hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体親和性を向上するアバットメント表面処理方法の確立

本研究の目的は手指や様々な研磨材等により汚染されたインプラントアバットメント表面の汚染を除去し、本来アバットメント持つ優れた生体親和性をもたらすことが出来る表面処理方法を確立することである。試作洗浄液、真空プラズマ処理により,研磨後のジルコニア表面を洗浄した。XPSによる計測結果から試作洗浄液の洗浄効率が高いことが示された。線維芽細胞培養では、試作洗浄液単独または試作洗浄液とプラズマ洗浄の併用において、細胞接着とコラーゲンの遺伝子発現の向上と、炎症性サイトカインの発現低下を示した。本研究では手指や様々な研磨材料により汚染されたインプラントアバットメント表面を,臨床医がアクセス可能な方法でクリーンな状態にすること,さらには本来アバットメント材料の持つ優れた生体適合性をもたらすことが出来る表面処理方法を確立することを目的としている。前年度までの研究で、研磨後のアバットメント表面には相当量の手指に由来するタンパク質が付着していることが示され、また洗浄方法としてタンパク分解酵素液、真空紫外線紫外線VUVによる光洗浄、および真空プラズマ照射が効果的であることが示された。今年度の研究では、それらを組み合わせた洗浄方法を行い真空紫外線紫外線VUVによる光洗浄、および真空プラズマ照射の前に、タンパク分解酵素液にて洗浄することでさらに効果が高まることが分かった。また、エネルギー分散型X線分析を行い洗浄前後での元素の分布状況を確認した。インプラントアバットメントは色調ならびに形態的審美性付与のため、CAD/CAM法をはじめとするカスタムアバットメントが頻用されている。本来軟組織を貫通し、バイオロジカルシールを担うアバットメントは純然たる生体材料として扱われるべきであり、表面の汚染を伴う技工操作が不可欠なカスタムアバットメントにおいては、いかにそれを生体材料の域に押し上げるかが重要である。本研究では手指や様々な研磨材料により汚染されたアバットメント表面を,臨床医がアクセス可能な方法でクリーンな状態にすること、さらにアバットメント材の持つ本来の優れた生体適合性をもたらすことが出来る表面処理方法を見いだすことを目的としている。技工操作を想定して、ジルコニアディスクを専用の研磨剤にて研磨した(汚染群:Positive control)。その後、エタノール、アセトン、試作タンパク分解酵素溶液、真空紫外線VUVによる光洗浄(UV/O3)、真空プラズマ照射による洗浄を行い実験群とした。また、既報を参考に耐水研磨紙にて表面研磨後、50μmアルミナサンドブラスト処理を行った物も実験に供した(未汚染群:Negative control)。抗ケラチン抗体を用いた免疫染色を行い、手指表面に存在するケラチンが、技工操作を経て試料表面にどれだけ付着しているかを測定した。また、X線光電子分光分析を行い、試料表面に存在するC1sのpeak intensityを評価した。その結果から、研磨後のアバットメント表面には相当量の手指表面に由来するタンパク質であるケラチンが付着していることが示された。また洗浄方法として、タンパク分解酵素溶液、真空紫外線VUVによる光洗浄、および真空プラズマ照射が効果的であることが示された。インプラントアバットメント洗浄液を開発し、真空プラズマ照射と併用して、技工操作後のインプラントアバットメント表面を洗浄しその効果を検討した。今年度は、歯肉線維芽細胞を各種洗浄後のアバットメント上で培養し、細胞接着数とqRT-PCRによる遺伝子発現の評価を行った。試作洗浄液を用いて洗浄した群、試作洗浄液と真空プラズマ照射を用いて洗浄した群で、細胞接着数およびコラーゲン遺伝子発現が上昇し、VEGFAおよびIL-6の遺伝子発現が減少した。このことから、技工操作後に試作洗浄液で洗浄することは、アバットメント周囲の封鎖性の向上と炎症を軽減させることが示唆された。歯科医用工学・再生歯学当初の予定通り、効果的な洗浄方法とその組み合わせが確立された。本年度の計画では、洗浄液の試作と真空紫外線VUV、真空プラズマによる洗浄効果を抗ケラチン染色により評価することを予定していた。洗浄液の試作が順調に進み、効果的な洗浄方法とその組み合わせが確立された。計画を前倒しして、X線光電子分光分析につても行うことができ、peak intensityを評価することができた。線維芽細胞を使用したin vitroでの、洗浄効果に対する細胞培養試験を行う予定である。その後、研究成果の学会発表および論文投稿を予定している現在、エネルギー分散型X線分析を行い、洗浄前後の元素分布状況を測定している。データがそろった時点で、研究成果を論文にまとめる予定である。その後、線維芽細胞を使用したin vitroでの、洗浄効果に対する試験を開始する予定である。エネルギー分散型X線分析装置を使用回数が少なくて済み残金が生じた。次年度の予算と合わせて、細胞培養試験の際の消耗品の購入、および論文投稿時の英文校正費に使用する予定である。洗浄液の試作が順調に経過し、有効な洗浄方法が早期に確立されたため本年度の予算に残金が生じた。
イオンプローブおよびレーザトモグラフィによる乱流予混合火炎の局所構造の計測

