hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気競合現象による新しい量子相形成と相転移

量子相転移、および、幾何学的フラストレーションによる新しい量子相形成と相転移現象の典型例の創出を目的として研究を行ってきた。その結果、金属では初めてのチューニングのいらないゼロ磁場量子臨界現象、四極子自由度による近藤効果による異常金属相、自発的ホール効果を伴うスピン液体、乱れた蜂の巣格子上に現れるスピンと軌道の協力現象で現れる短距離秩序等を見出した。重い電子系超伝導体β-YbAlB_4において、まず、平均自由行程が1μmの純良単結晶の育成に成功した。また、磁化および比熱の測定を極低温まで詳細に測定を行った。特に磁化の温度・磁場依存性を解析した結果、単純なスケーリング則を見出し、この系においてゼロ磁場量子臨界点が存在することを明確にした。さらに、Yb系の重い電子系では大変めずらしく量子振動の測定に成功し、3次元的な電子状態を明らかにした。この量子臨界点がf電子系では初めて価数揺動を伴い現れていることを見出した。また、2.7GPaまでの圧力下の電気抵抗測定を行い、圧力下での量子臨界現象を詳細に調べた結果、通常の磁気量子臨界点はこの系では2GPa近傍に存在することが明らかとなった。このことは、常圧での量子臨界性が全く新奇なものであることを明確に示す結果である。次にフラストレートした磁性の研究として、パイロクロア酸化物Pr_2Ir_2O_7のホール伝導度を測定し、ホール効果が外部磁場・磁化がない状況でも低温で現れることを金属で初めて見出した。また、このことがカイラルスピン液体状態を考えれば説明できることを示した。Pr_2Ir_2O_7においてμSRの測定を行い、この液体状態においてスピンが実際に動的であることを確認した。2次元三角格子系NiGa_2S_4においては、硫黄の濃度を精密に制御することで純良単結晶を育成しその特性を明らかにした。特に電子スピン共鳴測定についての大阪大学の萩原グループとの共同研究から三角格子に特徴的なスピンのつくる渦が対生成する相転移が現れている可能性を指摘した。また、その類縁物質FeGa_2S_4とFe_2Ga_2S_5について圧力下の電気伝導性を明らかにし、圧力誘起の興味深いスピンガラス・固体相転移の可能性を議論した。1.重い電子系物質beta-YbAlB_4において、磁化率のスケーリング則から固体では初めてゼロ磁場量子臨界現象を確立した。また、このような重い電子系では初めて強い価数揺動を伴っていることを明らかにした。同組成の関連したalpha型においては、低温でフェルミ液体の状態が実現していること、また、beta型と同様、強い価数揺動を伴いながらも、低温で近藤格子の振る舞いをしていることを明らかにした。2.S=1の2次元三角格子反強磁性体NiGa_2S_4において、中性子回折の結果からこの系において低温でおこるスピン凍結現象の波数依存性と周波数依存性を明らかにした。また、その波数依存性が比熱から期待されるスピン波の予想と桁違いに合わないことから、この系で現れている磁気相関が通常のスピン波とは異なる量子相に基づく可能性を指摘した。さらに角度分解光電子分光の測定から高温で異常な価数揺らぎを伴っていることを指摘した。3.擬2次元三角格子Rb_4Mn(MoO_4)_3の磁場中での磁気相図を明らかにし、それが理論的予測と数値的に一致することを明らかにした。4.Pr_2Ir_2O7の低温のスピン液体相においてホール効果の異方性を明らかにした。このことからこの系での自発的なホール効果に伴う軌道電流はカゴメ面内に発生していることを突き止めた。また、高磁場での量子振動からメタ磁性転移によって引き起こされる電子状態の変化についての詳細を明らかにした。さらに、基底状態においてはスピンアイスのフラストレーションにより磁気秩序が抑えられているだけでなく、強い量子効果のために磁気的モノポールが励起されている可能性を見出した。5.Eu_2Ir_2O_7においてはスピン軌道相互作用が金属-絶縁体転移において重要であることを明らかにした。価数揺動系でありながら、量子臨界現象と超伝導を示す初めての物質系YbA1B4に注目し、その新規な物性の起源を解明するために以下の実験研究を行った。まず、新物質β-YbA1B4については圧力下の電気抵抗測定から、常圧の量子臨界性とは異なる磁気秩序に伴う量子臨界性が存在し、それがFeをA1サイトに置換して化学的な圧力効果として現れる常圧での磁気秩序相とその臨界性に連続的につながることを明らかにした。次に価数揺動系の重い電子物質α-YbA1B4についてはFeを置換することで化学的な圧力をかけることに成功し、急激に価数および体積が変化する相転移点を見出した。この相転移近傍において現れる異常な物性はこの相転移により現れる反強磁性を磁場で抑えることで現れる量子臨界現象と明らかにことなる振る舞いをすることがわかってきた。

このことから、ゼロ磁場での価数の変化を伴う相転移近傍の異常な金属の振る舞いは価数に関連した量子臨界現象が現れている可能性がある。さらに、価数揺動と異常金属状態との関係を調べるために、新しく立方晶系SmTi2A120,SmV2A120,SmCr2A120の単結晶試料を作成し、それらがSm系では非常に珍しく、近藤効果を示すこと、また、それらが強い価数揺動を持って現れることを発見した。また、Ti,V,Crと置換をすることにより近藤温度をシステマティックに制御できることを見出した。物性測定とミュオン共鳴実験からこれらの物質が反強磁性秩序を示すことを明らかにした。また、立方晶系PrTi2A120については、中性子実験、ミュオン共鳴実験から軌道の自由度を持った非磁性の基底状態を持ち、強的な四極子秩序を持つことを確認した。最後に、新しい量子スピン系としてBa3CuSb209の系に着目し、この系がこれまでに考えられていた三角格子ではなく、蜂の巣格子を短距離で形成していること、また、そのために、遷移金属化合物としては初めて低温までヤーンテラー効果を示さないこと、さらには、スピンも低温まで液体状態を示すことがわかった。
安定ラジカルを用いた「有機ラジカルEL」への挑戦

