hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腫瘍壊死因子(TNF)、転写因子NFκB経路によるがん化防御機構の解析

1.目的:腫瘍壊死因子(以下TNFと記す)と転写因子NF-kB/RelAサブユニットの両方の欠損状態の細胞は、高頻度にがん化へと移行する。これまでに言われていたTNFによるがん細胞でのアポトーシス誘導機構とは別に、TNF-RelAの経路が正常細胞のがん化の過程を抑制していることを示唆するものである。申請者は、この腫瘍抑制を担っている遺伝子群を同定し、新たな発がん防御に関与する因子の同定、その活性化機構を明らかにする。2.結果と考察:転写因子NF-kB/RelAサブユニットを欠損する細胞をTNFによって刺激した結果、一部はTNF感受性のためにアポトーシスを起こしたものの、耐性を得た細胞は不死化し腫瘍形成能を有することを示した。網羅的な遺伝子発現プロファイリング解析結果では、これらがん化したTNF耐性のRelA欠損細胞株は、不死化するに当たり抗アポトーシス遺伝子群の突然変異的な発現上昇は見られず、細胞周期促進遺伝子群の発現上昇が見られた。このことから、転写因子NFkBは腫瘍化を引き起こすような細胞周期促進遺伝子群を負に制御する因子の転写を制御していることが示された。がん化していないRelA欠損細胞と正常細胞の遺伝子発現プロファイリングの比較から、がん抑制遺伝子Brca1がRelA依存性にTNFで誘発されることが見出された。このBrca1遺伝子が染色体の安定性維持を司る機能を有していることが示唆されている。このことから、RelA欠損細胞の場合はBrca1の発現がないために染色体が不安定化し、Brca1欠損細胞に類似の発現様式、腫瘍化の頻度の増加が観察されたと考えられる。
コロイド結晶組織体における情報交換・伝達のシンクロナス効果のモデル化

コロイド結晶の電気光学効果でレーザ光源を用いると電気光学特性が格段に向上することを明らかにした。コロイド結晶が内部蛍光を閉込める効果を直接観察することに予備的に成功した。また乾燥散逸構造における溶質によらない共通なパターンと個性的なパターンを区別することが可能になった。またコロイド結晶やコロイド合金の粘弾性測定と反射スペクトル測定を同時に行うことによりマクロな特性とミクロな特性との相関性を解析した。更に、高分子イオン・コロイド交互多層錯体形成におけるpHの影響を明らかにするとともに、動的光散乱測定から新しいシンクロナス性を見出した。具体的には、1)コロイド結晶の電気光学効果をレーザ光源を用いて調査した。レーザ光源を用いると白色光源に比べてはるかに感度が高く、高調波特性を制御できることが判明した。コロイダルシリカ粒子と感温性ゲルの脱塩系水分散液を用いることにより、感温性コロイド結晶が得られた。コロイド粒子-ゲル粒子間のシンクロナス効果が重要であることが判明した。またコロイド結晶における電気ポテンシャル測定を行った。2)各種コロイド分散液及び低分子・高分子電解質溶液の乾燥散逸構造を調査した。球形粒子、異方形粒子、各種界面活性剤、高分子電解質、そして蛍光性色素を用いた。分散液、溶液系全般に共通なパターンと、溶質に特有なパターンとに分類することに成功した。3)種々の超脱塩系コロイド粒子水分散液のレオロジー特性を調査した。コロイド結晶及びコロイド合金は降伏挙動を示し、添加塩によって融解し粘度・弾性率が急激に減少した。ミクロなコロイド結晶の構造変化とマクロなレオロジー特性とのシンクロナスな相関性を明らかにした。4)コロイダルシリカ粒子へのシンクロナスな高分子イオンの交互多層吸着形成に及ぼすpHの影響を調査した。更に動的光散乱測定によりコロイド・高分子イオン交互多層錯体の特性を調査した。コロイド結晶をモデルとして情報変換・伝達におけるシンクロナイゼーション効果の本性を明らかにする目的で、コロイド粒子の動的運動を顕微鏡観測により直接観察した。さらにこれまでの我々の先駆的な研究しか例のないコロイド結晶の粘弾性的測定から得られる情報と総合的に組み合わせ、コロイド結晶を分子シンクロナイゼーション材料としてとらえその特性解析を行った。具体的にはコロイド結晶の発現とそのキャラクタリゼーションを行い、電気光学効果発現の基礎となるコロイド単結晶のモルホロジーを明らかにした。電極付セルを試作し、動的粘弾性測定により電気光学効果の特性評価を行った。1.巨大コロイド結晶の発現とそのキャラクタリゼーシヨン:単分散ポリスチレンまたは単分散シリカ粒子を用い、水系・アルコール系で巨大コロイド単結晶を発現させた。定常光反射スペクトルによる測定で、結晶系の決定を行った。近接ビデオ撮影により、結晶の大きさと結晶構造を決定した。(2)光反射強度測定による電気光学効果の測定:電気光学効果測定用の電極付セルの試作を行った。製作したセルは平板透明電極型とブリッジ型の2個である。電場印加下の反射光強度の時間変化についてコロイド粒子の種類、粒径、粒子形状、コロイド結晶の大きさ、形状を変化させながら測定を行った。(3)静的・動的光散乱測定によるコロイド粒子の運動モード評価:光散乱法と反射スペクトル法とは、本質的には同種の運動モードをとらえるので、静的・動的光散乱測定を行いこの結果も比較検討した。静的構造因子、見かけの拡散係数を、コロイド粒子濃度を変化させながら測定した。(4)粒子運動解析装置・動的粘弾性測定装置による粒子の動的粘弾性特性解析:動的粘弾性測定装置により粒子系全体の運動特性を調査した。コロイド結晶においては、個々のコロイド粒子が電気二重層をへだてて互いに斥力で反発しあいながら、シンクロナスな相互作用のもとに振動運動をしている。従って、コロイド粒子の運動は結晶全体の運動モードによりシンクロナスに規制される。また、電場下で個々の粒子の運動がシンクロナイズして結晶系全体の協奏的運動を誘起し、独特な電気光学効果を示す。前年度までの研究で、コロイド結晶の個々の粒子運動が電場下で結晶系全体の協奏的運動を誘起し、シンクロナスな位相差発現、波形変換、波動伝搬、高調波発生、残響効果などの電気光学効果を起こすことを既に明らかにしてきた。当該年度はこのうち前3項について重点的に調査し、以下のような結果を得た。1.交流電場印加下で印加電場と応答光波形間に生じる位相差は、コロイド結晶の持つ粘弾性を反映する。2.印加矩形波を三角波応答に変換する効果は、コロイド結晶構造の長い構造緩和時間に由来する。3.結晶内に生じる歪み波動伝搬はコロイド結晶の弾性率から算出される伝搬速度よりも遙かに遅く、結晶を構成する粒子が協奏的な強い相互作用を受けている事を示す。また、更に新たなる展開として、4.コロイド結晶の示すフォトニックバンドギャップに関する系統的な調査を実施し、シリカ粒子の水分散系に於いてその存在を確認した。5.コロイド結晶についてレオロジー測定と反射スペクトル測定を同時に実施し、応力の低剪断速度依存性からコロイド結晶が弾性体であることを示し、その結晶弾性率を決定した。また、高剪断速度領域では結晶の部分融解が生じていることを示した。6.高分子-コロイド間相互多層錯体を形成し、その吸着層厚さが最外層の電荷によってシンクロナスに膨潤、収縮を繰り返す現象を見出した。

