hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核酸認識分子ＲＢＭ３及びＨＭＧＢ１による免疫・発がん機構の解析

HMGB1はこれまで、核内においてクロマチン構造の安定化や転写調節に関与してきたことが知られているが、近年、炎症性刺激や細胞死に伴って細胞外に放出・分泌され、炎症メディエーターとして機能することが報告されている。これまでコンベンショナルなノックアウトマウスは生後間もなく死亡することがわかっていたため、本研究ではタモキシフェン依存的にHMGB1を全身性に欠失するコンディショナルノックアウトマウスを作製し、in vivoにおけるHMGB1の機能を解析した。このマウスにLPSを投与し、LPS誘導性エンドトキシンショックモデルを検討したところ、野生型に比して血中HMGB1量は有意に減少しており、また血中IL-1β量が有意に増加していた。このことから、このマウスでは炎症が亢進していると考えられた。しかしながら、生存率に差は無く、LPS投与モデルで傷害を受ける臓器の一つである肺においてCD11b陽性細胞が野生型に比して減少していることがわかった。さらにこの原因を追究するため、CD11b陽性細胞自体の遊走性に異常がある可能性、肺におけるケモカイン産生量に異常がある可能性、そして細胞外HMGB1がCD11b陽性細胞の浸潤に関与している可能性の3つを考え、検討を行った結果、1,2番目の可能性について、異常は認められなかった。このことから、血中HMGB1量が減少したことが原因である可能性が考えられた。詳細は現時点では明らかではないものの、実際にrHMGB1を投与したマウスの臓器ではCD11b陽性細胞の浸潤が見られた。以上の結果から、LPS投与モデルにおいてHMGB1には炎症を亢進させる機能と抑制する機能の両方があることが考えられた。以上の研究を通じてHMGB1の炎症における分子基盤を解明するだけではなく、HMGB1をターゲットとした創薬に繋がることが考えられ、今後の解析が期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。RBM3遺伝子欠損マウスを用いたウイルス感染実験にて興味深いデータが得られたことで、これまで不明であったRBM3の自然免疫応答における機能の解析が進むことが期待できる。また、概要には記していないが、HMGBlコンディショナルノックアウトマウスの作製が完了したため、これまで研究が進んでいなかったHMGB1のin vivoにおける役割の解析も可能となった。これまで解析が行われてこなかったHMGB1のin vivoにおける機能解析が、本研究におけるHMGB1コンディショナルノックアウトマウスの作製によって可能となった。今後は発がん・炎症性疾患などに関わるHMGB1の役割の解析が進むものと期待できる。ウイルス感染におけるRBM3の機能を引き続き解析するとともに、自然免疫応答・発がん機構の解析手段として作製しているHMGBIコンディショナルノックアウトマウスを用いた検討を行いたいと考えている。前者についてはウイルス感染時のウイルスタイターの測定や感染細胞で起こる遺伝子発現をマイクロアレイにて網羅的に解析する予定である。後者については、これまでHMGB1のin vivoにおける役割は全く解析されていないので、メラノーマ転移実験やウイルス感染実験等、in vivo解析を中心に研究を進めていく予定である。
動脈硬化症を誘発するマクロファージ内脂質蓄積化メカニズムの新シナリオ

本研究では、細胞内でみられる脂肪滴というオルガネラの内部で起こる液体液晶相転移現象に着目し、1)相転移ダイナミクスとその後の構造の物理的解明、更には2)相転移現象とマクロファージ泡沫化現象との因果関係の解明を目指す。今年度においては、脂肪滴の液体液晶相転移後にみられる構造に着目し、その物理的な解明を行った。具体的な成果としては、まず脂肪滴でみられる液体液晶転移を様々な培養細胞を用いてその普遍性を調べた。結果、HeLa細胞, COS細胞, MEF細胞,Huh7細胞など様々な細胞種で普遍的に液体液晶転移がみられることを見出した。また、偏光顕微鏡観察より脂肪滴内部の脂質分子は放射線状に並んでいることがわかった。これらの構造がどのような物理化学的なメカニズムで形成されるかを調べるために、試験管内で脂肪滴を構成する脂質と界面活性剤を用いて人工的に脂肪滴を再構成した。結果、興味深いことに人工脂肪滴の内部構造はサイズ依存的に転移することが見出された。細胞内の脂肪滴程度のサイズでは細胞内と同様の放射線状の構造がみられたが、70um程度を境にポリドメイン状の構造へと転移することがわかった。この転移がなぜ起こるのか、そのメカニズムを空間的に拘束された液晶理論を用いて解明した。結果、細胞内脂肪滴で脂質分子が放射線状に並ぶ理由は脂肪滴界面でのアンカリングがサイズが小さくなることで内部の弾性エネルギーに比べて相対的に大きくなるからであると結論づけた。計画通りに今年度の成果は論文にまとまっている。今後は脂肪滴でみられる液体液晶転移現象の普遍的理解をさらに発展させるとともにその制御技術の確立を目指す。更には、医学領域の研究者との共同研究を重視し、液体液晶転移現象とマクロファージの泡沫化現象との因果関係の手がかりを探っていきたい。今年度購入予定であった蛍光相関測定用の物品の購入費が少なく済んだため。また学会発表を行わなかったため、その旅費が不要となった。研究の進展状況より共同研究を開始するため、その旅費として使用する。
２点境界値問題の解の厳密な個数と分岐現象

本研究では,非線形常微分方程式の2点境界値問題を考える.丁度k-1個の零点をもつ解をk-nodal解という.本研究の目的は,この問題のk-nodal解の個数を調査することである.国内の学会・研究集会に参加し,最新の情報を入手し,本研究の成果発表を行う.さらに,国際研究集会に参加し,研究成果発表と情報収集を行う.この分野での指導的な立場である海外の研究者や革新的な結果を導いている若手研究者を日本に招へいして研究打ち合わせを行い,本研究を大きく進展させる.以上の得られた成果を論文にまとめ,学術雑誌に投稿する.本研究では,非線形常微分方程式の2点境界値問題を考える.丁度k-1個の零点をもつ解をk-nodal解という.本研究の目的は,この問題のk-nodal解の個数を調査することである.国内の学会・研究集会に参加し,最新の情報を入手し,本研究の成果発表を行う.さらに,国際研究集会に参加し,研究成果発表と情報収集を行う.この分野での指導的な立場である海外の研究者や革新的な結果を導いている若手研究者を日本に招へいして研究打ち合わせを行い,本研究を大きく進展させる.以上の得られた成果を論文にまとめ,学術雑誌に投稿する.
生活習慣病(高脂血症)予防のための30歳代女性のライフスタイルに関する研究

