hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本-チェコ分子科学共同研究の推進

共同研究に関してはこれらの討議を通じて合意した4つの研究分野、1)反応動力学の理論および実験的研究、2)生体分子の分光学的研究、3)分子動力学の時間分解分光、4)機能性分子材料の開発的研究を行うとともに情報交換セミナーを実施する。平成8年には4名の研究者を招聘してまたはチェコからの派遣を受けて、分子研において情報交換セミナーを実施した。本共同研究の席において、今後新たな枠組みで共同研究を行うため、研究代表者を決定して申請などを行うこととした。伊藤、井口は全体をとうして指導・総括・助言を行った。具体的研究成果を以下に述べる。1)反応動力学の理論および実験的研究では、小谷野教授(姫工大・理)が平成8年約3週間、科学アカデミーのJ.ヘイロフスキー物理化学研究所に滞在し、Z.Herman教授とイオン-分子反応に関する共同研究を行った。テーマは、アセトニトリルイオンと中性のアセトニトリルの反応:CH3CN+ +CH3CN->CH4CN+ +CH2CNにおけるプロトン移行と水素原子引き抜きであった。これは、従来小谷野らがビーム-チャンバー法で追求してきた問題に、それと相補的なビーム交差法装置によって別の角度から光を当て、相補的手法で未解決の問題を解明しようとしたものである。電荷移行の実験結果は、100eVの電子衝撃で生成された親イオンには2種類の安定または準安定な電子状態が存在することを示したほか、反応の微視的機構の解明に多大な成果が得られた。中村教授の研究室にHoracek博士を招聘して理論的研究を実施した。電子とHIまたはDIの衝突における、振動励起と解離付加過程の理論的研究に解明し、興味ある共鳴効果とその同位体効果を見いだした。2)生体分子の分光学的研究では、Stepanek教授が分子研に約一週間滞在し、北川教授と検討の結果、核酸とポルフィリン分子の錯体の共鳴ラマン分光を行って、これらの分子の振動スペクトルを明らかにすると共に、励起錯体の動的挙動について研究することとした。とくに、ポルフィリン分子が励起の後にチミンのサイトに移動するメカニズムについて明らかにすることにした。本研究を一つの核にして、次期の共同研究プロジェクトを作成することとした。3)Fidler研のP.Kapusta助手はチェコで合成した機能性分子について分子研吉原研究室でサブピコ秒蛍光分光研究を行った。すなわち、エネルギードナー、スペーサー、アクセプターが結ばれた分子(D-Sp-A)、(D=aminopyrene,Sp=triazine,A=aminobenanthrone)のドナー部分とアクセプター部分の蛍光ダイナミックスをそれぞれ観測することに成功し、この2蛍光物質の分子内エネルギー移動の機構をD-Sp分子やSp-A分子との比較なども行い明らかにした。さらに、この2蛍光物質の動的ストークスシフトとエネルギー移動との関連も調べた。その結果、1分子内に存在する2つの発光分子間のエネルギー移動の速度が励起波長によって顕著に異なることを初めて見いだした。4)機能性分子材料の開発的研究では、井口・丸山教授とNespurek教授は有機材料の光伝導性について共同研究を行った。交互に重なった電子受容性分子テトラチアフルバレンやp-クロラニルのシステムにおいて、キャリアー生成量子効率測定、易動度の測定などを行い伝導機構を明らかにした。
パブリック・ドメインの醸成と確保という観点からみた各種知的財産法の横断的検討

知的財産法の世界ではパブリック・ドメインとの境界線上での紛争が多発している。その背景には、製造・測定技術やバイオ技術の進歩に伴い、個別のユーザーのニーズにピンポイントに焦点を当てたイノヴェイションが可能となっていたり、インターネットとAIにより公知の情報の集積と解析が飛躍的に容易となっておりそこに付加価値を見出すサービスが創出されたりという側面があり、一概に否定的に評価すべきでもなく、単線的な処理を許さない。ところが、従来の知的財産法学の世界では、知的創作物や創作者概念と異なり、パブリック・ドメインは知的財産権の対象ではないものとして消極的に定義されるに止まり、スポットライトが当てられることは稀であった。しかし、知的財産法が創作を奨励し産業や文化の発展を目的とする以上、その究極の目標はパブリック・ドメインを豊かにし、人々にその利用を享受させるところにあるはずであり、知的創作物の創作者に対する権利はそれを実現する手段に過ぎないはずである。本研究は、このようなパブリック・ドメインを中心に置いた知的財産法に対するものの見方を軸に、いかにしてパブリック・ドメインを豊かにし、その利用を確保するのかという観点から各種の知的財産法の構築を目指すものである。本研究は、全く同じ目的で構成員を増やし大型化した同名の研究プロジェクトが基盤研究Sに採択されたために、重複を避けるために、開始初年度の途中、わずか2ヶ月余りで廃止することになった。しかし、短い期間とはいえ、早くも工業所有権法学会や、弁理士会の中央知的財産研究所を舞台とした成果発表を実現した。それと並行して、本研究により推進した本研究分担者との交流は、結果的に、基盤研究Sを実質的に前倒ししてスタートする役割を果たすこととなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
SNSサイトを利用した環境保全に向けた市民の合意形成のための手法構築の研究

本研究は、SNSサイトを利用した環境保全に向けた市民の「認識共同体」の発展や合意形成のための手法構築の研究である。2010年に愛知・名古屋で開催された生物多様性条約締約国会議(COP10)に向けて実施されたSNSを利用した対話プロジェクトを事例として調査を行った。研究成果としては、事例調査の成果から、SNSが生物多様性保全の重要性等の問題意識を共有する主体間の情報・意見の交換に有効であり、「認識共同体」の拡大のための一手法として有効であることが確認された。しかし一方で、対立する意見の対話や合意形成に至るプロセスにおけるSNS利用の有効性を認めることはできなかった。本年度は、生物多様性条約第10回締約国会議に際して国連大学認定RCE-ESD (Regional Centres of Expertise on Education for Sustainable Development:持続可能な発展のための教育における地域拠点)のひとつであるRCE中部(中部ESD拠点)が実施した、SNSサイトを利用した生物多様性に関わる対話プロジェクトに着目して、環境問題解決におけるインターネットを利用した合意形成のための手法研究を行った。主としてNGOや市民団体メンバーによるサイトの利用があり、COP10会期中に共同アピールを発信した。本研究では、COP10開催前・開催中・開催後のサイトの議論内容および参加形態を分析し、SNSサイトを利用した討論および合意形成の成果と課題を考察した。また、COP10での活動の成果と課題を踏まえ、2012年にインドで開催されるCOP11に向けてサイトを再構築して対話事業を継続する。このため、COP10における南北問題や伝統知・地域知をテーマとした対話を更に発展させるべく、COP10終了後には、アフリカ・ガーナ共和国において調査を行った。現地では、GMO作物導入のリスク研究やマングローブ保全活動などの事例収集を行うと同時に、ガーナにおける有識者をインターネット上の対話プロジェクトに誘導した。なお、本研究・活動の進捗と成果は、国連大学主催の諸会議および日中韓環境教育ネットワーク(TEEN)など、海外の国際会議で報告を行っている。COP10終了後、RCE中部の対話事業南北問題や伝統知・地域知をテーマとした対話を更に発展させるべく、SNSサイトのfacebook上に新たな交流ページを設け、第2期の生物多様性に関する対話プロジェクトを開始した。日本においては、3.11の津波および福島第一原発事故という、持続可能性の根本を脅かす災害・事故が発生したため、サイト上では上記テーマで日本語・英語による議論が展開された。また、国連大学高等研究所では「生物多様性と伝統地」をテーマにRCEのプロジェクトが開始されており、報告者は、COP11に向けたRCEネットワークの事例収集にも参加・貢献している。本年度終期には、ベトナムにおいて、長年に渡って世代間で受け継がれる果樹園の里山的利用に関する調査を行い、調査対象者やRCE南ベトナム関係者に対してネット上の対話サイトへの誘導を行った。なお、本研究・活動の進捗と成果は、国連大学主催の諸会合(日本・タイ・オランダ)やタイのチャアムで開催された国際会議「Asia Regional Forum on Biodiversity」など、海外の研究会等で国際的に報告を行っている。
グローバル金融市場における証券担保金融の効率性

