hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ひまわり８号エアロゾルデータの国際地上リモートセンシング観測網による高確度検証

本研究の目的は、新時代に突入した我が国の高時間・高空間解像度の静止気象衛星ひまわり8号のエアロゾルデータを高確度で検証することである。これは、ひまわり8号が欧米の新世代の静止気象衛星に先駆けたものである上、高時間・高空間解像度データに基づくこれまでにない高度な応用研究を世界に先駆けて開拓するために不可欠である。アジアを中心に構築した独自の地上リモートセンシング観測網(SKYNET)だけでなく、他の国際観測網(AERONET, GAW-PFR)の観測機器を保有し、それらの国際観測網と連携して高確度に検証比較を本研究代表者のみが可能な研究である。H30年度は、これまでの検証研究を発展させる形で、地上観測網データを用いた高次の検証比較研究を実施した。2018年11月には千葉大学で実施した集中観測において、SKYNET/スカイラジオメーターのエアロゾル光学的厚さ(AOT)データ(新規開発した共通自動解析アルゴリズム(SR-CEReS)で高精度導出)を基準にして、ひまわり8号およびGCOM-C(しきさい)のAOTデータの評価を行った。両衛星データは0.05以内で一致したことが分かった。しかしながら、スカイラジオメーターの値よりも過大となる傾向があることも分かった。4方位角(東西南北)に向けた多軸差分吸収分光法(MAX-DOAS)装置による観測などから、この過大傾向はエアロゾル分布の空間不均一性で説明できなかった。GCOM-Cとひまわり8号の値はお互いに良く一致していることから、過大評価の要因は両方の導出アルゴリズムに共通している項目が原因であることが示唆された。ひまわり8号の値が過大となる傾向は、早朝や夕方の太陽高度が低いときに顕著となる傾向も認められた。これらのことは、今後のひまわり8号のデータ質改善、ひいては応用研究に役立つことが期待される。アジアを中心に構築した独自の地上リモートセンシング観測網(SKYNET)だけでなく、他の国際観測網(AERONET, GAW-PFR)の観測機器を保有し、それらの国際観測網と連携して高確度に検証比較を行う応募者のみが可能な研究である。H28年度は、ひまわり8号のエアロゾルデータ等を千葉大学のSKYNETデータ解析サーバーに整備した。また、SKYNET千葉サイトに設置されている各観測網の観測測器を検定した。その上で、SKYNET千葉サイトにおいて、SKYNET, AERONET, WMO-PFRの3測器による同時観測を開始し、国際基準で相互比較を実施、エアロゾル光学的厚さ(AOD)が±0.01以内で一致したことが分かった。また、比較的大きな差は観測時刻や時間分解能の違いによって生じたことが分かった。評価結果を基に測器およびアルゴリズムの改善を細部まで検討し、新しいアルゴリズムを開発した。その上で、SKYNETデータとひまわり8号データの予備的な比較検証を実施した。SKYNET千葉サイトにおいて、ひまわり8号のAOD値が0.05-0.10程度、系統的に過大となっていることが分かった。しかしながら,現段階においても,日々のAODの変動だけでなく,日内変動も地上観測データと整合していることが分かった。特に日内変動においてはMODIS等の低軌道衛星からは決して得られない。このように,ひまわり8号によってエアロゾルの面的な情報だけでなく,日内変動の情報も得られることが分かった。計画通り、ひまわり8号のエアロゾルデータを千葉大学のSKYNETデータ解析サーバーに整備した。また、並行して、SKYNET千葉サイトに設置されている各観測網の観測測器を気象研究所やハワイ・マウナロアでの観測等を基に精密に検定した。その上で、SKYNET千葉サイトにおいて、SKYNET, AERONET, WMO-PFRの3測器による同時観測を開始し、国際基準で相互比較を実施、エアロゾル光学的厚さ(AOD)の相違を定量的に評価、その要因を明らかにした。評価結果をもとに測器およびアルゴリズムの改善を細部まで検討し、世界最高レベルのデータ確度・精度を担保するアルゴリズム開発を進めた。その上で、SKYNETデータとひまわり8号データの予備的な比較検証を実施し、ひまわり8号データの系統的な誤差を定量的に評価するとともに、有用性を明らかにした。以上より、おおむね順調に進展していると評価した。H29年度は、ひまわり8号のエアロゾル等のデータの整備や予備的な比較検証を継続した。前年度までの検証研究を発展させる形で、地上観測網データをひまわり8号の通年データと比較した。両者の相関関係を統計的に解析したところ、観測地点上空1ピクセルのひまわり8号のエアロゾル

光学的厚さ(AOD)データについては、地上観測地点と水平距離が最も近いにもかかわらず、相関係数は0.6程度であることが分かった。他方、地上観測地点に最も近い海上のAODデータについては、相関係数は0.9を越えたことが分かった。観測地点近傍の様々な陸上・海上のピクセルについても同様に相関係数を調べたところ、海上のAODデータのほうが相関係数が高いという明瞭な傾向を見い出すことができた。このことから、ひまわり8号のエアロゾルデータの誤差要因として地表面反射率の情報の不確かさが重要であることが分かった。計画通り、ひまわり8号のエアロゾル等のデータの整備や予備的な比較検証を継続した。また、並行して、SKYNET地上観測網について、世界最高レベルのデータ確度・精度を担保するアルゴリズム開発を進めた。その上で、地上観測網データとひまわり8号データの比較検証を実施し、ひまわり8号データの系統的な誤差を定量的に評価するとともに、誤差要因を明らかにした。以上より、おおむね順調に進展していると評価した。本研究の目的は、新時代に突入した我が国の高時間・高空間解像度の静止気象衛星ひまわり8号のエアロゾルデータを高確度で検証することである。これは、ひまわり8号が欧米の新世代の静止気象衛星に先駆けたものである上、高時間・高空間解像度データに基づくこれまでにない高度な応用研究を世界に先駆けて開拓するために不可欠である。アジアを中心に構築した独自の地上リモートセンシング観測網(SKYNET)だけでなく、他の国際観測網(AERONET, GAW-PFR)の観測機器を保有し、それらの国際観測網と連携して高確度に検証比較を本研究代表者のみが可能な研究である。H30年度は、これまでの検証研究を発展させる形で、地上観測網データを用いた高次の検証比較研究を実施した。2018年11月には千葉大学で実施した集中観測において、SKYNET/スカイラジオメーターのエアロゾル光学的厚さ(AOT)データ(新規開発した共通自動解析アルゴリズム(SR-CEReS)で高精度導出)を基準にして、ひまわり8号およびGCOM-C(しきさい)のAOTデータの評価を行った。両衛星データは0.05以内で一致したことが分かった。しかしながら、スカイラジオメーターの値よりも過大となる傾向があることも分かった。4方位角(東西南北)に向けた多軸差分吸収分光法(MAX-DOAS)装置による観測などから、この過大傾向はエアロゾル分布の空間不均一性で説明できなかった。GCOM-Cとひまわり8号の値はお互いに良く一致していることから、過大評価の要因は両方の導出アルゴリズムに共通している項目が原因であることが示唆された。ひまわり8号の値が過大となる傾向は、早朝や夕方の太陽高度が低いときに顕著となる傾向も認められた。これらのことは、今後のひまわり8号のデータ質改善、ひいては応用研究に役立つことが期待される。ひまわり8号のエアロゾル等のデータの整備、予備的な比較検証を継続する。
牛のルーメン繊維分解能の増強と生産性向上のための繊維分解酵素とプロバイオテックスの利用に関する研究

