hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トポロジカルなスピンテクスチャを利用した巨大スピン起電力の観測

本研究では、粒子性を伴った渦状のスピン構造体「スキルミオン」の共鳴振動を駆動することで、量子力学的なベリー位相に由来して伝導電子が感じる創発電場(スピン起電力)を実験的に検出することを目的としている。70ナノメートル程度の直径のスキルミオンを伴ったキラルな結晶構造の強磁性金属FeGeに焦点を絞って、磁気共鳴と同じ周波数で発現するスピン起電力の測定を試みた。この結果、スキルミオン磁気相において、磁気共鳴の条件下においてのみ、実際に50μV程度(電極間距離は10μm、磁場振幅は1Oe程度)の起電力が発現することを発見した。この大きさは、理論的に予測されている値と概ね符合する結果となっている。こうした創発電場は、スピンテクスチャの磁気変調周期が短いほど大きくなるとされ、数十ナノメートル程度の直径を伴ったスキルミオンは、巨大なスピン起電力の観測に理想的な系であると考えられる。スピン起電力の観測のためには伝導電子を伴った金属材料を測定対象とする必要があるが、従来、振動磁場によるスキルミオンの共鳴駆動は絶縁体材料のCu2OSeO3に対してのみ報告がなされていた。このため、スキルミオンを伴う金属材料であるB20合金を新たな測定対象として、マイクロ波吸収分光の実験を行い、金属系でもスキルミオンの共鳴振動を駆動できることを明らかにした。また、二組のマイクロ波アンテナを組み合わせたデバイス構造を新たに用意することで、この金属材料中におけるスピン波の伝播特性を詳細に評価することに成功し、(1)スピン波の減衰長が概ね10μm程度であること、(2)結晶構造の反転対称性の破れに由来してスピン波伝播の非相反性が観測できること、の2点を発見した。後者は、スピン起電力とは直接関係はないものの、いわばスピン波(スピン流)のダイオード効果に相当する現象であり、応用展開の可能性も期待できる極めて重要な発見である。上記の一連の実験から、B20合金における磁気的な相互作用のパラメータが全て求まったため、スピン起電力の検出に向けた適切なデバイス構造を設計し、現在実際に観測を試みている状況である。今年度は特に、70ナノメートル程度の直径のスキルミオンを伴ったキラルな結晶構造の強磁性金属FeGeに焦点を絞って、磁気共鳴と同じ周波数で発現するスピン起電力の測定を試みた。この値は先行する理論研究から予測されている値と概ね符合するものである。一方で、スキルミオン相以外の強磁性相・らせん磁性相においても、やはり磁気共鳴に伴って共鳴周波数でのみ有限の起電力が生じていることがわかった。最近の理論的な研究によると、空間反転対称性の破れた結晶構造を伴う金属中では、スピン軌道相互作用に由来した電子バンドのスピン分裂のために、通常の強磁性相における磁気共鳴の場合でも有限のスピン起源力が生じて良いとされている。このため、今回観測された起電力は、(1)実空間におけるスキルミオン・(2)逆格子空間におけるスピン分裂、の2つの機構によるスピン起電力を反映している可能性があると考えられ、現在その詳細な解析を進めている。前項でも述べたとおり、現在までに(1)スキルミオンを伴う金属材料であるB20合金における磁気共鳴の駆動、(2)詳細なスピン波分光測定を通じた物質中の磁気的な相互作用パラメータの全同定、(3)結晶構造の反転対称性の破れに由来したスピン波伝播の非相反性の観測、の3点の成果が得られている。最終目標としているスピン起電力の観測にはまだ至っていないが、これは一般に金属材料ではスピン波の減衰長等の情報を事前に把握しないと最適なデバイスサイズの見積りが困難であること、金属材料の場合にはアンテナや電極との電気的なショートを避けるため、適切な絶縁レイヤーの作成法の確立が必要であったこと、に起因している。

初年度でこうした情報やノウハウが全て揃ったことから、収束イオンビーム法による微細試料の切り出し・リソグラフィーを利用したアンテナ構造の設計を行い、現在実際にスピン起電力の観測を試みている状況であるまた、上記の研究の過程で観測されたスピン波伝播の非相反性は、スピン波(スピン流)のダイオード効果に相当する現象であり、スピン起電力の観測とは直接関係はないものの、今後のさらなる研究の展開が期待される。物性物理今後の展開としては、まず現在作成しているデバイス構造を用いて、実際に金属系のスキルミオン材料であるB20合金に対し、共鳴振動を駆動しながら、スピン起電力の検出を試みる。スピン起電力の大きさ自体は、十分に観測可能な値であると考えられるものの、同時に交流磁界に伴う誘導起電力を観測してしまう可能性もあるため、スキルミオン相と別の磁気相との比較、あるいは磁場方向とマイクロ波の振動磁場成分の組み合わせを変えることで選択則を調べる、といった対策を取ることを検討している。また、現在は主にB20合金の一種であるFeGeを測定対象としているが、その他のB20合金や、最近発見された別の金属スキルミオン材料に対しても、同様の計測を行い、スキルミオンのサイズとスピン起電力の大きさの間にどのような相関関係があるのか明らかにすることを試みたい。また、今回新たに発見できたスピン波のダイオード効果については、より微細なアンテナパターンを用いることで原理的には100%まで整流効率を高めることが可能であると考えられ、こうした展開も考慮して研究を進めていきたい。測定対象の物質のパラメータを正確に評価してから必要なマイクロ波関連部品をの仕様を策定する必要があり、この作業が予定よりも若干遅延したため。主にマイクロ波関連の部品の購入に使用する(ケーブル、コネクタ、サーキュレータなど)。
半導体検出器を用いたRIによる各種動態機能のモニタリングに関する研究

