hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原発事故による複合リスクの評価と諸対策の費用効果分析

本研究では、今後の福島復興のために最適なリスク削減対策を提案するとともに、事前の準備として、原子力発電所(以降、原発)事故を想定したリスク管理戦略を構築することを目的とする。具体的には、被ばくリスク、糖尿病などの生活習慣病、精神的ストレスといった複合リスクを同一のリスク指標を用いて比較し、各諸対策の費用と削減可能リスクを算出することで、費用効果分析を実施する。さらに、放射性物質の移流拡散モデルの結果を適用し、仮想的に原発事故が生じた際の複合リスクを算出し、最適な対策を立案する。平成29年度は、これまで進めてきた福島第一原発事故後の糖尿病と被ばくリスクについて、損失余命の指標を用いた比較に加え、出荷制限、ホールボディーカウンター、除染といった放射線被ばく対策と糖尿病対策による費用対効果を解析した。さらに、これまでに進めてきた、損失幸福余命という新たなリスク指標の開発及び精神的ストレスと幸福度の関係に基づいて、心理的苦痛と放射線被ばくのリスク比較を行った。これにより、放射線被ばくによる直接的な健康影響よりも、震災後に増加した糖尿病や精神的ストレスのリスクの方が1桁以上大きいことが明らかとなった。さらに、精神的ストレスとの関連性が示されている放射線リスク認知についても着目し、放射線リスク認知(放射線リスクへの不安)と環境への安全観といった心理的要素についても解析を行った。とくに放射線リスク認知については全般的に低下しているものの、依然として避難指示区域の住民で高いこと、放射線へのリスク認知が環境への安全観に負の関連性を示すことを明らかにした。これらの結果は、国際誌にて報告した。また、仮想的に事故が発生した時の被ばく推定にむけ、データ整理と解析を進めた。本年度は、当初の予定通り順調に進めることができた。とりわけ、各種放射線被ばく対策や糖尿病対策による費用対効果の評価、精神的ストレスと放射線被ばくのリスク比較、精神的ストレスと放射線リスク認知などの関連についても評価することができ、4報の査読付き国際誌に掲載された。さらに、新聞等のメディアなどで、成果を伝達することができた。2018年度は、福島県全域における線量の経時変化などのデータを整理し、将来予測の推定モデルを作成した。これにより、初期被ばく量から一生涯の被ばく量の推定を精度よく算定することが可能となり、また、対策の立案に向けた重要な知見を得ることができた。さらに、原発で仮想的な事故が発生した際において、放射性物質の移流拡散モデルシミュレーターによる解析結果を組み合わせ、飲食物由来の被ばく量の評価やその規制の設定に応じたリスクと対策の費用対効果を算出した。これにより、今後規制値の設定に必要不可欠な知見を得ることができた。
慢性疼痛に対する抗うつ薬治療と認知行動療法の神経科学的修復機構の解明

慢性疼痛に対して認知行動療法あるいは抗うつ薬治療を行い、それぞれの治療前後において疼痛尺度、心理社会的尺度、神経科学的評価法(fMRI)を行った。認知行動療法介入に伴う眼窩前頭前皮質の活動上昇、下頭頂小葉と中心傍小葉の活動低下などの脳内変化(Yoshino et al., 2018)、さらには慢性疼痛におけるうつ病や健常者とは異なる安静時の背外側前頭前皮質と視床の神経活動(Yoshino et al., 2017)を明らかにした。これらの成果から、慢性疼痛の病態メカニズムや治療による神経科学的修復機構の一旦を明らかにすることができた。慢性疼痛は一般人口の5人のうち1人にみられる非常に頻度の高い症候であり、ADLの低下、うつ病などの精神疾患の併発など身体・精神機能に大きな悪影響を引き起こす。抑うつや生活活動の制限といった心理社会的影響が疼痛の慢性化・難治化にかかわる主要因といわれており、抗うつ薬治療や認知行動療法など多面的治療が必要である。しかし現時点では両治療法の効果は十分とはいえず、更なる治療工夫が求められている。そのためには両治療法の治癒過程における神経科学的修復機構を明確にすることは大変重要である。本研究は慢性疼痛に対して抗うつ薬、認知行動療法の治療を行い、神経科学的修復機構の異同を明らかにすることを目的とする【平成27年度】慢性疼痛に対する認知行動療法における疼痛尺度、心理社会的尺度への効果については査読付きの国際誌に投稿し現在出版されている。慢性疼痛に対して、おおむね順調に治療介入ならびに治療前後のデータを蓄積しており、またその一部の内容を平成27年度内に国際誌にて発表するなど、一定の成果を上げることができたため。本研究は慢性疼痛に対して抗うつ薬、認知行動療法の治療を行い、神経科学的修復機構の異同を明らかにすることを目的とする【平成28年度】慢性疼痛に対する抗うつ薬、認知行動療法前後での疼痛・精神症状・QOL、神経科学的評価のデータ収集を継続した。また蓄積されたデータを用いて解析を行い何報か論文を投稿した。そのうち慢性疼痛の脳機能的メカニズムを把握するためにうつ病、健常者との安静時脳機能活動を比較した論文が受理された(Scientific Reports)。慢性疼痛においてうつ病や健常者と比較して背外側前頭前皮質の活動低下が認められ、さらに背外側前頭前皮質と視床との機能的結合がうつ病や健常者と比較して低下していた。これらの結果は慢性疼痛とうつ病の異なる脳機能的メカニズムの存在を示唆したものであり、今後のさまざまな研究にある一定の影響を与えるものであると考える。慢性疼痛に対して、おおむね順調に治療介入ならびに治療前後のデータを蓄積しており、またその一部の内容を平成28年度内に国際誌にて何報か投稿し、そのうち一報受理されるなど、一定の成果を上げることができたため。本研究は慢性疼痛に対して抗うつ薬、認知行動療法の治療を行い、神経科学的修復機構の異同を明らかにすることを目的とする【平成29年度】慢性疼痛に対する抗うつ薬、認知行動療法前後での疼痛・精神症状・QOL、神経科学的評価のデータ収集を継続した。また蓄積されたデータを用いて解析を行い、何報か論文を投稿し受理された。まず慢性疼痛の症候形成において重要な要素である心理社会的要因について物理的刺激と感情刺激を用いて神経科学的メカニズムの一旦を解明した(Yoshino et al., 2017 Front Psychiatry)。さらに、認知行動療法の神経科学的修復機構として、眼窩面前頭前皮質や下頭頂小葉、中心傍小葉などの脳領域が関連していることを明らかにした(Yoshino et al., 2018 Psychol Med)。このように治療の有効性とその作用メカニズムに関する知見が蓄積されつつあり、今後更なる検証と研究の発展が期待される。

