hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
希土類化合物における多極子秩序およびダイマー基底状態の研究

多極子秩序物質CeB_6系については,共鳴X線散乱実験により,秩序変数O_<xy>, T_<xyz>の直接観測に成功した。Ce_<0. 8>La_<0. 2> B_6のIV相の圧力下実験を行い,提案されている八極子秩序では説明困難な結果を得た。スピン一重項の関与するCeT_2Al_<10>については,転移が磁気的なものであること,スピン一重項が深く関与していること, ac-2次元面がb軸方向に積層する電子構造を持っており,異方的なc-f混成が異常な秩序状態に深く関与していることなどを見出した。(1) CeB_6は強四極子秩序を示すことで盛んに研究されてきた。その奇妙な物性の起源が反強四極子,反強八極子,反強磁性交換相互作用の共存・競合にあることが分かっているが,そのミクロな機構については,まだ十分解明されているとは言えない。共鳴X線散乱により直接反強八極子モーメントを観測することに成功し,ミクロな機構解明の第一歩を踏み出すことができた。(2) CeB_6にLaを添加すると,IV相という奇妙な秩序相が出現することが知られており,Γ5u-型の反強八極子秩序であるとされている。これに対し,Ce_0.5La_0.5B_6のLaをPr, Ndで置換するとIV相転移温度が上昇することを見出した。これはIV相秩序変数がPr,Ndの磁気モーメントと結合することを示しており,Γ5u-型反強八極子秩序とは相容れない結果であり,今後Pr, Nd置換系サンプルについて中性子散乱,共鳴X線散乱を行い,ミクロな構造を明らかにする。(3) NdB_6は結晶場と四極子相互作用の競合する系であり,比熱,磁化,磁気抵抗の詳細な研究から,その競合の機構を明らかにした。(4) T_0=27Kで奇妙な相転移を起こすCeRu_2Al_10について,La置換系,強磁場での比熱,磁化,熱膨張,電気抵抗を詳細に調べ,T_0以下で一重項基底状態が実現していることを提案した。これは稀土類化合物としては,一重項基底状態をもつ長距離秩序を示す初めての例であり,3d化合物と異なり,軌道自由度をもつ一重項基底状態が引き起こすと予想される新奇物性の宝庫となると期待される。ごく最近発見された30Kという高温で磁気秩序を示す近藤半導体CeT_2Al_<10>(T=Ru,Os,Fe)について超強磁場を含めたマクロな熱・輸送特性,中性子散乱やNMRによるミクロな測定手段を用いて広範な研究を行った。この系におけるCeは局在と遍歴の狭間にあり,Tを変えること,あるいは圧力を加えることにより,容易に局在と遍歴の間を行き来できる。そういう意味でこの系は磁性の起源を探る上でも最適な系である。また近藤半導体としてははじめても磁気秩序を示す系であり,しかもその転移温度は異常に高い。当初この転移が磁気的なものではないというNQRの報告があったが,基底状態はスピン一重項であると予想して研究に取りかかった。La添加により転移温度が減少すること,a軸方向に磁場をかけたとき50Tに臨界磁場が存在することから,秩序の起源が磁気的なものであることを示した。非弾性中性子散乱の結果はこれを支持したが,しばらくして磁気秩序であることがμSR,中世史解説実験からわかった。しかし,この系の異常な磁気的性質を説明するには,スピンー重項基底状態が不可欠であると提案している。また,輸送特性が大きな異方性を示すことから,この系はac-2次元面がc軸方向に積層する2次元物質であることを見出した。電気抵抗は高温では近藤半導体的なふるまいを示すが,転移温度以下で大きく上昇した後低温では金属的なふるまいを示すことが報告されていたが,超強磁場での磁気抵抗測定からSdH振動を観測し,基底状態はフェルミ面を持った金属であることを示した。また,H//c,H*4Tでスピンフロップ転移のような異常を発見したが,NMR測定から,磁化率が最小のb軸方向に反強磁性モーメントが向くという非常に奇妙なスピンフロップ転移であることを示した。

この系におけるCeは局在と遍歴の狭間にあり,Tを変えること,あるいは圧力を加えることにより,容易に局在と遍歴の間を行き来できる。そういう意味でこの系は磁性の起源を探る上でも最適な系である。また近藤半導体としてははじめても磁気秩序を示す系であり,しかもその転移温度は異常に高い。当初この転移が磁気的なものではないというNQRの報告があったが,反強磁性秩序が実現していることが中性子散乱実験から明らかにされた。しかし,強磁場磁化や磁化率等のけっかから,スピン一重項基底状態が重要な役割を果たしていると考えている。また,SPring-8における実験から得られた電子密度分布は,ac-2次元面がb軸方向に積層しているという以前からの我々の主張を裏付けた。CeRu_2Al_<10>の基底状態は小さいフェルミ面をもったフェルミ液体であることを明らかにし,また参照系としてNdFe_2Al_<10>のdHvA効果の観測に成功した。H//c,H*4Tでスピンフロップ転移のような異常を発見したが,NMR測定から,磁化率が最小のb軸方向に反強磁性モーメントが向くという非常に奇妙なスピンフロップ転移であることを示した。CeRu_2Al_<10>において圧力効果が異方的な応答を示すことを発見し,ac-2次元面が金属的であり,b軸方向が近藤半導体的であることを明らかにし,キャリアーの2次元面への閉じ込めが異常な秩序の起源に関係すると提案した。La,Rhドープ系単結晶について種々の測定を行い,それぞれ異常なドーピング効果が出現することを発見した。
平面型回転磁場によるプラズマスラスタの実現

