hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
化学発がん過程におけるc-myc遺伝子活性化の関与

1.アフラトキシン【B_1】によって誘発されたラット肝がんの全例にc-myc,c-Ha-ras遺伝子の発現亢進が見出された。この中の一例ではc-myc遺伝子の増幅が発見された。また、これら肝がんから得られた培養細胞では全て、c-myc遺伝子の発現がさらに亢進し、反対に、アルブミン等、分化関連遺伝子の発現が低下しており、c-myc遺伝子が、分化形質の抑制に働いていることが示唆された。一方、FeLV陽性ネコ白血病細胞7例中2例に、c-myc遺伝子の構造変化を発見した。2.c-myc mRNAのin vivoにおける代謝回転を、アクチノマイシンD投与後の同mRNAの減少から推定したところ、約15分と非常に短いことが判明した。c-myc mRNAの不安定性は、その3 ́-末端の非蛋白質コード領域の塩基配列に起因することが、ラットc-myc遺伝子の各部分を含むキメラプラスミドを用いた実験から決定された。また、c-myc遺伝子上流数kbにわたって、同遺伝子転写をcisに調節する領域が存在することを証明した。3.ラットc-myc遺伝子を、ヒトメタチオネインプロモーターにつなぎ、マウス赤白血病細胞に導入し、同細胞の分化誘導を、重金属による外来c-myc発現によって抑制させるのに成功した。また、c-mycと類似した性質を持つアデノウィルスE1Aが、同E4遺伝子の発現を調節する機構を明らかにしつつある。4.マウス肉腫v-src領域を、c-またはv-fos遺伝子と置換し、ニワトリ胚細胞に導入することにより、fos遺伝子を持つウィルスを、高い力価で得ることに成功した。このウイルスはCEF細胞をトランスフォームし、神経網膜細胞を増殖開始させた。このウイルスベクターは高い感染性を持つので、ニワトリを用いた遺伝子治療のモデル実験におけるベクターとして有用である。
自然硬質粘土の三次元剛性異方性に着目した新しい堆積・続成構造評価手法の提案

自然粘土は重力場で堆積するため、一般的に軸対称異方剛性を有する。本研究ではまず、この異方性を微小ひずみに対して正確に測定する手法を発展させた。そして、異なる地質学的性質を有する複数の自然粘土に対して、剛性異方性の原位置での状態と、その応力依存性を測定し、適切な剛性モデルとそのパラメタ群を決定した。そのパラメタ群と地質学的性質の関係性に着目し、土質構造を表わす非破壊指標としての剛性モデルパラメタの有用性について検証した。本研究では、自然堆積粘土がどのような地質過程を経て現在の構造を発達させ、それがどのように力学挙動に影響するのかを調査するため、大阪湾および琵琶湖畔から5種の海成・淡水性粘土を採取し、微小ひずみ域での剛性とその異方性を包括的に調査し、軸対称異方弾性理論に基づくモデル化を行った。また、各種試験・測定方法の妥当性を厳密に評価し、新たな測定方法を提案した。自然試料と再構成試料を比較した結果、異方構造は粘土の鉱物組成など本来的性質にのみ依存し、堆積環境・堆積年代およびその後の地質作用の影響はほとんど受けていないことがわかった。よって、原位置での異方構造を知るには、試料撹乱の影響などに過度に注意する必要はないという知見が得られた。また、全てのケースで異方性には粘土特有の共通パターンがあり、原位置測定が容易な鉛直面内せん断剛性Gvhを求めれば、他の変形モードでの剛性もある程度定量的に推定することが可能であることがわかった。各剛性パラメタの有効応力への依存性についてもモデル化を行い、そのモデル定数を決定した。応力への依存性を表わすパラメタは、年代が古い洪積粘土では小さい一方で、沖積粘土では大きく、また再構成粘土のそれとの差異もなかった。よってこのパラメタは、地質年代とともにわずかながら発達していくセメンテーションの新しい指標に用いることができると考えられる。本研究は、特定の変形モードのみについて部分的に測定されてきた剛性パラメタ群を、全てのモードに対し包括的に測定し、複数の粘土間で比較を行った初めての例であり、今後様々な土質試料に同様の方法論を適用することによりデータベースを構築する手始めになる成果をあげた。本研究は、硬質粘土の剛性異方性の由来を同定し、異方性と堆積環境・堆積後続成作用の関係を評価することを目指すものである。平成23年度は、この目的を達成するための精密試験装置の開発が完了し、全方向のひずみを0.00010.1%までの幅広い領域において0.00001%のオーダーで解像することに成功した。粘土の排水プローブ試験に必要な時間(数時間のオーダー)において安定してこの精度を保つシステムの運用は、世界でも12研究機関においてしか報告されておらず、試験技術の向上に大きく寄与するものである。試験は1回あたり12カ月を要する長期試験であるが、これまで関西国際空港から得られた正規圧密粘土について2回の試験が完了している。これらはどちらも正規圧密粘土ながら、深度が異なるため強度は大きく異なる。しかし、どちらの試料も、原位置主応力の方向が全く異なるイギリスの過圧密粘土と比較して、異方性のパターンが非常に類似していることがわかった。これは、例えば高い排水変形係数比(Eh/EhやGhh/Gvh)や非常に小さなポアソン比群などに表わされる。この結果から現時点で推測されるのは、少なくとも高塑性粘土においては、堆積の時点で異方性の度合いは概ね決定しており、その後の作用の影響が小さいということである。この知見は、室内再構成粘土においては従来からいくらかの研究により報告されているが、異なる度合いの自然構造を有する粘土に対しこのような発見が報告された例は少ない。現在、自然構造を考慮するために土の弾塑性構成モデルが活発に議論されているが、モデルのシャーシ部分となる弾性変形係数に対する自然構造の影響・応力依存性に関しては、データが少ないために議論さえされる機会が少ない。ここまでの知見は、自然粘土においても、異方性まで含めた剛性挙動を従来のモデルを拡張して比較的単純に記述できる可能性を示唆している。初年度の進捗目標として、室内試験設備の開発と整備に重点を置き、新しい手法で粘土試料の異方剛性を正確に定量化する技術を確立することを設定していた。入念な装置設計と性能試験を通して、この目標はほぼ完全に達成された。現在は同システムをもう一式整備することにより、試験の遂行速度を向上する段階にまで至っている。セメント改良粘土などを用いた性能試験から、土の異方性の発現に関する新しい知見も得られており、この内容に関する論文は既に地盤工学会研究発表会に投稿済みである。日本・イギリスの自然粘土試料(それぞれ3種類および4種類の計7種類)の調達も完了しており、室内試験に関しては、今後も試験を順調に進められる目途が立っている。