本研究では安定な有機ラジカルを合成し,その機能性有機デバイスへの応用を検討した.残念ながら蛍光性ではなく,有機EL(OLED)の発光子として使用する最初の試みは不可能であった.しかし,酸化還元電位などの基礎特性評価の結果,この有機ラジカルは有機ELの電子あるいは正孔輸送物質として有用であることが示唆された.また,有機電界効果トランジスタ(OFET)にも適用可能であることが示唆された.本研究では安定な有機ラジカルを合成し,その機能性有機デバイスへの応用を検討した.残念ながら蛍光性ではなく,有機EL(OLED)の発光子として使用する最初の試みは不可能であった.しかし,酸化還元電位などの基礎特性評価の結果,この有機ラジカルは有機ELの電子あるいは正孔輸送物質として有用であることが示唆された.また,有機電界効果トランジスタ(OFET)にも適用可能であることが示唆された.本研究では,新たなデバイス材料として,安定アリルラジカルであるα,γ-ビスジフェニレン-β-フェニルアリルラジカル(1^*)に着目し,有機デバイスへの応用に必要な基礎物性の評価を行った.文献を参考に合成した1^*を,ベンゼンから再結晶すると,1:1でベンゼンを包摂した,金属光沢のある緑色結晶(1^**C_6H_6)が得られた.ベンゼン溶液でのUV-vis吸収スペクトル測定では,489nmにSOMO-LUMO遷移に対応するピークを観測した.また,経時変化の観測を行ったところ,空気飽和下で2日間放置しても吸収スペクトルに変化がないことから,1^*は酸素に対して安定であることがわかった.一方,蛍光スペクトル測定では,1^*はほとんど蛍光を発しないことが分かった.アセトニトリル溶液でのサイクリックボルタンメトリーでは,1^*の可逆的酸化還元波が観測され,酸化還元電位はそれぞれE1/2^ox=+0.77V vs. SCE, E_1/2^red=-0.36Vであった.これらは一般的な閉殻種のそれに比べて非常に低く,電子授受能の高さが示唆された.次に,スピンコート法により1^*の薄膜を作成し,そのUV-vis吸収スペクトルを測定したところ,498nmにピークが観測された.また,電気伝導性の評価として,光電流(Photocurrent: PC)測定を行った結果,550nm付近で1^*の電気伝導性が観測された.蒸着より簡便な塗布法で電気伝導性をもつ低分子薄膜が作成されたことは注目される.今後は,1^*の塗布膜を用いたデバイス作成を行う予定である.予期しないことに,1^*は蛍光を全く発せず,有機ELの発光子としての利用は困難であることが分かったが,有機ELの電子輸送層あるいは正孔輸送層として,有用であることが強く示唆された.本研究では,新たなデバイス材料として,安定アリルラジカルであるα,γ-ビスジフェニレン-β-フェニルアリルラジカル(1^・),さらに共役系を拡張した安定ビラジカル(2^<・・>)に着目し,有機デバイスへの応用に必要な基礎物性の評価を行った.文献を参考に合成した1^・は,サイクリックボルタンメトリーの結果から,酸化還元電位が非常に低く,有機電界効果トランジスタ(OFET)への応用が可能であることが示唆された.そこで,スピンコート法を用いて1^・を有機半導体層に用いたボトムゲートートップコンタクト型FET素子を作成し,そのキャリア移動特性を評価した.その結果,1^・を用いた素子はn型のFET特性を示し,このときの移動度は6.3×10^<-7>cm^2/Vsであった.この値は,一般的な有機半導体を用いたOFETに比べ,非常に低い値ではあったものの,1^・がデバイス材料に応用可能であることが確認された.また,この結果について,密度汎関数理論(DFT)計算を用いて考察を行ったところ,一般的なn型有機半導体はLUMOがキャリア移動に関与するが,1^・はLUMOではなく,ラジカル特有のSOMOが関与することが示唆され,n型OFET材料としてのラジカルの有用性が明らかになった.一方,共役系を拡張した2^<・・>は三つの構造異性体をもち,さらに多重度も一重項と三重項の二つを取り得るため,移動度の向上だけでなく,異性体や多重度の変化による移動度の変化が期待され,大変興味深い.現在は,2^<・・>,そして,溶解性の向上を志向し,長鎖アルキル鎖を導入した3^<・・>の合成を行なっている.今後は,ターゲットのビラジカルの合成,異性体ごとに単離し,各々の多重度と,ビラジカル2^<・・>,3^<・・>を用いたOFETの移動度について評価を行う予定である.平成22年度の検討の結果,安定有機ビラジカル2a^<・・>(R=H)および2b^<・・>(R=C_8H_<17>)の合成ルートがほぼ明らかになった.これを受け,平成23年度は以下の実験(1)(7)を検討した.(1)基質合成平成22年度の方法を参考に,さらなる効率化を行った.(2)光化学的挙動,光物理学的挙動の解明溶液および結晶での安定性を中心に,光化学的挙動を検討した.その結果,特に2a^<・・>は近赤外領域までにおよぶ長波長部に吸収があることが判った.一方,発光は弱いことがわかり,2a^<・・>がビラジカル構造ではないことが示唆された.

(3)電気化学的挙動の解明サイクリックボルタンメトリー法を用いて,2a^<・・>の酸化還元特性と安定性を評価した.その結果,酸化還元電位は有機化合物としてはいずれも低いものの,有機ラジカルとしては高く,この実験でも2a^<・・>がビラジカル構造ではないことが示唆された.(4)γ線およびX線誘起熱発光有機ELと同様な電荷再結合による機構で発光するγ線誘起熱発光とX線誘起熱発光の検討を行ったが,熱発光性はほとんど確認されなかった.(50X線結晶構造解析とESR測定2a^<・・>のX線結晶構造解析を試みたが,良い結晶が得られず,実験的に結晶中の分子構造を明らかにすることはできなかった.一方,ESR測定で強いシグナルが観測されることはなく,この実験でも2a^<・・>がビラジカル構造ではないことが示唆された.(6)量子化学計算密度汎関数理論法による2a^<・・>の分子構造と電子構造を明らかにした.その結果,2a^<・・>は閉殻構造をとることが示唆された.(7)「有機ラジカルEL」の作成と特性評価2a^<・・>については,発光性がなく有機ラジカルELへの展開は叶わなかったが,2a^<・・>は有機電界効果トランジスタ(OFET)などに使われる有機半導体としての性能を有することが分かり,その基礎特性評価を行った.
膵臓癌における肝転移を規定するＬｏｎｇ　ｎｏｎ―ｃｏｄｉｎｇ　ＲＮＡの機能解析

