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TherapyにおけるTherapist-client関係に関する研究-Therapeutic Discourse Analysisの視点からの検討

本研究の目的は、Therapy状況におけるTherapist-client間の言語・非言語行動を分析し、Therapyの特徴を明確化する事である。Therapy経験の程度に従って、素人、初学者、経験者の3人のTherapistと、clientとして女子大学生を対象として、実験的Therapy状況を設定し、約30分の面接を実施した。面接状況はVTR録画と音声録音を行い、トランスクリプトされた言語資料を基に分析を行った。Therapyにおいて、Therapistはclientに語らせることを主とし、そのためにTherapistによるclientへのturnの割り当てと、Therapistの支持によるclientのturn維持が見いだされた。面接が開始されたときのTherapistの言語・非言語行動においては、経験のあるTherapistはclientが話し出すのを待ち、clientが話し出すとあいずちとうなずきを挟んでいる。初学者のTherapistの場合では、若干clientの発言を待ってはいるが、Therapistからの質問で誘導していくことが特徴的であった。素人の場合は、日常の会話と非常に類似した言語行動がみられ、turnの主導権はTherapistが握っていることが見いだされた。初学者やこれからTherapyあるいはカウンセリングを学習しようとする人の抱いているカウンセリング・イメージがそういった行動を引き起こしているのではないかという観点から、初学者のカウンセリング・イメージを分析した。初学者は「カウンセリング=相談」とみなし、なんらかの問題解決を図る行為であると考えていることが示唆された。2000年度においては、前研究である「Therapeutic Discourseに関する研究-TherapyにおけるTherapistの発話がclientに及ぼす影響」(研究代表者文珠紀久野、研究分担者:安東清、太田一郎、中島祥子、谷崎和代、課題番号09834011)において、問題となった「談話表記法」に関して検討を継続し、より明解な表記法を考案するために討議を重ねてきた。本年度は主として予備的検討を行った。一つは,Therapist-client関係に関する文献をレビューし、検討を行った。文献から「傾聴」の重要性に関しては多数の研究者によってその重要性が指摘されているが、具体的なTherapistのclientに対する関わりが「傾聴」に値するかに関しての分析が不十分であることが明確になってきた。次に、文献から、Therapistの内省報告を得るためのツールの開発を行った。さらに、被験者として「女子大学生」を抽出するための段階的抽出法を検討し、協力者を得るための準備を実施した。client役を取る被験者の内省報告を得るためのツールの開発を行った。
近現代演技論の実践と分析理論の研究

本研究は3年間の研究であり、十分な成果発表もできた。ただ、総括において、約1年を要するために、そして、十分展開し得なかった問題を認識し、次の段階への展望を開くために、昨年度には最終的な成果報告書を提出しなかった。今年度は、日本を含むアジア地域における近代演技論の展開を射程に入れる必要があることを痛感し、今年度から来年度にかけては、この問題に焦点を当てている。また、基本的にロシア演劇における20世紀前半期の演技論を調査しえたにとどまっているのも今後に課題を残している。近現代演技論は、ロシアの20世紀に典型的に見られるとはいうものの、その世界への展開についてはそれほどに追跡探求できなかったことは悔やまれるが、これは今後の課題としたい。本研究では、少なくとも、リアリズム系の演技論と非リアリズム系の演技論の双方をコントラストをつけて理解し、新たな知見を生むことが出来た点は、成果としてある。演技身体が演じられる主体としてあるだけではなく、思想上のテキストとみなされていること、劇の解釈に演技論が効果的な解読格子になること、また劇作品はそれぞれ個別の演技論を前提としていること、さらに演技論を含むリハーサル・メソッドは上演を考える上で有効な手がかりになること。これらの点は、本研究で明らかにできた点であり、さらに深い洞察が求められる点でもある。これらについても、今後の課題としたい。近代演技論は一般にスタニスラフスキイの演技論から大きく転回したと思われる。それ以前の様式的な演技から、劇人物に即した感情を表現する生きる演技へ転換したのである。それは単に外見的に模倣するような演技ではなく、劇人物の感情を生きる(ペレジバーニエ)する演技であった。このスタニスラフスキイの演技論は、リアリズム系演技に根本的な影響を与えることになり、20世紀演技の基本となった。とりわけ英米語圏の演技に与えた影響は大きく、スタニスラフスキイの弟子たちが亡命した先でスタニスラフスキイの演技論を伝授し、実践した。しかし、英米語圏に与えた影響は、スタニスラフスキイの初期の考察や実践であり、後期スタニスラフスキイの演技論は本国ソ連において展開されることになった。初期スタニスラフスキイは、基本的に俳優の感情に重点を置く心理的な演技に傾斜していた。一方で後期になるとスタニスラフスキイは、感情が演技を阻害することもあることを認め、身体的行動こそが感情を喚起すると考えていく。アメリカにおいて展開されたいわゆる「メソッド演技」は、このスタニスラフスキイの初期の考察に重点を置くものであり、ボレスラフスキイによって伝授されて、クラーマンやストラスバーグに受け継がれるものである。一方、ソ連において展開されたのは身体的行動に力点を置くものであり、革命前後のアヴァンギャルド演劇の演技において実践された反射学に基づくものであった。しかし伴にスタニスラフスキイの演技論の側面のみを強調しているために、トータルにスタニスラフスキイの構想を把握し直す必要があると考えられる。20世紀の演技論を全般的に眺めるときに、大きくこの2つの流れがある事を認めた上で、次年度以降の研究において、この両者の理解を照らし合わせ、英米語圏その他の地域への伝播と実践を視野に入れつつ、今世紀演技論の形成過程を検討していきたい。昨年はスタニスラフスキイの演技論を中心に近現代演技論の大枠を調査、研究してきたが、第二年度にあたる本年度は、いわゆるリアリズム系の演技論ではなく、非リアリズム系の演技論を中心に調査、研究をした。とりあえず、スタニスラフスキイの同時代のロシア人演出家メイエルホリドの演技論を軸に調査、研究をしている。メイエルホリドの演技論は、スタニスラフスキイ流の心理的な演技とは異なる構造を持っている。スタニスラフスキイの演技論が役柄の心理に俳優自身の心理を重ね合わせていくことでわざとらしくない自然な演技を生み出すとすれば、メイエルホリド流の演技は身体的な運動こそが感情を生み出すとする言わば着想が逆転している。

