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次世代加速器素粒子物理実験のための新しいナノメーター振動制御システムの実証研究

本実験は次世代の素粒子実験用コライダーの主要技術であるナノメートルのビーム制御を可能にするナノメートル精度の振動除去装置の開発を目的としている。研究は、加速器施設などでの実際の振動状況の測定に始まり、装置の基本仕様の決定、概略設計、固有振動数の解析、詳細設計、の流れを経て、特許機器株式会社による基台の製作、そして制御システムを実際に構築した。この基台はステンレス製で、下の台座に特殊なカムムーバー構造を持ち、その上部にナノメーター位置制御用のピエゾ素子を用いた台座をもつ新しい構造のものである。この構造により全体の位置の調整幅を数mm持たせた上で、ナノメートルでの高速フィードバックが可能な構造を持たせることに成功した。この実機を完成させたのちにPLCを用いた振動制御システムを構築した。このシステムは、振動を読み取るための静電容量型の変位計の信号をADCにて読み取り、その読み値を用いてピエゾ素子に与える電圧を演算し、その値をDACから出力し、アンプを経由して実際のピエゾ素子に振動を打ち消すための電圧を供給するものである。ピエゾ素子に与える電圧により静電容量計のノイズレベルであった10ナノメートルの精度での制御を実際に確認することができた。位置制御自体は電圧による制御の精度で決まっており、ナノメートルレベルでの位置制御、ピエゾ素子のヒステリシスの測定などもできている。高速フィードバックに関しては、実際に起震機により基台に振動を与え、それを打ち消すようにフィードバックをかけることで性能を評価した。この結果、1Hzで40ナノメートルの振動を与えたときの運用に成功した。ADCの値の読み取りからDAC出力までのデータ入出力における時間ロスを抑えることで、更に高速のフィードバックが可能になる。今回の研究により、新しい基台の構造をつくることができたことは大きな成果である。研究分担者、および加速器試験システムを有するKEKの研究者と協議して、来年度の計画を詳細に検討した。レーザー干渉計システムの設計を終了した。計画通り進行させることができている。本年度の目的である(1)振動制御の基礎データの収集、(2)次年度に行う実際の加速器エレメントを用いたシステムの設計、の2つの項目に関して、以下のことを行った。1.振動データ●石常磐を設置し、振動測定装置(加速度計)の性能を調査した。この結果、2つの既存測定器のうちひとつ(STS2)が必要な精度(0.1-10Hzの帯域での振動感度)を持つことを確認した。補正方法を確立した。データ収集装置が生じるノイズが問題となったが、ロガーを改良することで、ノイズを消去することに成功した。●四重極磁石による共鳴振動を確認した。●当初の常伝導形式から超伝導タイプへ加速器の仕様が変更されたため、冷却システムの設計の変更を行ない対処することができた。●人工振動の影響を調査するため、トンネル(三瀬トンネル)の横坑を用いて実際の微振動測定を行った。周波数解析の結果、数ヘルツ付近に集中する人工振動および波浪による数ヘルツ領域の振動を確認することができた。振動源からの距離による依存性、日夜の格差など貴重なデータを収集することができた。2.システム設計●レーザーの干渉を用いたナノメートル変位測定システムを設計した。●このため、レーザーシステム、そこからのレーザー光を分配輸送するための特殊ファイバー、光学素子の購入を終了した。本年度の目的である(1)微振動の除去システムのための構造計算(2)システムの設計、そして(3)システムの製作の3つの項目に関して、以下のことを行った。

●精密な位置制御をすべき四重極磁石を最上部に設置し、最下部にローラーカムからなる粗動システム、上部にピエゾ素子などからなる高速微動システムを設置した全体構造をコンピュータシミュレーションにかけ、構造の違いによる固有振動の周波数特性を研究した。粗動部と微動部の接合をロックするための機構、カムのためのベアリング機能、全体重量配置などで周波数特性が変化することがはっきりした。●当初の概略設計では周波数30Hz程度に第一モードがあり、これだと微振動の制御の際に逆に振動を増強してしまうことが予想された。このため、ロック機構、重量配置などを調整し、80Hz程度まで固有振動をあげることに成功した。この研究は東京大学および高エネルギー加速器機構の研究分担者および(株)特許機器との協同で行った。●ピエゾ素子の性能評価を行い、上記の周波数特性の研究成果を用いてナノメートル位置制御システムを設計した。粗動部分の構造を従来のものから換え、2本ずつのレバーアームで支える構造にして構造強度と動作のなめらかさを両立させている。●設計に従い、ローラーカム、ピエゾ素子、ドライバー装置からなる実際の振動除去装置を製作した。この製作は(株)特許機器が行った。上記の成果のために、研究分担者、および加速器試験システムを有するKEKの研究者と頻繁に定期的な協議を行った。システム開発の現状は国際会議等で報告している。本年度は予定通りシステムの製作を終了した。また、本年度製作したシステムを用いた実際の測定・改良に関して、来年度の計画を詳細に検討してきた。計画通り進行させることができている。平成18年度における本研究において、特許機器株式会社の製作による基台の制御システムを実際に構築した。この基台は下の台座に特殊なカムムーバー構造を持ち、その上部にナノメーター位置制御用のピエゾ素子を用いた台座をもつ新しい構造のものである。特許機器株式会社と東京大学から下部構造に関して特許の申請を行っている。ステンレス製の台座はこの構造により全体の位置の調整幅を数mm持たせた上で、ナノメートルでの高速フィードバックが可能な構造を持たせることに成功した。この実機を完成させたのちにPLCを用いた振動制御システムを構築した。このシステムは、振動を読み取るための静電容量型の変位計の信号をADCにて読み取り、その読み値を用いてピエゾ素子に与える電圧を演算し、その値をDACから出力し、アンプを経由して実際のピエゾ素子に振動を打ち消すための電圧を供給するものである。ピエゾ素子に与える電圧により静電容量計のノイズレベルであった10ナノメートルの精度での制御を実際に確認することができた。位置制御自体は電圧による制御の精度で決まっており、ナノメートルレベルでの位置制御、ピエゾ素子のヒステリシスの測定などもできている。高速フィードバックに関しては、実際に起震機により基台に振動を与え、それを打ち消すようにフィードバックをかけることで性能を評価した。この結果、1Hzで40ナノメートルの振動を与えたときの運用に成功した。ただし、いくつかの課題も見つかった。
妊産婦・新生児の感染予防と看護サービスの質-A産院でのMRSA等の分析から-

