hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
消化管新規脂肪酸受容体GPR120の栄養生理学的機能解析

17年度では、消化管に直接脂肪酸を投与するモデルを作製することによって、GPR120を介したGLP-1分泌性を検討した。18年度では、GPR120をもっとも活性化するα-リノレン酸およびα-リノレン酸を多く含むトリグリセリドであるエゴマ油を、長期に投与することによって、長期にわたるこれら脂肪酸およびトリグリセリドがGLP-1分泌に関与するかについて検討を行った。8週齢C57BL/6Jマウスを7日間馴らし飼育の後、エサをクイックファット(Crea Japan)に換えた。α-リノレン酸、エゴマ油および溶媒として用いたPEG400を毎朝10時に100nmol/g体重/100μl(α-リノレン酸当量として)で経口投与を行った。投与0、1、14、28、56日において、ネンブタール麻酔後、開腹し門脈採血を行った。採血後、膵臓、下部消化管および肝臓を摘出後、半分に分割し、一方を液体窒素下で凍結、一方を4%パラホルムアルデヒド下で固定を行った。血漿中のGLP-1(GLP-1 ELISA Kit,和光純薬)、インスリン(レビスインスリンKit、シバヤギ)を測定した。GLP-1はα-リノレン酸、エゴマ油およびL型エゴマ油において、投与1日によりPEGに比して有意に高値を示した。一方インスリンについては、投与28日においてα-リノレン酸、エゴマ油およびL型エゴマ油で、PEGに比して有意に高値を示した。また、投与56日ではPEGおよびα-リノレン酸投与において、高インスリン血症が認められたが、エゴマ油では高インスリン血症は認められなかった。本プロジェクトより、α-リノレン酸を多く含むエゴマ油はGLP-1分泌活性を長期間有することが明らかとなった。17年度では、消化管に直接脂肪酸を投与するモデルを作製することによって、GPR-120を介したGLP-1分泌性を検討した。8週齢雄性C57BL/6Jを麻酔下にて開腹し、十二指腸、回腸あるいは結腸部分にカニュレーションを施したモデルを作製した。試験物質として長鎖不飽和脂肪酸であるα-リノレン酸(α-LA)、中鎖飽和脂肪酸オクタン酸(OA)を用い、それらの溶媒としてポリエチレングリコール400を用いた。100μl/minの速度で100nmol/gbody weightとなるようカニュレーション部から投与した。15分後に門脈より採血を行い、血漿中のGLP-1およびインスリン含量を測定した。また消化管はホルマリン固定を行い、抗GLP-1および抗リン酸化ERK抗体にて免疫染色を行った。さらに2型糖尿病モデルであるNSYマウス(雄性40週齢)を用いて、脂肪酸を同様に投与し、門脈血におけるGLP-1およびインスリン含量を測定した。結腸へのα-LAの投与により、GLP-1及びインスリンの上昇が認められ、その作用はOAおよび溶媒のみの投与では認められなかった。α-LAのGLP-1分泌促進作用に付随し、結腸の内分泌組織での抗GLP-1陽性細胞におけるリン酸化ERKの上昇が確認された。さらに、結腸へのα-LA投与により、2型糖尿病モデルNSYマウスにおいて、血糖値の低下が認められた。結腸への活性脂肪酸α-LAの投与によりGLP-1分泌が惹起され、それに伴ってインスリン分泌が亢進することが示唆された。また、2型糖尿病においてはα-LAの投与により血糖の低下が認められた。長鎖不飽和脂肪酸の消化管への作用が、GLP-1分泌亢進しその結果として糖尿病改善に寄与する可能性が示唆された。18年度は脂肪酸およびその類縁化合物の栄養学的な応用に研究を進める。
大型実験動物を用いた大脳皮質ダイレクト光トポグラフィーの開発：臨床応用への挑戦

光トポグラフィーとは近赤外光を用いて脳血流状態の変化を計測し、脳機能・活動状態を可視化する技術である。通常、頭皮の上から非侵襲的に計測しているが、我々は大脳皮質の表面から直接計測する方法を開発した。ミニブタを用いた実験で脳の感覚野における分布を計測し、新たに開発した適応型一般線型モデルによる回帰分析を導入することで、麻酔などで血行動態が覚醒時と異なっていたとしても脳活動を検出できるようにした。これらは脳血流変化の基礎研究及び開頭手術中の脳血流モニタリングに貢献しうると考える。近赤外光を用いて大脳皮質の表面から直接脳血流変化を計測するダイレクト光トポグラフィーの計測装置は既存の装置をもとに一部改良したパーツを適用する方法で開発した。高密度の計測を行うために細径ファイバーを用いたプローブを使用し、大脳皮質表面から計測するためにプローブ先端と脳表面の接触を補助するパーツを作成した。セボフルランによる吸入麻酔下のミニブタ3頭に対し感覚野付近の開頭手術を行い、鼻先の皮膚を電気刺激して刺激時の脳血流の変化をダイレクト光トポグラフィーで計測し、データ解析を実施した。ダイレクト光トポグラフィーの計測結果の検証のため、同時に皮質脳波誘発電位の計測も行った。従来の光トポグラフィーは覚醒状態のヒトで行われることが多かったが、本実験では麻酔の影響下にある動物を使用しているため、従来の解析方法では麻酔の影響による脳血流変化を適切に反映できない可能性があり、データ解析方法に改良が必要であると考えられた。fMRI(磁気共鳴機能画像)で用いられている一般線形モデルを用いた回帰分析による解析方法を基に、光トポグラフィーに最適化するよう改良した解析方法が開発中であったため、この解析方法を導入して解析を実施した。その結果、ダイレクト光トポグラフィーで計測した脳活動の活動部位が、皮質脳波誘発電位で計測した活動部位と同等の位置で確認できた。これにより、本手法が脳活動の計測に有効であることを示すことができた。解析方法の検証を行ったうえで、ダイレクト光トポグラフィーの計測技術と計測結果を論文に取りまとめた。一方ダイレクト光トポグラフィーの計測用パーツについては、現在までに実施した計測状況に基づき問題点や改良すべき点を抽出した。改良方針を踏まえて、取り回しが容易で安全性にも配慮した新しいパーツの開発作業を進めている。近赤外光を用いて大脳皮質の表面から直接脳血流変化を計測するダイレクト光トポグラフィーの計測装置を、既存の装置をもとに一部改良した部品を適用して開発した。高密度計測を行うために細径ファイバーを用いたプローブを導入し、大脳皮質の表面から計測するためにプローブ先端と脳の表面の接触を補助する部品を作成した。ミニブタ3頭に対し、セボフルランの吸入麻酔下で感覚野付近の開頭手術を行い、鼻先の皮膚を電気刺激した時の脳血流の変化をダイレクト光トポグラフィーで計測しデータ解析を行った。脳活動の検証のため同時に皮質脳波の誘発電位計測も実施した。本研究においてはデータの解析方法にも改良を試みた。従来の光トポグラフィーは覚醒状態のヒトを対象として血流モデル設定し解析が行われていた。しかし、本研究では麻酔下の動物を使用するため、従来のモデルをもとにした解析方法では脳血流変化を適切に反映できない可能性が考えられたため、解析法の再検討が必要であった。一般線形モデルを用いた回帰分析をとりいれた解析方法を導入して解析を実施した結果、ダイレクト光トポグラフィーで計測した脳の活動部位が皮質脳波誘発電位で計測した活動部位と同等の位置で確認できた。これらを踏まえ、ダイレクト光トポグラフィーの計測技術と計測結果、また、解析方法についても論文に取りまとめた。本研究で用いたダイレクト光トポグラフィーの計測用部品については脳表面上に設置する際に十分な空間を必要とすることと、設置に時間がかかるという問題点が明らかになった。より詳細な研究を行うためには、取り回しが容易で安全性にも配慮した新しい部品の開発が必要と考えられた。本研究を発展させるものとして新しい部品の開発を行い、単体プローブの作成と動作確認を実施した。ダイレクト光トポグラフィーのさらなる研究の展開に貢献しうると考えられる。中枢神経系の生理学今年度はまず計測で得られたデータを精査した。3頭のミニブタで異なる刺激部位に対する脳の活動部位の変化を計測することができ、計測した活動部位が過去に報告されている脳機能地図や同時に計測した皮質脳波誘発電位による脳機能の分布と同様の結果を示ししていることが分かった。これにより、我々の開発した計測方法を用いて脳表面から直接光トポグラフィーが計測可能であると示すことができた。大型実験動物による実験であるため、3頭の個体から有意な結果が得られていることで十分実験結果の有効性を示すことができていると考えられる。