メイエルホリドは心理的な動機づけによる演技が描写しうる範囲には限界があるとし、古来の演技様式の摂取吸収に努めた。そこでは形式的な演技の再生を呼んだのだが、メイエルホリドはその過程で、感情が先にあって身体的な運動に導かれるのではなく、身体的な運動こそが感情を喚起するのだと考えた。メイエルホリドのその着想は20年代に入って「ビオメハニカ」という演技メソッドに確立されていく。一見、外見的な演技を俳優に強制しているように見られるこの演技様式は、じつは観客にはこの形を見せるのではなく、形から形に移動する間、ある形が停止した瞬間に観客に、次なる動きを呼び覚ます、その喚起力に重点があるのである。つまり、単に形の演技ではなく、形には現われ得ない、不可視なるものの喚起に重点がある演技である。しかしこれはメイエルホリドだけの独創ではなく、20世紀初頭にあった演技身体の刷新全般にわたる趨勢と軌をいつにしており、その意味ではスタニスラフスキイ流のリアリズム演技とは異なる演技身体の系脈を形成している。次年度はその両者の混合を20世紀後半期の事例を参照しつつ研究をすすめる計画である。本研究の3年目の総括の年度であるが、3年間で得られた知見はわずかなものでしかない。基本的には20世紀の演技論とその実践をリアリズム系の演技論と、反リアリズム系の演技論の2つの系脈に整理することはできたように思う。本年度も論文として成果を公開することができたが、それぞれの演技論の奥行きの深さを今更のように感じさせられた。基本的に、スタニスラフスキイの「システム」とメイエルホリドのビオメハニカの相反する演技論の検討に終始したが、それぞれの演技論の本質の一端は把握することができた。さらに、それらの検討を通して演技論の演劇学上の射程についても整理することができたのは功績としてあげられる。演技の身体が20世紀において演じられる主体としてだけではなく、哲学思想上のテキストと見なされるようになったこと、劇の解釈をする際に演技論が解読の格子になりうること、また劇作品はそれぞれの理想の演技論を前提としていること、さらには演技論とその実践を含むリハーサル・メソッドは上演を考える際に有効な手がかりとなること、その結果、演技論は演劇という営みを貫く主たる動機軸になることが判明した。これらの課題については今後の研究の進展を待たねばならないが、来年度以降にも更に枠組みを拡大して科学研究費を申請しており、今後の研究はそれらの助成によって成果を上げることができると思われる。
好熱性古細菌の遺伝子

好酸好熱性古細菌Thermoplasmaは、細胞壁を持たないという点で古細菌の中でも特徴的な菌である。まず箱根大涌谷の温泉より温泉水を採集し、そこからThermoplasma属の菌を10株以上単離した。これらの細菌学的な性質を調べ、その中のいくつかの株については16SrRNAの塩基配列を決定することから、これらの株をThermoplasma acidophilumと同定した。次いでこれらの株がプラズミドを保持するかどうかについて検討を行い、15.2kbの環状DNAのプラズミドを発見した。単離したThermoplasma acidophilumのうちの一株について走査型原子間力顕微鏡によって細胞の形状を観察したところ、細胞内骨格様構造の存在を確認することができた。Sulfolobussp.strain7からロイシン合成系の酵素イソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の遺伝子をクローニングし、その塩基配列を決定した。その結果、この酵素はイソプロピルリンゴ酸脱水素酵素の中で、最もイソクエン酸脱水素酵素に近い、すなわち祖先型の酵素であることがわかった。深海の冷水湧水地帯に生息するシロウリガイのエラ細胞内の共生細菌の16SrRNA遺伝子をPCRによって増幅し、クローニングしその塩基配列を決定した。この菌は他の熱水噴出孔付近に生息する同属のシロウリガイの共生細菌に近く、他のいくつかの熱水噴出孔付近にみられる無脊椎動物の細胞内共生細菌にも類縁関係を持っていることがわかった。シロアリ腸管内のにはセルロース分解酵素を出す原虫が共生しており、その細胞内にはメタン細菌が共生している。その162SrRNA遺伝子のPCRによる増幅とクローニング塩基配列の決定を行った。シロアリ、原虫との共生、それらの系統との関連等について今後検討する予定である。
シロアリの兵蟻分化におけるＤＮＡメチル化機構の役割

生物が環境変化に適応するための能力である表現型可塑性の分子機構の解明は、生態・進化発生学分野における重要課題である。社会性昆虫のカースト分化は、表現型可塑性の好例であり、近年、カースト分化制御機構の一つとして、エピジェネティックな遺伝子発現制御が挙げられている。本研究は、シロアリの兵隊分化に対するエピジェネティック制御の影響の検証を目指した。ネバダオオシロアリのカースト分化過程における網羅的な発現遺伝子解析のデータから、兵隊分化特異的に発現する7つのエピジェネティック関連遺伝子を検出した。これらの遺伝子について、RNA干渉(RNAi)法による遺伝子機能解析を行ったところ、ヒストンメチル化および脱メチル化に関与する3遺伝子(Utx, Ash1, Hmt4-20)のノックダウンにより、兵隊の前段階である前兵隊へ脱皮するまでの期間が延長した。兵隊分化過程における脱皮には、体内の幼若ホルモン(JH)の上昇が重要であるため、脱皮に影響が確認された3遺伝子それぞれのRNAi処理個体を用いて、JH合成および下流のシグナル経路に関連する遺伝子の発現解析を行った。その結果、Hmt4-20のRNAiにより、JH合成の最終ステップに働く2遺伝子(JHAMT, ALDH)の発現低下が確認された。また、UtxとAsh1のRNAiにより、JH受容体であるMetの発現低下が確認された。以上の結果より、エピジェネティック制御機構は、カースト分化における形態形成などの表現型の変化には影響しないが、少なくともヒストンメチル化および脱メチル化は、JH量の調節に関与することで、カースト分化時の脱皮を制御する役割を担うことが示唆された。兵隊分化過程での発現遺伝子解析により、カースト分化の制御因子の候補として、Hippoシグナル経路も挙がっているため、今後関連遺伝子の解析を進めていく予定である。採用前から共同研究として行っていた、ネバダオオシロアリの兵隊分化と職蟻分化過程での網羅的な発現遺伝子解析の結果を先にまとめ、この研究成果は共同筆頭著者として論文発表された。本解析結果から、シロアリの兵隊分化過程において、DNAメチル化とヒストン修飾に関係する7つのエピジェネティック制御関連遺伝子の発現が確認され、それらの機能解析も順調に行うことができた。7遺伝子のうち3遺伝子のノックダウンにより、前兵隊への脱皮に影響が確認され、さらにヒストンメチル化および脱メチル化の標的遺伝子として、JH合成関連およびJH受容体遺伝子の可能性を見出すことができた。エピジェネティック制御についての解析は順調に進めることはできたが、カースト分化の際に生じる形態形成などの表現型の変化には影響がないことが示され、エピジェネティック制御機構はシロアリのカースト分化を制御する重要な分子基盤ではないことが示唆された。しかし、前述の発現遺伝子解析の結果から、兵隊分化過でHippoシグナル経路の活性化が示唆されたため、今後は、Hippoシグナル経路に関連する遺伝子の解析を行うことで、カースト分化機構の分子基盤の解明へのアプローチを目指す。以上より、計画通りの研究は実施できなかったが、研究目的であるカースト分化におけるエピジェネティック制御機構の影響について、一定の研究成果を挙げることができたため、本研究は、おおむね順調に進展していると評価した。社会性の獲得は重要な生物進化の一つである。社会性昆虫において、カーストの獲得は社会性進化の重要イベントであり、カースト分化の制御機構の解明は、動物の社会性進化を考察する上で重要な情報になり得る。昨年の研究で、カースト分化制御機構の候補であったエピジェネティック制御機構について解析を進めたが、カースト分化に直接的な影響を及ぼさないことが示唆された。ネバダオオシロアリの兵隊分化過程における網羅的な発現遺伝子解析の結果から、Hippoシグナル経路の活性化が示唆されたため、今後は、兵隊分化過程におけるHippoシグナル経路関連遺伝子の解析を行う。まず、ネバダオオシロアリのゲノム情報からHippoシグナル経路関連遺伝子を探索し、前述の発現遺伝子解析のデータから、兵隊分化特異的に発現する遺伝子を検出し、解析対象遺伝子とする。解析対象遺伝子については、RNAiによる遺伝子機能解析を行い、兵隊分化に対する影響を検証する。Hippoシグナル経路は、ショウジョウバエや甲虫類などの完全変態昆虫において、JHやインシュリンなどの他のホルモンシグナル経路との相互作用が示唆されている。先行研究により、兵隊分化にもJHやインシュリン経路の重要性が示されている。よって、RNAiにより兵隊特異的な表現型に影響が確認された場合は、RNAi処理個体を用いて、他のシグナル経路に含まれる重要遺伝子の発現解析を行うことで、Hippoシグナル経路との相互作用を評価する。また、Hippoシグナル経路関連遺伝子の影響が、兵隊分化特異的なものか否かを検証するため、職蟻分化過程でも同様に機能解析などを行う。以上の解析により得られた結果から、兵隊分化におけるHippoシグナル経路の役割を考察する。これらの遺伝子について、RNA干渉(RNAi)法による遺伝子機能解析を行ったところ、ヒストンメチル化および脱メチル化に関与する