牛の飼料の消化に対するプロバイオテックスと消化酵素ドリセラーゼ添加の影響を検討した。牛よりルーメン液をカテーテルにより採取し,24時間の試験管内培養実験を行った。ルーメン内容液を緩衝液で3倍に希釈したものを培地とした。これを120mlの血清ビンに60ml入れ,ドリセラーゼを0,10,20,または40mg添加,Saccharomyces cerevisiae 2菌株(YST)を0,10,20,または40mg添加,ドリセラーゼ+YSTを0,10+40,20+40,または40+40mg添加し,基質としては乾草+濃厚飼料(1.5:1)を用い,38°Cで嫌気的に培養した。培養終了後に,揮発性脂肪酸(VFA)の分析をガスクラマトグラフィーにより行った。消化率は乾物と中性デタージェント繊維について常法により行った。培養の結果,ルーメン液のpHはYST添加では変化しなかったが,ドリセラーゼ添加ではやや低下した。いずれの場合にも揮発性脂肪酸の生成量は増加し,VFAの中で酢酸の比率は低下し,プロピオン酸の比率は増加した。その他のVFAの比率の変化は認められなかった。プロトゾア数は増加した。メタン生成はYST添加では低下したが,ドリセラーゼ添加では増加した。いずれの添加の場合でも,乾物および繊維(NDF)の消化率は1020%増加し,添加量が高まるにつれて増加することが明らかとなった。さらに,この両者を併用すると,消化率の増加はさらに高まった。以上より,S.cerevisiae2菌株とドリセラーゼは,微生物の活性を高め,繊維の消化を促進する可能性があることが明らかとなった。牛の飼料の消化に対するプロバイオテックスとセロビオース添加の影響を検討した。これを120mlの血清ビンに60ml入れ,これらの添加量は0.11%とした。基質としては乾草+濃厚飼料(1.5:1)を用い,プロバイオテックスとしてはSaccharomyces cerevisiae 2菌株を用いた。培養は38°Cで嫌気的に行った。培養終了後に,揮発性脂肪酸(VEA)の分析をガスクラマトグラフィーにより行った。培養の結果,いずれの添加によっても,ルーメン液のpHは変化しなかった。揮発性脂肪酸の生成量は増加し,VFAの中で酢酸の比率は低下し,プロピオン酸の比率は増加した。プロトゾア数は変化しなかった。いずれの添加の場合でも,乾物および繊維(NDF)の消化率は1015%増加し,添加量が高まるにつれて増加することが明らかとなった。以上より,S.cerevisiae 2菌株とセロビオースは,微生物の活性を高め,繊維の消化を促進する可能性があることが明らかとなった。
発達障害・視覚障害児支援の共通教材開発と検証－触ってわかる教材で頭を鍛える－

発達障害児の認知能力を高める教材の開発を試みた。視覚障害児は発達障害を合併している場合が多いことから、触覚教材を工夫し、発達障害児・視覚障害児・健常大学生などに実施した。算数の繰上り計算など覚えながら考える働きはワーキングメモリと呼ばれる。教材の1つはこのワーキングメモリの訓練を意図して、結果の一部は教材の訓練効果が明らかとなった。もう1つは行列課題で、視覚障害児の動機づけを高めることができた。本研究は、学習に困難を抱える発達障害児および同様の視覚障害児に対して認知訓練を行うための共通の触覚教材を開発・検証することを目的とする。初年度に引き続き、2×2から3×3のマス目に1つを残して図形を配置し、相互の関係から残った1つのマス目に入る適切な図形を推論・選択させるテストを多数考案した。立体コピー機で凹凸を持たせ、5名の視覚障害児に実施し、晴眼児と比較した。その結果、視覚障害児の方が目隠し晴眼児よりも組織的に課題解決に取り組んだこと、また、課題解決に必要な次元(大きさ・形・きめなど)を干渉させ、学習の構えと矛盾する課題を導入することで、難易度を操作できることが示された(連名2012「触覚マトリックス教材の可能性を探る(2)」日本特殊教育学会)。テスト図版を研究分担者のHPで公開し、立体コピー機を所有する支援学校等が自由に実施可能な体制にできたことは教材普及に大変重要であると考える。テスト図版を晴眼児に実施したときのビデオ記録から課題解決の特徴を分析できた(連名2013/3「発達障がい・視覚障がい支援に共通の触覚教材の開発(2)」日本発達心理学会)。マトリクス教材とは別に、ワーキングメモリ訓練を目的にした教材作りを開始した。まず視覚教材として単語カードにグー・チョキ・パーなどの三つ巴のシールを貼り、めくるたびに勝ち負け判断を行うもので、事前事後テストの比較により健常大学生に効果を試したところ、教材作成の諸問題が明らかになった(藤本浩一2013/3神戸松蔭大紀要)。次に立体コピー機で作った凹凸のある記号をトランプに貼り付けた触覚版教材を作成し、ゲーム形式の利用法を考案した。現在その効果を中学生等にモニター中であり、簡便に利用できる触覚教材として期待される。「実施目的」の通り、学習に困難を抱える子どもと視覚障害児に対する触覚的教材作成とその効果の検証を目的とした。「実施計画」に従い、3年間で教材の作成・マニュアルの作成・効果の検証・学会発表・Web公開を続けた。教材:1マトリクス課題と2ワーキングメモリ課題の2種を作成し、それぞれ凹凸面をつけた触覚版も開発した。1はWISC-IVの「行列推理」同様に、推論・類推能力を育成する目的で、2は先のカードを記憶しておいて現在のカードとの勝負判断(処理)を行うワーキングメモリ課題(ジャンケンメモリ)で、単語カードの他に○□Vの触覚図形をトランプに貼りつけた触覚版を作成した。他に類のない独創的な教材で、今後検証を重ねて広く用いられることが期待できる。検証実験:1触覚マトリクス課題を発達障害児と視覚障害児に実施し、反応過程の詳細な観察を行った。視覚障害児と晴眼児との触覚的探索の違いが見られた。国内で視覚障害児を数多く実験することが容易ではないので、認知過程変容について今後も検証実験を継続する予定である。2ワーキングメモリ課題を健常大学生に数週間実施し、事前事後テストで効果の検証を試みたところ、課題自体の練習効果は見られたが転移にまで至ったとは言い難かった。同教材を私塾で5名の健常小学生に数カ月試した結果、5名すべてについて事後テスト>事前テスト(5%で有意)で、算数の文章題や国語の読解が向上した(未発表)。小学校教育の補助教材として有望である。成果の発表:代表者および分担者連名で数度の学会発表を行った。日本特殊教育学会2011、2012年度、日本発達心理学会2012、2013年度。論文執筆は、研究代表者の藤本が2013、2014年度大学紀要、分担者の山本が2014年度(審査あり)に行った。また、分担者の山本は、マトリクス教材をWebに公開し、成果を社会的に広めた。研究の目的は発達障害児・視覚障害児に共通利用できる認知訓練教材の開発とその効果の検証であった。教材作成にあたり、まずは既に我々が実践し知能テストにも新しく取り入れられた行列推理(図形マトリクス)に着目し、購入した立体コピー機にて試作した。それを視覚障害児および晴眼の発達障害児に個別に実施したところ、両者の課題解決方略の相違点・共通点が浮き彫りになり、成果を日本発達心理学会や日本特殊教育学会で数度の学会発表を行った。

