hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
思考・判断の基礎過程としての作業記憶の神経機構の研究

作業記憶とは、ある課題の遂行に必要な情報を必要な期間能動的に保持するメカニズムである。これは、思考・推論・判断をはじめ、会話や文章の理解、暗算など、われわれの様々な認知活動の基礎となる重要な機構であると考えられている。本研究は、作業記憶の重要な機能である複数の情報の関連付けや操作に注目し、その機構を明らかにする目的で実施した。動物に、注視と記憶誘導性眼球運動を組み合わせた2種の遅延反応課題を訓練した。第1課題は、2つの刺激呈示位置と呈示順序の記憶を必要とする課題で、手がかり期に2ケ所の目標位置を順次呈示し、遅延後それぞれの目標位置まで呈示された順に眼球運動を行わせた。第2課題は、1つの刺激呈示位置の記憶のみを必要とする課題で、1ヶ所に手がかり刺激を呈示し、遅延後その位置に眼球運動を行なわせた。訓練完了後、前頭連合野からマルチプル・ニューロン活動の記録を行い、これから同時に単離されたニューロン活動対を用いて相互相関分析ならびにJoint-PSTH分析を行った。相互相関分析により、高頻度で同時発火活動を示し共通の入力を持つと思われるもの、また一方のニューロンから他方へ興奮性の直接出力があると思われるものなど、多数のニューロン対間に機能的な結合が見いだされた。また、Joint-PSTHを用いてニューロン間の機能的関係が課題文脈に応じて変化するかどうかを調べたところ、多くのニューロン対で動的な変化が観察された。このことから、相互相関分析やJoiot-PSTH分析で明らかになったニューロン間の機能的な相互関係や、課題の時間文脈に応じた機能的関係の動的な変化が、作業記憶における情報の操作や統合・関連付けに密接に関与していると考えられる。
リソソーム病の網羅的変異体立体構造データベースの構築

一群のリソソーム病の原因となる疾患遺伝子変異により、その発現蛋白質の立体構造にどんな変化が起こり、それが分子病態や臨床表現型にどんな影響を与えるかについて解析した。そして、その解析により得られた情報をリソソーム病の診断や治療に役立てるためのデータベースを構築することを目的に研究を行った。昨年度に行ったファブリー病、テイ-サックス病およびムコ多糖症I型における疾患関連酵素の立体構造解析に引き続き、今年度は、ポンペ病(酸性α-グルコシダーゼ欠損症)とGM1ガングリオシドーシスおよびモルキオB病(B-ガラクトシダーゼ欠損症)の疾患関連酵素について、まず野性型酵素の立体構造モデルをin silicoで構築した後に、病因となるアミノ酸置換による立体構造変化の領域と強さとを推定した。さらに、これまで報告されたファブリー病の病因遺伝子変異の種類、臨床表現型や文献の他、α-ガラクトシダーゼの立体構造変化について詳細に知ることが出来るデータベースを作成して、これを公開した(http://www.fabry-database/org/)。これらの情報は、ファブリー病の病態を理解し、適切な治療法を策定するために有用であると期待される。リソソーム病の原因となる疾患責任酵素蛋白質の立体構造変化を網羅的に解析し、その情報をリソソーム病に対する適切な治療方針の策定に活用するためのデータベースを構築することを目的として研究を行った。今年度は、まず、リソソーム病の中でも頻度が高く、臨床的重要性が高いテイーサックス病、ムコ多糖症I型およびファブリー病を対象として、夫々の病因となるアミノ酸置換による酵素蛋白質の構造変化について解析した。当該酵素蛋白質分子を構成する原子の中で、変異により影響を受ける原子の数、root-mean-square distanceおよびsurface-accessible surface areaを計算することで、立体構造変化の位置と大きさとを推定するシステムを作製し、その結果を臨床情報とを照合した。これらの疾患では、発症が早く重症の経過をとるタイプでは、酵素分子内部に大きな構造変化を来たし、発症が遅く比較的軽症の経過をとるタイプでは、酵素分子表面に小さな構造変化を来たす傾向があることが明らかになった。また、ファブリー病に対して治験が行われている酵素増強療法用の治療薬が有効なタイプの症例は、酵素分子表面上に小変化を来たすものが多いことも示された。これらの解析結果を基に、ファブリー病の病因となる遺伝子変異によって起こる当該酵素分子上の立体構造変化を推定し、その生化学的特徴と臨床的予後および治療の有効性に関して推測するためのフローチャートを予備的に作製した。今後、その整備と検証を行う予定にである。
言語行為(発話行為)における意味と力の研究

本研究代表者は従来より、状況理論の枠組みのもとで、J.L.オースティンの真理の理論を拡張することにより、発語内行為の種類の違い(発語内の力の違い)を考慮に入れつつ、発語内行為全般を一貫した仕方で扱うことのできる、発話の内容の理論を構築することを目指してきた。本研究の目標は、この発話の内容の理論を、帰属準拠のアプローチのもとで定式化するとともに、同じアプローチのもとで、発語内の力の理論をも定式化し、両者を統合して、発語内行為の一般理論の基本的な枠組みを確立することである。帰属準拠のアプローチとは、行為者に発語内行為を帰属する形の言明をベースにして、発語内行為の内容と力を、帰属される行為そのものの特徴として統合的に扱おうとする本研究に独自のアプローチである。初年度にあたる平成10年度の研究により、このアプローチは状況理論と折り合いがよく、そのもとで、真偽が問題になる言明や報告などの発話と、真偽が問題にならない命令や約束などの発話の双方に、一貫した扱いを与える発話の内容の理論を定式化しうることが明らかになっている。第2年度および最終年度にあたる平成1112年度の研究では、発語内の力の理論に研究の重点を移し、その基礎となる出来事の一般理論に関する調査と、発語内の力の定式化のありうる方式の検討を行った。このうち前者に関しては、バーワイズとセリグマンのチャンネル理論の応用が有望であるとの感触を得ている。また後者に関しては、発語内行為の力の相違を、発語内行為がもたらす状況の変化のタイプの相違の観点から分析することを試み、個別事例に関して興味深い結果を得た。力の理論の形式化には、権利や義務、可能性、命題的態度等をも記述しうる言語が必要であるが、この面でも帰属準拠のアプローチの自然な拡張は、様相演算子の導入に頼ってきた従来の理論とは大きく異なる方向を示唆することが明らかになった。本研究代表者は従来より、米国の哲学者バーワイズとペリーによって創始された状況理論の枠組のもとで、英国の哲学者オースティンの真理の理論を拡張することにより、言語行為の種類(発語内の力)の違いを考慮に入れつつ、言語行為(発話行為)全般を一貫した仕方で扱うことのできる、発話の内容の理論の構築を目指して研究してきた。本研究の目標は、新たに採用した帰属準拠のアプローチのもとで、この発話の内容の理論の基本的部分を定式化するとともに、さらに同じ帰属準拠のアプローチのもとで、発語内の力の理論をも定式化し、両者を統合した発語内行為の一般理論の基本的な枠組を確立することである。帰属準拠のアプローチとは、行為者に発語内行為を帰属する形の式を含むような行為の理論の枠組のもとで、発語内行為の内容と力をも、行為者に帰属される行為そのもののもつ特徴として統合的に扱おうとする、本研究に独自のアプローチである。初年度にあたる平成10年度の研究により、このアプローチは状況理論との折り合いもよく、言明や報告のような真偽の問われうる発語内行為ばかりでなく、命令や約束のような真偽が問題にならない種類の発語内行為に関しても、その内容が充足されるための条件を、発語内行為そのものの特徴の一つとして定式化できることが明らかになった。また、このアプローチのもとでは、発語内行為の力の相違をも、それぞれの種類の行為が状況にもたらす変化のタイプの相違として分析できる見込みが得られた。

