hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無限次元空間上の微分作用素の確率解析的研究

今年度は前年度の3つの研究を引き続き行った。(1) Sergio Albeverio, Michael Roeckner両氏と(cut-offが入った)exp(\phi)_{2}-量子場の確率過程量子化に現れる無限次元拡散過程の研究を主にDirichlet形式を用いて行っているが,本年度はDirichlet形式の生成作用素の本質的自己共役性についてのプレプリントの執筆に集中し,近日中にarXivに公開できそうな状況まで来た。また研究分担者の楠岡誠一郎氏の協力も得て,特異確率偏微分方程式の視点からこの拡散過程を直接構成できないかどうかを, Albeverio-楠岡の\phi^{4}_{3}量子場に対する特異確率偏微分方程式の最新の研究成果なども組み合わせて,検討を行った。(2)研究協力者の石渡聡氏および大学院生の難波隆弥氏と行っているベキ零被覆グラフ上の非対称ランダムウォークの中心極限定理に関する共同研究で,前年度は2種類の汎関数中心極限定理を得ることに成功したが,プレプリント2編をarXivに公開した。現在,査読付き雑誌に投稿中である。また7月の北京での国際研究集会において招待講演を行った。(3)抽象Wiener空間上の(元のWiener測度に絶対連続な)Gauss測度全体の集合にWasserstein距離を入れると非負断面曲率をもつ非完備な無限次元Riemann多様体になることは,前年度までに高津飛鳥氏との共同研究で得られていたが,今年度は京都大数理解析研究所での国際研究集会でこの成果の招待講演を行い,高津氏との共著論文の改訂作業を引き続き行っている。今年度は(2)の研究課題に一区切りついたのが大きい。また(1)の研究課題も次年度には論文が公開できそうな見込みである。(3)の研究課題はランダム行列の最新の研究成果も取り入れればさらに研究が進展する期待を持っている。研究テーマ(1)については,論文を最後にまとめあげる際に海外の共同研究者との更なる研究打ち合わせが必要となってくるので秋に海外出張を予定している。現在のところ得られた結果をさらにブラッシュアップするためには,研究分担者だけでなく,特異偏微分方程式の理論に詳しい研究者との連携も重要になってくる。また研究テーマ(3)については夏に九州大学で行われる日本数学会季期研究所や福岡大学で行われる日独研究集会で,ランダム行列に詳しい国内外の研究者と積極的に交流をはかり,研究の充実を目指したい。前研究課題「無限次元空間上の確率解析と関連する微分作用素の研究」に引き続き,本年度は以下の3つの研究を行った。(1) Sergio Albeverio, Michael Roeckner両氏と(cut-offが入った)exp(\phi)_{2}-量子場の確率過程量子化に現れる無限次元拡散過程の研究を主にDirichlet形式を用いて行っているが,今年度は研究分担者の楠岡誠一郎氏の協力も得て,特異確率偏微分方程式の視点からこの拡散過程を直接構成できないかどうかの検討も開始した。この研究が進展すれば,現在執筆中のDirichlet形式の生成作用素の本質的自己共役性についての論文の質が大幅に改良されることが期待できる。なおこの方向の今までの成果と今後の問題点をまとめた英文概説論文[1]は,近日中に出版される見込みである。(2)研究協力者の石渡聡氏および大学院生の難波隆弥氏と行っているベキ零被覆グラフ上の非対称ランダムウォークの中心極限定理に関する共同研究はさらに進展し,ラフパス理論のアイデアを加える事で今までおいていた技術的な仮定を取払い, 2種類の汎関数中心極限定理を得ることに成功した。論文は2本に分けて近日中にarXivに公開できる見込みである。(3)抽象Wiener空間上の(元のWiener測度に絶対連続な)Gauss測度全体の集合にWasserstein距離を入れると非負断面曲率をもつ非完備な無限次元Riemann多様体になることは,昨年度までに高津飛鳥氏との共同研究で得られていたが,今年度はこの成果の口頭発表を行い,高津氏との共著論文の改訂作業を引き続き行っている。今年度は職場で数学科長を務め,雑務に忙殺された事もあり,国内外の共同研究者達との研究打ち合わせおよび口頭での成果発表を満足に行える状況ではなかった。特に研究テーマ(3)の遅れが気になる。その一方で,研究テーマ(1)においての概説論文の出版が決まった事,研究テーマ(2)が予想外に進展した事もあり,悪い事ばかりではなかった。

(2)研究協力者の石渡聡氏および大学院生の難波隆弥氏と行っているベキ零被覆グラフ上の非対称ランダムウォークの中心極限定理に関する共同研究で,前年度は2種類の汎関数中心極限定理を得ることに成功したが,プレプリント2編をarXivに公開した。現在,査読付き雑誌に投稿中である。また7月の北京での国際研究集会において招待講演を行った。(3)抽象Wiener空間上の(元のWiener測度に絶対連続な)Gauss測度全体の集合にWasserstein距離を入れると非負断面曲率をもつ非完備な無限次元Riemann多様体になることは,前年度までに高津飛鳥氏との共同研究で得られていたが,今年度は京都大数理解析研究所での国際研究集会でこの成果の招待講演を行い,高津氏との共著論文の改訂作業を引き続き行っている。今年度は(2)の研究課題に一区切りついたのが大きい。また(1)の研究課題も次年度には論文が公開できそうな見込みである。(3)の研究課題はランダム行列の最新の研究成果も取り入れればさらに研究が進展する期待を持っている。研究テーマ(1)については,論文をまとめあげる際に海外の共同研究者との更なる研究打ち合わせが必要となってくるので秋に海外出張を予定している。現在のところ得られた結果をさらにブラッシュアップするためには,研究分担者だけでなく,特異偏微分方程式の理論に詳しい研究者との連携も重要になってくる。また研究テーマ(2), (3)については共同研究者に,異動先の慶應義塾大学に来て頂き,議論をさらに重ね,論文を早急に完成させたい。研究テーマ(1)については,論文を最後にまとめあげる際に海外の共同研究者との更なる研究打ち合わせが必要となってくるので秋に海外出張を予定している。また研究テーマ(3)については夏に九州大学で行われる日本数学会季期研究所や福岡大学で行われる日独研究集会で,ランダム行列に詳しい国内外の研究者と積極的に交流をはかり,研究の充実を目指したい。数学科長の職務のために,当初予定していたいくつかの国際研究集会・セミナーへの参加を取りやめざるを得なかったためである。残額は研究打ち合わせのための外国出張,成果発表のための研究集会・セミナーへの出張旅費として平成30年度請求額とあわせて使用する予定である。当初予定していたいくつかの国際研究集会・セミナーへの参加を取りやめざるを得なかったためである。また7月の中国での国際研究集会での旅費の大半は先方負担であった。残額は研究打ち合わせのための外国出張,成果発表のための研究集会・セミナーへの出張旅費として平成31年度請求額とあわせて使用する予定である。
下顎頭軟骨細胞が発現する遺伝子のプロファイリングに関する研究

