hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「太古代・海低熱水系断面の復元」初期生物生息場解明への地質学的・化学的アプローチ

本研究は,32億年前の海底熱水系の復元を目的として,保存良く記録する地層デキソンアイランド層に注目し、太古代の海洋底熱水噴出とそれに伴う堆積作用を復元した。その結果,本地層を構成する黒色チャート中に豊富に含まれる炭素物質は生物起源であると見なされ,それらの形態や化学・同位体的特徴から当時の海底熱水系周辺での生態系が活発に活動していたことが明らかになった。(地層調査)ピルバラ海岸グリーンストーン帯(coastal Pilbara Greenstone belt)中のデキソン島北岸にはデキソンアイランド層が連続的に分布する。地層は後の横ずれ変形のためにブロック状に数10度回転しており,それぞれのブロック(西からDX ADX F)で,地層層序が観察される。地層中にはバイオマットが熱水噴出場より5m上位に広範囲で分布することが明らかになった.(鏡下観察)新しい機器により、電子顕微鏡観察の迅速化、顕微鏡観察からの物質分布のデジタル解析が可能になり、黒色チャート中の炭素の量比を定量的に求めることが可能になった。その結果、黒色チャート層には3種類、熱水起源と思われる黒色チャート脈には2種類のものがあり、それぞれ脈活動と海面表層での堆積作用に関連があることが明らかになった。鏡下観察では、4サンプルでひも状バクテリア組織が確認された。エッチングによる電子顕微鏡観察では、現在の海洋底で報告されているマイクロバクテリアと同様の組織が大量にみつかった。ただこれに関しては、もう少し精度のよい実験の必要がある。本研究は,32億年前の海底熱水系を保存良く記録する地層デキソンアイランド層である中の黒色チャートに注目し、これを詳細に観察・分析することにより,太古代の海洋底熱水噴出とそれに伴う堆積作用を復元することを目的とする。さらに本地層を構成する黒色チャート中に豊富に含まれる炭素物質は生物起源であると見なされ、それらの形態や化学・同位体的特徴から当時の海底熱水系周辺での生態系を復元することも可能である。ピルバラ海岸グリーンストーン帯(coastal Pilbara Greenstone belt)中のデキソン島北岸にはデキソンアイランド層が連続的に分布する。本年度注目した地層はDX B, DX Cについて行った.本年は、試料準備期間として、機器の購入と立ち上げ、薄片作成による基礎記載を中心に行った。新しい機器により、電子顕微鏡観察の迅速化、顕微鏡観察からの物質分布のデジタル解析が可能になり、黒色チャート中の炭素の量比を定量的に求めることが可能になった。炭素・酸素同位体では摂取サンプルのほとんどの分析が終わり、黒色チャート層と黒色チャート脈には差がほとんどなく、-25-30パーミルであることが明らかになり、生物起源の可能性が高いことがわかった。さらに本地層を構成する黒色チャート中に豊富に含まれる炭素物質は生物起源であると見なされ,それらの形態や化学・同位体的特徴から当時の海底熱水系周辺での生態系を復元することも可能である。本年はピルバラ海岸グリーンストーン帯(coastal Pilbara Greenstone belt)中のデキソン島北岸において黒色チャート層の集中的にサンプリングを行い、黒色チャートの側方変化について詳細に記載をおこなった。

特に本年度注目した地層はDX E, DX Fについて行った。また、比較調査のために35億年前のマーブルバーチャートにて詳細な地質図を作成した。室内作業では、連続地層の詳細な薄片作成・薄片観察を行ない、初期生物の痕跡を発見した。鏡下観察では、4サンプルでひも状バクテリア組織が確認された。また、熱水系脈の分類を行い、少なくとも3回の違う組成の熱水系が活動していたことがわかった。1)石英中心の細脈:ホストロックを変質させる。2)炭素質黒色脈:炭素濃度0.1%ほどの炭素物質を多く含む珪質脈:熱水脈直上の黒色チャートの起源。3)珪質黒色脈:炭素濃度が0.05%以下の炭素質物質が少ない珪質脈:黒色チャートを貫くがその上位の地層には影響を及ぼしていない。これらの関係は35億年前のMarble Bar Chertと類似することが明らかになった。購入したデジタル解析装置により、岩石のデジタル解析が可能になり、黒色チャート層は3種類の岩石(塊状、ラミナ状黒色チャートと緑色頁岩)からなることが明らかになった。規則的な分析により黒色チャート中の炭素の量比を定量的に求めることが可能になった。DX B, DX Cについては炭素・酸素同位体では摂取サンプルのほとんどの分析が終わり、黒色チヤート層と黒色チャート脈には差がほとんどなく、-25-30パーミルであることが明らかになり、生物起源の可能性が高いことがわかった。秋、春の2回のミーテングを行い、現在GAS bulltineに論文を投稿中である。また、記載論文として、茨城大学紀要に2編のまとめを作成した。本研究は,32億年前の海底熱水系を保存良く記録する地層デキソンアイランド層である中の黒色チャートに注目し、詳細な分析することにより,太古代の海洋底熱水噴出とそれに伴う堆積作用を復元することを目的とする。さらに本地層を構成する黒色チャート中に豊富に含まれる炭素物質は生物起源であると見なされ,それらの形態や化学・同位体的特徴から当時の海底熱水系周辺での生態系を復元することも可能である。ピルバラ海岸グリーンストーン帯(coastal Pilbara Greenstone belt)中のデキソン島北岸にはデキソンアイランド層が連続的に分布する。地層は後の横ずれ変形のためにブロック状に数10度回転しており,それぞれのブロック(西からDX ADX F)で,地層層序が観察される。本年度注目した地層はDX B,DX C,DX D,DX E,DX Fである。特にDX Bは新たなサンプリングにより詳細な変化がわかった。その結果、黒色チヤート層には3種類、熱水起源と思われる黒色チャート脈には2種類のものがあり、それぞれ脈活動と海面表層での堆積作用に関連があることが明らかになった。
整群環のイデアルの分類について