1原発巣と肝転移巣のサンプル採取。超音波内視鏡を用い切除不能膵癌患者より原発巣の組織採取を行ってprospectiveに症例の蓄積をおこなった。採取したサンプルは-80°Cにて凍結保存を行い、順次RNAの抽出を行った。抽出に関しては、RNA抽出キット(miRVana、Ambion)を用いてtotal RNAを抽出した。今後さらに症例を蓄積し、データベースの構築を行う。2リアルタイムPCRによるHOTAIRの発現の評価。当科で培養ストックしてある膵癌細胞株からRNAを抽出した。8株からRNAを抽出し、RT-PCRをおこなった。HOTAIRのプライマーを作成しcDNAを作成し、解析を行った。1臨床検体を用いた検討原発巣と肝転移巣のサンプル採取について、超音波内視鏡を用い切除不能膵癌患者より原発巣の組織採取を行っている。採取したサンプルは-80°Cにて凍結保存を行い、順次RNAの抽出を行っている。現在症例の蓄積中であり、約30例のサンプルを蓄積した。抽出に関しては、RNA抽出キット(miRVana(R)、Ambion)を用いてtotal RNAを抽出している。サンプルの適正な純度と量の確保を目指しているが、従来の方法だと標本採取量が十分でなかったため、解析に必要なRNAの量質が確保できていない状況であった。そのため、穿刺針の種類を変更し、かつ穿刺回数を増やしてサンプル量の確保を目指している。またその際処置の安全性が損なわれてはならないため、慎重を期して行っている。転移巣、原発巣のサンプル数が十分になれば、リアルタイムPCRによるHOTAIRの発現の評価を行う。ヒト樹立膵癌細胞株に対しvectorをもちいてHOTAIRを導入した。初回作成したベクターでは発現調整が十分でなかったため、あらたなベクターを作成した。現在発現の確認中である。また、ヒト樹立膵癌細胞株に対しsiHOTを導入し、現在発現の確認中である。平成24年度:本研究は膵臓癌における肝転移を規定とするLong non-coding RNAの機能解析を目的とし、さらに原発巣と膵癌転移巣での標的遺伝子の差異を明らかにすることにより治療への応用の可能性を探ることを目指している。臨床検体を用いた検討1原発巣と肝転移巣のサンプル採取:超音波内視鏡を用い切除不能膵癌患者より原発巣の組織採取を行った。採取したサンプルは-80°Cにて凍結保存を行い、症例が蓄積次第、RNAの抽出を行った。現在サンプルの適正な純度と量の確保を目指しているが、標本採取量が微量のため解析に必要なRNAの量質が確保できていない状況である。切除可能膵癌患者の手術摘出標本からの検体採取や、大腸癌の原発巣および大腸癌肝転移巣からもサンプル採取を行いサンプル調整法の確立を急ぐ方針である。2リアルタイムPCRによるHOTAIRの発現の評価:当科で培養ストックしてある膵癌細胞株からRNAを抽出した。HOTAIRのプライマーを作成しcDNAを作成中である。HOTAIRはPolycomb complex PRC2と協調してクロマチンのmodificationに関与することが明らかとなり、我々がこれまで研究してきたPolycomb complex PRC2の一つであるEZH2との機能解析を急ぐ予定である。臨床検体を用いた検討1原発巣と肝転移巣のサンプル採取。抽出に関しては、RNA抽出キット(miRVana®、Ambion)を用いてtotal RNAを抽出した。当初の症例では、サンプル調整の手技が安定せず、実験に使用しうるようなRNAを得ることができなかった。切除可能膵癌についても、全例術前の超音波内視鏡化針生検による診断を行ってから手術をおこなっている。この切除可能患者について、術前の超音波内視鏡で採取したサンプルと、手術時に切除標本から採取したサンプルの両方からRNA抽出を行った。手術標本からのサンプルでは安定したRNAが得られたが、術前の超音波内視鏡からのサンプルではやはり当初十分なRNAが得られなかった。しかしその後手技の見直しを行い、穿刺回数を複数回とし、採取サンプルを多くすることで最近の症例からRNA抽出が可能になってきており、解析に耐えうるようになった。これにはサンプル採取の技術の向上も有ったものと思われる。現在切除不能膵癌患者は年間約20名が新たに来院している。今後症例を蓄積して、RNAデータベースを構築し、肝転移に関わる因子の解明を行う。2リアルタイムPCRによるHOTAIRの発現の評価当科で培養ストックしてある膵癌細胞株からRNAを抽出した。

HOTAIRのプライマーを作成しcDNAを作成し、現在解析を行っている。lncRNAとPcG複合体蛋白のプロファイリングの明かになった膵癌細胞株をヌードマウスあるいはSCIDマウスに移植して、lncRNAやPcG複合体蛋白の発現を変化させることによる病態の変化を検討する。消化器外科学従来の方法ではサンプル量が十分でなく、採取法を変更して症例の蓄積を行っている点など。またvitro実験に関しては、初回のベクターでは発現調整が十分でなく、新たに2種のベクターを調整している。本年度は膵癌および転移性肝腫瘍を有する症例の頻度が低いことなど、検体の蓄積に難渋している点。1臨床検体を用いた検討原発巣と肝転移巣のサンプル採について、前述のごとく、現在症例の蓄積中である。本来の診断目的に採取する検体量+アルファでは、標本採取量が十分でなかったため、解析に必要なRNAの量質が確保できていない状況であった。そのため、穿刺針の種類を変更し、かつ穿刺回数を増やしてサンプル量の確保を目指している。またその際処置の安全性が損なわれてはならないため、慎重を期して行っている。ヒト樹立膵癌細胞株に対しvectorをもちいてHOTAIRを導入した。またヒト樹立膵癌細胞株に対しsiHOTを導入した。現在発現の確認中である。いずれも初回作成したベクター、siでは発現調整が十分でなかったため、あらたなベクターおよびsiを作成した。膵癌の原発巣組織検体採取量の向上に向けた手技の見直しとして、穿刺回数の倍増や穿刺針を新製品への変更を行う。また、HOTAIRのプライマーの質向上に向け、他の報告例を参考にし、確実なプライマー設計を行い、他の癌腫(大腸癌)を含めたin vitro、in vivoの検討などの取り組みを行う予定である。従来の方法ではサンプル量が十分でなく、採取法の見直し及び変更に時間を要したため。現在蓄積中の症例より順次標本採取を行い、RNA解析を行うための試薬等消耗品費に充てる。該当なし
乳癌転移性脳腫瘍モデルに対する間葉系幹細胞を用いた腫瘍溶解性ウイルス投与法の開発

脳腫瘍に対する腫瘍溶解性ウイルス(OV)治療は膠芽腫(GBM)を中心に研究されており、主に局所に直接注入されている。一方、間葉系幹細胞(MSC)は、腫瘍組織に対する指向性があることから、治療薬の運搬役としてその機能が期待されている。本研究では、MSCとOVを用いた治療の効果を、脳腫瘍のみならず原発巣においても示すことを目的とする。転移性脳腫瘍マウスモデルを作成し、MSCを用いたOVの頸動脈内投与で、多発する脳腫瘍に対する縮小効果と、原発巣に対する有効性を評価する。本研究で得られた成果をもとに、将来的には転移性脳腫瘍患者に対する、OVカテーテル治療法の確立を目指す。
抗癌剤のアポトーシス誘導に於るNF-κB活性化の役割-患者白血病細胞を用いた解析

