hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ZnSe量子井戸箱の作製技術の開発

半導体超格子、ならびに量子細線、量子井戸箱などの半導体ナノ構造が示す特異な物性を電子デバイスや光デバイスに応用していくためには、ヘテロ界面での原子配列制御が重要なポイントであり、量子サイズデバイスの実現には良質な結晶性と原子レベルでの制御性を兼ね備えたプロセス技術の開発が必要である。本研究では、II-VI族化合物半導体のヘテロ成長過程を明らかにすることにより、自己組織化を利用した量子サイズデバイスの作製技術を確立することを目的として研究を進めた。有機金属気相成長法によるZnSe/GaAsおよびZnSe/MgSヘテロ成長過程を、原子間力顕微鏡、高分解能X線回折測定と光学測定により明らかにした。トリスジメチルアミノヒ素を用いてGaAs表面を熱処理することにより原子レベルで平坦な表面を得ることができ、GaAs表面の原子種の制御が成長したZnSe膜の結晶性と光学特性に強く依存することを示した。界面原子種の制御により、ZnSe/GaAs界面ではZn-Asボンド、ZnSe/MgS界面ではZn-Sボンドを形成することにより良質な膜の成長が可能であることを明らかにした。有機金属分子線成長法を用いてZnSe/GaAs表面上にCdSe量子箱の作製を行った。1.54分子層CdSeを堆積した表面では、直径68nm、高さ17nm程度の均一なサイズのドットが形成され、自己組織化によるCdSe量子箱の形成が可能であることを確認した。ドット密度はCdSe堆積量の増加に伴い1.2×10^9cm^<-2>まで増加するが、5分子層堆積するとドットのコアレッセンスが生じて(311)Aファセットを持つ3次元島が形成され、CdSe/ZnSeヘテロ成長初期過程がわかった。
ハイダ語音声資料のデータベース作成と形態統語法の記述研究

本研究課題は,カナダのブリティッシュ・コロンビア州クィーン・シャーロット諸島で話されるハイダ語スキドゲイト方言の音声資料の整備と形態統語法の記述研究を行なうことを主たる目的とするものである.本年度は,昨年度の成果と問題点をふまえ,以下のような研究を行なった.1.これまでおよそ10年間にわたる現地調査によって得たハイダ語のアナログの音声資料を主にデジタルオーディオテープ(DAT)やCD-Rなどの永年保存に耐えられるようなデジタル媒体に変換する作業を行なった.2.現地調査での缺を補うことを目的として,過去になされたハイダ語の研究資料を蒐集した.3.ハイダ語の言語類型論的特質を考察するために,北アメリカ北西海岸地域に分布する諸言語の資料を蒐集した.4.ハイダ語の形態統語法に関しては,以下の点をとりあげて,考察を行なった.1)類別接頭辞の形態統語上,また音韻上の特徴について考察し,単なる類別という機能だけでなく,かなり具体的な概念を有する要素であることを明らかにした.また,類別接頭辞の中には,名詞起源と考えられるものもあることを示唆した.2)動詞形態法に関わる接辞の承接順序に関して考察を行なった.2年間にわたる研究課題を終えるにあたり,今後の課題も指摘しておかなくてはならない.ハイダ語の全体的な概要は,徐々に得られつつあるものの,しかし,記述の濃淡はどうしても否めない.それは,偏にハイダ語の話者が少なく,かつ,高齢者に限られているという現実に由来するものであるが,そういった事情を補うためにも,過去になされた研究資料の広範な蒐集と深い分析が必要となってくるであろう.また,そういった「危機言語」の復活の一助となるためにも,音声資料の整備と充実は,今後も引き続き行なっていかなくてはならない課題の1つである.本研究は,カナダのブリティッシュ・コロンビア州の北西海岸地域で話される,ハイダ語スキドゲイト方言の音声資料の整備とその形態統語法の記述研究を主たる目的とするものである.本年度の成果は,以下のようにまとめられる.1.これまで過去9年間にわたる現地調査によって得たハイダ語のアナログ音声資料をミニディスクなどのデジタル媒体に変換する作業を行った.2.現地調査での缺を補うべく,ハイダ語の過去の文献資料を蒐集した.3.北アメリカ北西海岸地域に分布するアメリカ原住民諸語に関する文献資料を蒐集し,以てハイダ語の同地域における言語類型的特質を考察した.4.ハイダ語の形態法に関するまとめを行ない,先行研究において十分に扱われてこなかった以下の点を明らかにした.(1)名詞の形態統語法に関わる事象として,所有句構造を取り上げ,ハイダ語の所有句は,被所有者名詞の譲渡可能性・不可能性という意味特徴によって,異なった構造を示すことを明らかにした.(2)ハイダ語の動詞形態法において,特徴的ともいえる手段接頭辞と類別接頭辞を取り上げ,その形態統語的振る舞いを詳しく観察した.(3)ハイダ語の複雑な動詞構造を特徴付ける派生接尾辞の機能の解明を図り,更に派生接尾辞の承接順序などを明らかにした.今後の課題は,音声資料のデジタル媒体への変換を更に行なうことと,ハイダ語の形態統語法に関わる様々な事象をより広い理論的枠組みで追求することである.本研究課題は,カナダのブリティッシュ・コロンビア州クィーン・シャーロット諸島で話されるハイダ語スキドゲイト方言の音声資料の整備と形態統語法の記述研究を行なうことを主たる目的とするものである.本年度は,昨年度の成果と問題点をふまえ,以下のような研究を行なった.1.これまでおよそ10年間にわたる現地調査によって得たハイダ語のアナログの音声資料を主にデジタルオーディオテープ(DAT)やCD-Rなどの永年保存に耐えられるようなデジタル媒体に変換する作業を行なった.2.現地調査での缺を補うことを目的として,過去になされたハイダ語の研究資料を蒐集した.3.ハイダ語の言語類型論的特質を考察するために,北アメリカ北西海岸地域に分布する諸言語の資料を蒐集した.4.ハイダ語の形態統語法に関しては,以下の点をとりあげて,考察を行なった.1)類別接頭辞の形態統語上,また音韻上の特徴について考察し,単なる類別という機能だけでなく,かなり具体的な概念を有する要素であることを明らかにした.また,類別接頭辞の中には,名詞起源と考えられるものもあることを示唆した.2)動詞形態法に関わる接辞の承接順序に関して考察を行なった.2年間にわたる研究課題を終えるにあたり,今後の課題も指摘しておかなくてはならない.ハイダ語の全体的な概要は,徐々に得られつつあるものの,しかし,記述の濃淡はどうしても否めない.それは,偏にハイダ語の話者が少なく,かつ,高齢者に限られているという現実に由来するものであるが,そういった事情を補うためにも,過去になされた研究資料の広範な蒐集と深い分析が必要となってくるであろう.また,そういった「危機言語」の復活の一助となるためにも,音声資料の整備と充実は,今後も引き続き行なっていかなくてはならない課題の1つである.
細胞の極性を制御する遺伝子の組織、個体での機能の解明

