hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
談話理解のための語彙機能モデルとその計算機処理方式に関する研究

3.文末表現の特徴に基づく言語モデル日本語においては、ある文の機能はその文の文末表現に特徴的に現れる。そこで文末表現を調査・分析することにより、その特徴から得られる文の論理構造を明らかにし、これに基づく言語モデルを構築した。4.省略を利用した自然な対話文生成自然な対話文を生成するためには冗長な表現を避けることが重要である。本研究では冗長な表現を避けるための発話要素の省略の機構を分析・モデル化し、比較的単純な質問文に対する応答であればこの省略機構だけでも非常に自然な応答文生成が可能であることを示した。今後はこれらの成果を実験システム上で評価し、モデルのさらなる精密化・詳細化を行う。今年度は3年間の本研究課題のまとめの年に当る.今年度は昨年度までの研究成果に基づき,言語学,計算機科学の両観点からの分析的研究をさらに進め,語の機能に着目した談話理解モデルの拡充とシステムの作成を行い,機能を検証した.これにより談話理解の基本的問題を解決,検証した.以下に今年度得られた研究成果の概要を述べる.・日本語の格助詞「を」には,目的語を示すもの(対格の「を」),移動場所を示すもの(移動格の「を」)の他,動作の状況を表すもの(状況の「を」)がある.このうち,状況の「を」と移動格の「を」については区別して考える必要がなく,状況の「を」は移動格の「を」の一種であることを示した.・並列構造の被並列句の範囲は曖昧である場合が多い.そこで並列構造の制限が特徴的である法律文に着目し,法律文の基本構造と並列構造の調査,分析を行い,法律文言語モデルを構築した.さらにこの言語モデルに基づく実験システムを作成し,並列構造の同定機能の検証を行った.・質問文への自然な応答のためには,質問者が何について尋ねているのかを正しく捉え,協調的に返答する必要がある.本研究は,何について尋ねているのか,何を答えるべきかを表層的処理により推定するために,確率的処理を行う協調的対話モデルを提案し,その機能を小規模な実験システムにより検証した.・情報のなわ張り理論の考えに基づき,対立的対話の場に加え,融合的対話の場の扱いも可能とする対話の場のモデルを提案した.また,指示詞の参照情報に対しての規定を,言語学的視点から厳密化,再規定を行い,それに基づき指示詞同定アルゴリズムを作成,机上実験による検証を行った.
ポリグルタミン病におけるカルシウムシグナリングの解明

本研究の目的はポリグルタミン病とカルシウムシグナリング異常の関連性を明らかにすることである。ポリグルタミン病は原因たんぱく質がカルシウムシグナリングの異常を引き起こし、細胞死へと向かわせる働きがあることが知られている。ポリグルタミン病とカルシウムチャネルの関連性を明らかにするために、CACNA1Aカルシウムチャネルが病態形成に関わることを明らかにし、病因蛋白と結合するカルシウムチャネルサブタイプを同定した。ポリグルタミン病の脳各部位におけるカルシウムチャネルのサブタイプやカルシウム結合蛋白質の発現分布から神経変性に対する抵抗性や脆弱性を示し、各種ポリグルタミン病の選択的病変の有無を確認した。カルシウムシグナリングの異常がポリグルタミン病に深く関わっているという仮説に基づき、ポリグルタミン病の各々の病因タンパクと結合するカルシウムチャネルサブタイプを同定する。特にポリグルタミン病のうちSCA6は病因タンパク質がCACNA1Aカルシウムチャネルであり、さらにこの分子はSCA2の病態にも影響を与えていることから各種ポリグルタミン病の病態形成におけるCACNA1Aカルシウムチャネルの関連性を明らかにするためにCACNA1Aカルシウムチャネル遺伝子CAGリピート数を測定し、同時に免疫組織化学的解析を行う。またポリグルタミン病の病因蛋白と結合するカルシウムチャネルサブタイプを同定するとともにポリグルタミン病の神経変性に対する抵抗性と脆弱性を示す脳各部位におけるカルシウムチャネルのサブタイプやカルシウム結合蛋白質の分布・発現量を免疫組織化学的手法および定量的な解析方法で正常脳と比較検討することで、選択的病変形成に係わるカルシウムシグナリング経路を解明する。カルシウムシグナリングの異常がポリグルタミン病に深く関わっているという仮説に基づき,ポリグルタミン病の各々の病因タンパクと結合するカルシウムチャネルサブタイプを同定する.特にポリグルタミン病のうち,SCA6は病因タンパク質がCACNA1Aカルシウムチャネルであり,さらにこの分子はSCA2の病態にも影響を与えていることから各種ポリグルタミン病の病態形成におけるCACNA1Aカルシウムチャネルの関連性を明らかにするためにCACNA1Aカルシウムチャネル遺伝子CAGリピートを測定し,同時に免疫組織化学的解析を行う.また,ポリグルタミン病の病因タンパクと結合するカルシウムチャネルサブタイプやカルシウム結合タンパクの分布,発現量を免疫組織化学的手法および定量的名解析方法で正常脳と比較検討することで,選択的病変形成に関わるカルシウムシグナリング経路を解明する.5種類のポリグルタミン病17例(SCA1:2例, SCA2:4例, SCA3:6例, DRPLA:3例,ハンチントン病:2例)におけるSCA6のCACNA1Aカルシウムチャネル遺伝子CAGリピート数を測定し、各疾患の臨床的特徴(発症年齢、性差、運動障害の程度、進行度、自律神経障害や精神障害などの有無)との関連性を統計的手法(SPSS)で解析した。現在,正常の剖検脳(3例)と5種類のポリグルタミン病の剖検脳20例(SCA1:4例, SCA2:3例, SCA3:5例, DRPLA:3例,ハンチントン病:5例)においてカルシウムチャネルのサブタイプとカルシウム結合蛋白質であるカルビンジン、カルモジュリンとカルレティキュリンなどの各種抗体による免疫染色から各疾患の発現部位の分布を調べ手いる状況である.5種類のポリグルタミン病17例(SCA1:2例, SCA2:4例, SCA3:6例, DRPLA:3例,ハンチントン病:2例)におけるSCA6のCACNA1Aカルシウムチャネル遺伝子CAGリピート数を測定し、各疾患の臨床的特徴(発症年齢、性差、運動障害の程度、進行度、自律神経障害や精神障害などの有無)との関連性を統計的手法(SPSS)で解析し,さらに各疾患の病理的特徴(細胞数とグリオーシス、ポリグルタミン蛋白免疫染色病変、核内封入体)との関連性を統計的手法(SPSS)で解析しており,これにかなりの時間を要している.1)正常脳におけるカルシウムチャネルのサブタイプの発現分布膜電位依存性カルシウムチャネルのサブタイプであるCav1.2 , Cav1.3, Cav2.1, Cav2.2, Cav2.3, Cav3.1, Cav3.2, Cav3.3それぞれの正常脳における発現分布を確認した。正常では全体的にCav1.3とCav2.2の脳の発現が高く、特に橋核、下オリーブ核、小脳歯状核に分布していた。また、正常のヒトの脳ではIP3受容体が小脳Pukinje細胞に特異的に発現し、大脳にはほとんど認められなかった。リアノジン受容体は小脳顆粒層に重点的に発現していた。2)ポリグルタミン病の脳におけるカルシウムチャネルのサブタイプとカルシウム結合蛋白質の分布、および正常脳との比較:膜電位依存性カルシウムチャネルのサブタイプの中でCav1.3チャネル受容体ではSCA3が基底核に、SCA2が黒質に強く発現していた。さらにCav2.2チャネル受容体ではSCA3が動眼神経核と黒質に強く発現していた。IP3受容体では小脳Purkinje細胞にSCA2が強く発現していた。Cav2.1, Cav2.2ではSCA1およびSCA2の橋核に核内封入体を認めた。【考察】正常脳とポリグルタミン病の脳における膜電位依存性カルシウムチャネルのサブタイプの発現分布に疾患によって違いがあることとからポリグルタミン病がカルシウムシグナリングの異常に深く関わっている可能性を示唆する。さらに発現の上昇している部位は疾患それぞれの障害部位に一致する(SCA2のPurkinje cell,黒質、SCA3の動眼神経核、黒質など)ことから疾患の選択的障害にも関連している可能性がある。

