hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超弦理論における場の理論と重力理論の双対性の解析

本年度は、特に超重力理論における高次の微分補正項に注目して研究を行った。重力理論の高次の補正項はガウス-ボンネ(以降GBと略す)項として知られている。私はGB項を含めた場合にAdS/CFT対応が成り立つのかどうかということに興味を持ち、特にブラックホールのエネルギーやエントロピーに注目し、AdS/CFT対応がどのような場合に成り立つのかを確認した。AdS/CFT対応とは、場の量子論と重力理論の古典論の対応で、Anti-de Sitter(以降AdSと略す)時空を背景にした重力理論とそれより1つ低い次元の共形対称性を持つ場の理論(以降CFTと略す)の対応である。アインシュタイン重力理論の場合にはブラックホールのエントロピーはCFTにおけるエントロピーと対応していることがここ数年の研究で明らかにされているが、GB項を含む重力理論では、その対応は確認されていない。GB項を含む重力理論のブラックホールのエントロピーは統計熱力学的手法を用いて求められており、その形は特徴的である。アインシュタイン重力理論ではブラックホールのエントロピーはブラックホールのホライズン上の表面積で与えられていたが、GB項を含む重力理論におけるブラックホールのエントロピーは、ホライズン上の表面積に比例していない。その表面積に比例していない項が、AdS/CFT対応においてどのように効いてくるのかを調べることは興味深い。既に多くの研究者がこの問題に焦点を当て、研究しており、既存の論文ではGB項をアインシュタイン重力理論に含めると、いかなる場合でもAdS/CFT対応は成り立たないという結論になっている。私はCFTの高温極限に注目し、その場合にのみAdS/CFT対応が成り立つという新たな結果が得られた。その結果を論文にまとめ現在、投稿中である。本研究はAdS/CFT対応の研究において更なる見解を与えるものと思われる。場の理論と重力理論の双対性として知られているAdS/CFT対応は、d+1-次元のAnti-de Sitter(以降AdSと略す)時空を背景にした重力理論とそれより1つ次元の低いd-次元のConformal Field Theory(以降CFTと略す)の対応で、それに関して多くの研究が今までなされてきた。今年度の研究は主にこのAdS/CFT対応に注目し、AdS時空を背景にしたブラックホールの熱力学的な量とCFTの熱力学的な量の対応について調べた。具体的には4次元重力のFriedman-Robertson-Walker(以降FRWと略す)方程式を使うことにより、4次元CFTのエントロピー公式を導くことを検討した。4次元有限温度系CFTのエネルギーの平衡点におけるエントロピーと5次元AdS時空を背景にしたブラックホールのエントロピーの対応は、4次元FRW方程式を使うことにより明らかにされてきたが、熱的な揺らぎを考慮した場合のその対応の研究は、今まで成されていなかった。そこで本研究では、4次元有限温度系CFTの熱的な揺らぎにも注目し、揺らぎの効果がFRW宇宙論でどの様に現れてくるかを検討した。AdS/CFT対応の研究では重力側の計算をすることにより、CFTの量を求めることがよくされているが、本研究ではその逆で、CFT側のエネルギー揺らぎからFRW方程式の変化を調べる点が特徴的である。熱統計力学の計算から、エネルギーの平衡点からの熱的な揺らぎは、エントロピーのlog補正という形で現れるため、FRW方程式における熱的な揺らぎもlogの形で導くことができる。それをFRW宇宙論における有効ポテンシャルの見方でみると、ポテンシャル部分にこのlog補正が効いてくる。通常のFRW宇宙のポテンシャルとlog補正を考慮した場合のポテンシャルとを比較することにより、揺らぎの効果が宇宙論に与える影響について検討した。また今年度の研究では、AdS時空だけでなくSchwarzschild de Sitterやde Sitter、Nariai時空のブラックホールの熱的な揺らぎも検討し、場の理論と重力理論の双対性について更なる見解を与えた。本年度は、昨年度に引き続き弦理論におけるAdS/CFT対応について更に理解を深めるような研究をしてきた。AdS/CFT対応は、場の量子論と重力理論の古典論の対応で、具体的にはd+1-次元のAnti-de Sitter(以降AdSと略す)時空を背景にした重力理論とそれより1つ次元の低いd-次元の共形対称性を持つ場の理論(以降CFTと略す)の対応である。AdS/CFT対応を使って、AdS時空を背景にしたブラックホールのエネルギーやエントロピーなどの物理的な量とCFTにおけるそれらの量が対応していることが、ここ数年でわかってきており、注目をあびている。しかしながら一般相対論におけるブラックホールの質量やエントロピーの一般的な導出方法はいまだ確立されていない。なぜならEinsteinの等価原理によって重力の効果は局所的に消去されてしまうため、重力を含んだ全質量を局所的かつ共変的に定義できないからである。AdS時空のような漸近的に平坦なMinkowski時空がある場合には、無限遠方での質量を計算する方法が主に2つ考えられている。1つは空間無限遠点において計算する方法ともう1つは光的無限遠点において計算する方法である。前者はADM質量と呼ばれ、後者はBondi-Sachs質量と呼ばれる。この2つの質量は別々に計算される量であるが、これらを含んだより一般的な質量の導出方法はKBL (Katz-Bicak-Lynden Bell)の方法と呼ばれ、ネーターの保存流を拡張した方法である。

KBLの方法の優れた性質は、質量を共変的に定義でき、漸近的に平坦などんな座標系でも計算できるため、ADM質量もBondi-Sachs質量も再現できる点にある。私はKBLの方法をEinstein Gauss-Bonnet重力理論に適用することを検討し、実際に系のエネルギーを導出した。Einstein Gauss-Bonnet重力は高次の微分項を含むようにEinstein重力を拡張したような理論である。その微分項は、対応するCFTの物理量に補正を与えるため、本研究はAdS/CFT対応の研究において更なる見解を与えるものと思われる。本年度は、特に超重力理論における高次の微分補正項に注目して研究を行った。重力理論の高次の補正項はガウス-ボンネ(以降GBと略す)項として知られている。私はGB項を含めた場合にAdS/CFT対応が成り立つのかどうかということに興味を持ち、特にブラックホールのエネルギーやエントロピーに注目し、AdS/CFT対応がどのような場合に成り立つのかを確認した。AdS/CFT対応とは、場の量子論と重力理論の古典論の対応で、Anti-de Sitter(以降AdSと略す)時空を背景にした重力理論とそれより1つ低い次元の共形対称性を持つ場の理論(以降CFTと略す)の対応である。アインシュタイン重力理論の場合にはブラックホールのエントロピーはCFTにおけるエントロピーと対応していることがここ数年の研究で明らかにされているが、GB項を含む重力理論では、その対応は確認されていない。GB項を含む重力理論のブラックホールのエントロピーは統計熱力学的手法を用いて求められており、その形は特徴的である。アインシュタイン重力理論ではブラックホールのエントロピーはブラックホールのホライズン上の表面積で与えられていたが、GB項を含む重力理論におけるブラックホールのエントロピーは、ホライズン上の表面積に比例していない。その表面積に比例していない項が、AdS/CFT対応においてどのように効いてくるのかを調べることは興味深い。既に多くの研究者がこの問題に焦点を当て、研究しており、既存の論文ではGB項をアインシュタイン重力理論に含めると、いかなる場合でもAdS/CFT対応は成り立たないという結論になっている。私はCFTの高温極限に注目し、その場合にのみAdS/CFT対応が成り立つという新たな結果が得られた。その結果を論文にまとめ現在、投稿中である。本研究はAdS/CFT対応の研究において更なる見解を与えるものと思われる。
数論的Gan-Gross-Prasad予想の一般化とそのp進類似の研究

