hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ケルビンプローブフォース顕微鏡を用いたデバイス内部の電位分布測定技術の研究

本研究は、ナノメータレベルの高い空間分解能が期待されるケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)を用いた電位分布測定技術を開発することを目的にする。本年度はKFMをInGaAs HEMTに適用するとともに、高感度化・表面準位の抑制を目指して、真空中での測定の可能性について検討した。主要な結果は以下のとおりである。1.InGaAsHEMTの電位分布はGaAs HEMTと同様な電位分布を示すこと、ゲート端での電界集中はGaAs MESFETに比べて強いことを示すとともに、この原因が、n+層の有無と関連していることを指摘した。2.InGaAsHEMTのデバイスシミュレーションを行い、測定結果の妥当性を確認した。3.真空中のKFM測定では測定系のQ値が高いため探針のバネ定数を大きくする必要があることを示した。4.InAsドットの電位分布測定に適用して、明瞭な電位像が得られること、InAs領域の電位が他のGaAs領域に較べて高く測定されることを示した。本研究では、原子間力顕微鏡(AFM)を用いた単電子素子の製作技術を開発し、本素子の室温動作を実現するとともに、ケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)を用いた単電子トンネル(SET)の制御、検出を可能とすることを目的とする。SET用材料としては、表面空乏層の問題が少ない金属SETを取り上げ、本年度はTiのAFM酸化による細線形成と、KFMを用いた電位測定を検討し、単電子トンネル検出の可能性を明らかにした。(1)単電子素子用材料として表面空乏層の問題が少ない金属SETを取り上げ、AFM酸化細線加工により、数10nmの細線形成が可能であることを示した。(2)微細な細線形成にとって重要な基板平坦化については、サファイア基板の空気中アニール(900°C)により原子レベルで平坦なテラスが実現できることを示した。(3)微細領域の電位検出に関しては、ケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)を用いたナノ領域の電位分布測定技術検討し、電位分解能10mV以下、空間分解能40nm程度を実現した。(4) KFMをInAsドットに適用し、ドットに対応した電位分布が得られることを明らかにした。
誰もが安心して暮らせる社会を実現するための、生活空間の条件の感性実験による導出

総合科学技術会議により策定された第2期科学技術基本計画において、「安心・安全で質の高い生活のできる国」が、科学技術政策の基本的な方向として目指すべき国の姿のひとつに挙げられ、2006年度からの第3期においても継承されている。しかし現在、都市環境や建築物に対して防災やバリアフリーの観点から、物理的な「安全」を規定する法律は整備されつつあるが、感性的な「安心」を実現するための法的な規制は未だない。そこで本研究では、女性、子供や幼児、高齢者等の社会的弱者が安心して生活できる生活空間の必要条件を、概念的でなく実験に基づいて明確化することにした。まず初年度は対象を高齢者、翌年度は対象を女性とし、その利用施設を公共空間として、以下の研究を実施した。1.「高齢者にとって安心」という観点から、現在の公共施設の問題点を調査2.バーチャルリアリティを利用した没入型生活空間シミュレータで、コンテンツとして属性の異なる階段を作成3.生体信号を測定・収集するシステムを構成4.高齢者を被験者として、階段を見下ろしたときの安心度(心理的負荷の少なさ)の評価実験を実施5.実験結果を、統計解析手法を利用して解析し、高齢者にとって安心な階段の条件を導出6.「女性にとって安心」という観点から、現在の公共空間の問題点を男女に調査して比較7.バーチャルリアリティを利用した没入型生活空間シミュレータで、対象空間を「窓のある閉鎖空間」、属性を窓の縦・横・風景とし、コンテンツを作成8.男女学生を被験者として、窓のある閉鎖空間の評価を、安心感・快適感・閉鎖感等の7段階評価アンケートと生体信号測定により実施9.実験結果を、統計解析手法を利用して解析し、男女の被験者の実験結果を比較し、風景が「暗い廊下」である場合の男女差や、女性におけるアンケートと生体信号の結果の差などの新しい知見を導出総合科学技術会議により策定された第2期科学技術基本計画において、「安心・安全で質の高い生活のできる国」が、科学技術政策の基本的な方向として目指すべき国の姿のひとつに挙げられ、2006年度からの第3期においても継承されている。1.「高齢者にとって安心」という観点から、現在の公共施設の問題点を調査2.バーチャルリアリティを利用した没入型生活空間シミュレータで、コンテンツとして属性の異なる階段を作成3.生体信号を測定・収集するシステムを構成4.高齢者を被験者として、階段を見下ろしたときの安心度(心理的負荷の少なさ)の評価実験を実施5.実験結果を、統計解析手法を利用して解析し、高齢者にとって安心な階段の条件を導出6.「女性にとって安心」という観点から、現在の公共空間の問題点を男女に調査して比較7.バーチャルリアリティを利用した没入型生活空間シミュレータで、対象空間を「窓のある閉鎖空間」、属性を窓の縦・横・風景とし、コンテンツを作成8.男女学生を被験者として、窓のある閉鎖空間の評価を、安心感・快適感・閉鎖感等の7段階評価アンケートと生体信号測定により実施9.実験結果を、統計解析手法を利用して解析し、男女の被験者の実験結果を比較し、風景が「暗い廊下」である場合の男女差や、女性におけるアンケートと生体信号の結果の差などの新しい知見を導出総合科学技術会議により策定された第2期科学技術基本計画において、「安心・安全で質の高い生活のできる国」が、科学技術政策の基本的な方向として目指すべき国の姿のひとつに挙げられた。現在、都市環境や建築物に対して防災やバリアフリーの観点から、物理的な「安全」を規定する法律は整備されつつあるが、感性的な「安心」を実現するための法的な規制は未だない。まず初年度は、対象を女性、その利用施設を研究施設に限定することで、調査データの解析結果の有為性を高め、今後の研究の遂行を容易にすることを計画した。しかし実際には、研究を担当することになったのが男子学生で、「女性にとっての安心」という概念を実感できなかったため、対象を高齢者、利用施設を公共施設に変更して、以下の順に研究を進めた。1.「高齢者にとって安心」という観点から、現在の公共施設の問題点を調査(公官庁の調査結果を参照し、また独自に高齢者を対象にアンケートやインタビュー調査を実施した。)2.バーチャルリアリティを利用した没入型生活空間シミュレータの、研究施設評価実験用コンテンツを作成(調査結果の分析から、解明すべき対象を「階段」、実験項目を傾斜(蹴上げと踏み面)・手すり・踊り場とし、実験計画をたて、コンテンツを設計し、開発した。)3.生体信号を測定・収集するシステムを構成(心理的負荷の客観的な指標として脳波・皮膚電位・脈拍・心電等の生体信号を測定する装置を導入し、パソコンで生体信号を収集するシステムを構築し、予備実験を実施した。)