本研究の目的はポリグルタミン病とカルシウムシグナリング異常の関連性を明らかにすることである。ポリグルタミン病は原因たんぱく質がカルシウムシグナリングの異常を引き起こし、細胞死へと向かわせる働きがあることが知られている。ポリグルタミン病とカルシウムチャネルの関連性を明らかにするために、CACNA1Aカルシウムチャネルが病態形成に関わることを明らかにし、病因蛋白と結合するカルシウムチャネルサブタイプを同定した。ポリグルタミン病の脳各部位におけるカルシウムチャネルのサブタイプやカルシウム結合蛋白質の発現分布から神経変性に対する抵抗性や脆弱性を示し、各種ポリグルタミン病の選択的病変の有無を確認した。5種類のポリグルタミン病85例(SCA1:10例, SCA2:10例, SCA3:30例, DRPLA:20例,ハンチントン病:15例)における各疾患の臨床的特徴(発症年齢、性差、運動障害の程度、進行度、自律神経障害や精神障害などの有無)を検討している。さらに5種類のポリグルタミン病の剖検脳20例(SCA1:4例, SCA2:3例, SCA3:5例, DRPLA:3例,ハンチントン病:5例)における各疾患の病理的特徴(細胞数とグリオーシス、ポリグルタミン蛋白免疫染色病変、核内封入体)を検討している。今後は5種類のポリグルタミン病の脳の凍結組織(SCA1, SCA2, SCA3, DRPLA,ハンチントン病)においてカルシウムチャネルのサブタイプとカシウム結合蛋白質であるカルビンジン、カルモジュリンとカルレティキュリンなどの各種抗体による免疫染色から各疾患の発現部位の分布を調べる。神経内科今後は、正常の剖検脳(3例)と5種類のポリグルタミン病の剖検脳20例(SCA1:4例, SCA2:3例, SCA3:5例, DRPLA:3例,ハンチントン病:5例)においてカルシウムチャネルのサブタイプとカルシウム結合蛋白質であるカルビンジン、カルモジュリンとカルレティキュリンなどの各種抗体による免疫染色から各疾患の発現部位の分布を調べる。研究が予定より遅れているため,予定の購入(免疫染色用各種抗体,染色液、溶液,PCR解析必要備品(プライマーなど))などができていない状況のため今年度予想されていた各疾患毎の遺伝子検索にかかる費用が、まだ十分施行されていなかったため当初の計画である対象とする5種類のポリグルタミン病の脳の凍結組織(SCA1, SCA2, SCA3, DRPLA,ハンチントン病)のホモジネートから得られるタンパク質を各原因蛋白の抗体を利用して免疫沈降、ウェスタンブロットし、原因蛋白と結合する可能性があるカルシウムチャネルサブタイプ(下記)を同定することを行う.そのために免疫染色用各種抗体,染色液、溶液,PCR解析必要備品(プライマーなど)を購入し,使用する.次年度以降は各疾患毎の遺伝子検索および脳の凍結組織(SCA1, SCA2, SCA3, DRPLA,ハンチントン病)のホモジネートから得られるタンパク質を各原因蛋白の抗体を利用して免疫沈降、ウェスタンブロットなどに使用する予定である。
地球温暖化に伴うサンゴの白化現象の解析と修復に向けたプロバイオティクスの開拓

