hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱アシスト記録用巨大一軸結晶磁気異方性を有するCoPtRhグラニュラ媒体の開発

本研究の目的は、次世代の超高密度磁気記録媒体用の記録層の材料開発にある。具体的には熱アシスト型記録方式に対応した巨大な一軸結晶磁気異方性(Ku)を有するCoPtRhがコラム状の柱状組織を形成したグラニュラ構造を有する媒体の実現を目指す。研究の結果、CoPtRhのKu増大のためには、CoPt基合金の平均化電子数を9以下としつつ300°Cの基板加熱成膜を行うことが有効と判明した。また、グラニュラ構造の作製においては、低融点及び高融点の酸化物を混合させた複合酸化物を非磁性粒界として用いることで、Kuの低下を抑制しつつコラム状のグラニュラ組織を作製できることを見出した。本研究では,熱アシスト型磁気記録方式に対応する媒体のため,高Kuかつ低Tcを実現するCoPt合金薄膜の作製を目指す.まずCoPt合金について,薄膜中に形成される積層欠陥の低減(平成26年度: CoPt基合金薄膜の六方原子積層化)および原子層組成変調構造の実現(平成27年度: CoPtRh合金薄膜の原子層間組成分離構造の実現)による高Ku化を図る.また,探索した合金材料および作製プロセスを実際の磁性結晶粒-酸化物グラニュラ薄膜へ適用する(平成28年度:高KuCoPtRh合金薄膜のグラニュラ化).26年度においては,Co合金の積層欠陥がほぼ合金の平均価電子数,および基板温度の時間変化により支配的に定まることを明らかとした.その結果,例としてCoPt系を想定した場合,Pt添加物濃度約40at%以内の平均価電子数が9前後となる組成域において,基板温度を約300°C一定に保ちながら成膜することで積層欠陥を約1%以下にまで低減できることを明らかとした.また,予定を前倒しして原子層組成変調構造についても評価を行った.高角散乱環状暗視野走査型透過電子顕微鏡(HAADF-STEM)により原子層積層の組成コントラスト像の直接観察を行ったところ,組成変調が乱れた箇所では積層欠陥が生じることが認められ,このことから原子層の組成変調度合い(例: CoPtではPt rich層とPt poor層との分離度合い)と積層欠陥の導入度合いの間には正の相関が存在することが考えられる.そのため原子層組成変調構造の実現には積層欠陥の低減が必須となることが明らかとなった.本研究の目的は,次世代の超高密度磁気記録媒体用の,記録層の材料開発にある.具体的には熱アシスト型記録方式に対応した巨大な一軸結晶磁気異方性を有するCoPtRhグラニュラ薄膜の実現を目指す.申請者が見出した積層欠陥の定量評価法を利用して得た材料知見「価電子則」を基にCoPt基合金結晶粒の結晶構造の一軸性を向上させる材料組成および成膜プロセスを確立する.申請研究では,熱アシスト型磁気記録方式に対応する媒体のため,高Kuかつ低Tcを実現するCoPt合金薄膜の作製を目指す.具体的には,まずCoPt合金薄膜中に形成される積層欠陥の低減するプロセスについて確立し,更にPt poor原子層とPt rich原子層との多層原子層構造である原子層組成変調構造を実現する基板加熱条件について検討し,高Ku化を図る.最終的には探索した合金材料および作製プロセスを実際の磁性結晶粒-酸化物グラニュラ薄膜へ適用し,高Ku結晶粒とグラニュラ構造との両立を図る.平成27年度においては,グラニュラ化を図る際の問題点明確化のため,CoPt合金に対し添加した酸化物種がCoPt合金の原子層組成変調構造におよぼす影響について確認を行った.その結果,Si系の酸化物種においてはSiのわずか5%程度の導入によりCoPtの原子層組成変調がほぼ消失したことから,著しく原子層組成変調を阻害することが判明した.一方,Cr系の酸化物種においては10at%ほどの導入でも原子層組成変調が残存することが判明した.CoPt合金のグラニュラ化を図る際に適切な酸化物種を明確化できたため.本研究の目的は,次世代の超高密度磁気記録媒体用の,記録層の材料開発にある.具体的には熱アシスト型記録方式に対応した巨大な一軸結晶磁気異方性を有するCoPtRhグラニュラ薄膜の実現を目指す.申請者が見出した積層欠陥の定量評価法を利用して得た材料知見「価電子則」を基にCoPt基合金結晶粒の結晶構造の一軸性を向上させる材料組成および成膜プロセスを確立する.申請研究では,熱アシスト型磁気記録方式に対応する媒体のため,高Kuかつ低Tcを実現するCoPt合金薄膜の作製を目指す.具体的には,まずCoPt合金薄膜中に形成される積層欠陥の低減するプロセスについて確立し,更にPt poor原子層とPt rich原子層との多層原子層構造である原子層組成変調構造を実現する基板加熱条件について検討し,高Ku化を図る.最終的には探索した合金材料および作製プロセスを実際の磁性結晶粒-酸化物グラニュラ薄膜へ適用し,高Ku結晶粒とグラニュラ構造との両立を図る.平成28年度においては、CoPt基合金のグラニュラ化における酸化物種の影響について検討を行った。これは27年度の、CoPt基合金に残存する酸化物構成元素種によって六方原子積層の阻害度合いが大きく異なるという結果を踏襲している。B2O3、TiO2、SiO2, ZrO2等、種々酸化物を用いてグラニュラ膜を作製して構造と磁気特性を調査した結果、コラム状構造の形成度合いは酸化物の融点と強い負の相関を持つことが判明した。特に今回作製したグラニュラ膜の中では、最も融点の低い(480°C)

B2O3を用いたグラニュラ膜では磁性結晶粒の結晶構造および磁気特性がほぼCoPt基合金薄膜と同様であり、酸化物添加による特性劣化を抑制できることが判明した。本研究の目的は、次世代の超高密度磁気記録媒体用の記録層の材料開発にある。具体的には熱アシスト型記録方式に対応した巨大な一軸結晶磁気異方性(Ku)を有するCoPtRhがコラム状の柱状組織を形成したグラニュラ構造を有する媒体の実現を目指す。研究の結果、CoPtRhのKu増大のためには、CoPt基合金の平均化電子数を9以下としつつ300°Cの基板加熱成膜を行うことが有効と判明した。また、グラニュラ構造の作製においては、低融点及び高融点の酸化物を混合させた複合酸化物を非磁性粒界として用いることで、Kuの低下を抑制しつつコラム状のグラニュラ組織を作製できることを見出した。次年度の検討事項である原子層組成変調構造の形成要因について,初年度中に着手出来たため.グラニュラ化における添加酸化物種について,複合酸化物を用いた場合に酸化物種がCoPt基合金の原子層組成変調構造に及ぼす影響について検討する.磁性薄膜第3元素としてRhを添加したCoPtRh合金薄膜の原子層積層構造の成膜温度依存性について検討し,原子層組成変調構造の形成度合いを評価する.
効率的ワンポット連続合成反応を指向した高分子固定化金属ナノクラスター触媒の開発

