hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リボ核タンパク質複合体酵素の構造活性相関と耐熱性

この結果より、P3は触媒活性に関与しているのに対して、P8はpre-tRNAとの相互作用に関与していることが明らかになった。最後に、ΔP3あるいはΔP8を含む再構成酵素のグリセロール密度勾配遠心法を行ったところ、ΔP8を含む再構成酵素には5種のタンパク質が検出されたが、ΔP3を含む再構成酵素にはPhoPop5とPhoRpp30が検出されなかったことから、P3ステムループ構造がPhoPop5-PhoRpp30複合体の結合部位として機能していることが示唆された。研究成果の項に記述したように、超好熱古細菌由来リボ核タンパク質複合体酵素・リボヌクレアーゼPの構造機能相関と耐熱性の構造基盤について、新たな情報を提供することが出来ている。24年度が最終年度であるため、記入しない。1)2種のタンパク質複合体(PhoPop5-PhoRpp30とPhoRpp21-PhoRpp29)のRNAシャペロン活性の分子機構を明らかにするために、2種のタンパク質複合体とオチゴヌクレオチドとの複合体の結晶構造を解析する。2)タンパク質PhoRpp38は2つのステムループに結合し、PhopRNAの構造を安定化し、Rnase Pの耐熱性を上昇することを明らかにした。超好熱古細菌Rnase Pの耐熱性の分子機構を明らかにするため、PhoRpp38とステムループ複合体の結晶構造を解析する。
対人認知の自動性に関する発達心理学的アプローチによる検討

自発的特性推論の発達過程について,子どもと成人を対象とした検討を行った。自発的特性推論とは,努力を要しないimplicitなプロセスであり,推論を行うようにという教示や目標がなくても生じる。先行研究では,成人を対象とした検討のみが行われており,その発達過程は明らかではなかった。本研究では,誤再認パラダイムおよび再学習パラダイムを用いて,児童276名,中学1年生205名,成人390名を対象とした5つの実験を行った。その結果,自発的特性推論が遅くとも9歳から発達することが示された。また,STIはネガティブな特性を暗示する行動から生起しやすいこと,その傾向は児童期からすでに見られることも示唆された。意図せず,自動的・自発的に,他者の行動から特性を推論する自発的特性推論(Spontaneous Trait Inference ; STI)については,これまで社会心理学において成人を対象として検討されてきたが,子どもを対象とした研究はほとんどない。また,日本人を対象とした研究は,申請者の行っている研究を除いて皆無である。そこで初年度である22年度は,幼児・児童のSTI測定法を開発するための基礎として,日本人児童および成人におけるSTIの生起形態を調べた。具体的には,児童106名,大学生187名を対象として,2つの集団実験を行った。他者のポジティブな特性を暗示する行動記述文と,ネガティブな特性を暗示する行動記述文では,提示されたときに特性が自発的に推論される傾向が異なるかどうかを調べた。さらに,その特性価(ポジティブかネガティブか)の要因による影響は,他の要因,例えば普段の生活での観察されやすさ(起こりやすさ)によって説明されえるのか同課について検討した。結果より,成人のみならず児童(小学5年生)においても,自発的特性推論は十分観察されること,ただしその効果はネガティブな特性を暗示する行動記述文を提示したときのみ生じることが明らかになった。また,ネガティビティバイアスに関する研究ではしばしば,特性価ではなく起こりやすさという代替要因によって,その現象が説明されうると考えられてきたが,起こりやすさの要因はSTIには影響しないことが示唆された。さらに,自らの判断の確信度評定という測定法は,メタ認知能力が十分に発達していない児童には適さないことが示唆された。加えて,昨年度まで実施したSTIの発達に関する実験データを分析し,『心理学研究』の清水(2010)論文「小中学生と大学生における自発的特性推論」として発表した。他者の行動を見ただけで,意図せず,無意識に生起する自発的特性推論(Spontaneous trait inference)に関する発達的アプローチによる検討を行う。自発的特性推論を測定するパラダイムとして,昨年度は再学習パラダイムを主に用いていたが,新たに誤再認パラダイム(false recognition paradigm)による実験刺激を作成し,実際に大学生を対象とした実験を行った。誤再認パラダイムは,個別面接により次のような手続きで行われる。(1)まずexposure phaseにおいて多くの顔写真と行動記述文の対を参加者に提示する。このとき,行動記述文は,特性を暗示するもの(特性暗示文)と暗示しないもの(統制文)があった。(2)distracter phaseにおいて,参加者の短期記憶を混乱させるあるいは消去させる。(3)recognitionphaseで顔写真と特性語の対を提示する。これはexposure phaseと対応している。参加者は,recognition phaseにて,特性語は先ほどのexposure phaseで提示された行動記述文の中にあったかどうかを,yesかnoで判別するよう求められる。基本的に正答はnoであるが,もし行動記述文が提示された時点で自発的特性推論が生起していれば,参加者は特性語が含まれていたと誤再認しやすくなる。このような誤再認パラダイムを用いて大学生60名を対象として実験を実施した結果,ネガティブな特性を暗示する行動記述文からのみ,自発的特性推論が生じることが示された。さらに児童を対象とした調査のための予備実験を実施中である。意図せず,自動的・自発的に,他者の行動から特性を推論する自発的特性推論(Spontaneous Trait Inference;STI)の発達プロセスについて,implicitな記憶課題であるfalse recognition paradigmを用いて検討した。計180名の5年生と大学生を対象とし,特性価(ポジティブ・ネガティブ)×頻度(高頻度・低頻度)の4パターンの刺激を用いた。すなわち,暗示される行動がポジティブかネガティブかといった特性価の要因と,日常で高い頻度で観察されやすいステレオタイプ的な行動かほとんど観察されない行動かといった頻度の要因では,いずれがSTIの生起に大きな影響を与えるのかについて検討した。