【培養褐虫藻のストレス耐性の向上に寄与する細菌の同定】アザミサンゴ(Galaxea fascicularis)から単離した褐虫藻および細菌を用いて、細菌が褐虫藻に与える影響を調べた。具体的には細菌叢が異なる培養褐虫藻株を作製し、熱ストレス条件下と光ストレス条件下でそれぞれ培養を行い、PSIIの最大量子収率および活性酸素種の生産量を測定した。その結果、褐虫藻の細菌叢がPSIIの最大量子収率および活性酸素種の生産量に影響を与えることを明らかにした。さらに、褐虫藻のストレス耐性を上昇させる細菌を同定し、その細菌が生産する化合物がストレス耐性の上昇に寄与していることを明らかにした。【サンゴ病原菌の生育を阻害する細菌の同定】細菌性白化を引き起こすことで知られるサンゴ病原菌Vibrio coralliilyticusの生育を阻害する細菌を同定した。29株の細菌をアザミサンゴから単離し、寒天培地上での阻止円形成によりVibrio coralliilyticusに対する生育阻害活性を評価したところ、3株の細菌において生育阻害活性が認められた。それら3株の16S rRNA遺伝子のシーケンスを行ったところ、それらの細菌はRuegeria属に属する細菌であることが判明した。現在はより詳細な実験を行い、それらの細菌が生産する生育阻害因子の同定を試みている。褐虫藻のストレス耐性を上昇させる細菌を同定し、その細菌が生産する物質がストレス耐性の上昇に寄与していることを明らかにした。これらの結果をまとめた論文を現在投稿中である。また、サンゴ病原菌の生育を阻害する細菌の同定に成功し、その成果をまとめた論文が受理された。今後はより詳細な実験を行い、細菌が褐虫藻のストレス耐性を上昇させるメカニズムを考察する予定である。また、Ruegeria属に属する細菌が生産する生育阻害因子の同定を試みる予定である。【抗酸化剤の投与によるサンゴ幼生の生存率の向上】サンゴは高温条件にさらされると活性酸素種を過剰に産生し、酸化ストレスを受けることで死に至ってしまう。そのため、活性酸素種を消去する抗酸化剤を使用することで、高温条件下で飼育したサンゴ幼生の生存率を向上させることを試みた。サンゴ幼生に対してラジカルスカベンジャーとしてニトロキシルラジカルを持つレドックスナノパーティクルを投与し、10日間33度で飼育したところ、投与なしの場合は生存率が0%であったのに対し、投与ありの場合は生存率が約70%であった。また、プロテオーム解析により、レドックスナノパーティクルの投与によりサンゴ幼生において酸化ストレス関連タンパク質群の生産が減少していることを明らかにした。これらの結果から、レドックスナノパーティクルはサンゴ幼生において過剰に産生された活性酸素種を消去し、サンゴ幼生の生存率の向上に寄与したと考えられる。【サンゴ共生褐虫藻の単離・培養】サンゴに共生している褐虫藻の単離・培養を行った。微細藻類の培養に使用されているf/2寒天培地にサンゴ組織ホモジネート液をまき、25度で培養を行ったところ褐虫藻コロニーの形成を確認した。ITS2領域のシーケンスの結果から、単離された褐虫藻はclade Cおよびclade Dに属するものであることが判明した。これらの褐虫藻はf/2液体培地においても培養が可能であることも確認した。また、褐虫藻に共在している細菌の単離にも成功しており、今後は褐虫藻と細菌との相互作用を解析していく予定である。高温条件下で飼育されたサンゴ幼生の生存率を抗酸化剤の投与により向上させることに成功し、それらの結果をまとめた論文が受理された。サンゴに共生している褐虫藻の単離・培養にも成功しており、今後は褐虫藻と細菌との相互作用を明らかにできることが期待される。

褐虫藻の単離・培養および褐虫藻に共在している細菌の単離に成功しており、今後は褐虫藻と細菌との相互作用を解析していく予定である。また、サンゴの病原菌に対して生育阻害活性を示す細菌のスクリーニングおよび機能解析を行う予定である。今後はより詳細な実験を行い、細菌が褐虫藻のストレス耐性を上昇させるメカニズムを考察する予定である。また、Ruegeria属に属する細菌が生産する生育阻害因子の同定を試みる予定である。
鴨長明の総合的研究

本研究によって、学会発表1件、図書(共著)1点、論文(単著)4本を公表した。鴨長明という、日本文学史上大変重要な作家について、見過ごされがちであった和歌という視点を導入し、代表作である『方丈記』『無名抄』及び和歌について、また鴨長明の作家像について、新たな知見を提示できたものと考えている。本年度は、『無名抄』諸伝本の調査と『方丈記』の作品研究に重点を置いて、研究を進めた。『無名抄』諸伝本については、国文学研究資料館のマイクロフィルムで10本程度の本文と書誌事項の確認を進め、『無名抄』の校本を作成する上での基礎的なデータの蓄積をはかっている。『方丈記』の作品研究においては、二つの実績を上げた。第一は、雑誌論文「『方丈記』が我が身を語る方法」(『国語と国文学』89巻5号)である。『方丈記』が『源氏物語』や『法門百首』といった同時代に幅広く享受された先行作品をもとに、『源氏物語』の主人公・光源氏の姿を二重写しにするような本歌取り・本説取り的な手法によって作者像を作り上げていること、それが釈教歌を仏教的な根拠として行われた方法であることを明らかにした。また、その手法が鴨長明個人にとどまるものではなく、後鳥羽院を中心とした文化圏で用いられた可能性が高いことを指摘し、中世初期の仮名散文における表現意識に対する問題提起を行った。第二は、『文学』(隔月刊)13-2号に発表した雑誌論文「『方丈記』終章の方法」である。『方丈記』の終章部分を、それが根拠とした先行作品や同時代に展開する言説と注意深く照らし合わせながら読み解いたものである。研究史上、数多くの論争がなされ、今まで読みが確定しなかった『方丈記』終章を、謙辞として作品終結の方法として作品内部に位置づけ、そこから鴨長明の浄土信仰・念仏行のあり方と表現意識を明らかにした。さらに、それらが読み手を意識して行った手法である点に着目し、『方丈記』の読者層を念仏行の遁世者とする見解を導き出した。従来、読者が特定されず、執筆の動機・背景も不明であった『方丈記』という作品が成立する場を明らかにし、新たな読みと作品の意義を問うことができたと考えている。(1)昨年度から引き続き、『方丈記』の作品の表現と構想に関する分析を進め、論文「「世の不思議」への視線ー『方丈記』の記憶と文学性ー」(国文学研究資料館創立40周年特別展示「鴨長明とその時代方丈記800年記念」図録、2012年5月)を発表した。本論文では、『方丈記』における災害や事件の記録が絵画的なイメージを付与する表現を積極的に行い、それが同時代の仏教説話画の享受と深く結び付くことを解明した。(2)『無名抄』の作品研究の成果として、「鴨長明の和歌観ー『無名抄』「式部赤染勝劣事」「近代歌躰」からー」と題し、中世文学会秋季大会(2012年10月)で口頭発表を行った。研究史において最も注目されてきた「近代歌躰」の章段を直前の「式部赤染勝劣事」と連続させて読み直し、この章段の「幽玄」の語が、新古今時代とそれ以前の和歌を『古今和歌集』のもとに位置付け、両者の対立を解消しようとする意図を持っていることを明らかにした。日本文学史・文化史において大きな水脈を為す「幽玄」の語を、和歌史を叙述するための役割的側面から捉え返した斬新な論であり、『無名抄』という作品生成の必然性を解明する作品研究の本質に切り込んだものである。本発表をもとにした同題の論文は『中世文学』58号(2013年6月)に掲載予定である。(3)研究の成果をわかりやすく一般に発信することを目指し、大学広報誌やHPに、積極的に小稿を掲載した。「NDSU Collection〔14〕黒川文庫『無名抄』」(ノートルダム清心女子大学Bulletin176号、2012年5月)は『無名抄』伝本研究の一つの成果であり、「古典の現在性ー『方丈記』800年に思うー」(同大学日本語日本文学科リレーエッセイ108回、2012年10月)では、本年度が『方丈記』成立800年記念であることと連動し、『方丈記』を軸として古典作品の受容の本質を描き出した。本年度の研究においては、『無名抄』伝本のデータ蓄積が順調に進み、『方丈記』作品研究については当初の計画以上の進展があった。和歌に関しては、『正治後度百首』の注釈と確認作業をあらかた終えている。研究の進捗状況としては、おおむね順調であると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、本年度からの研究を継続して、『無名抄』伝本のデータを蓄積し、『校本無名抄』の完成を目指す。