研究代表者らは既に、ポリスチレンを基盤とする高分子や高分子と活性炭の複合担体に固定化した金ナノクラスター触媒(PI-Au、PI-CB/Au)ならびに二元金属ナノクラスター触媒(PI-Au/M、PI/CB-Au/M)が、アルコールの酸素酸化反応を始め種々の酸化反応に有効に機能することを見いだしている。本研究において、これらの触媒を用いたアルコールからの酸化的ワンポットエステル合成反応、一級アルコールとアミンからの酸化的直接アミド合成反応、アリルアルコールと1, 3-ジカルボニル化合物によるワンポット酸素酸化-Michael連続反応を開発した。また、オルトアミノフェノールとアルデヒドからなるSchiff塩基を原料とし、白金ナノクラスター触媒による分子状酸素を酸化剤とする酸化的ベンゾオキサゾール合成法を開発した。N-アルキル置換オルトアミノフェノールを原料にすると、二段階の酸化反応と環化反応の合計3段階の反応がワンポットで進行し、ベンゾオキサゾールが直接得られることも見出した。研究代表者らは既に、ポリスチレンを基盤とする高分子や高分子と活性炭の複合担体に固定化した金ナノクラスター触媒(PI-Au、PI-CB/Au)が、アルコールの酸素酸化反応を始め種々の酸化反応に有効に機能することを見いだしている。本年度は、高分子と活性炭の複合担体に合金ナノクラスターを担持することで、より活性の高い触媒(PI/CB-Au/Pt、PI/CB-Au/Pd)を開発した。さらに興味深いことに、合金ナノクラスター中の金属の組み合わせを変えることで反応経路を制御できることを見いだした。すなわち、金-白金ナノクラスターを用いた場合一級アルコールからアルデヒドが選択的に合成できるのに対し、金-パラジウムナノクラスターを用いた場合は対応するエステルが選択的に得られた。このように、ナノクラスター中の金属の組み合わせを変えることで反応経路が制御できる例は非常に珍しく、今後詳細な検討によりそのメカニズムの解明、さらなる応用を行う予定である。さらに、本触媒にルイス酸もしくはルイス塩基触媒機能を導入し、ワンポット酸素酸化、炭素-炭素結合形成反応に有効で、回収、再使用可能な固体触媒の開発を目指し検討を行った。その結果、金属ナノクラスターを調製する際に用いた水素化ホウ素ナトリウムが高分子中のアルコール部位とテトラアルコシキボレートを形成し高分子担体に固定化され、Michael反応を触媒することが明らかとなった。触媒調製の最適化を行ったところ、金パラジウム合金ナノクラスターとホウ素触媒を固定化したPI/CB-Pd/Au/B触媒がアリルアルコールの酸素酸化、続くMichael付加反応の二段階反応を効率的に進行させることがわかった。本触媒は回収、再利用が可能で、室温、中性、一気圧酸素という極めて穏和な条件下、広い基質一般性を示した。さらに、反応の律速段階が一段階目であり、本触媒を用いアリルアルコールの酸化反応のみを行うと副反応が進行することから、ワンポット反応を行うことによる利点を示すことができた。研究代表者らは既に、ポリスチレンを基盤とする高分子や高分子と活性炭の複合担体に固定化した金ナノクラスター触媒(PI・Au、PI・CB/Au)ならびに二元金属ナノクラスター触媒(PI・Au/M、PI/CB・Au/M)が、アルコールの酸素酸化反応を始め種々の酸化反応に有効に機能することを見いだしている。昨年度はこれらの触媒を用いたアルコールからの酸化的ワンポットエステル合成反応、アリルアルコールと1,3ジカルボニル化合物によるワンポット酸素酸化・Michael連続反応を開発した。本年度は、金、および金-鉄、金-ニッケル、金-コバルトナノクラスター触媒(PI/CB・Au,PI/CB・Au/Fe,Au・Ni,Au・Co)を用いた一級アルコールとアミンからの酸化的直接アミド合成反応を開発した。様々な対照実験から、本反応はアルコールのアルデヒドへの酸素酸化、引き続くアミナール形成、二回目の酸化という三段階の反応がワンポットで進行していることがわかった。Nアルキル置換オルトアミノフェノールを原料にすると、二段階の酸化反応と環化反応の合計3段階の反応がワンポットで進行し、ベンゾオキサゾールが直接得られることも見出した。さらに本反応の検討過程で、白金もしくは白金-イリジウムナノクラスター触媒および触媒量のカテコール存在下、分子状酸素を酸化剤として穏和な条件下、アミンのイミンへの酸化反応が進行することがわかった。

詳細な反応機構の検討の結果、本反応においては金属ナノクラスターとカテコール誘導体が協調触媒系として働いていることが明らかとなった。このような、金属ナノクラスターと有機分子触媒の協調触媒系の例は今まで報告がなく学術的にも非常に興味深く今後の発展が期待できる。
HLA多型が規定する血液細胞の表現型分析による感染・免疫関連疾患発症リスクの予測

