hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体分子セルフアセンブリを利用した新規タンパク質複合ナノデバイスの構築

当該年度において、SrtAを用いたタンパク質固定化技術を駆使することで、目的としていた複数の酵素を同時に固定化した機能性微粒子の開発に成功した。また、バイオ燃料電池の開発においても、でんぷん質バイオマスを直接酸化できる機能性バイオアノードの開発に成功した。今後、これらの技術の複合化や汎用例の実証に技術展開をしていく予定であり、当初の計画と比べても順調に研究を遂行することができた。現在までに、多糖を直接酸化可能なバイオアノードの開発に成功することができた。しかしながら、得られたバイオ燃料電池の性能は十分ではなく、性能向上に向けた開発アプローチが必要になる。そこで、本研究で開発した、タンパク質の配向を制御しながら、かつ同時に固定化できる技術を応用する。酵素を電極に固定化する際に、配向を制御することで、酵素の活性を維持したまま固定化できることが期待できる。それにより、電極に固定化することによる酵素の失活を抑制でき、電極の性能や安定性の向上を見込める。また、本研究においてはStavをタンパク質固定化の足場とすることで、複数種の酵素を固定化できることから、多機能性を有したバイオアノードの開発も可能になると考えられる。(抄録なし)
DNA・mRNAの細胞内高感度可視化情報に基づく高性能人工遺伝子べクターの創製

平成20年度は、リアルタイムイメージングを駆使し、細胞内動態、特に細胞質輸送に関して人工ベクターとアデノウイルスベクター間で比較を行った。また、その輸送における微小管依存性を調べるとともに、能動的な輸送、さらには拡散速度に関してMean Square Diffusion(MSD)を算出することで定量的に解析した。さらに、小胞輸送の寄与についても解析するために人工キャリアと小胞を別々の蛍光色素によってラベルを行い、マルチカラーリアルタイムイメージングを行った。その結果、人工ベクターに関しては大部分が小胞に取り込まれた形で微小管輸送を受けていること、さらには、その速度はアデノウイルス、あるいは人工キャリアを取り込んでいない小胞と比較して優位に遅いことを明らかとした。このことは、微小管輸送は、輸送物の密度などによって速度が制限されることを示すものである。また、遺伝子発現におけるheterogeneityのメカニズムを明らかとするため、mRNAと蛋白発現に関する1細胞レベルのdual imagingを行った。蛋白発現を解析するために、ピストン蛋白とTFPとの融合蛋白発現系を用い、本mRNA発現に関しては量子ドットを用いた高感度検出の確立を行った。その結果、人工ベクターにおいては、mRNAと蛋白の発現レベルに相関が少ないことが明らかとなっている。現在、mRNAの発現レベルと蛋白の発現レベルの相関性をアデノウイルスについても解析を開始しており、本結果との比較情報をもとに論文化する予定である。さらに北陸先端大学との共同研究により、遺伝子とポロロタキサンによるナノキャリアの細胞内動態解析をおこない、律速段階の同定に成功した。人工遺伝子ベクターのボトルレネックとして、遺伝子発現効率の悪さが挙げられる。ウイルスベクターは発現効率が高いことが知られているが、本ベクター群は、細胞内を微小管輸送により効率的に核まで送達できることが示されている。本年度は、EM-CCDカメラを用いることにより、高感度に遺伝子をイメージングし、リアルタイムな解析を行う方法論の確立を行った。GFPとチューブリンの融合タンパクを安定発現した細胞を選択することによってチューブリンが常時ラベルされた細胞を確立した。ローダミンラベルした遺伝子を用いて人工ベクターを調製し、トランスフェクション後の細胞内動態を解析した結果、人工ベクターについても微小管を介して細胞内を輸送されていることが示された。本結果は、細胞内の動きや遺伝子発現が、微小管重合阻害剤であるノコダゾールで劇的に阻害されることからも支持されるものである。また、遺伝子のheterogeneity原因を明らかとすべく、遺伝子の核移行と遺伝子発現を同時に検出するdualimagingシステムを構築した。その結果、遺伝子の発現のheterogeneityは、核移行のheterogeneityのみではなく、核に送達された後の転写・翻訳過程にも要因があることを明らかとした。Heterogeneityの要因をさらに明らかとするためには、mRNAの細胞内発現を個々の細胞レベルで解析する必要がある。mRNAの高感度検出法の開発にあたり、オリゴDNAやPNAなどのビオチン化プローブを用いた結果、効率的にターゲットmRNAと結合できることを明らかとした。本プローブを用いることで、高感度なmRNAin situ hybridizationが可能となると考えられる。
時間見当識と記憶の相互作用機構からみた作話症状の脳内機序の解明