平成11年度は、血液検査のデータ及び質問紙調査の集計分析を行い、成果を学会発表した。1.研究目的本研究では、プリシード・プロシードモデルを枠組に使用して、30歳代女性を対象に高脂血症に影響を及ぼすと考えられているライフスタイルの実態を調査し、ライフスタイルと血液像の関連を明らかにするとともにライフスタイルと関連因子を明らかにすることを目的とした。2.研究実施状況平成11年度は、別海町の基本健康診査会場で調査の協力依頼をし、協力の得られた30歳代女性15名と対象群として40歳代女性73名にアンケート調査を実施した。血液検査のデータについては基本健康診査のデータを本研究に使用することを対象者に文書で了解を得た。血液検査のデータ及び質問紙調査のデータを入力し、平成10年度に収集したデータと合わせ集計分析を行った。3.研究結果本研究において、30歳代女性の血清総コレステロールの平均値は179.7mg/dl、中性脂肪の平均値は81.4mg/dl、HDLコレステロールの平均値は68.6mg/dlで、血清脂質が正常値より高値であった者の割合は25.0%であった。30歳代女性と40歳代女性を比較すると血清総コレステロール値は、40歳代女性が有意に高く、中性脂肪値は30歳代女性が有意に高かった。30歳代女性で血清脂質が正常値より高値であることは、食物摂取頻度で魚類を摂る頻度が少ないことと運動歴が関連し、現在の運動習慣や健診受診行動とは有意な関連は見られなかった。30歳代女性の健康に対する意識では、「健康について考えている」と回答した者は80.3%であった。健康に対する意識が高いことは、食物摂取頻度の魚類と海草・小魚を摂る頻度が多いことと関連し、その他の食事行動、運動習慣や健診受診行動とは有意な関連は見られなかった。1.研究目的本研究では、30歳代女性を対象に高脂血圧症に影響を及ぼすと考えられているライフスタイルの実体を調査し、ライフスタイルと血縁像の関連を明らかにすることを目的とする。2.研究実施状況(1)調査表の作成プリシード/プロシードモデルではライフスタイルや行動に影響を及ぼす因子として準備因子・強化因子があがられており、本研究では準備因子として高脂血症に対する知識・主観的健康感・健康に関する価値観等について、強化因子として家族歴・健康に関しての相談相手の有無についての項目、ライフスタイルとして(1)食習慣では食物摂取頻度・食行動に関すること、(2)運動習慣では、運動歴・運動頻度・運動強度等、(3)飲酒について飲酒量・飲酒頻度、(4)喫煙について喫煙量・喫煙年数、(5)睡眠時間等についての調査表を作成した。(2)血液検査の実施札幌市内では3歳児健康審査に来所した母親に調査の協力依頼を実施し、協力の得られた35名に別途日時と会場を設定し、血清総コレステロール値、HDL-コレステロール値・トリグリセライド値について血液検査を実施した。別海町では骨粗しょう症会場で調査の協力依頼をし、協力の得られた84名に血液検査を実施した。血液検査の結果は個人当てに返送した。(3)調査表の配布血液検査実施者を対象にアンケート調査を依頼した。この結果、別海町住人では67名、札幌市住民24名、合計91名の協力が得られた。質問紙調査の回収数は86名であった。そのうち有効回答の得られた63名(有効回答率73.3%)についてのデータ入力を行った。平成11年度は血液検査のデータ及び質問紙調査の集計分析を行う予定である。
小学生における英語の読み書きのつまずきに対する学習支援方法の検討と評価課題の開発

本年度は研究1年目ということで、研究(1)小学生の英語の読み書きのつまずきについての実態把握、研究(2)個々の認知特性を評価しその特性に合った学習支援方法の検討を中心に進めた。小学校2校において、授業の様子を観察し、担当教員から聞き取りを行った。まず授業の様子としては、小学5年の授業の様子を観察した。スピーキングや絵カードを中心とした授業展開であり、動画教材をテレビモニタに映し出し、その他様々な教材を駆使し、子どもたちは多くの英語を話す機会があった。書く場面では、アルファベット1文字を、4線に合わせて練習していた。ここではアルファベットの音韻の要素も含まれ、ALTの発音のもと、児童は音韻認識の部分を練習するような場面もあった。書きは、このプリント1枚のみで、児童も前向きに取り組んでいる様子であった。英語を読むという場面はなかったため、特に読み書きに苦手さのある児童が困っている様子も見られなかった。全体を通して、授業の組み立ては担当教諭がしているが、授業の中身を進めるのはALTという形で、進められていた。一方、読み書きが苦手な子ども6名に対して、ローマ字の読み書きを確認したところ、6名とも、ローマ字の読み書き両方に難しさを感じている様子であった。ただ、現在の英語の授業では、絵カードが中心となっており、文字を見なくても学習できる環境であるため、小学生の内は英語の綴りや読みに困難さを感じる場面なく学習できている様子が明らかになった。口頭のみのやりとりであれば、彼らも英語に嫌悪感を抱くことなく参加できているため、その状態を保持できるよう工夫しながら読み書きに触れる機会を、次年度以降の検討事項に加えることを考えている。次年度以降の課題も明らかになってきており、それを検証できる場も確保できていることから、おおむね順調に進展していると考えている。アルファベットを使ったローマ字に困難さが現れている児童は、のちの英単語の綴り学習にも困難さが現れることが予想されるが、研究対象校の現段階では、英単語の綴り学習を取り入れていないため、苦手な子どもたちも苦手さを感じることなく、英語の授業に参加できている様子が明らかになった。一方で、中学校での観察においては、ローマ字が困難な生徒の多くが、英単語の読み書きにつまずいており、英単語の読み書きの困難さが英語に対する苦手意識の原因ともなっている(村田、2018)。つまり、英語の読み書きが授業の中に入ってきた時点で、これまで好きだった英語が苦手な科目に変化しているという様子がわかってきた。今後の研究の推進方策としては、引き続き研究(1)、(2)を計画通り進めるとともに、(3)についても進め、スクリーニングの方法を構築するためのデータを収集していく。また、英語の読み書きでつまずくことが予想される児童に対する、授業の中での読み書きの導入方法も新たな課題として挙がってきたため、その課題についても今後検討していく。本年度は研究1年目ということで、研究(1)小学生の英語の読み書きのつまずきについての実態把握、研究

