hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ構造物質中高密度電子励起状態の高輝度発光性とそのダイナミクス

1.半導体量子細線構造中の高密度励起子AlGaAs量子細線構造中に励起子を高密度励起することにより、励起子間斥力相互作用による発光の高エネルギーシフトを見出した。2.自然形成擬2次元ナノ構造中の高密度励起子層状半導体中の高密度励起子非弾性散乱発光の空間的挙動は、励起子バンド内の高密度励起子の分布と、バンド形状に依存した励起子ポラリトンの群速度の違いによって説明できることを明らかにした。3.ホスト媒質中の半導体微粒子中の高密度励起子多孔質CAPRONポリマーに担持したHgI2微結晶において、励起子分子状態の発光と、励起子間非弾性散乱発光が共存し、なおかつ、極めて低密度の励起でこれらの非線形高輝度発光が発現することを見出した。この低閾値化は、マトリクスである多孔質ポリマーの光励起状態が高効率で微結晶に伝達したためであると考えた。4.高輝度有機発光材料の光励起状態高輝度発光材料Alq3の無輻射緩和過程を光カロリメトリー分光法で実測し、70%を超える高い発光量子効率を持つことを明らかにした。5.高輝度発光性π共役高分子の光励起状態ポリチオフェン高分子を不活性ポリマー中に分散させた試料を制御し、ポリチオフェンの発光状態が空間形態に応じて、格子緩和程度が変化し、鎖間相互作用によって寿命の短寿命化と発光の低効率化が起こることを明らかにした。6.光捕集性デントリマー分子の光励起状態π共役性をもつ側鎖から成るデンドリマーが、高い光エネルギー変換効率を持つことを示した。また、比較的小さいデンドリマーでは、エネルギー伝達は極めて高速に起こり、短距離相互作用が重要な役割を果たしていることを明らかにした。type-lのエネルギー構造であるAlGaAs/AlAs半導体量子細線を高密度励起し、発光の超高速緩和過程を調べた。その結果、高密度では、量子細線中の高密度励起子間の散乱過程が増強され、これらの非弾性散乱によって、励起子中の電子がバリア層AlAsのX点に飛ばされ、その過程が発光の減衰特性を特徴付けていることを明らかにした。2.高輝度有機EL材料の高密度励起効果とダイナミクス高輝度EL材料として注目されているAlq3の単結晶を作成し、その高密度励起効果と発光の時間減衰特性を測定した。その結果、高密度励起条件では、発光スペクトルが劇的に変化し、発光の時間減衰特性に異様な振る舞いが現れることを明らかにした。3.多孔質ポリマー中半導体ナノ構造の非線形発光多孔質ポリマーにHgl2を埋め込み、その発光過程のダイナミクスに注目した。その結果、極めて低密度の励起にもかかわらず、高輝度の非線形発光が観測され、多孔質ポリマーと半導体の間のエネルギー移動がそれを担っていることを明らかにした。4.自己形成型2次元界面中励起子の高密度効果層状結晶Bil3に自然形成される2次元界面に束縛された励起子を高密度励起すると、異常な空間伝播機構が発現することが知られている。そこで、その期限となる励起子の間相互作用を解明するために、4光波混合光のスペクトルを解析し、その結果、共鳴エネルギーよりも高エネルギー側に、励起子間相互作用を反映した状態が観測できた。1.光カロリメトリー分光による高輝度発光性状態の発光量子効率の測定光カロリメトリー分光法により、高輝度有機EL複合ナノ分子、擬二次元導電性高分子の高輝度発光状態の発光量子効率を決定した。また、樹脂様巨大ナノ分子においても光エネルギー伝達量子効率の温度依存性を評価し、分子振動の静寂化に伴い効率が低下することを見出した。

2.多孔質媒質中半導体ナノ構造の構造評価と高輝度発光性金属ヨウ化物半導体を多孔質ガラスやポリマー中に埋め込み、その構造と光学応答を調べた。その結果、ナノ構造化することにより励起子遷移エネルギーは変化し、高密度励起において、多孔質媒質との相互作用により、顕著な高密度効果が発現することを明らかにした。3.自然形成擬二次元高密度励起子の空間的挙動層状半導体で特徴的に現れる自然形成擬二次元ナノ構造に束縛された励起子の高密度励起下における空間的挙動に注目した。高密度励起すると、浅い局在状態が飽和することにより、空間的広がりが顕著になり、運動量空間における励起子間散乱が、その空間的挙動を決定付けていることを明らかにした。4.半導体ナノ量子構造中の高密度励起子の空間的挙動エネルギー勾配を有するGaAs量子井戸中の高密度励起子状態と、CdTe量子点中の励起子状態に注目した。GaAs量子井戸中の励起子では、高輝度発光の励起強度依存性に励起子の多体効果が現れた。一方、CdTe量子点では、熱活性型の量子点間の励起子移動が、緩和のダイナミクスにおいて重要であることを明らかにした。
Ｃ１系小分子の高速＋高効率な物質変換＆資源化を図るハニカム構造体触媒反応場の創製

