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G群レンサ球菌産生溶血因子が惹起する劇症型感染症の発症機構の解明

近年の疫学調査により、劇症型感染症をはじめとするG群レンサ球菌による侵襲性感染症が増加していることが明らかとなっている。我々は、マウス感染モデルとマイクロアレイを用いて、G群レンサ球菌が侵襲性感染症を発症する際に発現上昇している遺伝子群を特定した。転写調節因子csrS遺伝子破壊株は溶血因子の発現が亢進しており、csrS破壊株感染マウスが全身性溶血症状をきたしていた。国内流行型のstG6792分離株は他の分離株と比較して、溶血因子の産生量が高かった。本研究により、G群レンサ球菌が侵襲性感染症を引き起こす際に、溶血因子が重要であることを明らかにした。近年の疫学調査により、劇症型感染症を含むG群レンサ球菌による侵襲性感染症が増加していることが明らかになっている。しかし、G群レンサ球菌が侵襲性感染症を引き起こす分子メカニズムは、ほとんど明らかになっていない。本研究の目的は、マウスを用いたG群レンサ球菌侵襲性感染症モデルを用いて、G群レンサ球菌が、ストレプトリジンS(SLS)及び新規溶血因子を複合的に作用させ侵襲性感染症を発症させるかどうかを明らかにすることである。我々は、G群レンサ球菌をddYマウスの腹腔に投与し、経時的に回収した菌からRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行った。感染2時間後にストレプトリジンO(SLO)遺伝子が高発現しており、さらに4時間後以降にSLSオペロンの発現が上昇していることが明らかになった。次に、G群レンサ球菌の病原因子の抑制性転写調節因子をコードしているcsrS遺伝子を破壊した株を用いて、同様にマウスの腹腔に投与してマイクロアレイ解析を行った。その結果、csrS破壊株ではSLSオペロンの発現が投与前から上昇していた。csrS破壊株をマウスに投与すると著名な血尿が認められ、さらに同菌接種後のマウスから血液を採取したところ、明瞭な溶血が認められた。また代表的な臓器として腎臓の観察を行ったところ、csrS破壊株では、腎臓肥大を認め、腎臓組織切片の観察では血腫が確認された。これらは、SLSの溶血毒素としての活性によるマウスでの全身性溶血現象が強調されたと考えられた。さらに、この溶血現象の臨床的意義を評価するため、SDSE臨床分離株83株においてSLSとSLO、およびそれ以外の溶血活性の定量を行った。その結果、国内流行型のstG6792分離株は他の型の分離株と比較して、SLSとSLOの産生量が有意に高いことが明らかになった。近年の疫学調査より、A群レンサ球菌と同様に、G群レンサ球菌が劇症型レンサ球菌感染症をはじめとする重篤な侵襲性感染症を引き起こすことが明らかとなっている。しかし、今まで病原性が低いと言われていたため、G群レンサ球菌が侵襲性感染症を引き起こす分子メカニズムに関する研究はほとんど行われていない。本研究の目的は、マウスを用いたG群レンサ球菌侵襲性感染症モデルを用いて、G群レンサ球菌が溶血因子を含む病原性因子を複合的に作用させ侵襲性感染症を発症させるメカニズムを明らかにすることである。前年度における侵襲性感染症マウスモデルを用いたG群レンサ球菌の発現解析により、溶血因子の産生が侵襲性感染症発症時に重要であることが示唆された。さらに、転写調節因子CsrSが溶血毒素の産生およびマウスに対する病原性に重要であることが明らかになった。本年度では、侵襲性感染症を引き起こした臨床分離G群レンサ球菌株の中からcsrS遺伝子に変異が入った2株を選択し、変異が入っていないcsrS遺伝子を相補した株を作成し発現解析を行った。前年度は、マイクロアレイを用いて全ゲノム解析を終了した臨床分離株GGS124株の発現解析を行った。しかし、本年度は全ゲノム配列が明らかとなっていない臨床分離株を対象としたため、次世代シークエンサーを用いたRNA-seqにより発現解析を行った。その結果、csrS遺伝子に変異が挿入されると溶血因子を含む一連の遺伝子の発現が上昇していることが明らかとなった。細菌学・感染症学本研究の目的は、G群レンサ球菌による侵襲性感染症発症機構の解明である。我々は、侵襲性感染症モデルマウスとG群レンサ球菌特異的マイクロアレイを用いた解析により、G群レンサ球菌感染時、溶血因子の遺伝子発現が経時的に上昇していることを明らかにした。次に、G群レンサ球菌の転写調節因子をコードしているcsrS遺伝子を破壊すると溶血因子SLSオペロンの発現が恒常的に上昇していることを明らかにした。

このcsrS破壊株をマウスに投与したところ、全身性の溶血現象が観察された。さらに、侵襲性感染症患者から分離されたG群レンサ球菌の溶血毒素の活性測定をしたところ、国内流行型であるstG6792分離株では溶血因子SLSとSLOの活性が高いことを明らかにした。以上のことを論文としてまとめ、Journal of Infectious Diseases誌上で報告した。これらの理由から、平成25年度における目標は概ね達成されていると判断した。前年度における侵襲性感染症マウスモデルを用いたG群レンサ球菌の発現解析により、溶血因子の産生が侵襲性感染症発症時に重要であることが示唆された。さらに、転写調節因子CsrSが溶血毒素の産生及びマウスに対する病原性に重要であることが明らかになった。そこで平成26年度では、前年度に行ったマウスモデルを用いた発現解析から病原性に重要な因子を抽出し、それらの遺伝子破壊株を作成して実際に病原性に影響するかを検証する。類似の感染症を引き起こすA群レンサ球菌を用いて、同様に侵襲性感染症マウスモデルを用いた発現解析を行い、G群レンサ球菌のものと比較する。
理論統計学と機械学習理論の統合による新しいモデル選択規準の開発

