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回転円柱を用いた多段式粘性圧縮マイクロポンプ開発のための基礎研究

本研究では,圧力性能を向上させる新しい粘性μポンプ(回転円柱を用いた多段式粘性圧縮μポンプ)を提案し,理論解析・モデル実験・数値シミュレーションを用いて,そのポンプ特性を明らかにすると共に,設計手法を開発することを目的とした.理論解析では,流体潤滑理論を二重円筒間隙間流れに適用し,ジャーナル軸受けにおけるSommerfeldの手法を拡張した新しい解析手法を考案し,理論性能曲線の式を導出した.モデル実験では,センチスケールのμポンプモデルにおいて作動流体にグリセリンを用いることにより低Reynolds数を実現して実機μポンプを模擬した.流量は,下流タンクから溢れ出るグリセリンの質量を,電子天秤を用いて計測し重量法により算出した.一方,圧力は,ポンプ入口-出口の圧力差を,微差圧計を用いて計測した.数値シミュレーションでは,3次元非圧縮Navier-Stokes方程式を,SIMPLE差分法を用いて解いた.理論解析・モデル実験・数値シミュレーションの流量-圧力性能曲線は全て右下がりの直線となり,かつゼロ圧力流量(x切片)とゼロ流量圧力(y切片)は数パーセントの範囲内で一致した.このことは,各々の結果の信頼性が高いことを示している.また,隙間幅が円柱直径の1/30程度の場合,従来の粘性μポンプに比べて,ゼロ流量圧力にして50倍程度,効率にして10倍程度の性能向上が達成出来た.さらに,二重円筒間隙間を小さくする,もしくは二重円筒を偏心させることによって,性能曲線が立ってくる(x切片は小さくy切片は大きくなる)こと,すなわち圧力性能をさらに向上させられることが判明した.これらの結果は,Reynolds数が100程度以下において有効であることも確認した.以上のことから、本研究で開発した理論式によって,使用条件に合わせた粘性μポンプの設計が可能となったと言える.本研究では,圧力性能を向上させる新しい粘性μポンプ(回転円柱を用いた多段式粘性圧縮μポンプ)を提案し,理論解析・モデル実験・数値シミュレーションを用いて,そのポンプ特性を明らかにすると共に,設計手法を開発することを目的とした.理論解析では,流体潤滑理論を二重円筒間隙間流れに適用し,ジャーナル軸受けにおけるSommerfeldの手法を拡張した新しい解析手法を考案し,理論性能曲線の式を導出した.モデル実験では,センチスケールのμポンプモデルにおいて作動流体にグリセリンを用いることにより低Reynolds数を実現して実機μポンプを模擬した.流量は,下流タンクから溢れ出るグリセリンの質量を,電子天秤を用いて計測し重量法により算出した.一方,圧力は,ポンプ入口-出口の圧力差を,微差圧計を用いて計測した.数値シミュレーションでは,3次元非圧縮Navier-Stokes方程式を,SIMPLE差分法を用いて解いた.理論解析・モデル実験・数値シミュレーションの流量-圧力性能曲線は全て右下がりの直線となり,かつゼロ圧力流量(x切片)とゼロ流量圧力(y切片)は数パーセントの範囲内で一致した.このことは,各々の結果の信頼性が高いことを示している.また,隙間幅が円柱直径の1/30程度の場合,従来の粘性μポンプに比べて,ゼロ流量圧力にして50倍程度,効率にして10倍程度の性能向上が達成出来た.さらに,二重円筒間隙間を小さくする,もしくは二重円筒を偏心させることによって,性能曲線が立ってくる(x切片は小さくy切片は大きくなる)こと,すなわち圧力性能をさらに向上させられることが判明した.これらの結果は,Reynolds数が100程度以下において有効であることも確認した.以上のことから、本研究で開発した理論式によって,使用条件に合わせた粘性μポンプの設計が可能となったと言える.本研究は,従来から研究が行われている円柱を用いた粘性圧縮マイクロ(μ)ポンプに,潤滑理論を適用し,かつ多段化することによって,圧力性能の高い新しい粘性μポンプを開発することを目的としている.本年度は,その第一段階として,潤滑理論の効果を検証するために,単段式を対象として理論解析および数値シミュレーションを行うと共に,それらの結果を実験的に確かめるためのμポンプモデル実験装置を設計・製作した.二重円筒間流れにおいて,周方向の隣接した位置に入口出口を設けて入口出口を隔壁で隔て,内円筒を回転させると,粘性のために入口から出口へ流体が輸送される.この時,内円筒の軸が偏心していなければ,流路隙間は流れ方向に一定であり従来型の粘性ポンプに類似した粘性μポンプと言える.これに対して,内円筒軸が偏心していれば,二重円筒間流れは,回転軸の潤滑流れと見なすことができる.理論解析では,回転軸の潤滑理論におけるSommerfeld解を適用することができ,入口出口における二重円筒隙間の積の逆数に比例することが示された.また3次元数値シミュレーションでは,偏心率ゼロと0.5の場合についてシミュレーションを実行した結果,偏心率ゼロの場合と比較して偏心率0.5の場合には,ゼロ流量時の無次元圧力が1.5倍程度となるという結果を得た.いずれの結果も,偏心により圧力性能が向上する結果と言え,本研究の着眼点の有効性が示された.これを実験的に確かめるために,センチオーダーのマイクロポンプモデルを設計・製作した.粘度の高いグリセリン水溶液を用いることにより,実機μポンプのReynolds数を実現し,実機μポンプの流量-圧力性能の予測が可能となるものと考えている.

本研究では,圧力性能を向上させる新しい粘性μポンプ(回転円柱を用いた多段式粘性圧縮μポンプ)を提案し,理論解析・モデル実験・数値シミュレーションを用いて,そのポンプ特性を明らかにすると共に,設計手法を開発することを目的とした.理論解析では,流体潤滑理論を二重円筒間隙間流れに適用し,ジャーナル軸受けにおけるSommerfeldの手法を拡張した新しい解析手法を考案し,理論性能曲線の式を導出した.モデル実験では,センチスケールのμポンプモデルにおいて作動流体にグリセリンを用いることにより低Reynolds数を実現して実機μポンプを模擬した.流量は,下流タンクから溢れ出るグリセリンの質量を,電子天秤を用いて計測し重量法により算出した.一方,圧力は,ポンプ入口-出口の圧力差を,微差圧計を用いて計測した.数値シミュレーションでは,3次元非圧縮Navier-Stokes方程式を,SIMPLE差分法を用いて解いた.理論解析・モデル実験・数値シミュレーションの流量-圧力性能曲線は全て右下がりの直線となり,かつゼロ圧力流量(x切片)とゼロ流量圧力(y切片)は数パーセントの範囲内で一致した.このことは,各々の結果の信頼性が高いことを示している.また,隙間幅が円柱直径の1/30程度の場合,従来の粘性μポンプに比べて,ゼロ流量圧力にして50倍程度,効率にして10倍程度の性能向上が達成出来た.さらに,二重円筒間隙間を小さくする,もしくは二重円筒を偏心させることによって,性能曲線が立ってくる(x切片は小さくy切片は大きくなる)こと,すなわち圧力性能をさらに向上させられることが判明した.これらの結果は,Reynolds数が100程度以下において有効であることも確認した.以上のことから、本研究で開発した理論式によって,使用条件に合わせた粘性μポンプの設計が可能となったと言える.
分子カプセルを利用した超分子構造体の作成と機能開発