認知行動療法介入に伴う眼窩前頭前皮質の活動上昇、下頭頂小葉と中心傍小葉の活動低下などの脳内変化(Yoshino et al., 2018)、さらには慢性疼痛におけるうつ病や健常者とは異なる安静時の背外側前頭前皮質と視床の神経活動(Yoshino et al., 2017)を明らかにした。これらの成果から、慢性疼痛の病態メカニズムや治療による神経科学的修復機構の一旦を明らかにすることができた。慢性疼痛に対する抗うつ薬治療、認知行動療法前後での疼痛・精神症状・QOL、神経科学的評価のデータ収集を継続する。慢性疼痛に対する抗うつ薬、認知行動療法前後での疼痛・精神症状・QOL、神経科学的評価のデータ収集を継続する。またそれぞれのデータを比較検討することによって治療効果および、抑うつ、慢性疼痛の神経科学的修復機構の異同を解明する。精神医学平成27年度において実施する予定であった研究計画に若干の遅れが生じたため。平成28年度において実施する予定であった研究計画に若干の遅れが生じたため。研究費を次年度に一部繰り越し、平成28年度の早い時期にそれらの研究を(H27年度分の研究の一部である慢性疼痛患者に対する情動疼痛課題)行うことにした。研究費を次年度に一部繰り越し、平成29年度の早い時期にそれらの研究(平成28年度分の研究の一部である慢性疼痛患者に対する情動疼痛課題)を行うことにした。
不完備市場モデルの一般均衡分析

2002年度は、主として、不完備市場のインデックスの問題の解明に努めた。インデックスとは均衡の近傍における超過需要関数の振る舞いにおうじて振られる+1か、-1の数のことである。これらの数は各均衡点に対して振られるが、純粋交換経済の場合、それらを合計すると必ず、+1になることが、Dierkerのインデックス定理として知られている。結果そのものは単に数学的なものであるが、インデックスは均衡の複数性を暗示するという働きがある。(ある均衡でインデックスが-1であったなら、上記の定理より必ず他の均衡が存在しなければならない。)不完備市場経済は、純粋交換経済に証券市場を加味したモデルであり、そこでインデックスがどの様になるか(インデックスを合計すると+1になるといったような定理が得られるかどうか)はこれまで解明されていなかった。これを明らかにしたのが2002年度の研究であり、結果は以下のようなものである。
歯科診療時におけるストレスの評価法-唾液中のホルモンの変動-

本研究の目的は小児歯科診療において、患児に負荷されたストレスの程度を客観的に評価する方法として、唾液中のカテコールアミンの測定法を確立し、ストレス下において、それらの変動を調べることである。まず研究者が今まで行ってきたアルミナ吸着法を用いた高速液体クロマトグラフィー法を再検討し、さらに高精度の唾液中のカテコールアミンの測定系を確立した。<実験1>成人ボランティア8人を対象に、血中のカテコールアミンと唾液中のカテコールアミンの相関を調べるために、ノルアドレナリンおよびアドレナリン50μgを上腕に皮下注射し、血中と唾液中のカテコールアミン濃度を経時的に調べた。両物質とも、皮下注射数分後、血中の濃度がピークに達したが、唾液中には変化が認められなかった。この結果は、血中のカテコールアミンは唾液のそれと相関が認められないことを示した。<実験2>本学附属病院を受診した健常小児8人(3才から7才)について、歯科治療中時の唾液中のカテコールアミンの変化を調べた。すなわち、待合い室、歯科治療台にあがった直後、局所麻酔時、歯質切断時、充填時、終了後の唾液を採取し唾液中のカテコールアミンの変動を調べた。浸麻には3%シタネストーオクタプレシンを使用した。測定の結果、唾液中のノルアドレナリンは、待合い室時にくらべて、歯科治療台に横になったとき、および局所麻酔時に有意な上昇を示し、その後下降した。一方、唾液中のアドレナリンは、有意な変化がみられなかった。唾液中のノルアドレナリンの変動は、従来、歯科治療中の心拍変化などにより報告されてきた変動のピークと一致した。また実験1より、この分泌は、唾液腺内の交感神経からの局所的な分泌動態を反映していると考えられた。これらの結果はSalivary catecholamine assay forassesing anxiety in pediatric dental patients.としてThe Journal of Clinical Pediatric Dentistry 21,Spring 1997.で発表予定である。
重力・外圧変動に対して細胞・組織形態が持つ頑強性の検証

