hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
曲面群の指標多様体上の写像類群による作用の幾何学

(2)に関して、離散性領域の大域的な形状を中心に共同研究を行った。また、特別なスライス(部分集合)に対して、上記(1)と(2)の対応が一致しない例があることを見出し、これについて考察を行った。当初の計画では本年度は計算機実験の結果をもとに考察を進めることを中心に行う予定であった。これについては、研究実績の概要欄でも述べたように、開発したアルゴリズムの改良、計算機上での改良アルゴリズムの実装、計算機による計算およびその結果の可視化などを通して、おおむね目標を達成することができた。また、この結果をいくつかの研究集会で発表することができ、関連分野の研究者と今後の方向について討論することができたのも、大きな収穫であった。これらは、これからの研究に格段の進展をもたらす上で、非常に有益であると考えることができる。特に海外の関連分野の研究者との意見交換では、いくつかの新しアイディアを得ることができた。当初の計画では本年度は計算機実験を中心に行う予定であった。これについては、研究実績の概要欄でも述べたように、アルゴリズムの開発、計算機上でのアルゴリズムの実装、計算機による計算およびその結果の可視化などを通して、おおむね目標を達成することができた。特に海外の関連分野の研究者との意見交換では、いくつかの新しアイディアをえることができた。これまでにおいて行った計算機実験は階数nが2および3の場合のみである。これを階数がより大きい場合についても拡張するのが今後の研究の方向である。階数が3の場合でも計算を行うためには、いくつかの超えなければならないハードルがあり、当初は不明な点がかなりあった。しかし現時点ではどれも原理的に挑戦可能な問題であることが徐々に分かりつつあり、これまでの方向で研究を続行する見通しが、これまでよりはっきりしてきている。計算機実験が1段落した後は、より理論的な研究に軸足を移すことが必要になってくるが、これに関しても現在準備を進めており、成果を期待することができる。初年度において行った計算機実験は階数nが2の場合のみである。これを階数が3の場合についても拡張するのが今後の研究の方向である。本年度は海外の研究者との交流が非常に研究を発展させる上で有効であった。次年度もこれらの交流を継続発展させるために、当初計画の方向通り、旅費などの費用を中心に使用していくことを計画している。さらに、本研究分野において昨年から今年にかけて非常に興味深い書籍などが相次いで出版されている状況もあり、図書の購入に関しても、当初計画通り進めていくことを計画している。
電子構造制御表面における界面電子移動ダイナミクス

構造規制した異種金属原子層を表面に構築した電極表面における電極触媒活性を評価し、電子状態計算で得られる表面電子構造と反応特性の相関を明らかにした。具体的には金単結晶を基板として、既に我々が確立した電気化学的エピタキシャル成長法により種々の被覆率の白金あるいはパラジウム原子層を構築した。この表面の構造を走査型トンネル顕微鏡(STM)、表面X線散乱(SXS)法などにより厳密に規定し、また表面電子構造を紫外線光電子分光(UPS)法や電気化学環境下での二次高調波発生(SHG)分光法により評価した。このようにして構造と電子状態を厳密に規制した表面における電極触媒活性を、主としてホルムアルデヒドの電解酸化反応により評価した。特に、様々な被覆率のパラジウム原子層を金単結晶上に構築し、その構造をSTM、SXSで規定した後に、in situ SHG法などで評価し、異種原子の種類や表面濃度についての依存性を明らかにした。本研究では単結晶Au(111)及びAu(100)電極表面上へのPd析出の測定を行った。Au(111)電極表面上へのPd析出の場合では、多結晶Au電極表面で見られた同様のSHG信号応答が観測された。一方、Au(100)電極表面の場合では、Pd析出に伴うSHG信号の変化は殆ど無かった。この結果は、SHG信号の増強は面方位依存性を有していることを示しており、共鳴SHG信号は(111)面に局在していることが明確にわかった。また、Pd/Au(111)表面における波長依存性と表面方位角依存性についての測定および解析を実施した。構造規制した異種金属原子層を表面に構築した電極表面における電極触媒活性を評価し、電子状態計算で得られる表面電子構造と反応特性の相関を明らかにする目的で研究を実施した。この表面の構造を走査型トンネル顕微鏡(STM)、表面X線散乱(SXS)法などにより厳密に決定すると共に、表面電子構造を量気化学環境下での二次高調波発生分光(SHG)法により評価した。このようにして構造と電子状態を厳密に規制した表面における電極触媒活性を、表面の電子状態の違いが反応分子や中間体分子との相互作用の差となり、最終的には反応活性の差として反映されることが知られているギ酸の電解酸化反応により評価した。今回の系では電子状態の計算は現在の計算科学の分野では比較的単純な取扱で可能となると考えられ、反応場の電子状態を理論的に評価できるものと考えられることから、厳密に構造規制された表面の電子状態についての計算結果と、電極触媒活性の結果を比較することで反応場の電子状態が電極反応にどのように関わるかを直接検討する事を目的に理論化学者との共同研究を開始した。
人為起源物質の環境中の循環と制御ー基礎班

