胞腫により誘導能は異なっていた.細胞増殖への影響もPXRの発現量や細胞腫により相違を認めた.以上よりPXR-CYP3A4/MDR1経路は卵巣癌で組織型や薬物耐性の有無などで異なった発現を認め抗癌剤もリガンドとなることから、薬物耐性の治療標的となり得ると考えられた。卵巣癌はその解剖学的位置から症状が発現し難く進行した状態で発見されるため,治療は手術療法に化学療法が併用されることが多い.様々な抗癌剤が開発され初期治療効果は挙がっているが薬物耐性を引き起こし再発,転移する症例は減少しておらず,未だ5年生存率は約40%である.我々はこれまでに子宮内膜癌において抗癌剤cisplatinやpaclitaxelは核内受容体Pregnane X Receptor(PXR)のリガンドとなり薬物耐性因子(MDR1)を誘導すること,PXR発現を抑制するとcisplatinやpaclitaxel投与によりMDR1発現が誘導されず薬剤の癌細胞への効果が促進されるさとから,PXR-MDR経路を抑制することは薬物耐性を克服する一つの方法と考えられることを報告してきた.本研究では,予後の悪い卵巣癌でのPXRを介した薬物代謝調節機構を解明し,薬物耐性を抑制する遺伝子治療法の開発へと研究を進めていくことを目的としている.平成23年度は、まず薬物耐性卵巣癌細胞を用いて薬物代謝、耐性制御機構におけるPXRの関与について研究を進めた.次にsiRNAを用いたPXR発現抑制による薬剤代謝や耐性への影響を検討した.異なる組織型由来の卵巣癌細胞におけるPXRおよびCYP3A4やMDR1の発現を検討したところ、抗癌剤cosplatinやpaclitaxelはMDRの発現を誘導し、細胞腫により誘導能は異なっていた.細胞増殖への影響もPXRの発現量や細胞腫により相違を認めた.RNA干渉法を用いてPXR発現を抑制することによりcisplatinやpaclitaxel投与によりMDR1の発現が誘導されず,薬剤の卵巣癌細胞への効果が促進された.以上よりPXR-CYP3A4/MDR1経路はin vitro実験においても卵巣癌細胞で組織型や薬物耐性の有無などで異なった発現を認め、PXRを抑制することにより抗癌剤の効果が促進されたことから、薬物耐性の治療標的となり得ると考えられた.卵巣癌は解剖学的位置から症状が発現し難く進行症例が多く,治療は手術療法に化学療法が併用されることが多い.様々な抗癌剤が開発され初期治療効果は改善しているが薬物耐性を引き起こし再発,転移する症例が多く,未だ5年生存率は約40%である.

我々は子宮内膜癌において抗癌剤cisplatinやpaclitaxelは核内受容体Pregnane X Receptor (PXR)のリガンドとなり薬物耐性因子(MDR1)を誘導すること,PXR発現抑制によりcisplatinやpaclitaxel投与によりMDR1発現が誘導されず薬剤の癌細胞への効果が促進されることから,PXR発現抑制が薬物耐性を克服する一つの方法と報告した.本研究は卵巣癌でのPXRを介した薬物代謝調節機構を解明し,薬物耐性を抑制する治療法を開発することを目的としている.平成24年度は、薬物耐性卵巣癌細胞を用いて薬物代謝、耐性制御機構におけるPXRの関与やsiRNAを用いたPXR発現抑制による薬剤代謝や耐性への影響を検討した.異なる組織型由来の卵巣癌細胞において抗癌剤cisplatinやpaclitaxelはMDRの発現を誘導し、細胞腫により誘導能は異なっていた.細胞増殖への影響もPXRの発現量や細胞腫により相違を認めた.RPXR発現を抑制するとcisplatinやpaclitaxel投与によりMDR1の発現が誘導されず,薬剤の卵巣癌細胞への効果が促進された.更にヌードマウスの皮膚に卵巣癌細胞を移植し,その腫瘍組織へのsiRNA直接投与によりPXR発現が抑制され、腫瘍増大や抗癌剤投与による腫瘍縮小効果に影響を与えた.以上よりPXR-CYP3A4/MDR1経路は卵巣癌細胞で組織型や薬物耐性の有無などで異なった発現を認め、PXRを抑制することにより抗癌剤の効果が促進されたことから、薬物耐性の治療標的となり得ると考えられた.概ね申請時の研究計画書に記載されたスケジュール通りに進展しているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き研究計画に沿って粛々と研究を進める予定である。
脂質品質劣化の迅速評価法の構築および加熱劣化油の生体に与える影響の解明

H30年度は、細胞実験や過酸化脂質の分析に必要な中性脂肪過酸化物等を化学合成により作製した。入手困難な過酸化脂質の化学合成法がすでに当ラボの先行研究で確立されたため、本研究に必要なtriacylglycerol hydroperoxides (TGOOH)やfatty acid hydroperoxidesなどの標準物質を容易に化学合成により得られ、当初の計画どおり順調に進展している。
作用素環と諸種の解析学

ノイマン環及テンソル積の構造について研究した。正方形[0,1]×[0,1]の,Lebesgue測度が零でないどんな部分矩形A×BともLebesgue測度が零でない交わりをもつ,二つ以上の可測集合への分割がOxtoby,Maharam達によって与えられた。Lazanovskiはその分割を使用し次の結果を得た。B_1,B_2を孤立点をもたないコンパクト集合とすれば,B_1×B_2上には何如何なる自明でない正規測度も存在しない。この結果を詳細に考察すれば,L^∞[0,1]【cross product】L^∞[0,1]はL^∞[0,1]【cross product】L^∞[0,1]に於いて順序稠密にはならないことがわかる。本研究に於いて,この結果の非可換版を考察した。予想:Mをσ-有限なノイマン因子環とすれば,ノイマン・テンソル積M【cross product】Mに於いて,代数的テンソル積M【cross product】Mが順序稠密になるのはMが原始的な時に限るであろう。この問題を解決すべく,Oxtoby達の結果の非可換版として次の結果を得た。この結果を使用して予想を解決すべく目下研究中である。また古典調和解析に於ける種々の作用素のうち特に平行移動不変作用素及びそれに帰着される作用素の解析と代数的構造の研究を行い,特にフーリエ。マルチプライヤー上の作用関数について,またH^2-空間上で定義されるテープリッツ作用素,ハンケル作用素の代数的性質の解明に関して,それぞれ興味ある結果が得られた。さらに古典調和解析学てき手法によって境界で退化する楕円型偏微分作用素の研究及び強擬凸領域上のテープリッツ作用素の研究に関して,またナヴィアー・ストークス方程式へのH^2収束に関する近似スキーム理論に関して,それぞれ興味ある結果が得られた。
いもち病菌の類縁関係に関する研究

