hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミトコンドリアゲノム全塩基配列に基づく上位真骨類大分類群の再検討

諸説入り乱れている上位真骨魚類(とくに棘鰭類内部)系統解明の第一段階として,どのような包括的単系統群が認められ,それらがどのような相互関係をもつのか,計48種の真骨魚類から得られたミトコンドリアゲノム全塩基配列データを用いて大域的な系統解析を行った.その結果,さまざまな統計値によって強く支持される頑健な系統樹が得られ,系統樹の最上位に位置するスズキ類を除く上位真骨類系統の概容が明らかになった.それとともに,いくつかの分類群(側棘鰭類・キンメダイ目・カンムリキンメダイ目)について系統学的問題が存在することが明らかになった.そこで,この問題に対処すべくこれら3つの分類群と他の上位真骨類から新たに計54種をリストアップし,これらのミトコンドリアゲノム全塩基配列を決定した.計100種からなる形質行列を作成し,系統解析を行った.その結果,側棘鰭類についてはまったく系統学的実体がない分類群であることが判明し,ギンメダイ類・サケスズキ類・タラ類・マトウダイ類の計4つのグループからなる分類群として再定義する必要があることを示した.また,キンメダイ類とカンムリキンメダイ類は双方ともに側系統群であることが明らかになった.さらに,真骨類の最上位に位置する"スズキ類"には,かつて原始的な上位真骨類と考えられていたアシロ類とアンコウ類を加えて,再定義する必要があることが明らかになった.以上の結果はすでにMiya et al.(2001,2003)に発表され(下記参照),魚類高次系統学にこれまでにない大きなインパクトを与えた.諸説入り乱れている上位真骨魚類(とくに棘鰭類内部)系統解明の第一段階として,どのような包括的単系統群が認められ,それらがどのような相互関係をもつのか,計48種の真骨魚類から得られたミトコンドリアゲノム全塩基配列データを用いて大域的な系統解析を行った.その結果,さまざまな統計値によって強く支持される頑健な系統樹が得られ,系統樹の最上位に位置するスズキ類を除く上位真骨類系統の概容が明らかになった.それとともに,いくつかの分類群(側棘鰭類・キンメダイ目・カンムリキンメダイ目)について系統学的問題が存在することが明らかになった.そこで,この問題に対処すべくこれら3つの分類群と他の上位真骨類から新たに計54種をリストアップし,これらのミトコンドリアゲノム全塩基配列を決定した.計100種からなる形質行列を作成し,系統解析を行った.その結果,側棘鰭類についてはまったく系統学的実体がない分類群であることが判明し,ギンメダイ類・サケスズキ類・タラ類・マトウダイ類の計4つのグループからなる分類群として再定義する必要があることを示した.また,キンメダイ類とカンムリキンメダイ類は双方ともに側系統群であることが明らかになった.さらに,真骨類の最上位に位置する"スズキ類"には,かつて原始的な上位真骨類と考えられていたアシロ類とアンコウ類を加えて,再定義する必要があることが明らかになった.以上の結果はすでにMiya et al.(2001,2003)に発表され(下記参照),魚類高次系統学にこれまでにない大きなインパクトを与えた.諸説入り乱れている上位真骨魚類(とくに棘鰭類内部)系統解明の第一段階として,どのような包括的単系統群が認められ,それらがどのような相互関係をもつのか,計48種の真骨魚類から得られたミトコンドリアゲノム全塩基配列データを用いて大域的な系統解析を行った(Miya et al.2001)、その結果,さまざまな統計値によって強く支持される頑健な系統樹が得られ,系統樹の最上位に位置するスズキ類(Percomorpha)を除く上位真骨類系統の概容が明らかになった.それとともに,いくつかの分類群(側棘鰭類・キンメダイ目・カンムリキンメダイ目)について系統学的問題が存在することが明らかになった.そこで,この問題に対処すべくこれら3つの分類群と他の上位真骨類から新たに計54種をリストアップし,これらのミトコンドリアゲノム全塩基配列を決定した.計100種からなる形質行列を作成し,系統解析を行った結果,側棘鰭類についてはまったく系統学的実体がない分類群であることが判明し,キンメダイ目とカンムリキンメダイ目は側系統群であることが明らかになった、以上の結果はMajor Patterns of Higher Teleostean Phylogerues : A New Perspective Based on 100 Complete Mitochondrial DNA SequencesとしてMolecular Phylogenetics & Evol ution誌に投稿中である.諸説入り乱れている上位真骨魚類(とくに棘鰭類内部)系統解明の第一段階として,どのような包括的単系統群が認められ,それらがどのような相互関係をもつのか,計48種の真骨魚類から得られたミトコンドリアゲノム全塩基配列データを用いて大域的な系統解析を行った.その結果,さまざまな統計値によって強く支持される頑健な系統樹が得られ,系統樹の最上位に位置するスズキ類を除く上位真骨類系統の概容が明らかになった.それとともに,いくつかの分類群(側棘鰭類・キンメダイ目・カンムリキンメダイ目)について系統学的問題が存在することが明らかになった.

そこで,この問題に対処すべくこれら3つの分類群と他の上位真骨類から新たに計54種をリストアップし,これらのミトコンドリアゲノム全塩基配列を決定した.計100種からなる形質行列を作成し,系統解析を行った.その結果,側棘鰭類についてはまったく系統学的実体がない分類群であることが判明し,ギンメダイ類・サケスズキ類・タラ類・マトウダイ類の計4つのグループからなる分類群として再定義する必要があることを示した.また,キンメダイ類とカンムリキンメダイ類は双方ともに側系統群であることが明らかになった.さらに,真骨類の最上位に位置する"スズキ類"には,かつて原始的な上位真骨類と考えられていたアシロ類とアンコウ類を加えて,再定義する必要があることが明らかになった.以上の結果はすでにMiya et al.(2001,2003)に発表され(裏面参照),魚類高次系統学にこれまでにない大きなインパクトを与えた.
共生藻におけるポリケチド代謝産物の生合成に関する合成研究

共生藻は多様な海産天然物の生産者として注目されている。本研究ではポリエーテルとともに、それらの情報をもとにして、その生合成過程を合成化学的に明らかにする。生合成前駆体のラベル化合物の合成研究を進め、その取り組みによる活性発現機構解明の基礎を固め、このための新規不斉合成法についても研究した。ポリエーテル系化合物の立体化学の合成と立体構造を決定する方法をモデル化合物を用いて検討した。生合成仮説に基づいたエーテル結合形成反応を、コバルト錯体を活用する手法を含めて検討した。具体的には光学活性化合物について合成研究をすすめ、糖アセチレン2-アセトキシグルカールから出発する方法を採り入れて基本的な合成方法論を開拓した。エーテル環タンデムサイクリゼションをコバルト錯体を活用して試みた。1,2-syn-インオール化合物を蓚酸ジクロリドに2回カップリングすることにより、C_<18>の炭素鎖化合物を合成した。この分子の2個のアセチレンをそれぞれビスコハツレト錯体に変換してタンデム環化反応を行った。成績体はいずれも7員環であったが主生成物はモノシクロ体であった。この手法を改良してジアセチレン-ジオールの閉環反応を行ったがやはり単環性物質が得られただけであった。また新しい不斉合成法についてもカルバンオンのエナンチオトピックな付加反応をした。ビニルシリルスルホン型アルコール化合物にモラルナリガンドを触媒として共役付加反応を行い、完全選択的ではないものの鏡像体過剰率が4050%程度の不斉合成反応を開発することができた。
血清ケラタン硫酸測定の意義

