hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
現代備後地域経済の形成過程に関する総合的研究：技術蓄積とネットワークの視点から

松村は戦後高度成長期以降の備後地域における中手造船企業である常石造船、尾道造船、幸陽船渠のほかに、さらに比較対照として今治造船各社の財務データ等を収集し、また戦後備後に存在した唯一の大手造船日立造船の経営推移についての分析を進めている。柳沢は、196575年の福山商工会議所の商店街調査・商業調査について資料を収集し、これらの調査の方法、担い手、課題意識について、商工会議所塑像資料のほか、新聞資料などから明らかにし、そこで広島県中小企業指導所がおおきな役割を果たしていることを解明した。高柳は、景勝地である鞆の観光地化のあり様から備後地域の観光産業の歴史的展開を明らかにすることを目的に、戦前・戦後の鞆町(現福山市)の行政や地元住民による観光行政や活動の具体的な実相に関する分析を進めている。満薗は福山市の商店街に関する研究に取り組んでおり、主に198090年代における大型店の進出と地元商店街との関係を通して、当該期の地域商業のありようについて検討を進めている。北浦は長年にわたり備後地域経済を牽引してきた日本鋼管福山製鉄所が、日本鋼管の本社及び備後地域経済の両方にとって、どのような存在であったのかについて様々な資料を集中することにより明らかにしている。平山は地方銀行としての広島銀行の備後地域企業に対する融資の動向について広島県立文書所蔵資料を収集することにより分析を進めている。協力者として加わっている植田は、戦前・戦後の地域経済と深く結びつきながら展開してきた漁網産業の歴史的な分析について日東製網を事例に行っている。2017年度に福山大学サテライトキャンパス内(2017年9月)と東京大学経済学研究科研究棟(2018年3月)で2度の研究会を行い、研究者間の進捗状況を共有するとともに、2018年10月開催予定の年度政治経済学・経済史学会秋季全国大会(一橋大学)でのパネルディスカッション報告への準備を進めている。代表者としての張楓は、機械工業にみられる多岐にわたる様々な業界団体や協力会、企業より1次・2次資料の収集をさらに行い、その成果として2017年度7月に大阪大学で開催された企業家フォーラム全国大会で報告を行った。松村は常石造船、尾道造船、幸陽船渠、今治造船各社の財務データ等を収集した。柳沢は福山商工会議所にて「商業診断報告書」「商店街ニュース」「中国新聞記事」などの膨大な1次・2次資料の収集に成功している。満薗は福山商工会議所所蔵1次・2次資料を収集するとともに、大型店をめぐる地域の動向に詳しい福山大学元教授に対する聞き取り調査も行った。北浦は、日本鋼管の有価証券報告書の収集のほかに、生活意識調査に関する調査資料の収集も行った。高柳は、福山市史編纂室と広島県立図書館の所蔵資料を収集している。平山は、広島銀行関係文書の収集・分析を進めている。研究協力者の植田は、戦前の鞆製網会社及び日東製網に関する有価証券報告書の分析とともに、日東製網本社所蔵の1次資料や社内報の収集を行った。全体の研究進捗状況は、研究代表者が地元大学で研究活動を行っていることもあり、市史編纂室や商工会議所、企業への迅速な働きかけにより、大きなトラブルがなく、当初の予定通り、おおむね順調に進展していると認識している。最終年度に実施した研究成果は、つぎの通りである。
グルカゴンを用いる筋糖原病の対症療法の開発

糖原病【V】型(筋ホスホリラーゼ欠損症)と【VII】型(筋ホスホフルクトキナーゼ欠損症)は、主として骨格筋のグリコゲン・解糖代謝系が障害されるので筋糖原病と呼ばれる。私共は、これまで一貫して筋糖原病の病態分析を手がけてきたが、最近、【V】型患者に対するグルカゴンの治療的有用性を注目するに至った。そこで、本研究では筋糖原病患者の対症的治療法を開発する目的で、グルカゴン効果を生化学的に定量分析し治療効果発現機作を明らかにするとともに、これに立脚した実用的な臨床応用について検討し、以下の成績を得た。(1)グルカゴン投与によって、【V】型患者に限り筋症状は軽減し運動能が著しく改善することを、自転車エルゴメーター試験を用いて定量的に明らかにした。(2)筋糖原病患者の運動筋では乳酸産生が欠如するが、グルカゴン投与時には、【V】型患者の運動筋で乳酸が産生された。【VII】型患者では、運動能、乳酸産生のいずれに対してもグルカゴン効果は認めなかった。(3)【V】型患者の乳酸産生は、グルコース単独あるいはグルコースとインスリン同時投与によっても再現されたが、インスリン単独投与、エピネフリン投与(血清遊離脂肪酸上昇)では無効であった。以上から、グルカゴン効果の発現機作は血中グルコースとインスリン濃度の増加によって、取りこまれた血中グルコースが運動筋において利用される点にある。(4)グルカゴン投与による血中グルコースとインスリンの上昇効果は、静脈内注射よりも皮下注射後に著しく、且つ作用時間も長かった。皮下注射では投与30分後に最大効果を認めた。そこで、携帯型ポンプを用いてグルカゴンの皮下パルス注入(30分間隔)を実施したところ、高血糖と高インスリン血症状態を長時間維持することができ、充分実用に供し得ることが明らかになった。
変成鉱物の反応過程の研究

本研究の目的は、変成岩を構成する鉱物の反応過程を明らかにすることである。そのために次のような三つの研究を行なった。(1)熱水合成装置の作製:マイクロリアクター、電気炉制御装置などにより熱水合成装置を作製した。この装置では、変成鉱物の反応過程を研究するために必要な高い到達温度(900゚C)が達成できるようにした。(2)熱水下でのシリカの拡散定数の決定:変成作用および交代作用のカイネティクスを解明する上で最も重要である超臨界熱水中のシリカの抗散定数を(1)で作製した熱水炉を用いて、実験的に決定した。実験は、SiO_2-Mg(OH)_2、SiO_2-MgO、SiO_2-Ca(OH)┫D22┫D2、SiO_2-CaO、SiO_2-CaCO_3の各反応について行なった。その結果、各反応生成量は加熱時間の平方根に比例することが明らかとなった。この比例定数から拡散定数(D)を次のように求めた。D=D_0exp{〔-(E+PV^*)〕/RT}、D_0=0.55I^<0.57>_<0.28>cm^2/sec、E=48±5kJ/mol、V^*=81±12cm^2/mnl.ここにRはガス定数、Tは絶対温度である。(3)変成岩の高温型菫青名の出現と平衡:菫青石は変成岩の主要構成鉱物であり、高温型と低温型の二つの多型をもつ。従来、接触変成岩には高温型が出現しないとされてきたが、京都市大文字山に産する菫青石の三連双晶を研究し、高温型から低温型に転移したことを明らかにした。また、この結果から、高温型の消長にもとづいて変成分帯できることも示した。高温型が接触変成岩程度の温度で安定かどうかを明らかにするために(1)で作製した熱水炉を用いて研究した。その結果、高温型は従来考えられていたより低い温度まで(700゚C)安定であることがわかった。
Webによる統合プログラミング学習環境を利用したプログラミング・ポートフォリオ