本研究は、「グローバル金融市場における証券担保金融の効率性」と題し、これまで代表者が行ってきた国際金融市場の効率性を高める制度設計に関する研究を発展させ、海外金融市場で生じたショックが国内証券担保金融市場に波及する場合、市場取引の効率性がどの程度低下するのか、効率性を回復するための政策対応の余地はあるのか、といった点について、ミクロ経済学の保険契約理論を用いて分析する予定であった。本研究は、当該分野の海外有識者3名との面談と、国内3大学でのセミナーの討論を踏まえ、以下2つの研究論文として結実しつつある。第一に、証券担保金融による貸出を貸手が現金で回収できたとしても、外国為替市場における取引の流動性が十分ではない場合は、貸手は外国財の購入に当たり、手持ち現金の外貨換算額が変動するかもしれない。その場合は、外国財の消費量が変動する、という不利益を貸手は被る。この不利益は、中央銀行が不足する外貨を供給する、という伝統的な外国為替介入政策により解消することができる。第二に、証券担保金融による貸出を貸手が現金で回収できたとしても、貸手が国内財の消費のタイミングを早める場合は、貸手は国内財の購入に当たり、手持ち現金の購買力が変動するかもしれない。その場合は、国内財の消費量が変動する、という不利益を貸手は被る。この不利益は、中央銀行が不足する国内材を供給する、という非伝統的な政策により解消することができる。この政策は、グローバル金融危機後に米国で採用された担保資産貸出オペレーション(中央銀行が貨幣を供給するのではなく、担保資産を供給する)の理論的根拠を提供するものである。26年度が最終年度であるため、記入しない。
タンタルの電子ビーム溶解と力学的特性の改善

代表的な高融点金属である金属タンタルは化学プラント、電子部品等としての用途が確実に拡大しつつある。これらの分野に効果的に金属タンタルを適応させるためにはその巨視的、微視的力学特性に付いて十分なデータの蓄積が強く望まれる。本研究はこのような視点に立って進めているものである。タンタルの電子ビーム溶解にともない、酸素、窒素、炭素等の侵入型固溶元素量を効果的に低減し得ることを分析結果から確認したが、明瞭な降伏点挙動の発現、特に平均結晶粒径の大きい試料で上下降伏点の発生が明らかなことから、微量の酸素でも結晶粒度と相まって上下降伏点を明確に発現しうることが知られた。巨視的力学特性では、降伏応力、変形応力に対する温度、ひずみ速度の影響について検討した結果から、電子ビーム溶解タンタルは、温度およびひずみ速度などに対しより高い感受性を示し、また変形応力に対する内部応力の相対的な低下など、転位に対する力学的要因が電子ビーム溶解の影響を受けることが明らかとなった。変形の巨視的力学特性について、変形の活性化エネルギ、転位運動の活性体積、頻度数因子などの観点からも粉末冶金法による純タンタルと比較検討したが、変形の活性化エネルギ、転位運動の活性体積等はやや低い値、頻度数因子の値は逆にやや高い値を示すものの、特徴的な違いとして認められる程度のものではなかった。平均的な結晶粒度の影響などについて微視組織的な観点からも検討したが、顕著な影響は見られず、微視組織的視点では電子ビーム溶解の影響を定量的に把握することはできなかった。代表的な高融点金属である金属タンタルはその優れた耐食性、加工性、酸化物の誘電特性等から最近化学プラント、電子部品等としての用途が急激に拡大しつつある。これらの用途に効果的に金属タンタルを適応させるためにはその巨視的、微視的力学特性に付いて十分に検討することが望まれる。本研究はこのような観点から進められたものである。電子ビーム溶解したタンタルは従来粉末法で造られていたものに比較して酸素、窒素、炭素等の侵入型固溶元素の量が少ないと言われており、分析値ではその効果を確認することが出来た。しかし降伏点挙動の観点から見ると、電子ビーム溶解純タンタルで明瞭な降伏点が観察され、特に焼き鈍し温度が高く、平均結晶粒径の大きい試料で明確な上下降伏点を認めた。降伏現象と酸素等、固溶原子の関連から電子ビーム溶解法に改善の余地の有ることを示唆する結果であった。巨視的力学特性では、粉末冶金法による金属タンタルと対比しながら検討した結果、降伏応力、変形応力の温度依存性、ひずみ速度依存性指数等に顕著な差が認められ、この様な観点からは電子ビーム溶解タンタルの純度向上を示唆す結果を得たが、分析値等との対応性は必ずしも明確でなく、粉末法に依るタンタルと電子ビーム溶解法に依るタンタルでは単に純度のみでは説明しきれない要素が存在する事を示唆した。降伏応力、変形の有効応力等の温度、ひずみ速度依存性などの巨視的力学特性から変形活性化エネルギ、転位運動の活性体積、頻度数因子などを求め、粉末冶金法による純タンタルと比較検討したが、両者の間に巨視的力学特性の様な特徴的な差は認められなかった。しかし、全般的に電子ビーム溶解法による試料の活性化エネルギ、活性化容積等はやや低い値、頻度数因子は逆にやや高い値を示し、塑性ひずみ量の影響が比較的表れやすい傾向を見せたことが特徴的であった。

