hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫の卵黄蛋白質の形成と制御機構の分子生物学的解明

マデレゴキブリ(Leucopheaea maderae)の卵黄蛋白質ビテリンの前駆体であるビテロジェニン(Vg)とリポフォリン受容体(LpR)遺伝子のクローニングを完了し、ビテロジェニンの受容体遺伝子のクローニングに取り組んだ。マデレゴキブリのリポフォリン受容体(888アミノ酸)をコードするcDNAが3362bpであることから、蛋白質は99.2kDaであることが予測された。また、この蛋白質は、N末端に8つのリガンド結合領域を持つもので、トノサマバッタ(Locust LpR)と78%、カ(Mosquito LpR)と66%の相同性を示した。その遺伝子はLow-density lipoprotein receptor(LDLR)遺伝子ファミリーに属することが分かった。さらに、LDLR遺伝子ファミリーに特徴的なFDNPVYというtight turn tyrosine internalization signalをもつものであることも分かった。また、ワモンゴキブリには、2つのビテロジェニン遺伝子が存在するのに対し、マデレゴキブリでは、1つの遺伝子がフレームシフトによって2通りに翻訳されることが分かったので、このフレームの認識機構についても調べている。リポフォリン受容体遺伝については、論文を作成中である。また、マデレゴキブリのビテロジェニン遺伝子の読み分けに関する論文も、すでに投稿し、内容の改訂について応答中である。ワモンゴキブリの卵黄蛋白質ビテリンの前駆体であるビテロジェニンの受容体を遺伝子クローニングし、Northern分析、in situ hybridizationなどで発現パターンの解析を行った。その結果、ビテリン及びビテロジェニン受容体の部位及び時間特異性を明らかにし、論文を、Insect Molecular Biologyに投稿し、掲載が決定された。ビテロジェニンは、成虫羽化後に発現するが、ビテロジェニン受容体は幼虫後期から発現していることがわかった。このビテロジェニン受容体の構造は、ショウジョウバエYolk protein受容体も含め、他の昆虫のビテロジェニン受容体と共通していた。この受容体は、不完全変態昆虫のビテロジェニン受容体としては、最初のものである。また、A.S.RaikhelとT.W.Sappirton編によるProgcess in Vitellogenesis vol.XII-Bに、昆虫のビテロジェニンの構造に関する総説が発表された。マデレゴキブリのビテロジェニン遺伝子をクローニングしたが、ワモンゴキブリの場合は、2つのビテロジェニン遺伝子が存在し、そこから2つの前駆体が形成されるのに対し、マデレゴキブリの場合は、2種類のビテロジェニンが、読み枠のシフトによって形成されることがわかった。さらに、マデレゴキブリのビテロジェニン受容体をクローニングし、ワモンゴキブリとは違う脊椎動物タイプの受容体であることを見いだし、現在論文を2編執筆中である。
光格子時計のための低温光共振器を用いた超高安定レーザーの開発

本研究では,次世代周波数標準として期待される光格子時計において安定度を制限する要因となっているプローブレーザーの安定度を従来より大幅に(2桁程度)改善することを目指し,超高安定レーザーシステムの開発を行った。具体的には,レーザー安定度を決めている参照光共振器の熱雑音を低減するため,単結晶シリコン製光共振器を3.5Kまで冷却することで,高い安定度の達成を目指した。本研究の結果,予定通り3.5Kの低温における,単結晶シリコン製光共振器の動作に成功した。その結果,インループ評価では1秒のタイムスケジュールで10のマイナス18乗の相対安定度が測定された。今年度は、本研究で用いる光共振器の基本設計と、それを収めるクライオスタットの設計を行った。さらに、安定化レーザーの光源である1396nmECDLの開発と、共振器の制御に用いられるディジタル制御用システムの構築を行った。まず、光共振器のデザインにおいては、当初の計画で用いる予定であったサファイアに替えて、単結晶シリコンを用いる場合に予想される性能、問題点の検討を行った。シリコンはサファイア同様に低温において高い機械的Q値を持ち、かつ熱伝導率も高いため、低温共振器の素材として適している。さらに、シリコンは18K付近で熱膨張率のゼロ点が存在することが知られている。これは、温度制御に対する要求値が大幅に緩和可能であることを意味する。さらに、サファイアに比べて安価で加工も容易であるため、光共振器の材料として適している。しかし、Sr光格子時計のプローブレーザーで用いる波長698nmではシリコンは不透明である。そのため、1396nmのレーザーをシリコン共振器で安定化し、それを導波路型第二次高調波発生器で698nmへと変換する方法を取ることにした。シリコンの弾性特性を用いて有限要素解析を行ない、振動による弾性変形で共振器長の変動が最小となるような共振器形状および支持方法を決定した。また、光共振器の冷却には最近開発されたヘリウム再凝縮型のパルス管冷凍機を用いることで、極めて低振動の冷却装置が作成可能であることがわかった。本年度はこの冷凍機を組み込んだクライオスタットの設計を行った。その他、安定化レーザー用の光源として100mW出力のECDLを製作した。さらに、ディジタル制御用コンピュータを購入し、動作確認を行った。単結晶シリコン製共振器を納めて冷却するためのクライオスタットを製作し、その性能評価を行った。このクライオスタットには、低振動を実現するため、ヘリウム再凝縮型の冷凍機が取り付けられている。この冷凍機は、ガスチャンバー内で液化したヘリウムを通して被冷却物と熱交換を行う。その際の冷却効率や速度は、ガスチャンバー内の圧力によって変化する。特に、常温から冷却を開始した当初と、最低到達温度付近では最適な圧力が異なる。そのため、冷却試験を繰り返し、最適なガス圧条件を求めた。さらに、この冷凍機と接続されるシリコン共振器には、常温からの輻射や熱伝導による入熱が存在する。これらを最小に抑え、かつ共振器の支持機構に充分な機械的強度を担保するための、断熱スタック及び輻射シールドを開発した。これらを組み合わせた結果、共振器を5Kまで冷却することに成功した。これは、当初目標の18Kを大幅に更新するものである。また、この状態での温度安定度の測定を行った。しかし、温度があまりにも安定であったため、実際の温度安定度を直接測定することは、温度計の読み取り回路雑音に制限されて不可能であった。そこで、入熱経路の伝達関数測定から温度揺らぎの上限値を求めた。これは、スペクトル密度で400nK/sqrt(Hz)@1Hz以下であり、温度揺らぎの要求値をほぼ満たしている。今年度はまた、光共振器本体の光学性能評価を実施した。プレ安定化レーザーで光共振器の周波数スキャンを行いフィネスの測定を行った。しかし、現時点では鏡研磨の表面粗さが想定より大きかったため、1000程度のフィネスに留まっている。そこで、研磨会社と検討を重ね、より表面粗さを10倍以上改善した研磨に成功した。この鏡基板を用いた共振器は今年度末に納品され、現在評価を行なっている。本研究は冷却されたシリコン光共振器を用いて,熱雑音を低減し,世界最高レベルのレーザー周波数の安定化を行い,将来的に光格子時計のローカルオシレーターとして利用することを目指すものである。本研究では熱雑音低減のために,曲率半径の浅いミラーを用いるが,その研磨には困難が伴い,昨年度製作したミラーの性能は不十分であった。本年度は,研磨方法の改良及び,誘電体多層膜形成手法の改良を重ね,フィネス8000程度の共振器を製作することに成功した。