下の3つの計画について実績を順に記載する。研究1)現在まで作製した既知の極性輸送関連分子欠損マウスの解析:本年度はRab8a,b二重欠損マウス、PKD1,2欠損マウスについて解析を終了した。Rab8a,bの二重欠損マウスについては、生後の死亡時期がRab8a単独の欠損マウスより早まるため、Rab8aとRab8bの機能的な重複が示唆された。PKD1,2欠損マウスも単独では異常を示さないため、二重欠損マウスを作製しその結果を解析している。syntaxin3,SNAP23欠損マウスについては解析を続けて25年度には論文を投稿する予定である。syntaxin3小腸特異的欠損マウスで微絨毛の短小化やapical markerの細胞内蓄積が見られたため、その原因の解析を行っている。SNAP23の膵臓内外分泌腺特異的欠損マウスを解析したところ、SNAP23は膵内分泌と外分泌で異なる作用を持つことを発見した。これらの結果をまとめ、25年度に投稿する。研究2)apical面への輸送の分子機構の解明:apical markerの局在に重要なRab8に結合する蛋白を酵母2ハイブリッド法で同定した。その局在や機能を現在解析中である。Syntaxin3に結合する分子は腸の細胞株にtag付きのsyntaxin3を安定に発現する細胞株から免疫沈降で同定する予定で、現在安定発現株のスクリーニングを行っている。Apical markerについても初代小腸細胞の培養には成功しているので、ウイルスの導入条件を現在検討中である。研究3)線虫で同定した新規の極性輸送関連分子の組織特異的欠損マウスの作製と解析:線虫でスクリーニングした新規遺伝子のいくつかについて現在マウスを作製しているところであり、あるものについては既にマウスが完成しているためその解析を行っている。1既知の極性輸送関連分子欠損マウスの解析2線虫で同定した新規の極性輸送関連分子の組織特異的欠損マウスの解析I.新規極性輸送関連分子のKOマウスの作成、解析:1つ解析が終了したため、そのマウスの表現型と分子機構の解析中。他の分子についてもKOマウスを作成している。II.新規の極性輸送関連分子間の相互作用の解明:これら新規の極性輸送関連分子の相互作用を調べるため、酵母2ハイブリッド法を用いて、インタラクトームを作成している。インタラクトームの作成はほぼ終了し、重要そうな遺伝子についてはKOマウスの作成を予定している。本研究では細胞の極性輸送に関わる既知の蛋白や線虫のスクリーニングによって見つけた新規蛋白を欠損したマウスを作製し、組織中の細胞の極性輸送の分子機構とその破綻による疾患病態の解明を行った。具体的には下記の2つの研究を行った。研究1)現在まで作製した既知の極性輸送関連分子欠損マウスの解析研究2)線虫で同定した新規の極性輸送関連分子の組織特異的欠損マウスの作製と解析1については、Rab8ab DKO(2重欠損マウス), syntaxin3小腸特異的KO, SNAP23膵臓特異的KO, PKD1 KO, PKD2 KOの解析を中心に行った。Rab8ab DKOはRab8aKOの表現型が強くなった表現型を示したが、繊毛には異常が見られなかった。その結果は既に国際誌に発表済みである。膵臓外分泌腺特異的SNAP23KOは分泌の顕著な低下が見られたが、内分泌腺特異的KOでは分泌の亢進が見られたため、その結果をまとめて現在投稿中である。PKD1,2KOは単独では異常を示さないものの、DKOは致死になることが判明し、DKOの神経細胞は軸索伸長が低下した。その結果をまとめて投稿・発表した。2については、低分子量GTP結合蛋白質のRab1,及びArf1活性化因子について組織特異的KOを作製、解析中である。また、Rab11aについてもapical側への輸送への関与が示唆されたため、そのKOの解析を行い、国際誌に発表した。さらにRab8,11に結合する蛋白を同定したため、速やかにその解析に移る予定である。Rab8結合タンパクについては、解析がほぼ終了したため、来年度に投稿する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。細胞生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。目的としたマウスの作製がすみ、解析も順調に進んでいる。線虫のスクリーニングも順調に進展し、細胞極性に関与する遺伝子が取れ、そのノックアウトマウスも作製出来たため。Rab8a,b DKOマウスとPKD1,2 DKOマウスの解析が順調に進み、論文発表できた。またFAPP2 KOマウスについてもNature誌に報告ができた。SNAP23膵臓特異的マウスの解析も終了し、現在投稿中である。またsyntaxin3小腸特異的KOマウスの解析についても小腸の初代培養と遺伝子導入の系を樹立できたため、分子機構の解析が今後うまくいくと思われる。線虫のインタラクトームについても解析は順調に進んでいる。マウスの解析結果について順次論文として投稿し、細胞の極性形成機構を明らかにする。Syntaxin3小腸特異的KOマウス、SNAP23神経特異的KOマウスの表現型解析を進める。

線虫で同定した新規遺伝子のKOマウスの解析を進める。これら新規遺伝子の相互作用を解明し、重要なものについてはKOマウスを作成して解析する。特に解析を進行するうえでの大きな問題点はないと思われる。26年度が最終年度であるため、記入しない。進展が予想より若干遅く、予想していた必要経費を後で使う可能性が高くなった。そのため、翌年度以降の経費(主に消耗品費)に今年度の経費を充てる予定である。マウスの解析に思ったより費用が掛からなかったため、残りのマウスの解析などに残すことしたため。syntaxin3,SNAP23 KOマウスの飼育、新規遺伝子の相互作用の解明、そのKOマウスの解析に用いる予定。使用は主に試薬、消耗品となる。
土壌浸透水の循環による窒素・リンの除去と水稲生育