乱流予混合火炎の構造は,ほぼしわ状層流火炎構造であると考えられている.しわ状層流火炎構造においては,燃焼率は局所的な燃焼速度と火炎の表面積の積として表すことができる.火炎の表面積のモデル化においてはフラクタル理論によるモデル化をすでに行っている.一方,局所燃焼速度は火炎の伸張や曲率によって影響を受け,層流燃焼速度から変化していることが知られており,そのモデル化のための研究が進められている.本研究では,昨年度に火炎のしわ形状から,曲率を算出する方法を検討し,最適な解析範囲を用いて解析を行う必要があることを明らかにした.また,本手法により火炎の曲率分布を求めることができた.本年度は,火炎の局所的な燃焼速度を評価するために,イオンプローブを用いて火炎帯の特性厚さを求める方法について検討した.容器内に層流火炎を伝播させ,2本のイオンプローブを用いて局所の伝播速度と火炎帯厚さに関係する特性時間を検出し,両者の積から火炎帯特性厚さを求めた.この値と層流火炎の予熱帯厚さとを比較したところ,ほぼ線形的な関係があり,イオンプローブにより測定される火炎帯特性厚さが火炎帯の厚さに関係して変化していることがわかった.このイオンプローブ法を乱流火炎に適用し,乱流火炎中の局所火炎帯厚さを測定するために,現在実験を進めている.乱流火炎においては火炎伝播と火炎形状が3次元的に変化するため,イオンプローブを3点とし,その面に垂直な方向にレーザシートを通過させて3次元的な火炎面の角度と進行方向を計測する予定である.火炎曲率と火炎帯特性厚さとの関係とを明確にすることによって,乱れによる局所燃焼速度の変化を定量的に評価する方法を検討する予定である.乱流予混合火炎の構造は,ほぼしわ状層流火炎構造であると考えられている.しわ状層流火炎構造においては,燃焼率は局所的な燃焼速度と火炎の表面積の積として表すことができる.火炎の表面積のモデル化においてはフラクタル理論によるモデル化をすでに行っている.一方,局所燃焼速度は火炎の伸張や曲率によって影響を受け,層流燃焼速度から変化していることが知られており,そのモデル化のための研究が進められている.本研究では,昨年度に火炎のしわ形状から,曲率を算出する方法を検討し,最適な解析範囲を用いて解析を行う必要があることを明らかにした.また,本手法により火炎の曲率分布を求めることができた.本年度は,火炎の局所的な燃焼速度を評価するために,イオンプローブを用いて火炎帯の特性厚さを求める方法について検討した.容器内に層流火炎を伝播させ,2本のイオンプローブを用いて局所の伝播速度と火炎帯厚さに関係する特性時間を検出し,両者の積から火炎帯特性厚さを求めた.この値と層流火炎の予熱帯厚さとを比較したところ,ほぼ線形的な関係があり,イオンプローブにより測定される火炎帯特性厚さが火炎帯の厚さに関係して変化していることがわかった.このイオンプローブ法を乱流火炎に適用し,乱流火炎中の局所火炎帯厚さを測定するために,現在実験を進めている.乱流火炎においては火炎伝播と火炎形状が3次元的に変化するため,イオンプローブを3点とし,その面に垂直な方向にレーザシートを通過させて3次元的な火炎面の角度と進行方向を計測する予定である.火炎曲率と火炎帯特性厚さとの関係とを明確にすることによって,乱れによる局所燃焼速度の変化を定量的に評価する方法を検討する予定である.乱流火炎における局所燃焼速度は局所火炎面における曲率と伸張の影響を受け,層流燃焼速度から変化することが知られている.そこで,局所燃焼速度と曲率および伸張率との関係を求め,モデル化することを目的として本研究を実施した.本年度は,まず,乱流火炎中での局所火炎面の曲率分布を求めることを目的に研究を実施した.定積燃焼容器および可視化火花点火機関において燃焼室内を伝播する乱流予混合火炎の断面構造を撮影した.これらの画像から火炎の形状を抽出し,火炎面の曲率を計測する方法を検討した.火炎は任意の領域で切取り,3次関数を用いて最小二乗法にて近似曲線を求め,その曲線から曲率を算出した.しかし,解析する領域を変化させると火炎の曲率は大きく変化することがわかった.また,解析範囲を小さくしすぎると,画像のもつ量子化誤差により,正しい曲率が得られないことが判明した.解析範囲としては火炎のしわ構造の最小スケールの大きさを選択する必要があることがわかった.以上のことを考慮して,それぞれの実験装置において火炎面の曲率分布を測定し,その平均値を求めた.乱れが強くなると,未燃焼ガスに凸の火炎面の数が占める割合が減少し,既燃焼ガスに凸の火炎面の占める割合とほぼ同程度になり,分布の形状はほぼ軸対称となるごとがわかった.また,曲率の平均値の逆数として求めた平均曲率半径は乱れに関係して変化することがわかった.しかし,容器内の燃焼とエンジン内での燃焼では同じ相対乱れ強さ(乱れ強さを層流燃焼速度で除したもの)であっても,エンジン内での乱流火炎の方が平均曲率半径は小さくなっていた.

そこで,混合気密度を用いて整理を行ったところ,混合気密度と相対乱れ強さを用いて表すと,ほぼ統一的に整理できることがわかった.乱流予混合火炎の構造は,ほぼしわ状層流火炎構造であると考えられている.しわ状層流火炎構造においては,燃焼率は局所的な燃焼速度と火炎の表面積の積として表すことができる.火炎の表面積のモデル化においてはフラクタル理論によるモデル化をすでに行っている.一方,局所燃焼速度は火炎の伸張や曲率によって影響を受け,層流燃焼速度から変化していることが知られており,そのモデル化のための研究が進められている.本研究では,昨年度に火炎のしわ形状から,曲率を算出する方法を検討し,最適な解析範囲を用いて解析を行う必要があることを明らかにした.また,本手法により火炎の曲率分布を求めることができた.本年度は,火炎の局所的な燃焼速度を評価するために,イオンプローブを用いて火炎帯の特性厚さを求める方法について検討した.容器内に層流火炎を伝播させ,2本のイオンプローブを用いて局所の伝播速度と火炎帯厚さに関係する特性時間を検出し,両者の積から火炎帯特性厚さを求めた.この値と層流火炎の予熱帯厚さとを比較したところ,ほぼ線形的な関係があり,イオンプローブにより測定される火炎帯特性厚さが火炎帯の厚さに関係して変化していることがわかった.このイオンプローブ法を乱流火炎に適用し,乱流火炎中の局所火炎帯厚さを測定するために,現在実験を進めている.乱流火炎においては火炎伝播と火炎形状が3次元的に変化するため,イオンプローブを3点とし,その面に垂直な方向にレーザシートを通過させて3次元的な火炎面の角度と進行方向を計測する予定である.火炎曲率と火炎帯特性厚さとの関係とを明確にすることによって,乱れによる局所燃焼速度の変化を定量的に評価する方法を検討する予定である.
単球走化因子MCP-1をターゲットとした血管内膜肥厚に対する新しい遺伝子治療開発