今年度はBertolini-Darmon-Prasannaによるp進Gross-Zagier公式の一般化に関する研究を主に行う予定だったが,楕円曲線の円分的p進L関数についてのPerrin-Riou予想に関する研究が大きく進展し,そちらの研究に特に時間をかけたこともあり, p進Gross-Zagier公式の研究は当初の予定よりやや遅れている状況である.また,今年度はKatzのp進L関数に対する例外的零点予想の研究も行ったが,他の研究グループが先に同様の研究を完成させていたことが明らかになったため,全体として本研究課題の進展は計画よりも少々遅れていると判断した.今年度の研究において,総実代数体上のユニタリ型志村曲線を用いたp進L関数が構成できたことから,次に考えられる問題としてはBertolini-Darmon-Prasannaによるp進Gross-Zagier公式の総実代数体への一般化が挙げられる.これまでの研究において,既に公式に必要な代数的サイクルの構成には成功しているため, p進Abel-Jacobi写像の下での像をColeman積分を使って記述し, p進L関数の特殊値と比較することが問題となる.この問題を解決するためにSerre-Tate座標を用いて研究を進めていく予定である.また,次に考えられる自然な問題としてBloch-加藤予想やp進BSD予想,岩澤主予想などへの数論的な応用が挙げられる.今後はこれらの応用にも取り組んで行く予定である.さらにp進Gross-Zagier公式の高次元の場合への拡張も自然に考えられる課題である.U(3)×U(2)の場合に現在Prasanna, Skinnerらが研究を行っているが,それ以外の高次元の場合はあまり研究が行われていない状況である.また最近,サイズが同じユニタリ群に対する数論的Gan-Gross-Prasad予想がYifeng Liuによって定式化されたことから,この場合にもp進Gross-Zagier公式の類似を考察するということは非常に興味深い問題と考えられる.今年度はBertolini-Darmon-Prasannaによるp進Gross-Zagier公式の一般化に関する研究を主に行う予定だったが,楕円曲線の円分的p進L関数についてのPerrin-Riou予想に関する研究が大きく進展し,そちらの研究に特に時間をかけたこともあり, p進Gross-Zagier公式の研究は当初の予定よりやや遅れている状況である.また,今年度はKatzのp進L関数に対する例外的零点予想の研究も行ったが,他の研究グループが先に同様の研究を完成させていたことが明らかになったため,全体として本研究課題の進展は計画よりも少々遅れていると判断した.今年度の研究において,総実代数体上のユニタリ型志村曲線を用いたp進L関数が構成できたことから,次に考えられる問題としてはBertolini-Darmon-Prasannaによるp進Gross-Zagier公式の総実代数体への一般化が挙げられる.これまでの研究において,既に公式に必要な代数的サイクルの構成には成功しているため, p進Abel-Jacobi写像の下での像をColeman積分を使って記述し, p進L関数の特殊値と比較することが問題となる.この問題を解決するためにSerre-Tate座標を用いて研究を進めていく予定である.また,次に考えられる自然な問題としてBloch-加藤予想やp進BSD予想,岩澤主予想などへの数論的な応用が挙げられる.今後はこれらの応用にも取り組んで行く予定である.さらにp進Gross-Zagier公式の高次元の場合への拡張も自然に考えられる課題である.U(3)×U(2)の場合に現在Prasanna, Skinnerらが研究を行っているが,それ以外の高次元の場合はあまり研究が行われていない状況である.また最近,サイズが同じユニタリ群に対する数論的Gan-Gross-Prasad予想がYifeng Liuによって定式化されたことから,この場合にもp進Gross-Zagier公式の類似を考察するということは非常に興味深い問題と考えられる.
高強度レーザーを用いた地球深部ダイナミクスの研究-高温高圧下の鉄の音速-