また、和歌については、24年度に予定していた『正治後度百首』関連の作業を23年度に前倒しして行ったため、24年度は『鴨長明集』の注釈作業を行う。これらの伝本的な基礎研究と和歌の作品研究を踏まえ、歌論書『無名抄』の作品研究を行い、鴨長明の和歌観を明らかにし、文学史の中での相対化と意義付けを行う。24年度が最終年度であるため、記入しない。
アジアにおけるウイルス性疾患の研究：特にワクチンで予防可能な疾患と下痢症について

1.母乳中の風疹ウイルスに対する抗体を調べた。特異的IgA抗体を見出し、母親のHI抗体価と相関があった。また中和抗体が存在した。この風疹IgA抗体はウイルスのE1抗原と反応した。2.ベトナム、ラオスで麻疹ワクチンは定期接種であるが風疹ワクチンは定期接種になっていない。ベトナムで風疹、先天性風疹症候群の発症が続いている。口腔内の拭い液から遺伝子診断を行った。検出されたウイルスは2Bに属していたが、これまでの報告と僅かな遺伝子・アミノ酸の変異が見られた。3.ラオスビエンチャンの学童の97.6%が麻疹抗体を有していたが、44%のみが風疹抗体を有していた。風疹の自然感染が学童の半数であることを示している。女性の場合妊娠中に感染する可能性が示唆された。4.ベトナムで呼吸器感染症をRT-PCR法で診断した。RSVを42%、ライノウイルスを28.9%、A型インフルエンザを4.9%、B型インフルエンザを0.7%、ヒトメタニューモウイルスを1.4%、パラインフルエンザウイルスを3.9%に見出している。RSV感染症が特に多かった。5.バングラデシュにおいてサポウイルスの自然界でのリコンビナントウイルスが見出された。組換え部位はORF1/ORF2の重なっている所であった。
耐熱性細菌胞子における蛋白質自己集合及び局在化による発芽装置の分子構築機構の解明

Bacillus属やClostridium属の細菌が外部環境の悪化に伴って形成する胞子は、通常の熱殺菌では死滅させることは難しく、環境の好転により発芽、栄養増殖して変敗や食中毒、感染症などの問題を起こす。従って、胞子の発芽機構の解明は単に生命現象の新たな分子論的理解をもたらすばかりでなく、「食と健康」環境の改善をもたらす端緒を切り開くものである。枯草菌(Bacillus subtilis)の発芽に重要な役割を果たす胞子固有のペプチドグリカン(コルテックス)に対する分解酵素SleBをコードする遺伝子sleBとオペロンを形成するypeBは、枯草菌ypeB欠損株の表現型がsleB欠損株のそれと全く同一であることから、ypeB遺伝子産物が胞子発芽時におけるsleBのコルテックス分解活性発現に何らかの関与をしている可能性が考えられる。そこで本研究では、まず、B.cereus sleB相同遺伝子の3'-下流領域およびB.megaterium sleB-ypeB相同遺伝子のクローニングを行ない、発芽関連遺伝子オペロンsleB-ypeBが他のBacillus属細菌に普遍的に存在する物証を新たに付け加えた。ついで、発芽前後の胞子成分に対する免疫科学的ypeB産物の検出により、B.cereus YpeBが枯草菌同様に胞子発芽時に50Kから30Kタンパク質へとプロセシングされることを見出すとともに、B.cereusにおいては30K YpeBフラグメントが発芽時に胞子より遊離することを示した。さらに、B.cereus 30K YpeBフラグメントのN-末端アミノ酸配列を決定することにより発芽時特異的なYpeBのプロセシング部位を同定することに成功した。また、枯草菌YpeBの胞子発芽時におけるプロセシング部位同定にも成功し、YpeBプロセシング部位がBacillus属細菌胞子に普遍的に保存されていることを明らかにした。さらに、枯草菌YpeBのプロセシング部位近辺のアミノ酸変異が胞子発芽に影響を及ぼすことを明らかにした。加えて、SleB-GFP融合タンパク質を用いて、胞子形成時における部位特異的な局在化機構について新規の知見を得た。また、ガス壊疽菌(C.perfringens)発芽酵素SleCによるコルテックスペプチドグリカンの特異的切断部位の決定に成功した。枯草菌(Bacillus subtilis)の発芽に重要な役割を果たす胞子固有のペプチドグリカン(コルテックス)に対する分解酵素SleBをコードする遺伝子sleBとオペロンを形成するypeBは、枯草菌ypeB欠損株の表現型がsleB欠損株のそれと全く同一であることから、ypeβ遺伝子産物が胞子発芽時におけるSleBのコルテックス分解活性発現に何らかの関与をしている可能性が考えられる。そこで本研究では、まず、B.cereus

sleB相同遺伝子の3'-下流領域およびB.megaterium sleB-ypeB相同遺伝子のクローニングを行ない、発芽関連遺伝子オペロンsleB-ypeBが他のBacillus属細菌に普遍的に存在する物証を新たに付け加えた。ついで、発芽前後の胞子成分に対する免疫科学的ypeB産物の検出により、B.cereus YpeBが枯草菌同様に胞子発芽時に50Kから30Kタンパク質へとプロセシングされることを見出すとともに、B.cereusにおいては30K YpeBフラグメントが発芽時に胞子より遊離することを示した。さらに、B.cereus 30K YpeBフラグメントのN-末端アミノ酸配列を決定することにより発芽時特異的なYpeBのプロセシング部位を同定することに成功した。Bacillus属やClostridium属の細菌が外部環境の悪化に伴って形成する胞子は、通常の熱殺菌では死滅させることは難しく、環境の好転により発芽、栄養増殖して変敗や食中毒、感染症などの問題を起こす。従って、胞子の発芽機構の解明は単に生命現象の新たな分子論的理解をもたらすばかりでなく、「食と健康」環境の改善をもたらす端緒を切り開くものである。枯草菌(Bacillus subtilis)の発芽に重要な役割を果たす胞子固有のペプチドグリカン(コルテックス)に対する分解酵素SleBをコードする遺伝子sleBとオペロンを形成するypeBは、枯草菌ypeB欠損株の表現型がsleB欠損株のそれと全く同一であることから、ypeB遺伝子産物が胞子発芽時におけるSleBのコルテックス分解活性発現に何らかの関与をしている可能性が考えられる。本年度においては、平成15年度における主たる研究成果である(1)B.cereus及びB.megateriumのゲノム解析による発芽関連遺伝子オペロンsleB-ypeBのBacillus属細菌における普遍的存在の確認、(2)発芽時特異的なB.cereus YpeBのプロセシング部位の同定、等をさらに発展させ、細菌胞子の発芽機構の分子論解明を促す以下に示すような成果を得ることが出来た。すなわち、枯草菌YpeBの胞子発芽時におけるプロセシング部位同定にも成功し、YpeBプロセシング部位がBacillus属細菌胞子に普遍的に保存されていることを明らかにした。また、枯草菌YpeBのプロセシング部位近辺のアミノ酸変異が胞子発芽に影響を及ぼすことを明らかにした。さらに、SleB-GFP融合タンパク質を用いて、胞子形成時における部位特異的な局在化機構について新規の知見を得た。加えて、ガス壊疽菌(C.perfringens)発芽酵素SleCによるコルテックスペプチドグリカンの特異的切断部位の決定に成功した。
核医学画像診断による放射線心筋障害の早期検出のための前向き研究