1.東京都内T産院においてMRSAの分離を行ったところ,妊産褥婦92名の保有率は,入院時手指0%,鼻腔0%,退院時手指1.4%,鼻腔1.4%,1ヶ月健診時の新生児17名の保有率は,手指0%,鼻腔5.9%,病棟職員49名の保有率は,手指3.4%,鼻腔0%であった.これらは先行研究と同等ないし低値であり,健常者が利用する単科産院においてはMRSA保有率は低いことが明らかになった.さらに,パルスフィールド電気泳動の結果,退院前に接触のない2名の母親,1ヶ月健診時の新生児と沐浴槽から同じ遺伝子パターンのMRSAが分離され,産院内でMRSAを保菌したことが示唆された.2.東京都内T総合病院産科で分娩後,乳房外来受診中の11名の母親の母乳と乳輪部からの菌分離を行ったところ,11名中6名の母乳,7名の乳輪部から黄色ブドウ球菌を検出した.母乳陽性となった1名はMRSAであり,この母親の児は検査入院歴をもち,児の鼻腔,口腔からもMRSAを検出したことから,児から母親に伝播したことが示唆された.3.東京都内S総合病院産科におけるMRSA陽性率は,妊産褥婦42名では入院中0%,1ヶ月健診時0%,新生児42名では入院中0%,1ヶ月健診時2.4%,分娩に立ち会った父親4名では0%,医療従事者30名では11.1%,環境20カ所では15%であった.先行研究と比較すると,妊産褥婦と新生児では低値であるが,医療従事者では同等の保有率であった.さらに,パルスフィールド電気泳動による遺伝子パターン,薬剤感受性試験の結果,病棟環境と新生児,病棟環境と助産婦の間でMRSAが伝播することが明らかになった.また,医療従事者への質問紙調査では,手洗いに必要な時間の認識に比べて,実際の手洗いの時間が短く,知識と行動が一致しないことが示唆された.1.東京都内T産院においてMRSAの分離を行ったところ,妊産褥婦92名の保有率は,入院時手指0%,鼻腔0%,退院時手指1.4%,鼻腔1.4%,1ヶ月健診時の新生児17名の保有率は,手指0%,鼻腔5.9%,病棟職員49名の保有率は,手指3.4%,鼻腔0%であった.これらは先行研究と同等ないし低値であり,健常者が利用する単科産院においてはMRSA保有率は低いことが明らかになった.さらに,パルスフィールド電気泳動の結果,退院前に接触のない2名の母親,1ヶ月健診時の新生児と沐浴槽から同じ遺伝子パターンのMRSAが分離され,産院内でMRSAを保菌したことが示唆された.2.東京都内T総合病院産科で分娩後,乳房外来受診中の11名の母親の母乳と乳輪部からの菌分離を行ったところ,11名中6名の母乳,7名の乳輪部から黄色ブドウ球菌を検出した.母乳陽性となった1名はMRSAであり,この母親の児は検査入院歴をもち,児の鼻腔,口腔からもMRSAを検出したことから,児から母親に伝播したことが示唆された.3.東京都内S総合病院産科におけるMRSA陽性率は,妊産褥婦42名では入院中0%,1ヶ月健診時0%,新生児42名では入院中0%,1ヶ月健診時2.4%,分娩に立ち会った父親4名では0%,医療従事者30名では11.1%,環境20カ所では15%であった.先行研究と比較すると,妊産褥婦と新生児では低値であるが,医療従事者では同等の保有率であった.さらに,パルスフィールド電気泳動による遺伝子パターン,薬剤感受性試験の結果,病棟環境と新生児,病棟環境と助産婦の間でMRSAが伝播することが明らかになった.また,医療従事者への質問紙調査では,手洗いに必要な時間の認識に比べて,実際の手洗いの時間が短く,知識と行動が一致しないことが示唆された.本研究では、健常乳児・非リスク産褥婦・産科病棟職員・産科病棟環境のMRSAを分離同定し、その保有率を求め一般社会に生活する母児へのMRSAの蔓延状況を推測することを目的とした。A産科病院病棟職員49名から294検体・妊産婦92名(平均29.88歳、SD=4.64)から252検体・1ケ月健診受診の母親と乳児(男児8名女児9名・平均在胎数278.9日、平均出産時体重3090.24g)65名から130検体・病棟環境から59検体、合計735検体を得た。mecA遺伝子は98株に検出、うち16株がコアグラーゼ凝集試験陽性、コアグラーゼ遺伝子を検出した。薬剤感受性試験ではセフェム系薬剤に対し9株が高い耐性・1株がイーグルタイプ・6株が感受性を示した。PFGEでは16株中4組8株が同一のパターンで、これらは「同一医師の2時点」「同一病棟看護職の1時点」「同一病棟産褥婦」「病棟環境と乳児」であった。またPCR法でmceA・mecl・mecR1は8株で全領域が、8株でいずれかの欠落部位が認められた。meclを有する12株中10株についてのシークエンスでは4株に異変を認めた。

これらを総合し、高い薬剤耐性・イーグルタイプを示し、mec領域の欠落が軽微な10株(1.3%)を最終的なMRSAとした。これらは産科職員手指5検体(3.3%)・産褥婦手指1検体(0.5%)・産褥婦と乳児鼻腔2検体(1.0%)・病棟環境2検体(3.3%)であった。MRSAの分布に有意差は認めなかったが、病棟および病棟環境が最も高かった。今後は、感染防止対策状況とMRSAの保有状況について検討をすすめる予定である。病院内の倫理委員会の審査,患者からのインフォームド・コンセントを得るために時間を要した。その後、東京都内の産科・小児科を対象として,(1)入院時の母親(鼻腔,手指より),(2)退院診察時の母親,新生児(鼻腔,手指,臍より),(3)1ヶ月健診を受診した母親(鼻腔,手指より),1ヶ月検診を受診した新生児(鼻腔,手指,臍より),(4)産科,小児科スタッフ(医師,助産婦,看護婦・士)全員(鼻腔,手指より,1週間間隔で),(5)環境(ナースステーション入り口取っ手,新生児室入り口取っ手,病室入り口取っ手,分娩台握り棒,沐浴漕などより,1週間隔で)からの検体を採取した.現在,MRSAを中心とした微生物の検出データから,(1)入院する母親の微生物保有率,(2)退院する母親,新生児の微生物保有率,新規感染率,(3)退院1ヶ月後における母親,新生児の微生物保有率,新規感染率,(4)スタッフの微生物保有率,(5)病院内環境における微生物の分布などの取りまとめを行っているところである.そして,以下の成果を得る予定である。(1)分娩前後の母親,退院時の新生児の微生物保有状況を把握し,周産期における感染状況を明確にする。(2)退院1ヶ月後の母子の微生物保有状況を把握し,家庭における母子の相互感染状況と微生物定着率を明確にする。(3)スタッフの微生物保有状況を把握し,微生物拡散予防対策の基礎的データとする.(4)病院内環境における微生物分布状況を把握し,微生物拡散予防対策の基礎的データとする。
脊髄損傷部に移植された嗅粘膜由来幹細胞の機能獲得の研究

