hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユウロピウム化合物の新しい電子状態と磁性の発現

2について,Si濃度を変化させて単結晶育成を育成し,EuCu2Ge2の反強磁性が多結晶試料の報告と同様にx = 0.7付近で消失することを単結晶試料でも確認した。さらに磁気臨界点(QCP)直前のx = 0.45とx = 0.6において高圧下電気抵抗測定を行い,加圧によってQCPを迎えるとことを初めて明らかにした。このことは,この系で元素置換によって出現する磁気臨界点は,置換効果による電子状態の変化ではなく,結晶格子の収縮(体積変化)による効果で現れることを明らかにした初めての例であると考えている。この結果については,J. Phys. Soc. Jpn.に掲載が決定し,まもなく公表される予定である。カイラル磁性体EuPtSiについては,反強磁性相内に閉じた特異な磁気相が存在することを見出し,ホール効果や磁気抵抗などの測定から,その詳細を明らかにした。この結果については,J. Phys. Soc. Jpn.に公表した。他のEuTX化合物については,単相の試料を得られておらず,次年度でさらに育成条件を探索していく。また,EuCuPについても,順良な単結晶を育成でき,高圧実験から常圧で32 Kの反強磁性転移温度が8 GPaで81 Kに到達することを確認した。しかし,測定範囲内ではQCPや価数転移を確認できなった。この成果は,J. Alloy. Compd.に投稿し,現在査読中である。今年度は研究のベースになる試料育成に注力したため,高圧装置及び測定技術開発に特記すべき成果はまだ得られていない。しかし,それ以外の試料育成と付随する試料の基本的物理量測定には予想以上の進展があった。前述のようにEuCu2(Ge1-xSix)2系化合物,特にEuCu2Ge2では純良で大型の単結晶育成に成功し,高圧実験からEu2+の磁性状態から磁性が消失し,近藤状態,つまり重い電子状態への連続的な移行を,確認できたことは大きな成果であると考えている。関連物質として,Euのリン化合物の育成にも挑戦し,いくつかの純良な単結晶が得られている。カイラル磁性体においても,EuPtGeの結晶育成に成功し,電気抵抗,比熱,磁化率測定から3.4 Kに1次転移的な反強磁性転移がEuPtSiと同様に存在することを確認した。また,EuPtSiと同様な異常な閉じた相の存在の確認や異常ホール効果などの興味深い成果が確認されつつある。しかし,純良性に問題があり,他の育成が成功していないEuTX系化合物同様,さらに育成条件などの探索を続ける。これらの成果は,学会・研究会等での講演や学術誌への掲載をきっかけに,国内の研究者の注目を集め,試料提供などにより共同研究が盛んに行われている。今後,多くの成果があがることが期待される。今年度も前年に引き続きキラル構造を持つEuTX(T:遷移金属,X: Si, Ge, P)やそれらに関連して,EuGe, EuGe2, EuCu5, EuAu5,EuMnBi2などの新規物質の単結晶育成,基本物性測定,高圧実験を行い,特異な電子状態や磁気状態の探索の研究を推進した。カイラル構造を持つEuPtSiは試料育成条件を最適化し,大型純良単結晶に成功した。それを用い,中性子散乱実験や共鳴X線散乱グループと共同研究を進めたことで,類似結晶構造を持つMnSiで報告されているスキルミオン相が存在するということがほぼ確定的になった。しかし,一方でEuPtSiのスキルミオン相(A相)は磁場を[110], [112]方向へ加えると消失すること,スキルミオン半径が非常に小さい(18オングストローム)など,MnSiとは大きく異なることも明らかになっている。
知識基盤社会におけるアカデミック・インテグリティ保証に関する国際比較研究

アメリカ、イギリス、オーストラリア、ドイツ、中国への海外調査とアメリカ、イギリス、オーストラリアからの研究者招聘とセミナーを開催し、広く学問的誠実性に関する課題と現状を明らかにした。特に、アメリカにおける産学連携のインパクトについて把握し、各国の対応方策を明らかにした。また、日本の大学・学会・日本学術会議連携会員に対する質問紙調査を実施し、研究倫理の規範制定状況、現在の取り組みの有効性と今後の課題を明らかにした。これらの成果は、商業出版のほか、5回のセミナーで広く公開し、研究報告書も作成し、主要な大学・機関に送付した。海外調査としてイギリス,アメリカ,オーストラリア,東ヨーロッパ,中国の調査を行い,国レベルの研究不正対応策と大学レベルの取り組み,研究者との意見交換や情報収集を行った。また,アメリカから産学連携の専門家(Roger Geiger)を招へい,香港からアカデミック・インテグリティの専門家であるBruce Macfarlaneを招へいし,それぞれ,2月,8月にセミナーを開催した。国内調査としては,北海道大学,東京大学,広島大学,日本私立大学協会,日本学術振興会,日本学術会議の調査を行い,国内大学における研究倫理保証の体制や,国レベルのシステムについての情報収集を行った。特に,日本学術会議の科学と社会常置委員会の活動を精査し,「科学におけるミスコンダクトの現状と対策」の策定過程に関する資料を収集した。国内研究会としては,メンバーによる研究会を開催したほか,産学連携が大学にもたらす影響を明らかにするために,上智大学・上山隆大,ブリストル大学北川文美氏を招へいしたセミナーを開催した。このほか,学問的誠実性に関する文献・図書約50点を収集した。これらの活動を通じて,従来の研究不正に加えて,利益相反問題が誠実性に関する重要問題として顕在化し,その背景には,産学連携,資金の多元化による資金提供者へのアカウンタビリィと学問的誠実性との相反関係に加え,政府資金による研究においても同様の問題が生起していることが明らかになった。また,各国において,政府・学会・機関レベルでの防止策が進められているが,日本の取り組みは,きわめて遅れていることも明らかになった。さらに研究不正の定義と防止・告発から、責任ある研究行為の推進と研究倫理教育の普及による防止へと各国とも旋回し、研究なしには研究費申請ができないようにすることも、アメリカをはじめとする資金提供団体の共通する動きとなっている。これらに比べると、日本は大きく立ち遅れている。日本の大学・学会・日本学術会議連携会員に対する質問紙調査を実施し、研究倫理の規範制定状況、現在の取り組みの有効性と今後の課題を明らかにしが、二重投稿について30%しか大学の規範では不正の概念に入れていないなど、大きく立ち遅れがみられる。これらの点を克服していくことが求められる。研究倫理に関し、不正の定義、発生状況と今後、防止策と有効性についての質問紙調査を、大学(756)、大学院・学部・研究所(1875)、学科・専攻(4025)、日本学術会議協力団体・学会(1925)、日本学術会議連携会員(1778)など合計10,359を対象とした「大学における研究倫理に関する調査」を実施した(全員)。ドイツにおける研究倫理の規範制定状況、現在の取り組みを調査した(田中)。また、研究倫理に関する主要文献(外国・日本)を収集した。これらの研究活動に基づき、日本高等教育学会において「Academic integrity保証に関する世界の動向と日本の課題」と題する研究発表を行った(羽田)。それぞれメンバーは、日本・アメリカ・イギリス・ドイツ・中国・オーストラリアにおける研究倫理体制について研究成果のとりまとめを進めた。26年度が最終年度であるため、記入しない。社会科学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初,東日本大震災の影響を受け,平成23年度経費の一部を平成24年に繰り越したが,3回にわたる国際セミナーを開催し,5カ国において調査を実施することができた。研究会の開催は3回にとどまったが,世界的な教育と研究に関する倫理保証の動向を把握し,今後の機関調査のための知見が得られた。また,各国の政策動向や個別大学の仕組みに関する情報と資料が得られ,次年度以降の研究進捗に寄与する見通しが得られた。当初,外国人研究者を招聘したセミナーを開催し,海外の研究動向を反映した調査研究計画のデザインを行い,送付・リマインド・回収を行う予定であったが,平成24年7月、当該外国人研究者の都合により招聘する時期を遅らせる必要が生じた。なお、調査用紙第1次、第2次案は、当初の計画から1人目の外国研究者との意見交換に基づいて策定する予定であったため、2人目の外国研究者の招聘前に策定すること問題がなかった。1.今までの研究活動によって得られた成果については,学会発表及び出版等で社会に還元していく。

