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レポータ遺伝子による脳内エストロゲン受容体陽性ニューロンの同定と機能解析

行動や生殖内分泌機能の発現に決定的な役割を果たしているエストロゲンの脳に対する作用を神経細胞レベルで明らかにする目的で、エストロゲン受容体α(ERα)陽性ニューロンを蛍光タンパクで標識したトランスジェニックラットの作成を進めている。ERαの発現は複数のプロモータにより調節されているので、ERαの部位特異的・時期特異的な発現制御の可能性を考え、それぞれのプロモータに蛍光タンパク遺伝子を結合した導入遺伝子を作成し、培養細胞系での発現を確認した上で、ラット胚に注入し、遺伝子導入の成否とタンパク発現の検討を行う段階に達している。この間分子生物学的手法によりERαの発現制御にはDNAの折れ曲がり構造も関与すること、in situ hybridization法、免疫組織化学的方法により海馬のインターニューロンにはERαを発現するものがあること、ERαを介する一酸化窒素合成酵素の調節、最近発見されたエストロゲン受容体β(ERβ)の特異な分布などについて研究を進め公表した。行動学的研究ではエストロゲンが実験的脳梗塞による位置記銘力の低下を防護すること、エストロゲンとプロゲステロンにより起こる雌ラットの誘惑行動に関与するニューロンが内側視索前野の外側にあり、エストロゲンによる興奮性の増加を示すニューロンの分布と一致することを明らかにした。比較形態学的研究では硬骨魚の性腺刺激ホルモン放出ホルモンの合成がエストロゲンの調節下にあることを複数の種で示し、甲状腺ホルモン作用との関連を明らかにすることができた。エストロゲンはエストロゲン受容体(ER)を介してさまざまな組織の発達、分化、機能等の制御に重要な役割を果たしている。ER遺伝子自身もエストロゲン応答配列(ERE)をプロモーター領域にもつエストロゲン応答遺伝子であり、その発現は転写及び転写後の両段階を含む過程により時期・組織特異的な制御を受ける。遺伝子の発現には、真核細胞核内のDNA、ヌクレオソーム、クロマチン、染色体といった階層構造が関与する。階層的な遺伝子制御に大きな影響を及ぼす一因にDNAの折れ曲がり構造がある。circular pemutation assayによりER遺伝子5'上流のプロモーター領域3kbに折れ曲がり構造を同定した。この領域に同定された5カ所の折れ曲がり(ERB-4からERB+1)のうち、3カ所はヌクレオソーム構造から予測される周期に合致したが、ほかの2カ所は合致しなかった。いずれも潜在的な折れ曲がり中心配列であるA2N8A2N8A2(A/A/A)を含み、短いpol(dA)・poly(dT)配列を伴っていた。折れ曲がりの一つであるERB-2の詳細なマッピングから、このA/A/A配列と、エストロゲン応答配列の半分(half ERE motif)を含むすぐ隣接する20bpの配列が、折れ曲がりに関与することが判明した。ルシフェラーゼをレポーター遺伝子として用いた転写活性実験により、この配列がエストロゲン反応性を持つことを示した。さらに、この配列に変異を起こした実験により、エストロゲン反応性はhalf ERE motifに隣接したA4 tractに関係することを明らかにした。このhalf ERE motifとmutantの一つであるGGTTAは核タンパクに対し同様の親和性を示した。これらの結果から、周期性DNA折れ曲がり構造がER発現の転写調節因子として働いていると結論した。エストロゲンはさまざまな組織の発達、分化、機能等の制御に重要な役割を果たしている。特に脳ではエストロゲン受容体α(ERα)陽性ニューロンを介して、生殖内分泌・生殖行動の調節のみならず、脳の発生途上における形態形成や完成した脳における情動行動の調節、認知・記憶を増進するなど多彩な作用を発揮する。本研究では前脳・視床下部・大脳辺縁系において、ERαを発現するニューロンをトランスジェニック法によるレポータ遺伝子EGFPの発現により可視化、同定し、エストロゲンがERα陽性ニューロンにおよぼす作用機序を電気生理学的に検討することを目的に実施している。ラットERα遺伝子のCAP siteから5'上流領域のプロモーター配列を含む約3kbの塩基配列を作製し、現在この配列の3'下流側にウサギβグロビン遺伝子のイントロン(0.6kb)とレポータ遺伝子EGFP(1kb)をつないだ導入

遺伝子コンストラクトを作成中である。導入遺伝子コンストラクトの完成後、遺伝子の動作をERα陽性株細胞であるGT1-7で確認した上で、受精卵に注入しトランスジェニックラットの作成を行う手順になっている。平行して行っている形態学的研究では、脳の形態形成におけるERαのアイソフォームであるエストロゲン受容体β(ERβ)mRNAの局在と制御、発現における性差の存在をin situ法により検討し、ERαが海馬のインターニューロンに発現することを見いだしている。行動や生殖内分泌機能の発現に決定的な役割を果たしているエストロゲンの脳に対する作用を神経細胞レベルで明らかにする目的で、エストロゲン受容体α(ERα)陽性ニューロンを蛍光タンパクで標識したトランスジェニックラットの作成を進めている。ERαの発現は複数のプロモータにより調節されているので、ERαの部位特異的・時期特異的な発現制御の可能性を考え、それぞれのプロモータに蛍光タンパク遺伝子を結合した導入遺伝子を作成し、培養細胞系での発現を確認した上で、ラット胚に注入し、遺伝子導入の成否とタンパク発現の検討を行う段階に達している。この間分子生物学的手法によりERαの発現制御にはDNAの折れ曲がり構造も関与すること、in situ hybridization法、免役組織化学的方法により海馬のインターニューロンにはERαを発現するものがあること、ERαを介する一酸化窒素合成酵素の調節、最近発見されたエストロゲン受容体β(ERβ)の特異な分布などについて研究を進め公表した。行動学的研究ではエストロゲンが実験的脳梗塞による位置記銘力の低下を防護すること、エストロゲンとプロゲステロンにより起こる雌ラットの誘惑行動に関与するニューロンが内側視索前野の外側にあり、エストロゲンによる興奮性の増加を示すニューロンの分布と一致することを明らかにした。比較形態学的研究では硬骨魚の性腺刺激ホルモン放出ホルモンの合成がエストロゲンの調節下にあることを複数の種で示し、甲状腺ホルモン作用との関連を明らかにすることができた。
非西洋後発国における業績主義とエリート間葛藤の関係性に関する比較教育社会史的研究

