hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超対称な高次元非可換幾何とトポロジー的量子多体状態の研究

1超対称な反強磁性スピン状態の隠れた秩序と励起の解析[PRB 84(2011)104426, 19pp](共著者:戸塚圭介氏)2高次元の超対称性を有する非可換球の具体的構成[NPB 853(2011)777-827](単著)3非エルミートな量子力学系におけるトポロジー的相の研究[PRB 84(2011)205128, 19pp](共著者:江崎健太氏、佐藤昌利氏、甲元真人氏)である。1においては、低次元の量子多体状態である超対称な反強磁性スピン状態(超対称VBS状態)のトポロジー的性質について議論を行った。超対称VBS状態においては、通常の対称の破れによる秩序とは異なる量子的秩序(隠れた秩序)が存在してることを議論し、それを具体的に測る量としてのストリングオーダーパラメターを数値的手法により求めた。その結果、超対称VBS状態は通常のVBS状態の特徴をある極限で実現していることを確認し、さらに超対称の特有の効果を発現していることがわかった。超対称の特有の効果は、スピンのパリティの依らず有限の値をストリングパラメーターが有することに示されており。それは任意のスピンの大きさにおいて、系が超対称のためにトポロジー的状態になっていることを意味している。また、超対称なVBS状態の上の特徴的な励起のエネルギーについても単一モード近似の範囲内で数値的に求めた。2においては、高次元の超対称なリー群、特にOSP群を用いて、超対称を有する高次元の非可換球の構成を行った。その古典的極限として、副次的に超対称な高次元のホップ写像を与えることにも成功した。3において、非エルミートな量子力学系におけるトポロジー的状態の実現について、具体的模型を構成し数値的手法を用いて議論を行った。本年度においては当初計画した、非可換起幾何の手法を応用した超対称な量子反強磁性スピン状態のトポロジー的性質をエンタングルメントを用いて具体的に解析した。当該年度に予定していた、高次元(OSp(1|4))への拡張についても滞りなく進んでおり順調である。詳しく述べると、1次元の超対称な反強磁性スピン模型(VBS状態)についてのエンタングルメントスペクトルとエンタングルメントエントロピーを数値的に導出しその特徴的振る舞いが理解された。また、その振る舞いを特定の模型(SVBS)に限らず一般に行列積の形で書かれる場合にも同様の構造が現れることを示した。このように当初の予定通り進んでいる。また、高次元非可換幾何の一般化として、非可換双曲体の構成を行った。これまで、高次元の非可換幾何は非可換球についての研究が行われてきたが、その一般化として非可換双曲体の構成を行い、その幾何についても深く理解することが出来た。非可換双曲体は自然に非可換球をその特殊な場合として含んでいるものになっており、これまでの研究の自然な拡張。一般化になっている。そのため、高次元非可換幾何自体の研究も順調である。先に述べたように本年度に行い、論文として発表した内容は以下の3点である。(1)超対称な反強磁性スピン状態の隠れた秩序と励起の解析[PRB 84(2011)104426, 19pp](共著者:戸塚圭介氏)(2)高次元の超対称性を有する非可換球の具体的構成[NPB 853(2011)777-827](単著)
甲状腺ホルモンの新たなシグナリング系の機能解析

甲状腺ホルモン(TH)は正常な発育・発達、代謝に不可欠である。THの活性型ホルモンT_3は、核内の受容体(TR)のリガンドとして作用する。TRはと結合し、ヘテロ或いはホモダイマーとして標的遺伝子の上流に存在する甲状腺ホルモン応答領域(TRE)と結合してコリプレッサーと結合して存在し、T_3が結合するとTRホモダイマーは解離し、レチノイド-X-受容体とヘテロダイマーをけいせいすると共に、コリプレッサーと解離し、コアクチベーターをレクルートする。この新たな複合体形成により多くの転写因子、RNAポリメラーゼがTREに結合し、標的発現を調節すると考えられ、genomic actionと称されてきた。本研究ではT_3によるcalcineurin (CN)抑制蛋白ZAKI-4αの発現調節がTRを介し、転写調節によらないnongenomic actionを介して発揮されることを明らかにした。この作用はT_3による速やかなPI3Kの活性化により、その下流のAkt/PKB→mTORなどの蛋白燐酸化酵素の活性化カスケードによることが明らかにされた。このnongenomic actionにはTRが必用とされ、PI3Kの調節サブユニットであるp85αと結合したTRにT_3が結合するとPI3Kが5分以内に活性化され下流のキナーゼ群の活性化を引き起こすことが明らかにされた。p85αとTRの結合はリガンド依存性が認められないが、PI3Kの活性化にはT_3の結合が必用とされることが変異TRβの過剰発現実験により明らかにされた。一方、我々は、calcineurin (CN)抑制蛋白ZAKI-4には異なる転写開始部位、スプライシングの選択の違いにより3つの転写産物α1,β1,β2が産生され、それぞれα1はαisoformを、β1、β2は同じ蛋白産物βをコードすることを明らかにし、THはヒト、齧歯類においてαisoformのみを増加することもあきらかにした。CNは神経の可塑性に関わっていることが知られ、甲状腺ホルモンによるZAKI-4αisoformの調節がCN活性の抑制を介して神経の可塑性に関与している可能性が示唆された。1.甲状腺ホルモン不応症患者の皮膚線維芽細胞を用いた検討正常者3名から採取された線維芽細胞を用い甲状腺ホルモン(T3)が、PI3K→Akt/PKB→mTORの燐酸化シグナリングカスケードを活性化することを確認した。この系の活性化は細胞質に存在する甲状腺ホルモン受容体(TR)がPI3Kの調節サブユニットp85aと複合体を形成し、更にこの複合体のTRにT3が結合することにより触媒サブユニットp110を活性化することが第一段階であることが示された。PI3KはAkt/PKBを細胞膜に誘導し、478番目のセリンの燐酸化を介して活性化する。活性化されたAkt/PKBは核内に移行し、mTORを活性化することが明らかにされた。T3によるmTORの活性化、5分30分と短時間であり、de novoの蛋白合成阻害剤であるシクロhキシミドにより阻害されないことからT3の転写を介さない作用であることが示された。

