hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
接触ロール系のロールに巻かれた粘弾性体の多角形化現象に関する研究

接触回転系におけるロール外周部には,接触部を介した強い連成に起因してロール周上に変形が徐々に蓄積し,その成長過程を経て特有の周期的なパターンが形成されるという,いわゆる,ロールの多角形化現象が発生する.対象系として,抄紙機のスムーザーロールのゴムロールの多角形化,繊維機械のワインダー系の弾性糸系玉の多角形化および自動車タイヤの偏摩耗現象を理論的,実験的に取扱った.結果は以下のようにまとめられる.1.ゴムおよび弾性系の粘弾性特性を3要素モデルでモデル化し、ロール間の接触部を高速で通過した後,生じた変形が回復する特性を表す減衰係数が時間依存性を有することを実験で明らかにし,そのデータから解析に使用するパラメータ値を選定した.この粘弾性体の変形回復特性がパターン形成に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.2.抄紙機のスムーザーロールのゴムロールと繊維機械のワインダー系の弾性糸系玉の多角形化現象をメカニズムに力点を置いて粘弾性変形を伴う時間遅れ系としてモデル化し,ラプラス変換を用いて不安定領域を計算した.その結果,系全体の固有振動数=回転数×角形数の近似関係が成立し,各角形数ごとの不安定領域が散在する,不安定性は接触部で逆位相となる振動モードで発生しやすい,ロール間/ドライブロールとボビンホルダー間の強い達成によってパターン形成は生じる,パターン形成の対策としては自励振動に対するものと同様に外部減衰効果が有効であることなどが明らかとなった.また,実機,実験機を用いた実験結果と解析結果の非常によい一致を確認した.3.自動車用タイヤの偏摩耗現象も粘弾性変形と摩耗という相違はあるが,上記の多角形化現象と同種の現象であることを確認でき,機械系で生じるパターン形成の問題が系統的に取り扱われる可能性を示した.接触回転系におけるロール外周部には,接触部を介した強い連成に起因してロール周上に変形が徐々に蓄積し,その成長過程を経て特有の周期的なパターンが形成されるという,いわゆる,ロールの多角形化現象が発生する.対象系として,抄紙機のスムーザーロールのゴムロールの多角形化,繊維機械のワインダー系の弾性糸系玉の多角形化および自動車タイヤの偏摩耗現象を理論的,実験的に取扱った.結果は以下のようにまとめられる.1.ゴムおよび弾性系の粘弾性特性を3要素モデルでモデル化し、ロール間の接触部を高速で通過した後,生じた変形が回復する特性を表す減衰係数が時間依存性を有することを実験で明らかにし,そのデータから解析に使用するパラメータ値を選定した.この粘弾性体の変形回復特性がパターン形成に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.2.抄紙機のスムーザーロールのゴムロールと繊維機械のワインダー系の弾性糸系玉の多角形化現象をメカニズムに力点を置いて粘弾性変形を伴う時間遅れ系としてモデル化し,ラプラス変換を用いて不安定領域を計算した.その結果,系全体の固有振動数=回転数×角形数の近似関係が成立し,各角形数ごとの不安定領域が散在する,不安定性は接触部で逆位相となる振動モードで発生しやすい,ロール間/ドライブロールとボビンホルダー間の強い達成によってパターン形成は生じる,パターン形成の対策としては自励振動に対するものと同様に外部減衰効果が有効であることなどが明らかとなった.また,実機,実験機を用いた実験結果と解析結果の非常によい一致を確認した.3.自動車用タイヤの偏摩耗現象も粘弾性変形と摩耗という相違はあるが,上記の多角形化現象と同種の現象であることを確認でき,機械系で生じるパターン形成の問題が系統的に取り扱われる可能性を示した.接触回転系におけるロール外周部には、接触部の強い連成に起因してロール周上に変形が徐々に蓄積し、その成長過程を経て特有の周期的パターンが形成されるという、いわゆる、ロールの多角形化現象が発生する。本研究では、抄紙機のスムーザーロールおよび繊維機械のワインダー系に生じるゴムおよび弾性系の周期的パターン形成に関する実験と解析を行った。結果は以下のようにまとめられる。1.ゴムおよび弾性系の粘弾性特性を3要素モデルでもモデル化し、0.1秒程度で繰り返し接触部に出入りするときのモデル中の粘性係数が時間依存性を有することを実験で確めた。その実験結果に基づくパラメータを用いて数値計算を行った結果、多角形化現象を生じる不安定領域の実験機および実機との良い一致が確められた。2.接触回転系に発生するロールの多角形化現象をメカニズムに力点を置いて、粘弾性変形を伴う時間遅れ系としてモデル化し、ラプラス変換、偏角原理を用いて不安定領域を示した。系全体の固有振動数=回転数×角形数の近似関係が成立し、各角形数ごとの不安定領域が散在する。3.不安定性は、接触部で逆位相となる振動モードで発生しやすい。4.接触回転系のパターン形成に対する対策としては、系に外部減衰を利かせることが有効である。自励振動に対する対策と同様である。5.ワインダー系の弾性系の変形は過渡的な応答の中で生じる多角形化現象である。ドライブロールの回転数を一定にして、ボビンホルダーの回転数が徐々に変化する実機に沿った運転では、ドライブロール回転数と弾性系の半径平面に描かれる不安定領域は各角形数ごとにブーメラン形をし、ボビンホルダーの巻取り開始から終了までの運転時の安定性を示すことができた。巻取り開始後、三角形の多角形化現象が発生する実機の結果と非常によい一致を確認した。

接触回転系におけるロール外周部には,接触部を介した強い連成に起因してロール周上に変形が徐々に蓄積し,その成長過程を経て特有の周期的パターンが形成されるという,いわゆる,ロールの多角形化現象が発生する。本年度は,繊維機械のワインダー系に生じる弾性糸の周期的パターン形成に関する実験と解析を行い,一方,タイヤの偏摩耗に関する調査を行った。結果は以下のようにまとめられる。1.繊維機械のワインダー系に発生する弾性糸の3角形化現象をドライブロールおよびボビンホルダーをおのおの1軸1剛体系とし,8個の弾性糸糸玉を介した線形時間遅れ要素を有する連成系として解析した。弾性糸を粘弾性体と考え,その振動特性と変形回復特性をゴムの実験から推定し,計算結果を示した。また,実験結果を計算結果上にプロットして解析結果の妥当性を確認した。実際の機械では3角形の変形が生じるが,2角形,4角形などの発生可能性をも示唆した。また,ドライブロール,ボビンホルダーの軸受部の剛性や減衰のパターン形成に対する影響を解析し,パターン形成の抑制のための最も効果的な対策を明らかにした。2.長時間定速長距離走行が原因で最近特にトラック,乗用車タイヤに発生する偏摩耗現象を古タイヤ業者で調査した。その結果は,タイヤが長時間かけて周に沿って多角形化現象を生じるメカニズムには大別して2つあることが判明した。一つは自励型パターン形成によるものであり,他の一つはタイヤのトレッドによる強制振動による摩耗である。前者のタイヤ偏摩耗現象の基礎的なメカニズムを解明するため,簡単な上下方向振動モデルによって偏摩耗の解析を行った。
看護師のワーク・ライフ・バランス(WLB)施策の現状と課題

