hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Txnipとp53を介した膵β細胞翻訳制御機構解明に基づく２型糖尿病治療の研究

ポリリボゾーム解析を採用し、習慣的な高脂肪摂取により膵β細胞が機能不全をきたす機序について、翻訳機能の観点から検討した。通常食と比較し高脂肪食飼育マウス膵島では、全般的翻訳抑制が確認された。β細胞機能に重要であるinsulin, pdx1, Slc2a2, GcKのmRNAはmonosome側にシフトしており、翻訳抑制を認めた。このとき酸化ストレスマーカーは増加し、さらにp53経路活性化をきたしていた。そのことに関連し、翻訳開始因子eIF4Eとリボゾーム合成関連遺伝子の発現が減少していた。酸化ストレス、DNA損傷によるp53経路活性化がβ細胞における全般的翻訳抑制に寄与することが推察された。C57BL/6Jマウスに高脂肪食を16週間投与し、膵島を用いたポリリボゾームプロファイル(PRP)解析を行った。高脂肪食飼育マウス膵島では、通常食飼育マウスと比較して、Polysome/Monosome (P/M)比が減少しており、翻訳が全般的に抑制を受けていた。β細胞機能に重要であるinsulin, pdx1, Slc2a2, GcKのmRNAは高脂肪食飼育マウス膵島ではmonosome側にシフトしており、これらの分子の翻訳が抑制を受けることが示された。このとき、小胞体ストレスマーカー(Chop, Atf4, Bip, sXbp1)のmRNAレベルは増加しておらず、またChopやAtf4の翻訳促進は確認されなかった。これらの結果から、高脂肪によるβ細胞翻訳抑制のメカニズムは小胞体ストレス以外にあると考えられた。対照的に酸化ストレスマーカー(Gpx1, Sod1, Nrf2)は高脂肪食により増加することが確認された。膵免疫染色では、高脂肪食マウスβ細胞においてp53が核内へ局在化を示した。さらにp53の下流標的であるp21の発現は増強していた。これらのβ細胞ではDNA損傷マーカーであるγH2AXや酸化ストレスマーカーであるNitrotyrosineの発現は増加していた。高脂肪食により膵β細胞に酸化ストレスとそれに関連するDNA損傷をきたし、p53経路が活性化していることが想定された。次にMIN6細胞に対してdoxorubicin処理を行うことでDNA損傷ストレスを誘導した。doxorubicin処理によりp53発現量とp53リン酸化レベルが増加すること、P/M比は減少し、翻訳抑制をきたすことが確認された。近年p53が全般的翻訳抑制に寄与することが示されており、糖尿病病態においても、活性化したp53経路が翻訳抑制の重要メカニズムとして寄与することが推察される。仮説に合致して、高脂肪食投与マウスの糖尿病病態における、p53の重要性が想定される実験結果が得られた。in vitroの実験結果と併せ、p53が本糖尿病モデルマウスの病態において、翻訳抑制に寄与し、β細胞不全の重要メカニズムであることに合致する研究結果を得ることができた。慢性的な高脂肪食摂取が膵β細胞翻訳にもたらす影響を明らかにするため、in vitroの実験モデルとして、MIN6β細胞をパルミチン酸+炎症性サイトカインにて処理し解析を行った。ポリリボゾームプロファイル(PRP)解析にてPolysome/Monosome (P/M)比が減少し、翻訳が全般的に抑制を受けることが示された。それに合致して、パルミチン酸+炎症性サイトカインにて処理したMIN6β細胞ではピューロマイシン取り込みが減少しており、蛋白合成が減少していることが確認された。p53のターゲット遺伝子であるCdkn1aの発現が増加しており、翻訳抑制とp53活性化との関連性が示された。高脂肪食飼育マウス膵島においてもp53の核内への局在化を示したことに関連してCdkn1a発現上昇を認めた。膵β細胞の酸化ストレスを軽減することで知られるピオグリタゾンを投与することで、高脂肪食摂取がもたらす翻訳抑制を回復させるかについて検討した。膵免疫染色を用いた解析において高脂肪食飼育マウスで認めたNitrotyrosineやγH2AXの発現増加がピオグリタゾン投与により軽減しており、本実験モデルにおいても酸化ストレスが軽減し、DNA損傷レベルが減少していることが想定された。ピオグリタゾン投与により高脂肪食飼育マウス膵島のP/M比は上昇傾向を示し、全般的翻訳活動性の回復が示唆された。β細胞機能に重要であるinsulin, pdx1, Slc2a2, GckのmRNAはpolysome側にシフトすることが確認され、これらの分子の翻訳活動性が回復していることが想定された。高脂肪食飼育マウスの糖尿病病態におけるp53の重要性が想定される実験結果が得られた。p53が糖尿病病態における翻訳抑制に寄与しβ細胞不全の重要メカニズムとして関与すること、ピオグリタゾンによる酸化ストレス軽減が病態形成の予防・治療戦略となりうることが明らかとなった。高脂肪食飼育マウス膵島における全般的翻訳抑制のメカニズムを明らかにするため、p53下流ターゲットに着目して検討を行った。p53経路がSestrin活性化を介してmTORC1活性を抑制することが報告されているため、mTORC1の下流に位置し、かつ主要な翻訳調節因子として知られるS6と4E-BP1に対する解析を行った。しかしながら高脂肪食飼育マウス膵島では、通常食飼育マウス膵島と比較して、S6と4E-BP1のリン酸化レベルに有意な変化を認めなかった。