水田に窒素の浄化能力があることは、これまでのほ場レベルの研究で明らかになってきた。しかし、水田における窒素除去は種々の土壌条件や水利条件が複雑に絡み合っており、浸透水が土壌中を移動するときの窒素除去機構にはまだ不明な点が多い。本研究では、温室の中で1gの窒素肥料を施肥した1/2000アールのポット土壌に水稲を栽培し、浸透水の掛け流しと循環の場合について、経時的な土壌間隙水の窒素濃度の変化を調べた。稲を栽培しないポットについても同様の実験を行った。稲なしのポットでのアンモニア態窒素は、掛け流しと循環の場合ともに経過時間によらずおよそ2.5mg/lの値を示した。これは施肥されたアンモニアのほとんどは土壌に吸着され、時間とともに少量ずつ浸透水中に溶出した結果であろう。稲有りのポットでのアンモニア態窒素は、稲による吸収によりおよそ20日でゼロとなった。この傾向は浸透速度によらず同じであった。掛け流しにおけるアンモニアの除去率は、稲有りで9399%、稲無しで7394%であった。水稲の収量は、循環と掛け流しの間で、また浸透速度の違いによりわずかな差を示した。このように水田土壌は明らかに高い窒素除去能力を発揮しており、その除去機構は、土粒子による吸着、水稲による吸収が大部分を占め、硝化は関与していない。土粒子による吸着は窒素濃度による制限を受けるため、ある限界を越えると吸着は起こりにくくなり、次第に窒素の除去効率は低下した。温室の中でのポット土壌に水稲を栽培し、浸透水の掛け流しと循環の二つの場合について、経時的な土壌間隙水の窒素濃度の変化を調べた。土壌10kgを詰めた1/2000アールのワグネルポットには、1gの窒素肥料が施肥してある。稲無しのポットでのアンモニア態窒素は、掛け流しと循環の場合共に、経過時間によらずおよそ2.5mg/lの値を示した。これは施肥されたアンモニアのほとんどは土壌に吸着され、時間と共に少量ずつ浸透水中に溶出した結果であろう。稲有りのポットでのアンモニア態窒素は、稲による吸収により、およそ20日でほぼゼロとなった。以上の傾向は、浸透速度によらず同じであった。掛け流しにおけるアンモニアの除去率は、稲有りで93-99%、稲無しで73-94%であった。水稲の総収量は、循環と掛け流しの間で、また浸透速度の違いによりわずかな差を示した。以上に述べたように、土壌に元肥を施した後、栄養塩類を全く含まない水を浸透させたときの、窒素濃度を始めとする化学的性質の経時的変化は、ほぼ把握することができた。ただ、温室の中の高温多湿な環境では、浸透速度を調節するためのチューブに土壌中から溶出する酸化鉄はじめとする可溶性物質が沈着し、浸透速度を正確に制御することが非常に難しかった。今後は、これを克服することが重要な課題となる。水田に窒素の浄化能力があることは、これまでのほ場レベルでの研究で明らかになってきた。本研究では、様々な条件下でポット試験を行い、窒素除去特性を調査し以下のような知見を得た。水田土壌は明らかに高い窒素除去能力を発揮しており、その除去機構は土粒子による吸着、水稲による吸収が大部分を占め、ほとんど硝化は関与していない。土粒子による吸着は、窒素濃度による制限を受けるため、ある限界を超えると吸着は起こりにくくなり、次第に窒素の除去効率は低下する。アンモニア態窒素の流出濃度は初期の段階では理論値より高めの値を示し、時間の経過により理論値より低めの値を示す。

これは、団粒の存在により団粒内に侵入しないアンモニア態窒素が早い段階で流出し、団粒内に侵入した窒素は、時間の遅れを伴い吸着されるためだと推測される。土壌の吸着係数は一定であるにも関わらず、流入負荷があると初期において低い吸着係数のごとく振る舞い、ある時間を境に高い吸着係数のごとく振る舞う。
高齢者施設入所者のMRSA感染に対するインフルエンザワクチンの予防効果

1.インフルエンザシーズンにおける施設入所高齢者のMRSA感染の関連要因(症例対照研究)MRSA感染群は非感染群に比べ、日常生活動作が障害されており、抗生物質注射薬の投与を受けた者が多く、38°C以上の発熱を呈した者が多かった。ほとんどの入所者がインフルエンザワクチン接種を受けているため、ワクチンの効果を検討できなかったが、MRSA感染予防には抗生物質の使用の機会を減らすことが重要であることが確認できた。2.入所者にインフルエンザ罹患後にMRSA感染発症を認めた高齢者入所施設の特徴北海道の全高齢者入所施設を対象とした調査では入所者にインフルエンザ罹患後にMRSA感染を認めた施設は認めなかった施設に比べ、寝たきりの入所者の割合が高い施設が多く、入所者にインフルエンザの罹患、入所者の10%以上のインフルエンザ罹患、肺炎、入院を認めた施設が多かった。入所者や看護介護職員のワクチン接種率はいずれも高率で、両群間で統計学的に有意な差を認めなかった。両群とも感染対策委員会の設置率が高いのに対し、面会の家族や出入りの業者にワクチン接種を勧奨している施設は少なかった。以上より、施設入所高齢者のインフルエンザ感染が予防できれば、入所者のMRSA感染予防に効果的であると考えられた。入所者のインフルエンザ感染を予防するには、入所者や職員だけではなく、家族や出入りの業者へのワクチン接種も必要と考えられた。3.結論以上より、施設入所高齢者のインフルエンザ感染が予防できれば、入所者のMRSA感染予防に効果的であると考えられた。感染対策委員会の設置の割合や入所者や看護介護職員のワクチン接種率が高い施設が多いのに対し、面会の家族や出入りの業者にワクチン接種を勧奨している施設は少なかった。インフルエンザワクチンは、高齢者などのハイリスクグループの肺炎や死亡に対して予防的に働くことが、欧米などの先行研究では示されている。高齢者では肺炎が長引きやすく、抗生物質を長期に投与されていることが多いためにMRSA感染のリスクは高い。今回、我々は、インフルエンザワクチンがインフルエンザ流行期間の肺炎を予防し、このことにより、抗生物質の使用が減り、MRSA感染の発生が抑えられるのではないかと考えた。この仮説を証明するために、札幌市内の4つの高齢者入所施設で、入所者のワクチン接種状況とインフルエンザ流行期間(平成15年11月から16年3月)の発熱、肺炎の発生とMRSA感染などについて現在調査中である。今、データを集めているところであり、解析等は次年度行う予定である。インフルエンザの北海道での流行のピークは平成16年2月であるが、施設での大流行はいまのところ認めていない。対象者は417名、平均年齢は85歳、ワクチン接種率は93%である。ワクチン接種が発熱や肺炎を予防し、ひいてはMRSA感染に対して、予防的に働くという仮説を証明するための調査を現在行っている。経年的なデータの蓄積を行っているところである。複数年継続することにより、症例が蓄積され、結果が出やすくなると考えられる。先行研究では示されている。

