hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
免疫検査システム用SQUIDの安定的な作製プロセスの確立

研究目的:本研究実施前まで、高温超伝導SQUID磁気センサの安定的な作製を実現する上で必要不可欠な作製プロセスが充分に確立されておらず、高性能化は容易ではなかった。本研究では、高性能な免疫検査システム用高温超伝導SQUID磁気センサの安定的な作製プロセスの確立を目的として、高温超伝導SQUID磁気センサの作製プロセスのデータベース化と作製装置の自動制御を行った。研究方法:本研究は、九州大学超伝導システム科学研究センターにて、下記のような計画で研究を実施した。1データベース化当センターでは、高温超伝導SQUID磁気センサ作製プロセスの数百に上る記録が紙で保存されている。このアナログ的な記録を下記の方法でデータベース化を行った。(1)コンピュータとデータベース用ソフトウェアを使用し、最適なデータベース化の方法を確立した。(2)アナログ的な記録をデータベースに入力しデジタル記録に変換した。(3)上記のデジタル記録を解析し最適な作製プロセスを確立した。2自動制御当センター所有の高温超伝導SQUID磁気センサ作製装置の自動制御を下記の方法で行った。(1)自動制御に必要なプログラムの作成を行った。(2)作製装置の自動制御を行い、データベース化により確立された最適な作製プロセスで高温超伝導SQUID磁気センサを作製した。以上を行った上で、本研究におけるまとめと成果報告を行った。研究成果:本研究におけるデータベース化により高温超伝導SQUID磁気センサの最適な作製プロセスを確立した。また、自動制御により高温超伝導SQUID磁気センサを安定的に作製することが可能となった。今後も作成プロセスをデータベースに追加し、自動制御のプログラムを改善していくことにより、より安定的な作製が可能となる。また、本研究によりセンサ加工プロセスの改善によって、高性能化が可能であるという新しい課題も見つかったため、今後も継続して研究を行っていく必要がある。
遺伝子治療における外来遺伝子産物に対する免疫寛容誘導法の開発

近年、遺伝子治療が、従来治療法のなかった遺伝性疾患、とくに劣性遺伝皮膚疾患の治療手段として注目されている。しかし、治療対気となる患者では、遺伝子導入により欠損タンパクを発現させても、そのタンパクに対する免疫寛容が確立していないため、外来遺伝子産物に対する免疫応答が生じ、遺伝子治療が無効となる可能性がある。そこで本研究では、遺伝子治療により発現させたタンパクへの免疫応答と、それに対する免疫寛容誘導法を検討した。具体的にはデスモゾーム構成蛋白であるデスモグレイン3のノックアウト(Dsg3-/-)マウスを皮膚遺伝病のモデルとして用いて、Dsg3の遺伝子治療を試み、その際に認められるDsg3に対する免疫応答とその抑制法を検討した。Naked DNA Injection法により、Dsg3発現ベクターをDsg3-/-マウス表皮に導入したところ、Dsg3に対する抗体産生が認められ、かつ、産生された抗体は、遺伝子導入で発現させたDsg3分子に結合することが明らかとなった。しかし、naked DNA injectionは遺伝子導入が安定していないため、このような免疫応答を確実に評価することは困難であった。また、免疫寛容導入法として経口寛容を検討したが成功しなかった。そこでDsg3を発現している(Dsg3+/+)マウス皮膚をDsg3-/-マウスに移植することで局所的に遺伝子治療が成功した状態を模擬する系を確立し、他法の検討を試みた。植皮を受けたマウスは、通常、2週間程度で抗Dsg3抗体を産生した。しかし、免疫応答確立の初期段階で重要とされる共刺激分子であるCD40-CD40リガンド間の結合を阻害する抗CD40リガントモノクローナル抗体で処置したところ、抗Dsg3抗体産生が有意に抑制され、この方法が遺伝子治療における外来遺伝子産物に対する免疫応答の抑制に有用であることが示唆された。様々な遺伝性疾患が多い皮膚科領域において、遺伝子診断が現実のものとなり、遺伝子診断による出生前診断が実際に施行されるようになり、基礎医学での成果が臨床還元されるようになってきた。現在では次のステップとして、遺伝的な欠損を根本的に治す治療法の開発が待ち望まれている。遺伝子治療を現実のものとするためには、効率のよい遺伝子導入法、持続性のある遺伝子発現法の開発など遺伝子発現そのものに関しても様々な問題が存在する。しかし、あまり取り上げられていない問題として、外来から導入した遺伝子産物に対する免疫応答の問題がある。すなわち、常染色体劣性の遺伝病の場合、責任遺伝子産物(特に、細胞外構成蛋白の場合)が個体発生の段階から欠損しているため、免疫系の発生分化する過程において、免疫系はその蛋白に出会っていない。従って、その蛋白に対する免疫寛容が成立していない。遺伝子欠損による症状を是正するために、外来から正しい遺伝子を導入する遺伝子治療を施行した場合、個体は即座にその遺伝子産物を異物とみなして免疫応答をすることが考えられる。本研究の目的は、遺伝子治療により新たに発現させた蛋白に対する効率の良い免疫寛容誘導法を開発することにある。本年度は、Naked DNA Injection法により、Dsg3発現ベクターを表皮に導入したところ、Dsg3に対する抗体産生が認められることが、ELISA法、免疫ブロット法により確認された。また、経口免疫寛容導入のための組換え抗原を作成した。次年度には、経口投与ならびに経鼻投与などによる免疫寛容導入法を試みる。各種遺伝性疾患に対して、遺伝的な欠損を根本的に治す治療法の開発が待ち望まれている。遺伝子治療を現実のものとするためには、効率のよい遺伝子導入法、持続性のある遺伝子発現法の開発などともに、外来から導入した遺伝子産物に対する免疫応答の問題がある。