Gを群とし,その降中心列をG=G_1〓G_2〓...〓G_n〓G_<n+1>〓...とする.ZGをGの整数環Z上の群環とし,Δ(G)をZGの添加イデアルとする.Δ(G)のリー積Δ^<(n)>(G)を次のように帰納的に定義する:Δ^<(Y)>(G)=Δ(G),Δ^<(n-1)>(G)が定義されているとして,Δ^<(n)>(G)=(Δ^<(n-1)>(G),Δ(G))ZGとする.ただし,(Δ^<(n-1)>(G),Δ(G))はリー積で,α5Δ^<(n-1)>(G),β5Δ(G)に対し(α,β)=αβ-βαで定義される.リー積Δ^<(n)>(G)は,次のようにGの第nリー次元部分解D_<(n)>(G)を定義する.1972年に,R.Sandlingが,1≦n≦6なるすべてのnについてD_<(n)>(G)=G_nを証明した.そして,1991年に,T.C.HurleyとS.K.Sehgalがn≧9なるすべてnについて,D_<(n)>(G)≠G_nとなる群Gが存在することを証明した.平成3年度の本研究では,剰余群D_<(n)>(G)/G_nの指数が高さ9であることを証明した.したがって,この系として,Gがp-群で,pが奇素数ならば,D_<(7)>(G)=G_7であることが解る.平成4,5年度の本研究において,すべての群Gについて,D_<(7)>(G)=G_7,D_<(8)>(G)=G_8を証明した.したがって,このLie次元部分解問題は完全に解決された.つまり,すべての群Gについて,D_<(n)>(G)=G_n,1≦n≦8,そして,n≧9なるすべてのnについては,D_<(n)>(G)≠G_nとなる群Gが存在する.Gを群とし,その降中心列をG=G_1〓G_2〓...〓G_n〓G_<n+1>〓...とする.ZGをGの整数環Z上の群環とし,Δ(G)をZGの添加イデアルとする.Δ(G)のリー積Δ^<(n)>(G)を次のように帰納的に定義する:Δ^<(Y)>(G)=Δ(G),Δ^<(n-1)>(G)が定義されているとして,Δ^<(n)>(G)=(Δ^<(n-1)>(G),Δ(G))ZGとする.ただし,(Δ^<(n-1)>(G),Δ(G))はリー積で,α5Δ^<(n-1)>(G),β5Δ(G)に対し(α,β)=αβ-βαで定義される.リー積Δ^<(n)>(G)は,次のようにGの第nリー次元部分解D_<(n)>(G)を定義する.1972年に,R.Sandlingが,1≦n≦6なるすべてのnについてD_<(n)>(G)=G_nを証明した.そして,1991年に,T.C.HurleyとS.K.Sehgalがn≧9なるすべてnについて,D_<(n)>(G)≠G_nとなる群Gが存在することを証明した.平成3年度の本研究では,剰余群D_<(n)>(G)/G_nの指数が高さ9であることを証明した.したがって,この系として,Gがp-群で,pが奇素数ならば,D_<(7)>(G)=G_7であることが解る.平成4,5年度の本研究において,すべての群Gについて,D_<(7)>(G)=G_7,D_<(8)>(G)=G_8を証明した.したがって,このLie次元部分解問題は完全に解決された.つまり,すべての群Gについて,D_<(n)>(G)=G_n,1≦n≦8,そして,n≧9なるすべてのnについては,D_<(n)>(G)≠G_nとなる群Gが存在する.Gを群とし,その降中心列をG=G_1つG_2つ...つG_nつG_<n+1>...とする。IIGをGの整数環II上の上の群環とし,△(G)をIIGの添加イデアルとする。△(G)のリ-績△^<(n)>(G)を帰納的に次のように定義する:△^<(1)>(G)=△(G).△^<(n-1)>(G)がすでに定義されているとして,△^<(n)>(G)=(△^<(n-1)>(G),△(G))IIGとする。ただし,(△^<(n-1)>(G),△(G))はリ-績で,αε△^<(n-1)>,βε△(G)に対して,(α,β)=αβーβαで定義される。

リ-績△^<(n)>(G)は次のようにGの等にリ-次元部分群D_<(n)>(G)を定義する:1972に,R.Sandlingが,1≦n≦6なるすべてのnについて,D_<(n)>(G)=Gnを証明した。そして,1991に,T.C.HurleとS.K.sehgalがn≧9なるすべてnについて,D_<(n)>(G)=Gnとなる群Gが存在することを証明した。この本研究では、剰余群D_<(7)>(G)/G_7の指数が高さ2であることを証明した。したがって,この系として,Gがpー群で,pが奇数ならば,D_<(7)>(G)=G_7であることが証明された。Gを群とし,その降中心列をG=G_1⊃〓G_2⊃〓...〓⊃Gn〓⊃G_<n+1>⊃〓...とするZGをGの整数環Z上の群環とし,△(G)をZG〓添加イデアルとする△(G)〓リー積△^<(n)>(G)を次のように帰納的に定義する:△^<(1)>(G)=△(G),△^<(n-1)>(G)がすでに定義さているとして,△^<(n)>(G)=(△^<(n-1)>(G),△(G)ZGとするただし,(△^<(n-1)>(G).△(G)はリー積で,αε△^<(n-1)>(G)、βε△(G)に対して,(α,β)=αβ-βαで定義されるリー積△^<(n)>(G)は次のようにGの等にリー次元部分群D_<(n)>(G)を定義する:1972年に,R.Sondlingが,1≦n≦6なるすべてのnについて,D_<(n)>(G)=Gnを証明した。そして,1991年にT.C.HunleyとS.K.Schgalがn29なるすべてのnについて,D_<(n)>(G)(]SY.++. [)Gnとなる群Gが存在することを証明した.平成3年度の本研究では,剰全群D_<(7)>(G)/G_7の指数か高さ2であることを証明した.したがって,この素として,Gがp-群で,pか奇素数ならば,D_<(7)>(G)=G_7であることを証明した.平成4年度・本研究ではすべての有限群Gについて,D_<(7)>(G)=G_7、D_<(8)>(G)=G_8を証明した.したがって,このhie次元部分群問題は完全に解決された。つまりすべての群Gについて,D_<(n)>(G)=Gn,1≦n≦8、そして,n≧9なるすべてのnについて,D_<(n)>(G)(]SY.++. [)Gnとなる群Gが存在する。Gを群とし,その降中心列をG=G_1〓G_2〓...〓Gn〓...とする.ZGをG・整数環Z上の群環とし,Δ(G)をZGの添加イテアルとする.Δ(G)のリー積Δ^<(n)>(G)を次のように帰納的に定義する.Δ^<(1)>(G)=Δ(G),Δ^<(n-1)>(G)が定義されているとして,Δ^<(n)>(G)=(Δ^<(n-1)>(G),Δ(G)ZGとする.ただし,(Δ^<(n-1)>(G),Δ(G))はリー積で,α〓Δ^<(n-1)>(G),β〓Δ(G)に対し,(α,β)=αβ-βαで定義される.リー積Δ^<(n)>(G)は,次のようにGの第nリー次元部分群D_<(n)>(G)を定義する:1972年に,R.Sandlingが,1≦n≦6なるすべてのnについて,D_<(n)>(G)=Gnを証明した.そして,1991年に,T.C.Hurley-S.K.Sehgalが,n≧9なるすべてのnについて,D_<(n)>(G)≠Gnとなる群Gが存在することを証明した.平成3年度の本研究において,剰余群D_<(7)>(G)/G_7の指数が高々2であることを証明した.したがって,この素として,Gがp-群で,pが奇数ならば,D_<(7)>(G)=G_7であることが解る.平成4,5年度の本研究において,すべての群GについてD_<(7)>(G)=G_7,D_<(8)>(G)=G_8を証明した.したがって,このLie次元部分群問題は完全に解決された.
ククビトウリルと大型配位子の金属錯体に基づく分子機械の構築