4.高齢者を被験者として、階段を見下ろしたときの安心度(心理的負荷の少なさ)の評価実験を実施(作成した実験用コンテンツを用いて実験を行い、アンケートとインタビューによりデータを収集した。また生体信号の測定は、それ自体が高齢者の心理的負荷になることがわかったので、測定の実施を見合わせた。)5.実験結果を、統計解析手法を利用して解析(20代の被験者の実験結果との比較から、高齢者は階段を下りることに不安を抱いており、傾斜の違いよりも手すりや踊り場の存在に安心感を持つことが明らかになった。)平成18年度は、女性を対象とし、また生体信号の測定も行い、平成17年度の研究手法をさらに発展させた形で研究を遂行する予定である。総合科学技術会議により策定された第2期科学技術基本計画において、「安心・安全で質の高い生活のできる国」が、科学技術政策の基本的な方向として目指すべき国の姿のひとつに挙げられ、2006年度からの第3期においても継承されている。しかし現在、都市環境や建築物に対して防災やバリアフリーの観点から、物理的な「安全」を規定する法律は整備されつつあるが、感性的な「安心」を実現するための法的な規制は未だない。そこで本研究では、女性、子供や幼児、高齢者等の社会的弱者が安心して生活できる生活空間の必要条件を、概念的でなく実験に基づいて明確化することにした。まず初年度は、対象を高齢者、その利用施設を公共施設に限定することで、調査データの解析結果の有意性を高め、今後の研究の遂行を容易にすることを計画し、以下の研究を実施した。1.「高齢者にとって安心」という観点から、現在の公共施設の問題点を調査2.バーチャルリアリティを利用した没入型生活空間シミュレータの、公共施設評価実験用コンテンツを作成3.生体信号を測定・収集するシステムを構成4.高齢者を被験者として、階段を見下ろしたときの安心度(心理的負荷の少なさ)の評価実験を実施5.実験結果を、統計解析手法を利用して解析し、高齢者にとって安心な階段の条件を導出続く平成18年度は、対象を女性、その利用施設を公共空間(研究施設を含む)とし、以下の順に研究を進めた。1.「女性にとって安心」という観点から、現在の公共空間の問題点を男女に調査して比較(男女学生および教職員を対象にアンケートを実施した。)2.バーチャルリアリティを利用した没入型生活空間シミュレータの、空間評価実験用コンテンツを作成(調査結果の分析から、対象空間を「窓のある閉鎖空間」、実験項目を窓の縦・横・風景とし、コンテンツを設計・開発した。)3.男女学生を被験者として、窓のある閉鎖空間における安心度の評価実験を実施(空間の提示順序が均等になるよう実験計画をたて、作成したコンテンツを用いて実験を行い、安心感・快適感・閉鎖感等の7段階評価アンケートと生体信号測定を実施した。)4.実験結果を、統計解析手法を利用して解析(男女の被験者の実験結果を比較し、風景が「暗い廊下」である場合の男女差や、女性におけるアンケートと生体信号の結果の差など、いくつかの新しい知見を得た。)
西洋芸能のアジア巡業

本研究は、まず19世紀後半から20世紀前半にかけ、日本を含むアジア各地に存在した欧米列強の植民地そして外国人居留地に建設された欧米人のための劇場(西洋劇場)を拠点として活躍した欧米の巡業旅芸人(演劇、音楽を始めとしてサーカス、マジック等々の諸芸を含む)の実態を調査し、次いでその全容を解明することにより、従来ほとんど等閑に付されていた西洋芸能のアジア巡業が及ぼした文化史上の意義を明らかにすることを最終的な目的としている。研究対象を日本の3つの外国人劇場、すなわち横浜ゲーテ座(The Gaiety Theatre, Yokohama)、神戸体育館劇場(The Gymnasium Theatre, Kobe)、長崎パブリック・ホール(The Nagasaki Public Hall and Theatre)、そして1860年代から1920年代にかけてアジア各地に設けられた西洋劇場に置き、そこを訪れた旅芸人一座の活動状況を明らかにすることに努めた。その基礎作業として彼等の日本での常打ち劇場であったこの3劇場の実態解明と詳細な催物リストの作成を続け、巡業一座の実態を実証的に解明しようとした。この結果、彼等の日本における活動状況はかなり明瞭になってきた。そして彼等の日本滞在中の出し物は、アジア各地を巡業中の演目と共通しているので、「西洋芸能のアジア巡業」の実態は大筋において明らかになってきた。なお、2001年の夏、本務校から旅費の補助を受けオーストラリア国立図書館で資料調査をする機会に恵まれ、そこでかなりの数の当時のプログラム類-それらは今まで発見されておらず、散逸したと思われていた-を見付けることができた。これは予想外の大きな収穫であった。以上の成果を利用して近い将来<西洋芸能のアジア巡業>を主題とする書物の公刊を準備している。本研究は、19世紀後半から20世紀前半にかけ、日本を含むアジア各地において隆盛を極めた欧米の巡業旅芸人の実態を調査し、その全容を解明することにより、従来ほとんど等閑に付されていた西洋芸能のアジア巡業が及ぼした文化史上の意義を明らかにすることを目的としている。平成10年度においては、研究対象を主として日本の3つの西洋劇場、すなわち横浜ゲーテ座(The Gaiety Theatre,Yokohama)、神戸体育館劇場(The Gymnasium Theatre,Kobe)、長崎パブリック・ホール(The Nagasaki Public Hall and Theatre)において上演を続けた来日旅芸人一座の活動状況を明らかにすることに努めた。その第一歩として彼等の日本での常打ち劇場であったこの3劇場の実態解明と詳細な催物リストの作成を続けた。但し、横浜ゲーテ座についてはすでに一応の成果は得られているので(『横浜ゲーテ座-明治・大正の西洋劇場-第2版』[岩崎博物館、1986年]参照)、神戸体育館劇場と長崎パブリック・ホールの実態解明および両劇場の催物リスト作成を中心的課題とし、そして横浜ゲーテ座との比較・対照によりそれぞれの劇場の特色、意義を解明しようとした。本年度の主な成果は、各地に散在している明治・大正期刊行の欧字新聞、とくにThe Japan Advertiser、The Japan Chronicleなどを綿密に調査することにより、(1)『『横浜ゲーテ座-明治・大正の西洋劇場』第3版のための新しい資料を集めたこと、(2)神戸体育館劇場の催物リスト(その一部は1995年に発表)をさらに充実させたこと、(3)長崎パブリック・ホール催物リストのための基礎カード作成に着手したことである。本研究は平成13年度までの継続課題であるので、来年度も引き続きこの調査を行う。

