hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子内に強い電子的相互作用を持つフラーレン金属錯体を用いた光機能性分子材料の開発

前年度で合成した.コバルト-硫黄クラスターは電子材料や光学材料,触媒として期待される系であるが,その精密合成手法について知られていることは極めて少ない.そこでフラーレンを補助基として用いた基機能性コバルト錯体創出の研究の過程において得られたフラーレン誘導体の立体的性質に関する知見を利用することで新規コバルト-硫黄クラスター錯体の精密合成に成功し,得られたクラスター錯体の物性も明らかにすることができた-1)特別研究員1年目の研究で見出した準安定コバルトトリカルコゲニド錯体がブタンチオール存在下縮合することで,ダブルキュバン様Co_8S_9構造を中心に有するコバルト-硫黄クラスター錯体が理論収率に対して54%という良好な収率で得られることを見出した.これはコバルト-硫黄系で初めて合成されたダブルキュバン様クラスターであった.クラスター錯体はさらに構造についても単結晶X線回折によって決定され,クラスター錯体の結合状態や価数についても明らかとなった.また,クラスター錯体の選択的な生成にボウル型フラーレン誘導体の立体的な制限が大きく寄与しているものと示唆された.これらはコバルト,硫黄系に限らず,新しい一般的なクラスター錯体の精密合成につながると期待できる結果であった.2)上記研究で得たコバルト-硫黄クラスターの電気化学測定及び紫外可視近赤外光吸収分光測定を行った.その結果,クラスターはCo(II)中心を2つとCo(III)中心を3つ有する混合原子価錯体であることが分かり,また,原子価間遷移に由来する長波長光吸収を示すことも分かった.さらに,磁気測定の結果からそれらのCo(II)中心はともにS=3/2のハイスヒ。ン種であることも分かり,新規ダブルキュバン様クラスター錯体の電子構造や物性について明らかにすることが出来た.研究の過程において,いくつもの発見があり,それらを発展させることで計画以上の進展を得ることができた.高度な光機能を有する錯体系材料の創出を目指し,フラーレンを補助基として用いて光応答性材料に関する基礎的な検討を行った.その過程において,1)特殊な電子構造による芳香族性を有するコバルト錯体,2)芳香族コバルト錯体の特徴を利用したC-H酸化反応,を見出し,3)C-H酸化によって得られるd-π共役系コバルト錯体の物性,について現在検討中である1)特殊な電子構造による芳香族性を有するコバルト錯体:5重付加フラーレン誘導体をボウル型保護基として利用することで,コバルトジカルボニル錯体を出発物質として配位不飽和な四員環性コバルト錯体を選択的に合成できることを見出した.得られた錯体は芳香族性による安定化を受けていることが各種物性測定や磁気遮蔽計算による詳細なキャラクタリゼーションによって明らかとなり,さらにはダイマー錯体のようなクラスター錯体のような特殊な錯体の原料としても有用であることが分かった.2)芳香族コバルト錯体の特徴を利用したC-H酸化反応:上のようにして得られた芳香族錯体は,興味深いことに,C-H酸化反応を経由して種々のd-π共役系コバルト錯体に変換できることが分かった.基質のジスルフィドによって反応点は変わるが,どのケースにおいても,硫黄ラジカルのCoS_3四員環への攻撃が反応の起点と推定され,反応性に関しては,錯体の安定化に関与している芳香族性が硫黄ラジカルの攻撃によって失われたときに,その立体的なひずみが酸化力として開放された結果と考えられる.3)C-H酸化によって得られるd-π共役系コバルト錯体の物性:上のようにして得られた錯体について,現在詳細な物性の検討を行なっている.例えば錯体4は常磁性で,光や酸化還元のような外部刺激によってスピン状態を変えることができる.また,これらの錯体は長波長の光を吸収するLMCTバンドを有しており,これを用いた長波長光誘起電子移動が期待できる.このように,単純な反応から,分子性素子材料として期待できる基本構造を合成できたことは非常に有意義な結果であるため,基礎的な物性の評価を通して,今後の研究につなげてゆく所存である.前年度で合成した.コバルト-硫黄クラスターは電子材料や光学材料,触媒として期待される系であるが,その精密合成手法について知られていることは極めて少ない.そこでフラーレンを補助基として用いた基機能性コバルト錯体創出の研究の過程において得られたフラーレン誘導体の立体的性質に関する知見を利用することで新規コバルト-硫黄クラスター錯体の精密合成に成功し,得られたクラスター錯体の物性も明らかにすることができた-1)特別研究員1年目の研究で見出した準安定コバルトトリカルコゲニド錯体がブタンチオール存在下縮合することで,ダブルキュバン様Co_8S_9構造を中心に有するコバルト-硫黄クラスター錯体が理論収率に対して54%という良好な収率で得られることを見出した.これはコバルト-硫黄系で初めて合成されたダブルキュバン様クラスターであった.クラスター錯体はさらに構造についても単結晶X線回折によって決定され,クラスター錯体の結合状態や価数についても明らかとなった.また,クラスター錯体の選択的な生成にボウル型フラーレン誘導体の立体的な制限が大きく寄与しているものと示唆された.これらはコバルト,硫黄系に限らず,新しい一般的なクラスター錯体の精密合成につながると期待できる結果であった.2)上記研究で得たコバルト-硫黄クラスターの電気化学測定及び紫外可視近赤外光吸収分光測定を行った.

その結果,クラスターはCo(II)中心を2つとCo(III)中心を3つ有する混合原子価錯体であることが分かり,また,原子価間遷移に由来する長波長光吸収を示すことも分かった.さらに,磁気測定の結果からそれらのCo(II)中心はともにS=3/2のハイスヒ。ン種であることも分かり,新規ダブルキュバン様クラスター錯体の電子構造や物性について明らかにすることが出来た.研究の過程において,いくつもの発見があり,それらを発展させることで計画以上の進展を得ることができた.研究の過程において,いくつもの発見があり,それらを発展させることで計画以上の進展を得ることができた.研究業績の概要にも述べたとおり,今後は本研究において得られた結果について基礎的な知見を精査し,その後応用に結びつくような方向性にて研究の推進を目指す.
国家貿易企業に関する貿易理論～民間業者参入と民営化の効果分析～

