hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コメ貯蔵タンパク質グルテリンの構造遺伝子変異に関する研究

変異体グルテリンの分子特性:3種類の変異体(EM278,EM659,CM1707)は共通してIEFバンド7のポリペプチドが欠損し、EM287とEM659では特定のポリペプチドの含量が増加し、CM1707は他のポリペプチドには変化が無いことが明かとなった。グルテリン抗体の調製:グルテリン分子は多形性を示し、分子サイズで精製したグルテリンを抗原として調製した抗体ではグルテリンの多形性を生化学的に正確に同定することができない。そこでグルテリンをIEFで分離した個々のバンドの精製法を検討した結果、アガロースを用いたIEFによりきわめて純度高く、しかも多量に得ることができた。イネ種子貯蔵タンパク質グルテリンは、酸性と塩基性の両サブユニットから構成される。本年度は主として塩基性サブユニットについて調査を行った。1).塩基性サブユニット分子のMicroheterogenity:材料には水稲品種「金南風」及び「IR36」を用いた。塩基性サブユニット分子は、SDS-PAGE分析では分子量2322kDaで、beta-1、beta-2、beta-3の3つのバンドに分かれ、IEF分析では、pI7.88.2、9本のバンドに分かれた。両品種はSDS-PAGE分析では差異が認められなかったが、IEF分析ではバンドの有無や染色程度に差異が認められた。二次元電気泳動分析(IEF/SDS-PAGE)では910のスポットが認められ、beta-1は2、beta-2は5または6、beta-3は2つのポリペプチド分子から構成され、その構成は両品種間で相同性が認められた。2).変異の探索:国内外の在来イネ1,400系統のSDS-PAGE分析で、beta-4を有する系統を見いだした。IEF分析では、バンド数で811本、ほとんど全てのバンドに欠失変異が認められるなど、系統間でバンドの有無や染色程度に多様な変異を認めた。3).変異の遺伝子分析:「金南風」及び「IR36」のF1及びF2分析の結果、多型の認められたバンドはそれぞれ単不完全優性遺伝子支配で、遺伝子間に強い連鎖関係を認めた。RI系統を用いた分析の結果、これらのバンドを支配する遺伝子は染色体2に座乗するRLFPマーカーと密接に連鎖することが明かとなった。また、標識遺伝子系統を用いた連鎖分析は、酸性サブユニットalpha-2の構成ポリペプチドの構造遺伝子のいくつかは、染色体1の標識遺伝子laxと密接に連鎖し、これらの遺伝子は染色体1に座乗することを示した。これらの結果から、グルテリン構造遺伝子は少なくとも2つの密接に連鎖する集団があり、それぞれ染色体1及び2上でクラスターを形成することが明かとなった。本年度は、日・印水稲品種「金南風」および「IR24」間で認められたグルテリンのIEF変異について遺伝様式、連鎖関係、三染色体分析による座乗染色体の推定ならびにRI(Recombinant Inbred)系統を用いた座乗位置の推定を行なった.IEF分析では両品種共,酸性サブユニットは12本前後,塩基性サブユニットは9本前後ポリペプチドバンドに分かれた.「金南風」では酸性バンドpI6.50,6.71,7.19,塩基性バンドpI8.13と8.24,一方「IR24」では酸性バンドpI6.59,6.80,7.15,7.52,塩基性バンド8.37および8.45バンドがそれぞれ品種特異的に認められた.F1およびF2種子の分析結果から,これらのバンドを支配する遺伝子は調節遺伝子ではなくグルテリンの構造遺伝子であり,かつ,個々のIEFバンドはそれぞれ異なる遺伝子に支配されると推察された.さらに38kDポリペプチドの構成
平均限界税率をもちいた日本経済のマクロ政策分析

この研究プロジェクトでは,平均限界税率や景気循環会計をもちいていくつかの論文を生み出してきた.平均限界税率は異なる所得をもつ経済主体の限界税率の加重平均であり,単なる平均税率に比べマクロ分析ではより適切な税率である.景気循環会計は実質GNPや消費や投資や労働供給などの経済変数に影響を与える要因を4つのウェッジに分解する.これらのウェッジによって経済の配分が正確に再現可能になる.最も最近の論文では,景気循環会計をもちいて日露戦争期における財政支出乗数を推計した.短期において0.7となり長期において1になることを示した.この研究プロジェクトでは,平均限界税率や景気循環会計をもちいていくつかの論文を生み出してきた.平均限界税率は異なる所得をもつ経済主体の限界税率の加重平均であり,単なる平均税率に比べマクロ分析ではより適切な税率である.景気循環会計は実質GNPや消費や投資や労働供給などの経済変数に影響を与える要因を4つのウェッジに分解する.これらのウェッジによって経済の配分が正確に再現可能になる.最も最近の論文では,景気循環会計をもちいて日露戦争期における財政支出乗数を推計した.短期において0.7となり長期において1になることを示した.本年度は、既存研究の整理とともに、論文作成をおこなった。月に二度直接あって議論をするほかにメイルでやり取りをした。その成果は「日本における男女別の労働ウェッジ」としてまとめられた。これを、法政大学比較経済研究所のワーキング・ペーパーにまとめた。6月に予定されている日本経済学会の春季大会に投稿をおこない、採択された。成果発表として、6月にリトアニアのヴィルニュスで、10月にカナダのモントリオールで、翌4月にオーストリアのウィーンで論文報告を実施した。また、国内において、研究集会「経済の数理解析」で「Animal Spirits of Competitive Market Economy」を報告した。さらに、2012年8月10日ー11日に、研究連携者の所属する信州大学において、第1回マクロ政策分析研究会「平均限界税率をもちいた日本経済のマクロ政策分析」を実施し、8人の参加があり、それぞれ研究成果を発表し、議論を深めた。本年度は学術雑誌『経済志林』にて研究代表者と共同研究者とで「日露戦争前後の景気循環会計」を発表した。この論文では景気循環会計を用いて日露戦争前後(190110年)の日本の景気循環を分析した。推定の結果、他の国や時期を検証した先行研究と同様に、効率性ウェッジが一人あたり実質GNPのほとんどの変動を説明できることがわかった。この変動のうち、日露戦争前は金融制約の、戦争後は技術ショックの影響であると考えられる。他方で、日露戦争期には政府消費ウェッジがなければ実質GNPは低くなっていたであろうことも明らかとなった。これは、政府支出の効果を暗示するものである。また、2015年5月予定で齊藤誠編『震災と経済』(東洋経済新報社)で齊藤誠と研究代表者と共同研究者とで第4章「東日本大震災の家計消費への影響について:恒常所得仮説再訪」を執筆した。ここでは、経済全体(マクロ経済)の消費動向を通じて、東日本大震災の経済的な影響を分析している。具体的には、消費理論のもっとも重要な理論仮説の1つである恒常所得仮説に基づき、東北地方の消費に与えた一時的な影響とともに、東日本大震災がマクロ経済の消費に与えた永続的な影響を推計している。推計結果は以下のようにまとめることができる。第1に、東日本大震災は、東北地方の消費を経済全体の消費動向から18%以上の大きさで一時的に引き下げるインパクトがあった。第2に、東日本大震災は、経済全体の消費のトレンドを2%から3%の大きさで永続的に引き下げる影響をもたらした。これら論文掲載の他に3つの国際学会で別々の研究を報告し、それを英文論文にして投稿中である。マクロ経済学去年書き上げた「日本における男女別の労働ウェッジ」を国内学会での報告を経て,英語論文に書き換え,いくつかの国際学会にて報告している.今年度は海外雑誌に投稿予定である.また消費増税にそなえたデータ整理を開始している.研究の目的にあげた4つの論文のうち、一つが「日本における男女別の労働ウェッジ」という論文になっている。他についても、若干の軌道修正が必要であるが、方向性が見えてきており、論文完成に向けて着実に進展している。最新の経済動向をフォローアップしつつ,英文論文を作成し国内外の学会で成果を発表し,修正をおこない,査読付き学術雑誌に投稿を実施する.論文作成には数値計算および実証分析が必要なため,そのための数値計算環境の整備,データの整理も継続的に実施する.その成果を学会だけでなく,より濃密な議論をおこなうために研究会を開催し,研究連携者を中心に10人程度の研究者を招待し,その成果発表の機会を設ける.最新の経済動向をフォローアップしつつ、英文論文を作成し国内外の学会で成果を発表し、修正をおこない、査読付き学術雑誌に投稿を実施する。論文作成には数値計算および実証分析が必要なため、そのための数値計算環境の整備、データの整理も継続的に実施する。その成果を学会だけでなく、より濃密な議論をおこなうために研究会を開催し、研究連携者を中心に10人程度の研究者を招待し、その成果発表の機会を設ける。具体的な予定として、6月に予定されている日本経済学会の春季大会で共同研究者との共著「日本における男女別の労働ウェッジ」を報告予定である。