看護師のワーク・ライフ・バランス施策は出産・育児支援が中心であり、出産・育児期以外の看護師を対象とした支援はほとんど着目されていない現状が明らかになった。国内外の一般企業では、組織の構成員全体のためのワーク・ライフ・バランス施策が導入されており、護組織においても、より多くの対象のための支援策を検討していく必要がある。ワーク・ライフ・バランス(Work-life Balance:WLB)に関する文献検索の結果、今日の日本における看護師のWLB施策は、出産・育児支援を推進する視点の研究が中心であった。一方、看護師以外の労働者におけるWLB研究に視野を広げると、出産・育児支援施策以外の新たな課題が示唆され始めていた。今後は看護師の出産・育児支援にとどまらない包括的なWLB施策について方向性を検討し、論文化していく予定である。出産・育児期以外の看護師のラーク・ライフ・バランスの現状を明らかにするための調査項目を検討した。看護組織で介入可能な結果を得るため、特に勤務体系や労働条件について広く産業衛生学的な視点からも調査変数を盛り込んでいくこととする。日本の看護師に対する現行のワーク・ライフ・バランス施策は、家族役割のある者の福利が最優先されており、出産・育児期以外にある看護師のためのワーク・ライフ・バランスは充分に考慮されていない現状がある。しかし、出産・育児期以外の看護師のワーク・ライフ・バランスに関する研究知見はほとんど蓄積されておらず、どのような課題があるのか具体的に明らかになっていない。したがって、出産・育児期以外の看護師のワーク・ライフ・バランスの現状と、ワーク・ワイフ・バランスの実現に望ましい支援施策の方向性を明らかにするために、まずは国内外の看護職以外の組織における先行研究をレビューした。一般企業では、出産・育児支援に偏重した制度の導入によって、制度対象外の従業員の仕事量が増し、結果的に業務全体に悪影響が生じたケースが複数報告されていた。また、海外の一般労働者を対象とした先行研究では、WLB支援制度の適用に公平性が欠けると、従業員の不平等感が高まり、自発的な離職率が高まる危険性があることも明らかになっていた。これらの結果をふまえ、看護組織における幅広い対象へのワーク・ライフ・バランス支援を導入するために必要な取り組みとして、出産・育児支援以外のワーク・ライフ・バランス施策や、出産・育児支援と並行した代替要員配置のシステム等が求められていることが推察された。今後はこれらの結果をふまえて、出産・育児期以外の看護師や組織の管理職を含めて、具体的な取り組みに関する調査を行っていきたい。調査項目の検討と調査施設との調整で時間がかかり、計画より進捗が遅れている。看護管理調査を実施し、データ分析を経て結果を公表していく。研究テーマに関して今後の方向性が明確になった。調査対象施設とのスケジュール調整の結果、予定していた調査が延期になったため、それに係る諸経費が未使用であるため。関連論文を投稿予定である。調査費用(調査用紙の印刷、郵送、謝金等)、データ分析費用、論文作成費用等に使用する。本年度は論文投稿できておらず、諸経費(分析、書籍、翻訳等)が次年度に持ち越されるため。物品費(データ解析ツール等)、人件費(文献検索等)、学会費、論文翻訳費用等に充てる予定である。
武道文化に関するオンデマンド英語教材の開発

本研究は、既に酒井らが有するヨーロッパを中心とした海外ネットワークを駆使して、まずは外国人実践者が日本武道の何を知りたいと望んでいるのかという海外における需要を把握し、これに対応する内容を英語化して、ネット上で発信することにより、世界で初の、海外において誰でも、どこでも、いつでも、知りたいことを知ることができる、武道文化に関するオンデマンド英語教材を開発することを目的とした。日本発祥の運動文化である武道は、今や世界各地で盛んに行われているが、日本国内同様に、海外武道実践者の意識は、競技性もさることながらその文化性に向けられている傾向が強くある。しかし、これに関する情報の不足が海外から指摘されている。本研究は、このような現状に鑑み、(1)まずは外国人実践者が日本武道の何を知りたいと望んでいるのかという海外における需要(デマンド)を把握し、(2)これに対応する内容を英語化して、ネット上で発信することにより、世界で初の、海外において誰でも、どこでも、いつでも、知りたいことを知ることができる、武道文化に関するオンデマンド英語教材を開発することを目的とする。23年度においては、(1)ハンガリー・ルーマニア(酒井)、ポーランド(百鬼)、ニュージーランド(長尾)において、現地武道実践現場における武道文化に関するデマンドの調査を行った。(2)研究成果としての英語教材を発信するためのバイリンガル武道学専門ウェブ・サイト「Budo World」(http://www.budo-world.org/index.html)を立ち上げ、調査結果において把握されたデマンドに対する項目について、日本語で執筆しこれを英語化したものの一部をアップした。本年度執筆しHPに掲載した内容は、以下の通りである。日本語:「武道とは」(基礎概念)、「嘉納治五郎の事績にならい、今をかんがえる」(学術論文)、「刀剣の思想」(応用・学術)、「剣道技術の成り立ち」(応用・学術)、「武道史の鳥瞰図」(歴史)、「神話の中の武」(学術論文)。英語:Welcome to Budo World-Greetings(Welcome to Budo World)(()内は、ウェブ・サイト内のコンテンツ)。日本発祥の武道は、今や世界中に普及されているが、海外で武道を実践している人たちは、これを単なる競技としてではなく、その文化性に強い興味をもって行っている。しかし、外国人が武道の文化を知ろうとした場合、英語で書かれた書籍も十分にないなど不都合を感じているというのが現状である。本研究は、この問題を解決すべく、武道学を中核となってリードする研究者が叡知を結集し、既に酒井らが有するヨーロッパを中心とした海外ネットワークを駆使して行うものであり、オリジナリティーが高い。武道の海外普及は押し付けになる場合が多いが、本研究は、まずは外国人実践者が日本武道の何を知りたいと望んでいるのかという海外における需要(デマンド)を把握し、これに対応する内容を英語化して、ネット上で発信することにより、世界で初の、海外において誰でも、どこでも、いつでも、知りたいことを知ることができる、武道文化に関するオンデマンド英語教材を開発することを目的としたものである。デマンドの調査は、東欧ハンガリーを中心に、ルーマニア、フィンランド、ドイツ等において行った。世界初の武道学ウェブ・サイト「Budo World」を立ち上げ、日本語と英語のバイリンガルで武道学に関する情報を発信した。更に『刀剣の歴史と思想』(酒井利信,日本武道館,2013)の英訳を完成し、現在教材用にThe Ideology of the Wwordとして出版予定。日本武道は、現在世界中で盛んに行われているが、海外における興味関心はその文化性に向けられている傾向が強くある。本研究はこのような状況に鑑み、海外における武道文化に関する情報提供のデマンドを把握し、それに対応した情報を本研究により開設したバイリンガル武道文化ウェブ・サイト「Budo World」により配信しようとするものである。24年度においては、海外におけるデマンドの調査を、東欧最大の武道(剣道)イベントであるハンガリー・カップ(7月15日27日)において行った。4ヶ国においてデマンドの調査をし、コンテンツを決めて日本語での執筆および英語化も進めており、更に開発した英語教材を発信するウェブ・サイト「Budo World」の作成も行い、計画通りおおむね順調に進んでいると考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。海外におけるデマンドの把握は、特に東欧を中心に順調にすすんでおり、これに対応するコンテンツについて、既に本研究において開設された「Budo World」において発信を始めており、当初の予定通り順調に進展していると考えられる。更に海外における武道文化に関するデマンドを広く調査し、その内容を日本語により執筆、それを英語化し、ウェブ・サイト「Budo World」により発信していく。デマンドの調査は、海外における武道実践現場において行うが、実技実践をする際の道具が日本仕様のものでは不都合が多いことが判明し(気温・湿度・実践場所の環境等により)、これについての工夫が必要である。今後更に欧州におけるデマンドの把握・確認につとめ、必要コンテンツの執筆および英訳を進め「Budo World」における配信を進めていく。また、今後は映像教材も開発し、可能な限りネット上でこれを公開していく。
蛋白質膜透過に関与する膜内在性因子SecGの構造と機能