2個のテルル化カドミウム(Cdte),コリメータ,携帯型データ収集装置,無線式データ送受信装置,マイクロプロセッサーからなる携帯型動態機能モニタリングシステムを試作し,それに必要なソフトウエアを開発した.このシステムを用いて以下のごとき臨床応用を試みた.1.運動重荷および各種薬剤負荷前,中,後における左室ポンプ機能の経時的変化を連続的にモニターした.2.手指の寒冷刺激前,中,後の肺血液量の変化を経時的にモニターした.3.体位変換時の左室ポンプ機能の経時的変化を連続的にモニターした.4.体位変換時の脳脊髄液短絡流量の変化を連続的に測定した. 5.レイノー症状を呈する患者で, ^<99m>TC-DTPAを用い,寒冷刺激に伴なう腎血流量の変化を連続的に計測した.運動重荷前後における左室ポンプ機能のように急速に変化する現象も,本システムにより性格にモニター可能であることが確認された.寒冷刺激時,正常者では肺血液量が増加するが,レイノー現象を有する患者では現象するという結果が得られた.背臥位では,脳脊髄液短絡流量が認められない患者でも,頭部を挙上することで短絡流が生ずることが判明した.その他,背臥位,立位では短絡流が認められるにもかかわらず,坐位にて消失する患者もあることが判明した.寒冷刺激時の腎動脈血流量の変化に関しては,目下データを収集中であり,結果は判明していない.以上延べた各種のクリニカルトライアルにより,今回,我々の開発したモニタリングシステムは最初の計画通り患者の動態機能をいろいろな状況下でモニタリングする上できわめて有用であることが確かめられた.従来のカメラ・コンピュータシステムでは,このシステムのような検査の上での柔軟性は得られないので,このシステムの利用によって核医学に新しい分野が開かれるものと期待される.また,患者へのRI投与量も減少指せることができる.2個のテルル化カドミウム(Cdte),コリメータ,携帯型データ収集装置,無線式データ送受信装置,マイクロプロセッサーからなる携帯型動態機能モニタリングシステムを試作し,それに必要なソフトウエアを開発した.このシステムを用いて以下のごとき臨床応用を試みた.1.運動重荷および各種薬剤負荷前,中,後における左室ポンプ機能の経時的変化を連続的にモニターした.2.手指の寒冷刺激前,中,後の肺血液量の変化を経時的にモニターした.3.体位変換時の左室ポンプ機能の経時的変化を連続的にモニターした.4.体位変換時の脳脊髄液短絡流量の変化を連続的に測定した. 5.レイノー症状を呈する患者で, ^<99m>TC-DTPAを用い,寒冷刺激に伴なう腎血流量の変化を連続的に計測した.運動重荷前後における左室ポンプ機能のように急速に変化する現象も,本システムにより性格にモニター可能であることが確認された.寒冷刺激時,正常者では肺血液量が増加するが,レイノー現象を有する患者では現象するという結果が得られた.背臥位では,脳脊髄液短絡流量が認められない患者でも,頭部を挙上することで短絡流が生ずることが判明した.その他,背臥位,立位では短絡流が認められるにもかかわらず,坐位にて消失する患者もあることが判明した.寒冷刺激時の腎動脈血流量の変化に関しては,目下データを収集中であり,結果は判明していない.以上延べた各種のクリニカルトライアルにより,今回,我々の開発したモニタリングシステムは最初の計画通り患者の動態機能をいろいろな状況下でモニタリングする上できわめて有用であることが確かめられた.従来のカメラ・コンピュータシステムでは,このシステムのような検査の上での柔軟性は得られないので,このシステムの利用によって核医学に新しい分野が開かれるものと期待される.また,患者へのRI投与量も減少指せることができる.二個のテルル化カドミウム検出器と携帯型放射能計測装置からのデータをマイクロコンピュータに収集するプログラムを開発した。次に、【^(99m)TC】標識赤血球による心プールからこのシステムを用いて得られたデータをもとに、左室駆出率,1/3駆出率,最大駆出速度,最大流入速度,最大駆出速度に達するまでの時間,最大流入速度に達するまでの時間および心拍数を推定し、表示するプログラムを作成した。このシステムで求めた上記左室ポンプ機能の各種指標とシンチカメラコンピュータシステムによって求めたそれらとを比較検討し、両者間に高い相関々係が成立することを確認した。ニトロール負荷時,カルシウム拮抗剤負荷時,エルゴメータによる運動負荷時,30分間左室ポンプ機能を連続的にモニターし、各種負荷直後における左室ポンプ機能の急激な変化をも正確に追跡できることを確認した。ファントームを用いた試験結果にもとづき、脳脊髄液(CSF)短絡流量を算出するプログラムを開発した。本システムを用いて、背臥位,頭部挙上位,坐位,立位など種々の体位におけるCSF短絡流量の測定を試み、体位の変化により、CSF短絡流量が大きく変化することを発見した。このように任意の体位でのCSF短絡流量の測定は、本システムを用いてのみ可能であり、今後、水頭症の治療に大きく貢献するものと考えられる。今後の課題としては、左室ポンプ機能の長時間モニタリング(特に、普通の生活情況下における)、各種負荷に伴なう肺血液量の経時的変化のモニタリング,運動負荷時の腎機能の変化のモニタリングなどをとりあげる予定である。
歯周病原細菌菌体表面タンパクの心血管系および骨代謝系に及ぼす影響

1)P. gingivalisの血小板凝集活性は本菌が有するプロテアーゼの関与が報告されている。しかしプロテアーゼインヒビターを用いた実験により、プロテアーゼ活性以外の因子が存在することが明らかになった。またその因子は外膜画分に存在することが明らかになった。さらに本菌が有するプロテアーゼ遺伝子の欠損株をもちいた実験により、本菌の代表的プロテアーゼ遺伝子、rgpA, rgpB, kgp遺伝子が血小板凝集活性に必要であることがあきらかになった。rgpA, kgp遺伝子はプロテアーゼ活性ドメインの他に接着ドメインを有することから、このドメインの血小板凝集活性への関与が示唆された。2)RANKLを介した破骨細胞分化における細胞内シグナルを解析したところ、MAPKカイネースERKとp38それぞれの活性化のバランスによって破骨細胞分化が調節されていることを明らかにした。MEK/ERKを介したシグナルは破骨細胞分化を抑制に、一方p38シグナルは促進に働くことが明らかになった。3)歯周病局所で産生される各種炎症性サイトカインの破骨細胞分化への影響を調べた。炎症性サイトカインTNF-αはそれ自体で破骨細胞の誘導能を有するが、そこに初期の炎症性サイトカインであるIL12を共存させると破骨細胞の誘導は抑制された。これはTNF-αがFasをIL12がFasLをそれぞれ誘導することにより骨髄細胞にアポトーシシが誘導されたためであった。さらにRANKLによる破骨細胞の誘導におけるIL12の影響を調べたところ、破骨細胞の分化が抑制された。TNF-αを用いた時とは違い、この抑制効果はFas/FasLを介した細胞死の誘導によるものではない。またこの抑制効果はT cellを介してないことが示唆された。
塩化物気相還元法によるコンデンサー用ナノサイズ金属超微粒子の製造