慢性動脈閉塞症の血行再建術における代用血管は自家静脈が第一選択であるが晩期閉塞がおこり、血管外科医の解決すべき問題点である。またバルーン障害後血管の晩期狭窄は内膜肥厚およびnegative remodelingがその原因とされており、その成因として障害後初期の血管壁での炎症性変化が考えられている。単球走化因子であるMCP-1をblockし、バルーン障害後血管に対する効果を検討した。1.大腿筋へのluciferase遺伝子導入によりその発現をみると、そのe活性は28日後まで認められた。2.全細胞を占めるRAM11陽性細胞数の割合は内膜、中膜それぞれ7ND導入群で3日後7日後28日後ともにcontrol群比し有意に低く、MΦの浸潤が7NDにより有意に抑制された。3.障害28日後の内膜面積およびI/M比は7ND群は、いずれもcontrol群に比し有意に小さく内膜肥厚が抑制された。4.障害28日後の内腔面積、IEL(内弾性板長)、EEL(外弾性板長)はいずれも7ND群でcontrol群に比し、有意に大きくnegative remodelingが抑制されていた。今回の実験ではMCP-1の作用をblockすることでバルーン障害後の内膜肥厚およびnegative remodelingが抑制できた。又この遺伝子の導入がelectroporation法により容易にかつ効率よく可能で、その持続期間も長いことから新しい遺伝子治療として期待できると考えられた。【背景】バルーン障害後血管の晩期狭窄は内膜肥厚およびncgative remodelingがその原因とされており、その成因として障害後初期の血管壁での炎症性変化が考えられている。【目的】単球走化因子であるMCP-1をblockし、バルーン障害後血管に対する効果を検討する。【方法】MCP-1と競合作用をホす変異型MCP-1(7ND))遺伝子あるいはPBS(control)をelectroporation法を用いウサギ大腿筋に導入し3日後に頚動脈をバルーン傷害した。障害後3、7、28日後にharvestを行い、以下の項目を検討した。【結果】1.大腿筋へのluciferase遺伝子導入によりその発現をみるとIuciferase活性は2日目には7.5×107RLU/mgに達し、14日目にはその1/7まで活性が低下するが、28日後もなお同レベルで、発現が長く持続することが確認された。2.摘出した頚動脈をRAM11にて免染した。全細胞に占めるRAM11陽性細胞数の割合は内膜、中膜それぞれ7ND導入群で3日後2.6%、11.6%、7日後6.3%、19.2%、28日後24.9%、21.9%とcontrol群の3日後41.6%、48.1%、7日後21.3%、52.2%、28日後45%、65.4%に比し有意に低く、MΦの浸潤が7NDにより有意に抑制され。3.障害28日後の内膜面積およびI/M比は7ND群0.39±0.05mm2,0.69±0.07といずれもcontrol群0.66±0.12mm2,1.06±0.13に比し有意に小さく内膜肥厚が抑制された。4.障害28日後の内腔面積、IEL(内弾性板長)、EEL(外弾性板長)はそれぞれ7ND群で1.9±0.2mm,11.5±0.3mm,12.4±0.4mmといずれもcontrol群の1.4±0-1mm,10.2±0.2mm,11.2±0.2mmに比し、有意に大きくnagative remodelingが抑制されていた。【考察】今回の実験ではMCP-1の作用をblockすることでバルーン障害後の内膜肥厚およびnegative remodeling抑制できた。

又この遺伝子の導入がelectroporation法により容易にかつ効率よく可能で、その持続期間も長いことから新しい遺伝子治療として期待できると考えられた。晩期閉塞の主要因である吻合部内膜肥厚の成因とその制御について、MCP-1に注目して、その遺伝子導入による内膜肥厚抑制効果を検討した。【方法】MCP-1と競合作用を示す変異型MCP-1(7ND)遺伝子あるいはPBS(control)をelectroporation法を用いウサギ大腿筋に導入し3日後に頚動脈をバルーン障害した。障害後3、7,28日後にharvestを行い、以下の項目を検討した。【結果】1.大腿筋へのluciferase遺伝子導入によりその発現をみるとluciferase活性は2日目には7.5×107RLU/mgに達し、14日目にはその1/7まで活性が低下するが28日後も同レベルで、発現が長く持続することが確認された。2.摘出した頚動脈をRAM11にて免染した。全細胞を占めるRAM11陽性細胞数の割合(%)は内膜、中膜それぞれ7ND導入群で有意に低く、MΦの浸潤が7NDにより有意に抑制された。3.障害28日後の内膜面積およびI/M比は7ND群はいずれもcontrol群に比し有意に小さく内膜肥厚が抑制された。4.障害28日後の内腔面積、IEL(内弾性板長)、EEL(外弾性板長)はそれぞれ7ND群はいずれもcontrol群に比し、有意に大きくnegative remodelingが抑制されていた。【考察】MCP-1の作用をblockすることでバルーン障害後の内膜肥厚およびnegative remodelingが抑制できた。
甲状腺細胞におけるATP、アデノシンとTSHの共同作用分子機構と生理・病理的意義

リコンビナントTSH受容体を使った実験によれば、一種類の受容体分子がcAMP系およびホスホリパーゼC(PLC)-Ca^<2+>系の両情報伝達系を活性化し得る。一方、我々はATPの分解産物であるアデノシン(Ado)TSHによるPLC-Ca^<2+>系活性化を増強し、cAMP系の活性化は抑制することにより、情報の流れを変え得ることを発見した。本研究では細胞生物学的および分子生物学的手法により、このようなAdoによるTSH作用のモジュレーション機構を解析した。その成果は次のとおりである。2)新しいAdoの作用点の発見:TSHに困らずに細胞内Ca^<2+>を上昇させるとそのCa^<2+>によってPLA_2の活性化が起こる。AdoはTSHのこの反応も増強した。したがってAdoはCa^<2+>動員作用の前後2つのステップで代謝制御系をモジュレートできる。3)再構成系の作成:AdoA_1受容体cDNA-をムスカリンM_3受容体あるいはTSH受容体各cDNAとともに細胞に導入、発現させたモデル細胞を作った。Ca^<2+>動員作用の前後におけるTSH作用の増強、TSHによるアデニル酸シクラーゼ活性化の阻害のすべてが単一種のA_1受容体によって引き起こされることが示された。4)関与するPLCサブタイプの同定:Ado-はTSHによるPLCサブタイプの活性化機構を増強するが、βFGFによるPLC_γの活性化機構には影響しなかった。Ado効果はG蛋白質の関与するPLCβ活性化に特異的であった。5)AdoはTSHによる過酸化水素発生を増強する:TSHは甲状腺細胞からの過酸化水素発生を誘導する。このTSH作用はCa^<2+>情報伝達系を介して行なわれ、PLA_2も関与する。Adoはこの情報伝達系内でPLC及びA_2の活性化を増強することにより、TSHの過酸化水素発生誘導作用を増大させることが明らかとなった。甲状腺細胞は各種の外来性シグナルによって制御されている。従来は個別のシグナルに対する細胞のレスポンスが研究の対象であったが、生体内では多くの場合複数のシグナルの影響を受けていると思われる。本研究では、最近の我々の知見に基づき、アデノシンやATPとTSHとの共同作用の解析を目的とした。本年度の成果は以下の通りである。1)画像解析:FRTL-5甲状腺細胞にあらかじめCa^<2+>感受性蛍光色素fura2を取り込ませ、TSHとアデノシンを添加した時の細胞の蛍光変化を追跡した。1.Ca^<2+>濃度の変化は細胞の内部で起こる。2.アデノシンではCa^<2+>変化は起こらないが、TSHで刺激後アデノシンを加えるとTSH依存性のCa^<2+>変化のあった細胞でさらにCa^<2+>の上昇が観察され、アデノシンとTSHの共同作用が一個の細胞の中で起こることが確かめられた。2)新しいアデノシンの作用点の発見:FRTL-5ではATPやTSHなどによるCa^<2+>動員作用に伴い、アラキドン酸が遊離する。アデノシンをこれらのシグナル分子と共存させるとCa^<2+>動員作用と同時にアラキドン酸の遊離作用も増強される。このアデノシン作用の少なくとも一部はCa^<2+>濃度の上昇によるホスホリパーゼA2の活性増強による。