大腸菌における蛋白質膜透過反応において、ATPase活性を持つSecAはATPの結合により膜挿入し、加水分解を伴って膜から脱離するというサイクルを繰り返すと考えられている。申請者らは、膜内在性因子SecGが膜内配向性の反転・回復サイクルを繰り返すといった、膜蛋白質に対する常識を覆すほど大きな構造変化を引き起こしていることを発見している。膜透過反応におけるSecGの機能と膜内配向性の反転との関連を明らかにするため、種々のsec変異株のsecG遺伝子破壊を行った。secG遺伝子破壊により菌は低温感受性となるが、secAcsR11株のsecG遺伝子を破壊するとあらゆる温度で生育不能となった。このことはSecAとSecGの間に機能的相互作用があることを強く示唆している。このsecAcsR11株の変異部位を決定し、変異SecA(csSecA)を精製して生化学的な解析を行った。その結果、csSecAは前駆体蛋白質との相互作用が弱くなっており、csSecAによる蛋白質膜透過にはSecGが必須であることが判明した。また、csSecAの膜挿入もSecG依存であった。これらのことからSecA-SecG間には機能的に密接な関係があることが示された。蛋白質膜透過反応はプロトン駆動力により促進される。次にプロトン駆動力がSecA-SecGサイクルに及ぼす影響を調べた。その結果、SecAのATPase活性を阻害して膜挿入SecAの脱離を阻害してもプロトン駆動力を形成させるとSecAは脱離することを発見した。すなわち;プロトン駆動力により膜挿入SecAがATPの加水分解を必要とせずに脱離し、その結果膜透過が促進されると考えられる。また、低温下でSecGが存在しないとき、プロトン駆動力により膜挿入SecA量が増加することも判明した。このことは、プロトン駆動力がSecAの脱離のみに関与するのではなく、膜挿入も促進していることを強く示唆している。大腸菌における蛋白質膜透過反応において、SecAとSecGが反応に共役して大きく構造変化することが明らかになっている。申請者らは、膜内在性因子SecGが膜内配向性の反転・回復サイクルを繰り返すといった、膜蛋白質に対する常識を覆すほど大きな構造変化を引き起こしていることを発見した。膜透過反応におけるSecGの機能と膜内配向性の反転との関連を明らかにするため、欠失SecG変異体の構築しそれらの機能解析を行い、以下の成果を得た。SecGの2番目の疎水的な領域は約30アミノ酸からなる領域であり、膜は貫通せず細胞質側に露出している。この領域の疎水性が配向性の反転や他のSec因子との相互作用に重要であると考えられている。この領域から34アミノ酸を欠失させた一連の欠失SecG変異体をDNAレベルで7種類構築した(計画1)。まず、欠失SecG変異体がsecG遺伝子破壊株の生育の低温感受性が抑制されるかどうか調べた。30アミノ酸のうち、前半15アミノ酸中に欠失を持つものは生育したが、後半15アミノ酸中に欠失を持つものは生育しなかった。この結果はSecG遺伝子破壊株の蛋白質膜透過の阻害の抑制と合致していた。これらの結果からSecGの機能には後半15アミノ酸残基が重要であることが判明した(計画2)。さらに、secG遺伝子破壊株で欠失SecG変異体を発現させ、反転膜小胞を調製し、その蛋白質膜透過活性をin vitroで測定したところ、in vivoの結果と一致していた。ところが、機能を失った変異体についても膜内配向性は反転した。従って、後半15アミノ酸領域にはSecGの反転を膜透過促進に共役させる働きがあるものと考えられる(計画3)。これらの結果については現在論文作成中である。また、研究途中であることを発見し、報告した。これは、SecG機能がリン脂質組成と密接な関係があることを示す結果である。

すなわち;プロトン駆動力により膜挿入SecAがATPの加水分解を必要とせずに脱離し、その結果膜透過が促進されると考えられる。また、低温下でSecGが存在しないとき、プロトン駆動力により膜挿入SecA量が増加することも判明した。このことは、プロトン駆動力がSecAの脱離のみに関与するのではなく、膜挿入も促進していることを強く示唆している。
生体金属による遺伝子発現制御