p53に関連するc-myc活性の抑制により、eIF4Eの転写抑制をきたしうることが報告されていることから、次にeIF4Eに対する解析を行った。eIF4E遺伝子発現レベルは高脂肪食飼育マウス膵島において減少していることが確認された。さらにp53誘導に関連して減少することが過去に示されている、リボソーム生合成に重要な遺伝子群(BOP1, EBNA1BP2, NOP56, PA2G4)の発現レベルが、高脂肪食飼育マウス膵島において減少していることが確認された。高脂肪食飼育マウス膵島において、p53活性化に関連するeIF4E減少とリボゾーム生合成関連遺伝子の抑制に伴い、全般的翻訳抑制をきたした可能性が推察された。ポリリボゾーム解析を採用し、習慣的な高脂肪摂取により膵β細胞が機能不全をきたす機序について、翻訳機能の観点から検討した。通常食と比較し高脂肪食飼育マウス膵島では、全般的翻訳抑制が確認された。β細胞機能に重要であるinsulin, pdx1, Slc2a2, GcKのmRNAはmonosome側にシフトしており、翻訳抑制を認めた。このとき酸化ストレスマーカーは増加し、さらにp53経路活性化をきたしていた。そのことに関連し、翻訳開始因子eIF4Eとリボゾーム合成関連遺伝子の発現が減少していた。酸化ストレス、DNA損傷によるp53経路活性化がβ細胞における全般的翻訳抑制に寄与することが推察された。本研究の目的は、糖尿病病態における、β細胞翻訳制御破綻の分子機構と細胞機能障害との関連性を明らかにし、新たな2型糖尿病に対する治療戦略の分子基盤を創出することである。高脂肪食飼育マウスに加え、Wfs1欠損マウス、Txnip欠損マウスを解析することで、糖尿病病態におけるTxnipおよびp53の役割について追求していく。酸化ストレスおよびDNA損傷、p53経路、β細胞翻訳機能を解析する。ピオグリタゾン投与により、これまでの実験結果にて高脂肪食投与マウスの膵島翻訳効率が回復することが確認されている。高脂肪摂取、小胞体ストレス下の病態におけるピオグリタゾンによるTxnipやp53の制御および糖尿病治療効果、さらにはその翻訳改善のための分子メカニズムを解明していく。高脂肪食飼育マウスに加え、Wfs1欠損マウス、Txnip欠損マウスを解析することで糖尿病病態におけるp53およびTxnipの役割についてさらに追求していく。高脂肪食摂取、小胞体ストレス下の病態におけるピオグリタゾンによるTxnipやp53の制御および糖尿病治療効果、さらにはその翻訳改善のための分子メカニズムを解明していく。糖尿病平成27年度は主に高脂肪食飼育マウスを用いた研究を行ったため、p53およびTxnip遺伝子改変マウスの作成・解析が次年度以降の見通しとなった。H27年度からH28年度にかけて高脂肪食飼育マウスを中心に解析を行ったため、Txnipおよびp53遺伝子改変マウスの解析が次年度以降の見通しとなった。今後p53およびTxnip遺伝子改変マウスの作成を行う。必要十分数のマウスを確保した後、実験計画に沿って解析を行う。今後Txnipおよびp53遺伝子改変マウスの解析について、実験計画に沿って着手する。
内胚葉発生プロセスからみた原発性肝癌における上皮間葉転換メカニズムの解明

消化器癌の悪性度増悪過程において初期内胚葉発生に関与するmicroRNAが果たす役割につき研究を行った。胆管癌切除例32例、及び大腸癌切除例72例の癌部miR-1263及びmiR-449aの発現を測定し臨床病理学的因子との関連を検討した。miR-1263発現は極めて少量であり比較検討は困難であった。大腸癌症例miR-449a発現は大腸癌において癌悪性度と逆相関の関係にあり、miR-449a低発現群では術後生存期間が不良であった。また標的遺伝子としてHDAC1が重要である可能性を見出した。miR-449aは内胚葉由来消化器癌の中でも大腸癌抗腫瘍因子として機能する可能性が考えられた。原発性肝癌の中でも特に肝内多発例、遠隔転移例は予後不良であり化学療法を含めて効果的な治療に乏しい。原発性肝癌とその由来である内胚葉は進展・分化の過程で共通してEMTを獲得することから、発生学の観点で得られた初期内胚葉分化における新しいmicroRNAの知見を癌研究に応用することは有用であると考えられ、今回、miR-xにより制御される内胚葉分化過程でのEMT獲得メカニズムが、潜在的に癌細胞に備わっており内胚様由来である原発性肝癌のEMT獲得の際に再現されるという仮説の下、新たなmicroRNAを介した新たな癌進展メカニズムの解明ならびに新規治療戦略を確立する目的で本研究を遂行している。正常内胚葉の発生機序における新たな知見を癌研究に移植することで、EMT獲得に対する新たな機序解明と対策について先駆的な知見を生み出し、特に現在有効な治療法に乏しい原発性肝癌の遠隔転移に対する新規治療法の開発につながることが期待される。また、実験方法に関して多くの報告では組織中や細胞株中の多様性に富む癌細胞全体を包括的に解析しているが、EMTが誘導される癌細胞は癌組織全体では少数であり、今回EMTを獲得した純粋な細胞分画を分取し実験対象にすることでより正確で信頼度の高い解析結果の獲得を実現する。さらに標的遺伝子の同定とその機能までを含めたmiR-Xの役割を明らかにすることは、癌細胞のEMT誘導メカニズムの新たな機序解明を実現するだけでなく、正常細胞の発生プロセスに主眼を置いた上で癌の理解を目指した革新的な癌研究分野の発展に寄与することが期待される。現在、肝内胆管癌におけるmiR-Xの発現を確認できており、癌進展や予後に及ぼす影響を解析している。平成28年度は細胞モデルにおけるEMT誘導とmiR-Xの発現パターンを解析し機能についても明らかにする計画であったが、モデルの確率に難渋したため。消化器癌の中でも肝内多発例、遠隔転移例は予後不良であり化学療法を含めて効果的な治療に乏しい。内胚葉は進展・分化の過程で共通してEMTを獲得する事から、発生学の観点で得られた初期内胚葉分化における新しいmicroRNAの知見を癌研究に応用することは有用であると考えられ、今回miR-Xにより制御される内胚葉分化過程でのEMT獲得メカニズムが、潜在的に癌細胞に備わっており内胚様由来である原発性肝癌のEMT獲得の際に再現されるという仮説の下、新たなmicroRNAを介した新たな癌進展メカニズムの解明ならびに新規治療戦略を確立する目的で本研究を遂行した。miR-Xの候補としてmiR-1263につき胆管癌切除検体を用いてRT-PCR法にて遺伝子発現量を測定下が、正常部、癌部共に発現量は極めて少量であった。他の候補とてmiR-449aを測定したところ発現は確認できたが、臨床病理学的因子との相関は乏しく他の癌腫での検討に移行した。原発性肝癌と同じ内胚葉由来である胃癌、大腸癌においてはmiR-449a発現は癌悪性度の増悪と逆相関の関係にあり、またmiR-449a低発現群では術後生存期間が不良であった。またmiR-449aの標的遺伝子としてHDAC1が重要な役割を果たしている可能性を見出した。以上のことよりmiR-449aは内胚葉由来消化器癌の中でも特に大腸癌、胃癌に置いて抗腫瘍因子として機能する可能性が考えられた。EMT誘導時におけるmiR-Xの発現パターンの解析として、in vitroでのEMT誘導プロトコールの確立およびEMTに特異的な細胞分画の同定とセルソーターを用いた細胞分取、EMT獲得細胞におけるmiR-Xの発現を測定する。

miR-Xの機能解析としてin vitroとin vivoのモデルにおけるmicroRNA mimic、inhibitorによるEMT誘導に与える影響を解析し、またmiR-Xの標的遺伝子の候補を抽出したうえで、ルシフェラーゼアッセイ、ウエスタンブロッティングにより転写レベルで標的となっていることを確認する。29年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学29年度が最終年度であるため、記入しない。
胃癌化学療法による小腸粘膜障害のバイオマーカー開発と消化管毒性の新規予防法の確立

