hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロテアソームによるサイクリンB分解機構の解析

第二減数分裂中期にある成熟卵で最大を示す卵成熟促進因子(MPF)の活性は、受精後数分で低下する。このMPFの急速な活性低下はMPFの活性制御サブユニットであるサイクリンBタンパク質の消失と一致する。サイクリンBの分解は受精直後の卵に見られるばかりでなく、体細胞分裂における分裂期から間期への移行時に普遍的に見られ、細胞分裂に必須であることが明らかにされているが、その分解機構に関しては不明な点が多い。申請者は、リコンビナントサイクリンBと精製26Sプロテアソームを用いた実験から、26Sプロテアソームがサイクリンの限定分解を介してMPFの不活性化を行なうことを確証した。しかし、サイクリンBの分解がどのように制御されているのかは未解決の問題である。申請者はM期の卵からも26Sプロテアソームを精製し、これがサイクリンBの切断活性をもたないことを見い出している。さらに、分裂期と間期とで26Sプロテアソームのサブユニットに電気泳動移動度の変化があること、その変化が受精後に起こることも見い出した。これらの結果は26Sプロテアソームの活性を制御することにより、サイクリンBの分解は制御されていることを示唆している。これまでにサイクリン切断活性をもつ開期型の26Sプロテアソームと不活性な分裂期型の26Sプロテアソームへの変換の鍵を握ると推定されるp30、p62サブユニットをモノクローナル抗体を用いたイムノスクリーニング法により、遺伝子クローニングし、同定した。これらのサブユニットの変化がどのような修飾によるものなのか、リコンビナントタンパク質を用いた実験などによりp30の修飾はリン酸化であること、p62は未修飾の状態で26Sプロテアソームと結合することが明らかになった。今後はこれらの修飾が26Sプロテアソームの機能変換にどのように関わっているのか明らかにする。サイクリンBの分解は受精直後の卵に見られるばかりでなく、体細胞分裂における分裂期から間期への移行時に普遍的に見られると考えられる。各種変異サイクリンを用いた実験からサイクリンの分解は細胞分裂に必須であることが明らかにされているが、その分解機構に関しては不明な点が多い。申請者は、精製26SプロテアソームがサイクリンBのN末端を限定分解するという結果を得ている。そこで、卵成熟、つまり減数分裂期に重要なプロテアーゼとしてプロテアソームに焦点を絞り、分裂期に必須なサイクリンBのプロテアソームによる分解機構を解明することを目的として研究を進めてきた。これまでにリコンビナントサイクリンBを用いた実験から、26Sプロテアソームがサイクリンの限定分解を介してMPFの不活性化を行なうことを確証した。次にプロテアソームによる限定分解後から完全分解に至る過程がユビキチン系を介するものであるかどうか、卵内のユビキチン化酵素を精製し、サイクリンB分解中間体のユビキチン化を調べることで明らかにする。そこで、まずサイクリンBのユビキチン化部位と想定されているリジンリッチ領域内の6箇所のリジン残基の点突然変異体を作製した。一方、分解に必須であることが示されているサイクリンBのディストラクションボックスの点突然変異体も作製した。さらにこれら8種類の点突然変異体を発現用ベクターに組み換え、精製プロテアソームによる分解実験に使用する準備ができた。今後はこれら点突然変異体のユビキチン化を解析し、ユビキチン化部位の同定を目指すとともにサイクリン分解の分子メカニズムの全体像を明らかにする。
寡占的状況における価格差別：構造モデルに依拠した実証分析

本研究は、製品差別化といった生じる不完全競争下において、価格差別を中心とする企業の価格戦略を理論的及び実証的な観点から分析することを主題とし、競争政策や消費者政策に対する含意を得ることを目的とした。主要な分析結果としては、寡占的状況や垂直的関係下にある価格戦略の新たな特徴付けを導出し、また、耐久財の延長保証に関する消費者行動の実態について、実証的な検討を行った。また、本研究課題に関わる活動の一環として、「価格戦略研究会」を全4回主催した(平成24年4、5、7、11月)。関東地区、関西地区、中京地区の研究者が毎回平均10名前後が集い、産業組織論における研究成果を共有する場となった。産業組織論、応用ミクロ経済学上述のように、申請時の「研究の目的」と比べて、平成25年度においても、平成24年度と同様に、理論的な研究に重点が置かれることとなったが、不完全競争下における価格戦略の新たな理解につながる一定の学術的成果を上げることができた。とりわけ、平成24年度に続いて、本研究課題における成果として、複数の学術論文が、査読制の英文学術雑誌に掲載を許可されたことに関しては、当初の計画以上の進展と言える。また、平成25年度においては、これら理論的分析と並行して、アメリカ合衆国における電化チェーンの長期スキャンデータを用いた、小売店の価格戦略に関する実証的研究、及び、アメリカ合衆国における小売レヴェルのスキャンデータを用いた垂直的関係における上流企業の経営戦略と下流企業の価格戦略との関係に関する実証的研究も進め、平成26年度においても継続していく予定である。上述のように、申請時の「研究の目的」とはやや異なり、平成24年度においては理論的な研究にウェイトが置かれたが、寡占的な状況における価格戦略の理解につながる一定の学術的成果を上げることができた。とりわけ、研究開始年度において、本研究課題の研究成果として、査読制の英文学術雑誌への公刊が決まったことに関しては、当初の計画以上の進展だったと言える。但し、実証分析への展開については、申請時での予定から少し遅れて、平成24年度の後半からのスタートとなったので、平成25年度以降は、実証的な研究についても、当初予定していた研究成果に結びつくようにしたい。平成26年度においては、平成25年度において行ったデータセットの構築、簡単な予備的な計量分析、及び、経済モデルによる簡単な表現を踏まえ、最後の点である、経済モデルでの価格戦略行動の表現をより精緻化して、この構造モデルのパラメータの推定、及び、シミュレーション(数値分析)を行っていくことに注力する。同時に、上述の理論的な成果を踏まえた新たな研究にも着手し、本研究の目的である、理論及び実証の双方からの価格戦略の理解につながることを狙いとする。平成25年度においては、前年度後半より開始したデータセットの構築を行いながら、寡占的価格付けモデルの定式化、より具体的には、個人の財の購入を記述する選択モデルから市場需要を構築すると同時に(需要サイド)、複数企業の情報を組み合わせることによって、戦略的相互依存関係を表現する(供給サイド)。この構造的モデルをコンピュータでシミュレーション(数値分析)ができるように数理表現する。その後に、構築されたデータセットを用いてモデルのパラメータを推定するためのプログラムの制作に入っていく。平成25年度において購入したデータセットが、当初の予定のものよりもより低い価格で購入することが可能となったこと、及び、本格的な実証分析を平成26年度に集中的に行うことになったことから、数理処理ソフトウェアの購入及び更新を平成26年度に行った方が、より効率的な利用法であると判断されたため、当初の計画に若干の変更を加えた次第である。上述のように、数理処理ソフトウェアの購入及び更新に充てられてる予定である。また、理論的分析が当初の計画より進展し、そのことにより、ヨーロッパにおいて開催予定の学会において、理論的分析に関わる研究報告を行う予定であることから、そのためにも充てられる予定である。平成26年度においては、研究論文の報告のための各種セミナーや国内外の学会出席を主とし、同時に、各種調査資料・統計資料・図書の購入、英文校正費や各種データ収集と整理のための人件費や、数値計算・推定を効率的に行うためのコンピュータ機器への支出を予定している。
質の高い口腔ケア技術獲得に資する現実適合性の高いモバイルシミュレータの開発と検証