1.核酸-合成金属錯体相互作用の研究:12員環テトラアミン(cyclen)の亜鉛錯体が、核酸塩基中イミド基をもつチミン(又はウラシル)だけを選択的に認識しComplexをつくることを発見したが、それを大きく展開し、DNA(例:大腸菌プラスミドDNA(150bp))中のTと選択的に結合することをDNaseI及びmicrococcal nuclease footprint法により証明した。更に、Zn^<2+>-cyclen錯体は、DNA TATAboxに選択的に結合し、転写因子TFIIDの活性化機構を抑え、今までに例のない全く新しいタイプの遺伝子発現制御分子となることが明らかとなった。また、それらの化学的、生化学的機構の結果、抗菌活性を示すことも発見した。(木村栄一)2.蛋白-核酸相互作用に関与する生体金属の研究:転写因子Spl中のZnフィンガー(転写因子)Cys_2-His_2型亜鉛配位構造motifを3倍に拡大した新たな9つのZn-フィンガーからなるペプチドを合成し、DNAの30塩基対配列を選択的に認識する分子を創造した。また、二つのSplDNA結合ドメインを適当な長さのグリシンポリペプチドでlinkした分子を合成し、それらがDNAをおれ曲げることを発見、新たな遺伝子発現制御小工分子となりうることを示した。(杉浦幸雄)(Fe^<2+>-EDTA)を大腸菌RNAポリメラーゼのCysやLysに共有結合させる方法を考案し、接触相手の転写因子蛋白やDNAとの接点部固定した。RNAポリメラーゼのシグマサブユニットのC端ドメインがDNAエンハンサー部と接触すること、サブユニット間の接点、シグマサブユニットのプロモーターDNAとの接点、多数の転写因子のポリメラーゼ上の接点等も明らかとなった。FeのO_2との反応を利用した分子間相互作用を解析する本法は、転写研究に新たなbreakthroughをもたらしたのみならず、他成分分子集合体や、多分子相互作用が主要な研究対象となって来た現代生命科学で、大変有用なtoolとなろう。(石浜明)木村,榮一(広島大学医学部)1.大環状ポリアミンの亜鉛錯体が、抗HIV活性を有することを見い出した。殊に、Biscyclen-Zn_2^<II>錯体は、抗HIV活性が(in vitro test)が極めて強く、或いは、次世代の抗エイズ薬の候補となりうることを示した。2.Zn-Cyclen錯体は、核酸塩基中にイミド基をもつチミン、ウラシルをpH水溶液中選択的に認識、捕捉することを我々は発見したが(例:J.Am.Chem. Soc.,115,6730-6737(1993))、polyT(polyU)においても同様に結合し、polyT-polyAのdouble strandを効果的に解離させることを発見した。杉浦幸雄(京都大学化学研究所)3.一般に、タンパク質とDNAとの位置関係を決定する上で重要であるのがバックボーンりん酸とのコンタクトである、それ故、このよく保存された塩基性アミノ酸残基を中心にバックボーンりん酸とコンタクトするアミノ酸残基に着目し、3個の亜鉛フィンガーを有するSplのDNA認識における各亜鉛フィンガーの独立性について考察した。Splの場合には、亜鉛フィンガー2,3がコンタクトすると考えられる領域では、バックボーンりん酸とのコンタクトがG鎖に片寄っているが、フィンガー1がコンタクトすると考えられる領域では、GとCの両鎖にわたり幅広く認められる。また、別の実験結果から1つの亜鉛フィンガー内での変異が、他の亜鉛フィンガーの塩基配列特異性に影響を及ぼすことが判明した。塩谷光彦(岡崎国立共同研究機構分子科学研究所)4.遺伝子プロモーター領域のATクラスター部位を融解する金属錯体の合成:チミン塩基に選択的に結合する亜鉛錯体が、ウイスルDNAの転写領域に存在するTATAboxを含む19merDNAの二本鎖構造を不安定化し、その融解温度を低下させることを見出した。これは亜鉛錯体特有のもので、銅錯体やニッケル錯体の場合には、逆に融解温度を上昇させた。遺伝子発現制御は、外部からの情報→遺伝子転写活性化シグナル→遺伝子転写→翻訳→機能発現といった過程、およびそれらに付随する様々な過程で行われる。新たな機能を有する金属蛋白(例えばZn-フィンガー類似蛋白)や人工機能金属錯体を用いた遺伝子発現の制御等々を研究課題としている。1.核酸-合成金属相互作用による研究:(1)核酸塩基がチミン、ウラシルとのみ選択的に強く相互作用するZn(II)-大環状ポリアミン(cyclen)錯体(木村、塩谷によるオリジナル発見)が、更に、ポリウリジン(polyU)、TpT、TpTpT、含Tオリゴヌクレオチド等と、リン酸ジエステルアニオン部に妨げられることなく結合すること;二重鎖polyU-polyA、含Tオリゴヌクレオチド等のTm値を濃度依存的に可逆的に低下させること、すなわち低濃度、生理pHでZn(II)-cyclen錯体は二重鎖をはがすジッパーとして働くことも発見した。(木村、塩谷)。(2)Zn(II)-cyclenの各種誘導体も合成され、それらがより効果的に二重鎖DNA中のT塩基と相互作用することをDNaselフットプリント法で見出した。全くオリジナルの人工的遺伝調節小分子としての発展が期待される(木村、青木)。2.核酸-蛋白相互作用に関する研究:転写因子

Sp1は、3つのZn-finger(finger1,2,3)を介して、promoter上流のGCボックスに結合し遺伝子制御を行う。3つのfingerを1つづつ欠失させた変異株を作成しDNAへの結合様式を検討した結果、finger2,3が不可欠であること、finger1は微妙な役割を演じていること等を明らかにした(杉浦)。遺伝子発現制御は、外からの情報伝達→遺伝子転写活性化→遺伝子転写→翻訳→蛋白合成→機能発現という一連の過程、或いは各々のそれらに付随する様々な過程で行われる。主として、(i)新たな機能性金属錯体をデザインし、人工的な遺伝子発現制御小分子の創造、および(ii)金属酵素(例えばRNAポリメラーゼ)と核酸の相互作用等々が我々の研究課題である。1.核酸-合成金属錯体相互作用の研究:E.Coliプラスミド中の(T含有の多い)150base pairsをat randomに選び、その5'または3'末端を^<35>Pでラベル化し、Zn^<2+>-cyclen錯体のDNA接触部をDNAseIおよびmicrococal nuclease footprintにより決定した。T選択的接触が明らかとなった。更に、Zn^<2+>-cyclen錯体は、DNA TATA boxに選択的にくっつき、転写因子TFIIDの活性を抑え、遺伝子発現制御分子となることが明らかになった。(木村)金属錯形成を通じて、2本鎖構造を形成する人工DNAの合成を目的として、o-phenylemediamine,o-aminophenol,又はcatecholを塩基部分として持つ3種のキレート型人工β-c-ヌクレオチド合成を行った。更に、これらを天然オリゴヌクレオチドに導入しつつある。(塩谷)2.核酸-蛋白相互作用に関する研究:Zn-finger(転写因子)のCyS_2-His_2型亜鉛配位構造を用いて新たな人工Zn-fingerを合成し、DNAの18および27塩基配列を認識する小分子を創造した。このような新分子は、二十一世紀の遺伝子治療への貢献が期待される。(杉浦)Feb^<2+>EDTAを大腸菌RNAポリメラーゼの特定部位に共有結合させ、接触相手の蛋白やDNA接触依存的に切断する方法を開発、展開した。RNAポリメラーゼを構成するサブユニット間の接点、転写因子との接点、RNAポリメラーゼとプロモーターDNAの接点を固定した。本研究は、転写制御研究にとどまらず、あらゆる生体反応における分子間相互作用の実態解明に大きく貢献しよう。(石浜)1.核酸-合成金属錯体相互作用の研究:12員環テトラアミン(cyclen)の亜鉛錯体が、核酸塩基中イミド基をもつチミン(又はウラシル)だけを選択的に認識しComplexをつくることを発見したが、それを大きく展開し、DNA(例:大腸菌プラスミドDNA(150bp))中のTと選択的に結合することをDNaseI及びmicrococcal nuclease footprint法により証明した。更に、Zn^<2+>-cyclen錯体は、DNA TATAboxに選択的に結合し、転写因子TFIIDの活性化機構を抑え、今までに例のない全く新しいタイプの遺伝子発現制御分子となることが明らかとなった。
マウス初期発生過程におけるリアルタイムの遺伝子発現解析