この仮説を証明するために、札幌市内の4つの高齢者入所施設の入所者約400名を対象に、入所者のワクチン接種状況とインフルエンザ流行期間(平成15年11月から16年3月)の発熱、肺炎の発生とMRSA感染などについて調査中したが、ワクチン接種率は90%を超えており、施設でのインフルエンザの流行は認められず、ワクチン接種者のみに肺炎の発症が認められた。今年度も冬季(平成16年11月から17年3月)に同様な調査を行ない、現在、データを集めているところである。平成17年3月になってから北海道ではインフルエンザの流行が見られるようになったが、施設での大流行はいまのところ認めていない。ワクチン接種が発熱や肺炎を予防し、ひいてはMRSA感染に対して、予防的に働くという仮説を証明するために本年度も調査を行っている。昨年度とあわせ、経年的なデータの蓄積を行っているところである。複数年継続することにより、症例が蓄積され、結果が出やすくなると考えられる。この4施設での調査とは別に、北海道内の全ての高齢者入所施設(約600施設)を対象に、今シーズン(平成16年11月から17年3月)の施設でのインフルエンザの発生、肺炎ならびにMRSA感染の発生について調査を計画しており、平成17年4月に調査票を各施設に郵送するための準備を現在行なっているところである。1.インフルエンザシーズンにおける施設入所高齢者のMRSA感染の関連要因(症例対照研究)03/04シーズンと04/05シーズンに1高齢者入所施設において、MRSA感染が認められた症例と認めなかった症例とを比較する症例対照研究を行った。MRSA感染群は非感染群に比べ、日常生活動作が障害されており、抗生物質注射薬の投与を受けた者が多く、38°C以上の発熱を呈した者が多かった。ほとんどの入所者がインフルエンザワクチン接種を受けているため、ワクチンの効果を検討できなかったが、MRSA感染予防には抗生物質の使用の機会を減らすことが重要であることが確認できた。2.入所者にインフルエンザ罹患後にMRSA感染発症を認めた高齢者入所施設の特徴2005年4月に04/05シーズンにおけるインフルエンザの罹患や流行とMRSA感染者の発症に関する調査を、北海道の全高齢者入所施設を対象に行った。入所者にインフルエンザ罹患後にMRSA感染を認めた施設は認めなかった施設に比べ、寝たきりの入所者の割合が高い施設が多く、入所者にインフルエンザの罹患、入所者の10%以上のインフルエンザ罹患、肺炎、入院を認めた施設が多かった。入所者や看護介護職員のワクチン接種率はいずれも高率で、両群間で統計学的に有意な差を認めなかった。両群とも感染対策委員会の設置率が高いのに対し、面会の家族や出入りの業者にワクチン接種を勧奨している施設は少なかった。以上より、施設入所高齢者のインフルエンザ感染が予防できれば、入所者のMRSA感染予防に効果的であると考えられた。入所者のインフルエンザ感染を予防するには、入所者や職員だけではなく、家族や出入りの業者へのワクチン接種も必要と考えられた。3.結論以上より、施設入所高齢者のインフルエンザ感染が予防できれば、入所者のMRSA感染予防に効果的であると考えられた。
転写調節因子Mybの分子構造学的研究

DNAの塩基配列を特異的に認識し、転写を調節する因子(転写調節因子)の一つであるMybというがん遺伝子産物について、DNAの認識様式とMybの構造的揺らぎとの関連を、核磁気共鳴(NMR)法を用いて解析した。MybのDNA結合ドメインは3つのサブドメイン(R1,R2,R3)からなっていて、それぞれヘリックス・ターン・ヘリックス関連モチーフを持ち、R2とR3が協調的にDNAの主溝に結合して塩基を認識するという特徴的なDNA結合様式をとっていることがNMRによる立体構造解析から明らかになった。Mybの動的な性質としては、^<15>Nラベルしたタンパク質を用いた^<15>N核のT1、T2、steady-state NOEの測定から、R2とR3は速い(ナノ秒以下の時間スケール)揺らぎを伴うフレキシブルなリンカーでつながっていて、R3のサブドメインは構造的に安定であるのに対して、R2は構造が不安定で遅く(マイクロからミリ秒の時間スケール)揺らいでいることが明らかになった。このR2の揺らぎを抑えた変異体(V103L)を作製して、DNAへの結合活性と結合に伴う構造変化を野生型と比較検討した結果、R2の構造的揺らぎがMybのDNA結合に伴う構造変化に重要な役割を果たしていることが示された。DNA結合に伴い、R2とR3をつないでいるリンカーはDNAの糖リン酸骨格との相互作用により固定され、またR2の構造的揺らぎも疎水性コアのパッキングが密になることにより減少した。このようにc-Mybの構造と機能との関連について、タンパク質の静的側面としての立体構造と動的側面としての構造のゆらぎの両面から解析した。MybのDNA結合ドメインは約50アミノ酸をひとつの単位とする3つのリピート構造から成っている(N端側からリピート1、2、3)。NMRによる構造解析の結果、各リピートは非常によく似た構造を有しているが、リピート2のみが構造の揺らぎ(ナノ秒オーダーできっちりとした構造をとる状態と壊れた状態の間を揺れ動いている)を持つことが明らかとなった。そしてこの構造の揺らぎはリピート2の蛋白質内部の疎水性コア中に存在する隙間(cavity)のためであることが、このcavityを埋めた変異体を用いた実験から明らかにされた。この構造の揺らぎは特異DNA配列への結合、および転写の活性化に必須であることも示された。リピート2内にはシステイン残基がひとつあり、この領域の構造の揺らぎのために蛋白質の内部を向いている時と、溶媒側を向いている時がある。したがって、溶媒側を向いている時には酸化・還元に関与する制御因子と接触することが可能であり、酸化・還元によるDNA結合活性の制御の可能性が示唆された。実際にMybのDNA結合活性は酸化剤で阻害され、リピート2内このシステイン残基をアラニンに変えるとDNA結合活性は無くなる。したがって今後、DNA結合ドメイン内の特異的システイン残基の酸化・還元反応を標的とした阻害剤の開発を進めることが可能である。
GATA転写因子群による血球細胞の増殖・分化の制御機構の解明

