hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱揺らぎの影響を踏まえた核酸医薬の分子設計

本研究では、多様な生理・薬理機能を生み出すRNAアプタマーの高い標的分子結合性を分子科学に則して理解するため、ランダム配列RNAプールから1回の選抜のみでアプタマーを取得する新しい方法を開発し、アプタマー取得法の脱ブラックボックス化を行った。また、熱揺らぎによる構造不均質性の概念を導入した。具体的には、RNAアプタマーは、熱揺らぎで容易に変換できる2次構造の数を増やすことで標的タンパク質との結合親和性を高めるという分子モデルを提案した。本方法により、ヒトTGF-β1とヒトthrombinの各タンパク質に特異的に結合するRNAアプタマーを複数作製することに成功した。本研究の目的は、申請者がこれまでに見出した熱揺らぎを利用する転写機構の概念を医科学分野に応用し、核酸・タンパク質相互作用に基づいた核酸医薬の作用機序・設計原理を解明することである。具体的な研究項目は以下に示す。1.多様な生理・薬理機能を生み出すRNAアプタマーの高い標的分子結合性を分子科学に則して理解するため、熱揺らぎの概念を導入する。2. High-throughput sequencing (HT-seq)解析を導入し、核酸創薬パイプラインの脱ブラックボックス化を狙う。これを基に、機能に応じた核酸医薬の分子設計原理の構築を目指す。3.ヒトTGF-β1と特異的に相互作用し、薬理作用(TGF-β1受容体への結合を阻害)を持つRNAアプタマーを作製する。1.において、申請者らが発見した熱揺らぎを利用する転写の一時停止機構の論文を2016年11月にProceedings of the National Academy of Sciencesに発表した。揺らぎによる構造不均一性が、RNAアプタマーと標的タンパク質との結合にどのように寄与するか、現在研究を進めている。2.において、従来のRNAアプタマー取得法(SELEX法)には煩雑な繰返し実験が必要であり、それに依存してアプタマーの選抜過程もブラックボックスになるという問題がある。本研究では、方法の短縮化と脱ブラックボックス化のため、アプタマー取得に必要な「仕事」を最大限HT-seqと配列情報解析に置き換えたSEEDS(Statistical Evaluation of Enriched-ligands by Deep Sequencing)法の開発を行った。3.において、2.で新たに構築したSEEDS法を用い、抗TGF-β1アプタマー候補を複数同定した。HT-seq解析で得た莫大数のRNA配列を基に、標的分子との結合親和性に依存した配列嗜好性を統計的に評価し得るSEEDS法を開発した(現SEEDS法に残された課題は、今後の研究の推進方策参照)。具体的には、約10の15乗種類のランダムDNA配列を鋳型として合成した40-mer RNAを用い、1回または2回の標的分子との結合・精製実験を行った。得られたRNAプールを用いてHT-seq libraryを作製した。標的TGF-β1との結合により安定な複合体を形成したものを除く全てのRNA分子を最大限除去する工夫として、アプタマーのselectionステップにRNaseI消化を取り入れた。得られたRNAは極めて微量であり、HT-seq libraryに必要なアダプター配列を従来のライゲーション反応で結合するのは困難であった。このため、逆転写反応と逆転写産物へのアダプターDNAの結合を同時に行うSMART法を導入した。これにより、selectionに用いたRNA配列からPCR増幅に必要なprimer領域を除去でき、かつ最小ステップでHT-seq libraryを作製することに成功した。得られた各libraryの配列を、HT sequencer (Ion PGM system)を用いて数十万百万リードずつ解読した。読まれた配列に存在する偏りを標的への特異的親和性として検出するため、FASTAptamerプログラムによるクラスタリング解析を行った。本法を用い、これまでに複数の候補TGF-β1アプタマー配列を同定した。electrophoretic mobility shift assay (EMSA)及びRNaseI protection assayを併用し、実際にこれらの候補アプタマーがTGF-β1にnM orderで結合することを確認した。本研究では、申請者らがこれまでに見出した熱揺らぎを利用する核酸・タンパク質相互作用の概念(Imashimizu et al., PNAS 2016)に基づき、核酸医薬の分子設計を行うことを目的とした。本研究の実績を以下に示す。1.多様な生理・薬理機能を生み出すRNAアプタマーの高い標的分子結合性を分子科学に則して理解するため、熱揺らぎによる構造不均質性の概念を導入した。2.ランダム配列RNAプールから1回の選抜のみでアプタマーを取得する新しい方法を開発し、アプタマー取得法の脱ブラックボックス化を行った。具体的には、選抜に用いるRNAプールの中で、アプタマー候補となる標的分子と安定な複合体を形成するRNAを残し、それ以外のRNAをほぼ完全に酵素処理により除去することができる。ここで得られるアプタマー候補分子は、通常取り扱いができない程少数である。しかし、続く工程で速やかに既知の配列から成る核酸を大量に投入することで極少数のアプタマーを保護し、核酸物質として簡便な扱いができるようにしている。大量に投入した既知の配列は、次の過程で行われる酵素処理により簡便かつ大幅に減らすことができる。残存する既知の配列は、ハイスループットDNAシーケンシングにより物質から情報に変換後、情報として簡便に除去することができる。

以上の作業により、特殊な仮定・技術を用いないで、簡便にRNAプール中に極めて小さい比率で存在するアプタマーを同定することができる。3.ヒトTGF-β1とヒトthrombinの各タンパク質に特異的に結合するRNAアプタマーを複数作製した。本研究では、多様な生理・薬理機能を生み出すRNAアプタマーの高い標的分子結合性を分子科学に則して理解するため、ランダム配列RNAプールから1回の選抜のみでアプタマーを取得する新しい方法を開発し、アプタマー取得法の脱ブラックボックス化を行った。また、熱揺らぎによる構造不均質性の概念を導入した。具体的には、RNAアプタマーは、熱揺らぎで容易に変換できる2次構造の数を増やすことで標的タンパク質との結合親和性を高めるという分子モデルを提案した。本方法により、ヒトTGF-β1とヒトthrombinの各タンパク質に特異的に結合するRNAアプタマーを複数作製することに成功した。TGF-β1アプタマー候補の機能解析:TGF-β1との強い結合が予想されるRNAアプタマー候補(SEED法で取得)において、EMSAに加え、表面プラズモン共鳴解析装置(Biacore)を使ったアフィニティー計測を行う。nMオーダーの解離定数が得られた候補において、生体内で分解され難い修飾塩基(2' fluoroあるいは2' O-methyl)を加え、市販のpGL4.48ベクター(Promega)を予め入れたヒト由来株化細胞(HEK293)に導入し、TGF-β依存的な転写因子であるSmad結合配列をプロモーター領域に持つレポーター遺伝子の発現変化からTGF-β1の阻害効果を評価する。SEEDS法の改善:1回または2回のselectionでアプタマーを取得するため、selectionで得たRNAが極めて微量になる。現段階では、HT-seq library作製のための酵素反応及びPAGE精製に耐え得るRNA量を確保するため、ダミーRNA(逆転写と続くPCR後に制限酵素で切断可能)をサンプルRNAに添加して実験を行っている。しかし、現法では制限酵素処理後もダミーRNAが多く残ることがHT-seq解析で明らかになっている。これを改善するため、(1)PAGE精製ステップを省きダミーRNAを用いない、(2)ダミーRNAのデザインを複数の制限酵素で切断できるように変え、かつ切断産物を続くPCR増幅に持ち込まない、という2つの案を試す予定である。アプタマーの標的結合親和性における揺らぎの寄与について:SEEDS法で取得したTGF-β1 RNAアプタマーの配列群をインプットとし、既存の2つの統計力学モデル(塩基対形成確率と配列反復性を揺らぎの指標とする)を用い、RNA配列群の平均自由エネルギーを計算することで標的結合親和性への揺らぎの寄与を評価する。29年度が最終年度であるため、記入しない。核酸生化学29年度が最終年度であるため、記入しない。
痛みを訴えることができない寝たきり痴呆患者における褥瘡部の痛みの実態調査

