hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Tangoを利用した5-HT2C受容体活性のin vivoライブイメージング

本研究では5-HT2C受容体(5-HT2CR)活性を簡便に測定できるシステムを開発するために、Tangoと呼ばれるArrestinのGタンパク質共役型受容体への結合を利用した系を構築した。まずTangoベクターに5-HT2CRを挿入したpEF1-5-HT2CR-Tangoプラスミドを構築し、受容体は2種類のRNA未編集型(INI)と完全編集型(VGV)アイソフォームを使用した。次に5-HT2CRから遊離したLexAの量に依存するEGFPによるレポータープラスミドを構築した。そして安定発現細胞株を作製し、INI, VGV型の活性を比較し、このアッセイ系が有効に作動していることを確認した。5-HT2C受容体(5-HT2CR)活性を簡便に測定できるシステムを開発するために、Tangoと呼ばれるArrestinのGPCRへの結合を利用したシステムを5-HT2CRで構築した。まず、ショウジョウバエ用に開発されたValium-TEVcs-LexA-HA-2A-Arrestin-TEVpプラスミドを動物細胞で発現させるために、NotI-XbaI断片(TEVcs-LexA-HA-2A-Arrestin-TEVp)をpEF1のNotI-XbaI部位に挿入した。そして、TEVcsの上流(KpnI-NotI)に終止コドンを除いた5-HT2CRを挿入し、pEF1-5HT2CR-Tangoプラスミドを構築した。なお、5-HT2CRは2種類のRNA編集アイソフォーム(INIとVGV)を使用した。次に、レポーターとしてpLexOP-mini-EGFPプラスミドを構築した。このプラスミドは、CMVプロモーターの上流にLexAオペレーター配列を持ち、EGFP発現は5-HT2CRから遊離したLexAの量に依存する。なお、EGFPは通常の半減期のもの(EGFP)と短いもの(dEGFP)を使用した。次に、5-HT2CR-Tangoの発現と細胞内局在をCOS7細胞で調べた。ウエスタンブロットの結果、全長分子、2A部位で自己切断を受けた5-HT2CR-TEVcs-LexA-HAやさらにTEVcs部位で切断を受け遊離したLexA-HA分子などのバンドが検出できた。また、免疫細胞化学解析から、5-HT2CR-Tangoは小胞体、ゴルジ体、細胞膜に存在していることも確認した。そこで、5-HT2CR-Tangoの活性をEGFPレポーター遺伝子発現を指標に測定するために、pLexOP-mini-EGFPまたはdEGFPの安定発現細胞を作製した。脳に発現するセロトニン2C受容体(5-HT2CR)はGタンパク質共役型受容体(GPCR)で摂食、情動等に関与すると同時にRNA編集と呼ばれる転写後修飾を受け、編集を受けたアイソフォームは受容体機能に影響を与えることが知られている。本研究では5-HT2C受容体(5-HT2CR)活性を簡便に測定できるシステムを開発するために、Tangoと呼ばれるArrestinのGPCRへの結合を利用したシステムを5-HT2CRで構築した。25年度はdrosophila用Tangoプラスミドを改変して5-HT2CRを挿入して、pEF1-5HT2CR-Tangoプラスミドを構築した。5-HT2CRは2種類のRNA未編集型(INI)と完全編集型(VGV)を使用した。次に5-HT2CRから遊離したLexAの量に依存するEGFPによるレポータープラスミドを構築して、5-HT2CR-Tangoの発現と細胞内局在をCOS7細胞で調べ小胞体、ゴルジ体、細胞膜に存在していることを確認した。26年度はEGFP発現を指標に5-HT2CR-Tangoの活性を測定する安定発現細胞を作製し、INI,VGV型の5-HT2CRでこのTango system比較するとbasal activityでINI型が活性が高く、両者とも5-HT刺激により濃度依存的にEGFPが増加したが、VGV型は増加程度が低かった。さらに5-HT2CRの選択的な阻害剤SB242084は濃度依存的にbasal activityも5-HT刺激下による受容体活性化を抑制した。これらの結果は培養細胞では5-HT2CR-Tangoシステムが構築できたとことを示している。この系を発現するtransgenicマウスを作製して将来脳部位特異的な5-HT2C受容体活性をモニターする系を作製して、薬剤スクリーニング等に役立てたい。神経解剖学交付申請書に記載した研究計画のうち、プラスミドの構築および5-HT2CR-Tangoの発現チェックまで予定通り行えた。また、レポーターシステムの正常な作動も既に検証し、培養細胞で安定発現株も作製済みである。従って、おおむね計画通り進行している。

5-HT2CR-Tangoシステムの動作確認を行うために、培養細胞に5-HT2CR-Tangoを導入し、アゴニスト・アンタゴニストによる受容体活性の測定行う。さらにES細胞へも導入し、神経分化させた細胞での5-HT2CR活性のモニタリングを同様に行う予定である。
甲状軟骨形成術Ⅰ型専用インプラントの開発－より高い機能改善効果を得るために－

甲状軟骨形成術I型は、反回神経麻痺により低下した喉頭機能を改善するため、患側声帯の振動部を、麻痺した位置から正中へ寄せ人工形成材料で固定する手術である。本手術は日本発の術式であり、保険診療上の診療行為名称として、喉頭形成術:人工形成材料挿置術として承認されている。しかし登録から30年近く経過した現在でも、保険診療で使用できる人工形成材料は存在しない。申請者は国内初の薬事承認を目標とし、インプラント(人工形成材料)の開発および臨床研究を行い、良好な機能改善効果を得た。一側声帯麻痺に対する外科治療として広く行われている甲状軟骨形成術I型は術中に患者の喉頭所見と音声を調節の指標としているが、手術の影響で声帯が腫脹したり、声帯麻痺の代償発声である過緊張状態が術中に解消されずに調節に難渋することが多い。そこで今回の研究の目的は反回神経麻痺に代表される一側声帯の運動障がいの程度をCT検査と筋電図検査を用いて行い、それぞれの検査の相関を調べるとともに、外科治療における指標としての有用性を検討することである。初年度は研究準備期間としており、検査に用いる筋電図検査器具の改良とCT検査において声帯麻痺で萎縮した甲状披裂筋と輪状披裂筋を確認出来る線量を検討し決定した。次年度からは実際に対象患者に対して各検査を施行していく予定である。また本研究の基礎となる喉頭疾患に関する学会報告および論文投稿を行った。使用する器具の改良および画像検査の準備も済み、本研究の基礎となる学会発表や論文投稿も行えているため。一側声帯麻痺患者に対する手術は年間20例異常行っており、順次に症例登録を行っていく予定である。2019年5月に開催される日本耳鼻咽喉科学会総会での成果報告を予定しているため。
亜鉛ーニッケル合金めっき皮膜の腐食機構

