hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンピュータモニタに提示される表示形態と視覚特性が弱視者の読書効率に与える影響

は行移形式と切片形式であり、その2つの中でも読速度が速いのは行移形式であることを明らかにした。これらの結果に基づき、弱視者15名(3名は中断)を対象にtest-retest法により4つの表示形式別の最大文字サイズを推定した。実験は多数の弱視の実験参加者の確保が可能な東京で会議室を借用して実施した。その結果、4つの表示形式別のtest-retestの最大文字サイズの相関係数は0.86以上であり,十分な信頼性が保たれることを当事者実験より確認した。このことから、Mansfieldの最大文字サイズ推定アルゴリズムはデジタル・リーディングの表示形式別の最大文字サイズの推定において、弱視者において活用でき、さらにその信頼性は高いことが明らかとなった。これらのことから、タブレット端末やスマートフォンなどを弱視(ロービジョン)者が活用して読書する場合、ホームページのような画面幅で改行する表示形式が最も効率的であることや、拡大に最も敏感に読速度に抑制的に効果を表すのはPDFなどの固定形式であることが明らかとなった。さらに個別的な視覚特性に応じた文字サイズの推定には、Mansfieladのアルゴリズムの適用が効果的であることが明らかとなった。晴眼者対象に文字サイズ4段階で,表示形式・文字サイズが読速度に与える影響を実験的に調べ,固定形式が文字サイズの拡大に伴い最も小さいサイズで読速度が低下した。擬似状態と一貫性がなかった。文字サイズ7段階で,同手続きで実験し,全ての表示形式で読速度低下を確認した。弱視者の読速度の多重比較結果と比較し,表示形式の大小関係の一致率は81%,文字サイズは0%であった(第5研究)。同環境で晴眼者の最大文字サイズを算出した結果,先行実験の多重比較と同結果となり,Mansfieldのアルゴリズムの適用可能性を示した(第6研究)。弱視者を対象にtest-retest法により十分な信頼性が保たれれた。当初の計画よりも早めのスケジュールで進んでいるため,各表示条件において,読書速度と文字サイズの関係をさらに詳細に検討するための実験を追加して実施する。現在,原著論文を投稿中である。本年は,当事者15名の参加を募り,デジタル・リーディングの環境設定に貢献するための実験を実施する。具体的には,デジタル・リーディングを実施して,これ以上文字を小さくすると読速度が低下する文字サイズと,これ以上文字を大きくすると読速度が低下する文字サイズを求め,テスト・リテスト法を用いて,その信頼性を確認する。このことにより,弱視者が適しているデジタル・リーディングの文字サイズと表示形式を推定することが可能になるという仮説を立てている。視覚障害教育
不定方程式の解の研究

1.完全平方有理数にに加えても引いても完全平方数となるような自然数aを合同数という。aが合同数になるための条件は不定方程式x^4-ay^4=Z^2が整数解をもつことであるが、aが素数または素数の積となる場合はこの方程式は、Ax^4+By^4=CZ^2の形の別の方程式に帰着される。本研究では、この後の形の方程式の可解性とその具体的な最小解をコンピューターで探索することを目標とした。2.研究代表者はこれまでに素数pに対して上の方程式は次の場合に非自明な整数解をもたない。3.以上の結果は兵庫教育大の近日中に公刊される研究紀要に掲載される。目下印刷中である。4.上の非存在の結果は与えられた方程式のpをg^2+4h^2の形に表わして方程式を2次のみを介入する別の条件式に書直すことにより得られた。目下印刷中である。
体内時計を介した気分障害早期治療メカニズムの探索

うつ病を代表とする気分障害は、年間有病率が3%に至るとする報告があるなど、非常に頻繁に見られる精神疾患である。うつ病治療に一般的に用いられている薬物療法は、治療効果発言に2週間程度かかる一方で、非薬物療法は、薬物療法よりも効果出現が早いことが知られている。本研究では、これまで明らかにすることが困難であった断眠療法・光療法の効果とその時刻依存性について、分子レベルから明らかにすることを目的とした。この結果、生体時計の位相評価法を確立するとともに、分子メカニズム解明基盤のための誘導遺伝子定量計測系を確立した。うつ病を代表とする気分障害は、年間有病率が3%であるとする報告があるなど、非常に頻繁に見られる病態である。一方で一般的に用いられている薬物療法は、その効果発現に2週間程度かかるなど、急速な回復を必要とする重症例で治療選択に限界があった。一方で、睡眠覚醒リズムは、気分障害だけでなく、多くの精神疾患の病態と密接に関与すると考えられている。実際、断眠療法・光療法などの精神疾患に対する非薬物療法は、薬物療法よりも効果出現が早いことが知られている。面白いことに、抗うつ効果は断眠・光療法などの投与時刻に依存することが知られている。現在、断眠療法・光療法が一般的に広く用いられていない理由として、その機序が十分に明らかにされていないことや、投与時刻依存性など薬物療法にない特性があることが挙げられる。これらの機序・特性を明らかにすることは、うつ病の治療選択性を広げ、社会に貢献できる可能性が高い。この為、本研究では、これまで明らかにされていない断眠療法・光療法の効果とその時刻依存性について、分子レベルから明らかにすることを目的とした。また、同様に急速な治療効果が認められる電気痙攣療法についても、その投与における時刻依存性およびその分子メカニズムについて解明することを目的とした。本年度の実験では、動物モデルにおいて断眠・光刺激などの刺激により脳内で転写誘導される遺伝子群の発現量定量できる定量系の作成を行った。刺激誘導性が広く知られている遺伝子の他、細胞ごとの体内時刻とも言える時計遺伝子の転写量の定量系の確立を行った。うつ病治療に一般的に用いられている薬物療法は、治療効果発現に2週間程度かかり、急速な回復を必要とする重症例で治療選択に限界がある。一方で、睡眠覚醒リズムは、気分障害と密接に関与すると考えられている。さらに、断眠療法・光療法などの睡眠覚醒リズムに介入する非薬物療法は、薬物療法よりも効果出現が早いことが知られている。さらに、断眠・光療法による抗うつ効果は、投与時刻に依存することが知られている。しかし現在、断眠療法・光療法が一般的に広く用いられていない理由として、その機序が十分に分かっておらず、投与時刻依存性など薬物療法にない特性があることが挙げられる。これらの機序・特性を明らかにすることで、うつ病の治療選択性を広げ、社会に貢献できる可能性が高い。本研究では、断眠療法・光療法の効果とその時刻依存性について、分子レベルで作用機序を明らかにすることを目的とした。動物モデルにおいて断眠・光刺激などの刺激により脳内で転写誘導される遺伝子群の発現量定量できる定量系の作成を行った。本研究では、これまで明らかにされていない断眠療法・光療法の効果とその時刻依存性について、分子レベルから明らかにする。また、その投与における時刻依存性およびその分子メカニズムについての解明を目的とした。この為、光刺激を受けた動物から得られたmRNAサンプルを元に、mRNA定量系の行った。特に、時間依存性の反応を見る為に、時刻依存的な反応を示す26年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝子定量実験の条件設定を行う為、サイバーグリーンを用いた定量的リアルタイムPCR解析を行った。本実験では多数の遺伝子を対象にする一方、発現量が極端に少ないもの、あるいは延期配列が類似したものもも対象にせざるを得なかった。このため、感度・特異度の高いプライマーセットの確立を行う必要が生じた。しかし、実際に行ったところ、複数の遺伝子で定量に問題があるという事態となった。研究を進めるにあたって、この現象の本質を見極めることが重要である為、再度実験系の組み直しが必要となった。時間生物学、精神科疾患今後、感度・特異度の高いプライマーセットの確立を行う。一旦プライマーセットの確立をした後は、実際の動物サンプルからの定量を行う。一方で、刺激を実施する方法についても最善を期す。