いもち病菌の類縁関係を明らかにするために,わが国山門郡で同所的に栽培されてきた,キビおよびアワの種子と,これら植物に寄生しているいもち病菌を各地より収集した。1.宿主範囲:イネ科植物7族31種に対して接種したところ,1)キビ菌の宿主範囲は広いが,イネ・アワ・シユクビエに病原性はなかった。また,日本産キビ17系統に寄生性分化が認められなかった。2)アワ菌は宿主範囲が狭く,イネ・キビ・シコクビエニ病原性はなかった。また,日本・中国産アワ6系統に対して寄生性分化が認められた。2.交配型:シコクビエ標準交配型菌株との交配により,1)日本産(5県)キビ菌39菌株中26菌株は交配型aで,A型は存在しなかった。2)日本歩(6県)アワ菌29菌株中6菌株は交配型A,9菌株はa型であった。3.交配能:1)キビ菌としコクビエ菌の交配で子のう胞子を形成したが寄型であった。イネ・アワ菌とは交配不能であった。2)アワ菌はシコクビエ菌,コムギ菌と交配可能で,一部発芽可能の子のう胞子を形成した。イネ菌とは一部の組合せで子のう穀のみ形成した。アワ菌相互の交配はできなかった。4.子のう胞子形成過程における核・染色体の行動:1)キビ菌メシコクビエ菌では相同染色体の一部に不対合がある模様である。2)アワ菌Xシコクビエ菌では遅滞染色体の出現率は2746%,ブラジル産コムギ菌とは2435%で,イネ菌メシコクビエ菌の70%よりは低くかった。以上より,キビ菌とアワ菌は,宿主の栽培環境が互に類似しており,世界的にみて同所的に生在しているにもかかわらず,寄生性は完全に分化しており,異なる系統とすべきであると結論した。いもち病菌の寄生性分化の機構を解明するため,主要菌系統の類縁関係の検討を行ない以下の結果を得た。1.各種いもち病菌系統の交配型1)日本産キビ菌(埼玉・長野・山梨・静岡・奈良産)39菌株中26菌株は、いずれも交配型aで,A型は存在しなかった。2)日本産アワ菌(長野・山梨・三重・岐阜・奈良・宮崎産)29菌株中交配型Aが6菌株,a型が9株見出された。3)ブラジル産コムギ菌(パラナ州産)13菌株中交配型Aが12株,a型が1株見出された。4)ブラジル産ブラキアリア菌(パラナ州産)2株は交配型aであった。2.各種いもち病菌系統間の交配能1)キビ菌はシコクビエ菌と交配可能。イネ・アワ・コムギ菌とは交配不能であった。2)アワ菌はシコクビエ・イネ・コムギ菌と交配可能であった。3)コムギ菌はシコクビエ・アワ・ブラキアリア菌との交配可能であった。3.宿主範囲1)キビ菌はイネ・アワ・シコクビエに病原性がなかった。

2)アワ菌はイネ・キビ・シコクビエに病原性がなかった。3)コムギ菌はイネ・アワに病原性なく,キビ・シコクビエに病原性を示した。4.子のう胞子形成過程における核・染色体の行動キビ菌×シコクビエ菌は相同染色体の一部に不対合がある。アワ菌×シコクビエ菌では遲滞染色体の発現頻度が高い。以上の通りで、なお研究は継続しており、その結果を持って結論を出す予定である。いもち病菌の寄生性分化機構を解明するため、主要菌系統の類縁関係について引続き検討を加えた。1.宿主範囲イネ科植物7族31種に対して接種を行ったところ、1)キビ菌は、オオムギ・ウシノケグサ・ヒゲシバ(シコクビエを除く)・カラスムギ・ウシクサ族などの広範な宿主範囲を有した。2)アワ菌は、ウシクサ族(ケンタッキ-ブル-グラス,イタリアンライグラスを除く)など比較的狭い範囲に病原性を示し、イネ菌に類似した。2.子のう胞子形成過程における核・染色体の行動標準シコクビエ菌株との交配では、アワ菌の方がキビ菌より交配能は大であったが、減数分裂I,II,体細胞分裂において平均2746%の遅滞染色体発現が認められた。これはイネ菌の場合より低率である。分生胞子の発芽率は314%で、シコクビエ菌相互の交配によって形成された場合の5560%に劣った。3.交配1)日本産アワ菌の相互交配には成功しなかった。アワ菌とイネ菌の交配では子のう殻は形成されたが、子のう胞子の形成に至らなかった。2)シコクビエ菌との交配によるF_1の子のう胞子を単胞子分離し、培養して形成される分生胞子により病原性を検定した。アワに対してのみ35%,シコクビエに対してのみ27%,両親に対して10%が病原性を示し、19%はいずれにも病原性がなかった。3)キビ菌との交配は成功しなかった。4)交配型は病原性に関係なく、A=aは1=1の分離比を示した。
植物オルガネラゲノム情報を維持するＲＮＡ編集機構の解明