線形回帰予測問題において,Kullback-Leiblerダイバージェンスを用いて,一様事前分布によるベイズ予測を優越し,ミニマクスとなる縮小事前分布を提案した論文を修正投稿し,採用された.また,本論文で提案されたスタイン型の縮小事前分布は,高次元であるほどリスクが大きく改善されることを実験的に確かめた.これにより,本手法がカーネルマシン等の高次元ヒルベルト空間の統計モデルに適用される可能性が高いことがわかった.一方,4月には1昨年から続くカリフォルニア大学バークレー校での海外長期研究期間の最終月として,これまで,バークレーでの講義,セミナー,共同研究等で得た知識をまとめた.特にここで得た大規模ランダム行列の知識および,統計数理研究所で数理物理学の研究者らとのセミナーで得た結果をもとに,カーネルグラム行列の主要な近似手法であるNystrom近似の計算量と近似精度の最適化手法を提案した.また,PAC学習や経験過程の手法を用いて,その手法における近似の一致性を示した.本研究者らが提案したカーネル正則化情報量規準(KRIC)は,サポートベクターマシンやカーネルロジスッテイク回帰などのカーネルマシンのカーネルや正則化パラメータの設定に用いることができるが,今回提案したNystrom近似の改良を用い得れば,KRICを効率よく計算することもでき,カーネルマシンのモデル選択における大規模行列計算の問題を解決する.本研究の内容は,9月の統計学会連合大会において発表された.カーネル学習機械に用いる情報量規準を提案した論文を最終投稿し,受理された.その際に,従来対象としていたサポートベクトルマシン以外にもカーネルロジスティック回帰に対しても情報量規準の構成を行った.これにより,サポートベクトルマシンの情報量規準計算時に行う対数分布関数の近似の精度を考察した.また,従来のベイズモデルと異なるSollichによるサポートベクトルマシンのベイズモデルを用いた情報量規準も提案した.さらに,Nystrom近似法を用いてカーネル行列を近似することにより,情報量規準の計算量を大幅に減少させることに成功した.この手法を用いることにより,現在広く用いられている交差検証法と比べて,同程度の精度を持ち,計算量が少ないモデル選択が可能となった.また以上の研究とは別に,ベイズ縮小予測理論を用いて,従来の線形回帰分析手法を優越するベイズ予測分布を構成した.具体的には,分散共分散行列が訓練サンプルと未来のサンプルの分布で異なる場合の正規分布の期待値パラメータの予測問題において,一様事前分布によるベイズ予測分布をKLダイバージェンスの意味で優越する予測分布を提案した.また,今回提案した予測分布が,現在機械学習理論で広く用いられているリッジ回帰型の正規事前分布を用いる縮小予測と比べて,縮小中心が真の値からずれている場合においてロバスト性をもつことを,数値実験により明示した.縮小による予測分布の改良は,次元が高くなる程有効であるので,カーネルマシン等への応用も期待される.本研究の手法は高次元の特徴空間における判別本研究の研究成果は国際学会において発表された.ランダム行列の解析とミニマックス、PAC型の統計的学習理論に関して多くの優秀な研究者が集まるカリフォルニア大学バークレー校においてこれらのテーマについて研究した。Bin Yuグループを中心として、セミナーおよび輪読、授業に参加、発表して理論の知識と応用の最新の情報を得るとともに、その二つの分野とモデル選択との関係について考察した。特に、ランダム行列については、数学科でのvon Neumann algebraやfree probabilityの授業や、統計学科での応用的視点からの授業をそれぞれ受けた。またそれに関して、Bin Yuおよびその学生との共同研究のテーマを見つけ、研究を開始した。また、これらとは別に、ジェフリーズ事前分布によるベイズ予測を優越するベイズ縮小予測の理論を、計量が訓練データと未来の分布とで異なる場合に拡張し、これを回帰分析に応用した。その結果、これまで用いてきた説明変数の分布に関する球対称性等の応用上不自然な仮定なしに、一様事前分布によるベイズ予測を優越するベイズ縮小予測を構成することができた。また、そのミニマクス性も示した。これらの結果はテクニカルレポートとして発表し(学会誌等への発表(3)参照)、また学会誌にも投稿した。線形回帰予測問題において,Kullback-Leiblerダイバージェンスを用いて,一様事前分布によるベイズ予測を優越し,ミニマクスとなる縮小事前分布を提案した論文を修正投稿し,採用された.また,本論文で提案されたスタイン型の縮小事前分布は,高次元であるほどリスクが大きく改善されることを実験的に確かめた.これにより,本手法がカーネルマシン等の高次元ヒルベルト空間の統計モデルに適用される可能性が高いことがわかった.一方,4月には1昨年から続くカリフォルニア大学バークレー校での海外長期研究期間の最終月として,これまで,バークレーでの講義,セミナー,共同研究等で得た知識をまとめた.特にここで得た大規模ランダム行列の知識および,統計数理研究所で数理物理学の研究者らとのセミナーで得た結果をもとに,カーネルグラム行列の主要な近似手法であるNystrom近似の計算量と近似精度の最適化手法を提案した.また,PAC学習や経験過程の手法を用いて,その手法における近似の一致性を示した.本研究者らが提案したカーネル正則化情報量規準(KRIC)は,サポートベクターマシンやカーネルロジスッテイク回帰などのカーネルマシンのカーネルや正則化パラメータの設定に用いることができるが,今回提案したNystrom近似の改良を用い得れば,KRICを効率よく計算することもでき,カーネルマシンのモデル選択における大規模行列計算の問題を解決する.本研究の内容は,9月の統計学会連合大会において発表された.
１滴の血液中にある１個の血中循環腫瘍細胞を捕捉するナノファイバーフィルターの開発