その上でこのシリコン光共振器を,昨年度までに開発した低振動クライオスタットで3.5Kまで冷却した。この状態で,光ファイバーを通してレーザー光をクライオスタット内に導入し,レーザーをロックすることに成功した。制御回路の改良・最適化を行うことで,最終的に750kHzの広帯域制御を実現した。制御のエラー信号から得られた残留周波数雑音は,1秒のアラン標準偏差で約10の-18乗であった。また,共振器に加わる振動による弾性変形によって,共振器長が変化してしまう問題を低減するため,能動防振ステージの開発を行った。これは,伸縮可能な6本の脚で支えられた6自由度の姿勢制御が可能なヘキサポッドステージに,振動センサーを取り付け,その信号を伸縮脚にフィードバックすることで,能動的に振動を取り除くものである。また,全ての部品を真空対応にすることで,真空容器内にこの能動防振ステージを設置することが可能になっている。本年度はこの能動防振ステージの組み立て,試験を行い,目標である1Hzから10Hzにおいて10倍以上の防振性能を達成することに成功した。以上の結果から,3.5Kの低温で動作可能なシリコン光共振器を用いた高安定レーザーシステムが完成した。今後は,このレーザーを光格子時計とリンクし,安定度のループ外評価等を行っていく。本研究の最終目標は10の-17乗台の周波数安定度を持つレーザーの開発である。そのための鍵となる技術は、高性能な単結晶シリコン製共振器と、それを18K程度まで冷却する点である。このうち、冷却に関しては当初の想定以上に低い到達温度(5K)を達成し、開発は成功した。一方で、シリコン共振器に関しては、研磨に関する技術的困難により開発が遅れている。光共振器の性能は、鏡表面における光学損失に反比例する。低損失の鏡を制作するには、その表面を究極的な滑らかさに研磨する必要がある。共振器を構成するには、この鏡をスペーサー両端にオプティカルコンタクトで接着する。そのために、曲率を付けた鏡の周辺部分には平面研磨部分を作成する必要がある。一方、本研究では熱雑音の影響を最小に抑えるため、共振器鏡上でのビームスポットサイズを大きくする必要があり、そのために鏡の曲率半径をこの種の鏡としては非常に大きい、3mに設定している。この場合、平面研磨時に曲率部分に傷を付けてしまう危険性が高まる。そこで当初、比較的自由な曲面研磨が可能な磁気流体研磨法を用いて鏡を製作した。しかし、この方法では形状精度は高いが、表面粗さが悪く、光学損失が増加してしまった。そこで、研磨会社と検討を重ね、より低い表面粗さを達成可能なオスカー研磨法を用い、かつ曲率部分に傷を付けない研磨法を開発した。その結果、表面粗さが1.6オングストローム程度と、充分な品質を持った鏡基板の開発に成功した。現在この基板を用いて共振器を製作し、その試験を行なっている。以上の研磨法開発の過程で、想定以上に時間がかかったため、当初計画よりも研究の進展が遅れている。25年度が最終年度であるため、記入しない。まずは、新しい研磨法で製作された共振器の試験を進め、振動感度等の基礎データを取得する。その後、冷却状態でレーザーをこの共振器にロックする。そのために必要な物品は全て揃っている。
半乾燥草原における二酸化炭素フラックスの多地点移動観測

モンゴル国の半乾燥草原における大気-生態系間のCO_2交換の空間分布を明らかにすることを目的として、北緯46度48度、東経105度110度の地域内の複数地点において、密閉式チャンバー法を用いた光合成速度・生態系呼吸速度、ならびに環境要素の測定を実施した。観測の結果、光合成速度および生態系呼吸速度の値は地点によって大きく異なり、その分布は主に植物の地上部バイオマスによって規定されていることが明らかになった。大気中二酸化炭素(CO2)濃度の変動をより正確に予測するために、陸上生態系によるCO2の吸収(光合成)と放出(呼吸)を高い精度で把握することが求められている。そこで本研究では、広大な面積を持つにもかかわらずこれまでデータが不足していた半乾燥地の草原生態系に着目し、CO2フラックスの広域空間分布を多地点移動観測という方法で実測し、さらにその制御要因を定量的に評価することを目的として研究を行っている。平成22年度は、植物成長期の最盛期におけるCO2フラックスの広域空間分布を把握することを目的として、8月に現地観測を実施した。ウランバートル市からバヤンオンジュル村(Bayan-Unjuul ; 47°03'N,105°57'E)の南方100km程度まではステップ草原と分類される植生帯であるが、場所による降水量の違いや地形の違いなどから、植生の疎密も場所によって異なっている。そこで、バヤンオンジュル村、村の北約50kmの地点、および村の南約50kmの地点の3地点を観測地として選定し、それぞれの場所で2日間ずつ、CO2フラックス、気象要素(気温・相対湿度・気圧・降水量・光合成有効放射)、土壌要素(地温、土壌水分量、土質)、植物バイオマスの測定を行った。選定した3地点は、生育している植物の量が明瞭に異なっており、草原生態系による光合成速度・生態系呼吸速度も地点によって有意に異なっているという結果が得られた。この観測結果をまとめ、「半乾燥草原におけるCO2フラックスの多点観測」というタイトルで学会発表を行った。平成23年度は、北緯4648度、東経105110度の範囲を対象として、8月上旬および9月中旬にそれぞれ10日間程度の現地観測を実施した。測定項目は、CO2フラックス、気象要素(気温・相対湿度・気圧・降水量・光合成有効放射)、土壌要素(地温、土壌水分量、土質)、植物バイオマスである。8月上旬には観測対象地域の西部から中央部にかけておよそ1000kmを移動しながら3地点での測定を行い、また9月中旬には、東部の地域を中心に800kmを移動しながら2地点での測定を行った。その結果、光合成速度・生態系呼吸速度のどちらにおいても、その空間分布は植物の地上部バイオマスによって大きくコントロールされているということが分かった。そこで本研究では、広大な面積を持つにもかかわらずこれまでデータが不足していた半乾燥地の草原生態系に着目し、CO2フラックスの広域空間分布を多地点移動観測という方法で実測し、さらにその制御要因を定量的に評価することを目的として研究を実施した。平成24年度は、北緯47度、東経106度に位置するバヤンウンジュル村近郊の草原を対象として、8月下旬に1週間程度の現地観測を実施した。平成24年度の後半は、これまでの3カ年の現地観測によって得られたデータを統合的に解析し、大気ー草原生態系間のCO2交換の空間分布がどの様な環境要素によってコントロールされているのか検討した。その結果、光合成速度・生態系呼吸速度のどちらにおいても、その空間分布は植物の地上部バイオマスによって大きく制御されているということが分かった。さらに、今後、衛星リモートセンシング等を利用して、半乾燥草原の広域CO2収支を推定することをめざし、反射率データから算出される種々の植生指数と現地観測で得られた植物地上部バイオマスとの関係について解析し、モンゴル国の半乾燥草原ではNormalized Difference Vegetation Index (NDVI)が地上部バイオマスの最も良い指標となるという結果を得た。予定したとおりの現地観測を実施することができ、概ね良い結果が得られた。また結果を学会で発表し議論することができ、順調に進んでいると判断する。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、本研究の最終年度にあたる。
脂質・核酸複合体の動的構造と核酸送達機能

