hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
催唾ペプチドの活性部位の同定

その結果、1.C-末のアミド基は活性発現に必須であること。2.天然のタキキニンのC-末ペンタペプチドの各アミノ酸はほとんどが最適であり、1、2のアミノ酸のみが同じ能力をもって代替可能であること。3.5および6位のアミノ酸はとても大切で、この部位が活性調節部位であること。4.天然のタキキニンのN-末1-4位の各アミノ酸は、C-末のペンタペプチドほど、厳しく保存される必要がなくすべての置換体が催唾作用を示した。5.天然のタキキニンのN-末1および2位のアミノ酸、特に1位のものは生物活性を抑制するために存在していること。6.タキキニンの6位のアミノ酸を最適に近いものに置換すると新しい催唾剤が開発できること。以上述べてきたように、これらの成績を基に新しい催唾剤を開発できるだけでなく、さらにペプチド性レセプターとの結合部位の研究、新しい薬剤の開発あるいはサブスタンスPなどの阻害剤の開発も可能であると推測できた。しかし、ヒトへの応用にはさらなる研究が必要である。
プラズマ中直接導入による生物細胞中徴量金属元素のICP発光分析/質量分析法の研究

本研究では、液中に分散した細胞を個々に誘導結合プラズマ(ICP)に導入し、ICP発光分析装置から得られる細胞1個に対応したパルス状発光信号の強度から細胞中の目的元素の定量を行う装置を試作した。実際の細胞を導入した結果、細胞中のサブPgのカルシウムを検出することができた。本装置では、まず70%エタノール水溶液に試料細胞を懸濁し、空気圧式ネブライザーヘ導入する。ネブライザーにより、乾燥筒内の数十μmの液滴を噴霧させて液滴内に細胞1個を保持させる。これを乾燥空気で乾燥し、その空気流の一部を別の空気圧式ネブライザーでプラズマ中に吸引導入する。プラズマ中で細胞に含まれる目的元素に基づくパルス状発光信号が生じ、これを光電子増倍管によって電気信号に変換する。この電気信号のパルス高さを波高分析器で計測し、パルス高さの分布を表示する。元素量に対する発光信号強度の較正は、振動オリフィス式単分散エアロゾル発生装置によって発生させた既知の一定元素量を含む液滴を乾燥してプラズマに導入することによって行った。細胞試料して20μm近いマウスの培養すい臓細胞を計測すると、0.15pgを中心とする元素量分布が得られた。また、人の培養内皮細胞の場合も0.26pgを中心とする分布が得られ、これらの値は文献等から推定される量に近く、妥当な結果であった。カルシウムに対する本システムの検出限界は約0.05pgであり、やや小さめの組織細胞の場合、バックグランド信号と分布が重なる結果であった。本システムのICP質量分析への通用は本年度内に実施できなかった。
KSHV K3,K5遺伝子による抗原提示関連分子の抑制機構とその意義

昨年度においてK3の機能domainを決定した。そのうち、BKS-PHD/LAP domainはRINGdomainと類似している事、さらにRINGdomainはE3ユビキチンリガーゼ(E3)活性domainである事よりK3のE3活性を調べた。MHC class Iを基質として293T細胞にK3と共に発現させると、有意にユビキチン化されたMHC Iを認めた。これらの事よりK3はMHCIにおけるE3ユビキチンリガーゼである事が示唆された。さらに、ヘルペスウイルスは様々な宿主機能分子のホモログを持つていることより、K3,K5蛋白も同様に宿主由来ではないかと考えた。よって、ヒト、マウスゲノムにおいてK3,K5類似分子の探索を行った。その結果c-MIRと名付けた興味ある新たなE3ユビキチンリガーゼを見い出した。この分子は、K3,K5のBKS-PHD/LAP domainと同様のmotifを持っており、類似二次構造を持つている。この分子をB細胞に発現させるとMHC class II, B7-2の細胞表面における発現が顕著に抑制された。さらに、B7-2をユビキチン化する事とその活性にはBKS-PHD/LAP domainが必要である事を見い出した。また、B7-2を用いて詳細に検討すると、B7-2の抑制にはc-MIRとの結合、c-MIRによるB7-2の細胞内領域にあるリジン残基のユビキチン化が必要である事が明かとなった。現在、c-MIRの生理機能の探索を行っている。今後、同族E3と考えられるK3,K5,c-MIRの分子機構を探索していく予定である。
災害時に落橋を防ぐ高性能ケーブルの開発

橋梁の耐震設計では,想定する地震動に対して橋梁本体の損傷を最小限にとどめること,さらに様々な損傷が発生しても落橋を防ぐこと,という考え方がある。これまで耐震対策工事が行われた結果,2016年熊本地震では落橋した橋梁は僅かであった。しかし山間部の橋梁では落橋防止ケーブルが破断したため,この事実をふまえた既設橋・新設橋への対応が喫緊の課題である。本研究では,いかなる状況下でも落橋防止ケーブルとしての機能が十分に発揮できる高性能ケーブルを開発するために,実験と解析を行いながら破断メカニズムを解明し,落橋防止ケーブルで必要とされる要求性能を整理し,新しい落橋防止ケーブルの開発を目指す研究である。
イオン液体を電解液に用いたナノ構造体の電気化学的構築

