hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンパク質のリン酸化・脱リン酸化量の微量迅速測定装置の開発

本申請研究は,骨・歯での化骨分化系におけるリン酸基の動態の究明,及び正常細胞・癌化細胞広く作動しているタンパク質のリン酸化・脱リン酸化サイクルによる増殖節系の究明で必然的に要求される,タンパク質レベルでのリン酸基の変動を追跡する自動化微量迅速測定装置を開発する目的で,平成元年度と2年度にわたって行われた.本装置は,申請者等が開発してきていた全自動型微量ストップフロ-・フロ-インジェクション装置(K.Takahashi et al.,(1989)Analytica Chimica Acta 220,13ー21)を二台連結した形になっており,さらに試料注入部にインテリジェントなオ-トサンプラを採用すると同時にデ-タ収集・解析も含めて完全に自動化されている.通常,キナ-ゼ・ホスファタ-ゼによるタンパク質レベルでのリン酸化量・脱リン酸化量の定量的な変化を,対応して変動する遊離のリン酸濃度を色素(マラカイトグリ-ン)の色調変化に,或はそれらの酵素系と共役する診素系の使用によるATP・ADPの変動をNADHの吸光度変化に,置き換えることによって分光的に測定できるようになっている.そのような分光的な測定が不可能な系において[ ^<32>Pー]ラベルが要求されるときには,ミリポアフィルタ-濾過を用いたミリ秒オ-ダ-の瞬時反応停止装置としての転用可能な形にもなっている.本装置の測定セルの容量(29.4μl)から,例えば3mlづつの試料液と反応液を用いて,理論的には,約100回の連続測定が一応可能であるが,デ-タの再現性の検討に要する分などを別としても,少なくともその半分の50回の測定は有効デ-タをもたらす.また,測定に要する時間は,用いる反応系の反応時間或は一回の測定ごとに行われる流路系の洗浄に要す時間にもよるが,アルカリホスタファ-ゼによるリン酸エステルの分解反応のような場合には,一サイクルが4秒以上の任意の時間間隔で連続測定が可能である.本申請研究は,骨・歯での化骨分化系におけるリン酸基の動態の究明,及び正常細胞・癌化細胞広く作動しているタンパク質のリン酸化・脱リン酸化サイクルによる増殖節系の究明で必然的に要求される,タンパク質レベルでのリン酸基の変動を追跡する自動化微量迅速測定装置を開発する目的で,平成元年度と2年度にわたって行われた.本装置は,申請者等が開発してきていた全自動型微量ストップフロ-・フロ-インジェクション装置(K.Takahashi et al.,(1989)Analytica Chimica Acta 220,13ー21)を二台連結した形になっており,さらに試料注入部にインテリジェントなオ-トサンプラを採用すると同時にデ-タ収集・解析も含めて完全に自動化されている.通常,キナ-ゼ・ホスファタ-ゼによるタンパク質レベルでのリン酸化量・脱リン酸化量の定量的な変化を,対応して変動する遊離のリン酸濃度を色素(マラカイトグリ-ン)の色調変化に,或はそれらの酵素系と共役する診素系の使用によるATP・ADPの変動をNADHの吸光度変化に,置き換えることによって分光的に測定できるようになっている.そのような分光的な測定が不可能な系において[ ^<32>Pー]ラベルが要求されるときには,ミリポアフィルタ-濾過を用いたミリ秒オ-ダ-の瞬時反応停止装置としての転用可能な形にもなっている.本装置の測定セルの容量(29.4μl)から,例えば3mlづつの試料液と反応液を用いて,理論的には,約100回の連続測定が一応可能であるが,デ-タの再現性の検討に要する分などを別としても,少なくともその半分の50回の測定は有効デ-タをもたらす.また,測定に要する時間は,用いる反応系の反応時間或は一回の測定ごとに行われる流路系の洗浄に要す時間にもよるが,アルカリホスタファ-ゼによるリン酸エステルの分解反応のような場合には,一サイクルが4秒以上の任意の時間間隔で連続測定が可能である.本申請研究は、硬組織における化骨分化系でのリン酸基の動態の究明、正常及び癌化細胞で広く作動しているタンパク質リン酸化・脱リン酸化サイクルによる増殖調節系の究明などのために、微量なリン酸基の変動を迅速でしかも自動的に測定できる装置を開発することを目的としている。本装置は、基本的には、申請者などがすでに開発してきている全自動型微量ストップトフロ-・フロ-インジェクション装置(K.Takahashi et al.,(1989)Analytica Chimica Acta 220,13ー21)を二台連結した形で組立て、キナ-ゼ・ホスファタ-ゼによって変動するリン酸濃度を色素を用いて測定する方法を採用している。さらに、この装置は、分光的な測定が不可能な場合(例えば、〔^<32>P〕ラベルのリン酸化物を利用したミリ秒オ-ダ-のタンパク質のリン酸化・脱リン酸化反応の追跡等)を想定して、ミリポアフィルタ-濾過による瞬時反応停止装置として転用可能な形に設計されている。申請初年度(平成元年)には、まず、研究代表者と分担者(高橋)による本装置のシステム構成の検討の後に、日立製作所那珂工場にて分担者(保田)とのシステム設計や実際の組立における問題点等を討議した。その結果、当初に計画していた試料注入部の組立を中止し、その代わりに日立製作所の新製品インテリジェントオ-トサンプラASー4000形を採用した。

この変更は、新型オ-トサンプラの方が当初計画の試料注入器よりはるかに高性能であり、さらにより目的にかなっていたために行われた。申請された本装置の関連備品一式の納入後に装置本体が組立てられ、分担者(高橋)によってその装置の自動制御等に関するプログラミング・性能チェックが行われ,現在パソコンへのデ-タ取り込み等に関するプログラミングが行われている。このプログラミング終了後に、実際の試料を用いたテストを行う予定である。本申請研究の初年度(平成元年度)には,骨・歯などの硬組織の化骨分化系におけるリン酸基の動態の究明,及び正常細胞・癌化細胞で広く作動しているタンパク質のリン酸化・脱リン酸化に基づく増殖調節系の究明,を目的としたタンパク質レベルでのリン酸基の変動を追跡できる自動化微量迅速測定装置が開発された.開発されたその装置は,基本的には,申請者らが以前に報告してきている全自動型微量ストップトフロ-・フロ-インジェクション装置(以下,シングル型SFーFIA装置)(K.Takahashi <et al.,>___ー(1989)Analytica Chimica Acta220,13ー21)の二台を連結した形のもの(以下,デュアル型SFーFIA装置)であり,試料供給部に付属したインテリジェント・オ-トサンプラによって前処理された試料が一方のSFーFIAシステムから供給できるようになっている.そのデュアル型SFーFIA装置のストップトフロ-的な使用に対する性能は,用いられる高流速の定状流の速さをシングル型の二倍にすれば,シングル型とほぼ同程度である.初年度に引き続き平成二年度に,デュアル型SFーFIA装置の自動制御とインテリジェント・オ-トサンプラによる試料の前処理過程の自動制御のプログラミングを種々検討してきたが,特に,後者の実用に適したプログラミングの問題に予想以上の時間を要した.しかし,複雑な前処理過程がほとんど必要ない測定系におけるデュアル型SFーFIA装置の適用は,そのデ-タ取り込み過程までも含めて,シングル型SFーFIA装置とほぼ同様な性能を示している.現在,そのデュアル型SFーFIA装置に関する論文を作成するための実際のデ-タを集積している.
高齢者における下肢オンライン・アジャストメントに関する研究

