hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高密度プラズマPVDによる次世代超硬質窒化物薄膜合成

本研究においては次世代超硬質窒化物薄膜として最近もっとも注目されているβ-C_3N_4薄膜を合成する研究を行った。その際まず化学量論的な組成の膜を作成することがもっとも重要であると考え、窒素やカーボンを十分高励起状態に出来る低圧力で高密度のプラズマ源であるヘリコン波励起プラズマ(HWP)に着目し、これを用いたスパッタリング装置を新たに開発するとともに、β-C_3N_4薄膜合成を遂行した。本研究により得られた成果は以下のようになる。1)従来利用される複雑なアンテナではなく単純な構造の数ターンのヘリカルコイルを用いて、0.1-1Pa程度のArガス中で数100WのRF電力でも10^<13>cm^<-3>に達する高密度プラズマが得られた。またN_2ガス中でも1kW程度の電力で10^<12>cm^<-3>の高密度プラズマを容易に得られた。2)この装置を用いてCN_x薄膜の合成を行い、プラズマ中の窒素原子が増えるとともに膜中の窒素量も増加し、膜組成が化学量論的なものに近づくことが明らかに成った。そしてカーボンの量と窒素のフラックスを適切に選択することにより、化学量論的な組成のC_3N_4薄膜を得ることに初めて成功した。なおここで得られた膜はSP^2構造とSP^3構造が混在し、両者は膜中のN含有量とともに増加した。3)膜の硬度については、化学量論的な組成に近い条件で基板バイアスによるイオン照射を行ったとき25GPa程度でそれほど高くなかった。その原因としては膜中に残っているグラファイト成分や、ベース真空度があまり高くない事から生じる水素あるいは水などの不純物の存在が、CとN以外の結合を持つポリマー状の化合物を形成している可能性が考えられた。平成9年度の研究としては、1)ヘリコン波励起型高励起高密度窒素プラズマ特性の研究、および2)ボロンおよびカーボン真空アークプラズマ特性の研究を実施した。まず1)のテーマに関しては、これまでアルゴンのみならず酸素、窒素あるいは水素などの分子気体中でのヘリコン波励起高密度プラズマ生成に成功しているが、C3N4の窒化物超硬質薄膜合成においては、特に窒素気体中のプラズマ生成が重要である。しかし、一般に分子気体中のプラズマ生成においては、分子の解離等に投入電力が消費されるため、ヘリコン波励起のためのRFパワーが大きくなる。そのため基板温度の上昇を招いたりするので、高密度プラズマを得るためのRFパワーを最小にするべく、磁場形状やアンテナ位置の制御を行い、これまでの1/2のパワーでも、ヘリコン波励起の高密度窒素プラズマを得ることに成功した。またこれを用いた窒化物CNx薄膜の合成においても、膜の最表面と内部の組成をXPSにより分析し、内部の方がN/C比が高く、膜の最表面のC成分や不純物付着の制御が重要であることが明らかになった。一方2)のテーマについては、本年度はカーボンアークを中心に調べた。そしてアーク放電安定化リアクトルの採用により、長時間安定なカーボン蒸発が可能になった。この装置については真空アーク系と真空容器の両方を試作したため、プラズマ生成の安定な動作特性を得るのに時間を費やしたが、カーボン真空アークプラズマとECR窒素プラズマの複合化により、同じくCNx薄膜の合成を行うことができた。特に基板への負電位のバイアス効果で膜中のN/C比が大いに変化することが明らかになった。現在システムの最適化を検討中である。平成10年度の研究としては主としてヘリコン波励起高密度窒素プラズマによるCN_x薄膜合成に重点を置いた。

その結果、プラズマの軸方向分布を考慮した成膜条件を選択することにより、膜中のN/C組成比が、1.33の化学量論的組成となっていることを、XPSおよびRBS分析から明らかにした。これにより、高励起状態の窒素原子を大量に含む高密度プラズマを利用することが、C_3N_4薄膜合成においては基本的に重要であることが、世界ではじめて確認された。次年度においては、実際の窒素原子密度の測定を行うことが重要であると考えている。しかし膜の特性の1つである硬度について、ナノインデンテーション法により測定した。その結果、硬度としてはたかだか23Gpaにしか達せず、またイオン衝撃効果としてのイオンエネルギーにも最適値が存在することが明らかになった。したがって、現在のところ、本研究で得られているCN_x膜はポリマー状の組成も含んだものであるといえるので、次年度のさらなる検討課題として、イオン衝撃と共に基板温度さらには不純物元素の影響などについて現在考察中である。一方、真空アークによる成膜研究においては、CN_x薄膜と深い関わりを持つDLC膜の硬度も遂行しており、これに対する水素添加が、トライボロジイ特性にどのように影響するかと明らかにしつつある。そしてこの成果をとして、DLCからCNへの膜の移行を通した。CN_x薄膜の合成機構を調べようとしている。平成10年度はヘリコン波励起高密度プラズマによる研究を主体としたが、平成11年度においてはこれ以外に真空アークに関する研究も実行し、以下のような結果を得た。1)へリコン波励起高密度プラズマを用いたCN_x薄膜合成においては、ほぼ化学量論的組成が得られる高密度の窒素及び窒素とアルゴンの混合ガス中で、膜特性の改善を主体とした研究を行った。昨年度の実績において得られた膜の硬度があまり高くなく、その原因として膜中の不純物や基板温度の問題があげられた。そこで基板温度を変化させた実験を行い、膜中の組成についてFTlRスペクトルを調べたところ、基板温度の上昇とともにCH結合成分が減少し、それとともに硬度が著しく向上することが明らかになった。基板温度としては700度まで上昇させているが、今後はより低い温度での不純物の低減をはかるため、真空容器をより高真空(10^<-8>-10^<-9>Torr)にした実験システムを用意し、膜の特性のよりいっそうの向上をはかる。2)真空アークを用いたカーボン膜の合成においてはアルゴンガスおよびアルゴンガス中のカーボン膜生成の実験を行った。これまでカーボン膜の特性とアークプラズマの特性との相関を明らかにした研究はあまりないが、アーク発生の外部磁場形状に工夫をして、再現性のよいプラズマのデータを得ることができるようになった。その結果、アルゴンガス中で外部磁場の増加とともにアークの電離がより促進され、それに伴って膜の成長速度や硬度も大いに上昇することが明らかになった。
先進複合材料による超軽量圧力容器の開発研究