平成6年度の目標として、軟骨破壊のKineticsの検討を挙げた.ウシ関節軟骨を器官培養し,最も強力に関節破壊を起こすことが知られているinterleukin-1(IL-1)を添加し,培養液中へ軟骨基質の遊離を測定した.軟骨基質の測定には,以前より行っているケラタン硫酸(KS)測定法(KS ELISA)はもとより,平成5年度に新たに確立された色素法によりコンドロイチン硫酸の測定を行った.さらにヒアルロン酸についても測定した.種々の基礎的検討により,血清非存在下の関節軟骨が,よりIL-1に反応して軟骨破壊をきたしやすいことが明らかになったので,この条件を採用した.ウシ関節軟骨にIL-1を添加することにより,KS,コンドロイチン硫酸,ヒアルロン酸などの全ての軟骨基質の遊離が時間および濃度依存性に起こることが明らかにされた.以上の結果はJpn.J.Rheumatol.に掲載予定である.関節破壊の原因として,軟骨基質の分解およびその合成抑制が挙げられる.この点につき,我々は軟骨基質の破壊にはsuperoxideが関係していることを証明し,Agents Actionに発表した.合成抑制については,KSを指標にウサギ関節軟骨細胞を対象に検討した.この結果,prostaglandin E2が重要な働きをすることを見い出し,Inflammation Res.に掲載予定である.本年度に得られた知見を総合すると,血清ケラタン硫酸測定の意義としては,軟骨基質の破壊および合成の両者を反映しているとの結論である.今後分子サイズの検討により詳細を明らかにしたい.平成6年度の目標として、軟骨破壊のKineticsの検討を挙げた.ウシ関節軟骨を器官培養し,最も強力に関節破壊を起こすことが知られているinterleukin-1(IL-1)を添加し,培養液中へ軟骨基質の遊離を測定した.軟骨基質の測定には,以前より行っているケラタン硫酸(KS)測定法(KS ELISA)はもとより,平成5年度に新たに確立された色素法によりコンドロイチン硫酸の測定を行った.さらにヒアルロン酸についても測定した.種々の基礎的検討により,血清非存在下の関節軟骨が,よりIL-1に反応して軟骨破壊をきたしやすいことが明らかになったので,この条件を採用した.ウシ関節軟骨にIL-1を添加することにより,KS,コンドロイチン硫酸,ヒアルロン酸などの全ての軟骨基質の遊離が時間および濃度依存性に起こることが明らかにされた.以上の結果はJpn.J.Rheumatol.に掲載予定である.関節破壊の原因として,軟骨基質の分解およびその合成抑制が挙げられる.この点につき,我々は軟骨基質の破壊にはsuperoxideが関係していることを証明し,Agents Actionに発表した.合成抑制については,KSを指標にウサギ関節軟骨細胞を対象に検討した.この結果,prostaglandin E2が重要な働きをすることを見い出し,Inflammation Res.に掲載予定である.本年度に得られた知見を総合すると,血清ケラタン硫酸測定の意義としては,軟骨基質の破壊および合成の両者を反映しているとの結論である.今後分子サイズの検討により詳細を明らかにしたい.関節軟骨基質に特異的に分布するglycosaminoglycan(GAG)であるケラタン硫酸(KS)の測定法を我々が確立して依頼,血清KS値が軟骨代謝の指標となる可能性が示唆されてきた。臨床結果の集積により,この仮説の妥当性が証明されつつあり,診断的応用が期待されている。現在その最大の問題点は,血清KS値変動の解釈の問題である。関節軟骨代謝には破壊と合成の問題があり,この両者を評価できる実験系の確立が,この問題の解決には必要である。そこで平成5年度は実験系を確立することを最大目標として以下の実験が行われた。まずケラタン硫酸以外の軟骨基質としてコンドロイチン硫酸に注目し,この測定法であるDMB法を確立した。この方法は簡便で,良好な再現性を有することが確認された。ウシ関節軟骨を器官培養し,軟骨破壊と基質合成が平衡状態に達する条件を設定した。これを対照として,IL-1を添加することにより軟骨代謝の変化を検討した。この結果,IL-1は濃度依存性に軟骨破壊を亢進させ,逆に基質合成を抑制した。以上の結果より,軟骨破壊をin vitroで再現できたと考える。この系は本研究の達成に必須のものであるに止まらず,各種薬剤の関節軟骨保護作用を検討するのにも有用と思われた。平成6年度の目標として,軟骨破壊のKineticsの検討を挙げた.ウシ関節軟骨を器官培養し,最も強力に関節破壊を起こすことが知られているinterleukin-1(IL-1)を添加し,培養液中への軟骨基質の遊離を測定した.軟骨基質の測定には,以前より行っているケラタン硫酸(KS)測定法(KS ELISA)はもとより,平成5年度に新たに確立された色素法によりコンドロイチン硫酸の測定を行った.さらにヒアルロン酸についても測定した.種々の基礎的検討により,血清非存在下の関節軟骨が,よりIL-1に反応して軟骨破壊をきたしやすいことが明らかになったので,この条件を採用した.ウシ関節軟骨にIL-1を添加することにより,KS,コンドロイチン硫酸,ヒアルロン酸などの全ての軟骨基質の遊離が時間および濃度依存性に起こることが明らかにされた.以上の結果はJpn.J.Rheumatol.に掲載予定である.関節破壊の原因として,軟質基質の分解およびその合成抑制が挙げられる.この点につき,我々は軟質基質の破壊にはsuperoxideが関係していることを証明し,Agents Actionsに発表した.合成抑制については,KSを指標にウサギ関節軟骨細胞を対象に検討した.