HLAには多くの型が存在しており、その大部分は抗原提示に関与する構造の差異を伴う。特定の抗原の提示能はHLAの型によって決まるため、ヒト個人の免疫学的特性は非常に多様である。本課題では疾患とHLAの関連を詳細に分析することで、積極的に疾患感受性を低下させているHLAクラスII多型の効果を明らかにした。このことはHLAクラスIIが免疫担当細胞への抗原提示という機能に加え、抗原によってはむしろ免疫系への抑制的な働きかけが優位であり、その結果感染症における過剰な組織傷害や自己免疫・自己炎症機転を鎮めていることを示唆する。感染症、自己免疫疾患における「疾患とHLAとの関連」のメカニズムを解明するためにこれまでに得た結果((1)タイHIVコホートの生存期間短縮要因、(2)同HIVコホートのネビラピン副反応発症要因、(3)マラリア感染霊長類疾患モデル・サルレトロウイルス感染の症状の種差・個体差、(4)ベトナムでのデングウイルス感染重症化要因、(5)慢性B型肝炎の発症リスク・ワクチン応答性決定因子、(6)自己免疫性肝疾患の発症リスク、(7)周期性発熱の炎症性応答規定要因)を再吟味し数編の論文として発表するとともに、細胞応答の表現型分析を計画した。今年度は(1) (2) (4)についてタイ・ベトナムの共同研究者とともに検体の採取・保管計画を進め、(3)については国内の共同研究者からの検体供与を得た。前年度から継続して、(1)タイ北部のHIV感染者コホートでの生存期間の短縮に寄与するHLA-DR-TNFAハプロタイプ、(2)同コホートでの抗HIV薬ネビラピン副反応発症者、(3)マラリア感染霊長類疾患モデルならびに感染性血小板減少症ニホンザル、(4)ベトナムでのデングウイルス感染の重症化に関連する応答、(5)慢性B型肝炎の発症リスク・ワクチン応答性、(6)自己免疫性肝疾患における免疫調節異常、(7)周期性発熱の7項目を対象としている。(1)(2)については、タイの研究協力者との実施打ち合わせ、(3)は国内の飼育中のニホンザル、カニクイザルから採取した検体の保存、(4)(5)(6)(7)は検体収集と解析を進め、自己免疫性肝疾患(下記1)と周期性発熱(下記2)についてHLAの疾患リスク、疾患表現型への影響を示す結果を得ることができ、論文として報告した。1自己免疫性肝炎(AIH)患者の一部に、神経節性ニコチン作動性アセチルコリン受容体(gAChR)に対する自己抗体を有する患者がいて、特徴的病態を示すことが知られていた。HLAクラスII多型はAIHのリスク因子であるが、多くの自己抗体生成にも関わることも知られている。抗gAChR陽性AIH患者にHLA-DRB1遺伝子のアレルDRB1*04:03が高頻度に見られることを明らかにした。2家族性地中海熱(FMF)はMEFV遺伝子のミスセンス変異によって起こるが、日本人では非定型的症例が多く、遺伝子型-表現型の対応が明確でない。その一部はMEFV以外の修飾遺伝子の効果が想定される。HLA-BおよびDRB1多型の効果を調べると、B*39:01の発症促進効果、DRB1*15:02の発症抑制効果が有意であり、HLAを介する炎症反応制御機構の存在が想定された。ヒトゲノムDNA試料の収集とそれを用いてのHLA遺伝子型分析を進めることができた。前年度から継続して、(1)タイ北部のHIV感染者コホートでの生存期間の短縮に寄与するHLA-DR-TNFAハプロタイプ、(2)同コホートでの抗HIV薬ネビラピン副反応発症者、(3)マラリア感染霊長類疾患モデルならびに感染性血小板減少症ニホンザル、(4)ベトナムでのデングウイルス感染の重症化に関連する応答、(5)慢性B型肝炎等感染症の発症リスク・ワクチン応答性、(6)自己免疫性肝疾患における免疫調節異常、(7)周期性発熱の7項目の研究を行なった。(1)(2)については、タイの研究協力者との共同研究、(3)は国内の飼育中のニホンザル、カニクイザルから採取した検体の使用、(4)(5)(6)(7)は検体収集と解析を進め、自己免疫性肝疾患(下記1)と周期性発熱(下記2)について新しく遺伝子型が疾患表現型への影響を示す結果を得ることができ、論文として報告した。また、中国で報告されたHLA-DP座位のパピローマウイルス感染への易罹患性への寄与を日本人にもあてはまるか追試する研究を実施した(下記3)。1原発性胆汁性胆管炎(PBC)の遺伝的要因解明を目的として、ゲノムワイドな遺伝子多型の効果を評価する研究を進め、これまで報告されていない新しい遺伝子(PRKCB)の発症への寄与を明らかにした。2家族性地中海熱(FMF)はMEFV遺伝子のミスセンス変異によって起こる。日本人では非定型的症例が多く、遺伝子型-表現型の対応が明確でないが、疾患の認知度が高まるにつれて、本症の確診例が決して稀でないことが判ってきた。

3中国での進行性子宮頸がんのGWASで同定された遺伝的リスクが日本人にもあてはまるかを検証する患者-対照研究をデザインし、17q12に位置するrs8067378の疾患リスクへの寄与を再現した一方で、HLA-DP多型が示すとされたパピローマウイルス感染への易罹患性への影響は証明できなかった。代表者・分担者共に異動があったため、一時的に研究活動が滞ったが、最終的にはわずかな影響に留まった。感染症・自己免疫疾患等の諸疾患の遺伝要因探索の結果明らかとされた、「疾患とHLAとの関連」の中には、HLA領域のゲノム構造の複雑性のために、その病因論的意味について解明が進んでいないものが数多く残されている。HLAにはゲノム多様性に基づく多くの型が存在しており、その結果HLA分子の有する抗原提示能に個人差を生じることだけでなく、免疫・炎症反応の調節において多面的な効果をもたらしていることがわかっている。感染症や自己免疫疾患のリスクとなる、あるいはそれらの発症を抑制するHLA多型が、疾患の病態形成においてどのように関わっているかを明らかにするためには、HLAの型によって決定づけられている現象の多面的な分析が有効である。(1)タイ北部のHIV感染者コホートにおいては、生存期間の短縮に寄与するHLA-DR-TNFAハプロタイプとして、TNF高産生型でDR3アロ抗原をコードするハプロタイプを同定したが、このハプロタイプは補体成分C4Aの機能欠損を伴うものであり、補体による日和見感染への抵抗性が減弱していることがその一因であることが想定された。また、HIVウイルス排除機構に細胞傷害性T細胞の抗原受容体(TCR)による識別に加え、HLAクラスI多型を識別するKIR受容体が機能していることを明らかにした。(2)自己免疫性肝疾患である、原発性胆汁性胆管炎(PBC)、自己免疫性肝炎(AIH)の発症にHLAクラスII多型が強く影響することを明らかにした。(3)家族性地中海熱(FMF)や成人発症Still病(AOSD)など自己炎症疾患の発症にもHLAクラスII多型が強く影響することを明らかにした。HLAには多くの型が存在しており、その大部分は抗原提示に関与する構造の差異を伴う。特定の抗原の提示能はHLAの型によって決まるため、ヒト個人の免疫学的特性は非常に多様である。本課題では疾患とHLAの関連を詳細に分析することで、積極的に疾患感受性を低下させているHLAクラスII多型の効果を明らかにした。このことはHLAクラスIIが免疫担当細胞への抗原提示という機能に加え、抗原によってはむしろ免疫系への抑制的な働きかけが優位であり、その結果感染症における過剰な組織傷害や自己免疫・自己炎症機転を鎮めていることを示唆する。「9.研究実績の概要」(1)(2)(4)について、国外での検体採取・保管を当初の予定よりも早く取りかかるようにしたため、資金の前倒しを申請し、開始のめどを立てることができた。その他の項目についても計画の初年度終了時として、概ね予定通りに進めることができた。次年度以降も、末梢血検体の収集・保存とそれらを用いた分析を進める。次年度は研究課題の最終年度であるので、当初の計画を完了させ、結果の公表を行なう。29年度が最終年度であるため、記入しない。人類遺伝学共同研究者との連絡を綿密にとって国内国外での検体収集を継続して行なうとともに、HLA多型の効果を詳らかにするために、生体内の抗体産生細胞の増殖・分化の程度を体外で評価する実験系樹立など新しい技術も取り入れて予定の計画を推進する。年度初めに代表者が、年度前半に分担者が異動となり、一時的に研究活動に時間的な制約が生じ、当初今年度に予定していた研究が一部実施できなかった。
抗原提供機構の免疫学的及び分子生物学的解析-皮膚樹状細胞をモデルとして-