超軽量容器の開発は、(1)極薄金属殻のライナーを作ること、(2)このライナーに炭素繊維など強化繊維を巻き付け成形すること、の2つのプロセスで実現される。(1)について、前年度にチタン合金のパイプから超塑性変形により球面に加工するプロセスが一応の成功を見たが、本年度は、その加工方を工学的に研究し、特に金属殻の赤道部でのひずみ速度を一定に保つような圧力制御により、0.30.5mm厚の球面極薄金属ライナーを成形するプロセスのノウハウを確立した。(2)については、超塑性加工で出来た極薄金像ライナーに高強度炭素繊維の巻き付け成形を行い、超軽量高強度の容器を作り上げることが目標となるが、本年度は特に金星探査気球への応用を目標とし、球面および楕円面への繊維巻き付け成形について検討した。金星探査気球は、金星表面から約20kmの高さで圧力20気圧温度300°Cの大気中を浮遊探査するものであるが、地球で打ち上げられる時から圧力20気圧に充填されることとなるので、超軽量高強度の圧力容器でなければならない。本年度はそのモデルとして、直径200mmの球面への炭素繊維巻き付け成形の試作実験を行った。出来た容器についてはバースト試験を行ってその耐圧強度を確認し、更に、容器の強度を知るためのより簡便な試験法としてリングバースト試験を行い、AE計測を併用して成形体の破壊挙動についての検討を行った。こうして本研究の、当初に設定した2つの目標はそれぞれほぼ完成に地付いたがん、金星探査気球としては、金星大気の高温(300°C)耐えるため、更にポリイミド樹脂の利用技術についての検討を加えて、新しい応用への発展を計ることとなる。なお、軽量圧力容器に対しては、天然ガス自動車用の燃料ガス容器としてのニーズがあり、今度経済性の検討をも合せて、新しい発展を考えることとしたい。本研究では、超軽量圧力容器の開発を目指し、(1)超塑性成形加工による金属薄肉殻の成形、(2)金属薄肉殻への高強度織維ワインディング成形、(3)成形された容器の性能評価、の各項目について、次のように実施し、成果を得た。(1)超塑性成形加工による金属薄肉殻の成形◇超塑性成形加工の基礎試験として、チタン合金(Ti-6Al-4V)の薄板材の超塑性バルジ加工実験を系統的に行った。それと共に超塑性変形予測のための数値解析モデルをつくり上げた。◇容器ライナーとしての薄肉殻成形のための超塑性成形加工装置を試作した。平成5年1月に納入され、試運転調整の後、ライナー試作テストを開始した。(2)金属薄肉殻への高強度繊維ワインディング成形◇基礎解析として、ライナー肉厚変動がある場合のワインディング成形の最適設計の解析モデルをつくり上げた。また非測地線巻きでの摩擦の解析を行った。これらにより、超塑性成形でつくられる金属薄肉殻の肉厚変動を考慮に入れた最適設計が可能となる。◇ワインディング成形中の光照射による樹脂硬化処理について予備設計と検討を行った。(3)成形された容器の性能評価◇容器の疲労設計に関連し、ライナ層と強化繊維層との肉厚構成に対応してライナ層にあらわれる圧縮応力の解析を行った。◇容器の耐圧性能評価と欠陥の非破壊評価法確立のため、FRP板およびFRPシリンダーの加圧試験・AE計測を行い、その特性をしらべた。これらの成果について日本機械学会に計4件の講演発表を行った。本年度は前年度に引続き、以下の3つの項目の研究を行い、それぞれの成果を得た。(1)超塑性成形加工による金属薄肉殻の成形前年度の、超塑性加工装置の試作とチタン合金薄板の超塑性バルジ成形試験に続き、本年度は、チタン合金薄肉パイプからの楕円体および球面体の超塑性加工実験を系統的に行い、楕円体・球面体の超塑性成形過程の数値モデルを作り上げた。(2)金属薄肉殻への高強度繊維ワインディング成形金属薄肉殻の肉厚変動に対応し、ワインディング成形の自由度を大きくするため、従来の測地線に限られた繊維パスから離れた、非測地線パスによるワインディングの基礎式を確立し、その応用について検討した。光(紫外線)照射・加熱による樹脂硬化処理装置を製作し、光硬化を応用した新しいワインディングの基礎実験を行い、そのプロセス制御のモデルを作り上げた(なお、この光照射・加熱については制御用ワークステーションを、重点領域研究:05239107により導入した)。(3)成形された容器の性能評価容器の耐圧試験装置を作り、高強度繊維ワインディング成形したテスト圧力容器についてバースト試験を行い、系統的なAE計測、ひずみ計測により、容器の非破壊評価法の基礎データを蓄積した。これらの成果について、日本機械学会、SAMPEシンポジウム、AE総合コンファレンス、等に発表した。

(2)については、超塑性加工で出来た極薄金像ライナーに高強度炭素繊維の巻き付け成形を行い、超軽量高強度の容器を作り上げることが目標となるが、本年度は特に金星探査気球への応用を目標とし、球面および楕円面への繊維巻き付け成形について検討した。金星探査気球は、金星表面から約20kmの高さで圧力20気圧温度300°Cの大気中を浮遊探査するものであるが、地球で打ち上げられる時から圧力20気圧に充填されることとなるので、超軽量高強度の圧力容器でなければならない。本年度はそのモデルとして、直径200mmの球面への炭素繊維巻き付け成形の試作実験を行った。出来た容器についてはバースト試験を行ってその耐圧強度を確認し、更に、容器の強度を知るためのより簡便な試験法としてリングバースト試験を行い、AE計測を併用して成形体の破壊挙動についての検討を行った。こうして本研究の、当初に設定した2つの目標はそれぞれほぼ完成に地付いたがん、金星探査気球としては、金星大気の高温(300°C)耐えるため、更にポリイミド樹脂の利用技術についての検討を加えて、新しい応用への発展を計ることとなる。なお、軽量圧力容器に対しては、天然ガス自動車用の燃料ガス容器としてのニーズがあり、今度経済性の検討をも合せて、新しい発展を考えることとしたい。
生体プロトン情報を制御するNa^+/H^+交換輸送体:その分子構造と作動機構