回転磁場によってプラズマ中に周方向電流を定常的に駆動し、これと径方向バイアス磁場との間のローレンツカによって軸方向の推力を発生させる新たなプラズマスラスタ方式を提案し、その特性を調べるための基礎実験を実施した。真空チャンバ中に設置した直径約5cmの円筒容器に2相2極構造の回転磁場生成用アンテナを配置し、燃料用ガス(アルゴン、キセノン)を供給しつつ、2組のインバータ電源によって最大1.25MHzまでの高周波電流を印加した。回転磁場はプラズマ内に周方向電流を流すだけでなく、高周波放電によるプラズマ生成の役割も担っており、これにより装置の小型化が実現されている。約6A以上のアンテナ電流を印加した場合には、高密度(n_e>5x10^<18>m^<-3>)のプラズマが形成され、プラズマの電力吸収効率の急激な改善が観測された。磁場測定結果から、プラズマ内部に駆動されている周方向電流密度は最大で約100kA/m^2と見積もることができ、これは円筒状のプラズマが剛体的に回転磁場に同期して回転していると仮定した場合の電流密度と同程度の値となっている。本実験では回転磁場はほぼプラズマ中心まで浸透しており、プラズマの回転によってスキン長が等価的に増加していることを示唆している。また、印加するバイアス磁場を変化させることによってプラズマ密度の空間分布に変化が観測されており、これはローレンツカによって軸方向の速度分布が影響を受けていることの間接的な証拠であるといえる。実験結果を元に放電モデルを構築し、効率的に推力を発生できるようなバイアス磁場発生用コイルの形状最適化に関する知見を得ることができた。本提案方式は無電極での電磁加速を実現するという点において画期的であり、本研究はその実現可能性を示すことに成功した。本年度は、回転磁場用高周波電源の開発、平面型回転磁場発生用アンテナの設計、試作を行い、プラズマ生成実験を行った。IGBTを用いたインバータ回路をコンピュータ制御することによって、稼動中に周波数・ディーティ比・さらには系統間の位相差を変化させることのできる高周波電源を開発した。この電源によるプラズマ生成能力を、アークジェットスラスタ装置を用いて検証した。さらに、負荷を直列共振回路とすることによって、最大で2kV、20A程度の高周波をアンテナに印加できる電源を2組作成した。回転磁場発生用アンテナとしては、8の字型コイルを採用した。これにより、厚さ3cmほどの領域に効率的に回転磁場を生成できる。2組の回転磁場発生用アンテナ、径方向バイアス用コイルおよびプラズマ保持用管によって構成したスラスタ本体を大型真空チャンバー内に設置し、プラズマ生成およびパラメータ測定実験を行った。推進ガスとしてはArを使用し、質量流量は23mg/sとした。アンテナに833kHz、20A程度の電流を流すことによって、電子密度n_e>10^<18>m^<-3>の高密度プラズマの生成に成功した。プラズマの生成と同時に、スラスタ本体が後方に移動する現象が観測され、本装置によって推力が得られていることが確認できた。また、プラズマ保持管内部の電子密度分布が、バイアス磁場の極性および強度に依存して変化する現象が観測された。これは、回転磁場とバイアス磁場との相互作用の存在を意味しており、本研究で提案している動作原理が合理的であることを間接的に示唆するものである。
嗅索道標細胞GFP可視化マウスの作成

嗅球軸索の伸長経路には、モノクローナル抗体lot1で染色される神経細胞群が局在する。これらの細胞を薬剤で破壊すると嗅球軸索の伸長が停止することから、これらが嗅球軸索のガイドを担う道標細胞であると考えられている。しかしその作用は単純な軸索誘引や反発では説明が難しく、道標細胞と軸索との相互作用の詳細な解析が待たれていた。その解析の大きな障害となっていたのが、道標細胞を生きたまま可視化する技術がないことであった。もしこれができれば、実際の嗅球軸索と道標細胞の相互作用をリアルタイムで検出したり、道標細胞の発現遺伝子の網羅的な解析が可能になるなど、大きなブレークスルーとなると期待された。最近の研究で、この道標細胞の特異的マーカーであるモノクローナル抗体lot1が、代謝型グルタミン酸レセプター1(mGluR1)を抗原として認識していることがわかった。mGluR1は成体においては比較的広範囲に発現しているが、発生期終脳においては嗅索道標細胞に非常に限局して発現している。そこで本研究では、mGluR1遺伝子座にEGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein)を挿入したノックインマウスを作成し、生体内の嗅索道標細胞の生きたままでの可視化を目指した。定法に従い、mGluR1遺伝子にEGFP cDNAを結合したノックインベクターを作成して、相同組み替えを起こした6個のES細胞クローンを得た。そのうちの3個のクローンを用いてキメラマウスを作成し、ノックイン遺伝子アレルが子孫に伝搬したヘテロマウス3系統を作出した。しかしいずれのマウス系統においても、EGFPの発現は確認できず、さらにノックインアレルをホモに持たせたマウスにおいてもEGFPの発現は確認できなかった。これらのノックインマウスにおいては、mGluR1遺伝子は期待どおり破壊されており、ホモマウスにおいては小脳失調などの顕著な表現系も認められるので、ノックイン操作自体はうまく起こっていると思われる。mGluR1プロモーターの活性が弱くEGFPの発現量が低すぎて検出できない可能性があるのではないかと考えている。
視覚障がい者のスマホ向け“ブルブル”振動インタフェースの利用実験に基づく開発