ただし、そのためには発語内行為がもたらす変化を特徴づける際に、義務や権利のような概念や、行為と行為のもたらす新たな状況との関係などを扱う強力な記述言語が必要であり、その定式化は11年度以降の課題である。本研究代表者は従来より、状況理論の枠組みのもとで、J.L.オースティンの真理の理論を拡張することにより、発語内行為の種類の違い(発語内の力の違い)を考慮に入れつつ、発語内行為全般を一貫した仕方で扱うことのできる、発話の内容の理論を構築することを目指してきた。本研究の目標は、この発話の内容の理論を、帰属準拠のアプローチのもとで定式化するとともに、同じアプローチのもとで、発語内の力の理論をも定式化し、両者を統合して、発語内行為の一般理論の基本的な枠組みを確立することである。帰属準拠のアプローチとは、行為者に発語内行為を帰属する形の言明をベースにして、発語内行為の内容と力を、帰属される行為そのものの特徴として統合的に扱おうとする本研究に独自のアプローチである。初年度にあたる平成10年度の研究により、このアプローチは状況理論と折り合いがよく、そのもとで、真偽が問題になる言明や報告などの発話と、真偽が問題にならない命令や約束などの発話の双方に、一貫した扱いを与える発話の内容の理論を定式化しうることが明らかになっている。そこで第2年度にあたる平成11年度の研究では、発語内の力の理論に研究の重点を移し、その基礎となる出来事の一般理論に関する調査と、発語内の力の定式化のありうる方式の検討を行った。このうち前者に関しては、バーワイズとセリグマンのチャンネル理論の応用が有望であるとの感触を得ている。また後者に関しては、平成10年度に得られた見込みに基づいて、発語内行為の力の相違を、発語内行為がもたらす状況の変化のタイプの相違の観点から分析することを試み、言明と命令と約束の違いばかりでなく、命令と依頼の違いをも検討し、興味深い結果を得つつある。しかし力の理論の定式化には、権利や義務、可能性、命題的態度等をも記述しうる言語が必要であり、その定式化はなお課題として残っている。第2年度および最終年度にあたる平成1112年度の研究では、発語内の力の理論に研究の重点を移し、その基礎となる出来事の一般理論に関する調査と、発語内の力の定式化のありうる方式の検討を行った。また後者に関しては、発語内行為の力の相違を、発語内行為がもたらす状況の変化のタイプの相違の観点から分析することを試み、個別事例に関して興味深い結果を得た。
高耐久高耐力外装材による耐震補強効果の検証

耐久性の高い通気構法のモルタル外壁を対象とし、まず実験によって、モルタル外壁要素の基礎データ、開口部コーナーにおける変形性能と破壊性状、および、モルタル周辺の拘束状態の違いによる耐力および変形性能への影響を把握した。さらに、木造住宅の一構面をモデル化した増分解析により、モルタル外壁による水平耐力の増加分、すなわち、耐震補強効果を検証した。その結果、この構法のモルタル外壁の最大耐力は、壁長1Pあたりおよそ10kNであり、また、モルタルを躯体に接合するステープルの腐食が進行しても、顕著な耐力低下は生じないという結果が得られた。本研究は、在来軸組工法の既存木造戸建て住宅を対象とし、建物の外周壁を高耐久、高耐力のモルタル外壁に改修することによる耐震補強効果を実験的・解析的に検証するものである。近年のモルタル外壁は、通気構法の採用によって、既存の直張り構法と比べて耐久性が向上しており、また、適切に施工すれば、構造用合板に匹敵する構造性能を有することも確認されている。本研究成果によって、外周壁のみの改修で、既存木造住宅の耐震性を確保することができるようになれば、改修費用の負担も軽減することができ、木造戸建て住宅の耐震化促進につながると考えられる。平成25年度においては、モルタル外壁の耐力発現に大きく関係するステープルを対象とし、水分による腐食の影響を把握するために、高温・高湿環境で腐食の発生を促進させた試験体での一面せん断加力実験を行った。仕上塗材を施工した160mm角のモルタル壁要素試験体を製作し、温度と湿度がそれぞれ約60°C、100%のステンレス容器に試験体を3週間入れることで、ラスやステープルの腐食を促進させた。高温・高湿環境に3週間置いた、亜鉛メッキのステープルは、ラス下地板から突き出た部分に赤さびが付着していた。この状態で一面せん断試験を実施した結果、劣化がない状態と比べてせん断力ー変位関係のばらつきが大きいが、耐力は低下している傾向がみられた。なお、ステンレス製のラス、ステープルを用いた場合については、若干の耐力上昇がみられた。また、開口部コーナーでの破壊性状を把握するため、掃出し開口を有する1215mm×1215mmのモルタル外壁試験体で静的せん断加力実験を行った結果、開口部のコーナー補強の平ラスに標準より大きな寸法のものを用いることで、ひび割れ発生後のひび割れの拡大が抑制される効果が確認された。また、質量の大きなラスを用いることでも同様の効果を確認することができた。本研究により、モルタル外壁の水平耐力評価が可能になることで、木造戸建て住宅の耐震化促進につながるものである。平成26年度においては、昨年度に製作した160mm角のモルタル壁要素試験体によって、面内の引張試験を実施した。その結果、横張りのラスに対して引張力が鉛直方向の場合の最大耐力は約1kN、水平方向の場合は約3kNと大きな違いがあることが分かった。また、表層に伏せ込んだガラス繊維ネットの負担力は1.5kN程度であり、モルタルのひび割れ防止に大きな効果があることが分かった。また、壁長が910mmの実物大モルタル外壁試験体を製作し、せん断加力実験を行った。柱径程度の長さの直交壁があることで、最大耐力は約11kNとなり、ない場合の最大耐力5kNの2.2倍であった。モルタル層の回転が直交壁によって拘束されることで、剛性や耐力が顕著に増加することが分かった。また、耐力壁としての構造用合板の上にモルタル外壁を施工すると、通気胴縁やラス下地板の釘によって、構造用合板の釘が打ち増しされ、最大耐力は構造用合板のみの場合の2.5倍である約22kNとなった。さらに、壁試験体を対象に、これまでに行った要素実験の結果を用いたFEM増分解析を実施し、実験結果に近い荷重ー層間変位関係が得られたことから、解析モデルが妥当であることを確認し、次に、実際の建物を想定した開口を有する解析モデルによって、モルタル外壁が負担する水平耐力を求めた。開口を有するモルタル外壁の水平耐力は、無開口のモルタル外壁の水平耐力から、開口の面積分だけ低減した値に近く、このことは、簡易な水平耐力評価法として利用できることが分かった。建築構造平成25年度の実施計画は、モルタル外壁に使用されている材料の構造特性の把握、開口部コーナーでの破壊性状の詳細な把握、また、ステープルの腐食の影響を把握するための、腐食したステープルでの一面せん断加力実験であった。各項目ともほぼ目的を達成した。