その結果,特性価の要因は,年齢にかかわらずSTIに対して大きな影響を与え,これまでの知見と一致してネガティブ特性を暗示する行動からの方が,ポジティブ特性を暗示する行動からよりも,STIを生起しやすいことが明らかになった。一方で,日常で観察される行動の頻度が高いか低いかという要因は,STIの生起に影響を与えないことが示唆された。本結果は,対人認知研究における対応バイアス,およびステレオタイプの生起への示唆を与えうる。すなわち,人は特にネガティブな行動に接した際に,瞬時にネガティブな特性を対応づけ,ネガティブな符号化を行う傾向がある。そしてそれはおそらく自動的に行われると考えられる。人は日常でほとんど観察しないマイナーな出来事に接したからではなく,行動のもつネガティビティそのものに反応して,他者を特性によりラベリングするのである。誤再認パラダイムでは,まずexposure phaseにおいて顔写真と行動記述文の対を参加者に提示した。このとき,行動記述文は,「彼は無礼な人で,授業中に大きな声でおしゃべりをし続けた」というような特性を明示している記述文と,「彼は授業中に大きな声でおしゃべりをし続けた」というような特性を暗示している記述文があった。分析の結果,アメリカ人の方が日本人よりもSTIの生起が大きく,さらに自動的処理に依存していることが示唆された。実験材料づくりのための予備調査を大規模に行い,その分析に多少時間がかかったが,おおむね予定通りに進行している。特に大学生については,データ収集が順調である。児童の実験のための協力場所(学童クラブ等)との連携も整いつつある。25年度が最終年度であるため、記入しない。毎年コンスタントに12つの実験を行い,自発的特性推論の生起メカニズムについて明らかにしている。ただし子どもを対象とした研究方法に開発に苦慮している面もあり,発達的メカニズムの解明は最終年度に持ち越すこととなった。当初は幼児も実験対象とする予定であったが,H22年度,H23年度の2年間で行った予備調査の結果からは,幼児の材料にはかなりの工夫が必要なことが分かった。今年度,さらに実験において児童を対象とし年齢を下げていくことにより,幼児用の実験材料の作成を追求するのか,あるいは児童期以降を対象としその発達プロセスを丹念に見ていくのか,方向性を見極めていく予定である。用いるパラダイムに関しては,再学習パラダイム(savings in relearning paradigm)と手がかり再認あるいは誤再認パラダイム(false recognition paradigm)のいずれにおいても実験刺激を作成し,実際に実験を行った結果,自発的特性推論の自動的プロセスを抽出するには,誤再認パラダイムが最適であることが判明した。今後は誤再認パラダイムを用いた実験に一本化する予定である。
高度に新規な「ゆっくり増える菌」の系統分類および生物地理に関する研究

チュニジアから単離した菌株(Shr3株)は、既知のどの菌とも16S rRNA遺伝子の相同性が最大82%しかない好気性の細菌である。これに近縁な環境細菌2種と合わせた3株について、生理生化学的特性を明らかにし、その系統進化と生物地理に関する知見を得るために、様々な実験や分析を行い、データ収集・解析を行った。その結果、Shr3がProteobacteria門に帰属する既知の菌群とは系統的に異なる非常に高いレベルの新規分類群であることを確認し、Shr3株を英国微生物菌株保存機関NCIMBに寄託した。環境細菌2種についても、新規分類群であることを確認し、Shr3と併せて学術論文として発表した。高いレベルで新規分類群を提唱できる可能性がある「ゆっくり増える菌」(Shr3株)は、既知の菌のどれとも16S rRNA遺伝子の相同性が最大82%しかなかった好気性の細菌である。また、水田の脱窒層(嫌気層)からは、これに近縁(相同性98%)の環境細菌2種が検出されている。これらの高度新規菌3株の生理生化学的特性を明らかにして記載するとともに、その系統進化と生物地理(系統地理)に関する知見を得ることが本研究の主な目的である。本研究で扱った菌株Shr3は、非常に高いレベルで新規分類群を提唱できる可能性がある「ゆっくり増える菌」であり、既知の菌のどれとも16S rRNA遺伝子の相同性が最大82%しかなかった好気性の細菌である。これに近縁(相同性98%)な環境細菌2種が、水田の脱窒層から検出されており、これら高度新規菌3株について、生理生化学的特性を明らかにして記載し、その系統進化と生物地理(系統地理)に関する知見を得ることを本研究の主な目的とした。本年度は、研究実施計画に基づき、これまでに得たShr3株の同定分類について、細胞形態や化学分類・数値分類等の一般的記載項目データ、性状試験(炭素源資化性)、DNAのGC含量等のデータ、透過電子顕微鏡(TEM:JEMー1200EX,日本電子,東京)を使用した超薄切片法による細胞内微細構造の詳細観察、16S rRNA遺伝子、および、他の遺伝子のシーケンスに関するバイオインフォマティクスによる検討結果等を詳細に見直し、それらをもとに作成した最尤法・近隣結合法・最節約法の3種の系統解析法による分子系統樹により、Shr3がProteobacteria門に帰属する既知の菌群とは系統的に異なる新規性の非常に高い細菌であることを再確認した。Shr3株は、非常に新規性の高い菌株であることから、信頼性を高めるために、何度も追実験を行い、今年度も引き続き、国立遺伝学研究所や、英国微生物菌株保存機関NCIMBのグループ企業(株式会社テクノスルガ・ラボ)の専門家らの助力を仰ぎ、ディスカッションを行った上で、新たに論文を投稿し(2013年12月)、現在審査中である。高いレベルでの新規分類群の記載論文であるため、慎重に審査されていると思われ、まだ回答は得ていない。なお、Shr3株については、英国微生物菌株保存機関NCIMBに寄託(寄託番号NCIMB 14846)している。既知の菌のどれとも16S rRNA遺伝子の相同性が最大82%しかなかったサハラ砂漠東縁(チュニジア)から単離した好気性の「ゆっくり増える菌」の1株(Shr3株)は、高いレベルで新規分類群を提唱できる可能性がある。また、これに近縁(相同性98%)の環境DNAシーケンスが、水田の脱窒層(嫌気層)から検出されていることから、これを含む高度新規菌3株の生理生化学的特性を明らかにして記載するとともに、その系統進化と生物地理(系統地理)に関する知見を得ることを本研究の主な目的とする。本年度は、まず、Shr3株の同定分類について、細胞形態や化学分類・数値分類といった一般的な記載項目に関するデータ、性状試験(炭素源資化性)、および、DNAのGC含量などのデータを取得した。次に、Shr3を含む高度新規菌3株について、16S rRNA遺伝子、および、他の遺伝子のシーケンスに関するバイオインフォマティクスによる詳細な検討を行った。相同性検索には、アポロンDB-BA6.0のデータベース(2010年3月現在、約7,700種)、および、GenBank/DDBJ/EMBLを用いた。さらに、Shr3株の16S rRNA遺伝子に特異的なPCRプライマーを作成し、これまでに集めた世界各地、南極、北極、砂漠などの環境サンプルに対し、網羅的なPCR検出を行った。また、国内の火山、深部地下、海洋といった多様な環境からもサンプルを採集し、PCR検出を試みた。

