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大学経営の高度化とそれを支援する政策のあり方

国内外の、いわば普通の大学が教育と研究の水準を維持向上させるために、どのような経営を行っているかを検討した。学長と学部長の権限関係、大学経営陣の人材養成、機関研究の組織と状況、同窓会関係の歴史などについて国際比較を行った。あわせて、企業(営利組織)の経営学、非営利組織の経営論、大学経営論の三者を比較して、大学経営論の学問体系ないし教育体系の特色を明らかにした。大学経営の高度化に資する支援政策のあり方を議論した。国際的な大学競争というと、オリンピックのように各国の頂点にたつ大学同土の競争が想定されがちである。実際、自国の「国際級大学」を支援する政策は国内外でみられるし、いわゆるグローバル化にともなってそうした政策を求める声も高まっている。しかしそれだけでなく、国際的な大学競争は、むしろ各国の中堅大学をまきこんで行われている。国際機関における国際的な質保証の議論や、質保証機関の国際的ネットワークなどが課題としているのは、各国のいわば普通の大学がいかなる質を維持しているかという問題である。こうした状況をふまえて、各国の「普通」の大学がいかなる質を維持しているか、それを支援する政策はどのようなものかを検討する。本年度は以下の活動を行った。(1)大学経営に関する国内外の先行研究を検討した。(2)大学教育の質を向上させる重要な手段として、初年次教育、一般教育の改革、教員を対象とした研修、学生調査を中心とした機関研究などをとりあげた。米国を中心とした優良事例の調査を行い、その成果の一部を学会や文部科学省の勉強会において報告した。(3)高等教育の管理運営に関するOECDプログラム(IMHE)の活動状況を実地に調査した。さらに、同プログラムが実施した大学のガバナンスに関するセミナー(8月)、大学財政に関するセミナー(9月)、2回の国際会議(9月と12月)などに参加して情報収集と意見交換を行った。(4)大学の地域貢献については、狭義の経済貢献にとどまらず、社会・文化・環境など非経済的な分野における高等教育機関の貢献に注目する最近の政策および大学組織の動向について、国内外のいくつかの事例を調査した。国際的な大学競争というと、オリンピックのように各国の頂点にたつ大学同士の競争が想定されがちである。(1)大学経営に関する国内外の先行研究の検討を継続した。(2)大学経営の事例として、英国ストラスクライド大学、グラスゴーカレドニアン大学、、米国テンプル大学、ミシガン大学アナーバ校、ヴィラノバ大学、ウエストワシントン大学、カリフォルニア州立大学ロングビーチ校などを訪問調査した。また、参照事例として、英国の質保証機構スコットランド事務所を訪問調査した。(3)大学経営の最近の動向に詳しい外国の研究者として、米国ゲリー・ローズ教授、英国ウィリアム・ロック氏、同ロバート・コーエン名誉教授などによる講演会を開催した。(4)韓国における大学経営の動向のうち、とくに大学合併について、その専門家である長崎大学の井出弘人准教授から状況を聴取した。教育行政の規制緩和にともなって、個別の大学が自主性を発揮して経営にあたることが期待されている。規制緩和によって、教育に対する国家の統制がむしろ強まったとする説もあるが、その場合でも大学経営の重要性が低下することはない。世界的な課題のひとつは、各国のいわば普通の大学がいかなる質を維持しているかという問題である。こうした状況をふまえて、各国の「普通」の大学が教育と研究の水準を維持向上させるために、どのような活動を行っているかを検討した。1.本年度は、アメリカ、フィンランド、アイルランド、中国などの事例を調査した。アイルランドでは質保証の仕組みを調査した。中国では大学教育の評価を調査した。アメリカでは、機関研究と校友行政の状況と、大学アドミニストレーターの養成課程を調査した。2.大学に対する日本の経済団体の提言については、学生の創造性をもとめる1980年代に出現した要求を中心に分析した。3.先進諸国の大学は、資源が制約されたなかで、教育・研究の質を高めて量を拡大するという共通な課題に直面している。4.このような要請に対応する手段のひとつとして、いくつかの国では大学間連携がみられる。スコットランドにおけるリサーチ・プーリング、北欧のスウェーデン南部とデンマーク東部にみられる大学連合などがその例である。5.3カ年の研究成果を総合して、報告書のとりまとめを行っている。
磁気浮上インペラ径方向受動安定位置計測の血液ポンプ拍出流量推定への応用

本研究は,補助人工心臓用途の血液ポンプが安全に血液の循環を補助できているかを確実に知るための方法として,血液ポンプの拍出する血液量を簡単に取得できる新しい手法を開発することを目的としている.この新しい手法は,血液ポンプ内の羽根車の位置情報からポンプの拍出する血液量が分かる,というシンプルな原理に基づいたものである.そのためこの新しい手法が補助人工心臓に適用できるようになれば,機器の故障の心配が少なくなり,また補助人工心臓を装着した時にセンサのコード類が少なくて済むようになる.本研究は,補助人工心臓用途の血液ポンプが安全に血液の循環を補助できているかを確実に知るための方法として,血液ポンプの拍出する血液量を簡単に取得できる新しい手法を開発することを目的としている.この新しい手法は,血液ポンプ内の羽根車の位置情報からポンプの拍出する血液量が分かる,というシンプルな原理に基づいたものである.そのためこの新しい手法が補助人工心臓に適用できるようになれば,機器の故障の心配が少なくなり,また補助人工心臓を装着した時にセンサのコード類が少なくて済むようになる.
組織内における双方向的な戦略的コミュニケーションモデルの構築