本研究では、イオン液体の持つ難揮発性・イオン伝導性と真空技術を組み合わせた新たな技術の開発を試みた。その結果、最終的な目標として掲げていたナノ構造体の作製とそれに関連した新規な分析化学的手法の確立に成功した。また、本研究の成果の1つである新規な金属ナノ粒子調製法「イオン液体-スパッタリング法」の開発や、本方法により合成されたナノ金属粒子の燃料電池用触媒への応用にも成功した。次の3つの課題に取り組み、それぞれの成果を得た。1)イオン液体中でのチオールの自己集合単分子膜の還元脱離反応:金電極にアルカンチオールの自己集合単分子膜(SAM)を被覆し、それの還元脱離反応を種々のイオン液体中で行った。水溶液中でSAMの還元脱離反応が起こることは良く知られているが、それがイオン液体中でも起こること、ならびに、その挙動は水溶液中での挙動と大きく異なることを見出した。さらに、イオン液体のカチオン種とアニオン種を系統的に変えて還元脱離反応を行ったところ、カチオン種が脱離したチオラートの電荷補償イオンの役割を行い、アニオンは溶媒として働くことがわかった。2)イオン液体中での導電性高分子の酸化還元反応:ポリピロール系およびポリチオフェン系の導電性高分子の酸化還元反応をイオン液体中で行った。イオン液体の種類によって酸化還元挙動は大きく変化し、特にサイクリックボルタンメトリーによる挙動に敏感に現れた。例えば、アニオンがドープする酸化反応においても、カチオンが関与する場合があることが明確になった。また、ポリチオフェン系の高分子の中で、いくつかのものはアニオンがドープする酸化反応に加えて、カチオンがドープする還元反応も起こることを見出した。3)イオン液体の電子顕微鏡観察:イオン液体を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、液体中に電子が透過して、チャージアップすることなく液滴を観察できることを発見した。この性質を利用して、絶縁性の試料にイオン液体を塗布あるいは含浸させることによってSEM観察を行える技術を開発した。当研究グループは、ナノレベルの電気化学反応を行ってきており、それによって溶媒や電解質の役割を明確にできることを明らかとしてきた。そこで、イオン液体を用いてそれらの反応を行うことにより、イオン液体の電解質と溶媒としての挙動を電気化学的に観察することが本研究の目的である。さらに、それによって得られた知見を基に、新たなナノ構造体の構築法の開発を目指す。また、そのような研究を行っている間に、イオン液体を電子顕微鏡で直接的に観察できるという発見をした。これは、濡れたサンプルを電子顕微鏡で観察できることを意味し、さらには、電気化学反応を行いながら、in situに電子顕微鏡観察することを可能とする。本年度は、それらについて検討した。1.イオン液体中におけるナノ構造体の調製イオン液体中でチオールの自己集合単分子膜の電解還元脱離反応を行えることを見出した。その挙動を詳細に調べたところ、水溶液中とは全く異なる挙動であった。その挙動をデジタル・シミュレーションを用いて解析した結果、チオールが脱離する際、チオレートアニオンとして溶液中に溶けていくこととなるが、その際、イオン液体のカチオン種はチオレートアニオンの電荷補償イオンとして働き、イオン液体のカチオン種は溶媒として作用することを明らかとした。一方、イオン液体中での金属のアンダーポテンシャル析出を行ったところ、これも水溶液中と異なる挙動が見出された。その挙動は、イオン液体のアニオン種の種類で大きく変化し、疎水性アニオンを用いた場合、アンダーポテンシャル析出によって金属の単原子層アイランドが形成されることを見出した。2.イオン液体で濡らしたサンプルの電子顕微鏡観察イオン液体を試料台に乗せ、それを走査型電子顕微鏡(SEM)の真空チャンバに入れ、20KeVの加速電圧で観察した。液滴はチャージアップすることなく観察できた。これは、イオン液体中に加速電子が透過することを示す結果といえる。つまり、SEM観測において、イオン液体が電子伝導性物質のように振舞うということなので、イオン液体を絶縁性物質に伝導性を付与する試薬としての利用できる。SEMのみならず、透過型電子顕微鏡(TEM)においても、イオン液体は観測の邪魔にならないことが、今年度の研究によってわかった。イオン液体は、溶媒の無い電解質である。これを用いて色々な電気化学反応を行うことが可能であるが、その働きの詳細は不明である。イオン液体中でナノレベルの電気化学反応を行い、その挙動を水溶液中での反応と比較することにより、イオン液体の電解質としての役割を明確にして、新規のナノ構造体調製法を開発することが本研究の目的である。1.イオン液体の電解質としての役割:金電極表面に吸着させた、アルカンチオールの自己集合単分子膜の還元脱離反応をイオン液体中で行った。得られた結果をディジタルシミュレーションによる理論的解釈を行うことで、イオン液体のカチオンはチオールの還元脱離で生じるチオレートの負電荷の対イオンとして働き、正電荷は溶媒として働くことを明らかとした。

2.電気化学反応のin situ顕微鏡観察:イオン液体は蒸発しないので、電子顕微鏡の真空チャンバ内で各種の電気化学反応を行うことができるそこで、真空チャンバ内に電気化学セルを入れ、電極に電圧を印加できるようにSEMの改造を行った。それにより、金属析出や導電性高分子のレドックス反応を電子顕微鏡観察できるようにした。その結果、導電性高分子の酸化還元反応により、イオン液体のカチオンが出入りすることを膜厚変化とEDX観察により明らかになり、アニオンは固定ドーパントとして働き、カチオンが電解質として働くことが解った。また、金属析出でデンドリマー形成や球状金属形成が見られたことから、アニオンが吸着しながら反応がしんこうすることを明らかとした。イオン液体中における無機・有機物質の電気化学反応本年度は、金属のアンダーポテンシャル析出とそれに引き続く金属の電解析出についての挙動を調べた。イオン液体の種類や電析条件により、モルフォロジーが大きく変化することを見出し、その挙動を下記の電子顕微鏡観察と組み合わせて詳細に検討した。イオン液体を利用した電子顕微鏡観察技術イオン液体中での電気化学的金属析出を、走査型電子顕微鏡(SEM)でリアルタイムに観察するための方法を開発した。すなわち、金属析出がイオン液体の表面より1マイクロメートル以内で起こるように設計した電解セルを作製し、金属析出を行いながらSEM観察を行った。セルの有効性を調べるために、銀の析出を行ったところ、小さい過電圧で析出した場合には核生成と核成長による粒状析出が見られたのに対し、過電圧を大きくすると、拡散律速により金属析出が起こるので、針状の形態の金属が析出することによる、樹状の金属成長が見られた。このようにセルが正常に機能していることが分かったので、銅、リチウム等他の金属析出も観察した。常温で液体の塩であるイオン液体は、真空下でも蒸発しない電解質である。よって、このこれを真空中に入れて、その中で反応を行うことができる。この興味深い性質を利用して、種々の電気化学および電子化学反応を行った。1.電気化学反応のその場電子顕微鏡観察:電子顕微鏡の真空チャンバ内に電気化学セルを入れ、金属析出反応を電子顕微鏡観察でその場観察できるようにした。標準的な反応として銀の電解析出を観察すると、析出電位により核生成、核成長が起こる場合と、デンドリマーの成長が起こる場合の両方を観察することに成功した。その手法を用いて、リチウム金属の電解析出反応も観察した。リチウム金属の電解析出は、金属リチウム負極を用いたリチウム二次電池を作製するときに必要な反応であるが、今まで、それを電子顕微鏡観察する技術が無かったが、本研究でそれを行えるようになった。2.イオンビーム、電子ビームによるパターン形':イオン液体中に金属イオンまたは重合性モノマーを溶解させ、それをイオンビームや電子ビーム装置の真空チャンバの中に入れてその上からビーム照射を行うと、金属の析出または高分子の生成によるパターン形成ができることを見出した。金属パターンの析出は、両ビームで可能であるが、電子ビームを用いた方がより細かいパターンを形成できた。
タンパク質相互作用解析と新規パスウェイ情報に基づく多因子疾患の感受性遺伝子の同定