従来T3は核内に存在するTRとの結合を介し、標的遺伝子の転写を調節するいわゆるgenomic actionがその作用機序であるとされてきた。本研究によりT3がTRを介するものの転写を介さないnongenomic actionにより作用を発揮することが明らかにされた。T3によるPI3K→Akt/PKB→mTORの燐酸化シグナリングカスケードは、甲状腺ホルモン不応症(RTH)患者から得られて皮膚線維芽細胞においては認められず、RTHの発症に寄与していることが推察された。2.神経細胞由来のN2aを用いた検討PI3K→Akt/PKB→mTORの燐酸化シグナリングカスケードを活性化は、神経突起の伸展や神経の可塑性に重要な役割をはたすとされている。そのため、神経細胞由来のNeuro2Aを用いててT3がこのシグナリングカスケードを活性化するか否かを検討した。N2a細胞ではT3による活性化は認められず、TRα1を高発現するtransformanto(N2aTRα1)において認められた。この結果はNeuro2A細胞にはTRが殆ど存在せず、TRを介したT3のnongenomic actionがTRα1の高発現を介して発揮されたと考えられた。甲状腺ホルモンにより活性化されるPI3K→Aktシグナリングカスケードの神経系における役割我々は、T3が核外に存在するTRと結合し、この複合体がp85αと結合することによりPI3Kを活性化し、その下流のAkt→mTOR→p70S6Kからなるキナーゼカスケードを活性化することを平成16年度までの研究において明らかにしてきた。この燐酸化キナーゼカスケードは、中枢神経における軸索の伸展、シナプス形成に重要な役割を果たしていると考えられているため、神経細胞株を用いT3の作用を検討した。TRを全く発現しない神経細胞株Neuro2a(N2a)とそれにTRαを恒常的に発現するようにtransformした神経細胞株N2a/TRαを用いて実験を行った。T3の添加により、N2aではPI3Kの活性化が認められず、N2a/TRαにおいては認められた。神経細胞では、PI3Kの下流の基質としてAkt、GSK3βや、転写因子FOXO1、FOXO3、アポトーシス関連蛋白Badなどが知られている。N2a/TRaにおいてはT3添加後速やかにこれらの基質が燐酸化された。T3によるこれら基質の燐酸化はPI3Kインヒビターのwortmanninにより阻害され、PI3Kの活性化がT3作用の開始点であることが確かめられた。更に、N2a/TRαでは血清除去後によりAkt、GSK3β、Badなどの脱燐酸化が認められるが、T3の存在により燐酸化状態が維持された。血清を含まずN2 supplementを添加した培養液に3日間にわたりT3を添加すると、Akt、Badの燐酸化が維持され、TUNEL陽性細胞の著しい減少が認められた。更に、neurofilament陽性の神経突起の伸展が5日間のT3添加により認められた。以上、神経細胞において甲状腺ホルモンがPI3K→Akt/PKBとその下流のキナーゼ群の燐酸化を介して、アポトーシス抑制と分化に重要な役割を果たしていることが明らかにされた。甲状腺ホルモン(TH)は正常な発育・発達、代謝に不可欠である。THの活性型ホルモンT3は、核内の受容体(TR)のリガンドとして作用する。
網羅的機能解析技術を用いた白血病必須クロマチン制御機構の解明と新規治療標的の同定

成人急性骨髄性白血病(AML)は、ごく一部の病型を除いて未だ治療成績が不良であり、新規治療法の開発が喫緊の課題である。昨今の白血病ゲノム解析から、転写因子の機能異常が白血病発症に直接関与することが明らかになってきたが、その細胞分化制御の分子機構は未だ不明な点が多い。申請者は、特にクロマチンリモデリング因子による転写制御に着目し、正常幹細胞では転写因子がクロマチンリモデリング因子と共役し、細胞分化制御をおこなっていることを明らかにしてきた。本研究の目的は、正常造血細胞の分化、AML細胞の維持に重要なクロマチンリモデリング因子の同定とその機能解析である。2018年度に申請者は、CRISPR-Cas9システムによる全ゲノムスクリーニングの実験系を確立した。まず、AML細胞にCas9ヌクレアーゼを強発現したAML細胞株(Cas9AML細胞)を2系統樹立した。本研究では、マウスの20,611遺伝子及び1,175のmiRNAを標的とし、1遺伝子あたり6つの異なるsgRNAがデザインされたGeCKO sgRNAライブラリを用いた。7x107個のCas9AML細胞にsgR NAライブラリを感染させ、約14日培養後に、各sgRNAの全sgRNAリード数に占める割合の変化をMAGeCKプログラムで解析した。その結果、腫瘍抑制因子Trp53を標的とするsgRNAが最もenrichし、Trp53タンパク質発現を負に制御するMdm2及びMdm4を標的とするsgRNAはdropoutした。このことから、AML細胞増殖の表現型に対する遺伝子スクリーニングが可能であることが示された。さらに、このスクリーニングの結果から、我々はAML細胞増殖に必須であるエピゲノム制御関連遺伝子、腫瘍抑制因子として機能するエピゲノム制御関連遺伝子を抽出した。2018年度に本研究の基盤となるCRISPR-Cas9全遺伝子スクリーニングの実験系を確立した。複数の細胞株を用いて、ウイルスライブラリ感染、培養、ライブラリ作成に至るまでの工程の最適化を行い、スクリーニング結果の解析についても複数の解析パイプラインを試し、適切な評価が行えるよう最適化を行った。その結果、複数の細胞株および複数の実験で高い再現性が確認された。さらに、複数の薬材投与下でのスクリーニングの予備実験も行い、こちらでも耐性遺伝子の抽出において再現性が確認されている。以上のように2018年度はCRISPR-Cas9スクリーニング実験系の確立により、白血病病態形成に関連する遺伝子の抽出が可能となり、概ね順調に進展していると考えている。2019年度以降は2018年度のスクリーニング結果をin vitroおよびin vivoでの二次スクリーニングにより追試し、AML細胞増殖に必須であるエピゲノム制御関連遺伝子を絞り込む。候補遺伝子については個別にノックアウト細胞株を作成し、RNA-seq, ChIP-seq, ATAC-seqを用い、白血病病態形成に寄与するメカニズムの解明に繋げる。さらに、抽出した遺伝子についてはヒト細胞株、PDXモデルで治療効果について検証し、白血病患者ゲノムおよび発現量情報の解析を行う。

2019年度以降は2018年度のスクリーニング結果をin vitroおよびin vivoでの二次スクリーニングにより追試し、AML細胞増殖に必須であるエピゲノム制御関連遺伝子を絞り込む。候補遺伝子については個別にノックアウト細胞株を作成し、RNA-seq, ChIP-seq, ATAC-seqを用い、白血病病態形成に寄与するメカニズムの解明に繋げる。さらに、抽出した遺伝子についてはヒト細胞株、PDXモデルで治療効果について検証し、白血病患者ゲノムおよび発現量情報の解析を行う。
次世代スペース望遠鏡で探る宇宙初期の物質進化