すなわち、常染色体劣性の遺伝病の場合、責任遺伝子産物(特に、細胞外構成蛋白の場合)が個体発生の段階から欠損しているため、免疫系の発生分化する過程において、免疫系はその蛋白に出会っていない。従って、その蛋白に対する免疫寛容が成立していない。遺伝子欠損による症状を是正するために、外来から正しい遺伝子を導入する遺伝子治療を施行した場合、個体は即座にその遺伝子産物を異物とみなして免疫応答をすることが考えられる。本研究の目的は、遺伝子治療により新たに発現させた蛋白に対する効率の良い免疫寛容誘導法を開発することにある。デスモゾーム構成蛋白であるDsg3欠損マウスを皮膚遺伝病のモデルとして用いて、Dsg3の遺伝子治療を試み、その際に認められるDsg3に対する免疫応答を検討した。Naked DNA Injection法により、Dsg3発現ベクターを表皮に導入したところ、Dsg3に対する抗体産生が認められることが、ELISA法、免疫ブロット法により確認された。この免疫応答を抑制するために、組換えDsg3蛋白を経口投与し、経口免疫寛容導入を試みている。また、初期の免疫応答を抑制するために、抗CD40リガンド抗体が有用である基礎データを得ることができた。次年度は、Dsg3の遺伝子治療によるDsg3に対する免疫応答を抑制する方法を確立する。現在有効な治療が望めない各種遺伝性疾患に対する遺伝子導入による治療法が近年注目を浴びている。その臨床応用には数多くの課題がのこされている。その一つとして外来遺伝子産物に対する免疫応答の問題がある。本来、特に劣性の罹患患者に欠損遺伝子産物を導入する場合、そのタンパクに対する免疫寛容が確立していないため、こうした免疫反応は不可避のものと考えられる。そこで、本研究は、遺伝子治療により発現させた蛋白に対する効率の良い免疫寛容誘導法を開発することを目的とした。デスモゾーム構成蛋白であるデスモグレイン3のノックアウト(Dsg3-/-)マウスを皮膚遺伝病のモデルとして用いて、Dsg3の遺伝子治療を試み、その際に認められるDsg3に対する免疫応答を検討した。今までの検討でNaked DNA Injection法によりDsg3発現ベクターを表皮に導入したところ、Dsg3に対する抗体産生が認められることが、ELISA法により確認されている。本年度の検討で、この抗Dsg3抗体が遺伝子導入で発現させたDsg3分子に結合することが明らかとなった。しかし、naked DNA injectionは遺伝子導入が安定していないため、こうした免疫応答を確実に評価することは困難であった。そこで今年度はこの免疫応答を抑制する方法を検討するためのモデルとしてDsg3を発現している(Dsg3+/+)マウス皮膚をDsg3-/-マウスに移植する系を確立し、各種検討を試みた。植皮を受けたマウスは、通常、2週間程度で抗Dsg3抗体を産生する。
新規苦味センサーの構築および苦味抑制物質のスクリーニング

InoueらのTGFα切断アッセイを参考に、プレートリーダーのような汎用性の高い機器で測定可能な苦味センサーの構築を試みた。そのために、まず苦味受容体に適用可能であるかを検討する必要があった。適用可能性の指標として、すでに報告者らが苦味抑制効果を立証してある苦味受容体遺伝子hTAS2R16およびhTAS2R38を用いた。種々の条件検討の結果、hTA2R16に対して、そのリガンドであるサリシンに対する有意な応答を検出した。しかし、その応答は微弱であった。今後、さらなる条件検討による応答の強化、他の苦味受容体への適用検討を行う必要がある。<目的>InoueらのTGFα切断アッセイを参考に[Inoue et al., Nat. Methods (2012), 9, 1021-1029]、プレートリーダーで測定可能な苦味センサーの構築を試みている。Inoueらは、104種類のGタンパク質共役型受容体(GPCR)について、同法でのアッセイに成功しているが、その中に味覚受容体は含まれていない。したがって苦味受容体T2Rsに適応可能であるかを検討する必要があった。<進捗状況>当該年度の支出によってバイオクリーンベンチ等を購入し、本研究に特化した研究環境を整えることができた。また、上記研究に必要な材料(T2RsやGタンパク質、AP-TGFα等のプラスミド)は、それぞれの先生方に依頼して供与していただいていた。このことによって、当初計画で研究遂行上の工夫として考えていた、【A.細胞膜移行性の向上】、および【B.苦味受容体にマッチしたキメラGタンパク質の利用】の2点について、課題をクリアできたと考えている。Inoueらは、104種類のGタンパク質共役型受容体(G-protein coupled receptor, GPCR)について、同法でのアッセイに成功しているが、その中に味覚受容体は含まれていない。したがって苦味受容体に適応可能であるかを検討する必要があった。適応可能性の指標として、すでに申請者らが苦味抑制効果を立証してある苦味受容体遺伝子hTAS2R16およびhTAS2R38を用いた。これら2種の苦味受容体にTGFα切断アッセイを適用し、それぞれのリガンド(味物質)に対する応答性を検討した。平成25年度までに、当初計画で研究遂行上の工夫として考えていた、【A.細胞膜移行性の向上】、【B.苦味受容体にマッチしたキメラGタンパク質の利用】の2点を実施し、苦味受容体にマッチした効率の良いアッセイ系への最適化を試みつつあった。平成26年度は、最適化の検討を継続した。その結果、hTA2R16に対して、そのリガンドであるサリシンに対する有意な応答を検出した。またhTAS2R38については、有意な応答を検出できなかった。味覚科学当初計画では、当該年度に次の3つのステップを経て、苦味センサーの構築を目指すとしていた。【ステップ1】hTAS2R16, 38にTGFα切断アッセイを適用し、それぞれのリガンド(味物質)に対する応答性を検討する。【ステップ2】苦味受容体にマッチした効率の良いアッセイ系に最適化する。【ステップ3】構築したアッセイ系にGlu-Gluなどの既知苦味抑制物質を適用し、抑制試験を行う。現在【ステップ1】を検討中であり、当初計画のようには進んでいない。ただし上述の通り、並行して【ステップ2】に関連した【A.細胞膜移行性の向上】、【B.苦味受容体にマッチしたキメラGタンパク質の利用】の工夫を実施済みである。(1)苦味センサーの構築平成25年度の【ステップ1】(hTAS2R16, 38へのアッセイ適用)、および【ステップ3】(既知の抑制物質における抑制試験)を引き続き検討し、苦味センサー構築を完了させる。【ステップ2】(アッセイ系の効率化)が順調に進んだことにより、今度遅れを取り戻せるものと考えている。(2)苦味抑制物質のスクリーニング(1)の苦味センサーを構築した上で、苦味抑制物質のスクリーニングを行う。苦味抑制物質の候補としては、発酵食品、苦味を有するポリフェノール類を含有する食品を中心に選定する予定である。3月納品の物品について、4月以降の支出になったためである。納品後は、当該物品を遅滞なく使用している。この支出は、次年度に報告する。
ナノレベル微小領域における応力成分同定技術の確立