顎顔面骨格の一部である下顎頭軟骨は、長管骨の関節軟骨と成長板の両方の機能を持つ特徴的な組織である。成長期では、下顎骨は下顎頭軟骨の表層に存在する未分化な間葉系細胞が軟骨細胞に分化後、内軟骨性骨化により成長すると考えられている。一方、成長終了後では、下顎頭軟骨は永久関節軟骨として下顎頭の表層に存在する。本研究は、下顎頭軟骨の加齢による機能の変化を明らかにするために、下顎頭軟骨細胞の層毎の性状をより詳細に解析することを目的としている。本年度は、昨年度に抽出した下顎頭軟骨の深層より表層に優位に発現する579遺伝子の解析を行った。これらの遺伝子の中で形態形成への関与が考えられているTen-m/Odz3遺伝子に着目し、下顎頭軟骨の成長過程におけるTen-m/Odz3遺伝子の発現について検討した。まず、1,7,21日齢のICRマウスの下顎骨を摘出し、厚さ7μmの薄切切片を作成し、下顎頭軟骨細胞におけるTen-m-Odz3遺伝子の発現パターンをin situハイブリダイゼーションを用いて検索した。その結果、Ten-m/Odz3遺伝子は、下顎頭軟骨の表層にあるより未分化な線維層と増殖軟骨細胞層に発現し、最終分化した肥大軟骨細胞層には発現が認められなかった。また、1,7,21日と成長による変化は認められなかった。以上により、Ten-m/Odz3は、下顎頭軟骨の初期分化に関わっている可能性が示唆され、現在論文を作成し、国際誌に投稿準備中である。本研究は、下顎頭軟骨の加齢による機能の変化を明らかにするために、下顎頭軟骨細胞の性状をより詳細に解析することを目的としている。本年度は、新生仔期、成長期、成熟期における下顎頭軟骨細胞層の同定、軟骨細胞の分取、分取回収細胞からのトータルRNAの回収、各軟骨細胞が発現する遺伝子のプロファイリングを行った。生後1日齢、1週齢、5週齢、9週齢Wistarラットを麻酔下にてパラホルムアルデヒドによる灌流固定を行い、下顎骨を摘出した。厚さ7μmの薄切切片を作成し、下顎頭軟骨細胞を層毎に区分するため、ヘマトキシリン-エオジン染色、トルイジンブルー染色を行った。すべての週齢において表層に線維性組織が認められ、その下層に軟骨組織、軟骨細胞層の下には内軟骨性骨化による骨組織が存在していた。週齢を重ねるにつれて下顎頭は次第に近遠心的幅径を増し、下顎頭に占める下顎頭軟骨の割合が減少するとともに内軟骨性骨化による骨組織の割合が増加していた。また、週齢を重ねるにつれて表層の線維層の厚みも減少していった。次に、生後1日齢、1週齢、5週齢、9週齢Wistarラット麻酔下にて屠殺し、下顎骨を摘出した。クライオスタットにて、未固定非脱灰切片を作成する手法を確立した後、トルイジンブルー染色を行い、異染色性を示す軟骨細胞の分別を行った。レーザーマイクロダイセクションにより切片上より直接分取、回収した軟骨細胞から全RNAを回収し、下顎頭軟骨の表層に存在する軟骨細胞と深層に存在する軟骨細胞が発現する遺伝子をGeneChipプローブアレイを用いたマイクロアレイ法により解析した。その結果、下顎頭軟骨の表層に存在する軟骨細胞が深層に存在する軟骨細胞より2倍以上の発現量を示す579の遺伝子を抽出した。
DNA修復とクロマチン制御の統合的理解によるがん治療への応用

SYCE2は、減数分裂期相同組換えにおいて見られる構造物であるシナプトネマ複合体を形成する分子の1つであり、生殖細胞において高発現する一方、正常な体細胞では発現が極めて低く、がん細胞では多様なレベルでの発現が見られる。我々は、SYCE2の体細胞における役割を検討する中で、SYCE2がDNA損傷付与時だけでなく定常状態のATMの自己リン酸化も亢進させ、DNA二本鎖切断修復を促進することを見い出してきた。この背景となる分子機構として、SYCE2がクロマチンを含む核内微小環境に何らかの影響を与えることによりDNA損傷応答を制御している可能性を考え、本研究では、SYCE2の発現によるクロマチン関連分子の核内動態の変化やSYCE2とクロマチン関連分子との相互作用について検討を行ってきた。その結果、前年度までに、SYCE2がヘテロクロマチン関連タンパク質HP1と複合体を形成すること、SYCE2がH3K9me3の局在には影響を与えないが、HP1の細胞核内でのドメイン形成を阻害すること、HP1とH3K9me3の結合を阻害することが明らかになった。今年度は、SYCE2とHP1のそれぞれにおける結合領域の同定を進め、HP1との結合能を欠いたSYCE2を発現させた細胞においてはDNA損傷応答への影響が見られなくなることが示された。このことから、SYCE2によるHP1への結合、ならびに、HP1の核内局在の変化がSYCE2発現陽性がんにおけるDNA損傷応答と修復の制御において重要な役割を果たしている可能性が示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。近年、クロマチンの構造変換がDNA損傷応答の制御において重要な役割を果たすことが示唆されているが、その分子機構については不明な点が多い。研究代表者らは、これまでに、生殖細胞において高発現し、正常の体細胞では一切発現しないが、がんにおいて発現レベルが異所性に上昇していることが知られる減数分裂関連分子群の体細胞がんにおける役割についての研究を進め、それらの分子の体細胞での異所性の発現がDNA修復に多様な影響を与え得ることを見い出してきた。例えば、シナプトネマ複合体形成分子群の1つであるSYCE2は体細胞で発現すると、ATM依存性のDNA損傷応答が亢進し、DNA二本鎖切断修復の亢進を来すことを見出した。SYCE2がクロマチンを含む核内微小環境に何らかの作用をすることを介してDNA損傷応答を制御している可能性を考え、平成28年度は、SYCE2の発現によるクロマチン関連分子の核内動態の変化やSYCE2とクロマチン関連分子との相互作用について検討を行った。その結果、SYCE2はHP1alphaと複合体を形成し、HP1alphaの細胞核内でのドメイン形成を阻害することが明らかとなった。一方、トリメチル化H3K9の核内分布はSYCE2の発現によって影響を受けていないことが示唆された。このことから、SYCE2によるHP1alphaの核内局在の変化がSYCE2発現陽性がんにおけるDNA損傷応答と修復の制御において重要な役割を果たしている可能性を考え、その分子機構についてさらに検討を進めている。SYCE2の発現によるヘテロクロマチン形成分子の複合体形成の変化の有無やSYCE2とHP1alpha以外のクロマチン形成分子との相互作用の有無の解析を行い、変化が見られた場合には、その変化がDNA損傷応答や修復に及ぼす影響を調べることにより、SYCE2によって形成される核内微小環境とDNA損傷応答やDNA修復との関係を明らかにすることを目標とする。SYCE2以外の減数分裂関連分子でがんにおいて異所性に発現しているものについても、その発現がDNA修復に及ぼす影響に加え、クロマチン関連分子の核内動態への影響について検討を行う。
インプラント埋入直後および骨結合後の周囲骨のリモデリングに動的荷重が与える影響