それらの結果、Shr3はproteobacteria門に帰属する既知の菌群とは系統的に異なる、新規な細菌であり、綱レベルで新しい分類群を構成する細菌である可能性が非常に高まった。これまでに得たデータと合わせて最終的には新規分類群の記載論文を書いて学術誌に投稿することを目標に掲げていたが、まずは、この高度新奇菌3株の分離培養に関して、学術誌に投稿し、受理され、現在印刷中である。新規分類群の記載論文についても、すでに原稿を書き上げ、高度新奇菌Shr3については、株英国微生物菌株保存機関NCIMBに寄託し、寄託番号NCIMB 14846も得ており、投稿できる段階にある。本研究を進め、論文作成を進めるに当たり、データおよびデータ解析の高度な信頼性の確保のために、今年度も、国立遺伝学研究所のDNAデータベース(DDBJ)を利用し、さらに、英国微生物菌株保存機関NCIMBのグループ企業(株式会社テクノスルガ・ラボ)の専門家らとも、ディスカッションを重ねてきており、得られたデータは、非常に信頼性の高いものとなっている。これらは、本研究目的達成にとって非常に有効な結果を示しており、おおむね順調に「研究の目的」の達成にむけて進展していると考える。本研究を進めるに当たり、データおよびデータ解析の高度な信頼性の確保のために、国立遺伝学研究所のDNAデータベース(DDBJ)を利用し、さらに、英国微生物菌株保存機関NCIMBのグループ企業(株式会社テクノスルガ・ラボ)の専門家らとも、ディスカッションを重ねてきた。それにより、研究の目的達成に向けた本年度の研究計画である、1.一般的な記載項目セットのデータ取得、2.バイオインフォマティクスによる系統分類的な位置づけ、3. 16S rRNA遺伝子のPCRプライマーを用いた系統地理的な分布調査、については、おおむね着実に遂行することができ、得られたデータは、非常に信頼性の高いものとなった。また、得られた分子系統解析、生理・生化学性状、化学分類学的性状・GC含量、および、菌体脂肪酸組成分析等から推測される結果は、本研究目的達成にとって非常に有効な結果を示しており、おおむね順調に「研究の目的」の達成にむけて進展していると考える。本研究で扱っている菌株Shr3は典型的な「ゆっくり増える菌」であり、かつ、また、非常に新奇性の高い菌株であることから、増殖に時間がかかること、さらに、さまざまな実験において、信頼性を高めるために、何度も再実験を行う必要があることから、投稿論文の受理までに、どのような追加データを求められるか予想できない。そのため、論文を投稿する次年度には予定以上に実験・培養を行う必要があると考え、それに備えて研究費を次年度に使用することとした。次年度は、新規分類群の記載論文を学術誌に投稿すし、今年度よりさらに様々な環境サンプルに対し、網羅的にPCR検出を行い、追加データの取得を行う。ただし非常に高いレベルでの新規分類群の記載論文であるため、次年度も国立遺伝学研究所のDNAデータベース(DDBJ)を利用して、さらに、英国微生物菌株保存機関NCIMBのグループ企業(株式会社テクノスルガ・ラボ)の専門家らの助力を仰ぎ、ディスカッションの場をもって、査読で要求されるであろう予想できない追加データについても対応し、本研究を推進していくつもりである。本研究で扱っている菌株Shr3は典型的な「ゆっくり増える菌」であり、増殖至適条件を見出すための培養実験では非至適条件での増殖に非常に時間がかかった。
傾斜磁区を有する高感度・超小型磁界センサ開発と局所領域の微小磁界計測への応用展開（国際共同研究強化）

最終年度は、局所的な電磁非破壊評価技術開発のために、小型化した素子の高感度化について注力的に検討した。得られた成果を以下にまとめる。1.これまでの検討で、30マイクロメートルまで小型化した素子の動作確認は行っていたが、今年度は比較的小型化したサブミリ長の素子において変化率や感度評価を行った。単層厚み3マイクロメートルの素子において、通電部1ミリ、周波数1GHzにおいて約300%程度の変化率を実現した。薄膜を用いた磁気インピーダンス素子で、1ミリという短い素子においてこれほど高い感度は報告例がない。2.単層素子において素子長100マイクロメートル以下にまで小型化した場合、100マイクロメートルでは最大30%、50,30マイクロメートル長では約10%という変化率をいずれも周波数1GHzで実現した。変化率は素子長が大きい場合やワイヤ・リボンと比較して小さいが、非常に小型化した素子において、10%以上のインピーダンス変化が得られたことは、小型・高感度磁界センサ実現において意味がある。3.素子長100マイクロメートルまで小型化し素子において磁区観察を行った結果、センサ動作として必要な磁区構造が概ね実現されていることを確認した。一方で、素子端部においては、磁区制御不十分の部分もあるので小型化する際の課題として残る。4.ザールラント大で試作した積層素子については、400から700マイクロメートル長において、6080%の変化率を得た。得られた結果を国際会議でザールラント大の関係者と議論した。4.単層の場合、変化率は大きいが膜厚を大きくするために成膜時間を要する、反磁界の低減が必要であるのに対し、積層は膜厚を薄くでき低インピーダンスを実現しやすい等のメリットがある一方、多層構造で複雑である。用途に応じて使い分ける必要がある。内定年度:2015本年度は、局所的な電磁非破壊評価技術開発のために、そのキーデバイスである磁界センサの小型化についての検討をすすめるとともに、既存のセンサを用いて、非破壊評価技術についての基礎検討を行った。また、次年度に渡航して研究を進めるための準備として滞在予定の研究機関の研究者と連絡を密に行った。1.磁性体部の形状を楕円体にしたり、三角形状にして電極配置を工夫することにより、100μm程度の長さまで小型化してもセンサ動作し得る素子を作製できた。また、これまでは反磁界の影響で動作しなかった30 μm長の素子においても磁界センサ動作の可能性は確認できた。ただし、30μm素子においては、より感度向上やバイアス磁界の低減のために検討が必要である。2.磁界センサを用いて、磁束漏洩法により、インコネル合金、オーステナイト系ステンレス合金SUS304の鋭敏化評価の基礎的実験を行い、鋭敏化に基づく強磁性化の様子を検出可能なことを明らかにした。また、磁束漏洩法により微細欠陥評価の可能性についても実験的に検討し、100μm程度の欠陥は現在使用している磁界センサで可能なことを示すとともに、磁化曲線利用による材質評価と組み合わせることにより、微小欠陥と材質劣化の同時評価の可能性を示した。3.渡航後の実験に関して滞在先機関の研究者と滞在後の研究の進め方や必要装置の仕様について議論を行った。議論については、一度は参加した国際会議の場で行い、その後は頻繁にe-mailでやり取りを行った。電磁非破壊評価技術に関する基礎検討は順調に推移しており、平成29年度から滞在する研究機関との連絡も密に行っているため。ただし、可能であれば当初滞在先研究機関で開発する装置に組み込む予定であった、薄膜磁界センサについては、装置トラブル等で作製が間に合わなかったため、磁界センサは現状入手可能なもので代用する。このことによるシステム全体の開発を遅延させることはない。一方で、薄膜磁界センサあるいは小型磁界センサについても同時進行で開発を継続する。本年度は4月より、ドイツ・フラウンホーファー研究所非破壊検査部門(IZFP)に半年間滞在し、磁界センサを利用した電磁非破壊評価システムについて共同研究を実施した。また、ザールラント大学のハルトマン教授の研究室にも行き来して、センサ素子の小型について検討を行った。1.磁界センサを組み込んだスキャニングシステム装置を作製し、インコネル合金材や微小欠陥を含む鋼材の非破壊評価を実施した。インコネル合金材については、高感度センサの利用により、合金内の複雑な磁場分布の測定を可能にした。鋼材については、30マイクロメートルの微小欠陥の検出を可能にした。ここでは、磁界センサとしてグラジオメータを用いた。一方、高感度センサを利用した場合、100マイクロメートル程度の検出に留まり、これは強磁場が印加でないことと、センサの小型化が不十分なことによる。この点の解決が次年度の課題として残された。2. IZFPで開発している鋼材の材質評価システムと申請者の技術を用いて、同一試料の評価を行い、さらなる高度化した評価手法について検討した。得られた実験結果に基づき、最適手法については次年度検討する。3.申請者の作製した素子を持参し、ザールラント大学にて素子の動作解明の検討を行った。MFMにより非常に狭い磁壁幅の確認を行い、理論から導かれる結果と一致する可能性を示した。また、別材料の積層構造素子を作製し、基礎特性を評価した。この素子は申請者が帰国時に、岩手大学に持ち帰り、次年度も素子特性の検討を継続する。

