hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境DNAを利用した新たな水生昆虫種多様性解析手法の確立と季節変動の評価

また、魚類と比較して環境DNAの発生メカニズムがあまり研究されておらず、環境DNA解析に効果的な採水戦略を立てにくい。そこで本研究では、水生昆虫を対象とした環境DNAのDNAバーコーディングによる種多様性調査手法を構築するため、以下の研究を行う。はじめに、研究対象流域内において定期的に生息する水生昆虫の採集を行い、同時に環境DNAも抽出する。次に、流域内から得られた水生昆虫のDNAの塩基配列を解読し、流域内のローカルなDNAデータベースを整備する。続いて、得られたデータベースを利用して水生昆虫種のDNAのみを増幅するPCR法を検討し、次世代シーケンサーを用いた環境DNAのメタバーコーディングにより水生昆虫の種多様性を明らかにする。そして種ごとの環境DNAの出現量、出現時期と形態同定によって得られた各種の出現状況の対応から環境DNAの季節変動と発生源の推定を行う。1年目は富士川水系内で定期的に水生昆虫と環境DNAの採集を行なった。富士川水系は山梨県北杜市と長野県諏訪郡富士見町の鋸岳が水源である。山梨県と長野県の県境に端を発し、甲府盆地を流下し、笛吹川・早川などの支流と合流し、静岡県から太平洋へと注ぐ。幹線流路延長128km、流域面積は3,990 km2の一級河川である。本流にはダムが存在せず、自然状態に近い出水環境を持つ河川と考えられる。これまでに甲府盆地内の上流から下流までの10調査地点で環境調査、水生昆虫の採集、環境DNAの回収を行なった。この際、流速、水深、標高、濁度、溶存酸素濃度、生物化学的酸素要求量、堆積有機物量など調査地点の物理特性、水質特性、エサ環境特性などの環境項目を測定した。環境DNAは次の方法で抽出した。まず各地点から得られた河川水を500mlずつメンブレンフィルター(孔径:0.2um)で3回ろ過し、-20°Cで保管した。次に、フィルターを裁断し、タンパク質を分解するためにプロテイナーゼK処理を行なった。そして、フェノール・クロロホルム法でDNA抽出し、エタノール沈殿によりDNAを回収した。その後、PCR阻害物質の除去を行なった。採集した水生昆虫は日本産水生昆虫科・属・種への検索第二版(川合&谷田、2018)を用いて分類群の同定を行なった。集水域にダムが存在する地点と存在しない地点で水生昆虫の種多様性を比較した結果、春季と夏季には大きな差は見られなかった。しかし、秋季には、集水域にダムが存在しない調査地点では、ダムが存在する調査地点と比べて秋季に底生動物の種多様性が高まる傾向が確認された。2年目は、1年目に引き続いて採集した水生昆虫の同定を行う。また得られた水生昆虫のうちカゲロウ・カワゲラ・トビケラに対して体長・頭長を測定し、成長段階を推定する。次に、各地点から得られた水生昆虫からDNAを抽出する。調査地点を環境特性から源流・上流・中流・氾濫原などのカテゴリに分類し、そのグループごとに1分類群あたり1-3個体を選択し、水生昆虫の足あるいは腹部の組織からDNA抽出する。対象分類群は流水域によく生息するカゲロウ・カワゲラ・トビケラの3目とする。そして、昆虫綱のDNAを対象としたユニバーサルプライマーを用いてCytochrome OxidaseI (COI)領域をPCRする。
3価金属を含むボロハイドライドの合成及び結晶構造と水素貯蔵特性との相関解明

ホウ素Bを含む錯体水素化物M(BH_4)_n(n:金属Mの価数)は、高密度水素貯蔵材料として注目されている。本研究は、M(BH_4)_nの熱的安定性とMの電気陰性度・_Pの相関から適度なMの・_Pをもつ3価希土類金属RE(RE=Y(・_P:1.22), Dy(・_P:1.22), Gd(・_P:1.20))に着目し、新奇RE(BH_4)_3の合成・結晶構造解析・水素貯蔵特性の解明を行った。研究目的ホウ素Bを含む錯体水素化物M (BH_4)_n (n :金属Mの価数)は、BがHと共有結合して錯イオンを形成し、その錯イオンと他の金属Mの陽イオンが結合することで安定化する。このM (BH_4)_nは、含有される水素密度が高いため、高密度水素貯蔵・輸送の機能材料として注目されている(S.Orimo et al., Chem. Rev. 2007)。水素貯蔵材料の研究を遂行するにあたり熱的安定性は、重要な要素となる。M (BH_4)_nの熱的安定性は、Mの電気陰性度X_pにより制御できることが明らかにされた(Y. Nakamori et al., Phys. Rev. B 2006)。本研究は、M (BH4)_nの熱的安定性とMの電気陰性度の相関から適度なMの電気陰性度をもつY (Xp : 1.22)に着目し、新規Y (BH_4)_3の合成・結晶構造解析・熱的安定性の解明を行った。試料合成下式に示す固相メタセシス反応を利用したメカノケミカルミリングでY (BH_4)_3を合成した。試料は、X線/中性子回折、ラマン分光、熱重量分析を用いて評価した。結果と考察Y (BH_4)_3の結晶構造は、高輝度X線回折(SPring-8 BL02B2)と中性子回折(原研改三号炉設置HFRMES (共同研究者:東北大学金属材料研究所大山研司准教授)から決定され、単純立方構造(a=10.852 (1) A)で、Y^<3+>で形成される歪んだ立方体の稜に錯イオン[BH_4]^-が位置する。一方、ラマン分光スペクトルでは、1145-1340 (cm^<-1>)がBH_4のベンディングモード、2200-2460 (cm^<-1>)がストレッチングモードと同定された。水素放出温度は熱重量分析で測定され、Y (BH_4)_3は、623Kまでに6.3mass%の水素が放出されることが分かった。研究目的ホウ素Bを含む錯体水素化物M(BH_4)_n(n:金属Mの価数)は、水素密度が高いため、高密度水素貯蔵・輸送の機能材料として注目されている(S.Orimo et al., Chem.Rev.2007)。M(BH_4)_nの熱的安定性は、Mの電気陰性度χ_Pにより制御できることが明らかにされた(Y.Nakamori et al., Phys.Rev.B 2006)。本研究は、M(BH_4)_nの熱的安定性とMの電気陰性度の相関から適度なMの電気陰性度をもつ希土類金属RE(RE(χ_P)=Y(1.22),Gd(1.20),Dy(1.22))に着目し、新奇RE(BH_4)_3の合成・結晶構造解析・脱水素化・水素化反応特性を行った。結果と考察RE(BH_4)_3は、メタセシス反応を利用したメカノケミカルミリングでRECl_3とLiBH_4から合成された。その結晶構造は、高輝度X線回折(SPring-8 BL02B2)と中性子回折(原研三号炉設置HERMES(共同研究者:東北大学金属材料研究所大山研司准教授)から決定され、単純立方構造(Y(BH_4)_3:α=10.852(1)Å;Dy(BH_4)_3:a=10.885(3)Å;Y(BH_4)_3:a=10.983(5)Å))である事が解明された。また、ラマン分光測定から1050-1300(cm^<-1>)がB-H変角モード、2250-2400(cm^<-1>)がB-H伸縮モードと同定された。一方、脱水素化・水素化反応は熱分析で測定され、RE(BH_4)_3は、673Kまでに5.3-6.3wt.%の水素を放出した。
シナプス強化・固定に関与する新規海馬特異的プロテアーゼ、ニューロプシン