一方、イギリスのインペリアルカレッジや港湾空港技術研究所への訪問、韓国ソウルで開催された国際会議IS-Seoulへの参加、そこでの情報収集を通してこれらの試料のバックグラウンドデータも取得してあり、平成24年度において試験結果を適切に解釈し、有用な形で学術界に還元する準備を行っている。これらの進捗状況は、調書・申請書に記した計画とほぼ同じペースである。しかし一方で、東日本大震災により、協力者である民間企業との地盤調査・試料採取が昨年度は中止となり、民間企業側の人員配置・予算削減などの理由から今年度も実施される目途が立っていない。この点に関しては研究の重点の微修正を行う必要が出てくる可能性もある。以上を総合すると、想定外の災害により一部遂行できなかった活動はあるものの、研究の核となる室内試験は順調であり、全体として研究は概ね順調に進んでいると判断できる。室内試験に関しては、現在行っている精密微小プローブ三軸試験を軸として、調達済みの試料について調査を行っていく。想定したよりも試験にやや長い時間がかかることがわかったので、調書に記したように、同様の試験機をもう一台整備することにより効率化を図る。データベースの範囲を広げるため、大阪の千里丘陵や札幌の野幌丘陵などの洪積粘土について調査・試料採取を想定していたが、先に挙げた理由により、この作業については実施できる目途が立っていない。今後もその機会を模索していくが、一方で、既に調達済みの東京湾粘土や大阪湾粘土など、軟弱粘土の試験にもある程度重点を置いて調査を行うことで、それらとの比較を通して硬質粘土の特徴を解明していくことも現実的な研究の代替ルートとして検討している。また、画像解析を用いた精密変形測定可能CRS試験などといった新規の試験方法の開発を別途行っており、これらを用いて上記の精密三軸試験から得られた変形パラメタの確認・補完を行う。年度末には、粘土の包括的な異方剛性モデルを提案するとともに、そのパラメタを同定する手法を、厳密手法・簡易手法などにクラス分けして提案する。先述の理由により、地盤調査・試料採取のフィールドワークが中止となったために、平成23年度の使用分予算のうち約2割強が平成24年度へと繰越しとなった。これと平成24年度新規交付分を合わせて、平成24年度の研究費使用用途を以下のように想定している。支出の中で最も大きな割合を占める予定であるのが物品費であり、先述のように精密三軸試験の第1号機において満足のいく性能が確認できたため、同様のシステムを複製する。このために、各種センサー・周辺部品が必要となり、これらの購入に約80万円程度の使用を想定している。また、実験が軌道に乗り始めていることから、試験に必要な各種消耗品の購入量・頻度が増えることが想定され、これに約20万円を予定している。フィールドワークのために30万円を想定しているが、先述の通り、その実施可能性は未定のままであるので、夏頃を目途に、これを装置整備代に回すか検討する。試料提供元であり、それらのバックグラウンドデータを保有している港湾空港技術研究所との情報交換のための旅費や、成果報告のための国内会議出席のために約20万円が必要である。次年度は現時点では国外旅費は想定していない。これに成果報告・印刷に必要な諸経費を合わせて、交付される研究費を全て使用する予定である。
ＴＣＴＰによる神経幹細胞制御機構の解明

マウス神経幹細胞においてMIFが細胞増殖を制御していることを既に明らかにしたが、MIF下流因子としてTCTP1を新たに同定した。TCTP1はマウス神経幹細胞の細胞増殖制御に関与していた。さらに、ヒトES細胞由来神経幹細胞においても、TCTP1はMIFにより発現制御を受けるとともに神経分化制御にも貢献していた。MIF-TCTP1-miR338-SMOよりなるシグナルカスケードにより、ヒトES細胞由来神経幹細胞の細胞増殖が制御されていることを新たに見出した。また、ヒトグリオーマ幹細胞においても、TCTP1がMIFにより発現制御を受けるとともに、その細胞増殖に貢献していることが明らかとなった。マウス神経幹細胞増殖因子候補として、独自に発現クローニング法により単離したTCTP1が、神経幹細胞局在部位と知られるマウス胎児脳室周囲に発現すること、またヒトES細胞由来神経幹細胞においてもTCTP1が高発現し、その細胞増殖制御に関与していることが明らかとなった。一方で、マウス胎生13.5日の脳室内にTCTP1shRNAをエレクトポレーションし、胎生16.5日で解析したところ、非常に興味深いことに神経細胞移動の遅滞を観察できた。現在、この現象の詳細について解析を行っている。さらに、in vitroに於いて解析を行ったところ、ヒトES細胞由来神経幹細胞においてTCTP1をTCTP1shRNA発現レンチウィルスを用いて発現抑制させた際、神経分化能の抑制を見出した。さらに同様な系において、網羅的遺伝子発現解析(RNAシークエンス)を行ったところ、細胞増殖調節遺伝子群の発現変動を認め、細胞周期解析においてもそれを裏図ける結果を観察した。この際に発現変動するmiRをスクリーングした結果、たいへん興味深いことにSHH下流因子である膜発現蛋白SMOを標的とするmiRを同定することに成功した。通常培養条件下では、TCTP1がこのmiRの発現抑制を介してSMOの発現を維持していることが想定される。現在、当該miRの機能に関して、過剰発現系などを用いて詳細な解析を試みている。さらに、ゲノム編集技術を取り入れて、TCTP1の遺伝子破壊をiPS細胞において試みている。TCTP1の機能をマウス神経幹細胞およびヒトES細胞由来神経幹細胞において継続して調べている。In Vitroの系において、マウスTCTP1をレトロウィルスにより過剰発現させた際に、セカンダリーニューロスフェアの形成能の増大が起きることを既に明らかにしていたが、新たに細胞増殖能をも伴うことを明らかとした。さらに、TCTP1組み換え蛋白によっても、マウス神経幹細胞およびヒトES細胞由来神経幹細胞において、細胞増殖能が増大することが判明した。申請者らは、MIF(Macrophage migration inhibitory factor)の機能を長年神経幹細胞で研究してきたが、マウス神経幹細胞およびヒトES細胞由来神経幹細胞においてTCTP1がMIF下流因子として位置づけれることが新たに明らかとなった。また、ヒトES細胞由来神経幹細胞においてレンチウィルスを用いて、TCTP1の発現抑制を行ったところ、ニューロンへの分化能の低下が生じた。このことは、TCTP1が単にヒトES細胞由来神経幹細胞の生存や幹細胞性維持に関わっているのみならず、その運命系譜決定に関わっていることを示唆する。事実、マウス胎児脳でTCTP1の発現抑制を行った際に、神経分化の遅延が認めれらた。ヒトES細胞由来神経幹細胞においてTCTP1の発現抑制を行いTCTP1に制御されるmiRを探索したところ、TCTP1の発現抑制により発現亢進するるmiRを同定することに成功した。当該miRはさらにSMOの3'-UTRを標的としていることが明らかとなったが、当該miRを過剰発現させると、ヒトES細胞由来神経幹細胞の細胞増殖抑制が起こることが明らかとなった。現在、これらMIF-TCTP1を基軸としたエピジェネティックな神経幹細胞制御機構の解明に取り組んでいる。さらに、昨年度より取り組んでいるヒトiPS細胞におけるゲノム編集技術を用いたTCTP1遺伝子破壊にも成功した。マウス神経幹細胞およびヒトES細胞由来神経幹細胞において、MIF下流にTCTP1が制御されていることを明らかにすることに成功した。また、TCTP1が制御するmiRを新たに同定し、その下流標的を新たに同定するとともに現在機能解析を行っている。RNAシークエンスの解析結果をもとに、バイオインフォマティックスを駆使してTCTP1が制御するシグナリングネットワークも明らかになりつつある。最大の進歩として、ヒトiPS細胞においてTCTP1をゲノム編集技術により遺伝子破壊することに成功したことである。現在、得られた複数のクローンの拡大培養を行っているが、神経幹細胞に分化させてその性状解析により、精緻なTCTP1のヒト神経幹細胞における機能解析を実施する予定でる。マウス神経幹細胞においてMIF (Macrophage migration inhibitory factor)が細胞増殖や神経幹細胞性維持に貢献していることを既に明らかにしてきた。また、マウス神経幹細胞において、MIFにより転写因子Sox6やクロマチンリモデリング因子Chd7が発現制御されること。また、それら因子が神経幹細胞の増殖に貢献しうることも報告してきた。これらとは別に、近年MIFがヒトグリオーマ幹細胞の増殖やアポトーシス制御に貢献していることも独自に明らかにした。今回、マウス神経幹細胞におけるMIF下流因子としてTCTP1 (Tumor Protein Translationally-Controlled 1)を新たに同定した。解析の結果、TCTP1はマウス神経幹細胞の細胞増殖に関与していた。マウス子宮内胎仔脳電気穿孔法を用いた解析においては、TCTP1の発現抑制は新生神経細胞移動を阻害した。