平成11年度においては、10年度に引き続き、研究対象を主として日本の3つの西洋劇場、すなわち横浜ゲーテ座(The Gaiety Theatre,Yokohama)、神戸体育館劇場(The Gymnasium Theatre,Kobe)、長崎パブリック・ホール(The Nagasaki Public Hall and Theatre)に置き、そこを訪れた来日旅芸人一座の活動状況を明らかにすることに努めた。そして彼等の日本での常打ち劇場であったこの3劇場の実態解明と詳細な催物リストの作成を続けた。但し、横浜ゲーテ座についてはすでに一応の成果は得られているので(『横浜ゲーテ座-明治・大正の西洋劇場-第2版』[岩崎博物館、1986年]参照)、神戸体育館劇場と長崎パブリック・ホールの実態解明および両劇場の催物リスト作成を中心的課題とし、そして横浜ゲーテ座との比較・対照によりそれぞれの劇場の特色、意義を解明しようとした。本年度の主な成果は、各地に散在している明治・大正期刊行の欧字新聞、とくにThe Japan Advertiser、The Japan Chronicle、The Nagasaki Express、The Nagasaki Pressなどを調査することにより、(1)『横浜ゲーテ座-明治・大正の西洋劇場』第3版のための新しい資料を集めたこと、(2)神戸体育館劇場の催物リスト(その一部は1995年に発表)さらに充実させたこと、(3)長崎パブリック・ホール催物リストのための基礎カード作成を行ったことである。本研究は平成13年度までの継続課題であるので、来年度も引き続きこの調査を行う。本研究は、19世紀後半から20世紀前半にかけ、日本を含むアジア各地において隆盛を極めた欧米の巡業旅芸人の実態を調査し、その全容を解明することにより、従来ほとんど等閑に付されていた西洋芸能のアジア巡業が及ぼした文化史上の意義を明らかにすることを最終的な目的としている。平成12年度においては、11年度と同じく、研究対象を主として日本の3つの西洋劇場、すなわち横浜ゲーテ座(The Gaiety Theatre,Yokohama)、神戸体育館劇場(The Gymnasium Theatre,Kobe)、長崎パブリック・ホール(The Nagasaki Public Hall and Theatre)に置き、そこを訪れた来日旅芸人一座の活動状況を明らかにすることに努めた。その基礎作業として彼等の日本での常打ち劇場であったこの3劇場の実態解明と詳細な催物リストの作成を続けた。
固体微粒子凝縮・結晶化理論の微惑星衝撃波による物質進化への応用

微惑星衝撃波は小惑星帯など巨大惑星軌道の内外で恒常的に発生し、惑星材料物質であるダストや微惑星に対し加熱、熱変性、蒸発、再凝縮、結晶化等を引き起こす。大規模並列計算用の分子動力学(MD)計算コード(LAMMPS)を用いて、気相から液相あるいは非晶質相へ凝縮した粒子がのちに結晶化する様子を再現した。MD計算により非晶質相から結晶相への相変化を詳細に調べ、結晶核発生時間(核生成率)や結晶核成長率を求めた。本研究の結果は気相から固相への相転移は、すぐに安定相の固相に転移するのではなく、まず気相から過冷却液滴が生成し、その後準安定相への結晶化などを経てから安定相になる多段階核生成であることを示した.これらの結果および理論的な考察により、どのような冷却環境で凝縮したダストがアモルファス化するのか、または結晶化するのかについて条件を求めた。また連携研究者と共に、系外惑星を想定し、ガス惑星形成後の微惑星の軌道進化計算を行い、それに伴う物質進化について検討した。系外惑星やさまざまな原始惑星系円盤を想定し、ガス惑星の質量と軌道、および円盤ガスと微惑星の質量や初期位置などをパラメータとしてさまざまな軌道を計算した。その結果、ガス惑星と円盤ガスとの重力相互作用により微惑星の軌道長半径はおよそ百万年程度で小さくなる一方、離心率はガス惑星の軌道長半径のおよそ半分程度付近で最大となり強い衝撃波が発生することが分かった。発生した強い衝撃波は氷微惑星を蒸発させると共に、円盤中のダストを融解あるいは結晶化するまで加熱する。また何割かの微惑星は円盤の外側遠くに飛ばされることが示された。これらのプロセスに伴う分子輝線や結晶化ダストは観測可能であり惑星形成のプローブになりうることを示す。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では惑星材料物質の熱進化を調べるため、これまで我々が構築してきた加熱・蒸発・再凝縮モデルをさらに発展させ、従来詳しく調べられてこなかった結晶化過程も考慮した物質の熱進化モデルを構築することを目的としている。平成28年度は主に結晶化の古典的核生成理論のキャリブレーションを行うため、微粒子の結晶化の分子動力学計算を行った。大規模並列計算用の分子動力学(MD)計算コードであるLAMMPSを用いて、気相から液相あるいは非晶質相へ凝縮した粒子がのちに結晶化する様子を再現した。MD計算の遂行は主に国内のスーパーコンピュータ(国立天文台の並列計算機)を利用した。本研究では、最大1500万の希ガス(Lennard-Jones分子)を用いて、3重点以下の温度で気相から液相への核生成および液滴からの結晶化という多段階核生成過程のMD計算を行った。粒子数、体積、エネルギー(NVE)一定の系で,凝縮核が結晶化するには長い待ち時間が必要なため,数億ステップ(実時間で数μs)の計算を行った.MD計算の結果、気相分子から準安定相である過冷却液滴が多数生成し、その後に過冷却液滴内の一部分から核生成が始まり短時間で結晶核が広がり全体が結晶化する様子が得られた。液滴の結晶化はすぐには起きず、ある程度大きく成長してから起きること、生成されたナノ結晶は5回対称性を持つ準結晶を含むこと、また結晶化する際には蒸発を伴うことなどが明らかになった。初めに生成される結晶核は小さく、核生成率の決定にはナノサイズ以下の結晶核と液相との界面エネルギーが重要であることが示された。これまで分子動力学(MD)計算による気相から液相への相変化の均質核生成過程の研究は多数あるが、気相から固相への相変化の再現は難しかった。本研究では、長い待ち時間を計算することにより、最大1500万の希ガス分子(Lennard-Jones分子)を用いて、気相から過冷却液滴への核生成と液滴からの結晶化という多段階核生成過程の再現に成功した。液滴の結晶化はすぐには起きず、ある程度大きく成長してから起きること、生成されたナノ結晶は5回対称性を持つ準結晶を含むこと、また結晶化する際には蒸発を伴うことなど,新しい知見が得られた。