3遺伝子(Utx, Ash1, Hmt4-20)のノックダウンにより、兵隊の前段階である前兵隊へ脱皮するまでの期間が延長した。兵隊分化過程における脱皮には、体内の幼若ホルモン(JH)の上昇が重要であるため、脱皮に影響が確認された3遺伝子それぞれのRNAi処理個体を用いて、JH合成および下流のシグナル経路に関連する遺伝子の発現解析を行った。その結果、Hmt4-20のRNAiにより、JH合成の最終ステップに働く2遺伝子(JHAMT, ALDH)の発現低下が確認された。また、UtxとAsh1のRNAiにより、JH受容体であるMetの発現低下が確認された。以上の結果より、エピジェネティック制御機構は、カースト分化における形態形成などの表現型の変化には影響しないが、少なくともヒストンメチル化および脱メチル化は、JH量の調節に関与することで、カースト分化時の脱皮を制御する役割を担うことが示唆された。兵隊分化過程での発現遺伝子解析により、カースト分化の制御因子の候補として、Hippoシグナル経路も挙がっているため、今後関連遺伝子の解析を進めていく予定である。採用前から共同研究として行っていた、ネバダオオシロアリの兵隊分化と職蟻分化過程での網羅的な発現遺伝子解析の結果を先にまとめ、この研究成果は共同筆頭著者として論文発表された。本解析結果から、シロアリの兵隊分化過程において、DNAメチル化とヒストン修飾に関係する7つのエピジェネティック制御関連遺伝子の発現が確認され、それらの機能解析も順調に行うことができた。7遺伝子のうち3遺伝子のノックダウンにより、前兵隊への脱皮に影響が確認され、さらにヒストンメチル化および脱メチル化の標的遺伝子として、JH合成関連およびJH受容体遺伝子の可能性を見出すことができた。エピジェネティック制御についての解析は順調に進めることはできたが、カースト分化の際に生じる形態形成などの表現型の変化には影響がないことが示され、エピジェネティック制御機構はシロアリのカースト分化を制御する重要な分子基盤ではないことが示唆された。しかし、前述の発現遺伝子解析の結果から、兵隊分化過でHippoシグナル経路の活性化が示唆されたため、今後は、Hippoシグナル経路に関連する遺伝子の解析を行うことで、カースト分化機構の分子基盤の解明へのアプローチを目指す。以上より、計画通りの研究は実施できなかったが、研究目的であるカースト分化におけるエピジェネティック制御機構の影響について、一定の研究成果を挙げることができたため、本研究は、おおむね順調に進展していると評価した。社会性の獲得は重要な生物進化の一つである。社会性昆虫において、カーストの獲得は社会性進化の重要イベントであり、カースト分化の制御機構の解明は、動物の社会性進化を考察する上で重要な情報になり得る。昨年の研究で、カースト分化制御機構の候補であったエピジェネティック制御機構について解析を進めたが、カースト分化に直接的な影響を及ぼさないことが示唆された。
キャリア輸送型スピン流を用いた論理演算素子創製に関する研究