脊髄損傷受傷後に嗅粘膜上皮組織を移植すると運動機能が回復する臨床研究が国内外で実施されている。嗅粘膜上皮組織は患者本人から採取するため拒絶反応や倫理的な問題はない。髄を半切しても障害側の呼吸運動は約3か月で回復することが分かった。脊髄半切部に移植された嗅粘膜上皮組織が呼吸運動に関与する神経回路に新たにどのような役割を担うかについて実験を行った。半切後嗅粘膜上皮細胞を移植して3か月経過した時点でも半切側を下行する呼吸中枢からの下行路は修復されないことを示し、脳幹からの呼吸性の下行路は切断面を超えないことが分かった。半切部位の組織学的な解析を行うと切断部位には結合組織が認められるがニューロンは認められなかった。半切後3か月経過すると半切側の横隔神経発射は回復するので呼吸中枢の健常側を下行する主軸索からの軸索側枝が正中を超えて半切測の横隔神経運動ニューロンにシナプス結合することが示唆された。正常な動物では吸息相において横隔神経運動ニューロンは最初に小型の運動ニューロンから発火し、徐々に大型の運動ニューロンが吸息活動に参加することが報告されている。半切した動物の横隔膜の運動単位の活動は小型の運動ニューロンから発火し、徐々に大型の運動ニューロンが吸息活動に参加する序列が変化することが示唆された。研究成果の一部は第96回日本生理学会大会(FAOPS2019との合同開催)にて発表した。また、呼吸運動回復の神経回路の解析について成果の一部をJournal of Physiological Sciences誌に掲載された。麻酔下の動物の脊髄を頸髄のレベルで半切し3か月後の半切側での横隔膜の回復を調べた。脊髄を半切し3か月後に再度、ネンブタール麻酔し、自発呼吸下で食道内圧の陰性圧を吸息相の指標とした。開腹し双極針電極を半切側の横隔膜へ刺入して単一運動単位の発射活動を記録した。半切側の横隔膜は目視でも良く収縮しているのが観察できた。運動単位の発射は吸息相で発射活動が見られ呼息相で発射が停止した。半切側運動単位の発射活動様式は正常側と同様な活動が見られたことより半切側の横隔膜運動機能は正常側とほぼ同程度に回復したことが分かった。食道内圧の陰性圧の開始時点を吸息相の開始時点として運動単位の発射活動の開始時点との時間差を調べると運動単位によって発射活動の開始時点に差が認められた。ヘンネマンのサイズの原理によると小型の運動ニューロンは運動出力の弱い時から活動を開始し、徐々に出力が強くなるにしたがって中型から大型の運動ニューロンが参加することが報告されている。脊髄を半切し3か月後に横隔膜の運動単位の発射活動は正常とほぼ同様な活動が認められたが個々の運動単位によって活動電位の発射開始に差が認められたことは横隔神経運動ニューロンへの呼吸性入力が脊髄半切によって遮断され、3か月後にシナプス入力が回復する時にも正常と同じように小型運動ニューロンから大型運動ニューロンへと参加の序列があることが示唆された。研究計画では平成27年度中に臭粘膜上皮細胞の移植を行う計画であったがネコの嗅粘膜上皮細胞は収率が悪く採取して移植するには量的に不十分であることが分かった。移植に際して嗅粘膜上皮細胞の量を確保するためのも培養することが必要であることが分かった。麻酔下の動物の脊髄を頸髄のレベルで半切し3か月後の半切側での横隔膜の回復を調べる実験手法は脊髄損傷後の機能回復を調べる良い実験系であることが分かった。自発呼吸下で食道内圧の陰性圧を吸息相の指標とした。開腹し双極針電極を半切側の横隔膜へ刺入して単一運動単位の発射活動を記録できた。また半切後の運動機能回復の評価について呼吸運動が回復するということではなくどのようなシナプス入力が、大きさの異なる横隔神経運動ニューロンで回復するのかについて解析する必要があることが分かった。小型の横隔神経運動ニューロンは細い軸索を持ち、大型の小型の横隔神経運動ニューロンは太い軸索を持つことが報告されているので頸部と胸部の2か所で電極を設置し記録された単一運動単位の軸索伝導速度を計測した。小型の運動ニューロンは比較的吸息相の早い時点から発射活動が認められ、大型の運動ニューロンは遅い時点で発射活動がある傾向があった。正常の横隔神経運動ニューロンではサイズの原理が認められるが半切後の機能回復サイズの原理に従ってシナプス入力が回復する可能性があることが分かった。脊髄障害部に移植された嗅粘膜組織が機能的な役割を獲得するかどうかについての研究では、半切によって障害側の脊髄を下行する伝導路の影響が半切によって完全に除外されるかどうかについては重要である。麻酔下の動物の脊髄を頚髄のレベルで半切し3か月後の半切側で延髄呼吸中枢から呼吸ニューロンの脊髄下行性軸索が切断面で再生し、再生した軸索が切断面を超える可能性について調べた。延髄腹側に位置する呼吸ニューロン群の中で吸息性ニューロンと尾側延髄呼息性ニューロンについて脊髄半切後にどのように再生するかについて調べた。

吸息性ニューロンと呼息性ニューロンは共に細胞体から出た脊髄下行性軸索は細胞体のある側の対側の脊髄を下行する。単一呼吸ニューロンの細胞外活動をガラス管微小電極で記録し、半切側よりも下位の脊髄を電気刺激して呼吸ニューロンに逆行性電位が誘発されるかどうか調べた。吸息性ニューロンと呼息性ニューロン共に半切部の吻側の脊髄を電気刺激すると細胞体に逆行性活動電位が誘発されたが、半切部よりも下位の脊髄を電気刺激しても行性活動電位は誘発されなかった。この結果は半切後3か月経過した時点でも半切側を下行する呼吸中枢からの下行路は修復されないことを示す。一方、脊髄半切部と同じ吻尾方向のレベルで健常側の脊髄を切断すると半切側の横隔神経活動が停止することから一側の脊髄を半切し、3か月後の半切側の横隔神経活動は主に健常側を下行する下行路からの入力に依存することが示唆された。これらの研究成果は嗅粘膜組織を脊髄半切部に移植した後、どのように神経回路に組み込まれるかの実験をより単純化できる可能性もあることが分かった。研究計画では嗅粘膜から採取した組織を半切部に移植し分化した細胞について生理学的な実験を行う予定であったがネコの篩板は極めて複雑で組織の採取の際に微小な骨片の混入が避けられず、また外科的な侵襲も大きいが、前額洞からのアプローチのみが篩板からの嗅粘膜細胞を採取できる方法であることが分かった。採取した組織には骨片が含まれているが骨片を取り除くためにフィルターを用いると本来の細胞が損傷を受けることから採取した組織から実体顕微鏡下で骨片など不要なものをなるべく取り除いた組織を半切部に移植することが良いことが分かった。これまでの研究で半切部では延髄呼吸中枢からの下行路は再生軸索が半切部を超えないことが分かったので嗅粘膜上皮からの採取した組織を半切部に移植すると下行路の再生、あるいは正常側からの軸索側枝の再生など研究計画書に当初予定した計画内容に沿った実験ができるめどが立った。機能回復の評価として横隔神経の神経発射を定量的に解析する必要があることから麻酔下、自発呼吸下で横隔膜から運動単位を双極針電極で記録し吸息相での発射活動開始時点を調べた。伝導速度の遅い軸索を持つ横隔神経運動ニューロンは吸息相で早い時点から発射があり、伝導速度の速い軸索を持つ横隔神経運動ニューロンは遅い時点で発射活動が認められ、運動制御の基本的な概念である「ヘンネマンのサイズの原理」にほぼ従うことが分かった。この結果は健常側においても半切側においてもほぼ同様に認められ、延髄呼吸中からのシナプス入力は半切側においても正常な運動様式を獲得することが分かった。脊髄を半切することによって障害側の脊髄を下行する延髄からの伝導路が完全に除外されることが本研究によって確かめられた。しかしながら呼吸運動は約3か月で回復することが分かり、脊髄半切部に移植された嗅粘膜組織が呼吸運動に関与する神経回路に新たにどのような役割を担うかについて実験を行った。麻酔下の動物の脊髄を頚髄のレベルで半切し同一個体の嗅粘膜上皮細胞を採取して脊髄半切部に移植した。3か月後の半切側で延髄呼吸中枢から呼吸ニューロンの脊髄下行性軸索が切断面で再生し、再生した軸索が切断面を超える可能性について調べた。脊髄の半切後、3か月経過した動物を用いてペントバルビタール麻酔下で吸息性ニューロンと呼息性ニューロンからの単一呼吸ニューロンの細胞外活動をガラス管微小電極で記録し、半切側よりも下位の脊髄を電気刺激して呼吸ニューロンに逆行性電位が誘発されるかどうか調べた。
KKR-グリーン関数による金属中の不純物間相互作用の研究