【目的】本研究では表在性の痛みとして病態の把握が可能な褥瘡部の痛みに焦点をあて、生理学的側面と看護師の捉える患者の痛み表現の2側面から痛みを訴えることのできない高齢者の痛みの実態を明らかにすることである。本年度は、褥瘡をもつ認知症高齢者(遷延性意識障害患者)の痛みに対する実態を調査し、アセスメント指標を得る。また痛み刺激による生理学的反応を明らかにする。【方法】1.褥瘡をもつ認知症高齢者の痛みの実態調査し、痛みのアセスメント指標を抽出する。対象:認知症高齢者(遷延性意識障害患者)8名手順:褥瘡ケア中に起こった痛みに関する反応を言語化し、アセスメント指標を抽出する。2.痛み刺激による生理的反応を調査する。【結果】1.褥瘡をもつ認知症高齢者について前年度で明らかにした痛みのアセスメント指標との関係を明らかにした。その結果、前年度同様に言語的表現、非言語的表現に分けられた。言語的表現は、『叫び』、『独語が早くなる』、『大声』であった。非言語的表現は『表情の変化』、『瞬間的な自動運動の開始』、『生理的変化』であった。しかし、今年度は褥瘡患者の入院が通年より少なく、対象数を30名と目標にしていたが目標には到達することができず、一般化には困難であった。2.痛み刺激による生理的反応を脳波計と心電計から得ようと試みたが、実験機器の故障や対象数の少なさから、目標人数に到達することができなかった。本年度は、高齢者の痛みに関する看護師のアセスメント方法の実態を調査し、アセスメント指標の基礎資料を得る。また、痛み刺激による生理学的反応を明らかにするためのプレテストを行う。【方法】1.高齢者の痛みのアセスメント指標をフォーカスグループインタビューにより抽出する。対象:遷延性意識障害患者のケアに3年以上携わる看護師5名、介護士5名褥瘡ケアに熟知した看護師、医師10名程度の計4グループ手順:.研究の趣旨を説明し、同意書を用い同意を得た後、痛みのアセスメント方法に関してインタビューガイドにそって、インタビューをおこなった(1時間程度)。2.痛み刺激による生理的反応を健康成人にて調査する。対象:健康成人5名手順:仙骨部に痛み刺激を加えたときの脳波、自律神経活動の変化を測定。【結果】1.痛みのアセスメント指標は、言語的表現、非言語的表現に分けられた。言語的表現は、『意味の無い言葉』、『叫び』、『独語が早くなる』、『声が大きくなる』であった。非言語的表現は『表情の変化』、『自動運動の開始』、『生理的変化』であった。また急性痛と慢性痛での反応の違いも抽出された。2.痛み刺激による脳波および自律神経活動の変化は得られた。
シングレットフィッションにより誘起される非線形光学現象の理論的解明と物質設計

シングレットフィッション(SF)は、光照射により生成した1つの一重項励起子が、2つの三重項励起子に分裂するという現象である。近年、SF発現後に顕著な非線形光学(NLO)現象を起こす実験例が報告され、SFの新応用例としての可能性が示唆された。本研究では、このSF-induced-NLO現象の機構を量子化学計算および量子ダイナミクスの手法を用いて理論的に解明し、得られた知見をもとにより高効率なSF-induced-NLO物質の設計指針を提案することを目標とする。本年度はSF-induced-NLO現象のうち、SF過程に重点を置いて研究を行い、SFダイナミクスへの影響が示唆されながらもその有効な計算・解析手法が不明瞭であった、二量体SFエキシトン状態の電子構造・振動の情報をあらわに考慮した振電相互作用について検討を行った。その結果、振電相互作用の強度である振電相互作用定数(VCC)は、一電子行列形式を用いることで二量体以上の場合でも計算することが可能であることが見出された。SF分子であるテリレン二量体での検討において、別の縮環炭化水素SF分子で異なる手法を用いた先行研究で得られたものに似たVCCピーク分布が得られ、一電子行列形式によるVCC計算法の妥当性が確かめられた。さらに、同手法の適用により、窒素置換テリレン分子はVCCピークの大小が無置換体と比べて変化することがわかった。この変化は、二量体へと拡張された振電相互作用密度の解析によって、窒素置換による振動ポテンシャルの変化に起因することがわかった。従来、粗い単量体近似モデルで算出された振電相互作用パラメータがSFダイナミクスに用いられてきたが、本年度の取り組みによって、様々な分子系へと適用できる汎用的な二量体VCC算出法および解析法が示され、後のダイナミクスへの展開に繋がる知見が得られたと言える。一方で、一電子行列形式によるVCC算出法は、大きな計算コストや二量体間の軌道緩和効果の欠如などの問題点を抱えることが判明しつつある。constrained-DFT法に基づくエネルギー勾配法を用いれば、これらの問題点を解決できる可能性を年度末に新たに見出しており、今後の展開可能性を広げることができた。この点においては、当初計画通りまたはそれ以上の進展とも言える。しかし、年度当初計画ではダイナミクスシミュレーションの完遂までを予定していたものの、上述の振電相互作用の問題点に関する議論が混み入り、かつ計算時間が想定以上に長大であったため、ダイナミクスに関してはまとまった議論ができるまでには至らなかった。今後、分子内SFダイナミクスなどへの展開を見据えながら、振電相互作用や色素間電子カップリングなどのダイナミクスの取り扱い方法についても更なる議論が必要であると考えている。現在、constrained-DFT法に基づくエネルギー勾配法を用いれば、二量体エキシトン状態での振電相互作用計算における計算コストおよび物理的問題点を克服できることが明らかになりつつある。今後、この手法を用いて、まずは既存のSF分子であるペンタセンの結晶中二量体配置においてVCCを算出し、SFにおける振電相互作用パラメータのスタンダードを提案する予定である。その上で、種々の分子にも同手法を用いて、SFに有効な振電相互作用設計へと議論を発展させる。また、最終的なSF-induced-NLO分子の提案を見据えたSF-induced-NLO色素の探索および相対幾何配置の設計を行っていく予定である。SF-induced-NLO色素の探索に関しては、SF分子のみならず、NLO分子を軸にした分子系についても検討を行う。具体的には、理論的に提案されたNLO分子のうち比較的開殻性が低いものに注目し、SFに関する物理量(励起エネルギー、電子カップリング、振電相互作用など)の計算や、SFエキシトン状態における電荷移動性/スピン多重度依存性を考慮したNLO物性について調べる。相対幾何配置の設計に関しては、色素が孤立した多量体配置だけでなく、共有結合による色素架橋型分子なども考慮に入れて検討を行う。色素架橋型分子については、NLO物性に関して十分な知見がないため、Finite-Field法など静的なNLO物性の計算などからある程度SF-induced-NLO分子としての応用可能性を見極めた上で、最終的なダイナミクスの検討を行うのが望ましいと思われる。