この現象は、コロイド粒子と高分子イオン間の静電的、疎水的、親水的な協奏的相互作用に起因することが判明した。粒径をそろえたコロイド粒子を水などの極性溶媒中に分散し、これを完全に脱塩することにより粒子が結晶状に配列して巨大な単結晶が成長する。結晶中のシリカ粒子の間隔がちょうど光の波長領域なので、結晶はブラッグ反射により美しい彩光色を呈する。さらに、コロイド結晶においては、個々のコロイド粒子が持つ電気二重層がお互いの斥力で反発し合いながら接触している。このため個々のコロイド粒子の運動は結晶全体の運動モードにより規制されている。更に高次構造であるコロイド分散液全体は粘弾性的性質を示す。また逆に個々のコロイド粒子の運動がシンクロナイズして結晶系全体の協奏的運動を誘起し、新たな機能発現を引き起こすことが出来る。コロイド結晶の電気光学効果における波動伝搬・伝達効果、高調波発生効果、波形変換効果などはまさにコロイド粒子のシンクロナイゼーションが重要な要因となっている。本研究では、コロイド結晶をモデルとして情報変換・伝達におけるシンクロナイゼーション効果の本性を明らかにする目的で、コロイド粒子の動的運動を顕微鏡観測により直接観察した。さらにこれまで我々の先駆的な研究しか例のないコロイド結晶の粘弾性的測定から得られる情報と総合的に組み合わせ、コロイド結晶を分子シンクロナイゼーション材料としてとらえその特性解析を行った。具体的には、各種電気光学セルを用い、反射スペクトル測定を駆使した電気光学測定を行った。また、コロイド粒子のまわりに正、負の高分子イオンが交互に吸着する交互多層吸着錯体の詳細な解析を行った。これにより、負に帯電したコロイド粒子と高分子カチオン、高分子アニオン間の10層に及ぶ多層錯体間のシンクロナスな膨潤、収縮現象を解析した。さらに、コロイド結晶系に対するレオオプティックス測定を行った。動的粘弾性測定によるコロイド結晶のマクロな特性と反射スペクトル測定によるミクロ構造を同時に解析した。コロイド結晶の電気光学効果でレーザ光源を用いると電気光学特性が格段に向上することを明らかにした。コロイド結晶が内部蛍光を閉込める効果を直接観察することに予備的に成功した。また乾燥散逸構造における溶質によらない共通なパターンと個性的なパターンを区別することが可能になった。またコロイド結晶やコロイド合金の粘弾性測定と反射スペクトル測定を同時に行うことによりマクロな特性とミクロな特性との相関性を解析した。更に、高分子イオン・コロイド交互多層錯体形成におけるpHの影響を明らかにするとともに、動的光散乱測定から新しいシンクロナス性を見出した。具体的には、1)コロイド結晶の電気光学効果をレーザ光源を用いて調査した。レーザ光源を用いると白色光源に比べてはるかに感度が高く、高調波特性を制御できることが判明した。コロイダルシリカ粒子と感温性ゲルの脱塩系水分散液を用いることにより、感温性コロイド結晶が得られた。コロイド粒子-ゲル粒子間のシンクロナス効果が重要であることが判明した。またコロイド結晶における電気ポテンシャル測定を行った。
階層的イオン伝導チャンネルを用いたハイパワー高エネルギー密度電極の構築

マグヘマイト(ガンマ相三酸化二鉄、γ-Fe2O3)中のリチウムイオンの拡散係数を電気化学的手法で決定した。マグヘマイトのナノサイズ粒子を用いて、導電性炭素材料のケッチェンブラックと複合化することで、ナノおよびメソスケールのイオン伝導チャンネル複合体を構築した。リチウム-空気電池の正極として適用し、可逆性、サイクル性いずれにおいても良好な性能を示すことを明らかにした。鉄系層状構造酸化物のCaFeO2やSrFeO2が、リチウムイオン電池のコンバージョン反応系負極として機能し、特に、CaFeO2においては、より高いエネルギー密度電極となることを見出した。この高容量はカルシウムとリチウムの合金化反応に起因すると考えられる。サブナノイオン移動経路を有する結晶、およびナノーメソイオシ移動経路を有する複合体材料について、合成法の確立・電気化学特性の点から以下のように研究を進めた。1.サブナノイオン移動経路を持つ物質の合成と構造解析及び物性評価様々なイオン移動経路物質のうち、スピネル構造ではあるが鉄原子の欠陥状態が異なるγ-Fe_2O_3やFe_3O_4において、構造とリチウムイオン拡散などの固体内輸送特性との相関を調べるため、本年度はγ-Fe_2O_3を合成し、拡散係数を調べることとした。以前の我々の研究から、水溶液法で超微粒子のγ-Fe_2O_3を合成するためには、合成時に高比表面積の炭素材料を利用し、表面を反応場とすることで、核成長によるα-Fe_2O_3の生成を抑えることが有効であることが明らかとなっていた。しかし、γ-Fe_2O_3結晶単独での特性を調べるためには、リチウムと電気化学的に反応する炭素との複合体では不都合となった。そこで、pH、酸素のバブリング法、反応時間を様々に変え、合成条件を見直すことで炭素材料なしでもほぼ単相のγ相を得ることができた。拡散係数は電気化学的なGITT法で測定した。また、γ-Fe_2O_3にリチウムを電気化学的に挿入したときの構造の経時変化についても粉末X線回折を用いたリートベルト解析によって詳細に調べ、鉄イオンのサイト移動を詳細に明らかにした。2.ナノーメソイオン移動経路をもつ物質の電気化学特性評価充放電における負荷特性など速度論的な性質がメソスケール構造から受ける影響を調べるため、炭素材料とγ-Fe_2O_3との複合体におけるメソ構造と電気化学特性の相関を調べた。特に、窒素ガス吸着によって調べた微細孔(ミクロ孔やメソ孔)のサイズや存在量と、リチウムイオン電池電極としての充放電負荷特性との相関について調べた。1.サブナノイオン移動経路を持つ物質の合成及び評価鉄系レイヤー構造酸化物CaFeO_2を合成して、リチウムのインターカレーション特性を調べた。リチウムを対極として、可逆な充放電が可能であったが、格子定数の変化などのリチウムのインターカレーションを示唆する結果は得られなかった。鉄系酸化物が分解し、Li_2Oおよび鉄が生成する典型的な電位の0.9V付近で反応が見られたため、コンバージョン反応が起こったと考えられる。1サイクル目で約1050 mA h g^<-1>という大きな還元容量が見られたが、コンバージョン反応だけでは理論容量は約836 mA h g^<-1>であるので、さらに210 mA h g^<-1>以上も大きな値であった。CaはLiと合金化することが知られているため、低電位まで還元が進むと、合金化反応が起こったと考えられる。この場合、全容量は約1336 mA h g^<-1>となるため、分極を抑えることでさらに高い容量が期待できることが示された。2.ナノ-メソイオン移動経路をもつ複合体の評価マグヘマイト(γ-Fe_2O_3)を用いたナノ-メソ構造複合体であるマグヘマイト/ケッチェンブラック(KB)複合体を作用極とし、対極にはLi金属を用いて二極式のリチウム-空気電池セルを作製した。KBのみでは、1サイクル目のクーロン効率は46%と低く、2サイクル目以降に急激な容量低下が見られたが、マグヘマイト/KB複合体では、1サイクル目のクーロン効率は94%に向上しており、放電生成物(Li_2OあるいはLi_2O_2)が酸化的に分解できたことを示す結果が得られた。15サイクル以降で急激な容量低下が見られたが、僅かに残留した放電生成物により反応サイトが塞がれることに起因すると考えられる。この急激な低下が起こる前は、ほぼ一定の容量が維持できており、可逆なサイクルが可能であることが示された。

