hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フリーデル-クラフツ型反応の新展開：ヘテロ環骨格の効率構築法開発と全合成応用

以下の研究成果を得た。(1)銀触媒を用いるipso-Friedel-Crafts型のフェノール脱芳香化反応が進行することをはじめて見出した。さらに、配位子としてキラルリン酸類を組み合わせることで、高選択的な不斉脱芳香化反応の開発に成功した。(2)3-アルキリデンインドリンからインドールへの異性化反応が数例報告されていることに着目し、本変換を活用したパラジウム、またはプラチナ触媒を用いた3,4位中員環縮環インドール骨格の新規合成法を開発した。(3)上記の反応を天然物合成に展開した。また、酸により促進されるテトラヒドロベンゾピラン誘導体の合成法開発にも成功した。初年度は遷移金属触媒反応を用いるフリーデルークラフツ型反応を利用した3、4位中員環縮環型インドール類の合成法開発について検討を行った。Pd触媒を用いるプロパルギルカーボネートの活性化とアニリン誘導体のフリーデルークラフツ型反応を組み合わせた3ーアルキリデンインドリン合成と続く酸異性化を用いた標的骨格分子の合成について検討した。Pd触媒を用いた場合には目的の反応は進行せず、アレニルアニリン由来の生成物のみ得られる結果となったが、錯体化学の文献を精査して反応条件を最適化した結果、Pt触媒に対してDPEphos配位子を用いた場合に目的の反応が進行することがわかり、高収率にて反応を促進することに成功した。基質一般性良く生成物が得られることがわかり、さらに生成物の幾つかには抗腫瘍活性が見られることも共同研究により明らかにした。本反応の中間体となるパイアリル金属錯体はヨウ化アレーンのアレンに対するHeck挿入を用いても調製可能であることから、アレンへのHeck挿入反応ー分子内アリルアミノ化を利用した反応系についても検討を行った。その結果、Pd触媒に対してトリフリルホスフィンを配位子として用いた場合に効率よく反応が進行することがわかり、3ーアルキリデンインドリン誘導体をを高収率にて得ることに成功した。本生成物は酸性条件による処理、酸化処理により3種の3、4位中員環縮環型インドール誘導体に変換可能であり、合成化学的な有用性は極めて高い。その他、遷移金属触媒を用いるカスケード反応についても検討を行い、ヘテロ環状化合物、3置換シクロプロパン誘導体の合成に成功した。関連する論文を4報発表している。十分な進展が見られていると思う。3、4位中員環縮環インドール類の合成法開発としては、ドラグマシジンEの合成研究を進めた。先に開発したパラジウム触媒を用いるカスケード環化反応を用いることで7員環骨格を構築し、酸化的な異性化によるジエン型分子への変換、ロジウム触媒を用いる分子内アミノアセトキシ化反応を用いる官能基化、ピラジノン環の構築を行うことで、本天然物の主骨格の構築法開発に成功した。また、開発したパラジウム触媒カスケード反応系と有機分子触媒によるエナール類の不斉アジリジン化反応を用いることで、天然物:オウランチオクラビンの不斉合成研究も進めている。既に合成の最終段階に入っている。これまでに開発したパラジウム、またはプラチナ触媒を用いる3、4位中員環縮環インドール類の合成法を対応するベンゾフラン型化合物の合成に展開することは困難であった。そこで、O-アルキニルヨウ化ベンゼン誘導体を用いるラジカルカスケード反応を検討することで解決を図った。検討の結果、目的の骨格を高収率にて得る反応条件の確立に成功し、今後基質一般性の検討や計算化学的な反応機構解析を含めた研究を進めていく。これら以外にも、パラジウム触媒を用いる7員環カルボサイクルの新規合成法開発や、銀触媒を用いるフェノールのイプソ-フリーデルークラフツ型反応を利用したスピロアミナール合成などの検討を進めており、これらに関しては来年度中に論文発表できるよう研究を継続する方向で動いている。3、4位中員環縮環インドール類の合成法開発としては、初年度に開発した反応をドラグマシジンE、オウランチオクラビンの2つの天然物合成に展開している。いずれも合成完了には至ってないものの、前者は合成研究として論文も報告しており、順調に進んでいるものと考えられる。発展的な展開として、ベンゾフラン型合成法の開発への展開、パラジウム触媒を用いるカスケード反応による新規7員環合成法への展開、銀触媒を用いるスピロラクタム化反応の開発等へ展開していることからも、順調に進んでいると評価できる。3,4位中員環縮環インドール類の合成:ドラグマシジンEの全合成研究に関しては、キノンメチド型中間体を経由する鍵工程基質の合成を検討した。しかし、現時点では思ったような成果が得られておらず、現在は4置換ベンゼン誘導体の合成を基盤とする手法も並行して検討を行っている。また、パラジウム触媒を用いるカスケード環化反応と有機分子触媒を用いるエナール類の不斉アジリジン化反応を基盤とした、(ー)オーランチオクラビンの不斉合成に成功した。フリーデルクラフツ型反応を用いる新たな反応開発としては、これまで活性種としての利用が限定的であった、銀カルベノイド類を用いるフェノールの不斉脱芳香化反応の開発に成功した。本反応は、キラルリン酸触媒の存在下、反応を行うことで高エナンチオ選択性を達成した。反応機構解析に関しては、計算化学、実験化学的に手法により、銀カルベノイドの反応性を検証した。

その結果、銀カルベノイドの特徴的な反応性は、ロジウム等の他の金属のカルベノイドに比べ、反応点のカルベノイド炭素がカルボカチオン様の性質を強く持つことが示唆された。その他の成果としては、パラビニリデンキノンメチドを中間体とするジヒドロベンゾピラン類の合成法開発や、アリル位置換反応によるシクロプロパン誘導体合成ー異性化ーコープ転位カスケードを用いる7員環カルンボサイクルの新規合成法開発、有機分子触媒を用いるアルファーメチルボロノフェノルアラニン誘導体の触媒的不斉合成法の開発、ラジカルカスケード反応を用いる3,4位中員環縮環ベンゾフラン類の合成などに成功した。以下の研究成果を得た。(1)銀触媒を用いるipso-Friedel-Crafts型のフェノール脱芳香化反応が進行することをはじめて見出した。さらに、配位子としてキラルリン酸類を組み合わせることで、高選択的な不斉脱芳香化反応の開発に成功した。(2)3-アルキリデンインドリンからインドールへの異性化反応が数例報告されていることに着目し、本変換を活用したパラジウム、またはプラチナ触媒を用いた3,4位中員環縮環インドール骨格の新規合成法を開発した。(3)上記の反応を天然物合成に展開した。また、酸により促進されるテトラヒドロベンゾピラン誘導体の合成法開発にも成功した。フェノールやアニリンのFriedel-Crafts型反応については、その他の反応形式について検討を行い、新しいスピロ環化反応や縮環状化合物合成法の開発につなげる。また、3、4位中員環縮環型インドール含有天然物の合成にも展開する。以下の検討を最終年度に進める。ドラグマシジンEおよびオウランチオクラビンの合成を進めることで全合成を達成する。この際、前者については、ドラグマシジンEの置換パターンに合わせた骨格合成法を新たに開発することで全合成を目指す。また、ベンゾフラン型化合物の合成法、銀触媒を用いるフェノールのイプソ-フリーデル-クラフツ型反応を利用したスピロラクタム化反応について集中的に検討することで論文化を目指す。反応によってはどのような基質が適するか、不適かの予測が困難である場合がある。計算化学的な予測を組み合わせることで、研究の効率的な推進に努める。有機合成化学
強乱流混合海域における力学機構と高生物生産維持機構の解明

