hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫脳における適応的な行動制御信号の生成メカニズムの解明

昆虫の闘争行動を題材に,適応的な行動が実時間で動機づけられる神経機構を研究した.特に,攻撃行動の動機づけにかかわる脳内オクトパミンの働きについて理解が深まった.また,攻撃行動の動機付けにかかわる生体アミン類のオクトパミン,ドーパミン,チラミン,セロトニンについて合成酵素,受容体等の遺伝子配列を同定するとともに,脳内生体アミン類の働きを任意に操作する遺伝子改変技術の開発を進めた.さらに,小型移動ロボットを使い実験個体の攻撃行動を誘導する実験系を確立し,自由行動個体の神経活動や体内生体アミン類の計測を可能にした.昆虫の闘争行動を題材に,適応的な行動が実時間で動機づけられる神経機構を研究した.特に,攻撃行動の動機づけにかかわる脳内オクトパミンの働きについて理解が深まった.また,攻撃行動の動機付けにかかわる生体アミン類のオクトパミン,ドーパミン,チラミン,セロトニンについて合成酵素,受容体等の遺伝子配列を同定するとともに,脳内生体アミン類の働きを任意に操作する遺伝子改変技術の開発を進めた.さらに,小型移動ロボットを使い実験個体の攻撃行動を誘導する実験系を確立し,自由行動個体の神経活動や体内生体アミン類の計測を可能にした.脳システムが,受容した感覚刺激から重要な情報を抽出し,その情報を経験や記憶と照合し,状況に応じた行動を発現するための運動制御信号をリアルタイムで生成する神経生理機構を明らかにする目的で,昆虫の闘争行動を題材に研究を進めた.コオロギは不完全変態昆虫で,発生後の生活様式を変えないまま幼虫から成虫にまで成長するため,各個体の経験や履歴を把握しながら実験が可能である.脳における適応行動の実時間制御の働き明らかにするため,闘争行動の過程で,一方の個体が負けを認めて攻撃を諦める過程の脳の働きを調べた.闘争行動の発現には,脳内の一酸化窒素(NO)シグナル伝達系と生体アミン類などの神経修飾物質の働きが重要である.そこで,これらの物質の作用ダイナミクスを明らかにするために,遺伝子改変コオロギの作成と脳の生理状態を自由行動個体で調べる方法の確立と改良を行った.個体行動を任意に操作するためには,コオロギサイズのロボットを使うので,ロボットシステムの改良を行った.また,自由行動個体からリアルタイムで生理機能を計測するシステムとしては,電気生理学的な方法とマイクロダイアリシス法を改良,確立した.一方,脳内神経修飾機構の機能阻害・賦活の為に,遺伝子改変コオロギを作成する法の確立を進めてきた.その結果,NO/cGMPシグナル伝達系関連遺伝子および,オクトパミン,セロトニン,ドーパミン等の生体アミン関連遺伝子の同定に成功した.また,遺伝子導入についても順調に進み,現在特定の遺伝子についての改変を行うことができる遺伝子導入法の確立を進めている.これらの研究成果により,2年目以降の研究を推進する上で非常に有効な技術開発ができた.昆虫の闘争行動を題材に,脳システムが,受容した感覚刺激から重要な情報を抽出し,その情報を経験と照合して実時間で状況に応じた行動を発現する脳のメカニズムについて研究を推進して来た.なかでも,脳内の神経修飾物質である生体アミン類の働きが感覚情報処理や攻撃行動の動機付けには重要であることを確かめた.従来,行動発現にかかわる神経修飾物質の働きを調べるためには,候補物質のアゴニストやアンタゴニストを体腔内へ微量投与し行動の変化を観察して来た.しかしながら,細胞に発現する生体アミン類の受容体は複数存在し,どの薬物が何に作用しているのかを十分に議論できなかった.そこで,我々はまず,闘争行動の動機付けに深くかかわると考えている生体アミン類のうち,オクトパミン,ドーパミン,チラミン,セロトニンについて合成酵素,受容体等の遺伝子配列を同定した.これにより,闘争行動の発現や変容にかかわる神経基盤の研究の進展が可能になった.また,脳内の生体アミン類の働きを任意に操作するには遺伝子改変個体を作成し,光遺伝学の方法で細胞の活動を操作する実験系を確立することが有効である.我々は,コオロギを使って,特定の細胞でアミン関連遺伝子の改変を行う技術開発を行った.この技術を用いて今後,昆虫の行動を任意に操作することでより,攻撃行動の発現にかかわる生体アミン類の働きを調べていきたい.一方,闘争行動は,他者が存在する行動である.一方の個体の行動を任意に操作し,実験対象の個体の行動を予測し脳の活動や脳内生体アミン類の変化を計測する実験系を確立した.以上の一連の研究から,これまでは技術的に困難であった実験個体の行動や脳内の生理状態を任意に操作可能にできるようになった.また,攻撃の動機付けには脳内生体アミンのオクトパミンの働きが重要であることを示すことができた.多くの動物で普遍的に見られる状況に応じた行動の柔軟性は,個体が感覚器で受容した刺激を脳で処理し,その過程で重要な情報を抽出し,記憶と照合して運動制御信号をリアルタイムで生成することで生み出される.この神経生理機構を明らかにする目的で,昆虫の闘争行動を題材に研究を進めた.闘争行動も動物に普遍的に見られる行動で,攻撃の開始から停止や敗者の逃走行動など,状況に応じた行動の遷移が明確に区別できる.コオロギの闘争行動を題材に,攻撃行動の開始,停止,敗者の逃走にいたる適応的な行動の実時間制御の神経機構を調べる目的で研究を進めた.闘争行動の発現には,脳内の神経修飾物質である一酸化窒素(NO)や生体アミン類などの働きが重要である.特に,生体アミンのオクトパミンは攻撃行動の開始にかかわる動機付けに深く関与していることが薬理実験や脳内アミン量の計測で明らかになってきた.