1.サブナノイオン経路物質の合成と評価:昨年度までに、鉄系レイヤー構造酸化物CaFeO2をリチウムイオン電池負極とした場合、コンバージョン反応と、それに引き続くLi2Caの生成と考えられる反応によって約1050mAhg-1という大きな還元容量が得られた。しかし、結晶性の悪さや、その場測定の難しさから、LiとCaの金属間化合物の生成を立証することは困難であった。そこで、Liと合金反応を起こさないSr系のSrFeO2について調べた。SrFeO2は、0.9V(vs.Li+/Li)および0.3V付近で、それぞれ約330、370mAhg-1の容量を持った2段階の反応を示した。それぞれLi++4e-+SrFeO2→2Li2O+SrO+Feおよび2Li++2e-+SrO→Li2O+Srに対応すると考えられる。理論容量は、それぞれ306、304mAhg-1である。実験での理論容量よりも大きな容量は、副反応を示唆するが、SEIが生成すると考えられるため、実際には、いずれの段階もほぼ理論容量に対応した値と推測される。したがって、CaFeO2で起こった合金化反応が、SrFeO2では起こらなかったと考えられる。2.ナノーメソイオン経路をもつ複合体:昨年度から引き続き、マグヘマイト(γ-Fe2O3)とケッチェンブラックを用いたナノーメソ構造複合体の空気電池電極特性を調べた。酸素分圧により主生成物が変わり、0.1atm以下ではLi2O2が、高酸素分圧側ではLi2Oが生成することがわかった。また、Li2Oは直接酸化分解されるのが難しく、一旦Li2O2となってからリチウムイオンと酸素分子に分解されること、触媒は2Li2O+O2→2Li2O2を促進することで、分解を促すことを示唆する結果が得られた。なおこのときの反応系の酸素は空気からでなく、酸化鉄から供給されることが示唆された。
様相概念を用いる知識のモジュ-ル化とその処理に関する研究

様相を知識のモジュ-ル化の基本とする概念記述言語と概念の分散獲得記述のためのア-キテクチャについて、理論的、実際的いくつかの試みを行なった。1視点の変化に対する知識の変換に関する研究ある視点からの知識を別の視点からの知識として見直すという変換が,その上で等価な式への変換として処理できるような論理体系について考察を行なった。すなわちオブジェクトクラスの階層関係と、オブジェクトのhasa関係に基づく順序関係を到達可能関係と見なす様相体系として形式化した。この論理は、さらに拡張されて、以下の概念記述言語に用いられている。2リアクティブオブジェクト概念記述言語MSLのコンパイル方式MSLは、オブジェクトの時間階層毎に必要な述語を導入し、それによって表現されるイベントの時間順序を記述することを基本とする概念記述言語である。オブジェクト毎にその動作を独立の時間軸上で記述し、後に時間的同期に関する関係を定義することにより全体の概念が定義される。これらの制約は差分的に記述され、全体の概念をオブジェクト指向的にコンパクトに表現することが可能である。ここでは、この様な概念記述を翻訳して得られる時間論理式を満たすプログラムが、いかなる状況でも正しく応答可能という意味で実現可能であるかを検査し、可能である場合にはプログラムを自動生成する手法を与えた。3命題の成立回数について記述可能な時相論理時間的な性質が重要であるオブジェクトの概念を記述しようとする場合、通常のuntilやnextオペレ-タを用いて表される性質では十分でないことがある。たとえば、イベントの実行回数に関する比較を行ないたい場合などがその例である。ここでは、線形離散時間論理に時区間上での命題の成立回数について記述可能な時相演算子more thanを導入しその記述力について考察を行なった。その結果通常の時間オペレ-タは、more thanを用いて記述可能であるが、more thanオペレ-タは通常の時間オペレ-タでは記述不能であることを証明した。また、more thanオペレ-タを用いることにより、fairnessに関するより精密な記述が可能であることを示した。
デンドリマーをコマンド分子とした3次元精密構造制御による電子・光機能化