乱流混合が強い英国メナイ海峡域の干潟では、外部からの浮遊性植物プランクトンの流入よりも底生珪藻による基礎生産が大きく、また、底生生物であるヨーロッパイガイ(ムール貝)は底生珪藻と懸濁態有機物を主要な餌資源とする可能性が示された。しかし、ムール貝は懸濁態有機物中のデトライタスを餌として積極的に利用することはなく、その成長には底生珪藻の寄与が極めて大きいことが分かった。結論として、従来考えられてきた外部からの浮遊性植物プランクトンの流入が、高いムール貝の資源量を維持しているのではなく、乱流混合に伴う底生珪藻の生産が重要であることが明らかになった。本研究の対象海域であるイギリスの北ウェールズ地方にあるメナイ海峡において、流動観測、生物採集および採水をウェールズ大学バンガー校海洋科学部と共同して実施した。超音波流速計を用いた流動観測に際してはメナイ海峡を五つの海域に区分して観測を行い、潮汐の影響を除去するため、それぞれ連続14時間の航走観測を観測当初に定めた航路上を810回往復して鉛直流速データを得た。その結果、海峡内の海水循環を再現するための数値モデル化に必要な初期条件と同化データが取得できた。また、往復観測が終了する毎にCTD観測と採水作業を実施し、得られた海水は海洋科学部の実験室においてフィルターろ過した後、クロロフィル濃度および懸濁態有機物の炭素・窒素安定同位体比の分析に供した。クロロフィル濃度はその場で蛍光光度計を用いて計測したが、同位体比分析のためのフィルターは日本に持ち帰り東京大学海洋研究所の同位体分析システムを用いて分析することとした。本研究の目的は、イギリス最大のムール貝生産を誇るメナイ海峡での高生物生産機構の解明にあるため、先に区分した海域の各所でムール貝を採取し、日本に持ち帰って炭素・窒素安定同位体比分析が可能なように乾燥保存を行った。これらの資料は、懸濁態有機物と併せて分析を行っているところである。これまでに行った基礎的な解析からは、潮時によって定点での塩分は数psu程度変化するものの、その変化率に比較しクロロフィル濃度は数倍にも大きく変動することが分かった。これはムール貝による捕食の効果が極めて高いことを示すものであり、干潟域に広く薄く広がった高いクロロフィル濃度の海水が効果的にムール貝の成長に寄与している可能性が高いことが分かった。メナイ海峡を五つの海域に区分し,超音波流速計を装備したウェールズ大学バンガー校海洋科学部が所有する海洋観測船を使用して,航走流動観測,CTD観測,採水を2007年5月に実施した。観測は潮汐による半日周潮を除去するために,14時間連続して平均8回のグリッド往復観測を,日本側からは3名,英国側からは5名の研究者が交代で乗船して行った。また,ムール貝をそれらの海域の十数点で採取し,ろ過した海水中の懸濁態有機物とともに炭素窒素安定同位体比を計測するために日本に持ち帰り,東京大学海洋研究所のコンフロシステムを用いて分析を行った。その結果,海峡内のうち,musselbed上で,最も高いクロロフィル濃度が観測され,この最高値が観測された直後,潮流が緩やかになり塩分温度躍層の発達とともにクロロフィル濃度の急速な低下が認められた。クロロフィル濃度最高値が観測されたとき,musselbed上では海峡北東口から海水が流入していたことから,干潟で生産された底生藻類が乱流によって巻き上げられた可能性があることが分かった。また,干潟で生産された底生藻に滞留状態となり,植物プランクトンがヨーロッパイガイの摂食活動によって枯渇する可能性も示唆された。一方で,ムール貝の安定同位体比を比較したところ,プロット領域が一致しない海域が見出され,海域によって餌料環境が異なることが示唆された。また,ムール貝の餌料と考えられた海水中の懸濁態有機物とムール貝の安定同位体比は一致しなかったことから,ムール貝は懸濁態有機物を単一の餌資源として利用していないことが推察された。この結果をうけて,今後は底生珪藻の採取と分析を実施し,これが餌資源として機能しているかの検討をすることとした。2008年7月に、超音波流速計を装備したウェールズ大学バンガー校海洋科学部が所有する海洋観測船を使用して、航走流動観測、CTD観測、採水、採泥を実施した。観測に際しては、日本側からは3名、英国側からは5名の研究者が交代で乗船し、2007年度の解析結果に基づき底生珪藻に着目して観測を行った。その結果、POC、PON、Ch1.aの平均値は、海峡中央部の養殖場付近で最も高い値が観測され、海峡南部で最も低い値が認められた。

また、季節によってメナイ海峡の一次生産のメカニズムそのものが異なる可能性があることが分かった。POMの安定同位体比は春季と夏季で変化しており、これは植物プランクトンの成長速度と、動物プランクトンから排出されるアンモニアの利用が増えるためと推察された。また、ムール貝養殖場で採取した底生珪藻の同位体比は、他の地点から採取されたものよりも低い炭素同位体比と窒素同位体比を示しており、これらはムール貝から排出されるアンモニアを利用することで高い成長率を有していることが推測された。ムール貝の餌を安定同位体比分析に基づく栄養段階毎の同位体濃縮率から推測すると、底生珪藻とPOMの中間に位置した。このことから、メナイ海峡のムール貝は、底生珪藻とPOMを主要な餌資源として利用していることが分かった。しかし、難分解性のデトライタスがPOMの大半を占めており、ムール貝がデトライタスを餌として積極的に利用していないことが考えられるため、ムール貝および底生珪藻と浮遊性植物プランクトンの同位体比から海峡内のPOM構成を推定すると、底生珪藻のPOMに対する寄与は海峡中央部で増加していることが分かった。結論として、従来、浮遊性植物プランクトンがムール貝の主要な餌として重要であると考えられてきたが、むしろ底生珪藻の役割が大きいことが示唆されるに至った。
光化学治療による腫瘍組織内の酸化的ストレスとFas抗原発現の関連