〇検討班会議第1回日時平成元年4月13日14:0021:00及び4月14日9:0012:15場所KKR京都くに荘(京都市上京区)及び高の橋・大和(京都市左京区)〇検討班会議第2回日時平成元年7月6日12:3014:30場所岡山郵便貯金会館(岡山)〇基礎班会議第1回日時平成元年7月7日12:0013:00場所岡山郵便貯金会館(岡山)〇領域班会議第1回日時平成元年7月67日場所岡山郵便貯金会館(岡山)1.全体会議(6日、14:3015:00)2.全体会議(6日、18:3020:30)3.全体会議(7日、9:0012:00)(1)N11ー01「酸性雨が陸域生態系におよぼす響の事前評価とそれに基づく対双の検討、他」(戸塚績)(2)N11ー02「N_2OとCH_4の発生の機構と制御」(丸山芳治)(3)N11ー03「揮発性有機ハロゲン化合物の環境中での挙動解析と防除」(秋元肇)(4)N12ー01「重金属特異反応生物の検索・育成と育成生物の環境適合性」(茅野充男)(5)N12ー02「有機金属化合物の環境影響評価と制御」(原口紘〓)(6)N13ー03「自然浄化機能の定量的把握」(宗宮功)(7)N13ー01「水資源の質的安全性確保のための処理技術」(佐藤敦久)(8)N13ー02「環境に適合する分散型排水処理方式の検討」(村上昭彦)(9)N14ー01「人為起源難分解性物質に対する生物分解能の開発と環境浄化への応用)(矢野圭司)(10)N14ー02「含窒素廃棄物の資源化」(藤尾雄策)(11)N15ー01「人為起源物質の制御にはたるリスク評価と管理手法の康割)(北畠能房)〇領域班会議第2回、平成元年度成果報告日時平成元年2月9日10日場所東京大学山上会館〇基礎班会議第2回日時平成元年2月10日12:0013:00場所東京大学山上会館〇「人間ー環境系」研究報告集G020“人為起源物質の環境中の循環と制御"の作製〇検討班会議第1回日時平成元年4月13日14:0021:00及び4月14日9:0012:15場所KKR京都くに荘(京都市上京区)及び高の橋・大和(京都市左京区)〇検討班会議第2回日時平成元年7月6日12:3014:30場所岡山郵便貯金会館(岡山)〇基礎班会議第1回日時平成元年7月7日12:0013:00場所岡山郵便貯金会館(岡山)〇領域班会議第1回日時平成元年7月67日場所岡山郵便貯金会館(岡山)1.全体会議(6日、14:3015:00)2.全体会議(6日、18:3020:30)3.全体会議(7日、9:0012:00)(1)N11ー01「酸性雨が陸域生態系におよぼす響の事前評価とそれに基づく対双の検討、他」(戸塚績)(2)N11ー02「N_2OとCH_4の発生の機構と制御」(丸山芳治)(3)N11ー03「揮発性有機ハロゲン化合物の環境中での挙動解析と防除」(秋元肇)(4)N12ー01「重金属特異反応生物の検索・育成と育成生物の環境適合性」(茅野充男)(5)N12ー02「有機金属化合物の環境影響評価と制御」(原口紘〓)(6)N13ー03「自然浄化機能の定量的把握」(宗宮功)(7)N13ー01「水資源の質的安全性確保のための処理技術」(佐藤敦久)(8)N13ー02「環境に適合する分散型排水処理方式の検討」(村上昭彦)(9)N14ー01「人為起源難分解性物質に対する生物分解能の開発と環境浄化への応用)(矢野圭司)(10)N14ー02「含窒素廃棄物の資源化」(藤尾雄策)(11)N15ー01「人為起源物質の制御にはたるリスク評価と管理手法の康割)(北畠能房)〇領域班会議第2回、平成元年度成果報告日時平成元年2月9日10日場所東京大学山上会館〇基礎班会議第2回日時平成元年2月10日12:0013:00場所東京大学山上会館〇「人間ー環境系」研究報告集G020“人為起源物質の環境中の循環と制御"の作製
ネコ科の社会構造とその維持機構の解明(特に血縁判定によるアプローチ)

ネコ科の社会構造とその維持機構について、日本に生息する2種の野生ネコ、イリオモテヤマネコとツシマヤマネコさらに最も研究の進んでいる野生化したイエネコ(ノネコ)を対象にして調査を進めた。本課題ではとくに社会構造の維持機構に血縁がどのように関与するのかという点にについても、分子生物学的手法(DNAフィンガープリンティング法)によるアプローチも開始した。平成4年度までの2年間の研究では、イリオモテヤマネコについては、テレメトリー法で、同一個体の連続長期の調査を継続し、各個体の行動圏と個体の入れかわり、仔の分散過程での行動圏の変化について資料が収集された。行動圏が数ヶ月固定している定住型のヤマネコのオス・メスがそれぞれ行動圏を排他的にもっている。個体の入れかわりも起こり、また定住をしない個体も存在することなどが明らかになった。調査個体の血縁についても分析用血液を採集した。ツシマヤマネコについては本課題中には、行動観察による基礎資料を集め、ようやく調査のめどが立ったので、今後捕獲してテレメトリー調査を行なう段階に入った。ノネコについては、グループ社会の維持機構とくにオスの成長にともなう社会的地位の変化と、地位による交尾戦術や行動の変化を中心に野外調査を行なった。各個体の血液と翌年産まれた仔ネコの血液の採取も行ってDNAフィンガープリンティング法によって父性判定を分析中である。その結果繁殖成功度が明らかになる。以上の個々の成果は論文として、それぞれ発表する予定である。個々の成果とこれまで収集した資料をまとめて検討し、「野生小型ネコの社会」「ノネコの社会」さらには「小型ネコ科の社会進化」として研究の集大成をめざし、このアプローチによる新しい社会進化研究の展開をはかる。1.ノネコの社会構造とその維持機構について、福岡市近郊の相ノ島で調査を続けている。個体識別による交尾、育仔等の行動と、仔ネコの誕生分散過程を主に追跡し観察している。特にオスネコのmating successに関する資料は、重点項目として観察されている。また、本研究の萠芽的部分であるDNAフィンガ-プリント法による血縁関係分析のための血液サンプルも順調に収集、冷蔵され、一部は処理と分析を開始している。フィ-ルドでの詳細が観察結果と考察が、血縁との関与の度合いとして裏づけられ、ノネコ社会の維持機構の解明がなされる予定である。2.イリオモテヤマネコについては、本年度10頭(♂7,♀3)について、Radioーtrackingを継続している。この長期連続trackingの成果のひとつとして移動分散過程の貴重な資料が得られた。連続追跡は来年度も継続する予定である。DNAフィンガ-プリント法の悌少種保護への手法開発のために、血液サンプル収集も併行して行っている。これまでに、3頭分のサンプルを収集し冷凍保存できた。3.ツシマヤマネコについては、本年度は捕獲とRadioーtrackingをすることが出来なかった。しかし生息域内での生態モニタリングは継続して実証を把握することは出来ている。来年度にRadioーtrackingを計画している。以上、今年度は3種のネコについて、それぞれ調査可能な部分について積極的な資料収集を行い、ほぼ計画通りに成果をあげることが出来た。来年度は、野外観察の裏付けとなる血液の分析に主力を注いで、血縁判度の結果を出したい。さらに、これまで考えてきたノネコの社会の環境による変異の様相を説明し、その過程の中で、野生ネコ2種との比較を成して、ネコ科の社会進化を論ずる予定である。本課題ではとくに社会構造の維持機構に血縁がどのように関与するのかという点についても、分子生物学的手法(DNAフィンガープリンティング法)によるアプローチも開始した。

平成4年度までの2年間の研究では、イリオモテヤマネコについては、テレメトリー法で、同一個体の連続長期の調査を継続し、各個体の行動圏と個体の入れかわり、仔の分散過程での行動圏の変化について資料が収集された。行動圏が数ヶ月固定している定住型のヤマネコのオス・メスがそれぞれ行動圏を排他的にもっている。個体の入れかわりも起こり、また定住をしない個体も存在することなどが明らかになった。調査個体の血縁についても分析用血液を採集した。ツシマヤマネコについては本課題中には、行動観察による基礎資料を集め、ようやく調査のめどが立ったので、今後捕獲してテレメトリー調査を行なう段階に入った。ノネコについては、グループ社会の維持機構とくにオスの成長にともなう社会的地位の変化と、地位による交尾戦術や行動の変化を中心に野外調査を行なった。各個体の血液と翌年産まれた仔ネコの血液の採取を行ってDNAフィンガープリンティング法によって父性判定を分析中である。その結果繁殖成功度が明らかになる。以上の個々の成果は論文として、それぞれ発表する予定である。個々の成果とこれまで収集した資料をまとめて検討し、「野生小型ネコの社会」「ノネコの社会」さらには「小型ネコ科の社会進化」として研究の集大成をめざし、このアプローチによる新しい社会進化研究の展開をはかる。
γ-アミノ酪酸（GABA）による水利尿と腎保護の新しいメカニズムの解明