その結果、ガス惑星と円盤ガスとの重力相互作用により微惑星の軌道長半径はおよそ百万年程度で小さくなる一方、離心率はガス惑星の軌道長半径のおよそ半分程度付近で最大となり強い衝撃波が発生することが分かった。発生した強い衝撃波は氷微惑星を蒸発させると共に、円盤中のダストを融解あるいは結晶化するまで加熱する。また何割かの微惑星は円盤の外側遠くに飛ばされることが示された。これらのプロセスに伴う分子輝線や結晶化ダストは観測可能であり惑星形成のプローブになりうることを示す。平成28年度において、気相からの結晶化の分子動力学計算を行った結果、3重点以下の温度下で計算しても、凝縮核は過冷却液滴であり、その後液滴内の一部から核生成が始まり短時間で全体が結晶化することなどが明らかになった。平成29年度はMD計算から得られた結果と核生成理論との比較検討を行い、ナノ粒子の結晶化に適用できる結晶核生成モデルを構築する。また関連する物質について実験と連携し結晶核生成率を決定する液相ー固体間の界面エネルギーの導出方法を構築する。得られた結果を用いて巨大ガス惑星の周りで発生する微惑星衝撃波による固体微粒子の加熱問題に応用する。衝撃波の強さは連携研究者が算出したガス惑星付近における微惑星の軌道計算結果を用いる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ATL細胞の増殖機構における接着分子を介したシグナル伝達経路の意義

A.MS-5細胞株との共培養系におけるATL細胞のprimary cultureおよび長期維持培養実験MS-5骨髄間質細胞との共培養系においてATL細胞がstromal layerへの接着依存性に"敷石状(cobblestone area; CA)"の増殖フォーカスを形成することを確認した。CA数と植え込み細胞数は比例関係を示すことから、CA formig cell(CAFC)は腫瘍性前駆細胞であることが示唆された。本培養系で増殖する細胞が臨床症例のATL細胞と同一クローンの腫瘍細胞である事は、サザンブロット法によるHTLV-1プロウイルス・ゲノムの組み込みパターン解析によって証明した。本培養系でIL-2非依存性増殖がアッセイできるのは、臨床的にacute typeあるいはlymphoma typeの症例の細胞であった。さらに、免疫細胞化学染色法やRNA in situ hybridization法によって、増殖するATL細胞においてHTLV-1関連蛋白(特にTax)の発現が抑制された状態である事を確認した。また、CAを形成するATL細胞に対するKi-67やPCNA等の免疫染色の結果、これらが増殖期に入っていることを確、認しており、以上の結果については、第42回米国血液学会において報告した。現在ATLの腫瘍性幹細胞leukemic progenitor of ATL(LP-ATL)の同定を目指して、このCAをクローニングの後、同様の共培養系で長期間の継代維持を行っている。今後LP-ATLの増殖動態を更に詳細に解析する予定である。MS-5細胞株との共培養系におけるATL細胞の増殖が接着依存性である事を、セルカルチャー・インサートや、各種サイトカイン受容体に対するモノクローナル抗体等を用いた接着あるいはサイトカイン阻害実験によって明らかにした。現在、この増殖に関与している接着分子を明らかにする目的で、細胞株や臨床検体を対象として、モノクローナル抗体を用いた接着および増殖阻害実験を行っている。現時点では、従来ATL細胞で発現するとされている分子のブロックでは、十分に接着やCA形成を阻害できておらず、新規の接着分子の存在する可能性も示唆される。MAPキナーゼ・シグナル伝達系の活性化状態を、リン酸化部位特異的抗体を用いて蛋白レベルで解析中である。A.MS-5細胞株との共培養系におけるATL細胞のprimary cultureおよび長期維持培養実験本培養系で増殖する細胞が臨床症例のATL細胞と同一クローンの腫瘍細胞である事は、サザンブロット法によるHTLV-1プロウイルス・ゲノムの組み込みパターン解析によって証明した。以上の結果については、第42回米国血液学会において報告した。また、増殖細胞の細胞周期やapoptosisの状態をin situで解析するために、各々細胞周期関連蛋白の免疫染色(Ki-67、PCNA等)やTUNEL法を実施している。MS-5細胞株との共培養系におけるATL細胞の増殖が接着依存性である事を明らかにした。

現在、この増殖に関与している接着分子を明らかにする目的で、細胞株や臨床検体を対象として、モノクローナル抗体を用いた接着および増殖阻害実験を行っている。上記BにおいてATL細胞増殖に関わる接着分子を同定の後、これを介したシグナル伝達系の解析をin situで可能にする目的で、染色法や共焦点レーザー顕微鏡等の条件至適化を行っている。A. MS-5細胞株との共培養系におけるATL細胞のprimary cultureおよび長期維持培養実験MS-5骨髄間質細胞との共培養系においてATL細胞がstromal layerへの接着依存性に"敷石状(cobblestone area ; CA)"の増殖フォーカスを形成することを確認した。CA数と植え込み細胞数は比例関係を示すことから、CA forming cell(CAFC)は腫瘍性前駆細胞であることが示唆された。本培養系で増殖する細胞が臨床症例のATL細胞と同一クローンの腫瘍細胞である事は、サザンプロット法によるHTLV-1プロウイルス・ゲノムの組み込みパターン解析によって証明した。本培養系でIL-2非依存性増殖がアッセイできるのは、臨床的にacute typeあるいはlymphoma typeの症例の細胞であった。さらに、免疫細胞化学染色法やRNA in situ hybridization法によって、増殖するATL細胞においてHTLV-1関連蛋白(特にTax)の発現が抑制された状態である事を確認した。以上の結果については、第42回米国血液学会において報告した。現在ATLの腫瘍性幹細胞leukemic progenitor of ATL(LP-ATL)の同定を目指して、このCAをクローニングの後、同様の共培養系で長期間の継代維持を行っている。我々はCAを形成するATL細胞に対するKi-67やPCNA等の免疫染色の結果、これらが増殖期に入っていることを確認しており、今後LP-ATLの増殖動態を更に詳細に解析する予定である。MS-5細胞株との共培養系におけるATL細胞の増殖が接着依存性である事を明らかにした。さらにインテグリンを介したMAPキナーゼ・シグナル伝達系の活性化状態を、リン酸化部位特異的抗体を用いて蛋白レベルで解析中である。
改良型イオンガイド法による中性子過剰核の研究