Na^+/H^+交換輸送体(NHE)には組織特異的に発現する様々なアイソフォームがあるが、私達はこれまで、これらのNHEが生理的な活性を発揮するためには、普遍的に発現するCa^<2+>結合タンパク質の一種、CHP(CHP1と呼ぶ)との相互作用が必須であることを明らかにした。また、別のCHPアイソフォームCHP2は細胞の癌化にともなって発現し、CHP2が発現するとNHE1は活性化状態になり、高い細胞内pHの維持、無血清に対する高い抵抗性など、癌細胞特有のフェノタイプを示すようになることがわかった。また、CHP1のEFハンドCa^<2+>結合モチーフの役割を解析した。CHP1のEF3およびEF4に二つのモチーフにCa^<2+>が高親和性(K_d=90μM)に結合すること、NHE1との相互作用によってCa^<2+>親和性が約40倍増加することを見出した。また種々の発現実験から、CHP1はCa^<2+>センサーとしては機能せず、EFハンドに強固に結合したCa^<2+>が重要な構造的エレメントとしてNHE1のpH調節に寄与することが示唆された。NHE1によるpH調節には、H^+輸送部位とは別のH^+結合部位(H^+制御部位あるいはpHセンサー)が存在し、そのH^+親和性の変化が重要であることが示唆されている。今回そのような付加的なH^+結合部位の存在を証明するため、Na^+/H^+交換の逆反応(^<22>Na^+流出)を測定し、H^+輸送部位とH^+制御部位を速度論的に区別することに成功した。また、部位特異的変異導入の手法を用いてNHE1の第5細胞内ループのArg440残基およびGly455/Gly456残基がNHE1のpHセンサーの制御に重要であることを見出した。今回は、別のCHPアイソフォームCHP2の作用を検討した。CHP2はCHP1と同じ細胞質ドメインの膜直下の領域に結合し、CHP1と同様に活性を発揮するのに寄与する。さらに興味深いことに、CHP2はヒトの全組織にほとんど発現していないが、hepatoma, carcinoma, leukemiaなどの癌細胞ではかなりの量が発現することを確認した。CHP1とは異なって、CHP2を高発現した細胞では血清非存在下においてすでにNHE1は活性化状態にあり、細胞内pHは高いレベルにあることがわかった。さらに、CHP1とは異なって、CHP2高発現細胞は無血清に抵抗性を示し、無血清下において60%以上の細胞が一週間以上生き残ることがわかった。このような性質は癌細胞一般にみられるものである。以上のことから私達は、細胞が癌化するとCHP2が発現し、NHE1に結合していたCHP1がCHP2と置換するのに伴ってNHE1が恒常的に活性化され、これによって維持される異常に高い細胞内pHが、血清非依存性増殖、無血清に対する抵抗性、invasionの亢進など癌細胞特有のフェノタイプに寄与するものと考えている。また今回、部位特異的変異導入の手法を用いてNHE1の第5細胞内ループのArg^<440>残基

およびGly^<455>/Gly^<456>残基がNHE1のpHセンサーの制御に重要であることを見出した。Na^+/H^+交換輸送体(NHE)には組織特異的に発現する様々なアイソフォームがあるが、私達はこれまで、これらのNHEが生理的な活性を発揮するためには、普遍的に発現するCa^<2+>結合タンパク質の一種、CHP(CHP1と呼ぶ)との相互作用が必須であることを明らかにした。また、別のCHPアイソフォームCHP2は細胞の癌化にともなって発現し、CHP2が発現するとNHE1は活性化状態になり、高い細胞内pHの維持、無血清に対する高い抵抗性など、癌細胞特有のフェノタイプを示すようになることがわかった。また、CHP1のEFハンドCa^<2+>結合モチーフの役割を解析した。CHP1のEF3およびEF4に二つのモチーフにCa^<2+>が高親和性(K_d=90μM)に結合すること、NHE1との相互作用によってCa^<2+>親和性が約40倍増加することを見出した。また、種々の発現実験から、CHP1はCa^<2+>センサーとしては機能せず、EFハンドに強固に結合したCa^<2+>が重要な構造的エレメントとしてNHE1のpH調節に寄与することが示唆された。NHE1によるpH調節には、H^+輸送部位とは別のH^+結合部位(H^+制御部位あるいはpHセンサー)が存在し、そのH^+親和性の変化が重要であることが示唆されている。今回そのような付加的なH^+結合部位の存在を証明するため、Na^+/H^+交換の逆反応(^<22>Na^+流出)を測定し、H^+輸送部位とH^+制御部位を速度論的に区別することに成功した。また、部位特異的変異導入の手法を用いてNHE1の第5細胞内ループのArg440残基およびGly455/Gly456残基がNHE1のpHセンサーの制御に重要であることを見出した。
原子層組成変調型積層欠陥フリーＣｏＰｔ基スパッタ膜の柱状グラニュラ組織の実現

CoPtー酸化物グラニュラ膜の高一軸結晶磁気異方性エネルギー(Ku)化のため、積層欠陥の排除と原子層組成変調構造を導入したCoPtー酸化物グラニュラ膜の検討を行った。CoPt合金の高Ku化については、CoPt合金のPtの一部をRhに置換することや原子層組成変調構造を導入したCo80Pt20合金によって、Kuは最大約10倍に増大した。CoPtー酸化物グラニュラ膜の作製プロセス技術については、プロセス中の不純物ガス(H2Oなど)、成膜ガス圧と膜組成の関係を明らかにした。さらには、酸素組成をO/Si=2に調整可能な新しいタイプのスパッタリング・ターゲットの開発も行った。現在実用化されている垂直磁気記録ハードディスク(HD)媒体の記録層は,SiO2を代表とした酸化物を粒界に析出させたc面配向CoPt基コラム状磁性結晶粒の集合組織(グラニュラ組織)からなる.HD媒体の高密度化および媒体ノイズの低減のため,グラニュラ型記録層の結晶粒径の微細化は必須である.一方,記録層の磁性粒の微細化は磁気記録特性の劣化をもたらす.この熱揺らぎの問題を唯一解決する方法が高い一軸結晶磁気異方性エネルギー(Ku)を持つ材料を磁性結晶粒に用いることである.本研究では,HD用垂直磁気記録媒体の高記録密度化のために高Ku磁性材料の開発およびその磁性材料のグラニュラ化を目的とする.また,高Kuグラニュラ材料は,次世代HD媒体に採用されることが有望視されている熱アシスト/マイクロ波アシスト型磁気記録を実現する基盤材料として重要である.平成25年度は,CoPt基合金薄膜の原子層毎の組成変調構造導入による高Ku化とCoPt基合金のグラニュラ化の検討を行った。その結果,以下のことがわかった.(1)Co-Pt合金薄膜におけるPt元素を第3元素置換による積層欠陥の抑制指針が得られた.(2)高Ku化に関して,原子層組成変調構造の形成要因とその促進方法の知見が得られた.(3)グラニュラ化の手法として,酸素組成を制御できるスパッタリングターゲット,新しいタイプの組替えターゲットを開発した.(4)グラニュラ化の一手法として溶解ターゲットによるリアクティブスパッタリングを検討し,成膜および作製された薄膜の解決すべき問題点を明らかにした.さらに成果として,今まで得られた知見である薄膜の酸素組成のスパッタプロセス依存性を応用し,グラニュラ型記録層の磁気的交換結合を成長初期部に高ガス圧成膜層を厚さ1nm挿入することによって大幅に抑制できた.CoPtー酸化物グラニュラ膜の高一軸結晶磁気異方性エネルギー(Ku)化のため、積層欠陥の排除と原子層組成変調構造を導入したCoPtー酸化物グラニュラ膜の検討を行った。現在実用化されている垂直磁気記録ハードディスク(HD)媒体の記録層は,SiO2を代表とした酸化物を粒界に析出させたc面配向CoPt基コラム状磁性結晶粒の集合組織(グラニュラ組織)からなる.HD媒体の高密度化および媒体ノイズの低減のため,グラニュラ型記録層の結晶粒径の微細化は必須である.一方,記録層の磁性粒の微細化は磁気記録特性の劣化をもたらす.この熱揺らぎの問題を唯一解決する方法が高い一軸結晶磁気異方性エネルギー(Ku)を持つ材料を磁性結晶粒に用いることである.本研究では,HD用垂直磁気記録媒体の高記録密度化のために高Ku磁性材料の開発およびその磁性材料のグラニュラ化を目的とする.また,高Kuグラニュラ材料は,次世代HD媒体に採用されることが有望視されている熱アシスト/マイクロ波アシスト型磁気記録を実現する基盤材料として重要である.平成24年度は,金属ー酸化物グラニュラ膜作製プロセスの高ガス圧成膜時の不純物ガスの分析とその効果,CoPt基合金の積層欠陥排除による高Ku化の検討を行った.その結果,以下のことがわかった.(1)4Paより高いスパッタガス圧で作製した膜は酸素組成が過剰であり,過剰酸素の供給源としてプロセス中のH2O不純物ガスのプラズマ中での解離の可能性が考えられる.(2)高ガス圧成膜を積極的に利用することによって酸化物量を増量できる.(3)Coスパッタ薄膜の高Ku化の手法として基盤加熱成膜が有効であり,積層欠陥を排除し完全六方晶化してバルクのKuに匹敵する高い値が得られた.(4) CoPt合金薄膜中のPtの一部をRhに置換することによって積層欠陥を排除し10倍も高いKu値が得られた.さらに成果として, (2)を応用して,グラニュラ型記録層の成長初期部に高ガス圧成膜層を1nm挿入することによって磁気的交換結合を大幅に抑制できた.現在実用化されている垂直磁気記録ハードディスク(HD)媒体の記録