協力機関に滞在し共同研究を実施し、当初目標の一部を達成できたため。具体的には0マイクロメートルの微小欠陥の検出を可能にした。最終年度は、局所的な電磁非破壊評価技術開発のために、小型化した素子の高感度化について注力的に検討した。得られた成果を以下にまとめる。1.これまでの検討で、30マイクロメートルまで小型化した素子の動作確認は行っていたが、今年度は比較的小型化したサブミリ長の素子において変化率や感度評価を行った。単層厚み3マイクロメートルの素子において、通電部1ミリ、周波数1GHzにおいて約300%程度の変化率を実現した。薄膜を用いた磁気インピーダンス素子で、1ミリという短い素子においてこれほど高い感度は報告例がない。2.単層素子において素子長100マイクロメートル以下にまで小型化した場合、100マイクロメートルでは最大30%、50,30マイクロメートル長では約10%という変化率をいずれも周波数1GHzで実現した。変化率は素子長が大きい場合やワイヤ・リボンと比較して小さいが、非常に小型化した素子において、10%以上のインピーダンス変化が得られたことは、小型・高感度磁界センサ実現において意味がある。3.素子長100マイクロメートルまで小型化し素子において磁区観察を行った結果、センサ動作として必要な磁区構造が概ね実現されていることを確認した。一方で、素子端部においては、磁区制御不十分の部分もあるので小型化する際の課題として残る。4.ザールラント大で試作した積層素子については、400から700マイクロメートル長において、6080%の変化率を得た。得られた結果を国際会議でザールラント大の関係者と議論した。4.単層の場合、変化率は大きいが膜厚を大きくするために成膜時間を要する、反磁界の低減が必要であるのに対し、積層は膜厚を薄くでき低インピーダンスを実現しやすい等のメリットがある一方、多層構造で複雑である。用途に応じて使い分ける必要がある。平成29年4月よりドイツのフラウンホーファー研究所(IZFP)に滞在して、電磁非破壊評価システムの構築に努める。一方、小型・高感度な磁界センサについては、大学院生が引き続き研究を継続する。電磁非破壊評価システムに用いる磁界センサは、現状で高感度(ナノテスラオーダー検出)のものと小型(サイズがμmオーダー)ものを準備する。これらのセンサを開発装置に組み込み、局所領域評価における問題点の洗い出しをIZFPにて行い、その解決策についてIZFPの研究者の協力を得ながら検討を進める。微小欠陥の検出において、30μm径程度の欠陥の検出を目標としており、局所的に強磁性化した部分の評価においては、サブμm程度の空間分解能が要求されるので、その検知が目標となる。一方、磁界センサの小型については、ザールラント大学に滞在して滞在先の研究室の指導を仰ぐ。ザールラント大学では、一部持参した薄膜素子において磁区観察を行うことにより、小型・高感度化の方策を探るとともに、ナノワイヤなどを用いた小型化の可能性についても検討する。研究実績における1-3の成果については、論文投稿、学会発表を本年度内に実施する。また、1-3で得られた課題について今年度継続して解決策の検討を実施する。
岩澤理論に関連した代数体の研究

lを素数、kを総実な有限次代数体とする。各有限次代数体下に対してμ_l(F),λ_l(F)でそれぞれFのbasic Z_l-extensionに関する岩澤μ-不変量、岩澤λ-不変量を表わす。有限次CM-体Kに対して、Kの相対類数をh^-^Kと書き、K^+=K∩R,μ^-_l(K)=μ_l(K)-μ_l(K^+),λ^-_l(K)=λ_l(K)-λ_l(K^+)とおく。またΓ_l={CM-体K|lXh^-_K,K^+=k},Ω_l={CM-体K|μ^-_l(K)=λ^-_l(K)=0,K^+=k}とおく。「l>2⇒|Γ_l|=∞,|Ω_l|=∞」ということが予想されている。一方l=2の場合は様子が大分異なることも予想されていたが(例えばΓ_2=φとなったりΩ_2=φとなったりする)、木田公式を本質的に用いることによって、|Ω_2|=∞となるkの条件を解明した。更に相対類数が奇数であるような有限次CM-体を特徴付けて、|Γ_2|=∞となるkの条件を解明した。以上の研究のために代数,幾何,解析,計算機数学などの諸方面からの援助を得ることも重要であった。具体的には莫大な量の計算を扱うに足る計算機器の購入、必要な情報・資料の収集に役立つ機器の購入、及び研究打合せ・研究集会参加などのための旅費に科研費をあてて研究に資した。また、必要に応じて、他大学の研究者に東海大学へ来てもらい共同研究を行なったのであるが、その際の旅費・謝金などにも科研費の一部を用いた。今後、(最初に与えた)kに何の条件も付さないで、|Ω_3|=∞,|Γ_3|=∞となることを示したい。同時にΩ_3,Γ_3の持ち得るある種の密度を下から評価したい。
日本語教育実習における実習生と学習者の態度変容の研究