2.日本における研究不正の実態や防止方策等について,全国的なデータがないので,国公私立大学及び日本学術会議協力団体(学会),日本学術会議連携会員を対象に舌質問し調査を行い,統計的に全体動向と今後の方向を明らかにする。3.研究倫理の確立に関し,日本学術会議等の全国団体の動向等の調査を引き続き行う。4.国際的に進んでいるアカデミック・インテグリティ確立の動きを明らかにするために,文献収集と分析を引き続き進める。5.研究会を開催し,各国調査の結果などを総合する。調査用紙の送付次年度4月以降に実施し、速やかに回収及び分析を進めることにした。
健康長寿世界一を目指す先進的地域保健医療システムの開発

前年度対象地域にて、1)健康長寿健診、2)軽度認知症者の生活支援プログラムの実施、3)中学生とその母親の食習慣調査を行った。1では健診項目と睡眠障害の関連を明らかにした。2ではアラーム付き薬入れ装置を用いて自立生活の継続を促すプログラムを試行した。3では中学2、3年生とその母親の食歴調査を実施し、男女別に分析した。1)1335名の受診者でアテネ睡眠尺度による睡眠障害の評価を行ったのは345人(25.8%)だった。睡眠障害の心配がない、少し睡眠障害の心配がある、不眠症の疑いありの3群に分類した。以下の項目で3群間の差を認めた。身体機能及び血液検査値(4m後進速度、体脂肪率、男性血清クレアチニン、男性e-GFR)、生活習慣(地域との繋がりの程度、睡眠による十分な休養の有無、生活習慣改善の意思の程度)。2)対象は80歳代脳梗塞女性でMMSE 21点。独居でセルフケアは自立(要介護1)。近隣在住の60歳代の娘が日常生活を支援していた。娘の負担が大きい薬の飲み忘れを支援課題とした。本人の生活機能を評価し、Clarion社の服薬支援器(薬を1回分ずつ詰めると、設定時間に服薬を促し、その時間の薬を取り出すまで促しを繰り返し、薬の取り出し履歴を記録する機器)を導入した。導入1週間後、薬は毎日促しから5分以内に取り出され、飲み忘れもなくなった。満足度(10点満点)は本人が10、家族が8であった。1ヵ月後も継続使用を確認でき、満足度が保たれた。3)中学2年生(100名)3年生(71名)とその両親でデータを突合できたのは、男子(56名)、女子(48名)だった。生徒と母親間で「朝食と夕食の品数」の差を検定すると、男女共に母親との差がなかった。また、主食では、朝食で母親と同じ主食を摂った女子生徒は73%だったが、夕食では90%以上の女子生徒が母親と同じ主食を摂り、その割合は男子生徒より高かった。平成28年度は「男性長寿日本一」の長野県松川村にて、信州大学との連携協定をもとに、1)“健康長寿健診"、2)介護予防教室での体力測定、3)中学校の生活習慣病調査・教育啓発活動を実施した。1では、健診項目と生活習慣の関連を明らかにした。2では、身体機能を測定し結果をフィードバックした。3では、中学2,3年生を対象にした食歴調査及び血液検査を含む健康診断データをもとに、個別相談を実施した。健診参加者は928名(男435名、女493名)、年齢は29歳から89歳だった。低アルブミン血症は、年代と共に頻度が増加し100名10.8%(男42名9.7%、女58名11.8%)にみられ、80歳代は、男女とも20%を上回った。また、BMI<18.5で12.0%、BMI 25以上の肥満あるいは腹部肥満でそれぞれ12.0%、15.0%だった。928名中ロコモ度を測定した331名で、258人(77.9%)がロコモ度1,2だった。ロコモ度の割合は女性が多く、年齢と共に増加した。ロコモ度1,2の女性の半数近くが肥満だった。ロコモ度と肥満の割合は、男女とも関連していた。骨格筋指数では、男女とも約1割から2割が低値を示した。ロコモ度が進むと自覚的歩行速度が遅い割合が多かった。介護予防教室にて体力測定し、参加者30名に結果説明を行った。中学生家族での食事歴質問票に回答したのは母親が78.9%だった。母親の栄養素摂取量との相関係数は男子より女子で高い傾向だった。健康診断データを扱った生徒は計173人だった。採血結果は保健室教諭を介し対象者に報告した。保健室教諭と連携し脂質異常や貧血、肝機能障害等を認めた生徒から受診を募り、11名の生徒・保護者を対象に中学校で個別相談を実施した。合わせて、管理栄養士が食育SATシステムを用い、血液検査結果等に基づき食生活の改善を指導した。平成28年度の研究予定は以下の三点であった。1)健診結果を長野県等とのデータと比較する、2)健康長寿健診の実施、3)協働による食育・運動教室の実施。進捗状況では1の活動が遅れている。対照地域になり得る可能性のある近隣自治体への依頼を行ったが、相手先の業務事情等もあり協力の同意を得られるよう引き続き選定作業中である。2では、身体測定、血圧・腹囲測定、一般血液生化学検査、栄養マーカー、ロコモ度、体組成、生活習慣と社会環境に関する質問紙調査を予定通り実施することができた。3では、2つの教室活動を行うことができた。中学生とその同居親族の食習慣調査と健診項目に基づき、保健室教諭・栄養士と共に協働で指導を実施できた。介護予防教室で定期的に評価活動を実施した。平成29年度は長野県松川村にて、1)健康長寿健診、2)健診結果報告会での食事内容測定・指導、3)中学生とその母親の食事習慣調査を行った。1では、県内参照町村データとの比較、健診項目と生活習慣の関連を明らかにした。