分子レベルで機能する機械や素子を構築することは、素子の縮小化に伴う効率化に加え、分子レベルに特異な性質の発現が期待できる。近年注目を集めている分子機械・素子の一例として、ナノメートルサイズの一義的な大きさを有する分子カプセルが挙げられる。分子カプセルでは、数個の分子を精度よく包接できることから、分子の動きを制御する分子機械や、外部刺激に応答して内包分子の性質を変化させることによる分子素子などへの応用に加え、薬理活性分子を閉じ込めたまま標的箇所へと運搬するドラッグデリバリーシステムなどへの幅広い展開が期待できる。本研究では、独自にデザインした特有の形状を有する有機多座配位子と、パラジウムイオンなどの金属イオンを有機溶媒中で混合することにより、数ナノメートルサイズの一義的空間を有する新規な分子カプセルを定量的に構築することに成功した。溶液内でのNMR測定や結晶状態でのX線回折測定によって、得られた分子カプセルの構造を原子レベルで決定することができた。また、この分子カプセルは金属イオンの多点認識効果によって、12個の有機分子を精密に包接できることを見出した。さらに、光刺激やpH変化などの外部刺激により、取り込んだ有機分子を放出・包接できるスイッチングシステムを開発した。この他にも、酸化還元活性な有機金属分子をカプセル内に取り込むことによって、包接された分子が通常とは異なる酸化還元挙動を示すことを電気化学測定から明らかにした。すなわち本研究では、分子機械・素子へと展開し得る新しい分子カプセル型システムを新規にデザインすることを達成した。本研究は、クカビトウリルの大環状構造とその分子認識能や金属結合能を利用して、動的機能などをもつ金属錯体型超分子のデザイン・合成・機能化を行うことを目的とした。今年度は、超分子の部品となるクランプ状金属配位子のデザインおよび合成を行った。クカビトウリルは様々な環サイズの異性体について合成報告があり、クランプ状多座配位子との錯体形成に最適な分子のデザインを行うことができる。今回、クランプ状金属配位子の合成については、基本骨格をDiels-Alder反応により約10工程で構築し、その両末端にクカビトウリルの上下の縁の部分にさまざまな金属結合部位(アミノ基、カルボキシル基、イミド基など)を導入した。また、金属イオン(Cu(II),Ag(I),Ni(II),Pd(II),Pt(II),Zn(II)など)との錯体形成を試みることによって、クランプ状配位子の最適な分子長の探索や、クランプ状金属配位子の両端に導入する金属配位部位の配位元素やその配位方向による最適化も試みた。合成した分子の溶解性の問題などがあり、いまだ目的とする超分子は得られていないが、今回合成したクランプ状金属配位子は、その鍵中間体からさまざまな官能基をもつ分子に変換できるため、現在配位子部分の変換や(ピリジル基など)溶解性向上のための長鎖アルキル鎖の導入などを検討し、さまざまな遷移金属イオンとの錯体形成とその構造解析を行っている。
医療保険改革の日仏比較研究

本研究の目的は1980年代以降の日本とフランスにおける医療保険改革の展開の異動を説明することである。とくに新自由主義的な政策アイディアが日仏において異なる仕方で追求されてきたことを、両国における政策アクターの制度的配置の差異に着目して解明することを目指した。研究計画に従い本年度は新自由主義的な医療保険改革はいかにして生じるのか(あるいは生じないのか)という観点から、80年代以降の日仏の医療保険改革の事例分析を行った。そのために当該テーマに関する研究書・論文及び政府審議会の報告書などの一次資料を検討した。また、渡仏して資料収集および現地の研究者との意見交換を行った。日本では90年代後半以降厚生(労働)省が経済財政諮問会議などの新たなアクターの台頭に直面し、医療の自由化を目指す政策アイディアが頻繁にアジェンダに載るようになった。同じ時期のフランスでは厚生官僚が政策への強い影響力を維持し、国家の役割の強化を目指す改革を推進してきた。そこで日仏における医療保険政策の主たる形成者である厚生官僚の政策形成上の影響力の差異に関する比較研究に取り組んだ。両国の厚生官僚の採用・昇進・政策アイディア・政策形成過程における影響力の推移に着目し、両国のコントラストを浮き彫りにした。他方、医療政治のもう一方の主役とも言うべき医師に関して、医師組織の独占性・集権性・政策形成過程への統合度に着目して、これらが相対的に高位にある国(日本・ドイツ)においては低位にある国(フランス)に比べで医療費抑制政策が成立しやすいという仮説の検証に取り組んだ。以上の研究を通じて様々な国家・非国家アクターの政策アイディアと制度上の位置が整理されたため、それらと医療保険改革の展開との関運に関する知見の総括に取り組んでいる。また、政治動向に応じて両国で今後採用される可能性のある政策シナリオを複数提示する作業にも着手した。1、比較政治学ないしは比較社会科学の先行研究のサーヴェイを行い、単に医療保険の制度を比較するのではなく、日仏の官僚組織の性格とその政治家との関係に着目した医療保険改革の比較政治学の枠組みを形成した。特に、日仏において医療保険改革を主導してきたアクターとその発想(idea)の違いに着目して、両国における最近の政策の分岐の説明を試みた。これによって、研究目的・研究実施計画のうちの中核的な部分について前進することができた。日仏比較の最初の成果は『レゾナンス』誌上、ヴェルサイユ大学での研究発表、東京大学でのリサーチ・コロキアム(博士論文執筆資格審査に相当)において発表した。2、医療保険改革がしばしば国家と市場の対立軸において捉えられるのに対して、中央-地方関係という側面に焦点を当ててフランスを含むヨーロッパ五ヶ国の比較研究を行い、フランスでは官僚主導の下で現在に至るまで集権的な枠組みが維持されてきたことを明らかにした(『ヨーロッパ研究』に掲載確定)。3、フランスの医療保険改革をめぐる政治の中心的なアクターである国家(政府・議会)と社会(労使)の関係の変遷に着目し、1990年代以降いかにして国家(特に官僚機構)が労使に対する優位を確立してきたかを解明した(『ソシオロゴス』に掲載確定)。以上の2と3の研究成果によって、フランスにおける医療保険改革の具体的な展開を複数の側面から分析することができた。4、フランスに渡航し、パリ政治学院とヴェルサイユ大学にて資料収集および現地の研究者との情報交換を行うことができた。
DPP-4阻害に着目した米由来ペプチドの血糖改善作用に関する研究