日本語教育の教室は,異なる文化的背景をもつ者が日本語学習という共同作業を行う場である。本研究は,日本語学習のプロセスを社会的スキルの習得と態度変容の過程として捉え,実習の教室をフィールドとして,実習生と学習者双方のもつ文化的要因が,この共同作業にどのような影響を与えるかを明らかにすることを目的とする。しかしながら,諸般の事情で異文化要因を探る調査の実施が困難となったため,主として実習生側の態度変容と教授行動の変化の関係に焦点を当てて研究を進めてきた。具体的には,言語学習ビリーフ調査や授業に関する意識調査とともに,実習の前後で「外国人に対する日本語の授業」のイメージがどのように変化するかを,個人別態度構造分析の手法をもって探った。その結果,学部レベルの実習生の日本語の授業に対する態度は,実習前には日本語の授業と自分との係わりが希薄であるのに対し,実習後には,教師が弁えているべきことや学習者にさせたいこと,あるいは,実際に授業で行った活動や自分の授業では実現できなかったことなど,自分に係わるイメージに変化し具体化する。しかし,8週間程度の実習では,実習生の意識は学習者と授業との関係を意識するには至らない,と言える。次に,1年程度の現場経験のある大学院レベルの実習生と現職の日本語教師について,同様の手続きで分析したところ,この2者は,「授業に臨む際に心がけていること」を持っている点で,学部生とは異なっていることがわかった。しかし,授業と自分,授業と学習者の係わりについての意識は,現場経験のある院生でも,まだ,自分が中心で,現職教師が見せた,学習者がどのように学習するか,学習とはどのようなものなのか,という意識とは大きく隔たっていて,短い経験では,異文化接触・理解の観点まで取り込む所には到達しないようだ。本研究は,日本語学習のプロセスを社会的スキルの習得と態度変容の過程として捉え,実習の教室をフィールドとして,実習生と学習者双方のもつ文化的要因が,この共同作業にどのような影響を与えるかを明らかにすることを目的とするものである。しかしながら,第1年めの平成9年度は,韓国での冬季実習がやむを得ぬ事情で中止となり,異文化要因を探る調査の実施が困難となったため,主として実習生側の態度変容と教授行動の変化の関係に焦点を当てて研究を進めることとした。具体的には,言語学習ビリ-フ調査や授業に関する意識調査とともに,実習の前後で「外国人に対する日本語の授業」のイメージがどのように変化するかを,1997年6月,10月,1998年1月の3回にわたって個人別態度構造分析の手法をもって探った。現在1月のデータに関してのフォローアップインタビューを実施中であるが,これが終了し次第,昨年度までに収集したデータとの比較を行い,各事例から共通して浮かび上がる点と個別性の強い点を分類していく。なお,昨年度の実習で収集したデータについては,一部を事例研究として公表した。また,態度尺度の作成に関しては,その基礎となる質問紙を作成・実施した。結果については,現在分析中であるが,被験者が少なかったため,今後,この結果をもとに試行的に尺度を作成するとともに,来年度のデータと統合した上での尺度作成も射程に入れて10年度の研究へとつなげる方針である。実習授業のビデオデータに関しても,現在,プロトコルを起こして,相互作用分析と行動分析が行えるようデータを整理している。来年度の初めには,ビデオデータの分析結果と態度構造分析の結果を突き合わせて,本人の意識の向けられ方とその授業の場での発現の関係を見ていく予定である。

まず,平成9年度に得た実習生(学部生)の授業に関する態度構造分析から特徴的な事柄を抽出し,学部レベルの実習生の日本語の授業に対する態度が,実習を経ることによって(当然のことながら)具体化する様子を明らかにした。「日本語の授業」から連想されるのは,日本語教授法,学習活動,第二言語習得のプロセス,学習者ストラテジーなと,それまでに勉強した事柄の観念的で漠然としたイメージで,実習を目前にしていても,日本語の授業と自分との係わりは希薄なものとして捉えられている。それが,実習で日本語を教えてみると,教師が弁えているべきことや学習者にさせたいこと,あるいは,実際に授業で行った活動や自分の授業では実現できなかったことなど,自分に係わるイメージに変化してくる。しかし,8週間のコースの運営と45回の授業担当という程度では,実習生の意識はもっぱら自分に向けられ,学習者と授業との関係を意識するには至らない,と言える。次に,1年程度の現場経験のある大学院レベルの実習生と,現職の日本語教師の授業イメージを持っているのかを,学部生と同じ手続きで調査し,学部の実習生と比べるべく分析した。その結果,この2者は,「授業に臨む際に心がけていること」を持っており,それが授業に対するイメージに比較的大きな影響を与えている点で,学部生とは異なっている。また,授業と自分,授業と学習者の係わりについての意識の仕方を見ると,1年程度の現場経験のある院生でも,まだ,自分が授業をどう考えどう感じるかが中心で,現職教師が見せた,学習者がどのように学習するか,学習とはどのようなものなのか,という意識とは大きく隔たっている。つまり,大学院レベルの実習生は,よい授業をするにはどうしたらよいかという発想で,現職教師は,学習や習得はどのように成立するかを考えていると言えそうである。実習生をこのレベルに導くには,実習のあり方を再検討する必要があろう。
分子進化学の新展開

ミトコンドリアを持たない真核生物について、蛋白質をコードしているいくつかの遺伝子の系統学的な解析を行い、真核生物の初期進化に関して新たな知見を得た(長谷川)。進化の過程で遺伝子の多様化がどのように進んだかという問題を明らかにするために、多数の遺伝子族の分子進化学的解析を行った。その結果、遺伝子重複による遺伝子の多様化は、真核生物の進化の過程で徐々に起きたのではなく、断続的かつ急速に起きたことが明らかになった(宮田)。HIVの遺伝子を分子進化的に解析し、その進化速度が異常に高いことを明らかにし、このウイルスの感染者体内における進化のメカニズムに関してもいくつかの知見を得た(五條堀)。3人の現代人と4種の類人猿で、ミトコンドリアDNAの全塩基配列を調べた結果、現代人の共通祖先の年代は約14万年前と推定され、「アフリカ単一起源説」が強く支持された(宝来)。独自に開発したSINEによる系統樹推定法を用いて、クジラの起源の解明とタンガニイカ湖のカワスズメ科魚類の系統関係の決定を行った。クジラの起源に関しては、クジラ目と反芻亜目とカバが単系統をなすことを明らかにした(岡田)。その他、動物体色の発現機構の進化(堀)、細胞内共生細菌の進化(石川)、脳で特異的に発現している転写因子class III POUの分子進化(植田)、無脊椎動物の生体防御系の進化(石和)、などについても成果を挙げた。1.カンブリア紀における多細胞動物の爆発的進化は、新しい生態的ニッチェの獲得によるマクロなレベルでの機能的制約の緩和によるものと考えられるが、それに伴って起こった遺伝子レベルでの制約が緩和の爆発的進化の遺伝的な基礎になっていることを示した。(宮田)。2.弥生人の骨からミトコンドリアDNAを採取解析し、弥生人の遺伝的構成が多様であることを示した(植田)。3.アフリカ人、ヨーロッパ人、日本人、および3種のアフリカ類人猿とオランウータンのミトコンドリア全ゲノム配列を解析し、現生人類のアフリカ起源説を強く指示する結果を得た。(宝来)。4.C型肝炎ウイルスの分子進化的研究が、このウイルスの臨床的診断にも有用であることを示した(五條堀)。5.反復配列SINEを用いて動物の系統関係を知るための方法を確立した(岡田)。6.分子系統樹推定のためのプログラム・パッケージを開発整備し、さらにこれを用いたデータ解析により、ミトコンドリアをもたない原生生物の系統的位置、哺乳類の系統進化などに関して新たな知見を得た(長谷川)。蛋白質のアミノ酸置換とDNAの塩基置換に関して現実に即した置換モデルを構築し、最尤法による分子系統樹推定のための方法を開発した。ミトコンドリアをもたない原生生物のうち、微胞子虫がランブル鞭毛虫などのディプロモナスよりも先に高等真核生物に至る系統から分かれたことを示した(長谷川)。組織特異的に発現する遺伝子、シグナル伝達系に関与する遺伝子、および細胞内局在性を示す遺伝子を解析した結果、これらの遺伝子グループはそれぞれ、脊椎動物の進化の初期、多細胞化が起きた時期、および真核生物の進化の初期に急速に多様化したことが分かった。その多様化は、脊椎動物の進化、多細胞化、および細胞内構造の進化と関連していると考えられる(宮田)。分子進化学的な方法により、エイズウイルスがどのように突然変異を蓄積しているかを調べ、未来進化を予測するための手掛かりを得た(五條堀)。旧世界ザルにおける免疫グロブリンCα遺伝子の解析から、この遺伝子が超優性淘汰によって進化してきた可能性のあることを示した(植田)。3人の現代人とチンパンジー、ボノボ、ゴリラ、オランウータンなどの4種の類人猿で、ミトコンドリアDNAの全塩基配列を解析し、人類進化のついての新たな知見を得た(宝来)。転移性遺伝因子(トランスポゾン)を脊椎動物においてはじめてメダカのアルビノ変異のチロシナーゼ遺伝子内に発見し、活性のあるトランスポゾンであることを証明した(堀)。またSINEというトランスポゾンのゲノム中への挿入パターンが、さまざまな系統学的な問題を解くためのマーカーとして役に立つことを示した(岡田)。昆虫細胞内共生微生物が選択的に合成するシンビオニンを近縁な昆虫種で比較した結果、これらの遺伝子の133番目のコドン変異が適応的に選択されており、分子シャペロンに新たな機能が賦与されていることが示唆された(石川)。