1)個体レベルでのGATA因子群の機能解析:GATA転写因子群は良く保存されたDNA結合領域を有しており,それぞれの転写因子にどのような機能の違いが存在するかは,未だに明らかになっていない.そこで,上述のGATA-1発現制御領域を用いて,それぞれのGATA因子を同じ場所・タイミングでGATA-1欠損個体に発現させ,それによって引き起こされる表現型の違いを解析することにより,GATA因子間に存在する機能の類似性と特異性を明らかにすることを試みた.その結果,GATA-1欠損個体はGATA-2でも,GATA-3でもレスキューされることが明らかになった.一方,それらのレスキュー個体では,GATA-1でレスキューされた個体と比較して明らかな貧血があり,GATA-1とGATA-2,3とには明らかな機能的な違いも存在することが示唆された.2)個体レベルでの転写因子蛋白質のドメイン解析:我々はGATA-1遺伝子の発現制御領域の解析を通じて,すでに赤血球系におけるGATA-1の発現に必要十分な制御領域を同定している.この制御領域を用いて,GATA-1蛋白質の各ドメインの機能を個体レベルで解析した.その結果,培養細胞レベルの解析で同定された転写活性化ドメインは,生体内における赤血球分化において必要ないことが明らかとなった.3)GATA因子群の転写制御:GATA転写因子群の発現に対して行われている転写調節様式をトランスジェニックマウス系を用いて個体レベルで検討した.GATA-1,GATA-2のそれぞれの細胞系列(赤血球・巨核球・マスト細胞・好酸球)での発現に必要なシスエレメントの同定を行い,GATA-1の赤血球と巨核球における発現には,個別の制御領域が必要であることを明らかにした.1)個体レベルでのGATA因子群の機能解析:GATA転写因子群は良く保存されたDNA結合領域を有しており,それぞれの転写因子にどのような機能の違いが存在するかは,未だに明らかになっていない.そこで,上述のGATA-1発現制御領域を用いて,それぞれのGATA因子を同じ場所・タイミングでGATA-1欠損個体に発現させ,それによって引き起こされる表現型の違いを解析することにより,GATA因子間に存在する機能の類似性と特異性を明らかにすることを試みた.その結果,GATA-1欠損個体はGATA-2でも,GATA-3でもレスキューされることが明らかになった.一方,それらのレスキュー個体では,GATA-1でレスキューされた個体と比較して明らかな貧血があり,GATA-1とGATA-2,3とには明らかな機能的な違いも存在することが示唆された.2)個体レベルでの転写因子蛋白質のドメイン解析:我々はGATA-1遺伝子の発現制御領域の解析を通じて,すでに赤血球系におけるGATA-1の発現に必要十分な制御領域を同定している.この制御領域を用いて,GATA-1蛋白質の各ドメインの機能を個体レベルで解析した.その結果,培養細胞レベルの解析で同定された転写活性化ドメインは,生体内における赤血球分化において必要ないことが明らかとなった.3)GATA因子群の転写制御:GATA転写因子群の発現に対して行われている転写調節様式をトランスジェニックマウス系を用いて個体レベルで検討した.GATA-1,GATA-2のそれぞれの細胞系列(赤血球・巨核球・マスト細胞・好酸球)での発現に必要なシスエレメントの同定を行い,GATA-1の赤血球と巨核球における発現には,個別の制御領域が必要であることを明らかにした.1)個体レベルでのGATA因子群の機能解析:GATA転写因子群は良く保存されたDNA結合領域を有しており,それぞれの転写因子にどのような機能の違いが存在するかは,未だに明らかになっていない.そこで,上述のGATA-1発現制御領域を用いて,それぞれのGATA因子を同じ場所・タイミングでGATA-1欠損個体に発現させ,それによって引き起こされる表現型の違いを解析することにより,GATA因子間に存在する機能の類似性と特異性を明らかにすることを試みた.その結果,GATA-1欠損個体はGATA-2でも,GATA-3でもレスキューされることが明らかになった.一方,それらのレスキュー個体では,GATA-1でレスキューされた個体と比較して明らかな貧血があり,GATA-1とGATA-2,3とには明らかな機能的な違いも存在することが示唆された.2)個体レベルでの転写因子蛋白質のドメイン解析:我々はGATA-1遺伝子の発現制御領域の解析を通じて,すでに赤血球系におけるGATA-1の発現に必要十分な制御領域を同定している.この制御領域を用いて,GATA-1蛋白質の各ドメインの機能を個体レベルで解析した.その結果,培養細胞レベルの解析で同定された転写活性化ドメインは,生体内における赤血球分化において必要ないことが明らかとなった.3)GATA因子群の転写制御:GATA転写因子群の発現に対して行われている転写調節様式をトランスジェニックマウス系を用いて個体レベルで検討した.GATA-1,GATA-2のそれぞれの細胞系列(赤血球・巨核球・マスト細胞・好酸球)での発現に必要なシスエレメントの同定を行い,GATA-1の赤血球と巨核球における発現には,個別の制御領域が必要であることを明らかにした.1)個体レベルでのGATA因子群の機能解析:GATA転写因子群は良く保存されたDNA結合領域を有しており,それぞれの転写因子にどのような機能の違いが存在するかは,未だに明らかになっていない.

そこで,上述のGATA-1発現制御領域を用いて,それぞれのGATA因子を同じ場所・タイミングでGATA-1欠損個体に発現させ,それによって引き起こされる表現型の違いを解析することにより,GATA因子間に存在する機能の類似性と特異性を明らかにすることを試みた.その結果,GATA-1欠損個体はGATA-2でも,GATA-3でもレスキューされることが明らかになった.一方,それらのレスキュー個体では,GATA-1でレスキューされた個体と比較して明らかな貧血と血小板減少があり,GATA-1とGATA-2,3とには明らかな機能的な違いも存在することが示唆された.また,GATA-2,3でレスキューされた個体では依然として白血病の発症が認められ,細胞の増殖についても異なる機能を有していることが明かとなった.2)個体レベルでの転写因子蛋白質のドメイン解析:我々はGATA-1遺伝子の発現制御領域の解析を通じて,すでに赤血球系におけるGATA-1の発現に必要十分な制御領域を同定している.この制御領域を用いて,GATA-1蛋白質の各ドメインの機能を個体レベルで解析した.その結果,培養細胞レベルの解析で同定された転写活性化ドメインは,生体内における赤血球分化において,部分的には必要であるものの,実際にはアミノ端側のZnフィンガーが最も重要なドメインであることがGATA-1ターゲティングマウスのレスキュー実験により明かとなった.
マイクロSMESの分散配置による電力系統の統合的制御方策に関する研究

超伝導エネルギー貯蔵装置(SMES : Superconducting Magnetic Energy Storage)は有効電力と無効電力の両方を高速かつ独立に制御することが可能で、高頻度の充放電に耐えられるため、電力系統の安定化や電力品質の改善のための応用が期待されている。最近は、同一仕様の小規模SMES(マイクロSMES)を複数台設置することによって、電力系統の電圧問題を解決しようとする試みがなされている。これらの分散配置されたマイクロSMESを、情報通信網を介して有機的に結びつけて統合的に制御すれば、さらに制御効果を向上できるものと期待される。本研究では以上のような観点から、例題系統における発電起動用の抑制を目的として、SMESの配置、制御ゲインの最適化をタブーサーチにより行うことについて検討した。また、SMESへの制御入力として遠隔地信号を用いた場合の優位性を、ローカル信号のみの場合と比較検討した。得られた主な成果は以下の通りである。1.SMESの最適な配置と制御系の最適なゲインの両者を、タブーサーチ手法を用いて統合的に決定するアルゴリズムを確立し、その有効性を確認した。2.SMESの設置により、位相角の第一波動揺のピーク値が抑制でき、第一波動揺後の振動の減衰を改善できることが明らかになった。3.位相角偏差を評価関数として最適化を行った場合、遠隔地信号を用いたSMESの制御系では位相角の2乗偏差は減少するが、第一波動揺後に周期の短い動揺が発生することが明らかになった。4.角速度偏差に重み係数βを乗じた値と位相角偏差の和を評価指標とした場合、ローカル信号のみを用いた制御系ではβの増加とともに位相角偏差は悪化する。遠隔地信号を用いた場合は、βの増加とともに第一波後の位相角動揺の抑制が改善されることが明らかになった。しかし、βの値が大きすぎると位相角の収束に要する時間が増加する。5.βの値を適切に選んで最適化すれば、遠隔地信号を利用する方が位相角動揺の改善効果が大きい。以上、マイクロSMESの分散配置による系統安定化に関して、最適配置ならびに最適な制御系の決定手法に関して有益な知見が得られた。電力への依存度の増大に伴って電力の安定供給の維持が不可欠となっており、系統安定化の重要性が増している。超電導エネルギー貯蔵装置(SMES)は有効電力、無効電力の両者を高速かつ独立に制御することが可能で、高頻度の充放電に耐えられるため、電力系統の安定化や電力品質の改善が有望な用途として実用化が期待されている。本研究は、同一のマイクロSMESを複数台設置し、それらを情報通信網を介して有機的に結合して系統安定化に利用しようとするものである。今年度は、比較的小規模な例題系統を対象とし、系統故障に対する過渡安定度の向上を目的としてSMESを導入する場合において、最適なSMESの配置、ゲインをタブーサーチにより求める手法の検討を行った。検討においては位相角偏差、角速度偏差を考慮した評価指標を定義し、また、効果的なSMESの制御を行うために遠隔地信号を用いた制御系を導入して、ローカル信号のみを用いた制御系との比較を行った。その結果、1.例題系統において、SMESの設置により位相角の第一波動揺のピーク値の抑制、その後の動揺の減衰の改善が達成できた。