相違点としては視覚障害児は触覚教材の探索がシステマティックに行えるのに対して、アイマスクによる閉目の晴眼児はたどたどしい手つきで教材独自の練習が必要であったこと、共通点として、触覚・視覚の教材の区別に関係なく知的に遅れのある子どもは類推が難しかったことである。また、閉目晴眼の発達障害児が集中して課題に取り組めたことは、この触覚教材が課題に集中させる効果があることがわかった。学会発表会場にて複数の視覚障害支援教員から教材の利用について相談があった。現在は比較的高価な特殊プリント紙および立体コピー機を使用することから普及に制約があるので、今後より一般的に利用してもらえるよう工夫が必要である。また、予備実験程度の段階なので、マニュアルおよび介入パラメータの作成は次年度に持ち越した。立体コピー機の凹凸に限界があるので、今後は真空成型機の有効利用を図る必要がある。触覚版の内容を踏まえて、その前段階あるいはそれと独立に使用できそうな視覚教材の媒体を試作した。PCで各自のペースで訓練できる簡単なソフトをパワーポイントで作成し、また、単語カード式にめくりながらワーキングメモリーを鍛える目的の教材も開発中であり、現在効果の検証実験を進めている。触覚マトリクス教材を多数作成し、視覚障害児および晴眼発達障害児に試行出来たこと、それらの図版をHPにて公開出来たことは、2年間の成果だと考える。従来からあったレーブンマトリクスや類似のテストを、立体コピー機とカプセルペーパーを用いて触覚図版にしたことは前例がない。それ自身が視覚障害児のための査定道具ないし教材になり得るばかりではなく、従来の視覚教材についても、次々と触覚版を作成する可能性を広げた。視覚障害児者が利用できる道具が飛躍的に増大するであろう。今後必要なことは、視覚障害児および晴眼発達障害児を対象に実験を重ねて、触覚マトリクステストの難易度を評定し、同時にテスト実施のマニュアルを確定することである。国内において多数の視覚障害児に実験協力を求めることはかなり困難であり、それが研究成果が完了しないことの原因となっている。対象を健常児者に広げて、このテスト図版の特徴をより明確にする作業が残っている。触覚課題による推論が当初の認知訓練のねらいであり、継続するものであるが、認知機能の根幹にワーキングメモリを位置づけることで、途中から新たな試みとしてワーキングメモリ訓練という目的が加わった。すでに多くの研究者がn-nack課題などの二重課題を用いて訓練を試みているが、触覚教材を使ったものは未だ存在しない。触覚版は単に視覚障害児にも適応できるだけにとどまらず、晴眼児者にとって触覚入力独自の利点を生かすことができる。その利点とは視覚にまどわされず注意を集中できることもあるが、カード型教材ではその裏面の凸凹を手指で探るばかりで表面からは見えないので、視覚イメージに頼らないワーキングメモリの訓練になり得ることである。このように未だ足りない部分は残すものの、当初計画になかった目的が新たに加わり、発展していることを考慮すると、研究が順調に進展していると考えてよいだろう。教材作成およびそれを用いた予備実験については、立体コピー機を駆使して触覚教材を多数作成し、視覚障害児および晴眼発達障害児数十名に実験を行うことが出来たので、ほぼ目標を達成した。効果の検証という意味ではそこまでは出来ていないので100%とは言い難いが、ある程度課題毎の難易度の設定も見通せたので、あと2年の研究期間の基礎固めが出来たといえる。
高温溶融塩スラリーによる炭酸ガス脱吸収に関する基礎研究および反応装置開発

高温で液化した炭酸リチウムーカリウム共晶溶融塩中に、リチウムシリケート微粒子(以下LS)を懸濁させた循環スラリー気泡塔による炭酸ガス吸収および放散挙動の基本設計データを取得することを目的として、平成18-19年度下記に示した研究を行った。1.CO_2気泡の溶融塩スラリー中での溶解・放散の解明高温反応容器内にLi-K-CO_3共晶塩とLS微粒子を仕込み昇温し、溶融塩スラリー中に20%CO_2を含んだ窒素ガスを供給した。このとき、LS量および溶融塩のKとLiの組成を変化させた場合に生じるCO_2吸収量を観測した。出口ガス中CO_2濃度をリアルタイムで観測した。排気ガス中のCO_2濃度の時間変化よりCO_2の最大吸収速度および最大吸収量の測定を行った。吹き込むガスの流量、溶融塩組成およびスラリー濃度をパラメータとして、各条件においてガス吸収挙動の変化を調べた。さらに、LS粒子懸濁スラリーを、CO_2放出温度域まで加熱した際に、析出されるCO_2の挙動を調べた。CO_2放出速度に及ぼすパラメータとしてスラリー中のLS量、設定温度および加熱速度などの影響について実験的に調べた。予め吸収したCO_2が放出され、逆反応によりLSが再生される際には、炭酸リチウムが必要である。炭酸リチウムは液化して溶融塩中に存在しているので、本反応では炭酸リチウム分子の溶融塩液相内での移動速度かあるいは熱移動速度のどちらが律速となるかを解析した。本結果より、物質移動律速であると確認された。2.循環スラリー気泡塔内の流動特性の解明本実験では塔内のLSスラリーおよび気液の流動状態を推定するためにコールドモデル実験を行った。LSのモデル粒子として約1ミクロンのPVC微粒子、溶融塩液相としては界面活性剤を添加した水溶液を用いた。循環系のスラリー気泡塔を製作し、ガスホールドアップや液循環速度などを測定し、実用化に必要な基礎的データを取得した。高温で液化した炭酸リチウムーカリウム共晶溶融塩中に、リチウムシリケート微粒子(以下LS)を懸濁させた循環スラリー気泡塔による炭酸ガス吸収および放散挙動の基本設計データを取得することを目的として、本年度下記に示した研究を行った。1.CO_2気泡の溶融塩スラリーへの溶解現象の解明高温反応容器内にLi-K-CO_3共晶塩とLS微粒子を仕込み昇温し、溶融塩スラリー中に20%CO_2を含んだ窒素ガスを供給した。このとき、LS量および溶融塩のKとLiの組成を変化させた場合に生じるCO2吸収量を観測した。2.溶融炭酸塩中に懸濁したLSからのCO_2の放散挙動の解明LS粒子懸濁スラリーを、CO_2放出温度域まで加熱した際に、析出されるCO_2の挙動を調べた。