本研究の目的は、放射線治療による心筋障害の予測における、核医学画像診断の有用性を検討することである。早期食道癌に対する根治的化学放射線療法を施行した12症例を対象とし、治療前後の心筋脂肪酸代謝障害を、放射性薬剤(I-123 BMIPP)とSPECT/CTを用いて計測し、心筋への照射線量との相関を検討した。boost照射前・照射3ヶ月後では、心筋脂肪酸代謝障害と心筋照射線量に相関が見られたが、照射1年では、相関は認められなかった。本結果から、化学放射線療法後の長期的な心筋脂肪酸代謝障害は、心筋照射線量のみでは予測困難と考えられ、核医学画像診断は、長期的な心筋障害の予測に資する可能性が示唆された。当初の研究計画に従い、前年度に引き続き研究対象症例の募集・集積を行った。早期食道癌に対する根治的放射線治療の適応があり、本研究に関して口頭・書面でインフォームドコンセントが得られた症例を対象に、放射線治療前、照射野変更前、放射線治療後1ヶ月、1年後に放射性薬剤のI-123 15-(p-iodophenyl)-3-(R, S) methylpentadecanoic acid [I-123 BMIPP] (商品名「I-123カルディオダイン注」)を用いた心筋脂肪酸代謝画像検査(BMIPP心筋シンチ)を行った。また、照射前後でF18- fluoro-deoxy-glucose [F18-FDG] PET/CTを用いた心筋糖代謝画像検査を施行した。研究協力者の多大な貢献により順調に症例数を伸ばすことができた。昨年度に引き続き8症例がエントリーし、合計12症例となった。これまで、経過観察期間における脱落症例は認められなかった。研究期間を考慮して今年度中に新規症例の募集は終了し、今後は対象症例の経過観察を行うこととした。これまで得られた心筋脂肪酸代謝画像、心筋糖代謝画像と照射後の経時的な心筋の代謝変化と照射線量、照射野、心イベントとの関連を検討した。その他、当該研究分野の研究会に参加し、最新の情報を収集することができた。他研究者とのディスカッションを通じて、今後の研究の推進に資する有益な情報を得ることができた。研究課題の臨床試験登録(UMIN Clinical Trials Registry)を行い、学内倫理委員会の了承を得たのち、症例の募集・集積を開始した。当初の予定通り、食道癌に対する根治的放射線治療の適応があり、本研究に関してインフォームドコンセントが得られた症例に対して、照射の前、照射野変更前、照射後に放射性薬剤のI-123 15-(p-iodophenyl)-3-(R, S) methylpentadecanoic acid [I-123 BMIPP]を用いた心筋脂肪酸代謝画像検査、F18- fluoro-deoxy-glucose [F18-FDG] PET/CTを用いた心筋糖代謝画像検査を施行した。今年度はまず4症例がエントリーし、照射前後にそれぞれの画像検査が施行された。各検査施行の際に大きな問題はなく、脱落症例も見られなかった。今後、順調に症例数が伸びていくものと思われる。また、解析用のコンピュータを購入し、画像解析方法について検討を行った。心筋の心筋分割方法(17分割)と照射野との相関が明瞭な横断像による解析方法の2つを行うプロトコールに決定した。その他、研究の初年度にあたる本年度は、当該研究分野の学会・研究会である欧州核医学会・学術集会(EANM 2013)、日本核医学会総会に参加し、情報収集を行った。他研究者とのディスカッションを通じて、今後の研究の推進に資する最新の情報を得ることができた。早期食道癌に対する根治的放射線治療の適応があり、本研究に関して口頭・書面でインフォームドコンセントが得られた12症例が前年度までにエントリーし、当初の研究計画に従い、対象症例の経過観察を行った。放射線治療前、照射野変更前、放射線治療後1ヶ月、1年後に放射性薬剤のI-123 15-(p-iodophenyl)-3-(R, S)methylpentadecanoic acid [I-123 BMIPP](商品名「I-123カルディオダイン注」)を用いた心筋脂肪酸代謝画像検査(BMIPP心筋シンチ)を行った。これまでの経過観察期間に1例が1年後の経過観察の画像評価の前に、肺炎により永眠されたが、その他に脱落症例は認められなかった。1例に重大な心イベント(冠動脈前下行枝領域の心筋梗塞)が認めら、1例が肺転移切除術前の術前検査で、冠動脈狭窄の進行が認められ、血行再建術が施行された。早期食道癌に対する根治的化学放射線治療を行った12症例について、前年度までに放射性薬剤I-123 15-(p-iodophenyl)-3-(R, S) methylpentadecanoic acid [I-123 BMIPP]