本年度の主な成果は以下の2つである。不純物KKR-グリーン関数法でCu,Ni,Ag,Pd中の不純物原子対の相互作用エネルギーを求め,また,Jellium模型,Anderson模型,Pettiforのイオン間圧力を適用することにより,それぞれの系の微視的機構を系統的に明らかにした。磁性不純物については,Hellmann-Feynmcm定理に基づく計算でスピン密度の変化による相互作用も重要であることを示した。さらに,本研究で求めた相互作用を用いて合金の相図を議論した。例えば,Gi中のCo不純物の溶解度限(温度-濃度)はモンテカルロ計算でほほ完壁に再現できることがわかった。(2)局所スピン密度近似を越える第一原理計算の開発PedewとWangの提唱したGGAをFe,Cr,Muの3d遷移金属に系統的に応用し,その有効性を明らかにした。
痛みストレスによる腫瘍免疫増悪化と脳内報酬系亢進による免疫回復機構の解析

今年度は、遺伝子工学と神経科学の融合技術を駆使した人為的特定脳神経操作技術を確立し、脳内ストレス応答性神経や脳内報酬系の神経ネットワークの賦活による脳-腫瘍免疫連関について解析を試みた。人為的特定脳神経操作については、光遺伝学的手法あるいは薬理遺伝学的手法を応用し、各種CreドライバーマウスにAAV-FLEXベクターを特定脳領域へマイクロインジェクションすることで、実験セットアップを行った。まずは、生体のストレス応答の起始核である視床下部室傍核コルチコトロピン放出ホルモン(CRH)神経特異的に活性化型遺伝子改変受容体(hM3Dq)を発現させたマウスを作製した。このマウスに対し、がん細胞を移植し、適正用量のclozapine N-oxide (CNO)の投与による視床下部室傍核CRH神経の特異的活性化を行ったところ、HPA-axisの賦活化を介した腫瘍の増悪化が認められた。一方、抑制型遺伝子改変受容体(hM4Di)を視床下部室傍核CRH神経に特異的に発現させたマウスを作製し、同様にCNOの投与により視床下部室傍核CRH神経の特異的抑制制御を行ったところ、抗腫瘍効果が認められた。次に、脳内報酬系亢進による腫瘍免疫への影響について検討を試みる目的で、側坐核ドパミンD1受容体陽性中型有棘神経(D1-MSN)特異的にhM3Dqを発現させたマウスを作製した。このマウスに対し、がん細胞を移植し、CNO投与によるD1-MSNの人為的活動操作を行ったところ、D1-MSNの特異的活性化により抗腫瘍効果が認められた。特定脳神経操作技術法の確立において、各種CreドライバーマウスやAAVベクター等の入手、脳内局所微量注入法等の技術習得が比較的速やかに達成できたため、本研究を実施することができた。また、マウス由来がん細胞の入手、担がんマウスモデルの作製およびがんの進行の評価系の確立も速やかに行うことができたため、当初の計画通りに研究成果を得ることができた。今年度の研究成果として、ストレス応答性である視床下部室傍核CRH神経の活性化による腫瘍の増悪化および側坐核D1-MSNの特異的活性化による抗腫瘍効果を確認した。今後は、これらの相反した効果が生じる脳内ストレス応答性神経と脳内報酬系の神経ネットワークの相互作用に着目し、がん疼痛制御や腫瘍免疫の変化を詳細に解析する。特に、側坐核の神経活動の調節を担う脳内報酬回路網の中核であり、多様性が確認されている中脳辺縁ドパミン神経群に着目し、特定脳神経操作技術の応用による中脳辺縁ドパミン神経群の活動調節をそれぞれ行った際の腫瘍免疫の変化について解析を試みる。さらには、これらの動物からの血液および組織を摘出し、血中ストレスホルモン量、血中サイトカイン量及び脾臓などの組織における各種免疫細胞数の定量などを行い、脳-末梢免疫連関機構のメカニズム解析に着手する予定である。

特に、側坐核の神経活動の調節を担う脳内報酬回路網の中核であり、多様性が確認されている中脳辺縁ドパミン神経群に着目し、特定脳神経操作技術の応用による中脳辺縁ドパミン神経群の活動調節をそれぞれ行った際の腫瘍免疫の変化について解析を試みる。さらには、これらの動物からの血液および組織を摘出し、血中ストレスホルモン量、血中サイトカイン量及び脾臓などの組織における各種免疫細胞数の定量などを行い、脳-末梢免疫連関機構のメカニズム解析に着手する予定である。
ケニア共和国におけるマダニ媒介感染症の疫学調査