オクトパミンの働きを詳細に検討するため,遺伝子改変コオロギの作成と脳の生理状態を自由行動個体で調べる方法の確立と改良を行った.これまでに遺伝子改変個体の作成に成功し,目的遺伝子の改変を効率的に行う技術開発を進めている.また,個体行動を任意に操作するために,小型ロボットシステムの改良とビデオトラッキング法の開発を行った.現在,これらの実験法を組み合わせ,自由行動個体からリアルタイムで生理機能を計測するシステムとして,行動の開始と停止にかかわる脳の働きを調べている.ターゲットとしている神経修飾物質関連遺伝子を同定することができ,また遺伝子改変コオロギの作成についても方法の確立も順調に進んでいる.25年度が最終年度であるため、記入しない。ターゲットとしている神経修飾物質関連遺伝子をおおむね同定し,また遺伝子改変コオロギの作成にも成功した.今後は,目的とする遺伝子についての改変を効率的に行う方法の確立に移る.個体間相互作用に基づいた適応的な行動の発現基盤となる神経生理機構を理解するため,闘争行動において負けを認めて攻撃から逃避(忌避)へと行動を切替える神経生理機構(内部状態の更新機構)の解明を目指す.闘争行動中の脳の神経活動と神経修飾物質の作用ダイナミクスを明らかにするため,自由行動個体で,電気生理学実験による闘争行動中の脳活動の計測,闘争行動中に動的に変化する生体アミン類の網羅的計測を進める.また,コオロギの攻撃行動には,脳内の一酸化窒素(NO)とオクトパミン(OA)による神経修飾機構が重要な役割を担うので,分子遺伝学の方法で神経修飾機構の機能阻害・機能賦活による攻撃・忌避にかかわる脳領域を調べていく.25年度が最終年度であるため、記入しない。構築した自由行動個体の生理計測技術と小型ロボットを使った行動誘導技術を使い,攻撃行動の動機付けから攻撃の開始の時点,また,攻撃の中止から敗者における逃走の開始の際に,脳でどのような神経活動や生理学的な変化が起こるのかを実時間で計測し,適応的な実時間での情報生成の神経生理機構(内部状態の更新機構)の解明を目指す.また,コオロギの攻撃行動には,脳内の一酸化窒素(NO)とオクトパミン(OA)による神経修飾機構が重要な役割を担うので,分子遺伝学の方法で神経修飾機構の機能阻害・機能賦活による攻撃・忌避にかかわる脳領域を調べていく.これまでに,遺伝子改変個体の作成に成功しているので,目的とするNOやOA関連遺伝子の改変個体を作成し,任意の時空間パタンで特定の細胞の活動を操作する技術を確立する.最終的に,実時間で適応的な行動を制御する情報生成のメカニズムの解明を目指す.
高分解ソフトプローブによる有機分子性結晶-半導体ヘテロ層の原子レベル評価

本研究では半導体-半導体、半導体-金属エピタクシーにおいて我々がこれまで蓄積してきた豊富な知見をベースとして、"分子層レベルのエピタクシー制御"が可能な有機分子MBE(OMBE)法により、有機分子性結晶の、高品質エピタクシャル超薄膜の作製とその原子レベルの成長ダイナミクスおよび、物性の解明を行うことを目的とした。導電性有機分子超薄膜などの伝導性ソフトマテリアルは、次世代マイクロエレクトロニクス材料として、ここ数年Si基盤を中心として半導体基盤へのヘテロエピタクシーの研究が活発に行われている。このような導電性ソフトマテリアルの超薄膜は、従来のRHEEDなどの高速電子プローブやトンネル電子を用いた手法には馴染まず、非破壊の"ソフトプローブ"つまり、プローブ線量のきわめて少ない低速電子プローブや重荷の注入の生じない原子間力顕微鏡(AFM)による原子レベル研究が望まれていた。本研究では高感度低速電子ソフロプローブである高分解電子エネルギー損失分光装置(HREELS)、スポット分析低速電子回折(SPA-LEED)、超高真空温度可変ノンコンタクトAFM装置(UHV-VT-ncAFM)、及低速電子顕微鏡(LEEM)などを駆使し、精緻に制御された新しい有機分子の超薄膜またはその人工格子を作成し、その物性探索を行ってゆくことを目標とした。電子状態、周期性を系統的に変化させたシリコン表面超構造または、シリコン上の高品質金属ナノ薄膜を成長させた結果、例えば、半金属ビスマス超薄膜が、その特異な電子状態と高い結晶性からアセン系分子性結晶超薄膜の高品質膜の成長に大変有効であることを見出した。特にペンタセン超薄膜の成長においては、数十ミクロンに亘るドメインサイズを持つ高結晶性エピタクシャル単分子膜が、濡れ層を介さずに、直接下地基板上に成長することなどが明らかにでき、高品質有機超薄膜成長用の伝導性テンプレートとして有効であることなどを解明できた。これらの新たな知見を応用して、さらに高次の積層構造を持つ有機分子へテロ層の構築やそれを用いたナノ薄膜ELデバイスなどへの可能性が拓けた。本研究では、当研究グループで半導体-半導体、半導体-金属エピタクシーにおいて電界イオン-走査トンネル顕微鏡(FI-STM)を中心として蓄積されてきたこれまでの豊富な知見をベースとして、"分子層レベルのエピタクシー制御"が可能なOMBE法により、良く構造規定された金属ナノ薄膜テンプレートへの高品質有機エピタクシャル超薄膜の作製とその原子レベルの構造・物性の解明を行うことを目的とした。実験手法手としては、高感度低速電子ソフトプローブである高分解電子エネルギー損失分光装置(HREELS)、スポット分析低速電子回折(SPA-LEED)、超高真空STM装置などを駆使し、精緻に制御された新しい超薄膜の作成を目指した。昨年度は、半金属ビスマスの高い2次元成長の特徴を生かし、原子レベルで平坦な単結晶ビスマスのナノ薄膜の成長に成功した。この超高結晶性ビスマス薄膜は高い導電性を持つとともに化学的にも安定であり、ペンタセンなどの直鎖状芳香族分子のエピタクシャル単分子膜の単結晶成長に最適であることを明らかにした。さらに、高品質結晶成長の理由として、このテンプレート膜表面の電子密度とダングリングボンド密度の低さが大きく、吸着有機薄膜の拡散長が非常に長いことが起因していることなどを解明した。