研究代表者の学会参加費が為替変動のため当該年度の予算以上となり次年度に持ち越したためと,研究分担者の当初予定していた学会出張がキャンセルされたため.年度が変更し学会参加費を支払い,今年度は予定より多く成果発表のための学会出張を実施する予定.最新の経済動向をフォローアップするために経済学関連図書の購入、数値計算の効率的な運用のためにコンピューターの購入、および関連ソフトウェアと備品の購入を考えている。さらに資料整理補助のため、アルバイトの雇用、成果の確認のために共同研究者および研究連携者を交えて、研究会を開催する。また、研究成果を英文にまとめ、より精度の高い論文のために、英文校閲費、その成果の報告のために国内外の学会出張をおこなう予定である。
アマノリ属海藻の細胞融合による新品種の作出

アマノリ属細胞壁多糖はβー1,4ーマンナン,βー1,3ーキシラン、ポルフィランから構成されている。著者は自然界からアマノリ属細胞壁分解酵素を産生する細菌の探索を行い、βー1,4ーマンナナーゼ産生細胞をニジマスの腸内容物から、βー1,3ーキシラナーゼ産生細菌を海底泥から、ポルフィラナーゼ産生細菌を海藻から分離した。一般に、細胞融合を成功させるためには、プロトプラストを大量に作出し、再生させる技術と共に、融合体を選別するための指標が必要とされる。著者はアサクサノリ野生株を培養中、葉状体が通常の赤褐色のものとは異なった緑色の変異株を単離した。よって、上記3種類の細胞壁溶解酵素を用いて、スサビノリ野生株とアサクサノリ緑色変異株から多数のプロトプラストを作出し、細胞融合を行った。すなわち、両藻のプロトプラストをポリエチレングリコール(PEG)で処理して、融合させた。PEG処理した融合または非融合のプロトプラスト混液を数週間培養すると数mmの褐色または緑色の不規則なカルスまたは正常な形の幼芽に生長した。これらが38cmの葉状体へ生長した時、仮根部半分が褐色、先端部半分が緑色をした1枚のキメラ葉状体(キメラーI)が発見された。キメラーIの緑色部は成熟すると成熟細胞が褐色に変化した。キメラーIが放出した単胞子からは、褐色または緑色の葉状体に加えて、緑色と褐色から成る区分状キメラ葉状体が多数得られた。これら2代目キメラもまた、成熟すると緑色部の成熟細胞は褐色に変化した。2代目キメラから放出された果胞子の糸状体から生じた殻胞子は38.4%という高い割合で褐色と緑色からなる区分状キメラに生長した。以上の結果から、キメラIはスサビノリ野生株とアサクサノリ緑色変異株のプロトプラスト融合体から再生した雑種ではないかと推測される。本研究の成果は細胞融合によるノリの品種改良に大きく貢献するであろう。アマノリ属細胞壁多糖はポルフィラン, β-1, 3-キシラン, β-1, 4-マンナンから構成されている.著者らは自然界からアマノリ属細胞壁分解酵素を産生する細菌の探索を行った.その結果,福岡県沿岸の海藻からポルフィラナーゼ産生細菌Vibrio sP.AP-2を,海底泥からβ-1, 3-キシラナーゼ産生細菌Vibrio sP.AX-4を,また,ニジマス腸内容物からAeromonas sP.F-25を分離した.一般に,細胞融合を成功させるためには,プロトプラストを大量に作出し,再生させる技術と共に,融合体を選別するための指標が必要とされる.著者はアサクサノリ野生株を培養中,葉状体が通常の赤褐色のものとは異なった緑色の変異株を単離した.また,融合体の再生のための培養条件を検討するために,スサビノリ野生株とアサクサノリ緑色変異株からプロトプラストを作出し,それらの再生を行った.すなわち両藻の葉状体に,上記細胞壁分解酵素を作用させ,多数のプロトプラストを作出した.