層は,SiO2を代表とした酸化物を粒界に析出させたc面配向CoPt基コラム状磁性結晶粒の集合組織(グラニュラ組織)からなる.HD媒体の高密度化および媒体ノイズの低減のため,グラニュラ型記録層の結晶粒径の微細化は必須である.一方,記録層の磁性粒の微細化は磁気記録特性の劣化をもたらす.この熱揺らぎの問題を唯一解決する方法が高い一軸結晶磁気異方性エネルギー(Ku)を持つ材料を磁性結晶粒に用いることである.本研究では,HD用垂直磁気記録媒体の高記録密度化のために高Ku磁性材料の開発およびその磁性材料のグラニュラ化を目的とする.また,高Kuグラニュラ材料は,次世代HD媒体に採用されることが有望視されている熱アシスト/マイクロ波アシスト型磁気記録を実現する基盤材料として重要である.平成26年度は,「CoPt基合金の柱状成長結晶粒からなるグラニュラ組織の実現」に取り組んだ.このグラニュラ膜の実現に向けて,CoPt規則化合金による高Ku化,均一粒径かつ分離の良い柱状成長したグラニュラ組織の形成について検討を行った.その結果,以下のことがわかった.(1)Co80Pt20合金スパッタ膜において超格子線が観測された. m-D019型Co80Pt20の規則相が形成されていることが考えられる.(2)Co80Pt20合金スパッタ膜の原子積層構造を電子顕微鏡によるHAADF観察を行った結果,膜厚方向にPtリッチ層/プア層の交互積層(原子層組成変調構造)が形成されていることがわかった(3)CoPt基合金ーSiO2グラニュラ膜の断面TEM観察結果から,柱状成長様式の考察を行った.(4)CoPt基合金ーSiO2グラニュラ膜の良好な柱状成長の評価において,柱状成長臨界膜厚を指標として,作製条件および組成の依存性を明らかにした.工学CoPt基合金薄膜の原子層毎の組成変調構造導入による高Ku化と,CoPt基合金の柱状グラニュラ組織化の検討に関しては,予定通りの成果が得られた.金属ー酸化物グラニュラ膜の高ガス圧成膜プロセスの分析・検討と,CoPt基合金スパッタ膜の積層欠陥排除による高一軸磁気異方性エネルギー化の検討に関しては,予定通りの成果が得られた.平成26年度は,「CoPt基合金の柱状成長結晶粒からなるグラニュラ組織の実現」に取り組む.このグラニュラ膜の実現には,CoPt基合金の原子層組成変調構造,積層欠陥排除,完全六方晶化のほかに均一粒径かつ分離の良い柱状成長したグラニュラ組織が求められる.作製プロセスも含めたこれまでの知見を全て生かして,高Ku磁性結晶粒と非磁性粒界からなるグラニュラ材料を実現する.平成25年度は,研究項目1)「CoPt基合金の柱状成長結晶粒からなるグラニュラ組織の実現」,2)「CoPt基合金薄膜の高一軸磁気異方性エネルギー(Ku)化」の研究を行う.1)については,アモルファス柱状合金粒の加熱結晶化による作製を検討する.2)については,原子層毎の組成変調構造導入による高Ku化を検討する.次年度は新規設備の購入の必要はなく,研究費の半分以上を旅費や消耗品などに使用する.旅費は,平成25年度は調査・研究および研究成果の発表のために使用する目的で計上している.実験は研究分担者の東北大学大学院工学研究科電子工学専攻・齊藤准教授の研究室の保有する設備を利用して行うため,その旅費に使用する目的で研究打合せ旅費を計上している.「その他」区分中の試料分析費は,薄膜の微細組織観察のため透過電子顕微鏡観察を学外の分析メーカに依頼するために計上している.さらに,計上した研究成果投稿料は学術論文や雑誌に成果を発表し,広く研究結果を発信するために使用する.発表する論文誌は,日本磁気学会誌, IEEE Transactions on Magneticsを考えている.
植物のアルミニウム毒性に対する耐性分子機構の解明と耐性植物の作出