GABAの受容体には大きく分けて3種類あり、GABA-AおよびGABA-C受容体はクロライドを通す5量体のチャネル型受容体であり、GABA-B受容体はドパミン受容体と同様にG蛋白共役型で、Giとcoupleしている。GABA-B受容体R1とR2のうち、R2が特に尿細管で強く発現していた。またこのGABA-B R2受容体はアクアポリン2と共局在を示すことから、集合管の主細胞に発現していると考えられる。AVPのV2受容体がGs-coupledなのに対し、GABA-B受容体はGi-coupledであることから、GABA-B受容体がcAMPの産生を抑制することでAVPのシグナルを抑え、水利尿に働く可能性が示唆された。集合管系統の培養細胞、MDCKを用いGABA-Bアゴニストであるバクロフェンの作用をみたところ、バクロフェンはフォルスコリンによるcAMPの増加を抑制した。続いて、アゴニストであるGABAが腎臓にどの程度存在するのか検討を行っている。尿中のGABA濃度はμMオーダーで、ヒトでもラットでも血漿中の約数百倍あり、相当量含まれることが分かった。血中のGABA濃度は高血圧モデルラットSHRではコントロールのWKYに比べて低いという知見もあり、血圧との関連についてさらに検討を加える予定である。また、GABAのみならず他のアミノ酸についても尿中濃度を検討した。食塩負荷をすると尿中に排泄されるアミノ酸が増加し、血中濃度が下がるアミノ酸が多かったが、リジンはWKYにおいて唯一食塩負荷後に血中濃度が上昇することが示された。また、高血圧モデルSHRでは、lysineの血中濃度もWKYにくらべ低いことが分かった。リジンはピペコリン酸に代謝されることによってGABA系シグナルを修飾することが知られている。体内でのリジン代謝を検討することによって、本研究が更に進展する可能性がある。【目的】γ-アミノ酪酸(GABA)による水利尿の作用機序は不明であった。GABAB受容体はGi/oと共役する7回膜貫通型受容体であり、Gsと共役するバゾプレッシン(AVP)V2受容体(V2R)の機能に拮抗する可能性を検討した。【方法】ラット腎組織とアクアポリン2(AQP2)安定発現MDCK細胞を用いた。RT-PCR、Western blot、免疫染色法を実施した。cAMPはHTRF法にて定量した。【結果】腎組織とMDCK細胞には、GABABR1・R2サブユニットmRNAが発現していた。集合管主細胞に、GABABR2とAQP2の共発現像が見られた。MDCK細胞をAVPやforskolinで刺激した際に上昇する細胞内cAMP濃度は、GABAやGABAB受容体の特異的アゴニストであるbaclofenによる前処置にて有意に抑制された。AVPはAQP2のリン酸化を時間依存的、用量依存的に惹起したが、baclofenはそのリン酸化を有意に抑制した。【結論】これらの結果から、GABAB受容体刺激は、集合管におけるcAMPの産生を低下させ、引き続くAQP2の活性化を抑制した。GABAによる水利尿のメカニズムは、AQP2の機能調節を介するものと示唆される。またV2Rの機能異常から引き起こされる病態に対して、腎GABA系は望ましい効果を持つ可能性がある。GABAによる利尿作用の詳細が明らかとなれば、尿酸上昇などの副作用が少ない新しい降圧利尿薬の開発を促す可能性もある。GRK4などGABA受容体の機能を調節する分子の遺伝子多型とAQP2の関与が明らかになれば、高血圧症の個別化医療を実現するために重要な知見を与えることになる。MDCK細胞とNRK-52E細胞に発現するGABAB受容体の構成と機能を検討することができた。しかし、GABA産生にかかるプトレシン経路の役割を確かめる必要があり、次年度以降の課題とした。また、GABA系を賦活するとの報告があるリジンの関与について調べた。血漿中リジン濃度、糞便中リジン濃度は質量分析法にて定量した。高血圧自然発症ラットにおいて、体内リジン濃度の低下が見られた。【結論】GABAB受容体刺激は、集合管におけるcAMPの産生を低下させ、引き続くAQP2の活性化を抑制した。

GABAによる水利尿のメカニズムは、AQP2の機能調節を介するものと示唆される。またV2Rの機能異常から引き起こされる病態に対して、腎GABA系は望ましい効果を持つ可能性がある。GABAによる利尿作用の詳細が明らかとなれば、尿酸上昇などの副作用が少ない新しい降圧利尿薬の開発を促す可能性もある。またはGABA系を賦活するとの知見が得られているリジンの補充により水利尿やナトリウム利尿が惹起され、血圧安定化作用を示す可能性が考えられる。必須アミノ酸であるリジンがGABA経路を賦活する可能性について、また、高血圧症自然発症ラットにおいてリジン欠乏が生じるメカニズムを追加検討しているため。GABAの受容体には大きく分けて3種類あり、GABA-AおよびGABA-C受容体はクロライドを通す5量体のチャネル型受容体であり、GABA-B受容体はドパミン受容体と同様にG蛋白共役型で、Giとcoupleしている。GABA-B受容体R1とR2のうち、R2が特に尿細管で強く発現していた。またこのGABA-B R2受容体はアクアポリン2と共局在を示すことから、集合管の主細胞に発現していると考えられる。AVPのV2受容体がGs-coupledなのに対し、GABA-B受容体はGi-coupledであることから、GABA-B受容体がcAMPの産生を抑制することでAVPのシグナルを抑え、水利尿に働く可能性が示唆された。集合管系統の培養細胞、MDCKを用いGABA-Bアゴニストであるバクロフェンの作用をみたところ、バクロフェンはフォルスコリンによるcAMPの増加を抑制した。続いて、アゴニストであるGABAが腎臓にどの程度存在するのか検討を行っている。尿中のGABA濃度はμMオーダーで、ヒトでもラットでも血漿中の約数百倍あり、相当量含まれることが分かった。血中のGABA濃度は高血圧モデルラットSHRではコントロールのWKYに比べて低いという知見もあり、血圧との関連についてさらに検討を加える予定である。また、GABAのみならず他のアミノ酸についても尿中濃度を検討した。食塩負荷をすると尿中に排泄されるアミノ酸が増加し、血中濃度が下がるアミノ酸が多かったが、リジンはWKYにおいて唯一食塩負荷後に血中濃度が上昇することが示された。また、高血圧モデルSHRでは、lysineの血中濃度もWKYにくらべ低いことが分かった。リジンはピペコリン酸に代謝されることによってGABA系シグナルを修飾することが知られている。体内でのリジン代謝を検討することによって、本研究が更に進展する可能性がある。GABAB受容体とAVP受容体のクロストークを証明する。集合管におけるGABAB受容体の機能調節に与えるGRK4の影響を明らかにする。GABAA受容体刺激が細胞保護効果を示すかどうかを確かめる。リジンの投与によって水利尿、ナトリウム利尿が惹起されるかどうかを検討する。
巨大ヒトゲノム導入による機能解析