ステープルの腐食を生じされるため、当初は試験体の屋外暴露を計画していたが、仕上塗材の下地への追従性が高く、試験体の表面にひび割れが生じ難く、雨水浸入による腐食が期待できないこと、常温でラスやステープルの腐食を生じさせるためには比較的長い時間が必要であることが分かったため、高温・高湿環境で腐食を生じさせる方法に変更した。その結果、ステープルの腐食は概ね3週間程度で生じさせることができ、研究の遂行に支障をきたすことがなかった。また、掃出し開口付き試験体のせん断加力実験では、開口のコーナー部からのひび割れが発生し、想定したとおりの破壊性状となった。1/10radまでの加力を行った結果、当初の目的どおり、モルタル外壁の破壊性状を詳細に把握することができた。ラスの種類の破壊性状への影響についても定量的に把握することができた。平成26年度には、モルタル周辺の拘束による耐力および変形性能への影響を把握し、さらに、建物の一構面全体を対象とした増分解析によって、モルタル外壁による耐震補強効果を把握する。また、実験データ数を増やすため、ひきつづき、ステープルに腐食を発生させた試験体での一面せん断加力実験も行う。実際の建物においては、軒、水切り、サッシ、直交壁など、モルタルの面内挙動を拘束する様々な要因がある。そこで、水平力作用時のモルタルの面内挙動が拘束された場合の耐力および変形性能への影響を把握するため、モルタル壁の周辺の拘束状況の異なる壁長2P(1820mm)、高さ2730mmの無開口実大試験体の静的せん断加力実験を行う。さらに、モルタル外壁による耐震補強効果を検証するため、連続した外壁の一構面全体の解析モデルを作成し、増分解析を行う。また、解析結果を考慮し、実際の補強設計で用いるために、通気構法のモルタル外壁の剛性および耐力の評価法も提案する。
数種の遅延方程式の性質解明とそれに基づく数値計算

今年度は感染症に限らず,ある種の病気や生物の競争関係を空間に拡張したモデルなど,今まで扱うことがなかったタイプの数理モデルを取り上げて模索した。数値実験は学生に手伝ってもらい,時間遅れの有無による影響は捉えられたが,理論的な裏付けは部分的な解決に留まり,今年度は事前調査を進めるだけで成果発表には至らなかった。一方で,生物の被捕食を表す単純な数理モデルに対しては,時間遅れを含めて差分方程式の見直しを図ったことで,時間遅れがない場合で既に定式化されていた固有値計算手法の拡張を共同研究者と見出すことができた。これにより,異なる方程式に基づく固有値計算手法についても時間遅れを含めた拡張可能性が出てきた(方程式に関連する論文が今年度に掲載されている)。年度末に気づいたため,今年度中に成果発表は叶わなかったが,証明を精査し,次年度は学会で発表する予定である。このほかに,前研究課題から本課題に引き継いだ感染症モデルの性質解明の展開のために,現実的な媒介型感染症モデルに関する結果を医学部との交流会で発表し意見交換を行った。また,本課題にも関連のある基本的な感染症モデルの空間への拡がりを考慮した場合について,数年前から偏微分方程式の専門家らと共同で進めていた数理解析では,一定の成果が得られた。これらを異なる設定での差分型・超離散型モデルに活用したり,時間遅れを含む超離散方程式の解明を進めることで数値実験結果の裏付けを図る。本課題の前に進めていた研究課題を1年延長したことで並行して実施することになり,業務などとの配分もあり,本課題の遂行が遅れる結果となった。次年度は,理論的な解明を進めるとともに,拡張が見出された計算方法について,学会発表や論文執筆まで進める。今年度は本課題での成果が滞り,今後に役立てるための調査研究が中心となった。次年度は発表を見込んで学会等の旅費を多めに見積もる予定である。
時間分解ZEKE光電子分光法による分子振動波束の直接観測の理論

本研究では、角度分解のポンプ-プローブ光電子分光の全過程ab initio量子計算を、世界に先駆けて始めて行った。分子の電子状態の計算、光イオン化過程の量子散乱計算をカルフォルニア工科大のグループが担当し、振動波束を記述するための運動方程式の構築と実際の計算を、我々東大のグループが行った。最初の例として、従来ヨーロッパを中心に行われてきた時間分解光電子分光のモデル計算でしばしばとりあげられてきた、ナトリウム分子を選んで従来の結果と比較した。その結果、従来の結果とは著しく異なる、新しい現象を発見することができ、我々の理論計算の有用性が検証された。(その第1報は速報誌に印刷中である。)角度・エネルギー・時間分解の光電子分光は、極めて高い汎用性と、豊かな情報量をもつので、分子の超高速過程動力学の研究に多用されることになろう。我々の理論計算は、その先鞭をつけるものである。また、この分光法は、分子の電子状態の非断熱遷移を調べるのに極めて特徴的な傾向を示すことも明らかになった。このように、普遍的な実験方法の一つである光電子分光法は、エネルギー領域から時間領域へのそれと大きな変ぼうをとげつつあり、我々は、その大きな扉を開けた。本国際共同研究は形式的にはこれで終了するが、実験グループともまとまって、今後さらに発展させていく予定である。本年度の研究活動は、(1)具体的研究計画の策定、(2)研究実施の開始、に分けられる。国際学術の共同研究では、研究場所と分担が地域的に分離されているので、注意深い研究計画を立てることが肝要であるが、相手側の研究陣(カルフォルニア工科大のグループ)の熱意とレベルの高さもあって、うまくいっていると自己評価している。研究計画としては、時間分解光イオン化過程の全計算と実験で、具体的にターゲットとなる分子の選定を行った。実験では、時間の遅れをともなったポンプープローブの光イオン化過程で、生成物とイオン化電子の同時観測を行うべく、装置開発が進行中である。理論では、光イオン化過程の錯乱振幅と、非断熱遷移を含む分子の量子波束計算を、Franck-Condon近似をすることなく合体させる。また、これらを並列計算機上で大規模に実施する。理論も実験もかって行われたことのないレベルのもので、本質的に重要である。現在、当研究室では、該当する量子波束計算のプログラムの作成をほぼ完了し、各種のポテンシャル面やアメリカ側から送られてくる行列要素を取り込んで、計算を始めている段階である。計算機についても、当研究室のものとカルフォルニア工科大の超並列計算機のものとで、電子回線を使って、同時にプログラム開発を行うなど、極めて良好に共同研究の実をあげてきている。数カ月後に、新しい計算データが確立され、実験結果と比較検討される予定である。
ミセル動電クロマトグラフィーによる光学異性体分離用新規キラル界面活性剤の開発研究