両親媒性の環状化合物を合成し、その凝集状態に及ぼす分子構造の影響とその化合物を用いた分子カプセルの形成について検討した。その結果、分子中のアルキル鎖の長さを変えることで親水性と疏水性のバランスが変化し凝集状態が変化すること、および、分子カプセル形成には最適のアルキル鎖の長さがあることを解明した。さらに、液晶状態を利用して分子カプセルを規則的に配列させる方法について検討した結果、液晶分子と汎用の高分子を溶液中で混合した後溶媒を除去することで液晶構造を固定化することが可能となり、分子カプセルに液晶性をもたせることで分子カプセルの規則的な配列を制御できることを見出した。1)目的フェノールの環状オリゴマーであるカリックスアレーンは、特異的な構造と官能基の導入が容易であることからホスト-ゲスト相互作用を基づく機能性材料の構成要素分子として注目されている。最近我々は、これらを凝集させることによる新規機能化を試みている。今回、分子内に水酸基と長鎖アルキル基を有する両親媒性レゾルシンアレーン(amp-CR)の合成を行い、親水性と疎水性をうまくバランスさせることによってカリックスアレーン骨格の凝集状態を変化させることを中心に検討した。2)実験amp-CRは塩酸触媒下、レゾルシノールとn-ウンデシルアルデヒドとの縮合により合成し、メタノールからの再結晶により単離・精製を行った。得られたamp-CRをエチレングリコール類に加熱・溶解させ、この溶液の濃度や温度によるゾルーゲル転移挙動を目視、偏光顕微鏡およびDSCにより観察し,その構造については電子顕微鏡観察あるいは動的粘弾性測定から検討した。3)結果と考察ジエチレングリコール(DEG)にamp-CRを加熱・溶解させたところ、ある温度でゲル化が起きることがわかった。さらに、水を添加することでゾルーゲル転移挙動に変化が見られた。同様な現象が、amp-CR/トリエチレングリコールにおいても観察された。今回のゲル化はamp-CRとDEGとの水酸基による水素結合と、疎水性部位であるamp-CRの長鎖アルキル基同士の凝集によるネットワークの形成により引き起こされたと考えられる。amp-CRとDEGとの水素結合は、^1HNMRにおけるamp-CRの水酸基プロトンの化学シフトが変化することからも支持された。添加した水によってゾルーゲル転移温度が高温側へ変化することから、水分子がamp-CRの水酸基と結合しネットワーク中で特異な構造を形成していることが示唆される。1)目的:フェノールの環状オリゴマーであるカリックスアレーンは、特異的な構造と官能基の導入が容易であることからホストーゲスト相互作用を基づく機能性材料の構成要素分子として注目されている。今回、環状分子内に水酸基と長鎖アルキル基を有する両親媒性レゾルシンアレーン(amp-CR)の合成を行い、親水性と疎水性をうまくバランスさせることによってカリックスアレーン骨格の凝集状態を変化させることを中心に検討した。2)実験:amp-CRは、エチレングリコール類に加熱・溶解させ、その後室温まで冷却することでゲルを形成した。この溶液の濃度や温度によるゾルーゲル転移挙動を目視、偏光顕微鏡およびDSC測定により観察し、ゲルの形成機構と構造について検討した。3)結果と考察:ジエチレングリコール(DEG)にamp-CRを加熱・溶解させたところ、ある温度でゲル化が起きることがわかった。アセトンや酢酸など水溶性溶媒においても、若干の水を添加することで同様なゲル化現象が観察された。今回のゲル化は、amp-CRと溶媒分子との水酸基による水素結合と、疎水性部位であるamp-CRの長鎖アルキル基同士の凝集によるネットワークの形成により引き起こされたと考えられる。amp-CRとDEGとの水素結合は、^1H NMRにおけるamp-CRの水酸基プロトンの化学シフトが変化することからも支持された。添加した水によってゾルーゲル転移温度が高温側へ変化することを見出した。さらに、シリカ微粒子を混合させることでも水と同様の結果を得た。以上により、溶媒分子とamp-CRの水酸基間の水素結合が基本となって、ネットワーク中で特異な構造を形成していることが示唆された。1)目的:フェノール系環状オリゴマーであるカリックスアレーンは、特異的な立体構造と官能基の導入が容易であることからホストーゲスト相互作用を基づく機能性材料の構成要素分子として注目されている。我々は、これを凝集させることによる新規機能化を試みている。

今回、環状分子内に水酸基と長鎖アルキル基を有する両親媒性レゾルシンアレーン(amp-CR)の合成を行い、親水性と疎水性を制御することによってカリックスアレーン骨格の凝集状態を変化させることを中心に検討した。2)実験:amp-CRは、溶媒に加熱・溶解させ、室温まで冷却することでゲルを形成した。この溶液の濃度や温度によるゾルーゲル転移挙動を目視、偏光顕微鏡およびDSC測定により観察し,ゲルの形成機構と構造について検討した。3)結果と考察:ジエチレングリコール(DEG)にamp-CRを加熱・溶解させたところ、ある温度域でゲル化が起きることがわかった。さらに、アルキル鎖を制御することでゾルーゲル転移挙動に変化が見られた。特に,アルキル鎖が偶数の時にゲル化が促進された。今回のゲル化は、amp-CRと溶媒分子との水素結合と、疎水性部位であるamp-CRの長鎖アルキル基同士の凝集によるネットワークの形成により引き起こされたと考えられる。amp-CRとDEGとの水素結合は、^1HNMRにおけるamp-CRの水酸基プロトンの化学シフトが変化することからも支持された。添加した水によってゾルーゲル転移温度が高温側へ変化することを見出した。以上により、溶媒分子とamp-CRの水酸基間の水素結合が基本となって、ネットワーク中で特異な構造を形成していることが示唆された。さらに、カリックスアレーン骨格を共有結合で凝集させることで、糖鎖と強い相互作用することを確認した。
C.elegans後期発生における組織・器官の形成・再配列の遺伝子制御