次世代スペース赤外線天文台SPICAによってのみ実現可能な、波長40-600ミクロンに存在する様々な元素のスペクトル線観測により宇宙初期の形成途上の銀河の研究を行うための観測装置:超高感度赤外線分光観測装置の仕様とその実現性を検討するため、具体的に以下のような検討を行った:1.国内での科学的検討会(ワークショップ形式、12月19日(月)に開催):我が国の関連研究者を結集し、40-600ミクロンのスペクトル線観測が形成途上銀河の理解にどのように役立つのか?「SPICA研究会『ASTRO-FからSPICAへ』」と題したワークショップを、国立天文台にて開催した。韓国の共同研究者の参加もあった。本科学研究費補助金より参加者の旅費・滞在費および、集録の印刷・製本費を支出した。2.国内での技術的検討会(毎週定期的に開催、国立天文台・東京大学等とTV会議):SPICAに搭載すべき観測装置を具体的に検討するとともに衛星システムとのインターフェースを明確にした。特にSPICAの観測装置に課せられた熱的・機械的・電気的な制約事項を明確に考慮し、現実的な案を検討する。3.海外での検討会(米国・欧州へ各1回):日本チーム3名が、6月に欧州に出張し、超高感度赤外線分光観測装置の技術的課題について、欧州のスペース赤外線天文分野における最先端の研究者と検討会を行った。また11月にも日本から3名が、米国で開催された国際研究会に出席し、米国で検討中のサブミリ波超高感度分光観測装置の状況と、将来の役割分担について検討を行った。
数学的な原理の理解と活用を意図した算数科授業の実証的研究

本研究の目的は,数学的な原理が問題解決活動に果たす役割について考え,そのことを通して算数科の授業改善への具体的な方策を提言することにある。研究の結果,「子どもが一人で問題を解く→子ども同士がお互いの考えについて話し合う→授業の感想を書く」という流れをもつ問題解決型の授業が活用する力を育てることに適していること,そして,学習内容の前提条件となり解決や説明のための根拠となる数学的な原理(有用な知識)を授業前の教材研究で教師が明らかにする必要があることが明らかになった。さらに,具体的な授業の改善点として「既習の学習内容との共通点を明確にする」「集団検討では『わからない』を大切にし,既習の学習内容を根拠にして子どもに説明をさせる」「次時の自力解決に生かせる省察を子どもにさせる」といったことも明らかになった。研究実績の概要1.授業理論の構築について青森(弘前大学教育学部附属小学校)で教授実験を行うとともに,研究連携者とともに実験結果(授業記録)の分析のための会議を3回ほど東京で行った。その結果,事前に原理や既習事項を提示しても,その提示したものを活用して問題を解決することは困難であることがわかった。したがって,問題の解決はそれぞれの子どもに任せ,それぞれの解決の結果を省察させていくことが原理や既習事項の価値を理解し,活用しようとする姿勢を身につけさせていくのではないかという仮説が設定された。2.数学的な原理の活用についてどのように学習を進めていくことで原理を活用する姿勢を育てることができるのか,具体的な学習内容にしたがって検討を進めた。1年生のだし算のきまりの学習では,きまりを活用することよりも見付けることの面白さを体感させることが後の活用する姿勢を育てることにつながること,そして,子どもは大人が考えている以上にきまりを活用することについて抵抗があることが明らかになった。また,4年生のわり算の学習では比例の原理を捉えさせるためには,等分除を包含除的に捉えることが重要であることが明らかにされた。さらに,3年生のわり算の学習では,かけ算の逆算としてわり算を捉えさせるためには包含除的な操作を大切にしか上で等分除を扱うことが有効であろことが明らかになった。研究実績の概要今年度は昨年度の成果「原理の活用のための授業理論」を基に,青森,岩手,東京で十数回の教授実験を行い,その結果を分析した。具体的な授業方法は,問題の解決はそれぞれの子どもに任せ,それぞれの解決の結果を学級全体で省察させながら既習事項や原理が活用されていることを教師が示唆していくというものであった。授業分析の結果,原理や既習事項の価値を授業者である教師自身が把握している場合は,子どもたちに活用する態度を育てていくことができるが,教師自身が原理や既習事項の価値を把握していないときは,子どもの発言を適切に評価し価値付けることができず,したがって,子どもに原理や既習事項が算数の問題解決に活かされていることを認識させることが出来ないということが明らかになった。小学校の教諭は必ずしも算数を得意科目としているわけではないので,このような結果は今後の研究を進める上で重要な視点を与えることとなった。なお,教授実験で得られた成果は雑誌「新しい算数研究」「総合教育技術」にて公表し小学校教育関係者に広く知らせた。数学的な原理については,それを基にした単元計画を作成するまでには至らなかったが,分数の学習では,常に,割合の見方,すなわち「1と見る見方」を子どもにさせていくことが重要であることを明らかにし,学会にて論文発表及び口頭発表を行った。また,乗除の意味指導については比例関係の明確化とともに基準量とその割合という見方で乗法を意味づけていくことが重要であることが明らかになった。今年度もこれまでの成果「原理の活用のための授業理論」を基に,青森,東京で十数回の教授実験を行い,その結果を分析した。具体的な授業では,昨年度まで行ってきた問題解決型の授業を核として,どのような場面で子どもに原理を活用させていくのかを考え教授実験を行ってきた。その結果,子ども一人一人が問題を解決する時間だけではなく,それぞれの解決方法を子ども同士で話し合う場面にも原理が活用されていることが明らかになった。その一方,子ども同士が原理を活用して話し合うためには教師の配慮が重要であることも明らかになった。その配慮事項は,人の説明は他人にとってはわかりにくいことを教師は前提とし,既習事項に関連させながら説明をさせていくように子どもを導くことであった。なお,こうした成果は論文発表,学会発表はもとより,雑誌「算数授業研究」にて公表し小学校教育関係者に広く知らせた。

上記のような成果の一方,数学的な原理に限らず,既習事項そのものを活用していく力,初めて見る問題でも自分の分かっていることを使って何とか解決していく力を育成していく算数科授業のあり方を今後は追求していく必要があることも明らかになった。
プラズモニック結晶におけるトポロジカルな共鳴状態の理論的研究