Webによる統合プログラミング学習環境(WebIDE4LP)の実現を目指し,学習者の構文理解支援方法を提案し,教育者向けの進捗状況把握機能について考察した.学習者の構文理解を支援するために,構文図式の非終端記号のノードに学習者が記述したプログラム断片を記述した図式(構文図式インスタンスと呼ぶ)を提案した.構文図式と構文図式インスタンスを表示するツールを試作し,構文の誤りによるコンパイルエラーや期待する実行結果を得られないプログラムなどに利用することで学習者の構文理解を支援する.実際にツールを利用した演習により評価を行い,それらの結果をまとめて情報教育シンポジウムに投稿・発表した.ツールは単体のコマンドとして動作しており,WebIDE4LP上で動作させることは今後の課題である.平成29年度の実績でも述べた教育者向けの進捗状況把握機能について成果をまとめ,情報教育シンポジウムに投稿・発表した.平成29年度は学習者全体の進捗状況把握方法について検討したが,平成30年度は,指導者のサポートが必要な学習者を発見する方法について考察した.学習者のプログラムと正解プログラムとの近づき具合を表す進捗度と学習者が編集作業などをどの程度行っているかを表す活動度の2つの観点を考え,横軸を進捗度,縦軸を活動度とする平面上に学習者の状況をプロットしてグラフ化し,進捗が遅く停滞している学習者や,ほぼ完成しているもののあと少しが書けずにいる学習者を発見する方法について考察した.WebIDE4LPについては,その機能を基本機能と拡張機能に整理して,クライアント側のプレゼンテーション層,サーバ側のアプリケーション層,インフラストラクチャ層からなる3層アーキテクチャを設計した.各機能の連携・制御を文脈指向プログラミングの概念を用いて行う方法について考察した.平成30年度は進捗度と活動度の観点から学習者のプログラミング過程を可視化し,進捗が遅く停滞している学習者や,ほぼ完成しているもののあと少しが書けずにいる学習者を発見する方法について考察した.この考えを発展させることで,プログラミング言語の概念理解度を測定することができると考えている.WebIDE4LPを3層アーキテクチャに基づいて実現する.拡張機能はサーバ側のインフラストラクチャ層として実現する.拡張機能の実行方法は,1)ブラウザ上にボタンなどを追加して学習者が明示的に拡張機能を実行,2)基本機能など他の機能を実行したときに同時に拡張機能を実行,3)一定時間入力がない場合などに自動的に実行,の3種類に分類できる.2)では複数の機能が連携しているが,1)でもある機能を実行しないとボタンが有効にならないなどの連携制御を行う場合がある.これらについて文脈指向プログラミングの概念を取り入れて,設計・実現する.平成30年度はプログラム全体の進捗度を考えたが,関数や制御構造,データ構造などを単位にして進捗度や活動度をより詳細に測定することで,プログラミング言語の概念理解度を測定する方法について考察する.例えば,配列に関して何度もコンパイルエラーが発生し,編集している場合は,配列に関する理解度が低いと考えられる.正解プログラムに存在する繰返し文が記述できずに停滞している場合は繰返しに関する理解度が低いと考えられる.実際のWebIDE4LPを用いた演習データからこれらの考えが妥当か,他にどのような傾向があるかを考察し,評価を行う.初学者が学びやすく,実践的なスキルを獲得できるようなWebによる統合プログラミング学習環境(WebIDE4LP)の実現を目指し,学習者用に入出力機能,プルーフリーダ機能を実現した.教育者向けの進捗状況把握機能について考察した.初学者にもわかりやすい入出力機能として,Webに適したC言語学習における入力方法の概念を整理し,初学者にもわかりやすくWebに適したライブラリ関数を設計・実現した.C言語学習における入力モデルを従来のストリームから連想配列とストリームの組み合わせに変更し,それに合わせた入力インタフェースや入力関数を設計・実現した.学習者のプログラムから自動でテキストボックス(1つの値)やテキストエリア(値のリスト)のフォームを生成する環境を実現した.実践的なスキルを獲得のために,学習者が作成した「きれいでない」プログラムに対して,効果的にフィードバックするプルーフリーダを試作した.制御構造に加えて,式などの細かい粒度で教育者が判断基準を独自に追加できるカスタマイズ機能と,識別子名などの特定の字句の出現回数を計測して,「きれいな」プログラムかどうかを判断する方法を提案した.数人規模ではあるが,実際にプルーフリーダを用いたプログラミング演習を行い,それらの結果をまとめて国内のワークショップに投稿・発表した.プルーフリーダは単体のコマンドとして動作しており,WebIDE4LP上で動作させることは今後の課題である.教育者に対して,学習者の編集途中のプログラムから演算式における演算子や被演算子の型などを抽出して,学習者のソースプログラムを同値類分割し,進捗状況を把握する方法について考察した.数人規模の実験の結果,提案した進捗状況把握方法を用いることで,進捗状況の把握をある程度行えることが確認できた.当初の計画では平成30年度にWebによる統合プログラミング学習環境(WebIDE4LP)を設計・実現し,その上で入出力機能やプルーフリーダ機能,教員用に学習者のプログラミング・プロセスを記録・再生する機能などを実現する予定であった.研究実績の概要で述べたように入出力機能やプルーフリーダ機能などはほぼ予定通りに実現したが,WebIDE4LPの実現には至らなかった.WebIDE

