hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質立体構造形成に及ぼす溶媒効果の分子論的解明

「疎水性」の分子起源を分子性流体用積分方程式論に基づいて解析した。メタンのような疎水性溶質の溶解度が70-80°Cで最小値をとるという挙動は,適当にモデル化した単純溶媒でも再現できる。水の特性の多くは,水素結合そのものや回転運動などにあるのではなく,小さな分子サイズと強い引力相互作用にある。溶質近傍における水分子間水素結合の強化(構造化)は,極めて低温で大きな溶質の場合を除けば,それによるエントロピー損失がエンタルピー利得を大きく上回るために好ましくない。蛋白質は,高圧下では,水のエントロピーを増加させるために,内部に水分子が1分子層程度侵入したようなスウェリング構造に変性する。蛋白質の水和エントロピーを(1)蛋白質-水間の2体相関レベルの水和エントロピーのうち,排除容積EVに依存する成分(朝倉-大沢理論で計算した水和エントロピー),(2)それのうち,EV以外に依存する成分,(3)蛋白質-水-水間の3体相関レベルおよび多体相関レベルの水和エントロピーに分解して解析した。さらに,(2)と(3)の各々を水分子の並進運動の制限からの寄与と回転運動の制限からの寄与に分解した。その結果,高圧下で変性した場合に水のエントロピーが増加する原因は,(3)の並進運動の制限からの寄与にあることが分かった。(1)と(2)においてはいずれも損をする。内部に浸透した水分子の並進運動と回転運動はより制限されるものの,蛋白質外部における水分子の混み合いが大きく緩和されるのである。分子性流体用積分方程式論と形態熱力学を統合した独特の理論を用いて,蛋白質の水和の熱力学量を高精度でかつ高速で計算できる新しいアプローチを開発した。このアプローチに基づいて構築した自由エネルギー関数を用いて,合計15種類の蛋白質に対し,各々天然構造と600-700通りのデコイ(偽物)構造の中から天然構造を射当てることに成功した。アミロイド繊維は、アルツハイマー病や狂牛病の原因物質として注目されているが、その形成機構は謎に包まれている。繊維は特殊なアミノ酸配列を持つ一部の蛋白質のみが形成すると考えられていたが、最近では、病気とは関係のない多くの蛋白質やポリベプチドに対しても繊維形成が見出されている。しかも、それらの繊維は、蛋白質の種類にかかわらずほぼ共通した構造を示す。代表者は、3次元積分方程式論を用いた解析結果に基づき、「溶媒分子が動き回ることのできる空間の容積をできる限り大きくする(並進のエントロピーを増加させる)ために、蛋白質が高度に秩序化された非常にリジッドな構造を作らされた結果、アミロイド繊維が形成される」という新しい描像を与えた。疎水性溶質の水和構造と溶質分子間相互作用が、溶質サイズにどのように依存するかを解析した。水分子に対して多極子モデルを採用し、分子性流体用積分方程式論を用いた。溶質分子直径をd_M、水分子直径をd_Sとする。d_M/d_Sが1から2になると水和構造は劇的に変化する。d_M/d_Sがさらに大きくなると水和構造も変化し続け、10を超えて初めて広がった疎水性表面近傍における水和構造に収束する。蛋白質分子の疎水性部位の大きさは、ちょうどその変化し続ける領域にあり、単純な取り扱いは困難である。メタンは小さすぎて蛋白質分子の疎水性部位のモデルにはなり得ないし、広がった疎水性表面もモデルとして不適当である。部分電荷がプラスの溶質原子(C)、マイナスの溶質原子(A)、ゼロの溶質原子(Z)を考え、C-C、C-A、A-A、Z-Z間の平均力のポテンシャル(PMF)を解析した。純水中と塩(NaCl,KCl,KBr,KI)水溶液中を考え、水のモデルにはSPC/Eを採用し、DRISM理論を用いた。塩を加えると、C-C、A-A間のPMFは引力側に大きくシフトし、顕著に短距離化する。Z-Z間のPMFは若干引力側にシフトする。C-A間のPMFは斥力側にシフトし、顕著に短距離化する。Z-Z間のPMFのシフトは、アニオンまたはカチオンのサイズが小さいほど大きくなる。C-C間のPMFのシフトは、アニオンのサイズが大きいほど大きくなる。溶質原子近傍あるいは2つの溶質原子間に挟まれた領域内における水分子やイオンの微視的構造をも解析し、PMFとの関連性について考察した。得られた成果は、蛋白質の立体構造や溶解度に及ぼす塩効果に対する実験結果を説明するための第一歩となる。蛋白質フォールディング機構の解明に関する研究の一環として、3次元積分方程式論を用い、ペプチド分子や蛋白質分子の構造変化に及ぼす溶媒の並進熱運動の重要性に着目した新しい理論解析研究を実施し、以下の成果を得た。(1)主鎖や側鎖の存在は、溶媒分子の入れない排除空間を生成する。それらが密に充填されると、溶媒分子が自由に動き回ることのできる空間の容積が増加し、溶媒の並進エントロピーが増加する。たとえば、ヘリックス構造形成の推進力として、脱水和を伴う分子内水素結合よりも、溶媒の並進エントロピー増加に伴う自由エネルギー減少の方がずっと大きいととがわかった。(2)(1)で述べた効果は、溶媒がデンスであるほど、溶媒分子が小さいほど飛躍的に大きくなり、溶媒が水の場合に最大になる。