近年、タッチパネル搭載携帯機器が急激に増加し、触覚的な操作感の薄れにより、誤操作の要因となることが指摘されている。本研究はこの課題に振動触覚コミュニケーション=ハプティクス適応して解決するものである。本研究では、種々のハプティクスに対し、視覚障害者など多様なユーザに共通する特定のイメージが存在することがわかった。加えて機器操作に適用すべき「ユニバーサル性のあるハプティクス参照モデル」を作成した。これは特許申請中である。さらに視覚障害者など多様なユーザに対して日常よく使う指操作に着目し、ハプティクス有効であることも確認した。本研究では携帯情報端末による“ブルブル"のリアクションインタフェース(以下ハプティクス)がユーザに対し、ある種のイメージを与えることが可能かを研究した。高齢者、視覚障害者、聴覚障害者と若者を対象に、ハプティクスのユニバーサル性(様々なユーザに共通したイメージを与えることが可能か)を明らかにした。研究項目は、以下の2点である。1)携帯情報端末に関し、ピエゾ素子を用いたハプティクスをユーザに体験させることで、ある種のイメージを付与できるかを検証した。2)ハプティクスができるだけ多くのユーザに共通のイメージを与えることが可能か検証した。すすめ方は、ハプティクスの振動の検証として「振幅」「周期」「振動時間」波形の「立ち上がり時間」、「立ち下がり時間」の5パラメータにより、ハプティクス振動を規定した。IIIIの予備実験を経て、本実験に用いる振動パターンを選定した。健常若年者、高齢者、視覚障害者、聴覚障害者を対象にした本実験では、各被験者の振動パターンに対する感じ方を探るとともに4者間に感じ方の共通した傾向があるかを考察した。盲聾者の被験者の実験には至らなかった。結果としては、健常若年者、聴覚障害者に関しては1項目を除く16項目、高齢者、視覚障害者に関しては、17項目全てのイメージワード対に対し、振動パラメータのいずれかが影響することがわかった。また4者とも1項目のイメージワード対に対し、2つ以上の振動パラメータが影響を与えることもわかった。振幅、振動時間に関しては、Mann-WhitneyのU検定、3パラメータ以上を用意した周期、波形に関しては、Kruskal-Wallis検定、idak補正を用いたMann-WhitneyのU検定で、多重比較を行った。さらに、感じ方と関係の見られたパラメータにおいて、有意差のあった具体的なパラメータを一覧化した参照モデルを4者それぞれに対し作成した。本年度の計画は、操作に連動した振動=ハプティクスをユーザに体験させることで、ある種のイメージを与えることが可能かどうかを検証する。また、触覚フィードバックが、ユーザである健常者高齢者に共通のイメージを与えることが可能かどうかを検証するとした。具体的には予備実験で絞り込んだシングルタップ、フリック、ピンチアウト、スワイプに関して振幅」「周期」「振動時間」立ち上がり時間、立ち下がり時間からなる「外形」の4パラメータの変化を体験させて近くするかを検証した。この結果、全項目のイメージワード対に対し、振動パラメータが影響を与えることが分かった。、各操作に連動して発生する振動を用いることで、年齢を問わず共通した特定のイメージを与えることが可能であることを明らかになった。このことで、具体的なアクチュエータ設計の基本となる参照モデルを作成した。当初予定の視覚障害者や聴覚障害者には25年度末に評価実験を既に行い確認をしている。特許1件振動提示装置及び電子機器特許権久保雅義,川崎修,青島駿太、益田雄司国内2014-213404京都工芸繊維大学論文2件フルペーパー査読有学会発表4件記載略本年度の研究はスマートホンなどのインタフェース開発時に、触覚フィードバックを導入して操作性の向上がはかられることを確認することである。操作に連動した振動を被験者に体験させ、振動の構成要素を変えることで、特定の印象を与えることができるかの検証を行った。さらに触覚フィードバックが、健常者・視覚障害者・聴覚障害者に対して共通のイメージを与えることが可能であるかについても検証した。実験方法は、健常若年者と聴覚障害者には共通の指操作を選定し、視覚障害者には音声読み上げソフトに対応した指操作を選定した。結果として、各操作において、被験者に共通の特定のイメージを与えることが可能であることを明らかにした。障害者と健常若者と比較において、触覚イメージに共通するものがあることが分かった。また、使用者(被検者)に異なる触覚フィードバックを与えることで、異なる振動の識別が可能であるかの検証を行った。このことは、より良い操作感の可能性を探索するものである。方法として振動に対して記憶出来ているかのテストを行い、複数の振動を区別・認知・記憶できることとを確認し、記憶可能な振動数を明らかにした。振動パターンの記憶テストを通して、識別可能振動数は、若者は3つ、高齢者は2つまでは十分に記憶できることを示すことができた。また、追加調査から振動パターンの記憶の仕方については、正答率、記憶の方法、感じ方、などが被験者によって多様であること、認知機能には依存しないことが示された。

さらに視覚障害者など多様なユーザに対して日常よく使う指操作に着目し、ハプティクス有効であることも確認した。PDAなどタッチパネル搭載機器の不確実な操作の課題を解決するため、振動=ハプティクスに基づくコミュニケーションが、一般ユーザ、高齢者、視覚障碍者、聴覚障害者などに有効であることを検証しアクチュエータの基本概念≒参照モデルを抽出した。また、このことの知財を特許出願した。学会発表フルペーパー2件、学会発表4件内国際学会2件と成果も広く公開したいる。ユニバーサルデザイン最終年度にあたり、アクチュエータへの実装に向けた課題を明らかにして設計要件を抽出する。ハプティクスの参照モデルを応用して、PDA以外の評価も行い振動コミュニケーションの有効を確認する。(1)ブルブル振動リアクション(ハプティクス)の要素(振幅、時間、波形、パターン)と伝達内容の相関を利用者毎(盲聾障害者、視覚障害者、健常者)に調査し、リアクション要素と利用者にとっての最適化、普遍化の課題を抽出することについては完全に良い結論を導けた。盲聾障害者は被験者を見つけられなかった。(2)スマートフォン、出力装置、パソコンとハプティクスを制御するアクチュエータを接続し、振動発振と確認時の情報伝達の基本モデルを開発する。実験に際し3度の予備実験と本実験を行いこの原理のモデルは第一歩を踏み出した。(3)スマートフォンとアクチュエータをつなぎ、制御するアブリケーションの要件を探る。このことは、成果結果が出ており必要なアブリケーションの元になるパラメータの数値を固定化できた。(4)本研究の関連知財を調べ、知財マップをつくり戦略的な知財獲得を申請する。現在長と請求項の検討を終え、学内審査の申請を待っている。謝金は、シルバー人材センターの一括物品支払となり費用は発生していない。学会参加がふえて旅費が予定以上にオーバーした。25年度の研究を引き継ぐとともに、リアクションインタフェース(ハプティクス)振動アクチュエータの基本原理を開発するとともに、視覚障害者同士あるいは他の障害者とのコミュニケーション、聴覚障害者同士あるいは他の障害者とのコミュニケーション、高齢者同士のコミュニケーションさらには盲聾者との被験を行い真の意味で伝達のユニバーサル性を検証する。振動を用いたリアクションインタフェース原理(ハプティクス)を、盲聾者、視覚障害者と健常者が具体的なコミュケーションを行い、アクチュエータとしての基本コンセプト、設計要件とアクチュエータ制御概念を設計する。関連知財を出願とする。1.盲聾者、視覚障害者、聴覚障害者と健常者相互のさまざまコミュニケーションとそのユーザビリティ評価実験をもとに、課題と設計に落とす要件を抽出する。(京都ライトハウス聴覚障害センターと共同実施予定)2.アクチュエータ基本概念も検討し、設計要件を探る。平成27年度に使用する旅費に充当予定。IASDR
自動静的フリッカー視野計の研究開発について