植物の細胞内小器官において、独自のゲノムを持つ葉緑体とミトコンドリアでは、RNA上でC塩基をUへと変換するRNA編集が高頻度で行われている。植物オルガネラのRNA編集についての研究では、RNA上に無数に存在するCのうち、特定のCのみが編集を受ける編集サイト認識の分子機構とそこに関わる編集装置の実体解明が課題となっている。前者の疑問はこれまでの研究から、PPR蛋白質が、個々の編集サイト周辺配列を特異的に認識していることで説明がつけられた。RNA編集に関わるPPR蛋白質の多くはそのC末端にDYWドメインと呼ばれる領域を持っている。DYWドメインはヒトRNA編集酵素の触媒部位と相同性を示す配列を含んでいることから、編集活性(CからUへの変換反応を触媒)の正体ではないかと考えられている。しかしながらDYWドメインがRNA編集に重要であるかどうかは明らかになっていない。本年度は、シロイヌナズナゲノム中に存在するDYWドメインのみを持つ蛋白質DYW1について遺伝学的に解析を行った。1)dyw1変異株についてRNA編集の状態を調べた結果、PPR蛋白質CRR4が関与する葉緑体ndhD-1サイトのRNA編集を特異的に欠損していることを明らかにした。2)dyw1変異株はcrr4変異株と同様の表現型を示すことを明らかにした。3)BIFC法により、CRR4とDYW1がin vivoで相互作用することを明らかにした。4)CRR4にDYW1を結合したCRR4-DYW1蛋白質をcrr4dyw1二重変異株で発現させた結果、野生株では40%程度のndhD-1サイトのRNA編集活性が増加回復(約90%)することを明らかにした。この成果により、長年謎となっている植物オルガネラRNA編集装置の本丸である編集酵素の正体の解明が大きく進むと考えられる。研究実施計画に沿って、シロイヌナズナに複数存在するDYW蛋白質の機能解明を目的として研究を行った。H24年度はDYW蛋白質の一つであるDYW1について解析を行い、H24年度の研究成果概要に示すよう、DYW1がPPR蛋白質CRR4と相互作用しており、葉緑体ndhD-1サイトにおけるRNA編集に必須であることを明らかにした。この成果を植物科学分野で最も権威ある学術誌であるThe Plant Cell誌で発表した。これらのことから、研究実施計画に書いたH24年度の目的はおおむね達成できたと考える。申請者は、本研究費の申請後、若手研究者海外派遣の対象に選ばれた。派遣事業機関による海外派遣の本採択は本研究費の全体計画提出以降に決定された。派遣の採択により申請者は、H23年度中旬から海外研究所にて研究を行うため、約半年間、所属機関を離れることとなった。そのため、当初の全体計画について、H24年度計画の一部の進行に遅れが生じた。研究が遅れた部分について予定していた研究費はまだ未使用のため繰越が発生することになった。H25年度は、解析が完了していない部分(DYW1以外のDYW蛋白質の機能解明およびRNA編集に関わるPPR蛋白質が持つPPR、E、DYWドメイン領域の個々の機能解明)を完結させ、得た結果を学会および学術論文誌上で発表することを計画している。H25年度繰越金については、分子生物学試薬、キット、ディスポーザル消耗品の補充(物品費・消耗品費)または備品の故障などによる代替品購入(物品費)、学会発表・研究打ち合わせにかかる旅費、論文発表・英文校閲にかかるその他の費用に対応することを主として使用することを計画している。植物オルガネラ(葉緑体とミトコンドリア)では、進化の過程で誤って変異したオルガネラゲノムの遺伝

情報がRNA編集によりRNA上で修復される。RNA編集機構の多くは未知であり、この全容解明には分子装置の同定が必須である。申請者のこれまでの研究から、PPR蛋白質が編集サイトを認識する因子として働くことが明らかになったが、編集装置の本体である編集酵素の正体は未知である。本年度は研究実施計画に沿って、編集酵素の強力な候補因子であるDYW蛋白質の機能解析を行った。(1)in vitroRNA編集系を用いた研究から、植物オルガネラのRNA編集はRNA上のCを脱アミノ化反応でUへと変換していることが明らかになっている。そこで組み換えDYW蛋白質とin vitro合成した基質RNA(編集サイトを含む)を用い、in vitroでDYW蛋白質がRNA編集(シチジン脱アミノ化)活性を有しているかどうかを調べた。しかしながら、組み換えDYW蛋白質はシチジン脱アミノ化活性を示さなかった。(2)GFPと融合したDYW蛋白質を発現する形質転換植物を作製し、その局在を解析した。その結果、DYW蛋白質は葉緑体に特異的に局在することが明らかになった。(3)DYW蛋白質をコードする遺伝子破壊株を取得し、葉緑体RNA編集の状態に異常があるかどうかを解析した。その結果、DYW蛋白質遺伝子破壊株は葉緑体におけるある特定のRNA編集サイトを欠損していることが明らかになった。研究実施計画に沿って、シロイヌナズナに複数存在するDYW蛋白質の機能解明を目的として研究を行った。H24年度はDYW蛋白質の一つであるDYW1について解析を行い、H24年度の研究成果概要に示すよう、DYW1がPPR蛋白質CRR4と相互作用しており、葉緑体ndhD-1サイトにおけるRNA編集に必須であることを明らかにした。この成果を植物科学分野で最も権威ある学術誌であるThe Plant Cell誌で発表した。これらのことから、研究実施計画に書いたH24年度の目的はおおむね達成できたと考える。研究実施計画におけるDYW蛋白質の機能解析について、(1)組み換えDYW蛋白質とin vitro合成した基質RNA(編集サイトを含む)を用い、in vitroでDYW蛋白質がRNA編集(シチジン脱アミノ化)活性を有しているかどうかを調べること(2)GFPと融合したDYW蛋白質の葉緑体およびミトコンドリアにおける局在を解析すること、を目的とした。H23年度の研究実績の概要に示したように、両方の目的に対する解析を行い、それらに対する結果を得た。加えて、DYW蛋白質遺伝子破壊株のRNA編集解析を行い、それに対する結果を得た。これらのことから、研究実施計画に書いたH23年度の目的はおおむね順調に進展していると考える。申請者は、本研究費の申請後、若手研究者海外派遣の対象に選ばれた。派遣事業機関による海外派遣の本採択は本研究費の全体計画提出以降に決定された。派遣の採択により申請者は、H23年度中旬から海外研究所にて研究を行うため、約半年間、所属機関を離れることとなった。そのため、当初の全体計画について、H24年度計画の一部の進行に遅れが生じた。研究が遅れた部分について予定していた研究費はまだ未使用のため繰越が発生することになった。
ATP依存的タンパク質分解機構の解明:高度好熱菌Lonプロテアーゼの構造解析