CO2などのC1系小分子の高速で高効率な物質変換を目的に,水素によるメタン化反応のための構造体触媒反応システムを構築した。また,生成するCH4のドライ改質用構造体触媒システムや,CH4を分解してH2と炭素材を製造する構造体触媒システムを構築した。各反応用の構造体触媒は,Wash coat法やゾルーゲル法と無電解めっきの組み合わせ法で調製したNi系触媒をベースとした。触媒活性と触媒寿命の観点から,各反応に対していずれの構造体触媒とも高い触媒機能性を発揮することがわかった。そして,構築した各触媒反応システムはC1系小分子を有用なエネルギー資源や炭素資源に高度に変換するシステムであることもわかった。本研究では、CO2やCOなどのC1系小分子を還元(メタン化)し、生成するCH4を高効率で高速に分解改質(CH4→C+2H2)やドライ改質(CH4 +CO2→2CO+2H2)するハニカム型構造体触媒を創製すること、そして創製した触媒でエクセルギー増加型の構造体触媒反応システムを構築して評価することを目的としている。今年度は、メタン化触媒や分解改質触媒、ドライ改質触媒の調製を目標とし、メタルフィン基材(100cpsi,18mmφ×45mmL)上にそれぞれの改質反応に適すると考えられる触媒成分を付着する方法を検討した。そして、調製した各構造体触媒の反応特性を評価し、以下のような成果や知見が得られた。1.CO2やCOなどのメタン化反応に対しては、CeO2担体上にニッケル成分を付着したNi/CeO2触媒が、Al2O3やZrO2,MgOなどを担体とする触媒よりも高いメタン化活性を示した。この要因は、担体上へのCO2の吸着状態が関与していることが推察された。2.上記のNi/CeO2系成分をWash coat法でAl製フィン基材上に付着した構造体触媒を作製した。この触媒は粒状タイプの触媒と比べ、250°Cで活性がやや下がるものの300°C以上では同じ活性を示し、メタン化触媒の構造体化に成功した。3.CH4のドライ改質反応に対しては、ゾルーゲル法によるAl2O3層の形成と、無電解めっきによるNi成分創出からなる方法でステンレス製フィン基材上に調製したNi/Al2O3触媒が高い改質特性を示した。その生成ガス組成比(CO/H2)は、アルカン合成反応に適したもの(CO/H2=0.61.0)であった。4.CH4の直接分解反応に対しては、上記のNi/Al2O3触媒が高い分解活性を示すことがわかった。また、この触媒は炭素質がある程度析出した後、H2OやO2ガスを流すことで再生可能であった。本研究は,CO2やCOなどのC1系小分子をH2でメタン化し,生成するCH4を高効率にドライ改質(CH4+CO2→2CO+2H2)することや,分解改質(CH4→C+2H2)することで,CO2やCOをエネルギー資源や炭素資源に変換するハニカム型構造体触媒システムを創製することを目的としている。平成26年度の研究実施では以下の有用な研究成果が得られた。1.CO2やCOのメタン化用構造体触媒の開発研究では,Wash coat法を採用して調製したNi/CeO2系触媒の触媒機能性の向上に成功した。具体的には,250°C300°Cの低温域でほぼ平衡転化率を示す高性能な触媒とすることができた。本触媒の性能は国内外の論文で最も高性能を示すものであり,原料の処理速度も実レベルに達するものであった。性能向上の要因は,CeO2の物性がCO2分子の吸着特性と逆シフト反応の性能向上に寄与していると推察された。2.CH4のドライ改質反応においては,無電解めっき法による活性Ni種を創出する際,めっき時間を3,5,10分間などに細かく制御することで炭素析出に対する触媒耐久性を向上することができた。物性測定から, NiとPd核の電子的相互作用が影響していることが考えられた。3.CH4のドライ改質反応場の直後に炭素捕集場を設置した新規な反応システムを構築し,その炭素捕集特性を評価した。炭素捕集率は,ドライ改質後のガス組成と捕集場の温度が重要であること,また捕集した炭素は場の温度によってその結晶状態や粒子形状が大きく異なることを明らかにした。4.CH4の分解改質では,触媒表面上にシリカコート処理を施したNi/Al2O3系構造体触媒を創製した。このシリカ被覆触媒は分解反応における劣化耐性にすぐれており,反応とその後の再生処理の繰り返し使用においても触媒劣化が少ないことを明らかにした。本研究では、CO2やCOなどのC1系小分子を還元(メタン化)し、生成するCH4を高効率で高速にドライ改質または分解改質するハニカム型構造体触媒を創製すること、そして創製したこれらの触媒でエクセルギー増加型の構造体触媒反応システムを構築して評価することを目的としている。最終年度である平成27年度は、これまでに創製したメタン化触媒やドライ改質触媒、分解改質触媒のさらなる調査、そして各触媒をベースとした構造体触媒反応システムの構築と評価について検討し、以下のような成果を得た。1.メタン化反応用のNi/CeO2触媒、CH4とCO2のドライ改質用のNi/Al2O3触媒、そしてメタン分解用のシリカコート被覆Ni/Al2O

3触媒の各触媒機能の最適化を図ることに成功した。また、触媒機能性発現の要因について各種の分析装置を活用した物性測定データをもとに、要因の推定を行なった。2.構造体触媒の基材形状(ハニカム形やスパイラル形、スタック形など)が反応性に及ぼす影響を調査し、メタン化やドライ改質反応の機能性に大きく影響することを明らかにした。そして、その向上要因は基材形状の選択による物質拡散性の向上や伝熱特性の向上であることが考えられた。このことは、基材形状を最適化することで反応特性の制御が可能であることを示している。3.CH4のドライ改質反応と炭素捕集場を組み合わせた構造体触媒システムを構築し、ドライ改質特性と炭素質の捕集特性を調査したところ、改質場の触媒劣化を回避した炭素捕集システムとなることを明らかにした。すなわち、構築システムは温室効果ガスCO2からの炭素を回収できる触媒反応システムであることを示した。4.ドライ改質後の合成ガスから炭素が析出する現象を調査し、熱力学的な検討を行ないつつ、改質後の炭素捕集場の条件制御(特に温度とガス組成)によって最大捕集率約7%を達するすることができた。CO2などのC1系小分子の高速で高効率な物質変換を目的に,水素によるメタン化反応のための構造体触媒反応システムを構築した。また,生成するCH4のドライ改質用構造体触媒システムや,CH4を分解してH2と炭素材を製造する構造体触媒システムを構築した。各反応用の構造体触媒は,Wash coat法やゾルーゲル法と無電解めっきの組み合わせ法で調製したNi系触媒をベースとした。触媒活性と触媒寿命の観点から,各反応に対していずれの構造体触媒とも高い触媒機能性を発揮することがわかった。そして,構築した各触媒反応システムはC1系小分子を有用なエネルギー資源や炭素資源に高度に変換するシステムであることもわかった。平成26年度の実施項目としては,メタン化用や分解改質用,ドライ改質用の各種構造体触媒の特性向上,ならびに最適化した触媒の物性測定と反応性能との相関性を検討することをあげていた。この項目に対して,メタン化反応では250°C300°Cの低温域で原料(CO2+4H2)供給量70ml/minの厳しい条件下でも平衡転化率にほぼ近い活性をもつ,高活性なフィン型構造体触媒を創製することができた。各触媒の物性測定についても,反応性能の発現要因について考察し得る情報を多数集積することができ,メタン化反応とドライ改質反応に対しては構成金属成分の電子因子の重要性を明らかにすることができた。炭素捕集システムの構築は,計画以上の研究成果が得られており,ガス組成と場の温度の相関性に留意した捕集システムの有効性が実証された。27年度が最終年度であるため、記入しない。工学平成27年度の研究実施内容については以下の通りである。1触媒物性測定の継続と触媒特性発現要因について検討する。具体的には,前年度までに開発した各種構造体触媒の機能性をさらに向上しつつ,各種の分析装置(SEM, TEM, XRD, EDX, XPS, BET, TPR, FT-IR,ラマン分析)を活用して調製した触媒の物性を継続して測定する。触媒特性の発現要因に関する検討を行ないつつ,得られた情報を触媒調製手順に還元することにより,C1系小分子の高機能な触媒創製に向けた触媒設計の指針について検討する。2CO2のメタン化反応における動力学測定を行ない,メタン化触媒システム設計のための速度論的な情報収集を図る。
高解像度MRIを用いた変形性膝関節症の早期診断システムの開発