酒石酸誘導体,アルキルグルコシド,及びカルボン酸グルカミドの3種の新規光学活性界面活性剤をミセル動電クロマトグラフィーにおける擬似固定相として使用し,その光学異性体識別能について検討した。酒石酸誘導体としては,二硫酸2,3-ジドデシルオキシ-1,4-ブチレンビストリエチルアンモニウム塩が優れた分離能を示し,数種のPTH-アミノ酸,抗マラリア剤であるプリマキン,気管支拡張薬であるプロカテノール,利尿薬であるインダパミドのエナンチオマーを分離できた。アルキルグルコシドとしてはドデシルD-グルコピラノシル6-硫酸ナトリウム塩及びヘキシルD-グルコピラノシド6-硫酸ナトリウム塩を用いた。どちらもほぼ同様の結果を示し,数種のPTH-アミノ酸の分離が可能であった。N-ドデカノイル-N-グルカミドナトリウムは数種のダンシルアミノ酸及びPTH-アミノ酸の分離が可能であった。硫酸エステルなので中性でも酸性条件でも利用できる点が特長である。アミノ酸誘導体以外ではトルペリソンエナンチオマーの分離も可能であった。本研究ではキャピラリーエレクトロクロマトグラフィーによる光学異性体分離についても検討した。カラムとしては充填キャピラリーと中空キャピラリーの2種を検討した。充填キャピラリーカラムとしては内径100μmのキャピラリーにダイセル化学工業製ODタイプ充填剤を用いた。中空キャピラリーカラムとしては内径20μmのキャピラリー内壁にアビジンを吸着させて用いた。どちらも同じ固定相を用いる高速液体クロマトグラフィーよりも光学異性体の分離に優れた性能を示した。研究分担者の合成した光学活性界面活性剤の提供を受け,それらをミセル動電クロマトグラフィー(MEKC)の擬似固定相として用いて光学異性体の分離に関する研究を開始した。研究分担者である京都工芸繊維大学の老田からは,酒石酸誘導体である2,3-ジドデシルオキシ-1,4-ブチレンジナトリウム塩,同二トリメチルアンモニウム塩,硫酸2,3-ビス-2-オキサテトラドデシルオキシ-1,4-ブチレンジナトリウム塩,及びアルキルグルコシド誘導体である1-ドデシルD-グルコピラノシル6-硫酸ナトリウム塩を,同大阪市立工研の中村からはグルコース誘導体である1-ヘキシルD-グルコピラノシド6-硫酸ナトリウム塩の提供を受け,これら界面活性剤ミセルを擬似固定相として用い,アミノ酸誘導体,種々の光学活性薬物のMEKCによる分離を試みた。酒石酸誘導体の中では,2,3-ジドデシルオキシ-1,4-ブチレンニトリメチルアンモニウム塩が優れた分離能を示し,数種のPTH-アミノ酸,抗マラリア剤であるプリマキン,気管支拡張薬であるプロカテノール,利尿薬であるインダパミドのエナンチオマー分離ができた。分離条件の最適化には泳動液のpH,有機溶媒の種類と添加量について検討した。アルキルグルコシド誘導体はどちらもほぼ同様の結果を示し,数種のPTH-アミノ酸の分離が可能であった。研究分担者である老田と中村が,他に新しいタイプの光学活性界面活性剤を合成中であり,それらが提供されれば,さらに検討を継続する予定である。初年度と同様に,研究分担者の合成した光学活性界面活性剤の提供を受け,それらをミセル動電クロマトグラフィー(MEKC)の擬似固定相として用いて光学異性体の分離に関する研究を行った。研究分担者である大阪市立工研の中村からドデシルグリセリルエーテル硫酸カリウム,ドデシル-N-メチルグルカミドおよびドデシル-N-メチルグルカミドの硫酸塩の提供を受け,これら界面活性剤ミセルを擬似固定相として用い,アミノ酸誘導体,種々の光学活性薬物のMEKCによる分離を試みた。ドデシルグリセリルエーテル硫酸カルシウムについては50種類以上のラセミ化合物に対して中性条件で,濃度を5,10,15,20mMと変化させ光学異性体分離の可能性を調べた。

