hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユビキチン/プロテアソーム系による精子鞭毛運動の制御機構の解明

ユビキチン/プロテアソーム系は、細胞内タンパク質分解系として単寿命のタンパク質の分解やタンパク質による細胞機能の調節に重要な役割を果している。受精時の卵・精子相互作用や精子運動の制御等、受精時の精子の機能にも重要な役割を果すことが知られている。本研究は、特に後者の、運動制御における役割を解明すべく、サケ科魚類と原索動物ホヤを研究材料に用いて研究を進めた。まず、プロテアソームによってリン酸化制御を受けるタンパク質について、これまでダイニン軽鎖を中心に調べてきたが、ダイニン軽鎖の他にも、鞭毛基部に存在する15kDaタンパク質もプロテァソームによる制御を受けることが明らかになった。また、プロテアソーム系の上流に、カリウムチャネルに依存した細胞膜の過分極が存在し、プロテアソーム系の活性化の引き金になっていることが明らかになった。さらに、運動制御にユビキチンが同時に働いているか否かを検討するために、様々な生物の精子を用いて、ユビキチンタンパク質の比較解析を行った。その結果、サケ科魚類の精子には際立ったユビキチンタンパク質が存在しないこと、ホヤ類では多くのユビキチンタンパク質が精子に存在するが、その局在は核とミトコンドリアの境界領域であり、受精時のミトコンドリアの脱離に関与している可能性が出てきた。別のアプローチとして、約12,000のホヤ精巣EST解析により、数多くのユピキチン系、プロテアソーム系の遺伝子が単離された。特に、ユビキチン系の各種酵素、26Sプロテアソームの各種サブユニット、免疫プロテアソーム等、精子の機能や免疫系の原始モデルとしてのホヤ卵・精子相互作用を示唆する分子が多数同定された。これりをプローブとして、ユビキチン・プロテアソームの精子機能における新たな局面が明らかになると期待される。ユビキチン及びユビキチン様タンパク質は、近年様々な細胞現象に関与することで注目を集めている。我々は、精子運動調節に関与する因子を探索してきた結果、ユビキチン/プロテアソーム系がモーター分子のリン酸化調節に重要な役割を果たすことが明らかになった。本年度は、まず、当研究室で最近cDNAクローニングが完了したユビキチン様タンパク質であるsmall-ubiquitin-related-modifier(SUMO1)の生理機能を探るべく、大腸菌で発現したtrout SUMO-1に対する抗体を作製した。間接蛍光抗体法により局在を調べたところ、ニジマス、及びユウレイボヤの精子の核に存在することが分かり、運動制御への関与は否定された。核における局在はドット状であり、核膜孔に局在する可能性があり、精子形成期の遺伝子発現に何らかの役割を果たしている可能性がある。一方、ユビキチン抗体により、ユビキチン及びユビキチン化タンパク質の局在を調べた結果、ニジマス精子にはユビキチンが有意に存在しないことが明かとなった。このことは、ニジマスにおける精子運動制御において、プロテアソームはユビキチン系を介さない機構で関与していることを示唆している。同時に、ユビキチンは精子運動以外の、例えば精子形成に関与している可能性がある。さらに、ユウレイボヤにおけるユビキチンの局在を調べた結果、ミトコンドリアと核の間に存在する小胞状構造に局在することが明かとなった。さらにこの小胞は、高濃度のカルシウムを含有し、精子運動活性化時にカルシウムを放出することが示唆された。また、ユウレイボヤ精子には、ニジマスの場合と異なり、多くのユビキチン化タンパク質が存在し、それらは同時に抗プロテインホスファターゼ2A抗体とも交叉した。

以上の結果は、ユウレイボヤ精子において、ユビキチンがタンパク質リン酸化と密接に関与していること、カルシウム/タンパク質脱リン酸化とカップルした運動調節機構が存在していることを示唆している。ユビキチン/プロテアソーム系は、細胞内タンパク質分解系として単寿命のタンパク質の分解やタンパク質による細胞機能の調節に重要な役割を果している。受精時の卵・精子相互作用や精子運動の制御等、受精時の精子の機能にも重要な役割を果すことが知られている。本研究は、特に後者の、運動制御における役割を解明すべく、サケ科魚類と原索動物ホヤを研究材料に用いて研究を進めた。まず、プロテアソームによってリン酸化制御を受けるタンパク質について、これまでダイニン軽鎖を中心に調べてきたが、ダイニン軽鎖の他にも、鞭毛基部に存在する15kDaタンパク質もプロテアソームによる制御を受けることが明らかになった。また、プロテアソーム系の上流に、カリウムチャネル依存した細胞膜の過分極が存在し、プロテアソーム系の活性化の引き金になっていることが明らかになった。さらに、運動制御にユビキチンが同時に働いているか否かを検討するために、様々な生物の精子を用いて、ユビキチンタンパク質の比較解析を行った。その結果、サケ科魚類の精子には際立ったユビキチンタンパク質が存在しないこと、ホヤ類では多くのユビキチンタンパク質が精子に存在するが、その局在は核とミトコンドリアの境界領域であり、受精時のミトコンドリアの脱離に関与している可能性が出てきた。別のアプローチとして、約12,000のホヤ精巣EST解析により、数多<のユビキチン系、プロテアソーム系の遺伝子が単離された。特に、ユビキチン系の各種酵素、26Sプロテアソームの各種サブユニット、免疫プロテアソーム等、精子の機能や、免疫系の原始モデルとしてのホヤ卵・精子相互作用を示唆する分子が多数同定された。これらをプローブとして、ユビキチン・プロテアソームの精子機能における新たな局面が明らかになると期待される。
頭頸部癌における、CD271-CDKN1C経路を標的とした治療法の開発

頭頸部癌は、近年罹患率の上昇が認められている極めて悪性度の高い癌である。診断時既に進行癌(ステージIII、IV)である症例が60%を占め、シスプラチン・5-FUを用いた化学放射線療法でも治療効果の改善に乏しい。近年、分子標的薬であるセツキシマブが頭頸部癌治療に認可されたが、満足のいく奏功率は得られていない。一方、肺癌等では抗EGFR抗体に加え、抗PD-1抗体等、分子標的薬が大きな効果を示しており、頭頸部癌においても癌種特異的な標的分子の発見が期待される。私たちは、頭頸部癌の中でも予後およびQOLの悪い下咽頭癌に焦点を当て、癌の増殖能を制御する因子のスクリーニングを行った。下咽頭癌臨床検体を用いて免疫不全マウスへの腫瘍形成能をスクリーニングした結果、神経成長因子(NGF)の受容体であるCD271の有無が、マウスにおける造腫瘍能を決定づけることを見いだした。さらに、このCD271高発現の症例は予後も不良であり、CD271は下咽頭癌の悪性度を決定づける因子であることを見いだした。(PLoS One、2013)。本研究では、CD271が悪性度を制御する機構を明らかにする。本年度まで、CD271は他の扁平上皮癌(肺癌・陰茎癌・外陰部癌)においても増殖を制御することを見いだした。特に、肺扁平上皮癌においては、CD271をノックダウンすると増殖がほぼ停止することを見いだした。CD271の下流にはERKシグナルが関与していることを明らかにした。概ね順調だが、肺癌における機能解析がもう少し必要である。下咽頭癌に加えて、肺癌におけるCD271の機能解析も進める。当初の予定に加え、肺扁平上皮癌での解析も必要になったため、延長のうえ研究を進める。
低出生体重児をもっ母親の育児不安の実態-父親の育児意識、対児感情との関係-