ヒトは歩行中につまずいても姿勢を立て直すことができる。ヒトには運動中にオンラインで運動を修正・調節する能力が備わっている。つまり、オンライン調節は、ヒトの運動の安全性を確保している。しかし、下肢におけるオンライン調節の知見が少ないのが現状である。そこで、本研究では、経頭蓋直流電気刺激により特定の脳領域が下肢オンライン調節にどのように関与しているかを明らかにする。これにより介入可能な脳領域を特定し、転倒予防につながるリハビリテーションの新たな治療方略の創出が期待できる。
組織間管理会計システムと相互依存性の管理に関する研究

本研究は、相互依存関係の管理のための組織間管理会計システムを議論するともに、日本の製造企業の組織間関係のコントロール問題を取り上げた。研究成果としては、取引特性、関係性特性、そしてコントロール特性を示すとともに、合弁の事後的なコントロール・メカニズムを明らかにした。加えて、新製品開発アライアンスにおいて、管理会計システムは、業務、費用、そして成果の配分に貢献し、価値ある戦略的な役割を果たすことを見いだした。本研究は,現代企業にとって重要性の高いと考えられるアウトソーシングやアライアンスなどの組織間マネジメントの実践に役立つ管理会計を解明しようとするものである。組織境界を越えるマネジメントを支援する管理会計実践は,相互依存性の管理の観点から捉えることが可能である。また,この観点は日本企業の組織間管理会計の独自性を検討するうえで有用である。本年度は,組織間管理会計とアライアンスの欧米の先行研究の文献調査を継続的に進め,日本的な組織間管理会計のエレメントを探索した。この文献調査から,相互依存性の管理の観点は日本的管理会計を検討するうえで重要であるとともに,相互作用を分析するうえでは研究方法論の選択を慎重に行わなければならないことが明らかになった。さらに,合弁事業を対象にした組織間コントロールに関するフィールド調査からは,日本企業においても複数のコントロール・パターンが存在することを識別した。なお,外部資源の活用あるいは事業リスクの軽減の方策として合弁事業やアライアンスは実施されるが,他方,内部組織化を目指すM&Aへの動向も日本企業において顕著となっているため,この点の追加的・予備的調査を実施している。本研究の意義は,市場と組織の中間を捉えるマネジメント・コントロール・システムの解明にあり,相互依存性管理の観点から日本的なコントロール・システム(管理会計システム)を解明できる可能性が高い。また,組織間管理会計の研究成果は,日本企業にあまり紹介されておらず,実務に提案できる多くの知見を持つものと考えている。本研究の目的は、戦略的提携などの組織間マネジメントに役立つ管理会計を解明することにある。企業は経営資源が限られるなかで、経営環境のグローバル化・スピード化に対応するために、組織間マネジメントを積極的に行ないつつある。この組織間マネジメントは、複数組織の間に存在する相互依存性を管理することでもある。この管理に有用な管理会計情報や会計担当者の役割について、本研究は調査している。本年度は、戦略論や組織論の先行研究の文献調査を行うとともに、国内の会計研究者と意見交換し、複数の企業へ聞き取り調査を実施した。その後、郵送質問票調査を実施した。なお、中間成果については早急に取り纏めるべく準備を進めている段階にある。まず、先行研究や意見交換からは、次の二点を本研究において重要であると識別した。第一に、組織間管理会計システムの構築や展開は、組織のもつ提携能力に影響を与える可能性がある。第二に、統治構造や提携内容により相互依存性の低いアライアンスでは、プロセスではなく結果に関する管理会計情報を重視する可能性がある。逆に、組織間の日常的業務に相互依存性が高い場合、プロセスに関する管理会計情報を必要とする。これらの点を確かめるべく、アライアンスの対象を新製品開発などとし、製造業への聞き取り調査を行った。聞き取りでは、相互依存性の高い企業では、プロセス上の利害調整などに会計情報が用いられていた。このような結果も踏まえ、郵送質問票調査では、東証一部上場の製造業の新製品開発のアライアンスを対象に、経営環境、統治構造、取引特性、事業評価、提携能力、会計情報の利用などの実態を調査した。この調査で収集したデータについては、現在、統計分析を実施している段階にある。本研究の目的は、提携・合弁・アウトソーシングといった組織間マネジメントに役立つ管理会計システムを解明することにあった。なかでも本研究は、組織間の業務の相互依存性に着目するとともに、管理会計の役割や機能要件を探った。また本研究では、管理会計は、組織間連携に関わる戦略の実現を支援し、企業の提携能力を高める可能性があることを確かめている。本年度は、最終年度として、日本の製造業の新製品開発アライアンスを対象に実施したアンケート調査の報告書を作成し、アンケートの回答協力企業に送付した。この調査では、提携目標・結果に関する経営トップ-提携マネジャー間のインターラクション、予算達成状況などの組織間関係のモニタリングの頻度、摺り合わせ業務や開発分担・費用分担などの明確化などの相互依存性、そして学習や信頼などが、提携成果に影響を与える可能性があることなどを断片的ではあるが明らかにした。本アンケート調査以外では、中間組織を扱う管理会計との対比のために、内部組織化するM&Aの事例を追加的に調査した。そこでは、これまで相互依存性のなかった企業を買収し、その後の組織化で管理会計システムが利用される状況を観察した。これらの調査の知見として、M&Aと戦略的提携の双方ともに、業務の相互依存性だけでなく、事業再編後の戦略相互依存性や各組織の意思決定の自律性をバランスさせるために管理会計が一定の役割を果たすことが推測できた。さらに、これまでの研究では製造業を対象にしてきたため、小売業に目を向け、相互依存性の管理の必要性と組織間管理会計システムの果たす役割に相違がないかについても検討した。
ECEとECAによる電子速度分布診断