この知見を元に、様々な電子密度をもつ金属超薄膜をシリコン表面に系統的に用意し、それらのテンプレート表面上にペンタセンなどの発光性有機薄膜の単結晶ナノ薄膜の作成を試み、2次元成長のための指針を得ている。本研究では半導体-半導体、半導体-金属エピタクシーにおいて我々がこれまで蓄積してきた豊富な知見をベースとして、"分子層レベルのエピタクシー制御"が可能な有機分子MBE(OMBE)法により、有機分子性結晶の、高品質エピタクシャル超薄膜の作製とその原子レベルの成長ダイナミクスおよび、物性の解明を行うことを目的とした。導電性有機分子超薄膜などの導電性ソフトマテリアルは、次世代マイクロエレクトロニクス材料として、ここ数年Si基板を中心として半導体基板へのヘテロエピタクシーの研究が活発に行われている。このような導電性ソフトマテリアルの超薄膜は、従来のRHEEDなどの高速電子プローブやトンネル電子を用いた手法には馴染まず、非破壊の"ソフトプローブ"つまり、プローブ線量のきわめて少ない低速電子プローブや導電性を必要としない原子間力顕微鏡(AFM)による原子レベル研究が望まれていた。本研究では高感度低速電子ソフトプローブである高分解電子エネルギー損失分光装置(HREELS)、スポット分析低速電子回折(SPA-LEED)、超高真空温度可変ノンコンタクトAFM装置(UHV-VT-ncAFM)、及低速電子顕微鏡(LEEM)などを駆使し、精緻に制御された新しい有機分子の超薄膜またはその人工格子を作成し、その物性探索を行ってゆくことを目標とした。電子状態、周期性を系統的に変化させたシリコン表面超構造または、シリコン上の高品質金属ナノ薄膜を成長させた結果、例えば、半金属ビスマス超薄膜が、その特異な電子状態と高い結晶性からアセン系分子性結晶超薄膜の高品質膜の成長に大変有効であることを見出した。特にペンタセン超薄膜の成長場合、数十ミクロンに亘るドメインサイズを持つ高結晶性エピタクシャル単分子膜が、濡れ層を介さずに、直接下地基板上に成長することなどが明らかになり、高品質有機超薄膜成長用の導電性テンプレートとして有効であることなどが明らかになり、このヘテロ構造を応用したナノ薄膜ELデバイスへの可能性が拓けた。
3次の非線形性を用いた有機非線形光制御デバイス