本研究は、既存の組織内の情報伝達モデルでは考慮されてこなかったコミュニケーションの双方向性を取り入れた新しいモデルを構築し、そのモデルを用いて組織内の最適な意思決定権限の配置等に関する理論分析を行なった。分析の結果、コミュニケーションの双方向性は分権的な組織の情報伝達効率を改善することに役立つことや、組織内でコミュニケーションにかけることができる時間が限られている場合ほど分権制が採用されやすくなること等の結果を導出した。当初の研究計画に従い、初年度は既存研究での組織内コミュニケーションのモデルを調査し本研究のベースとすべき理論モデルを決定するとともに、双方向的なコミュニケーションを分析するためのモデル拡張の方法について検討を行った。1)ベースとする理論モデルの選択:Alonsoらの分権化モデルとHarrisらの権限委譲モデルを候補として、本研究のベースとすべき理論モデルを検討した。検討の結果、前者のモデルをベースとした拡張が可能であると判断した。後者のモデルについては、本研究の目的に沿った拡張が困難であると判断した。2)具体的なモデル構築作業:1)のモデルをベースとして、組織のメンバーがお互いにメッセージを複数回伝達し合うことができるように拡張を行った。元のモデルから一般的なかたちで拡張する場合、均衡の特定および均衡分析から得られる含意の導出が困難であると判断し、メンバーが伝達可能なメッセージの種類が2種類に制約されている状況に限定して拡張を行い分析を進めた。研究計画に記したように、この制約はより含意の分析を鋭く行うためのもので、コミュニケーションの双方向性を考慮に入れて組織のあり方を議論するという本研究の趣旨から逸脱するものではない。このモデルでは、組織のメンバーがお互いが伝達したメッセージを観察しないでコミュニケーションを行うケースと、観察しながらコミュニケーションを進めるケースのふたつを比較することで、コミュニケーションが双方向的である場合に伝達可能な情報量への影響を調べることができる。前年度では、ゲーム理論の枠組みを用いて、伝達可能なメッセージの数が2つである状況に限定して、組織のメンバーがお互いにメッセージを複数回伝達し合うチープトークモデルを作成した。今年度は、当初の研究計画に従い、主にこのモデルを用いて、お互いにメッセージを観察できる場合とできない場合を比較することで、コミュニケーションが双方向的であるときと一方向的である場合のそれぞれにおいて伝達可能な情報量について理論分析を行った。分析によって導き出された主要な結果は、1分権制を採用している組織で、かつ組織内のメンバーのインセンティブのバイアスが大きい場合、メッセージを観察可能にすることでより多くの情報が伝達可能になる、というものである。この結果の含意は、部門間のセクショナリズムが強い分権的な組織においては、双方向的なコミュニケーションを促すことが有益であるというものである。また、上記とはやや異なるモデル設定を用いたものであるが、2交互に情報伝達を行う場合、先にメッセージを伝達するメンバーは一切情報を伝達しないほうが、後にメッセージを伝達するメンバーからより正確な情報を引き出せる、という分析結果を得た。研究成果の2は、研究代表者が執筆した"A Good Listener and a Bad Listener"の1セクションとして取り入れて、海外の学術雑誌に投稿した。研究成果1を含む残りの研究成果については、現在論文への取り纏めを行うなど投稿の準備を進めている。本年度はおおむね当初の研究計画どおりの成果が得られた。本年度に構築した理論モデルに基づいて分析を行うことで、次年度の研究計画も当初の計画どおりに遂行していけると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。組織の経済学1)各権限配置パターンの下で伝達可能な情報量の分析:構築したモデルを用いて、お互いのメッセージが観察可能な場合とそうでない場合での伝達可能な情報量について調べる。具体的な方法としては、集権化された組織と分権化された組織において、それぞれ最も効率性の高い均衡を見つけ、そこで伝達される情報量について調べる。さらに伝達される情報量がどのようなパラメータに依存して決定されるのかを明らかにするために、各パラメータに関する比較静学を行なう。比較静学は協調の重要性やインセンティブのバイアスの大きさがその対象となる。以上の結果と既存研究の結果と比較し、相違点が発生する箇所を見つけ、それが発生した直観的理由について分析を進める。2)権限配置パターン間の比較および含意の導出:1)の研究成果に基づき、コミュニケーションの双方向性を考慮した場合、いつどの権限配置が最適になるのかを調べ、既存の権限配置に関する研究結果とどのような差異が生じたかについて調べる。また、分析結果を用いて、現実の組織設計に対する含意を探る。具体的には、双方向的なコミュニケーションはどんな権限配置の下で重要な意味を持つのか、組織はどのようなときに双方向コミュニケーションを促すべきなのか、などの問いについて理論的な観点から回答を行なう。また、得られた研究成果を権限配置以外の組織の経済学における論点やそのほかの応用経済学分野の論点と関連付けることができるかどうかも検討する。3)研究報告の活用および論文執筆:国内外の会議での報告の機会を作り、得られたフィードバックを研究に活用する。
腸炎ビブリオのエネルギ-転系の特殊性

腸炎ビブリオの細胞膜のATP合成系と能動輸送系について、以下の点を明らかにした。1.ATP合成系について。腸炎ビブリオのH^+ー輸送性ATPaseの欠損変異株を用い、以下の結果を得た。この変異株は、乳酸を単一炭素源としてpH8.5において好気的条件下では生育できたが、嫌気的条件下では生育できなかった。また、呼吸鎖Na^+ポンプの働くpH8.5では、H^+コンダクタ-の有無に関わらず乳酸を炭素源として好気的条件下で生育できたが、Na^+ポンプの働かないpH7.5では生育できなかった。これらの結果は、Na^+を共役カチオンとする酸化的リン酸化が行われていることを示唆する。実際、ATPを枯混させた細胞を用い、内向きの人工的なNa^+濃度勾配をかけたところATP合成が観察された。一方、PCR法によるH^+ー輸送性ATPaseの遺伝子クロ-ニングを行い、同遺伝子を破壊した遺伝子破壊株を生製した。この株においては、Westernブロット法で調べたところ、H^+ー輸送性ATPaseのα,β両サブユニットは全く検出されなかった。この株においても上記と同様の結果が得られた。従って、腸炎ビブリオにはH^+を共役カチオンとする酸化的リン酸化系の他に、Na^+を共役カチオンとする酸化的リン酸化系も存在することになる。2.アデノシン・フォルマイシン輸送系について。腸炎ビブリオのアデノシン・フォルマイシン輸送系がNa^+およびH^+を同時に共役カチオンとするユニ-クな能動輸送系であることを明らかにした。また、この輸送系の遺伝子のクロ-ニングを行った。
ニュートリノ振動現象とそれを説明する模型とその帰結

