hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分散型網管理に基づくストリーム/非ストリームフロー共存収容方式の研究

本研究ではこれまでに,インターネットを用いた音声通話や映像配信サービス等を円滑に実現する方法を提供することを目的に,通信品質制御方式Dynamic Class Assignment Method(DCA),通信受付制御方式Tentative Accommodating and Congestion Confirming Strategy(TACCS)の2方式を提案し,それらの有効性を確認してきた.しかし,昨今急速に普及が進んでいるIEEE802.11Wireless LAN上でTACCSを適用した場合に,問題が生じることが明らかになった.IEEE802.11 Wireless LANドメインを通じたマルチメディアストリーム伝送,特に,音声通話を同規格のネットワーク上で行うVoWLAN(Voiceover IP over Wireless LAN)は,次世代の移動体通信の基盤として大きな注目を集めていることから,この問題の解決は急務であるため,これを解決するための方式として,Call Admission Controlusing Time Between Idle Timesを確立した.本年度は,同方式のプロトタイプの実装を行うとともに,TACCSと組み合わせる場合の検討を行い,DCA,TACCSを組み合わせた,提案するストリームフロー動的クラス割当方式と同方式の併用を可能にした.これにより,ワイヤレスドメインまで含めて対応可能な通信品質制御方式が実現された.さらに,昨年度までに進めてきた,DCA,TACCSの実装をさらに進め,それらが抱えていた実装上の問題の解決も行った.本研究では,これまでに提案している,ストリームアプリケーションの通信(以下,ストリームフロー)とその他の通信とを,相互影響を抑制しつつ共存収容する,ストリームフロー動的クラス割当方式を,複数リンクで構成されたネットワークドメインモデルに適用するために,網の入口ノードに独立して到着するストリームフローに対して適切にAdmission制御を行う,新しい輻輳管理方式Tentative Accommodating and Congestion Confirming Strategy(TACCS)を提案した.TACCSでは,新規フロー到着時,ネットワークの資源情報を収集せずにそれらを一時収容,輻輳の有無を確認した後に正式収容することで,資源管理の必要がないAdmission制御を実現する.一時収容の際,一時収容トラヒックが正式収容フローの品質を劣化させる問題を回避することを目的に,Drop Precedenceによるパケットの差別化を行うため,本研究ではまず,同目的に適したDrop Precedenceの実現方法を模索し,一般に広く用いられてきたDrop Precedenceの実現方法であるMultilevel Random Early Detection(MRED)を用いるのに比べ,実キュー長に基づくパケット廃棄を行うMultilevel Drop Tail(MDT)の方が,同目的により適切であることを示した.さらに,2種類の待ち行列システム,M[X]/M/c/cとM/G/1/Kを組み合わせてTACCSをモデル化し,理論解析した結果から,TACCSを用いることで,従来のようにドメインの集中管理を行う必要なくAdmission制御を実現できることを示した.本件急ではこれまでに,インターネットを用いた音声通話や映像配信サービス等を円滑に実現する方法を提供することを目的に,通信品質制御方式Dynamic Class Assignment Method(DCA),通信受付制御方式Tentative Accommodating and Congestion Confirming Strategy(TACCS)の2方式を提案し,それらの有効性を確認してきた.上記2方式を統合することで,インターネットのような大規模ネットワークに適用できるだけの規模対応性を有した品質制御方式を実現できることを前年度明らかにし,報告したが,DCAの中核であるクラス選択アルゴリズムを変更することなく両者を統合した場合,TACCSの特性により,必要以上のフロー棄却が生じてしまう問題が起こり得ることが判明したため,DCAのアルゴリズムを,統合により適した制御が行えるよう改良するための検討を行った.その結果から,TACCSを用いた場合のフロー棄却率を理論解析により導出した結果を,クラス選択アルゴリズムで参照することで,問題を解決し,より効果的なクラス選択を実現できることを明らかにした.上記と並行して,当初提案した,コアノードへの追加機能の実装が必須であったTACCSを拡張し,このコアノードへの追加機能を必要とせず,エッジノードの連携のみで受付制御を実現するEdge-based TACCSについても検討を進め,同方式を確立するとともに,同方式が,コアノードへの機能追加を必要どしないにもかかわらず,従来のTACCSに比べて遜色ない性能を実現可能であることを,理論解析により示した.さらに,DCAの実装を進め,実際にストリーム/非ストリームフローの品質向上を実現できることを確認した.本研究ではこれまでに,インターネットを用いた音声通話や映像配信サービス等を円滑に実現する方法を提供することを目的に,通信品質制御方式Dynamic Class Assignment Method(DCA),通信受付制御方式Tentative Accommodating and Congestion Confirming Strategy(TACCS)の2方式を提案し,それらの有効性を確認してきた.しかし,昨今急速に普及が進んでいるIEEE802.11 Wireless LAN上でTACCSを適用した場合に,問題が生じることが明らかになった.IEEE802.11 Wireless LANドメインを通じたマルチメディアストリーム伝送,特に,音声通話を同規格のネットワーク上で行うVoWLAN(Voiceover IP over Wireless LAN)は,次世代の移動体通信の基盤として大きな注目を集めていることから,この問題の解決は急務であるため,これを解決するための方式として,Call Admission Controlusing Time Between Idle Timesを確立した.本年度は,同方式のプロトタイプの実装を行うとともに,TACCSと組み合わせる場合の検討を行い,DCA,TACCSを組み合わせた,提案するストリームフロー動的クラス割当方式と同方式の併用を可能にした.これにより,ワイヤレスドメインまで含めて対応可能な通信品質制御方式が実現された.さらに,昨年度までに進めてきた,DCA,TACCSの実装をさらに進め,それらが抱えていた実装上の問題の解決も行った.
走査トンネル顕微鏡による半導体中のナノスケール核スピン偏極と検出