(2)個々の認知特性を評価しその特性に合った学習支援方法の検討を中心に進めた。アルファベットを使ったローマ字に困難さが現れている児童は、のちの英単語の綴り学習にも困難さが現れることが予想されるが、研究対象校の現段階では、英単語の綴り学習を取り入れていないため、苦手な子どもたちも苦手さを感じることなく、英語の授業に参加できている様子が明らかになった。一方で、中学校での観察においては、ローマ字が困難な生徒の多くが、英単語の読み書きにつまずいており、英単語の読み書きの困難さが英語に対する苦手意識の原因ともなっている(村田、2018)。つまり、英語の読み書きが授業の中に入ってきた時点で、これまで好きだった英語が苦手な科目に変化しているという様子がわかってきた。今後の研究の推進方策としては、引き続き研究(1)、(2)を計画通り進めるとともに、(3)についても進め、スクリーニングの方法を構築するためのデータを収集していく。また、英語の読み書きでつまずくことが予想される児童に対する、授業の中での読み書きの導入方法も新たな課題として挙がってきたため、その課題についても今後検討していく。研究(3)の海外への出張予定について、大学業務の都合により、予定していた訪問が難しくなったため、次年度使用額として計上いたします。
ドイツにおける地方自治制度改革の研究：二元代表制と住民投票制度の比較分析

本研究は、ドイツの地方自治制度改革を基点として、首長と議会との関係性や住民投票制度を比較検討し、これらが地方政府にどのように作用するかを探ろうとするものである。連邦制を採用しているドイツでは地方自治制度が多様であり、改革を経て導入された市長公選制や住民投票制度にも各州で違いが見られる。本研究では、制度改革の前後および各州における制度の違いを比較することで、これらの地方自治制度が地方政府の政治構造に与える影響を検証する。
抗炎症化合物SMTP-7の脂肪肝改善作用におけるsEHとERストレスの寄与の検討

マウスへのSMTP長期投与実験の結果、SMTPがsEHKOマウスと共通して、IL-6による制御を介した複数の遺伝子発現を上方調節することが明らかになった。我々は次に、アドレナリン受容体を介した交感神経作動による炎症制御機構に着目した。結果、アドレナリン受容体刺激はin vivoでSMTP-7による血中IL-6産生を相乗的に増加させ、β2アドレナリン受容体(B2AR)antagonistによってのみ、SMTPによるIL-6産生の抑制を認めた。即ち、B2ARの下流の経路が、SMTP-7/sEH阻害を介してIL-6の下流で抗炎症活性をもたらす機序に共通したものであることが示唆された。当研究室のこれまでの研究実績から、ob/obマウスへのSMTP-7の投与(i.p.)により、体温が上昇し、血中コレステロールレベル、中性脂肪やエネルギー代謝に関わる遺伝子の発現が上昇していることが明らかになっていた。このことを踏まえ、今年度はC57/BL6マウスに同様にSMTP-7を投与し、約3か月(12週間)という長期間にわたる体温の計測を行い、生理食塩水投与群との群間比較(n=20)で体温上昇をモニタリングすることで、代謝向上活性の有無を確かめた。その際、連日体重測定、摂餌量の計量も並行して行った。また、12週後にマウスの肝臓、血液、内臓脂肪、褐色脂肪組織(BAT)、腓腹筋の採取、計量を行った。結果、生理食塩水投与群と比較して、SMTP-7投与(3日間の連投、i.p.)翌日に顕著且つ有意な体温上昇が認められた。(P<0.01)内臓脂肪量、腓腹筋の筋重量には2群間で有意な差は認められなかったが、褐色脂肪組織重量については、SMTP-7投与群で増加傾向が認められた。現在、肝臓組織については凍結切片の作製とoil red O染色による脂肪量の変化を解析中である。また褐色脂肪組織については、エネルギー代謝および体温調節に関わるミトコンドリア脱共役蛋白質(uncoupling protein-1;UCP-1)に着目し、real time PCR法を用いた解析を行っている。我々はこれまでにSMTP-7が可溶性エポキシドハイドロラーゼ(sEH)阻害を介して、抗炎症作用を示すこと、また種々の動物モデルにおける優れた抗炎症活性はこのメカニズムに起因することを明らかにした。しかし、エネルギー代謝亢進や脂質代謝改善作用との関連性については未解明であった。そこで、今年度は、野生型およびsEHKOマウスにSMTP-7の断続的かつ長期的投与を行い、体温・その他代謝関連パラメーターの変動解析を行い、さらに肝臓RNAを用いて投与後に発現上昇する遺伝子をDNAマイクロアレイを用いて網羅的に解析した。その結果、SMTP-7投与後に有意な体温上昇が認められ、また肝臓中遊離脂肪酸、トリグリセリドも野生型マウスにおいて有意に減少していた。摂餌量、体重、臓器重量には変動は認められなった。マイクロアレイの結果、脂質代謝および炎症に関わる遺伝子であるLnc2, Saa, Defb25を含む複数の遺伝子にSMTP-7の投与による大幅な発現上昇が認められた。それら遺伝子の大幅な発現上昇は野生型マウスにおいてのみ認められ、sEH KOマウスに置いては認められなかった。また、同様に野生型マウスへのSMTP-7の単回投与により遺伝子変動をqPCRにより確認したところ、再現性が得られたことから、SMTP-7は短期的および長期的・断続的な投与により、上記の遺伝子発現を正に調節していることが示唆された。尚、上記の遺伝子発現変動が、炎症惹起によるものではないことを確認するべく、マウスへのSMTP-7単回投与後の肝臓由来RNAを用いたqPCRによりTNF-alpha, IL-1beta, IL-6, MCP-1, MMP-9の発現変動を解析したところ、いずれも投与前後で変動が認められなったことから、アレイで得られた遺伝子発現変動は炎症の影響によるものではないことが明らかとなった。マイクロアレイの結果、期待していた通り、SMTP-7の投与後に脂質代謝関連の遺伝子変動が認められ、尚且つ炎症の影響による変動ではないことも確認できた。また、これら遺伝子の上流の転写調節について現在実験を行っていることから、当初の計画以上に研究が進行していると言える。これまで、SMTPの有する抗炎症作用の標的分子であるsEHの有するN末端phosphatase活性阻害の意義は、血管内皮細胞における接着分子発現抑制を介した単球接着抑制活性等で示唆はされているものの、確証となる結果が得られていなかった。SMTP長期投与マウスとその対照群(生理食塩水投与)、SMTP長期投与sEH KOマウスとその対照群(生理食塩水投与)の4群の血漿を用いて行ったDNAマイクロアレイ解析の結果より、約63000遺伝子の内、SMTP投与群の遺伝子発現パターンが、sEH KOマウスの遺伝子発現パターンと酷似しており、尚且つKOマウスへのSMTP長期投与により変動する遺伝子はほぼ皆無であった。SMTP投与によりsEH KOと同等の遺伝子発現変動パターンがもたらされたことから、SMTPの作用はsEH-KOと同等と考えられる。一方、Cterm-EHの選択的阻害剤ではこのような作用が見られなかったことから、N末端phosphatase阻害の寄与が明確となった。さらに、SMTP投与により発現上昇する遺伝子の内、100倍以上の大きな増幅を認めた、Lcn2, Saaについて、SMTP単回投与により発現上昇が確認できた。