歯科インプラント埋入後の荷重開始時期が周囲骨の応力分布に及ぼす影響を検討した.その結果,早期荷重時は通常荷重時に比べ海綿骨骨密度の影響を受けやすく,特に骨密度の低い場合にはインプラント周囲骨の吸収の原因となる過大な応力が生じる可能性が示唆された.また,定量的な動的荷重を負荷する荷重装置を開発し,オッセオインテグレーション獲得後のイヌ脛骨モデルにおいて,オーバーロードによる周囲骨の骨吸収が観察された。歯科インプラント治療は口腔機能の回復にとって重要な位置を占め,信頼性の高い治療法となっているが,いまだに過負荷によるインプラント治療の失敗は臨床的に重要な課題となっている.インプラント周囲骨に発生する応力に骨破壊の閾値が存在することは実験的に示されているが,ルースニングの原因となる骨吸収を発生する応力・ひずみの閾値は明らかにされてはいない.さらに,近年重要性が高くなってきた即時荷重インプラントにおける骨反応を解明する必要がある.そこで本研究では,オッセオインテグレーション獲得後および埋入直後の荷重実験を行い,両者のインプラント周囲骨の反応を生体力学的に比較検討する.今年度はイヌ脛骨にmonocorticalにチタン製インプラントを埋入し,インプラント埋入後3か月の治癒期間を設けた,オッセオインテグレーション獲得モデル(骨結合モデル)を作成した.荷重装置を用いてインプラントの長軸に垂直方向で,かつ1方向の動的荷重を2週間加えた.マイクロCT撮影を行い,インプラント周囲骨のリモデリングを観察した,インプラント周囲骨の応力値は有限要素解析を行い算出した.これまでの実験ではスクリュー頚部の皮質骨に生じる圧縮応力値が-60MPa以下では骨吸収および骨形成部位・面積,骨接触率で有意差は認めなかった.さらに,荷重パラメータ(大きさ,頻度,期間)を変えた場合の骨リモデリングの検討を行う予定である.歯科インプラント治療は口腔機能の回復にとって重要な位置を占め,信頼性の高い治療法となっているが,いまだに過負荷によるインプラント治療の失敗は臨床的に重要な課題となっている.インプラント周囲骨に発生する応力に骨破壊の閾値が存在することは実験的に示されているが,ルースニングの原因となる骨吸収を発生する応力・ひずみの閾値は明らかにされてはいない.さらに,近年重要性が高くなってきた即時荷重インプラントにおける骨反応を解明する必要がある.そこで本研究では,オッセオインテグレーション獲得後および埋入直後の荷重実験を行い,両者のインプラント周囲骨の反応を生体力学的に比較検討する.今年度はイヌ脛骨にmonocorticalにチタン製インプラントを埋入し,インプラント埋入後3か月の治癒期間を設けた,オッセオインテグレーション獲得モデル(骨結合モデル)を作成した.荷重装置を用いてインプラントの長軸に垂直方向で,かっ1方向の動的荷重を20週間加えた.マイクロCT撮影を行い,インプラント周囲骨の骨形態を観察した.インプラント周囲骨の応力値は有限要素解析を行い算出した.これまでの実験では,スクリュー頚部の皮質骨に生じるひずみが3500με以下では骨吸収および骨形成部位・面積,骨接触率で有意差は認めなかったが,7000μεでは周囲骨の吸収像が認められた.さらに,荷重パラメータ(大きさ,頻度,期間)を変えた場合の骨リモデリングの検討を行う予定である.歯科インプラント治療は口腔機能の回復にとって重要な位置を占め,信頼性の高い治療法となっているが,いまだに過負荷によるインプラント治療の失敗は臨床的に重要な課題となっている.インプラント周囲骨に発生する応力に骨破壊の閾値が存在することは実験的に示されているが,ルースニングの原因となる骨吸収を発生する応力・ひずみの閾値は明らかにされてはいない.さらに,近年重要性が高くなってきた即時荷重インプラントにおける骨反応を解明する必要がある。そこで本研究では,オッセオインテグレーション獲得後および埋入直後の荷重実験を行い,両者のインプラント周囲骨の反応を生体力学的に比較検討する.これまでに,イヌ脛骨にmonocorticalにチタン製インプラントを埋入し,インプラント埋入後3か月の治癒期間を設け,荷重装置を用いてインプラントの長軸に垂直方向で,かつ1方向の動的荷重を20週間加えた.マイクロCT撮影を行い,インプラント周囲骨の骨形態を観察した.インプラント周囲骨の応力値は有限要素解析を行い算出した.これまでの実験では,スクリュー頚部の皮質骨に生じるひずみが3500με以下では骨吸収および骨形成部位・面積,骨接触率で有意差は認めなかったが,7000μεでは周囲骨の吸収像が認められた.今年度は骨質がインプラント周囲骨の応力分布に及ぼす影響を有限要素解析によって調べた.その結果,海綿骨骨密度が低いモデルでは高骨密度モデルの1.61.9倍の応力が発生することが分かった.海綿骨骨密度が低い場合,過負荷による周囲骨の吸収のリスクは高くなることが示された.
細胞の大量培養に関する化学工学的研究

1.ポリウレタンフォ-ムを用いて壁付着性動物細胞の高密度培養と有用物質生産ポリウレタンフォ-ム(以下PUFと略す)が壁付着性動物細胞の非常に良い付着担体になることを見い出した。このPUFは平均直径0.5mmの連続孔を持つ多孔質材料で孔の内部表面が細胞の付着面として有用であるばかりでなく、細胞にあまり剪断力をかけずに酸素や栄養物の供給と老廃物の除去ができ、また高圧蒸気減菌が可能でかつ安価である。このPUFを用いてサル腎細胞(vero)をシャ-レ内でPUF静置培養したところ、1.0×10^8cells/cm^3-PUFという高細胞密度まで培養できた。この細胞密度は通常のシャ-レ培養の約1000倍である。また腎細胞の生産する有用物質として血栓溶解酵素に注目し、このPUF高密度培養が腎細胞の酵素生産に与える影響について検討した。その結果、PUF培養することで細胞一個当りの血栓溶解酵素生産量が約3位増加することが明かとなり、PUFが高密度培養用の付着担体として有分であるばかりでなく、物質生産にも適していることを判明した。2.浮遊性動物細胞のマイクロカプセル化と液噴流層高密度培養浮遊性動物細胞(MPC-11)を培地の流動負荷から守れる点と、培地の交換がスム-ズに行えるという点から、細胞をマイクロカプセルに封入して液噴流層内での培養を試みた。その結果、5×10^7cells/cm^3カプセルの高密度まで培養が可能となった。マイクロカプセル作成のための微粒化装置では、かなり高いせん断応力が細胞に負荷されるにもかかわらず生存率は90%程度保たれることがわかった。3.ドラフトチュ-ブ付きエア-リフト槽を用いたニンジン細胞の高密度培養とカロチノイド系色素(β-カロチン)の効率的生産ドラフトチュ-ブ付きエア-リフト槽を用いて槽内培養枝液の流動を上行流域と下行流域に分断し細胞にかかる剪断力を小さくしてニンジン細胞を培養したところ1×10^7cells/ml-mediumと約4倍であった。そこでニンジン細胞の生産する有用物質の中でβ-カロチンの生産を試みた。まず培養ニンジン細胞からの効率の良いβ-カロチン生産の関係を調べた。その結果、β-カロチンは細胞増殖とともに生産されていき、細胞一化当りの生産量は対数増殖後期にピ-クとなり、定連続培養を行い、β-カロチンの連続生産を試みた。その結果培養ニンジン細胞のβ-カロチン生産性は6.26μg/dayと回分培養の結果の約7.5倍に増加した。1.新たな知見,成果(1)発泡ポリウレタン(PUFと略す. )を厚み1mm程度の平板状に成形して2mmの隙間を保ってVero細胞を付着させたディスク状PUF充填層