高性能コンデンサー用のTa粉末を、気相反応を利用して製造するために、ZnおよびTaCl_5を原料とする実験を行った。19年度は原料を何れも気体で供給する方法で行い、コンデンサー用として有望な1μm以下の一次粒子、数数十μmの二次粒子を得た。しかし、気相反応であるために反応容器内全面に付着する粒子、系外に逃散する粒子が多く、数%と低い収率が問題であった。そこで20年度は、溶融塩中で反応を行わせることによって捕集効率の向上を目指した。溶融塩としてはLiCl-NaClおよびLiCl-KCl系を選定した。温度は500700°C、Znは溶融塩の底部に溶融状態で沈めた。これにTaCl_5を飽和させたArを吹き込んで還元反応を行った。TaCl_5濃度は蒸発部の温度を制御することにより調節した。その結果、生成したTa粉末の殆どは溶融塩中に留まり、反応容器の他の部分には付着せず、捕集効率はほぼ100%に近いと推定された。但し、未反応のTaCl_5が系外に逃散するものが多く、総括の収率は25%程度となった。底部のZnとTaCl_5の接触を改善することでより高い収率が期待される。尚、得られた粉末の寸法、形状は気相反応と同様であり、コンデンサー用として有望であると考えられた。研究機関は終了したが、引き続きより良い条件を見出す検討を行う予定である。搬送ガスとしてArを選定し、これにZnおよびTaCl_5に飽和させ、希薄な気体として高温の反応容器内に送り込むものである。そのために独立な3つの加熱部を有し、それらを独立に温度制御できる炉を作製し、これに合わせた石英製の反応容器を作製して実験を行った。試料の蒸気圧を考慮して、Zn加熱部は約600700°C、TaC1_5加熱部は約150190°Cとした。温度変化は化学量論比を制御するためである。これらにArガスを約50ml/minの流速で通じて、反応容器の中央部で衝突させ反応を起こさせた。反応部の温度は何れの蒸発部よりも高い約750°Cとした。反応生成物は反応部の下部にて捕集する構造とした。実験結果として、反応は何れの温度でも充分に起こり、熱力学的な予想通りTaCl_5の還元にZnが有効であることが確認された。また、得られたTaは非常に微細な粉末であり、一次粒子の大きさは1μm以下であった。これらが凝集した二次粒子は数数十μmであり、コンデンサー用として有望と考えられる。問題点としては、二次粒子の粒度分布にはかなりバラツキがあり、これを望みの分布にすることが必要である。また、気相反応特有の問題ではあるが、反応容器壁への付着、搬送ガスに乗っての系外への流出の量がかなりあり、これを減少させて捕集効率を上げることが課題となると同時に、高すぎるTaCl_5の蒸気圧を混合塩にする等の方法で低下させる事も検討する予定である。
ホットクラスター中量子系の時間依存の遷移・確立とそのゆらぎの計算機シミュレーション

超臨界流体中に生成される温度平衡下にあるクラスターの構造と動力学に関しては、現在においても依然として未知のままであり、平成7年度は古典論より出発し、分子動力学シミュレーションによりこれら構造と動力学について詳細な検討を行った。その中で、これまですでに、超臨界流体について実験的に報告されているもののうち、S(Q)やS(Q,ω)など代表的なものについてはその再現を確認した。その上で、実験からは求めることのできない様々な性質について解析した。まず、静的な性質に関しては、クラスターの大きさの分布を求め、それが低温のジェットクラスターにおけるものとは関数形からして異なることを示した。また、クラスター中のボンドパターンは枝分かれ構造が多くバルキーであること、またそれに基づいてフラクタルとしての性質を有することを示した。さらには分子の感ずるポテンシャル場のクラスター依存性等を求め、臨界密度付近においてゆらぎが最も大きくなることを明らかにした。動的性質に関しては、クラスターの生成消滅のダイナミックスとボンドパターンの変化、そして一粒子エネルギーの時間変化などについて明らかにした。特に、S(Q,ω)やエネルギーの時間相関関数に見られた臨界減速の現象に関しては、大きなクラスター中ほど運動の時定数は長く、この大きなクラスターが臨界密度に近いほど多く生成されるために生ずるものである、というこれまでの定性的な説明を、分子論的にまた定量的に示した。
離島、郡部の小中学校への継続的な実験を用いた環境教育支援

1.郡部での活動(1)松浦市内小学校の6年生と5・3年生に夏休み自由研究を23名に分け研究テーマ選択・研究の進め方・まとめ・発表までの合計6回実施。(2)東彼杵郡内小学校の文化祭でリサイクル実験による環境教育を1回実施。2.離島での活動(1)平戸市内小学校で4年6年生に夏休み自由研究支援と環境実験を2回実施。(2)平戸市内の分校の3年6年生におもしろ実験とリサイクル実験を1回実施。(3)平戸市内小学校の6年生におもしろ実験と理科授業の補助実験を1回実施。(4)松浦市内小中学校で小学1年中学3年までに、おもしろ実験と環境実験を1回実施。佐世保市内小学校の自然科学クラブに物作り・環境実験を1回実施。3.アンケート結果理科は好きが74%、自由研究をまたやりたいが67%、自由研究で理科がもっと好きになった51%、好きな分野別は科学実験56%、物作り26%の結果から子供達に理科は支持されていると、考えられる。実験を行ったことで理科が楽しいと感じたものと考察される。環境教育アンケート結果は温暖化を知っている97%、温暖化の進行結果を知っている98%、炭酸ガスを減らす方法を知っているが98%で子供達は環境の変化に危機感を持ち本研究での啓蒙効果が現れている。以上の結果より本研究の目的は概ね達成できた。『参考』少数の教員アンケートだが小学校教員の短期理科実験研修をしたいとあり、今後は子供対象だけでなく教員対象の理科実験力アップ対策も平行して必要ではないかと考える。
EpsteinーBarr ウィルスによるヒトTリンパ球発がんとその機構

研究目的:ヘルペスウイルス群に属するEpsteinーBarrウイルス(EBV)は、in vitroでヒト正常Bリンパ球をリンパ芽球へとトランスフォームし、臨床的にB細胞腫瘍の病因と密接に関連している。しかし、EBVは10^8ダルトンの巨大なゲノムDNAをもち、その機能はまだ十分解明されていないことから、EBVの向リンパ球感染性はB細胞以外にも発揮される可能性が考えられる。本研究は、種々のリンパ増殖疾患におけるEBVゲノムと細胞表面形質両面の検索により、EBV起因リンパ腫瘍の多様性を明らかにし、その感染・ガン化の機構を解明することを目的とする。成績:1)EBVゲノム陽性T細胞リンパ腫の同定:過去1年間に経験した20例のEBV DNA陽性・核内抗原EBNA陽性日和見リンパ腫の表面マーカーを検索し、うちB細胞リンパ腫15例に対してT細胞リンパ腫が4例に認められた。なお、残りの1例は非B非Tの性状を示した。他方、過去1年間にT細胞リンパ腫と同定された進行性鼻壊疽6例のすべてが、EBV DNAおよびEBNA陽性であった。2)Tリンパ球のEBV感受性:次いで、上記のEBV陽性T細胞リンパ腫細胞をflow cytometryによりその表面形質を検索したがEBV吸着レセプターの発現は見られなかった。また、正常Tリンパ球についてもEBVレセプターは検出されず、EBV感受性を示さなかった。以上の成績は、EBVが従来確立しているB細胞腫瘍の起因にとどまらず、T細胞がん原因子としての可能性をも強く示唆するものである。その作用機構を明らかにすることが今後の課題と考えられる。
イネの葉の分化制御に基づくシュートのデザイン