1.人白血柄細胞株を用いた研究(1)我々の研究室で樹立したApoptosis耐性株では、野生感受性株に比べ、抗癌剤刺激によるNF-κB活性化が著しく低下していた。(2)IκBαの分解を抑制しNF-κB活性化を阻害する働きを持つProteasomeinhibitorの前処理より抗癌剤によるApoptosisは著しく阻害された。(3)NF-κBの核移行を阻害する薬剤、SN50により抗癌剤によるApoptosisは、およそ70%抑制された。2.患者から得た白血病細胞を用いた研究(1)患者白血病細胞をin vitroで抗癌剤で刺激すると、Apoptosisの誘導に先駆けてNF-κBの活性化が観察された。NF-κBの活性化は培養細胞同様、IκBαの燐酸化と分解の過程をへておきることも判明した。しかし、生体内で抗癌剤を投与する系では明らかなNF-κB活性化を検出しえなかった。以上の一連の結果より、NF-κB活性化が抗癌剤によるApoptosis誘導の系に果たしている役割は培養白血病細胞と患者白血病細胞では異なる可能性が示唆された。
生物照射用中性子発生システムの開発

日本学術振興会の特別研究員採用期間中は放射線医学総合研究所のポスドクとして行ってきた開発を継続して行ってきた。この間行ってきた開発は以下の通りである。まず、中性子発生用加速器システム及び生物照射用ガンマ線発生装置の設計に携わり、システム仕様の検討を行った。また、これらの周辺技術として、中性子線量測定法の技術取得と、この技術を用いた、東北大学中性子発生施設における放射線計測装置の中性子標準場における校正を行うことにより、周辺計測装置の準備を整えてきた。このような発生装置の仕様検討、設計検討に係わる問題として、放射線管理区域の設定についても検討を行う必要が生じた。このため、装置を納める建屋の遮へい計算や、放射線安全申請に関する計算、検討を行った。また、放射線管理区域と生物管理(SPF)区域が混在する新設の実験棟・(低線量影響実験棟)の入退管理システム設計を行った。上記装置や検討結果はこの低線量影響実験棟のシステムに反映されており、現在中性子発生システムを除き稼働中である。上記のような生物照射用放射線照射装置に関する仕様検討、設計検討を行う間には、中性子実験の予備実験として、放医研静電加速器棟のシェンケル型タンテム加速器を行い、PIXE分析を行う一方で荷電粒子のビームプロファイル測定法に関する実験と測定理論に関する検討を行った。これらの結果は国際紙に投稿し、平成16年1月に発行されている。
学習者の特徴分析による学修支援システムの研究

本研究では,LMS(Learning Management System)をはじめとするICT教育支援システムの学生の利用履歴から,成績不振となってしまう可能性がある学生を早期に発見するためのシステムを確立することを目的とした研究を行ってきた.さらに,学生への学修支援の精度や機会を増やす事を目指し,教員に対して授業改善に繋がる情報としてどのようなものを提供することができるかの検討を行ってきた.アクセスログのクラスタリング結果を可視化することで,授業回毎の特徴を視覚的に捉えることができ,本研究で利用したクラスタリング手法は授業構成へのフィードバックという点でも有効である可能性が示唆されたと考える.上記のうえ本年度は,生成されたクラスターのさらなる分析を行った.特に,まだ分析に利用していないCIST-Solomonのアクセスログについても調査し,より多角的に授業構成のフィードバックが行えるようデータの分析を行った.個々のアクセスログの解析では,成績不振になってしまう学生の早期発見に繋がるデータが示されたものもあるが,複数のアクセスログを組み合わせても大幅な精度の向上は見られなかった.以上を踏まえ来年度は,CIST-Solomonから取得できるアクセスログだけではなく,Slack等のコミュニケーションツールのログを組み合わせさらなる精度の向上を考えている.また,時系列データのクラスタリングを行う際のアルゴリズム自体を再検討し精度の向上を目指す.(課題0)成績不振者の早期発見機能の改良(課題1)学生への学修支援と教材推薦(課題2)教員への学生支援や授業改善に繋がる情報の提供昨年度にベースとなるCIST-Solomonのシステム構成の変更や授業カリキュラムの変更に伴って計画変更行い,課題0→2→1で取り組むこととした.本年度は,課題1の学修支援の部分まで作業が進んでいる.しかし,研究代表者の勤務先の変更により,新たな実践環境の整備が必要となったため,補助事業の延長も行っていることから「遅れている」との判断とした.(課題0)成績不振者の早期発見機能の改良(課題1)学生への学修支援と教材推薦(課題2)教員への学生支援や授業改善に繋がる情報の提供(課題0,1,2)のうち,(課題1)の特に教材推薦機能を開発する.研究代表者は,これまでコース学習と連携した教材推薦に関する研究を行ってきた.昨年度までの研究計画では,これらの知見をもとに,CIST-Solomon上でより高度かつ有効性の高い教材推薦機能の開発を行う予定であった.しかし,研究代表者の異動に伴い,研究の評価環境が変わってしまうことから,教材推薦機能については,CIST-Solomonの機能改良ではなく,Slack等のコミュニケーションツールと連携した教材推薦機能の開発を行うように変更する.本研究は,ICT教育支援システムと連携し,教員や学生に対し学修活動を支援するための情報を提供するシステムを提案し評価するものである.これまで提案者らは,LMS(Learning Management System)をはじめとするICT教育支援システムの学生の利用履歴から,成績不振となってしまう可能性がある学生を早期に発見するためのシステムを確立することを目的とした研究を行ってきた.これらを踏まえ,教材関連データベースと学習者の詳細な学習状況とから個々の学習者に適切な教材推薦等の支援を行う機能を開発する.加えて,教員に対しては,授業改善に繋がる情報を提供する機能を備えることで,学生への学修支援の精度や機会を増やす事を目指す.上述の課題を達成するために以下の3つの課題を設定した.(課題0)成績不振者の早期発見機能の改良,(課題1)学生への学修支援と教材推薦,(課題2)教員への学生支援や授業改善に繋がる情報の提供.平成28年度は,特に(課題0)について取り組んだ.データマイニングに利用する新たなアクセスログの種別としてヒントの利用率を加え,これまでの課題達成度,取り組み時間と組み合わせることで,成績不振者の早期発見機能の精度を高めるためのルールの検討を行った.ヒント利用率単体ではあまり精度が良くなかったものの,他のアクセスログと組み合わせることで,精度を高めることができた.このことからヒントの利用率を補助的にパラメータとして利用することとした.分析対象としていた授業の担当者の変更があり,(課題1)と(課題2)の準備作業であるヒアリングを行うことができなかった.過年度の授業については,これまでどおり分析可能であるが,分析後のフィードバックを新年度の授業で検証することができないため,代替の授業を検討する必要がある.本研究では,LMS(Learning Management System)をはじめとするICT教育支援システムの学生の利用履歴から,成績不振となってしまう可能性がある学生を早期に発見するためのシステムを確立することを目的とした研究を行ってきた.その上で本年度は,学生への学修支援の精度や機会を増やす事を目指し,教員に対して授業改善に繋がる情報としてどのようなものを提供することができるかの検討を行った.アクセスログのクラスタリング結果を可視化することで,授業回毎の特徴を視覚的に捉えることができ,本研究で利用したクラスタリング手法は授業構成へのフィードバックという点でも有効である可能性が示唆されたと考える.今後は,生成されたクラスターのさらなる分析を行い,また,まだ分析に利用していないアクセスログについても調査し,より多角的に授業構成のフィードバックが行えるよう研究継続していく.さらに,成績が優秀な学生が凝集するクラスターの特徴を分析することで,支援が必要な学生に対し有効な教材を推薦することや,学修活動に参考となる情報を提供することについても検討していく.(課題0)成績不振者の早期発見機能の改良(課題1)学生への学修支援と教材推薦(課題2)教員への学生支援や授業改善に繋がる情報の提供当初の計画では課題