糖尿病は、血糖値を低下させるインスリンの量または作用不足により血糖値が上がる病態であり、その予防や改善には、インスリンの分泌を適切にコントロールすることが重要である。インスリン分泌にはインクレチンというホルモンが大きく寄与しており、このインクレチンはDipeptidyl Peptidase-IV(DPP-4)によって速やかに分解されるため、DPP-4を阻害することによりインスリンのコントロールが可能となる。一方で、日本では食生活の欧米化により、1960年代中頃から米の生産量が消費量を上回るようになってきており、米の高付加価値化と有効利用が急務である。昨年度の研究により、米タンパク加水分解物が最も高いDPP-4阻害活性を示すことが明らかとなった。2型糖尿病は、膵β細胞からのインスリン分泌障害により発症・進展する疾患であり、膵β細胞の機能低下は2型糖尿病の発症に直結すると考えられている。また、膵β細胞は抗酸化酵素の発現量が低く、酸化ストレスは膵β細胞の細胞死を引き起こす重要な原因といわれている。生体内で産生される抗酸化物質であるグルタチオン(GSH)は、酸化ストレスに対する防御に関与している。そこで本年度は、米由来タンパク加水分解物の酸化ストレスに対する膵β細胞保護作用を検討した。ラット膵β細胞由来INS-1E細胞内GSH量は、酒粕や大豆タンパクの加水分解物では上昇が見られなかったが、米タンパク加水分解物により有意に上昇した。過酸化水素による酸化ストレス細胞傷害抑制効果を調べた結果、米タンパク加水分解物により濃度依存的に細胞傷害の抑制がみられた。以上の結果から、細胞内グルタチオンを上昇させることにより、酸化ストレスによる細胞傷害の抑制効果があることが示唆された。逆相カラムを用いて分画を行ない、活性成分として3種類のペプチドを同定することができた。このため本研究では、米由来のタンパクや酵素分解ペプチドの血糖改善作用について、DPP-4阻害作用を指標として評価を行う。最終的には、米由来の機能性食品素材の開発を目指している。米および酒粕は市販品を使用し、米ぬかタンパクは、脱脂ぬかを材料に、アルカリ抽出および酸沈殿にて調製した。米由来タンパク(米、酒粕、米ぬか)を、市販酵素であるウマミザイムG、デナチームAPあるいはビオプラーゼSPによって消化し、凍結乾燥することによって、各種米由来タンパク加水分解物を得た。また、DPP-4は、ヒト腎由来cDNAをテンプレートに、PCRにて得られたDNAを菌体外発現用ベクター(pPICZα)に組み込み、メタノール資化性酵母(Pichia pastoris KM71H)を宿主に発現を行い、その培養上清を透析して用いた。米タンパクおよび酒粕/デナチーム加水分解物、米ぬか/ウマミザイムGおよびビオプラーゼSP消化ペプチドのDPP-4活性に対するIC50 (mg/mL)は、それぞれ1.5±0.1、27.6±5.8、2.3±0.1、26.4±2.3であり、米タンパク/デナチーム加水分解物が最も高い阻害活性を示した。米タンパク/デナチーム加水分解物を、ゲルろ過カラム(Superdex peptide)を用いて分析した結果、その最大分子量は、約150であることがわかった。本年度は、下記の内容で実験を行い研究は概ね順調に進展している。1.米タンパク抽出物、酵素分解物の調製米および酒粕は市販品を使用し、米ぬかタンパクは、脱脂ぬかを材料に、アルカリ抽出および酸沈殿にて調製した。ヒトDPP-4リコンビナントをメタノール資化性酵母(Pichia pastris KM71H)に発現させ、硫安分画、精製した。DPP-4阻害試験は、Ala-Pro-pNAを基質として測定した。1で調製した米タンパク抽出物や酵素分解ペプチドを添加してIC50を算出した。米タンパク/デナチーム加水分解物を、ゲルろ過カラム(Superdex peptide)を用いて分析した結果、その最大分子量は、約150であった。

インスリン分泌にはインクレチンというホルモンが大きく寄与しており、このインクレチンはDipeptidyl Peptidase-IV(DPP-4)によって速やかに分解されるため、DPP-4を阻害することによりインスリンのコントロールが可能となる。一方で、日本では食生活の欧米化により、1960年代中頃から米の生産量が消費量を上回るようになってきており、米の高付加価値化と有効利用が急務である。このため本研究では、米由来のタンパクや酵素分解ペプチドの血糖改善作用について、DPP-4阻害作用を指標として評価を行う。最終的には、米由来の機能性食品素材の開発を目指している。昨年度の研究により、米タンパク/デナチーム加水分解物が最も高いDPP-4阻害活性を示すことが明らかとなった。活性成分を同定するため、分画を行ない、LC-MS分析したところ、プロリン含有ジペプチドであるMet-Pro(分子量247)、Val-Pro(分子量215)、Leu-ProおよびIle-Pro(いずれも分子量229)が検出された。また、米タンパク/デナチーム加水分解物中のMet-Pro、Val-Pro、Leu-Pro、Ile-Pro含有量はそれぞれ1.2、0.2、1.6、1.9 μg/mgであった。そこで市販のXaa-Proジペプチド15種類について、DPP-4阻害活性を検討した。その結果、15種類の中で、最も強い阻害活性を示すものは、Ile-Proであり、そのIC50値は、0.41±0.07 mMであった。また、そのレトロペプチドであるPro-Ileは、DPP-4に対してまったく阻害活性を示さなかった。本年度は、下記の内容で実験を行った。予定していた動物実験は実施できなかったため、研究はやや遅れている。1.活性成分の同定、構造解析DPP-4阻害活性の認められた米タンパク/デナチーム加水分解物をゲルろ過カラムや透析膜によって分画し、活性成分の同定を試みた。LC-MS分析したところ、プロリン含有ジペプチドであるMet-Pro(分子量247)、Val-Pro(分子量215)、Leu-ProおよびIle-Pro(いずれも分子量229)が検出された。また、そのレトロペプチドであるPro-Ileは、DPP-4に対して、まったく阻害活性を示さないことが明らかとなった。糖尿病は、血糖値を低下させるインスリンの量または作用不足により血糖値が上がる病態であり、その予防や改善には、インスリンの分泌を適切にコントロールすることが重要である。
内耳有毛細胞特異的発現アイソフォームの機能を探る

