横山利彦, 「ナノスケール磁性体の表面化学的磁化制御と評価―磁化誘起第二高調波発生法とその応用例―」, Post C onference of International C onference on Molecular Magnets, Nasu (J apan), S eptember 2005.
B -7) 学会および社会的活動 学協会役員、委員
高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光共同利用実験審査委員会実験課題審査部会委員 (2003.1- ).
Executive Committee member of the International XAFS Society (2003.7- ).
日本化学会関東支部幹事 (1999.3-2001.12).
日本 X A F S 研究会幹事 (2001.1- ).
日本放射光学会評議員 (2004.1-2005.12).
日本放射光学会幹事 (2005.1- ).
学会の組織委員
第 11回Ｘ線吸収微細構造国際会議プログラム委員 (2000.8).
X A F S 討論会プログラム委員 (1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005).
日本放射光学会年会組織委員，プログラム委員 (2005).
学会誌編集委員
日本放射光学会編集委員 (2000.9-2002.8, 2004.1- ).
日本放射光学会誌編集委員長 (2005.1- ).
科学研究費の研究代表者、班長等
科学研究費補助金特定領域研究「分子スピン」総括班事務局 (2003-2006).
B -8) 他大学での講義、客員
名古屋大学大学院工学研究科 , 「量子エネルギー工学特別講義」, 2005年 10月 -2006 年 3月 .
B -10)外部獲得資金
基盤研究(C )(2), 「バルク及び表面融解のミクロスコピックな検討」, 横山利彦 (1997年 -1998年).
基盤研究(B )(2), 「エネルギー分散型表面 X A F S 測定法の開発」, 横山利彦 (1999年 -2001年).
基盤研究(A )(2), 「表面磁気第二高調波発生法による磁性ナノ薄膜・ナノワイヤの表面化学的磁化制御の検討」, 横山利彦 (2003年 -2005年).
特定領域計画研究 , 「ナノスケール薄膜・ワイヤ・クラスターの表面化学的磁化制御と評価」, 横山利彦 (2003年 -2006年).
C ) 研究活動の課題と展望
２００２年１月着任以降，磁性薄膜の表面分子科学的制御を主テーマとして研究グループをスタートさせた。磁性薄膜の磁気 的性質が分子吸着などの表面化学的な処理により劇的に変化する新しい現象の発見とその起源の解明を目指す。さらに 薄膜にとどまらず，ナノワイヤ・ナノドットの磁気特性とその分子科学的制御に迫りたい。実験手法としては，超高真空表面磁 気光学K err効果法，Ｘ線磁気円二色性法（UV SOR 利用），磁気的第二高調波発生法（フェムト秒T i:Sapphireレーザー使用）， 極低温超高真空走査トンネル顕微鏡を導入している。また，来年度の完成に向けて，Ｘ線磁気円二色性法システムの電磁 石を現在の常伝導（最大 0.3 T ）から超伝導（最大 7 T ）に大改造する。さらに，２００５年度において，紫外光励起光電子放出 による磁気円二色性が仕事関数しきい値近傍で極端に増大する現象を発見した。これに基づき，新規課題として，これまで 全く報告のない波長可変紫外レーザーを用いた磁気円二色性光電子顕微鏡を開発し，超高速時間分解も視野に入れた発 展を計画している。
小 澤 岳 昌（助教授） （2005 年 4 月 1 日着任）
A -1)専門領域：分析化学、生物物理
A -2)研究課題：
a) 発光タンパク質を利用したタンパク質オルガネラ移行の低侵襲的動態解析法に関する研究 b) 細胞内オルガネラ局在タンパク質の網羅的同定法の開発
A -3)研究活動の概略と主な成果
a) 生きている動植物個体内では，生体分子の濃度あるいは活性がダイナミックに変動し，相互にネットワークを構築 して，細胞そして個体としての高次機能を発現している。この生体分子の機能を解析するためには，生きた動植物個 体に低侵襲的な 生体分子イメージング のための基盤技術が必要である。我々は，タンパク質再構成系というペプ チド結合の切断と再連結に基づくレポータータンパク質を開発し，タンパク質間相互作用や細胞内タンパク質の動 態を検出するプローブ開発を進めてきた。本年度は発光タンパク質の一つ renilla luciferase （ R luc ）の切断位置を決 定し，split R lucがスプライシング現象により再構成され，発光能が回復することを見出した。S plit R lucを用いて，標 的タンパク質が細胞核内に移行した時，R lucがスプライシングにより再構成し，発光検出可能なプローブを開発し た。このプローブを用いて，ストレスによるグルココルチコイドリセプターの核内移行，タンパク質のリン酸化やコ レステロール濃度変化によるタンパク質核内移行検出法を開発した。
b) 真核細胞の重要な特色の一つは，膜で囲まれた細胞内オルガネラが存在することである。オルガネラは高次機能を 有するタンパク質を膜内に取り込み，オルガネラ特有の機能を発揮する。このオルガネラの機能を解明するために は，オルガネラに含まれるタンパク質を網羅的に同定することが必要である。本年度は，細胞内小胞に輸送されるタ ンパク質を網羅的に確度良く同定する方法の開発に成功した。100万種以上の遺伝子ライブラリーから，細胞内小胞 に移行するタンパク質のみを高速スクリーニングできることを実証した。1,300クローンの遺伝子解析を行い，既知 の細胞内小胞移行タンパク質に加え，２７種の新規細胞内小胞移行タンパク質を同定した。開発した方法はペルオキ シソームや核等他の細胞内オルガネラにも応用可能な一般性を有する。
B -1) 学術論文
S. B. KIM, T. OZAWA and Y. UMEZAWA, “Genetically Encoded Stress Indicator for Noninvasively Imaging Endogenous Corticosterone in Living Mice,” Anal. Chem. 77, 6588–6593 (2005).