tPAが長期増強に連動してその発現を変動させるという事実から、海馬領域でのセリンプロテアーゼの発現に着目し、新規セリンプロテアーゼ、ニューロプシンを海馬より単離することに成功した。今回の研究においては、ニューロプシン遺伝子の脳内での発生時期に伴う発現領域、発現強度の変化をIn situ hybridizationにより詳細に検討し、この遺伝子に関する知見の蓄積を増やすとともに、解剖学的手法によりその本来の機能を推測することを目的とした。胎生期から成熟期を通じその発現を維持する大脳辺縁系のニューロプシン遺伝子に加え、胎生期には広範でかつ一過性の発現を示すニューロプシン遺伝子の存在が明らかとなった。この結果は、これまで推測されていた成体脳内でのニューロプシンの機能、すなわち学習、記憶機構への関与という機能に加え、本蛋白質が胎生初期における神経細胞の移動、シナプス形成に関与する可能性を示している。また、側脳室および第四脳室脈絡叢の上皮細胞における胎生期より出生後3日までの強いシグナル発現は、ニューロプシンが脳脊髄液の産生にも関与する可能性を示していると考えられ、ニューロプシンが多くの中枢機能に関与する多機能蛋白質である可能性が明らかになった。
天然物の超臨界流体抽出におよぼす水の挙動解析

超臨界二酸化炭素および超臨界二酸化炭素+水に対するパルミチン酸の溶解度をオンラインフーリエ変換赤外分光器を付属した循環法にて313.2K,15.0MPaで測定した。水の濃度の増加に伴いパルミチン酸の溶解度は増加した。特に水の飽和点付近で急激に増加し、パルミチン酸の溶解度は水を添加してないときに比べて約16%増加した。さらに、超臨界二酸化炭素+パルミチン酸系に水を添加してパルミチン酸のC=0伸縮バンドを観察したところ、パルミチン酸と水の相互作用種が生成していることがわかった。そこで、パルミチン酸モノマー、パルミチン酸ダイマーおよびパルミチン酸と水の相互作用種の濃度を求めたところ、水を添加してもパルミチン酸モノマーおよびパルミチン酸ダイマーの濃度はほとんど変化しないが、水の濃度の増加に従いパルミチン酸と水の相互作用種の濃度は増加し、その増加量はパルミチン酸の溶解度の増加量とほぼ等しいことがわかった。また、超臨界二酸化炭素中では、パルミチン酸1分子と水6分子が相互作用していることが示唆された。次に、同じ装置を用いて、超臨界二酸化炭素および超臨界二酸化炭素+水に対するカフェインの溶解度を313.2K,15.0MPaで測定した。水の添加によるカフェインの溶解度の上昇率は最大18%であった。また、カフェインの赤外吸収ピークの形状は水を添加しても変化せず、新たなピークも出現しなかったことから、カフェィンと水は特別な相互作用種を作らないものと推察された。循環式FTIRスペクトル測定装置を製作した。その装置により、超臨界二酸化炭素+パルミチン酸の赤外吸収スペクトルを20.0MPa、308.2Kで測定したところ、1762cm^<-1>と1716cm^<-1>にパルミチン酸のC=0伸縮バンドに帰属するピークが観察された。前者のピークはパルミチン酸のモノマーによるもの、後者はダイマーによるものと同定した。さらに、この系に水を添加し波形分離したところ、1746cm^<-1>に新たなピークが出現し、このピークは水1分子と相互作用しているパルミチン酸モノマーのC=0伸縮によるものと同定した。そのピークは水の添加量を増やすと高くなり、パルミチン酸のモノマーとダイマーに帰属するピークは減少したことから、水の添加量によりダイマーの結合がある程度壊され、モノマーと水の相互作用種が増加することがわかった。次に、超臨界二酸化炭素+パルミチン酸にエタノールを添加した実験と比較した。その結果、次のことがわかった。パルミチン酸モノマーと水の相互作用種のピークはパルミチン酸モノマーのピークより16cm^<-1>レッドシフトしているが、パルミチン酸モノマーとエタノールの相互作用種のピークは22cm^<-1>レッドシフトしている。パルミチン酸モノマーとエタノールの相互作用種の濃度の方がパルミチン酸モノマーと水の相互作用種の濃度より高い。これらより、水はエタノールと比較してパルミチン酸との相互作用が弱いと推察される。また、水を添加することによりパルミチン酸のダイマーの結合がある程度壊され、モノマーと水の相互作用種が増加することから、高級脂肪酸を超臨界二酸化炭素で抽出するプロセスを考えると、水をエントレーナとして添加することで、高級脂肪酸の抽出量が増加するものと思われる。StahlとGerardは、無極性物質のカリオフィレンと極性物質のアネトールの超臨界二酸化炭素および超臨界二酸化炭素+水に対する溶解度を温度313.2Kで測定し、超臨界二酸化炭素のみでは溶解度にあまり差異は見られないが、圧力8.010.0MPaにおいてエントレーナとして水を加えると、カリオフィレンの溶解度は減少し、アネトールの溶解度は増大することを報告している。