また、初代培養肝細胞においても、SMTP添加により同様に上記の遺伝子発現増加を確認した。さらに、当研究室において発見された修飾アミノ酸のいくつかに、sEH N末端phosphatase特異的な阻害活性が見出されているが、これらの修飾アミノ酸のマウスへの単回投与によってもLcn2, Saaの発現増加が認められたことから、SMTPによるsEH阻害がもたらす表現型や生理的に有用な活性には、N末端phosphatase阻害が強く関与することが示唆された。当初、DNAマイクロアレイ解析の結果が表現型とここまで一致するとは考えなかった。また、現在DAVID, Subio等のソフトウェアを用いて、発現変動遺伝子のcluster解析を行っており、関与するpathwayが絞り込まれた段階であり、予想以上の興味深い結果が得られている。マウスへのSMTP長期投与実験の結果、SMTPがsEHKOマウスと共通して、IL-6による制御を介した複数の遺伝子発現を上方調節することが明らかになった。我々は次に、アドレナリン受容体を介した交感神経作動による炎症制御機構に着目した。結果、アドレナリン受容体刺激はin vivoでSMTP-7による血中IL-6産生を相乗的に増加させ、β2アドレナリン受容体(B2AR)antagonistによってのみ、SMTPによるIL-6産生の抑制を認めた。即ち、B2ARの下流の経路が、SMTP-7/sEH阻害を介してIL-6の下流で抗炎症活性をもたらす機序に共通したものであることが示唆された。真菌Stachybotrys microspora由来の生理活性物質SMTPは、線溶促進活性と抗炎症活性とを併せ持ち、当研究室にて保有するN側鎖構造の異なる約60種類の同族体の内の一つは、現在脳梗塞を対象に臨床第二相試験が進行中である。近年我々は、SMTPの優れた抗炎症活性の主要メカニズムとして、炎症関連酵素soluble epoxide hydrolase(sEH)阻害を明らかにした。sEHは、C末端に脂質エポキシドハイドロラーゼ活性(C-EH)、N末端に脂質リン酸ホスファターゼ活性(N-Phos)を有する2機能酵素であり、両者は互いにアロステリックに影響し合う。マウスへのSMTP長期投与後、肝臓における遺伝子発現変動をDNAマイクロアレイにより解析したところ、SMTP投与がsEHKOマウスと共通した機序で遺伝子発現誘導を行うことが示された。共通して顕著な発現上昇を認めた遺伝子の非階層クラスター解析の結果、共通するメカニズムとして、1IL-6の下流で制御を受けること、2概日リズムに関与する遺伝子が発現上昇することが挙げられた。一方で、近年、神経系の交感神経作動が免疫細胞の動態を制御し、炎症制御を担うことが明らかになっているが、これには炎症誘導タンパク質の発現を相乗的に誘導する機構“IL-6アンプ"が密接に関わる。そこで次に、アドレナリン受容体を介した交感神経作動による炎症制御機構に着目した。SMTP投与によるIL-6産生に対するアドレナリン受容体(a, b AR)の各種agonist, antagonistによる影響を検討したところ、SMTP-7投与により誘導される血中IL-
1990年代のドイツ政党政治の変容

1.前年度までの作業成果に基づいて、今年度は1990年代以降のドイツ政党政治の有り様を規定しているモデルの構築に努めた。2.その結果、1990年代のドイツ政党政治に関連して、以下のような知見が得られた。(1)グローバル化や知識中心経済化の進展によって労働のあり方が変化し、従来の社会的紐帯の弛緩が進行した。それに伴い、政党と社会との接合の態様にも変化が生じている。しかし、一部のグローバル化論や近代化論が説くところとは異なり、旧来の社会的紐帯の弛緩は完全な個人主義化につながるものではなく、政党支持・投票行動もアドホックな効用計算のみに基づいて為されているわけではない。そこにはある程度の同質性を持つ社会的まとまり(ミリュー)が存在している。その態様・分布を把握するための視座としては、ブルデューの文化資本論を利用し、経済資本の布置に規定される価値志向(市場観・経済観)と、文化資本の布置に規定される価値志向(秩序や寛容などに対する価値観など)とを組み合わせた2次元的モデルを探ることができる。(2)長らく政権から遠ざかっていたドイツ社会民主党では、グローバル化や近代化の進展による有権者の変化に対応すべく、政策主張を修正した。それに大使、二大政党のもう一方の雄であるキリスト教民主同盟・社会同盟では、1998年に下野した後も方針が混乱し、指導部人事も錯綜した。3.成果の公表を以下の通り行った。(1)検証のために行った資料収集に基づき、ドイツ社会民主党基本価値委員会が作成した綱領検討文書を翻訳し、新綱領作成の背景などを論じた小論とあわせて発表した。(2)1990年代の欧米での中道左派政権を支えてきた「第3の道」論を総括的に論じた論文を翻訳した。この翻訳を載せた論文集(単行本)が2003年3月中に出版される予定である。(3)社会ミリュー論の観点から政党と社会の関係を捉え直すことを眼目とする報告を、2003年6月の日本比較政治学会で行う予定である。
高検知精度アノマリ分析機能を有する高速・低消費電力動作ホストベースIPSの開発