この結果,prostaglandin E2が重要な働きをすることを見い出し,Inflammation Res.に掲載予定である.本年度に得られた知見を総合すると,血清ケラタン硫酸測定の意義としては,軟骨基質の破壊および合成の両者を反映しているとの結論である.今後分子サイズの検討により詳細を明らかにしたい.
細胞周期同期パルスプラズマ照射による細胞増殖加速

本研究では、プラズマ照射による細胞増殖の加速を目的として、本研究期間内に以下の研究成果を得た。1.カイワレの種子と酵母への大気圧プラズマ照射を行い、照射時間が細胞増殖加速の重要パラメタであることを明らかにした。2.カイワレ種子への低圧酸素プラズマ照射実験を行い、酸素ラジカル照射量が細胞増殖加速の重要パラメタであることを明らかにした。3.適切なプラズマ照射で細胞増殖の遅滞期が短くなることを明らかにした。幹細胞の医療応用に立ちはだかる大きな課題に幹細胞から移植用細胞等を作製するまでの期間が1月-1年と極めて長いことが挙げられる.本研究では,この課題解決のため,パルスプラズマ照射による細胞増殖の12桁の加速を目的として,細胞周期と同期をとって照射を行い,細胞増殖速度のパルスプラズマ照射時間,照射強度等への依存性を定量的に明らかにする.さらに,パルスプラズマ照射による細胞増殖の加速機構を解明する.22年度は、まず、プラズマ照射時の雰囲気温度・湿度を制御可能な実験装置を製作した。この実験装置を用いて、カイワレの成長速度や酵母の増殖度のプラズマ照射時間依存性を測定した。カイワレの成長速度は、発芽後のカイワレの全長の時間推移を計測した。プラズマありの場合、発芽後7日後のカイワレの全長は、プラズマ照射なしに比べて20%程度成長促進していることが分かった。また、酵母の増殖度については、プラズマ照射後の酵母数の時間推移を計測した。照射後38時間後の酵母数のプラズマ処理時間依存性を調べたところ、プラズマ処理時間100sにおいて、酵母数が照射なしにくらべて2倍程度まで増加していることが分かった。これらの結果は、プラズマ照射による、細胞の増殖加速が起きていることを示唆している。23年度は、プラズマ照射による細胞増殖加速機構を明らかにして、従来にない細胞増殖加速を実現する。幹細胞の医療応用に立ちはだかる大きな課題に幹細胞から移植用細胞等を作製するまでの期間が1月-1年と極めて長いことが挙げられる.本研究では,この課題解決のため,パルスプラズマ照射による細胞増殖の12桁の加速を目的として,細胞周期と同期をとって照射を行い,細胞増殖速度のパルスプラズマ照射時間,照射強度等への依存性を定量的に明らかにする.さらに,パルスプラズマ照射による細胞増殖の加速機構を解明する.平成23年度は、平成22年度に得られたカイワレの種子へのプラズマ照射による成長促進について、成長促進機構を検討するとともに、酵母を用いてプラズマ照射による細胞増殖加速機構を検討した。カイワレの種子へのプラズマ照射による成長促進機構解明のため、成長促進に対する酸素ラジカルの影響を調べた。酸素ラジカルの照射量と成長度の関係を調べた結果、酸素ラジカルの照射量の増加とともに、成長が加速していることが明らかになった。また、カイワレ種子の殻のSEM、FT-IR測定から、表面に変化が見られないことから、酸素ラジカルが細胞増殖加速の重要なパラメータであることが明らかになった。乾燥酵母へプラズマ照射を行い、酵母数の増殖曲線を調べたところ、プラズマ照射により、停滞期がなくなり、プラズマ照射直後から増殖が始まることが明らかになった。またプラズマ照射時間を長くすると、増殖が抑制され、不活性になることが明らかになった。この現象は、プラズマからの光のみでは起こらないことから、細胞増殖加速は、プラズマで生成したラジカルに起因するものであること、またプラズマ照射により、細胞増殖加速を制御可能であることが分かった。
世界一の確度をもつ過去200年間の沈着エアロゾルのデータベース創成と変遷解明

本研究の目的は1)高涵養量のためエアロゾルが変質を受けない特別な地域でアイスコアを掘削し、世界で最も確度の高い過去200年間のエアロゾルのデータベースを公開すること、2)アイスコアの最新の分析技術を駆使し、過去200年間のエアロゾルの変遷をもたらした大気化学プロセスを解明することである。これらの成果は確度の高いデータベースの提供することで環境変動予測の高度化に寄与し、その結果としてIPCCなどグローバルな環境政策に貢献する。2018年度は7月の採択後、計画の通りに2020年春の掘削に向けたロジスティクスの準備をした。2019年度内にベースキャンプとなるグリーンランドタシーラクへの輸送を完了させるため、ロジスティクス会社の選定・交渉をした。その結果、タシーラクから現地へのヘリコプターオペレーションを含む、2019年度・2020年度のロジスティクスプランを構築した。掘削に必要な物資の調達を始めており、これは2019年度も引き続き続けていく。あわせて、掘削に必要な掘削機の手配を始めた。2018年11月に共同研究者(分担者及び連携研究者)を集めて、研究集会を開催した。濃密な議論を行い、計画書では250mとしていたアイスコア掘削を300mと目標設定を高めることとなった。かなりチャレンジングな目標設定ではあるが、これは共同研究者らがこのアイスコア掘削プロジェクトに対する期待の大きさの裏付けともいえる。2019年度、期待に沿えるよう全力を尽くし、掘削準備を続けていく。2015年に採取した90mのアイスコアを用いた成果公開を続けた。2018年度は有機エアロゾルであるレボグルコ酸が森林火災の指標になることなどの成果を国際紙で公開した。計画書(申請書の年次計画)のとおりに掘削準備が順調に進んでいるため。300m掘削機の購入をすすめる。あわせて、航空機チャーターなどのグリーンランド南東ドームへのロジスティクスをすすめる。特に、2019年度中に日本からグリーンランドへの物資の輸送を完了させ、2020年春の掘削に備える。グリーンランドでの掘削シーズンは春である。申請者らは南東ドーム周辺をよく熟知し、300m掘削に必要な物資とその輸送・アプローチのノウハウとその困難さを十分理解しており、2019年度は掘削機手配・輸送とロジスティクスの準備期間にあてる。2020年春の掘削には、現有の100m掘削機も合わせて持参し、100m、300mの2本のアイスコアを取得をめざす。現行プロジェクトで採取した90mアイスコアと合わせて、過去60年間は3本のアイスコアを保持することができる。複数のアイスコアを用いることで、アイスコア研究の弱点となるプロキシ記録の代表性の統計的信頼性を高める。申請者らはグリーンランドからのアイスコアの輸送方法にもよく熟知しており、そのノウハウを生かしてアイスコアを日本に輸入する。他方で、現有の過去60年間の古環境情報を有するアイスコアの分析・解釈を進め、成果の公開を進める。特に近赤外線反射率、ダスト濃度、金属濃度、エアロゾルの同位体比、再解析データを用いたエアロゾルと雲核に関する研究を進めていき、これらの研究の中から順次、学術論文として成果を発信していく。また、全有機炭素分析の開発およびモデル分野への連携を深め、アイスコアが採取されてから迅速に成果を創出できる体制を構築する。