スピントロニクスの新展開としてキャリア輸送型スピン流を用いた論理演算素子の創製に関する研究を行った。ペンタセン、p型シリコンおよび酸化バナジウムに対し、それぞれ光照射、電界印加および環境温度制御によってキャリア密度を制御することによるスピン流スイッチングを目指した。ペンタセン蒸着膜および縮退p型シリコンの室温スピン輸送を達成した。ペンタセン薄膜の室温スピン拡散長およびスピン流の緩和時間をそれぞれおよそ42 nmおよびおよそ150 nsと評価した。スピントロニクスの新展開としてキャリア輸送型スピン流を用いた論理演算素子創製のための研究を次の三段階で行う。項目1)伝送線路を用いたスピンポンピングにより半導体材料にスピン流を生成し、スピン輸送を実証する。2)スピン流のスイッチングを行う。3)スピン流を用いた論理演算素子の創製を目指し、情報処理演算の基本となるNAND演算回路を作製し、演算を実証する。本研究ではスピン輸送の材料として当初2種類用いる。一つは既に室温スピン輸送が実証され、かつゲート電圧印加でスピン流のスイッチングが可能と見込めるシリコン(Si)を、もう一つは温度で電気抵抗が変化する特性を有し、環境温度制御によりスピン流スイッチが期待できる遷移金属化合物を用いる。本年度は項目1)と2)に特化した。項目1)のうち、Siベースの研究について、試料作製のうち微細加工の条件出しを概ね終え、試料の試作を行った。一方、素子作製に必要なレーザー描画装置が本年度中に故障し、その修理に時間を要した(修理費、交換部品代は本経費で支払)。特性評価として、スピン注入源の強磁性金属パーマロイ薄膜に対し、まず、本研究で最も大切な伝送線を用いた強磁性共鳴の励起に成功した。続いてスピンポンピングによるスピン注入を誘起するためにパーマロイと、スピン流検出器であるパラジウムとの直接接合によるスピンポンピングに挑戦した。尚、特性評価に必要なネットワークアナライザ導入の遅延が途中で判明したため他機関のネットワークアナライザをお借りした。また、遷移金属化合物ベースの試料について、先のレーザー描画装置とは別の装置を用いて、資料づくりに着手し、こちらも微細加工については作製条件出しを概ね完了した。更に新しい可能性として分子材料を用いた研究に着手した。項目2)について、当初は本年度に一部実施予定だったが、レーザー描画装置トラブルより、実施できなかった。スピントロニクスの新展開としてキャリア輸送型スピン流を用いた論理演算素子創製のための研究を次の三段階で行っている。研究項目1)伝送線路を用いたスピンポンピングにより半導体材料にスピン流を生成し、スピン輸送を実証する。項目2)スピン流のスイッチングを行う。項目3)スピン流を用いた論理演算素子の創製を目指し、情報処理演算の基本となるNAND演算回路を作製し、演算を実証する。本研究ではスピン輸送の材料として当初の2種類に加えて3種類用いる。一つは100 nm以上のスピン輸送が可能で、かつゲート電圧印加でスピン流のスイッチングが期待できるシリコン(Si)を、2つ目は環境温度制御によりスピン流スイッチが期待できる遷移金属化合物を、3つ目は光制御によりスピン流スイッチングが期待できるペンタセン分子膜を用いる。項目1)に関し、Siベースの研究について、前年度に故障したレーザー描画装置の修理が完了し、以下の試料作製を行った。スピンポンピングによるスピン注入およびスピン輸送特性を評価するために、強磁性金属パーマロイ(Py)と、スピン流検出のためのパラジウム(Pd)をSi上に配置した試料を作製した。PyとPd間距離は系統的に変更した。特性評価として前年度に導入したネットワークアナライザを用い、以下を実施した。まず、評価システムを新規構築した。この装置を用い、スピン輸送特性を評価した。Siについては、キャリア濃度が増えるとスピン拡散長は長くなる傾向が見られた。ただしp型Siの場合、キャリア濃度が縮退半導体領域に達するとPdで検出される起電力が変化し、金属的伝導になっている可能性が見られた。新たに始めたペンタセン蒸着薄膜について、ESR装置を用いて、室温でのスピン輸送を世界で初めて達成した。項目2)に関し、Siベースの研究について、ゲート電圧印加による評価装置のセットアップを行った。Siベースの研究について、前年度に起きた装置故障については修理が完了したので、研究を邁進し、当初の計画まで概ね持ち直した。遷移金属酸化物ベースの研究については、PLD用レーザー源のガスの価格が高騰したため、作製できる試料量がやや減った。ただし、本研究に十分な量を確保しており、問題は無い。また、新たに始めた分子材料による実験が順調である。現時点で研究は、概ね順調である。スピントロニクスの新展開としてキャリア輸送型スピン流を用いた論理演算素子創製のための研究を次の3段階で行った。研究項目1)伝送線路を用いたスピンポンピングにより半導体材料のスピン輸送を実証。項目2)スピン流の外場によるスイッチング。項目3)スピン流を用いた論理演算素子の創製を目指し、NAND演算回路の作製および演算実証。本研究ではスピン輸送の材料として、3種類用いた。一つは100 nm以上のスピン輸送が可能で、かつゲート電圧印加でスピン流のスイッチングが期待できるシリコン(Si)を、2つ目は環境温度制御によりスピン流スイッチングが期待できる遷移金属化合物VO2を、3つ目は光制御によりスピン流スイッチングが期待できるペンタセン分子膜を用いた。

項目1)について、伝送線路と電磁石によって強磁性共鳴を誘起し、それによるスピンポンピングを用いたスピン輸送実験の装置を本経費で構築した。この装置および対照実験用にESR装置を用いたスピンポンピング実験により、p型Siおよびペンタセン分子膜の室温スピン輸送を達成した。VO2については強磁性共鳴特性によりスピン輸送の可否を判断し、VO2においてもスピン輸送と見られる特性の観測に成功した。項目2)に関し、Siについてはゲート電圧印加によってスピン流のスイッチングを目指した。VO2については起電力の環境温度変化による可逆変化特性を観測した。ペンタセンについては、光照射によってキャリア濃度を制御した。項目3)に関し、NAND演算素子のベースとなる1段ゲート分の演算に相当する試料をSiベースで作製し、スピン輸送を達成、即ち、演算1段分の素子を創製した。スピントロニクスの新展開としてキャリア輸送型スピン流を用いた論理演算素子の創製に関する研究を行った。ペンタセン、p型シリコンおよび酸化バナジウムに対し、それぞれ光照射、電界印加および環境温度制御によってキャリア密度を制御することによるスピン流スイッチングを目指した。ペンタセン蒸着膜および縮退p型シリコンの室温スピン輸送を達成した。ペンタセン薄膜の室温スピン拡散長およびスピン流の緩和時間をそれぞれおよそ42 nmおよびおよそ150 nsと評価した。試料作製に必要なレーザー描画装置が故障し、その復帰に3カ月要した。また、特性評価用に本経費で購入したネットワークアナライザの導入時期が、当初の見込みよりも2か月遅れた。特にレーザー描画装置の修理費を本経費で捻出したことと、ネットワークアナライザの導入遅延に起因する測定系構築の遅延により、本年度は自前での測定ができておらず、他機関に出向いて装置をお借りして評価せざるを得なかった(自前の測定系立ち上げ完了は次年度早々の見込み)。しかしながら試料作製技術自体は概ね確立しており、全研究期間からみた研究進捗には大きな影響はない。試料作製について、これまでに確立した微細加工技術、成膜技術等により進行できる。特性評価についても、予定していた測定系構築が本年度に完成したので、これも問題ない。このまま研究計画どおり実施する。28年度が最終年度であるため、記入しない。工学試料作製について、これまでに確立した微細加工技術、成膜技術等により推進できる。特性評価についても、測定系構築を次年度早々に完成させることで大きな問題は無い。万が一にも測定系の立ち上げが遅れそうな場合には、本年度に装置をお借りした研究機関にて再度を使わせていただく承諾を得ており、また、更に別の機関にも依頼し、使用の承諾を得ており、問題は無い。研究分担者分64,797円については、PLDレーザー用ガス(他経費にて購入)以外の消耗品使用量が想定よりも少なく済み、結果的に購入費用を抑えることができたため。
人工餌料開発をめざしたウニの栄養吸収および成長機構の解明