機能的に関連がある遺伝子は、生物種をまたがる保存の程度(系統プロファイル)が似ている傾向があることが知られている。前年度は、我々はDNAマイクロアレイから遺伝子間相互作用の推定を行った。しかし、DNAマイクロアレイの実験の精度はあまり高くない。そこで、本年度はより精度の高い系統プロファイルを用いて遺伝子間相互作用を推定し、多因子疾患に関係している遺伝子ネットワーク解明を目的として研究を行った。上記の目的のためには、まず系統プロファイルを作成する必要があった。系統プロファイルを作るためには、進化的に関連のある遺伝子クラスター(オーソログ・クラスター)を明らかにする必要があった。しかし、遺伝子(タンパク質)は進化的に保存された機能的なモジュールが組み合わさった構造をしているため、機能モジュールを複数もつようなタンパク質がある場合、このようなタンパク質を介して進化的に関連のないタンパク質が同じクラスターに分類されることがある。この場合、クラスタリングを行うときのタンパク質間の距離を、配列類似性ではなく、「配列類似性プロファイルの類似度」に変えると、この問題が回避できる。配列類似性プロファイルとは、配列類似性スコアのベクトルのことを指す。我々の研究室では、ゲノムが決定された生物の全タンパク質ペアについて配列類似性スコアをあらかじめ計算し、データベース化している。この利点を使い、上記の配列類似性プロファイルを用いて階層型クラスタリングを行い、オーソログ・クラスターを作成した。クラスタリングの精度は、機能モジュールの組合せが同じであるタンパク質が同じクラスターに分類されているかどうかにより判定した。また、先行研究で作成されたオーソログ・クラスターと比較した。結果、先行研究よりクラスタリングの精度が上昇していることが確認できた。本研究では、環境要因と遺伝要因が複雑に相互作用することで発症する多因子疾患と呼ばれる一連の疾患群について、因子間の相互作用を考慮した統計モデルの構築と、そのモデルを利用した病因の解明を目的とした。これらの疾患は、一つ一つの因子が表現型に及ぼす影響が小さいため、原因の解明に非常な困難が伴う。そのため、複数の要因を一つの数理的な枠組みの中でとらえることが有効であると考えられる。そこで、ここでは、まずDNAマイクロアレイの遺伝子発現データから遺伝子ネットワークの推定を試みた。DNAマイクロアレイは、ヒトの9種類の組織由来の64の腫瘍細胞株のデータを用いた。それらのデータから、相互情報量と呼ばれる遺伝子間の関係の強さを表すスコア関数を全遺伝子間について計算し、入コアの高いもの同士をつないでネットワークを構成した。例えば、ある任意の遺伝子Aについて考えたとき、遺伝子Bが高いスコアを持つ場合、遺伝子BはAに対して強い影響を及ぼすと考えられるので、遺伝子BからAに対して矢印を引く。つまり、この作業は、ある任意の遺伝子Aに対して影響を持つ遺伝子群を部分ネットワークとして抽出していることになる。次に、この遺伝子ネットワークを、ベイジアン・ネットワークと呼ばれる統計モデルを用いてモデル化した。このモデルを用いると、例えば上述の遺伝子Aについて、遺伝子Bの影響を考慮した確率密度関数を求めることができる。さらに、この関数は、遺伝子Bの影響成分とそれ以外の成分に分解することができ、その割合は統計的推論アルゴリズムを用いて推定することができる。遺伝子B以外の要因とは、遺伝子Aに対して影響を持つ未知の遺伝子Cによるもの、環境要因によるもの、確率的な誤差成分などが考えられ、この成分について統計的仮説検定を行うことによって、未知の要因の遺伝子Aの発現に対する影響を確率的に推定することができる。以上のような確率的推定を、DNAマイクロアレイ上の全遺伝子(約8000)について行ったところ、従来法では検出されなかった(異なる細胞間で有意な発現量の違いがなかった)が、今回開発した手法では表現型に対して影響を及ぼすと考えられる遺伝子が24個検出された。また、計算機上でのシミーレーション実験を行った結果、この手法が統計的にも、従来法より有用であることが示された。
水銀トリフラートを触媒とする新反応の開発と生理活性天然有機化合物の全合成

水銀トリフラート・テトラメチルウレア錯体が末端アルキンの水和反応による,メチルケトンの生成反応において,強力な触媒作用(100回転以上)を発揮することを見いだした.従来法である等モル近い水銀塩を用いて,硫酸と共に加熱する方法からは,全くかけ離れた中性・室温での反応であり,水銀塩が2価に固定されて回転するため,酸化剤を必用とせず,水俣病の現任物質のメチル水銀を発生することのない触媒プロセスである.アルキンの近傍にアルケンが存在すれば,C-C結合形成後に,カチオンが水和を受け,水和的エンイン環化反応が期待でき,事実1000回転の触媒効率で水和的環化反応を実現した.また,アリールイン環化反応においても,1000回転の触媒効率でジヒドロナフタレンを与えることを見いだした.いずれもプロトデマーキュレーションによる触媒の再生が鍵となる反応であり,遷移金属触媒による同様な反応に比べて,圧倒的に触媒効率が高く,温和な反応条件である点が異なっている.さらにアリールエンイン環化反応,すなわち触媒的生合成類似タンデム環化反応を実現した.C-C結合形成のみならず,ヘテロ環の形成にも水銀トリフラートは強力な触媒作用を発揮し,ラクトン化,フラン環合成,インドール合成,環状エノール炭酸エステル合成に成功した.エキソメチレンエノールラクトン化が極めてスムーズに進行することから,アルキン酸を脱離基とするグリコシル化反応に挑み,例のない水銀トリフラート触媒グリコシル化反応を達成した.水銀トリフラート・テトラメチルウレア錯体が末端アルキンの水和反応による,メチルケトンの生成反応において,強力な触媒作用(100回転以上)を発揮することを見いだした.従来法である等モル近い水銀塩を用いて,硫酸と共に加熱する方法からは,全くかけ離れた中性・室温での反応であり,水銀塩が2価に固定されて回転するため,酸化剤を必用とせず,水俣病の現任物質のメチル水銀を発生することのない触媒プロセスである.アルキンの近傍にアルケンが存在すれば,C-C結合形成後に,カチオンが水和を受け,水和的エンイン環化反応が期待でき,事実1000回転の触媒効率で水和的環化反応を実現した.また,アリールイン環化反応においても,1000回転の触媒効率でジヒドロナフタレンを与えることを見いだした.いずれもプロトデマーキュレーションによる触媒の再生が鍵となる反応であり,遷移金属触媒による同様な反応に比べて,圧倒的に触媒効率が高く,温和な反応条件である点が異なっている.さらにアリールエンイン環化反応,すなわち触媒的生合成類似タンデム環化反応を実現した.C-C結合形成のみならず,ヘテロ環の形成にも水銀トリフラートは強力な触媒作用を発揮し,ラクトン化,フラン環合成,インドール合成,環状エノール炭酸エステル合成に成功した.エキソメチレンエノールラクトン化が極めてスムーズに進行することから,アルキン酸を脱離基とするグリコシル化反応に挑み,例のない水銀トリフラート触媒グリコシル化反応を達成した.
大規模空間における作物生育環境センシンググリッドの開発研究