本研究の目的は、2重魔法核と予測される、未発見である^<78>Ni(陽子数28、中性子数50)及び^<110>Zr(陽子数40、中性子数70)原子核の探索を最終目標とし、中性子過剰不安定核領域での核構造の新たな描像を探ることにある。その為、本研究では、1)高速且高効率で質量分離器に引き出す新イオンガイド法(RFイオンガイド法)を開発する。2)東北大学サイクロトロン・ラジアイソトープセンターに設置された新サイクロトロンによる大強度中性子ビームを生成し、ウラン等の核分裂反応により、中性子過剰核の生成分離を行う。3)東北大学サイクロトロン・ラジアイソトープセンターに新設されるコンプトン抑止クローバー型ゲルマニウム半導体検出器(6台)によって、高効率のガンマ線及びベータ線検出器により、1atom/secの収集率でも分光可能な測定系を用い、この装置をもって中性子過剰核領域の原子核分光を行う事を目的として、平成15年度より開始された。最初のステップとしてRFイオンガイド法の開発に取り組んだ。^<252>Cf,^<227>ACなどの線源テストにより、大型イオンガイド箱からの不安定原子核の取り出しパラメーターの取得を行い、平成15年12月、サイクロトロンからの陽子ビーム入射によるウランの核分裂反応からの核分裂生成物の取り出しに成功した。最初の段階で、既に従来の小型イオンガイド法で得られた収量を5-10倍と大きく上回っており、RFイオンガイド法の可能性をうかがわせている。特に、引き出し部に新設したRF電場によるガイド(RFカーペットと呼んでいる)の効果は顕著であった。16年度には、生成核停止用ガス圧の増大、不純物ガス成分の除去、などの改良が行われ、さらに10倍の収量を得、現状では、中性子過剰核領域の未知核探索にもっとも強力な道具の一つになっている。このことから、質量数100の領域では、現段階の収量でも未知核領域の分光実験が可能な収量が得られるようになったことで、目的3)の高効率ガンマ線検出器システムとの組み合わせで、中性子過剰不安定核の磁気および4重極モーメント測定を含んだ実験が行われた。継続する16年度の最終段階で実験が行われ解析が行われている。同時に、16年度において、100MeVクラスのサイクロトロンとして始めて負イオン加速による大強度陽子加速が実行され大強度中性子ビーム生成の利用が可能になった。本研究の目的は、殻模型から予想される2重魔法核として、未発見である^<78>Ni(陽子数28、中性子数50)原子核を探索し、中性子過剰不安定核領域での核構造の新たな描像を探ることにある。本研究では、1)高速且高効率で質量分離器に引き出す新イオンガイド法(ビッグイオンガイド法)を開発する。2)東北大学サイクロトロン・ラジアイソトープセンターに設置された新サイクロトロンによる大強度中性子ビームを生成し、ウラン等の核分裂により、^<78>Niの生成を行う。

3)東北大学サイクロトロン・ラジアイソトープセンターに新設されるコンプトン抑止クローバー型ゲルマニウム半導体検出器(6台)によって、高効率のガンマ線及びペータ線検出器により、1atom/secの収集率でも分光可能な測定系を用い、この装置をもって^<78>Ni領域の原子核分光を行う。事を目的として、平成15年度より開始された。最初のステップとしてビッグイオンガイド法の開発に取り組んだ。252Cf,227ACなどの線源テストにより、大型イオンガイド箱からの不安定原子核の取り出しパラメーターの取得を行い、平成15年12月、サイクロトロンからの陽子ビーム入射によるウランの核分裂反応からの核分裂生成物の取り出しに成功した。最初の段階で、既に従来の小型イオンガイド法で得られた収量を5-10倍と大きく上回っており、ビッグイオンガイド法の可能性をうかがわせている。特に、引き出し部に新設したRF電場によるガイド(RFカーペットと呼んでいる)の効果は顕著で、今後、生成核停止用ガス圧の増大、不純物ガス成分の除去、などを行い、より大きな収量の増加を目指す。同時に、既に、質量数100の領域では、現段階の収量でも未知核領域の分光実験が可能な収量が得られるようになったことで、目的3)の高効率ガンマ線検出器システムとの組み合わせで、中性子過剰不安定核の磁気および4重極モーメント測定を含んだ実験が計画されており、継続する16年度の初頭から実験を遂行する。サイクロトロンによる大強度陽子ビームによる中性子ビームの利用は、今年度に本格化する大強度ビーム加速テストに合わせてスタートさせる。ビックイオンガイド法は新方式RFイオンガイド法と命名し、研究会、学会で報告し、現在、第一段階での開発経過として報告論文を製作中である。本研究の目的は、2重魔法核と予測される、未発見である^<78>Ni(陽子数28、中性子数50)及び^<110>Zr(陽子数40、中性子数70)原子核の探索を最終目標とし、中性子過剰不安定核領域での核構造の新たな描像を探ることにある。その為、本研究では、1)高速且高効率で質量分離器に引き出す新イオンガイド法(RFイオンガイド法)を開発する。2)東北大学サイクロトロン・ラジアイソトープセンターに設置された新サイクロトロンによる大強度中性子ビームを生成し、ウラン等の核分裂反応により、中性子過剰核の生成分離を行う。3)東北大学サイクロトロン・ラジアイソトープセンターに新設されるコンプトン抑止クローバー型ゲルマニウム半導体検出器(6台)によって、高効率のガンマ線及びベータ線検出器により、1atom/secの収集率でも分光可能な測定系を用い、この装置をもって中性子過剰核領域の原子核分光を行う事を目的として、平成15年度より開始された。最初のステップとしてRFイオンガイド法の開発に取り組んだ。^<252>Cf,^<227>ACなどの線源テストにより、大型イオンガイド箱からの不安定原子核の取り出しパラメーターの取得を行い、平成15年12月、サイクロトロンからの陽子ビーム入射によるウランの核分裂反応からの核分裂生成物の取り出しに成功した。最初の段階で、既に従来の小型イオンガイド法で得られた収量を5-10倍と大きく上回っており、RFイオンガイド法の可能性をうかがわせている。特に、引き出し部に新設したRF電場によるガイド(RFカーペットと呼んでいる)の効果は顕著であった。
筋肉の増加における低分子量Ｇ蛋白質の機能解析