さらに、ヒトES細胞由来神経幹細胞においても、TCTP1はMIFにより発現制御を受けるとともに、神経分化制御にも貢献していることが明らかとなった。これらに加え、miRアレイカード等を用いた解析により、ヒトES細胞由来神経幹細胞において、MIF-TCTP1-miR338-SMOよりなるシグナルカスケードが存在することを新たに見出した。興味深いことに、グリオーマ患者において、MIFとTCTP1の遺伝子発現に有意な相関が存在することが、データベース解析により明らかとなった。そこで、グリオーマ患者由来グリオーマ幹細胞におけるTCTP1の機能解析を試みた。グリオーマ幹細胞においても、TCTP1がMIFやCHD7により発現制御を受けるとともに、細胞増殖能にも貢献していることが明らかとなった。これらのことは、グリオーマ治療において、TCTP1が新たな分子標的となることを示唆している。マウス神経幹細胞においてMIFが細胞増殖を制御していることを既に明らかにしたが、MIF下流因子としてTCTP1を新たに同定した。TCTP1はマウス神経幹細胞の細胞増殖制御に関与していた。さらに、ヒトES細胞由来神経幹細胞においても、TCTP1はMIFにより発現制御を受けるとともに神経分化制御にも貢献していた。MIF-TCTP1-miR338-SMOよりなるシグナルカスケードにより、ヒトES細胞由来神経幹細胞の細胞増殖が制御されていることを新たに見出した。また、ヒトグリオーマ幹細胞においても、TCTP1がMIFにより発現制御を受けるとともに、その細胞増殖に貢献していることが明らかとなった。マウス胎児脳において、TCTP1の発現阻害することにより、神経細胞移動遅滞を見出すことに成功した。マウス神経新生時におけるTCTP1の機能の重要性を生体内で示していると言える。また、ヒトES細胞由来神経幹細胞において、TCTP1が制御する新規miRを複数同定することに成功した。そのうちの1つが、ヒトES細胞由来神経幹細胞増殖能を有するSHH下流制御因子SMOの発現制御に関与するものであることが明らかとなったことは、きわめて興味深く、今後の当該研究の大きな推進力になっている。さらに、RNAシークエンスやゲノム編集技術の導入を図り、神経幹細胞におけるTCTP1制御因子の解明に向けて研究を加速させている。ヒトES細胞由来神経幹細胞において、レンチウィルスを用いてTCTP1の発現抑制を行い発現変動のあったmiRを複数同定したが、それらの機能解析を新たに計画している。ゲノム編集技術において、ヒトiPS細胞においてTCTP1の遺伝子破壊を行ったが、それらiPS細胞を神経幹細胞に分化させて、TCTP1を起点とした神経幹細胞制御機構をエピジェネティックな観点から追及する。新たにAgo抗体を用いた免疫沈降技術を取り入れて、TCTP1によるmiR制御機構を解明する予定である。
シスプラチンの薬効・毒性マーカーを指向したDNA-白金架橋の高感度測定法の確立

シスプラチンは幅広い抗腫瘍スペクトルを有する抗がん薬である。その一方で、シスプラチンの治療による効果や毒性は大きな個人差が存在する。その原因のひとつである白金-DNA架橋形成率や修復能は、シスプラチンによる治療効果や毒性を反映したバイオマーカーとなることが期待される。しかし、臨床現場で実用可能なDNAに架橋した白金の高感度測定法は未だ確立されていない。そこで、本研究ではDNAに架橋した白金量と白金抗がん薬の有害作用との関係を評価するための高感度かつ汎用性の高いLC-MS/MSを用いた白金の高感度測定法を確立し、DNAに架橋した白金の高感度測定に応用することを目的とした。質量分析のための白金のイオン化には、N,N-ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム(DDTC)によるプレカラム誘導体化法を用いた。白金とDDTCとの反応によりPt(DDTC)_3^+およびPt(DDTC)_2^+の生成が確認された。Pt(DDTC)_2^+に比べPt(DDTC)_3^+のピーク強度が約3倍高かったため、Pt(DDTC)_3^+を白金のモニターイオンとすることとした。Pt(DDTC)_3^+の保持時間は6.5分であり、DNAおよびその緩衝液による分析への影響は認められなかった。また、1検体につき9分と迅速な分析が可能であった。本白金分析法は、それぞれ30-10,000pg/サンプルであり、良好な直線性を示した。測定内の真度は99.5-102.5%、精度はCV<9%であり、測定間の真度は100.1-101.4%、精度はCV<5%であり、FDAの指針に準拠した方法であることが確認された。以上より、DNAに含まれる白金の高感度測定法を確立した。
即時荷重インプラントの荷重下で生じるマイクロモーションの定量的予測と最適治療指針