「作話」とは,脳の器質的な損傷による健忘症状に関連して起きる,実際には体験していないことを,あたかもあったかのように話す現象のことである.先行研究では,「作話」症状の原因として,保存されている記憶に関連する時間的情報を適切に処理することの困難が指摘されているが,「作話」症状がどのような認知機能の複合的障害の結果として生起しており,どのような脳内メカニズムの障害が関連しているのかについては,十分に理解が進んでいなかった.本研究では,「時間の知覚」や「長期記憶」などの複数の心理過程に着目し,これらの過程の相互作用が「作話」症状の生起とどのように関連し,その関連性がどのような脳内メカニズムを基盤としているのかについて,脳損傷患者を対象とした神経心理学的研究と,健常者を対象とした機能的磁気共鳴画像(fMRI)法の2つの異なるアプローチから解明することを目的とした.本年度の成果としては,主に2つの点が挙げられる.第一に,脳損傷患者に対する神経心理学的研究として,前交通動脈動脈瘤に伴う前脳基底部手術例を対象として,複数の時間知覚課題の成績と記憶や前頭葉機能の成績との関連を検証し,記憶の順序判断のような時間の処理には記憶機能が関連する一方で,経過時間を類推する前向き時間知覚には前頭葉機能が関連することを明らかにした.第二に,健常若年成人を対象としたfMRI研究では,エピソード記憶に含まれる時間情報の記銘には海馬の前方部と外側前頭前野皮質との間の機能的ネットワークが関与する一方で,エピソード記憶の場所情報の記銘には海馬傍回や脳梁膨大後部皮質と海馬との間の機能的ネットワークが関与し,そのネットワークの強さには海馬の前方と後方とで有意差は認められなかった.これらの成果は,国内外の学会で発表され,一部の成果については総説論文としてまとめられた.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。「作話」とは,脳の器質的な損傷による健忘症状に関連して起きる,実際には体験していないことを,あたかもあったかのように話す現象のことである.先行研究では,「作話」症状の原因として,保存されている記憶に関連する時間的情報を処理することの失敗が指摘されているが,この「作話」症状がどのような認知機能の複合的障害の結果として生起しており,どのような脳内メカニズムの障害が関連しているのかについては,未だに十分に解明されていないのが現状である.本研究では,「時間の知覚」や「長期記憶」などの複数の心理過程に着目し,これらの過程の相互作用が「作話」症状の生起とどのように関連し,その関連性がどのような脳内メカニズムを基盤としているのかについて,脳損傷患者を対象とした神経心理学的研究と,健常者を対象とした機能的磁気共鳴画像(fMRI)法の2つの異なるアプローチから解明することを目的とした.本年度の成果として,主に2つの点が挙げられる.第一に,神経心理学的研究として,健常若年成人と健常高齢者を対象として,前向きおよび後向きの時間知覚,記憶における時間的順序判断の課題を実施し,それらの課題成績が健常若年成人と健常高齢者との間で比較された.その結果,前向きおよび後向き時間知覚に関しては前頭葉機能や記憶機能の加齢依存的な変化が関連していることが示されたが,記憶の時間的順序判断に関しては,前頭葉機能や記憶機能以外の加齢変化が関与する可能性が示された.第二に,健常者を対象としたfMRI研究では,エピソード記憶の記銘時において,エピソードに付随する時間情報や場所情報がどのよう処理されているのかが検証された.その結果,外側前頭前野の異なる領域が,時間情報と場所情報の記銘に関連すること,場所情報の記銘に関して,海馬傍回や脳梁膨大部後方領域が主に関与することなどが示された.当該年度までの進捗状況としては,神経心理学的研究およびfMRI研究ともに,おおむね順調に推移している.神経心理学的研究としては,これまでに健常若年成人と健常高齢者に関する時間知覚課題と記憶の時間順序判断課題を実施し,その結果の一部は国内の学会においてすでに発表されている.さらに現在,脳神経外科との共同研究をベースとして同様の検証を前脳基底部性健忘症例において進めており,正常加齢や脳損傷の影響によって変化する時間知覚や時間順序判断のメカニズムが解明されることが期待される.またfMRI研究としては,これまでにエピソード記憶の記銘時において,エピソードに付随する時間情報や場所情報がどのよう処理されているのかが検証され,外側前頭前野の異なる領域が時間情報と場所情報の記銘にそれぞれ関与すること,場所情報の記銘に関して,海馬傍回や脳梁膨大部後方領域が主に関与することなどが示された.この成果は,国際学会にて発表することが決定しており,さらなる発展が期待される.「作話」とは,脳の器質的な損傷による健忘症状に関連して起きる,実際には体験していないことを,あたかもあったかのように話す現象のことである.先行研究では,「作話」症状の原因として,保存されている記憶に関連する時間的情報を適切に処理することの困難が指摘されているが,「作話」症状がどのような認知機能の複合的障害の結果として生起しており,どのような脳内メカニズムの障害が関連しているのかについては,十分に理解が進んでいなかった.

本研究では,「時間の知覚」や「長期記憶」などの複数の心理過程に着目し,これらの過程の相互作用が「作話」症状の生起とどのように関連し,その関連性がどのような脳内メカニズムを基盤としているのかについて,脳損傷患者を対象とした神経心理学的研究と,健常者を対象とした機能的磁気共鳴画像(fMRI)法の2つの異なるアプローチから解明することを目的とした.本年度の成果としては,主に2つの点が挙げられる.第一に,脳損傷患者に対する神経心理学的研究として,前交通動脈動脈瘤に伴う前脳基底部手術例を対象として,複数の時間知覚課題の成績と記憶や前頭葉機能の成績との関連を検証し,記憶の順序判断のような時間の処理には記憶機能が関連する一方で,経過時間を類推する前向き時間知覚には前頭葉機能が関連することを明らかにした.第二に,健常若年成人を対象としたfMRI研究では,エピソード記憶に含まれる時間情報の記銘には海馬の前方部と外側前頭前野皮質との間の機能的ネットワークが関与する一方で,エピソード記憶の場所情報の記銘には海馬傍回や脳梁膨大後部皮質と海馬との間の機能的ネットワークが関与し,そのネットワークの強さには海馬の前方と後方とで有意差は認められなかった.これらの成果は,国内外の学会で発表され,一部の成果については総説論文としてまとめられた.今後の研究として,神経心理学的研究に関しては,前脳基底部損症例に関する時間知覚や記憶の時間順序判断に関する検証を進めると同時に,前脳基底部損症例における「作話」症状の程度とこれらの時間情報の処理との関連を検証し,それらの成果を国内外の学会や論文として発表したいと考えている.fMRI研究に関しては,これまでに実施した実験の成果をまとめて国内外の学会で発表した上で,その成果を国際誌へ投稿する予定である.さらに,経過時間の長さの知覚と記憶との相互作用機構について,新しいfMRI研究を考案し,実験を開始する予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者の研究室のホームページ
民俗芸能にみられる狂言様式の分類と芸能史的位置づけの研究

舞楽系芸能に見られる狂言的要素の調査研究については、対象を静岡県周智郡森町に分布している3ヵ所の伝承に絞り、天宮神社十二段舞楽・小国神社十二段舞楽・山名神社舞楽の現地調査を行い、山名神社舞楽の狂言風流的な特殊性は、すでに失われてしまった中央における中世祇園祭の芸能を伝承しているものであり、舞楽とは直接関係のない伝承であることを証明した。その成果を「山名神社の芸能」として、「芸能史研究124」において公表しする。民俗芸能に見られる狂言的要素の分類に関する研究については、郷土能の狂言(黒川能・能郷の能など)・風流踊りの狂言(綾子舞・惣谷の狂言など)・田楽芸の狂言(雪祭り・おこないなどの狂言)・神楽芸の狂言(太神楽・山伏神楽などの狂言)・念仏芸の狂言(大念仏狂言・鬼来迎など)・人形劇の狂言(のろま人形など)・舞楽の狂言(動物風流・座頭の坊など)、伝承地の多くは、伝承芸能の種目如何を問わず様々な形式、芸態の狂言的要素を付加しており、それらは「つなぐ芸」と「もどく芸」に分類して考えることができる。例えば、黒川能式三番の三番叟や里神楽のもどきは「もどく芸」であり、綾子舞や田植踊りの囃子舞は「つなぐ芸」と考えることができる。この分類方法をすべての民俗芸能に適合させるためには、まだ時間がかかる。舞薬系民俗芸能にみられる狂言的要素の調査研究については,対象を静岡県周智郡森町の3ヶ所の伝承に綾り、天宮神社十二段舞楽(調査済み)・小国神社十二段舞楽(平成5年4月17日・18日に調査の予定)・山名神社舞楽(調査済み)の現地調査を行い,山名神社舞楽と称されている芸能の動物風流的な特殊性について,他2社の伝承している十二段舞楽との比較の上で明らかにしたい,なお山名神社舞楽については,さらに伝承地の年長者に対して聞き取り調査を進め,その上で結論を出したいと考えている。民俗芸能にみられる狂言様式の分類については,郷土能の狂言(黒川能の狂言・能郷の能の狂言など),風流踊の狂言(綾子舞の狂言・惣谷狂言など),田楽芸の狂言(雪祭り・遠山祭・懐山のおこないなどにみられる狂言),神楽芸の狂言(獅子舞の狂言・採り物神楽の狂言など),念仏芸の狂言(大念仏狂言・鬼未迎など),人形劇の狂言(のろま人形など),舞楽の狂言(動物風流・伝承地独自の芸など),三番叟(式三番・人形三番など)などの項目を立てて研究を進めているが,上記のほかに囃子舞・滑稽掛合・にわか・落語・万歳・幇間芸等々の芸能にも,狂言的要素が大きいことを指摘することができ,逆に狂言独自の芸が何であるかという疑問をもった。本流狂言の定義を打ち出すことが可能であれば,民俗芸能にみられる狂言の分類もスッキリしたものになるであろうと考えている。
対話型プログラミング向き高級言語直接実行計算機の試作