4LPの設計・実現は指導大学院生の修士論文の一環として行う予定であったが,当該学生が体調不良により昨年度後半を休学したために進捗がやや遅れた.Webによる統合プログラミング学習環境(WebIDE4LP)の実現を目指し,学習者の構文理解支援方法を提案し,教育者向けの進捗状況把握機能について考察した.学習者の構文理解を支援するために,構文図式の非終端記号のノードに学習者が記述したプログラム断片を記述した図式(構文図式インスタンスと呼ぶ)を提案した.構文図式と構文図式インスタンスを表示するツールを試作し,構文の誤りによるコンパイルエラーや期待する実行結果を得られないプログラムなどに利用することで学習者の構文理解を支援する.実際にツールを利用した演習により評価を行い,それらの結果をまとめて情報教育シンポジウムに投稿・発表した.ツールは単体のコマンドとして動作しており,WebIDE4LP上で動作させることは今後の課題である.平成29年度の実績でも述べた教育者向けの進捗状況把握機能について成果をまとめ,情報教育シンポジウムに投稿・発表した.平成29年度は学習者全体の進捗状況把握方法について検討したが,平成30年度は,指導者のサポートが必要な学習者を発見する方法について考察した.学習者のプログラムと正解プログラムとの近づき具合を表す進捗度と学習者が編集作業などをどの程度行っているかを表す活動度の2つの観点を考え,横軸を進捗度,縦軸を活動度とする平面上に学習者の状況をプロットしてグラフ化し,進捗が遅く停滞している学習者や,ほぼ完成しているもののあと少しが書けずにいる学習者を発見する方法について考察した.WebIDE4LPについては,その機能を基本機能と拡張機能に整理して,クライアント側のプレゼンテーション層,サーバ側のアプリケーション層,インフラストラクチャ層からなる3層アーキテクチャを設計した.各機能の連携・制御を文脈指向プログラミングの概念を用いて行う方法について考察した.平成30年度は進捗度と活動度の観点から学習者のプログラミング過程を可視化し,進捗が遅く停滞している学習者や,ほぼ完成しているもののあと少しが書けずにいる学習者を発見する方法について考察した.この考えを発展させることで,プログラミング言語の概念理解度を測定することができると考えている.現在までの進捗状況で述べた大学院生の体調も回復し,さらに今年度から大学院生2名が新たに入学したので,彼/彼女らの協力も得て研究を遂行していく.昨年度前半でWebIDE4LP実現における課題を整理し,実現のための基本的なアイディアは次のように得ている.種々の学習支援機能を統一的,効率的に実現するための入出力や実行方法などの標準化を行う.学習支援機能への入力は,ソースプログラム,コンパイルエラーメッセージ,実行時における入出力,学習状況(キー入力の操作状況など)などを考え,それらを整理し,入力形式の統一化を行う.出力もテキストメッセージを中心に整理,統一化する.実行方法は,編集・コンパイル・実行の基本機能とそれ以外の拡張機能に分けて考える.拡張機能は基本機能に連動して実行する機能と,基本機能とは独立して実行する機能に分類し,それぞれの実行方法を整理する.
中近世移行期における賀茂別雷神社および京都地域の政治的・構造的分析研究

近年、多数の新出文書が発見された賀茂別雷神社文書について、今後学界での利用に供すべく、算用状類を中心にデジタル撮影を行った。それらをもとに、織田・豊臣政権による京都支配や天正検地の実態について新たな知見を得た。また算用状や土地台帳類をもとに、賀茂社が膝下所領である六郷に課した種々の税目の賦課実態・使途を分析し、社領の支配構造とその変質について概要を解明した。本研究の目的は、大量の新出史料が発見された賀茂別雷神社文書の紹介とそれを素材とした中近世移行期の賀茂社・賀茂六郷および京都地域に関する研究である。今年度は、研究素材を確保し、かつ研究終了後の公開にそなえるため、新出の算用状類を中心としたデジタル撮影を実施した。史料の傷みが甚だしくまた費用等の制約もあって、撮影は当初の予定通りには進まなかったが、算用状類の中核をなす職中算用状については慶長年間分までの撮影を終了した。高画質のデジタル画像は朱筆や追筆の多い算用状の分析に適しているのみならず、デジタルデータが確保できたことにより、今後様々な解析が可能となる。算用状以外については、京都府教育委員会撮影のマイクロフィルムを貸借し、必要史料の焼き付けを行った。これらをもとにした3つの研究班での具体的な研究成果は今後に期するところ大であるが、撮影データをもとにした氏人データベースの作成作業にはすでに着手している。これ以外に、旧社家の鳥居大路家文書(賀茂社所蔵)の原本調査を実施して目録を作成したほか、東京大学史料編纂所の撮影・架蔵になる約100冊の賀茂別雷神社文書写真帳(1970年代撮影)について、京都府教育委員会の悉皆調査を基に作成した新目録との対照調査を行い、本研究で利用する際の基盤を整え、今後の利用の便宜を図った。本研究の目的は、大量の新出史料が発見された賀茂別雷神社文書を体系的にデジタル撮影し、研究素材として学界に供することと、それをもとにした中近世移行期の賀茂社・賀茂六郷および京都地域に関する研究である。今年度は、東京大学史料編纂所スタッフの協力を得つつ、中世近世初頭のものを対象に、職中算用状(昨年度から継続)、往来田指出および検地帳といった土地台帳類と武家書状類についてデジタル撮影を実施した。今年度の撮影史料は昨年度以上に傷みが激しく、費用等の制約もあって撮影は難航したが、算用状類に加えて土地台帳の資料がそろったため、今後、賀茂六郷の土地所有・支配構造のあり方を分析する用意が調った。武家書状類には、中近世移行期政治を研究する上で貴重な史料が多く含まれるが、京都府教育委員会が撮影したマイクロフィルムには不備が多く、分析の用に供せないことが判明したため、あらためて撮影したものである。また、賀茂社家・氏人の人名比定を行う際の基礎データとなる氏人官位記(交名)の翻刻に着手するとともに、一部算用状の翻刻も試行的に始めた。膨大な史料を限られた期間で分析するにはどのような方法を用いるのが有効であるか、見極める必要があり、今後試行的に作業を始めていく予定である。H23年度は、引き続き東京大学史料編纂所スタッフの協力を得て、中世近世初頭の諸算用状類、往来田指出・検地帳などの土地関係文書、武家書状類を中心にデジタル撮影を実施した。H22年度までに公開に供すべき職中算用と土地台帳類の基本的な分は撮影でたため、H23度は賀茂六郷の土地所有・支配構造の解明など、各研究グループの分析素材として必要な個別史料の撮影に重点を置いた。研究は基本的にグループごとに継続しているが、9,月には研究会を開催して各グループより3報告を得、問題関心の共有を図った。とりわけ金子報告(後掲)は、本科研の眼目である算用状を研究するうえでの基礎的な分析視角を提示したものである。各メンバーの研究成果は後掲の通り、論文、著書、資料集として公表されているが、なかでも『大日本史料』第十編之二十七(天正二年雑載)は収録された史料の過半が本科研での成果物である。また12月にも内々の勉強会をもち、志賀節子が売券類にみえる年貢・公事の負担・収取のあり方を分析することによって賀茂六郷の支配構造が解明できる可能性があるとの試案を報告しており、H24年度はこの方法を追求していく予定である。平成24年度は、賀茂別雷神社文書の撮影・公開と中近世移行期の賀茂社・賀茂六郷および京都地域の研究を目的とした本研究の最終年度である。