癌組織から漏れ出して、血液中を循環している癌細胞は、血中循環腫瘍細胞(CTC)と称され、癌の転移や拡大に重要な役割を果たしている。このCTCを採取して解析することにより、効果的な抗癌剤の選定が可能となるほか、癌の進行度合いや、転移の可能性等の情報を得ることが可能となると期待されている。しかしながら、血中を循環するCTCは極めて低濃度でしか存在しないため、その捕捉・単離は容易ではない。CTC捕捉デバイスに関する研究では、CTCの表面蛋白質に対する抗体を用いて捕捉する方法が広く利用されている。抗原抗体反応の高い特異性によって、捕捉細胞の純度を上げられる一方で、抗体担持表面と細胞とを効果的に接触させる必要があるため、マイクロ流路型デバイスが数多く提案されている。これらのデバイスは、高い捕捉率を達成する一方で、捕捉した細胞を個別に回収することが難しかった。本研究では、ナノファイバーを抗体担持基材として利用することにより、標的細胞の高捕捉率と、捕捉した細胞の易回収性を同時に満足する基盤技術の開発を目指した。エレクトロスピニング法により作製したキトサンナノファイバーの表面に、抗EpCAM抗体他、数種の抗体を固定し、株化細胞を用いて捕捉実験を実施したところ、一本ないし数本のナノファイバーであっても、標的細胞を高確率で捕捉できることが確認された。さらに、ナノファイバーによる捕捉率が、同じ抗体を固定化したフィルム平面による捕捉率を上回ることがあり、ナノファイバーという材料形態の優位性が示唆された。また、わずかな本数のナノファイバーで細胞を捕捉することにより、捕捉した細胞の回収ができうる可能性も示された。すなわち、採取したい細胞にマイクロアスピレーターを接近させて吸引することにより、抗原抗体反応の解離あるいはナノファイバーの破断によって、捕捉した細胞が脱離し、容易に回収できることを確認した。血中循環腫瘍細胞(CTC)は、癌の転移、拡大において重要な役を担っていることが広く認識されている。また、5mm以下の初期がんからもCTCは発生するため、わずかな血液から高い確率でCTCを捕捉して、低侵襲な採血により癌を早期発見することが期待されている。CTCを捕捉回収するシステムは、現状では腫瘍細胞の上皮細胞接着分子(EpCAM)に対する抗体を利用して捕捉する方法が主流である。しかし、EpCAM発現が低いCTCの捕捉確率は極端に低下することが予想される。そのため、CTC診断の信頼性を高めるためには、血液中にわずかな個数しか含まれていないCTCを、膨大な数の血球細胞の中から高確率で捕捉するシステムの開発が必要である。本研究では、抗体を固定化したナノファイバーをフィルターとして、血液をろ過することにより、従来法より各段に高いCTC捕捉確立をもつシステムの開発することを目的としている。初年度である本年度は、ナノファイバーの材料選定を行い、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を素材として、比較的均質なファイバー(平均径113 nm、標準偏差24 nm、n=30)を作製することに成功した。一方、ナノファイバーは一般的に細胞接着を促進することが知られているため、白血球、リンパ球といった血球細胞がフィルターに接着することを抑制するためは、ナノファイバーの表面に血液親和性を付与し、非特異的な細胞接着を抑制する必要がある。そこで、血液親和性を有するポリマーであるポリメトキシエチルアクリレート(PMEA)を重合し、PMEAによるPVDF表面のコートの可否について、接触角測定による評価を実施した。その結果、PVDF表面をPMEAによりコートすることが可能であることを示唆するデータを得た。これにより、血球細胞の非特異的な接着を抑制したナノファイバーフィルターを作製できる可能性が示された。研究実施計画よりも多少の遅延が発生している。当初の予定では、血液適合性を有する素材、すなわち、血球細胞が接着し難い材料でナノファイバーを作製することを計画していた。しかしながら、血液適合性を有すると一般的に認識されているポリマーは、ガラス転移温度が比較的高いものが多く、そのポリマーを単体でナノファイバー化することが難しい場合が多い。また、仮にナノファイバー化を達成したとしても、ガラス転移温度の高いポリマーの形態を、通常環境で長期間維持することは難しく、かつ、血球細胞を含む液体をろ過する際の流体抵抗に、十分に抗するだけの強度を付与できるか否かも大きな課題となることが判明した。そこで、直径100 nm程度の極めて細い繊維形態であっても、十分な強度を持ちうる材料でナノファイバーを作製した後、その表面を血液適合性材料で覆うことを試みた。一方、このような場合、ファイバーを作製するための材料とコーテイングするための材料との親和性(濡れ性)が問題となるため、この点を考慮して材料選定を行い、PVDFとPMEAとの組み合わせにより達成できる可能性を示唆する結果を得ることができた。現在、PMEAの分子鎖末端に、CTCを捕捉するための抗体を固定化する官能基を導入する実験を進めており、この課題をクリヤーすることができれば、研究実施計画に対する遅延を挽回できると考える。また、直径5mm以下の初期の癌からもCTCは発生するため、わずかな血液から確実にCTCを捕捉することができれば、血液検査で癌を早期に発見することが可能となる。

CTCを捕捉回収するシステムは、現状では腫瘍細胞の上皮細胞接着分子(EpCAM)に対する抗体を利用して捕捉する方法が主流であるが、EpCAM発現が低いCTCの捕捉確率は極端に低下してしまう。CTC捕捉システムを信頼性の高い診断ツールとして利用するためには、血液中にわずかな個数しか含まれていないCTCを、膨大な数の血球細胞の中から高い確率で捕捉するシステムの開発が必要不可欠である。本研究では、抗体を固定化したナノファイバーを血液ろ過フィルターとすることにより、従来法より各段に高いCTC捕捉確率をもつシステムの開発を目的としている。3次元ナノファイバーフィルターを作製するための素材として、電界紡糸法における易紡糸性、および、抗体固定のための易化学修飾性とから、分子鎖中に1級アミノ基を無数に有するキトサンを選定した。これまでに、比較的均質な繊維(平均径127 nm、SD=18、n=40)からなる、疎なスポンジ状の3次元繊維集合体が作製できることを確認した。また、CTC以外の血球細胞の非特異的な接着を抑制するために、繊維表面にポリエチレングリコール(PEG)をグラフトし、さらに、PEG末端への抗EpCAM抗体を固定することにより、CTCと同時に多点で接触することが可能なフィルターを開発した。研究実施計画よりも多少の遅延が発生している。ナノファイバーという材料形態は、それ自体が細胞の接着性を促進する効果があることが知られている。これは、生体内での本来の生着環境に存在するコラーゲン繊維等の生体繊維が、所謂ナノファイバーといわれる径を有することと関係があるといわれている。本研究課題で作製したナノファイバーに対しても、非特異的な細胞接着が助長される傾向が認められており、この非特異接着が計画当初の予想を上回るため、これを抑制するための検討を行っている。目的とする細胞の捕捉と、それ以外の細胞の接着抑制とは、本研究課題のキーとなる重要ポイントであるため、当初の計画には含めていなかったが項目ではあるが、解決のために時間を費やしている。癌組織から漏れ出して、血液中を循環している癌細胞は、血中循環腫瘍細胞(CTC)と称され、癌の転移や拡大に重要な役割を果たしている。このCTCを採取して解析することにより、効果的な抗癌剤の選定が可能となるほか、癌の進行度合いや、転移の可能性等の情報を得ることが可能となると期待されている。しかしながら、血中を循環するCTCは極めて低濃度でしか存在しないため、その捕捉・単離は容易ではない。CTC捕捉デバイスに関する研究では、CTCの表面蛋白質に対する抗体を用いて捕捉する方法が広く利用されている。抗原抗体反応の高い特異性によって、捕捉細胞の純度を上げられる一方で、抗体担持表面と細胞とを効果的に接触させる必要があるため、マイクロ流路型デバイスが数多く提案されている。これらのデバイスは、高い捕捉率を達成する一方で、捕捉した細胞を個別に回収することが難しかった。本研究では、ナノファイバーを抗体担持基材として利用することにより、標的細胞の高捕捉率と、捕捉した細胞の易回収性を同時に満足する基盤技術の開発を目指した。エレクトロスピニング法により作製したキトサンナノファイバーの表面に、抗EpCAM抗体他、数種の抗体を固定し、株化細胞を用いて捕捉実験を実施したところ、一本ないし数本のナノファイバーであっても、標的細胞を高確率で捕捉できることが確認された。
文法と語用論の関係に関する日英語対照研究