インプラント埋入直後に荷重負荷を開始する場合(即時荷重),オッセオインテグレーション獲得のためにはインプラントー骨界面に生じるマイクロモーション(微小動揺)が許容範囲内にある必要がある.しかし,埋入部位の骨の状態,治療様式とマイクロモーションとの関係はいまだに解明されていないため,荷重下で生じるその大きさを予測することはできない.本研究の目的は,インプラント埋入予定部位の骨密度および皮質骨厚さと荷重下で生じるマイクロモーションとの関係を明らかにすることである.さらに,マイクロモーションを評価指標にした力学シミュレーションを行い,即時荷重適用可能なインプラント設計を明らかにする.今年度は,インプラント形状(ストレートタイプとテーパードタイプ)および埋入部位の骨密度がインプラントの初期固定性に及ぼす影響を明らかにするための実験を行った.異なる骨タイプを想定した模擬骨を用いて,インプラントに荷重を負荷しその変位量を測定した.皮質骨がある場合にはテーパードインプラントはストレートインプラントより初期固定性に優れるが,皮質骨がない場合にはテーパードインプラントの初期固定性向上の効果は認めなかった.したがって,過度のマイクロモーションによるosseointegration failureのリスク回避のためにテーパードインプラントが有利なのは皮質骨のある低骨密度海綿骨の場合であることが示唆された.模擬骨を用いた実験では生体との等価性を可能な限り高めたモデルを作製する必要がある.模擬骨の荷重試験の実測データをもとにインプラントー骨界面における荷重伝達を反映させた有限要素モデルを構築する.インプラント埋入直後に荷重負荷を開始する場合(即時荷重),オッセオインテグレーション獲得のためにはインプラントー骨界面に生じるマイクロモーション(微小動揺)が許容範囲内にある必要がある.しかし,埋入部位の骨の状態,治療様式とマイクロモーションとの関係はいまだに解明されていないため,荷重下で生じるその大きさを予測することはできない.本研究の目的は,インプラント埋入予定部位の骨密度および皮質骨厚さと荷重下で生じるマイクロモーションとの関係を明らかにすることである.さらに,マイクロモーションを評価指標にした力学シミュレーションを行い,即時荷重適用可能なインプラント設計を明らかにする.今年度は,インプラント形状(ストレートタイプとテーパードタイプ)および埋入部位の骨密度がインプラントの初期固定性に及ぼす影響を明らかにするための実験を行った.異なる骨タイプを想定した模擬骨を用いて,インプラントに荷重を負荷しその変位量を測定した.皮質骨がある場合にはテーパードインプラントはストレートインプラントより初期固定性に優れるが,皮質骨がない場合にはテーパードインプラントの初期固定性向上の効果は認めなかった.したがって,過度のマイクロモーションによるosseointegration failureのリスク回避のためにテーパードインプラントが有利なのは皮質骨のある低骨密度海綿骨の場合であることが示唆された.模擬骨を用いた実験では生体との等価性を可能な限り高めたモデルを作製する必要がある.模擬骨の荷重試験の実測データをもとにインプラントー骨界面における荷重伝達を反映させた有限要素モデルを構築する.実験に用いたインプラントが予定より少なかったため,インプラント関連実験材料費を次年度に使用することになった.
マクロファージ由来中性コレステロールエステラーゼの発現クローニング

動脈硬化巣は、マクロファージが、コレステロールエステルを蓄積し、泡沫細胞化することから始まる。マクロファージが、コレステロールエステルを蓄積する原因として、脂質球中のコレステロールエステルを加水分解する中性コレステロールエステラーゼ活性が減少することを見出した。そこで、マクロファージの中性コレステロールエステラーゼを精製しその性質について検討した。まず、ウサギの肺胞マクロファージよりサイトゾル画分を調整し、ゲル濾過カラム(sephacrylS-200)、次いで陰イオン交換カラム(DEAE-Toyopearl 650M)にかけた。この部分精製標品を用いて基室特異性を調べたところエステラーゼ活性を示したが、リパーゼ活性化を有さなかった。このことから、マクロファージの中性コレステロールエステラーゼは脂肪細胞のホルモン感受性リパーゼと同様であるという説が否定された。また、膵臓から分泌される中性コレステロールエステラーゼはタウロコール酸を添加すると活性化されるのに対し肺胞マクロファージ中性コレステロールエステラーゼの活性は低下した。種々のリン脂質を用いて基質を調整し酵素活性を測定すると、酸性の強いリン脂質、すなわち負電荷の大きいリン脂質ほど中性コレステロールエステラーゼ活性は高かった。これより本酵素はすでにクローニングされている膵臓由来のものとは性質を異にしていることが分かった。また、一価と二価のカチオンの影響により中性コレステロールエステラーゼ活性は阻害された。また、粒子径の異なる基質で活性を比較した結果、粒子径の小さな基質のほうが活性が高かった。以上より、肺胞マクロファージ由来中性コレステロールエステラーゼは膵臓から分泌される由来中性コレステロールエステラーゼや脂肪細胞由来ホルモン感受性リパーゼと活性調節機構が異なり、基質となるリポソームにある負電荷を認識していることが示唆された。
持続的な農業生産システム構築に向けたシミュレーションモデルの構築