光化学治療における腫瘍組織内のFas/Fas ligandの関与と光化学反応により生じる活性酸素との関係を明らかにすべく研究を行った。まずNR-S1扁平上皮癌担癌マウスに対する光化学治療を行った。マウスはコントロール群、PDT群に分け、PDTを行った群は6、12、24、48時間後に屠殺し、腫瘍を摘出した後、パラフィン切片を作成し、H-E染色標本にて腫瘍の全面積に対する壊死面積の比率を算出し、抗腫瘍効果の指標とした。H-E染色における組織変化の観察の結果、腫瘍壊死は時間経過とともに増大し、24時間後に80%程度の最大の壊死を認めた。また、同様の切片を用いてFas/Fas ligand免疫染色を行い、いずれもPDT後の腫瘍組織に発現を認め、陽性細胞を光顕下にカウントしたところいずれも12時間後にその発現のピークを認めた。現在PDT群及びPDT直後の腫瘍組織にSODを作用させた群に対して抗3-nitorotyrosine抗体及び抗heme oxygenase-1抗体を用いた免疫染色を行い、酸化的ストレスの発生の組織内部位特異性確認と陽性細胞カウントによる経時的定量化を行っている。まず、マウス移植腫瘍に対する光化学治療を行った。マウスはコントロール群、PDT群に分け、PDTを行った群はPDT施行後6、12、24、48時間後に屠殺し、腫瘍を摘出後パラフィン標本を作製。各標本はヘマトキシリン・エオジン染色による光顕的な組織変化の観察に供し、また抗3-ニトロチロシン(3-NT)抗体及び抗8-オキソデグアノシン(8-OHdG)抗体を一次抗体として用いた免疫染色に供した。ヘマトキシリン・エオジン染色における組織変化の観察の結果、PDT6時間後にはPDTの影響と思われるnecrotic focusの増大が認められ、12時間後にはnecrotic focusの更なる増大とともにアポトティックな形態変化を示す腫瘍細胞が多数認められた。24時間、48時間後には8090%の組織がnecrotic focusを呈していた。現在3-NT及び8-OHdGの免疫染色を行っており、PDT後の腫瘍組織内の活性酸素障害をPDT後の時間経過とともにlocalizeする試みを行っている。
投資家の情報戦略が証券価格変動に与える影響の調査研究

投資家の情報戦略が証券価格変動に与える影響について、理論と実証の両面から研究の成果は以下のとおりである。理論面では2種類の投資情報が存在する資産市場モデルにおいて、3つの異なる情報戦略が均衡において共存すること、そして均衡外の戦略調整が循環する可能性をあきらかにした。実証面では、東京証券取引所の株式市場では時間帯によって投資収益率に違いがあることを確認し、投資主体別取引と関係がある可能性を明らかにした。また、情報戦略の理論モデルを為替市場モデルに応用し、金融当局の介入アナウンスメントが為替に与える効果を説明できることを示した。2007年度の中心的課題とした理論研究では、残念ながら動学モデルの構築には至らなかったが、静学モデルについては均衡の存在などの重要な発見があった。静学モデルとその性質は英語論文と日本語論文にまとめ、日本語論文については2007年度日本経済学会秋季大会において報告を行った。英語論文については、2008年7月に横浜で行われるAsianFA, NFA International Conferenceにて報告予定である。動学モデルの数学的な側面については2008年度も継続して取り組みたい。当初は予定していなかったが、本年度は実証研究の方向で2つの大きな進展があった。まず、中央銀行による為替介のデータが本研究の市場観(情報非効率な市場)と整合的であることを神戸大学の岩壺健太郎氏との共同研究を通じて見出すことができた。本研究の前提とする情報非効率な市場を前提とすることで、為替介入の効果を整合的に説明できることを示した。この成果は2007年度日本経済学会春季大会において報告され、2008年6月カナダ経済学会でも報告される予定である。また、福井県立大学の佐野一雄氏との株価データ分析により、投資家行動の違いが時間帯による株価変動の違いに表れている可能性が見いだされた。この研究は2008年度行動経済学会で報告した。2008年度は証券市場の情報効率性に関する2つの実証研究のうち、福井県立大学の佐野一雄氏との共同を進め、データ期間を2000年から2008年までの9年間に延長して、時間帯による株式収益率の違いが有意であることをTOPIX、日経平均株価など6つの株価指数について示した。前場と昼休みめ1時間当たり収益率は後場および取引時間外の収益率と比較して有意に低くなっていることを確認した。さらに、この収益率差が投資主体による投資戦略と取引時間の違いによって引き起こされている可能性を検証するために、東京証券取引所が公表している投資主体別の売買データを用いて、特定の時間帯の収益率に特定の投資主体の売買が強く影響している可能性の分析を試みた。収益率データが日次データであるのに対し、売買データが週単位のデータであることから、説明力は十分ではないが、外国人投資家の売買の影響力が取引時間外に強まっている可能性が観察された。この結果は9月に行われた日本経営財務研究学会で報告した。まだ解決すべき課題が多く、2009年度も継続して研究を行う予定である。神戸大学岩壷健太郎教授と共同で行っている実証研究は6月にバンクーバーで行われたCanadian Economic Associationの年次大会で、投資主体の情報戦略をめぐる理論研究は7月に行われたAsianFA, NFA International Conferenceにて報告を行った。多くの技資家が投資対象となる資産の価値に関して、より精度の高い投資情報を獲得する努力をしている市場では資産の価格はその本源的価値(ファンダメンタメンタル価値とも呼ばれる)に近い値をとると考えられる。問題は、そのような市場ではもはやコストをかけてまで投資情報を獲得する動機が失われてしまうことにある。結果として、投資情報を獲得する努力をしてもしなくても投資家にとって無差別であるような弱い均衡状態しか市場には存在しないことが知られている。しかし、均衡状態が弱いことがサブプライム問題のような市場の不安定性を説明しうるかどうかという議論はこれまで十分になされてこなかった。本研究の成果は、均衡状態が弱いだけでは必ずしも市場の不安定性を説明することができないが、複数の質の異なる投資情報が存在する市場で循環的変動のような不安定性が生じうることを理論的に示したことにある。この理論モデルとサブプライム問題をはじめとする金融市場の混乱との関連性を強調する方向で論文を書き直し、平成22年8月に京都大学経済研究所,首都大学東京社会科学研究科,同志社大学ライフリスク研究センターが共催する国際ワークショップ、平成23年3月に査読審査付きの国際学会である米国Midwest Finance Associationの年次大会で論文の報告をした。投資情報獲得戦略をめぐる投資家間の駆け引きが投資戦略の多様性と市場の不安定性を生み出す可能性を指摘する研究結果は金融危機のメカニズムの解明への糸口になるとのコメントを受けた。今後は理論予想の検証やデータに基づく市場分析を進めていきたい。
邦人撰述古典注釈書・古刊本類の書誌的調査とその文学研究への応用に関する研究