本年度は、地球内核状態の模擬のために極めて重要となる物性値の一つである融点計測法の開発を中心に行った.地球の内核は固体の鉄で、中心部は約6000°C,圧力は350GPa程度とされている.また,地球の外核はより定圧・低温であるが液体の鉄の状態であるとされている.しかしながら,この領域での鉄の融点データや基礎的な状態方程式データなどは欠落しており,実験的にこれらを求める必要がある.レーザー衝撃波による高圧状態下での融点計測法として,静的圧縮法でも用いられている反射計測法が考えられる.衝撃波圧縮によって温度上昇した試料が溶融した場合,その表面にレーザー光を反射させると固体面に比べて反射率は減少する.よって,衝撃波通過前後の反射率の強度変化を計測すれば,状態変化を間接的に得ることができる.また,反射光計測を応用するととにより,その反射光を干渉計測系に組み直すことにより裏面の移動速度(粒子速度)を得ることができる.この粒子速度を得ることができれば,昨年度開発した温度計測系による温度データ,および衝撃波速度を使って状態方程式の全てのパラメータを決定できる.反射光計測に使用するレーザーは,YAGレーザーの2倍高調波(エネルギー:1J弱)を使用した.また,照射レーザーが反射光計測レーザーの波長に近い場合があるため,ラマンセルを用いた波長変換も行っている.反射光は2分割され,それらを合成することにより干渉縞を形成した.観測面が動く場合はドップラー効果により光速・波長がシフトするため,その干渉縞もシフトする.そのシフト量から粒子速度を決定し,さらに反射率の変化から観測面の状態(固体,液体)を判断する.本年度はこれら計測系を構築し,実験に供する準備が整った.来年度はこの計測系を使用して実際の鉄ターゲット照射実験を行う予定である.本年度は,高強度レーザーを用いて地球の内核の条件を再現し,そのパラメータを計測する研究を中心に行った.地球の最深部は圧力350万気圧,温度が50006000°Cと考えられており,これをレーザーアブレーションによる衝撃波によって達成するための条件を一次元シミュレーションILESTA-1Dを用いて行った.圧力に関しては過去の実験データが豊富にあるが,温度に関してはレーザープラズマでは比較的低温であるために全く実績がなかった.温度の絶対値は高いが、発光時間が極めて短い(1ns以下)ため,これまでの計測を改良する必要があった.このため,本年度は衝撃波圧縮された温度を計測するために,衝撃波通過後の発光(可視光)をレーザー集光スポット径の範囲に対して集光し,それをシングルモード光ファイバーで分光器に導入して分光し,色温度を計測する手法を開発した.これにより,微弱な発光を分光測定することが可能となり,衝撃波圧縮された鉄ターゲットの温度の見積もりを行うことが可能となり,ほぼ地球の最深部に近い温度が得られていることが明らかになった.この結果を基に,来年度は本研究の中心課題である地球の中心状態における音速測定に移行する予定である.本年度は、地球内核状態の模擬のために極めて重要となる物性値の一つである融点計測法の開発を中心に行った.地球の内核は固体の鉄で、中心部は約6000°C,圧力は350GPa程度とされている.また,地球の外核はより定圧・低温であるが液体の鉄の状態であるとされている.しかしながら,この領域での鉄の融点データや基礎的な状態方程式データなどは欠落しており,実験的にこれらを求める必要がある.レーザー衝撃波による高圧状態下での融点計測法として,静的圧縮法でも用いられている反射計測法が考えられる.衝撃波圧縮によって温度上昇した試料が溶融した場合,その表面にレーザー光を反射させると固体面に比べて反射率は減少する.よって,衝撃波通過前後の反射率の強度変化を計測すれば,状態変化を間接的に得ることができる.また,反射光計測を応用するととにより,その反射光を干渉計測系に組み直すことにより裏面の移動速度(粒子速度)を得ることができる.この粒子速度を得ることができれば,昨年度開発した温度計測系による温度データ,および衝撃波速度を使って状態方程式の全てのパラメータを決定できる.反射光計測に使用するレーザーは,YAGレーザーの2倍高調波(エネルギー:1J弱)を使用した.また,照射レーザーが反射光計測レーザーの波長に近い場合があるため,ラマンセルを用いた波長変換も行っている.反射光は2分割され,それらを合成することにより干渉縞を形成した.観測面が動く場合はドップラー効果により光速・波長がシフトするため,その干渉縞もシフトする.そのシフト量から粒子速度を決定し,さらに反射率の変化から観測面の状態(固体,液体)を判断する.本年度はこれら計測系を構築し,実験に供する準備が整った.来年度はこの計測系を使用して実際の鉄ターゲット照射実験を行う予定である.
サラウンドマイクロホンアレーを用いた音場トランスクリプションシステムの構築

サラウンドマイクロホンアレーを用いて音環境内のあらゆる音イベントを文字として記録するだけでなく,その音イベントの発生位置や時刻情報とあわせて構造化可能な音場トランスクリプションシステムの構築を試みた.その結果,音イベントの位置情報,時刻情報,擬音語表現を用いて,音環境全体をリアルタイムに構造化可能な音場トランスクリプションシステムの構築に成功した.サラウンドマイクロホンアレーを用いて音環境内のあらゆる音イベントを文字として記録するだけでなく,その音イベントの発生位置や時刻情報とあわせて構造化可能な音場トランスクリプションシステムの構築を試みた.その結果,音イベントの位置情報,時刻情報,擬音語表現を用いて,音環境全体をリアルタイムに構造化可能な音場トランスクリプションシステムの構築に成功した.サラウンドマイクロホンアレーを用いて音環境内のあらゆる音イベントを文字として記録するだけでなく,その音イベントの発生位置や時刻情報とあわせて構造化可能な音場トランスクリプションシステムの構築を目指して,科学研究費補助金交付期間内に下記の項日について重点的に検討を行う.・1.サラウンドマイクロホンアレーの最適配置問題の検討・2.サラウンドマイクロホンアレーによる音イベントの位置および発生検出・3.サラウンドマイクロホンアレーによる音イベントの高音質受音・4.上記に基づく音場トランスクリプションシステムの構築平成20年度は上記項目の1.サラウンドマイクロホンアレーの最適配置問題の検討と2.音イベントの位置および発生検出を行った.具体的には,音環境の周囲全体にマイクロホンアレーを配置して音環境内のあらゆる位置において必ず直接音を受音できる環境を構築し,高品質な音イベントの抽出を目指した.その結果,マイクロホンアレーの最適サラウンド配置により室内の音源位置を高精度に推定できることを確認した.さらに,従来のアレー信号処理の枠組みを拡張し,アレー信号処理加えて音源識別技術を取り入れることで,サラウンドマイクロホンアレーを用いた新しい音イベント検出(位置および発生検出)方法を検討した.その結果,推定した音源位置に対して音イベント内容を高精度に識別できることを確認した.今後は上記項日3.検出した音イベントの高音質な受音に取り組む計画である.サラウンドマイクロホンアレーを用いて音環境内のあらゆる音イベントを文字として記録するだけでなく,その音イベントの発生位置や時刻情報とあわせて構造化可能な音場トランスクリプションシステムの構築を目指して,科学研究費補助金交付期間内に下記の項目について重点的に検討を行う.・1.サラウンドマイクロホンアレーの最適配置問題の検討・2.サラウンドマイクロホンアレーによる音イベントの位置および発生検出・3.サラウンドマイクロホンアレーによる音イベントの高音質受音・4.上記に基づく音場トランスクリプションシステムの構築平成21年度は上記項目の「音イベントの位置および発生検出」および「音場トランスクリプションシステムの試作」を行った.具体的には,近接音場の音イベントの正確な位置推定および発生区間の検出に加えて,音イベントを擬音語を用いて文字(テキスト)にて表現する音場ディクテーションを試みた。その結果,室内の音イベント位置を高精度に推定し,かつ受音信号に対して擬音語を用いて認識することで,音環境全体をテキスト化できることを確認した.この音イベントの位置推定結果と擬音語を用いた認識結果に基づき、簡易の音場トランスクリプションシステムの試作を試みた,その結果,リアルタイムに音場をトランスクリプトできる可能性を確認した.今後は音イベントの高音質受音を実現し,時刻情報も含めてさらに高精度な音場トランスクリプションシステムの実現に挑戦する.サラウンドマイクロホンアレーを用いて音環境内のあらゆる音イベントを文字として記録するだけでなく,その音イベントの発生位置や時刻情報とあわせて構造化可能な音場トランスクリプションシステムの構築を目指して,科学研究費補助金交付期間内に下記の項目について検討を行う.・1.サラウンドマイクロホンアレーの最適配置問題の検討・2.サラウンドマイクロホンアレーによる音イベントの位置および発生検出・3.サラウンドマイクロホンアレーによる音イベントの高音質受音・4.上記に基づく音場トランスクリプションシステムの構築平成22年度は上記項目のサラウンドマイクロホンアレーによる音イベントの高音質受音および音場トランスクリプションシステムの開発を行った.具体的には,近接音場における音イベントの受音性能の評価に加えて,音イベントに対して擬音語を用いて表現することで音場トランスクリプションシステムの開発を試みた.その結果,平成21年度までの研究成果も積極的に活用して,音イベントの位置情報,時刻情報,擬音語表現を用いて,音環境全体をリアルタイムに構造化可能な音場トランスクリプションシステムの開発に成功した.今後はさらに映像情報と統合することで,音場に限らず室内全体の空間トランスクリプションに挑戦したい.
小腸の上皮形成の分子機構の解明