これらプロトプラストをASP_2(NTA)培地で培養すると,約1週間で細胞分裂が始まり, 6週間で数百ミクロンの褐色と緑色のカルスに生長した.カルスから出芽した多数の幼芽を培養すると,約2ケ月で10cm以上の褐色ならびに緑色の葉状体へ生長した.次に,スサビノリ野生株とアサクサノリ緑色変異株の細胞融合による雑種の作出を試みた.両藻のプロトプラストをポリエチレングリコール(PEG)で処理すると2個から数個が凝集し,希釈液で希釈することにより,融合が観察された. PEG処理したプロトプラストは数日間培養すると,細胞壁再生後,細胞分裂を開始し,数週間後にカルスを形成した.培養を続けるとカルスは多数の単胞子を放出した.これら単胞子を培養すると,褐色または緑色の葉状体に加えて,根元が褐色で先端部が緑色のキメラ葉状体が生じた.今後はこのキメラ葉状体の形態学的ならびに生理学的研究を行っていく予定である.細菌から調製したβー1,4ーマンナナーゼ、βー1,3ーキシラナーゼ、ポルフィラナーゼを用いて、スサビノリ野生株とアサクサノリ緑色変異株の葉状体から多数の褐色の緑色のプロトプラストを作出した。両藻のプロトプラストをポリエチレングリコール(PEG)で処理すると高い割合で細胞の凝集ならびに融合が観察された。PEG処理して得られた同種または異種の融合プロトプラストおよび融合していないプロトプラストの混合液を培養すると、数日間で細胞壁を再生し、細胞分裂を開始した。数週間経過すると数mmの褐色または緑色の不規則な形のカルスまたは正常な形の幼芽に生長した。さらに数週間培養すると38cmの葉状体へ生長した。これら葉状体は褐色または緑色であったが、その中に仮根部半分が褐色先端部半分が緑色をした1枚のキメラ葉状体(キメラーI)が発見された。培養を続けるとキメラ葉状体の緑色部は黄緑色に変化し、成熟細胞は褐色に変化した。なお、緑色葉状体は成熟しても少し色が白ぽくなるだけで褐色にはならなかった。キメラーIが放出した単胞子からは、褐色または緑色の葉状体に加えて、褐色と緑色からなるキメラ葉状体が多数得られた。これら2代目キメラもまた緑色部が成熟するにつれて成熟細胞は褐色になった。2代目キメラから放出された果胞子を培養すると、褐色または緑色の糸状体へ生長した。また培養中に緑色糸状体の一部が褐色に変化したので、これから殼胞子を集め培養した。その結果、褐色葉状体14%、緑色葉状体47.7%それに加えて褐色と緑色からなる区分状キメラが38.4%と高い比率で生じた。以上の結果から、キメラーIはスサビノリ野生株とアサクサノリ緑色変異株のプロトプラスト融合体から再生した雑種ではないかと推測される。今後は得られたキメラ葉状体の生理学的性質ならびに遺伝学的性質を解明していく予定である。
民国期中国における市場取引制度の形成:商会商事公断処の果たした役割

本研究は、中華民国初期に上海にて設立された商工会議所である上海総商会を対象に、商会の商事紛争の調停部署である「商事公断処」が、当時の市場秩序の形成に与えた影響を考察したものである。当時の商人・企業家らの間では、司法・行政機関に頼った商事紛争の解決には時間・費用がかかることが認識されており、商事公断処は、主に紛争当事者の帳簿の調査を通じて、商事紛争の解決に関わる費用を節約するよう機能し、市場取引における取引費用を引き下げ、市場秩序の形成に貢献していたことが確認できた。本研究は,1910年代から1920年代までの中華民国期中国において,商会の商事仲裁部門として設置された「商事公断処」の機能,特に,商事公断処制度が市場取引のルール形成へどのような影響を与えたかを明らかにすることを目的としている。平成22年度は,資料収集を中心に作業し,当時の経済紛糾の仲裁・調停事例に関する資料を収集した。まず,上海総商会商事公断処に関する資料として,中国国内の各機関(上海档案館,上海図書館,及び上海工商連合会等)にて資料調査を行った。同調査及び収集資料から得られた知見を概括すると,下記の通りである。(1)「当時の多くの企業家・事業主・商人が,市場取引を円滑に進めることを目的として,商事紛糾を解決する制度の導入を望んでいたこと」,(2)「商事紛糾の解決に関し,司法機関では対応できないケースがあり,商事公断処が司法機関を補完する存在であったこと」,(3)「総商会の構成員による発言や記述等に依拠すれば,商事公断処の導入が市場取引の効率性の改善に一定の効果を持っていたこと」が明らかになった。平成23年度には,これらの分析結果を論文・学会報告等の形式で公表する予定である。また,平成22年度の調査にて収集した同業団体(「同業公会」)による仲裁事例を分析し,商事紛糾の仲裁制度に関し,同業公会と商会商事公断処との比較研究も同時に進めてゆく予定である。本研究は、中華民国初期の上海総商会内に、商事紛争の調停部門として設置された「商事公断処」が、当時の市場秩序の形成に与えた影響を考察したものである。本年度は、研究の最終年度であり、前年度の調査時に収集した資料の個別分析、及び取り纏めを主たる作業とした他、平成23年8月に上海にて補足調査を行った。研究内容・成果の概要は下記の通りである。なお、当該成果に基づき、平成24年3月に中国現代史研究会総会にて学術報告を行った。(1)中華民国初期に商事公断処制度が導入された背景には、商事紛争の解決において、当時の司法・行政機関の能力が不足していたことがあった。実際に、1913年から1919年の期間において、上海総商会商事公断処が取り扱った商事紛争の案件中、4割弱が司法・行政機関から調停を委託された案件であった。(2)公断処の調停は、「調停結果の執行」及び「紛争当事者の召喚」の点で強制力を欠いており、公断処における商事紛争の調停は限定的にしか機能していなかった。商会のメンバー(商人・企業家)は、強制力の欠如を問題視しており、強制力を伴った制度への変更を当時の司法部に要求していた。(3)司法・行政機関からは、紛争の調停とともに紛争当事者の商業帳簿の調査を委託されているケースが多く、1917年には、帳簿調査の業務が増えため、帳簿調査の専門部署「査帳処」が商事公断処内に新設されている。これらのことから、商事公断処が、商業帳簿の調査を通じて、商事紛争の解決における司法行政機関の能力的限界を補完する役割を担っていたことがわかる(4)当時の商人・企業家らの間で、司法・行政機関に頼った商事紛争の解決には時間・費用がかかることは認識されており、商事公断処が、商事紛争の解決に関わる費用を節約するよう機能し、が市場取引における取引費用を引き下げ、市場秩序の形成に一定程度の貢献を果たしていたことが確認できた。
アポトーシスシグナルを受けたミトコンドリアからのチトクロムC輸出機構の解析

ミトコンドリアは膜間スペースにシトクロムc、AIF、カスパーゼ9などのアポトーシス因子を貯留しており、細胞外からの死のシグナルに応じてそれらをミトコンドリアから細胞質に輸出し、これによってアポトーシスのカスケードがスタートする。しかしこれらの因子がミトコンドリア外に輸出される機構は殆ど不明のままである。我々は今回の助成によって以下の事柄を明らかにすることができた。【1】単離したミトコンドリアから細胞質に依存してシトクロムcを遊離する反応系を確立した。この反応はスタウロスポリンとdATP(またはATP)を要求する。【2】この反応系を利用して細胞質からシトクロムc遊離に関る因子を精製し、それが20Sプロテアソームであることを明らかにした。【3】素反応の解析をおこない、次のような経過でシトクロムcの遊離が起こることを明らかにした。(1)スタウロスポリンはミトコンドリアに作用し、シトクロムcをexport competentな状態にする。(2)20Sプロテアソームがシトクロムcをミトコンドリアから引きだし、そのシトクロムcは20Sプロテソームの空洞内に格納される。(3)dATP(またはATP)の加水分解によってシトクロムcは20Sプロテアソームから解離する。
若年性顎関節症を伴う上顎前突者における犬歯誘導の有無と咀嚼機能との関係