1)形態異常幼虫致死変異株は、EMS処理した野生株より分離したものが既に9株あったが、本年度、さらにEMS処理した野生株より6株、ミュ-ラ-タ-株より9株分離し、合計24株になった。2)マッピングの結果、I、II、III、IV、V、X染色体に位置する変異の数は、それぞれ2、8、4、2、7、1個であった。染色体上でのおよその位置も決めた。24の変異の内、同じ遺伝子のものが2組あった。また、既知の遺伝子の変異が4株あったが、他の多くは、未知の遺伝子、または既知でも表現型がほとんど解析されていないlet遺伝子に属するらしい。3)上述の変異を近傍の変異とバランスして維持しやすい形の変異株にし、ストックを作成した。4)形態異常には、コイル状、4つ折り、2つ折りで体が短い、咽頭の周囲が太い、皮膚が凹凸、脱皮途中の死、体壁と腸の間に隙間、などがあった。微分干渉顕微鏡および蛍光顕微鏡(DAPI染色)により、孵化直後に体の中央部にある約120個の細胞核を調べた結果、核の数が大きく異なるものはないが、位置がずれているものがあった。ロ-ダミン・ファロイジンでアクチン繊維を染色したところ、繊維の向きが異常なものが2株あった。5)また、これと並行して、合計11個のフッ素イオン耐性変異を解析した。これらは3つの遺伝子、flrー1,2,3にある。flrー1およびflrー3の変異は、強い耐性で、フッ素イオンの非存在下でも成長が遅く、成長に関連した変異らしい。これに対し、flrー2の変異は、弱いフッ素イオン耐性で、成長速度はほぼ成常であり、flrー1やflrー3の『成長速度が遅い』という表現型を抑制する(フッ素イオン耐性は抑制しない)。トランスポゾンタギング法によりflrー1の遺伝子クロ-ニングを行った。
がんの免疫療法のための幼若Tリンパ球への遺伝子導入

悪性腫瘍に対する免疫応答において中心的役割を担うTリンパ球は胸腺内で成熟し、胸腺では生体にとって有益な認識特異性を持つT細胞のみが選択されて成熟を果たす。しかし胸腺内でTリンパ球がどのように分化し選択されるのか未だ不明であり、このことが、がん抗原を非自己として識別するように抗がん免疫応答を惹起させる治療法の開発を大きく阻んでいる。また、Tリンパ球のクローン選択で見られる細胞生死の分岐決定信号を解明することによって、悪性腫瘍の増殖シグナルを細胞死シグナルへとスイッチするという、新規がん治療法の開発が期待される。更に、がん免疫を指向した遺伝子治療を今後より有効な手法として推し進めていくためには、Tリンパ球に対して更に効率よく任意の遺伝子導入し、縦横に遺伝子発現を制御する技術の開発が検討される必要がある。これらがん免疫療法からのニーズに対して本研究はまず、クラゲ蛍光タンパク(GFP)を体細胞遺伝子導入した幼若Tリンパ球を、正常マウスの胸腺内に移入したところ、導入GFPを発現したTリンパ球が生体内で分化し、リンパ節や脾臓が再構築されることがわかった。この結果から、これまで開発を進めてきた幼若Tリンパ球に対する遺伝子導入法が生体外培養系だけでなく生体内においても応用できる手法であることが示された。幼若Tリンパ球への遺伝子導入に基づいたがん免疫療法の開発に向けて重要な知見であると考えられる。また、正の選択による細胞分化誘導にはERKキナーゼ経路、負の選択による細胞死誘導にはp38キナーゼ経路と、異なるMAPキナーゼ経路の活性化がそれぞれ優先的に関与することを示してきたことをうけて、抗原受容体信号のどのような差異が、異なるMAPキナーゼ経路の活性化をもたらしてクローン選択を誘導するのか解析を進めた。これまでに、p38キナーゼ経路の上流に位置するASK1キナーゼが負の選択誘導に優先的に動員されるとの予備実験の結果を得つつあり、現在更なる解析を進めている。
認知症とともに暮らす地域高齢者の口腔衛生および口腔機能把握に向けた訪問調査研究

地域に暮らす認知機能の低下した高齢者の中で、歯科医院に通院困難な者や健診に参加しない者についての口腔衛生・口腔機能およびニーズの現状把握を行うには、専門職自らが出向いて適切な認知機能評価を含む訪問調査を行う必要がある。我々は本研究において、認知機能が低下し外出頻度が低下した高齢者に対する歯科専門職による訪問調査を行い、1潜在的な歯科治療ニーズを明らかにする、2口腔介入による認知機能や精神機能への影響を明らかにする、3支援策および情報共有ツールの開発を目的とする。可視化されていない歯科ニーズを明らかにし、介入の可能性を検証することは、支援につなげる方法論を確立するための基礎資料となる。
腸管バリア機能の構築における腸内細菌の関与

本研究は、母親の腸内細菌叢が子供の腸管バリア機能の構築に影響を及ぼすか示す事を目的とした。腸管バリア機能の指標として腸間上皮細胞のタイトジャンクション構成因子の発現を解析したところ、週齢が進むにつれ発現量の上昇が見られた。当初は、germ freeマウスや抗生物質投与マウスに出産させ、母親の腸内細菌叢の違いによって子供の腸管バリア機能の構築に差が生じるか解析する予定であったがうまくいかなかった。そこで研究計画を変更し、プロバイオティクスやポリフェノールを母親に投与し腸内細菌叢を変化させ、解析する事にした。ある特定の乳酸菌とレスベラトロールが、腸管バリア機能に関与している可能性が示唆された。新生児は産後数週間で腸管上皮細胞のタイトジャンクションタンパク質の発現が促され腸管バリア機能を獲得する。しかしながら新生児において腸管バリア機能を発達させるメカニズムはまったくわかっていない。近年、腸内細菌叢は腸管粘膜免疫系の発達に重要な役割を果たすことが明らかになってきた。本研究の目的は母親由来の腸内細菌叢が粘膜免疫系だけでなく腸管上皮細胞のバリア機能の正常な発達にも関与することを証明することである。本研究成果は腸内細菌叢と腸上皮細胞の新たな関係を示すとともに乳幼児期のアレルギー性疾患や腸管感染症の予防法の開発に役立つ。そこで、新生児の腸上皮細胞のタイトジャンクションタンパク質の発現及び腸管バリア機能の正常な発達に腸内細菌叢が寄与しているか否かについて明らかにすることを目的とする。平成27年度は、腸上皮細胞のタイトジャンクション構成因子の発現が週齢によって異なるか、また、これが、母親の腸内細菌叢を変化させるとどのように変化するか解析を行なった。具体的には、新生児-1d,乳児期-1w,2w,3w、成獣マウスから腸上皮細胞を採取し、タイトジャンクション構成因子のRNAの発現量を解析し、週齢が進むにつれ、発現量が高くなることを示した。evans-blueを用いたin vivoの腸管透過性の解析やFITC-dextranを用いたin vitroの腸管透過性の解析も試みたが、マウスの週齢によって腸管のサイズが大きく異なるため、解析方法が難しく、現在検討中である。次にGerm freeマウスを用いて各週齢から腸上皮細胞を採取し、タイトジャンクション構成因子のRNAの発現量を計画していたが、現施設では、Germ-freeマウスの作製が困難である。母親マウスに抗生物質を投与することで、腸内細菌叢を変化させ、現在検討中である。研究代表者が出産、産休のため、約半年間休暇を取ったため。また、週齢の小さいマウスを用いているため、実験が難しく、手技の取得に時間がかかったため。今後はこれらの点を考慮しながら、研究代表者が所属する研究室の中尾篤人教授とDiscussionしながらスムーズに計画を進める予定。しかしながらそのメカニズムはまったくわかっていない。近年、腸内細菌叢が腸管粘膜免疫系の発達に重要な役割を果たすことが明らかとなってきた。本研究の目的は、新生児の腸内細菌叢の形成と密接に関わっている母親の腸内細菌叢が、腸管上皮細胞のバリア機能の発達に関与することを証明するものである。本研究成果は、腸内細菌叢と腸上皮細胞の新たな関係を示すとともに、乳幼児期のアレルギー性疾患や腸管感染症の予防法の開発に役立つと考えられる。まず、腸上皮細胞のタイトジャンクション構成因子の発現が週齢によって異なるか確認した。胎児期-E16d、新生児期-13d、乳児期-1w、成獣マウスから腸上皮細胞を採取し、タイトジャンクション構成因子のRNAの発現量を解析し、週齢が進むにつれ、発現量が高くなることを示した。次に、母親マウスの腸内細菌叢を変化させることで、子供の腸上皮細胞のタイトジャンクション構成因子の発現が異なるか確認を試みた。しかしながら、現施設ではgerm-freeマウスの作製が困難、また、母親マウスに抗生物質を投与したところ母親マウスが衰弱し出産が困難であった。そこで、腸内細菌叢を変化させるプレバイオティクスやプロバイオティクス、ポリフェノールを投与し、腸上皮細胞のタイトジャンクション構成因子の発現を解析した。スクリーニングのため、成獣マウスにこれらを2週間投与し、糞便を採取し、腸内細菌叢が変化したマウスの腸上皮細胞のタイトジャンクション構成因子の発現を見た。ある特定の乳酸菌とポリフェノールの一つであるレスベラトロールを投与した際に一部のタイトジャンクション構成因子の発現が上昇した。これらは、新生児の腸管上皮細胞のバリア機能の発達にも関与している可能性があると考えられる。