本研究はデンドリマーの規則的に枝分かれした特異的な分子構造に,液晶の自己組織性を付与した「液晶性デンドリマー」を合成し,磁場・光・電場などの外場を複合的に印加して,高次構造を3次元的に精密制御することにより,従来にない電子および光学的機能を有する薄膜材料及びその成形法を開発することを目的としている。この外場応答性の高い液晶性デンドリマーを構造制御の「コマンド分子」として基板界面やバルクを精密に構造制御する方法を構築,光メモリー,ホログラム用回折格子,有機半導体などの薄膜材料の開発を行った。ポリプロピレンイミンデンドリマー末端にアゾベンゼンを付加した第2および第3世代の液晶性デンドリマーは光異性化により、比較的容易に表面レリーフを形成できることを見出し,回折格子やホログラム材料に応用できることを明らかにした。さらに,光と磁場を利用することにより,分子が基板面に垂直・水平・傾斜配向した薄膜の形成に成功し,回折格子をレリーフ形状に加えて分子配向の違いも付与することに成功し,より高い回折能が期待される。一方、デンドリマー末端にキャリア移動度の高いフェニルナフタレン基を付加することにより室温から100°C以上の広い温度範囲に渡って熱力学的に安定なスメクチック液晶性を付与することを可能とした。いずれも低温からスメクチックE,スメクチックB,スメクチックA液晶相を示し,この温度範囲において10^<-3>cm^2/Vsというフェニルナフタレン低分子液晶と同等のキャリア移動度を達成することに成功した。さらに,デンドリマー薄膜特有の自発的垂直配向性に加えて磁場や電界を印加することにより,トランジスタ構造に対応した配向構造を形成できることを明らかにした。さらにキャリア移動度の高いメソゲンを付加すれば,実用的な有機半導体になると期待される。本研究はデンドリマー(樹木状多分岐高分子)のトポジカルに特異的な分子構造に,液晶の自己組織性を付与した「液晶性デンドリマー」を合成し,磁場・光・電場などの外場を複合的に印加して,高次構造を3次元的に精密制御することにより,従来にない電子および光学的機能を有する薄膜材料及びその成形法を開発することを目的としている。この外場応答性の高い液晶性デンドリマーを構造制御の「コマンド分子」として基板界面やバルクを精密に構造制御する方法を構築,光メモリー,ホログラム,回折格子,有機半導体などの薄膜材料の開発およびそれらの成膜法について検討した。ポリプロピレンイミンデンドリマー末端にアゾベンゼン基およびキャリア輸送性を示すフェニルナフタレン誘導体をメソゲンとして付加したデンドリマー液晶(LCD-Azo, LCD-PN)を合成した。いずれも室温から100°C以上の広い温度範囲に渡って熱力学的に安定なスメクチック液晶性を付与することに成功した。これらのデンドリマー液晶について偏光顕微鏡とX線構造解析から,LCD-AzoはスメクチックA液晶,LCD-PNはスメクチックA,スメクチックB,スメクチックE液晶相を示すことを明らかにした。アゾベンゼンを有するLCD-Azoは光異性化により,比較的容易に表面レリーフを形成できることを見出し,回折格子やホログラム材料に応用できることを明らかにした。さらに,光と磁場を利用することにより,分子が基板面に垂直・水平・傾斜配向した薄膜の形成に成功した。フェニルナフタレンを含むLCD-PNにおいては10^<-3>cm^2/Vsという低分子液晶と同等のキャリア移動度を室温で達成することに成功した。

以上の知見を基に,光と磁場を利用した精密構造制御法の構築,それを利用した光学フィルム,高いキャリア移動度を有する有機半導体の開発が期待できる。本研究はデンドリマーの規則的に枝分かれした特異的な分子構造に,液晶の自己組織性を付与した「液晶性デンドリマー」を合成し,磁場・光・電場などの外場を複合的に印加して,高次構造を3次元的に精密制御することにより,従来にない電子および光学的機能を有する薄膜材料及びその成形法を開発することを目的としている。この外場応答性の高い液晶性デンドリマーを構造制御の「コマンド分子」として基板界面やバルクを精密に構造制御する方法を構築,光メモリー,ホログラム用回折格子,有機半導体などの薄膜材料の開発を行った。ポリプロピレンイミンデンドリマー末端にアゾベンゼンを付加した第2および第3世代の液晶性デンドリマーは光異性化により,比較的容易に表面レリーフを形成できることを見出し,回折格子やホログラム材料に応用できることを明らかにした。さらに,光と磁場を利用することにより,分子が基板面に垂直・水平・傾斜配向した薄膜の形成に成功し,回折格子をレリーフ形状に加えて分子配向の違いも付与することに成功し,より高い回折能が期待される。一方,デンドリマー末端にキャリア移動度の高いフェニルナフタレン基を付加することにより室温から100°C以上の広い温度範囲に渡って熱力学的に安定なスメクチック液晶性を付与することを可能とした。いずれも低温からスメクチックE,スメクチックB,スメクチックA液晶相を示し,この温度範囲において10^<-3>cm^2/Vsというフェニルナフタレン低分子液晶と同等のキャリア移動度を達成することに成功した。さらに,デンドリマー薄膜特有の自発的垂直配向性に加えて磁揚や電界を印加することにより,トランジスタ構造に対応した配向構造を形成できることを明らかにした。さらにキャリア移動度の高いメソゲンを付加すれば,実用的な有機半導体になると期待される。
単一珪藻のダイナミックインピーダンスセンシング