低分子量G蛋白質のRhoAは骨格筋形成に不可欠な分子であるが、筋肥大におけるその役割は殆ど分かっていない。本研究では、C2C12細胞を用いた筋細胞肥大モデルにおいてRhoAの発現量と活性調節機構について検討した。IGF-1刺激によってRhoAの発現増加と持続的な活性化が認められた。RhoAの活性阻害実験では、IGF-1による筋肥大の抑制が示され、更に複数の筋肉分化に関わるシグナル分子の活性低下が観察された。また、BirA酵素標識法を本研究に導入したことで複数のRhoA結合蛋白質の同定に成功した。本研究より、IGF-1による筋肥大に関わるRhoAの活性調節機構の一端を明らかにすることができた。これまでのC2C12細胞株を用いた実験より、インスリン様増殖因子(IGF-I)添加が分化後の筋菅形成と肥大化を促進させることから、IGF-Iシグナル伝達における低分子量G蛋白質RhoAの役割について、RhoAの常時不活性型変異体過剰発現実験を用いて検討を行った。その結果、IGF-I添加培地中で観察される分化48時間後の筋管形成が抑制された。IGF-I添加したC2C12細胞中では、RhoAの活性化が分化48時間後においても高く維持されていることから、RhoAがIGF-I刺激による筋管形成に関与することが示唆された。また、IGF-I添加24時間後において、RhoAの有意な蛋白質発現の増加が確認された。RhoAのmRNA量自体には変化が認められないため、IGF-Iは、RhoAの活性化に加え、RhoA蛋白質の安定化に寄与する可能性が考えられる。インスリン様増殖因子(IGF-I)添加によるC2C12細胞の筋形成と肥大化におけるRhoAの役割について検討を行った。これまで我々の研究室で認められたIGF-I添加後のRhoAの発現増加について調べた結果、RhoA発現増加と共にRhoAのシャペロン蛋白質であるRhoGDIの発現増加が認められた。この結果よりIGF-IによるRhoA蛋白質の安定化を促進することが確認された。次にRhoAのドミナントネガティブ変異体を用いてIGF-I受容体下流のRhoAシグナルの阻害実験を行い、IGF-Iによる筋形成と肥大化においてRhoAの下流で働くMAPKのp38のリン酸化と筋細胞の融合に関わるM-カドヘリンの発現が関わっていることを明らかにした。以上の結果、C2C12細胞など筋細胞の筋形成と肥大化において、RhoA蛋白質は極めて重要な機能を果たすことを細胞内シグナル伝達から明らかにすることができた。低分子量G蛋白質のRhoAは、筋細胞の分化、筋繊維の構造維持に関わる。本年度は、RhoAのインスリン様増殖因子(IGF-I)のシグナル伝達における活性調節機構の検討を行った。まず、分化誘導後のマウス筋芽細胞株であるC2C12細胞にIGF-I刺激を行い、IGF-I刺激による筋管の多核化及び細胞幅の増加を確認した。筋肉トレーニングにおいてRhoAの発現亢進が報告されていることから、IGF-I刺激によるRhoAの発現誘導を検証したところ、IGF-I刺激24時間後においてRhoAの蛋白質の増加を確認した。RhoAの発現増加の一因として、RhoAの分解抑制が考えられるため、RhoAの安定化に関係するRhoGDIの発現変化を検討したところ、IGF-I刺激によるRhoGDIのmRNA量と蛋白質量に変化は認められなかった。一方、IGF-I刺激によるRhoAの活性化をプルダウンアッセイで検討したところ、IGF-I刺激5分後からRhoAの活性化が認められた。これらの結果より、IGF-I刺激は、RhoAの活性化と発現増加を促進することが示唆された。更に、IGF-Iの下流でRhoAを活性化するグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)の同定を目指し、主要なGEFについてC2C12細胞で発現解析を行った。また、筋肉量を負に制御するマイオスタチン系のシグナル伝達を検討するため、活性型マイオスタチン(MSTN)の大腸菌発現系を構築し、その大量調製を行った。総合領域本研究では、筋肉の増加に関わるRhoAの活性化機構の解明を目指し、以下の実験課題を計画している。課題1.筋肉の増加に関わるRhoAの活性調節分子の絞り込み課題2. RhoAの蛋白質安定化に関する研究課題3. RhoAの活性化を介した筋肉の増加実験

24年度は、初年度に立ち上げた実験系を駆使することで、課題1の目標であるRhoAの活性調節分子の絞り込み、筋管形成におけるRhoAの重要性の証明及びその活性調節機序の一端を明らかにすることができた。しかし、研究期間中に研究代表者の海外留学が重なってしまったため、実験成果の取りまとめるまで至らず、研究期間を2年から3年に延長することになってしまった。これが達成度を低く区分した主因である。課題2は、昨年度の研究結果を受け、RhoAの既知の安定化促進蛋白質であるRhoDGIから研究対象を広げ、分子シャペロンであるヒートショック蛋白質とRhoAの安定化に関する研究を行った。挑戦的な試みであったため、現在までにRhoAと結びつく重要なヒートショック蛋白質の証明は得られていない。課題3は、実験動物マウスを用いた実験であり、下肢懸垂によって運動量を制限したマウス及びIGF-Iを筋肉投与したマウスにおいて、RhoAの活性化量を検討し、培養細胞で得られた知見をマウス骨格筋から再現するものである。25年度は、新たに動物実験施設が建設されたため、本年度の研究で成果が得られると期待している。本研究では、筋肉の増加に関わるRhoAの活性化機構の解明を目指し、期間内に以下の実験課題を計画している。課題1.筋肉の増加に関わるRhoAの活性調節分子の絞り込み課題2. RhoGDIの活性化制御に関する研究課題3. RhoAの活性化を介した筋肉の増加実験23年度は、実験計画の初年度であるため、実験系の構築に時間をかけ、概ね実験環境のセットアップを終えた。課題1では、筋肉量を正に制御する様々な増殖因子、ホルモンの中からIGF-I刺激がRhoAの活性化と蛋白質の発現増加を促進することを見出した。老化や廃用性筋萎縮時において、RhoAの発現低下が報告されることから、今回のIGF-Iの結果は、RhoAの活性化の程度が筋肉の増減と相関する可能性が示唆された。一方、課題2で筋肉の増加と維持に重要な分子として注目していたRhoGDIについては、C2C12細胞を用いた実験系でその機能解明に進展を得ることはできなかった。しかし、本研究を通して、RhoGDIに変わる複数の分子候補(プロテオソーム阻害、分子シャペロン)を探索するきっかけを作ることができ、次年度の研究に向けた情報基盤を整えることができた。また、IGF-I受容体によるRhoAの活性化をつなぐGEFの解析では、C2C12細胞で発現する主要なGEFの発現解析を達成することができた。更に、TGF-βファミリーに属し、筋肉の増加抑制と筋肉減退に関わるマイオスタチンについては、その活性型のリガンドンであるMSTNの大腸菌大量発現に成功した。課題3は、課題1と2の結果を受けた動物実験であるため、23年度は殆ど手をつけることができなかった。25年度は、最終年度であるため、研究課題を厳選し、以下の課題を中心に研究を進める。課題3.マウス骨格筋におけるRhoAの活性化の検証課題1では、IGF-Iによる筋管形成促進におけるRhoAの役割を検証するため、RhoAをRNAiでノックダウンさせた細胞系を作製し、各種筋肉分化マーカーの発現量変化およびMAPキナーゼのリン酸化に対するRhoAの機能を検討する。RhoAは特に細胞-細胞間接着を制御することから、IGF-Iによる筋芽細胞同士の細胞融合の促進にRhoAが関与すると仮説を立て、細胞融合に関わるカドヘリン、インテグリンの細胞膜上での発現量変化を共焦点顕微鏡で観察し、RhoAの機能を検討する。
要介護高齢者の食事形態を決定する新規食品圧搾力検査の開発