SF分子であるテリレン二量体での検討において、別の縮環炭化水素SF分子で異なる手法を用いた先行研究で得られたものに似たVCCピーク分布が得られ、一電子行列形式によるVCC計算法の妥当性が確かめられた。さらに、同手法の適用により、窒素置換テリレン分子はVCCピークの大小が無置換体と比べて変化することがわかった。この変化は、二量体へと拡張された振電相互作用密度の解析によって、窒素置換による振動ポテンシャルの変化に起因することがわかった。従来、粗い単量体近似モデルで算出された振電相互作用パラメータがSFダイナミクスに用いられてきたが、本年度の取り組みによって、様々な分子系へと適用できる汎用的な二量体VCC算出法および解析法が示され、後のダイナミクスへの展開に繋がる知見が得られたと言える。一方で、一電子行列形式によるVCC算出法は、大きな計算コストや二量体間の軌道緩和効果の欠如などの問題点を抱えることが判明しつつある。constrained-DFT法に基づくエネルギー勾配法を用いれば、これらの問題点を解決できる可能性を年度末に新たに見出しており、今後の展開可能性を広げることができた。この点においては、当初計画通りまたはそれ以上の進展とも言える。しかし、年度当初計画ではダイナミクスシミュレーションの完遂までを予定していたものの、上述の振電相互作用の問題点に関する議論が混み入り、かつ計算時間が想定以上に長大であったため、ダイナミクスに関してはまとまった議論ができるまでには至らなかった。今後、分子内SFダイナミクスなどへの展開を見据えながら、振電相互作用や色素間電子カップリングなどのダイナミクスの取り扱い方法についても更なる議論が必要であると考えている。現在、constrained-DFT法に基づくエネルギー勾配法を用いれば、二量体エキシトン状態での振電相互作用計算における計算コストおよび物理的問題点を克服できることが明らかになりつつある。今後、この手法を用いて、まずは既存のSF分子であるペンタセンの結晶中二量体配置においてVCCを算出し、SFにおける振電相互作用パラメータのスタンダードを提案する予定である。その上で、種々の分子にも同手法を用いて、SFに有効な振電相互作用設計へと議論を発展させる。また、最終的なSF-induced-NLO分子の提案を見据えたSF-induced-NLO色素の探索および相対幾何配置の設計を行っていく予定である。SF-induced-NLO色素の探索に関しては、SF分子のみならず、NLO分子を軸にした分子系についても検討を行う。具体的には、理論的に提案されたNLO分子のうち比較的開殻性が低いものに注目し、SFに関する物理量(励起エネルギー、電子カップリング、振電相互作用など)の計算や、SFエキシトン状態における電荷移動性/スピン多重度依存性を考慮したNLO物性について調べる。相対幾何配置の設計に関しては、色素が孤立した多量体配置だけでなく、共有結合による色素架橋型分子なども考慮に入れて検討を行う。色素架橋型分子については、NLO物性に関して十分な知見がないため、Finite-Field法など静的なNLO物性の計算などからある程度SF-induced-NLO分子としての応用可能性を見極めた上で、最終的なダイナミクスの検討を行うのが望ましいと思われる。
胆汁酸によるリポ蛋白質合成・分泌調節機構の分子細胞生物学的解析

胆汁酸は、胆汁酸およびコレステロール代謝を制御するシグナル分子である。本研究は、肝臓からのコレステロール排出を調節するapolipoprotein B (apoB)含有リポ蛋白質に着目し、apoB含有リポ蛋白質合成・分泌調節機構における胆汁酸の役割について、核内受容体、細胞シグナル伝達機構による制御について分子細胞生物学的手法を用いて解析することを目的としている。さらに、もうひとつの肝臓からのコレステロール排出経路であるATP-bindingcassette (ABC)トランスポーターを介したコレステロール排出における胆汁酸の役割についても解析する。2.胆汁酸によるABCトランスポーターを介したコレステロール排出機構の制御肝臓からのコレステロール排出にはapoB含有リボたんぱく質を介した経路に加えてABCトランスポーターであるABCA1を介した経路、ABCG5/G8を介した経路が存在し、それらの機能が近年明らかにされつつある。私たちは、ABCG5/G8を介したコレステロール排出経路に着目し、そのモデル細胞としてもうひとつのABCG5/G8発現組織である小腸上皮様に分化させたCaco-2細胞およびABCG5/G8共発現HEK293細胞を用いて、胆汁酸をアクセプターとするABCG5/G8を介したコレステロール排出機構について明らかにした。(論文投稿中)胆汁酸は、胆汁酸およびコレステロール代謝を制御するシグナル分子である。本研究は、肝臓からのコレステロール排出を調節するapolipoprotein B(apoB)含有リポ蛋白質に着目し、apoB含有リポ蛋白質合成・分泌調節機構における胆汁酸の役割について、核内受容体、細胞シグナル伝達機構による制御について分子細胞生物学的手法を用いて解析することを目的としている。さらに、もうひとつの肝臓からのコレステロール排出経路であるATP bindingcassette(ABC)トランスポーターを介したコレステロール排出における胆汁酸の役割についても解析する。胆汁酸がapoB含有リポ蛋白質の分泌を抑制することを明らかにした。その制御機構について、HNF-4α,がMTPのプロモーター活性を亢進すること、胆汁酸がHNF-4αmRNA発現の低下を介して、apoBおよびMTP遺伝子発現を低下させるという制御機構を第27回日本分子生物学会年会で報告した。2.胆汁酸によるABCトランスポーターを介したコレステロール排出機構の制御肝臓からのコレステロール排出にはapoB含有リポたんぱく質を介した経路に加えてABCトランスポーターであるABCA1を介した経路、ABCG5/G8を介した経路が存在することが近年明らかにされつつある。このうちABCG5/G8を介したコレステロール排出が胆汁酸により制御される可能性が示唆された。さらに、もうひとつの肝臓からのコレステロール排出経路であるATP bindingcassette (ABC)トランスポーターを介したコレステロール排出における胆汁酸の役割についても解析する。2.胆汁酸によるABCトランスポーターを介したコレステロール排出機構の制御肝臓からのコレステロール排出にはapoB含有リポたんぱく質を介した経路に加えてABCトランスポーターであるABCA1を介した経路、ABCG5/G8を介した経路が存在し、それらの機能が近年明らかにされつつある。私たちは、ABCG5/G8を介したコレステロール排出経路に着目し、そのモデル細胞としてもうひとつのABCG5/G8発現組織である小腸上皮様に分化させたCaco-2細胞およびABCG5/G8共発現HEK293細胞を用いて、胆汁酸によるABCG5/G8を介したコレステロール排出制御の可能性を示唆し、現在、投稿論文準備中である。(論文投稿中)
Ir基及びRu基薄膜金属ガラスの探査と物性値調査