特に、2019年度中に日本からグリーンランドへの物資の輸送を完了させ、2020年春の掘削に備える。グリーンランドでの掘削シーズンは春である。申請者らは南東ドーム周辺をよく熟知し、300m掘削に必要な物資とその輸送・アプローチのノウハウとその困難さを十分理解しており、2019年度は掘削機手配・輸送とロジスティクスの準備期間にあてる。2020年春の掘削には、現有の100m掘削機も合わせて持参し、100m、300mの2本のアイスコアを取得をめざす。現行プロジェクトで採取した90mアイスコアと合わせて、過去60年間は3本のアイスコアを保持することができる。複数のアイスコアを用いることで、アイスコア研究の弱点となるプロキシ記録の代表性の統計的信頼性を高める。申請者らはグリーンランドからのアイスコアの輸送方法にもよく熟知しており、そのノウハウを生かしてアイスコアを日本に輸入する。他方で、現有の過去60年間の古環境情報を有するアイスコアの分析・解釈を進め、成果の公開を進める。特に近赤外線反射率、ダスト濃度、金属濃度、エアロゾルの同位体比、再解析データを用いたエアロゾルと雲核に関する研究を進めていき、これらの研究の中から順次、学術論文として成果を発信していく。また、全有機炭素分析の開発およびモデル分野への連携を深め、アイスコアが採取されてから迅速に成果を創出できる体制を構築する。
毛包メラノサイト幹細胞を用いた尋常性白斑色素再生医療の開発

目的;皮膚に存在する多分化能を有する能幹細胞・メラノブラストの存在とその同定及び増殖再生機序を明らかにし、ヒト尋常性白斑患者への再生医療法の基礎を確立する。成果および考察;1)メラノブラストの培養化:マウス新生仔の背部からトリプシン/EDTA液を使い表皮シートを単離し、さらに表皮シートから0.02%EDTAを用いてメラノブラスト細胞を分離培養化した。メラノブラストを細胞免疫学的にそのマーカーであるチロシナーゼとその関連蛋白及びメラノソーム蛋白で確認した。現状の培養法で得られる細胞数は1回に10^4個程度のため、さらなる培養条件の検討が必要である。2)ヒストン脱アセチル化酵素SIRT1とメラノブラスト:神経幹細胞ではヒストン脱アセチル化酵素SIRT1が強く発現く、さらに神経細胞への分化に必要であることを見出したが、同じ神経堤由来のメラノブラストで、SIRT1発現を検索した所、皮膚組織および初代培養のメラノブラスト、メラノーマ細胞にSIRT1が強発現していた。SIRT1の細胞内の局在を調べたところSIRT1は核ではなく、細胞質に局在していた。我々はこれまでSIRT1が核と細胞質を移動するシャトル機能を持つことを示していたが、これまで調べた培養細胞では必ず核に発現していたので、今回の発見はSIRT1の細胞質での機能を調べる上で大切であると考えられた。意義・重要性;白斑再生医療に必要なメラノサイトの幹細胞であるメラノブラストの培養に成功した。更にメラノブラストには神経細胞に対してと同様にSIRT1が発現していた。今後、SIRT1のメラノブラストの分化における働きをSIRT1-siRNAやSIRT1の強制発現の系等を用いて検討する事により、SIRT1に作用する薬物が白斑の新規治療薬の開発に応用しえるか明らかにする事ができる。I.目的本研究は、メラノサイトの幹細胞が毛包bulgeより表皮内に移動したメラノサイトに分化し、皮膚色素再生を起しえるという仮設に基づき、ヒト尋常性白斑患者へのメラノサイト幹細胞を用いた再生医療法を確立することを目的としている。II.研究成果1.マウス毛包bulgeに存在するメラノサイト幹細胞の同定:DCT promoterの下流にLacZを組み込む事で細胞内にβ-galactosidaseを産生させ、β-galactosidaseにより分解される染色基質を用いたことでDCT陽性細胞、即ちメラノサイト幹細胞を同定した。2.メラノサイト幹細胞から得られる末分化メラノサイトの分化増殖:メラノサイト増殖因子、SCF、Wnt、MITF、更にはET3等を用い細胞増殖と分化を図った。その際、我々の用いた幹細胞が実際メラノサイトへの分化機能等を有する事を証明する為に分化阻止剤(BQ788;endothelin antagonist)と分化誘導阻止抗体(ACK2; Anti-C-Kit antibody 2)を用い立証した。III.今後の研究計画正常ヒト表皮細胞をcollagen sponge上で培養し、これにヒト毛包bulge由来のメラノサイト幹細胞を混合し、共培養し、メラノサイト幹細胞の増殖とメラニン産生細胞への分化を試みる。
生物による閉鎖系熱環境の制御

生物の外部温熱環境に対するホメオスタシスをうまく利用することにより、環境調和型熱機械システム(バイオエアコン)に応用することが可能であり、結果的にエネルギーの節約にもつながると考えられる。特に閉鎖環境において植物の存在が蒸散によりその系の温度を低下させ、その温度変化を緩和することが推測できるが、過去の研究においてこれをはっきりと示した研究は皆無であった。そこで本研究では、植物が存在する系と存在しない系において、外部からの熱入力の変化に対して、それぞれの系の温度がどのように変化し緩和されるのか、温度変化と湿度変化を測定し比較することにより、閉鎖環境における植物の効果を調べた。そして、さらにこれらの系をモデル化し、植物による吸熱量を独立した水の蒸発潜熱の測定から定量的に推算した結果、次のような知見が得られた。(1) 26°C以上の高温時では植物の存在により温度が低下し、その温度低下は高温になるほど著しい。(2)外部の温度変化に対する系の温度変化が、植物の存在により緩和されて小さくなる。(3)対象とした系における植物の吸熱量は12W程度であり、外気温により変化する。これらの研究結果から、植物の蒸散効果を利用することにより、温度調整機能を持ったバイオエアコンの開発の可能性が示された。しかし、冷房能力は機械式のものと比べかなり劣るため、効率の良い植物種の選択等さらなる研究が必要である。一般に生物にはホメオスタシス(恒常性)により、その体内の状態を一定に維持しようとする働きがあるが、ガイア仮説のように地球を一つの生命体と見なすことができれば、個々の生物体が外部の環境に対しても、その状態を維持する働きがあると考えられる。また、この生物の外部環境に対するホメオスタシスをうまく利用することにより、環境調和型システムに応用することが可能であり、エネルギーの節約にもなる。そこで本研究では、まず第一段階として植物が存在する系と存在しない系において、外部からの熱入力の変化に対して、それぞれの系の温度がどのように変化し緩和されるのか、温度変化と湿度変化を測定し比較することにより、閉鎖環境における植物の効果を調べた結果、次のような知見が得られた。(1)26°C以上の高温時では植物の存在により温度が低下し、その温度低下は高温になるほど著しい。(2)外部の温度変化に対する系の温度変化の振動振幅が、植物の存在により緩和されて小さくなる。これらは植物の蒸散の効果によるものであると考えられるが、本実験は植物を含む複雑な系における測定であるため、測定結果について十分に説明できない点も多い。これらを解決するためには、現象を支配している物理パラメータを把握し、生物特有の生理現象とはっきりと区別して考察する必要があるという結論に至った。
大脳皮質第一次聴覚野における時間エッジ検出機構