本研究の目的は,自動車用防錆鋼板として実用化されている亜鉛ーニッケル合金めっき鋼板の腐食機構を明らかにすることにある.本研究では次のような実験を行い,いくつかの結果を得た.1.市販の軟鋼を下地材料とし,大気開放静止浴状態の硫酸浴を用いて,ニッケル濃度約10%,膜厚約10μmの亜鉛ニッケル合金めっきを行ったものを試料とし,塩素イオン濃度とpHの異なる種々の水溶液中での腐食挙動を調べた.(1)3%塩化ナトリウム水溶液中に長時間浸漬した試料表面には,めっき皮膜での腐食溝の形成と,赤褐色の錆と白色の錆の形成が認められた.この腐食生成物をX線回折で分析し,白色の錆は塩基性塩化亜鉛であることがわかった.(2)基性塩化亜鉛は絶縁体であることより,その形成は腐食に対する保護皮膜作用を持つものと推測されたので,その形成条件について調べた.3%塩化ナトリウムを含む種々の緩衝液中での腐食生成物の形成を調べたところ,塩基性塩化亜鉛の形成はpH8.0以上の溶液に限られた.3%塩化ナトリウム水溶液のpHは6.0であるので,腐食に伴ってめっき皮膜近傍の溶液pHが浸漬直後の6.0から8.0以上へと変化するために腐食生成物として塩基性塩化亜鉛が形成されることがわかった.(3)腐食進行に伴う電気化学的インピ-ダンスの変化を測定したが,極めて複雑な変化を示し,現在のところそれに基づく腐食機構の考察はできていない.2.亜鉛ーニッケル合金めっき皮膜の腐食で特徴的なことは,腐食溝の形成である.この形成はめっき皮膜中の残留応力にあるものと推測して,めっき途中での応力(ひずみ)の発生と腐食に伴うその変化をひずみゲ-ジによって調べた.(1)本実験のめっき条件では,ほぼ10^<-4>の圧縮ひずみが発生した.(2)腐食に伴ってそのひずみは消滅した.(3)腐食に伴うひずみの消滅と腐食電位の経時変化はよく対応した.本研究の目的は,自動車用防錆鋼板として実用化されている亜鉛ーニッケル合金めっき鋼板の腐食機構を明らかにすることにある.本研究では次のような実験を行い,いくつかの結果を得た.1.市販の軟鋼を下地材料とし,大気開放静止浴状態の硫酸浴を用いて,ニッケル濃度約10%,膜厚約10μmの亜鉛ニッケル合金めっきを行ったものを試料とし,塩素イオン濃度とpHの異なる種々の水溶液中での腐食挙動を調べた.(1)3%塩化ナトリウム水溶液中に長時間浸漬した試料表面には,めっき皮膜での腐食溝の形成と,赤褐色の錆と白色の錆の形成が認められた.この腐食生成物をX線回折で分析し,白色の錆は塩基性塩化亜鉛であることがわかった.(2)基性塩化亜鉛は絶縁体であることより,その形成は腐食に対する保護皮膜作用を持つものと推測されたので,その形成条件について調べた.3%塩化ナトリウムを含む種々の緩衝液中での腐食生成物の形成を調べたところ,塩基性塩化亜鉛の形成はpH8.0以上の溶液に限られた.3%塩化ナトリウム水溶液のpHは6.0であるので,腐食に伴ってめっき皮膜近傍の溶液pHが浸漬直後の6.0から8.0以上へと変化するために腐食生成物として塩基性塩化亜鉛が形成されることがわかった.(3)腐食進行に伴う電気化学的インピ-ダンスの変化を測定したが,極めて複雑な変化を示し,現在のところそれに基づく腐食機構の考察はできていない.2.亜鉛ーニッケル合金めっき皮膜の腐食で特徴的なことは,腐食溝の形成である.この形成はめっき皮膜中の残留応力にあるものと推測して,めっき途中での応力(ひずみ)の発生と腐食に伴うその変化をひずみゲ-ジによって調べた.(1)本実験のめっき条件では,ほぼ10^<-4>の圧縮ひずみが発生した.(2)腐食に伴ってそのひずみは消滅した.(3)腐食に伴うひずみの消滅と腐食電位の経時変化はよく対応した.
鉄合金のベイナイト変態に及ぼすソリュートドラッグ効果

前年度までに、Fe-C-Mo、およびFe-C-Ni合金の変態挙動、炭化物析出挙動を調べ、不完全変態やベイ形成のメカニズムをソリュートドラッグ効果の観点から検討してきた。また、ソリュートドラッグ効果を取り入れたフェライトの拡散律速成長のシミュレーションモデルを作成し、置換型合金元素の及ぼす影響を詳細に検討した。磁場中のFe-C-Mo合金の変態では、ベイが短時間、高温側にずれるという結論に達した。これは強磁場をかけることにより、フェライト変態の駆動力が増し、ベイ以下の変態が促進されるためと考えられる。ベイ以上の温度では、Mo_2Cなどの炭化物析出が起こるため、磁場による促進効果がベイ以下より小さいと見られる。これと並行して、最終年度として、α/γ界面における炭素と合金元素の化学平衡を文献中のデータを網羅して検討した。パラ平衡や局所平衡を識別する手段として、オーステナイト中の合金元素の拡散スパイクの幅が用いられる。これまでのデータを詳細に分析した結果、オーステナイト中の拡散スパイクの幅が格子面間隔より小さくても合金元素の分配が起こっていることが明らかになった。このことは、フェライトの成長や合金元素の分配にα/γ界面に沿っての拡散、あるいはフェライト中の拡散などを考慮する必要があることを示しており、オーステナイト分解に対する合金元素の効果に関するワークショップ(2004年12月,ストックホルム)で今後の検討課題となった。本研究はFe-C-Mo合金の等温変態曲線が中温域でベイを形成し、ベイ以下の温度でステーシス(変態停留)が現れ、デイジェネレートフェライトという特徴的な組織形態が生成するメカニズムを解明することにある。そのため強磁場中で変態を起こさせて等温変態曲線がどのような影響を受けるかを調べるとともに、ソリュートドラッグ効果(合金元素のα/γ界面偏析)の影響をコンピューターシミュレーションによって解析した。以前(科研費)TEM-EDXにより測定したMoのα/γ界面における偏析量は保持時間とともに増加している。これを考慮して、Cahn、Purdy-Brechetのモデルによって界面偏析がフェライトの成長速度に及ぼす影響を解析した。フェライトは始め炭素の拡散律速で成長するが、未変態γ母相に炭素が濃縮すると、さらに成長を続けるためには合金元素の拡散が必要となる。Moの拡散は非常に遅いので、変態が一時的に止まったようになり、これがステーシスの起こる原因と考えられる。ベイより下の温度では時間とともにソリュートドラッグの度合いが増加し、ステーシスが現れるが、ベイより上の温度では、逆に時間とともにドラッグの度合いは減少し、ステーシスは生じないことをシミュレーションにより結論付けた。磁場中で等温保持した試料の組織観察を行った結果、TTT-曲線が短時間側に移行することが明らかとなった。磁場中の変態でのベイの有無については解析中である。本研究は、Fe-C-Mo合金の特異な変態挙動(中温域の著しい変態の遅滞、TTT-曲線のベイ)のメカニズムを解明することを目的とする。前年度までにMoのα/γ界面偏析のTEM-EDX解析とコンピューターシミュレーションにより、ソリュートドラッグ効果によるベイ形成のメカニズムを提案した。その骨子は、ベイ付近でソリュートドラッグ効果は最大となり、ベイ以下では界面の移動速度が大きくなってMoが界面移動に追随できないこと、ベイより上ではMoの偏析は大きいが、粒界拡散係数の増加により、ドラッグ効果は減少する。Mo合金ではMo_2C、Mo_6Cなどの炭化物が析出して、変態挙動を複雑にしている。炭化物の析出はベイ直上で起こる。そこで、磁場をかけることにより変態駆動力を変え、TTT-曲線の変化、および炭化物の析出挙動などを観察する目的で、磁場中で試料を熱処理し、試料のTEM観察に着手した。また、炭素との相互作用がほとんどないFe-C-Ni合金の熱処理も行い、変態挙動(不完全変態の有無)の検討を開始した。この合金系では不完全変態は起こらないと見られる。コンピューターシミュレーションではパラ平衡と局所平衡におけるフェライト変態をシミュレートするプログラムを作成し、炭素の拡散から合金元素の拡散が変態を律速するようになる段階まで変態をシミュレートした。