Lonプロテアーゼはタンパク質の分解と共役してATPを加水分解するATP依存性プロテアーゼの一種で,大腸菌などの原核生物からヒトなどの高等哺乳動物に至るまで広くその存在が知られている.原核生物においては細胞質に,真核生物においてはミトコンドリアに存在し,変性タンパク質の除去や細胞分裂,細胞壁合成の制御(原核生物),ミトコンドリアの機能維持(真核生物)などに関わっていることが示唆されている.本研究では,哺乳動物のミトコンドリアにおけるLonプロテアーゼの機能解析を行うとともに,Lonプロテアーゼ自体のATP依存的ペプチド結合切断のメカニズムを立体構造レベルで解明することを主な目的とし,これまでに,マウスのLON cDNAのクローニングを行うとともに,GFPとの融合タンパク質を用いて,ミトコンドリア移行に要求されるシグナルの特定などを行ってきた.今年度はLON遺伝子の機能を個体レベルで調べる目的で,ドミナントネガティブ体のLONを発現するトランスジェニックマウスを作成することを試みた.マウスLonのSer834は各種生物のLonに高度に保存されており,大腸菌ではプロテアーゼ活性残基であることが報告されている.そこで,このセリン残基をアラニンに置換したLon変異体(S834A)発現ベクターを構築し,マウス受精卵への導入を試みた.現在,この変異体LON遺伝子が導入されたマウス一匹を得ることができ,その解析を行っている.また,LonプロテアーゼのATP依存的ペプチド結合切断メカニズムならびに細胞内変性タンパク質認識メカニズムの詳細な解析にはX線結晶構造解析によるLonプロテアーゼの立体構造の解明が不可欠となる.そこで,結晶化に有利と思われる高度好熱菌のlon遺伝子の発現系を作成し,それより精製した標品を用いて結晶化の条件検討を行っている.Lonプロテアーゼはタンパク質の分解と共役してATPを加水分解するATP依存性プロテアーゼの一種で,大腸菌などの原核生物からヒトなどの高等哺乳動物に至るまで広くその存在が知られている.原核生物においては細胞質内,真核生物においてはミトコンドリア内に存在し,変性タンパク質の除去の他に細胞分裂,細胞壁合成の制御(原性生物)たミトコンドリアの機能維持(真核生物)に関わっていることが示唆されている.本研究では,哺乳動物のミトコンドリアにおけるLonプロテアーゼの機能解析を行うとともに,Lonプロテアーゼ自体のATP依存的ペプチド結合切断メカニズムの立体構造レベルでの解明をめざした.本年度は以下の結果を得た.既に報告のあるヒトのLON遺伝子をプローブとして,マウスcDNAライブラリーよりマウスLONcDNAを得た.このマウスLonとGFPとの融合タンパク質を培養細胞COS7に導入し,ミトコンドリアへ移行することを確認した.次いでLonのN末端付近の部分欠失変異体とGFPとの融合タンパク質を数種,培養細胞内で発現させ,細胞内局在を調べることにより,これまで不明であったLonのミトコンドリア移行シグナルの同定に成功した.現在,Lonプロテアーゼおよびそのプロテアーゼ活性を欠失した変異体を培養細胞に導入し,その機能を解析している.LonプロテアーゼのATP依存的ペプチド結合切断メカニズムならびに細胞内変性タンパク質認識メカニズムの詳細な解析にはX線結晶構造解析によるLonプロテアーゼの立体構造の解明が不可欠である.そこで,結晶化に有利と思われる高度好熱菌のlon遺伝子のクローニングを行い,それの大腸菌内での大量発現とLonの精製に成功した.この高度好熱菌Lonは基質特異性,ペプチド結合切断反応のATP依存症など,生化学的特性については大腸菌や哺乳動物のものとほぼ同じで,耐熱性が上昇していた.この発現・精製系を用いて1リットルの培養液より約5mgの精製Lonプロテアーゼを得られることがわかったので,現在,この精製標品を用いてX線結晶解析に向けての結晶化の条件検討を行っている.Lonプロテアーゼはタンパク質の分解と共役してATPを加水分解するATP依存性プロテアーゼの一種で,大腸菌などの原核生物からヒトなどの高等哺乳動物に至るまで広くその存在が知られている.原核生物においては細胞質に,真核生物においてはミトコンドリアに存在し,変性タンパク質の除去や細胞分裂,細胞壁合成の制御(原核生物),ミトコンドリアの機能維持(真核生物)などに関わっていることが示唆されている.本研究では,哺乳動物のミトコンドリアにおけるLonプロテアーゼの機能解析を行うとともに,Lonプロテアーゼ自体のATP依存的ペプチド結合切断のメカニズムを立体構造レベルで解明することを主な目的とし,これまでに,マウスのLON cDNAのクローニングを行うとともに,GFPとの融合タンパク質を用いて,ミトコンドリア移行に要求されるシグナルの特定などを行ってきた.今年度はLON遺伝子の機能を個体レベルで調べる目的で,ドミナントネガティブ体のLONを発現するトランスジェニックマウスを作成することを試みた.マウスLonのSer834は各種生物のLonに高度に保存されており,大腸菌ではプロテアーゼ活性残基であることが報告されている.そこで,このセリン残基をアラニンに置換したLon変異体(S834A)発現ベクターを構築し,マウス受精卵への導入を試みた.現在,この変異体LON遺伝子が導入されたマウス一匹を得ることができ,その解析を行っている.また,LonプロテアーゼのATP依存的ペプチド結合切断メカニズムならびに細胞内変性タンパク質認識メカニズムの詳細な解析にはX線結晶構造解析によるLonプロテアーゼの立体構造の解明が不可欠となる.そこで,結晶化に有利と思われる高度好熱菌のlon遺伝子の発現系を作成し,それより精製した標品を用いて結晶化の条件検討を行っている.
高等教育におけるアニメーション産業人材育成プログラムの分析・評価とその開発