S. B. KIM, R. TAKAO, T. OZAWA and Y. UMEZAWA, “Quantitative Determination of Protein Nuclear Transport Induced by Phosphorylation or by Proteolysis,” Anal. Chem. 77, 6928–6934 (2005).
S. B. KIM, T. OZAWA and Y. UMEZAWA, “A Genetically Encoded Indicator for Assaying Bioactive Chemicals that Induce Nuclear Transport of Glucocorticoid Receptor,” Anal. Biochem. 347, 213–220 (2005).
T. OZAWA, K. NISHITANI, Y. SAKO and Y. UMEZAWA, “A High-Throughput Screening of Genes that Encode Proteins Transported into the Endoplamsic Reticulum in Mammalian Cells,” Nucleic Acids Res. 33, e34 (2005).
T. OZAWA, “Methods of Analysis for Protein Dynamics in Living Cells Based on Protein Splicing,” Bull. Chem. Soc. Jpn. 78, 739–751 (2005).
B -3) 総説、著書
T. OZAWA and Y. UMEZAWA, “Inteins for Split-Protein Reconstitutions and Their Applications,” in Nucleic Acids and Molecular Biology, M. Belfort, ed., Springer-Verlag; Berlin, Vol.16, 307–323 (2005).
Y. UMEZAWA, T. OZAWA, M. SATO, H. INADERA, S. KANEKO, M. KUNIMOTO and S. HASHIMOTO, “Methods of Analysis for Chemicals that Disrupt Cellular Signaling Pathways: Risk Assessment for Potential Endocrine Disruptors,”
Environ. Sci. 12, 49–64 (2005).
小澤岳昌 , 「ミトコンドリア局在タンパク質を同定するプローブ分子」, 化学測定の辞典，梅澤喜夫編，朝倉書店 (2005)．
B -4) 招待講演
小澤岳昌, 「プロテインスプライシングを用いた新規発光タンパク質の創出とバイオセンシング」, 第５回コンビナトリアル・バ イオエンジニアリング研究会 , 大阪 , 2005年 1 月 .
小澤岳昌 , 「プロテインスプライシングを用いたタンパク質再構成システムについて」, 第７回生命化学研究会シンポジウム, 仙台 , 2005年 1月 .
小澤岳昌, 「プロテインスプライシングを利用した新規リポータータンパク質の開発とその応用」, 第１２５年会日本薬学会, 東 京 , 2005 年 3 月 .
小澤岳昌 , 「プロテインスプライシングが拓く生体分子の時空間解析法」, 第１８回九州分析化学若手の会春の講演会 , 福 岡 , 2005 年 5 月 .
小澤岳昌, 「発光プローブを用いた分子イメージングの新たな展開」, 第１５回バイオイメージング学会学術総会, 東京, 2005 年 10 月 .
小澤岳昌 , 「スプリットルシフェラーゼを用いた生体内分子イメージング」, 日本分子生物学会第２８回年会 , 福岡 , 2005 年 12月 .
B -6) 受賞、表彰
小澤岳昌 , 日本化学会進歩賞 (2004).
小澤岳昌 , 文部科学大臣表彰若手科学者賞 (2005).
B -6) 学会および社会的活動 学会の組織委員
東京コンファレンス2004実行委員 (2004).
日本化学会年会プログラム編成委員(2004- ).
B -10)外部獲得資金
住友財団基礎科学研究助成, 「蛍光共鳴エネルギー移動による細胞内蛋白質間相互作用の可視化と細胞機能発現の解 析」, 小澤岳昌 (1998年 -2000年).
笹川科学研究助成 , 「インシュリン情報伝達系に基づく生理活性物質の化学選択性評価法の研究」, 小澤岳昌 ( 1999 年 -2000年).
日産科学振興財団奨励研究 , 「糖輸送蛋白質の蛍光プローブによる可視化に関する研究」, 小澤岳昌 (1999年 -2001年).
奨励研究(A ), 「インシュリン情報伝達系に基づく生理活性物質の化学選択性評価法の創製」, 小澤岳昌 (1999年 -2001年).