今年度の研究補助金を利用して、慢性動物(ネコ)実験の設備を整えて、実験は順調に進んだ。昨年度の実験結果を踏まえ、ネコの鳴き声音に含まれたエッジ信号の神経表現を調べた。下記のことを発見した。1)第一次聴覚野細胞はネコの鳴き声音に対して、主に二種類の反応パターンを示す。約三分の二の細胞(Phasic cells)は鳴き声の開始、終了或いは途中の振幅ピックに瞬時的な発火反応を示す、残り三分の一の細胞(Sustained cells)は鳴き声の発声中に持続反応を示す。2)鳴き声音の音声パラメータと細胞の反応の関連を調べると、Phasic cellsは音声のエッジ信号検出し、Sustained cellsは周波数情報をコード化することを分かった。今年度の研究補助金を利用して、慢性動物(ネコ)実験の設備備品を購入して、実験を始めた。慢性記録用のネコを二匹作って、覚醒状態で大脳第一次聴覚野の単一神経活動を記録した。今までに、二百個以上の単一神経細胞のデータを集めた。これらのデータを解析して、下記のことを発見した。1)主な第一次聴覚野細胞は、純音刺激の開始だけではなくて、刺激の終了に対しても反応する。特に、純音刺激に対して、瞬間性開始反応を表す細胞群には刺激の終了反応がある。2)純音刺激においての終了反応は、開始反応に比べて、潜時がほぼ同じ、強さが低くて、持続時間が長かった。3)終了反応の強さは刺激音圧の増強により、単純に増えていく。4)終了反応と開始反応の周波数応答野は同一ではなくて、一部重なっていて、一部外れていることが明らかになった。終了応答野と開始応答野の相対関係は細胞ごとによって違っていた。しかも、各細胞の応答野関係は刺激音圧により、あまり変わらなかった。5)終了反応が存在する細胞において、刺激持続時のスパイク発火活動の抑制が存在することが見つかった。前抑制があれば、終了反応の強さがより強くなった。しかし、前抑制がなくて、刺激終了に反応した細胞も多く見つかった。
魚類の培養肝細胞によるビテロゲニンの合成と下垂体ホルモンによる調節機構

魚類の卵黄成分であるビテロゲニン(Vg)の合成機構を明らかにするために、肝細胞培養系を用いて、脳下垂体ホルモンと培地のCa濃度の影響を調べた。得られた結果の概要は次の通りである。1.ニジマスでは、エストロゲン(E_2)添加により活発なVgの合成・分泌が誘起されたが、ウナギでは、E_2だけではVgの合成はほとんど起きなかった。この場合、成長ホルモンまたはプロラクチンを加えることにより、多量のVgが合成された。2.In vivoにおいても、脳下垂体除去ウナギにE_2を投与しても、Vgの合成は誘起されなかった。3.EGTAを用いて培地のCa濃度を任意に変え、ニジマスのVg合成を調べた。培地のCaは濃度依存的にVgの合成を促進し、5mMCaのとき最大に達した。またCa濃度の如何にかかわらず、脳下垂体ホルモンによるVg合成の促進効果は認められなかった。4.Ca関連試薬を用いた実験から、ジルチアゼム(電位依存性Caチャネル阻害剤)の添加ではVg合成は影響を受けなかったが、ランタン(全Caチャネルの阻害剤)、ウワバイン(Na^+-K^+ATPase阻害剤)などの添加により、Vgの合成は特異的に抑制された。以上の結果から、ニジマスとウナギでは、Vgの合成に対する脳下垂体ホルモンの関与様式が異り、ウナギでは、これらホルモンはVgの合成に不可欠であることが明らかになった。またCa結合蛋白質であるVgの合成には、細胞内外のCaイオンが必須であることも判明した。これらの結果は、今後のVg合成機構の解明に寄与するであろう。魚類の卵黄成分であるビテロゲニン(Vg)の合成機構を明らかにするために、コラゲナーゼ還流法により分離したウナギとニジマスの肝細胞を用いて、エストロゲン(E_2)によるVgの合成に対し、脳下垂体ホルモンがどのように関与しているかについて調べ、次の結果を得た。1.ニジマスの肝細胞では、E_2添加により培地に多量のVgが合成分泌されたが、ウナギの場合には、E_2だけではVgはほとんど合成されなかった。この場合脳下垂体ホルモンである成長ホルモン(GH)またはプロラクチン(PRL)をE_2と共に培地に加えることにより、多量のVgが合成された。2.In vivoにおいても、脳下垂体摘除ウナギにE_2を投与した場合には、Vgの合成は誘起されなかった。3.E_2であらかじめプライムしたウナギから分離した肝細胞においても、E_2の添加だけではVgの合成能は徐々に低下したが、これにGHまたはPRLを加えることによりVgの合成能は顕著に促進された。以上の結果から、ニジマスとウナギではVgの合成に対する脳下垂体ホルモンの関与様式が異なり、特にウナギの場合にはE_2だけではVgの合成はほとんど誘起されず、GHまたはPRLの存在下においてE_2によりVgが顕著に合成されることが明らかになった。魚類の卵黄成分の前駆体であるビテロゲニン(Vg)は、エストロゲン(E_2)の作用により肝臓で合成されるカルシウム(Ca)結合蛋白質である。本研究は肝細胞内・外のCaがVgの合成・分泌にどのように係わっているかを明らかにする研究の一環として、ニジマスの培養肝細胞を用いてCaとVg合成の関係を調べたものであり、得られた結果の概要は次の通りである。1.EGTAを用いて培地のCa濃度を任意に変え、Vgの合成割合を調べた。Vgの合成はCa濃度に依存して増加し、5mMで最大に達した。またこのようなVg合成のCa依存性は、他の蛋白質の場合に比べて強かった。