これにより、ソリュートドラッグ効果と不完全変態の関係を検討している。前年度までに、Fe-C-Mo、およびFe-C-Ni合金の変態挙動、炭化物析出挙動を調べ、不完全変態やベイ形成のメカニズムをソリュートドラッグ効果の観点から検討してきた。また、ソリュートドラッグ効果を取り入れたフェライトの拡散律速成長のシミュレーションモデルを作成し、置換型合金元素の及ぼす影響を詳細に検討した。磁場中のFe-C-Mo合金の変態では、ベイが短時間、高温側にずれるという結論に達した。これは強磁場をかけることにより、フェライト変態の駆動力が増し、ベイ以下の変態が促進されるためと考えられる。ベイ以上の温度では、Mo_2Cなどの炭化物析出が起こるため、磁場による促進効果がベイ以下より小さいと見られる。これと並行して、最終年度として、α/γ界面における炭素と合金元素の化学平衡を文献中のデータを網羅して検討した。パラ平衡や局所平衡を識別する手段として、オーステナイト中の合金元素の拡散スパイクの幅が用いられる。これまでのデータを詳細に分析した結果、オーステナイト中の拡散スパイクの幅が格子面間隔より小さくても合金元素の分配が起こっていることが明らかになった。このことは、フェライトの成長や合金元素の分配にα/γ界面に沿っての拡散、あるいはフェライト中の拡散などを考慮する必要があることを示しており、オーステナイト分解に対する合金元素の効果に関するワークショップ(2004年12月,ストックホルム)で今後の検討課題となった。
活性リン脂質リゾホスファチジン酸による浸潤転移機構の解明

リゾフォスファチジン酸(LysoPA)で線維芽細胞を処理すると、細胞増殖を促進すると共に、処理直後にはストレスファイバーの発達やラッフリングが生じることから、アクチンフィラメントを介した細胞骨格系へもシグナルを送っていることが示唆されている。又、LysoPAで細胞を処理すると、癌細胞の浸潤性が増すことが報告されており、これもアクチンフィラメントの調節を介している可能性が高い。我々は癌細胞におけるLysoPAの細胞増殖、転移機構を明らかにするため、LysoPAの細胞内情報伝達機構の解明を行った。NIH3T3細胞をLysoPAで処理するとfocal adhesion kinase(FAK)、パキシリン、テンシンがチロシンリン酸化されることが判明した。チロシンリン酸化をもたらすチロシンキナーゼは未だわかっていないが、LysoPAによる細胞骨格系の変化がこれらの蛋白質のチロシンリン酸化を介すること、そしてその結果、細胞が転移しやすい細胞形態に導かれることが予想された。LysoPAのシグナリングにチロシンキナーゼが関与していることが明らかになったので、次に、血小板由来増殖因子(PDGF)受容体のチロシンキナーゼの下流で重要な役割を果しているホスファリパーゼC(PLC)γ1が、LysoPAの細胞内情報伝達機構にも介在していないかを検討した。PLCγ1がPDGF受容体に結合した後、チロシンリン酸化される部位のチロシンリン酸化ペプチドを合成し、これに対するポリクローナル抗体を作製した。チロシンリン酸化ペプチドやこの抗体を細胞に微量注入すると、LysoPA刺激時のラッフリング形成が阻害された。又、この抗体で細胞染色するとラッフリング形成部位が染まることが明らかになった。これらのことから、PLCγ1がLysoPAの情報伝達に関わっていることが示唆された。細胞増殖、転移におけるリゾホスファチジン酸(LysoPA)の役割を解明するため、まず不飽和脂肪酸オレオイル基を持つLysoPAに対するモノクローナル抗体を作製した。この抗体は非常に特異的でホスファチジン酸、ホスファチジルコリン、他のリゾ体などとの交叉性はなかった。この抗体を用いて転移の重要なファクターであると思われる血清中のLysoPA量を測定したところ、310μMのLysoPAが検出された。in vivoでは210μMPAが細胞増殖を引き起こすことが報告されていることから、生理的にもLysoPAは何らかの役割を担うことが予想された。すなわち、血小板等で産出されたLysoPAは血中に放出され、オートクライン機構により標的細胞の増殖を引き起こしたり、血管内皮細胞に作用して血管の収縮に関与していることが示唆される。さらにLysoPAの細胞内情報伝達機構を解明するため、NIH3T3細胞をLysoPAで処理したときの細胞内の変化を検討したところ、LysoPA処理によりFAK、パキシリン、テンシンがチロシンリン酸化されることが判明した。チロシンリン酸化をもたらすチロシンキナーゼはまだわかっていないが、LysoPAによる細胞骨格系の変化がこれらの蛋白質のチロシンリン酸化を介すること、そして骨格系の変化が結果として転移しやすい細胞形態を導くと考えられた。