また、従来用いられている光トポグラフィーと異なり、麻酔下の動物が計測対象であることから、データの解析方法についても改良を試みた。これらの結果と実験の状況を踏まえ、安定して計測が行えるように計測パーツの改良に取り組んでいる。これまでの計測と解析で確認された問題点・改良点を反映した改良型の計測パーツを開発し、動物を用いた計測に使用した結果を再度検証する。改良型のパーツを用いることで、計測の効率化と安全性の向上がなされているかを検討し必要であれば再度改良を行う。これらの検証の過程で収集したデータを基に、大脳皮質表面から計測する光トポグラフィーの再現性を示す。今年度は自作した光トポグラフィーの計測用のパーツを使用して計測を実施した。実験動物の使用頭数削減の原則に基づき、他の研究で使用した実験動物で同時に計測したデータを使用したが、本研究に十分適用可能であることが検証できたため、その結果の解析を実施した。そのため、当初予定していた動物実験関連支出が抑制された。実験結果をもとに、改良した計測用パーツの開発を行っているが、年度内に仕様が確定していなかったため開発費用が発生しなかった。計測用パーツの開発を実施しており、次年度に一旦完成予定であるためその開発経費に使用する。さらに、改良したパーツを用いて性能および特性の検証実験を実施する必要があるが、開発完了時期の繰り越しに伴い延期されている実験の実施費用や動物購入費に充填する。
持続的な会話コンテンツ構築システムの研究

本年度は特別研究員3年間の研究成果について,実際的な社会活動の場への適用を進めながら総括した.会話コンテンツのプレゼンテーションシステム「EgoChat」は,食品総合研究所における研究成果発信ツールとしての採用が進んだ.本年度はシステムを食総研サーバへ導入し,オペレーションについて職員へのレクチャーを行った.EgoChatは2006年,2007年に引き続き2008年度研究所一般公開の際に利用され,常設の食品クイズサイト,食品害虫サイトにおける運用も始まった.また,これらの成果を革新的な研究成果発信方法として論文にまとめた.会話コンテンツを管理するためのコアシステム「知球」は,株式会社情報工房との共同研究を実施し,稲盛財団の主催する「京都賞」への適用を進めた.本年度はとくに10月末に竣工した稲盛財団記念館内「京都賞ライブラリ」への設置を目標として,知球を常設展システムへと発展させ,歴代京都賞受賞者に関する大量のコンテンツ(思想や背景についての写真,講演映像,ビデオメッセージ)のアーカイブ化を開始した.コンテンツをWeb上に構築するPositLogシステムは,2008年12月までに3400件ダウンロードされ,コミュニティサイト構築やコミュニケーションツールとしての認知および利用が進んだ.また,京都大学文学部講義「情報技術演習」の2006年度および2007年度講義でグループワーク用システムとして運用した結果をMYCOM2008で発表した.2008年6月からはニューロネット株式会社と協力し,PositLogの事業化を進めた.PositLogはこれまでWeb技術者がサーバにインストールして利用する形式であったが,技術のない一般ユーザが利用できるように専用のSNSサイトSaasBoard(http://saasboard.jp/)を開発し,ユーザ登録のみでサービスを利用できるようにした.PositLogのコア技術であるスプライトモデルと事業化のプランについては整理してビジネスモデル学会において口頭発表を行った.持続的な会話コンテンツ構築のための会話量子獲得デバイスについて研究を行った.まず,ボタン型の会話量子獲得デバイスを用いた会議実験結果を分析し,デバイスによってユーザの意図を反映した会話量子を獲得可能であることを確認した.また,デバイスのデザインと会話量子の適用領域に関する知見を得た.以上の成果はHCI分野における国内最大の会議であるインタラクション2007へ投稿し,一般講演として採択された.また,知球ルームの中心となる知球システムについても開発を進めた.知球を用いて大量の会話量子をアーカイブ可能とするために,等高線表現を用いた会話量子の可視化手法を提案し,第20回人工知能学会全国大会で口頭発表した.本発表は全国大会優秀賞を受賞し,SpringerのLecture Notes in Artificial Intelligenceに掲載予定である.知球の研究成果は論文誌Journal of Universal Computer Scienceにも採録された.加えて,知球システムをWebへ拡張するPositLo9システムを開発し,人工知能学会主催第7回AI若手の集いで口頭発表した.本発表は参加者の投票によってベストプレゼンテーション賞に選ばれた.ボタン型デバイスに引き続き,タッチパネル型の会話量子獲得デバイスを試作した.タッチパネル型のデバイスは着席しない作業の場において会話量子を獲得する上でボタン型よりも期待できる.タッチパネル型のデバイスは,来年度の課題として計画した会話量子の直感的な可視化・編集システムの一部でもある.最終年度には知球システムと会話エージェントEgoChatとの統合を計画しており,そのためのEgoChat実証実験も進めている.本年度より食品総合研究所と共同研究を行い,食に関するリスクなど実際的な情報を一般へ向けて会話的にアピールする手法について,コンテンツの制作手法,表現手法に着目し,検討している.持続的な会話コンテンツ構築のための中核理論である会話量子化について議論を深め,論文や招待講演において成果をまとめた.ミーティングの場から会話量子を獲得する手法である会話量子化器については前年度の実験結果に対する分析を追加し,会話の状況と量子化器のボタンの押されるタイミングとの関係を明らかにした.また,会話量子化の適用範囲をミーティングの場以外にも広げるため,デンソーITラボラトリと共同研究を行った.ここでは会話量子化アプローチによって車内における会話を記録し,コンテンツとして再利用するシステムを開発した.システムを用いた再利用実験の結果,システムによって提示された過去の会話映像が人の車内会話に影響を与え得ること,とくに話題が途切れた時の話題提供手法として有効であるという示唆を得た.またグループ内での知識共有にとって有益となる可能性について示した.会話量子化作業の支援については,会話の対象や会話の切れ目を推定する手がかりとなるユーザの指差しパターンの一部を明らかにした.会話量子化の理論的研究と平行して,多数のプレゼンテーションを知球上に可視化するシステム,パネルディスカッション支援システムなど,知球ルームの要素技術の開発を行った.また,食品総合研究所との共同研究において,EgoChatを用いた会話コンテンツを制作し,実証を進めた.知球ルームの実現においてはWebとの接続が重要であることも明らかになってきた.このため,昨年度提案したWebシステムであるPositLogを知球システム相当の能力へ発展させた.各種研究機関,企業に対して広くPositLogの啓蒙活動を行った結果,文学系,教育系の研究室への導入が始まりつつある.本年度は特別研究員3年間の研究成果について,実際的な社会活動の場への適用を進めながら総括した.会話コンテンツのプレゼンテーションシステム「EgoChat」は,食品総合研究所における研究成果発信ツールとしての採用が進んだ.本年度はシステムを食総研サーバへ導入し,オペレーションについて職員へのレクチャーを行った.