我々はヒトおよびマウスの難聴原因遺伝子であるミオシン6遺伝子(Myo6)に9塩基のマイクロエクソンがスプライスインしたアイソフォームがマウスの内耳有毛細胞で特異的に発現することを明らかにした。そこでその機能解明を目的にゲノム編集によって9塩基のマイクロエクソンのスプライスインを抑制するモデルマウスを作製し、解析した結果、このマウスは外有毛細胞の感覚毛異常および欠失に起因する重度難聴を発症することが明らかとなった。この表現型はMyo6欠損マウスとは明確に異なることから、内耳特異的発現アイソフォームはMyo6の他のアイソフォームとは異なる役割をもつことが示唆された。ヒト難聴発症責任遺伝子であるミオシン6(MYO6)は複数の選択的スプライシングアイソフォームの発現が報告されているが、我々はマウスの内耳組織に高発現する9塩基挿入アイソフォームを同定した。そこでこのアイソフォームの機能をin vivoで解明するため、研究実施計画に従い、本年度は以下の実験を実施した。1. Myo6内耳高発現アイソフォーム特異的挿入9塩基欠損マウスの作製Myo6内耳高発現アイソフォーム特異的挿入9塩基欠損マウスの樹立を目指し、ゲノム編集を実施した結果、本実験では2系統のゲノム編集マウスが得られた。両系統はともにスプライスサイトが置換または欠失していることから、挿入配列のスプライシングを抑制したアイソフォームのみの発現が期待できるマウスの樹立に成功したものと判断した。それらのマウスは野生型マウスと交配した結果、両マウスの変異は次世代への伝達が確認され、現在ヘテロマウス間の交配によるホモ個体の樹立を進めている。2.Myo6内耳高発現アイソフォームのみを全身性に発現するトランスジェニックマウスの作製本研究ではpCAGGSベクターにMyo6内耳高発現アイソフォームをサブクローニング・直鎖化後、マウス受精卵へマイクロインジェクションを行った。その結果、複数のトランスジェニックマウスの樹立に成功し、そのマウスは交配後、挿入領域およびMyo6の発現の調査に基づき実験に最適の個体を選抜した。それらのマウスは現在Myo6ノックアウトマウスと交配により、Myo6内耳高発現アイソフォームの樹立を進めている。我々は本年度の研究目標であったMyo6内耳高発現アイソフォーム特異的挿入9塩基欠損マウスおよびMyo6内耳高発現アイソフォームのみを全身性に発現するトランスジェニックマウスともに変異アレルヘテロ個体の樹立に成功した。しかし、両マウスともに変異アレルを有するマウスを得るために時間を費やし、現在ホモ個体の樹立を進めている段階であり、それらの詳細な遺伝子発現解析および表現型解析には至らなかった。ヒト難聴責任遺伝子であるミオシンVI(MYO6)は複数の選択的スプライシングアイソフォームの発現が報告されており、我々はマウス内耳組織において9塩基(3アミノ酸)挿入アイソフォームが高発現することを明らかにした。そこでこのアイソフォームの機能を解析するための遺伝子改変マウスを作製し、解析した。1.MYO6内耳高発現アイソフォーム特異的挿入9塩基変異マウスの解析:昨年度の実施状況報告書に記したマウスに加え、計3系統のMYO6内耳高発現アイソフォーム特異的挿入9塩基に変異をもつマウスを作製することができ、それらのマウスのうち2系統は9塩基のスプライシングが抑制されることが確認できた。また、これらのマウスの有毛細胞におけるMYO6の発現をすべてのアイソフォームを認識する抗体および高発現アイソフォーム特異的挿入アミノ酸を認識する抗体を用いて調査した結果、全アイソフォームを認識する抗体では有毛細胞に野生型同様のシグナルが検出され、高発現アイソフォーム特異的挿入アミノ酸を認識する抗体ではその発現が欠損していたことから、作製したマウスは高発現アイソフォームを特異的に欠損していることが確認できた。また、これら高発現アイソフォーム特異的欠損マウスの有毛細胞の表現型を調査した結果、外有毛細胞の感覚毛の形態異常および脱落が確認された。この表現型は感覚毛融合を示すMYO6欠損マウスとは大きく異なることからMYO6高発現アイソフォームは他のアイソフォームとは異なる独自の機能をもつことが明らかとなった。2.MYO6内耳高発現アイソフォームのみを発現するトランスジェニックマウスの作製:昨年度作製したMYO6内耳高発現アイソフォームを発現するトランスジェニックマウスをMYO欠損マウスと交配し、高発現アイソフォームのみを発現するマウスの樹立を試みているが、現在までに目的の遺伝子型のマウスは得られていない。目的のマウスを樹立し、解析に用いる個体数が確保できた段階で遺伝子発現解析、ならびに表現型解析を実施する。また、当初の計画通りに、RNAレベルでの網羅的遺伝子解析を行い、Myo6内耳高発現アイソフォーム欠損マウスおよびMyo6内耳特異的アイソフォーム全身性発現マウスにおける特異的発現変動遺伝子をスクリーニングする。

続いて、当初計画に従ってMyo6内耳特異的アイソフォーム全身性発現マウスの表現型解析を実施する予定だが、委託解析先の解析料の発生により本研究課題の予算内で実施することが難しい状況にある。予算内での実施が困難である場合は、申請者所属機関の表現型解析機器を利用した解析方法を立ちあげ、目的達成のために努力する。哺乳類遺伝学本年度は目的通りにゲノム編集マウスおよびトランスジェニックマウスを作製できたが、樹立までに時間を要し、それらマウスの遺伝子発現解析および表現型解析に着手できなかったために次年度使用額が生じた。本年度の未使用額および翌年度請求の助成金の一部でゲノム編集マウスおよびトランスジェニックマウスの遺伝子発現解析および表現型解析を実施し、その他の研究は計画に基づき、翌年度請求助成金により実施する。
日本におけるレジオネラ症の疫学的傾向と環境因子との関連