本研究の第一の目的は,中心穴がある蜂の巣格子金属ナノホール列系におけるトポロジカルな共鳴状態の存在を立証することであるが,その為には,境界線を有する非周期系における共鳴状態の探索が必要不可欠である.これを十分正確に行うには,当初想定していたよりも多くの計算機リソースが必要な事が判明した.そこで,共鳴状態の探索をより効率良く行える系の考案と,新たな計算手法の開発を試みた.その結果,より優れた候補系として,誘電体導波路と金属ナノホール列との接合系を考案する事が出来た.この系では,結合モード法と多層膜での多重散乱の理論を組み合わせた方法が有効で,複数の共鳴間の結合係数や,各々の共鳴の放射損失,内部損失を明確に決定出来る事を発見した.さらに,連続準位中の束縛状態(BIC)が実現することを見出し,その実現条件について新しい知見を得ることができた.この成果について現在論文執筆中である.また,全反射減衰法で用いられている系の様に透過が生じない系の利用を検討した.透過過程が関与しないことで,共鳴状態をよりシンプルなモデルで記述可能と予想していたが,この様な系でもFano共鳴が起こり得ることが2018年に発表され,従来の定式化には含まれない重要な要素が存在することが示唆された.そこで,新たに改良したニ種類の結合モード法を用いてこの系の解析を行ったところ,Fano共鳴が起こるメカニズムの詳細が明らかになると共に,この現象を活用した新しいセンシング法を考案することが出来た.この成果についても現在論文執筆中である.今後は,これらの候補系のトポロジカルな性質について,今回新たに開発した研究手法を用いて詳細に検証して行く予定である.上記の通り,要求される計算機リソースが想定よりも大きく,予定通り進めていく事は困難と思われたため,当初の計画を修正し,新たな計算手法の開発や新たな系の考案を行った.そのため,当初予定していたトポロジカルな共鳴状態の存在を立証するところまでは研究を進める事が出来なかった.ただし,結果として予想外に多くの新しい知見が得られ,共鳴状態の理解が進んだことと,有効な研究手法を確立する事が出来たことから,今後の研究の進展については大きな支障は無いと思われる.蜂の巣格子ナノホール列と誘電体導波路を接合した系に対して,結合モード法と多重散乱法を組み合わせた理論を用いて,バルクのバンド反転とギャップレス・エッジ状態の形成の確認をまず行う予定である.新たに提案した系に対しては,共鳴振動数,放射ロス,内部ロス,結合係数などが,反射スペクトルの結果から推定出来るため,大幅な時間短縮が可能と考えている.今年度中にエッジ状態の特性評価まで終わらせる予定である.ここまでの内容を論文にまとめて発表した上で,来年度以降は共鳴状態のトポロジーに関する一般論の構築を目指す.本研究の第一の目的は,中心穴がある蜂の巣格子金属ナノホール列系におけるトポロジカルな共鳴状態の存在を立証することであるが,その為には,境界線を有する非周期系における共鳴状態の探索が必要不可欠である.これを十分正確に行うには,当初想定していたよりも多くの計算機リソースが必要な事が判明した.そこで,共鳴状態の探索をより効率良く行える系の考案と,新たな計算手法の開発を試みた.その結果,より優れた候補系として,誘電体導波路と金属ナノホール列との接合系を考案する事が出来た.この系では,結合モード法と多層膜での多重散乱の理論を組み合わせた方法が有効で,複数の共鳴間の結合係数や,各々の共鳴の放射損失,内部損失を明確に決定出来る事を発見した.さらに,連続準位中の束縛状態(BIC)が実現することを見出し,その実現条件について新しい知見を得ることができた.この成果について現在論文執筆中である.また,全反射減衰法で用いられている系の様に透過が生じない系の利用を検討した.透過過程が関与しないことで,共鳴状態をよりシンプルなモデルで記述可能と予想していたが,この様な系でもFano共鳴が起こり得ることが2018年に発表され,従来の定式化には含まれない重要な要素が存在することが示唆された.そこで,新たに改良したニ種類の結合モード法を用いてこの系の解析を行ったところ,Fano共鳴が起こるメカニズムの詳細が明らかになると共に,この現象を活用した新しいセンシング法を考案することが出来た.この成果についても現在論文執筆中である.今後は,これらの候補系のトポロジカルな性質について,今回新たに開発した研究手法を用いて詳細に検証して行く予定である.上記の通り,要求される計算機リソースが想定よりも大きく,予定通り進めていく事は困難と思われたため,当初の計画を修正し,新たな計算手法の開発や新たな系の考案を行った.そのため,当初予定していたトポロジカルな共鳴状態の存在を立証するところまでは研究を進める事が出来なかった.ただし,結果として予想外に多くの新しい知見が得られ,共鳴状態の理解が進んだことと,有効な研究手法を確立する事が出来たことから,今後の研究の進展については大きな支障は無いと思われる.蜂の巣格子ナノホール列と誘電体導波路を接合した系に対して,結合モード法と多重散乱法を組み合わせた理論を用いて,バルクのバンド反転とギャップレス・エッジ状態の形成の確認をまず行う予定である.新たに提案した系に対しては,共鳴振動数,放射ロス,内部ロス,結合係数などが,反射スペクトルの結果から推定出来るため,大幅な時間短縮が可能と考えている.今年度中にエッジ状態の特性評価まで終わらせる予定である.

ここまでの内容を論文にまとめて発表した上で,来年度以降は共鳴状態のトポロジーに関する一般論の構築を目指す.教務関係の業務の為に当初予定していた学会出張が出来なかったこと,及び,研究計画の変更による遅延から論文投稿が年度内に間に合わなかったことによる.次年度の使用計画としては,国際会議1回,国内会議3回の出席のための旅費,及び参加費として55万円,研究成果投稿料,英文校閲料として30万円,数値計算補助に対する謝金として10万円,図書費,消耗品費として10万円を予定している.
劇症肝炎における細胞間接着分子の発現とその機能

(1)正常マウスの肝臓を抗ICAM-1、抗LFA-1、抗CD-2、抗LFA-3抗体により免疫組織染色を行った。その結果、抗ICAM-1抗体は肝動脈内皮細胞上で反応した。抗LFA-1抗体はリンパ球細胞膜上で反応した。抗CD-2抗体はリンパ球細胞上で反応した。抗LFA-3抗体はリンパ球や類洞内で反応した。以上のことより正常肝組織上、ICAM-1、LFA-1、CD-2、LFA-3分子の発現部位が示された。(2)劇症肝炎モデルとしてまずD-ガラクトサミン塩酸塩(和光純薬)を生食により0.5g/kgと1.0g/kgに調整し、BALB/Cマウスに500mulずつ腹空内に投与したが、劇症化されなかった。次にD-ガラクトサミン塩酸塩の濃度を1.5g/kg、2.0g/kg、2.5g/kg、3.0g/kgに上げて同マウスに500mulずつ腹空内に投与しましたが、やはり劇症化されなかった。
下垂体前葉のレチノイン酸合成酵素の同定と新たな細胞機能調節メカニズムの解明