我々は癌細胞におけるLysoPAの細胞増殖、転移機構を明らかにするため、LysoPAの細胞内情報伝達機構の解明を行った。NIH3T3細胞をLysoPAで処理するとfocal adhesion kinase(FAK)、パキシリン、テンシンがチロシンリン酸化されることが判明した。チロシンリン酸化をもたらすチロシンキナーゼは未だわかっていないが、LysoPAによる細胞骨格系の変化がこれらの蛋白質のチロシンリン酸化を介すること、そしてその結果、細胞が転移しやすい細胞形態に導かれることが予想された。LysoPAのシグナリングにチロシンキナーゼが関与していることが明らかになったので、次に、血小板由来増殖因子(PDGF)受容体のチロシンキナーゼの下流で重要な役割を果しているホスフォリパーゼC(PLC)g1が、LysoPAの細胞内情報伝達機構にも介在していないかを検討した。PLCg1がPDGF受容体に結合した後、チロシンリン酸化される部位のチロシンリン酸化ペプチドを合成し、これに対するポリクローナル抗体を作製した。チロシンリン酸化ペプチドやこの抗体を細胞に微量注入すると、LysoPA刺激時のラッフリング形成が阻害された。又、この抗体で細胞染色するとラッフリング形成部位が染まることが明らかになった。これらのことから、PLCg1がLysoPAの情報伝達に関わっていることが示唆された。
海外在留邦人の「複言語育児」  ―アイルランドの在留邦人へのインタビュー調査から

本研究の研究課題は、「海外在留邦人の親たちは、どのような教育意識のもとに、これらの子ども達に日本語を含む複数言語を介する育児をしているのか」である。「複言語育児」という分析概念を立て、アイルランドを事例に、日本人の親たちにライフストーリーインタビューを実施することでこの研究課題を明らかにしようとした。インタビューの際のリサーチクエスチョンは以下の二つである。1アイルランド在住の日本人の親たちは、どのように「複言語育児」を実践しているのか。2その「複言語育児」の実践は、親のどのような教育意識のもとに実践されているのか。またそれらの教育意識はどのように形成されたのか。本年度は主な研究成果として、本研究課題の成果を博士論文にまとめた。(博士論文題目:「複言語育児」を実践する親たちの意味世界-共通了解の成立を目指す日本語教育の提言-:2018年7月早稲田大学)。また、2018年7月8月にかけてアイルランド、ダブリン市で現地調査および海外から講師を招聘して講演会を主宰した。現地調査では、1)それまで継続してライフストーリーインタビューを続けていた研究対象者へのフォローアップインタビュー、2)「複言語育児」の参与観察である。8月56日には、、米プリンストン大学からアイルランド日本語教師会に佐藤慎司氏を招聘し、現地の親や教師を対象に言語教育の講演会を実施した。また本年度は本研究課題の研究成果について、計4回学会発表を行った。(うち1回は海外における国際学会)。また本研究課題を明らかにする過程で、理論研究も大いに歩みを進めた。質的研究の基盤理論である現象学の研究会への継続的な参加と文献購読により、日本語教育における質的研究へ新たな視座を博士論文によって開拓した。今後は現象学、哲学の原理を基盤に、さらなる日本語教育学の基礎づけを進め、日本語教育学の理論研究に貢献していきたい。アイルランドにおける現地調査の内容をまとめた博士論文の執筆を終え、本研究課題のひとまずの成果をまとめることができた。今年度は、前半の7月までは研究課題をテーマとする博士論文の執筆に追われた。7月に学位を取得した後は、研究課題の成果を計4回の学会発表で発表した。今年度は論文執筆、学会発表などのアウトプットの比重が高かったため、現地での調査やワークショップは昨年よりも少なくなった。しかし、博士論文執筆の過程でインタビューの分析と理論形成をすすめるうち、理論研究の面で大きな進展があった。それが、質的研究の基盤をなす「現象学の原理」の認識論の原理にもとづき、海外在留邦人の親たちの「複言語育児」をめぐるインタビュー調査から、その本質を考えようとする方向性である。現象学の原理はまた、「信念対立を乗り越える共生社会の構築のための日本語教育の原理」になり得ることに気づき、博士論文ではをれを「共通了解の成立」を目指す日本語教育の提言、とまとめた。社会構成主義、社会構築主義の理論に立脚した日本語教育学の「質的研究」の視座を、「新たな価値の定立」という視覚から新たに問い直し、価値創出の原理を現象学の原理に求めるべく、フッサールの「本質観取」のアプローチによる「共通了解成立」の原理を、日本語教育の領域で新たに打ち出した。先に形成した分析概念、「複言語育児」とならんで、質的研究の根本原理に立ち戻った地点から出した現象学の原理に基づく理論に、本研究課題を遂行する途上でたどりついたことが、本年度の最も大きな成果である。今年度は昨年度に続いて共生論の研究者が主宰する「共生論研究会」で、教育学、医療、心理学、社会福祉、言語政策など多様な領域の研究者たちに当研究課題について発表し、意見交換を通じて研究を進めた。また言語政策の研究者が主宰する研究会でも当研究課題を言語政策の面から捉える視座を得た。今年度は、あと2回アイルランドに赴き、研究成果を現地の親や教師に還元すべく、講演会やワークショップ、研究会を行うことを計画している。博士論文執筆の過程でフォーカスしきれなかった親たちの「語り」を、再び研究協力者に向き合ってインタビューすることで、縦断的な調査として締めくくれるよう、あと2回はアイルランドに足を運びたいと考えている。また、理論面でも現象学、近代哲学の研究会における研究を続ける予定である。当研究課題はアイルランドの海外在留邦人の「複言語育児」をテーマにし、「複言語育児」の本質、つまり「複数言語環境で子どもを育てることは、どういうことか」ということを親たちの語りを通して徹底的に考察した。その際、依拠したのが、現象学の原理、つまり物事の「本質」にせまり、その「意味」と「価値」を取り出す「本質観取」の手法である。国際間移動の活発な昨今、「複言語育児」を実践する親たちは、アイルランドに限らず世界中に存在する。特に2019年4月の入管法改正により、日本は大きく外国人受け入れに舵を切った。具体的な法整備の進まぬままに多くの「外国人」を受け入れ、その中には日本に在住して複数言語環境で子育てを行っている親たちも多い。今後は、日本国内における外国につながる親子を対象に「複言語育児」の研究調査で得られた成果を還元するべく、講演会やワークショップ、座談会などを精力的に実践していきたい。また当研究課題の成果を「育児」を切り口に、ひろく一般に発信していくことが、今後の最大の課題である。