対話型直接実行計算機の言語プロセッサ、対話プロセッサのハードウェアおよびソフトウェアの実現と、直接実行計算機の性能評価並びに動作解析を中心として研究を行った。言語プロセッサのハードウェアは、字句解析部、構文意味認識部、意味実行部などの機能モジュールをリングバスでパイプライン結合することで実現した。このうち、字句解析部と構文意味認識部は制御アルゴリズムを系統的に記述してテーブル化しこれを実行する専用のハードウェアとして構成され、意味実行部はマイクロプログラマブルなプロセッサMEGA3上に実現されている。対話プロセッサはマイクロコンピュータPC100をリングバスに接続して言語プロセッサを連結し、マイクロコンピュータに3台のディスプレー装置と実装して対話に必要な種々の情報を表示できるようにした。一方、直接実行計算機の性能を評価するために、VAX11/750上に実現されたシミュレータ上で、種々のサンプルプログラムを実行して、計算機内部の動作を解析した。このために、シミュレータの機能を改良するとともに、動作解析をするための分析プログラムが作成された。動作の解析の結果、あらゆる処理をすべてMEGA3上で行った場合は、コンパイルされた機械語を実行するのに比較して100倍程度の実行時間が必要であるが、機能別モジュールレベルでのパイプライン構成を採用することで実行速度を約10倍にすることが可能であることがわかった。またこの時に実行のネックとなる意味実行部の動作の詳細な解析から、スタック操作、アドレス計算部、連記憶部などを専用のハードウェアにおき換える効果は、これを更に2倍にすることがわかった。この様な性能の評価と並行して、言語の定義に対して制御アルゴリズムを柔軟に構成することを目的として、実行文法と呼ばれる概念を導入して、言語の生成規則だけでなく、意味規則や実行規則なども含めて言語を記述し、これをテーブル化することも考えた。
細胞分裂因子USP54スプライシングバリアントによるグリオーマ悪性化機構の解明

脱ユビキチン化酵素であるUSP54が細胞分裂期にリン酸化されることを見出した。また、USP54はCYS領域を介して、YWHAEタンパク質と結合して細胞間に局在することを明らかにした。また、細胞間におけるUSP54はZO-1の安定的な発現に寄与することで細胞間接着において重要な役割を果たすことを見出した。また、グリオーマ細胞株において新たなバリアントを同定し、それが細胞の形態、分裂に影響を与えることを明らかにした。グリオーマでは高い増殖能と浸潤能をもたらすような異常なスプライシングバリアントの存在が注目されており、エクソンアレイなどによってその詳細が次々に明らかになりつつある。その中の一つに脱ユビキチン化酵素タンパク質であるUSP54がある。当初、我々は発現抑制によって分裂異常を誘導する遺伝子として注目し、解析を進めていた。一方で、グリオーマにおいてUSP54の異常なバリアントの存在が明らかとなった。我々は細胞分裂に重要なタンパク質であるUSP54がグリオーマの悪性化に何らかの影響を与えている可能性を推測した。そこで、まず未知のタンパク質であるUSP54の詳細な機能解析を行い、それに基づいてグリオーマにおける異常なバリアントの存在とその悪性化に及ぼす影響について解析を進めることとした。前年度に引き続き、USP54の機能解析を行った。GFPーUSP54の局在を調べた結果、細胞間に点状に局在することが分かった。また、それは現在報告されている細胞間接着因子の中でもZO-1と共局在することが分かった。さらに、USP54の発現を抑制するとZO-1の発現が低下し、その局在も不均一な状態になることから、USP54は細胞間接着においても重要な働きをしていることが想定される。また、グリオーマにおけるUSP54の機能について解析を行った。各細胞株において、USP54の発現をウェスタンブロッティングにより確認したところ、それぞれ発現が確認されたが、それとは別にバリアントが存在することが明らかとなった。このバリアントを強制発現させると、細胞形態の異常や分裂の異常が観察されたが、悪性化を示すようなデータは得られなかった。さらに、臨床サンプルのデータからも悪性度と発現に強い因果関係は得られなかった。本研究は、Ubiquitin specific peptidase54(USP54)の異常なスプライシングバリアントによるグリオーマの悪性化機構を明らかにしようと試みるものである。USP54は脱ユビキン化酵素の一種であり、その細胞内における役割は全く明らかとなっていない。我々は別のスクリーニングによって、このUSP54が細胞質分裂に重要な役割を果たすことを明らかにしている。我々は、まずUSP54の細胞内における基礎的な解析を開始した。USP54はCYS、QQD、His領域からなる脱ユビキン活性領域(UCH domain)とESCRTタンパク質であるCHAMPと結合するMIT領域から構成される。USP54の細胞内局在に重要な領域を明らかにするために、各領域をディリーションしたミュータントを作製した。各ディリーションミュータントの局在から、CYS領域が細胞内局在に重要な役割を果たすことを明らかにした。また、USP54の結合蛋白質をイーストツーハイブリッド法により網羅的に解析したところ、YWHAEタンパク質がその結合蛋白質として同定された。その結合領域を明らかにしたところ、USP54のCYS領域にて結合することがわかった。以上の結果より、USP54は細胞内においてアダプタータンパク質であるYWHAEを介して、局在していると考えられる。一方で、脱ユビキチン化酵素の一種であるUSP54の活性を調べたところ、活性を有しないことが明らかとなった。よってUSP54は、細胞内においてYWHAEを介して局在し、他の標的蛋白質と結合することで脱ユビキチン化から保護するのではないかと推測している。このような機構は他に報告がなく、今後はその標的たんぱくの特定を含めて詳細な機能解析を行う予定である。目的に挙げたように、USP54の基礎的な解析についてはおおむね順調に進行している。特に、USP54の機能性領域の特定や結合蛋白質を特定することで、その基本的な役割の解明を進めている。また、USP54のスプライシングバリアントについて、グリオーマの細胞株で解析を進めているところである。現在、一部の領域が付加されたバリアントの特定に至っているが、さらなる解析を進めているところである。以上の解析が終了してから、すぐに臨床サンプルの解析に入る予定である。現在、特異的なスプライシングバリアントの特定を行っており、その結果をもとに臨床サンプルの解析を行う。またこのスプライシングバリアントがもたらす影響について、例えば細胞分裂の異常や、浸潤能、増殖能に与える影響などについて解析を行う予定である。

