hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
流体で満たされた地下人工き裂の動的応答解析に基づく地下き裂評価に関する研究

本研究は、地下人工き裂の流体に局所的圧力変動を負荷したときの動的応答を解明し、これを利用したき裂評価法を開発することを目的とする。成果を要約すると次のようになる。すなわち、流体の粘性が水と同程度に小さく且つ岩体の透水率が健全な花崗岩程度に小さい場合、き裂上下面が接触していない場合には無次元固有角振動数はき裂のアスペクト比によりほぼ決まり、一方、き裂上下面が互いに接触し従ってき裂面接触剛性が零でない場合には、無次元固有角振動数は接触剛性によりほぼ決まる。岩体の透水率が地熱地帯程度の大きさであると、接触剛性が零でない場合、固有角振動数は岩体の透水率の影響を強く受け、その影響の強さは、き裂開口幅が小さいほど顕著になる。流体の粘性の影響も顕著に現れる。しかしながら、き裂上下面が互いに接触していない場合には、流体の粘性、岩体の透水率ともに固有角振動数に大きな影響を与えることはなく、き裂のアスペクト比によってほぼ決まる。流体の粘性と岩体の透水性の影響をより詳しく検討するために、岩体を剛体とした場合の動的応答の解析を実施した。その結果、き裂内流体の動的応答を最大にする粘性の値が存在する。この値は、岩体の透水率のみに依存する。従って、岩体の透水率に応じて最適な粘性を有するよう水圧破砕流体を選定すれば、最大の圧力応答を得ることが出来る。以上の解析を踏まえて、基準振動モードの固有角振動数に対する各振動モードの固有角振動数の比とフィールドで計測された比との差の二乗和とき裂長さに関する付加項とにより構成される評価関数を最適化することにより、き裂長さ、き裂初期開口幅、及びき裂面の接触剛性とを推定できることを明らかにした。本研究は、地下人工き裂内の流体に局所的圧力変動を負荷したときの動的応答を解明し、これを利用したき裂評価法を開発することを目的とする。本年度の成果を要約すると以下のようになる。1.き裂が流体のみで満たされている場合、き裂内流体の動的応答の圧力振幅を最大にする粘性係数が存在する。この粘性係数の値は、岩体の透水率のみに依存する。従って、岩体の透水率に応じて最適な粘性を有するよう水圧刺激流体を選定すれば、最大の圧力応答を得ることができる。2.き裂内流体圧の共振周波数は、き裂開口量及び岩体の空隙率には依存しない。一方、共振周波数は、粘性を上述の最適粘性値に設定することによって、岩体の透水率にも依存しなくなり、結果的に、き裂の大きさのみに依存するようになる。すなわち、き裂内流体の共振周波数を計測することでき裂の大きさを推定可能である。3.き裂内にプロパントを含む場合にも、岩体の透水率に依存して、上述と同様な最適な粘性値が依存する。粘性をこの値に設定すると、共振周波数は岩体の透水率に依存しなくなる。4.き裂内にプロパントを含む場合、き裂内流体圧の共振周波数は、き裂の空隙率には依存しないが、き裂の大きさ及びき裂内流動のト-チュオシティに依存する。従って、き裂の大きさが既知であれば、共振周波数からき裂内流動のト-チュオシティを推定することができる。5.き裂の空隙率及び透水率とき裂内流動のト-チュオシティとの間の関係がわかれば、上述のト-

チュオシティの推定値からき裂の通水特性も推定可能である。本年度は、内部を流体で満たされている地下き裂の動的応答を支配している諸因子の影響を定量的に明らかにして、最終的にき裂の動特性を利用したき裂評価法を考案した。本研究の結果得られた成果を要約すると次のようになる。すなわち、流体の粘性が水と同程度に小さく且つ岩体の透水率が健全な花崗岩程度に小さい場合、き裂上下面が接触していない場合には無次元固有角振動数はき裂のアスペクト比によりほぼ決まり、一方、き裂上下面が互いに接触し従ってき裂面接触剛性が零でない場合には、無次元固有角振動数は接触剛性によりほぼ決まる。岩体の透水率が通常の地熱地帯程度の大きさであると、接触剛性が零でない場合、固有角振動数は岩体の透水率の影響を強く受け、その影響の強さは、き裂開口幅が小さいほど顕著になる。流体の粘性の影響も顕著に現れる。しかしながら、き裂上下面が互いに接触していない場合には、流体の粘性、岩体の透水率ともに固有角振動数に大きな影響を与えることはなく、き裂のアスペクト比によってほぼ決まる。流体の粘性及び岩体の透水率は、き裂面に発生する変位ギャップの振幅スペクトルに対して大きな影響を持つ。特に流体の粘性が著しく影響する。たとえば、水圧破砕に用いられるゲルと同程度の粘性では、変位ギャップの振幅スペクトルのピーク高さが、水と同程度の粘性の場合に比べて数十パーセント以下に減少する。以上の解析を踏まえて、基準振動モードの固有角振動数に対する各振動モードの固有角振動数の比とフィールドで計測された比との差の二乗和とき裂長さに関する負荷項とにより構成される評価関数を最適化することにより、き裂長さ、き裂初期開口幅、及びき裂面の接触剛性とを推定できることを明らかにした。
カスケード型アーク放電による金属微粒子の生成とその運動制御