0→1→2の順番で取り組む予定であったが,ベースとなるCIST-Solomonのシステム構成の変更や授業カリキュラムの変更に伴い,課題1にスムーズに取り組むことが困難だったため,課題2について先に研究を進めた.課題への取り組みへの順番の変更もあったため「やや遅れている」との判断とした.本研究では,LMS(Learning Management System)をはじめとするICT教育支援システムの学生の利用履歴から,成績不振となってしまう可能性がある学生を早期に発見するためのシステムを確立することを目的とした研究を行ってきた.さらに,学生への学修支援の精度や機会を増やす事を目指し,教員に対して授業改善に繋がる情報としてどのようなものを提供することができるかの検討を行ってきた.アクセスログのクラスタリング結果を可視化することで,授業回毎の特徴を視覚的に捉えることができ,本研究で利用したクラスタリング手法は授業構成へのフィードバックという点でも有効である可能性が示唆されたと考える.上記のうえ本年度は,生成されたクラスターのさらなる分析を行った.特に,まだ分析に利用していないCIST-Solomonのアクセスログについても調査し,より多角的に授業構成のフィードバックが行えるようデータの分析を行った.個々のアクセスログの解析では,成績不振になってしまう学生の早期発見に繋がるデータが示されたものもあるが,複数のアクセスログを組み合わせても大幅な精度の向上は見られなかった.以上を踏まえ来年度は,CIST-Solomonから取得できるアクセスログだけではなく,Slack等のコミュニケーションツールのログを組み合わせさらなる精度の向上を考えている.また,時系列データのクラスタリングを行う際のアルゴリズム自体を再検討し精度の向上を目指す.(課題0)成績不振者の早期発見機能の改良(課題1)学生への学修支援と教材推薦(課題2)教員への学生支援や授業改善に繋がる情報の提供昨年度にベースとなるCIST-Solomonのシステム構成の変更や授業カリキュラムの変更に伴って計画変更行い,課題0→2→1で取り組むこととした.本年度は,課題1の学修支援の部分まで作業が進んでいる.しかし,研究代表者の勤務先の変更により,新たな実践環境の整備が必要となったため,補助事業の延長も行っていることから「遅れている」との判断とした.(課題0)については,継続して他のアクセスログをパラメータとして利用できないか継続して検証する.(課題1)については,学習者にヒアリングを行い,学習者が学修支援を受ける場合に求めている情報の整理を行う.
高温融体物性を利用した窒化ケイ素の液相焼結プロセス解明とその最適化

本研究では,代表的な窒化ケイ素セラミックスの焼結助剤であるRE-Mg-Si-O-N(RE=Y,Gd,Nd and La)系オキシナイトライド融体中における,窒化ケイ素の結晶成長の動力学に及ぼす希土類酸化物の影響を高温融体物性の観点から速度論的に解釈した.RE-Mg-Si-O-N系において,イオン半径の小さい希土類を含む系ほどα-β相転移速度が大きいことを明らかにした.また,La-Mg-Si-O-N融体中のβ-Si_3N_4結晶は長さ方向に広い分布を持つことがわかった.一方,Y-Mg-Si-O-N融体中においては長さ方向だけでなく幅方向へも広い分布を持ち,GdおよびNdを含む系は両者の中間の分布を示した.さらに,La-Mg-Si-O-N融体中のβ-Si_3N_4結晶の平均アスペクト比は保持時間にともなって徐々に増加することがわかった.また,他の希土類酸化物を含む系では平均アスペクト比は保持時間256minまで直線的に増加し,その後一様に減少した.以上の変化は,窒化ケイ素のα-β相転移および異方性オストワルド成長によるものであることを明らかにした.以上,定量的に評価した窒化ケイ素セラミックスの結晶成長挙動を結晶面の化学ポテンシャルを成長の駆動力とする異方性オストワルド成長のモデルを用いて速度論的に解析した.このとき,本研究で測定したRE_2O_3-MgO-SiO_2系融体の高温融体物性データをもとに,数値解析に必要なパラメータ(界面エネルギーおよび拡散定数)を算出し,(101^^-0)面の界面反応定数の比をY:Gd:Nd:La=100:10:5:1としてRE-Mg-Si-O-N系融体中におけるβ-Si_3N_4の平均アスペクト比を再現することができた.以上のシミュレーション結果から,β-Si_3N_4結晶成長の律速段階は界面反応であり,β-Si_3N_4結晶のモフォロジーを決定的に変化させているのは(101^^-0)面の界面反応であることが推測できた.本研究では,代表的な窒化ケイ素セラミックスの焼結助剤であるRE_2O_3-MgO-SiO_2(RE=Y, Gd, Nd and La)系の融体物性(液相線温度,粘度,表面張力,窒素溶解度および濡れ性)を精度よく測定した.Hot-Thermocouple法により測定したRE_2O_3-(45.2MgO-54.8SiO_2)擬二元系の液相線温度は,いずれの系においても希土類酸化物を添加することによって低下し,9mol%RE_2O_3組成において最も低い値を示した.また,添加する希土類のイオン半径が大きいほど液相線温度を低下させることを明らかにした.また,ルツボ回転法により測定したRE_2O_3-(45.2MgO-54.8SiO_2)系融体の粘度は,いずれの系においても希土類酸化物を添加することによって減少し,希土類のイオン半径が大きいほど小さい値を示すことを明らかにした.リング引き上げ法により測定したRE_2O_3-(45.2MgO-54.8SiO_2)系融体の表面張力は,いずれの系においても希土類酸化物を添加ずることによって上昇し,希土類のイオン半径が大きいほど大きい値を示すことを明らかにした.また,RE_2O_3-(45.2MgO-54.8SiO_2)系融体の粘度と表面張力をRE^<3+>のCationic Field Strengthで整理した結果,融体の内部と表面でその構造が異なることを述べた.9RE_2O_3-41.1MgO-49.9SiO_2系融体中へのα-Si_3N_4の溶解反応は時間とともに進行し,6hで平衡に達した.また.本実験の条件下において,9RE_2O_3-41.1MgO-49.9SiO_2系融体中へのα-Si_3N_4の飽和溶解度は4。85.8at%でありイオン半径が大きいRE^<3+>を添加した系ほど溶解度が高いことを明らかにした.9RE_2O_3-41.1MgO-49.9SiO_2系融体の窒化ケイ素基板に対する接触角は,反応初期においてガラス試料の融体化により急激に低下した.その後,9RE_2O_3-41.1MgO-49.9SiO_2系融体の窒化ケイ素基板に対する接触角は,界面反応の進行にともなって緩やかに低下し,その反応が見かけの平衡を達成したと考えられる約45minで一定値を示した.また,その平衡接触角は710°であり,いずれの系も窒化ケイ素基板に対する濡れ性が良いことを明らかにした.