ヒトMDR1遺伝子および、それが属するABCトランスポーターファミリー遺伝子領域をモデルとして、YAC導入による機能解析法について以下の項目を検討した。その結果、【1】導入YACの動態の解析:YAC導入による位置効果非依存的発現は、導入DNAのメチル化からの回避によることを昨年度示唆した。今年度はさらに、(1)MDR1プロモーター領域のプラスミド、ファージクローンを用いた場合、約50%のトランスフェクタントでMDR1プロモーターのメチル化が観察されるのに対し、YACクローンを用いた場合、MDR1プロモーターのメチル化が観察されないこと、(2)このメチル化からの回避は、導入コピー数に非依存的であることを明らかにし、遺伝子移入にYACを用いる事により内在性遺伝子と同様のクロマチン構造、脱メチル化状態を維持出来る可能性が期待された。また、(3)YAC導入による機能解析により明らかになった、このメチル化によるヒトMDR1遺伝子のスイッチ・オン、オフは、急性骨髄性白血病などの臨床においても認められることを明らかにした。【2】導入効率の改善と巨大ゲノム機能解析のためのベクター系開発:YAC導入の全ての方法で、移入の効率を妨げている専断力を回避し、かつ巨大ゲノム機能解析のために、Cre-lox系を利用した「YAC環状化」ベクターを構築した。【3】遺伝子ファミリーのゲノム構成:ゲノムの設計原理にアプローチする一つの方法として、遺伝子ファミリーのゲノム構造、周辺の遺伝子構成を把握する。モデルファミリーとして、大腸菌で最大の遺伝子ファミリーであることが明らかになったATP結合カセット(ABC)トランスポーターを取り上げる。本年度は、MDR1遺伝子領域1.5Mbに関して、YAC DNAからのエクソントラップ法により遺伝子構成の詳細を把握した。また、ゲノム構造の特性、その破綻と疾病との接点を探っている。
炎症の遷延化をもたらすサイトカイン遺伝子群エピジェネティック制御

転写因子GATA2は炎症性サイトカイン遺伝子の発現を活性化し、炎症惹起に関わることがわかった。さらに、GATA2欠損が全身的な炎症に与える影響についても解析を進めた結果、リポ多糖(LPS)投与による急性の敗血症誘導に対して、GATA2へテロ欠損マウスは有意に耐性を示した。敗血症病態形成にはヒスタミン産生細胞が重要な役割を担うと考え、ヒスタミン産生細胞を生体内でモニターできるレポータートランスジェニックマウス(Hdc-GFPマウス)を樹立し、敗血症時のヒスタミン産生細胞の遊走を解析した。その結果、LPS誘導性敗血症時には、肺にヒスタミン産生細胞が最も顕著に遊走され、GATA2へテロ欠損マウスではヒスタミン産生細胞の遊走が軽減した。次に、細菌感染による敗血症モデルとして盲腸結紮穿孔(CLP)腹膜炎誘導に対するGATA2へテロ欠損マウスの感受性を検討した。その結果、GATA2へテロ欠損マウスではCLP腹膜炎による急性期の炎症誘導は抑制されたが、細菌感染の遷延とそれに伴う慢性炎症を示すことがわかった。これらの結果から、GATA2は急性期炎症惹起にかかわる一方で、病原細菌に対する防御機構を担う機能を持つと考えられた。GATA2を発現する培養マスト細胞を用いたChIPシーケンス解析から、IL4、IL13、IL6などの遺伝子座にGATA2の結合サイトが存在することがわかった。これらのサイトカイン遺伝子はLPS処理により発現誘導されるが、GATA因子阻害剤であるミトキサントロン処理によりこの発現誘導がキャンセルされた。炎症性サイトカイン遺伝子座へのGATA2結合量はLPS処理後も有意な変化を示さなかった。これらの結果からGATA2はLPS刺激に応答する他の因子と協調して機能することにより、炎症性サイトカイン遺伝子の発現誘導に関わると推測された。敗血症誘導による肺での急性炎症に対して、転写因子GATA2が症状を増悪させる作用があることが新たに分かった。この過程でGATA2はヒスタミン産生細胞の遊走を促進する機能をもち、このヒスタミン産生細胞が好中球の一群であることが分かった。今後、これらの好中球の遊走を抑制することにより、敗血症による肺障害に対する治療法開発につながる可能性があると考えている。また、これらの解析の過程でヒスタミン産生細胞をモニターできるレポータートランスジェニックマウス(Hdc-GFPマウス)を樹立した。本マウスは今後の解析に有用なツールとなった。マスト細胞の培養細胞を用いたChIPシーケンス解析から、IL4、IL13、IL6などのサイトカイン遺伝子群がGATA2の標的遺伝子であることがわかった。GATA因子阻害剤であるミトキサントロンが炎症時のサイトカイン遺伝子発現誘導を抑制することから、抗炎症効果が期待できることもわかった。一方で盲腸結紮穿孔(CLP)腹膜炎誘導では、GATA2が急性期炎症惹起にかかわるが、病原細菌に対する防御機構を担う機能も持つことがわかった。このことは、GATA2遺伝子欠損により発症する特発性免疫不全症候群の病態を理解する上で重要な結果となると考えている。GATA因子阻害剤は病態と病期に基づいて適応症例を検討すれば、新たな抗炎症薬としての可能性があると考えられた。以上の結果から、本研究課題の進捗は概ね順調と考えている。GATA因子阻害剤やsiRNA等の小核酸分子によるGATA因子抑制が気管支喘息などの炎症性・アレルギー性疾患の治療効果をもたらすか、マウス疾患モデルを用いて検討する。GATA2の標的遺伝子となる、IL4、IL13、IL6などのサイトカイン遺伝子群のGATA因子結合配列の機能を調べるためにシスエレメントターゲティング細胞株や遺伝子改変マウスを樹立する。