膝関節(大腿骨、脛骨、膝蓋骨)の関節軟骨量をMRIにて定量化し、臨床データとあわせて解析することで、膝OAの早期診断システムを確立することを目的とした以下の検討を行った。2)膝MRI画像デジタル処理による軟骨の定量化システムの開発軟骨の中央から周辺に操作を行いながら境界を抽出して自動的に計測を行うフィルタリングシステムの開発を行った。このシステムの自動計測値と手動の計測値を比較しながら精度評価を行った。軟骨抽出領域を利用して、三次元的な構築を行い、構築したMRI画像の膝蓋骨、大腿骨、頸骨の関節軟骨コンポーネント毎の分割、さらに関節軟骨部分を膝蓋大腿関節の内外側、大腿頸骨関節の内外側分に細分割して体積計測を行うアプリケーションの開発が終了した。3)OA臨床データベース登録患者の膝MRI画像撮影とデータベース化都市部住民コホートではベースラインデータの収集が完了し、kellgren-Lawrence分類による読影が終了した膝X線画像のデータベースが完成した。このデータベースからgrade1か2というOAの境界域から初期OAと考えられる地域住民を無作為に120名を抽出して先に設定した関節軟骨撮影に適したMRI撮影条件で、撮影を行った。膝関節(大腿骨、脛骨、膝蓋骨)の関節軟骨量をMRIにて定量化し、臨床データとあわせて解析することで、膝OAの早期診断システムを確立することを目的として、以下の項目についての検討を行った。1)関節軟骨撮影に適したMRI撮像条件の決定2)膝MRI画像デジタル処理による軟骨の定量化システムの開発軟骨の中央から周辺に操作を行いながら境界を抽出して自動的に計測を行うフィルタリングシステムの開発を行った。このシステムの自動計測値と手動の計測値を比較しながら精度評価が現在進行中である。軟骨抽出領域を利用して、三次元的な構築を行い、構築したMRI画像の膝蓋骨、大腿骨、脛骨の関節軟骨コンポーネント毎の分割、さらに関節軟骨部分を膝蓋大腿関節の内外側、大腿脛骨関節の内外側分に細分割して体積計測を行うアプリケーションの開発に着手している。3)OA臨床データベース登録患者の膝MRI画像撮影とデータベース化都市部住民コホートではベースラインデータの収集が完了し、Kellgren-Lawrence分類による膝X線画像の読影も終了した。このデータベース内にはKellgren-Lawrence分類gradelか2というOAの境界域から初期OAと考えられる地域住民が700名登録されている。この中から無作為に120名を抽出して先に設定した関節軟骨撮影に適したMRI撮像条件で、両膝のMRI撮影を行っている。現在OA臨床データベースと独立したMRI画像データベースを構築中である。
前提に関する計算論理学的研究

談話や文脈においては、その談話や文脈を構成する文によって直接表現される意味に加え、「前提」と呼ばれる間接的な意味が存在することが知られている。「前提」は文が真偽値を持つための条件であり、例えば、「太郎は認知科学を専攻したことを後悔している」という文が意味(真偽値)を持つのは「太郎は認知科学を専攻した」ことを前提としているからである。前提は一般的に、文脈中の先行文によって表現されているとは限らず、文脈の意味処理においては要素文から前提を計算する必要がある。さらに複数の文から構成される文脈中で前提が発生する過程は一様ではなく、これを前提の投射問題というが、本研究では、1.文脈中の前提が、その要素文から発生する様々な過程をデータから抽出、分類した。2.上記のデータに基づき、文脈中に明示的、潜在的に含まれる情報が、どのように前提として投射されるのかという推論方式の形式化を行い、仮説的推論に基づく命題の補填(Satisfaction Theory)や、前方照応的な解消(anaphoric resolution)の両方を用いた統一的なモデルを提案した。また、そのモデルによって投射される前提を評価することで、推論方式の評価と修正を行い、理論言語学と談話意味論の手法に基づいてその過程を形式化することで、要素文から発生する前提を予測した。3.形式化した前提の投射モデルを用い、計算言語学の手法に基づいて、文の意味処理を行う計算操作の拡張として文脈処理のアルゴリズムを確立した。本研究は「前提の投射問題」を解決することを目的とする。「前提」とは,談話や文脈において,それらを構成する文が直接表現する意味以外に,文脈中で間接的に派生する意味のことを指す。前提は文脈中の先行文によって表現されているとは限らず、要素文から前提が派生する過程を解明し,さらには要素文から前提の予想を可能にする形式化を目標とする。本年度はその最初のステップとして,実際の談話で文がどのような前提をもって発話,解釈されているのかという事例の収集を行い,文脈中の前提が、その要素文から発生する様々な過程を抽出するためのデータベースの構築と分類を行った。これらを解析することで,文脈からどのような情報を取得し,どのような推論を行うことが,前提を含む文脈処理のために必要であるかを具体的にし,前提処理技術の下位範疇化,つまり必要な前提の種類や推論方式の洗い出しと分類を行うことを目指す。また,アブダクションを用いた推論の制御に関する先行研究の中で,選好理論,優先度付き理論,一貫性理論に基づく評価などの枠組みを比較検討した。特に,従来の談話意味論では適当な解釈が提示されていなかった例外的な事象についての解釈を可能にする枠組みを求めた。これは,前提の派生する過程を形式化することで、要素文から発生する前提の予測を可能にするための理論的な基礎となる。上記研究の一部を韓国・ソウルで行われた第9回HPSG国際学会で発表し,またイタリア・トレント大学で前提の研究者であるRob van der SandtやBart Geurtsらから情報収集を行った。前提は文脈中の先行文によって表現されているとは限らず,この研究では,要素文から前提が派生する過程を解明し,さらには要素文から前提の予想を可能にする形式化を目標とする。本年度は,実際の談話に基づくデータベースを用いて,文脈中の前提が,その要素文から派生する様々な過程の分析を行った。文が前提をもって発話,解釈されるトリガとなる文中の要素として,構文(クレフト文等),動詞(「後悔する」「知っている」等),その他の文要素(定冠詞、所有格名詞等)などを特定し,それらが誘発する前提の内容を文脈中の先行文から抽出する方式,さらには文脈中に明示されない前提を推論する方式の研究を行った。