具体的に、断眠を行う方法については、文献によって断眠をさせる手技自体が、断眠以外の刺激となりうるとの議論もあり、睡眠科学の専門家と協議し最善の方法を実施する予定であり。26年度が最終年度であるため、記入しない。
衛星搭載降雨レーダと雲解像度モデルによる小規模急峻地形の降雨への影響解明

学術的にも防災の観点からも重要な小規模急峻地形の降雨への影響については、高い水平分解能を持つ雨量分布の観測データが不足しているため気候学的な平均描像すら得られていない。また、降水現象を計算機で再現する従来の雲解像モデルでは、小規模急峻な地形上における降雨が再現できておらず、小規模急峻地形の降雨への影響の理解が進んでいない。本研究は、衛星搭載降雨レーダの16年に及ぶ長期観測データから降雨量の高解像気候値マップを作成し、特徴的な地形性降雨を同定する。さらに、小規模急峻地形における降雨の数値実験を実現できる雲解像モデルを開発し、降雨量気候値マップで同定した地形性降雨についてメカニズムを明らかにする。
隣接した筋同士の連結は運動力学的、病態生理学的に影響しあうか?

ヒトの隣接する2つの筋間の連結構造が及ぼす力学的、病態運動学的影響を詳細に検証するためには、実験動物モデルが必要である。そこで、ラットの四肢において人と同様の筋連結の存在の有無を調べたところ、上腕三頭筋の停止部の筋束と尺側手根屈筋の起始腱との間に筋連結の存在が確認できた。また、上腕三頭筋の収縮がこの連結を介して尺側手根屈筋に力学的影響を与えることが判明した。本成果は今後の運動療法の発展に大きく役立つと考える。筋は、一般的に教科書に載っている起始や停止以外に、隣接した筋にも付着し連結している。我々はこの連結が、大殿筋と大腿四頭筋(外側広筋)のような異なる関節運動を行う2筋間にも存在することを、この連結が互いの筋に運動学的影響を及ぼす可能性があることを明らかにした。しかしヒトによる研究では、この連結が運動力学的にどのくらいの影響を持つのか、筋骨格系の病態にどのくらい関与するのかを定量的に明らかにするのは難しい。そこで、本研究の目的は実験動物を使って、この連結が接続する筋間に及ぼす影響を運動力学的に解析することである。さらに、連結した筋からの力学刺激が、病態生理学的現象に影響を及ぼすかを検証することである。そこでまず、本年度は、ラット後肢の膝関節付近の連結部を実体顕微鏡下で剖出・観察し、実験的に用いることのできる連結部位をの検討を行った。その結果、ラットの浅殿筋と大腿二頭筋との間の連結を用いることが妥当であることが判明した。浅殿筋の筋束は胸腰部の脊柱棘突起から始まる腰背腱膜から起こり、主に大腿部や下腿部の筋膜に移行する。しかし、筋腹の尾方1/4の領域は大腿二頭筋との間に存在する腱膜に終っていた。また、大腿二頭筋は寛骨から始まるり、下腿筋膜に移行して脛骨に終わるが、筋腹の一部は、浅殿筋が終わる腱膜から始まっていることが判明した。ヒトにおける、大殿筋と大腿四頭筋と同様に、浅殿筋の収縮は、腱膜を介して大腿二頭筋を牽引することが考えられた。一方、最終年度に行う予定の連結する2筋のうち一方の筋に病態(損傷)を起こした時の、他方の筋への影響を調べるためのモデル作製実験を行った。特に、連結の影響を定量的評価するために必要な、ばらつきが少ない一定量の損傷モデルを作製する方法を検証し明らかにした。以上の成果は、運動器系、特に筋系の病態やその理学療法の解明に重要な基礎データとなる。筋は、一般的に解剖学書に記載されている起始や停止以外に、隣接した筋にも付着し連結している。我々はこの連結が、大殿筋と大腿四頭筋(外側広筋)のような異なる関節運動を行う2筋間にも存在すること、この連結が互いの筋に運動学的影響を及ぼす可能性があることを明らかにした。しかしヒトによる研究では、この連結が運動力学的にどのくらいの影響を及ぼしあうのか、筋骨格系の病態にどのくらい関与するのかを定量的に明らかにするのは難しい。昨年度は、ラット後肢の膝関節付近の連結部を実体顕微鏡下で剖出・観察し、ラットの浅殿筋と大腿二頭筋との間の連結を確認した。今年度は、未確認の前肢における筋連結を確認した。また、観察された連結を、ヒトの観察で判明している筋の連結様式の分類に照らし合わせて、直列型と並列型の分類を行った。その結果、ラットの前肢は後肢に比べてたくさんの筋間に連結が存在することが判明した。また、ラットの前肢の筋には、人と同様に並列型の連結が多数存在すること、ヒトでは観察されない上腕三頭筋と尺側手根屈筋との問の直列型の連結があることが明らかになった。本連結を用いることで、一方の筋の張力が他方の筋の張力にどのような影響を及ぼすかを運動力学的に調査することができると考える。よってこれらの成果は、運動器系、特に筋系の病態やその理学療法の解明に重要な基礎データとなる。我々はこの連結が、大殿筋と大腿四頭筋(外側広筋)のような異なる関節運動を行う2筋間にも存在することを、ヒトの肉眼解剖学的研究で明らかにした。また、この連結が、互いの筋に運動学的影響を及ぼす可能性があることを健常人に対する超音波画像診断装置(エコー)による研究で明らかにした。