apical面への輸送に重要なsyntaxin3(STX3)のKOでは、apical面への輸送と細胞増殖の異常が生じる。そこでその輸送異常の分子機構を解析するため、温度感受性かつ薬剤で発現が上昇する細胞内輸送のマーカー分子を作成し、それが通常の細胞で正常に機能することを確認した。それを小腸初代培養細胞に導入したところである。また分子機構を調べるため、STX3 f/fマウス小腸の初代培養細胞にCreを導入して培養中である。またCRISPR法でSTX3を欠損する腸由来の細胞株を作成し、それが小腸の表現型を再現することを確認したため、この系も用いて分子機構の解析を行う予定である。腸管の上皮細胞の極性には細胞内の方向性を持つ輸送が重要である。しかし極性輸送の分子機構、さらに極性輸送と管腔形成の関連についてはいまだ不明な点が多い。本研究では1極性輸送に重要な既知、新規遺伝子のKOマウスを作成、解析する。2解析にあたり、KOマウスの腸を解析するとともに、近年開発された小腸上皮の初代培養系を用いて、上皮細胞内の極性輸送の変化及び、極性輸送の変化が管腔形成とどう関連するかを解明する。応募者は現在飼育している既知の極性輸送関連蛋白のKOマウス及び線虫を用いて同定した、新規の極性輸送関連蛋白の組織の特異的KOマウス個体と小腸の初代培養系を用いて、腸の上皮細胞内の極性輸送、管腔形成の分子機構を解明した。具体的には下記のような解析を行った。1既知の極性輸送関連分子(Rab8a,b, syntaxin3, SNAP23)KOマウスの解析:apical面への輸送に重要なRab8a,b,syntaxin3の小腸特異的KOマウスではapical面への輸送異常や細胞増殖の亢進が生じた。microarrayでKOマウスでは増殖因子の発現増加が見られたため、その現象をin vitroで再現できる系を構築した。またRab8a,bKOマウスの解析についてはJournal of Cell Science誌に発表した。2線虫で同定した新規の極性輸送関連分子のKOマウスの解析:線虫で同定した新規遺伝子についてKOマウスの作成に加え、最近導入されてきたCRISPRを用いて、小腸でノックアウトする系を樹立しているところである。腸管の上皮細胞の極性には細胞内の方向性を持つ輸送(極性輸送)が重要である。しかし極性輸送の分子機構、更に極性輸送と管腔形成の関連については未だ不明な点が多い。本研究では、1極性輸送に重要な既知・新規の遺伝子のノックアウト(KO)マウスを作製・解析する。2解析にあたっては、KOマウス個体の腸を解析すると共に、近年開発された小腸上皮の初代培養系を用いて、上皮細胞内の極性輸送の変化及び、極性輸送の変化が陰窩と絨毛の形態形成にどのように関わるか、を解明する。応募者は、現在飼育している既知の極性輸送関連蛋白のKOマウス及び、線虫を用いて同定した、新規の極性輸送関連蛋白の組織特異的KOマウス個体と小腸の初代培養細胞系を用いて、腸の上皮細胞内の極性輸送、陰窩・絨毛の形成維持、の分子機構を解明する。具体的には下記の様な解析を行った。1既知の極性輸送関連分子(syntaxin3, SNAP23)KOマウスの解析:apical面への輸送に重要なsyntaxin3の小腸特異的KOでは、apical面への輸送の異常や細胞増殖の亢進が生じる。microarrayによってKOマウスではある増殖因子の遺伝子発現が亢進していたため、その現象をin vitroで再現できる系を構築した。また増殖因子の切断に重要な分子の分布を調べられる系を開発した。2線虫で同定した新規の極性輸送関連分子の組織特異的欠損マウスの作製と解析:線虫の腸のRNAiによるスクリーニングによって同定した、腸の上皮細胞の極性に重要な遺伝子についてKOマウスを作製し、解析中である。またその分子間相互作用を酵母2ハイブリッド法によって解析中である。本研究では、1極性輸送に重要な既知・新規の遺伝子のノックアウト(KO)マウスを作製・解析2KOマウス個体の腸を解析すると共に、近年開発された小腸上皮の初代培養系を用いて、上皮細胞内の極性輸送の変化及び、極性輸送の変化が陰窩と絨毛の形態形成にどのように関わるか、を下の2つの観点から解明した。1既知の極性輸送関連分子KOマウスの解析Syntaxin3小腸特異的KOの解析:apical面への輸送に重要なsyntaxin3の小腸特異的KOでは、apical面への輸送の異常や細胞増殖の亢進が生じる。