今後は、抗生物質を投与した母親マウスから産まれた子供から腸上皮細胞を新生児-1d,乳児期-1w,2w,3w、成獣マウスと経時的に採取し、タイトジャンクション構成因子のRNAの発現量を、抗生物質を投与していない母親マウスから産まれた子供と比較する。差があった場合は、抗生物質を投与した母親マウスから産まれた子供の新生児、あるいは乳児期に抗生物質を投与していない成獣の糞を塗布、または摂食させる。この実験によって、腸管バリア機能の正常な発達に、新生児期から母親の腸内細菌が必要か、あるいは乳児期に腸内細菌を定着させれば腸管バリア機能が正常に発達するか否か検討する。また、経膣分娩または帝王切開した新生児を里親に育てさせ、新生児、乳児期のマウスの腸上皮細胞のタイトジャンクションタンパク質の発現の比較を行う。これらの実験によって、腸上皮細胞のタイトジャンクションタンパク質の発現及び腸管バリア機能の正常な発達に母親由来の腸内細菌叢が寄与しているか否か明らかにする。腸内細菌叢が腸上皮細胞のタイトジャンクションタンパク質の発現制御を行なっている事が示せた場合、抗生物質を投与した、あるいは投与していない母親から産まれたマウスの新生児-1d、乳児期-1w,2w,3w、成獣マウスの腸上皮細胞のゲノムを抽出し、変化の見られたタイトジャンクション構成因子のプロモーター領域のヒストンアセチル化状態を解析する。良好な結果が得られなかった場合は、タイトジャンクション構成因子直接ではなく、タイトジャンクションタンパク質の発現調節に関与する転写因子であるsnailタンパク質に着目してプロモーター領域のヒストンアセチル化状態を解析する。免疫学申請者が、半年間の産休、育休の休暇を取得したため。繰り越し費は予め計上していた1,500,000円と合わせて平成28年度にマウス、試薬などの物品費として使用する予定である。
量子ドット複合系における近藤効果とスピン制御の基礎

半導体の微細加工で作製されるナノサイズの箱、量子ドット、はしばしば人工原子と呼ばれる。人工原子のスピンが1/2のとき、金属中の磁性不純物と同様の近藤効果が観測される。人工原子を微小なリングに埋め込んだ系、量子ドットを2つ並べた人工分子、強いスピン軌道相互作用がはたらく人工原子、等での近藤効果を理論的に研究し、この多体問題の新しい物理学を開拓した。人工原子などの半導体ナノ構造におけるスピンの制御は量子コンピューターやスピントロニクスへの応用につながる。スピン注入、およびトンネル磁気抵抗の基礎研究を進展させた。(1)量子ドット複合系の近藤効果の研究として、並列結合量子ドットにおけるSU(4)近藤効果を詳細に調べた。スケーリング法、および数値繰り込み群(NRG)を用いて以下のことを明らかにした。(i)電気伝導度Gの温度依存性を計算した。量子ドットごとにリードとのトンネル結合が異なる一般の場合であっても、GはSU(4)近藤効果の強結合固定点によって決定するユニバーサルな振舞いを示す。(ii)近藤温度Tkを量子ドット間の準位間隔Δの関数として求めた。TkはΔのべき乗則の依存性を示すが、その指数にSU(4)近藤効果の固定点がマージナルであることが反映される。(iii)量子ドットごとを流れる電気伝導度Giを計算した(G=G_1+G_2)。G_iは必ずしもユニバーサルな振舞いを示さない。この結果は最近のHuebelらの実験で観測可能である。(II)ABリングに埋め込まれた量子ドットにおけるファノ近藤効果に対して新しい定式化を試みた。量子ドットを除いたABリングとリード中の電子状態にユニタリー変換をおこなうことで、量子ドットに結合するモードと結合しないモードに分離することが可能である。この操作によってファノ近藤効果の厳密解を得る可能性があるが、現在その研究を進めている。また、この方法はスピン軌道相互作用がある量子ドットでの近藤効果の問題にも適用可能である。(III)量子ドット複合系におけるスピン制御の基礎の確立のため、現実的な量子ドットのモデル化、および電子状態、電気伝導度の数値計算の方法を構築した。量子ドット、トンネル障壁、リードの系全体をtight-binding modelによって表し、電子間相互作用を自己無撞着に取り入れて電気伝導度を求める。この方法によってクーロン振動と位相差の振る舞い(位相の急峻な飛び、phase lapseの出現)を計算し、実験結果の説明に成功した。さらに外部磁場によってphase lapseが見られなくなることを示した。量子ドット複合系における近藤効果、および半導体ナノ構造におけるスピン制御の理論研究を推進した。(I)Aharonov-Bohm(AB)リングに埋め込まれた量子ドットの示す近藤効果に対してスケーリング解析をおこなった。そのために、(1)ABリングと外部リードの電子状態にユニタリー変換を施し、量子ドットにトンネル結合するモードとそうでないモードに分離する、(2)前者のみを取り入れて「量子ドット+1つのリード」の等価な系に帰着させる、という計算手法を開発した。帰着したモデルにスケーリング法を適用することで、近藤温度、および電気伝導度の解析解が得られる。ABリングのサイズが小さい極限において、近藤温度はABリングを貫く磁束に著しく依存することを示した。この計算手法は、一般の量子ドット複合系に対して広く応用が可能である(J. Phys. Soc. Jpn.誌レターセクションに掲載)。現在この手法を用いて、ABリングのサイズ依存性について研究を進めている。すでにリングサイズと近藤クラウドの大小関係によって、物理量の磁束依存性が大きく変わる結果を得た(第64回日本物理学会年次大会にて発表)。(II)半導体ヘテロ構造でのアンチドット構造において、スピン軌道相互作用に起因する外因性スピンホール効果を研究した。外因性スピンホール効果とは、電子のポテンシャル散乱において、スピンの向きによって散乱方向が異なる現象である。2次元電子系に軸対称な散乱ポテンシャルがある場合のそれを、部分波展開の方法を用いて定式化した。次にアンチドットに正のゲート電圧をかけて作られる引力ポテンシャルの影響を調べた。ポテンシャルの高さを制御して共鳴散乱の条件を満たすとき、スピンホール効果が著しく増大し、数十%の大きなスピン注入を実現し得ることがわかった。量子ドット複合系における近藤効果、および半導体ナノ構造におけるスピン制御の理論研究を多角的に進めた。1.アハロノフ・ボームリングに埋め込まれた量子ドットにおける近藤効果に対してスケーリング解析をおこない、近藤温度および電気伝導度の解析的な表式を導出した。昨年度開発した方法をリングサイズが有限の場合に拡張し、リングサイズと近藤雲の広がりの大小関係によって近藤温度の磁束依存性が定性的に異なることを示した。2.狭ギャップ半導体ヘテロ構造において、アンチドット等で作られる人工ポテンシャルによるスピンホール効果を定式化した。