本研究は、モデル植物かつモデル作物であるイネを材料とし、葉の発生に関わる遺伝的メカニズムを明らかにすることによって、シュートの形態形成を制御し、自在にデザインするための基礎を構築することを目的とした。茎頂分裂組織の分化制御機能については、発芽後茎頂分裂組織が扁平化し、枯死するflattened shoot meristem (fsm)変異体の解析を進め、その原因遺伝子はchromatin assembly factorをコードし、細胞分裂G1期で発現することを明らかにした。fsm変異体では、細胞周期が長くなるにも関わらず、葉間期は変わらないため、茎頂分裂組織の細胞が葉原基に消費され、消失すると考えられえる。葉が向軸化するad11の原因遺伝子は、カルバイン様タンパクをコードし、情報伝達に関与すると考えられる。興味深いことに、胚の頂部領域の欠損によりシュートが欠失するshootless3は、ADL1のシビアなアリルであった。pla2変異体の原因遺伝子はRNA binding proteinをコードする遺伝子で、茎頂分裂組織ではなく、葉原基で発現していた。変異体では葉の成熟が早くなっており、PLA2の直接機能は葉の成熟速度の制御であると考えられる。pla2だけでなく、他のpla変異体においても葉が早熟になっており、いずれも植物ホルモンのABA減少していることから、ABAが葉の成熟速度、葉間期の制御に関わっていると考えられる。fib変異体は、維管束の減少、細葉、矯性など多面的な異常を示すが、オーキシンの極性輸送の低化が原因であると考えられた。機能不明なタンパクをコードし、主に、維管束で発現していた。シロイヌナズナの相同遺伝子の変異体もオーキシン極性輸送の変異体と同様の表現型を示すので、FIB遺伝子は、オーキシン極性輸送の新規の因子であると思われる。イネの変異原処理M2集団から新たなシュート変異体のスクリーニングを行った結果、単因子劣性と思われる20-30系統の変異体が得られた。詳細な解析は来年度行う。葉序の変異体であるdecのアリルと思われる変異体を得ることができた。ファインマッピングを進めているが、まだ遺伝子を特定できていない。葉間期の変異体である、pla1,pla2,pla3の解析は順調に進み、いずれの変異体でも葉間期が短くなるだけでなく、葉が早期に成熟することがわかった。このことは、葉原基の分化速度と葉の成熟速度が密接に関連している可能性を示している、pla2の原因遺伝子をポジショナルクローニング法により単離したところ、RNA binding proteinをコードする遺伝子で、トウモロコシのterminal ear 1(te1)のオーソログであった。te1の種子の分譲を受け、表現型の比較をしたところ、必ずしも同一の表現型を示さず、両者の機能は異なっている可能性が考えられた。現在相補性試験と発現解析を進めている。葉のパターン形成に関して、向背軸性が異常となるadl1のクローニングを進めた結果、calpain様タンパクをコードしていた。同様の表現型を示すadl2に関しては、ADL2/adl2 x KasalathのF2種子が得られたので、現在ファインマッピングを進めている。葉の左右性の変異体であるlsyについては、表現型の解析はほぼ終了し、論文にした。植物体の多面的な異常(細葉、葉身の屈曲、維管束の減少、根の重力屈性異常、則根の減少)を示すfib変異体は、オーキシンの極性輸送や感受性の異常も示した。現在オーキシンの定量を進めている。

原因遺伝子単離に関しては、ファインマッピングを進め、近々原因遺伝子を特定できるところまで進んでいる。葉間期の制御機構の解明葉間期が短くなるPLA1は、P450ファミリーの酵素遺伝子であり、葉の成熟を制御することにより、葉間期に影響することを明らかにした。劣性変異体では葉が早熟になり、葉間期が短くなる。PLA1のゲノム断片を導入し、コピー数を上げたところ、葉の成熟が遅れ、葉は大きくなるとともに、葉間期が長くなった。このことは、PLA2の発現量を調節することにより、葉の枚数、サイズの制御が可能であることを示している。また、pla3変異体は、葉間期が極端に短くなるとともに、茎頂分裂組織の消失など多面的な表現型を示す。ポジショナルクローニングにより原因遺伝子もほぼ特定できた。葉の形態形成の制御機構の解析葉のパターンの変異体として、背軸側が向軸側化するadl1,adl2を同定している。adl1の原因遺伝子を単離した結果、カルパイン様システインプロテアーゼをコードしていた。巨大な遺伝子であり、相補性試験は困難なため、アンチセンス植物の作成を行っているが、adl1の表現型を示すものは得られていない。発現は葉の背軸側で見られたが、それ以外に、維管束や根でも見られた。adl2も葉の表皮だけでなく葉肉組織も背軸側が向軸側化するものであり、葉原基は茎頂分裂組織の頂部から分化していた。ポジショナルクローニングを進めた結果、原因遺伝子はプロテインキナーゼをコードしていると予想された。オーキシンを介したシュートの形態形成機構の解析fib変異体は、細葉、重力屈性異常、維管束分化異常など多面的な表現型を示すが、いずれもオーキシンの極性移動の異常によると考えられる。原因遺伝子は、機能不明なタンパクをコードしており、現在その機能を解析している。本研究は、モデル植物かつモデル作物であるイネを材料とし、葉の発生に関わる遺伝的メカニズムを明らかにすることによって、シュートの形態形成を制御し、自在にデザインするための基礎を構築することを目的とした。茎頂分裂組織の分化制御機構については、発芽後茎頂分裂組織が扁平化し、枯死するflattened shoot meristem (fsm)変異体の解析を進め、その原因遺伝子はchromatin assembly factorをコードし、細胞分裂G1期で発現することを明らかにした。fsm変異体では、細胞周期が長くなるにも関わらず、葉間期は変わらないため、茎頂分裂組織の細胞が葉原基に消費され、消失すると考えられる。葉が向軸化するadl1の原因遺伝子は、カルパイン様タンパクをコードし、情報伝達に関与すると考えられる。興味深いことに、胚の頂部領域の欠損によりシュートが欠失するshootless3は、ADL1のシビアなアリルであった。pla2変異体の原因遺伝子はRNA binding Proteinをコードする遺伝子で、茎頂分裂組織ではなく、葉原基で発現していた。変異体では葉の成熟が早くなっており、PM2の直接の機能は葉の成熟速度の制御であると考えられる。
両眼立体視空間における単眼刺激の定位について-両眼捕捉と奥行き起因運動