新規のAl耐性遺伝子を単離し耐性機構を解明するため、シロイヌナズナのアクティベーションタギングライン16,000株をスクリーニングし、約20株の耐性候補を得た。しかしサザンハイブリの結果から、ほとんどの株でタグの染色体への多コピー挿入が見られ、遺伝子解析が可能な耐性株は#355-2のみであった。TAIL-PCRの結果、この株では第1染色体のF9E10.5遺伝子の上流に1コピー挿入されていた。細胞およびエンドウ根におけるAl毒性と耐性の分子機構についてAlシグナルによるミトコンドリア機能の変動について研究し、以下の成果を得た。Al感受性タバコ(SL細胞)とAl耐性タバコ(ALT301)はともにAl処理18時間で生育の低下が認められた。SL細胞、ALT301細胞ともに、単離ミトコンドリアのステート3および4呼吸の低下がAlストレスで誘導された。しかしALT301細胞の方が阻害の受け方ははるかに小さかった。SL細胞をAl処理するとAOX-およびCYT-呼吸とともに阻害されたが、ALT301細胞のミトコンドリアではAOX-経路が逆に15%程度増加していた。SL細胞のミトコンドリアではROS(活性酸素類)の生成が増加したが、ALT301細胞では逆にAlストレス下で減少した。コムギのアルミニウム(Al)耐性機構の一つに、根端からのリンゴ酸の放出がある。これまでに、準同質遺伝子系統のコムギ(ET8,ES8)を用いてAl耐性系統(ET8)からAl活性化型のリンゴ酸トランスポーターをコードする遺伝子(ALMT1-1)を単離した。ALMT1-1はET8やAtlas66(Al耐性品種)に共通する遺伝子型であり、一方、ES8やScout66(Al感受性品種)に共通する遺伝子型としてALMT1-2を見出した。この2つの対立遺伝子には6塩基(アミノ酸で2残基)の相違が認められた。さらに、コムギにおけるALMT1-1遺伝子とAl耐性とが連鎖したことから、ALMT1-1遺伝子がAl耐性遺伝子(Alt1)で有ることが強く示唆された。ALMT11を導入した形質転換オオムギは水耕、土耕で明らかにAl耐性を示した。コムギでは、根圏からのリンゴ酸の放出がアルミニウム(Al)耐性機構の一つと考えられている。これまでにコムギの準同質遺伝子系統ET8(Al耐性)とES8(Al感受性)を用いたサブトラクション法によりAl耐性株の根特異的に発現する遺伝子(ALMT1)を単離し、この遺伝子がAl活性化型リンゴ酸トランスポーターをコードすることを明らかにした。さらにALMT1には2つの対立遺伝子があり、Al耐性品種に共通の遺伝子型(ALMT1-1)とAl感受性品種に共通の遺伝子型(ALMT1-2)は互いに6塩基(アミノ酸で2残基)の相違があることも明らかにした。さらにALMT1遺伝子とAl耐性遺伝子(Alt1)との連鎖分析を行い、ALMT1遺伝子がAlt1と同一である可能性を検証した。ETとESの掛け合わせで得られたF_2およびF_3世代植物において、Al耐性の表現型とALMT1の遺伝子型および転写量について調べた。その結果、Al耐性を示す個体は全てALMT1-1のホモおよびヘテロの遺伝子型を持ちかつALMT

1遺伝子の高い発現を示すが、Al感受性の個体は全てALMT1-2をホモに持ちきわめて低い発現量であることが明らかとなった。本研究では、活性酸素誘発部位の一つとしてミトコンドリアに着目し、Al感受性の異なるエンドウ2品種を用いて、活性酸素の誘発ならびにミトコンドリア機能の指標であるATPと呼吸に及ぼすAlの影響を比較することによって、Alによる根伸長阻害におけるミトコンドリアの関わりを検討した。Al耐性品種(cv. Alaska)のATP含量はAlの濃度ならびに処理時間の増加に伴って低下したが、Al感受性品種(cv. Hyogo)のATP含量は増減しなかった。Al未処理時において両品種共に同程度の根の伸長を示したが、Al耐性品種のATP含量がAl感受性品種よりも著しく高かった。呼吸量は、Alの濃度と処理時間の増加に依存して両品種ともに低下した。AlによるO_2の誘発は、両品種共に根端の伸長域を中心に根伸長阻害の開始時期に生じ、処理時間の経過とともに増加した。以上、Alはミトコンドリアの機能阻害を引き起こし活性酸素を誘発すること、Al耐性機構の発現のためには高いATP含量が必要である可能性が示唆された。アルミニウム(Al)による植物根の有機酸分泌について以下の成果を得た。ダイズのクエン酸分泌は、タンパクリン酸化阻害剤のK252aで強く阻害された。AlによりABAが増加したが、K252aはAlによるABAの増加を抑制しなかった。ABA処理によりクエン酸合成酵素が増加し、クエン酸の分泌が誘導された。一方、コムギのリンゴ酸分泌について研究し以下の成果を得た。コムギのAlによるリンゴ酸分泌を制御する遺伝子の解析とその染色体上のマッピングALMT1遺伝子の染色体上の位置を決定するため、コムギの染色体変異系統であるダイテロソミック(Dt、一つの染色体腕の一方のみ欠失したもの)系統を用いて解析を行った。Al耐性およびリンゴ酸放出能の低下が報告されている3つの系統のうち、Dt4DSにおいてALMT1発現が全く見られず、またゲノムDNAを鋳型にした際のPCRの増幅も認められなかった。したがってDt4DS系統において欠失している染色体腕4DLにALMT1は座乗することが示された。タバコ培養細胞を用いてAlによる水ストレスと細胞増殖阻害について検討し、以下の成果を得た。Al処理細胞の水含量はコントロール細胞の70%程度に低下し、増殖能も30%まで低下した。また、Al処理細胞の浸透圧はコントロール細胞の80%程度に低下した。これらの結果から、Al処理により浸透圧が低下し水の取り込みが抑制され細胞伸長が阻害されると結論した。コムギのアルミニウム(A1)耐性機構の一つに、根端からのリンゴ酸の放出がある。これまでに、準同質遺伝子系統のコムギ(ET8,ES8)を用いてA1耐性系統(ET8)からAl活性化型のリンゴ酸トランスポーターをコードする遺伝子(ALMT1-1)を単離した。ALMT1-1はET8やAtlas66(A1耐性品種)に共通する遺伝子型であり、一方ES8やScout66(A1感受性品種)に共通する遺伝子型としてALMT1-2を見出した。この2つの対立遺伝子には6塩基(アミノ酸で2残基)の相違が認められた。
大都市近郊ニュータウンの高齢化に関する研究