また、7.0MPa以下の圧力では水のエントレーナ効果は見られないとしている。このエントレーナ効果のメカニズムを分光学的に解明するためFT-IRを用いて以下の測定を行った。まず、温度313.2K、圧力9.0MPaで超臨界二酸化炭素+カリオフィレン系に水を添加しすると、カリオフィレンのCH_3対称伸縮振動(2866cm^<-1>)、CH_3逆対称伸縮振動(2956cm^<-1>)、CH_2逆対称伸縮振動(2935cm^<-1>)の赤外吸収ピーク高さは低くなった。次に、超臨界二酸化炭素+アネトール系に水を添加しても、アネトールのC-O-C対称伸縮振動(1042cm^<-1>)、C-O-C逆対称伸縮振動(1249cm^<-1>)の吸収ピーク高さは変化しなかった。一方、温度313.2K、圧力9.0MPaで重水の逆対称伸縮振動(2764cm^<-1>)のモル吸光係数を測定したところ、カリオフィレンを添加すると重水のモル吸光係数は減少し、アネトールを添加すると重水のモル吸光係数は若干増加した。また、温度313.2K、圧力7.0MPaで同様な測定を行ったところ、どちらを添加しても重水のモル吸光係数は変化しなかった。以上の測定より、水の添加により溶質の周りの溶媒和環境が変化し、それが溶質の吸収ピーク高さの変化に現れること、水のエントレーナ効果は重水の逆対称伸縮振動のモル吸光係数の変化によりある程度予想できることが明らかになった。超臨界二酸化炭素+水に対するパルミチン酸の溶解度をフーリエ変換赤外分光器を用いて313.2K,15.0MPaで測定した。まず、測定手法を確立するため、超臨界二酸化炭素に対するパルミチン酸の溶解度を測定した。超臨界二酸化炭素中のパルミチン酸の仕込み濃度に対し、CH_2対称伸縮バンドの吸光度を表すと、パルミチン酸の濃度の薄いところでは直線的に増加し、ある濃度を過ぎると一定値を示した。これら2直線の交点より、超臨界二酸化炭素に対するパルミチン酸の溶解度を求めた。求めた結果は文献値と良好に一致した。次に同様な手法で、超臨界二酸化炭素+水に対するパルミチン酸の溶解度を求めたところ、水の濃度の増加に伴いパルミチン酸の溶解度は増加した。特に水の飽和点付近で急激に増加し、パルミチン酸の溶解度は水を添加してないときに比べて約16%増加した。さらに、超臨界二酸化炭素+パルミチン酸系に水を添加してパルミチン酸のC=0伸縮バンドを観察したところ、パルミチン酸と水の相互作用種が生成していることがわかった。そこで、パルミチン酸モノマー、パルミチン酸ダイマーおよびパルミチン酸と水の相互作用種の濃度を求めたところ、水を添加してもパルミチン酸モノマーおよびパルミチン酸ダイマーの濃度はほとんど変化しないが、水の濃度の増加に従いパルミチン酸と水の相互作用種の濃度は増加し、その増加量はパルミチン酸の溶解度の増加量とほぼ等しいことがわかった。これより、超臨界二酸化炭素に水を添加した際のパルミチン酸の溶解度の増加は、パルミチン酸と水の相互作用種が生成することによるものであることが明らかになった。フーリエ変換赤外分光器を用いて、超臨界二酸化炭素に対するカフェインの溶解度におよぼす水のエントレーナ効果を313.2K、15.0MPaで測定した。
昆虫ウイルスのベクターと家蚕を用いた有用タンパク質の合成に関する基礎的研究

種々の昆虫ウイルスと樹立細胞株を取得して、in vitroで増殖する系を捜したところ、カイコ核多角体病ウイルス(NPV)とBin-N細胞の系、およびハスモンヨトウNPVとCLS79,SF21AE,TN308細胞の系が見つかり、以下の実験を行った。これらの増殖する系を用い、ウイルスの定量とクローニングのためのプラーク法を検討し、シープラークアガロースを用いるプラーク法を確立した。この方法により、野外分離株より、多数のNPVをクローンしたところ、樹立細胞に対する宿主特異性までも異なる多くのクローン株が得られた。これらのウイルス株を増殖し、ウイルス粒子等を精製し、理化学的性状を明らかにすることができた。カイコNPVを感染後、蛋白質(特に多角体蛋白質)の変動を詳しく調べたところ、多角体蛋白質は感染末期に急激に合成されることが明らかとなった。すなわち、in vivoでは感染4日目より、in vitroでは感染48時間より多量に合成され、何らかの発現のコントロールを受けていた。また、外来遺伝子を挿入した場合も同様のコントロールを受いることが明らかとなった。ハスモンヨトウルNPVおよびカイコNPVの多角体遺伝子部位を、感染末期の脂肪体より抽出したmRNAを用い、合成されたcDNAをプローブとして検索同定した。さらに、プラスミドにクローニングし、塩基配列を明らかにし、プロモーターと発現の関連についてディスカッションした。ウイルス粒子より安定な形でウイルスDNAを抽出する方法を確立し、カルシウム沈殿法により細胞核内ヘトランスフェクションすることが可能となり、外来遺伝子の挿入法が確立された。ベクターとしてのカイコNPVのウイルス粒子の熱安定性や細胞レベルでの増殖を明らかにし、有用な発現ベクターであることを示した。
シグナル伝達の可視化による幹細胞自己複製の"real time"解析