これらの結果からGATA2はLPS刺激に応答する他の因子と協調して機能することにより、炎症性サイトカイン遺伝子の発現誘導に関わると推測された。敗血症誘導による肺での急性炎症に対して、転写因子GATA2が症状を増悪させる作用があることが新たに分かった。この過程でGATA2はヒスタミン産生細胞の遊走を促進する機能をもち、このヒスタミン産生細胞が好中球の一群であることが分かった。今後、これらの好中球の遊走を抑制することにより、敗血症による肺障害に対する治療法開発につながる可能性があると考えている。また、これらの解析の過程でヒスタミン産生細胞をモニターできるレポータートランスジェニックマウス(Hdc-GFPマウス)を樹立した。本マウスは今後の解析に有用なツールとなった。マスト細胞の培養細胞を用いたChIPシーケンス解析から、IL4、IL13、IL6などのサイトカイン遺伝子群がGATA2の標的遺伝子であることがわかった。GATA因子阻害剤であるミトキサントロンが炎症時のサイトカイン遺伝子発現誘導を抑制することから、抗炎症効果が期待できることもわかった。一方で盲腸結紮穿孔(CLP)腹膜炎誘導では、GATA2が急性期炎症惹起にかかわるが、病原細菌に対する防御機構を担う機能も持つことがわかった。このことは、GATA2遺伝子欠損により発症する特発性免疫不全症候群の病態を理解する上で重要な結果となると考えている。GATA因子阻害剤は病態と病期に基づいて適応症例を検討すれば、新たな抗炎症薬としての可能性があると考えられた。以上の結果から、本研究課題の進捗は概ね順調と考えている。GATA因子阻害剤やsiRNA等の小核酸分子によるGATA因子抑制が気管支喘息などの炎症性・アレルギー性疾患の治療効果をもたらすか、マウス疾患モデルを用いて検討する。GATA2の標的遺伝子となる、IL4、IL13、IL6などのサイトカイン遺伝子群のGATA因子結合配列の機能を調べるためにシスエレメントターゲティング細胞株や遺伝子改変マウスを樹立する。
歯肉上皮細胞によるP.gingivalis殺菌機構と歯周病感受性との関連の解析

Porphyromonas gingivalisの宿主細胞内侵入経路および、細胞内侵入後の同菌の細胞内動態につき検討を加えた。その結果、下記3つの知見が得られた。1.P.gingivalisの細胞侵入に関与する宿主因子は、リピッドラフト、α5β1インテグリン、small-GTPaseのRac1、アクチン、微小管の他アクチンの再構築やエンドサイトーシスに関わる分子であることが示された。2.エンドサイトーシス経路を利用して細胞内に侵入したP.gingivalisは、一部は後期エンドソームに包まれたまま分解されてしまうが、一部は初期エンドソームから脱出し、細胞質内に留まる菌と、オートファジーによって殺される菌とがあることが示された。この違いが何故起こるのかは不明であり、今後の研究課題である。3.P.gingivalisの細胞侵入に不可欠な線毛には6つの遺伝子多型が存在し、II型線毛遺伝子をもつ菌株は効率よく歯周細胞に侵入し、強力な細胞機能傷害と細胞死を引き起こすことを示した。今後さらに歯周感染から宿主を防御するメンブレントラフィックの自然免疫機能の分子基盤を明らかにするとともに、侵入してきた歯周病菌を細胞が殺すためのメンブレントラフィック機能の個人差と歯周病感受性との関連に検討を加える。歯周病菌Porphyromonas gingivalisの宿主細胞内侵入経路および、細胞内侵入後の同菌の細胞内動態につき検討を加えた。その結果、本菌の細胞侵入は抗α5β1インテグリン抗体により阻害され、さらに細胞表層に局在するリピッドラフトの主要構成成分であるコレステロールに結合剤フィリピン、ナイスタチン、およびコレステロールを除去する作用をもつメチル・シクロデキストリンの添加により顕著に阻害された。またリピッドラフトマーカーであるガングリオシドGM1およびカベオリン-1の本菌への共局在も確認され、ラフトのP.gingivalisの細胞侵入への関与が強く示唆された。クラスリン依存性エンドサイトーシス不全株であるEPs15優性変異株に対するP.gingivalisの侵入効率は、野生細胞株への侵入と同等であったが、クラスリン非依存エンドサイトーシス不全株であるdynamin2変異株へのP.gingivalisの侵入は全く認められなかった。また、dynamin2変異細胞表層に偏在するdynamin2分子とP.gingivalisとの顕著な凝集が観察され、本菌の細胞侵入はdynamin2依存性クラスリン非依存エンドサイトーシスに拠るものであることが示された。また、細胞内侵入および細胞内移動にはアクチン、微小管の重合あるいは脱離が必須であることを示す結果も得られた。以上の知見よりP.gingivalisは細胞骨格繊維の重合再編成を利用し、リピッドラフトおよびdynamin2依存性クラスリン非依存エンドサイトーシスを介して細胞内侵入を果たしていることが示唆され、歯周病の発症・進行に関わる感染経路において、重要なステップであるP.gingivalisの細胞内感染機序の一端が明らかとなった。P.gingivalis線毛のサブユニットFimAをコ-ドするfimA遺伝子には6つの遺伝子型が存在する。歯周病患者からは2型fimA遺伝子を有するP.gingivalisが高頻度で検出され、非歯周病成人からは1型fimA株が高頻度で検出される。しかし,fimA遺伝子型の相違と本菌の病原性との関係は未だ明確にはされていない。そこで本年度は、fimA遺伝子型と本菌の病原性との関連を明らかにするために、1型および2型fimA株のfimA遺伝子を相互に置き換えた変異株を作製し、病原性の変化を評価した。ATCC33277株の1型fimA株を2型fimA遺伝子に置き換えた変異株、また逆にOMZ314株の2型fimAを1型fimAに変異させた株、両株の線毛欠損株を作製し、上皮細胞(Hela細胞)への付着、侵入、細胞傷害性およびマウス急性炎症モデルでの病原性を評価した.2型fimA遺伝子を付与された株は顕著な細胞侵入能を示すとともに、細胞内シグナル分子であるpaxillinとfocal adhesion kinaseを分解した.また,2型線毛株は細胞増殖、細胞遊走能などに顕著な阻害活性を示した。