本研究は、コンテンツ産業を我が国における知識集約型産業の牽引役として位置づけ、その人材育成システムのあり方を、高等教育論的、大学評価論的、教育経済学的に考察・開発することを目的とした。具体的な研究事例はアニメーション・マンガ産業である。今年度は、昨年度購入したアニメ・マンガ産業関連人材名簿等の資料の解析、webを利用したアンケートと個別大学へのインタビュー調査によるケーススタディを行った。資料の解析では、この分野の人材の供給源が解明されつつあり、人材の絶対数の増加・高学歴化カミ明らかになった。Webを利用したアンケートな、Webの性質や昨今のアンケート調査への抵抗感の高まり、およびシステムの不安定性から十分なデータが得られなかった。ケーススタディは、具体的には京都精華大学、東京工科大学、東京藝術大学など複数の大学を調査した。その結果、アニメ・マンガ関連学部等の設立には、母体として伝統的芸術系学部やアニメ・マンガ関連の専門学校の存在が重要である点、設立を決定づけるキーパーソンの存在(東京工科大)が重要である点などが明らかになった。さらに、設置申請時のカタカナ学部名称や大学でアニメ・マンガ関連の組織を作ることへの本質的抵抗感が審査者や政府から示されるなどの困難もあったことが明らかになった。さらに、先行する専門学校との内容的差別化に関して理想とは別に現実についての不透明感が明らかになった。本年度は、インタビュー調査と分析方法論の開発を中心に「高等教育におけるアニメーション人材の育成」に関する研究をさらに進める目的で以下のとおり実施した。(1)インタビュー調査の実施:アニメーション産業の中間団体である「日本動画協会」へ視察・インタビューを行い、アニメーション産業の実態や人材育成の実情や展望に関する情報収集を行った。業界では、いわゆる「オタク」な若者よりも、一般の大学で教養・専門を学んだ人材を欲している点、業界自体が東京・杉並区に集積していることから、東京近縁の大学には地理的便宜性から応援や期待をしているが、それ以外の遠隔地に対する期待は必ずしも高くないことが明らかになった。(2)日本労働政策・研修機構の勇上和文氏にインタビューを行い、特に専門学校におけるアニメーション人材の育成状況や業界との連携状況について伺った。特定の業界機関-教育機関の連携関係が成立し、卒業生の進路が保障されている場合もあるが、概して専門学校は厳しい状況にあり、業界参入後も厳しい労働環境にあることが明らかになった。同時にアニメーションを含めたコンテンツ産業に関する国策が、経済産業省(業界)、厚生労働省(労働環境)、文科省(教育)に分化し、連携が必ずしも取れていないことが明らかとなった。(3)京都精華大学ヘインタビューを行い、'大学におけるアニメーション・漫画人材の養成状況をうかがった。もともと伝統ある芸術系を母体に成立しているアニメーション・漫画関係の学部学科の人気は高く、労働市場参入も容易であり、同種の専門の牽引役となっていることがわかった。このようなインタビュー調査結果を踏まえつつ、並行して応用可能な統計的分析の開発やWeb調査システムの導入を図った。来年度はWeb調査を実施し統計分析を通じて、アニメーション・漫画関連人材養成の大学・学部・コースの成立と普及の状況について分析を進めたい。
電磁気学的機能発現を指向したヘテロ環多官能基性フラーレン誘導体の合成

フラーレン(C_<60>)を基に、パラジウムメタラサイクル錯体による[4+2]型環状付加反応、光反応によるビス(フレロイド)誘導体への異性化、引き続き光増感自己酸化するとジケトン誘導体を得ることができる。この化合物は、12員環という大環状構造をもっている。一方、フラーレンとナイトレンとの反応生成物から、同様に大環状構造のアザフレロイドのジケトン酸化体も合成可能である。ジケトン誘導体は、フェニルヒドラジン,芳香族カルボニル化合物のフェニルヒドラゾン,オルトフェニレンジアミンなどの含チッ素化合物と反応させることによって、1:1反応生成物を得ることができた。生成物の構造は,安定アイソトープを導入した^<15>NMR測定,種々の2次元NMR測定,分子軌道計算に基づくシミュレーション法などを駆使して以下のように決定した。すなわち、大環状部分でさらなる環拡大を起こして最大で20員環を形成し、サッカーボール構造が大きく口を開けたように解裂した開口フラーレン構造である。この開口部付近は、炭素のみからなる元の状態とは異なり、エステル,ケトン,ヒドラゾン,ピラジンなどの酸素やチッ素官能基で修飾されている。フラーレン表面の大環状構造はこの部分を通して物質を外部からフラーレンの内部へ挿入することによる内包フラーレンの合成に不可欠な要素である。本研究によって合成されたオルトフェニレンジアミンとの反応生成物は、既知の開口フラーレン中最大の開口部を持ち、被内包物質としては最大の水分子を加圧など必要とせず自発的に内包することができる。従来の内包フラーレンは、開口部の小さなものを用いているため、水素やヘリウムのような小さな単体を超高圧化に加圧することでしか合成できなかった。フラーレン(C_<60>)を基に、パラジウムメタラサイクル錯体による[4+2]型環状付加反応、引き続き光異性化によって得られる60π電子ビス(フレロイド)誘導体は、光増感自己酸化によって炭素-炭素結合の部分切断が起こりジケトン誘導体へと変化することを見出した。このジケトン誘導体は、フラーレンの5員環および6員環のみからなるサッカーボール構造の一部に12員環という大環状構造をもっており、部分的に開口部をもったフラーレン誘導体とみなすことができる。また、炭素のみからなるフラーレンの骨格上に酸素官能基を直接結合させた構造を有しているので、酸化-還元に基づく電子的な特性も従来のフラーレン誘導体には見られないものを示している。本年度の研究では、このようなジケトン誘導体の構造的および電子的な特性を、ヘテロ原子官能基を導入することによってさらに際立たせることを目指して以下のような成果を得た。ジケトンに存在する12員環構造は環サイズが開口部を通して物質をフラーレンの内部へ挿入するには不十分なので、フェニルヒドラジンまたはオルトフェニレンジアミンと反応させることによって、従来知られていなかった新しい型の水素移動を伴った付加・転位反応を経て、さらに炭素-炭素結合を位置選択的に切断した1:1反応生成物を得ることができた。これらの生成物は特徴的な光化学的性質を有しており、フェニルヒドラジンとの反応生成物は近赤外部にオルトフェニレンジアミンとの反応生成物は可視部にそれぞれ強い蛍光を発する性質があることを見出した。構造が明らかとなった生成物については論文に発表した。さらに、結晶化・安定アイソトープを導入したNMR測定・量子化学計算などを駆使して構造未確定の生成物の構造決定を実行中である。
硫酸化糖脂質の生成・排泄促進による新たな酸化ストレス抑制作用の解明