-新規蛍光蛋白質Venusを利用したNotchシグナルの活性化可視化技術の開発Notchシグナルの標的遺伝子(Hes1 or Hes5)プロモーターの制御下で発光団形成時間、半減期が短く、かつ蛍光強度が強い蛍光蛋白質d4-Venusを発現するレポーター遺伝子を作成した。活性化型Notchを発現した細胞株に導入したところ、このレポーター遺伝子はNotchシグナルの活性化に応答した蛍光を発することが確認された。-幹細胞自己増殖と細胞系譜におけるNotchシグナリングの関連作成したレポーター遺伝子をレンチウイルスに組み込み、造血幹細胞および神経幹細胞に導入後、各種分化マーカーで染色し、神経系、血液系、双方の幹細胞におけるNotchシグナリングをモニターすることによって自己複製あるいは分化の際のNotchシグナルの意義を明らかにする。神経系ではNeurosphere法によりある程度神経幹細胞濃縮が可能であり、胎児脳より調製した幼弱神経細胞に遺伝子導入し、レポーター遺伝子を発現する細胞をフローサイトメトリーにより分離し、Neurosphere形成能を調べたところ、レポーター遺伝子発現細胞中にsphere形成細胞が有意に濃縮されていることが明らかになった。今後、幹細胞の低密度培養による細胞系譜の解析とNeurosphere法を用いた神経幹細胞の自己複製能と多分化能の解析を詳細に行うことを目的とし、現在Notchシグナルが、神経幹細胞→神経前駆細胞→幼弱なニューロン→特定のニューロンあるいはグリア、アストロサイトのどの段階に働いているのかを明確にする試みを行っている。-Notchシグナリング可視化トランスジェニックマウスの作成一方、Notchシグナリングの下流に位置するHes1プロモーター制御下にGFPを発現させるレポーター遺伝子を導入した変異マウスを作成し、これを用いたNotchシグナリングを可視化する試みに着手した。その結果、神経系ではNeurosphere形成細胞で強発現が見られ、神経幹細胞自己複製においてNotchシグナルが活性化していることが示唆された。その一方、造血幹細胞においてはHes1プロモーター制御によるレポーター遺伝子の発現率が極めて低く、従来の骨髄細胞採取方法では発現が見られず、コラゲナーゼ処理によって骨表面に付着した細胞を採取することによって陽性細胞が出現すること、等が明らかになった。このため現在Notchが活性化している細胞集団をソーティングし、その性状を明らかにする取り組みを行っている。またWntシグナル系下流でCyclinD1プロモーター領域に作用するLEF/TCFプロモーター領域(TOP)とLacZを用いたレポーター遺伝子を作成し、実験動物に導入しトランスジェニックマウスを作成した。現在、その発現様式をフローサイトメトリーおよび免疫組織学的に検討している。また、励起波長の異なる蛍光分子を利用することで、Shhシグナルを同時に可視化することを目的とし、そのターゲット遺伝子であるGliプロモーター下流に蛍光分子遺伝子を組み込むことによりNotch、Wnt、Shhシグナリングを同時に可視化し、幹細胞自己複製における3つの因子の関連を明らかにする試みに着手した。幹細胞の特質の一つである『自己複製能』を制御する分子機構として近年、Notch, Sonic Hedgehog (Shh), Wntという3つの機構が提唱されてきているが、単一の、pureな、幹細胞レベルで、それらの機構がどのように役割を分担し、あるいは相互作用し、自己複製に関わっているのかは未だ不明である。本研究ではレポーター遺伝子を用いてシグナル伝達を可視化することにより、各シグナルがどのような細胞分画で活性化しているか、幹細胞におけるおのおののシグナル活性化の有無、造血および神経幹細胞の局在、など、生体内でのこれらの遺伝子に関わるカスケードの生理的作用を単一幹細胞レベルで明らかにすることを目的として以下の実験を行った。・新規蛍光蛋白質Venusを利用したNotchシグナルの活性化可視化技術の開発Notchの標的遺伝子であるHes1プロモーター下流に発光団形成時間および半減期が短く、かつ蛍光強度の強い蛍光蛋白質d4-Venusを発現するレポーター遺伝子を作成した。・幹細胞自己増殖と細胞系譜におけるNotchシグナリングの関連作成したレポーター遺伝子をレンチウイルスに組み込み、胎児脳より調製した幼弱神経細胞に遺伝子導入後、Venusを発現する細胞をフローサイトメトリーにより分離しNeurosphere形成能を調べたところ、レポーター遺伝子発現細胞中にsphere形成細胞が有意に濃縮されていることが明らかになった。今後、造血幹細胞および神経幹細胞に導入後、各種分化マーカーで染色し、神経系、血液系、双方の幹細胞におけるNotchシグナルをモニタリングすることによって自己複製あるいは分化の際のNotchの意義を明らかにする試みを行う。・レポーター遺伝子トランスジェニックマウスの作成Notchシグナリングの下流に位置するHes1プロモーター制御下にGFPを発現させるレポーター遺伝子を導入した変異マウスを作成し、これを用いたNotchシグナリングを可視化する試みに着手した。その一方、造血幹細胞においてはHes1プロモーター制御によるレポーター遺伝子の発現が全く見られないばかりではなく、骨髄細胞全体で発現が見られなかった。このため現在プロモーター領域をHes5遺伝子由来のフラグメントに置き換え、新たなトランスジェニックマウスを作成中である。またWntシグナル系下流でCyclinD1プロモーター領域に作用するLEF/TCFプロモーター領域とRed Fluorescence Protein (RFP)を用いたレポーター遺伝子を作成し、現在発現解析を行っている。

今後、実験動物に導入しトランスジェニックマウスを作成する計画が遂行中である。-新規蛍光蛋白質Venusを利用したNotchシグナルの活性化可視化技術の開発Notchシグナルの標的遺伝子(Hes1 or Hes5)プロモーターの制御下で発光団形成時間、半減期が短く、かつ蛍光強度が強い蛍光蛋白質d4-Venusを発現するレポーター遺伝子を作成した。活性化型Notchを発現した細胞株に導入したところ、このレポーター遺伝子はNotchシグナルの活性化に応答した蛍光を発することが確認された。-幹細胞自己増殖と細胞系譜におけるNotchシグナリングの関連作成したレポーター遺伝子をレンチウイルスに組み込み、造血幹細胞および神経幹細胞に導入後、各種分化マーカーで染色し、神経系、血液系、双方の幹細胞におけるNotchシグナリングをモニターすることによって自己複製あるいは分化の際のNotchシグナルの意義を明らかにする。神経系ではNeurosphere法によりある程度神経幹細胞濃縮が可能であり、胎児脳より調製した幼弱神経細胞に遺伝子導入し、レポーター遺伝子を発現する細胞をフローサイトメトリーにより分離し、Neurosphere形成能を調べたところ、レポーター遺伝子発現細胞中にsphere形成細胞が有意に濃縮されていることが明らかになった。今後、幹細胞の低密度培養による細胞系譜の解析とNeurosphere法を用いた神経幹細胞の自己複製能と多分化能の解析を詳細に行うことを目的とし、現在Notchシグナルが、神経幹細胞→神経前駆細胞→幼弱なニューロン→特定のニューロンあるいはグリア、アストロサイトのどの段階に働いているのかを明確にする試みを行っている。-Notchシグナリング可視化トランスジェニックマウスの作成一方、Notchシグナリングの下流に位置するHes1プロモーター制御下にGFPを発現させるレポーター遺伝子を導入した変異マウスを作成し、これを用いたNotchシグナリングを可視化する試みに着手した。その結果、神経系ではNeurosphere形成細胞で強発現が見られ、神経幹細胞自己複製においてNotchシグナルが活性化していることが示唆された。その一方、造血幹細胞においてはHes1プロモーター制御によるレポーター遺伝子の発現率が極めて低く、従来の骨髄細胞採取方法では発現が見られず、コラゲナーゼ処理によって骨表面に付着した細胞を採取することによって陽性細胞が出現すること、等が明らかになった。このため現在Notchが活性化している細胞集団をソーティングし、その性状を明らかにする取り組みを行っている。
高速イオンによる液体阻止能および生体分子（アミノ酸・核酸塩基）の電離断面積測定