マウス胚は受精後の1細胞期中期より遺伝子発現を開始するが、この時リアルタイムに発現している遺伝子のプロファイルの作成を試みた。すなわち、実際の転写パターンを知るためには、胚中に大量に蓄積された母性mRNAから、新しく合成されたmRNA(新生mRNA)を単離することが必要である。そこで、胚にブロモ標識したUTP(BrUTP)を注入し、抗BrU抗体で沈降させることによってBrUを取り込んだ新生mRNAを単離するという手法を考案した。前年度までの研究において、BrUTPの胚への導入、BrU標識mRNAの免疫沈降などの実験条件に関する検討を行い、実験系がうまく機能していることが確認された。そこで本年度は、マイクロアレイ用に準備した多数の胚から抽出したRNAについて免疫沈降を行い、これによって単離されたmRNAについてマイクロアレイで解析した。その結果、BrUTPを導入していない胚からの免疫沈降物(コントロール)と比較して、BrUTP標識胚からの免疫沈降物(実験群)は、マイクロアレイのシグナル強度で3倍以上高い値を示す遺伝子が54個存在した。逆に、コントロールが実験群よりも3倍以上高い値を示す遺伝子は1個も存在しなかった。このことは、抗BrU抗体による免疫沈降がBrUを取り込んだ新生mRNAを特異的に単離し、さらにそれをマイクロアレイで正確に検出できたことを示すものである。このようにして得られた遺伝子を解析した結果、これまでに1細胞期胚で発現しているという報告のなかったものが50以上含まれていることが明らかとなった。哺乳類の卵はその成熟過程で活発にmRNAを合成した後、遺伝子発現を停止する。その後、受精により刺激を受け一連のプログラムに従い遺伝子発現が開始され胚発生を進行する。しかし、大量に蓄積された母性由来のmRNAにより従来の方法では新生されたmRNAの解析は困難であり、現在までこの遺伝子発現プログラムについてはほとんど知見が得られていない。そこで本研究では、新生されるRNAのみを単離することのできる手法を確立し、まず受精後の遺伝子発現プロファイルを作製することを目的として実験を次ののような手法を考案した。受精後の初期胚にBrUTPを加え、合成途中のmRNAに取り込ませることにより新生mRNAをBrUで標識する。抗BrU抗体を用いた免疫沈降法によって新生されたmRNAのみを単離し、それを解析することにより受精後の遺伝子発現プロファイルを作成する。この手法について先ず始めにBrUTPの胚導入法並びに抗BrU抗体を用いた免疫沈降法についての検討を行った。その結果、免疫沈降後の回収率が約40%であり、非特異的沈降が特異的なものに対して0.5%程度まで下げることが出来た。さらに、BrUTPを導入した胚に発生率、遺伝子発現パターンに異常は見られなかった。次にその最適条件を用いた実験を行って、今までに初期胚で発現することが知られている遺伝子であるeIF-1AのmRNAについてその合成量の変化を明らかにすることができた。今後は実験系のさらなる検証を行い、実際にこの手法を用いて受精後の遺伝子発現プロファイルを明らかにしていく予定である。
表皮細胞のサイトカイン遺伝子発現へのスフィンゴ脂質の関与

新生児包皮由来の正常ヒト表皮細胞をシャーレに培養し,充分増殖した時点で各種濃度のスフィンゴシンおよび膜透過型型セラミド(C2-セラミド)を添加し、経時的に細胞を回収し,RNAを抽出した.これをreverse-transcriptaseによりcDNAに変換した後polymerase chain reaction法により各種サイトカイン(インターロイキン-1α,-1β,-3,-5,-6,-7,-8,-10,-11,-12p35,-12p40;RANTES;MCP-3)の遺伝子発現の有無を検討したところ、スフィンゴシンによるサイトカインの誘導もしくは発現増強はなかったが、C2-セラミドによりインターロイキン-11およびRANTESの選択的発現増強を認めた。この効果はC2-セラミド添加後約6時間より認められ、24時間をピークとしていた。C2-セラミドと同様の効果はスフィンゴミエリナーゼ、インターロイキン-1β、天然型セラミド投与によっても引き起こされたが、スフィンゴシンの類似物質であるスフィンゴシン-1-燐酸、スフィンゴシルフォスフォリルコリン、ジメチルスフィンゴシンによってはおきなかった。即ち、インターロイキン-1βを介した正常ヒト表皮細胞の細胞学的活性化に、スフィンゴミエリナーゼ回路が介在し、セラミドがセカンドメッセンジャーとして働いている可能性が示唆された。我々は既に、スフィンゴミエリナーゼ回路が正常ヒト表皮細胞にも存在することをinterferon-γによる培養表皮細胞の接着分子intercellularcell adhesion molecule-1およびHLA-DR分子の発現の実験系を通して報告しており、表皮細胞の細胞膜上には燐脂質のみならずスフィンゴ脂質による情報伝達系が存在し、サイトカインの効果発現に関与していることが考えられた.新生児包皮由来の正常ヒト表皮細胞をシャーレに培養し,充分増殖した時点で各種濃度のスフィンゴシンおよび膜透過型型セラミド(C2-セラミド)を添加し、経時的に細胞を回収し,RNAを抽出した.これをreverse-transcriptaseによりcDNAに変換した後polymerase chain reaction法により各種サイトカイン(インターロイキン-1α,-1β,-3,-5,-6,-7,-8,-10,-11,-12p35,-12p40;RANTES;MCP-3)の遺伝子発現の有無を検討したところ、スフィンゴシンによるサイトカインの誘導もしくは発現増強はなかったが、C2-セラミドによりインターロイキン-11およびRANTESの選択的発現増強を認めた。我々は既に、スフィンゴミエリナーゼ回路が正常ヒト表皮細胞にも存在することをinterferon-γによる培養表皮細胞の接着分子intercellularcell adhesion molecule-1およびHLA-DR分子の発現の実験系を通して報告しており、表皮細胞の細胞膜上には燐脂質のみならずスフィンゴ脂質による情報伝達系が存在し、サイトカインの効果発現に関与していることが考えられた.
超高伸長特性を有するエラストマーの作製と力学特性