ニュートリノ振動実験において、新しい物理の影響が見えるかについて引き続き研究を行った。特に超対称性を持つように拡張された標準模型において、どのような影響が見えるかについて詳細に検討した。まだ、掲載は決定していないが、プレプリント作成までは行った。また、このような模型というのは、冷たい暗黒物質の候補を自動的に与える模型になっていて、この枠組みでCPの破れをあるパラメタに与えることにより、ビーノ的なニュートラリーノ暗黒物質に対してこれまでの常識とは全然違う性質が現れることを見た。この結果もプレプリントにはまとまっている。このような研究を通して、改めて量子力学的な系の特徴というものに関して考察をして、観測というものについて考える必要があると考え、通常用意される系では観測され得ない非exponential型の崩壊を示す物理系の存在について、それがどのような場合に現れうるかを示した。これは、Physical Review A誌への掲載が決定している。神岡やその他の実験で見つかった大気ニュートリノ異常や太陽ニュートリノ欠損はニュートリノ振動でよく説明できることが知られている。そしてそれはレプトンフレーバー数の破れを意味している。したがってそのための模型を考えると、レプトンフレーバーを破るような相互作用が必要になる。ある種の模型ではその効果が、タウ粒子やミューオンなどの荷電レプトンが崩壊する過程においてレプトンフレーバーを破る稀崩壊として現れることが知られていて、それを見るための様々な実験が動こうとしている。本研究では、同じような影響がニュートリノ振動実験にも現れうると考え、その影響がどう実験で見えるかを論じた。まず、このような影響が実験のどういう過程で入ってくるかを考えて、どのようにパラメタ化すればいいのかを論じた。このようにして、振動確率がどのような変更を受けるかを計算できるようにし、そこに現れるパラメタに対して、ニュートリノ工場や次世代のスーパービーム型の実験など将来的に考えられている実験で、どれくらいの大きさまでの新しい相互作用の影響なら観測に掛るかを論じた。その結果、荷電レプトンによるレプトンフレーバーの破れが近い将来観測にかかるようであれば、それらの実験でも新しい相互作用の影響が観測される場合が非常に多くあることが分かった。さらに、現在までに分かっているニュートリノに関する実験を説明する模型では、タウ粒子とミュー粒子の間のフレーバー混合が大きくなる。このことを考慮すると、新しい相互作用は大きなミュー型とタウ型間の遷移を引き起こすことが期待される。このような考察を元に、特にこの間の遷移について考察した。具体的には近い将来行われることが確定しているOPERA実験などでどれくらい感度があるかを調べた。その結果として、それらの実験では、現在他の実験からついている制限と同程度の感度があることがわかった。神岡を始め世界各地での様々な種類のニュートリノ観測を通じて、ニュートリノに質量があることが分かってきた。また、それに伴いレプトン間の混合があることも確定してきた。そして、それらの実験が示唆する混合や質量パターンは、特にμとτの大きな混合などこれまでクオークで培ってきた知識が全く使えない異質のものである。この研究では、その大きな混合や質量の階層性を説明するため、ニュートリノ質量が量子力学的な輻射補正について生成されるとしてどのような模型が作れるかを研究した。その枠組みとして特に超対称性を持つ大統一理論を念頭に置いた。こうすると枠組みによる制限がきつすぎて陽子崩壊などと抵触しやすくなるのであるが、それを回避するための対称性を考え、それに基づいて模型を構築することで、ちょうど実験の制限を回避し、上手に質量行列のパターンを説明する模型の構築に成功した。また一般論として、レプトンの混合を説明するために導入されるレプトンフレーバー数を破る相互作用が今計画されている将来の高精度ニュートリノ振動実験にどう影響を与えるかを検討した。
選択的ニューロン病態解析法の開発・展開

ハンチントン病における選択的神経細胞変性の機序を明らかにするため、凝集体結合タンパク質FUS/TLS,NF-YA,p62のノックアウトマウスも含めた解析を行い、それぞれのin vivoの機能を明らかにするとともに、ポリグルタミン病病態との関連を検討した。遺伝子発現異常を呈するsodium channel beta4 subunitについて同様にノックアウトマウスの解析から線条体中型有棘神経細胞でリサージェントカレントを制御していることを示した。またその分布から大脳基底核投射線維が無髄であるという新しい解剖学的事実を提示した。またセルソーターを用いた新しい細胞機能解析手法を確立した。神経疾患研究における重要な課題は病変の細胞特異性である。ネットワークを形成する神経系においてどの細胞がどのように障害されるのかは発症要因と関連し、また症状を決定する。この神経疾患における重要課題へアプローチするため、本研究は異なるプロモーターを用いて蛍光タンパク質を発現したトランスジェニックマウスから蛍光発現細胞をセルソーターによって単離し、その細胞特異性を解析する方法を確立する。この方法によってある遺伝子を特異的に発現する細胞群の特性を明らかにするとともに、ポリグルタミン病を疾患モデル系として細胞特異的解析を行う。すなわちポリグルタミン病モデルマウスとの交配によって細胞特異的な凝集体形成とプロモーター依存性転写異常の関連についてこれまでの論争に決着をつける。本研究の目標は細胞特異的分子神経病理学の基礎をモデルマウスにおいて確立することである。またこれにより、ヒト脳における選択的ニューロン病態解析のツールを確立することである。蛍光タンパク質発現マウス(beta4 promoter-Venusマウス各種-当研究室作成)からのFACSをもちいた細胞分離の条件検討を行っており、ある程度の数(1000-5000)の細胞を安定して採取することに成功している。凝集体結合蛋白質として同定した、FUS/TLSに関して核移行に関連するドメインを同定し、細胞内環境の影響もこれに関与する可能性を示した(Kino et al.Nucleic Acids Res)。FUS/TLSに関連する細胞死変性の運動ニューロン特異性に関連する可能性がある。蛍光タンパク質発現マウス(beta4 promoter-Venusマウス各種-当研究室作成)からのFACSをもちいた細胞分離の条件検討を行っており、ある程度の数(1000-5000)の細胞を安定して採取し、qualityもレベルに達するRNAの採取に成功している。またbeta4の発現解析のためにモノクローン抗体の作成を行った。凝集体結合蛋白質として同定したp62に関してS403のリン酸化が異常タンパク質を分解する選択的オートファジーを制御することを見出し報告した(Matsumoto et al.Mol Cell 2011)。この神経疾患における重要課題へアプローチするため、今年度は1)部位特異的プロモーターを用いて蛍光タンパク質を発現したトランスジェニックマウスから蛍光発現細胞をセルソーター(FACS)によって単離し、その細胞特異性を解析する方法を確立し、ニューロサーキット病態解析法を確立する。2)また線条体に特異的な発現パターンを示すsodium channel beta subunit4の特異抗体を作成することにより、線条体有棘神経細胞の病態解析法を確立する、ことを目指した。1)FACS-arrayの結果をin situ, qRT-PCRによって検証:これまでの結果では線条体における遺伝子変化とFACS-Arrayによって同定された遺伝子変化はかなり異なっている。このことはFACSによってenrichされた神経細胞の変化を見ている可能性が強いが、この変化をqRT-PCR等で一部の遺伝子について確認した。また既報の遺伝子との比較検討を行い、FACS-arrayによって線条体の遺伝子発現に比較して、有棘神経細胞の遺伝子変化を特異的に同定できていると考えられた。