賀茂社文書の撮影であるが、新出文書を多数含む職中算用状については中世近世初頭分は撮影を終えた。ついで、賀茂社・氏人による賀茂六郷の領有・支配構造と収取体系の解明のために必要な田地指出や検地帳などの土地関係文書を個別にピックアップし順次撮影を行った。こうして得られた分析素材をもとに、志賀節子、高橋敏子を中心に賀茂社による膝下六郷の収取制度と支配構造について分析・議論した。その結果、六郷に賦課される数種の本役公事(神事用途別、人別、社寺別)と御結鎮銭の賦課の在り方と特質、戦国期に至り本役収取システムが破綻をきたすなかで賀茂社は収取の重点を前者から後者へと移し、それにともなって土地台帳の様式・内容も変化することが明らかになり、賀茂社領支配構造の研究を一歩前進させることができたと言える。また賀茂社文書分析の基礎的データとして、金子拓が戦国期の氏人一覧を作成したのをはじめ、イエール大学が所蔵する天正年間の西賀茂検地帳の翻刻・分析等も行った。これら研究成果は報告書(研究論文5、氏人一覧1ほか)としてとりまとめ、年度末に刊行した。研究期間は終了したが、今後若干の残務整理を行ったうえで、4年間に撮影した賀茂社文書の画像データを公開に向けて賀茂社等と協議・調整し、早期の公開を期したい。研究終了後に公的機関で公開に供する画像データの作成という点では作業はほぼ順調に進んでいる(予算の削減により、当初予定した分量には至らないものの)。研究面については、政治史班は後掲の研究報告・著書により成果の一部を公表した。在地班は、土地台帳、売券、年貢納状など照合分析すべき史料が分散しているうえに分量が膨大なため、検討素材の入手・整理・照合に時間を要し、さらに賀茂六郷の支配構造を分析する有効な方法・手法そのものを検討せねばならなかったため、具体的な分析は十分になされておらず、H24年度の課題である。24年度が最終年度であるため、記入しない。画像データの作成(撮影)については、算用状・土地台帳の主要部分の撮影は終了したため、H24年度はその補充分および土地売券など別区分の古文書をまとまった区切りで撮影する。また賀茂社が所蔵する未紹介の旧社家文書(鳥居大路家文書、水木家文書)もあわせて整理・撮影する予定である。研究面では、神事・祭祀については、上記旧社家文書の分析により新知見が得られる予定である。政治史班については、収集したデータに基づいて分析・研究を継続する。在地班については、これまでの検討の結果、ようやく有効な分析手法のめどがたったため、H24年度はその手法を用いて研究を実施する。H24年度は本科研の最終年度であるため、収集した画像データの公開方法について検討するとともに、今後の研究の足がかりとなるよう、これまでの研究成果をとりまとめたい。
環境因子による神経炎症に起因する海馬学習記憶関連遺伝子の発現機序解明

環境ストレスによる学習記憶障害のメカニズムと、エーテル型グリセロリン脂質であるプラズマローゲン(Pls)による学習記憶改善作用機序について以下のことが明らかになった。1前年度において、Plsを含む飼料で飼育したマウスの海馬では、Akt (PKB)やERK1/2、および脳由来神経栄養因子(BDNF)の発現が増強し、モリス水迷路における空間認知学習行動が亢進していることが明らかにした。今年度は、Pls飼料で飼育したマウスの両側海馬にAkt阻害剤を微量注入すると、学習行動の改善が消失し、Aktの活性化とともにBDNFの発現も消失することを確認した。また、Pls飼育によってBDNFの転写促進因子であるリン酸化CREBの発現が海馬で増強し、これもAkt阻害剤によって消失すること、また、Pls飼育による学習行動の改善が両側海馬へのBDNFおよびその受容体であるTrkBの発現を阻害するshRNAレンチウイルスの微量注入で消失することを明らかにした。以上から、Pls→AktおよびERK1/2の活性化→CREBのリン酸化→BDNFの発現増強→学習行動の改善という経路が示唆された。2Plsによる神経細胞株および初代培養神経細胞の神経細胞死の機序として、PlsによるAktの活性化が重要であることを明らかにした。3プラズマローゲンの合成酵素であるGNPATの発現を阻害するshRNAレンチウイルスをマウスの両側海馬に注入すると、モリス水迷路学習行動が障害され、その機序としてCREBおよびBDNFの発現抑制が明らかになった。また、細胞膜のリピッドラフト解析により、リピッドラフトには非リピッドラフト部より豊富にPlsが存在すること、およびPls飼育によりリピッドラフトにTrkBの発現が増強することを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。環境ストレスによる学習記憶障害のメカニズムと、エーテル型グリセロリン脂質であるプラズマローゲンによる学習記憶改善作用機序について以下のことが明らかになった。1環境ストレスの一つであるウイルス感染モデルとして、合成二重鎖RNAであるpoly I : Cをラットに投与すると、海馬依存性空間認知学習であるモリス水迷路学習行動が抑制されるが、その際海馬においてインターロイキン-6 (IL-6)の発現が増強していること、IL-6の中和抗体を前投与しておくとpolyI : Cによる学習行動障害が消失することなどから、感染ストレス時の学習行動障害におけるIL-6の関与を明らかにした。2プラズマローゲンを含む飼料で飼育したマウスの海馬では、細胞死の抑制や学習記憶に関連するタンパクリン酸化酵素のAkt (PKB)やERK1/2、および脳由来神経栄養因子(BDNF)の発現が増強し、モリス水迷路における学習行動が亢進していることが明らかになった。3神経細胞株および初代培養神経細胞において、血清飢餓による神経細胞死がカスパーゼ9およびカスパーゼ3の活性化によるものであることを示し、あらかじめプラズマローゲンを投与しておくと、これらのカスパーゼの活性化が抑制され、神経細胞死が抑えられることを明らかにした。4プラズマローゲンの合成酵素であるGNPAT (glyceronephosphate O-acyltransferase)およびAGPS (alkylglyceronephosphate synthase)の発現を阻害するショートヘアピンRNA (shRNA)レンチウイルスベクターをマウス海馬に注入すると、モリス水迷路学習行動が障害され、その機序としてBDNFおよびその標的蛋白であるsynapsin-1およびsynaptotagmin-1の発現が抑制されていることを明らかにした。poly I : Cによる学習行動障害が海馬IL6の発現増強によることや、エーテル型グリセロリン脂質のプラズマローゲンが、海馬でAkt、ERK1/2などのリン酸化酵素および脳由来神経栄養因子(BDNF)などの学習記憶

関連遺伝子の発現を増強させること、またプラズマローゲン合成酵素やBDNFのショートヘアピンRNAレンチウイルスベクターの作成に成功し、その作用を確認するなど当初計画に沿った研究結果が得られている。作成に成功しその効果を確認したレンチウイルスベクターについて、海馬局所注入と学習行動II対する作用を検討するが、そのための施設は整っており、本年度においても研究を継続するにあたって特の問題は無い。学術雑誌への発表も現在準備中である。
設計探索と載荷実験とを結合した実証的構造性能評価システムの開発