しかしヒトによる研究では、この連結が運動力学的にどのくらいの影響を持つのか、筋骨格系の病態にどのくらい関与するのかを定量的に明らかにするのは難しい。そこで、本研究では実験動物を使って、この連結が接続する筋間に及ぼす影響を運動力学的に解析することである。そこで、平成23年度の実体顕微鏡下における実験において明らかになった、ラット前肢の肘関節付近の直列型の連結部(上腕三頭筋と尺側手根屈筋)を対象に、構造学的に定量化して評価するとともに、力学的にどのような影響があるかを、定量的に評価した。先ず、灌流固定後に皮膚を剥離したラットの、上腕三頭筋の筋腹に針を取り付け起始方向に牽引し、連結している尺側手根屈筋の移動を観察した。そこで、麻酔下のラットの尺側手根屈筋停止腱を張力計に接続し、橈骨神経に電気刺激(train duration;650 ms, duration;1 ms, interval;20 ms, frequency;37.5 Hz)を与えた。そして、上腕三頭筋が収縮したときの尺側手根屈筋の停止腱に加わる張力を測定した。その後、筋連結部を離断し、同様に張力を測定した。上腕三頭筋の収縮によって尺側手根屈筋に張力が加わった。連結部を離断すると、尺側手根屈筋に加わる張力は大きく減少した。よって、ラットの筋連結はヒトの筋連結と同様の力学的影響をもち、組織学的、生化学的検証が可能であると考える。最終年度に行う、力学的検証のために必要な、ラットの解剖学的情報がおおむね収集できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。ラットの四肢の固定方法や装置を検討した後、連結が関与する力学的伝搬を定量的に評価する。
興奮性アミノ酸による神経細胞死の分子機構

本研究の目的は、脳虚血、低血糖症、てんかん重積状態などの病態で発生する神経細胞の壊死や加齢、アルツハイマー病、パーキンソン病などに伴う神経細胞の変性脱落よる痴呆などの主要な原因として考えられているグルタミン酸受容体を介する興奮性アミノ酸の作用機序明らかにすることである。この目的を達成するためにグルタミン酸受容体チャネルの分子実体と機能の解明をおこなってきた。現在までに、cDNAの単離と構造解析によりマウングルタミン酸受容体チャネルサブユニットには、複数の分子種が存在することを見いだし、一次構造の類似性よりα、β、γ、δ、ε、ζサブファミリーの6つに分類した。グルタミン酸受容体チャネルサブユニットは、そのcDNA発現実験により、αサブファミリーがAMPAに高い親和性を有し、AMPAにもカイニン酸にも応答を示すいわゆるAMPA型グルタミン酸受容体チャネルを、βおよびγサブファミリーがカイニン酸に高い親和性を示すカイニン酸型受容体チャネルを、εおよびζサブファミリーがNMDA型受容体チャネルをそれぞれ形成することを見いだした。さらに、ε/ζヘテロメリックNMDA受容体チャネルのアゴニストに対する親和性、アンタゴニストやマグネシウムイオンに対する感受性などの機能の多様性は、εサブユニットの種類に基づいていることを明らかにした。またε1、ε2、ε3、ε4サブユニットmRNAは、それぞれ全脳、前脳、小脳、脳幹に特徴的な分布をしていることを見いだした。したがって、εサブファミニーの分子的多様性がNMDA受容体チャネルの機能的多様性の基盤となっていると考えられる。以上の知見は、興奮性アミノ酸による神経細胞死の分子機構の解明という本研究目的達成を推進するものである。
法情報のコンピュータによる自動分類についての研究

インターネット上で検索エンジンを利用すれば多くの法情報が得られるが、そこには多くの不要な情報(ノイズ)が含まれているのが現状である。これらから法情報のみを取り出し、さらに自動的にカテゴリーに分類し提供できれば、利用者の検索効率を上げることができるであろう。本研究では、Support Vector Machine(以下、SVM)と呼ばれる手法を使ってコンピュータによる法情報の自動分類を試み、これが効率的な法情報検索を支援する手段として利用できないか、検討した。まず、平成18年度において、研究に必要な実験を行うためのシステムの開発を行った。このシステムは分類さた、学習用のデータを用意しておけば、形態素解析、文書ベクトルの生成、SVMによる学習までを自動的に行う。学習結果に基づいて、文書が適切に分類されるかどうかについても、別途、判別用のデータを用意しておけば、学習結果に基づいて正解率を自動的に計算する。平成19年度は、実際に法情報の自動分類の実験を行なった。その結果は以下のとおりである。まず、一般の法情報以外の情報と法情報の分類実験をおこなった。具体的には一般の情報のサンプルとして新聞記事のデータを、法情報として判例や法令の情報を収集して実験をおこなった。その結果、かなりの精度で一般情報と法情報を分類することができた。この結果はインターネットから法情報のみを選択的に収集する可能性を開くものである。インターネット上で検索エンジンを利用すれば多くの法情報が得られるが、そこには多くの不要な情報が含まれている。この研究はこれらを何らかのカテゴリに自動的に分類し提供することで、利用者の検索効率を上げるとを目的としている。具体的にはSupport Vector Machine(以後SVM)と呼ばれる、機械学習による自動分類アルゴリズムを用いた文書分類法が、法情報に適用できるかどうかの研究を行っている。SVMは本来、情報を二つのカテゴリに分類する手法である。これまではSVMを使って情報を法情報とそうでない情報にわける研究を行い、また、研究に必要な実験を行うためのシステムの開発を行ってきた。今年度は特にSVMを三つ以上のカテゴリに分類する実験をおこなうためのシステムの開発を行った。このシステムは分類された、学習用のデータを用意しておけば、形態素解析、文書ベクトルの生成、SVMによる学習までを自動的に行う。SVMの本体エンジンはTinySVMとlibSVMを切り替えて使用できるようになっている(3つ以上のカテゴリ分類はlibSVMのみ)さらに文書ベクトルを生成するための形態素を、特定の品詞にかぎるなど、実験に便利なオプションが指定できるようになっている。また、文書ベクトルからもとの文書を簡単に検索できるような機能をもっており、実験結果の解析が効率的に行えるような仕組みをくみこんである。今年度は前年度作成した法情報SVM実験システムをしようして、実際に法情報の自動分類の実験を行なった。その結果、パラメータを調節することで、ある程度の精度で一般情報と法情報を分類できる可能性を示す事ができた。つぎに、法情報自身の分類の実験をおこなった。具体的には法情報を判例情報と法令情報に自動分類する実験、および判例情報を民事と刑事に自動分類する実験を行なった。前者については、概ねある程度の精度で分類する可能性を示すことができた。

一方、後者についてはよい精度で分類するところまではいかなかった。これは法情報のより詳しい分類には、たんなる語句情報だけでなく、それ以外の、例えば語句の位置情報などを取り入れる必要性を示唆するものである。
ニーズ評価にもとづく小学校教員教育カリキュラムの開発と児童英語指導法の研究