本研究では、金属粒子を噴出するプリンタの開発を最終的な目標として、金属溶解のためにカスケード型アーク放電を利用する。これは、陰極と陽極との間に第3電極を挿入する構造であり、2つのアーク放電を直列回路で点呼させ、アークの熱と第3電極を流れる電流による熱で第3電極を発熱させる。この第3電極をノズル構造にして金属粒子を液化しようとするものである。直流アーク放電は放電自身の熱で放電路が揺らぎ、安定性に欠けるので、ここでは、電極系と並列に接続したキャパシタをカスケード型アークで放電する操作を断続的に行う方式を採った。前年度の研究において、カスケード型アーク放電をトリガする方法としてスパークギャップ法が適していることが明らかとなったので、今年度は、カスケード型アーク放電の基礎特性を調べた。スパークギャップから第3電極に印加されるパルス電圧により第3電極と陰極および陽極との間で同時に火花放電を起こしてカスケード型アーク放電をトリガする。トリガに必要なパルス電圧は、アーク放電のための電極系の充電電圧の大きさとギャップ長に依存し、ギャップ長が大きくなるほど、また、充電電圧が高くなるほど、高いパルス電圧を印加しないとトリガが成立しないことが判明した。また、スパークギャップと並列に高電圧キャパシタを接続し、火花放電時の放電電流を大きくするほど、パルス電圧が低くてもよいことがわかった。ギャップ長、キャパシタ容量、直列抵抗、充電電圧をパラメータとして、カスケード型アーク放電を1回だけ点弧させたときのピーク電流、持続時間および残留電圧を調べた。これらのパラメータを適当な値に設定し、カスケード型アーク放電をピーク電流15A、1発の持続時間100ms、2Hzで連続点弧させることに成功した。今後は、さらに高い周波数で連続点弧し、第3電極の発熱特性を把握するとともに、金属粒子液化への適用を図る予定である。本研究の最終目的は、金属粒子を噴出するプリンタの開発であり、金属融解としてカスケード型アーク放電を利用する。今年度は、装置の設計を行い、電極部の試作を行なった。カスケード型アーク放電は、電圧が印加された2つの電極の間に第3電極を挿入し、第3電極の2箇所で同時にアーク放電を起こすとともに第3電極を流れる電流で発熱させるものである。この第3電極をノズル構造にして金属粒子を液化し、液滴として噴出させようとするものである。実際には、カスケード型アーク放電の放電形態は未解明な部分が多く、その基礎特性の把握が必要である。ここでは、3つの電極にタングステン製の棒状電極を用い、電極間に器壁を設けて放電の安定化を図る構造にした。アーク放電の点弧は、第3電極にパルス状の電圧を印加し、2つの電極との間で同時に火花放電を起こす形式を採用した。第3電極から伸びる放電は器壁の端部を介して2つのタングステン電極に到達し、その経路をアーク放電の経路として安定なカスケード型アーク放電を起こす。パルス電圧によるカスケード型アーク放電の点弧は、2つの方向に同時に火花放電が伸びることが必要条件である。そのパルス電圧の立ち上がり時間が長いと、火花放電は1方向でしか起こらないことが明らかになった。速い立ち上がりの高電圧パルスを印加するロータリーギャップの試作を行い、数十nsで立ち上がるパルス電源として利用できることを確認した。アーク放電を持続させるための電源回路を含む全体のシステムの構築と、第3電極の発熱特性、金属粒子液化特性の把握が次年度の検討課題である。
配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略

総括班は、配列ナノ空間を利用した新物質科学の企画・調査研究報告書"配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略"ならびにH19年度の領域研究申請書をもとにして、H19年-23年の5年間に渡り本格的な研究体制の下で十分に審議して重点課、題を決定し、遂行してきた。また、現在の状況で進めるべき研究を審議して、遂行可能な研究を効率的に進めてきた。H20年度-H21年度、H22年度-H24年度の2回に渡り、採用された公募研究班を加えた研究者と連携して研究を国際的に発展させると共に、領域研究を効率的に推進するために、総括班会議ならびに年2回の領域会議を開催して、現状を把握するとともに今後の研究計画を議論してきた。H23年度の研究で本領域は5年間の研究活動を終結する事ができた。H24年度は、5年間の特定領域研究のまとめ年となる。そこで、本領域研究では、総括班を中心とした5年間の研究計のまとめを行うために、5年間に得られた研究内容のまとめを行うとともに、将来の研究活動につながる活動をした。特に、今年度は昨年度の年度末に開催して特別研究会を中心としたNewsletterを刊行するとともに、5年間の研究活動を総括した報告書を編纂する事が主な事業であった。そのために、研究計画班に属している研究者の方と連絡を密にとるとともに、5年間に渡り総括班ならびに研究計画班の研究を外部から眺めて助言ならびに指導を頂いた本特定領域評価委員の方々とも連絡をとり、5年間の研究成果をまとめる報告書を発行した。また、本領域研究の今後の活動につながる議論などを行い将来の研究発展に備えるための調査ならびに会合をもった。本特定領域研究は、配列ナノ空間を利用した新物質を開拓するための新しい技術ならびに開拓された物質から派生する新しい物性を対象とする新物質科学に関する研究である。物質のナノ構造を制御して新物質を創製し、科学技術を発展させる研究は、将来に向けた国策研究の最も重要な方向性のひとつである。このような研究において、配列ナノ空間を有する物質群の概念およびそれらの物質から観測される物性は、極めて重要な柱となり得る物質研究の基礎概念である。このような方向の研究として、配列したナノ空間を有する物質およびそのナノ空間内に閉じ込められる物質の状態を適用して新物質を開拓し、新しい物性を発現させる研究は、有力な物質開拓手法ならびに新しい物性研究手法として広く注目されている。これらの物質群では、微細加工技術だけでは容易に形成できないナノ領域の構造を、物質の自己組織化などの様々な現象を駆使して創製し、従来の物質系では得られない相互作用や量子閉じ込めに基づく新しい物性を発現させることが可能となる。また、配列ナノ空間を有する多くの物質は、地球上に広く存在する軽元素であることが多い。従って、これらの研究をユビキタス元素戦略と関係させる研究は、学術的にも独創性があり社会的意義も高い研究である。本特定領域研究においては、新物質の創製と物性発現は重要な研究目標である。研究を推進するために、配列ナノ空間物質群の精密構造決定および種々の電子状態の測定技術ならびに基礎理論手法を大きく発展させることも目標とする。また、実際に創製された新物質を次世代デバイス応用へと発展させることも念頭において、物質基礎理学を推進する。ナノ領域の科学を発展させる研究の方向性は、物質科学における重要な潮流である。本特定領域研究により、日本から世界へ発信できる物質科学のニューパラダイムを形成し、新しい物質科学が創出され、次世代新素材が開拓されることを期待している。特定領域研究「配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略」の総括班として領域内の各研究班の現状の把握、研究方針の策定を行い、領域全体の研究を推進するとともに、公開研究会や国際会議、ウェブサイト等を通して、領域外への研究成果の発信を行った。H18年6月に提出された配列ナノ空間を利用した新物質科学の企画・調査研究報告書"配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略"ならびにH19年度領域研究申請書をもとにして、H20年度から本格的に行う研究内容を十分に議論して重点課題を決定した。また、現在の状況で進めるべき研究を審議して、H19年度に遂行可能な研究を効率的に進めることができる協力体制を整えた。そのために、本特定領域研究が立ち上がった後、現状を十分に把握するために3日程度のキックオフ会議を、9月に開催した。同時に総括班会議を開催して、現状を把握するとともに今後の研究計画を議論した。本特定領域研究の研究期間全体を考えて、領域研究会の日時ならび場所などを決定した。さらに、評価・助言をお願いしている先生方と連絡を密にとることにより、研究計画が順調に進行するように運営した。この他、研究の内容・研究の意義・研究の進捗状況および成果などを、広く国内外に向けて発信するために、webによる領域homepageを整備するとともに、領域研究の状況などをNewsletter「配列ナノ空間を利用した物質科学:ユビキタス元素戦略(Vol.1:特集号)」として発行した。H20年度4月から開始する本格的な研究体制に備えることができた。H19年度提出された配列ナノ空間を利用した新物質科学の申請書"配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略"しに即して研究内容を十分に議論して重点課題を決定した。