目的:本件級ではcuspid guidanceの有無および食物の硬さの相違が、咀嚼時の下顎運動経路や咀嚼筋活動にどのように影響しているのかを定量的に評価した。方法:上顎犬歯とその対向歯が咬耗しているために咀嚼時にcuspid guided occulusionを示さない歯牙年齢IVAの正常咬合者10名を被験者とした。各被験者について、チュ-インガムおよび粘調性の高いジェリ-状食品を右側で咀嚼させた時の筋電位と下顎の変位信号を記録した。筋電位は右側咬筋(浅部、深部)、側頭筋(前部、後部)より導出した。次いで、同じ被験者の上顎左右の犬歯に、balancing occlusal interferenceを排除できるようなocclusal capsを18Kゴ-ルドにて製作し、これをセメント合着した後に、前記と同じ検査動作を記録した。得られた結果は以下のとおりである。結果:Occlusal capの装着によって、咀嚼のpathwayはgrinding storokesからchopping strokesへと軌跡が変化し、また開閉口時の側方変位がより小さくなった。チュ-インガム咀嚼時の筋放電活動については、capの装着によりいずれの咀嚼筋も明瞭なピ-クは示さなくなったが、放電時間および咬合相時間は延長した。ジェリ-咀嚼時にも同様の傾向が認められた。またcap装着の有無にかかわらずジェリ-咀嚼時には側頭筋の放電開始時刻が早くなった。以上の所見は本研究で用いた被験者の多くに認められたが、個体問変動も相当大であった。
エクソーム解析による摂食障害原因変異の網羅的探索

摂食障害(ED)の遺伝率は高いが、ゲノムワイド関連解析(GWAS)では、その多くを説明できる原因変異は見いだされていない。本研究の目的は、ED家族症例を対象にエクソーム解析を実施しED発症に寄与する原因変異ならびに遺伝子を同定することである。ED罹患同胞10家族を対象に、罹患者20名および非罹患者18個体の合計38名のエクソームシークエンシングが完了した。観察された全700,055個の変異を日本人集団で1%以下の頻度で、かつ8種類の変異評価プログラム(SIFT, Polyphen2, LRT, Mutation Taster, Mutation Assessor, FATHMM, GERP++, PhyloP)の全てがタンパク質の構造の変化を支持するという、極めて厳しい条件でフィルタリングし、11個の変異へ候補が絞り込まれた。さらにこの変異の中から各家族についてde novo, dominant, recessive, compound全ての遺伝様式について罹患同胞で一致する変異を検索し2個の変異へと絞り込むことに成功した。さらに、サンガーシークエンシングにより2個の変異は確認された。これらの変異はそれぞれ2つの異なる遺伝子に存在し、いずれもGタンパク質共役型受容体(GPCR)遺伝子であり、1つはcorticotropin releasing hormone receptor 2 (CRHR2)であった。この遺伝子はノックアウトマウス等の解析からストレスで惹起される食欲不振、血圧低下等に関与するとされる。もう1つのglutamate receptor, metabotropic 8 (GRM8)は、統合失調症、自閉症、アルコール依存症、注意欠陥多動性障害との遺伝学的関連が示唆されている。今回見出された2遺伝子はED原因遺伝子の可能性が高く、画期的である。高い遺伝率で知られる摂食障害は、ゲノムワイド関連解析(GWAS)が行われたが、その多くを説明できる原因変異は見いだされていない。一方、統合失調症や自閉症などの精神神経疾患において、近年登場した全エクソンをシークエンシングするエクソーム解析により、多くの原因変異が同定されつつあるが、摂食障害において、このような報告はこれまでのところ皆無である。そこで本研究の目的は、すでに試料収集済みである、摂食障害家族症例を対象に、エクソーム解析を行うことにより、摂食障害発症に寄与する原因変異ならびに遺伝子を同定することである。そこで、予備的知見を得るため、摂食障害家族症例を対象としてエクソーム解析を実施し、罹患者で共有する極めて稀な機能性変異の同定を目指した。その結果、統合失調症などを含む他の精神疾患ですでに明らかになっている複数の疾患原因遺伝子上(神経伝達物質のレセプターや抑うつ障害の原因遺伝子)に、このような変異が認められた(unpublished data)。したがって、エクソーム解析が摂食障害の解析においてもきわめて有望であると期待された。しかし少数症例での解析であるため、これらが真の疾患原因変異と断定することはできない。そこで、本研究は多数の家族症例の解析を加えることにより、複数の家族で同一遺伝子上にある原因変異の同定を目指すこととした。本研究のこの初年度までに、摂食障害5家族を対象に、罹患者10名および非罹患者11名の合計21名のエクソームシークエンシングが完了した。なお、エクソン断片濃縮(ライブラリ調整)にはアジレント社のSureSelect Human All Exon V5を使用し、イルミナ社のHiSeq2000にてシークエンシングを実施した。平均Depthは全個体70-80以上である。この値はシークエンシング対象領域のシークエンシングカバー率が上限に到達するものである。おおむね計画通りに進展しているため。今年度までに、当初目標としていた、摂食障害罹患同胞10家族を対象に、罹患者20名および非罹患者18個体の合計38名のエクソームシークエンシングが完了した。平均Depthは全個体70-80以上であり、この値はシークエンシング対象領域のシークエンシングカバー率が上限に到達するものである。各家族について、de novo, dominant, recessive, compoundすべての遺伝様式について、罹患同胞で一致する変異を抽出した。これらの変異のうち、日本人集団で1%以下の頻度ならびに、8種類のすべての変異評価プログラムが(SIFT, Polyphen2, LRT, Mutation Taster, Mutation Assessor, FATHMM, GERP++, PhyloP)タンパク質の構造を変化させうると予測した変異に厳選した。その結果、2個の変異へと絞り込むことに成功した。これらの変異はそれぞれ2つの異なる遺伝子に存在し、どちらもGPCR(Gタンパク質共役型受容体)遺伝子であった。一つの遺伝子は、autism, loneliness, schizophrenia, alcohol dependence, ADHD, neurodevelopmental disorder, eating behavior, smoking behaviorなどの様々な神経精神疾患と遺伝学的な関連がこれまでに示されている。さらにもう一つの遺伝子は、食欲抑制に関与しているホルモンの受容体をコードしており、機能的に既に摂食障害の候補タンパクとして考えられているものである。したがって、今回見出された2遺伝子は摂食障害原因遺伝子の可能性が極めて高いものであった。当初目標としていた摂食障害罹患同胞10家族のエクソームシークエンシングを終了し、候補となる変異を抽出し評価した。従って、おおむね計画通りに進展しているといえる。ED罹患