本研究は大規模空間における作物生育環境における様々のパラメータをモニタリングするための新しい手法を提案するものである。大規模空間において気温や風速などをモニタリングする場合,従来は多数のセンサを配置する必要があった。音響波は気温や風速を反映して見かけ上の音速が変化することに着目し、測定のための理論を整備した(第2章)。これに基づき,音波伝搬時間を精密に測定することにより音波の伝搬経路に沿った気温や風速の空間平均値を測定することができる音響波プローブを構成した(第3章)。音響波プローブを用いて実際に作物の生育環境のモニタリングの一環として,ハウス内温度・霧・浅層地中探査及び土質評価を行った(第4章)。大規模空間での計測に対応するため,音響波プローブの長基線化とセンサ間での情報の授受に無線ネットワークを用いることによりネットワークセンサを構成しシステム全体のシンプル化を図った(第5章)。ネットワークセンサを用いて生育環境パラメータの分布測定を行った。音響センサを対象領域の周囲に配置し,CT法により風向・風速分布および温度分布のモニタリングが可能であることを示した(第6章)。さらなる大規模化に対応し空間における生育環境のパラメータを系統的にモニタリングするため,ネットワークセンシンググリッドによる計測を提案した。これは対象空間内に音響センサをグリッド状に分散配置し,任意の音響センサの組み合わせでパラメータを取得し,測定値をコントローラに集約するものである。ユニットセルの考え方を導入することによりシステム全体を高い自由度で構成できる。実験では一つのユニットセル内でマトリクス法を用いて温度分布を求めている(第7章)。本研究で得られた成果は,大規模植物工場における環境制御,就業者の快適な労働環境の確保,収穫量の増加などにつながり,ひいては施設園芸技術・広く産業の発展に貢献できるものである。1平成17年度(初年度)に達成できた主な研究目的と成果(1)大型振動板を用いる新しいタイプの環境センサの設計。(2)従来からの点計測型ではない、ライン状、面状空間の領域計測を実現するためにネットワーク化された音響センサを利用する方法を考案し、測定の高速化を図るために音響信号にディジタル変調を施し、複数の信号を識別できることを確認した。(3)異なる位置に配置された多数のセンサが取得した情報を蓄積・伝送・連合するグリッドシステムの設計のために、通信所要の算出が必要であることが分かった。(4)大規模センシングネットワーク実現のための通信プロトコルを検討した。(5)測定対象としての植物工場内における作物生育環境のモデル化、大規模圃場における作物生育環境測定法は十分な検討ができなかった。(6)センシンググリッドによる2次元の作物生育環境の長期間モニタリングを行った結果、センサなどの耐候性能が必要であることが分かった。2平成17年度の雑誌論文以外での研究発表1.平成18年度に達成できた主な研究目的と成果H17-19年度の2年目に当るH18年度では、これまで蓄積してきたセンサ・伝搬路・ネットワークシステム等の個々の技術を統合する研究目的で行った結果、次の成果を得た。(2)実環境下での実験のためにトマト栽培大型温室においてトマト畝長に相当する20mの区間平均化された垂直温度分布を音響波プローブでモニタリングできた。(3)ネットワーク技術を用いないで空間的に分散したサンプリングマイクロフォンアレイを用いて音波の伝搬方向の温度分布測定を無響室において実現した。(4)温室壁面からの不要な反射波を、空間のインパルス応答を測定することによって軽減する技術を試行した結果、反射波の影響を軽減することができた。

(5)円形空間における壁面反射を積極的に利用する計算機トモグラフィ法の基礎理論を検討した結果、センサ数を半分に減じる計算予測ができた。2.平成18年度の雑誌論文以外での本研究課題に関連する研究発表1.平成19年度に達成できた主な研究目的と成果H17-19年度の3年目に当るH19年度では、これまで蓄積してきたセンサ・伝搬路・ネットワークシステム等の個々の技術を統合する研究目的で行った結果、次の成果を得た。(1)温室壁面での反射を利用してトランスデューサ数を節用した超音波風向風速計を開発した結果、大型温室内部全体を空間的に平均したモニタリングが可能となった。従来は大型温室でも1点による計測であったため大規模空間を代表する値とは言いがたかった。(2)無線LANにより分散配置した4個の音響センサによる大規模空間の気温分布を計測可能なセンシンググリッドを開発した。これにより1音響測定区間長が10-30m程度の空間の気温分布を非接触で計測する目処がたった。(3)伝送線路行列式( TLM)を用いる解析法を応用して、大規模温室などの矩形空間内部における温度計測に用いる音響波プローブの伝搬状況などを把握する可視化を試みた結果、音響計測にも有効であることが分かった。2.平成19年度の雑誌論文以外での本研究課題に関連する研究発表Jpn. J. App1. Phys.(6編)他雑誌論文合計12編、農業環境工学関連学会2007年合同大会(2件)他合計12件の合計24件。
特別活動の実施状況分析と改善に関する研究

学校週5日制時代を迎えて特別活動の実施状況等がどう変わるか、その実態、問題点、改善方向について調査、分析を行った。問題点として、教師の教科偏重にみられる特別活動への関心の低下、児童生徒の集団活動能力の低下、細切れの学級・HR活動による活動内容の拡散化、児童・生徒会活動の低調さ、学校行事のうちの勤労生産・奉仕活動の不十分さ、などがあがっている。また、最近の教師の指導力も低下しているとする指摘が多い。改善方策はさまざまみられるが、例えば特別活動の指導は生活全体と内容的なつながりをもっともたせるべきであるや、道徳や教科等との関連の強化、体験的学習の時間の増加などの意見が多い。また、児童生徒の自主的な問題解決にゆだね教師は支援的な立場で積極的に指導すべきという意見や、感動・挑戦・汗を流す特別活動の創造の必要という意見がきわめて強い。本来、特別活動は生活に根ざした自治的活動や生活課題の解決が主眼であったが、それが薄れてきていると考えられている。さらに特別活動の内容再編等の動きとして、福祉教育、環境教育、人権教育、国際理解教育などを組み込んだ展開を図る必要があるとする意見がみられる。そこで具体的な解決方策として、学級・HR活動の改善、学校行事の見直し、児童・生徒会活動の新たな展開、クラブ・部活動の見直しなど、従来の特別活動の内容全般について考え方を示した。また、特別活動と教科・道徳との統合的な学習活動としてクロス・カリキュラムを提唱し、これからの特別活動の改善方策を具体的に示した。特別活動の理論や実践における課題を総合的に把握することに努めた。(1)その役割、機能、本質、(2)教育の歴史・思潮との関係、(3)その特質、他の教育内容との関連、(4)教育方法の特質、(5)実践上の課題、(6)研究方法、(7)評価、(8)教育経営との関連、(9)教師教育の課題、(10)最近の教育課題との課題、(11)比較教育と特別活動、など様々な課題がみられた。特別活動学として学校教育の役割の見直しが必要と考える。そこで、平成7年度から月2回の学校5日制が実施されるところから、どのような特別活動の改善が必要か、調査を実施した。この調査は実践上の様々な課題の把握と改善点に関する調査であるが、現在その結果の集計中である。さらに、その結果から第2次調査を平成7年度に実施する予定である。なお、最近の新しい動きとして、特別活動と教科・道徳を関連させたクロス・カリキュラムが実施されるようになっている。例えば、国際理解教育、環境教育、人権尊重教育などのテーマに基づいた統合的なカリキュラムであって、特別活動の新しいあり方を示唆する考え方として注目している。さらに、特別活動の内容の統合化、学級活動と学級経営との関連の重視、学級活動計画の重点化・系統化など、様々な改善方策についても新たな考え方が生まれており、そうした特別活動改善について研究を深めたいと考えている。学校週休5日制時代を迎えて特別活動の実施状況等がどう変わるか、その実態、問題点、改善方向について調査、分析を行った。問題点として、教師の教科偏重にみられる特別活動への関心の低下、児童生徒の集団活動能力の低下、細切れの学校・HR活動による活動内容の拡散化、児童・生徒会活動の低調さ、学校行事のうちの勤労生産・奉仕活動の不十分さ、などがあがっている。