理論面では、日本語教育の質的研究の視座から切り開いた現象学の原理を、広く共生社会のための開かれた理論に展開するべく、他の実践領域(人権論、教育学、心理学、社会福祉、哲学)の研究者や実践者と協働し、研究を進めるつもりである。国境を越えた移動が日常化している現在、海外に居住する日本人は増加し、その結果両親もしくは片親を日本人として海外で出生し、成長する子どもの数も増加している。これらの子ども達は日本語を含む複数言語文化環境の中で成長している。海外在留邦人の親たちは、どのような教育意識のもとに、これらの子ども達に日本語を含む複数言語を介する育児をしているのか。本研究は言語教育を軸に、異文化間移動を繰り返す在留邦人たちの育児の営みを、個人の主観的な意識というミクロの次元で明らかにする。分析概念として、育児そのものが言語実践であるという立場から「複言語育児」の概念を新たに立て、従来の継承日本語教育、教育戦略といった学習機関における言語教育にフォーカスいた先行研究とは一線を画した立場で、日本国外の複数言語環境で子どもを育てる親たちの複言語育児の在りようを明らかにする。海外に居住する在留邦人の複数言語を介した育児である「複言語育児」の在りようを明らかにするため、アイルランドを事例に以下の2つのリサーチクエスチョンを立てて研究を実施した。1アイルランド在住の日本人の親たちはどのように「複言語育児」を実践しているのか。2その「複言語育児」の実践は、親のどのような教育意識のもとに実践されているのか。またその親の教育意識は、どのように形成されたのか。1については親達に対する半構造化インタビューおよび育児実践の参与観察をした。2については親達に対するインタビュー、特にライフストーリーインタビューを実施した。現在までに、13名の在アイルランドの在留邦人の親たちを対象に、のべ27回のインタビューを実施した。13名のうち、5名には縦断的な調査のために複数回数のインタビューを実施した。2017年1月と2018年5月には、アイルランドで親を対象とした講演やワークショップも開催し、研究成果を発表した。本研究課題が開始した2017年4月より計4回、アイルランドで現地調査を実施した。当初の研究計画(現時点までに現地調査を2回実施)よりは多く足を運び、インタビューの回数も多く実施した。「複言語育児」の参与観察は2回実施したにとどまるが、在留邦人の親たちを対象としたライフストーリーインタビューは研究計画の通りに実施した。インタビュー調査で得られたデータをもとに、学会発表も2回行った。学会発表を踏まえた論文も現在執筆中である。また、アイルランドの現地の在留邦人の親たちおよび補習授業校の講師を対象に、「複言語育児」をテーマにした講演およびワークショップを、調査フィールドのアイルランドで2017年1月と2018年5月の2回開催した。調査フィールドにおける講演およびワークショップにおける研究成果の発信を通じて、研究成果を現地で発信し、子育ておよび教育の実践の現場に還元した。「複言語育児」の実践者である親、および日本語を含む複言語を学ぶ子ども達に日本語を教える講師たちに研究成果を発信することにより、今後の研究の方向に対して有意義なフィードバックを得ることができた。本研究の研究課題は、「海外在留邦人の親たちは、どのような教育意識のもとに、これらの子ども達に日本語を含む複数言語を介する育児をしているのか」である。
遺伝子医薬と分子標的薬剤によるｐ５３経路活性化に基づく消化器癌に対する治療法開発

食道がんは日本人での頻度が高く、進行症例や化学療法無効症例では緩和ケアー等に移行することになり、多くの場合予後不良である。東アジア人の当該患者における全ゲノム配列決定の結果によると、p53遺伝子とその下流の異常が約半数以上の症例で見られ、これは同経路の正常化が主たる治療目標であることを示唆している。そこで本研究では、従来の治療法とは全く異なり、組換型で増殖性アデノウイルスによる遺伝子医薬、およびp53経路の活性化に関与する分子標的薬の有用性について検討し、p53経路の活性化が同遺伝子医薬の殺細胞効果を増強することを見出した。しかし、当該分子標的薬で有用性を示したものはなかった。消化器固形癌は罹患率も高く、進行癌の症例や化学療法無効症例では、ほとんど有効な治療手段はなく、依然として予後不良の疾患である。分子標的薬の開発が近年では進行しているが、当該疾患の遺伝子異常は複雑であり、その標的経路の同定は容易ではない。そこで本研究では、アデノウイルスベクターを用いて、従来の治療とは異なる手法による細胞死の解析を実施する。食道がんではp53遺伝子異常が約半数の症例で見られることから、同遺伝子を発現するベクター(Ad-p53)、またp53分子の発現上昇をきたすE1B55kDa分子欠損ベクター(Ad-delE1B)、さらには当該疾患で発現上昇がみられる遺伝子の転写調節領域によって、同ウイルスのE1A領域発現を制御するベクター(Ad-MK、Ad-Sur)を用いて、ヒト食道がん細胞に感染させて細胞障害活性を検討した。その結果、Ad-p53、Ad-delE1B、Ad-MK、Ad-Surは細胞による差はあるものの、検討した9種類のヒト食道がん細胞で、p53遺伝子型によらず細胞障害活性を示した。また、green fluorescence protein遺伝子を発現するベクター(Ad-GFP)を用いて感染効率を検討すると、タイプ5型ウイルスの受容体であるcoxsackie adenovirus receptor(CAR)分子の発現が弱い細胞では、同効率は低かったが、一定レベル以上の細胞では、同効率とCAR発現レベルの間に相関はなかった。上記ベクターによる細胞障害活性も、同様に低CAR発現細胞では弱いが、あるレベル以上であれば、障害活性は細胞によって異なっていた。Ad-MKあるいはAd-Surのように増殖性ウイルスを感染させた細胞では、細胞死が誘導される前に、pRb蛋白質のセリン残基795の脱リン酸化が誘導されており、細胞周期がまず停止してくると想定された。消化器固形癌は日本人での頻度が高く、進行症例や化学療法無効症例ではbest supportive careに移行することになり、依然として予後不良である。近年各種分子標的薬による臨床研究が進行しているが、当該疾患の遺伝子異常は複雑であるため、治療効果のある標的経路の同定は容易ではない。一方、食道がんではp53遺伝子異常が約半数の症例で見られることから、同遺伝子を発現するアデノウイルスベクター(Ad-p53)、正常型p53遺伝子の症例では、内因性p53分子の発現上昇をきたすE1B55kDa分子欠損ベクター(Ad-delE1B)によって、細胞傷害活性が誘導されていた。そこで、低分子化合物によって、p53経路の活性化を惹起して細胞傷害活性を検討した。このために、幾つかの経路を阻害することによってp53分子の安定化を図るNutlin-3a, PRIMA-1, CP-31398, RITAおよびHSP90阻害剤を使用して、p53遺伝子型が異なる9種類のヒト食道がん細胞について、その細胞傷害活性を検討した。その結果、上記の薬剤の殺細胞効果はp53の遺伝子型によらなかったが、CP-31398だけがp53遺伝子型によらずp21分子の発現を誘導していた。このことは、p53経路が活性化したことを意味しており、興味深いことに、薬剤処理によってp53分子のリン酸化はほとんど誘導されていなかった。したがって本結果は、CP-31398がシャペロン効果を発揮し、変異型p53分子を野生型に変換させたことを示唆している。薬剤によって変異型p53であっても、これを修正することが可能であれば、DNA傷害を引き起こす抗がん剤等との併用効果が期待できる。当初目標とした各種低分子化合物による、抗腫瘍効果を検討することができた。さらに、FAKキナーゼ阻害剤、低分子G蛋白阻害剤も当該細胞傷害活性も検討したが、これらの活性はp53遺伝子型に依存していなかった。また、上記Ad-delE1BとNutlin-3aとの併用効果についても検討し、その結果をCalcuSynで解析したが、相乗効果が見られなかった。また、増殖性アデノウイルスによる殺細胞効果を検討し、E1領域遺伝子の転写活性化能との相関を検討した。増殖性アデノウイルスには、ヒト遺伝子(midkine, surviving, COX-2)の転写調節領域を組み込んであり、これらの領域によってE1分子の発現が制御される。そこで、標的細胞による当該転写調節の転写活性化能と、当該ウイルスの殺細胞効果の関係を検討したが、有意な相関性はなかった。したがって、当初計画した研究計画はおおよそ検討できている。本邦における食道癌はそれほど高頻度ではないが、局所進行症例に対しては有効な治療法はなく、結局best supportive careに移行することになり、また同疾患には高齢者が多いこともあって依然として予後不良である。近年分子標的薬による開発研究が行われているが、当該疾患の遺伝子異常は複雑であるため、標的分子の同定は容易ではない。