食料安全保障の水準から日本国内で保全すべき農地面積の計測を行い,保全すべき農地面積の水準を明らかにするシミュレーションモデル【食料安全保障の水準からみた農地保全水準モデル】を構築した。耕作放棄発生の要因を定量的に分析し構造モデルを構築する必要がある。構築された構造モデルに基づき,耕作放棄発生のシミュレーションモデルを構築し,将来的な耕作放棄発生の予測行った。平成18年度は,(1)数理計画法を適用した食料供給に必要となる農地面積の計測,(2)中山間地域の農業集落を対象としたシミュレーションモデルの構築を行った。(1)数理計画法を適用した食料供給に必要となる農地面積の計測食料・飼料の輸入が停止した時に,必要となる食料を国内の農業生産のみでまかなう場合に必要となる農地面積を計測した。具体的には,必要栄養素量制約,農業労働資源制約,利用可能農地資源制約を前提とし,必要となる農地面積を最小化する線形計画モデルを構築した。その結果,現在の農地面積を維持することが可能であれば,必要となる食料の供給は可能であることが明らかとなった。また,他産業から農業生産への労働量および化石燃料の投入を行うことにより,必要となる農地面積を減少させる事が可能であることが明らかとなった。(2)中山間地域の農業集落を対象としたシミュレーションモデルの構築岡山県高梁市有漢町S集落を対象として,将来的な耕作放棄発生面積の予測を行うためのシミュレーションモデルの構築を行った。集落内の28戸の農家ごとに個別の線形計画モデルを設計した。その結果,耕作放棄面積は10年後には1.9ha.(集落内農地面積の約10%)になると推測された。更に,モデルの改良を行い,「農家問の協力」・「集落内の非農家の労働力活用」のケースでの計測も行った。その結果,農家間の協力により耕作放棄抑制かつ農業所得の増加が可能となることが明らかとなった。また,年数がたつにつれて,「耕作放棄の抑制」と「農業所得の増加」のトレードオフの関係が強くなるが,非農家の労働資源を農業に利用することでトレードオフの関係を弱めることが可能であることも明らかとなった。いずれの結果に関しても,平成18年10月に開催された地域農林経済学会大会で報告を行った(関連報告4本)。平成19年度は,中山間地域を対象とした省力的な農業生産システムの設計を行った。対象地域は,昨年度と同様に岡山県高梁市有漢町S集落である。また,資源の有効利用を目指し,農産物直売所におけるマーケティング戦略を構築した。1.農家の耕作放棄に至るまでの行動の分析個別農家レベルの意志決定・行動の観点から,農地利用状況モデルを構築した。具体的には,現在の農地利用状況に基づき,数理計画法を適用することにより,農家行動モデルを構築した。さらに,このモデルを利用し,耕作放棄抑制策の検討を行った。その結果,農家は農地作付け・保全(農地の荒廃が防げる)事により,10,000円/10aの効用を得ていることが推測された。このことが,農家の耕作放棄抑制に大きな効果を得ている事が明らかとなった。また,農地保全には,農地貸借・農作業受託が最も効率的であることを明らかにした。2.農産物直売所におけるマーケティング戦略の構築高齢農家の労働力や土地等の地域資源の有効利用方策の一つとして,農産物直売所がある。しかし,直売所数は増加傾向にあり,直売所間の競争が激化している。そこで,岡山県内のM直売所を対象として,(1)消費者の直売所に対するニーズの把握,(2)消費者ニーズに対応したマーケティング戦略の構築,(3)マーケティング戦略実施効果のシミュレーション分析を行った。その結果,農薬50%減(減農薬)は,有効なマーケティング戦略である事が明らかとなった。また,農薬100%減(無農薬)及び有機質肥料のみの農産物の供給に関しては,ニッチマーケット成立の可能性が高いことが明らかとなった。生産記録の付加に関しては,ニッチマーケットが成立したとしても,その市場規模は小さいことが明らかとなった。(1)食料安全保障の水準からみた農地保全水準モデル(1)急速に減少する農業労働力が制約となり,現在の農地面積を確保したとしても, 2030年には,最低限必要な食料を供給することが不可能となる。(2)非農業部門から農業部門への労働力を投入が可能な場合には,農林水産省の予測どおりに農地が減少しても,将来的に必要となる食料の供給は可能である。しかし,非農業部門の労働力を大量に必要とするために,他産業に大きな影響を与える可能性がある。(3)農業部門への化石燃料の投入量が現在と比較し50%の水準になると,農外の労働量を活用しても,最低限必要な食料を供給することが不可能となる。以上のように,我が国の食料安全保障水準はきわめて脆弱な状態にある。不測の事態が発生した場合であっても,国民にとっての必要最低限の食料を必ず確保できる体制を整備する必要があり,現在の農地面積の維持に加え,農業労働力の確保が重要となる。

その対策として,現在行われている耕作放棄の抑制・再活用等の取り組みを食料安全保障の観点から再評価し,その推進を行う。労働力確保のためには,新規就農の促進のみならず,都市と農村の交流の促進を通して,非農家への農業体験及びトレーニングによって農外労働力の質の向上等が考えられる。また,労働粗放的な栽培技術・作物の開発や,不測時における農業用化石燃料の優先的確保の体制を整える必要がある。(2)耕作放棄発生のメカニズムの定量的な分析および耕作放棄発生のシミュレーションモデルの構築個別農家レベルの意志決定・行動の観点から,自作放棄と農家経済環境の関係を明らかにすることを目的とした。農家は農地の作付・農地保全管理からも大きな効用を得ており,これが,自作放棄抑制に重要な役割を果たしている。しかし,それであっても, 80a以上の農地を所有する農家は自作放棄する。現状の農産物価格では,農家は,大部分の効用を水稲から得ている。また,小麦よりも単位面積当たり効用が多く得られ,かつ省力的な作物がない。このため,米価が低下した場合には,自作放棄は発生しないが,しかし,効用水準の低下は大きい。一方,小麦価格が低下した場合には,効用水準の低下は小さいが,しかし,自作放棄が発生する。これら自作放棄が発生する場合の対策とし, 3つの対策を検討した結果,「農地を保全管理することに対して一定金額の補助を行うこと」が比較的低コストで実現性が高いと対策である。(3)持続的かつ効率的な農業生産システムの設計中山間地域の集落において,非農家の労働資源を農業に利用することで,耕作放棄の抑制,農業所得の増加に加え,非農家世帯に賃金が支払われることによる集落全体の所得の増加が可能となることを定量的に示した。非農家の草刈り経験割合・草刈り機の所有割合対象地域のように農業所得が少ない地域では,農家は非農家に賃金を支払うことを負担に感じる可能性がある。そこで,非農家への支払い賃金に中山間地域等また,農業とあまり関わっていない非農家が農作業の手伝いをするには,心理的な抵抗があると考えられる。従って,農家の話し合いや会合への非農家の参加
長崎における初期プロテスタントの研究