タンタルの電子ビーム溶解にともない、酸素、窒素、炭素等の侵入型固溶元素量を効果的に低減し得ることを分析結果から確認したが、明瞭な降伏点挙動の発現、特に平均結晶粒径の大きい試料で上下降伏点の発生が明らかなことから、微量の酸素でも結晶粒度と相まって上下降伏点を明確に発現しうることが知られた。巨視的力学特性では、降伏応力、変形応力に対する温度、ひずみ速度の影響について検討した結果から、電子ビーム溶解タンタルは、温度およびひずみ速度などに対しより高い感受性を示し、また変形応力に対する内部応力の相対的な低下など、転位に対する力学的要因が電子ビーム溶解の影響を受けることが明らかとなった。変形の巨視的力学特性について、変形の活性化エネルギ、転位運動の活性体積、頻度数因子などの観点からも粉末冶金法による純タンタルと比較検討したが、変形の活性化エネルギ、転位運動の活性体積等はやや低い値、頻度数因子の値は逆にやや高い値を示すものの、特徴的な違いとして認められる程度のものではなかった。平均的な結晶粒度の影響などについて微視組織的な観点からも検討したが、顕著な影響は見られず、微視組織的視点では電子ビーム溶解の影響を定量的に把握することはできなかった。
脳機能解析に用いるノックアウトラットの開発

脳機能解析に用いるためのノックアウトラット(KO)作製を目指し、これまでに体細胞クローン法と精子幹細胞を用いた方法を検討してきた。本年度は、(1)移植体細胞核の初期化動態をゲノムの脱メチル化を指標とした解析、(2)ラット由来GS細胞に遺伝子トラップし、遺伝子破壊が確認できたクローン由来の個体作製を行った。(1)脱メチル化を指標とした体細胞ドナー核の初期化の検討:移植体細胞核の初期化動態を調べることを目的に、DNAメチル化修飾の動態を調べた。胚発生の初期に起こる脱メチル化が初期化機構の一つであるという仮定のもと、まずラット受精卵における脱メチル化動態を調べた。交配後に受精卵を回収しメチル化量を調べたところ、受精から610時間の間に急速にメチル化量が低下した。顕微授精(ICSI)で得た受精卵ではメチル化量の低下が受精卵を回収したものより僅かであった。ラットでは未受精卵を体外に取り出し操作することで、初期化機構の一つである脱メチル化能に影響を及ぼすことが明らかになった。(2)ラット精子幹細胞を用いた遺伝子改変個体の作製:遺伝子トラップ法により遺伝子導入したラット由来生殖幹細胞(GS細胞)をG418薬剤耐性により選択後、遺伝子破壊が確認できたクローンを免疫不全マウスの精巣内に移植し、半数体精子細胞精子へと分化させた。これによりできあがった円形精子細胞をラット卵子へ顕微授精(ROSI)し、遺伝子組換えラットを作製した。SD-EGFPラット由来およびWistar-EGFPラット由来の合計2トラップクローンで、それぞれ19匹および64匹の産仔が得られ、neoをプローブとしたサザン解析の結果、15匹および16匹(含未解析14匹)にneoのバンドが検出された。ホモ個体の作製と詳細な遺伝子解析は進行中だが、ラット精子幹細胞を用いることでKOラットを作製できることが明らかになった。1.Honolulu法によるラット体細胞の核移植(1)ラット卵子に顕微注入した卵丘細胞核における早期染色体凝集の効率的誘起:Honolulu法による体細胞クローンの作製において、ドナー核の遺伝情報を初期化するうえで必要な前変化である早期染色体凝集(PCC)の誘起効率に対する影響要因を調べた。その結果、若齢ラットから過排卵誘起処理後14時間目に排卵卵子を採取し、核注入をラットの屠殺から45分以内に完了させることが重要だった。またマウスとは異なりラットでは、除核卵子に核注入してもPCCがまったく誘起されないこともわかった。(2)PCC誘導後に連続核移植することによって作製したクローンラット胚の発生能:マウス除核卵子をラット体細胞核にPCCを起こさせる支持体に用いることで、あるいはラット排卵卵子にドナー核注入してから卵子の核を取り除くことで、再構築ラット胚を作製した。これらの胚の移植後にいくつかの着床痕が認められたが生存個体は得られず、移植核の多能性を証明するには至らなかった。2.MPF活性制御によるラット卵子でのPCC誘導ラット卵子の自発的な活性化に伴うMPF低下を抑制することで、効率的にPCCを誘導しようとした。サイクリン分解を抑制することでM期停止を起こさせるN-アセチルロイシルロイシルノルロイシナル(ALLN)を採卵から顕微注入までの各培地に添加したうえで非除核卵子に卵丘細胞核を注入した場合、ALLN非処理卵子よりPCC誘導率が若干ではあるが高くなった。1.M期同期化法の再現性の検証:Qi Zhouら(2003)が世界で初めて成功したという体細胞クローンラット作製の原著に可能な限り忠実に従い、クローンラットが作製できるかどうかを調べた。ドナー細胞には胎齢12.5日目DAラット由来の線維芽細胞を用い、核移植に先だってデメコルシン処理することでその細胞周斯をM期に同調させた。レシピエント卵子は過剰排卵誘起した幼若SD雌ラットから採取し、核注入およびMII期核板の除去を1回の卵穿刺操作のなかで連続して行った。計313個の再構築卵をブチルラクトン処理によって活性化誘起したところ、2細胞期に分割したのは175個(56%)のみで、それ以降の体外発育例は得られなかった。67個の2細胞期胚を含む計166個の再構築胚をWistar系偽妊娠雌ラット3匹に移植したが、21日後の帝王切開で生存胎仔はおろか着床痕すら確認できなかった。以上、M期体細胞核の全能性をQi Zhouらの手法によって証明するには至らなかった。2.コンディショナルターゲッティング法によるトランスジェニック(Tg)ラットの作製:CAG/loxP/venusあるいはCAG/creを構築して外来DNAとし、それぞれ3匹および2匹のTgラットを顕微注入法によって作製した。このうちCAG/loxP/venusについては2Tgライン(1匹は不妊)、CAG/creについては1Tgライン(1匹は早期に死亡)が系統化でき、それらの交配によって作製した両外来DNAをもつTg産仔は全身にvenusの緑色蛍光を発していた。以上、ラットにおいてCre-loxPによるコンディショナルターゲッティング法が有効に機能しうることがわかり、本システムの遺伝子解析への応用が期待された。