生物の個体・細胞・組織の恒常性は重力・外圧変動に大きな影響をうける。逆に外圧や重力に抵抗する術が獲得できれば、無重力・過重力空間での活動にも大きなメリットとなる。細胞は外力に対し細胞骨格の構築の変化で応答し、外力に対処する。しかし、このような変化に関わるタンパク質がどれなのか、また外圧に対して組織が構造の頑強性を保持する仕組みは必ずしもよく理解されていない。そこで研究では主にツメガエル胚を用い、外力付加の際にかかる細胞張力の測定や細胞形状変化を調べることで、外圧変動に対して組織が持つ頑強性を調べる。また、細胞骨格・細胞骨格結合タンパク質の導入により上記の頑強性がどの程度高められるかを調べる。これまでの実績としては、(1)これまで研究室で用いていたアクチニンを用いた張力プローブに加え、別のアクチン結合タンパク質lima1(EPLIN)を用いた張力センサーを作製し、実際に張力計測が可能であることを示した。(2)ツメガエル胚に水圧を付加した場合、遠心機を用いて遠心力を付加した場合に体軸や目の形成に異常が生じた。またファロイジン染色を行った結果、外圧を付加した胚において、細胞膜近辺に見られるアクチンの局在が不均一になることを見出した。さらに、(3)ツメガエル胚にあらかじめアクチニンタンパク質を微量注入しておいた胚を胞胚期から原腸胚期にかけて遠心力を付与したところ、非注入胚に比べて異常を生じる胚の比率が減ることを見出した。1.当研究室で用いているアクチニンを使ったFRETプローブを改善するため、別のアクチン結合タンパク質lima1(eplin)を用いた新規張力プローブを作製した。浸透圧変化によるFRET値変化などを調べプローブの有効性を確認した後、本プローブをツメガエル胚に導入したところ、先行研究と同様、神経外胚葉領域で表皮領域に比べて強い張力が生じているというデータを得た。さらに、細胞に外圧を与えた後では、与える前に比べて確かに張力が高いことを示すデータを得ることができた。このことは、先行研究で得られた結果を支持するとともに、lima1を使った新しいプローブの優位性を示すものである。2.ツメガエル胚に様々な物理的な力を負荷した場合の影響を、表現型に加え細胞骨格の局在にも注目して検証した。まず、四細胞期のツメガエル胚に対して約200g重/cm2の水圧を約2日負荷したところ、体軸が弱く湾曲する初期幼生が観察された。そこで、さらに強い圧力を負荷するために、遠心機を用い、約5Gの遠心力を胞胚期に2時間負荷してその影響を調べた。その結果、体軸の湾曲に加え、浮腫などを形成する個体が認められた。また、遠心力負荷胚について、外胚葉細胞のアクチンの局在を調べたところ、非遠心負荷時では外胚葉細胞の膜に均一に見られるアクチン繊維が、遠心による外圧負荷をかけた胚ではその局在が不均一になることが明らかとなった。さらに、胞胚期に外圧負荷をかけると、植物極側に位置する割球のみ、非外圧負荷時に比べて大きいことが見出された。3.次に、アクチン結合タンパク質であるアクチニンに対するmRNAを2細胞期の胚に注入し、胞胚期から原腸胚期にかけて2と同様約5Gの遠心力を2時間程度付加し、非注入胚との違いを検証した。その結果、アクチニン過剰発現胚では、遠心によって生じる体軸湾曲胚、及び頭部形成異常胚の出現頻度が下がる結果を得た。これまでの研究によって、少なくとも正常な初期発生に物理的な力の負荷が表現型のみならず細胞骨格や関連タンパク質の局在にも影響を与えることが明らかとなった。2019年度においては、2018年度に出来なかった、細胞骨格系のタンパク質の細胞内での過剰発現による組織・細胞の頑強性の増加の有無を検討したい。具体的には、mRNAの注入により簡便に過剰発現ができるツメガエル胚の実験系を利用し、アクチンmRNA(あるいはActin-GFP mRNA)を微量注入した胚を加圧した際に、表現型がどの程度緩和するかを検証したい。さらには、アクチニンなどアクチン結合タンパク質についても、過剰発現による頑強性増加の有無を検討する予定である。また、2018年度は微小管の局在観察が出来なかったので、いくつかの抗チューブリン抗体を試すことにより、遠心・加圧時の微小管の局在変化についても観察を行い、アクチン過剰発現時の表現型緩和の有無も同時に検討したい。また、加圧チャンバーの系も新たに行い、胚に空気圧を加えた際の表現型の変化、細胞骨格の局在の変化を観察したい。また、同様にアクチン過剰発現時にこれらの変化が緩和されるかどうかも検討する。

これまでの実績としては、(1)これまで研究室で用いていたアクチニンを用いた張力プローブに加え、別のアクチン結合タンパク質lima1(EPLIN)を用いた張力センサーを作製し、実際に張力計測が可能であることを示した。(2)ツメガエル胚に水圧を付加した場合、遠心機を用いて遠心力を付加した場合に体軸や目の形成に異常が生じた。またファロイジン染色を行った結果、外圧を付加した胚において、細胞膜近辺に見られるアクチンの局在が不均一になることを見出した。さらに、(3)ツメガエル胚にあらかじめアクチニンタンパク質を微量注入しておいた胚を胞胚期から原腸胚期にかけて遠心力を付与したところ、非注入胚に比べて異常を生じる胚の比率が減ることを見出した。1.当研究室で用いているアクチニンを使ったFRETプローブを改善するため、別のアクチン結合タンパク質lima1(eplin)を用いた新規張力プローブを作製した。浸透圧変化によるFRET値変化などを調べプローブの有効性を確認した後、本プローブをツメガエル胚に導入したところ、先行研究と同様、神経外胚葉領域で表皮領域に比べて強い張力が生じているというデータを得た。さらに、細胞に外圧を与えた後では、与える前に比べて確かに張力が高いことを示すデータを得ることができた。このことは、先行研究で得られた結果を支持するとともに、lima1を使った新しいプローブの優位性を示すものである。2.ツメガエル胚に様々な物理的な力を負荷した場合の影響を、表現型に加え細胞骨格の局在にも注目して検証した。まず、四細胞期のツメガエル胚に対して約200g重/cm2の水圧を約2日負荷したところ、体軸が弱く湾曲する初期幼生が観察された。そこで、さらに強い圧力を負荷するために、遠心機を用い、約5Gの遠心力を胞胚期に2時間負荷してその影響を調べた。その結果、体軸の湾曲に加え、浮腫などを形成する個体が認められた。また、遠心力負荷胚について、外胚葉細胞のアクチンの局在を調べたところ、非遠心負荷時では外胚葉細胞の膜に均一に見られるアクチン繊維が、遠心による外圧負荷をかけた胚ではその局在が不均一になることが明らかとなった。さらに、胞胚期に外圧負荷をかけると、植物極側に位置する割球のみ、非外圧負荷時に比べて大きいことが見出された。3.次に、アクチン結合タンパク質であるアクチニンに対するmRNAを2細胞期の胚に注入し、胞胚期から原腸胚期にかけて2と同様約5Gの遠心力を2時間程度付加し、非注入胚との違いを検証した。その結果、アクチニン過剰発現胚では、遠心によって生じる体軸湾曲胚、及び頭部形成異常胚の出現頻度が下がる結果を得た。これまでの研究によって、少なくとも正常な初期発生に物理的な力の負荷が表現型のみならず細胞骨格や関連タンパク質の局在にも影響を与えることが明らかとなった。2019年度においては、2018年度に出来なかった、細胞骨格系のタンパク質の細胞内での過剰発現による組織・細胞の頑強性の増加の有無を検討したい。具体的には、mRNAの注入により簡便に過剰発現ができるツメガエル胚の実験系を利用し、アクチンmRNA(あるいはActin-GFP mRNA)を微量注入した胚を加圧した際に、表現型がどの程度緩和するかを検証したい。さらには、アクチニンなどアクチン結合タンパク質についても、過剰発現による頑強性増加の有無を検討する予定である。
真空中にトラップされた不安定核イオンの核崩壊を用いた“半衝突法"の開発