今年度2年計画の第1年目として、本研究に最適なターゲットプラズマの生成、電子サイクロトロン放射計測系の周波数帯域の拡張および電子サイクロトロン吸収計測系の構築を行った。1)比較的低いトロイダル磁場(0.8T)において、低域混成電流駆動によりm/n=1/1およびm/n=2/1テアリングモードが同時に抑制されることが観測された。また電流駆動中に一旦は抑制されたこれらのモードが再出現する場合があることも観測された。2)これをターゲットプラズマとするため現有の電子サイクロトロン放射計測系(6799GHz)に周波数帯域5167GHzの計測系を追加した。これにより第2高調波と第3高調波を同時に測定することが可能となった。3)電子サイクロトロン吸収計測のための送受信アンテナを設計・制作した。またこれを用いた電子サイクロトロン吸収計測系の感度校正を行った。
カルボニル置換基が誘起するπ共役系発色団の新規光機能の開拓と高分子材料への展開

昨年度は、低分子のピレンカルボニル化合物及びその誘導体を数多く合成し、それらの基礎的な光物理的性質を調べることに注力した。得られた化合物群が、既存の蛍光材料と比べて実に優れた性能を持っていることが明らかとなったため、本年度はそれらの分子を基盤とした更なる優れた蛍光材料開発及び応用研究を行うこととした。まず、昨年度開発したピレンカルボニル化合物を基盤とした蛍光ソルバトクロミック色素が極めて高い光安定性があることを明らかにし、その理由を明らかにしつつ、細胞生物学上重要な課題である「脂質ラフト(細胞膜中のドメイン)の可視化」に成功した。また、より生物学的応用に適した、ピレン色素の開発を多数行った。他にも、ピレン色素の蛍光アミノ酸化なども行い、蛍光性タンパク質としての応用を行った。一部学術誌に報告済みであるが、これらの成果の大半は近日報告される。次に、ピレンのカルボニル化合物を基盤とした、二光子励起発光色素の開発を行った。得られた色素は、生体組織の深部を観察する色素として、既存の色素と比べて抜群の性能を持つほか、二光子励起蛍光顕微鏡の課題であるレーザー光源の低予算化にも繋がる見込みのある性能を示した。本成果は、既に学術論文に報告済みである。最後に、ピレンではないが、カルボニル化合物の一つであるナイルレッドを基盤とした蛍光性高分子ミセルの開発を行った。この高分子ミセルは通常時は非蛍光性であるが、生細胞中に導入すると、ミセルが分解するとともに強力な蛍光性を示す。この性質を利用することで、現在実用化がすすめられているドラックデリバリーシステム(薬物を患部に直接届けることが可能なもの)において、薬物の徐放箇所や徐放速度を追跡が可能となり、その実用化を加速させることが出来ると期待される。この成果も、既に学術論文に報告済みである。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。平成25年度は、研究実施計画に第一の計画として示した「複数のカルボニル基を有する色素に基づく多機能発光センサーの開発」を精力的に取り組んだ。このような発光色素は生命・医療関係の研究に有用であり、更に目的に応じた特性が次々と要求されるため、新規な発光色素の開発は急務と言える。この研究の過程で、当初の分子設計指針とは異なるが、同じくカルボニル基を有するピレン色素群において、新規発光現象を有する色素の開発に成功した。研究成果の詳細を以下に示す。1)強力な電子ドナー(アミノ基)とアクセプター(アルデヒド、ケトン基)を有するピレン色素の開発:このテーマにおいて申請者は、ピレン特有の電子状態を利用することによって、「強力なソルバトクロミズム」と「高い蛍光量子収率」を両立する色素の開発に成功した。ソルバトクロミズムとは色素の発光色が外部環境によって変化する性質を指し、後述するバイオイメージングに極めて有用な性質である。通常、その発光色の変化が大きいほど色素の発光力、すなわち蛍光量子収率は低下するのに対し、本研究で開発された色素はそれらを両立した他に類を優れた色素であることが判明した。2)ピレン色素の細胞膜プローブへの応用:現在、細胞膜には「脂質ラフト」と呼ばれる特殊な部位の存在が提唱されており、その部位の機能を明らかにすることが要求されているため、その可視化のためのプロープが数多く開発されている。本テーマでは、Theme lにて開発したピレン色素のバイオイメージングへの応用に取り組んだ。この色素は、これまでに知られている細胞膜プローブと比較して、その発光性だけでなく、圧倒的に優れた光安定性を有していることが判明し、また細胞膜の脂質二重層中に存在する異なる組成からなる部位を、ソルバトクロミズムによって区別する能力を有することも明らかにした。

この性質を利用することで、現在実用化がすすめられているドラックデリバリーシステム(薬物を患部に直接届けることが可能なもの)において、薬物の徐放箇所や徐放速度を追跡が可能となり、その実用化を加速させることが出来ると期待される。この成果も、既に学術論文に報告済みである。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。当初の計画から外れてしまった箇所がやや見られたが、結果として、より重要かつユニークな研究を行うことが出来、カルボニル基を有するπ電子共役系分子への理解が大きく深まった。さらにその過程において、当初の研究計画に記載していた分子群の合成手法等も確立することが出来たので、今後の研究速度の飛躍が期待出来る。研究実績に記載したように、本年度中に開発したピレン色素は極めて有用であり、その研究範囲を広げる必要性が生じてきた。今後は、その色素群を更に改良し、世界最高の細胞膜プローブの開発を目指す。また、次年度は研究実施計画に第二の計画として示した「カルボニル基を有する色素群による光触媒の開発」にも着手したい。そこに記載した分子設計とは異なるが、本年度中に獲得したカルボニル基を有する色素群の性質に関する深い知見と、その色素群の合成手法を駆使し、新たな原理によって駆動する光触媒の開発を目指す予定である。
回転式層乱流における波動とエネルギー・フラックス振動