抗癌剤による消化器系有害事象(主に下痢)について小腸粘膜の病理組織学的(光学顕微鏡、PCNA, Ki67による免疫組織化学)と超微形態学的な変化(走査型電子顕微鏡)とDAO活性との相関、また水溶性食物繊維(SDF)投与が小腸粘膜障害の予防ができるかラットを用いて検討し、1)DAO活性は抗癌剤治療後の消化管障害の指標となりうる、2)SDFの投与は抗癌剤治療による消化管障害の改善に効果がある可能性がある、ということが証明された。DAO活性測定については試薬の調整などの問題で測定値が不安定であることが指摘されている。重要なのは実験動物個体におけるDAO活性の推移であり、これは同一固体の検体を同時(一度の試薬の調整)に測定することによりこの問題を解決できると考え、実際の測定では、DAO活性測定に実績があり、中国・四国がんプロフェッショナル養成コンソーシアムにおける臨床研究でも測定を依頼している自然免疫応用技研株式会社(高松市)に依頼した。ラットをコントロール群(抗癌剤未投与群)、5-fluorouracil(5-FU)投与群、に分け、それぞれ1週間前より水溶性食物繊維投与群と非投与群に分けた。下痢の状態を観察し、その程度をスコア化し、5-FU投与前、5日目、8日目に血中DAO活性を測定した。5FU投与群では水溶性食物繊維投与群は水溶性食物繊維非投与群に比べ重篤な下痢が少ない傾向にあった。また、5-FU投与群では5FU非投与群に比べDAO活性の有意な低下が見られた。しかし、5日目において水溶性食物繊維投与群で水溶性食物繊維非投与群に比べDAO活性が高値であった。小腸粘膜の形態学変化を光学顕微鏡で検討した。食物繊維投与群においては非投与群に比べ、小腸絨毛の形態が比較的維持されており、また浮腫も軽度であった。現在、走査型電子顕微鏡を用いて検討中であり、現時点では走査電子顕微鏡め結果はまだ確定的ではないが、小腸絨毛の舌状構造の破壊の程度が軽度である印象がある。抗癌剤(5-fluorouracil以下5-Fu)によって引き起こされる消化器系有害事象(主に下痢)について小腸粘膜の病理組織学的、超微形態学的な変化をとらえDAO活性との相関を明らかにし、小腸粘膜障害の指標としてDAO活性の有用性を示し、水溶性食物繊維の投与により小腸粘膜障害の予防ができることを明らかにすることを目的としている。下痢の状態を観察し、その程度をスコア化し、5-FU投与前、5目目、8日目に血中DAO活性を測定した。また、5FU投与群では5FU非投与群に比べDAO活性の有意な低下が見られた。現在、走査型電子顕微鏡を用いて検討中であり、現時点では走査電子顕微鏡の結果はまだ確定的ではないが、小腸絨毛の舌状構造の破壊の程度が軽度である印象がある。

ラットをコントロール群(抗癌剤未投与群)、5-fluorouracil (5-FU)投与群、に分け、それぞれ1週間前より水溶性食物繊維投与群と非投与群に分けた。小腸粘膜の形態学変化を光学顕微鏡で検討した。食物繊維投与群においては非投与群に比べ、小腸絨毛の形態が比較的維持されており、また浮腫も軽度であった。特に、5日目において小腸絨毛の障害程度が軽度であった。走査型電子顕微鏡を用いた検討では、小腸絨毛の舌状構造の破壊の程度が軽度である印象があった。さらに細胞増殖マーカーであるPCNA,Ki67の免疫染色による検討では水溶性食物繊維を投与した群において8日目で小腸絨毛,腸陰窩の再生がより多く認められた。DAO活性の変化と光学顕微鏡による検討は順調に進展している。走査型顕微鏡の検討において標本処理法に再度検討が必要であったため、多少遅れているが、総じておおむね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初、CDDP投与、paclitaxel投与においても同様の手法で検討する予定であったが、下痢の発生頻度が少なく、本研究の目的達成にそぐわないと判断し、主に5FUでの検討とした。また、免疫染色を用いて小腸上皮細胞の分裂能を検討する。
製販統合の実行・維持過程に関する研究-生産・配送システムを中心に-

本年度は、前年までに行われた需給調整過程の研究成果をふまえ、製造業者の立場から見た製販統合の実行・維持過程の研究を進めた。具体的には、(1)製販統合・ロジスティクス・生産分野の文献サーベイを行うとともに、(2)引き続き製造業者・物流企業へのインタビューを行い、(3)さらに製造業者を対象に質問票調査を実施した。その結果得られた本年度の研究成果は、以下のとおりである。本年度の研究では、製造業者と小売業者との取引履行段階において、製造業者の組織内で部門間調整過程を必要とすることを指摘した。製販統合以前の製造業者の取引・物流活動を見ると、製造業者の営業担当者が取引を行うだけでなく、同時に物流活動も行っている場合が多かった。これを商物一致という。ところが現在、多くの製造業者では商物分離が進んでいる。商物分離とは、製造業者が営業担当者から物流活動を切り離して取引に専念させるが、物流活動を物流部門や物流専業者に委ねることで、取引履行段階の活動を機能分化させる現象である。製造業者における取引履行段階での商物分離の進展は、営業部門と物流部門の部門間調整の必要性を増大させる。こうした理論的・現実的調査の結果、取引履行段階における営業部門と物流部門の部門間調整過程の必要性と、その現実を研究することの重要性を指摘したのである。この二年間の研究の結果、製販統合の実行・維持過程に関する分析枠組みは、次のようにまとめることができる。すなわち、製販統合を製造業者の立場から分析する場合、(1)取引先企業間との企業間調整過程、(2)需給調整をめぐる製造企業部門間調整過程という二つの視点をもつ必要がある。これらの視点により、ロジスティクスを中心とした製販統合の理論的分析が可能になると考えられる。本年度は、(1)製販統合文献と需給調整過程に関するレビューを行うとともに、(2)製造業者・情報ネットワーク企業・物流企業へのインタビューを実施し、(3)外部研究機関から生産・配送・流通に関する多くの資料収集を行った。そこから得られた本年度の研究成果は次の2点に集約される。第一に、消費財流通における製造業者と小売業者の需給調整様式が、在庫保有による調整ではなく、在庫の発生段階での調整に移ってきているという現実を把握したことである。伝統的な流通における需給調整は、小売業者や卸売業者が在庫を保有することで、実際の消費時点までの調整を行うと言われていた。ところが、製販統合の現実を見ると、製造業者は小売業者と連携しながら、在庫発生の意思決定をおこなう生産計画段階にさかのぼって調整を行っている。こうした現実に対する理論的研究をレビューし、その成果を論文にまとめた。第二に、製造業者が小売業者と連携して需給調整を行うことは、新たな企業間調整過程を必要とする。本研究では、その企業間調整過程をオーダー・エントリー・システムのマネジメントと位置づけている。製造業者は取引関係にある小売業者に、通常の発注よりも時間的に先行して計画的に発注情報を提供してもらうような協力を求めなければならない。そのうえで、小売業が持続的に製造業者へ情報提供できる組織体制を作り上げなければならない。こうした企業間調整過程の構築・維持を分析することが、製販統合の実行・維持過程を研究する上で重要な視点になると考えられる。
滋賀県における横向きツシを持つ伝統的町家の研究