マウスモデルにおいても2型線毛株は有意な急性炎症症状を惹起した。これらの知見より、同菌の2型fimA遺伝子と細胞傷害性との強い関連性が示された。Porphyromonas gingivalisの宿主細胞内侵入経路および、細胞内侵入後の同菌の細胞内動態につき検討を加えた。その結果、下記3つの知見が得られた。1.P.gingivalisの細胞侵入に関与する宿主因子は、リピッドラフト、□□□1インテグリン、small-GTPaseのRac1、アクチン、微小管の他アクチンの再構築やエンドサイトーシスに関わる分子であることが示された。2.エンドサイトーシス経路を利用して細胞内に侵入したP.gingivalisは、一部は後期エンドソームに包まれたまま分解されてしまうが、一部は初期エンドソームから脱出し、細胞質内に留まる菌と、オートファジーによって殺される菌とがあることが示された。この違いが何故起こるのかは不明であり、今後の研究課題である。3.P.gingivalisの細胞侵入に不可欠な線毛には6つの遺伝子多型が存在し、II型線毛遺伝子をもつ菌株は効率よく歯周細胞に侵入し、強力な細胞機能傷害と細胞死を引き起こすことを示した。
周期的ナノ構造ポーラスシリカ薄膜の合成とその半導体低誘電率層間絶縁膜への応用

界面活性剤とテトラエトキシシラン蒸気が接触することによって規則構造を有する界面活性剤-シリカ複合体が得られることを見出し、この新しい着想に基づいてメソポーラスシリカ薄膜の設計と合成を行い、半導体用低誘電率(low-k)絶縁膜への応用を目指して研究を行った。通常、メソポーラスシリカ合成はシリカ源と界面活性剤からなる溶液からの析出によって得られる。本手法(気相合成法)では、非イオン性ブロック共重合体(Pluronic F127)の薄膜にテトラエトキシシランを気相で接触させることにより規則性の高い大細孔メソポーラスシリカ薄膜を合成することに成功した。反射X線小角散乱法(GISAXS)を用いて、薄膜がR-3m構造を有し、基板に対して(111)配向していることを明らかにした。R-3mのlattice constantsはa=17nmおよびα=70°であった。一般的にメソポーラスシリカは薄膜化することによって安定性が著しく低下し、規則構造が収縮するのに対して、本手法で得られたR-3mメソポーラスシリカ薄膜は大きなlattice constantsを維持していることがわかった。low-kとしての物性評価として種々の薄膜の比誘電率測定を行い、疎水性が薄膜の低誘電率化に大きく影響する結果を得た。そこで、薄膜合成(焼成前、焼成後)の各段階において有機シランを用いた処理を行い、疎水化処理と比誘電率との関係を明らかにした。焼成後に疎水化処理を行った薄膜では、比誘電率を1.6まで低下させることに成功した。気相合成法はChemical Vapor Depositionに類似しており、薄膜の大量連続合成が可能なため、工業化に適している。また、界面活性剤濃度および合成温度を制御することで、ケージ状細孔を有するR-3mとチャネル細孔を有するc2mmの構造制御が可能であることを明らかにした。カチオン性のアルキルトリメチルアンモニウム塩あるいは非イオン性のトリブロック共重合体を水およびエタノールに溶解し、得られた出発溶液をシリコン基板上に塗布・乾燥することによって構造鋳型材の薄膜を合成した。その後、薄膜を90180°Cにてテトラエトキシシラン蒸気に接触させることで、シリカと構造鋳型剤の複合したメソ構造体薄膜が得られることを明らかにした。通常、メソポーラスシリカはシリカ源と界面活性剤などの型剤からなる溶液から析出する。一般的に、メソポーラスシリカは粉末で合成した場合、あるいは多孔質支持体内に合成した場合は、比較的高い安定性を示すが、薄膜状にすると、安定性は著しく低下し、構造鋳型材の除去に伴って周期性が低下する。これに対して、本研究で開発した新規合成法は、高温条件下で気相からシリカを析出させるため、高い構造安定性を有するメソポーラスシリカ薄膜が合成可能となった。また、シリケート、触媒、構造鋳型材を含む溶液を保存する必要がなく、工業的に適した手法であると言える。合成した薄膜はX線回折、Scanning electron micrograph (SEM)、Transmission electron microscope (TEM)及び窒素吸着・脱着等によつて構造解析を行った。アルキルトリメチルアンモニウム塩を用いた場合には、2.5nm径のチャネル状細孔が基板に対して平行に配列した構造であることを明らかにした。トリブロック共重合体を用いた場合には、'膜面に対して等方性を有する細孔構造(細孔径7nm)であることを明らかにした。これらの構造鋳型材を用いて、気相から合成したメソポーラスシリカ薄膜は、高い比表面積を有し、極めて規則性が高く、半導体用層間絶縁膜としての用途、さらには触媒、吸着分離剤など様々な分野での応用が期待できる。

また、界面活性剤濃度および合成温度を制御することで、ケージ状細孔を有するR-3mとチャネル細孔を有するc2mmの構造制御が可能であることを明らかにした。
溶液ジェット法による糖薄膜の製膜と真空紫外円二色性データベースの構築

本研究は真空紫外線領域における円二色性スペクトル計測による糖鎖構造解析の実用化を将来目標としており、その基礎として単糖など比較的容易に入手可能な糖試料の真空紫外円二色性スペクトル計測とそれに先立つ溶液ジェット法などの糖薄膜試料作製装置の開発や高感度な真空紫外円二色性計測装置の開発を行った。本年度は溶液ジェット法による糖薄膜の端緒の製膜および高感度真空紫外円二色性スペクトル計測手法の確立を行った。本研究は真空紫外円二色性計測による糖鎖構造解析を将来目標としており、その基礎として単糖試料の円二色性データベースの構築を目指すものである。本研究の遂行を将来的には糖鎖構造解析へとつなげていき、糖鎖の構造解明による各種疾病の予防や治療へ貢献していきたく考えている。本年度は糖薄膜の製膜装置として溶液ジェット法を用いたものを開発し、糖薄膜(試料:アラビノース)の端緒の製膜に成功した。真空中にパルスバルブで溶液を噴霧し、試料基板を回転させつつ糖薄膜を製膜した。次年度に顕微鏡観察、X線回折測定等を用いて、作製した膜の評価を行い、均一性、結晶性の確認を行う。均一性が高くかつ、微結晶集合体など結晶性の低い膜を用いて、真空紫外円二色性計測を行う。また産業技術総合研究所の放射光施設TERASのビームラインBL-5Bにて、光弾性変調器を用いた円二色性測定システムの高感度化に成功した。既に整備されている偏光アンジュレータ光源と組み合わせた新規円二色性測定システムの構築に成功し、計測感度を従来のアンジュレータによるものよりも約10倍以上向上させることに成功した。測定波長領域は光弾性変調器の光学材料であるCaF2が透過可能な波長135nm程度までである。本計測装置を最大限に用いて、次年度の糖薄膜の真空紫外円二色性データベース構築を進めていく予定である。以上、当初の研究実施計画に即した研究成果を得ることに成功した。本研究は真空紫外円二色性計測による糖鎖構造解析の実用化を将来目標としており、まずその基礎として単糖など比較的容易に入手可能な様々な糖試料の真空紫外円二色性スペクトル計測とそれに先立つ糖薄膜試料作製装置開発や真空紫外円二色性計測装置開発等を行うものである。本研究の遂行を将来的には円二色性計測による糖鎖の分子構造解析へとつなげていき、糖鎖の構造解明による各種疾病の予防や治療・製薬開発などへ貢献していきたいと考えている。本年度は前年度までに開発した溶液ジェット法による糖薄膜作製装置や高感度真空紫外円二色性スペクトル計測装置などを用いて、糖薄膜試料の真空紫外円二色性計測を進めてきた。例えば最も一般的な糖であるグルコース薄膜の作製を行い、そのα体、β体の薄膜の波長140nmまでの真空紫外円二色性スペクトルの計測などを行った。この時、直線異方性の影響がないことを確認するため、真空紫外円二色性スペクトルの試料回転角度依存性を測定した。その結果本薄膜において円二色性計測に直線異方性の寄与はほぼ存在しないことが分かった。本測定の結果、グルコース薄膜の真空紫外域での光吸収はα体、β体といったアノマー間での違いはほとんど見られないが、円二色性スペクトルは大きく異なる形状を示していることがわかった。アノマー間の分子構造の差異は一部の水酸基の位置が主であることから、真空紫外円二色性スペクトルはこのような糖の僅かな構造の変化に敏感に応答することを如実に示している。また単糖だけでなくシクロデキストリンと呼ばれるα-D-グルコースが68個環状に結合した糖の薄膜作製とそのβシクロデキストリンの真空紫外円二色性スペクトルの測定にも成功し、グルコース間の結合によって、円二色性スペクトルがどのように変化するかなどを調べた。以上のように当初の研究実施計画に即した研究成果を得ることに成功した。
女性の宗教的主体構築―ジェンダーの視点から