本研究では、^8Liなどの不安定核が、例えばベータ崩壊等核変換を起こした後、それに伴って電子状態がどのようにこれに追随するかに注目している。特に、^8Liの場合、10^<-22>秒程度のごく短い時間のうちに2つのHe核に更に崩壊し、通常の衝突がt=-∞から+∞の時間内で起こる現象を理解しようとするのに対して、ここではt=0から+∞の間に起こる現象を観測できるという意味で、特異なものとなっている。この崩壊寿命に対応するエネルギー幅はMeV程度に達し、これは中間体である^8Be^<2+>核励起状態のQ値と同程度である。そのため放出される2つのHeイオンはQ値と同程度の幅を持ったエネルギー分布で放出されることになる。今年度は、このような極めて興味ある特性を持つ^8Liを高効率で収集し、線型のRFトラップに導く方法をさらに高効率化すると共に、磁気分析器と半導体検出器でエネルギーを決定する方式の改善を図った。各種シミュレーションの結果、位置敏感型の半導体検出器を用い、エネルギーを精度良く測定することにより、核崩壊に伴って放出されるHeイオンのイオン価数はHeのかなり広い運動エネルギー領域において決定できることがわかった。ところで、上の^8Liの収集法としては、フラグメントセパレーターから得られる100MeV/uの高速^8Li^+イオンを減速し真空中へ引き出すRFイオンガイド法によっている。また、RFイオンガイドによって得られる^8Liイオンの本実験装置への輸送系の建設もすすめた。さらに、理論グループとの議論を通じて、核崩壊に伴って放出されるHeイオンのイオン価数分布の理論的見積もりをさらに精度高いものにした。本研究の目的は、不安定核である^8Liがベータ崩壊した後、10^<-22>秒程度のごく短い時間のうちに2つのHe核に更に崩壊するという特異な現象をプローブとして、半衝突現象を研究することにある。この崩壊寿命に対応するエネルギー幅はMeV程度に達し、これは中間体である^8Be^<2+>核励起状態のQ値と同程度になる。そのため放出される2つのHeイオンはQ値と同程度の幅を持ったエネルギー分布を示すことになる。今年度は、このように放出エネルギー幅の広いときにも高い確率でそのエネルギーと価数を決定できる方法を検討し、磁気分析器により運動量/価数を求め、半導体検出器でエネルギーを決定する方式を採用した。各種シミュレーションの結果、半導体検出器を位置感応型にし、更にエネルギーを比較的精度良く測定すれば、核崩壊に伴って放出されるHeイオンのイオン価数はHeのかなり広い運動エネルギー領域において決定できることがわかった。一方、フラグメントセパレーターから得られる100MeV/uの高速^8Li^+イオンを高効率で減速し真空中へ引き出すRFイオンガイド法の開発も着実に進行し、本実験装置への輸送系の設計製作も平行して行っている。さらに、理論研究者の協力を得て、核崩壊に伴って放出されるHeイオンのイオン価数分布の理論的見積もりも進行中で、イオン価数分布はHeイオン対の運動エネルギーの半定量的な依存性も次第に明らかになってきた。
合成高分子ラテックス粒子の光学超ミクロレンズ

単分散の合成高分子のラテックス粒子(直径は12μm)を合成し、イオン交換樹脂で精製した後、その希釈水溶液をカバ-ガラスに落として低温で乾燥する。この方法で粒子を一層に並べた試料の作成に成功した。これを光学顕微鏡のステ-ジに置き、光源上に厚紙を切り抜いた文字を固定し、粒子の結像作用を調べた。一視野に見える粒子の数は数千個以上で、その粒子の全てに同じ像が映し出されることを見い出した。これは1個の粒子については世界最小の光学レンズであり、一視野に関しては複眼レンズである。この粒子のレンズ効果は多層状態では観察されないことも分かった。一方、単分散の粒子が一層に密に配列した中に偶然的に1個の粒子が欠落した部分が時折観察される。この部分に焦点を合わせると、針穴写真機と同じ原理に基づき、粒子のレンズの場合に比べて数倍の大きさの像を映す興味ある現象も発見した。粒子の並びは丁度昆虫の複眼の個眼(直径は約30μm)の並びに類似する。合成高分子ラテックス粒子の光学レンズの応用開発として、昆虫の複眼の模倣を考え、昆虫の複眼の光受容器の謎解きを試みた。まず、解析を容易にするために、1個のレンズの直径が約200μmの複眼レンズシ-トを作り、この2枚の組み合せによるモアレ縞による奇妙なレンズ効果を解明した。対称物を第1面の全てのレンズに倒立像で映し、これらを第2面で1個の像にまとめられる。この原理から、第2面はセンサ-群に置き換えられることが判明し、その上、曲面上のレンズの配列に関しても応用ができることが確認できた。曲面上への微小粒子の配置はラテックス粒子の使用が最適との結論を得た。昆虫の複眼の光受容器の解明や模倣は昆虫学のみならず、光学や工学分野の技術開発に大きな役割を果たすはずで、今後の科学として期待されるマイクロマシンの分野においても注目される課題を投げかけることができた。合成高分子ラテックス粒子は数μmまでの大きさである。そのラテックスを、含まれている高分子の軟化温度以下で乾燥すると、粒子は融着せずに球体を保つ。そのために、乾燥物は粒子によって光を乱反射し、外観上は白色に見える。しかし、電子顕微鏡で観察する限りではきれいな球体であり、粒子の結像作用が期待できる。よって、これについて検討中である。まず、単分散のポリスチレン粒子からなるラテックスを合成し、イオン交換樹脂で精製した後、その希釈溶液をカバ-グラス上に流布して低温で乾燥する。この方法で、粒子を一層に並べた試料を作成した。視野に見える数千個以上の粒子全てに同じ結像を撮影することに成功した。これは、まさに、世界で最小の光学レンズと言える。さらに、粒子の二層状態での結像作用を調べたが、第一層あるいは第二層に焦点を合わせても、他層の粒子が光を遮断するために、粒子の結像は認められなかった。一方、単分散粒子が一層で密に配列した中に、偶然的に1個の粒子が欠落した部分が観察されることがある。その部分が、粒子がないにもかかわらず、粒子の焦点距離よりも長い焦点距離で結像する興味ある現象も発見した。これについての解明は現在進行中である。