本研究では,有機非線形光学材料の持つ3次非線形性を活性することを目指して,デバイス応用の観点から,光波マニピュレーション技術を追求した.3次の非線形光学効果を利用すると,「自己保持型の光スイッチ」や「双安定デバイス」,あるいは「光信号波形の時間反転デバイス」などのように,2次の非線形光学効果や他種の(電気,音響,磁気光学効果などの)の非線形な効果では得ることのできない,さまざまな,特徴ある,有用な機能を持つ光デバイスを実現できる可能性がある.有機材料を使用するに適したデバイス構造を考究し,試作,動作実験を行うことによって,3次の非線形光制御デバイスを構成する上での有機材料の重要性を明らかにするべく,研究を遂行した.京都女子大学・松岡賢教授より分与されたキノン系色素材料を評価の対象として,研究を進めた.1.デバイス構成法:有機色素を用いて,部分的に非線形性を有する光導波回路を形成することを考え,具体的なデバイス構成法および期待される機能,特性を考究した.2.デバイス作成法:材料の持つ非線形性を損なうことの無い光導波路構成および作成法について研究を進め,硝子基板非線形チャンネル光導波路の基本的な作成法を確立した.試作・動作実験:最も基本となるものとして,直線光導波路の一部に有機薄膜を装荷し,非線形吸収および非線形屈折率変化を測定した.期待に違わずにこれまでに無い大きな非線形性が確認され,今後,本研究をさらに発展させるための基礎を固めることができた.本研究では,有機非線形光学材料の持つ3次非線形性を活性することを目指して,デバイス応用の観点から,光波マニピュレーション技術を追求した.3次の非線形光学効果を利用すると,「自己保持型の光スイッチ」や「双安定デバイス」,あるいは「光信号波形の時間反転デバイス」などのように,2次の非線形光学効果や他種の(電気,音響,磁気光学効果などの)の非線形な効果では得ることのできない,さまざまな,特徴ある,有用な機能を持つ光デバイスを実現できる可能性がある.有機材料を使用するに適したデバイス構造を考究し,試作,動作実験を行うことによって,3次の非線形光制御デバイスを構成する上での有機材料の重要性を明らかにするべく,研究を遂行した.京都女子大学・松岡賢教授より分与されたキノン系色素材料を評価の対象として,研究を進めた.1.デバイス構成法:有機色素を用いて,部分的に非線形性を有する光導波回路を形成することを考え,具体的なデバイス構成法および期待される機能,特性を考究した.2.デバイス作成法:材料の持つ非線形性を損なうことの無い光導波路構成および作成法について研究を進め,硝子基板非線形チャンネル光導波路の基本的な作成法を確立した.試作・動作実験:最も基本となるものとして,直線光導波路の一部に有機薄膜を装荷し,非線形吸収および非線形屈折率変化を測定した.期待に違わずにこれまでに無い大きな非線形性が確認され,今後,本研究をさらに発展させるための基礎を固めることができた.
ラット肝臓の樹状細胞に関する免疫組織学的研究

(1)ラットの肝リンパ節を切除すると、リンパ管再生の後、胸管リンパ中に、リンパ節で本来引っかかっていた、肝臓由来の樹状細胞が、採取可能になった。肝由来の樹状細胞は、中下部消化管由来の樹状細胞に匹敵する流出量をしめした(第24回免疫学会発表:H6年11月、投稿中)。(2)ドレナージ直前に、磁性ラテックスを静注し、肝リンパ中のラテックス貪食細胞を磁石により精製した。この細胞は単球様の形態で、最終分裂から数日以内の出来たての細胞であったが、ラット樹状細胞のフェノタイプと、強い移植抗原呈示能を持っており、未熟な樹状細胞であることがわかった(第99回解剖学会発表、および第24回免疫学会発表、投稿準備中)。これにより、一部のラット樹状細胞が、成熟の早期ステージにIn Vivoで食作用を持つことを、初めて証明した。(3)二重免疫染色により、樹状細胞はIn Situ肝臓内で、門脈域、および中心静脈域に、おもに認められた。さらに、In Vivoで血管内異物を摂取できる樹状細胞は、肝リンパのみに出現することがわかり、血行性抗原に対する免疫応答への関与が示唆された。(第100回解剖学会発表予定、投稿準備中)。(4)ラット肝移植の系で、寛容誘導のために移入するドナー細胞の、宿主内での動態をあきらかにした(雑誌論文1)。また、ラット肝移植の系で、浸潤細胞の解析をおこない、寛容群では拒絶群に比し、Helper T細胞の浸潤パターンが異なることを示した(雑誌論文2)。(5)以上のように、本課題の当初目的に沿った研究成果が得られ、平成7年度中には、残りの論文発表ができる予定である。この樹状細胞がどこで食作用をおこすのか、また、移植抗原呈示能はIn Vivoレベルではどのように起こるのか、さらに、細菌のような顆粒状抗原を貪食させた場合、抗原提示をIn Vivoレベルでどのようになしうるのかを今後、検索していきたい。
教育委員会職員、学校管理職及び教員のアカウンタビリティ意識・活動に関する調査研究