大気・海洋流れなどでは、密度成層と回転(地球の自転)の効果が本質的に重要である。気候の数値予測に用いられている乱流モデルも安定成層時の予測はあまりよい結果を与えないことが知られている。本研究では、成層と回転の同時にかかった系における乱流輸送メカニズムを、乱流理論(Rapid Distortion Theory (RDT))、数値シミュレーション(DNS)、及び、乱流渦モデルによって解明した。成層乱流においては浮力振動(内部重力波)、回転乱流においては慣性振動(慣性波)を基本として、乱流と波動現象を統一的な理解を行った。13年度は、RDT理論による解から、慣性重力波と乱流統計量の時間変化の関係を明らかにした。浮力のパラメターである浮力振動数Nと回転効果を表すコリオリパラメターfの比f/Nが、3方向の乱流運動エネルギーと、浮力に伴うポテンシャルエネルギーの間のエネルギー分配を決定していることを明らかにした。速度・温度の3次元スペクトル、それらの積分量として得られる乱流統計量(レイノルズ応力、鉛直熱フラックス、乱流運動エネルギー、乱流ポテンシャルエネルギーなど)についての解析を行い、それらの時間発展が、f/N、初期条件(初期の乱流の非等方性、ポテンシャルエネルギーと運動エネルギーの比、初期スペクトル形)などにどう依存するかを解析した。14年度は、成層乱流中のパッシブスカラー拡散のRDTによる解を求め、非定常性と初期条件の効果が、熱(アクティブスカラー)とパッシブスカラーの乱流拡散係数や鉛直方向フラックスに与える効果を明らかにした。その結果、乱流の定常性に基づいた従来の議論で相関が小さくなると予想して来たことが非定常乱流では成立しないことを明らかにした。この結果は、初期条件の効果と非定常性を考慮することが重要であることを示している。気候の数値予測に用いられている大気-海洋大循環モデルでは、乱流など格子サイズ以下の現象については、適当なパラメータを含む項を支配方程式に加えるパラメータ化が行われている。しかし、安定成層時の予測はあまりよい結果を与えないことが知られている。本研究では、成層と回転の同時にかかった系における乱流輸送メカニズムを、乱流理論(Rapid Distortion Theory(RDT))、数値シミュレーション(DNS)、及び、乱流渦モデルによって解明する。最近の研究により、成層乱流においては浮力振動(内部重力波)、回転乱流においては慣性振動(慣性波)の重要性が指摘されつつあるが、本研究の特色は、乱流と波動現象を統一的に理解することにある。本年度は、RDT理論による解から、慣性重力波と乱流統計量の時間変化の関係をまず明らかにした。浮力のパラメターである浮力振動数N(成層の強さ)と回転効果を表すコリオリパラメターf(回転角速度)の比f/Nが、3方向の乱流運動エネルギーと、浮力に伴うポテンシャルエネルギーの間のエネルギー分配を決定していることを明らかにした。また、より現実的な、粘性・拡散のある場合の解を求めた。DNSとの比較に必要な速度・温度・パッシブスカラーの3次元スペクトル、それらの積分量として得られる乱流統計量(レイノルズ応力、鉛直熱フラックス、乱流運動エネルギー、乱流ポテンシャルエネルギーなど)についての解析を行い、それらの時間発展が、f/N、初期条件(初期の乱流の非等方性、ポテンシャルエネルギーと運動エネルギーの比、初期スペクトル形)などにどのように依存するかを解析した。

気候の数値予測に用いられている大気-海洋大循環モデルでは、乱流など格子サイズ以下の現象については、適当なパラメータを含む項を支配方程式に加えるパラメータ化が行われている。しかし、安定成層時の予測はあまりよい結果を与えないことが知られている。本研究では、成層と回転の同時にかかった系における乱流輸送メカニズムを、乱流理論(Rapid Distortion Theory (RDT))、数値シミュレーション(DNS)、及び、乱流渦モデルによって解明する。最近の研究により、成層乱流においては浮力振動(内部重力波)、回転乱流においては慣性振動(慣性波)の重要性が指摘されつつあるが、本研究の特色は、乱流と波動現象を統一的に理解することにある。本年度は、成層乱流中のパッシブスカラー拡散についてもRDTによる解を求め、非定常性と初期条件の効果が、熱(アクティブスカラー)とパッシブスカラーの乱流拡散係数、それらの鉛直方向フラックスに与える効果を明らかにした。その結果、初期乱れが等方性の場合、初期の熱とパッシブスカラーの相関がない場合、乱流拡散係数が全ての時刻で一致し、相関係数も1に近づくことがわかった。このことは、乱流の定常性に基づいた従来の議論で相関が小さくなると予想して来たことが非定常乱流では成立しないことを示している。ただし、同じ条件下でも初期のパッシブスカラー濃度乱れが大きい時には、相関が小さくなるため、乱流拡散係数の一致が必ずしも相関係数=1と対応しないことも明らかとなった。したがって、相関係数を乱流拡散係数一致の判断基準に使うことには問題があることがわかった。以上の結果は、初期条件の効果と非定常性を考慮することが重要であることを示している。
ナノシリコン弾道電子源の還元効果を用いた薄膜堆積

ナノシリコン弾道電子源の還元活性に基づく新しい液相薄膜堆積の基礎検討を行い、以下の知見を得た。先ず弾道電子を溶液に注入したさいの電気化学効果を解析し、従来の電解メッキおよび電子ビーム誘起分解のいずれとも異なる還元作用が溶液界面で生じていることを明らかにした。その上で、この現象が金属および半導体(Si、Ge、SiGe)の薄膜成長をもたらすことを確認し、反応モデルにより堆積レートを定式化した。また、堆積した薄膜の構造・組成評価を行い、汚染フリーの室温プロセスとしての特長を実証した。さらに、対向基板上へ電子を近接照射するプリンティング方式を試み、Cu薄膜でその有効性を確認した。平成25年度に設定した主要課題と得られた結果を以下に示す。A.弾道電子の還元効果による薄膜堆積機構の解析:(1)電子源動作の効果を三極系サイクリックボルタモグラムにより測定し、対象溶液のすべてにおいてホットエレクトロン注入による還元反応が生じていることを示すデータを得た。(2)半導体および金属の薄膜堆積過程をモデル化して薄膜堆積に関わる重要事項を把握し、通常の気相成長法に対する本方式の特長を明らかにした。B.半導体薄膜の堆積:(1)微量のSiCl4またはGeCl4溶液をエミッタ表面に滴下する方式を本格導入し、前年度の浸漬方式と同様にSiおよびGeの薄膜が電子放出面上に均一に堆積されることを確認した。また堆積レートの理論予測を膜厚の実測値から裏付けた。(2)堆積した各薄膜について電子顕微鏡、光電子分光による構造・組成の解析を行い、汚染のないアモルファス薄膜が形成されていることを示した。C.量子的構造化への展開:(1)得られた半導体薄膜の光学的評価として行った紫外線励起ホトルミネセンス測定において室温の可視発光を観測し、量子的特性の発現を実証した。(2) SiCl4とGeCl4との混合液を用いた実験によりSiGe薄膜の堆積を確認し、二次イオン質量分析により組成比を同定した。D.新規薄膜堆積技術としての向上:(1)極微量の溶液をコートした基板に電子源を近接対向させ電子照射部に薄膜を堆積するプリンティング方式の準備として、近接スペースをアクチュエータ制御する機構とグローブボックスからなる実験システムを構築した。放出電子が対向基板に到達することを予備実験で確認した。(2)堆積したアモルファス薄膜の多結晶化アニール、酸化処理など、薄膜素子化に向けた要素技術の基礎を固めた。初年度に設定した課題と得られた結果を以下に示す。A.溶液への弾道電子注入により生じる界面反応の解析:(1)ナノシリコン層における電子輸送機構を電離衝突の面から解析し、ナノシリコンドット層に固有の弾道電子生成機構の存在を裏付けた。(2)弾道電子注入の効率と安定性に影響する構造因子が判明し、それらを向上するための素子作製プロセス条件を固めた。B.弾道電子の電解還元による薄膜堆積効果の基礎解析:(1)液体への弾道電子注入が固液界面で還元効果を生じることを三極系サイクリックボルタモグラム測定により実証した。(2)弾道電子の還元反応による物質生成モデルに基づき、半導体および金属の全てに共通する薄膜堆積レートを定式化した。C.半導体薄膜の堆積:(1)SiCl4およびGeCl4溶液で直流またはパルス駆動による実験を行い、SiおよびGeの薄膜が均一に堆積することを確認した。(2)各薄膜の厚さを測定し、堆積レートが前項のモデルから予測される値に合致することを確認した。(3)薄膜の構造・組成を評価し、汚染のないアモルファス薄膜が形成されることを見いだした。D.金属薄膜の堆積:(1)注入電子のエネルギーと還元電位の相対関係から、堆積可能な金属材料の範囲を予測し、Cu、Zn、Tiなどの薄膜堆積実験によってそれを裏付けた。(2)磁性薄膜の堆積も可能なことをNi、Co、Mnなどについて実証した。(3)薄膜の厚さや構造を評価し、汚染のない多結晶薄膜が形成していることを示した。E.量子的積層構造化への展開:(1)薄膜デバイスへの応用の基礎実験として、SiCl4+GeCl4混合液における堆積を試み、SiGeと思われる薄膜の堆積を観測した。(2)異種溶液における連続プロセスによる薄膜積層化を金属で確認した。設定した主要課題と得られた結果を以下に示す。A.還元薄膜堆積法の基礎検討ー(1)薄膜堆積機構の解明:電子注入による半導体・金属イオンの還元から核生成、薄膜成長に至る過程をモデル化し、気相成長法や電解メッキ法に対する特長を提示した。(2)堆積薄膜のアニール・界面制御:堆積した薄膜に熱的アニールを施し、電子顕微鏡観察により、多結晶化と界面制御に関する基礎情報を得た。