ランゲルハンス細胞は皮膚に常在し、強力な抗原提供細胞として機能する皮膚樹状細胞である。皮膚の炎症の場におけるランゲルハンス細胞とT細胞などの免疫担当細胞の役割を明らかにするために、マウス接触性皮膚炎をモデルとして研究を行っている。C3Hマウスを7%TNCBにて感作し、7日後に1%TNCBを耳介に外用し、その腫張を計測することで接触性皮膚炎が誘導されたかどうかを判定した。この際塩酸アゼラスチン(AZE)およびFK-506を外用し、その抑制効果を調べた。両剤はともに1回単擦するのみで耳介の腫張を8090%抑制した。T細胞の活性化に及ぼす両剤の影響を明らかにするために、マウス脾臓より得たT細胞を、レクチンあるいはPhorbol myristate acetateとionomycinにて刺激し、各種濃度のAZEおよびFK-506がT細胞の[^3H]-TdRの取り込み、IL-2産生能に与える抑制効果を検討した。その結果、AZE、FK-506ともにT細胞の[^3H]-TdRの取り込みには強い抑制作用を示すこと、FK-506はIL-2産生能を強力に抑制すること、AZEのIL-2産生能に対する抑制効果はあっても小さいことがわかった。一方、T細胞のIL-2応答性に対するFK-506抑制効果は極めて弱いのであるが、AZEは強い抑制効果を示した。またFACS解析により、AZEはIL-2receptorαの発現には影響を与えないことから、AZEのT細胞活性化抑制作用はIL-2/IL-2receptorのinteractionあるいはsignaling pathwayでの抑制ではないと考えられた。以上の結果は、現在投稿中である。最近ではこれらの薬剤のランゲルハンス細胞の表面マーカーに対する影響を観察している。また費用の一部を用いて裏面に記載した論文の研究費の一部とした。
量子効果剥離による無損傷超薄切片作成技術の開発

電子顕微鏡は、物質科学、材料工学、電子工学、生命科学、医学などのあらゆる分野において、もはや不可欠といえるほどに発達し、その分解能は原子の背景よりも小さな距離を識別できるほどに発達した。しかしながら、この高性能を十全に発揮した成果に遭遇することはまれである。原因は、超高分解能な電子顕微鏡は、観察用薄片試料に対する要求が極めて厳しく、従来多用されているイオン研磨法を用いては、その作製が困難であるからである。本研究では′′必要悪′′と呼ばれながら多用されているイオン研磨法に替わる、無損傷で完全平滑表面を得ることの出来る超薄片試料作成技術を、短波長レーザによって実現するのが目的とする。第1のターゲットは、加工の困難なダイヤモンドである。レーザーは紫外域のArFとした。これによって得られる波長は195nmである。ダイヤモンドに対しても透明でない。銅、シリコン、酸化物ガラスについて30μm厚まで機械研磨した後、直接研磨を試みた。又、シリコンについては、イオン研磨によって生じた表面近傍の10nm厚みに達した損傷層を、レーザーによって除去することを試みた。直接研磨では、今回の物質に関しては熱過程が優先して研磨が進行することがわかった。とくに金属においてそうである。熱が蓄積しないように、パルス間隔を広くすることが成功に繋がる。イオン損傷層の除去は実効があるが、研磨用真空容器の残留ガス分子の種類に注意が必要であることも分かった。有機分子が残留している容器内では、レーザーによって2重結合を切られた炭素原子が、試料表面上にグラファイトを形成する。これは、イオンポンプかターボポンプの採用し、容器内の有機気体の分圧を下げることで解決できることが分かった。現在、超高分解能電子顕微鏡による最終試験を行っている。本研究のねらいは、表面が平滑で内部や表面に損傷を与えず、励起電子波の波長程度に厚みを制御できる、電子顕微鏡観察用薄片試料作成技術を開発するところにある.これを実現するための基礎原理は、従来型のイオンと原子の古典力学的相互作用ではなく、短波長電磁波(レーザー)と固体中原子結合電子との電子力学相互作用である.具体的作業は、(1)量子化学過程で原子結合を切断できる物質/波長の組み合わせの検証、(2)原子剥離に熱的過程が随伴する組み合わせの割合の検証、(3)随伴する熱的過程が試料に与える損傷の影響、等である.今年度に予定した作業は、まず装置(短波長レーザーと制御用周辺機器、電子顕微鏡観察用試料ステージ等)を導入しこれを立ち上げた後、各種物質について、おおよその研磨試験を行うことである.装置の導入は外国製品であることが影響して、やや遅れ気味となったが、設計通りの条件を満たしつつ稼働させることに成功した.装置を使っての原子剥離による研削(研磨)試験は、fcc金属(銅)、シリコン、有機固体材料(アクリル)について行うことができた.研磨速度は有機固体材料、fcc金属、シリコンの順で速く、自由電子による電磁波の反射が心配したほどではなく、金属にも応用できることがわかった.表面性状は、何れの場合もイオン研磨法を用いたものよりは平滑でり、これもほぼねらい通りの結果となった.試料内部の状況についてはまだ詳しく調べていないが、今年度に予定した予備的試験はほぼ計画通りに進行した.次年度からは上記(1)(2)(3)の作業を本格的に行う.高度工業生産物の“軽薄短小化"はさけられない一つの流れであり、これに伴って原子尺度で設計・製造しなければならない場面が増えた。このため、物性や材料の性質を原子構造と電子構造との相関でとらえ、情報を蓄積することが切望される。これを行うのが電子顕微鏡である。その性能は十分に高い。しかし、試料となる超薄片のイオン損傷が高精度の解析をする上での最大の障害となって浮上している。本研究では、“必要悪"と呼ばれながら多用されているイオン研磨法に替わる、無損傷で完全平滑表面を得ることの出来る超薄片試料作成技術を、レーザ位の微細加工によって実現するのが目的とする。加工の困難なダイヤモンドを高精度に超薄変化するのも一つのねらいである。

原因は、超高分解能な電子顕微鏡は、観察用薄片試料に対する要求が極めて厳しく、従来多用されているイオン研磨法を用いては、その作製が困難であるからである。本研究では′′必要悪′′と呼ばれながら多用されているイオン研磨法に替わる、無損傷で完全平滑表面を得ることの出来る超薄片試料作成技術を、短波長レーザによって実現するのが目的とする。第1のターゲットは、加工の困難なダイヤモンドである。レーザーは紫外域のArFとした。これによって得られる波長は195nmである。ダイヤモンドに対しても透明でない。銅、シリコン、酸化物ガラスについて30μm厚まで機械研磨した後、直接研磨を試みた。又、シリコンについては、イオン研磨によって生じた表面近傍の10nm厚みに達した損傷層を、レーザーによって除去することを試みた。直接研磨では、今回の物質に関しては熱過程が優先して研磨が進行することがわかった。とくに金属においてそうである。熱が蓄積しないように、パルス間隔を広くすることが成功に繋がる。イオン損傷層の除去は実効があるが、研磨用真空容器の残留ガス分子の種類に注意が必要であることも分かった。有機分子が残留している容器内では、レーザーによって2重結合を切られた炭素原子が、試料表面上にグラファイトを形成する。これは、イオンポンプかターボポンプの採用し、容器内の有機気体の分圧を下げることで解決できることが分かった。現在、超高分解能電子顕微鏡による最終試験を行っている。
コンピュータによる知的発見・創造支援に関する研究