例えば,「知っている」という動詞は,動詞の補文の意味内容にあたる命題を前提として誘発する。アメリカ・イリノイ大学で語用論の研究者であるGeorgia GreenやJerry Morganらと意見交換し,情報を収集した。談話や文脈においては、その談話や文脈を構成する文によって直接表現される意味に加え、「前提」と呼ばれる間接的な意味が存在することが知られている。「前提」は文が真偽値を持つための条件であり、例えば、「太郎は認知科学を専攻したことを後悔している」という文が意味(真偽値)を持つのは「太郎は認知科学を専攻した」ことを前提としているからである。前提は一般的に、文脈中の先行文によって表現されているとは限らず、文脈の意味処理においては要素文から前提を計算する必要がある。さらに複数の文から構成される文脈中で前提が発生する過程は一様ではなく、これを前提の投射問題というが、本研究では、1.文脈中の前提が、その要素文から発生する様々な過程をデータから抽出、分類した。2.上記のデータに基づき、文脈中に明示的、潜在的に含まれる情報が、どのように前提として投射されるのかという推論方式の形式化を行い、仮説的推論に基づく命題の補填(Satisfaction Theory)や、前方照応的な解消(anaphoric resolution)の両方を用いた統一的なモデルを提案した。また、そのモデルによって投射される前提を評価することで、推論方式の評価と修正を行い、理論言語学と談話意味論の手法に基づいてその過程を形式化することで、要素文から発生する前提を予測した。3.形式化した前提の投射モデルを用い、計算言語学の手法に基づいて、文の意味処理を行う計算操作の拡張として文脈処理のアルゴリズムを確立した。
大量のセンサデータに対する知的情報処理手法に関する研究

本研究は,大量のセンサデータが発生する環境下における,ネットワークの負荷軽減と高度なセンサデータ解析・処理の両立を目的とした,センサノードの近傍に存在するホスト(中間ホスト)においてセンサデータを解析・処理する手法を提案した.また,センサデータを解析・処理するための知識の共有方式も合わせて提案した.そして,評価実験から,提案手法によりネットワーク・端末の負荷軽減と高度なセンサデータ解析・処理の両立が実現されることを確認した.本研究は,大量のセンサデータが発生する環境下における,ネットワークの負荷軽減と高度なセンサデータ解析・処理の両立を目的とした,センサノードの近傍に存在するホスト(中間ホスト)においてセンサデータを解析・処理する手法を提案した.また,センサデータを解析・処理するための知識の共有方式も合わせて提案した.そして,評価実験から,提案手法によりネットワーク・端末の負荷軽減と高度なセンサデータ解析・処理の両立が実現されることを確認した.本年度は,大量のセンサデータをリアルタイムに分析し,必要な情報処理を行うためのマルチエージェント指向センサ情報処理技術の設計・実装と,様々なサービスに対応可能な汎用性の高いセンサシステムのためのエージェント知識の自律的変更技術の設計を目標に,1.中間ホストにおけるエージェント指向センサ情報処理技術,2.センサ情報処理のためのエージェント知識の動的変更技術,3.評価用アプリケーションの構築の3項目に関して研究開発を推進した.1.中間ホストにおけるエージェント指向センサ情報処理技術本項目では,センサデータを処理するための知識を中間ホストに存在するエージェントに保持させ,センサノードから得られる大量のデータに対して必要なデータ解析・処理を行うための技術に関する研究開発を行った.具体的には,センサデバイスから得られたデータに基づき,中間ホストが自身の保持する知識を用いてセンサデータを解析・処理し,システムの動作に反映させるための仕組みを設計した.また,提案手法を用いた加速度センサによる行動推定を行うプロトタイプシステムを作成し,提案手法の評価を行った.2.センサ情報処理のためのエージェント知識の動的変更技術本項目では,中間ホストにおいて自律的にセンサデバイスで観測されたデータから知識を抽出し,それ以降に観測されたデータの処理に用いるための手法を設計した.また,その知識を環境と紐付けて蓄積し,類似した環境におけるデータの解析・処理に用いるための仕組みを設計した.3.評価用アプリケーションの構築今年度,本項目では評価用アプリケーションの機能要件を検討・整理した.具体的には,センサデータの処理遅延の許容度,センサデータに対する高度な処理の必要性に基づいて既存のセンサシステムを分類し,本提案手法が最も有効に機能すると考えられる対象を考察した.本年度は,大量のセンサデータをリアルタイムに分析し,様々なサービスに対応可能な汎用性の高いセンサシステムのためのエージェント知識の自律的変更技術の実装,および研究課題の評価用アプリケーションの開発を目標に,1.センサ情報処理のためのエージェント知識の動的変更技術,2.評価用アプリケーションの構築の2項目に関して研究開発を推進した.1.センサ情報処理のためのエージェント知識の動的変更技術:昨年度の実装に基づき,エージェントがセンサデータ処理に用いる知識を,サービスやホストからの要求やセンサデータ解析結果などから獲得してネットワーク上に蓄積し,必要な場合に知識を利用する知識流通を通じて,自律的にセンサデータ処理知識を変更する機能を実装した.具体的には,センサデータ処理に用いる知識をシステムが動作中に自律的に獲得・蓄積する機能である知識獲得機能,センサデータ処理に用いる知識を必要な場所に適切に配置するための機能である知識配置機能を実装した.知識獲得機能では,センサデータを取得した環境とセンサデータ処理に用いる知識を紐付け,知識配置機能では,新たにサービスを提供する場合にその環境と蓄積した知識から適切な知識を配置する.2.評価用アプリケーションの構築:昨年度に検討・整理した評価用アプリケーションの機能要件に基づき,昨年度実現した中間ホストにおけるエージェント指向センサ情報処理技術および1の技術の評価用アプリケーションである観測対象者の動作推定を行うプロトタイプシステムを構築した.プロトタイプシステムは,市販されているセンサノード,一般家庭にあるようなPCやネットワークを用いて構築した.実験の結果,本研究の提案手法により,システムの動作に与える影響を抑えつつ外部ネットワークへの影響が軽減されていることが確認された.以上の研究成果を国際会議1件,国内会議2件で発表した.本年度は,大量のセンサデータをリアルタイムに分析し,必要な情報処理を行うためのマルチエージェント指向センサ情報処理技術と,様々なサービスに対応可能な汎用性の高いセンサシステムのためのエージェント知識の自律的変更技術の総合評価を目標に,1.実験,2.総合評価の2項目に関して研究開発を推進した.1.実験昨年度に実装したプロトタイプシステムを用い,本研究の提案手法である中間ホストにおけるエージェント指向センサ情報処理技術およびセンサ情報処理のためのエージェント知識の動的変更技術を適用した,観測対象者の動作推定を行う評価用のプロトタイプシステムを構築した.これは,昨年度に実装したプロトタイプシステムに機能を追加したものである.実験の結果,センサ情報処理のためのエージェント知識の動的変更技術により,センサデータ処理に用いるエージェント知識を環境に応じて適切に変更することが可能となり,従来の手法と比較して環境への適応度の高いシステムが実現された.また,この機能の実現には,比較的高い処理能力を持ち,かつ外部のネットワークに大量のデータを送信する必要のない,中間ホストにおけるエージェント指向センサ情報処理技術が必要であった.2.総合評価実験結果から,センサノードの近くに存在するホストにおける様々なサービスに柔軟に対応できる知的データ処理を可能とする本研究の提案手法により,外部ネットワークへの影響を抑えた汎用性の高いセンサシステムが実現されることが示された.