本研究は国家貿易企業(STEs)に関する1つの問題に解決を見ることを目的としている。その問題とは、途上国はSTEs設立・維持の目的として財の消費者価格の低水準維持を挙げているが、それは自由貿易を通じて実現できるはずなのにもかかわらず、なぜSTEsを保持して貿易をコントロールしようとするのか、ということである。これを考えるために本研究では、消費者利益最大化を目指すSTEとは異なる目的関数を政府が持っているものとしてその問題の解決を図った。結果は、輸入国の供給の弾力性が需要の価格弾力性よりも相対的に大きいと、自由貿易や関税政策ではなくSTEsを保持した方が政府の目的を高められることが分かった。本研究は、国家貿易企業(STEs)という特殊な企業体が持つ貿易政策としての効果を債権とすることを目指す。ここでのSTEsとは財の国内調達や貿易管理を一手に引き受ける存在である。つまり、その存在自体が貿易政策的な効果を持つゆえ、現代のWTOを中心として進められている世界規模の貿易自由化に反した存在だと言える。そうした世界の潮流に反する存在でありながら、なぜ各国はSTEsを保有し続けるのか。STEsの貿易政策的効果を分析したうえで、その問題に解決を与えようというのが本研究の主要な目的である。STEsはその設立にあたりその設立目的をWTOに通達する義務がある。特に、発展途上国のような規模の小さいく国々におけるSTEs設立の目的として挙げられる主なものは消費価格の安定などである。つまり、消費者の利益のために設立しているとも解釈できる。しかし、消費者の利益のためであるならば自由貿易を通じてより安い価格の財を入手すれば消費者余剰も高められるはずであるから、STEsによって貿易介入する必要はないはずである。すなわち、政府がSTEsに期待する真の目的は異なっている可能性があるのである。本研究はその点を掘り下げて考えている。STEsはWTOに通達している通り消費者余剰を最大化する主体である一方、政府は国内の生産者の利益に偏りのある目的を持っているものとして分析を行った。その結果、STEsを持つ輸入小国の供給の価格弾力性が需要の価格弾力性よりも相対的に大きい場合、STEsは自由貿易よりも政府の偏りのある目的を高めることができるということが示された。また、最適関税政策と比べてもやはりSTEsの方がより高い政府の目的を与えることが示された。本研究は国家貿易企業(STEs)という特殊な企業組織が関与する貿易について検討を図った。ここで言っているSTEsというのは財(とりわけ、農産物)の国内調達や貿易管理に携わる主体全般のことを指す。STEsが貿易に関与する以上、その存在自体が貿易政策の一環であるものであり、世界規模の貿易自由化という現代の潮流に反した存在であるのは間違いない。では、なぜそのような存在がいまだに存在し得るのか。本研究はその問題に対する解答を与えることが目的であった。そもそも、WTOメンバーはSTEsの設立・維持の目的をWTOに通達する義務を持つ。報告されている目的の主な例として、発展途上国のような規模の小さい国であれば低い水準で安定した消費者価格の下での財供給などが挙げられる。つまり、消費者の利益にかなう政策の一環としてSTEsを利用しているものと解釈できる。しかしながら、自由貿易を通じてより安い価格で財を輸入すれば消費者余剰は高まるわけであるから、STEsの存在と掲げる目的とは矛盾があるように思われる。この矛盾を解決する1つの案として、本研究は商国政府の目的がSTEs設立・維持の目的と異なる可能性を探った。具体的には、STEsが消費者余剰を最大化するように輸入量をコントロールする一方、小国政府は別の目的関数(生産者余剰に偏りのある社会的余剰)を最大化するように国内生産価格をコントロールする状況を考えた。その結果、輸入小国の供給の価格弾力性が需要の価格弾力性よりも相対的に大きい場合には、自由貿易よりもSTEsという貿易政策の方が政府の目的関数の値をより高めることが示された。さらに、最適関税政策と比べてもSTEsの方が政府にとっては望ましいということも合わせて示された。本研究では、農産物の(1)貿易量コントロール、(2)国内調達、(3)国内販売、に関する排他的権利を有する国家貿易企業(State Trading Enterprise; STE)が持つ貿易政策効果を、政府が生産者利益に偏向的な社会厚生最大化を目的とする場合に焦点を当てて分析することを目指す。とりわけ、申請者がこれまで得ていた「政府はSTEを保有することによって、消費者からの税を財源として生産者に対する補助金を拠出することを偽装できる」という結論が、(i)民間貿易業者参入の可能性、(ii) STEの民営化の可能性、を考慮することによってどのように変わるかについて検討することを目的とした。

しかし、各地での研究報告や学会報告の際、「政府がそもそもSTEを保有するのはなぜか?」「その理由が補助金政策を偽装できるというのは理論的根拠としては弱いのではないか」という指摘を受けた。そこで、まず、前年度ではこの問題点を解消することから研究を再出発することにした。具体的には、(i) STEの保有、(ii)自由貿易、(iii)最適関税政策という3つの選択肢がある中で、生産者利益に偏向する政府がSTE保有を選択するインセンティブを持ちうるかについて検討することにした。得られた結論は、政府の偏向の度合いがあまりにも強くない限りにおいて、STE保有の方が自由貿易よりも政府にとって利益的であるということである。同時に、その偏向の度合いがあまりにも強くなく、かつ、STEを抱える輸入国の需要の価格弾力性が供給の価格弾力性よりも十分大きければ、やはり、STE保有の方が最適関税政策よりも利益的であることが示された。この結果は、過剰な生産者保護に走る先進国に比べて弱い生産者保護をしていると考えられる途上国において、政府はSTEを保有するインセンティブを強く持つということを示唆している。平成23年度の状況報告に記したように、平成23年度に作成していた論文に致命的な欠陥がありそれを修正するのに1年を費やしてしまった。それでも、その欠陥は完全に修正され、若干の記述を検討したのちに国際学術誌に論文を投稿する段階に来ている。また、この作業と並行して、申請した研究目的・研究遂行方法に則りその論文の拡張作業に入っている。【研究実績の概要】で述べたように、前年度は本研究の基礎となる申請者のこれまでの成果の前提(政府はSTEを保有するインセンティブをそもそも持っているという前提)について再検討する必要に迫られた。そのため、前年度は当初予定していた研究計画に進むことができなかった。とはいえ、前年度に検討したことは次年度で行う予定の研究をより強固な理論にし、重要性の高いものにするという意味で必要不可欠なことであったと考えている。ほぼ完成を見た論文を9月にイタリアのバーリで開催される国際コンファレンスで報告をし、そこでのコメントをもとに修正を行った後、国際学術誌に投稿をする予定である。さらに、その論文と並行して行っている研究を以下のように進める予定である。まず、STEsの民営化についての分析を行う。オーストラリアの代表的なSTEsであるAWBが近年民営化された。このようなことが生じるのはなぜか。これを理論的に考える。民営化を考察する手法としては混合寡占理論(公企業と私企業が競争する寡占市場に関する理論)を応用することを考える。混合寡占理論では公企業の民営化を「社会的余剰最大化主体から利潤最大化主体への変化」と解釈する。本研究でも、このようにSTEsの民営化をSTEsの目的の変化としてとらえて分析を図る。ただ、平成24年度の研究によって単純に利潤最大化企業への変化と考えるのには理論的な問題があることが確認できた。これをどう克服するかを考えるのが平成25年度の研究課題の一つになる。次に、STEsが持つ職能の違いがもたらす経済効果を考える。
メタン発酵消化液のエリアンサスへの周年施用によるエネルギー利用型資源循環の構築