本研究では,マイクロ流体チップ内において,単一珪藻に対して力計測機構を有するマイクロロボットによって力学的な刺激を加え,その時の珪藻の刺激応答特性を定量評価することを試みた.まず,珪藻にダイナミックな刺激を与えるために,ロボット自体に微細加工を施すことで流体抵抗を大幅に低減させ,100 Hzの駆動周波数を実現した.また,ロボットの微細構造が破損しないようにチップ内に封入する方法を新たに提案し,実際にチップを作製することでその有用性を示した.最終的には,開発したマイクロロボットを用いて単一の珪藻を刺激することに成功し,刺激量(印加力)と珪藻内の葉緑体の移動との関係性を明らかにすることに成功した.本年度は以下の研究を行った.・力計測センサの高速押し付け:前年度開発したロボットとプラットホームを用いて,ロボットを高速に押し付ける実験を行い,5Hz以上で押し付けが行えることができた.また,そのときの力情報を計測できることを確認し,ダイナミックに動作させた場合にもセンサが十分な耐久性を有していることを確認した.一方で,珪藻に応用する際にはロボットが高速に押し付ける際に細胞の位置が移動してしまい,うまく押し付けることができない問題が発生した.今後,動的計測を達成するためにはロボットの位置をリアルタイムに補正することが課題である.・細胞の非接触操作:一方で,ロボットを流体チップ(閉空間)の中で高速に駆動させると,渦や引き込み流れ等の流体場を形成できることを新しく発見した.さらに,この流体場を用いて細胞を回転させることができることを確認した.・成果発表:これまでの成果について国際学会等で発表し,論文賞を含む2件の受賞を受けた.本研究では,マイクロ流体チップ内において,単一珪藻に対して力計測機構を有するマイクロロボットによって力学的な刺激を加え,その時の珪藻の刺激応答特性を定量評価することを試みた.まず,珪藻にダイナミックな刺激を与えるために,ロボット自体に微細加工を施すことで流体抵抗を大幅に低減させ,100 Hzの駆動周波数を実現した.また,ロボットの微細構造が破損しないようにチップ内に封入する方法を新たに提案し,実際にチップを作製することでその有用性を示した.最終的には,開発したマイクロロボットを用いて単一の珪藻を刺激することに成功し,刺激量(印加力)と珪藻内の葉緑体の移動との関係性を明らかにすることに成功した.・マイクロツールの高速化:SiとNiのハイブリッド材料で作製したマイクロツールに対し,幅が8μmの微小溝構造を加工することで,楔効果による流体摩擦の大幅な低減を行った.作製する溝を設計するために,数理モデルを構築し最適化を行うことで摩擦の低減に成功し,結果的にマイクロツールの大幅な高速化を実現し目標値を達成した(最大駆動速度:250mm/s,最大駆動周波数:100Hz).・力計測センサのアセンブリ方法の検討:マイクロツール先端に取り付ける幅5μmの力計測機構について,ピンセットによるアセンブリの際に頻繁に壊れるという問題があった.そこで,マイクロツールをチップ内へ組み込む際,より効果的なアセンブリ方法について検討を行った.実際に,ノッチ機構によりツール自身の力でツールを切り離す方法について新たに提案し,マイクロ流体チップを完全に組み立て後に,ツールを切り離すことができることを示した.これにより,微小なセンサを壊すことなくツールをマイクロチップの内部に実装できることを確認できた.また,切り離したツールがマイクロチップ内を自由自在に移動できるようになったため,ツール自体の作業性も大幅に向上した.・計測制御システムの構築:オンライン高速ビジョンを導入し,ロボットシステムと組み合わせることでシステム全体として1000 Hzで駆動可能なプラットホームを構築した.これにより,従来は30Hzの上限があったシステム全体の駆動周波数を大幅に向上させることができた.・珪藻の定量評価:構築したプラットホームを用いて珪藻の計測を行い,印加した力とそのときの珪藻の刺激応答の関連性を詳細に調査した.取得した動画の画像処理を行うことで,印加した力の履歴,及び,珪素中の葉緑体凝集の程度について定量的に調べた.結果として,印加力の絶対的な大きさと凝集の程度に高い相関があることをはじめて明らかにした.本研究では,オンチップで単一珪藻に対してマイクロツールを用いて高速に力学的な刺激を加え,その時の珪藻のダイナミックな挙動を計測することで珪藻の機能解明及び機械インピーダンス特性を測定することを目的としている.マイクロツールを高速化することが第一の目標であり,今年度は高速化について順調に目標値を達成しており,また,計測制御のためのプラットホームの構築も行っていることから,順調に研究が進んでいると言える.また,成果についても国内外の学会や論文誌にて多数発表することができた.今後は以下の点について研究を進めていく.・ロボットの高速化と力計測機能の統合:これまで別々に研究を進めていた機能を一つのツール上に共存させることを目指す.これに伴い,従来は力計測に静的なモデルを用いていたが,高速に微生物に加わっている力を正確に計測するために,動的な力計測のモデルを導入する.最終的には画像処理を用いることでリアルタイムで印加力を計測することを目指す.また,ツールの作成方法については,ツールの力計測機構部分を保護しつつ,駆動部分のみに溝を形成することが課題となる.プロセスの条件や順番を最適化することで,高速化と機能化を同時に実現する方法について検討を行う.・珪藻の凝集特性の評価:これまでに凝集特性を評価できる見通しを得たため,さらに詳細に印加パターンを変化させて,より多くの固体を用いて実験を行う.

具体的には,ツール高速化によって可能となった,インパルス上の印加に対しての凝集反応の評価を目指す.同時に,評価軸を拡張するための取り組みとしてインピーダンス特性(剛性・粘性)パラメータの推定についても検討を行う.主に,これまでの成果について国際会議(2回)及び国内会議(2回)の発表のための支出を計画している.国際会議や英文論文誌に投稿するための英文校閲費も計上する.また,マイクロツールやマイクロチップを作成するための消耗品類(ウェハ・フォトマスクなど)購入のためにも研究費を使用する予定である.
口腔癌におけるリン酸化異常に起因するSkp2過剰発現機構の解明

本研究は、口腔癌で生じているSkp2のユビキチン分解異常と、その結果としての過剰発現機構の詳細について明らかにすることを目的とする。Skp2のリン酸化制御異常がその原因となっている可能性について検討し、特異的分子治療薬への応用の可能性までを検討する。そのために本年度は、Skp2と同様、複合体型ユビキチンリガーゼAPC^<Cdh1>の基質であり、最近までその過剰発現との関連について研究を進めていたAurora-Aをモデルとして、そのリン酸化調節機構の詳細を明らかにすることで、Skp2やAurora-AをはじめとするAPC^<Cdh1>の基質に共通する過剰発現機構を明らかにすることを目的とし、以下の研究を実行した。Aurora-Aの51番目のセリン残基(セリン51)のリン酸化がタンパクの安定化につながることが最近明らかとなっていた。そこで、リン酸化模倣変異型(S51D)Aurora-Aを作成し、ユビキチンアッセイを行なったところ、野生型(WT)と比較して明らかにユビキチン化が阻害されたことから、リン酸化が直接ユビキチン化を抑制し、タンパクを安定化するシグナルとなっていることが明らかとなった。また、口腔癌症例の組織より抽出したタンパクを用いた検討から、Aurora-Aの過剰発現とセリン51の恒常的リン酸化との間に明らかな関係が見られたことから、実際に口腔癌でリン酸化制御異常が生じていることが明らかとなり、またそのことが、APC^<Cdh1>の基質タンパク群の過剰発現にとって重要なイベントとなっていることが示唆された。さらに、キナーゼ変異型Aurora-Aを用いた検討により、セリン51のリン酸化が自己リン酸化による可能性が、また、フォスファターゼ阻害剤を用いた検討により、その脱リン酸化が、細胞周期を調節するセリン/スレオニンフォスファターゼであるPP2Aによって行なわれる可能性が示唆された。最近、PP2Aをはじめとするフォスファターゼの機能異常と発癌との関係について様々な報告があり、注目を集めていることから、今後はさらに、Skp2をはじめとした癌遺伝子産物の、PP2Aによる脱リン酸化を介した発現制御機構の詳細についても検討したい。
環境由来化学物質の性ステロイド内分泌に及ぼす影響解明に関する基礎的研究