本研究は,モバイルコンピュータを安全・安心に使用できるために不可欠な不正アクセス防御システムの開発である。本システムは再構成可能なハードウエアであるFPGA (Field Programmable Gate Array)を使用した。本システムの開発に不可欠なノマリ検知方式によるDDoS (Distributed Denial of Service)攻撃防御ユニット,システム全体の低消費電力化のためのファイアウォールユニット,情報流出を防ぐファイル交換ソフトウエア検知ユニットの開発を行った。高速・低消費電力で動作が可能であり、高検知精度アノマリ分析機能を有するホストベースのIPS(Intrusion Prevention System)を開発することを目的として、以下について取り組んだ。第二に、現在早急に解決することが要求されているP2P(Peer to Peer)ソフトウエアによる情報漏えいへ対処するために、ファイル交換ソフト検知ユニットを現在開発中のIPSへ組み込むことを提案し、開発を進めている。ファイル交換ソフトのパケットレベルでの動作を調査するために、ファイル交換ソフト調査用ネットワークを構築した。その結果をもとに、ファイル交換ソフト検知ユニットのビヘービアモデルを開発した。本機能の実現によってCPU(Central Processing Unit)に負荷をかけることなく、現在個人用パソコンにおいて一般的なギガビットイーサネットにおけるホストベースでのリアルタイム検知が可能になり、アプリケーションの干渉による障害リスクがなくなる。第一にFPGAのリソースを最大限に活用するために,ホストベースIPSで必要とする検知機能を削減することを目的として, LUTで構成するファイアウォール機能を開発した。また,その機能をウェーブパイプライン動作させることに成功した。その結果, IPS回路全体の高速化および消費電力の大幅な削減に成功した。この結果現在個人用パソコンにおいて一般的なギガビットイーサネットにおけるホストベースでのリアルタイム検知が可能であることを明らかにした。第二にファイアウォール機能とアノマリ分析型のDoS攻撃検知ユニットを組み合わせることで,組み込み機器のIPSとして機能することを提案した。第三に、現在早急に解決することが要求されているP2P(Peer to Peer)ソフトウエアによる情報漏えいへ対処するために、ファイル交換ソフト検知ユニットを現在開発中のIPSへ組み込む必要がある。本研究ではLUTで構成するファイアウォール機能をP2Pソフトウエアの一つであるWinnyの利用を検知する機能である, Winny Detection Unitと組み合わせ,消費電力が大幅に削減できることを提案した。第四に、キャンパスネットワークにおけるWinnyの利用を検知するための手法を提案した。また、出張先において、公衆無線LAN(Local Area Network)やインターネットカフェ等のセキュリティ状況について調査を行った。
マウス胎仔生殖細胞の分化制御機構に関する研究

哺乳類性決定の分子メカニズムを明らかにすることを目的として、マウス13.5日齢胎仔雌雄生殖巣間での遺伝子発現の差を指標に性分化に関与する新規遺伝子の検索を行った。その結果、これまでに32個の性分化関連候補遺伝子を単離した。これらの塩基配列の決定を行ったところ12クローンは新規遺伝子群であった。これらの中でも新規な転写因子、nephgonadinについてさらに解析を進め、その時間的、空間的な発現パターン等を詳細に調べた。nephgonadinの発現は、Whole-mount in situ hybridizationの結果、8.5日胚で最初に予定鰓弓領域から尿膜基部付近にかけて確認された。9,5日胚になると鰓弓、心臓の一部、泌尿生殖隆起予定域に発現がみられ、さらに発生が進み10.5日杯になると心外膜、鰓弓、泌尿生殖隆起、尿管芽等で発現がみられた。生殖巣においては、13.5日胎仔雄生殖巣で非常に強い発現が認められるのに対して雌生殖巣では発現が弱く、このような発現パターンは18.5日齢胎仔まで継続した。続いて生後の精巣、卵巣でのnephgonadinの発現をノーザンブロット法を用いて解析を行ったところ、精巣では出生後発現量が時間を経過するに従って減少し、5週齢精巣ではかろうじて発現を検出できるレベルになった。これとは対照的に、卵巣での発現は出生後1週から2週目にかけて胎児期と同様に弱い発現が続いたが、2週目から3週目にかけて発現量が増加し4週目にその発現のピークを迎えることが明らかとなった。すなわち、精巣と卵巣での発現量は、生後2週目から3週目にかけて逆転することが観察された。このようにnephgonadinは、性依存的な発現パターンを示し、雌雄性分化、生殖巣形成において機能分子として働いている可能性が大きい。
排砂バイパスによる土砂輸送およびダム下流生態系変化の解明

1.日本とスイスのバイパストンネルの形状・設計流速・通過礫の粒度・岩質・年運用日数、通過土砂量などのデータを収集整理した。2.(1)関西電力旭ダムの摩耗実績に関するデータを収集し、実績の流砂量を用いて、日本で広く用いられている摩耗予測式(石橋式)とスイス連邦工科大学で提案された摩耗予測式の両者の比較検討を行った。(2)流砂量の観測技術において、従来のパイプ型ハイドロフォンに対して、高流速・大粒径の衝撃に耐えうるプレート型ハイドロフォンを開発した。水理実験により、計測可能な流砂の粒径範囲や、流砂量の推定に最適な信号(ゲイン)を特定し、通過礫の検知率が、流砂の飽和度と衝突率で表されることを示した。1.日本とスイスの排砂バイパストンネル(日本:4、スイス:6、建設中もあり)の計画・水理設計・管理の基本情報として、トンネルの形状・設計流速・通過礫の粒度・岩質・年運用日数、通過土砂量などのデータを収集整理した。2.(1)既存の排砂バイパストンネルである関西電力(株)の旭ダムの摩耗実績に関するデータを収集し、実績の流砂量を用いて、日本で広く用いられている摩耗予測式(石橋式)とスイス連邦工科大学で提案された摩耗予測式の両者による摩耗予測精度の比較検討を行った。2.(2)流砂量の観測技術において、従来のパイプ型ハイドロフォンに対して、高流速・大粒径の衝撃に耐えうるプレート型ハイドロフォンを開発した。スイス連邦工科大学の水理実験施設における実験により、計測可能な流砂の粒径範囲や、流砂量の推定に最適な信号(ゲイン)を特定した。ハイドロフォンによる通過礫の検知率が、流砂の飽和度(流砂量の関数)と衝突率(流量や流速の関数)で表されることを明らかにした。2.(3)スイス連邦工科大学におけるトンネル内の流速分布や磨耗発生の空間分布についての実験をもとに、磨耗発生機構についての検討を行った。3.日本とスイスのダム上下流における河床環境・底生動物調査により、排砂バイパスの運用前や運用直後のダムの下流では、河床の粗礫化が生じており、安定河床や止水環境を好む動物群集が生じているが、バイパス運用年数の長いダム下流では、こうした状況は解消されダム上流に近い環境が生じていることを明らかにした。また、ダムのない河川、ダムのある河川(バイパスある河川とない河川)の計16河川地点で水生昆虫を採集し、H27年度に実施する次世代DNAシーケンシング解析による地域間交流の遺伝的評価に必要なサンプルを揃えた。1)スイス連邦工科大学で開催された「排砂バイパスに関する国際ワークショップ」に参加し、これまでの研究成果を発表し、他諸国のバイパス計画・設計・管理運用の最新情報を収集するとともに、統一的ガイドライン策定のための討議を行った。2)排砂バイパスの通過土砂量と磨耗損傷のデータを用いて、日本とスイスそれぞれで提案されている磨耗損傷予測式の予測精度の検証を行い、適切なパラメータ設定と磨耗に関する各プロセスの相対的重要性を明らかにした。3)流砂観測において従来のパイプ型のハイドロフォンに対して,高流速・大粒径の衝撃に耐えるプレート型マイクロフォンを開発し、またマイクロフォンに代わる新たにプレート型振動センサを導入した。小粒径の掃流砂が検知されることが確かめられ、流砂の検出率を下げる要因として衝突の飽和度や衝突率を定義した.実際の排砂トンネルを想定した高流水路において動画撮影により流砂の跳躍距離など計測機器付近での移動特性を確かめた.京都大学穂高砂防観測所の足洗谷観測水路において、パイプハイドロフォン、プレートハイドロフォン、およびスロットサンプラーによる掃流砂観測とともに、高精度観測を想定した縦・横パイプハイドロフォンセットによる観測を導入し、流砂量予測精度を高めた。4)排砂バイパスの運用年数が異なる日本とスイスの4つのダムで調査したデータの分析を行い、バイパス運用年数の長いダムの下流ほど環境や底生動物群集の状態が上流に近いこと、それには河床撹乱や流水環境の回復が関わることを明らかにした。また、水生昆虫のDNA次世代シークエンス解析から24種を同定するとともに、排砂バイパスのあるダムでは通常のダムに比べてダム上下流間の群集距離が小さいことを明らかにし、排砂バイパスによるダム下流生態系の回復効果を示した.国際ワークショップに参加し、研究やガイドライン策定のための各国との連携を確認するとともに、バイパスに関して施設計画・設計・管理から環境対策まで集約的な議論を行うための次回のワークショップを日本で開催することにこぎつけた。マイクロフォンによる流砂の観測については、課題であった小粒径の検知が新たなセンサの導入により可能となり、流砂の検知が低下する原因やキャリブレーションを高める技術についてある程度の知見が集まったため、実際のトンネルで使用可能なレベルになったと判断できる。排砂バイパスの導入がダム下流の環境回復に効果があることが様々なデータや観点から示され、それには土砂供給による河床や地形変化やダムによる生物移動分断影響の緩和など回復プロセスに関する知見も集まりつつある。