本研究は、気体および水溶液状態の生体分子(アミノ酸・核酸塩基)や炭化水素分子対する高速度イオンビーム照射効果を原子レベルで系統的に解明することを目的とした世界初の画期的なもので、世界の先導的研究拠点としての地位を確立している.具体的には、電子分光法による精密な電離断面積データの提供、および飛行時間法・電子個数測定法を組み合わせた新しい測定技術の提唱とその測定法を用いて多原子分子の多重電離・多重分解過程の詳細を定量的に解明することに成功している.研究成果は査読論文12編、国際会議発表21件、国内学会発表34件を数える.本研究は、高速度イオンによる真空中液体標的の衝突現象を原子スケールで探求するもので、H24度は主としてマイクロイオンビームの液体標的への直接照射法について実験を行った。具体的には、液体ジェット用の数十μm径のノズルおよびイオンビーム用にガラスキャピラリを採用し、キャピラリを液中表面近傍に移動させてビームを液中に直接打ち込む方法を試みている。液体ジェット標的は水道水の様に連続標的ビームを対象としているが、更に液滴(droplet)の作成もH24度から開始している。同じ液体ながら表面活性度の違いが衝突過程にどのような効果を及ぼすかについての知見を得ることができ、次年度以降も引き続き継続する予定である。また、イオンビーム衝撃による多原子分子からの分解二次イオンの精密な質量分布測定用にマルチヒット位置検出システムを購入し同時計測を行っているところである。上記の研究はいずれも世界トップのものであり、特に液体標的に関する諸データは注目を集めているところである。研究成果の公開として、日本物理学会(2012年9月横国大、2013年3月広島大)での口頭発表(5件)、国際会議でのポスター発表(8件)などを行った。本研究は、高速度イオンによる真空中液体標的の衝突現象を原子スケールで探求するもので、H25度は主としてマイクロイオンビームの液体標的への直接照射法について実験を行った。具体的には、液体ジェット用の数十μm径のノズルおよびイオンビーム用にガラスキャピラリを採用し、キャピラリを液中表面近傍に移動させてビームを液中に直接打ち込む方法を取った。液体ジェット標的は水道水の様に連続標的ビームを対象としているが、更に液滴(droplet)の作成も昨年度度から開始している。研究成果の公開として、ジャーナル誌発表論文6編(2014度2編含む)、国際会議発表2件[ICPEAC2013(中国)、およびISI-2013(ロシア)]、並びに日本物理学会(2013年9月徳島大、2014年3月東海大)での口頭発表(6件)を行った。本研究は,高速度イオンによる真空中液体標的の衝突現象を原子スケールで探求するもので,H26年度は最終年度として以下の項目を中心に実験を行った.1)マイクロイオンビームの液体標的への直接照射法の確立,2)アミノ酸分子等からの二次粒子測定1)では,液体ジェット用の数十μm径のノズルおよびイオンビーム用にガラスキャピラリを採用し,キャピラリを液中表面近傍に移動させてビームを液中に直接打ち込む方法を確立することができた.真空中の液体標的のイオン衝突研究は世界にも例がなく,本研究が先導的な立場で行っているところであるが,本研究を更に発展させたものとして,液滴(droplet)を対象とした衝突実験も手がけており,同じ液体ながら表面活性度の違いが衝突過程にどのような効果を及ぼすかについての知見を得ている段階である.2)では,アデニン(アミノ酸分子)の電離分解過程を詳細に調べた.特に3重同時測定法(入射イオン,アデニン分解分子,二次電子)を行うことにより衝突直後の極短時間に生成される初期電離状態を観察することができ,従来にない多くの知見を得ることができた.以上の研究はいずれも世界トップのものであり,特に液体標的に関する諸データは世界の注目を集めており,国際会議の招待講演に選出されている(2013年ICPEAC蘭州,2015年ICPEACトレド,等).研究成果の公開として,日本物理学会(2014年9月中部大,2015年3月早稲田大)で口頭発表(13件),国際会議でのポスター発表(3件)などを行った.本研究は、メガボルト加速器による真空中の生体分子標的の衝突現象を原子スケールで探求するもので、当初計画の3年間(平成24-26年度)と事業期間延長1年間(平成27年度)の計4年間で実施し、本事業当初の目的をほぼ達成することができた。平成27年度はこれまで行った実験で得られた測定値の信頼度・精度を確認することを目的に数回の再実験を行い定量的に確認することができた。一連の研究成果は2つの国際会議(2015年SHIMドイツ・ダルムシュタット、2015年ICPEACスペイン・トレド)で計7編の口頭及びポスター発表を行い、3編の査読付論文をジャーナル紙に発表した。

また国内では諸研究会での発表の他に日本物理学会(2015年9月関西大学, 2016年3月東北学院大学)で計10編の口頭発表を行った。本研究は、気体および水溶液状態の生体分子(アミノ酸・核酸塩基)や炭化水素分子対する高速度イオンビーム照射効果を原子レベルで系統的に解明することを目的とした世界初の画期的なもので、世界の先導的研究拠点としての地位を確立している.具体的には、電子分光法による精密な電離断面積データの提供、および飛行時間法・電子個数測定法を組み合わせた新しい測定技術の提唱とその測定法を用いて多原子分子の多重電離・多重分解過程の詳細を定量的に解明することに成功している.研究成果は査読論文12編、国際会議発表21件、国内学会発表34件を数える.ミクロンサイズの液体標的を真空内に作成し,これに加速器から引き出した高速イオンビームを照射する技術は当初から困難が予想されることであったが,技術的側面では概ね解決することができている.但し,マシンタイムの不足等もあり,当初予定を数ヶ月遅れており,国際会議等での発表は次年度にせざるを得ない.なお,国内学会(日本物理学会,等)での口頭発表や,インパクトファクターの高いジャーナル誌に論文として発表することができた.27年度が最終年度であるため、記入しない。原子衝突物理学本研究は2014年度が最終年度として計画したもので,加速器(学内共同利用装置として約100名の教職員・学生が使用)を使える時間(MT)に制約があったため,成果発表が半年程遅れており,2015年度に開催される二つの国際会議において発表する予定である.そのため旅費として,70万円程度の経費を2015年度に繰り越している.ガラスキャピラリ方式によるマイクロイオンビームを作成し、これを液体ジェット内を通過させる技術には真空外からの操作ということもあり困難さが予想されたが、他の実験と併行して行うことによって克服することができたガラスキャピラリ方式によるマイクロイオンビームを作成し、これを液体ジェット内を通過させる技術には真空外からの操作ということもあり困難さが予想されたが、他の実験と併行して行うことによって克服することができた。同じ液体標的として液的を真空内に作成し衝突実験を行った。作成された液的のサイズ分布(μm)を透過したイオンのエネルギー損失量から導出することにある程度成功している。H25度は加速器施設の耐震改修工事が行われたため約半年間実験が行えなかったが、ほぼ予定通りの進捗状況であった。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度内に当初予定の実験成果を出し,国際会議等で発表する予定であったが,実験で使用する粒子加速器のマシンタイム不足も重なったために,当初計画から半年以上遅延することとなり,会議発表渡航費用等に未使用額が生じた.概ね当初計画書通りの進捗で進める。特に生体分子としての気体アミノ酸からの低エネルギー二次電子の精密測定に加え、同時に生成される電子の個数を新たに測定する。半導体検出器に30kV程度の高電圧を加える方法を用いるが、成功すれば液体中での電子の挙動の解明につながるもので波及効果は大きい。H26度は最終年度としてこれまでの実験内容をチェックし、不足している測定データを取ることを主として行い、総括する。1.マイクロイオンビームの液体標的照射法の確立:ミクロンサイズに絞ったイオンビームを液体(ジェットおよび液的)に照射し、透過スペクトルを様々な散乱角度で測定する。液体の溶質としてアミノ酸等の分子を混入しその濃度によりエネルギ-損失量の変化を観測する。
アブラナ科野菜における遺伝子重複とゲノムインプリント遺伝子の出現機構の解明