1.ライディッヒ細胞(ブタ)の初代培養系を利用して、アンドロゲン産生に及ぼす化学物質の影響を検討するためのin vitroアッセイ系を構築した。このアッセイ系を利用して、有機スズ化合物トリブチルスズ(TBT)、ジブチルスズおよびトリフェニルスズがテストステロン産有意を抑制することを見出した。TBT暴露はトロピックな刺激による細胞内cAMPの上昇を抑制した。同時に、TBT暴露はCYP17 mRNAレベルの低下を引き起こすことから、転写レベルでCYP17の活性を抑制することを明らかにした。また、テストステロン産生に関与している酵素の一つである17β-HSD活性を特異的に阻害することも明らかにした。従って、これらの有機スズ化合物が精巣におけるテストステロン産生を抑制し、その機序としてステロイド合成酵素の転写レベルでの抑制や酵素阻害による可能性が示唆される。2.エストロゲン生合成酵素(アロマターゼ)はエストロゲン生合成の律速酵素であり、エストロゲン産生に必須の酵素である。我々はヒト副腎皮質由来腫瘍細胞株であるH295R細胞にアロマターゼが発現していることを明らかにし、その活性発現にpromoterIIとpromoter I.3が選択されること、さらに上皮成長因子やプロスタグランジンE_2刺激により転写が活性化されることを明らかにした。次に、このH295R細胞を用い、アロマターゼ活性あるいは転写に及ぼす影響を測定するin vitroアッセイ系を構築し、エストロゲン産生に及ぼす化学物質の影響を検討した。このアッセイ系を利用して、プラスチックの可塑剤として多用されているフタル酸ジエチルヘキシルの主な代謝物であるフタル酸モノエチルヘキシル(MEHP)がアロマターゼ活性および転写活性を抑制して遺伝子発現を有意に低下させることを見出した。その作用機序として、MEHPはオーファン核内レセプターNurr77の一過性の発現を誘導することによりアロマターゼ遺伝子の転写活性を抑制し、その結果としてアロマターゼ活性が低下してエストロゲン産生が抑制される可能性が示唆された。1.アンドロゲン産生細胞を用いた、アンドロゲン産生に及ぼす化学物質の影響を解明するためのin vitroアッセイ系を確立した。ブタ精巣ライディッヒ細胞の初代培養系を利用して、アンドロゲン産生に及ぼす化学物質の影響を検討するためのin vitroアッセイ系を構築した。生後2週齢の幼若ブタ精巣から分離したライディッヒ細胞はその含量が高いことや、ライディッヒ細胞におけるテストステロン産生経路はヒトの場合と類似することからヒトのモデルとして有用であると考えられる。2.このアッセイ系を利用することにより、有機スズ化合物の精巣テストステロン産生に及ぼす影響を検討した。TBT、DBTおよびTPTは細胞毒性が認められない低濃度の暴露でテストステロン産生を有意に抑制することを明らかにした。次にこの作用機序を検討した。その結果、TBT暴露により引き起こされるライディッヒ細胞のテストステロン産生抑制はLH受容体依存性のシグナル伝達により引き起こされる細胞内cAMPの上昇を抑制すると同時に、CYP17 mRNAレベルの低下が認められることから、転写レベルでCYP17の活性を抑制することがテストステロン産生抑制に関与することを見いだした。

また、テストステロン産生に関与している酵素であるCYP11A、CYP17、3β-HSDおよび17β-HSDに対するTBTおよびTPTの直接作用を検討した結果、比較的高濃度であるが精巣のテストステロン産生に特異的な酵素である17β-HSD活性を特異的に阻害することも見いだしている。従って、有機スズ化合物のテストステロン産生抑制に関する作用機序として、ステロイド合成酵素の転写レベルでの抑制や酵素阻害による可能性が考えられる。1.エストロゲン生合成酵素(アロマターゼ)はエストロゲン生合成の律速酵素であり、エストロゲン産生に必須の酵素でもある。我々はヒト副腎皮質由来腫瘍細胞株であるH25R細胞にアロマターゼが発現していることを明らかにした。その発現はフォルスコリン(FSK)刺激により上昇し、卵巣や脂肪細胞における発現に選択されていると同様なpromoter IIとpromoter I.3が選択されること、さらに本細胞のアロマターゼ活性は上皮成長因子(EGF)およびプロスタグランジン(PG)E_2刺激により上昇し、酵素の転写が活性化されることなどを明らかにした。そこでこのアロマターゼ発現細胞H295Rを用い、アロマターゼ活性あるいは転写に及ぼす影響を測定するin vitroアッセイ系を構築し、エストロゲン産生に及ぼす化学物質の影響を検討した。2.本アッセイ系を利用して、プラスチック(PVC)の可塑剤として多用されているフタル酸ジエチルヘキシル(DEHP)およびフタル酸ジブチル(DBP)、およびそれらフタル酸エステル類のヒトにおける代謝物であるフタル酸モノエチルヘキシル(MEHP)およびフタル酸モノブチル(MBP)のアロマターゼ活性に及ぼす影響を検討した。その結果、これらのフタル酸エステル類の中で、MEHPは、細胞毒性を示さない濃度においてアロマターゼ活性および遺伝子発現を有意に抑制した。さらに、0.001-0.3mM濃度のMEHPは、FSK、EGFまたはPGE_2それぞれの刺激によって誘導されたCYP19遺伝子のpromoter II活性を、濃度依存的に抑制した。従って、MEHPはヒトにおいてアロマターゼ遺伝子の転写活性を抑制することにより、内在性エストロゲン産生に対して抑制的に作用する可能性が考えられる。
顆粒細胞のユニットレコーディング法の確立と小脳皮質への適用