本研究は、低出生体重児(出生体重1500g以上2500g未満)をもつ母親の育児不安の実態を明らかにすること、および母親の育児不安と父親の対児感情、育児行動との関係を明らかにすることを目的としている。平成18年度は一次調査として、退院時および退院後1ケ月時の低出生体重児(2500g未満)をもつ母親(以下、LBW群とする)(N=35)と成熟児をもつ母親(以下、成熟児群とする)(N=29)を対象に、育児不安と関連要因の検討を行った。その結果、LBW群は成熟児群よりも育児不安得点が有意に高かった(p<0.05)。また、両群共に、育児満足、子どもの育てやすさ、夫のサポート、相談相手の有無の4つの因子が育児不安と関連していた(r=-0.37-0.66、p<0.0010.05)。また、LBW群と成熟児群では、子どもの育てやすさと相談相手の有無に有意差(p<0.01)が認められた。この結果から、低出生体重児をもつ母親は、成熟児の母親よりも育児不安が強いこと、育児不安の要因として子どもの育てやすさと相談相手の有無が重要であることが示唆された。平成19年度は、二次調査として、退院後1ヶ月時の低出生体重児をもつ母親(N=30)および父親(N=30)を対象に、母親の育児不安と父親の対児感情、育児行動の関係についてパス解析を行った。その結果、父親は、子どもに対して接近得点が高く、回避得点が低いほど育児行動得点が高くなり(β=0.86、p<0.01)、父親の育児行動得点が高いほど母親の育児満足得点が高くなることが明らかとなった(β=0.27、p<0.05)。また、育児満足得点が高いほど育児不安得点は低くなること(β=-0.38、p<0.01)が明らかとなった。この結果から、父親が積極的に育児行動をとれるように支援することで、母親の育児満足が高まり、母親の育児不安の軽減につながることが示唆された。本研究は、低出生体重児(出生体重2500g未満)をもつ母親の育児不安の実態を明らかにすること、および母親の育児不安と父親の育児意識、対児感情との関係を明らかにすることを目的としている。平成18年度は一次調査として、低出生体重児をもつ母親(以下低出生体重児群とする)と成熟児をもつ母親(以下成熟児群とする)を対象とし、自己記入式質問紙調査を実施した。調査は、母親の退院時、児の退院時、児の退院後1ヶ月の3回による縦断的調査を実施し、両群の育児不安の比較を行った。質問紙は、吉田の作成した育児不安スクリーニング尺度を使用した。本尺度は子育ての不安、自信のなさ、児の気質、相談相手の有無、育児満足、夫との関係の6つの下位尺度で構成されており、子育ての不安と自信のなさの得点の合計を育児不安得点とした。評定は4段階評定法を用いた。対象者の年齢は29.6±5.9歳(Mean±SE)、初産婦71.4%、児の出生週数は低出生体重児群では34.0±1.4週、成熟児群38.4±1.3週、児の体重は、低出生体重児群では2181.5±86.9g、成熟児群2971.2±317.7gであった。育児不安得点は、児の退院時では低出生体重児群は30.0点、成熟児群は29.2±2.2点、児の退院後1ヶ月では、低出生体重児群は32.0点、成熟児群は31.0±1.2点であった。育児不安の程度としては、両群ともに普通に分類された。分析の結果、育児不安の程度は、両群とも児の退院後1ヶ月の時点が最も育児不安得点が高かった。また、育児不安の程度、ならびに育児不安に影響する要因である児の気質、相談相手の有無、育児満足、夫との関係については、両群間に明らかな優位差は認められなかった。

平成19年度は、二次調査として、退院後1ヶ月時の低出生体重児をもつ母親(N=30)および父親(N=30)を対象に、母親の育児不安と父親の対児感情、育児行動の関係についてパス解析を行った。その結果、父親は、子どもに対して接近得点が高く、回避得点が低いほど育児行動得点が高くなり(β=0.86、p<0.01)、父親の育児行動得点が高いほど母親の育児満足得点が高くなることが明らかとなった(β=0.27、p<0.05)。また、育児満足得点が高いほど育児不安得点は低くなること(β=-0.38、p<0.01)が明らかとなった。この結果から、父親が積極的に育児行動をとれるように支援することで、母親の育児満足が高まり、母親の育児不安の軽減につながることが示唆された。
野生イネのミネラル輸送と利用