ケニア国営医学研究機関(Kenya Medical Research Institute,KEMRI)のDr. Joel Lutomiahの協力により、ケニア共和国のバリンゴ近郊にて、旗振り法により植生上のマダニを、また、飼育者の協力を得て家畜に寄生しているマダニを採集した。KEMRIにて、種、雌雄、発育ステージの同定を行い、グループごとに分けて冷凍保管した。ブニヤウイルスに分類される重症熱性血小板症候群(SFTS)ウイルス、トフラウイルス、カブトマウンテンウイルス、フラビウイルスに分類されるダニ媒介性脳炎ウイルス、レオウイルスに分類されるムコウイルスの血清診断法(ELISAおよび中和アッセイ)を確立した。コントロールとして用いるそれぞれのウイルスに特異的な抗体は、C57/B6マウスまたはBALB/cマウスに感染させ、回復後の個体から採取した。また、各ウイルスに特異的な遺伝子配列を基にプライマーを設計し、リアルタイムRT-PCRによる遺伝子検出法を確立した。これらのELISAおよび中和アッセイによる血清診断法、リアルタイムRT-PCRによる遺伝子検出法の有効性を確認するために、SFTSウイルスを対象として、長崎県内においてSFTS発症が疑われたネコ・イヌの血清診断および遺伝子検出、ウイルス分離を試みた。その結果、2018年度において長崎県内の約30匹のネコ・イヌにおいてSFTS感染・発症が確認され、確立した診断法の有用性が確認された。これまで、ケニアにおけるマダニ採集は予定通り遂行している。しかしながら、ケニアのマダニサンプルを日本に持ち込んでウイルス検出・分離を試みる予定であったが、ケニアから日本へサンプルを送るための手続きに遅れが生じているため、これまで日本の所属機関へサンプルを持ち込むことができていない。そのため、KEMRIにおいてマダニサンプルから遺伝子及びタンパク質抽出を行い、RT-PCRによるウイルス遺伝子検出、培養細胞を用いた病原体分離の準備を進めている。日本へマダニサンプルを送る手続きが済み次第、研究代表者および分担者の所属機関へサンプルを送り、これまで検証してきた方法により、ウイルス検出・分離を試みる。一方、KEMRIにおいて、各サンプルを用いてRT-PCRによるウイルス遺伝子検出、培養細胞を用いた病原体分離を行う。また、KEMRIで過去に採集、保管している野生動物または家畜の血清を対象に、これまで我々が確立してきた血清診断法を用いた血清疫学調査を行う。抗体価の測定はKEMRIで行い、陽性サンプルの確認試験を行う場合は、日本に検体を送り中和抗体価の測定を行う。ケニア国営医学研究機関(Kenya Medical Research Institute,KEMRI)のDr. Joel Lutomiahの協力により、ケニア共和国のナイバシャ近郊にて、マサイ族が保有する家畜に寄生しているマダニを採集した。また、マサイ族の家に生息する可能性のある軟ダニの捕集も試みた。採集したマダニは、KEMRIのスタッフにより、種同定、ステージの同定を行い、今後の解析のために冷凍保管した。一部、飽血メスマダニについては、産卵させ、幼虫までふ化させた。ただし、現地研究者は成ダニのみを解析しており、若ダニや幼ダニの同定ツールが全くないことから、今後本研究を通じて若ダニや幼ダニの同定ツールの拡充が必要だと思われた。また、ケニアで採集したマダニからの病原体分離を実施するにあたって、病原体同定の方法を確立するために、国内の長崎においてマダニ採集を行い、プールしたマダニ破砕サンプルをインターフェロンレセプターノックアウトマウス(AG129)に接種して病原体分離を試みた。その結果、3プールのマダニサンプル接種マウスが発症した。そこで、各マウスの脾臓を採材し、次世代シークエンサーにより、網羅的に遺伝子解析を行ったところ、最近新規でみつかったMukoウイルスおよびKabuto Mountainウイルスであることがわかった。この方法により、マダニから感染性病原体分離および病原体遺伝子の網羅的検出による同定法が確立された。この方法は、自然免疫系が働かないマウスを用いるため、病原性を有する病原体を感度よく分離でき、さらに病原体の遺伝子塩基配列を効率よく同定できるため、その有用性が確認された。現地協力者との調整が遅れ、マダニ採集時期が当初予定より遅くなってしまったため、年度内にマダニサンプルを調整し、分離・検出を年度内に行うことができなかった。また、マダニ採集に関わる現地協力者に要する旅費が想定より費やされたため、採集場所が絞られてしまった。しかしながら、解析に十分なマダニ種、数、ステージは採集されたため、今後、予定の解析は進めることができる見込みである。

その結果、2018年度において長崎県内の約30匹のネコ・イヌにおいてSFTS感染・発症が確認され、確立した診断法の有用性が確認された。これまで、ケニアにおけるマダニ採集は予定通り遂行している。しかしながら、ケニアのマダニサンプルを日本に持ち込んでウイルス検出・分離を試みる予定であったが、ケニアから日本へサンプルを送るための手続きに遅れが生じているため、これまで日本の所属機関へサンプルを持ち込むことができていない。そのため、KEMRIにおいてマダニサンプルから遺伝子及びタンパク質抽出を行い、RT-PCRによるウイルス遺伝子検出、培養細胞を用いた病原体分離の準備を進めている。ケニアで採集したマダニについて、マダニサンプルから遺伝子核酸を抽出し、病原体(ウイルス、細菌、リケッチアなどを含む)遺伝子の検出を試みる。また、マダニサンプルをAG129マウスに接種することにより感染性病原体の分離を試みる。KEMRIのDr. Joel Lutomiahの協力により、イシオロ地区においてマダニ採集を試みる。SFTSウイルス、ToflaウイルスのIgGおよびIgG ELISAによる血清診断法の確立を試みる。その際、ヒト、イヌ、ネコ、シカ、イノシシ、ウシなどの各種動物に対して、特異的および非特異的に反応できる系の確立を試みる。日本へマダニサンプルを送る手続きが済み次第、研究代表者および分担者の所属機関へサンプルを送り、これまで検証してきた方法により、ウイルス検出・分離を試みる。一方、KEMRIにおいて、各サンプルを用いてRT-PCRによるウイルス遺伝子検出、培養細胞を用いた病原体分離を行う。また、KEMRIで過去に採集、保管している野生動物または家畜の血清を対象に、これまで我々が確立してきた血清診断法を用いた血清疫学調査を行う。抗体価の測定はKEMRIで行い、陽性サンプルの確認試験を行う場合は、日本に検体を送り中和抗体価の測定を行う。
転写調節における1分子メモリーの役割