EgoChatは2006年,2007年に引き続き2008年度研究所一般公開の際に利用され,常設の食品クイズサイト,食品害虫サイトにおける運用も始まった.また,これらの成果を革新的な研究成果発信方法として論文にまとめた.会話コンテンツを管理するためのコアシステム「知球」は,株式会社情報工房との共同研究を実施し,稲盛財団の主催する「京都賞」への適用を進めた.本年度はとくに10月末に竣工した稲盛財団記念館内「京都賞ライブラリ」への設置を目標として,知球を常設展システムへと発展させ,歴代京都賞受賞者に関する大量のコンテンツ(思想や背景についての写真,講演映像,ビデオメッセージ)のアーカイブ化を開始した.コンテンツをWeb上に構築するPositLogシステムは,2008年12月までに3400件ダウンロードされ,コミュニティサイト構築やコミュニケーションツールとしての認知および利用が進んだ.また,京都大学文学部講義「情報技術演習」の2006年度および2007年度講義でグループワーク用システムとして運用した結果をMYCOM2008で発表した.2008年6月からはニューロネット株式会社と協力し,PositLogの事業化を進めた.PositLogはこれまでWeb技術者がサーバにインストールして利用する形式であったが,技術のない一般ユーザが利用できるように専用のSNSサイトSaasBoard(http://saasboard.jp/)を開発し,ユーザ登録のみでサービスを利用できるようにした.PositLogのコア技術であるスプライトモデルと事業化のプランについては整理してビジネスモデル学会において口頭発表を行った.
昆虫概日時計の分子出力機構の解明

本研究は明瞭な光周性を示し,RNA干渉が有効なホソヘリカメムシ(カメムシ目ホソヘリカメムシ科)を対象に,概日時計の分子出力機構の候補を探るとともに,その出力分子がどのように光周性を制御しているかを明らかにすることを目的とする.まず,キイロショウジョウバエの知見を基に,網羅的RNAより解析データから「概日時計出力因子」の候補を探し出す.その後,RNA干渉法によって候補遺伝子を絞り込む.異なる光周期下での候補遺伝子の発現パターン,脳での発現部位から,「光周性の制御に関わる概日時計出力因子」を明らかにする.本研究は明瞭な光周性を示し,RNA干渉が有効なホソヘリカメムシ(カメムシ目ホソヘリカメムシ科)を対象に,概日時計の分子出力機構の候補を探るとともに,その出力分子がどのように光周性を制御しているかを明らかにすることを目的とする.まず,キイロショウジョウバエの知見を基に,網羅的RNAより解析データから「概日時計出力因子」の候補を探し出す.その後,RNA干渉法によって候補遺伝子を絞り込む.異なる光周期下での候補遺伝子の発現パターン,脳での発現部位から,「光周性の制御に関わる概日時計出力因子」を明らかにする.
先端プロセスによるハイエントロピー合金の作製とナノ・ミクロ組織制御

多成分状態図の中央近傍の化学組成を持つハイエントロピー合金は、高温でのエントロピー効果や多種類に及ぶ各元素間の引力/斥力相互作用、遅い原子拡散、大きな格子ひずみといった特徴が複雑に作用して、凝固時及びその後の加工・熱処理中に、従来金属・合金とは大きく異なるミクロ組織形成を生じると考えられる。本計画研究は、凝固・鋳造、加工熱処理、粉末冶金、3Dプリンティングという、4種類の重要プロセスを通じてハイエントロピー合金のナノ・ミクロ組織やマクロ形態の制御を行い、ハイエントロピー合金特有の組織形成過程と機構を明らかにするとともに、ナノ・ミクロ組織と種々の特性の相関関係を明らかにして、望ましい特性の合金を作製するためのプロセス指針を獲得することを目的とする。平成30年度には、FCC単相固溶体が安定で研究例も多いCoCrFeMnNiハイエントロピー合金を計画班内の共通試料として主に用い、BCC単相系を含むその他の特徴的なハイエントロピー合金も用いて、4つのプロセスに関する以下の研究を実施した。<凝固・鋳造> (i)凝固ダイナミクスの解明、(ii)凝固に関わる物性値の測定。以上の項目に関する研究を、本年度確立した放射光時間分解X線イメージングや蛍光X線分析などの手法を駆使して実施した。<加工・熱処理> (i)ハイエントロピー合金のバルクナノメタル化、(ii)組織と力学特性の相関の解明。<粉末冶金> (i)ハイエントロピー合金粉末の作製、(ii)調和組織制御した固化成形体の作製、(iii)力学特性と調和組織パラメータの関係の解明。<3Dプリンティング> (i)緻密化条件と材料の熱融体物性の相関の解明、(ii)電子ビーム溶解・凝固の数値流体力学シミュレーション。以上をBCC単相ハイエントロピー合金について実行し、積層造形に適した合金系を選択することができた。第一年度である本年度は、まずそれぞれのプロセスを実行するための実験環境の構築や、適切な合金選択のための予備実験に注力した。当初計画していた実験を順調に実施することができた。一部については当初計画していた範囲以上に研究が進行し、興味深い結果を得ることができた。得られた成果を、18件の学術雑誌論文、1件の解説・総説論文、9件の招待講演、9件の国際会議発表、11件の国内学会発表として公表したほか、大学院生が2件の賞を受賞している。参画する各研究室の多くの学生と若手ポスドク研究員がハイエントロピー合金に関する研究を行い、先端的な研究を通じて若手人材育成にも貢献できた。京大・辻、京大・安田、立命大・飴山、東北大・千葉が、それぞれ加工・熱処理、凝固・鋳造、粉末冶金、3Dプリンティングの各プロセスを担当し、各研究室の連携研究者、ポスドク、大学院生とともに、研究室間の緊密な連携を取りつつ研究を推進する。J-PARC・ハルヨは連携研究者として加工熱処理中の中性子その場回折実験を補助する。領域内の他班の研究者や公募研究者などとの共同研究を通じて、ハイエントロピー合金に関する新学術の創成に寄与するとともに、ハイエントロピー合金の実用化を見通した基礎的知見の蓄積を行う。平成31年度は、前年度にそれぞれ確立した実験環境・条件を用いてFCC単相構造を有するハイエントロピー合金の組織解析・特製解明に関する研究を深化させるとともに、高温材料として期待される高融点BCCハイエントロピー合金の研究にも着手する。4つのプロセスそれぞれの研究項目は以下の通りである。<凝固・鋳造> (i)対象ハイエントロピー合金の凝固ダイナミクスの解明、および(ii)凝固に関わる物性値の測定。いずれも前年度SPring-8において構築した放射光時間分解X線イメージングや蛍光X線分析などの手法を駆使する。<加工・熱処理> (i)バルクナノメタル化したハイエントロピー合金の力学特性の解明、(ii) HfNaTaTiZr高融点BCCハイエントロピー合金の高温加工熱処理時の変形機構と組織形成機構の解明。<3Dプリンティング> (i)前年度の探索の結果選定したHfNbMoTaTi高融点BCCハイエントロピー合金の高品質粉末の作製、(ii)ハイエントロピー合金粉末の電子ビーム走査・積層造形実験。