共鳴散乱によってスピンホール効果が著しく増大することを示した(J.Phys.Soc.Jpn.誌レターセクション掲載)。アンチドットを含む多端子デバイスを数値的に調べ、50%以上の高効率スピンフィルターを提案した(Phys.Rev.B誌掲載)。また、量子ドットに多端子を接続した系においてスピン軌道相互作用を取り入れ、共鳴トンネルによってスピンホール効果が増大する現象を見出した。3.量子ドットを2つの強磁性体で挟んだ系、量子ドットスピンバルブ、は大きなトンネル磁気抵抗効果を示すことからスピンエレクトロニクスへの応用が注目されている。この系のクーロンブロッケード領域における高次のトンネル過程(コトンネリング伝導)を調べた。トンネル結合の非対称性が大きいとき、スピン反転過程の電気伝導への寄与が増大し、実験で報告されていた負の磁気抵抗の原因となることを指摘した。4.量子ドットを側面に結合させた量子細線ではファノ効果によるアンチ共鳴が観測される。この系の強磁場下における近藤効果をスレーブボソン平均場近似によって計算した。近藤効果によって生じるフェルミ準位でのアンチ共鳴が、カイラリティーのあるエッジ状態の形成によって縮小する機構を明らかにした。
半導体電力変換回路と通信ネットワークの革新的な電磁環境両立技術の開発

半導体電力変換回路と通信機器の間で発生するノイズ干渉を時間領域で解析し,通信エラーの効果的抑制手法を考案する。両機器が連携するシステムでは,電力変換回路に起因する電磁ノイズが通信機器に伝搬し通信エラーが発生する。そこで,ノイズの伝搬経路や通信エラーが生じる様態を時間波形で評価し,通信エラーの発生原理を明らかにする。そのうえで,電磁干渉発生原理に基づいた通信エラーの抑制手法を開発することが目的である。本研究ではこれらを実現するために,降圧チョッパ回路およびインバータ回路が発生する電磁ノイズについて詳細に解析し,CAN通信システムに発生する通信エラーを効果的に抑制可能な対策手法を開発する。
ジョン・ブライトについての新解釈-選挙区と日本における視点から

ジョン・ブライトは、19世紀中葉のイギリスにおいて、社会運動・政治運動の指導者だけでなく国会議員として活躍した。本研究では、第一に、徳冨蘆花のブライトの伝記から第二次世界大戦後の学術的研究という、日本におけるブライトの紹介・受容の過程と歴史的背景を示した。第二に、ブライトと1857-1889年の間に出身選挙区であったバーミンガムとの関係について、同時代の出版物や公共的団体資料の分析から、ブライトに関する公論の形成について明らかにした。平成21年度には、英国バーミンガム、ロンドン、エディンバラにて、本研究(ジョン・ブライトと出身選挙区)に関連する未刊行史料・資料ならびに刊行史料・資料の調査・検討を行った。バーミンガムでは、バーミンガム市図書館及び同図書館文書館部にて、19世紀第2半世紀におけるバーミンガムの政治活動に関する一次史料を調査した。特に、同時代において政治、経済、社会、文化に関する討論の場を提供したバーミンガムの討論団体に関する議事録、備忘録、報告書、ビラ等の一次史料を重点的に調査・検討し、他の資料や文献資料との相互参照を行った。バーミンガム大学図書館においても、上記のような資料調査を行いながら、19世紀半ばから後半にかけてのイギリス政治経済に関する研究文献を網羅的にサーベイした。ロンドンでは、英国図書館にて、ジョン・ブライトだけでなく彼と親交のあったウィリアム・グラッドストンやリチャード・コブデンらの未刊行手稿史料と、19世紀の出版物について調査した。エディンバラでは、スコットランド国立図書館にて、ブライトと親交のあったスコットランド出身議員エドワード・エリス父子による書簡を調査した。これらの史料・資料調査の結果、ジョン・ブライトとバーミンガムの関係は、都市の公共的組織により異なった評価・活動が見られたこと、また、同時代の政策や世論によって大きく変化したことが明らかとなった。19世紀中頃から後半のバーミンガムにおける公論とジョン・ブライトの関係について英文原稿を作成中であり、同原稿は、まず、2011年に予定されているジョン・ブライトに関する学術会議等で報告を行う予定である。平成22年度には、第一に、開国以降の日本において刊行されたジョン・ブライトに関連する出版物を調査・検討し、第二に、英国のバーミンガム等にて、ジョン・ブライトと出身選挙区に関連する未刊行史料・資料ならびに刊行史料・資料を調査・検討した。日本のジョン・ブライトに関する出版物の調査では、初めてブライトの伝記を著した徳冨蘆花と彼が関わった民友社の出版物資料を収集・検討して、ブライトの伝記出版の背景と意義について考察した。バーミンガムでは、バーミンガム市図書館文書館部とバーミンガム大学図書館特別所蔵室にて、前者では、特に、19世紀後半のバーミンガムの公的領域で重要な役割を果たした聖職者(ジョージ・ドウソン他)等に関する史料・資料を調査し、後者では、ジョン・ブライトや彼と親交のある政治家(ジョゼフ・チェンバレン)等の文書・書簡について調査した。ロンドンでは、英国図書館にて、ジョン・ブライトと親交のあった政治家の未刊行手稿史料について調査した。英国での史料・資料調査の結果、ジョン・ブライトとバーミンガムの関係が、バーミンガムの公的領域のエリートたちとの関係に依拠しながら形成されていたことが明らかとなった。また、バーミンガム大学では、2012年3月末にバーミンガムで開催予定の学術会議について打ち合わせを行い、申請者は19世紀後半のバーミンガムの討論団体とブライトの関係について報告申込予定であることを組織者に伝えた。これらの研究成果の一部は、「歴史と人間」研究会にて、「バーミンガムにおけるシビック・ゴスペル再考」という題にて研究報告を行った。英国のストリートとロンドンにて、ジョン・ブライトと出身選挙区に関連する未刊行史料ならびに刊行史料・資料を調査した。ストリートでは、ジョン・ブライトの妻・娘・息子やブライトと親交のあった政治家に関する書簡を調査した。ロンドンでは、英国図書館にて、ジョン・ブライトと親交のあった政治家の書簡について調査した。これらの調査と史料分析の結果、ジョン・ブライトとバーミンガム選挙区の間の関係は、ブライトと選挙民・都市エリート・都市の公共団体との関わりという観点から、1850年代後半から第二次選挙法改正を経て閣僚となった1870年代初めまで、1870年代から1880年代半ばまで、そして、1880年代半ばからブライトの死去(1889年)までに区分できることが判明した。また、議会改革、外交や対外政策、そして政治家としての理想や活動という点からブライトと選挙区の関係が考察できることが判明した。ブライトと選挙区に関する研究成果については、既存の日本や英国におけるブライト研究の整理を行いながら、研究会や学会で研究報告を行った。まず、前年度に「歴史と人間」研究会で報告した「バーミンガムにおけるシビック・ゴスペル再考」にその後の成果を反映して、イギリス・都市農村共同体研究会で研究報告を行った。次に、イギリス史研究会にて「ジョン・ブライトとバーミンガム」という題にて研究報告を行った。そして、2011年度末から2012年度初めにバーミンガムで開催された学術会議The emergence of the West Midlandsでは、バーミンガムの討論団体におけるジョン・ブライト像を分析した研究成果を報告した(報告日は2012年4月1日)。
口唇の局所領域における形状特徴解析とグループ化に関する検討