本研究では,1)スイスおよび日本における排砂バイパストンネルの計画・設計・管理手法の比較分析,2)トンネル内部の高速流の流下特性と土砂流下に伴う摩耗損傷実態と対策手法の検討,3)トンネル下流への土砂供給に伴う生態的応答の検討,を行った.1)では,日本とスイスで提案されている磨耗損傷予測式の予測精度の検証を行い,適切なパラメータ設定と磨耗に関する各プロセスの相対的重要性を明らかにした.2)では,流下土砂量の評価手法として,スイスのGeophoneや日本のパイプマイクロフォンを参考に,高流速・大粒径の衝撃に耐えるプレートマイクロフォンを開発し,水理実験および現地検証試験(天竜川小渋ダムの実物トンネルを使用)を通じて,その特性検証を行った.その結果,検知可能な粒径範囲を明らかにするとともに,流砂の検出率に影響する衝突の飽和度や衝突率を加味しながら,トンネル流量と単位時間当たりのパルス信号を用いて掃流砂量を推定する手法を提案した.また,トンネル内の土砂の流下特性として,大粒径土砂が小粒径土砂に比べ吐口に早く到着すること,トンネルカーブの内側に偏って土砂が流れていることを明らかにした.3)では,排砂バイパスの運用年数が異なる日本とスイスの4つのダムで河床環境と底生動物群集の比較検討を行った結果,バイパス運用年数の長いダムほどダム下流の河床や底生動物はダム上流に近づくことを確認した.またドローン空撮による砂州の河床地形変化の評価により,土砂供給効果が評価可能であることを示した.4)2017年5月に京都大学を会場に第2回排砂バイパス国際会議を開催(日本,スイス,台湾など合計9か国,170名以上参加)し,世界のバイパス比較、ダム上流,トンネル内部,ダム下流,ダム運用の4つのトピックに分けて研究発表および討議を行い,排砂バイパストンネルの現状技術の到達点および今後の課題について討議を行った.1.日本とスイスのバイパストンネルの形状・設計流速・通過礫の粒度・岩質・年運用日数、通過土砂量などのデータを収集整理した。2.(1)関西電力旭ダムの摩耗実績に関するデータを収集し、実績の流砂量を用いて、日本で広く用いられている摩耗予測式(石橋式)とスイス連邦工科大学で提案された摩耗予測式の両者の比較検討を行った。(2)流砂量の観測技術において、従来のパイプ型ハイドロフォンに対して、高流速・大粒径の衝撃に耐えうるプレート型ハイドロフォンを開発した。水理実験により、計測可能な流砂の粒径範囲や、流砂量の推定に最適な信号(ゲイン)を特定し、通過礫の検知率が、流砂の飽和度と衝突率で表されることを示した。スイスの排砂バイパスに関する現地調査を8月に実施し、スイスのカウンターパート機関(スイス連邦工科大学水理研究所(ETH-VAW)やスイス水環境研究所(EAWAG))との連携構築が実施できた。また、スイスの排砂バイパストンネルの運用実績や摩耗データを入手し、平成26年度は、これらデータに、日本の同種のデータを加えて分析を開始しており、有益な知見を導きつつある。流砂量の観測技術については、従来のパイプ型ハイドロフォンに対して、高流速・大粒径の衝撃に耐えうるプレート型ハイドロフォン(プレートマイクロフォン)を開発し、スイス連邦工科大学の水理実験施設において共同実験を実施し、計測可能な流砂の粒径範囲や、流砂量の推定に最適な信号(ゲイン)を特定するとともに、プレートマイクロフォンによる通過礫の検知率が、流砂の飽和度(流砂量の関数)と衝突率(流量や流速の関数)で表されることを明らかにした。排砂バイパス上下流の河川環境調査では、河床環境・底生動物調査により、排砂バイパスの運用前や運用直後のダムの下流では、河床の粗礫化が生じており、安定河床や止水環境を好む動物群集が生じているが、バイパス運用年数の長いダム下流では、こうした状況は解消されダム上流に近い環境が生じていることを明らかにした。
多発性骨髄腫の発症・進展におけるＡＩＤとＭＭＳＥＴの役割