さらに,イオン半径の小さい希土類酸化物を含む系ほど,窒化ケイ素基板に対する濡れ性が良いことを明らかにした.本研究では,代表的な窒化ケイ素セラミックスの焼結助剤であるRE-Mg-Si-O-N(RE=Y,Gd,Nd and La)系オキシナイトライド融体中における,窒化ケイ素の結晶成長の動力学に及ぼす希土類酸化物の影響を高温融体物性の観点から速度論的に解釈した.RE-Mg-Si-O-N系において,イオン半径の小さい希土類を含む系ほどα-β相転移速度が大きいことを明らかにした.また,La-Mg-Si-O-N融体中のβ-Si_3N_4結晶は長さ方向に広い分布を持つことがわかった.一方,Y-Mg-Si-O-N融体中においては長さ方向だけでなく幅方向へも広い分布を持ち,GdおよびNdを含む系は両者の中間の分布を示した.さらに,La-Mg-Si-O-N融体中のβ-Si_3N_4結晶の平均アスペクト比は保持時間にともなって徐々に増加することがわかった.また,他の希土類酸化物を含む系では平均アスペクト比は保持時間256minまで直線的に増加し,その後一様に減少した.以上の変化は,窒化ケイ素のα-β相転移および異方性オストワルド成長によるものであることを明らかにした.以上,定量的に評価した窒化ケイ素セラミックスの結晶成長挙動を結晶面の化学ポテンシャルを成長の駆動力とする異方性オストワルド成長のモデルを用いて速度論的に解析した.このとき,本研究で測定したRE_2O_3-MgO-SiO_2系融体の高温融体物性データをもとに,数値解析に必要なパラメータ(界面エネルギーおよび拡散定数)を算出し,(101^^-0)面の界面反応定数の比をY:Gd:Nd:La=100:10:5:1としてRE-Mg-Si-O-N系融体中におけるβ-Si_3N_4の平均アスペクト比を再現することができた.以上のシミュレーション結果から,β-Si_3N_4結晶成長の律速段階は界面反応であり,β-Si_3N_4結晶のモフォロジーを決定的に変化させているのは(101^^-0)面の界面反応であることが推測できた.
経済時系列データの季節調整法に関する研究

本研究は、統計的季節調整法における諸問題に理論的考察を与えること、そして最新の時系列解析手法に基づく経済時系列の標準的季節調整法の開発を目的とし、以下のような成果を得た。(1)新しい季節調整手法の開発季節調整法の要素技術としては、状態空間表現に基づく新アプローチ、例えばモンテカルロ・フィルタや、力学系モデルの研究が行われた。後者は非線形力学系の立場からセンサス局法X-11にモデル表現を与える試みである。モンテカルロ・フィルタならびに平滑化は、これまで事実上計算不能だった状態変数が高次元の場合の季節調整に対し、非線形・非ガウス性も許容して解を与えるものである。モンテカルロ平滑化の有効な応用として、準周期成分を持つ計数過程のモデリングの研究が行われた。(2)季節調整モデルの拡張と特徴付け多変量季節調整法を事前処理としてマクロ経済変量のシステム解析を試みる研究を行った。多変量季節調整モデルは、いわゆる複合系列の季節調整という観点から今後重要性が増してゆくと考えられる。時空間データの季節調整という意味でも新たなモデル開発を行った。一方で、季節調整の最適性という観点から線形ガウス要素型季節調整モデルの特徴付けを議論し、人工データを使ってX-12-ARIMA法との比較を行った。(3)ソフトウェア開発ソフトウェアの成果としては、Web-DECOMPが挙げられる。これは、ソースコードやインストールベースのソフトウェアとしてソリューションを提供する従来の方法とは全く異なり、ユーザーはインターネット経由で統計数理研究所の計算機資源を利用して季節調整が実現できるシステムである。一方センサス局は、計画通りにX-12-ARIMAをほぼ完成させるに至った。98年12月版のソフトウェアならびに関係書類は、センサス局のftpサイト(ftp.census.gov)を通じて入手できる。まず,統計数理研究所で開発した季節調整法ソフトウェアDECOMPおよびBAYSEAについてユーザの意見聴取および,従来の標準的季節調整法であるX-11およびその改良版X-12ARIMAとの比較検討を行い問題点の検討を行った結果,1.季節成分が固定しすぎる場合があること2.トレンドおよび季節成分の初期値の決め方3.加法型モデルと乗法型モデルの関係4.トレンド成分の予測法5.改定変動幅などについて改良の余地があることが判明し,今後引き続いて研究・開発を行うことにした.定常AR成分の分離,非線形・離散型の季節調整が可能であることは他の方法では見られない大きな特長であることがわかった.今年度はさらに,定常AR成分の周期の範囲を限定する方法,非線形モデルにもとづく季節調整法,ポアソン分布に従う少数計数データのための季節調整法の開発を行った.計算機環境の整備を行い,ソフトウェア開発・テストデータによるソフトウェア評価のための準備をおこなった.次に,新しい状態空間モデルにもとづく季節調整法を実現するためのソフトウェアの開発を行った.これらのソフトウェアはセンサス局から入手した米国のデータおよび日本の経済データに適用し改良のための検討をおこなった.また,季節調整ソフトウェアの公開方法に関する研究も行った.その結果にもとづきインターネットを利用しWebで計算結果を表示する方法の試作を行った.センサス局側では改良型のソフトウェアX12-ARIMAのグラフィカルユーザインターフェイスの開発の準備を行った.経済時系列,環境データ,地球物理データなどに見られる季節的・疑似周期的変動を除去するための新しい方法の開発を目的とする研究を行った.統計数理研究所側では,1.状態空間モデルに基づく非線形季節調整法の開発2.モンテカルロフィルタによる離散系列の季節調整法の開発3.ペイズモデルに基づく多変量時系列の季節調整法の開発4.非線形力学系モデルに新しい調整法の開発を行った.