レジオネラ症患者の疫学的傾向及び職業・環境要因とレジオネラ症発症との関連を評価するため、感染症発生動向調査(診断年月日2007年1月1日2016年12月31日)を用いて、記述疫学、time-stratified case-crossover studyを実施した。レジオネラ症は増加傾向にあり、7月を中心に増加し、翌35月にかけて減少する傾向が認められ、近年、その季節変動は明確になってきていた。特に50歳代以上での増加が顕著であった。また、職業や産業により発症するリスクが異なること、環境要因では相対湿度や降水量との関連が示唆された。今後も引き続き曝露要因について研究を行う必要があると考える。レジオネラ症は、レジオネラ属菌を含むエアロゾルや塵埃を吸入することにより発症する疾患であるが、循環式浴槽や冷却塔等レジオネラ菌を含むエアロゾルや塵埃を吸入したことによると感染源を特定できるものはわずかであり、大半の症例は感染源が明らかでない国内単発症例である。そして、その疫学は未だ明確には把握されてはいない。本研究ではレジオネラ症の疫学的傾向の把握と日本における環境因子とレジオネラ症患者発生との関連の検討を行うこととしている。本年度は、研究開始にあたり、広島大学疫学研究倫理審査委員会(平成28年1月13日付)、国立感染症研究所ヒトを対象とする医学研究倫理審査委員会(平成28年1月18日付)の承認を得た。その後、感染症発生動向調査のシステム上、入手可能であった2006年2015年データを国立感染症研究所内で患者の個人情報を省いたデータとしてとして加工した後、広島大学公衆衛生学と共有を行った。このデータを元に、疫学的傾向を把握するため、年・月別発生状況、属性、都道府県別の粗罹患率、都道府県別の年齢調整罹患率(性別)、年齢調整罹患率の経時的変化の検討を行った。また、地図上への患者住所(街区レベル以上)のプロットを行った。日本標準職業分類(平成21年12月統計基準設定)及び日本標準産業分類(平成25年10月改定)に基づき患者の現職の職業・産業を分類し、職業・産業に関する検討を行った。また、国土交通省気象庁データを、一般財団法人気象業務支援センターから入手し、気象庁データと罹患率との地域相関について検討を行った。レジオネラ症の疫学的傾向の把握については、記述研究を行い、概ね予定通り遂行できている。しかし、研究の採択から、最短の処理で倫理審査委員会での審査を受けたにも関わらず、実際、研究に着手できたのが1月下旬となり、時間的制限は厳しいものであった。記述研究は、研究計画どおり順調に進んでいるものの、今後、どの程度、細部まで検討するべきか検討する必要がある。レジオネラ症は、レジオネラ属菌を含むエアロゾルや塵埃を吸入することにより発症する疾患であるが、感染源を特定できるものはわずかであり、大半の症例は感染源が明らかではない国内単発症例である。そして、その疫学は未だ明確には把握されていない。本年度は日本における気象(平均気温・平均相対湿度・降水量)とレジオネラ症発症との関連及び職業別及び産業別にレジオネラ症患者の標準化罹患比(SIR)を検討した。気象(平均気温・平均相対湿度・降水量)とレジオネラ症発症との関連について、レジオネラ症は7月を中心に増加、翌35月にかけて減少する傾向が認められ、近年、その季節変動は明確になってきていた。また、レジオネラ症の潜伏期間にあたる時期である発症515日前の日平均相対湿度1%増加あたりオッズ比は1.003-1.010、発症511日前の日降水量1mm/日増加あたりオッズ比は1.002-1.006であり統計学的に有意な関連が認められた。発症と日平均気温については明らかな関連は認められなかった。近年、レジオネラ症は増加傾向にあり、レジオネラ症患者発生に関連する曝露要因についてさらなる研究を行っていくことが必要であると考える。また、職業別及び産業別にレジオネラ症患者の標準化罹患比(SIR)を計算した。結果、職業や産業によりレジオネラ症を発症するリスクが異なることが示唆された。特に、建設・採掘業関係者、輸送業関係者でレジオネラ発症のリスクが高かった。これは、職業や産業に依存し、土壌細菌であるレジオネラ属菌の環境からの曝露を受ける確率が変化することを示唆する結果である。職域におけるレジオネラ症の予防には、職業曝露の視点を含めた対応・対策を行うことが重要であると考える。

また、職業や産業により発症するリスクが異なること、環境要因では相対湿度や降水量との関連が示唆された。今後も引き続き曝露要因について研究を行う必要があると考える。当初の研究計画に沿って、研究を遂行する予定である。まずは、環境因子とレジオネラ症患者発生との関連の検討を行うため、Case-crossover design用のデータセットの作成を行う。その後、降水量・湿度等環境因子を曝露、レジオネラ患者の発生を結果とした解析疫学を実施し、評価を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。公衆衛生学28年度が最終年度であるため、記入しない。
マイクロRNAによる心不全病態形成の分子機構解明

平成30年度の研究実績としては、標的遺伝子を同定するために心筋特異的miR-221/222欠損マウス(miR-221/222 conditional KO;alphaMHC-Cre Tg)と野生型の心臓を用いてプロテオーム解析を行った。マウス心臓サンプルで有意に動いているタンパク質71個を同定した(p-value<0.05; fold change>1.3)。これらのデータを用いてラベルフリー定量アノテーション解析を行い、変動を認めたタンパク質の多くは代謝、分子機能や細胞構造と関係しており、その中で発現上昇を認めたタンパク質は、主に代謝、脂質結合、ミトコンドリア代謝に関与していた。以上より、心筋由来miR-221/222は心臓ミトコンドリアや脂質代謝を制御している可能性が示唆された。さらに野生型に比べ発現上昇を認めたタンパク質よりmiR-221の標的遺伝子についてmiRWalk2.0を用いて3遺伝子を同定した。miR-221の組織における発現部位の解析に関しては、心臓に比べ、有意に高発現する組織は認めなかった。トレッドミルによる運動負荷装置を用いてmiR-221の運動による組織の発現解析を行った。単回のトレッドミルによる運動負荷(3時間)での心臓での発現は安静時に比べ変化を認めなかったが、3週間の繰り返し運動負荷(3hr/day、3day/week)においては明らかなmiR-221の発現低下を認めた。さらに運動負荷(単回と繰り返し)によりmiR-221の発現を安静時に比べ明らかな上昇を認める組織部位は、大動脈、褐色脂肪細胞、内臓脂肪細胞、骨格筋であった。運動時に血中miR-221の発現上昇を認めるが、その主な分泌・産生組織は心臓以外で大動脈、褐色脂肪組織、骨格筋組織の可能性が考えられた。運動負荷によるmiR-221の臓器発現解析について野生型マウスを用いて安静時、Treadmill運動負荷によるExercise training (20m/min for 60min.、acute endurance exercise (1回のみ)及びchronic endurance exercise(週5回x3週間)終了、3時間後)を行い、検討した。各臓器のmiR-221に関してacute Ex.、chronicEx.に関わらず、骨格筋(ヒラメ、腓腹筋)だけでなく、WAT、BAT、皮膚、大動脈において、安静時に比べmiR-221の発現上昇を認めた。一方、心臓においてはacute Ex.では発現上昇を認めるが、chronic Ex.では発現低下を認め、単回運動と持続運動によって心臓においてmiR-221の発現が異なることを認めた。また、miRtca-1は心臓において、acuteおよびchronic Ex.では安静時に比べ発現低下を認めた。このことから心臓におけるmiRtca-1の発現制御は持続的運動において心臓由来miR-221以外の制御の可能性が示唆された。運動全般にわたって骨格筋においてmiR-221の発現上昇を認めたため、血中miR-221の分泌源の可能性が考えられ、miR-221/222 conditional KOマウスおよびMck(muscle creatine kinase)-Creマウスの作製を行った。また、心筋特異的miR-221/222欠損マウス(miR-221/222 conditional KO;alphaMHC-Cre Tg)を用いて、TACモデルを作製し、心不全病態における心筋由来miR-221/222について検討を行った。コントロールに比べ、左室内径短縮率の低下、左室内径の拡大、肺重量の増加を認め、明らかな心機能低下を認めた。またmiRtca-1のタンパクレベルの発現上昇を認めた。これらの結果よりマウス個体において心筋由来miR-221は心不全病態進展を抑制し心保護的に作用する可能性が示唆された。熊本地震により動物飼育室が影響を受けため、実験に必要なマウスの確保ができず、解析時期に遅れが生じている。