従来のユニットレコーディング法を発展させ、これまでは記録が困難であった小脳顆粒細胞などの小型の神経細胞にも適用可能な新たな手法の確立を試みた。麻酔下のラットにおいて小脳顆粒細胞と推定されるユニット活動を計測するための実験システムを構築し、更に運動課題遂行中のニホンザル小脳において、小脳顆粒細胞への入力である苔状線維の終末から長時間安定してユニット活動を計測する手法を確立した。この手法を用いて運動時の大脳から小脳への入力を網羅的に計測し、運動指令のコピーが送られていることを示唆する結果を得た。顆粒細胞由来と推測されるスパイク活動の検出に特化した電極の作成と計測システムの構築に関しては前年度までに終えており、これを用いて覚醒下のサル小脳における苔状線維および顆粒細胞の同時計測を試みた。より確実かつ容易に実験を行うために、最初に安静時のサル小脳において末梢感覚神経の通電刺激による苔状線維および顆粒細胞の反応を計測することとした。小脳半球部の皮質は脊髄を介して直接、または大脳皮質を経由して間接に感覚入力を受けているため、感覚神経刺激によって特定のタイミングで活動を引き起こすことが可能であると予想された。しかしながら、通電刺激に伴ってプルキンエ細胞の複雑スパイクは容易に引き起こされる一方、苔状線維や顆粒細胞では当初まったく反応が見られなかった。その原因はサルの覚醒度にあり、大脳感覚野の直上で脳波を記録した結果、通電刺激の単調な繰り返しはサルの覚醒度の低下を招き、誘発電位の振幅が顕著に減少することが分かった。そこで通電刺激の強度・タイミングを調節するなどして覚醒度を一定に保ちつつ、再度通電刺激による顆粒細胞記録に挑戦している。これと並行して、運動課題実行中のサル小脳における苔状線維・顆粒細胞記録を試行する過程で苔状線維活動のデータが蓄積され、そのパターンが大脳運動野の神経細胞活動と多くの点で共通していることが明らかになった。大脳皮質から入力を受ける大脳小脳において苔状線維の活動パターンを詳細に調べた研究は前例がないため、この結果は近日中に投稿予定である。顆粒細胞の出力先であるプルキンエ細胞活動は既に記録しているため、顆粒細胞の入力元・出力先の詳細な活動パターンが明らかとなり、そこで行われている情報処理様式の理解に向けて大きく前進した。顆粒細胞記録に最適な電極形状を探るため、さまざまな形状のエルジロイ電極を試作し、覚醒下のニホンザル小脳において苔状線維のユニット活動およびその周辺に観察される小型のスパイク活動の双方を最も安定して検出できる形状を調べた。その結果、先端形状がやや扁平な半球状であり、インピーダンスが2MΩ前後である時に最も安定して検出できることが確認された。この形状の記録電極とアクティブシールド、および予備実験で使用したカスコード接続を応用した記録アンプを用い、苔状線維のユニット活動特有の波形を指標として電極の位置を微調整することにより、運動課題遂行中のニホンザル小脳においても最大30分程度、顆粒細胞のユニット活動と思われる小型のスパイク活動を追跡することが可能となった。当初の研究計画では、電極形状を決定後、安静時のサル小脳において苔状線維および顆粒細胞の自発活動を対象として計測方法を検討する予定であった。しかし適切な感覚刺激を与えることによって、苔状線維およびその入力を受ける顆粒細胞を特定のタイミングで繰り返し活動させることが可能であるとの考えから、これに必要な刺激装置・方法を検討した。個々の苔状線維は限局した体部位表面への刺激に対してよく反応するが、個々の苔状線維に対応する体部位を毎回特定することは非効率的であるため、感覚神経(橈骨神経および尺骨神経)を上腕の主幹部において表面刺激電極によって通電刺激し、前腕部の広範囲への刺激と同じ効果を得る方法を考案した。この方法をヒトおよびサルに適用したところ、感覚神経だけでなく運動神経を刺激することも可能であり、刺激強度によっては手首や指に伸展・屈曲が見られた。したがって小脳皮質の広範囲で苔状線維および顆粒細胞がこの刺激法によって反応すると期待され、実際にそれらの活動を記録する実験を進行中である。運動課題を遂行中のサル小脳において、顆粒細胞のユニット活動の計測を試みた。顆粒細胞の樹状突起と苔状線維終末との間に形成される糸球体近傍において、苔状線維活動に伴う特徴的なスパイク波形が計測されることが分かっているため、これを小脳皮質顆粒細胞層の目印として利用した。比較的インピーダンスの高い(1.8MΩ)エルジロイ電極を用いることにより、同一の苔状線維に由来すると考えられるスパイク波形を一時間以上にわたって安定して計測する手法を確立した。糸球体と顆粒細胞の細胞体は近接しているため、特定の顆粒細胞の近傍に長時間記録電極を保持することが可能となったと考えられ、実際に非常に多数の小型のスパイクを検出した。

しかしながらそれらが単一の顆粒細胞に由来するスパイクであることを検証する有効な手段については現在も検討中であり、取得したデータを引き続き分析する。一方、電極位置の指標として利用した苔状線維については、運動課題中の活動パターンが大脳運動皮質および小脳核と多くの点で類似していることが明らかとなった。この結果は、小脳が運動指令のコピー(エファレンスコピー)を受け取っているとの仮説を強く示唆する。更に運動開始前の遅延時間における活動は大脳、小脳およびそれらを中継する神経核のいずれにおいても良く似たパターンを示すことから、運動の準備期において既に大脳ー小脳連関において運動実行に必要な情報処理が行われていると結論づけた。神経生理学計測システムの開発については目標を達成しつつあり、覚醒下のニホンザル小脳において顆粒細胞由来と推測される小型のスパイク活動を検出可能である。本研究では苔状線維との同時記録によって顆粒細胞の同定を試みているため、顆粒細胞記録の成否に関わらず運動課題遂行中の苔状線維活動のデータが蓄積され、顆粒細胞への入力パターンが明らかとなった。出力先であるプルキンエ細胞活動と合わせ、小脳皮質の3層性神経回路における情報変換過程の理解は大きく前進した。しかしながら、顆粒細胞を安定して長時間記録する手法の確立には未だ至っていないため、引き続き検討を重ねる。計測システムの開発については目標を達成することができた。麻酔下のラットだけでなく、覚醒下のニホンザル小脳においても顆粒細胞と推測される小型のスパイク活動を検出可能な実験系を確立することに成功した。一方で、顆粒細胞のスパイク活動を効率よく検出する手法を検討するにあたり、まず最初の段階として、厳密に制御された感覚刺激を与え、特定のタイミングで高確率にスパイクを発することが期待される状況において記録実験を行うことの必要性が、当初の研究計画では十分に考慮されていなかった。あらかじめ予定していなかった実験を追加したためにやや研究目標の達成が遅れているが、しかし一方で、末梢感覚刺激に対する苔状線維および顆粒細胞の詳細な応答性、および小脳皮質におけるそれらの空間的な分布についてはこれまでに記載された例がないため、それ自体が重要な研究成果となることが期待される。前年度に引き続き、末梢感覚神経の通電刺激によって小脳顆粒細胞を特定のタイミングで活動させ、覚醒下のサルにおいても長時間安定して記録するための手法を確立する。通電刺激に対する反応および運動遂行中の活動を、顆粒細胞への入力元である苔状線維、出力先であるプルキンエ細胞と比較することによって、顆粒細胞が担っている機能的役割の解明を試みる。研究の最後の段階として小脳顆粒細胞記録の手技を他の脳領域に応用する。例えば大脳皮質では大型の錐体細胞の他、小型の神経細胞として紡錘状細胞、Cajal水平細胞、星細胞、Martinotti細胞の4種類が存在する。大脳皮質の95%以上を占めるこれらの神経細胞のスパイク活動の検出に適した電極形状および計測手法について検討する。制御された感覚刺激によって小脳顆粒細胞を特定のタイミングで活動させ、これを長時間安定して記録するための手法を確立する。ヒトの末梢神経機能の検査に用いられる感覚神経伝導速度検査を参考に、感覚神経刺激に最も適したパラメータを決定する。顆粒細胞を捉えた状態で運動課題に移行することで、スムーズに運動時の活動記録を開始できると期待される。
原始テクネチウムの残存の確証