独自に開発したSINEによる系統樹推定法を用いて、クジラの起源の解明とタンガニイカ湖のカワスズメ科魚類の系統関係の決定を行った。クジラの起源に関しては、クジラ目と反芻亜目とカバが単系統をなすことを明らかにした(岡田)。その他、動物体色の発現機構の進化(堀)、細胞内共生細菌の進化(石川)、脳で特異的に発現している転写因子class III POUの分子進化(植田)、無脊椎動物の生体防御系の進化(石和)、などについても成果を挙げた。
岩石中の割れ目のフラクタル解析と地熱貯留層評価への応用に関する研究

玉川溶結凝灰岩類の断面における割れ目の分布は統計的自己相似性を示し,そのフラクタル次元をボックスカウンティング法を用いて明かにしたところ1.081.48の範囲内にあることが明らかとなり、これは各スケールでのフラクタル性を示し,このフラクタル次元は約1.28であった。任意断面中の割れ目の形状にもフラクタル性が認められ,フラクタル次元は1.011.05の範囲にある。これらの割れ目パターン図における割れ目の分布や形状についてのフラクタル性から,岩石の割れ目の分布のフラクタル次元を異なるスケールでの割れ目パターン図から推定することができることを示している。天然の岩石断面の割れ目パターンについてボックスカウンティング法を用いてフラクル次元を決め,長さ分布,定方位性,結合性,割れ目の数,総延長の幾何学的特徴を割れ目モデルの構築のために測定した。割れ目は結合性によってクラスターに分割される。最大クラスター中の割れ目の数はフラクタル次元に比例し,また割れ目の結合性,数,総延長はフラクタル次元と関係し,いくつかの特徴は相互に関係している。入力されたフラクタル次元に対応する選択されたパラメータの範囲は,パラメータ間の関係によって決められる。割れ目の形状を決め,最大クラスター,他のクラスター,単一の割れ目の順に発生し,これら入力したフラクタル次元と相互の関係に基づいている。コンピューター上に描かれた二次元の割れ目モデルは岩石断面中の天然割れ目パターンに類似し,入力フラクタル次元と比較して同様のフラクタル特性を示す。入力したデータに一致する割れ目モデルのフラクタル次元はボックスカウンティング解析によって明らかになった。八幡平周辺に分布する玉川溶結凝灰岩類の岩石断面における割れ目の分布と形状について,10m×10m,50cm×50cmおよび1.6mm×1.6mmの観察領域から得られる割れ目パターン図を用いてフラクタル解析を行なった。割れ目パターン図の作製およびフラクタル解析には,本科研員で購入した画像解析装置を用い,以下の結果を得ることができた。玉川溶結凝灰岩類の断面における割れ目の分布は,統計的自己相似性を示し,そのフラクタル次元をボックスカウンティング法を用いて明らかにしたところ1.081.48の範囲内にあることがわかった。またさまざまなスケールのフラクタル次元の平均値は,ほぼ同様の値であり,各スケールのフラクタル次元の平均値を10m四方の観察領域の条件に統一する方法を提案し,その結果10m四方から1.6mm四方の範囲内において,割れ目の分布はフラクタルであり,そのフラクタル次元の平均値は1.48であった。これらの割れ目パターン図における割れ目の分布や形状についてのフラクタル性から,異なるスケールでの割れ目パターン図から,他のスケールのフラクタル次元を推定することが可能であり,このことは限られた大きさの岩石試料から地熱貯留層の割れ目の分布や形状を推定できることを示している。本研究で用いたボックスカウンティング法において,全体の大きさRと最小セルの大きさrmimと割れ目計測の計測感度lminとの比を一定に保つ必要がある。すなわちrmin/Rとlmin/Rが0.002のとき,顕微鏡スケールから10mスケールでの異なる観察領域の割れ目分布のフラクタル次元を比較することができる。平成4年度の研究においては、岩石断面の割れ目の統一的なフラクタル解析の方法について新たな手法を提案した。この方法に基づき岩手・秋田両県の八幡平一帯に分布する玉川溶結凝灰岩類の割れ目の分布について評価を行った結果、10cm×10cm,50cm×50cm,および1.6mm×1.6mm四方の平面に観察される