本研究は、野生イネから,ミネラルの吸収,輸送,および利用に関する遺伝資源を明らかにし,その分子育種的利用を図るための基盤研究である.最終年度である本年度は、6つの野生イネから作成された野生イネイントログレッション系統群(250系統)から見出された低栄養耐性系統について,複数の水田において,窒素,リン.カリウム欠乏の効果を評価することができた.その結果,低窒素耐性系統として3系統,低リン耐性系統として3系統,低カリウム耐性系統として2系統を同定する事ができた.これら系統は,野生イネが持つミネラルの吸収,輸送,および利用の遺伝子資源を,栽培イネの低肥料栽培育種に用いる上で重要な母本になると考えられる.またこれら系統の内,Oryza glaberrimaイントログレッション系統から見出された,低窒素、低リン、低カリウム水耕栽培ならびに低窒素、低リン、低カリウム水田栽培の両方で栽培イネよりも大きな地上部バイオマスを形成するG26系統,および低カリウム水耕栽培ならびに低カリウム水田栽培の両方で栽培イネとりも大きな地上部バイオマスおよび穂を形成するG27系統についてMutMap Plus解析を行い,低栄養耐性を付与する野生イネゲノム領域を検出することに成功した.本成果により,これら系統を母本としたマーカー育種が可能になると考えられ,野生イネ遺伝子の育種利用が加速されることが期待できる.さらに今後,低栄養耐性を支配する遺伝子が単離されることにより,野生イネが低栄養に適応する為に進化の過程で獲得した未知の分子機構が明らかになると考えられ,ミネラルの吸収,利用や輸送の基礎研究分野においても重要な成果に繋がることが期待される.本成果の一部を発表した日本育種学会での発表は、日経産業新聞に掲載された.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究実績の概要本研究では、6つの野生イネから作出されたイントログレッション系統群をもちいて、鉄および亜鉛の含有量が多いイネの作出、ならびに低栄養条件下でも生育の旺盛なイネの作出を目指している。1,本年度は、これらの内、4つのイントログレッション系統群について、2年間の玄米中元素濃度分析を完了した。その結果、玄米中の鉄や亜鉛の濃度を有意に増加させている系統を複数見出した。さらに、これら系統において玄米中の元素濃度を増加させる原因遺伝子の単離を目的とした戻し交雑を行い、F1個体を作成、冬期栽培している。来年度以降に行う遺伝子単離の為には、これらのF1個体から得られるF2集団が必須であり、本来、秋以降に得られる玄米元素分析の結果に先んじて、有望系統を夏に交配し、さらに冬期栽培したことも本年度の成果として重要な点である。2,本年度は、上記4つのイントログレッション系統をもちいて、福島県福島市の圃場において、低肥料でも最高分げつ期の生育が良い系統をスクリーニングした。その結果、低肥料区において対照系統よりも有意に背丈、分げつ数または地上部重量が増加している系統を複数見出した。これら系統は、複合的な低栄養でも大きなバイオマスを形成する能力を持つと考えられる。本年度の成果は、「実際の水田」において低栄養栽培を行う上での重要な知見を示した。3,本年度は、上記4つのイントログレッション系統をもちいて、カリウムおよびリン欠乏水耕栽培を行い、低カリウムまたは低リン条件下でも初期生育(発芽から3週間)が対照系統より優れる系統をスクリーニングした。その結果、対照系統に比べ有意に背丈が大きな系統を複数見出した。これら系統はカリウム、リンそれぞれの欠乏について何らかの耐性を持っていると考えられる。本年度の成果として、イネにおける低栄養(低肥料)耐性を研究する上で基礎となる研究材料が得られたと考えている。H 26年度は、これまで6つの野生イネから作成された野生イネイントログレッション系統を対象に、窒素、リン、カリウムそれぞれの欠乏水耕栽培を行い、各栄養欠乏耐性系統を複数得た。さらに、窒素、リン、カリウムをそれぞれ欠乏させた水田にこれら耐性系統を展開し、生育調査を行った。その結果、いくつかの系統は水田栽培でも水耕栽培時と同様にコントロールに比べ有意に藁重が大きいことを明らかにした。さらに、そのうちの1系統ではカリウム欠乏水田において、穂重が減少しないという優れた形質を示すことを見出した。低栄養条件下でも優れた生育を示すこれら系統は、野生イネが持つ優れたミネラルの輸送や利用の分子機構を明らかにする上で貴重な材料となると考えられる。また、前年度に引き続き、H 26年度も野生イネイントログレッション系統の玄米中ミネラル濃度を測定した。その結果、H 25、H26年度の2年間のデータから、鉄や亜鉛を含む様々なミネラルについて、有意に玄米中濃度が高い系統を複数見出す事ができた。これら系統の一部では、遺伝子単離のための戻し交雑F2集団を作成し、圃場に展開することで表現型の分離を明らかにした。これら材料をもとに遺伝子単離を進めることで、野生イネがもつ玄米中ミネラル増加の分子機構が明らかにされると期待する。

本研究は、野生イネから,ミネラルの吸収,輸送,および利用に関する遺伝資源を明らかにし,その分子育種的利用を図るための基盤研究である.最終年度である本年度は、6つの野生イネから作成された野生イネイントログレッション系統群(250系統)から見出された低栄養耐性系統について,複数の水田において,窒素,リン.カリウム欠乏の効果を評価することができた.その結果,低窒素耐性系統として3系統,低リン耐性系統として3系統,低カリウム耐性系統として2系統を同定する事ができた.これら系統は,野生イネが持つミネラルの吸収,輸送,および利用の遺伝子資源を,栽培イネの低肥料栽培育種に用いる上で重要な母本になると考えられる.またこれら系統の内,Oryza glaberrimaイントログレッション系統から見出された,低窒素、低リン、低カリウム水耕栽培ならびに低窒素、低リン、低カリウム水田栽培の両方で栽培イネよりも大きな地上部バイオマスを形成するG26系統,および低カリウム水耕栽培ならびに低カリウム水田栽培の両方で栽培イネとりも大きな地上部バイオマスおよび穂を形成するG27系統についてMutMap Plus解析を行い,低栄養耐性を付与する野生イネゲノム領域を検出することに成功した.本成果により,これら系統を母本としたマーカー育種が可能になると考えられ,野生イネ遺伝子の育種利用が加速されることが期待できる.さらに今後,低栄養耐性を支配する遺伝子が単離されることにより,野生イネが低栄養に適応する為に進化の過程で獲得した未知の分子機構が明らかになると考えられ,ミネラルの吸収,利用や輸送の基礎研究分野においても重要な成果に繋がることが期待される.本成果の一部を発表した日本育種学会での発表は、日経産業新聞に掲載された.本研究では野生イネイントログレッション系統から、当初の見込み以上に多くの低栄養耐性系統や玄米中ミネラル濃度の高い系統を得る事ができた。また、これら系統のほとんどについて遺伝子単離のための戻し交雑F2集団の作成に成功し、一部系統についてはF2での表現型の分離を明らかにできた。そのため、当初の計画以上に進展したと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、作成したF2集団をもちいた遺伝解析を進め、低栄養耐性系統や高玄米中ミネラル濃度をの原因となる野生イネ遺伝子領域の同定、マーカー育種のための分子マーカーの作成を行う。本年度は、野生イネイントログレッション系統をもちいて玄米中元素濃度の測定や低栄養栽培を行い、対照系統よりも玄米中元素濃度が高い系統や低栄養でも生育の良い系統を複数見出すことが出来た。本研究では、そのような系統が存在する事を想定していたが、実際に解析を行い、見出す事が出来た点は、本年度の成果達成として順調であると言える。しかしながら、扱う系統の膨大さから、6種類全ての野生イネイントログレッション系統を解析する事が出来無かったため、2とした。今後は、本年度得られた有望系統のF2個体の栽培、およびF2個体を用いたQTLの検出を行う。QTLが検出された系統については、次世代シーケンサーを用いたゲノムシーケンス等により、詳細な分子マーカーを作成して行く。また、本年度スクリーニングできなかった残り2つの野生イネイントログレッション系統について、本年度と同様にスクリーニングを行う。さらに、福島市水田における低肥料栽培を本年度と同様に行う。しかし、次年度以降は、最高分げつ期ではなく、イネの収量も解析対照とする予定である。その理由は、実験に供試した福島市水田において、少なくとも本年度では低肥料環境が上手く造れたこと、ならびに、複合的な低栄養下でも有意に背丈、分げつ数または地上部重量が大きな系統が見出されたことから、収量についても同様の結果が得られると想定されるからである。
新生児エリテストーデス母児のリスクに関する研究