核酸医薬として有望視されているカチオン性脂質と核酸からなる複合体(Lipoplex)は揺らいだ動的分子集合体であり、細胞内でのその動的挙動が機能に関与していると考えられるが、その詳細は全く不明である。本研究では、高い遺伝子送達能をもつポリアミン脂質を合成し、Lipoplexの揺らぎをともなう構造変化を蛍光顕微鏡および原子間力顕微鏡(AFM)により詳細に観察することにより、揺らぎ(構造変化)と生体機能(遺伝子送達)との相関を明らかにする。研究成果として、高い遺伝子送達能を有する新規ポリアミンの合成に成功し、その類縁体の合成も行った。ポリアミン部位のわずかな化学構造の違いが遺伝子送達活性に影響を及ぼすことが示唆された。高い活性をもつLipoplexの構造をAFMで観測した結果、ポリアミン脂質からなる二分子膜構造の間にDNAが挿入された層状構造であることが明らかとなった。細胞内取り込み後のエンドソーム環境をモデル化した系において、LipoplexからのDNAの放出が見られ、高い活性をもつLipoplexほど速やかに構造変化を起こすことが蛍光分光法およびAFMから明らかとなった。また、蛍光ラベル化したポリアミン脂質/DNA系で蛍光共鳴エネルギー移動法により、Lipoplex内のDNAとポリアミン脂質はある程度乖離することがわかり、AFM観察の結果とよい一致を示した。さらに、RNA干渉実験から、これらの誘導体は遺伝子発現抑制作用も有することが分かった。平成21年度の研究成果として、高い遺伝子送達能を有する新規ポリアミンの合成に成功し、その類縁体の合成も行った。細胞内取り込み後のエンドソーム環境をモデル化した系において、LipoplexからのDNAの放出が見られ、このプロセスが核酸輸送に重要であることが示唆され、分子集合体としてのポリアミン脂質・核酸複合体の揺らぎが起因する現象であると現時点で推察している。また、類縁体からなるポリアミン脂質とsiRNAとの複合体を形成させることにより、細胞内への導入およびRNA干渉作用によるノックダウン効果も認められた。導入高い活性をもつLipoplexほど速やかに構造変化を起こすことがAFMから明らかとなった。
組合せデザインの情報通信と遺伝子解析への応用

本研究では,研究代表者および分担者らは組合せデザインの新しい応用について研究を行ってきた.最終年度は,組合せデザインのDNA解析への応用の研究,RAID,光直交符号,最適ホッピング系列の構成への応用に関する研究を行ったが,特にDNA libraryscreeningのためのpositive発見アルゴリズムの開発に顕著な進展を見た.(1)DNA libraryscreeningのためのpooling designの構成と解析アルゴリズムについて:DNA解析において,多くの塩基列の中からある塩基列と対を成す塩基列を見出すscreening実験がよく行われる.その際,実験回数を減らすためにpooling experimentと呼ばれる実験方法が用いられることがある.本年度は,昨年度までの研究に加えて,各poolの実験結果からpositiveなcloneを見出すための効率的なアルゴリズムを開発した.本アルゴリズムはLDPCと呼ばれる符号の誤り訂正アルゴリズムあるいはベイジアンネットワークと呼ばれるアルゴリズムの一種であり,従来のMCMCによる判定アルゴリズムより100倍程度計算が速くなっている。本アルゴリズムは,実用に供するために慶応義塾大学から特許申請中である.また,実験回数を削減するための効率的なpooling designの組合せ論的構成法も見出した.(2)RAIDの記録効率と誤り訂正能力向上のためのcluttered orderingおよびerasure resilient code: RAIDにおいてinformation diskへの書き込みの順序を最適化することにより,書き込みを行わなければならないcheck diskの数を削減し,記録効率を向上できるが知られている.本研究では,2次元parityと呼ばれるRAIDについてwrappedρラベリングを用いて効率的な書き込み順序を求める方法を見出し,具体的にいくつかのwrappedρラベリングを求めた.また,誤り訂正能力を一定に保ったもとでinformation diskに対するcheck diskの比を小さくするerasure resilient codeについても研究を行い,アフィン幾何から作られるerasure resilient codeの誤り訂正能力の高さを示した.本研究では,研究代表者および分担者らは組合せデザインの新しい応用について研究を行ってきた.最終年度は,組合せデザインのDNA解析への応用の研究,RAID,光直交符号,最適ホッピング系列の構成への応用に関する研究を行ったが,特にDNA libraryscreeningのためのpositive発見アルゴリズムの開発に顕著な進展を見た.(1)DNA libraryscreeningのためのpooling designの構成と解析アルゴリズムについて:DNA解析において,多くの塩基列の中からある塩基列と対を成す塩基列を見出すscreening実験がよく行われる.その際,実験回数を減らすためにpooling experimentと呼ばれる実験方法が用いられることがある.本年度は,昨年度までの研究に加えて,各poolの実験結果からpositiveなcloneを見出すための効率的なアルゴリズムを開発した.本アルゴリズムはLDPCと呼ばれる符号の誤り訂正アルゴリズムあるいはベイジアンネットワークと呼ばれるアルゴリズムの一種であり,従来のMCMCによる判定アルゴリズムより100倍程度計算が速くなっている。本アルゴリズムは,実用に供するために慶応義塾大学から特許申請中である.また,実験回数を削減するための効率的なpooling designの組合せ論的構成法も見出した.(2)RAIDの記録効率と誤り訂正能力向上のためのcluttered orderingおよびerasure resilient code: RAIDにおいてinformation diskへの書き込みの順序を最適化することにより,書き込みを行わなければならないcheck diskの数を削減し,記録効率を向上できるが知られている.本研究では,2次元parityと呼ばれるRAIDについてwrappedρラベリングを用いて効率的な書き込み順序を求める方法を見出し,具体的にいくつかのwrappedρラベリングを求めた.また,誤り訂正能力を一定に保ったもとでinformation diskに対するcheck diskの比を小さくするerasure resilient codeについても研究を行い,アフィン幾何から作られるerasure resilient codeの誤り訂正能力の高さを示した.研究代表者および分担者らは,これまで,組合せデザインの統計的応用について研究を行ってきたが,最近,組合せデザインの新しい応用がさまざまなところで見られるようになった.本年度は,研究代表者は主に,組合せデザインの(1)DNA解析への応用,(2)計算機におけるRAID(redundant array ofindependent disks)への応用,(3)AES,グループ鍵配送方式についての研究を行った.また,研究分担者の藤原(筑波大学)らにより,(4)光CDMAのための光直交符号,(5)周波数ホッピングにおける最適ホッピング系列の構成に関する研究も行われた.(1)DNA libraryscreeningのための分解可能型グリッドデザインの構成DNA解析において,多くの塩基列の中からある塩基列と対を成す塩基列を見出すscreening実験が行われることある.その際,microtiter plateと呼ばれる配列が用いられ,実験回数を減らすためにグループテストと呼ばれる実験が行われることがある.グループテストの際に2つの異なる塩基列を2度以上同じ行,列で実験しないことが実験回数の削減に繋がることが知られていた.本研究では,グループテストの際に各塩基列を同数回実験することが実験回数を削減するために有効であることを見出し,resolvable grid designを用いるとこれらの2つの条件が共に満たされることを主張した.さらに,resolvable grid designの組合せ論的構成法を見出した.(2)RAIDの記録効率向上のためのwrapped ρラベリングについてRAIDにおいてinformation diskへの書き込みの順序を最適化することにより,書き込みを行わなければならないcheck diskの数を削減し,記録効率を向上できるが知られている.