我々はヒトおよびマウスの検討において、硫酸化糖脂質スルファチドの発現量と酸化ストレスレベルの間に負の相関があることを観察してきた。本研究では、スルファチドの発現・代謝に与える酸化ストレスの影響を調べた。培養細胞を過酸化水素で処理したところ、高濃度の処理ではスルファチド発現量が顕著に減少した。このことから、酸化ストレスはスルファチドの発現に直接影響を与えること、また、強いストレス負荷はスルファチド発現を抑制することがわかった。一方、低濃度処理では、スルファチド発現量は増加傾向にあった。この変化は、酸化ストレスに対する防御反応の一環である可能性が考えられた。本研究は、生体分子であるスルファチド(硫酸化糖脂質)の新たな代謝機構および生理機能(生体防御機能)を明らかにし、疾病治療・予防に有用な新しい情報を提供することを目的とする。本年度は、肝臓で合成されるスルファチドが胆汁中へ排出される新たな代謝経路の解析に重点をおいた。まず、マウス肝臓のスルファチド合成を促進させる薬剤を4種類選定した(clofibrate, bezafibrate, fenofibrate, ciprofibrate)。これらの薬剤を投与量100 mg/kg/dayでマウスへ2週間投与した結果、肝臓および胆汁中のスルファチド含量は顕著に増加した。これらのマウスの肝臓では、スルファチド生合成の主要酵素(Spt, Cst)、スルファチドの細胞内輸送蛋白(Gltp)、および、胆汁への代謝物分泌を担うcanalicular transporters(Mdr1, Bcrp)の発現増加が生じていた。以上の変化は、核内受容体PPARαの活性化と連動してみられ、PPARαがスルファチドの合成・輸送・胆汁排出を統括的に制御していることが明らかとなった。また、スルファチド胆汁排出のメカニズムを検索する試みとして、Mdr1・Bcrpの共阻害剤(elacridar)をマウスに投与する試験を行い、阻害剤投与により胆汁中のスルファチド含量が3割程度減少することを見出した。この結果から、Mdr1・Bcrpがスルファチド胆汁排出を部分的に担うこと、また、スルファチド胆汁排出を担う新たな分子(分子群)が存在することが示唆された。以上から、スルファチドが胆汁排出される新規代謝システムの分子基盤の一端を理解することができた。本年度は、スルファチドが胆汁排出される新たな代謝経路の分子機序の一部を明らかにした。また、核内受容体PPARαが肝臓におけるスルファチドの合成・輸送・胆汁への排出を統括的に制御する新しい仕組みを見出した。一方、当初計画した酸化ストレス負荷マウスを用いた試験は、上記の研究を優先させたため、次年度に延期した。以上を総合して進捗状況を判断した。昨年度までの研究から、肝臓のスルファチド代謝に影響を与える因子として、核内受容体PPARαと酸化ストレスを見出した。本年度はこれら2つの因子の影響を詳しく調べた。C型肝炎ウイルスの構成成分であるコア蛋白を発現するトランスジェニックマウスは、加齢に伴い肝臓のPPARα活性化と酸化ストレス増加を生じ、肝発癌に至る。このマウスの肝臓を調べたところ、PPARαの加齢依存的活性化に伴い、スルファチド合成関連酵素の発現誘導が生じ、スルファチド含量が増加することが分かった。また、当該マウスの肝臓から癌部・非癌部を採取し解析した結果、癌部では非癌部よりもPPARα活性化・スルファチド合成酵素の発現増加・スルファチド蓄積がより顕著に生じていた。スルファチドは発癌に関与することが報告されていることから、当該マウスにおいてPPARα活性化は肝臓中スルファチドの合成・蓄積を促進することにより、肝発癌を促す可能性が示唆された。一方、当該マウスにおいて酸化ストレス増加とスルファチド代謝変化の関連性はみられなかった。このことから、スルファチド代謝は酸化ストレス増加よりもPPARα活性化による影響を強く受けることが示唆された。また、飽和脂肪食を与えたマウスを解析し、血清・肝臓スルファチド量が減少することを見出した。このマウスの肝臓ではスルファチド合成酵素の発現低下・PPARα機能低下・酸化ストレス増加が生じていた。飽和脂肪食と共にPPARα活性化剤を与えたマウスでは血清・肝臓スルファチド量の減少は見られず、飽和脂肪食によるスルファチド低下作用はPPARα機能低下を介して生じたことが示唆された。また、エタノールを経口投与したマウスにおいて、小腸のスルファチド含量が減少することを新たに見出した。本年度は、肝臓のスルファチド代謝に与えるPPARαと酸化ストレスの影響を幾つかのマウスモデルで調べた。その結果、肝臓のスルファチド代謝制御において、PPARαは酸化ストレスより強い影響を与えることが分かった。また、肝臓のスルファチド代謝に影響を与える新しい食品成分を見出した。加えて、エタノール投与が小腸のスルファチド代謝に影響を与えることを見出した。一方、当初予定したスルファチド代謝と硫黄代謝の関連性を調べる実験は、上記の研究を優先させたため次年度に延期した。スルファチド(硫酸化糖脂質)の発現・代謝において、酸化ストレスが与える直接的な影響を調べるため、培養細胞を用いた検討を行った。ヒト肝癌