平成30年度には、FCC単相固溶体が安定で研究例も多いCoCrFeMnNiハイエントロピー合金を計画班内の共通試料として主に用い、BCC単相系を含むその他の特徴的なハイエントロピー合金も用いて、4つのプロセスに関する以下の研究を実施した。<凝固・鋳造> (i)凝固ダイナミクスの解明、(ii)凝固に関わる物性値の測定。以上の項目に関する研究を、本年度確立した放射光時間分解X線イメージングや蛍光X線分析などの手法を駆使して実施した。<加工・熱処理> (i)ハイエントロピー合金のバルクナノメタル化、(ii)組織と力学特性の相関の解明。<粉末冶金> (i)ハイエントロピー合金粉末の作製、(ii)調和組織制御した固化成形体の作製、(iii)力学特性と調和組織パラメータの関係の解明。<3Dプリンティング> (i)緻密化条件と材料の熱融体物性の相関の解明、(ii)電子ビーム溶解・凝固の数値流体力学シミュレーション。以上をBCC単相ハイエントロピー合金について実行し、積層造形に適した合金系を選択することができた。第一年度である本年度は、まずそれぞれのプロセスを実行するための実験環境の構築や、適切な合金選択のための予備実験に注力した。当初計画していた実験を順調に実施することができた。一部については当初計画していた範囲以上に研究が進行し、興味深い結果を得ることができた。得られた成果を、18件の学術雑誌論文、1件の解説・総説論文、9件の招待講演、9件の国際会議発表、11件の国内学会発表として公表したほか、大学院生が2件の賞を受賞している。参画する各研究室の多くの学生と若手ポスドク研究員がハイエントロピー合金に関する研究を行い、先端的な研究を通じて若手人材育成にも貢献できた。京大・辻、京大・安田、立命大・飴山、東北大・千葉が、それぞれ加工・熱処理、凝固・鋳造、粉末冶金、3Dプリンティングの各プロセスを担当し、各研究室の連携研究者、ポスドク、大学院生とともに、研究室間の緊密な連携を取りつつ研究を推進する。J-PARC・ハルヨは連携研究者として加工熱処理中の中性子その場回折実験を補助する。領域内の他班の研究者や公募研究者などとの共同研究を通じて、ハイエントロピー合金に関する新学術の創成に寄与するとともに、ハイエントロピー合金の実用化を見通した基礎的知見の蓄積を行う。平成31年度は、前年度にそれぞれ確立した実験環境・条件を用いてFCC単相構造を有するハイエントロピー合金の組織解析・特製解明に関する研究を深化させるとともに、高温材料として期待される高融点BCCハイエントロピー合金の研究にも着手する。4つのプロセスそれぞれの研究項目は以下の通りである。<凝固・鋳造> (i)対象ハイエントロピー合金の凝固ダイナミクスの解明、および(ii)凝固に関わる物性値の測定。いずれも前年度SPring-8において構築した放射光時間分解X線イメージングや蛍光X線分析などの手法を駆使する。<加工・熱処理> (i)バルクナノメタル化したハイエントロピー合金の力学特性の解明、(ii) HfNaTaTiZr高融点BCCハイエントロピー合金の高温加工熱処理時の変形機構と組織形成機構の解明。
沖縄ヤンバル農村の社会・文化変動

1995年以降,沖縄県では,日米安保体制の要求する基地の移設に対しての反対運動が広がった。とりわけ,宜野湾市普天間基地の候補地とされた北部の名護市では,賛成・反対に意見が大きく分裂して,住民投票が行われた。結果は後者が勝利して,日米政府の計画が頓挫した。この反対運動,投票,その後の日米政府や県の対応,住民の動きの現在にいたる全過程を名護市の調査をふまえて,克明に分析した。問題の核心は二つの意味世界が正当性を争う相克であった。一つは,新安保体制確立を目指す日米政府のシステム要請が形成する意味世界である。もう一つは,住民が生活の中から作り出す,平和,生活,環境を軸においた意味世界である。そのいずれが公共的な正当性をもつかが争われたのだった。住民投票は,その選択を行なう社会的行為であった。問題を複雑にしたのは,地域振興問題が基地移設問題と絡んで論じられたことである。政府は基地受け入れを条件に,地域振興への支援を強化する姿勢を示した。本土と沖縄,県内諸地域の間には大きな社会経済的発展格差がある。住民にとっては地域振興は大きな願いであった。また,県内の諸地域ごとに自然的,歴史的差異をもつ社会・文化構造がある。「地域振興」,「地域の心」など,「地域」は第三の意味形成の基盤である。しかし,地域は多重的である。さまざまな地域の主張を生み出す社会経済的基盤を,社会経済変動と,名護市域のムラの社会・文化構造の特質と変化から究明した。本研究の特質は,公共的意味世界の形成に地域がもつ重要性を指摘しつつ,多重構造をもつ地域を基盤にして形成される意味世界の究明を行ったことにある。4回の沖縄調査を実施した。1.8月末から9月高橋と山本はは予備的調査を沖縄県庁、国頭郡今帰仁村、中頭郡読谷村においてを行った。(大学院生2人同行)(1)県庁、総合開発事務所で、沖縄第三次振興計画、沖縄国際都市構想、ヤンバル地域開発構想について資料収集と聴取。(2)読谷村において、読谷飛行場の返還後の跡地利用計画について聴取と資料収集。(3)今帰仁村での集落調査の実施。2.11月調査。(1)共同研究者全員による県段階とヤンバル地域の中心名護市での資料収集、聴取調査の実施。(2)海上基地候補地のキャンプ・シュワ-ブ地域での基地移転問題に関する地域の対応についての聴取。(大学院生2人同行)3.12月、高橋、山本の2人による名護市でのヤンバル地域の変動に関する調査、ならびに、5農村集落の社会文化構造に関する総合的聴取調査実施。4.3月、山本を除く全員での、名護調査の実施。(1)市役所その他の諸機関で、農業、福祉、教育、財政、基地問題等に関する資料収集と聴取。(2)名護市内10集落を対象に社会・文化構造とその変動に関する総合的聴取調査実施。(大学院生1人同行)5.以上の調査研究と研究会での討議をふまえて、各人の、調査結果を集約し、次年度における既に概況調査した15集落のミクロな構造調査を行い、沖縄社会の構造と変動に迫ってゆきたい。なお、今年度は蓮見音彦は学長職のため参加できず、次年度、職務のとける10月以降研究参加する予定である。1.東京での研究会を5回開催,調査結果の集約を行なうとともに,4回の現地調査を実施した。2.8月調査は(1)名護市への海上ヘリ基地移転に関する住民投票要求署名の住民運動,(2)ヘリ基地予定地である辺野古,久志を中心とする地元集落,