ゲノムインプリンティングとは、ある対立遺伝子が父親から由来したか母親から由来したかに応じて遺伝子発現の有無が決定される現象のことであり、おもに哺乳動物と被子植物において見つかっている。本研究では、Brassica rapaを用いて、網羅的なインプリント遺伝子の同定と胚乳におけるゲノム全体のDNAメチル化状態を明らかとすることを目的として研究を行った。B. rapaにおけるインプリント遺伝子の数は、これまで報告されている近縁種よりも多いことが明らかとなった。ゲノムインプリンティングとは、ある対立遺伝子が父親から由来したか母親から由来したかに応じて遺伝子発現の有無が決定される現象の事である。植物では、その生物学的意義やインプリンティングを受ける遺伝子が生じる原因などは、あまり解明されていない。本研究では、アブラナ科植物であるBrassica rapaを用いて網羅的なインプリント遺伝子の同定と、胚乳におけるゲノム全体のエピジェネティックな修飾状態を明らかとすることを目的とした。本年度はBrassica rapaの2系統を相互交配して、未成熟な種子から胚乳を摘出し、RNA-seq法による全ゲノム転写解析を行ったところ、1000個以上の遺伝子がインプリンティングを受けることが明らかとなった。また、これらの系統と別の2系統を用いて、同様の解析を行った結果、この系統間においても1000個以上のインプリント遺伝子を同定することができた。このことより、これまでインプリント遺伝子が報告されているシロイヌナズナやイネなどに比べて、Brassica rapaではインプリンティングを受ける遺伝子が多く存在することを明らかにした。また、シロイヌナズナのインプリント遺伝子との比較を行った結果、保存されているインプリント遺伝子は30個以下であり、その保存性は高くないことが明らかとなった。さらに、自家交配後10日、13日、17日の種子、葉、茎、花序においてRNA-seq法による全ゲノム転写解析を行った。現在、同定したインプリント遺伝子の組織・時期特異的な遺伝子発現について解析を進めている。今年度は、Brassica rapaにおけるインプリント遺伝子を同定することができた。これ以外にも、異なる系統を用いたインプリント遺伝子の多様性の検証やエピゲノム解析も順調に進展していることから、今年度はおおむね順調に研究が進展したと考える。昨年度は、2組の交配組み合わせから未成熟な種子から胚乳を摘出し、RNA-sequencing法による全ゲノム転写解析を行い、インプリント遺伝子の同定を行った。本年度はさらに4組み合わせにおいてインプリント遺伝子の同定を行った。シロイヌナズナやイネでは100から200個程度のインプリント遺伝子が報告されているが、B. rapaでは全ての系統間においてインプリント遺伝子がそれらよりも多く同定された。また、B. rapaの2系統とその相互交配から得られた胚乳組織を用いてゲノム全体のDNAメチル化状態をBisulfiteーsequencingで明らかにした。さらに、公開されているB. rapaゲノム情報からトランスポゾンなどの転移因子様配列を見出し、それらの存在様式とインプリント遺伝子の関係について調べた。現在は昨年度に行った各植物組織における全ゲノム転写解析を用いて、同定したインプリント遺伝子の組織・時期特異的な遺伝子発現とDNAメチル化状態の関連性について解析を進めている。今年度、同定したインプリント遺伝子について、遺伝子重複とゲノムインプリンティングの関連性について解析を進める。また、エピゲノム解析を行い、胚乳におけるエピジェネティックな修飾状態を明らかにし、転写への影響について調べる予定である。遺伝育種科学次世代シークエンサーによる解析は外部委託する予定であったが、所属している京都産業大学で次世代シークエンサーが設置されたため、外部委託を行わなかった。また、英文校閲費として予定していたが使わなかった。消耗品費:解析用の試薬等、消耗品の購入英文校閲費:英文校閲費として使用
メラネシアにおける近代性と新宗教運動に関する人類学的研究