最近東アジア人における同腫瘍の全ゲノム配列決定の結果が報告され、それによるとp53遺伝子とその下流の異常が約半数以上の症例で見られている。すなわち、このことはp53経路の正常化が、同疾患の第一の目標であることを意味している。本年度は、p53遺伝子変異を修正できる薬剤の有用性について、9種類のヒト食道癌(p53遺伝子型が正常型と変異型を含む)を対象に実施した。この変異型を正常型に回復させる代表的薬剤が、PRIMA-1およびCP-31398であり、HSP90阻害剤もその作用があることが知られている。そこでこれらの薬剤を使用して、上記薬剤の細胞傷害活性について検討してみると、p53遺伝子型による感受性の差が見出せなかった。一方その中にあってCP-31398だけが、p53分子の標的であるp21分子の発現を上昇させていた。そこでp53分子結合配列を有するp21遺伝子の転写調節領域を用いて、ルシフェラーゼ活性を検討すると、CP-31398による同活性の上昇は観察されなかった。また、同薬剤によって、食道癌細胞は細胞周期のG2/M期分画のみが増加した。このとき、典型的なp53分子の誘導に関わるDNA傷害薬剤では、p21分子の発現上昇を観察されなかった。以上の結果は、CP-31398の効果はp53経路の活性化に直接的に繋がるかどうか不明であるものの、従来のp53分子のシャペロン効果以外の作用を有することが考えられた。食道がんは日本人での頻度が高く、進行症例や化学療法無効症例では緩和ケアー等に移行することになり、多くの場合予後不良である。東アジア人の当該患者における全ゲノム配列決定の結果によると、p53遺伝子とその下流の異常が約半数以上の症例で見られ、これは同経路の正常化が主たる治療目標であることを示唆している。そこで本研究では、従来の治療法とは全く異なり、組換型で増殖性アデノウイルスによる遺伝子医薬、およびp53経路の活性化に関与する分子標的薬の有用性について検討し、p53経路の活性化が同遺伝子医薬の殺細胞効果を増強することを見出した。しかし、当該分子標的薬で有用性を示したものはなかった。各種ウイルスによる細胞障害活性に関してWST法を用いて、9種類のヒト食道がん細胞で検討できた。この時、対照として使用したbeta-galactosidase遺伝子を発現するベクターでは、ほとんど細胞障害活性が生じていなかった。E1A領域遺伝子の発現を制御する2つの転写調節領域(MK, midkine; Sur, survivin)の活性と、同領域を利用した増殖性ウイルスの細胞障害活性の間に強い相関はなく、Ad-MKとAd-Surの間にも大差はなかったことから、細胞死に対する感受性が、細胞障害活性を規定する可能性が考えられる。また、p53遺伝子型による細胞障害活性に差がないことから、当該ウイルスによる細胞死に関するシグナル経路を検討する必要がある。CP-31398が変異型p53を野生型に変換できるかどうかを、両者を区別できる抗p53抗体を使用して検討する。また、分子シャペロンが関与しているのであれば、同阻害効果を有するHSP90阻害剤を使用して、CP-31398によるp21誘導が惹起されないかどうかを検討する。
超大規模溶接変形解析手法を用いた船体ブロック組立時における変形低減に関する研究