同胞10家族を対象に、罹患者20名および非罹患者18個体の合計38名のエクソームシークエンシングが完了した。観察された全700,055個の変異を日本人集団で1%以下の頻度で、かつ8種類の変異評価プログラム(SIFT, Polyphen2, LRT, Mutation Taster, Mutation Assessor, FATHMM, GERP++, PhyloP)の全てがタンパク質の構造の変化を支持するという、極めて厳しい条件でフィルタリングし、11個の変異へ候補が絞り込まれた。さらにこの変異の中から各家族についてde novo, dominant, recessive, compound全ての遺伝様式について罹患同胞で一致する変異を検索し2個の変異へと絞り込むことに成功した。さらに、サンガーシークエンシングにより2個の変異は確認された。これらの変異はそれぞれ2つの異なる遺伝子に存在し、いずれもGタンパク質共役型受容体(GPCR)遺伝子であり、1つはcorticotropin releasing hormone receptor 2 (CRHR2)であった。この遺伝子はノックアウトマウス等の解析からストレスで惹起される食欲不振、血圧低下等に関与するとされる。もう1つのglutamate receptor, metabotropic 8 (GRM8)は、統合失調症、自閉症、アルコール依存症、注意欠陥多動性障害との遺伝学的関連が示唆されている。今回見出された2遺伝子はED原因遺伝子の可能性が高く、画期的である。エクソームシークエンシングを合計10家族以上めざして実施していく予定である。その後、これらのデータを用い、同一家族内の複数の患者で共有し、且つ非罹患者では存在しない極めて稀な機能性変異に限定することで、数十個程度の候補変異を同定すると期待している。一方、家族症例の膨大な変異情報が獲得できているため、この情報を基に連鎖解析が可能である。すなわち、家族症例内で高頻度の変異を選抜して、HapMapの情報からこれらの変異の内、連鎖不平衡にない変異を抽出して、連鎖解析用の変異セットを作製する。これをMERLINプログラムなどにより連鎖解析を行うことで連鎖にある遺伝子座をリストする。また、プログラムpVAASTにより、アミノ酸置換および頻度情報などを基に尤度比検定し、疾患候補遺伝子をランキングする。これと同時に、Polyphen2, SIFT, PhyloP, LRT, MutationTaster, GERP++などにより、その変異の遺伝子に対する有害度を推定する。
ヒト大脳中に存在し、年齢依存性変化を示すカルモジュリン様タンパク質に関する研究

1.0-40歳までのヒト大脳中には検出できるが、それ以降の年齢層では含量が著しく減少するcalmodulin様活性を有す蛋白質(ARPB)を見出した。今回精製ARPBを家兎に注射し作製した免疫血清を用いてARPBの免疫学的性状を解析した。(1)ARPBの家兎に対する免疫原性は低く、生化学的性状とともに免疫原性に関してもARPBはcalmodulinに類似していた。(2)ARPBが認められる若年者由来の各種臓器によるARPB免疫血清の吸収実験から、APRBは免疫学的に脳特異的であることが知られた。(3)さまざまな年齢層由来の脳による吸収実験から、今回作製した免疫血清には40歳以上の壮年及び老年者の脳成分と交差反応を示す抗体も存在するが、明らかに若年者に特異的な脳成分に対する抗体を含有していた。(4)ARPB免疫血清はcalmodulinと交差反応を呈した。以上の結果から、ARPBとcalmodulinとの間の免疫学的類似性が認められることが明らかになった。このARPB免疫血清は抗体価が極めて低いため詳細な免疫学的検索には利用出来なかった。より抗体価の高い特異抗体の作製が今後の課題となった。2.ヒトリボ核酸分解酵素(RNase)活性は年齢依存性を示すだけではなく、Alzheimer病変に伴い変動を生じることが知られている。今回分子多様性を考慮した2種類のRNaseアイソザイム解析法を確立した。(1)等電点電気泳動の高分解能に見合うRNase活性染色法として、DAFO法を開発した。DAFO法は高感度(0.1ng以下のRNase Aを検出)であるうえ、免疫ブロット法に匹敵するような高分解能を有していた。DAFO法はアイソトープなどの特殊な試薬を必要とせず汎用性は極めて高かった。(2)ヒトRNaseの部分アミノ酸配列に相当する合成ペプチドに対する抗体は、RNaseアイソザイムの検出やRNaseの免疫学的同定に極めて有用であった。
選択的オートファジー制御による新規尿路結石治療薬の開発

尿路結石の生涯罹患率は増加しており、形成機序の解明と再発予防法の確立は急務である。私たちは、酸化ストレスや炎症の亢進による尿細管細胞傷害が尿路結石の形成を促進することを証明し、傷害を抑えることで結石が予防できる可能性を見出した。傷害を受けた細胞は、自己を防御するためにオートファジーを誘導し、選択的に細胞内容物を除去することで細胞の恒常性を保つ。そこで、オートファジーの制御によって結石を予防できると着想し、以下の3つの観点からオートファジー機構の解明と、尿路結石のバイオマーカーの開発、さらにその制御による尿路結石の新規治療薬の開発を試みる。
零相関範囲と低ピーク値を持つ系列セットの生成法と応用の研究