(3)日本政府,県・市自治体の基地への対応と地域振興対策等に重点をおいて調査した。(4)今帰仁村の概況調査も併せて行なった。3.9月調査は,地域の産業,環境,女性活動,福祉,過疎問題,都市計画等を総合調査するとともに,前年度に続き,15集落のミクロな構造調査を行なった。4.12月調査の重点は海上ヘリ基地の是非に関する住民投票の実施経過を明らかにすることにおかれた。各種の住民団体,各集落,公私の行政機関・日本政府の対応を追跡した。また,過去の調査地読谷村,大宜味村の追跡調査を行なった。5.3月は全員参加の調査を行なった。(1)現地研究会を開催,(2)市長辞任の後の新市長選挙の過程の追跡,(3)名護市の地域問題と振興策の調査,(4)15集落のミクロな構造調査の継続,とくに基地関係集落での戸別の世帯の生活実態調査,(5)沖縄県庁での資料収集,聴取等を行なった。6.研究最終年である来年度にむけて中間報告作成のための目次作成,執筆分担を行ない研究成果とりまとめの準備に入った。今年度は3回の現地調査を実施した。その方法視点ならびに成果は次の通りである。1)沖縄ヤンバル地域の社会文化変動を,効率性と利潤を追求する行政と資本が形成するシステム世界と,(2)住民のコミュニケーション行為が形成する意味的世界としての生活世界と,(3)両者の関係性の中に形成される公共世界の,三者の連関構造の変動理解を通して研究した。2)システム世界の理解の2局面。(1)日米安保体制による国際的・国家的システムによって配置される米軍基地の存在と,行政・政治の関係構造を明らかにするための資料収集と分析。(2)県民の生活世界を反映しつつ国際的全国的システムに組み入れられた県の行政と経済のシステム理解のための資料収集と分析。(3)ヤンバル地域ならびに名護市,さらには集落・行政区のシステム理解のための資料収集と分析,地域末端にいたるほど,生活世界との調整を求められるシステムの多重性理解に努めた。3)生活世界は,名護市全域15地区の集落-字-行政区-シマのミクロ調査によって,自治,祭祀,家族生活,社会・生活問題に焦点を合わせて理解しようとした。システム世界が生活世界を侵食し,伝統的生活世界を合理化しつつあるが,後者は,なお協力な共同性をもって存続するという沖縄ヤンバル地域の特性を保持している。4)公共世界は2つの側面から理解しようとした。(1)名護市の地域計画において,住民合意と正統性を確保していると主張される公共性としての政策目的と手法の理解。(2)日米合意に基づいて建設を予定された海上ヘリ基地をめぐる住民運動の生活世界の分析からの理解と,そこに形成された新たな公共世界の分析。基地・自然環境保全・経済振興の三つの地域課題をめぐって,地域性をこえた新たな公共的領域が形成され,合意獲得のための論争と行為が展開された。しかし,なお,伝統的,地域的なシマ-字-区の社会と生活を基礎にした意味的世界は変容しつつも,広域的な意味世界と併存し両者は重層構造をもって存在している。
合成脂質誘導体PEG-コレステロールによるカベオラ陥凹抑制の検討

本研究の目的は、合成脂質誘導体PEG-コレステロール(PEG-Chol)の細胞形態・機能に対する影響を検討することである。平成11年度にはK562細胞およびA431細胞にPEG-Cholを投与すると、液性取り込みは完全に阻害されたが、クラスリン介在エンドサイトーシスの阻害は軽度であった。電顕的検討により、PEG-Cholはカベオラを完全に平坦化させたが、クラスリン被覆ピットは影響されなかった。これらより、クラスリン被覆ピットはカベオラより遥かに堅いことが示唆された。平成12年度はビオチン化PEG-Chol(bPEG-Chol)とストレプトアビジン(SA)を用いて局所的な膜ストレスを加えたときの細胞応答について検討し、以下の成果を得た。(1)K562細胞をbPEG-Chol・SAと反応させ、経時的に観察した。その結果、加温後、細胞表面から多数の微絨毛様突起が突出した。これらの微絨毛状突起はアクチン細線維を含んでいた。またアクチン阻害剤で前処理した細胞では、微絨毛状突起形成は認められなかった。しかし、bPEG-Cholを架橋能のない抗ビオチンーFab'抗体で可視化した場合は突起形成は起こらなかった。(2)オカダ酸処理K562細胞を用いて同様にbPEG-Chol/SA処理し加温すると、径5-10umの球状突起が形成された。球状突起にはアクチンが凝集し、細胞内のビメンチンやミトコンドリアが集合していた。また、CD59やガングリオシドGM1などの脂質ラフトのマーカーも集合していた。アクチン阻害剤により球状突起形成が阻害された。さらに特異抗体によりCD59やガングリオシドGM1を架橋すると球状突起が誘発されることより、細胞表面分子の凝集が何らかのシグナル伝達経路を介して細胞内に伝えられ、アクチン凝集と球状突起形成を誘発したと考えられた。本研究の目的は新規に開発された細胞膜陥凹を抑制するコレステロール誘導体PEG-Cholを用いて、種々の細胞膜陥凹構造の細胞生物学的特性を検討することである。平成11年度の研究では以下の成果を得た。(1)ヒト赤血球を用いたPEG-Cholの細胞膜内分布の検討:正常ヒト赤血球に低濃度のPEG-Cholを加えると、5秒以内に光顕的に検出可能な突起形成が起こり、最終的には球状化した。突起を形成した赤血球を急速凍結・ディープエッチング法で観察したところ、突起部の細胞膜には顆粒状構造の集積が見られ、PEG-Cholの凝集像と考えられた。(2)PEG-Cholの細胞膜陥凹に対する効果の検討:カバーグラス上に培養したA431細胞をPEG-Chol処理し、取り込み能を検討したところ、液性取り込みは完全に阻害されたが、クラスリン介在エンドサイトーシスは軽度に阻害されたのみだった。エポン包埋超薄切試料の電顕観察では、PEG-Chol処理によりカベオラ陥凹は消失し、クラスリン被覆ピットの開口部が開大することが明らかになった。急速凍結・ディープエッチング法とカベオリン-1のイムノゴールド法を組み合わせることで、カベオラ被覆であるカベオリンは平坦な細胞膜の表面にパッチ状に検出された。このことより、PEG-Cholはカベオラの陥凹を阻害するが、被覆構造の脱落は引き起こさないことが示唆された。