近年、建築構造物の様々な被害が報告されており、予想外の崩壊現象が発生することがある。その理由の一つとして、地震荷重効果を含む各種荷重効果の不確定性が大きく影響していると考えられ、これらの不確定性を合理的に考慮することは構造設計における重要な問題である。また、建築構造物に対する要求性能はますます多様化し、従来の構造安全性・使用性といった基本的な設計目標のほか、復旧可能性、継続使用性、様々な損傷制御なども考慮されることがある。そのため解析結果に基づく単純なクライテリアでは、建築構造物がある限界状態に達したかどうかを判断するのは難しくなり、構造物の実挙動の観察に基づく実証的な性能評価ツールが必要である。本研究では数値応答解析と載荷実験とを結合させたオンライン応答実験手法を拡張し、近似信頼性解析における設計点探索解析とコンピュータ制御載荷実験とを結合させる事により不確定外力を受ける試験構造物に対する適応載荷実験システムを開発し、塑性崩壊機構形成を対象とした設計点探索実験を行った。また設計点探索実験と同一仕様の試験体に実地震波(El Centro NS成分)とインパルス波を入力しオンライン地震応答実験を行い、比較を試みた。復元力、相対変位、各部位のモーメント・回転角等とともに発生する崩壊形を観察し、全ケースにおいてほぼハイブリッド設計点探索結果と対応しており本実験システムの有効性が確認できた。多自由度の載荷実験制御を行うプログラムをパソコン上で開発した。このプログラムには試験装置に対する指令信号の生成と試験体に強制する荷重ないし変位の制御を目的として確立モデルとして与えられる複数の載荷パラメータに対する設計点探索アルゴリズムを登載した。ここで設計点とは試験体がある限度状態に達するとすれば最も生起しやすい載荷パラメータの確定的状況のことである。適応載荷実験用の2層試験骨組を設計・製作し、2層骨組に1次モード・2次モードに比例した水平荷重が等価静的に作用し、各荷重モード乗数が不確定である状況を適用例として想定し、崩壊メカニズム形成を対象とした設計点探索を行った。1層で局所層崩壊する場合や全体崩壊する場合には1次モード、2層で局所層崩壊する場合には2次モードの乗数の割合が多い方が不利である。もし、実験システムが上記骨組の載荷実験時から得られる情報より、骨組の崩壊ないし限界状態を認知して事前に予測することができれば、発生しようとする崩壊メカニズムに対して不利であり、かつ生起しやすい荷重条件へと載荷パターンを変化させることが可能である。このような「適応載荷」が、作成した実験システムによって可能かどうか検討し、実際の骨組模型を用いた実験システムの適用性確認を行っている。また製作された試験対骨組について1次モードが卓越する場合、高次モードが卓越する場合など、載荷条件の不確定性をパラメータとした適応載荷実験を行い、到達する設計崩壊状況を相互比較した。数値応答解析と載荷実験とを結合させたオンライン応答実験手法を拡張し、近似信頼性解析における設計点探索解析とコンピュータ制御載荷実験とを結合させることにより不確定外力を受ける試験構造物に対する適応載荷実験システムを開発した。本実験システムにより塑性崩壊機構形成を対象とした設計点探索実験を行い、また設計点探索実験と同一仕様の試験体に実地震波とインパルス波を入力し、オンライン地震応答実験を行い、設計点探索結果との比較を試みた。本実験システムは限界状態関数の構成ならびに関数値は実挙動から評価される。骨組の崩壊機構形成を限界状態とし、ランダムな水平力に対する設計点探索実験をおこない、1次モード成分が卓越するケースでは、骨組の崩壊形に依らず卓越する1次モード成分に基づいた荷重状況で崩壊機構形が形成されることを確認した。また他の振動モード成分(2次モード成分)が比較的卓越するケースでは、崩壊機構形成後、部材の塑性化に伴う歪み硬化の影響によって崩壊形が変化し、他の振動モード成分を寄与させた水平荷重分布形に修正し、複数の振動モード成分を複合した荷重状況で崩壊機構が形成されることを確認した。

等価静的な耐震性能評価手法において比例載荷による静的増分解析手法があるが本システムは実構造物の挙動をリアルタイムで監視しながら、生じようとしている崩壊機構形に応じて荷重分布形を最も不利な形に修正して実験を行うことが可能であることを確認した。同一仕様の試験体に実地震波とインパルス波を入力し、全モードを考慮したオンライン地震応答実験を行い、地震応答中の荷重の軌跡は、設計点探索実験で仮定された不確定荷重モデルとある程度対応しており、応答中に生じた崩壊機構形も概ね設計点探索実験と類似していることを確認した。
エバネッセント光による微粒子操作技術の確立に向けた界面近傍熱流動に関する実験計測

本研究はエバネッセントフォトンを利用した界面近傍領域における微粒子操作技術の確立に向けて,粒子周囲の熱流動場を計測・解析することにより,粒子と光と熱流動が相互作用する系の体系的な理解を行うことを目的とする.エバネッセント場で捕捉・輸送される粒子(群)の運動状態とその周囲の温度場を同時に計測するための蛍光観察システムの構築を行い,熱対流・熱泳動が粒子操作に与える影響について実験的に評価する.従来研究で得られている光圧に関する知見と,本研究で得られる熱流動場に関する知見を統合することで,エバネッセント場中の粒子の運動を定式化し,実流動場において高精度な粒子操作を実現するための定量的な指針を示す.これらの目的を達成するために本年度実施した具体的内容を以下に述べる.(1)壁面近傍における粒子運動や温度場を計測するための全反射蛍光顕微鏡システムを構築し,その妥当性を検証した.プリズムを用いた光学系を設計・製作し,可視レーザ光を励起光としてガラス・溶液界面にエバネッセント波を発生させることに成功した.プリズム入射前のミラーの位置調整により簡便に全反射角を調整できることを確認すると共に,蛍光粒子像の解析に基づく染み込み深さの評価を行い,理論式と定性的に一致することを示した.(2)上記システムを用いて,レーザ誘起蛍光法に基づく流路内壁面近傍における温度分布計測を実施した.ペルチェ素子を用いた温度制御兼プリズム保持ステージを作製し,蛍光色素であるスルホローダミンBの蛍光強度と壁面近傍温度の相関を取得した.また校正結果に基づき,壁面近傍温度の二次元分布を取得した.(3)流路内で熱泳動現象を発生させる前段階として,温度場のシミュレーションを行った.流路底面を構成するガラスに敷設された薄膜電極への通電加熱を例にとり,熱泳動を発生させるために必要な通電量や最適な電極パターンの見積もりを行った.本年度は,壁面近傍観察のベースとなる可視光用の光学システムの構築および妥当性の評価を実施し,温度に依存して蛍光強度が変化する色素を利用して界面近傍温度分布計測法の開発を行った.前者の成果については2018年度第9回マイクロ・ナノ工学シンポジウムにて,後者の成果については日本機械学会関西支部関西学生会2018年度学生員卒業研究発表講演会にて発表を行っている.また,流路内で熱泳動現象を発生する際の温度場の形成に関して数値シミュレーションを行い,実験的に熱泳動を発生させて影響・効果を見積もるための準備を行った.本年度得られた成果は,光と熱流動場が粒子運動に与える影響について実験データを収集・解析するための足掛かりとなるものであり,次年度の研究計画の円滑な遂行に向けて,おおむね順調な進展が得られたと考える.なお,当初平成30年度の目標の1つとしていた「近赤外レーザ光を光源とする粒子操作用エバネッセント光照射システムの構築」については,本年度構築した可視光用のシステムに統合する形で次年度に実施することとした.今後は,本年度得られた成果に基づき,(1)近赤外レーザ光を用いた粒子操作用エバネッセント光照射システムの構築,(2)エバネッセント光を利用した粒子の捕捉や輸送の実現,(3)熱流動場が粒子運動に与える影響についてデータの収集・解析に注力する.更に最終年度には,(1)ー(3)で得られた知見を整理することにより粒子に働く光圧,流体力,熱対流,熱泳動の影響を定量的に評価し粒子運動の定式化を試みるとともに,光の作用との重ね合わせによる新たな輸送方法や集積化パターンを提案する.次年度の研究計画を遂行する上での留意点・具体的方法を以下に記す.(1)近赤外レーザ光を光源とする粒子操作用のエバネッセント光照射システムを構築する.この際,本年度構築した可視光用のシステムの一部を利用しながら両者を統合する形で進め,最終的に粒子操作と観察を同時に実施可能な光学系を作製する.(2)上記システムを用いて,エバネッセント光により生じる定常波や進行波を利用した粒子の捕捉や輸送,およびその観察を行う.実験条件(レーザ出力や反射光の位相,粒子の数密度,流路形状など)を変更しながら粒子運動に関する実験データを収集し,従来研究で既に得られている知見と照合する.(3)粒子操作・温度計測システムを用いて,各実験条件における温度場と粒子運動の計測を行い,熱流動場が粒子運動に与える影響についてデータの収集・解析・整理を行う.計測した温度分布から粒子が受ける流体抵抗や流路内の熱対流や熱泳動の影響を見積もり,粒子運動の可視化結果と比較を行う.本研究はエバネッセントフォトンを利用した界面近傍領域における微粒子操作技術の確立に向けて,粒子周囲の熱流動場を計測・解析することにより,粒子と光と熱流動が相互作用する系の体系的な理解を行うことを目的とする.エバネッセント場で捕捉・輸送される粒子(群)の運動状態とその周囲の温度場を同時に計測するための蛍光観察システムの構築を行い,熱対流・熱泳動が粒子操作に与える影響について実験的に評価する.従来研究で得られている光圧に関する知見と,本研究で得られる熱流動場に関する知見を統合することで,エバネッセント場中の粒子の運動を定式化し,実流動場において高精度な粒子操作を実現するための定量的な指針を示す.これらの目的を達成するために本年度実施した具体的内容を以下に述べる.