2.位相角動揺を評価指標として最適化を行った場合、遠隔地信号を用いた制御系では第一波動揺後に短周期の動揺が生じることが判明した。3.評価指標に角速度偏差を考慮することによって、第一波後の位相角動揺が抑制されることが明らかになった。4.位相角偏差と角速度偏差を適切に考慮した評価指標を用いることにより、ローカル信号のみを用いた制御よりも遠隔地信号を用いた制御の方が、高い動揺抑制効果が得られた。上記の検討で、遠隔地信号を用いた制御においては、すべての発電機の情報が利用できるものと仮定した。次年度は、通信コストも考慮した最適な制御について考察するとともに、じょう乱として風力発電の出力変動等も考慮する予定である。電力への依存度の増大に伴って電力の安定供給の維持が不可欠となっており、系統安定化の重要性が増している。超電導エネルギー貯蔵装置(SMES)は有効電力、無効電力の両者を高速かつ独立に制御することが可能で、高頻度の充放電に耐えられるため、電力系統の安定化や電力品質の改善が有望な用途として実用化が期待されている。本研究は、同一のマイクロSMESを複数台設置し、それらを情報通信網を介して有機的に結合して電力動揺の抑制に利用しようとするものである。昨年度は、比較的小規模な例題系統を対象とし、系統故障に対する過渡安定度の向上を目的としてSMESを導入する場合において、最適なSMESの配置、ゲインをタブーサーチにより求める手法の検討を行った。今年度は、比較的大規模な風力発電が導入された電力系統を対象とし、風速の変化による風力発電の出力変動に起因する同期発電機の動揺を抑制することを目的としたマイクロSMESの制御方策ならびに最適な設置個所の決定法について検討を行った。設置個所の決定法としては、メタヒューリスティックス手法の一つであるタブーサーチを用いた。その結果、1.SMESの総数が少ない場合は、動揺の大きい同期発電機端や風力発電機端などに分散して配置するのが適当であるが、総数が多くなりSMESの総容量がある程度大きくなると、風力発電機端に集中配置して動揺の原因を抑え込むのが有効であることが明らかになった。2.連系される風力発電が1ヶ所の場合と2ヶ所に2ケースについて検討を行ったが、SMESの総数と最適な配置との関係は両者で同様の傾向(上記1.)となった。3.タブーサーチを用いた解法は、今回行ったシミュレーションの範囲ではつねに最適な解を与えることがわかった。2年間にわたる検討の結果から、分散配置される系統安定化用SMESの制御方式と最適な配置決定手法について、多くの知見が得られたと考えている。
ＲＡＦＴ重合とマレイミド化を組合わせた膜の表面修飾とアフィニティー膜分離への応用

ガラス材料の新規表面修飾法を開発した。ガラス材料表面は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合で合成したポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリイソプロピルアクリルアミド、およびポリアクリルアミドフェニルマンノースを用いて修飾した。チオール末端ポリマーは、チオカーボネート基の還元により作製した。得られたポリマーは、マイケル付加反応を介して表面に固定した。この方法により、RAFT重合で合成した様々なポリマーを固定することができ、材料表面にポリマー由来の特性を付与することができた。ポリアクリルアミドフェニルマンノース固定化表面をタンパク質マイクロアレイとして用いると、マンノース結合性タンパク質であるコンカナバリンAとの強い相互作用が検出された。さらに、ポリアクリルアミドフェニルマンノース固定化表面を光リソグラフィーによるマイクロパターニングに応用した。蛍光ラベル化コンカナバリンAは、ポリアクリルアミドフェニルマンノース固定化表面の遮光部分にのみ吸着し、蛍光パターンが観察された。RAFT重合とマレイミド化を組み合わせた表面修飾法は、タンパク質マイクロアレイおよびマイクロパターニングのようなバイオマテリアルの作製を可能にした。さらに、この表面修飾法は、ビオチンのような小分子およびデンドリマーのような特殊な三次元構造をもつ高分子にも適用することができ、それぞれバイオセンサーおよび細菌の接着場として応用可能であった。
メラノサイトの発生におけるSCF、ET3およびMITFの役割

メラノサイトの初期の発生に関わる因子のうちSCF/KIT情報伝達系はメラノサイトが神経管から皮膚への移動の時期に必須であること、ET3がこの時期のKIT陽性のメラノサイト前駆細胞を爆発的に増殖させる結果、メラノサイトが全身に供給されると考えられている。またMITFはチロシナーゼやtyrosinase rerated protein 1(TYRP1)の転写因子であるが、MITFのミュータントはメラノサイトが生存しないため白色毛であり、MITFの重要な役割は他にもある可能性がある。平成13年度Mitf^<mi-ew>マウスは出産直後、仔を食殺してしまうため殆ど繁殖せず、神経冠の培養ができなかった。その間、前回交付を受けた研究で樹立した幼若メラノサイトの細胞株からKIT陰性のより幼若な紳胞株を樹立した。方法:前回報告した細胞株はKIT, TYRP1,TYRP2,陽性でチロシナーゼ、DOPA反応陰性であったが、その培養液からSCFを除去し継代を重ねることにより、KIT陰性の細胞株となった。メラノサイトがKITを発現する過程でどの因子がその作用を持つかまだ解明されていないのでこの細胞はその解明のために非常に有用な手段を提供する。平成14年度TPAとコレラトキシシ(CT)はメラノサイトの培養および分化に重要な因子であることが報告されているので、この細胞に添加してみたところ弱陽性であるがKITが発現した。添加後3日頃からKITの発現が認められ、至適濃度はTPA単独では1nM, CTは0.05nM, TPA+CTでは相乗効果は無かった。今後、この細胞を用いてKITを誘導する内因性因子を検索する。MITFの機能を検討するためMitf^<mi-ew>マウスの神経冠の培養系にメラノサイト分化に関与する因子を添加し、MITFの機能を補える因子があるか検討した。交配により得られたMITFのミュータントの胎仔数が十分得られなかったので、検討できた因子はまだ少ないが、まず、メラノサイト分化の初期に重要な因子であるSCFおよびエンドセリン3(ET3)を使用し、次にKIT陰性のcell lineを用いて検討した実験でKIT発現を誘導したTPAとCTについても検討した。結果:SCF、ET3、SCF+ET3、TPA+CTを添加培養した神経冠細胞中にはこの培養系での初期のメラノサイトのマーカーとなるKIT陽性細胞は出現しなかった。ところが、SCF+FT3にTPAとCTをすべて添加すると、弱いがKIT陽性細胞が持続的に観察された。これまでにこのマウスからメラノサイトを培養できた報告はなく、またMITFの機能をTPAとCTが補える事が示唆されたことは、今後MITFの機能の解析のために非常に興味ある結果といえる。