本研究では、大規模なシミュレーションを高速に実施できる手法として注目されている理想化陽解法FEMを基にした、船体ブロック溶接組立時の変形の低減に関する検討が可能な手法の開発、ならびに、開発手法を用いた基礎的な検討を実施した。その結果、理想化陽解法FEMを用いることで、従来手法では予測が困難であった変形傾向が大きく変化する溶接時の座屈現象をスムーズに解析できる可能性があることが分かった。また、従来手法ではきわめて困難な船体ブロックの溶接組立時に発生する変形の解析に対して、開発手法を適用した結果、実用的な計算時間で変形を予測できることを確認した。本研究では、船体ブロック溶接組立時における溶接変形を予測可能なシステムを構築し、最適化手法を導入することで、溶接変形を低減可能な溶接施工方案を提案できるシステムを構築することを目的としている。平成26年度は、船体ブロックなどの大型薄板構造物の溶接時において、幾何学非線形に起因する座屈などの大変形現象が生じる場合が想定されることから、理想化陽解法FEMに対して、座屈を含む大変形現象を高精度に解析するための基礎的な検討を行った。これにより、幾何学非線形問題の解析において一般的に使用される静的陰解法FEMを基にした手法においては、分岐座屈のように変形モードが極端に変化するような問題を解析するために、固有値解析を実施し変形モードを決定する等の複雑な解析手法が必要とされるが、理想化陽解法FEMは動的陽解法FEMをベースに定式化を行っているため、従来手法では複雑な手順が必要な分岐問題において、動的陽解法FEMの動的効果により、スムーズに解析できるようになることが確認できた。加えて、実施工における溶接変形は、仮付け、ルートギャップ、目違い、部材間の寄せ作業等の組立工程における諸因子の影響が熱変形による影響よりも大きい場合も存在することから、本年度は、このうちの仮付けが溶接変形に及ぼす影響に関して注目し、これを考慮可能な解析手法を構築した。また、構築した解析手法を仮付けを有する溶接継手の変形の解析に対して適用し、実験結果との比較を通して、仮付けが溶接変形に及ぼす影響について整理した。本研究では、船体ブロック組立時における溶接変形を予測可能なシステムを構築し、最適化手法を導入することで、溶接変形を低減可能な溶接施工方案を提案できるシステムを構築することを目的としている。前年度までに、仮付けや座屈形式の溶接変形を考慮した解析システムの構築に関して、基礎的な検討を実施し、構造物全体の溶接変形を解析できるGPU並列化理想化陽解法FEMに基づく解析システムを構築した。本年度は、構築したシステムを用いて、船体ブロックの溶接変形解析を試みた。本解析は、解析自由度が1000万規模に達する従来の解析手法では実施が極めて困難なものであり、本システムを用いることで解析を行うことが可能となった。また、船体ブロックなどの薄板鋼構造物において座屈をはじめとする大変形が生じ問題となることから、溶接中の構造物の座屈変形に関して直接的に観察するために、ステレオ画像法に基づく画像計測システムを用いた計測を実施した。本計測では、補剛材を有するスキンプレートの溶接中の変形を溶接パスごとに計測し、各パス溶接時に生じる変形について整理した。以上のように、本研究では、本年度において、超大規模問題の溶接変形解析を実施した。また、画像計測を用いて溶接構造物の各パス溶接時の変形について整理した。本年度は、船体ブロックなどの大型薄板構造物の溶接組立において発生する可能性がある座屈形式の大変形現象や、溶接を実施する際の仮付けが溶接変形に及ぼす影響を解析するための解析手法の拡張ならびに基礎的な検討を実施した。その結果、従来の解析手法では解析が困難となるような変形モードが極端に変化する座屈形式の溶接変形においても、構築した解析手法を用いることで、スムーズに解析できる可能性があることが分かった。また、溶接を実施する際の仮付けが溶接変形に及ぼす影響を考慮可能な解析手法を構築し、実験結果と比較することで、仮付けの条件と溶接条件の関係について整理することができた。以上のように、今年度の研究を通して、研究全体が大きく進展したことから、本研究は当初の計画より進展しているといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。材料力学、構造力学、溶接力学、計算力学平成27年度は、溶接変形を低減可能な施工方案を提案できるシステムを構築するため、前年度に開発された溶接変形解析システムに対して、最適化手法などをの導入を試みる。小型構造物の溶接組立時の変形問題に対して提案システムを適用し、溶接組立実験の計測結果と比較することで、提案システムの妥当性を検証する。溶接変形の計測に関して、構造物の溶接組立工程における変形は非常に複雑であることから、構造物全体の変形分布の履歴を計測することができるステレオ画像法に基づく溶接変形計測を適用することで、構造物の溶接中の変形分布の履歴を計測し、提案システムによる変形分布予測結果との比較を行う。

更には、一連の研究により構築される溶接変形予測システムを船体ブロックの溶接組立工程を想定した問題の解析に対して適用することで、提案システムの船体ブロックの溶接組立への適用可能性を示す。なお、本検討においては、膨大な計算量が予想されることから、GPUクラスタを活用し、検討を行う予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
硫黄窒素三重結合の化学

チアザイン類(R^1R^2R^3S≡N)は硫黄と窒素の三重結合を持つ非常に珍しい化合物で、我々はこれまでジフェニル系でいくつかの基本的なチアザインを合成してきたが、このうち最初に見出したS-アルコキシチアザインについて合成と反応性を詳しく検討した。S,S-ジフェニル-S-フルオロチアザインとアルコキシドと反応させることによって対応するS-アルコキシチアザインを6095%の収率で得た。そのうちS,S-ジフェニル-S-プロポキシチアザイン1cについてはX-線によって構造を明らかにした。1cの結晶中の構造はC(3)C(2)C(1)OSN面に対して対称な、硫黄を中心に歪んだテトラヘドラル構造をとっており、SN結合距離は1.441A^^○Åでかなり短く、三重結合性がかなりあることが分かった。S-アルコキシチアザインをトルエン中で60°C以上に加熱するとアルコキシ基がカルボニル化合物として脱離し、N-未置換のスルフィルイミンを与えた。そこでこの反応の構造を速度論的に検討した結果、反応は一次速度式に従い、負の活性化エントロピー(ΔS^t=30JK^<-1>もl^<-1>),大きな重水素同位体効果(k_Hk_D=6.1),小さな負のハメットのrho値-0.35等が得られたことより、反応は五員環の遷移状態を通る協奏型の分子内脱離機構で進行することが示唆され、四配位型の化合物では大変珍しい分子内脱離機構が明らかとなった。S-アルコキシチアザインは水を多く含む稀薄溶液中で速やかに加水分解して対応するアルコールとS,S-ジフェニルスルホキシイミンを与えた。^<18>Oトレーサー実験、及び反応速度がチアザインと水素イオン濃度に1次であること、1級アルキル基の構造による変化は少ないがイソプロピル誘導体1dが1aの1090倍も速いこと、ネオペントキシ誘導体1fの反応では3-メチル-2-ブタノールが得られたことから1d,1fはS_N1で進んでいるものと考えられる。さらに1cを用いてハメットのrho値-0.42が得られたことから、反応は前段のプロトン化の速い平衡に続きS_N1又はS_N2でスルホキシイミンとアルキル基が切れるところが律速であると考えられ、1fのpH-rete profilcからpKaとして5.02という値が得られた。このようにアルコキシチアザインは非常に弱い酸によっても触媒され穏やかな条件でS_N1が起こるほどスルホキシイミンの部分が非常に良い脱離基であることが分かった。
f電子系におけるスピン流の生成と検出