本研究は、日英語の文法・語用論的現象を、「言語使用の三層モデル」という理論的観点から考察した。この理論では、言語使用は、「状況把握」、「状況報告」、「対人関係」という三つの層からなり、言語のもつ自己中心性が英語のように「公的自己」(伝達の主体としての話し手)にあるか、日本語のように「私的自己」(思考・意識の主体としての話し手)にあるかによって、三つの層の組み合わせが異なるとする。文法と語用論の関係にかかわる日英語の差は、主に、この三つの層の組み合わせの違いから生じることを示した。本年度は、文法と語用論の関係に関して、(1)各研究分担者が扱う言語現象の考察と検討を行うとともに、全体としては、(2)研究基盤を整えることに重点をおき、専門的研究者を招いての講演会も開催した。(1)については、大学院生も参加する月例の研究会を12回開催し、各自の研究テーマと関連データについて意見交換するとともに、学内において次の研究発表を行った。・廣瀬幸生:「文法と語用論の関係に関する日英語対照研究について」(H24.4.23)、「主観の客体化あるいは主観的表現の「客観的な」用法について-私的自己・公的自己の観点から-」(H25-2.18)(2)については、次の2つの講演会を開催した。・岡本順治(学習院大学)「ドイツ語心態詞と日本語終助詞の機能的類似性:「運用文法」からの視点」(H24.6.28)また、研究分担者の島田と金谷が、それぞれ、スロバキア共和国のサファリク大学(H24.8.24-31)とハンガリーのカーロリ・ガシュパール大学(R24.10.9-15)での学会に出張し、研究成果を発表した。研究代表者の廣瀬は、アメリカのカリフォルニア大学バークレー校に出張し(H25.3.15-24)、研究協力者の長谷川葉子教授を訪れ、本研究の中心的課題である「言語使用の三層モデル」について意見交換をするとともに、それに関連する共同研究ならびに今後の研究予定について打ち合わせを行った。その他、研究活動の成果の一部は、雑誌論文・口頭発表などの形で公表されている。本年度は、文法と語用論の関係に関して、(1)各研究分担者が扱う言語現象の考察と検討を行うとともに、全体としては、(2)本研究の基盤となる言語使用の三層モデルを整備し、さらに発展させるために、専門的研究者を招いての講演会や研究会も開催した。(1)については、大学院生も参加する月例の研究会を12回開催し、各自の研究テーマと関連データについて意見交換するとともに、筑波英語学会の機関誌Tsukuba English Studies 32で、三層モデルに関する特集を組み、これまでの成果を論文の形でひとまずまとめた。また、研究分担者の島田がアメリカ・カリフォルニア大学デービス校での学会に出張し、研究成果を発表し(H25.5.8-13)、和田はフランスに出張し、フランス認知言語学会第5回大会での研究発表とともに、リール第3大学のベルト・カペル氏ならびに同大学STL研究グループと共同研究を行った(H25.5.14-25)。(1)については、大学院生も参加する月例の研究会を12回開催し、各自の研究テーマと関連データについて意見交換するとともに、日本英語学会の学会誌English Linguisticsに三層モデルに関する特集論文を投稿し、次年度に掲載されることになった。また、研究分担者の島田がハンガリー共和国に出張し(H26.5.27-6.3)、第16回国際形態論学会で、和田はイタリアに出張し(H26.6.14-24)、Chronos11 (行為性・テンス・アスペクト・モダリティ/証拠性に関する国際学会第11回大会)で、それぞれ研究成果の発表を行った。本年度は、文法と語用論の関係に関して、(1)各研究分担者が扱う言語現象の考察と検討を行うとともに、最終年度として、(2)本研究の基盤である言語使用の三層モデルを整備し、さらに発展させるために、学外から専門的研究者を招いての研究会や講演会を開催した。(1)については、大学院生も参加する月例の研究会を10回開催し、各自の研究テーマと関連データについて討論を行った。(2)については、学外の専門家として、アメリカからカリフォルニア大学バークレー校教授の長谷川葉子氏を招き、「言語学コロキウム:文法と語用論の間」と題する研究会を開催し、共同研究を行った(H27.10.15)。さらに、筑波大学名誉教授の中右実氏を招き、本プロジェクトと関連して「構文と機能と認知」と題する講演会と意見交換を行った(H27.11.14)。また、研究分担者の和田がイギリスに出張し(H27.7.18-28)、第13回国際認知言語学会で、島田がイタリアに出張し(H27.7.25-8.3)、第22回歴史言語学国際会議でそれぞれ研究成果を発表した。

その他の研究活動の成果も、学術論文・口頭発表などの形で公表されている。本研究は、日英語の文法・語用論的現象を、「言語使用の三層モデル」という理論的観点から考察した。この理論では、言語使用は、「状況把握」、「状況報告」、「対人関係」という三つの層からなり、言語のもつ自己中心性が英語のように「公的自己」(伝達の主体としての話し手)にあるか、日本語のように「私的自己」(思考・意識の主体としての話し手)にあるかによって、三つの層の組み合わせが異なるとする。文法と語用論の関係にかかわる日英語の差は、主に、この三つの層の組み合わせの違いから生じることを示した。大学院生も参加する月例研究会を12回開催し、活発な討論や意見交換を通して、当初の予定通り、日英語のさまざまな言語現象が多角的に考察・検討され、それによって、「言語使用の三層モデル」を中心とした文法と語用論の関係に関する知見も深まり、その成果の一部を学内外で発表することができた。さらに、海外の研究協力者とも予定通り研究の連携を深めており、より充実した形で共同研究体制が進行している。27年度が最終年度であるため、記入しない。人文学・言語学・英語学次年度が本研究プロジェクトの最終年度となるため、これまでに得られた研究成果を最大限に活用し、三層モデルを中心とした研究をさらに発展・拡充し、できるだけ学会発表や論文の形で刊行していくことを目指す。また、大学院生の中からも本研究と関連した博士論文が提出されるような研究指導も行う。月例研究会も引き続き行うとともに、国内外の関連分野の研究者を招いて本研究に関するワークショップも開催する。それによって、関連分野の専門家からの有意義な意見やコメントも取り入れながら、本研究の成果を総括し、それをさらに発展させる今後の研究の方向性を探っていく。さらに、海外の研究協力者とも予定通り研究の連携を深めており、次年度以降の共同研究へ向けた体制が順調に整ってきている。さらに、海外の研究協力者とも予定通り研究の連携を深めており、より充実した共同研究へ向けた体制が整ってきている。本年度に収集したデータや文献資料を最大限に活用し、三層モデルを中心とした研究をさらに発展・拡充していく。月例研究会も引き続き行うが、それとは別に、国内外の関連分野の研究者も招いて本研究に関するワークショップ等も開催する。それによって、本研究のその時点までの成果をしかるべき専門家に示すとともに、関連分野の専門家からも有意義な意見やコメントをもらうことで、研究を一層深めていく。昨年度と本年度で得られた研究成果を最大限に活用し、三層モデルを中心とした研究をさらに発展・拡充していく。月例研究会も引き続き行うが、それとは別に、今後も国内外の関連分野の研究者も招いて本研究に関するワークショップ等も開催する。
LCA拡大適用による農業地域の環境影響評価手法の開発に関する研究