本年度は,前年度で得たRu-Zr-Al薄膜金属ガラスの知見を基に,Ru-Zr-X (X=Fe, Si, Co, Mo)合金系でコンビナトリアルアークプラズマ蒸着法による,金属ガラスの探査を行った.その結果,Si, Fe, Co添加では非晶質領域は拡大したが,金属ガラスを見出すことはできなかったが,Ru-Zr-Moで金属ガラスになる組成を発見した.上記の研究から,Ru-Zr系非晶質合金薄膜は973K以上の結晶化温度を示すため,高温材料として期待できる.そこで,Ru-Zr系非晶質合金薄膜のガラス金型及びSiナノデバイスのメタルゲートへの応用について検討した.ガラスレンズ用金型材料の検討のため,Ru-Zr-Al及びRu-Zr-Mo非晶質合金薄膜について,溶融ガラスとの融着性及び被削性について評価を行った.その結果,いずれの試料も溶融ガラスとの融着性は乏しかった.しかし,被削性はよくなかった.BNC切削ツールでは,切削することはできたが,ダイヤモンドツールで加工を行うと,工具の磨耗が著しかった.これは,RuがFeと同じ族に属するため,Feと同様に,Ru中にダイヤモンドの炭素が拡散したためと考えられる.Ru-Zr系非晶質合金薄膜のガラスレンズ金型への応用は,材料の被削性及び切削技術の改良が必要である.Siナノデバイスのメタルゲート材料は,内部組織によらず,仕事関数が高く,ばらつきが少ないことが望まれる.また,デバイスの製作過程でブラッシングを行うため,結晶化温度が高いRu-Zr系非晶質合金薄膜が有力な候補材料として期待できる.そこで,Ru-Zr-Al非晶質合金薄膜について,仕事関数の組成依存性を調べた.その結果,非晶質領域で,組成の変化に伴い,4.83.5eVの範囲で高い仕事関数を示した,以上の結果から,Ru-Zr-Al非晶質合金薄膜は,Siナノデバイスのメタルゲート材料として期待できる.貴金属基金属ガラスは,貴金属が有する生体適合性・耐薬品性・耐酸化性等の特性が期待され,生体用MEMSやμ-TASへの応用が望める.本研究では,安価であるIrやRuをベースとした,Ir基及びRu基合金ライブラリをコンビナトリアルアークプラズマ法により製作し,金属ガラスとなる組成探査行い,薄膜金属ガラスの物性値を測定すること目的とする.本年度はIrやRuが高融点材料であることから,アークプラズマ法による高融点材料の成膜の基礎的知見を得るため,同じ高融点材料であるMoをベースとしたMo合金ライブラリを製作し,Mo基アモルファス合金薄膜の探査及び物性評価をした.その結果,アークプラズマ法の安定性の向上や成膜レートの向上等の知見が得られた.Mo合金探査から得られた知見を元に,3種類のIr基合金ライブラリと5種類のRu基合金ライブラリを製作し評価を行った.すべての合金ライブラリ上でアモルファスになる組成領域を見出した.そのうち,Ru-Zr-Al合金系で,スパッタ法によるアモルファス薄膜の成膜を行い,その物性値を評価した.Ru_<75>Zr_<24>Al_1スパッタ薄膜で過冷却液体を示し,そのガラス転移温度は,902K,結晶化温度は973K,過冷却液体域は71Kであった.また,この試料の機械的特性は,これまでにMEMS材料として知られている他の貴金属基薄膜金属ガラスよりも優れており,破断応力1.9GPa,弾性限界2.1%,ヤング率は97GPaであり,RuZrAl薄膜金属ガラスのMEMSへの応用が期待できる.以上のことから,初めてコンビナトリアルアークプラズマ法により,薄膜金属ガラスの組成探査に成功した.本年度は,前年度で得たRu-Zr-Al薄膜金属ガラスの知見を基に,Ru-Zr-X (X=Fe, Si, Co, Mo)合金系でコンビナトリアルアークプラズマ蒸着法による,金属ガラスの探査を行った.その結果,Si, Fe, Co添加では非晶質領域は拡大したが,金属ガラスを見出すことはできなかったが,Ru-Zr-Moで金属ガラスになる組成を発見した.上記の研究から,Ru-Zr系非晶質合金薄膜は973K以上の結晶化温度を示すため,高温材料として期待できる.そこで,Ru-Zr系非晶質合金薄膜のガラス金型及びSiナノデバイスのメタルゲートへの応用について検討した.ガラスレンズ用金型材料の検討のため,Ru-Zr-Al及びRu-Zr-Mo非晶質合金薄膜について,溶融ガラスとの融着性及び被削性について評価を行った.その結果,いずれの試料も溶融ガラスとの融着性は乏しかった.しかし,被削性はよくなかった.BNC切削ツールでは,切削することはできたが,ダイヤモンドツールで加工を行うと,工具の磨耗が著しかった.これは,RuがFeと同じ族に属するため,Feと同様に,Ru中にダイヤモンドの炭素が拡散したためと考えられる.Ru-Zr系非晶質合金薄膜のガラスレンズ金型への応用は,材料の被削性及び切削技術の改良が必要である.Siナノデバイスのメタルゲート材料は,内部組織によらず,仕事関数が高く,ばらつきが少ないことが望まれる.また,デバイスの製作過程でブラッシングを行うため,結晶化温度が高いRu-Zr系非晶質合金薄膜が有力な候補材料として期待できる.そこで,Ru-Zr-Al非晶質合金薄膜について,仕事関数の組成依存性を調べた.