ここ20年以上、転写開始は、RNAポリメラーゼ内で2本鎖DNAが一部融解し、ジヌクレオチド、続いて短鎖RNAが生成し、RNA伸長に伴って、ポリメラーゼがプロモーターから離れる直列の反応だとされていた。しかし、短鎖RNAが合成解離のサイクルを繰り返すabortive initiationの意義は不明であった。我々は、いままでの研究で、abortive initiationだけを合成するmoribund complexを発見し、均質なポリメラーゼ・プロモーター複合体が、moribundとproductiveの2つのコンフォーメションに分かれることを明らかにした。当研究で明らかになったことは次のことである。1.両コンフォーメションのうち、一方のみが意味のあるRNAを合成し、他方はプロモーターにmoribund complexとしてアレストされる。2.誤った基質をRNAに取り込むと、moribund complexが生成し、短鎖RNAのうちに解離して、RNAのfidelityが保たれる。3.両コンフォーメションは、分子メモリーとして機能し、その物理的内容は、RNAポリメラーゼとプロモーターとの相対位置、σ因子の露出度、2本鎖DNAの融解部分の長さが異なる形態的変化が含まれる。4.両コンフォーメションの存在は、一般的であり、それらの量比や両者間の可逆性はプロモーター配列、転写因子によって変化し、転写開始の調節機構となる。大腸菌の中で少なくともatpオペロン、rpsA、cspAの調節にGreAを通して働いている。転写の分子装置は、DNA情報の読み出しとRNAへの書き出し以外に、多くの調節機構を自立的に持っている。その中で物理現象としても、生体調節機構としても興味深いのは、1分子メモリーを調節機構に用いている点である。申請者は、ここ数年、1.大腸菌RNAポリメラーゼ・プロモーター複合体が、安定な二つのコンフォーメションを持ち、一方のみが意味のあるRNAを合成し、他方はプロモーターにアレストされる。2.両者の量比や両者間の可逆性はプロモーター配列で決定され、さらに転写因子によって変化し、転写開始の調節機構となっており、3.このアレスト現象は広範囲のプロモーターで見られ、大腸菌の中で実際に働いており、4.この分子メモリーの内容には,RNAポリメラーゼとプロモーターとの位置のずれを含む、ことを証明してきた。この研究の第一の目的は、この調節機構が、長年探されてきた、バクテリアにおける転写とDNA修復とのミッシングリンクかどうかを検証することにある。15年度では、本来不活性なコンフォーメーションを形成しない、T7A1プロモーターを持つDNAに、UV光を照射してシクロブタンを形成し、そこからの転写と不活性なコンフォーメーションの形成を観測した。UV光を照射したDNAでは、転写開始の阻害がかかり、不活性なコンフォーメーションが増加していることがわかった。つまり、シクロブタン形成、転写開始阻害、不活性なコンフォーメーションの増加の間に因果関係がある可能性がしめされた。次年度は、プロモーターのどの位置のシクロブタンが不活性なコンフォーメーション形成を促進するのかを決定する予定である。申請者は、ここ数年、転写の分子装置は、安定な二つのコンフォーメションを1分子メモリーとして調節に用いているを明らかにしてきた。T7A1プロモーターは通常の条件では、プロモーター結合で形成される活性型、不活性型2つのコンフォーメションは、活性型に偏っており、両者の交換も速やかに起こるために、不活性型の効果は、転写初期の短鎖RNAの発生しか無い。一方UV光を照射してシクロブタンを形成したT7A1プロモーターを持つDNAでは、転写開始の阻害がかかり、不活性なコンフォーメーションが増加していることがわかった。この不活性なコンフォーメーションの増加は、DNA・RNAポリメラーゼ複合体にUVを照射しても、DNAにUVを照射してからDNA・RNAポリメラーゼ複合体を形成しても、変化が無く、DNAに対するUVの一次的な作用であることが判明した。DNAはシクロ

ブタン形成位置でT4 EndonucleaseVで切断されるということになっているので、T4 EndonucleaseVで切断されたDNAの割合をUV照射時間を変化させて測定すると、意外なことに、60%程度で飽和してしまった。そこで、T4 EndonucleaseVで、たかだか1箇所しか切れないDNAを調製し、プロモーターのどの位置のシクロブタンが不活性なコンフォーメーション形成を促進するのかを決定することを試行している。転写の分子装置は、二つのコンフォーメションとして1分子メモリーを備えており、それを調節機構として用いていることを、研究期間を含む数年で大腸菌の転写系を利用して進めてきた。つまり、1.二つのコンフォーメションのうち、一方のみが意味のあるRNAを合成し、他方はプロモーターにmoribund complexとしてアレストされる。2.両コンフォーメションの量比や両者間の可逆性はプロモーター配列で決定され、さらに転写因子によって変化し、転写開始の調節機構となり得る。3.この分子メモリーの内容には、RNAポリメラーゼとプロモーターとの位置のずれを含む形態的変化が含まれる。4.このアレスト現象は広範囲のプロモーターで見られ、大腸菌の中で少なくともatpオペロン、rpsA、cspAの調節にGreAを通して働いている。この研究の第一の目的は、この調節機構が、長年探されてきた、バクテリアにおける転写とDNA修復とのミッシングリンクかどうかを検証することにある。次の結果をえた。1.本来不活性なコンフォーメーシヨンを形成しない、T7A1プロモーターを持つDNAに、UV光を照射して、1分子あたり1箇所以下のシクロブタンを形成する条件を確立した。2.シクロブタンを持つDNAの一部は、アレスト現象を起こし、moribund cxomplexの寿命は1時間以上と観測された。3.アレスト現象を起こしたDNA上のシクロブタンの位置を求めるための手段を比較して、Taq DNA polymeraseによるprimer extensionが最も定量性が高いことを明らかにした。そして、どの位置のシクロブタンがmoribund complexを作るか、最後の詰めに入っている。
偏波面スイッチングによる極微構造面発光レーザの超高速光変調の研究