割れ目はフラクタル則に従うことが確かめられ、ボックスカウンティング法によるフラクタル次元の平均値として1.28の値を得た。この計測は岩石の任意断面についてのものであり、三次元的分布の評価に発展させることが必要である。5年度は、同じ凝灰岩を大型カッターにより多数のスライスに切断し、同一軸上にある各岩石片について割れ目パターンの解析を行った。すべての割れ目のフラクタル次元は1.401.21の範囲内にあり、それらの平均値は前年度に求めた値とほぼ一致した。この結果に基づき、フラクタル次元で特徴づけられる岩石の割れ目のパターンをコンピュータにより表示するために、モデル化のためにフラクタル次元に加えて必要とされる割れ目系の諸特徴の抽出を行い、基本的なモデルの抽出を行った。得られたコンピュータ画像の再評価を行い、それが指定されたフラクタル次元を敏感に反映していること、視覚的にもとの岩石の割れ目とよく類似することを確認した。天然の岩石断面の割れ目パターンについてボックスカウンティング法を用いてフラクタル次元を決め,長さ分布,定方位性,結合性,割れ目の数,総延長の幾何学的特徴を割れ目モデルの構築のために測定した。割れ目は結合性によってクラスターに分割される。最も多くの割れ目を含む最大クラスターは,フラクタル次元および視覚的印象に対して最も影響を与える。最大クラスター中の割れ目の数はフラクタル次元に比例し,また割れ目の結合性,数,総延長はフラクタル次元と関係し,いくつかの特徴は相互に関係している。入力されたクラクタル次元に対応する選択されたパラメータの範囲は,パラメータ間の関係によって決められる。割れ目の形状を決め,最大クラスター,他のクラスター,単一の割れ目の順に発生し,これらは入力したフラクタル次元と相互の関係に基づいている。コンピューター上に描かれた二次元の割れ目モデルは岩石断面中の天然割れ目パターンに類似し,入力フラクタル次元と比較して同様のフラクタル特性を示す。入力したデータに一致する割れ目モデルのフラクタル次元はボックスカウンティング解析によって明らかになった。
超伝導磁気メモリのためのハーフメタル型ジョセフソン素子に関する研究

超伝導デジタル回路は,ジョセフソン素子の高速性・低消費電力性と共に,超伝導体本来の特性でもある無損失性という特徴をもつ。近年,超伝導デジタル回路の消費電力の低減化は急速に進んでいる。一方で,低消費電力・低温動作可能な超伝導メモリは,磁束量子の保持による記録に代わり,素子内に組み込まれた磁性体の磁化の向きで記憶素子を構成する方式が提案され,その集積化の可能性から研究が活性化している。そこで本研究の目的は,ハーフメタルホイスラー合金と超伝導体を用いたエピタキシャル多層膜の成膜技術とナノサイズ素子の加工技術を利用し,超伝導デジタル技術に必要な超伝導磁気メモリ(超伝導MRAM)のためのハーフメタルジョセフソン素子の作製と特性評価に取り組むことである。これまでの研究において,超伝導体NbNとハーフメタルホイスラー合金Co2(Fe,Mn)Siをエピタキシャル成長させた二層膜の作製条件の最適化に成功し,高い超伝導転移温度と,Co2(Fe,Mn)Siのバルクの値とほぼ等しい自発磁化をもつことを明らかにした。次いで,成膜した二層膜を用いた強磁場中輸送特性の測定を行った。超伝導ゆらぎ理論の解析を進めることによって,ジョセフソン素子特性を最適化する際に重要となるコヒーレンス長や上部臨界磁場,対破壊パラメータ,拡散定数,非弾性散乱時間などの導出にも取り組んだ。そして,強磁場中輸送特性の解析から得られたパラメータの値に基づいて,NbN/Co2(Fe,Mn)Si/NbN構造のハーフメタルジョセフソン素子の作製と評価を行った。ハーフメタルであるCo2(Fe,Mn)SiがNbNの超伝導性に与える影響を調べるために,エピタキシャル成長させたNbN/Co2(Fe,Mn)Si構造の二層膜の超伝導特性を調べた。16Kの高い超伝導転移温度と23Tの高い上部臨界磁場をもつことがわかった。さらに,Co2(Fe,Mn)Siバルクの値とほぼ等しい自発磁化を有していることも明らかになり,超伝導体NbNとホイスラー合金Co2(Fe,Mn)Siの良質な二層膜の成膜に成功した。そこで,最大17Tの強磁場中輸送特性の測定に取り組み,超伝導ゆらぎ理論に基づいた解析から,コヒーレンス長や上部臨界磁場,対破壊パラメータ,拡散定数,非弾性散乱時間などを見積もった。さらに,磁束運動の活性化エネルギーの評価も行った。これらの値は,Co2(Fe,Mn)SiとNbNを用いたジョセフソン素子をはじめとする超伝導スピントロニクス素子の特性を最適化する上で重要な情報である。以上の研究成果を踏まえて,最適化した条件を用いて,Co2(Fe,Mn)Siの膜厚を変化させたNbN/Co2(Fe,Mn)Si/NbN構造の三層膜を成膜した。この三層膜を用いてハーフメタルジョセフソン素子を作製し,その素子特性の評価にも取り組んでいる。さらに,このNbN/Co2(Fe,Mn)Si構造の二層膜から,エピタキシャル接合アンドレーエフ反射(ECAR)素子を作製した。ECAR分光法によるCo2(Fe,Mn)Siのスピン分極率の測定にも取り組み,ホイスラー合金Co2FeSiのスピン分極率を54±2%と決定することができた。これまでのスピン分極率の報告に関しては,点接触型アンドレーエフ反射(PCAR)法が主流であった。したがって,素子界面を原子レベルで制御したECAR分光法を用いて,ホイスラー合金のスピン分極率測定に成功した初めての研究成果である。ゆえに,このECAR法を確立することによって,ハーフメタルジョセフソン素子をはじめとして,超伝導スピントロニクス素子に用いるハーフメタルホイスラー合金のスピン分極率を直接決定することが可能となった。NbN/Co2(Fe,Mn)Si構造の二層膜に関しては,異なる組成や膜厚の二層膜の強磁場中輸送特性の測定を継続する。超伝導ゆらぎ理論を用いた解析や磁束運動の活性化エネルギーの解析を進めることによって,超伝導近接効果を介したハーフメタルホイスラー合金の超伝導特性への影響を明らかにする。最適化した成膜条件を用いて,エピタキシャル成長させたNbN/Co2(Fe,Mn)Si/NbN構造のハーフメタルジョセフソン素子の作製と特性の評価を継続する。ハーフメタル層であるCo2(Fe,Mn)Siの膜厚を変化させたジョセフソン素子を作製し,その素子特性のCo2(Fe,Mn)Siの膜厚依存性を調べることによって,ハーフメタルジョセフソン素子の特性を検証する予定である。さらに,NbN/Co2(Fe,Mn)Si構造のエピタキシャル接合アンドレーエフ反射(ECAR)素子を用いたアンドレーエフ反射分光法に関しては,Co2FeSiとは組成の異なるCo2(Fe,Mn)Siのスピン分極率の測定を継続し,Co2(Fe,Mn)Siのスピン分極率の組成依存性を明らかにする。