その結果,非晶質領域で,組成の変化に伴い,4.83.5eVの範囲で高い仕事関数を示した,以上の結果から,Ru-Zr-Al非晶質合金薄膜は,Siナノデバイスのメタルゲート材料として期待できる.
局所脳虚血におけるカルパイン-カルパスタチン系の役割の解析

脳梗塞の動物実験モデルである局所脳虚血におけるカルシウム依存性蛋白質分解酵素のカルパインの役割について調べた。砂ネズミの中大脳動脈を3時間閉塞し再灌流し脳梗塞を作成した。中大脳動脈閉塞30分前にカルパイン阻害剤(ALLNal)を静脈内投与し脳梗塞容積に及ぼす影響を調べた。またカルパインによって分解される神経細胞骨格のフォドリンに対する抗体で虚血後の脳組織で免疫染色を行いカルパインの活性化を調べた。これは光顕と電顕との両方で調べた。脳梗塞サイズはカルパイン阻害剤の虚血前投与によって有意に縮小した。縮小の程度は用量依存性であった。免疫染色では光顕レベルでは虚血後早期より後に梗塞巣となる部位にカルパインの活性化が起こりフォドリンの分解が観察された。これは時間経過とともに増強し梗塞中心部とその周辺のペナンブラ領域で認められた。カルパイン阻害剤によりペナンブラ領域で免疫染色性が低下した。また電顕では虚血中心の神経細胞では一瞬のうちに神経細胞全体でフォドリン分解が進行していった。ペナンブラ領域では虚血によりシナプス後部から神経細胞中心部へとフォドリン分解がみられたのが、カルパイン阻害剤投与でこれが減少した。以上より局所脳虚血でもカルパイン活性化がおこっておりこれが特にペナンブラ領域の梗塞発生の関与していると考えられた。カルパイン阻害剤はこれを抑制することにより脳梗塞を縮小させられると考えられ臨床応用への期待がもたれた。
動物モデルとヒトiPS細胞を用いた環境と遺伝子相互作用による心疾患形成機構の解明

先天性複雑心疾患の発症に関与する心臓前駆細胞の発生に、複数の遺伝子および環境因子がどのように作用して、心疾患表現型に関与するのかを、モデルマウスおよびヒトiPS細胞を用いて検討し、多因子によって発症する先天性心疾患の発症分子機構を明らかにすると同時に、環境因子による治療・予防法の基礎を解明する。先天性複雑心疾患に対する新たな治療・予防戦略の創造には、iPS細胞など幹細胞から分化した心臓前駆細胞を利用した再生医療が期待され、本研究課題の目的である個々の複雑心疾患の発症分子機序解明の蓄積は、オーダーメード医療のための基礎的知見として重要である。
中国江南沿海村落の民俗誌的研究

本研究は、従来ほとんど取り上げられることがなかった中国江南地方の沿海部漁業村落において詳細な民俗調査を実施し、民俗誌を作成することで、今後の中国の民俗文化研究に貢献することを意図したものである。浙江省の2村落を調査対象とし、4年間の科学研究費補助金の交付期間において継続反復調査をおこなってきた。その結果、ほぼ以下のことが明らかになった。研究対象とした2村落は、浙江省象山県石浦鎮の東門島と温嶺市石塘鎮〓山であるが、それぞれにおける成果はほぼ以下の通りである。東門島においては、多くの廟があり、それを拠点とする活動が活発で、人々の娯楽に大きな役割を果たしているが、その活動に仏教の僧侶が関与していること、その活動の経済的基盤は漁業・漁船にあることを明らかにした。そして、近年の生活環境の大きな変化のなかで、信仰や儀礼・行事にも新たな動向が見られることも明確にした。宗族その他の父系親族組織は顕著ではなく、母方・妻方親族及び近隣関係が重要な社会関係であることも明らかになった。他方、〓山については、住民の多数を占める陳姓が福建省からの移住を伝え、現に福建語を用い、また福建と共通する民俗が少なからず伝承されていることを具体的に把握することができた。さらに、陳氏の族譜を正続全册の写真撮影を行い、その内容分析から、この地方の宗族の組織化の過程を明確にすることができた。他方、〓山ではキリスト教が盛んになってきており、それに伴う変化の様相も把握できた。改革開放下の沿海漁業村落が、その歴史的特徴を維持しつつ、大きく変化してきていることを、民俗誌として記述することができた。これは先行研究の乏しい地域の民俗誌として貴重な成果である。本研究課題は中国東南部の浙江省沿海部において詳細な民俗誌的調査を実施し、従来ほとんど明らかにされてこなかった沿海村落の民俗誌を作成し、その過程において江南地方の沿海地域の民俗的特質を析出することを具体的目標としている。さらに、最終的にはそれらを通して東シナ海(東海)を共通の活動海域とする西南日本、特に南西諸島、台湾、朝鮮半島の諸地域の民俗的関連性を検討することを大きな目標として設定している。本年度はその4年間の研究計画の初年度にあたり、本格的計画を実施するための予備調査の年度と位置づけて、現地でのフィールドワークを実施した。調査対象地域としたのは、浙江省寧波市象山県石浦鎮および温嶺市石塘鎮であり、8月に両地を訪れ全般的な民俗誌的調査を行った。本課題の調査研究の特色は、第1に研究分担者が同一地域に同一時期に調査に入る調査団方式を採用していること、第2に中国側研究者と同一行動を取り、互いに協力して調査を遂行し、その過程で問題点について検討することである。この方式の利点が十分に発揮され、2年度目以降の調査研究課題が明確になると共に、その実施計画についても現地の人々を交えて全体で協議検討して具体化することができた。調査の過程で明らかになった新たな課題は以下の通りである。第1に、二つの地域はいずれも福建省から移住してきたという伝承を有し、現に言語的にも福建語が色濃く伝えられていることである。漁民の移住と文化変容という新たな課題が民俗誌作成の重要な位置を占めることとなった。第2に、漁民の信仰について、俗信・禁忌に関してのデータ収集が可能であることが判明し、来年度以降の重点調査課題となった。