通信や距離計測、超音波イメージングや電子透かしには、様々な数字の列(系列)が用いられている。様々な特性をもった系列の生成方法の発見・開発は、理論的にも応用面で有益であると考えられる。本研究では、相関関数の値がある一定の位相差内で0となる性質をもった系列セットと、自己相関関数のサイドローブが全て0となる疑似白色雑音について、15種類を越える系列生成方法を発見し、それらの応用について検討を行った。本課題ではZCZ系列の生成方法及び応用について検討を行っている。ZCZ系列とは、以下に示す二つの条件を満たす系列セットのことである。i)セットのどの系列についても、自己相関関数が位相差の絶対値が1以上Z以下で、常に0となる。ii)セットのどの系列の対についても、相互相関関数が、位相差の絶対値がZ以下で、常に0となる。このZCZ系列には、i)生成されるZCZ系列について、生成可能な長さ、本数、零相関範囲の広さ以外の数理的性質はほとんど明らかにされていない。ii)ZCZ系列では、零相関範囲の外に相関関数のピークが小さい方が応用上望ましいが、ピークについては、少数の研究しか存在しない。iii)既存のZCZ系列の生成方法は、アダマール行列、相補系列、完全系列などをもとにしているが、生成されたZCZ系列の性質制御法についてはまだ未解明の点が多い。iv)新規系列生成方法の開発につながるようなZCZ系列生成方法の数理的条件などが明らかになっていない。v)系列生成方法ごとに、生成できる系列の本数や長さに制限があり、応用上の障害となっている。本年度は、以下の成果をあげた。1)完全系列のインターリービングを用いたZCZ系列の生成方法について、零相関範囲外のピーク値を従来の半分にした方法の開発、2)相補系列と完全系列を用いたZCZ系列構成方法の一般化、3)完全系列を用いたZCZ系列構成方法について、従来法よりも生成に関する制限を緩和し応用範囲を拡大した系列構成方法、4)低ピーク比疑似白色雑音系列を用いたZCZ系列セット構成方法。5)2次元ZCZ系列セットの新しい構成方法。これらについては、論文および国際学会に投稿・発表した。投稿した論文の一部は、平成20年4月現在で、審査中である。零相関範囲系列生成方法及び生成された系列の通信、計測などへの応用について検討を行っている。零相関範囲系列とは、i)セットのどの系列についても、自己相関関数が位相差の絶対値が1以上Z以下で、常に0となる。ii)セットのどの系列の対についても、相互相関関数が、位相差の絶対値がZ以下で、常に0という二つの条件を満たす系列のセットである。零相関系列についていは、以下の課題が残っている:1)零相関範囲系列の生成可能な長さ、本数、零相関範囲の広さ以外の数理的性質は詳細が明らかにされていないこと。2)零相関範囲の外に相関関数が持つピークの抑制が応用面で強く要求されているものの、零相関範囲外のピーク小さく抑える方法について未解明の点が多いこと。3)新規系列生成方法の開発につながるような汎用的数理的条件などが明らかになっていないこと。4)系列生成方法ごとに、生成できる系列の本数や長さに制限があり、応用上の障害となっていること5)零相関範囲系列を用いた通信・計測システムの性能向上に関する検討が不足していること。本課題では、これらの問題の解明を目的に検討を行っている。本年度は1)完全系列を用いたZCZ系列の生成方法の一般化と改良についての新たな知見をうることができた。2)相補系列と完全系列を用いた零相関範囲系列構成方法の一般化及び改良についての成果をあげることができた。3)完全系列を用いた零相関範囲系列について、CDMAへの応用方法とその性能評価を行うことができた。4)疑似白色雑音系列を用いた零相関範囲系列の新しい生成方法を開発することができた。これらの成果の一部は論文等で発表し、残りは論文作成中である。零相関系列については、下記の課題がある。1.零相関範囲系列の生成可能な長さ、本数、零相関範囲の広さ以外の数理的性質は詳細が明らかにされていないこと。2.零相関範囲の外に相関関数が持つピークの抑制が応用面で強く要求されているものの、零相関範囲外のピーク小さく抑える方法について未解明の点が多いこと。3.新規系列生成方法の開発につながるような汎用的数理的条件などが明らかになっていないこと。

4.実際の応用では、ある特定の系列ペアに体して、その他の系列ペアよりも相互相関の零相関範囲が長いことが要求されるが、この要求を満たす系列生成方法が未解明であること。本年度は完全系列を用いた零相関系列生成方法の一般化をさらに進めること、同期用の零相関系列についての新たな知見をうることができた。この成果については、国際学会と学術論文で報告を行った。また、21年度末に、さらに新しい系列生成方法を発見し、現在論文作成中である。また、上記課題3に関連して、複数の系列生成方法を発見し、その成果について論文作成中である。疑似白色雑音系列については、疑似白色雑音系列セットの生成方法を発見し、その成果を現在論文投稿中である。
BRS対称性と可積分系

研究代表者が得た成果は次の通りである:1.ハイゼンベルグ描像の光錐ゲージ2次元量子重力の厳密解、すなわち、場の演算子間のすべての2次元交換関係およびすべてのワイトマン関数の構成に成功した。更に、この理論において新しいタイプ無限次元対称性を発見した。2.共変ゲージ2次元量子重力において、ユニタリティに抵触するBRS singlet pairの存在を示した。これによって、4次元量子重力においても一般にその存在を考慮する必要が生じたため、その問題を解決するための方法を提唱し、ユニタリティが保証できることを示した。また、研究分担者は以下の成果を得た:1.超対称なサイン-ゴルドン理論を境界がある場合へ拡張し、可積分性と超対称性を保つような境界相互作用を求めた。2.有質量ティリング模型とO(N)グロス-ヌヴォ-模型について、可積分な境界相互作用を求めた。3.双対性を持つ可積分なボソン場の理論とフェルミオン場の理論を境界がある場合に拡張し、境界相互作用には双対性を保つものと破るものがあることを見い出した。本研究に関連して次の研究集会を主催した:1.“ゲージ場・重力場・BRS対称性"、京都大学数理解析研究所、平成7年6月57日研究代表者が得た成果は次の通りである:1.ハイゼンベルグ描像の光錐ゲージ2次元量子重力の厳密解、すなわち、場の演算子間のすべての2次元交換関係およびすべてのワイトマン関数の構成に成功した。本研究に関連して次の研究集会を主催した:1.“ゲージ場・重力場・BRS対称性"、京都大学数理解析研究所、平成7年6月57日
北太平洋におけるサブダクション過程の定量的・実証的解明

亜熱帯循環における永年密度躍層各部の水の起源を概観するため,既存の海洋気候値データにより,東経137度断面内の水の起源海域とそこからの移流時間を求めた。これを踏まえ,独自の高解像度海洋気候値データを用いて,永年密度躍層の主要水塊である亜熱帯モード水,中央モード水,東部亜熱帯モード水の沈み込み域と各モード水の低渦位の成因を明らかにした。とくに,中央モード水は,従来考えられていた大きな「水平注入」よりも,むしろ小さな「等密度線を横切る流れ」によって主に形成されることを示した。さらに,中央モード水と亜熱帯モード水が循環系中部・南部の亜熱帯前線形成に寄与していることを明らかにした。同様の高解像度海洋気候値データにより,西部亜寒帯循環の永年密度躍層を特徴づける中冷水の起源と移流パターンを明らかにした。等密度面追随型プロファイリングフロートにより,1年半以上にわたる,中央モード水のサブダクションの準ラグランジュ的な観測に成功した。このデータに対応するシミュレーションを行うためのラグランジュ型一次元混合層モデルを作成し,亜寒帯循環の中冷水の形成過程に適用して,モデルの有効性を確認した。東京大学海洋研究所研究船白鳳丸によって,混合層から永年密度躍層へのサブダクションが起こる晩冬期の直後に,中央モード水の沈み込み域を含む中部北太平洋域において集中観測を実施し,新たに沈み込んだ水の水平・鉛直分布,海水特性などを広範囲に把握できる多項目データを取得した。国際アルゴ計画で投入された利用可能な全てのフロートのデータを解析し,亜熱帯循環北西部で,高気圧性渦に伴って永年密度躍層が深くなっている海域で,とくに厚いモード水が形成されること,および,亜熱帯循環の南部で,高塩分水の沈み込みによってバリアレイヤーが形成されることを明らかにした。既存の海洋気候値データworld Ocean Atlas 1994を用いて、亜熱帯循環系の主密度躍層水のサブダクションと引き続く移流・混合過程について考慮した。主な密度面上で地衝流線を求め、循環系全域について、沈み込み域からの移流経路を明らかにした。また、循環系北部から幅広い水温・塩分特性を持って沈み込んだ水は、循環系南西部を南北に横切る東経137度線に達するまでに、主に鉛直混合によって変質し、水質が均質化することを明らかにした。さらに、複数の南北定線観測データの解析から、循環系北部から沈み込んだモード水が循環系中部・南部の亜熱帯前線形成に寄与していることを明らかにした。次に、本研究グループで独自に作成した海洋気候値データNorthPacific HydroBaseを用いて、冬季混合層の厚さ・海水特性の分布を詳しく調べ、モード水のサブダクション過程について考察した。その結果、亜熱帯循環系の主密度躍層の主要構成要素である3つのモード水、すなわち、亜熱帯モード水および中央モード水、東部亜熱帯モード水の沈み込み域を明らかにした。以上のデータ解析と同時に、ラグランジュ型海洋混合層モデルの開発を進めた。ベーリング海の冬季混合層における水塊形成過程にモデルを適用し、その過程をある程度再現できることを確認した。また、平成14年度から実施する予定のモード水追跡観測を効果的に行うため、等密度面追随型プロファイリングフロートの仕様について、実海域の水温および塩分、密度の鉛直プロファイルを用いて検討した。その結果、とくにモード水の下限付近の密度に追随する方式が最適であると結論付け、これに基づきフロートを発注し、完成させた。