エコバランス国際会議への参加や,オランダCML(ライデン大学環境科学研究センター)との情報交換により,日本の農業関連のLCAが未だに「チャレンジングな分野」であり,今後の発展が必要とされるものの,国内の研究は縮小する傾向にあることが判った.こうした状況のなか,本研究では,農業製品の評価に留まらず,地域農業が環境にもたらす影響を定量的に把握するLCAの評価枠組みの構築をはかり,カスケード型のプロセス・フローと,土地利用の機能単位を採用することがそれを可能にすることを明らかにした.その過程で,工業製品を含む従来のLCAが看過してきた環境問題の移転(プロブレム・シフティング)について,沖永良部島の事例分析を通じてその存在を確認した.また,現在でも直感的・感覚的に決定される環境負荷低減策について,農業地域のLCAを適用し,環境負荷と低減策の実施に伴う費用との関係について考察した.その結果,三春町での事例分析から,環境負荷は減少しないにもかかわらず,多額の費用投入を必要とする策があることが判った.研究成果に対する研究者および地域の評価は,以下のように要約できる.・フレームワークはLCAの規格(ISO)にも準拠しうるものであるが,環境負荷低減策の評価に加えて,農業生産活動と流通・消費評価が必要.・環境負荷を定量化するだけでは,農業者・行政が営農スタイルを変更する・事業(策)を実施するためのインセンティブにはならず,信頼できる費用分析との統合化が不可欠.環境負荷の推定に関しては,土壌・肥料に関するものが未だ問題があり,加工・流通・営農作業に関するものは比較的容易に可能であることが本研究で判っている.これまでの指摘を踏まえ,負荷の推定方法とその精度を確認し,さらに次年度以降の開発研究費用があれば1年以内に農業地域計画支援LCAのソフトウエア・パッケージを開発できる.本研究は,農業に関する環境影響評価手法としてのLCA手法の開発を目的とするものである従来のPLCAは製品・サービスの環境負荷の定量化には役立つものであるが,政策決定支援ツールとしては不十分なものであり,特に農業LCAにおいてはこのツール機能が最も重要であるという認識による。本年度は,LCAの先進地であるオランダ,ライデン大学環境科学研究所(CML)におもむき,農業LCAに関する先端研究のサーベイを行った。これを中心に,国内外の関連研究をサーベイしたところ,(1)日本における農業LCA研究は,LCAとは呼ばないが,類似性の高い研究で,エネルギー・フロー,窒素フローといった特定の物質フローに関する研究の歴史は深いものの,それらを政策決定支援まで結びつけることは困難であった,(2)日本国内のLCA研究事例では,その多くがエネルギー・フローに依拠した研究であり,実験的データの蓄積,公開性・信頼性の高いデータベースの構築が立ち遅れている,(3)その結果,本来解決方法が示されるべきプロブレム・シフティングが,従来のLCAでは充分に把握されておらず,説得的な政策決定支援ツールとして機能し得ない状況にあることが判った。LCAのシステム・バウンダリーを拡大していく本研究の手法については,LCA手法としては,データ処理の難度が上昇するものの,可能であるが,政策決定支援ツールとしてのLCAの公開性・信頼性に応える情報伝達の方法が課題となることが判った.具体的には,政策決定者のLCAに関する基礎的知識の啓蒙もさることながら,既存のLCAソフトウェアと,その利用結果を政策決定者に効果的にインターフェイスする方法の模索が必要である.エコバランス国際会議への参加や,オランダCML(ライデン大学環境科学研究センター)との情報交換により,日本の農業関連のLCAが未だに「チャレンジングな分野」であり,今後の発展が必要とされるものの,国内の研究は縮小する傾向にあることが判った.こうした状況のなか,本研究では,農業製品の評価に留まらず,地域農業が環境にもたらす影響を定量的に把握するLCAの評価枠組みの構築をはかり,カスケード型のプロセス・フローと,土地利用の機能単位を採用することがそれを可能にすることを明らかにした.その過程で,工業製品を含む従来のLCAが看過してきた環境問題の移転(プロブレム・シフティング)について,沖永良部島の事例分析を通じてその存在を確認した.また,現在でも直感的・感覚的に決定される環境負荷低減策について,農業地域のLCAを適用し,環境負荷と低減策の実施に伴う費用との関係について考察した.その結果,三春町での事例分析から,環境負荷は減少しないにもかかわらず,多額の費用投入を必要とする策があることが判った.研究成果に対する研究者および地域の評価は,以下のように要約できる.・フレームワークはLCAの規格(ISO)にも準拠しうるものであるが,環境負荷低減策の評価に加えて,農業生産活動と流通・消費評価が必要.・環境負荷を定量化するだけでは,農業者・行政が営農スタイルを変更する・事業(策)を実施するためのインセンティブにはならず,信頼できる費用分析との統合化が不可欠.環境負荷の推定に関しては,土壌・肥料に関するものが未だ問題があり,加工・流通・営農作業に関するものは比較的容易に可能であることが本研究で判っている.これまでの指摘を踏まえ,負荷の推定方法とその精度を確認し,さらに次年度以降の開発研究費用があれば1年以内に農業地域計画支援LCAのソフトウエア・パッケージを開発できる.
ブロック共重合体の結晶化における成分鎖間の競合と多重球晶の形成