緑内障では明度識別視野に異常が検出された時点では,すでに約50%の視神経線維の障害が認められるとの報告があり,より鋭敏で特異的な検査方法の開発が必要と考えられる。申請者は1987年よりゴールドマン視野計を改造した手動の静的フリッカー視野計を開発,フリッカー視野検査が早期緑内障の視野異常を鋭敏に検出しうることを証明してきた。本研究では,より実用的な自動フリッカー視野測定法の開発を目的とした。視野計にはINTERZEAG社製OCTOPUS1-2-3およびremote software packageを用い,我々がIBMパーソナルコンピュータ上で独自に開発したフリッカー視野測定プログラムにて測定を行なった。ます正常被検者100名に対し本検査を施行し,フリッカー視野の正常者における生理学的特性を調べた。今回の測定条件では,正常者のフリッカー視野は30Hz前後のほぼ平坦な形状を呈した。また標準偏差は,固視点で最も小さく,周辺にいくにつれ大きくなる傾向を示した。平均CFF値は年齢とともに低下する傾向を認めた。またshort term fluctuationは,23Hzにピークをもつ分布を示し明度識別視野測定のほぼ2倍の値を呈した。catch traialsは,15%以下を呈し,被検者の応答の信頼性は従来の自動視野計と同様に良好であった。つぎに早期緑内障症例59眼を対象とし従来の明度識別視野測定との比較検討を行った。測定結果の解析には,正常被検者を対象とした研究にて得られた年齢別正常値を用いた。明度識別視野測定にはOCTOPUS201プログラムNo.32を用いた。フリッカー視野検査がより鋭敏に初期緑内障性視野変化を検出したものが37眼,明度識別視野検査とほぼ同等が10眼,明度識別視野検査がより鋭敏であったものが9眼であった。今回われわれが開発した自動静的フリッカー視野計は,早期緑内障性視野変化の検出において極めて有用な検査法であることが確認された。今回申請者らは,早期緑内障,神経眼科疾患の視野障害をより敏感かつ特異的にとらえるために自動静的フリッカ-視野計の開発を行った。INTERZEAG社製自動視野計OCTOPUS1ー2ー3に申請者らがINTERZEAG社に特別に依頼したリモ-トコントロ-ルインタ-フェ-スを接続することにより,視野計の外部コンピュ-タ-からの制御を可能とした。次にIBMパ-ソナルコンピュ-タPS/2mode190上で制御用プログラムを開発し,インタ-フェ-スを介しOCTOPUS1ー2ー3を制御することにより静的自動フリッカ-視野測定を可能とした。この測定プログラムを用い,各年齢別正常被検者58人を対象に測定を行い,自動静的フリッカ-視野の正常値を求めた。今回の測定条件(視標輝度4000asb,視標呈示時間1秒,背景輝度31.5asb)では,静的フリッカ-視野は,ほぼ平坦な形状を呈した。平均感度は加齢の影響をうけ,年齢と共に低下する傾向を認めた。さらに平均感度の標準偏差,短期変動は明度識別視野の約2倍を呈した。フリッカ-視野測定中に行った被検者の応答に対する疑陽性率,疑陰性率は良好であり,検査の信頼性は良好であった。

本年度は,さらに今回得られた正常被検者の測定結果を基礎デ-タとして,緑内障患者,神経眼科疾患などの多数の臨床症例を対象として,自動静的フリッカ-視野測定を行う。また,従来の明度識別視野測定による結果と比較を行い,今回開発した自動静的フリッカ-視野計の有用性について検討する。緑内障の視機能障害の早期発見は,疾患の診断,治療方針の決定において極めて重要な課題である。近年,自動視野計の普及により明度識別視野による静的視野測定が盛んに行われるようになってきた。しかし、緑内障では明度識別視野に異常が検出された時点では,すでに約50%の視神経線維の障害が認められるとの報告もあり,視機能障害に対するより鋭敏で特異的な検査方法の開発が必要と考えられる。今回は平成3年度に申請者らが開発した自動静的フリッカー視野計を用い、早期緑内障症例59眼を対象に,従来の明度識別視野測定との比較検討を行った。測定結果の解析には,平成3年度に行った正常被検者を対象とした研究により得られた年齢別正常値を用いた。明度識別視野測定には自動視野計OCTOPUS201プログラムNo.32を用いた。測定点配置は,フリッカー視野,明度識別視野ともに同じ配置とした。フリッカー視野検査がより鋭敏に初期緑内障性視野変化を検出したものが37眼,明度識別視野検査とほぼ同等が10眼,明度識別視野検査がより鋭敏であったものが9眼であった。また多くの症例において眼底の視神経線維欠損の部位に一致してフリッカー値の低下を認めた。以上の結果をもって,今回われわれが開発した自動静的フリッカー視野計は,早期緑内障性視野変化の検出において極めて有用な検査法であることが確認された。
単一分子の熱電性能の計測と熱電変換素子の開発

オリゴチオフェン分子ワイヤーを金電極間に架橋し,電極間に温度差を与えて発生する起電力を計測した。温度差を大きくすると,熱起電圧が大きくなる.温度変化に対して観測された電圧の最頻値をプロットすると,温度差にほぼ比例して大きくなり,ゼーベック係数が正であることから,電荷キャリアが正孔であることが示された。また,ACカロリメトリー法を用いて,高分子薄膜の面内方向の熱伝導度を計測し,3ω法で計測した面直方向の値と比べ, 2倍以上大きいことがわかり,熱電変換性能の過大評価を防ぐためにも,電気伝導度,ゼーベック係数,熱伝導度は試料に対して同方向で計測することの重要性を示した。電極と分子の接合によって生じる電子構造を制御することにより,高効率の熱電変換素子を作製することを目標とする。ゼーベック係数は,フェルミ準位における状態密度の微分係数に比例する。これは,電極と分子の軌道の混成によって生じる界面電子状態が重要であることを意味するが,バルク材料の計測では,材料の特性が界面の特性を打ち消してしまう。そこで,界面の効果が顕著に現れる金属ー分子ー金属システムを研究対象とし,ゼーベック係数,電気伝導度,熱伝導度の系統的な考察を行う。平成27年度は、単一分子のゼーベック係数を安定的に計測する技術を確立し、フラーレンや三脚型アンカー分子について計測を行った。走査トンネル顕微鏡を用い、探針と基板の間に温度差を与え、発生する起電力を温度差の関数としてプロットすることによりその傾きよりゼーベック係数を算出した。探針ー分子ー基板に流れる電流を確認した後、一旦、回路を遮断し、探針ー基板間の電圧を計測する。再度、電流を計測し変化がないことを確認する。本計測を自動で行う測定システムを構築した。フラーレンC82、ガドリニウムおよびセリウムを内包したC82のの計測では、金属を内包した分子の方が、ゼーベック係数が大きくなることを見出した。パワーファクターは、これまで報告されている単一分子の中でも最も大きい値となり、熱伝導度も小さいことが理論予測されており、熱電素子としては、金属を内包させる方が有利であることを確認した。三脚型分子では、アンカー部分の種類によりゼーベック係数の符合が変化することを見出した。チオフェンをアンカーとする分子は正のゼーベック係数、ピリジンをアンカーとする分子は負のゼーベック係数を与え、電極との接合界面が熱電性能において極めて重要であることを確認した。熱起電力の測定方法を確立し、安定に計測できることを示した。フラーレンをはじめとするいくつかの分子で測定を行い、予測通り、電極と分子の接合様式が熱電性能に極めて重要な役割を持つことを確認するなど、順調に進展している。平成27年度までに確立した方法を用い、平成28年度は、オリゴチオフェン分子ワイヤーを試料としてゼーベク係数の計測を行った。長さの異なる3種類の分子について計測を行ったところ、いずれも正の値となり正孔がキャリアであることが示された。長さに対しては不連続の傾向を示した。オリゴチオフェン分子ワイヤーは、分子鎖長が短い場合はトンネル伝導が主であり、長くなるとホッピング伝導が主たる伝導機構となる。この移り変わりと、ゼーベック係数の長さ依存性おがほぼ一致していることから、主たる伝導機構が、トンネル伝導の場合とホッピング伝導の場合との影響が現れているものと考察した。さらに、本年度は、分子集合体の熱伝導度の計測手法を確立し、分子鎖方向の電気伝導度、ゼーベック係数、熱伝導度を総合的に計測することに成功した。従来の方法では、分子鎖方向の熱伝導率の評価が困難で、そのため、無次元性能指数を大きく見積もってしまう問題点があったが、本手法の確立により、系統的な議論を可能とした。平成28年度は、分子のバンドル化による実用素子の作製指針の導出を行う。単一分子の架橋構造は,基本物性の計測対象として興味深いが,応用には直結しにくい。そこで,分子をバンドル化してナノホール内に挿入して,熱電特性を計測する。分子間の相互作用は,軌道の広がりをもたらし,ゼーベック係数の低下を招く。そのため,分子を絶縁性部位で被覆し,個々の分子の個性を維持したままバンドル化を行う。