培養すると, 10^8個/mlの高密度培養ができた.これは,粒子状で充填層培養する場合の10倍の高密度であり,生体組織の10^9個/mlにかなり近付いた.PUFは低コストなうえに,高密度培養が可能なので,ホローファイバー培養に対抗できることが示唆された.(2)マイクロカプセルに封入したMPC-11細胞を静置培養すると,マイクロカプセル内の細胞数が少ないうちは,対数増殖期の倍加時間は20時間と短く,膜抵抗の影響はなかった.また,テーパー付き液噴流層でマイクロカプセル封入細胞の物質移動をスムーズに行いながら液噴流層培養可能であることが示唆された.今後さらに安定した増殖の再現性を向上させる予定である.(3)気泡塔の内壁にシリコングリースを塗布することによって培地中の血清タンパクによる発泡を抑えて酸素吸収を行うことに成功した.増殖に対するシリコングリースの毒性は認められなかった.2.今後の研究の展開に関する計画(1)PUF粒子充填層,酸素供給,培地交換,細胞分離等の機能を組み込んだ培養方式を検討する.(2)マイクロカプセルについても上記と同様のことを行う.(3)マイクロカプセルの大量製造のための微粒化ノズルの検討を行う.(4)高密度培養では連続的に培地交換してもアンモニア濃度が上昇することは避けられないことが確認されたので,今後,透析モジュールを培養系に導入して培養のさらなる高密度化をはかる予定である.(5)最適と判断された培養方式を用いて最適設計条件,最適操作条件の探索を行い,必要かつ可能な限りの自動制御を導入し,実験室スケールとしての最適培養方式を完成させる.1.新たな知見、成果(1)サル腎細胞(Vero細胞)は、細胞内に蓄積する形で血栓溶解酵素(ウロキナーゼ)を生産していることが明らかとなった。(2)発泡ポリウレタン(以下PUFと略す)を付着担体として用い、腎細胞をPUF充填層で高密度培養すると、酵素比活性が通常のシャーレ培養に比べ約2.5倍高くなり生産性も向上した。現在、使用培地量;625ml、酵素生産量;1525unitで、シャーレ培養の約22倍のスケールアップが可能となっている。また培地の流動が細胞の酵素生産を制御することが示された。(3)ニンジン細胞を用いて各種培養装置による高密度培養を試みた結果、ドラフトチューブ付きエアーリフト槽が最も良い結果を示し、最高細胞密度は1×10^7 cells/ml-mediumに達した。この値は通常よく用いられる三角フラスコによる振盪培養の約4倍の細胞密度であった。(4)高密度培養したニンジン細胞から、有用色素であるβ-カロチンを高度に精製する手法が確立された。この手法を用いることで、β-カロチンが細胞増殖初期より生産され、対数増殖後期に生産量のピークがあり、後は細胞数は増えるものの生産量は減少していくことが明らかとなった。またこの生産量のピーク時に細胞を回収することで、培養液量1リットル当り、約74μgのβ-カロチン生産が見込まれることが確認された。2.今後の研究の展開に関する計画(1)培地の流動(細胞への剪断力負荷)がサル腎細胞の血栓溶解酵素生産に与える影響を定量的に評価する。(2)ヒト腎細胞をPUFを用いて高密度培養し、ヒト血栓溶解酵素の大量生産に適した培養装置の設計を試みる。(3)ニンジン細胞のエアーリフト槽による高密度培養系で、溶存酸素量や光照射量がβ-カロチン生産に与える影響についての知見を得る。
酸化物縮退半導体/窒化物超伝導体のタンデム型オンデマンド超伝導素子の開発