結晶性成分のみから成るブロック共重合体の結晶化における成分鎖間の競合について、互いに融点の近いポリ(e-カプロラクトン)(PCL)とポリ(エチレングリコール)(PEG)から成るジおよびトリブロック共重合体を用いて検討された。PCLとPEG組成の近いブロック共重合体では、まず最初にPCLのみが球晶発生しそのまま成長し、ある時期にその球晶成長面からPEG球晶が発展するという特異な同心円状の二重球晶が観察された。このときの球晶発生の様子は、最初に発生するのはPCLのみであり、共重合組成に比例した発生ではなかった。一方ホモポリマーでは圧倒的にPEGの方が成長速度が速い。このようなブロック共重合体におけるPCLの結晶化の優位性が、結晶化のキネティックスの面から検討された。その結果、PCLの結晶化速度は、ホモポリマーでも共重合体でもほとんど変わらないが、PEGのそれは共重合体においては組成に応じて遅くなった。また、核発生速度は、PCLの方が速い結果となった。さらに、結晶ラメラの折りたたみ表面における表面自由エネルギーは、PCLの方が小さい値であった。これらのことが、ブロック共重合体におけるPCLの結晶化の優位性の理由であると結論された。さらにSAXS測定により、二重球晶を発現したブロック共重合体の長周期は2種類観察され、それぞれPEGおよびPCL′の結晶ラメラを含む繰り返し構造に基づくものであることが確認された。それらの長周期より、相手成分が非晶状態で結晶ラメラの間に存在していることが示唆された。結晶性成分のみからなるブロック共重合体の結晶化において、特に融点の差の小さい成分の組合せにおいては、融体中のミクロ相分離構造ばかりでなく成分鎖の結晶化の競合が重要な因子となる。その様な共重合体である、ポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)とポリエチレングリコール(PEG)を成分とするABA型トリブロック共重合体(いずれも約5000の分子量を有するPEGを中心成分とし、分子量が、1:2200;2:4600;3:8000;4:20000のPCLを両端鎖とする)について、球晶の形成過程と形態を観察した。ABA-2と-3について、内側と外側の成分の異なった同心円状の二重球晶が発現した。その過程は、まずPCLの球晶のみが発生・成長し、ある時点でその成長面からPEG球晶が成長していくものであった。一方、PCL成分の多いABA-1ではPCL球晶のみが、PEG成分の多いABA-4ではPEG球晶しか観察されなかった。二重球晶を示したものでは2種類の長周期がSAXS測定によって得られ、それぞれPEGおよびPCL結晶ラメラを含む繰り返し構造に基づくものであることが確認された。これらの長周期の値より、相手成分鎖が非晶状態で結晶ラメラの間に存在していることが示唆された。このような二重球晶の発現において、(1)一方の球晶のみが最初に発生すること、(2)途中で球晶成分が交替すること、について考察された。(1)についての理由は現段階では不明であるが、一旦一方の成分が核形成するとその成分の結晶が排他的に成長していくと考えられる。(2)の理由の1つは共重合体の組成分布によるものと推察された。PCL球晶成長時にPEG-richな分子が球晶面に凝集しある濃度に成ったときPEGが核生成し、一旦生成すると排他的にPEG結晶が成長していくものと考えられる。結晶性成分のみから成るブロック共重合体の結晶化における成分鎖間の競合について、互いに融点の近いポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)とポリ(エチレングリコール)(PEG)から成るジおよびトリブロック共重合体を用いて検討された。

PCLとPEG組成の近いブロック共重合体では、まず最初にPCLのみが球晶発生しそのまま成長し、ある時期にその球晶成長面からPEG球晶が発展するという特異な同心円状の二重球晶が観察された。このときの球晶発生の様子は、最初に発生するのはPCLのみであり、共重合組成に比例した発生ではなかった。一方ホモポリマーでは圧倒的にPEGの方が成長速度が速い。このようなブロック共重合体におけるPCLの結晶化の優位性が、結晶化のキネティックスの面から検討された。その結果、PCLの結晶化速度は、ホモポリマーでも共重合体でもほとんど変わらないが、PEGのそれは共重合体においては組成に応じて遅くなった。また、核発生速度は、PCLの方が速い結果となった。さらに、結晶ラメラの折りたたみ表面における表面自由エネルギーは、PCLの方が小さい値であった。これらのことが、ブロック共重合体におけるPCLの結晶化の優位性の理由であると結論された。
後期エンドソーム特異的リン脂質ビスモノアシルグリセロリン酸の生合成酵素遺伝子同定