エリアンサスの栽培試験は株数が少なく,個体差が激しいことから乾物重/茎数で評価した.5L施肥区10L施肥区とも収穫日が遅くなるほど水分量は減少した.乾物重/茎数は5L区で11月5日に,10L区で12月19日に最大となった.平成29年度に京北のほ場でのサンプリング,分析等が計画通りに進まなかったため,バックアップとして大学近隣の圃場でのソルゴーの栽培試験を並行して行った.エネルギー作物としてソルゴーを選択したのは,エリアンサスでは定植から安定的な収量になるまで3年程度かかるのに対し,ソルゴーでは1年で十分な収量が得られるためである.試験は播種を5月1日,5月17日,6月7日,6月21日,7月12日,8月7日,8月29日の7回行った.施肥量に対する乾物収量を調査するため,1回目から4回目の播種では1平方メートル当たり5L区と10L区を,5回目の播種以降では10L区と15L区を設定した.乾物収量は15L区のものが有意に多いことがわかった.平成31年度の施肥指針を決定するために,ワグネルポットを使用して15Lよりさらに施肥量を増やしたものと比較したが,15Lを超える施肥量では発芽に影響が出ることがわかった.前処理方法については水酸化ナトリウムを使用した熱アルカリ処理によりガス収量が増加すること,塩分阻害の懸念から代替としてアンモニアによる熱アルカリ処理でも同等の効果があることがわかっていた.本年度はコスト削減から消化液中のアンモニア成分に着目し,熱消化液処理を前処理として検討した.その結果,熱消化液処理によってメタン発生量はアンモニアによる熱アルカリ処理に並ぶ程度まで増加した.アンモニア量で約50mg/g-dw以下かつアルカリ度の減少量で約9,000mg-CaCO3/L以上になるような混合率で最大の効率が得られることがわかった.エリアンサスを原料とした連続投入メタン発酵試験を行ったが,未分解の固形分が非常に多いため排出用のバルブが閉塞する現象が発生したため,未処理,および前処理を施した原料での発酵特性の比較ができていない.連続試験用の発酵槽について,排出用バルブおよび排出用の配管の径を大きくなものに交換する改造を行い,連続試験による未処理,および前処理を施した原料での発酵特性の比較を行う.平成30年度は,固形分濃度を10%とし,投入原料をすべてエリアンサスとしたが,発酵槽の改造後においても閉塞する現象が見られた場合,固形分濃度を低下させる,あるいは易分解であることが確認されている米ぬかとの混合消化を行い閉塞を回避する対策をとる.平成27年に定植したエリアンサスについて,7月下旬,8月中旬,9月上旬,10月中旬,11月下旬に収穫し,茎数,茎長,収量,乾物重を調査し,収穫後の土壌に施用量を5t/10a(5t追肥区),および10t/10a(10t追肥区)の2基準でメタン発酵消化液を施肥し,2回目の収量を12月下旬に調査した.1回目の収穫を8月中旬までに行った株については2回目の収穫が可能であったが,それ以降に1回目の収穫を行った株については収穫後の生育は認められなかった.7月下旬収穫の株については10t追肥区で1回目収穫の21.1%の収量(乾物)であったのに対し,5t追肥区では11.8%であった.8月中旬収穫の株については5t追肥区で10.6%,10t追肥区で8.4%であった.1回目の収穫が早く,2回目の生育期間が長ければ施用量を増量することが有効であることがわかった.また,トータルの収量(乾物)は10月中旬が最も多く,2回収穫したものは1回収穫のものより少ないことが明らかになった.エリアンサスを原料としたメタン発酵でのバイオガスポテンシャルを検討するために,バッチ試験を行った.エリアンサスの葉と茎では性状が大きく異なることからこれらを分離して投入した.バイオガスポテンシャルを測定する際は25日間程度でバイオガス発生量が頭打ちとなることから試験期間を25日に設定していたが,今回60日に設定したところ,葉を原料としたメタン発酵でガス発生が収束後に再び発生することがわかった.前処理方法については熱アルカリ処理を検討し,最適条件を明らかにした.ガス発生量は未処理の約1.2倍となったが,これはバイオガスポテンシャルを測定した実験で2段階目に発生した難分解の基質が前処理により早期に分解したものと考えられる.エリアンサスの栽培試験については研究協力者の協力により遂行することとしていたが,本研究採択前に一方的に協力を破棄されたため,当初の計画通りの頻度で行うことが困難となった.エリアンサスの栽培試験は株数が少なく,個体差が激しいことから乾物重/茎数で評価した.5L施肥区10L施肥区とも収穫日が遅くなるほど水分量は減少した.乾物重/茎数は5L区で11月5日に,10L区で12月19日に最大となった.平成29年度に京北のほ場でのサンプリング,分析等が計画通りに進まなかったため,バックアップとして大学近隣の圃場でのソルゴーの栽培試験を並行して行った.

エネルギー作物としてソルゴーを選択したのは,エリアンサスでは定植から安定的な収量になるまで3年程度かかるのに対し,ソルゴーでは1年で十分な収量が得られるためである.試験は播種を5月1日,5月17日,6月7日,6月21日,7月12日,8月7日,8月29日の7回行った.施肥量に対する乾物収量を調査するため,1回目から4回目の播種では1平方メートル当たり5L区と10L区を,5回目の播種以降では10L区と15L区を設定した.乾物収量は15L区のものが有意に多いことがわかった.平成31年度の施肥指針を決定するために,ワグネルポットを使用して15Lよりさらに施肥量を増やしたものと比較したが,15Lを超える施肥量では発芽に影響が出ることがわかった.前処理方法については水酸化ナトリウムを使用した熱アルカリ処理によりガス収量が増加すること,塩分阻害の懸念から代替としてアンモニアによる熱アルカリ処理でも同等の効果があることがわかっていた.本年度はコスト削減から消化液中のアンモニア成分に着目し,熱消化液処理を前処理として検討した.その結果,熱消化液処理によってメタン発生量はアンモニアによる熱アルカリ処理に並ぶ程度まで増加した.アンモニア量で約50mg/g-dw以下かつアルカリ度の減少量で約9,000mg-CaCO3/L以上になるような混合率で最大の効率が得られることがわかった.エリアンサスを原料とした連続投入メタン発酵試験を行ったが,未分解の固形分が非常に多いため排出用のバルブが閉塞する現象が発生したため,未処理,および前処理を施した原料での発酵特性の比較ができていない.エリアンサスの栽培試験については29年度の結果をもとに,試験を行う.エリアンサスの代替となるエネルギー作物としてソルゴーの栽培も29年度に検討したが,栽培を行う圃場までの距離が約30kmと離れていることから十分な管理が困難であった.平成30年度は近隣に圃場を確保したため,エリアンサスの栽培試験も並行して行う予定である.メタン発酵試験は平成29年度に確立した前処理方法を用いて,連続投入試験を行う.当初の予定では,高温湿式のメタン発酵を想定していた.これは,京丹後市で運転中のメタン発酵プラントが消化液利用可能量に原料投入を制限しており,消化液利用が確立することで本来の負荷で運転可能になるという前提で研究を組み立てていたが,当該プラントが閉鎖されてしまい,高温湿式の種汚泥の入手が困難になったことから中温での実験に変更する予定である.連続試験用の発酵槽について,排出用バルブおよび排出用の配管の径を大きくなものに交換する改造を行い,連続試験による未処理,および前処理を施した原料での発酵特性の比較を行う.平成30年度は,固形分濃度を10%とし,投入原料をすべてエリアンサスとしたが,発酵槽の改造後においても閉塞する現象が見られた場合,固形分濃度を低下させる,あるいは易分解であることが確認されている米ぬかとの混合消化を行い閉塞を回避する対策をとる.研究協力者の協力が得られなくなったため,京北の圃場でのサンプリング,分析等が計画通りに進まなかった.そのため一部を繰り越すことにした.平成30年度は,従来の計画に加え大学近隣の圃場でのソルゴーの栽培試験を並行して行うため,繰り越した経費を使用する予定である.連続投入メタン発酵試験用の発酵槽を作成する予定であったが,現在あるもので予備試験を行ったところ配管が閉塞する問題が発生したため,解決のための方策を検討し,発酵槽の改良を設計図面に反映し次年度に作成することとなった.次年度の発酵槽の制作費として使用することとしている.
統合ヨーロッパの多層的政治構造の研究