そこで本研究の目的は,ハーフメタル型ホイスラー合金と超伝導体を用いたフルエピタキシャル多層膜の成膜技術とナノサイズ素子の加工技術を利用し,超伝導デジタル技術に必要な超伝導磁気メモリ(超伝導MRAM)のためのハーフメタル・ジョセフソン素子の作製と特性評価に取り組むことである。初年度に当たる今年度は,MgO単結晶基板上に,ハーフメタル型ホイスラー合金Co2(Fe,Mn)Siと超伝導体NbNの積層膜を成膜し,その成膜条件の最適化に取り組んだ。成膜した二層膜の電気抵抗と磁化の測定を行うことによって,高い超伝導転移温度をもつNbN層と,バルクの値とほぼ等しい自発磁化をもつCo2(Fe,Mn)Si層の成膜条件を調べた。加えて,Co2(Fe,Mn)Siは高規則度の結晶化のためにポストアニールが欠かせないが,ポストアニールによりCo2(Fe,Mn)Si層とNbN層の間の拡散が進むことも懸念されるため,ポストアニールの条件の最適化も重要であった。また,成膜したハーフメタル型ホイスラー合金Co2(Fe,Mn)Siのスピン分極率を直接決定することは,Co2(Fe,Mn)Siのハーフメタル性を保証するために重要である。そこで,エピタキシャル成長させたCo2(Fe,Mn)Si/NbN構造の積層型アンドレーエフ反射素子の作製と,その素子を利用したアンドレーエフ分光法の測定を行うことによって,ホイスラー合金Co2(Fe,Mn)Siのスピン分極率の決定にも取り組んだ。MgO単結晶基板上に,ハーフメタル型ホイスラー合金Co2(Fe,Mn)Siと超伝導体NbNをピタキシャル成長させた積層膜を成膜し,その結晶構造や超伝導特性,磁気特性の評価を行った。X線回折や反射高速電子回折(RHEED)の解析から,NbNとCo2(Fe,Mn)SiがMgO単結晶基板上にエピタキシャル成長していることが確認できた。さらに,RHEEDの超格子反射ストリークの存在から,Co2(Fe,Mn)Siが高規則度のL21構造になっていることも明らかになった。次いで,このCo2(Fe,Mn)Si/NbN構造の二層膜の電気抵抗と磁化の測定を行ったところ,16Kの高い超伝導転移温度と23Tの高い上部臨界磁場をもつことがわかった。さらに,Co2(Fe,Mn)Siバルクの自発磁化とほぼ等しい磁化を有していることも明らかになり,ホイスラー合金Co2(Fe,Mn)Siと超伝導体NbNの良質な二層膜の成膜に成功した。そこで,ハーフメタル・ジョセフソン素子への微細加工を行うために,最適な成膜条件を用いて,MgO単結晶基板上にCo2(Fe,Mn)Siの膜厚を変化させたNbN/Co2(Fe,Mn)Si/NbN構造の三層膜を成膜した。X線回折やRHEEDの測定から,この三層膜の各層がエピタキシャルに成長していることが確認できた。また,NbN/Co2(Fe,Mn)Si構造の二層膜を用いて,積層型アンドレーエフ反射素子を作製した。アンドレーエフ反射分光法によるCo2(Fe,Mn)Siのスピン分極率の測定にも取り組み,ホイスラー合金Co2FeSiのスピン分極率を55%と決定することができた。これまでの報告では,点接触型アンドレーエフ反射(PCAR)法が主流であった。ゆえに,素子界面を原子レベルで制御した積層型アンドレーエフ反射素子を用いて,ホイスラー合金のスピン分極率測定に成功した初めての研究成果である。
骨髄由来間葉系幹細胞を用いた肺再生の試み

エラスターゼを用い作成した肺気腫モデルマウスに骨髄由来間葉系幹細胞(MSC)を経気道的に投与したところ、肺気腫の形成が抑制された。MSCは障害部位に到達するものの特異的肺胞上皮細胞に分化することはなく、従来言われていた直接的生着分化のメカニズムでMSCの組織修復能を説明することはできなかった。組織修復の機序解明を進めた結果、MSCは局所で抗免疫作用をもつサイトカイン、組織修復促進物質などの生理活性物質の放出を通して炎症抑制・修復促進を行うことにより障害肺組織の修復に関与していることを証明した。概要:マウス肺気腫モデルをエラスターゼにより作成し、系気道的に間葉系幹細胞を注入することにより、肺気腫の改善効果について検討した。(1)肺気腫モデルの作成と評価:マウスを麻酔後に、種々の量のエラスターゼを系気道的に投与し、至適投与量を0.OIU/gに決めた。また肺気腫の程度をLMとdestructive index(DI)で評価する方法を確立した。(2)MSC培養:マウス骨髄より、当教室で確立した方法でMSC培養を行い、脂肪細胞と骨芽細胞への分化能を確認した。(3)MSCによる肺気腫モデルの治療実験:エラスターゼ注入後2週間後にMSCを系気道的に投与し、治療効果を評価したところ、肺気腫の進行の抑制が確認された。コントロールの線維芽細胞は全く効果が無く、骨髄細胞では効果は一過性であるここと確認された。(4)MSCの肺組織へのengraftmentの確認:GFPトランスジェニックマウスから培養したMSCを用いて治療実験を行い、組織を固定後、GFP陽性細胞を検出したところ、多くのGFP陽性細胞を肺内に確認した。一方、骨髄細胞ではほとんど無く、また正常肺組織へのMSCのengraftmentも確認できなかった。(5)EngraftmentしたMSCの分化:MSCが肺組織においてどのような細胞に分化するかを、2重染色法を用いて検討した。特に1型肺胞上皮細胞、2型肺胞上皮細胞、線維芽細胞、血管周囲細胞への分化を詳細に検討しているが、一部のMSCが1型肺胞上皮細胞に分化していることを確認した。慢性肺気腫は喫煙等の機序により免疫系細胞が持続的に炎症を惹起し内因性タンパク質分解酵素が優位になることにより、終末細気管支以下の肺組織の破壊と拡張が惹起されるものである。日本人死因の10位(平成18年)を占めるが、一度壊れた肺組織は不可逆的であり現在のところ治療は対症療法のみである。そのため肺再生を目標にした新規治療の開発が急務である。肺再生を狙ってレチノイン酸(Nature Medicine, p.675, 1997)、Adrenomedullin (AJRCM, p.581, 2005)、HGF(AJRCMB, p. 525,2002)、骨髄由来血球前駆細胞(JI,p.1266,2004)などが試みられたが臨床応用に失敗している。その中、骨髄由来系幹細胞(Mesenchymal stem cell, MSC)の強力な組織修復能、組織保護能が注目されている。呼吸器分野では、マウスに於けるブレオマイシン肺傷害モデルでMSCが肺障害を著明に改善したこと(AJRC MB. p.145, 2005)、in vitro内で気道上皮に分化したこと(PNAS,p.186, 2005)などが報告されており臨床応用が期待される。今回我々は補助された科研費を用いて、MSCがエラスターゼ誘導マウス肺気腫モデルに於いて著明に肺気腫を抑制することを見出した(正常肺胞内腔平均0.27um、エラスターゼ処理肺胞内腔平均0.46um、エラスターゼ処理+MSC経気道投与内腔平均0,32um、前2者統計学的有意差なし、後2者統計学的有意差あり)。機序についての検討ではMSCの肺胞内への生着分化は少なく、MSCに由来する液性因子を通してのIL1b等の抑制(炎症の抑制)、成長因子を通してのSLPI等の肺分解酵素からの保護物質誘導などが重要であるとの結論を得た。以上は、平成21年度中に論文化する予定である。