炭酸リチウムは液化して溶融塩中に存在しているので、本反応では炭酸リチウム分子の溶融塩液相内での移動速度かあるいは熱移動速度のどちらが律速となるかを解析した。現時点では物質移動律速である可能性が高いと推定された。3.循環スラリー気泡塔内の流動・吸収特性の解明本実験では塔内のLSスラリーおよび気液の流動状態を推定するためにコールドモデル実験を行った。LSのモデル粒子として約1ミクロンのPVC微粒子、溶融塩液相としては界面活性剤を添加した水溶液を用いた。循環系のスラリー気泡塔を製作し、ガスホールドアップや液循環速度などを測定した。CO_2の脱吸収を1つの気泡塔内で行う場合には、LSからのCO_2の脱離が重要なパラメータであることがわかった。高温で液化した溶融塩中でのCO_2含有燃焼ガス気泡の挙動および大きさの推定、コールドモデル反応装置での実験結果をCFDによりシミュレーションした。1.高温溶融塩内に挿入されたガス分散器上での気泡の挙動解明(1)硝酸ナトリウム溶融塩中での気泡生成リチウムシリケートスラリー中でのCO_2の脱吸収は物質移動律速であるため、気液接触面積が総括反応速度に大きく影響する。即ちガス分散器から溶融塩中に分散されるCO_2気泡サイズが反応速度を支配する。一方、リチウムシリケート溶融塩の物性の多くは不明なので、比較的低温で溶融し、物性が既知である硝酸ナトリウム溶融塩を、観察窓付き高温反応器内に仕込み、生成気泡を観察およびサイズ測定を行った。(2)高温溶融塩中での気泡生成モデル常温下で実績のある非球形気泡生成モデルを利用して、高温溶融塩中での生成気泡のサイズを予測した。上記の実測値と計算値との比較により、リチウムシリケートスラリーの未知の物性を解析的に明らかにした。2.循環スラリー気泡塔内の流動・吸収特性の解明スラリーの流動状態およびスラリーの平均循環速度を熱トレーサー法およびガスホールドアップにより測定し、操作因子との関係から設計式を得た。3.CFD数値シミュレーションコールドモデルで用いたエアリフト型スラリー気泡塔内の平均循環速度およびガスホールドアップを、CFDソフトウエア(Phoenics)によってシミュレーションし、実測値との比較を行った。条件によっては不十分な点もあるが、比較的安定した操作条件では気泡塔内の流動を比較的よく予測できた。以上の結果より、リチウムシリケートを吸収剤とした高温溶融塩スラリーによるCO_2ガス回収システムの基本的知見を得ることができた。
小胞体-ゴルジ装置移行部の細胞化学的研究

本研究課題は小腸上皮細胞におけるゴルジ装置-小胞体相互間の形態的移行の存在とその部の細胞化学的特徴を検討したものである。一般にゴルジ装置を標識するマーカー(ヨウ化亜鉛オスミウム[ZIO]染色、酵素細胞化学的ALPase活性、ALPase,α-mannosidaseIIの免疫細胞化学的反応性等は小腸絨毛基部より上部の吸収上皮細胞のゴルジ装置に染色性を示したが小腸陰窩の未熟な細胞のゴルジ装置には明瞭な染色性を示さず、細胞の分化の程度(成熟度)がこれらの蛋白の発現や機能の発現に関係していることが示された。Inosine diphosphatase(IDPase)活性については陰窩低部から絨毛上部に向かってゴルジ装置に全く反応が見られないもの→ゴルジ装置のtrans側(+)→小胞体(+)→ゴルジ装置の全層(+)の順に段階的に反応産物の拡がりが見られ、細胞の成熟度に伴なうゴルジ装置と小胞体の機能的変化が反映されていた。ゴルジ装置と小胞体相互の移行については未熟な細胞と成熟した細胞においてその形態をやや異にしていた。第一の様式は比較的未熟な細胞における小胞体のtrans Golgi cisternaeへの密着および移行であり、IDPase活性からこの構造を観察すると弱陽性の小胞体が陽性のtranse側ゴルジ装置のcisternaeと連続している部分が認められ、小胞体成分のゴルジ装置への直接的移行が認められた。成熟した細胞の場合は滑面小胞体様の小型の顆粒を含む小管状構造がゴルジ装置cis-mostのメッシュ状cisternaと結合する第2の様式が形態像やZIO染色で確認できた。しかし、この移行部においてはゴルジ装置の固有蛋白であるα-mannosidaseIIと小胞体の固有蛋白(ER proteinsやPDI)の抗原性が弱く、両者のマーカーが混在しているように観察された。以上の研究成果は小胞体とゴルジ装置の区分が大局的には明瞭となっているものの、局所的には非常に密接な関係を示す場合があることを示した点で意義深いと考える。この点は小胞体とゴルジ装置の間の蛋白輸送やゴルジ装置の発生、及び形成という問題に重要な示唆を与えるであろう。本研究課題は平成5年度に予定されていた小腸上皮細胞におけるオスミウム染色および酵素細胞化学と平成6年度に予定されている同細胞におけるゴルジ装置の免疫細胞化学から構成されている。平成5年度分の成果を以下にまとめる。ヨウ化亜鉛オスミウム(ZIO)染色によるゴルジ装置の染色については、小腸陰窩の未熟な細胞のゴルジ装置には明瞭な染色性を示さず、絨毛基部より上部の上皮のゴルジ装置に明瞭な染色性を示したことから、細胞の分化(成熟度)とZIO染色性との間に関連性が示唆された。特に成熟した細胞の小胞体とゴルジ装置の移行部には小型の顆粒を含む小管状構造の存在が確認された。同部位における小胞体の分布を検討するために行ったglucose-6-phosphatase(G6Pase)の酵素細胞化学的局在についてはマウスでは小胞体を標識したが、ラットにおいては小胞体に分布が見られなかった。しかし新たに試みたlnosine diphosphatase

活性はG6Paseに代わる小胞体の標識酵素として有用であることが判明した。この酵素活性の分布は腸陰窩の最も未分化な部位では細胞のいずれの部位にも反応産物が認められないが、絨毛の上部に向かうにつれて、まずゴルジ装置に反応産物が現われ、次いで小胞体、形質膜へと分布する領域が広がって観察されたことから、この細胞の成熟と同酵素の分布に明瞭な関連性を得ることが出来た。特に小胞体に分布する同酵素の反応産物は比較的疎な分布を呈するのに対して、ゴルジ装置のそれは比較的密であり、両者を反応産物の形状から充分、識別可能であった。この点から吸収上皮細胞の絨毛基部において小胞体とゴルジ装置の移行部のそれぞれの領域分布を観察すると、小胞体がゴルジ装置へ密着、あるいは侵入している部分が認められ、小胞体成分のゴルジ装置への関与が示唆された。
ワイドギャップ半導体ヘテロ接合における電荷移送ドーピング法の開発