以上のように、球体はたとえミクロな分野であってもマクロな分野と同じくレンズ作用を起こすという結論を得た。このことは、ミクロの分野への新たな研究への指針を与えるだろう。たとえば、昆虫の複眼は約30μmの個眼の約3000個から成り立つ。ラテックス粒子より大きい個眼がレンズとして結像作用を持つことは不思議ではない。昆虫は3000個もの個眼の結像をどのようにして一つの像として捕らえているかはいまだ明かではない。本研究の成果はこのような分野の解明にも応用されつつある。単分散の合成高分子のラテックス粒子(直径は12μm)を合成し、イオン交換樹脂で精製した後、その希釈水溶液をカバ-ガラスに落として低温で乾燥する。この方法で粒子を一層に並べた試料の作成に成功した。これを光学顕微鏡のステ-ジに置き、光源上に厚紙を切り抜いた文字を固定し、粒子の結像作用を調べた。一視野に見える粒子の数は数千個以上で、その粒子の全てに同じ像が映し出されることを見い出した。これは1個の粒子については世界最小の光学レンズであり、一視野に関しては複眼レンズである。この粒子のレンズ効果は多層状態では観察されないことも分かった。一方、単分散の粒子が一層に密に配列した中に偶然的に1個の粒子が欠落した部分が時折観察される。この部分に焦点を合わせると、針穴写真機と同じ原理に基づき、粒子のレンズの場合に比べて数倍の大きさの像を映す興味ある現象も発見した。粒子の並びは丁度昆虫の複眼の個眼(直径は約30μm)の並びに類似する。合成高分子ラテックス粒子の光学レンズの応用開発として、昆虫の複眼の模倣を考え、昆虫の複眼の光受容器の謎解きを試みた。まず、解析を容易にするために、1個のレンズの直径が約200μmの複眼レンズシ-トを作り、この2枚の組み合せによるモアレ縞による奇妙なレンズ効果を解明した。対称物を第1面の全てのレンズに倒立像で映し、これらを第2面で1個の像にまとめられる。この原理から、第2面はセンサ-群に置き換えられることが判明し、その上、曲面上のレンズの配列に関しても応用ができることが確認できた。曲面上への微小粒子の配置はラテックス粒子の使用が最適との結論を得た。昆虫の複眼の光受容器の解明や模倣は昆虫学のみならず、光学や工学分野の技術開発に大きな役割を果たすはずで、今後の科学として期待されるマイクロマシンの分野においても注目される課題を投げかけることができた。
美術文化のアイデンティティと美術教育のあり方に関する研究

世界80数カ国の6歳前後から15歳までの子ども達の絵5万点余りを年齢に沿って分析していったところ、絵に表されている子どもたちがとらえる現実形態の様相とその形態に込められている感性の質は、基本的に共通であり、従って、表現と感性の発達過程とそのメカニズムには普遍性があると認められた。そして、このことをいくつかの典型作品を例にしてその発達過程とメカニズムを辿ることを通じて跡づけた。本研究は,一言で言えば,「美術文化のアイデンティティ」の模索過程で形成されてきている美術文化環境と,美術教育指導や教育内容・方法とを,いかに連関し合わせることによって,子どもたちが,自らのアイデンティティを主体的に形成しつつ,それを体現する独自の表現を実現していけるように保障するかという問題に取り組もうとするものである。この問題の解明のために,日本の農業共同組合(JA)の公益団体(社)光の家協会が,世界各国との交流・国際理解の促進の一環として毎年行い,15回目を数えるコンテストと協力して,作品分析から研究課題の解答の糸口を得ようとすることから取りかかっている。さしあたり,昨年2007年8月9日・10日開催の「日本美術教育学会学術研究大会・東京大会」で行った「世界の子ども図画コンテスト」で展示される約180点の作品と,その審査過程でコンテストから除外された作品とを合わせた,世界約60カ国の6歳から15歳の子どもたちの5万点の作品の分析に取り組んだ。しかし,このような研究体系に基づいた,5万点を越えるこれら世界の子どもたちは,長期間借り出すことはできないので,各国から100点ずつを選び,デジタルカメラで全作品を撮影した上で,これまで作品分析を行うことにした。それは,各国ごとに年齢・男女・テーマと表現内容別に分類した後,テーマと表現内容に適った表現方法がいかに追究されているか,その達成度,疑問点・問題点,課題などについて抽出し,それぞれの特徴を比較対照できるような表にまとめ,そのまとめから今後の研究を推し進めるに当たって必要な要件を割り出すという過程で進めてきた。現在,2007年8月9日と10日に開催の「日本美術教育学会学術研究大会・東京大会」で論議や研究の課題を提起したことを契機として,これ以後の研究方向を検討しているところである。世界60数力国の5歳から15歳までのこどもの絵画作品を、文献研究の成果に照らし合わせて、以下の視点で分析を行なっていくことに取り組んで来た。すなわち、○各国の美術文化の形成過程と実態はいかなるものか。○各国における内外の美術文化は、その国の美術教育の内容・方法にいかに影響しているか。○各国の「美術文化のアイデンティティ」が、それぞれの学習指導要領にいかなる形態で具体化されてきたか、またそのことによっていかなる状況を生んできているか。これまで、分析のための資料類の収集など、本研究の達成のための準備に時間を費やして来たと言える。具体的には、発達のメカニズムを明らかにする文献や各国の文化と教育のあり方や比較に関する文献の収集と整理、共同研究者の手助けの基に、子どもの作品をDVDとしてデーターべース化し、作品を国別、年齢別に検索できるようにしたことである。子どもたちの作品は、国ごと、年齢ごとに数量がまちまちであるために、量的研究方法では成果をあげることができない。そこで、現在は個々の作品ごとに分析を進め、発達における共通項は何か、さらに国や文化・状況による異なりは普遍的な発達のメカニズムに照らしていかに解釈しうるかの考察を行ないつつある。例えば、下記に挙げた『子どもと美術』に掲載した論考では、子どもが、その人格の発達の各過程で、対象のいかなる諸側面をとらえて、それらを自分にとっての現実の形態として意識上でいかに構成してとらえており(事実判断)、同時にその形態にいかなる感性的評価を加えているかをつぶさに見ていき、年齢ごとの子どもの作品の分析をし、そこに内在する発達のメカニズムを探った。この研究作業を21年度中にまとめるようにしたいと考えている。世界60数カ国の5歳から15歳までのこどもの絵画作品を、文献研究の成果に照らし合わせて、以下の視点で分析を行なっていくことに取り組んで来た。1、各国の美術文化の形成過程と実態はいかなるものか。2、各国における内外の美術文化は、その国の美術教育の内容・方法にいかに影響しているか。3、各国の「美術文化のアイデンティティ」が、それぞれの学習指導要領にいかなる形態で具体化されてきたか、またそのことによっていかなる状況を生んできているか。20年度までは、分析のための資料類の収集など、本研究の達成のための準備に時間を費やして来た。具体的には、発達のメカニズムを明らかにする文献や各国の文化と教育のあり方や比較に関する文献の収集と整理、共同研究者の手助けの基に、子どもの作品をDVDとしてデータベース化し、作品を国別、年齢別に検索できるようにしたことである。ところが、子どもたちの作品は、国ごと、年齢ごとに数量がまちまちであるために、量的研究方法では成果をあげることができない。