しかし、TSHなどと無関係に、Caイオノホアや細胞内Ca^<2+>の再固定抑制剤による遊離Ca^<2+>の増大によるホスホリパーゼA2の活性化、したがってアラキドン酸の遊離もアデノシンの添加により著しく増大する。このことはアデノシンとTSHの同時添加によって、TSHのCa^<2+>動員作用が増強されるだけでなく、ホスホリパーゼA2のCa^<2+>に対する感受性の増加も起こり、2つの作用点を介してアデノシンは甲状腺細胞の代謝制御系をモジュレートできることが明らかとなった。甲状腺細胞は各種の外来性シグナルによって制御されている。従来は個別のシグナルに対する細胞のレスポンスが研究の対象であったが、生体内では多くの場合複数のシグナルの影響を同時に受けていると思われる。本研究では、最近の我々の知見に基づき、アデノシンやATPとTSHとの共同作用の解析を目的とした。本年度の成果は次のとおりである。1)画像解析:FRTL-5甲状腺細胞に於けるTSHのCa^<2+>動員とアデノシンによるその増強は個別の細胞の中で起こる。個別の細胞では細胞質の各部位でほぼ同時に、同じ時間経過、同じパターンで変化が起こる。この様に、TSH感受性のCaプールとアデノシン感受性のそれとが同じ分布を示すことは直接TSH問アデノシンの情報伝達系の間で相互作用が起こり、同じプールからのCa分泌を誘導することを示唆している。2)TSHのアラキドン酸生成促進作用とアデノシンによる増強作用:アデノシンはTSHによるアラキドン酸生成促進作用を増強するためにホスホリパーゼCとA2の二つの酵素反応を促進する。この反応系の解析により、ホスホリパーゼA2の活性化にはCa/カルモジュリン系が関与すること、活性化はおそらくA2の細胞膜への移行の段階であることを明らかにした。3)アデノシン受容体の複合機能の証明:ベルギーVassart博士から提供されたアデノシンA1受容体cDNAをムスカリンM3受容体cDNAとともにCOS7細胞に取り込ませ、発現させたモデル細胞を使って検討した。結局アデノシンの2種類の許容効果を引き起こすのはアデニル酸シクラーゼの阻害を引き起こすものとおなじ分子種のA1受容体であることが証明された。甲状腺細胞は各種の外来性のシグナルによって制御されている。甲状腺細胞におけるTSHとアデノシン(Ado)シグナルの共同作用を対象に本年度に我々が得た成果は次のとおりである。1)TSHとAdoの共同作用に関与する情報伝達系の同定:AdoはTSHによるホスホリパーゼC(PLC)の活性化を増強する。その機構がG蛋白質の関与するPLCβサブタイプの活性化機構そのものに関わるとすれば活性化機構の異なるサブタイプに関してはAdoによる増強作用が現われない可能性がある。事実、燐酸化によって活性化されるPLCγをbFGFで活性化したところAdoによる増強効果はなく、Ado効果はG蛋白質の関与するPLCβ活性化に特異的であることが明らかになった。2)遺伝子導入によるTSH/Ado共同作用機構の再構成:COS7細胞のヒトTSH受容体及びイヌAdoA_1受容体cDNAを導入発現させ、TSH/Ado共同作用系を再構成した。
生殖細胞変異の1分子解析と後世代影響のリスク評価

化学物質や放射線等の影響により誘発される生殖系列の変異が、後世代に及ぼす影響を理解することは重要である。しかしながら、生殖系列で発生する変異の後世代影響を体系的に理解するための実験モデルは存在しない。本研究では、私たちが、これまでの研究で構築してきた2種類の「突然変異蓄積マウス系統(野生型:9系統、変異率が20倍に上昇したMutator:18系統)」を利用することで、生殖系列で発生する変異の後世代影響を体系的に理解するための新しい実験モデルの構築を図る。平成29年度の研究では、前年度に引き続き、生殖系列変異の発生時期の解析に取り組んだ。野生型マウスを用いた変異蓄積系統、2系統について、その祖先のマウスも含めて、高いカバレッジで全ゲノムシーケンシングを行い、蓄積されたde novo変異を検出した。その結果、これまでに検出できた変異の数は、大幅に増加した。これにより、マウスの性染色体上で発生する変異率の推定に世界で初めて成功するなど、生殖系列で発生する変異の特徴を、今までに比べて、より詳細に理解することができるようになった。特に、変異検出を行う際の解析方法の最適化に取り組んだことで、挿入欠失変異については、今まで、格段に正確に、高感度に捉えることが可能になった。これらの成果については、今後、必要なデータを追加した上で、論文発表を行う予定である。また、変異蓄積系統の継代と表現型解析を、平成29年度も引き続き、進めており、最大で35世代が経過した。生殖系列変異が後世代に伝播する過程を解析するためのモデルとしては、世界的にも傑出したモデルだと考えられるため、今後も、継続して、進めていきたいと考えている。次世代シーケンサーで得られるデータのデータ解析の手法について、最適化に取り組んだことで、挿入欠失変異が正確に捉えることができるようになり、また、体組織中に低頻度で存在する変異を捉えることもできるようになった。これらの作業で達成された、変異検出系の性能の向上は当初の予定を大幅に上回るものであり、想定した以上に高い精度での解析が可能になった。平成29年度の研究により、生殖系列変異の特徴、発生時期、発生メカニズムについての理解が、大幅に進展した。これらの結果をもとに、さらなる研究を進めていくことで、本研究で目標としている「生殖系列で発生する変異の後世代影響を体系的に理解するための新しい実験モデル」の構築が可能になると考えられる。平成28年度の研究では、以下の点にフォーカスして解析に取り組み、それぞれ成果を得ることができた。(1)生殖系列を通じて、どのような変異がいつ発生するか?変異蓄積系統に蓄積された変異、合計200箇所について、世代を溯って、変異の発生履歴を調べることで、解析に取り組んだ。その結果、生殖系列で新たに発生する変異のうち、予想以上に多くの割合が胚発生初期に生じていることが明らかになった。また、胚発生期初期に発生する変異は、それ以外の時期に発生する変異に比べて、スペクトラムが異なることが分かった。(2)生殖系列で発生する突然変異は、後世代の表現型にどのような影響を及ぼすか?世代を超えて、数多くの変異が蓄積された変異蓄積マウス系統の表現型を調べた結果、生活習慣病に関連すると考えられる血液生化学検査の異常や、血圧、心電図の異常などの発生率が、変異発生の少ない集団に比べて、有意に上昇することが明らかになった。平成28年度に、本研究を遂行する上で欠くことのできない共同研究者のライフイベントが発生したため、当初の予定に比べて、約半年分の遅れが生じた。共同研究者の職務復帰後、速やかに研究を再開したため、現在では、遅れを取戻し、当初、予定していた通りの進捗状況になった。