(3)カベオラ平坦化のシグナル伝達分子に対する影響:PEG-Cholで処理したA431細胞を固定し、抗カベオリン抗体で染色したが、明らかな局在の変化は認められなかった。PEG-Chol処理A431細胞をホモジナイズし、ショ糖密度勾配超遠心法で分画し、SDS-PAGE後抗カベオリン抗体でウエスタンブロッティングを行ったところ、PEG-Cholにより、caveolinを含む分画は軽い分画に移動していた。本研究の目的は、脂質誘導体PEG-コレステロールの細胞形態、機能に対する影響を検討することである。本年度は新たに合成したビオチン化PEG-コレステロール(bPEG-Chol)とストレプトアビジン(SA)を用いて局所的に急激な膜ストレスを加えたときの細胞応答について検討し、以下の成果を得た。(1)K562細胞およびA431細胞をbPEG-Cholで処理し、4°Cで蛍光標識SAと反応させた。洗浄後、37°Cに加温し経時的に観察した。その結果、4°CではbPEG-Cholは細胞膜全体に存在していた。加温すると、細胞表面から多数の微絨毛様突起が突出した。これらの微絨毛状突起はアクチン細線維を含んでいた。また、Latrunculin AやJasplakinolideなどのアクチン阻害剤で前処理した細胞では、微絨毛状突起形成は認められなかった。しかし、bPEG-Cholを架橋能のない抗ビオチン-Fab'抗体で可視化した場合は突起形成は起こらなかった。(2)オカダ酸処理により細胞内蛋白質を過リン酸化状態にしたK562細胞を用いて同様にbPEG-Chol/SA処理し、加温した時には、径5-10umの球状突起が形成された。蛍光抗体法および電顕的観察により、球状突起にはアクチンが凝集し、細胞内のビメンチンやミトコンドリアが集合していた。また、球状突起にはCD59やガングリオシドGM1などの脂質ラフトのマーカーが集合していたが、トランスフェリン受容体は集合していなかった。アクチン阻害剤により球状突起形成が阻害されたことより、突起形成には自由なG-F変換が必要であることが示唆された。さらに特異抗体によりCD59やガングリオシドGM1を架橋するとそこに球状突起が誘発されることより、細胞表面分子の凝集が何らかのシグナル伝達経路を介して細胞内に伝えられ、アクチン凝集と球状突起形成を誘発したと考えられた。
戦後日本における「美術」と「家庭科」の教科編成-「手芸」再定位のポリティクス-

戦前までの中等教育における美術教育は基本的に男女別に行なわれ、その目的・方法・内容等に渡って男女の美術教育は差異が設けられていた。前年度に続き、本研究ではこの男女別に行われてきた美術教育状況を、ジェンダー構造の問題ととらえ、「美術」そのものの枠組みをも規定する可能性があったことを明らかにしてきた。今年度の研究活動の中心は、学校美術教育における女子の美術活動の在り方を整理するために、美術教育史の再編を試みることと、家庭における女子に対する美術教育の在り方を個別に調査することにあった。その上で、戦後の美術教育につながる美術教育のジェンダー枠組みを明確にし、現代の美術教育研究に提言をすることを意図している。今年度は、女子用図画教科書の詳細な調査とそのまとめを論稿にまとめ、さらに家庭レベルの図画教育を調査し、女子が置かれていた美術教育施設の調査を行った上で複数の論稿をまとめている.これらの論稿は近々に単著として刊行する予定にあり、本研究の成果を公開することによってこれまで不可視化されてきた女子美術教育の歴史的研究に大きく貢献するものと考える.これらの調査研究は、これまで学会内においてもほとんど論じられることのなかった女子の美術教育に関する基礎的な研究としての意義を持ち、男女両方に関する歴史史料の蓄積の必要性と先行研究におけるジェンダーの視点の欠如を指摘した点において美術教育史・美術史両領域において重要であると考える。
個別化医療時代におけるがん患者の意思決定支援のための予後予測モデルの構築