本研究は、「学校のアカウンタビリティ」について、教育委員会や学校管理職、教員がこれをどのように意識しながら教育活動を行っているのかについて分析することを目的としている。このような研究目的に基づき、当該年度は以下の通りに研究を進めた。1.質的調査を通してのデータ収集一昨年度、文献調査を通してアカウンタビリティを分析する際の視点を次のように5W1Hと設定した。即ち、Who holds(誰がアカウンタビリティを負うのか),to whom(誰に対して負うのか),for what(何に関して負うのか),What level(どのレベルのアカウンタビリティを負うのか),When(アカウンタビリティはいつ果たされるのか),how(どのようにしてアカウシタビリティを果たすのか)である。一昨年度及び昨年度にこれらの視点を用いて、実際に教育委員会職員や学校管理職、教員を対象にインタビュー調査及び関連活動の観察調査を行った。具体的には、3つの都道府県においてそれぞれ、教育委員会の高等学校関連政策担当職員1名、公立高等学校3校に関して、各校において校長、教務主任、教員2名の計4名、合計で1県につき13名、つまり合計で39名に対してインタビュー調査を実施した。併せて、インターネットや各教育委員会及び各校を訪問した際に関連する文書も収集した。そこでは、上述したhowを除く5Wの部分に関しては、教育委員会職員・学校管理職・教員ではそれぞれの活動内容が異なるため、それぞれ意識が向く方向性が微妙に異なることが明らかになった。教育委員会職員はより管轄内全体に、教員はより目の前の子どもあるいは保護者に対するアカウンタビリティを重視している傾向があった。また、アカウンタビリティという概念自体に対しては、「その中身はこれまで日本の教員はやっている」、「確かに無意識的にやっていたが、より体系的に活動できるようになった」といった相反する回答も寄せられた。また、全体として調査参加者は「教育におけるアカウンタビリティとは何か」を理論的に体系化できていたわけではなく、そのような状況でも教育委員会職員としては国の政策の流れ、現場としては教育委員会による政策の流れにより、学校評価や教員評価などに取り組まざるを得ない状況にあることがわかった。つまり、5Wと1Hの相互の関連作において、必ずしも意識的ではなかった。2.国際的視野からの研究昨年度、カナダにおける教育のアカウンタビリティついて、比較研究の見地から調査したが、今年度はそのアウトフットとして学力問題について学会発表を行った。また論文も執筆し、それは今夏刊行される予定である。本研究は、今年度から3年間にわたり、近年の教育改革における主要な協議事項の一つである「アカウンタビリティ」について、教育委員会や学校管理職、教員がこれをどのように意識しながら実際の教育行政活動、学校運営活動、教育活動を行っているのかについて、質的調査方法を活用してデータを収集し、分析することを目的としている。このような研究目的に基づき、本年度は以下の通りに研究を進めた。1.アカウンタビリティに関する概念枠組みと分析視点の設定まず、国内外でこれまで議論されてきた「アカウンタビリティ」の概念定義や構成要素、アカウンタビリティを高めていく実際の手法に関する先行研究を徹底的に精査し、その概念枠組みと分析の視点を構築した。そこでは、アカウンタビリティを考える際には、次の6W1Hが重要であるということが見出された。即ち、who holds(誰がアカウンタビリティを負うのか),to whom(誰に対して負うのか),for what(何に関して負うのか),what level(どのレベルのアカウンタビリティを負うのか),what consequences(アカウンタビリティを果たせた、あるいは果たせなかった場合、どのような結果が生じるのか),when(アカウンタビリティはいつ果たされるのか),how(どのようにしてアカウンタビリティを果たすのか)である。2.質的調査方法によるデータ収集アカウンタビリティに関する概念枠組みと分析の視点を確定した後に、実際に教育委員会職員や学校管理職、教員を対象にインタビュー調査及び関連活動の観察調査を行った。具体的には、教育委員会の高等学校アカウンタビリティ向上政策担当職員1名、公立高等学校3校に関して、各校において校長、教務主任、教員2名の計4名、合計で1県につき13名へのインタビューを2県で行った。つまり、今年度は合計で26名に対してインタビュー調査を実施した。1.質的調査を通してのデータ収集昨年度、文献調査を通してアカウンタビリティを分析する際の視点を次のように設定した。昨年度同様、今年度もこれらの視点を用いて、実際に教育委員会職員や学校管理職、教員を対象にインタビュー調査及び関連活動の観察調査を行った。具体的には、2つの都道府県においてそれぞれ、教育委員会の高等学校アカウンタビリティ向上政策担当職員1名、公立高等学校3校に関して、各校において校長、教務主任、教員2名の計4名、合計で1県につき13名へのインタビューを2県で行った。

つまり、今年度は合計で26名に対してインタビュー調査を実施した。併せて、インターネットや各教育委員会及び各校を訪問した際に関連する文書も収集した。2.国際的視野からの比較検討「どのようにして学校のアカウンタビリティを高めるのか」という課題は、多くの先進諸国で進行中の教育改革における共通の協議事項となっている。そこで、日本でのアカウンタビリティ政策を広く国際的視野で比較分析するために、他国の状況に関しても分析した。対象としては、カナダ・オンタリオ州を選択した。そこでは主に教員評価制度及び学力向上政策に焦点を当てた。本研究は、「学校のアカウンタビリティ」について、教育委員会や学校管理職、教員がこれをどのように意識しながら教育活動を行っているのかについて分析することを目的としている。このような研究目的に基づき、当該年度は以下の通りに研究を進めた。1.質的調査を通してのデータ収集一昨年度、文献調査を通してアカウンタビリティを分析する際の視点を次のように5W1Hと設定した。即ち、Who holds(誰がアカウンタビリティを負うのか),to whom(誰に対して負うのか),for what(何に関して負うのか),What level(どのレベルのアカウンタビリティを負うのか),When(アカウンタビリティはいつ果たされるのか),how(どのようにしてアカウシタビリティを果たすのか)である。一昨年度及び昨年度にこれらの視点を用いて、実際に教育委員会職員や学校管理職、教員を対象にインタビュー調査及び関連活動の観察調査を行った。具体的には、3つの都道府県においてそれぞれ、教育委員会の高等学校関連政策担当職員1名、公立高等学校3校に関して、各校において校長、教務主任、教員2名の計4名、合計で1県につき13名、つまり合計で39名に対してインタビュー調査を実施した。そこでは、上述したhowを除く5Wの部分に関しては、教育委員会職員・学校管理職・教員ではそれぞれの活動内容が異なるため、それぞれ意識が向く方向性が微妙に異なることが明らかになった。教育委員会職員はより管轄内全体に、教員はより目の前の子どもあるいは保護者に対するアカウンタビリティを重視している傾向があった。また、アカウンタビリティという概念自体に対しては、「その中身はこれまで日本の教員はやっている」、「確かに無意識的にやっていたが、より体系的に活動できるようになった」といった相反する回答も寄せられた。
大脳新皮質ニューロン移動におけるＰＤＫ１ーＡｋｔ経路の機能解析