そこで、個々の作品ごとに分析を進め、発達における共通項は何か、さらに国や文化・状況による異なりは普遍的な発達のメカニズムに照らしていかに解釈しうるかの考察を行なってきた。すなわち、子どもが、その人格の発達の各過程で、対象のいかなる諸側面をとらえて、それらを自分にとっての現実の形態として意識上でいかに構成してとらえており(事実判断)、同時にその形態にいかなる感性的評価を加えているかをつぶさに見ていき、年齢ごとの子どもの作品の分析をし、そこに内在する発達のメカニズムを探るという作業である。この研究作業を21年度中にまとめるようにしたいと考えていたが、身体を壊したことや他業務に追われて、研究成果発表などができていない。この間ヨーロッパの美術文化の視察や文献整理を通じて、研究の考察に新しい視点を加えることの必要性を実感してきたりはしたが、6月の研究成果報告書では中間的な報告とし、具体的な論文等での発表の機会を求めるのは22年度移行になる模様である。
新規細胞外マトリックスＤＡＣＳのアストロサイトおよび神経細胞における機能解析

我々は、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンにより構成される新規の細胞外マトリックス構造を見出し、その形態からDACSと命名して報告している。本申請ではDACSの機能の解明を目的とした。大脳皮質において特定の一部のアストロサイトでTenascin-R(TNR)が発現しており、このTNR陽性アストロサイトがDACSを構成していた。また培養アストロサイトを用いて機能を検討した結果、TNRがグルタミン酸の取り込み能を制御している可能性が示唆された。以上の結果よりTNR陽性アストロサイトはDACSを形成し、GLASTの発現を制御することにより、シナプスなどの微細環境を保つのに重要であることが示唆される。我々は、コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)により構成される新規の細胞外マトリックス構造を見出し、その形態からDandelion Clock-like Structure (DACS)と命名し、報告している。本研究の目的はDACSが成熟脳においてどのような機能を持つかを解明することであり、現在までの検討の結果、マウス大脳皮質において特定の一部のアストロサイトにおいてTenascin-R(TNR)が発現しており、このTNR陽性アストロサイトがDACSを構成していることが判明している。本年度の計画としては、TNR陽性アストロサイトの機能の検討を培養系を用いて行った。DACSはアストロサイトが形成し、周囲の神経細胞を取り囲むように存在することから、周囲の神経細胞の機能を調節している可能性が考えられる。アストロサイトのシナプスにおける主な機能として、神経伝達物質であるグルタミン酸の取り込みとグリオトランスミッターの放出が知られているため、この2点について検討した。TNRの発現をsiRNAを用いてノックダウンすることにより、グルタミン酸の取り込み能の低下が認められ、また、グルタミン酸トランスポーターのGLASTの発現の低下が認められた。しかしながら、グリオトランスミッターの放出には影響は見られなかった。以上の結果を論文として報告した(Okuda et al., J Biol Chem 2013, 289:2620-2631)。以上の結果よりTNR陽性アストロサイトはDACSを形成し、GLASTの発現を制御することにより、シナプスなどの微細環境におけるグルタミン酸のホメオスタシスの調節を行い、脳機能を正常状態に保つのに重要であることが示唆される。来年度はDACS陽性アストロサイトがどのように周囲の神経活動を感知・応答するのかに注目して解析を進める予定である。我々は、コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)により構成される新規の細胞外マトリックス構造を見出し、その形態からDandelion Clock-like Structure (DACS)と命名し、報告してる。本研究の目的はDACSが成熟脳においてどのような機能を持つかを解明することであり、本年度の計画としては、DACS構成するCSPGのコアタンパク質の同定および産生細胞の同定を行った。マウス成熟脳より各種クロマトグラフィーを用いてCSPGを精製し、質量分析を用いて同定したところ、複数のCSPGが同定された。それらCSPGの局在を、in-situ hybridization法によるmRNA産生細胞の同定と、DACSを認識するCS-56抗体による免疫染色を組み合わせて解析した結果、Tenascin-R(TNR)が特異的にDACSの中心部のみに検出された。また、TNR mRNA発現細胞の同定を、各種細胞マーカーを用いた免疫染色と組み合わせて行った結果、アストロサイト特異的タンパクであるs100b陽性細胞にTNRが発現していること、さらにCS-56抗体を用いた免疫電顕の結果から、DACSはアストロサイトが構成していることが推察された。以上の結果より、TNR産生アストロサイトがDACSを構成し、取り囲んでいる神経細胞や、またはアストロサイトの機能を調節している可能性が示唆される。来年度はDACS陽性アストロサイトの機能に注目して解析を進める予定である。本研究の目的はDACSが成熟脳においてどのような機能を持つかを解明することであり、現在までの検討の結果、マウス大脳皮質において特定の一部のアストロサイトでTenascin-R(TNR)が発現しており、このTNR陽性アストロサイトがDACSを構成していること、また、TNRはグルタミン酸トランスポーターのGLASTの発現を調節し、グルタミン酸取り込み能を制御していることが認められた(Okuda et al., J Biol Chem 2013,289:2620-2631)。本年度はDACSが細胞内外の情報伝達にどのように関与しているのかを検討した。TNRはCSPGと結合して細胞外マトリックスを形成する他、カドヘリンなどの膜タンパク質と結合する。従って、TNRは他の膜タンパクを介して細胞内の情報伝達に影響を与えていると考えられる。

そこで、TNRのsiRNAを用いて、細胞内のシグナル伝達の変化を検討した結果、TNRのノックダウンによりSrc kinaseのリン酸化の減弱が認められた。次に、TNRと結合する膜タンパク質を免疫沈降法を用いて探索したところ、ヘッジホッグ受容体であるPatched1との結合が認められた。以上の結果より、TNR陽性アストロサイトはDACSを形成し、他の膜タンパク質と複合体を形成し、細胞内シグナル伝達を制御していると考えられる。その結果、GLASTなどの発現を調節し、シナプスなどの微細環境の調節を行い、脳機能を正常状態に保つのに重要であることが示唆される。神経化学本年度の予定としては、TNR陽性アストロサイトの機能の解析を計画していたが、おおむね達成された。しかしながら、DACSの細胞外および膜タンパク質への関与はまだ検討中であるが、予備検討の結果、候補遺伝子が上がってきているので目的の達成に問題は無いと考える。本年度の予定としては、CSPGのコアタンパク質の同定および産生細胞の同定を計画していたが、おおむね達成された。しかしながら、作成した抗体が免疫染色法では機能しなかったため、代わりにin-situ hybridization法を用いたmRNAの検出により、産生細胞の同定を行ったが、目的の達成に問題は無いと考える。当初の予定としては、DACSの神経系への影響を計画していたが、本年度の結果より、DACSが何らかの膜タンパク質を介したシグナル伝達を調節することによりGLASTの発現を制御している可能性が示唆される。そこで今後の研究計画としてはDACSが結合する膜タンパク質およびシグナル経路の同定を行う。1TNRと相互作用する膜タンパク質の同定TNRはCSPGと結合して細胞外マトリックスを形成する他、カドヘリンなどの膜タンパク質と結合することが報告されている。しかしながら、アストロサイトにおいてどのような因子と相互作用しているかは不明である。そこで、抗TNR抗体またはGST融合合成タンパク質を用いた免疫沈降法により、TNRと結合する膜タンパク質を探索する。予備検討の段階であるが、現在のところ、TNRに結合する因子の一つとして、ソニックヘッジホッグ(Shh)の受容体であるPatched1との結合が免疫沈降法により認められている。2同定されたタンパク質の中枢神経系における局在の検討1で同定されたTNR結合タンパク質の中枢神経系における局在を検討する。TNRは分泌タンパク質として細胞外に放出される性質を持つことから、In-situ hybridization法と、目的タンパク質の免疫染色法を組み合わせて検討する。同定された因子の一つであるPatched1は主に発生期で機能すると考えられているが、成獣マウスの大脳皮質においてアストロサイトに発現していることを確認している。3細胞内シグナルの検討
コムギにおける配偶子致死遺伝子による染色体突然変異の解析