1.自発的活性化の抑制とドナー核の活性化:クローンマウスの作製法として再現性のあるホノルル法では顕微注入した体細胞ドナー核に早期染色体凝集(PCC)が誘起されるが、ラットに同法を適用してもPCCはほとんど起こらない。そこで染色体凝集に重要な役割を果たす卵成熟促進因子(P34^<cdc2> kinase)のラット卵子内での動態を調べたところ、除核した卵子ではp34^<cdc2> kinase活性が著しく低下し、まったくPCCが誘起されなくなることがわかった。またプロテアソーム抑制剤のMG-132で処理するとp34^<cdc2> kinaseの急激な低下は抑制され、未処理区と比較して顕微注入核のPCC誘起率を有意に高められた。以上、ホノルル法によってラット核移植を成功させるためにはp34^<cdc2> kinase活性を高く維持する化学物質処理が必須であると示唆された。2.ラット精原細胞の長期培養、ならびに分化誘導後の顕微授精:EGFPを発現するトランスジェニックラット(ヘテロ)のG1雄産仔から調製した精原細胞とセルトリ細胞をLIFの不在下で10日間培養し、50%がEGFPの蛍光を発する円形精子細胞様の細胞集団を得ることに成功した。これらの細胞集団の倍数性分布をFACSによって調べたところ、培養の6日目から1Nのピークが出現していた。またこれらの円形精子細胞様の細胞集団では、半数体細胞特異的マーカーのプロタミン2のmRNAがRT-PCRによって検出された。これは、ラットの精子形成のうちの「タイプA精原細胞」から「半数体円形精子細胞」までの分化を体外で再現できた可能性を含んでいる。そこで、これらの細胞が正常な個体発生に寄与できるかどうかを円形精子細胞注入伝(ROSI)による顕微授精によって調べたところ、移植胚の6%が着床したものの生存産仔は得られず、ラット精原細胞を体外で分化誘導した円形精子細胞の正常性を証明するには至らなかった。マウス精巣内でラット精原細胞から分化した精子細胞の正常性精原細胞の精子形成を研究するためには精細管移植が必須で、生殖幹細胞の分化能を評価するためにも有効な手段となる。しかしながら、異種動物間の環境下で成熟した生殖細胞が正常に分化し、かつ雄性配偶子として正常に機能するかどうか、証明されていなかった。そこでラット精原細胞をマウス精細管に移植することで精子細胞へと分化させぐそれらをラット卵子に顕微授精して産仔発生能を検討した。生後2週齢のEGFP-Tgラット精巣から酵素処理により精子幹細胞を採取し、予めブスルファンを投与することで内因性の精細胞を枯渇させたヌードマウスの細精管内に移植した。移植5ヶ月後のヌードマウス精巣にはラット生殖細胞由来のEGFP発現が見られ、円形精子細胞、伸張精子細胞および成熟精子が観察された。これらの精子細胞を顕微授精した結果、239個の移植胚から13匹(5.4%)の産仔が誕生し、うち7匹がEGFPを発現していた。これらの産仔は妊孕性および正常なゲノム刷り込みパターンを保持していた。種間生殖細胞移植と顕微授精による産仔獲得は、遺伝子改変動物の作製ならびに絶滅危惧種の保護に有効な手段となり得る。脳機能解析に用いるためのノックアウトラット(KO)作製を目指し、これまでに体細胞クローン法と精子幹細胞を用いた方法を検討してきた。本年度は、(1)移植体細胞核の初期化動態をゲノムの脱メチル化を指標とした解析、(2)ラット由来GS細胞に遺伝子トラップし、遺伝子破壊が確認できたクローン由来の個体作製を行った。
人体頭部・眼球の情報獲得行動による超高速人体装着型アンテナ系通信資源統合管理機構

人体装着型アンテナとして眼鏡型および指輪型アンテナを提案した.また、導電性繊維で構成する刺繍型アンテナの放射効率を改善するための刺繍構成法を提案し,人体等価ファントムによる実験的放射特性評価を実施した.さらに,人体に張り付けるタイプのBluetooth方式ウエアラブルデバイス用偏波ダイバーシティアンテナを設計し,ランダムな電波環境下で、約10dBのアンテナ偏波ダイバーシティ利得が得られることを示した.一方,位置情報および指向性アンテナを利用したアドホックネットワーク経路制御プロトコルおよびマルチキャスト転送方式を提案し,計算機シミュレーションおよび実機実験により提案方式の有効性を明らかにした.眼鏡へのアンテナ実装に関わりブロードサイド型およびエンドファイヤ型のアンテナの研究を行った.ブロードサイド型では眼鏡フレーム上部へ実装するために給電回路の小型化を狙った直列給電方式に着目し,反射器を誘電体内に内装させスルーホールを用いた折り返し放射器を採用することで電力分配比と整合条件設定に自由度の高いアンテナ構成法を提案した.また眼鏡型デバイスのテンプル部に内装するエンドファイヤ型アンテナのビームチルト制御方式の研究を進め,E面内でのビームチルト技術を開発した.さらに無線基地局側アンテナのサービスエリア形状不均一への適応性を高める手法として誘電体延長部追加構成による基地局用アンテナについて基本検討を行いビームチルト角とサービスエリア形状の同時制御可能性について検討を行った.ウエアラブルデバイス用アンテナの電磁界数値解析を実現するため,モーメント法による誘電体近傍アンテナの電磁界数値解析高速化研究を行い,特性展開関数の高次モードを用いることで,誘電体によるアンテナ入力インピーダンスへの影響を高速で高精度に計算する手法を開発した.また,人体埋め込み型アンテナの放射効率を周波数領域で計算し,人体による電波吸収やアンテナの導体損失を考慮した伝搬損失の周波数特性を明らかにした.狭指向性アンテナを用いてアドホックネットワークを構成するため,端末位置とユーザの姿勢情報を考慮した経路制御プロトコルを提案した.提案方式の有効性をシミュレーションにより検証し,既存方式との比較で通信成功率悪化を回避し冗長トラヒックを20%削減可能なことを明らかにした.さらに,提案方式の実性能検証のため,車両アドホックネットワーク,スマートフォンネットワークおよび宅内ネットワークでの実機実験を行い経路設定に対する提案方式の有効性を確認した.端末用アンテナとしてブロードサイド型では直列給電方式の最適化を図るために給電回路の動作メカニズムの分析を進め,エンドファイヤ型アンテナではビームのチルト角の制御法と広帯域化について検討を進めた.基地局アンテナではスルーホール型八木・宇田アンテナの先端部分に拡張誘電体を装荷する構造を検討し,チルト角と利得を制御する方式を提案した.また人体に近接したアンテナの電気特性を評価する実験に対応するための人体等価ファントムの自動組成合成システムに対する研究を進め、組成自動設計システムのプロタイプを作成した.人体近傍に設置するウエアラブルデバイス用偏波ダイバーシティアンテナを設計し,アンテナの試作,特性評価を行うことでウエアラブルデバイスの受信感度改善を評価した.また,昨年に引き続き,アンテナを人体表面及び人体内部に設置した場合,人体の吸収と遮蔽による電波の伝搬損失を検討し,VHF帯からマイクロ波帯までの広い周波数範囲における電波伝搬のモデリング解析を行い,周波数や偏波などの電波の要素による人体近傍エリアにおける電波伝搬の影響を明らかにした.眼鏡型デバイスに装着された高利得・狭指向性アンテナを用いてアドホックネットワークを構成するため,前年度に提案した,端末位置およびユーザの姿勢情報を考慮した経路制御プロトコルに最適化機構を付加した.提案方式の有効性を計算機シミュレーションにより検証し,既存方式と比較して,通信成功率を悪化させることなく冗長トラヒックを30%削減し,さらに経路構築遅延を20%低減可能なことを明らかにした.さらに,提案方式の経路制御アルゴリズムの応用として,センサネットワークおよびネットワークコーディングと組み合わせた場合の検証を行い,提案方式の応用領域について明らかにした.研究計画の通り,眼鏡フレーム部およびテンプル部に実装するアンテナの基本設計を完了した.特に、レンズ周囲に配置することを想定した直列給電型ブロードサイドアレーアンテナでは8素子配列構造の中央給電アレーアンテナを検討し,主ビーム放射方向の寸法を5 mm以下に抑え, 60 GHz帯(57-66 GHz)においてVSWR 2以下,利得14 dBiを実現する構造を開発した.一方,エンドファイア型アンテナでは眼鏡型ウエアラブルデバイスのテンプル部開き角を5°から15°と想定し,ビームチルト角10°程度のビーム形状を実現する構造で広帯域化を実現した.また,複数の人体組織のファントム組成を単一周波数毎に自動設計できるソフトウエアの開発を完了した.研究計画の通り,ウエアラブルデバイス用アンテナの性能向上のため,偏波ダイバーシティ設計法を確立した.また,実環境における人体に設置するアンテナの特性評価や無線センサーの無線通信の性能評価などの実験的検討を行うことにより,ウエアラブルデバイスのアンテナの放射特性に対する人体の影響やその影響を低減するための技術手法などを理論と実験の両面から評価した.これらの結果は,今後の人体近傍における無線通信やセンサシステムの設計に欠かせない電波伝搬モデルを明らかにした.前年度に提案した経路制御プロトコルを多様なネットワーク環境で効率的に動作させるための最適化機構を提案し,眼鏡型デバイスに装着された高利得・狭指向性アンテナを用いたアドホックネットワーク構成技術を確立できた.一方で,当初は,第2年度に提案経路制御プロトコルを遅延耐性ネットワークへ適用する予定であった.しかし,事前検証により不安定なユーザ間接続環境での提案プロトコルの性能が要求条件に満たなかったことから,多様なネットワーク環境下で提案プロトコルを動作させるための最適化機構の検討を行った.