本研究では,2d parityと呼ばれるRAIDについてwrapped ρラベリングを用いて効率的な書き込み順序を求める方法を見出し,具体的にいくつかのwrapped ρラベリングを求めた.(3)AESおよびグループ鍵配送方式に関する研究JavaによるAESの携帯電話へのImplementの試みを行った.また,新しいグループ鍵配送方式を提案し,実装を行いその評価を行った.上記(4)・(5)についても組合せデザインを用いて最適な構造を見出している.研究代表者および分担者らは,これまで,組合せデザインの統計的応用について研究を行ってきたが,最近,組合せデザインの新しい応用がさまざまなところで見られるようになった.本年度は,研究代表者は主に,組合せデザインの(1)DNA解析への応用,(2)計算機におけるRAID(redundant array of independent disks)への応用の研究を行った.また,研究分担者の藤原(筑波大学)らにより,(4)光CDMAのための光直交符号,(5)周波数ホッピングにおける最適ホッピング系列の構成に関する研究も行われた.(1)DNA libraryscreeningのためのpooling designの構成と解析アルゴリズムについてDNA解析において,多くの塩基列の中からある塩基列と対を成す塩基列を見出すscreening実験が行われることある.その際,実験回数を減らすためにpooling designと呼ばれる実験方法が用いられることがある.本研究では,実験回数を削減するための効率的なpooling designの組合せ論的構成法を見出した.さらに,実験が行われた結果にerrorが存在する場合に,positiveなcloneを検出する効率的なアルゴリズムを開発した.本アルゴリズムは,漸近的にShannon boundを達成する低密度パリティ符号の復号化アルゴリズムの考え方をもとに考案したものであり,ベイジアンネットワークとの関係も深い.(2)RAIDの記録効率向上のためのcluttered orderingについてRAIDにおいてinformation diskへの書き込みの順序を最適化することにより,書き込みを行わなければならないcheck diskの数を削減し,記録効率を向上できるが知られている.
干潟におけるシルト粒子群-気液混相流体場の力学挙動の解明と高精度予測モデルの開発