2)sodium channel beta4(Scn4b) subunit, Scn4b KOマウスの解析:当研究室は線条体の投射線維が無髄であることを確認し、その機能異常がKOマウスでどのような面で現れているかを明らかにし、線条体ニューロンの特異性を明らかにすることを目指した。KOマウスは微妙な振戦を呈し、突然死を起こした。またbeta4に対する異なるドメインの抗体を作製し、細胞外ドメインに対する抗体によっても、線条体投射線維が染色されることが確認された。本研究ではポリグルタミン凝集体結合タンパク質の機能解析などを推し進め以下の点を明らかにした。1)ハンチントン病の封入体結合タンパク質として我々が報告したp62のS403のリン酸化によって選択的オートファジーが促進されること、またこれによって異常ハンチンチンの分解が促進されることを示した(Mol Cell 2011)。2)ところがin vivoでp62をノックアウトした状態では意外なことにモデルマウスの寿命の延長をもたらすことを見出した。この原因は異常伸長ポリグルタミンの細胞質での分解抑制が細胞質における蓄積を促進し、核への移行が減少し核内封入体が減少したためであることを示した(Hum Mol Genet 2014)。3)NF-YAは我々がポリグルタミン封入体結合タンパク質として報告した転写因子であるが、その機能をノックアウトマウスを用いて検討した。大脳皮質でノックアウトするとユビキチン、p62の蓄積、小胞体、核膜異常という特異的な病理像を呈した(Nat Commun2014)。ところが運動神経に特異的にノックアウトするとユビキチン、p62の蓄積がないが、小胞体、核膜異常を来すことから、神経細胞の種類に応じて病変の特異性が見られることを見出した。4)我々がハンチントン病の線条体において発現低下していることを見出したsodium channel beta4 subunit(β4)についてノックアウトマウスを用いて解析を進め、β4がin vivoで中型有棘細胞(MSN)のresurgent currentを制御していることを示した。さらにその分布からMSNの投射線維が無髄線維であることを示した(Nat Commun 2014)。これらの事実は線条体において従来認識されていなかった解剖学的生理学的事実であり、病変特異性に関与する可能性がある。本研究では細胞特異的プロモーターを用いて蛍光タンパク質を発現したトランスジェニックマウスから蛍光発現細胞をセルソーターによって単離し、その細胞を特異性に解析する方法(FACSアレー法)を確立することをめざす。この方法によってある遺伝子を特異的に発現する細胞群の特性を明らかにするとともに、ポリグルタミン病を疾患モデル系として細胞特異的解析を行う。
DNAマイクロアレイを用いた癌化学療法の個別最適化に関する研究

抗癌剤多剤併用療法は臨床の実地の場面では多用されているが、その意義は副作用の重複を避け薬剤の容量強度を増強することに根拠を置いており多分に経験則によるものが多い。癌化学療法の個別最適化には、投与法の迅速な感受性診断が必要である。そこで我々は、DNAマイクロアレイを用いて各種癌細胞株を用いて、多剤併用条件下での遺伝子発現変化の解析を網羅的に行った。まず、昨年作成した11520クローンからなる独自に作成したマイクロアレイを用い、以下のような薬物投与下で遺伝子発現解析を行った。癌細胞株(DLD1、LS174T、OVK18、MCF7)を培養し、5FU(30μM)、シスプラチン(0.5μg/ml)、塩酸イリノテカン(60μM)を単剤で、更にシスプラチン(0.5μg/ml)と5FU(5μM)を併用、塩酸イリノテカン(10μM)と5FU(5μM)を併用により投与した。MTTアッセイにより72時間後に25%以上の増殖抑制をもたらす併用療法に対し、特異的に遺伝子発現量の変化を認める遺伝子群を抽出した。単剤、併用療法時で特異的遺伝子発現変化をもたらす遺伝子は約110遺伝子あり、その中にはシスプラチン投与時に特異的なHsp90などの分子シャペロン等の他に、転写因子YB-1の活性上昇を認めた。一方、シスプラチンに5FUを併用した際にはYB-1の発現上昇を認めないことを見いだした。YB-1はMDR遣伝子産物の転写活性化に関与するため、併用療法時にその発現低下を認めることは薬剤の細胞外くみ出しに対し治療上有利に働くと考えられた。本研究では細胞株において、多剤併用療法特異的遺伝子発現変化が認められた。すなわち、化学療法の個別最適化を行う上で薬物の至適組み合わせ、感受性に影響をもたらす遺伝子群をマイクロアレイを用いて網羅的に解析しうる事を意味し、今後の化学療法の最適化に重要な情報となるものと考えられた抗癌剤多剤併用療法は臨床の実地の場面では多用されているが、その意義は副作用の重複を避け薬剤の容量強度を増強することに根拠を置いており多分に経験則によるものが多い。すなわち、化学療法の個別最適化を行う上で薬物の至適組み合わせ、感受性に影響をもたらす遺伝子群をマイクロアレイを用いて網羅的に解析しうる事を意味し、今後の化学療法の最適化に重要な情報となるものと考えられたcDNAマイクロアレイ作成のため、cDNAライブラリー(ヒト・胎児、脳、胃、胎盤)から、独立したクローンを各ライブラリーに対して、各々3840クローン、計11520クローンのプラスミドを大腸菌内で増幅し、自動核酸抽出装置にて精製した。プラスミド内部の配列に対するプライマ一対を作成依頼し、このプライマ一対にてライブラリープラスミドの各臓器由来DNA断片をPCR反応により増幅した。その結果89.4%のPCR反応で増幅が行われたことを、PCR産物のアガロースゲル電気泳動で確認した。PCR産物の平均鎖長は1.36kbであった。PCR産物はエタノール沈殿にて精製し、マイクロアレイをスポッティングするまで-20°Cにて保存中である。上記の一部を使用し、ハイブリダイゼーション反応等の条件設定のためのテスト用マイクロアレイを、本年度導入した、MicroGridIIcompact (BioRobotics社製)を用いて作成した。相補的DNA鎖を蛍光ラベルしハイブリダイゼーション反応を行ったところ、ハイブリダイゼーション効率が同一のマイクロアレイ上で大きく異なることが判明し、今後の実験結果のデータ処理を有効に行うために、ハイブリダイゼーション効率を安定化させるため、ハイブリダイゼーションの際に反応液を混合するための装置を、東北大学工学部・機械工学科、祖山均助教授との共同研究で作成した。

今後、同装置を使用し、臨床検体から化学療法感受性に関与する遺伝子のハイスループットスクリーニングを行う予定である抗癌剤多剤併用療法は臨床の実地の場面では多用されているが、その意義は副作用の重複を避け薬剤の容量強度を増強することに根拠を置いており多分に経験則によるものが多い。癌化学療法の個別最適化には、投与法の迅速な感受性診断が必要である。そこで我々は、DNAマイクロアレイを用いて各種癌細胞株を用いて、多剤併用条件下での遺伝子発現変化の解析を網羅的に行った。まず、昨年作成した11520クローンからなる独自に作成したマイクロアレイを用い、以下のような薬物投与下で遺伝子発現解析を行った。癌細胞株(DLD1、LS174T、OVK18、MCF7)を培養し、5FU(30μM)、シスプラチン(0.5μg/ml)、塩酸イリノテカン(60μM)を単剤で、更にシスプラチン(0.5μg/ml)と5FU(5μM)を併用、塩酸イリノテカン(10μM)と5FU(5μM)を併用により投与した。MMTアッセイにより72時間後に25%以上の増殖抑制をもたらす併用療法に対し、特異的に遺伝子発現量の変化を認める遺伝子群を抽出した。単剤、併用療法時で特異的遺伝子発現変化をもたらす遺伝子は約110遺伝子あり、その中にはシスプラチン投与時に特異的なHsp90などの分子シャペロン等の他に、転写因子YB-1の活性上昇を認めた。一方、シスプラチンに5FUを併用した際にはYB-1の発現上昇を認めないことを見いだした。YB-1はMDR遺伝子産物の転写活性化に関与するため、併用療法時にその発現低下を認めることは薬剤の細胞外くみ出しに対し治療上有利に働くと考えられた。本研究では細胞株において、多剤併用療法特異的遺伝子発現変化が認められた。すなわち、化学療法の個別最適化を行う上で薬物の至適組み合わせ、感受性に影響をもたらす遺伝子群をマイクロアレイを用いて網羅的に解析しうる事を意味し、今後の化学療法の最適化に重要な情報となるものと考えられた
核共鳴X線散乱の時間スペクトル解析による表面拡散の原子ダイナミクス計測法の開発