10mMでアトロピン,トリミプラミン,ケタミン等7種の薬品について分離の兆候が見られたが,完全分離には至らなかった。ドデシル-N-メチルグルカミドは非イオン性であり硫酸ドデシルナトリウムと混合ミセルを形成させ,その硫酸塩はそのまま擬似固定相として用い,中性条件で約40種のラセミ化合物の光学分割を試みたが,光学異性体の分離は実現しなかった。しかし,この界面活性剤ミセルを擬似固定相として用いて種類の違う化合物の分離はできているので,この界面活性剤がMEKCの擬似固定相として働いていることは明らかであった。引き続き光学異性体の分離のための条件検索を行っている。本研究に関連して,キラル固定相を用いるキャピラリーエレクトロクロマトグラフィーによる光学異性体の分離,質量分析計をキャピラリー電気泳動による光学異性体分離の検出器として用いる研究も行った。研究分担者である老田と中村が,他に新しいタイプの光学活性界面活性剤を合成中であり,それらが提供されれば,さらに検討を継続する予定である。研究分担者の中村から新規光学活性界面活性剤である硫酸N-ドデカノイル-N-グルカミドナトリウムの提供を受け,そのミセルをミセル動電クロマトグラフィーの擬似固定相として用い,種々の光学活性化合物に対してキラル識別能を調べた。界面活性剤濃度100mMを用い,弱アルカリ性(pH9.0)及び酸性(pH2.2)の条件で分離を検討した。20mMリン酸塩-ホウ酸塩緩衝液(pH9.0)を用いた場合には電気浸透流が強く,ミセルも陰極方向へ移動した。この条件では5種のアミノ酸であるバリン,ノルバリン,ロイシン,ノルロイシン,トリプトファンのダンシル誘導体エナンチオマーが一斉に分離できた。バリン及びノルバリン誘導体に関しては分離が完全ではないが,界面活性剤濃度を高くすれば完全分離可能になると期待された。別のアミノ酸誘導体であるイソロイシンのフェニルチオヒダントイン誘導体についても,同じ条件でエナンチオマーの部分分離が可能であった。アミノ酸以外でトルペリソンはアルカリ性条件でエナンチオマー分離が可能であった。親水性の強いアミノ酸であるセリンのダンシル誘導体は20mMリン酸緩衝液(pH2.2)中では分離が可能であった。この場合には電気浸透流は抑制され,ミセルは陽極方向に移動した。さらに異なる光学活性試料について検討する予定である。一方,本研究に関連した光学異性体分離に関する研究として,塩基性タンパク質であるアビジンを吸着させた中空キャピラリーを用いるキャピラリーエレクトロクロマトグラフィーに関する研究も行い,種々の酸性エナンチオマーの分離が短時間で可能なことを明らかにできた。
サイトカイン発現腫瘍ワクチンを用いた悪性神経膠腫に対する免疫遺伝子治療の基礎研究

悪性脳腫瘍に対する腫瘍ワクチン療法の開発を目的に研究した。我々は既に、25種類のサイトカインや接着分子を発現する組み換えレトロウイルス・ベクターの産生細胞を作製、樹立し、これを用いてマウス腫瘍細胞に対して高効率の遺伝子導入を実現している。サイトカイン遺伝子導入細胞にX線を照射した上で、これを腫瘍ワクチンとして用い、個々のサイトカインの抗腫瘍効果をB16メラノーマ皮下腫瘍モデルで比較、検討したところ、GM-CSFが最も有効であった。次に、B16移植脳内腫瘍モデルで、2種類のサイトカインを発現するワクチンにより、効果の増強が得られるかどうかを検討した。その結果、GM-CSFにIL-Rを併用した場合に、GM-CSF単独を上回る強い腫瘍免疫が誘導できることを見いだした。その効果はB16を脳に移植後、3日目の腫瘍ワクチン投与においても認められ、治療的な効果が示された。in vivo depletion試験の結果、CD4+,CD8+,asialoGM1+細胞がエフェクター細胞として必要であることがわかった。GM-CSF+IL-4発現腫瘍ワクチンの組織学的な検討では、ワクチン接種部位に著しい炎症細胞浸潤を認めただけでなく、脳の腫瘍移植部位においても、コントロールと比較して有意に多い免疫細胞の腫瘍内浸潤が認められた。これらの結果は、GM-CSF+IL-4発現腫瘍ワクチン接種による全身的な抗腫瘍免疫の誘導、増強が、脳腫瘍に対しても有力な治療手段となる可能性を示すものである。
乳がん細胞におけるＥＭＴ制御因子のシストローム解析

本研究では乳腺上皮細胞の上皮間葉転換EMTにおける遺伝子発現変化を次世代シーケンサーを用いたRNA-seqにより解析するとともに、オープンクロマチン領域の変化につきFAIRE-seqを用いてデータ取得を行った。その結果発現変動を受けるnon coding RNAなどの新規転写産物を同定した。このうちlncRNA-Smad7の抗アポトーシス作用を見いだした。また乳腺上皮細胞に恒常活性RASを発現させTGF-βによりEMTを起こす細胞ではオープンクロマチン領域に違いが生じることを見出した。平成25年度は乳がん細胞でRNA-seqデータを取得した。FAIRE-seqデータの解析結果との比較から、EMT能獲得の前後におけるオープンクロマチン領域の変化領域におけるDNA配列の特徴を網羅的に検討し、近傍の遺伝子の発現と比較することでその意義と重要な制御因子の同定のための解析を行った。その結果EMTに関わるある転写因子の結合配列がEMT能獲得に伴いオープンクロマチン領域に高頻度に認められることを見出した。この転写因子をノックダウンしてもオープンクロマチン領域には変化が認められないことから、この転写因子が機能するためにオープンクロマチン領域の変化が前提として必要であることが示唆された。またEMT能獲得に伴い失われるオープンクロマチン領域に着目してその制御因子の同定解析を開始した。RNA-seqにより同定した新規TGF-beta標的転写産物の機能についてsiRNAで引き続き検討を行うと共にアデノウイルスベクターによる強制発現による検討をあわせて開始した。その結果この因子の抗アポトーシス作用を見出した。マウス乳がん細胞移植モデルを用いてこの転写産物の機能を評価した結果、この転写産物の発現を抑えることで腫瘍形成能が抑えられることを見出した。以上の結果をまとめて論文投稿を開始した。EMTにおける主要な転写制御因子の一つZEB1についてChIP-seqによる乳がんでの網羅的結合部位の同定解析を開始した。ヒト乳がん細胞を用いてChIPサンプルを取得、評価したうえで予備的検討を行い、次世代シーケンサーで結合部位の取得が可能であることが強く期待される結果を得た。平成24年度は以下のように正常乳腺上皮細胞のEMTに伴う遺伝子発現変化につきRNA-seqにより定量的に比較解析した。またFAIRE-seqに向けた条件検討の上で、FAIRE領域のEMTに伴う変化についてデータ取得を行った。a) RNA-seqによる正常乳腺上皮細胞のEMTに伴う遺伝子発現変化:正常乳腺上皮細胞のTGF-βによるEMTに伴う遺伝子発現変化をRNA-seqにより網羅的に検討した。その結果刺激により大きく発現変動を受ける、non coding RNAを含む新規転写産物群を同定した。これらについてRT-qPCRでのバリデーションを行った。またあるlincRNAについてはクローニングを行い、さらにsiRNAによるノックダウンの系を樹立してその役割について検討を開始した。さらに乳がん細胞での遺伝子発現変化についてもサンプルを取得し、RNA-seqのデータ取得準備を行った。b) FAIRE-seqによる正常乳腺上皮細胞のEMTに伴うオープンクロマチン領域の変化と乳がん細胞の比較:網羅的なオープンクロマチン領域の変化を乳がん細胞と比較するため、FAIRE-seqのための条件検討を行った。その結果定量的PCR法により、乳腺上皮細胞に恒常活性型RASを発現させTGF-βによりEMTを起こす形質を得た細胞とその親株との比較でオープンクロマチン領域に明確な違いが生じることを見出した。またTGF-βによる変化についてもポジティブコントロールとなる領域を見出した。その上で次世代シーケンサーを用いてFAIRE-seqによりデータを取得した。得られた結果のバリデーションにより、シーケンス結果は元のサンプルを正しく反映したデータになっていることが確認された。本研究では乳腺上皮細胞の上皮間葉転換EMTにおける遺伝子発現変化を次世代シーケンサーを用いたRNA-seqにより解析するとともに、オープンクロマチン領域の変化につきFAIRE-seqを用いてデータ取得および解析を行った。マウス乳腺上皮細胞のEMTモデルを使用した本研究に関連して、EMTの制御因子ESRPについても別のがん腫で特徴的な制御機構を見いだして論文報告した。また乳腺上皮細胞に恒常活性RASを発現させTGF-βによりEMTを起こす細胞ではオープンクロマチン領域に違いが生じることを網羅的解析により見出した。モチーフ解析の結果からそのような変化に寄与する候補転写因子群を同定した。siRNAを用いたRNA-seqやFAIRE-qPCRの検討により、実際にこれらの因子がオープンクロマチン領域の制御と遺伝子発現に影響を与えていることを見いだした。重要なことにこれらの因子は乳がんにおいてoncogeneとしての働きが知られており、本研究での検討結果はこれまでの知見を統合し乳がんの進展に役割を果たすEMTのメカニズムの一端を明らかにするものであると考えられる。分子病理学、腫瘍生物学、ゲノム科学