充分大きなペプチド分子や蛋白質分子の場合、水の並進エントロピー利得は、構造エントロピー損失と競合できる大きさであることがわかった。(3)水分子の並進熱運動の影響を受けて、側鎖がかっちりかみあって密にフォールドした場合、異符号に荷電した部位が互いに接近しあい、同符号に荷電した部位が互いに充分離れていることが必要である。「これらが満たされていない蛋白質はフォールドしないが、満たされるようなアミノ酸配列のみが自然淘汰されている」という概念を提出した。(4)蛋白質フォールディング、酵素-基質間の分子認識、蛋白質の高次構造形成など、生命現象の発現に結びつく多くの過程には、一見多大のエントロピー損失を伴う。しかし、周囲の水溶液をも含めたシステム全体のエントロピーは必ずしも減少しないし、減少する場合でもそれに打ち勝つために必要なエエルギー利得はずっと少なくて済む。「生命になぜ水が必要か」に対する1つの答えである。蛋白質の折り畳みや会合には,「蛋白質に対する膨大なエントロピー損失」を伴う。これを補償して余りある因子が,「水分子の並進運動に利用できる空間の容積が増加することに起因する水のエントロピー利得」であることを理論的に示した。排除容積,露出表面積,および蛋白質近傍の溶媒の密度分布を特徴付けるパラメーターのみで,圧力変性の骨格を説明できる統計熱力学理論を与え,以下のことを示した:(1)天然構造と圧力変性構造の安定性が逆転する要因は,水の並進エントロピーにある;(2)圧力変性構造は,コンパクトであるにも拘らず露出表面積が大きく,水の単分子層が内部に浸透したような構造であり,熱変性構造(ランダムコイル)とは本質的に異なる。蛋白質の溶解度や構造安定性に及ぼす塩効果に関する解析を行った。特に,塩基性蛋白質の構造転移に及ぼすアニオン種の効果(アニオンサイズが大きいほど添加効果が大きい)およびDNAのB-Z転移に及ぼすカチオン種の効果(カチオンサイズが小さいほど添加効果が大きい)に対して知られている実験結果を定性的に説明することに成功した。上述した水のエントロピー利得に主眼を置いた独自のアプローチを採用して,蛋白質立体構造の有効な予測法の開発に取り組んだ。蛋白質の特殊性をうまく生かし,綿密な物理的考察の結果に基づいてモデルの単純化や計算労力の劇的な軽減を図り,以下の進展を見た:(1)構造エネルギー的に取り得る充分コンパクトな構造の中で,天然構造は水のエントロピーを最大にする構造である(水のエントロピー利得を最大限に利用して,主鎖と側鎖を鍵と鍵穴的に密に充填したユニークな構造に折り畳むことができるアミノ酸配列のみが自然淘汰されてきた)可能性が高い;(2)水のエントロピーに対し,高速(プロテインGの一つの立体構造当たり0.1秒以下)かつかなり正確に計算できる新たな手法を考案した。系統的な理論解析と綿密な考察に基づき、単純ではあるが蛋白質立体構造形成の物理的本質を捉えた新しい自由エネルギー関数を構築した。その主要成分は、定容過程で考えた水和エントロピーと折り畳みに起因する脱水和のペナルティーである。水和エントロピーは形態熱力学に基づいて超高速で計算する。その場合の4つの係数は、多極子モデルの水に分子性流体用積分方程式論を適用して決定する。ところで、蛋白質研究のコミュニティーには、デコイ(偽物)セットというものが数多くの蛋白質に対して用意されている。これは、コンパクトではあるが天然構造とは異なる千通り近い立体構造のデータセットである。
小胞体ストレス応答に関与する膜キナーゼの解析

細胞に小胞体ストレス(グルコース飢餓、還元化など)がかかり小胞体内にunfolded proteinsが蓄積すると、BiPをはじめとする小胞体シャペロンが転写レベルで誘導される。この反応はUnfolded Protein Response(UPR)と呼ばれ、酵母からヒトに至るまで進化的に保存された細胞のホメオスタシスに関わる重要な応答である。出芽酵母UPR経路では、小胞体膜上のlre1pキナーゼがこのシグナル伝達に重要な役割を果たしている。lRE1遺伝子は酵母では1種であるが、動物細胞ホモログはα、β2種類見つかっている。私達は2種のホモログの生理機能を明らかにする目的で、Tet off誘導型transfectantsを取得しその解析を行った。UPR経路は、小胞体膜キナーゼの過剰発現によっても誘導することが可能であることがわかっている。そこでヒトhlRE1α及びhlRE1βの野生型、変異型(dominant negative)をそれぞれ誘導的に発現する安定なHeLa細胞を取得し、誘導後における小胞体ストレス応答について解析した。それぞれの細胞をTet offの培地に変えると、ヒトhlRE1の転写レベル、蛋白レベルでの誘導が認められ、誘導されたhlRE1蛋白質は主に小胞体・核膜に在局した。hlRE1αの発現は、小胞他シャペロンであるBiPの転写レベルでの誘導を起こしUPRに関わっていることを支持したが、hlRE1βの発現はBiPの誘導を起こさず、細胞のアポトシスを引き起こすことが明らかとなった。また活性化されるために自己リン酸化が必要であることも明らかとなった。この系を用いてhlRE1αとhlRE1βの生理作用の違いを明らかにしていく予定である。
日本の貿易自由化政策と経済成長

2018年度は日本-メキシコ(2004年発効)自由貿易協定の効果に関する論文の再計算,再検討と日本-チリ(2007年発効)経済連携協定に関する論文の最終稿の完成に向けて作業を進めた。前者は既存の輸出品の増加(Intensive Margin)と新たな輸出製品の出現(Extensive Margin)に分けて理論的・実証的に分析したもので,貿易自由化政策はIntensive marginを拡大する一方,Extensive marginは統計的には出現しないという結論であった。また後者はリカードの連続財比較優位モデルを改良したもので,チリの関税率が6%で一律であることを考慮した実証研究である。リカードの連続財モデルは他のほとんどすべての理論同様単一関税率を前提とした理論なので,これまで実際のデータで検証することが難しかった。実際の関税率は品目ごとに関税率が大きく異なるからである。しかし,チリの関税率は一律であるため貿易自由化の効果を測る際に,連続財リカードモデルを使用することができる。前者の実証結果はExtensive marginとIntensive marginがともに輸出の拡大に大きく寄与している一方,比較優位構造にも変化が生じているというものであった。この論文は英文雑誌に投稿後,審査員から詳細なコメントをもらったので,それをもとに書き直しを進めているところである。後者は最終稿が完成し,2018年3月にニュージーランドのオークランドで開かれたAustralasian Trade Workshop 2018で発表した。両論文とも完成版が経済産業研究所(RIETI)のDiscussion Paperとして公刊されている。後者の論文は貿易自由化が短期的にも比較優位構造の変化をもたらし,貿易の拡大に寄与することを明らかにした点で,この分野への学問的貢献があると考えている。研究初年度(平成27年)では日本とメキシコの2004年に施行された自由貿易協定を取り上げ,その日本の貿易構造に与える影響を理論的,実証的に分析した。輸出の成長はintensive marginとextensive marginに分けることができ,前者は既存の輸出製品量が増大した品目数で測り,後者は新規の輸出商品の品目数で測る。モデルはChaney (2008)をベースに関税率を明示的に導入したもので,実証研究はこのモデルに忠実に変数を選択してある。実証研究の結果は,intensive marginが認められる一方,extensive marginの有効性は統計的には認められないというものであった。この結果の解釈としては今のところ2通りの可能性が考えられる。一つは本研究の期間は2年間という短期間であるため,extensive marginが現れる前の効果であるということ,2つ目にメキシコはNAFTAに加盟しているため,メキシコ経由のアメリカ輸出が結果に大きな影響を与えているということである。そこで次の段階として,より多くの締結国を対象とし,より長い期間を観察することよって,メキシコのケースで確認された結果と比較,検討することにしている。昨年度のモデルを改良し,新たな変数を定義しなおす予定である。なお,初めの成果に関してはワーキングペーパーにしており,現在査読付き英文ジャーナルに投稿中である。初年度で初めの成果をワーキングペーパーにまとめることができた。2016年度は新たに日本-チリ(2007年発効)経済連携協定を取り上げ,貿易自由化政策と輸出成長との関係を分析した。今回作成した理論モデルはリカードの連続財比較優位モデル(Dournbusch-Fischer-Samuelsonモデル)を改良したもので,チリの関税率が6%で一律であることを考慮したものになっている。実証結果はExtensive marginとIntensive marginがともに輸出の拡大に大きく寄与している一方,比較優位構造にも変化が生じていることが新たに分かった。そして比較優位構造の変化はExtensive marginに影響を与え,Intensive marginには大きな影響を与えないことが明らかになった。この成果はRIETIのDiscussion Paperで発表し,英文査読誌に投稿する予定である。これら2つの研究成果はおおよそ以下のことを示唆している。貿易自由化は輸出を拡大するが,短期的な効果としては既存の輸出を増大させるのであり,新しい製品を輸出するためには学習期間が必要である。また、貿易自由化は短期的にも比較優位構造の変化をもたらし,貿易の拡大に寄与する。すでに日本とメキシコ,日本とチリの貿易自由化の分析を終え,2つの新しい理論的枠組みも提示できた。2017年度には主として2015年度に作成した日本-メキシコ(2004年発効)自由貿易協定の効果に関する論文の再検討と2016年度から作成中の日本-チリ(2007年発効)経済連携協定に関する論文の完成に向けて作業を進めた。