また、現在の状況で進めるべき研究を審議して、H20年度に遂行可能な研究を効率的に進めることができる協力体制を整えた。研究を推進するために3日の領域会議を、6月に大阪で開催した。また、8月末には、若手育成を趣旨として、広島で若手研究会を開催して、25名の若手が研究会に参加した。その後、11月に物性領域間の融合を目的として、6領域物性融合研究科を開催した。1月には、H20年度第2回目の会議を東工大で開催した。また、その際に総括班会議を開催して、現状を把握するとともに今後の研究計画を議論した。本特定領域研究の研究期間全体を考えて、今後の領域研究会の日時ならび場所などを決定した。さらに、評価・助言をお願いしている先生方と連絡を密にとることにより、研究計画が順調に進行するように運営した。この他、研究の内容・研究の意義・研究の進捗状況および成果などを、広く国内外に向けて発信するために、webによる領域homepageを整備するとともに、領域研究の状況などをNewsletter「配列ナノ空間を利用した物質科学:ユビキタス元素戦略(Vol.20-1、Vol20-2)」として発行した。H19年度提出された配列ナノ空間を利用した新物質科学の申請書"配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略"に即してH21年度の研究計画班の研究内容を十分に議論して重点課題を決定した。また、現在の状況で進めるべき研究を審議して、H21年度に遂行可能な研究を効率的に進めることができる協力体制を整えた。研究を推進するために3日の領域会議を、5月に北京で開催した。また、8月末には、若手育成を趣旨として、新潟で若手研究会を開催して25名の若手が研究会に参加した。1月には、H21年度第2回目の会議を東大山上会館で開催した。この他、研究の内容・研究の意義・研究の進捗状況および成果などを、広く国内外に向けて発信するために、webによる領域homepageを整備するとともに、領域研究の状況などをNewsletter「配列ナノ空間を利用した物質科学:ユビキタス元素戦略(Vol.21-1、Vol21-2)」として発行した研究開始初年度および中間評価の結果にもとづいて計画されている配列ナノ空間を利用した新物質科学の申請書"配列ナノ空間を利用した新物質科学:ユビキタス元素戦略"ならびにそれらの中間報告書に即してH22年度の研究計画班の研究内容を十分に議論して重点課題を決定した。また、現在の状況で進めるべき研究を審議して、H22年度に遂行可能な研究を効率的に進めることができる協力体制を整えた。研究を推進するために3日の領域会議を、6月に名古屋大学で開催した。また、8月末には、若手育成を趣旨として山形で若手研究会を開催して、25名の若手が研究会に参加した。その後、11月に物性領域間の融合を目的として、7領域物性融合研究会東京大学武田ホールで主催として開催した。
２機の金星探査機による相補的観測データを用いた金星大気物質循環の解明

欧州の金星探査機Venus Expressにより得られた観測データを金星探査機「あかつき」のデータ解析システムで分析するとともに、大気大循環・放射輸送・雲物理・大気化学の数値シミュレーションを行い、大規模風系の維持と大気物質の循環のメカニズムを探った。これらの成果をもとに、残された問題点を洗い出し、2015年に改めて周回軌道投入を目指す「あかつき」の観測計画の最適化を進めた。金星探査機「あかつき」は2010年12月に金星周回軌道投入に失敗したが、2015年に改めて軌道投入する予定である。この将来の観測に向けた課題の洗い出しと、代替手段による研究推進のために、欧州の金星探査機Venus Expressに加えて地上望遠鏡や数値シミュレーションにより以下を実施した。Venus Express搭載VMCによる紫外線画像を用いて,金星の雲の測光関数(反射率の太陽天頂角・射出角・位相角に対する依存性)を求めた。測光関数は大気の光学観測により物理的な情報を抽出する際に必須のものであり、「あかつき」の観測データの処理に活用される予定である。VMCによる画像を用いて、雲の移動を追跡することにより風速ベクトルを推定するための自動化された雲追跡システムも開発した。また、Venus Express搭載SOIRによる分光観測データを用いて、エアロゾルの光学的厚さの緯度分布と時間変動を明らかにし、この結果から雲の生成・維持過程の理解を進めた。大型望遠鏡により近赤外での分光観測を行い、二酸化炭素による吸収バンドを分析することにより雲頂高度の時空間変動を初めて明らかにした。ここから雲の模様の回転周期や、赤道ケルビン波と思われる惑星スケールの波動の水平構造を求め、平均流と波動の相互作用について議論した。金星大気大循環の数値シミュレーションに必要な精密な放射輸送モデルを開発した。これを採用した高解像度大気大循環モデルを用いて、金星雲層付近の力学的不安定を考察した。金星上層大気(中間圏・熱圏)の大気大循環モデルも構築し、下層から上方伝播する惑星規模波動の影響を明らかにした。金星探査機「あかつき」は2015年に改めて金星周回軌道投入を行い、周回軌道からの観測を始める予定である。この観測に向けた課題の洗い出しと代替手段による研究推進のために以下を実施した。巡航中の「あかつき」の4つの搭載カメラを用いて、1300万km程度の遠距離から金星の測光観測を実施した。紫外から赤外までの5波長で測光データを得て、反射率の太陽位相角依存性や周期的な時間変化をとらえ、雲層の物理化学的性質や時空間変動の情報を得た。IR1カメラによる波長0.90μmとのデータとIR2カメラによる波長2.02μmのデータを用いて、両者に整合するような金星雲モデルを構築し、雲粒子分布への制約を与えた。この雲モデルでは雲層上部に多くの大粒子が存在し、従来の知見を修正するものとなっている。欧州の金星探査機Venus Expressに搭載された赤外線分光器SPICAVで得られた偏光観測データを用いて、金星の雲の微物理特性の研究を開始した。紫外カメラVMCのデータを用いた雲追跡アルゴリズムの研究も前年度に引き続き実施した。金星探査機で観測された気象現象を再現し物理的な解釈を加えるために、金星の中層大気大循環モデルとマイクロスケール気象モデルを用いて数値実験を行った。金星の中層大気大循環モデルでは、超回転や様々な雲模様を再現した。マイクロスケール気象モデルでは、地表付近の対流構造やその輸送過程を明らかにした。2012年の金星日面通過時に太陽観測衛星「ひので」から金星大気を観測し、太陽風中の多価イオンが金星の超高層大気中の中性粒子と電荷交換反応することにより発光するX線を捉えることを目指して、発光光量を見積もって観測方法を策定した。欧州の金星探査機Venus Expressにより得られた観測データを金星探査機「あかつき」のデータ解析システムで分析するとともに、数値シミュレーションを行い、大気中の物質循環のメカニズムを探った。これまでの研究を通じて、金星大気科学の到達点と今後の課題を明確化し、来年金星に到達する「あかつき」による研究計画をアップデートすることができた。・時間的に連続した惑星画像を用いて雲の移動から風速分布を求める方法の改良を行った。とくに、雲の移動量をサブピクセル精度で求める際に問題となるpeak-locking errorの低減手法の初期検討を行った。こうして高度化したアルゴリズムでVenus Expressによる紫外画像から得られた高次プロダクトをアーカイブするとともに、「あかつき」データを半自動的にデータ処理するパイプラインを構築した。・Venus Expressの紫外画像の解析により、雲層内の太陽光吸収物質の高度分布が数年スケールで顕著に変動していること、それが二酸化硫黄の変動と相関していることを見いだした。・Venus Express電波掩蔽データの解析手法を改良して高精度の温度分布を導出し、大気重力波の伝搬・砕波の全球的な特性を解明した。また従来不可能であった低高度までの温度分布を得ることに成功した。