2.低Ca培地(1.0mMCa)でのE_2によるVg合成の促進効果を調べるために、培地にウシ成長ホルモンおよびヒツジプロラクチンを添加した。ウナギではこれらホルモンの添加により、Vgの合成は著しく促進されたが、ニジマスではこのような結果は認められなかった。この結果は2.6mMCa含有培地でも同様であった。3.Ca関連試薬を用いた実験から、ランタン(Caチャンネル阻害剤)、ウワバイン(Na^+-K^+ATPase阻害剤)等の添加により、Vgの合成は特異的に抑制された。しかしジルチアゼム(電位依存性Caチャンネル阻害剤)では抑制効果はなかった。以上の結果から、ニジマス肝細胞でのVgの合成には、脳下垂体ホルモンは直接関与していないが、細胞内・外のCaイオンが特異的に関係していることが明らかになった。
ヒト口腔扁平上皮癌細胞の増殖と転移を規定する遺伝子の研究

同所性移植法にて造腫瘍能および浸潤・転移能に相違のあるヒト口腔扁平上皮癌細胞株(本研究者樹立)において,増殖と転移を規定する遺伝子の解析を行った。1.岡山大学病態遺伝学講座より,Aluのプライマーを譲与して戴き、プライマーの組み合わせ(10組)にて、Inter-Alu long PCR法によるGenomic Figer Print法(ヒトゲノムDNA中に存在するAlu配列を利用したPCR法)を行った。高転移性クローンには消失し,低転移性クローンおよび造腫瘍能のないクローンに発現しているバンドを2本認めたので,シークエンスおよびクローニングを行っている。また各クローンのmRNAを用い,240種類のプライマーセットにてDifferential Display法を行い,発現の異なる遺伝子を認めたが,ノーザンブロット法による確認がまだ不十分なため,現在検討中である。2.2次元電気泳動およびウェスタンブロット法にて,高転移性クローンはサイトケラチン(CKs)13,14,16のタンパクを発現していなかったが,転移転性クローンでは発現が見られ,CKs13,14,16の転移抑制能の可能性が示唆された。mRNAの発現はRT-PCR法にて,高転移性クローンではCKs14,16は認められなかったが,低転移性クローンでは認められた。CK13のmRNAはともに認められたが,定量的RT-PCR法およびシークエンスにて,配列の相違ではなくmRNAの量的発現の差によりタンパクの発現に相違があることがわかった。低転移性クローンよりCK13のcDNA(1565塩基),CK14のcDNA(1414塩基)を作製した。高転移性クローンにこれらのcDNAをトタンスフェクトし,in vivoおよびin vitroの性状を調べ,CKと転移抑制能との関係を検討中である。3.FACS法(タンパクレベル)にてインテグリVLA-2,VLA-3の発現が高転移性クローンでは高く,転移・浸潤能との相関の可能性が示唆されたが,RT-PCR法にてmRNAの発現は低転移性クローン,高転移性クローン共に認められた。1.造腫瘍や浸潤・転移あるいは抑制に関与する遺伝子の単離を行うことを目的に、岡山大学病態遺伝学の清水憲二教授より,プライマーを譲与して戴き,我々が樹立した,同所性移植法にて造腫瘍能や浸潤・転移能に相違があるヒト口腔扁平上皮癌細胞株に,Inter-Alu long PCR法によるGenomic Figer Print法(ヒトゲノムDNA中に存在するAlu配列を利用したPCR法)を行っている。各クローンに特異的に発現したバンドを数本認めたので,その遺伝子のシーケンスを行っている。今後の予定はこの遺伝子のクローニング,クロモゾーム上でのmappingを行い,遺伝子の発現と臨床病態との関係を検討する。2.同所性移植法にて高転移性を示したクローンはサイトケラチン(CK_s)13,14,16を発現していなかったが,低転移性クローンは発現していた。CKと転移抑制能との関係を検討するために、RT-PCR法を用い,CK13のc-DNAを作製した。このc-DNAをCK13を発現していない高転移性クローンに遺伝子導入し,トランスフェクタントのクローニングを行っている。今後の予定は,同所性移植法にて浸潤・転移能を検討する。CK14,16に対して同様の実験を行う。また,CK19は造腫瘍性クローン(高転移性,低転移性を含む)にて発現していたが,造腫瘍性のないクローンには発現していなかったので,CK19と造腫瘍能との関係を検討するために,同様の実験を行う。3.FACS法にて,高転移性クローンはインテグリンVLA-2とVLA-3の発現が高かったが,低転移性クローンは低かった。インテグリンと浸潤・転移能との関係の検討のために,東京大学薬学部の辻勉先生よりVLA-3のc-DNAを譲与して戴き,発現が低い低転移性クローンに遺伝子導入し,トランスフェクタントを作製し,クローニングが終わった所である。同所性移植法にて浸潤・転移能を検討する。VLA-2に対しても同様の実験を行う予定である。

低転移性クローンよりCK13のcDNA(1565塩基),CK14のcDNA(1414塩基)を作製した。高転移性クローンにこれらのcDNAをトタンスフェクトし,in vivoおよびin vitroの性状を調べ,CKと転移抑制能との関係を検討中である。3.FACS法(タンパクレベル)にてインテグリVLA-2,VLA-3の発現が高転移性クローンでは高く,転移・浸潤能との相関の可能性が示唆されたが,RT-PCR法にてmRNAの発現は低転移性クローン,高転移性クローン共に認められた。同所性移植法にて造腫瘍能および浸潤・転移能に相違のあるヒト口腔扁平上皮癌細胞株(本研究者樹立)において,増殖と転移を規定する遺伝子の解析を行った。1.岡山大学病態遺伝学講座より,Aluのプライマーを譲与して戴き,プライマーの組み合わせ(10組)にて,Inter-Alu long PCR法によるGenomic Figer Print法(ヒトゲノムDNA中に存在するAlu配列を利用したPCR法)を行った。高転移性クローンには消失し,低転移性クローンおよび造腫瘍能のないクローンに発現しているバンドを2本認めたので,シークエンスおよびクローニングを行っている。また各クローンのmRNAを用い,240種類のプライマーセットにてDifferential Display法を行い,発現の異なる遺伝子を認めたが,ノーザンブロット法による確認がまだ不十分なため,現在検討中である。2.2次元電気泳動およびウェスタンブロット法にて,高転移性クローンはサイトケラチン(CKs)13,14,16のタンパクを発現していなかったが,低転移性クローンでは発現が見られ,CKs13,14,16の転移抑制能の可能性が示唆された。mRNAの発現はRT-PCR法にて,高転移性クローンではCKs14,16は認められなかったが,低転移性クローンでは認められた。CK13のmRNAはともに認められたが,定量的RT-PCR法およびシークエンスにて,配列の相違ではなくmRNAの量的発現の差によりタンパクの発現に相違があることがわかった。低転移性クローンよりCK13のcDNA(1567塩基),CK14のcDNA(1417塩基)を作製した。高転移性クローンにこれらのcDNA(発現ベクター)をトタンスフェクトし,in vivoおよびin vitroの性状を調べ、CKと転移抑制能との関係を検討中である。
PTAD付加体(ウラゾール)を活用した多環性ヘテロ環化合物の合成と生理活性の研究