核共鳴X線散乱・内部転換電子分光法を表面単原子層の測定に適用するために必要な計測システムの開発を行うとともに、本測定法の特徴が発揮できるような試料作成を進めた。1.核共鳴X線散乱・内部転換電子分光装置の開発放射光施設ビームラインにおいて,表面局所構造を観測した上で,核共鳴X線散乱を測定することができる超高真空実験装置の開発を進めた。核共鳴X線散乱・内部転換電子分光の測定を行い、性能の評価を行った。57Fe薄膜を試料とした核共鳴X線前方散乱の時間スペクトル測定を行い、原子拡散に由来する指数関数的な散乱強度の減衰を確認した。2.鉄極薄膜の構造と磁気構造に関する研究低速電子線回折と内部転換電子メスバウアー分光法によって行い、表面層の磁気的性質を研究した。1nm以下の厚さの鉄薄膜が超常磁性的な性質を示すことを見出した。3.異方性表面拡散現象の探索に関する研究PtおよびIr単結晶表面における金属島状金属薄膜の生成過程の研究を、走査トンネル顕微鏡観察と原子拡散過程のモンテカルロシミュレーションによって研究し,エッジに沿う原子拡散の異方性によって,単結晶表面に形成されるフラクタル構造の特徴を明快に説明できることを明らかにした。ステップエッジに沿う拡散過程において,エッジ方位による表面拡散係数の相違が存在することが裏付けられ、当初から目指していた、励起ビームに対する表面の面内方位角を変化させて、表面拡散過程を測定することの妥当性が証明された。4.アバランシェフォトダイオード(APD)検出器に関する研究検出器の検出量子効率は、高輝度X線の照射によって、比較的早い速度で劣化することが知られている。我々は、昨年度に引き続き,共鳴核反応法によるAPD素子の水素濃度の深さ分析を行い,量子効率の低下と空乏層内の水素濃度変化の相関を明らかにすることを試みた。核共鳴X線散乱法と内部転換電子放射分光法を併用して,清浄固体表面上を拡散する原子のサイト滞在時間を測定するための装置整備と試料調製に関する研究を行った.表面拡散過程のような表面のナノスケールでの構造特異性に敏感な現象を定量的に明らかにするためには,構造が既知である表面についての測定が不可欠であり,走査トンネル顕微鏡装置(STM)を既存の超高真空対応放射光利用核共鳴X線散乱/内部転換電子分光装置と組み合わせた新しい装置を開発することが必要である.本年度の研究によって,STMと核共鳴X線散乱/内部転換電子分光装置との試料受け渡し機構を開発した.平成17年度の研究によって,この機構を実際に装置に組み込む予定であり,超高真空雰囲気で試料のナノスケール分解能での構造観察を行った後に,核共鳴X線散乱のコヒーレンス時間の測定を行うことが可能となった.表面拡散過程を測定する対象を選択するための予備実験として,単結晶試料表面での拡散異方性を,二次元島構造の非等方的な成長過程から明らかにすることを目的とした研究を実施した.イリジウムおよび白金単表面に形成される金の特異的な島構造に,エッジ拡散の異方性が現れることを実験と解析により明らかにすることができた.また,シリコン(111)単結晶表面上での鉄原子の拡散過程について測定する予備実験として,表面上での鉄シリサイド形成過程についての研究を,STM観察と内部転換電子分光法によって行った.鉄の被覆率を単原子層以下から多層膜まで変化させ,鉄シリサイド相の構造変化と内部転換電子メスバウアスペクトルとの対応を明らかにした.

核共鳴X線散乱・内部転換電子分光法を表面単原子層の測定に適用するために必要な清浄表面構造解析,アバランシェフォトダイオード(APD)検出器の高精度化,モンテカルロシミュレーションによる原子拡散過程の異方性の解析,鉄シリサイド単原子層形成過程などについて研究を進めた。1.PtおよびIr単結晶表面における原子拡散過程のモンテカルロシミュレーションを行い,エッジに沿う原子拡散の異方性によって,単結晶表面に形成されるフラクタル構造の特徴を明快に説明できることが判った。この成果により,本研究の目的である核共鳴X線散乱の時間相関法による表面拡散過程を測定する対象として考えていたステップエッジに沿う拡散過程において,エッジ方位による表面拡散係数の相違が存在することが裏付けられた。2.アバランシェフォトダイオード(APD)検出器に要求される高い量子効率を保持する上で,電子検出に伴う出力特性の劣化が大きな問題であった。本年度,共鳴核反応法によるAPD素子の水素濃度の深さ分析を行い,劣化に伴う水素濃度の変化を確認した。3.鉄シリサイド極薄膜の構造と磁気構造に関する研究を,低速電子線回折と内部転換電子メスバウアー分光法によって行った。表面層の力学的歪に起因する磁気構造の変化を測定するために,メスバウアー分光法試料に曲げ歪を導入し,超微細構造の変化を測定した。4.放射光施設のビームラインにおいて,表面局所構造を観測した上で,核共鳴X線散乱を測定することができる超高真空実験装置の開発を進めた。オミクロン社製走査トンネル顕微鏡装置とこれまでに試作した57Fe蒸着源,電子線回折装置,試料駆動機構などを組み合わせ,ビームラインに設置しうるコンパクトな実験装置の完成を目指している。核共鳴X線散乱・内部転換電子分光法を表面単原子層の測定に適用するために必要な計測システムの開発を行うとともに、本測定法の特徴が発揮できるような試料作成を進めた。(1)核共鳴X線散乱・内部転換電子分光装置の開発放射光施設ビームラインにおいて,表面局所構造を観測した上で,核共鳴X線散乱を測定することができる超高真空実験装置の開発を進めた。超高真空対応走査トンネル顕微鏡装置とこれまでに試作した蒸着源,高速電子線回折装置,試料駆動機構などを組み合わせた実験装置の設計を完了した。走査トンネル顕微鏡の使用には至っていないが、その他の部分については、実際に核共鳴X線散乱・内部転換電子分光の測定を行い、性能の評価を行った。(2)鉄極薄膜の構造と磁気構造に関する研究低速電子線回折と内部転換電子メスバウアー分光法によって行い、表面層の磁気的性質を研究した。1nm以下の厚さの鉄薄膜が超常磁性的な性質を示すことを見出した。(3)異方性表面拡散現象の探索に関する研究PtおよびIr単結晶表面における金属島状金属薄膜の生成過程の研究を、走査トンネル顕微鏡観察と原子拡散過程のモンテカルロシミュレーションによって研究し,エッジに沿う原子拡散の異方性によって,単結晶表面に形成されるフラクタル構造の特徴を明快に説明できることを明らかにした。ステップエッジに沿う拡散過程において,エッジ方位による表面拡散係数の相違が存在することが裏付けられ、当初から目指していた、励起ビームに対する表面の面内方位角を変化させて、表面拡散過程を測定することの妥当性が証明された。2.アバランシェフォトダイオード(APD)検出器に関する研究検出器の検出量子効率は、高輝度X線の照射によって、比較的早い速度で劣化することが知られている。
共生微生物によって賦与される昆虫の寄主植物特異性の機構の解明