本研究では,1.両眼捕捉現象に関する実験研究を行った.われわれは,両眼捕捉現象とは両眼刺激とともに提示された単眼刺激の視方向は両眼刺激のそれと同じように変化することを確認した.両眼捕捉現象には両眼刺激の特性(両眼刺激の密度,両眼刺激の幅)が重要な要因であり,単眼刺激の特性(幅)は影響がなかった.(Vision Research, 2005).またわれわれは,2.奥行き起因運動に関する実験研究を行った.両眼捕捉現象が生じるような刺激で融合を保ちながら,側方に頭部を動かすと単眼刺激が動いて見える.この単眼刺激の運動は奥行き起因運動現象の一種と考えられる.本研究で被験者は,単眼刺激の運動量と見かけの奥行きを報告した.その結果,単眼刺激の運動量と奥行き量はほぼ幾何学と一致しており,両者には高い相関があった.これらの結果は,現象的幾何学および,頭部中心視方向という概念で説明できる.このような議論はVision Research(2007)誌上に発表した.同結果は日本心理学会(2006)でも発表している.さらにわれわれは,3)単眼刺激の距離知覚に関する研究,特に単眼刺激と同時に提示された刺激の距離定位に関する研究も行い,遮蔽手がかりは距離の量的手がかりというよりむしろ順序手がかりであることを示唆する結果を得た.その結果はVision(2006)誌に発表した.これらに加え,われわれは4)両眼立体視と頭部運動に関する実験的研究(知覚コロキウム,2008),歴史的研究(Vision, 2007)も行った.本研究では,1.両眼捕捉現象に関する実験研究を行った.われわれは,両眼捕捉現象とは両眼刺激とともに提示された単眼刺激の視方向は両眼刺激のそれと同じように変化することを確認した.両眼捕捉現象には両眼刺激の特性(両眼刺激の密度,両眼刺激の幅)が重要な要因であり,単眼刺激の特性(幅)は影響がなかった.(Vision Research, 2005).またわれわれは,2.奥行き起因運動に関する実験研究を行った.両眼捕捉現象が生じるような刺激で融合を保ちながら,側方に頭部を動かすと単眼刺激が動いて見える.この単眼刺激の運動は奥行き起因運動現象の一種と考えられる.本研究で被験者は,単眼刺激の運動量と見かけの奥行きを報告した.その結果,単眼刺激の運動量と奥行き量はほぼ幾何学と一致しており,両者には高い相関があった.これらの結果は,現象的幾何学および,頭部中心視方向という概念で説明できる.このような議論はVision Research(2007)誌上に発表した.同結果は日本心理学会(2006)でも発表している.さらにわれわれは,3)単眼刺激の距離知覚に関する研究,特に単眼刺激と同時に提示された刺激の距離定位に関する研究も行い,遮蔽手がかりは距離の量的手がかりというよりむしろ順序手がかりであることを示唆する結果を得た.その結果はVision(2006)誌に発表した.これらに加え,われわれは4)両眼立体視と頭部運動に関する実験的研究(知覚コロキウム,2008),歴史的研究(Vision, 2007)も行った.両眼捕捉現象に関する実験研究単眼刺激の視方向に関する実験を行った.刺激はステレオグラムであり,それぞれの半視野は,ランダムドットパターンから構成される上下2つの矩形と,一方の視野のみに提示される垂直線分(単眼刺激)から構成されている.被験者は,刺激を両眼融合したとき,(1)垂線,矩形の奥行きを報告し,(2)下の線分を水平方向に動かし,上下の線分が一直線になるように調整した.その結果,上下の矩形(両眼刺激)間と同様に,上下の垂線(単眼刺激)間にも奥行きが見えた.また,単眼の視方向も両眼刺激のように変化した.単眼刺激があたかも両眼刺激のように振舞った(両眼捕捉現象).本年度の実験結果によれば,両眼捕捉には両眼刺激の特性(両眼刺激の密度,両眼刺激の幅)が重要な要因であり,単眼刺激の特性(幅)は影響がなかった.この結果はVision Research(2005)に掲載された.奥行き起因運動に関する実験研究両眼捕捉現象が生じるような刺激を融合を保ちながら,側方に頭部を動かすと単眼刺激が動いて見えることが報告されている(Shimono, et al.,2004).この単眼刺激の運動が奥行き起因運動現象である.この現象は,刺激と両眼が作り出す幾何学で説明可能である.本年度はこの説明の妥当性を検討するために,両眼網膜像差の大きさ及び観察距離を変数にして実験を行った.被験者の主要な課題は,単眼刺激の運動量と見かけの奥行きを報告することであった.その結果,単眼刺激の運動量と奥行き量はほぼ幾何学と一致しており,両者には高い相関があった.

これらの結果は,現象的幾何学(Gogel,1990)および,頭部中心視方向(Onoら,2002)という概念で説明できる.このような観点にたって,現在論文を執筆中である.奥行き起因運動に関する実験研究両眼捕捉現象(Shimono, et al., 2005)が生じるような立体視刺激の融合を保ちながら側方に頭部を動かすと,その立体視刺激上の単眼刺激は動いて見える(Shimono, et al., 2004).この単眼刺激の見かけの運動は奥行き起因運動現象と呼ばれる.この現象は,融合した立体視刺激と両眼が作り出す幾何学と"両眼性補足"の概念で説明可能できる.本年度はこの説明の妥当性を検討するために,両眼網膜像差の大きさ及び刺激特性(ランダムドットステレオグラムと線ステレオグラム)を変数にして実験を行った.被験者の主要な課題は,単眼刺激の運動量と見かけの奥行きを報告することであった.その結果,単眼刺激の運動量と奥行き量はほぼ幾何学と一致しており,両者には高い相関があった.また,ランダムドットステレオグラムに比較して線ステレオグラムでは奥行きも運動も少なく報告された.これらの結果は,現象的幾何学(Gogel, 1990)および,頭部中心視方向(Onoら,2002)という概念と一致する.この実験結果および議論はVision Research (Shimono, Tam, & Ono, 2007)誌に発表した.歴史的研究本年度は両眼視空間における単眼刺激の空間定位に関するレビューも同時に行っている.まだ完了はしていないが,特に網膜像差手がかりによって生み出される空間(両眼立体視空間)の中での単眼刺激の方向定位と奥行き定位を決定するルールを"炙り出す"ことを目的としている.本年度の成果は,両眼立体視空間に関する論文のレビューの中で,網膜像差の検出が不調である観察者(ステレオアノマリー)の歴史的研究を行ったことである.この成果は,光学(下野)誌上に発表予定である.両眼捕捉現象が生じるような立体視刺激の融合を保ちながら側方に頭部を動かすと,その立体視刺激上の単眼刺激は動いて見える.この単眼刺激の見かけの運動が奥行き起因運動現象である.この現象は,融合した立体視刺激と両眼が作り出す幾何学と"両眼性補足"の概念で説明可能できる.本年度はこの現象の説明原理である現象的幾何学説が垂直方向へも拡大できるかどうかの実験を行った,実験変数は頭部運動(縦方向と横方向)である.被験者の主要な課題は,融合刺激の見かけの運動量と見かけの奥行きを報告することであった.その結果,運動方向は幾何学的予測と一致したが,運動量は縦方向が小さかった.また,本来は制止すべき基準刺激が縦方向の運動条件のときのみ小さかった.この縦方向運動条件における基準刺激の運動を,現象的幾何学の考えを使って予測すると,その予測値は縦方向運動条件における相対的に小さい見かけの運動量とほぼ一致した.このことは縦方向の頭部運動であっても,(運動量が小さい可能性はあるが)奥行き起因現象が生じることを示唆している.この実験結果は,知覚コロキウムにおいて発表した.また本年度は単眼刺激の空間定位に関して文献的研究を行った。空間定位のうち距離定位に関しては、自己中心距離(絶対的距離)に関する文献と相対距離に関する文献に分類し、方向手がかりに関しては自己中心方向(絶対的方向)と相対的方向に関する文献に分類し検討した。検討の結果、距離定位、方向定位の原理と思しき考えにたどりついた。この考えについてはなお考察を続け、本として発表したい。
爆弾低気圧の微細構造とそれに伴う潜熱加熱の低気圧強化における役割の解明