PTAD(4-フェニル-1、2、4-トリアゾリン-3、5-ジオン)はオレフィンに対して特異的な反応を示し、多様なPTAD付加体(ウラゾール:ジアザスクシンイミド誘導体)を生成する。しかしながら、合成的観点からみると、その付加体は加水分解に対し抵抗するため、これまでその利用は限定されてきた。本研究は、PTADとスチリルケトン類との1:1付加体を用いて、求核剤存在下、隣接カルボニル基の関与によりウラゾールを分解し、多環性ヘテロ環化合物が生成するという新規な反応について、反応の一般性を確立し、ウラゾールを多環ヘテロ環化合物の合成のための合成中間体として活用すること、及び得られたヘテロ環化合物の生理活性の検討を目的とする。1.PTADと置換スチリルケトンとの付加脱離反応で得られる1:1付加体(ウラゾール)に対し、各種の求核剤存在下、マイケル付加を伴ったカルボニル基の隣接基関与による多環性化合物の合成を試みた結果、triquinane類(セスキセルペン)のヘテロ同族体が立体特異的に効率よく得られた。2.カルボニル基をオキシム化、ヒドラゾン化することにより窒素原子の隣接基関与による多環性新規ヘテロ環合成の検討を行った結果、構造はまだ確定できていないが1.で得られた化合物と似た生成物を得ることができた。3.スチリルケトン内に求核基を予め導入しておき、そのPTAD付加体に対し、分子内マイケル付加を伴った隣接基関与の可能性について検討した結果、求核基として水酸基の場合に4環性新規ヘテロ環合成に成功した。4.得られた多環性ヘテロ環化合物に関し、構造と抗菌性との関連について現在検討中である。
二次流れ制御によるタービン性能向上の研究

翼列に生じる二次流れを制御することによるタービン性能向上の研究を行った.二次流れ制御法として,ノズル翼間通路内のハブおよびチップ側の側壁面上に境界層フェンスを設ける方法を試みた.フェンスの高さが入り口境界層厚さの範囲内で種々異なる場合について,翼列出口面で全圧損失の分布と二次速度の分布を計測した.二次速度の測定に熱線流速計システム一式(1471千円)を使用した.えられた全圧損失と二次速度の分布から,翼列下流の混合損失を含む総損失と渦度分布およびピッチ平均流出角分布を求めて,これらとフェンス高さの関係を調べた.さらに,翼間通路表面の限界流線を油膜法で可視化し,油膜模様と渦度分布を総合することによりフェンス設置に伴う前縁馬蹄渦の挙動を調べた.本研究によって,以下のことが明らかになった.境界層フェンスは,それがチップ側の側壁面に設けられるときに,損失を低減して流出角分布を一様にするのに有効である.特に,入り口境界層厚さの約25%の高さのフェンスは最も効果的である.この最適フェンスを設ける場合には,総損失はフェンス無しの場合に比べて14%低減し,チップ側での流出角減少ピークは消滅する.一方,境界層フェンスをハブ側の側壁面に取り付けるときは総損失がわずかに増すが,流出角分布はより一様になる.チップ側の最適フェンスによって前縁馬蹄渦の腹面側の脚はフェンス近傍に捕らえられて,翼の背面には達せず,したがって翼背面での三次元剥離に伴う損失が減少した.この局所的な損失減少効果が,フェンス設置に伴う当然の付加損失を補償する結果として,総損失が低減するものと判明した.以上の成果を日本機械学会論文集に発表する予定である.翼列に生じる二次流れを制御することによるタービン性能向上の研究を行った.二次流れ制御法として,ノズル翼間通路内のハブおよびチップ側の側壁面上に境界層フェンスを設ける方法を試みた.フェンスの高さが入り口境界層厚さの範囲内で種々異なる場合について,翼列出口面で全圧損失の分布と二次速度の分布を計測した.二次速度の測定に熱線流速計システム一式(1471千円)を使用した.えられた全圧損失と二次速度の分布から,翼列下流の混合損失を含む総損失と渦度分布およびピッチ平均流出角分布を求めて,これらとフェンス高さの関係を調べた.さらに,翼間通路表面の限界流線を油膜法で可視化し,油膜模様と渦度分布を総合することによりフェンス設置に伴う前縁馬蹄渦の挙動を調べた.本研究によって,以下のことが明らかになった.境界層フェンスは,それがチップ側の側壁面に設けられるときに,損失を低減して流出角分布を一様にするのに有効である.特に,入り口境界層厚さの約25%の高さのフェンスは最も効果的である.この最適フェンスを設ける場合には,総損失はフェンス無しの場合に比べて14%低減し,チップ側での流出角減少ピークは消滅する.一方,境界層フェンスをハブ側の側壁面に取り付けるときは総損失がわずかに増すが,流出角分布はより一様になる.チップ側の最適フェンスによって前縁馬蹄渦の腹面側の脚はフェンス近傍に捕らえられて,翼の背面には達せず,したがって翼背面での三次元剥離に伴う損失が減少した.この局所的な損失減少効果が,フェンス設置に伴う当然の付加損失を補償する結果として,総損失が低減するものと判明した.以上の成果を日本機械学会論文集に発表する予定である.
立方晶窒化物半導体の結晶成長と物性の確立