由来細胞株HepG2細胞には約8 nmol/mg proteinのスルファチドが存在し、このうちの約7割はSM3 (lactosylceramide sulfate)、3割弱がSM2 (gangliotriaosylceramide sulfate)であった。SM4s (galactosylceramide sulfate)はほとんど検出されなかった。各スルファチドのスフィンゴイド組成はd18:1型が9割以上を占めた。HepG2細胞に多量のSM3が発現することは過去に報告されており、過去の報告と一致する結果が得られた。続いて、HepG2細胞を過酸化水素で処理し、酸化ストレス負荷に対応してスルファチド発現量に変化が起こるか否かを検証した。無血清DMEM培地に過酸化水素を最終濃度0-1000 uMの範囲内で添加し、HepG2細胞(約80% confluency)に対して24時間処理を行った後、細胞を回収し、スルファチド発現変化を調べた。その結果、スルファチド発現量は過酸化水素低濃度域で微増し、高濃度域において顕著に低下することが分かった。以上から、スルファチドの発現は酸化ストレスに応答して変化すること、また、強い酸化ストレス負荷を受けた場合には、その発現量が減少することが示唆された。我々はヒトおよびマウスの検討において、硫酸化糖脂質スルファチドの発現量と酸化ストレスレベルの間に負の相関があることを観察してきた。本研究では、スルファチドの発現・代謝に与える酸化ストレスの影響を調べた。培養細胞を過酸化水素で処理したところ、高濃度の処理ではスルファチド発現量が顕著に減少した。このことから、酸化ストレスはスルファチドの発現に直接影響を与えること、また、強いストレス負荷はスルファチド発現を抑制することがわかった。一方、低濃度処理では、スルファチド発現量は増加傾向にあった。この変化は、酸化ストレスに対する防御反応の一環である可能性が考えられた。次年度は、スルファチド胆汁排出の生理的意義を明らかにするための研究を進める。具体的には、スルファチド胆汁排出が酸化ストレスに対する生体防御反応の一環である可能性を検証する。そのために、酸化ストレス負荷を与えたマウスを用いて、酸化ストレスの状態変化とスルファチド合成・排出量の変化を調べる。また、酸化ストレス制御およびスルファチド合成と強く関連する硫黄代謝に着目し、硫黄代謝変動物質がスルファチド合成・胆汁排出に与える影響を調べる。1)エタノール投与によって小腸スルファチドが減少するメカニズムの解明を進める。主にPPARαと酸化ストレスに関連する因子の解析を行い、これらの関与を調べる。2)飽和脂肪食と共に抗酸化剤をマウスに投与する実験を行う。酸化ストレスを緩和することでスルファチド含量の減少が抑制されるかを検証する。3)スルファチド代謝と硫黄代謝の関連性を明らかにするため、硫黄成分欠乏飼料でマウスを飼育し、スルファチド含量・組成の変化を調べる。また、酸化ストレスの状態変化やPPARαの機能変化についても解析を行う。代謝生化学、脂質生化学当初計画で見込んだよりも安価に研究が進んだため、次年度使用額が生じた。当初計画で見込んだよりも安価に研究が進んだため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は平成28年度請求額と合わせて消耗品費として使用する。
スプライシングに関与するRNAヘリカーゼ遺伝子のクローニング

真核生物の遺伝子発現に必須な過程であるスプライシングにおいて、近年その重要性が示唆されつつあるRNAヘリカーゼ遺伝子を哺乳類から分離するために、これまでに知られている酵母などの相同遺伝子の配列を検討し、保存性が高いと思われる領域について種々の合成DNAプライマーを作製した。これらのプライマーを用いて、ヒト培養細胞であるHeLa細胞のメッセンジャーRNAを鋳型として、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行った結果、酵母遺伝子と高い相同性を持ったDNA断片を得ることができた。この断片をプローブにして、HeLa細胞のcDNAライブラリーをスクリーニングした結果、複数の異なるクローンを得ることができ、そのうち一つについて全塩基配列を決定した。このヒトRNAヘリカーゼ遺伝子は酵母のスプライシングに関係するヘリカーゼ遺伝子PRP22と非常によく似ていることが判明し、予想通りこの遺伝子を用いて酵母の温度感受性変異株を部分的に相補することも明らかになった。これらの結果から、酵母の系で知られていたヘリカーゼが高等真核生物の系でも同様に存在すること、また高等真核生物においては複数の互いに相同性の高いRNAヘリカーゼがスプライシング反応に関与していることが示唆された。今後は、複数のヘリカーゼが高等真核生物のスプライシング反応においてどのような機能分担を行っているのかについて、別のヒトRNAヘリカーゼ遺伝子の配列を明らかにし、それぞれに対する抗体を作製し、in vitroスプライシング系などを利用して解析していくことが課題となると考えている。
ガスの超高空間分解能観測で明らかにする、銀河進化におけるブラックホール成長過程

銀河の進化過程の中でも主要な未解決課題である、銀河とブラックホール(Black Hole; BH)が影響を及ぼし合いながら進化する様子(共進化)の具体的シナリオを解明することを目的として、近傍銀河のもつBH近傍へのガス流入過程を過去最高の空間分解能で観測する。本研究では観測したデータに力学モデルを用いて、BH成長率をこれまでになく精密に見積もる。そしてBH成長率と母銀河の進化フェーズとの関連性を明らかにし、共進化過程におけるBH成長の詳細を観測的事実から初めて定量的に解明する。
レーザー高次高調波による液体の時間・角度分解光電子分光の開拓