それらの結果を受けて、最終的にUSP54スプライシングバリアントを発現させたグリオーマ細胞株を用いて生体における増殖、浸潤能の解析をマウスモデルにより検証を行う。以下に挙げる品目について経費を使用する予定である。・細胞培養試薬、器具一式・動物実験に必要なマウス、飼育費用・組み換えDNA実験に必要な関連試薬一式
内熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた地球惑星物質科学の展開

地球惑星内部の構造やダイナミクス,マグマの生成や地球内部進化等を理解するため,内熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いて高温高圧実験を行った.内熱式ダイヤモンドアンビルセルとは,サンプルと供にダイヤの間に組み込んだ金属箔ヒーターに電圧をかけて加熱する実験法である.サンプルの温度は,加熱したサンプル及びヒーターからの熱放射のスペクトルから決定される.本研究では内熱式抵抗加熱に加えてレーザー加熱を併用し,サンプル部の温度勾配をより小さくするシステムを整備した.地球惑星内部の構造やダイナミクス,マグマの生成や地球内部進化等を理解するため,内熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いて高温高圧実験を行っている.内熱式ダイヤモンドアンビルセルとは,サンプルと供にダイヤの間に組み込んだ金属箔ヒーターに電圧をかけて加熱する実験法であり,レーザー加熱式よりも長時間均質にサンプルを加熱することが可能であるという特長をもち,外熱抵抗加熱式と比べるてより高温を発生することが可能であるという利点をもつ.初年度である本年度は,主に温度測定に必要な光学システムの構築と導入を行った.加熱したサンプルからの熱放射を対物レンズや光ファイバーなどを通じて分光器へ送り込み,CCDにより受け取ったスペクトルをパソコンに取り込む.パソコンではそのスペクトルを黒体輻射として近似してフィッティングを行い,温度情報を得る.これにより内熱式で加熱されたダイヤモンドアンビルセル内のサンプルの温度を決定するシステムが出来上がった.また,パルス光及び連続光の両方の発振が可能なレーザーを1台購入し,これも上述の温度測定のシステムと同軸で対物レンズ下にセットした物体へと照射することが可能なシステムとなっている.このレーザーのパルス光により,内熱加熱に必要な金属ヒーターなどのパーツを金属箔から自分で切断加工して作製することが可能となった.それと同時に,内熱法で抵抗加熱されたダイヤモンドアンビルセル内のサンプルに連続レーザー光を照射し,補助的にレーザー加熱と内熱を組み合わせて加熱することも可能である.これにより,内熱のみ,あるいはレーザーのみでの加熱よりも,両方の利点を併せ持つ加熱が可能となることが期待される.地球惑星内部の構造やダイナミクス,マグマの生成や地球内部進化等を理解するため,内熱式のダイヤモンドアンビルセルを用いて高温高圧実験を行っている.内熱式ダイヤモンドアンビルセルとは,サンプルと供に一対のダイヤモンドアンビルの間に組み込んだ金属箔ヒーターに電圧をかけて加熱する実験法であり,レーザー加熱式よりも長時間均質にサンプルを加熱することが可能であるという特長をもち,外熱抵抗加熱式と比べてより高温を発生することが可能であるという利点をもつ装置である.本年度は主に,前年度までに組み上げたヒーター作製装置兼温度測定システムを用いて,実際に内熱式ダイヤモンドアンビルセルでの加熱試験を行った.加熱したサンプルからの熱放射は,対物レンズや光ファイバーなどを通じて分光器へ送り込まれ,CCDカメラにより受け取ったスペクトルは最終的にパソコンに取り込まれる.パソコンではそのスペクトルを黒体輻射として近似してフィッティングを行い,サンプルの温度が得られる.本年度はまた,ダイヤモンドアンビルセル本体を置く試料ステージの改良を行い,サンプルの温度測定用を行った直後に大きな手間をかけずにそのままサンプルからのラマンスペクトルの信号を取れるというシステムにすることができた.これにより,実験中の温度や圧力を決めながら,その条件下でのサンプルの相の状態をラマンスペクトルで判別することができるため,相境界を決める等の実験が正確に行えるようになった.今後,このシステムを用いて,地球内部の物質の高温高圧下での様々な物理的及び化学的性質を調べるための研究を続けていきたい.地球惑星内部の構造やダイナミクス,マグマの生成や地球内部進化等を理解するため,内熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いて高温高圧実験を行った.内熱式ダイヤモンドアンビルセルとは,サンプルと供にダイヤの間に組み込んだ金属箔ヒーターに電圧をかけて加熱する実験法である.サンプルの温度は,加熱したサンプル及びヒーターからの熱放射のスペクトルから決定される.本研究では内熱式抵抗加熱に加えてレーザー加熱を併用し,サンプル部の温度勾配をより小さくするシステムを整備した.限られた予算の中で,いかに独創的な研究を行うかをいろいろ熟考しているうちに,気がついたら時が経ってしまっていた.しかしながら,内熱加熱とレーザー加熱を組み合わせるという高温高圧実験はこれまで世界でも例が無いため,多少遅れはしましたが初年度にこのシステムを組み上げ,実験を行う準備が整いつつあることは非常に有意義なことであるとわたしは考えております.地球惑星内部物質科学導入したレーザーにより内熱加熱に必要なパーツ類を作製し,ダイヤモンドアンビルセル内に組み込み,内熱加熱の試験を開始する.このとき,まず最初にこれまでに過去の類似の研究で行われてきたヒーターと同様のものを作製して加熱試験を行うが,その次のステップとしてはヒーターの形状を少し工夫して,サンプルをより均質に加熱できるような独自の方法を試行錯誤しながら探っていきたい.その後に実際の地球内部物質をサンプルとして高温高圧実験を行っていく.非常に楽しみである.加工兼サンプル加熱用レーザーを含む温度測定システムの装置一式を購入予定であったが,システムの中核部分を成すレンズ・ミラー等の光学系を設計及び作製を担当して下さる技術者が,予測不能の体調不良により入院してしまった.幸い現在は回復中とのことであるが,納期が当初の予定より遅れることとなった.この報告書を入力している現在(2015年4月下旬)までにすでに装置は納入されており,この支払いに使用する.納期は最低限の遅延で済み,研究計画は続行中である.
代数幾何符号の性能評価に関する研究