半導体及び金属薄膜では金属ー絶縁体転移がキャリア数によって発現することがしられている。そこでキャリア数の変調すなわちFET構造で膜の物性を変化させることで、多機能なタンデム型素子の実現を目指している。そこで酸化インジウム亜鉛(IZO)膜を成膜時の酸素濃度を変えて成膜し、金属ー絶縁体転移の詳細を調べた。次に超伝導-IZO-超伝導で構成させるトンネル接合を作製し、輸送特性を評価した。結果、電流ー電圧特性の非線形性と非対称性を確認することができた。この非対称性は、超伝導電極の界面との近接効果が上部電極と下部電極で異なる、IZO膜で膜中の酸素移動が極低温で起きていること等が原因として考えられる。薄膜の超伝導ー絶縁体転移や金属ー絶縁体転移はキャリア数によっても発現することがしられている。そこでキャリア数の変調すなわちFET構造で膜の物性を超伝導から絶縁体に変化させることで、多機能なタンデム型素子の実現を目指している。本年度は酸化インジウム亜鉛(IZO)と酸化インジウム-ガリウム-亜鉛(IGZO)膜を成膜時の酸素濃度を変えて成膜し、金属ー絶縁体転移の詳細を調べた。その結果、絶縁体的に振る舞う膜に対して、低温での輸送特性は電子間相互作用の寄与を考慮したモデルで説明できることが分かった。さらにキャリア数に対する金属ー絶縁体転移の相図を作成し、デバイス作製に必要なキャリア数パラメータを抽出することができた。次に得られたパラメータを用いて超伝導-IZO-超伝導で構成させるトンネル接合を作製し、輸送特性を評価した。トンネル接合は超伝導窒化ニオブ(NbN:超伝導転移温度16K)と、IZO層はキャリア数を多くした金属的なIZO膜とキャリア数を少なくした絶縁体的な温度依存性を示すIZO膜の2つの層からなる。その結果、電流ー電圧特性の非線形性と非対称性を確認することができた。バリア層が単一の絶縁体層からなるジョセフソン接合では電流ー電圧特性に非線形性が現れるが、通常非対称性は見られない。この非対称性はバリア層のIZOのキャリア数が異なるため、超伝導電極の界面との近接効果が上部電極と下部電極で異なることと、IZO膜で膜中の酸素移動が極低温で起きていることが原因として考えられる。今後、IZOバリア層のキャリア数や膜厚を変え、デバイス動作原理について詳細に実験を行っていく。デバイスへの応用も見据えて評価を効率的に行うために、デバイスプロセスの最適化を行う。プロセスは積層化、エッチング、リフトオフの工程によって行う。これらの過程においても、綿密な条件だしが必要となる。本年度は窒化ニオブ薄膜の条件だしを重点的におおなった。条件出しは物性評価を中心には表面観察やデバイスパラメータの評価および超伝導デバイスへ最適化の検討をした。窒化ニオブ(NbN)の酸化マグネシウム(MgO)基板上でエピタキシャル成長させるための条件等の知見は得られている。今年度はゲート絶縁膜として導入予定の窒化アルミニウム(AlN)薄膜をMgO基板上に成膜し、その上に窒化ニオブを成膜した実デバイスに近づいた形の構造での物性評価を行った。結果として1-2nm程度のAlN膜上でもNbN膜は初期成長時から島状構造をとり、輸送特性、超伝導特性に影響を及ばすことが、AFMによる表面観察、XRDによる構造解析および低温ー磁場中での電気伝導度測定の点から明らかになった。本年度はデバイス作製のプロセス最適化を中心に行う予定であったが、プロセス装置が設置されているクリーンルームの新設および装置の移設が27年7月から3月にかけて行われたため、実験等をその期間中断しなければならなかった。さらに装置移設に伴い、装置の状態が移設前と異なっている点もあり、その確認・条件だし等に時間を要した。ただし本研究に重要なNbN薄膜の条件だしに関してはほぼ終了している。今年度はデバイスプロセスの最適化と応用に向けたデバイス評価を行った。デバイスプロセスに関しては、基本的な構造の検証としてトンネル型の窒化物薄膜ー酸化物薄膜ー窒化物薄膜の3層構造からなる素子の作成を行った。今年度はさらにこれまで行ってきた酸化インジウムー亜鉛薄膜だけでなくビスマス酸化鉄薄膜(BFO)の導入を行った。BFO薄膜はRFスパッタ法とMOD法の2種類で成膜を行った。基板は格子不整合の少ないチタン酸ストロンチウム基板を用いた。その結果、室温でRFスパッタ法で成膜したBFO膜は表面の凹凸が激しく配向もそろっていない。一方でMOD法で成膜した膜においては高温で加熱、焼成することによって配向した膜が得られた。さらに窒化ニオブチタン(NbTiN)薄膜上にBFOを成膜した膜の低温輸送特性を測定したところ、スピン軌道相互作用の変化と思われる磁気抵抗の変調が確認できた。デバイスプロセスではトンネル接合の作成に関して、窒化アルミニウムバリアを用いた微小サイズ接合を実現するために平坦化プロセスを導入した。この平坦化プロセスの導入においてはこれまで行ってきたMgO基板上のエピタキシャル成長させたNbN接合の技術だけでなく、実施者が考案しTiNバッファーを用いたシリコン基板上エピタキシャルNbN接合を用いて実施した。その結果、漏れ電流が小さい電流ー電圧特性を持つトンネル接合の作成に成功した。今後はこれらの結果をもとにデバイス作成と実証を行う。

そこでキャリア数の変調すなわちFET構造で膜の物性を変化させることで、多機能なタンデム型素子の実現を目指している。そこで酸化インジウム亜鉛(IZO)膜を成膜時の酸素濃度を変えて成膜し、金属ー絶縁体転移の詳細を調べた。次に超伝導-IZO-超伝導で構成させるトンネル接合を作製し、輸送特性を評価した。結果、電流ー電圧特性の非線形性と非対称性を確認することができた。この非対称性は、超伝導電極の界面との近接効果が上部電極と下部電極で異なる、IZO膜で膜中の酸素移動が極低温で起きていること等が原因として考えられる。平成26年度計画では超伝導窒化物薄膜と酸化物薄膜の成膜条件の最適化を行い、金属ー絶縁体転移と超伝導ー絶縁体転移の実証を行うことが目標であった。酸化物薄膜であるIZOとITZOとIGZOに関して、電気抵抗率、キャリア数、易動度等の物性パラメータの評価は順調に進んでおり、キャリア数誘起の金属-絶縁体転移に関する相図の作成や、電気輸送特性の理論と実験まで行うことができている。計画としていた目標は達成できていると考えている。しかし窒化物超伝導膜であるNbNの超伝導ー絶縁体転移に関しては、膜の不均質性の問題があるため、さらなる均質性の向上に向けて、成膜条件の検討が必要である。今後は新CRに移設いた際に発生したプロセス条件の変動に対応するために最適化を行う。デバイスで必要となる材料パラメータを抽出し、物性制御することで、最適化をはかり、デバイス設計を行う。また実際にデバイスを作製することによって膜の内部応力等の機械的特性の評価も並行して行なう。さらに作製行程を詳細に検討することによって、再現性の良いデバイスプロセスの確立を目指す。酸化物薄膜の超伝導ー絶縁体転移現象の観測とデバイス化に向けたキャリア制御を進め、窒化物薄膜ー酸化物薄膜の積層デバイスの最適化をはかる。超伝導今年度にはじめているデバイス作製について、プロセスの最適化を行う。窒化物薄膜はフッ素系のガスを用いてRIEでドライエッチングすることが可能であるが、酸化物薄膜はできない。そのためリフトオフプロセスを用いてデバイス作製を行っているが、レジスト硬化等問題がおきており、デバイス特性の再現性が悪くなることが考えられる。そこでECRによる物理的なエッチング法の検討を進める。さらにデバイス評価用の測定系の構築を行う。使用装置の新クリーンルーム棟への移設があり、その期間に実験等ができなかったため基板・材料費等を翌年に繰り越した。酸化物薄膜の最適化が順調に進んだ一方で、窒化物薄膜の成膜装置等に問題が生じた。窒化物薄膜用の最適化のための基板は劣化しやすいので、少量のロットで購入する必要がある。そのため、装置の修理完了の遅れにより基板購入の遅れさせたことによる。計画通り翌年度使用分として、基板・資材を購入し実験を進める。薄膜最適化およびデバイス作製のための試料材料・原料基板および薬品購入に予算を使用する予定である。
統合的ゲノム解析によるがん細胞集団進化の解明