また第3として、族譜作成に見られる福建、台湾を含む広域的な組織化の様相も把握でき、従来の村落に限定した民俗誌を超えた新たな民俗誌作成の方法的検討も課題として浮かび上がったことである。いずれも2年度目以降の調査の中で実践的に取り組むことになる。本研究課題は中国東南部の浙江省沿海部において詳細な民俗誌的調査を実施し、従来ほとんど明らかにされてこなかった沿海村落の民俗誌を作成し、その過程において江南地方の沿海地域の民俗的特質を析出することを具体的目標としている。さらに、それらを通して東シナ海(東梅)を共通の活動海域とする西南日本、台湾、朝鮮半島の民俗的関連性を検討することを大きな目標として設定している。本年度は研究計画の2年度目にあたり、本格的調査を現地で実施した。調査対象地域としたのは、浙江省寧波市象山県石浦鎮および温嶺市石塘鎮であり、既に初年度に予備調査を終え、地元の関係者とも意思疎通が出来ており、本年度は目的達成のための本格的調査を2回にわたって行った。先ず、8月に両地を訪れ文字資料の発掘の努力を中心に調査を行い、次いで2月から3月にかけて同じく両地域において聞き書と観察を中心とした調査を実施した。本年度の調査の過程で明らかになった事柄は以下の通りである。第1に、初年度において明らかになった、二つの地域が福建省から移住してきたという伝承を有し、現に福建語を色濃く伝えている点について、中国言語学の専門家の応援を得て具体的に方言調査を行い把握した。漁民の移住と言語の持続という新たな課題が民俗誌作成の重要な位置を占めることとなった。第2に、漁民の信仰について、やはり初年度において俗信・禁忌に関してのデータ収集が可能であることが判明したので、本年度の重点調査課題として、俗信調査を行い、資料を収集した。第3として、沿岸部の漁村として独特の住居建築を示しているので、その具体的なあり方を建築学的実測調査とあわせて民俗を把握した。さらに第4として、8月には実際に行われている小人節という民俗行事の際に現地を訪れ、詳細な観察記録を作成することが出来たのも大きな成果といえる。本研究課題は、4年の継続課題として採択され、本年度はその3年目であった。研究課題を達成するためのもっとも重要な1年だったと言える。本研究は、従来ほとんど取り上げられることがなかった中国江南地方の沿海部漁業村落において調査団方式による詳細な民俗誌的調査を実施し、村落の民俗文化を全体的・総合的に把握する民俗誌を作成することで今後の中国の民俗文化研究に貢献しようとするものである。江南地方の中心地域である浙江省の2村落を調査対象地として設定し、初年度から継続反復調査をおこなってきたが、過去2年間は1回の調査で2村落を訪問する方式を採用したため、1村落における調査滞在日数は短くせざるを得なかった。そのため、詳細な事例集積が十分にできなかった。本年度はその欠点を克服するため、8月と3月にそれぞれ村落1カ所のみを対象として実施する方式を採用した。そのことによって、村落内の民俗伝承について具体的、個別的に把握することができ、最終年度に研究成果報告書として作成刊行を予定している民俗誌の内容を豊かなものになることを確信することができた。本研究課題が調査研究対象としている2村落は、浙江省寧波市象山県石浦鎮の東門島と温嶺市石塘鎮〓山であるが、8月には東門島、3月には〓山において調査を実施した。それぞれの成果はほぼ以下の通りである。先ず、東門島においては、いくつもの廟があり、それを拠点とする活動、特に廟会における島外から劇団を招いての演劇活動が人々の娯楽に大きな役割を果たしていること、そしてそれらの活動の経済的基盤は漁船からの寄付金で賄われていることを把握した。
光触媒AFMプローブを用いたナノ空間制御加工プロセスの可視化技術の開発

本研究では,将来のナノ・バイオテクノロジーを支える革新的な製造基盤技術として,原子間力顕微鏡(AFM)を応用した新規なナノ加工・計測技術の開発を目的としている.具体的には,光触媒であるTiO2を被覆したAFMプローブを用いた細胞のナノ加工技術と,Agナノ粒子を被覆したAFMプローブを用いた一分子計測技術(チップ増強ラマン分光法:TERS)を同時に実現することで,インプロセスかつリアルタイムで加工状態を可視化する技術の確立を目指している.平成30年度に得られた成果は以下の通りである.(1)TiO2光触媒AFMプローブを用いた細胞膜のナノ化学加工(光触媒酸化反応)において,押込み速度の影響を明らかにした.その結果,押込み速度が100nm/s以下では細胞膜穿孔確率が100%になることがわかった(押込み速度150300nm/s:穿孔確率7080%).さらに,押込み速度が小さな条件下では,荷重が一定となる特異的な現象が認められることを定量的に評価し,細胞膜の光触媒酸化反応に起因していることを示した.(2)Agナノ粒子被覆AFMプローブを用いた細胞内TERSイメージング(生体分子の同定)を行い,その性能を評価した.その結果,細胞核と葉状仮足ではラマンスペクトルに明らかな違いが認められ,高空間分解かつ高感度での分子同定が可能であることを実証した.さらに,細胞内の生体分子の時系列変化からタンパク質とグリコーゲン(多糖類の一種)の量的変化が逆相関を示すことが認められた.TiO2光触媒プローブを用いた細胞膜のナノ化学加工(光触媒酸化反応)においては,通常のSiプローブ(細胞膜穿孔確率50%)に対して穿孔確率7080%以上(押込み速度100nm/s以下で100%)を達成した.また,生細胞染色用蛍光色素(Calcein-AM)を用いた実験によって,細胞膜穿孔後の生存率が100%であることを確認しており,本提案手法が低侵襲かつ高効率な細胞ナノ加工技術として技術的優位性を有していることを実証した.また,Agナノ粒子被覆プローブを用いたラマン分光(TERS)イメージングにおいては,細胞内の生体分子のダイナミクス観察が可能であることを示した.さらに,自作の倒立顕微鏡組込み型顕微ラマン分光装置において,加工用光源(波長330380nm)および計測用光源(波長532nm)を同時に試料(細胞)に照射した際にも光の相互干渉が起こらないことを実験的に確認できたことから,次年度の目標である加工・計測機能の同時実現の可能性を実証するための準備が整った.平成30年度に得られた結果に基づき,以下の研究実施計画にしたがって研究開発を実施する.(1)前年度に引き続き,Agナノ粒子を担持したTiO2光触媒AFMプローブの作製プロセスの最適化を行う.(2)加工用光源(波長330380nm)および計測用光源(波長532nm)を試料(細胞)に同時に照射することで,細胞膜のナノ加工(光触媒酸化反応)とラマン分光(TERS)を同時に実現できることを実証する.(3)加工用光源(波長330380nm)の波長を可視光領域(波長400440nm)とし,金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴(TiO2光触媒表面に担持したAgナノ粒子からの光誘起電子移動を利用)に基づく可視光領域(波長400nm以上)での光触媒酸化反応を誘発し,低侵襲な細胞のナノ加工技術としての新たな可能性を実証する.(4)加工用光源を水銀ランプ(波長400440nm)からピコ秒レーザ(波長405nm)に変更し,細胞膜穿孔時の光電流計測に基づく極微量な有機物の分解量(光触媒酸化反応)のインプロセス計測技術の可能性を検討する.(5)抗体修飾AFMプローブを用いて,抗原抗体反応の高い分子認識機能に基づく特定の膜タンパク質の選択的な同定・破壊(酸化分解)手法としての可能性を示す.本研究では,将来のナノ・バイオテクノロジーを支える革新的な製造基盤技術として,原子間力顕微鏡(AFM)を応用した新規なナノ加工・計測技術の開発を目的としている.具体的には,光触媒であるTiO2を被覆したAFMプローブを用いた細胞のナノ加工技術と,Agナノ粒子を被覆したAFMプローブを用いた一分子計測技術(チップ増強ラマン分光法:TERS)を同時に実現することで,インプロセスかつリアルタイムで加工状態を可視化する技術の確立を目指している.平成30年度に得られた成果は以下の通りである.(1)TiO2光触媒AFMプローブを用いた細胞膜のナノ化学加工(光触媒酸化反応)において,押込み速度の影響を明らかにした.その結果,押込み速度が100nm/s以下では細胞膜穿孔確率が100%になることがわかった(押込み速度150300nm/s:穿孔確率7080%).さらに,押込み速度が小さな条件下では,荷重が一定となる特異的な現象が認められることを定量的に評価し,細胞膜の光触媒酸化反応に起因していることを示した.(2)Agナノ粒子被覆AFMプローブを用いた細胞内TERSイメージング(生体分子の同定)を行い,その性能を評価した.その結果,細胞核と葉状仮足ではラマンスペクトルに明らかな違いが認められ,高空間分解かつ高感度での分子同定が可能であることを実証した.