本萌芽研究の目的は、ダイヤモンド半導体内に室温において十分なキャリアを発生させる手法として、窒化物半導体/ダイヤモンド・ヘテロ接合を提案し、十分なキャリア濃度制御性の可能性を実験的に探索することが目標である。最終年度は昨年度の結果を踏まえて、以下のことがわかった。(1)ダイヤモンド(100)および(111)単結晶基板上に有機金属化合物気相成長(MOVPE)法を用いて,AlN薄膜のエピタキシャル成長を行い、急峻なダイヤモンド/AlN界面を持つエピタキシャル薄膜を得ることに成功した。(2)X線回折法および電子顕微鏡観察による微細構造解析から、エピタキシャル方位関係およびAlN薄膜の結晶学的構造を以下の通り決定した。(3)(100)面上では成長初期に不均一方位の結晶粒が形成され、成長とともに(0001)AlN結晶粒が優先的に成長し、最終的に等価な方位関係を持つ<10<1>^^-0>AlNまたは<11<2>^^-0>AlN//[110]diamondなる二つのドメイン構造となることがわかった。(4)(111)面上では成長初期に等価な2つの(0001)AlN結晶粒(<11<2>^^-0>AlN,<10<1>^^-0>AlN||(111)[1<1>^^-0]diamond)が形成され、最終的には(0001)<11<2>^^-0>AlN結晶方位関係からなる単結晶AlN薄膜が形成されることがわかった。(5)以上ダイヤモンド/AlN界面でのキャリア輸送には、ダイヤモンド(111)面上に成長させたAlNが最適であることが判明した。本萌芽研究の目的は,ダイヤモンド半導体内に室温において十分なキャリアを発生させる手法として,窒化物半導体/ダイヤモンド・ヘテロ接合を提案し,十分なキャリア濃度制御性の可能性を実験的に探索することにある.本研究は,この着想点を実験的に確認することが大きな目標である同時に,ワイドギャップ半導体ヘテロ接合の新たな分野を開拓する可能性を秘めている.本年度は第1ステップとして,ダイヤモンド(100)単結晶基板上に有機金属化合物気相成長(MOVPE)法を用いて,AIN薄膜のエピタキシャル成長を試みた。その結果以下のことがわかった。(1)水素キャリアガス,トリメチルアルミニウム(TMA)およびアンモニアを用いるMOVPE法において総流量を51/min以上および基板温度1150°Cにすることによって,ダイヤモンド(100)基板上にAINのクラックフリーの連続膜を成長させることに成功した。(2)成長直前にTMAを流すとダイヤモンド/AIN界面の密着力が弱く,剥離することが判明した。これを防ぐためには,昇温状態でアンモニアを流すことによってダイヤモンド表面を窒化することが必要であることがわかった。(3)X線回折法により,ダイヤモンド(100)基板上にAIN(0001)面が配向したエピタキシャル膜であることがわかった。(4)原料ガスとしてCp_2Mgを用いてp型ドーパントのMgを添加したAIN膜を成長させ,同様に鏡面表面を持つC軸が配向したエピタキシャル膜を得ることに成功した。
肺癌オルガノイドライブラリーを用いた新規治療標的の同定

本研究では肺癌患者検体からオルガノイドライブラリーを作成する。ライブラリーに対して全遺伝子を個別にノックアウトできるシステムであるCRISPR/Cas9スクリーニングを施行する。同じ遺伝子学的バックグラウンドを持つ非癌部肺からもオルガノイドを作成し対照として使用できることから、癌部に特異的な新規治療標的を同定し、副作用が少ない治療開発につなげることができる。また、オルガノイドはその樹立にかかる期間が短いことが知られていることから、得られた有用薬剤などの情報を患者生存中に還元することも可能になると考えられる。
新しい血小板由来成長因子受容体の機能および発現調節機構の解析

NIH3T3線維芽細胞に対するPDGFーA鎖およびーB鎖のトランスフォ-ミング活性は,後者が著しく高いが,多くのヒト腫瘍細胞においてはPDGFーA鎖の発現が見られ,オ-トクリン型の受容体活性が認められた。ヒトPDGF受容体は2種類(α型およびβ型)存在し,3種類のPDGFアイソフォ-ム(AA,AB,BB)に対する親和性が異なる。新しく見い出されたα型受容体のみA鎖と高親和性を有し,β型と独立して種々の生物学的機能を誘導することができる。α型またはβ型受容体のみを発現させた造血幹細胞に,PDGFーA鎖またはーB鎖を同時に発現させ,ヌ-ドマウスでの腫瘍形成能を検討した。B鎖はいづれの受容体発現細胞においても腫瘍形成がみられたが,A鎖はα型受容体発現細胞においてのみ腫瘍を形成させることができた。しかしα型受容体発現細胞におけるA鎖の腫瘍形成能は,B鎖によるものとは明らかな違いは見られなかった。本年度,上述のごとくPDGF受容体発現造血幹細胞を用い,ヌ-ドマウスでのオ-トクリン型腫瘍形成能を検討したばかりではなく,cーfms/CSFー1受容体とPDGF受容体のキメラ遺伝子により,これらの受容体ファミリ-に特徴的なキナ-ゼ挿入部の機能解析を発表した。また免疫グロブリン様構造をもつα型およびβ型受容体のリガンド結合部のキメラにより,PDGFーAA結合部の同定を行ない発表した。さらに種々の細胞系での,細胞特異的受容体発現調節の存在を明らかにし発表した。今後PDGF受容体を介する形質転換能の解析には,上皮細胞を用いたcDNA発現系が必要と考えられるが,本年度に確立された実験系を用いさらに詳細なキメラ遺伝子による受容体の構造と機能の解析は,ヒト腫瘍細胞におけるPDGF受容体を介する形質転換の機構の解明に有用である。
イミド複合型超原子価ヨウ素を用いた天然物合成志向型反応の開発