2では、報告会参加者の朝食内容を測定し結果をフィードバックした。3では、中学2,3年生とその母親を対象にした食歴調査を実施した。国保データベースから松川村と同規模町村の特定健診問診項目の関連を検討した。喫煙率や10kg以上の体重増加率、睡眠不足者の割合が低く、一日一時間以上の歩行者割合が高いことを認めた。健診参加者は915名で、身体活動環境評価を行った者は519人(56.7%)だった。6割以上が肯定的評価の項目は、屋外運動施設へのアクセス、歩行の安全性、車の必要性、地域の景観の4つだった。93名が身体活動量を測定した。一日平均歩数±SDは6596±3289だった。ロコモ度3群(非該当・ロコモ度1・ロコモ度2)の比較で、アルブミン値・一日平均歩数の差を認めた。結果報告会参加者555名で、主食を米とする者は67.6%だった。朝食に主食を摂らない者は全体の5.2%だった。主食を米とする者で、1食当たりのご飯量を適量(120200g)とする者は33.9%だった。主食をご飯とする者のうち46.4%が120g以上の野菜を摂取した。朝食に主食なしの者のうち79.3%が、野菜摂取量が120g以下だった。母親と男子生徒の組合せである74組と、母親と女子生徒の組合せである57組について、栄養素等41項目(脂肪酸の一部などを含む)の摂取量と食品群別摂取量(15群)について粗摂取量(以下、粗値)と栄養素密度法で調整した摂取量(以下、密度法)の相関について分析した。男子では粗値7項目と密度法6項目が、女子では粗値13項目と密度法12項目が関連を認め、いずれも相関係数が高かった。平成29年度の研究予定は以下の5点であった。1)長野県内比較対照地域を選定し生活習慣調査項目を比較する。2)健康長寿健診の実施。3)社会環境と健康度の関連の検討。4)主食摂取量、野菜摂取量の把握。5)軽度認知症者を支えるプログラムの開発。1)に対して:対照地域として予定していた同規模の自治体の協力を得ることができなかったが、国保データベースから同規模町村との比較検討を行うことができた。これにより特定健診問診項目で取り組みのよい生活習慣を明らかにすることができた。2)に対して:健康長寿健診から運動機能の測定からロコモ度との関連を示すことができた。調査協力者数は少なかったが、新しく健診受診者の身体活動量を体力指標の一つとして客観的に確認することができた。3)に対して:健診に付随した質問紙調査により、健康に関連する要因として身体活動環境の主観的評価を確認することができた。4)に対して:結果報告会参加者の朝食摂取内容の調査から、主食の摂取頻度を明らかにすることができた。これらは平成29年度予定していた5つのうち4つの課題を遂行できたこととなった。5)に対して:しかし、アラーム付き薬入れ装置を用いた軽度認知症者の暮らしを支えるプログラム開発では、周知活動と予備調査にとどまった。前年度対象地域にて、1)健康長寿健診、2)軽度認知症者の生活支援プログラムの実施、3)中学生とその母親の食習慣調査を行った。1では健診項目と睡眠障害の関連を明らかにした。2ではアラーム付き薬入れ装置を用いて自立生活の継続を促すプログラムを試行した。3では中学2、3年生とその母親の食歴調査を実施し、男女別に分析した。1)1335名の受診者でアテネ睡眠尺度による睡眠障害の評価を行ったのは345人(25.8%)だった。睡眠障害の心配がない、少し睡眠障害の心配がある、不眠症の疑いありの3群に分類した。以下の項目で3群間の差を認めた。
レクチンを介した新しい補体活性化経路、MBP-MASP系の研究

1).マンノース結合蛋白(MBP)はマン-スやN-アセチルグルコサミンに結合特異性を持つ血清レクチンの一つで、補体活性化能が有り、生体防御上重要な役割を演じている。MBPによる補体活性化のメカニズムに関しては次の2つの説が提唱されている。一つは、補体第一成分C1と同様にMBPはC4,C2の分解にプロテアーゼ成分としてC1の亜成分C1rとC1sを用いるとする考え方である。これはイギリスのReid博士らのMBP-C1r/C1s複合体が形成し得ることを示した再構成実験に基づく。一方,我々の連休からヒト血清MBP画分からC4,C2分解活性能を有するプロテアーゼMASP(MBP-associteel sereine pntease)が単離されたことより、MBPはMBP-MASP複合体を形成して働いているとする見方である。生体的でMBPによる補体活性化(レクチン経路)のメカニズムを解明する上で、MBPとC1r/C1s,MBPとMASPなどの結合性が重要な手がかりとなる。そこで、MBP-MASP,C1の亜成分間の結合性を結合定数の測定により検討した。Reid博士らの調製したC1と我々の調製したMBP-MASPを材料として蛋白成分間の結合状態を調べる装置であるBiacoreを用いてMBP-MASP,MBP-C1r/C1s,C1g-MASP,C1q-C1r/C1s各々の結合定数を求めたところ、これらの値はほぼ同程度てあることが判明した。血清中よりMBP-MASP,C1q-C1r/C1sのみ得られることを考慮すると以上の結果は、これら2つの複合体は何らかの制御機構を受けてin vivoで形成される可能性を示唆している。2).MBP欠損患者が高頻度(白人で5-7%)で知られており、幼児における易感染性との関連が報告されている。これらMBP欠損患者のMBP遺伝子では塩基230の点突然変異でコドン54がGGC→GACに変化していることが明らかにされている。これはMBP蛋白のグリシン(G)がアスパラギン酸(D)への置換につながる変異であり、この結果,変異MBPは合成されても生体内で分解が速いものと推定されている。アメリカのEzekouitg博士らは正常タイプのMBP(MBPG)と変異MBP(MBPD)のリコンビナント体を作製して両MBPの性状を検討した。その結果MBPGがヒト血清中の補体活性化能を示したのに対して、MBPDには本活性が損われていた。そこで,このような活性の違いの原因を解明する目的でMBPとMASPとの反応性に着目して検討を行った。その結果、EZRkouitg博士の調製したリコンビナントMBPのうち、MBPGはヒト血清MBPと同様にMASP共存下、補体成分C4,C2分解を伴なう補体活性化能を示したが、MBPDにはその活性が見られなかった。更に、MBPとMASPとの結合性を検討したところ、MBPGはMASPと結合したのに対して、MBPDは結合しなかった。以上の結果より、MBPDに補体活性化能が損なわれている原因として、MASPとの結合活性がないことが明らかとなった。(投稿中)。3).リウマチ患者血清中のIgGの多くは、非還元末端のガラクトースが欠損して次のN-アゼチルグルコサミン残基が末端に位置している異常な糖鎖構造をしている。MBPはN-アセチルグルコサミンに親和性を持つので、このガラクトース欠損IgGにMBPが結合すると補体活性化をおこし、それがリウマチの病態と関連がある可能性が考えられる。そこで、リウマチ患者血清IgGへのMBPの結合性を調べたところ、正常人のIgGに比べて、より多くのMBPが結合することがわかった。更に、このMBP結合性IgGをプロテインGカラム及びMBPカラムを用いて単離後、MBP-MASPによる補体活性化能をC4消費を指標に調べたところ、明らかな活性化を示した。また、このIgGはIgMタイプのリウマチ因子と複合体を形成していた。これらの結果より、リウマチ患者血清中の異常な糖鎖構造をもつIgGを含大複合体がMBP-MASPを介したレクチン経路の活性化を起すことが明らかとなった。