本研究課題では、エンドウヒゲナガアブラムシの特定植物(シロツメクサ)への適応が内部共生細菌Regiellaの感染によって改善されるという現象を対象として、その生理機能を詳細に解明することを目的としている。Regiellaの生理機能としては、1)シロツメクサに不足する栄養素の合成や、2)シロツメクサに存在する有毒化合物の解毒、によって植物適応能を賦与していることが予想されている。前年度までに完全合成人工飼料飼育系を開発し、これらの可能性の両面について解析を行ってきた。1)Regiellaによる栄養素の合成の検証昨年度までに、Regiellaは通常状態で宿主が排泄するグルタミンを再利用して、必須アミノ酸の合成・供給を行う能力があることが示唆された。本年度は、同位体表指揮したグルタミンを用いてトレーサー実験を行い、Regiellaにはグルタミンを材料にして必須アミノ酸を合成する機能があることを確認した。2)Regiellaによる有毒化合物の解毒能の検証昨年度に引き続き、対象としている現象に関与していることが予想される植物の二次代謝産物(青酸配糖体)についての解析を行った。シロツメクサから抽出、あるいはメーカーから購入した青酸配糖体を人工飼料に添加して、パファーマンスを感染状態で比較することにより、Regiellaの効果を確認した。その結果、人工飼料中の青酸配糖体量が増えるに従って、非感染虫では産仔開始日の遅延や総産仔数の減少といった悪影響の傾向が一層はっきりと観察されたが、Regiella感染虫では悪影響は観察されなかった。このことにより、Regiellaが青酸配糖体を"無毒化"し、宿主への悪影響を緩和している可能性が示唆された。これらの研究成果については、国内の研究集会での講演依頼があり、高い評価を得ることができた。本研究は、エンドウヒゲナガアブラムシの寄主植物適応が内部共生細菌Regiella(別名:PAUS)の感染によって変化するという現象を対象として、様々な手法を駆使し、感染が宿主の生態に及ぼす影響から生理的適応機構までを包括的に解明することを目的としている。具体的には、以下の問題を設定している。[1]Regiellaの適応度効果は、特定の宿主との相互作用のもとにのみ成立するのか?異種アブラムシへの感染は、植物適応にどのような影響を与えるのか?[2]新たな植物適応という現象は、共生細菌のどのような体内動態や生物間相互作用によって成り立っているのか?[3]Regiellaは、どのような植物由来物質を利用し、どのような代謝経路を用いて宿主の植物適応に影響を与えているのか?平成17年度は、以下のように研究を推進した。[1]エンドウヒゲナガアブラムシ以外の種におけるRegiellaやその他共生細菌の野外での感染状況を特異的PCRによって調査した。また、マイクロインジェクションを用いた方法により、潜在的宿主域の検討を行った。さらに、Regiellaに感染した異種アブラムシの植物適応への影響を解析した。[2]共生細菌の体内動態を明らかにするために、定量PCRやFISHを用いた方法の開発をおこなった。[3]については、Regiellaが植物由来のアミノ酸を利用して、宿主の植物適応に影響を与えている可能性を検討している。具体的には、アミノ酸組成の異なる数種類の人工飼料飼育系を用いて、Regiellaの感染が宿主の適応度形質に与える影響の解析を行っている。得られた研究成果は、国際誌での論文発表に加え、国際学会(The 7th International Symposium on Aphidsにて2題)、国内の学会(日本応用動物昆虫学会第50回大会)、さらに多数の研究集会にて発表を行った。目標:植食者の寄主植物に対する適応は、餌や住処を規定し、農作物への害虫化にも関わるなど、極めて重要な生態的性質である。我々はこれまでに、エンドウヒゲナガアブラムシの植物適応が共生細菌Regiella(別名PAUS)の感染により大きく影響をうけることを発見した。本研究では、この現象について、生理メカニズムから宿主の生態に及ぼす影響までを包括的に解明することを目標とする。研究計画:栄養生理学的な解析により、Regiella感染によって賦与される生理機構を明らかにする。具体的には、必須アミノ酸の合成能、および植物二次代謝産物の解毒能について検証する。さらに、共生細菌の体内動態についても分子生物学的、組織学的手法を駆使して解析し、宿主昆虫の植物適応との関係を明らかにする。年度進捗状況:人工飼料飼育系を用いて、Regiellaの生理機能の解析を行った。飼料中に必須アミノ産が欠乏するとき、Regiellaは宿主適応度を上昇した。感染虫と非感染虫の排泄物中のアミノ酸濃度を比較したところ、感染虫の排泄物からはグルタミンが大きく減少していた。これらの結果から、Regiellaはグルタミンを再利用し、必須アミノ酸を合成・供給している可能性が示唆された。また、抽出した青酸配糖体を人工飼料に添加して、Regiella感染による影響を解析した。飼料中の青酸配糖体量が増えるに従って、非感染虫では悪影響が観察されたが、Regiella感染虫では悪影響は観察されなかった。このことは、Regiellaが青酸配糖体を"無毒化"している可能性を示唆している。代謝経路の詳細を明らかにするべく、準備を進めている。尚、これらの研究成果については、国際学会、および2カ所の国内の学会において報告し、高い評価を得ることができた。また、本研究課題に関連する研究成果については、一流の国際誌に2報が受理された。