本研究では、限られた学習時間において、脆弱な口腔内の清掃技術の習得を可能にする教育方略を確立するため、新たな教育教材を開発し、その有用性を明らかにすることを目的とし、今年度は下記の研究実績を得た。(1)モバイルシミュレータの改良:試作したモバイルシミュレータについて改良を行った。動揺歯の動揺を大きくすると共に、頬側の歯肉は歯茎から頬への移行部のコントラストを強めた形状にした。また、小帯形状も付与したことにより、頬側はブラシの先端が歯茎と頬の移行部で行き止る感覚を再現した。また、舌側は模型歯のベースと歯肉の境界をぼかした形状にしたことで、ブラシの先端が舌下に潜り込む感覚を再現した。これらにより、頬側と舌側の違い等の口腔内の環境をイメージさせる再現性の高い形状となった。(2)モバイルシミュレータの学習効果の検証:歯科衛生士養成教育機関等で用いられている既存の高性能実習用模型(以下「実習用模型」)と比較することで、口腔清掃の技術習得のための自己学習教材としての可能性を検証した。1磨き残しの目安となるPCRスコアは、モバイルシミュレータが有意に低かった(p<0.05)。2ブラッシング中に適切なブラッシング圧を超過してしまう頻度(ブラッシング圧の適正値超過頻度)は、モバイルシミュレータが有意に低かった(p<0.05)。3ブラッシングの所要時間には有意差は認められなかった。4アンケート手法の一種であるVASによる使用感の評価では、「自習のしやすさ」について、モバイルシミュレータの評価が有意に高かった(p<0.05)。以上のことから、質の高いブラッシング技術を習得するための自己学習教育機材として、モバイルシミュレータが具備する性能を明らかにすることができた。本年度予定していた、対照群と介入群によるモバイルシミュレータの性能分析を実施した。また、当初は感覚評価で予定していたブラッシング時の圧力については、計器を用いて客観的な数値分析を行うことができた。本年度までの研究成果について国内外の学会において発表した。来年度は、モバイルシミュレータを用いた技術教育を実施すると共に、カリキュラムの異なる他の看護養成教育機関においてモバイルシミュレータが活用可能であるかを評価するため、研究協力施設の確保が課題となる。共同研究者や所属学会等を通じて、研究協力施設の確保に努める。最終的な成果を学会や誌面により発表すると共に、交流セッションや他大学での抗議等を行い、教育現場での早期の普及に努める。口腔ケアは高齢者の誤嚥性肺炎の予防だけでなく全身の機能維持に寄与する大切な技術であるが、看護基礎教育の現場では十分は時間を確保することが難しく、ケア技術の習得が十分とは言えない。そこで、本研究は、学生らが自宅等で独習できるリアルでコンパクトな口腔ケアシミュレータ(以下「モバイルシミュレータ」)を人間工学的な視点から開発し、さらにモバイルシミュレータを用いた部分的な学習が、口腔ケア全体に及ぼす効果を明らかにすることを目的とする。平成29年度は、モバイルシミュレータが具備するべき要件として、歯・歯肉を再現する硬度や人工プラークの塗布を想定した素材、歯周ポケットの再現方法などを様々な角度から検討を行い、モバイルシミュレータを製作した。また、実際に学生がモバイルシミュレータを用いて2週間ごとの独習を2回行い、それぞれの独習前後でモバイルシミュレータのブラッシングに要する時間や磨き残しについて調査・比較を行った。その結果、独習を重ねるごとに、ブラッシングに要する時間が有意に短縮され、磨き残しも減少した。加えて、次年度に予定していたモバイルシミュレータを用いた部分学習が全顎のブラッシング(全体学習)に及ぼす影響の分析にも着手した。学生がモバイルシミュレータを用いて2週間ごとの独習を2回行い、それぞれの独習前後で、全顎モデルのシミュレータのブラッシングに要する時間や磨き残しについて調査・比較を行った。その結果、独習を重ねるごとにブラッシング時間の短縮や磨き残しの減少が認められた。平成29年度の研究計画である1モバイルシミュレータが具備するべき要件(歯・歯肉を再現する硬度、人工プラークの塗布を想定した素材、歯周ポケットの再現方法など)の検討、2検討に基づくモバイルシミュレータの試作、3学生によるモバイルシミュレータを用いた練習の前後でモバイルシミュレータのブラッシング時間や磨き残しの計測・比較等について、計画通り実施することができた。さらに、平成30年度に予定していた、モバイルシミュレータを用いた部分学習が全顎のブラッシングに及ぼす影響の分析にも着手し、一定の結果を得ることができた。

1磨き残しの目安となるPCRスコアは、モバイルシミュレータが有意に低かった(p<0.05)。2ブラッシング中に適切なブラッシング圧を超過してしまう頻度(ブラッシング圧の適正値超過頻度)は、モバイルシミュレータが有意に低かった(p<0.05)。3ブラッシングの所要時間には有意差は認められなかった。4アンケート手法の一種であるVASによる使用感の評価では、「自習のしやすさ」について、モバイルシミュレータの評価が有意に高かった(p<0.05)。以上のことから、質の高いブラッシング技術を習得するための自己学習教育機材として、モバイルシミュレータが具備する性能を明らかにすることができた。本年度予定していた、対照群と介入群によるモバイルシミュレータの性能分析を実施した。また、当初は感覚評価で予定していたブラッシング時の圧力については、計器を用いて客観的な数値分析を行うことができた。本年度までの研究成果について国内外の学会において発表した。モバイルシミュレータでの独習を伴う本調査は、学生らに継続的な実験参加を求めるため、人数の確保が難しく、サンプル数の確保が課題となる。これらの実験で得られるデータは、モバイルシミュレータの活用方法にもつながる重要なデータであるため、平成29年度の進展を活かして平成30年度はサンプル数の確保に努める。来年度は、モバイルシミュレータを用いた技術教育を実施すると共に、カリキュラムの異なる他の看護養成教育機関においてモバイルシミュレータが活用可能であるかを評価するため、研究協力施設の確保が課題となる。共同研究者や所属学会等を通じて、研究協力施設の確保に努める。最終的な成果を学会や誌面により発表すると共に、交流セッションや他大学での抗議等を行い、教育現場での早期の普及に努める。モバイルシミュレータの製作を当初見積よりも経済的に行うことができた。次年度使用額は平成30年度に行う比較試験やシミュレータの改良の経費と合わせて支出する計画である。前年度からの繰入により当初支出予定額の一部が充当されると共に、若干の執行差金が生じたことによる。次年度は、研究協力施設との研究実施や教育現場への研究成果の還元を図る等、計画的な執行に努める。
コケ植物における性決定機構の解明