本年度は成体ラット下垂体前葉におけるレチノアルデヒド脱水素酵素1(RALDH1)の発現を詳細に検討した。1.昨年度はRALDH1のmRNAをin situ hybridization法により同定することに成功したのでタンパク質レベルでの検出を試みた。ラットRALDH1タンパク質の特異的アミノ酸配列からペプチドを合成し、抗体を作製した。下垂体前葉においてmRNA発現細胞と一致する免疫陽性反応を示すRALIDH1特異的抗体を得ることができた。抗RALDH1抗体と各種下垂体ホルモン抗体との免疫二重染色を行ったところプロラクチン細胞と濾胞星状細胞で産生していることが分かった。2.下垂体でのRALDH1発現は雌雄差があることを見出した。RALDHl mRNA発現量はリアルタイムPCR法を用いた定量的解析、in situ hybridization法と免疫組織化学を用いた定性的解析のどちらにおいても雄に比べ雌では有意に低く、雌の性周期では発情期に最も低いことが明らかとなった。3.RALDH1の発現はエストロゲンにより抑制されることを明らかにした。雌において卵巣摘出を施すと下垂体でのRALDH1発現は増加し、17βエストラジオールを投与すると著しく減弱することが分かった。さらにエストロゲンの効果は濃度依存的であり、投与後1時間で抑制作用が確認された。以上のことから、成体ラット下垂体前葉ではRALDH1により局所的にレチノイン酸が合成されパラクライン、オートクライン的に細胞機能を調節する可能性が示された。さらに、性ホルモンがRALDH1発現量を変化させることで局所的レチノイン酸合成を調節する因子の一つとして働く可能性が示された。本年度は下垂体前葉におけるレチノイン酸合成酵素の発現部位をin situ hybridization法(ISH)を用いて明らかにした。1.レチノイン酸合成酵素(RALDH)のサブタイプ;RALDH1,RALDH2,RALDH3特異的なISHを確立した。まず、それぞれの遺伝子断片をクローニングし、サブタイプ特異的なDigラベルしたcRNAプローブを作製した。そして、さまざまな固定法およびISHの条件を検討し、特異的シグナルを検出できるようになった。2.発生期の下垂体におけるRALDHの発現を明らかにした。下垂体の原基であるラトケ嚢の形成が見られる胎生12日齢から出生直前の胎生20日齢までの各段階の下垂体でのRALDH1,RALDH2,RALDH3のISHを行った。その結果、RALDH2とRALDH3はラトケ嚢で発現し、発生過程を通じて下垂体前葉となる部位に強く発現していた。しかし出生後の下垂体ではそれらの発現は著しく減弱していた。一方、RALDH1は発生過程を通して胎仔の下垂体では発現していなかった。さらに、胎仔、新生仔下垂体のRALDH2,RALDH3の発現をリアルタイムPCR法によりmRNA発現を定量した結果、ISHの結果と同様にそれぞれ胎仔下垂体では強く発現していたが出生後発現量は低下した(研究発表1)。3.成体の下垂体におけるRALDHの発現を明らかにした。成体下垂体ではISH及びリアルタイムPCR法を行い、RALDH1が強く発現し、RALDH2とRALDH3はほとんど発現していないことが明らかとなった。ISHによりRALDH1を発現する細胞は下垂体前葉に存在することが分かった。さらに、各種下垂体前葉ホルモン及び非ホルモン産生細胞である濾胞星状細胞のマーカーであるS100タンパク質の抗体で二重染色を行った結果、RALDH1 mRNAはプロラクチン細胞と濾胞星状細胞のそれぞれ一部に発現していることを明らかにした。さらに、性ホルモンがRALDH
核物質中の原子核クラスター形成に関する物理的、化学的アプローチ

原子核は陽子と中性子からなる自己束縛系ですが、その内部ではしばしばクラスターと呼ばれる強く束縛した部分系が発現します。近年、原子核内のみならず、中性子星のような高密度天体においてもその役割が注目され、核物質の性質への影響が議論されています。中性子星の内部では物質密度の違いにより、多様な物質相が現れると考えられており、そのような環境下におけるクラスター形成について理論的な研究を行います。
イネ科植物の微量元素の吸収と移行に対するムギネ酸の機能

1.微量必須元素の過剰症(Ni)とムギネ酸(MA)分泌の関係放射性63Niを水耕オオムギにMAと共に投与し、MAによるNi吸収促進が結論された。又、MA投与条件下において59Fe吸収がNiの共存により抑制された。また、63Niの吸収はFeの共存により抑制されなかった。これは、MAとの錯体ではNiのほうが優先的に吸収されることを示した。2.有害元素(Cd, As, Co)とムギネ酸分泌の関係水耕オオムギにおいて、ヒ素過剰誘導クロロシスの原因がFe欠乏であることを確認するために、ヒ素過剰植物の水耕培地のFe濃度を上昇させて栽培した。その結果、ヒ素過剰誘導クロロシスが軽減された。ヒ素誘導クロロシスの主因はFe欠乏であると結論された。3.導管中の微量元素の移行量と添加ムギネ酸の効果水耕オオムギに、過剰濃度のCu, Zn, Mnを午後の3時間、ムギネ酸の添加又は無添加で吸収させ、その後の導管液中の金属含量を測定した結果、正常植物においてはムギネ酸添加により、導管液へのFeの輸送のみが選択的に増加するが、Mn, Cu, Zn過剰栽培の植物においてMAは導管中のCuとZnの濃度を増加させた。このことは、Cu, Zn過剰植物では、分泌MAはCu, Zn誘導Fe欠乏を激化させることが示された。4.単離細胞膜による微量元素の吸収の解析鉄欠オオムギ根より単離した細胞膜小胞によるCdの吸収実験において、Cd吸収はCuやFeの共存により抑制されることが示された。その抑制効果はFeよりもCuの方が高く、それはPM小胞とFeやCuとの親和性に起因すると考えられた。5.ムギネ酸金属錯体の形態の解析NMRによる検討の結果Fe^<3+>, Cu^<2+>, Zn^<2+>, Mn^<2+>, Ni^<2+>とムギネ酸の錯体形成時のモル比は1:1であると結論された。また、MAとの親和性の順序はCu^<2+> >Fe^<3+> > Ni^<2+>>Mn^<2+>>Zn^<2+>の順であった。5つの研究課題について、以下のような結果が得られた。1.イネ科植物における金属元素の過剰症とムギネ酸分泌の関係2.イネ科植物における有害元素とムギネ酸分泌との関係水耕オオムギにおいて、ヒ素濃度を0,0.67,6.7,67μMに変化させてヒ素過剰症を誘導したところ、ヒ素誘導鉄クロロシスと思われる症状が現れた。また、鉄欠乏植物に同様にヒ素過剰処理をしたところ、67μMにおいてムギネ酸の合成分泌が90%程度に減少した。しかし、葉緑素含量は0,0.67,6.7μMにおいてほぼ0であったにも関わらず、67μMにおいて葉が緑化した。