まず、KO, WTの遺伝子発現の違いをmicroarrayで解析し、成長因子の発現が亢進することを発見した。これらの表現型の分子機構を解明するため、小腸の初代培養系を導入しsyntaxin3を欠損した培養細胞を作成中である。それと並行してCRISPR法でsyntaxin3を欠損させた腸の細胞株の作成に成功したため、それを用いた分子機構の解明も進める。SNAP23小腸特異的KOの解析:このマウスでは小腸上皮の形成不全が生じるため、syntaxin3の解析で用いた手法で解析する予定である。2線虫で同定した新規の極性輸送関連分子の組織特異的KOマウスの作製と解析線虫の腸のRNAiによるスクリーニングによって同定した、腸の上皮細胞の極性に重要な遺伝子の1つであるRab1a遺伝子のKOを終了した。通常transcytosisされるIgGの細胞内蓄積が見られたため、その分子機構を解析しているところである。細胞生物学Rab8a,b DKOマウスの解析が順調に進み、論文に投稿することができた。また小腸の初代培養系と遺伝子導入が立ち上がり、syntaxin3, SNAP23についても順調に解析が進んでいる。腸の初代培養系に導入するウイルスは完成し、その感染条件の検討を行っている。syntaxin3に結合する蛋白の解析のため、syntaxin3に対する抗体を作製したが、抗体価が低く、免疫沈降法には使用できない。そのため現在syntaxin3にタグをつけたcDNAを安定発現した細胞株を樹立しているところである。当初初代培養系を用いて、増殖因子の転写を解析する予定だったが、上記のように初代培養系へのウイルス感染等が遅れている。そのため既にあるヒトの腸の細胞株を利用してsyntaxin3のノックダウンをshRNAによって行ったところ、増殖因子の分泌の増加がみられた。そこでこの細胞を利用して、分子機構を解明することを考えている。またsyntaxin3 KOとコントロールのマウスの腸から核分画を取りだし、どのような転写因子が増加したかをiTRAQ法で調べたが、転写因子を検出できるほど感度が高くないようなので、濃縮などを行って再度試行する予定である。線虫で同定した新規の極性輸送関連分子の欠損マウスの作製と解析については順調に進んでおり、いくつかの遺伝子についてKOマウスが出来たため、その解析を行っている。現在の所、腸に大きな異常は見られないようである。ただ出生直後に死亡するマウスもいるため、その遺伝子については小腸特異的KOマウスなどを作製して更に詳細に解析を行う予定である。他のKOマウスについては死亡しないものもあるため、まず対象の遺伝子産物がきちんと無くなっているかを確認しているところである。またsyntaxin3, SNAP23などについて、小腸の初代培養系をおもに用いて細胞極性の分子機構の解明を進める。小腸特異的KO由来の腸の初代培養細胞にapical markerをウイルスベクターで導入する条件を確立し、その細胞内輸送をリアルタイムで観察する。tag付きのsyntaxin3を発現する細胞株を樹立し、それを用いてsyntaxin3の結合蛋白質をGST-pulldown法、免疫沈降法などで同定し、どのような蛋白が結合するかを解明する。またsyntaxin3をノックダウンした細胞を樹立したため、そのapical markerの細胞質側に何が結合するかを免疫沈降法などで同定する。
環境汚染物質の代謝に関与するチトクロームP-450の新しい誘導機構

チトクロームP-450IA1の新しい誘導経路として、下記のような機構が考えられる。従来のP-450IA1の誘導発現の機構としては、Ahレセプターとリガンドが結合しARNTと呼ばれる核内移行因子とヘテロ複合体を形成する。しかし、変異細胞の研究から、Ahレセプターの活性化とその後のP-450IA1遺伝子上流にあるXRE(xenobiotic response element)の結合には、少なくとももう一つの因子の関与が考えられている。そこで、Ahレセプターと結合する蛋白質因子を、蛋白質一蛋白質相互作用を用いた方法により検討した。Ahレセプターは、蛋白質間相互作用をすることが知られているbHLH(basic helix-loop-helix)構造を持っているので、この部分をグルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)と融合させた蛋白質として発現させ、この部分と相互作用する蛋白質を検索した。この方法により、多くの組織、細胞株に、少なくとも45kDa(p45)と95kDa(p95)の蛋白質因子が結合することが示された。また、p45は細胞質のみならず核分画にも検出されたが、p95は核画分に特異的に見い出された。これらにことから、p45は、Ahレセプターと細胞質で結合しており、Ahレセプターの核内への移行に関与しており、p95はAhレセプターとARNT複合体のXREへの結合、あるいはP-4501A1遺伝子の転写の活性化に関与していることが考えられる。現在、これらの蛋白質因子の精製と、蛋白質のN端からのアミノ酸配列の決定を進めている。
トポロジカル絶縁体/絶縁体人工超格子によるワイル半金属の実現

ワイル半金属は新たなトポロジカル相として近年盛んに研究されている.当初の理論的な予想ではトポロジカル絶縁体と通常の絶縁体の超格子構造を作り,空間反転対称性もしくは時間反転対称性を破ったときに実現されるというものであった.しかしながら超格子構造によるワイル半金属の実現は未だに報告されていない.本研究ではトポロジカル近藤絶縁体SmB6と通常の絶縁体SrB6とCaB6の3層を積層させ,反転対称性を破ったトリコロール人工超格子を作製し,ワイル半金属を実現する.あるいはSmB6/SrB6人工超格子上に電気2重層トランジスタを作製し,電場印可により反転対称性を破ったワイル半金属を実現する.ワイル半金属は新たなトポロジカル相として近年盛んに研究されている.当初の理論的な予想ではトポロジカル絶縁体と通常の絶縁体の超格子構造を作り,空間反転対称性もしくは時間反転対称性を破ったときに実現されるというものであった.しかしながら超格子構造によるワイル半金属の実現は未だに報告されていない.本研究ではトポロジカル近藤絶縁体SmB6と通常の絶縁体SrB6とCaB6の3層を積層させ,反転対称性を破ったトリコロール人工超格子を作製し,ワイル半金属を実現する.あるいはSmB6/SrB6人工超格子上に電気2重層トランジスタを作製し,電場印可により反転対称性を破ったワイル半金属を実現する.
幼少期の養育環境が脳の可塑性に影響を及ぼす分子基盤の解明