サブダクション率の定量化に先立って、サブダクション過程の特徴を定性的に明らかにするために、独自の海洋混合層気候値から平成13年度に明らかにした3つのモード水(亜熱帯モード水・中央モード水・東部亜熱帯モード水)の形成域を,等密度面平均気候値データNorth Pacific HydroBaseにみられる各モード水の分布の特徴と比較して、各モード水を特徴づける低渦位の成因について考察した。亜熱帯モード水の低渦位は混合層前線を横切る流れに伴う「水平注入(lateral induction)」が大きいこと、東部亜熱帯モード水の低渦位は「等密度線を横切る流れ(cross-isopycnal flow)」が小さいことによってそれぞれ形成されるという、従来の説を支持する結果を得た。一方、中央モード水の低渦位は、従来考えられていた大きな「水平注入」よりも、むしろ小さな「等密度線を横切る流れ」によって主に形成されていることを示した。これらの海洋気候値と風応力の気候値を組み合わせて、平滑化スケール等を変えてサブダクション率計算を試行し、最適な計算法を決定した。平成13年度に準備したと等密度面追随型プロファイリングフロートを中央モード水分布域に投入し、現在までに8ヶ月以上にわたる10日ごとの水温・塩分プロファイルを得た。周囲のCTDデータ等との比較から水温・塩分センサーは正常に稼動していること、設定密度に、必要な精度で追随していることを確認し、このフロートがモード水のサブダクション過程の実測に利用可能であることを示した。フロートが潜行する際の最深層データを記録するように仕様を改良して、新たに1台のフロートを発注・購入した。上記のフロートによるラグランジュ的な観測データに対応するシミュレーションを行うための混合層モデルを、強制の与え方や初期条件を変えて走らせ、最適なパラメータを選定した。平成14年度に決定した計算法を用いて、北太平洋におけるサブダクション率を見積もった。海水の水温・塩分特性をよく保持した独自の気候値データを用いることで、サブダクション率の水温・塩分階級ごとの定量化に成功した。東京大学海洋研究所研究船白鳳丸によって、混合層から永年密度躍層へのサブダクションが起こる晩冬期の直後、56月に、北太平洋中央モード水の沈み込み域を含む中部北太平洋域において、CTD・採水観測、XCTD観測、ADCP観測を実施した。その結果、新たに沈み込んだ水の水平・鉛直分布、海水特性などを広範囲に把握できるデータを取得した。とくに、沈み込み直後からモード水が活発な混合過程にさらされていることを示唆する、高解像度鉛直プロファイルデータを得ることができた。沈み込み後に海水特性が保存することを前提とする、従来のサブダクションの描像の再検討につながる観測結果といえる。平成14年度に仕様を改良して新たに購入した等密度面追随型プロファイリングフロート1台を、上記航海で中央モード水の分布域に投入した。このフロートは現在まで順調に水温・塩分プロファイルデータの送信を続けており、昨年度投入した別の1台のフロートとともに、亜表層水塊を準ラグランジュ的に追跡した時系列データを蓄積している。ラグランジュ型海洋混合層モデルとラグランジュ観測の比較に先立ち、海域ごとの混合層の変動特性を把握するために、本研究で投入したフロートだけでなく、国際アルゴ計画で投入された利用可能な全てのフロートのデータを解析した。
超高精細画像撮像表示システムを用いた教育用病理組織アトラスの試作

今年度は、昨年度超高精細画像システム(SHDシステム)を用いて撮像してきた、典型例や稀少例の病理画像とレントゲン画像を用いてホームページを試作し、提示を試みた。このホームページ(http://www.pathol.kpu-m.ac.jp/konishi/shd1.html)をいわゆるインターネットで開示すると共に、NTT,TAO(通信放送機構),BBCC(新世代通信網実験協議会)の助力を得てSHDシステムとB-ISDN実験線を用いて、遠隔地からホームページ上の超高精細画像を高速で読みとる実験を行った。実際の実験は直線距離にして100km離れた、京都府立与謝の海病院と京都府立医科大学の間で行った。その結果、1画像あたり、12Mbytesの超高精細画像データでもわずか数秒で、大学のサーバーから与謝の海病院のSHDモニターに表示することが可能であった。現存のインターネットは通信速度の問題で研究者が扱うような超高精細画像の転送には不十分であったが、研究の結果B-ISDNを用いて今回のごとく病理画像やレントゲン画像を呈示すれば、症例の多少などによる医学教育および卒後教育の地域格差の解消に役立つことが示唆された。SHDシステムの超高精細画像は画質が高く、教育システムのみならずテレパソロジーへの応用にも適当であると考えられた。今年度は、教育用に適切な標本の収集をはじめると同時に、超高精細画像システム(SHDシステム)を用いて撮像を開始し、一部典型例や稀少例を用いてホームページを試作し、提示を試みた。他方、NTT,TAO(通信放送機構),BBCC(新世代通信網実験協議会)の助力を得てSHDシステムの画質評価とテレパソロジーへの応用も試みた。1.標本の収集・撮像医学部学生教育用に用いられてきたHE染色標本から適切な標本を選別すると同時に、大学病院病理部や関連施設で経験された典型例、稀少例を選別し、HE染色標本の再作製を行った。標本1枚あたり、4-5画像(容量96-120MByte)を標準としHE染色標本の撮像をはじめるとともに、可能な症例では、放射線画像も取り込んだ。取り込んだ画像は購入したコンピュータを用い、必要に応じて加工した。また、データベースソフトを用いて、年齢、性別、発生部位、診断名、画像ファイル名などを症例ごとに記録した。画像は現在およそ10GByte蓄積されている。2.ホームページの試作3.画質評価とテレパソロジーへの応用教育・診断に必要な画質はどうあるべきかを、SHDシステムにて撮像された組織像のモニター画像を用いて検討し、SHD画像の画質の高さを確認した。また、テレパソロジーへの応用を試み、運用面での利点・欠点の整理を行った。
化学遺伝学的手法による血管新生阻害剤の探索