本研究では、西ヨーロッパにおいて形成されつつある多層的な政治行政構造を、(1)世論調査資料を用いて市民の側におけるアイデンティティーの推移を確認し、(2)地域や連邦をヨーロッパ全体の新しい秩序モデルの構成要素として見る観点から、地域主義運動や連邦制に関する従来の論議を整理、再検討した上で、(3)具体例としてドイツのバ-デン・ヴュルテンベルク州を取り上げ、「地域」がヨーロッパの新しい政治行政単位として定着しつつある点を明らかにすることがめざされた。(2)については、地域(州)・連邦共和国・EUという3つのレベルから構成される秩序を、その形成と機能の観点から仮説的に構成する作業を進めることができた。しかし、(1)の作業については、マンハイム・ヨーロッパ社会研究所の資料を活用できるに至らなかった。ユーロ・バロメーターだけでは、アイデンティティーの推移を正確に確認することはできなかった。さらに、ドイツは、欧州統合と同時に東西ドイツの統一による急激な社会変化をも経験しつつあるので、(3)について欧州統合の文脈だけを取り出し、州の動向を跡付けることが困難であることも判明した。したがってまず、統合の中にある新しいドイツ連邦共和国の政治構造の変化を素描する論文(そのアウトラインは、「新しい連邦共和国のゆくえ」『UP』1995年2月号、19-23頁として発表した)を今年度中にとり纏め、その後に(1)と(3)の作業を継続していきたい、と考えている。
プラズモンセンサを用いたナノトライボロジーの研究

Ag直粒子をサファイヤ基板に埋め込むことにより耐摩耗性を付与した透過型プラズモンを作製し、10N以上の大荷重で摺動試験を行い、表面増強ラマンスペクトルとして通常ラマンスペクトルに比べ370万倍の超高感度で摺動中の試料表面と摺動界面の化学構造の時間分解測定を行った。その結果、ダイアモンドライクカーボン膜の場合は、摩擦力が増加すると欠陥のDピークが増加することから表面が活性化することが明らかになった。また鋼材の場合、カーボン成分のアンチストークス/ストークス強度比から測定した摺動温度は、摺動直後から650°Cに上昇しカーボン成分が酸化により減少することが分かった。またZDTPで潤滑した鋼材の場合、温度は350°C程度に低下したがトライボケミカル反応によりポリリン酸鉄からなる膜が形成され、摩擦が下がることを時間分解能100ミリ秒で測定することに成功した。さらに未知のピークが出現することから、まだ報告されていない成分が形成されることが分かった。またベースオイルとして使われているPAO(ポリαオレフィン)やパーフロロポリエーテルなども、摺動により分解することが分かった。さらに超高感度EMCCDカメラで摺動中の画像と表面増強ラマンの観測点の同時測定を行い、摺動子の動的挙動とスペクトルの関連を明らかにすることができた。その結果スペクトル変化は、主として表面の摩耗と関連があることが明らかになった。さらに、可変レーザーパワー機構を開発し数nmの極薄の潤滑膜や固体薄膜の耐熱特性を調べ、上記の潤滑膜や固体表面の加熱化学構造変化を観察したところ、ほぼ摺動中の化学変化と一致し、トライボ化学反応の多くが摩擦熱による化学反応であることを見いだした。本研究は、トライボロジー現象(摩擦・摩耗・潤滑)を摺動時の"機械的な挙動と化学構造の変化を同時にその場観察"することにより、"接触界面から界面直下の領域の応力と物質の動的挙動をナノスケールで明らかにする"ことを目的とする。新手法はラマン散乱光を数桁増強する球面の透明摺動子を試料表面で摺動させ摺動子背面から励起光を接触点に照射し、界面近傍から散乱する増強ラマン光により界面の化学的構造および温度の同時測定を行うとともに、摩擦力、荷重、および摺動子跳躍などの機械的挙動を精密に同時測定する。空間分解能は面内方向50nm,深さ方向0.1nmで測定が可能であり、1ms(1KHz)までの高速測定が可能である。例えば摺動に伴うダイヤモンド状炭素や各種潤滑油の化学構造と機械的特性の関係を動的かつナノスケールで明らかにする。今年度は、10N以上での大荷重摺動装置とラマン分光機と組み合わせて、機械物性と化学構造の同時測定装置を開発した。次にSiとサファイヤ摺動子を摺動させラマンスペクトルと摩擦力、荷重、摩擦係数の同時測定を行った。その結果、摩擦の低い状態でもSiから700°Cを超えるフラッシュ温度が観察され、そこではSi単結晶が非晶質に転移していることがわかった。一方、サファイヤ摺動子に結晶変態はなくフラッシュ温度も観察されなかった。この結果は、フラッシュ温度は結合が切れることにより生じることが推測できる。なお、本実験は100msの現象をとらえており、フラッシュ温度は高速の現象であることがわかった。また温度は摩擦力とは無関係であり摩擦熱では説明できない。今回開発した、大荷重摺動装置とラマン分光装置を組み合わせた装置は、Siからのフラッシュ温度が観察された等で極めて有効な装置であることを実証した。今年度は、10N以上での大荷重摺動装置とラマン分光機と組み合わせてDLC膜の化学構造が摺動中に欠陥を反映するDピーク強度が増加することが分かった。また鋼材に塗布した硫黄系極圧添加剤(DTDDS)の摺動中の化学構造変化の測定に成功した。DTDDSは鋼材表面と反応して反応膜を形成して摩擦力が安定すること、また反応膜が形成されている間は摩擦力が安定し、反応膜が消失する時に摩擦力の変動が大きくなることを確認した。また偏光ラマン測定によりDTDDSのジスルフィドが鋼材表面の摺動方向に配向していることが分かった。また高速CCDモニターと組み合わせて摺動中の摺動子の変動画像とラマンスペクトルの同時観察に成功した。これによりトライボロジー界面での現象の精密観察が可能となった。今回開発した、大荷重摺動装置とラマン分光装置を組み合わせた装置は、摺動中におけるDLC膜の化学構造変化や鋼材表面の潤滑油中の極圧添加剤の化学構造変化などトライボロジー動的界面のオペランド(実動下)測定に成功した。