○研究目的:"発話に伴う口唇の動き特徴"を用いたインタフェースはユーザのスキルや身体的ハンディキャップによる情報機器の利用格差を軽減可能である。しかしながら,実用化には発話内容認識精度の向上が不可欠である。そこで本研究では,認識精度向上のための,口唇の局所形状特徴に基づいたユーザのグループ化手法の開発を目的とした。○研究方法:研究の流れを以下の(1)(4)にまとめる。(1)データの取得:3CCDビデオカメラおよびwebカメラを用い,閉口状態の顔動画像を一般的な室内蛍光灯下において取得した。被験者とカメラの距離は60cmをベースとし,Webカメラでは30,60,90cmのデータも取得した。(2)口唇局所領域の形状特徴抽出:口裂形状,上唇・下唇の厚さ比,アスペクト比について統計量および累積度数分布を求め,分類に有用な特徴量を抽出した。また,口唇形状のカテゴリ数についても検討を加えた。さらに,口裂形状については上唇結節の影響も検討した。(3)分類手法の開発:ファジィ推論を用いて各局所形状の3クラスへ分類し,各クラスの帰属度に基づいた口唇形状分類手法を開発した。なお,メンバーシップ関数は形状特徴の統計量から設定した。(4)評価:各被験者の口唇画像(複数枚)から各被験者が所属する口唇形状グループを登録(登録データ作成)し,グルーピングの精度評価を行った。k-means法によるクラスタリング結果との比較評価を行った。○研究成果:52名を対象とした実験において,88,5%の精度で同一もしくは類似カテゴリに分類可能という結果が得られ,照合対象ユーザを平均で11。4名に絞り込むことが可能であった。K-means法との比較においても良好な分類精度(平均で14.5%)を有するという結果が得られ,開発した手法は,ユーザをグループ化する上で有用であることを明らかにした。
老人保健福祉計画の策定と実施が自治体財政に与える影響に関する実証的な比較研究

1999年3月に、大阪府下33市の福祉事務所高齢福祉課に所属するホームヘルプ事業の担当者に対して質問紙調査を行ったところ、22市より回答を得た。さらに、回答自治体のうち6つには、追加的な聞き取り調査を行った。以下、調査結果から発見されたことを、6点に要約する。(1)特養ホームの利用率に関する自治体間格差よりも、ホームヘルプの利用率に関する格差の方が大きい。(2)在宅福祉サービスの整備状況が低位の自治体では、特養利用者数とヘルパー利用者数のバランスが他の自治体と異なる。(3)老人保健福祉計画の実施段階において、多くの自治体は、恒常的に予算の未消化を経験していた。(4)ホームヘルプ事業の担当者の大部分は、計画の期間内達成を困難と感じている。その理由としては、「目標事業量が高すぎた」、「市民のニーズがない」と答える者が多い。(5)回答自治体の約半数では、1999年度の予算編成過程において、担当者が起案した予算要求を財政課に減額査定されている。しかしながら、結果として決定された予算額について、担当者の多くは「市民のニーズから見れば妥当な額」と考えている。(6)ホームヘルプ事業の整備状祝に関して自治体間格差が拡大しつつある原因のひとつとして、市福祉事務所に勤務する担当者の裁量が考えられる。とくに、事業予算の起案、および実績を拡大するためのさまざまな活動をめくる裁量は、非常に大きいようである。なお、このほかの要因としては、この事業をめぐるいわゆる「事業体依存」なども考えられる。大阪府下の44市町村における、1998年3月時点での老人保健福祉計画の進捗状況を調べると、主要事業のうち、特別養護老人ホームの建設、デイサービス、ショートステイの3事業については、ごく一部の自治体を除いて目標巣順を達成しつつあるが、在宅福祉事業の核となるホームヘルプについては、全般的に実施状況が低調となっている。そこで、各自治体の老人保健福祉計画に定められたホームヘルプ事業の「目標水準」と、1998年時点での「達成率」の分析にもとづいて任意に4自治体を抽出し、1985年以降の予算、事業実績、決算などの統計を、経年的に分析した。抽出した自治体は、(1)目標水準と達成率がともに高い枚方市、(2)目標水準は低いが97年度の時点で目標量を超える事業実績をあげた河内長野市、(3)目標水準は高いが達成率の低い藤井寺市、(4)目標水準、達成率ともに低い貝塚市である。いずれの自治体も、老人保健福祉計画の策定以前と以後では、老人福祉事業、ことに在宅福祉サービスをめぐる財政の構造がさまざまな点で異なっている。しかしながら、より詳細に見ると、4自治体間には、さまざまな差異が見られる。さまざまなデータ分析の結果を関連づけると、いくつかの説明仮説をつくることができる。例えば、ホームヘルプサービスの実施構造(利用者へのサービス提供のあり方)を大胆に変革した枚方市では、特別養護老人ホームの入所者の増加や、それに要する財源の増加をかなり抑制することができたのに対し、藤井寺市などでは、特別養護老人ホームへの入所者と、それらに要する財源の急激な伸びが見られる。次年度の研究は、このような差異について、自治体財政の全体的な構造、国や大阪府による補助金との関係、市町村における予算編成過程、サービス提供組織との関係、などに焦点を当てながら、より詳細に検討を加える予定である。
新型高洗浄環境技術＜CUSP＞を用いた高齢者睡眠障害に関する研究