特に、変異検出を行う際の解析方法の最適化に取り組んだことで、挿入欠失変異については、今まで、格段に正確に、高感度に捉えることが可能になった。これらの成果については、今後、必要なデータを追加した上で、論文発表を行う予定である。また、変異蓄積系統の継代と表現型解析を、平成29年度も引き続き、進めており、最大で35世代が経過した。生殖系列変異が後世代に伝播する過程を解析するためのモデルとしては、世界的にも傑出したモデルだと考えられるため、今後も、継続して、進めていきたいと考えている。次世代シーケンサーで得られるデータのデータ解析の手法について、最適化に取り組んだことで、挿入欠失変異が正確に捉えることができるようになり、また、体組織中に低頻度で存在する変異を捉えることもできるようになった。これらの作業で達成された、変異検出系の性能の向上は当初の予定を大幅に上回るものであり、想定した以上に高い精度での解析が可能になった。生殖系列の突然変異の多くが胚発生期初期に生じることは、明らかになったが、これまでの解析では、検出数は限られている。そこで、解析する検体数を増やすことで、性染色体と常染色体の違いや雌雄の生殖系列の違いなど、より詳しく解析を進めていく。表現型への影響の解析も並行して進めていくことで、より包括的な理解を目指す。平成29年度の研究により、生殖系列変異の特徴、発生時期、発生メカニズムについての理解が、大幅に進展した。これらの結果をもとに、さらなる研究を進めていくことで、本研究で目標としている「生殖系列で発生する変異の後世代影響を体系的に理解するための新しい実験モデル」の構築が可能になると考えられる。
BRAF遺伝子変異をもつCFC症候群発症メカニズムの解明

Cardio-facio-cutaneous(CFC)症候群は心疾患・特異的顔貌・皮膚疾患を特徴とする遺伝性疾患である。しかしながら、その発症メカニズムはわかっていない。そこでCFC症候群患者において主要な原因となるBrafQ241R遺伝子変異をもつノックインマウスを作製し解析した。ノックインマウスは心疾患、肝壊死、浮腫、骨格異常を示し胎生致死であった。しかしノックインマウスの胎生致死はPD0325901(MEK阻害剤)、GSK-J4(ヒストン脱メチル化阻害剤)またその併用投与によって改善した。これらの成果はCFC症候群の病態メカニズムの解明に役立つとともに、治療法の開発に有用である。体細胞におけるBRAF遺伝子への変異はメラノーマに多く認められ、そのほとんどの変異がRAS/MAPKシグナルの下流であるERKを活性化する。生殖細胞系列におけるBRAF遺伝子変異はCFC症候群の原因となり、がんで認められる変異同様に、多くの変異はERKを活性化する。しかしながら、CFC症候群で認められるBRAF変異がマウスにおいても同様にERKを活性化しているかどうか、そこに種差が存在しているかどうかはわからなかった。そこで、CFC患者で認められる変異と相同な塩基に変異をいれた発現ベクターを作製し、NIH3T3細胞に過剰発現を行いERK下流のElk活性をレポーターアッセイにより解析した。その結果、マウスのBraf遺伝子への変異でも同様にElk活性の上昇を示すことから、マウスとヒトの相同性が明らかになりERKの活性化に種差が存在しないことがわかった。マウスとヒトでの機能的(Elk発現上昇)相同性が確認できたことから、CFC症候群患者で認められるBraf遺伝子変異をもつノックインマウスの作製(CFCモデルマウス)を行った。作製したCFCモデルマウスF1とCAG-Creトランスジェニックマウスとかけあわせたところ、その仔マウスは胚性致死および新生児期早期に死亡することが確認された。またこれらの死亡マウスで全身性にBraf遺伝子変異の発現が認められるかどうかRNA抽出を行い、その後、cDNA合成、シークエンスを行ったところこれら死亡マウスでのBraf遺伝子変異の発現が認められた。Cardio-facio-cutaneous(CFC)症候群は心疾患・特異的顔貌・皮膚疾患・精神発達遅滞を特徴とする常染色体優性遺伝性疾患である。これまでにその主要な原因は生殖細胞系列におけるBRAF遺伝子の変異であることがわかっている。昨年度はCFC症候群患者で最も高頻度に認められるBrafQ241R変異ががんで認められる主要なBRAF変異(BRAFV600E)同様に、下流のシグナルであるERKを活性化するかどうか調べた。その結果、BrafQ241R変異は癌同様にERK活性化を伴う機能獲得性変異であることがわかった。さらにBrafQ241R遺伝子へ変異をもつノックインマウスをCFC症候群モデルとして作製したところ、CFC症候群モデルマウスは肝壊死、リンパ管形成異常を伴う浮腫、骨格異常(下顎形成不全、脊柱後弯)を示し胎生致死であった。最終年度はCFC症候群患者で高頻度に認められる先天性心疾患(肺動脈弁狭窄、心房中隔欠損症、心室中隔欠損症)について解析を行った。その結果、CFC症候群モデルマウス胎仔では肺動脈弁狭窄、心室中隔欠損症、緻密化障害、肉柱異常など種々の心疾患が認めることがわかった。これら疾患を治療するような薬剤をスクリーニングしたところMEK阻害剤であるPD0325901、ヒストン脱メチル化阻害剤であるNCDM-32bおよびGSK-J4、あるいはPD0325901とGSK-J4の併用がCFC症候群モデルマウスの胎生致死改善に有用であることを見出した。これらの成果はCFC症候群の病態メカニズムを明らかにしただけでなく、その治療法を提案するものである。また本疾患は癌原遺伝子として知られるBRAF遺伝子への変異によってもたらされるものであり、本研究により明らかになった治療法はCFC症候群の治療としてだけでなく、癌治療への可能性を秘めている。医歯薬学本研究の目的はCFC症候群患者で多く認められるBRAF遺伝子変異が生体内でどのようなシグナル伝達メカニズムをもつのか、そしてそのシグナル伝達の変動は患者の病因と繋がっているかどうかを明らかにするものである。本年度はCFC患者で認められるBRAF遺伝子変異によるERKの活性化に種差が存在しないか調べたが、マウスでも同じようにERKの活性化が認められることからマウスでの解析がヒトのモデルとして有用である可能性がわかった。CFC症候群患者の多くは肥大型心筋症、肺動脈狭窄、心房中隔欠損などの心疾患を示す。

本年度、CFCモデルマウスが作製できたことからこれら心疾患について詳細な解析を次年度行うことができると判断し順調に進んでいると評価した。CFCモデルマウスが作製できたことから、本マウスを用いて詳細な解析を行う予定である。まずCFCモデルマウスが胚性致死であったことから、どの時期に死亡しているのか、胎児を取り出し解析を行う。現在の解析では、生後1日目に死亡しているマウスのジェノタイピングを行った際に、目的のCFCモデルマウスが得られたことから胎生の後期、出産時は生存しているものと考えている。よってまずembryonic day (E)16.5-E18.5の時期を中心にまず解析を行いたい。また、CFC症候群患者の多くは心疾患をもつことから胚性致死、出産直後の死亡を心疾患によるものと考え心臓の解析を中心に進めて行きたい。
近代的人格の再編と社会秩序