本研究の目的は超原子価ヨウ素を用い、医薬品合成に利用可能な炭素-窒素結合形成反応を開発することである。近年、環境低負荷型社会への転換が求められている中で、有機合成化学の分野においても環境面への配慮が非常に重要な課題の1つとなっている。当分野で重宝されている重金属試薬は、様々な特異的な反応を進行させる非常に有用な試薬であるが、環境や生体への悪影響が懸念されるため、これらに代わる試薬の開発が現在盛んに研究されている。特に、超原子価ヨウ素化合物は、重金属と似たような性質を示すことから、重金属代替試薬としての利用が期待されている。しかし、超原子価ヨウ素の医薬品合成への利用は置換基を酸化する酸化剤としての役割がほとんどであり、新しく結合を形成する反応を利用する例は少ない。そこで私は、医薬品骨格に多く含まれるインドールをターゲットとし、新しい医薬品化合物の合成ルートを開拓できるような窒素官能基を導入する反応を探索した。その結果、独自開発したインドールを含む超原子価ヨウ素を鍵中間体とした3つの反応の開発に成功した。具体的には、超原子価ヨウ素とハロゲン化剤を組み合わせたハロ-アミノ化反応と、カップリング反応によるアミノ化反応である。まず、ハロ-アミノ化反応ではインドールの炭素-水素結合を位置選択的に炭素-窒素結合に変換できるだけでなく、同時にもう1つの炭素-水素結合も位置選択的に炭素-ハロゲン結合に変換することができる。さらに、導入したハロゲン結合の誘導化によって効率的に医薬品の部分骨格を構築できることも見出した。次にカップリング反応では、反応の選択性を超原子価ヨウ素のデザインによってコントロールし、インドールに効率的に窒素官能基を導入することに成功した。本年度は前年度の成果に加え、3つの反応の基質一般性の改善や反応機構の実験的考察、誘導化について大幅な進展が見られた。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、医薬品合成に利用できる超原子価ヨウ素を用いた炭素-水素結合を炭素-窒素結合に変換する反応を開発することである。有機化学の分野で重宝されている重金属試薬は、様々な特異的な反応を進行させる非常に有用な試薬であるが、環境や生体への悪影響が懸念されるため、これらに代わる試薬の開発が現在盛んに研究されている。そこで私は、医薬品骨格に多く含まれるインドールをターゲットとし、新しい医薬品化合物の合成ルートとなる窒素官能基を導入する反応を探索した。その結果、独自開発したインドールを含む超原子価ヨウ素を中心とした3つの天然物志向型反応の開発に成功した。いずれの反応もインドールの炭素-水素結合を位置選択的に炭素-窒素結合に変換でき、ハロ-アミノ化反応ではもう1つの炭素-水素結合を炭素-ハロゲン結合に同時に変換することができる。本年度はカップリング反応の最適条件の探索において、反応点周辺の環境を変えることで反応をコントロールできることを発見した。また、ハロ-アミノ化反応では得られた生成物が実際に医薬品合成へと利用できるか確認するために、医薬品によく見られる骨格へと誘導できる変換ルートを開拓した。さらに、反応機構の解明にも着手し、想定していたよりも複雑な機構であることがわかった。インドールのブロモ-アミノ化反応では得られた生成物の医薬品骨格への誘導化、インドールのベンジル位へのハロ-アミノ化反応では反応条件の最適化、基質一般性の確認、反応機構の検証を計画していた。ブロモ-アミノ化反応の誘導化では、2つの誘導化のプロセスを発見した。1つ目はハロゲン-リチウム交換反応を利用した求電子剤との反応である。本反応を用いることでインドール誘導体から僅か2工程で2つの水素原子を窒素原子と炭素やケイ素原子に置き換えることができることが示された。2つ目はα,β不飽和イミンを経由する誘導化である。生成物をα,β不飽和イミンへ誘導し、この化合物からスピロ化合物、6員環を構築できることがわかった。これらの構造は天然物の基本骨格であり、本反応生成物が誘導化によって生理活性物質へ展開できることがわかった。これらの成果はChemical Communication誌に掲載された。ベンジル位へのハロ-アミノ化反応については、最適条件を見出し、その最適条件を基に基質検討を行ったところ、様々な置換基で目的物が得られた。しかし、一部の基質で収率の低下が見られたため、収率改善を目指し、反応機構の検討を行った。検討の結果、申請書提出時の想定とは異なる機構であることが示唆された。想定していた反応機構に加えて別の機構が競合しており、詳細な反応機構の解明に予定より時間がかかってしまった。この2つの過程の詳細と、どちらが主過程なのかなどついてはまだわかっていない点もあるが、今までの知見を活かし、複数の化合物について収率の改善ができた。

一方で、上記2つの反応に加えて、銅触媒を用いた炭素-窒素カップリング反応によってインドールの3位に窒素官能基を導入することに成功した。さらなる有用性の展開は次年度の予定であったため、これについては予定より早く進行している。本研究の目的は超原子価ヨウ素を用い、医薬品合成に利用可能な炭素-窒素結合形成反応を開発することである。近年、環境低負荷型社会への転換が求められている中で、有機合成化学の分野においても環境面への配慮が非常に重要な課題の1つとなっている。当分野で重宝されている重金属試薬は、様々な特異的な反応を進行させる非常に有用な試薬であるが、環境や生体への悪影響が懸念されるため、これらに代わる試薬の開発が現在盛んに研究されている。特に、超原子価ヨウ素化合物は、重金属と似たような性質を示すことから、重金属代替試薬としての利用が期待されている。しかし、超原子価ヨウ素の医薬品合成への利用は置換基を酸化する酸化剤としての役割がほとんどであり、新しく結合を形成する反応を利用する例は少ない。そこで私は、医薬品骨格に多く含まれるインドールをターゲットとし、新しい医薬品化合物の合成ルートを開拓できるような窒素官能基を導入する反応を探索した。その結果、独自開発したインドールを含む超原子価ヨウ素を鍵中間体とした3つの反応の開発に成功した。具体的には、超原子価ヨウ素とハロゲン化剤を組み合わせたハロ-アミノ化反応と、カップリング反応によるアミノ化反応である。まず、ハロ-アミノ化反応ではインドールの炭素-水素結合を位置選択的に炭素-窒素結合に変換できるだけでなく、同時にもう1つの炭素-水素結合も位置選択的に炭素-ハロゲン結合に変換することができる。さらに、導入したハロゲン結合の誘導化によって効率的に医薬品の部分骨格を構築できることも見出した。次にカップリング反応では、反応の選択性を超原子価ヨウ素のデザインによってコントロールし、インドールに効率的に窒素官能基を導入することに成功した。本年度は前年度の成果に加え、3つの反応の基質一般性の改善や反応機構の実験的考察、誘導化について大幅な進展が見られた。インドールのベンジル位へのハロ-アミノ化反応については反応機構の検証を第一に行い、その後収率の改善を行い、医薬品への誘導化を行う。申請書提出時に想定していた反応機構に加えて別の機構が競合していることは突き止めたが、この2つの過程の詳細と、どちらが主過程なのか、基質によってその偏りに変化があるのかを検証することが今後の目標である。特に、反応点であるベンジル位が1級炭素と2級炭素とでさらに反応機構が異なっていることが示唆される結果も得ており、なぜ異なる機構を経るのかについても集中的に検討する。一方で、すでにこれらの知見を活かし、複数の化合物について収率の改善ができたことから、まず反応機構の詳細を調査することに主眼を置き、その後収率の改善や基質一般性の拡大を図り、最終的に論文投稿を行う計画である。加えて、7月に本研究を超原子価ヨウ素専門の国際学会で発表することが予定されており、他の研究者の意見も取り入れて研究を加速させる。また、医薬品への誘導化については目標とする化合物を決定し、文献を参考に合成ルートも策定した。
超酸素不均化酵素(SOD)-高分子結合体による肝阻血再潅流障害に関する研究