本研究は、近代日本に軸足を置き、タイ、ブラジルを比較対象としながら、三国における人材選抜をめぐるいくつかの側面を比較分析することを通して、各エリートの選抜のありかたが、その政治的アクターとしての特徴をいかに条件づけるのかを解明する。その作業をふまえて、後発国の業績主義的選抜の徹底度合いとエリート間葛藤との関係性を捉える枠組みを考察する。より具体的にいえば、「後発国の文官・武官」という対象を教育社会学、政治学、地域研究の諸学を横断する実証分析の俎上にのせたうえで、近代化・業績主義・政治的秩序の力学をどこまで整合的に、あるいは対立的に関係づけることができるのかを見極める挑戦的な試みである。
歯周疾患患者の唾液中の細胞外マトリックス量とその病態との関連性

私は以前、成人性歯周炎の病原性細菌であるporphyromonas gingivalisの線毛がフィブロネクチン(FN)結合蛋白質の一つで、本菌の線毛を介する歯周組織細胞への付着にこれが調節的役割を演じている可能性のあることを報告した。最近、唾液中の数種の蛋白質が本菌の線毛と結合し、口腔感染症を引き起こす可能性が報告された。しかし本菌線毛と成人性歯周炎患者の唾液中のFNとの相互作用や病態との関連性、唾液中のFNの機能的役割などについての詳細な知見は得られていない。ゆえに私は、成人性歯周炎患者刺激唾液中のFN量とその病態との関連性について検討した。その結果、本菌による成人性歯周炎がその唾液中FNにより調節される可能性を示唆した。ゆえに唾液中FNは本疾患においては細菌の付着や炎症に対して防御的役割を演じている可能性の知見を得た。このため今年度、唾液中の他の可溶性細胞接着因子でこのような調節作用が認められるか否か検討した。唾液は前年度と同様に本学付属病院を受診した103人の患者よりパラフィン刺激全唾液を回収し、実験試料とした。しかしながら、唾液中の数種の接着分子は歯周炎の重症度とは無関係に検出された。一方、以前の私の研究においてはICAM-1は本菌線毛レセプターと競合する可能性を報告した。この結果は患者唾液中におけるICAM-1は本菌による成人性歯周炎に対しては影響を及ぼさない可能性が考えられた。今回の研究の結果は本菌による成人性歯周炎は唾液中に存在しているFNなどの細胞接着因子により調節されている可能性が示唆された。私は最近、フィブロネクチンが成人性歯周炎の病原性細菌であるPorphyromonas gingivalisの線毛結合蛋白質の一つで、本菌の線毛を介する歯周組織細胞への付着にこれが調節的役割を演じている可能性のあることを報告した。ごく最近、唾液中の数種の蛋白質が本菌の線毛と結合し、口腔感染症を引き起こす可能性が報告された。しかし本菌線毛と成人性歯周炎患者の唾液中のフィブロネクチンとの相互作用や病態との関連性、唾液中のフィブロネクチンの機能的役割などについての詳細な知見は得られていない。ゆえに私は、成人性歯周炎患者刺激唾液中のフイブロネクチン量とその病態との関連性について検討した。唾液は本学付属病院を受診した103人の患者よりパラフィン刺激全唾液を回収し、実験材料とした。成人性歯周炎の臨床的評価はRusselのPeriodontal Index(PI)を指標にした。線毛はYoshimuraらの方法に従い回収した。唾液中のフィブロネクチンはproteolysisされていたが、本菌線毛の43kDa.フィンブリリンに特異的に結合した。また、その量は歯周炎の重症度と相関して減少していた。一方、唾液中のフィブロネクチンの成人性歯周炎における役割について検討したところ、本線毛によるマウス腹腔マクロファージでの炎症性サイトカイン遺伝子発現は健常者の唾液処理により著明に抑制されたが、歯周炎患者のそれではあまり抑制されなかった。また、この抑制効果は坑フィブロネクチン抗体の処理により著明に回復した。この結果は本菌による成人性歯周炎がその唾液中フィブロネクチンにより調節される可能性を示唆した。ゆえに唾液中フィブロネクチンは本疾患においては細菌の付着や炎症に対して防御的役割を演じている可能性が考えられ興味がある。今後は他の細胞外マトリックスでもこのような調節作用が存在するか否かについて検討したいと考える。
ダブルプロ-ブ法によるプラズマ重合系の電子温度と重合膜特性に関する研究

ダブルプロ-ブ法を用いてプラズマ重合系の見かけの電子温度をリアルタイムで測定した。測定に際しては内部にシ-スヒ-タを有する2本のニッケルパイプ(外径1mm,長さ10mm)をプロ-ブとして用い,シ-スヒ-タの加熱によりプロ-ブ表面への絶縁性重合膜の堆積を防止した。また、白金パイプ(外径2mm,長さ20mm)をプロ-ブとし,ヒ-タごとパイレックスガラスに封入した密封型プロ-ブセンサ-を新たに開発した。プラズマガスとしてはアルゴン,ヘキサメチルジシロキサン(HMDS)およびヘキサフロロベンゼン(HFB)を用いた。電子温度はプラズマ状態を直接反映するものであるが,HMDSプラズマ中の電子温度の経時変化から,反応性プラズマの定常状態に達するまでに要する時間は約20分であることがわかった。放電出力と電子温度の関係から,重合性プラズマにおいては放電出力に対して電子温度の極小点が観察されることがわかった。走査電子顕微鏡によるHFBの重合膜表面の観察から,極小点付近の条件下で作製されたプラズマ重合膜は表面が非常に滑らかであったが,その点から低出力および高出力側に大きくずれた条件下で得られた膜の表面はかなり粗いものであった。また,FTーIRによる表面分析の結果は極小点付近で得られた重合膜にはかなりモノマ-の構造が残っていることを示した。そして,その極小点付近で得られた重合膜は他の条件下で得られた膜に比べかなり高い酸素の選択透過性を示した。これらの実験結果は電子温度がプラズマ状態のモニタ-に有効であり,重合性プラズマに見られる電子温度の極小点は重合物の堆積と脱離のバランスのとれた状態であり,重合膜構造を制御するためのキ-ポイントになり得ることを示唆するものである。
細胞膜の水透過性及び細胞壁の表面性状と農産物の品質低下メカニズムに関する研究