本研究は、宗教研究にジェンダーの視座を導入することにより、女性の宗教的主体の構築のあり方を考察することにあり、最終年度には論文集『宗教とジェンダーのポリティクスーフェミニスト人類学のまなざし』を出版した。この本はジェンダーの視点からの宗教における女性の主体に関する研究の総括となるもので、宗教学にとどまらず、人類学の領域で宗教とジェンダーを研究する若手研究者たちとも連携し、フィールドワーク調査および理論的研究の多面的なアプローチを用いたものとなっている。これにより、グローバルな規模で進行しつつあるジェンダー宗教学の重要性と日本における個別事例の解釈を、国内のみならず海外に向けても発信できる。本研究は、宗教研究にジェンダーの視座を導入することにより、女性の宗教的主体の構築のあり方を考察することにある。この研究を進めるために、研究代表者と分担者は、平成26年度においてまず国内におけるジェンダーの視座にもとづいた宗教研究を進める若手研究者を招き、7月と12月の2回、名古屋工業大学において研究会を行った。さらに2005年からこれまで続けてきたジェンダーの視点からの宗教における女性の主体に関する研究の総括としての論文集の出版を目指し、出版社との交渉を行い、出版計画を実施に移す道筋を作った。この論文集には、上述の研究会の出席者を含むものであり、研究会の成果ともなる予定である。さらに2005年からこれまで続けてきたジェンダーの視点からの宗教における女性の主体に関する研究の総括としての論文集の出版を目指し、平成26年度に引き続き、国内におけるジェンダーの視座にもとづいた宗教研究を進める若手研究者を招き、9月と12月の2回、名古屋工業大学において研究会を行った。本研究の、目的と実施計画の通りにすべて予定されたものが実施されている。最終年度である2016年度は、本科研費の研究期間である2014年から行ってきた研究会や日本国内の学会や国際学会での発表などの成果として、論文集を完成させることが目的であった。この論文集は『宗教とジェンダーのポリティクスーフェミニスト人類学のまなざし』として昭和堂から11月に出版することができた。この著作は2005年からこれまで続けてきたジェンダーの視点からの宗教における女性の主体に関する研究の総括となるものである。この論文集にまとめられた研究は、フィールドワークに基盤を置くもので、宗教学にとどまらず、人類学の領域で宗教とジェンダーを研究する若手研究者たちとも連携し、フィールドワーク調査および理論的研究の多面的なアプローチを用いている。本書に加わったメンバーは本研究の2014年度、2015年度の研究会および国際会議での発表に参加した若手研究者であり、本科研費の成果をまとめたものとなっている。また本著作は、宗教学、人類学、社会学、ジェンダー研究などの多様な分野で学部生および大学院生に広く使用されるものを目指したものであり、包括的なテーマと地域をカヴァーすることで、多様な読者層にこの分野の重要性を伝えることができるものとなっている。これにより、グローバルな規模で進行しつつあるジェンダー宗教学の重要性と日本における個別事例の解釈を、国内のみならず海外に向けても発信できるものと考える。平成27年度以降も、「研究実施計画」に基づいて、変更なく予定通り進めていく。最終目的である論文集については、2016年9月の刊行を目指している。人文学平成27年度以降も、「研究実施計画」に基づいて、変更なく予定通り進めていく。最終目的である論文集については、2016年4月の刊行を目指している。これまで続けてきたジェンダーの視点からの宗教における女性の主体に関する研究の総括としての論文集の出版をめざし、出版費用として活用する。おおむね予定通りであり、端数の範囲と考える。出版費用に充てる。次年度と合算して計上する予定。
質量選別した気相イオンの核磁気共鳴分光の研究