メラノサイトの初期の発生に関わる因子のうちSCF/KIT情報伝達系はメラノサイトが神経管から皮膚への移動の時期に必須であること、ET3がこの時期のKIT陽性のメラノサイト前駆細胞を爆発的に増殖させる結果、メラノサイトが全身に供給されると考えられている。またMITFはチロシナーゼやtyrosinase rerated protein 1 (TYRP1)の転写因子であるが、MITFのMITFの重要な役割は他にもある可能性がある。今回の研究では、このMITFの役割を明らかにする予定であったが、MITFのミュータントマウスは出産直後、仔を食殺してしまうため殆ど繁殖せず、神経冠の培養ができなかった。しかしその解決策としてヘテロの交配により、ホモのミュータントを必要数得ることができた。現在神経冠の初代培養の実験にやっと着手したばかりである。その間、前回交付を受けた研究で樹立した幼若メラノサイトの細胞株からより幼若な細胞株を樹立し、若干の知見を得たので報告する。前回報告した細胞株はKIT, TYRP1, TYRP2,陽性でチロシナーゼ、DOPA反応陰性であったが、その培養液からSCFを除去し経代を重ねることにより、KIT陰性の細胞株となった。メラノサイトがKITを発現する過程でどの因子がその作用を持つかまだ解明されていないのでこの細胞は非常に有用である。TPAとコレラトキシンはメラノサイトの培養および分化に重要な因子であることが報告されているので、この細胞に添加してみたところ弱陽性であるがKITが発現した。現在、TPAとコレラトキシンに代わる内因性の因子を検索中である。また、この細胞はエンドセリンBレセプターも陰性なので、その発現に関与する因子の検索にも有用で、ミュータントマウスを使用する実験と平行するのは興味深い。またMITFはチロシナーゼやtyrosinase rerated protein 1(TYRP1)の転写因子であるが、MITFのミュータントはメラノサイトが生存しないため白色毛であり、MITFの重要な役割は他にもある可能性がある。今回の研究ではMitf^<mi-ew>マウスの神経冠の培養系にメラノサイト分化に関与する因子を添加し、MITFの機能を補える因子があるか検討した。交配により得られたMITFのミュータントの胎仔数が十分得られなかったので、検討できた因子はまだ少ないが、まず、メラノサイト分化の初期に重要な因子であるSCFおよびエンドセリン3(ET3)を使用し、次に内因性の因子ではないが強力なメラノサイトの分化増殖因子であるTPAとコレラトキシン(CT)についても検討した。結果:SCF、ET3、SCF+ET3、TPA+CTを添加培養した神経冠細胞中にはこの培養系での初期のメラノサイトのマーカーとなるKIT陽性細胞は出現しなかった。ところが、SCF+ET3にTPAとCTをすべて添加すると、弱いがKIT陽性細胞が持続的に観察された。
絶滅に瀕する淡水洞窟産小型無脊椎動物未記載種の記載とDNA解析、動態解析

本研究は、日本沿岸や内陸に位置する小型無脊椎動物の希少種を探索し、分類学的記載を行い、その生態や系統的位置を解明することを第一義とする。その成果をもとに、生息地の保護や保全に利用できる基礎データを広く公表し、保全に役立つことが目標である。ホラアナナガコムシやシコクヨコエビなどの真洞窟性希少種が採集され、現在の分布と生息状況が確認された。他の水生・半陸生小型無脊椎動物が採集され、標本は公立の自然史博物館に保管されている。シコクヨコエビなどの真洞窟性無脊椎動物の生時の写真を撮影し、公表することで、秋芳洞などの洞窟に希少な生物が生き残っていることが広く公表できたと思われる。本研究は日本沿岸や内陸に産する小型無脊椎動物の希少種を探索し、分類学的記載を行い、その生態や系統的位置を解明し、生息地の保護や保全に利用できる基礎データを広く公表することにある。特に河川や湖沼、洞窟内水系などの淡水には希少種が生息し、近年の水系の環境悪化により、その存在が脅かされている種が知られている。顕微鏡下でしか存在が確認できないような小型の無脊椎動物に注目が集まるような研究成果を目指している。山口県秋吉台の秋芳洞内で淡水の水系に分布するヨコエビ類や貧毛類、多毛類の分布調査を行った。淡水の洞窟にしか生息しないシコクメクラヨコエビや貧毛類の1種の標本が得られた。貧毛類の1種についてはDNA解析を進めており、系統学的位置づけを探っているところである。ホラアナゴカイ科の1種は、図鑑ではその存在が報告されているものの、未だ記載が行われていない希少種である。今回の調査では、断片と思われるものは採集できたが、頭部から尾部を含めた虫体は採集されていない。採集地を変更するなど、工夫が必要である。ホラアナゴカイ類は沿岸部の砂浜等にも生息する。それら近縁種を探索する過程で、多毛類の未記載種を記載し、また、博物館の標本調査の成果を論文にまとめた。今年度以降も、博物館においてホラアナゴカイ類の標本を探索することと、現在の同科の分布の現状を探ることが課題である。岩手県安家洞内にもアッカホラアナゴカイという、この洞窟でしか採集されていないホラアナゴカイ科の1種が知られている。平成23年3月の東北沖大地震による被害の状況にもよるが、この洞窟内での調査も早急に行う必要があると考えている。本研究は内陸の淡水系に産する小型無脊椎動物の希少種を探索し、分類学的記載を行い、その生態や系統的位置を解明し、生息地の保護や保全に利用できる基礎データを広く公表することを目標にしている。特に内陸の洞窟内の生物相を調査し、その中の希少種に着目し、水系の環境悪化による個体数減少や絶滅を防ぐ目的がある。顕微鏡下でしか認識できないような小型の無脊椎動物は、注目が集まらないためにその存在すら確認できていないのが現状である。その現状を打破し、観光地化で水質悪化が進む環境でその存在をもとに生物保護や自然の保全につながることを想定している。具体的には、秋芳洞内の洞窟において、水系内の生物相を調べ、そのリストを作成し、希少種を探索している作業である。これまで貝類や甲殻類については採集が完了し、半陸生の節足動物を探索しているところである。特に、コムシ類などは未記載種の可能性が高い種が採集されており、その記載も今後進めていく予定である。また、採集した試料はDNA解析を行い、その系統的位置を明らかにしていく予定である。すでに、貧毛類の1種については解析が行われており、未記載種についても同様に解析を行う予定である。観光地化された洞窟の環境悪化の啓蒙とあわせて、希少種の記載は急務の基礎研究だと考えられる。本研究は内陸の淡水系とその周辺環境に産する小型無脊椎動物の希少種を探索し、分類学的記載を行い、その生態や系統的位置を解明し、生息地の保護や保全に利用できる基礎データを広く公表し、環境保全や観光へ応用することを目標にしている。その現状を打破し、観光地化で水質悪化が進む環境下で、その存在をもとに地域での生物保護や自然の保全につながることを想定している。