収穫後のホウレンソウ細胞膜の水透過性を表す指標として、2種の細胞膜水透過係数、すなわち、拡散水透過係数Pd、と浸透水透過係数Lp、さらに、水透過に寄与する膜タンパクであるアクアポリンの収穫後の経時変化について検討した。P_dの測定には、細胞膜内外に浸透圧差が無い場合に膜を横切る水分子の拡散が観察されるNMR法にに基づいて、プロトン緩和時間を用いた。この方法により、水交換時間λ_aおよび拡散水透過係数P_dを求めた。測定温度は、すべて25°Cである。この結果、2°C貯蔵の場合、1日貯蔵後の水交換時間は71.3ms、水透過係数は5.1x10^<-5>ms^<-1>であったのに対し、6日貯蔵後は、水交換時間が55.4ms、水透過係数が6.6x10^<-5>ms^<-1>となり、細胞膜の水透過性が増大した。一方、Lpは、細胞膜の内外に浸透圧差を与えたときに生じる細胞の膨張(収縮)から測定される浸透水透過係数である。測定には、当研究室で開発した二層流法(I. Sotome et al, 2004)を用いた。試料には研究室で養液栽培されたホウレンソウを用いた。細胞膜水透過係数Lpの経時変化から、20°C貯蔵では収穫後72hを経過するとLpが増大すること、2°C貯蔵ではLpは収穫直後の水準を維持することが明らかとなった。Lp増大の要因には種々の水チャネルの発現量の増加に伴う水輸送活性の促進、または、リン脂質二重膜のパッキングが不完全となることによる膜の物性変化が挙げられる。本研究で測定したアクアポリンの一つであるPM28Aの発現量が収穫後に減少を示したので、20°C貯蔵におけるLpの増加は、主にリン脂質二重膜の劣化の進行によるものと考えられる。一方、2°C貯蔵においては有意なLpの変化が観察されなかったので、リン脂質二重膜の顕著な劣化は生じなかったと考えられる。以上により、適切な環境ストレスを付与してアクアポリン発現量を制御することにより、水分損失を抑制する技術の可能性が示されたと考える。葉菜類の品質低下の要因の一つである水分損失は、細胞膜や液胞膜などの生体膜の機能低下が深く関係している。このため、収穫後のホウレンソウ細胞膜の水透過性を表す細胞膜の水透過係数P_d、水透過に寄与する膜タンパクであるアクアポリンの収穫後の経時変化について検討した。水透過係数P_dについては、NMR法で測定した。これは、NMRプロトン緩和時間測定において、Mn^<2+>などの緩和剤を添加すると、細胞内水と細胞外水の区別が緩和時間の違いにより可能となることを利用した方法である。これにより、水交換時間λ_aおよび膜にコントロールされた拡散プロセスであり、膜透過性を反映した水透過係数P_dを求めた。試料は築地市場の業者から購入したホウレンソウ(購入日前日に収穫、購入日により品種や産地が異なる)を用いた。実験には1日貯蔵区と6日貯蔵区を設け、貯蔵温度は2°Cとした。

ホウレンソウの葉の葉脈を避けた葉肉部分からプロトプラストを作製し、平均密度を1×10^7/mlに調整した。なお、プロトプラスト作製の際に採取した葉は20枚程度である。測定には、Mn^<2+>(MnCl_2)無添加のサンプルとMn^<2+>添加のサンプルを用意した。このサンプルについてT_1をSaturation Recovery法により25°Cで測定した。この結果、1日貯蔵したホウレンソウの水交換時間は74.3ms及び68.3ms、水透過係数は4.9x10^<-5>ms^<-1>及び5.3x10^<-5>ms^<-1>であったのに対し、6日貯蔵したものは、水交換時間が56.3ms及び54.4ms、水透過係数が6.4x10^<-5>ms^<-1>及び6.7x10^<-5>ms^<-1>となり、細胞膜の水透過性が貯蔵により増大したことが示された。一方、水の透過孔を形成し、細胞膜の水透過に寄与するチャネルタンパク質の一種であるアクアポリンの発現量を評価した。ホウレンソウ葉肉細胞の細胞膜に分布するアクアポリンPM28AをコードするmRNAの発現量を測定したところ、収穫後に経時的に減少する傾向がみられた。アクアポリンは多数存在するのでPM28Aのみの挙動ですべてを推測することは出来ないが、これは、収穫後に生じる水ストレスに対応した細胞膜の水透過抑制を意味する応答であると考えられる。葉菜類の品質を決定する重要な要因の一つである水分損失は、細胞膜の水透過性に深く関係して、生じると考えられる。このため、収穫後のホウレンソウ細胞膜の水透過性の指標である水交換時間λ_a及び拡散水透過係数P_dを求めた。P_dの測定には、Conlon and Outhred (1972)が開発したNMR法を用いた。これは、細胞膜内外に浸透圧差が無い場合に観察される、膜にコントロールされた拡散プロセスの指標である。試料は築地市場の仲卸業者から購入したホウレンソウ(購入日前日に収穫)を用いた。2°C(リヴィエラ:栃木県産)と20°C(ニストラル:埼玉県産)で貯蔵し、貯蔵1,3,6日後に第3葉及び第4葉の主脈を除いた葉部からプロトプラストを作成した。プロトプラスト懸濁液の平均密度は1×10^7/mlに調整し、約100μlの懸濁液を外形5mmのNMR試料管に注入し、これを3本用意して測定に供した。この結果、1日貯蔵のホウレンソウの水交換時間は、貯蔵1,3,6日後で、それぞれ47.2ms,50.7ms,65.5ms(2°C貯蔵、測定は25°C)および31.3ms,21.2ms,20.5ms(20°C貯蔵、測定は25°C)となり、貯蔵時間の経過と共に水交換時間が短くなることが確認された。一方、昨年度取得した2°C貯蔵における水交換時間は、1日貯蔵の場合74.3ms及び68.3msであり、6日貯蔵したものは、56.3ms及び54.4msであった。λに前年度の結果との違いが生じたため、P_dも異なり、昨年度取得した値の23倍大きな値となった。貯蔵時間の経過と共にλが短くなり、P_dが増大する傾向は同じであったが、前年度との値そのものの違いについては、品種や栽培地が異なることに由来するものかどうか検討する必要がある。葉菜類をはじめとする農産物は、収穫後も呼吸や蒸散などの生命活動を営んでおり、基質の分解、水分の損耗により商品としての品質が劣化する。植物細胞は、細胞内部に発生する高い(0.11.5MPa)膨圧により形を維持しており、葉菜類の萎れ防止を考える上で、膨圧は、細胞膜の水透過性と共に、重要な要因である。そこで、ホウレンソウを試料として、貯蔵温度の違いによる膨圧の経時変化を調べ、膨圧と目減りの関係を検討した。
環境ソフト資産としてのメルチメディア情報ネットワーク