液状ゴム高分子を溶液中で架橋し、生成したゲルから溶媒を完全除去して得られる脱膨潤ゲルの物性を力学物性、低温物性の観点から調べ、ゲルの構造との相関を明らかにした。一次高分子鎖として分子量分布の狭い分子量約10万のポリジメチルシロキサン(PDMS)を用い、種々の濃度の溶液中でPDMSを末端架橋することにより、脱膨潤時の系の体積の変化の程度が異なる朕膨潤ゲルを作製した。約10%の低濃度で作製された脱膨潤ゲルは、破断歪みが3000%を超える高伸長性を示すことがわかった。低濃度での架橋により、破断の因子の一つである網目構造中の高分子鎖同士のからみあいの数が減少していること、および脱膨潤時の体積減少が大きいため未変形時の網目鎖の両末端間距離が減少していること、が高伸長性発現の原因と考えられる。この破断歪みの実験値は、現在報告されているエラストマーの破断歪みとしては最高値と考えられている。また、高伸長性を発現するゲルの応力の伸び依存性を高分子鎖の大変形に関するスケーリング理論を用いて解析し、脱膨潤ゲルの網目鎖のコンフォメーションのフラクタル次元を推定した。その結果、脱膨潤ゲルの網目鎖は、高分子鎖の通常の形態(ランダムコイル)と比べるとかなり密なコンフォメーションを有していることがわかった。脱膨潤ゲルのガラス転移および結晶化-融解挙動をゲル作製濃度を関数として、示差熱量測定により調べた。作製濃度が低くなるにつれ、網目鎖の運動性を拘束するからみあいの減少により一次PDMS鎖に見られる融解一再結晶化挙動を示すようになり結晶化度も増加したが、15%以下の低濃度では融解-再結晶化挙動は再び消失し結晶化度も低下した。15%以下の低濃度での特異な挙動は、脱膨潤時の大きな体積変化によって形成される網目鎖の密なコンフォメーションが結晶化および融解一再結晶化挙動を阻害するためと考えられる。両末端に官能基を有する高分子鎖を低濃度溶液中で末端架橋し、生成したゲルから溶媒を蒸発除去すること(脱膨潤法)によって得られる脱膨潤ゲルが、通常のエラストマーをはるかに越える破壊伸びを示すことを理論的かつ実験的に示した。脱膨潤ゲルの高伸長性は、低濃度で架橋することにより力学的作用点として働く網目中の網目鎖同士の絡み合いが少なくなること、および脱膨潤時にゲルの体積が大きく減少することにより未変形時の網目鎖の両末端間距離が小さくなることによる。分子量約10万の分子量分布が狭いPDMSを10%程度の低濃度の溶液中で末端架橋し、ゲルから溶媒を蒸発除去した脱膨潤PDMS網目は3000%を越える高い破壊伸びを発現することがわかった。また、応力の伸び依存性は、バルク架橋ゴム、膨潤ゲル、古典ゴム弾性理論の予測と比べると著しく弱く、脱膨潤ゲル中の網目鎖の特異なコンフォメーションを反映していると考えられる。脱膨潤ゲルの応力の伸び依存性をスケーリング理論によって解析すると、網目鎖がガウス鎖よりも密なコンフォメーションを有することが示唆された。脱膨潤ゲル中の網目鎖の特異なコンフォメーションを熱的測定、小角散乱測定などによって別角度から調べることが今後の課題である。
遺伝性不整脈とエピジェネティクスの関連性についての検討

表現型が明らかである遺伝性不整脈疾患患者において、原因遺伝子変異を検索しても特定できなかった症例は少なくない。多くの遺伝子転写開始点上流には、シトシンとグアニンの含有率が特に高い部位が存在し、その部位はCpGアイランドと呼ばれている。CpGアイランドにおけるシトシンがメチル化されると遺伝子発現が抑制され、様々な疾患の原因となることが知られている。そのため、イオンチャネル遺伝子のプロモーター領域におけるCpGアイランドにおけるDNAのメチル化異常が遺伝子発現に影響し、遺伝性不整脈疾患の原因となる可能性が考えられる。DNAのメチル化パターンは組織によって異なることが知られているため、心筋細胞でのメチル化を検討することが望ましいと考えられるが、入手困難である。遺伝性不整脈疾患患者より心筋細胞の入手が不可能であれば、末梢白血球から抽出したDNAでメチル化パターンを検討する方針であったが、病院の協力により遺伝性不整脈患者の心筋細胞のDNAを入手できる可能性が高くなった。また、DNAメチル化解析は、方法により解析できる範囲や経費が異なっている。今回の予算範囲内での様々な方法を検討した結果、シークエンスよりもマイクロアレイを用いる方法が妥当と考えられた。この方法では、予算範囲内でメチル化解析を施行できる回数は年1-2回である。DNAメチル化解析を施行できる回数は少ないため、心筋細胞サンプルを収集し、解析に適切なサンプルを慎重に検討している。DNAのメチル化を解析するサンプルとして心筋細胞を用いることができる可能性が高まったため、また、予算範囲内では解析できるサンプル数が少ないため、必要なDNA量を抽出できるサンプルが入手可能で解析に適切な臨床像の症例を慎重に検討している。適切な症例、サンプルを選択し、マイクロアレイを用いる方法でDNAのメチル化パターンを評価する。DNAメチル化解析のサンプルとして本研究の目的により適している心筋細胞を入手できる可能性が高くなったため、今年度はサンプルの検討をして、次年度にメチル化解析を実行する計画に変更したため。
偏光反射分光法による プラズマCVD表面反応の解析と制御

本申請課題では、プラズマCVD薄膜成長中の表面を光の反射を用いて評価し、その反応過程を制御する新手法の開発を目的とした。a-Si:H膜の成長過程を、レーザ光の反射強度を時間分解で解析し、表面反応のリアルタイムの評価方法を確立した。プラズマCVD装置にHe-Neレーザからの白色光を導入し、成長膜表面からの反射光の強度リアルタイムで収集した。入射光の一部はハーフミラーで参照信号としてモニターし信号の規格化を行った。主な成果は以下の通りである。1.緩和過程における反射強度変化の解析成膜を中断した直後に、反射強度が約数十秒に渡って反射光強度が変化した。この変化を、多重散乱モデルでコンピュータ解析した。表面の1nm程度の領域で、密度が小さい表面反応層が緩和して、より密度の高い層に変化していることで説明できた。この解析から、表面反応層での水素の脱離過程とSi-Siの結合の生成過程を検出していると結論した。2.超音波励起効果の評価プラズマCVDによるアモルファスシリコンの作製時に、圧電素子により2MHzの超音波振動を基板に印加し、薄膜の光電特性の向上に成功した。この成膜プロセスのその場光反射診断を行った。超音波励起により、より密度の高い良質な薄膜が形成されていることを明らかにした。
血栓性血小板減少性紫斑病の原因遺伝子ADAMTS13の研究