前年度までの研究により、MpFGMYBがゼニゴケの雌性分化に重要であり、その欠損変異体雌株がオス株化することを見出していた。本年度はMpFGMYB-Citrine融合タンパク質をMpFGMYBプロモーター制御下で発現するコンストラクトをMpfgmyb変異体に導入し、このコンストラクトが変異体の表現型を相補することを確認した。さらにこの形質転換体を用いてMpFGMYBの時空間的な発現パターンを詳細に解析した。その結果MpFGMYBが形成初期の雌性生殖枝原基において発現開始することを明らかにした。MpFGMYBの発現はオス株においてFGMYBの逆鎖ノンコーディングRNAであるSUFの発現により抑えられていることが前年度までに判明していた。本年度はSUFの作用機序の手掛かりを得るための実験を進めた。その結果、SUFがFGMYBの発現を抑制するためにはSUFとMpFGMYBとが同一の遺伝子座に存在する必要があることを明らかにした。これらの結果からMpFGMYB/SUF遺伝子座がゼニゴケの雌雄を制御する切り替えスイッチとして働いていることが明らかとなった。以上の結果と前年度までに明らかにしていた結果とを論文としてまとめ、EMBO Journal誌に発表した。また、今年度はゼニゴケの卵細胞において特異的に発現する転写因子に着目し、その機能解析を行った。機能欠損変異体の表現型解析および融合タンパク質を用いた相補体の観察から、ある転写因子の受精後の一過的な機能が、その後の胚発生に重要であることを見出した。現在、これらの結果をまとめた論文を投稿準備中である。今年度はまず、MpFGMYBの詳細な発現パターンの解析を行い、MpFGMYBの発現が雌器床の形態的な分化に先立って発現することを見出した。この結果はMpFGMYBが機能することにより雌性分化が起こるという想定に矛盾しない。またオスにおいてMpFGMYBの発現を抑制している逆鎖ノンコーディングRNA、SUFの作用機序を明らかにするための実験を行った。この実験からSUFがFGMYBの発現をシスに抑制することを明らかにした。これらの実験結果を前年度までの結果と合わせて論文を執筆しEMBOJournal誌に発表した。さらに今年度は、雌性分化の最終産物である卵細胞の機能に着目した研究においても興味深い知見が得られた。卵細胞が分化しないMprkd変異体と野生型の比較トランスクリプトーム解析の結果から、卵細胞特異的に発現する転写因子MpKNOX1を同定した。Mpknox1変異体の表現型を詳細に解析した結果、Mpknox1の雌親における欠損が、受精後の胚発生に影響することを見出した。さらに、gMpKNOX1-GFPの観察によりMpKNOX1が受精前の卵細胞細胞質に蓄積していること、また、MpKNOX1が受精後一過的に核移行することを見出した。これらの結果から、MpKNOX1が卵細胞において準備されている、胚発生開始のための鍵因子であると考えられた。以上に述べたように、当初の目的の一つであるMpFGMYBの発現制御機構の一端を明らかにできた上に、関連するプロジェクトにおいても興味深い結果を得られたことから、本研究課題は当初の計画以上に進展していると考えている。上記MpKNOX1の機能を探索する過程で、ゼニゴケの受精を試験管内で行いその後2週間にわたって試験管内で胚発生を進行させる方法を確立した。この方法で準備した受精卵および初期胚を固定、染色、透明化し共焦点顕微鏡による観察を行い、ゼニゴケの初期胚発生の進行を詳細に解析した。受精後6時間の段階で、精子の核は受精卵細胞質内で脱凝縮し雄性前核を形成することを見出した。この雄性前核は受精後約3日間にわたって維持され、核融合は受精後4日目に起こることを見出した。雌雄前核の融合までに比較的長時間を要することから、雌雄のゲノムに対してクロマチン再構成などの様々な変化が起こっているのではないかと推測された。最終年度はこの系と免疫組織化学的手法を組み合わせ、ゼニゴケの配偶子形成から受精、胚発生までの間のクロマチン動態に着目した研究を展開する。近年雌雄異株の維管束植物において胞子体世代における性決定因子が同定されている。一方で配偶体世代優占のコケ植物において配偶体の雌雄分化を制御する機構は未解明である。私は配偶体世代優占でかつ雌雄異株のコケ植物であるゼニゴケをモデルに用いることでこの問題の解決を試みた。申請時点では、MYB型転写因子をコードするMpFGMYBがゼニゴケ雌性生殖器官特異的に発現し、メス株におけるMpfgmyb機能欠損がメスからオスへの性転換を引き起こす、ということを明らかにしていた。今年度はMpfgmyb変異体の詳細な表現型観察を行い、Mpfgmyb変異体のメス株がほぼ完全にオス化していることを明らかにした。さらにMpfgmyb変異体の相補実験から、MpFGMYBの発現制御に重要な配列がコード領域3'側に存在することを見出した。さらに京都大学河内研究室との共同研究により、MpFGMYB遺伝子座の逆鎖側ノンコーディングRNAが、オスにおけるMpFGMYBの発現抑制に機能することを見出した。これらの結果からMpFGMYB遺伝子座がゼニゴケの雌雄分化において切り替えスイッチのように機能することが明らかとなった。