新型高清浄環境技術(CUSP)は病院における無塵室相当の空気清浄度を手軽に達成できる。この技術を睡眠中に適応すると,クリーンな睡眠環境を提供するだけでなく,体動による僅かな塵埃微粒子の変動を生体情報として捉えることができる。これをkinetosomnogram(KSG)とし,睡眠情報検知への応用を検討した。被検者に睡眠診断装置(PSG)を装着してテント状CUSP内で就寝させ,PSGとKSGとを対比した。KSGにより脳波上の覚醒反応を予測できることが示唆され、レム睡眠周期の予想も可能であった。KSGは非侵襲・非接触に睡眠状態の評価を可能とし、高齢者の睡眠障害評価への応用が期待された。【背景】新しい清浄環境技術であるClean Unit SystemPlatform (CUSP)はテント状の閉鎖空間へも展開可能で,数分以内にUS 209Dクラス100 (0.5&#61549;m以上の総粒子数が1立方フィート[cf]当り100個以下で、病院における無塵室相当)を達成できる。この技術を睡眠中に適応すると,単にクリーンな睡眠環境を提供するだけでなく,体動による僅かな塵埃微粒子の変動を生体情報として捉えることができる。我々は,これをkinetosomnogram(KSG)とし,睡眠情報検知への応用を検討した。【方法】被験者(発表者)をテント状CUSPの中で臥位にし,清浄環境下で左右寝返り運動や上肢・下肢屈伸を5分ごとに繰り返し,塵埃微粒子の変動を調べた。次に,被験者に睡眠ポリグラフ(PSG)装置を装着してテント状CUSP内で就寝させ,PSGのパラメータとKSGとを対比した。また,KSGの周期性をMemCalc時系列データ解析プログラムで評価した。【結果】テント内粉塵微粒子密度はCUSP始動により約5分で515万/cfから0300/cfまで浄化され,寝返りで30006000/cf,上肢・下肢の屈伸で10002000/cfの一過性ピークを示した。脳波上の覚醒(反応:W)とKSGのピークは90%以上で一致した。スペクトル解析では80100分のレム睡眠周期近傍に有意なパワースペクトルピークを認めた。【考察】テント状CUSPにより得られるKSGを用いた睡眠時塵埃数分析は,非侵襲・非接触に睡眠中の覚醒反応の検知を可能にし,睡眠状態に関するレム睡眠周期などの情報を検知・評価するのに有用であることが示唆された。・テント型CUSPのプロトタイプの作成にあたり,北海道大学電子科学研究所,石橋晃教授の技術的指導が必要であり,物品の調達やシステムの作成に時間を要した。実際,睡眠障害を有する患者に適応するまえに,健常人におけるKSGとPSGの関係を明らかにすることが重要であり,PSG以外の睡眠診断装置との対比の必要性も生じた。よって,CUSPによるKSGとそれ以外の非侵襲的な睡眠診断法との対比を行うことにした。新しい清浄環境技術であるClean Unit SystemPlatform (CUSP)はテント状の閉鎖空間内の塵埃微粒子密度を数分以内に1立方フィート(cf)あたり100個程度に浄化できる。我々はこれをkinetosomnogram(KSG)と命名し、睡眠診断への応用を検討した。睡眠障害には,うつ病,睡眠時無呼吸症候群,レム睡眠行動障害,概日リズム睡眠障害むずむず脚症候群,周期性四肢運動障害,など様々な原因がある。睡眠障害を正確に診断するには,入院して終夜睡眠ポリグラフ(PSG)検査と行わねばならない。本研究ではKSGの睡眠情報検知への応用を検討することを目的とした。被験者をテント状CUSPの中で臥位にし,清浄環境下で左右寝返り運動や上肢・下肢屈伸を5分ごとに繰り返し,塵埃微粒子の変動を調べた。次に,被験者にPSG装置を装着してテント状CUSP内で就寝させ,PSGのパラメータとKSGとを対比した。テント内粉塵微粒子密度はCUSP始動により約5分で515万/cfから0300/cfまで浄化され,寝返りで30006000/cf,上肢・下肢の屈伸で10002000/cfの一過性ピークを示した。脳波上の覚醒とKSGのピークは90%以上で一致した。テント状CUSPにより得られるKSGを用いた睡眠時塵埃数分析は,非侵襲・非接触に睡眠中の覚醒反応の検知を可能にし,睡眠状態に関するレム睡眠周期などの情報を検知・評価するのに有用であることが示唆された。

KSGにより脳波上の覚醒反応を予測できることが示唆され、レム睡眠周期の予想も可能であった。KSGは非侵襲・非接触に睡眠状態の評価を可能とし、高齢者の睡眠障害評価への応用が期待された。・CUSPを睡眠中に適応することにより得られるKSGは,非接触・非侵襲に睡眠中の体動に関連した生体情報を得られるが,すでに応用されている他の非侵襲的な睡眠計(モダリティ)との比較が必要である。加速度計を利用する方法(Fitbit charge HR:FB405),睡眠シートの圧センサーを利用する方法(タニタスリープスキャン:SL-504),磁場の変化を利用する方法(オムロンスリープデザイン:HSL101)などがある。28年度の前半で,健常ボランティアを対象に3つの既存の“睡眠計"とKSGを比較検討する。・28年度後半は,入院ベッドに適応できるCUSP装置を作成し,健常ボランティアを対象にその清浄能力,KSGの診断能に関する検証を行う。・高齢者の睡眠障害を有する患者へのKSGの応用を検討するため,研究プロトコールを倫理委員会にかけ,今年度終わり頃からのスタートを予定である。総合医療・健康科学・初年度にデータ収集・改正用のPC購入に40万円を計上していたが,研究立ち上げにおいて既存のPCを用いて対応した。研究が進むにつれ,処理速度やメモリーに問題があるため,28年度に新規購入することにした。・一台35万円で計上していた,粉塵計を予定より安く購入することができた。・研究が予定より遅れたため,予定の学会発表ができず,旅費関係の支出が少なくなった。・PCの購入費用ならびに,国内学会1回(2016年6月),国際学会1回(2016年9月)の発表にかかる旅費等に使用予定である。・その他の必要物品・消耗品,論文作成等に関する費用に使用予定である。
PolyamineとZ-DNAの相互作用に関する分子動力学的およびX線構造研究