(1)新生児エリテマトーデス(NLE)児12名(皮膚症状8,先天性心ブロック2,肝障害2),および正常児9名の母児の血清を材料とし,60kd-Ro/SSA,52kd-Ro/SSAおよび48kd-La/SSH recombinantペプチドを固相化したELISA法により,母児の抗SSA抗体のエピトープ分析を行った。その結果,新生児の諸症状と,経胎盤的に新生児に移行する母親の抗SSA抗体の認識する抗原エピトープのパターンと間に明らかな相関はないことが明らかになった(Autoimmunity 1995;21:277-282)。(2)正常児を出産した母親群に比較して,NLE児の母親の抗体は48kdLa/SSBに対する反応性が高い傾向を示した。(3)先天性心ブロック児を出産した母親の血清は,皮膚症状のみの群および正常群と比較して,52kd-Ro/SSA,48kd-La/SSBに対する反応性が有意に高値であった。(1)新生児エリテマトーデス(NLE)児14名(皮膚症状10,先天性心ブロック3,血球減少1,肝障害3),先天性心奇形1,周産期死亡1,および正常児5名の母児の血清を材料とし、60-kd-および52-kd-recombinant SSAペプチドを固相化したELISA法により、母児の抗SSA抗体のエピトープ分析を行った。その結果,新生児の諸症状と,経胎盤的に新生児に移行する母親の抗SSA抗体の認識する抗原エピトープとの間に明らかな相関はないことが明らかになった。(2)上記の結果から,NLEの発症に他の要因も関与している可能性を考え,母児血清中の抗カルジオライピン抗体(aCL)を検索したところ,母親血清中のcofactor依存性aCLは,新生児の重症の臓器障害および母親の抗燐脂質抗体症候群発症を予知するマーカーとなり得る可能性を示唆するデータが得られつつある。(1)新生児エリテマトーデス(NLE)児14名(皮膚症状10,先天性心ブロック3,血球減少1,肝障害3).先天性心奇形1,周産期死亡1,および正常児5名の母児の血清を材料とし,60kd-Ro/SSA,52kd-Ro/SSAおよび48kd-La/SSB recombinantペプチドを固相化したELISA法により,母児の抗SSA抗体のエピトープ分析を行った.その結果,新生児の諸症状と,経胎盤的に新生児に移行する母親の抗SSA抗体の認識する抗原エピトープのパターンと間に明らかな相関はないことが明らかになった(Autoimmunity 1995;21:277-282)。(3)NLEの発症に他の要因も関与している可能性を考え,母児血清中の抗カルジオライピン抗体(aCL)を検索したところ,母児血清中のcofactor依存性aCLは,新生児の重症の臓器障害および母親の抗燐脂質抗体症候群発症を予知するマーカーとなり得る可能性が示唆された。
学習者群が示す高次規則性の解明と学習の環境最適化への応用

本研究では,複数の教育機関で運用されているe-learningコースで記録された,学習者のコンテンツ視聴履歴ログを,複雑系科学的視点で分析した.本来自由に学習を進めているはずの学習者の行動に,学習者群全体すなわち高次のレベルで,パタン(規則性)が創発したことを示唆する結果が得られた.さらに,創発のメカニズム他に関して,マルチエージェントシミュレーション手法を用いた基礎研究的な研究を進め,成果を公表した.研究実施計画に沿って研究を進めた結果、1.「高次規則性の存在の確認の継続」における、(1)「収集済データの分析継続と新規規則性の有無の確認」、及び2.「確認された高次規則性の妥当性確認の継続」に関しては、関連論文のサーベイ他を継続し、当初の目的である「検証手法の洗練化」及び「検証ツールの整備・拡充」等の検討を進めた。当初の想定であったベキ分布(power-law distribution)と併せ、一般化ベキ分布(generalized power-law distribution)*1でのフィッティングも試した。当該成果を、論文1編(第1著者)として執筆し、査読あり国際会議に投稿済で、採録決定通知を待っている。さらに、2.及び3.「高次規則性生成メカニズムの検討」に関連して、高次規則性が創発する条件や初期値依存性等に関する、理論指向かつシミュレーションベースの研究も進めた。成果をまとめた論文1編(第1著者)は、査読を経て、既に英文学術誌への採録が決定しているが、印刷が遅れている状況である(13.研究発表欄参照)。また、1.における(2)「結果一般性(ないし限界)検討」に関しては、従来より多くのe-learningシステムの学習履歴データを対象として分析を進めるため、対象範囲の新規拡大に努めた。その1つが、筑波大学医学部が主体となり、大学間連携の形態で運用されている、がんプロフェッショナル育成講座e-learningカリキュラムである(詳細は、現在までの達成度欄参照)。*1宮下洋一,「幅広い複雑性領域に適合する一般化べき乗分布モデル」,情報処理学会研究報告数理モデル化と問題解決(MPS), 2010当初の実施計画に概ね沿って研究を進め、以下の成果を上げた。先ず、「(3)高次規則性生成メカニズムの検討」については、高次規則性が創発する過程や、初期値依存性等に関する、マルチエージェントシミュレーション手法を用いた基礎研究的な内容の研究を進めた。当該成果を、査読有英文学術誌論文(第1著者)1編として、2013年に公表した。さらに、「(1)高次規則性の存在の確認の継続」における、「2結果一般性(ないし限界)検討」に関して、データ分析の対象範囲の拡大を進めた。第1に、青山学院大学が運用するe-learningカリキュラムに関して、従来の期間より長期の学習履歴データを対象とした分析でも、同様の高次レベルの規則性の存在を示唆する結果が得られた。当該成果を、査読有英語論文(第1著者)1編として、2011年に公表した。第2に、従来より多くのe-learningカリキュラムの学習履歴データを分析対象とした。その1つが、筑波大学医学部が主体となり、大学間連携の形態で運用されている「がんプロフェッショナル育成講座」e-learningカリキュラムである。当該カリキュラムの、2011年度の学習履歴データの提供を受け分析した結果、やはり類似の高次レベルの規則性の存在を示唆する結果が得られた。当該成果を、査読有英語論文(第1著者)1編として、2013年に公表し、併せて口頭発表した。一方、筑波大学留学生センターの日本語・日本事情教育用e-learningカリキュラムについては、2011年度その構築に携わり、カリキュラムに関する査読有紀要論文1編を2012年に公表したものの、システムの本格稼働タイミング他の問題で、高次規則性の存在を確認する対象に含めることはできなかった。本研究では,複数の教育機関で運用されているe-learningコースで記録された,学習者のコンテンツ視聴履歴ログを,複雑系科学的視点で分析した.本来自由に学習を進めているはずの学習者の行動に,学習者群全体すなわち高次のレベルで,パタン(規則性)が創発したことを示唆する結果が得られた.さらに,創発のメカニズム他に関して,マルチエージェントシミュレーション手法を用いた基礎研究的な研究を進め,成果を公表した.研究実施計画に沿って研究を進めた結果、1.「高次規則性の存在の確認の継続」における、(1)「収集済データの分析継続と新規規則性の有無の確認」に関しては、従来分析対象としていた範囲より、長期の学習履歴データを対象とした場合にも、依然、同様の高次規則性が確認できるとの結果が得られた。本成果を査読あり国際会議論文1編(第1著者)として公表した(13.研究発表[雑誌論文]第2項目参照)。また、1.における(2)「結果一般性(ないし限界)検討」に関しては、従来より多くのe-learningシステムの学習履歴データを対象として分析を進めるため、対象範囲の拡大に努めた。その1つが、兼務先の筑波大学留学生センターで構築中の、日本語・日本事情遠隔教育用e-learningカリキュラムである。当該e-learningシステムに関して、査読あり紀要論文1編(第3著者)を公表した([雑誌論文]第1項目参照)。2.「確認された高次規則性の妥当性確認の継続」に関しては、関連論文のサーベイ他を継続し、当初の目的である「検証手法の洗練化」及び「検証ツールの整備・拡充」の準備を進めた。さらに、2.