本年度は、立方晶窒化物半導体薄膜の成長および評価に関し、以下に挙げる成果を得た。1.有機金属気相成長(MOVPE)GaNの低欠陥化と選択成長の微構造評価GaAs(100)基板上のGaN成長において、AlGaAs中間層を挿入することにより、GaAs基板の熱損傷に伴う結晶欠陥が大幅に低減することを見出した。また微細パタンマスクを用いたGaN選択成長において、特定のパタン方位および成長温度において立方晶GaNの成長が六方晶GaNに対して支配的となることが見出された。透過電子顕微鏡による微構造評価により、六方晶GaNの混在の発生形態および発生要因を明らかにした。さらにGaAs(111)基板上のGaN成長において、立方晶GaN緩衝層を介することにより、六方晶GaN層への貫通転位が大幅に低減し、かつほとんど無歪みの成長層が得られることを見出した。2.有機金属気相成長立方晶AlGaN/GaN/GaAsヘテロ構造の電気的・光学的評価GaAs(100)基板上の立方晶AlGaN/GaN/GaAsヘテロ構造の縦方向電気伝導およびC-V測定を進め、GaN/GaAs界面の価電子帯側に大きなバンド不連続が存在すること、それがヘテロ界面への正孔の蓄積ともなうP型伝導の原因となりうることなどを明らかにした。またGaN/GaAsヘテロ構造のエレクトロリフレクタンス測定により、ヘテロ構造におけるバンド構造の詳細を明らかにした。窒素源としてN_2のRFプラズマ励起を用いたサファイア基板上のGaNおよびInN成長を進め、成長の各段階における表面再構成構造の基板温度およびプラズマ強度依存性などを明らかにした。これによりGaAs基板上における立方晶GaN、InN、AlGaN、InGaNなどの成長に移行するための基礎的知見を得た。窒化物半導体の中で最も多く研究されているGaNは通常六方晶構造であるが、立方晶基板上に成長させることにより立方晶構造へと変換することが知られている。しかしながら、GaNを立方晶として成長させる試みは最近に行われるようになってきているものの、まだそれほど良質の結晶はできていないため、物性について不明な点が多いのが現状である。本研究は、立方晶窒化物半導体の物性を解明することを目的として、選択成長・二段階成長など新たな手法を提案し、その有用性に関する基礎的な検討を行った。SiO_2パッタン基板上に成長させることを試みた。パッタン方位により横方向成長レートと縦方向成長レートの制御ができ、結晶内部の貫通転位密度の低減が可能である。また、従来の低温バッファ層と高温エピ層の間中間層を設け、二段階成長を行った。その結果、中間層はGaAsなどの熱的不安定な基板に対して保護層となり、より高温で高品質な結晶を得ることができた。これらの高品質な結晶を用いて、成長結晶の格子定数、歪みなどの非局所的構造の評価を行った。基板と成長膜の間の大きい熱膨張係数の差が歪みの要因となることがわかった。フォトルミネッセンス測定を用いて、立方晶窒化物半導体のエネルギーギャップ、励起子準位、欠陥準位を明らかにした。さらに、二次イオン質量分析、ホール測定によってSiドープした試料の電気電導特性の評価を行った。キャリア密度は10の20乗まで制御できることがわかった。また、電気伝導、移動度は転位の入り方により異方性を持っていることを明らかにした。
特殊構造ブロック共重合体による微細構造化技術の開発

本研究は、分岐構造や環状構造などを有する特殊構造ブロック共重合体(BCP)を精密合成し、各ポリマー構造とミクロ相分離構造の相関関係を系統的に明らかにし、510 nm程度の解像度を実現可能なBCPリソグラフィー技術への応用を最終目的とする。本年度は以下の主に2点について検討した。1オリゴ糖(Aセグメント)とポリデカノラクトン(Bセグメント)からなるミクトアームスターポリマーを新たに合成した。今回新たに合成したA(BA)2およびA2(BA)2型のBCPは体積分率や分子量が同等であるABA、A2BA2、A3BA3型BCPと比べて23 nmほど小さい周期のミクロ相分離構造を形成した。A(BA)2およびA2(BA)2型の分岐状BCPの合成とミクロ相分離の検討は過去に行われておらず、この分岐構造が周期間隔の縮小に有用であることを初めて見出した。2親水性と疎水性のポリエーテルセグメントからなる特殊構造両親媒性トリブロックターポリマー(TBT)についてミクロ相分離挙動を検討した。直鎖、ミクトアーム型および大環状TBTを合成し、ミクロ相分離構造を斜入射小角X線散乱で解析した。その結果、直鎖TBTはラメラ構造を形成したにも関わらず、同程度の体積分率と分子量を有するミクトアーム型と大環状TBTはシリンダー状のミクロ相分離構造を呈した。それらの周期間隔は直鎖(30 nm)>ミクトアーム型(19 nm)>大環状(13 nm)の順に小さくなり、大環状TBTでは直鎖状TBTと比較して50%ほど周期間隔が縮小されることを見出した。以上のように本研究では分岐構造や環状構造の導入により、ミクロ相分離の周期間隔微細化に留まらず、モルフォロジー制御を達成することが出来た。この知見はBCPリソグラフィー用材料の新規な分子設計指針となり得るものであり、当該分野のさらなる発展に寄与すると期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、分岐構造および環状構造などを有する特殊構造ブロック共重合体(BCP)を精密合成し、各ポリマー構造とミクロ相分離構造の相関関係を系統的に明らかにし、510 nm程度の解像度を実現可能なBCPリソグラフィー技術への応用を目標とする。本年度は、両ブロック間の非相溶性が十分大きいと予想されるいくつかのBCPについてスターブロック型構造および多環状構造を導入することで、高分子構造がミクロ相分離挙動に与える影響を検討した。オリゴ糖(Aセグメント)とポリブチルアクリレート(Bセグメント)からなるABジブロック型、ABAトリブロック型、および(AB)4スターブロック型BCPを原子移動ラジカル重合とクリック反応の組み合わせにより精密合成した。いくつかのサンプルについて小角X線散乱(SAXS)および原子間力顕微鏡(AFM)測定を行い、10 nm前後の極めて小さなドメイン間隔でシリンダーやスフィア状のミクロ相分離構造を示すことが判明した。また、スターブロック構造を有するBCPのミクロ相分離構造は基本的に各アームの分子量と体積分率に依存することを見出した。このことは、アーム数を増加させてBCP全体の分子量が増加しても極めて小さなドメイン間隔を維持できることを意味している。同様の傾向はオリゴ糖とポリスチレンからなるBCPでも見出された。一方、親水性と疎水性のポリエーテルセグメントからなるBCPについて三つ葉および四つ葉などの多環状構造の導入を試みた。リビング開環重合とクリック環化法を駆使することで構造明確な多環状BCPを得ることに成功しており、現在そのミクロ相分離構造を詳細に検討している段階である。以上の他、特殊構造を導入する前段階の検討として、π共役高分子や生分解性高分子などの様々なセグメントを含んだ新規BCPの合成を達成している。ここでミクロ相分離することが明らかになったBCPについて、次年度以降に分岐構造や環状構造を導入する予定である。平成28年度に予定していた「種々の分岐構造を有する特殊構造BCPの合成とミクロ相分離構造」および「種々の環状構造を有する特殊構造BCPの合成とミクロ相分離構造」の検討はほぼ達成できており、また、分岐構造がミクロ相分離挙動に与える影響に関する重要な知見を得ることが出来た。また、次年度以降の研究の足場となる特殊構造BCPの精密合成手法も確立することが出来た。このことから研究全体として予想以上に進展していると判断できる。本年度は以下の主に3点を検討した。1オリゴ糖(Aセグメント)とポリデカノラクトン(Bセグメント)からなるABA型、A2BA2型、A3BA3型のブロック共重合体をリビング開環重合とクリック反応の組み合わせによって合成した。これらのBCP中のAとBの分子量は同程度としており、純粋に分岐構造の違いがミクロ相分離挙動に与える影響を調べた。小角X線散乱によりミクロ相分離構造を評価した結果、ABA型BCPはスフィア状、A2BA2とA3BA3型のBCPはシリンダー状のミクロ相分離構造を呈することが判明した。また、そのドメイン間隔はいずれも十数nmの非常に小さい値であることが確認できた。