大脳皮質の発生において、神経系前駆細胞から産生されたニューロンは長い距離を移動して決められた目的地まで到達することにより、適切な神経回路を形成する。本研究ではその制御メカニズムについて明らかにすることを目的とした。遺伝子改変マウス等を用いた解析の結果、PDK1-Akt経路が微小管骨格の安定性あるいは核-中心体カップリングを制御することによりニューロンの移動速度をコントロールし、大脳皮質発生に重要な役割を果たしていることが示唆された。大脳新皮質はニューロンが適切に配置された6層構造からなり、その形成にはニューロンの移動が必須の役割を果たす。ニューロンは核と中心体が交互に動く核-中心体カップリングというニューロン特異的な現象によって移動することが知られているが、その制御メカニズムには不明な点が多く残されている。申請者のこれまでの解析から、セリン/スレオニンキナーゼAktが大脳新皮質ニューロンの移動と層形成に重要な役割を果たすことが明らかになっている。しかしながら、Aktがどのようにしてニューロン移動を制御するかについては不明なままである。前年度本研究において、Aktが直接リンさん化する基質を探索する目的で、脳抽出液中に含まれるリン酸化ペプチドの網羅的検出を行なった。Akt活性化に必要な上流分子PDK1のノックアウトマウス脳とコントロール脳から検出されたリン酸化ペプチドを比較したところ、コントロール脳に比べてPDK1ノックアウト脳において微小管結合タンパク質のリン酸化が大きく変化していた。この結果は、PDK1ノックアウトにより微小管安定性が変化していることを示唆している。当該年度において、Aktの直接のリン酸化ターゲットの絞り込みを行ない、現在も継続的にAktのリン酸化基質の同定に取り組んでいる。また、移動中のニューロンにおいてAktの活性が時間的・空間的にどのように変化しているかを調べるため、子宮内エレクトロポレーションによってAktのFRETプローブを遺伝子導入後に脳スライスを作製・観察する実験に現在取り組んでいる。本研究では、まず、PDK1-Akt経路がニューロンの先導突起内で活性化することを見出した。そして、PDK1-Akt経路をニューロン特異的に活性化するとニューロン移動速度を上昇させ、不活性化させるとニューロン移動が遅くなったことから、ニューロンにおけるPDK1-Akt経路の活性化は細胞自律的にニューロン移動を制御することが示唆された。更に、PDK1ノックアウト脳では微小管の安定性が低下していること、あるいは微小管結合タンパク質群の微小管への結合が低下していることを見出した。核と中心体が交互に動く核-中心体カップリングというニューロン特異的な現象によって移動することが知られているが、PDK1-Akt経路を阻害すると核と中心体の距離が短くなり、PDK1-Akt経路を活性化するとその距離が長くなることが明らかになった。従って、PDK1-Akt経路は移動中のニューロンの先導突起内で活性化することによって微小管骨格を安定化させ、中心体を前方に動かすことにより、ニューロンの移動を制御していること可能性が示唆された。当該年度本研究において、Aktが直接リンさん化する基質を探索する目的で、脳抽出液中に含まれるリン酸化ペプチドの網羅的検出を行なった。現在、Aktの直接のリン酸化ターゲットの絞り込みを行なっている。また、移動中のニューロンにおける中心体の挙動を調べるため、子宮内エレクトロポレーションによる遺伝子導入後に脳スライスを作製・観察した。中心体局在型RFPを発現させることにより、中心体の挙動をリアルタイムに追跡することに成功した。現在、中心体の挙動を詳細に解析中である。平成24年度の研究計画どおりに実験が行なわれ、また興味深い知見も得られており、研究はおおむね順調に進展している。平成23年度の研究計画どおりに実験が行なわれ、また興味深い知見も得られており、研究はおおむね順調に進展している。研究は順調に進んでおり、当初の計画通りに実験を行なっていく予定である。

平成24年度は当初の予定より消耗品得を安価で手に入れることができ、また、平成23年度に購入した試薬を用いて実験を行なうことが出来たため、次年度に研究費を一部繰り越した。今後研究が順調に進むことによりリン酸化ペプチド抗体の作製などが必要になってくるので、それらの消耗品費として使用する予定である。また、学会発表、論文投稿を行なう予定であり、それらに研究費を使用する予定である。平成23年度は当初の予定より消耗品を安価で手に入れることが出来たため、次年度に研究費を一部繰り越した。
結晶中のき裂先端付近のX線トポグラフィーによる観察