本研究は、「メラネシアにおける近代性と新宗教運動に関する人類学的研究」を目的とし、聞き取り調査と参与観察に依拠する人類学的アプローチにもとづいて、クリスチャン・フェローシップ教会(以下、CFCと呼ぶ)という特定の新宗教運動の全体像を明らかにすることを目的としてきた。本年度のはじめより、これまでに収集した一次資料および文献資料の整理・分析をおこなってきた。従来からCFCに言及する論文や記事は多数存在しており、この運動が西洋人に与えた衝撃や注目度の高さを物語っている。これらの先行研究において、CFCは、基本的に土着主義運動の概念に基づいて論じられてきた。しかし、土着主義運動の概念は、CFCを理解するうえで有効とはいえない。まず、CFCは消え行く「敗者の運動」とみなすことはできないことが指摘できる。CFCは、70年以上にわたって持続し、母教会であるメソジスト教会やソロモン諸島の他教会に匹敵する存在となっている。また現在の宗教的指導者は、2005年に「地域社会の発展とCFCにおけるリーダーシップ」の功績により、エリザベス女王からナイトの称号を授与されたことも記憶に新しい。現在、CFCは1万5千人余りの信徒を抱えており、ソロモン諸島で6番目の規模を誇る教会に数えられる。CFCの70年の歴史を短いと受け取られるかもしれないが、その間には、第二次世界大戦、ソロモン諸島国の独立、その後の国家開発政策と貨幣経済の浸透などの世界史的なイベントが含まれている。本研究では、そのなかを生き抜いてきたCFCを考察の対象とし、土着主義運動やカーゴカルトに付随する形容や概念の列挙だけでは語りつくすことができないことを明らかにしてきた。なお、本研究の成果の一部として、学位論文「メラネシアにおける新宗教運動の人類学的研究-クリスチャンフェローシップ教会の形成と展開」を提出し、博士号を取得した。本年度のはじめより,これまでソロモン諸島で収集した一次資料および文献資料の整理・分析を行ってきた。そこで扱った資料は,メラネシアおよびソロモン諸島(ニュージョージア島)を対象とした「キリスト教と植民地経験」,「新宗教運動における社会経済活動」,「伝統と近代の相関関係」に大別することができる。これらの資料を個別に扱うのではなく,互いの関係性にも注意を払うことで,メラネシアにおける近代性と新宗教運動の一端を明らかにすることができた。ニュージョージア島の新宗教運動に関する一次資料を整理・分析する過程において,メラネシアの人々が西洋起源のキリスト教をいかにして取り込み,自らの日常生活を構築してきたのかについて理解することができた。その結果として,この運動は,「伝統」と「近代」という単純な二項対立から論じることはできないような複雑な性格を有しており,これらの対立を固定的なものとみなしてしまえば,現実の表面的な理解に留まってしまうことが明らかとなった。さらに,これまで本格的な研究がなされてこなかったメラネシアにおけるキリスト教の初期受容以降の動向について概観し,現代メラネシアのキリスト教と伝統的信仰との棲み分けに関する新たな知見を得ることができた。以上のような資料の整理・分析と並行する形で,「メラネシアにおける近代性と新宗教運動に関する人類学的研究」の理論的側面を構築するために,人類学をはじめ関連する隣接分野の学術論文を収集・精読した。それに加えて,研究・調査の成果を発表するため,学術論文の執筆や学会発表を積極的に実施するとともに,来年度に予定している博士学位論文の執筆をお行ってきた。
インターネット上でのプライバシ保護が可能なオンライン生体認証システムの構築

現在,主として生体認証はクローズ環境での認証に利用されているが,インターネットバンキングなど,将来的にオープン環境での利用が期待されている.そのような生体認証について,近年システム要件,データ形式の研究や国際標準化が進んでいるが,テンプレートのプライバシ保護技術について,十分な基礎研究がなされていない.認証とデータベース(DB)の視点から研究を行った.ワンタイム生体認証として,認証セッションごとに異なる変換処理をテンプレートと検証用の特徴情報に施すことによってワンタイム性を持たせる手法について提案した.本手法では変換生成のTTPの秘密情報,認証セッション情報等のタイムスタンプ等の情報を利用して変換関数を生成,適用することによりワンタイム性を確保する.この手法では通信路上の盗聴に対して安全性を確保することが出来る.テンプレートDBの保護方式1として,DB内部での格納アドレスを攪拌することによって,登録者ごとにテンプレートを分散格納する方法を提案した.この手法では,隣接するアドレスに同一人物のテンプレート要素が格納されることがないため,マップを入手されなければ,登録者のテンプレート全体を再構成することはできない.それゆえに成りすましを防止する効果もある.テンプレートDBの保護方式2として,テンプレートが,登録者間で相互相関をもつことを利用して,登録者間の平均値情報との差分情報を登録テンプレートとして,ストレージに格納する,テンプレートDBを提案した.提案法では,成りすまし,改ざんを困難にする効果が見込まれる.本補助金に基づく研究は,全研究過程の最初の段階に属している.平成19年度後半には,研究の発展段階として,装置への実装を行うため,アルゴリズムの開発に着手した.本成果を平成20年度に発表すべく,改良・実験を通じて準備を進めている.現在,主として生体認証はクローズ環境での認証に利用されているが,インターネットバンキングなど,将来的にオープン環境での利用が期待されている.そのような生体認証について,近年システム要件,データ形式の研究や国際標準化が進んでいるが,テンプレートのプライバシ保護技術について,十分な基礎研究がなされていない.認証とデータベース(DB)の視点から研究を行った.ワンタイム生体認証として,認証セッションごとに異なる変換処理をテンプレートと検証用の特徴情報に施すことによってワンタイム性を持たせる手法について提案した.本手法では変換生成のTTPの秘密情報,認証セッション情報等のタイムスタンプ等の情報を利用して変換関数を生成,適用することによりワンタイム性を確保する.この手法では通信路上の盗聴に対して安全性を確保することが出来る.テンプレートDBの保護方式1として,DB内部での格納アドレスを攪拌することによって,登録者ごとにテンプレートを分散格納する方法を提案した.この手法では,隣接するアドレスに同一人物のテンプレート要素が格納されることがないため,マップを入手されなければ,登録者のテンプレート全体を再構成することはできない.それゆえに成りすましを防止する効果もある.テンプレートDBの保護方式2として,テンプレートが,登録者間で相互相関をもつことを利用して,登録者間の平均値情報との差分情報を登録テンプレートとして,ストレージに格納する,テンプレートDBを提案した.提案法では,成りすまし,改ざんを困難にする効果が見込まれる.本補助金に基づく研究は,全研究過程の最初の段階に属している.平成19年度後半には,研究の発展段階として,装置への実装を行うため,アルゴリズムの開発に着手した.本成果を平成20年度に発表すべく,改良・実験を通じて準備を進めている.現在、主として生体認証はクローズ環境での認証に利用されているが、インターネットバンキングなど、将来的にオープン環境での利用が期待されている。そのような運用形態を包含した生体認証について、近年システム要件、データ形式の研究や、国際標準化が進んでいるが、テンプレートを格納するデータベース(以下、テンプレートDB)のセキュリティ技術について、十分な基礎研究がなされていない。そこで、テンプレート固有の性質や条件を利用した、テンプレートDBの保護技術について、研究を行った。本研究では、生体情報ファイル交換共通フォーマットを対象とし、テンプレートが複数の要素からなる集合であるケースについて、2つのDB格納方式を提案した。方式1として、DB内部での格納アドレスを撹拌することによって、登録者ごとにテンプレートを分散格納する方法を提案した。同方式では、テンプレートの個々の要素(以下、テンプレート要素)の2進数値と、登録者のID情報等の2進数値を用いた擬似乱数をハッシュ関数に入力して、格納アドレスを決定する。求めたアドレスは別途マップとして保存しておく。この手法では、隣接するアドレスに同一人物のテンプレート要素が格納されることがないため、マップを入手されなければ、登録者のテンプレート全体を再構成することはできない。それゆえに成りすましを防止する効果もある。方式2として、テンプレートが、登録者間で相互相関をもつことを利用して、登録者間の平均値情報(画像ならば平均画像、ベクトル形式ならばコードブックに対応)との差分情報を登録テンプレートとして、ストレージに格納する、テンプレートDBを提案した。平均値情報は、登録テンプレートとは別のストレージに格納されるため、平均値情報を確保できなければ、テンプレート全体を再構成することはできない。また、平均値情報を更新することができるため、それに伴い登録テンプレートも更新される。それゆえに成りすまし、改ざんを困難にする効果が見込まれる。現在、主として生体認証はクローズ環境での認証に利用されているが、インターネットバンキングなど、将来的にオープン環境での利用が期待されている。