(1)配偶子致死遺伝子の誘発する突然変異をAFLP法で解析した。Aegilops sharonensis由来の配偶子致死系統と正常系統をコントロールとし、両者の後代で新規に現れるAFLPバンドを探索したが、14プライマーコンビネーションで検出された約650のバンドは全てコントロールで見られたもので突然変異バンドを検出できなかった。前年の解析ではAe.speltoides由来の配偶子致死系統では少数ながら突然変異バンドを検出した。検出した突然変異バンドが少ないため、明確に結論づけられないがAe.speltoides由来の配偶子致死遺伝子の方が変異源性が高いものと思われる。(2)本研究で単離された配偶子致死遺伝子に密に連鎖する反復配列をプローブとした細胞遺伝学的解析により、次のことが明らかになった。コムギの花粉母細胞から成熟花粉粒に至る各ステージでin situ hybridization法による解析が可能であり、この反復配列プローブが配偶子致死遺伝子の伝達を跡づける良いマーカーであること。花粉第一体細胞分裂で染色体切断が起きている細胞には配偶子致死遺伝子が存在しないこと。応用として、Ae.speltoidesとAe.sharonensis由来の配偶子致死遺伝子のダブルヘミ個体の解析より、どちらか一方の配偶子致死遺伝子を持つ配偶体と比べて、両方ともを持たない個体での染色体切断の頻度と程度は極めて高いことが示された。また、Ae.sharonensis由来の配偶子致死遺伝子がAe.speltoidesのものよりも上位であることも示された。配偶子致死遺伝子の誘発する染色体突然変異をAFLP法で解析した。正常系統とAegilops speltoides由来の配偶子致死系統をコントロールとし、両者の正逆交配から育成したF_1、F_2、BC_1各5個体を供試した。16のプライマーコンビネーションで検出された約700のAFLPバンドのうち9本が両親と多型を示した。検出された多型は全て個体特異的であった。2本のバンドはBC_1、F_1の各1個体でのみ見られた新規バンドの獲得で、残りの7本はF_2の1個体で検出されたバンドの消失であった。こららのバンドの消失は配偶子致死遺伝子による染色体断片の欠失を反映しているものと思われる。AFLPマーカーが優位マーカーであることを考慮すると、バンドの消失はこのF_2個体で染色体欠失がホモ接合になっていたことを意味する。同一のF_1個体から由来する他のF_2個体でこられの染色体欠失が見られなかったことから、配偶子致死遺伝子による染色体切断は同遺伝子に関してヘミ接合体であったF_1個体のみならす、ホモ接合体であったF_2個体でも誘発されたことが示唆される。今回の実験では、両親と多型を示すAFLPマーカーの数が非常に少なかったため、突然変異がゲノム全体に起こるかなどの検定はできなかった。今後、他の配偶子致死系統(Ae.Sharonensis由来)にも同様の分析を行い、染色体突然変異の頻度とその特性を解析する計画である。また、AFLP分析の過程で配偶子致死遺伝子と連鎖する反復配列を単離した。この反復配列の解析を行ったところ、反復配列が配偶子致死遺伝子と極めて密に連鎖しているため、配偶子致死染色体を分子細胞遺伝学的に同定するよいマーカーであることが示された。その他、配偶子致死系統に特異的な発現をするmRNAのスクリーニングのための交配とEMS処理を行い、来るシーズンでの解析に向けた植物材料を育成した。
泥炭の同位体に記録された過去1万年の地球環境の変遷

泥炭の炭素の同位体比の変動から過去の環境変動を解析するために、尾瀬総合学術調査に参加し、尾瀬ケ原の下田代において5mの泥炭層の柱状試料を採取した。先ず、泥炭試料のC-14年代測定を行い、時間軸を設定した。その結果、過去8000年程度まで遡ることが可能であった。この泥炭層を23cm置きに分けて試料の写真を撮影した後、特別の真空ラインを用いて泥炭中の炭素を二酸化炭素として取り出し、その同位体比を測定した。炭素の同位体は年代を遡るにつれ、低い同位体比を示していることが分かった。この同位体比変化を解釈するために、次に泥炭からリグニン成分とセルロース成分とを抽出し、その同位体比を測定した。リグニンはセルロースよりも低い同位体比を示した。リグニンはセルロースよりも分解しにくく、リグニンが占める割合は年代を遡るにつれて次第に大きく、逆にセルロースの占める割合は小さくなった。リグニンの炭素同位体は3000年から4000年の間で有意に高いことが明かになった。異なる同位体比を持つリグニンとセルロースの混合割合の変化によって、泥炭の炭素の同位体比の変化を説明することが可能であった。さらに、最も保存性の高いリグニンの同位体比の変化をもたらした原因について考察した。1)大気の二酸化炭素の同位体が変化している可能性、2)植生が変化し、光合成を行う植物が変化した可能性、3)光合成反応の代謝に環境が変化をもたらした可能性のそれぞれについて検討し、何らかの原因で植物の成長速度が変化し、代謝に影響し同位体比が大きくなった可能性が最も大きいことを指摘した。成長速度が大きかったことが高層湿原の成因に関係している可能性がある。
分子ダイポール工学による分子ナノワイヤを通しての電子移動の制御