本来、特別活動は生活に根ざした自治的活動や生活課題の解決が主眼であったが、それが薄れてきていると考えられている。さらに特別活動の内容再編等の動きとして、福祉教育、環境教育、人権教育、国際理解教育などを組み込んだ展開を図る必要があるとする意見がみられる。そこで具体的な解決方策として、学級・HR活動の改善、学校行事の見直し、児童・生徒会活動の新たな展開、クラブ・部活動の見直しなど、従来の特別活動の内容全般について考え方を示した。また、特別活動と教科・道徳との統合的な学習活動としてクロス・カリキュラムを提唱し、これからの特別活動の改善方策を具体的に示した。
スピントロニクス応用に適した表面磁気特性の実現

本研究は、様々な基板に対する有機半導体の蒸着挙動の解明をスピン偏極脱励起分光法と呼ばれる表面分析技術によって調べることに焦点を当てて実施した。特に銅フタロシアニン分子の吸着構造が被覆率や温度にどのように依存するかを調べた。スピン偏極脱励起分光法は非常に表面敏感であり、表面上の分子の方位の微妙な変化も検出することができ、MgOあるいはFe3O4の表面では銅フタロシアニン分子が約250Kより低温で傾斜する構造をとることを明らかにした。この研究は、梨花女子大学Kim Tae Hee教授のグループとの共同研究として行い、本研究の結果から、同大学グループが有機スピントロニクス素子に対して測定した、磁気抵抗効果の特徴的な温度依存性を合理的に説明することができた。さらに、エピタキシャルに成長したFe3O4 (001)層とFe (001)層の間の界面で中間層を介した交換結合の研究を実施した。交換結合は、磁気記録媒体や磁気ランダムアクセスメモリなどの実用素子への応用において磁気配列を制御する根幹をなす特性である。もし、交換結合が十分大きければ、2つの強磁性層の反平行配列によって磁気ゆらぎを生ずるエネルギー不安定性が解消される。従って、Fe/Fe3O4 (001)多層構造を用いた反強磁性構造やフェリ磁性構造を作りこむ素子応用への道が開かれる。ただし、それには、反強磁性結合が界面に存在することを証明することが求められ、界面特性も詳細に解明しなければならない。そのため、Fe3O4 (001)層とFe (001)層の相対的なスピンの並びの計測にスピン偏極脱励起分光法を適用した。測定結果は、層間の磁気結合が反平行であることを示した。これは、この種の界面において中間層を介した交換結合が働いていることを示した初めての直接的証拠である。この交換結合は、密度汎関数法による第一原理計算によっても確かめられた。年間を通じて、研究計画に明記されたスピントロニクス素子開発に資する表面スピン特性あるいは界面スピン特性を有する材料の特性解明に関する研究を着実に遂行することができた。さらには、多層膜のスピン特性に関する研究の端緒を開くことができ今後の展開が期待される。今後の研究課題としてNIMSで作成したフェライト薄膜や筑波大学から提供のフェライト薄膜に関してその表面磁気特性を調べることを重点的に進める。CoとFeの比率の正確な制御による高品位膜の作成とZnあるいはMnフェライトも計画通りに遂行する。さらに、Fe/Fe3O4 (001)構造での交換結合や強磁性体表面の銅フタロシアニンの追加データの取得など関連研究を完了する。また、新しく、2階建て構造をもつ有機半導体ののパラシクロファンを研究対象に含める。最近、有機スピントロニクス素子への応用でスピンフィルターの良い候補として注目されている。2重の芳香環のうち基板に接する側が強く基板原子と混成して偏極するが、もう一方の側が間接的にのみ偏極変調を受けることで有機半導体と強磁性体界面での理想的なスピン伝達が期待できる。

CoとFeの比率の正確な制御による高品位膜の作成とZnあるいはMnフェライトも計画通りに遂行する。さらに、Fe/Fe3O4 (001)構造での交換結合や強磁性体表面の銅フタロシアニンの追加データの取得など関連研究を完了する。また、新しく、2階建て構造をもつ有機半導体ののパラシクロファンを研究対象に含める。最近、有機スピントロニクス素子への応用でスピンフィルターの良い候補として注目されている。2重の芳香環のうち基板に接する側が強く基板原子と混成して偏極するが、もう一方の側が間接的にのみ偏極変調を受けることで有機半導体と強磁性体界面での理想的なスピン伝達が期待できる。
腫瘍血管特性を利用した腫瘍内休止期細胞の放射線・化学療法に対する感受性増強の試