極低温100mK、強磁場8Tで動作する走査ゲート顕微鏡を用いて、4μm幅のホールバー内で生じた核スピン偏極の分布を測定する手法を開発した。これは、ナノスケールでの核スピン偏極の分布の測定、さらにはナノスケールでの核スピン偏極の実現につながる大きな成果である。核スピン偏極をナノスケールで偏極・検出するためには、極低温・強磁場で動作する走査トンネル顕微鏡(STM)及びそれを用いた走査トンネル分光(STS)が必要となる。このシステムを構築するためSTMを希釈冷凍機に挿入することにより、30mKの極低温及び12Tの強磁場中で標準試料の積層グラファイトの一原子層のステップ構造をとらえることに成功した。また、強磁場中でSTSを行い、グラファイト表面に存在する擬二次元電子系のランダウレベルの観測にも成功した。これは、本実験で必要となる極低温・強磁場の環境下でSTM・STS測定が安定に行える事を示している。また、本実験で用いる試料である吸着原子誘起二次元電子系を作成するため、硫黄分子を含むアルカリ溶液中でInSbのウエハーをへきかいすることで、清浄表面に硫黄分子を吸着させた。この吸着過程時は水溶液の温度を一定に保つ必要があるため、恒温槽内ですべての過程を行った。その後、二次元電子系が実際に誘起されているかどうか確認するため、フォトリソグラフ技術と電子ビーム蒸着機を用いて数個の電極を試料表面に取り付け、電気抵抗測定を行った。その結果、100mKの極低温で磁気抵抗の振動を観測した。これは二次元電子系に特徴的である量子ホール効果を反映したものである可能性があるが、再現性を始めより詳細な実験を今後行う必要がある。硫黄分子を吸着したInSb表面のSTM測定も行ったが、安定なSTM像が得られなかったことから、今後、吸着硫黄分子の量を最適化する必要があると考えられる。InSb上の硫黄終端した試料では走査トンネル顕微鏡像が安定に得られなかったことから、InSb上に大気中で安定な表面二次元電子系を作成することが困難であることが分かった。そこで、実験手法の見直しを行い、次の2つの実験に着手した。一つ目は、大気中でも電気的に安定な2次元層を持つMoS_2の単一層上における走査トンネル顕微鏡を用いた測定。二つ目は、GaAs/AlGaAsヘテロ構造中の二次元電子系に原子間力顕微鏡測定を組み合わせ、探針から二次元電子ガスに局所電界を印加しながら抵抗測定を行う、いわゆる走査ゲート顕微鏡(SGM)測定である。前者に関しては、多層構造のMoS_2を10層程度まで薄くし室温でSTM観察をすることに成功した。これらの成果により、単層MoS_2を作成し低温・強磁場STM測定を行うための基礎技術を習得したと言える。後者に関しては、希釈冷凍機中に原子間力顕微鏡を組み込み、約100mKの極低温、8Tの強磁場下で、核スピン偏極が生じる量子ホール効果のブレークダウン領域でのSGMマッピングに成功した。現在のところ核スピン偏極に起因する顕著なイメージの変化を得るまでには至っていないが、本年度行った走査ゲート顕微鏡技術の確立は、今後量子ホール状態での核スピン偏極およびその観察の実現につながる大きな成果といえる。また、過去に行った表面二次元電子系を用いた走査トンネル分光の実験結果から、量子ホール状態の状態密度の空間パターンの解析も行った。その結果、特に高次のランダウレベルにおいて、実空間での局所状態密度は複雑なパターンを形成するが、フーリエ変換することにより波数空間ではn次のランダウレベルにおいてn個の極小値が磁気長の逆数程度の決まった波数で現れる事が分かった。これらの結果から、局所的な核スピン偏極またはその観測において必要なスピン分離ランダウレベルの状態がどのように空間的に分布するかを明らかにした。
食餌性因子でエピゲノム異常のリセットは可能か？―食によるがん予防を目指して―

感染・炎症などの環境因子がゲノム・エピゲノム異常を誘発する。一方で、食餌性因子が有効に作用し、異常の制御に働くとの報告もある。食餌性因子の影響評価に先立ち、我々はメチル化DNAの定量法を検討し、バイサルファイト処理DNAを用い、Bisulfite Amplicon Sequencing (BAS)法によりメチル化率を高精度に測定できることを明らかにした。Epstein-Barrウイルス感染関連上咽頭癌の流行地に、発病率が低い地域があり飲茶習慣との関係が注目される。そこで茶葉ポリフェノールエピガロカテキンガレートでヒト上咽頭癌培養細胞を処理し、DNAメチル率と遺伝子発現変化について検討している。感染・炎症や喫煙などの環境因子がエピゲノム異常を誘発する。近年、がん細胞におけるエピゲノム異常に対し、有効に作用する食餌性因子が多数存在することが明らかになりつつある。クルクミンなどのポリフェノールやメラトニンなどの食餌性因子によりエピゲノム異常を解除(リセット)しようとする試みが始まってきている。我々は、感染・炎症関連発がんの解除を目指して予防効果のある食餌性因子の探索を目指す。平成27年度は食餌性因子の影響評価を正確に行う方法の確立のため、重要なエピゲノム異常の1つであるDNAメチル化の精度の高い定量方法の検討を行った。Epstein-Barr virus (EBV)感染関連ヒト上咽頭癌培養細胞および上咽頭癌組織を用いて、従来用いられてきたBisulfite Genomic Sequencing (BGS)法と次世代シークエンサーを用いるBiSulfite Amplicon Sequencing (BSAS)法を比較検討した。すなわち、バイサルファイト処理したDNAを用いてターゲット遺伝子のプロモーター領域をPCR増幅し、BGS法ではサブクローニングにより、BSAS法では次世代シークエンサーによりシトシンのメチル・非メチルを識別した。BGS法とBSAS法との間で良好な相関が見られた。また、BSAS法ではより精度の高いメチル化の検出ができる可能性が明らかになり、現在、さらに高精度の検出ができる方法への改良に取り組んでいる。食餌性因子によるエピゲノム異常を解除(リセット)できるか否かを評価する方法の確立は重要で有り、ターゲット遺伝子について癌細胞におけるDNAメチル化レベルを塩基(CpG)単位で測定できる状況にある。現在、さらにその精度を上げる方法の検討にはいっており、おおむね順調に進捗していると考える。感染・炎症や喫煙などの環境因子が遺伝子損傷のみならず、エピゲノム異常を誘発し、がんの発生・進展に関与することが次第に明らかになってきている。がん細胞におけるエピゲノム異常をポリフェノールなどの食餌性因子によりエピゲノム異常を解除(リセット)しようとする試みが始まってきている。平成27年度に検討したDNAエチル化率の検出方法について個々のCpGのメチル化率が測定可能であるBisulfite Amplicon Sequencing (BAS)法を実施する基盤を確立し、従来法と比較して、BAS法がより高精度にメチル化率を測定できることを明らかにした(論文投稿中)。さらに現在、メチル化DNA感受性・非感受性酵素処理を組み合わせ、リアルタイムPCRにより定量解析する方法についてもBAS法と比較し、簡便な解析方法として利用できるかを検討している。感染・炎症関連発がんの一つであるEpstein-Barr virus (EBV)感染関連上咽頭癌の流行地域の中に、上咽頭癌の発病率が低い地域があり、飲茶習慣との関係が注目されている。そこで平成28年度は食餌性因子のうち、茶葉ポリフェノールであるエピガロカテキンガレート(epigallocatechin gallate: EGCG)の効果を中心に検討した。EBV感染関連ヒト上咽頭癌培養細胞を用いて、EGCGで処理し、DNAメチル異常の解除と遺伝子発現変化についてマイクロアレイチップを用いて統合解析した。その結果、EGCGによりエピゲノム異常が解除される遺伝子候補を見いだしている。現在、これらの候補遺伝子ががんの進展にどのように関与するかについてさらに検討を進めており、今後の研究進展の基礎的データを得ることができた。1.高精度のDNAメチル化率検出方法を確立する。2.ヒト癌細胞に食餌性因子を曝露し、1.で確立した方法を用いて高精度にメチル化率の変化を測定する。3.ヒト癌細胞に食餌性因子を曝露し、microRNAを測定し、また、そのターゲット遺伝子候補を探索する。4.上記解析でエピゲノム変化の認められた候補遺伝子について、リアルタイムPCRを用い発現変動を確認する。5.培養細胞に候補遺伝子をトランスフェクションして、その機能を解析し、発がんにおける役割を解明する。環境分子医学
遺伝性メトヘモグロビン血症の発症機構の解明