多発性骨髄腫(MM)は終末分化したB細胞である形質細胞が腫瘍化したものと考えられているが、悪性化の背景に,腫瘍細胞におけるゲノム不安定性が存在していると考えられている。MMにおいて,DNA損傷応答とゲノム不安定性との関連を明らかにした報告はなく,この点に着目して研究をおこなった。胚中心B細胞に発現する転写抑制因子BCL6がMMにおいても発現していること,AIDは発現していないことを明らかにした。また,BCL6によってATMの転写が抑制され,DNA損傷認識が阻害され,ゲノム不安定性に関与している可能性が明らかとなった。多発性骨髄腫の患者さんの骨髄中の腫瘍細胞においてはAIDの発現がみられないものの,そのターゲット遺伝子であるBCL6が異所性に発現している症例が約半数あること,また,骨髄腫細胞株においてもBCL6発現株と非発現株があることが明らかになった。通常BCL6は胚中心B細胞においてDNA損傷からのエスケープに寄与していると考えられており,骨髄腫においてBCL6が発現していることの意義を明らかにしたいと考え現在実験を行っている。レンチウィルスを用いてBCL6のノックダウンを行うshRNAの導入に成功しており,現在解析中である。胚中心においてはBCL6が直接的にATRの転写を制御しているとの報告があるが,BCL6発現骨髄腫細胞株において抗がん剤であるメルファランに暴露し,ATRの変化を調べたところ,転写レベルでの制御は見られなかった。現在他の抗がん剤,放射線照射による実験を準備中である。具体的には,放射線照射を行った後にDNAの二重鎖切断の指標であるγH2AXを免疫染色により評価することができている。これにより,DNA損傷時の修復が正常に行われているかどうかを評価することができるため,BCL6のノックダウンによる影響を現在解析中である。また,同時にBCL6の強制発現のウィルスを作成しており,同様に解析する予定である。骨髄腫細胞株においてはBCL6のプロモーター領域に高頻度に変異が見られたが,患者サンプルは非常に微量のRNAしか得られておらず,理論的にはPCRで増幅し,変異が見られることが期待されるが,PCRによるプロモーター領域の増幅に成功しておらず,条件を検討中である。(ポジティブコントロールでは問題なくできている)。骨髄腫細胞株において、一部の細胞ではAIDの発現が見られたが、Burkittリンパ腫の細胞株Rajiと比較するとRNAレベルでおよそ1万分の一程度であった。AIDを発現する細胞株においてcMyc,BCL6のプロモーター領域の点突然変異の頻度を解析した。cMycプロモーターの変異は認めるものの頻度が低かったが、BCL6プロモーター領域では変異頻度は高く、既報のように修復メカニズムがMycとBCL6では異なっているためと考えられた。BCL6は通常リンパ濾胞内に発現し、胚中心B細胞においては相同組み替え修復の酵素であるATMの発現制御に重要な役割を果たしていることが報告されている。今回我々の研究では、一部の多発性骨髄腫患者サンプルにおいても高発現していることが明らかになった。発現制御においてプロモーター領域の変異との関連が興味深く、また、DNA損傷修復にATMを介して寄与しているかどうか、今後検討する。多発性骨髄腫の患者さんの骨髄より分離した腫瘍細胞ではAIDの発現は見られなかった。以上よりプライマリーな腫瘍細胞ではAIDの発現はみられないものの、AIDによると考えられるBCL6のプロモーターの点突然変異が高頻度に見られることが明らかとなった。今後は患者サンプルでのBCL6の点突然変異の頻度を検討する。また、細胞株を用いてBCL6のノックダウンを行い、抗がん剤への応答(DNA損傷修復)やプロモーター領域でのヒストン修飾を明らかにしたい。・マウスモデルにおいては骨髄腫の発生は胚中心B細胞におけるAIDが引き起こす点突然変異で起きている可能性が示されている。ヒト骨髄腫細胞株および患者検体でAIDの発現を検討したが、骨髄腫細胞株8種類および患者検体40サンプルにおいてAIDの発現は見られなかった。しかし、末梢血単核球を単離しIL4/GM-CSF存在下に培養して作成した樹状細胞と骨髄腫細胞株を共培養すると、AIDの発現が誘導できた。このことから、周囲の環境によっては骨髄腫細胞内でAIDが発現する可能性が示唆される。・一方、AIDのターゲットであるBCL6・c-Mycプロモーター領域およびの点変異も解析したが、両プロモーターとも変異は認めなかった。骨髄腫患者の腫瘍細胞においては種々のレベルでBCL6の発現が見られ、正常形質細胞とは異なる。一方、骨髄腫細胞株ではBCL6の発現は見らず、患者サンプルとは異なっていた。腫瘍細胞でBCL6が発現している意義を明らかにするため骨髄腫細胞株にBCL6を強制発現させ、DNA損傷応答について解析した。BCL6

強制発現株では増殖抑制がみられ、放射線照射後のDNA損傷の指標であるγH2AXfoci形成が抑制され、DNA損傷応答が障害されている可能性が示唆された。γH2AXfociは正常な損傷修復においては最初に起こる必須の応答であり、この抑制がゲノム不安定性に関与している可能性が示唆される。・T(4;14)陽性および陰性細胞株においてもγH2AXおよび53BP1のfoci形成を調べたところ、既報とは異なり差を認めなかった。このことからAIDおよびMMSETの転座によるDNA損傷応答の関連は明らかではなかったが、骨髄腫においてBCL6の発現がゲノム不安定性に関与している可能性が示唆され、現在も研究を進めている。血液内科昨年度の計画見直しにより,多発性骨髄腫におけるAIDの発現は見られないものの,そのターゲットとなるがん抑制遺伝子であるBCL6に着目し研究を進めている。レンチウィルスによる発現制御システムを構築し,現在解析中である。大学院生の指導にやや時間がかかっていること。患者サンプルにおいてAIDの発現が全く見られなかったことなどから、実験計画全体の見直しが必要になっているため。骨髄腫細胞株においてBCL6のノックダウンや強制発現により,DNA損傷応答に差がでるか否かを検討する予定。DNA損傷の種類としては抗がん剤暴露,放射線照射など種類によりことなった損傷が生じるため,損傷および解析方法を吟味して行っていく。BCL6がプライマリーの骨髄腫細胞に予想以上に発現していることから、これらの発現が意味するところ、抗がん剤治療によるDNA損傷修復にどのように寄与するかを明らかにしたい。現在BCL6を発現する細胞株を用いてBCL6のノックダウン実験を計画している。shRNAのコンストラクト作成が終了し、レンチウィルスを用いた強制発現実験を開始している。また、患者サンプルでBCL6プロモーター領域での点突然変異の頻度を明らかにし、発現への影響を調べる。また、同領域のヒストン修飾の検討を行い、AIDの寄与を検討する。BCL6(AIDのターゲット遺伝子)のプロモーター領域のシークエンスのPCRがうまく行っていないため,シークエンスをすることができていないため。条件を検討し,PCRにて増幅可能であればシークエンスを行う。患者サンプルを用いた点突然変異の解析を行う予定であったが、実験推進の遅れから、平成24年度内に実行できていなかった。現在は患者さんのサンプルがおおむね準備できた状態である。このため、平成25年度にこの実験を行う予定としており、多数のシークエンスを解析する必要があり、そのために前年度からの繰り越し金額を使用する予定である。
複素非線形導電スペクトルを利用した機能性高分子物質の物性解析法の確立