本研究の目的は、局在電子スピンと伝導電子スピンの相互作用について、物性物理の観点から明らかにするとともに、その相互作用を起源とする現象を工学的なデバイスへと応用していくことである。この目的に従い、昨年時より、フェリ磁性体におけるスピン起電力について研究を行ってきた。スピン起電力は、スピントロニクス分野において2007年に提唱された新規な起電力であり、局在スピンと伝導電子の相互作用により発生するという特徴を持っているために、設定している目的に迫ることが可能である。また、スピントロニクス分野においては、フェリ磁性体などの物質を研究の対象とした報告は限られているために、本研究によりフェリ磁性体を用いた新たなスピントロニクスデバイス実現の可能性を示し、スピントロニクス分野における研究対象を押し広げることができる。研究代表者は、容易な加工性とフェリ磁性を持つマグネタイトを選択し、フェリ磁性的な特徴によって発生する巨大なスピン起電力を観測することと、未だ十分に明らかでないフェリ磁性体における伝導電子輸送について知見を得ることを目的として研究を行ってきた。今年度は、マグネタイトの磁気共鳴時に発生する直流電圧の共鳴周波数に対する依存性を明らかにし、観測された直流電圧信号の共鳴周波数に対する線形の依存性がスピン起電力により説明されることを明らかにした。さらに、マグネタイトと強磁性体のパーマロイにおけるスピン起電力について比較することにより、両者の共鳴周波数に対する依存性は符号が異なっていることを明らかにすることで、これまで実験的に確認されてこなかったスピン起電力のスピン偏極率に対する依存性を確認した。この成果は、将来のスピントロニクス分野における研究対象の拡大に貢献する結果である。研究代表者は、得られた実験結果を国内外の学会において発表を行い、磁性体に関する学会誌に論文を投稿中である。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究の主たる目的は、局在スピンと伝導電子の相互作用について、基礎物理の観点から明らかにすることとともに、その相互作用を起源とする現象を工学的なデバイスへと応用していくことである。その舞台として研究代表者は、まずf電子系材料において期待される巨大なスピンホール効果(SHE)に注目し、実験を行ってきた。本年度は、f電子系材料の微細加工に取り組み、測定を行ったが、その素子化の困難さのために、局在スピンと伝導電子の相互作用について、新しい情報を得ることは困難であった。そこで、より目的に則したテーマとして、フェリ磁性体におけるスピン起電力についての研究を進めた。スピン起電力(SMF)は、SHEと起源は共通しており、局在スピンと伝導電子の相互作用により発生する起電力である。研究では、フェリ磁性体としてマグネタイトを選択した。マグネタイトは、容易な加工性とフェリ磁性的な性質から、巨大なSMFを発生する候補物質と考えられる。研究代表者は、マグネタイトの微細加工と磁気共鳴観測に成功した。研究代表者が開発した素子構造は共鳴時に発生するSMFを直接観測可能な構造になっており、このような素子構造において、磁気共鳴観測に成功した例はいまだない。次に、マグネタイトの磁気共鳴時に発生するSMFの観測に取り組み、素子基板に対し面内に磁場を印加した場合は既存の理論では説明できない電圧の寄与があることを発見した。この電圧は、細線の端部分にて発生した非一様な磁気共鳴に由来するSMFである可能性がある。スピントロニクスにおいて、フェリ磁性体などの新規な物質を研究の舞台とした報告はいまだ世界的に限られたものであるために、これがSMFであることが証明されれば、同分野における研究対象を大きく広げる結果になる。研究代表者は、SMFの寄与のみを取り出せるような素子を開発し、実験を次の段階へ推し進めている。本研究の目的は、局在スピンと伝導電子の相互作用について、物性物理の観点から明らかにするとともに、その互作用を起源とする現象を工学的なデバイスへと応用していくことである。スピン起亀力は、スピントロニクス分野において2007年に提唱された新規な起竜力であり、局在スピンと伝導電子の相互作用により発生するという特徴を持ち、設定している目的にさらに迫っていくことができる。さらにスピントロニクス分野においては、フェリ磁性体などの物質を研究の対象とした報告は限られているために、本研究によりフェリ磁性体を用いた新たなスピントロニクスデバイス実現の可能性を示し、スピントロニクス分野における研究対象を押し広げることができる。研究代表者は、容易な加工性とフェリ磁性的な性質をもつマグネタイトを選択し、フェリ磁性的な特徴によって発生する巨大なスピン起電力を観測することと、未だ十分に明らかでないフェリ磁性体における伝導電子輸送にっいて知見を得ることを目的として研究を行ってきた。今年度は、マグネタイトの磁気共鳴時に発生する直流電圧の外部磁場印加角度依存性を明らかにし、観測された直流電圧信号の一部がスピン起電力よりなるということを明らかにした。これは、フェリ磁性体において初めて観測されたスピン起電力であり、フェリ磁性体の局在スピンの影響下で伝導電子がどのように輸送されるのかという問題について新たな知見を与えうるとともに、将来のスピントロニクス分野における研究対象の拡大に貢献する結果である。研究代表者は、得られた実験結果を国内外の学会において発表を行い、磁性体に関する学会誌に論文を投稿した。

本研究の目的は、局在電子スピンと伝導電子スピンの相互作用について、物性物理の観点から明らかにするとともに、その相互作用を起源とする現象を工学的なデバイスへと応用していくことである。この目的に従い、昨年時より、フェリ磁性体におけるスピン起電力について研究を行ってきた。スピン起電力は、スピントロニクス分野において2007年に提唱された新規な起電力であり、局在スピンと伝導電子の相互作用により発生するという特徴を持っているために、設定している目的に迫ることが可能である。また、スピントロニクス分野においては、フェリ磁性体などの物質を研究の対象とした報告は限られているために、本研究によりフェリ磁性体を用いた新たなスピントロニクスデバイス実現の可能性を示し、スピントロニクス分野における研究対象を押し広げることができる。研究代表者は、容易な加工性とフェリ磁性を持つマグネタイトを選択し、フェリ磁性的な特徴によって発生する巨大なスピン起電力を観測することと、未だ十分に明らかでないフェリ磁性体における伝導電子輸送について知見を得ることを目的として研究を行ってきた。今年度は、マグネタイトの磁気共鳴時に発生する直流電圧の共鳴周波数に対する依存性を明らかにし、観測された直流電圧信号の共鳴周波数に対する線形の依存性がスピン起電力により説明されることを明らかにした。さらに、マグネタイトと強磁性体のパーマロイにおけるスピン起電力について比較することにより、両者の共鳴周波数に対する依存性は符号が異なっていることを明らかにすることで、これまで実験的に確認されてこなかったスピン起電力のスピン偏極率に対する依存性を確認した。この成果は、将来のスピントロニクス分野における研究対象の拡大に貢献する結果である。研究代表者は、得られた実験結果を国内外の学会において発表を行い、磁性体に関する学会誌に論文を投稿中である。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究の主たる目的は、局在スピンと伝導電子の相互作用について、基礎物理の観点から明らかにし、その知見を工学的なデバイス応用へとつなげていくことである。今年度は、フェリ磁性体におけるスピン起電力の観測実験にとりくみ、すでにマグネタイトの磁気共鳴観察に成功ている。さらに、スピン起電力測定に最適なデバイス構造を開発、測定を行い、スピン起電力の可能性のあるシグナルを観測することに成功している。この実験結果は、スピントロニクス分野における研究対象を大きく広げる可能性を持つとともに、基礎物理的に非常に有益な知見を与えうる。したがって、本年度の研究目的を、当初の計画以上に進展させることに成功したといえる。研究代表者は、フェリ磁性体の磁気共鳴時に発生する直流電圧の外部磁場方向依存性を明らかにすることにより、スピン起電力の明確な寄与の存在を明らかにした。