公立小学校教員に英語教授のスキルや具体的な方法を提供する目的で本研究は行われた。研究課題は7項目である。a)日本の小学校で英語教育を行うために整備すべき教育上のニーズは何か(認識されるものと予想されるもの)。b)そのニーズを満たすためには、研修プログラムにはどのようなシステムを使うのが適当なのか。c)そのニーズを満たすためには、ウェブサイトに関して内容と構成の基準をどのようにすべきか。d)そのニーズを満たすためには、ウェブサイトデザインの基準をどうするか。e)e-ラーニングのウェブサイトを効果的にするには、雛形をどうすべきか。f)e-ラーニングウェブサイトは、教育面で必要な基準とウェブデザインで必要な基準を満たすことができるか。g)開発された雛形サイトを実施するにはどのような方法が適当か。方法論として開発評価問題解決法を採用し、そのため諮問委員会と総括委員会を設置した。小学校教員を対象に研修についてのニーズ評価の結果に基づき、雛形サイトを開発した。特に、即時性と議論を求める成人のニーズを満足させるため、サイトの中に教材のダウンロードセクションと、関心や興味を共有する人々があつまる情報交換などのコミュニケーションを中心としたセクションを開発した。また、成人は生活を中心とした問題解決志向があるため、シミュレーション(疑似体験)を研修手段として採用した。サイトのテストと評価を経て、評価基準に満たしていると判断した。本研究では、実施計画、および、今後の研究課題も明らかにしている。小学校教諭を対象群としたニーズ調査を行なった。調査にあたり、日本人、アメリカ人、カナダ人で構成する計画委員会(formative committee)および検討委員会(summative committee)を設置した。計画委員会で立案した聞き取り調査の方法を、検討委員会で検討の上、決定した。ニーズ調査は、次の内容で行なった。1)児童教育に関する詳細な文献調査、2)2小学校の小学校教諭に対するグループ聞き取り調査、3)児童英語教育の専門家に対する面接、である。結果の分析を行い、データを13の表にまとめた。このなかで、小学校教諭が研修を必要としている項目は60に及ぶこと、教諭の姿勢や興味の方向などが明らかになっている。また、インターネットを用いた効果的な教育方法システムを考案した。まず、雛型サイトを作成するために、上記のニーズ評価の結果を用いて3種類の評価基準を設定した。評価基準は、教育内容、形式、ウェブデザインに関するものである。次に、サイトデザインの計画委員会が基本計画を立てた。そこで、サイトは自己学習型のものとすること、特に、1)小学校教諭が教材をダウンロードできる、2)教諭がお互いに情報交換できる、3)理論と実践に関する研修は、コース形式ではなくシミュレーション形式で行なう、ことを決定した。この計画をもとに2004年度に雛型を作成できるよう、プログラマーやデザイナーなどの人員の確保を行なった。さらに、作成したウェブサイトのユーザビリティ評価を行なうための評価基準を、ユーザビリティ評価計画委員会で立案し、検討委員会の審査を経て設定した。ユーザビリティ評価は、2つの手法を用い、ウェブデザイナーとユーザー(つまり小学校教諭)によるヒューリスティック評価と、ユーザーによるユーザビリティタスクによる評価を行なうこととしている。本研究は、英語を教えることになった公立小学校教員にそのスキルや具体的な方法を提供する目的で行われたものである。方法論として問題解決法を採用し、そのため諮問委員会と総括委員会を設置した。研究課題は次の7項目である。

g)開発された雛形サイトを実施するにはどのような方法が適当か。昨年度実施したニーズ評価の結果に基づき、雛形サイト開発を行った。即時性と議論を求める成人のニーズを満足させる為、サイトの中に教材のダウンロードとコミュニティーセクション(関心や興味を共有する人々があつまる、情報交換などのコミュニケーションを中心としたセクション)を開発した。さらに、成人は、生活を中心とした問題解決志向があるため、シミュレーション(疑似体験)を研修手段として採用した。児童英語の研究者を中心に教材作成を依頼し、プログラマーによってサイトの構築を行い、ユーザビリティテストとヒューリスティック評価を経て、評価基準に満たしていると判断した。実施計画、および、今後の研究課題も明らかにした。
ナノギャップの熱物性計測デバイス

数10数nmの間隔,数μmの非常に狭い空隙すなわちナノギャップの熱伝導,電気伝導特性を測定するためのナノギャップ計測デバイスを提案,試作,評価した.デバイスは熱膨張アクチュエータを駆動して単結晶シリコンの構造にへき開破壊を引き起こし,対となるへき開面によりナノギャップを創製する.デバイスの駆動でナノギャップの創製に成功し,間隔120nmのギャップについて電圧ー電流特性を測定した結果,電子放出を確認した.本研究では数10数nmの間隔で数μm角のナノギャップの熱移動,電気特性およびこれらの量子効果を測定するためのナノギャップ計測デバイスを開発し,特にナノギャップの熱伝導特性を明らかにすることを目的とする.この技術は高効率の熱発電デバイスに展開できると考えている.具体的には単結晶シリコンのへき開を利用して,均一かつ高いアスペクト比(面積/ギャップの比)を有するナノスケールのギャップをシリコン構造体に作製し,このギャップを静電駆動型アクチュエータ/センサからなる可変ギャップデバイス上に構築し,ギャップ間隔をnmオーダで制御しながらギャップ間の熱,電気伝導,作用力を測定する.本年度はまず熱膨張アクチュエータを一体化したナノギャップ創製デバイスを設計,試作し,このデバイスでのへき開破壊の実現を目指した.Silicon on insulator(SOI)ウエハの厚さ5μmで面方位(110)の単結晶シリコンデバイス層に<111>方位に形成された梁構造を作製し,幅,高さそれぞれ5μmのへき開面を得る.単結晶シリコンの引張強さは34GPaであることを考慮してデバイスの設計をしたところ,へき開破壊を確実にするためには切欠きを形成して応力集中させる必要があることが明らかになった.応力集中係数を最大にする設計を検討し,切欠きの先端曲率を小さくするために複数のリソグラフィの重ねあわせでこれを実現する手法を考案している.実際に作製した曲率は200nm程度で単純なリソグラフィによる切欠きの4分の1程度であった.実際に作製したデバイスでへき開破壊を確認し,ギャップ創製に成功した.一方で,デバイス作製中に単結晶シリコンの表面層に腐食による表面荒れが発生し,プロセスの改良が必要である.本研究では数10数ナノメートル間隔で面積が数マイクロメートル角を有する対向する電極で構成された空隙,すなわちナノギャップの熱移動,電子移動およびこれらの量子効果を測定するためのナノギャップ計測デバイスを開発し,特にナノギャップの熱伝導特性を明らかにすることを目的とした.この技術は高効率の熱発電デバイスに展開できることを想定している.提案する計測デバイスは単結晶シリコンのへき開を利用して,均一かつ高いアスペクト比(面積/ギャップの比)を有するナノスケールのギャップをシリコン構造体に作製し,このギャップを静電駆動型アクチュエータ/センサからなる可変ギャップデバイス上に構築し,ギャップ間隔をnmオーダで制御しながらギャップ間の熱,電気伝導,作用力を測定する.本年度は昨年度設計した熱膨張アクチュエータを一体化したナノギャップ創成デバイスを再試作した.特に,昨年度問題になった犠牲層エッチング中の構造へのダメージを低減した.結果としてへき開部の強度が向上したため,ナノギャップの創成(破断)条件が変化したが,ナノギャップが形成された.へき開によって創成したナノギャップの電圧-電流特性を測定したところ,電圧20V以上で数10マイクロアンペアの電流が観察された.また,電圧と電流の関係はFowler-Nordheim Tunneling現象とみられる特性が得られ,ギャップ間の電子放出が確認されたと考えている.現在,ギャップを変化させながらの電圧電流特性を測定することで,この現象がギャップによるものであるかどうか,現象が面で発生しているかどうかなどの検証を進める.数10数nmの間隔,数μmの非常に狭い空隙すなわちナノギャップの熱伝導,電気伝導特性を測定するためのナノギャップ計測デバイスを提案,試作,評価した.デバイスは熱膨張アクチュエータを駆動して単結晶シリコンの構造にへき開破壊を引き起こし,対となるへき開面によりナノギャップを創製する.デバイスの駆動でナノギャップの創製に成功し,間隔120nmのギャップについて電圧ー電流特性を測定した結果,電子放出を確認した.初年度の目標として,ギャップ形成法の確立,熱移動特性測定法の提案,ギャップ形成デバイスの試作を挙げており,これらすべてを完了した.ギャップ形成においては発生力の大きな熱型アクチュエータをナノギャップ熱移動測定デバイスに一体化している.さらに,切欠きを導入して狙った場所でのへき開破壊を実現する方法を提案した.熱移動特性測定は一方にマイクロヒータ,他方に温度センサを組み込み,ギャップ間隔制御は微小変位の制御能力に優れた静電駆動アクチュエータを組み込むことで熱移動特性のギャップ間隔依存性が測定可能な構成を提案した.これらのギャップ形成デバイスを設計,解析し,目標とした特性が得られる見通しを得たうえで(110)方位のSOIウエハを用いてデバイスを試作し,熱アクチュエータによるへき開破壊を実現した.以上の様に本年度の目標は達成しており,おおむね順調に進展していると判断する.ナノ・マイクロシステム工学次年度は計画通り,ナノギャップの熱移動,電気特性の測定を行う.この中で今年度作製したデバイスの改良をまず実施する.改良点としては以下の点を考えている1.作製プロセスの改良:デバイスの作製プロセスの最終段階の犠牲層エッチングによる構造体のリリースにおいて,電極の金とSi間に電流が流れ陽極酸化によるダメージが発生した.これは,本来気相で行われているはずの犠牲層エッチング中に水が凝縮したものと考えており,エッチングプロセス条件の改良,電極の変更などを検討する.