本年度得られた実績の主な内容を以下に示す.【1】前年度に作成したゴニオ(XYZ軸粗動,XY軸ミクロンオーダー粗動(電動式),xyz軸ナノオーダー微動(電動式),xyz各軸回転(手動式))を用いてひずみ測定を行った.【2】ひずみ成分の高精度測定には,ラマンシフト量とひずみの関係から20個の未知係数を,理論的あるいは実験的に決定することが必要である.そこで,20個の未知係数を最も決定しやすいアルミナ単結晶材料の結晶方位を理論的に決定し,その結晶方位を有するアルミナ単結晶曲げ試験片を作製し,ラマンシフトとひずみの関係を実験的に求めた.【3】アルミナの場合,ラマンスペクトルピークが7つあるため,ラマンピークシフト量とひずみ成分の関係は全部で7つ得られる.今年度では,アルミナの伸縮モードに対応するAlgモード(418cm^<-1>,645cm^<-1>)の負荷ひずみとラマンシフト量の関係の高精度化を行った.さらに,全く測定されていないEgモード(378cm^<-1>,432cm^<-1>,451cm^<-1>,578cm^<-1>,751cm^<-1>)の5種類の各ピークに対して,結晶方位4種類の負荷ひずみとラマンシフト量の関係を測定した.Algモードと比較してばらつきが大きいが,ひずみとピークシフト変化量の関係は概ね直線近似でき,20個の傾きを明らかにした.ひずみ測定には,高い直線性が得られた378cm^<-1>,432cm^<-1>,578cm^<-1>,751cm^<-1>の4種類のピークを採用し,ひずみ測定に必要な20個の未知係数を決定した.【4】切欠きを有するアルミナ単結晶試験片の切欠き底からのひずみ測定を行い,有限要素法の解析結果と高い精度で一致し,ラマン分光法によるひずみ測定の有用性を実証した.また,アルミナ以外の材料として長繊維強化複合材料(FRP)について測定を行い,直径4μmの炭素繊維について応力とラマンシフトの関係を求め,FRP中の炭素繊維に作用する応力ならび残留応力の測定を実施し,他の材料での有用性についても明らかにした.本年度得られた実績の主な内容を以下に示す.【1】材料のナノ領域のひずみ(応力)測定を高精度に行うためのゴニオを製作した.ゴニオは,手動によるXYZ軸方向の粗動,XY軸のミクロンオーダーでの粗動(電動式),xyz軸方向のナノオーダーの微動(電動式),さらにxyz各軸回りの回転(手動式)で構成されている.さらに,このゴニオに製作した四点曲げ負荷治具を組合わせ,高精度ひずみ(応力)測定用ステージを作製した.【2】アルミナのナノレベル微小領域における応力成分の高精度測定のための理論展開を行った.シュレディンガー方程式を出発点に,ひずみ(応力)作用下における原子(分子)の振動エネルギーの変化とひずみエネルギーの関係から,ラマンシフト量とひずみ成分の関係を誘導し,20個の未知定数を,理論的あるいは実験的に決定することで応力成分の同定が可能である事を明らかにした.この未知定数を実験的に決定するために必要となる検量線,特に単結晶アルミナの結晶方位を4つ決定し,アルミナのラマンシフトでAlgとEgモードの7つのピークから6つのピークを選択する事で実現可能であることを明確にした.また,シリコンについても応力測定の可能性を明確にした.【3】【1】で製作したステージを用いて,既に実現していたアルミナ単結晶材料の一軸応力測定から高精度化を図るため,未知定数を高精度で決定し,一軸方向のひずみ測定の高精度化を実現した.【4】材料(アルミナ)の結晶方位測定の高精度化を実現するために,アルミナ単結晶の結晶方位とラマン強度との関係の理論式を誘導した.理論展開により,結晶方位を一義的に定義するオイラー角(ψ,φ,χ)を全て同定できることを証明し,その実現の可能性を明確にした.検証実験として,三つの角度の内,二つの角度(ψ,φ)については,EBSP法により決定された結晶方位とほぼ一致する結果が得られた.本年度得られた実績の主な内容を以下に示す.【1】前年度に作成したゴニオ(XYZ軸粗動,XY軸ミクロンオーダー粗動(電動式),xyz軸ナノオーダー微動(電動式),xyz各軸回転(手動式))を用いてひずみ測定を行った.【2】ひずみ成分の高精度測定には,ラマンシフト量とひずみの関係から20個の未知係数を,理論的あるいは実験的に決定することが必要である.そこで,20個の未知係数を最も決定しやすいアルミナ単結晶材料の結晶方位を理論的に決定し,その結晶方位を有するアルミナ単結晶曲げ試験片を作製し,ラマンシフトとひずみの関係を実験的に求めた.【3】アルミナの場合,ラマンスペクトルピークが7つあるため,ラマンピークシフト量とひずみ成分の関係は全部で7つ得られる.今年度では,アルミナの伸縮モードに対応するAlgモード(418cm^<-1>,645cm^<-1>)の負荷ひずみとラマンシフト量の関係の高精度化を行った.さらに,全く測定されていないEgモード(378cm^<-1>,432cm^<-1>,451cm^<-1>,578cm

^<-1>,751cm^<-1>)の5種類の各ピークに対して,結晶方位4種類の負荷ひずみとラマンシフト量の関係を測定した.Algモードと比較してばらつきが大きいが,ひずみとピークシフト変化量の関係は概ね直線近似でき,20個の傾きを明らかにした.ひずみ測定には,高い直線性が得られた378cm^<-1>,432cm^<-1>,578cm^<-1>,751cm^<-1>の4種類のピークを採用し,ひずみ測定に必要な20個の未知係数を決定した.【4】切欠きを有するアルミナ単結晶試験片の切欠き底からのひずみ測定を行い,有限要素法の解析結果と高い精度で一致し,ラマン分光法によるひずみ測定の有用性を実証した.また,アルミナ以外の材料として長繊維強化複合材料(FRP)について測定を行い,直径4μmの炭素繊維について応力とラマンシフトの関係を求め,FRP中の炭素繊維に作用する応力ならび残留応力の測定を実施し,他の材料での有用性についても明らかにした.
特発性肺線維症急性増悪および薬剤性肺障害におけるMUC4の分子生物学的機序の解明

MUC4のexon2は48塩基、16アミノ酸からなる15kbにもなる長大なVNTR(Variable Number of Tandem Repeat)であり、このリピート配列の中に3塩基の挿入変異が見つかり当初はこの変異が疾患関連遺伝子変異と考えられていた。しかし西洋人のスクリーニングの中で複数患者にこの変異が見つかり、日本人に特異的に存在する遺伝素因が原因である、という我々の仮定とは異なる結果であった。このため、長いリピート配列の全塩基を決定する方針としている。実際にリピート配列の全塩基を決定する方法として、1.longPCRを行う、2.断片化(fragmentation kitを用いる)、サイズは200-300b程度を目標とする、3.リピート配列用のライブラリ作成、4.次世代シークエンサー(MiSeq)を用いて断片化した配列のシークエンスを行う、5.アセンブラ(自治医大萩原弘一先生がプログラムから自作)を用いてアセンブルするというステップを踏みながら解析を行っている。特にアセンブルは48塩基の配列をアセンブルを行っておりこれにより現時点で数名の全塩基の配列が決定できている。複数のヒトで保存されている領域と多型が多く見られる部位に分かれる事がわかってきている。また、MUC4のexon2のシークエンスには多大な時間と労力を要しているが、これまでの研究により疾患群と健常人のMUC4 exon2の長さが有意差を持って異なることをSouthern blottingの技法を用いて明らかにしており、その概要をアジア太平洋呼吸器学会(APSR)の2017年年次総会で口演している。このことからも、やはり疾患群と健常人のシークエンスには差異があることが推測され、シークエンスを明らかにすることによってさらにその病的意義が明らかになると思われる。また、MUC4のVNTRの塩基配列を決定すべく研究を続けているが、現在MUC4のVNTR配列を断片化し、それらを次世代シークエンサーに読み込ませてAssembleすることで配列の決定を行っているところである。この塩基配列を確定する作業が確立し、塩基配列決定を安定的に行うことができるようになれば、EGFR-TKIによる薬剤性肺障害および特発性肺線維症急性増悪症例のMUC4 exon2において多く見られる配列を決定することができる。当初次世代シークエンサーを用いて検出された3塩基の挿入変異が実際に正しいかを検証することができる。しかしsouthern blotingで疾患群でVNTRの長さが長いこと、および塩基配列が確定した場合も、それらの病態における意義を明らかにするためには機能解析を行わなければならない。上皮細胞にEGFR-TKIを投与しその変化を観察するような機能解析研究は、今後行っていくべき研究課題である。基礎研究を行う十分な時間を確保することができず、遅れが生じている。また塩基配列決定を行う作業も、他施設におけるシークエンサーを用いた解析を当初予定していたが、そちらを用いた解析が上手く行かないことが判明した。このため、断片化を行った後、大腸菌を用いて大量にクローニングして塩基配列決定、という作業を以前行っていたが、そちらに立ち返り、大腸菌を用いるのではなく次世代シークエンサーを用いた塩基配列決定に方針を変更している。MUC4のVNTR配列が次世代シークエンサーで解析できるようにPCR、断片化、などを行い塩基配列をランダムに読み込む。それら読み込んだ配列をコンピューター上でassembleし、VNTR全体の配列の決定を行う。一連の配列決定の流れが確実に行えるようになったら、複数の患者検体、複数の健常日本人検体を解析を行い、関連解析を行うことによって二群間で配列に差があることを証明していく。次年度使用額が生じた理由は、実験を行う時間が十分確保できず、研究に遅れが生じているため、それに伴う物品の購入が少なかったためである。