(1)本研究では、マウスの母子分離モデルを用い、幼少期ストレスが発達期及び成長後の脳に及ぼす影響を遺伝子と環境との相互作用を切り口に分子から行動レベルまで段階を追って検討した結果、成体においてストレスホルモンのコルチコステロイドの血中濃度が上昇し、情動の制御に関与する扁桃体延長領域の神経細胞の活性化や記憶・学習に関与するいくつかの遺伝子の発現が変化した。また、行動実験において嫌悪記憶や嗜好性の低下を認めた。幼少期の養育環境の劣悪化等のストレスが脳の機能・構造に重大かつ継続的な諸問題を引き起こし、うつ病、心的外傷後ストレス障害(PTSD)などに罹患する確率が上昇すること等が報告されている。しかし、幼少期の一過性のストレスが生涯にわたって行動に影響を及ぼす分子基盤は未だ完全には解明されていない。本研究は、母子分離(maternal separation:MS)動物を用い、幼少期ストレスが発達期及び成長後の脳の可塑性に及ぼす影響を、遺伝子と環境との相互作用を切り口に、分子から行動まで生物階層性の段階を追って解析することを目的とする。平成23年度は、c-Fos発現を指標にしてMSにより活性化される脳部位を詳細に検討した。生後1日から14日(P1-P14)、3時間/日のMSを行う群(repeated MS:RMS)と生後2週目(P14)に一度のみMSを行う群(single MS:SMS)、さらにP15-P21の1週間RMSを行う群で実験を行った。まず、ストレスホルモンのコルチコステロン濃度を測定した。P14では対照群、RMS群では有意差はなく低値をしめしたが、成体においてはRMS群において有意に高値を示した、c-Fos発現について、視床下部および辺縁系の多くの部位でRMS及びSMSによりc-Fos発現は対照群に比して有意に増加したが、分界条床核と扁桃体中心核においてはRMSでは有意な増加は認めず、SMSでのみ有意な上昇を認めた。一方、P15-21のRMS群においては、多くの部位ではc-Fos発現の増加は認められず、海馬CA3および外側中隔核においてのみ有意な増加を認めた。これらの結果より、MSストレスに対する神経細胞活動、特に馴化などには臨界期のようなものが存在することが示唆された。今回、有意な変化が認められた脳部位がMSストレスに対する馴化に関与する可能性について、エンケファリン、内因性エンドカンナビノイドなどの影響について検討していく予定である。本研究は、母子分離(maternal separation: MS)動物を用い、幼少期ストレスが発達期及び成長後の脳の可塑性に及ぼす影響を、遺伝子と環境との相互作用を切り口に、分子から行動まで生物階層性の段階を追って解析することを目的とする。平成25年度は、c-Fos発現解析の結果を踏まえて分界状床核と側坐核に焦点を置き、DNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、MSと対照群とで2倍以上の差が出る、いくつかの興味深い遺伝子を見いだした。側坐核において減少した遺伝子:dopamine receptor (DA)1, 2、エンドカンナビノイドの2AG合成酵素のdiacylglycerollipase (DAGL)、retinoic acid receptorβ、preproenkephalin、prodynorphin、CART (cocaine and amphetamine regulated transcript)など。増加した遺伝子:corticotropin releasing factor (CRH)。分界状床核において減少した遺伝子:neurokinin B。増加した遺伝子:DA1。これらの結果を踏まえ、まずエンドカンナビノイド系に焦点を置き、DAGLの発現について免疫組織化学により、脳を網羅的に検索した結果、予想しなかったことであるが、小脳皮質領域でMS群においてDAGLの免疫活性が顕著に減少しているのを見いだした。小脳に制御される行動についても解析していく予定である。平成24年度は、c-Fos発現を指標にしてMSにより活性化される脳部位を詳細に検討した。

生後1日から14日(P1-P14)、3時間/日のMS(repeated MS: RMS)を行う群(RMS14)と生後2週目(P14)に一度のみMS(single MS:SMS)を行う群(SMS14)、さらにP14-P21のRMSを行う群(RMS21)で実験を行った。ストレスホルモンのコルチコステロン(CORT)濃度について、RMS14及びRMS21の両群における分離前のCORT値は、分離を施していない同日齢のコントロールと同等であったが、分離直後は有意に増加し、その程度は同日齢のSMS群と同等であった。c-Fos発現について、辺縁系の多くの部位でRMS14及びSMS14において対照群に比して有意に増加したが、分界条床核と扁桃体中心核においてはRMS14では有意な増加は認めず、SMSでのみ有意な上昇を認めた。一方、RMS21群においては、多くの部位ではc-Fos発現の増加は認められず、海馬CA3および外側中隔核においてのみ有意な増加を認めた。これらの結果より、MSストレスに対する神経細胞活動、特に馴化などには部位特異的な臨界期が存在することが示唆された。本研究は幼少期ストレスが発達期及び成長後の脳の可塑性に及ぼす影響を、遺伝子と環境との相互作用を切り口に、最終的に分子から行動まで生物階層性の段階を追って解析することを目的とするが、初年度においてはまず脳のどの部位の神経細胞が母子分離ストレスによって活性化するのかを明らかにすることができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度までに、ストレスホルモンのコルチコステロン濃度およびc-Fos発現を指標にしてMSにより活性化される脳部位を詳細に検討した。これらの結果から、MSストレスに対する神経細胞活動、特に馴化などには部位特異的な臨界期のようなものが存在することが示唆され、その候補となるいくつかの脳領域を見いだすことができた。これらの結果を踏まえ、平成25年度において、DNAマイクロアレイ解析、エピジェネテイクス解析を進めていくことが可能となった。平成23年度において明らかとなった活性化脳部位に関連する行動解析、さらには活性化脳部位の組織を単離し、DNAマイクロアレイ解析によって、母子分離ストレスによる遺伝子発現の変化について解析を進めていく予定である。c-Fosの詳細な解析結果から、扁桃体延長領域と呼ばれる分界条床核と内側扁桃体核の領域では、RMS14群において繰り返すストレスに対してc-Fos発現の増加は認められず、この時期にすでに繰り返しストレスに対する慣れが生じている可能性が示唆された。H25年度はこの領域に焦点置き、分界条床核および扁桃体内側核をパンチアウトして単離し、DNAマイクロアレイ解析を行い、対照群とRMS14群間で遺伝子の発現を比較検討する。そして、2.5倍以上の発現の差を示す遺伝子を検索し、その中でストレス応答に関与するもの、特にグルココルチコイド応答配列を示す遺伝子に焦点を置いて検索する。さらに、それらの遺伝子のメチル化について解析を進める。
表面強化した成形修復用グラスアイオノマーセメントの長期耐久性の解明

成形修復用グラスアイオノマーセメント(GIC)は,硬化初期の機械的性質が十分でなく,長期耐久性が低いことが臨床的に問題となっている.これまでの研究で,硬化後のGICを塩化カルシウム溶液に浸漬することが硬化初期の表面硬さの改善に有効であることが明らかになった.しかし,その長期耐久性は明らかになっていない.そこで本研究は,表面強化した成形修復用GICの長期耐久性の解明を目的とし,カルシウム溶液に浸漬したGIC試料表面のビッカース硬さの測定を行った.試料は,従来型GICまたはレジン添加型GICをアクリル製の窩洞に充填し硬化させて作製した.浸漬溶液には,高濃度の溶液として42.7 wt%塩化カルシウム水溶液と,低濃度の溶液として5%乳酸カルシウム水溶液を用いた.塩化カルシウム溶液に60分間浸漬した試料の表面硬さは,蒸留水に60分間浸漬した試料と比較して有意に大きな値を示した.その後,蒸留水に1週間浸漬した試料の表面硬さは,塩化カルシウム溶液浸漬試料と蒸留水浸漬試料で有意な差は認められなかった.塩化カルシウム溶液浸漬後の試料表面には,亀裂の発生が認められた.5%乳酸カルシウム溶液に1日1週間浸漬した試料の表面硬さは,蒸留水に1日1週間浸漬した試料と比較して大きな値を示したものの,有意な差は認められなかった.乳酸カルシウム溶液浸漬後の試料表面には,目立った亀裂の発生は認められなかった.試料表面の亀裂は,GICの長期耐久性に影響を及ぼすと考えられる.引き続き,表面強化したGICの長期的な機械的性質の変化を測定し,長期耐久性の解明を行う予定である.成形修復用グラスアイオノマーセメント(GIC)は,硬化初期の機械的性質が十分でなく,長期耐久性が低いことが臨床的に問題となっている.これまでの研究で,硬化後のGICを塩化カルシウム溶液に浸漬することが硬化初期の表面硬さの改善に有効であることが明らかになった.しかし,その長期耐久性は明らかになっていない.そこで本研究は,表面強化した成形修復用GICの長期耐久性の解明を目的とし,カルシウム溶液に浸漬したGIC試料表面のビッカース硬さの測定を行った.試料は,従来型GICまたはレジン添加型GICをアクリル製の窩洞に充填し硬化させて作製した.浸漬溶液には,高濃度の溶液として42.7 wt%塩化カルシウム水溶液と,低濃度の溶液として5%乳酸カルシウム水溶液を用いた.塩化カルシウム溶液に60分間浸漬した試料の表面硬さは,蒸留水に60分間浸漬した試料と比較して有意に大きな値を示した.その後,蒸留水に1週間浸漬した試料の表面硬さは,塩化カルシウム溶液浸漬試料と蒸留水浸漬試料で有意な差は認められなかった.塩化カルシウム溶液浸漬後の試料表面には,亀裂の発生が認められた.5%乳酸カルシウム溶液に1日1週間浸漬した試料の表面硬さは,蒸留水に1日1週間浸漬した試料と比較して大きな値を示したものの,有意な差は認められなかった.乳酸カルシウム溶液浸漬後の試料表面には,目立った亀裂の発生は認められなかった.試料表面の亀裂は,GICの長期耐久性に影響を及ぼすと考えられる.引き続き,表面強化したGICの長期的な機械的性質の変化を測定し,長期耐久性の解明を行う予定である.
湖沼或いは貯水池に流入した濁水によって誘起される乱流混合現象に関する研究