本研究においては、平成13年度において大都市近郊ニュータウンの基礎的なデータを収集した。平成14年度については、春日井市高蔵寺ニュータウンの事例研究のうち高齢者ネツトの「ケヤキネット」調査を実施したが、充分な成果をあげられなかった。そのため、過年度に研究代表者が実施したパネルを利用して、半構造化された調査票を作成し調査を実施した。平成15年度には、地域コミュニティー形成に寄与してきた地域雑誌「陽台の会」会員を対象に対して、前年度と同様の調査票を使用し聞き取り調査を実施した。結果の概要は、以下に記す。1.大都市近郊ニュータウンは、居住者の入居時期や住宅取得意識、家族形成、世代交代などの点で等質性がみられた。そのため地域の消長も同調的であるが、地域開発の時期により、大都市近郊ニュータウン内において都市の居住者の高齢化は、差異がある。2.居住者のライフコースをたどると、ないしは、戦後の外地からの引き揚げ者が、大都市域に移住し、借家・小規模住宅での居住経歴を経て、郊外立地のアパート、戸建て、公団住宅居住後、ニュータウンでの戸建て所有に至る経歴がみられる。3.家族形成とその後の子の成長による住宅規模の拡大と更に、子らの就学・就業・結婚による離家による住宅の空洞化がみられる。ただ、高蔵寺ニュータウンにおいては、子らの家族が近隣に居住し、世代の継承が地域でみられ、親世代が祖父母世代となるとともに孫との関係が新たに生じている。4.初期ニュータウン入居者たちは、家族規模の変化により、ニュータウン内での住宅規模拡大のための転居もみられた。第一世代の高齢化に伴い、生活の利便性の欠如が進行し、地域の商業地でのスーパーや商店の撤退、医師の高齢化に伴う医療機関の廃業など地域の高齢化が著しい。さらに、高齢者を取り巻く介護や地域文化の衰退なども大きな問題点となっている。本年は、次年度の本調査に備えて日本の代表的な大都市近郊ニュータウンの概要についての基礎的調査を行った。関西圏での香里ニュータウン、千里ニュータウン及び西神ニュータウンについて、首都圏においては、港北ニュータウン及び多摩ニュータウンについての現地での調査を実施した。建築年代の古い近郊ニュータウンでは、建物の老朽化が進み、改築が進んでいる。一方建築年代が新しいものは、現在も建築が進行中であるが、バブル崩壊後、住宅ニーズの変化がみられ、民間の高層マンションの低価格化が進んでいる。団塊の世代を中心とする居住者の多いニュータウンでは、世代の中高年化が進行するとともに、老親の地方からの呼び寄せに関する問題点が起きている。居住歴の短い高齢者の新しい居住地における新しいコミュニティの創造や老親介護サポートが近郊型ニュータウンにおける課題となっている。本調査では、以上のような問題意識から、研究・調査を進める予定である。本年度の研究においては、平成13年度に実施した基礎的データ(人口数・高齢化・地域特性など)に加えて、地域の高齢化のデータ、および横浜市都筑区の実施した高齢者の呼び奇せ調査の吟味・検討を行い、現地での実地見学を行った。また、平成14年秋から冬にかけては、春日井市高蔵寺ニュータウン地区において、現地の高齢者のNPOである「ケヤキネット」を対象として、代表者への聞き取り調査とインターネットによる調査を実施した。この調査では、ネットへのアクセスが少なく、充分な成果をあげることができなかった。一方、平成15年1月から3月にかけて春日井市高蔵寺ニュータウン地区において、半構造化された調査票を使用して、配布し、その後に回収する留め置き法による現地調査を実施している。現在は、押沢台地区・中央台地区の調査を終了している。押沢台地区においては、地域のコミュニティー形成に寄与した雑誌「陽台」の主催

渚に聞き取り調査を実施し、ニュータウンの形成過程と成熟過程さらに高齢化の進行についての状況を聴取した。そのなかでニュータウン内においては、世代の継承がおこなわれ、現在では3世代から4世代目が形成されつつあること、にもかかわらず全体としての地域の高齢化と少子化が進行しつつあることの確認がなされた。平成15年度については、春日井市高蔵寺ニュータウン地区において未調査の地域を継続して実施するとともに、データの集計作業およびデータの解析作業を行い、成果を分析の上、研究業績の報告書を作成する予定である。本研究においては、平成13年度において大都市近郊ニュータウンの基礎的なデータを収集した。平成14年度については、春日井市高蔵寺ニュータウンの事例研究のうち高齢者ネツトの「ケヤキネット」調査を実施したが、充分な成果をあげられなかった。そのため、過年度に研究代表者が実施したパネルを利用して、半構造化された調査票を作成し調査を実施した。平成15年度には、地域コミュニティー形成に寄与してきた地域雑誌「陽台の会」会員を対象に対して、前年度と同様の調査票を使用し聞き取り調査を実施した。結果の概要は、以下に記す。1.大都市近郊ニュータウンは、居住者の入居時期や住宅取得意識、家族形成、世代交代などの点で等質性がみられた。そのため地域の消長も同調的であるが、地域開発の時期により、大都市近郊ニュータウン内において都市の居住者の高齢化は、差異がある。2.居住者のライフコースをたどると、ないしは、戦後の外地からの引き揚げ者が、大都市域に移住し、借家・小規模住宅での居住経歴を経て、郊外立地のアパート、戸建て、公団住宅居住後、ニュータウンでの戸建て所有に至る経歴がみられる。3.家族形成とその後の子の成長による住宅規模の拡大と更に、子らの就学・就業・結婚による離家による住宅の空洞化がみられる。ただ、高蔵寺ニュータウンにおいては、子らの家族が近隣に居住し、世代の継承が地域でみられ、親世代が祖父母世代となるとともに孫との関係が新たに生じている。4.初期ニュータウン入居者たちは、家族規模の変化により、ニュータウン内での住宅規模拡大のための転居もみられた。第一世代の高齢化に伴い、生活の利便性の欠如が進行し、地域の商業地でのスーパーや商店の撤退、医師の高齢化に伴う医療機関の廃業など地域の高齢化が著しい。さらに、高齢者を取り巻く介護や地域文化の衰退なども大きな問題点となっている。
密集市街地に建つ住宅における通風有効利用手法の提案

密集市街地では、周辺の建物などの建造物などにより、外部の風の流れは弱くなる。さらに、防犯・プライバシー保護の観点からも窓開けという行為自体が困難になっている。そのような市街地に建つ住宅において自然通風を有効利用するための手法を検討した。密集市街地モデルケースの検討・提案法令・文献資料を参考に各住戸の敷地に面積に対する建ぺい率を設定し、周辺建物の配置方法や再現範囲の検討を行った。その結果に基づき、密集市街地での通風有効利用の検討を行うための密集市街地モデルケースを作成した。密集市街地の通風利用に関する問題点の整理上記モデルケースを利用し、密集市街地に建つ戸建住宅を対象として通風活用の際の問題点及び改善点を把握するための風洞実験を実施した。結果、壁面に作用する風圧係数は非常に小さく(絶対値が0に近い)、通常の壁開口のみでは、通風活用困難であるというデータが得られた。一方、屋根面は、風向角によらず、常に負圧となり、密集市街地に建つ住宅では、屋根面の開口を排気口とすることにより、通風の有効活用が期待されることを把握した。また、中国の広州・深〓を対象としたアンケート調査により、特に当地の集合住宅における通風に関する実態を把握し、問題点を抽出した。密集市街地での通風有効利用手法の検討・風圧係数のデータベース屋根面を活用した通風有効利用手法として、戸建住宅に天窓・坪庭・越屋根・風塔を設置した際の検討を行った。風洞実験では、各手法の通風性状を把握し、通風量予測に必要不可欠な風圧係数データベースを作成した。そのデータベースに基づき、換気回路網計算により、通風量を把握し、それらの通風促進効果を定量的に検討した。また、広州・深〓を対象としたアンケート調査結果に基づき、現地集合住宅の形式の一つである単元式集合住宅に竪穴(ボイド)空間を付与し、その寸法などに関する風洞実験を行い、通風促進効果の検討を行った。密集市街地に建つ戸建住宅に作用する風圧係数の把握密集市街地に建つ戸建住宅で通風を活用する際の問題点及び改善点を把握するために、風洞実験を実施した。一般的に通風量は建物の外皮に作用する風圧係数に基づいて算出される。したがって、周辺建物の状況を変化させて評価対象住宅の各壁面・屋根面の風圧係数を測定した。その際、予備検討として周辺建物の状況を数ケース変化させて測定し、周辺建物の再現範囲を検討した。評価対象住宅は、日本建築学会環境工学委員会熱環境小委員会(2000)が熱負荷シミュレーションのベンチマークテスト用に提案した標準問題用住宅とした。建物壁面に対して垂直に気流が作用する場合、周辺に建物が無ければ風上と風下の壁面平均風圧係数差は0.88(風上壁面0.57、風下壁面-0.31)となるのに対し、密集市街地では風上と風下の壁面平均風圧係数差は0.18(風上壁面-0.01、風下壁面-0.19)となった。このことから密集市街地では、壁面に設置した開口部からは充分な通風量が期待できない。一方、屋根面の風圧係数は、風向角によらず常に負圧となり、特に棟部分では、-0.2-0.4と比較的大きな負圧となった。したがって、密集市街地に建つ住宅では屋根面に開口を設置して排気口とすることにより、通風を有効に活用することが可能となると判断される。屋根面開口による通風促進効果検討用の風洞実験模型の作成