コンピュータによる知的発見・創造の支援に関する研究知的な発見や創造をコンピュータによって支援するための基礎研究が、日英両国で、個々に進められてきたが、本国際科学研究では、近年機械学習の分野で注目を集めている帰納論理プログラミング、ニューラルネットワーク、および、データベースからの知識の獲得を取り上げて、その可能性の検討を日英共同で行なった。具体的には、帰納論理プログラミング研究の最新の成果であるStephen MuggletonによるPROGOLという実験システムを用いて、知的な発見や創造がどのようにしてなされるのかの検討を試みた。その結果、PROGOLに与える背景知識に新述語を導入することによって、高階概念の学習や、アナロジーの導入が可能であることが明らかとなった。また、それらのシステムを用いて、如何にしてデータベースから知識を獲得できるかについて、予備的検討を行なった。そして、データベースからの知識の獲得のためには、データベース情報の適当な加工と、適切な負事例、背景知識の付与の重要性が明らかとなった。さらに、大規模データに対処するため、処理速度の向上が、不可欠であることが明らかとなった。そして、それを実現するために、並列アルゴリズムの検討を行なった。実験や観測で得られた事実からの学習アルゴリズムに基づく科学的発見においては,仮説空間の事実による反駁可能性が,基本的であることを究明して,そうした事実からの機械発見の数学的理論を構築した.この仮説空間の反駁可能性は,K.Popperの科学的発見の論理における仮説/理論の論駁可能性と好対照をなすものである.この研究において論駁可能で十分広い仮説空間が存在することを証明した.また,説明に基づく一般化の概念を,カットを含む一般のPrologプログラムに適用できるように一般化して,プログラム再利用の新しい理論を展開した.さらに,機械学習アルゴリズムをたんぱく質データに応用し,分子生物学における重要な知識の機械発見に成功した.データベースからの知識の獲得では、人間用の辞書の電子化である電子化辞書を対象にしてコンピュータによる知識の獲得を検討した。電子化辞書における意味記述である語釈文をコンピュータが自動的に理解することが難しいため、むしろコンピュータ用に語や概念の意味を辞書として用意し、それを背景知識(常識)としてコンピュータが使用することによって、データベースからの知識獲得に役立てることが必要であることが分かった。帰納論理プログラミングの拡張については、2つの研究課題に取り組んだ。第一は帰納論理プログラミングにおける扱いが従来難しかった高階概念の学習を、汎最小汎化のアルゴリズムを導入することによって検討した。さらに、PROGOLに与える背景知識に新述語を導入する方式の検討をも行なった。その結果、この両者が同じ結果をもたらすことを確認した。第二は、自然言語処理への応用で、英語のbreakに関する意味領域の日本語動詞(壊れる、折れるなど)がどのような性質の名詞を目的語としてとりうるか、又はどのような性質の名詞が目的語として不適当かを、認知心理実験でとられた名詞と動詞のシステマティックな組み合わせの評定値のデータから学習し、更に新しい事例(つまり新奇な名詞)が、その動詞の目的語としてどれだけ適当かを判断する機械学習システムの開発に従事した。この際、C4.5とPROGOLのこの問題への応用可能性をあわせて検討した。

第一は帰納論理プログラミングにおける扱いが従来難しかった高階概念の学習を、汎最小汎化のアルゴリズムを導入することによって検討した。さらに、PROGOLに与える背景知識に新述語を導入する方式の検討をも行なった。その結果、この両者が同じ結果をもたらすことを確認した。第二は、自然言語処理への応用で、英語のbreakに関する意味領域の日本語動詞(壊れる、折れるなど)がどのような性質の名詞を目的語としてとりうるか、又はどのような性質の名詞が目的語として不適当かを、認知心理実験でとられた名詞と動詞のシステマティックな組み合わせの評定値のデータから学習し、更に新しい事例(つまり新奇な名詞)が、その動詞の目的語としてどれだけ適当かを判断する機械学習システムの開発に従事した。この際、C4.5とPROGOLのこの問題への応用可能性をあわせて検討した。
活動銀河核のX線輝線と吸収構造の研究

X線天文衛星「あすか」で観測した活動銀河核、NGC7469,NGC4051,NGC4151,MCG-6-30-15,S5 0014+813の5つデータを解析し新しいX線スペクトルの性質を明かにした。前4つのセイフィート銀河の顕著な性質の1つとして、軟X線にある高電離酸素(OVII,OVIII)の吸収端スペクトルの解析から100万度程度の高温のガスが活動銀河核のまわりに存在することが共通して言えることである。そしてこのガスは数時間のタイムスケールで変動していることも明かにした。第2に、X線スペクトルは単純でなく、高温ガスから直接放射される成分に加え濃いガスで散乱される成分があることを明かにした。第3に鉄のKX線輝線は6.4keVのエネルギーの狭い幅に加え幅0.2-0.5keVの幅の広い成分があることを見つけた。このように活動銀河核でも光度の低い範疇にはいるセイファート銀河の中心核の全貌が解かりかけてきた。一方、遠方のクエサ-S5 0014+813のX線スペクトルの解析からX線光度の大きいこれらのクエサ-のスペクトルは、所謂、宇宙X線背景放射のスペクトルよりスティープであることがわかった。このため、X線光度がある値以上に大きいクエサ-は宇宙X線の背景放射の構成天体としては除かれることが解かってきた。そして、宇宙X線背景放射に寄与する天体としてはセイファート銀河のような低光度の活動銀河の可能性が高くなった。この研究を通し国際協力でデータ解析をし、データ解析の信頼度を高め、論文のまとめでは緊密な討論を直接または電子メールで行なったことも成果の一つと言えよう。
オフショア地域における信託法制の調査研究