現在これらの結果をまとめた論文を準備しており、次年度中の早期に発表する予定である。また、ゼニゴケ属内での性分化制御機構の変遷を理解する目的で、雌雄同種のゼニゴケ属植物であるアカゼニゴケを、広島大学の嶋村博士の協力のもと野外から単離し、分子生物学実験の材料として用いるための試みを開始した。Mpfgmyb変異体に形成される雄器床内部の詳細な観察から、この変異体のメス株において、野生型オス株とほぼ同様の精子が形成されることを明らかにした。また性特異的に発現する遺伝子群の発現解析から、Mpfgmyb変異体のメスは遺伝子発現のレベルにおいてもオス化していることが示された。しかしながら一方で、これらの変異体精子の遊泳能を観察したところ、変異体精子は運動能を欠くということが明らかとなった。広島大学の嶋村博士との共同研究により、野生型の鞭毛軸糸にみられる9+2構造が、変異体精子では正しく形成されていないことが明らかとなった。以上の結果からMpfgmyb機能欠損によりほぼ完全なオス化が起こるが、機能的な精子形成のためにはY染色体上の因子が必要であることが示唆された。また、MpFGMYBの発現制御機構について興味深い結果が得られた。京都大学河内研究室との共同研究により、ゼニゴケオス株においてMpFGMYB遺伝子座の逆鎖側が転写されていることが見出された。保存されたORFが確認されないことから、この逆鎖側の転写産物はノンコーディングRNAであると考えられる。逆鎖側ノンコーディングRNA(SUFと命名)の機能を解析するために、SUFの転写開始点近傍1kbを欠損させた変異体が河内研究室において作出された。suf変異体のオス株はMpFGMYBの発現が上昇すると同時に、メスへと性転換した。これらの結果から、オス株においてMpFGMYBの発現がSUFにより抑制されていることが明らかとなった。以上のように、本年度は当初の目的の一つである、「MpFGMYB発現制御機構の解明」を京都大学河内研究室との共同研究により達成することができており、したがって本研究は当初の計画以上に進展しているといえる。前年度までの研究により、MpFGMYBがゼニゴケの雌性分化に重要であり、その欠損変異体雌株がオス株化することを見出していた。本年度はMpFGMYB-Citrine融合タンパク質をMpFGMYBプロモーター制御下で発現するコンストラクトをMpfgmyb変異体に導入し、このコンストラクトが変異体の表現型を相補することを確認した。さらにこの形質転換体を用いてMpFGMYBの時空間的な発現パターンを詳細に解析した。その結果MpFGMYBが形成初期の雌性生殖枝原基において発現開始することを明らかにした。MpFGMYBの発現はオス株においてFGMYBの逆鎖ノンコーディングRNAであるSUFの発現により抑えられていることが前年度までに判明していた。本年度はSUFの作用機序の手掛かりを得るための実験を進めた。その結果、SUFがFGMYBの発現を抑制するためにはSUFとMpFGMYBとが同一の遺伝子座に存在する必要があることを明らかにした。これらの結果からMpFGMYB/SUF遺伝子座がゼニゴケの雌雄を制御する切り替えスイッチとして働いていることが明らかとなった。以上の結果と前年度までに明らかにしていた結果とを論文としてまとめ、EMBO Journal誌に発表した。
Q-Fano 3-foldの分類

当該年度は、研究目的として掲げているQ-Fano 3-foldの定義方程式の記述に関して大きな進展が見られた。以前の研究において、1/2(1,1,1)-特異点しか持たないprime Q-Fano 3-foldの多くのものについて、それを完全交叉として含む4次元以上の多様体を構成していた。この多様体のことをprime Q-Fano 3-foldのkey varietyと呼ぶ。当該年度は、このkey varietyの定義方程式を具体的に求める研究を行い、きれいな形でその記述を得ることに成功した。結果的に完全交叉として得られるprime Q-Fano 3-foldの定義方程式の記述もできたことになる。きれいな形での記述できたというのは、方程式をバラバラに列挙するのではなく、行列を用いることで(例えばその積、行列式、交代行列ならPfaffianなど)記述できたということである。これは非特異なprime Q-Fano 3-foldの場合のkey variety,グラスマン多様体G(2,6),直交グラスマン多様体OG(5,10)などの記述と非常に近いものである。この記述の恩恵として、key varietyを射影幾何的に得る簡明な方法を得ることにも成功した。例えば、グラスマン多様体G(2,5)をその外にある点から射影して得られる多様体をVとする。Vは射影空間P^8に含まれるが、これを重射影空間P(1^9,2)の2次超曲面と考える。P(1^9,2)をVに沿って爆発し、MMPを走らせてP^8の固有変換をつぶすと、一つのprime Q-Fano 3-foldに対するkey varietyが得られる。これは、G(2,5)を含むP^9をP^10の超平面とみなし、P^10をG(2,5)に沿って爆発して、P^9と固有変換をつぶしてOG(5,10)が得られることと極めて似ていて興味深い。当該年度は、研究目的として第一に掲げているQ-Fano 3-foldの定義方程式の記述について大きな進展が見られた。1/2(1,1,1)-特異点を持つprime Q-Fano 3-foldという特別な場合についての結果ではあるが、特異点の仮定を外したprime Q-Fano 3-foldの総数は膨大であり、一歩ずつ着実に研究を進めていくしかないと考えている。当該年度に研究したprime Q-Fano 3-foldのkey varietyは以前に構成していたものではあるが、その定義方程式の記述には成功していなかった。しかし、当該年度はそれに成功し、しかも、思いもよらぬことに、その定義方程式の記述の恩恵として、研究実績の概要で述べたようなkey varietyの射影幾何的に簡明な構成方法が得られたことは大きな収穫と言える。以前より、1/2(1,1,1)-特異点のみを持つprime Q-Fano 3-foldが、非特異な場合と双有理幾何的に似た振る舞いをすることに興味を抱いていたが、key varietyの観点からはこの類似がなにかはっきりしていなかった。しかし、研究実績の概要の最後に述べたように、直交グラスマン多様体OG(5,10)と極めて似ているkey varietyなどが得られることが分かった。他にもそのような例がある。この類似の意味を追求してゆくことは今後の興味深い研究テーマとなる。そのような先に繋がる研究成果を得られたことも、研究の順調な進展を表している。現在までの進捗状況でも述べた通り、key varietyの定義方程式の記述に成功したことで、key varietyの射影幾何的に簡明な構成方法を得ることにも成功した。そして、それにより、1/2(1,1,1)-特異点のみを持つprime Q-Fano 3-foldと非特異な場合とのkey varietyの観点からの類似性が明らかとなった。今後はこの類似の意味を深く追求していく。例えば、研究実績の概要で述べたOG(5,10)と類似しているkey variety Xの一例については、OG(5,10)の定義方程式が8元数を用いて記述できていることから、Xと8元数との関係を探りたい。また、OG(5,10)は、その射影双対が自分自身と同型となるという自己双対性を持っているが、Xについても適切な意味で自己双対性が見られる。この類似の意味もまだはっきりしていないので追求してゆきたい。その他の場合としては、有名なフロイデンタール魔法陣に出てくる等質空間であるG(2,6)と6次元シンプレクティックグラスマン多様体も非特異なprime Q-Fano 3-foldのkey varietyとして得られることが向井茂氏によって示されているが、これに類似する1/2(1,1,1)-特異点のみを持つprime Q-Fano 3-foldのkey varietyも構成できる。これらのkey varietyについて、フロイデンタール魔法陣の類似が考えられるのか追及してゆきたい。さらには、1/2(1,1,1)-特異点以外の特異点も持つprime Q-Fano 3-foldについても、key varietyも持ち得るものについてはその構成と方程式の記述を行ってゆく。いつkey varietyを持ち、いつ持たないかも見極めたい。本年度はUdine大学のFrancesco Zucconi氏と共同で研究をして次の結果を得た.種数2以上の超楕円的代数曲線とその上の1点,それから,その上のtheta characteristicで大域切断を持たないもの,という3つ組のモジュライ空間は有理多様体である.