図1に示した分子ワイヤーは,導電性ワイヤー部を絶縁性のアルキル鎖で被覆した構造となっており,実際,分子同士の接触の影響が回避されている。ナノホールは,下部電極上に,SiO2あるいはAl2O3絶縁薄膜を作製し,電子ビームリソグラフィー技術を用いて直径数十nmの細孔を加工する。分子を挿入した後,上部より導電性高分子または低融点合金(InGaSnなど)でキャッピングを行い外部に電圧を取り出す。分子エレクトロニクス極低温下での実験を計画していたが、室温中での実験で発展する内容いが見出されたため、低温での実験を平成28年度に実施することとした。そのための寒剤費用を平成28年に使用することとした。液体ヘリウムおよび液体窒素利用料として、平成28年度に使用する。
次世代ダブルベータ崩壊実験のための高感度環境放射線測定

次世代ダブルベータ崩壊測定実験・SuperNEMOのために、高純度・低バックグラウンド試料フォイルの試作が行われている。本研究では、薄い試料フォイルを用いる次世代ダブルベータ崩壊測定実験のために、試料フォイル中の放射性物質を高感度(208Tlで2 μBq/kg、214Biで10 μBq/kg)で測定する検出器(BiPo検出器)を開発した。またBiPo検出器で用いているBi-Po連続崩壊を効率よく測定するデータ収集システムを開発した。これを神岡地下実験施設で行っているダブルベータ崩壊実験CANDLESに導入しその性能を実証した。本研究ではフォイル中のウラン系列・トリウム系列のバックグラウンドを高感度で測定するためのBiPo検出器の開発をフランスと共同開発を行っている。昨年度はBiPo検出器の高感度化のため、不感時間の無い読み出しシステムを開発し、波形弁別を可能とした。フランスでのBiPo検出器の政策に遅れが出たため、まず神岡地下実験施設のCANDLES実験装置を用い、実証試験を行った。CANDLES実験はBiPoと同様の低バックグラウンド環境であり、近くにあるためより頻繁にアクセスができ、より早く実証を行うことができた。また、実証としては同等の成果が得られた。さらに、事象弁別効率を向上するために、事象弁別トリガーを開発し、テストセットアップを用い性能試験を行った。開発したトリガーシステムは、蛍光物質の蛍光時間を、不感時間なく選択できる新しい方法であり、これを用いることにより、高速に波形弁別を行うことができる。特に、少ない光電子数に対しても比較的高い感度を持つため、エネルギーの閾値を下げることがでる。これは、BiPoやCANDLES実験だけでなく他の高感度実験においても有効なシステムである。今後は、CANDLESにおいて、これらを用いたシステムでデータを収集し、データ収集システムだけでなく全体を含め実際の測定における性能評価を行う。その成果をもとにBiPoの実際の測定を行う。平成21年度にはFlash ADCの波形解析をもとに信号弁別を行えることを実証した。今年度はこれをもとに、トリガー段階で波形弁別を行う回路を開発し、それがCANDLES実験において使用できることを示した。実際の装置での実証はCANDLES実験の遅れから今年度内に終了することはできなかった。成果の概要を以下に示す。1)トリガーモジュールの開発CANDLES実験におけるトリガー信号の制御を行うためのトリガーモジュールの開発を行った。動作試験を行い、実際の実験に使用できることを示した。2)積分弁別回路の試験CaF_2からの信号は長い減衰時間を持つため光子による信号が離散的に測定されるため、通常の波高弁別回路で扱うことができない。平成21年度の開発した積分弁別回路をCaF_2からの信号に適応させた。3)試験セットアップでの実証CANDLES実験装置に組み込んだ試験ができなかったため、これを模擬する装置を用意し、実際にトリガーモジュールが働くことを確かめ、その性能を試験した。予定通り動作することが示され、このトリガーモジュールがCANDLES実験に適応可能であることを示した。4)CANDLES実験における実証CANDLES実験装置の建設の遅れから実証はできなかったが、1光電子による信号の測定などを行い、トリガーモジュールを組み込むための基礎データの収集を行った。5)BiPo実験における実証BiPo実験装置開発における分担を似ついての打ち合わせを行っている。CANDLES実験の成果をもとにデータ収集・制御を分担するが、フランスにおける作業の遅れから実際の作業は来年度になる。超高感度の放射性不純物の測定装置のためのデータ読み出し回路とそれを用いたデータ収集システムを開発した。開発したシステムは神岡実験施設に設置されたCANDLES実験に実際に導入されその性能試験を行った。CANDLES実験では96chの読み出し回路からのデータをネットワーク分散システム(DAQ middleware)を用いて読み出すようにした。ネットワーク分散システムを導入する事により高い拡張性を得る事ができた。今後必要な規模や速度を得るために並列度を高める事によって対応できるようになった。CANDLESでの成果をもとに、SuperNEMOのグループ内で議論を重ね、CANDLESで導入したデータ収集システムの導入をきめた。BiPoのための開発をもとに、新しい読み出し回路の開発を行った。これは、これまでのシステムにおいて改善が求められている点について改善を行った物である。速度に関しても、導入すれば数倍の改善が得られる事が示されている。以上のようにBiPoのための開発をもとに、CANDLESでの実証を経て、SuperNEMOへの導入という道筋を確立した。24年度が最終年度であるため、記入しない。
農村地域におけるランドスケープのパターン変化が生物多様性に及ぼす影響に関する研究