環境の変化は人間の環境認識と意思決定によって引き起こされる。環境認識は千差万別であり、それは人が部分情報しか持ち得ないだけではなく、環境に対する認識の違いによる。更に情報化社会に移行し人々の環境に対する認識内容は一層多様になってきている。本研究の対象問題は地域計画であるが、情報化社会移行後、計画システム自体の再構成が重要な課題となっている。従来の地域計画では専門家が地域の在り方を定め、その具体化の段階で、地域主体とのネゴシエーションプロセスを通して環境認識の共通基盤が形成されることが一般的であった。環境問題が計画システムの中で主要課題になってからは、計画段階から地域主体の環境認識を計画に組み込む必要性が生じ、計画システム自体が大きく変化してきている。また、その実験的な取りも世界的に行われている。これらの事例を見る限り、多様なデータや情報を累積的に蓄積し,活用してゆく方法については試行錯誤の段階といえる。本研究では、情報化社会に於ける地域情報システムの理論モデルを構築し、これを具現化するモデルとしてWebを前提としたプロジェクト・オリエンティッド・マルチメディア情報ネットワークの概念を地域計画の方法と対比させながらその要件を整理し、プロトタイプの開発を行い、実験を行った。その結果、地域計画の底流にある複数の地域文脈を明らかにすることと計画内容として何を吸収すべきであるかという計画に関わる意思決定の関わりを明示的に示すことができた。更に情報化社会に適応したオープンな計画システムの在り方の指針を得ることができた。計画づくりのプロセスで集約される膨大なデータや情報そのものが地域の環境資産となりうること、これを確立する方法論の基盤が明らかになった。また、地域情報システムの運用主体の問題等々今後の課題も整理することができた。本研究の目的は、環境問題のように公と私の役割分担だけでは解決のつかない社会的課題に対して関連主体の参画によるコミュニケーションから地域計画の与件を抽出し、地域デザインに橋渡しをする環境計画情報システムのデザイン指針及び運用組織の設計指針を導出することである。いうならば情報と決定権限の乖離という今日的地域課題に対し地域環境計画の論理を再構築することである。本年度は岩手県岩泉町でのヒアリングを基礎にこれまでの環境計画づくりの方法の問題点を抽出し、併せて欧州における研究動向を中心に研究を進めた。その結果、日本の事例から言えることは、ややもすると組織原理が優先してしまうため計画づくりの文脈が閉じた組織の中で個別的に形成され、個別に問題解決行動がとられることが往々にして見られる。その結果、地域全体の計画の文脈が抽象化の域を出ないだけではなく、個別文脈との関連性が不鮮明になっている。また、既存データも現状理解という点ではさることながら、計画の文脈づくりという観点から情報に変換し、文脈と関連づけることが難しい構造になっている。しかしながら環境計画に関わる社会主体が必要としているのは、地域全体の計画文脈であり、データそのものよりも文脈と関連づけられた情報であるといえる。一方海外の動向については英国とデンマークを中心に調査研究を進めたが、同様な問題を抱えており、情報社会における新たな計画システムのあり方を模索していることが明らかになった。今後は情報ネットワーク基盤を利用した環境計画文脈づくりのためのオープン情報システムのプロトタイプ構築と運用の方法について組織的観点からも研究を推進してゆく予定である。本研究の目的は公私の分担だけでは解決のつかない社会的課題に対して、関連主体の参画によるコミュニケーションから地域計画の与件を抽出し、これを地域環境計画に繋げる環境計画情報システムのデザイン指針及び運用組織の設計指針を抽出することである。本年度は文脈抽出の方法として、因果フロー分析の方法をまとめあげ、問題意識から問題を抽出する方法として位置付けた。更にこの部分でネット上のデータや文献、書籍データの関連付けを行うファイル操作をユーザーが自在に行える機能を付け加えた。

また、東京の目白、恵比寿、大手町等を対象にインターネット上での実験を行い、まちづくりにおけるネット上でのコミュニケーションから地域計画の文脈を構成する方法の可能性と有効性及び限界についてのある程度の結果が得られた。更にこの様なシステムの有効性は組織まで含めてその運用体制に大きく依存することはいうまでも無いが、この実験を通してこの情報システムが有効に機能するための要件についても分析を行った。何よりも逐次的に蓄積されてゆくデータや情報が参加者にオープンになっていること、自由に意見交換できるコミュニケーションボードが保たれていること、運用組織の継続性が保証されていることが運用上は重要であることが明らかになった。また、英国、北欧を中心にこのアプローチに対する海外の調査を行った。その結果、ネットの有効活用についてはそれぞれに関心を持ってはいるものの、これから実験段階に入るところであることが明らかになった。また、来年度へ向けて情報ネットワーク基盤を整え、実験用のサーバーをセットアップし、プロトタイプの移植作業を行った。本年度は研究最終年度なので、本研究の目的である自律的でオープンなまちづくりの理論モデル及びWebを用いての地域計画文脈形成実験結果のとりまとめを中心に行った。まず、海外研究協力者との議論を踏まえ、地域計画の主たる計画文脈が戦後どの様に変遷を遂げてきたのかを整理し、その中で現在の計画論の諸問題と本システムの意味を大きな流れの中で位置づけた。特に社会的に情報通信基盤が世界的レベルで整備され、Webに見られるような多種多様な社会環境情報へのアクセスが誰にも可能になり、携帯電話の普及でコミュニケーションスタイルが変化した現在、地域という場所の意味が大きく変わってきている。これらの地域計画に関わる社会環境の変化に対応し、Webを用いた地域計画文脈形成の方法論として、多種多様なデータや情報を集約し、地域に関するコミュニケーションから一貫した地域文脈を立ち上げる情報システムのデザイン指針を纏め、実験的なインターフェイスプロトタイプをデザインし、実験を行いその特性をまとめた。また、地域文脈の表現方法についてもまとめることができた。これらの成果は海外研究協力者との議論も踏まえ、平成16年度夏に開催された英国ニューカッスル大学と早稲田大学の地域計画に関する共同シンポジウムにおいて、"情報化社会における地域計画"として発表し、多くの主体の環境認識に基づくWebを通してのコミュニケーションにより地域計画の文脈を形成する方法及びそのシステムの運用を巡る特性と課題及び実験結果の一部について報告した。更にその成果を踏まえて今後の課題をとりまとめた。
アラケロフ幾何学におけるディオファントス近似不等式とギャップ原理