人体装着型アンテナの放射素子として導電性繊維を用いて刺繍形成する複数の放射素子の検討を行った.まず,広帯域ディスクダイポール型放射素子上の電流分布計算結果を基に導電性繊維の使用量を削減する放射素子構造を提案した.また,広帯域だ円スロット型放射素子の刺繍形成方法を検討し,放射効率改善のための刺繍構造の提案を行った.さらに当該放射素子の放射効率を計算で求めるための研究を進め,刺繍方向に依存する導電率の設定を行うことで刺繍型放射素子の放射効率を計算で予測する手法を提案し,実験によりその有効性を確認した.人体近傍アンテナの評価のための人体等価ファントム組成自動設計システムの研究では低誘電率・低導電率領域の人体組織の模擬を目的とする自動組成設計システムの適用領域の拡大を進めた.人体に張り付けるタイプのBluetooth方式ウエアラブルデバイス用偏波ダイバーシティアンテナを設計し,アンテナの試作と特性評価を行った.ランダムな電波環境で特性評価の結果,ウエアラブルデバイスの受信感度が10dBほど改善されることが分かった.また,飲み込みタイプのカプセル用アンテナの設計指針を確立するために,200MHzから3GHzまでの広い周波数範囲において,人体の吸収と遮蔽による電波の伝搬損失を数値解析により算出し,さらに,液体ファントムを用いた人体内外の伝播実験を行った.高利得・狭指向性アンテナを有するユーザ間の動画情報配信・収集を実現するため,遅延耐性ネットワークを用いた蓄積型マルチキャスト転送方式および,ネットワークコーディング(NC)を用いたマルチキャスト転送方式を提案した.提案方式の有効性を計算機シミュレーションにより検証し,蓄積型マルチキャスト転送方式は既存方式と比較して,冗長トラヒックを増加させることなく情報配信率を20%向上可能であることを明らかにした.人体装着型アンテナとして眼鏡型および指輪型アンテナを提案した.また、導電性繊維で構成する刺繍型アンテナの放射効率を改善するための刺繍構成法を提案し,人体等価ファントムによる実験的放射特性評価を実施した.さらに,人体に張り付けるタイプのBluetooth方式ウエアラブルデバイス用偏波ダイバーシティアンテナを設計し,ランダムな電波環境下で、約10dBのアンテナ偏波ダイバーシティ利得が得られることを示した.一方,位置情報および指向性アンテナを利用したアドホックネットワーク経路制御プロトコルおよびマルチキャスト転送方式を提案し,計算機シミュレーションおよび実機実験により提案方式の有効性を明らかにした.眼鏡型デバイスに注目し、眼鏡フレーム部およびテンプル部に実装するアンテナの基本方式選定を完了した.特に、寸法制限のある眼鏡上の限定されたアンテナ装着部位に適したアンテナ構造を複数提案した.
大学小説ことはじめ―感傷主義と19世紀のアメリカ男性作家たち