また,今後の研究課題として,センサノードの近くに存在するホストだけではなく,サービスや環境に応じてセンサデータを処理する場所を柔軟に変更することのできるシステムの着想を得た.以上の研究成果を国際会議1件,国内会議2件で発表した.また,海外論文誌1件に投稿した.研究の進行は,年度の中途においては当初の予定に対してやや遅れがあったが年度末には解消されている.これは,評価用アプリケーションであるプロトタイプシステムの試作を行ったところ,当初の予測に反し十分な動作が得られなかったためである,このため評価が約3ヶ月遅延した.この遅れについては23年度末には解消されており,24年度は当初の予定どおりに研究を遂行する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。本申請研究の最終年度である平成24年度は,当初の予定どおり23年度に作成したプロトタイプシステムを用いた本申請研究の評価実験および総合評価を行う.評価実験では,本研究の提案手法である中間ホストにおけるエージェント指向センサ情報処理技術およびセンサ情報処理のためのエージェント知識の動的変更技術により,外部ネットワークへの影響を抑えた汎用性の高いセンサシステムが実現されることを示す実証実験を実施する.総合評価では,評価実験の結果から提案手法により外部ネットワークへの影響を抑えた汎用性の高いセンサシステムが実現されることを示す.また,本研究の限界に関しても明確化し,今後の研究課題を整理する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
HTLV-1感染における消耗T細胞の特異的回復

抗HTLV-1TaxCTLを特異的に認識する分子を作成した.本分子は麻疹ウイルスのFタンパク質と共発現させた細胞とTaxCTL間で細胞融合を引き起こす.本分子とFタンパク質を表面に持つベクターはTaxCTL特異的に遺伝子を導入する事が期待できる.癌ウイルスであるHTLV-1やHCVなどの持続感染や、癌の存続を許す主原因であるT細胞の消耗(exhaust)から、ウイルス(癌)特異的T細胞のみを回復させる方法の開発が本研究の目的である.そこで,特定の消耗T細胞へのみ活性化遺伝子を導入するために、T細胞受容体の抗原認識部位を標的としたターゲッティング法を開発する。HTLV-1のTaxを認識するCTLを特異的に認識するための分子を作製した。本分子を表面に持つレトロ/レンチウイルスベクターを作製し、遺伝子を導入するためにはT細胞受容体と特異的に結合するだけで不十分で、ベクターとCTLの膜融合を引き起こすことが必要である。そこで、麻疹ウイルスのHとの融合分子を作製した。そして、F蛋白質と共発現させることにより膜融合を引き起こすことを期待した。しかし、通常の培養条件である37Cでは細胞表面膜への輸送効率が非常に低くかった。そこで、輸送効率を上げるために種々の試みをした。そのなかで、培養温度を33Cに下げると約50%の分子が細胞表面に輸送される事が分った.次いで、Tax認識CTL line (4O1/C8)との細胞融合能を測定するために、CFSEでラベルしたCTL lineをFと本分子共発現細胞に重層してCFSEの拡散を蛍光顕微鏡で観察する方法を開発した.その結果、同分子は33Cと37Cの両温度でT細胞受容体を認識して細胞融合引き起こす事が分った.抗HTLV-1TaxCTLを特異的に認識する分子を作成した.本分子は麻疹ウイルスのFタンパク質と共発現させた細胞とTaxCTL間で細胞融合を引き起こす.本分子とFタンパク質を表面に持つベクターはTaxCTL特異的に遺伝子を導入する事が期待できる.癌ウイルスであるHTLV-1やHCVなどの持続感染や、癌の存続を許す主原因であるT細胞の消耗(exhaust)から、ウイルス(癌)特異的T細胞のみを回復させる方法の開発が本研究の目的である.そこで,特定の消耗T細胞へのみ活性化遺伝子を導入するために、T細胞受容体の抗原認識部位を標的としたターゲッティング法を開発する。本年度に、まずHTLV-1のTaxを認識するCTLを特異的に認識するための分子を作製し,本分子が特異的にTax認識CTLを刺激してIFN-γを産生させることを確認した。本分子を表面に持つベクターを作製し、遺伝子を導入するためには、本分子が膜融合を引き起こすことが必要である。F蛋白質と共発現させることにより膜融合を引き起こすことを期待した。しかし、輸送効率が低く、野生型Hタンパク質の1/100しか表面膜に存在しなかった。輸送効率を上げるために以下の試みをした。1,本分子とH蛋白質の間にスペーサーアミノ酸を挿入し、個々のドメインが正しい立体構造を取りやすいようにした。2,不安定な蛋白質の輸送効率を上げる方法として知られている低い培養温度を試みた。3,F蛋白質の細胞質部分をHIV-1 Gagと相互作用できる配列に変えた。4,別経路の輸送を司るGRASP55を共発現させた。しかし、いずれの方法も効果がなかった。そこで、本分子を表面に持つリポソームを作製することに方針転換した。そのために本分子大量発現ワクシニアを作製した。目的分子の特異的な認識能を確認でき、さらにH蛋白質との融合分子の構築は順調に進んだ。しかし、この人工分子が細胞表面に輸送されにくいという予想外の困難に遭遇してしまった。このことを克服するために、種々の方法を試したが改善できなかった。そのために、新しい方法を採用する必要が生じた。1、本分子を大量発現して、精製する。ついで、本分子を表面に持ち、膜融合活性を持つリポソームを作製する。2、クローニングしたTCRαとβ遺伝子を導入したCD8 T細胞を作製して,標的とする。また、CTL活性を測定する。3、作製したリポソームが内容物を標的細胞に導入できることを、先ず色素をマーカーに調べる。ついで、ネガティブシグナル遺伝子(PD-1等)のshRNAやT細胞活性化遺伝子(IL-1遺伝子等)を導入して、CTLの活性の変化をin vitroで調べる。4、HTLV-1担癌ラットにCTLを導入して治療効果を調べる。23年度の交付申請に当たって,研究打ち合わせなどのために、旅費を20万円計上していました。しかし、研究を遂行するに当たってe-mailや電話の活用によって2万9千円の使用ですみました。そのために,約20万円を24年度に繰り越します。24年度研究費使用計画:繰り越し分は物品費として使用する予定です。
非平衡状態における化学的気相合成によるシリコン酸化薄膜形成機構の熱分子論的解析