3.導管中の微量元素の移行量と添加ムギネ酸の効果水耕オオムギに、ムギネ酸分泌の起こらない午後の時間に、過剰濃度(正常培地の100倍濃度)Cu, Zn, Mnを3時間、ムギネ酸の添加又は無添加条件下で吸収させ、その後2時間の導管液を採取し、導管液中の金属含量を測定した。その結果、ムギネ酸添加により、導管液のMn濃度は変化しなかったが、CuとZnの濃度は増加した。このことは、経根吸収されたムギネ酸が根内において導管への2つの金のloadinを促進することを示唆した。4.ムギネ酸金属錯体の形態の解析Fe^<3+>,Cu^<2+>,Zn^<2+>,Mn^<2+>,Ni^<2+>とムギネ酸の錯体形成時のモル比をNMRにより検討した結果、いずれも1:1であると結論された。しかし、Ni^<2+>はそれ以外のモル比でも錯体形成しうることが示唆された。5.単離細胞膜による微量元素の吸収の解析鉄欠オオムギ根より単離した細胞膜小胞によるCdの吸収実験において、Cd投与時にCuやFeが共存すると膜状で競合し吸収抑制が起こることが示された。5つの研究課題について、以下の結果を得た。1.イネ科植物における金属元素の過剰症とムギネ酸分泌の関係:^<63>Niを用いて、Niがムギネ酸(MA)によりFeと同様に吸収促進が見られるかを調べたところ、Niも吸収促進されることがわかった。また、^<59>Feを用いてFeとNiの競合実験を行いNiがFeよりも優先的に吸収される結果を得た。^<65>Znを用いてZnがMAの吸収促進を検討したところ、Fe供給条件下pH5.5で生育したオオムギにおいて、Znの吸収促進が見られた。しかし、Fe供給pH6.5、又は、Fe欠乏条件下ではZnの吸収促進はなかった。また、Coを水耕培地に添加して栽培したところ、Fe供給条件下でもCo10μMにおいて、Feクロロシスが誘導され、MA分泌が促進されることがわかった。2.イネ科植物における有害元素とMA分泌との関係:Fe欠水耕オオムギにおいて、ヒ素濃度67μMにおいて葉が緑化する現象を見出した。この葉の緑化にはPの吸収と地上部への移行抑制が関与していると思われた。3.導管中の微量元素の移行量と添加MAの効果:水耕Fe欠乏オオムギにCoをMAと共に投与する実験を行ったところ、Co10μMをMAと共に吸収させると導管液の量が急激に低下し、地上部への物質移行が抑えられることが示された。これは、MA-Co錯体の吸収により、植物が防御作用を示す結果である可能性がある。4.MA金属錯体の形態の解析:紫外・可視吸光度測定の結果、MAの各種金属との錯体形成能の順序は以下であると結論された。Cu^<2+>>Fe^<3+>>Ni^<2+>>Mn^<2+>>Zn^<2+>5.単離細胞膜による微量元素の吸収の解析:鉄欠オオムギ根より単離した細胞膜小胞によるCdの吸収実験において、MgがCdと競合し吸収抑制が起こることが示された。このことは、農業におけるMgが生理的に直接的なCd吸収抑制効果を持つことを示唆している。
ウェルシュ菌のε毒素の活性化機構ならびにプロペプチド断片の機能解析

ウェルシュ菌ε毒素は、トリプシンやキモトリプシン、本菌自体が産生するλ毒素(サーモリシン様プロテイナーゼ)によって、N-末端領域とC-末端領域が共にプロセシングされて活性化される。平成12年度に4種の変異毒素(PD,ΔN-PD,ΔC-PD及びΔNC-PD)を用いて、εプロトキシンのC-末端領域のプロセシングが細胞毒性・致死活性の発現に必須であること明らかにした。今年度はε毒素の標的の一つと考えられている神経細胞の細胞膜との反応性を調べた。^<125>IラベルしたΔC-PDとΔNC-PDを、ラット脳シナプトソーム膜と反応させたところ、それぞれ約200kDaと約180kDaのSDS耐性高分子量複合体を形成した。一方、細胞毒性・致死活性を示さないPDとΔN-PDは、高分子量複合体を形成しなかった。また、^<125>I-ΔC-PDと^<125>I-ΔNC-PDを種々の濃度で混合して高分子量複合体を形成させたところ、約200kDaと約180kDaの間にブロードなバンドが確認されたことより、高分子量複合体は数分子の毒素からなることが示唆されたが、解像度が低すぎて何分子の毒素により高分子量複合体が形成されているのか判明しなかった。そこで解像度を上げるために、1毒素分子あたり1分子の^<32>Pでラベルした変異毒素(^<32>P-ΔC-PDと^<32>P-ΔNC-PD)を調製し、それらを種々の濃度で混合しシナプトソーム膜と反応させ、DNA sequence用ゲル装置を用いた高解像度SDS-PAGEを行った。その結果、2つのホモマルチマーの間に6つの分離したバンドが検出された。これらのことから、C-末端領域がプロセシングされて活性化したε毒素はラットシナプトソーム膜内で7量体を形成することが明らかになった(Miyata et al. (2001) J. Biol. Chem. 276:13778-13783)。ウエルシュ菌のε毒素は家畜類の腸性毒素血症の主要な病原因子であり、神経細胞毒性のある強い致死毒素である。ウエルシュ菌はこの毒素を不活性な前駆体として産生し、腸管の消化酵素もしくは本菌が産生するλプロテアーゼにより活性化される。活性型ε毒素と前駆体ε毒素のアミノ酸配列、分子量の比較から、活性化に伴いN末端とC末端のプロペプチドが除去されていることが明らかとなった。トリプシン、キモトリプシン、λプロテアーゼによる切断は、いずれもN末端、C末端領域を切断するため、いずれが活性化を支配するかを決定することを試みた。まず、N末端プロペプチドを欠失する毒素は大腸菌で産生させたところ、毒素活性は無かった。したがって、C末端領域の切断は活性化に必要であると考えられた。次に、C末端プロペプチドを欠失する毒素を大腸菌で産生させたところ、Inclusion bodyを形成した。尿素により可溶化した後にrefoldingを試みたが活性を有する毒素(トリプシン消化の行っても)は回収されなかった。そこで、C末端領域は可溶性の蛋白として産生するために必要であると考え、C末端領域のトリプシン認識部位に変えて、Factor Xa認識部位を組み込み、大腸菌に産生させた。このC末端領域の改変毒素の場合、N末端ペプチドが存在する場合、存在しない場合ともに、可溶性画分に大量回収された。この2種類の改変毒素はともに、毒素活性が見られないが、Factor XaでC末端プロペプチドを切断すると、ともに活性化され、その毒性(マウス致死活性、MDCK細胞毒性)には有為な差が見られなかった。これらの結果から、C末端プロペプチドが毒素の活性化に必要であることが明らかとなった。C末端プロペプチドを欠く毒素遺伝子と、C末端のみの遺伝子を大腸菌でCoexpressさせたが、Inclusion bodyが形成された。