この論文は英文雑誌に投稿後,審査員から詳細なコメントをもらったので,それをもとに書き直しを進めているところである。後者も現在改定を施し,英文チェックにかけようとしている段階である。両論文とも最初の完成版が経済産業研究所(RIETI)のDiscussion Paperとして公刊されている。現在両論文とも英文査読誌に投稿準備中である。後者の論文は貿易自由化が短期的にも比較優位構造の変化をもたらし,貿易の拡大に寄与することを明らかにした点で,この分野への学問的貢献があると考えている。論文の英文チェックが年度にまたがるため,その予算を2018年度に繰り越した。2018年度は日本-メキシコ(2004年発効)自由貿易協定の効果に関する論文の再計算,再検討と日本-チリ(2007年発効)経済連携協定に関する論文の最終稿の完成に向けて作業を進めた。前者は既存の輸出品の増加(Intensive Margin)と新たな輸出製品の出現(Extensive Margin)に分けて理論的・実証的に分析したもので,貿易自由化政策はIntensive marginを拡大する一方,Extensive marginは統計的には出現しないという結論であった。また後者はリカードの連続財比較優位モデルを改良したもので,チリの関税率が6%で一律であることを考慮した実証研究である。リカードの連続財モデルは他のほとんどすべての理論同様単一関税率を前提とした理論なので,これまで実際のデータで検証することが難しかった。実際の関税率は品目ごとに関税率が大きく異なるからである。しかし,チリの関税率は一律であるため貿易自由化の効果を測る際に,連続財リカードモデルを使用することができる。前者の実証結果はExtensive marginとIntensive marginがともに輸出の拡大に大きく寄与している一方,比較優位構造にも変化が生じているというものであった。後者は最終稿が完成し,2018年3月にニュージーランドのオークランドで開かれたAustralasian Trade Workshop 2018で発表した。両論文とも完成版が経済産業研究所(RIETI)のDiscussion Paperとして公刊されている。本年度の研究は,昨年度のモデルを改良し,より多くのFTA締結国についてより長い期間のデータを使用し実証研究する予定である。
β_2-mアミロイド線維形成の阻害物質の探索

本年度は、β_2-ミクログロブリン(β_2-m)アミロイド線維伸張反応のin vitro解析系(チオフラビンT法)を用いて、線維形成の分子機構とその阻害分子を解析する(論文1-4)とともに、アミロイド線維伸張反応の新しい解析系として、水晶発振子マイクロバランス法(Affinix Q)を用いる方法を検討した。これは水晶発振子センサーチップに断片化されたβ_2-mアミロイド線維を固定化し、それに対してリコンビナントβ_2-mを反応させて起こる重合反応を、水晶発振子の振動数変化として検知する系である。この系は、微量な試料を用いて定性的・定量的結合反応を高感度に評価できる利点がある。今年度、私たちは、その系におけるβ_2-mアミロイド線維形成反応および反応阻害実験の至適条件の設定を行った。さらに今年度、私たちは、β_2-mを細胞内に取り込み代謝するエンドサイトーシス受容体メガリンの分子機能に検討を加え、advanced glycation endproducts(AGE)との直接の結合性を、水晶発振子マイクロバランス法を用いて証明した(論文5)。さらに、メガリンが肝型脂肪酸結合蛋白(liver-type fatty acid binding protein, LFABP)と結合し、その細胞内取り込みと代謝に関わることを明らかにした(論文6)。このような多面的な機能を有するメガリン分子の作用メカニズムを明らかにすることが、β_2-mアミロイド線維形成の阻害に有益であると考えられる。そこで私たちは、メガリンの巨大遺伝子を細胞内で発現させ、その機能ドメインを同定する研究を行った。既に、全長遺伝子を一過性に発現・機能させることに成功しており、部分的な遺伝子発現を行った場合との比較を行うとともに、定常的発現細胞の樹立を進めている。本年度は、β_2-ミクログロブリン(β_2-m)アミロイド線維伸張反応のin vitro解析系を用いて、線維形成に関わる分子機構について、以下のような研究実績をあげた(13)。さらに、β_2-mを取り込み代謝する受容体メガリンの機能を、β2-mアミロイドの形成や病的活性化の阻害に応用するための研究についても、下記(45)のような実績をあげた。1)生体内におけるβ2-mアミロイド線維の最初期沈着部位である軟骨組織に豊富に存在するグリコサミノグリカンやプロテオグリカンが試験管内における中性pHでのβ_2-mアミロイド線維脱重合反応を抑制し、また酸性pHでのアミロイド線維形成反応を促進することを明らかにした(論文1)。2)β2-mのペプチドを作成し、アミロイド線維伸長反応に必要なβ_2-mの責任部位を明らかにした(論文2)。3)トリフルオロエタノールを用いて中性pH域における線維伸長反応系を開発し、更にグリコサミノグリカンがその反応系を増強することを明らかにした(論文5)。4)腎不全患者においてはadvanced glycation endproduct (AGE)が蓄積し、それがβ_2-mアミロイドの修飾およびその周囲の炎症性マクロファージの誘導に関係すると考えられる。ゆえに腎不全においてAGEを除去するための治療法を開発することは、β_2-mアミロイドの病的活性化の予防につながる可能性がある。私たちはメガリンがAGEの細胞への取り込み・代謝に関係する受容体であることを明らかにした(論文3)。5)腎不全個体にメガリン発現細胞を皮下移植することにより、血液中のβ_2-mを取り込み代謝する治療モデルを開発した(論文4)。上記4)の知見とあわせ、メガリンの機能をβ_2-mアミロイドの形成やAGE修飾の阻害に応用する可能性が開かれた。β_2-mアミロイド線維形成とその阻害メカニズムを明らかにするためには、in vitroにおける高感度で簡便なアッセイ系の確立が必要である。そこで、微量なサンプルで分子間相互作用を解析できる水晶発振子マイクロバランス法(Affinix Q)を用いて、そのような系を検討した。すなわち、水晶発振子センサーチップに断片化されたβ_2-mアミロイド線維を固定し、それに対してリコンビナントβ_2-mを反応させて起こる重合反応を、水晶発振子の振動数変化として検知する系の条件設定を行った。さらにin vitroにおけるβ_2-mアミロイド線維伸長反応において、低濃度のトリフルオロエタノール(TFE)、およびドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を用いた中性pHでのアミロイド線維伸長反応系を開発した。またTFEを加えた中性伸長反応系は数種のグリコサミノグリカンにより増強されることを見いだした。また、β_2-mのエンドサイトーシス受容体であるメガリンの特性を明らかにするために、新規リガンドを探索した。その結果、肥満関連アディポサイトカンであるレプチン、および肝臓において脂肪酸の代謝に関わり、肝障害時に血液中に逸脱するliver-typefatty acid binding protein(L-FABP)が新たにそのリガンドであることを見いだした。さらに、メガリンは分化誘導が可能な培養糸球体上皮細胞にも発現し機能することを見いだした。