運動時に血中miR-221の発現上昇を認めるが、その主な分泌・産生組織は心臓以外で大動脈、褐色脂肪組織、骨格筋組織の可能性が考えられた。心不全モデルマウスにおいてmiR-221/222が関与する標的遺伝子について心筋特異的miR-221/222欠損マウス(miR-221/222 conditional KO;alphaMHC-Cre Tg)を用いて網羅的に解析を行い、miRtca-1以外の標的遺伝子を同定する。また、心臓以外の組織におけるmiR-221/222が血中を介して間接的に心臓に保護的作用を有するか明らかにする。またヒトへの応用を見据えて、ヒト心筋細胞へのmiR-221/222投与または過剰発現による心機能関連マーカー遺伝子の発現解析、細胞形態解析も検討する。
PLAによるカーボンナノチューブ生成時のin situ共鳴ラマン計測

パルスレーザアブレーション(PLA)法によるCNT生成時に,CNTの特性をその場測定する事を目的としてラマン分光システムの開発を行った.反応管の外側からラマン分光計測を可能にするため長焦点距離対物レンズを用い,レーザ入射光学系と散乱光集光系が同軸型のラマンプローブを作製した。ラマン光はノッチフィルター,30cmシングル回折格子分光器,半導体グリーンレーザ(λ=532nm,100mW),及びICCDカメラを用いて測定した。本装置でグラファイトのラマンスペクトルを測定した結果,G-,D-バンドのラマンスペクトルは観測可能であったが,検出器の感度,及びノッチフィルターによるレーリー光除去率などの限界から,本システムではSWNTのRBMの測定は困難であった。CNT生成は1000°C以上で行われるため黒体放射による背景光強度が高く,パルスレーザ励起のパルスラマン分光や高感度の計測システムが必要である。一方,メタンガス,エタノール,アセトンなどを炭素源としたCVD法において,気相中でPLA法によりNi, Coなどの金属ターゲットをアブレーションして触媒ナノ微粒子を供給する複合プロセスを提案した。この際,反応管内にHe-Neレーザ光を入射し,その透過率から反応管内で生成されるカーボン微粒子の生成量,及び時間変化を評価した。計測においては1μm以上の煤粒子による散乱が支配的であるが,炭素源の種類,反応管ガス温度,キャリアガス流量の違いによって,レーザ光の透過率が異なり,煤の生成量や時間変化が大きく異なることがわかった.光の透過率の測定は簡単な方法で煤形成の状態がモニターできるため,CNTの収率増加などのプロセス最適化において有効であるといえる。実験条件として1,000°C,700TorrのArガス雰囲気中でNi/Co含有グラファイトをパルスNd:YAGレーザ(λ=532nm)でアブレーションし,単層カーボンナノチューブ(SWNT)生成した。このSWNT作製プロセスにおいて,プラズマプルームの発光分光,Ni触媒のレーザ誘起蛍光測定を行った。またSWNT測定のためin situレーザラマン分光装置の作製を行い,以下の結果を得た。1.C_2分子の発光スペクトル(Swan band)から求めたC_2の回転温度は,アブレーション直後で約7,000K,20μs後に約4,000Kまで低下する。2.色素レーザによりNi原子線(λ=232nm,^3F_4→^3G_5)を励起し,λ=300nm近傍のLIF信号を測定し,Ni原子数密度の時間変化を測定した結果,Ni原子は,アブレーション後,約500μsまで存在することが確認された。3.パルスNd:YAGレーザを光源とし,ノッチフィルタとICCD分光器を用いて,グラファイトのラマン分光スペクトルを測定したが迷光レベル大きいため,新たに半導体グリーンレーザ(λ=532nm)を用いた,同軸落射光学系のラマン分光システムの設計・製作を行った。4.カーボンナノチューブ生成過程の測定対象として,NiまたはCoターゲットをレーザアブレーションすることにより触媒ナノ微粒子を供給し,アルコールやアセトンを炭素供給源とする触媒化学気相成長法を開発した。TEM観測によりNi触媒を用い,エタノールを材料ガスとして1,000°Cで不純物の少ないSWNTの生成が確認できた。1.ホログラフィックノッチフィルター,分光器,半導体Nd:YAGレーザ(λ=532nm,100mW),及びラマン光検出に30cmシングル回折格子分光器とICCDカメラを用いたラマン分光システムを作製した。

パルスレーザアブレーションによるCNT生成において反応管の外側からラマン分光計測を可能にするため,レーザ入射光学系と散乱光集光系を同軸型とし,長焦点距離対物レンズとビームスプリッターを用いたラマンプローブを作製した。装置の特性を評価するために,グラファイトのラマンスペクトルを測定した。グラファイトのG-,D-バンドからのスペクトルは観測可能であったが,光学系の明るさ,検出器の感度,及びノッチフィルターによるレーリー光除去率などの限界から,所有のICCDと分光器ではSWNTのRBMの測定は困難であった。生成時のCNTは黒体放射強度が高く,ラマン測定にはパルスレーザ励起のパルスラマン分光が必要である。2.メタンガス,エタノール,アセトンなどを炭素源とするCVDにおいて,PLA法により触媒ターゲットをアブレーションして触媒ナノ微粒子を気相中に供給してSWNTを生成した。この際,反応管内にレーザ光を入射し,その透過率を測定することで生成されるカーボン微粒子の生成量を評価した。可視光レーザを用いたため,大きさが1μm以上の粒子(煤)による散乱が支配的となるが,炭素源の種類,反応管の温度,キャリアガス流量の違いによって,透過率が大きく異なることが確認され,また,その時間変化の測定から煤の生成過程が確認できた。光の透過率をモニターすることにより煤形成の状態がわかるため,CNTの生成収率を増加させるためのプロセス最適化において,透過率を実時間の評価指標として用いることが可能である。
鉄シリサイドバルク単結晶の構造変調による近赤外発光発現