干潟域の流体現象は,波崩れによる液滴の飛散・分裂,エアロゾル,飛沫,これに伴う気泡混入,シルト粒子群の巻上げと移動・流出,干潟内部の浸透水挙動といった複雑流体現象がマルチスケールで発生しているため,従来の液相-底泥相二相流(two-layer flow)モデルから,超多粒子系気液混相流(multi-phase flow)モデルへと数理モデルのパラダイムシフトが要求される.このような複雑流体場をダイレクトシミュレーションするには,これまで申請者が個別に開発してきたCIP法(気液混相流場に適用可能),DEM法(多粒子群の力学挙動に適用可能),SPH法(固体・流体相互作用に適用可能)の各手法の利点・欠点を相互補完する新たな超多粒子系マルチフェイズダイレクトシミュレーション技法を提案する必要があり,ここでは,その基本フレームと統合化技術を構築し,その精度検証を行った.それぞれの手法は,CIP-SPH法,CIP-DEM法として有用なツールであることを確認した.(2)シルト粒子群-気液混相シミュレーション技法の開発実スケールに即した大規模体系の固気液三相流体現象を解析対象とするEuler型解法と,個別の砂粒子挙動を直接計算するLagrange型追跡法の両手法の利点を統合することにより,流れの素過程から大規模体系流れまでを同時に取り扱うことが可能な(N+2)Field-Model(NP2モデルに基づく,N分散相二流体モデル型の干潟流動・地形変化予測シミュレーション法を新たに提案し,その干潟域への適用性を検討した.このモデルは,干潟の干出・冠水のみならず,干潟土壌の粒径別挙動のシミュレーションが可能であるという著しい特徴を有している.(1)シルト粒子群の力学挙動に関する実験及び現地観測珪砂(0.20.3mm)に着色されたシルト粒子群(0.075mm以下,特注)を混ぜ合わせ,数種類の混合砂を用意し,規則波等(現有の回流水槽,造波水槽を利用)を作用させ,特殊光源の下,高速度ビデオカメラによって着色シルト群の移動・流出状況を撮影した.次いで,購入した流体計測ソフトおよび濃度変位計測ソフトによって,シルト粒子群の力学挙動を解明した.同時に,濁度計(購入予定)によって着色シルト粒子群による濁度を測定した.また,同様の計測を現地においても行い,水中ビデオカメラおよび特殊ライトによって,干潟シルト群の挙動特性を明らかにした.(2)シルト粒子群-気液混相シミュレーション技法の開発実スケールに即した大規模体系の固気液三相流体現象を解析対象とするEuler型解法と,個別の砂粒子挙動を直接計算するLagrange型追跡法の両手法の利点を統合することにより,流れの素過程から大規模体系流れまでを同時に取り扱うことが可能な(N+2)Field-Model(NP2モデルに基づく,N分散相二流体モデル型の干潟流動・地形変化予測シミュレーション法を新たに提案し,その干潟域への適用性を検討した.干潟域の流体現象は,波崩れによる液滴の飛散・分裂,エアロゾル,飛沫,これに伴う気泡混入,シルト粒子群の巻上げと移動・流出,干潟内部の浸透水挙動といった複雑流体現象がマルチスケールで発生しているため,従来の液相-底泥相二相流(two-layer flow)モデルから,超多粒子系気液混相流(multi-phase flow)モデルへと数理モデルのパラダイムシフトが要求される.このような複雑流体場をダイレクトシミュレーションするには,これまで申請者が個別に開発してきたCIP法(気液混相流場に適用可能),DEM法(多粒子群の力学挙動に適用可能),SPH法(固体・流体相互作用に適用可能)の各手法の利点・欠点を相互補完する新たな超多粒子系マルチフェイズダイレクトシミュレーション技法を提案する必要があり,ここでは,その基本フレームと統合化技術を構築し,その精度検証を行った.それぞれの手法は,CIP-SPH法,CIP-DEM法として有用なツールであることを確認した.(2)シルト粒子群-気液混相シミュレーション技法の開発実スケールに即した大規模体系の固気液三相流体現象を解析対象とするEuler型解法と,個別の砂粒子挙動を直接計算するLagrange型追跡法の両手法の利点を統合することにより,流れの素過程から大規模体系流れまでを同時に取り扱うことが可能な(N+2)Field-Model(NP2モデルに基づく,N分散相二流体モデル型の干潟流動・地形変化予測シミュレーション法を新たに提案し,その干潟域への適用性を検討した.このモデルは,干潟の干出・冠水のみならず,干潟土壌の粒径別挙動のシミュレーションが可能であるという著しい特徴を有している.
原始的真核生物赤痢アメーバにおける細胞周期制御機構の研究

最も原始的な真核生物の1種である赤痢アメーバ(Entamoeba histlytica)は、4核期と単核期を交互に移行するなど他の真核生物とは全く異なる細胞分裂を行う。本研究では赤痢アメーバの細胞周期を制御する機構の解明を行った。研究計画に従い、まず細胞周期を制御するキナーゼのクローニングを行った。赤痢アメーバ由来のmRNAからcDNAライブラリーを構築し、このライブラリーから細胞周期制御に関連すると思われる全長を含んだ新規キナーゼを10クローン得ることに成功した。これらのキナーゼについてアミノ酸配列を基準としたホモロジー検索を行ったところ、それぞれ他の真核生物のChk2(細胞周期進行の阻害因子)、Nek2、Rac1、Myosin light chain kinaseなどと高いホモロジーを示した。今回得た10種の新規キナーゼの細胞周期制御における機能を知るため、各々のキナーゼの活性を研究計画に従い、アフリカツメガエルの未成熟卵をモデル系として用いて測定した。新規キナーゼ10種のmRNAを合成し、未成熟卵に注入した後、細胞周期の進行を開始して各キナーゼの活性を観察した。その結果、Rac1、Myosin light chain kinaseなどのホモログに有意に細胞周期の進行を阻害する活性があることを見いだした。この結果は新規キナーゼが真核細胞で細胞周期を制御できることを示しており、赤痢アメーバにおいても同様の機能を果たしていることを強く示唆する。以上、研究計画に従い、赤痢アメーバにおける新規細胞周期制御関連キナーゼを10種クローニングした。さらにそれらのキナーゼの生体内での細胞周期における活性も確認した。これらの結果は特異な細胞分裂を行う赤痢アメーバの細胞周期制御機構の解明につながると共に、他の真核生物における制御機構の進化的な位置付けにも貢献すると考え、現在投稿準備中である。原始的な真核細胞の一つであり、脊椎動物に感染症を引き起こす赤痢アメーバ(Entamoeba hystolytica)の増殖制御の機構について解析を行った。赤痢アメーバでは細胞周期を制御する様々な分子がほとんど単離されていないため、申請計画に従い他の真核生物種で同定されている細胞周期を制御する分子群(wee1、CAK、MAPKなど)のホモログのクローニングを行った。その結果、タイターの高い赤痢アメーバcDNAライブラリーの構築、及び、MAPK、rskホモログの部分配列の同定に成功した。cDNAライブラリーに関しては、まず安全性の高い栄養型赤痢アメーバ株を恒温機内において大量培養して材料とし、AGPC法を用いて抽出したtotal RNAからOligo dTセルロースカラムを用いてmRNAのみを精製した後、mRNAを基質として逆転写酵素によりcDNAを合成した。合成したcDNAをプラスミドベクターに組み込み、cDNAライブラリーを構築した。タイターを測定したところ、高タイターのcDNAライブラリーであることが分かり、今後の解析に有効である。さらにクローニングに使用するプローブを作成するため、wee1、CAK、MAPKなどの細胞周期制御分子のアミノ酸配列で種間でよく保存されている部位に対応するdegenerate-primerを用いるなどの方法を用い、アメーバcDNAからRT-PCR法による増幅を行った。その結果、ヒトのMAPKであるERKと高い相同性を持つcDNA断片を得ることができた。さらに細胞周期に関与するキナーゼの1種であるrskのcDNA断片も得られた。これらのcDNA部分配列をプローブとして用いて、cDNAライブラリーから各分子の全長配列を持つクローンを単離中である。また、赤痢アメーバにおけるMAPK活性制御の機構を調べるため、抗リン酸化チロシン抗体を用いてウエスタンブロットによる解析を行った。その結果、脊椎動物と異なり、栄養型赤痢アメーバではリン酸化されたチロシンは細胞内には非常に少なかった。この結果は赤痢アメーバにおける増殖制御メカニズムが脊椎動物と大きく異なっている可能性を示唆している。
ヒト・ビタミンD結合蛋白の一次構造に関する研究