その手法は,ある種の3次元概del Pezzo多様体上の曲線族の代数群による商が上記の三つ組のモジュライ空間と双有理的同値であることを示し,前者の有理性を示すというものである.論文は現在投稿中である.また,単独の研究として,特異点指数2のQ-Fano 3-foldのいくつかについて,それらを重完全交叉として含み,代数群の半等質的作用を持つQ-Fano多様体(鍵多様体と呼んでいる)の構成を行った.その手法は,まず,Q-Fano 3-foldのGorenstein modelを完全交叉として含む多様体を構成して,それを極小モデル理論の範疇にある具体的な双有理射で変換することで,望みの鍵多様体を構成するというものである.このような鍵多様体を用いて,指数が2以上のQ-Fano 3-foldが,その種数を固定したとき,鍵多様体における重完全交叉の退化を考えることで,系統的に構成ができるということを観察した.Q-Fano 3-foldの鍵多様体の構成は,本研究課題の中心的テーマであり,これに関して順調に研究が進展し,これに関する研究発表を行うこともできた.また,特異点指数2の鍵多様体を用いて,特異点指数が2より大きいQ-Fano 3-foldについても理解することができるというのを見出したのは,意外な発見で興味深かった.次年度につながる研究ができ充実した一年であった.また,Zucconi氏との共同研究は,長年にわたって行っているが,これについて論文が執筆できたことにも満足している.本年度は、prime Q-Fano 3-foldの種数評価について主に研究した。Q-Fano 3-fold Xに対して、反標準線形系の次元-1のことを種数という。非特異なprime Fano 3-foldについては、種数が2から12までの整数で11でないということが、古典的事実と知られており、いくつかの証明がある。他方、non-Gorenstein prime Q-Fano 3-foldの場合は、当該研究者と佐野太郎氏の結果を合わせることで、反標準線形系がDu Val特異点のみ持つK3曲面(General elephant,以下GEと略)を含むならば、種数が-2から8の整数となることが分かっていた。反標準線形系がGEを含まない場合については、Alexeevにより、prime Q-Fano 3-foldが非自明な双有理写像を持つことが示されていた。本年度は、この双有理写像を利用して、反標準線形系がGEを含まない場合に種数が19以下であることを示した。また、その双有理写像が一部の例外でない場合には、種数が6以下になるというかなり良い評価も得た。この結果と以前に得られていたGEがある場合のprime Q-Fano 3-foldの種数評価を合わせると、例外的な場合を除き、種数が7,8であればGEが存在するということも導かれる。また、この研究の過程で得られる双有理写像を用いて、prime Q-Fano 3-foldの新しい例をいくつか構成した。
T.S.エリオットの詩劇による英語能創作の研究

本研究は、T.S.エリオットの詩劇Murder in the Cathedral(『寺院の殺人』)(1935)を英語原文のまま能に翻案して上演しようとするものであるが,最終的には、日本語版は完成を見たが、英語版の方は台本はほぼ完成したものの舞台発表にまでは至らなかった。しかし日本語版の方は、新作能『大僧正トマス・ベケット』として、専門家の校閲を経て、観世流緑泉会(津村礼次郎氏主宰)によって去る3月14日国立能楽堂にて初演され大変な好評を得た。宗教(カンタベリ-大寺院大司教トマス・ベケット)と政治(イングランド王ヘンリー2世)の対立抗争という12世紀の史実に基づきながらも極めて今日的な、また人類永遠のテーマとも言うべき問題を扱ったこの詩劇が、霊的世界と現世との橋渡しをする『能』にとって最高のテーマであったことが公演成功の最大の理由であるが、課題であった英語原文による舞台公演が実現されるに至らず、英米人の観客による受容をさらに容易にするであろうことの証明は、後日に延期された。
海産藻の Na^+ーATPase遺伝子の導入による耐塩性高等植物の作出

われわれは赤潮構成藻Heterosigma akashiwoの細胞膜上に動物のNa^+ーK^+ーATPaseの抗体と反応するNa^+ーactivated ATPaseの存在を植物で初めて確認した。この遺伝子を高等植物に導入し、耐塩性植物を作出する事を目的としてその遺伝子の単離を試みた。高等動物Na^+ーK^+ーATPaseに対する抗体や高等動物Na^+ーK^+ーATPaseのcDNAをプロ-ブとしてアカシオ藻から得たcDNAライブラリ-をクリ-ニングしたが、クロ-ンを得ることはできなかった。真核生物のATPaseに存在する2つの保存配列(P siteとAB site)をもとに合成したオリゴDNAをプライマ-としてPCR法によりアカシオcDNAからATPase遺伝子の一部を増幅させ、そのDNAをプロ-ブとして2種のATPase cDNAを得ることができた。現在、それらの完全シ-クエンシングを行っている。これらの分子はATPaseに特徴的な2次構造を示し、ATPase分子のcDNAである可能性が強く示唆された。得られたクロ-ンが、実際にNaイオンを輸送し得るかどうかを検討するために、この遺伝子をin vitroで転写を行えるプラスミドに組み込み、合成されたmRNAをアフリカツメガエルの卵細胞へ注入する計画を建て、現在準備中である。また、高等植物に得られた遺伝子を導入するに先立ち、動物Na^+ーK^+ーATPaseのα、βsubunitsの遺伝子のそれぞれをタバコ培養細胞に導入する系を作成し、現在それぞれの再分化個体を得るところまで進んでいる。海産ラフィド藻Heterosigma akashiwo細胞のNa^+-activated ATPaseのcDNAをクロ-ニングするために、我々は、ポリメラ-ゼ・チェイン・リアクション法(PCR)を用いた。報告されている真核生物のイオン輸送性ATPaseの保存されているアミノ酸配列を比較検討し、2ケ所(それぞれ7個のアミノ酸)を決定した。これらのアミノ酸配列を核酸配列に変換し、それぞれ20merのオリゴヌクレオチドを合成した。この2種のオリゴヌクレオチドをプライマ-とし、アカシオcDNAを鋳型に用いPCR法による増幅を行った。結果として0.75KbpのDNAが合成された。このDNAが、アカシオ細胞で発現していることを確認するため、この0.75KbpのDNAをプロ-ブにし、ノ-ザンハイブリダイゼ-ションを行った。約3.8と1.7KbのRNAが反応した。これは、アカシオ細胞が2種のATPaseを持っているという活性の結果と一致し、分子量の違いにより3.8KbのRNAが140KDaのNa^+-activated ATPaseであることが示唆された。合成した0.75KbpのDNAをpUC118を用いてクロ-ン化し、3.8KbのRNAにのみ反応するクロ-ンを3個得た。それらの塩基配列は、完全に一致した。さらに他種のATPaseと相同性を比較したところ、原生動物L__ー・donovaniのH^++ATPaseとアミノ酸配列で約40%の相同性を示し、アカシオ細胞が原生動物と近縁であることが示唆された。今後、このNa^+-activated ATPaseのfull length cDNAを単離することを目的として、0.75KbpのDNAをプロ-ブとして用い再スクリ-ンニングを行う予定である。海産ラフィド藻ヘテロシグマアカシオcDNAからポリメラ-ゼチェインリアクション法(PCR)で増幅したアカシオATPase遺伝子の一部をプロ-ブとしてλgt11で作製したアカシオcDNAライブラリ-をスクリ-ニングし、約20万プラ-クから4つのポジティブプラ-クを得た。これらのクロ-ンは、制限酵素地図から2種のクロ-ンが2つずつ混合しているため、それぞれの長い方をサブクロ-ニングし、M13ファ-ジとABI社のDNAシ-クエンサ-を用いて2つのクロ-ンの配列を決定した。アミノ酸への変換を行い、2つのクロ-ンが共に膜上のイオン輸送に関わるATPaseの保存配列を持つことが明らかとなった。他種