センサス局側では,異常値や曜日効果,休日効果などに関する研究を行い,X-11の後継版であるX-12-ARIMA法を新たに開発した.双方の開発したソフトウェアは多数の実データおよびシミュレーションデータで季節調整された時系列や残差のスペクトル解析や改定変動幅などについて比較・検討し,問題点を探すとともに今後の改良の必要性・可能性の検討を行った.また,統計数理研究所で開発したソフトウェアDECOMPについて,ホームページ上で公開するための新しい方式を開発し,Web-DECOMPを試作した.経済時系列のみならず、自然現象にも見られる季節的・疑似周期的変動をモデル化し除去するための新しい方法の開発を目的とする研究を行った。統計数理研究所側では、(1)状態空間モデルに基づく非線形非ガウス季節調整法、とりわけ自己組織型フィルタによる季節調整法の研究、(2)モンテカルロフィルタによる少数計数過程の季節調整法の研究、(3)動的X-11モデルの導入による移動平均型季節調整のモデル化に関する研究、(4)線形ガウス季節調整法の特徴付けに関する研究、(5)状態空間型季節調整値に基づく新たな前年同期比伸び率の定義とその応用に関する研究を行った。また、S言語のモジュールとして起動する季節調整ソフトウェアS-DECOMPの試作を行った。米国商務省センサス局側では、X-11の後継版であるX-12-ARIMA法の正式リリースに向けて、特に自動モデル選択部分の改良を行った。また、X-12-ARIMAによる解析結果をグラフィカルにチェックするためのSASモジュールであるX-12-Graphの開発を行った。また、曜日効果が適切に除去されているか否かを診断する方法に関する研究を行った。双方が開発したソフトウェアでは、多数の実データならびにシミュレーションデータを季節調整済み系列のスペクトル特性や改訂変動幅などを通じて比較・検討し、問題点の発見に努めるとともに今後の改良の必要性を探った。
新しいミクロ多孔性金属ボロン酸化物に基づいた空間電荷輸送物質の開発

1.遷移金属置換したPKUグループ八面体の多孔性骨格を持つアルミノケイ酸塩の系(PKUグループ)は安定して合成することができる。これらの物質は八面体骨格を含む多孔性の材料として新しいものである。主たるチャンネルは、PKU-1,-2,-5でそれぞれ18員環、24員環、10員環から成っており、その直径は9.5A、14A、4.4Aとなっている。これらの骨格の位相幾何学は非常に特異なもので、例えばシスとトランスの八面体の鎖というような、二つの異なるエッジを共有したAlO_6八面体の鎖から形成されている。ホウ酸塩のグループは骨格の負の電荷を補正するためにその骨格に結合している。PKUの系において、この八面体のサイトを他の金属イオンで置換することが可能かどうか探索することは非常に興味深い。我々は、ガリウムを用いてPKU-1の構造を持っガロボレイト(HGa_3B_6O_<12>(OH)_4)を同じ合成条件で合成することができるということを発見した。その格子定数はアルミニウムの場合より明らかに大きくなっている。我々はまた、同様の反応を遷移金属の系でも行なった。いくつかの遷移金属はアルミニウムと部分的に置換することができ、HAl_<2.4>Fe_<0.6>B_6O_<12>(OH)_4とHAl<2.5>Cr_<0.5>B_6O_<12>(OH)_4のようなPKU-1の構造を持った物質を形成することができた。遷移金属イオンによる置換においても、骨格の多孔率と同様に格子定数の変化が見られた。可能性という観点からすると、d元素を含むミクロ多孔体の骨格はもととなったPKUよりも興味深いものである。なぜなら、触媒やイオン交換、分子ふるいのような化学的特性だけでなく、物理特性や電子的な作用を仕立て上げる手段を提供するかもしれないからである。それらの電気的磁気的特性についての研究は現在進行中である。2.化学的にインターカレートされたバーネサイトバーネサイトは、エッジを共有したMnO_6八面体から成る2次元の層状構造を持ち、その層の間を水分子やアルカリ金属陽イオン、あるいはプロトンが占有している。層間のアルカリ金属陽イオンは可動で、容易にいくつかの他の一価あるいは二価の陽イオンと置き換えることができる。最近になって、イオン交換やその他の化学的操作により様々な化学的インターカレーションを行ったバーネサイトを合成することに成功した。そして、これらの物質の電気伝導度が、層間に存在する陽イオンの種類と水の量によって非常に敏感に変化することを観測した。この研究は、電気伝導の機構の解明と、新しい機能性物質の探索という点で特に重要なものである。様々な新しい開骨格を持つ物質の出現は、分子ふるい、センサー、イオン交換や触媒といった分野の応用に刺激を与えてきた。ポテンシャルの利用という点で見ると、電子的、光学的あるいは磁気的な特徴を併せ持つ多孔性物質を得られるという可能性があるため、d電子を含んでいる八面体の分子ふるいとは非常に興味深いものである。それらの中でも磁気的な開骨格構造を探すことは、低密度磁性体、磁気センサーまたは知的な多機能物質の開発を行う上でそのポテンシャルを利用できるという利点から、重要な仕事となってきている。NaCuB_7O_<12>.nH_2Oは今回新しく合成された一次元のチャンネルを持つミクロ多孔性多重ほう酸銅である。この物質中の銅原子は二価の酸化状態にあり、それゆえ一原子あたり一個の不対電子を所有してスピン-1/2の状態にある。骨格構造はCuO_6八面体、BO_4四面体と三角形のBO_3が組み合わさって構成されている。ほう酸のグループ(12組のBO_3と2組のBO_4)は、楕円形の14員環を成し、b軸に沿って一次元のチャンネルを形成している。一方4組のBO_4と6組のBO_3は10員環を成し、銅(II)イオンを収容するポケットを形成している。これらのサイトは、孤立の、エッジを共有した八面体の二量体となっている。この二量体内の原子間隔はd_<Cu-Cu>=2.99Åである。二量体モデルではスピンハミルトニアンH=-2JS^^^_1・S^^^2を基礎としたBleaney-Bowersの式が用いられる。実験値をもっともよく再現するときの計算値はそれぞれ、|J|/|k_B=153.8K,Δ/k_B=307.6 K,g=1.98である。ここでΔ=2|J|は一重項状態と三重項状態の間のエネルギーギャップである。この計算値は実験結果を非常によく再現していたため、NaCuB_7O_<12>・nH_2Oの中のCu^<2+>の二量体モデルはこの系のモデルとして支持される。