Ag直粒子をサファイヤ基板に埋め込むことにより耐摩耗性を付与した透過型プラズモンを作製し、10N以上の大荷重で摺動試験を行い、表面増強ラマンスペクトルとして通常ラマンスペクトルに比べ370万倍の超高感度で摺動中の試料表面と摺動界面の化学構造の時間分解測定を行った。その結果、ダイアモンドライクカーボン膜の場合は、摩擦力が増加すると欠陥のDピークが増加することから表面が活性化することが明らかになった。また鋼材の場合、カーボン成分のアンチストークス/ストークス強度比から測定した摺動温度は、摺動直後から650°Cに上昇しカーボン成分が酸化により減少することが分かった。またZDTPで潤滑した鋼材の場合、温度は350°C程度に低下したがトライボケミカル反応によりポリリン酸鉄からなる膜が形成され、摩擦が下がることを時間分解能100ミリ秒で測定することに成功した。さらに未知のピークが出現することから、まだ報告されていない成分が形成されることが分かった。またベースオイルとして使われているPAO(ポリαオレフィン)やパーフロロポリエーテルなども、摺動により分解することが分かった。さらに超高感度EMCCDカメラで摺動中の画像と表面増強ラマンの観測点の同時測定を行い、摺動子の動的挙動とスペクトルの関連を明らかにすることができた。その結果スペクトル変化は、主として表面の摩耗と関連があることが明らかになった。さらに、可変レーザーパワー機構を開発し数nmの極薄の潤滑膜や固体薄膜の耐熱特性を調べ、上記の潤滑膜や固体表面の加熱化学構造変化を観察したところ、ほぼ摺動中の化学変化と一致し、トライボ化学反応の多くが摩擦熱による化学反応であることを見いだした。今後は開発した装置をさらに活用し、潤滑状態でのその場観察、接触界面の測定など摩擦、摩耗状態での化学構造変化を精密観察しトライボロジーのメカニズムの解明に挑戦する。今後は開発した装置をさらに活用し、ゴム材などの高分子材料やさまざまな極圧潤滑剤やDLC膜などのオペランド観察、接触界面の測定など摩擦、摩耗状態での化学構造変化を精密観察しトライボロジーのメカニズムの解明に挑戦する。
19世紀日本関係古写真の調査収集と解析による年次的研究

国内外の19世紀の日本関係古写真コレクションを対象に、出所・伝来が明確で撮影者や撮影状況、入手経路がはっきりするなど、写真史料の基軸標本となりうるコレクションを発掘して系統的な調査を行い、デジタル画像の収集と書誌データの作成を行った。これにより、これまでの古写真の鑑定基準に代わって、一定の歴史科学的な根拠を確定することができた。とくに在外日本関係古写真は、本邦未公開のものがほとんどであり、この成果は写真史・日本史双方の学界に大きく貢献することができる。本研究は、国内外の日本関係古写真コレクションを対象に、基本的かつ特徴的なコレクションを新たに発掘してデジタル画像収集と解析を目的としている。本年度は、すでに用意した所在情報および予備調査の結果にしたがって優先順位をつけ、以下の日本関係古写真コレクションのデジタル画像を収集した。また、海外から専門研究者を招聘し、2回の古写真研究会を開催した。〔国内〕伊豆韮山江川文庫(幕府代官江川太郎左衛門)の古写真調査をおこない、新規収集データ736点を整理して、書誌データを作成。〔海外〕ロシア:クンストカーメラ(ロシア科学アカデミー民族学人類学博物館)で19世紀の海軍提督ポポフの古写真コレクションを調査し、デジタル画像データ88点を収集。イギリス:大英図書館所蔵Wilhelm Burgerコレクションの調査。王立アジア協会所蔵Howellコレクションを調査・デジタル撮影し、画像データ264点収集。大英博物館所蔵Beatアルバム、Stillfriedアルバム、The Japan Punclhを調査・デジタル撮影し、画像データ500点収集。オランダ王国:陸軍博物館所蔵19世紀写真技術書の書誌調査及びデジタル撮影し、画像データ371点収集。貨幣博物館所蔵文久二年竹内遣欧使節団アルバムと使節団ネームリストを調査・デジタル撮影し、画像データ64点収集。Gelderland図書館所蔵van den Broekコレクションの書誌調査及びデジタル撮影し、画像データ754点収集。オランダ海洋博物館所蔵Polsbroek写真アルバムの調査・顕微鏡を利用したプリント技法解析を行い、顕微鏡画像データ54点収集。収集した日本関係古写真画像データは、いずれも本邦未紹介のものである。〔古写真研究会〕オランダ海洋博物館ヨーストスホーケンブルック主任学芸員「東への窓-ポルスブルックの日本外交1857-1869」、ボン大学パンツァー名誉教授「視覚資料に見る明治時代の日独・日墺関係について」。申請時に用意した所在情報および前年度の予備調査の結果にしたがって優先順位をつけ、以下の日本関係古写真コレクションのデジタル画像を収集した。また、伊豆韮山江川文庫での古写真調査の成果として公開研究会を東京大学史料編纂所付属画像史料解析センターとの共催で開催した。〔国内〕伊豆韮山江川文庫(幕府代官江川太郎左衛門)の古写真調査をおこない、新規収集データ1094点を整理して、書誌データを作成。〔海外〕イギリス:大英図書館所蔵Wilhelm Burgerコレクションを調査し、画像デジタルデータ57点を収集。オランダ:王立図書館所蔵マイクロフィルムより、19世紀の写真技術書GUSTAVE LE GRAY「PRACTICAL TREATISE ON PHOTOGRAPHY UPON PAPER AND GLASS」の書誌情報を入手。その後の研究で、本書は史料編纂所所蔵の国宝島津家文書にある、島津斉彬が実際に使用したと考えられる「写真鏡小説第二編」の原著であることが判明した。オーストリア:1869年(明治2)に来日したオーストリア・ハンガリー帝国東アジア遠征隊の随行写真家Wilhelm Burgerが、帰国後の1871年に皇帝フランツ・ヨーゼフ1世に奉呈した写真アルバムとオリジナル湿板写真ネガからなる写真コレクションの画像データ247点の収集と技法調査を行った。その結果、BurgerコレクションにはBurgerが自ら撮影した写真ネガだけでなく、日本国内には多くは現存しない長崎の上野彦馬や横浜の下岡蓮杖の湿板写真ネガ原板が多数含まれていることが、現像技法の違いから明らかとなった。この成果は、朝日新聞文化欄(2010.11.23)において紹介されるなど、社会的にも関心が持たれており、今後の更なる調査研究が期待されるものである。〔古写真研究会〕2010年12月17日に、史料編纂所大会議室において公開研究会「江川文庫古写真コレクション調査報告」を開催し、文化財指定を視野に入れた調査研究の成果を公表した。参加者は学内外から約50名であった。