低温度温熱処置は、固形腫瘍内の急性低酸素分画よりも慢性低酸素分画を著しく酸素化し、低温度温熱処置後の経時的なQ細胞とP+Q細胞の低酸素細胞分画の変化から、Q細胞の酸素化は約1週間、P+Q細胞の酸素化は約2日維持する事も明らかになり、臨床上、低温度温熱治療後12時間以内の放射線照射の有用性が示唆された。Q細胞はシスプラチンを用いた化学療法に対してP+Q細胞より感受性が低いが、大きな慢性低酸素分画を有するQ細胞分画の増感には低温度温熱処置が効果的であり、全腫瘍細胞分画(P+Q細胞)の増感には急性低酸素分画を解除するNicotinamideとの併用も効果的であった。さらには、低酸素細胞に対する毒素であるTirapazamineとの併用もQ細胞の増感という点からは有効であった。他方、当実験所で合成された^<195m>Pt-標識シスプラチンをEMT6/KU腫瘍に投与したところ、この腫瘍がSCCVII腫瘍に比べて慢性低酸素分画が大きいためか、低温度温熱処置併用によって有意にシスプラチンの取り込み量が増加する事も明らかになった。他方、TirapazamineのみによるDNA損傷効果はP+Q細胞よりもQ細胞で大きいが、Nicotinamideの併用でこの効果は抑制され、低温度温熱処置併用では増強されることも明らかになった。またP+Q細胞に対する効果については、SCCVII腫瘍に比べて慢性低酸素分画の大きなEMT6/KU腫瘍で顕著であった。当施設で施行されている中性子捕捉療法においても、低温度温熱処置を中性子捕捉化合物投与時に併用することでQ細胞分画への薬剤分布を多少とも改善し得る可能性も示唆され、さらには、Tirapazamineを中性子捕捉療法時に併用することによって、Q細胞の感受性を高め、硼素中性子捕捉化合物の使用で拡大するP+Q細胞とQ細胞との間の感受性の差を多少とも縮小させることができた。急性低酸素分画を解除するノコチンアミドや慢性低酸素分画を解除するカーボジェン処置に、低温度温熱処置を組み合わせることで、低温度温熱処置がどちらの低酸素分画により大きな影響を与えるかを調べた。その結果、1)休止期(Q)細胞でも全腫瘍細胞(P+Q)細胞でも、ニコチンアミド処置に低温度温熱処置を加えた場合の低酸素分画の減少は、カーボジェン処置に低温度温熱処置を加えた場合の低酸素分画の減少よりも著しく、また、2)低温度温熱処置のみではP+Q細胞よりもQ細胞で著明な低酸素分画の減少が認められた。即ち、低温度温熱処理は、固形腫瘍内では慢性低酸素分画をより著しく酸素化すると考えられた。その後、低温度温熱処置後の経時的なQ細胞とP+Q細胞の低酸素細胞分画の変化から、Q細胞の酸素化は約1週間、P+Q細胞の酸素化は約2日維持する事も明らかになり、臨床上、低温度温熱治療後12時間以内の放射線照射の有用性も示唆された。シスプラチンを用いた化学療法においては、Q細胞はP+Q細胞より感受性が低いが、大きな慢性低酸素分画を有するQ細胞の増感には低温度温熱処置が有用であり、急性低酸素分画を解除するニコチンアミドをさらに組み合わせても効果的であった。さらには、低酸素細胞に対する毒素である生体還元物質のtirapazamineとの併用もQ細胞の増感という点からは有用と思われた。他方、当実験所で合成された^<195m>

Pt-標識シスプラチンをEMT6/KU腫瘍に投与したところ、この腫瘍がSCC VII腫瘍に比べて慢性低酸素分画が大きいためか、低温度温熱処置併用によって有意にシスプラチンの取り込み量が増加する事も明らかになった。ここ数年来施行されている当施設での中性子捕捉療法においても、低温度温熱処置を中性子捕捉化合物投与時に併用することでQ細胞分画への薬剤分布を多少とも改善し得る可能性も示唆されている。低温度温熱処置は、固形腫瘍内では急性低酸素分画よりも慢性低酸素分画をより著しく酸素化すると考えられ、低温度温熱処置後の経時的なQ細胞とP+Q細胞の低酸素細胞分画の変化から、Q細胞の酸素化は約1週間、P+Q細胞の酸素化は約2日維持する事も明らかになり、臨床上、低温度温熱治療後12時間以内の放射線照射の有用性も示唆された。シスプラチンを用いた化学療法においては、Q細胞はP+Q細胞より感受性が低いが、大きな慢性低酸素分画を有するQ細胞の増感に低温度温熱処置が有用であり、急性低酸素分画を解除するNicotinamideとの併用も効果的であった。さらには、低酸素細胞に対する毒素であるTirapazamineとの併用もQ細胞の増感という点からは有用と思われた。他方、当実験所で合成された@@S1195m@@E1Pt-標識シスプラチンをEMT6/KU腫瘍に投与したところ、この腫瘍がSCC VII腫瘍に比べて慢性低酸素分画が大きいためか、低温度温熱処置併用によって有意にシスプラチンの取り込み量が増加する事も明らかになった。他方、TirapazamineのみによるDNA損傷効果はP+Q細胞よりもQ細胞で大きいが、Nicotinamideの併用でこの効果は抑制され、低温度温熱処置併用では増強されることも明らかになった。またP+Q細胞に対する効果については、SCC VII腫瘍に比べて慢性低酸素分画の大きなEMT6/KU腫瘍で顕著であった。当施設で施行されている中性子捕捉療法においても、低温度温熱処置を中性子捕捉化合物投与時に併用することでQ細胞分画への薬剤分布を多少とも改善し得る可能性も示唆され、さらには、Tirapazamineを中性子捕捉療法時に併用することによって、Q細胞の感受性を高め、硼素中性子捕捉化合物の使用で拡大するP+Q細胞とQ細胞との間の感受性の差を縮小させることができることも示唆された。
極超音速衝撃波管を用いるマッハ数20の衝撃波背後の実在気体効果に関する研究

衝撃波の応用研究のハイライトは、衝撃圧縮を用いて通常の方法では不可能な高温を発生して、宇宙船の地球大気圏再突入を模擬できる状態をを発生することである。このとき生じる一万度を超える高温は宇宙船まわりにできる衝撃波背後の状態に相当し、空気中の酸素、窒素分子は解離し、解離してできた原子の一部は電離しこれを実在気体効果という。極超音速流れの実験的研究では、実在気体効果を再現して大気圏再突入の空気力学を実証することである。本研究は、トロント大学から移設した断面100mm×180mm衝撃波管の高圧部を化学量論比の酸水素混合気を満たし、その中で微小爆薬レーザー起爆してデトネーション波を発生して高温高圧気体を生成して入射衝撃波マッハ数20を達成して、ホログラフィー干渉計を用いて極超音速流れを定量的に観測する。得た結果を要約すれば:(1)無隔膜方式のデトネーション駆動衝撃波管を設計した。化学反応なしの状態で、無隔膜方式が非常によい衝撃波の再現性を示すことを明らかにした。また、数値解析的に、デトネーション波の衝突で急速開口弁が開口し衝撃波を駆動することを明らかにした。(2)微小爆薬のレーザー起爆でデトネーション波を発生する機構、DDTを実験的に検証した。また、デトネーション波の初生に及ぼす微小粒子の介在の効果を明らかにした。(3)二重露光有限干渉縞ホログラフィー干渉計法を用いた計測法を確立した。有限干渉縞をフーリエ縞解析して密度分布を定量的に計測するシステムを開発した。(4)研究の成果を、国際研究集会、第23回国際高速写真シンポジウム、第22回国際衝撃波シンポジウムで発表し、良い評価を得た。宇宙船の大気圏再突入に関する高温極超音速流れの研究では、空気の実在気体効果の解明が重要な研究課題となる。本研究はトロント大学から移設した60mmx150mm無隔膜衝撃波管を、デトーネーション駆動に変換して、マッハ数20までの平面衝撃波をよい再現性で発生させて、その背後および境界層中に現れる空気の振動励起、解離、電離さらに輻射現象などの実在気体効果を実験的に明らかにする。数値シミュレーション法との対比を目指して、二重露光ホログラフィー干渉計法を用いた計測を行った。得た結果を要約すれば:(1)デトネーション駆動衝撃波管の点火過程を知るために、理論当量比の酸水素混合気中の爆轟波駆動衝撃波がデトネーション波への遷移を実験的に定量的に明らかにした。(2)デトネーション波の衝突でピストンが急速開口する過程を数値的に明らかにした。(3)三次元的な衝撃波の挙動を散乱光を物体光とするホログラフィー干渉計法で計測することに成功し、その成果をの一部をモスクワで開催された第22回国際高速度写真フォトニクス国際会議で、トロント大学の共同研究者と発表した。(4)デートネーション駆動衝撃波管の計測に関して、有限干渉縞をフーリエ縞解析するシステムを確立した。これは、現在進めている位相変位ホログラフィー法の縞解析法の確立を目指す準備として重要な研究の進展である。衝撃波の反応研究のハイライトは、衝撃圧縮を用いて通常の方法では不可能な高温を発生して、宇宙船の地球大気圏再突入を模擬できる状態を発生することである。このとき生じる一万度を超える高温は宇宙船まわりにできる衝撃波背後の状態に相当し、空気中の酸素、窒素分子は解離し、解離してできたた原子の一部は電離しこれを実在気体効果という。