B.半導体・金属薄膜の評価ー(1)薄膜の構造・物性評価:エミッタ表面にSiCl4、GeCl4、それらの混合液、または金属塩水溶液を滴下する方式で堆積した半導体薄膜(Si、Ge、SixGe1ーx)および金属薄膜(Cu、Niなど)について、構造・組成・堆積レートの評価を行い、汚染のない成膜を裏付けるデータを得た。(2)多層膜化:異なる溶液を用いた逐次プロセスによる積層構造作製を金属について試行し、断面構造観察・光学的測定によりその有用性を確認した。C.量子的積層構造化への展開ー(1)接合構造の形成:本手法の一貫プロセスによりMIM構造を作製する基礎技術を固めた。(2)半導体薄膜の混晶化・積層化:堆積した混晶薄膜の二次イオン質量分析により、滴下するSiCl4+GeCl4溶液の混合比によってSixGe1ーxの組成比が制御できることを明らかにした。D.新規薄膜堆積技術としての向上ー(1)対向基板上への薄膜のプリンティング堆積:極微量の溶液を塗布した基板と電子源を近接対向させ、電子照射部に薄膜を堆積する方法を試み、Cu薄膜でその有効性を実証した。(2)薄膜の評価:基板上に堆積したCu薄膜の構造・組成・厚さを解析し、高い均一性、純度、および電子照射量から予測される堆積レートを確認した。(3)薄膜素子作製への展開:今後の発展の基礎として、電子源のアレイ化とアクティブマトリクス駆動回路との一体化、電子源上へのライン状エミッション窓(幅20100nm)の形成、などの要素技術を確立した。26年度が最終年度であるため、記入しない。光電子デバイス・材料工学26年度が最終年度であるため、記入しない。各課題の目標に対する達成度を以下に示す。A.弾道電子の還元効果による薄膜堆積機構の解析:ナノシリコンの物性制御と弾道電子放出特性向上の検討に基づき、薄膜化対象の単体半導体および金属のイオンを含む溶液の全てにおいて、計画した電気化学測定により電子注入誘起の界面還元効果を確認した。また、対向電極なしで進行する薄膜堆積モデルの妥当性を各物質の還元電位と電子エネルギーとの相対関係から検証するとともに、本方式の薄膜堆積に関わる主要パラメータを明示するなど、基礎解析に関する設定目標を達成した。B.半導体および金属薄膜の堆積:極微量のSiCl4、GeCl4または金属塩の溶液をエミッタ表面に滴下する実験技術を確立し、Si、Geおよび金属の薄膜を信頼性よく堆積できることを確認した。堆積レートの定量評価、薄膜の構造・組成解析についても当初計画に沿った検討課題を遂行し、予定した内容の知見を得た。特に、汚染のない薄膜形成を高感度組成分析によって実証したことは大きな進展といえる。C.量子的構造化への展開:得られた半導体薄膜からの可視発光を観測し、量子的特性の発現を確認するという重要目標を達成できた。合わせて、SiCl4とGeCl4との混合液を用いた実験によりSiGe薄膜の堆積を確認する設定課題を遂行し、組成比を同定するなど、予期以上の前進を見た。D.新規薄膜堆積技術としての向上:弾道電子を対向基板上の極微量溶液に照射するプリンティング方式の実験システムを実現し、放出電子がナノメートルの間隔精度で制御した不活性気体スペースをドリフトして基板に達することを確認した。
生体由来ナノ粒子間の短距離・長距離相互作用と温度及び溶媒効果