昨年度の研究で示した低気圧中心近傍の前線の微細構造と潜熱加熱、低気圧強化との関係が、これまでに注目した事例とは異なるタイプの低気圧においても働きているのかを調査した。昨年度は日本列島南岸を通過後に東進した事例に着目したが、本年度は日本列島南岸を通過後に北進した事例に焦点を当てた。解析には、雲解像モデルCReSSによる低気圧の高解像度数値シミュレーションの結果と気象庁55年長期再解析データを利用した。北進する低気圧が発達する際に、後屈前線の西端において南北に伸びる前線が形成された。そして、この前線付近で潜熱加熱が生じ、この加熱が低気圧の発達を促すことを確認した。これらの結果は、昨年度の研究で示した結果と整合的である。さらに、北進する低気圧の場合は、後屈前線西端付近で生じた潜熱加熱が低気圧中心を西側へシフトさせることによって、低気圧経路をより日本列島へ近づける働きをすることを示した。このように、低気圧中心付近の前線の微細構造に伴う潜熱加熱は、低気圧発達のみならず低気圧経路にも影響を与えることが本年度の研究を通じて明らかとなった。加えて、北西大西洋の低気圧についても、同様のプロセスが生じていることを確認した。昨年度の研究では、黒潮に伴う顕著な海面水温勾配が低気圧の前線の微細構造の形成へ影響することも指摘した。黒潮と前線構造との関係についてさらに理解を深めるために、CReSSを用いて黒潮域の海面水温分布を変化させる数値実験を実施した。現実的な海面水温を与えた実験では、観測された前線構造の形成を再現した。一方で、黒潮に伴う海面水温勾配を除いた実験は、現実的な前線構造を再現できなかった。さらに、数値実験の結果の解析から、暖流からの顕熱加熱がその前線形成に対して最も大きく寄与したことを明らかにした。これらの結果は、黒潮が前線構造の形成において重要な働きをするという主張を支持する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本年度は、まず、低気圧経路や発達率などを基に研究対象とする急速に発達する温帯低気圧(爆弾低気圧)の選定を行った。選択した低気圧については、観測データ等を活用して基本的な特徴を整理した。そして、雲解像モデルCloud Resolving Storm Simulator (CReSS)を用いて、対象事例の高解像数値シミュレーションを実施した。本年度は、近年、日本付近で最も急発達した2013年1月の事例、太平洋沿岸地域に大雨をもたらした2017年1月の事例に特に焦点をあて、研究を行った。高解像数値シミュレーションの出力データの解析から、以下に記す低気圧システム内部に現れる地表前線の微細構造に付随する潜熱加熱の低気圧強化における働きが明らかとなった。まず、低気圧が急発達する際に、低気圧中心付近の地表付近で南北に伸びる前線の微細構造が形成された。この前線に伴って生じる上昇流には潜熱加熱の生成を強制する役割がある。そして、この潜熱加熱の増加が低気圧中心気圧を低下させることで、低気圧の急発達を促進した。このように、本解析によって、低気圧内部に形成する前線の微細構造が潜熱加熱の生成を介して低気圧強化へ大きく影響することが示された。上記の低気圧発達と微細構造との関係を調査する過程で、低気圧に伴う大雨の発生を説明する新たなメカニズムのアイディアを得ることができた。本研究課題を発展させるために、この観点からも研究を実施した。2017年1月に三宅島で生じた記録的大雨をもたらした低気圧の地表前線を詳細に解析したところ、これまでの低気圧の前線の概念モデルには描かれない前線(アウター前線)の存在が示された。そして、その上に形成される降水バンドが三宅島に大雨をもたらしたことを発見した。さらに、その大雨発生過程における中緯度海洋の役割についても明らかにした。これまでの過去の研究では明らかになっていなかった低気圧発達過程における低気圧内部の前線の微細構造とそれに伴う潜熱加熱の働きについて本年度の研究によって示すことができた。このことから、本課題の研究が着実に進展していると言える。また、低気圧の微細構造に注目したことで、低気圧に伴う大雨発生メカニズムに関する新たな知見も得ることができた。このような当初の予想を超える成果も出始めている。加えて、学術誌や学会等における研究発表を通じて、本年度の研究から得られた成果を研究コミュニティへ積極的に公表している。

このように、低気圧中心付近の前線の微細構造に伴う潜熱加熱は、低気圧発達のみならず低気圧経路にも影響を与えることが本年度の研究を通じて明らかとなった。加えて、北西大西洋の低気圧についても、同様のプロセスが生じていることを確認した。昨年度の研究では、黒潮に伴う顕著な海面水温勾配が低気圧の前線の微細構造の形成へ影響することも指摘した。黒潮と前線構造との関係についてさらに理解を深めるために、CReSSを用いて黒潮域の海面水温分布を変化させる数値実験を実施した。現実的な海面水温を与えた実験では、観測された前線構造の形成を再現した。一方で、黒潮に伴う海面水温勾配を除いた実験は、現実的な前線構造を再現できなかった。さらに、数値実験の結果の解析から、暖流からの顕熱加熱がその前線形成に対して最も大きく寄与したことを明らかにした。これらの結果は、黒潮が前線構造の形成において重要な働きをするという主張を支持する。来年度は、今年度の研究で得られた研究成果をさらに発展させることを試みる。具体的には、まず、本年度の研究で示した低気圧発達における低気圧内部の前線の微細構造の役割の一般性を調べるために、本年度注目した低気圧以外の事例についても調査を行う。次に、低気圧内部の潜熱加熱は、低気圧の発達のみならず経路にも影響している可能性があるので、低気圧の微細構造と低気圧経路との関係に関する研究も実施する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
社会関係資本を通して見た企業不祥事の実証研究