我邦古典注釈書・古刊本類の基礎的調査を、関西方面を中心におこなった。古典注釈書類については、大津市の叡山文庫・西教寺を核にした中世天台の三大部講釈、法華経直談に関する注釈書の調査・〓集・整理を進め、検討を加えた。その結果、関東の神奈川県立金澤文庫保管称名寺蔵の天台系注釈書類の内容・形式等と近似するものも存し、その一端を口頭にて発表した(神奈川県立金澤文庫に於て)。今後は、関東中世天台-とくに鎌倉期写本を蔵する称名寺が中心-との比較研究がのぞまれる。今回の調査研究は、その基礎作業として極めて有益であった。又、京都市の東寺観智院蔵・和歌山県高野山霊宝館蔵の聖教類の基礎的調査を進めるに伴い、真言系の諸注釈書(霊験記等ふくむ)の分類・整理が進展した。検討を加えたところ、従来未紹介の『秘蔵〓鑰』注釈書類を始め、いく点かの新出資料を得、引用漢籍にみるべきものを認めたが、その注釈史上の位置は、東寺宝菩提院・醍醐寺の蔵本類との比較検討を要するところであり、今後の調査研究に期するものである。古刊本類の調査としては、京都市の高山寺・大谷大学図書館,奈良市の東大寺図書館,和歌山県の高野山霊宝館に赴き調査研究をおこなった。各々に従来知られることのなかった新知見をえたが、高山寺蔵の律の宋刊本類(建長〓進の書籍目録著録)は、多く、南宋〔嘉定〕刊、或は〔嘉定〕修印のもので、いわゆる高山寺宋刊「一切経」とは異なるものであることも判明した。又、南宋抗(明)州刊本の舶載の顕著なことも、高山寺現存資料より確認できたが、このことは、我邦文学に及ぼした宋代抗州文化-白猿伝・霊隠寺等-の甚大なることを宋代刊本類の舶載受容の方面より澄したことになる。
がん化学療法による認知機能障害の分子メカニズムの解明とその予防について

化学療法による認知機能障害の機序を検討するため、パクリタキセル(Px)、フルオロウラシル(5-FU)、シクロフォスファミド(CPA)を用いて、神経系細胞(SY5Y細胞、SK-N-SH細胞)への毒性及び小胞体ストレス(ER stress)との関連性を検討した。Pxと5-FU負荷では濃度依存的に毒性が確認されたがCPAでは明らかではなかった。またPxと5FU負荷ではリン酸化eIF2α及びGRP78/ 94の誘導が認められた。さらにBip inducer X(BIX)にてこれらの細胞を前処理し、同様の負荷を行ったところ、Pxでは神経毒性が有意に減じていた。今回の結果は、Pxによる神経毒性にはER stressが一部関与し、その神経毒性はBIXにより予防できる可能性が示唆された。化学療法薬の中枢神経系への影響、特に認知機能障害の分子メカニズムの解明についての研究を行っている。当初まずマウスに化学療法薬を投与し、その行動評価並びに組織化学的検討を行うIn Vivoでの実験を計画していたが、その実験に先行してまずin vitroにおける培養細胞を用いた実験を行うこととした。ストラテジーとしては、(1)化学療法による直接的な神経細胞へのダメージ(2)脳内サイトカインによる神経細胞への影響の検証を行った。具体的には培養神経細胞を化学療法薬(パクリタキセル、5FU,ドキソルビシン、シクロフォスファミド)によって刺激し、培養神経細胞(SH-SY5Y細胞)における小胞体ストレスを小胞体ストレスマーカーであるGRP78とeIF2αのリン酸化状態を指標としてウエスタンブロットにより生化学的に検討した。その結果、薬剤間にて誘導時間的差があるものの小胞体ストレスが誘導される傾向を見出した。またリコンビナントサイトカイン(TNFα、IFNγ)にてSH-SY5Y細胞を刺激し、同様に小胞体ストレスマーカーを生化学的に検討したところ、先の結果と同様に小胞体ストレスが誘導される傾向を見出した。これらの結果は末梢にて投薬された化学療法薬が中枢神経系に移行した場合に少なくとも神経細胞において小胞体ストレスが引き起こされる可能性を示唆するものと思われる。ただし今回小胞体ストレスを誘導した薬物濃度が実際に脳内に移行するかどうかを今後検討する必要がある。来年度以後は脳血液関門移行についてキットを用いた検討を計画する。また化学療法刺激がミクログリアを介したサイトカイン産生に影響を及ぼしている可能性についても検証する。マウスを用いた認知機能評価の行動学的、組織化学的、生化学的検討の一部を行うことも計画する。昨年度の抗がん剤(パクリタキセル(Px)、5FU、ドキソルビシン(Dx)、シクロフォスファミド(CPA))を用いた培養神経細胞(SH-SY5Y細胞)刺激による小胞体ストレスマーカー(GRP78、p-eIF2α)の発現検討に続き、同薬剤刺激(最高濃度設定を100μMとした)によるCaspase4(小胞体ストレスで活性化する)の発現について検討した。5FUおよびCPAにおいてFull length Caspase4及び活性型Caspase4の発現誘導が認められた。これらの結果を踏まえ、この2剤刺激による細胞障害性(細胞死)を目視的及びCytotoxicitydetectionkit (Roche)を使用し、細胞内LDHのreleaseを測定することにより評価した。その結果、5FUについては濃度依存的に細胞障害性が確認されたが、CPAでは1、10、50、100μMの濃度においてもコントロールに比し著明な細胞障害性は認めず、また各濃度問でも有意な差は認めなかった。この2剤は血液脳関門を比較的通過しやすい薬剤として報告されており、化学療法を受けるがん患者の脳画像研究からは特定部位における脳体積の減少は一時的であったという報告があることから、小胞体ストレスは認められるが神経細胞障害性がよりマイルドであるCPAを用いて、マウスを用いた認知行動学的評価を行った。90日齢ICRマウスをコントロール群、試験群各5匹に分け、試験群ではCPA 40mg/kg(生理食塩水にて溶解。コントロール群では生理食塩水のみ)を腹腔内投与し投与24時間後にYmaze試験を行った。投与後の体重に群間差は認めなかった。またYmaze試験ではCYP投与群で正答率が高い傾向を認めたが両群で有意差は認めなかった。この傾向は先行研究に類似した結果であるが、検定法などの相違を考慮しさらに詳細な検討を行っていく予定である。

昨年度は、パクリタキセル(Px)、フルオロウラシル(5FU)、シクロフォスファミド(CPA)による小胞体ストレス(ERストレス)に関連した神経毒性についての検討をin vitro及びin vivoの系にて行ったが、本年度はこれらの抗がん剤の細胞腫間の毒性比較及び神経毒性の軽減法についての探索を中心に行った。まず乳がん細胞(MCF-7)と培養神経細胞(SH-SY5Y)を用いて、Px,5FU,CPAを使用した細胞毒性を刺激24時間後に目視的およびCytotoxicity detection Kit (Roche)によるLDH assayにて検討した。Px(1μM)では、MCF-7、SY5Yともに細胞障害性を認めたもののMCF-7にて強い傾向を示した。5FUでは、SY5YでMCF-7よりも細胞毒性が強い傾向がみられ25μM以上においてより明確であった。またCPA(50100μM)では、MCF-7において細胞毒性を示していたものの、SY5Yでは明らかな細胞障害性はみられなかった。乳がん患者に用いられるFEC療法(5FU, epirubicin, CPA)を例にとると、5FU,CPAともに500mg/m^2(体表面積)として同用量を使用するが、今回の実験系での結果は、これら抗がん剤の乳がん細胞へのin vitroでの抗がん作用を示すと同時に、他の抗がん剤より脳内移行がしやすいと報告されている5FU,CPAでは神経毒性に差があり、特に5FUで中枢神経系へのなんらかの神経障害が起こりえる可能性を示唆した。これらの結果を踏まえて、過去2年間で検討した抗がん剤によって引き起こされるERストレスの軽減について主に5FUとPxにおいて検討した。我々は、Bip Inducer Protein X (BIX)がERストレスによる神経細胞死を軽減することを報告しているが、BIXはいまだ臨床現場では使用できない。最近我々はFluvoxamine (Flv)にERストレスを軽減する効果があることを見出しており、このFlvが抗がん剤によるERストレスを軽減できるかについてLDH assayにより検討した。その結果、Px、5FUとも、Flv1050 mg/mlの範囲でLDH releaseが抑制される傾向を見出した。これらの結果は抗がん剤による神経毒性のメカニズムの一つがERストレスを介していることを示すとともに、実臨床で応用可能な介入法についても示唆した。
ヒト前立腺がんのアンドロゲン依存性の分子生物学