高分子の導電性には,分子内電導と分子間電導が混在しており,実際の試料の電気抵抗を律則するものは分子間電導であると考えられる.この導電率の速い成分と遅い成分が分離できれば,導電性高分子の導電機構の解明が多いに進展する.本「萌芽的研究」では,この分離を可能にする複素非線形導電スペクトル測定システムの構築を目指した.本年度は昨年度に続き,従来不可能であったMHz以上での複素非線形導電スペクトルの測定の可能性を追求した.詳細は以下の通りである.従来の測定装置では非線形応答をひとつの正弦波に対する応答電流の高調波歪として測定するため,MHz以上ではサンプリング周波数が高くなり,分解能が低下し,重要な高周波極限の情報が得られない.この欠点を改良するため,二つの刺激の相互干渉を調べる測定法が,原理的に,高周波域での高精度化に有効であるかを,装置を試作し,検討した.その結果,本年度前半には,60MHz程度までは,非線形応答が精度よく検出できるようになった.ただ,試料やその状態によらず分子内電導と分子間電導の寄与を完全に分離するためには,GHzまでの測定が必要である.そこでその後,改良を更に加え,最近,測定周波数の間隔(300MHz毎)は粗いが,1GHzまで測定が高精度にできるようになった.そこで,本装置により,電気抵抗を律則する二つの成分の分離をモデル物質を用い試みた.モデル物質としLi^+を含んだブタジエン系高分子固体電解質粒子(粒径80nm)をPMMA中に分散させた樹脂を用いた.得られた複素非線形導電スペクトルから,MHz以上の高周波(短時間)側と数Hz以下の低周波(長時間)側のイオン移動距離をそれぞれ別個に求めた.その結果,モデル物質中のイオン移動は,二つの時間尺による素過程(粒子内(短時間),クラスタ間(長時間))を持ち,その律則過程はクラスタ間の移動であることが判明した.即ち,この結果は,電気抵抗を律則する過程の分離に道を開いた.今年度の結果が示すように,本「萌芽的研究」で提案した二つの刺激の相互干渉を調べる方法を用い,複素非線形導電スペクトルを測定することは大変有効である.今後,本「萌芽的研究」の成果を生かし,機能性高分子物質の物性解析に貢献していきたい.高分子物質における誘電性や導電性には小さな非線形性が存在するが,その周波数スペクトルを精度よく測定すると,双極子相互作用,キャリヤーの移動距離,束縛ポテンシャルの形状などに関して,線形領域の測定からは得られない情報が得られる可能性がある.本年度は,非線形複素導電スペクトル測定システムの基本となる装置の設計及び試作を行った.電気系の概略は以下に示すように当初の計画と殆ど同じであるが,試作した結果,当初の設計のままではFFT部は期待通りの成果が得られず,設計を変更した.原発振器の位相を互いにロックした二台のシンセサイザーの片方(既設改良)より歪の少ない(60dB以下)正弦波と,振幅と位相の既知の高調波を含む参照波をつくる.正弦波を試料に加えた時の応答とこの参照波を発信器(YHP3324A借用)の出力で変調し,得られた差信号をFFTアナライザー(ADVANTEST TR9408B:本年度購入改良)で,位相と振幅の比を高精度で求め,複素線形及び非線形導電率の実部及び虚部をコンピュータで算出した.また,応答電流は微弱であるために精密アンプを設計し,さらに基準波をアンプ内で打ち消し,高調波のみを増幅する工夫をこらした.この試作したシステムを用い,(1)イオン導電性高分子(2)帯電防止樹脂の電荷挙動について測定を行った.その結果,イオン移動の素過程がMHz以上の高周波数域側にあること,導電性を直接支配している大きなイオン移動は1Hz以下の運動であること,更に各運動におけるイオンの基本移動距離を定量的に明らかにした.(3)高分子強誘電性液晶の誘電性についても本測定システムを応用し測定を行った.その結果,高分子液晶が低分子液晶と異なる特徴ある物性を示す原因は,tilt angleに起因する非線形性が低分子液晶の1/100以下であることを明らかにした.高分子の導電性には,分子内電導と分子間電導が混在しており,実際の試料の電気抵抗を律則するものは分子間電導であると考えられる.この導電率の速い成分と遅い成分が分離できれば,導電性高分子の導電機構の解明が多いに進展する.本「萌芽的研究」では,この分離を可能にする複素非線形導電スペクトル測定システムの構築を目指した.本年度は昨年度に続き,従来不可能であったMHz以上での複素非線形導電スペクトルの測定の可能性を追求した.詳細は以下の通りである.従来の測定装置では非線形応答をひとつの正弦波に対する応答電流の高調波歪として測定するため,MHz以上ではサンプリング周波数が高くなり,分解能が低下し,重要な高周波極限の情報が得られない.この欠点を改良するため,二つの刺激の相互干渉を調べる測定法が,原理的に,高周波域での高精度化に有効であるかを,装置を試作し,検討した.その結果,本年度前半には,60MHz程度までは,非線形応答が精度よく検出できるようになった.ただ,試料やその状態によらず分子内電導と分子間電導の寄与を完全に分離するためには,GHzまでの測定が必要である.

そこでその後,改良を更に加え,最近,測定周波数の間隔(300MHz毎)は粗いが,1GHzまで測定が高精度にできるようになった.そこで,本装置により,電気抵抗を律則する二つの成分の分離をモデル物質を用い試みた.モデル物質としLi^+を含んだブタジエン系高分子固体電解質粒子(粒径80nm)をPMMA中に分散させた樹脂を用いた.得られた複素非線形導電スペクトルから,MHz以上の高周波(短時間)側と数Hz以下の低周波(長時間)側のイオン移動距離をそれぞれ別個に求めた.その結果,モデル物質中のイオン移動は,二つの時間尺による素過程(粒子内(短時間),クラスタ間(長時間))を持ち,その律則過程はクラスタ間の移動であることが判明した.即ち,この結果は,電気抵抗を律則する過程の分離に道を開いた.今年度の結果が示すように,本「萌芽的研究」で提案した二つの刺激の相互干渉を調べる方法を用い,複素非線形導電スペクトルを測定することは大変有効である.今後,本「萌芽的研究」の成果を生かし,機能性高分子物質の物性解析に貢献していきたい.