法医学や人類遺伝学の分野で幅広く利用されている血清蛋白の一つであるGC蛋白は、等電点電気泳動パターンで判別可能な表現型をもち、これらは三つの優劣のない遺伝子GcZ,Gc1F,Gc1Sによって発現されている。また、この蛋白はビタミンDと結合するために別名ビタミンD結合蛋白(DBP)とも呼ばれ、生理的には血清中やリンパ球上でアクチンと結合して重要な機能を果たしている。DBPの一次構造は早くから研究が始められていたにもかかわらず決定に至っていなかったが、1985年末にYangらによってcDNAからそのアミノ酸配列が決められた。我々はこのDBP(Gc2)の推定一次構造を確認することとサブクラス間のアミノ酸置換を明らかにするために、ヒト血清から三つのホモ接合体Gc2,1F,1Sを塩析と各種クロマトを組み合わせた方法で別個に分離精製して、これらの一次構造を決めることを意図した。分離したGc2型蛋白は完全還元アルキル化後BrCN分解して、生成したペプチドを高速液体クロマトによって精製した。一部のペプチドについては更に酵素消化を行い、逆相クロマトでそれらペプチドを分離精製した。これらペプチドのアミノ酸組成分析とアミノ酸配列分析によって一部を除いてDBP(Gc2蛋白)のアミノ酸配列を決め、その一次構造の確認を行うことができた。同様の方法でGc1Fと1S型の蛋白についての分析を進め、変異プチドのアミノ酸配列分析によってサブクラス間の差異を明らかにすることができた。Gc2-1F-1S間の置換アミノ酸は、152番目が各々G1y-G1u-G1uで、416番目がAsp-Asp-G1u,420番目がLys-Thr-Thrであった。ビタミンD結合蛋白(Gc蛋白)は、有用な遺伝標識として法医学的人類遺伝学的に大いに利用されており、ビタミンDとの結合やアクチンの会合解離への関与など生理学的にも重要な蛋白であるが、その蛋白質化学的な研究はあまり行われていない。その基礎となる一次構造を明らかにする目的で、次の手順に従って実験を行った。各個人のGc亜型を等電点電気泳動で判別して、Gc1F,1S,2の各亜型に属する血清を別個に塩析、Blue-Sepharose,DEAE-Sepharose,Sephadex G-75の各クロマトを順に行って、各Gc蛋白を分離精製した。この精製法は、当研究室で新たに開発したものである。このGc蛋白のS-S結合を完全還元アルキル化してから、BrCN分解を行った。これを高速液体クロマト(HPLC)の分子ふるいクロマトによって、各々4つのピークを得た。個々のピークについてHPLC-逆相クロマト(C8)によって、更にBrCNペプチドを分離精製した。各ピークについてアミノ酸分析を行い、各亜型間でその組成に差のあるものを探した。その結果、5個のBrCNペプチドを見いだし、現在それらについてトリプシン消化を行い、HPLC-逆相クロマト(ODS)によるトリプシンペプチドの分離精製を行っている。なお、各Gc亜型間で差異の認められるアミノ酸は、BrCNペプチドのアミノ酸分析結果から、アスパラギン酸,グルタミン酸,スレオニン,セリン,グリシン,リジン,アルギニンであった。
Cu-Al-Mn系超弾性合金の高性能化とその医療および電子機器材料への応用

「Cu-Al-Mn系超弾性合金の高性能化とその医療および電子機器材料への応用」に関する研究を行った結果、主として以下のような知見を得た。1、Cu-Al-Mnガイドワイヤー:本研究では、今までの研究成果を基に1.5mの実長の傾斜機能特性を有するCu-Al-Mn基合金ガイドワイヤーの試作を行い、その操作性を評価した。ガイドワイヤーには、親水性の樹脂コーティングを施した。本研究では、医者の手元部操作性に非常に重要な因子であるガイドワイヤーのトルクコントロール性を評価した。評価法は、擬似的な血管として内径φ3mmのテフロンチューブを用いた。2巻きに束ねたチューブの中にガイドワイヤーを挿入し、手元部の回転の先端部への伝達性を測定した。剛性が不十分なNi-Tiガイドワイヤーは、手元部の回転角が大きくなるに従い先端部に回転が十分に伝達しなくなり、ある角度に達すると突然先端部が回転し始めるウィッピング現象が観察される。この現象は、血管を損傷するため発生してはならない現象である。一方、本Cu-Al-Mnガイドワイヤーは、その現象は一切観察されず、手元部の回転が先端部に正確に伝達し、優れたトルクコントロール性を有していることが分った。本ガイドワイヤーは、突き出し性にも優れているため、その実用化は極めて期待できる。2、Cu-Al-Mn合金製チューブ:本研究では、本合金の医療用ステントへの実用化を検討するため、Cu-Al-Mn合金チューブの作製および特性の評価を行った。本Cu-Al-Mn合金は、非常に加工性に優れているため、チューブ形状にも簡単に成形できることが分った。また、本合金チューブは、良好な形状記憶特性および超弾性特性を有し、特に3%程度の超弾性歪みを有することが分った。このようなCu基形状記憶チューブは、世界的に見ても初めて達成されたものであり、医療用ステントばかりでなく、他の分野への実用化が非常に期待される。本研究では、優れた超弾性特性が得られるβ相結晶サイズおよび集合組織を形成するための加工熱処理法を検討した結果、以下のような知見が得られた。1 β相結晶粒径制御超弾性歪み量は、箔および板材試料では粒径(d)/板厚(t)に、線材試料では粒径(d)/線径(D)に大きく依存し、d/tおよびd/Dが大きい試料ほど大きな超弾性歪み量(7%以上)が得られる。しかしながら、d/tおよびd/Dが非常に大きくなると、結晶粒構造がバンブー構造になってしまうため、例えば、試料を曲げた時、ある粒が優先的に曲がってしまい試料が折れ曲がった状態になってしまう。これは、応力誘起マルテンサイト変態応力が方位に大きく依存するためであると考えられる。このような折れ曲がり現象を解消するため、d/t<2およびd/D<1に制御する必要がある。2集合組織制御および現象論による超弾性歪み量の方位依存性解析Cu-Al-Mn bccβ相合金では、圧延および再結晶により{121}<110>集合組織が形成されることが今までの研究により分かった。本研究において、強烈な集合組織を形成させるための加工熱処理法を検討した結果、fcc構造を有するα相およびβ相の2相状態において、加工を加え、その後再結晶する事により、強烈な{121}<110>集合組織が形成される事が分かった。さらに、Niの添加がα相を制御するために有効な元素である事が分かった。また現象論解析により、Cu-Al-Mn単結晶では、<100>にて10%、<110>にて7.4%、<111>にて2.1%の超弾性歪みが得られる事が予測された。また、{121}<110>集合組織をもつ板材の超弾性歪み量の引張方向依存性は、現象論解析による依存性傾向と良く一致した。従って、単結晶の現象論解析から多結晶集合組織材の超弾性歪み量の引張方向依存性を予測できることが分かった。2、Cu-Al-