平成25年度は乳がん細胞でのRNA-seqデータの取得を行ったほか、平成24年度に同定したTGF-betaの新規標的転写産物のsiRNAと過剰発現による機能解析から、アポトーシスに対する作用を見出し、さらにマウス移植モデルでの解析から腫瘍形成能への影響を明らかにすることが出来た。これらの結果を論文にまとめ現在投稿中である。FAIRE-seqについてもEMT前後のオープンクロマチン領域の変化について網羅的な検討を行った結果いくつかの特徴的なモチーフを同定し、そのモチーフに結合する転写因子群の役割について機能解析を開始するなど計画通りに順調に進行している。さらにEMTに重要なZEB1のChIP-seqデータ取得を平成26年度計画を前倒しして開始している。以上のことから当初の計画を大幅に上回る、極めて順調な研究の進展が見られたと判断される。RNA-seqによる発現データ取得と定量比較解析は正常乳腺上皮細胞で当初の予定通りに進行した。乳がん細胞ではサンプルの取得とシーケンス準備までは完了したものの実際のデータ取得は年度明け次第の実施になった。一方で当初次年度以降に計画していた、RNA-seqにより同定した新規転写産物の発現・機能解析は大幅に前倒ししてH24年度中にクローニングやsiRNAの作成と効果確認、細胞応答への評価に入るなど、極めて順調に進行した。FAIRE-seqによる解析については当初の予定通りに実験系の構築に成功したほか、実際にデータを取得してさらにEMT能獲得前後、EMT前後でのオープンクロマチン領域の変化が検出されるなど、当初の予定を大幅に上回る進展を見せた。以上H24年度の研究計画通りにほぼ達成できたうえ、当初計画以上に大幅に研究の進展もみられたことから、本研究課題は極めて順調に進行していると考えられる。新規標的転写産物の役割に関する研究結果を論文として公表する。FAIRE-seqやZEB1のChIP-seqについては得られたデータの網羅的解析を行うことにより真に重要な制御因子・制御機構を明らかにすることが出来るように心がける。また次世代シーケンサーによるデータ取得においてはそのデータの質は極めて重要であり、たとえばChIP-seqにおいては統計学的に算出される結合部位が生物学的意味を有するかどうかは用いる抗体・方法に強く依存している。こうした点のvalidationにも意を払うことで得られた結論の妥当性に揺るぎが無いよう配慮する。また平成25年度に報告された、より詳細なシグナル下流の転写制御機構をあきらかにすることが期待される新規の方法論が注目を集めている。FAIRE-seqでの検討を通して得られたノウハウを利用し、この手法についての予備的検討をあわせて推進して行く。
化学リフトオフ技術を用いたGaN系集積化面発光素子製作検討