研究目的:個別化医療の時代において、がん患者や医療従事者の意思決定を支援するために、リアルワールドデータを用いたがん患者の予後予測モデルを構築することを目的とし、生存時間解析における樹木構造接近法による予後予測モデルやリスクスコアに基づくリスク分類法やより簡便なリスク分類法について、実際のがん患者のデータベース(がん登録・診療科データベース等のリンケージデータ)を用いて、その有用性及び限界を検討した。研究計画・方法:臨床医の協力を得て、実際のがん患者のデータベースを用い、それぞれの疾患の特徴およびニーズに応じた予後予測モデルを検討した。平成30年度は、特に方法論の精緻化および実データ・シミュレーションデータにおける適用に関する検討を行った。がん登録データの予後予測モデル構築のための樹木構造接近法の研究を行い、また、予測モデルの評価指標として、過剰ハザードモデルにおけるBrierスコアの推定方法の構築を行い、その統計的性質を研究した。また、実データおよびシミュレーションデータにより、臨床・疫学的な課題に対して予測モデルに応用可能な統計手法の適用を行いその有用性を確認した。また、個別化医療に応用可能なシミュレーションモデルの構築を行い、特に大腸がんモデルの整備を行なった。初年度の分析より把握した課題の整理および適用手順をまとめ、論文の公表の準備を行っている。今後、より一般化可能性の高い全国規模のデータベースへの適用を試みる。現状で利用可能な複数データベースを用いて、最新の統計的手法を適用した予後予測モデルの構築手順を確立し、疫学・統計の専門家だけでなく、臨床医の意見を取り入れて作成することで、臨床現場で活用可能な予後予測モデルの構築が可能としたい。研究目的:個別化医療の時代において、がん患者や医療従事者の意思決定を支援するために、リアルワールドデータを用いたがん患者の予後予測モデルを構築することを目的とする。既に検討した生存時間解析における樹木構造接近法による予後予測モデルに加え、リスクスコアに基づくリスク分類法やより簡便なリスク分類法について、実際のがん患者のデータベース(がん登録・診療科データベース等のリンケージデータ)を用いて、その有用性及び限界を検討し、より臨床に役立つ予後予測モデルを推定する。また、他疾患へ適用可能にするためにも、方法論の整備のみならず、適用手順と課題について整理する。研究計画・方法:臨床医の協力を得て、実際のがん患者のデータベースを用い、それぞれの疾患の特徴およびニーズに応じた予後予測モデルを検討する。予後予測の方法は1生存時間解析における樹木構造接近法(Survival CART)、2リスクスコアに基づく分類、3多変量解析に基づく簡便なリスク分類の三通りを検討する。再発など複数イベントを含む階層構造を持ったデータの解析手法などの統計的課題に関しては、数理統計研究者との共同研究により取り組む。平成28年度は自施設におけるデータベースを用いたがん患者の予後予測モデルの構築を行う。平成29年度以降は、初年度の分析より把握した課題の整理および適用手順をまとめ、論文の公表を行う。これらの成果を元に、より一般化可能性の高い全国規模のデータベースへの適用を試みる。期待される成果:現状で利用可能な複数データベースを用いて、最新の統計的手法を適用した予後予測モデルの構築手順を確立する。疫学・統計の専門家だけでなく、臨床医の意見を取り入れて作成することで、臨床現場で活用可能な予後予測モデルの構築が可能となる。研究代表者の所属する大阪府立成人病センターの院内がん登録データベースと診療科データベースおよび入院時生活習慣調査データベースを突合した非小細胞肺がん患者のデータに、がん死亡の競合リスクを考慮した過剰死亡ハザードモデルに基づく樹木構造接近法を適用し、予後予測モデルを作成した。選択された最適樹木により1612名の非小細胞肺がん患者は12のサブグループに分類された。各グループの10年相対生存率及び10年以下の制限付き生存時間中央値によれば、予後の異なる集団に分類できたといえる。本研究成果は平成28年8月に英国において開催されたPopulation-based Time-to-event Analysis Conferenceにおいて報告し、現在、この適用事例について、論文投稿の準備を行っている。泌尿器や大腸など他疾患データベースに関しては、データの準備を行っている段階である。また、所属施設のデータのみならず、多施設協働の収集データについても入手可能かどうか検討を行っている。統計的手法の検討としては、Survival回帰樹木法などにおいて現れる複数の統計モデルの中で、どのモデルがより最適であるかを検討するために、有用な予測指標を用いることが必要であるが、本年度は、予測指標としてBrierスコアをとりあげ、相対生存モデルの中でのBrierスコアの点推定の方法を導出した。さらに、導出された点推定の漸近分散の定式化を行うことが必要であり、その準備のためのシミュレーション実験を行った。個別化医療の時代において、がん患者や医療従事者の意思決定を支援するために、リアルワールドデータを用いたがん患者の予後予測モデルを構築することを目的とし、生存時間解析における樹木構造接近法による予後予測モデルやリスクスコアに基づくリスク分類法やより簡便なリスク分類法について、実際のがん患者のデータベース(がん登録・診療科データベース等のリンケージデータ)を用いて、その有用性及び限界を検討している。特に、臨床現場で役立つ予後予測モデルの構築を目標とするため、臨床医の意見の反映が必要となる。また、比較的データベースが充実しているがんだけでなく、他疾患へ適用可能にするためにも、方法論の整備のみならず、適用手順と課題について整理する。研究計画・方法:臨床医の協力を得て、実際のがん患者のデータベースを用い、それぞれの疾患の特徴およびニーズに応じた予後予測モデルを検討している。

再発など複数イベントを含む階層構造を持ったデータの解析手法などの統計的課題に関しては、数理統計研究者との共同研究により取り組んでいる。平成28年度は自施設におけるデータベースを用いたがん患者の予後予測モデルの構築を行った。平成29年度は非小細胞肺癌に関する研究成果を発表および論文草稿を行った。また、方法論の精緻化を行い、Briorスコアによる予後予測指標の評価を行った。また研究集会を開催し、関連の研究者と意見交換を行った。最終年度は、初年度の分析より把握した課題の整理および適用手順をまとめ、論文の公表を行う。これらの成果を元に、より一般化可能性の高い全国規模のデータベースへの適用を試みる。現状で利用可能な複数データベースを用いて、最新の統計的手法を適用した予後予測モデルの構築手順を確立し、疫学・統計の専門家だけでなく、臨床医の意見を取り入れて作成することで、臨床現場で活用可能な予後予測モデルの構築が可能としたい。研究代表者がH29年度まで所属した大阪国際がんセンターの院内がん登録データベースと診療科データベースおよび入院時生活習慣調査データベースを突合した非小細胞肺がん患者のデータに、がん死亡の競合リスクを考慮した過剰死亡ハザードモデルに基づく樹木構造接近法を適用し、予後予測モデルを作成した。選択された最適樹木により1612名の非小細胞肺がん患者は12のサブグループに分類された。各グループの10年相対生存率及び10年以下の制限付き生存時間中央値によれば、予後の異なる集団に分類できた。本研究成果は論文投稿の予定である。また、所属施設のデータのみならず、多施設共同の収集データについても入手可能かどうか検討を行っている。統計的手法の検討としては、Survival回帰樹木法などにおいて現れる複数の候補樹木構造の中で,どのモデルがより最適であるかを検討するために,有用な予測指標を用いることが必要であるが,本年度は,予測指標としてBrierスコアをとりあげ,相対生存モデルの中でのBrierスコアの点推定の方法を導出した.さらに,導出された点推定の漸近分散の定式化を行うことが必要であり,その準備のためのシミュレーション実験を行った.本研究成果については、計算機統計学会において、報告した。現在、論文投稿準備を行っている。なお、平成29年8月には、生存解析に関する研究者間での意見交換を行うために、研究集会を大阪国際がんセンターにおいて開催し、競合リスク存在下における生存時間解析や、階層構造を考慮した過剰死亡モデル、過剰死亡モデルによる樹木構造接近法、またそれらの応用事例を各演者が発表し、参加者と学術的意見交換を行った。
p27^<Kip1>新規分子種の同定とがん抑制因子としての機能解明

血管内皮細胞cDNAライブラリーからサイクリン依存性キナーゼ阻害蛋白質p27^<Kip1>の新規分子種をクローニングした。新規分子種は、従来種とは異なるC末端を有するスプライスアイソフォームである。細胞抽出液を用いた分解アッセイを行ったことろ、従来種は増殖期の細胞抽出液によって1時間以内に分解されたのに対し、新規分子種は抵抗性であった。このことから新規分子種を、p27^<Kip1R>(degradation-resistant isoform of p27^<Kip1>)と命名した。新規分子種を緑色蛍光色(GFP)との融合蛋白質として培養細胞に発現させると、従来種と同様に核へ局在することが明かとなった。GFP蛍光顕微鏡画像解析により核局在の程度を定量評価する方法を確立し、従来種の変異体を解析したところ、従来種の核移行シグナルは2分裂型であり、領域153166が核移行に必要最小限の領域であることを明らかにした。ところが、従来種と新規分子種の共通領域では核への特異的集積が消失した。このことから、新規分子種に特異的なC末端領域にも核移行に必要は配列があり、新規分子種の核移行シグナルも2分裂型であることが示唆された。GFP蛍光を指標に、フローサイトメーターを用いて、組換え蛋白質発現陽性及び陰性細胞の増殖を評価する方法を確立した。すなわち、遺伝子導入後各時点で、総細胞数を計測し、発現陽性細胞の割合を求め、両者から発現陽性及び陰性細胞の細胞数を算出し、増殖の時間経過を評価した。ヒト子宮頚癌由来HeLa細胞に新規分子種を発現させると、従来種同様、G_1期からS期への移行を阻害し、がん細胞の細胞増殖を完全に停止させた。さらに、新規分子種を発現する細胞の^<**>%の細胞にアポトーシスを誘導した。試験管内の実験から新規分子種はがん抑制因子としての機能を果たすことが示唆された。
シリコン基板上化合物半導体の結晶成長初期過程