Mn合金製チューブ:本研究では、本合金の医療用ステントへの実用化を検討するため、Cu-Al-Mn合金チューブの作製および特性の評価を行った。本Cu-Al-Mn合金は、非常に加工性に優れているため、チューブ形状にも簡単に成形できることが分った。また、本合金チューブは、良好な形状記憶特性および超弾性特性を有し、特に3%程度の超弾性歪みを有することが分った。このようなCu基形状記憶チューブは、世界的に見ても初めて達成されたものであり、医療用ステントばかりでなく、他の分野への実用化が非常に期待される。
光リング共振器を用いたローレンツ不変性の破れ探査

本研究では光速の行き帰りの差を、シリコンを入れた非対称光リング共振器を用いて測定することで、世界最高精度での光速の異方性探査を行う。光速度不変の原理は光子のローレンツ不変性と結びついており、異方性探査を行うことはローレンツ不変性の破れ探査を行うことに相当する。我々はこれまで、簡易な真空容器と回転系、光学系を用いて1年間に渡る異方性探査を行うことにより、光速の行き帰りの差に対し、6×10^{-15}の上限値を得た。これは奇パリティ実験としては世界最高精度である。当時の精度は装置の回転に伴う振動雑音で制限されていたため、本研究では振動雑音低減によりさらなる精度向上を目指す。振動雑音低減の方策としては、光学系の振動感度を低減させるためのモノリシック光学系の開発と回転台の改良による振動低減を二本柱としている。2015年度はモノリシック光学系のプロトタイプ開発、2016年度は回転台の開発を行った。2017年度から2018年度にかけては金属板に光学素子を直接接着することで振動感度を低減させるより本格的なモノリシック光学系の開発を行い、その性能評価を行った。加振試験の見積もりから、回転に伴う振動があっても10^{-17}レベルでの異方性探査が可能なことを示した。また、同相雑音除去比の評価を行い、要求値の1/100のを満たす結果を得た。さらに、1週間の試験運転を行った結果、光速の行き帰りの差に対して、5×10^{-15}の上限値を得た。これは1年間の異方性探査を行えばこれまでの上限値を5倍更新できる性能である。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、光速の行き帰りの差をδc/cで1e-20の精度で測定することにより、世界最高精度での光速の異方性探査を行うことである。測定にはシリコンを入れた非対称光リング共振器を用いる。非対称光リング共振器の反時計回りの共振周波数と時計回りの共振周波数は光速の行き帰りの差が存在するとずれるため、その差を測定するのである。我々はこれまで、簡易な真空容器と回転系、モノリシックではない光学系を用いて、1e-15レベルでの異方性探査を行ってきた。これは奇パリティ実験としては世界最高精度であるが、現在の精度は回転に伴う振動雑音で制限されていた。そこで2015年度は、光学系の振動感度低減のために、光学素子を板の上に一体で接着することで同相雑音除去を効かせるモノリシック光学系の製作に向けた開発を行った。モノリシック光学系の設計開発の第一段階として、金属製のセミモノリシック光学系を製作した。これにより、光学素子の接着手順の検討ができた。この光学系を真空容器に入れての性能評価や制御実験を行い、光学系の設計確認ができた。また、これまでは信号取得と電源供給のためのケーブルのねじれを避けるために実現できていなかった一方向への連続回転を実現した。このために、スリップリングを用いた電源供給や、無線で操作やデータ取得ができるデータ収集システムの導入、小型レーザーとその無線操作システムの導入と小型制御回路の製作を行った。なお、異方性探査のこれまでの研究と今後の研究計画をまとめた研究代表者の博士論文と関連論文により、2016年日本物理学会若手奨励賞を受賞した。2015年度の当初の目標は真空装置の準備と連続回転システムの製作と評価であった。また、振動感度の低いモノリシック光学系の設計を進めることとも目標としていた。これらの目標は当初の予定通り達成することができた。また、モノリシック光学系の設計については、実際に金属製ではあるがプロトタイプを製作することができ、その性能評価や光学系の設計の確認までできたため、当初の計画以上に進展していると言える。光速度不変の原理は光子のLorentz不変性と結びついており、異方性探査を行うことはLorentz不変性の破れ探査を行うことに相当する。我々はこれまで、簡易な真空容器と回転系、光学系を用いて、1e-15レベルでの異方性探査を行ってきた。これは奇パリティ実験としては世界最高精度であるが、回転に伴う振動雑音で制限されていた。そこで2015年度は振動雑音低減のため、モノリシック光学系の設計開発を進めてきた。2016年度は回転台の改良を行うことで回転に伴う振動の低減を目指した研究を進めた。ロータリーコネクタで電源を供給し、回転台の上にレーザー光源や光学系、制御システム、データ取得系を構築することで、これまで実現できていなかった一方向への連続回転を実現した。その結果、磁場に由来する雑音が問題になることが判明した。そこで、コイルを用いて磁場雑音カップリング率を事前に測定しておくことにより、雑音除去を行う手法を確立した。また、回転に伴うストレスによる雑音が影響することがわかった。これはロータリーコネクタの回転軸と回転台の回転軸の不一致が原因であることをつきとめ、回転軸の微調整を行った。以上の工夫により、回転に伴う電気系の雑音と機械系の雑音が十分に低減できることがわかった。