滋賀県内の伝統的町家を再考する上で、横向きツシ(表側から二筋目以降の部屋の上部にあり通り庭に開いているツシ)に着目し、横向きツシを持つ伝統的町家に関する研究を行った。文献・現地調査などにより、滋賀県内で計17棟を確認することができ、分析の結果、(1)該当する町家はほとんどが彦根市の旧城下町や街道沿いに立地、(2)横向きツシはその形態からコの字型・一直線型に分類、(3)一直線型よりもコの字型の横向きツシを持つ町家が古い形式と推測される、という結果を得ることができ、湖東地域における伝統的町家の一形式と推測された。一般的な伝統的町家で、道に面した表側の部屋上部をツシとして使用していたが、滋賀県彦根市・近江八幡市にある町家の中には、表側から二筋目以降の部屋の上部をツシとして使用する例(以下、横向きツシと呼ぶ)が確認されている。この横向きツシは通常のツシとは異なり、トオリニワに面し、トオリニワとの境に仕切壁を持たず大きく開口している特徴を持っている。そこで、本研究の目的は、滋賀県全域での横向きツシをもつ伝統的町家の把握と地域性、横向きツシの分類と横向きツシを含めた町家二階部分の形成過程の分析、横向きツシを持つ伝統的町家と農家の関係、を探ることにより、横向きツシを持つ伝統的町家について明らかにすることである。この研究目的を達成するために、以下のような方法で研究を行うこととした。(1)滋賀県内における横向きツシを持つ町家の把握:これまでの研究で明らかとなった町家の特徴を手がかりに、横向きツシを持つと思われる伝統的町家を、(1)文献調査、(2)アンケート調査、からリストアップする。(2)横向きツシを持つ町家の調査・分析:滋賀県内を大きく四つのエリアに分け、(1)で抽出された町家について、(1)横向きツシの空間特性の抽出、(2)横向きのツシを持つ町家の特徴の抽出、に関する調査を行う。滋賀県彦根市や近江八幡市にある町家の中には、表側から二筋目以降の部屋の上部をツシとして使用する例(以下、「横向きツシ」と呼ぶ)が確認されている。このツシは、トオリニワに面し、トオリニワとの境に仕切壁を持たず大きく開口している特徴を持っている。そこで、本研究の目的は、(1)滋賀県全域での横向きツシを持つ伝統的町家の把握と地域性、(2)横向きツシの分類と横向きツシを含めた町家二階部分の形成過程の分析、(3)横向きツシを持つ伝統的町家と農家の関係、を探ることにより、横向きツシを持つ伝統的町家について明らかにすることである。本年度は、滋賀県内における横向きツシを持つ町家の把握のために、1.文献調査、2.アンケート調査を予定していた。1.については、これまで滋賀県内で実施された建造物・町並み調査報告書といった文献から抽出した伝統的町家ごとに構成要素(立地・建築年代・規模・平面・小屋組など)を整理した。2.については、県内市町教育委員会へ調査を行う前にいくつかの教育委員会に事前に横向きツシを持つ町家についての情報を問い合わせてみたが思うような結果が得られないことが予測されたため、各市町にある博物館・資料館・公開町家などへ直接出向いて情報収集することにした。このような2つの調査結果より、伝統的町家270棟の中から横向きツシを持つと思われる町家を39棟ほど抽出することができた。また、このなかで発見した横向きツシを持つ町家のうちの1棟は近日中に改修される予定であったので、これについては前倒しで実測調査を行った。来年度、リストアップされた町家を現地確認する作業が控えているが、現時点で横向きツシを持つと思われる39棟の町家は、(1)彦根市、近江八幡市、長浜市、木之本町などの主に湖東・湖北地域の街道沿いに多く分布、(2)小屋組が二重梁を持つ町家が目立つ、という傾向が見受けられた。そこで、本研究の目的は、(1)滋賀県全域での横向きツシを持つ伝統的町家の把握と地域性、(2)横向きツシの分類と横向きツシを含めた町家二階部分の形成過程の分析、

(3)横向きツシを持つ伝統的町家と農家の関係、を探ることにより、横向きツシを持つ伝統的町家について明らかにすることである。今年度は、昨年度リストアップした横向きツシを持つと思われる町家の中から滋賀県湖北・湖東地域と対象として、1.横向きツシの空間特性の抽出、2.横向きのツシを持つ町家の特徴の抽出、を予定していた。1.については、すでに取り壊されたり、町家所有者の調査協力が得られない事例があり当初の予定よりは進まなかったが、昨年度の文献調査では挙がってこなかった町家を他の調査(伝建調査など)で見つけることができたので、リストに追加した。また、現在調査済みの町家のデータ整理を行った。2.については、近隣の旧城下の町家や近隣農村部の民家の特徴を文献などにおいて整理し、横向きのツシを持つ町家との比較分析を試みた。次年度においては、当初、滋賀県湖西・湖南地域の町家を対象としていたが、A.当該地域のリストアップされた町家数が少ない、B.湖北・湖東地域の調査が遅れている、ことを勘案して、引き続き湖北・湖東地域を中心に調査を進める予定である。滋賀県彦根市や近江八幡市にある町家の中には、表側から二筋目以降の部屋の上部をツシとして使用する例(以下、「横向きツシ」と呼ぶ)が確認されている。このツシは、トオリニワに面し、トオリニワとの境に仕切壁を持たず大きく開口している特徴を持っている。そこで、本研究の目的は、(1)滋賀県全域での横向きツシを持つ伝統的町家の把握と地域性、(2)横向きツシの分類と横向きツシを含めた町家二階部分の形成過程の分析、(3)横向きツシを持つ伝統的町家と農家の関係、を探ることにより、横向きツシを持つ伝統的町家について明らかにすることである。今年度は、平成20年度にリストアップした横向きツシを持つと思われる町家の中から、当初計画の滋賀県湖西・湖南地域と、前年度調査が終了していない湖北・湖東地域の町家を対象として、1.横向きツシの空間特性の抽出、2.横向きのツシを持つ町家の特徴の抽出、を予定していた。1.については、昨年度同様、すでに取り壊されていたり、町家所有者の調査協力が得られない事例があり当初の予定よりは進まなかったが、平成20年度の文献調査では挙がってこなかった町家を他の調査(伝建調査など)でさらに見つけることができたため、追加で実測調査を行い、リストに追加した。また、これまでの調査によると、横向きツシの形態には、コの字型と一直線型の2種類があることが明らかとなった。2.については、前年度に引き続き、近隣の旧城下の町家や近隣農村部の民家の特徴を文献などにおいて整理し、横向きのツシを持つ町家との比較分析を試みた。次年度においては、当初、本研究のまとめの期間としていたが、町家調査(特に湖北・湖東地域)が遅れていることを勘案して、残りの町家調査を進めながら研究成果をまとめる予定である。今年度は、平成20年度にリストアップした横向きツシを持つと思われる町家の中から前年度調査が終了していない町家を対象として、1.横向きツシの空間特性の抽出、2.横向きのツシを持つ町家の特徴の抽出、を行い、すでに調査が終了している町家とあわせて、3.本研究のまとめを行う、ことを予定していた。1.、2.については、追加調査の結果、横向きツシを持つ伝統的町家は滋賀県内で計17棟となった。
現代韓国における民俗文化・環境知識としての風水地理思想の評価と伝統的景観の再構成