介護食品は主に硬さで分類されるが,それに対応する口腔機能の客観的数値は明らかでない.本研究は,舌圧プローブを疑似食品として口腔内で発揮する圧(食品押しつぶし圧)を測定することに着想し,介護食品の押しつぶし可否に関わる要因および食品押しつぶし圧との関連を明らかにすることを目的とした.対象者は認知症病棟複合型施設入所中で歯科受診した高齢者72名(男性16名,女性56名,平均年齢85.6±6.6歳)とし,包含基準は経口摂取していること,指示理解が可能なこととした.咬合支持および義歯使用の有無,BMI,MMSE,舌圧を調査した.検査食品として「区分3:舌でつぶせる」および「区分2:歯ぐきでつぶせる」の市販ゼリーを用いて,それぞれ口腔内でつぶすよう指示した際の押しつぶし様式および可否を観察した.さらに,食品を押しつぶした部位に舌圧プローブを位置付け,食品押しつぶし圧を測定した.尚,本研究は医療法人ピーアイエー倫理委員会(承認番号D-18)の承認を得て行った.咬合支持を有する者は72名中47名,義歯使用者は37名であった.区分3と区分2ゼリーの押しつぶし様式は各対象者内で一致し,「歯ー歯」41名,「歯ー顎堤」15名,「顎堤ー顎堤」10名,「舌ー口蓋」6名であった.「舌ー口蓋」で押しつぶす者は,それ以外の者と比較してBMIおよびMMSEに有意差を認めず,舌圧が有意に低かった.区分3押しつぶし可は70名であり,押しつぶし不可であった2名の押しつぶし様式は「舌ー口蓋」で,食品押しつぶし圧は5.7 kPa,5.2 kPaであった.区分2押しつぶし可は62名であり,区分2の押しつぶし可否に関する食品押しつぶし圧のカットオフ値は12.7 kPaであった.我が国では要介護高齢者の増加に伴い介護食品の需要も高まっている.現在,介護食品は咀嚼障害を有する場合,「弱い力で噛める食品」,「歯ぐきでつぶせる食品」,「舌でつぶせる食品」といった食品の硬さにより分類されている.一方で,歯や顎堤あるいは舌といった口腔器官を用いて食品を圧搾する力を包括的かつ簡便に測定する方法は存在しない.本研究の目的は,舌圧プローブのバルーン部を試作疑似食品として,歯,顎堤,頬粘膜ならびに舌などの協調運動による食品圧搾力を測定するシステムを開発し,要介護高齢者の多様な口腔環境に適応可能な機能検査を新たに開発することを目的とした.新規圧搾検査には舌圧検査で用いるプローブを疑似食品として「この風船(舌圧プローブのバルーン部)を食べ物だと思って口で潰して下さい」の指示の下,口腔内で潰すよう指示を行う.尚,加圧時間は舌圧検査と同様7秒間として,測定は3回行った.平成29年度は,要介護高齢者17名に対して,残存歯数,咬合支持の有無,認知機能の指標としてMini-Mental State Examination,栄養の指標として簡易栄養状態評価表(MNA&reg;-SF)およびBMI,タンパク質およびエネルギー摂取量の調査,ならびに舌圧検査および新規食品圧搾検査を実施した.また,区分2および3に相当する硬さのゼリーを用いて対象者に口腔内で潰すよう指示し,その可否についても調査した.今後は対象者数を増やすとともに,摂取可能な食品と本検査法との関連およびその他要因について検討していく予定である.本研究は対象者の包含基準を咽頭期障害がないこと,咀嚼障害があること,簡単な指示理解が可能なこととしており,施設入居要介護高齢者において全て満たす者が決して多くない一方で,目標とする60名の評価を行うことが協力施設において見込まれるため.介護食品は主に硬さで分類されるが,それに対応する口腔機能の客観的数値は明らかでない.本研究は,舌圧プローブを疑似食品として口腔内で発揮する圧(食品押しつぶし圧)を測定することに着想し,介護食品の押しつぶし可否に関わる要因および食品押しつぶし圧との関連を明らかにすることを目的とした.対象者は認知症病棟複合型施設入所中で歯科受診した高齢者72名(男性16名,女性56名,平均年齢85.6±6.6歳)とし,包含基準は経口摂取していること,指示理解が可能なこととした.咬合支持および義歯使用の有無,BMI,MMSE,舌圧を調査した.検査食品として「区分3:舌でつぶせる」および「区分2:歯ぐきでつぶせる」の市販ゼリーを用いて,それぞれ口腔内でつぶすよう指示した際の押しつぶし様式および可否を観察した.さらに,食品を押しつぶした部位に舌圧プローブを位置付け,食品押しつぶし圧を測定した.尚,本研究は医療法人ピーアイエー倫理委員会(承認番号D-18)の承認を得て行った.咬合支持を有する者は72名中47名,義歯使用者は37名であった.区分3と区分2ゼリーの押しつぶし様式は各対象者内で一致し,「歯ー歯」41名,「歯ー顎堤」15名,「顎堤ー顎堤」10名,「舌ー口蓋」6名であった.

「舌ー口蓋」で押しつぶす者は,それ以外の者と比較してBMIおよびMMSEに有意差を認めず,舌圧が有意に低かった.区分3押しつぶし可は70名であり,押しつぶし不可であった2名の押しつぶし様式は「舌ー口蓋」で,食品押しつぶし圧は5.7 kPa,5.2 kPaであった.区分2押しつぶし可は62名であり,区分2の押しつぶし可否に関する食品押しつぶし圧のカットオフ値は12.7 kPaであった.今後,対象者の数を増やすことが課題であり,協力施設の追加を検討する.また,指示理解が困難なことにより,本研究のすべての評価項目を実施することができなくとも実施の可否を含めたデータとして採用する.
新たな機能性食品、紅藻Palmaria mollisの内臓脂肪抑制成分の探索

Palmaria mollis (Pacific dulse)は、近年北米を中心に食品として注目を集めている海藻である。高い栄養価(高タンパク質・高ミネラル)を含み、その消費は年々増加している。私はオレゴン州立大学との共同でこの海藻に強力な抗肥満作用(内臓脂肪の減少・脂肪肝および脂質異常症の改善)を、肥満ゼブラフィッシュ・マウスを用いて発見した。本研究では、ゼブラフィッシュおよびマウス脂肪細胞系を用いて、このPalmaria mollisに含まれる抗肥満成分およびその作用メカニズムを明らかにする。
星団の起源と銀河進化の研究