き裂と転位は強い相互作用がある。例えば、NaCl型イオン結晶ではき裂の進展を促進するような転位の生成の可能性が、小泉らによって指摘されている。このような転位とき裂の相互作用を調べるためには、応力条件を明らかにして、き裂先端近傍から生成する転位を直接、観察することが必要である。放射光を用いたX線トポグラフィーは、X線の透過方向に、厚さ数mmの結晶を用いることができるため、応力条件を明確にして亀裂先端近傍の転位を観察できる可能性がある。そこで、高エネルギー物理学研究所のBL-3Cに設置されているゴニオメーターに、応力を測定しながらモードIの破壊を進行させることができるようなジグを作製した。それを用いて、NaCl型構造をもつMgOおよびLiF単結晶に(100)面に予き裂を導入して、ダブルカンチレバ-型に加工し、モードIの破壊が進行するような応力を徐々に加えながらき裂先端近傍のセクシショントポグラフを原子核乾板に撮影した。原子核乾板上に撮影された、異なった回析ベクトルをもつスポットを光学顕微鏡で拡大してき裂近傍の転位を観察した。き裂が進展し始める応力以下でも転位の生成が観察さた。き裂近傍では、その転位密度は非常に高く、個々の転位を分離して観察できないために、転位の性質は決定できなかった。しかし、強力な放射光の特長を利用して、連続断層撮影を行うことができ、き裂先端の転位の3次元の分布が求められた。転位はき裂から0.5mm程度の距離の範囲に集中していることが明らかになった。
緑藻ボルボックスの親個体のみを適切な時期に分解する機構の解明

緑藻ボルボックスの成体の内部には十数個の娘個体が存在し、娘個体が成熟した後に、親個体の細胞外マトリックス(Extracellular matrix、ECM)を分解して、ECMの分解によって生じた開口部からふ化する。その際には、娘個体がVolvox hatching enzyme A(VheA)と呼ばれるタンパク質分解酵素を分泌する。また親個体も自分自身を壊れやすくする活性を持つLate Somatic Gene 2(LSG2)と呼ばれる酵素を発現している。よって、娘個体のふ化には娘個体が分泌するVheAと親個体が発現するLSG2の両方が重要と考えている。すなわち、LSG2とVheAはそれぞれ親個体のECM成分を分解し、両方が作用した部分でECMに穴が開くと考えられるが、実際にECMのどの成分を分解するかは不明である。そこで、LSG2とVheAの標的分子を調べるため、LSG2またはVheAによるECMの分解反応を行なった。その結果、LSG2とVheAによってそれぞれ分解された複数のECM成分が分離されたが、それらはほぼ同じサイズを示したことから、LSG2とVheAはほぼ同じECM成分を分解する活性をもつことが考えられた。また、ふ化の時期を規定するために重要と考えられるVheAの分泌が、親個体からの作用により引き起こされるのか、それとも娘個体のみで起きるのかを調べるため、娘個体を親個体から分離した場合にVheAが分泌されるかを調べた。その結果、分離した娘個体においてもVheAの分泌が起こることが示唆された。よってVheAの分泌には親個体は必要でなく、娘個体が自律的にVheAをプロセシングして分泌している可能性が高いと考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。緑藻ボルボックスの成体では、体の体積の95%以上が、糖タンパク質を主成分とする細胞外マトリックス(extracellular matrix、ECM)によって構成されている。ボルボックス成体の内部には約12 -16個の娘個体が存在し、胚発生を終え成熟した後に、親個体のECMが分解されて親個体の一部に穴が開き、その開口部から娘個体が外部へ出てふ化する。適切なタイミングでふ化が起きるように制御する機構は不明であるが、ふ化の際には、娘個体がVolvox hatching enzyme A(VheA)と呼ばれるタンパク質分解酵素を分泌し親個体のECMを分解することが知られている。また親個体も自分自身を壊れやすくするLate Somatic Gene 2(LSG2)と呼ばれる酵素を発現している。我々はLSG2の生体内における役割を調べるため、生きたボルボックス個体において、LSG2の阻害の影響を検討した。LSG2は、クラミドモナスのGamete Lytic Enzyme(GLE)や他のMatrix metalloproteinase(MMP)と相同性を持つため、MMPの阻害剤として広く用いられているFN-439を実験に用いた。ボルボックス個体の培養液に、実際のふ化が起こる21時間前に阻害剤を添加し、ボルボックスの培養を行なった。その結果、阻害剤を加えない対照実験と比べて、ふ化が起こる時期が約3時間遅れた。しかしながら、阻害剤には、LSG2だけでなくVheAの活性を阻害する効果も見られたため、阻害剤の特異性が十分でないことが分かった。実験結果から、MMP阻害剤が阻害する生体内の因子が、ふ化の時期を適切に規定することに必要であると考えられる。実験に使用するボルボックス株

EVE10の形態や生育状態に異常が見られたため、個体の選別を行い、形態や生育状態の回復を試みたが良好な変化は見られず、新たなEVE10株を他大学の先生に分与していただいた。この新たな株について実際に行う実験条件と同じ条件で飼育を開始し個体の選別を行って、その形態や生育等が良好な状態であることを確認し、生育ステージが揃ったボルボックスを培養できるようになるまでに時間を要した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。MMP阻害剤を用いた実験では、FN-439の使用濃度を検討するとともに、FN-439以外のMMP阻害剤の使用を検討する。また、親個体のみを適した時期に分解する機構の一端を明らかにするため、LSG2とVheAの標的分子の探索を行う。LSG2とVheAはそれぞれECMの成分を分解していると考えられるが、実際にどのECM成分を分解するのか不明である。そこで、ボルボックス個体からECM成分を回収し、LSG2とVheAによる分解反応を行い、分解産物を分離して同定する。また、ふ化の時期を規定するための鍵と考えられるVheAの分泌が、親個体からの作用により引き起こされるのか、それとも娘個体のみで起きるのかを調べるため、娘個体を親個体から分離した場合にVheAが分泌されるかを調べる。
特発性黄斑上膜の発症機序に関する基礎的研究