及び3.「高次規則性生成メカニズムの検討」に関連して、高次規則性が創発する条件や初期値依存性等に関する、理論指向かつシミュレーションベースの研究も進めた。既に、本成果を論文として執筆済であり、近日中に英文学術誌への投稿を予定している。H24年度は、引続き、収集済データの分析・国際会議/学術誌論文の執筆/公表に注力した。この結果、「研究実績の概要」に記述した実績が得られた半面、それ以外の項目に関する進捗が、全般的に遅れ気味となった。また、研究実施計画に記述した、1.「高次規則性の存在の確認の継続」中、(2)「結果一般性(ないし限界)検討」に関しては、従来より多くのe-learningシステムの学習履歴データを対象として分析を進めるため、旧兼務先のe-learningカリキュラムを範囲に含めるものとしていた。しかし、当該カリキュラムのストーリの策定・執筆・映像マテリアルの準備等に、引続き進捗の遅れがあり、構築・公開が、当初のスケジュールより遅れ気味であった。こうした状況を踏まえ、分析の対象とするe-learningシステムを一層拡大するため、対象範囲の新規拡大に努めた。その1つが、筑波大学医学部を中心とした大学間連携の形態で実運用中の、がんプロフェッショナル育成e-learningカリキュラムである。当該e-learningシステムに関して、既に学習履歴データの一部の提供を受け、分析作業を進めているという状況である。H23年度は、主に収集済データの分析・国際会議/紀要/学術誌論文の執筆/公表に注力した。この結果、それ以外の項目に関する進捗が、全般的に遅れ気味となった。また、研究実施計画に記述した、1.「高次規則性の存在の確認の継続」中、(2)「結果一般性(ないし限界)検討」に関しては、分析の対象とするe-learningシステムの拡大のため、兼務先のe-learningカリキュラムを範囲に含めるものとした。しかし、当該カリキュラムのストーリの策定・執筆・映像マテリアルの準備等に進捗の遅れがあり、構築・公開が、当初のスケジュールより遅れ気味である。このため、学習履歴データの収集・分析は今後という状況である。補助事業最終年度に当たり、これまでの研究をさらに進めると共に、成果の取りまとめや公表を実施していく予定である。具体的には、研究実施計画に記述した、1.「高次規則性の存在の確認の継続」(1)「収集済データの分析継続と新規規則性の有無の確認」に関しては、既に公表済・投稿中各1編ずつの国際会議論文の成果と、後述する、採録決定済学術誌論文の研究成果等を併せ、新たな学術誌論文として発表できないかの検討を進める。一方、1. (2)「結果一般性(ないし限界)検討」に関して、分析の対象とするe-learningシステムの拡大のため、H25年度から新たに対象に加わった、e-learningカリキュラムの学習履歴データの分析を推進していく。
トリチウム代謝に関する生物医学的研究

成果の概要を述べる。1.トリチウムを体内に摂取した場合はその被爆線量を低減させる方法の確立。(1)トリチウムガスを吸入した時、トリチウムガスは盲腸や結腸で酸化され、その他の組織での酸化は非常に低いことを明らかにした。酸化部位の解明はトリチウムガスの酸化の制御と被爆線量の低減研究に新たな知見をもたらした。(一政)2.障害治療法確立に関する基礎研究(1)トリチウムの造血系への障害は利尿剤によるトリチウムの排泄促進で低減されることを明らかにした。(土屋)3.人体における障害検出系の開発研究(1)ヒトの赤血球系幹細胞のBFU-Eの放射線感受性はリンパ球の変化よりも鋭敏であり、この検出感度はreco-mbinant-IL3の添加で一層高感度になることを明らかにした。ヒト骨髄組織の障害検出法として核磁気共鳴画像診断法を示唆した。今後障害検出法の開発を行う。(平嶋)(2)末梢血リンパ球の小核形成はトリチウムによる染色体構造異常の簡便な検査に使える可能性を示した。(森本)(3)ヒト骨髄顆粒系幹細胞CFU-Cの生存率はトリチウム水の線量に依存して指数函数的に減少する。(重田)4.トリチウム汚染食品の摂取限度解析に関する研究(1)トリチウム水で汚染した穀物を収穫しラットに食べさせた。体内汚染はトリチウム水に較べて玄米で1020倍、小麦で2030倍、そして大豆では3050倍であった。(武田)(2)食品の有機結合型トリチウムの線量寄与を考慮した評価モデルを開発した。(斉藤)5.人体臓器のトリチウムのバックグランドは脳で2.6Bq/l、肺で3.4Bq/l、肝で3.3Bq/l、脾臓で3.8Bq/lであった。有機物中の濃度は肺で17Bq/l、肝で16Bq/lであった。(上野)6.上水道のトリチウム濃度の変化を分析。(東郷)7.トリチウムガスは土壌の放射菌でトリチウム水に酸化されて根から吸収され松葉に検出されることを明らかにした。(一政満)購入された備品は研究に活用された。成果の概要を述べる。
自伝的記憶の想起と自我同一性との関連に関する基礎的検討