次年度は次世代シークエンサーを用いた配列決定が行われれば、大量の検体を処理する可能性があり、試薬も必要になるため、繰り越し金額も合わせて試薬の購入に充てる予定である。
17世紀イングランドにおける「宗教的寛容」・「不寛容」の思想と実践の研究

17世紀半ばのイングランドにおける、宗教的寛容および不寛容をめぐる政治的・神学的・思想的な交渉過程を考察した。不寛容な前近代から寛容な近代へと直線的に発展する歴史像を提示し続けてきた「ピューリタン革命」理解をこえて、近世社会における宗教対立を理解する新しい枠組みを模索した。議会と教会、イングランドとスコットランド、書簡・請願と説教・印刷メディアなど、複雑な交渉過程の中で、「寛容」「非寛容」の概念がそれぞれを規定しながら動的に構築・再構築されるプロセスが明らかになった。近世イングランドの政治、社会、文化における「宗教的寛容」と「不寛容」の再検討を行うにあたり、今年度の研究活動は主に理論構築と、イギリスにおける史料調査に集中した。まず、これまでの寛容史研究の成果の評価と、その限界や方法論的問題の点検を行った。考察の成果の一部は、言語論的転回以降のピューリタン史研究に関する論文としてまとめた(査読付学会誌に平成20年度掲載確定)。史料調査では、書籍・パンフレット類に加えて多くの手稿史料の調査を行った。ロンドンのBritishLibrary、Dr Williams Libraryおよびオクスフォード大学Bodleian Library等において、イングランド議会、ウェストミンスタ神学者会議、スコットランド議会、スコットランド教会、ロンドン市講会に関係する一次史料の閲覧・複写・分析を行った。特にBodleian Libraryにおける、両王国議会・ウェストミンスタ神学者会議間の書簡・請願書類の調査は有益であり、1640年代の「寛容論争」に至る政治的・神学的対立の構造をこれまで以上に明らかにすることができた。また、様々な歴史史料データベースも活用した。これらの研究成果は、次年度の調査活動にも活用させる予定である。また今年度はイギリスにおける学術交流も充実させることができた。研究調査の中間報告として、ロンドン大学ロイヤル・ホロウェイ校にて約60分の研究報告を行い、ブレア・ウォーデン教授ほか近世イギリス史研究者との意見交換を行った。今年度前半はイギリスにおける史料調査を集中して行った。1640年代の「寛容論争」に加え、これに接続する外交・政治文書にも調査の範囲を広げた。具体的には1640年代のイングランド対スコットランド外交問題、共和制期における長老派と議会の対立問題、および亡命中の国王との共謀のため処刑されたクリストファー・ラヴに関する研究を行った。調査はロンドンのNational Archives、British Library、Parliamentary Archives、Dr Williams Libraryの他、オクスフォード大学Bodleian Libraryを多く利用した。またエディンバラのNational Archives of Scotlandほかイギリス各地の文書館でも調査を行い、Lincolnshire Archive、Leeds University Library等からは複写史料を取り寄せた。House of Commons Parliamentary Papersなどの新しい史料データベースも活用した。またロンドン大学ジャスティン・チャンピオン教授、ヨーク大学マーク・ジェナー教授らとの研究討議・意見交換を行った。研究成果の中間報告として12月に研究発表を行った。11月に行われた「異宗派の受容と排除」についての公開シンポジウムでは、コメンテータとして本課題の研究成果を紹介した。また8月には、本課題に関わる研究方法や理論的問題についての論文が『史学雑誌』に発表された。今年度は、平成19-20年度のイギリスにおける長期調査で収集した史料や撮影データの整理・検討を行ったほか、夏期にイギリスで追加史料調査を行った。BritishLibraryやNationalArchivesに加えて、今年はRoyal Society Libraryにて17世紀の古物収集家ジョン・オーブリの『Natural History of Wiltshire』手稿史料の写真撮影を行い、各地にある関連史料との比較を行った。またLincolnshire Archivesではイングランド内戦に関連した様々な手稿史料の閲覧と撮影を行った。両文書館の文書についての研究成果は現在準備中の学術論文に反映される予定である。Institute of Historical Researchでは寛容論争に大きく関わった内戦期・共和政期の政治家ブルストロド・ウィトロックの手稿史料のマイクロフィルム史料の調査を行った。ロンドン滞在中はヨーク大学マーク・ジェナー教授との研究会合も持ち、今後の共同研究の可能性についても協議した。研究成果の発表としては、10月に日本大学で行われた日本ミルトン協会のシンポジウムにて、歴史研究者の立場から17世紀の寛容論争とジョン・ミルトンの関係について報告を行った。また、2010年春に出版予定の『イギリス文化史』(井野瀬久美恵編)にも、本研究課題の研究成果を反映させた。年度後半には、研究成果の共有と効果的な発信のために複数の国内研究者と協議を行い、また専門知識の提供を受けた。
生活環境中の化学物質が胎児脳と出生後の発達に及ぼす影響について