その理論的検討について、国際会議で発表した。同会議にて、テンプレートが、登録者間で相互相関をもつことを利用して、登録者間の平均値情報(画像ならば平均画像、ベクトル形式ならばコードブックに対応)との差分情報を登録テンプレートとして、ストレージに格納する、テンプレートDBを提案した。平均値情報は、登録テンプレートとは別のストレージに格納されるため、平均値情報を確保できなければ、テンプレート全体を再構成することはできない。また、平均値情報を更新することができるため、それに伴い登録テンプレートも更新される。それゆえに成りすまし、改ざんを困難にする効果が見込まれる。本補助金に基づく研究は、全研究過程の最初の段階に属している。平成19年度後半には、研究の発展段階として、装置への実装を行うため、アルゴリズムの開発に着手した。本成果を平成20年度に発表すべく、改良・実験を通じて準備を進めている。
細孔構造ゼオライトへのインジウム注入技術開発と超高効率新規反応触媒実現への応用

近年、インジウムとケイ素を組み合わせた触媒が注目されている。ゼオライトはケイ素を含有する細孔構造粉末である。そのため、ゼオライトにインジウムを担持できれば、高効率などの特長を持った触媒が実現する可能性がある。本研究では、イオンビーム法、およびアークプラズマ法により、ゼオライトにインジウムを担持した触媒の合成に取り組んだ。製作したサンプルを分析した結果、アークプラズマ法を用いて製作したサンプルがFriedel-Crafts反応に対して触媒活性を持つことが明らかになった。また、最適な触媒効果を得るには、粒径の小さなインジウムを適度に分散してサンプル上に担持する必要があることが明らかになった。近年、インジウムとケイ素の相互作用によって発現する触媒が発見された。そこで我々は、ケイ素を含有するゼオライトにインジウムを注入することにより新しい触媒の開発を試みている。ゼオライトは細孔構造を持ち内部比表面積が極めて大きいため、インジウムを担持したゼオライトにおいて触媒能を発現させることができれば、触媒効率の向上が期待できる。本研究では、これまでに以下の2つの実験を行った。(1)低エネルギーイオンビーム装置を用いて、インジウムをゼオライトに担持する実験に取り組んだ。粉末状のゼオライトをプレスによりペレット形状に加工し、これをビーム実験のターゲットとして用いた。インジウムの入射エネルギーは500eV、ドーズ量はE16E17個とした。作製したサンプルにインジウムが担持されていることを、X線回折と蛍光X線分析により確認した。(2)アークプラズマ装置を用いてインジウムをゼオライトに担持する実験に取り組んだ。この実験では、粉末状のゼオライトを容器に入れ、これを攪拌しながらインジウムを注入することにより、インジウムがゼオライトサンプルに均一に照射されるようにした。インジウムの入射エネルギーは約30eVである。インジウムの担持量がサンプル重量の5%になるように実験パラメータを設定した。作製したサンプルにインジウムが担持されていることを、X線光電子分光分析により確認した。また、このサンプルがFriedel Crafts alkylationの触媒として機能することも確認した。当初の予定では、初年度には、(1)ゼオライトへのインジウム担持手法(従来の化学的手法ではなく、物理的な手法による全く新しい手法)を確立すること、(2)この手法を用いて、ゼオライトへのインジウム入射実験を行うこと、(3)実験で得られたサンプルの分析により、実際にインジウムが担持されていることを確認すること、の3つの課題を予定していた。上記の(1)と(2)については、イオンビーム入射法とアークプラズマ法により実現することができた。(3)についても、X線回折、X線光電子分光法、電子顕微鏡診断などにより、両手法により作製したサンプルにインジウムが担持されていることを確認した。それに加えて、(本来は平成28年度に予定していた)触媒効果の分析も実施できた。その結果、アークプラズマ法により作製したサンプルがFriedel Crafts alkylationの触媒として機能することを確認できた。そこで我々は、ケイ素を含有するゼオライトにインジウムを注入することによりインジウムとケイ素の相互作用を引き起こし、触媒作用を発現させる研究に取り組んでいる。ゼオライトは細孔構造を持ち内部比表面積が極めて大きいため、インジウムを担持したゼオライトにおいて触媒能を発現させることができれば、触媒効率の向上などが期待できる。昨年度までは、(1)インジウムイオンビーム照射によるゼオライトへのインジウム注入、(2)アークプラズマ装置によるゼオライトナノ粒子照射によるゼオライトへのインジウム注入、の2つの方法を並行して試みていた。しかしながら、(1)の方法では、ゼオライトを固体ターゲットに整形して、そこにインジウムイオンビームを照射するという手順を踏んでいるため、一度の実験で作成できるサンプルの量がごくわずかであるという大きな欠点があった。一方、(2)の方法では、粉体のゼオライトをそのままの状態で用いている。そのため、一度の実験でも十分な量のサンプルを作成できた。そこで、本年度は、(2)の方法に限定して研究を行った。本年度は、インジウムの照射量を制御し、ゼオライトへのインジウム注入量が異なる7つのサンプルを作成し、これらのサンプルの触媒活性を調査した。これら7つのサンプル中のインジウム量は、質量比で0.009, 0.03, 0.09, 0.2, 0.3, 0.5, 0.9wt%とした。分析の結果、0.5wt%のインジウムが担持されたゼオライトサンプルがもっとも触媒活性が優れており、Friedel Crafts alkylation反応が80%進行することが分かった。その他のサンプルでは、化学反応の進行率が0.5wt%のサンプルよりもやや劣ることがわかった。当初の予定では、初年度(昨年度)に、「インジウム注入手法の確立」と「サンプルの表面分析」を行い、二年次(本年度)には、様々な反応に対する触媒効果を分析する予定であった。実際には、研究は予想よりも少し早く進み、早くも初年度に、アークプラズマ法により作製したサンプルが(1)ベンジリッククロリドとアニソールとのフリーデルクラフツアルキル化、の触媒として機能することを確認できていた。本年度は、この触媒活性のサンプル中のインジウム量への依存性を詳細に調べることができた。