本研究においては、オフショア地域の金融センターを主な対象として、信託法制の調査研究を行ってきた。これまでの一連の研究を通じて次のようなことが明らかになってきた。従来、信託の法的な最大の特徴は、受託者のコモン・ロー上の権限と受益者のエクイティ上の権限の分属にあるとされてきた。それゆえ、大陸法諸国では、そうした「コモン・ローとエクイティ上の権限の分属」といった法的構成が採れず、多くの欧州諸国では、それぞれ独自の「信託類似制度」が存在するものの、法制度としての"trust"そのものは存在できないと考えられてきた。しかしながら、近時、英米法系の信託に特有のそうした法的構成に拠らず、「分離された財産(patrimony)の独立性」という観念に信託の特徴を見出す考え方が、大陸法ベースの法域における信託の導入を展望するうえで有力となってきている。オフショア信託法制の実地調査として、チャネル諸島に位置づけられる、ジャージー島およびガーンジー島の調査を行った。最新の信託法の規定をはじめ、関連する法規定についても確認した。さらに最近の重要判例やそれらに対する現地実務家等の見解もできるかぎり調査した。またそれぞれの法域の法制度の沿革や歴史的経緯も調査を行なった。具体的な訪問調査地は、Law Commission、裁判所、弁護士事務所、図書館、専門書店、歴史資料館等である。両島は英国に近接し、英国の自治領的位置付けであるため、英国の資本が多く投資され、また英国に本拠地を有する弁護士事務所等によりリーガルサービスが行なわれているケースも多い。また、世界各地のオフショア法域には、同様に旧大英帝国の自治領や植民地等であったところが非常に多い。それゆえ、ジャージー島・ガーンジー島をはじめ、諸オフショア法域に関する基礎的な文献調査を、ロンドンの諸大学および諸専門書店・大英図書館・ケンブリッジ大学・エジンバラ大学等にて行った。さらに、ロンドン大学キングスカレッジ教授でWithers法律事務所顧問のPaul Matthews氏を研究協力者として迎えることができた。Matthews教授は、英国信託法の権威で、大陸法諸国の信託類似制度にも極めて造詣が深く、ジャージー島の信託法の実質的起草者である。氏から種々情報の提供を受けると共に、今後の研究についてもアドバイスを得た。なお、近時、オフショア諸法域を含めた欧州統一信託法制定へ向けての作業が積極的に行われており、一方で、フランス等の大陸法諸国で信託法が制定されている。こうした欧州での動向についても、調査を行った。特に、ECの協賛を受けた欧州の比較法プロジェクトに参加し、欧州諸国の研究者と、統一信託法の可能性および各国における信託法制定の可能性等について議論を行った。本年度は、ヨーロッパにおける一種のオフショア地域といえるスイスの信託法制と実務の現地調査を行い、併せて同様に欧州のオフショア地域であり非常な小国ながら独自の信託法制を有するリヒテンシュタインの信託法制の調査研究を行った。さらに各国の先進的な研究者と多数のディスカッション・ミーティングを行い、各国の信託法の動向とともに、「信託の本質」とは何かについて突っ込んだ議論を行い、きわめて有益な示唆を得た。テーマとしては以下のようなものがある。・「“エクイティなき信託"について」・・「スコットランドにおける信託の理論構成」「スイスにおける信託とオフショア信託」・「ハーグ信託条約の批准がスイス信託に与えた影響」・「イタリア・英国・スイスおよび日本の信託」なお、オフショア法域を含む他国で設定された信託のイタリア国内での効力を、ハーグ信託条約との関係で論じた、イタリア信託に関するわが国初めての本格的な研究の成果として、英語論文“The Recognition and Introduction of Trusts in Italy"を早稲田大学比較法研究所の比較法学に提出した。本論文は、欧州大陸法諸国における“信託"の導入に関する議論や理論構成を通じた、「信託の本質とは何か」の議論を、欧州をはじめとした世界各国の研究者と英語にて対等の土俵で議論し成果とする試みの「第一弾」であり、これに続くかたちで多くの英語論文・レポートを準備中である。こうした試みは、わが国における真に国際的・先端的な研究の先陣をなすものとして、きわめて意義のあるものと考えている。本研究では、オフショア地域の金融センターを主な対象として、各地の信託法制の内容と歴史的背景・実務に関して調査研究を行い、「信託の変容と限界」に関する理論的枠組の構築を同時に企図してきた。

それゆえ、大陸法諸国は、そうした「コモン・ローとエクイティ上の権限の分属」といった法的構成が採れず、多くの欧州諸国では、それぞれ独自の「信託類似制度」が存在するものの、法制度としての"trust"そのものは存在できないと考えられてきた。しかしながら、近時、英米法系の信託に特有のそうした法的構成に拠らず、「分離された財産の独立性」という観念に信託の特徴を見出す考え方が、欧州における統一的な信託法理論を構成するうえで有力となってきている。2010年1月から2月にかけて、マン島の実地調査およびロンドンにおける文献調査・研究ミーティングを行った。マン島では、Douglas Borough Council・Henry Bloom Noble Library等を訪問し、信託制度導入の沿革と歴史的背景、制度の概要、実務運用、等に関して調査を行った。ロンドンでは、マン島も含む本研究全体の取りまとめのための文献調査を、King's College London・London School of Economics等を中心に行った。さらに、研究協力者であるKing's College London教授で弁護士のPaul Matthews氏と、今後の研究の展開と取りまとめのためのミーティングを行った。また、2010年3月に行ったドイツ出張においても、マックス・プランク外国法・国際私法研究所等に滞在し、研究成果の取りまとめのための各法域の文献を収集とミーティングを行った。
水中パルス放電法による放射性コンクリート廃棄物の除染と縮減