環境中のPCBやメチル水銀などの化学物質が母胎を介して胎児脳に作用し、出生後の発達に影響を及ぼすことが懸念されている。本研究では、これら環境由来の化学物質の周産期曝露による子どもの発達、特に心理、行動、認知面における発達に及ぼす影響を明らかにすることを目的として前向きコホート研究を実施している。統計解析においては、生後3日目に実施された神経行動学的検査である新生児行動評価(NBAS)と、胎児期メチル水銀曝露指標および魚摂取量との関連について、新たに全例での分析が終了した臍帯血総PCBを加えた検討を行った。その結果、毛髪総水銀と運動クラスターとの間に負の関連が認められた一方で、総魚摂取量と運動クラスターとの間に正の関連が認められた。臍帯血PCBの影響については本研究では不明確であった。以上から、胎児期メチル水銀曝露により新生児の神経行動学的側面に悪影響があることが示唆された。一方で、それら曝露源である魚摂取と運動クラスターとの間に正の関連が認められたことは、不飽和脂肪酸などの発達に有益な栄養素の効果と推測された。これら結果は、魚摂取の持つリスクとベネフィットを表すものと思われた。本年度におけるコホート調査は、生後66ヶ月時の追跡調査が実施され、また、生後84ヶ月時における追跡調査が計画・開始された。生後84ヶ月時の追跡調査では、子どもの発達を多角的に評価することを意図して、知的機能(WISC-III)、言語機能(Boston Naming Test)、神経生理学的指標(Auditory Brainstem Evoked Potentials、Event Related Potentials)、生理学的指標(身体測定、血圧)などが実施されている。化学分析においては臍帯血全血中PCB分析が進められた。統計解析においては、生後3日目に実施された神経行動学的検査である新生児行動評価(NBAS)と、胎児期メチル水銀曝露指標および魚摂取量との関連について、新たに分析が終了した臍帯血総PCBsを加えた検討を行った。その結果、毛髪総水銀と運動クラスターとの間に負の関連が認められた一方で、総魚摂取量と運動クラスターとの間に有意な正の関連が認められた。ここから、胎児期メチル水銀曝露により新生児の神経行動学的側面に悪影響があることが示唆された。一方で、それら曝露源である魚摂取と運動クラスターとの間に正の関連が認められたことは、不飽和脂肪酸などの発達に有益な栄養素の影響と推測された。これら結果は、魚摂取の持つリスクとベネフィットを表すものと考えられた。
湾曲したπ共役配位環境を有する新規機能性材料の創出

本研究では、新規非平面性ポルフィリンの合成を目指して、ポルフィリン外周部にリンカーの元となる置換基を導入し、その置換基を利用した連続的な縮環構造形成を行なった。その結果、縮環構造を有する四種類の新規なポルフィリン誘導体の合成を達成した。得られた縮環ポルフィリン誘導体は、拡張したπ共役系の効果により縮小したHOMO-LUMOギャップを反映して、総じて長波長シフトした吸収スペクトル、および酸化電位の負側へのシフトと還元電位の正側へのシフトを示した。本研究では、ポルフィリン外縁部に特徴的な連続した縮環構造を構築することにより、これまでになく深い内包空間を持つ新規な「お椀型ポルフィリン」の合成を目指して研究を展開している。このような縮環構造を有するポルフィリン類はいまだかつて合成されたことがなく、その電子状態や光物性は、従来のポルフィリンのそれらとは一線を画すことが期待される。本年度は、ポルフィリンの外周部に導入したブロモ基を手がかりに、パラジウム触媒存在下でC-C結合を形成し、連続した縮環構造を構築した。その結果、ポルフィリンの外周に4つの5員環縮環構造を有するポルフィリン誘導体を得た。ここで得られた生成物は当初、狙っていたのとは異なり、平面性の分子であったが、縮環構造の影響によりメソ位のフェニル基がポルフィリン面に対して共平面となった結果、π共役系がこの方向に対して大きく拡張していた。このπ共役系の拡張のために、長波長に大きくシフトした従来のポルフィリンとはまったく異なる吸収スペクトルが得られた。またメソ位フェニル基のオルト位に導入したアミノ基やカルボキシル基を、ポルフィリンのβ位に対して結合させて、4つの6員環縮環構造を持つポルフィリン誘導体を構築した。このときポルフィリン中心は、歪みは浅いながらもお椀型に曲がった構造をしていると考えられる。これらのポルフィリンの構造決定をMALDI-TOF-MSやNMRによって行った。また吸収スペクトルでは、縮環の効果により、短波長シフトしたSoret帯と長波長シフトしたQ帯を観察した。本研究では、ポルフィリン外縁部に特徴的な連続した縮環構造を構築することにより、新規な「お椀型ポルフィリン」の合成を目指して研究を展開している。本年度は、ポルフィリンのメソ位フェニル基のオルト位に導入したアミノ基を、パラジウム触媒を用いた酸化反応により、ポルフィリンのベータ位に対して結合させて、4つの6員環縮環構造を持つポルフィリン誘導体を構築した。さらにメソ位フェニル基のオルト位にカルボキシル基を導入したポルフィリンに対しても、塩化オキサリルで処理した後に、ルイス酸を触媒に用いた縮環反応により、同様にケト基を含む6員環縮環構造を4つ持つポルフィリン誘導体を合成した。これらのポルフィリン中心は、理論計算によると、歪みは浅いながらもお椀型に曲がった構造を有していると考えられる。さらに本年度は、ポルフィリンのベータ位にヘリセン構造を有するポルフィリンの合成を行なった。この合成では、ポルフィリンのベータ位に対して、ビナフチル骨格を縮環する方法を用いた。計算構造では、得られたヘリセノポルフィリンは、ウェーブ型の歪みを呈することが示された。また縮環の効果により、大きく長波長シフトした吸収スペクトルが観察された。
強相関系における電子スピン共鳴の新理論展開