遺伝性メトヘモグロビン血症は、患者組識中のNADH-シトクロムb_5還元酵素(b_5R)の欠損によって発症する常染色体劣遺伝病であり、これまで3型に分類されてきた。すなわち、赤血球の可溶性b_5Rのみが欠損し軽いチアノーゼを呈する「赤血球型」、赤血球のb_5R以外に全身組識のミクロソーム膜に結合したb_5Rも欠損し、チアノーゼ以外に精神遅滞や神経障害を伴う「全身型」、および赤血球や白血球などの血球細胞のb_5Rは欠損するがその他の組識では欠損していないとされている「血液細胞型」である。本年度は黒部で発見された「血液細胞型」について解析した。本疾患については1985年に谷島らにより血液細胞のb_5Rが欠損しているために発症すると報告された。一方我々は最近本疾患の遺伝子を解析し、Leu148→Proの変異を見い出した。そこで我々は部位特異的変異法を用いてcDNAに変異を導入して2種類の変異酵素Leu148→Pro,Leu148→Alaを作り野生型酵素と比較検討した。両変異酵素のKm(NADH),Km(Cyt.b_5)はあまり変化しておらずLeu148→ProのKcatは野生型の60%、Leu148AlaのKcatは90%以上であった。しかし変異酵素を42°Cで10分間加熱するとLeu148→Proでは15%に、Leu148→Alaでは85%に活性が低下した。このようにLeu148→Proは熱安定性は低下しているがKcatが野生型の60%を示す結果を得たので我々は患者の血液細胞および線維芽細胞の酵素活性を再検討したところ、谷島らの報告と異なり、いづれの細胞も野生型の約60%の活性を示した。またそれらの細胞について抗b_5R抗体を用いたウエスタンブロッティングを行なったところ各細胞内に正常細胞と同程度のb_5Rタンパクが含まれていることが明らかとなった。これらの結果から本症例は「血液細胞型」ではなくLeu148→Pro変異によって不安定になったb_5Rを持つ「赤血球型」であるとの結論に達した。
新規受容体キナーゼが制御するトマト単為結果性の制御機構解明

本研究では、トマトにおいて単為結果性を誘導するメカニズムを明らかとすることを目的とした。PFF(SPFF)変異体は受容体様キナーゼに変異を持ち、小さな単為結果果実を誘導する。そこで、この受容体様キナーゼがどの組織で発現するかをRT-PCR法により調べた。2 mmから開花当日までの花芽、葉、茎、根、すべてにおいて発現が見られた。同時に、開花1-2日前に除雄を行い単為結果性を調べた。PFF変異体では1-2週間遅く単為結果が誘導された。これらは、PFF変異によって誘導される単為結果は果実形成初期の応答に起因しないことを示唆している。次に、果実形成の初期応答に着目し、単為結果性遺伝子のひとつであるPAT-2を用いて研究を行った。PAT-2は転写因子であるZHDファミリー(トマトで22個報告されている)に属している。PAT-2はホモ2量体や他のZHDなどとヘテロ2量体を形成し、下流の遺伝子の転写活性を調節していると考えられているが、その調節機構の詳細は明らかとなっていない。まず、PAT-2の発現時期および発現場所を解析するため、In situ hybridization解析のためのプローブの作成を行っている。また、標的となる遺伝子を調べるため、PAT-2によるChIP-sequenceを予定しており、現在組換え体を作成している。さらに、他のZHDによるPAT-2の制御する単為結果性への影響を調べるため、PAT-2と類似した発現パターンを示す3つのZHDをそれぞれゲノム編集した。現在、これらは解析中であるが、3つのZHDすべて、ゲノム編集された個体が得られており、単為結果性がより強くなった。この結果は、ZHDが互いに相互作用や重複しながら機能し、トマトの着果制御をしていることを示唆している。本研究では、主にPAT-2の発現時期・発現部位の解析、ChIPシーケンスによるPAT-2が制御する遺伝子の解析、他のZHDのゲノム編集の3つを主軸としている。しかし、In situ hybridization解析では、作成したPAT-2のプローブはDIGラベリング効率が低く、センス・アンチセンス鎖でのシグナル強度の差が小さかった。シグナル検出のためにはプローブの改良等が必要である。次に、ChIP-sequence解析では、Native promoter::PAT-2 mRNA_FLAGおよび35S promoter::PAT-2 mRNA_GFP、GFP-PAT-2 mRNAのコンストラクトを作成し、現在形質転換体を作成している。これらは、未だ結果が得られておらず、今後より研究を進める必要がある。ゲノム編集トマト作成はPAT-2と類似の発現パターンを示す3つのZHDについて、それぞれコンストラクト作出および形質転換体を作成した。編集された塩基配列の解析は現在実施中であるが、すべての標的遺伝子において欠損等の塩基編集を確認した。また、これらが単為結果を誘導することも確認した。これらより、ゲノム編集個体の解析は順調に進んでいると考えている。1. In situ hybridizationでは、現在のプローブを改良し、DIGラベリング効率の良いものを準備する。改良したプローブは様々な時期の花芽を使用して、In situ hybridizationを実施し、花芽組織で発現する部位を明らかにする。2.ChIP-シーケンス用の形質転換体作成を引き続き行う。同時に、形質転換体作成に用いたベクターを野生型に導入した個体を使用し、ChIP-シーケンス解析の実験条件を検討する。3.ゲノム編集T0個体の解析を続行する。また、T1もしくはT2世代において、ホモ変異体の作成および単為結果性評価を行い、形質転換に使用したPAT-2の弱いアレルとの比較を行う。