水中コンクリート内パルス放電法を用いて、疑似放射性コンクリート廃棄物供試体を破砕、ならびに素材毎分離回収を実施した。まず、疑似汚染コンクリートを作成し、破砕・分離回収実験に供した。分離回収された粗骨材、細骨材、残渣ならびに微粒分および水のCs濃度の測定分析により、供試体に含有していたCsのほぼ95%は水槽中の処理水に微粒子と共に移動し、粗骨材には殆どCsは含まれていなかった。次に、福島県内で採取した実汚染コンクリート試料を実験に供した。回収粗骨材に含まれる放射性Csの濃度は、細骨材、ペースト分に比べて微かで、回収細骨材に含まれる放射性Csの濃度は、粗骨材に比べ高く、ペーストより低かった。例えば原子力施設の廃止措置、あるいは更新に伴って排出される放射性コンクリート廃棄物の縮減を行い、経済負担、および環境軽負荷に資するため、研究代表者らによって開発研究を進めてきた「水中におけるコンクリート内パルス放電によるコンクリートの素材別分離回収技術」を応用して、コンクリートの放射化、あるいは汚染された部位を選択的に摘出して、放射性廃棄物処分量を圧縮する一方、クリアランスレベル以下のものについては跡地の継続利用、あるいは施設更新に必要な建設に再利用するための技術を確立する。本研究ではその目的達成のため、疑似放射性コンクリート供試体を水中コンクリート内パルス放電による素材別分離回収実験に供し、回収物の放射能測定を行って、本技術のコンクリート除染に対する適用の妥当性を検証した。本年度においては、研究代表者らで開発した「水中コンクリート内パルス放電」による放射化コンクリート、および汚染コンクリートの素材(放射能レベル)毎分離回収のためとして、パルス放電装置を作成して「水中コンクリート内パルス放電」によるコンクリート破砕、および厳密な素材毎の分離回収を行った。直径100mm、高さ100mmの円柱供試体を真空デシケータ内にて、1000ppmの塩化セシウム水溶液に浸漬した擬似放射性汚染コンクリート供試体を使用した。ただし,今回使用したセシウムは、セシウム同位体の中で唯一の安定同位体であるセシウム133であり、ほかのセシウム134や137とは違い放射能を出さないものである。破砕後は、再生粗骨材、残渣、処理水、そして、処理水中に拡散した微粉の4つを回収した。それぞれの試料に対して蛍光X線分析を行い、再生粗骨材にはセシウム元素に対応したピークが認められず、汚染されたコンクリートを素材別に分離することにより、コンクリートの60%程度の粗骨材を放射能を限りなく低めて回収できることから、減容化が実現できることが確かめられた。平成24年度に実施したコンクリートの「水中コンクリート内パルス放電」による素材別分離技術の適用についての検討結果に基づいて、平成25年度では確証を得るために、再び安定同位体であるセシウム133を用いた擬似放射性汚染コンクリートの素材別分離を試み、回収された各素材に存在するセシウム133の濃度を調べた。OPCコンクリートブロック(一辺10cm)を0.1MのCsCl水溶液に1ヶ月浸漬させた後、風乾させたものを供した。事前のブロック切断面におけるEPMAマッピングによるCsの浸漬状態を確認し、ブロックの表面、ならびに骨材とセメントペースト境界でCs濃度が高く、骨材中にはCsは見られないことが分かった。これら6個を「水中コンクリート内パルス放電」により素材別分離回収した結果、粒径5mm程度以上の再生粗骨材中にCsCl水溶液濃度の1%程度、2.5mm程度以上の再生細骨材中に2%程度、それより小さな残渣中に2%程度が存在し、殆どのCsは放電を実施した水槽中に溶出したことが認められた。これらより、本手法により骨材からセメントペーストや微粒子を除去することが可能であることを改めて示したが、浸漬水に用いたCsClの濃度が現実的でない極めて高い濃度であるために、実験手法の再検討の必要性が示唆された。さらに、研究の進捗を早めるために最終年度(平成26年度)に予定していた、実際の放射性核種により汚染されたコンクリートによる除染効果の検討を福島市内にて繰上げ実施した。放射線量率0.12マイクロSv/hの汚染鉄筋コンクリートより試料(合計14kg)を切り出し、「水中コンクリート内パルスパワー放電」による素材別回収実験を行った。その結果、汚染されたコンクリートより回収された骨材は、放射能の濃度は1/10と僅少で、使用した水には放射性物質は溶出しないことが確認された。莫大な経費を必要とする汚染コンクリートの処分には、素材別分別廃棄が経費削減に有効であることが確認された。

平成26年度における研究は、パルスパワー法による実汚染コンクリートの骨材分離試験を実施し、放射性セシウムで汚染したコンクリートを骨材とセメントペースト部(以下スラッジ)に分離回収することによる除染・減容性を評価することを目的とする。福島第一発電所の事故に伴って発生した放射性セシウムで汚染したコンクリートを入手し、パルスパワー法によって骨材とスラッジに分離・回収した。回収した骨材およびスラッジは、それぞれGe半導体検出器による波高分光分析によって放射能濃度が測定され、汚染コンクリートの除染性能を評価資料とした。福島第一発電所事故由来の放射性セシウム汚染コンクリートは、汚染した道路用側溝の蓋3枚を新しい側溝の蓋と交換し、入手した。各々は切断、調整加工してパルスパワーによる除染試験に供された。イメージングプレートによる放射能分布の測定より、供試体に存在する一部の粗骨材表面に放射性セシウムが多く沈着しており、表面から約3mmの位置までセシウムは浸透していた。パルス破砕試験後に回収した試料の品質測定による分析の結果から、放電回数を増加することにより骨材品質が良好になるとともに、放射性セシウム含有量が低下することが確かめられた。ふるい分け試験により、回収粗骨材は粒度が比較的の小さく、一方で回収細骨材は比較的粒度が大きい.このことは、パルス放電エネルギーが高い場合に、原粗骨材の破砕、細粒化が生じるためと判明した。パルス放電による破砕試験後の回収試料の放射能測定の結果より、パルス放電により骨材に付着していたモルタルが剥落し、このモルタル中に吸着していた、あるいは粗骨材表面に付着していた放射性セシウムも共に除去可能であることが明確になった。また、水中放電に使用した水槽中の水についての放射能濃度分析結果から、放射性セシウムは全く溶解しておらず、細骨材(残渣)、微粒分に残存している事も判明した.26年度が最終年度であるため、記入しない。環境建設材料学26年度が最終年度であるため、記入しない。疑似放射性汚染コンクリート供試体を作製して、素材別分離を行った結果より、汚染源となるセシウム元素を除去しつつ粗骨材を分離できることが実証された。これにより次年度以降のより詳細な分析による除染効果を実施することの妥当性が得られた。研究実績にて述べたように、当初最終年度に計画していた実際に東北地方において放射性か核種による汚染コンクリートを対象にした有効性の検討を実施できた。そのための、試料の採取、実験サイトの確保などといった実地検証実験のための基盤的要件を整備できたことは、今後の研究進捗に優位に働くものと確信する。さらに、深刻な問題となっている放射性汚染コンクリート等のがれき処理・処分問題について、本学のパルスパワー技術を応用したコンクリートの素材別分離・回収方法が極めて有望な問題解決策であることを独立行政法人日本原子力研究開発機構にも報告し、その成果の一部は独立行政法人日本原子力研究開発機構からも紹介されている。26年度が最終年度であるため、記入しない。学内のRI施設の放射性物質受入可能量に限度があり、実際の放射性コンクリート廃棄物サンプルの搬入が不可能と考えられる。このため、学内に置いては安定同位体を用いた疑似汚染コンクリート供試体を用いた実験を繰り返す一方で、学外の放射性物質取扱施設の利用や共同研究のための企画調査を加えて、実施する。平成25年度に実施した実際に放射性核種により汚染したコンクリートを用いた実証実験を継続して実施する。
ゴルジ体膜内在性のロンボイド型プロテアーゼが切断する基質の同定と機能解析