人工知能(AI)の発展が社会にもたらす影響につき、急速な技術進歩によってその意義が増し、社会的・国際的な検討課題として関心が強まっている状況を踏まえ、特に近代の法・政治システムの基礎となっている人格の自律性との関係から分析する作業を進めた。「理性的に決断する個人」というモデルはもはや採用しがたいという認知科学の主張、技術進化によって複雑な物を複雑なままに扱えるのであれば近代社会のような単純化を行なうべきでないとする複雑系科学からの主張を重視して調査・検討を行ない、総務省・AIネットワーク社会推進会議など学際的な検討の場を活用して研究を進めた。研究の結果については複数の論文(有斐閣からの論文集掲載、弘文堂からの論文集掲載、論究ジュリスト掲載論文)のほか、国際シンポジウム「AI and Society」(2017年11月)、パーソナルデータ+α研究会シンポジウム「AI社会における『個人』とパーソナルデータ:近代とシンギュラリティのあいだで?」(2018年3月)などにおいて公表した。加えて、ドイツから刊行予定の論文集、日仏共同研究を元にSpringerから刊行予定の論文集に収録される予定の英語論文を執筆した(受理済み)。研究にあたっては、自動車の自動運転において事故が発生した場合の責任分担のあり方などを例にした法学的な分析と、動物の権利論など法哲学・倫理学的な分析との関係を明らかにし、この問題の新たな意義と今後に向けた検討の視角を明らかにするよう務めた。従来から主たる分析の対象としてきた法とアーキテクチャについて、個人の統制を実現する手段としての共通性に着目した整理を準備し、今後の研究に向けた基礎的な理論構築を行なった。また、近代的人格とそれを基礎にした社会的秩序に対して認知科学・複雑系科学等から提示されている問題点について調査を行ない、他の社会秩序像との比較を行なうための基礎とした。成果については論文(共著書の一部、刊行予定)として提出したほか、主として経済学者とのワークショップ、全国市議会議長会職員研修における講演等において展開している。なお、予定していたアメリカのゲーテッド・コミュニティに関する現地調査については、日程上の問題等もあって以降の年度に先送りすることとし、理論構築作業を優先することとした。研究代表者は、特に情報化社会において発達しつつある監視技術の問題に注目し、それが果たす機能が逸脱行為への制裁という事後的なものから、行為前にその可能性自体を消去するという事前的なものへと変化してきていること、それ自体はむしろ各個人の幸福を意図して導入されているものだが、個人の自己決定と自律性という、近代社会の基礎となっている要素を傷付ける側面があることを指摘してきた。このような問題意識から、社会的統制手段の典型の一つである法について、他の統制手段との比較問題に重点を置いた研究を継続した。また、監視・記録技術とプライバシーへの懸念について、前者に関する技術的調査を進めるとともに、特にプライバシー概念の再検討・整理を通じた理論的再検討を試みた。自律的な個人を基礎とする法に対抗する統治原理の有力な候補である功利主義については、その性質と発展の系譜を整理する作業を行ない、比較の基礎を構築することを試みた。一方、法については民主的な立法過程の性格とその直面している問題について検討し、立法学研究の一環として成果を公表した。立法プロセスに関する民主的統制の中心的理念と考えられる立憲主義についても、社会的重要性を帯びてきた点も含めて検討を進め、複数の論考において成果を公表した。我が国における法解釈と法システム利用の特徴について、他国との比較を念頭に解説する英語論文についても公刊している。所属大学を変更したこともあり、附随する移転作業等に相当の労力を必要とした一方、これまでの成果のとりまとめ・刊行は順調に進展している。認知科学・複雑系科学など他の分野の知見を参照しつつ法という統制手段の特徴を位置付ける作業の進展が成果発表と比較するとやや出遅れている。また、監視・記録技術とプライバシーへの懸念について、プライバシー概念の再検討・整理を通じた理論的再検討を進め国際的・学際的な研究会において報告し、議論を深めた。国際会議の成果については英語論文としての出版、学際的研究会の内容については日本語論文としての出版が決まっている。また、統制の主体が人間ではなくAI・プログラムに置き換えられる可能性が、情報科学の進歩に伴って生じつつある事態を前提に、非=人格的な行為主体が登場した場合の責任分配のあり方とその法的統制、AIなどにおける責任概念のあり方、AIと人格の関係等について検討し、総務省において組織された会議、学際的な研究会等において議論を行なった。その一部は国際会議において報告され、英語論文としての出版が決まっている。自律的な個人を基礎とする法に対抗する統治原理の有力な候補である功利主義については、その性質と発展の系譜を整理する作業を中心として理論的な検討を行ない、出版の準備作業を進めた。一方、法に関する立法学的な観点からの研究を進め、その背景である「近代」の性格について国際比較を含めた観点から分析する論文も公刊した。

所属大学の変更に伴う研究環境の再整備に一定の労力・経費を投入する必要があったが、新たな研究成果の作成・公表とも順調に推移している。他分野の知見を参照しつつ法という統制手段の特徴を位置付ける作業についても、研究会等への参加・議論の推進などの状況は整っており、順調に進展している。その成果を研究へと反映させ、さらに公表へと結び付ける段階へと移行しつつある。人工知能(AI)の発展が社会にもたらす影響につき、急速な技術進歩によってその意義が増し、社会的・国際的な検討課題として関心が強まっている状況を踏まえ、特に近代の法・政治システムの基礎となっている人格の自律性との関係から分析する作業を進めた。「理性的に決断する個人」というモデルはもはや採用しがたいという認知科学の主張、技術進化によって複雑な物を複雑なままに扱えるのであれば近代社会のような単純化を行なうべきでないとする複雑系科学からの主張を重視して調査・検討を行ない、総務省・AIネットワーク社会推進会議など学際的な検討の場を活用して研究を進めた。研究の結果については複数の論文(有斐閣からの論文集掲載、弘文堂からの論文集掲載、論究ジュリスト掲載論文)のほか、国際シンポジウム「AI and Society」(2017年11月)、パーソナルデータ+α研究会シンポジウム「AI社会における『個人』とパーソナルデータ:近代とシンギュラリティのあいだで?」(2018年3月)などにおいて公表した。加えて、ドイツから刊行予定の論文集、日仏共同研究を元にSpringerから刊行予定の論文集に収録される予定の英語論文を執筆した(受理済み)。研究にあたっては、自動車の自動運転において事故が発生した場合の責任分担のあり方などを例にした法学的な分析と、動物の権利論など法哲学・倫理学的な分析との関係を明らかにし、この問題の新たな意義と今後に向けた検討の視角を明らかにするよう務めた。アメリカでの現地調査を延期するなど予定より進展の遅れている部分もあるが、全体的な理論構築作業・成果の発表については順調に進展している。監視社会論との関係において、ドライブレコーダーの活用と限界をめぐる共同研究に着手するなど、実際の社会的課題との関連性についても進展が見られる。人工知能(AI)の発展と対比される形で人間の知性や自律性の特徴を検討する作業について、急速な技術進歩によってその社会意義が増したこともあり、力点を置いて取り組みたいと考えている。その際、「理性的に決断する個人」というモデルは最早採用しがたいという認知科学の主張、技術進化によって複雑なものを複雑なままに扱えるようにあったのであれば近代社会のような単純化を行なうべきではないとする複雑系科学からの主張の調査・検討を重視する。人工知能(AI)の発展が社会にもたらす影響を、特に近代の法・政治システムの基礎となっている人格の自律性との関係から分析する作業について、急速な技術進歩によってその意義が増し、社会的・国際的な検討課題として関心が強まっていることもあり、重点を置いて取り組む。
宇宙放射線による葉緑体障害とオートファジーを中心とした障害除去機構の実態解明