東証一部上場企業の業績をソーシャル・キャピタルの観点からとらえた取締役会の構成の観点から分析した。監査役を含めた取締役会メンバーの生え抜き度を企業の閉鎖性,社長と他の役員との年齢差と社長の在任期間を企業の凝集性の代理変数とした。生え抜き度が高く閉鎖性が高い企業ほど業績はよかった。ただし凝集性が高いと企業の付加価値(主に利益と人件費)率は低下傾向がみられるので,業績のよさは朗度湯者の賃金の削減に起因する部分がある。また,社長の年齢が上がると業績は低下するので,凝集性が常に業績にプラスにはたらくかについては,より綿密な検証を必要とする。平成24年度は,(1)上場企業役員データベース作成,(2)企業不祥事研究会を実施した。(1)データベース2000年及び2010年における上場企業役員データベース作成した。このデータベースから,東証一部上場企業の社長と他の役員との年齢差を算出した。さらに,東証一部上場企業のROA,負債比率,売上高伸び率等の企業パフォーマンス指標を付加し,東証一部上場企業社長データベースを作成した。この社長データベースにより,社会関係資本を考慮した取締役会構成,社長の属性(年齢),企業パフォーマンス等の諸変数間の相関を算出した。データ量が膨大であるため,処理に当初の想定を超える時間を要したが,対象を東証一部上場企業に限ることにしてデータベースを作成し,社会関係資本からみた取締役会の凝集性指標を作成し,企業パフォーマンスとの相関を確認したこの結果をもとに,論文作成(印刷中)した。本研究の目的である,企業の凝集性と企業不祥事との関係について,役員会の凝集性,経営者の属性が企業パフォーマンスに及ぼす影響について分析した。この役員に関するデータベースのほか,2000年以降の企業不祥事データベースを新聞報道などをもとに作成中である。(2)企業不祥事研究会企業不祥事研究会を3回開催した。2012年5月22日,当該年度の研究方法についての打ち合わせを行なった。2012年12月5日,当該年度および来年度の具体的な研究方法等についての打ち合わせと,企業に関するデータ解析の進捗状況報告を行なった。2013年3月15日『組織不祥事ー組織文化論による分析ー』をテーマに専修大学経営学部・間嶋崇准教授に講演をしていただき,その後質疑応答を行なった。また,あわせて本研究に関する論文のドラフトを検討した。1.東証1部上場企業データベースによる分析:2000年及び2010年における東証一部上場企業役員データベース作成し,このデータベースから,役員(取締役・監査役)構成を,社長を中心とした社会関係資本の観点から考察した。具体的には,社長の在任期間,社長と他の役員との年齢差,社長と序列2の役員との年齢差,役員保有株式に占める社長保有株式数の比率,生え抜き度を役員における社長の企業内における社会関係資本の代理変数として算出し,ROA,負債比率,売上高伸び率等の企業パフォーマンス指標との相関(N 2000年1487,2010年1718)をみた。社長と他の取締役との年齢差がひらけばひらくほど業績はよい。つまり,社会関係資本からみたワンマン度があがるほど業績はよい。ただし,社長の年齢は業績とは負の相関がある。また,役員全体の生え抜き度があがると売上高の成長率は低くなる。2.ケーススタディによる分析:東証一部上場企業社長データベースによれば,企業内でのワンマン度の上昇は好業績と相関しているが,これは不祥事を起こしていない企業のケースであるため,個別の不祥事の事例のケーススタディ(イトマン,西武鉄道,カネボウ,東京スタイル)で同様の検証をした。個別企業における時系列データによる相関分析では,企業内でのワンマン度が上がるにしたがい,業績指標が顕著に悪化し,統計的に有意かつ強い相関がみられた。3.企業不祥事データの拡充と社会関係資本の観点からの分析:上記のケーススタディは4社のデータのみを扱っていたが,2000年と2010年に関し,新聞記事から2000年137件,2010年180件,企業不祥事事典から147件,計457件の不祥事事案を採集し,それぞれの企業の社会関係資本(凝集性,開いた組織か閉じた組織か)の観点から分類し,企業不祥事のパターンと社会関係資本との間に関連がみられるかを検討した。平成23年度は、(1)上場企業組織、役員データベース作成、(2)企業不祥事研究会を実施した。(1)上場企業役員データベースの加工は、地方証券市場、新興市場を含めた全上場企業の1990年、2000年、2010年時点での全役員データベースを作成。2000年と2010年時点での全役員の勤続年数、役員在任年数、社長については社長在任年数を算出した。東証1部の主要企業についてはROA、負債比率付加価値率、売上高成長率、付加価値率(過去11年平均)を算出した。

社長在任期は2010年で東証一部8年9ヵ月、二部9年8ヵ月、地方市場9年10ヵ月、新興市場12年であり、新興市場が東証一部よりも大幅に長期であるが、全般に2000年よりは短くなっていることが明らかになった。(2)企業不祥事研究会は、1.本研究グループにおける「全体および今年度の具体的な研究方法等についての打ち合わせ」、2.小俣光文氏(明治大学)テーマ「日本の監査制度における不正への対応について」、3.斎藤憲道氏(同志社大学)テーマ「活力を生む経営管理システムー内部統制システム構築のあり方ー」、4.沼上幹氏(一橋大学)テーマ「組織の"重さ"ー日本的企業組織の再点検」、5.末永敏和氏(龍谷大学)テーマ「会社法ならびに金融商品取引法からみた企業不祥事の考察」、6.関孝哉氏(コーポレート・プラクティス・パートナーズ株式会社)テーマ「議決権行使に関する規制等をめぐる欧米の動向」を講師として招き、計6回開催した。東証一部上場企業の業績をソーシャル・キャピタルの観点からとらえた取締役会の構成の観点から分析した。監査役も含めた取締役会メンバーの生え抜き度を企業の閉鎖性,社長と他の役員との年齢差と社長の在任期間を企業の凝集性の代理変数とした。生え抜き度が高く閉鎖性が高い企業ほど売り上げからみた成長率が低かったが,社長と他の役員との年齢差が広がり,在任期間が長いという意味で凝集性が高い企業ほど業績はよかった。ただし,凝集性が高いと企業の付加価値(主に利益と人件費)率は低下傾向がみられるので,業績のよさは労働者の賃金の削減に起因する部分がある。また,社長の年齢が上がると業績は低下するので,凝集性が常に業績にプラスにはたらくかについては,より綿密な検証を必要とする。また,上記のほか,ケース・スタディとしてカネボウ,イトマン,西武鉄道,東京スタイルの4社についてワンマン経営者が実験を握った期間の業績(ROA,自己資本比率)と,取締役会における社長と他の構成員の年齢差,役員のなかでの社長の株式保有比率との相関を見た。どのケースでも,取締役会でワンマン経営者の取締役会における社長と他の構成員の年齢差,役員のなかでの社長の株式保有比率が上がるにしたがい,ROAと自己資本比率が低下していた。つまり,当該経営者を中心とした凝集性と権力の集中度が高まるほど,企業の収益性と安定性は低下する傾向がみられた。社会関係資本本研究では,分析のために経営者と企業不祥事に関する2つの大規模なデータベースを作成する必要があり,当初の2年間はそのための基礎データの収集とデータベースの設計,データ入力を実施した。当初は新興市場,地方証券市場も含めて全上場企業を対象とし,1990年,2000年,2010年の3ヵ年についてのデータベースの構築を予定していたため,処理にほぼ1年9ヵ月を要したが,対象を東証1部上場企業に絞り,年次も2000年・2010年の両年に絞り,分析のためのデータベースをほぼ構築した。また,昨年度末までに,社会関係資本からみた取締役会の構成と企業パフォーマンスに関する分析を開始している。上場企業役員データベースの作成に1年9か月を要したため,当初計画からほぼ3カ月の遅れがでたが,分析は順調に進み,当初計画における以下の仮説の検証をほぼ終了することができた。
遺伝子改変による非筋細胞ミオシンの機能解析