・雲層内の対流のエネルギー収支を数値モデルで調べ、日射が強い低緯度や日中で対流が抑制されるという、通常の惑星上の対流と異なる性質を明らかにした。・大気大循環モデルにより高速風と潮汐波が存在する状況下の極渦を調査し、水平収束や渦度により雲形態や極渦鉛直構造がどう決まるかを明らかにした。また、雲層下部のマイクロスケール擾乱により形成される2種の大気安定度鉛直構造(波動型と局所増大型)を3次元領域モデル実験で示した。金星探査機「あかつき」のカメラを用いて取得した金星の雲の観測データを解析して、雲頂の温度分布に従来知られていない微細構造が存在すること、雲頂に従来モデルより多くの大粒子が存在すること、二酸化硫黄の時空間変動が可視近赤外域のアルベド変動と同期していることなどを見いだした。Venus Expressに搭載された紫外カメラによる金星画像を、「あかつき」のデータ解析ツールを用いて解析して風速ベクトルを導出し、平均東西風速が数ヶ月の周期で変動していることを発見した。また、金星大気中の惑星スケールの波動の活動度が平均風の変動と同期して変化していることを見いだした。Venus Expressの電波掩蔽および赤外分光計のデータをもとに構築した放射輸送モデルを用いて、太陽光と赤外放射による加熱強制の3次元分布を求めた。これをもとに、大気循環による熱輸送を論じ、日射サイクルによるメソスケール擾乱生成の可能性を示した。高速帯状風の維持における熱潮汐波および平均子午面循環の寄与を大気大循環モデルを用いて調べ、帯状風がいずれのメカニズムでも維持されうること、現実的な加熱強制では高速風を維持できないという専攻研究との違いが多重平衡解の存在によることを示した。また、帯状風の力学的安定性を大気循環モデルを用いて調べ、雲層中の大気安定度の小さい領域では傾圧不安定が生じることを示した。メソスケール対流の数値実験により、対流に伴うエネルギーと運動量の拡散を調べた。潮汐波が存在する状況下での極渦の構造についても調べた。これらモデル開発に加えて、金星大気大循環モデルに関するレビューやモデル間相互比較を行い、その成果を書籍にまとめた。目的として挙げた、金星大気の物質循環解明のための探査機データの解析、地上望遠鏡による観測、数値シミュレーションのいずれもほぼ計画どおりに実施して、科学成果を得ることができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。探査機データの解析、地上望遠鏡による観測、数値シミュレーションを引き続き進めるとともに、全研究計画の後半に入ったことを念頭に置いて論文発表による成果公表に努める。探査機データの解析、地上望遠鏡による観測、数値シミュレーションを引き続き進めるとともに、全研究計画の終盤に入ったことを念願に置いて論文発表による成果公表に努める。
長時間労働者に抑うつを引き起こす危険要因

わが国では脳・心臓疾患や精神疾患等の健康障害を防止するため長時間労働者の抑制が急務とされ、長時間労働対策は社会的に重要な課題となっている。平成30年に「働き方改革を推進するための関係法律の整備に関する法律」が成立し、改正後の労働基準法で時間外労働の上限規制が導入される(適用を猶予・除外する事業・業務がある)など、長時間労働対策の重要性が増している。そこで本研究は、長時間労働者に抑うつを引き起こす危険要因を明らかにすることを目的としている。本研究では、長時間労働者に対して属性・就業関連要因・抑うつ等を調査項目として含むアンケート調査をweb又は質問紙で実施する。平成30年度にベースライン調査を実施し、令和元年度に1年後調査を実施する。平成30年度の調査対象前月に月60時間以上の時間外・休日労働を行った労働者を調査の対象とした。複数の企業に本研究の説明を実施し、最終的に四社からアンケート調査実施の協力を得ることができた。当初は日本語のアンケートのみを使用予定であったが、調査対象者に外国人の労働者も多数含まれることとなり、日本語版とともに英語版のアンケートを作成した。平成30年度にベースライン調査として合計約500名にアンケート調査を実施し、約300名がwebで回答または質問紙を返送した。研究代表者の所属機関の自治医科大学臨床研究等倫理審査委員会に本研究の審査申請を行い、平成30年5月に本研究実施の承認を得た。科学研究費助成事業補助事業期間を1年間延長したため、研究実施計画の変更を行った。また、アンケート調査内容を熟考し、企業との連携などの研究体制の構築を図ったため、アンケート調査の実施準備に時間を要しアンケート調査の実施時期が平成30年度令和元年度になった。令和元年度に再度アンケート調査を実施する。アンケート調査結果の集計・疫学的解析を行うことにより、長時間労働者に抑うつを引き起こす危険要因を明らかにすることを目的に研究を推進する。「過重労働による健康障害防止のための総合対策について」等に基づきわが国では長時間労働対策が推進されてきたが、依然として長時間労働に伴う健康障害は発生し、問題は深刻化している。そこで本研究は、長時間労働者において抑うつ発症に関連する労働時間以外の危険要因を明らかにすることを目的としている。明らかとなった危険要因は産業衛生の現場において有効な対策につながることが期待しうる。本研究では、長時間労働者に対して属性・就業関連要因・抑うつ等を調査項目として含む質問紙調査を実施する。調査結果の集計、疫学的解析を実施し、長時間労働による抑うつ発症に影響を及ぼす危険要因を明らかにすることを試みる。初年度に当たる平成28年度に研究代表者が休業を取得したため、1年間の事業期間延長を行い、科学研究費助成事業補助事業期間を平成28年度平成30年度の予定から平成28年度平成31年度に変更した。これに伴い研究実施計画を変更したため、申請時の実施予定よりは進捗に遅れが生じている。平成28年度は、研究代表者の所属機関の自治医科大学臨床研究等倫理審査委員会への審査申請準備、質問紙作成の準備を実施した。また、調査対象者を確保するために複数機関に対して研究協力を依頼するなど研究体制の構築を図った。科学研究費助成事業補助事業期間を1年間延長したことにより研究実施計画の変更を行ったため、申請時の予定よりは進捗はやや遅れている。このため、「過重労働による健康障害防止のための総合対策について」等に基づき対策が推進されてきたが、長時間労働に伴う健康障害の増加など問題は深刻化している。そこで本研究は、長時間労働者において抑うつ発症に関連する労働時間以外の危険要因を明らかとすることを目的としている。本研究では、長時間労働者に対して属性・就業関連要因・抑うつ等を調査項目として含むアンケート調査を実施する。平成29年度は、次年度以降にアンケート調査を実施するための準備を行った。調査対象者を確保するために複数の企業に本研究の説明を実施し、次年度以降のアンケート調査実施の協力の了承を得た。協力企業からの希望があり質問紙調査とweb調査を併用することとし、準備を進めた。質問紙は既存の尺度と作成した質問で構成した。当初は日本語のアンケートのみを使用予定であったが、調査対象者に外国人の労働者も多数含まれる見込みとなり、日本語版とともに英語版のアンケートも作成した。英語版のアンケートを作成するにあたり、作成した質問に関しては、日本語版から英語への翻訳、逆翻訳、日本語版と逆翻訳の比較検討を行った。対象者への説明文書も日本語と英語で作成した。研究代表者の所属機関の自治医科大学臨床研究等倫理審査委員会に本研究の審査申請を行い、現在審査中である。また、アンケート調査内容を熟考し、協力企業との連携などの研究体制の構築を図ったため、アンケート調査の実施準備に時間を要しアンケート調査の実施時期が次年度以降になった。