そこで解像度を上げるために、1毒素分子あたり1分子の^<32>Pでラベルした変異毒素(^<32>P-ΔC-PDと^<32>P-ΔNC-PD)を調製し、それらを種々の濃度で混合しシナプトソーム膜と反応させ、DNA sequence用ゲル装置を用いた高解像度SDS-PAGEを行った。その結果、2つのホモマルチマーの間に6つの分離したバンドが検出された。これらのことから、C-末端領域がプロセシングされて活性化したε毒素はラットシナプトソーム膜内で7量体を形成することが明らかになった(Miyata et al. (2001) J. Biol. Chem. 276:13778-13783)。
筋線維タイプの違いによるカルシウムによるカルシウム放出機構の差に関する研究

骨格筋小胞体からのカルシウムによるカルシウムの放出機構(Ca-induced Ca release:CICR)について筋ファイバーのタイプの差を検討した。筋生検の同意が得られた患者より、骨格筋を摘出後、サポニンにより化学的スキンドファイバーを作製し、ストレンゲージタランスデュサーで等尺性張力を測定した。これをコンピュタ-に取り込み、時間張力曲線から相対的放出速度を算出した。収縮蛋白のカルシウム感受性は従来言われているように、タイプ1ファイバーが低濃度のカルシウムで収縮し、感受性が高かった。CICR機構については、正常者(CICR速度の亢進が認められないもの)ではタイプによる差が認められなかった。しかし、図1に示したように、CICR機構の亢進が認められた患者1や2では、筋ファイバーによってCICR速度に差が認められた。高木らにより指摘されたように、収縮蛋白のカルシウム感受性が高いと、骨格筋小胞体内に残ったカルシウム量が少量でも収縮張力は大きく現れる可能性があり、そういったファイバーでは、CICR速度は計算上は遅くなると考えられる。しかし、筋生検を行った患者数が少なく、CICR亢進例は2名しか行ってないため、はっきりしたことはいえない。
短期的学級介入手法の開発とその評価に関する研究

本研究は、学校心理学的な観点から学級経営に介入するひとつの手法を開発し、それを評価することを目的とした。そのために、これまでに生徒側、教師側からのアプローチによって得られている結果をもとに、教師へのフィードバック内容の検討、介入に要する負担(介入期間、介入回数)軽減の手法の開発、介入の経過と結果の可能な評価方法(4方向からのVTR撮影とその分析視点としてのエスノグラフィックな観点)などを事例から導出することがねらいであった。学校外からスクールサイコロジストやそれに類する役割の専門家が学級経営に介入することが期待されているが、その際のひとつの介入方法を提言することを目標にした研究であった。平成11年度は、学級介入方法の具体化と評価視点の探索的研究を平成10年度から継続して行い、より一般化しやすい方向に事例を増やしていった。さらに、学級介入の際に利用しているRCRTという調査方法の簡略化と結果の効率的なフィードバックについて検討した。フィードバック方法としては、郵送、面接、電子メールなどの多様の方法で実施し、フィードバック内容が効果的に活用されるように配慮した。これらのフィードバックを含めた介入方法の実践と評価が適切に出来るかどうか、実践的な面から方法を再確認し、介入前後の調査、観察、面接結果と介入の過程の変化、介入後の学級集団と担任の変化について広範に評価をおこなった。また、介入により教師や学級の変化をとらえるための評価方法は主にインターネットのメイリングリストとカラー印刷した結果の解説の際に面接をすることによってその効果を検討した。その結果、RCRTの調査方法は慣れるまでかなり負担であること、それを軽減するための簡便な実施方法の開発が急務であること、継続調査によって介入のポイントが明確になることが明らかになった。また、教師の内省報告により、学級経営上、焦点をあてる生徒の抽出にRCRTの結果は有効であることを確認した。さらに、継続的な調査を行っていく必要がある。本研究は、学校心理学的な観点から学級経営に介入するひとつの手法を開発し、それを評価することを目的としている。そのためには、これまでの生徒側、教師側からのアプローチによって得られている結果をもとに、教師へのフィードバック内容の検討、介入に要する負担(介入期間、介入回数)軽減の手法の開発、介入の経過と結果の可能な評価方法を出きる限り多くの事例から導出することを試みる。平成10年度は、学級介入方法の具体化と評価視点の探索的検討を行った。まず、介入とその分析方法について、おもに学校場面のフィールドワーク関係の国内外の最新の文献資料を集めた。さらに、学級への介入方法について、質問紙、面接などを通じた現状の把握と分析、今後の展開の予測、電子メイルでのやりとりや面接によるフィードバックを用いた介入の方向性、可能性について検討した。また、経過面接の構造化についても検討し、教師への負担を軽減できているかどうか検討した。その結果、RCRTという調査手法によって、個々の担任教師が生徒をとらえる視点を明らかにすることは学級経営上、効果的であることを確認した。その際に、結果についてのかなり詳細な解説が必要であること、さらに、解説を補うためのグラフ化の工夫、電子メイルやファックスによる疑問点を随時、解説を行うことにより、効果をより高めることがわかった。また、この調査の実施方法について、さらに簡略化する必要がある。さらに、この結果と生徒の対教師感情の質問紙調査結果を対応させることで、個々の生徒に対する対応の指針が明確化され、教師は具体的にどの生徒のどのような観点からのはたらきかけが必要であるかに容易に気づくことができた。次年度は、上記の手法でさらに事例を増やしつつ、実施方法の簡略化と結果の効率的なフィードバックについて検討する。さらに、教師は結果のフィードバックを教室でどのように具体化しているかについても、観察等で明らかにしていく。
神経変性おける病因遺伝子産物構造変化の解析

我々はポリグルタミン病分子モデルの構造生物学的解析から伸長したポリグルタミンがβシートを形成すること、ホスト蛋白がアンフォールドし、非繊維型凝集体を形成することなどを報告してきた。本研究ではさらにその結合蛋白の検討から分子構造に考察を加えた。今年度は異常なHttが形成する凝集体の精製を行い,凝集体結合タンパク質(AIP)を網羅的に解析することにより,凝集体の形成過程,凝集体による細胞毒性に関与するタンパク質を同定した。伸長したポリグルタミン鎖をもつHttのN端とEGFPの融合タンパク質,さらに核移行シグナルを付加したタンパク質を発現し,細胞質および核内に凝集体を形成するHDモデル細胞を作成した。我々は,これらの細胞から凝集体を部分精製し,その構成成分を,質量分析法を用いて解析した。シャペロン,ユビキチンープロテアソーム系の構成タンパク質など,既知のAIPに加えて,ユビキチン結合タンパク質の一群など新たなAIPが同定された。新たなAIPに関しては発現ベクターを作成し,HDモデル細胞に過剰発現することにより,凝集体と結合することを確認した。また,AIPに対する抗体を作成しHDモデルマウスを用いて免疫染色を行ったところ,マウスの神経細胞核内封入体が染色されることを確認した。以上の結果凝集体がアンフォールドした状態を認識する蛋白のみならず、ユビキチン結合蛋白もユビキチン化された凝集体にリクルートされることが示され、病態に強く関わる可能性が示唆された。
膜結合性タンパクのcDNAを単離するための新しいベクターの応用