本研究では、主にPAT-2の発現時期・発現部位の解析、ChIPシーケンスによるPAT-2が制御する遺伝子の解析、他のZHDのゲノム編集の3つを主軸としている。しかし、In situ hybridization解析では、作成したPAT-2のプローブはDIGラベリング効率が低く、センス・アンチセンス鎖でのシグナル強度の差が小さかった。シグナル検出のためにはプローブの改良等が必要である。次に、ChIP-sequence解析では、Native promoter::PAT-2 mRNA_FLAGおよび35S promoter::PAT-2 mRNA_GFP、GFP-PAT-2 mRNAのコンストラクトを作成し、現在形質転換体を作成している。これらは、未だ結果が得られておらず、今後より研究を進める必要がある。ゲノム編集トマト作成はPAT-2と類似の発現パターンを示す3つのZHDについて、それぞれコンストラクト作出および形質転換体を作成した。編集された塩基配列の解析は現在実施中であるが、すべての標的遺伝子において欠損等の塩基編集を確認した。また、これらが単為結果を誘導することも確認した。これらより、ゲノム編集個体の解析は順調に進んでいると考えている。1. In situ hybridizationでは、現在のプローブを改良し、DIGラベリング効率の良いものを準備する。改良したプローブは様々な時期の花芽を使用して、In situ hybridizationを実施し、花芽組織で発現する部位を明らかにする。2.ChIP-シーケンス用の形質転換体作成を引き続き行う。同時に、形質転換体作成に用いたベクターを野生型に導入した個体を使用し、ChIP-シーケンス解析の実験条件を検討する。3.ゲノム編集T0個体の解析を続行する。また、T1もしくはT2世代において、ホモ変異体の作成および単為結果性評価を行い、形質転換に使用したPAT-2の弱いアレルとの比較を行う。
生体高分子機能に及ぼす協同的水和効果の解析

タンパク質や多糖類などの生体高分子においては、その水和構造と機能との間には密接な関係がある。しかしながら、生体高分子機能は専ら高分子の分子構造の側からの研究がほとんどであり、これを溶媒側、特に生体高分子にとって最も重要な溶媒である水の側から機能にアプローチをしようとする試みはその重要性にもかかわらず十分にはなされていない。生体高分子は、一般に、一分子の高分子に対して多数の水分子が水和し、その効果は協同的に作用すると考えられる。本研究においては、このような協同的水和効果がタンパク質熱安定性、サブユニット相互作用、酵素反応特性、さらにタンパク質および高分子多糖類の分子間相互作用を反映するゾル・ゲル転移特性などに対して及ぼす影響を、溶液熱力学的手法を用いて解析した。その結果、タンパク質のアンフォールディング、サブユニット解離、ゾル・ゲル転移などにおいては、高分子の水和状態が大きく変化し、この水和状態を考慮すると、これら状態変化の解析においては溶液側の水分活性を考慮することが必要不可欠であることが明らかとなった。そこで、生体高分子機能に対する、溶液側の因子としての水分活性による影響を反映させたモデルを初めて提案した。さらに、このモデルを用いて、リゾチーム、アルコール脱水素酵素などの熱安定性、ゼラチンのゾル・ゲル転移などについて、溶液に種々の糖などの低分子物質を濃度を変えて共存させることによって水分活性を変化させ、その影響を解析した。その結果、熱変性温度、ゾル・ゲル転移温度などに対して水分活性による影響はlinearであること、さらに、これらの現象解析のためには、水分活性のみならず、水溶液構造による影響についても考慮する必要があることが明らかとなった。そこで、これら諸現象に対する水溶液構造パラメーターとの相関関係についても解析を加えた。実際、例えばタンパク質の立体構造が決定されても、そこから機能へは未だ大きな距離があり、これを埋めるためには溶媒側からの研究は必要不可欠である。生体高分子の水和においては、一般に、一分子の高分子に対して多数の水分子が水和し、その効果は協同的に作用すると考えられる。本研究においては、このような協同的水和がタンパク質、熱安定性、サブユニット相互作用、酵素反応特性、さらにタンパク質および高分子多糖類の分子間相互作用を反映するゾル・ゲル転移特性などに対して及ぼす影響を、溶液熱力学的手法を主要な手段として解析し、水溶液中における生体高分子機能の本質を明らかにすることを目的とする。本年度はゼラチンのゾル・ゲル転移温度を各種糖類や尿素溶液中で、濃度を変化させて測定し、その一方で、ゾル・ゲル転移温度近傍で、同様の条件で粘度測定を行い、この値からゼラチン高分子間相互作用の解析を行った。その結果、ゼラチンのゾル・ゲル転移温度(Tm)、高分子間相互作用は、いずれも水分活性(aw)に対して直線的に変化し、このことは、上記の協同的水和モデルが、ゼラチンのゾル・ゲル転移および転移点付近での高分子間相互作用の変化にも適用可能であることを示している。さらに、それらの性質の水分活性に対する勾配(dTm/dawなど)は、共存低分子溶質の種類に応じて変化する水溶液構造の影響によるものであることが示唆された。タンパク質や多糖類などの生体高分子においては、その水和構造と機能との間には密接な関係があるが、これを溶媒側、特に生体高分子にとって最も重要な溶媒である水の側から機能にアプローチをしようとする試みはその重要性にもかかわらず十分にはなされていない。

生体高分子の水和においては、一般に、一分子の高分子に対して多数の水分子が水和し、その効果は協同的に作用すると考えられる。本研究においては、このような協同的水和がタンパク質、熱安定性、サブユニット相互作用、酵素反応特性、さらにタンパク質および高分子多糖類の分子間相互作用を反映するゾル・ゲル転移特性などに対して及ぼす影響を、溶液熱力学的手法を主要な手段として解析し、水溶液中における生体高分子機能の本質を明らかにすることを目的とする。本年度は、糖水溶液中における高メトキシルペクチンの分子間相互作用を粘度測定により推定し、それに対する水分活性の効果、ならびに糖の種類による影響について検討した。その結果、水分活性低下と高分子間相互作用増大とは線形関係にあり、また、糖の種類による効果は水溶液構造変化を考慮することにより説明できることを明らかにした。さらに、高分子間相互作用の温度依存性から、活性化エネルギーを測定した結果、高分子相互作用変化の活性化エネルギーは、純水中の水素結合ネットワーク変化の活性化エネルギーよりも大きいことが明らかとなった。さらに、今年度は、酵素反応の反応場として超臨界二酸化炭素を用いた研究も行った。これは有機溶媒に代わる安全で不燃性の天然溶媒としての意味を有している。超臨界二酸化炭素中におけるリパーゼ反応は、その安定性、活性に対して水分が重要な影響を及ぼすことがわかった。
新しい抗体試薬の開発と臨床検査への応用