これまで1次元スピンギャップ系のESRについて多くの実験が行われてきたが、理論な理解は進んでいなかった。そこで、1次元スピンギャップ系のESRに対する新たな理論的アプローチを定式化した。まず、磁場中の1次元スピンギャップ系において、朝永・ラッティンジャー流体領域と量子臨界領域の間のクロスオーバーが、温度の関数としての磁化の極小として普遍的に現われることを発見した。また、このような系のESRシフトについて、広い温度・磁場領域で定量的な理論を得た。その結果はS=1ハルデンギャップ系であるNDMAPについての実験データと非常に良い一致を見た。Haldane鎖に代表される1次元スピンギャップ系について、磁場誘起臨界現象の再検討を行った。臨界磁場以上では磁化は温度の関数として極小を持つことを、量子モンテカルロシミュレーションによって見出した。これが朝永・Luttinger流体と量子臨界領域の間のクロスオーバーを示す普遍的なものであることを解析的な理論によって裏付けた。また、強磁場領域では、磁化極小の存在はスピン波速度の磁場依存性に関連しており、スピン波速度が極大になる磁場で磁化極小が消失し、それ以上の磁場では磁化の温度依存性はむしろ極大を示す。さらに、磁場誘起臨界点付近での帯磁率を、自由フェルミオン有効理論を活用して高精度で評価し、朝永・Luttinger流体領域でのT^<-3/2>に比例する挙動から量子臨界領域ではT^<-1>に比例する挙動にクロスオーバーすることを示した。この結果を用いて鎖間平均場理論を適用して、弱い鎖間相互作用があるときの磁場と温度による系の相図を調べた。今までの予想と異なり、量子臨界点の近傍では1次元量子臨界領域から、朝永・Luttinger流体領域を経由せず直接3次元秩序相に転移することがわかった。また、S=1 Haldane鎖におけるESRシフトの温度変化を、金森・立木による式を量子モンテカルロシミュレーションによって高精度で評価することにより、系統的に調べた。同じ系の、非線形シグマ模型による解析も行った。ESRスペクトルは、有限温度における動的相関関数によって与えられるが、この計算は理論的に困難な問題である。しかし、最近の数理的手法の進歩によって、有限温度における動的相関関数を厳密に計算する可能性がひらかれている。この方向へのアプローチとして、絶対零度および有限温度で、相互作用のあるスピンレスフェルミオン系において、フォームファクターによる相関関数の厳密な多重積分表示を導いた。本年度は、準古典的な(スピン量子数Sの大きい)スピン対のESRの理論を非線形シグマ模型に基づいて構築した。まず、スピン対はスピン量子数の大きい極限で、ゼロ次元の非線形シグマ模型にマップされる。非線形シグマ模型の古典的な運動方程式を数値的に高精度で解くアルゴリズムを確立したので、これをゼロ次元の非線形シグマ模型に適用した。特に、異方性として、交替磁場すなわち2つのスピンに対して向きが反対となるような磁場を加えた場合のESRスペクトルを調べた。その結果、この一見単純なモデルが非常に豊富なESRスペクトルの変化を示すことがわかった。まず、高温領域では交替磁場の影響は小さく、ほぼ常磁性的な共鳴が見られる。しかし、温度を低下させるにつれ、常磁性共鳴のピークは次第に消失し、複数の新しいピークが現れる。これらの共鳴吸収ピークの同定を、数値計算の結果と解析的手法を比較対照することで行った。古典論の範囲で低温の極限では、交替磁場によって決定される基底状態のまわりの微小振動(スピン波)が支配的となる。一方、中間的な温度領域では、非線形効果によるピークもみられた。定性的な全体の傾向は、スピン1/2の量子スピン鎖で見られるクロスオーバーにも類似している。一方、厳密対角化によって量子スピン対のESRスペクトルも求めた。スピン量子数Sが大きい場合、上で述べた古典系の計算と良く一致するが、ギャップより低い温度では量子性が発現して古典系とは異なるふるまいを示す。この量子陛は、温度または磁場のどちらかがギャップより大きい場合には消失する。このように、スピン対というゼロ次元の非常に簡単な系でも非自明なESRスペクトルの温度変化が見られることは意外な発見であり、最近活発に研究されている分子磁性体への応用も期待される。また、当初からの目標である1次元スピンギャップ系のESR理論の構築にも有用な出発点を与える。整数スピン反強磁性鎖や、スピン梯子系などの1次元スピンギャップ系でギャップΔが交換相互作用Jに比べ小さい場合のESRの理論を考えた。このような系は1+1次元の非線形シグマ模型で記述できる。温度TがΔ<<T<<Jを満たす領域にあるとき、非線形シグマ模型のダイナミクスは古典的な運動方程式によって支配される。従って、古典モンテカルロ法と古典的運動方程式の数値解法を組み合わせて、ESRスペクトルを数値的に求めることができる。

1次元スピンギャップ系のESRについては、少数スピン系の直接対角化以外に信頼できる理論的手法がなかったが、今回新たな手法を確立した。具体的な例として、交替磁場が存在する場合のESRスペクトルを研究した。その結果、高温で観測される鋭い常磁性共鳴が温度の低下とともに線幅が増加し、さらに低温では高周波数(低磁場)側に新しい共鳴が生じ低温極限ではこの新しいピークが支配的になることを見出した。新しいピークは反強磁性共鳴として非線形シグマ模型に基づくスピン波理論によって定量的に理解することができる。高温領域から低温領域にかけての変化は相転移を伴わないクロスオーバーである。これらの特徴は、以前にボソン化法に基づく場の理論によって記述されたスピン1/2反強磁性鎖の場合と定性的には類似しているが、交替磁場により誘起されるスピンギャップの臨界指数が異なるなど系の古典性を反映した違いがある。さらに、ESRスペクトルのシフトについて、1次摂動の範囲で厳密な金森・立木公式を量子モンテカルロ法によって正確に評価し、広い温度範囲でのふるまいを調べた。通常、周波数シフトは磁場に比例することが多いが、これに反して磁場の増加とともにシフトが減少する領域もあることを見出した。上記の古典非線形シグマ模型が有効な温度範囲では、得られた結果が量子モンテカルロ法の結果と良く一致する。
人工衛星を用いた大気微量分子のレーザー遠隔計測手法の開発に関する基礎的研究

地上衛星間レーザー長光路吸収法とは,地上と衛星との間でレーザー光を伝送させ,レーザー光の吸収から途中にある大気微量分子の濃度を測定する方法である。本研究では,次世代地上衛星間レーザー長光路吸収法の基礎的な研究を行い以下の成果が得られた。(1)研究代表者が提案した遺伝的アルゴリズムを用いる衛星搭載レトロリフレクターの光学設計手法の改良を試みた。突然変異の確率などの遺伝的アルゴリズムの探索効率に影響を与えるパラメーターのチューニングを行った。この結果,約10年前は大型計算機で1日かかった衛星搭載レトロリフレクターの設計値の最適化が,市販の安価なパーソナルコンピューターで,1時間程度で行えるようになった。(2)上記手法を,4素子衛星搭載レトロリフレクターなどの新型衛星搭載レトロリフレクターの評価に適用し,従来の衛星搭載レトロリフレクターとの比較を行った。4素子衛星搭載レトロリフレクターとは空洞型レトロリフレクターを対象な4方向に配置して,観測可能領域を拡大したものである。可視,近赤外におけるレーザー測距,赤外におけるレーザー長光路吸収法のターゲットとしての性能を評価した。(3)また新しいレーザー遠隔計測手法として,カオス変調を用いたレーザーレーダー手法を提案し,計算機実験による評価を行った。レーザー発振においてカオス的な発振は通常ノイズとして避けられるものであるが,本手法では積極的にカオス発振するレーザー光を用いてレーザーレーダー計測が可能であることを明らかにした。本研究は,(1)レーザー長光路吸収法による大気微量分子の分光測定手法に関する研究,(2)衛生搭載レトロリフレクタの光学的設計に関する研究,の2つのテーマに関して研究を行い,以下の成果が得られた。(1)赤外のレーザー長光路吸収法によるC^<13>など同位体原子を含む微量分子濃度の測定可能性の検討を行った。分子の吸収線データベースであるHITRANには,赤外を中心に,約70万本の吸収線データが含まれている。本年度は,分子吸収線データベースから,測定対象となる同位体を含む分子の最適な吸収線を検索するプログラムを開発した。(2)レトロリフレクターは,どの方向から入射した光線も逆方向に反射する。しかしこれを高速で運動する衛星に搭載した場合,光行差により,通常のレトロリフレクターでは,反射光がレーザー送信局からわずかにずれた場所に戻ってくる。このため,反射光を地上局で受信するために,鏡面を球面とし,また鏡面間の二面角を90度からわずかにずらす必要がある。パラメータ数が増えると,従来の全探索で,光学的効率を最大にするパラメーターの組み合わせを探索するのは不可能である。そこで遺伝的アルゴリズムを用いた,衛星搭載レトロリフレクタの光学的設計の最適化のプログラムを開発した。この結果,遺伝的アルゴリズムの適用により,衛星搭載レトロリフレクタの光学的設計の最適化が可能であることを明らかにした。また,従来より広い地上局の領域をカバーするために4素子から成る衛星搭載レトロリフレクターの提案を行い,その光学的性能を評価した。
21世紀のアジア・太平洋地域の天文学研究