平成30年に「働き方改革を推進するための関係法律の整備に関する法律」が成立し、改正後の労働基準法で時間外労働の上限規制が導入される(適用を猶予・除外する事業・業務がある)など、長時間労働対策の重要性が増している。そこで本研究は、長時間労働者に抑うつを引き起こす危険要因を明らかにすることを目的としている。本研究では、長時間労働者に対して属性・就業関連要因・抑うつ等を調査項目として含むアンケート調査をweb又は質問紙で実施する。平成30年度にベースライン調査を実施し、令和元年度に1年後調査を実施する。平成30年度の調査対象前月に月60時間以上の時間外・休日労働を行った労働者を調査の対象とした。複数の企業に本研究の説明を実施し、最終的に四社からアンケート調査実施の協力を得ることができた。当初は日本語のアンケートのみを使用予定であったが、調査対象者に外国人の労働者も多数含まれることとなり、日本語版とともに英語版のアンケートを作成した。平成30年度にベースライン調査として合計約500名にアンケート調査を実施し、約300名がwebで回答または質問紙を返送した。研究代表者の所属機関の自治医科大学臨床研究等倫理審査委員会に本研究の審査申請を行い、平成30年5月に本研究実施の承認を得た。科学研究費助成事業補助事業期間を1年間延長したため、研究実施計画の変更を行った。また、アンケート調査内容を熟考し、企業との連携などの研究体制の構築を図ったため、アンケート調査の実施準備に時間を要しアンケート調査の実施時期が平成30年度令和元年度になった。研究実施時期を除き研究実施計画に大きな変更はない。研究実施計画に基づき、長時間労働者における抑うつ発症の危険要因を明らかとすることを目的に研究を推進する。長時間労働者に対してアンケート調査を実施し、集計・疫学的解析を行うことにより、長時間労働者における抑うつ発症の危険要因を明らかにすることを目的に研究を推進する。令和元年度に再度アンケート調査を実施する。アンケート調査結果の集計・疫学的解析を行うことにより、長時間労働者に抑うつを引き起こす危険要因を明らかにすることを目的に研究を推進する。科学研究費助成事業補助事業期間の1年延長に伴い研究実施計画を変更したことにより、研究の進捗がやや遅れているため。アンケート調査の実施準備に時間を要しアンケート調査の実施が平成30年度以降となったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額と翌年度分として請求した助成金を合わせて、アンケート調査の実施に伴う費用として使用する。次年度使用額を使用し、アンケート調査の実施・集計・解析等に伴う費用として使用する。次年度使用額と翌年度分として請求した助成金を合わせて使用し、平成29年度に研究実施計画に基づき研究を実施する。
フラストレーションで抑制された強誘電性電荷整列の分子自由度操作による秩序化制御

擬一次元有機伝導体(TMTTF)2Xの一部は電荷秩序と考えられる局在化転移を示す。この転移が強誘電性転移である可能性が提案され注目されていたが,長い間その検証はなされていなかった。我々は,液化アルゴンを充填して用いるサファイアアンビルセルを作製し,単結晶試料に機械的ひずみを加えることなく冷却を行うことで,3つの塩(X = AsF6,PF6, SbF6)の顕微SHG測定をヘリウム温度近傍まで行った。その結果,3つの塩それぞれが電荷秩序転移点以下の温度でSHG活性を示すことを確認し,これらの電荷秩序が強誘電性転移であることを確認した。これらの3塩は同形結晶でありながら,AsF6およびPF6の2つの塩はスピンパイエルス転移と考えられる非磁性転移を示すのに対し,SbF6塩は低温で反強磁性転移するとされている。TMTTF塩を念頭としたモデル計算により,これらの塩における反強磁性スピン秩序は電気分極を発現する電荷配列と協奏的に結合している可能性が指摘されており,SbF6塩ではマルチフェロイック効果による電気分極の増大の観測も期待される。このような磁性と電荷秩序の関係に注目するために, AsF6塩とSbF6塩の2塩のSHG強度を同条件で測定し比較したところ,後者の塩で期待していた磁気秩序と電気分極の結合効果は実験精度の範囲内では確認できなかった。一方,AsF6塩では,非磁性転移付近の温度以下で自発分極の抑制を示唆するSHG信号の減少が確認された。この変化は,スピンパイエルス転移によって電荷が再配列するとしている理論的予測を支持している。24年度が最終年度であるため、記入しない。先行する研究において,有機伝導体α'-(BEDT-TTF)2IBr2塩が,電荷秩序現象により巨視的な電気分極を発現する新しいタイプの強誘電体のひとつであることを示した。この有機結晶は,室温において,単位格子中に反転中心のみしか存在しない低対称な物質であるが,それにも関わらず冷却に従って3回もの相転移をしめす。結晶構造からは予想できないこのような逐次相転移の発現機構を理解することを念頭に,本年度の研究では,(1)電荷秩序物質の赤外スペクトルに現れる異常な形状の信号の解析を行い,この信号が,電荷秩序に参加している電荷と分子内振動の間の非調和な結合に由来する,分子振動の倍音であることを示した。この結果は,(2)対アニオンであるIBr2-の一部をI3-で置換したα'-(BEDT-TTF)2(IBr2)1-x(I3)x混晶の合成し,その物性の解析を行った。この混晶合成では,化学圧による実効的な負圧効果による電荷自由度の幾何学的フラストレーションの増強を期待していたが,SHG測定および電気伝導度測定の結果,この期待に反し,フラストレーション効果は逆に抑制される傾向を示すことが明らかになった。本研究では電子型強誘電体の物性把握を大きな目的に据えている。本年度の研究により,電気分極の起源となっている電荷秩序が,分子内振動と非線型に相互作用していることが明らかになり,測定の容易な分光学的手法により強誘電体探索が加速されることになったため。またα'-(BEDT-TTF)2IBr2塩における異常な逐次転移の原因が,幾何学的フラストレーションに関係していることを示唆する実験的事実が得られたため。