北海道はウニの主要な生産地であり、従来天然ウニを漁獲すると共に、生殖巣の発達の悪いウニを良漁場へ移植するなどの対処がなされてきた。そこで、これらのウニを養殖することで生殖巣の増大を図り、商品として有効利用する試みが行われ生殖巣の品質向上に適した餌の開発が必要とされている。養殖事業や中間育成事業を効率良く行うためには、量や品質を管理しやすい人工餌料の開発が重要である。人工餌料の開発にはウニの消化吸収能力に関する基礎的知見の集積が必須であるが、これまで殆ど行われてきていなかった。本研究では、ウニ消化酵素を精製し生化学的特性を明らかにすることを目的とした。その結果、エゾバフンウニの消化酵素はキタムラサキウニに比べ高温に弱いということが明らかになった。1.これまでに、ウニの高機能人工餌料の開発を目指し、ウニ消化機能の基礎的知見の集積を目的とし、エゾバフンウニ消化管由来のペプチダーゼの一つであるスブチラーゼ精製を行い、特異抗体を作製した。本年度では、エゾバフンウニを用いて消化管におけるスブチラーゼの局在を免疫組織化学的解析により明らかにした。その結果、主に胃に存在するメチレンブルー・アズール染色される顆粒細胞に免疫陽性反応が認められた。また、腸前半部位において、メチレンブルー・アズール染色される内向側に存在する顆粒細胞に免疫陽性反応が認められた。このことから、ウニにおいて餌は胃全体および腸前半部においてタンパク質が分解されていることが明らかになった。2.本年度は、エゾバフンウニを用いて、ウニは主に海藻を食べるため、タンパク質分解酵素に加えてセルロース分化酵素の精製に着手した。セルロース分解酵素はこれまでにキタムラサキウニにおいて精製され生化学的性状および分子構造が明らかにされている。しかし、エゾバフンウニにおいてはセルロースの生化学的性状・分子構造・組織学的局在は不明である。そこで、エゾバフンウニのセルロース分解酵素を精製し、その生化学的性状を解析したところ、キタムラサキウニのセルロース分解酵素の示的温度より低い温度で最も活性が高いことが明らかとなった。一方、示的pHはキタムラサキウニのものと相違は認められなかった。これまでに、エゾバフンウニがキタムラサキウニに比べ高水温に弱いことが知られているが、酵素学的性状解析からも、エゾバフンウニが高水温に弱いことを初めて証明できた。ウニは古くから食用にされてきた水産重要種である。しかし、漁獲量は減少している。そこで種苗生産、育成の技術開発が盛んに行われるようになり、人工種苗技術が確立された。その結果、ウニの漁獲量は回復傾向にあるが、期待されるほどの漁獲量の増加には至っていない。その要因の一つとして磯焼け漁場の存在が示唆されている。磯焼け漁場ではサンゴモ科の紅藻が優先し、ウニの餌となるコンブなどの大型海藻は生育できない。そのため放流した種苗が餌不足に陥り、種苗放流事業の十分な効果が得られない可能性がある。磯焼け漁場のウニは餌不足のため生殖巣の発達が低くほとんど利用されていない。また、放流後の種苗の生残率を上げるために種苗生産後も稚ウニを飼育する中間育成事業が行われている。しかし、中間育成を行うためには陸上水槽などの設備が必要であり、ウニの餌となる海藻が減少する冬期間には海藻の代替餌料を確保する必要がある。従って、養殖事業や中間育成事業を効率良く行うためには、量や品質を管理しやすい人工餌料の開発が重要である。本研究では、エゾバフンウニウニ消化酵素を精製し生化学的特性を明らかにすることを目的とした。これまでに、申請者らはエゾバフンウニの持つタンパク分解酵素を精製し、生化学的特性を明らかにすると共にタンパク分解酵素の消化管における局在を明らかにしてきた。本年度は、ウニにとって重要なセルラーゼの精製、特異抗体の作製ならびに局在を明らかにした。その結果、エゾバフンウニのセルラーゼはキタムラサキウニセルラーゼに比べ高温に弱いということが明らかになった。消化酵素としての多糖分解能力はキタムラサキウニのそれと同じであった。

また、ウニにはセルラーゼが3種類存在する可能性を示した。さらに、セルラーゼの局在は咽頭から直腸まで局在していることを初めて明らかとした。本申請課題はウニの消化生理学の基盤研究であり、これらの研究成果をもとにウニ用人工餌料の開発および革新的なウニ養殖事業を展開することを最終目標としている。これまでに申請者らは、ウニのタンパク分解酵素をキタムラサキウニおよびエゾバフンウニを用いて精製し生化学的特性を比較解析してきた。さらに、タンパク分解酵素の消化管における局在を免疫組織学的解析により明らかにした。本年度はウニ消化酵素のセルラーゼを精製し生化学的特性を明らかにすることを目的とした。使用したウニはエゾバフンウニを用いた。ウニ内臓からセルラーゼを定法に従い精製し、これまで明らかにされているキタムラサウニセルラーゼと生化学的特性を比較解析したところ、エゾバフンウニセルラーゼは熱耐性がキタムラサキウニセルラーゼより低いことが明らかとなった。具体的には、エゾバフンウニでは20度を超えると酵素が失活するが、キタムラサキウニでは30度まで安定していることが明らかとなった。pHに対する依存性には両者に大きな差異は認められなかった。また、精製したセルラーゼを抗原として特異抗体を作製した。この抗体を用いて内臓抽出物に対してウェスタンブロット解析を行った結果、ウニ内臓には異なる分子量を持つセルラーゼが少なくと3種類存在することが明らかとなった。さらに、この抗体を用いて免疫組織学的解析を行った結果、セルラーゼは咽頭、食道、胃、腸、直腸の内腔側の組織表面に局在する顆粒細胞に存在することが明らかとなった。今後は、これら3種類のセルラーゼを分離・精製し、それらのセルラーゼの生化学的特性を明らかにすると共に局在の違いを組織学的に明らかにする必要がある。これまでに申請者はウニがもつタンパク分解酵素の精製、生化学的特性および消化管における局在を明らかとし論文として公開してきた。今年度は、さらに海藻を食べるウニにとって重要な消化酵素であるセルラーゼに着目しエゾバフンウニからセルラーゼを精製し、その生化学的特性を明らかにするとともに、これまでに明らかにされているキタムラサキウニセルラーゼの生化学的特性と比較することができた。この研究成果からウニ養殖を推進するための各ウニの飼育条件などの設定が可能となった。これは、本研究が最終目標としているウニの新たな養殖技術開発につながるからである。さらに、本年度では、セルラーゼに対する特異抗体を作製し解析したところウニには3種類のセルラーゼが存在する可能性を初めて明らかにできた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、3種類存在するセルラーゼをそれぞれ分離精製し特異抗体を作製しウニ消化管における局在を明らかにする。それとともに、本研究の成果からウニ用の高機能人工餌料の開発にとりかかり、これまでに明らかにしてきたウニ消化酵素の能力から推定した飼育条件において作製した餌を与えウニ生殖巣の肥大に及ぼす影響を調べる予定である。
新規三次元炭素基電気活性膜電極の創生による金属イオンの連続電気化学分離法の開発