2.熱型アクチュエータを他の手法,外力印加による破壊に変更することを検討する.熱型アクチュエータの一体化によって,効率的にギャップが生成できる一方で温度上昇の影響,構造体の不要な部分での破壊,へき開面創成後の熱型アクチュエータの分離が問題となっている.このため,新しいへき開法を検討する.3.ギャップ計測:変位計測のため静電容量型変位センサを一体化する.試験デバイスの設計に予定よりも時間がかかり,試作の回数が少なかった.また,計測装置の購入に当たって,既設の装置を借用して測定して評価し,最適な計測装置を選定してから購入することとしたため,備品費を使用しなかった.デバイスの試作に共用設備を用いたが,他の実験と同時に行い,そのプロジェクトで経費を支払ったため支出がなかった.実験補助者を雇用する計画であったが,来年度に短期間,博士研究者を雇用することとしたため支出を保留した.計測装置は早急に選定して購入する.次年度前半に,博士研究者を短期間(3か月)雇用して,実験を進める予定であり,謝金をこれに用いる計画である.また,試作費用.さらには学会発表などで使用することを計画している.
3次元PETと脳賦活試験法を用いた高次脳機能の研究

本研究助成により、脳賦活試験法と3次元PETを用いた新しい脳機能研究法の開発である。1)抗ヒスタミン薬の静脈内投与により生じる眠気や認知機能障害のH_2^<15>Oによる脳機能イメージング、2)リガンド賦活法による脳内ヒスタミン遊離測定法の開発、特に腸管バルーンパンピング(内臓痛)による脳内ヒスタミン遊離測定、3)アルツハイマー病におけるH1受容体量の変化である。4)新GCPに基づいた市販後臨床試験(第4相)として、[^<11>C]ドキセピンを用いた第2世代抗ヒスタミンのH1受容体占拠率測定、5)H_2^<15>O-3D-PETを用いた脳活動の測定、特に中枢作用薬の経口投与による脳機能変化と血流量、6)ガス相法による新しい[^<11>C]ヨウ化メチル合成の確立と受容体測定法への応用(特にリガンド賦活法)、7)情動を測定するための新しいタスクの開発と評価である。具体的には、抗ヒスタミン薬の静脈内投与により生じる眠気や認知機能障害メカニズムを明かにするために、注意を必要とするタスクの考案、d-クロルフェニラミンの用量によるH1受容体占拠率の測定、H_2^<15>Oによる眠気と認知機能障害のイメージングを行なった。リガンド賦活法による脳内ヒスタミン遊離測定法の開発を中心に研究を進めた。特に痛みの受容とヒスタミンの関係を明確にするために腸管バルーンパンピング(内臓痛)により脳内ヒスタミンが遊離されるかどうか、PETと[^<11>C]ドキセピンを用いて研究した。現在H_2^<15>Oの賦活研究による薬物効果と併せて論文投稿中である。アルツハイマー病におけるH1受容体量のPET測定を中心に研究を行った。さらにガス相法による新しい[^<11>C]ヨウ化メチル合成の確立と受容体測定法への応用を行い、この新しい標識合成法によるリガンド合成に変更し、1日に2回合成してリガンド賦活法の準備を行った。
弾性波法を適用したコンクリート付着界面の損傷度評価手法の開発