本研究は、トロント大学から移設した断面100mm×180mm衝撃波管の高圧部を化学量論比の酸水素混合気を満たし、その中で微小爆薬をレーザー起爆してデトネーション波を発生して高温高圧気体を生成して入射衝撃波マッハ数20を達成して、ホログラフィー干渉計を用いて極超音速流れを定量的に観測する。得た結果を要約すれば:(1)無隔膜方式のデトネーション駆動衝撃波管を設計した。化学反応なしの状態で、無隔膜方式が非常によい衝撃波の再現性を示すことを明らかにした。また、数値解析的に、デトネーション波の衝突で急速開口弁が開口し衝撃波を駆動することを明らかにした。(2)微小爆薬のレーザー起爆でデトネーション波を発生する機構、DDTを実験的に検証した。また、デトネーション波の初生に及ぼす微小粒子の介在の効果を明らかにした。(3)二重露光有限干渉稿ホログラフィー干渉計法を用いた計測法を確立した。有限干渉稿をフーリエ稿解析して密度分布を定量的に計測するシステムを開発した。(4)研究の成果を、国際研究集会、第23回国際高速写真シンポジウム、第22回国際衝撃波シンポジウムで発表し、良い評価を得た。
がん精巣抗原による個別化がん治療の開発

がん精巣抗原は、正常細胞では生殖細胞のみに発現するが、多様な種類のがんにおいて発現することから、治療のよい標的となる。そこで、このような分子の機能を解析することによって、治療戦略を検討した。その結果、減数分裂期のシナプトネマ複合体を形成する分子であるSYCP3とSMC1.は、がん精巣抗原であることが確認され、ヒト細胞における機能解析によって、これらの分子の体細胞における発現は、DNA二本鎖切断に対する相同組換え修復を抑制することが判明した。この結果により、これらのがん精巣抗原を発現するがんは、DNA二本鎖切断によって抗腫瘍効果を発揮する治療に感受性が高いことが示唆された。減数分裂特異的な構造物であるシナプトネマ複合体を構成するSYCP3は、多様な種類のがんで発現するがん精巣抗原である。この遺伝子の体細胞における役割を理解するために、ヒト正常上皮細胞に外来性に発現させたところ、核内に局在するとともにDNA損傷のマーカーであるγH2AXの核内フォーカス形成が増加し、DNA修復機能の低下が示唆された。そこで、放射線とシスプラチンに対する感受性を解析したところ、SYCP3の発現により、これらに対する感受性が亢進することが明らかとなった。この感受性のパターンはDNA二重鎖切断に対する相同組換え修復の機能低下の可能性を示唆するために、その修復の中心的分子であるRad51の機能を放射線照射後の核内フォーカス形成で検討したところ、SYCP3発現細胞で低下が見られた。この結果は、SYCP3の発現によって相同組換え修復が阻害されることを示唆するために、次に、PARP阻害剤によって相同組換え機能低下との合成致死アプローチによる感受性の変化を解析した。SYCP3発現細胞はPARP阻害剤に対して感受性が著しく亢進し、確かに発現細胞では相同組換え修復機能が低下していることが裏付けられた。このような結果を確認するために、SYCP3発現がん細胞株において、RNA干渉によってSYCP3の発現を低下させたところ、Rad51のフォーカスは増加し、PARP阻害剤に対しては抵抗性となった。非発現がん細胞にメチル化阻害剤を添加すると、SYCP3の発現が誘導された。以上の結果より、体細胞では低メチル化で発現が誘導されるがん精巣抗原SYCP3は、相同組換え修復機能を抑制することによって、放射線や化学療法に対する感受性を亢進させていることが明らかとなった。減数分裂特異的cohesinであるSMC1βは、正常組織では生殖細胞においてのみ発現しているが、一部のがんにおいて発現しているために、がん精巣抗原であることが確認されている。体細胞において、cohesinは相同組換えによるDNA二本鎖切断修復に重要な役割を果たすことから、がんにおけるSMC1βの発現が、どのように体細胞の染色体安定性の維持に影響を及ぼすのかについて、検討を行った。正常上皮細胞にSMC1βを発現させた場合には、倣射線とシスプラチンに対して細胞の感受性は亢進し、逆に、この分子が発現しているがん細胞においてノックダウンすると、細胞はこれらに抵抗性となった。相同組換えの中心的な分子であるRAD51の放射線照射後の核内フォーカス形成は、SMC1βの発現によって低下した。これらの結果から、この分子の発現は、相同組換え修復を抑制することが想定された。次に、cohesinの役割である姉妹染色分体間の結合について、分裂中期の染色体を展開して形態を解析したところ、SMC1βの発現によって、その結合は解離し、逆に、ノックダウンによって姉妹染色分体解離の頻度は減少した。以上の結果により、体細胞においてcohesinの役割を担うSMC1αが形成する複合体の機能を、SMC1βが抑制していることが示唆された。SMC1はSMC3とRAD21とともに複合体を形成してcohesinの役割を果たすために、体細胞においてSMC1βが発現した場合に、このような複合体を形成するのかを免疫沈降によって解析したところ、確かにその存在が確認された。したがって、体細胞においてこれら2種類のSMC1が存在する場合は、染色体上の近接した部位において競合する可能性が想定された。
水素によるPd系合金薄膜の膜改質・磁気特性制御