天然球状蛋白質群の「分子間相互作用形態」「相互作用ポテンシャルと蛋自質固有の機能との相関」「特異なサイト間相互作用を利した自己組織化機構」について,小角散乱法による解明に引き続き取り組みながら,今年度の重点課題として,人工赤血球として機能するヘモグロビン小胞体(HbV)の構造とダイナミクスについて小角散乱法と動的光散乱法の最新手法を適用して検討した。HbV希薄分散液系の散乱光強度相関関数に対するORT分析(逆ラプラス変換法)から,体積分布に換算した平均流体力学直径238mmと標準偏差20nmを得た。また,Hbを内包しないモデル系であるベシクル分散液の小角散乱データに対するIFT分析(逆フーリエ変換分析)によって膜中の電子密度プロファイルをモデルフリーに評価し,脂質膜内部構造の詳細を明らかにした。HbVの散乱曲線小角部分は動的光散乱の結果と相補的に平均半径120nmの多分散球の散乱関数によって説明出来るが,広角部分にはHbV内部の電子密度揺らぎに起因する余剰散乱が観測される。ここに見出されたHb間相互作用ピーク(構造因子ピーク)の位置,高さ,広がりを検討から,HbV内水相中のHb間相互作用ポテンシャルは内水相への閉じ込め効果をほとんど受けておらず,バルクHb溶液中とほぼ同一であることを確認した。濃厚HbV分散液に関し,特殊な超薄膜セルを用いて多重散乱の影響を除去し,希釈無しにHbV粒子の拡散ダイナミクスの観測に成功,また,マルチスペックル観測によって各種水溶性高分子(代用血漿剤)の存在下で誘発される小胞体間の親和相互作用に関する知見を蓄積した。今年度の取り組みによって,「溶液科学・コロイド/ソフトマター物理学」と「生体医工学(特に医療応用に特化したナノ材料)」の異分野間で知見を相互フィードバックする展開の布石となる研究を進展させることが出来たと考える。[1]医療応用可能な酸素輸液として機能するヘモグロビンベシクル(HbV)の分散安定度に寄与する粒子表面PEG鎖の効果を調べるため、PEG結合脂質DSPE-PEG2000,5000,12000のミセル水溶液について小角散乱法と誘電分光測法を用い、溶媒を含めた分子ダイナミクスと分子集合体の静的構造に関する検討を行った。バルク水緩和強度の定量評価よりPEG鎖モノマー当たりの水和数は約5、散乱曲線のGIFT分析から疎水コアの直径が2.5nmの球状ミセルが判明した。ミセル間相互作用ポテンシャルには、水和PEG鎖の立体障害効果のみならず、リン酸残基の静電反発相互作用が寄与し、両者がHbV分散安定度に寄与することが示唆された。[2]ヒト血清アルブミン(HSA)に対するリガンド結合が溶液中における蛋白質間相互作用ポテンシャルに及ぼす影響は重要な未解明問題である。完全合成酸素運搬体として開発されてきたアルブミン-ヘム(rHSA-heme)系に関し上記問題を検討した。小角散乱法による構造因子の分析から、ヘム包摂によって、HSA間の近距離粘着相互作用は変調されること無く、特徴的な長距離親和相互作用が生じることを明らかにした。リガンド結合によるHSA間相互作用の変化を明確に捉えた初めての結果である。[3]Glatterグループ(Graz大)と共同研究により、超薄層セル法やエコー法など動的光散乱法の新技術を用いて、代用血漿剤存在下におけるHbVの協同拡散過程の観測に成功した。医療応用、生体コロイドの基礎物性双方にとって重要な知見が得られている。[4]横国大・荒牧グループと共同研究として行った逆ミセルの研究では、棒状、板状の逆ミセル形成という新規現象が見出され、界面活性剤親水部の輸送自由エネルギー差が、逆ミセル形状の決定に重要な要素であることが示唆された。

今年度の取り組みによって,「溶液科学・コロイド/ソフトマター物理学」と「生体医工学(特に医療応用に特化したナノ材料)」の異分野間で知見を相互フィードバックする展開の布石となる研究を進展させることが出来たと考える。
中－高風速遷移域における風波気液界面を通してのスカラ輸送メカニズムの完全解明

風波気液界面を通しての二酸化炭素や熱等のスカラ輸送メカニズムを明らかにし,その信頼性の高いモデルを構築することは,大気・海洋間の炭素収支,ひいては地球の温暖化や台風の発達進路を正確に見積もる上で極めて重要である.本研究では,大規模かつ高精度の数値シミュレーション(DNSおよびLES)により,風波気液界面を通してのスカラ輸送メカニズムを,気液界面近傍の乱流挙動とスカラ輸送の関連性を詳細に調べることによって明らかにすることを目的とした.本研究により,気液界面を通してのスカラ輸送には気液界面近傍両側に発生する縦型の乱流渦が強く影響を及ぼすことを明らかにした.風波気液界面を通しての二酸化炭素や熱等のスカラ輸送メカニズムを明らかにし,その信頼性の高いモデルを構築することは,大気・海洋間の炭素収支,ひいては地球の温暖化や台風の発達進路を正確に見積もる上で極めて重要である.本研究では,大規模かつ高精度の数値シミュレーション(DNSおよびLES)により,風波気液界面を通してのスカラ輸送メカニズムを,気液界面近傍の乱流挙動とスカラ輸送の関連性を詳細に調べることによって明らかにすることを目的とした.本研究により,気液界面を通してのスカラ輸送には気液界面近傍両側に発生する縦型の乱流渦が強く影響を及ぼすことを明らかにした.風波気液界面を通しての二酸化炭素や熱等のスカラ輸送メカニズムを明らかにし,その信頼性の高いモデルを構築することは,大気・海洋間の炭素収支,ひいては地球の温暖化や台風の発達進路を正確に見積もるうえで極めて重要である.本研究では,大規模かつ高精度の数値シミュレーションにより,風波気液界面を通してのスカラ輸送係数が特異な挙動を呈するメカニズムを,気液界面近傍の乱流挙動とスカラ輸送の関連性を詳細に調べることによって明らかにすることを目的とする.H24年度の研究成果を以下にまとめる.1、DNSコードのLESコードへの改良既存の風波気液界面を伴う気液二相流直接数値シミュレーション(DNS)では計算コストの制約から,その適用可能な条件が低Reynolds数,低Schmidt数(Sc=1)に限られていた.そこで,高風速もしくは広領域を対象とした高Reynolds数条件下の計算や,実際の物質(CO2)の輸送を対象とした高Schmidt数(Sc=600)条件下での計算を可能とするため,DNSコードのラージ・エディ・シミュレーション(LES)コードへの拡張を行った.界面追跡手法としては,風波気液界面の形状に合わせて計算領域全体の格子形状を境界適合座標系により時々刻々再構成するALE(ArbitraryLagrangianEulerianFormulation)法をベースとした.2、飛散液滴,巻き込み気泡,および顕熱・潜熱輸送のモデル化本計算では,界面追跡法として,液体の体積分率の輸送に着目するVolume of Fluid(VOF)法と気液界面近傍のメッシュが常に細かくなるようにメッシュ形状を自動的に時々刻々再構成するAdaptive Mesh Refinement(AMR)法のカップリング法を用いた.本コードの精度検証のため,第一段階として,当研究室で行った高風速条件下(10m/s以上)の風波水槽実験を対象に上記スキームを組み込んだDNSの試計算を比較的粗いメッシュを設定して実施した.3、超並列計算に対する最適化大規模・超並列計算を目指したコードの最適化を行った.本研究では,大規模かつ高精度の数値シミュレーションにより,風波気液界面を通してのスカラ輸送係数が特異な挙動を呈するメカニズムを,気液界面近傍の乱流挙動とスカラ輸送の関連性を詳細に調べることによって明らかにすることを目的とする.H25年度の研究成果を以下にまとめる.(1)低風速条件下の砕波が生じない風波乱流場の数値シミュレーション実際の物質(CO2)の輸送を対象とした高Schmidt数(Sc = 600)条件下での計算を可能とするため,既存の直接数値シミュレーショ(DNS)コードのラージ・エディ・シミュレーション(LES)コードへの拡張を行い,当研究室で行った低風速条件下(5 m/s程度)の風波水槽実験を対象にLESを実施することによって,その妥当性を検証した.また,得られる数値シミュレーション結果を解析することにより,砕波を伴わない気液界面近傍の乱流挙動とスカラ輸送の関連性をLangmuir Circulationの発生過程も含めて詳しく調べた.さらに,Scを変化させた計算を数例実施することにより,Scとスカラ輸送係数kLの関連性(kL ∝Scの(-1/2)乗)を明らかにした.(2)高風速条件下の砕波が生じる風波乱流場の数値シミュレーション当研究室で行った高風速条件下(10 m/s以上)の風波水槽実験を対象に,上記スキームを組み込んだDNSの試計算を一昨年度よりもよりメッシュをより細かく設定して実施し,本DNSが実際の液滴飛散現象を比較的良好に再現可能であることが確認できた.また,この条件下では,飛散液滴が風波気液界面を通してのスカラ輸送に及ぼす影響は小さいことが示唆された.風波気液界面を通しての二酸化炭素や熱等のスカラ輸送メカニズムを明らかにし,その信頼性の高いモデルを構築することは,大気・海洋間の炭素収支,ひいては地球の温暖化や台風の発達進路を正確に見積もるうえで極めて重要である.本研究では,大規模かつ高精度の数値シミュレーションにより,風波気液界面を通してのスカラ輸送メカニズムを,気液界面近傍の乱流挙動とスカラ輸送の関連性を詳細に調べることによって明らかにすることを目的とした.平成26年度に実施した内容は以下の通りである.1.低風速条件下の砕波が生じない風波