本年度研究では,α'-(BEDT-TTF)2IBr2塩のIBr2-イオンの一部を,このアニオンよりも嵩高いI3-イオンで置換することで化学的な負圧効果の発現を期待した。実験の結果,実際の結晶は異方的な分子からなる複雑な構造に基づいているために,このような単純な予想とは反対の結果が得られてしまったが,このことは,I3-アニオンの代わりに,IBr2-イオンよりも嵩の小さいイオンを置換体として用いることができれば,期待している負圧効果が実現できることを強く示唆している。そこで本年度は,I3-の代わりにIC12-イオンあるいはAuI2-イオン等を用いた混晶を合成し,フラストレーション効果の増大を期待する。
レプトスピラの宿主創傷面へのナビゲーション蛋白質の機能解析と新規ワクチンへの応用

病原性を有するレプトスピラ株の一部が、鉄欠乏状態においてヘモグロビンに対する走化性を示すことが明らかとなった。走化性を示すレプトスピラの菌体表層より、ヘモグロビン結合性を示す蛋白質として外膜リポ蛋白質LipL32を同定した。LipL32のヘモグロビンへの結合はヘミンの有無に依存せず、また、これまでLipL32のリガンドと考えられている細胞外マトリクスに対する結合性よりも強いことが明らかとなった。ヘモグロビンに対して走化性を示したレプトスピラより、菌体外膜画分を抽出した。抽出した外膜蛋白質をアセトン沈殿後、リフォールドさせ、ヒトヘモグロビン結合アガロースカラムに結合させ、酸性条件化で溶出させた。酸性溶出画分の二次元電気泳動を行ったところ、現在11のスポットが確認された。そのうち1つのスポットを、レプトスピラ外膜リポ蛋白質LipL32であると同定した。そこで、組み換え型LipL32蛋白質の発現・精製系を構築し、抗LipL32マウスモノクローナル抗体2種を得ることが出来た。それらを用いて結合実験を行ったところ固相化ヒトヘモグロビンに対し、LipL32は濃度依存的な結合を示した。現在、いくつかのtruncateな組み換え型LipL32の発現・精製系を構築しており、これを用いてLipL32のヘモグロビン結合ドメインを決定する予定である。また、LipL32をプローブとしたファーウエスタンブロットにおいて、アポヘモグロビンに対しても結合が確認されたことから、ヘミン等を認識しているわけではなく、ヘモグロビンの蛋白質一次配列を認識し、結合することが示唆された。LipL32は、病原性レプトスピラの主要な外膜蛋白質であり、抗原性が高いことが知られているのみで、その機能はほとんど明らかになっていなかったが、今回、LipL32のヘモグロビン結合蛋白質としての機能を明らかとした。今後、LipL32の他に検出されたヘモグロビン結合蛋白質に関して同定を進めるとともに、ヘモグロビン走化性におけるLipL32の役割を解析していく予定である。レプトスピラのヘモグロビン走化条件を確立した。ハムスターへの感染実験とガラスキャピラリを用いた走化性試験により、病原性を有する株の一部が鉄欠乏状態においてヘモグロビンに対する走化性を有することがわかった。抽出した外膜蛋白質をヘモグロビン固相化カラムに結合させ、pH4.0の酸性条件、及び6M塩酸グアニジンで溶出した。各溶出画分の二次元電気泳動を行ったところ、酢酸緩衝液溶出画分では9個、塩酸グアニジン溶出画分では23個のスポットを得た。塩酸グアニジン溶出画分のスポットのうち、ひとつをすでにLipL32と同定しており、組み換えLipL32(rLipL32)発現・精製系を確立し、抗LipL32モノクローナル抗体を作成している。ELISAの系により固相化Hbに対するrLipL32の乖離定数を求めた(K_<dapp>=1.20±0.06(μM))。最近LipL32が細胞外マトリクス(ECM)に結合すること報告されたが、その結合はHbに対する結合よりも弱いものであった。またrLipL32はアポHbに対しても、Hbと同等以上の結合性を示したのに対し、ヘミンに対して結合せず、LipL32はHbの蛋白質部分を認識していることが明らかとなった。Hb、ヘミン、すでにLipL32との結合性が報告されているフィプロネクチン(Fn)N末30kDaフラグメント、及び45kDaフラグメントをrLipL32と混和しCDスペクトルを測定したところ、Hb、Fnの各フラグメントでは、楕円率の変化が認められた。対して、ヘミンではスペクトル変化が観察されなかった。結合時のCDスペクトル変化がHbとECMで類似することから、LipL32によるHbの認識はヘミンの存在に依存せず、ECMに対する認識機構と同様であることが示唆された。
大脳皮質味覚野における情報処理機構

ラット大脳皮質のGI野・DI野に存在する皮質味覚ニュ-ロンはグルタミン酸やGABAに感受性があることを前年度の研究で明らかにした。本年度は、GABAに拮抗するビククリンを局所的に投与して味覚受容特性の変化を調べ、皮質内GABA性抑制ニュ-ロンの味覚情報処理に於ける役割を明らかにすることを目的とした。ウレタンで麻酔したSD系ラットの大脳皮質味覚野から、ビククリンを含む多連微小電極を用いて味覚ニュ-ロン活動を記録した。味刺激は0.1M食塩、0.5Mショ糖、0.01N塩酸、0.2Mキニ-ネを用いた。記録した味覚ニュ-ロン134個(GI:77,DI:57)のうち97個(GI:59,DI:38)についてビククリン(5ー10nA,稀に20nA)を電気泳動的に投与して味応答特性に対する影響を調べた。この中、25個(GI:15,DI:10)はビククリン投与で初めて味応答を示した。四基本味を横軸に刺激期間中5秒間の放電数を縦軸に取って、味覚ニュ-ロンの応答プロフィ-ルを求めると、GI野14個とDI野11個の応答プロフィ-ルは変化せず、G1野24個とD1野15個のそれは全く変化した。残り8個(G1:6,D1:2)はビククリンで応答えが消失した。23個のニュ-ロンについてビククリン投与前後の受容野の変化を調べた。ピククリンで反答の生じたニュ-ロン(7個)の受容野は舌前半(5個)、切歯孔(1例)または舌後半(1個)にあった。一方、ピククリン投与前より応答のあった16個の87.5%は舌前半に受容野全部または1部を有し、ビククリンで応答の消失したものを除くと、ビククリン投与により多少とも舌前半で受容野の拡大が見られるとともに、舌後部、切歯孔、軟口蓋に受容野が新たに出現し、ビククリン投与で初めて味応答の出現するニュ-ロンの場合と比較してビククリンで出現する受容野の部位に差異があった。本所見は、大脳皮質内GABAニュ-ロンが味覚受容特性の形成に重要な役割を演じていることを示している。
近藤系が示す部分無秩序に伴う新奇な磁気・電荷秩序形成と磁気伝導現象の理論的研究