近年、ICT・IoT技術の発展に伴い、膨大なデータが日々生産されている。また、今後も「スマートシティ」や「Society 5.0」の始動と共に、データ量の増大が見込まれる。そのため、データを保存する磁気記録装置、特に、ハードディスクドライブ(HDD)の高密度化は急務である。垂直磁気記録方式は、高密度記録を可能にするものであるが、更なる発展に向け、より大きな垂直磁気異方性を有する薄膜が求められている。現在、磁性金属と白金族金属との規則化合金は、大きな結晶磁気異方性を有するので、最も期待されている材料である。しかし、薄膜作製直後のas deposited状態では、結晶性が悪く、また、規則化の程度も低く実用に耐えない。したがって、熱処理に代表される膜改質プロセスが必要となる。しかし、熱処理は高温を用いるので、熱応力による膜の多層構造の崩壊、膜剥離・ヒロック、基板反り等の副作用をもたらす。よって、ハードディスクへの応用は非現実的である。本研究は、こうした状況を鑑み、革新的な膜改質方法として“水素処理プロセス"を提案する取り組みである。具体的には、パラジウム(Pd)と磁性金属(M = Fe, Co, Ni)の合金をPd-Mとして、次に示すプロセス、『Pd-M薄膜→水素化⇔水素化Pd-M薄膜⇔脱水素化→Pd-M薄膜』により、Pd-M薄膜を膜改質(応力制御・結晶性向上・規則化促進)し、それにより良好な磁気特性、特に、垂直磁気異方性を得ることを試みている。本プロセスは、室温で実施できるという点で従来法より優れている。更に、本プロセスで使用する水素は気相として導入可能であるため、既存の薄膜作製装置への適用が容易であり、膜改質プロセスの基盤的技術に成り得る。現在、水素処理中における膜中応力・歪について、及び、膜中応力と磁気特性との関係について実験的に鋭意調査している。『Pd-M薄膜→水素化⇔水素化Pd-M薄膜⇔脱水素化→Pd-M薄膜』プロセスを実現するために、Pd-M薄膜を大気に一度も取り出すことなく水素処理できる機構を組み上げた。そして、本機構を用いて水素処理を行ったところ、順調に水素化が進行することを確認した。また、この水素処理プロセスにより、磁気特性も制御可能であると判明した。したがって、おおむね順調に進展していると判断する。『Pd-M薄膜→水素化⇔水素化Pd-M薄膜⇔脱水素化→Pd-M薄膜』プロセスにより、Pd-M薄膜の磁気特性は制御可能であると判明している。しかし、更に良好な磁気特性(垂直磁気異方性)を得るには、薄膜の基板密着性を高め、水素化時における膜剥離を抑制する必要がある。そのため、今後は、水素処理プロセスの全容を解明すると共に、薄膜の基板密着性を高めるべく、薄膜/基板間への下地層導入を試みる。『Pd-M薄膜→水素化⇔水素化Pd-M薄膜⇔脱水素化→Pd-

M薄膜』プロセスにより、Pd-M薄膜の磁気特性は制御可能であると判明している。しかし、更に良好な磁気特性(垂直磁気異方性)を得るには、薄膜の基板密着性を高め、水素化時における膜剥離を抑制する必要がある。そのため、今後は、水素処理プロセスの全容を解明すると共に、薄膜の基板密着性を高めるべく、薄膜/基板間への下地層導入を試みる。学会発表の3件目は、若手研究者表彰・優秀賞を受賞
複数のπ共役系化合物からなるかご状有機構造体の内部空間に閉じこめた金属ナノクラスターの設計

分子を制限されたミクロ空間環境に閉じ込めたいわゆる「コンテナ型錯体」においては「開放系」にはない特殊な事象が発現することが知られている。本研究で我々は、かご状構造体の内部空間に、金属ナノクラスターを閉じこめて、独特な表面構造や量子サイズ効果に由来する特異な触媒能、電子的性質と特異な内部環境の協同効果を利用した新機能の開拓をめざしている。昨年度までの研究で、粒径14ÅのAu_<55>クラスター周りに配位結合を介して集積した複数の亜鉛ポルフィリン間の架橋反応により、6個のポルフィリンがかご状になってクラスターを閉じこめた複合体の合成・精製法を確立し、さらに酸処理によるポルフィリン部位のフリーベース化に成功した。本年度の研究においては、ポルフィリンの中心にマンガンを導入し、マンガンポルフィリン錯体触媒の酸化反応における、金クラスターの効果を検討した。ポルフィリンへのマンガンの導入は、フリーベース型かご状ポルフィリンと塩化マンガンの反応により行った。さらに、それを触媒として、ヨードソベンゼンを酸化剤とするスチレンの酸化反応を検討したところ、金クラスターを内包したかご状マンガンポルフィリンを用いた場合には、単純なマンガンポルフィリンモノマーを用いたときと比較し、著しい反応の加速が見られた。また、本系では酸化剤による錯体の分解によって、反応が頭打ちになるが、金クラスターを内包した複合系においては、そうした失活が抑制され、触媒の安定性が向上することがわかった。
Bリンパ球の分化・活性化におけるゲノム機能変換の遺伝情報DECODE回路解明

細胞がその機能を果たすためには数多くの遺伝子が協調して働く必要があり、それらの遺伝子の発現が適切に制御されることが不可欠である。個々の遺伝子が特定の転写因子などによる、詳細な制御を受けるためには、その遺伝子を含む広範な領域全体が、ある意味ではグローバルな制御を受ける必要がある。そのような制御にともなって、クロマチンあるいは染色体の部分構造が変化することが知られており、このような構造の変化によって初めて転写因子などがその標的とする遺伝子に接近できると想定されている。このような遺伝子、あるいは染色体領域の状態は、通常細胞の増殖では維持されるが、細胞が分化する場合などには動的に変化する。免疫系では、抗原受容体の遺伝子において単なる遺伝子発現の制御に留まらず、組換えや突然変異導入というゲノムそのものの変換を伴う機構がその機能発現と細胞分化に重要な役割をもっている。本研究は、Bリンパ球の初期分化、活性化、最終分化それぞれの過程に重要な機能を果たしている遺伝子座、ことに抗体遺伝子の組換えをモデル系として遺伝情報のデコードとクロマチン修飾などによるエピゲノム性調節制御との回路を解明することを目指している。その結果、この遺伝子組換えに必須な因子であるAIDの遺伝子発現を調節し、あるいは組換えの標的特異性と組換えの場を制御する因子としてPax5、E2A、SIP、NFκB、IRF4、Runxl-3などが同定され、これらがTGFβ1シグナルの下流で作用するId2とともに、エピゲノム性調節制御の回路を形成していることが明らかになった。また、これらの因子群は、2次、3次リンパ組織のダイナミックな構築変化・形成による微小環境の影響を受け、時には冗長な、時には相反する機能を発現し、その制御を複雑化していることも判明した。同時に、これらの因子の発現が微小環境形成に影響を与えていることが判明した。加えてこればで培養条件下では効率よく誘導することが困難であったIgAへのクラススイッチ組換えを誘導する刺激の組み合わせを明らかにできた。その結果、この遺伝子組換えに必須な因子であるAIDの遺伝子発現を調節し、あるいは組換えの標的特異性と組換えの場を制御する因子としてPax5、E2A、SIP、NFκB、IRF4、Runx1-3などが同定され、これらがTGFβ1シグナルの下流で作用するId2とともに、エピゲノム性調節制御の回路を形成していることが明らかになった。また、これらの因子群は、2次リンパ組織のダイナミックな構築変化と3次リンパ組織の形成による微小環境の影響を受け、時には冗長な、時には相反する機能を発現し、その制御を複雑化していることも判明した。

加えてこればで培養条件下では効率よく誘導することが困難であったIgAへのクラススイッチ組換えを誘導する刺激の組み合わせを明らかにできた。