本研究では、現代韓国社会における風水思想の再評価の展開と伝統的景観への影響について研究を行った。韓国においては、風水地理思想は依然として取るに足りない迷信として捉えられているが、環境、伝統文化、民俗文化という側面においては、肯定的な評価を受けている。東アジアにおいて、韓国のみが唯一コンスタントに風水の学術研究を行っており、一般市民の読む新聞にも、風水用語を多く用いたサイドストーリー記事が登場する。他方、国家的な環境政策等においては、風水の概念は間接的に用いられている。本年度は、研究課題のうち、主として韓国における学術界における風水地理思想の再評価について明らかにすべく研究を進めた。まず代表者である渋谷が韓国において資料収集や、関連学会・研究会での討議に参加した、特に研究協力者の崔元碩氏の助力を受け、1990年代以降の学術界における風水地理思想に対する研究状況や評価に関する資料を収集するとともに、大韓地理学会大会の特別セッション「韓国風水研究の回顧と東アジア的展望」(12月)や、「アジア風水文化研究会」(2月)に参加し、現在の韓国における学術的研究の到達点を理解することができた。同時に、韓国の学会における風水地理思想の評価について研究を、日本との対比によって明らかにするアイデアを得、これまでの日本における風水地理思想研究を整理検討し、その方向性を追求した。その成果は、上述の大韓地理学会において澁谷が「日本の風水研究の回顧と東アジア的展望」(韓国語発表)を報告した。さらには、本研究課題に関連して沖縄本島にて開催された「第3回風水ワークショップ」において、研究メンバーを含む日中韓の研究者と各地域における研究の到達点や動向について学術発表、討議を行った。その成果の一端は、韓国で刊行された学術書『東アジア風水の未来を読む』(韓文)などに発表されている。これらの研究活動を通じ、今のところ韓国においては、1994年時点でも学術研究そのものに関する批判的見解がある中で、風水地理思想の学術的研究が歴史学・地理学・建築学主導ではじまり、後に不動産学分野等の実学的分野が付け加わり、現在まで非常に活発な研究が行われている。これは背後に占いとしての実用性を視野に入れる「在野」の風水研究が行われていることとも無関係ではないと思われる。韓国における研究協力者である慶尚大学校・崔元碩研究教授の助力を得て、資料収集は極めて順調に行うことができた。特に一般には公刊されていない報告書やプロシーディングスを多数入手できた。中でも特に2006-2014年にかけて漢陽大学校で毎年行われた研究集会の記録である「風水大討論会統合論文集」や、2016年度に研究を行う予定の、行政機関の事業・活動と風水地理思想の利用に関する資料(「風水環境都市計画樹立学術研究事業」等)も複数入手できたことは大きな進展である。反面、韓国語で記された資料が多すぎ、読み込みには時間を要している。さらには、韓国で行われている風水地理思想関連の研究会への参加、大韓地理学会での研究発表、さらには代表者の澁谷が運営委員長として実施した沖縄での国際研究集会を通じ、分担者の浦山、連携研究者の鈴木、協力者の崔元碩を含め、本年度の研究目標である「現代韓国における風水地理思想の学術的評価」については、かなり議論を深めることができた。また、上記の国際集会の成果を基盤として、2016年度より学術振興会二国間交流事業(韓国との共同研究)が採択され、これと合わせて本研究課題においてもさらなる研究の進展が見込まれる。本年度は、韓国の学術界における風水地理思想の再評価と、国家環境政策など行政に用いられる風水地理思想の論理について明らかにすることを試みた。まず昨年度収集した、各種文献を基に分析を進め、学会で報告を行った。代表者の澁谷は、10月に人文地理学会大会において、地理学分野における評価について「現代韓国における風水地理思想に関する学術的評価ー地理学分野の業績を中心としてー」のテーマで学会発表を行い、さらに風水地理思想の新たな評価として注目される不動産学分野での評価について、3月の日本地理学会大会において、「現代韓国における風水地理思想の学術的評価:不動産・都市研究分野を中心に」のテーマで発表を行った。なお、この発表に関連して、韓国中央図書館(ソウル)や東洋文庫等において補足文献調査を実施している。これに関連して、韓国の風水地理思想の基本的概念そのものについても再検討を行い、6月の歴史地理学会大会にて「朝鮮時代の地誌・地理書にみる「水口」概念」のテーマで発表し、その中で水口という風水用語が再評価されつつあることにも触れた。なおこれらの成果は、7月に行なわれた国際シンポジウム「日本と世界の山をみんなで考えよう」や、2月に別途実施された「日韓風水ワークショップ」における議論に活かされている。一方で、研究分担者の協力のもと、沖縄風水の現代的評価の現地調査を行うとともに、韓国の研究協力者と連携研究者とともに、日本本土の風水に関する評価を探るべく、鎌倉市周辺で現地調査と討論を実施した。また昨年度収集した「風水環境都市計画樹立学術研究用役報告書」(韓文)等の行政報告書類について読み込みを進めつつ、韓国の研究協力者との論議を経て、行政事業において用いられる風水論理について追究した。その成果は次年度に学会にて発表予定である。これまでに数多くの文献資料(風水地理思想と学術・行政に関する報告書等)が多数収集できているが、すべて韓国語資料であり、読み込みおよび翻訳にやや時間がかかっている。