研究代表者は、幾何学的フラストレーションの下で発現する新奇物性のひとつとして、部分無秩序状態と呼ばれる磁気秩序状態を研究してきた。本年度においては、幾何学的にフラストレートした格子構造をもつ三角格子とフラストレートしていない正方格子や立方格子の結果を詳細に比較することにより、格子構造の違いが部分無秩序をはじめとする電子系の秩序状態にどのような影響をもたらすか、また実験で部分無秩序物質と報告されているUNi4Bのスピン構造を実現するための微視的な模型はどのようなものであるか、を理解・解明することを目指した。まず前者に対しては、幾何学的にフラストレートしていない正方格子や立方格子上の近藤格子模型を考え、ハートリー・フォック近似、モンテカルロ計算、クラスター動的平均場近似という3つの相補的な手法を用いることにより、量子揺らぎの効果を調べた。その結果、部分無秩序状態で見られた電荷秩序状態と正方格子や立方格子上のクォーターフィリングにおいて報告されていた電荷秩序状態との類似点や相違点を明らかにした。また、どちらの相においても、遍歴電子と局在スピン間に働く交換相互作用が、相の安定性に重要な影響を及ぼすことを明らかにした。正方格子や立方格子上の電荷秩序状態においては、磁気秩序の存在は必ずしも必要ではないが、一方で三角格子上の部分無秩序状態で見られる電荷秩序は系が磁気的なフラストレーションを解消することによって生じることから、磁気秩序が本質的に重要な役割を果たしていることを明らかにした。後者に対しては、部分無秩序物質であるUNi4Bを対象として、この物質で観測されている渦状の磁気構造を再現する微視的な模型を構築することに成功した。さらに、UNi4Bにおいては、新奇な内因性ホール効果が生じる可能性があることを指摘した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の目的は、局在電子と遍歴電子から成る近藤系における量子臨界領域近傍で、幾何学的フラストレーションがもたらす新しい物性を理論的に解明することである。ここでは、こうした新奇物性のひとつとして部分無秩序と呼ばれる特異な磁気状態の研究を行った。本年度は、金属的な部分無秩序がどのような状況において安定化されるかを解明した。具体的には、近藤系を記述する典型的なモデルである周期的アンダーソン模型を三角格子上で考え、ハートリー・フォック近似による計算を行うことにより、基底状態相図を明らかにした。その結果、ハーフフィリングと他のコメンシュレートフィリングで、異なる特徴を持つ2種類の絶縁体的な部分無秩序状態を見出した。両者の共通の性質として、どちらも電荷秩序を伴っており、電荷の自由度が部分無秩序状態の安定化機構に重要な役割を果たしていることを見出した。また、非磁性サイトを中心とする電子波動関数の空間的な広がり方に定性的な違いが見られ、その空間構造の違いが状態密度にも強く反映されていることを見出した。一方で、他のコメンシュレートなフィリングにおける部分無秩序状態にホールドーピングを行なうことによって、これまでに理論的には得られていなかった金属的な部分無秩序状態が発現することを明らかにした。また、幾何学的フラストレーションのない正方格子や立方格子についても調べ、磁性サイトと非磁性サイトが共存した電荷秩序状態が発現することを見出した。特に3次元立方格子における電荷秩序相では、電荷秩序が有効的に磁気的なフラストレーションを誘起し、電荷秩序と非共面的な磁気秩序(多重Q磁気秩序)が共存した特異な状態が実現することを明らかにした。本年度は部分無秩序状態における量子揺らぎの影響を明らかにすること、また現実の物質において観測されているスピン構造からどのような物性が発現しうるかを明らかにすることの2点を目標に研究を行った。まず前者に関しては、三角格子上の周期的アンダーソン模型を考え、変分モンテカルロ法、動的平均場近似という2つの手法を用いることにより、部分無秩序状態における量子揺らぎの効果を調べた。その結果、部分無秩序状態はハーフフィリング近傍において安定的に存在することを明らかにした。また、ハートリー・フォック近似による基底状態相図と比較を行うことにより、部分無秩序状態における電子相関の役割を明らかにした。後者に関しては、部分無秩序を示すUNi4Bを対象として、この物質で観測されている渦状の磁気構造からどのような物性が期待されるかを理論的に調べた。まず、この渦状の磁気構造がトロイダル秩序と呼ばれる磁気秩序状態と関係付けられることを指摘した。トロイダル秩序はトロイダルモーメントが自発的に周期的に整列した状態であり、電気磁気効果や非相反方向二色性起源となることから、基礎物理からだけでなく、応用の観点からも注目されているものである。そこで、研究代表者はこのようなトロイダル秩序の下での電子状態、磁気伝導現象、電気磁気効果についての解析を行い、トロイダル秩序を有する系においては、磁場下で異方的なホール伝導度が有限になること,また、電流を印加する方向によって、系の磁化やトロイダルモーメントを制御することが可能であることを示した。さらに、部分無秩序状態とこのような渦巻き磁気構造が共存した状態が幅広いパラメタ領域によって発現することを平均場近似の範囲内で明らかにした。