幕末および明治初期における長崎プロテスタントの動向は,宣教師の活動を軸に展開したといえよう。日米修好通商條約が締結された1858(安政5)年の翌年,早くも長崎に監督派(聖公会)のウィリアムスとリギンス,改革派のフレベッキが上陸,そののちも各派宣教師の長崎着任が続いている。しかしながら,禁教令下にあってかれらの活動は,(1)長崎在留外国人の宗教生活の担当,(2)幕府の洋学所(のちに済美舘,広運舘と改称)あるいは佐賀藩による致遠舘の英語教師,(3)中国から宗教書をふくむ漢籍の輸入,のごときに限定されており,宣教師本来の組織的伝導活動はほとんどみることができない。例外的に,長崎駐在の武士(たとえば佐賀藩の村田若狭兄弟,熊本藩の花村助左衛門など)に洗礼を授けた程度にすぎない。もちろん,その間に日本語習得も行なわれている。キリシタン禁制の高札撤廃後,かれらは積極的宣教活動を開始する。同時に,日本人伝道者の育成を目的とする私塾(神学校)設立を試みる。フルベッキの私塾を継いだスタウトは,それを拡充してスチ-ル・アカデミ-(のちの東山学院)と称した。聖公会モンドレルは聖アンデレ神学校を設立した。メソジスト派ロングのカブリ・セミナリ-はのちに鎮西学院に発展する。かくて,長崎は日本におけるプロテスタント神学教育の揺籃の地といってよい。ここで養成された日本人伝道者は,とくに西日本主要都市に派遣され,各派会道の重責を担った。さらに,婦人宣教師による女子教育機関設立も看追できない。メソジスト派のギ-ルおよびラッセルは活水女学校を,スタウト夫人はスタ-ジ-・セミナリ-(のちの梅ケ崎女学校,現梅光女学院)を,聖公会グッドオ-ルは十人女学校(のちに大阪プ-ル女学校に吸収)を,それぞれ創設,婦女子の教育に当っている。
ヴィーコにおける法学の構想の再検討-『弁論術構義』を中心とする総合的研究-

ヴィーコ(16881744)は、『弁論術講義』のなかで「訴訟類について」と題して、推定・定義・属性という3つの争点(status)ごとに、伝統的な修辞学のトポスの応用を例解している。このかぎりではキケローやクインティリアーヌスの弁論術と大差はない。しかし、ヴィーコにおける修辞学と法学との関係は、単純ではない。その結節点は、そのような例解にではなくて、伝統的な修辞学を「個別事情を考慮した自然的衡平の実現」という法学の構想に接合した点にある。ヴィーコにおける法学は、(1)ingeniumによって適切な中名辞を帰納的に発見すること、(2)中名辞による連結をエピケイレーマによって補強すること、(3)中名辞をメタバシスによって重層的に操作すること、を通じて可能となるというのが、本研究の結論である。Ingeniumとは、「遠く離れた相異なっている事物において類似的関係を見る能力」であり、これによって、大命題と小命題を連結する中名辞を見出す。三段論法の推論形式では、キケローと同じく5分肢説によるエピケイレーマが妥当とされ、小前提を補強するための論拠や敷衍が推論の説得力を強めるために導入される。メタバシスでは、論証を三段論法の二つの前提には含まれていない論点へと移行させる手法であり、これによって、大前提の射程が個別事情に応じて制約されて、より妥当な結論に導くことが可能となる。本年度は、ジャン・バッティスタ・ヴィーコの『1741年度弁論術講義』(ラテン語・イタリア語対照版)を解読するために不可欠な二つのデータを作成する作業を行った。その第1は、本講義で引用されているギリシャやローマの文学資料の出典を確定する作業である。Aristoteles, Cicero, Quintilianusからの引用が多数にあることは予想どおりであつたが、HoratiusのArs poetica, Carmina, VirgiliusのAeneis, Eclogae, Georgicaからの引用も相当数あることは、意外でもあった。その第2は、出典を明示せずに本講義で言及されているローマの法律家のテクストを確定する作業である。言及されていると思われる法文を特定できたのは、6箇所にすぎず、いずれも出典は『学説彙纂Digesta』であった。次年度は、『普遍法II diritto universal』で引用されているローマ法文を手掛かりにして、特定の精度をさらに高める作業を予定している。本研究は、ジャンバッティスタ・ヴィーコ(16881744)における法学の構想に関する2つの仮説を、ヴィーコ研究の新資料であり『1741年度弁論術講義』(1989)と他の著作とを関連付けて読み解くことを通して論証することを目的とする。第1の仮説は、ヴィーコの哲学理論は、通説と異なり、哲学それ自体としてではなく、法学を構想する上で典拠となるギリシャやローマの古典を読み解くための方法論的装置として構築されたというものである。本年度は、昨年度に引き続き、ヴィーコの『1741年度弁論術講義』(ラテン語・イタリア語対照版)を解読するために不可欠なデータを作成する作業を行った。その中心は、出典を明示せずに本講義で言及されているローマの法律家のテクストを特定する作業である。この作業は、『普遍法Il diritto uniiversal』で引用されているローマ法文に対応する記述を『1741年度弁論術講義』から抽出する手法で行われた。その結果、ヴィーコが『学説彙纂Digesta』の第1章から数多くの法文を、彼なりの解釈を踏まえて自由自在に『弁論術講義』に盛り込んでいることが判明した。ヴィーコ(16681744)は、『弁論術講義』のなかで「訴訟類について」と題して、推定・定義・属性という3つの争点(status)ごとに、伝統的な修辞学トポスの応用を例解して講じている。この限りでは、キケローやクインティリアーヌスの弁論術と大差はない。

しかし、ヴィーコにおける修辞学と法学との関係は、単純ではない。その結節点は、そのような例解にではなくて、隠喩・換喩・提喩・反語という譬喩的表現にある。ヴィーコは、古代ギリシャや古代ローマの神話におけるこれらの表現法をとおして、言語の起源を解明し、言語文献学(filologia)を学問の諸原理として確立した。言語文献学に基づいて、人間の活動や制度の発達は、言語活動の発達として把握される。しかも、この言語活動の基礎には、「人類のすべてが共通して感じる判断」としての共通感覚(il sensocomune)が置かれる。その結果、人類史は、神々の時代・英雄の時代・人間の時代の3段階に区分される。法の展開もこの3段階の相のもとで分析され、抽象的法思考の起源が言語活動の発達の産物として提示される。つまり、ヴィーコにあっては、伝統的な修辞学とは異なり、修辞学・言語文献学・法学がトリアーデをなしている。そこでは、法の展開は、それぞれの民族に固有な特殊性とあらゆる民族に共通な普遍性(理念史)との複合として構想される。本研究では、この構想がドイツ歴史法学派の祖サヴィニー(17791861)のそれと近いことについて仮説を提示した。
侵襲に頑健な集積回路の設計および実装に関する研究