(1)壁面近傍における粒子運動や温度場を計測するための全反射蛍光顕微鏡システムを構築し,その妥当性を検証した.プリズムを用いた光学系を設計・製作し,可視レーザ光を励起光としてガラス・溶液界面にエバネッセント波を発生させることに成功した.プリズム入射前のミラーの位置調整により簡便に全反射角を調整できることを確認すると共に,蛍光粒子像の解析に基づく染み込み深さの評価を行い,理論式と定性的に一致することを示した.(2)上記システムを用いて,レーザ誘起蛍光法に基づく流路内壁面近傍における温度分布計測を実施した.ペルチェ素子を用いた温度制御兼プリズム保持ステージを作製し,蛍光色素であるスルホローダミンBの蛍光強度と壁面近傍温度の相関を取得した.また校正結果に基づき,壁面近傍温度の二次元分布を取得した.(3)流路内で熱泳動現象を発生させる前段階として,温度場のシミュレーションを行った.流路底面を構成するガラスに敷設された薄膜電極への通電加熱を例にとり,熱泳動を発生させるために必要な通電量や最適な電極パターンの見積もりを行った.本年度は,壁面近傍観察のベースとなる可視光用の光学システムの構築および妥当性の評価を実施し,温度に依存して蛍光強度が変化する色素を利用して界面近傍温度分布計測法の開発を行った.前者の成果については2018年度第9回マイクロ・ナノ工学シンポジウムにて,後者の成果については日本機械学会関西支部関西学生会2018年度学生員卒業研究発表講演会にて発表を行っている.また,流路内で熱泳動現象を発生する際の温度場の形成に関して数値シミュレーションを行い,実験的に熱泳動を発生させて影響・効果を見積もるための準備を行った.本年度得られた成果は,光と熱流動場が粒子運動に与える影響について実験データを収集・解析するための足掛かりとなるものであり,次年度の研究計画の円滑な遂行に向けて,おおむね順調な進展が得られたと考える.なお,当初平成30年度の目標の1つとしていた「近赤外レーザ光を光源とする粒子操作用エバネッセント光照射システムの構築」については,本年度構築した可視光用のシステムに統合する形で次年度に実施することとした.今後は,本年度得られた成果に基づき,(1)近赤外レーザ光を用いた粒子操作用エバネッセント光照射システムの構築,(2)エバネッセント光を利用した粒子の捕捉や輸送の実現,(3)熱流動場が粒子運動に与える影響についてデータの収集・解析に注力する.更に最終年度には,(1)ー(3)で得られた知見を整理することにより粒子に働く光圧,流体力,熱対流,熱泳動の影響を定量的に評価し粒子運動の定式化を試みるとともに,光の作用との重ね合わせによる新たな輸送方法や集積化パターンを提案する.次年度の研究計画を遂行する上での留意点・具体的方法を以下に記す.(1)近赤外レーザ光を光源とする粒子操作用のエバネッセント光照射システムを構築する.この際,本年度構築した可視光用のシステムの一部を利用しながら両者を統合する形で進め,最終的に粒子操作と観察を同時に実施可能な光学系を作製する.(2)上記システムを用いて,エバネッセント光により生じる定常波や進行波を利用した粒子の捕捉や輸送,およびその観察を行う.実験条件(レーザ出力や反射光の位相,粒子の数密度,流路形状など)を変更しながら粒子運動に関する実験データを収集し,従来研究で既に得られている知見と照合する.(3)粒子操作・温度計測システムを用いて,各実験条件における温度場と粒子運動の計測を行い,熱流動場が粒子運動に与える影響についてデータの収集・解析・整理を行う.
循環器作用医薬スクリーニングへの応用を目的としたNOのinsitu測定法の開発