本研究は,面発光レーザ構造を用いて,その偏波面の超高速スイッチング技術を確立し,この新しい光変調素子を用いた超高速光通信システム実現のための基礎を確立することを目的として研究を行い,以下の成果を得た.ア)有機金属気相成長法を用いて,p型高濃度ド-ピング技術を開拓して,高指数面(311)A面基板及びB面基板上の面発光レーザを初めて実現し,30dB以上の大きな抑圧比で安定な偏波面制御を初めて実現した.イ)選択酸化膜狭窄構造を導入した偏波面制御構造面発光レーザを製作し,しきい値電流0.25mA,光電気変換効率11%の低しきい値素子を実現した.ウ)偏波制御面発光レーザの1Gb/sの直接変調下での動特性を実験的に明らかにし,高指数面基板の利用による偏波制御の優れた安定性を実証した.エ)製作した高指数面基板上面発光レーザで、しきい値電流以下での偏波特性を実測して、シュミレーションとの比較により、高指数面に起因する偏波面の異方性を明らかにした。オ)レーザ共振器内に直交する偏波面に選択的に損失を与えて,偏波面をスイッチングする偏波面の制御方式を提案し,その偏波面スイッチングによる変調モデルの確立と量子細線構造による偏波面変調素子の基礎技術形成法について検討した.カ)歪伝導層を有する新規な高速光検出器を提案し,偏波面スイッチングによる高速変調を利用した高速光インターコネクト構築の基礎技術を確立した.本研究は,面発光レーザ構造を用いて,その偏波面の超高速スイッチング技術を確立し,この新しい光変調素子を用いた超高速光通信システム実現のための基礎を確立することを目的として研究を行い,以下の成果を得た.ア)有機金属気相成長法を用いて,p型高濃度ド-ピング技術を開拓して,高指数面(311)A面基板及びB面基板上の面発光レーザを初めて実現し,30dB以上の大きな抑圧比で安定な偏波面制御を初めて実現した.イ)選択酸化膜狭窄構造を導入した偏波面制御構造面発光レーザを製作し,しきい値電流0.25mA,光電気変換効率11%の低しきい値素子を実現した.ウ)偏波制御面発光レーザの1Gb/sの直接変調下での動特性を実験的に明らかにし,高指数面基板の利用による偏波制御の優れた安定性を実証した.エ)製作した高指数面基板上面発光レーザで、しきい値電流以下での偏波特性を実測して、シュミレーションとの比較により、高指数面に起因する偏波面の異方性を明らかにした。オ)レーザ共振器内に直交する偏波面に選択的に損失を与えて,偏波面をスイッチングする偏波面の制御方式を提案し,その偏波面スイッチングによる変調モデルの確立と量子細線構造による偏波面変調素子の基礎技術形成法について検討した.カ)歪伝導層を有する新規な高速光検出器を提案し,偏波面スイッチングによる高速変調を利用した高速光インターコネクト構築の基礎技術を確立した.平成8年度の研究成果として、面発光レーザの偏波面スイッチングに関して、以下の成果を得た。ア)高指数面(311)A面基板上の面発光レーザを製作して、30dB以上の大きな抑圧比で安定な偏波面制御を初めて実現した。イ)高指数面(311)A基板上のGaInAs/GaAs面発光レーザで、選択酸化膜狭窄構造を導入して、発振しきい値1mAの低しきい値動作を達成した。ウ)製作した高指数面基板上面発光レーザで、しきい値電流以下での偏波特性を実測して、シュミレーションとの比較により、高指数面に起因する偏波面の異方性を明らかにした。エ)偏波面スイッチングによる高速変調のモデル化を行い、ピコ秒オーダの高速変調の可能性を示した。オ)量子細線構造をV溝基板上の有機金属気相成長法により形成して、偏光特性を明らかにし、偏波面スイッチング素子としての可能性を示した。平成8年度は、偏波面の制御法の確立、偏波面スイッチングによる変調モデルの確立、偏波面変調素子の基礎技術確立など、当初計画に予定していた項目は概ね達成された。今後は、偏波面変調機能を有するデバイス設計と偏波面高速変調の可能性についてさらに検討を進めるとともに、素子の実現とその極限性能追求を進めていく。本研究は、面発光レーザ構造を用いて、その偏波面の超高速スイッチング技術を確立し、この新しい光変調素子を用いた超高速光通信システム実現のための基礎を確立することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。ア)有機金属気相成長法を用いて、p型高濃度ド-ピング技術を開拓して、高指数面(311)B面基板上の面発光レーザを初めて実現し、30dB以上の大きな抑圧比で安定な偏波面制御を初めて実現した。イ)選択酸化膜狭窄構造を導入した偏波面制御構造面発光レーザを製作し、しきい値電流0.25mA、光電気変換効率11%の低しきい値素子を実現した。ウ)偏波制御面発光レーザの1Gb/sの直接変調下での動特性を実験的に明らかにし、高指数面基板の利用による偏波制御の優れた安定性を実証した。エ)レーザ共振器内に直交する偏波面に選択的に損失を与えて、偏波面をスイッチングする偏波面の制御方式を提案し、その偏波面スイッチングによる変調モデルの確立と量子細線構造による偏波面変調素子の基礎技術形成法について検討した。
創造と税制―舞台芸術におけるクリエイティブ・ボックス制度構築に向けた国際理論研究

本研究では、日本の演劇環境を整備するための参照項として、現代ドイツの文化政策を分析した。その際、劇場を中心に、創造性を支援する要素として、国の文化政策的枠組み、文化への税制、著作権のあり方、地域間や他分野の広域協働支援に着目して、分析した。その結果、連邦主義的な文化政策の動揺による制度の変化、ドイツの文化税制の特徴、劇場と映画業界の制作、流通への考え方の違い、広域的な協働の事例などが明らかになった。日本では2012年にいわゆる「劇場法」が成立し、7,80年代に地方自治体が整備してきた「文化ホール」を「創造活動の拠点」に転換しようとする動きが見られる。今後日本では、芸術家が創造活動を行いやすい環境を整備していくための議論が一層進むと考えられる。本研究は、舞台芸術に焦点を絞り、欧州の制度を比較参照例とし、日本の現行制度においてコスト(負担)となっている制度上の違いを抽出することを目的としている。日本では、欧州の劇場はしばしば一種の到達目標地点として参照されてきたものの、公共サービスの自由化とグローバル化が進むにつれ、従来型の公立劇場の設置や維持は、地方行政を肥大化させる傾向を持ち、今日ではすでに限界があると指摘する研究が欧州では近年増えている。そのため本研究は、制度内に創造へのインセンティブを設定しつつ、現行制度のコストを縮小していくことを目的とし、本年度は主に芸術への軽減税率を検証した。前半で欧州での制度の現状、近年の議論の動向、指摘されている課題について資料収集を行い、後半でその分析を行った。その結果、『VAT指令』Annex IIIのリストの内、出版物、絵画などの有形物に関しては、近年とりわけ様々な議論や判例があり、当初の意図と現状の乖離、その背景理由を明らかにすることができた。本研究は,日本の地方自治体が1970年代,80年代に整備してきた文化ホールを創造活動の拠点に転換していくにはいかなる制度設計が必要か,という近年の日本での議論を背景としている。このような文脈において,本研究ではとりわけ舞台芸術に焦点を当てドイツを参照する。本年度はKlein,Knueselらの先行研究をもとに,ドイツの舞台芸術が近年直面している課題と,その背景にある制度上の問題を抽出した。また,欧州における芸術に対する軽減税率と著作権,TTIPに関する一連の議論を分析した。軽減税率についても,著作権に関しても,有形の芸術作品についての資料は多いが,舞台芸術に関しては,まだあまり研究が蓄積されていない。だが,軽減税率をめぐる議論に関しては,グローバル化と自由貿易を推進する文脈を背景に,軽減税率適用によるチケット料金を通じた観客への間接的な優遇の効果如何よりは,自治体や政府による劇場への助成や振興そのものの保護主義的傾向が議論される傾向にあることなどが具体的に明らかになった。本年度は,1ドイツの舞台芸術制度の近年の課題の抽出,2TTIPにおける議論の分析を主に行った。その際、とりわけ前年度から引き続き研究している点のひとつである消費者(観客)と生産者(脚本家や劇場)それぞれに対するメリット・デメリットを分析することを試みた。生産者(劇場)に関しては,各国間において助成金が競争を妨げるという一般的な議論が手がかりとなり,脚本家に関しては一般的な著作権の議論も手がかりとなった。しかし,軽減税率が観客に対していかなるメリットをどの程度の規模で提供するのか,あるいは業界団体への優遇措置にとどまるのか,という点については,今後の分析課題として残った。本研究は、軽減税率と著作権に着目し、制度が創造へのインセンティブとなるような理論の構築を目的としてきた。本年度は、日本の動向については新聞資料などで押さえつつ、主に1970年代から現在に至るまでのドイツ政府の政策に欧州統合が与えた影響についてベルリンで資料収集を行い、2016年までの動きについて必要な資料収集を終えた(連邦政府の文化政策が始まるのは公式には90年代後半だが、70年代から議論は存在し、部分的施策もあったことが聞き取りの過程で明らかとなり、70年代以降を対象とした)。並行して、昨年度までの研究・調査で残っていた論点について、研究者、専門家、関係官庁やNGOの担当者などに聞き取り、意見交換を行った。さらに著作権制度のアクチュアルな問題について、ビーレフェルトの研究者を招いた研究会を日本で行い、州の関係省内で専門家が議論している現時点未公開の資料なども提供してもらうことができ、今年度の調査研究は、この研究課題の最終段階として極めて有意義で実りの多いものとなった。また文化財を念頭においてきた制度を舞台芸術に援用する際、上演とDVD化された映像作品を「芸術」と「商品」として分類する既存の理念的線引きは、鑑賞行動の個別化、グローバル化、デジタル化が一層進んだ現状と政策との乖離を起こす要因になるという仮説を立て、一定の評価が定まった複製作品を手始めに、制度見直しの余地がないか考察を進めている。本研究は、新たな制度構築への根拠とするために現状制度の限界を抽出することまでを目的としていたが、この複製と芸術の線引きの論点に対しては、国際会議で来日した中国の研究者たちから欧州の制度を客観視する視点を得ることができた為、今後の発展的研究に取り込みたい。成果の一部は論文、国内学会、一般向け講演で発表し、国際会議についても来年度夏の依頼があり、予定している。出版も具体的準備を進めている。