(商品名「I-123カルディオダイン注」)を用いた心筋脂肪酸代謝画像検査(BMIPP心筋シンチ)、F18- fluorodeoxyglucose [F18-FDG] PET/CTを用いた心筋糖代謝画像検査を施行し、本年度は、研究計画に則って、外来にて心筋障害に関する経過観察を行った。照射1年後に肺炎による死亡のために脱落した1症例を除く残りの11症例に脱落はなく、経過観察することができた。これまで得られたBMIPP心筋シンチによる脂肪酸代謝画像、F-18 FDG PET/CTによる心筋糖代謝画像を用いて、照射後の経時的な心筋の代謝変化と心筋への照射線量との関連について解析した。また、研究計画通り、結果を国際学会(European Association of Nuclear Medicine 2015)で発表した。また、英文誌(Radiotherapy and Oncology: doi:10.1016/j.radonc.2016.01.024)にアクセプトされ、掲載予定である。その他、心イベントと照射線量、画像による心筋代謝変化との関連についても検討予定である。本研究の目的は、放射線治療による心筋障害の予測における、核医学画像診断の有用性を検討することである。早期食道癌に対する根治的化学放射線療法を施行した12症例を対象とし、治療前後の心筋脂肪酸代謝障害を、放射性薬剤(I-123 BMIPP)とSPECT/CTを用いて計測し、心筋への照射線量との相関を検討した。boost照射前・照射3ヶ月後では、心筋脂肪酸代謝障害と心筋照射線量に相関が見られたが、照射1年では、相関は認められなかった。本結果から、化学放射線療法後の長期的な心筋脂肪酸代謝障害は、心筋照射線量のみでは予測困難と考えられ、核医学画像診断は、長期的な心筋障害の予測に資する可能性が示唆された。当該年度は本研究3年目にあたり、主に対象となる12症例の経過観察の画像評価、臨床的評価を行った。各検査施行の際に大きな問題は認められなかった。平成27年3月現在で、肺炎で死亡した1例を除く全例で照射後のBMIPP心筋シンチが完了し、3症例で1年後の最後のBMIPP心筋シンチまで行うことができた。初年度の症例のエントリーが少なかったことが影響して目標症例には届かなかったが、十分に解析可能な症例数と考えられる。エントリーした症例に関して、当初の予定通り経過観察を行うことができた。核医学画像診断昨年度で経過観察のBMIPP心筋シンチは全て完了しており、今年度は、対象症例を追跡し、血液検査や生理学的検査を行い、放射線心筋障害と考えられる心イベントの有無の評価を行う。また、逐次画像評価を行い、照射後の経時的な心筋の代謝変化と照射線量、照射野、心イベントとの関連を検討する。その他、当該研究分野に関する学会・研究会に参加し、研究の成果を公表していく予定である。当該年度は本研究2年目にあたり、症例の収集と経過観察を行った。昨年度に引き続き8症例がエントリーし、合計12症例となった。各検査施行の際に大きな問題はなく脱落症例も認められなかった。平成26年3月現在で、全例で照射後のBMIPP心筋シンチが完了し、3症例で1年後の最後のBMIPP心筋シンチまで行うことができた。
双極性障害における脳内報酬回路の機能障害の解明:基礎的および臨床的研究の統合

双極性障害では、統合失調症と類似した、聴覚誘発電位およびミスマッチ陰性電位の異常が見いだされたが、その程度は軽く、健常者との間に優位さは無い。したがって、統合失調症と双極性障害の鑑別に応用することができると思われた。双極性障害では、セロトニントランスポーターの遺伝子多型と関連していた。動物にストレスを負荷すると、脳内で、視床下部や報酬系、前頭葉を巻き込んだ神経回路が賦活された。このことは免疫負荷した場合も同様であった。臨床研究では、グルタミン酸神経機能の評価として聴覚ミスマッチ陰性反応(Mismatch Field:MMF)を記録している。平成19年度においては高密度306チャンネル脳磁図計を用いて、久山町より募集した被験者を含む健常ボランティア24名(男性10名、女性14名)、双極性障害患者5名(男性2名、女性3名)の聴覚MMFの測定を行った。平均年齢は健常ボランティア群で38.1±15.3歳、双極性障害患者群で38.4±8.9歳であった。健常ボランティアでは全被験者にて聴覚MMFが認められ、聴覚MMFの脳内における電流源推定が可能であった。今後は被験者数を増やし、両群における聴覚MMFの磁場強度および電流源について解析を進めていく予定である。本研究における遺伝学的研究は、セロトニントランスポーター(5HTT)、アデノシン受容体(ADORA1)、NIMHがゲノムワイドスキャンにより同定したイノシトール情報伝達系のDGKH、各遺伝子の相関解析を主として施行した。理研・脳科学総合研究センターと共同で、日本人健常非罹患群370名、罹患群366名のゲノタイピングを施行したが、我国では5HTT遺伝子(SERTPR)のゲノタイプ頻度のみで優位差が認められた(P=0.0002)。本障害に罹患する日本人は、遺伝学的には5HTT遺伝子の強い関与が考えられた。基礎研究では、野生型(WT)マウスにおいて、lipopolysaccharide(LPS)投与に対する脳内ストレス反応を検討した。ニューロンの反応は最初期遺伝子c-Fosの発現パターンによって調べた。LPS1mg/kg投与2時間後では、分界条床核腹内側部、視床室傍核、視床下部室傍核・視交叉上核および脳弓周囲外側野、扁桃体中心核内側部、結合腕傍核、孤束核などの部位にc-Fosが見られたが、投与24時間後には消失していた。Iba-1の免疫染色によって調べたマイクログリアの分布および形態の変化は、c-Fosとは対照的に2時間後よりも24時間後のほうが顕著であり、視床下部弓状核および腹内側核、海馬、脳室周囲器官(脳弓下器官、最後野)において明らかであった。臨床研究では、グルタミン酸神経機能の評価として聴覚ミスマッチ陰性反応(Mismatch Field: MMF)を記録している。平成20年度においては高密度306チャンネル脳磁図計を用いて、久山町より募集した被験者を含む健常ボランティア24名(男性10名、女性14名)、双極性障害患者5名(男性2名、女性3名)の視覚ミスマッチ陰性電位を記録した。双極性障害患者は健常者と比較してv-MMNが減衰しており、視覚情報自動処理の異常の可能性が示唆されたが、その程度は統合失調症患者よりも軽かった。ペア声刺激を用いたP50mの検索により、類似した病像を呈すことがある双極性障害と統合失調症の感覚フィルタリング機構障害に対するより詳細な評価が可能であり、生物学的基盤に基づいたさらなる病態解明が進むことが予想される。基礎研究では、昨年度報告したlipopolysaccharide(LPS)全身投与につづき、強制水泳ストレス(FS)および拘束ストレス(RS)による転写因子Fosの誘導パターンを分析した。内側前頭前皮質(辺縁下皮質、辺縁前皮質)、側坐核、外側中隔核、分界条床核、視床室傍核(前部および後部)、視索前域(外側野、内側野)、視床下部前野・背内側核・副内側核・後核、梨状皮質、扁桃体(基底外側核、基底内側核)、嗅傍皮質、嗅内皮質、海馬台(腹側)、海馬(背側、腹側)、水道周囲灰白質(腹外側部)、脚橋被蓋核、橋核、大細胞性縫線核、背側被蓋核、青斑核、といった多くの領域でc-Fosの発現が見られた。対照的に、FS負荷を行った場合には、明確にc-Fosの発現が見られたのは、内側前頭前皮質、視床室傍核(前部)、海馬台(腹側)、海馬(腹側)に限定されていた。FS負荷によるc-Fosの誘導を調べた先行研究は多いが、このような比較は少なく、とくにマウスでは我々め知る限り、先例はない。