平成17年度は、本研究課題の最終年度にあたるため、これまでの研究成果をまとめ、発表することを特に重視した。下に挙げた論文や図書以外には、6月にイギリスのエディンバラの国際シンポジウムでの研究発表、8月の神戸市の流通科学大学における国際学会での研究発表、11月のネパールで行われた国際保全生物学会アジア地区大会での研究発表、平成18年1月の農村計画学会セミナーでの研究発表、3月の日本生態学会全国大会での研究発表、4月はじめの農村計画学会春期大会での研究発表などがある。これらの中には、既に論文化した投稿しているもの、図書として出版予定のものもあり、他についても今後論文化していく予定である。現地調査としては、9月にインドネシアのバリ島において鳥類調査を実施した。平成15年に実施した調査結果を合わせて分析することによって、稲作の作付けと鳥類の分布に強い関係があることが明らかになった。我が国においては、これまで農村地域の土地利用との関係は知られていたが、熱帯地域では1年中稲作ができるために、鳥類はそれぞれが選好する稲の生育ステージの水田を利用していることが明らかになった。これまでの数多くの調査結果を分析することによって、農村地域の長期的な土地利用の変遷によるランドスケープの変化と農作業などによる短期間の環境の変化が、それぞれ生物相の分布に影響を及ぼしていることがわかり、そのメカニズムの一部を明らかにすることができた。この変化と生物の分布の関係性を突き詰めていくことにより、社会・経済的な要因よりランドスケープが変化して行かざる得ない農村地域において、生物多様性保全を具体的に行う方法を明らかにできるであろう。本研究によって、いくつかの分類群について調査方法を確立し、基礎的な知見を得ることができたと考えている。今年度は、主に兵庫県淡路島北淡町とインドネシア共和国バリ島ベリンビン村で調査研究を実施した。兵庫県北淡町では、小規模ため池群の水質調査とトンボ類の標識調査を実施した。水質調査は、昨年度から継続して行っていたものであるが、今年度の初めまでの1年間のデータの分析を行った。研究対象地域は、北淡町南部に設定した。この黒谷地域は、標高515mの常隆寺山から播磨灘に向かう西向きの片斜面上に位置しており、斜面に沿って多くの棚田と小規模ため池が連なっている特徴的な景観を呈している。この黒谷地域において、4つの集水凹地のため池群、合計38個のため池を調査対象とした。その結果、電気伝導度、シリカ、CODでは夏季に値が高く、冬季に低い傾向があることがわかった。一方で、硝酸イオンは冬季に高い値を示す傾向が見られた。また、ため池群間で、変化のパターンに大きな違いは見られなかった。それ以外の項目については、ほとんど季節変化は見られなかった。すべてのため池の水位変動は、大きく2つに分かれた。すなわち、農業利用により春から夏の初めに最も高い水位だったものが、降水量が少ない夏の時期に最も水位が下がるパターンと1年を通して、ほとんど水位が変化しないため池であった。上記の水質調査で対象としたため池から5箇所を抜き出し、2003年7月から10月の間にトンボ類の標識調査を実施した。その結果、合計19種3581個体に標識を行い、478個体を再確認、再捕獲し、再確認率は13.3%と非常に高い値を示した。また、72個体の移動が確認された。アオイトトンボの主な移動状況を図6に示した。これによると、尾根を超えて、谷から谷への移動は見られず、また同じ谷内でも、最も長くて150m程度の移動しか認められなかった。2003年12月下旬には、インドネシア共和国バリ島ベリンビン村の農村地域において鳥類調査を実施した。調査結果については、現在分析中である。今年度は、主にイギリスにおいて調査研究を進めた。イングランド北西部のマージーサイド地域において、土地利用と水辺の生物生息地の変化を農地の集約化と都市の拡大の影響の視点から調査分析を進めた。イングランドの北部は、古くからMarl Pitと呼ばれる水域が非常に高密度に分布してきた。これは、土壌改良材として利用するために泥炭を掘ったあとにできる水域で、イギリス各地に数多く分布していた。しかし、産業革命以降肥料の運搬が容易になり、さらに化学肥料の普及とともに、泥炭堀はなされなくなった。その後、農地の集約化や都市の拡大とともに、多くのMarl Pitが埋め立てられ消滅し、ある地域では、1900年以降にその半数が消滅したともいわれているが、その実態はあまり明らかになっていない。また、近年になって、これらの水域が多くの水生生物にとって貴重な生息地になっていることが知られるようになった。現在は、1900年以降の地形図と第2次世界大戦以降の空中写真を使って、土地利用と水域の変遷を分析している。その他には、今年度はこれまでに取得したデータを用いて成果を発表した。特に、淡路島北淡町南部で行ったトンボ類の調査分析の結果、小規模ため池に分布するトンボ類の分布が、周辺の水田と森林の面積に影響を受けることが明らかになった。この結果と、対象地の土地利用変化の分析結果とあわせ、生物相の多様性保全と農村地域の土地利用変遷を議論した成果を平成17年5月にスイスで開かれる国際シンポジウムで発表予定である。さらに、トンボ類の分布を規定する要因についてより詳細な分析を行った結果は、平成17年4月に開催される農村計画学会春期大会で発表する。

両者の分析から、トンボ類の繁殖の場となる水域が減少しなくても、周辺の土地利用が変化することによって、トンボ類の分布が大きな影響を及ぼされることが明らかとなり、環境のセットの保全が必要であることが示された。平成17年度は、本研究課題の最終年度にあたるため、これまでの研究成果をまとめ、発表することを特に重視した。下に挙げた論文や図書以外には、6月にイギリスのエディンバラの国際シンポジウムでの研究発表、8月の神戸市の流通科学大学における国際学会での研究発表、11月のネパールで行われた国際保全生物学会アジア地区大会での研究発表、平成18年1月の農村計画学会セミナーでの研究発表、3月の日本生態学会全国大会での研究発表、4月はじめの農村計画学会春期大会での研究発表などがある。これらの中には、既に論文化した投稿しているもの、図書として出版予定のものもあり、他についても今後論文化していく予定である。現地調査としては、9月にインドネシアのバリ島において鳥類調査を実施した。平成15年に実施した調査結果を合わせて分析することによって、稲作の作付けと鳥類の分布に強い関係があることが明らかになった。我が国においては、これまで農村地域の土地利用との関係は知られていたが、熱帯地域では1年中稲作ができるために、鳥類はそれぞれが選好する稲の生育ステージの水田を利用していることが明らかになった。これまでの数多くの調査結果を分析することによって、農村地域の長期的な土地利用の変遷によるランドスケープの変化と農作業などによる短期間の環境の変化が、それぞれ生物相の分布に影響を及ぼしていることがわかり、そのメカニズムの一部を明らかにすることができた。この変化と生物の分布の関係性を突き詰めていくことにより、社会・経済的な要因よりランドスケープが変化して行かざる得ない農村地域において、生物多様性保全を具体的に行う方法を明らかにできるであろう。本研究によって、いくつかの分類群について調査方法を確立し、基礎的な知見を得ることができたと考えている。
宿主応答を累加した分子疫学的アプローチによる口腔マイクロバイオームの病原性解明