この系は、微量な試料を用いて定性的・定量的結合反応を高感度に評価できる利点がある。今年度、私たちは、その系におけるβ_2-mアミロイド線維形成反応および反応阻害実験の至適条件の設定を行った。さらに今年度、私たちは、β_2-mを細胞内に取り込み代謝するエンドサイトーシス受容体メガリンの分子機能に検討を加え、advanced glycation endproducts(AGE)との直接の結合性を、水晶発振子マイクロバランス法を用いて証明した(論文5)。さらに、メガリンが肝型脂肪酸結合蛋白(liver-type fatty acid binding protein, LFABP)と結合し、その細胞内取り込みと代謝に関わることを明らかにした(論文6)。このような多面的な機能を有するメガリン分子の作用メカニズムを明らかにすることが、β_2-mアミロイド線維形成の阻害に有益であると考えられる。そこで私たちは、メガリンの巨大遺伝子を細胞内で発現させ、その機能ドメインを同定する研究を行った。既に、全長遺伝子を一過性に発現・機能させることに成功しており、部分的な遺伝子発現を行った場合との比較を行うとともに、定常的発現細胞の樹立を進めている。
地域伝承の食品包み材として用いられる植物葉の機能

鹿児島市で採集したサネン葉を室温で風乾し、さらに60°Cで通風乾燥して実験材料とした。まず腐敗細菌の一種Bacillus cereusを供試菌として用い、サネン葉から抗菌活性を示す成分を効果的に抽出・分離するための溶媒および分離方法について検討した。サネン葉の抗菌活性はメタノールのような極性溶媒でよく抽出されたが、極性の弱いエチルエーテルでも抽出された。また水蒸気蒸留もよい分離方法であることが分かつた。溶媒抽出法により抽出した成分を酸・塩基分画法により分画すると、抗菌活性はメタノール抽出物ではフェノール成分画分および酸性画分に、エチルエーテル抽出物ではそのほか中性画分にも認められた。シリカゲルカラムクロマトによる部分精製により、フェノール性画分からは抗菌活性を示す3つのピーク成分が、酸性画分からは同じく2つのピーク成分が得られた。薄層クロマトの結果、これらのピーク成分は主にフェノール性化合物からなることが分かつた。現在、HPLCにより成分の同定を行つている。サネン葉から抽出された抗菌性成分は、腐敗細菌とされている6種の細菌の増殖をいずれも強く抑制したが、酵母(3種)やかび(3種)に対してはあまり効果がなかつた。魚の煮つけ調理の際にサネン葉を加えると生ぐさ臭が和らげられ、ゼリーやかるかんなどの菓子に用いると清涼感が高められ、全体としての風味がよくなるなど食品の嗜好性を高めるのにも効果があることが分かった。サネン葉を用いることによって菓子の物性はやや変化するが、この点についてはさらに検討する必要がある。衣服の虫害防止効果については定量的な計測方法について検討中である。
紛争後社会における民主化・国家建設の取り組みと政治暴力の発生

本研究課題は、選挙制度の導入や国家建設のプロセスにおいて新しい政治的対立が発生することにより、紛争後社会における政治暴力が多発するという仮説を検証することを目的としている。第2年目の本年度においては、1.各政治勢力が紛争後社会においてどのような判断のもと組織的転換を図るのかという理論的研究、及び2.シエラレオネの事例研究に重点を置いて作業を進めた。また、3.東ティモールの民主化の諸側面に関わる分析を併せて行った。本年度の研究成果は、2本の論文執筆、1本のコラム執筆、及び2回の学会発表の機会を得て発表した。1.では、国内紛争が終結したのちに、武力をもって戦っていた各政治勢力が、政治交渉を主導するグループ(主流派)とそれ以外のグループ(非主流派)の間の駆け引きのなか、どのような条件のもとに組織的転換を図るのかを分析した。特になぜ暴力を持ち続ける勢力がいるのかを明らかにするために、政党、一般社会へ戻る、国軍へ登用されるといったそのほかの選択肢との間で検討される効用とコストを考察した。結果、非主流派のみならず主流派が暴力を使う損失が十分に小さい場合のみに暴力が発生することが明らかになった。2.では、シエラレオネにおける政治暴力は、特に選挙に関わる暴力に集約されていることが第1年目の研究結果で明らかとなったため、第2年目では、どのように同国の選挙暴力が発生するのかを分析した。選挙暴力は、勢力の大きさが拮抗する政党間において発生しやすいという仮説を立て、各政治勢力の大きさが紛争後社会においてどのように認識されるのかを知るため、シエラレオネの事例を用いて分析した。3.では、地方選挙が、地方行政の分権化に先駆けて行われたのはなぜかという問いを通して、同選挙が中央ー地方関係にどのような変化を及ぼすのかを検証した。また、東ティモールの民主化の背景として、1970年代からの東ティモールの独立運動とそれに対する国際社会の対応を分析した。(抄録なし)本研究課題は、紛争後社会における政治暴力が、選挙制度の導入や国家建設のプロセスにおいて多発するという仮説を検証することを目的としている。より具体的には紛争が終結した後に観察される政治暴力という概念について先行研究を再検討し、暴力によらない政治的競争をめざしていても民主化、制度構築がもたらす政治的対立によって暴力が生み出されることを、複数のアプローチによって明らかにすることである。第一に政治暴力のひとつに位置づけられる内戦のみに傾注していた先行研究を踏まえて、小規模の政治暴力について着目し、紛争後社会における政治暴力の概念に関して検討した成果を論文発表した。同論文では紛争後社会の期間について幅広く設定し、紛争終結直後から時間が経過するにつれて、政治体制、政治制度が人々に受容されていった場合に政治暴力の発生にどのように影響を及ぼすかを、多国間データを用いて実証分析している。本研究課題では主に紛争終結直後から10年経過するまでの期間を研究対象としているが、この検証からは、その間はいずれの政治体制や政治制度下においても政治暴力は発生しやすいという結果が得られた。第二に本研究課題では、東ティモール及びシエラレオネという2つの国の政治暴力発生の有無の比較をすることとなっている。本年度はシエラレオネについて日本国内で入手可能な資料を中心に収集し、これまでの同国における政治暴力に関わる政治的背景について先行研究を調査した。そして、特にシエラレオネが内戦を終了した2001年以降の政治暴力の実態を調べるために、現地NGOの協力のもと調査を進めた。調査内容は、シエラレオネにおけるこれまでの政治暴力の有無における資料収集及び関係者へのインタビューであった。資料収集は主に地元新聞の検索によるものであった。