さらに,細胞内の生体分子の時系列変化からタンパク質とグリコーゲン(多糖類の一種)の量的変化が逆相関を示すことが認められた.TiO2光触媒プローブを用いた細胞膜のナノ化学加工(光触媒酸化反応)においては,通常のSiプローブ(細胞膜穿孔確率50%)に対して穿孔確率7080%以上(押込み速度100nm/s以下で100%)を達成した.また,生細胞染色用蛍光色素(Calcein-AM)を用いた実験によって,細胞膜穿孔後の生存率が100%であることを確認しており,本提案手法が低侵襲かつ高効率な細胞ナノ加工技術として技術的優位性を有していることを実証した.また,Agナノ粒子被覆プローブを用いたラマン分光(TERS)イメージングにおいては,細胞内の生体分子のダイナミクス観察が可能であることを示した.さらに,自作の倒立顕微鏡組込み型顕微ラマン分光装置において,加工用光源(波長330380nm)および計測用光源(波長532nm)を同時に試料(細胞)に照射した際にも光の相互干渉が起こらないことを実験的に確認できたことから,次年度の目標である加工・計測機能の同時実現の可能性を実証するための準備が整った.平成30年度に得られた結果に基づき,以下の研究実施計画にしたがって研究開発を実施する.(1)前年度に引き続き,Agナノ粒子を担持したTiO2光触媒AFMプローブの作製プロセスの最適化を行う.(2)加工用光源(波長330380nm)および計測用光源(波長532nm)を試料(細胞)に同時に照射することで,細胞膜のナノ加工(光触媒酸化反応)とラマン分光(TERS)を同時に実現できることを実証する.(3)加工用光源(波長330380nm)の波長を可視光領域(波長400440nm)とし,金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴(TiO2光触媒表面に担持したAgナノ粒子からの光誘起電子移動を利用)に基づく可視光領域(波長400nm以上)での光触媒酸化反応を誘発し,低侵襲な細胞のナノ加工技術としての新たな可能性を実証する.(4)加工用光源を水銀ランプ(波長400440nm)からピコ秒レーザ(波長405nm)に変更し,細胞膜穿孔時の光電流計測に基づく極微量な有機物の分解量(光触媒酸化反応)のインプロセス計測技術の可能性を検討する.(5)抗体修飾AFMプローブを用いて,抗原抗体反応の高い分子認識機能に基づく特定の膜タンパク質の選択的な同定・破壊(酸化分解)手法としての可能性を示す.
赤外レーザーイオン化法による電気泳動ゲルからの直接タンパク質分析技術の構築

本研究課題では、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法に赤外レーザーを利用した新しいイオン化法の確立とその手法により測定蛋白質をゲル状スポットから直接イオン化する測定の簡易化手法の開発を目指した。その結果、アクリルアミドゲルに含まれるC=O伸縮振動がイオン化に効果的であることを示し、周辺にOH基を持つことがイオン化促進につながることを見出した。また目標であったアクリルアミドゲルに含まれたインスリン分子を検出することに成功した。本研究は、蛋白質分析法の一つである、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法に赤外レーザーを利用して、蛋白質をゲル状スポットから直接イオン化し分析する手法の開発およびその技術向上を目指した。通常の蛋白質分析は、様々な手順を経る。基本的には、細胞から取り出した蛋白質を二次元電気泳動を用いて分離し、ゲルに含まれた蛋白質を取り出すため、消化処理や精製を行い、質量分析装置で蛋白質を同定する。この消化や精製により重要な情報を保持する蛋白質の修飾が失われてしまう。そこで、本研究では、赤外レーザーを用いてアクリルアミドゲル内に含まれるC=0振動伸縮振動を促すことにより、選択的にイオン化することに成功した。まず、研究の第一段階は、C=0伸縮振動励起とイオン化との関係を明らかにすることである。様々なマトリックス(C=0を有し、その末端分子を水酸基やメチル基、塩基などに変化させたもの)を用い、波長とイオン化の関係について実験を行った。その結果、C=0伸縮振動励起のみではイオン化はおこらず、このイオン化には、その分子周辺の水酸基が重要な役割を示すことを明らかにした。この実験を踏まえ、測定試料を含ませたゲルにC=0振動伸縮を励起する赤外レーザーを照射しイオン化を試みた結果、インスリン分子を検出することに成功した。さらに、電気泳動後からのゲルからも試料をイオン化させることに成功した。本研究課題では、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法に赤外レーザーを利用した新しいイオン化法の確立とそれによる利点、すなわち測定蛋白質をゲル状スポットから直接イオン化する測定の簡易化手法の開発を目指した。一般的に蛋白質を同定するためには、細胞から取り出した蛋白質の塊を二次元電気泳動法を用いて分離し、さらにゲルに含まれた蛋白質を取り出すため消化処理や精製を行い、質量分析法を用いて蛋白質を同定する。これらの多くの処理により重要な情報を保持する蛋白質の修飾が失われてしまう。そこで本研究では、ゲルを構成する水やアクリルアミドの分子振動に着目した。通常マトリックス支援レーザー脱離イオン化法では、測定対象をマトリックスと呼ばれる化合物と混合させ、マトリックス化合物に吸収される紫外レーザーを用いて脱離・イオン化させる。したがって、水やアクリルアミドゲルに含まれるOHやアミド結合による赤外吸収を利用すればイオン化が達成されると考え、イオン生成のメカニズムに加え、同手法の有効性を確認した。また目標であった、アクリルアミドゲルに含まれたインスリン分子を検出することに成功し、さらに、細胞内に含まれる蛋白質を直接イオン化できる可能性を見出した。
空間偏光制御したファイバーレーザーによる高効率・高精度レーザー加工