本研究では、宇宙放射線による葉緑体障害の特徴づけを行うこと、その障害を除去し葉緑体機能を維持する「葉緑体クリアランス機構」の解析を行うこと、を目的とした。植物体地上部を用いた各種解析から、(1)各種放射線による葉緑体障害の程度、性質は一様ではないこと、(2)オートファジーが紫外線障害時のクリアランス機構として重要な役割を果たしていること、(3)その一つとして、壊れた葉緑体が丸ごと液胞に運ばれ分解されるクロロファジーが起こること、を新たに見出した。本研究では、宇宙放射線による葉緑体障害の特徴づけを行うこと、その障害を除去し葉緑体機能を維持する「葉緑体クリアランス機構」を解明すること、を目的としている。後者については、特に細胞内自己分解システム「オートファジー」による葉緑体クリアランスの機能と分子メカニズムを明らかにすることを主目的としている。平成26年度は、以下の2項目について得に研究が進展した。【1】宇宙放射線による葉緑体障害の特徴づけ:宇宙放射線による障害環境を想定し、モデル研究植物シロイヌナズナに対し様々な強度の紫外線B(UVB)を照射し、葉緑体障害の度合と変動を解析した。葉緑体機能はUVBの強度および照射時間依存的に低下し、その後1週間通常条件で栽培してもわずかな回復しか見られなかった。一方紫外線を含まない可視光による障害は、照射直後の障害度合がUVB照射より大きくても、照射後1日でほぼ回復した。よって、UVBにより誘導される葉緑体障害は、可視光由来の障害とは明らかに特徴が異なり、これまで知られている可視光障害の修復系とは異なる系で修復されることが示された。【2】各種放射線照射時におけるオートファジーの機能解析:UVB照射時に誘導される葉緑体オートファジーでは、葉緑体が丸ごと運ばれて分解されるオートファジー(クロロファジー)が主に機能することを明らかにした。オートファジー欠損変異体では異常な構造を持つ葉緑体が細胞質に蓄積していたことから、UVB障害により壊れた葉緑体がオートファジーによって選択的に除去されていることが示唆された。後者については、特に細胞内自己分解システム「オートファジー」による葉緑体クリアランスの機能と分子メカニズムに焦点を当てている。平成27年度は、以下の2項目について得に研究が進展した。【1】宇宙放射線による葉緑体障害の特徴づけ:前年度の成果を発展させ、異なる波長の光による障害をモデル研究植物シロイヌナズナに与え、葉緑体機能と植物体への影響を評価した。その結果、紫外線(UV)B、UVA共に葉緑体機能に障害を与えるが、UVB障害時により高頻度で細胞死が起こる、UVB障害時に見られた葉緑体オートファジー(クロロファジー)の誘導がUVAでは見られない、といった異なる応答が観察された。また可視光による障害時は、細胞死の頻度は低くクロロファジーが最も高頻度に誘導された。よって、宇宙放射線が含む様々な波長の光は、それぞれ異なる作用を持って葉緑体や植物細胞への障害を引き起こすことが示唆された。【3】オートファジーによる葉緑体クリアランス機構の分子メカニズム:全年度の解析で見出された、壊れた葉緑体が除去されるオートファジー経路「クロロファジー」の分子メカニズムを明らかにするために、クロロファジー抑制変異体の単離を進めた。高効率な光障害条件と蛍光顕微鏡下での変異体選抜系を構築し、これまでに数株の候補系統の単離に成功し、原因遺伝子の同定に必要な親株との戻し交配を行った。平成27年度の目的としていた、詳細な葉緑体障害の特徴づけ、オートファジーによる葉緑体クリアランスの機能解析、についてそれぞれ重要な進展があり、研究全体の目的達成に近づく成果を着実に得ることが出来ている。よって本研究計画はおおむね順調に進展している、と評価できる。平成28年度は、以下の2項目について研究成果が得られた。【3】オートファジーによる葉緑体クリアランス機構の分子メカニズム:前年度までに発見していた、壊れた葉緑体がオートファジーによって丸ごと除去される葉緑体クリアランス機構について、紫外線による活性酸素種の蓄積が一種の誘導トリガーとなること、葉緑体を部分分解するもう一種の葉緑体オートファジー経路「RCB経路」とは異なるメカニズムで制御されていること、を明らかにした。当該成果については、米国植物生理学会誌The Plant Cellに原著論文が受理、掲載された。【4】過剰光エネルギーに対する植物の防御機構が放射線照射下で果たす役割の評価:地表に到達する可視光の過剰エネルギーに対する既知の障害除去や軽減に関わる機構が宇宙放射線耐性にも寄与するかを、各種変異体を用いた表現型解析によって評価した。その中で活性酸素除去を担う酵素や強光からの葉緑体逃避運動を誘導する光受容体の変異体は紫外線B障害に感受性を示したが、光合成の明反応で最も損傷しやすいタンパク質複合体PS2の分解、除去を担うプロテアーゼFtsHの変異体は紫外線B感受性を示さなかった。