本研究では、未開拓の気相分子イオンの磁気共鳴(NMR)法を創出するため、新らしい測定原理を提案し、NMR分光装置の開発を進めた。気相イオンの非常に弱いNMR信号を検出するために、試料イオンの新しい極低温冷却法の出現が要となる。超音速分子線の光イオン化に基づくイオン源に、新たに進行波型の多段減速器を開発して組み込み、非常に明るく定量的に減速可能なイオン源を完成した。イオンをさらにmK以下に極低温冷却するため、NMRセルに組み込む速度分散補償型冷却器を新たに発案し開発した。今後は、これらの装置を基に極低温の閉殻イオンを効率よく生成できる方法を確立し、測定原理の検証とNMRスペクトルの研究を進める。本研究では、新しい測定原理「磁気共鳴加速法」に基づく磁気共鳴検出装置を開発し、気相分子イオンやクラスターイオンのプロトンNMR分光の基礎的研究を初めて行う。気相イオンの非常に弱いNMR信号を検出するために、NMRセル内に捕捉した試料イオン束の並進温度を極低温に冷却して傾斜磁場内を往復させ、RF磁場をセル両端で印加してスピン分極させる。この分極を種々のRF周波数で飛行時間差として測定し、NMRスペクトルを得る。傾斜磁場型超伝導磁石とNMR検出システムを改良し、スピン分極の検証と定量化を進め、NMR分光法を確立する。平成24年度は、気体NMR装置の整備を進め、イオン光学系の浮遊電場の改良のために新たにイオン源とNMRセルの設計、製作と組み立てを行った。イオン源として、分子線の光イオン化を採用しており、極低温冷却したイオン束の生成に、光イオン化で発生したイオン束の減速と圧縮が重要となる。このため生成するイオン束の速度広がりと同じエネルギー勾配(1mV/mm)を有するポテンシャルスイッチを製作し、NMR装置への組み込みと基本動作の確認を行った。気相イオンのNMR検出用のセルは、低速イオンの傾斜磁場内での運動で誘起するスピン分極を観測するため、イオン捕捉用の円筒電極対、速度選択用のメッシュ電極対、核スピン励起用のRF磁場発生器とドリフトチューブにより構成される。イオン光学系に残存する浮遊電場を極力抑えるため、電極内壁の距離を以前に比べ約1.5倍大きくしたNMRセルを製作し、組み上げた。内面研磨と金メッキを施した銅製のドリフトチューブは製作が困難なため半年近くを要したが、ほぼ仕様を満たすものを試作した。NMRセルの組み上げは終了し、NMR検出用のRFコイルの基本性能の検討を進めている。今後は、新たに製作したイオン光学系の特性をさらに検討するとともに、極低温のイオン束発生法を確立し、測定原理の検証とNMRスペクトルの測定を進めていく。NMR検出システムを改良し、スピン分極の検証と定量化を進め、NMR分光法を確立する。平成25年度は、前年度に製作したイオン源と金メッキを施したNMRセルの整備を進めた。イオン光学系に残存する浮遊電場の影響を調べるため、パラキシレン等のイオンを低速で発生して透過効率を測定し、NMRセルの電気特性を詳細に検討した。またNMRセル表面に残存する水分は浮遊電場の大きな原因となるため、新たにセル全体を加熱し水分を除去できる超伝導磁場下で使用可能なベーキングシステムを開発した。この結果、浮遊電場の問題が大きく改善された。また浮遊電場の制御と極低温イオン束の発生法の開発の一環として、上記の金メッキを施したセルと比較検討するために、新たにグラファイトコーティングを施したNMRセルの開発を行った。これまでの実験ではイオン源として分子線のレーザー光イオン化法を採用したが、本NMR装置で扱えるイオン種を拡張するために、電子衝撃型のイオン源が必要となる。このため予備実験として金属表面へのレーザー光照射で発生する光電子を利用した超伝導磁石内の高磁場下で使用可能な電子衝撃イオン源を製作した。今後は、新たに製作したイオン源をさらに改良するとともに、極低温のイオン束発生法を確立し、測定原理の検証と気相イオンのNMRスペクトルの研究を進めていく。本研究では、新しい測定原理「磁気共鳴加速法」に基づく気相分子イオンに適用可能な磁気共鳴検出装置を新たに開発し、分子やクラスターイオンのプロトンNMR分光の基礎的研究を初めて行う。平成26年度は、前年度に製作したイオン源と金メッキを施したNMRセルの特性評価を行い改良を進めた。試料イオンの極低温冷却に不可欠なイオン光学系に残存する浮遊電場の抑制のため、アンモニア等のイオンを低速で発生して透過効率を測定し、NMRセルの電気特性を検討した。

この結果、5 meV以下の運動エネルギーのイオンが透過できるように改良され、3 meVまでイオンの減速が可能となった。また速度分布から求まる並進温度は10 mK以下に冷却されることが明らかになった。これらの結果は2つの国際会議で発表した。また浮遊電場の抑制効果をさらに高めるために、新たにグラファイトコーティングを施したNMRセルを製作し、特性評価を進めた。今後は、原理検証実験に必要な閉殻イオンを効率よく生成できる多段のポテンシャルスイッチを組み込んだイオン源を新たに導入するとともに、極低温のイオン束発生法を確立し、測定原理の検証と気相イオンのNMRスペクトルの研究を進めていく本研究では、新しい測定原理「磁気共鳴加速法」に基づく気相分子イオンに適用可能な磁気共鳴検出装置を新たに開発し、分子やクラスターイオンのプロトンNMR分光の基礎的研究を初めて行う。気相イオンの非常に弱いNMR信号を検出するために、NMRセル内に捕捉した試料イオン束の並進温度を極低温に冷却して傾斜磁場内を往復させ、RF磁場をセル両端で印加してスピン分極させる。このスピン分極を種々のRF周波数で飛行時間差として測定し、NMRスペクトルを得る。NMR検出システムを改良し、スピン分極の検証と定量化を進め、NMR分光法を確立する。平成27年度は、超音速分子線の光イオン化を基礎にしたイオン源の強度を改善するために、新たに進行波型の多段減速器の開発を進めた。シミュレーション計算をベースに最適の減速効果を有するイオン光学系を設計するととも、製作を進めた。またキシレン等の標準イオンを用いて特性評価を行うことにより、従来に比べ非常に明るく、定量的に減速可能なイオン源を完成した。またこの気相イオンをさらに冷却し極低温を実現するために、新たに速度分散補償効果を考慮したNMRセルに組み込み可能な冷却器を発案し開発を進めた。この結果、先に開発した速度選別法と組み合わせることにより、mK以下の極低温イオンを精密に制御しながら生成できることを実証した。今後は、これらの装置を組み合わせて、極低温の閉殻イオンを効率よく生成できるイオン束発生法を確立し、測定原理の検証と気相イオンのNMRスペクトルの研究を進めていく。本研究では、未開拓の気相分子イオンの磁気共鳴(NMR)法を創出するため、新らしい測定原理を提案し、NMR分光装置の開発を進めた。気相イオンの非常に弱いNMR信号を検出するために、試料イオンの新しい極低温冷却法の出現が要となる。超音速分子線の光イオン化に基づくイオン源に、新たに進行波型の多段減速器を開発して組み込み、非常に明るく定量的に減速可能なイオン源を完成した。イオンをさらにmK以下に極低温冷却するため、NMRセルに組み込む速度分散補償型冷却器を新たに発案し開発した。今後は、これらの装置を基に極低温の閉殻イオンを効率よく生成できる方法を確立し、測定原理の検証とNMRスペクトルの研究を進める。本研究では試料イオンの極低温冷却が重要となる。冷却を実現するためには、イオン源とNMRセルを構成するイオン光学系の金属表面に残存する浮遊電場の抑制と、イオンの減速が重要技術となっている。この技術を確立するため、浮遊電場の影響が小さくなるイオン光学系の製作と、表面電場の制御のために金メッキとグラファイトコートしたNMRセルを製作した。