これらの骨格の位相幾何学は非常に特異なもので、例えばシスとトランスの八面体の鎖というような、二つの異なるエッジを共有したAlO_6八面体の鎖から形成されている。ホウ酸塩のグループは骨格の負の電荷を補正するためにその骨格に結合している。PKUの系において、この八面体のサイトを他の金属イオンで置換することが可能かどうか探索することは非常に興味深い。我々は、ガリウムを用いてPKU-1の構造を持っガロボレイト(HGa_3B_6O_<12>(OH)_4)を同じ合成条件で合成することができるということを発見した。その格子定数はアルミニウムの場合より明らかに大きくなっている。我々はまた、同様の反応を遷移金属の系でも行なった。いくつかの遷移金属はアルミニウムと部分的に置換することができ、HAl_<2.4>Fe_<0.6>B_6O_<12>(OH)_4とHAl<2.5>Cr_<0.5>B_6O_<12>(OH)_4のようなPKU-1の構造を持った物質を形成することができた。遷移金属イオンによる置換においても、骨格の多孔率と同様に格子定数の変化が見られた。可能性という観点からすると、d元素を含むミクロ多孔体の骨格はもととなったPKUよりも興味深いものである。なぜなら、触媒やイオン交換、分子ふるいのような化学的特性だけでなく、物理特性や電子的な作用を仕立て上げる手段を提供するかもしれないからである。それらの電気的磁気的特性についての研究は現在進行中である。2.化学的にインターカレートされたバーネサイトバーネサイトは、エッジを共有したMnO_6八面体から成る2次元の層状構造を持ち、その層の間を水分子やアルカリ金属陽イオン、あるいはプロトンが占有している。層間のアルカリ金属陽イオンは可動で、容易にいくつかの他の一価あるいは二価の陽イオンと置き換えることができる。最近になって、イオン交換やその他の化学的操作により様々な化学的インターカレーションを行ったバーネサイトを合成することに成功した。そして、これらの物質の電気伝導度が、層間に存在する陽イオンの種類と水の量によって非常に敏感に変化することを観測した。この研究は、電気伝導の機構の解明と、新しい機能性物質の探索という点で特に重要なものである。
AP1/Jun活性化に関与するプロテインキナーゼCの基質の同定

哺乳類の細胞に於いて、タンパク質リン酸化酵素PKCδから転写因子AP1へのシグナル伝達の分子機構を明らかにするため、まずPKCδからのシグナルを受け取るタンパク質分子の同定を行った。ウエストーウエスタンスクリーニング法により同定したPKCδ結合タンパク質であるSRBCについては、その一次構造の決定及び定性を行い、1)SRBCはPKCδと結合するのみならずこれによりリン酸化されること、2)マウスNIH3T3細胞に於いて、mRNAの発現量が培養液中の血清を除去することにより誘導されること、3)SRBCを高発現させることにより細胞増殖が阻害されることを明らかにした。このことは活性型のPKCδを細胞に高発現させるとAP1が活性化するとともに細胞増殖が阻害されるという我々が以前得た知見と一見整合性のあるものである。しかしSRBCがPKCδによるAP1活性化や細胞増殖阻害に関わるものか否か、SRBCの活性はPKCδによって制御され得るものか否か等については今後の検討を要する。またこれとは別にPKCδはc-Rafを介してMAPキナーゼ(ERK)を活性化することを明らかにした。ERKは転写因子Elk-1を介してAP1の構成分子であるc-Fosの発現を誘導することが知られていることから、PKCδによるc-Raf,ERKの活性化はPKCδからAP1へのシグナル伝達において重要な位置をしめるものと考えられる。PKCδがc-Rafを活性化する分子機構が今後の検討課題となる。一方PKCδとAP1をつなぐシグナル伝達経路のAP1の側からのアプローチとして、AP1の構成分子であるc-Junをリン酸化して活性化するJNK/SAPKの活性化機構についても研究を進め、これまで機能が不明なタンパク質リン酸化酵素として認識されていたMLK関連酵素群がSEK/MKK4と呼ばれるタンパク質リン酸化酵素を介してJNK/SAPKを活性化することを明らかにした。MLK関連酵素群とPKCδとの関係については今後の検討を要する。λEXloxを用いた発現ライブラリーの採用により、PKCδ結合タンパク質のクローンを多数得ることができた。その中の一つSRBCは、マウス繊維芽細胞に於て、細胞増殖を抑制した際に転写レベルで発現が誘導され、高発現によりDNA合成の阻害が認められたことから、細胞増殖を負の方向に制御しているタンパク質である可能性が高いと考えられる。このことはSRBCがこれまでにPKCの下流にあると考えられているものとは全く異なる種類のシグナル伝達にかかわっていることを予想させるもので興味深いが、転写因子AP1/Junの活性化経路とのかかわりについては今のところ不明である。SRBC以外に見つかった多くのPKCδ結合タンパク質のクローンの中には既知の遺伝子の3′非翻訳領域の塩基配列と一致するものもあった。このことは全く人工的な短いアミノ酸配列がPKCδと結合し得ることを示すもので、この方法により見つかったPKCδ結合タンパク質の中には生理的に全く意味のないものも含まれていることをあらためて認識させるものであった。以上の結果を考慮して、AP1/Junの活性化を引き起こすシグナル伝達をPKCの側からのみならずAP1/Junの側から解析することを始めた。JunはJNK(SAPK)と呼ばれるMAPK様の酵素によりリン酸化され、活性化されるが、このJNKの活性調節機構については未だ明らかになっていない。

そこでJNKを活性化するタンパク質リン酸化酵素の検索を試みた結果、MLK様のタンパク質リン酸化酵素に属するMUK(DLK/ZPK)が、MAPK様のタンパク質リン酸化酵素の中でもJNKを特異的に活性化することを見いだした。現在他のMLK様の酵素が同様の活性を持つかどうか、及びその活性の制御機構について研究を進めている。哺乳類の細胞に於いて、タンパク質リン酸化酵素PKCδから転写因子AP1へのシグナル伝達の分子機構を明らかにするため、まずPKCδからのシグナルを受け取るタンパク質分子の同定を行った。ウエストーウエスタンスクリーニング法により同定したPKCδ結合タンパク質であるSRBCについては、その一次構造の決定及び定性を行い、1)SRBCはPKCδと結合するのみならずこれによりリン酸化されること、2)マウスNIH3T3細胞に於いて、mRNAの発現量が培養液中の血清を除去することにより誘導されること、3)SRBCを高発現させることにより細胞増殖が阻害されることを明らかにした。このことは活性型のPKCδを細胞に高発現させるとAP1が活性化するとともに細胞増殖が阻害されるという我々が以前得た知見と一見整合性のあるものである。しかしSRBCがPKCδによるAP1活性化や細胞増殖阻害に関わるものか否か、SRBCの活性はPKCδによって制御され得るものか否か等については今後の検討を要する。またこれとは別にPKCδはc-Rafを介してMAPキナーゼ(ERK)を活性化することを明らかにした。ERKは転写因子Elk-1を介してAP1の構成分子であるc-Fosの発現を誘導することが知られていることから、PKCδによるc-Raf,ERKの活性化はPKCδからAP1へのシグナル伝達において重要な位置を占めるものと考えられる。PKCδがc-Rafを活性化する分子機構が今後の検討課題となる。一方PKCδとAP1をつなぐシグナル伝達経路のAP1の側からのアプローチとして、AP1の構成分子であるc-Junをリン酸化して活性化するJNK/SAPKの活性化機構についても研究を進め、これまで機能が不明なタンパク質リン酸化酵素として認識されていたMLK関連酵素群がSEK/MKK4と呼ばれるタンパク質リン酸化酵素を介してJNK/SAPKを活性化することを明らかにした。MLK関連酵素群とPKCδとの関係については今後の検討を要する。