無声放電により非平衡プラズマ状態を実現できる,TEOS(珪酸エチル)/酸素系常圧化学的気相合成(CVD)装置の設計・製作を行った。本装置は従来のTEOS/オゾン系CVD法を応用したものであるため,まず予備実験として酸素からオゾンへの変換特性を調べ,十分なオゾン生成が行われていることを確認した。その後,これと同時にTEOSを導入しシリコン酸化薄膜合成を行った。この合成状態はTEOS自体をも気相中で励起した状態を形成しているため,この中で過度な反応が進み粒子状態酸化シリコンが多量に生成されることが懸念されたが,そのようなことはほとんどなく良好な薄膜形成が確認できた。予備実験において放電特性に依存したオゾン生成があったこと,及びオゾン生成が十分である放電領域において確実な薄膜形成が確認できたことから,薄膜形成機構に放電特性が大きな影響を与えていることが予想される。この実験場において,酸化現象を支配している因子として基底状態の酸素原子の存在が挙げられ,これはまたオゾン生成にも重要な影響を与えている。すなわち,酸素分子の解離によって生成した酸素原子の励起レベルを,プラズマ中の空間電子の衝突によって上げないような状態を形成する必要がある。そこで,酸素原子に空間電子が衝突した際の励起状態変化を,熱分子論的解析により行った。なお,この方法には量子モンテカルロ法を用いたが,同時に行ったダイヤモンド薄膜形成時のメタン解離反応解析に用いた分子動力学法やトラジェクトリー法と比較し,電子の挙動を考慮している点で有効であるといえる。この解析の結果,電子衝突に伴うわずかな励起状態の違いで電離の有無が決定されることが分かった。これらの結果から,本研究で取り扱ったシリコン酸化薄膜の合成手法は,適切な放電電圧等のパラメータ設定によりきわめて有効な手法となることが示唆された。
新しい作用点の微生物由来プロテアソーム阻害剤の探索

微生物由来のプロテアソーム阻害剤として土壌分離糸状菌FO-8840株の培養液より12成分の活性物質を単離精製した。4Lの培養液より得られた粗物質2.66gを出発原料にODSゲルカラムクロマトグラフィー、Sephadex LH-20、逆相系分取HPLCで精製し12成分のFO-8840-A(0.29mg),B(0.11mg),C(0.11mg),D(0.10mg),E(0.61mg),F(0.99mg),G(17.8mg),H(0.53mg),I(0.10mg),J(0.04mg),K(0.22mg),L(19.2mg)を単離した。プロテアソームの加水分解活性はウシ赤血球より部分精製した20Sプロテアソームを酵素源とし、蛍光発色団を有する人工基質(キモトリプシン様活性基質)を用い、37°C10分間反応させ切り出されたAMCを96穴蛍光マイクロプレートリーダーで測定し、酵素活性とした。これらのプロテアソーム活性に対するIC_<50>値(μg/ml)はA(0.95),B(0.17),C(0.19),D(<0.05),E(1.1),F(6.2),G(45),H(7.3),I(1.3),J(0.62),K(6.0),L(>50)と測定された。特にD成分は非常に強力な阻害活性を示すことが分かった。現在各種NMRならびに各種機器分析を行ない構造解析中である。微生物由来のプロテアソーム阻害剤として土壌分離放線菌Streptomyces sp.WK-6374株の培養液より2つの化合物を見い出した。4Lの培養液より得られた粗物質573mg出発原料にODSゲルカラムクロマトグラフィー、逆相系分取HPLCで精製し2成分のWK-6374-A及びBをそれぞれ23.3、5.09mg単離した。プロテアソームの加水分解活性はウシ赤血球より部分精製した20Sプロテアソームを酵素源とし、蛍光発色団を有する人工基質(キモトリプシン様活性基質、トリプシン様活性基質、PGPH活性基質)を用い、37°C10分間反応させ切り出されたAMCを96穴蛍光マイクロプレートリーダーで測定し、酵素活性とした。これらのプロテアソーム活性に対する阻害は成分Aでキモトリプシン様活性、トリプシン様活性、PGPH活性に対するIC_<50>値はそれぞれ9.0μg/ml、9.5μg/ml、8.0μg/mlを示し、成分Bではそれぞれ8.3μg/ml、10μg/ml、5.0μg/mlと測定された。これに対してプロテアソーム阻害剤ラクタシスチンはそれぞれの活性に対し2.2μg/ml、26μg/ml、56μg/mlであった。従ってWK-6374-A及びBはPGPH活性に強い阻害活性を示すことが明らかとなった。現在各種NMRならびに機器分析を行ない構造解析中である。
来日直後の日本語初級学習者のレディネスを高める学習リソースの開発と評価