また、オーストリアのバード・アウスゼー郷土資料館における古写真調査の成果として、ミヒャエル・モーザー(Michael Moser1853-1912)コレクションによる古写真展を東京大学史料編纂所付属画像史料解析センターとの共催で開催した。〔国内〕伊豆韮山江川文庫(幕府代官江川太郎左衛門)の古写真調査をおこない、新規収集データ127点を整理し、書誌データを作成。その内容は、静岡県教育委員会発行『江川文庫古文書史料調査報告書7』に反映された。〔海外〕オーストリア:1869年(明治2)に来日したオーストリア・ハンガリー帝国東アジア遠征隊の写真家の一人である、Moserの湿板写真ネガコレクション247点のデジタル化と技法調査を行った。その結果、日本発の写真入り英字新聞『The Far East』のネガ、また1873年のウィーン万博出品品を撮影したネガなど、使節団の離日後も一人日本に留まりMoser自身が撮影・収集したネガからデジタル反転処理することにより、明治初期の日本の姿を鮮明な画像として蘇らせることができた。この成果は、朝日新聞社会欄(2012.1/29)において紹介され、社会的にも関心が持たれた。スイス:ヌーシャテル民族学誌博物館の調査を行い、1863年に条約締結のために来日したスイス特派使節アンベールAimee Humbertのコレクションのデジタル化と目録化を図った。アンベールは条約締結後に帰国し、1870年に"Le Japon Illustre(日本図絵)"を出版したことで有名である。『日本図絵』は、476点におよぶ豊富な挿入図版で知られ、西欧各国で幕末の日本と日本人に関するイメージを形づくって来た。その挿入図版のもとは、未整理の古写真145点とアンベールにより博物学的に分類された画像資料2631点である。イギリス:日本協会所蔵のBeatoコレクションなどを調査し、画像データ105点を収集。ロンドン大学のDu Pinコレクション37点の画像データを収集した。〔古写真展示会〕2012年2月2021日に、史料編纂所展示ホールにおいて「オーストリアの写真家モーザー・コレクション展-ガラスネガから復元する明治初期の日本-」展を開催した。見学者は学内外から約420名であった。
カーボンナノテューブを用い光・電子ディバイスの作成と評価

半導体単層カーボンナノチューブ(SWCNT)が非線形光学特性を示す、SWCNTの励起緩和過程はフィムト秒範囲で起こり、SWCNTの吸収スペクトルと光通信の範囲(800-1600nm)が位置するので光導波管光スイッチングデバイスを作製と評価を研究しました。本研究に関連する成果は、米国Applied PhysicsLetters雑誌に発表(雑誌論文発表1件)、フラーレン・ナノチューブ学会等(国内・国際学会3件)に発表、プレスリリースも発表しました(新聞記事3件、平成20年6月11日、化学工業日報、日経産業新聞、日刊工業新聞)。1)「カーボンナノチューブ(CNT)とポリマー複合材料の合成と光・電気特性の評価」世界初、polyfluoreneポリマーを用いて選択的に半導体CNTを抽出することに成功した。具体的にはCNT粉末(Hipco, CoMoCat)をpolyfluoreneポリマー(PFO)中に分散、抽出する技術を開発した。先ず、超音波分散機(100W、5分)を利用してCNT粉末をpolyfluoreneポリマー中に分散する。更に、超遠心分離機(15万g、1時間)を使用し、うわずみ液中に選択的に分離された半導体CNTを抽出することに成功した。この結果は学会発表され、論文にも提出された。CNT-polyimideポリマー複合材料の薄膜はspin-coating方法で作製した。この薄膜を電子リソグラフィ(EB)とイオンエッチング(RIE)で加工し、光導波管(高さ:1-5μm、幅:5-10μm、長さ:0.5mm-1mm)を作製した。光電気特性の評価や光導波管の設計は現在進行している。この研究は、産総研のナノテクノロジー研究部門(Dr.南信次)と共同研究として行っている。2)「SWCNTの電気光学効果の評価システム」の開発。電気光学効果のメカニズムを解明するために評価システムを開発した。様々なステージ、レンズ、プリズム、ズームレンズ、フォトダイオード、レーザ、ファイバアッセンブリ等を利用して評価システムを立ち上げた。CNT-ポリマー薄膜の電場変調吸収スペクトル(200-1600nm)の測定と分析を行っている。3)光導波管の設計や特性を解明するためにIEF研究機関(フランス、Dr. Vivien)との共同研究光導波管の設計や特性を解明するためにIEF研究機関(フランス、Dr. Vivien)でシミュレーションを進めている。
育児期の親のエンパワメント尺度の開発ーエンパワメントのプロセスに焦点をあててー

2018年度は夫婦6組を対象に育児期のエンパワメントに関するフォーカスグループインタビューを実施。母親と父親の育児に関する状況とエンパワメントについて確認する事ができた。文献を対象とした概念分析の結果とインタビューの結果を統合し、質問紙(育児期の親のエンパワメント尺度案)を作成した。また、作成した質問紙の内容を開業助産師、研究者等に内容の妥当性を確認した。今後、予備調査として母親・父親400名に配布し、本調査を実施していく予定である。2018年度内に予備調査を終えて本調査を実施する予定であったが、教員の退職等により業務が多忙となり、研究を遂行する時間をなかなか確保することが難しく予定通りに遂行できなかった。現在、質問紙の印刷作業を行い、予備調査の実施に向けて準備中である。予備調査のフィールドは確保でき、母親・父親200名程度の回収を行える見込みである。内容の妥当性を確認し、尺度項目を修正した後に本調査を実施予定。予備調査を実施しながら本調査の実施施設をさらに開拓し、なるべく年度内に調査を終了できるように遂行する。2017年度は、研究の初段階として育児期の親のエンパワメントについて、概念分析を行った。抽出された内容をセルフエンパワメント・ピアエンパワメント・コミュニティエンパワメントに分類し、それぞれの属性、先行要件、帰結を明らかにした。この内容については、2018年3月に日本助産学会にて学会発表を行った。育児支援においては、セルフエンパワメントの状況と、ピア・コミュニティエンパワメントの相互作用が重要である事が明らかになったため、尺度を作成する際には、その点にも着目した内容とする。今後、育児期の親(夫婦)にフォーカスグループインタビューを実施し、育児期における親のエンパワメントの実際について、内容の妥当性を確認する。2017年3月にインタビューガイドを作成し、研究倫理審査委員会の承認を得た。2018年度4月には、インタビュー調査の研究協力も得られたため、今後インタビューを実施する予定である。その後、概念分析とインタビュー結果から尺度の原案を作成し、研究を遂行する予定である。当初の計画では、2017年度中にインタビューまで終了している予定であったが、概念分析と研究協力者の確保に時間を要し、予定通りに推進することが出来なかったため、やや遅れている。今年度中には尺度を完成させ、本調査を実施できるように、実施候補施設への協力依頼も行っていく予定である。現在、インタビューを計画的に進めている。尺度の原案ができてから、200名程度のプレテストを実施する予定である。また、本調査では700名程度の配布を実施するため、研究協力を得られる中規模以上の病院の候補施設への協力依頼を行い、本年度中には、病院等の倫理審査の承認を得て調査をできるように研究を遂行していく。現時点では、2施設において研究協力者の確保ができている。施設への協力依頼は、調査項目が完成してから実施する予定である。2017年度にインタビューを実施する予定であったが、実施に至らなかったため、謝金等の使用が0となった。次年度の予算と合わせ、次年度に使用する予定である。研究計画では予備調査まで終了する予定であったが、予備調査の実施までできなかったため、繰越金が生じてしまった。次年度に予備調査を本調査を実施するため、計画的に遂行できるように努力する。
培養皿の培養面に塗布した機能物質よる多性幹細胞(ES・iPS細胞)の分化制御