研究代表者は、幾何学的フラストレーションの下で発現する新奇物性のひとつとして、部分無秩序状態と呼ばれる磁気秩序状態を研究してきた。本年度においては、幾何学的にフラストレートした格子構造をもつ三角格子とフラストレートしていない正方格子や立方格子の結果を詳細に比較することにより、格子構造の違いが部分無秩序をはじめとする電子系の秩序状態にどのような影響をもたらすか、また実験で部分無秩序物質と報告されているUNi4Bのスピン構造を実現するための微視的な模型はどのようなものであるか、を理解・解明することを目指した。まず前者に対しては、幾何学的にフラストレートしていない正方格子や立方格子上の近藤格子模型を考え、ハートリー・フォック近似、モンテカルロ計算、クラスター動的平均場近似という3つの相補的な手法を用いることにより、量子揺らぎの効果を調べた。その結果、部分無秩序状態で見られた電荷秩序状態と正方格子や立方格子上のクォーターフィリングにおいて報告されていた電荷秩序状態との類似点や相違点を明らかにした。また、どちらの相においても、遍歴電子と局在スピン間に働く交換相互作用が、相の安定性に重要な影響を及ぼすことを明らかにした。正方格子や立方格子上の電荷秩序状態においては、磁気秩序の存在は必ずしも必要ではないが、一方で三角格子上の部分無秩序状態で見られる電荷秩序は系が磁気的なフラストレーションを解消することによって生じることから、磁気秩序が本質的に重要な役割を果たしていることを明らかにした。後者に対しては、部分無秩序物質であるUNi4Bを対象として、この物質で観測されている渦状の磁気構造を再現する微視的な模型を構築することに成功した。さらに、UNi4Bにおいては、新奇な内因性ホール効果が生じる可能性があることを指摘した。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初は平成24年度に、部分無秩序に対する変分モンテカルロ計算を行い、量子揺らぎが部分無秩序に与える影響を調べる予定であったが、現状はまだテスト計算を行なっている段階であるため。また、電荷秩序や多重Q磁気秩序といった新奇な秩序相が近藤系において発現するのを見出し、これらの秩序相の解析を行ったことも理由の一つである。当初の研究計画の通り、部分無秩序に対する変分モンテカルロ計算、および動的平均場計算を行うことにより、部分無秩序状態における電子相関の影響を調べることができただけではなく、ディラック電子を伴う多重Q磁気秩序やトロイダル秩序といった新奇な磁気秩序状態が発現することを明らかにし、これらの秩序相の電子状態、安定性、輸送現象を解析し、部分無秩序状態との関連性を議諭することができたため。本年度以降は、部分無秩序、電荷秩序、多重Q磁気秩序といった新奇な秩序状態における輸送特性、電子相関の効果を中心に調べていく予定である。具体的には変分モンテカルロ、クラスター動的平均場理論という2つの手法を相補的に用いることによって研究を進める。前者は空間揺らぎを十分に取り込んだ基底状態の計算が可能であり、平均場近似で得られた状態が量子揺らぎの効果によりどのような影響を受けるかを調べることができる。
二重特異性抗体を迅速に作製するin vitro技術開発

本研究では、まずニワトリDT40抗体遺伝子における相同組換え頻度を、従来法と比較して遥かに簡便にモニタリングする技術を実現した。次に、本技術を利用して二重特異性抗体を創出しうる形で相同組換えを起こさせることに成功したのに加え、それがTSA(相同組換え頻度を亢進させる薬剤)処理により亢進できることも確認し、二重特異性抗体用ライブラリ作製のための基礎技術を確立した。本研究では相同組換え活性を適宜制御する技術開発も行ったが、そのために必要な遺伝子領域の単離及び制御用ベクターの開発を実施した。以上より、研究期間全体を通し、二重特異性抗体ライブラリを作製する上で必須な要素技術が開発できたと言える。本課題で使用するDT40細胞株では、抗体遺伝子座で相同組換えの一種である遺伝子変換が起きている。この遺伝子変換を利用した二重特異性抗体作製系を開発するのが本研究の目的であるが、まず始めに遺伝子変換をモニターする系の開発を予定していた。一般にDT40の抗体遺伝子座での遺伝子変換は、可変領域にフレームシフト変異が導入され細胞表面に抗体を提示しなくなった細胞が、遺伝子変換により変異が修復され、抗体を提示するようになったのを検出してモニターされる。この方法は野生型細胞を利用した簡便な方法であるが、二重特異性抗体作製系に必要な遺伝子変換のモニタリングには適さない。このためより直接的な遺伝子変換モニタリング系の開発に着手した。その結果、二重特異性抗体作製系に必要な遺伝子変換が起きたことを簡便かつ迅速に検出できる系の開発に成功した。次に、上記の遺伝子変換モニタリング系を用い、二重特異性抗体作製系が可能になるようDT40細胞の抗体遺伝子座の改変を実施した。その結果、二種類の抗原に対する特異性を創出しうる形で遺伝子変換が起きることを示唆する結果を得た。加えてこの遺伝子変換を、TSA(遺伝子変換を亢進させる薬剤)処理により亢進させることにも成功した。また野生型DT40細胞はニワトリ抗体を発現しているため、より医薬品開発に適したフォーマットに改良する目的で、軽鎖、重鎖とも定常領域をヒト型配列に変換することにも取り組み、これに成功した。以上の結果は、医薬品向け二重特異性抗体ライブラリを開発する上で必須な要素技術開発に重要な進展がみられたことを意味する。一方本研究では、遺伝子変換活性のオン、オフを適宜コントロールできることも重要である。この技術はニワトリ抗体遺伝子座を改変することで実現する予定であるが、それに向けた遺伝子配列の設計を行い、コンストラクション作業を開始している。この遺伝子変換を利用した二重特異性抗体作製系を開発するのが本研究の目的であるが、平成26年度においては、まずジーンターゲッティングにより遺伝子変換頻度を簡便にモニタリングする技術開発に成功し、次にこのモニタリング系を活用し、二重特異性抗体作製系が可能になるよう抗体遺伝子座を改変したDT40細胞の作製を行った。その結果、二つの抗原に特異性を有した抗体を創出しうる形で遺伝子変換が起きることを示唆する結果を得ていた。ただし上記はジーンターゲッティングの際に使用したマーカーがまだ残った状態で得られた結果であった。将来的な技術開発にはマーカーを除去しても同様の結果が得られる必要があるため、平成27年度においてはマーカーの除去作業を実施した。その結果、マーカーを除去した状態でも除去前と同様に遺伝子変換のモニタリング系が機能すること、また二重特異性抗体を創出しうる形で遺伝子変換が起きることを確認した。さらにこの遺伝子変換をTSA(遺伝子変換を亢進させる薬剤)処理で亢進させることにも成功した。また本研究では遺伝子変換活性のオン、オフを適宜制御できることが重要であり、ニワトリゲノム上の関連する領域を利用してこれを実現する計画であった。平成27年度は本領域のクローニングを行うとともに、遺伝子変換モニタリング系と組み合わせ、遺伝子変換活性を制御可能な形で挿入したベクターを作製した。野生型DT40細胞はニワトリ抗体を発現しているため、より医薬品開発に適したフォーマットに改良する目的で、平成26年度において軽鎖、重鎖とも定常領域をヒト型配列に変換することにも成功している。以上より、研究期間全体を通し、医薬品向け二重特異性抗体ライブラリを開発する上で必須な要素技術が開発できたと言える。当初計画では、26年度中にi)遺伝子変換モニタリング系の開発、ii)二重特異性抗体作製系に適した遺伝子変換誘発のためのゲノム改変、iii) ii)で作製した株のTSA処理による遺伝子変換の活性化確認、iv)重鎖、および軽鎖定常領域のヒト型化、を実施する予定でいた。このうち、i)、ii)、iv)については完全に完了している。