1.ADAMTS13遺伝子欠損マウスの解析Adamts13ノックアウトマウスおよびADAMTS13のC末端部分の2つのTsp1様ドメインと2つのCUBドメインを欠失した同一の遺伝的背景をもつコンジェニックマウスを作製し、生体内の機能を解析した。その結果、Adamts13ノックアウトマウスは血中に超高分子量VWFマルチマーの蓄積が認められ、平行板型フローチャンバーでの固相化コラーゲン表面上で生じた血栓の成長速度が欠損マウスで有意に亢進していたものの、ADAMTS13欠損マウスは正常に出生・発育可能で、血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)症状を呈さなかった。このことから、TTPの発症には他の要因も関与しているのかもしれない。私達は日本人のADAMTS13遺伝子にアレル頻度0.05で見られるP475S変異は、基質フォンビルブランド因子の切断活性が極端に低いことを以前報告した。本変異体の活性を私達が開発した消光性蛍光合成基質FRETS-VWF73を用いて測定したところ、活性は70%程度の残存を示した。基質により活性低下の程度が異なるのは、基質としてフォンビルブランド因子を用いる場合に必要となる1.5M尿素により、変異体の活性が低下することが一因であることが明らかとなった。3.消光性蛍光合成基質を用いたADAMTS13の研究ADAMTS13の活性制御因子や局在性を決める因子の同定は、高ずり応力下で生じる動脈血栓の解明に重要であると考え、ADAMTS13に結合する因子をゲノム網羅的手法を用いてスクリーニングを行い、ADAMTS13に結合する血漿因子を同定した。VWFは血小板血栓の形成過程で接着因子として働く血漿タンパク質である。主に血管内皮細胞で合成され、超高分子量のマルチマーとして血流中へ放出される。マルチマーの分子量が大きいほど血小板凝集活性は強く、ADAMTS13により部分的に断片化されることで適度な活性が維持されている。ADAMTS13活性が欠如し、血中に超高分子量VWFマルチマーが残存すると、血小板が過剰凝集し、血栓性血小板減少性紫斑病(TTP)の発症につながる。本研究では、TTPモデル動物としてADAMTS13欠損マウスを作製し、表現型を解析した。これまでの研究で、ADAMTS13の触媒ドメインを欠損させるターゲティングベクターを構築し、常法に従って遺伝子改変マウスを作製した。得られたADAMTSI3欠損マウスは正常に出生し、生殖能力も正常であった。今年度は、欠損マウスの解析を行った。欠損マウスの血中には、ヒトTTP患者と同様、超高分子量VWFマルチマーが蓄積していた。また、平行板型フローチャンバーを用いた全血分析において、固相化コラーゲン表面でのずり応力下血小板血栓形成の亢進が観察された。しかし、血小板減少や溶血性貧血といったTTPに特徴的な症状はなく、末梢血管に血栓の沈着もみられなかった。ヒトとマウスの止血機構において、ADAMTS13やVWFへの依存度に違いがあるのかもしれない。あるいは、ヒトTTP発症にはADAMTS13欠損以外の未知の要因が関与しているのかもしれない。ADAMTS13欠損マウスはその要因の探索に有用であろう。また、私たちが開発したADAMTS13の蛍光基質を用いて、地域一般住民約3000名の活性を測定した。高ずり応力下の血小板血栓形成は、フォンビルブランド因子(VWF)のコラーゲンの結合で開始される。VWFはマルチマー構造をとり、高マルチマーであるほど血小板凝集能が高い。

ADAMTS13はVWF切断酵素であり、その欠損症は血中に超高分子VWFマルチマーが蓄積し、血栓性血小板減少性紫斑病を示す。私達は最近、ADAMTS13に特異的な蛍光合成基質の開発に成功した。本法は従来法に比べ迅速かつ簡便で定量性が高い測定法である。本年度は、本法を用いて、地域一般住民3,616名(男性1,687名、女性1,929名)の血中ADAMTS13活性を測定し、性や年齢による変化を検討した。3,616名の平均の活性を100%とすると、男性のADAMTS13活性の平均±SD値は92.9±24.4%であり、最低値38%、median値90%、最大値242%であった。女性のADAMTS13活性の平均±SD値は106.2±27%であり、最低値44%、median値104%、最大値216%であった。女性のADAMTS13活性は有意に男性より高かった(P<0.0001)。この結果から一般住民集団では38%以下の活性を示す人はいないので、病態時にこれより低い活性を示せばADAMTS13活性はその病態の影響を受けていると考えられよう。ADAMTS13活性の年齢(30歳から89歳まで)の影響を調べたところ、男性・女性ともに加齢による活性の低下を認めた(Spearman r=-0.943および-0.829)。ADAMTS13活性は30歳代から50歳代は変わらなかったが、それ以降が加齢とともに低下した。これまで、ADAMTS13活性の測定は数日を必要とし定量性に欠けるものであった。しかし、私達が開発した蛍光合成基質は1時間程度で測定が終了し、定量性のある測定法である。本法を用いて、世界で初めて地域一般住民のADAMTS13活性のデータを収集することができた。本研究で得られたデータはADAMTS13が関与する病態の基盤的データとなり、病態の解明に寄与すると考えた。前年度のAdamts13ノックアウトマウスの作製に続き、今年度はADAMTS13のC末端部分の2つのTsp1様ドメインと2つのCUBドメインを欠失したコンジェニックマウスを作製し、生体内の機能を解析した。すなわち、同一の遺伝的背景をもつ3種のマウス、1)全長型ADAMTS13発現マウス、2)C末端欠損型ADAMTS13発現マウス、3) ADAMTS13完全欠損マウスに、蛍光ラベルした血小板を静庄後、ヒスタミン活性化血管内皮細胞上への血小板接着および塩化鉄血管障害部位での血栓形成を生体顕微鏡にて経時観察し、群問の血栓傾向の差違を比較した。その結果、ADAMTS13完全欠損マウスでは、活性化内皮細胞上への血小板接着亢進、血管障害部位での血栓初発時間および血管閉塞時間の短縮が顕著に認められ、強い易血栓傾向にあることが示唆された。C末端欠損マウスでは、活性化内皮細胞への血小板接着、血管障害部位での血栓初発時間は正常であったが、血管閉塞時間の短縮がみられた。C末端ドメイン欠損型ADAMTS13では、血栓形成惹起状況下にVWFを効率よく切断する機能が、全長型ADAMTS13に比べて低下していると考えられた。また、ADAMTS13の活性制御因子や局在性を決める因子の同定は、高ずり応力下で生じる動脈血栓の解明に重要であると考え、ADAMTS13に結合する因子をゲノム網羅的手法を用いてスクリーニングを行い、ADAMTS13に結合する血漿因子を同定した。
前立腺肥大症の細胞増殖機構の解明と遺伝子治療に向けての基礎研究