マイクロ・ディスプレイをめざし、高密度GaN系近紫外発光ダイオード(LED)集積化と蛍光体を利用したRGB発光に関する検討が必要である。GaN系近紫外LED集積化によるマイクロFPD製作のための要素技術である、素子一括集積化に必要な素子分離化技術を踏まえた結晶成長および近紫外透明導電膜の形成を行うことを検討した。化学リフトオフが可能である結晶Alをサファイア基板上に形成し、その上にGaN系薄膜の成長を行う手法を検討した。また、近紫外透明導電膜として酸化物透明電極を低コストに製作する手法を検討した。結晶Al金属薄膜の製作および、その表面窒化によるAlN形成について検討した。Alセルのルツボに工夫し、フラックスを安定させた。表面窒化を行うために新規開発された小型ラジカル窒素源を導入し、今回の実験に使用した。サファイア基板上に結晶Al金属薄膜を製作したが、検討の結果、4H-SiC上に形成した場合の方が結晶性に優れていることがわかった。表面窒化は、その後のGaN薄膜製作に必要であることもわかった。GaN薄膜は、本研究開始以前にAlの融点以下の低温成長が必要であることがわかったので、GaN低温成長に実績のある分子線エピタキシャル成長法を採用した。また、4H-SiC基板上へのAl薄膜成長から一貫したGaN結晶成長を試みた。X線回折パターンより結晶Al薄膜を残した状態でGaN結晶の成長を実現した。フォトルミネッセンス(PL)測定の結果より製作したGaN薄膜中には、立方晶GaNもしくは積層欠陥が内在していることが推測される。Ga原子のマイグレーションを促進することが課題である。化学リフトオフによるAlのエッチングおよびGaN薄膜の剥離についての検討およびデバイス製作プロセス、特に透明電極製作について検討を行った。Alのエッチングに関しては、Al層が薄いため、剥離に問題が生じることが予想されたが、エッチング時に超音波を与えることにより部分的剥離が可能となった。しかしながら大面積を再現性よくエッチングすることが課題として残っている。また、透明電極については、Ga2O3およびGaIn酸化物の使用を検討した。溶液法の一種である分子プレカーサ-法およびミストCVDによる酸化物薄膜の形成を行った。薄膜成長に製作した。透明電極として使用する場合にはGaIn酸化物が有効ではないかとの結論を得た。また、ショットキー型GaN素子の試作も行った。GaIn酸化物を電極として用いた場合の実験を進行中である。C面4H-SiCおよびサファイア基板を用いてAl単結晶成長を試みた。現時点では4H-SiC基板よりもコスト的に優れるサファイア基板を中心に検討を進めた。分子線エピタキシャル成長法(MBE)法を採用し、Al結晶層から一貫してGaNを成長した。また、0.2 μm程度のAl結晶上に成長したGaN薄膜は超音波を用いたリフトオフが可能である。Alの表面窒化後GaN薄膜成長を行うことがAl結晶を成長後に残す上で重要であるが、窒化のみではAlNの表面被覆が不十分ではないかと考え、窒化時間の検討およびAlNの追加堆積を検討した。Alの表面窒化に関しては、窒化によりAlNが表面上に形成され、時間とともに被覆率が増大するが、表面平坦性も失われる結果となった。最適時間が存在すると考える。この場合、表面被覆率が十分ではなかった。表面被覆率が低い場合、GaN成長時にGa金属とAl金属が反応し、Alエッチング犠牲層が破壊されることがわかった。そこで、AlNの追加堆積を採用した。この結果、GaN成長後にAl結晶が残ることがわかった。また、透明電極については、Ga2O3およびGa-In-O薄膜の使用を検討した。溶液法の一種である分子プレカーサ-法による酸化物薄膜の形成を行った。薄膜成長に製作した。GaN発光層の発光波長370nmに対して80%以上の透過率が確認され、抵抗率も10-2 Ω•cm程度を実現している。課題も山積するが、透明電極として使用する場合にはGa-In-O薄膜が有効ではないかとの結論を得ている。Ga-In-O薄膜を電極として用いた場合についての実験を行った結果、オン抵抗の若干の上昇が観測されたが、370 nm帯のGaNバント間遷移関連発光が50%以上多く観測され、Ga-In-O薄膜が透明電極として使用できると考えている。サファイア基板上にAl単結晶を成長した後にGaN薄膜及び発光ダイオード製作のため、2点を中心に検討を行った。第1点は、Alを表面窒化し、GaN成長後、GaNにクラックが生じ、下部Alが表面に這い上がる現象が確認され、その改善を行うために、低温GaN堆積層を挿入することである。また、MIS型発光ダイオードにおける発光強度の均一性に問題があることがわかったので、絶縁層の均一性向上のため、酸化アルミニウムからAlNに材料変更を行う点である。近紫外透明電極については、GaInOx酸化物が将来性が高いとの判断から、引き続き検討を行った。アルミニウム槽の表面を窒化処理し、AlNを形成後、GaN低温堆積層導入により、クラックが減少し、素子応用について可能性を示すことができた。

一方、GaN系集積化MIS型発光ダイオードをフォトリソグラフィーを用いて形成したところ、これまでに実現できなかった室温における発光が安定して観測されるようになったが、不均一な発光パターンが観測された。これは、絶縁層であるアルミニウム酸化物の膜厚に問題があると考えている。そこで、アルミニウム酸化物をAlN単結晶でヘテロエピタキシャル成長を行い、原子レベルでの膜厚の均一化を試みることにした。AlN/GaNヘテロ構造製作をMBE法により検討を行った。+c面で結晶成長を行うことにより原子層レベルで均一なAlN薄膜形成は実現できたが、素子化を行った場合、逆方向リーク電流が非常に増加する結果を得た。酸化物の場合には、「Alフェースパック法」により低減できたので、窒化物にも同種の技術導入が必要と考える。マイクロ・ディスプレイをめざし、高密度GaN系近紫外発光ダイオード(LED)集積化と蛍光体を利用したRGB発光に関する検討が必要である。GaN系近紫外LED集積化によるマイクロFPD製作のための要素技術である、素子一括集積化に必要な素子分離化技術を踏まえた結晶成長および近紫外透明導電膜の形成を行うことを検討した。化学リフトオフが可能である結晶Alをサファイア基板上に形成し、その上にGaN系薄膜の成長を行う手法を検討した。また、近紫外透明導電膜として酸化物透明電極を低コストに製作する手法を検討した。サファイア基板上結晶Al薄膜の形成および表面窒化、その後のGaN薄膜製作を実現した。しかしながら、Al層とGa金属の反応が確認され、Al犠牲層にダメージを与えていた。そこで、AlN追加堆積層の挿入を計ったところ、Al結晶を残したまま、GaN薄膜の成長が安定的に実現できることを明らかにした。Ga-In-O薄膜を利用した透明電極について検討を行い、光学的透明性および抵抗率について評価を行った。透明性については十分素子応用が可能である結果を得た。また、抵抗率については、低抵抗化の検討が必要であるが10E-2 Ωcm程度のものを実現した。GaN系ショットキー型発光素子に搭載した結果、GaNバンド端発光に起因するエレクトロルミネッセンス強度が50%増大する結果を得た。この結果は、Ga-In-O薄膜が近紫外透明導電膜として機能する可能性を示唆するものである。光エレクトロニクスおおむね順調に研究が推移している。しかしながら、新たに判明したGaN結晶成長上の課題解決に注力し、その後、予定通り発光ダイオードの試作および素子構造検討を行う。結晶Al薄膜上GaNの分子線エピタキシャル成長に関しては、立方晶GaNの混入および積層欠陥の低減を中心に研究を進める。また、化学リフトオフについては、Al薄膜の膜厚依存性および素子分離技術による均一なリフトオフの実現を検討する。また、透明電極に関しては、低抵抗化を進めるため、不純物添加の可能性を検討する。素子の電流リークパスが再現性に影響を与える可能性があるので、逆方向電流リークパスをふさぐ手法についても検討を進める。手法としては、これまでに行ってきたAlフェースパック法を基に考える。4H-SiC基板上結晶Al薄膜の形成および表面窒化、その後のGaN薄膜製作を実現した。しかしながら、GaN薄膜中には立方晶GaNもしくは積層欠陥の内在がPL測定より示唆された。
キラル側鎖を有する導電性ナノワイヤの創製