偏光分布が不均一であるレーザービームの発生と増幅を行った。特に、径偏光および方位偏光ビームを中心に、高品質な種光の発生と、光ファイバーによるその増幅実験を行った。複屈折性レーザー媒質を用いて、高出力で高品質な径および方位偏光ビームの発振に成功した。さらに、薄板レーザーと偏光選択ミラーを用いて熱効果を極力抑制することによって、性能向上を実現した。高次横モードレーザーの発振にも成功した。本研究では、強度だけでなく偏光も空間異方性を持つレーザービームによる、全く新しいレーザー加工法の開発を目指す。そのため、本研究者らが開発を進めてきた円筒対称性を持たせた偏光制御技術を従来のファイバーレーザーに適用し、高い出力と高いビーム品質を同時に実現できる空間強度・偏光制御した新規加工用レーザー光源の開発を進めると共に、様々な材料の加工実験を行い、飛躍的な高効率加工が期待される次世代の省エネ型偏光制御レーザー加工法を実現する。本年度は多重リング構造を持つ径偏光ビームをレーザー共振器から直接発生させる方法の原理検証実験を行った。レーザー光ビームの横モードが利得あるいは損失の空間分布に強く依存することを利用し、共振器に用いる反射鏡として偏光選択性を有し、また反射率が空間的に変調されたものを使用することによって横モードの選択を行った。その結果、反射率の低い領域では強度が低くなるような横モードが選択的に発振すること、また横モードの次数はレーザー共振器の長さを変えることにより選択可能であることが実証された。さらに、径偏光ビームを光ファイバーに導入し、その伝播特性を測定し、光増幅の可能性を探った。励起光と種光を別途導入するダブルクラッド光ファイバー内の伝播と増幅を試み、ともに可能であることが分かった。光ファイバー内の伝播に伴う、種光の強度および偏光分布劣化はほとんど無く、種光強度の向上によって、出力ビームの品質は高度に保たれていた。これによって、種光の品質の重要性が明らかとなり、その高出力と高品質化が今後の課題として明確になった。そのためには、十分な性能を有する光源の開発が不可欠であり、本年度は高次横モードを持つ各種ベクトルビームをレーザー共振器から直接かつ簡便に発生させる方法の原理検証実験を行った。レーザー光ビームの横モードが損失の空間分布に強く依存することを利用し、共振器に用いる反射鏡の中心に小さな点欠陥を施し、これによって強制的に中空の強度分布を有するレーザービームだけを発生させる方法をとった。その結果、ベクトルビームとして知られているラゲールガウスおよびベッセルガウスビームの発生が確認された。これらのモード選択は共振器長さやポンプ強度によって可能であることも実証された。さらに、ベクトルビームを物質に照射し、その強度および偏光分布に起因するユニークな相互作用が観測され、理論的予測とよく一致することが認められ、レーザー加工における偏光制御レーザービームの有効性を実証することができた。そのため、本研究者らが開発を進めてきた円筒対称性を持たせた偏光制御技術を適用し、高い出力と高いビーム品質を同時に実現できる空間強度・偏光制御した新規加工用レーザー光源の開発を進めることを目的としている。そのためには、十分な性能を有する光源の開発が不可欠であり、高品質な種光を光ファイバー増幅器によって増幅し、加工に十分な出力のベクトルビームを得ることを試みた。その結果、種光として約500mWの出力が得られたものの、目標とする1W程度には届かなかった。この原因は種光として全体の大きさをできるだけコンパクトにするように設計をしたため、熱除去が十分でなく、熱レンズ効果によってベクトルビームの発振が抑制されたためであると判明した。そこで、熱を効率よく除去できることが知られている薄板レーザーを用いることを試みた。半導体レーザーからの励起光を光ファイバーで薄板レーザーに導いたところ、レーザー発振が確認された。出力は20W以上であり、目標としていた10Wを超える出力を得ることができた。出力光のビーム品質因子(M2)は、理論値である2とほぼ同じであり、高品質なベクトルビーム(径および方位偏光)の発生が確認できた。使用した薄板レーザーは、本来はガウスビーム型のレーザービームの発振をするものであるが、本研究で得られるドーナツ型のビームに対してもほぼ同等のスロープ効率が得られている。
法益主体の自律と刑法理論

法益侵害の発生が被害者(法益主体)の同意に基づく場合に、犯罪の成立は否定されるのが原則である。その根拠は、自ら法益処分を決意した被害者の「自律」の尊重に求められているが、その根拠と限界は十分明らかにされていない。本研究は、被害者の「自律」が犯罪の成否に与える影響を、具体的な問題領域の横断的な検討を通じて、理論的・統合的に解明し、法益主体の「自律」的な活動を過不足なく実現するための刑法理論を打ち立てようとするものである。
インド聖典解釈学におけるウパニシャッド瞑想法の研究

本研究では,ヴェーダーンタはウパニシャッドの聖典解釈学(ミーマーンサー)であるという観点から,その根本綱要『ブラフマ・スートラ』の後半,特に第3巻第3章と第4巻第1章に関して,ヴェーダーンタがいかにミーマーンサーの解釈学を活用したかを解明する。本年度は第3巻第3章に関して,冒頭の総論論題およびサーマヴェーダ祭官の中心歌詠Udiithaを念ずる瞑想法を説く諸論題を中心にその内容を精査した。またこの章においては,個人がヴェーダの流派にどれほど制約されるのかという点で,ヴェーダーンタがミーマーンサーとは異なる考え方を打ち出していることが分かったので,ミーマーンサー学派におけるヴェーダ流派観をも精査した。論文「Brahmasutra成立史の再検討ー第3巻第3章についてー」は,『ブラフマ・スートラ』が,自分個人でウパニシャッドの念想をする限りでは,他の流派のウパニシャッドで述べられている対象の属性を自由に統合してよい,また他流派の念想を連結しても選択してもよいと認めていることを解明し,これによって,ヴェーダーンタは,個人が所属するヴェーダ流派を超えてテキスト解釈における個人の自由裁量の余地を大きく認めていることが判明した。また論文“Tolerance and Intolerance in Kumaarila's Views on the Vedic shaakhaa"は,ミーマーンサーの代表的学者クマーリラが,バラモンには自分の家が代々帰属しているヴェーダ流派のテキストを専ら学び次世代に伝承することが義務付けられていると強調しつつも,他流派のヴェーダをも自派と対等なものとして尊重すべきことを力説していることを解明した。