平成30年度は前年度から引き続き九州大学病院小児科における検体採取を進めた。SIgA分泌不全が認められる原発性免疫不全症候群の患者、慢性代謝性疾患といった原発性免疫不全症候群以外の理由で免疫能低下を認める患者、心電図要精査者やワクチン接種といった理由で受診した疾患対照群および健康対照群にあたる者から研究参加への同意を取得したのち舌苔を採取した。取得した検体からDNAを抽出し細菌16S rRNA遺伝子V1-V2領域を解読する網羅的解析法により細菌構成を決定した。6歳、12歳の被験者についても小学校での検体採取が完了しビーズアレイを用いた唾液中IgA濃度の測定を進めている。健常成人における唾液中の免疫グロブリン濃度と口腔常在細菌叢との関連を明らかにするため、以前の研究で16S rRNA遺伝子V1-V2領域を用いて細菌構成を決定した2032歳の成人74名についてビーズアレイ法を用いて唾液中のIgAをはじめとする各種免疫グロブリン濃度を決定した。唾液中のIgA濃度は含まれる総菌数と正の相関を示した一方で、細菌構成とのあいだには強い関連を認めなかった。平成29年度の久山町生活習慣病予防健診において採取した唾液検体については細菌構成解析を行うためDNA抽出を行うとともにビーズアレイ法による免疫グロブリン量の測定を行うため検体の分注を進めた。取得した健診結果については細菌構成解析が済み次第分析ができるようデータベース化しデータクリーニング等を行った。原発性免疫不全症候群患者の検体の取得とその細菌構成解析は順調に進んでいる。また若年成人の検体の分析によりIgA濃度と細菌構成に関する予備的な検討も完了した。平成29年度久山町研究で唾液サンプルを採取した検体についてはDNA抽出および免疫グロブリン濃度測定を進めている。本年度も昨年度に引き続き九州大学病院小児科における検体採取および細菌構成解析を継続する。コントロール群については乳歯咬合が確立した3歳についての検体採取を行う調査フィールドの調整を継続する。採取が完了した6、12歳の被験者の検体についてはビーズアレイを用いた唾液中IgA濃度の測定を完了するとともにIgA-SEQ法を用いて微生物群集の中のIgA強付着種、低付着種を明らかにする。平成29年度の久山町生活習慣病予防健診において採取した唾液検体についても細菌構成および免疫グロブリン濃度の測定を継続する。本年度は分泌型IgAの機能に着目し、IgAの付着の有無で菌群を分別し、次世代シークエンサーでそれぞれの細菌構成を解析する手法を用いて、IgAが口腔マイクロバイオームの制御に及ぼす影響について以下の通り検討を行った。【研究1】26歳から61歳の健康な男女13人から唾液を採取し、唾液検体に含まれる口腔細菌を蛍光標識した抗IgA抗体によって標識し、セルソーターでIgA結合細菌(IgA+細菌)とIgA非結合細菌(IgA-細菌)に分離した。分離した細菌からDNAを抽出し、プライマー8F、同338Rを用いて16S rRNAのV1-V2領域の遺伝子を網羅的に増幅した。増幅断片の塩基配列をIon PGMを用いて解読し、IgA+細菌とIgA-細菌を同定した。各検体のIgA+細菌の割合は84.3±2.9%であり、ほとんどの細菌にIgAが結合していることが明らかとなった。一方で、IgA結合指数で主要な細菌種のIgA結合度を比較したところ、Fusobacterium periodonticumやLautropia mirabilisのIgA結合指数は有意に低く、ほとんどの対象者でIgAが結合していなかった。また、Veillonella atypicaは対象者によってIgA結合指数に個体差が認められた。この結果から、口腔マイクロバイオームに対するIgAの結合パターンが明らかとなった。【研究2】粘膜免疫能に異常のあるIgA欠損患者7名と粘膜免疫能が正常な健康成人10名の唾液を採取して、それぞれのIgA+細菌とIgA-細菌の細菌構成を調べた。その結果、IgA欠損患者から採取した唾液中にはIgA+細菌は認められなかったことから、本研究で用いているIgA-Seq法でIgA結合細菌を適切に把握できていることが確認できた。また、IgA欠損患者では健康成人と比較して細菌種の多様性が減少していた。本研究において最も重要なIgA-Seq法については、研究分担者であるシドニア・ファガルサン先生の指導により順調に確立できており、教室員について行った予備実験の結果でも、安定した結果が得られている。また、IgA欠損患者について、IgA-Seq法を行ったところ、IgA結合細菌がほとんど認められなかったことから、セルソーターでの分離には2次抗体による非特的結合が働いていないことも確認できており、今後の研究を順調に進めていく準備は万端である。平成29年度は、前年度に引き続き分泌型IgAが口腔マイクロバイオームの細菌種構成に及ぼす影響の解明を行い、加えて口腔の健康とSIgAの結合パターンの関連についても検討を行った。【研究1】粘膜免疫能に異常のあるIgA欠損患者7名と、正常な健康成人10名の唾液の細菌構成を比較した。その結果、IgAの結合度が低いVeillonella atypicaやFusobacterium periodonticumの構成比率が、IgA欠損患者で有意に低くなっていることが明らかとなった。一方で、Prevotella melaninogenicaやHaemophilus parainfluenzaeはIgA結合度が高いにも関わらずIgA欠損患者で構成比率が有意に低くなっていた。