乱流場の数値シミュレーション界面追跡手法として,風波気液界面の形状に合わせて計算領域全体の格子形状を境界適合座標系により時々刻々再構成するALE法を用いた.低風速条件下(5 m/s程度)の風波水槽実験を対象に直接数値シミュレーション(DNS)を実施し,以下の結果を得た.(1)風波気液界面を通しての物質移動に及ぼすLangmuir Circulation(LC)の影響は,気液界面近傍液側に発生する乱流渦の影響に比べて小さい.(2)風波気液界面を通しての熱輸送(潜熱および顕熱)は,気液両相の組織的な渦構造と風波形状の影響を受ける.2.高風速条件下の砕波が生じる風波乱流場の数値シミュレーション界面追跡法として,液体の体積分率の輸送に着目するVOF法と気液界面形状の捕獲に優れたLevel-set法のカップリング法を用いた.高風速条件下(10 m/s以上)の風波水槽実験を対象に上記スキームを組み込んだDNSを実施し,以下の結果を得た.(1)界面近傍液側には低風速条件下と同様の主流方向に軸を持つ縦渦が発生し,この縦渦が気液界面を通してのスカラ輸送に影響を及ぼす.(2)波頭部から水柱が発生し,その水柱から液滴が飛散する.また,飛散液滴のスカラ輸送への影響は軽微である.26年度が最終年度であるため、記入しない。流体工学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究に不可欠な,高Reynolds数,高Schmidt数条件に適用可能な2種類の数値解析コードの開発に成功した.これらの数値解析コードを利用することによりH25年度の詳細検討が効果的に行えると期待できる.したがって,当初の計画通りおおむね順調に進展していると判断できる.実験と計算の詳細な比較検討により,本課題において開発した数値解析コードの妥当性が検証された.また,同コードを利用した様々な数値計算により,風波気液界面を通しての運動量およびスカラの輸送機構が明らかになりつつり,最終年度である平成26年度にはより解明が進むことが期待できる.従って,当初の計画通りおおむね順調に進展していると判断できる.26年度が最終年度であるため、記入しない。計画通り進めるが,当初の予想よりも計算負荷が高く,計算時間がかかることが考えられるため,早急に試計算を終えて本計算に取りかかる.これまではスカラとして主に物質を取り扱ってきたが,今後は特に熱に着目し,その風波気液界面を通しての輸送機構の解明およびモデル化に向けた研究を進める予定である.これまで主に行ってきた物質との大きな違いは,熱の輸送では,顕熱,潜熱,および輻射熱の個々の輸送を評価しなければならない点にある.砕波を伴わない低風速条件下,および砕波を伴う高風速条件下における物質および熱,両スカラの輸送機構を数値解析により明らかにする予定である.また,平成26年度は本研究課題の最終年度であるため,最終とりまとめを行う予定である.26年度が最終年度であるため、記入しない。翌年度に大規模計算を実施するため,スパコンの年間利用料の一部として当該助成金を使用する。また,その他の研究費は当初の計画通り,実験用物品,研究成果発表旅費および人件費・謝金に使用する.平成26年度の大型計算機使用料の一部としたいから。平成26年度の大型計算機使用料の一部として使用する予定。
非線形分散型方程式に現れる平面進行波解の安定性解析