ゴルジ体膜に局在するロンボイドプロテアーゼ(ロンボイド)は、機能がほとんど分かっていない。本研究では分裂酵母を用いて機能解析及び基質同定を目的とした。単離した破壊株(rob1Δ, rob2Δ)は様々な表現型を示した。rob1Δは様々な薬剤に対する感受性や、ゴルジ体における液胞タンパク質の選別輸送、液胞融合、コロニー凝集性維持などに障害を示した。rob2Δ株においても特定の抗生剤に対する感受性が現れたことから、両破壊株はゴルジ体において異なる機能を有する事が分かってきた。基質をスクリーニングしている中で、rob1Δ株のみでゴルジ体膜結合型転写因子のゴルジ体膜から核への移行遅延が見られた。切断推定箇所に変異導入を行った結果、P1位に変異導入したものは切断されず、核移行出来ないことが分かった。さらに、作製した人工基質により、切断機構の詳細が明らかになろうとしている。ロンボイドプロテアーゼ(ロンボイド)は、近年同定された膜内セリンプロテアーゼであり、膜タンパク質の膜貫通領域を切断する。原核生物からヒトまで保存され、多様な機能が報告されつつある。しかし、ゴルジ体膜で機能するロンボイドが解析されているのはショウジョウバエのみであり、真核微生物においても報告はない。本研究ではゴルジ体膜に局在するロンボイドの役割を解明するため分裂酵母を用いて基質同定を目的とした。Rob1は亜鉛・コバルトの恒常性や、ゴルジ体における液胞タンパク質の選別輸送、液胞融合、コロニー凝集性維持などの過程に関与している事が分かってきた。現在、rob2Δ株においても特定の抗生剤に対する感受性が出たため、両破壊株はゴルジ体において異なる機能を有する事が分かってきた。また、Rob1に保存されている様々なアミノ酸に変異導入した結果、活性中心のSer、基質認識に関わるHisなどが保存されている事が分かった。現在、明確なモチーフが無いRob2にも基質認識に関与しているヒスチジンを推定し解析を行なっている。近年、大腸菌ロンボイドの基質には、特徴のある配列が存在する事が報告された。ゲノム中で本配列を有する24個の一回膜貫通タンパク質の切断有無を調べた結果、変化は無かった。複数回膜貫通タンパク質も調べている中、rob1Δ株のみで2回膜貫通タンパク質の膜結合型転写因子Sre2のゴルジ体膜から核への移行遅延が見られた。Sre2の切断推定箇所に変異導入を行った結果、P1位に変異導入したものが核局在を示さなかった。また、ウェスタンブロッティングにより、Sre2のP1位における切断にRob1が関与している事が明らかになった。機能未知なSre2の解析だけでなく、作製出来た人工基質により、切断機構の詳細が明らかになろうとしている。ロンボイドプロテアーゼ(ロンボイド)は、膜内プロテアーゼファミリーに属するセリンプロテアーゼである。複数回膜貫通領域を持ち、基質となる膜タンパク質の膜貫通領域を切断する。ロンボイドは原核微生物から脊椎動物に至るまで保存されているが、ゴルジ体で機能するロンボイドはショウジョウバエ増殖因子の切断による活性化の報告のみで、他の生物における役割は不明である。本研究は分裂酵母Schizosaccharomyces pombeに存在するゴルジ体局在性のロンボイドについて、遺伝子破壊株の表現型解析と基質の同定を目的とした。分裂酵母にはロンボイドと相同性の高い遺伝子が4つ存在しており、そのうち2つがミトコンドリア局在、2つがゴルジ体局在(Rob1,Rob2 (Rhomboid))であることが分かった。破壊株を単離し、種々の表現型を確認した結果、rob1Δ株は亜鉛やコバルトに感受性を示した。分泌輸送への影響を確認するために、液胞へ選別輸送されるカルボキシペプチダーゼY(CPY)の漏出をコロニーブロットにより確認した結果、細胞外へ誤輸送されることが分かった。これらのことから、Rob1は細胞内の亜鉛及びコバルトの恒常性や、ゴルジ体において液胞タンパク質の選別輸送に関与していることが示唆された。rob2Δ株は、トランスゴルジネットワーク領域の逆行輸送を阻害するモネンシンに対し感受性を示したが、CPYの輸送に障害は見られなかった。このことからRob1,Rob2はゴルジ体において異なる機能を有していることが示唆された。また、ロンボイドの基質認識

モチーフを有するゴルジ体膜結合型転写因子の細胞内局在を確認した結果、rob1Δ株では核移行の遅延が観察されたことから、ゴルジ体膜からの遊離にRob1が関与していることが示唆された。(1)ゴルジ膜局在性ロンボイドが何を切断しているのか、相互作用するタンパク質及び標的タンパク質のスクリーニングを行う。1.遺伝子ライブラリーを用いた網羅的な解析。ロンボイド遺伝子破壊株の薬剤感受性の表現型を利用し、制限酵素の異なる3種類の遺伝子ライブラリーを発現させることで、感受性を相補する抑制遺伝子の単離を試みている。順調にスクリーニングは進んでいるが、ポジティブクローンはまだ得られていない。2.ゲノムデータベースからの解析。機能未知な膜タンパク質やこれまでに輸送に関わっている事が分かっている膜タンパク質を含めて、23種類の膜1回貫通タンパク質を候補として取り上げ、これらがゴルジ体膜上において野性株では切断され、ロンボイド破壊株では切断されないことをSDS-PAGEにより確認している。10種類の確認が終了し、何れも切断されないことを確認した。(2)基質タンパク質の候補の1つである、ゴルジ体膜局在型転写因子の切断機構を解析する。rob1破壊株はゴルジ体膜局在型転写因子Sre2が核へ移行せず、ゴルジ体に局在した状態が続くことを確認している。Sre2pの機能はこれまでに報告が無いが、申請者はsre2破壊株が液胞タンパク質の誤輸送を示すことも見い出していることから、rob1破壊株と表現型の1つが一致していることが分かった。切断モチーフの内、被切断に重要なアミノ酸を同定した。(3)機能未知のヒト培養細胞由来ロンボイドの分裂酵母での発現と機能解析。Rob1と相同性が高いRHBDD1を分裂酵母のロンボイド破壊株で発現させ、表現型を相補するか確認している。他の5種類は、Hela細胞のcDNAからホモログ遺伝子を単離している。異種膜タンパク質の過剰発現は立体構造障害を来す可能性を考慮し、プロモータには穏やかな発現量の分裂酵母の糖ヌクレオチド輸送体由来を使用している。(1) 23年度に引き続き3つのアプローチからのスクリーニングは続行するが、基質候補や相互作用するタンパク質候補が同定できたものから、多重遺伝子破壊株の作製と表現型の解析を行うことで、ゴルジ体に存在するロンボイド型プロテアーゼの機能(切断による膜タンパク質の活性化や選別輸送の制御)を解明する。実験系は申請者が既に確立している手法を適宜改変しながら進める。複数の基質が同定できた際は、切断部位の特徴をアミノ酸の部位特異的変異により比較解析し、扱いやすい人工基質の作製を行いたい。人工基質は真核生物由来のロンボイドでは初となる結晶構造解析にも利用することが可能であり、切断機構の詳細な解析にも挑戦したい。(2) 23年度から引き続き、ゴルジ体膜局在型転写因子の切断機構を解析する。rob1破壊株のコバルト感受性はステロール生合成遺伝子の発現制御に関与しているsre1破壊株の表現型と一致していることを見いだしている。これまで、Sre1pのゴルジ体膜からの切断機構は解明されておらず、Rob1との関連性を細胞内局在解析、遺伝子破壊株の表現型解析により明らかにする。