そのため学会での学術発表までは行なえているが、学術論文の執筆にまでは至っていない。本年度は、昨年度より継続して現代韓国において国家環境政策など行政に用いられる風水地理思想の論理について明らかにするとともに、一般市民がどのような姿の風水地理思想に接しているかについて、韓国における新聞記事に掲載される風水地理思想関連の内容をを手掛かりに考察を加えた。まず昨年度日本地理学会において学術発表に新たな研究内容を加え、論文「現代韓国における風水地理思想の学術的評価:不動産・都市研究分野を中心に」(印刷中)を執筆し、この5月に刊行される予定である。次に、分担者の浦山および連携研究者の鈴木、韓国の研究協力者である崔元碩氏と数回にわたって研究会議を開催して上記課題について議論を深めた。その結果、韓国の行政と風水地理思想のかかわりについては、確認の限りでは、行政側は直接「風水地理思想を利用」する行為は、風水思想を「迷信」とする立場の市民も多いためか、間接的に接点がもたれているように思われる。例えば国家的環境政策である通称「白頭大幹保護法」などでは、風水と関連の深い「白頭大幹」という概念は用いるが、直接風水の術法に関連させず名称を使うに止めている。他方、大統領選挙や地下鉄事故と風水地理思想を関連付ける新聞記事は、サイドストーリー的に扱われつつ、風水地理思想の用語や概念、論理を直接用いている。これらの研究成果は、さらなる補足を行い、次年度に日本地理学会等にて学術発表の予定である。一方、韓国との対比の上で、日本本土や沖縄風水の現代的評価の調査研究を行うべく、韓国の研究協力者と研究分担者(浦山)、連携研究者(鈴木)とともに、沖縄本島北部村落と京都市周辺の庭園において現地調査と討論を実施した。この成果の一部は、代表者の渋谷が論文「東アジアにおける風水の地域的差異ー韓国(朝鮮)と沖縄(琉球)の比較から」として発表している。本研究では、現代韓国社会における風水思想の再評価の展開と伝統的景観への影響について研究を行った。韓国においては、風水地理思想は依然として取るに足りない迷信として捉えられているが、環境、伝統文化、民俗文化という側面においては、肯定的な評価を受けている。東アジアにおいて、韓国のみが唯一コンスタントに風水の学術研究を行っており、一般市民の読む新聞にも、風水用語を多く用いたサイドストーリー記事が登場する。他方、国家的な環境政策等においては、風水の概念は間接的に用いられている。平成28年度は、おおよそ申請時に計画した、現代韓国の行政機関の各種事業・活動と風水地理思想の利用などを中心とした研究内容に沿って推進したい。また、昨年度にアイデアを得た、沖縄を中心とした日本の状況との対比という視点を継続したい。ただし、前年度多数入手した、韓国語文献の詳細な読み込みと整理が終了しておらず、本年度はまずこれを推進したい。その結果は、研究代表者の属している歴史地理学会、人文地理学会などにおいて学会発表を行うこととしたい。平成29年度は、おおよそ申請時に計画した、韓国一般社会における風水地理思想の評価について、風水地理思想の「民俗」化と農村景観への影響、および新聞記事、広告等に表れる風水の論理について追究したい。
ナノトポグラフィ金属表面における細菌の生命活動

ナノポーラス金基板上で培養した大腸菌の生菌数を平滑金の場合と比較することで、金属のナノトポグラフィがもたらす抗菌性の起源を解明することを目的とした。ナノポーラス金を作製し、種々の相対湿度で抗菌性試験を行った結果、中間程度の湿度で抗菌活性が高まった。このことは、ナノポーラス金の抗菌作用には細菌とナノポーラス金基板の直接接触が必要であることを示唆している。タンパク質発現解析や弾性率評価、シミュレーション等も組み合わせ、ナノポーラス金の抗菌性の由来が物理的に細胞膜を破壊するような単純なものではなく、分子原子オーダの複雑な現象が影響していることを示した。ナノポーラス金属上での大腸菌・ブドウ球菌等の活性を調べるための基本的な環境構築を行った。金属スパッタリングの条件を検討し、細菌培養に適した50ミリ四方のナノポーラス金属を作製できた。これを用いて、JIS Z 2801に準じる抗菌性試験を実施した。菌液調製のために、独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジー本部生物遺伝資源部門から分譲された大腸菌(Escherichia coli, NBRC 3301)および表皮ブドウ球菌(S. epidermidis, NBRC 100911)の菌株を用いた。ナノポーラス金および平滑金の試料上に、試験菌液を滴下し、その上にフィルムをかぶせた。この試験菌液を接種した試料を308 Kで24時間培養した。試料表面上から液体培地を用いて菌を洗い出した液から10倍希釈系列希釈液を作製し、寒天平板混釈法で生菌数を測定した。その結果、平滑な金の表面上での生菌数は対照試料であるポリエチレンフィルムと大差なかったのに対し、ナノポーラス金の表面上での生菌数は大きく減少した。特に、孔径が小さいナノポーラス金のほうが顕著に減少した。これらの傾向は表皮ブドウ球菌でも同様であった。これらのことから、ナノポーラス金属が通常のバルク金にはない抗菌作用を持ち、細菌の生命活動を抑制することが明らかとなった。別途、蛍光顕微鏡やインキュベータ等を導入するとともに、走査プローブ顕微鏡による液中その場観察条件を整備した。ナノトポグラフィ金の作製、走査プローブ顕微鏡の整備等、予定通り進行している。前年度に引き続き、フィルム密着法に準じてナノポーラス金および平滑金上に大腸菌K-12を滴下し、24時間後の所与の相対湿度での生菌数を調べた。相対湿度が約60%のときにナノポーラス金の抗菌活性が平滑金と比べて大きくなった。一方で、相対湿度が約15%および90%で培養した場合のナノポーラス金の抗菌活性は平滑金の場合と大差なかった。相対湿度約15%での培養後では乾燥により菌液がほとんどなくなっており、ナノポーラス金・平滑金のいずれにおいても生菌数が少なくなっていた。相対湿度が低い場合には(基板の影響でなく)乾燥によってナノポーラス金・平滑金のいずれにおいても菌が死滅したことが示唆される。また、相対湿度約90%での培養後は菌液が培養開始後とほぼ同じ量だけ残っており、相対湿度約60%での培養後に残っていた菌液の量は蒸発によりある程度減少していた。湿度が高く菌液が十分にある場合、細菌の基板への接触頻度が低く、それに対し、中間程度の湿度で菌液がある程度減少すると、細菌の基板への接触頻度が高くなると考えられる。中間程度の湿度でナノポーラス金の抗菌活性が高まったことは、ナノポーラス金の抗菌作用には細菌とナノポーラス金基板の直接接触が必要であることを意味している。これは従来の金属の抗菌機構、すなわち金属イオンや活性酸素等の拡散種による抗菌と大きく異なり、ナノポーラス金独自の抗菌機構があることを強く示唆する。その他、走査プローブ顕微鏡でのその場観察等の条件も昨年度に引き続き整え、大腸菌の細胞膜の弾性率評価も開始した。抗菌機構を詳細に明らかにすることができた。また、走査プローブ顕微鏡による大腸菌の細胞膜の機械特性評価も開始できた。ナノポーラス金および平滑金上で培養した大腸菌K-12の細胞壁の弾性率を、走査プローブ顕微鏡を用いた荷重ー変位曲線の測定結果から、JKRモデルに基づいて算出した。その結果、平滑金上で培養した大腸菌の弾性率は、金上で培養していない大腸菌のそれとほぼ同じであったが、ナノポーラス金上で培養した大腸菌の弾性率は、平滑金上で培養した大腸菌、また金上で培養していない大腸菌のそれよりも大きくなる傾向が見られた。当初、ナノポーラス金の作用として大腸菌の細胞壁(膜)の機械的強度を弱めるものであると期していたが、これとは異なる結果となった。また、ナノポーラス金および平滑金上で培養した大腸菌K-12の遺伝子発現量をリアルタイムPCRならびにマイクロアレイ解析を用いて評価した結果、ナノポーラス金上で培養された大腸菌では、平滑金上で培養された大腸菌に比べて細胞壁(膜)の機能に関する発現量に大きく差があった。DiSC3(5)を蛍光プローブとして用いた蛍光観察の結果、ナノポーラス金によって死滅した大腸菌については、死滅後もなお細胞壁に分極が生じていることがわかった。これらからナノポーラス金は、大腸菌の細胞壁(膜)の機能を阻害して抗菌性を発現していることが示された。