1.がん遺伝子および抑制遺伝子Rb遺伝子の異常は約16%にみられ、点突然変異や塩基の欠失であった。infronの変異もあった。Rb蛋白(リン酸化型)の発現との関係はみられなかった。異常は分化度と関係なく、p53の異常より前の病期より発現した。rasの変異は約20%みられ、うち半分はrasp21蛋白が陽性であった。分化度と変異とは関係はく、また中期よりみられた。p53は約30%に異常がみられ、点突然変異が多かった。進行病期にみれら低分化がんに多い。p53蛋白発現と遺伝子異常とは相関していた。前立腺がんの全摘標本には部分的にras,P53,P16遺伝子の変異をみるので、がん組織の異常性とその一部における変化が示唆され、検索方法により異常の発現が増すと考えた。2.アンドロゲンレセプター既に離察したコドン877のACT→GCT変異のほかに他の部位の変異を散発的にみた。エクソンAのCAGくり返しの異常をみとめた。3.未知の進行に関係する遺伝子第8染色体の短跪の異常はPDGF受容体類似の遺伝子との関連が示唆された。第10染色体も転技に関連する遺伝子のあることがわかった。4.マウスアンドロゲン依存がん(SC115)のアンドロゲン依存性CS115のアンドロゲン除去によるアポト-ジスはG0-G1より細胞回転に入ることなくおこっていた。1.がん遺伝子、抑制遺伝子前立腺がんは早期より高率に複数の組織学的分化度の細胞が混在している。前立腺がん全摘標本を細分割し、それぞれよりDNAを抽出してRasとp53遺伝子をみた。同一症別における腫瘍内でもこれらの遺伝子変化は均一でなく、浸潤性増殖の部位にこれらの変化がみられた。したがってがんの前立腺内の進展はクローンの変化を伴うことが示された。前立腺がんの初期(骨盤内限局病期)と内分泌療法不応がん(おもに剖検)について遺伝子変化およびHPVの発現を比較した。前者はほぼ全部がアンドロゲン反応性を示すと考えられる。APCは前立腺がんの進展に関与していなかった。Ras異常の大部分はKとHであり、初期よりみられ不応がんで頻度が増す。p53の異常はほぼ不応がんで低分化がんに多く、変異の部位は一定していなかった。HVPは初期より一部に発現をみた。以上よりRas,p53の順の変異となるが全体に20%の頻度とあまり高くなかった。つぎに未知の遺伝子の変化として第8染色体を検許した。これをラット高転移前立腺がん細胞に導入した結果、移植部位の発育は変わらなかったが、肺転移が減少した。前立腺がんについて新しく作られたRFLPプローベを用いて欠失部位をみた結果、8p22-p21.3および8p21-p11.22のいずれかまたは両方にみられた。8pの欠失は骨盤内限局病期41%、不応がん82%であった。2.アンドロゲンレセプター骨盤内限局病期では構造異常がなかつたが不応がん22例中3例にコドン877のACT-GCT(Thr-Ala)の変異をみた。3例中1例に別の部位にコドン701のCTC-CACCLeu-His)の変異をみた。コドン877の変異はステロイド特異性の変化が推測されアンドロゲン除去症候群との関係が示唆された。3.マウスのアンドロゲン依存がん(シオノギがん115)シオノギがん115の細胞内情報伝達にはC-mycを介するものと介さないものとの二種がみられた。
前進翼を有する極超音速飛翔体周りの流れ場の研究

極超音速飛翔する前進翼機の流れ場を解析するために、昨年までに極超音速飛翔体周りの流れ場の可視化計測法の開発を確立してきた。具体的には、三次元(断面衝撃波の可視化法(第一放電法及び第二放電法)、極超音速飛翔体周りの空間流線の可視化法、極超音速飛翔体周りの温度場の可視化法、極超音速飛翔体表面の境界層の可視化法などの可視化計測法を確立してきた。今年は主に、極超音速で飛翔する前進翼に生じる衝撃波形状を調べてきた。衝撃波形状を調べるにあたり、特に重要な問題である衝撃波の断面形状を可視化して調べた。調査は、前進翼の迎え角の変化に対して、衝撃波形状がどのように変化するかという点と、さらに、前進翼自体の形状の変化に対して、衝撃波形状がどのように変わるかという点について詳細に調べた。これらの調査により、前進翼の迎え角に対する、前進翼のリーディングエッジ部での衝撃波の離脱や付着の関係が明らかにされてきた。また、前進翼の形状の変化に対する衝撃波形状は、予測されている形状とはかなり異なったものであることが判明した。尚、極超音速で飛翔する前進翼に生じる断面(三次元)衝撃波形状が可視化計測された例は、世界で初めてのことである。初めに、極超音速飛翔体モデルの設計製作を行い、実験の準備をしてきた。一方、極超音速飛翔体周りの三次元衝撃波の可視化法を、本研究に応用できるように改善を加えてきた。そして、本可視化法により、極超音速飛翔体周りの衝撃波形状を可視化しつつある。また、磁気テープを用いる圧力分布測定法を利用して、三角翼をもつ極超音速飛翔体まわりの圧力分布を実際に測定し、極超音速飛翔体まわりに生じる圧力分布状態についても調べてきた。この結果、飛翔体の迎え角の変化に対する飛翔体周りの圧力分布状態の把握が可能になった。さらに、極超音速飛翔体周りの流れ場を解明する上で重要な、気体の温度分布の可視化法をさらに改善し、この可視化法を用いて、極超音速飛翔体周りの温度分布状態を可視化しつつある。以上の研究により、前進翼を有する極超音速飛翔体周りの流れ場の状態を空気力学的に解明しつつある。今後は、極超音速飛翔体の前進翼の形状や、迎え角の変化に対して、極超音速飛翔体周りの流れ場がどのように変化するのか、といった問題にも取り組み、前進翼を有する極超音速飛翔体周りの流れ場の解明を総合的に判断できるようにしていきたいと考えている。本研究を遂行するために、昨年度に引き続き、極超音速飛翔体周りの流れ場の可視化・計測法を改善してきた。具体的には、極超音速飛翔体周りに生じる三次元衝撃波の可視化法(第一放電法及び第二放電法)の改善を行い、また、極超音速飛翔体周りの空間流線の可視化法を発展させ、さらに、極超音速飛翔体周りの気体の温度分布の可視化・計測法を発展させてきた。一方、これらの可視化・計測法を利用して、前進翼を有する極超音速飛翔体周りの流れ場を可視化・計測しつつある。すなわち、前進翼の形状の変化に対する気体の流れ場の変化の様子、取り分け、衝撃波形状の変化の様子を、また、前進翼の迎え角の変化に対する流れ場の変化の様子、取り分け、衝撃波形状の変化に関する情報を、開発してきた可視化計測法により得つつある。今後は、極超音速飛翔体に関する重要な課題となっている空力加熱の問題とからめて、極超音速飛翔体周りに生じる気体温度場の観測と極超音速飛翔体表面に生じる境界層の観測を行い、また、極超音速飛翔体周りの流線形状を観測し、前進翼を有する極超音速飛翔体周りの流れ場を総合的に解明していきたいと考えている。