1)病理学的前立腺肥大症モデルラットの病態観察:前立腺肥大症モデルラットを作製し、前立腺は病理学的にヒト前立腺肥大症モデルに極めて類似したモデルとなったことを昨年報告した。このモデルにおける各種増殖因子の発現を免疫組織化学染色により観察した。その発現パターンはヒト前立腺肥大症の発現と同様であることを観察した。2)細胞増殖遺伝子の遺伝子発現プロファイリング:前立腺肥大症において有意に高発現している遺伝子を約400遺伝子、低発現している遺伝子を1500遺伝子をピックアップしたなかで、コレステロール合成に関与する酵素遺伝子が概ね低下している傾向があった。この遺伝子を定量的RT-PCR法にて遺伝子発現量を検討したところ、遺伝子の発現低下が認められることを確認した。ヒト前立腺肥大症においてもコレステロール合成酵素が低下していることを確認し、ヒト前立腺肥大症発症にコレステロール合成が関与していることが示唆された。3)前立腺肥大症におけるα1アドレナリン受容体遮断薬の効果:α1dアドレナリン受容体サブタイプに比較的親和性の高いナフトピジルによる前立腺の増殖が抑制されたことから、選択的a1dアドレナリン受容体サブタイプに親和性の高いBMYを培養細胞細胞株PrSCに投与したところナフトピジルと同様にアポトーシスに関係なく細胞増殖抑制をした。前立腺の細胞抑制にはa1dアドレナリン受容体サブタイプが関与していることが示唆された。1)病理学的前立腺肥大症モデルラットの作製:妊娠20日目の雌SDラットから胎仔を採取。雄のみを選定し、顕微鏡下に胎仔の泌尿生殖洞を摘除。10%fetal bovine serum入りのRPMI1670溶液中で泌尿生殖洞を十分に洗浄したのち、7週齢の雄SDラットの前立腺腹側被膜下に顕微鏡下に移植。移植後8週間後にラットを屠殺し前立腺を摘除し前立腺肥大症モデルラットを作製した。前立腺は病理学的にヒト前立腺肥大症モデルに極めて類似したモデルとなった。2)細胞増殖遺伝子の遺伝子発現プロファイリング:上記にて作製した病理学的前立腺肥大症モデルラット前立腺およびヒト前立腺よりtotal RNAを抽出しマイクロアレイを行った。前立腺肥大症において有意に高発現している遺伝子を約400遺伝子、低発現している遺伝子を1500遺伝子をピックアップした。この中でまずアドレナリン受容体に関連する遺伝子を調べたところ、有意に高発現している遺伝子としてα1d受容体が8倍に増加、有意に低発現している遺伝子としてα2b受容体およびβ2受容体がアキラかとなった。これらは定量的RT-PCRにより発現量が同様に変化していることがわかった。α1d受容体に比較的親和性の高いナフトピジルによって、in vitroおよびin vivo(上記モデルラットおよびヒト前立腺肥大症)において前立腺の増殖をアポトーシスの関与なく抑制していることがわかった。これらのことよりα1d受容体が前立腺の増殖機構に深く関与していることが推定された。今後マイクロアレイでピックアップされたいくつかの遺伝子に焦点を絞ってさらに機能解析を進める予定である。
SiC半導体デバイス基板の汎用加工技術を実現する電界ラッピング技術の開発

炭化ケイ素パワー半導体普及に貢献するため,基板加工のラッピング工程において,表面品位向上と加工効率向上の両立を図る新たな「電界ラッピング技術」を提案し,その研磨加工メカニズムの解明を試みた.観察実験を通して,電界による砥粒の集散には印加周波数依存性があり固有周波数が存在することが分かった.また,サファイアを試料とした電界ラッピング実験を実施し,研磨効率向上効果と,研磨品位向上効果を確認した.○電界砥粒制御技術をラッピング加工に適用した電界ラッピング技術について、6インチサファイアウェーハ基盤を被削材として研磨実験を行い、基礎的な効果について検討した。そして、既存の銅定盤を用いたラッピング加工と比較して、以下の結果を得た。(1)高価な金属製定盤に代わって安価な樹脂製定盤を用い、上部定盤と下部定盤間に高電圧を印加して砥粒を配置制御する電界ラッピング技術を確立し、6インチウェーハ用片面電界ラッピング装置を構築した。(2)電界ラッピング装置による電界印加研磨実験により、6インチサファイアウェーハ3枚の加工において、従来の銅定盤を用いたラッピング加工と比較して32%の加工時間短縮効果を得る17μm/hの研磨レートを得た。(3)構築した電界ラッピング装置による研磨品位は、平坦度については従来技術並みであった。一方で、表面粗さについては、従来技術の半分以下の粗さに抑制でき、Rmax=16nmという優れた結果を得た。これより、次工程であるCMP工程における研磨除去量を半減することが可能となる。電界ラッピング技術の基礎的な効果(研磨効率向上、表面品位の高品位化、副資材である研磨定盤の価格の抑制)について、サファイアウェーハを被削材としてその効果有効性を平成26年度から平成27年度前半にかけて検討した。すなわち、(1)6インチサファイアウェーハの研磨加工時間を従来の銅定盤を用いたラッピング加工に比べて32%短縮効果を得る17μm/hの研磨レートの取得(2)従来技術と同程度の平坦度を維持しつつ、表面仕上げ粗さが従来の半分以下であるRmax=16nmという高品位な表面性状の取得の二つを両立した電界ラッピング技術による研磨実験結果を得た。このことにより、次工程であるCMP工程における研磨除去量を半減できる可能性を示すことが可能となり、電界ラッピング技術の狙いを示すことができたといえる。一方、上記実験の際に、様々な電界条件を適用したところ、研磨効率は与えた電界周波数に依存し、研磨効率が急激に向上する固有周波数があることが分かった。このような固有周波数が発生するメカニズムを明らかにするため、電界ラッピング研摩下の砥粒の挙動を観察するための観察実験装置構築した。具体的には、透明電極をもつガラス基盤を上部定盤とし、研磨サンプルを貼り付け後、上下定盤間で相対運動を発生させて電界ラッピング研磨下を模擬した。その際のスラリーの挙動を透明電極越しに観察できる構成とした。現在、撮影・評価・解析手法の探索を実施しており、電界ラッピング研磨において、電界周波数などとスラリーの集散についての基礎的な知見を蓄積している。平成26年度構築予定であった観察装置において、遅延していた透明電極の手配が完了し、27年度前半に構築が完了した。水ベースであるコロイダルシリカスラリーの電界下の挙動を観察することを通して観察手法を確立した。つづけて、オイルベーススラリー中の砥粒の観察・解析手法を開発しており、この際、加工屑・砥粒、あるいは他の砥粒との差別化について現在進めている。電界ラッピング技術の効果(研磨効率向上、表面品位の高品位化、副資材である研磨定盤の価格の抑制)について、すでに成果を得ていることから、観察実験の若干の遅延と相殺して、おおむね順調に進呈しているとした。すなわち、(1)6インチサファイアウェーハの研磨加工時間を従来の銅定盤を用いたラッピング加工に比べて32%短縮効果を得る17μm/ hの研磨効率の取得、(2)従来技術と同程度の平坦度を維持しつつ、表面仕上げ粗さが従来の半分以下であるRmax=16mmという高品位な表面性状の取得、の二つを両立した電界ラッピング技術による研磨実験結果を得た。このことにより次工程であるCMP工程における研磨除去量を半減できる可能性を示すことが可能となり、電界ラッピング技術の狙いを示すことができたといえる。上記実験の際に、研磨効率は与えた電界周波数に依存し、研磨効率が急激に向上する固有周波数があることが分かった。このような固有周波数が発生するメカニズムを明らかにするため、電界ラッピング研磨下の砥粒挙動を観察するための観察実験装置を構築して周波数依存性を調べた。具体的には、透明電極をもつガラス基板を上部基板とし、上下定盤間の相対運動で、電界ラッピング研磨を模擬した。その際のスラリーの挙動を透明電極越しに観察し、滴下スラリーの観察像を画像処理することによって砥粒分布を数値化した。その結果、電界を印加することによって砥粒分布が改善する効果が発言する固有周波数が存在することが分かった。