また、東ティモールの民主化の背景として、1970年代からの東ティモールの独立運動とそれに対する国際社会の対応を分析した。当初の研究計画通り、紛争後社会における政治暴力の概念についての分析と、国別の経験的分析を概ね予定通り進めることができたため、(2)とした。なお東ティモールの分析については、平成24年度以前に論文を発表しているので適宜情報のアップデートを行っている。平成25年度はシエラレオネにおける政治暴力に関する分析を進め、平成24年度に行った調査をもとに論文を執筆する。そのうえで東ティモールにおける政治暴力との比較分析を進めることとする。(抄録なし)
「第9回国際光合成会議」開催準備のための総合研究

1.2回の班会議(昭和63年7月9日と平成元年3月10日)、2回の企画委員会(昭和63年12月27日と平成元年2月11日)および数回にわたる専門小委員会を開催し、以下の点に関して結論に達した。2.第9回国際光合成会議を1992年8月30日ー9月4日に名古屋市(白鳥センチュリープラザ、1990年10月開場予定)で開催する。参加者数は約1000名(外国人約500名、日本人約500名)と推定される。3.国公私立大学、国立研究機関等の研究者を中心に約50名の構成員からなる準備委員会を、平成元年4月に発足させる。準備委員会の委員長を村田紀夫(岡崎国立共同研究機構、基礎生物学研究所教授)、副委員長を佐藤公行(岡山大学理学部教授)に委嘱する。準備委員会において組織委員会の構成を検討し、平成元年10月に組織委員会を発足させる。4.第9回国際光合成会議のプログラムの概要を決定した。5.本研究の成果をまとめて報告書を作製した。これをファーストサーキュラーの形で国内、国外の関係研究者に配布する準備を整えた。6.1989年8月にストックホルム(スウェーデン)で開催される第8回国際光合成会議において、第9回国際光合成会議への招待講演をおこなう。
増殖シグナルを指標とした動物細胞での蛋白質間相互作用のスクリーニング

本研究では、生きた動物細胞内での簡便な蛋白質間相互作用検出法の開発を目指した。既往の手法で多く用いられている、蛍光や発光を指標とした蛋白質間相互作用検出法の代わりに、細胞増殖の有無で蛋白質間相互作用を検出する新規手法を開発した。本研究の手法を用いて、相互作用することが知られている蛋白質を用いて実験を行った結果、蛋白質間相互作用依存的に細胞増殖を誘導することに成功した。細胞内でタンパク質は生体にとって不可欠な様々な機能を果たしている。疾患のメカニズムの解明や創薬ターゲットの選定などにおいて、注目するタンパク質が他のどのタンパク質と相互作用するのかという情報が重要となる。本研究では、偽陽性の少ない新規タンパク質間相互作用検出法を開発するために、サイトカイン受容体の一つであるc-kitに着目し、c-kitを改変したキメラ受容体を用いたタンパク質間相互作用検出法を提案する。この手法では、注目する二つのタンパク質のそれぞれにc-kit細胞内ドメインを融合したキメラ受容体を作製し、これらを動物細胞で共発現させる。タンパク質間に相互作用が存在する時c-kit細胞内ドメインが二量体を形成するので、細胞増殖を指標として相互作用を検出することができる。まず始めに同種のタンパク質同士の相互作用を検出することができるかを調べるために、小分子AP20187依存的に相互作用するFKBP変異体をモデルタンパク質として用いてキメラ受容体を構築した。このキメラ受容体をマウスpro-B細胞株Ba/F3細胞に発現させたところ、これらの細胞はAP20187依存的な増殖を示した。次に本手法を異なる二つのタンパク質同士の相互作用の検出に応用できるかを検証するために、小分子AP21967依存的な相互作用を示すFKBPとFRB変異体を用いてキメラ受容体を構築した。また同種のタンパク質同士の相互作用を検出することを避ける目的で、キメラ受容体の一方のc-kit細胞内ドメインにシグナル伝達分子の結合を阻害する変異を加えた。これらのキメラ受容体をBa/F3細胞に発現させてAP21967を加えたところ、異なる二つのタンパク質間の相互作用を検出することができた。以上より、本研究では生きた細胞内で同種あるいは異種タンパク質間相互作用を細胞増殖を指標として検出することに成功した。本研究ではタンパク質間相互作用を細胞増殖シグナルで検出することを目標としている。本年度はこの応用を達成するための基礎となるキメラ受容体のデザインを行った。まず、既知の相互作用蛋白質としてRapamycin依存的にヘテロ二量体を形成するFKBP12(FK)とFRB(FR)を用いて、細胞外でのタンパク質間相互作用検出系を構築した。FKBP12またはFRBのいずれかを細胞外ドメインとして用い、これにエリスロポエチン受容体の膜貫通ドメインを連結した。さらに、細胞内シグナル伝達ドメインとして、IL-6受容体のgp130、IL-2受容体のβ鎖、γ鎖のいずれか(それぞれgp、β、γとする)を連結したキメラ受容体遺伝子を構築した。これらのキメラ受容体遺伝子をFKとFRがペアとなるように細胞に導入し、Rapamycinの存在の有無によるシグナル伝達分子のリン酸化レベルを比較した。その結果、FKβ+FRγ発現細胞ではIL-2受容体によって活性化されるSTAT5の強いリン酸化が見られ、FKgp+FRgp発現細胞ではIL-6受容体によって活性化されるSTAT3の強いリン酸化が見られ、いずれもRapamycin依存的であった。また、Rapamycinの毒性を阻害するS6Kinase2の変異体を共発現させたFKβ+FRγ発現細胞では、Ramamycin依存的に細胞が増殖した。一方、細胞質でのタンパク質間相互作用検出系も構築するために、FKBP変異体、トロンボポエチン受容体および細胞膜脂質アンカリングシグナル配列を連結した細胞質発現型キメラ受容体を構築し、同様に血球細胞株で発現させた。その結果、リガンドであるAP20187依存的に細胞増殖が確認された。以上より、細胞外、細胞質におけるタンパク質間相互作用を細胞増殖活性により検出できることが示された。本年度はタンパク質間相互作用を細胞増殖シグナルで検出するための基礎となるキメラ受容体のデザインとその最適化が目標であった。実際に細胞外、細胞質においてモデルタンパク質の相互作用を細胞増殖によって検出することに成功したことから、おおむね順調に進展している。本年度に構築したキメラ受容体をベースにして、実際に標的蛋白質を選んでそれに対する相互作用タンパク質をcDNAライブラリーからスクリーニングする実験を行い、本研究の実用性を検証する。また、モデルタンパク質を用いてキメラ受容体の分子デザインの最適化に関する実験と考察も並行して進め、上述のスクリーニング実験にフィードバックする。キメラ受容体の発現ベクター構築に関しては、遺伝子を増幅するための合成DNA、および制限・修飾酵素、また、ベクター構築で用いる大腸菌用の培地・培養容器が必要である。