本研究では,代数幾何符号が優れた性能を発揮する条件に関する定量的考察を行い以下の成果を得た.1.一定の代数曲線上,具体的には楕円曲線,超楕円曲線,フェルマ-曲線上の代数幾何符号を構成し,その符号化率と符号のパラメタとの関係を明らかにした.2.従来,主として用いられてきたBCH符号・拡大BCH符号の符号パラメタを詳細に考察し,1.で求められた符号のパラメタとの比較を行った.その結果,従来の符号が代数幾何符号がより優れた符号となるためのいくつかの条件を明らかにした.3.1.で考察した代数幾何符号よりも広範囲の代数幾何符号,具体的には曲線属C_<ab>上の代数幾何符号の符号パラメタについて考察した.特に,符号の検査点数が小さい時のFeng-Rao設計距離を,従来よりも具体的に与えた.4.曲線属C_<ab>上の代数幾何符号と拡大BCH符号とのパタメタの関係を明らかにした.その結果,拡大BCH符号の性能が代数幾何符号のそれを下回らない条件を,曲線C_<ab>を定めるパラメタを用いて与えた.本研究では,代数幾何符号が優れた性能を発揮する条件に関する定量的考察を行い以下の成果を得た.1.一定の代数曲線上,具体的には楕円曲線,超楕円曲線,フェルマ-曲線上の代数幾何符号を構成し,その符号化率と符号のパラメタとの関係を明らかにした.2.従来,主として用いられてきたBCH符号・拡大BCH符号の符号パラメタを詳細に考察し,1.で求められた符号のパラメタとの比較を行った.その結果,従来の符号が代数幾何符号がより優れた符号となるためのいくつかの条件を明らかにした.3.1.で考察した代数幾何符号よりも広範囲の代数幾何符号,具体的には曲線属C_<ab>上の代数幾何符号の符号パラメタについて考察した.特に,符号の検査点数が小さい時のFeng-Rao設計距離を,従来よりも具体的に与えた.4.曲線属C_<ab>上の代数幾何符号と拡大BCH符号とのパタメタの関係を明らかにした.その結果,拡大BCH符号の性能が代数幾何符号のそれを下回らない条件を,曲線C_<ab>を定めるパラメタを用いて与えた.
ゴム材料強靭化のための材料設計指針の確立

本研究の目的は、ゴム材料中のき裂進展「速度転移」現象(荷重の増大に伴い、き裂の進展が不連続的に加速される現象)の発生条件を明らかにし、ゴム材料の強靭化・長寿命化のための材料設計指針を与えることである.(1)数値シミュレーションを実施することで、速度転移現象への影響因子となる材料物性を特定する.(2)材料物性から速度転移挙動を予測する理論モデルを構築することで,ゴム材料のき裂進展を抑制するための材料設計指針を提案する.本研究の目的は、ゴム材料中のき裂進展「速度転移」現象(荷重の増大に伴い、き裂の進展が不連続的に加速される現象)の発生条件を明らかにし、ゴム材料の強靭化・長寿命化のための材料設計指針を与えることである.(1)数値シミュレーションを実施することで、速度転移現象への影響因子となる材料物性を特定する.(2)材料物性から速度転移挙動を予測する理論モデルを構築することで,ゴム材料のき裂進展を抑制するための材料設計指針を提案する.
低木として長期にわたり生きる高木ヒバの更新戦略

ヒバは、光が不十分な環境下では複数の枝で伏条し、それぞれが発根部より後方の非同化部から独立することで、ラメット単位で数の増加をはかり、水平的に空間を占有するという戦略をとっていると考えることができる。そこで、約80年前からブナ林冠下にヒバの稚樹が存在し続けている場所に試験地を設定し、個体識別のためのDNA分析を行い、各個体のラメット数や空間的な広がりなどを調べた。また一部で年輪解析を行った。この結果、ヒバが伏条によって低木状に幹数を増加し、水平的に空間を占有していること、ブナ林冠下で90年もの間生存している幹があることが明らかになった。本研究は,暗い林床に長期間生きるヒバの更新特性が,生理的な対応のみでなく,伏条による個体の生産と消費バランスの構造的なリセットにより達成されるという新規な仮説の検証である。これにより,高木の更新戦略に新たな視点を示すとともに,ヒバの択伐林施業において,十分な稚樹の確保に役立てる。当年度は,初年度にあたり,試験地の設定を行った。具体的には,津軽半島に位置し,林冠が閉鎖したブナ林の林床にヒバの実生が長期にわたって存在してきた場所に,測量を行って10m x 30mのプロットを設置し,5mごとに12個のサブプロットを設置した。プロット内に存在するすべての幹(個体やラメット)の位置の測量と,タグによるナンバリングを行い,各幹の根元径,幹高を測定した。さらに,各幹からDNAサンプルとして葉を採取し,マイクロサテライトマーカーを用いて同一遺伝子を持つ幹のまとまりを明らかにするための分析を開始した。当年度は,昨年度採取したDNAサンプルをマイクロサテライトマーカーを用いて解析し,同一遺伝子を持つ幹のまとまりを明らかにし,一個体あたりのラメット数を明らかにした。また,一部の個体で年輪解析を行い,樹齢を明らかにした。これにより,ヒバが伏条更新を頻繁に行っていること,また稚樹の状態で非常に長寿命であることが明らかになってきた。本年度は,当初の予定通りの進捗状況であった。本研究は、暗い林床に長期間生きるヒバの更新特性が、生理的な対応のみでなく、伏条による個体の生産と消費バランスの構造的なリセットにより達成されるという新たな仮説の検証である。これにより、高木の更新戦略に新たな視点を示すとともに、ヒバの択伐林施業において、十分な稚樹の確保に役立てる。調査は、津軽半島に位置し、約80年前時点で、林冠が閉鎖したブナ林の林床にヒバの実生が存在した場所で、現在でもそのままヒバの稚樹群が維持されている場所にプロットを設定して行った。今年度はプロットを10m x 30mから、20m x 30mに拡張し、5mごとにサブプロットを設置した。プロット内に存在するすべての幹の位置の測量と、タグによるナンバリングを行い、各幹の根元径、幹高を測定した。各幹からDNAサンプルとして葉を採取し、個体識別のためのDNA分析(EST-SSR分析)を行って、同一遺伝子を持つ幹のまとまり(ジェネット)の範囲を明らかにした。各幹のサイズは、根元径が2cm程度で幹高が2m程度の階級が最も多かった。一個体あたりのラメット数は、1本のものはわずかであり、多いものでは80本以上のものもあった。最大のジェネットでは、水平距離で10mを超える範囲まで広がっていた。これにより、ヒバは、暗い林床では樹高成長はほとんどできないものの、伏条によって幹数を増やすことができることが明らかになった。また、幹数の増加に伴い、水平的に分布範囲を大きく広げる個体があることが明らかになった。おおむね当初の計画通りに、調査地の設定や、試験地内の各幹の測定などを終了し、DNA解析を開始した。DNAの解析に関しては、大部分を27年度へ回すこととしたが、代わりに、当初は幹の位置の特定は、暫定的にサブコドラート単位で記録し、27年度に全幹の位置測量を行う予定であったものを、前倒しで全幹の位置測量を終えた。最終年度は,年度の前半はこれまでの調査を継続し,後半は主に成果のとりまとめを行う森林生態学今後、一部の個体で年輪解析を行い、無性繁殖による拡大または移動距離を明らかにし、光が不十分な環境下での,ヒバの生存戦略,更新戦略を明らかにする。