具体的には、三次元(断面衝撃波の可視化法(第一放電法及び第二放電法)、極超音速飛翔体周りの空間流線の可視化法、極超音速飛翔体周りの温度場の可視化法、極超音速飛翔体表面の境界層の可視化法などの可視化計測法を確立してきた。今年は主に、極超音速で飛翔する前進翼に生じる衝撃波形状を調べてきた。衝撃波形状を調べるにあたり、特に重要な問題である衝撃波の断面形状を可視化して調べた。調査は、前進翼の迎え角の変化に対して、衝撃波形状がどのように変化するかという点と、さらに、前進翼自体の形状の変化に対して、衝撃波形状がどのように変わるかという点について詳細に調べた。これらの調査により、前進翼の迎え角に対する、前進翼のリーディングエッジ部での衝撃波の離脱や付着の関係が明らかにされてきた。また、前進翼の形状の変化に対する衝撃波形状は、予測されている形状とはかなり異なったものであることが判明した。尚、極超音速で飛翔する前進翼に生じる断面(三次元)衝撃波形状が可視化計測された例は、世界で初めてのことである。
ゲノム改変効率化のためのリンゴ小胞子培養系の確立

1細胞由来の再分化系を確立するために`ふじ'の交配後30日から60日の種子から取り出した珠心細胞を用いて培養を行った。その結果、交配後30日の珠心細胞から胚様体の形成が確認されたがシュート誘導には成功しなかった。成長点に由来するカルスについては、in vitroに導入して6か月目以降のシュートから採取した成長点では再分化が困難なことが判明した。年間を通じて小胞子培養および珠心培養を行いために、冷蔵庫で保存した苗木を人工気象機内で開花させることを試みた。葯の充実には適切な積算温度を一定の日数で実現する必要があることが判明し、品種ごとに最適温度条件の設定を行った。これによって、年間を通じて小胞子培養実験および珠心細胞培養実験が可能になった。すでに獲得しているゲノム編集個体の細胞モザイク状態を調査した結果、多数シュートを継代し続けることでモザイク性が解除できることが判明した。このことから、必ずしも1細胞由来のゲノム編集にこだわる必要はなく、胚様体やカルスからの再分化系にゲノム編集操作を施して、モザイク性を解除する手順も有効であることが明らかになった。リンゴ品種`Alkmene'の小胞子から胚様体の作出には成功したが、他品種の小胞子培養には成功していない。1細胞由来の再分化系では、珠心細胞から胚様体を作出することは成功したが植物体の再生には至っていない。成長点由来のカルスからのシュート形成には成功していない。ゲノム編集個体の細胞モザイク状態は継代方法を工夫することで解除できることが判明した。以上の結果のようにリンゴの効率的ゲノム編集実現のための基礎的知見はいくつか得られているが、小胞子培養等の培養系の確立が依然として困難なままであり、小胞子培養を中心にさらに培養方法を検討する必要がある。リンゴのゲノム編集を効率的に行うためにはアグロバクテリウム法によらない一過的発現によるゲノム編集を実現する必要がある。ゲノム編集個体のモザイク性解除方法は確立できたため、必ずしも1細胞由来の再分化系にこだわる必要はなくなった。したがって、今後は小胞子培養系だけでなく、成長点や珠心細胞に由来するカルスや胚様体由来の再分化系を確立する必要がある。小胞子培養や珠心培養を成功させるためには、1年間を通じて開花させる栽培管理システムを構築する必要がある。昨年度から接木等により苗木の育成を行っており、人工気象気を用いた葯培養等に好適な温度条件の検討も行っている。今後は1年間を通じて開花・結実させた花、果実を用いて培養を試みる。平成30年度の研究実施計画に基づいて以下の研究を行った。(1)リンゴにおける小胞子培養系の確立:`千秋'および`Starking Delicious'の花蕾を用いて小胞子培養を行った。その結果、小胞子からカルスの形成までは進んだが、植物体形成には至らなかった。当初困難であった、無菌条件の維持には成功し、カルス形成は可能になったが、カルスが一定程度以上に増殖せず胚様体の形成も確認できなかった。実験を効率的に進めるためには年間複数回の実験が必要と判断した。通常リンゴは開花時期が年に1回だが、数年前から育苗していた開花する接ぎ苗を12月にポットに移植し冷蔵室で貯蔵した。この実験材料の作出により次年度以降は任意の時期に人工気象機内で開花の誘導を行うことが可能な体制が確立できた。(2)遺伝的な背景が斉一な再現性を有する小胞子培養系の確立:開花・結実するリンゴの倍化半数体`95P6'の葯培養および小胞子培養を行った。葯培養では、胚様体形成後のシュート形成が多品種より優れる傾向が認められたが、`95P6'の樹勢が一般品種より弱く、胚様体形成効率は高くなかった。小胞子培養の結果は`千秋'および`Starking Delicious'と同様である。(3)小胞子培養系を用いたゲノム改変実験:小胞子培養系が確立しておらず、アグロバクテリウムの感染条件が探れなかった。小胞子培養系にアグロバクテリウムを感染させることは困難が予想されるので、パーティクルガンによる形質転換に方針を転換した。小胞子培養系の確立が困難である。今後、一層小胞子培養系の確立に力を注ぐ予定である。リンゴは圃場条件では年に1回の開花のみのため研究の進展に大きな支障がある。そこで、健全なリンゴ樹を接木で育成しポット植えし開花するまで養成した。このポット植え個体を長期間低温保存し、任意の時期に人工気象機内で開花に至らせる実験系を作出した。次年度以降は、この実験系を用いて、年に複数回の小胞子培養実験を行う。それにより、培養条件の設定をより効率的に進め、できるだけ早く小胞子培養系を確立する。一方で、以前のプロジェクトで作出したリンゴの倍化半数体が開花をはじめ、倍過半数体間の交配を行い、実生を獲得することには成功した。