平成16年度は血管新生関連酵素に対する阻害活性試験と、マウスES細胞由来Flk1^+細胞からのin vitro血管再構築系による化学遺伝学的手法により、海洋無脊椎動物を対象とした血管新生阻害剤探索とその作用機序解明を行った。この結果、3種の化合物に非常に有望な血管新生阻害活性を認めた。これら3種はそれぞれ、MMP、HDAC、VEGFRのチロシンキナーゼと標的分子が異なることから、本研究によって幅広い作用機構の血管新生阻害剤を見出すことが出来た。このうち、MMP阻害剤として得られた既知化合物avaroneは、その後血管内皮増殖因子受容体(VEGFR)Flt1のチロシンキナーゼ選択的阻害、HUVECに対する遊走阻害、in vivoでの血管新生阻害、および抗腫瘍活性等の有望な活性が認められたため、血管新生阻害剤として、スクリーニング委員会と共同で出願特許申請を行った。なお、血管新生阻害活性を示す新規MMP阻害剤ageladine Aについてはin vivo抗腫瘍活性をスクリーニング委員会にて検定中である。遺伝子発現に関わる酵素であるヒストンデアセチラーゼ(HDAC)の阻害剤は血管新生を阻害することが知られている。申請者により単離された新規HDAC阻害剤azumamide Aは、ES細胞を用いた血管再構築系において調べたところ、血管新生を阻害することから、in vivoの血管新生阻害試験を検討中である。
電界電離質量分析法に基づくクラスター表面反応解析装置の開発

1.全体システムの組立:マイクロクラスター(MC)源、電界電離(FI)源、第1アインツェルレンズ(1-EL)、第1四重極質量分析計(1-QMS)部、ガス反応室、第2アインツェルレンズ(2-EL)、及び、第2四重極質量分析計(2-QMS)部より構成される装置を完成させた。MC源には、密閉式るつぼによるノズルビーム法を採用した。MC源で発生したクラスターは、FI源の電界イオン化ゾーンで非破壊的にイオン化され、1-QMSでサイズ選別された後、ガス反応室に導かれ、反応後、2-ELでイオン収束され、2-QMSにより反応解析が行われる。各QMSの質量分析範囲は何れもm/e<400である。本システムの特徴は、FIによる非破壊イオン化にある。2.各種金属クラスターの非破壊サイズ分布測定:MC→FI→1-EL→1-QMSは「クラスターサイズ非破壊測定装置」として機能する。これを利用した標記測定の結果、とりわけLi及びZnで特筆すべき成果が得られた。Liの場合、不安定クラスター故に検出が困難とされる3量体が、モノマーに対して約1/10の高い存在比率で検出され、FI方の威力が如実に示された。また、Znでは、検出された2量体の同位体存在量が、モノマーのそれから計算される理論存在量とは異なり、特定同位体の選択的な組み合わせが認められた。3.Li3量体とH_2Oとの反応:サイズ選別されたLi_3^+をガス反応室に導き、H_2Oとの反応後、反応生成物を2-QMSにて検出した。反応時、大部分の3量体は解離し、Li_2H、LiOH、及び僅かにLi_2OHの形成が認められた。水酸化物の検出は、電子衝撃イオン化法では容易でない事から、画期的である。本年度の研究施計画は以下の通りである。1.全体システムの組立及び調整:実験装置(図1)の試作、組立を行うと共に、低融点金属クラスターを用い、システムの調整、検収を行う予定である。装置は、マイクロクラスター(MC)源、電界電離(F1)源、第1アインツェルレンズ(1-EL)、第1四重極質量分析計(1-QMS)部、イオン速度制御部、ガス反応空、及び、第2アインツェルレンズ(2-EL)、第2四重極質量分析計(2-QMS)部より構成される。MC源、FI源、1-EL及び、1-QMSは既に、「クラスターサイズ非破壊測定装置」として完成しており、従って、今回の試作では、1-QMSの直後に弟2偏向板(2-DF)を付加すると共に、更にイオン速度制御部、ガス反応室、2-EL、及び、2-QMS(図1、表皿反応解析部)を追加する格好となる。2.低融点金属クラスターの反応性に関する実験:本システムの質量分析計の質量分析範囲が、1-QMS、2-QMS共にm/e=1-400である事から、まず、低融点、低分子量金属、Li、A1、Zn、Mnに的を絞り実験を行う。反応ガスには、H_2、O_2、NH_3、NO、H_2Oを予定している。計画1は既に完了し、現在計画2を精力的に実施中である。一例を挙げれば、Li-H_2O系では、従来の電子衝撃イオン化法では確認されていない、Li_nOHの形成が確認されており、FI法の有用性を如実に示している。

平成7年度には、上記金属に加え、Mg、Rbでの実験にも着手する予定である。1.全体システムの組立:マイクロクラスター(MC)源、電界電離(FI)源、第1アインツェルレンズ(1-EL)、第1四重極質量分析計(1-QMS)部、ガス反応室、第2アインツェルレンズ(2-EL)、及び、第2四重極質量分析計(2-QMS)部より構成される装置を完成させた。MC源には、密閉式るつぼによるノズルビーム法を採用した。MC源で発生したクラスターは、FI源の電界イオン化ゾーンで非破壊的にイオン化され、1-QMSでサイズ選別された後、ガス反応室に導かれ、反応後、2-ELでイオン収束され、2-QMSにより反応解析が行われる。各QMSの質量分析範囲はともにm/e<400である。本システムの特徴は、FIによる非破壊イオン化にある。2.各種金属クラスターの非破壊サイズ分布測定:MC→FI→1→EL→1→QMSは「クラスターサイズ非破壊測定装置」として機能する。これを利用した標記測定の結果、とりわけ、Li及びZnで特筆すべき成果が得られた。Liの場合、不安定クラスター故に検出が困難とされる3量体が、モノマーに対して1/10程の高い存在比率で検出され、FI法の威力を如実に示す結果であった。また、Znでは、検出された2量体の同位体存在量が、モノマーのそれから計算される理論存在量とは異なり、特定同位体の選択的な組み合わせが認められた。3.リチウム3量体とH_2Oとの反応:サイズ選別されたLi_3^+をガス反応室に導き、H_2Oとの反応後、反応生成物を2-QMSにて検出した。反応時、大部分の3量体は解離し、Li_2H、LiOH、及び、僅かにLi_2OHの形成が認められた。水酸化物の検出は、電子衝撃イオン化法では容易でない事から、画期的である。