治療抵抗性腫瘍細胞のサバイバルおよびクローン進化、さらに腫瘍微小環境に対する適応について解明すべく、腫瘍細胞集団内のゲノム不均一性とエピゲノムの可塑性についてヒト腫瘍検体および腫瘍細胞の解析を行った。グリオーマ再発に際してアルキル化剤治療によりミスマッチ修復異常を来したクローンは高頻度にC>T変異を生じ、悪性転化を引き起こす。また、腫瘍内微小環境において形成される低pH状態下では転写因子SREBP2が活性化され、酢酸代謝に関わるACSS2などの遺伝子発現誘導、腫瘍細胞増殖をもたらした。エピゲノム変異は腫瘍の発生・進展の過程でクロマチンドメイン、遺伝子、制御領域など様々なレベルで生じる。本研究はがん細胞集団ゲノムに蓄積する状況を時系列で解析することにより、「癌細胞集団の進化(evolution)」にかかわるゲノム・エピゲノム変異を同定することを目的とする。第一に、癌細胞集団のゲノム不均一性の解析については、経過中に再発を生じた症例において、エクソーム解析およびDNAメチル化解析を実施した。グリオーマや膵がん、低分化型胃癌は腫瘍細胞含量が低い組織が多く、腫瘍含量を考慮したデータ解析パイプラインの開発を行い、検証をおこなった。悪性グリオーマは再発時にはより高グレードな腫瘍組織像を呈する。原発巣に認められるIDH変異に加えて新たなゲノムコピー数および塩基変異が加わっていた。また、最長8代まで継代したヒト胃癌ゼノグラフト7症例について原発巣及び正常組織ゲノムの全エクソン解析を実施した。組織像、遺伝子発現プロファイル、コピー数変異パターンは比較的よく保存されていた。原発腫瘍に認められた塩基変異の多くはゼノグラフトにも維持され、変異アレル頻度が高かった。一方、継代に従って新たな変異が蓄積する傾向が認められ、これら新たな変異の多くは変異アレル頻度が低く、サブ集団に存在する可能性が示唆された。第二にがん細胞のクロマチン動態の解析については、ヒト肝細胞がん腫瘍組織においてのヒストン修飾および転写因子の標的部位を特定すべくChIP-seq解析を行い、β-cateninの標的部位を腫瘍組織と正常組織で比較した。また、癌幹細胞をはじめとした腫瘍内の質的な不均一性を明らかにすべく、単一細胞のトランスクリプトーム解析法の確立をすすめた。第一に、癌細胞集団のゲノム不均一性の解析については、同一症例の同時及び経時的なマルチプルサンプリングを行い、変異解析を実施した。悪性膠芽腫の手術摘出腫瘍組織の4箇所からゲノムDNAを抽出し、それぞれの全エクソン解析を実施したところ、体細胞変異は平均24(1834)検出されたが、全ての検体に共通する変異は僅かに7つであり、同一個体の一塊の腫瘍内で既に不均一性が相当に生じている様子が明らかとなった。さらに低悪性度の神経膠腫(グリオーマ)が診療経過中に悪性に転化し再発する過程に生じる遺伝子変異とその様式の変化を調べるべく、初発時と悪性転化時の腫瘍検体の全エクソーム解析を行ったところ、再発時の腫瘍は、IDH1などのいくつかの重要な遺伝子変異を除くと、腫瘍形成の初期の細胞から早い段階で枝分かれして進化した、初発時とは随分と異なる遺伝子変異のセットを有する腫瘍であることが判明した。また、治療の過程でアルキル化剤使用症例の半数程度で、シトシン/グアニンがチミン/アデニンに置換する変異が、きわめて高頻度に生じることが観察され、DNAミスマッチ修復遺伝子の変異を伴うことが確認された。再発のモニタリングを行う上で血中遊離DNAに含まれるがん細胞由来DNAに存在する変異の解析に着手した。第二にがん細胞のクロマチン動態の解析については、特定遺伝子の変異の有無によってクロマチンへのアクセスしやすさをFAIRE解析によって検討した。癌幹細胞をはじめとした腫瘍内の質的な不均一性を明らかにすべく、単一細胞のトランスクリプトーム解析法の確立をすすめた。1)脳腫瘍のクローン進化前年度に低悪性グリオーマから悪性転化を同一症例で経時的に観察し、変異が新たに蓄積することを報告した。DNAメチル化異常との関連を解析中である。2)肝細胞がんの進展とクロマチンリモデリング複合体の変異肝細胞がん(進行がん)500例のエクソーム解析においてはTERT,TP53,b-cateninに次いでARID1AおよびARID2の変異はほぼ相互排他的にそれぞれ10%程度の症例に観察された。一方、早期肝がん50例との比較では、早期肝がんではTERT遺伝子のプロモーター変異をはじめとするTERT活性化が最も高頻度な変異であり、ARID1A/ARID2変異は専ら進行がんのみに観察された。肝幹細胞あるいは肝前駆細胞から成熟肝細胞に至る分化に伴うクロマチン動態の変化に何らかの異常を来すことが肝がん進展に重要なドライバー因子であると推定される。さらに早期肝がんにおいて進行がんとほぼ同頻度でβ-cateninやTP53変異は観察される。変異遺伝子それぞれの症例におけるエンハンサー領域活性化の特徴を見出すことによって、クロマチン制御異常と発がんメカニズムの関連解明を進めた。近年同定されたエピゲノム制御の一つにTETによるヒドロキシメチル化を介したDNA脱メチル化機構が挙げられる。TET1発現レベルはES細胞や胎児肝で高く、成熟肝細胞では極めて低いが、肝細胞がんでは一部の未分化症例でTET1が高発現する。

TET1ノックダウンにより肝がん細胞株の増殖は低下し、肝細胞がんのドライバーである可能性が想定された。3)がん組織微小環境とエピゲノム可塑性に関する研究低栄養、低酸素などの微小環境への適応はがん細胞集団の進化を考える際に重要な現象である。膵癌細胞株を低酸素、低栄養条件に曝露した際に生じる遺伝子発現およびオープンクロマチン領域について解析を行った。1.肝細胞がんについては早期肝がんと進行がんの比較を行い、早期肝がん段階で生じる変異としてTERTおよび専ら進行期に生じる遺伝子変異としてARID1AおよびARID2を同定している。これらクロマチンリモデリング複合体に遺伝子変異を有する症例由来の正常及び腫瘍からの凍結組織検体を用いたFAIRE-seq解析によってオープンクロマチン領域を同定し、活性化されている転写因子の解析が進行中である。エピゲノム、特にDNAメチル化プロファイルによる症例層別化を進めたところ、メチル化の基づくエピジェノタイプによる分類されたグループと変異遺伝子に関連が認められた。2.長鎖ノンコーディングRNAのなかでもβ-cateninにより転写誘導されるRNAをβ-cateninのChIP-seqおよびRNA-seqデータより同定したところ、肝細胞がんや大腸がんでそれぞれCTNNB1あるいはAPC変異を有する症例において高発現を示すncRNAが同定された。β-カテニンによる発現誘導調節にも関与する可能性も示唆されることから、RNAタンパク複合体の解析を進める予定である。3.卵巣がんについては同一症例からのマルチプル病変、血漿遊離DNAを用いた解析を進め、原発巣内および転移巣でのゲノム不均一性からクローン進化の実態を明らかにした。転移巣に特徴的なゲノム異常を血漿遊離DNAで検出可能であった。4.発がんのドライバー遺伝子の作用機構をあきらかにすべく、マウス消化管上皮由来のオルガノイド培養系の構築に着手した。先に論文発表したグリオーマのクローン進化に続けて、肝細胞がん、卵巣がんについて経時的あるいはマルチプル検体解析を行い、そのゲノム不均一性を明らかにした。エピゲノム修飾因子の変異によってもたらされるクロマチン動態の変化についてデータ収集が順調に進んだ。腫瘍で高発現し、エピゲノム制御に関わるncRNAを同定した。血漿中遊離DNAは微量であり、含まれる腫瘍細胞由来DNAの割合も症例によって様々であることから、より定量的な検出系の開発が必要である。1.肝細胞がんについて早期肝がんと進行がんの統合ゲノム解析を行い、活性化ドライバー変異の標的遺伝子の活性化と当該遺伝子のDNA脱メチル化が相関することが見出された。一方、DNAメチル化プロファイルに基づく症例層別化を試みたところ、エピジェノタイプによるサブ集団は早期肝がんの段階で既に形成されており、肝炎ウイルスタイプや変異ドライバー遺伝子とも関連する傾向が認められ、ゲノム及びエピゲノム変異の組み合わせが腫瘍の発生・進展において重要であると考えられた。
血管内皮との接着からみた癌転移の臓器特異性に関する研究