現象の理解のため、細胞壁の分極について分子動力学ならびに第一原理計算を組み合わせたシミュレーションを行った結果、ナノポーラス金特有の表面圧縮格子ひずみによって、細胞壁を構成するペプチドグリカンの分極状態が大きくなること、さらに、膜内に存在し、膜内外のイオン濃度を制御するイオンチャネルの分子構造が、ナノポーラス金によって微妙に乱され、結果としてイオンチャネルの機能が阻害されることが示唆された。ナノポーラス金基板上で培養した大腸菌の生菌数を平滑金の場合と比較することで、金属のナノトポグラフィがもたらす抗菌性の起源を解明することを目的とした。ナノポーラス金を作製し、種々の相対湿度で抗菌性試験を行った結果、中間程度の湿度で抗菌活性が高まった。このことは、ナノポーラス金の抗菌作用には細菌とナノポーラス金基板の直接接触が必要であることを示唆している。タンパク質発現解析や弾性率評価、シミュレーション等も組み合わせ、ナノポーラス金の抗菌性の由来が物理的に細胞膜を破壊するような単純なものではなく、分子原子オーダの複雑な現象が影響していることを示した。昨年度整えた環境を駆使して、予定通り細菌のその場観察・評価を試みる。予定通り、細胞膜の機械特性(弾性率)評価を続けるとともに、遺伝子発現解析等別の角度からも抗菌機構に迫る。29年度が最終年度であるため、記入しない。工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞内シグナル伝達強制発現の手法を用いた関節軟骨再生・修復に関する研究

関節軟骨は自己修復能が極めて乏しく、一度外傷や変性などで損傷すると関節機能に障害を生じる。そのため従来から軟骨の再建についてさまざまな方法が試みられてきた。近年、組織工学や分子生物学の進歩により再生医学の基礎や臨床研究が盛んになるにつれその手法は整形外科領域へも応用されるようになってきている。我々は関節軟骨修復、再生の過程を促進する手段をシグナル伝達分子の過剰発現に求め、その投与方法としてアデノウィルスを用い、その有効性を検討することとした。本研究では整形外科、膝関節手術時に採取した滑膜線維芽細胞にアデノウイルスベクターをもちい遺伝子導入をおこない、軟骨分化誘導の可能性について検討した。使用した遺伝子はBMPのtype IAレセプターであるactivin receptor-like kinase3の恒常活性型変異体(ALK3^<CA>)である。遺伝子導入後、細胞をペレット培養したところ、コントロールウイルスと比較してALK3^<CA>ウイルスが滑膜線維芽細胞において著明なSox9、II型コラーゲン、アグリカンの発現上昇を誘導することが明らかになった。また組織学的検討においても明らかなtoluidine blue染色陽性像、II型コラーゲン染色陽性像が認められた。これらをふまえて、うさぎ膝関節軟骨欠損モデルを使用して遺伝子導入したペレットをもちいて移植を試みた。その結果組織学検討においてサフラニンO染色像やII型コラーゲン染色陽性像がコントロール群と比較して早期に確認された。アデノウイルスベクターにはベクターの免疫原性、遺伝子発現が一時的であるなどの欠点があり、それ自体を臨床応用することは困難であると考えられるが、ALK3経路を活性化するようなサイトカインの利用、あるいは低分子薬物を開発することにより、将来的な関節軟骨再生への道筋が示された。アデノウイルスベクターを用いた遺伝子導入を行い、細胞内シグナル伝達強制発現により関節軟骨再生・修復のメカニズムを知り、関節軟骨治療の可能性を探ること、および関節軟骨再生・修復をめざすことを目的に、本年度は正常関節軟骨細胞にTGF-β・BMPのType-1 receptorであるALK(Activin receptor- like kinase) family (ALK-2,3,5,6)の恒常活性型遺伝子を導入し、in vitroにて軟骨細胞に対する導入遺伝子の効果を調べた。軟骨細胞の平板培養系にアデノウイルスベクター感染後3日でMTTasseyで細胞増殖能を評価したところ、ALK6恒常活性遺伝子(BMP receptor-Ib)でcontrolの約10%の増殖活性上昇がみられたが、これは有意なものとはみなされなかった。RT-PCRにより関節軟骨のマーカーとしうるtypeII collagen、typeIX collagen、およびaggricanのm-RNA発現を72時間後に評価した結果、ALK3(BMP receptor-Ia)及びALK6でaggrecanのmRNA発現がそれぞれcontrolの1.4倍、1.9倍に増加していたが、typeII, typeIX collagenについてはmRNA発現は亢進していなかった。Alcian blue染色により、glycosaminoglycan(GAG)合成能をマクロで観察およびグアニジン塩酸抽出法にて定性的に評価した結果、ALK2(BMP6,7に対するreceptor)及びALK6で肉眼的にAlucian blueの染色性亢進が見られ、定量ではそれぞれcontrol細胞と比較してそれぞれ1.9倍、1.7倍であった。以上から、軟骨細胞にALK2,3,6恒常活性型遺伝子導入により、細胞外基質の産生亢進作用をメカニズムとする軟骨修復が期待されるものと結論した。今後、滑膜細胞にもその適応を広げ、in vitroでの研究に発展させる。本年度は、昨年度の正常軟骨細胞に対する遺伝子導入の実験に引き続き、滑膜細胞に対しアデノウイルスベクターによる遺伝子導入を行い、軟骨分化誘導の可能性について検討した。