初年度には,合成高分子ポリアニオンであるDIVEMA(divinylether and maleic anhydride)を合成し、生体内投与で毒性のほとんどない、分子量5千、及び3万のDIVEMAにSODを生理活性を保持したまま共有結合させて徐放化する方法を確立し報告した。このDIVEMA-SODハイブリットは血清(in vitro)投与、及びマウス静脈(in vivo)内投与のいずれでもSOD投与に比較して酵素活性の半減期が約10倍延長することを薬物動態的に解明し報告した。また生理活性蛋白であるSODはDIVEMAと結合することにより免疫原性が低下し、熱安定性が増加することを解明し、報告した。一方、肝臓が生体内に生理的に存在する状態で肝小葉レベルで門脈、類洞、中心静脈の微小循環動態を観察できる蛍光生体顕微鏡ビデオ観察、録画、解析装置の作製に研究助成の最終年度(平成7年度)の大半を費やしたが、分子量3万と5千のDIVEMA-SODハイブリットによる肝の温阻血再潅流障害防止効果を検討した。小葉内の全類洞中に占める潅流類洞の比率(潅流率)、全類洞中の20秒間膠着した白血球数、及び後類洞中心静脈(100μ)内を20秒間に通過する全白血球中に占める血管内皮粘着回転白血球数の比率などを微小循環障害の指標とした。sodium fluoresceinを静注して微小循環血行を可視化し、肝小葉を傍門脈域、中間域、傍中心静脈域及び後類洞中心静脈に分けて観察した。また、ロ-ダミン-6Gで循環白血球を蛍光染色した。門脈本幹を30分間遮断し、遮断解除1分前に薬剤を投与して30分経過後、30分間連続録画した。非治療群に較べてSOD単独、DIVEMA単独投与群では類洞潅流比、類洞内膠着白血球数、後類洞中心静脈内、粘着回転白血球数いずれも改善したが、有意差はなかった。これに対して、SODを分子量3万、或いは分子量5千とDINVEMAの結合体投与で全ての微小循環パラメーターが有意に改善した。本研究の主目的は肝臓の阻血再灌流で生ずる肝微小循環障害を高分子と超酸素不均化酵素(SOD)のハイブリットを用いて防止する事である。本研究遂行の初年度である平成6年度では主として下記の4点を遂行した。2:このDIVEMA・SODハイブリットは血清(in vitro)投与あるいは、マウス静脈内(in vitro)投与の何れにおいてもSOD投与に比較して酵素活性の半減期が約20・10倍延長する事を薬物動態的に解明し学会誌に報告した。3:生理活性蛋白であるSODはDIVEMAと結合する事により免疫原性が低下し、熱安定性が増加する事を解明し学会誌に報告した。(J.Cont.,Release投稿中)4:肝微小循環に及ぼすDIVEMA・SOD投与の影響を肝臓が生体内に生理的に存在する状態で観察する装置を作成し、予備実験を遂行した。蛍光顕微鏡を用い、ラットの白血球や血清を蛍光染色して肝臓小葉の門脈、類洞および中心静脈を300・700倍の倍率で数時間ビデオモニターで観察し、録画する。この際、ラットの全身循環動態を動脈圧をモニターしながら生理的に保持する工夫をしている。

肝微小循環の解析は収録したビデオテープから類洞内や中心静脈内の白血球動態、類洞血行阻害、等を指標にコンピュータ画像解析する。以上の成果を踏まえて次年度(平成七年度)には主として肝微小循環に及ぼすDIVEMA・SODの影響を血行動態・血管内皮細胞障害、肝機能障害、肝細胞障害、ラジカル反応等を指標として解析を進める。平成7年度の研究実績は以下の二点に要約できる。1)平成6年度の本研究助成金より作製した生体内エピルミネッセンス顕微鏡下でラットの肝臓の微小循環(肝小葉内の類洞内血行動態)を白血球動態を指標に約700倍の倍率でビデオ画像上で観察し録画する実験方法を完成した。録画した微小循環の各種パラメーターを定量解析するには市販の解析ソフトウエアから更に、本実験用のマクロを開発する必要があり現在はこの開発に取り組んでいる。2)従来、ミュンヘン大学外科研究所で開発された半定量的解析ソフトを好意により借用して分子量3万のDIVEMA-SOD結合体と分子量5千のDIVEMA-SOD結合体について肝の温阻血再灌流障害防止効果を検討した。小葉内の全類洞中に占める灌流類洞の比率(灌流率)、全類洞中の20秒間膠着した白血球数、及び後類洞中心静脈(100μ)内を20秒間に通かする全白血球中に占める血管内皮粘着回転白血球数の比率などを微小循環動態の指標とした。上記微小循環血行の可視化にはsodium fluoresceinを静注して、傍門脈域、中間域、傍中心静脈域及び後類洞中心静脈との4区域に分けて観察しビデオに録画した。また、ロ-ダミン-6Gを静注して白血球を蛍光染色した。温阻血は門脈本幹を30分間遮断し、薬剤は遮断解除1分前に行って30分経過後ビデオに30分連続して録画した。その結果、非治療群に較べてSOD単独、DIVEMA単独投与群では類洞灌流比、類洞内膠着白血球数、後類洞中心静脈内、粘着回転白血球数いずれも改善したが有意差は無かった。これに対して、SODを分子量3万或いは分子量5千とDIVEMAの結合体投与で全ての微小循環パラメーターが有意に改善した。しかし、分子量3万のDIVEMAとの結合体投与ではショック状態を惹起したラットが有り、今後の検討を要する。
製品開発の制度化プロセスに関する日米比較研究:携帯電話端末開発組織の動態比較から