DNA解析を中心に進めるため,現地調査の一部を次年度に回したため十分な精度のマーカーを選択することに時間がかかったため、DNA抽出や解析にかかる作業の多くを、平成27年度に行うことになったため、次年度に繰り越しが生じた。繰り越し額を合わせて,今年度に調査を完了することができる。すでにEST-SSRマーカーの一部をマルチプレックス化し、十分な精度で個体識別が可能になったので、今年度は、繰り越し額を合わせ、解析を進める。
視床下部で見出した新規摂食関連遺伝子及び翻訳産物の生理機能解明

最近、鳥類や哺乳類の視床下部に特異的に発現している新規の遺伝子を発見した。絶食や肥満状態等のエネルギー代謝状態の変化に応じてmRNA発現量が変化することから、摂食調節に関わっている新規調節遺伝子であると予想している。また、新規遺伝子の翻訳産物は神経ペプチドの前駆体タンパク質であると考えている。本研究では、翻訳産物である神経ペプチドの同定、摂食行動への影響、既知物質との形態学的な局在比較、末梢シグナル因子との相互作用、系統発生学的な知見からの解析等の多岐にわたる解析を行った。我々は、鳥類(ニワトリ)及び哺乳類(ラットとマウス)において48時間絶食条件下や摂食関連病態モデル(肥満及び糖尿病)動物で発現量が変化する新規摂食関連遺伝子を最近見出している。本新規遺伝子から翻訳されるタンパク質には分泌性ペプチドがコードされていると考えられ、新規神経ペプチドの前駆体遺伝子である可能性が高い。本研究では新規遺伝子がコードしている神経ペプチドを同定し、本ペプチドの生理機能を解明することを目的としている。本年度は以下の研究を行った。(1)新規摂食関連遺伝子翻訳産物である成熟神経ペプチドの同定まず、動物組織を用いて成熟神経ペプチドの同定を試みたが上手くいかなかった。次に、新規摂食関連遺伝子を哺乳類細胞にトランスフェクションし、産出される成熟ペプチドを2種類の抗体を使ったウェスタンブロッティングにより検出することを試みた。その結果、88残基に相当すると考えられるシグナルを検出することができた。現在、この物質の内部修飾やより正確な構造を明らかにするために、質量分析による構造解析を行っているところである。次年度も引き続き解析を進める。(2)成熟神経ペプチドの産出方法の確立生理機能解析のためには神経ペプチドを動物に投与し、行動解析を行う必要がある。しかし、この神経ペプチドは小タンパク質であるため固相法を用いた化学合成では合成が困難であることが予備実験で分かっている。そのため、大腸菌を用いた組換えタンパク質合成系を利用したペプチド産生が必要である。本研究では、組換えペプチド産出法を確立させるため、GFPやHisなどのタグとの融合タンパク質発現系での産出を試みた。その結果、可溶化する発現系を見つけることができ、神経ペプチドの産出に成功した。次年度は、合成された神経ペプチドを用い、ニワトリやラットの脳室内投与を行い、摂食量及び体重変化を測定することにより摂食行動への影響を解析する予定でいる。(1)新規摂食関連遺伝子翻訳産物である成熟神経ペプチドの構造決定新規摂食関連遺伝子を哺乳類細胞にトランスフェクションし、培養液中に分泌される成熟ペプチドを抗体アフィニティーカラム精製を行い、ペプチドマスフィンガープリント法にて同定を試みた。その結果、シグナルペプチドに続く88残基に相当するペプチドを検出することができた。ジスルフィド結合の架橋パターンに関し、次年度も引き続き解析を進める。(2)成熟神経ペプチドによる摂食行動への影響昨年度の研究により成熟神経ペプチドを大腸菌を用いた組換えタンパク質発現系により大量に産出することに成功している。今年度はさらにペプチド化学合成や大腸菌組換えタンパク質発現とペプチド化学合成を融合したライゲーション法によるペプチド産出にも成功した。次に、これらの方法により産出した神経ペプチドを用い、ラットの脳室内投与を行い、摂食行動への影響を解析した結果、新規神経ペプチドはラットにおいて摂食行動を増加させる効果が見られた。次年度も引き続き、生理作用と作用機序の解析を進める。我々は、鳥類(ニワトリ)及び哺乳類(ラットとマウス)の視床下部において新規摂食関連遺伝子を最近見出している。さらに、脊椎動物における新規遺伝子の普遍性と多様性を解析する。本年度は昨年度の成果をさらに発展させるべく以下の研究を行った。1ペプチド同定:昨年度はCHO細胞に前駆体遺伝子をトランスフェクションし、成熟神経ペプチドが培養液中に分泌されていることを示したが、本年度はさらに、脳下垂体由来細胞株であるAtT20細胞を用いても同様に分泌されていることを確認した。さらに、視床下部抽出物からもウエスタンブロットを用いて特異的なバンドを検出することが出来た。この研究により、予想した長さのペプチドが脳内でも分泌されていることが示唆された。