Wirsingの連立不等式というディオファントス不定不等式の解の個数は、通常のそれとまったく異なる様相を呈している。代数曲線における整数点の結果は、種数で整数解の有限性と無限性が分かれるが、Wirsingの連立不等式では、連立不等式の指数部分、つまり代数曲線における種数に相当する部分が同じとなる2つの不等式で、解が有限個の場合と、無限個の場合の両方が存在する。この現象についていくつか証明できることをまとめ、ディオファントス近似不等式の解の有限性をあたえる条件の解明をライデン大学のJ.-H.Evertseと共同で与えた。なぜ同じ指数で整数解が有限個の場合と無限個の場合がでるかという疑問に対する、最終的な答えはまだないので、今後はこれらの状態を詳しく調べて本質的な違いを解明したい。また、楕円曲線の有理点の代数的係数対数一次形式について、係数の高さに関しての最良評価を得たという報告も行った。パリ大学のS.Davidとの共同研究である。種数2以上の代数曲線における整数点について、超楕円曲線型の方程式の場合に調べた結果をT.N.Shoreyと1997年に出版しているが、整数点のみならず、一部の素数を分母に許すS整数への一般化の考察に必要なp進対数一次形式も確立した。同じ手法で超幾何関数の値のディオファントス近似をM.Huttnerとともに得ることも出来たが、それはアーベル多様体でのフォーマルグルーブからアーベル対数関数を新しく定義したことの応用から従う。このp進対数一次形式はabc予想と深く関わるので、互いの関係を良く調べることも行った。p進対数1次形式の楕円曲線での意味ある近似を求める次の研究につながるヒントも得た。Diophantine近似という言葉で表される内容には、主に超越数を代数的数で近似するものと、無理数を有理数で近似する方法とがある。ここでは、楕円曲線の代数点のペエ関数についての逆像の点の、代数的係数の1次結合の絶対値に対する下からの評価という近似について、係数の高さについての最良評価をフランスのS.Davidと共同で得たことについて、報告する。これは少なくとも1977年のM.Andersonの論文、に載っている一つの問題に対する答えとなるが、実際にはもっと前から、通常の対数一次形式と同じ評価を得るという問題として考えられていたようである。研究代表者は1991年にこの最良評価の少し手前のものまで到達していた(これはアーベル多様体など、可換代数群上でOK)。これはちょうどヘルシンキのICMコングレスで提出されていたG.Chudnovskyの予想を解決するものになったが、今回の話は楕円曲線の場合にその改良に至ったということ、即ち楕円曲線の有理点の1次結合については、係数の高さに関しての初めての最良評価を得たという報告である。これは、定数を計算しておけば、たとえば楕円曲線の整数点の計算などにも応用される。楕円曲線の有理点の逆像の複素数が0でないとき、楕円曲線が代数体上定義されているならばこの数は超越数となる。nコの楕円曲線が代数体上定義されているとき、このようなnコの数の代数的数係数一次結合の下からの評価についての改良(S.Davidと共同)についての計算を完成した。また、Wirsingの方法を用いてResultant不等式の解の個数の有限性とWirsingの連立不等式の解の個数の有限性の同値性を示した(J.H.Evertseと共同)。まず楕円曲線の対数一次形式,すなわち有理点の楕円積分にあたる楕円対数の代数的係数一次結合の絶対値に対する下からの評価というディオファントス近似について,係数の高さについての最良評価をフランスのS. Davidと共同で得た.

これは少なくとも1977年のM. Andersonの論文に載っている一つの問題に対する答えとなるが,実際にはもっと前から,通常の対数一次形式と同じ評価を得るという問題として考えられていたようである.これは,定数を計算しておけば,たとえば楕円曲線の整数点の計算などにも応用される.ペエ関数による楕円曲線上の有理点の記述を楕円曲線上のフォーマルグループによるものに直し,楕円対数関数を直接証明に使うという方法で示した.いわば,E関数のかわりにG関数を考えるという,変換を施したわけである.次にWirsingのディオファントス連立不等式という不定不等式の解の個数についての考察をしている.代数曲線における整数点の結果は種数で整数解の有限性と無限性が分かれているが,Wirsingの連立不等式では連立不等式の指数部分,つまり代数曲線における種数に相当する部分が同じとなる2つの不等式で,解が有限個の場合と無限個の場合の両方が存在することを、オランダのJ-H. Evertseと共同で証明した.ディオファントス問題とは、整数解に特に興味を持って不定方程式と解く問題の総称で、ディオファントス不等式とは、そのために有効な近似不等式である。研究代表者はまず代数曲線における整数点の研究に用いられるWirsingの連立不等式について考えた。代数曲線ではその種数で整数解の有限性と無限性が分かれるのが一般的であるが、Wirsingの連立不等式では、連立不等式の指数部分、すなわち代数曲線における種数に相当する部分が同じとなる2つの不等式で、係数の異なる場合に解が有限個の場合と、無限個の場合の両方が存在することを調べた。この現象についていくつか証明できることをまとめ、不定不等式の解の有限性をあたえる条件の解明を、ライデン大学のJ.-H.Evertseと共同で与えた。なぜ同じ指数で整数解が有限個の場合と無限個の場合がでるかという疑問に対する、明解な予想も定式化した。また、楕円曲線の有理点の代数的係数対数一次形式について、係数の高さに関しての最良評価を得たという論文も書いた。パリ大学のS.Davidとの共同研究である。種数2以上の代数曲線における整数点について、超楕円曲線型の方程式の場合に調べた結果をT.N.Shoreyと1997年に出版しているが、整数点のみならず、一部の素数を分母に許すS整数への一般化の考察に必要なp進対数一次形式も確立した。同じ手法で超幾何関数の値のディオファントス近似をM.Huttnerとともに得ることも出来たが、それはアーベル多様体でのフォーマルグループからアーベル対数関数を新しく定義したことの応用から従う。このp進対数一次形式はabc予想と深く関わるのそ、互いの関係を良く調べることも行った。p進対数1次形式の楕円曲線での意味ある近似を求める新しい方法も得た。
西南北海道における火山災害予測と防災に関する基礎的研究