具体的には、秋芳洞内の洞窟において、水系内の生物相を調べ、そのリストを作成し、希少種を探索し、その成果を広く広報する作業である。今年度の成果として、日本自然科学写真協会展において「秋芳洞内で採集された真洞窟性のシコクヨコエビ」が入選・展覧されたことがあげられる。日頃、目にすることのない希少な生物が写真を通して日本各地で一般の目にとまる機会が作れたことは、洞窟内の生物相の普及に貢献できたと考えられる。これまで貝類や甲殻類については採集が完了し、半陸生の節足動物を探索しているところである。特に、コムシ類などは未記載種の可能性が高い種が採集されており、その記載も今後進めていく予定である。また、採集した試料はDNA解析を行い、その系統的位置を明らかにしていく予定である。すでに、貧毛類の1種については解析が行われており、未記載種と思われる多毛類についても同様に解析を行う予定である。観光地化された洞窟の環境悪化の啓蒙とあわせて、希少種の記載と生態的調査、そしてその生息環境の把握は早急に成されるべき基礎研究だと考えられる。すでに野外調査をすませており、標本も採集されている。多毛類の標本がいまだ採集されていないが、他の分類群は採集されており、生物相の把握は完成間近である。24年度が最終年度であるため、記入しない。初期の計画では、岩手県安家洞の生物相も調査予定であったが、震災により一部、洞窟が壊れたという情報があり、また、安全に調査を進めることは困難があると思い、秋芳洞とその周辺だけに限って調査を行っている。今後は、生物相把握のための採集を進めていき、その成果をまとめることに尽力する予定である。
テンプレートフリー多孔体創製技術の確立と機能性デバイスへの展開

前年度までに、MgFe2O4にSiを添加すると結晶子サイズが大きく減少するとともに、粒子表面に特異的な多孔質構造が現れることを明らかにした。また、Laを添加したMgFe2O4についても、結晶子の微細化に対してSiと同様の効果が確認され、比表面積が向上した。本年度はLaを添加したMgFe2O4について(1) X線吸収スペクトル(XAS)測定によるLaの存在状態の確認、(2)水素による昇温還元測定による還元特性の評価を実施した。(1) XAS測定より得られたFe K-edgeに関する同径構造関数を比較したところ、未添加試料およびLa添加試料はどちらもFe-O結合由来のピークが確認された。Laを添加すると、第2配位圏以降のピーク強度が大きく減少しており、低結晶性または配位数の変化が原因であると考えられる。(2)MgFe2O4では約430度でFe(III)のFe(II)への還元、490530度でFe(II)からFe(I)への還元、それ以降の高温ではFe(II)またはFe(I)からFe(0)への還元が進行することがわかった。焼成温度が700度以上の試料では結晶性が良くなるため、還元ピークは高温側に現れた。Laを添加した試料では、この還元ピークは低温へシフトし、Laの添加により還元されやすくなることが明らかとなった。また、1 wt%のPd及びCuを担持させると更に低温で還元した。以上より、La添加MgFe2O4が有用な触媒担体として期待できる結果が得られた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。セラミックス材料の微細構造の改質や多孔化は、一般的に高分子テンプレートが用いられる。高分子テンプレートは消耗材かつ非常に高価であり、二酸化炭素低減の観点からも新たな創製技術の確立が望まれる。これまでに我々は、異種元素添加によるアルカリ土類フェライト(マグネシウムフェライト及びカルシウムフェライト)粒子の微細化や多孔質構造の出現を見出してきた。しかしながら、アルカリ土類フェライトの粒子サイズや多孔度等の精密制御はまだ達成されておらず、調製条件の最適化を行うことが不可欠である。異種元素添加によるテンプレートフリーなアルカリ土類フェライト材料の微細構造改質技術の開発を目的として、本年度では異種元素の種類,添加量,焼成条件を変えたアルカリ土類フェライトを調製し、微細構造(結晶子サイズ,粒子形態,多孔質構造)が如何に変化するか調査した。異種元素(Al, Si, Ti, Zr, La)を添加したマグネシウムフェライトは、有機酸錯体法を用いて調製した。5mol%の異種元素を添加した場合では、400°C焼成時の結晶子サイズはいずれの試料でもほとんど変わらなかった。焼成温度が上昇すると異種元素添加の影響が明確に現れ、いずれの元素を添加した場合も未添加の場合より結晶子サイズが小さくなった。この傾向は、SiやLaの添加の場合に顕著であった。添加量が10 mol%の場合にも、同様の挙動が認められた。更に、添加したSi周りの局所構造を調べるために、X線吸収分光測定を実施した。XANESスペクトルから得られた吸収端の変化より、5 mol%のSi添加した場合では、低温焼成時ではSiO4四面体のネットワーク構造が維持されており、高温焼成によって破壊されている可能性が示唆された。本年度の研究において、種々の異種元素を添加したマグネシウムフェライトを調製し、SiやLaの添加が結晶子成長の抑制に対して特に有効であることを見出した。また、Si添加試料については、放射光施設を利用したX線吸収分光測定から、Si周りの局所構造に関する知見が得られた。得られた成果については学術論文や学会発表において公表し、概ね順調に進展している。

1年目に引き続き、調製したアルカリ土類フェライトのキャラクタリゼーションを繰り返すことで、微細構造制御の調製条件を検討する。また、精密構造解析やTEM観察を併用して、添加元素の存在状態を原子レベルで明確にする必要があると考える。更に、得られた知見をもとに、触媒担体や電極材料,光触媒などとしての利用を見据えた試料を調製し、調製した試料の物性について検討する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。