癌転移の第一段階は癌細胞と標的血管内細胞との接着に始まる.また癌転移は原発臓器の違いにより転移しやすい臓器に特異性が存在する.我々は「癌転移の臓器特異性は血管内皮細胞側の表面に発現する接着分子などが各臓器で異なること」が原因であるという仮説のもとに研究を進めた.現在まで我々は豚の各臓器(肺・肝など)から臓器特異的細胞外マトリックスを分離してその上に人臍帯静脈血管内皮細胞を培養することにより,各臓器に特異的な血管内皮細胞を培養することに成功した.またこの方法で作製した各臓器に特異的な血管内皮細胞をサイトカインlL-1βで刺激した場合としなかった場合に,培養肺癌細胞と血管内皮細胞の接着性を検討した.培養肺癌細胞と肝細胞外マトリックス上に培養した血管内皮細胞との接着性は,培養肺癌細胞と肝細胞外マトリックス上に培養した血管内皮細胞との接着性よりもlL一1βの刺激の有無に関わらず有意に高かった.一般に肺癌は肝よりも肺に転移しやすいことが知られており,今回の培養細胞による実験系を用いた我々の実験結果は臨床における癌転移の臓器特異性に一致するものであった。癌転移の第一段階は癌細胞と標的血管内皮細胞との接着に始まる.また癌転移は原発臓器の違いにより転移しやすい臓器に特異性が存在する.我々は「癌転移の臓器特異性は血管内皮細胞側の表面に発現する接着分子などが各臓器で異なること」が原因であるという仮説のもとに研究を進めた.現在まで我々は豚の各臓器(肺・肝など)から臓器特異的細胞外マトリックスを分離してその上に人臍帯静脈血管内皮細胞を培養することにより,各臓器に特異的な血管内皮細胞を培養することに成功した.またこの方法で作製した各臓器に特異的な血管内皮細胞をサイトカインIL-1βで刺激した場合としなかった場合に,培養肺癌細胞と血管内皮細胞の接着性を検討した.培養肺癌細胞と肺細胞外マトリックス上に培養した血管内皮細胞どの接着性は,培養肺癌細胞と肝細胞外マトリックス上に培養した血管内皮細胞との接着性よりもIL-1βの刺激の有無に関らず有意に高かった.一般に肺癌は肝よりも肺に転移しやすいことが知られており,今回の培養細胞による実験系を用いた我々の実験結果は臨床における癌転移の臓器特異性に一致するものであった.今後はこの違いの原因を検討していく予定である.また今回の結果により,分離した細胞マトリックス中に各臓器血管内皮細胞の性質を規定する因子が含まれている可能性を示すことができた.癌転移の第一段階は癌細胞と標的血管内皮細胞との接着に始まる.また癌転移は原発臓器の違いにより転移しやすい臓器に特異性が存在する.我々は「癌転移の臓器特異性は血管内皮細胞側の表面に発現する接着分子などが各臓器で異なること」が原因であるという仮説のもとに研究を進めた.現在まで我々は豚の各臓器(肺・肝など)から臓器特異的細胞外マトリックスを分離してその上に人臍帯静脈血管内皮細胞を培養することにより,各臓器に特異的な血管内皮細胞を培養することに成功した.またこの方法で作製した各臓器に特異的な血管内皮細胞をサイトカインlL-1βで刺激した場合としなかった場合に,培養肺癌細胞と血管内皮細胞の接着性を検討した.培養肺癌細胞と肺細胞外マトリックス上に培養した血管内皮細胞との接着性は,培養肺癌細胞と肝細胞外マトリックス上に培養した血管内皮細胞との接着性よりもlL-1βの刺激の有無に関らず有意に高かった.一般に肺癌は肝よりも肺に転移しやすいことが知られており,今回の培養細胞による実験系を用いた我々の実験結果は臨床における癌転移の臓器特異性に一致するものであった.
集積化液晶マイクロレンズの創製と光制御応用に関する研究

液晶マイクロレンズを集積化したデバイスの創生と、光制御デバイスの実現可能性の探索を目的とし、円形開口およびスリット開口の液晶マイクロレンズアレイの高パワー化と光制御デバイスとしての基本特性の評価を実施した。円形開口を持つ液晶マイクロレンズは3000(1/m)以上のレンズパワーが得られ、透過光を拡散制御する効果が確認できた。スリット状電極アレイによるセルがシリンダレンズアレイとして機能し、2D/3D切替に必要な偏向を実現できた。さらに2組のスリット電極を設置することで、印加電圧の組合せによって開口サイズより大きな入射透過光を任意の方向に曲げることが出来ることが可能なデバイスを実現した。・直径150ミクロンの円形パターンを約10mm角の範囲に六方格子状に配置した液晶マイクロレンズアレイ(高抵抗膜付き)を作製し、光拡散の効果について評価を行った。レンズパワーは最大で2000 m-1が得られ、駆動電圧の制御により連続的にレンズパワーを制御できることを確認した。次に照明光を想定してハロゲンランプを光源に用いて光拡散の評価を行った。φ1mmのピンホールを通して液晶マイクロレンズアレイに光を入射し、透過光の広がりを観察することで拡散角を評価した。その結果、レンズパワーが最大のときに約6.8°が得られ、駆動電圧によって拡散角も変化することが確認できた。レンズパワーから推定される最大の拡散角は8.5°であり、ほぼ一致した値であった。・高抵抗膜を持つ液晶シリンダーレンズについて、3D表示用レンズとしての機能を評価した。画素パネルと組み合わせた状態で視野角特性を調べたところ、画素ピッチに応じた櫛歯状の視野角分布が得られた。液晶シリンダーレンズにより3D/2D表示の切り替えが可能であることが確認できた。また駆動条件を変えることで角度依存性の強度分布が変化することがわかり、視認性の最適化の可能性があることがわかった。また2眼式での左右のクロストークの簡易評価の結果は約8%であった。・現在のスパッタ法によるZnOの成膜では、φ5mm程度よりも広い面積で均一な高抵抗膜を得ることは難しかった。より広い面積のマイクロレンズアレイへの適用のため、有機膜のスピンコート成膜について検討を行ったところ、50mm角基板に110GΩ/□が得られた。大面積での利用が可能かデバイス化して確認を行っていく予定。・第3電極をガラス基板の裏面に配置した電極構造と高抵抗膜を用いて、円形パターン電極径150ミクロンの液晶マイクロレンズアレイの試作・評価を行った。レンズ間の干渉や個々のレンズの独立動作を念頭に電極層を分離した構造を用いた。その結果、矩形波周波数50kHz、V1=3Vrms、V2=10Vrmsの駆動条件でレンズパワー約2000(1/m)、0.1λ以下のRMS収差特性を得た。また第3電極による制御により著しいレンズ特性の劣化なくスムーズにレンズパワーの可変ができることを確認した。V2>V1に駆動条件を設定することで凹レンズ特性を示すことも確認できた。今回試作したレンズアレイの間は30ミクロンとしたが、ほとんどレンズ間の干渉は見られず、さらなる高密度化が可能であることが確認できた。レンズ径を狭めた換算では目標値のレンズパワーは達成されている。・パターン電極と同一のITO膜に第3電極を配置した電極構造及び高抵抗膜を用いて、スリット幅100ミクロンの液晶シリンダーレンズの試作・評価を行った。矩形波200Hz、V1=5Vrms、V2=1Vrmsの駆動条件でレンズパワー3000(1/m)程度が得られた。0.1λ程度でのRMS収差でパワー可変が可能であることがわかった。第3電極が無い構造ではレンズパワーの可変量が少なかった。・ミリメートルサイズの電極径の液晶レンズでは1MΩ/□であった高抵抗膜を、成膜条件の検討により10MΩ/□まで高めることができた。しかし配向膜の焼成温度の影響が大きいために、レンズデバイス化後の駆動周波数は必ずしも低くならなかった。・直径75ミクロンの円形パターン電極を用いて作製した液晶マイクロレンズアレイは干渉縞の評価からレンズパワー3600 (1/m)が推定される結果が得られた。また六方格子状に配置したパターンに対して、ラビング方向を最小ピッチ方向およびその垂直方向とした場合、隣接する開口パターンの影響を受けやすいのは最小ピッチ方向へのラビングであることがわかった。さらに2つの液晶マイクロレンズアレイセルを重ね合わせた場合の効果も検証した。液晶レンズが作用するラビン方向を合わせた場合は拡散効果が増加することがわかった。一方、ラビング方向を直交させることで偏光板なしでも散乱効果が得られることが確認できた。この光散乱効果はRGB3色のLEDチップを同時点灯してセルをON/OFFさせることで混色として観測・確認することができた。