免疫グロブリンはアミノ酸一残基の違いをも識別できる卓越した抗原認識分子であり、臨床検査試薬、実験試薬あるいは医薬として広く用いられている。最近、最も原始的な脊椎動物である円口類(ヤツメウナギ、メクラウナギ)において、免疫グロブリンに匹敵する特異性と、それを凌駕する結合親和性、安定性をもった抗原認識分子variable lymphocyte receptor(VLR:可変性リンパ球レセプター)が発見された。VLRはleucine-rich repeatモジュールを組み合わせることによって多様性を生み出す。本計画では、VLRを免疫グロブリンの代替試薬として利用する可能性を探ることを目的とした。従来、VLRにはVLRA、VLRBの2種が存在することが知られていた。最近、Cooperらにより、分泌型の抗体として機能するのはVLRBであり、VLRAはT細胞受容体のように分泌されないことが示された。われわれは、今回、VLRA、VLRBとは異なる新しいVLR遺伝子を同定し、それをVLRCと命名した。VLRCは遺伝子再構成によりVLRA,VLRB遺伝子に匹敵する多様性を生み出すが、LRRCT領域の多様性はVLRA、VLRBのそれに較べ軽度である。また、VLRCに特異的な抗体を用いた解析により、VLRCはVLRBのように抗体として分泌されるのではなく、VLRAのように膜結合型受容体として機能する可能性が高いことが明らかになった。以上より、VLR分子を抗体として応用するにあたってはVLRB分子を用いるべきであることが明らかになった。現在、VLRB分子の抗体試薬としての有用性を種々の観点(例えば、免疫染色、ウエスタンブロット、免疫沈降などにおける有用性の観点)から検討中である。最近、最も原始的な脊椎動物である円口類(ヤツメウナギ、メクラウナギ)において、免疫グロブリンに匹敵する特異性と、それを凌駕する結合親和性、安定性をもった抗原認識分子(抗体)variable lymphocyte receptor(VLR)が発見された。VLRはleucine rich repeatモジュールを再構成することによって多様性を生み出す。本計画では、VLRを免疫グロブリンの代替試薬として利用する可能性を探る。これまでに、VLRにはVLRA、VLRBの2種が存在し、それぞれT細胞、B細胞と類似したリンパ球様細胞に発現されていることが知られていた。VLRCは遺伝子再構成によりVLRA,VLRB遺伝子に匹敵する多様性を生み出すが、LRRCT領域の多様性はVLRA、VLRBのそれに較べ軽度であることが示された。また、VLRCはVLRA、VLRB発現細胞とは異なったリンパ球様細胞の集団に発現されていることが明らかになった。現在、VLRC特異的モノクロナル抗体を用いて、VLRC発現細胞の特徴について解析を進めるとともに、抗原特異的VLRC、VLRB分子を効果的に選別しうる発現系を構築中である。
炎症組織Th17細胞を起点とした炎症ネットワーク形成の分子基盤

自己免疫疾患の炎症維持機構の包括的な分子基盤の理解は、次世代の予防法、治療法開発の基礎となり生命科学研究の重要課題である。しかしながら、炎症標的組織中で起こっている複雑な炎症ネットワークを形成する構成因子に関しては不明な点が多い。本研究では、自己免疫性関節炎の炎症組織局所に存在する炎症性Tヘルパー(Th)細胞、滑膜細胞、自然免疫細胞(ILCs)による病態発症・慢性化機構に焦点をあてた研究を展開している。本年度、新規に見出した非炎症滑膜に常在するILCsサブセットの表現型解析と、これらILCsの性状が系統間の遺伝的背景によって影響を受けるかどうか、関節炎モデルを用いて解析した。加えて、滑膜の炎症ILCsの維持機構、増殖マーカーの解析をおこない、関節炎発症に伴い滑膜常在ILCsが炎症環境に反応して活性化・増殖し、関節炎の炎症維持に関わることを明らかにした。また、ILCsサブセットを欠損する遺伝子改変マウスを用いて実験的に関節炎を誘導することで、関節炎の重症度と慢性化には滑膜ILCsが関わっていることを明らかにした。次に、生体内での炎症性Th細胞と滑膜細胞の相互作用と炎症ネットワークのイニシエーション機構を解析するため、IL-17欠損Th細胞を免疫不全マウスに養子移入し関節炎の惹起および滑膜細胞の炎症プロファイルの解析をおこなった。肉眼的に関節炎がおこる前に生体内から滑膜細胞を細胞表面マーカーを用いて純化し、炎症メディエーターの発現解析をおこなったところ、滑膜炎症の初期では、Th17細胞から産生されるIL-17によって滑膜細胞からのGM-CSF、IL-6、CCL20などの(関節炎に関与する)遺伝子発現を上昇させた。これらの結果から、炎症性Th細胞、滑膜細胞、自然免疫細胞による関節炎初期と慢性炎症期の炎症細胞間相互作用と炎症増悪機構の一端を明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、自己免疫性関節炎の炎症組織局所に存在する炎症性Tヘルパー(Th)細胞、滑膜細胞、自然免疫細胞による病態発症・慢性化機構に焦点をあてた研究を展開している。本年度、高い関節炎惹起能を有するGM-CSF産生細胞の詳細な細胞分画解析をおこない、関節炎症局所ではTヘルパー細胞、滑膜細胞、自然免疫細胞が主要な産生細胞であることを同定した。次に、関節炎惹起性SKG CD4 T細胞移植モデルを用いて、GM-CSF産生細胞分画の病態惹起能について解析をおこない、興味深い知見として、他の自己免疫病モデルでは定説になりつつある病態惹起性GM-CSF産生Tヘルパー細胞が、SKG自己免疫性関節炎モデルでは必須の役割を果たさないことを明らかにした。逆に、非T細胞系列細胞が産生するGM-CSFが自己免疫性関節炎発症に重要な役割を果たすことを明らかにした。本研究課題では、炎症組織局所に存在する炎症性Tヘルパー(Th)細胞、滑膜細胞、自然免疫細胞による病態発症・慢性化機構の分子基盤の確立を目指すことにより、自己免疫疾患に対する新しい免疫学的制御法の開発を目的とする。本年度の成果、即ち、炎症局所におけるGM-CSF産生細胞の詳細な細胞分画と病原惹起能に対する役割解明はこれらの細胞及び分子機構を標的とした免疫制御法の基礎となる可能性があり、期待した研究の進展が認められた。本年度、骨髄キメラマウスおよび自然リンパ球(ILCs)を抗体投与によって除去する疾患モデルマウス作製し、炎症関節滑膜に常在するILCsが炎症反応により増殖し、ILCsの産生するGM-CSFがTh17細胞依存的関節炎発症に必須の因子であることを見いだした。また、滑膜ILCsの試験管内培養系を確立し、ILCsのGM-CSF産生刺激因子(DAMPs:ダメージ傷害関連分子パターン)を同定した。滑膜ILCsは、IL-2受容体、IL-33受容体、TLR9を発現しており、IL-33とIL-2の共刺激またはIL-33とTLR9リガンドの共刺激によって、ILCsのGM-CSF産生が増大した。同様に、滑膜細胞の産生するGM-CSFも関節炎の発症、重症化に重要な炎症メディエーターであった。その制御機構として、関節炎発症初期、Th17細胞の産生するIL-17がIL-17受容体を高発現する滑膜細胞に作用し、炎症性サイトカイン・ケモカインを誘導する。特に、この時に産生するGM-CSFが関節炎発症、重症化に必須の因子であることを明らかにした。