この研究は、留学生センターで初めて日本語を学ぶ国費研究留学生のための学習環境を開発することが目的である。彼らは来日から授業開始までの間、少なくとも一週間自由な時間がある。そして、未知である日本文化と日本語に対する学習動機が高いことがわかっている。そこで、この期間に彼らが日本語を学習する場所、学習する教材、学習を支援する人の3つの学習リソースを含んだ学習環境を開発した。学習場所には、留学生の宿舎、留学生センター、大学生協の店などを含み、支援者には日本語教師やそれぞれの場所で働く人々を含む。教材は、印刷教材とビデオ教材、マルチメディアによるひらがな学習教材がある。教材の項目は、以下の4項目である。1挨拶おはようございます:こんにちは:こんばんは:行ってきます:ただいま:しつれいします:しつれいしました2自己紹介はじめまして。です。とよんでください。からきました。専門はです。どうぞ、よろしくおねがいします。2買い物ちょっとすいません:、ありますか:これ、いくらですか:じゃあ、これお願いします。すいません、またきます:どうも。4質問をするこれは、なんですか:これは、日本語でなんですか:そうですか留学生は、熊本に来た翌日、留学生センターでオリエンテーションがある。キャンパスの案内や一週間後に始まる日本語コースの説明の他、今回開発した教材での学習方法を説明する。学生は、留学生センターでは、コンピュータとビデオを見たり、教師やボランティアスタッフと練習し、宿舎では、印刷教材などで練習する。こうした学習によって、日本語コースが始まるまでの間に、日本語学習のためのレディネスが高められると考えている。こうした学習の過程は、印刷教材やビデオ、写真等で記録する。日本語コース開始時に日本語教師がその記録を参照することで、その学習者の特徴や学習のレディネスについて理解を深めることができる。です。とよんでください。からきました。専門はです。この研究の目的は、留学生センターで初めて日本語を学ぶ国費研究留学生が、来日直後から授業開始までの間に、日本語学習へのレディネスを高めるため、日本語を自律的に学習できる学習リソースを開発し、評価することである。ここでいう「レディネス」とは、来日後に参加する日本語コースへの学習準備態勢を指す。また「自律的」とは学習者が主体的に学習に参加する状態を指し、「学習リソース」とは、学習を成立させる学習環境(マルチメディア、印刷教材、ビデオ教材、音声教材等の物的資源、学習を支援する人的資源、キャンパスや事務室等、学習者が参加するコミュニティーとしての社会的資源の3つ)を指す。この研究では、来日直後からコース開始までの2週間を学習者の自律的学習期間として確保し、学習リソースの開発及び評価を2年間で行う。本年度は、2週間の学習リソースの内容を選定し、物的リソース制作のための資料(ビデオや、音声、写真)を作成した。それをオーサリングソフトで編集し、来年度4月に来日する学生に対し試用するための試作版を制作した。具体的には、まず、学習リソースとして、「挨拶」「自己紹介」「買い物」の3場面を選んだ。そして、物的リソースための資料として、各場面のビデオ素材、コンピューター用アニメーション素材、音声素材を制作した。それらを、平成13年度4月に試用し評価データを得るためのコンピュータソフト及びビデオ教材の制作を行った。この研究の目的は、留学生センターで初めて日本語を学ぶ国費研究留学生が、来日直後から授業開始までの間に、日本語学習へのレディネスを高める為、日本語を自立的に学習できる学習リソースを開発し、評価することである。2年目の今年度は教材のプロトタイプをまとめ、留学生からの評価データを集めた。教材は、物的リソースとして、「自己紹介」「挨拶」「単語を覚える」「買い物」の4場面(前年度から1場面追加)を選びシラバスを作成した。うち2場面の内容を以下に掲載する。自己紹介:はじめまして。です。からきました。

よろしく、おねがいします。学習課題:1視聴覚・学習室で自己紹介のビデオ撮影する2留学生センター教官室・留学生課で自己紹介をする3開校式のパーティで自己紹介をする(ビデオ撮影)挨拶:おはようございます。こんにちは。いてきます。ただいま。じゃ、また。しつれいします。学習課題:1挨拶場面を視聴覚・学習室で練習し、ビデオに撮影する2留学生センターの事務、教官室へ行き挨拶をする3宿舎の管理人に挨拶をする学習は次のような手順で行う。渡日後(大抵は翌日)、留学生センターに来てもらい、コンピュータの使い方を説明し、教材群と必要機材を渡し、今後一週間、どこでどんな学習を行ってほしいかを説明する。留学生センターでは、コンピュータやビデオで学習する。宿舎では、ワークブック・音声教材などで学習する。生活場面では、大学の売店の店員や留学生センターの教師や事務官と実際に会話し、ワークブックに所見を記入してもらう。
半導体材料・デバイスの先端科学技術

本研究は、半導体材料・デバイスに関する先端科学技術に関して、韓国研究者と共同で研究を行うことで、より効率よくこの分野の発展を図ると共に、日韓相互の学術交流を促進することを目的として行われた。具体的には、各種の半導体の微細構造の基礎物性解明とその応用に関して、各研究者が試料作製、物性評価およびデバイス作製において役割を分担し、親密に情報を交換しながら研究を推進した。本研究で実施された研究活動およびそれによって得られた成果は以下の通りである。1.まず研究開始当初の日韓の打ち合わせによって、研究の対象とする材料・構造をIV族半導体(SiGe系)、III-V族化合物半導体(AlGaAsおよびGaInPAs系)、II-VI族化合物半導体(ZnSeおよびCdSe)を用いた超格子、量子細線、量子箱構造とした。これらの試料を、分子線エピタキシャル法(MBE)ならびに有機金属気相法(MOVPE)を基にした新しい結晶成長技術および超微細加工技術を開発することによって作製した。同時に、これらの結晶成長における基礎的な表面過程を解明するために、成長のその場観察の手法の開発も試みた。次いで、これらの試料について、光学および電気的な基礎物性の評価を行うと共に、発光素子、光変調素子、電子波素子などへのデバイス応用を試みた。これらの役割分担については研究実施計画の通りであり、微細構造試料の作製およびデバイス加工ついては主に日本側研究者が行い、物性評価および理論的考察については日韓双方で行った。微細構造の作製に関しては、主にMOVPEが用いられ、(1)微傾斜面上に分数層超格子を作製する方法、(2)SiO_2マスクによる選択成長を利用する方法、および(3)電子線の直接描画によるリソグラフィーと湿式エッチングを組み合わせた方法により進められた。特に、(2)の方法によって作製された量子箱構造においては、フォトルミネッセンスにより大きな量子サイズ効果が観測され、その結果が理論的な考察とよく一致することが確認された。デバイス応用に関しては、(3)の方法によって量子細線レーザが作製され、発振に成功した。また同様の方法によって、電子波干渉デバイス作製のために不可欠なナノサイズの精度を有する微細加工技術の開発において大幅な進展を見た。試料評価に関しては、作製された微細量子構造について、フォトルミネッセンス、ラマン分光などの光学的評価、およびX線回折、X線吸収微細構造法などによる構造評価がなされ、試料作製へフィードバックを行うと共に、基礎的な量子物性の解明おいて多くの成果を得るに至った。結晶成長のその場観察に関しては、表面光干渉法を新たに開発し、実際の薄膜成長に応用した。その結果、この方法が表面状態に非常に敏感な観測手法であることを明らかにすると共に、結晶成長の基礎過程について知見を得た。2.平成5年9月、札幌において「半導体材料・デバイスの先端科学技術」に関する日韓シンポジウムを開催した。このシンポジウムには、本研究の研究代表・分担者を含めて、日本側17名、韓国側9名が参加し、それまでに得られた研究成果について発表ならびに討論を行った。3.平成5年12月に、日本側研究者4名(研究代表者:柊元、および研究協力者:伊賀、浅田、宮本)が韓国を訪問し、これまでの研究結果についてその成果と課題について討論した。さらに、将来的な日韓の共同研究の方針について意見交換を行った。これらによって、半導体材料・デバイスに関して、本研究の目的であった日韓相互の学術交流と研究推進が十分に図られたと考える。