元素生成時に存在した原始テクネチウムが現在も現存する直接の確認はほとんど不可能と断定された。しかし,元素生成の当時には必ず_<43>Tcが存在したはずである。その消滅核種効果の実証に研究の重点がおかれた。テクネチウムの原子番号は43であり,Tc-97の半減期は3×10^6年(EC),Tc-98の半減期は4×10^6年(β^-)である。従って,消滅核種の単純な観点からは,_<44>Ruと_<42>Moの同位体比を精密に測定することが直接的なアプローチであるが,半減期の効果と原子番号43近辺の複雑な核合成過程の解明には,_<40>Zrの同位体比の精密測定も重要である。何れの場合も、微量元素であり、化学的高純度分離法と高感度高精度質量分析の開発が必須かつ困難な課題であった。Ru,Mo,Zrの同位体組成について次の結果が得られた。〔Moについて〕地球物質中のMoの同位体比の変動は小さかったが、隕鉄中ではかなりの変動が見られた。それらの変動の相互関係が元素合成の過程をよく反映していることが初めて明らかになった。Tcの消滅核種の効果と考えられる例が一例だが見出された。〔Zy〕この元素は、地球試料中でも同位体不均一性が保持されているいう重要な事実が明らかになった。〔Ru〕この元素の化学分離と質量分析は最も困難で多くの時間を要した。我々の測定値は、^<98>Ruについて有意な変異を示すと解釈できるが、事が重要なだけに、さらに慎重な測定を繰り返すことが望まれる。宇宙始原物質として極めて重要な隕鉄からの高収率,高純度でのRuの分離には更に工夫を要する。数値解析用の効率的プログラムを開発した。以上の研究に関連して、次の重要な副産物が得られた。(1)^<96>Zrの二重ベータ壊変の半減期を地球化学的手法で得た。(2)特にO^<16>を濃縮した酸素をbleedingして質量分析を行う新手法を開発した。(酸素同位体の補正が実質的に不要となる。)(3)Re-Os年代測定法の飛躍的改良。Tc消滅核種の問題がしぼられ、各種隕石中の研究の発展が有望である。平成元年度末現在における研究の進行状況は以下の通りである。(1)Tcー99を購入し、分析化学的精密測定法の実際的検討を開始した。〔このTcには、約百万分の1のTcー98が入っていることをγ線カウンターで確認した。〕(2)核のエネルギーレベルを検討し、Tcー98は、β^-壊変と共にEC壊変も行う可能性があることを推論した。(3)隕石の中に、Tcの壊変による効果を発見するためには、MoとRuを純粋にそれぞれ分離し、両元素についてそれぞれの同位体存在比を精密に測定する必要がある。

この測定のために購入した専用の質量分析計が、輸送中の事故のために6ケ月到着がおくれたことは、少なからぬ痛手だったが、共用の既設の質量分析計により、MoとRuの質量分析の経験を深めた。その結果、質量数100に近い所に未知のイオン(多分、K_2F^+とK_2Na^+)が高温で出現すること、一方、K^+_2、K^+_3、K^+_4、K^+_5の生成も明らかとなった。〔これらの知見は、今後の研究で注意すべき問題を明らかにした点で、有意義な新知見である。〕(4)核物理学で極めて注目されている二重ベータ壊変の目標核種としてMoー100とZrー96が非常に適しているとの結論を得ているが、地球化学的研究手法に必要な古い鉱石試料として、輝水鉛鉱とジルコン(20億年以上)のサンプルを入手することに成功した。同時に、Moから超微量のRuを、Zrから超微量のMoを分離する方法を検討し、前者にはRuO_4の蒸留法が、後者には、イオン交換法が有利であることを確かめ、検出限界をさらに下げ、分離可能な濃度比をさらに上げる実験を続けている。(5)フランスと米国(Oak Ridge)に特注して、Tcー97を作ってもらう準備とその受け入れ態勢を整えている。このTcー97を使い、この核種の半限期再測定に挑戦する計画である。〔測定例は一個しかない。〕当初の研究目的は,「原始テクネチウム」が現在も地球上に残存することの証明であった。しかし,1990年7月にLos Alamosの研究所のRokop博士から連絡があり,Tcの検出のために特に開発した超高感度の質量分析計で測定を試みたが,否定的な結果を得たとの手紙を受け取った。この情報を基に真剣に検討し,次のように計画の重点を修正し,研究計画の実験上の目標を設定した。(1)原始テクネチウムの残存をなお証明する試み。MnがTcと同旅であることに着目し,深海底で採取されるマンガン団塊中の白金属元素と共にTcの検出に挑戦する。これはPIXEによる測定を進めている。(2)原始太陽系あるいは地球形成の初期にTcが存在したことの証明。この目的のために,地球上の岩石や鉱物,及び,隕石の中のMoの同位体存在比を高精度で測定する質量分析上の技術,特に,イオン源の技術を開発した。地球上の四個の輝水鉛鉱の同位体変動は,2x10^<ー5>以内であった。最近,隕鉄からMo,Ru,Zrを化学分離することに成功し,隕鉄のMo,Ru,Zrの同位体測定が近く行われる予定である。火星起源といわれるザガミ隕石中のMoの同位体比測定の準備も進行中。(3)Moー100及びZrー96の二重ベ-タ壊変の半減期測定。本計画は,当初から本研究課題の副テ-マであった。この目的に必要なジルマンからの超微量のMoの分離,輝水鉛鉱からの超微量のRuの分離の方法を試験中である。その方向への一歩として,ウラン鉱物から自発核分裂で生じたRuの同位体比の測定を試み,それに成功した。一方,輝水鉛鉱中でのRuー100の生成の研究に必要な,輝水鉛鉱の信頼できる年代測定法の開発に成功した。(2)で述べた,Moの同位体比測定に関する感度と精度の向上に直接あるいは間接に寄与するいくつかの技術的進歩は,この(3)の研究にとっても重要である。次の三つの研究において、極めて画期的な成果を得た。〔I〕地球化学的方法によるZrー96の二重β^ー壊変の研究とその発展。ジルコン(鉱物)中のMoの不純物を千分の1に減少させる事,又,表面電離に用いるフィラメントの表面を物理・化学的に処理し,さらに,Moの原子価状態を3価に制御する方法により,質量分析の際のMoのイオン化効率を10^310^4倍向上させる事に成功。このようないくつかの独創的工夫の組合せにより,5.3gのジルコン鉱物に,わずか2.3ピコグラム含まれる,二重β壊変起源のMoー96の定量に世界で初めて成功。