培養細胞が産生する一酸化窒素(NO)をパラメータとして循環器系作用薬剤のスクリーニングを行なうシステムの構築を前提として、in situ NOセンサの開発を行なった。その結果、2種類の原理に基づくNOセンサの開発に成功した。本研究で開発したNOセンサは、(1)熱処理したシトクロムCをNO選択物質として用いる電気化学NOセンサ、(2)NOに特異性の高いラジカルスカベンジャーをNO選択物質として用いる電気化学NOセンサ、の2種類である。(1)のセンサでは、シトクロムCを熱処理することによりNO還元活性が得られることを見出し、これをセンサへと応用した。電極上に固定化した熱処理シトクロムCがNOの還元を触媒する過程でシトクロムCの鉄が酸化されるため、これを電気化学的に還元することにより、数μMのNOを測定できた。(2)のセンサでは、NOに特異性の高いラジカルスカベンジャー(PTIO)が電気化学的に酸化還元できることを見出し、これをNOセンサへと応用した。電極上に固定化したPTIOはNOと反応することによりPTIO自身が還元される。これを電気化学的に酸化することにより数百nM100μの範囲でNOの測定が出来ることが明らかとなった。本研究で開発した2種類のセンサはどちらも水溶液中でin situにNO測定が可能であったことから、非動物実験系での循環器系薬剤スクリーニングシステムの開発を行ない得る可能性が示唆された。シトクロムにおけるNO配位と、それに伴うシトクロムCの電気化学特性の変化からNOの定量を行う電気化学測定系の構築を行ってきた。本年度はその系に加えて、ラジカルであるNOをキノン系のスポントラップ試薬を用いてトラップし電気化学測定を行う系についても構築を行った。その結果キノン系スピントラップ試薬が電極電位により可逆な酸化還元が可能であることを見出した。ここで評価を行ったスピントラップ試薬は水溶液中においても安定した電気化学的挙動を示し、そのときの酸化電流は添加したNO濃度に依存して増大した。以上のことからNOの電気化学測定プローブとして優れていることが明らかとなった。現在、より詳細な電気化学特性の評価を行うとともに、センサシステムの構築を行うため導電性インキ中でのスピントラップ試薬とNOの諸特性について評価を行っている。生体内で血管拡張(血圧調整)、神経における興奮伝達も脱興奮や、小脳における長期抑制(記憶)など多様な機能を有する一酸化窒素(NO)は、上述した多くの生体機能の解析あるいは診断パラメーターとなり得る。しかし、水溶液中における半減期が短いNOはその測定が困難であり、現在までに報告されたNO測定法では、機能解析・診断に最も有効なin situ測定を行なうことは不可能であった。そこで、in situNOセンシングを行なう為のNO認識物質の検索を行なった結果、熱変性したシトクロムCと、NOに特異性の高いラジカルスカベンジャーとのふたつの物質がNOを基質とする還元あるいは酸化反応を触媒し、かつその酸化還元反応を電極反応と組み合わせてNOの電気化学的測定が可能であることを見出した。熱変性シトクロムCの場合には、熱変性することによってNO還元活性が付与され、NO還元反応に伴い酸化されるヘム鉄(III)を電気化学的にFe(II)に還元できることが明らかになった。この反応で得られる還元電流はNO量に比例することから、NOセンサとして応用を行なったところ、0.54μMの範囲で水溶液中のNOの測定が行なえたことが明らかとなった。NOに特異性の高いラジカルスカベンジャーの場合は、NO酸化反応を触媒する。NO酸化に伴い還元されたラジカルスカベンジャーは電気化学的に酸化できることから、ここで測定される酸化電流を測定することにより0.05100μMの範囲で水溶液中のNO濃度のセンシングを行なうことができた。
戦後沖縄／日本における沖縄戦・米軍基地と開発をめぐる空間形成の歴史学的検討

本研究の目的は、戦後沖縄/日本における重要な争点となってきた、「沖縄戦」と「米軍基地」をめぐる諸問題の「空間形成」過程について、「開発」を媒介項として明らかにすることである。研究成果として、沖縄側は戦後一貫して開発によって基地経済から脱却し、自立経済を達成することを求めていたが、1960年代に日本政府の関与が増大し、復帰へと至る過程において、その構想が本土側によって挫折を余儀なくされていく過程が明らかとなった。本研究の目的は、戦後沖縄/日本における重要な争点となってきた、「沖縄戦」と「米軍基地」をめぐる諸問題の「空間形成」過程について、沖縄と本土を共通の俎上に乗せ、「開発」を媒介項として明らかにすることである。今年度(8月末開始)は、主に史資料収集と基礎的研究を行った。広範な史資料収集としては、沖縄県公文書館、沖縄県立図書館、国立公文書館、外務省外交史料館、国立国会図書館、旅の図書館などにおいて、研究課題に関する文献・文書等の収集に努めた。特に今年度は、海洋博関連の史料収集を重点的に行った。また、沖縄の元教員に対する聞き取りも継続して行った。さらに、「戦争」後の比較検討を目的として、中国の南京・上海への調査を行った。雑誌論文としては、沖縄戦・米軍基地と開発をめぐる検討を行うための基礎的研究として、「基地経済」と「自立経済」に関わる論文を2件発表した。1950年代については、「1950年代沖縄における「基地経済」と「自立経済」の相剋」(『年報日本現代史』17、「年報日本現代史」編集委員会、2012年9月)、1960年代については、「沖縄の復帰過程と「自立」への模索」(『日本史研究』606、日本史研究会、2013年2月)を発表した。学会発表としては、日本史研究会大会(2012年10月、立命館大学)において、「沖縄の復帰過程と「自立」への模索」と題して口頭報告を行った。また、沖縄国際大学沖縄法政研究所シンポジウム(2012年11月、沖縄国際大学)において、「琉球政府立法院による民主政治の射程ー石川事件対策特別委員会を事例としてー」と題して口頭報告を行い、パネルディスカッションに参加した。今年度は、引き続き史資料収集を行うとともに、研究計画に従って具体的検討を行い、以下の成果を挙げることができた。国内調査としては、沖縄県公文書館、沖縄県立図書館、国立公文書館、外務省外交史料館、国立国会図書館などにおいて、研究課題に関する文献・文書等の収集に努めた。また、沖縄の元教員などへの聞き取りも継続して行った。海外調査としては、米国国立公文書館新館において史料調査を行った。さらに、「戦争」後の比較検討を目的として、韓国・ソウル、台湾・台北での調査を行った。雑誌論文としては、「米軍基地をめぐる経済開発」に関わる政治勢力を検討するものとして、「1960年代前半の沖縄における政治勢力の再検討ー西銘那覇市政の歴史的位置ー」(『立命館大学人文科学研究所紀要』104、立命館大学人文科学研究所、2014年3月)を発表した。また、聞き取りの成果として、「戦後沖縄における一教員の軌跡ー新垣仁英氏に聞くー」(『ノートル・クリティーク』6、ノートル・クリティーク編集委員会、2013年5月)を発表した。学会発表としては、まず、北陸史学会(2013年9月、金沢大学)において、「沖縄現代史研究の課題」と題して口頭報告を行った。また、同志社大学人文科学研究所国際学術シンポジウム「磁場としての東アジア」・日本の「戦後史」と東アジア(2013年11月、同志社大学)において、「沖縄復帰前後の経済構想」と題して口頭報告を行った。さらに、同時代史学会大会(2013年12月、一橋大学)において、「1960年代前半の沖縄における保守勢力の再検討」と題して口頭報告を行った。今年度は、研究期間が実質7ヶ月ということもあり、主に史資料収集と基礎的研究に重点を置いた。そうしたなかで、史資料収集については、沖縄、東京においてそれぞれ複数回調査を行い、さらに中国での調査を行うなど、一定の成果を挙げることができた。基礎的研究についても、2件の論文発表、2件の学会発表を行うことができた。しかしながら、今年度の研究実施計画に掲げていた、「沖縄戦の慰霊空間と観光開発」については、収集した史資料に基づき検討を進めたものの、雑誌論文や学会発表の成果とするには至っていない。次年度には積極的に成果を発表していく必要がある。25年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度となる次年度は、今年度に検討してきた「沖縄戦の慰霊空間と観光開発」についての成果を発表するとともに、「米軍基地をめぐる経済開発」についても、検討・発表を行っていく。