2形態解析:ラットとニワトリの脳を用い、新規神経ペプチドが視床下部領域に特異的に発現していることを明らかにした。3生理機能解析:抗体を用いた中和実験を行い、行動解析を行った。その結果、摂食量を抑制する効果が見られた。このことから、内因性の神経ペプチドは摂食促進効果を有することが示唆された。4分子系統学的解析:ゲノムDNAデータベース解析から、脊椎動物における新規遺伝子の存在をバイオインフォマティクス的手法により解析した。さらに、シンテニー解析を行い、新規神経ペプチドの分子進化を詳細に考察した。その結果、円口類のヤツメウナギでは既に新規神経ペプチドの前駆体遺伝子が存在すること、その後の脊椎動物の進化において遺伝子重複によりパラログ遺伝子が派生してきたことなどが明らかになった。我々は、鳥類(ニワトリ)及び哺乳類(ラットとマウス)において48時間絶食条件下や摂食関連病態モデル(肥満及び糖尿病)動物で発現量が変化する新規摂食関連遺伝子を最近見出している。本新規遺伝子から翻訳されるタンパク質には分泌性ペプチドがコードされていると考えられ、新規神経ペプチドの前駆体遺伝子である可能性が高い。本研究では新規遺伝子がコードしている神経ペプチドを同定し、本ペプチドの生理機能を解明することを目的としている。本年度は以下の研究を行った。1新規摂食調節関連遺伝子の翻訳産物である成熟神経ペプチドの構造決定:新規神経ペプチドの内部にはシステイン残基が複数あることから、どのようなジスルフィド結合の架橋パターンをとるかは不明であった。そこで、本年度はジヒドロ葉酸レダクターゼ(dhfr)遺伝子欠失のCHO細胞においてメトトレキセート(MTX)を用いた遺伝子増幅を行い、大量に成熟神経ペプチドを産出させ、ジスルフィド結合の架橋パターンを明らかにすることが出来た。2新規摂食調節関連遺伝子及び成熟神経ペプチドによる摂食行動への影響:成熟神経ペプチドは、昨年度に摂食促進効果を示すことを明らかにしている。本年度はさらに、高カロリー食給餌条件下でのペプチド投与を行った。その結果、普通食よりも高カロリー食給餌条件下で、より顕著な摂食促進効果を示すことが明らかになった。3脊椎動物における新規摂食調節関連遺伝子の分子系統学的解析:これまでの解析から鳥類のニワトリや哺乳類のラット、マウス、ヒトなどで新規遺伝子が発現していることを明らかにしている。そこで、ゲノムDNAデータベース解析から、他の脊椎動物において新規遺伝子が存在しているのかどうかをバイオインフォマティクス的手法により解析した。その結果、円口類のヤツメウナギには既に新規遺伝子が存在することを示す結果を得た。計画した実験計画を着実に行い、予測していた結果をおおむね得ることができている。25年度が最終年度であるため、記入しない。
培養肺胞上皮細胞気管内注入による肺病変修復促進に関する分子生物学的検索

1.培養肺胞II型上皮細胞気管内投与による投与(培養)細胞の動態-これまでの研究成果から、(1)近交系ラット間の方が細胞正着率が良い(投与細胞の2030%)。(2)細胞外マトリックと培養細胞の相互作用が培養細胞機能保持に重要(Engelbreth-Holm-Swarm腫瘍細胞の細胞外のマトリックスがよい)。(3)4-diamino-phenylindole(DAPI)やlipophilic dialkylcarbocyanines(Dil or DiD)を用いて、投与細胞と組織細胞の区別が可能であること、(4)細胞増殖因子であるKGFで、12時間培養細胞を刺激して気管内投与すると、両方の細胞に増殖反応がみられ、投与細胞の約30%が生着すること、(5)KGF投与後23日目に最大増殖能(BrdU取り込み最大)を示し、イオン輸送能もそれとよく相関することなどが明らかになった。2.呼吸不全動物肺での培養細胞気管内投与-エンドトキシン、ブレオマイシンや塩酸による肺障害ラットについて、KGF刺激培養肺胞II型上皮細胞を気管内投与し、その投与細胞の動態と肺病変の変化を検索した。障害肺に肺水腫様変化が強いために、投与細胞が肺胞レベルまで到達しにくく、生着率が悪い。そのため、障害後23日目に人工サーファクタントを投与してみた。少し生着率が高くなった。最適な投与方法や時期について検討し、57日目に投与すると効果大。3.KGFおよび人工サーファクタントの併用効果-上記障害ラット肺について、KGFと人工サーファクタントを同時に投与し、肺水腫液の吸収度を検索すると、吸収促進が示唆された。この方法を応用し研究を進めている。4.骨髄幹細胞からのlung stem cellsの分離と病変修復への応用-GFPラットに5-FUを投与し、骨髄を刺激し、骨髄細胞と採取。培養し血球成分を除いた骨髄幹細胞を静脈投与し、肺胞への生着度を検索。ブレオマイシン肺傷害への生着度を比較検討し、傷害肺への生着が高いことがわかった。さらに、SP-A抗体による染色を行うと、血管から肺組織へ遊走した骨髄細胞の中に、SP-A抗体に染色される細胞があった。肺胞II型上皮細胞に特異的なSP-C mRNAをin situ hybridization法で検索すると、肺胞内のグリーンの上皮細胞に発現しており、肺胞II型上皮への分化と考えられた。現在これらがKGFに反応する検索中。反応する場合は、病変修復作用があるか検索を計画している。特に、培養細胞を気管内投与し、骨髄細胞を血管内投与することで、修復促進できるものと期待される。5.FGF-10およびFGF-18による障害抑制-FGF-10およびFGF-18が新たな肺胞II型上皮細胞増殖因子として作用するため、KGFとの相乗効果や細胞増殖による障害抑制効果についても検索を進めている。

反応する場合は、病変修復作用があるか検索を計画している。特に、培養細胞を気管内投与し、骨髄細胞を血管内投与することで、修復促進できるものと期待される。5.FGF-10およびFGF-18による障害抑制-FGF-10およびFGF-18が新たな肺胞II型上皮細胞増殖因子として作用するため、KGFとの相乗効果や細胞増殖による障害抑制効果についても検索を進めている。
表皮細胞におけるC-myc遺伝子、PCNA遺伝子の転写制御解析と転写因子の同定

myc遺伝子は,mycファミリー(N-myc,C-myc,L-myc,v-mycなど)に属する癌遺伝子であり,かつ細胞周期関連遺伝子としても知られている。そのコードするタンパク質は核内リン酸化タンパク質である。mycファミリーのうちc-myc遺伝子は,各種の細胞に発現していることが知られており,皮膚疾患においても有棘細胞癌や尋常性乾癬で正常皮膚と比べ遺伝子,タンパク質いずれのレベルでも増加していることが報告されている。われわれはSVHK(SV40 transformed human keratinocyte)におけるc-myc遺伝子の転写制御について検討した。約2000kb上流の部位にtransactivationに働く配列があることが分かった。またこの結合配列をプローブにgel shift assay, UV cross linkingを施行した結果,この領域を介した転写制御は既知の転写因子E2Fタンパク質だけではなく,それ以外の約45KDaの分子量を持つタンパク質とのdimerを形成している可能性が判明した。現在,この認識配列をプローブに,south western法でさらなるタンパク質の性質を検討中であり,同時にDNA-DNA hybridization法を用い,未知の転写因子のcDNAを探索中である。もう一つの研究課題である,PCNA遺伝子の上流域の解析は,各種のdeletion mutantを作成中である。
f電子系金属間化合物におけるNMADスピングラス現象の研究