本研究では、TTF分子、ウレタン分子を付与したジアセチレン誘導体(AT)を合成した。集合状態で導電性が発現するという特徴を用いて1次元構造を作製し、新規配列ナノ空間物質の構築行った。ATは、ジアセチレン分子が固相重合することで1次元カラム構造を形成し、TTF部分はπ-スタックすることで導電性の発現が期待できる。ウレタン部分は水素結合を形成すると考えられるため、固相重合の進行を促す。ドナー分子であるATにアクセプター分子であるF4TCNQを混合することで、電荷移動錯体を作成した。このような分子を用いて作成した1次元構造体の電気伝導度は、2端子法を用いて温度依存性について検討した。ナノワイヤは、分子エレクトロニクス実現のための基本的なパーツとしてその開発に大きな関心が寄せられ、デバイス応用に向けての研究が国内外で活発に行われている。そこで、本研究では導電性分子の両端の相互作用を制御したり、重合することで1次元構造を形成する分子を付与し、自己組織能を利用することで直線状や螺旋状のナノワイヤ構造の作製を目指すこととした。1有機導電性分子からなる分子性ナノコイルの構築これまでに行ってきた分子集合体ナノワイヤに関する知見から、分子性導体に「かさ高いキラル分子」と「水素結合部位」を導入することで、非対称な側鎖を付与した分子を合成した。分子の両端に異なる相作用を有する部位を導入することで、螺旋構造を形成すると考えられる。両親媒性の分子性導体としてこれまでに、膜状態で金属性を示すことが確認されているBEDO-TTF、BEDO-TTF、[M(dmit)2] (M=Ni, Au)のような分子に3つの特性、具体的には、(1)TTF部位、(2)アルキル・キラル鎖部位、(3)水素結合部位を付与した分子を合成した。このような分子を用いることで、「水素結合部位が結合したTTF部位」と「キラル分子が結合したTTF部位」は違った結合力でスタックすると考えられるため、分子配列にゆがみが生じコイル構造を形成することができた。この分子設計における重要なポイントは、コイル構造を作製し、内側と外側の結合力を変化させることで螺旋構造を作製する点である。分子性コイルは幅が1分子のみの配列から構成されているため、ナノコイルが作製出来たと考えられる。分子の両端に異なる相互作用を有する部位を導入することで、螺旋構造を形成すると考えられる。更に、アクセプターと組み合わせることまた、コイルの外側に、フェロセン分子を結合させることで、直線構造からコイル構造へと変化する「形状記憶コイル」を作成した。このような現象を利用することで、分子1個が変化し、コイル全体が伸縮するため、アクチュエーターとしても応用できると考えた。2分子性ナノコイルの電気物性価ナノデバイスを作成するには、ナノオーダーでの分子集合化に適した環境を整えることが必須であると考えた。導電性AFMを用いた電気物性評価は、カーボンナノチューブやDNAなど比較的硬い材料については報告され始めているが、分子集合体ナノワイヤのような柔らかい材料の報告例は皆無であった。しかし、近年、PCI-AFM(Point Contuct-Current Imaging AFM)を用いることにより、試料表面にダメージを与えることなく、タッピングモードで形状像と電流像の同時測定が可能となった。本研究ではこの測定法を用いてナノワイヤ1本の電気物性を評価した。具体的なナノシステムの作製を視野に入れた時、ナノワイヤ1本の電気物性やコイル構造の電気・磁気物性を明らかにする必要がある。作製した分子性コイルについて、螺旋回転数やピッチを変え、それに伴う機能性の変化を確認した。ピッチの幅を制御することで「形状記憶コイル」を、回転数を制御することで磁場強度が変化する「電磁気コイル」を作成した。申請者がこれまでに行ってきた、分子設計・有機合成を基盤とした配向性を有する導電性ナノワイヤの研究は一定の成果をあげている。しかし、これまでの研究で得られたナノワイヤは、基板構造が配向性の発現に大きく影響するため、マイカ基板を用いることが必須であり、さらにその電気伝導度は半導体程度であることなどの問題点を有していた。特異な機能を発現する原子・分子操作および構造の階層化は、ナノテクノロジーにおけるボトムアップアプローチとして多くの研究がなされている。

本提案では、「集合状態で導電性を有する分子群をコイル状形態に自己組織化」させ、「電子と磁気との相関を明らかにすることで新規ナノデバイスの構築」を目指した。申請者がこれまでに研究してきた高導電性分子の設計および基板界面制御法を発展させ、コイルピッチ10 nm程度の導電性ナノコイルの創成に挑戦した。有機導電性分子からなる分子性ナノコイルの構築これまでに行ってきた分子集合体ナノワイヤに関する知見から、分子性導体に「かさ高いキラル分子」と「水素結合部位」を導入することで、非対称な側鎖を付与した分子を合成した。分子の両端に異なる相互作用を有する部位を導入することで、螺旋構造を形成すると考えられる。更に、アクセプターと組み合わせることで、分子1個が変化し、コイル全体が伸縮するアクチュエーターとしても利用可能であると考えられる。本研究では導電性分子の両端の相互作用を制御したり、重合することで1次元構造を形成する分子を付与し、自己組織能を利用することで直線状や螺旋状のナノワイヤ構造の作製を目指した。膜状態で金属性を示すことが確認されているBEDO-TTF、BEDO-TTF、[M(dmit)2] (M=Ni, Au)のような分子に、3つの特性を付与した分子を合成することに成功した。その3つの特性は、TTF部位、アルキル・キラル鎖部位、水素結合部位である。この分子を用いてキャスト膜を作製したところ、分子性ナノコイルを作製することができた。TCNQなどのアクセプター分子と組み合わせることで、TTF部位が高い伝導性を発現した。S-(-)-フェニルエチルアミンやコレステロール、ボルネオールといった生体物質を導入することで螺旋構造を形成した。また、側鎖に水素結合を導入したところ、1次元構造を安定して作製することに成功した。このように、内側と外側の結合力を変化させることで螺旋構造を作製し、ナノコイルを固体基板上に固定化させることができた。これまでに分子性導体に関する報告は、国内外問わず活発に行われているが、単結晶試料についての構造ー物性研究が殆どであり、ナノワイヤ、ナノコイルなどの材料化やデバイス応用を見据えた研究例は、ELやFETへの応用研究を除けば皆無に等しい。そのため、ナノマテリアルの作製時間が掛かったが、現段階では数種類作製できていることから、目標はおおむね達成している。1次元構造の作製に「ドナー・アクセプター間の強いスタック」を、螺旋構造の作製に「水素結合+キラル分子のスタック」を用いることで、ナノコイルを固定化できると予想される。このような分子を合成したところ、結果として伝導性の向上が見られたが、未だ伝導度が低いため、改良する必要があると考えられる。これまでの研究で行なわれている1次元ナノワイヤ構造の電気物性評価の殆どはバルクで行なっており、導電性AFMを用いてナノワイヤ1本の電気伝導度を評価している例は数少ない。導電性AFMを用いてナノワイヤやナノコイルの伝導度を測定し、コイルに電気を流すことで局所磁場発生の有無を確認する点で斬新であり、意義のある研究であると考えれられる。