本研究課題では、エンドウヒゲナガアブラムシの特定植物(シロツメクサ)への適応が内部共生細菌Regiellaの感染によって改善されるという現象を対象として、その生理機能を詳細に解明することを目的としている。Regiellaの生理機能としては、1)シロツメクサに不足する栄養素の合成や、2)シロツメクサに存在する有毒化合物の解毒、によって植物適応能を賦与していることが予想されている。前年度までに完全合成人工飼料飼育系を開発し、これらの可能性の両面について解析を行ってきた。1)Regiellaによる栄養素の合成の検証昨年度までに、Regiellaは通常状態で宿主が排泄するグルタミンを再利用して、必須アミノ酸の合成・供給を行う能力があることが示唆された。本年度は、同位体表指揮したグルタミンを用いてトレーサー実験を行い、Regiellaにはグルタミンを材料にして必須アミノ酸を合成する機能があることを確認した。2)Regiellaによる有毒化合物の解毒能の検証昨年度に引き続き、対象としている現象に関与していることが予想される植物の二次代謝産物(青酸配糖体)についての解析を行った。シロツメクサから抽出、あるいはメーカーから購入した青酸配糖体を人工飼料に添加して、パファーマンスを感染状態で比較することにより、Regiellaの効果を確認した。その結果、人工飼料中の青酸配糖体量が増えるに従って、非感染虫では産仔開始日の遅延や総産仔数の減少といった悪影響の傾向が一層はっきりと観察されたが、Regiella感染虫では悪影響は観察されなかった。このことにより、Regiellaが青酸配糖体を"無毒化"し、宿主への悪影響を緩和している可能性が示唆された。これらの研究成果については、国内の研究集会での講演依頼があり、高い評価を得ることができた。
市街地の雨水排除における流出解析技術の近代化に関する研究

(1)長岡市公共下水道の合流区域(研究対象区域は約150ha)に観測小屋を設置し、オートサンプラー、流量計、雨量計も設置し、関東町吐き口からのCSOを約20ヶ月間常時連続観測した。(2)観測結果より、今まで明らかとなっていなかったファーストフラッシュ、雨水による希釈、断続的越流、冬季間の消雪パイプによる定常的越流などCSO特有の水質挙動が明らかとなった。また、ファーストフラッシュによる濃度上昇は路面、管渠内の堆積物の影響が多大であり、堆積物の除去がCSO対策として有効であることが分かった。(3)観測結果より、これまで444回越流が発生しており、1日に約1回越流していることが分かった。また、年間およそ50,000m3越流しており、年間汚濁負荷量についてはSSが60t、BODが40t、河川へ放流されていることが分かった。(4)流入量が0.4m3/sを超えると越流することも観測結果より分かっており、冬季期間においては、すべての消雪パイプが散水した場合、流入量が0.9m3/sとなり、雨水以外の流入でも越流することが分かった。(5)長岡市におけるCSOが占める汚濁負荷量は、CSOの流量が年間放流量の7%程度であるのに対し、その負荷量はSS、BOD共に30%以上を占め、CSOによる汚濁物の流出が大きいことが分かった。(6)これまで把握されていなかった流出率を解明するべく、現地調査(CSO吐き口調査、雨水のみの吐き口調査、排水面積調査)を行い、現地調査のデータを用いてMOUSEでシミュレーションした結果、流出率は60%であることを解明した。(7)合流改善対策案の1つである貯留施設を採用した場合、どのような効果を発揮するかMOUSEで検証したところ、越流回数を半減させるためには500m3規模の貯留施設が必要であり、汚濁負荷量を半減させるためには6,000m3規模の貯留施設が必要であることがシミュレーションの結果から分かった。(1)流出解析のためのコンピュータモデルのソフトウェアを数種類、比較・検討した結果、デンマーク水理研究所(DHI)により開発されたMOUSEを用いることを決定した。(2)MOUSEを用いて降雨時における合流式下水道越流水の削減対策に関して、オイルフェンスやスクリーンなどの当面の改善案、遮集管増強や雨水滞水池など長期的な改善案と段階に分けて改善策を提案した。(3)現地に設置した雨量計、流量計により降雨と流出の関係を把握し、更に来年度には未処理下水の水質挙動を把握するためのオートサンプラーの設計をした。(4)主要幹線の基礎データの構築、合流区域の地形を把握した。更に長岡市が多雪地帯であることから消雪パイプが合流式下水道に与える影響を把握するため、設置状況の把握、水量・水質の調査を行った。そして、消雪パイプの下水管への流入量と合流式下水道の越流について検討した。更に、消雪パイプから散水される地下水の水質調査を行った。その結果、地下水には鉄が多く含まれ、場所によってはその値が50mg/Lを越えることもあり、処理場での活性汚泥処理に影響を与える一因となっていることが想定された。(5)実際の流出データとして、長岡市を用いることとし、その中の関東町吐き口の未処理下水の調査、長岡中央浄化センターの流入水質を測定した。

長岡中央浄化センターの最初沈殿池の除去効率を調査した結果、晴天時おいて汚濁有機物質の除去が不十分であることから、雨天時における簡易処理に問題があることが示唆された。(1)昨年度設計した流量計、雨量計、オートサンプラーなど一連のCSO連続観測システムを稼動させた。それによって今年度は、8ヶ月間連続したCSOモニタリングに成功し、その手法を確立することができた。(2)長岡市におけるCSOが占める汚濁負荷は、CSOの流量は年間放流量の7%程度であるのに対し、その負荷量はSS、BOD共に30%以上を占め、CSOによる汚濁物の流出が大きいことが判明した。(3)CSO連続観測の結果、今まで明らかとなっていなかったファーストフラッシュ、雨水による希釈、断続的越流、冬季間の消雪パイプによる定常的越流などCSO特有の水質挙動が明らかとなった。また、ファーストフラッシュによる濃度上昇は路面、管渠内の堆積物の影響が多大であり、堆積物の除去がCSO対策として有効であることが判明した。(4)CSO負荷削減対策として貯留を提案した。CSO吐き口における越流負荷削減のために必要な貯留規模を算出した結果、5,000m^3で年間負荷量を半減させることが分かり、その貯留規模は降雨量に換算すると3.5mmであった。また、越流負荷を分流並の負荷量にまで削減するためには10,000m^3でも不足し、処理場の能力も考慮した結果、5,000m^3の貯留に加えて他の改善対策との併用がもっとも有効であることが分かった。(5)一方、流出解析ソフトMOUSEを用いて長岡市の合流式下水道区域における管渠網を再現することができた。これをもとにして、得られた連続観測のデータを用いることによって新たな流出解析手法が可能となる。(1)昨年度、確立した流量計と雨量計、オートサンプラーを用いたCSOの常時連続観測およびモニタリングを継続して20ヶ月間行った。観測結果より、これまで444回越流が発生しており、1日に約1回越流していることが分かった。また、年間およそ50,000m3越流しており、年間汚濁負荷量についてはSSが60t、BODが40t、河川へ放流されていることも分かった。(2)流入量が0.4m3/sを超えると越流することも観測結果より分かっており、冬季期間においては、すべての消雪パイプが散水した場合、流入量が0.9m3/sとなり、雨水以外の流入でも越流することが分かった。(3)長岡市の合流区域(研究対象区域)における、管渠ネットワークデータ、流域データをMOUSE(流出解析モデル)へ入力し、現況施設のモデル化に成功した。また、雨水流出現象を把握するために降雨強度の違う降雨条件下での流量の波形やピーク流量などのキャリブレーションに成功した。(4)これまで把握されていなかった流出率を解明するべく、現地調査(CSO吐き口調査、雨水のみの吐き口調査、排水面積調査)を行い、現地調査のデータを用いてMOUSEでシミュレーションした結果、流出率を60%と解明することに成功した。(5)年間の汚濁負荷量を解析するために、地表面流出、管内における堆積、移流、拡散における各パラメータを変動させて多数の降雨にてキャリブレーションを行い汚濁負荷量の算出に成功した。(6)合流改善対策案の1つである貯留施設を採用した場合、どのような効果を発揮するかMOUSEで検証したところ、越流回数を半減させるためには500m3規模の貯留施設が必要であり、汚濁負荷量を半減させるためには6,000m3規模の貯留施設が必要であることがシミュレーションの結果から判明した。
電荷近藤効果と新奇超伝導現象の物質系を横断した普遍性の探策