本研究では、昭和62年度の有珠山につづき駒ケ岳を対象として、古記録を参照しつつ、噴出物の層序・分布から過去の火山活動の時期・様式・規模を明らかにするとともに、火山地質・火山構造を調査、噴出物の岩石学的性質を検討した。駒ケ岳は有史時代に4回大噴火した。とくに1640年には、岩屑なだれと津波により犠牲者700余名、1856年には軽石流により犠牲者20数名、1929年には軽石流・降下軽石・火砕サージにより死者1名ほか負傷者多数の人的被害を生じ、これらの噴火の都度、山林・耕地・家畜・家屋などに大災害が発生している。今回の調査の結果、駒ケ岳では基本山体が形成されたのち、約4万年前から山体崩壊期に入り、野外で識別されるだけでも10回をこえる大規模な爆発的噴火がくりかえされたことが明らかになった。それらの噴火様式は降下軽石・軽石流・火砕サージ・岩屑なだれ・泥流(土石流)などきわめて多岐にわたる。しかし噴出物の岩石学的性質では、たとえばSiO_2量は58-61%でほぼ一定しており、噴火様式が多様であるにもかかわらず著しい変化は認められない。駒ケ岳は最後の大噴火(1929年)以来、すでに60年を経過しており、近い将来規模の大きい噴火発生が充分予想される。この噴火が、開発が進み、人口が過密化し、複雑化した今日の社会に与える影響は計り知れないものがあろう。したがって本研究では、有史時代を含む過去4万年間の噴出物の分布状況から、それらの到達危険域を地図上に示し、他の災害因子とともに、火山地域の長期開発計画において重視さるべきことを提言する。
希土類合金準結晶におけるパノスコピック構造制御とその物性研究

パノスコピックな構造秩序の一例である準結晶を取り上げてその構造と物性を研究した。Cu-Al-Sc合金において準結晶から2種類の近似結晶への相分離を見いだした。この相分離では、前駆現象として、変調型準結晶が生じる。また、Cu-Al-Sc 1/1近似結晶の粉末X線構造解析を行ってTsai型クラスターの原子配置を明らかにした。さらに、2種類の磁性元素を含むZn-Fe-(Sc, Tm)準結晶について磁気測定を行って、710Kの凍結温度をもつスピングラスの存在を明らかにした。パノスコピックな秩序構造である準結晶について形成条件と磁性の研究を行った。(1) Cu基の正20面体準結晶の数少ない例であるCu_<46>Al_<38>Sc_<16>合金を500804°Cにおいて焼鈍し、準結晶の安定性について調べた。その結果、804°Cにおいて準結晶が2種類の近似結晶に相転移することを見つけた。一つの近似結晶は立方晶でCu_<46>Al_<39>Sc_<15>の組成をち、もう一つは、斜方晶のCu_<44>Al_<41>Sc_<15>である。これら近似結晶はCu-Al-Sc合金における平衡相と考えられる。この相変態は804°Cにおいては、ゆっくりで5時間以上を要する。また、3回軸方向に変調を伴った準結晶が中間状態として生じることが明らかとなった。(2) 3dと4fの両方の磁性元素を含むという点で注目されているZn_<77>Fe_7Sc_<16-x>Tm_x正20面体準結晶の作製方法を見直して、磁性不純物を含まない試料をTm組成0〓x〓6の領域で作製し磁気測定を行った。その結果、Tm置換を行っても、x=0の場合と同程度の磁気モーメントをFeが持ち続けることが明らかとなった。これらの準結晶は、低温でスピングラス類似の磁気構造をとる(凍結温度7.0-9.5K)。凍結温度以下においても磁化率が少しずつ増加する現象が観測された。これはTmの磁気モーメント間の相互作用が弱い事に起因するものと解釈される。工学
林業における離転職のマクロ・メゾ・ミクロ分析

国勢調査において森林組合の多くは「林業」に分類されない。林業就業者数は4万6千とされてきたが、これらを含めて推計すると林業労働者総数は7万2千となった。林業労働者の動向を、年齢効果、時代効果、コウホート効果に分解した。事例調査として、天竜地域と但馬地域の全森林組合から2008年から2010年までのパネルデータを得た。但馬地域のデータを基に、賃金関数の作成を行ない、人的資本を表す説明変数の中では林業経験年数のみ推計値は低いが有意な変数となった。これまで林業労働者の代理変数と位置づけられてきた産業分類上の林業就業者、及び職業分類上の林業作業者に関して、先行研究を整理しつつ、国勢調査の調査方法・集計方法まで十分に遡る形で両者の特徴を把握した。その上で、これらの産業・職業分類上の就業者数が、実態における林業労働者数として不十分である点を指摘し、拡張された林業労働者数を推計した。また、推計によって得られた林業労働者数の位置づけを把握するため、森林組合統計など他の公的統計を用いて、推計値とこれら統計の実測値の比較を行った。兵庫県但馬地域・静岡県天竜川地域に本研究の調査協力を依頼するため、現地森林組合を訪問して信頼関係の醸成に努めるとともに、各森林組合からどのようなミクロデータの提供が可能か、また各現地調査では、併せて調査対象地域における林業及び各森林組合の雇用に関する現状概要の把握を行った。調査前準備として、取得すべきミクロデータ候補は、離転職に影響を与える要因及び、離転職の実態を基にして作成した。そして、最終的には、各森林組合への聞き取り調査に基づき、基本的には各森林組合の労務管理データをベースとするもの、となった。また、森林組合の要望により、各作業班員に直接質問票を配布・回答していただく形で、一部データを収集する方法を併用もする。こうした労働者の個票データは、個人情報を含むデータであり、そのため個人が特定できない形でのデータの取得を行うことがより提供側である森林組合からの協力が得る上で重要である点を踏まえ、森林組合側にデータセットの作成を依頼する形で実施することとなった。こうして得られたデータセットを基に、離転職モデルの構築・推計を今後行っていく。本研究では、マクロ・メゾ・ミクロのレベルで林業労働者の就業状態を把握すると同時に、林業労働者の離転職に関してその実態調査を行なうことを目的とした。マクロレベルでは、しばしば林業労働者の代表値とされる「国勢調査」の産業分類上「林業」とされる就業者に関して職業構成の変遷を明らかにし、現場労働者の大半に相当すると考えられる職業分類上の「林業作業者」だけでなく、「事務従事者」、「管理的職業従事者」などの分布の変遷を追った。メゾレベルでは、全国の森林組合を対象にアンケート調査を実施し、人事担当者に過去3事業年度及び平成23年度の景気状況への認識を質問すると同時に、景気動向に対する雇用調整をどのように考えているのかについて質問した。ミクロレベルでは、森林組合を対象にパネルデータを取得した。対象地域としては、それぞれ伝統的に林業が盛んな地域、そうでない地域と想定される、静岡県北遠天竜地域、兵庫県北部但馬地域を選定した。このデータは、就業判断に大きな影響を及ぼすとされる賃金、及び就業継続そのものに相当する離職に関して要因分析を行なっていく上での貴重なデータとなる。これらの研究の意義について述べると、マクロレベルでは「林業」就業者と「林業作業者」の関係を明確にし、現場労働者のみならず「事務従事者」や「管理的職業従事者」等の内勤労働者にも当てた分析を行ない、林業を支える就業者総数を推計したこと、メゾレベルでは労働保蔵の発想をベースに景気動向に対して森林組合が安定雇用をどのように考えているのかに関してアンケート調査を行なったこと、ミクロレベルでは林業労働の経験のみが賃金水準に影響を与えることを明らかにしたこと、データとしては賃金及び離職の両方に対応するデータソースをパネルとして取得し、結果、同一のデータソースを用いて要因分析を行なうことで、それぞれに関してどの要因がどのように効いてくるのかを把握できるようになること、が挙げられる。
ヒト皮膚毛細管動静脈ループの血流動態と血管形状の非侵襲・高時空間解像度解析