1.12量体のらせん形成ペプチドを金基板上に垂直配向で固定化し、STM観察を行った。N末端側で固定化した場合、STM観察で-1.3Vの条件下で3_<10>ヘリックスに帰属できる明るいドットがイメージできた。バイアス電圧を+1.5Vにすると、明るいドットは消失し、αヘリックスに構造変換した。ヘリックスのダイポールとSTMチップとの静電相互作用により、ヘリックスペプチドのタイプを、バイアス電圧を変えることでスイッチできることが示された。2.25量体の疎水性らせん形成ペプチドの末端にクラウンエーテルを結合し、Pb(NO_3)_2水溶液上に展開して単分子膜を形成した。この単分子膜は金基板上にPb^<2+>イオンとともにトランスファーでき、硫化水素処理によりPbSの二次元ネットワークを調製できた。膜厚は2.4Åであり、STS測定よりバンドギャップが広く、半導体の性質を示した。3.末端にフェロセンユニットを結合した18量体ペプチドを数種類合成し、金基板上に自己組織化単分子膜を調製して、クロノアンペロメトリー法により、ペプチド分子を介しての長距離電子移動を評価した。金とペプチドとの界面での電子移動が律速段階と考えられ、静電ポテンシャルプロファイルを計算し、電子移動を検討した。4.16量体のらせん形成ペプチドを金基板上に垂直配向で固定化し、STS測定を行うことで単分子コンダクタンスを評価した。I-V曲線は、Simonsモデルで解析でき、電子移動の減衰因子は0.75Å^<-1>と求まった。らせん形成ペプチドの末端にフェロセンを結合した場合、整流性が観察された。5.末端にエチルカルバゾリル基を結合した16量体のらせん形成ペプチドを金基板上に垂直配向で固定化した。C末端側に存在するカルボキシル基の解離状態が光電変換に及ぼす効果を調べた。その結果、pHにより光電流をスイッチできる分子システムを構築できた。末端にアセチルチオフェニル基を有するオリゴフェニレンエチニレン3量体(OPE3S)とドデカンチオール(C12SH)との混合溶液から調製した自己組織化膜(SAM)を金基板上に調製して吸収スペクトル測定を行ったところ、330nmを中心とするオリゴフェニレンエチレンの長軸方向の遷移モーメントに基づく吸収が観られた。またIRRASスペクトルでは、OPE3S由来の1510cm^<-1>(vC=C)のピークと、C12SH由来の2910cm^<-1>(vasCH)、2850cm^<-1>(vsCH)のピークが共に観測され、OPE3SとC12SHが混合SAMを形成することがわからた。一方、OPE3Sとヘリックスペプチド(SSL12BとBL12SS;いずれも12量体ペプチドでN末端側で金基板に固定化或いはC末端側で金基板に固定化)との混合溶液から調製したSAMの場合、UV吸収スペクトルでオリゴフェニレンエチニレン由来の吸収ピークが観られ、混合SAMの形成されていることがわかった。また、IRRASスペクトルにおけるアミドIとアミドIIの吸収強度比から、ヘリックス軸の基板法線方向からの傾き角を求めたところ、SSL12Bの場合、単独SAM、混合SAMいずれにおいてもペプチド分子の配向角は44°と変わらなかったの対して、BL12SSの場合、単独SAMでは47°であった配向角が、OPE3Sとの混合により64°まで変化した。

これはOPE3SのダイポールモーメントとBL12SSのダイポールモーメントが同方向であり、互いに反発するため、規則正しい膜の形成が妨げられたためと考えられる。以上のように、チオール基を末端に有するオリゴフェニレンエチニレン3量体は、ドデカンチオールあるいは、ジスルフィド基を末端に有するヘリックスペプチドをマトリックスとして、混合自己組織化膜を形成することがわかった。また、ペプチドとの混合膜の場合、ペプチドのダイポールモーメントの向きが膜の分子配向に影響を与えるという興味深い知見を得た。分子ナノワイヤの構築に向けて、側鎖にチオフェン部位を有するリシンとαアミノイソ酪酸との交互配列8量体と12量体の合成を行った。現在、8量体の合成まで終了している。合成が完了次第、含硫黄基をN末端にを結合し、金と硫黄との結合を利用して金基板上に自己組織化膜を調整し、チオフェン部位の導入が、ヘリックスペプチドを介した電子移動にどのような影響を与えるかについて調べる。これとは別に、N末端にチオアセチルフェニル基あるいはジスルフィド基、末端あるいは側鎖にフェロセン部位を有する種々のヘリックスペプチドを液相法により合成し、得られたペプチドから自己組織化膜を調整し、電気化学測定および走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いた測定を行い、ヘリックスペプチドを介した電子移動反応について調べた。フェロセン部位を有するペプチドの単独膜を用いたクロノアンベロメトリー測定の結果、ヘリックスペプチドではアミド基がホッピングサイトとして機能し効率のよいホッピングが起こるため、電子移動が長距離まで及ぶこと、ペプチド末端のアミド基から金表面への電子移動が律速段階になっていることなどがわかった。また、ヘリックスペプチドをドデカンチオール自己組織化膜中に挿入したサンプルのSTM測定では、単一あるいは数分子からなるバンドルの観察に成功し、走査トンネル分光の結果、ヘリックスペプチドが優れた電子伝達能により電子トンネリングが促進されること、末端に導入したフェロセン部位の存在によりペプチドとどちらか一方の金属(基板あるいはSTMチップ)との界面における電子移動が促進され、その結果、非対称で整流性の電流電圧応答を与えることなど、数々の興味深い知見を得た。1.12量体のらせん形成ペプチドを金基板上に垂直配向で固定化し、STM観察を行った。N末端側で固定化した場合、STM観察で-1.3Vの条件下で3_<10>ヘリックスに帰属できる明るいドットがイメージできた。バイアス電圧を+1.5Vにすると、明るいドットは消失し、αヘリックスに構造変換した。ヘリックスのダイポールとSTMチップとの静電相互作用により、ヘリックスペプチドのタイプを、バイアス電圧を変えることでスイッチできることが示された。2.25量体の疎水性らせん形成ペプチドの末端にクラウンエーテルを結合し、Pb(NO_3)_2水溶液上に展開して単分子膜を形成した。この単分子膜は金基板上にPb^<2+>イオンとともにトランスファーでき、硫化水素処理によりPbSの二次元ネットワークを調製できた。膜厚は2.4Åであり、STS測定よりバンドギャップが広く、半導体の性質を示した。3.末端にフェロセンユニットを結合した18量体ペプチドを数種類合成し、金基板上に自己組織化単分子膜を調製して、クロノアンペロメトリー法により、ペプチド分子を介しての長距離電子移動を評価した。金とペプチドとの界面での電子移動が律速段階と考えられ、静電ポテンシャルプロファイルを計算し、電子移動を検討した。