また、動物細胞培養に関しては、構築した遺伝子の導入試薬、血清添加培地および培養容器が必要であり、相互作用スクリーニング後の遺伝子配列解析や相互作用解析用の試薬が必要である。これらの実験のために、物品費として使用する予定である。また、化学工学会秋季大会、生物工学会、生化学会、動物細胞工学会での研究成果発表のために、旅費として使用する予定である。
分子動力学による金属及び合金の結晶成長機構の研究

最初にレナ-ド-ジョンズポテンシャルを用いてアルゴン79原子からなる微小クラスタ-の構造と温度の揺動をシミュレ-トした。高温では液体状態を持続し、低温では固体状態を持続するが、中間の温度では液体状態と固体状態の間を行き来し、ある時間液体状態が持続したあとに、固体状態が持続することを認めた。これらは2体動径分布関数、3体の間の角を測ることにより明らかになった。このレナ-ドジョンズポテンシャルは2体であるが、金属の場合は多体効果が重要となる。そこで、N体ポテンシャルを用いて、金の微小クラスタ-をシミュレ-トし、13原子、42原子、79原子の金クラスタ-についてのシミュレ-ションを行なった。その結果、定性的にはアルゴンの場合と同じような固体ー液体揺動が得られた。しかし、アルゴンの場合ほどはっきりはしなかった。また。気相からのエピタキシアル成長のシミュレ-ションを開始した。この場合表面における拡散が非常に大切であることがわかった。そこで、手始めとして(111)面上の1原子の拡散の活性化エネルギ-,移動の道を計算した.この場合は銅の(111)面上の拡散についてN体ポテンシャンを用いて計算した.このポテンシャルは面心立方格子が安定しているので,面心の位置が一番安定した位置であった.(111)面上に階段がある場合,レッジに沿った拡散の活性化エネルギ-も計算したが,これは自由原子の拡散の活性化エネルギ-より高かった.今後気相からの蒸着と結晶成長を行なう.最初にレナ-ド-ジョンズポテンシャルを用いてアルゴン79原子からなる微小クラスタ-の構造と温度の揺動をシミュレ-トした。また。そこで、手始めとして(111)面上の1原子の拡散の活性化エネルギ-,移動の道を計算した.この場合は銅の(111)面上の拡散についてN体ポテンシャンを用いて計算した.このポテンシャルは面心立方格子が安定しているので,面心の位置が一番安定した位置であった.(111)面上に階段がある場合,レッジに沿った拡散の活性化エネルギ-も計算したが,これは自由原子の拡散の活性化エネルギ-より高かった.今後気相からの蒸着と結晶成長を行なう.
低次元有機結晶における光誘起相転移の高速ダイナミクス

本研究の目的は以下の2点であった。[1]ピコ(10^<-12)>・フェムト(10^<-15>)秒パルスレーザーを用いた時間分解分光法によって光誘起相転移のダイナミクスを探求し、ドメイン成長の様子を探る。[2]さらにこの超短パルスレーザーシステムをさらに発展させ、電子励起状態の選択と相転移ダイナミクスの関連を探ること、並びに磁気的測定装置と組み合わせて光磁性転移等の新しい光誘起相転移系の可能性を探ること。以上の目的を達成するために以下の研究を行った。(1)作製した波長可変超短パルス光源を用いて、光励起状態の選択による相転移ダイナミクスの違いを検討した。試料は、前年度の研究で光誘起中性-イオン性相転移を起こすことが分かっている、TTF-CAを用いた。その結果、中性->イオン性、イオン性->中性の双方向の相転移が、100フェムト秒のパルス光励起によって引き起こされること、また相転移効率が励起光強度に対して域値特性を示し、その値が1000-1500DAペア-当りに1個の励起光子という極端に小さなものであることも明かとなった。この様な特徴は、本物質に内在する強い電子間相互作用に起因しているもとの考えられる。(2)波長可変レーザーと磁性測定装置を組み合わせた独自の測定装置を用いて、III-V族希薄磁性半導体における光磁性効果の検討を行なった。その結果、MBE法を用いて作製された(In,Mn)Asにおいて、光注入キャリヤ(ホール)によって強磁性状態が誘起されることを初めて確認した。これによって、光誘起相転移が無機、有機物に広く存在する普遍的現象であることが分かった。低次元電荷移動錯体テトラチアフルバレン-クロラニル(TTF-CA)やポリジアセチレン(PDA:CR-C≡CR′_n;R,R′は側鎖基)の単結晶においては、微弱な励起光照射による極く少数の荷電担体の注入をきっかけとした永続的相転移や過渡的相注入の発生が、各種光学スペクトルの測定によって確認されている。今年度、本研究では、フェムト(10^<-15>)秒パルスレーザーを用いた時間分解反射分光法によってTTF-CAにおける光誘起N-I相転移のダイナミクスを探究した。その結果、相転移が500-700psかけて進行すること、相転移進行のためには励起強度に域値が存在しその強度は2000DAペア-に1励起光子と非常に微弱なものであることが明かとなった。さらに、ナノ秒のパルス幅を持った励起光の場合には見つからなかった、中性相からイオン性相への転移がフェムト秒パルス励起光を用いることで発見に成功した。これらの成果によって、光誘起中性-イオン性相転移がレーザー励起による温度効果ではなく、光励起状態を経由したフォトンモードによって発生していることが明らかとなると同時に、相転移の転移温度周辺での相境界壁の挙動を探ることに成功した。また今年度は、光誘起相転移に関して得られた知見を基に光磁性転移等の新しい光誘起相転移系の可能性を探るために、SQUID帯磁率測定装置とレーザーを組み合わせた光磁性測定装置の作製も行なった。そしてMnをドープしたIII-V族磁性半導体薄膜を中心に光磁性転移発現の可能性を探るための予備的実験を行った。[1]ピコ(10^<-12>)・フェムト(10^<-15>)秒パルスレーザーを用いた時間分解分光法によって光誘起相転移のダイナミクスを探求し、ドメイン成長の様子を探る。