生物と比較したところ、それぞれが原生動物L__ー.<donovani>___ーのH^+ーATPaseと約60%、高等植物、酵母のH^+ーATPaseと40%50%の相同性を示したが、高等植物は20%30%の相同性しか示さなかった。これは輸送するイオン種よりも"進化的な近縁"と、それぞれのATPase分子の配列とが相関していることを示唆している。単離した2つのクロ-ンの相同性は、約70%であったが、完全長のcDNAではなかったため、2つのクロ-ンをプロ-ブに、アカシオ細胞の細胞周期でのそれぞれのATPaseの発現をノ-ザンハイブリダイゼ-ションで検討したところ、12時間明期12時間暗期で培養した細胞では、どちらのクロ-ンも明期10時間で強く発現していた。この時期の細胞から以前と同様にλgt11のcDNAライブラリ-を作製し、1つのクロ-ンの5'端をプロ-ブにスクリ-ニングを行ったところ16個のクロ-ンを得た。λgt11のア-ムとクロ-ン内部の配列をDNAシンセサイザ-で合成し、PCR法を使って調べ、ほぼ全長cDNAを得ることが出来た。
高発がん家系の解析

発がんの遺伝的制御機構を明らかにする目的で、我国における高発がん家系の実態調査、検体収集ならびに家族性家系大腸ポリポーシスおよび乳がんを対象とした遺伝子解析を行った。日本における小児がん登録を調査し、先天異常を伴う小児がん症例について試料提供に関するアンケート調査を行い、先天異常合併例および家族歴陽性例の検体収集体制を整えた。一方、成人がん登録の調査により、全症例の約0.3%が高発がん家系由来であることを示し、このうち胃がんを多発する家系内の胃がん、肺小細胞がんを合併した症例でp53ゲノム遺伝子変異を検出した。一方、高発がん家系を対象としたがん組織および家族を含めた血液試料の収集を行っている。家族性大腸ポリポーシスにおけるAPC遺伝子変異の位置と臨床像との比較検討から、眼底色素沈着を伴う症例では5771309コドンの変異を有することを明らかにした。乳がん細胞のクロナリティをX染色体のメチル化を指標に検討した結果、前がん病変および乳がん組織とも起源が単一細胞と考えられることが明らかになった。一方、乳がんあるいは卵巣がんにおける第17染色体長腕のヘテロ接合性を検討し、それぞれの約40%に欠失が認められるが、その共通領域は17q21.3と17q25.1q25.3の2箇所であることを明らかにした。さらに17q21.3領域の構造をコスミドマーカーを用いて詳細に検討し、乳がん650例中の2例において、サザン法で再構成・増幅異常を示す領域を同定し、ここに新しい遺伝子(MDC遺伝子)を見出した。
樹木における重金属集積への内生菌の関与と樹木内ネットワークの解明

申請課題の目標はそれぞれ特異的な金属を集積する金属集積樹木を対象に、それらの金属集積メカニズムの解明と各樹種の内生菌と金属蓄積との関係性、および樹体内における内生菌ネットワークの存在を明らかにすることを目標に研究を進めた。CdやZnを葉に高集積する特性を持つタカノツメの細根内内生糸状菌相の季節的な変化および土壌中のCdとZn濃度の異なる鉱山跡地と名古屋大学構内との違いをDGGE解析を用いて調べた。その結果、バンドパターンは同地域、同季節でも個体のばらつきが大きく、季節変化による特徴的な菌相の変化は見られなかった。しかしながら、採取した季節やサンプリング地点の違いに関わらず共通して見られた種があった。またCdやZn濃度の高い鉱山跡地で多く見られ、反対にこれらの金属濃度が低いサンプリング地点では見られない種があった。さらに、名古屋大学構内のサンプルには多く検出され、鉱山跡地のサンプルからはあまり検出されない種があった。Ni, Co, Mn, Znなどを葉に高集積するリョウブにおいて、名古屋大学構内に自生しているリョウブの葉および根の内生糸状菌の菌相をDGGE解析を用いて調べた。その結果、葉では、重金属耐性が確認されているColletotrichum属が夏季に優占していたが、落葉前にはColletotrichum属以外の種も多く検出された。根の内生糸状菌相を調べた結果、春から夏にかけて4種の菌が優占する傾向が見られ、初冬には全体としての種数は減少する傾向にあったものの、3種が優占する傾向が見られた。NiまたはCo添加培地で生育させたリョウブ幼植体に根内内生菌摂取試験を行った。その結果、金属無添加培地およびCo添加培地で育てた幼植体の根内内生菌摂取効果は見られなかったが、Ni添加培地で育てた幼植体においては根内内生菌摂取による成長促進効果が見られた。本申請課題は重金属汚染土壌における土壌浄化や汚染拡大防止のための植物被覆促進への重金属集積樹木利用方法の確立を目的に研究を進めている。申請課題の目標はそれぞれ特異的に金属を集積する3樹種(タカノツメ、リョウブ、コシアブラ)を対象にその金属吸収メカニズムの解明と吸収能力の強化を目指し、各樹種の内生菌と金属蓄積との関係性、および樹木体内における内生菌ネットワークの存在を明らかにすることである。H28年度において、タカノツメとリョウブそれぞれの葉から単離した内生糸状菌(以下内生菌)の金属耐性試験と、内生菌の金属添加培地におけるIAA(植物ホルモンの一種)生産能、キレート物質(シデロフォアと低分子有機酸)生産能を比較した。その結果、両樹種共通してColletotorichum属は金属耐性が高く、特にC. gloeosporioidesは金属添加培地上でもIAAやキレート物質生産能が高いことが分かった。タカノツメの葉内生菌種相の季節変化についてDGGE解析を用いて調査した結果、土壌中の重金属濃度が高い地域に生育しているタカノツメ葉においては、特に目立って優占する種は確認できなかった。一方、土壌中の重金属濃度が低い地域に生育しているタカノツメ葉においては、C. gloeosporioidesが優占することが分かった。C. gloeosporioidesは重金属に対する耐性が高く、宿主植物にとって有益となると考えられるIAAやキレート物質生産能も高いことから、タカノツメの金属集積に関与している可能性が考えられる。無菌条件下で生育させたリョウブ苗に、重金属耐性が高く、物質生産能を有する内生菌の摂取試験を行った。接種した菌のうち、C. gloeosporioidesのみ感染確認ができたが、菌接種による苗の明瞭な生育促進および金属集積の増加は確認されなかった。本申請課題はタカノツメとリョウブの地上部の調査実験については概ね順調に進んでいる。分析条件検討等で時間を要し、地下部の調査実験については計画よりも遅れているが、H29年度に計画通り進めることができる状況である。特定の内生菌と宿主植物との関係性を調べるためには無菌植物体が必要である。リョウブについては、無菌植物体作成方法は確立したが、タカノツメとコシアブラについては条件検討を進めている段階である。特にタカノツメについては組織培養が困難ではあるが、カルス誘導法までは確立できている。タカノツメの再分化誘導法を確立できれば、組織培養が難しい他の植物種に対しても応用が期待できる。本申請課題は広範囲におよぶ重金属汚染土壌の土壌浄化や汚染拡大防止のため、重金属集積植物を利用したファイトレメディエーション技術の確立を目指し研究を行っている。申請課題の目標はそれぞれ特異的な金属を集積するタカノツメ、リョウブ、コシアブラを対象に、それらの金属集積メカニズムの解明と各樹種の内生菌と金属蓄積との関係性、および樹体内における内生菌ネットワークの存在を明らかにすることである。H29年度において、ZnとCdを集積するタカノツメの葉に内生する特徴的な糸状内生菌の共存培養下における競争関係と重金属がその関係性に及ぼす影響について調べた。その結果、タカノツメの病徴のある葉に優占していた菌は高濃度Znや高濃度のZnとCd混合培地において生育が抑制された。一方、タカノツメ葉において優占度が高く、金属キレート物質や植物ホルモンの生産性の高い種が、高濃度Zn培地や高濃度のZnとCdの混合培地での成長がよかった。