平成30年度は空間2次元のBenney-Luke方程式の線状孤立波の安定性を証明した。Benney-Luke方程式は水面波方程式の長波長近似モデル(Boussinesqモデル)の一つである。昨年度に研究したKP-II方程式は波が主に単一の方向(x軸正の向き)に進むことを前提として導出される空間異方性のあるモデルであるのに対して、Benney-Luke方程式は空間等方的なモデルであるといった特徴がある。Benney-Luke方程式は表面張力が弱い状況に相当するパラメータ領域において、KP-II方程式の場合と同様に線状孤立波が他の波と分離することは平成28年度におけるBenney Luke方程式の線状孤立波の線形安定性の研究から推察されるが、Benney-Luke方程式の線形部分は高周波においては空間2次元の波動方程式であるため、線状孤立波の変調する様子を進行波座標系で記述する際に現れる移流項の扱いが3階の方程式であるKP-II方程式より難しくなるといった技術的な難しさがあった。今年度の研究で、Benney-Luke方程式の線状孤立波の摂動による位相のずれは、線状孤立波に加える摂動が重み付きの関数空間において十分小さければ、時間変数と横断変数に関して一様に小さいということが分かり、進行波座標系も(横断変数や時間変数に依存しない)自明なものを選ぶことができるため、上記の困難は実質的には生じないことが分かった。また線状孤立波の周りでの解のエネルギーは線状孤立波などの非有界部分を除いておいて、さらに線状孤立波のパラメータが満たす永年項条件を使ってエネルギー密度関数を書き換えると、ほぼ保存していることがわかった。全空間において線状孤立波の安定性が証明された非線形分散型方程式は完全可積分系のKP-II方程式だけであったが、本年度の研究により、KP-II方程式と類似の性質を持つ完全可積分系でない空間2次元の長波長近似モデルの例を一つ付け加えることができた。2次元格子方程式に現れる線状孤立波や空間3次元の水面波方程式の弱非線形・長波長領域における線状孤立波など、空間高次元の非線形分散型方程式に対して、線状孤立波の線形安定性・非線形安定性の研究を進める。平成29年度は空間2次元の普遍的な長波長近似モデルであるKP-II方程式の線ソリトンの位相のずれについての研究を行った。前回の研究課題において、KP-II方程式の1-line solitonが安定であること、線ソリトンの位相はあるBurgers方程式系の解の積分の形で表され、KP-IIの位相のずれは一定の速度で横断方向に伝わるということが分かっていた。前回の研究課題における研究成果では位相のずれを考慮に入れ線ソリトンの安定性を弱い枠組みで議論したため、時間が経つとともに横断方向の遠方での線ソリトンの位相のずれが原点付近とは大きく異なる可能性を排除できていなかった。このことは、KP-II方程式よりもsmoothing effectの弱い他の長波長近似モデルでline solitary waveの安定性を証明する上で障害になっており、KP-IIの2-line solitonの安定性を考える上での障害の一つにもなっている。前回の研究課題では、線ソリトンの変調する様子を調べる際に、速度パラメータと線ソリトンの進む向きに相当する位相のずれの横断変数での微分に関するBurgers方程式系の解を評価したが、今年度の研究では1-line solitonに対する初期摂動にやや強い条件を課して位相のずれの時間変化を直接評価し、初期摂動の重み付きノルムが小さければ、位相のずれの最大値ノルムは小さなままであることを証明し、現在論文を準備中である。線ソリトンの位相のずれの最大値ノルムの時間発展を評価する方法が分かったため、Benney-Luke方程式を含むKP-II方程式よりも正則化効果の弱い他のBoussinesque方程式の線状孤立波の安定性の研究も着手できる状況になった。

全空間において線状孤立波の安定性が証明された非線形分散型方程式は完全可積分系のKP-II方程式だけであったが、本年度の研究により、KP-II方程式と類似の性質を持つ完全可積分系でない空間2次元の長波長近似モデルの例を一つ付け加えることができた。長波長近似領域の水面波の線状孤立波の線形安定性の研究を進める。2次元格子方程式に現れる線状孤立波や空間3次元の水面波方程式の弱非線形・長波長領域における線状孤立波など、空間高次元の非線形分散型方程式に対して、線状孤立波の線形安定性・非線形安定性の研究を進める。大学の講義スケジュールが昨年度までとは変わったために出張をすることが難しかったことと、海外の研究者を科研費とは別の経費で招へいしたことにより、次年度に繰り越すことになった。令和2年度には海外から研究者を招聘する予定である。
マウス2番染色体に存在する、高脂肪食により誘発される2型糖尿病の原因遺伝子の同定

1. 2型糖尿病遺伝子座:t2dm2saに存在する糖尿病遺伝子の数当初、T2dm2saは単一の2型糖尿病遺伝子から成ると推定して、SM.A-T2dm2saコンジェニック系統の保有する2番染色体A/J由来領域を断片化したサブコンジェニック系統の高脂肪食摂取下での糖尿病形質を解析することにより糖尿病遺伝子の存在場所を探索した。しかしながら、解析の結果、T2dm2saは2つ以上の複数の糖尿遺伝子より形成されていることが判明した。そこで、その一つをT2dm2saAとし、また他の一つをT2dm2saBとした。T2dm2saAは、A/J系統の第2番染色体のセントロメアから約72Mbの位置からの4Mb領域内に位置することが明らかになった。この糖尿病遺伝子は、インスリン感受性に関与し、脂肪組織量(肥満)に寄与していることが示唆された。この領域には約80個の遺伝子が存在する。これらの遺伝子の中で、A/JとSM/Jとの間で遺伝子多型のある遺伝子を一つ見出した。この遺伝子はインスリン分泌に寄与しており、T2dm2saAの候補遺伝子として有力である。今後、A/Jマウスのこの遺伝子の機能異常について検討し、糖尿病遺伝子としての同定を目指す。T2dm2saBは、A/J系統の第2番染色体のセントロメアから約97Mbの位置からの26Mb領域内に位置することが明らかになった。この遺伝子は、インスリン感受性に関与することが示唆された。この領域には約300個の遺伝子が存在しており、有力な候補遺伝子の選抜には至っていない。しかし、このA/J由来26Mb領域を断片化して有するサブコンジェニック系統を作出することができたので、この系統を利用して、T2dm2saBの位置の更なる絞込みと、候補遺伝子の選抜の展望を開くことができた。(1)SMXA-5マウスの2型糖尿病遺伝子座:t2dm2saを含む2番染色体断片(約120Mb)をSM/Jマウスに導入したコンジェニック系統(SM.A-t2dm2sa)の、導入された染色体断片をさらに再分化して有するサブコンジェニック系統の7種類を作出完了した。そして、それらのうちの4系統の高脂肪食摂取下での糖尿病形質を解析した。それらはすべて2型糖尿病形質を示し、最初の約120Mbの領域に少なくとも2つの糖尿病遺伝子が存在することが明らかとなった。(2)マウスゲノム情報を利用してt2dm2saの候補遺伝子の探索を行い、候補遺伝子としてLXRαとJNK interacting protein 1(JIP-1)を選択し、それらのORFの塩基配列を解析したところ、SM/Jに対してLXRαは完全一致した。しかし、JIP-1には1アミノ酸の置換をもたらす塩基の変異が観察された。今後は、両遺伝子の候補遺伝子の可能性をさらに追求していく。(3)SM.A-t2dm2sa系統と対照系統であるSM/Jの高脂肪食摂取下での肝臓、脂肪組織、骨格筋のRNAを用いて、DNAマイクロアレイを用いて遺伝子発現を網羅的に解析した。SM.A-t2dm2saの脂肪組織では、マクロファージに発現する遺伝子(MCP-1,CCR2,F4/80)の発現上昇が見られ、このことは脂肪組織へのマクロファージの浸潤が進行していることを示している。