1)細胞性粘菌のミオシンは他の多くの非筋細胞と同様、重鎖および調節軽鎖がリン酸化を受ける。ミオシン重鎖のリン酸化はC末に近い3つのスレオニン残基で起こる。また、軽鎖のリン酸化は1つのセリン残基で起こる。これらのリン酸化が起こらない次の3種の変異体を用いた。(1)重鎖のリン酸化されるスレオニン残基をすべてセリン残基に置換した遺伝子をミオシン重鎖欠損変異体に導入したもの。この改変ミオシンでは重鎖のリン酸化は起こらない。(2)重鎖の調節軽鎖結合ドメインを欠いた遺伝子を導入したもの。この改変ミオシンでは、調節軽鎖を持たず軽鎖リン酸化による調節を受けない。(3)さらに、両者を欠損させた重鎖、軽鎖ともリン酸化がまったく起こらない変異体を作成した。2)細胞性粘菌のミオシンの頭部のATPase活性に関与する部位の一部を欠損させた遺伝子をミオシン欠損変異体に導入した。この変異細胞は、ミオシン欠損変異体と同じように細胞分裂ができなかった。3)これらの変異体の細胞を微分干渉顕微鏡を用いて、ビデオカメラで取得後、コンピューターによる画像解析により、各リン酸化欠損に伴う細胞の行動や細胞内顆粒の動きの異常を解析した。また、細胞内のミオシン分子の挙動を直接観察するため、蛍光標識したモノクローナル抗ミオシン抗体Fabフラグメントを、エレクトロポレーション法により細胞内に導入して超高感度テレビカメラにより画像取得した。どの変異細胞においても分裂溝への改変ミオシンの局在が観察できた。このことはリン酸化もATPase活性もミオシンが分裂溝に局在するのに必須ではないことを示唆している。4)ATPase活性をもたないミオシンでは細胞内に繊維が観察された。この繊維は中間期の細胞ではほとんど動かないが、分裂に際して正常なミオシンと同じ速度で分裂溝に集合した。
サイズ制御エンドサイトーシス:ドラッグデリバリーの新戦略をめざして

セラソームは、細胞膜モテルとしてのリポソームの構造不安定性を克服するために、脂質二分子膜ベシクルの表面をシリカセラミックスの骨格で被覆した新規の人工細胞膜である。カチオン性の合成脂質から形成され、表面がゾル-ゲル反応によりセラミック(シリカ)架橋されたセラソームは、細胞がエンドサイトーシスでベクターを取り込むのに最適なウイルスサイズ(数十nm)の粒径をもち、遺伝子(プラスミド)と複合体を形成しても、膜融合による形態変化を起こさないことがわかった。これは、従来型のカチオン性リポソームでは遺伝子との複合化によって膜融合を起こしてサイズが増大するのと対照的である。その結果、HeLa細胞やHepG2細胞への遺伝子導入において、これまでのカチオン性リポソームに比べて100倍から1000倍もの極めて高い効率での遺伝子導入が可能になった。このセラソームは細胞毒性も低く、血清存在下でも使用可能であり、細胞にやさしい遺伝子キャリアーとして利用できることが明らかになった。ただし、高濃度条件下ではセラソーム/プラスミド複合体は架橋により巨大化することも明らかになり、今後克服すべき問題として残った。一方、プラスミドの代わりに小さな21塩基対のsiRNAを用いると融合も架橋も起こらず、適正なウイルスサイズを維持する。その結果、セラソームは遺伝子発現を制御するsiRNAのキャリアーとしてきわめて有効であることが明らかとなった。単細胞取り込みの基本過程であるエンドサイトーシスに適したウイルスサイズ(30-100nm)への制御を基盤とする薬物等の運搬系の開発を目標とし、以下の成果を得た。1.セラミックコーティングによる融合抑制:カチオン性のリポソーム(脂質の2分子膜集合体)は核酸(DNAやRNA)の運搬に頻繁に利用されるが、大きな欠点は核酸との相互作用により融合(fusion)し、遺伝子運搬体としては不適な巨大な複合体を形成することである。これを避けるために表面をセラミック(シリカ)被覆で強化したリポソーム(セラソーム)を用いる遺伝子運搬を検討した。セラソームがDNA(プラスミドDNA)やsiRNAとの相互作用において融合せず、従って元のウイルスサイズ(60-70nm)を維持した優れたキャリアであるとともに、毒性も極めて軽微であることが判明した。ただし、高濃度のプラスミドDNAを用いるとセラソームの架橋が起こる。siRNAの場合はこのようなことはなく、したがって、セラソームはsiRNAの運搬体としてはin vivoへの応用が期待できるが、プラスミドDNAのin vivoへの応用には更なる工夫が必要であることが判明した。2.糖クラスター/リン酸相互作用を利用した薬物運搬系のサイズ制御:ゾレドロネートと呼ばれるビスリン酸化合物はアポトーシスを誘起し、乳癌や骨そそう症の治療薬として使われる。アニオン性であるために単独での細胞透過性は良好ではない。このものは大環状の糖クラスター化合物と強く錯化し、10-50nmサイズの複合体を与え、許容のエンドサイトーシスにより効率よく細胞に取り込まれることを見いだした。
アルコール依存症の視床下部-下垂体-副腎皮質系の機能的、形態学的異常に関する研究

われわれはこれまでの研究でアルコール依存症患者においてアルコールの急性離脱期にACTHの過剰分泌を伴わない高コルチゾール血症が出現するが、断酒後1週間以内に消腿すること、また高コルチゾール血症の程度が離脱症状の重篤度と正の相関を示すことを明らかにした。このような高コルチゾール血症の原因として、副腎皮質の肥大の存在を推測している。この仮説の実証のためにアルコール依存症患者のアルコール離脱初期における副腎の肥大ならびにその時間的経過を解明するために本研究を行った。断酒治療目的で入院した男性アルコール依存症患者で、本研究の目的と方法、予想される結果と侵襲等についてインフォームドコンセントの得られた55才未満の者23名を対象にして入院2日目と1カ月目の2回にわたり、採血と腹部のCT検査を行い、副腎の総体積と血漿ACTH値と血清コルチゾール値を測定し、年令をマッチさせた10名の健常男性の各値と比較した。アルコール依存症患者の総副腎体積は健常者と比較して、入院2日目から1カ月目まで高値が持続していた。入院2日目の血清コルチゾールは高値を示し、総副腎体積と正の相関関係を示したが、血漿ACTHは低値を示した。入院1カ月目には血清コルチゾール値、血漿ACTH値ともに健常者の値まで回復していた。これらのことより、アルコール依存症患者では慢性飲酒の結果、断酒直後においては視床下部-下垂体-副腎皮質(HPA)系の機能亢進がみられ、副腎皮質は肥大している可能性が、また、断酒1カ月目においてはHPA系の機能は正常化するが副腎皮質の肥大という形態学的異常はなお持続している可能性が示唆された。