そこで、MBP-MASP,C1の亜成分間の結合性を結合定数の測定により検討した。Reid博士らの調製したC1と我々の調製したMBP-MASPを材料として蛋白成分間の結合状態を調べる装置であるBiacoreを用いてMBP-MASP,MBP-C1r/C1s,C1g-MASP,C1q-C1r/C1s各々の結合定数を求めたところ、これらの値はほぼ同程度てあることが判明した。血清中よりMBP-MASP,C1q-C1r/C1sのみ得られることを考慮すると以上の結果は、これら2つの複合体は何らかの制御機構を受けてin vivoで形成される可能性を示唆している。2).MBP欠損患者が高頻度(白人で5-7%)で知られており、幼児における易感染性との関連が報告されている。これらMBP欠損患者のMBP遺伝子では塩基230の点突然変異でコドン54がGGC→GACに変化していることが明らかにされている。これはMBP蛋白のグリシン(G)がアスパラギン酸(D)への置換につながる変異であり、この結果,変異MBPは合成されても生体内で分解が速いものと推定されている。アメリカのEzekouitg博士らは正常タイプのMBP(MBPG)と変異MBP(MBPD)のリコンビナント体を作製して両MBPの性状を検討した。その結果MBPGがヒト血清中の補体活性化能を示したのに対して、MBPDには本活性が損われていた。そこで,このような活性の違いの原因を解明する目的でMBPとMASPとの反応性に着目して検討を行った。その結果、EZRkouitg博士の調製したリコンビナントMBPのうち、MBPGはヒト血清MBPと同様にMASP共存下、補体成分C4,C2分解を伴なう補体活性化能を示したが、MBPDにはその活性が見られなかった。更に、MBPとMASPとの結合性を検討したところ、MBPGはMASPと結合したのに対して、MBPDは結合しなかった。以上の結果より、MBPDに補体活性化能が損なわれている原因として、MASPとの結合活性がないことが明らかとなった。(投稿中)。3).リウマチ患者血清中のIgGの多くは、非還元末端のガラクトースが欠損して次のN-アゼチルグルコサミン残基が末端に位置している異常な糖鎖構造をしている。MBPはN-アセチルグルコサミンに親和性を持つので、このガラクトース欠損IgGにMBPが結合すると補体活性化をおこし、それがリウマチの病態と関連がある可能性が考えられる。そこで、リウマチ患者血清IgGへのMBPの結合性を調べたところ、正常人のIgGに比べて、より多くのMBPが結合することがわかった。更に、このMBP結合性IgGをプロテインGカラム及びMBPカラムを用いて単離後、MBP-MASPによる補体活性化能をC4消費を指標に調べたところ、明らかな活性化を示した。また、このIgGはIgMタイプのリウマチ因子と複合体を形成していた。これらの結果より、リウマチ患者血清中の異常な糖鎖構造をもつIgGを含大複合体がMBP-MASPを介したレクチン経路の活性化を起すことが明らかとなった。
領域の研究方針の策定

システムがんの円滑な計画研究の遂行と、計画・公募研究間の有機的な連携を推進した。毎年、班会議、総括班会議、及び外部有識者による諮問委員会委員を開催し、研究方針の策定、研究進捗状況の把握と内部評価を行った。情報・データ解析系と実験系との研究マッチングをサイトビジット形式で行い、研究支援を行った。アウトリーチ活動としては、ニュースレターを計12発行し、ホームページ、及び多くの論文のプレスリリースを活用して研究成果を社会へ発信した。一般、中学生、高校生を対処とした公開講演会を7回開催した。また、毎年、ソウル国立大学癌研究所の主催するシンポジウムを通して国際交流を深めた。新学術領域「システムがん」の円滑かつ効率的な計画研究の遂行と、計画研究間の有機的な連携を推進するために、以下の活動を行った。1.総括班会議及び班会議を開催し研究方針の策定を行った(2010年7月24日10:00-17:00、東京大学医科学研究所ヒトゲノム解析センター)。パソコン等を使った遠隔地TV会議連絡システムを構築した。2.毎日新聞2010年8月24日版(朝刊)において「スパコンの活用で開くがん克服の扉-遺伝子異常の仕組みをシミュレーション」を紹介した。3.電子版ニュースレター「システムがんNewsletter No.1」を発行した。7.総括班においた支援班の活動として、(1)Web上でのWikiを用いた情報を集約的に扱うことができる環境を構築し、(2)計画研究班から必要とされる解析に対し、ヒアリングを行い、システム生物学的解析手法やツールに関する説明の場を設け、計画研究班の間の共同研究を支援した。本年度は次世代シークエンサーデータ解析を中心に支援した。本新学術領域「システムがん」の円滑かつ効率的な計画研究の遂行と、計画研究間の有機的な連携を推進するために、以下の活動を行った。1.総括班会議、及び外部有識者による諮問委員会委員を開催し、研究方針の策定、研究進捗状況の把握と内部評価を行った。2.システムがんニュースレターNo.2,No.3,No.4を発行した。3.ホームページを活用した研究成果の社会への発信を行った。4.システムがんTwitterによるシステムがんに関するメッセージ発信を行った。5.アウトリーチ活動a)名古屋大学医学部鶴舞祭において、一般を対象に「がんとスーパーコンピュータ」と題して研究紹介イベントを開催した。b)2011年7月東京医科歯科大学において、高校生を対象に「パーソナルゲノム時代の私たち」と題した模擬授業を行った。c)徳島大学医学部青藍会館において「システムがん」共催の「乳がん講演会」を開催した。内容は『スパコンでひもとく「がん」乳がんの新規治療薬開発に向けての取り組み(徳島大学教授片桐豊雅)』、『乳がんはなぜおこるの?-遺伝子の異常と乳がん-(東京医科歯科大学教授三木義男)』、『乳がんの放射線治療(とくしまブレストケアクリニック医師高橋雅子)』のとおり。d)その他、東京女子大学(一般対象)、名古屋大学医学研究科(大学院生対象)6.支援班活動a)班員の研究室所属の研究員・大学院生を東京大学医科学研究所ヒトゲノム解析センターに受入、滞在型の遺伝子ネットワーク解析、及びRを用いた遺伝子発現データ解析実習を行った。b)ヒトゲノム解析センターのスーパーコンピュータの利用支援を行った。c)徳島大学疾患ゲノム研究センターにおいてパスウェイのモデリングソフトウェアの利用講習を実施した。d)計画班、並びに公募班の次世代シークエンサーデータ、遺伝子発現データの解析支援を行った。1.班会議、総括班会議、及び外部有識者による諮問委員会委員を開催し、研究方針の策定、研究進捗状況の把握と内部評価を行った。また、班会議の中で「若いと思っている人の会」を開催し研究交流を深めた。2.情報・データ解析系と実験系との研究マッチングをサイトビジット形式で行い、研究支援体制を構築した。システムがんニュースレターNo. 8, No.9を発行し、またホームページ、及びシステムがんTwitter(http://twitter.com/SystemsCancer/)、を活用した研究成果の社会への発信を行った。ソウル国立大学癌研究所の主催するシンポジウムに班員が数名参加し国際交流を深めた。3.アウトリーチ活動:名古屋大学医学部鶴舞祭において、2013年6月15日16日に、一般を対象に「がんとスーパーコンピュータ」と題して研究紹介イベントを開催した。AERA2014年1月20日号の「ゲノム新時代医療を変える情報」の中でシステムがんの研究内容が紹介された。