鉄シリサイド半導体の近赤外発光特性を向上させる研究を行った。鉄シリサイド半導体単結晶を大気中でアニールした結果,近赤外波長領域にいくつかの鋭い発光とブロードな発光を観測することに成功した。これらの発光のメカニズムは現在検討中である。一方,オスミウムシリサイドとの混晶化を狙ったが上手く行かず,FeSi2とOsSi2の混合物となった。この試料のPL測定を行ったところ,100K以下の低温において1.5μm付近にピークをもつ極めてブロードなPL発光を観測した。この発光の強度は比較的強く,OsとFeの組成比によって多少ピーク値が変動する傾向を示しており,Osを添加したことに起因していると考えている。本研究室において化学気相輸送法により成長させたFeSi2単結晶の在庫がある程度あったことから,当初の研究計画ではH28年度以降に予定していた,「FeSi2単結晶のPL発光特性における大気中アニーリング効果」の調査を先行して行った。アニールの温度は400から1000°C,時間は12時間で行った。その結果,700から900°Cでアニールした試料から,8Kにおいて,1200から1500nmの広い波長範囲に幾つかの発光が重なった発光スペクトルを観測した。スペクトル分離を行うと,1291,1339,1361nmに鋭い発光,さらに1275,1415,1492nm付近にピークをもつブロードな発光の重ねあわせであることが分かった。特に鋭い発光はFeSi2単結晶を大気中アニールして得られた結晶の本質的な性質を反映していると考えられる。試料の温度を上昇させると,これらの発光はおよそ200Kで完全に消光した。一方,顕微ラマン散乱の測定を行ったところ,結晶表面の部分的にFe2O3が形成されていることが明らかになった。このことからFeSi2とFe2O3,またはSiO2との混在状態が,新しい発光を生み出していると考えられ,現在,その起源を探る研究を進めている。具体的には,FeSi2,Fe2O3,SiO2の粉末を様々な存在比で混合し,ペレット状に焼成した多結晶試料からの近赤外発光を調査し,FeSi2単結晶を大気中でアニールした試料から得られた発光スペクトルを再現するかどうかの調査を行っている。研究実績の概要に記したように,当初の計画ではH28年度に実施する予定であった研究を先行して行った。具体的には,FeSi2単結晶の大気中アニールにより1300nm付近に興味深い発光を見出し,その発光メカニズムに関する調査に多くの時間を費やした。しかし,ここで見出された発光は,本来の狙いである1500nm付近の発光とは異なるものである。当初の狙いである1500nm付近の発光増強については,OsSi2とFeSi2の混晶であるOsFeSi2の作製に着手した。現在までにOsとSi, FeとSiの固相反応によるOsSi2,FeSi2の合成には成功したが,Os,Fe,Siの固相反応によるOsFeSi2合成は,今のところ十分な結果が得られていない。XRDの測定において,回折ピーク位置がOsSi2とFeSi2の間に観測されることを期待しているが,OsSi2の単独の回折ピーク位置とほぼ一致してしまう。現在,OsとFeの仕込み量を変化させて,XRDの回折ピーク位置の変化を調査している段階である。多結晶合成と平行して近赤外PL測定も行っていく。また,まもなく化学気相輸送法による単結晶成長にも着手する準備ができている。以上のようにH28年度の予定をH27年度に先行して行い,H27年度末ごろからH27年度に予定していた研究に着手した段階である。3年間の計画から考えると,現在までの所は概ね順調に進展している,と考えている。バンド計算により直接遷移型半導体になることが予想されているOsFeSi2の合成にH28年度より本格的に着手した。まずはOsとFeの組成比を連続的に変化させ焼結法による多結晶合成を試みた。焼結温度は900°C,焼結時間は24時間とした。しかし,XRDによる構造解析の結果,得られる焼結体はOsSi2とFeSi2の混合物となってしまうことが判明しており,現段階ではOsFeSi2を得ることに成功していない。一方,これらのFeSi2とOsSi2の混合物のPL測定を行ったところ,100K以下の低温において1.5μm付近にピークをもつ極めてブロードなPL発光を観測した。この発光の強度は比較的強く,OsとFeの組成比によって多少ピーク値が変動する傾向を示しており,Osを添加したことに起因していると考えているが,現在発光メカニズムを検討している段階である。さらに,得られた焼結体に対して,共析熱処理を施すことでOsSi2とFeSi2の混晶化も試みている。現段階ではXRDの段階では混晶は得られていないが,PL測定の結果,発光スペクトルがわずかであるがシャープになる傾向が得られている。今後は共析熱処理条件の最適化を進める。一方,化学気相輸送法によるOsFeSi2単結晶の成長にも着手した。まずはFeSi2単結晶成長で実績のあるI2を輸送材として用いた。しかしながら,成長した単結晶の組成を分析したところ,Osは全く検出されず,I2ではOsの輸送が起こらないことが判明した。

現在,I2以外の輸送材を用いた成長を試みている段階である。Os1-xFexSi2多結晶の合成を試みた。まずはOsとFeの組成比を連続的に変化させ焼結法による多結晶合成を試みた。FeSi2およびOsSi2の合成は成功したが,OsとFeを混合した場合,OsSi2とFeSi2の混合物となってしまうことが判明している。一方,気相法による単結晶成長に着手した。Os,Fe,Siを原材料に用い,I2を輸送材として化学気相輸送法を試みた。それほど大きくないが数ミリメートルほどの単結晶が成長したが,残念ながらFeSi2の単結晶で,Osは含まれていないことが判明した。現在,Osを輸送するための適切な輸送材の選定を進めている。以上のように,今年度,本格的にOs1-xFexSi2の合成に着手したが,現段階では狙っているFeSi2とOsSi2の混晶の成長に成功していない。バンド計算により直接遷移型半導体になることが予想されているOsFeSi2の合成に昨年度より本格的に着手した。様々な合成手法を試したが,いずれの場合もOsSi2とFeSi2の混合物が形成されてしまう。これはそれぞれの物質の合成・分解温度が1640°Cと985°Cと大きく異なることに起因しており,物質固有の本質的な問題で合成が困難であると結論付けるしかなかった。そこで,OsFeSi2単結晶の合成を諦め,まずはOsSi2単結晶を作製し,その表面へFeを蒸着や,Feをイオン打ち込みを行うなどした後,ポストアニールにより試料表面付近にOsFeSi2薄膜を形成することを目指すこととした。OsSi2の合成には,まずフラックス法を試みた。フラックスには,Al,Sn,Ga,Ag,Sn,Sb,Biなど多種の金属フラックスを検討した。原材料とフラックス金属をタンマン管に入れ石英管内に真空封入して合成を試みた。結果として,OsSi2単結晶は得られなかった。石英管を用いたため合成温度が1000°C以下に限定されてしまい,Osのシリサイド化が進まなかった。そこで,トリアーク炉を用いた単結晶引き上げを試みた。引き上げた結晶棒はSiとOsSi2の混合状態であり単結晶ではなかった。しかし融解後に冷えて固まった原材料表面に小さいが結晶性のファセットが成長しており,その部分をXRD測定した結果,OsSi2結晶であることが判明した。以上のように,ようやくOsSi2の単結晶合成に成功するところまで漕ぎ着けることができた。OsSi2の合成温度が非常に高いことからアーク放電による融解が結晶化に必要であることが明らかになった。本助成の実施期間内には間にあわなかったが,今後継続してアーク炉を用いた単結晶の引き上げ条件を最適化することで数ミリサイズのOsSi2単結晶が得られると考えられる。鉄シリサイド半導体の近赤外発光特性を向上させる研究を行った。鉄シリサイド半導体単結晶を大気中でアニールした結果,近赤外波長領域にいくつかの鋭い発光とブロードな発光を観測することに成功した。これらの発光のメカニズムは現在検討中である。一方,オスミウムシリサイドとの混晶化を狙ったが上手く行かず,FeSi2とOsSi2の混合物となった。この試料のPL測定を行ったところ,100K以下の低温において1.5μm付近にピークをもつ極めてブロードなPL発光を観測した。この発光の強度は比較的強く,OsとFeの組成比によって多少ピーク値が変動する傾向を示しており,Osを添加したことに起因していると考えている。