アジア・太平洋地域(オセアニア、南北アメリカも含む)における天文学研究は、多くの先進的観測装置を有する国から観測装置が未整備な国まで、さまざまな研究環境条件にある。そこで、国際天文学連合(IAU)が主催して、これらの諸国の天文学研究者が一堂に集まり、最前線の研究成果を交流しつつ、若手研究者の育成、共同研究の推進と相互援助、天文学普及のための活動、などについて情報交換を行う「IAUアジア・太平洋地区会議(略称APRM)」を開催してきた。本研究課題は、2002年7月2日から5日まで東京の一橋記念講堂で開催された、第8回APRMの準備費用・会議運営経費・報告集発行経費を賄うことによって会議の成功に寄与したものである。会議には、総計462人が参加し、うち148人は23カ国からの外国人研究者であった。会議は、全体会議行われた(1)大型観測装置、(2)大規模サーベイ、(3)太陽系外惑星、(4)天文学教育の4つのセッションと、(5)星・惑星系形成、(6)星・太陽活動、(7)高エネルギー天文学、(8)活動的銀河核、(9)重カレンズ、(10)系外銀河・宇宙論の6つのセッションが分科会で行われ、約30の招待講演、約100の口頭発表、約320のポスター発表があった。加えて、(11)情報交換のためのネットワーク形成と研究雑誌の発行、(12)今後の地域集会の予定、の2つのビジネス・セッションを持ち、アジア・太平洋地域における天文学研究のよりいっそうの発展のための討論を行った。会議の報告集として、全体会議については太平洋天文学会(ASP)の国際会議録シリーズ、分科会およびポスター論文は日本天文学会(ASJ)の国際会議録として出版した。なお、最終日の翌日の6日には4つのサテライト集会が持たれ、これにも多数の研究者が参加した。
地域空間情報を用いた都市の水循環システムモデルの構築と水循環施策の評価

東京都区部を対象として、地理情報システムを利用した水循環モデルを構築した。このモデルは、250mメッシュごとの土地利用と降雨量データ、下水管路のベクトルデータを保持しており、日単位で水使用量や下水量をシミュレートできるものである。このモデルを用いて都区部の各地域において費用面から適切な雑用水供給方式について検討を行った。具体的には、各戸における雨水貯留システム、各メッシュにおける建物排水の再利用システム、下水処理場の高度処理水を利用した広域循環システム、下水幹線上に処理供給施設を設けてその周辺メッシュへ供給する広域循環システムの4つの雑用水供給方式を対象として、各メッシュにおいてどのシステムが費用面から適切かを検討した。業務系の建物のみに導入していくケースを考えると、73%のメッシュで雑用水供給システムを導入せずに既存の上水道を使うことが経済的となり、残りの27%のメッシュのうち3分の2以上のメッシュにおいて雨水貯留システムが主要な雑用水供給システムとなった。住宅系の建物へも導入していくケースでは、69%のメッシュで雑用水供給システムを導入することが経済的という結果となった。そのうち8割のメッシュでは雨水貯留システムが主要な雑用供給システムとなった。一方、甲府市を対象として、地域の水循環を考える際に基本となる、水使用量の動向と、下水道の普及に伴う河川水質の変化について検討を行った。水使用の動向に関しては、水使用量の気温依存性を定式化し、ここ数年は減少傾向にあることを明らかにした。河川水質の変化に関しては、全般に水質の改善傾向が認められるとともに、pHと溶存酸素濃度については各調査地点に特徴的な変化が見られることを指摘した。地理情報システムをベースにして、東京都区部における水循環に関する基礎的な日変動モデルの開発を行った。さらにこのモデルを利用して、雨水や下水処理水などの雑用水利用システムを導入した場合の効果についての検討を行った。このモデルは、ラスター型とベグター型の2種類のGISデータから構成されており、ラスター型データで各地域の水収支の状況を記述し、ベクター型データで水の地域間の移動を表現している。具体的には、ラスター型データとして250mメッシュごとの建物用途別の延べ床面積、敷地面積や雨水量が与えられており、延べ床面積から日平均の水需要量や雑用水需要量、発年下水量が算出されるとともに、敷地面積と雨水量から雨水利用可能量が算出される。一方、ベクター型データとして下水管路網と都市河川のデータを保持しており、各メッシュから発生した下水や雨水流出量を集計し、マンホールや河川の各地点における流量が算出できるようになっている。さらに雑用水利用システムの導入による節水効果や維持管理費用の増減が検討できるように上記のモデルの修正を行った。対象とした雑用水利用システムは、各戸に架ける雨水貯留システム、各メッシュ単位での下水処理水の地域循環システム、下水処抑場高度処理水の広域循環システム、下水幹線上に処理供給施設を設けて周辺地区に雑用水を供給する広域循環システムの4形態である。都区部全域で各建物の屋根面積に対して60mmの降雨に対応できる雨水貯留システムを導入したケースでは、事業系建物にのみ導入した場合は全水需要量の約3%、住居系建物にも導入した場合は全水需要量の約10%を代替できる、などの結果が開発したモデルを用いて試算された。東京都区部を対象に、昨年度開発した地理情報システムをベースとした水循環の日変動モデルを用いて、都区部の各地域において費用面から適切な雑用水供給方式について検討を行った。

このモデルでは都区部を250mメッシュに区切って考えており、ここでの解析では、各戸における雨水貯留システム、各メッシュにおける建物排水の再利用システム、下水処理場の高度処理水を利用した広域循環システム、下水幹線上に処理供給施設を設けてその周辺メッシュへ供給する広域循環システムの4つの雑用水供給方式を対象として、各メッシュにおいてどのシステムが費用面から適切かを検討した。業務系の建物のみに導入していくケースを考えると、73%のメッシュで雑用水供給システムを導入せずに既存の上水道を使うことが経済的となり、残りの27%のメッシュのうち3分の2以上のメッシュにおいて雨水貯留システムが主要な雑用水供給システムとなった。住宅系の建物へも導入していくケースでは、69%のメッシュで雑用水供給システムを導入することが経済的という結果となった。そのうち8割のメッシュでは雨水貯留システムが主要な雑用水供給システムとなった。一方、甲府市を対象として、地域の水循環を考える際に基本となる、水使用量の動向と、下水道の普及に伴う河川水質の変化について検討を行った。水使用の動向に関しては、水使用量の気温依存量を定式化し、ここ数年は減少傾向にあることを明らかにした。河川水質の変化に関しては、全般に水質の改善傾向が認められるとともに、pHと溶存酸素濃度について各調査地点に特徴的な変化が見られることを指摘した。
グルタル酸尿症2型の病因解析