平成28年度は開発した134 nm真空紫外超短パルスを評価するとともに、時間分解光電子分光へと応用した。134 nmパルス発生には4光波混合と、400 nmの三次高調波発生の2つの方法がある。前者はポンプ光である267 nm、プローブ光である134 nmをともに真空中で発生できるため時間分解能に優れており、Xeガスの非共鳴2光子過程によって放出された光電子強度から推定された時間分解能は40 fsであった。後者はポンプ光を大気中で別途発生させる必要があるため分散媒質によってポンプ光のパルス幅が伸長し、時間分解能は100 fsであった。出力は前者に比べて強くサンプル位置で1.4 nJの出力が得られた。はじめに、後者を用いてピラジン蒸気について実験を行ったところ明瞭なポンプ-プローブ信号を検出し、時間分解光電子分光に必要な134 nmパルスの出力が得られていることが確認できた。次に134 nmパルスによって水和電子の観測を試みた。0.5 Mフェロシアン化カリウム水溶液を用いて実験を行った。フェロシアン化物イオンに比べて非常に小さいが水和電子の信号が確認された。134 nmパルスによって発生する光電子量を変化させても水和電子のピーク位置は不変であり、発生した光電子間の反発によるスペースチャージは無視できる程度であることがわかった。このことは昨年度発表した13.6 eVのプローブ光を使った実験とは対照的であり、水の直接イオン化エネルギー11.2 eVよりも小さな光子エネルギー9.2 eVの光源を開発した利点である。また、昨年度測定した水和電子スペクトルの波長依存性についてスイス連邦工科大学チューリッヒ校のグループとの共同研究で電子の溶媒による散乱モデルに基づいた解析を行い散乱の影響を除いた水和電子のスペクトルを算出し、米国科学振興協会の学術誌に発表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は以前より進行中であった液体光電子分光における電子散乱の研究と高エネルギー超短パルス光源の開発を並行して行った。液体光電子分光における電子散乱の研究では紫外パルス光源(3.4-5.2 eV)を用いて水和電子スペクトルのプローブ波長依存性を測定した。水和電子の束縛エネルギーおよびスペクトル幅はプローブ波長が短くなるにつれて大きくなった。これは溶液バルク中の水和電子から発生した光電子が液体表面から真空中に飛び出すまでに溶媒によって非弾性散乱を受けているためと解釈できた。紫外液体光電子分光において非弾性散乱の影響を明らかにした研究はこれが初めてであり、液体光電子分光の知見が深まった。また、高次高調波の実験に先立って、90 nmの真空紫外パルス光によって水和電子の束縛エネルギーの測定を行い、水和電子の信号を観測することに成功した。一方で、水のイオン化エネルギーを超える光子エネルギーをもつ光源では溶媒から膨大な背景信号が観測されること、また光電子間の反発による運動エネルギーのシフトが起こることがわかった。以上をまとめ、米国化学会の学術誌に発表した。以上の結果を受けて、光源開発の部分では予定を変更しフィラメンテーション4光波混合を用いた真空紫外パルス光源の開発を行った。新規に光路を製作し、800 nmパルスと400 nmパルスをアルゴンガス中で同軸に集光することで4光波混合によって基本波800 nmの6次までの高調波を発生させた。3倍波、4倍波についてはそれぞれ3 μJ, 200 nJの出力が確認されており液体の光電子分光には十分な強度である。また、これらのスペクトル幅から計算されるフーリエ限界幅は30 fs程度であり、十分な時間分解能を達成できると期待される。5倍波、6倍波については発生を確認したが、正確な出力、スペクトルについては現在測定準備を進めているところである。計画の変更こそあったものの目的とする真空紫外超短パルス光源の開発は順調に進んでおり、光源の評価を進める段階まで進むことが出来ている。発生した3倍波、4倍波ではそれぞれ3 μJ/pulse, 200 nJ/pulseと光電子分光に十分な強度が得られている。また、スペクトル幅から計算される時間分解能は3倍波、4倍波ともに30 fsであり、高速ダイナミクスを観測するのに十分な時間分解能が得られている。また、90 nmの真空紫外光源で先立って液体光電子分光を行うことが出来たのは非常に大きな収穫であり、真空紫外での液体光電子分光における実験の方法論、注意すべき点、問題点について理解することが出来た。

出力は前者に比べて強くサンプル位置で1.4 nJの出力が得られた。はじめに、後者を用いてピラジン蒸気について実験を行ったところ明瞭なポンプ-プローブ信号を検出し、時間分解光電子分光に必要な134 nmパルスの出力が得られていることが確認できた。次に134 nmパルスによって水和電子の観測を試みた。0.5 Mフェロシアン化カリウム水溶液を用いて実験を行った。フェロシアン化物イオンに比べて非常に小さいが水和電子の信号が確認された。134 nmパルスによって発生する光電子量を変化させても水和電子のピーク位置は不変であり、発生した光電子間の反発によるスペースチャージは無視できる程度であることがわかった。このことは昨年度発表した13.6 eVのプローブ光を使った実験とは対照的であり、水の直接イオン化エネルギー11.2 eVよりも小さな光子エネルギー9.2 eVの光源を開発した利点である。また、昨年度測定した水和電子スペクトルの波長依存性についてスイス連邦工科大学チューリッヒ校のグループとの共同研究で電子の溶媒による散乱モデルに基づいた解析を行い散乱の影響を除いた水和電子のスペクトルを算出し、米国科学振興協会の学術誌に発表した。先にも述べたとおり、真空紫外光源発生方法を高次高調波からフィラメンテーション4光波混合に変更した。これは、先立って行った90 nmでの実験から水のイオン化エネルギーを超えた光源では液体の光電子分光に不利であると判断したためである。光源のエネルギーこそ変わったが来年度の計画に大きな変更は無く、開発した光源の評価が終わり次第、液体の光電子分光へと応用をすすめる。28年度が最終年度であるため、記入しない。