本研究では集積回路(LSI)を外部から攻撃することを「侵襲」と呼ぶことにする。侵襲には「人による故意の侵襲」と「自然界に存在する侵襲」の2種類がある。近年、IoTデバイスの普及に伴い、より多くの情報機器がインターネットに接続され、個々のデバイスにおける情報の暗号化が重要となって来ている。暗号システムをハードウェアで実装する際、サイドチャネル攻撃(人による故意の侵襲)による暗号解読に注意が必要である。本研究では、故意の侵襲を受けても、それを察知し、暗号が解読されない集積回路を提案・設計する。
細菌感染防御における免疫系と神経系のクロストーク

免疫系と神経系がクロストークをしながらホメオスターシスに働いている。当該研究者らは、リステリア感染マウスモデルを用いて、免疫系と神経系の関わりについて、神経ペプチド・交感神経系・感染防御・サイトカイン産生の視点から検討を行った。1.正常マウスおよびリステリア免疫マウスの脾細胞をリステリア加熱死菌で刺激し、誘導されるIFN-γ・TNF-αに対する神経ペプチド[substance P(SP)とvasoactive intestinal peptide(VIP)]の影響を検討したが、いずれもサイトカイン産生に影響しなかった。次に、神経ペプチドのautocrine、paracrineの作用を知るために、SP、VIPに対する抗体を培養液に添加したが、サイトカイン産生に影響を与えなかった。2.α-melanocyte-stimulating hormone(α-MSH)をリステリア感染マウスにin vivo投与し、感染および生体レベルのサイトカイン産生に対する影響を検討した。α-MSH投与マウスでは感染防御およびIFN-γ、TNF-α産生ともに有意差は認められなかった。3.ノルアドレナリン産生阻害による交感神経遮断剤である6-hydroxydopamine(6-OHDA)をマウスに投与すると、リステリアの全身感染に対し対照マウスに比べ、感染後期の特異的感染防御が亢進していた。この効果は、6-OHDAの拮抗剤であるdesipramineの同時投与で消失した。4.6-OHDA投与マウスのリステリア感染後の脾臓中IFN-γ、TNF、IL-12を測定したが、対照群と産生量に差異は認められなかった。しかし、6-OHDA投与マウスの脾細胞をリステリア加熱死菌で刺激した場合、対照群に比べTNF産生、さらにT細胞刺激によるIFN-γ産生が上昇していた。以上、交感神経の遮断により、リステリアに対する感染防御が亢進すること、感染防御に必須なサイトカインであるTNFやIFN-γ産生の亢進が関与する結果が得られ、細菌感染防御が交感神経系と副交感神経系のバランスに依存することが示唆された。今後さらにその機構の詳細な解析を行う予定である。当該研究者らは、リステリア菌感染マウスモデルを用いて、免疫系と神経系の関わりを感染防御・サイトカイン・神経ペプチドの視点からin vitroとin vivoの両面で検討を行った。1 In vitroの検討では、正常マウスおよびリステリア菌免疫マウスの脾細胞をリステリア菌加熱死菌で刺激し、誘導されるサイトカイン(IFN-γ・TNF-α)に対する神経ペプチド[substance P(SP)とvasoactive intestinal peptide (VIP)]の影響を検討した。各濃度のSP・VIPを刺激時に添加したが、いずれの条件ともサイトカイン産生に影響を与えなかった。次に、培養中に脾細胞から産生された神経ペプチドがautocrine、paracrineに働く可能性が考えられるので、神経ペプチド自体ではなく、SPあるいはVIPに対するポリクローナル抗体を刺激時に添加し、サイトカイン産生に対する影響を検討したが、いずれの条件においてもサイトカイン産生に影響を与えなかった。2神経ペプチドのひとつであるα-melanocyte-stimulating hormone(α-MSH)のサイトカイン産生調節を含む免疫調節作用が注目されている。そこで、リステリア菌感染マウスにα-MSHをin vivo投与し、感染および生体レベルのサイトカイン産生に対する影響を検討した。

α-MSH投与マウスではリステリア菌に対する感染防御が抑制される傾向にあったものの、統計学的には有意差が出なかった。また、脾臓中IFN-γおよびTNF-αレベルも対照群と有意差は認められなかった。個々の神経ペプチドの感染免疫における関与の証明は、ネットワーク形成することもあり難しい。現在、マクロの視点から、交感神経系に注目し、その感染免疫における関与を、交感神経系ブロッカー投与マウスで検討している。免疫系と神経系がクロストークをしながらホメオスターシスに働いている。当該研究者らは、リステリア菌感染マウスモデルを用いて、免疫系と神経系の関わりについて、交換神経を遮断したマウスを用いて、感染防御およびサイトカイン生産の視点から検討を行った。1ノルアドレナリン産生阻害による交換神経遮断剤である6-hydroxydopamine(6-OHDA)をマウスに投与すると、血中のノルアドレナリン分泌が減少した。そこで、6-OHDA投与マウスを用いて、以下の実験を行った。2 6-OHDA投与マウスでは、リステリア菌の全身感染に対し対照マウスに比べ、感染後期の特異的感染防御が亢進していた。この効果は、6-OHDAの拮抗剤であるdesipramineの同時投与で消失した。3 6-OHDA投与マウスのリステリア感染後の脾臓中内在性サイトカイン(IFN-γ、TNF、IL-12)を測定したが、対照群と産生量に差異は認められなかった。しかしながら、6-OHDA投与マウスの脾細胞をリステリア加熱死菌で刺激した場合、対照群に比べTNF産生が上昇していた。また、T細胞を刺激した場合、6-OHDA投与マウスでIFN-γ産生が上昇していた。4 6-OHDA投与マウスでは、初期でのマクロファジ-の殺菌能は亢進していなかった。以上の結果から、交感神経を遮断することにより、リステリア菌に対する感染防御が亢進することが明かとなり、細菌感染防御が交感神経系と副交感神経系のバランスに依存することが示唆された。その機構として、リステリア菌感染防御に必須なサイトカインであるTNFやIFN-γ産生の亢進が関与するものと考えられる。今後さらにその機構の詳細な解析を行う予定である。
20世紀初頭ミシシッピ・デルタにおける移民入植地建設の形成と展開

南部史を語るとき、貧困および人種間対立の存在を否定することはできない。近年ではトランプ政権の誕生にともない、根強い南部保守思想に関心が寄せられている。ミシシッピ・デルタ地域はまさにコットン・ベルトの中心であり、また、南部保守連合、宗教右派、白人至上主義者からなるバイブル・ベルトとして語られる。これに対して、本研究は南部社会がつねに宗教的にも人種的にも民族的にも排他的な社会でありつづけたわけではないとの仮説を立て、アメリカ南部が閉鎖的で遅れた地域ではなく、南部独自の近代化の道を進み、社会を変革しようと闘う人々が存在した点を浮き彫りにしてく。
分子の部分構造認識による多目的化学センサに関する研究