自伝的記憶とは個人が自分の人生において経験した出来事に関する記憶である。多くの研究者がこの記憶がセルフや自我同一性の基盤として機能している可能性を指摘しているが,その関連を実証的に検討した研究は少ない。本研究は自伝的記憶と自我同一性との関わりを,2つの視点から探索的に検討した。1.自我同一性地位と想起される自伝的記憶の安定性大学生を対象に加藤(1983)の「自我同一性地位判定尺度」を2ヶ月半の間隔をおいて繰り返し実施した。同時に「これまでの人生を振り返って重要と思われる出来事」を思い出して10個まで自由記述で回答することを求めた。2回ともに回答し,かつ1回目と2回目で同じ同一性地位に判定された回答者は34名であった(モラトリアム6名,拡散2名,A-F中間3名,D-M中間23名)。各人の自伝的記憶の内容を分析し,同じ出来事が2回繰り返し報告されている率を検討したところ,モラトリアム群で0.34,D-M中間群で0.31,A-F中間群で0.10,拡散群で0.09であり,想起される自伝的記憶の安定度が同一性地位によって異なることが示された。2.職業選択を支える自伝的記憶青年期において職業選択は同一性の達成に関わる重要な課題である。そこで自伝的記憶が職業選択に関与する可能性を検討するために,教員養成系大学の学生を対象に教職を希望する者とそうでない者で,教師にまつわる思い出に質的・量的な違いが見られるか質問紙調査を行った。その結果,1)教職を強く希望する者は希望しない者に較べて,中学時代の教師に対する快記憶を多く想起すること,2)教職を希望しない者では逆に,中学時代の教師に対する不快な記憶を多く想起することが示された。ただしこの差異は報告された思い出の絶対数の違いによるものではなく,個々人の中での快記憶と不快記憶の比率が重要であることが示唆された。教職希望者においても不快な記憶がないわけではない。しかしそれ以上に快記憶が多いのである。また希望しない者においても決して快記憶がないわけではない。しかし快記憶以上に不快な記憶を多く想起するのである。さらに報告された思い出の中でも特に「教師から強い影響を受けた」という回答を分析したところ,教職希望者では快記憶が多かったのに対し,希望しない者では快記憶と不快記憶の報告数に差が無かった。以上の結果から,中学時代の教師にまつわる快で影響力の強い思い出が,教職志望という進路選択の背景にあることが示唆された。
宇宙環境における絶縁材料の帯電放電現象の基礎研究

静止衛星などの高軌道衛星に生じる障害の原因の中で、大きな割合を占めると考えられている帯電放電現象についての実験的な研究を行った。1.地上での再現実験と、高高度宇宙空間の雰囲気の差異は、温度、ならびに真空度が最も大きいと考えられる。宇宙空間における温度の低下によって、最も影響を受けるのは、材料の導電度に代表されるバルクの電気的特性であろう。これは材料の帯電解析への影響が大きいが、放電現象への影響は少ないと見られる。2.真空度については、実験室で実現できる真空度は、高真空といえども宇宙空間とはまだかなり隔たりがある。これは本研究の結果、放電開始条件に残留ガス分子がかなり関与していることが明らかになり、地上での再現実験の大きな問題点として浮かび上がってきた。放電開始条件、発光スペクトルの双方に見られたコンデショニング効果より、高真空下で残留ガス分子がほとんど排除された状態では、放電はかなり生じ難くなると予想される。また実際の衛星の構造では不可避的に生じる絶縁物と導体の接合部では、間隙を無くし、界面を滑らかにすることで、放電開始電圧はかなり上昇することがわかった。3.これら放電を生じにくくする諸条件が判明したにも拘らず、現実に高軌道衛星において放電が観測されていることは、高分子材料内部からのガス放出などか関与していることを強く示唆する。この意味で、放電開始条件に関する、本研究のような地上での再現実験には十分意義があることが明らかとなった。4.残留ガス分子は同時に、高分子材料の種類によっては、沿面放電による材料の劣化にかなり影響することが、ガス分子の質量分析の結果明らかとなった。これはスペ-スチェンバによる材料の劣化の試験において、考慮すベき点である。今年度は研究の初年度であり、国際会議1件、及び国内学会全国大会に1件の口頭発表を行った。今年度の研究成果は次の通りである。人工衛星の熱制御材料として使用されるテフロン、マイラ、カプトンの3種類の有機絶縁材料を実験の対象とした。これらの材料の各種の厚さのフィルムに、静止軌道上の条件を模擬するために高真空容器中で電子線を照射し、フィルムに蓄積した電荷が自己放電を開始する照射条件、表面電位、フィルムの厚さの相互関係を、特にテフロンについて実験的に求めた。自己放電には貫通破壊と沿面放電の2つのモ-ドがある。発生できる電子線エネルギ-027keVの範囲では、25μmの厚さのフィルムにおいてのみ貫通破壊が生じた。表面電位から推定した、貫通破壊条件を与える材料内部の最大電界は、テフロンにおいて45MV/cmで、真空中で電極を用いて測定した直流貫通破壊電圧から求めた条件とほぼ一致した。沿面放電条件は材料の厚さのほか、材料と金属製の押え枠の接する点の条件に大きく依存することがわかり、引続き検討中である。自己放電時にはガス分子が放出され、圧力が上昇する。放出ガスの分子種の質量分析を行った結果、種類については2つの放電モ-ドにおいてほとんど差がなかった。材料の構成分子の他、2酸化炭素が全ての材料において認められたが、酸素を構成分子中に含まないテフロンにおいてもそれが検出されたことは、表面に吸着されているガス分子が放電の過程にかなり関わっている可能性を意味する。放電に伴う可視光をカラ-静止写真で観察した。放電光は青色で、フィルム端部の金属製押え枠から放電路が伸びる。押え枠に流入する電流と、フィルムの背後電極で測定される変異電流の差は、空間に放出されるブロ-オフ電流になっていると思われるが、静止写真にもブロ-オフの電子流に対応する位置に青色光が認められた。