本研究課題では、炎症組織局所に存在する炎症性Tヘルパー(Th)細胞、滑膜細胞、自然免疫細胞による病態発症・慢性化機構の分子基盤の確立を目指すことにより、自己免疫疾患に対する新しい免疫学的制御法の開発を目的とする。本年度の成果、即ち、ILCsおよび滑膜細胞が産生するGM-CSFが関節炎発症、重症化に必須の因子であることを突きとめた。また細胞特異的なGM-CSF制御機構の解明はこれらの細胞及び分子機構を標的とした免疫制御法の基礎となる可能性があり、期待した研究の進展が認められた。自己免疫疾患の炎症維持機構の包括的な分子基盤の理解は、次世代の予防法、治療法開発の基礎となり生命科学研究の重要課題である。しかしながら、炎症標的組織中で起こっている複雑な炎症ネットワークを形成する構成因子に関しては不明な点が多い。本研究では、自己免疫性関節炎の炎症組織局所に存在する炎症性Tヘルパー(Th)細胞、滑膜細胞、自然免疫細胞(ILCs)による病態発症・慢性化機構に焦点をあてた研究を展開している。本年度、新規に見出した非炎症滑膜に常在するILCsサブセットの表現型解析と、これらILCsの性状が系統間の遺伝的背景によって影響を受けるかどうか、関節炎モデルを用いて解析した。加えて、滑膜の炎症ILCsの維持機構、増殖マーカーの解析をおこない、関節炎発症に伴い滑膜常在ILCsが炎症環境に反応して活性化・増殖し、関節炎の炎症維持に関わることを明らかにした。また、ILCsサブセットを欠損する遺伝子改変マウスを用いて実験的に関節炎を誘導することで、関節炎の重症度と慢性化には滑膜ILCsが関わっていることを明らかにした。次に、生体内での炎症性Th細胞と滑膜細胞の相互作用と炎症ネットワークのイニシエーション機構を解析するため、IL-17欠損Th細胞を免疫不全マウスに養子移入し関節炎の惹起および滑膜細胞の炎症プロファイルの解析をおこなった。肉眼的に関節炎がおこる前に生体内から滑膜細胞を細胞表面マーカーを用いて純化し、炎症メディエーターの発現解析をおこなったところ、滑膜炎症の初期では、Th17細胞から産生されるIL-17によって滑膜細胞からのGM-CSF、IL-6、CCL20などの(関節炎に関与する)遺伝子発現を上昇させた。これらの結果から、炎症性Th細胞、滑膜細胞、自然免疫細胞による関節炎初期と慢性炎症期の炎症細胞間相互作用と炎症増悪機構の一端を明らかにした。平成29年度は、28年度の研究計画の継続に加えて、自己免疫性関節炎発症に必須の役割を果たすGM-CSF産生滑膜細胞と自然免疫細胞による病態貢献度とGM-CSF産生制御機構について研究を展開する。具体的には、GM-CSF欠損滑膜細胞またはGM-CSF欠損自然免疫細胞を再構築した骨髄キメラマウスを作製し、GM-CSF欠損SKG CD4 T細胞を養子移入することによって、滑膜細胞と自然免疫細胞のGM-CSF産生による病態惹起能と関節炎重症度に関して評価する。また、滑膜細胞、自然免疫細胞とTヘルパー細胞との細胞間相互作用に関わる因子とGM-CSF制御メカニズムについて研究を展開している。平成30年度は、29年度の研究計画の継続に加えて、自己免疫性関節炎発症に必須の役割を果たすGM-CSF産生自然免疫細胞について以下の解析を進める。炎症滑膜だけでなく、非炎症滑膜にもILCsは常在しており、これらILCsサブセットについて解析をおこなう。
ヒトにおけるマクロTSHの睡眠障害との関連に関する検討

今回の研究において、我々はマクロTSHとフリーTSHの構造上の違いや、睡眠の質との関係をヒトにおいて検討した。その結果、血中マクロTSHの上昇は睡眠の質の悪化と関係していた。この関係は、マクロTSHの糖鎖構造とも関係していることがわかった。マクロTSHは睡眠障害マーカーとして活用できる可能性を示すことができた。現在、我々の施設で展開している前向きコホート研究(Hyogo Sleep Cardio -Autonomic Atherosclerosis Study: HSCAA研究)に登録された患者のうち、甲状腺疾患を有しない314名の患者を対象として、血中マクロTSHと睡眠状況との関連を検討した。さらにマクロTSH及びフリーTSHの分泌様式及び構造変化の比較検討を行った。結果、TSH値が正常範囲にあるにもかかわらず、ほとんどすべての患者のTSHの60-90%が血清蛋白と結合したマクロTSHとして存在していた。さらにマクロTSHの高値は睡眠状況の悪化と有意に関連していた。また、マクロTSHの高い群では肥満や糖尿病、脂質異常症の罹患率が有意に高かった。マクロTSHの分泌様式並びに構造解析の検討では、ゲル濾過法によって血清TSHはマクロTSH及びフリーTSHの2分画に分離されたが、ポリアクリルアミド電気泳動ではマクロTSHとフリーTSHの間に蛋白構造の違いを認めなかった。しかし、レクチンクロマトグラフィーを用いた糖鎖構造解析において、マクロTSHはレクチンカラムに非結合のTSHの割合が多く、一方、フリーTSHはカラムへ結合したTSHの割合が高かった。このことからマクロTSHはフリーTSHとは糖鎖構造の異なったTSHが免疫グロブリンと結合した状態であることが示された。さらに、分泌様式においても、両TSHはTRHに対する反応は同様であるにも関わらず、日内変動では全く逆の変動をとることがわかった。すなわち、フリーTSHは日中から夜間にかけて上昇するのに対し、マクロTSHは逆に低下しており、このことからマクロTSHはTRHのみならず、日内の特に時間軸を基盤とした制御を受けている可能性が示唆された。ヒトにおいて初めてマクロTSHと睡眠状況との関連を見出し、糖鎖構造の違いによる可能性が高いことも実証できた。以上の結果を、学術学会にて発表し、学術雑誌にも掲載できた。研究代表者の施設で展開している前向きコホート研究(Hyogo Sleep Cardio Autonomic Atherosclerosis Study: HSCAA研究)に登録された患者のうち、甲状腺疾患を有しない314名の患者を対象として、血中マクロTSHと睡眠状況との関連を検討した。その結果、TSH値が正常範囲にあるにも関わらず、ほとんどすべての患者のTSHの60-90%が血清蛋白と結合したマクロTSHとして存在していた。すなわち、フリーTSHは日中から夜間にかけて上昇するのに対し、マクロTSHは逆に低下しており、このことからマクロTSHはTRHのみならず、日内の特に時間軸を基盤とした制御を受けている可能性が示唆され、睡眠障害のマーカーとして今後活用できる可能性を示すことができた。今後はマクロTSHと睡眠障害との関連を前向きに検討する必要がある。内分泌代謝
酸化ストレス・過酸化脂質と糖尿病性腎症