本研究ではシリコン基板上に有機金属気相成長法(MOCVD)でGaAs、GaP、AlAs等の化合物半導体が成長初期の段階で原子レベルでどのような機構で成長し、転位が導入されるかを明らかにし、シリコン上に欠陥の少ない化合物半導体を成長するための指針を示すことを目的として研究を行った。特に、格子定数差、熱膨張係数差、極性/無極性成長が結晶成長初期過程に及ぼす影響を系統的に調べ、原子レベルでの結晶成長機構を検討した。具体的には以下の結果を得た。1.面方位(100)シリコン基板にオフ角度をOから6°まで変化させてGaPを結晶成長し、断面透過電子顕微鏡、エッチピット、表面形態によって評価し、以下の結果を得た。(1)オフ角度が1°以下の場合は多くのアンチフェイズドメインがシリコンとGaPの界面に観測され、表面まで伝搬しているものと途中で消滅しているものが観測された。また、エッチピット密度は非常に多く、10^7cm^<-2>以上である。(2)オフ角度が2°の場合はアンチフェイズドメインは観測されるが、すべて途中で消滅している。(3)オフ角度が4°以上の場合はまったくアンチフェイズドメインは観測されず、表面は平坦であり、1.6×10^6cm^<-2>の低いエッチピット密度の結晶が得られた。これは、表面を界面に存在するアンチフェイズドメインが表面を劣化させ、エッチピット密度を増加させていることを示している。2.GaAs基板上にGaAsPを結晶成長し、結晶内部で歪分布がどの様になっているかをPの組成比、膜厚を変化させて調べた。
光感応性π単結合化合物の創製と機能

アゾ化合物の光脱窒素反応で生じるジラジカルには,封筒形ジラジカル(λmax 450 nm)と平面形ジラジカル(λmax 570 nm)が存在することが明らかになり,生成物の立体選択性を制御する事が分かった.本研究では,初めて,π単結合とσ単結合の化学平衡の直接観測に成功した.平衡定数に及ぼす温度効果から,π単結合の方がσ結合よりもエンタルピー的に安定であることが明らかになった.分子の機能を司る電子の広がり方向と分子の形は,構成原子の空間的配置を決める化学結合により制御される。本研究では,結合様式に新しい概念「π単結合」を導入し,その新概念を実証するπ単結合化合物の創出と,その新物質から生まれる新物性と新機能を精査している。本年度の研究では,24年度に引き続き,π単結合化合物の寿命に及ぼす置換基効果を精査する目的で,非対称型のアセタール基を持つジラジカル,ならびに,ピリジル基を導入したジラジカルの発生とその亜鉛錯体の合成を実施した。また,我々がこれまでに見出してきた1,3ービラジカルのスピン多重度制御に及ぼす置換基Xの効果に基づくポリラジカル種のスピン整列を行い,π単結合の集積化を行った。具体的には,一重項カップラーとしてパラベンゾキノン(PBQ)骨格を有するテトララジカルと三重項カップラーとしてメタベンゾキノン(MBQ)骨格を有する分子群の発生を行い,未開拓分子構造の構築と物性評価を実施した。その結果,非対称型のアセタール部位を持つジラジカルを発生する事で,π単結合性を持つジラジカルの失活課程の機構を明らかにする事が出来た,本新学術領域研究では,精緻に構造制御された分子性化合物の多くが,外場からの物理的・化学的刺激に鋭敏に応答して物質機能の要である高エネルギー化学種に容易に変化する「感応性化学種」である点に着目し,その合理合成法と構造・反応・物性について異分野融合型の研究組織を用いて追求することにより、真に独創的な機能性物質群を創造することを目的としている.A02班では,特に,新物性創出のための感応性化学種に焦点をあてた研究を推進している.その中で本計画研究の役割は,光に鋭敏に応答し優れた機能を発現する新規な感応性化学種の創製を目指し,未開拓結合様式「π単結合」を持つ化合物群の創製とその新規な高エネルギー結合から生まれる新たな機能を精査する,である.平成26年度の研究では,これまで,室温で数マイクロ秒程度の寿命であったπ単結合性を有する一重項ジラジカルをマクロ環内に導入することと,マクロ環骨格によるストレッチ効果を利用した一重項ジラジカルの長寿命化を目指した.一重項ジラジカルの前駆体となるアゾ骨格(-N=N-)をマクロ環内に導入する合成手法の開発から開始した.PtとSn置換基とのトランスメタル化反応により,マクロ環合成の前駆体となるジブロマイドの合成し,最終段階で,Niを用いたカップリング反応によりマクロ環骨格内へのアゾ官能基の導入に成功した.そのマクロ環骨格の構造は,X線構造解析により確認し,ストレッチ効果を発現するナフタレン骨格が歪み湾曲していることが確認された.今後は,そのアゾ化合物の脱窒素反応を試み,長寿命一重項ジラジカルの発生を試みる.π単結合性を持つ一重項ジラジカルのような開殻系分子は、化学反応の中間体のみならず、材料科学の観点からも興味が持たれ、その化学的性質を解明することは重要である。しかしながら、一般的にジラジカルは反応性が高く、短寿命であることが原因でその実験的研究が困難とされていた。我々は,これまでにシクロペンタン-1,3-ジラジカルの2位の置換基によりジラジカルのスピン制御が可能であることや、置換基の電子効果や立体効果を利用することでジラジカルの長寿命化が可能であることを明らかにしている.本年度は、ジラジカルの長寿命化に対して新たなアプローチとしてストレッチ効果の導入を試みた。通常、発生したジラジカルは直ちにσ結合を形成し、熱的に安定な閉環体となるが、環状分子構造では、ラジカル炭素を結合形成とは逆向きに引っ張る力(ストレッチ)を分子歪みによって生じさせることで結合形成を抑制し、ジラジカルの速度論的安定化を試みた.具体的には,26員環のマクロ環内にジラジカルをアゾ化合物の脱窒素反応で発生させ,生じたジラジカルの反応性を電子共鳴スペクトル及び時間分解過渡吸収スペクトル分光法を用いて精査した.その結果,非環状骨格内に発生した一重項ジラジカルの寿命が200ナノ秒程度であるのに対し,26員環内に発生したジラジカルの寿命は,14マイクロ秒であり,約100倍寿命が長いことが分かった.その寿命に及ぼす温度効果を調査せることにより,環化反応の活性化エネルギーは50 kJ mol-1であることが分かった.今年度の研究により,一重項ジラジカルの長寿命化にストレッチ効果が有効であることが分かった.本研究の当初の計画では,平成28年度に,π単結合性を持つ一重項ジラジカルのストレッチ効果に関する研究を実施する予定であった.