もともと本研究は、19世紀初頭から中葉にかけての「大学小説」(college novel)をアメリカ感傷主義の文脈から解き明かすことを目的としていた。しかし感傷小説の研究史を紐解いてみると、同分野の最近の研究がパイオニアたちの持っていた切迫感を失っていること、そして新たな研究領域を立ち上げる際には、現実社会の問題を当事者として引き受け、現実の変革を目指す意志が欠かせないことが分かった。よって、21世紀日本で切迫性をもつ「大学とは何か」、という問いに応答する形での大学小説研究の立ち上げへと方針転換した。最終年度に、19世紀前半の諸作品が大学の有用性の議論にどのように応答しているかを考察した。1.本プロジェクトの基盤作りとして、感傷小説の先行研究について論文にまとめ、投稿した。同論稿では、以下の2点を明らかにした。(1)先行研究は、センチメンタリズムを女性性あるいは男性性と結びつけ、男女の性差に基づく価値を全面に打ち出して作品を評価してきた。(2)先行研究がジェンダーを争点とするアプローチを反復再生産してきた理由は、「キャノンから女性作家が排除されてきた」ことを前提としてきたためである。2.上記論文に加筆・修正を加えた原稿を、第1回文芸共和国の会(2月27日於九州工業大学)で口頭発表した。専門知を市井と共有することを目的としたこの会での発表を通じ、文学研究者はもちろんのこと、他分野の研究者や市井の人々にも広く研究成果を発信することができた。フロアとの自由討論を通し、「キャノンからの女性作家の排除」という感傷小説研究の前提について問い直す必要性があることを確認できた。3.ホーソーンの出身大学であるボードゥン大学の図書館に資料調査に行き、大学のカタログ、学生の手紙、卒業式でのスピーチ原稿、回想録など、数々の資料を入手した。これらの資料は『ファンショー』をはじめ、南北戦争前の大学小説全般を考察する際に活用する予定である。4.日本ナサニエル・ホーソーン協会第34回全国大会に出席した。また、日本ナサニエル・ホーソーン協会九州支部研究会第59回と第60回の研究会、およびシンポジウムに参加した。研究者たちと交流を深め、ホーソーンや19世紀アメリカ文化について貴重な情報を得ることができた。なお、2016年度6月に同研究会で口頭発表することが決まっている。投稿論文と口頭発表を通じ、感傷小説の先行研究で合意されてきた「キャノンからの女性の排除」という前提を明らかにし、さらにはその前提に再考の余地があると認識できたことは、大きな収穫であった。また、日本ナサニエル・ホーソーン協会九州支部研究会に参加し、本課題の考察対象となるホーソーンについて、専門家たちから様々な知見を得た。予定していたボードゥン大学およびハーヴァード大学の図書館における資料調査については、調査先をボードゥン大学図書館に絞ることで、予想以上に多くの資料を収集することができた。しかし、ボードゥン大学で入手した資料のトランスクリプトと分析に関しては、ほとんど進まなかった。感傷小説やアメリカ文学史についての先行研究を読むのに多くの時間を費やし、新しく入手した資料にまでなかなか手が回らなかったためである。しかし、感傷小説研究の全体像を把握しその前提を明らかにすることは、感傷小説研究とは別の系譜として大学小説研究を立ち上げるために不可欠な手続きであったと考えている。資料のトランスクリプトと分析については、28年度の課題とする。1.平成27年度の研究を通じて明らかになった課題ー感傷小説研究で反復再生産されてきた「キャノンからの女性の排除」という前提の見直しーに取り組んだ。「女性作家はキャノンから排除されていた」という感傷小説研究の前提の根拠となってきた1980年代の二つの論文(ポール・ラウターとニーナ・ベイムによるもの)を考察し、両論文がその前提を実証していない点を指摘した。同時に、両批評家がキャノンを構築物と措定することで、男性中心主義的な現実社会を変えようと試みている点を高く評価した。この成果を、九州アメリカ文学会第62回大会での口頭発表、『中・四国アメリカ研究』第8号での論文発表を通じ、公表した。2.感傷小説研究の前提を問い直すさらなる試みとして、同研究分野において「キャノンから女性を排除した」張本人として批判されてきたF・O・マシーセンの文学評価基準について再考した。彼の代表的批評書『アメリカン・ルネサンス』の精読を通じ、後の感傷小説研究者たちが女性作家に認めることになる共感をマシーセンが文学の評価基準としていたことを論証した。この成果を、日本ナサニエル・ホーソーン研究会九州支部研究会第63回で口頭発表した。これを論文化したものが『中・四国アメリカ文学研究』第53号に掲載される予定である。3.アメリカ古書協会(American Antiquarian Society)で、本研究の遂行に不可欠な資料ーホーソーンの『ファンショー』を始めとする19世紀の大学小説の初版本、同時代の大学生の日記本等の写しーを入手した。4.日本ナサニエル・ホーソーン協会九州支部研究会第64回では、他の研究発表の司会を務め、19世紀作家についての理解を深めた。5.ボードゥン大学で入手した資料の一部を読み、イギリス、ドイツの大学の有り方、スコットランド啓蒙主義についての下調べをするなど、次年度の研究準備を進めた。当初は平成28年度に、アメリカの大学を舞台とした初めての小説『ファンショー』を感傷主義の文脈から考察する予定であった。

しかし感傷小説研究史を紐解いていくうちに、感傷小説研究の前提自体を問い直す必要があると判明したため、28年度はその課題に取り組んだ。結果、感傷小説研究の領域が先行研究の前提を無批判に踏襲し、それらの意義を正しく汲まないまま発展してきたこと、そして新たな研究領域を開拓する際には、現実社会の問題を当事者として引き受け、現実の変革を志す意志が欠かせないことが明らかとなった。また、感傷小説の先行研究に加え、スコットランド啓蒙主義、特にコモン・センス学派についての文献を読むことを通じ、感傷主義が19世紀アメリカの文化・文学に深く浸透していたことも分かった。『ファンショー』の考察は次年度に持ち越されることになったが、今年度の課題への取り組みは、実際に大学を舞台とした小説を考察する上で欠かせないプロセスだったと考えている。上記の研究を、二回の口頭発表、査読付き論文二本を通じて広く公表できた(もしくは公表予定である)ことは、予想以上の収穫だった。その他、アメリカ古書協会での資料の入手、ボードゥン大学で得た資料の一部の読解、日本ナサニエル・ホーソーン協会九州支部研究会での司会担当など、研究最終年度に向けた準備を着実に進めることもできた。アメリカの大学小説の端緒を読み解く、という本研究の基盤作りは達成できたと考えている。昨年度までの研究を通して明らかになった本研究の目的ー大学とは何かという喫緊の問題に応答する形で大学小説研究を立ち上げることーに沿って、下記のような取り組みを行った。1)アメリカ最初の大学小説、ナサニエル・ホーソーンの『ファンショー』(1828)が、大学人と村人の協働関係を大学共同体の理想として描いていることを明らかにした。この成果を、日本アメリカ文学会第56回全国大会(平成29年10月14日@鹿児島大学)で、「大学は役に立つのかーNathaniel HawthorneのFanshaweにおける学知と世間知」との題名で行った個人研究発表で公開した。2)1844年に出版された大衆小説二作、ハリー・ヘイゼルの『ボストンの美女ーあるいはケンブリッジのライバル学生たち』、チャールズ・ベイリーの『矯正された学生ーある大学生活の物語』を取り上げ、前者が大学のレトリック教育の有用性を認める一方、後者が孤独な内省に不向きな集団主義の場として大学を批判していることを明らかにした。この成果を、2017年度金沢大学英文学会総会(平成29年12月2日@金沢歌劇座)で、「19世紀中葉のアメリカ大衆小説における大学と法律」との題名で行った講演で公表した。3)日本シェリング協会大会シンポジウム「シェリングの時代の大学論と現代」(平成29年7月2日@九州大学箱崎文系地区)、東アジア学会第74回研究会シンポジウム(平成29年8月25日@西南学院大学)、大学改革に関するシンポジウム「自由・競争・参加ー大学改革からの問題提起」(平成30年2月17日@広島大学東千田キャンパス)などの学術イベントに参加し、大学論や大学改革をめぐる状況について知見を広めた。4)大学論、大学研究、科学史研究等に関わる文献を渉猟し、現在の大学や学問が抱える問題について理解を深めた。もともと本研究は、19世紀初頭から中葉にかけての「大学小説」(college novel)をアメリカ感傷主義の文脈から解き明かすことを目的としていた。
紫外光デバイス用II-VI族新混晶半導体の成長に関する研究