年間を通じて小胞子培養および珠心培養を行いために、冷蔵庫で保存した苗木を人工気象機内で開花させることを試みた。葯の充実には適切な積算温度を一定の日数で実現する必要があることが判明し、品種ごとに最適温度条件の設定を行った。これによって、年間を通じて小胞子培養実験および珠心細胞培養実験が可能になった。すでに獲得しているゲノム編集個体の細胞モザイク状態を調査した結果、多数シュートを継代し続けることでモザイク性が解除できることが判明した。このことから、必ずしも1細胞由来のゲノム編集にこだわる必要はなく、胚様体やカルスからの再分化系にゲノム編集操作を施して、モザイク性を解除する手順も有効であることが明らかになった。リンゴ品種`Alkmene'の小胞子から胚様体の作出には成功したが、他品種の小胞子培養には成功していない。1細胞由来の再分化系では、珠心細胞から胚様体を作出することは成功したが植物体の再生には至っていない。成長点由来のカルスからのシュート形成には成功していない。ゲノム編集個体の細胞モザイク状態は継代方法を工夫することで解除できることが判明した。以上の結果のようにリンゴの効率的ゲノム編集実現のための基礎的知見はいくつか得られているが、小胞子培養等の培養系の確立が依然として困難なままであり、小胞子培養を中心にさらに培養方法を検討する必要がある。ゲノム改変を行う上で、キメラを回避するために1細胞由来のシュート再分化系を確立することは実験系確立のための必須条件である。ゲノム改変用のベクター導入はアグロバクテリウム法でなくパーティクルガンによる一過的発現でも可能になりつつあるため、アグロバクテリウムによる形質転換操作は必ずしも必要ない。したがって小胞子培養等による1細胞由来のシュート再分化系の確立がより重要であため、今後は小胞子培養系の確立に力を注ぐ。また、開花・結実するリンゴの倍化半数体そのものが世界的に希少なため、この材料を有効活用するため、遺伝的背景が揃うリンゴのF1種子を獲得し、生理特性解明のための素材とすることも重要である。リンゴのゲノム編集を効率的に行うためにはアグロバクテリウム法によらない一過的発現によるゲノム編集を実現する必要がある。ゲノム編集個体のモザイク性解除方法は確立できたため、必ずしも1細胞由来の再分化系にこだわる必要はなくなった。したがって、今後は小胞子培養系だけでなく、成長点や珠心細胞に由来するカルスや胚様体由来の再分化系を確立する必要がある。小胞子培養や珠心培養を成功させるためには、1年間を通じて開花させる栽培管理システムを構築する必要がある。昨年度から接木等により苗木の育成を行っており、人工気象気を用いた葯培養等に好適な温度条件の検討も行っている。今後は1年間を通じて開花・結実させた花、果実を用いて培養を試みる。
日本繊維産業における戦時統制経済-戦後経営の出発点-

1930年代初頭に至るまで破竹の勢いで先進国綿業を急追してきた日本の紡績企業が, 30年代の後半に支配的になる所謂統制経済の影響をどのように受けて,どのような変貌を遂げたかを明らかにすることが本研究の目的である.その大筋をまとめると以下のようになる.1.1929年の大恐慌以降・日本の輸出力,特に円の減価による綿布の輸出ドライブに対して列国の輸入制限運動が次第に高まり,日本は東洋の主要国に対して,輸出規制的条約を次々に結ぶことを余儀なくされた.2.戦争とともに今まで紡績企業の直営であった織布工場の維持は次第に困難となり,紡績企業はその綿布を下請けに出し,逆に機屋は大企業からの綿糸を加工することによって綿糸を確保出来るようになった.このようにして1940年代以降,所謂紡績業における請負制の展開(紡績産業から綿糸を受け取り,加工して企業から加工賃を受け取る)が広範に展開するに至った.3.それととれに紡績企業における再編成が,政府主導のもとで2回に互って行なわれた.一応の目標は100万錘におかれ, 10企業への再編統合が行なわれた.現在(1988年)日本の紡績企業の多くは,この時の再編成によって生誕したものである.(大和紡・敷島紡etc)いずれにせよ,戦時統制経済は,原綿供給の制限を通じて,日本綿業の土台を揺がし,その脆弱性を明らかにした.1930年代初頭に至るまで破竹の勢いで先進国綿業を急追してきた日本の紡績企業が, 30年代の後半に支配的になる所謂統制経済の影響をどのように受けて,どのような変貌を遂げたかを明らかにすることが本研究の目的である.その大筋をまとめると以下のようになる.1.1929年の大恐慌以降・日本の輸出力,特に円の減価による綿布の輸出ドライブに対して列国の輸入制限運動が次第に高まり,日本は東洋の主要国に対して,輸出規制的条約を次々に結ぶことを余儀なくされた.2.戦争とともに今まで紡績企業の直営であった織布工場の維持は次第に困難となり,紡績企業はその綿布を下請けに出し,逆に機屋は大企業からの綿糸を加工することによって綿糸を確保出来るようになった.このようにして1940年代以降,所謂紡績業における請負制の展開(紡績産業から綿糸を受け取り,加工して企業から加工賃を受け取る)が広範に展開するに至った.3.それととれに紡績企業における再編成が,政府主導のもとで2回に互って行なわれた.一応の目標は100万錘におかれ, 10企業への再編統合が行なわれた.現在(1988年)日本の紡績企業の多くは,この時の再編成によって生誕したものである.(大和紡・敷島紡etc)いずれにせよ,戦時統制経済は,原綿供給の制限を通じて,日本綿業の土台を揺がし,その脆弱性を明らかにした.
単一粒子反応による包括的ナノ材料形成の国際共同研究拠点

1:高分子架橋によるナノ構造化: SPNT法による高分子ナノ構造材料プラットフォームの形成2:低分子重合による高分子化・ナノ構造化: STLiP法による自在分子重合反応論の確立を核として、本手法による材料群の総数を2年間で300個以上を構築する。
中間赤外線用イマージョングレーティングの開発：回折面への金属成膜技術の確立