これらの液晶セルの積層配置は、空間投影像が変えられる新たなディスプレイの実現可能性を示した。・高抵抗膜を持つ液晶シリンダーレンズを用いた応用の一つである3D表示の評価として、画素パネルと組み合わせた状態で視野角特性を調べた。画素ピッチに応じた櫛歯状の視野角分布が得られ、液晶シリンダーレンズにより、3D表示が可能であることが確認できた。また駆動条件を変えることで角度依存性の強度分布が変化することが確認でき、視認性の最適化の可能性があることがわかった。2眼式を前提にした左右強度におけるクロストークの簡易評価の結果は約8%であった。・大面積に高抵抗膜を作製する方法として、有機金属のジエチル亜鉛をスピンコートやスプレー塗布によって成膜する検討を始めた。装置の都合でスピンコートによる成膜を行い、その抵抗値の経時変化の評価を行った。母材の濃度の調整や溶剤を適宜えらんで成膜することで100GΩ/□の抵抗値が得られ、1か月以上の経過に置いても変動は数倍程度とスパッタ成膜と同等の結果が得られた。液晶材料を用いた光デバイス目的の一つである「配光制御機能を持つ集積化された液晶レンズユニット」の基本デバイスである液晶マイクロレンズおよび液晶シリンダーレンズによるデバイス動作を確認できたことにある。液晶マイクロレンズにおいては、電極径とピッチの検証において最適なパラメータを得るに至っていないが、液晶分子の再配列には液晶層厚みも重要なパラメータになる結果が得られている。またデバイス応用の一形態である光拡散に関する基本性能の評価も実施できたことで、今後の目標仕様の設定に役立つものと考える。液晶シリンダーレンズでは、スリット電極の方向とラビング方向の関係を調べた。スリット電極間に液晶分子の長軸が向くようにラビング処理した場合、電圧印加による液晶分子の再配向において不連続部が生じて配向乱れが起きることがわかった。ラビング処理はスリット電極と同じ方向にすることで安定した動作ができる。また3D表示での応用形態での角度依存性の評価を行った。画素パネルとの接合や位置合わせなどの課題はあるが、基本動作として3D表示が可能な角度依存性を得ることができたことから、2D/3Dの切り替え動作が確認できたと言える。これらの結果から液晶マイクロレンズデバイスの集積化の準備検証に進める状況になったと考える。高抵抗膜の抵抗値制御については、パターン電極サイズと液晶層厚の関係も含めてより高い値の実現が求められる状である一方、集積化における大面積化への対応について新たな成膜手法に着手し、デバイス化による検証に進める状況である。これらの状況を総合的に見て、概ね順調に進展していると評価している。目的の一つである「配光制御機能を持つ集積化された液晶レンズユニット」の創製の基盤となる液晶マイクロレンズおよび液晶シリンダーレンズの試作と動作確認が一通り出来たことにある。液晶マイクロレンズの試作では、レンズ間の干渉や個々のレンズの独立動作を念頭に電極層を分離した構造を用いたが、狙い通りにレンズ間の干渉がほとんどないことが確認できた。またレンズパワーは目標に達しなかったが、電極径を小さくすることでクリアできる見通しである。
転写コアクチベーターMBFによる転写活性化機構の解析

MBF1と相互作用するTBPの領域を決めるため、GCN4機能特異的に転写活性能が低下するTBPの変異株をスクリーニングし、68QがLへと置換した変異TBPは、MBF1との相互作用能が低下することを見つけた。68Qの位置を既知のTBP立体構造に照らしあわせて考えると、TBPの中央部がMBF1との相互作用部位であり、TBPがDNAに結合した場合、MBFがTBPの上流側に結合すると推測された。MBF1と相互作用するショウジョウバエ転写因子TDFの機能にMBF1がかかわるか調べるため、遺伝学的解析をおこなった。その結果、MBF1変異株はTDF変異株での気管と神経系形成異常をエンハンスすることが判明し、生体内でのTDFによる転写活性化にMBF1が関与することが強く示唆された。リガンドが不明のオーファン型の核内レセプターであるFTZ-F1と体節形成遺伝子産物Fushi tarazu(FTZ)は、FTZ-F1のAF-2core領域およびFTZのLXXLL配列依存的に結合することから、哺乳動物で知られているリガンド依存的に核内レセプターに結合するp160family転写coactivatorと同様の相互作用様式を有していると考えられた。しかし、リガンド非依存的に相互作用すること、および、FTZがLXXLLモチーフ以外の部分でもFTZ-F1と相互作用する点でp160family転写coactivatorとは異なることが判明した。さらに、FTZは、FTZ-F1と特異的に相互作用し、この特異的相互作用にはLXXLLモチーフ以外の部位での相互作用が大きく寄与していることを明らかにした。以上のことから、FTZ-F1とFmの相互作用様式は、今まで知られていた核内レセプターとそのコアクチベーターとの相互作用とは異なる点もあるユニークなものであると考えられた。