連続回転機構がほぼ完成したと言える。2016年度は主に回転台の改良を進めた。連続回転により、回転に伴う雑音が生じることが予想され、実際に観測されたが、着実に雑音特定と低減ができた。これにより、回転台に起因する電気系雑音や機械系雑音が問題にならない程度に抑えることが可能であることがわかった。そのため、おおむね順調に進展していると言える。本研究では光速の行き帰りの差を、シリコンを入れた非対称光リング共振器を用いて測定することで、世界最高精度での光速の異方性探査を行う。光速度不変の原理は光子のローレンツ不変性と結びついており、異方性探査を行うことはローレンツ不変性の破れ探査を行うことに相当する。我々はこれまで、簡易な真空容器と回転系、光学系を用いて1年間に渡る異方性探査を行うことにより、光速の行き帰りの差に対し、6×10^{-15}の上限値を得た。これは奇パリティ実験としては世界最高精度である。当時の精度は装置の回転に伴う振動雑音で制限されていたため、本研究では振動雑音低減によりさらなる精度向上を目指す。振動雑音低減の方策としては、光学系の振動感度を低減させるためのモノリシック光学系の開発と回転台の改良による振動低減を二本柱としている。2015年度はモノリシック光学系のプロトタイプ開発、2016年度は回転台の開発を行った。2017年度から2018年度にかけては金属板に光学素子を直接接着することで振動感度を低減させるより本格的なモノリシック光学系の開発を行い、その性能評価を行った。加振試験の見積もりから、回転に伴う振動があっても10^{-17}レベルでの異方性探査が可能なことを示した。また、同相雑音除去比の評価を行い、要求値の1/100のを満たす結果を得た。さらに、1週間の試験運転を行った結果、光速の行き帰りの差に対して、5×10^{-15}の上限値を得た。これは1年間の異方性探査を行えばこれまでの上限値を5倍更新できる性能である。2015年度に連続回転系の製作と性能評価ができたが、その結果電源周りが原因と思われる、回転に同期した雑音が出ることがわかった。また、新たに製作した制御回路の雑音が大きいことがわかった。そこで、2016年度はこれらの見直しをすることで雑音の低減を行う。また、ガラス製のモノリシック光学系の製作も進める。2017年度はモノリシック光学系の開発を行い、2015年度に開発した回転機構と組み合わせて、観測運転を行う。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
近接場光によるナノ寸法の光化学気相堆積法の確立

近接場光によるナノメータ寸法の光化学気相堆積法(光CVD法)を実現することを提案し、その際、ファイバプローブ先端に生成物が付着するのを防ぐため、前期核形成法を提案した.また同時に直接堆積法についても試みることにした.まず紫外域において伝送損失の少ないファイバを用い、化学エッチング法によって近接場光発生用のファイバプローブを作製する再現性の高い加工法を開発した.これは基本的には緩衝ふっ酸溶液を用いた選択エッチング法である.この結果、伝送損失0.1dB/m、近接場光発生効率1x10^<-2>、発生した近接場光のパワー密度1kW/cm^2に達した.これは光化学反応を誘起するのに十分に高い値である.このプローブを真空装置内に設置し、Zn(CH_3)_2蒸気を充満させ、プローブ先端に近接場光を発生させて、Zn(CH_3)_2をZnとCH_3とに解離させ、金属原子であるZnをガラス基板に堆積させる実験を行った.近接場光発生用の光源としてはアルゴンレーザーの第二高調波、エキシマーレーザー光を用いた.また、プローブをガラス基板に近接して安定に走査するための走査コントローラ用計算機ソフトウエア、およびプローブ位置制御のためのせん断応力検出と制御装置を開発した.以上の装置を用いて、堆積実験を行った結果、Znの幅20nmの曲線状パターンの堆積が確認された.その原子層数は8層程度である.なお、幅20nmの値には測定に用いたせん断応力顕微鏡の分解能が含まれているので、この効果を差し引くと、実際にはさらに狭い幅のパターンが堆積したと判定された.また、この方法は従来の光CVDと異なり、プローブ走査により、任意のパターンが描けることが特長であり、今回もループ状の曲線状パターンを描くことができた.この方法は集積回路のフォトマスクのリペアなどに応用可能である.パターンの幅は堆積時間によらず、ファイバプローブ先端形状に依存すること、高さは堆積時間に比例することが確認された.さらに、今後の発展の可能性を探るために、真空装置内にZn(CH_3)_2とともに酸素ガスを充満させ、ZnOの微粒子を堆積させる実験を試み、それも成功した.ZnOは青色発光をする酸化物であり、この実験はナノ光集積回路の実現を示唆するものである.近接場光によるナノメータ寸法の光化学気相堆積法(光CVD法)を実現することを提案し、その際、ファイバプローブ先端に生成物が付着するのを防ぐため、前期核形成法を提案した.また同時に直接堆積法についても試みることにした.まず紫外域において伝送損失の少ないファイバを用い、化学エッチング法によって近接場光発生用のファイバプローブを作製する再現性の高い加工法を開発した.これは基本的には緩衝ふっ酸溶液を用いた選択エッチング法である.この結果、伝送損失0.1dB/m、近接場光発生効率1x10^<-2>、発生した近接場光のパワー密度1kW/cm^2に達した.これは光化学反応を誘起するのに十分に高い値である.このプローブを真空装置内に設置し、Zn(CH_3)_2蒸気を充満させ、プローブ先端に近接場光を発生させて、Zn(CH_3)_2をZnとCH_3とに解離させ、金属原子であるZnをガラス基板に堆積させる実験を行った.近接場光発生用の光源としてはアルゴンレーザーの第二高調波、エキシマーレーザー光を用いた.また、プローブをガラス基板に近接して安定に走査するための走査コントローラ用計算機ソフトウエア、およびプローブ位置制御のためのせん断応力検出と制御装置を開発した.以上の装置を用いて、堆積実験を行った結果、Znの幅20nmの曲線状パターンの堆積が確認された.その原子層数は8層程度である.なお、幅20nmの値には測定に用いたせん断応力顕微鏡の分解能が含まれているので、この効果を差し引くと、実際にはさらに狭い幅のパターンが堆積したと判定された.また、この方法は従来の光CVDと異なり、プローブ走査により、任意のパターンが描けることが特長であり、今回もループ状の曲線状パターンを描くことができた.この方法は集積回路のフォトマスクのリペアなどに応用可能である.パターンの幅は堆積時間によらず、ファイバプローブ先端形状に依存すること、高さは堆積時間に比例することが確認された.さらに、今後の発展の可能性を探るために、真空装置内にZn(CH_3)_2とともに酸素ガスを充満させ、ZnOの微粒子を堆積させる実験を試み、それも成功した.ZnOは青色発光をする酸化物であり、この実験はナノ光集積回路の実現を示唆するものである.近接場光を用いて光化学気相堆積を行うことを提案し、その際、光ファイバプ-ブ先端に生成物が付着するのを防ぐため、前期核形成法を採用した。ジメチル亜鉛分子から亜鉛原子の前期核を形成するのに必要とされる柴外光パワー密度は101000W/cm^2であることを見積もった。実験装置として、この柴外光を得るためのアルゴンレーザからの第二高調波発生装置、真空装置、ガス流量制御系、プローブ走査系を開発した。これらを用い、まずファイバ端面に出射する光によって亜鉛の化学気相成長ができることを確認した。