本研究の目的は,ヒト皮膚毛細管動静脈ループに注目し,血流動態と血管形状の非侵襲・高時空間解像度解析を行うシステムを開発することである.まず,ヒト爪郭皮膚毛細管動静脈ループを観測するために,計測システムを構築した.特に,被写体から対物レンズまでの距離を固定し,被写体のブレを抑えるために光学アタッチメントの開発を行い,実用に耐えうることを確認した.また,高速度カメラで被写体を撮影し,画像のブレを抑制するためにシャッタースピードを上げる必要があるために光源の高光度が要求されるが,光源は熱源となるために過度の光量は被写体の熱損傷を引き起こす.光源・レンズ・光学系の設計・開発を行い,照射面積を大幅に減じ効率の向上を図った結果,鮮明な画像取得と被写体の低侵襲観察の相反する要求を満足させることに成功した.さらに,フレキシブルアームスタンドによりカメラを固定することにより,光軸に空間自由度を与えることに成功し,ヒト皮膚毛細管動静脈ループに限定されない他の皮膚毛細血管,特に血管腫等の観察の臨床応用に適用可能であることを示した.得られた画像には,Matlabを用いて様々な画像処理を施すことにより画像強調を行い,生画像に比して格段の視認性を得られることを確認した.10μm程度の径を持つ細小動静脈管内を流れる赤血球,白血球および血漿の非定常挙動の観察に成功した.また,医療画像認識工学で用いられるレベルセット法を用い血管形状抽出を行い,形状(細小動静脈の径・走行角度・血管中心軸)を定量的に評価するプロセスを構築した.得られたデータにDual Slit法を用いて血流代表速度を求めることに成功した.本研究の目的は,ヒト皮膚毛細管動静脈ループに注目し,血流動態と血管形状の非侵襲・高時空間解像度解析を行うシステムを開発することである.まず,ヒト爪郭皮膚毛細管動静脈ループを観測するために,計測システムを構築した.特に,被写体から対物レンズまでの距離を固定し,被写体のブレを抑えるために光学アタッチメントの開発を行い,実用に耐えうることを確認した.また,高速度カメラで被写体を撮影し,画像のブレを抑制するためにシャッタースピードを上げる必要があるために光源の高光度が要求されるが,光源は熱源となるために過度の光量は被写体の熱損傷を引き起こす.光源・レンズ・光学系の設計・開発を行い,照射面積を大幅に減じ効率の向上を図った結果,鮮明な画像取得と被写体の低侵襲観察の相反する要求を満足させることに成功した.さらに,フレキシブルアームスタンドによりカメラを固定することにより,光軸に空間自由度を与えることに成功し,ヒト皮膚毛細管動静脈ループに限定されない他の皮膚毛細血管,特に血管腫等の観察の臨床応用に適用可能であることを示した.得られた画像には,Matlabを用いて様々な画像処理を施すことにより画像強調を行い,生画像に比して格段の視認性を得られることを確認した.10μm程度の径を持つ細小動静脈管内を流れる赤血球,白血球および血漿の非定常挙動の観察に成功した.また,医療画像認識工学で用いられるレベルセット法を用い血管形状抽出を行い,形状(細小動静脈の径・走行角度・血管中心軸)を定量的に評価するプロセスを構築した.得られたデータにDual Slit法を用いて血流代表速度を求めることに成功した.
環境酸素濃度の低下による角膜上皮バリアー機能の低下に対する修復機構の解明

申請者らの研究グループは,環境酸素濃度を変化させた培養系を用い,角膜上皮細胞の密着結合の裏打ち蛋白質としてバリアーの構築に必須なZO-1 (zonula occludens-1)の発現が,低酸素状態によってmRNA,蛋白質のレベルで低下することをで明らかにしてきた。今回の研究では低酸素状態によって低下する角膜上皮細胞のバリアーおよびバリアー構築に関わる因子に対して,細胞内信号伝達系などの動きを見出し,角膜上皮のバリアー機能の修復に関与するメカニズムを明らかにすることである。方法はSV40を導入したヒト角膜上皮細胞を5%CO2,95%空気(21%O2に相当)で継代培養後,異なる酸素濃度(1,21,60%)のインキュベーターで培養した。細胞溶解液をBioplexサスペンションアレイシステムを用いてをスクリーニングし,調節因子の同定を試みた。その結果,低酸素状態でMAPキナーゼ系の活性化の減少が再現された。さらにMAPキナーゼファミリーの解析を行い,p44/42,JNK,ERK5のリン酸化が低酸素状態により減少することが明らかとなった。また,密着結合を構成する蛋白質のうち,ZO-1に加えclaudin5も低酸素状態によって減少することが明らかとなった。さらに低酸素状態により,転写因子の一つであるHypoxia Inducible factor-1 (HIF-1)の発現が増加することが明らかとなり,HIF-1が密着結合蛋白質の発現の調節に関わっているのかについて,研究を進めていく予定である。コンタクトレンズ装用による感染性角膜炎の発症に低酸素状態による角膜の生体反応が関わっているか否かを明らかにするため,アカントアメーバ症例のおける感染危険因子について解析した。このデータは将来の角膜に対する治療薬の開発の基盤となる情報を提供することとなり臨床的にも重要な意義があると考えられる。
原子を直視し、操り、解析する原子スケール材料力学実験法