DNAからt-RNAへの転写はベクターのリラックス状態に非常に依存していることがわかっている。スーパーコイル状態ではベクターの転写は起こらないことがわかっている。スーパーコイルをリラックスさせるのにはZ-DNAか大きな役割を果たしている。さらにZ-DNAの構造は周囲の金属イオン濃度、金属イオンの種類、ポリアミン濃度、ポリアミンの種類に依存する。私たちは7種類のポリアミンを塩にしd(CG)_3と複合体の結晶化を行いすべての結晶化に成功しすべて1.0Å以上の非常に高い分解能のデータを得ることができた。その結果N^1-[2-(2-Amino-ethylamino)-ethylamino]-ethyl}-ethane-1,2-diamineというポリアミンが左巻きZ-DNAマイナーグループに2本がきっちりと入りZ-DNAを安定化していた。このように常温で2本のポリアミンがZ-DNAのマイナーグルーブに結合しているのをX-線結晶構造解析で明らかにしたのは世界ではじめてである.私たちは生体内に存在するthermine N^1-[3-(3-Amino-propylamino)-propyl]-propane-1,3-diamineというポリアミンとd(CG)_3を複合体にし結晶化して1.0Åという非常に高分解能で,X-線結晶解析した結果このポリアミンもZ-DNA d(CG)_3、分子のマイナーグルーブにきっちりと2本結合していることを明らかにした.天然のポリアミンが常温でZ-DNAに結合しているのをX-線結晶構造解析法で明らかにしたのは世界ではじめてである.さらに私たちはd(CG)_6という、これまでには世界で成功例のない長鎖のZ-DNAの結晶化に成功しSPring-8でデータ測定をし1.7Å分解能のデータを得ることができた.世界で最長のZ-DNAのX-線結晶構造解析を行うことができた。さらにスーパーコイルをリラックスさせるにはスーパーコイルにZ-DNAを導入する必要がある。そこでB-Z転移の状態を私たちはX-線結晶構造解析によって明らかにしようとしている。そのためd(CGCGCGAATTCGCGCG)にZ-DNAを安定化する、私たちが発見したポリアミンと複合体で結晶を作成しB-DNAとZ-DNAが結合したDNAの結晶の作成を行っており、これに関してはMolecular Dynamics計算に成功したがX-セン結晶構造解析に成功すればB-Z転移点を世界で初めて明らかにする非常に大きな仕事になる。スーパーコイルをリラックスさせるのにはZ-DNAが大きな役割を果たしている。さらにZ-DNAは周囲の金属イオン濃度、金属イオンの種類、ポリアミン濃度、ポリアミンの種類に依存する。その結果N^1-{2-[2-(2-Amino-ethylamino)-ethylamino]-ethyl}-ethane-

1,2-diamineというポリアミンが左巻きZ-DNAd(CG)_3を安定化することを発見し、このポリアミンとd(CG)_3複合体結晶のX-線結晶構造解析で常温では非常に珍しくZ-DNAのマイナーグルーブにこのポリアミンがきっちりと入りZ-DNAを安定化していることがわかった。さらに私たちはd(CG)_6という、これまでには世界で成功例のない長鎖のZ-DNAの結晶化に成功し平成13年度6月までにSPring-8でデータ測定をし世界で最長のZ-DNAのX-線結晶構造解析を行う予定である。さらにスーパーコイルをリラックスさせるにはスーパーコイルにZ-DNAを導入する必要がある。そこでB-Z転移の状態を私たちはX-線結晶構造解析によって明らかにしようとしている。そのためd(CGCGCGAATTCGCGCG)にZ-DNAを安定化する、私たちが発見したポリアミンと複合体で結晶を作成しB-DNAとZ-DNAが結合したDNAの結晶の作成を行っており、これに関してはMolecular Dynamics計算に成功したがX-線結晶構造解析に成功すればB-Z転移点を世界で初めて明らかにする非常に大きな仕事になる。これは発癌機構に何らかの示唆を与える成果に発展することが期待される.DNAからt-RNAへの転写はベクターのリラックス状態に非常に依存していることがわかっている。スーパーコイル状態ではベクターの転写は起こらないことがわかっている。スーパーコイルをリラックスさせるのにはZ-DNAが大きな役割を果たしている。さらにZ-DNAの構造は周囲の金属イオン濃度、金属イオンの種類、ポリアミン濃度、ポリアミンの種類に依存する。私たちは7種類のポリアミンを塩にしd(CG)_3と複合体の結晶化を行いすべての結晶化に成功しすべて1.0Å以上の非常に高い分解能のデータを得ることができた。その結果N^1-{2-[2-(2-Amino-ethylamino)-ethylaminol]-ethyl}-ethane-1,2-diamineというポリアミンが左巻きZ-DNAマイナーグルーブに2本がきっちりと入りZ-DNAを安定化していた。このように常温で2本のポリアミンがZ-DNAのマイナーグルーブに結合しているのをX-線結晶構造解析で明らかにしたのは世界ではじめてである.私たちは生体内に存在するthermine N^1-[3-(3-Amino-propylamino)-propyl]-propane-1,3-diamineというポリアミンとd(CG)3を複合体にし結晶化して1.0Åという非常に高分解能でX-線結晶解析した結果このポリアミンもZ-DNA d(CG)3分子のマイナーグルーブにきっちりと2本結合していることを明らかにした.天然のポリアミンが常温でZ-DNAに結合しているのをX-線結晶構造解析法で明らかにしたのは世界ではじめてである.
不動産の金融化が地域社会へ与えるインパクトに関する研究

不動産の金融化とは,不動産の取得・開発などのために高度に金融的な手法を用いて資金調達を行うことで,金融市場と不動産の立地する地域社会を結び付けるプロセスであるり,地域社会や都市構造といったローカルスケールに及ぼす影響が大きい.本研究では,不動産の金融化に関わるデータベースを作成した上で,地域におけるグローバルプレイヤーの出現状況とその空間ネットワークを分析し,不動産の金融化が地域社会とグローバル経済の結合をどの程度深めているのか,また不動産の金融化を通じてグローバルな経済動向が地域社会にどのような影響を与えているのかを明らかにする.不動産の金融化とは,不動産の取得・開発などのために高度に金融的な手法を用いて資金調達を行うことで,金融市場と不動産の立地する地域社会を結び付けるプロセスであるり,地域社会や都市構造といったローカルスケールに及ぼす影響が大きい.本研究では,不動産の金融化に関わるデータベースを作成した上で,地域におけるグローバルプレイヤーの出現状況とその空間ネットワークを分析し,不動産の金融化が地域社会とグローバル経済の結合をどの程度深めているのか,また不動産の金融化を通じてグローバルな経済動向が地域社会にどのような影響を与えているのかを明らかにする.