本研究では、電気化学的に制御されるイオン分離法を用いて、セシウムイオンを汚染水から高効率的除去できる技術の開発を目的とし、高選択性・高安定性が有する新規三次元炭素基電気活性膜電極を創成した上で、模擬汚染水中のセシウムイオンの吸着・脱着実験を行った。得られた膜はセシウムイオンの吸着率が98%以上、脱着率が90%以上を達成し、高い選択性と安定性も示した。また、膜の金属イオン分離機構、分離特性と操作条件等についても明らかにした。(1)新規パルス電着法によるヘキサシアノ鉄酸ニッケル(NiHCF)膜を炭素繊維表面に被覆する条件を最適化し、安定性構造(いわゆる不可溶性構造、Insoluble structure)を持つNiHCF膜を得た。NiHCF膜の構造は印加電圧やパルスサイクル数などと強く依存していたことが分かった。本研究では、安定性構造があるNiHCF膜を得るための最適な条件は印加電圧0.8V、パルスサイクル数3000回でした。この電気活性膜を用い、セシウムイオンの吸着・脱着プロセスの繰り返え実験を行った結果、膜は安定な電気化学特性を示した。また、電気活性膜のイオン吸着容量特性は200回サイクル実験後も変えなかった。したがって、安定性構造を持つNiHCF膜で被覆された炭素繊維電極はセシウムイオンを効率的に吸着・脱着することができたと考えられる。(2)低濃度ヨウ素イオン及びセシウムイオンを同時除去するため、新規化学沈着法を開発して、三次元炭素フェルトの表面にセシウムイオン吸着用NiHCF膜とヨウ素イオン吸着用ポリピロール(Polypyrrole, PPy)膜を別々被覆した。ヨウ素イオン及びセシウムイオンの同時吸着特性は印加電圧と模擬汚染水のpH値と強く依存していることが分かった。pH値は6.2近くで、両方とも良い吸着特性を示した。同時脱着実験を行った結果、NiHCF膜は約90%のセシウムイオン脱着率を達成されたが、PPy膜は約76%のヨウ素イオン脱着率しか達成されなかった。また、ヨウ素イオンを脱着した時、ヨウ素イオンの過酸化現象を起された。また、NiHCFとPPy電気活性膜は高い選択性及び安定性も示された。新規化学沈着法を開発し、大面積の三次元多孔質構造の炭素フェルト(14 cm×7.5 cm)上にヘキサシアノ鉄酸ニッケル(NiHCF)膜を被覆した。得られた電気活性膜を用い、非放射線セシウムを含有する模擬溶液を対象として、連続吸脱着実験によりセシウムイオンの分離特性を評価した。模擬溶液に対して、セシウムイオン吸着特性と操作電圧や、セシウムイオンの初期濃度や、溶液のpH値などとの関係を調べた。結果として、模擬溶液中の濃度セシウム濃度が低い場合、イオンの分離効率は操作電圧と大きく依存していることが分かった。1030 mg/L濃度範囲内で、イオンの分離効率はセシウムイオンの初期濃度に大きく影響されたことが見られなかった。模擬溶液のpH値は約4.5とした時、最大なイオン分離効率を得られた。また、この膜に対して、セシウムイオンの吸着動力学特性を明らかにし、セシウムイオンに対して吸着速度はLagergren一次吸着反応速度モデルと一致した。また、1000回循環使用した結果、電気活性膜の性能はわずか5%しか低下しなかった。新規パルス電着法によるNiHCF膜を炭素繊維表面に被覆する実験を行っている。印加電圧Von = 0.7 V、Voff = 0 V、電圧印加時間ton =toff = 0.5 s、パルス周期数=5000回時、約400 nm厚さのNiHCF膜を炭素繊維表面に形成されたことを確認した。膜の厚さは印加電圧の大小やパルス周期数などによって調整できることも明らかにした。この膜は今後セシウムイオン吸脱着実験に使用する予定である。現在までに研究は予定の通り進んでいる。特に、炭素フェルトに形成されたNiHCF電気活性膜に対して、セシウムイオンの吸着動力学特性を明らかにした。しかし、炭素繊維表面にNiHCF膜を被覆した時、密接的かつ均一的に担持できるため、炭素繊維表面の処理方法はいろいろな手法を考えましたが、また有効な方法が見つけなかった。電極表面の新規修飾手法及び導電中間層の挿入手法の開発よりイオン交換膜と電極の密着性を改善する。導電性ポリマー電気活性材料を用い、NiHCF/ポリマー複合電気活性膜を炭素繊維表面に形成する。該当なし
社会性昆虫クロオオアリの巣仲間認識機構の神経生物学的研究

クロオオアリは体表炭化水素18種の組成比の違いによって巣仲間認識を行っていることが示さている。体表炭化水素は触角の錐状感覚子で受容され、巣仲間と非巣仲間の体表炭化水素に対する応答が異なると報告されている(Ozaki et al. 2005、Sharma et al. 2015)。しかし、これらの報告は、この感覚子にある150本に及ぶ感覚ニューロンを区別せずに全体の応答パターンに基づいたものである。我々は体表炭化水素18種それぞれに対する応答を明らかにすることが重要と考え、ニューロン毎にその応答特性を明らかにした。23本の感覚子から匂い応答を記録することに成功し、273個の感覚ニューロン毎の各匂い刺激に対する応答強度の相関値をもとに分類を行った結果、感覚ニューロンは7つのグループに分けられた。この結果をまとめた論文に現在執筆中である。2018年度にはさらに巣仲間識別を行う雌にのみ存在する性特異的な触角葉糸球体群(T6糸球体群)から抗体染色などを行って巣仲間認識に関わる中枢神経神経経路を調べた。T6糸球体から伸びる投射ニューロンは前大脳傘部の唇部の外側領域(lip-I)に終末していた。唇部の外側領域は、他の嗅覚情報の処理系と独立しており、この領域は巣仲間識別を行う雌アリと働きアリにのみ存在する。T6糸球体群にはGABA、オクトパミン、FMRF-amideの3種類の神経伝達物質を用いるニューロンがあった。キノコ体傘部の唇部の外側領域ではGABAとオクトパミン抗体で強く染色され、わずかながらドーパミン、FMRF-amide、GLW-amideの5種類の神経伝達物質あるいは神経修飾物質で染色されるニューロンの分布がみられた。これらのニューロンの分布パターンの違いから各々のニューロンの機能的役割についてクロオオアリの巣仲間識別行動と関連付けて考察した。巣仲間識別に関わる体表炭化水素を受容する感覚子からインパルス応答を記録し、個々のニューロン別にその応答特性を明らかし、受容細胞の分類まで行うことができ、クロオオアリの巣仲間識別に関わる体表炭化水素受容の様相を詳細に明らかにでき、従来の他の研究者の研究を大きく超えることができたと思う。しかしながら、一昨年開発した装置であるガスクロマトグラフー・EAG測定装置は、ガスクロマトグラフーが旧型の装置でその検出器の感度が不十分で予定していた研究はできなかったが、これ以外の主な研究はほぼ予定通りに勧めることができた。現在、巣仲間識別の関わる触角上の錐状感覚子の感覚ニューロンの応答に関する論文を現在執筆中である。もともと本研究は2018年度で終了する予定であったが、巣仲間識別に関わる触角錐状感覚子の感覚ニューロンの応答に関する統計処理に手間取り、論文執筆が予定期間内に投稿ができなかったために、執行期間を1年延長していただいた。ガスクロマトグラフー・EAG測定装置の改良に必要な経費が調達できないため、このガスクロマトグラフー・EAGに関わる研究は断念した。2019年度は論文執筆を行う。真社会性昆虫であるクロオオアリの巣仲間認識機構の解明を目指したものである。クロオオアリは、体表炭化水素の組成比の違いにより巣仲間か非巣仲間かを識別していることが行動実験によって知られていた。この体表炭化水素は18種からなり、触角の錐状感覚子によってこれらの化合物を受容している。尾崎ら(Ozaki et al. 2005)は、この感覚子の受容ニューロンは非巣仲間の体表炭化水素抽出物には強く反応するが、巣仲間の体表炭化水素抽出物にはほとんど反応しないと報告している。一方、Sharma et al.(2015)は、この感覚子のニューロンは、巣仲間および非巣仲間の体表炭化水素抽出物にも、応答パターンが異なるものの強い応答があると報告している。しかしながら、どちらも研究でも体表炭化水素の抽出物に対するマス応答に基づく解析結果であり、個々の体表炭化水素単体に対して各受容ニューロンの応答に基づくものではなかった。先行研究のこの矛盾した結果を解消するためには、我々は体表炭化水素18種それぞれに対する応答を明らかにすることが重要と考えた。最初に、体表炭化水素が比較的分子量が大きく揮発しにくいことを考慮して、体表炭化水素を温めて刺激気体を得るための加温式刺激装置を開発した。この装置は、流動パラフィンで体表炭化水素を希釈したものを50°C程度に加熱し、その刺激気体の温度を一定に保ちながら感覚子を刺激できるようになっている。この装置を用いて個々の体表炭化水素に対する錐状感覚子の受容ニューロン応答を記録し、ニューロン毎にその応答特性を明らかにすることを試みた。その結果、個々の体表炭化水素が1020個のの受容ニューロンの興奮を引き起し、体表炭化水素の種類によって応答するニューロンの組み合わせが異なることを明らかにするができた。加熱式刺激装置の開発に成功し、それを用いて個々の体表炭化水素に対する錐状感覚子の受容ニューロンからの応答を記録し、各受容ニューロン別に応答を区別して解析するための準備はほぼ完了した。ガスクロマトグラフ(GC)と組み合わせた体表炭化水素の濃度測定・刺激装置については、旧式の(GC)を他学科の研究室から借り受け、これを利用して体表炭化水素抽出物をGCで分離し、オンラインで各分離された成分に対する触角電図(EAG)を測定するための装置であるガスクロマトグラフー・EAG測定装置(GCーEAD)の開発に成功した。