本研究では,コンクリート表層部の欠陥検出ならびに内部損傷の評価について,弾性波法を用いて検討した。その結果,コンクリート表層部のひび割れ検出には,共振型センサを用いて弾性波速度を指標とするとこで,損傷の有無が判断可能であることが示された。また,供用されている鉄筋コンクリート部材に弾性波法を適用し,弾性波速度トモグラフィを適用することで,表層および内部の損傷を視覚的に評価可能であることが示された。平成23年度は,弾性波法によるコンクリート表層部のひび割れ検出性能について検討した。実験では,小型コンクリート供試体を用いて,センサ特性(共振型,広帯域型)および評価指標(弾性波速度,卓越周波数,最大振幅値)の組み合わせをパラメータとして,鉛筆の芯圧折方法により弾性波を励起した。その結果,コンクリート表層部のひび割れ検出は,共振型センサを用いて,弾性波速度を評価指標とすることで,ひび割れ検出が可能であることが示された。平成24年度では,これらの結果を踏まえ,供用中の鉄筋コンクリート構造物を対象として,弾性波モニタリングを実施した。実験では,60kHz共振の共振型センサを使用し,弾性波速度を指標として弾性波速度トモグラフィ法を適用した。さらに,アコースティック・エミッション(AE)モニタリングを併用したヘルスモニタリングを実施し,目視不可能なコンクリート中の内部欠陥の位置を推定し,弾性波速度トモグラフィ法の結果と比較することで,弾性波法による欠陥検出性能の妥当性を検証した。その結果,弾性波の入力方法において,比較的低周波数成分が卓越する入力方法と,比較的高周波成分が卓越する入力方法では,得られる結果が異なり,前者はコンクリート表層部を伝わる表面波を評価対象としたものであり,後者はP波あるいはS波などの実体波を評価対象としたものであることが推察された。また,弾性波トモグラフィ法により得られた結果では,表面波を対象とすることで,目視可能なひび割れの影響を顕著に表す結果を得ることができ,実体波を対象とした場合では,目視不可能なコンクリート内部の内部欠陥の影響を表す結果を得ることが可能であることが示された。また,AE法を併用することで,内部欠陥の存在をより精度よく表現することが可能であることがわかった。弾性波法によるコンクリート表層部のひび割れ検出性能を検討するため、実験室内で人工欠陥を埋設した小型供試体(150×100×600mm)を作製し、弾性波法を適用した。弾性波の検出にあたり、共振型センサと広帯域型センサにより弾性波を検出し、弾性波速度、卓越周波数、振幅減衰率を指標として評価した。また、小型供試体(100×100×400mm)に4点曲げ試験にて曲げひび割れを導入し、弾性波法の適用性を検討した。その結果、人工欠陥を埋設した供試体では、共振型センサを用いて弾性波速度を評価対象項目とした場合、人工欠陥の有無を明確にすることが可能となった。また、卓越周波数による評価では、センサ特性に卓越周波数が依存し、人工欠陥の有無を評価することが困難であった。振幅減衰率では、人工欠陥の有無を評価可能であるが、弾性波速度による評価の方が好ましいことがわかった。次に、曲げひび割れを導入した供試体においては、弾性波速度を評価指標とした場合、共振型および広帯域型センサにおいてひび割れ検出が可能であることがわかった。卓越周波数による評価では、人工欠陥を埋設した供試体の結果と同様に、センサ特性の影響が卓越し、ひび割れ評価は困難であった。また、振幅減衰率による評価では、高周波の共振型センサにおいて、ひび割れの検出が可能であることが分かった。人工欠陥および曲げひび割れを導入した供試体の結果から、曲げひび割れの方が人工欠陥よりもひび割れ幅が小さく、深さは深いことから、弾性波速度の低下程度は、ひび割れ幅よりもひび割れ深さの影響を受けることが推察された。上記の内容は、現在、第67回土木学会年次学術発表会および第4回コンクリート構造物の非破壊検査シンポジウムに投稿中である。平成23年度は、弾性波法によるコンクリート表層部のひび割れ検出に関する基礎的検討として、人工欠陥を有する小型供試体および曲げひび割れを導入した小型供試体での実験、考察を進めてきた。これらの検討は、比較的計画通りに行え、妥当な結果を得ることができた。ただし、本手法の根幹である弾性波の励起について、検討の余地が残された。つまり、現在、弾性波の励起は、シャープペンシル芯圧折法により行っているが、作業者および作業環境、入力角度により励起される弾性波の振幅値、周波数が変わることがわかった。実構造物への適用や信頼性の高い結果を得るためには、安定した弾性波の励起が必要であり、平成24年度は、弾性波の励起に関する検討を追加する必要があると考えられる。平成24年度は、大型供試体での検討および実構造物への適用性を柱に研究を進めるつもりであったが、上記の安定的な弾性波の励起法に関しても詳細に検討を行う必要がある。実験室での小型供試体による評価では、共振型センサを用いてP

波速度を評価指標とすることで、コンクリート表層部のひび割れ検出が可能であることが示された。ただし、小型供試体の場合、センサで検出される弾性波の減衰は比較的小さく、P波初動部を読み取ることが容易であった。しかし、実際の構造物においては、センサ設置間隔が大きくなり、P波初動部がノイズ成分に埋もれることが懸念される。このことを踏まえて、次年度は、人工欠陥を埋設した大型供試体による検討や実際の構造物への適用性について検討を進める。さらに、安定した弾性波の励起が行えない場合、すなわち、作業者の違いや、弾性波の入力角度の違いにより励起される弾性波の振幅値や周波数が変化し、得られる結果に影響を及ぼすことが昨年度の検討の結果わかった。そのため、次年度は、安定的な弾性波励起方法に関する取り組みが必要である。実験としては、安定した弾性波の入力を行うため、入力には、ファンクションジェネレータを使用し、大型供試体における欠陥検出の精度や適用範囲を明確にする。対象とする大型供試体は、名古屋大学に設置してあるニューブリッジ(人工欠陥を埋設した橋台、長さ6m、高さ2m)を予定している。計測対象として、弾性波法を適用し、センサ設置間隔を含めた本手法の適用範囲を検討する。また、実際の構造物へのアプローチとしては、首都大学東京内のひび割れを有する建物を対象に、本手法を適用し、本手法の有効性を検討する。次年度は、実構造物への適用性が本研究の柱となることから、使用するセンサ、ケーブル、アンプの増設に伴う支出が必要である。また、他大学の研究者と名古屋大学設置のニューブリッジでの共同実験や意見交換を予定しており、国内移動に伴う旅費が発生する。この共同研究に伴い、学生2名を実験補助として同行させるつもりである。さらに、これまでに得られた結果を対外的に発表するため、国内外の学会・会議への参加料、投稿料、旅費が発生する。
絶滅危惧種アツモリソウの苗生産に関する研究

研究の目的アツモリソウ(Cypripedium macranthos var.speciosum)は、日本において絶滅のおそれが高い種であり、岩手県に自生する植物の中において、唯一「種の保存法」に指定されている植物である。ラン科植物の中でもアツモリソウは特に難しいとされ、1990年にはじめて発芽が報告された。その後現在までに発芽および苗生産についていくつかの報告がある。これらの増殖技術は試験場内では有効だが、野外での実用においては普及に至っていない。本研究では、培養によって作出される苗の生育的問題を解明し、案用的な苗生産技術の開発を目的に行う。研究結果・苗生産の研究アツモリソウの無菌播種で使用されている培地の比較を行った結果、材料となる種子の状態や培地の種類により.発芽率に大きな差が生じることを確認した。さらに、.発芽率が高い培地で作出した発芽個体の多くが生育停止や枯死することが確認された。これらの課題を克服する手段として、人工培養土と通気フィルターを併用した培養法の開発に取り組んだ。その結果、発芽した培養苗の光独立栄養成長を進め、生存率を著しく向上させることができた。作出した培養苗は、岩手県遠野市の遠野ふるさと村にある自然林に移植し、野外における生存を確認中である。現夜のところ生育および生存も順調であり、今春は開花も期待される。・新品種創出の研究培養法の確立は、その遺伝子資源を保持する手段となり、育種分野への応用も可能にする。日本に自生するアツモリソウ4種と海外に自生するアツモリソウ6種の交配鼠試験で得られた種子を新品種創出の材料に使用し、苗生産と栽培試験を行ってきた。2008年に開花が確認できた2種を英国王立園芸協会に申請した結果、新品種として国際登録された。本研究では、実験で従来の増殖法の問題を示し、新たな増殖技術の開発までを行った。開発した培地および培養法については、野外における苗の生育まで検討し、その有用性を確認している。研究成果については、学会誌への投稿および学会発表での発表を行った。また、山野草の雑誌や農業教育の専門誌に成果の一部を掲載し、研究の紹介を図った研究の目的アツモリソウ(Cypripedium macranthos var.speciosum)は、日本において絶滅のおそれが高い種であり、岩手県に自生する植物の中において、唯一「種の保存法」に指定されている植物である。また、山野草の雑誌や農業教育の専門誌に成果の一部を掲載し、研究の紹介を図った
炭粉沈着量とDNAメチル化を指標とした環境因子によるヒト肺腺がん悪性化の解析