この結果から、タカノツメの葉内の高濃度Znである環境条件がタカノツメにとって有益だと考えらえる菌種が生育しやすく、病害を引き起こすと考えられる菌の繁殖を抑制していると推察された。また、NiとCoを集積するリョウブの葉において、Niは葉縁と主脈に集積し、Coは葉の先端部に集積することがXRF分析より明らかになり、XAFS解析より葉内の有機酸分析結果から、リョウブ葉内ではNiはシュウ酸やコハク酸、またはヒスチジンなどとキレート結合し、Coは硫酸と結合した形態で存在していることが推察された。Mnを集積するコシアブラは放射性Csも集積する。この集積にAM菌が関与するかどうかを調査してきた。ルートコンパートメント法を用いたポット実験より、放射性Cs吸収が盛んであった土壌中のAM菌胞子数と細根中の放射性Cs濃度に有意な相関が見られ、その胞子は主にGlomus属であることが分かった。本申請課題は概ね順調に進んでいる。タカノツメとリョウブの内生菌の網羅的解析条件検討を進めた。樹種と植物組織の違いにより、解析条件を変更する必要があり、これまで採用してきた方法とは異なる手法を取り入れた。リョウブについて、内生菌と金属集積や生育促進との関係性が顕著に見られなかったことから、リョウブ樹木の持つNiとCo集積メカニズムをより詳細に把握するための実験を進め、上記実績を得た。コシアブラについてはMn集積にはAM菌が関与していない可能性が示され、放射性Cs集積にはAM菌が関与している可能性を示すことがフィールド調査およびポット実験結果から明らかになった。申請課題の目標はそれぞれ特異的な金属を集積する金属集積樹木を対象に、それらの金属集積メカニズムの解明と各樹種の内生菌と金属蓄積との関係性、および樹体内における内生菌ネットワークの存在を明らかにすることを目標に研究を進めた。CdやZnを葉に高集積する特性を持つタカノツメの細根内内生糸状菌相の季節的な変化および土壌中のCdとZn濃度の異なる鉱山跡地と名古屋大学構内との違いをDGGE解析を用いて調べた。その結果、バンドパターンは同地域、同季節でも個体のばらつきが大きく、季節変化による特徴的な菌相の変化は見られなかった。しかしながら、採取した季節やサンプリング地点の違いに関わらず共通して見られた種があった。またCdやZn濃度の高い鉱山跡地で多く見られ、反対にこれらの金属濃度が低いサンプリング地点では見られない種があった。さらに、名古屋大学構内のサンプルには多く検出され、鉱山跡地のサンプルからはあまり検出されない種があった。Ni, Co, Mn, Znなどを葉に高集積するリョウブにおいて、名古屋大学構内に自生しているリョウブの葉および根の内生糸状菌の菌相をDGGE解析を用いて調べた。その結果、葉では、重金属耐性が確認されているColletotrichum属が夏季に優占していたが、落葉前にはColletotrichum属以外の種も多く検出された。根の内生糸状菌相を調べた結果、春から夏にかけて4種の菌が優占する傾向が見られ、初冬には全体としての種数は減少する傾向にあったものの、3種が優占する傾向が見られた。NiまたはCo添加培地で生育させたリョウブ幼植体に根内内生菌摂取試験を行った。その結果、金属無添加培地およびCo添加培地で育てた幼植体の根内内生菌摂取効果は見られなかったが、Ni添加培地で育てた幼植体においては根内内生菌摂取による成長促進効果が見られた。
細菌細胞由来の逆転写酵素を用いた機能解析と新規阻害剤の開発

細菌細胞の逆転写酵素は、msDNA(multicopy single-stranded DNA)と呼ばれるRNAとDNAが2′,5′-ホスホジエステル結合を介して共有結合している複合体の合成に必須の酵素であることが知られている。研究代表者は、まずT7RNAポリメラーゼを用いる大量発現系とヒスチジンタグとNiアフィニティーカラムを利用した精製法によって大腸菌由来の逆転写酵素の一つであるRT-Ec73を精製することに成功した。さらに、この精製酵素とin vitroで合成した鋳型RNAを用いてin vitroでcDNAを合成することができた。そしてそのcDNAにおいてもmsDNAと同様に2′,5′-ホスホジエステル結合が形成されており、細菌細胞の逆転写酵素がそれ自身で2′,5′-ホスホジエステル結合を形成する活性を持つ現在唯一の逆転写酵素であることが示された。最近、真核生物の逆転写酵素においても2′,5′-ホスホジエステル結合の重要性が示唆されており、2′,5′-ホスホジエステル結合の形成を阻害する薬剤の研究が今後ウイルス逆転写酵素の阻害剤として注目される可能性がある。今回利用した逆転写酵素の精製法では、大量のタンパク質を精製することが困難であるため、結晶化を試みることができなかったが、現在精製法の改良を検討中である。一方、大腸菌のRNaseH欠損変異株を用いることによって、細菌細胞の逆転写酵素が完全なmsDNA複合体を合成する際には大腸菌由来のRNaseH活性が必要であることを証明できた。さらに、細菌細胞の逆転写酵素は、現在唯一in vivoで一本鎖DNAを合成することができる酵素である。この性質を利用すればアンチセンスDNAなどを用いた遺伝子発現制御系を構築できる可能性がある。現在、上で述べたin vitroでのcDNA合成系を利用して一本鎖DNA合成のためのベクターのデザインを検討中である。
宇宙空間で使用可能な高分解能四重極質量分析計の開発