よって、一部の可視光防御機構が宇宙放射線耐性機構としても重要な役割を示すこと、可視光防御機構の宇宙放射線耐性への寄与は一様ではないこと、が明らかとなった。本研究では、宇宙放射線による葉緑体障害の特徴づけを行うこと、その障害を除去し葉緑体機能を維持する「葉緑体クリアランス機構」の解析を行うこと、を目的とした。植物体地上部を用いた各種解析から、(1)各種放射線による葉緑体障害の程度、性質は一様ではないこと、(2)オートファジーが紫外線障害時のクリアランス機構として重要な役割を果たしていること、(3)その一つとして、壊れた葉緑体が丸ごと液胞に運ばれ分解されるクロロファジーが起こること、を新たに見出した。宇宙放射線のうち紫外線B(UVB)に由来する障害については、葉緑体障害の特徴づけを一通り終えられたと共に、その障害で誘導される新しいオートファジー経路の発見に至っており、重要な成果を得ることが出来たと言える。また他の宇宙放射線条件についても照射系の検討を進めており、「UVB照射時に葉緑体オートファジーが起きない変異体」の選抜系についても、効率的な選抜のための実験系構築が進展している。よって本研究計画はおおむね順調に進展している、と評価できる。葉緑体クリアランスを担うと考えられるクロロファジー経路については、あらゆる宇宙放射線による障害で誘導されるわけではなく、障害を引き起こす光の波長依存性があることが分かってきた。よってその分子メカニズムの解明を進める上では、放射線種による差異がなぜ生じるかについても評価する必要がある。また獲得したクロロファジー欠損変異体については、全てのオートファジー経路に必要とされている既知のコアオートファジー遺伝子の変異体との重複を避けるため、クロロファジー以外のオートファジー経路の誘導性についても評価する。植物細胞生物学紫外線Bによる障害で誘導される葉緑体オートファジーは、これまでにない新しい経路であることが明らかになったため、その分子メカニズムの解明を進める上では、当初は計画に無かったアプローチを導入するなどの工夫が必要となることが想定される。計画していた正遺伝学解析だけにとらわれず、液胞やオートファジー可視化系統を用いたイメージング解析や、葉緑体機能に関連する変異体を用いた逆遺伝学解析などの適用を検討していく必要がある。平成27年度8月から12月にかけて、別事業により研究代表者が海外研究期間(イギリス)で研究活動を行っており、その間、本事業に関する研究代表者の活動が一時滞ったため。当初の予定よりは特に物品費に余剰が生じた。理由としては、当初想定していた変異体の大規模栽培による選抜を、より省スペースで短期間に変異体を選抜できる系を構築する方針に切り替えたため、植物栽培等にかかる物品費等が削減され、結果として全体にかかる経費が削減できたものと考えられる。未使用分は、これまでに獲得できた変異体の遺伝子同定を次年度中に達成するための次世代シーケンス解析に係る物品費、および論文発表費など成果の取りまとめに係る費用、として有効的に使用する計画である。未使用分等は、得られた変異体の遺伝子同定のために次世代シーケンサーを使用するための費用など、次年度の解析をより効率的に進めるための物品費等で有効的に使用する計画である。
非拘束的合意ー事実的拘束力の国際法的基礎

本研究は、新しい法現象として注目を集めている非拘束的合意の理論的体系化を試みたものであった。作業は、法律行為としての条約が法律効果を生ずるものであるのに対し、そうした法律効果を生じないものの、その合意の事実的効果が国際法上承認されたものとしての非拘束的合意という新たな観念の成立の余地があるのではというみずからの仮説の立証をめざすものであった。従来、区別されてきた法律行為と事実行為との中間に、非拘束的合意の観念を位置づけようとする作業である。残念ながら、実質的に半年という短い研究期間において、作業はいまだ予備的段階にとどまっているといわざるをえない。ただし、次の点で議論の整理が可能になったようにも思われる。この非拘束的合意の問題が、最近の国際法の中心的課題であるソフト・ロ-の議論と密接に関わっていることは周知の通りである。しかし、両者の間にはベクトルの方向の差というべきものがみられるように思われる。ソフト・ロ-として、法生成決議のような国連総会決議を観念した場合、ここではソフト・ロ-という観念が、完全な法的義務ではないとしても何らかの法的意味をもつものをカテゴライズするものとして用いられていることがわかる。いわば、生成過程の法を総称するものとして、ソフト・ロ-の観念が用いられている。ところが非拘束的合意は、拘束力を意図的に否定して初めて合意が達成される「ソフト化されたハ-ド・ロ-」ともいうべき合意である。この点は、1975年のヘルシンキ協定をみれば明らかである。その合意の内容は具体的かつ詳細であり、単に合意の当事者が形式的な法的拘束力を与えることを拒否したに過ぎないことがわかる。すなわち、非拘束的合意では、逆にその「非拘束」性や「非法」性を強調する立場から用いられていることがわかる。
2個の磁束型量子ビットの結合系に関する研究

3個のジョセフソン接合を含む超伝導ループは、量子コヒーレンスを示すことから磁束量子ビットとして応用できると考えられている。量子コンピュータに応用される量子論理回路においては、複数の量子ビットで構成される量子論理ゲートが不可欠な構成要素である。本研究では、2個の磁束量子ビットが相互インダクタンスを通じて結合した試料の動作測定、及び数値シミュレーションを実施した。結合度を十分に大きくするために、約80pHという大きめの相互インダクタンスをもつ試料について、^3Heライオスタット及び希釈冷凍機を使って低温における磁束測定を行った。磁束測定は、量子ビットと結合したDC-SQUIDの臨界電流測定及びFlux locked loopの両方の方式で行った。測定の結果、各ビットを流れる巡回電流が異なる磁場で反転し、量子ビット内の磁束が磁束量子の半整数倍付近のときに、量子ビットの磁気モーメントが反平行の状態が実現していることが実証された。この実験結果を、古典的数値シミュレーションによってよく説明することができた。本研究において測定された量子ビットに含まれるジョセフソン接合のジョセフソンエネルギーと帯電エネルギーの比は約400と大きいことから、古典的動作を明確に示しているものと考えられる。限られた磁場領域において、量子ビットの2状態の間の振動現象を観測した。振動のメカニズムに量子トンネリングが関与している可能性があり、考察を進めている。本年度には、第一に、ジョセフソン接合を使った磁束型量子ビットの試料を作成するときの最重要なプロセスである、適当なパラメータをもつ微小ジョセフソン接合の作成条件について研究した。超高真空蒸着装置を改造し、基板をロードロックを通して導入できるようにするとともに、抵抗加熱によるA1の斜め蒸着を行えるような設備を整えた。微小トンネル接合は、電子線リソグラフィーで作成するが、電子線レジストとフォトレジストを組み合わせた2層レジスト法によってO.10.3μm程度のサイズのA1の微小ジョセフソン接合を作る条件が明らかになった。また、適当なトンネル抵抗を得るためのA1の酸化条件も求められた。作成した微小ジョセフソン接合の電流電圧特性を低温で測定し、ジョセフソン電流の温度依存性、磁場中でのクーロンブロッケイド特性などを測定した。測定結果から、接合の重要なパラメータである帯電エネルギーとジョセフソン結合エネルギーを評価し、目的としたパラメータをもつ接合を作成できることを確認した。量子ビットとDC-SQUIDが磁気的に強く結合した試料を設計し、作成した。細線の間隔が1μm以下に近接した試料を作成することができた。更に、このDC-SQUIDが磁束輸送のための超伝導ループと結合した試料の設計と作成を行った。第二に、測定システムの製作として、輸送現象測定用の電子回路及び低磁場用マグネットの製作と、液体ヘリウムの減圧装置の整備、2重磁気シールドの設計と設置等を行った。希釈冷凍機を来年度に使用することを目的として、設計と部分的な製作を実施した。