【緒言】前年度までの研究において、組織所見上進行がんと考えられる肺腺がんでは、初期がんと考えられるものより、肺の炭粉沈着量が多いこと、非肺がん患者と比較して、肺がん患者の喀痰では炭粉量が多く、がん関連遺伝子であるp16、APC、RARβ遺伝子のDNAメチル化の頻度が高いことを明らかにしてきた。今年度の研究では、p16遺伝子の異常につき、小型肺腺がん症例を用いて解析し、その組織分類や術後生存率との相関を検討した。【方法】最大径2cm以下の小型肺腺がん57例を対象とした。各例のメタノール固定組織標本よりDNAを抽出し、p16遺伝子プロモータ領域の異常メチル化とp16遺伝子近傍の染色体領域9p21のヘテロ結合性喪失(LOH)について検討した。また、各例のメタノール固定組織標本を用いて、免疫組織化学により、p16蛋白の発現について検索した。以上の結果は、小型肺腺がん各例の臨床病理学的所見や術後生存率と対応させつつ解析した。【結果・考察】57例の小型肺腺がんのうち、23例(40.4%)のがんでp16遺伝子プロモータ領域の異常メチル化を認めた。この23例中9例では、非腫瘍部の肺にも異常メチル化がみられた。また、9p21領域のLOHは57例中23例(40.4%)に認められた。一方、57例中29例(50.9%)は、免疫組織化学的にp16蛋白の発現が喪失していた。これらp16遺伝子・蛋白の異常と、性、喫煙指数、病理病期、リンパ管侵襲、核分裂係数、分化度、あるいは小型肺腺がん分類との間に、有意な相関を認めた。術後生存率については、異常メチル化を示すものは示さないものより、また、LOHを示すものは示さないものより、有意に低かった。以上より、喫煙等によるp16遺伝子のメチル化は、肺腺がん発生の初期に生ずるとともに、増悪を助長する要因の1つと考えられた。外科的に切除された最大径4cm以下の肺腺がん66症例を、がんの病理組織学的所見により、第14群(第1群:間質浸潤のない細気管支肺胞上皮がん、第2群:間質浸潤を伴う細気管支肺胞上皮がん、第3群:低分化腺がん、第4群:管状ないし乳頭状腺がん)に分類したところ、その術後5年生存率は、第1群が100%であるのに対し、第2群が53%、第3群が48%、第4群が39%であった。この結果より、第1群は初期がん、第24群は進行がんとみなすことができた。これらの症例の肺切除材料より作製されたがん部と非がん部のホルマリン固定パラフィン包埋ブロックから、それぞれ厚さ10μmの切片6枚を薄切し、これをproteinase Kで処理し、炭粉を抽出した。抽出した炭粉をnitrocellulose membraneにdot blotし、blotされた炭粉量を吸光度で定量化した。肺腺がん各群の炭粉沈着量(平均値±標準偏差)は、第1群が0.769±0.145、.第2群が1.158±0.121、第3群が1.827±0.384、第4群が0.636±0.228であり、第1、2、3群に関しては、この順に炭粉沈着量が上昇する傾向にあった。特に、第3群、および第2・3群を1群とした場合(1.269±0.123)の炭粉沈着量は、第1群より有意に高かった(P<0.05)。上記肺腺がんの組織所見と術後生存率の関係より、第1群が初期がん、第2・3群が進行がんと考えられるので、炭粉沈着量の多い肺、すなわち、喫煙者や大気中の粉塵を多量に吸入している者の肺では、肺腺がんの進行が促進される可能性が示唆された。[背景・目的]前年度の研究において、外科的に切除された肺を用い、肺の炭粉沈着量と肺腺がんとの関連性について検討したところ、組織所見上進行がんと考えられる肺腺がんでは、初期がんと考えられるものより、肺の炭粉沈着量が多いことが明らかとなった。この結果より、タバコや大気中の粉塵に含まれる成分が肺腺がんの悪性化に影響している可能性が示唆された。今年度は、この結果を踏まえ、喀痰を用いた新たな肺がんの診断法を確立するために、喀痰中の炭粉量やDNAメチル化を指標とした肺がん発生高危険群選別の可能性について検討した。[材料・方法]2002年筑波大学附属病院病理部にて細胞診断を行った210例を対象とした。細胞診標本作製後、余った喀痰より炭粉とDNAを抽出した。炭粉はニトロセルロース膜にドットブロットして、この吸光度を測定し、炭粉量とした。DNAはmethylation-specific polymerase chainreaction(MS-PCR)法に用い、p16、adenomatous polyposis coli (APC)、およびretinoic acid receptor(RAR)βの各遺伝子のプロモータ領域メチル化について検討した。[結果・考察]非喫煙者と比較して、重喫煙者(喫煙指数≧600)では有意に喀痰中炭粉量が多かった。

また、細胞診標本内のがん細胞の有無にかかわらず、非肺がん患者と比較して肺がん患者では有意に炭粉量が多かった。一方、DNAメチル化について検討した3遺伝子のいずれも、細胞診標本内のがん細胞め有無にかかわらず、メチル化検出率は非肺がん患者より肺がん患者に有意に高かった。以上より、喀痰中炭粉量およびDNAメチル化は、細胞診所見とは別に、肺がん患者ないし肺がん高危険群を選別する際の有効な指標となりうることが示唆された。【緒言】前年度までの研究において、組織所見上進行がんと考えられる肺腺がんでは、初期がんと考えられるものより、肺の炭粉沈着量が多いこと、非肺がん患者と比較して、肺がん患者の喀痰では炭粉量が多く、がん関連遺伝子であるp16、APC、RARβ遺伝子のDNAメチル化の頻度が高いことを明らかにしてきた。今年度の研究では、p16遺伝子の異常につき、小型肺腺がん症例を用いて解析し、その組織分類や術後生存率との相関を検討した。【方法】最大径2cm以下の小型肺腺がん57例を対象とした。各例のメタノール固定組織標本よりDNAを抽出し、p16遺伝子プロモータ領域の異常メチル化とp16遺伝子近傍の染色体領域9p21のヘテロ結合性喪失(LOH)について検討した。また、各例のメタノール固定組織標本を用いて、免疫組織化学により、p16蛋白の発現について検索した。以上の結果は、小型肺腺がん各例の臨床病理学的所見や術後生存率と対応させつつ解析した。【結果・考察】57例の小型肺腺がんのうち、23例(40.4%)のがんでp16遺伝子プロモータ領域の異常メチル化を認めた。この23例中9例では、非腫瘍部の肺にも異常メチル化がみられた。また、9p21領域のLOHは57例中23例(40.4%)に認められた。一方、57例中29例(50.9%)は、免疫組織化学的にp16蛋白の発現が喪失していた。これらp16遺伝子・蛋白の異常と、性、喫煙指数、病理病期、リンパ管侵襲、核分裂係数、分化度、あるいは小型肺腺がん分類との間に、有意な相関を認めた。術後生存率については、異常メチル化を示すものは示さないものより、また、LOHを示すものは示さないものより、有意に低かった。以上より、喫煙等によるp16遺伝子のメチル化は、肺腺がん発生の初期に生ずるとともに、増悪を助長する要因の1つと考えられた。
高等植物における側根形成機構に関する分子遺伝学的研究