[2]さらにこの超短パルスレーザーシステムをさらに発展させ、電子励起状態の選択と相転移ダイナミクスの関連を探ること、並びに磁気的測定装置と組み合わせて光磁性転移等の新しい光誘起相転移系の可能性を探ること。以上の目的を達成するために以下の研究を行った。(1)前年度作製した波長可変超短パルス光源を用いて、光励起状態の選択による相転移ダイナミクスの違いを検討した。試料は、前年度の研究で光誘起中性-イオン性相転移を起こすことが分かっている、TTF-CAを用いた。その結果、中性->イオン性、イオン性->中性の双方向の相転移が、100フェムト秒のパルス光励起によって引き起こされること、また相転移効率が励起光強度に対して域値特性を示し、その値が1000-1500DAペア-当りに1個の励起光子という極端に小さなものであることも明かとなった。この様な特徴は、本物質に内在する強い電子間相互作用に起因しているもとの考えられる。(2)波長可変レーザー磁性測定装置を組み合わせた独自の測定装置を用いて、III-V族希薄磁性半導体における光磁性効果の検討を行なった。その結果、MBE法を用いて作製された(In,Mn)Asにおいて、光注入キャリヤ(ホール)によって強磁性状態が誘起されることを初めて確認した。これによって、光誘起相転移が無機、有機物に広く存在する普遍的現象であることが分かった。
振動刺激による運動錯覚が固有感覚におよぼす影響

背景・目的近年、スポーツ外傷の予防や高齢者の転倒予防に固有感覚機能の重要性が述べられている。申請者らは外傷後の固有感覚の低下や回復過程について報告してきたしかし、固有感覚による情報の伝達経路にはまだ不明の点が多く、特に脳活動との関係については明らかになっていない。そこで申請者らは筋活動を伴わずに脳活動を賦活することができる振動刺激に着目した。振動刺激を用いた運動錯覚による脳活動の賦活が固有感覚に与える影響は不明である。本研究では、振動刺激を用いた運動錯覚が固有感覚におよぼす影響を検証し、固有感覚機能の神経伝達機序について明らかにすることを目的としている。研究実績の概要平成28年度においては健常者の大腿四頭筋に対して運動錯覚を惹起する振動刺激強度の検討を行い、適切な振動刺激強度を特定した。この研究成果については大阪行岡医療大学紀要第5号において発表した。今年度は大腿四頭筋に対する振動刺激が固有感覚におよぼす影響の研究成果について第8回保健医療学学術大会(大阪)において口述発表を行った。また、学術誌理学療法科学に受理された。さらに振動刺激による運動錯覚が能活動におよぼす影響について近位赤外線分光法(NIRS)を用いた検討を行った。この研究成果については現在国際誌に投稿中である。本研究の成果を通じて振動刺激による運動錯覚が固有感覚機能および脳活動におよぼす影響について多くの知見を得ることができた。今後は振動刺激による運動錯覚が固有感覚トレーニングに応用が可能かどうか調べていく予定である。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。近年、スポーツ外傷の予防や高齢者の転倒予防に固有感覚機能の重要性が述べられている。脳活動に対する振動刺激によるアプローチが固有感覚機能の向上に有効であることが明らかになれば、新しい固有感覚トレーニング方法の開発や固有感覚低下予防プログラムの立案などにつながり、受傷後の早期社会復帰や高齢者の転倒予防へと臨床応用に展開することができる。今年度は健常者の大腿四頭筋に対して運動錯覚を惹起する振動刺激強度の検討を行った。大腿四頭筋に対して50Hz、70Hz、90Hz、120Hzの4条件の刺激をランダムに加え、その際の運動錯覚の主観的な感じ方をVisual Analogue Scale(VAS)を用いて計測した。また、各試行後に運動錯覚が惹起されたか否かを強制二択回答で確認した。その結果、大腿四頭筋に対する振動刺激強度は70Hz、1.0Aが適していると考えられた。今後は脳活動および固有感覚におよぼす影響を検討することで固有感覚の神経伝達機序について明らかにすることができる。本年度は健常者の大腿四頭筋に対して運動錯覚を惹起する振動刺激強度の検討を行った。運動錯覚を惹起する振動刺激強度には先行研究によってばらつきがあり、強度設定のために予備実験を繰り返し行った。そのため当初の研究計画から遅れてしまったが、今後の研究のためには非常に重要な過程であったと認識している。今後は予備実験で設定した強度での振動刺激が脳活動および固有感覚におよぼす影響について検討していく。
データ間スキーマを導入した「世界集落データベース」支援アプリケーションの開発