本研究は三元系2:1:3金属間化合物を中心物質として研究を進めた。三年間にわたって以下の成果を得られた。(1)5f電子系化合物U_2TSi_3(T=遷移金属):基礎物性の測定結果、T=Pd,Pt,Auの化合物は単純なスピングラス、T=Rh,Ni,Co,Irの化合物は強磁性短距離磁気秩序を伴うスピングラスであることが判明した。更に、U_2TSi_3(T=Co,Ni,Rh,Pd,Pt)はXY型、U_2IrSi_3はイジング型NMADスピングラスであることを確認した。(2)4f電子系化合物R_2TSi_3(R=希土類):Nd_2PdSi_3は弱いスピングラス振舞いを伴う強磁性物質、Tb_2PdSi_3とDy_2PdSi_3はリエントラントスピングラス物質、Nd_2AgIn_3、Pr_2AgIn_3、Nd_2CuIn_3、Pr_2CuIn_3はそれぞれT_f=12.6、4.0、14.1、5.4Kの反強磁性クラスタグラス物質であることを明らかにした。その他、1:2:2、1:1:1、1:4:8、3:2:4、3:4:4、2:1:6系などの数十種類以上の三元系金属間化合物を合成し、それらの基礎物性について研究を行った。そのなか、UAuSi、UAuAl、Ge-rich UCuGe、PrCoRuSi_2に対する物性測定結果、クラスタグラス或いは長距離磁気秩序を伴うスピングラス振舞いを観測した。f-d(f-p)混成及びRKKY型の相互作用はそれぞれ5f電子系及び4f電子系におけるNMADスピングラス状態の起因であると考えられる。また、非磁性原子のランダム配列により、長距離磁気秩序を破壊し、磁気クラスタが誘起される可能性が高い。これは多数のNMAD物質は単純なスピングラスではなく、クラスタグラスの特徴を現れた原因であると考えられる。三元化合物U_2TSi_3及びR_2TSi_3(R=希土類金属、T=遷移金属)はAlB_2型六方晶構造を持っている。このような結晶構造中のf電子の波動関数は結晶場により強い異方性が誘起され、イジング及びXYスピン挙動が生成しやすい。また、c軸方向で非磁性T-Si原子層と磁性原子層が交替的に配列するので、f-d(f-p)混成強度は層内と層間に区別して調べることが重要である。さらに、非磁性のTとSi原子は配位子格子点で不規則的に配列し、磁性原子は面内で三角格子を構成する。近接する磁性原子の間に反強磁性相互作用が存在すれば、磁気モーメントがフラストレートする可能性が高い。スピングラス状態の必要条件は、このような「フラストレーション」と「ランダムネス」に集約されることである。このような考えに基づいて、我々はU_2TSi_3系とR_2TSi_3系の多結晶に対して磁化率、磁気緩和、電気抵抗、比熱など物性測定から研究を始めてきた。その結果により、T=Pd,Pt,AuのU_2TSi_3化合物は単純なスピングラス、T=Rb,Ni,Co,IrのU_2TSi_3化合物は強磁性短距離磁気秩序を伴ったスピングラスであることが判明した。

単結晶の測定結果により、U_2PdSi_3とU_2IrSi_3なかの磁気モーメントはそれぞれc面とc軸の方向に揃っていることがわかった。U_2PdSi_3はXY型、U_2IrSi_3はイジング型NMADスピングラスであることを強く示唆した。尚、幾つかのR_2TSi_3の多結晶に対して、低温でスピングラス状態と長距離強磁性相或いは長距離反強磁性相と共存しいわゆる「リエントラント」現象が観測された。研究成果として、平成13年中この研究に関連する6篇の研究論文(2篇印刷中の論文を含む)を発表した。2、物性測定と解析今まで持っている試料と新たな合成した試料に対して、ac帯磁率、dc磁化、磁気緩和、比熱、電気抵抗など基礎物性を測定した。その結果、興味深い実験結果が得られた。(1)典型的なNMAD物質Nd_2PdSi_3、Tb_2PdSi_3、Dy_2PdSi_3はそれぞれ弱スピングラス効果を持ち強磁性物質、強磁性-スピングラス転移を有するリエントラントスピングラス、反強磁性-スピングラス転移を有するリエントラントスピングラス物質であることを物性測定結果により明らかにした。(2)U_2IrSi_3は単純なスピングラスではなく、10.5K以下で強磁性クラスタガラスのような振る舞いが認められた。また、電気抵抗は低温側で極小、高温側でブロードなピークなど高濃度Kondo効果のような特徴が観測された。(3)Ce_2CuSi_3とU_2AuGa_3に対する観測された実験現象を単純なスピングラス効果で説明された。4fと5f電子系化合物で現れたNMADスピングラス状態の成因は異なり、前者ではランダムに分布するRKKY相互作用、後者では5f-d混成がそれぞれ重要な役割を果たすことを実験で明らかにした。これらの成果は今年中発表予定である。(4)U_2PtSi_3単結晶試料に対する中性子散乱実験を完成し、長距離磁気秩序が観測されなく、スピングラス状態の存在が確認した。3、実験設備の整備平成14年度中SQUID用高圧セルを作製した。一つ研究手段として、これからNMADスピングラス現象の圧力依存性を調べる予定である。我々は短距離型f-d(f-p)混成及びランダム分布するRKKY型磁気相互作用をそれぞれウラン及び稀土類金属間化合物におけるNMADスピングラス挙動に重要な寄与をすることを認識し今年度の研究を行った結果、意味深い実験現象を得られた。(1)元素置換:Ce_2TSi_3、U_2TGa_3、R_2PdSi_3及びR_5T_2Si_8中の稀土類元素R及び遷移金属Tを取り替え、f-d(f-p)混成及びRKKY相互作用を制御する研究を行った。遷移金属のd電子性質及びd電子数の変化により、Ce_2TSi_3の磁性は単純なスピングラス(Ce_2CuSi_3)から強磁性短距離磁気秩序を伴ったスピングラス(Ce_2PtSi_3,Ce_2AuSi_3)まで変化し、U_2TGa_3は強磁性体(U_2RuGa_3,U_2RhGa_3,U_2IrGa_3)からスピングラス(U_2AuGa_3,U_2CuGa_3)、更に反強磁性体(U_2PdGa_3,U_2PtGa_3)まで変化することがわかった。尚、稀土類化合物Pr_5T_2Si_8、Nd_5T_2Si_8においても単純なスピングラス振る舞いが観測された。幾つかのR_2PdSi_3試料に対しては、低温でスピングラス状態と長距離強磁性相或いは長距離反強磁性相と共存し、いわゆる「リエントラント」現象が観測された。(2)組成変化:Pr(Co_xRu_<1-x>)_2Si_2を典型的な試料として、CoとRu原子の組成比を変化させ、競争するRKKY相互作用を制御する実験を行った。その結果、Coの添加により競争するRKKY相互作用を誘発し、PrCoRuSi_2において明らかなスピングラス効果が長周期磁気秩序と同時に現れた。