本研究では、培養面にコーティングした機能物質より、多能性幹細胞(ESやiPS細胞)に由来する胚様体(embryoid body : EB)の分化状態をコントロールすることを試た。EBのサイズについては、機能物質の種類関わりなくほぼ同じ大きさとなった。0. 5%-および10%-PLで形成したEBでは心筋への分化率が低く、MPCでは分化率が高かった。中胚葉系マーカー遺伝子α-MHCおよび内胚葉系のマーカ遺伝子TTRの発現率は、MPCにおいて高く、PLでは低かった。しかし、継代培養時の細胞状態が、EB形成に大きく影響するため、培養表面の機能物質影響を正確に評価することは困難であった。このため、実験に供する細胞の質をコントロールすることの重要性が再認識された。本研究では、接触角の異なるコート剤に被覆された培養面が、EBの形状及び細胞の分化に及ぼす影響を検討した。2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンからなるリン脂質ポリマー(MPC)、負に荷電しているMPCポリマー(Negative charge ; NC)、10% Pluronic F127(10%-PL)、および0.5% Pluronic F127(0.5%-PL)を96-Well丸底プレートにコートした。ここにmES細胞(129/svev)を1000cells/wellとなるように播種し、5日間の浮遊培養を行い、EBを形成した。また、同時に1000cells/50μlでハンギングドロップ(HD)法によりEBを形成した。形成されたEBを接着培養し、拍動を伴った心筋の発生を確認した。また、形成されたEBの遺伝子発現をRT-PCRにより解析した。1.EBの形態的特徴EBの大きさ:各条件ともEBを形成し、ほぼ同じ大きさのEBが形成された。EBの円形度:培養5日目のEBの形状(円形度)を測定した。10%-PLにて形成したEBでは培養5日目においても球形を維持していた。2.接着培養後のEBの拍動率接着培養3日目において0.5%-,10%-PLコートで形成したEBでは拍動率が低くなり、一方、MPCコートでは、高い拍動率を示した。3.培養5日目EBにおける遺伝発現解析RT-PCRにおいて、HD法で形成したEBのみSoxlの発現が確認できなかった。また、中胚葉系のα-MHCおよび内胚葉系のTTRの相対発現率は、MPCコート及びHD法において比較的高く、PLコートでは低かった。接触角と分化傾向の関連性は見られなかった。本研究では、培養面及び機能物質が全く関与しない系として、懸滴内での胚様体(EB)形成を種々の条件下で行った。すなわち、液滴量と初期細胞播種密度を種々組み合わせた条件を設定し、そのEBへの影響を「単位体積当たりの気液界面積」という視点で系統的な解析を試みた。EBの大きさ(形成3日目)に関して、同じ初期播種細胞数においては、気液界面積の違いによる影響は見られなかった。しかし、内中胚葉への分化傾向は、同じ初期播種細胞数においても気液界面積による違いが現れた。これよりEB形成段階の初期条件がES細胞の分化に影響を与えることが強く示唆された。3日間形成されたEBでは、初期播種細胞数が同じであれば形態的には同じEBができる。しかしながら、懸滴量が異なることによってES細胞の分化傾向に違いが生じた。その要因として、細胞密度が酸素供給や栄養供給への影響が考えられた。したがって、機能物質の真の影響を明らかにするには、初期条件の統一が必要であることが示唆された。次に、機能性物質を添加して、その影響を調べた。機能性ポリマー10種類を0.1%(w/v)含むEB形成培地を用い、丸底96-well plateにてEB形成を行った。その結果、添加したポリマーの種類に関わらず細胞は同様に伸展したため、ポリマー添加による影響は確認できなかった。以上の結果より、ES細胞の分化指向性は、機能性ポリマーからの影響よりも細胞密度や培地の条件によって、より強く影響を受けることが阻らかとなった。本研究では、培養容器表面に配した機能物質により、多能性幹細胞由来胚様体(EB)の分化状態を任意にコントロールすることを目指した。また、ES細胞とiPS細胞の機能物質に対する応答性の違いについても検討することにした。培養表面がEBの分化状態に影響することは明らかになったが、分化状態をコントロールするには、なお検討が必要であった。ES細胞とiPS細胞では、同じマウス由来の細胞であっても、機能物質に対する応答性は異なった。

その応答性の違いは、ヒトiPS細胞とマウスES細胞ではさらに大きく異なり、マウスES細胞の結果をもって、ヒトiPS細胞への機能物質の影響を推定することは不可能であることが示された。また、EB形成以前の細胞の状態、すなわち継代培養時の細胞の状態(未分化性や活性)が、EB形成に大きく影響するため、培養表面の機能物質の影響を正確に評価することは困難であった。このため、細胞の継代培養の条件を厳しく設定し、実験に供する細胞の質をコントロールすることの重要性が再認識された。継代培養の管理はヒトiPS細胞においては特に重要で、実験の再現性を得るには、継代培養の改善が不可欠である。継代培養を不安定化する要因の一つとして、フィーダー細胞との共培養が考えられたので、次に、フィーダーフリーの培養に適する培養表面について検討した。独自に開発した培養面を、すでに市販されている培養面と比較検討した。その結果、数種の試作品において、未処理の培養面にくらべて細胞接着性の改善がみられたが、フィーダーフリーの継代培養が実現できるレベルは達成できなかった。試験した市販品サンプルの内、最も良好な結果を得たサンプルは実用的なレベルにあることを確認した。今後は、この市販品サンプルを開発目標とすることにした。以上のように、多能性幹細胞の分化制御については、最も応用が期待されるヒトiPS細胞において依然として課題が多く、今後さらなる検討が必要である。
網膜属性における変異遺伝子の解析