また、日経Medical Cancer Review第31号(2013年6月20日発行)では「特集2システムがん」(p.20-27)が組まれ小川誠司、高橋隆、宮野悟の研究を中心に本領域が紹介された。4.がん研究におけるスーパーコンピュータの活用を文部科学省HPCI戦略プログラム戦略分野1「予測する生命科学・創薬基盤」の戦略課題「大規模生命データ解析」等との連携を推進した。分子生物学会では戦略分野1と共同でシンポジウムを開催した。本新学術領域「システムがん」の円滑かつ効率的な計画研究の遂行と、計画研究間の有機的な連携を推進した。班会議、総括班会議、及び外部有識者による諮問委員会委員を開催し、研究方針の策定、研究進捗状況の把握と内部評価を行った。班長会議を14回開催し、平成26年度で終了する本領域「システムがん」の新展開について議論を重ね、この5年の間に、同種類のがん検体だけでなく、一人の患者の同じがん組織内においても想像を超えたがんの多様性が見いだされ、がんのシステム異常の複雑さの本態が次第に解ってくるにつれ、がんの発生、進展過程、診断、予防、治療戦略などについて、これまでの考え方を変えなければならなくなったことを認識し、今後のシステムがん研究の発展の方向について議論した。情報・データ解析系と実験系との研究マッチングをサイトビジット形式で行い、研究支援を行った。システムがんニュースレターNo. 10, No.1, No. 12を発行し、またホームページ、及びシステムがんTwitterを活用した研究成果の社会への発信を行った。特に、ニュースレター最終号No. 12では、前述の班長会議でまとめたものを公開した。国際会議としては、ソウル国立大学癌研究所の主催するシンポジウムに班員が数名参加し国際交流を深めた。アウトリーチ活動では、平成26年12月9日(火)に、兵庫県宍粟市立山崎西中学校の生徒、一般、教師、合計367名に対して、山崎文化会館(サンホールやまさき)において、稲澤譲治が「ゲノムの情報から知る病気のしくみ」という題目で講演を行った。また、平成26年11月20日(木)に、長崎県立鹿町工業高等学校の生徒、一般、教師、合計約530名に対して、学校内の体育館において、宮野悟が「がんとスーパーコンピュータ:なぜがんになるの?」という題目で講演を行った。この講演については、長崎新聞に翌日記事が掲載された。その他、論文のプレスリリースを小川誠司等が数回行った。新学術領域「システムがん」円滑かつ効率的な計画研究の遂行と、計画研究間或いは公募研究との有機的な連携を推進するために、以下の活動を行った。(1)班会議の開催、及び班員間の共同研究の調整:2012年7月19日(金)、湘南国際村においてリトリート・システムがん若手交流ワークショップを開催した。これにより計画班及び公募班間の共同研究を促進した。翌日7月20日(土)に班会議及び外部諮問委員会を開催した。(2)アウトリーチ活動:「システムがんニュースレター」No. 5No.7を発行した(電子媒体)。
「家」の戦略から見る萩藩毛利家の藩内秩序

(1)山口県文書館での史料調査を行った。同館の調査では、毛利家文庫の史料のなかでも近世後期の萩藩における藩主の官位上昇に関わる史料を中心に収集した。(2)昨年度から引き続き、山陽小野田市立厚狭図書館を訪問し、同館において、厚狭毛利家文書の史料調査を行った。同館の調査では、萩城下の厚狭毛利家屋敷内で執筆された「御用所日記」及び知行地の厚狭で執筆された「代官所日記」の閲覧・収集を行った。このほか、厚狭毛利家文書を管轄する山陽小野田市の担当者との話し合いの場を持ち、今後の研究成果の公開に関する打ち合わせや研究成果の地域還元に関する意見交換行った。(3)比較検討の対象として、東北諸藩を設定しているため、岩手県立図書館・弘前市立図書館・秋田県公文書館において調査を行った。これらの調査によって、東北諸藩における大身家臣の動向について明らかにすることができた。特に、盛岡藩・八戸藩に関して得られた知見は、執筆分担者となっている『青森県史』の中で発表した。このほか、2017年9月に「近世大名家における一門家臣ー役職観の変遷を中心にー」(第53回社会文化史学大会、筑波大学東京キャンパス)で発表し、論文化が決定している。また、2018年2月には「萩藩主毛利重就の『御家』認識」(『日本歴史』日本歴史学会、第837号)で論文化した。上記の成果をもとに執筆した博士学位請求論文「近世大名家における一門家臣の存在意義ー萩毛利家を事例にー」を筑波大学へ提出し、2018年3月に博士(文学)の学位を取得した。また、この博士学位請求論文は2018年10月に清文堂出版から『近世大名家における「家」と「御家」ー萩毛利家と一門家臣ー』として刊行されることが決定している。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究進捗状況は以下の通りである。(1)主要調査先である山口県内の諸機関において関係史料の調査・収集作業を行った。特に、主要調査先となった山口県文書館での調査においては、同館に所蔵された毛利家文書及び一門家臣である右田毛利家文書の調査を行った。同館の調査では、近世後期に萩藩毛利家が直面した「家」としての課題、つまり当主の急死や後継者の不在、当主の婚姻という事態に、大名や家中がどのように対処したのか明らかにするために、関係史料の閲覧を行った。また新たな調査先として、山陽小野田市立厚狭図書館を訪問し、同館において、厚狭毛利家文書の史料調査を行った。同館の調査では、厚狭毛利家文書の内でも、萩城下の厚狭毛利家屋敷内で執筆された「御用所日記」の閲覧・収集を行った。同史料は量が膨大であるため、来年度以降も継続的な調査を行う。(2)比較検討の対象として、東北諸藩を設定しているため、岩手県立図書館・弘前市立図書館・米沢市立博物館において調査を行った。特に、盛岡藩・八戸藩に関して得られた知見は、執筆分担者となっている『青森県史』の中で原稿化している。(3)上記の研究成果について、6月に開催された書物・出版と社会変容研究会、7月に開催された近世史サマーセミナーの分科会で発表し、現在論文化にむけて執筆を続けている。また、(2)の山陽小野田市立厚狭図書館において、地元の郷土史家との交流を行った他、同様に山陽小野田市立歴史民俗資料館において、学芸員との交流を行い、研究に関する意見交換を行った。上記の成果をもとに、来年度中の学位授与を目指し、博士論文の執筆を進めている。本研究において主要史料となる「御用所日記」(山陽小野田市立厚狭図書館)の収集については、予定よりも作業が進んでおり、すでに嘉永期(18481854年)までの日記史料の撮影が完了している。こうした成果を通し、幕末期までの見通しを得ることが出来ている。特に、山口県内での史料調査に際しては、地域の郷土史家との交流を通し、自身の研究成果を地域に還元するとともに、地域における歴史認識や伝承などを直接調査する機会を得た。また、同館での史料調査については、関係諸機関の研究者との交流の結果、当初は予定していなかった史料の存在も確認し、来年度以降の調査についても打ち合わせが進んでおり、すでに今年度の予定を超える成果を得ることが出来た。また、こうした郷土史家や学芸員との交流のほかに、二度の研究は発表に際しては、他分野の研究者との意見交換を行った。こうした意見交換を通し、自身の研究成果に対し新たな知見を得ることが出来、現在、論文化に向け、執筆作業に取り組んでいる。さらに、比較対象として設定した地域の内、盛岡藩については現在刊行に向けて作業中の『青森県史』の中で執筆担当者として、上級家臣の統制に関する知見を発表する機会を得た。こうした機会を通し、主要な研究対象としてる萩藩毛利家に関する成果を相対化することが可能となったほか、近世大名家の持つ普遍性と個別大名家としての特殊性の析出を可能とした。本年度のこうした成果から見ても、申請者の研究課題について、当初の計画以上の進展が得られたと考える。