実験には整形外科膝関節手術時に、患者本人の同意を得た上で採取したヒト滑膜線維芽細胞とウサギ滑膜細胞を用いた。使用した遺伝子はBMPのtype IAレセプターであるactivih receptor-like kinase3の恒常活性型変異体(ALK3^<cA>)である。遺伝子導入後、細胞をペレット培養したところ、コントロールウイルスと比較してALK3^<cA>ウイルスが滑膜繊維芽細胞において著明なSox9、II型コラーゲン、アグリカンの発現上昇を誘導することが明らかになった。また組織学的検討においても明らかなtoluidine blue染色陽性像、II型コラーゲン染色陽性像が認められた。これらをふまえて、うさぎ膝関節軟骨欠損モデルを使用して遺伝子導入したペレットをもちいて移植を試みた。その結果組織学検討においてサフラニン0染色像やII型コラーゲン染色陽性像がコントロール群と比較して早期に確認された。この結果はJournal of Clinical Investigation誌に発表し、同時に米国骨代謝学会等でも発表した。アデノウイルスベクターにはベクターの免疫原性、遺伝子発現が一時的であるなどの欠点があり、それ自体を臨床応用することは困難であると考えられるが、ALK3経路を活性化するようなサイトカインの利用、あるいは低分子薬物を開発することの有用性が明らかになった。また、再生医療を開発する上で重要な細胞のソースとして、軟骨細胞だけでなく、滑膜細胞をも利用可能であることが示され、将来的な関節軟骨再生への道筋が示された。
ナノ物体の物性計測と可視化観察の同時遂行を目指すナノ・ハンド・アイ・システム

現在大きな注目を浴びているナノテクノロジーに関して、電子顕微鏡でナノサイズの物体を観察しながら、マイクロマシンの超微細ピンセットなどを用いて物体を機械的に操作することに成功した。電気的特性や機械的な強度、変形などを測り、ナノサイズ特有の現象を数多く発見した。例えば、シリコンはマクロサイズでは極めて脆い材料だが、それで作ったナノワイヤを引っ張ると元の長さの20倍まで伸びる超塑性を示した。本研究の目的は、これまで培ってきたナノマシン技術、位相干渉計測を含む高分解能透過電子顕微鏡技術等をナノハンド・ナノアイ・システムへとさらに発展させ、汎用の技術として確立することである。すなわち、ナノギャップを持つ対向ナノプローブやそれと一体化したマイクロアクチュエータなどのデバイス作製技術、及び位相差検出透過型電子顕微鏡による「その場」観察技術を融合して、DNA等の生体分子、ナノ粒子、人工合成した巨大分子のようなナノ物体の自由なマニピュレーション技術と様々の物性評価技術を提供することを目標とする。1.ナノギャップの製作対向針先の問隔が10nm級のデバイスを作るためのプロセスを検討した。ドライエッチングとウェットエッチングではギャップ長の制御が難しかった。集束イオンビーム(FIB)を用いて加工と形状観察を同時に行うことで、2050nmのギャップを作製した。2.DNA分子束の電気特性評価ギャップ長を15nm,150nm,2μmと変えた3種のデバイスで、DNA分子を捕えた。百千分子の束について抵抗測定を行ったところ、15nmと150nmについては導電性があったが、2μmでは絶縁性であった。3.DNA1分子の捕獲幅600nm、高さ4μm、長さ40μmのチャネル中に微小な水圧による流れを作り、稀釈したDNA溶液を用いて、1分子が分かれて流れるようにした。出口に電極対を設置し、流出するDNA分子を、高周波電圧の印加で捕獲した。4.ナノワイヤの引張試験と透過電子顕微鏡(TEM)によるその場観察金の対向針先を1nm以下に近付け、その間のトンネル電流を測った。1から2nAの電流が流れた後、金原子の移動によりギャップが自ら橋絡した。3060分後に橋絡部の太さは20nm程度となったので、アクチュエータにより引張り、金ナノワイヤを形成、伸張、破断する様子をTEMで実時間観測した。1.単分子分離捕獲用チップによるDNA分子操作と観測マイクロ・ナノ流路により水中のDNA分子を単離するチップを作り、それに分子捕獲用電極やナノピンセットを組み込み、DNA単分子の捕獲と操作を試みた。流路中に作り込んだ電極に電圧を加え、電気泳動によりDNA分子を単離しながら、ゆっくりと捕獲用電極対に向けて移動させることができた。しかし、捕獲用の高周波電圧を電極対に加えるとDNA分子がかえって離れて行く現象があり、捕獲できなかった。現在、この現象の解明と対策の検討を進めている。2.シリコンや金のナノワイヤを用いた実時間原子輸送の観測シリコンや金のナノ針端が、サブミクロン程度に近付いているデバイスを作り、そのギャップをマイクロアクチュエータで狭めて、接触・融合させることでナノワイヤを形成した。更に、ワイヤを逆に引き伸ばし、破断する実験を行った。この過程において原子輸送により針端やワイヤの形状が変化する様子を実時間で透過電子顕微鏡観測を行った。シリコンナノワイヤは、10nm程度の直径から23nmに細くなるまで、数10nmの長さに引き伸ばすことができた。一方金は、20nm程度の直径から数nm引き伸ばすと急激に細くなって破断した。3.人工分子の捕獲らせん状の管形超分子(Hexa-peri-hexabenzocoronene)を有機溶剤に溶かし、チップ上の電極対に加えた電極で、束状に捕獲できた。今後、導電率や、電圧印加による自発蛍光強度の変化などを測定する予定である。本研究の目的は、これまで培ってきたナノマシン技術、位相干渉計測を含む高分子機能透過電子顕微鏡技術等ナノ・ハンド・アイ・システムへとさらに発展させ、汎用の技術として確立することである。1.マイクロ・ナノデバイスの製作静電くし歯アクチュエータと高感度変位センサを集積化したナノピンセットの製作に成功し、0.3nm以下の変位測定が可能となった。捕獲した物体の2端子電気測定が可能で、数pA程度の電流まで測れることが分かった。有用性を調べるためDNA分子束を捕獲し、導電特性と分子束の直径、歪み量、雰囲気湿度などとの関係を明らかにした。2.種々のナノ物体の操作と評価法の検討対向するナノ針端を接触・融合させて形成したナノワイヤの引っ張り破断実験を継続した。透過電子顕微鏡による実時間観測で明らかになった。ワイヤ形状の変化や破断後の針先の鈍化など原子の過渡的移動現象に関し、引っ張り速度を変えて詳細な実験を行った。