史資料収集については既に進めているところだが、引き続き沖縄、東京での調査を行うとともに、夏季にはアメリカ国立公文書館での調査を行う予定である。聞き取りについても継続して行っていく。さらには、「戦争」後の比較検討を行うために、今年度と同様、海外調査を実施したい。また、研究の進展に応じて、各種団体の調査対象や聞き取り対象を広げたり、個人所蔵史料の調査を追加実施することなどによって、収集史料を充実させ、改善を図っていく。さらには、研究を停滞させずに円滑に進めるための新たなアイディアを得られるよう、学会・研究会には積極的に参加し、沖縄を専門とする研究者だけでなく、歴史学や関連諸分野の研究者と意見・情報交換を積極的に行っていく。25年度が最終年度であるため、記入しない。
円筒状タンパク質を用いた低閾値円偏光レーザの創成

ナノチューブや、ナノロッド、ナノワイヤなどの1次元集合体は、様々なナノデバイスを構成するビルディングブロックとして盛んに研究されている。中でもタバコモザイクウイルス(TMV)は、長さ300nm、直径18nm、内径4nmの均一なチューブ構造を持つナノ材料である。そのアスペクト比を利用した、1次元配向ナノアレイ作製のため、リソグラフィーマスクパターンを利用したTMVの1次元配向技術について研究した。本研究では、円筒内部にレーザ色素を定量的に固定化したタバコモザイクウイルス(TMV)カプシドタンパク質の液晶を創製し、有機円偏光レーザの連続発振を世界に先駆けて実現することを目的とした。本年度は、最重要課題の一つとして位置づけたTMVサブユニットの規則正しい配列を利用した機能性分子の精密・階層的配置制御に取り組んだ。具体的には、リソグラフィーにより作成したラインパターンを利用したTMV自己組織化について検討した。【結果・考察】本研究ではまず、TMV溶液を凹凸パターン基板に塗布するだけで、凸ライン上に、ラインに対してほぼ垂直にTMVが自己組織化する現象を見出した。また、TMVの分子長に関しても選択性があり、パターンの幅をTMVの平均長より短く(L / S = 150 nm)した場合、TMV長さが狭分散性を示すことが明らかになった。TMVの液晶性が発現しない低濃度条件でもこの組織化現象が確認されており、TMVの分子間会合における相互作用よりもTMVー基板間の相互作用や、基板界面における溶液の対流が組織化の要因として重要であることが示唆された。さらに、TMVの配向が最も顕著に現れていたL / S = 150 nmの基板において、パターン高さの影響を評価した。その結果、高さ200, 333, 450 nmの3種についてもTMVの自己組織化が観察されたが、パターンの高さが高いほどライン上でTMVの配向角が広くなるという結果を得た。【結言】種々のパターン基板に対して棒状分子であるTMVの塗布を行い、パターン形状つまりライン幅と高さがTMVの配向に及ぼす効果を検証した。その結果、TMVの平均長より狭い凸ライン上におけるTMVの配向現象および分子長選択的吸着現象が起きていることを見いだした。本知見は、棒状分子の一軸配向を可能とする要素技術として極めて重要であると考えられる。円偏光レーザは、量子暗号通信に必要な円偏光光源、3次元ディスプレイなど、次々世代の光情報プロセッシングの主力として注目されている。中でも、可視光の波長と同程度のらせん周期構造を有するコレステリック液晶に色素を導入した液晶レーザは、液晶のらせん周期とらせん掌性に応じて、光の閉じ込めと増幅が起こり、円偏光のレーザを発振する。この液晶レーザをディスプレイに応用すれば、従来の液晶ディスプレイに比べて、色再現性や視野角特性がよく、優れた色彩表現が可能な究極のディスプレイが実現できる。優れた加工性、波長可変性、フレキシブル性も、無機半導体レーザにはない大きなメリットである。この円偏光有機レーザを実用化するには、低エネルギーでの連続発振が不可避である。しかし、添加するレーザ色素の濃度を上げれば、自己消光や、液晶構造が崩壊するというジレンマがある。レイジング可能な色素濃度の上限はわずか2%程度である。この問題を解決するため、本研究では円筒内部にレーザ色素を定量的に固定化したタバコモザイクウイルス( TMV )カプシドタンパク質の液晶を創製し、有機円偏光レーザの連続発振を世界に先駆けて実現することを目指している。初年度では、TMVカプシドタンパク質の円筒内にレーザ色素を定量的に固定化する手法の確立とTMVの配向制御に関する研究を行った。特に、リソグラフィ技術で作製したナノパターン表面にTMVを一軸配向アレイ化することに成功した。タバコモザイクウイルス(TMV)は、同一のアミノ酸残基からなるサブユニットが、らせん状に一周あたり16.3個積み重なったチューブ構造を形成している。そのサブユニットの規則正しい配列を利用した機能性分子の精密・階層的配置制御や、外表面・内空間への金属ナノロッド生成反応等、近年ナノ構造作製のテンプレートとして様々な研究がなされている。一方、TMVのような剛直棒状分子は、ある一定のアスペクト比になると、濃度に依存して液晶性を示すことが知られており、例えばLinらはTMVの自己組織能を利用し、キャピラリーフォースを用いて一軸配向性を向上させる技術を提案している。これに対して、微細なリソグラフィパターンを自己組織化の足場とするアプローチは、より大面積かつ簡便な塗布法を利用できる優位性のみならず、パターンの形状や構成素材の性質により、発現する自己組織体の組織構造に特異性を見いだせる利点がある。そこで本研究では、TMVの自己組織化の場として種々のリソグラフィ微細パターン基板を用い、パターン上におけるTMVの吸着挙動、組織性の発現を検討し、その配向メカニズムの解析を試みた。

その結果、ラインの幅と間隔が等しいパターン基板を用いた場合、TMV溶液を凹凸パターン基板に塗布するだけで、凸ライン上に、ラインに対してほぼ垂直にTMVが自己組織化する現象を見出した。これは、TMVを光機能素子として用いる際の大面積化・塗布化などの問題を克服する手法として非常に重要な知見であると考える。今年度に得られたナノパターン表面上でのTMV自己組織化配向アレイに関する知見を元に、最終年度では、TMVナノアレイへの色素固定化並びにその光化学特性について詳細に検討する。具体的には、下記の課題に取り組む。(1)TMV内部へのレーザ色素の固定化手法の確立(2)TMV内部に固定化されたレーザ色素の円偏光発光特性(3)TMVナノアレイからのレイジング特性評価最終年度となる本年度は、研究をより加速するため、TMVの精製等のルーティンワークについては研究補助員を雇用することで、光機能特性に関する知見の収集に専念する。そのため、人件費への支出配分を増額する。