ハッブル宇宙望遠鏡のアーカイブデータを用い、渦状銀河M51に付随する3600個余りの星団の色の統計的な調査を行い、星団の年齢がある特定の時期に集中していること、そして、その時期はM51が相互作用をした時期にほぼ一致していることを見出した。これは、銀河の相互作用が星団の形成の直接的なトリガー(引き金)となったことを強く示唆する。すばる望遠鏡の主焦点カメラを使用して、渦状銀河M33の撮像を行い、星の種族とその分布を明らかにした。この銀河には従来考えられていた円盤部の端の3倍もの遠方に、年齢の古い赤色巨星や中間年齢の赤い水平分枝星が多数存在していることを発見した。その分布は近接する巨大な渦状銀河M31との相互作用によって引き剥がされたかのようである。M33はこれまで相互作用の影響に見られない銀河として知られていたが、この発見は銀河形成に相互作用が普遍的な役割を果たすことを示唆している。近傍の不規則銀河NGC6822の広がった星団の空間分布を調べた。その結果、これらの星団は銀河の古いハローの星と同様の分布をしており、活発に星を生成している銀河本体とは明らかに異なる起源を示している。M51の若い星の種族を調べ、水素の電離領域の光度とその励起源との関係を明らかにした。以上の銀河の星の種族と星団系の研究とは別途、韓国ソウル国立大学の天文学研究のグループと日本の宇宙科学研究所の「あかり」赤外線衛星の研究グループの共同研究に参加し、銀河の星の種族構造を様々な波長のデータをもとに研究をすすめた。銀河の形成と関連すると見られる新種の星団が近傍の銀河で最近相次いで発見された。これらの星団を手がかりに親となる銀河の形成過程を明らかにするために、星団の光学的特徴、力学的特性、星形成史について調べ、その結果以下の事実を明らかにした。1.渦状銀河M51とその周辺の星団の年齢分布を分析し、M51の二つの銀河成分が相互作用したと推定される時期に星の生成率が増加したことを明らかにした。これは星団の形成が銀河の相互作用によって誘起された証拠となろう。2.矮小不規則銀河NGC6822の広がった星団の年齢を調べ、これらが銀河系に観られる非常に古い球状星団と同じ程度に古いことを見出した。これらの成果を踏まえて、銀河と星団のサンプルを増やす必要があると判断し、渦状銀河M31、M51、NGC6822の球状星団の測光観測のプロポーザルをすばる望遠鏡に申請し、その星団の年齢分布を明らかにする予定である。また、渦状銀河のすばる望遠鏡・主焦点カメラによる撮像データを既に取得しているので、渦状銀河に於ける星の種族構造の分析を進め、周辺に分布する広かった新種の星団との関連性を明らかにする予定である。さらに、韓国の研究者と共同して銀河の形成過程を明らかにすべく、ダストに包まれた星形成銀河のAKARI衛星(日本の赤外線観測衛星)による観測を行っており、銀河団Abe112218と北銀緯極フィールドにおける赤い銀河の探索を行い、その測光学的性質を明らかにした。これらの赤い銀河は形成途上にある巨大質量の楕円銀河と考えられる。本年度は近傍の渦状銀河M51の球状星団系の生成史の解明に取り組んだ。ハッブル宇宙望遠鏡のアーカイブデータを用いてM51の球状星団のうち、約2000個についてその年齢と質量を求め、それに基づいてM51の球状星団系の星団形成率を求めた。年齢と質量の評価は星団のF336W、F435W、F555W、F814Wの測光データからエネルギースペクトル分布を求め、それと星の種族合成モデルとを比較して行った。その結果、M51に於いては、星団の形成率が12.5億年前に急激に増加したことを明らかにした。この時期はM51を構成する二つの銀河NGC5194とNGC5195が最接近して、強く力学的に相互作用した時期と一致する。また、星団の年齢分布も1億年前と2.5億年前にダブルピークを示している。これから、二つの銀河が接近したどきに星団が多量に形成されたことが明らかになった。これはいくつかの理論的なモデルでも予測されていたことである。一方、星団の質量は千百万太陽質量の範囲に分布し、その質量関数は1000万年よりも若い星団では質量のべき乗の指数がα=-2.23、1億年よりも古い星団についてはα=-1.37と、顕著な違いを示すことが明らかになった。これは若い星団はより急な傾きをもった質量関数で表わされるが、年齢とともに星団の小さな星団の崩壊が促進され、傾きが緩やかになることを示唆する。また、本研究では星団のサイズと質量とが正の相関を有すること、また、年齢が古いほどサイズが大きくなるという新しい知見を得た。星団の半径と質量とが相関することは自明であるが、年齢と相関するのは時間とともに質量の小さな星団は銀河本体との相互作用で破壊されるので、相対的に質量が大きくてサイズも大きな星団が生き残るためであると考察される。

これは、銀河の相互作用が星団の形成の直接的なトリガー(引き金)となったことを強く示唆する。すばる望遠鏡の主焦点カメラを使用して、渦状銀河M33の撮像を行い、星の種族とその分布を明らかにした。この銀河には従来考えられていた円盤部の端の3倍もの遠方に、年齢の古い赤色巨星や中間年齢の赤い水平分枝星が多数存在していることを発見した。その分布は近接する巨大な渦状銀河M31との相互作用によって引き剥がされたかのようである。M33はこれまで相互作用の影響に見られない銀河として知られていたが、この発見は銀河形成に相互作用が普遍的な役割を果たすことを示唆している。近傍の不規則銀河NGC6822の広がった星団の空間分布を調べた。その結果、これらの星団は銀河の古いハローの星と同様の分布をしており、活発に星を生成している銀河本体とは明らかに異なる起源を示している。M51の若い星の種族を調べ、水素の電離領域の光度とその励起源との関係を明らかにした。以上の銀河の星の種族と星団系の研究とは別途、韓国ソウル国立大学の天文学研究のグループと日本の宇宙科学研究所の「あかり」赤外線衛星の研究グループの共同研究に参加し、銀河の星の種族構造を様々な波長のデータをもとに研究をすすめた。
放射線とがんとをつなぐ老化細胞の機能解析

放射線被曝によるがんの多くでは被曝の爪痕は検出されず、その発がんプロセスは未解明のままである。これまで申請者は、持続的な放射線被曝環境でマウス生体内の細胞及び培養細胞に細胞老化が高効率で誘導されることを見い出し、その分子機構に関する研究を行ってきた。最近、がん細胞への強制的な老化誘導が、がん幹細胞性リプログラミングを生じさせ、がんの悪性化に寄与していることが報告された。そこで本研究課題では、申請者のこれまでの研究と新たな知見を踏まえ、放射線被曝による“発がん"について“老化細胞"と“幹細胞性"の視点から明らかにすることを目指す。