グルタル酸尿症2型について、スクリーニングのための化学診断法の開発および分子レベルで病因を解明するため下記の研究を行った。1)グルタル酸尿症2型を含む有機酸・脂肪酸代謝異常の診断のための尿GC/MS分析自動解析・診断システムを開発した。2)グルタル酸尿症2型を含む脂肪酸β酸化異常症スクリーニングのためのアシルグリシン安定同位体希釈法を開発した。3)ETF蛋白発現実験(放射同位体元素によるパルスラベリング-チェイス実験)今回、ETF蛋白αサブユニット欠損症とβサブユニット欠損症をそれぞれ1例に見いだした。4)遺伝子解析:グルタル酸尿症2型日本人3症例を解析した。皮膚線維芽細胞を用いてRT-PCRによりETFαおよびβサブユニット遺伝子のcDNAを増幅しdirect sequenceを行った。1例にαサブユニット遺伝子764点変異(G→T,αG255V)が認められた。他1例ではβサブユニット遺伝子488点変異(C→T,βT154M)を見い出した。5)脂肪酸β酸化能の検討^3H-ミリスチン酸、^3H-パルミチン酸の線維芽細胞の取り込みによる脂肪酸β酸化測定法を確立した。本症4例について本検査を行ったところ、新生児期発症がそれぞれ正常の5.3%と8.3%であり、他3例は40.0-68.5%,31.4-36.4%であった。新生児期発症(重症型)ではβ酸化能が著滅し、臨床的重症度は相関した。6)血液ろ紙を用いた血中遊離脂肪酸の分析法を確立し、本症では炭素鎖長C8,C10:1,C14:1のいずれも増加がみられることがわかった。まとめグルタル酸尿症2型のスクリーニング法として尿有機酸分析の自動解析・診断システム、アシルグリシン安定同位体希釈法、血液ろ紙を用いた血中遊離脂肪酸分析法を確立した。また、放射同位体元素によるパルスラベリング-チェイス実験および遺伝子解析で日本で初めてグルタル酸尿症2型αサブユニット欠損症を、また、世界3例め(2家系目)となるβサブユニット欠損症を固定した。今年度は以下の研究を行った。1)申請者らの有機酸分析用として開発してきた自動解析ソフトを用い、アシルグリシン安定同位体希釈法でグルタル酸尿症2型の安定期の尿で診断できる系を確立した。2)繊維芽細胞を用いイムノブロットにてETF蛋白の欠損を2症例で確認した。また、放射性同位元素でラベルした脂肪酸(パルミチン酸、ミリスチン酸)の細胞内への取り込みの測定系を確立し、グルタル酸尿症の患者では脂肪酸の取り込みが減少していることを確認した。3)遺伝子解析:2例でダイレクトシークエンス法による遺伝子解析を行い、1例でETFαsubunitの一つのmutationを見いだした。他の一例では現在のところまで変異を見いだしていない。4)次年度への課題:1.遺伝子解析ではETF αsubunit欠損と思われる症例ではもう一つの変異の同定と家族検索、および変異のみつからなかった症例では引き続き解析を続けて行く。2.血液ろ紙を用いた血中遊離脂肪酸の分析方法を開発する。グルタル酸尿症2型を始めとする脂肪酸代謝異常症の診断のスクリーニング法の一つとして確立する。

1)10年度に引き続き申請者らが開発してきた尿GC/MS分析自動解析・診断システムを用い、アシルグリシン安定同位体希釈放でスクリーニングを行った。2)皮膚線維芽細胞を行い10年度にイムノブロットでETF蛋白の欠損を確認した2例について、放射性同位体元素によるパルスラベリングーチェイス実験を行い、ETFαサブユニットとβサブユニット欠損をそれぞれ確認した。3)脂肪酸β酸化能の検討^3H-ミリスチン酸、^3H-パルミチン酸の線維芽細胞の取り込みによる脂肪酸β酸化能の評価法を確立した。グルタル酸尿症2型4例について行い、新生児期発症がそれぞれ正常の5.3%と8.3%であり、他3例は40.0-68.5%,31.4-36.4%であった。4)血液ろ紙を用いた血中遊離脂肪酸の分析方法を確立し、本症患者2例をテストしたところ、遊離脂肪酸のうち炭素鎖長C8,C10:1,C14:1のいずれも上昇することがわかった。まとめグルタル酸尿症2型のスクリーニング法として尿有機酸分析の自動解析・診断システム,アシルグリシン安定同位体希釈法、血液ろ紙を用いた血中遊離脂肪酸分析を開発し、確立した。また、分子レベルの解析によって、日本初例となるαETF欠損症を同定し、世界3例目(2家系目)のβETF欠損症(日本と世界の2例目)を診断した。
磁気電気容量と量子伝導による多様な形状の2次元電子系の研究

GaAs/AlGaAsヘテロ接合、Si-MOSFETなどの2次元電子系(2DES)における様々な量子輸送現象の理解を深めるため、電気容量の精密測定と非局所量子伝導を手段として以下に示す研究を行った。(1)量子ホール状態での電気容量量子ホール状態にある2DESとその上に付けたショットキーゲートとの間の電気容量の周波数依存性を調べ、4.2K0.4Kの温度範囲で占有数ν=2でのエッジ・チャネルの幅は約1μm程度で、温度変化は見られなかった。また、直流電流の流れた状態での電気容量を調べた。さらに、極低温・強磁場下の量子ホール・プラトーでのσ_<xx>には電場依存性が顕著であることを明らかにした。(2)アンチドット構造をもつ2DESの磁気抵抗アンチドットの構造でのホール抵抗の消失の起源を調べるため、アンチドット径を様々に変えたり、様々な配置にして試料を作り比較した。光照射によりキャリア濃度を細かく変えても調べ、ホールプラトーの消失の磁場幅がキャリア濃度に対して単調に変化しないことを見いだした。(3)平行強磁場中のバリスティック伝導2次元電子系に平行な向きの強磁場(10T程度)も加え、磁気電子フォーカス効果を用いてバリスティック散乱長に対する影響を調べた。(4)多結晶SI-MOSFETにおける電子局在強局在を示す多結晶シリコンのMOSFETの低温での電気伝導と磁気抵抗を詳しく調べた。50K以上の高温領域ではband tailの局在領域からの熱励起により、低温では結晶粒界の局在band tail状態を介したホッピング伝導によるものと考えられる。また、強局在領域で負の磁気抵抗効果を見いだした。