電界放出型電子源を用いることにより冷たい電子を試料にあて、試料の分子構造を破壊しないと共に、4重極分析器の第2安定領域を使用することにより質量分解能の良い質量分析計を開発することを目標に平成8年度から開発に入った。1.第2安定領域を用いる四重極質量分析管の新しい制御方法を実証するため製作した試験回路は平成8年度発振を起こし、安定に動作させる事が出来なかったが、平成9年度以降はこの原因を解明し、安定に回路が動作するようになった。問題点は高周波領域における回路のグラウンドの取り回しにあった事が判明した。この試験回路を用いて走査線の精度,安定度,及び直線性を確認した。さらに4重極分析器のセンサーヘッドを真空チェンバーに実装し、これと試験回路を接続して第2安定領域における動作を確認した。2.平成8年度に製作した試験用チェンバーにおいて、電子ビームの実験を開始した。電界放出型電子源を用いて、その安定性、真空度による放出電流の変化、イオン化率を測定した。まず安定性についてはチップが少ないと時間変動が激しいが1000チップ程度の集積化を行うと放出電流が平均化されて変動が小さくなり、電界効果トランジスタ(FET)を用いて電流制限をすることにより平滑化出来ることが判った。また真空度は10^<-6>Torrでは問題ないが10^<-5>Torr台では放出電流が大幅に減少することが判った。しかし真空度を再び良くしていくと放出電流が復帰することが判った。この放出電子によるイオン化率は予測される中性粒子との衝突断面積から計算されるイオン化率と良く一致しており、4重極質量分析管と組み合わせて質量分析計を校正できることが判った。電子源と第2安定領域を用いる四重極質量分析管を組み合わせる試験には至らなかったが、個々の試験より十分実用的なシステムが構築できる事が示された。電界放出型電子源を用いることにより冷たい電子を試料にあて、試料の分子構造を破壊しないと共に、4重極分析器の第2安定領域を使用することにより質量分解能の良い質量分析計を開発することを目標に本年度から開発に入った。1.電界放出型電子源については、本年度はまず試験を行うためのターボ分子ポンプを備えた試験用チェンバーを新設した。さらにチェンバー内に電界放出型電子源を設置し,その前に静電レンズをおいて電子ビームをアノード上に焦点を結ばせる為の可動機構を整備した。さらに中性ガスを導入する装置を追加し,電離されたイオンを加速した後ファラデーカップで集めて電離効率を調べる為の構造をチェンバー内に設置した。到達真空度、清浄性ともに設計要求を満たすことを確認した。可動機構、中性ガス導入機構も正常に動作する事を確認した。当初の予定より若干遅れてはいるが、本年度の整備により来年度より開始する電界放出型電子源の試験の準備が整った。2.第2安定領域を用いる四重極質量分析管の新しい制御方法についてはこの為の試験回路を作成した。ここで重要な素子は較正用高速耐圧ダイオードであるが、理想ダイオードに近い民生品を選び出し、所期の目的を達成できることを確認した。さらに試験回路の動作を確認しているが、電圧の高い領域で周波数の高い正弦波を生成している為、回路に発振がみられる。この原因を現在調査中であり、これに対処した後、来年度走査線の精度,安定度,及び直線性を確認する予定である。電界放出型電子源を用いることにより冷たい電子を試料にあて、試料の分子構造を破壊しないと共に、4重極分析器の第2安定領域を使用することにより質量分解能の良い質量分析計を開発することを目標に昨年度から開発に入った。

1.昨年製作した試験用チェンバーにおいて、電子ビームの実験を開始した。電子ビームを収束させる為には円筒電子レンズを用いる必要がある。レンズの径、与える電圧などによりレンズの収束の特性は変化するが、実際に多数のレンズを製作する事は無駄であるので、この設計の最適化のためポアソン方程式を有限要素法にて解くプログラムをフォートランにて開発した。これを用いて電子レンズを製作し、これにまずバリウムスティフネイテッドカソードから発生する電子ビームを入射し、収束させる実験を行った。最終的な電界放出型電子源を用いるまでには至らなかったが、来年度において最終的な構成で実験を行う準備が整った。2.第2安定領域を用いる四重極質量分析管の新しい制御方法を実証するため製作した試験回路は昨年度発振を起こし、安定に動作させる事が出来なかった。本年度はこの原因を解明し、安定に回路が動作するようになった。昨年度の問題点は高周波領域における回路のグラウンドの取り回しにあった事が判明した。この試験回路を用いて走査線の精度,安定度,及び直線性を確認した。さらに4重極分析器のセンサーヘッドを真空チェンバーに実装し、これと試験回路を接続して第2安定領域における動作を確認した。電界放出型電子源を用いることにより冷たい電子を試料にあて、試料の分子構造を破壊しないと共に、4重極分析器の第2安定領域を使用することにより質量分解能の良い質量分析計を開発することを目標に平成8年度から開発に入った。1.第2安定領域を用いる四重極質量分析管の新しい制御方法を実証するため製作した試験回路は平成8年度発振を起こし、安定に動作させる事が出来なかったが、平成9年度以降はこの原因を解明し、安定に回路が動作するようになった。問題点は高周波領域における回路のグラウンドの取り回しにあった事が判明した。2.平成8年度に製作した試験用チェンバーにおいて、電子ビームの実験を開始した。電界放出型電子源を用いて、その安定性、真空度による放出電流の変化、イオン化率を測定した。まず安定性についてはチップが少ないと時間変動が激しいが1000チップ程度の集積化を行うと放出電流が平均化されて変動が小さくなり、電界効果トランジスタ(FET)を用いて電流制限をすることにより平滑化出来ることが判った。また真空度は10^<-6>Torrでは問題ないが10^<-5>Torr台では放出電流が大幅に減少することが判った。しかし真空度を再び良くしていくと放出電流が復帰することが判った。この放出電子によるイオン化率は予測される中性粒子との衝突断面積から計算されるイオン化率と良く一致しており、4重極質量分析管と組み合わせて質量分析計を校正できることが判った。電子源と第2安定領域を用いる四重極質量分析管を組み合わせる試験には至らなかったが、個々の試験より十分実用的なシステムが構築できる事が示された。