高等植物における側根形成の分子機構を解明する目的で、シロイヌナズナ側根欠失優性変異体slrと原因遺伝子IAA14、オーキシン応答性転写調節因子ARF7/ARF19、およびslrのサプレッサー変異体ssl2と原因遺伝子SSL2/CHR6を用いた分子遺伝学的研究を行い、以下の成果を得た。(1)IAA14がARF7、ARF19タンパク質と相互作用することを酵母two-hybrid実験において確認した。これらの結果などから、ARF7、ARF19が側根形成促進に働き、IAA14がARF7/ARF19の負の調節因子として働くことが強く示唆された。(2)側根形成に関わる遺伝子群を同定する目的で、野生型とslr変異体の根における発現プロファイルをDNAマイクロアレイにより比較・解析した(ベルギーBeeckmanらと共同研究)。その結果、細胞周期関連遺伝子、オーキシン代謝や輸送に関わる遺伝子がslrで抑制されていることがわかった。2、側根形成に関わるクロマチンリモデリング因子SSL2/CHR6の解析(1)ssl2 arf7 arf19三重変異体とssl2 slr arf7 arf19四重変異体の作出と解析を行った結果、ssl2変異がarf7 arf19二重変異体の側根形成能を回復させないこと、およびssl2 slr二重変異体の側根形成能がARF7、ARF19に依存することが明らかとなった。したがってSSL2は側根形成を促進するARF7、ARF19の直接の標的遺伝子の発現に関わると考えられる。(2)slrとssl2slr変異体を用いたマイクロアレイ解析を行い、ssl2変異による側根形成の回復に伴って発現する遺伝子群を複数同定した。高等植物における側根形成の分子機構を解明することを目的として、シロイヌナズナ側根欠失優性変異体slrとその原因遺伝子IAA14(オーキシン誘導性Aux/IAA遺伝子)、オーキシン応答性転写調節因子ARF、およびslrのサプレッサー変異体ssl2とその原因遺伝子SSL2/CHR6(クロマチンリモデリング因子)を用いた分子遺伝学的研究により、以下の成果を得た。(1)ARF7とARF19遣伝子の二重変異体arf7 arf19で、側根形成能が顕著に低下することを複数のアリルの組み合わせにおいて確認した。また、ARF7の過剰発現によりarf7 arf19の側根形成能の低下が相補されることも確認した。これらの結果からARF7とARF19が側根形成に必要なARFであることが明らかとなった。(2)側根形成に関わる遺伝子群を網羅的に同定する目的で、野生型とslr変異体の根における発現プロファィルをDNAマイクロアレイにより比較・解析した。その結果、多数の遺伝子発現がslr変異によって影響を受けることがわかった。2、側根形成に関わるクロマチンリモデリング因子SSL2/CHR6の解析ssl2 slr二重変異体とssl2変異体の表現型解析を行い、(1)ssl2変異がオーキシン存在下で内鞘細胞の分裂を伴う側根形成を促進すること、(2)ssl2変異によって変異型IAA14タンパク質の局在や安定性は影響されないことを示した。またSSL2プロモーター制御下でGUSを発現する植物体(pSSL2::GUS)を用いた解析から、SSL2遺伝子が根の中心柱(側根形成開始部位を含む)で発現することを確認した。これらの結果から、SSL2/CHR6はオーキシンを介した側根形成を負に調節することが示唆された。
メタボトロピックグルタミン酸受容体遺伝子改変マウスの作成

私はグルタミン酸受容体遺伝子を改変したマウス個体をジーンターゲッティング法によって作成することを計画し、当該年度は相同組み換えをおこしたES細胞の単離までを行った。ジーンターゲッティング法は、ターゲッティングベクターとゲノムDNAとの相同組み換えを利用することによって、あらかじめ狙いをつけた遺伝子を改変させた胚幹細胞(ES細胞)を単離し、それをマウス胚腔ないにもどすことによって遺伝子改変マウスを作成する方法である。私は、Gタンパク質共役型であるメタボトロピックグルタミン酸受容体のうちのサブタイプ1とサブタイプ5に関して研究を行ってきた。サブタイプ1に関しては、マウスゲノミックライブラリーより単離したクローン中より、アミノ酸をコードしているエクソンを固定し、このエクソン中にネオマイシン耐性遺伝子を挿入し、さらにターゲッティングに用いる遺伝子断片の3'末端にジフテリア毒素Aフラグメント遺伝子を付加することによって、ターゲッティングベクターを構築した。線状化したターゲッティングベクターをES細胞へ電気穿孔法により導入し、このES細胞のうちで組み換えがおこっているものをG418耐性によって選別した。得られた細胞のゲノムDNAについてPCR法やサザンブロット法を行うことによって、相同組み換えが起こっていることを確かめた。サブタイプ5に関しては、マウスゲノミックライブラリーよりゲノミッククローンを単離し、ターゲッティングベクターの構築にとりかかった。また、サブタイプ5にオルターナティブスプライシングによると思われるバリアントが存在し、現在までに報告されている他のGタンパク質共役型受容体のバリアントとは構造的に異なる特徴を有していること、このバリアントの発現が脳において部位特異的に調節されている可能性があることを当該年度に明らかにした。
量子位相と中性子非弾性散乱

量子位相(ベリー位相)は、スピン、軌道、電荷等と並んで物性を支配する物理自由度と認知されるようになったが、その直接的検出が課題である。我々は、金属磁性体のスピン波の測定により、量子位相による仮想的磁場(ベリー曲率)が中性子非弾性散乱の観測量であることを発見した。この最初の実験に引き続き、異常ホール効果への量子位相の寄与が考えられるいくつかの系において、中性子非弾性散乱が一般的に量子位相を直接的に検出する実験手法であることを実証する。さらに、異常ホール効果の起源に対して論争のある系で、その決着を図る。