ビスモノアシルグリセロリン酸(BMP)は後期エンドソーム特異的に局在するリン脂質であるが、その機能や生合成経路に関しては不明な点が多い。本研究ではBMP生合成関連酵素の同定とBMPの機能解明に有用な細胞株の作製を目的とした。HeLa細胞エンドソームのプロテオーム解析を行った結果、複数のアシルトランスフェラーゼとホスホリパーゼを見いだした。shRNAを利用してHeLa細胞でこれらの酵素遺伝子をノックダウンした結果、ホスホリパーゼの一つがBMP生合成に関与していることが分かった。この細胞株はBMP量が減少するが、致死ではなかったことからBMPの機能解明に利用可能であることが分かった。(1)ビスモノアシルグリセロリン酸(BMP)の生合成にリゾリン脂質アシルトランスフェラーゼ(LPLAT)が関与しているとの仮説に基づき、マウスで報告されている19種類のLPLAT遺伝子すべてを各々CHO-K1細胞で発現させた。トランスフェクション2日後の細胞から脂質を抽出した後、LC/MSを用いてBMPを定量した結果、いずれのサンプルもネガティブコントロールとの比較で優位な差を確認できなかった。その原因を調べた結果、トランスフェクションの効率が本実験目的を達成するには十分でないことが予想され、またその効率をこれ以上に挙げることが困難であった。この問題を解決するためには上記LPLAT遺伝子をそれぞれ強制発現可能な安定細胞株の作製が必要であると考えた。一方、当初の実験計画では19種類のLPLAT遺伝子すべてについてsiRNAを用い各々ノックダウンする予定であったが、上記と同様の理由で良好な結果を得られないことが予想された。この問題を解決するために一部のLPLAT遺伝子についてはshRNAによりノックダウンする安定細胞株の作製を現在試みている(後述参照)。(2)本実験ではBMP生合成に関わる候補遺伝子を効率よく強制発現あるいは発現抑制する安定細胞株を作製する必要があると考えたが、多数の候補遺伝子について上記細胞株を作製するには多大な時間がかかることから、候補遺伝子の絞り込みを試みた。具体的にはHeLa細胞から初期エンドソームと後期エンドソームを各々単離後、プロテオーム解析を行い、BMPが局在する後期エンドソームに相対的に多く存在する蛋白質を選抜した。その結果、11種類のLPLATが見出され、そのうち5種類が相対的に後期エンドソームに多く存在することが分かった。また、リパーゼについては15種類見出され、そのうち9種類が相対的に後期エンドソームに多く存在することが分かった。ビスモノアシルグリセロリン酸(BMP)は後期エンドソーム特異的に局在するリン脂質であり、タンパク質および脂質の分解やソーティングに関与していると考えられているが、その機能に関しては不明な点が多く、またその生合成経路に関しても未だに不明瞭である。本研究ではBMPの生合成に関わる酵素を明らかにし、さらにBMPの機能解明に有用な酵素遺伝子欠損細胞株の作製を目的とした。昨年度にHeLa細胞の初期エンドソームおよび後期エンドソームのプロテオーム解析を行い、BMP生合成関連酵素の候補として5種類のアシルトランスフェラーゼと9種類のホスホリパーゼを得たことから、本年度はHeLa細胞を用いてこれらの遺伝子を安定発現する細胞株とtet-onシステムを利用可能な誘導型のshRNAを持つ細胞株をそれぞれ作製し、LC-MSを用いて各々の細胞のBMPを定量した。その結果、前述のホスホリパーゼのうちの一つをノックダウンした際にBMP量が徐々に減少し、ノックダウン4日目までに約60%減少したことから、このホスホリパーゼがBMPの生合成に関与していることが明らかとなった。また、このホスホリパーゼを継続的にノックダウンさせた場合、細胞株の増殖速度はノックダウン前に比べて50%以下になるものの、死滅せずに2週間以上培養できることを確認した。当初予定していたBMP関連酵素遺伝子の欠損細胞株を作製することはできなかったが、上記のホスホリパーゼ遺伝子をノックダウンさせた細胞株でも代用可能でありであり、今後この細胞株を用いることによりBMPの機能解明が期待できる。分子生物学培養細胞へのトランスフェクションにより候補遺伝子を解析する方法では良好な実験結果が得られなかった。そのため当初の予定を変更し、候補遺伝子を強制発現、あるいは発現抑制する安定細胞株を作製することにした。BMPの生合成に関わることが予想される候補遺伝子数が多いため、これらを強制発現あるいは発現抑制する安定細胞株を作製するためには多大な時間がかかることが予想された。そこで、初期エンドソームと後期エンドソームについて各々プロテオーム解析を行った。BMPはそのほとんどが後期エンドソームに局在することから、相対的に後期エンドソームに多く存在する酵素がBMP生合成に関わっている可能性が高いと考えられる。

今回の解析結果から、5種類のLPLATと9種類のリパーゼが相対的に後期エンドソームに多く存在することが分かったことから、今後は特にこれらに焦点を当て解析を進める予定である。当初、培養細胞へのトランスフェクションにより候補遺伝子を解析する予定だったが、この方法では良好な実験結果が得られなかっため実験計画を変更する必要性が生じた。当初、siRNAを用いて遺伝子の機能解析を行う予定であったが、これを保留とした代わりにBMP生合成に関わる候補遺伝子を効率よく強制発現あるいは発現抑制する安定細胞株を当初の計画より多く作製する必要性が生じた。安定細胞株の作製に際してはTet-onシステムに対応したレンチウイルスベクターを利用する予定であり、これに必要なパッケージングkitやオリゴDNAを当初の計画より多く購入する予定である。
酵母ゲノムワイド解析で得た異種タンパク質分泌生産抑制遺伝子の機能解析

酵母遺伝子破壊株セットを用いたハイスループットスクリーニングにより得た異種ラッカーゼタンパク質を高発現できる20の遺伝子破壊株の破壊遺伝子の機能を明らかにする目的で以下の実験を行った。麹菌由来グルコアミラーゼ遺伝子を恒常的高発現TDH3プロモータ下流に挿入し、20の破壊株でのグルコアミラーゼ発現量を調べた。実験に使用した酵母株はマルトースを炭素源として増殖することができないが、グルコアミラーゼを分泌生産することでマルトース培地でも、ゆっくりではあるが生育することが可能になる。スクリーニングで得た20株中14株で親株に比べて明らかに増殖速度が増加した。これはグルコアミラーゼ分泌生産量が増加したためであると考えられ、ラッカーゼ以外の異種タンパク質の発現にも効果があることがわかった。次に、20の遺伝子がラッカーゼ分泌生産過程のどこに関与しているかを明らかにする事を目的とし、まず転写レベルの解析をリアルタイムPCRにより行った。その結果、7つの破壊株での転写産物量が親株に比べ28倍大きいことがわかった。さらに、酵母のネイティブ分泌タンパク質である酸性フォスファターゼをレポータータンパク質として用い、転写レベルでの発現量の強さを調べた。ラッカーゼと同様にCUP1プロモーターで発現を制御し、組換え体として発現させた。その結果、転写レベルが大きかった7株のうち6株で活性が増加した。ネイティブタンパク質である酸性フォスファターゼは酵母内で容易に構造形成でき、その活性値が転写産物量を示すと考えられる。従って、少なくとも6つの遺伝子は転写レベルで働いていることが明らかになり、他の14遺伝子が転写以降の過程で働いていることを示唆している。次年度は、これら14の遺伝子の機能を詳細に調べ、それらの結果をもとに異種タンパク質を高発現できる宿主の育種を行う。
ＰＯＳＳ含有ブロック共重合体の自己組織化構造解析と方形状超微細ナノパターンの創成