上記風洞実験の知見から、屋根面の負圧を利用した「坪庭」、「越屋根」、「通風塔」などの検討を実施するための風洞実験模型を作成した。平成18年度では、これらを用いて風洞実験・数値流体解析を駆使して研究を進める。中国・広州における通風に関するアンケート調査中国・広州の居住者を対象に「開口部の種類・開閉状況」、「空調機器の使用状況」、「通風に対する意識」、「活用状況」、「問題点」などを把握するためにアンケート調査を実施した。総配布数は300部で、281戸からの解答があり、有益な知見が得られている。中国・広州に建つ集合住宅の風洞実験模型の作成中国・広州では、階段室に複数の住戸が間口を連ねる「単元式集合住宅」が多く見られる。このような集合住宅の下階住戸では、周辺建物の影響により充分な通風量が確保できないことが懸念される。そこで、「単元式集合住宅」が市街地にある場合の風圧係数を把握し、通風促進手法の検討を実施するための風洞実験模型を作成した。平成17年度の戸建住宅に関する密集市街地モデルケースに関する検討結果により明らかになった問題点を整理し、通風を有効に利用する上で必要と思われる手法を挙げ、それらの性能について風洞実験により重点的に検討を行なった。密集市街地に建つ戸建住宅においては壁面開口部だけでは通風量の確保が困難であることが判明している。そのため、通風有効利用手法としては屋根面を利用した天窓、中近東で用いられている煙突状の風塔、京都の町屋に見られる坪庭などの検討を行った。また、平成17年度に行った、中国の広州・深〓における通風に関するアンケート調査で明らかになった問題点に対して、当地の集合住宅形式の1つである、単元式集合住宅を対象とし、既存建物形態に竪穴(ボイド)空間を付与し、通風促進効果を検討した。(1)密集市街地における戸建住宅の通風問題検討用モデルケースの提案風洞実験により、密集市街地における通風問題を検討するためのベンチマークテスト用の密集市街地モデルケースを検討し、周辺建物の再現範囲や建物の向きに関する知見を整備した。(2)密集市街地における戸建住宅の通風促進手法の検討(1)のモデルケースにおいて、越屋根・通風塔・坪庭空間などの通風促進手法に関する風洞実験を実施し、通風量予測に必要不可欠な風圧係数データベースを整備した。坪庭空間に関しては、様々な大きさ、位置に関する検討を行い、屋根面の風圧係数から坪庭に面する壁面の風圧係数が予測可能であることを示した。これらの風圧係数データベースに基づき、換気回路網計算により通風量を算出し、上記手法による通風促進効果を定量的に評価した。(3)中国の広州・深〓における単元式集合住宅の通風促進手法の検討通風促進手法として既存建物形態に竪穴(ボイド)空間を付与し、その寸法や、1階部分の開口の取り方などを変更した条件で風洞実験を行い、通風促進効果の検討を実施した。その結果、本手法により通風量が2倍程度確保可能であることが確認された。
インテリジェント材料駆動のスマート翼振動方式水中推進アクチュエータの研究開発

形状の異なる2次元ヒレを作成し、それらの推進効率を測定した。ヒレの後退角の大きさやヒレのたわみが推進力に及ぼす影響をヒレ周囲の流れ場の測定により考察した。弾性体水中翼(ヒレ)をピッチング運動させ、その最大推進力を得るために、振動数、振幅等を変化させて調査した。まず、本研究に最適な推進実験用回流水槽を設計し導入し、ヒレ周囲の流場を可視化するため、CW連続レーザー、高速度カメラ、解析ソフトウエア等からなるPIVの装置を設置した。通常PIV測定でのシート光は一枚であるが、本研究では影が出来ないようヒレの両側からシート光をあてる必要があり、点光源のレーザー光をスプリットレンズにより二つに分けヒレの両側からシート光を当てることに成功した。この結果、PIV解析に必要十分な光量を得ることが出来た。リアルタイムでパソコン画面で流場観察が可能であり、ヒレ周囲の流速分布や渦度分布などの解析も可能な装置を作成した。また、多様なヒレの動きはデジタル制御によりステッピングモーターを動力源として実現した。平板断面形状よりも翼形状(NACA0021)の方が、そして剛体よりも弾性体の方が、多くの状況(各種振幅・振動数・流速)で、一般的にはより大きな推力を発する結果を得たが、同時にそれは振幅・振動数・流速等に依存し複雑な変化を示すことも分かった。最も簡単には、翼の推力(揚力)は、翼周囲の渦度Γに比例するから、翼伴流に対の逆カルマン渦列を生じせしめることが重要と言え、実験結果からその考え方の妥当性が証明できた。また、ヒービング運動させた場合には、推力は、翼のピッチング角度には余り依存せず、ヒービング運動に大きく依存することが分かった。さらに翼の推進力を高め実用化を目指すため、翼表面に貼ったピエゾ素子を高速振動させるなどにより、流体抵抗の低減や剥離の阻止といった効果が期待できる。形状記憶合金駆動による弾性体水中翼(ヒレ)をピッチング運動させ、その最大推進力を得るために、振動数、振幅等を変化させて調査した。第1年度である昨年度の成果としては、平板断面形状よりも翼形状(NACA0021)の方が、そして剛体よりも弾性体の方が、多くの状況(各種振幅・振動数・流速)で、一般的にはより大きな推力を発する結果を得たが、同時にそれは振幅・振動数・流速等に依存し複雑な変化を示すことも分かった。来年度は、水中振動翼のさらなるインテリジェント化を進めていく。

最も簡単には、翼の推力(揚力)は、翼周囲の渦度Γに比例するから、翼伴流に対の逆カルマン渦列を生じせしめることが重要と言え、実験結果からその考え方の妥当性が証明できた。また、ヒービング運動させた場合には、推力は、翼のピッチング角度には余り依存せず、ヒービング運動に大きく依存することが分かった。さらに翼の推進力を高め実用化を目指すため、翼表面に貼ったピエゾ素子を高速振動させるなどにより、流体抵抗の低減や剥離の阻止といった効果が期待できる。
γセクレターゼのAβ40/Aβ42切断制御因子の探索と機能解析