貯水池内の水は上層ほど温度が高い温度成層を形成している.この成層化した貯水池に洪水で発生した濁質を大量に含んだ濁水が流入すると,貯水池の躍層部や水底に濁水層を形成する.このとき流入した濁水の温度が濁水層より上層の温度より高いと濁水は上昇し対流を形成する.このような温度と濁度という二つの異なる物質による拡散は二重拡散現象の一種である.本研究では,温度を制御するのが困難であるため塩水を用いて密度成層を作り実験を行った.実験では密度成層中に流入する濁水の挙動についてビデオを用いた詳細な観察を行うと同時に,水槽内の水をサンプリングすることによって塩分濃度及び密度を速度し成層中における濁水の挙動を明らかにした.実験によって得られた主たる成果は以下の通りである.(1)成層中に流入した濁水は濁質を沈降させるとともに密度を減少させる.これによって浮力を得た濁水の一部はフィンガリングを起こしながら成層中を上昇していく・このときのフィンガリングの水平方向スケールは1cm内外,鉛直スケール(長さ)は1-3cm程度であった.また,このようなフィンガリング現象は濁水層より上方の水が連続成層を形成している時のみ見られる現象であり,階段状の成層の場合には見られなかった.(2)フィンガリングによる対流によって濁水と成層が激しく混合する層(混合層)が形成されるが,濁水層内部では上方ほど濁度が高く,上方ほど塩分濃度が高い状態が形成されている.濁度と塩分濃度を合わせた全体の密度は下方ほど大きくなっており一時的に安定な成層を形成しているが,濁水の上昇が弱まり濁質の沈降が進行すると,塩分濃度の逆勾配による不安定が生じ間欠的な対流が発生する.特にフィンガリングが停止して混合層の上面が下降する際には混合層の上方に,ある一定の鉛直スケールを持った対流セルが形成され,これによって明瞭な不連続層が幾つも形成される.貯水池内の水は上層ほど温度が高い温度成層を形成している.この成層化した貯水池に洪水で発生した濁質を大量に含んだ濁水が流入すると,貯水池の躍層部や水底に濁水層を形成する.このとき流入した濁水の温度が濁水層より上層の温度より高いと濁水は上昇し対流を形成する.このような温度と濁度という二つの異なる物質による拡散は二重拡散現象の一種である.本研究では,温度を制御するのが困難であるため塩水を用いて密度成層を作り実験を行った.実験では密度成層中に流入する濁水の挙動についてビデオを用いた詳細な観察を行うと同時に,水槽内の水をサンプリングすることによって塩分濃度及び密度を速度し成層中における濁水の挙動を明らかにした.実験によって得られた主たる成果は以下の通りである.(1)成層中に流入した濁水は濁質を沈降させるとともに密度を減少させる.これによって浮力を得た濁水の一部はフィンガリングを起こしながら成層中を上昇していく・このときのフィンガリングの水平方向スケールは1cm内外,鉛直スケール(長さ)は1-3cm程度であった.また,このようなフィンガリング現象は濁水層より上方の水が連続成層を形成している時のみ見られる現象であり,階段状の成層の場合には見られなかった.(2)フィンガリングによる対流によって濁水と成層が激しく混合する層(混合層)が形成されるが,濁水層内部では上方ほど濁度が高く,上方ほど塩分濃度が高い状態が形成されている.濁度と塩分濃度を合わせた全体の密度は下方ほど大きくなっており一時的に安定な成層を形成しているが,濁水の上昇が弱まり濁質の沈降が進行すると,塩分濃度の逆勾配による不安定が生じ間欠的な対流が発生する.特にフィンガリングが停止して混合層の上面が下降する際には混合層の上方に,ある一定の鉛直スケールを持った対流セルが形成され,これによって明瞭な不連続層が幾つも形成される.
ケイ素およびゲルマニウム不飽和環状化合物の創製と物性および反応性