(2)昨年度から引き続き、山陽小野田市立厚狭図書館を訪問し、同館において、厚狭毛利家文書の史料調査を行った。同館の調査では、萩城下の厚狭毛利家屋敷内で執筆された「御用所日記」及び知行地の厚狭で執筆された「代官所日記」の閲覧・収集を行った。このほか、厚狭毛利家文書を管轄する山陽小野田市の担当者との話し合いの場を持ち、今後の研究成果の公開に関する打ち合わせや研究成果の地域還元に関する意見交換行った。(3)比較検討の対象として、東北諸藩を設定しているため、岩手県立図書館・弘前市立図書館・秋田県公文書館において調査を行った。これらの調査によって、東北諸藩における大身家臣の動向について明らかにすることができた。特に、盛岡藩・八戸藩に関して得られた知見は、執筆分担者となっている『青森県史』の中で発表した。このほか、2017年9月に「近世大名家における一門家臣ー役職観の変遷を中心にー」(第53回社会文化史学大会、筑波大学東京キャンパス)で発表し、論文化が決定している。また、2018年2月には「萩藩主毛利重就の『御家』認識」(『日本歴史』日本歴史学会、第837号)で論文化した。上記の成果をもとに執筆した博士学位請求論文「近世大名家における一門家臣の存在意義ー萩毛利家を事例にー」を筑波大学へ提出し、2018年3月に博士(文学)の学位を取得した。また、この博士学位請求論文は2018年10月に清文堂出版から『近世大名家における「家」と「御家」ー萩毛利家と一門家臣ー』として刊行されることが決定している。次年度においては、本年度に引き続き、山口県内における調査を中心として行っていく。特に、山陽小野田市立厚狭図書館における調査については、幕末明治期に関する日記類を中心に史料の調査・撮影を進める。こうした成果をもとに、幕末明治期における萩藩の上級藩士らの動向について明らかにする。また、前年度から継続している山口県文書館での史料調査についても、前年度得られた知見をもとに、幕末明治期における「家」同士の関係に関する史料や華族制度に関係する史料の調査を継続していく。特に、同館の調査では、検討対象とする幕末明治期において、一門家臣の位置づけがどのように変化していくのか、官僚制以外からの観点として、地方知行制に基づく領主的側面について着目し、史料の調査作業を進めていく。また、次年度は明治期の華族制度についても検討を行うため、宮内庁書陵部において史料の調査作業を行う。特に同館においては、士族から華族への族籍変更要求に関係する史料の閲覧を行い、旧萩藩の上級家臣たちが、華族制度をどのように理解し、自らと関連付けていったのかを明らかにする。また、比較検討対象としている東北諸藩についても、継続して調査を行い、主要対象地域である萩藩毛利家の分析を通して得られた知見の相対化を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ミトコンドリア病および関連疾患におけるDNA診断と病態の解明

ミトコンドリア脳筋症は、KearnーSayre症候群を含むCPEO(chronic progressive external opthalmoplegia)、MERRF(myoclonus epilepsy associated with raggedーred fibers)およびMELAS(mitochondrial myopathy,encephalopathy,lactic acidosisstrokeーlike episodes)の3型に分類される。これまでCPEOではミトコンドリアDNA(mtDNA)に欠失があることが発見され、MERRFでは、mtDNAのtRNAリジン遺伝子上の点突然変異が証明された。残るMELASに関しては、我々が昨年mtDNAのtRNAロイシン(UUR)遺伝子のDHル-プ上(塩基番号3243)の点突然変異を世界に先駆けて報告した(Nature348,1990)。その後の分析でMELAS患者40名中32名(80%)にこの変異があることが明らかとなったが、明らかにMELASと診断される残る8名には、この変異が観察されなかった。そこで、これら8名に関して、mtDNAのtRNA遺伝子をすべて含む領域の塩基配列を決定した。その結果、3名の異なる家系の患者で、新たに塩基番号3271のTからCへの点突然変異を発見した。この変異はMELASの主要な変異(塩基番号3243)と同じくtRNAロイシン(UUR)にあるが、アンチコドンステム上の変異である。ミスマッチプライマ-を用いたPCR法による簡便なDNA診断法を開発・応用したところ、他のミトコンドリア脳筋症(46名)、3243の変異のあるMELAS(32名)および正常対照群(50名)では、この変異は観察されなかった。さらに3名の患者では、正常型と変異型が混在(ヘテロプラスミィ-)することが明らかになった。以上より、tRNAロイシン(UUR)上の2種類の点突然変異が大部分(90%)のMELASの患者において、この疾患の発症と関連していることが明らかとなった。ミトコンドリア脳筋症は、KearnーSayre症候群を含むCPEO(chronic progressive external opthalmoplegia)、MERRF(myoclonus epilepsy associated with raggedーred fibers)およびMELAS(mitochondrial myopathy,encephalopathy,lactic acidosis strokeーlike episodes)の3型に分類される。
軟サンゴ類アカトゲトサカのアレルゲンと有毒成分に関する研究