本研究では、ナノ構造体変形の実験手法を世界に先駆けて開発し、原子スケール材料力学研究の分野を工学の1分野として開拓することを試みた.原子世界の変形を、その場で観て、操り、測る材料力学実験を展開し、ナノテクノロジー研究を指導的な立場で進める基礎を確立するように努めた.昨年度までに、高分解能透過電子顕微鏡法を基盤として、ナノ構造体を機械的に、その場で観察しながら原子スケールで変形し、その際の力を光てこ方式で検出できる装置を製作し、これを用いて、実際にナノ構造体変形の実験を行った.本年度は、下記の研究を進めた.(1)昨年度までは、常温において、金属、半導体、セラミックス等のナノ構造体を個別に変形させ、その原子過程を観察するとともに、応力-歪み曲線を同時に測定した.本年度は試料を冷却し130Kで同様の実験を行うように装置を改良し,これを実現させた.(2)室温と冷却温度130Kで、応力-歪み曲線がどのように変化していくか、すなわち、強度と弾性率の温度依存性を調べた.特に、急激に変化するところの原子直視像を観察し、その起源を探った.(3)電気伝導性を同時に測定し、力学的な性質との関係を明らかにした.以上、構造、強度特性、およびそれを補間する形での電気伝導性の問の関係を明らかにした.また,実験系と同じ条件で、モデルをつくり、構造、強度特性、電気伝導、電子状態を計算し、実験と比較して、上記の特徴の起源を考察した.高分解能透過電子顕微鏡法を基盤として、ナノ構造体を機械的に、その場で観察しながら原子スケールで変形し、その際の力を光てこ方式で検出できる装置を、これまでの装置を基にして、新たに初年度に設計・製作した。観察対象となるナノ構造体は、原子間力顕微鏡に使用されるミクロンサイズのシリコンカンチレバーの針先端と、対向する試料保持体(シリコン等)の間に固定した。カンチレバーと試料保持体は、それぞれピエゾと第1、第2ゴニオメーターステージによってxyzの3軸方向に動かすことができるようにした。ピエゾとゴニオメーターは、それぞれピコメートルおよびナノメートルスケールの間隔の引っ張り、圧縮、剪断変形の制御に用いた。各ゴニオメーターでは、試料を1軸回りに傾斜させ、剛性研究ができるようにした。カンチレバーと試料の操作には、6軸の平進移動と2軸回転の計8つの自由度があり、3次元の変形操作ができるようにした。構造観察と記録を動的に行うために、乾式フィルムではなくTVカメラとビデオを用いた。観察像を、まず直接倍率100万倍で拡大した後、TVカメラでさらに数10倍に拡大し、最終的には数千万倍になってモニター上に現れるようにした。印加応力は光てこ方式によって測定し、カンチレバーのたわみ成分とねじれ成分を、4分割光ダイオードを用いて検出できるようにした。コンダクタンスの値は、変形最小断面部の面積の見積もりに用いる。これら計10種の信号の時系列データを、コンピューターを用いて画像観察と時間同期させて記録できるようにした。最終的には、試料操作分解能は10pm、観察空間分解能は0.1nm、応力検出最小値は10pNで記録できるようになった。本装置では、単独の高分解能透過電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、走査トンネル顕微鏡と同じ性能を保持しながら、それらを同時に機能させ、かつ動的観察を可能にした。本研究では、すべてのナノテクノロジー研究の基盤になるにもかかわらず、これまで全く手がつけられてこなかったナノ構造体変形の実験手法を世界に先駆けて開発し、原子スケール材料力学研究の分野を工学の1分野として開拓することを試みた。原子世界の変形を、その場で観て、操り、測る材料力学実験を展開し、ナノテクノロジー研究を指導的な立場で進める基礎を確立する研究を進めた。これまでに、高分解能透過電子顕微鏡法を基盤として、ナノ構造体を機械的に、その場で観察しながら原子スケールで変形し、その際の力を光てこ方式で検出できる装置を、現有装置を基にして、新たに初年度に設計・製作した。本年度は、これらを用いて、実際にナノ構造体変形の実験を行った。(1)金属、半導体、セラミックス等のナノ構造体、具体的には、ナノメートル接点、ナノメートル細線、原子接点・ワイヤー、量子ドット等を個別に変形させ、その原子過程を観察するとともに、応力-歪み曲線を同時に測定した。(2)特に、シリコンのナノメートルワイヤー、カーボンナノチューブなどを変形体として選定し、そのサイズが数nm、1nm、数原子、1原子と減少していくにつれ、応力-歪み曲線がどのように変化していくか、すなわち、強度と弾性率のサイズ依存性を調べた。その結果、原子サイズ材料力学の特徴となる曲線の不連続性は、大きさが数十原子程度の時に出現することがわかった。シリコンのナノワイヤーの強度はバルクの4-5倍、マイクロワイヤーのそれの2倍以上に増加した.弾性限界はバルクの100倍以上になり、著しいサイズ効果が観測された。(3)こうした力学挙動の他、構造、電気伝導、電子状態についても実験し、これら特異な性質のの起源を考察した。

本研究では、ナノ構造体変形の実験手法を世界に先駆けて開発し、原子スケール材料力学研究の分野を工学の1分野として開拓することを試みた.原子世界の変形を、その場で観て、操り、測る材料力学実験を展開し、ナノテクノロジー研究を指導的な立場で進める基礎を確立するように努めた.昨年度までに、高分解能透過電子顕微鏡法を基盤として、ナノ構造体を機械的に、その場で観察しながら原子スケールで変形し、その際の力を光てこ方式で検出できる装置を製作し、これを用いて、実際にナノ構造体変形の実験を行った.本年度は、下記の研究を進めた.(1)昨年度までは、常温において、金属、半導体、セラミックス等のナノ構造体を個別に変形させ、その原子過程を観察するとともに、応力-歪み曲線を同時に測定した.本年度は試料を冷却し130Kで同様の実験を行うように装置を改良し,これを実現させた.(2)室温と冷却温度130Kで、応力-歪み曲線がどのように変化していくか、すなわち、強度と弾性率の温度依存性を調べた.特に、急激に変化するところの原子直視像を観察し、その起源を探った.(3)電気伝導性を同時に測定し、力学的な性質との関係を明らかにした.以上、構造、強度特性、およびそれを補間する形での電気伝導性の問の関係を明らかにした.また,実験系と同じ条件で、モデルをつくり、構造、強度特性、電気伝導、電子状態を計算し、実験と比較して、上記の特徴の起源を考察した.