糖尿病性腎症発症には過酸化脂質・酸化ストレスが重要な役割を演ずることが様々なin vitro研究から明らかとされているが、in vivoにて明白に証明した研究は報告されていない。我々は酸化ストレス改善が糖尿病性腎症抑制に結びつくかどうかを検討する目的で、PAF-AHを発現するアデノウイルスを糖尿病性腎症モデル動物に投与しin vivoでの検討を行うとともに、PAFAHによる糸球体障害改善を以前に確認していたImaiラットにおいて、その機序の解明を行った。今までに報告されているオスdb/dbマウス、およびSHR/NDmc-cp (fat/fat)ラットは糖尿病性腎症(DMN)モデル動物として残念ながら不適切であること、特に、後者では高スクロース食を投与しても糖尿病自体を発症しないことを確認した。ストレプトゾシン(STZ)投与C57BL/6マウス(Eur J Pharmacol 398:381,2000)では、尿タンパク量増加が以前の論文のように再現可能であり、PAFAH過剰発現により蛋白尿の改善傾向をみた。しかし、論文の原法ではマウスの健康状態が著しく損なわれたためSTZ投与量の再検討を行い、現在最も適切であろう投与量の設定が完了した。現在、その投与量で、PAFAEの効果の検討に入っている。PAFAHによる糸球体障害改善を観察していたImaiラットにおいて、(1)糸球体に沈着したPAFAH蛋白は、PAFAHアデノウイルスが腎臓構成細胞に直接感染したものではなく、肝臓で発現したPAFAH蛋白がHDLを介して糸球体構成細胞であるメサンギウム細胞に特異的に運搬されたものであること、(2)システミックな酸化ストレス改善はないが、PAFAH沈着により糸球体において酸化ストレスが改善していること、(3)糸球体のみでなく全身の動脈壁にもHDLを介してPAFAHが運搬されていること、を新たに確認し、その機序の解明を行った。糖尿病性腎症発症に過酸化脂質・酸化ストレスが重要な役割を演ずることは様々なin vitro研究から近年明らかとなってきているが、in vivoにてこれらの事実を明白に証明した研究は報告されていない。我々は酸化ストレスを改善することが糖尿病性腎症抑制に結びつくかどうかを検討する目的で、PAF-AHを発現するアデノウイルスを糖尿病性腎症モデル動物に投与し検討を行った。まずモデル動物として糖尿病性腎症を発症することが報告されている(JCI 95:2338,1995)オスdb/dbマウスを用いた。9週齢にて1.25X10^<11>particlesのアデノウイルス(AdPAFAHおよびコントロールウイルスAdLacZ)およびPBSを各グループ4匹ずつ尾静脈から投与した。血漿PAF-AH活性はPBS群およびAdLacZ群において投与前後で相違はなかったが、AdPAFAH群において投与3日目で投与前の約42倍に上昇した。しかし、一日尿中アルブミン量を測定したところ、上記の論文の結果とは異なり、PBSのコントロール群においてさえも週齢とともに尿中アルブミン量の減少が見られ、ウイルス投与後28日目までの検討では上記3群の間に有意な相違は認めなかった。現在腎組織におけるメサンギウム領域の拡大の変化を検討中である。さらに糖尿病性腎症を発症するとされるモデル動物SHR/NDmc-cp(fat/fat)ラット(J Am Soc Nephrol14:1212,2003)を用いて同様にAdPAFAH投与による尿タンパクに対する効果の検討を行なうことを計画した。

しかし、血糖値を頻回に測定するも、糖尿病の診断が下せるような血糖値の上昇をきたしていないことが判明した。それゆえ、現在、脂肪食負荷にて糖尿病発症を経過観察している。さらに、現在糖尿病性腎症による蛋白尿をきたすことが以前に報告されているストレプトゾシン投与C57BL/6マウスにおいて、その尿タンパク量変化が以前の論文(Eur J Pharmacol 398:381,2000)のように再現可能かどうか、の基礎検討を行っている。糖尿病性腎症発症に過酸化脂質・酸化ストレスが重要な役割を演ずることは様々なin vitro研究から明らかとなってきているが、in vivoにてこれらの事実を明白に証明した研究は報告されていない。我々は酸化ストレスを改善することが糖尿病性腎症抑制に結びつくかどうかをin vivoで検討する目的で、PAF-AHを発現するアデノウイルスを糖尿病性腎症モデル動物に投与し検討を行うとともに、糸球体硬化モデル動物ImaiラットにおけるPAF-AH遺伝子導入研究の詳細な検討を加えた。昨年の検討で、オスdb/dbマウスは糖尿病性腎症(DMN)モデル創物として報告されているものの実際には不適切なモデルであることが判明していたが、同様にDMNモデルとして報告されているSHR/NDmc-cp(fat/fat)ラットにおいては高スクロース食を投与しても糖尿病発症が見られないことを確認した。次に、ストレプトゾシン(STZ)投与C57BL/6マウス(Eur J Pharmacol 398:381,2000)で検討したところ、尿タンパク量変化が以前の論文のように再現可能であった。PAFAHをこのモデル動物に過剰発現させたところ、コントロール動物に比較して蛋白尿が減少する傾向をみた。しかし、論文に記載されている原法ではマウスの健康状態が著しく損なわれていたため、STZ投与量の再検討を行い、現在最も適切であろう投与量の設定が完了した。現在、その投与量で、PAFAHの効果の検討に入っている。PAFAHによる糸球体障害改善の見られたImaiラットにおいて、糸球体に沈着したPAFAH蛋白は、PAFAHアデノウイルスが腎臓構成細胞に直接感染して局所的に発言したものではなく、肝臓で発現したPAFAH蛋白がHDLを介して糸球体構成細胞であるメサンギウム細胞に特異的に運搬されたものであることを確認した。さらに糸球体のみでなく全身の動脈壁にもHDLを介して運搬されていることを確認した。
有機導体θ型BEDT-TTF塩における電荷秩序の競合と巨大非線形伝導