平成16年度は、日米における携帯電話産業、携帯電話端末メーカー、通信事業者について、さらに実態把握を進めた。こうしたデータをふまえ、メーカー-通信事業者間の取引関係と関連づけて、メーカーの端末開発活動について整理し、日米間の相違を検討した。その中で、日米間で異なった製品開発能力の制度化が進んできた背景には、メーカー-通信事業者間の取引関係の相違があることが明らかにされた。日本では、特定の通信事業者からの受注をめぐり、メーカーは、新規性の高い機能・仕様を実現することで、相互に競争してきた。こうした競争を通じ、メーカーは、短いサイクルで設計を刷新し、特定の通信事業者の要望に高度にカスタマイズされた端末を開発してきた。その結果、日本メーカーの製品開発能力は、国内の特定の通信事業者に合わせて新規性の高い端末を提供する、関係特殊的な能力(知識)として制度化されてきた。これに対し、従来、米国では、メーカーは、様々な通信事業者との取引を行ってきた。このため、特定の通信事業者の要望に合わせるための、関係特殊的な製品開発能力の必要性はより少なかった。こうした事情から、米国では、長期にわたって様々な通信事業者に対応可能な端末の開発が競われ、より汎用性の高い端末を開発する能力が制度化されてきた。以上の相違が、日米間で、端末のあり方(すなわち支配的な製品コンセプト)の相違を生み、端末開発活動に違いをもたらしてきたことが、平成16年度には理解された。ただし、近年では、米国でも、通信サービスの高度化が進む中で、通信事業者の要望に合わせて、よりカスタマイズした端末の開発を行うことが、以前より求められている。こうした事情を反映し、米国においても、メーカーには、通信事業者の高度な要望を吸収し対応する能力として、対通信事業者向けのインターフェースの能力が必要となりつつあることも明らかとなった。平成14年度は、主に米国において調査を行い日本の場合と比較を行うとともに、学会等での発表や関係分野の研究者と日米で意見交換を行い、開発活動の制度化をもたらしている要因と要因間の因果関係を検討した。まず、以上の調査と日米比較の結果、日米間では、製品コンセプトの特徴が系統的に異なり、それにともなって製品開発プロセスのあり方にも相違が生じていることが明らかになった。日本メーカーの製品コンセプトは小型・軽量化と多機能化で特徴づけられる一方、米国におけるメーカーの製品コンセプトは通信機能等の基本的性能の充実、操作性、デザインを念頭に置いたものであった。さらに、日本メーカーでは半年以下での短期間での新モデル開発が行われていたが、米国のメーカーではコスト(端末価格)が強く意識されていた。こうした相違は、両国の市場では、それぞれ携帯電話端末の持つ意味、すなわち支配的な製品コンセプトが異なっており、製品開発競争の焦点が異なっていることを示唆している。日米それぞれにおける支配的な製品コンセプトのあり方は、メーカー間の競争の中で形作られてきたと考えられる。しかしながら、こうした競争は、日米それぞれにおいて支配的な製品コンセプトを実現する価値ネットワーク、とくにメーカーと通信事業者との制度的な取引関係にもとづいて行われている。調査の結果は、日米それぞれにおいて支配的な製品コンセプトを実現するように、制度的取引関係にロック・インされて、メーカーは競争を行っていることを示唆していた。そして、こうした競争の中で、日米それぞれの開発プロセスは方向付けられていることが明らかとなってきた。以上のことから、平成14年度には、製品開発ルーチンは、それぞれの市場における制度的な取引関係と競争の中で、一定の支配的な製品コンセプトを実現することによって制度化されているという見通しが、提示された。(790字)まず、平成15年度には、前年度までの成果と既存研究をまとめ、過渡的な成果の発表を行った。こうした途中成果発表は、既存研究と他産業を含む事例をもとに理論的な分析枠組を検討したものと、これまでの調査結果を用い日米間での携帯電話端末開発の相違について現状を概観したものに大別される。理論的な分析枠組については、新制度学派の論考をレビューし、製品イノベーションに関する研究への応用可能性を検討した。ある製品の使い方(機能)とそれを実現する技術について、一定の社会的な意味、すなわち支配的な製品コンセプトとともに、それを実現する製品開発能力が形作られていく中に、製品開発の制度化プロセスは見出すことができる。そうした制度化プロセスを構成する主な社会的プロセスとして、競争と取引関係を考えることができる。したがって、日米間での製品開発の制度化プロセスの相違は、競争と取引関係のあり方の相違を分析することで明らかになると予測される。一方、以上の考察と前年度までの成果を反映させ、より詳細なインタビュー調査と業界データの検討を行った。その結果、日本における制度化プロセスの特徴として、メーカー-通信事業者間の取引関係にメーカー間の競争が組み込まれていることが明らかとなった。このような取引関係における制度化された競争を通じ、日本における製品コンセプトは急速に小型・軽量化と多機能化に収斂し、その実現に適した製品開発能力がいずれのメーカーでも一様に形作られた。こうした一方向への同形化圧力の強い制度化プロセスに、アメリカにおけるほぼメーカー間の競争による自生的な制度化プロセスとの大きな相違点は見出せると考えられる。さらに詳細な検討は平成16年度に委ねられるが、平成15年度には、競争や取引関係を通じていかに製品開発が制度化されてきたのかを検討することにより、日米間の相違の概要を把握した。

こうしたデータをふまえ、メーカー-通信事業者間の取引関係と関連づけて、メーカーの端末開発活動について整理し、日米間の相違を検討した。その中で、日米間で異なった製品開発能力の制度化が進んできた背景には、メーカー-通信事業者間の取引関係の相違があることが明らかにされた。日本では、特定の通信事業者からの受注をめぐり、メーカーは、新規性の高い機能・仕様を実現することで、相互に競争してきた。こうした競争を通じ、メーカーは、短いサイクルで設計を刷新し、特定の通信事業者の要望に高度にカスタマイズされた端末を開発してきた。その結果、日本メーカーの製品開発能力は、国内の特定の通信事業者に合わせて新規性の高い端末を提供する、関係特殊的な能力(知識)として制度化されてきた。これに対し、従来、米国では、メーカーは、様々な通信事業者との取引を行ってきた。このため、特定の通信事業者の要望に合わせるための、関係特殊的な製品開発能力の必要性はより少なかった。こうした事情から、米国では、長期にわたって様々な通信事業者に対応可能な端末の開発が競われ、より汎用性の高い端末を開発する能力が制度化されてきた。以上の相違が、日米間で、端末のあり方(すなわち支配的な製品コンセプト)の相違を生み、端末開発活動に違いをもたらしてきたことが、平成16年度には理解された。ただし、近年では、米国でも、通信サービスの高度化が進む中で、通信事業者の要望に合わせて、よりカスタマイズした端末の開発を行うことが、以前より求められている。こうした事情を反映し、米国においても、メーカーには、通信事業者の高度な要望を吸収し対応する能力として、対通信事業者向けのインターフェースの能力が必要となりつつあることも明らかとなった。
電気伝導性パイロクロア型酸化物の合成と物性

本研究課題では金属伝導を示すBi_2Ru_2O_7と半導体であるLn_2Ru_2O_7との固溶系を合成し、電気的性質がどのように変化するかを調べた。さらにX線リ-トベルド法を用い、固溶に伴う構造変化の面からパイロクロア型酸化物の金属伝導に関する知見を得た。以下に結果をまとめる。2.抵抗の測定を20-300Kで行なった結果、抵抗率の室温での絶対値は固溶した希工類元素の組成の増加に伴ない増加した。また、すべての系においてX=1.2までは金属伝導を示し、X=1.4以上では半導体的挙動を示した。比較的大きなイオン半径を持つPr、Na、Smは固溶させた系ではX=1.41.6の領域において、温度依存性の金属半導体転移を示すことをはじめて見出した。この転移について詳細な検討を行った結果、転移温度はLnの組成の増加に伴ない上昇すること、半導体領域においてpとT^<ー1/4>との間で直線関係を示すことがわかった。伝導は高度にド-プされた半導体でみられるバリアブルレンジ・ホッピング機構で起こっていて、金属半導体転移にはアンダ-ソンタイプの局在化現象が関与している。3.伝導機構と内部構造との関連を明らかにするために構造解析を行った。(Bi_<2-x>Nd_x)Ru_2O_7ではNdの固溶に伴ない格子がのび、RuーO距離が増大しAーO距離が減少する。イオン半径の小さなDyを固溶した(Bi_<2-x>Dy_x)Ru_2O_7系ではDyの固溶に伴ない格子が縮みRuーO距離が増加しOーA距離は減少する。つまり格子定数の増減にかかわりなくRuーO距離が増加して、相互作用が低下している金属半導体転移に影響を与える。RuO_6八面体の歪みも希工類元素の固溶に伴ない増加し、RuーOーRu相互作用の低下と対応する。以上より頂点共有で三次元的に連なったRuO_6八面体の相互作用が伝導機構に影響を与えていることが明らかになった。