本研究は各動物種の細胞内オルガネラに局在するタンパクのcDNA単離するためのベクターの開発を目的としてはじめた。研究の第一段階として膜結合性タンパクのcDNAを単離するためのTrans Membrane Domain Trappingvecter (TMDTベクター)を作製し、膜タンパクのcDNAを単離するためのシステムを構築した。膜タンパクは、細胞膜や小胞体膜等の生体膜を構成するタンパクであり、その多くには膜貫通部分(TMD)が存在する。TMDは疎水性アミノ酸に富んでおり、脂質二重膜と親和性がある。今回作製したベクターは、マウスIL2レセプターα(IL2Rα)もしくはβ(IL2Rβ)のTMDを除いたcDNAを分泌タンパクとして発現させるベクターであり、そのC末端側にin-frameにマルチクローニングサイト(MCS)、T3-,T7-ポロモーター配列を導入してある。MCSにTMDを有するcDNAが挿入されると、分泌型IL2RαもしくはβとcDNAの融合タンパクは膜結合性となってCOS細胞膜表面にトラップされる。これに、蛍光標識した抗IL2R抗体を反応させることにより、膜結合型IL2Rを発現する細胞を識別、単離することができる。さらに単離したCOS細胞からプラスミドDNAを抽出することによって膜結合性タンパクのcDNAをクローニングできる。各種膜タンパクcDNAをTMDTベクターに挿入し、TMDを含む場合、含まない場合で比較した。すなわちこれらの融合遺伝子をCOS細胞に導入し、抗Mouse IL2Rα抗体を用いた蛍光抗体染色によって細胞膜上にトラップされているかどうかを蛍光抗体法によって検討した。その結果、Type I-、Type II-、P-450 Typeの一部、GPI anchor Type、Multi-transmembrane Typeの融合タンパクはTMD領域がin-frameにクローニングされていればトラップされることが示された。さらに本法を応用してマウスの13日胚脳で発生分化特異的に発現する膜タンパクのcDNA単離を試みた。その結果、2つの新しい膜タンパクのcDNAを単離することができた。このことから本法は膜タンパクのcDNAを単離するための有効な手段となることが示された。
熱走査型顕微鏡法の基礎と高分子の構造形成への応用

前年度に引き続きポリエチレンテレフタレート(PET)およびアタクチックポリスチレン(aPS)の冷延伸過程におけるクレイズの生成とネック変形という2つの塑性変形による変形領域およびその近傍での熱的・粘弾性的性質を原子間力顕微鏡(AFM)、白金抵抗型走査熱顕微鏡(SThM)により調べた。動的粘弾性測定により通常のT_gよりも低温の領域に新たな緩和モードが現れることを、AFM、SThMによる観測により、クレイズにおけるガラス転移点が局所的に低温側へ移動することを見いだした。X線小角散乱によりクレイズを含む試料の温度変化を測定し、新たに見出した緩和温度域で散乱強度の減少を確認した。種々のクレイズ生成条件において局所的な構造変化と熱特性との関係を調べ、ガラス転移点の低下はクレイズ密度が小さいほど大きくなること、またクレイズからの距離とガラス転移点の変化の関係から、クレイズ近傍では、クレイズに近づくにつれてガラス転移点が徐々に低下していく傾向を確認した。これは分子鎖の易動度の緩和域における増加のためクレイズ部のヒーリングが生じ、ボイドによる散乱が減少したものと考えられる。クレイズ生成を伴う塑性変形の場合、動的粘弾性測定により通常のガラス転移点よりも低温の領域に新たな緩和モードが現れること見出し、AFM、SThMによる観測により、クレイズにおけるガラス転移点が局所的に低温側へ移動することを確認した。これらの解釈はX線小角散乱、熱的・粘弾性的測定の結果を矛盾なく説明するものである。原子間力顕微鏡(AFM)、白金抵抗型走査熱顕微鏡(SThM)を用いて、アタクチックポリスチレン(aPS)についてクレイズ周辺のガラス転移点(T_g)の変化を調べた。クレイズ生成を伴って塑性変形したaPSにおいて、動的粘弾性測定により通常のT_gよりも低温の領域に新たな緩和モードが現れることを、AFM、SThMによる観測により、クレイズにおけるガラス転移点が局所的に低温側へ移動することを見いだした。さらに、クレイズ生成条件の違いによってもたらされる局所的な構造変化と熱特性との関係を調べ、クレイズにおけるT_gの低下はクレイズ密度が小さいほど大きくなること、またクレイズからの距離とT_gの変化の関係から、クレイズ近傍(10μm)では、クレイズに近づくにつれてT_gが徐々に低下していく傾向を確認した(論文投稿準備中)。ポリエチレンテレフタレート(PET)の冷延伸過程において、クレイズの生成とネック変形と言う代表的な二つの塑性変形が続いて生じることを見出し、このPETのクレイズ領域とネック変形領域における局所熱解析の違いについての研究が進行中である。原子間力顕微鏡(AFM)、白金抵抗型走査熱顕微鏡(SThM)を用いて、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびアタクチックポリスチレン(aPS)の冷延伸過程におけるクレイズの生成とネック変形という2つの塑性変形による変形領域およびその近傍での熱的・粘弾性的性質を調べた。クレイズ生成条件の違いによってもたらされる局所的な構造変化と熱特性との関係を調べ、クレイズにおけるガラス転移点の低下はクレイズ密度が小さいほど大きくなること、またクレイズからの距離とガラス転移点の変化の関係から、クレイズ近傍(10μm)では、クレイズに近づくにつれてガラス転移点が徐々に低下していく傾向を確認した。クレイズ生成を伴って塑性変形したaPSの場合、動的粘弾性測定により通常のガラス転移点よりも低温の領域に新たな緩和モードが現れること見出し、AFM、SThMによる観測により、クレイズにおけるガラス転移点が局所的に低温側へ移動することを確認した。X線小角散乱によりクレイズを含むaPSの散乱強度の温度変化を測定し、新たに見出した緩和温度域で散乱強度の減少を確認した。これは分子鎖の易動度の緩和域における増加のためクレイズ部のヒーリングが生じ、ボイドによる散乱が減少したものと考えられ、熱的・粘弾性的測定の結果と一致している。詳細の検討は次年度の課題である。