1地上での再現実験と、高高度宇宙空間の雰囲気の差異は、温度、ならびに真空度が最も大きいと考えられる。宇宙空間における温度の低下によって、最も影響を受けるのは、材料の導電度に代表されるバルクの電気的特性であろう。これは材料の帯電解析への影響が大きいが、放電現象への影響は少ないと見られる。2.真空度については、実験室で実現できる真空度は、高真空といえども宇宙空間とはまだかなり隔たりがある。これは本研究の結果、放電開始条件に残留ガス分子がかなり関与していることが明らかになり、地上での再現実験の大きな問題点として浮かび上がってきた。放電開始条件、発光スペクトルの双方に見られたコンディショニング効果より、高真空下で残留ガス分子がほとんど排除された状態では、放電はかなり生じ難くなると予想される。また実際の衛星の構造では不可避的に生じる絶緑物と導体の接合部では、間隙を無くし、界面を滑らかにすることで、放電開始電圧はかなり上昇することがわかった。3.これら放電を生じにくくする諸条件が判明したにも拘らず、現実に高軌道衛星において放電が観測されていることは、高分子材料内部からのガス放出などが関与していることを強く示唆する。この意味で、放電開始条件に関する、本研究のような地上での再現実験には十分意義があることが明らかとなった。4.残留ガス分子は同時に、高分子材料の種類によっては、沿面放電による材料の劣化にかなり影響することが、ガス分子の質量分析の結果明らかとなった。これはスペ-スチェンバによる材料の劣化の試験において、考慮すべき点である。
口腔癌内部環境下に発現するHIF-1αを分子標的とした治療法に関する基礎的検討

本研究では、固形癌内部環境に発現するHIF-1αが細胞増殖、血管新生及びアポトーシス調節機構にどのように関与するかを明らかにし、口腔癌に対するHIF-1αを標的とした分子標的治療の可能性を追求する。各種ヒト口腔扁平上皮癌細胞株(HSC2,HSC3,HSC4,KB,T3M1,KOSC3,SAS,HO1-u1)を培養し、酸素分圧10%以下でHIF-1αタンパクの発現が認められ、経時的タンパク発現の検討においては低酸素環境下6時間後から72時間後までHIF-1αタンパクが発現していた。低酸素環境下(1%O_2)でのそれぞれの細胞株の細胞周期調節因子(p53)に明らかな差は認められなかった。血管新生因子(VEGF)はタンパク誘導が認められた。CDDP感受性試験にて低酸素環境下において各濃度のCDDPに対する感受性が亢進し、IC_<50>の低下が認められた。しかしながら、ADM,BLM,5-FU, TXLにおいては低酸素環境下での抗癌剤高感受性化は認められたかった。また、各細胞株においてCDDP処理24時間後にG2-M期に細胞周期の蓄積がみられるが、低酸素環境下でCDDP処理したものはG2-M期の集積が減少した。以上より口腔癌扁平上皮癌のHIF-1α蛋白の発現は癌化学療法におけるCDDP感受性の予知因子になり得ると考えられ、さらに追求することにより口腔癌を含む固形癌のHIF-1αを標的とした分子標的治療が可能になるものと考えられた。本年度は固形癌内部の低酸素環境に対する細胞応答を、口腔癌における低酸素条件下でのHIF-1αの発現量及び発現時期、HIF-1αと細胞周期調節因子、血管新生因子との関係を基礎的に検討する。1)各種ヒト口腔扁平上皮癌細胞株における低酸素環境下での細胞動態の解析a)低酸素環境下(0.5-20% O_2)で各種ヒト口腔扁平上皮癌細胞株(HSC2,HSC3,HSC4,KB, T3M1,KOSC3,SAS, HO1-u1)を培養し、経時的にタンパクを抽出しWestern Blotting法にてHIF-1αの発現を検討した。その結果酸素分圧10%以下でHIF-1αタンパクの発現が認められ、経時的タンパク発現の検討においては低酸素環境下6時間後から72時間後までHIF-1αタンパクが発現していた。b)各種ヒト口腔扁平上皮癌細胞株を1%O_2、20%O_2条件下に培養し、トリパンブルー色素排除法にて細胞倍加時間を検討した。その結果低酸素環境下において細胞倍加時間は約2倍延長していた。また、フローサイトメトリーによる細胞周期解析においては、低酸素環境下でG2/M期に集積する傾向が認められた。2)各種ヒト口腔扁平上皮癌細胞株におけるHIF-1αと細胞周期調節因子及び血管新生因子との関係の検索1)の結果よりHIF-1α発現量に差が認められた高発現細胞株(HSC2,HSC3,HSC4,)、低発現細胞株(KOSC3,HO1-u1)をスクリーニングし、低酸素環境下(1%O_2)でのそれぞれの細胞株の細胞周期調節因子(p53,p21)、血管新生因子(VEGF)をWestern Blotting法にて経時的に検討した結果、細胞周期調節因子(p53,p21)に明らかな差は認められなかった。血管新生因子(VEGF)は、HIF-1α高発現細胞株ではHIF-1αが発現する低酸素環境下6時間後と同時もしくはやや遅れてVEGFのタンパク誘導が認められた。

以上の結果を踏まえて次年度は、ヒト口腔扁平上皮癌細胞株における低酸素環境下での化学療法の効果について検討を行い、HIF-1αを標的とした分子標的治療の可能性を追求する。本年度は前年度の結果を踏まえては、ヒト口腔扁平上皮癌細胞株における低酸素環境下での癌化学療法の効果について検討を行い、HIF-1αを標的とした分子標的治療の可能性を追求する。1.各種ヒト口腔扁平上皮癌細胞株における低酸素環境下での化学療法の効果についての検討CDDP感受性試験では、HSC2細胞株において各濃度で低酸素環境下でのCDDPに対する高感受性化がみられ、HSC2細胞株においてIC_<50>は7.17μg/mlであるのに対し、低酸素環境下では0.37μg/mlでありCDDP感受性は低酸素環境下では19.3倍とCDDPの感受性が亢進していた。その他の細胞株(HSC3,HSC4,KB,T3M1,KOSC3,SAS,HO1-u1)においても低酸素環境下において各濃度のCDDPに対する感受性が同様に亢進し、IC_<50>の低下が認められた。しかしながら、ADM, BLM,5-FU, TXLにおいては低酸素環境下での抗癌剤高感受性化は認められなかった。2.低酸素環境下CDDP処理における細胞周期解析各細胞株においてCDDP処理24時間後にG2-M期に細胞周期の蓄積がみられるが、低酸素環境下でCDDP処理したもののうちHSC2,HSC3,KB, T3M1,SAS細胞株では同様の環境下でCDDP処理後のG2-M期の集積が減少した。また、HSC4,KOSC3,HO-1-u1細胞株ではG2-M期への集積とその割合の増加がみられ、その集積もCDDP処理72時間後まで続いた。以上、前年度の結果とを含め口腔癌扁平上皮癌のHIF-1α蛋白の発現は癌化学療法におけるCDDP感受性の予知因子になり得ると考えられ、さらに追求することにより口腔癌を含む固形癌のHIF-1αを標的とした分子標的治療が可能になるものと考えられた。
核生成制御による新奇なガラス相/結晶相コンポジット磁性材料の創製