しかしながら、同じ仕組みの装置を使った他の研究者による研究と同様にEAG応答が小さく、濃度と応答との関係を明瞭にするには至らなかった。更に装置の改良が必要になっている。触角葉局所介在ニューロンに対する免疫抗体染色実験については、研究対象としている糸球体群(T6グループ)をさまざまな神経伝達物質の抗体染色実験を試みたが、候補となる神経伝達物質の同定には至らなかった。新社会性昆虫のクロオオアリの巣仲間認識機構の解明をめざしたものである。従来の研究で、クロオオアリは体表炭化水素18種の組成比の違いによって巣仲間認識を行っていることが示さている。体表炭化水素は触角の錐状感覚子で受容され、巣仲間と非巣仲間の体表炭化水素に対する応答が異なると報告されている(Ozaki et al. 2005、Sharma et al. 2015)。しかしながら、これらの報告は、この感覚子にある150本に及ぶ感覚ニューロンを区別せずに全体の応答パターンに基づいたものである。我々は体表炭化水素18種それぞれに対する応答を明らかにすることが重要と考え、昨年度に開発した刺激装置を用いて、個々の体表炭化水素に対する錐状感覚子の受容ニューロン応答を記録し、ニューロン毎にその応答特性を次の通り明らかにした。(1) 23本の錐状感覚子を、各匂い刺激に対する応答強度の相関値をもとに分類を行った結果、4つのグループに分かれ、各グループによって強い応答を示す体表炭化水素、弱い応答を示す体表炭化水素の種類が異なっていた。(2)感覚子から同時記録された個々のインパルスを振幅と持続時間に基づいて種類分けを行い、応答した個々の感覚ニューロンの応答スペクトルを明らかにした。感覚ニューロンには、大部分の刺激物質には応答するが特定の物質には応答しないもの、少数の特定の物質にのみ応答するものなどがあった。(3) 273個の感覚ニューロンごとの各匂い刺激に対する応答強度の相関値をもとに分類を行った結果、感覚ニューロンは7つのグループに分けられた。(4)研究ではコロニーごとに分けて記録・解析を行い、同じコロニー内で応答パターンに類似性が見られるものもあった。現在、この論文を準備中である。昨年度開発した加熱式刺激装置を用いて、体表炭化水素18種に対する解析可能なインパルス応答を合計23本の錐状感覚子から記録することに成功し、インパルスの形状の違いから273個の感覚ニューロンについて匂い刺激に対する応答スペクトルを調べ、7つのグループに分けることに成功した。さらに同一コロニーの個体では応答パターンの類似性があることもわかった。これはクロオオアリの巣仲間認識に関する感覚ニューロンレベルの研究水準を大きく高めるものである。昨年度に開発した装置であるガスクロマトグラフー・EAG測定装置(GCーEAD)は、ガスクロマトグラフーの検出器の感度が不十分なため、更に工夫が必要になっている。触角葉局所介在ニューロンに対する免疫抗体染色実験については、研究対象としている糸球体群(T6グループ)をさまざまな神経伝達物質の抗体染色実験を試みたが、セロトニンだけでなく他のいくつかの抗体で染色できることがわかったが、まだ体系的な染色には至らなかった。2018年度に引き続いて実験を続けている。
K-ras突然変異特異的アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた膵臓癌の遺伝子治療

1)アンチセンスの導入によるK-ras遺伝子転写の抑制、蛋白合成の抑制と腫瘍増殖能への影響-in vitroでの検討-我々が樹立した3種を含む8種のヒト膵癌由来培養細胞系およびハムスター実験膵癌由来培養細胞系の各々のK-ras遺伝子の塩基配列に基づき、変異型と野性型K-rasに各々対応するアンチセンスヌクレオチドを合成し、in vitroにおいてリポゾーム法を用いて腫瘍細胞に導入し、MTTアッセイにより増殖を、RT-PCR法によりmRNAへの転写を、ウエスタンブロット法によりrasP21蛋白の発現について検討した。その結果、突然変異特異的なアンチセンスヌクレオチドは、K-ras遺伝子転写と蛋白合成を抑制し、その結果腫瘍増殖を突然変異特異的に抑制することが証明された。2)in vivoモデルにおけるK-ras突然変異特異的アンチセンスオリゴヌクレオチド投与による遺伝子治療の検討Lac-Z geneを導入したハムスター由来膵臓癌細胞を摂取された同系ハムスターに、K-ras突然変異特異的アンチセンスオリゴヌクレオチドを投与し、in vivoにおける突然変異特異的アンチセンスオリゴヌクレオチドの腫瘍抑制効果を検討した。ハムスター皮下に移植されたheterotropic graftに大して、突然変異特異的アンチセンスオリゴヌクレオチドを直接投与すると、腫瘍増殖は有意に抑制され、担癌動物の生存期間も有意に延長した。ハムスター膵臓に委嘱されたorthotropicgraftに対して、腹腔内にアンチセンスをリポゾームとともに投与することにより、肝臓、肺臓に対する転移が有意に抑制された。結論:K-ras突然変異特異的アンチセンスオリゴヌクレオチドは膵臓癌の増殖を抑制し、臨床応用の可能性が示唆された。
シリコンナノチューブの構造と物性に関する第一原理シミュレーション計算