イセエビ網漁業者でアレルギー症状を呈する患者のみがアカトゲトサカの水溶性高分子画分に対して強い皮内反応を示した。そこで,水抽出物を調製し,患者の皮内反応を指標に,アレルゲンの単離,精製を試みた。すなわち,抽出物をセファアクリルS-200カラムクロマトグラフィーでゲルろ過したところ,ゲルの排除限界付近に溶出する高分子画分と分子量8-10万画分,分子量12万画分の少くとも3種のアレルゲンが存在することがわかった。そこで,これまで報告の少ない高分子領域の2成分に焦点を絞って精製を進めた。高分子画分(Den n1)および分子量8-10万のDen n2画分をそれぞれMono-Qカラムを用いるFPLCで分画したところ,Den n1では2つの主成分と微量成分が得られた。この成分はいずれも30%程度の中性糖を含む糖タンパク質で,SDS-PAGEでは6万および6.6万の2本のサブユニットからなることがわかった。一方,DennはMono-Qカラムクロマトグラフィーでは4個のタンパク質ピークを示したが,SDS-PAGEではいずれも同一の成分(分子量5.3万および2.1万)よりなることを示した。また,3%程度の中性糖含量を示した。これをPVDF膜にエレクトロブロッティングしたところ,2.1万成分は全くブロッティングされないが,5.3万成分は効率よく転写された。この成分について,気相アミノ酸配列分析装置によりN末端より20数残基の配列を決定した。現在,他種天然感作源のアレルゲンの配列との比較を試みているが,とくに相同性の高い配列は含まれていないようである。低分子および脂溶性画分の直接毒性物質についてはモルモット回腸を用いて検索を実施した。その結果,水溶性低分子画分,脂溶性画分いずれにもアセチルコリンのアゴニストおよびアンタゴニストの存在が確認された。これらについては目下,単離,精製中である。アカトゲトサカより水溶性,脂溶性およびブタノ-ル可溶性画分を調製した。水溶性画分については限外3過による分子量1万以下,15万および5万以上に分画した。これらの成分について喘息患者の皮下投与あるいは摘出モルモット回腸切片を用いて活性を調べた。水溶性画分においては分子量1万以上の画分が皮内反応で強い陽性を示したが,1万以下の画分は陰性であった。またウミトサカ抗原に特異的なIgG抗体およびそのサブユニットIgG4抗体に対しても分子量1万以上の画分では患者血清で両抗体に良好な希釈曲線が得られ,健常者と明確な有異差が認められたが,1万以下の画分では特異的両抗体に対して陰性であった。このことから遅延型喘息反応には高分子領域のアレルゲンが関与していることが明らかになった。そこで1万以上の画分をセファアクリルSー300カラムクロマトグラフィ-で分画,各画分についてIgEに対するEL12Aおよび患者に対する皮内反応でアレルゲンを追跡した。その結果,分子量50万以上(DNー1)と10万付近に溶出する成分(DNー2)にとくに強い反応が認められた。これらの成分について再クロマトグラフィ-を行ったのち,それぞれMonoーQカラムによるイオン交換カラムクロマトグラフィ-で精製,DNー1については2成分,DNー2については4成分を得た。現在これらの成分についてアレルゲン活性を分析中である。

モルモット回腸による試験結果では,水溶性の1万以下の画分にアセチルユリンのアゴニスト活性が確認された。この作用はアトロピンで抑制を受けない。また,ブタノ-ル画分と脂溶性画分にはアセチルコリンアゴニスト活性が認められたが,アトロピンで抑制されるのでコリナジックな作用をもつものと思われる。これらの成分がアカトゲトサカ喘息患者に皮内即時反応を引き起こすか否か今後検討する予定である。前年に引き続き,アカトゲトサカアレルゲンの精製と性状の解析を実施した。アレルゲンには分子量が12万のものから,10万以上のものまで認められたが,とくに他種アレルゲンで報告のない高分子の成分に対像を絞った。分子量数百万,ゲルの排除限界付近に溶出されるDen n1画分をMono-Qカラムを用いてFPLCで分画し,8種のタンパクピークを得た。主要画文であるNO.6およびNO.8ピークをアレルギー患者の皮内注射により,そのアレルゲン活性を確認した。いずれの画分も30%程度の中性糖を含む糖タンパク質で,SPS-PAGEで分子量を調べたところ,6万および6.6万の2本の成分が認められた。これらの成分をエレクトロブロッティングして,それぞれのアミノ酸組成を調べた結果,よく似た組成を示すことがわかった。アミノ酸では酸性アミノ酸のAsp(11%)とGlu(9.1%)の含量が多く,Glyが15%と最も多かった。一方,Den n2画分はMono-Qカラムクロマトグラフィーで4本のピークを与えた。いずれも皮内反応で強陽性であった。SPS-PAGEではいずれのピークも分子量8万に相当するバンドを示した。還元剤の存在下では分子量5.3万と2.1万の2本のバンドが認められた。このことからDen n2画分は2本のヘテロなサブユニットから分子が構成されるものと推測された。5.3万のサブユニットについて,エレクトロブロッテング後,アミノ酸配列分析を実施し,N末端より20数残基の配列を決定した。現在,他種天然感作源のアレルゲンとの比較を試みている。なお,2.1万のサブユニットについてはブロッティングされず,荷電0であることがうかがわれた。低分子の直接毒性物質については,回腸を用いる試験系で精製を行ったところ,水溶性画分からはドラーゲンドルフ陽性のアセチルユリンのアゴニストの存在を確認,現在,さらに精製中である。
透過電子顕微鏡中共振圧縮疲労試験によるシリコンの疲労プロセスのその場観察