本研究は,従来にない短波長域(紫外)で動作する次世代光デバイスの開発に向けた,新しいII-VI族混晶半導体の結晶成長技術の確立を目指したものである.以下に,本研究で得られた結果を示す.1.まず,ガスソース(GS)分子線エピタキシ-(MBE)法により,GaP基板上にZnCdSSe系混晶の成長を行い,次いで,ZnCdSSe-ZnSSeダブルヘテロ(DH)構造を作製した.DH構造のフォトルミネッセンス測定ではZnCdSSe活性層からの約3.2eVの強い発光が観察され,理論計算から予想したようにタイプI型のバンド構造をもち,キャリアが活性層中に閉じ込められていることが示唆された.2.GSMBEでは,十分な成長速度を得ることができなかったため,硫黄分子を原料としたMBE法を試みた.特に,硫黄分子の非常に高い蒸気圧に対応するため,独自のセルを設計し,それにより成長速度の増加を達成した.3.MBEによりGaP(100)just基板上に直接ZnSを成長した場合,成長層は三次元的でしかも多数の双晶を含んでいることが,反射高エネルギー電子線回折観察の結果明らかになった.成長条件などを検討したところ,三次元成長は傾斜GaP基板により,双晶の形成は高温成長ZnS緩衝層により抑制されることを見いだした.4.塩素(Cl)および窒素を用いたZnS(Se)のn,p型伝導型制御を試みた.n型は2X10^<18>cm^<-3>のキャリア密度が達成されたが,p型伝導は,本研究の範囲内では制御することができなかった.5.以上の結果を踏まえ,GaP傾斜板上にZnS緩衝層を介して,Au/ZnSSe/ZnCdSSe/ZnSSe:Clの金属-絶縁体-(n型)半導体(MIS)構造を作製した.従来のMIS構造との大きな違いは,ZnCdSSe量子井戸層をI層とS層間にもつことで,これによりキャリアが効率よく閉じ込められ,発光高率が増加することが期待される.77Kにおいて電流注入発光を試み,発光波長400nmと紫外域での発光を,世界に先駆けて観測した.以上のように,本研究の成果は,GaP基板上のZnCdSSe系混晶半導体が紫外光デバイス用材料として高いポテンシャルを持つことを明らかにした点で重要であり,今後さらに詳細な結晶性制御,物性制御を行うことによって,この光領域でのデバイスの実現に大きく寄与しうる見通しを得た.本研究は,従来にない短波長域(紫外)で動作する次世代光デバイスの開発に向けた,新しいII-VI族混晶半導体の結晶成長技術の確立を目指したものである.以下に,本研究で得られた結果を示す.1.まず,ガスソース(GS)分子線エピタキシ-(MBE)法により,GaP基板上にZnCdSSe系混晶の成長を行い,次いで,ZnCdSSe-ZnSSeダブルヘテロ(DH)構造を作製した.DH構造のフォトルミネッセンス測定ではZnCdSSe活性層からの約3.2eVの強い発光が観察され,理論計算から予想したようにタイプI型のバンド構造をもち,キャリアが活性層中に閉じ込められていることが示唆された.2.GSMBEでは,十分な成長速度を得ることができなかったため,硫黄分子を原料としたMBE法を試みた.特に,硫黄分子の非常に高い蒸気圧に対応するため,独自のセルを設計し,それにより成長速度の増加を達成した.3.MBEによりGaP(100)just基板上に直接ZnSを成長した場合,成長層は三次元的でしかも多数の双晶を含んでいることが,反射高エネルギー電子線回折観察の結果明らかになった.成長条件などを検討したところ,三次元成長は傾斜GaP基板により,双晶の形成は高温成長ZnS緩衝層により抑制されることを見いだした.4.塩素(Cl)および窒素を用いたZnS(Se)のn,p型伝導型制御を試みた.n型は2X10^<18>cm^<-3>のキャリア密度が達成されたが,p型伝導は,本研究の範囲内では制御することができなかった.5.以上の結果を踏まえ,GaP傾斜板上にZnS緩衝層を介して,Au/ZnSSe/ZnCdSSe/ZnSSe:Clの金属-絶縁体-(n型)半導体(MIS)構造を作製した.従来のMIS構造との大きな違いは,ZnCdSSe量子井戸層をI層とS層間にもつことで,これによりキャリアが効率よく閉じ込められ,発光高率が増加することが期待される.77Kにおいて電流注入発光を試み,発光波長400nmと紫外域での発光を,世界に先駆けて観測した.以上のように,本研究の成果は,GaP基板上のZnCdSSe系混晶半導体が紫外光デバイス用材料として高いポテンシャルを持つことを明らかにした点で重要であり,今後さらに詳細な結晶性制御,物性制御を行うことによって,この光領域でのデバイスの実現に大きく寄与しうる見通しを得た.II-VI族半導体レーザ作製には、立方晶結晶であるIII-V族半導体基板上に歪量子井戸構造を作製することが不可欠であるが、Cdを含むバルク結晶が六方晶をとることから、当初は研究の対象が立方晶Zn(S,Se)三元混晶のみに限られていた。

ところが我々が立方晶結晶上に立方晶ZnCdS、ZnCdSSeが成長することを初めて示したことで、Cdを含む(Zn,Cd)(S,Se)四元混晶により新しい各種レーザ構造設計が可能となった。この成果をもとに歪の効果を取り入れた理論手法によりGaP基板上にコヒーレント成長させた紫外レーザ構造を設計し、ZnS_<0.84>Se_<0.16>/Zn_<0.85>Cd_<0.15>S_<0.80>Se_<0.20>,Zn_<0.90>Cd_<0.10>S/Zn_<0.75>Cd_<0.25>S_<0.96>Se_<0.04>からなる歪量子井戸構造が、室温において約3.3eV(波長0.38μm)の紫外域の禁制帯幅を有し、しかもレーザの最も基本である光・キャリアの有効な閉じ込めが可能であることを提案した。高安定な固体硫黄分子線セルを試作し、GaP基板上に高品質ZnCdSSe系多層構造を作製し、そのバンド構造と基礎発光特性を明らかにした。さらに、これを活性層とするMIS型発光ダイオードを試作し、77Kにおいて高輝度の近紫外(0.39μm)発光を初めて観測した。p型ドーピングに関しては、マイクロ波窒素プラズマ法によりZnSへのドーピングを試みた。フォトルミネッセンス測定によりアクセプターレベルが形成されていることを確認したが、電気的には低抵抗p型層を得るには至っていない。今後、基板温度、II/VI比等の成長条件を最適化することで高濃度添加の条件が明らかにされるものと期待できる。本研究は,従来にない短波長域(紫外)で動作する次世代光デバイスの開発に向けた,新しいII-VI族混晶半導体の結晶成長技術の確立を目指したものである.本年度は昨年度に引続き,GaP基板上にZnCdSSe系半導体を分子線エピタキシ-法(MBE)で作製した.以下に,本年度の研究で得られた結果を示す.1.GaP(100)just基板上に直線ZnSを成長した場合(成長温度330°C),成長層は三次元的で,しかも多数の双晶を含んでいることが,高エネルギー電子線回析(RHEED)観察の結果明らかになった.成長条件などを検討したところ,三次元成長は(100)から少し傾いたGaP基板を,双晶の形成は高温成長(490°C)ZnS緩衝層を用いることにより抑制されることを見いだした.2.塩素(Cl)および窒素を用いたZnS(Se)のn,p型伝導型制御を試みた.n型は2×10^<18>cm^<-3>のキャリア密度が達成されたが,p型伝導は,本研究の範囲内では制御することができなかった.我々は,従来の研究でp-ZnSeを得ており,このことからZnSe系では,不純物添加構造に違いがあるものと考えられる.3.1.,2.の結果を踏まえ,GaP傾斜基板上にZnS緩衝層を介して,Au/ZnS_<0.86>Se_<0.14>/Zn_<0.77>Cd_<0.23>S_<0.77>Se_<0.23>/ZnS_<0.86>Se_<0.14>:Clの金属-絶縁体-(n型)半導体(MIS)構造を作製した.従来のMIS構造との大きな違いは,ZnCdSSe量子井戸層を絶縁層と半導体層間に持つことで,これによりキャリアが効率よく閉じ込められ,発光効率が増加することが期待される.77Kにおいて電流注入発光を試みたところ,発光波長4000Åと紫外域での発光が観測された.この成果は,世界に先駆けて半導体による紫外発光を実現したものであり,また,ZnCdSSe系混晶半導体が紫外光デバイス用材料として高いポテンシャルを持つことを明らかにした点で重要であると考える.
エルシニア・エンテロコリチカの耐熱性下痢毒素に関する研究