その際、劇場を中心に、創造性を支援する要素として、国の文化政策的枠組み、文化への税制、著作権のあり方、地域間や他分野の広域協働支援に着目して、分析した。その結果、連邦主義的な文化政策の動揺による制度の変化、ドイツの文化税制の特徴、劇場と映画業界の制作、流通への考え方の違い、広域的な協働の事例などが明らかになった。本年度は、「芸術に対する軽減税率」を主な焦点とし、今後の理論研究の基礎となる文献調査研究を行った。EU全体ととりわけドイツでの芸術に対する軽減税率の背景、現状の議論、課題がおおよそ明らかになったため、おおむね順調に進展していると言える。本研究では、舞台芸術に焦点を絞り、欧州の制度を比較参照例とし、日本の現行制度においてコスト(負担)となっている制度上の違いを抽出することを目的としているが、近年の欧州における議論の傾向を広く捉えておくために、電子書籍関連の判例とその論点なども初年度は考察の対象とした。その結果、『VAT指令』Annex IIIのリストの内、出版物、絵画などの有形物に関しては、近年とりわけ様々な議論や判例があり、当初の意図と現状の乖離、その背景理由を明らかにすることができた。舞台芸術や劇場に絞った資料の収集に関しては、当初の予想よりも困難が生じたが、そうした背景事情自体に焦点を当てることで、そもそもの制度の意図・背景を考察する研究へと着手するための有意義な視点を得ることができたと考える。次年度も消費者と生産者を大まかに分けて,制度の分析をさらに深めていく(とりわけ消費者・観客に対する制度の効果について,資料やデータが少ないため,この点を重点的に明らかにしていくことが目標となる)。その際,これまでの文献研究・分析で課題として本年度までに残っている論点について,現地でまとめて聞き取り調査などを行い,明らかにしたい。文化政策本年度は芸術一般に対する税制の現状と課題を明らかにすることが出来たが、本研究が対象としている「舞台芸術」に関しては、『VAT指令』AnnexIIIやドイツの先行研究でも、軽減税率の適用項目しては言及されるものの、制度の概観を捉えられたにすぎず、本研究の立ち位置である、制度上のコストの縮小と創造のインセンティブにつながるのか、という視点からの制度の詳細検討は、次年度以降のヒアリングで徐々に補い、明らかにしていきたい。次年度は、本年度の文献調査で抽出された疑問点をクリアにするため、舞台芸術に対象を絞って、芸術税制の現状と課題について、より深くヒアリングを行う。とりわけ、消費者(観客)と生産者(脚本家、劇場など)、それぞれに、どのような制度が適用され、メリット・デメリットがあるのか、という点をより具体的に明らかにしていく。欧州での調査を次年度に移動し,資料整理のための人件費は,次年度に多めに必要となる見込みから,本年度の費用が予定よりは低く抑えられたため。本年度は、資料整理のための人件費と書籍費用が予定よりは低く抑えられたため。主に資料整理,欧州域内でのヒアリング調査と旅費,書籍購入費に使用することを計画している。主に、欧州域内での専門家からのヒアリングと旅費、資料整理、書籍購入に使用することを計画している。
アミド結合の立体特性を利用した分子デバイスの構築

分子の三次元構造は生理活性物質や超分子形成など、その分子の物性や機能を発揮する上で重要な要素の1つであり、これら機能性分子のデザインには立体構造を制御した分子構築が必須である。申請者は「N-メチル化による芳香族アミドのシス型優先性」という立体特性を見いだしており、芳香族分子構築に有用な部分構造であることを示してきた。本研究では、芳香族アミドの立体特性を用いた芳香族分子構築を更に発展させて、外的環境(溶媒、pH、熱など)によって立体構造を変化させる分子を設計、合成した。本年度は、昨年度の酸化還元によるアミド結合の立体転換が起こる化合物の構築に加え、溶媒選択的に異なる立体をとる化合物の合成および解析を行った。N-ヒドロキシベンズアニリドはメチレンクロライドから再結晶すると、二つの芳香環が向かい合ったコンフォメーションで晶出するが、アセトンから再結晶すると二つの芳香環が反対を向いたコンフォメーションで晶出した。これらはそれぞれの溶液中でも各結晶構造と同じコンフォマーを優先していた。また熱分析を行うことによりアセトン中から得られる結晶は113度付近で相転移を起こし、メチレンクロライドから得られる結晶へと転換することが明らかとなった。これらの結果は溶媒依存的な分子スイッチへの展開の可能性を示している。一方、アミドの関連化合物と位置づけるグアニジンを持つ天然物の合成に成功し、その標的蛋白の同定に向けての知見を得た。申請者は「N-メチル化による芳香族アミドのシス型優先性」という立体特性をみいだしており、芳香族分子構築に有用な部分構造であることを示してきた。本年度は、まず酸化還元によりアミド結合の立体転換が起こりうる化合物として、N-ファニルアセトアニリドの窒素原子上にハイドロキノンもしくはキノンを持つ化合物を設計、合成した。ハイドロキノン体は結晶中、E型で存在していたが、酸化して得られるキノン体の結晶構造はZ型であった。また、溶液中でもそれぞれ結晶構造が主コンフォマーであることをみいだした。幾つかの類縁体でも同様の結果が得られ、酸化還元により、アミド結合の立体が転換する可能性を示している。芳香族ウレアに関しては、立体特性に加えて、その水素結合形成能を利用した有機触媒分子を設計、合成した。その結果、Hetero-Michael型反応およびBaylis-Hillman反応において、合成したウレア型触媒を存在させると、反応が非常に加速され、また不斉誘起が起こることを見いだした。一方、グアニジンを持つ天然物の合成に成功し、その骨格を用いた機能性分子の創製のための合成基盤を気づいた。