本研究は当研究室が開発している「世界集落データベース」におけるデータベースシステムの内容(コンテンツ)にあたる諸形式のデータをデータベース上で相互に関連付け、建築空間情報の取り扱いに即した要件分析を行い、膨大な量の建築空間データを合理的に利用できるための支援アプリケーションの開発と実装を目的とする。平成13年度は建築空間データの要件分析、データ間スキーマの設計,支援アプリケーションの開発を行った。伝統的集落に関する建築空間データとして現在取り扱っている、写真、図面,地図,テキスト、および動画像に対し、電子化以後のデータ構造をそれぞれに定義する。住居の実測図に対して該当する内観写真を呼び出したり、動画像に対して集落の解説文が呼び出せるといった、データベース利用時に発生する多様な要件を整理し、その要件に対応したデータ形式の定義を行うとともに、建築空間情報の特質を考慮しデータベースの構成を再検討した。検討されたデータ間スキーマを元に、ワークステーション上で、データベース支援アプリケーションを開発した。データ間スキーマに従うことで、異なる形式のデータ間を縦横に検索・閲覧するという複雑な要求を,重層的に関連付けられた表の内部での処理に還元することができ、検索の高速化、閲覧操作の柔軟性を得ることができた。平成14年度には作成した支援アプリケーションを実装して試験的な使用を行い、不具合などを調整してアプリケーションの開発を終えた。ただし調整の結果データスキーマ自体に若干の変更を加えることにより、さらなる性能の向上が期待されることが明らかになり、データファイルを分析して、そのために必要となる作業を検討した。平成13年度は建築空間データの要件分析、データ間のスキーマの設計、支援アプリケーションの開発を行った。住居の実測図に対して該当する内観写真を呼び出したり、動画像に対して集落の解説文が呼び出せるといった、データベース利用時に発生する多様な要件を整理し、その要件に対応したデータ形式の定義を行うとともに、建築空間情報の性質を考慮しデータベースの構成を再検討した。平成14年度には作成した支援アプリケーションの実装へ向けた調整と、アプリケーションの公開を予定している。本研究チームが開発した「世界集落データベース」は,コンピュータ・ネットワークを通じて研究者のみならず一般にも広く公開され,データベース自体の拡充を図る,動的なインターネット・アプリケーションとして開発されている。本研究はデータベースシステムの内容(コンテンツ)にあたる諸形式のデータをデータベース上で相互に関連付け、膨大な量のデータを合理的に利用できるための支援アプリケーションの開発と実装を目的とする。伝統的集落の百科事典ともいえる本データベースが,より汎用性・柔軟性を備えることで、インターネット上で動的に形成,充実されていく情報共有の場として,建築学に限らず,歴史学や民族学,社会学などの広範な分野の研究に有用なリソース(共有資源)になると考える。平成14年度は,すでに電子化されている膨大な集落調査の資料のデータ型を再度検討し、建築空間データ特有の規則性を反映させた概念スキーマの再構築を行った。またそれに伴ってデータベースを利用するためのインターネット・アプリケーションの開発を行い、「世界集落データベース」上に反映させ、より幅広いユーザーに利用しやすいものになったと考える。
光学的禁制遷移による励起状態を経由する分子の解離イオン化ダイナミクス

標記の実験のために、散乱電子用および入射電子用の擬似半球型エネルギー分析器の設計と製作を行い、それらは特注品として購入(申請設備)し、現有設備であった飛行時間型質量分析器に取り付けた。同時測定システムの構築と共に、電子のエネルギー分析器を稼動し、一酸化炭素(NO)の最低励起状態3sσの振動準位v'=0-3について、運動量移行の大きさK^2=0から0.8(衝突エネルギー500eV、散乱角2.2-8.6deg)の範囲で一般化振動子強度を求めた。なお、この実験には、比較のため電気通信大学のレーザー新世代研究センターにある電子分光器も用いられた。また、飛行時間型質量分析器を用いて、簡単な分子の解離性イオン化の実験(同時測定ではない)も、行い、メタンの結果について論文にまとめる(裏面参照)とともに、いくつかの簡単な分子の実験結果と共に、2件の招待講演を行った。同時測定実験については、飛行時間型質量分析器を使う限り、低エネルギー電子を用いる場合、電子ビームのパルス化が不可欠になってしまい、散乱電子の信号数が非常に少ない。このため、イオン分析装置を、飛行時間型質量分析器から分析管を用いた四重極型質量分析器(申請設備)に変更した。このために真空槽等に若干の改良も加えた。四重極型質量分析器を使用する場合、多くのイオンを1回の測定で検出できる飛行時間型と異なり、同時測定では検出するイオンを選択する必要がある。このことが同時測定信号数の減少につながり、実験は未だ同時測定に至っておらず、それぞれ単独で運転中である。しかしながら、分析管の導入により近い将来同時計測信号を得ることができると考えている。本年度は、まず散乱電子用および入射電子用の擬似半球型エネルギー分析器の設計と製作を行った。それらは特注品として(有)京和真空機械製作所より備品として購入(申請設備)され、また同時に、分析器入り口部に減速用のレンズシステムを取り付けた。これに伴い、現有の真空容器の改造も行った。それら装置の改造の一方で、パルス電子ビームのみを用い、飛行時間型質量分析器を用いての簡単な分子の解離性イオン化の実験(同時測定ではない)も、メタン、および水の分子を標的として行った。これらの実験の結果は、以下に示す4つの学会および研究会で発表されている。(1件は発表予定)・「散乱電子-生成イオン同時測定法による分子の超起状態の崩壊過程の研究」、原子衝突研究協会第26回研究会、2001年8月23-25日、立教大学、講演概要集p53・「タイムラグ飛行時間法を用いたフラグメント水素イオンの並進運動エネルギー測定」、第42回真空に関する連合講演会、2001年10月17-19日、機械振興会館、講演概要集p98-99・「電子衝突による簡単な分子の解離性イオン化」、分子科学研究所研究会「原子分子の価電子素過程ダイナミクス」、2002年2月18-19日、岡崎コンファレンスセンター(招待講演)・「電子衝撃による水分子の解離イオン化」、日本物理学会第57回年次大会、2002年3月24-27日、立命館大学びわこ・くさつキャンパス(発表予定)このほか、衝突電子エネルギー500eVで、ヘリウムおよび一酸化窒素のエネルギー損失スペクトルを比較的小さな散乱角(2°8°)で観測し、分析器の評価を行った。これまでのところ、エネルギー分解能は半値全幅(FWHM)で100meV程度であるが、許容遷移とみられる振動の各ピークと禁制遷移とみられるそれらの強度比が、散乱角の増加と共に変化していく様子が観測されている。

本年度は、まず昨年度飛行時間型質量分析装置に取り付けた散乱電子用および入射電子用の擬似半球型エネルギー分析器を用いて、一酸化炭素(NO)を標的とした実験を行い、最低励起状態3sσの振動準位v'=0-3について運動量移行の大きさK^2=0から0.8(衝突エネルギー500eV、散乱角2.2-8.6deg)の範囲で一般化振動子強度を求めた。この実験には、電気通信大学のレーザー新世代研究センターにある電子分光器も用いられた。この実験は現在も継続中であり、衝突エネルギー100-400eV、2.2deg以下の散乱角、10deg程度の散乱角での実験を行っている。結果の一部を以下の研究会で発表した。・「NO分子の電子衝突による微分断面積測定」、原子衝突研究協会第27回研究会、京都大学、2002年8月5-7日、京都大学、講演概要集p62また、メタンを標的とした解離イオン化の実験(同時測定ではない)を行い、その結果を論文(次ページ参照)にまとめるとともに、昨年度の結果も合わせて1件の招待講演を行った。同時測定については、飛行時間型分析器のかわりに分析管を購入して取り付け(申請設備)、四重極型の質量分析器として用いて、現在装置の調整運転中である。このために真空槽等に若干の改良も加えた。残念ながら、信号数の少なさから、実験は未だ同時測定に至っておらず、それぞれ単独で運転中である。しかしながら、同時測定については、分析管の導入により近い将来同時計測信号を得ることができると考えている。