C57BL/6J系統のマウスの場合、FST(単回、6分間)を行って120分後にパラフォルムアルデヒドにて灌流固定を行い、クライオスタットで標本を作製し、免疫組織化学にてc-Fosの分布を検討した。その結果、前頭前皮質内側部(辺縁前皮質・辺縁下皮質)、外側中隔核(特に尾側腹側部)、扁桃体基底外側核(吻側内側部)、内嗅領皮質、腹側海馬台、海馬(アンモン角・歯状回)、視床室傍核、視索前域外側核、視床下部前核、視床下部後核、水道周囲灰白質(中間部の腹外側部および背内側部)といった領域に、c-Fosの発現が見られた。同様の手法にて、TSTが賦活する経路についても検討した。標準的な6分間の試験では十分なc-Fosの発現が見られなかったため、12分間で行ったところ、一定の部位に発現が見られた。c-Fosが発現したのは、扁桃体基底内側核、内嗅領皮質、腹側海馬台、視索前域内側核、視床下部後核、水道周囲灰白質(腹外側部)といった部位であった。我々は抗うつ薬の活性化ミクログリアに対する影響をin vitroで検索した。その結果、いくつかの抗うつ薬は活性化ミクログリア由来のNOや炎症性サイトカインの産生を抑制することが判った。抗精神病薬は難治性のうつ病に抗うつ薬と併用されることがしばしばある。我々の研究から、いくつかの抗精神病薬も活性化ミクログリア由来のNOや炎症性サイトカインの産生を抑制することが判った。更に、これら抗うつ薬及び抗精神病薬の活性化ミクログリアに対する作用が、モノアミントランスポーターやドーパミンレセプターに対する作用とは独立している可能性も示唆された。
糖鎖遺伝子の細胞内ターゲット分子同定とグライコミクス研究における糖鎖機能の解析

申請書の計画書に基づき、糖転移酵素N-アセチルグルコサミン転移酵素IIIとV(GnT-III, GnT-V)の細胞内糖鎖標的分子の同定と機能解析を行った。まずGnT-IIIトランスジェニックマウスを用いてジエチルニトロサミンによる肝腺腫形成実験を行った。するとコントロールマウスに較べてGnT-IIIトランスジェニックマウスでは、腫瘍の形成が抑制される傾向が見られた。しかし、GnT-IIIトランスジェニックマウスの中にも腫瘍形成の見られた例が少数存在し、これらのマウスの血清タンパクを2次元タンパク電気泳動とレクチンブロットにより解析したところ、6つの糖タンパク質に糖鎖の変化(GnT-IIIによる糖鎖修飾)が見られた。その中の一つがハプトグロビンのβ鎖であった。ハプトグロビンはラジカル除去分子として近年注目されており、今後肝臓の発癌過程におけるハプトグロビンの役割と糖鎖の関係を詳細に検討する必要がある(Free Radical Research 36, 827-833, 2002)。またGnT-Vの糖鎖標的分子としてマトリプターゼを同定した。マトリプターゼは近年クローニングされた膜結合型セリンプロテアーゼで、GnT-Vがこの酵素の糖鎖を修飾すると安定性が増し、分解されにくくなる。すなわちGnT-Vを過剰発現させた胃癌細胞MKN45をヌードマウスに移植すると著しいがん転移が見られ、コントロール細胞に較べてマトリプターゼの分泌亢進を認めた。GnT-Vが何故がんの転移を促進するのか長年の謎であったが、本研究はGnT-Vの標的分子を同定したこと、糖鎖修飾により生物機能が変化したことを初めて見い出したもので、学問的価値が高いと考えられる(J. Biol. Chem. 277, 16960-16967, 2002)。申請書の計画に従い、細胞内糖鎖遺伝子のターゲット分子の同定と機能解析を中心に糖鎖機能の解明の研究を行った。これまで糖鎖遺伝子の導入により作成した糖鎖リモデリング細胞は癌転移を抑制するケース(GnT-III,α1-6FucT)が多かったが、GnT-Vの遺伝子導入胃癌細胞は癌転移を促進した。その主なメカニズムとして膜結合型セリンプロテアーゼであるマトリプターゼの発現量増加が癌転移促進の主な機構であることを見い出した。興味あることに、GnT-Vの遺伝子導入によりマトリプターゼの遺伝子発現量には変化を認めないが、GnT-Vにより糖鎖改変を受けたマトリプターゼは、分解が阻害され蓄積することがわかった(JBC in press)。さらにGnT-Vには腫瘍の血管新生を促進させる機能があることを発見した。しかもそれはGnT-Vにより特定の糖タンパク質が機能改変を受けるのではなく、糖転移酵素としての機能とは全く別に分泌されたGnT-Vのあるペプチドドメインに血管新生作用のあることを解明した(JBC in press)。これら以外にもGnT-Vはメタロプロテアーゼの生体内阻害物質であるTIMP-1の機能をモジュレートする働きがあることも見い出しており(未発表データ)、GnT-Vの多面的な生物機能がターゲット分子レベルで解明されつつある。一方、GnT-IIIの糖鎖産物を認識するレクチンとしてannexin Vを同定したが、現在このレクチンに特異的に結合するタンパク質をpull down assayにより同定した(未発表データ)。現在、細胞内でのinterractonを検討中である。

申請書の計画書に基づき、糖転移酵素N-アセチルグルコサミン転移酵素IIIとV(GnT-III, GnT-V)の細胞内糖鎖標的分子の同定と機能解析を行った。まずGnT-IIIトランスジェニックマウスを用いてジエチルニトロサミンによる肝腺腫形成実験を行った。するとコントロールマウスに較べてGnT-IIIトランスジェニックマウスでは、腫瘍の形成が抑制される傾向が見られた。しかし、GnT-IIIトランスジェニックマウスの中にも腫瘍形成の見られた例が少数存在し、これらのマウスの血清タンパクを2次元タンパク電気泳動とレクチンブロットにより解析したところ、6つの糖タンパク質に糖鎖の変化(GnT-IIIによる糖鎖修飾)が見られた。その中の一つがハプトグロビンのβ鎖であった。ハプトグロビンはラジカル除去分子として近年注目されており、今後肝臓の発癌過程におけるハプトグロビンの役割と糖鎖の関係を詳細に検討する必要がある(Free Radical Research36,827-833,2002)。またGnT-Vの糖鎖標的分子としてマトリプターゼを同定した。マトリプターゼは近年クローニングされた膜結合型セリンプロテアーゼで、GnT-Vがこの酵素の糖鎖を修飾すると安定性が増し、分解されにくくなる。すなわちGnT-Vを過剰発現させた胃癌細胞MKN45をヌードマウスに移植すると著しいがん転移が見られ、コントロール細胞に較べてマトリプターゼの分泌亢進を認めた。GnT-Vが何故がんの転移を促進するのか長年の謎であったが、本研究はGnT-Vの標的分子を同定したこと、糖鎖修飾により生物機能が変化したことを初めて見い出したもので、学問的価値が高いと考えられる(J.Biol.Chem. 277,16960-16967,2002)。
スイッチ機能付きスピントンネル素子創製に関する研究