武田科学振興財団一般研究奨励 , 「新規蛍光プローブ分子を用いた細胞内タンパク質ネットワークの網羅解析法」, 小澤 岳昌 (2002年 -2004年).
若手研究(A ), 「プロテインスプライシング反応を利用した機能性プローブ分子の開発と応用」, 小澤岳昌 (2003年 -2006年).
科学技術振興機構さきがけ研究, 「タンパク質のオルガネラ移行と遺伝子発現の非侵襲的時空間解析法の確立」, 小澤岳 昌 (2003年 -2006年).
旭硝子財団奨励研究助成, 「動物個体内での遺伝子発現を時空間解析する光プローブの開発」, 小澤岳昌 (2004年-2006 年).
C ) 研究活動の課題と展望
蛍光・発光タンパク質のペプチド結合の切断と再連結を利用したタンパク質再構成系は，未知の生命現象を解明するため の新たな基盤技術として，多くの応用可能性を有している。このタンパク質再構成系を更に展開し，新たな生体分子を標的 とした機能性蛍光・発光タンパク質レポーターを開発する。開発するレポーターを用いて，動物個体に低侵襲的な生体分子 イメージングを可能にする。生体分子及び生体内現象は際限なく存在するため，ターゲットとしての重要性，一般性，プロー ブ開発における独創性や実現可能性を総合的に判断し，標的分子を特定しその分子イメージング法の確立を目指す。平成 １７年１２月よりグループに加わった竹内助手とともに，植物個体の分子イメージングのための基盤技術を新たに開発する。
3-4 電子構造研究系
基礎電子化学研究部門
西 信 之（教授） （1998 年 4 月 1 日着任）
A -1)専門領域：クラスター化学、電子構造論、物理化学
A -2)研究課題：
a) 炭素−金属ハイブリッドナノ構造体の創成（遷移金属アセチリド化合物を用いて炭素被覆ナノ金属ワイヤー，磁性 ナノロッドを作る。）
b)還元法によるπ電子系マトリックス中の金属ナノシート，ナノ粒子の生成とその機構。金属プラズモン励起による ナノ粒子間の相互作用
c) 超高速分光法によるフォトクロミック反応，光異性化反応ダイナミックス d)分子クラスターイオンにおける分子間相互作用と電荷移動・エネルギー移動 e) 液体中でのクラスター形成による局所構造の発生と Micro Phase の生成
A -3)研究活動の概略と主な成果
我々は，物質がクラスターを単位として振る舞うことを明らかにすると共に，その有する特性を最大限に活かすための基礎研 究を行っている。水素結合性分子集合系での気相クラスターの構造・反応・計算の仕事は，１９８０年代から続けているが，そ の決着は多くの場合精度の高い理論計算と実験との一致という道筋が決まった手法に依っており，東北大学，東京大学，九 州大学との共同研究でこれを進めている。液相に於ける混合の問題，特にクラスター形成による局所構造の発生と２種の分 子がクラスター集団レベルで初めて混合しうるという Micro Phaseの生成を，分子間振動のラマン分光によって発見した が，今後は密度揺らぎに基づくレーリー散乱の裾の異常に注目して新しい展開を行おうとしている。
a),b)溶液中でのミクロな相分離は，実は，カーバイドのような多成分系にも見られる。これをその機構から明らかにし，
積極的に利用してナノ構造体を構築しようというのが，a)，b)のテーマである。現在最も力を入れているのは，「光還 元法によるπ電子系マトリックス中の炭素−金属ハイブリッドナノ構造体の創成」というテーマで，有機−金属イ オン性クラスター分子の結晶薄膜に光を照射し，電荷移動励起状態で有機陰イオンから金属陽イオンへの電子移動 による中性化を実現すると，中性金属原子が集合してゆく。ある大きさ以上になると金属プラズモン励起状態を生 成し，金属粒子の中で自由電子が発生し，光の電場によって双極子となり，この双極子同士が引き合って合体し，２ 次元に伸びたナノシートとなり，やがて厚さ 10 nmから 300 nmの大きな金属シートに成長するというものである。
これは，熱励起が表面積最小の球状ナノ粒子を生じる現象と対照的であり，電場方向にシートの成長が見られる。紫 外励起が有効であり，フォトマスクを用いたナノリソグラフにも成功している。即ち，未照射部分の結晶は溶媒に よって除去されるが，光によって偏析した部分は溶媒に不溶であり有機部分はπ電子系で繋がった高分子となって いる。このπ電子系で繋がった高分子は誘電体であり金属ナノシートとの界面で，表面プラズモンを生じる。ナノ シートが光の波長よりはるかに短く，誘電体の中にこのようなシートが金属シートの厚さの２倍程度の間隔で分散 したものの光学的性質にも興味がもたれる。更に，ナノシートの合体成長過程をお得意の低振動数ラマン分光によっ て追跡し，その機構を探っている。表面プラズモンが関わるラマン散乱は強度の大きな増強があり，極めて有効なア