異なる整列パターンを持つ電荷秩序(伝導電子がクーロン相互作用のために一分子おきに整列する現象)相が競合するθ型BEDT-TTF塩において,巨大な非線形伝導を発見した。この現象は電流によって電荷秩序が抑制されるためであることが,電流通電下でのX線回折で明らかになった。この現象は本質的な非平衡現象であり,本研究で見出した非平衡電荷密度波転移の理論で半定量的に理解できることがわかった。θ型BEDT-TTF塩[θ-(BEDT-TTF)2CsM(SCN)4(M=Zn,Co)]は,複数の電荷秩序が競合する系である。この電荷秩序の競合状態は外部電場によって変調を受け,低温で3桁に及ぶ非線形伝導を示す。以下に本年度の成果を列挙する。(1)θ型BEDT-TTF塩の直流非線形伝導特性の測定を精密に行った。具体的にはM=Zn,M=Coのa軸,b軸,c軸方向の直流抵抗率の温度依存性・電流依存性を精密に測定した。その解析結果によれば,抵抗率は低温で熱活性化型の温度依存性を示し,そこから見積もられるギャップは20K程度であることがわかった。この値はこの系の電荷秩序ギャップと同程度である。第3年度以降のための予備的実験としてZnとCoの混晶系試料の特性も測定した。(2)交流誘電率の測定システムの構築を行った。しかしクライオスタットの到達温度の問題などがあり,試料を測定するまでにはいたっていない。測定系の確立のために,無機の電荷不均一系である層状コバルト酸化物の誘電率を測定した。(3)直流バイアス下で,直流-交流変換が生じることを見出した。その研究結果をまとめNatureに発表した。交流発振メカニズムを解明すべく,回路定数や温度を変えて発振の様子の変化を調べた。本年度の研究によって下記の成果を得た。(1)有機導体θ-ET2RbZn(SCN)4の急冷相において,42K以上で巨大な非線形伝導を見出した。その電気特性の解析結果から,電流によって生じた電場が非線形伝導により本質的であることを見出した。またθ-ET2RbZn1-xCox(SCN)4の電流電圧依存性の解析から,ZnとCoの混晶効果による乱れは,系の電気特性に顕著な影響を与えていないことを見出した。(2)有機導体と非常に似た電流電圧特性を示す無機化合物BaIrO3を発見し,その物性を調べ,国際専門雑誌や国際会議で発表した。(4)異なる平衡にある二つの熱浴にはさまれた量子系について,非平衡定常状態を特徴付ける新しい条件を提案し,非平衡定常状態の線形応答関数の表式を導出した。さらに、強いクーロン相互作用が存在する量子複合系についてFano共鳴が非平衡環境に敏感に依存することを示した。また、Peierls導体において非平衡ソリトン状態の存在を示した。本年度の成果を以下に列挙する。(1)本研究の目的の一つである、パルス電圧に重畳させた制限波下での誘電応答の測定に成功した。この技術はやがてパルス磁場中での磁気誘電応答の測定などに応用できるとともに、ジュール熱の効果を最小にして誘電応答を測定できる可能性を切り拓くものである(2)スプリング8における電場下での構造解析の結果、非線形伝導現象が本質的に非熱的であること、また電流によって電荷秩序が融解することに伴う巨大な電歪効果が観測された。(3)いくつかの強相関遷移金属酸化物で同様の巨大非線形伝導を見出した。(4)非織形伝導を示す有機伝導体の探索を行い、2分子のTTFの縮環した(TSM-TTP)(13)5/3において非常に低いしきい電場をもつ非線形伝導を見出した。またインコメンシュレート構造をもつ(MDT-TD)(12Br)0.420においてθ塩についで2番目の自発電流振動を見出した。(5)室温において、今まで報告されている中で最低のしきい電場印加で、負性抵抗を示す新規分子性導体alfa-(meso-DMBEDT-TTF)2CF3S03を作り、負性抵抗の原因が、ボーダー型電荷揺らぎを融解しているためであることを、結晶構造、伝導性、誘電応答、ラマン分光から明らかにした。(6)beta-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6は、120Kで絶縁化し、チェッカーボード型電荷秩序(CCO)を形成するが、電場印加により、2段ステップでCCOが融解し、途中準安定状態を経ていることを明らかにした。(7)非平衡パイエルス転移の平均場近似理論において、秩序パラメータに関する自己無撞着方程式が数値計算に対して安定でないことが見出されたため、解析的・数値的に詳しく吟味し、正確な相図を得ることに成功した。

(1)θ型ET塩の非線形伝導を電場中のX線回折,電流-電圧特性,直流バイアス下での誘電率測定によって調べた。その結果,電流密度に応じて余分の自由電子が融解することを見出した。これは電流密度によって抑制される電荷秩序ギャップから計算される準粒子の増加分と判定量的に一致する。(2)電荷秩序系分子性物質beta-(meso-DMBEDT-TTF)2PF6が,電場誘起準安定状態を示すことを,電圧および電流制御I-V測定,サンプル電圧変化の時間依存性から明らかにした。さらに電場印加下で,電場誘起状態をチョッパーで切り出したラマン分光測定を行い,90ミクロン直径の範囲で長距離電荷秩序が完全に融解して,短距離あるいは金属状態に変化したことを明らかにした。(3)現象論的エネルギーバランスの関係にもとついて非線形伝導特性をシミュレーションすることを試み,電流-電圧特性やしきい電流・電場の温度依存性などが定量的に再現できるばかりでなく,振動だけでなくカオス的出力が得られる可能性があることを明らかにした。さらに(TMET-TTP)4PF6や(BEDT-TTF)3(HSO4)2における電流-電圧特性やしきい値における電力の温度依存性の違いなどを正確に予測できることを明らかにした。(4)C*代数の方法で得られる非平衡アンサンブルと平均場近似を組み合わせ,非平衡パイエルス転移を調べた。これまでに電圧・温度を制御変数にした場合に一次,二次転移が可能であること,負の微分伝導度が生じ得ることを示したが,今回は,電流・温度を制御変数にした場合には秩序変数が温度一定の下で電流の一価減少関数となり,二次転移のみが生じることを明らかにした。