本研究は、シリコンの疲労メカニズムを解明するため、TEM内で疲労試験を実施し初期欠陥から疲労破壊に至るまでのプロセスを直視することを目的とした。櫛歯型アクチュエータを援用した圧縮・引張試験デバイスをSOI-MEMS技術により製作した。真空環境下でテスト構造に駆動電圧を印加し動作を確認した。応力比を任意に制御した疲労試験のため、ロードセル、ピエゾアクチュエータ、静電プローブを組み込んだTEMホルダを開発した。繰返し圧縮荷重によりシリコン結晶内部の再結合中心となる欠陥集積を電子線誘起電流イメージングで確認し、本欠陥がシリコンの破壊強度の低下に深く関連することを見出した。シリコンは単結晶・多結晶を問わず疲労破壊する。MEMS構造の多くはシリコンで作製されており、その長期信頼性の確保には疲労寿命の定量評価が不可欠であるが、定量的モデル化の礎となるべき現象の物理を世界中の研究者が考えあぐねている。本研究は透過電子顕微鏡(TEM)のサンプルポルダに載せることのできる材料試験装置をMEMS技術で作製し、反応科学超高圧電子顕微鏡中でシリコンの疲労過程をナノレベルで連続的にその場観察することで、シリコンの疲労プロセスの詳細を解明することが最終目標である。本年度は、シリコンの結晶転位の観点から非常に重要と目される圧縮応力下での高速な共振試験を可能とする、超小型試験デバイスの基礎設計・開発を行った。今年度の成果を以下に述べる。1)薄膜試験片および静電駆動方式の平行平板型MEMSアクチュエータを一体化した圧縮・引張試験デバイスについて基礎設計を行った。疲労試験するため、アクチュエータが高繰返し速度で共振駆動する構造とその駆動特性について検討した。また試験体への負荷応力を有限要素法により解析した。これらに基づいて厚さ2μmの試験片、16kHzで駆動する微小共振疲労試験デバイスを45mm角サイズで設計した。2)貼り合わせ基板(SOI基板)から半導体シリコンマイクロマシニング技術を用いて共振デバイスを製作するべく、デバイスの製作方法および加工条件について試行錯誤を行い、上記設計の構造体を製作するプロセスを策定した。3)試験デバイスの作製と並行してそれを動かすTEMホルダの開発を行った。荷重評価用ロードセル、平衡点シフト用ピエゾ素子アクチュエータ等の駆動装置一式を選定・納入し、これらをTEM内部に組込むための機構を設計・製作した。昨年度に顕在化した当初設計の共振デバイスの動作不良の問題に対し、機械設計のみでは解決が困難であったため、当初計画にはなかった素子の電気的特性を精密に把握することでデバイスの動作不良の改善を試みた。このため、LCRメータを必要な計測器として購入した。また共振デバイスの仕様を大幅に改良し、構造体の加工条件について試行錯誤を重ね、より確実な製作方法を策定した。テスト構造(TEG)を用いてアクチュエータの動作実験を行い、真空環境下で電圧を印加しアクチュエータが駆動することを確認した。さらに平衡点シフト用の静電マイクロプローブを設計・製作した。一方、前年度に電子線誘起電流(EBIC)で繰返し圧縮荷重による欠陥集積が観察された単結晶シリコンの残存引張強度を評価し,疲労破壊機構について検討した。欠陥集積が確認された試験片の静的破壊強度は初期破壊強度より低下する傾向が見られたことから、圧縮疲労試験によってシリコン結晶中に再結合中心となる欠陥が発生し、本欠陥がシリコンの機械的強度と深く関連することを見出した。さらにEBICで検出された疲労損傷集積部のTEM観察を実施した。TEMによる観察では転位等の長距離にわたる秩序だった欠陥は確認されず、繰返し圧縮荷重により蓄積された再結合欠陥は100nm以下のアトムスケールの欠陥であることが示唆された。これより、シリコンの疲労機構は圧縮による欠陥集積と引張による欠陥の急速な組織化で疲労破壊に至ると推察され、応力比を考慮したシリコンの疲労挙動の観察が今後の重要な課題となることが明確化された。当初計画通りにMEMS共振デバイスを製作したが、SOI基板の支持層を静電駆動する先例のない構造を企画したことで動作特性が有限要素法解析や回路シミュレータと整合しないことが明らかとなった。機械設計のみでは解決が困難であり、当初計画にはなかった素子の電気的特性を精密に把握するため、LCRメータを新たに購入した。また共振デバイスの仕様を大幅に改善し、構造体の加工条件について試行錯誤を重ね、より安定した製作方法を策定した。あわせて平衡点シフト用の静電プローブをも製作した。さらにTEM外でも並行して同条件下の実験を行うべく、TEMホルダを搭載可能な外部試験装置を製作した。一方、単結晶シリコンの疲労試験を行い、繰返し圧縮荷重による欠陥集積過程の観察と残存引張強度を評価し,疲労破壊機構について検討した。

試験サイクル数の増加に伴い,シリコン内部の欠陥に起因する欠陥領域の増大を半導体欠陥評価手法の電子線誘起電流(EBIC)により観察した。また欠陥の確認された試験片の静的破壊強度は初期破壊強度より低下する傾向が見られたことから、圧縮疲労試験によってシリコン結晶中に再結合中心となる欠陥が発生し、本欠陥がシリコンの機械的強度と深く関連することを見出した。さらにEBICで検出された疲労損傷集積部のTEM観察を実施した。TEMによる観察では転位等の長距離にわたる秩序だった欠陥は確認されず、繰返し圧縮荷重により集積された再結合欠陥は100nm以下のアトムスケールの欠陥であることが示唆された。これより、シリコンの疲労機構は圧縮による欠陥集積と引張による欠陥の急速な組織化で疲労破壊に至ると推察され、応力比を考慮したシリコンの疲労挙動の観察が今後の重要な課題となることが明確化された。当初原案のデバイスの仕様を一部変更(平衡点シフトフレームの改良)、デバイス製作に関わる外部機関の装置トラブルにより材料試験装置の開発がやや遅れている。またホルダ開発に関してもTEM内部に既存製品のピエゾ素子アクチュエータを適用できず特殊仕様が必要になるなど予期せぬ事態に見舞われた。現段階ではこれら問題は解決され、開発の技術的な目途はついており早急にキャッチアップしたい。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画通りにMEMS共振デバイスを製作したが、支持層を静電駆動する先例のない構造を企画したことで動作特性が有限要素法解析や回路シミュレータと整合しないことが、最近になって明らかとなった。デバイス特性の最適化は疲労試験実施上極めて重要な要素となるが、これを当初計画になかった実験計測で実現する方法を策定するために予想外の時間を要している。試験デバイスとホルダの開発を踏まえ、実験装置一式の組立て調整とデバイスの量産体制の確立を行い、具体的なデータ取得のための実験を開始する。差動排気を装備してなお顕微鏡中に大気圧環境下の高いガス分圧を実現することは困難であるため、微量のガスをホルダ内のラインから試験片に吐出し、装置に悪影響を及ぼすことなく環境ガスの影響機構を観察する一方、同一ホルダにより大気圧環境下での疲労試験を実行できる外部装置一式を作製し、大気圧下での疲労の進行状況を任意頻度で繰返し観察する二段構えの作戦を実行する。なお、疲労試験や観察を開始した際の状況に不具合があれば、試験片形状の再検討とデバイスのファインチューンを施す。LCRメータを用いて製作した共振デバイスの電気特性を精密に把握し、デバイスの動作特性の改善をはかる。任意応力比における実験を可能とし、高湿度環境下で圧縮疲労試験を実施することで、試験片の破壊を避けつつ疲労損傷の集積を企図する。以上の過程を連続観察することで、シリコンの疲労機構を明らかにする。