動的な界面分極制御表面の電気化学インピーダンスの測定により,吸着分子の検出と物質情報抽出を行なった.その際,電極表面のラフネスと原子レベルの不均一性を反映するCPE(Constant Phase Element)特性を測定することで界面における化学物質の吸着状態を反映した情報を入手した.表面に吸着する分子の部分的な構造を調べるため,電極電位の動的な制御により化学物質と界面との相互作用が変化させ,化学物質の部分構造と表面との相互作用について研究を行なった.分極制御された表面は化学物質と多くの分子間力によって相互作用する.これらの相互作用の変化を利用して得られるインピーダンスプロファイルにより,表面への吸着物質の部分構造に関する情報を得る事ができた.上記と併せて,ESCA, AFMにより表面吸着分子の表面分析を行なった.この分析により吸着相互作用のメカニズムの解明を行ない,センサの表面機能設計へ反映させることができた.さらに,電極表面を化学修飾することで分子の部分構造を認識できる表面を作成した.自己組織化単分子膜と分子鋳型法を組合わせ,特定の部分構造にフィットする吸着サイトを形成し,電極表面への分子吸着に特異性を持たせた.このようにして機能化された表面によりベンゼン環,アルコールに対する感度を得る事ができた.以上の成果により,測定された化学物質はその部分構造によりカテゴリー分けすることができた.この化学物質情報は匂いコードと関連しており,匂いの質の定量化を可能とする.また,開発されたセンサは簡易な分析化学手法を提供し,部分構造による化学物質グルーピングを実現できる.動的な界面分極制御表面の電気化学インピーダンスの測定により,吸着分子の検出と物質情報抽出を行なった.その際,電極表面のラフネスと原子レベルの不均一性を反映するCPE(Constant Phase Element)特性を測定することで界面における化学物質の吸着状態を反映した情報を入手した.表面に吸着する分子の部分的な構造を調べるため,電極電位の動的な制御により化学物質と界面との相互作用が変化させ,化学物質の部分構造と表面との相互作用について研究を行なった.分極制御された表面は化学物質と多くの分子間力によって相互作用する.これらの相互作用の変化を利用して得られるインピーダンスプロファイルにより,表面への吸着物質の部分構造に関する情報を得る事ができた.上記と併せて,ESCA, AFMにより表面吸着分子の表面分析を行なった.この分析により吸着相互作用のメカニズムの解明を行ない,センサの表面機能設計へ反映させることができた.さらに,電極表面を化学修飾することで分子の部分構造を認識できる表面を作成した.自己組織化単分子膜と分子鋳型法を組合わせ,特定の部分構造にフィットする吸着サイトを形成し,電極表面への分子吸着に特異性を持たせた.このようにして機能化された表面によりベンゼン環,アルコールに対する感度を得る事ができた.以上の成果により,測定された化学物質はその部分構造によりカテゴリー分けすることができた.この化学物質情報は匂いコードと関連しており,匂いの質の定量化を可能とする.また,開発されたセンサは簡易な分析化学手法を提供し,部分構造による化学物質グルーピングを実現できる.化学センサ用デバイス開発は,現代社会において化学物質を検出することができるセンサ技術の迅速な開発が急がれているため,いっそうその重要性を増している.化学物質は現在の人類社会に重大な影響を及ぼし,その代表的な例が環境ホルモンや環境汚染である.社会が常に直面するこのような問題に対して,適切なセンサを短時間で提供できる技術の開発は,化学センサと計測技術に要求される重要な課題である.以上の背景に立ち,申請課題では次の研究を行った.まず,界面分極制御表面の電気化学インピーダンス測定により吸着分子の検出と情報抽出を行った.その際,電極表面のラフネスと分子の表面吸脱着を反映するCPE(constant phase angle element)特性を測定することで界面における化学物質の吸着状態を反映した情報を検出した.電極電位の動的な制御により化学物質と界面との相互作用が変化するが,さらに化学物質の部分構造と表面との相互作用について研究を行った.すなわち,電位依存のインピーダンスプロファイルと物質の部分構造との関連を調べることで電極表面の部分構造認識能とセンサ信号が持つ部分構造情報について検証を行った.その結果,表面に吸着した分子の部分構造に依存したインピーダンスプロファイルが得られ,さらに濃度に依存したプロファイルの変化とシフトが検出された.また,吸着・残留した分子の検出と識別も可能であった.この結果は特定の電気化学反応を伴わない条件下でCPE特性を反映した電気化学インピーダンスを測定することで,表面と相互作用する化学物質の検出と大まかな識別が可能であることを示唆している.また,この検出方法により高感度で汎用の化学センサが開発可能であることを示している.1.センサ信号と部分構造との関連付け界面分極制御表面の動的な電気化学インピーダンスを測定することによって,吸着分子の検出と物質情報の抽出を行なうことができた.その際,電極表面のラフネスを反映したCPE(Constant Phase angle Element)特性を測定することで界面における化学物質の吸着状態を反映した情報を検出した.電極電位の動的な制御により化学物質と界面との相互作用を変化させ,化学物質の部分構造と表面との相互作用について観測し,表面に吸着する分子の部分的な構造を調べた.分極制御された表面は単純な金属表面であっても化学物質と多くの分子間力によって相互作用する.静電的相互作用,双極子相互作用,ファンデルワールス力,水素結合,疎水性相互作用,π電子共有による吸着相互作用などである.

これらの相互作用を利用することで,芳香族,カルボン酸,アルキル鎖等,分子の部分構造による化学物質のグルーピングを行なった.また,表面での吸着を利用して高感度な物質検出を実現できた.2.表面分析による相互作用メカニズムの解明上記と併せて,ESCA, AFMを用いて表面吸着分子の定量・固定を行った.この表面分析により吸着相互作用のメカニズムの解明とセンサの表面機能設計に有用な知見を得た.3.電極表面の機能化電極表面を化学修飾することで分子の部分構造を認識できる表面を作成した.自己組織化単分子膜と分子鋳型法を組合わせ,ベンゼン環,アルコール性水酸基,アルキル鎖など特定の構造にフィットする吸着サイトを形成し,電極表面への分子吸着に特異性を持たせることができた.この機能化によって,応答感度と応答特異性を向上させることができた.4.以上のセンサの高機能化に関する研究により,化学特質をその特徴によりグルーピングする汎用化学センサの基礎を確立した.このような分析方法は科学センサのみならず,匂いコードに基づく匂いの定量化,さらに表面の簡易分析手法として応用が必要である.