本研究では、γセクレターゼ切断制御因子を同定するために、可逆性架橋剤で処理した野生型マウス繊維芽細胞からラフト(コレステロールとスフィンゴ脂質に富む膜領域)画分を調製し、そこに局在する活性型を主とするγセクレターゼ複合体を免疫沈降法により精製して、LC-MS/MS法を用いてタンパク質化学的に解析した。その結果、アネキシンを含む6つの新規γセクレターゼ構成(結合)因子候補が同定された。現在、培養系を用いてこれらの候補因子のAβ産生に関する機能解析を行なっている本研究では、γセクレターゼ切断制御因子を同定するために、可逆性架橋剤で処理した野生型マウス繊維芽細胞からラフト(コレステロールとスフィンゴ脂質に富む膜領域)画分を調製し、そこに局在する活性型を主とするγセクレターゼ複合体を免疫沈降法により精製して、LC-MS/MS法を用いてタンパク質化学的に解析した。現在、培養系を用いてこれらの候補因子のAβ産生に関する機能解析を行なっているアルツハイマー病においては、アミロイドβタンパク質(Aβ)のC末端側を切断しAβ40とAβ42を切り分けて産生する酵素であるγセクレターゼの活性を制御することは、重要な治療戦略となり得る。本研究では、γセクレターゼのAβ分子種切断制御因子を探索するために、ラフト画分より活性型γセクレターゼを精製して解析を行った。1.PEN2抗体の作成:合成ペプチドを抗原としてPEN2に対する抗体を作成した。ウサギ2匹の抗血清からアフィニティーカラムを用いて抗体を精製しWesternblotと免疫沈降法により検討した結果、2匹の内の1匹の抗体が使用可能であることが分かった。2.活性型γセクレターゼを保持するラフト画分の調製:培養細胞から膜画分を調製し、ショ糖密度勾配遠心法によりラフト画分を調製した。この画分には既知の4つのγセクレターゼ複合体構成因子が含まれており、37°Cでインキュベートすることによりγセクレターゼ依存的にAβが産生された。以上より、この画分には活性型γセクレターゼが含まれることが確認できた。3.架橋剤処理:細胞を直接あるいは膜画分調製後に、ホルマリン、DSPなどの架橋剤で処理し、ラフト画分を調製した。そして、この膜画分を可溶化後にγセクレターゼ複合体を免疫沈降した。Western blotによりγセクレターゼ構成因子が含まれていることを確認できたが、タンパク質染色により明確なバンドが検出できなかったので、さらに検討を行っている。本研究では、γセクレターゼのAβ分子種切断制御因子を探索するために、架橋処理した活性型γセクレターゼを、ラフト画分より精製して解析する計画である。本年度は、架橋剤処理条件と処理後の活性型γセクレターゼ複合体の精製法について詳細な検討を行い、架橋したγセクレターゼ複合体が精製できる可能性を見出すことができた。架橋剤は、DSPとホルムアルデヒドの2種類を用いた。それぞれの架橋剤について、処理するタイミング、濃度、処理時間等の検討を行い、処理条件を決定した。DSPで架橋した場合には、プレセニリン抗体およびPen-2抗体で反応する高分子量複合体の形成が確認できたが、免疫沈降法によりこの複合体を単離することができなかった。ホルムアルデヒドの場合は、細胞を直接処理した時に、少なくともPen-2とニカストリンを含む高分子量の架橋複合体が形成されていることが分かった。このことは、サンプルの加熱処理によりPen-2およびニカストリン単量体が増加することから明らかになった。この架橋方法では、処理後のタンパク質抽出効率が非常に低下したが、中程度の強さで架橋処理を行うこと、抽出に可溶化力が比較的高い溶液を用いることで、ある程度改善することができた。複合体は、全膜画分とラフト画分の両方から検出され、Pen-2抗体では免疫沈降できなかったが、ニカストリン抗体により免疫沈降された。現在、複合体自体を検出するために、Blue native PAGEなど、より高分子量のタンパク質を解析する手法を用いて検討を行っている。本年度は昨年度までの研究結果を基に、γセクレターゼ複合体の精製と構成因子の同定を行なった。野生型マウス繊維芽細胞を4%ホルムアルデヒドで架橋処理した後、ラフト画分および全膜画分を調製した。コントロールにはプレセニリン欠損マウス繊維芽細胞を用いた。各膜画分からγセクレターゼを抽出しBlue native PAGEを用いて解析した結果、全膜画分のγセクレターゼは架橋剤で処理しても分子量が変化しないのに対し、ラフト画分のγセクレターゼは架橋剤処理により分子量が約240kDaから約480kDaに変化することが分かった。このことは、ラフト画分γセクレターゼに架橋剤処理が有効に働いていることを示す。また、Blue native PAGEでの分離後にゲルを切り出しSDS-PAGEでさらに展開することにより、この複合体中にはγセクレターゼの構成因子であるニカストリン、プレセニリン、Pen-2が含まれていることが分かった。そこで次に、ラフト画分からRIPAを用いてγセクレターゼを抽出し、抗ニカストリン抗体を用いて免疫沈降した後にBlue native PAGEで解析した。しかしながら、この操作により得られるγセクレターゼの量が著しく減少した。

その原因がBlue native PAGEの際の操作過程にあることが判明したため、当初の計画を変更し、免疫沈降後の精製γセクレターゼを酸性溶液で容出し、LC-MS/MSにより直接解析することにした。また、免疫沈降に用いる抗ニカストリン抗体は磁気ビーズに結合させ架橋試薬で固定した。ラフト画分より抗ニカストリン抗体を用いて免疫沈降したγセクレターゼ複合体を酸性溶液で抽出し、トリプシンによる消化処理を行なった。得られた消化産物をL-MS/MSを用いて分離し、各ピークの質量解析を行なった。現在、構成因子同定のために得られたデータの解析を行なっている。
和辻哲郎の倫理学理論の行為論的転回：「徳」に基づく知覚と行為の一体的構造

和辻哲郎の倫理学理論を哲学的行為論として発展的に読み解くため、本研究では次の三つの論点に取り組む。第一に、日本的・東洋的と形容されがちな彼の倫理学を普遍的理論として捉え直し、その中核に「行為の意味」を重視する行為論的議論があった点を確かめる。第二に、彼の行為論を現代の議論状況の内に位置づけた上で、その独自性が「間柄」的人間観からの理論的帰結としてもたらされている点を示す。第三に、行為論のさらなる理論的展開への新たな観点として、マクダウェルや和辻による「徳」に関する議論を検討し直す。この一連の作業から、和辻の議論の独自性や理論的可能性を示し、ひいては行為論自体の今後の発展の方向性も指し示す。