2重トンネル強磁性接合は,スピン依存共鳴トンネル効果の発現が理論上予見されている.本研究はこのような特性を示すスピン2重トンネル接合作製のための基礎データの収集を目指して行った.トンネル接合の強磁性体および絶縁体は,ハーフメタルであるCo_2MnT(T=Ge, Si)と格子定数の近いSrF_2を選定した.また,新しいハーフメタルの材料として,CoCrFeAl合金について実験を行った.まず,SrF_2を酸化膜付きSi基板上に作製し,AFM(原子間力顕微鏡)を用いて表面粗さを測定した.その結果,SrF_2は,膜厚が100Å以下では表面粗さが40Å以上あり,絶縁体として最適でない結果が得られた.さらに作製法の検討を行う必要がある.次いで,ホイスラー合金Co_2MnT(T=Ge, Si)の作製を目指した.T=Geの場合,573Kの基板温度で,T=Siの場合は,673Kの基板温度でスパッタした場合,L2_1構造となることが明らかとなった.このホイスラー合金を電極とする強磁性トンネル接合の作製を試みた.この際,絶縁体は従来のAlの酸化物を用いて作製した.磁気抵抗比はほとんど得られなかった.この原因は,L2_1構造を得るために,基板温度を高温にしたため,表面荒さの増加が原因と考えられる.最後に,CoCrFeAlの作製を試みた.基盤温度が室温の場合,B2構造が得られることが分かった.この合金を電極とする強磁性トンネル接合を作製した結果,室温で16%,5Kで26%の磁気抵抗比が得られた.フルホイスラー合金を用いた強磁性トンネル接合では,トンネル磁気抵抗効果をはじめて観測したものである.2重トンネル強磁性接合は,スピン依存共鳴トンネル効果の発現が理論上予見されている.本研究はこのような特性を示すスピン2重トンネル接合作製のための基礎データの収集を目指して行った.トンネル接合の強磁性体および絶縁体は,ハーフメタルであるCo_2MnT(T=Ge, Si)と格子定数の近いSrF_2を選定した.また,新しいハーフメタルの材料として,CoCrFeAl合金について実験を行った.まず,SrF_2を酸化膜付きSi基板上に作製し,AFM(原子間力顕微鏡)を用いて表面粗さを測定した.その結果,SrF_2は,膜厚が100Å以下では表面粗さが40Å以上あり,絶縁体として最適でない結果が得られた.さらに作製法の検討を行う必要がある.次いで,ホイスラー合金Co_2MnT(T=Ge, Si)の作製を目指した.T=Geの場合,573Kの基板温度で,T=Siの場合は,673Kの基板温度でスパッタした場合,L2_1構造となることが明らかとなった.このホイスラー合金を電極とする強磁性トンネル接合の作製を試みた.この際,絶縁体は従来のAlの酸化物を用いて作製した.磁気抵抗比はほとんど得られなかった.この原因は,L2_1構造を得るために,基板温度を高温にしたため,表面荒さの増加が原因と考えられる.最後に,CoCrFeAlの作製を試みた.基盤温度が室温の場合,B2構造が得られることが分かった.この合金を電極とする強磁性トンネル接合を作製した結果,室温で16%,5Kで26%の磁気抵抗比が得られた.フルホイスラー合金を用いた強磁性トンネル接合では,トンネル磁気抵抗効果をはじめて観測したものである.本研究は、高品位スピントンネル接合を作成するため、ハーフメタルを電極とするトンネル接合の作製、もしくは2重トンネル接合によりスピン依存共鳴トンネル効果の発現を目指す。本年度はCo_2MnGeのホイスラー合金の作製ならびに微細加工プロセスを用いた微小強磁性トンネル接合作製技術の確立を目的とし、研究を行った。ハーフメタルに関しては、Cr層をバッファーとし、適切なスパッタ条件・熱処理条件により、飽和磁化、格子定数がバルク値に近いCo_2MnGeホイスラー合金薄膜が得られることが明らかとなった。つまり、Co_2MnGeターゲット上にMn,Geのチップをそれぞれ10枚、7枚配置した場合、組成比が2.0 : 1.0 : 1.0の薄膜が得られ、さらに400°Cで熱処理することにより飽和磁化が970emu/ccとバルク値(1002emu/cc)に近い値が得られた。またこの場合、格子定数もバルク値に等しい値が得られている。次に、微小トンネル接合の作製に関しては、接合面積50μm×50μm0.5μm×0.5μmの接合を作製し、その磁気抵抗効果ならびに耐熱特性を調べた。面積の減少に反比例して抵抗値は増加し、磁気抵抗比の面積依存性はほとんどなかった。また接合を焼鈍した結果、メタルマスクを用いて作製した100μm×100μmの接合に比べ耐熱性は向上していた。これらの結果から、接合界面の平坦性に優れた高品質トンネル接合の作製ができているものと思われる。今後、Co_2MnGeを電極としたスピントンネル接合の作製、ならびに2重トンネル接合の作製を試みていく。2重トンネル強磁性接合は,スピン依存共鳴トンネル効果の発現が理論上予見されている.本研究はこのような特性を示すスピン2重トンネル接合作製のための,基礎データの収集を目指して行った.

トンネル接合の強磁性体および絶縁体は,ハーフメタルであるCo_2MnT(T=Ge, Si)と格子定数の近いSrF_2を選定した.また,新しいハーフメタルの材料として,CoCrFeAl合金について実験を行った.まず,SrF_2を酸化膜付きSi基板上に作製し,AFM(原子間力顕微鏡)を用いて表面粗さを測定した.その結果,SrF_2は,膜厚が100Å以下では表面粗さが40Å以上あり,絶縁体として最適でない結果が得られた.さらに作製法の検討を行う必要がある.次いで,ホイスラー合金Co_2MnT(T=Ge, Si)の作製を目指した.T=Geの場合,573Kの基板温度で,T=Siの場合は,673Kの基板温度でスパッタした場合,L2_1構造となることが明らかとなった.このホイスラー合金を電極とする強磁性トンネル接合の作製を試みた.この際,絶縁体は従来のAlの酸化物を用いて作製した.磁気抵抗比はほとんど得られなかった.この原因は,L2_1構造を得るために,基板温度を高温にしたため,表面荒さの増加が原因と考えられる.最後に,CoCrFeAlの作製を試みた.基板温度が室温の場合,B2構造が得られることが分かった.この合金を電極とする強磁性トンネル接合を作製した結果,室温で16%,5Kで26%の磁気抵抗比が得られた.フルホイスラー合金を用いた強磁性トンネル接合では,トンネル磁気抵抗効果をはじめて観測したものである.