毒素原性大腸菌の産生する耐熱性下痢原因毒素STpの11位のAsnのコドンをLysおよびArgのコドンに置換したプラスミドを保有する変異株の培養上清から変異STpを精製した。変異STpの性状を親株STpのそれと比較して次のような結果を得た。3.変異STpの抗原性は親株STpと同様、100°C、10分間の加熱に安定である。又、変異STpに対する抗体は親株STpの下痢毒素活性を中和した。4.変異STpの下痢毒素活性を親株STpのそれと比較した結果、変異STp(Lys-11)では1/200以下に、変異STp(Arg-11)では1/800以下に低下していた。腸管ループテストにおいても両変異STpは液体貯溜活性を失っており、生菌を用いたループテストでも変異菌には下痢活性は認められなかった。STp7位のGluをGlnに、11位のAsnをArgまたはLysに置換するよう作製した変異株の302(Gln-7,Arg-11)および変異株の303(Gln-7,Lys-11)の培養上清には、下痢毒素活性は認められなかった。しかし、それぞれの培養上清とSTp単クローン抗体とは十分に反応し、本菌のワクチンへの有用性を示唆した。1.エンテロコリチカSTおよび類似ペプチドの化学合成とその毒素活性。エンテロコリチカSTの一次構造に従ってアミノ酸30残基から成るペプチド(1-30)、および類似ペプチドとしてC未アミノ酸19残基とN未11残基より成る各ペプチド(12-30),(1-11)を化学合成した。ペプチド(1-30),(12-30)の毒素活性は自然型毒素と等しかったが、ペプチド(1-11)は無毒であった。2.培養細胞のC-GMP代謝に及ぼす毒素ペプチドの作用。毒素ペプチド(1-30)をL細胞やマウス脾細胞に加えると、これらの細胞のC-GMP量が10分以内に36倍増加したが、毒素ペプチド(12-30)にはその作用はなかった。しかし、両ペプチドは分離したL細胞膜のC-GMP量を同様に増加させることから、少くとも培養細胞に対するC-GMP量の上昇作用は毒素活性とは平行せず、ペプチド(12-30)はむしろ毒素原性大腸菌のST類似の作用を有していた。3.L細胞による毒素ペプチドの取り込み。【^(125)I】標識ペプチド(1-30)は量依存的にL細胞内に取り込まれるが、ペプチド(12-30)は一定量以上は細胞に結合しなかった。ペプチド(1-30)のN未アミノ酸配列を含む立体構造が腸管細胞以外の細胞の膜通過に重要な働きをしていることが示唆された。4.大腸菌STp遺伝子の修飾によるワクチン株開発の試み。エンテロコリチカ菌、毒素原性大腸菌などのSTは抗体により交叉中和反応を示す。すでに明らかになっているST遺伝子を特異的塩基置換法で修飾し中和抗体産生能のある無毒株を作成することを目的として、数種類の無毒株を得た。現在、これらの株の産生する無毒ペプチドあるいは弱毒ペプチドの抗原性を検討している。大腸菌をはじめ,エルシニア・エンテロコリチカ, NAGビブリオなどの下痢原因菌は構造の類似した耐熱性下痢原因毒素(ST)を産生する.我々はエルシニユ・エンテロコリチカSTの作用機序解明を試みてきたが,それにはさらに変異毒素が必要となった.上記のSTのうち遺伝子がクローニングされているのは大腸菌のみであり,エルシニアSTの腸管での作用機序も基本的には大腸菌STと同一であると考えられた.そこで,大腸菌STp遺伝子を持つプラスミド(Tc-1)を用いて,特異的塩基置換法で特定の位置に希望するアミノ酸が導入された変異ST産生株を分離した.1)システイン残基(Cys)を置換した変異STの性質STpには, Cys5-Cys10,Cys6-Cys14,Cys9-Cys17の3つの架橋がある.Cys6とCys17をそれぞれA1aに置換した変異STの毒素活性は完全に消失していた.Cys5をA1aに, Cys10をSerに各置換した変異STの活性は著しく低下した.以上のことから, STの活性には3つのS-S架橋が必要であるが,とくにCys6-Cys14,Cys9-Cys17の2つの架橋は活性発現に必須であることがわかった.Asn11をTyr,Asp,His,Gln,Arg,Lysにそれぞれ置換した変異STを作成した.すべての変異STの比活性は著しく低下し,とくにArg,Lysの置換体は活性測定が不能であった.さらに,すべての変異毒素はSTpに対する単クローン抗体および多クローン抗体と反応した.とくにArg,Lysの置換体はSTpと同程度の反応性を示した.これらの変異STはSTの作用メカニズムの解析と,ワクチン株の開発に意味があると考えられた.毒素原性大腸菌の産生する耐熱性下痢原因毒素STpの11位のAsnのコドンをLysおよびArgのコドンに置換したプラスミドを保有する変異株の培養上清から変異STpを精製した。

又、変異STpに対する抗体は親株STpの下痢毒素活性を中和した。4.変異STpの下痢毒素活性を親株STpのそれと比較した結果、変異STp(Lys-11)では1/200以下に、変異STp(Arg-11)では1/800以下に低下していた。腸管ループテストにおいても両変異STpは液体貯溜活性を失っており、生菌を用いたループテストでも変異菌には下痢活性は認められなかった。STp7位のGluをGlnに、11位のAsnをArgまたはLysに置換するよう作製した変異株の302(Gln-7,Arg-11)および変異株の303(Gln-7,Lys-11)の培養上清には、下痢毒素活性は認められなかった。しかし、それぞれの培養上清とSTp単クローン抗体とは十分に反応し、本菌のワクチンへの有用性を示唆した。