原子価スキップ現象に由来する有効的な電子間引力(ネガティブU)が新しい超伝導機構となる可能性が理論から指摘されてきた、原子価スキップ元素TlをドープしたPbTeにおいて、微視的なプローブである核磁気共鳴法(NMR)による原子サイト空間分解実験を行った。TeサイトのNMR実験からは、ドーパントTlからの距離に依存して局所電子状態が空間変化していることが示唆された。電気抵抗の上昇と対応するミクロな情報として、電子状態の動的性質を反映する1/T1Tが10K以下の低温で異常に上昇していることが、超伝導の組成域の試料(x=1.0at%)のみで観測された。一方超伝導にならない組成域の試料(x=0, 0.35at%)にはその異常は観測されなかった。バレンススキップ元素ではないNaがドーパントのときには異常は観測されないことを実験的に明らかにし、ドーパントがTlのときだけ異常が起こることを確かめた。バレンススキップするドーパントの局在6s軌道の電子が、伝導電子と混成しながら、試料全体へ渡って広くコヒーレンスが発達していることが超伝導の出現条件と関連していることを示唆する。さらに現在この結果をTlサイトNMR実験により、直接的に裏付けできつつある。理論的にも電荷近藤効果の特徴として説明でき、マクロ測定と理論から電荷近藤効果と呼ばれてきたこの現象が、ミクロな視点からも本質的であることを裏付けることができると思われる。上記の成果は、学術論文2偏(下記)、国際会議2件(うち国際会議招待講演1件)、国内外の会議・研究会など(14件)で発表している。さらにTl1+とTl3+縮退に伴う電荷揺らぎが起きているのかをさらに直接検証するために、異常の起源と思われるTlドーパントサイトでのNMR測定を試みた。Tlサイトを直接見ているため、これまでTeサイトで観測されたものがより顕著に観測されることが予想される。実際に(Pb0.99Tl0.01)TeにおいてTl-NMR測定を行なったところ、図3に示すようにTl-NMRスペクトルは二つのピークの重ね合わせで観測された。これは、Tlには核磁気回転比が近い203Tlと205Tlの二つの同位体が存在するためである。ピーク位置とスペクトルの概形には30K以下でわずかに変化が見られた。Tlサイトの1/T1Tの温度依存性にも、30K以下の低温でより顕著な1/T1Tの増大が見られることもわかってきた。このTl-NMR測定で観測された低温に向かっての1/T1Tの増大は、Teサイトにおける1/T1Tと比較するとより顕著であったことから、緩和率の異常な増大はドーパントのTlが起源と理解することができる。TeーNMRに加え、最近のTl-NMRの結果を合わせると、電荷近藤効果の空間依存性が理解できはずである。また、異常の起源となるTl-NMRには、電荷近藤共鳴ピークの観測ができる可能性がある。世界的にもまだその観測例はないため、とても興味深い。これらの成果が出そろってきたら、理論的にも電荷近藤効果の特徴として説明でき、マクロ測定と理論から電荷近藤効果と呼ばれてきたこの現象が、ミクロな視点からも本質的であることを裏付けることができると思われる。そして、異常な揺らぎを伴う局所電子状態が超伝導を示す試料にのみ見られることがわかってきたので、低磁場で超伝導状態を調べ、超伝導状態におけるオーダーパラメーターの空間依存性を明らかにしたい。ドーパントの局在6s軌道の電子が、伝導電子と混成しながら、試料全体へ渡って広くコヒーレンスが発達していることが超伝導の出現条件と関連していると思われるので、ドーパントをバレンススキップしない元素も含め、いろいろな元素変えて、違いを観測することで、本現象をより鮮明に浮き彫りにしていきたい。

さらにTl1+とTl3+縮退に伴う電荷揺らぎが起きているのかをさらに直接検証するために、異常の起源と思われるTlドーパントサイトでのNMR測定を試みた。Tlサイトを直接見ているため、これまでTeサイトで観測されたものがより顕著に観測されることが予想される。実際に(Pb0.99Tl0.01)TeにおいてTl-NMR測定を行なったところ、図3に示すようにTl-NMRスペクトルは二つのピークの重ね合わせで観測された。これは、Tlには核磁気回転比が近い203Tlと205Tlの二つの同位体が存在するためである。ピーク位置とスペクトルの概形には30K以下でわずかに変化が見られた。Tlサイトの1/T1Tの温度依存性にも、30K以下の低温でより顕著な1/T1Tの増大が見られることもわかってきた。このTl-NMR測定で観測された低温に向かっての1/T1Tの増大は、Teサイトにおける1/T1Tと比較するとより顕著であったことから、緩和率の異常な増大はドーパントのTlが起源と理解することができる。TeーNMRに加え、最近のTl-NMRの結果を合わせると、電荷近藤効果の空間依存性が理解できはずである。また、異常の起源となるTl-NMRには、電荷近藤共鳴ピークの観測ができる可能性がある。世界的にもまだその観測例はないため、とても興味深い。これらの成果が出そろってきたら、理論的にも電荷近藤効果の特徴として説明でき、マクロ測定と理論から電荷近藤効果と呼ばれてきたこの現象が、ミクロな視点からも本質的であることを裏付けることができると思われる。そして、異常な揺らぎを伴う局所電子状態が超伝導を示す試料にのみ見られることがわかってきたので、低磁場で超伝導状態を調べ、超伝導状態におけるオーダーパラメーターの空間依存性を明らかにしたい。ドーパントの局在6s軌道の電子が、伝導電子と混成しながら、試料全体へ渡って広くコヒーレンスが発達していることが超伝導の出現条件と関連していると思われるので、ドーパントをバレンススキップしない元素も含め、いろいろな元素変えて、違いを観測することで、本現象をより鮮明に浮き彫りにしていきたい。年度末に購入予定の物品が業者の金属材料の在庫切れで、必要なパーツを揃えられなかった。次年度に入荷後発注することにした。