また同様の方法によって、電子波干渉デバイス作製のために不可欠なナノサイズの精度を有する微細加工技術の開発において大幅な進展を見た。試料評価に関しては、作製された微細量子構造について、フォトルミネッセンス、ラマン分光などの光学的評価、およびX線回折、X線吸収微細構造法などによる構造評価がなされ、試料作製へフィードバックを行うと共に、基礎的な量子物性の解明おいて多くの成果を得るに至った。結晶成長のその場観察に関しては、表面光干渉法を新たに開発し、実際の薄膜成長に応用した。その結果、この方法が表面状態に非常に敏感な観測手法であることを明らかにすると共に、結晶成長の基礎過程について知見を得た。2.平成5年9月、札幌において「半導体材料・デバイスの先端科学技術」に関する日韓シンポジウムを開催した。このシンポジウムには、本研究の研究代表・分担者を含めて、日本側17名、韓国側9名が参加し、それまでに得られた研究成果について発表ならびに討論を行った。3.平成5年12月に、日本側研究者4名(研究代表者:柊元、および研究協力者:伊賀、浅田、宮本)が韓国を訪問し、これまでの研究結果についてその成果と課題について討論した。さらに、将来的な日韓の共同研究の方針について意見交換を行った。これらによって、半導体材料・デバイスに関して、本研究の目的であった日韓相互の学術交流と研究推進が十分に図られたと考える。
大マゼラン雲の近赤外輝線サーベイで探るスーパーシェルによる誘発的星形成

大マゼラン雲には直径1 kpcにも及ぶスーパーシェルが点在し、星間物質を圧縮して星形成を誘発すると考えられているが、大きな構造のため詳細な観測が難しく、そのメカニズムは謎に包まれている。本研究では、大マゼラン雲に対し衝撃波トレーサーの近赤外[FeII]・H2輝線サーベイ観測を行い、星間物質と相互作用するシェルを徹底して見つけ出す。また近・中間赤外線データをもとに前主系列星の位置と進化段階を調べ、星形成を伴うシェルを同定する。さらに、これらの星形成シェルの分光フォローアップ観測により星間物質の物理状態を調べ、スーパーシェルによる誘発的星形成のメカニズムを明らかにする。
バクテリオファージ頭部と尾部の結合に関わるネックの構造形成

T4ファージの分子集合においてDNAの頭殻へのパッケージングが終了すると、DNAの入った入り口をふさぐようにネックが構築される。ネックはgp13(gpはgene product)とgp14からなり、それぞれ309および256アミノ酸からなり、分子量はそれぞれ41,226および32,868である。ネックには後に尾部が結合する。本研究では、ネックの構造およびネックにおけるサブユニットの配置を明らかにするために、両蛋白質をコードする遺伝子をPCR法によりクローニングした後、大量発現系を構築し、IPTGにより発現を行った。精製には硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーを用い、SDS電気泳動で単一バンドに精製した。遠紫外円二色性スペクトルを測定した結果、gp13がαヘリックスに富む蛋白質であるのに対して、gp14はβシートに富む蛋白質であることが分かった。超遠心分析沈降速度法を行った結果、両蛋白質は溶液中で均一な単量体であり、沈降係数はそれぞれ2.80Sおよび2.00Sであった。摩擦比はそれぞれ1.22および1.73と求められ、gp14はgp13よりもやや細長い蛋白質であると考えられる。両蛋白質は生理的な条件下では相互作用しなかったが、0.8M硫安処理によって16.6Sの特異的な複合体を形成することが分かった。複合体の分子量497,000とSDS-PAGEの結果から、本蛋白質は(gp13)_10(gp14)_5のヘテロ15量体であると考えられる。この複合体は両蛋白質を共発現させたときに生じる複合体と同一のものと考えられる。電子顕微鏡観察によれば、本蛋白質は直径156Åのリングを形成し、これは電子顕微鏡画像からの三次元再構成像によるネックの電子密度と一致した。ネック蛋白質gp13およびgp14両蛋白質の精製法が確立され、高収量で両蛋白質が得られる見通しができた。精製された両蛋白質を超遠心分析によって解析した結果、いずれも水溶液中で単量体として存在することが分かった。さらに、蛋白質濃度、緩衝液のpH、塩濃度を変化させて分子量を測定したが、通常の条件ではいずれも単量体として安定であった。ただし、gp13が若干高濃度で2量体形成が見られる。両蛋白質はネックを構成する蛋白質なので、in vitroでも複合体を形成することが期待される。そこで、次に、両蛋白質を混合し、会合反応を測定したが、通常の条件下、即ち、pH6-9、塩濃度(NaCl)50mM0.5Mでは会合は全く見られなかった。そこで、0.2Mから1.OMの硫安存在下で会合が見られるかを調べた結果、硫安存在下ではある特定の大きさの会合体が生じていること、その存在比は硫安濃度0.8Mまで増加することが分かった。この会合体の分画を超遠心分析によって解析し、SDS電気泳動の結果を勘案した結果、複合体はgp13およびgp14の10:5の複合体(gp13)_<10>(gp14)_5であることが明らかになった。この精製標品を産総研三尾氏に依頼して電子顕微鏡観察をネガティブ染色によって行ったところ、大きさのほぼ均一な像を得ることが出来、この複合体が特異的な会合体であることが確認された。現在、両蛋白質単独での結晶化を試みているが、まだ成功していない。

T4ファージの分子集合においてDNAの頭殻へのパッケージングが終了すると、DNAの入った入り口をふさぐようにネックが構築される。ネックはgp13(gpはgene product)とgp14からなり、それぞれ309および256アミノ酸からなり、分子量はそれぞれ41,226および32,868である。ネックには後に尾部が結合する。本研究では、ネックの構造およびネックにおけるサブユニットの配置を明らかにするために、両蛋白質をコードする遺伝子をPCR法によりクローニングした後、大量発現系を構築し、IPTGにより発現を行った。精製には硫安分画、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーを用い、SDS電気泳動で単一バンドに精製した。遠紫外円二色性スペクトルを測定した結果、gp13がαヘリックスの多い蛋白質であるのに対して、gp14はβシートに富む蛋白質であることが分かった。超遠心分析沈降速度法を行った結果、両蛋白質は溶液中で均一な単量体であり、沈降係数はそれぞれ2.80Sおよび2.00Sであった。摩擦比はそれぞれ1.22および1.73と求められ、gp14はgp13よりもやや細長い蛋白質であると考えられる。両蛋白質は生理的な条件下では相互作用しなかったが、0.8M硫安処理によって16.6Sの特異的な複合体を形成することが分かった。複合体の分子量497,000とSDS-PAGEの結果から、本蛋白質は(gp13)_<10>(gp14)_5のヘテロ15量体であると考えられる。この複合体は両蛋白質を共発現させたときに生じる複合体と同一のものと考えられる。電子顕微鏡観察によれば、本蛋白質は直径156Åのリングを形成し、これは電子顕微鏡画像からの三次元再構成像によるネックの電子密度と一致した。