この3年間におよそ200余家系の網膜色素変性および網膜脈絡膜関連の疾患について、候補遺伝子アプローチにより、変異の検索を行い、いくつかの疾患についてその原因遺伝子の変異を見出した。また、研究の成果を少しでも患者に還元したいと、変異の種類(遺伝子型)と臨床所見(表現型)との関連を調べ、予後の予測を試みてきた。3年間で得られた結果は、網膜色素変性についてはロドブシン、ベェリフェリン/RDS遺伝子、アレスチン、β-cGMP PDE遺伝子などの解析を行ったが、候補遺伝子の数が多く、簡単に変異を見出すことは困難であることがわかった。コロイデレミアについては19家系22名の男性患者と5名の女性保因者にREP-1(Rab escort protein-1)遺伝子に15種の変異を見出した。変異の全てはナンセンス変異、数塩基の欠失あるいは挿入で、いずれもストップコドンあるいはフレームシフトを生ずるものであった。変異の位置および種類と臨床所見との関連は認められなかった。X連鎖性網膜分離症については12家系15名の男子患者と3名の女性保因者にXLRS1遺伝子に8種の変異を見出した。これに関してはコロイデレミアと異なり、1例のナンセンス変異を除いてはずれもミスセンス変異であった。この疾患についても変異と表現型との関連は認められなかったが、コロイデレミアとX連鎖性網膜分離症についてはかなり高い確率で変異が見出されることから、確定診断のために極めて有効と考えられる。レーベル先天盲の8家系10患者についての網膜特異的なguanylate cyclase遺伝子の変異の解析も行っているが、こちらは現在までのところ変異は見出されていない。一方、レーベル視神経萎縮症に対するミトコンドリアDNAの変異の検索はほぼルーチンに検索が行える体制が完備して、極めて有効に診療に役立っている。わが国における定型、非定型の網膜色素変性および関連疾患について、候補遺伝子アプローチにより、これらの疾患の原因遺伝子を解明すると共に、変異の位置や種類と臨床所見との対応および予後の推測を行うことを念頭に、遺伝子解析と臨床所見の詳細な検討を行っている。本年は、さらに20名の常染色体優性の非定型網膜色素変性について、ロドプシンとペリフェリン/RDS遺伝子の解析、20名のコロイデレミア患者のCHM遺伝子の解析を行った。結果は前者については、今のところロドプシン、ペリフェリン/RDS遺伝子いずれについても変異は検出されていないが、コロイデレミア患者に関しては20名中14名にCHM遺伝子の変異が見出された。変異の種類はさまざまで、6種の点変異(いずれも終止コドンとなる)、2種の塩基の欠損(2bpと4bp)、一種の1塩基の挿入、およびエクソン終了シグナルの変異の計10種であった。これらは欧州、カナダで報告された変異とは異なるものであった。現在、家系との連鎖、臨床所見との対応を検討している。一方、試料の蓄積、臨床所見の詳細な検討を行っており、新たに47検体の網膜変性関係の試料を加えることができた。また、患者とそのご遺族の好意から、網膜色素変性眼の提供を受け、網膜からRNAを抽出し、ロドプシン、ペリフェリン/RDS遺伝子の発現を見ることができた。現在、遺伝子変異の検索、組織学的検索も行っている。わが国における定型、非定型の網膜色素変性および関連疾患について、候補遺伝子アプローチにより、これらの疾患の原因遺伝子を解明すると共に、変異の位置や種類と臨床所見との対応および予後の推測を行うことを念頭に、遺伝子解析と臨床所見の詳細な検討を行ってきた。

本年は、今までに解析した常染色体優性、劣性網膜色素変性、その他の網膜変性をふくむ133患者のペリフェリン/RDS遺伝子の解析の結果をまとめて報告した。また、多くの施設から寄せられた29家系、31名のコロイデレミア患者と母親を含む8名の女性のREP-1遺伝子の解析を行い、26名の患者と4名の女性に7種のナンセンス変異、4種の塩基の欠失、1種の1塩基の挿入、2種のスプライスシグナルの変異、1例の遺伝子の大きな欠失を疑わせる計16種の変異を見出した。これらは2種を除いて欧州、カナダで報告された変異とは異なるものであったが、ミスセンス変異はない。また、順天堂の12家系の患者の臨床所見と変異との対応を調べた。一方、新たにX連鎖網膜分離症の11家系の資料を得て、XRS遺伝子の解析を行った。さらに、X連鎖錐体ジストロフィ家系の詳細な臨床報告と、DNAマーカーを用いての連鎖分析を行い、今までの報告に加えて、ロッドスコアZ=3.34、Θ=0.0とすることができた。現在、まだ、。変異は見出されていないが、レ-ベルの先天盲の8家系10患者について、網膜特異的なguanylate cyclase遺伝子変異の解析を行っている。本年度はコロイデレミアについて、19家系22名の患者と5名の女性保因者にREP-1(Rab escort protein-1)遺伝子に15種の変異を見出した。変異はいずれもナンセンス変異、あるいはフレームシフトを生ずるものであった。変異の種類および位置を欧米諸国と比較した結果、2種の変異を除いてわが国特有の変異であることがわかり、わが国の本症の変異は独立に生じたものと推測された。また、欧州に較べて、大きな欠失が少ないように思われた。変異の位置および種類(遺伝子型)と臨床所見(表現型)を調べたが、有意な関連は見出されなかった。一方、X連鎖性網膜分離症については12家系15名の男子患者と3名の女性保因者にXLRS1(X-linked retinoschisis l)遺伝子に8種の変異を見出した。これに関してはコロイデレミアと異なり、1例のナンセンス変異を除いてはずれもミスセンス変異であった。この疾患についても変異と表現型との関連は認められなかった。網膜分離症を疑われながら、臨床的に確定診断ができなかった症例にXLRS1遺伝子の変異を見出し、これによって、診断が確定した症例を経験した。これら2疾患は極めて高い頻度で変異が見出されることから、遺伝子診断は確定診断に有効と考えられる。レーベルの先天盲8家系10患者についての網膜特異的なguanylate cyclase遺伝子の変異の解析も行っているが、こちらは現在までのところ変異は見出されていない。一方、レーベル視神経萎縮症に対するミトコンドリアDNAの変異の検索は当教室においてほぼルーチン化している体制にあり、極めて有効に診療に役立っている。
ウイルスと内在性ウイルス様エレメントの探索による現代と太古のウイルス多様性の理解

本研究は現代と過去にどのようなウイルスが存在したのかを把握するため、2つの方法を用いて網羅的なウイルス探索を行う。まず様々なユニークな環境(南極由来の材料等)からのウイルス探索と、公共のデータベース上にある様々な配列を解析により、現代のウイルスの探索を行う。さらに過去に生物のゲノムに組み込まれたウイルス由来の遺伝子配列を解析することによって太古のウイルスの探索を行う。これらを解明することによりウイルスの多様性、さらにはウイルスと宿主の共進化などに関する新規知見が得られる。