[110]に配向したシリコンナノワイヤーの第一原理計算を行い、これらのシリコンナノワイヤーは間接遷移型のバンドギャップを持つことを初めて明らかにした。これらのナノワイヤーはバルクシリコンの構造をコアに持ち、(100)と(110)面の結合を二つもっている。さらに(100)面はバルクの(100)面と同じダイマー化を起こすことを示した。そのダイマーは互いに垂直な方向を向いている。これらの情報はシリコンナノワイヤーの性質を理解する上で有益で、この興味深い結果は太いナノワイヤーの多形(同質異像)の可能性を示した。しかしこれは半導体の性質には影響を与えない。これらの結果はナノデバイスの要素としてシリコンナノワイヤーを使う上で有益な情報である。平均直径、形状、配向によって変化させた水素化シリコンナノワイヤーの電子状態と原子構造について計算を行った。多くのシリコンナノワイヤーは大きな間接遷移バンドギャップを持ち、シリコンベースのナノオプトエレクトロニクス材料となる可能性を示した。直径の減少とともにバンドギャップは大きくなり、それはシリコンナノワイヤーの形状に強く依存することを明らかにした。実験による正確な形状の決定は光学材料として重要である。[112]方向のシリコンナノワイヤーの計算結果は最近の実験結果と一致していた。さらに水素濃度を調整することにより、p型n型の半導体の実現が可能となることを示せた。本研究はナノサイエンスの新領域開拓と新しいナノクラスターの創成を目指した金属内包シリコンクラスターとそれを基本構造に持つナノ構造体に関する研究である。従来、金属元素とシリコンの系のナノ構造体では、1965年フランスのCrosらにより合成された、ガスハイドレートと同形のシリコンクラスレート化合物(Silicon Clathrate)が広く知られていた。これはSi20,Si24,Si28の多面体ケージの連結により構成されており、ケージ内にはアルカリ金属原子が内包されている。シリコンが炭素と同じIV属元素であることや、金属をドープした炭素クラスター、フラーレンとの構造の類似性が注目されていた。さらに、2001年に、筑波大学の研究グループが実験と理論計算により、タングステン内包シリコン12量体が六角柱の形状であり、極めて安定であることを見出した。本研究では、シリコンクラスレートのようにケージが繋がった形状ではなく、より対称性が高く、安定な構造体の網羅的探索を行った。さらに、その電気伝導特性を第一原理シミュレーション計算によって詳細に検討した。内包元素によって、半導体、金属、さらには半金属までが可能であることを示すことに成功した。特に、磁性に関する研究では、スピントロニクス用材料として期待できる機能を予言した。現在、これらのシリコンクラスターを用いたスピントロニクスデバイス材料への応用、シリコン表面上への金属元素の吸着、希土類元素のフラーレンとの反応性についても研究を進めている。
ホツジ理論と超幾何関数の研究

代数多様体の構造を研究するための有力な手段として,多重標準形式を用いる方法がある。例えば,m-重標準形式全体のなすベクトル空間の次元のmに関する増大度が小平次元であり,代数多様体の分類をするための基本的な道具になる。代数多様体上の対数的多重標準形式と,部分多様体上の多重標準形式を比較することは重要な問題となる。滑らかな代数多様体Xとその上の滑らかで余次元1の部分多様体Yを考える。例えば,Yがコンパクトな代数多様体でXがその変形族の全空間である場合などがこれに当たる。このとき,Y上の多重標準形式がX上の対数的多重標準形式に延長できるかどうかという問題を考察した。X上とY上には自然に乗数イデアル層の列が定義され,この延長問題は乗数イデアル層列の包含関係に帰着されることを示し,ある種の条件の下では延長定理が成立することを証明した。応用として,標準特異点の変形は再び標準特異点になることや,たかだか標準特異点のみをもつ一般型のコンパクトな代数多様体の変形族においては多重種数が一定になることなどが従う。研究代表者はホッジ理論を応用して,標準束の順像の「半正値定理」を証明したことがあるが,この研究ではその結果の更なる応用として,標準因子の部分多様体への接続公式を研究した.そして,対数的末端特異点のみを持つ代数多様体の中の高い余次元を持った部分多様体への接続公式を証明した.この結果は,MellaらによってFano多様体の分類に応用された.また,ホッジ理論のもう一つの応用である消滅定理(川又-Viehwegの消滅定理)の応用として,藤田の自由予想を研究した.そして次元が3または4の場合に,この予想を肯定的に解決した.この研究はHelmkeに引き継がれた.さらに,消滅定理の別の応用として,代数多様体の多重種数の変形不変性の問題を研究した.この研究では,Siuによる複素解析的方法による研究を代数化したもので,Nadelの消滅定理の代わり川又-Viehwegの消滅定理を使った.Siuの結果は滑らかな多様体のみに関するものであったが,この研究では標準特異点を許した多様体にまで結果が拡張された.応用として,標準特異点の変形が常に高々標準特異点になることが証明された.また,カラビ・ヤウ多様体の分類空間の構造を研究した.ミラー予想によれば,カラビ・ヤウ多様体の複素化した偏極構造の分類空間は,そのミラー・カラビ・ヤウ多様体のホッジ構造の分類空間と自然に対応するが,その対応から導かれる因子の錘体に関するMorrisonの予想を,3次元の真のカラビ・ヤウ・ファイバー空間について証明した.代数多様体の構造を研究するための有力な手段として,多重標準形式を用いる方法がある.例えば,m-重標準形式全体のなすベクトル空間の次元のmに関する増大度が小平次元であり,代数多様体の分類をするための基本的な道具になる.代数多様体上の対数的多重標準形式と,部分多様体上の多重標準形式を比較することは重要な問題となる.滑らかな代数多様体Xとその上の滑らかで余次元1の部分多様体Yを考える.例えば,Yがコンパクトな代数多様体でXがその変形族の全空間である場合などがこれに当たる.このとき,Y上の多重標準形式がX上の対数的多重標準形式に延長できるかどうかという問題を考察した.X上とY上には自然に乗数イデアル層の列が定義され,この延長問題は乗数イデアル層列の包含関係に帰着されることを示し,ある種の条件の下では延長定理が成立することを証明した.応用として,標準特異点の変形は再び標準特異点になることや,たかだか標準特異点のみをもつ一般型のコンパクトな代数多様体の変形族においては多重種数が一定になることなどが従う.