(Fe_<0. 75>B_<0. 20>Si_<0.05>)<96>_Nb_4金属ガラスにB_2O_3フラックス処理を施した後,鋳造を行うことにより, 50. 100. m程度の結晶相がガラス相中に析出した,ガラス相/結晶相複合磁性材料を開発した。本複合材料は,析出結晶相が磁壁をピン止めするため,優れた恒透磁率特性(磁場の変化に対して磁束密度が直線的に変化する)と低い保磁力を兼備する。本材料は,チョークコイルなどの磁性部品の省エネルギー化に有用であると考えられる。今年度は,B_2O_3フラックス処理が鋳造時の析出結晶相に与える影響を明らかにするために,種々の条件でフラックス処理を行ったFe-B-Si-Nb金属ガラス試料を作製し,構造と磁気特性を詳細に調査した。その結果,フラックス中での母合金の溶落時間を200s以ヒとし,溶湯を十分にフラックスに触れさせるノことにより,比透磁率が200程度まで低下することが分かった。更に溶落時間を長くすると比透磁率は徐々に増加する傾向を示し,700sで600程度の比透磁率が得られることが分かった。またフラックスを使用せずに同様の条件で試料を鋳造した場合は,比透磁率が低下しない(2000程度)ことが分かったれにより,フラックス処理時の溶落時間で,比透磁率をコントロールできることが明らかになった。また試料の構造を調査した結果,フラックス処理を行った試料では,試料の中心付近に結晶相が析出していることが分かった。フラックス処理を行わない場合は,試料はほぼガラス単相であった。一部の未処理試料では結晶相が析出していたものの,試料の表面付近のごく薄い領域に限定されていた。従って,フラックス処理により試料中心部に結晶相の析出が促進され,それにより比透磁率が低下したと考えられる。フラックス処理による結晶相析出のメカニズムは完全には解明できていないが,溶落時間と磁気特性の間に相関が見られることから,溶湯とフラックスの間の化学反応などが関係している可能性が考えられる。今年度は,B_2O_3フラックス処理が結晶相の析出形態及び磁気特性に与える影響を明らかにするために,鋳造後の材料組織と磁気特性の関係を中心に調査を行った。昨年度も報告した様に,フラックス処理を行った試料では試料の中心付近に結晶相が析出し,未処理試料はほぼガラス単相であり,一部の試料では結晶相が表面付近のごく薄い領域に析出していた。更に研究を進めた結果,溶落時間(試料の加熱を開始してから溶解するまでの時間)によっては結晶相の析出量が著しく増加する現象が見られたが,その場合でも上記の傾向は変わらないことが分かった。また微小部X線回折により析出結晶相の同定を試み,その結果,フラックス処理の有無に関わらず,α-Fe(-Si)とFe_2Bの混相であることが確認された。磁気特性との関係では,フラックス処理材では結晶相の析出と共に比透磁率が低下する傾向が見られたが,未処理材では結晶相が析出しても,比透磁率の低下は比較的小さいことが分かった。これらの結果より,磁気特性に与える影響は析出する結晶相の種類ではなく,析出する場所に強く依存していることが明らかになった。また比透磁率が600程度のフラックス処理材に熱処理を施し,磁気特性の変化を調べた。その結果,熱処理後でも低い比透磁率が維持されることが確認された。また微分透磁率を比較すると,熱処理後の方が高い磁場までほぼ一定の透磁率の値が保たれていることが分かった。これは鋳造時の残留応力により発生した比較的弱い磁気異方性が熱処理により消失する代わり,結晶相の析出量が増加することにより磁壁のピンニングがより強固になったためであると推察される。B_2O_3フラックス処理による結晶相析出のメカニズムを調べるため,走査型電子顕微鏡を用いて析出結晶相の形態等の観察を,そしてエネルギー分散形X線分光による組成分析を行った。析出した結晶相は,フラックス鋳造材(フラックス処理を行った直後に鋳造),フラックス未処理材共に,α-Fe(-Si)相とFe_2B相であることが,組成分析の結果により確認された。しかしフラックス未処理材では,結晶相からAlやCaなどの不純物元素も同時に検出されており,結晶相はこれらの酸化物などによる不均質核生成により,主として試料表面付近に析出していることが確認された。

それに対しフラックス鋳造材では,フラックス処理により不均質核生成サイトとなる酸化物などが除去された結果,結晶相は主として均質核生成により試料内部に析出するものと考えられる。また結晶相の析出個所及び析出量と,磁化曲線の形状との関係を調べた結果,試料表面付近に結晶相が析出した場合(フラックス未処理試料の特徴)では,ガラス単相試料と類似した磁化曲線しか得られないことが確認された。それに対しフラックス鋳造材では,結晶相の析出量が少量であっても透磁率が大幅に低下し,恒透磁率特性が発現することが確認された。同時に,結晶相の析出量が増えるに連れて,透磁率の低下が緩やかになり,保磁力が著しく増加することも判明した。またフラックス鋳造材に熱処理を施すと,保磁力はほぼ一定のまま,恒透磁率が得られる磁場の範囲が広がることが確認された。前述の結晶相の析出個所や析出量と磁気特性との関係を合わせて考えると,結晶相析出による透磁率低下のメカニズムは,析出結晶相に起因する内部応力ではなく,析出結晶相による磁壁移動のピン止め効果によるものだと考えられる。
極微弱磁界検出用マイクロフラックスゲート磁気センサの試作研究

本研究者は、最近フラックスゲート磁気センサをシリコンプロセスと薄膜軟磁性材料により超小型で実現するマイクロフラックスゲート磁気センサと称する磁気センサを世界に先駆けて開発した。これまで改良を進め、その性能の高さが徐々に明らかになってきており、その潜在的性能は、極めて高いと考えている。また超小型・軽量・大量生産が容易、信号処理回路の集積化が可能等、従来にない種々の特長を有している。もし、このマイクロ磁気センサの改良によって、SQUID磁束計でのみ検出可能な微弱磁界を検出する素子が実現できれば、常温で動作する点だけを考えても画期的成果となる。本研究では、これまで得られた成果を背景として、素子構造の最適化及び磁性薄膜の特性善を行い、その優れた性能を実証すべく改良素子の試作を行うことを目的とした。素子構造としては、励磁コイルと検出コイルを密結合した構造が高感度化において有効であることを磁場解析により明らかにした。また磁性薄膜については、素子作成時に生じる熱処理工程での劣化を低減するための少量のInを添加した電着磁性薄膜の形成を試み、大幅な特性改善が得られた。これらの基礎的な検討に基づき、実際にマイクロフラックスゲート素子を試作した。その結果、2700V/Tという極めて高い磁気検出感度と、0.6nT/√Hz(DC10Hz)の検出分解能が達成された。これは、マイクロ構造の磁気検出素子でナノテスラオーダーの分解能を実現した初めての結果である。