1.嵩高いトリアルキルシリル基を置換基とするハロシラン及びハロゲルマン類の還元的縮合により高周期14属元素であるケイ素、ゲルマニウム、及びケイ素/ゲルマニウム混合型不飽和3員環化合物の合成法を開拓し、それらの分子構造を決定した。反応性についても種々検討し、特にゲルマニウム2価ハロゲン化物、スズ2価ハロゲン化物との反応により、高周期14属元素不飽和4員環化合物へと変換できることを見い出した。2.前述の置換高周期14属元素不飽和4員環化合物は還元的に脱離可能なハロゲン原子を4員環骨格上に有しており、それらを4当量のカリウムグラファイトで還元処理することにより、シクロブタジエンジアニオンのケイ素及びケイ素/ゲルマニウム混合型類縁体の合成に成功した。X線結晶構造解析で決定したそれらシクロブタジエンジアニオン高周期14族元素類縁体の4員環骨格は折れ曲がっており、芳香属性を示さないことを理論計算を含めた考察より明らかにした。3.ケイ素不飽和3員環化合物を前駆体として得られていたフリーなケイ素カチオン種であり且つケイ素原子を骨格元素とするホモ芳香族性化学種であるシクロテトラシレニリウムイオンの1電子還元により環状ケイ素ラジカル種が生成することを見い出し、ケイ素ラジカル種を初めて安定に単離することに成功した。4.また、嵩高いトリアルキルシリル基による立体保護によりπ共役安定化のないケイ素、ゲルマニウム、スズラジカル種を新規に合成、単離することにも成功した。嵩高いトリアルキルシリル基を置換基とするジクロロゲルマンとトリブロモシランを還元的に縮合することでケイ素=ケイ素二重結合を含む不飽和3員環化合物1-ジシラゲルミレンの合成に成功し、さらに熱または光化学的にケイ素=ゲルマニウム二重結合を含む2-ジシラゲルミレンに異性化することも明らかにした。X線結晶構造解析の結果、二つのジシラゲルミレンの高周期14族元素間の二重結合はいずれもシスベント型に折れ曲がっていることも分かった。また、2-ジシラゲルミレンとフェニルアセチレンの反応でケイ素=ゲルマニウム-炭素=炭素を環内に含むシロール誘導体の合成にも成功し、その分子構造からケイ素=ゲルマニウム二重結合、炭素=炭素二重結合間に弱いながらπ共役が存在することを実験的に示した。既に合成に成功しているフリーなケイ素カチオン種であり且つケイ素原子を骨格元素とするホモ芳香族性化学種であるシクロテトラシレニリウムイオンの1電子還元によりケイ素ラジカル種-シクロテトラシレニルラジカルが生成することを見い出し、ケイ素ラジカル種を初めて安定に単離することに成功した。X線結晶構造解析の結果、4員環内に組み込まれたアリル型ラジカルであることを明らかにし、シクロテトラシレニリウムイオンにおいて発現していた1,3-位のケイ素間の相互作用によるホモ芳香族性が、1電子還元により消失することも分かった。また、シクロテトラシレニルラジカルのさらなる1電子還元によりケイ素4員環状アニオン種-シクロテトラシレニドイオンの合成にも成功し、その分子構造を決定した。本研究で合成、単離に成功したシクロテトラシレニリウムイオン-シクロテトラシレニルラジカル-シクロテトラシレニドイオンはそれぞれ反応活性なカチオン、ラジカル、アニオン中心がアリル型ケイ素π電子系上に非局在化していることを核磁気共鳴、電子スピン共鳴等の分光法により明らかにした。ケイ素=ケイ素二重結合またはケイ素=ゲルマニウム二重結合を有するケイ素/ゲルマニウム混合型不飽和3員環化合物とゲルマニウム2価化学種であるジクロロゲルミレン・ジオキサン錯体の反応により、ゲルマニウム=ゲルマニウム二重結合を有する不飽和4員環化合物を合成することに成功し、その分子構造を決定した。

また、ケイ素/ゲルマニウム混合型不飽和3員環化合物とジクロロスタンニレン・ジオキサン錯体との反応ではゲルマニウム=スズ二重結合を含む不飽和4員環化合物を、ケイ素不飽和3員環化合物とジクロロゲルミレン・ジオキサン錯体との反応ではケイ素=ゲルマニウム二重結合を含む不飽和4員環化合物をそれぞれ与えることも明らかにし、高周期14族元素からなる不飽和3員環化合物を前駆体とする不飽和4員環化合物の構築法を開発した。また、昨年までに高周期元素におけるπ共役安定化を利用して、環状ケイ素カチオン種、環状ケイ素ラジカル種を安定に合成、単離することに成功しているが、嵩高いトリアルキルシリル基による立体保護によりπ共役安定化のないケイ素、ゲルマニウム、スズラジカル種を新規に合成、単離に成功した。さらに、ゲルマニウム及びスズラジカル種については化学的な1電子酸化により対応するゲルマニウム及びスズカチオン種へ変換することにも成功し、それらの分子構造を決定した。前年度までに合成法を確立した塩素二個を置換基とするケイ素/ゲルマニウム混合型不飽和4員環化合物を4当量のカリウムグラファイトで還元処理することにより、シクロブタジエンジアニオンのケイ素/ゲルマニウム混合型類縁体の合成に成功した。また、臭素4個を置換基とするケイ素飽和4員環化合物を6当量のカリウムグラファイトで還元処理することで、シクロブタジエンジアニオンの骨格元素が全てがケイ素からなる類縁体の合成にも成功した。X線結晶構造解析で決定したそれらシクロブタジエンジアニオン高周期14族元素類縁体の4員環骨格は折れ曲がっており、芳香属性を示さないことが理論計算を含めた考察より明らかとなった。また、得られた高周期14族元素シクロブタジエンジアニオンをシクロペンタジエニルコバルトジカルボニルと反応させることで高周期14族元素シクロブタジエン-コバルト錯体への変換にも成功し、平面性の高い高周期14族元素シクロブタジエン骨格を有することをX線結晶構造解析により明らかにした。一方、高周期14族元素シクロブタジエンジアニオンをジメチルジクロシランと反応させることにより、骨格が高周期14族元素からなるトリシクロペンタン化合物が得られることも見いだした。
自閉症児のための汎用型絵カードのデジタルテンプレート開発

ことばの発達に遅れがある自閉症児のコミュニケーション手段の一つとして、絵カードが使われている。多くの場合、絵カードは、教師や保護者などの個々の創意工夫で作成され、手作りである。そのため、作成に膨大な労力が必要となること、作成者によって絵カードのデザインが異なり、絵カードを学校と家庭で共用できずにいることなどが問題となっている。本研究は、学校や家庭で簡単に利用可能な汎用型絵カードのデジタルテンプレートを開発しIT等を用いた普及活動を行うことを目的とした。作成にあたって、先ず「くらし」「仕事」「余暇」のカテゴリーから使用頻度の高いと思われる語を112語選定した。これには、絵カードを試用し、モニターしていただく予定の保護者からのリクエストも含まれている。作成手順は、1)AdobeIllustratorを使用する。(高品質な原画が作成可能)2)モノクロの線画で作成し、その後、着色する。3)画像ファイルに変換し、使用頻度が高いと思われる大きさにそろえる。こうして作成された絵カード画像は、ワープロソフト等に貼付けることにより、自由に印刷でき、家庭や学校で簡単に絵カードが作成できる。また、絵カード原画を作成する際、汎用性を目指しつつも、1つの語に対して複数の絵カード原画を作成するようにした。これは使用する人の年齢や相手・場面・用途などによって、用いたい絵の内容が大きく異なってくることを実態として捉えていたからである。そのために製作協力者にもユーザーの実態やニーズを事前に説明し分担して作業にあたっていただいた。以上の作業を経て、200枚の絵カード原画が完成した。今後、ユーザーのニーズに応じた修正を加え、絵カードテンプレートとしてCDROMでの配布、ネット配信する予定である。