一分子中に数多くのケイ素を含有するかご形シルセスキオキサン(POSS)を含有する新規高分子ブロック共重合体の合成を行い、詳細な高次構造解析を実施することで階層構造を明らかにした。分子間相互作用に基づく分子構造と階層構造の形をデザインし、精密な高分子合成を駆使することによって、ブロック共重合体の階層構造を利用する方形状超微細ナノパターンの創成に向けた研究基盤を確立した。半導体デバイス作製に必要不可欠な微細加工技術として、次世代にはより高解像度、省エネルキー、安価となる新しい技術の確立が求められている。本研究はポリマーの自己組織化構造を微細加工に用いるボトムアップ型微細加工技術を対象に、超微細パターンの創成に向けた新規材料の開発と自己組織化に関する基礎的技術の確立を目的とした基盤研究である。本研究者が新規に材料開発を行ったかご形シルセスキオキサン(POSS)含有高分子ブロック共重合体(PMAPOSS含有ブロック共重合体)のミクロ相分離構造等に関する未だ明らかにされていない基礎研究を完成させ、PMAPOSS含有ブロック共重合体の階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成に向けた研究基盤を確立することを目的としている。本年度25年度は、PMAPOSS含有ブロック共重合体(PMMA-b-PMAPOSS)が自己組織化構造を形成する分子量の限界値とPMMA成分が点状構造となる最小周期長について小角X線散乱装置および原子間力顕微鏡を用いて明らかにした。さらに、PMMA成分による点状構造以外の自己組織化構造の形成について調べたところ、興味深いことに剛直な分子鎖であるPMAPOSS成分による規則的な点状、線状構造の形成は容易でないことが明らかとなった。また、最小周期長を明らかにする過程において、熱アニーリングと溶媒アニーリングの構造形成における影響についても興味深い知見が得られた。一方、ブロック共重合体の階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成については、新規に合成したブロック共重合体を用い、自己組織化構造の形成を試みた。熱アニーリングを施すことによりブロック共重合体によるミクロ相分離構造と側鎖分子による液晶構造が組み合わさった階層構造の形成がX線構造解析により見受けられた。本研究は次世代の微細加工技術として、高解像度、省エネルギー、安価が期待されるボトムアップ型微細加工に用いる自己組織化材料の開発と超微細パターンの創成に向けた基盤研究に関する内容である。その中において、本研究者が新規に材料開発を行ったかご形シルセスキオキサン(POSS)含有高分子ブロック共重合体(PMAPOSS含有ブロック共重合体)のミクロ相分離構造の最小周期長や相互作用パラメータなどに関する未だ明らかにされていない基礎研究を完成させ、さらにPMAPOSS含有ブロック共重合体の階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成に向けた研究基盤を確立することを目的としている。本年度24年度は、PMAPOSS含有ブロック共重合体(PMMA-b-PMAPOSS)の分子量および組成比と自己組織化構造との相関解明に取り組んだ。具体的には、PMMA-b-PMAPOSSの自己組織化について理解を深めるために相分離性Flory-Haggins理論における相互作用パラメータを求めるために、組成比を50:50に固定し、分子量13万程度の複数のポリマーの合成を行った。小角X線散乱測定によりorder-disorder構造転移温度を明らかにし、χパラメータの算出を行った。そのχ値は180°Cにおいて、0.147であった。一方、ブロック共重合体の階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成については、新規ブロック共重合体PMAPOSS-b-PMAC66MSi3の合成を目指し、それに対応するモノマー合成から取り組んだ。目的のモノマー合成に成功し、リビングアニオン重合によるホモポリマーとブロック共重合体の合成を図ったところ、分子量分布値の小さく一次構造が制御された目的物を得ることに成功した。本研究はポリマーの自己組織化構造を微細加工に用いるボトムアッフ型微細加工技術を対象に、超微細パターンの創成に向けた新規材料の開発と自己組織化に関する基礎的技術の確立を目的とした基盤研究である。本研究者が新規に材料開発を行ったかご形シルセスキオキサン(POSS)含有高分子ブロック共重合体(PMAPOSS含有ブロック共重合体)のミクロ相分離構造の最小周期長や相互作用パラメータなどに関する未だ明らかにされていない基礎研究を完成させ、さらにPMAPOSS含有ブロック共重合体の階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成に向けた研究基盤を確立することを目的としている。最終年度となる26年度は、ブロック共重合体の階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成について、前年度までに新規に合成したブロック共重合体PMAPOSS-b-PMAC66MSi3を用い、熱処理による自己組織化階層構造形成の最適化を試みた。その結果を基に、シリコンウェハ上に薄膜を作製し、薄膜中に形成された線状ナノ構造について解析した。酸素プラズマによるエッチングを行ったところ、部分的に欠陥も含まれるが、目的とする方形状の凹凸構造の形成が見受けられた。

高分子合成2年目を迎えた本年度25年度は、当初の計画通り進捗していることに加え、アニーリングによる構造制御において興味深い結果を得ることを特筆できる。以下に簡潔に達成された内容をまとめる。(1) PMAPOSS含有ブロック共重合体(PMMA-b-PMAPOSS)が形成するミクロ相分離構造の最小周期長(点状構造)について組成比をPMMA:PMAPOSS=80:20におおよそ固定した上で、分子量を低下させることによって明らかにすることに成功した。バルク試料では薄膜よりもより明確なミクロ相分離構造の形成が見られ、周期長も短くなることがわかった。現在のところ、PMMAの球状および点状構造間距離はバルクと薄膜でそれぞれ7nmおよび8.9nmに至ることがわかった。その一方で、組成比の微妙な違いが周期長に影響を与えることがわかってきた。微細構造の転写材料としての開発においては重要な知見となるため、引き続き詳細について検討することとした。また構造制御において分子量の低い試料(数平均分子量:1万程度)では熱アニーリングが有効であり、分子量のより高い試料(数平均分子量:3万程度)では溶媒アニーリングがより有効であるという分子量依存性に関わる興味深い知見を得ることができた。(2)階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成として、前年度に引き続き、新規ブロック共重合体PMAPOSS-b-PMAC66MSi3の合成に取り組み、分子量の異なる目的物を得ることに成功した。バルク試料を調製した後に、小角および広角X線解析によって階層構造の形成について調べたところ、ラメラ状ミクロ相分離構造の形成に加え、側鎖分子の自己集合によるスメクチック相の形成がみられ、目的とするラメラ-within-ラメラ構造を得ることに成功した。以上のことから、本研究の目的に対する現在までの達成度は計画の範疇で順調に進展していると考えている。本研究の目的は、かご形シルセスキオキサン(POSS)含有高分子ブロック共重合体(PMAPOSS含有ブロック共重合体)について、ミクロ相分離構造の最小周期長や相互作用パラメータなどに関する未だ明らかにされていない基礎研究を完成させ、さらにPMAPOSS含有ブロック共重合体の階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成に向けた研究基盤を確立することである。本研究は3年間に渡り各年度ごとの目標を細分化して掲げ、段階的に達成しながら最終目標を目指す計画である。本年度24年度は、(1)PMAPOSS含有ブロック共重合体(PMMA-b-PMAPOSS)の分子量および組成比と自己組織化構造との相関解明として、PMMA-b-PMAPOSSの相互作用パラメータχの値を算出すること、並びに(2)階層構造を利用した方形状超微細ナノパターンの創成として、新規ブロック共重合体PMAPOSS-b-PMAC66MSi3の合成に、それぞれ取り組んだ。(1)のχパラメータの算出については、小角X線散乱測定による方法を用い、180°Cにおけるχ値が0.147であることを明らかにすることに成功した。