この結果から、各細菌種によってIgAが果たす役割が異なる可能性が示唆された。【研究2】平成24年に行った久山町の大規模疫学コホート調査の受診者のうち、歯周状態が良好な住民10名と歯周病の進行した住民10名を選出し、IgAの結合パターンと細菌構成を比較した。Unifrac距離を用いた主座標分析の結果、細菌構成はこれまでの報告同様2群で異なることが確認できた。また、唾液中のIgA量が、歯周病の進行した住民で増加していることも明らかとなった。一方で、IgAの結合パターンに関しては2群で顕著な違いは認められなかった。今後は対象者の人数を増やし、細菌種レベルにおけるIgA結合度と疾患の関連について検討を行う必要がある。当初の予定どおり平成29年度久山町研究で唾液サンプルを採取したが、口腔診査のデータ入力に時間を要してしまい、サンプルの選出やマイクロバイオーム解析に移行できなかった。また、平成24年に採取したサンプルを解析し、凍結サンプルが問題なく解析に使用できることを確認した。平成30年度は前年度から引き続き九州大学病院小児科における検体採取を進めた。SIgA分泌不全が認められる原発性免疫不全症候群の患者、慢性代謝性疾患といった原発性免疫不全症候群以外の理由で免疫能低下を認める患者、心電図要精査者やワクチン接種といった理由で受診した疾患対照群および健康対照群にあたる者から研究参加への同意を取得したのち舌苔を採取した。取得した検体からDNAを抽出し細菌16S rRNA遺伝子V1-V2領域を解読する網羅的解析法により細菌構成を決定した。6歳、12歳の被験者についても小学校での検体採取が完了しビーズアレイを用いた唾液中IgA濃度の測定を進めている。健常成人における唾液中の免疫グロブリン濃度と口腔常在細菌叢との関連を明らかにするため、以前の研究で16S rRNA遺伝子V1-V2領域を用いて細菌構成を決定した2032歳の成人74名についてビーズアレイ法を用いて唾液中のIgAをはじめとする各種免疫グロブリン濃度を決定した。唾液中のIgA濃度は含まれる総菌数と正の相関を示した一方で、細菌構成とのあいだには強い関連を認めなかった。平成29年度の久山町生活習慣病予防健診において採取した唾液検体については細菌構成解析を行うためDNA抽出を行うとともにビーズアレイ法による免疫グロブリン量の測定を行うため検体の分注を進めた。取得した健診結果については細菌構成解析が済み次第分析ができるようデータベース化しデータクリーニング等を行った。原発性免疫不全症候群患者の検体の取得とその細菌構成解析は順調に進んでいる。また若年成人の検体の分析によりIgA濃度と細菌構成に関する予備的な検討も完了した。平成29年度久山町研究で唾液サンプルを採取した検体についてはDNA抽出および免疫グロブリン濃度測定を進めている。平成28年度に、上記の通りIgA-Seq法が確立できているので、今後は久山町研究対象者から過去に得られている凍結サンプルについて、IgA-Seq法が有効に使えるのかを確認し、有効であれば、IgA欠損患者のコントロールとして久山住民のデータを用いることとする。
紫外共鳴ラマン分光法によるヘム蛋白質高次構造変化の検出と蛋白質機能制御機構の解明

ヒトHbのα或はβサブユニットのみがFe-His結合を持たないが、O2分子を4個結合できる部位特異的変位体を作製し、その酸素平衡曲線を決めた。同時に、リガンド結合による高次構造変化を1H NMR, V- and UV-resonance Raman、nearUV CDスペクトルで調べた。分光学的測定はリガンド結合による高次構造変化は起こらない事を示し、αのFe-His結合の消失はHbをTに凍結させ、βのそれはαのO2親和性を高めた。NOセンサーのsGCのモデル蛋白として、バクテリアのH-NOX蛋白の共鳴ラマンを調べた。ヒト脳にあって概日リズムを作るNPAS2と云う蛋白は、そのPAS-Aドメインにヘムを持つCOセンサー蛋白で、ヘム鉄にCOが結合すると転写活性が変化する事で機能を果たす。先に我々は、単離したPAS-Aドメインに対して、ヘムの軸配位子がHis119とcys170であると共鳴ラマン法で決めたが、そのドメインに本来繋がっているbHLHドメインが繋がると、軸配位子がHis119とcysl71に変わる事を見つけたので、その事に焦点を合わせて新たに報告した。02センサー蛋白である緑膿菌のHemATは、酸素に向かう走光性のシグナル伝達系にあるセンサー蛋白である。ヘム鉄のリガンド脱着と蛋白質の動きの関係を調べるために、全長の野生型及びY70F異性株HemAT及びセンサー部分だけの蛋白について、CO結合形の光解離後のダイナミクスを、時間分解紫外共鳴ラマン分光法を用いて調べた。Trp132(G-helix),Tyr70(B-helix),Phe137(G-helix)のラマンバンドの強度変化は、CO解離数百ナノ秒後に起こり始め、50マイクロ秒後に回復に向かった。これより、ヘムへのリガンドの脱着はB及びG-helixのコンフォメーション変化を通して作用部位に伝達されると結論した。ヒトヘモグロビンの3つのTrp残基それぞれの近紫外CD(円2色性)スペクトル及び紫外共鳴ラマンスペクトルを変異株との差スペクトル法で決め、それらのR→Tの4次構造変化によるスペクトル変化を決めた。α14及びβ15TrpはRでもTでも負のCDバンドを与えたが、β37TrpはRで正のCDを与えTではそれが弱くなった。共鳴ラマンスペクトルより、β37Trpの変化はTで水素結合が強くなるためである事がわかった。ヒトヘモグロビンの3つのTrp残基それぞれの、近紫外CD(円2色性)スペクトル及び紫外共鳴ラマンスペクトルを変異株との差スペクトル法で決め、それらのR→Tの4次構造変化によるスペクトル変化を決めた。Trp残基のCDについてより深く調べるために、そのモデル化合物であるインドールC3誘導体について、近紫外CDと紫外共鳴ラマンスペクトルを詳しく調べて、J. Phys. Chem.に発表した.C3にアルキル基を付けたものは、共鳴ラマンスペクトルはTrpと同じであるが、CDは観測されなかった.C3にアミノ酸のCαを結合させた時のみCDが観測されたが、紫外共鳴ラマンスペクトルは変わらなかった.アミノ酸のCαに結合するカルボン酸をエステルにしてもCDは変わらないが、アミノ基をアセチル化するとCDが変わった.この実験より、TrpのCDはC3へのσ結合を通して起こることがわかった。NOセンサー蛋白である、ウシ肺のグアニレートシクラーゼ(sGC)の共鳴ラマンスペクトルを観測したが、それを説明するために、そのヘム結合部位のモデルとなる、バクテリアのH-NOX蛋白の共鳴ラマンスペクトルを観測した.sGCとH-NOXのラマンの類似性が確立したので、次年度はその蛋白に同位体ラベルしたヘムを挿入し、振動スペクトルの帰属を確立して、sGCのラマンスペクトルを解析する。そのためにH-NOXを大腸菌でリコンビナント蛋白として作らせるシステムを用意し、それでH-NOXを作って共鳴ラマンスペクトルを測定する。1.ヒトHbのcavitymutant作成とそのリガンド結合による高次構造変化:ヒトHbのα或はβサブユニットのみがFe-His結合を持たない部位特異的変位体を作る事に成功した。すなわち、His-F8をGlyに置換し、His-F8の代りにイミダゾール(Im)をヘムに配位させると、そのヘムにはO2, CO, NO等が結合できるが、ヘムの構造変化がFへリックスに伝搬されない。