コンパクト・軽量な中間赤外線高分散分光装置を実現するキーデバイスとなるイマージョングレーティングの開発を実用化目前の段階まで進めた。低キャリア(高抵抗)CdZnTeが、波長5-20μmにおいて、高い透過性(吸収係数が0.01/cm以下)を持つことを明らかにした。また、Alが回折面の反射膜として反射率も十分に高く(波長10-20μmにおいて界面での反射率が95%以上)、低温での使用も可能であることを確認した。さらに実用レベルのCdZnTe大型イマージョングレーティング(成膜なし)を世界で初めて実現した。コンパクト・軽量な中間赤外線高分散分光装置を実現するキーデバイスとなるイマージョングレーティングの開発を進めている。本研究では、実用化に必要な回折面への反射膜成膜方法を検討し、高効率のイマージョングレーティングの実現を目指す。25年度の成果は、(1)グレーティングの材料であるCdZnTeの赤外線透過特性を、波長1.3-26umにおいて、独自の改良を加えたFTIRを用いて精密に測定し、非常にわずかな吸収(吸収係数0.001cm-1)まで求め、さらにCdZnTeがイマージョングレーティングの材料に要求される高い透過性(吸収係数0.01cm-1以下)を波長5-20umにおいて持つことが確認されたこと、(2)CdZnTe製グレーティングを製作し、その光学性能(回折面の面精度、散乱光ロス、ゴースト、回折効率)を評価し、実用的なグレーティングが実現されたこと、である。(1)により、高い効率が得られる波長帯が十分な精度で初めて示された。イマージョングレーティングを実用化する上で欠かせない重要なデータである。またイマージョングレーティングとしての性能や成膜による効率の向上を検証するためにも必要なデータである。(2)は、中間赤外線帯で使用できるイマージョングレーティングとしては、世界初の実績である。このサンプルの回折面に金属成膜を施して反射率を向上させることで実用的な素子の完成に近づく。金属成膜については、24年度に行った成膜実験から、Alの蒸着で波長10-20umにおいて十分な反射率(95%以上)が得られている。この反射膜は、77Kまで冷却した前後で性能に変化がないことも確認している。研究期間全体として、中間赤外線用高効率イマージョングレーティングの開発を、世界に先駆けて、実用化の目前まで進めることができたと言える。コンパクト・軽量な中間赤外線高分散分光装置を実現するキーデバイスとなるイマージョングレーティングの開発を行っている。本研究では、イマージョングレーティングの実現に必要な「溝加工された赤外線透過材料への金属成膜技術」の確立を目的とし、24年度は主にCdZnTe平面基板への成膜実験を行った。CdZnTeへの金属成膜はこれまでに例がないため、他の物質への成膜実績を参考に、膜材(Al、Au)、成膜方法(蒸発系、スパッタ系)、基板温度(常温、高温)から6つの組み合わせを選んで平面基板へ成膜した。ただし、Auは付着性向上のため、Crをアンダーコートしている。試作したサンプルの膜界面での反射性能を評価した。フーリエ分光器を用いて、サンプルの背面から光を入射させた際の総反射量を測定し(測定波長範囲は5-25μm)、基板表面での反射や内部での複数回反射の効果を補正して、膜界面での反射率を求めた。その結果、(Al、蒸着、常温)、(Al、蒸着、高温)、(Au、スパッタ、常温)、(Au、蒸着、常温)の4通りの組み合わせで、我々の目標とする反射性能(波長10-20μmにおいて反射率95%以上)を達成した。まず常温のままでの使用であれば、天文学用素子として十分な性能を持つことが示された。我々の最終目標は低温での使用であり、熱サイクルの素子への影響を確認する必要がある。そこで、サンプルを液体窒素に直に浸して冷却して温度変化を与えた。まず目視でサンプルの状態を確認したが、剥離や変色などは見られなかった。つぎに前述と同じ方法でサンプルの膜界面での反射性能を調べたが、冷却前後で反射率に変化はなかった。平面での成膜については、少なくとも4つの方法が有効であることが示された。本研究の成果は光学分野の国際学会(SPIE)、天文分野の国内学会(日本天文学会)で発表した。本研究は「溝加工された赤外線透過材料(CdZnTe)への金属成膜技術」の確立を目的とし、大きく分けて平面基板への成膜と溝形状への成膜の二つのステップの実験を計画している。

24年度は、平面基板への成膜実験を行って、天文学研究からくる仕様要求を満たす膜材と成膜方法を選定することを目標としていた。実際に4通りの膜材と成膜方法の組み合わせが要求を満たすことを示し、目標を達成できたと言える。冷却試験について、交付申請書では、最終的な素子の使用環境の4Kまで冷やすことを予定していたが、熱膨張率の温度依存性や他の低温実験の経験を考慮して、液体窒素温度までの冷却で十分と判断した。また、交付申請書では、基板を蒸着源に対して斜めにセットした場合の成膜への影響を実験から調べることを予定していたが、これはシミュレーションでの予測も可能なことから、次のステップである溝形状への成膜実験にリソースを投入したほうが効果的と判断し、その検討に入った。申請時の計画と若干の違いはあるが、最終目的に対する研究の進行具合は順調と評価できる。25年度は、溝形状への成膜実験をメインに進める。24年度の平面基板への実験結果から4通りの成膜方法の候補があるが、Auの場合はCrのアンダーコートが必要であり、膜厚の一様性が反射特性に影響する恐れがある。それに対してAlは1層のみのため、反射特性については膜厚の一様性を担保する必要がなく、技術的な困難が少ない。AlとAuで反射性能に差はないため、Alでの成膜を第一候補とする。平面と異なり、溝形状では、反射特性の評価が課題となる。ここでは、イマージョングレーティングの使用と同じ光路配置で光を入射して得られる回折光から、反射特性を評価する。溝加工後、成膜後、熱サイクル後のそれぞれの段階において回折光を測定し、理論予測も含めて、回折光の強度やプロファイルを比較し、成膜の効果、実用性を検証する。主な費目は、基板材料の調達費、溝形状の加工費、成膜費である。溝形状への成膜実験は、ミニサイズのイマージョングレーティングを製作することに等しく、詳細な金額はそのサイズに依存するが、概算として1回の試作につき少なくとも材料費に数十万円、加工費に数十万円、成膜費に20万円程度必要である。可能な限り複数個のサンプルを用意して性能の比較を行うが、最終的に上記費用との調整のうえ個数を決定する。製作サンプルの評価には、特殊な測定装置が必要であり、それを有する施設への出張や、加工メーカ、成膜メーカとの打ち合わせのための出張、また学会参加のために旅費を使用する。光学性能を測定するための専用の治具製作、測定データの解析や保存をするための計算機関連の物品も必要となる。
マウス胚における体軸決定シグナルの揺らぎ制御機構の解明

マウスノードの両脇において左右非対称に発現するNodal、Danteの発現量と左右比には大きな個体差(揺らぎ)が見られる。全ての個体で確実に左と右が決定されるにも関わらず、なぜこれだけ大きな揺らぎが存在し、如何に制御されているのであろうか?申請者は現在、ノード周囲の遺伝子発現量の揺らぎの大きさ、そして確実に左側板中胚葉に右側よりも大きいNodal活性を伝達する揺らぎ制御機構を解析している。まずノード両脇で左右非対称に発現するNodalとDanteの遺伝子発現量の揺らぎを、個体の組織中で、申請者が開発した3次元定量的蛍光2色Whole mount in situhybridization法を用いて定量した。驚くべき事に、数理と力学と生物学を融合した観点から、ノード左右における遺伝子発現状態をNodalとDanteの発現量を縦軸と横軸にとってグラフ上にプロットしてみると、ノード左右では各遺伝子発現量の揺らぎが存在するが、複数の遺伝子発現状態の組み合わせで確実に左右の状態が区別されている事が判明した。上記の結果を踏まえて、揺らぎに影響されない左右遺伝子発現の状態分離の原因は、Danteが自身の遺伝子発現にフィードバック経路を持ち、安定に大きな左右差を形成する事を、実験を用いて明らかにした。(システム安定化)この結果は、ほ乳類であるマウス発生現象において揺らぎを明確に捉え、その制御機構を明らかにした点から、現在の発生学に大きなインパクトを与えるであろう。