特発性黄斑上膜(ERM)の病態を生化学的な面から検討する目的で,セリンプロテアーゼの一つであるトリプターゼおよび抗2型コラーゲン抗体との関連について調べた。特発性黄斑円孔(MH),増殖糖尿病網膜症(PDR),ERM,裂孔原性網膜剥離(RD)の硝子体手術時に硝子体および血清を採取し,トリプターゼ活性および抗2型コラーゲン抗体を測定した。その結果トリプターゼ活性は,MHとERMが,抗2型コラーゲン抗体価は,ERMが有意に高値を呈した。ERMでは,硝子体中のトリプターゼ活性上昇が組織の線維化に,血清中の抗2型コラーゲン抗体上昇が網膜硝子体界面の免役反応に関与して膜形成が生じている可能性が示唆された。特発性黄斑上膜は主に中高年者に発症し,変視症,視力低下をきたす。現時点で有効な薬物治療はなく,硝子体手術が唯一の治療手段である。特発性黄斑上膜の成因としては,後部硝子体皮質前ポケットの後壁の硝子体ゲルを基盤とし,その部位に細胞増殖や細胞外基質の蓄積が生じるとする説,あるいは後部硝子体剥離によって惹起された内境界膜の破綻によって,感覚網膜中のグリア細胞が遊走増殖する説などが提唱されている。しかし,本疾患においてこのような形態学的な面以外の研究はほとんどなされていないのが実状である。われわれは以前に特発性黄斑上膜と同じ黄斑部に特異的に発症する特発性黄斑円孔において,セリンプロテアーゼの一つであるキマーゼの硝子体内の活性が上昇していることを報告した。また,中心窩の網膜には幹細胞様の未分化な細胞が存在し,キマーゼによるアポトーシス作用によって,これらの未分化な細胞が機能不全をおこして,黄斑円孔が生じるのではないかという仮説を提唱した。一方,糖尿病網膜症を有する患者では血清中の抗2型コラーゲン抗体値が上昇しており,糖尿病網膜症の進行によって血液網膜関門が破綻することで,血清中の抗2型コラーゲン抗体が硝子体中の2型コラーゲンと接触し,一種の免疫反応を生じることが糖尿病網膜症の病態に関与する可能性を提唱した。今回,これらの研究の延長線上で,特発性黄斑上膜とセリンプロテアーゼの一つであるトリプターゼおよび抗2型コラーゲン抗体との関連についてさらに研究を進める。手術時に硝子体を採取し,トリプターゼ活性を測定した。疾患の内訳は黄斑円孔(MH)10眼,増殖糖尿病網膜症(PDR)10眼,ERM 15眼,網膜剥離(RD)10眼であった。トリプターゼ活性測定には吸光度分析法を用いた。抗2型コラーゲン抗体価はERM患者血清15例,コントロールには白内障患者血清10例を用いた。測定にはanti-type type II collagen IgG assay kitを用いた。その結果は前回と比較して測定値のばらつきが大きく,現在サンプルを増やして再検討する予定である。抗2型コラーゲン抗体価は,ERM56.42 ±35.63units/ml,コントロール30.42 ±16.13 units/mlで,ERMが有意に高値を呈した(p=0.042, Mann-Whitney test.)。ニューロステロイドについては,硝子体および血中のテストステロン(TE),エストラジオール(E2)をELISA法にて測定した。E2は黄斑上膜(ERM)15例,黄斑円孔(MH)17例,増殖糖尿病網膜症(PDR)10例,網膜剥離(RD)16例で測定した。TEはERM5例, MH16例,PDR5例,RD15例。年齢は各群間で有意差はなかったその結果,硝子体中E2濃度(pg/ml)はERM:13.80±10.50,MH:15.00±7.25,PDR:16.00±3.53,RD:16.06±4.57。対して,血清中E2濃度はERM:10.00±0.00,MH:9.94±2.02,PDR:11.50±4.74,RD:10.31±3.44と,どの疾患においても硝子体中のE2濃度が血清中より有意に高値であった(p<0.01)。硝子体中TE濃度(pg/ml)は, ERM:0.145±0.007,MH:0.147±0.012,PDR:0.133±0.015,RD:0.174±0.076に対してERM:0.112±0.058,MH: 0.159±0.097, PDR:0.172±0.129,RD:0.182±0.092と,硝子体と血清の間で疾患により差異を認めた。術中に採取した黄斑上膜の免疫染色の結果は,キマーゼおよびトリプターゼに陽性所見を認めたが,さらにサンプル数を増やして検討する予定である。特発性黄斑上膜は日常臨床でしばしば遭遇する疾患である。現時点では有効な薬物療法はなく,硝子体手術が唯一の確実な治療である。

本疾患の発症機序としては,後部硝子体皮質前ポケットの後壁に残存した硝子体を足場に細胞増殖や細胞外基質が蓄積するために生じるとされているが,未だに不明な点も多い。我々は,以前から黄斑部に幹細胞様の未分化な細胞が存在し,それが種々の黄斑疾患の病態に関与する可能性を考え研究を行なってきた。また,キマーゼやトリプターゼの硝子体内での活性が上昇していることを過去に報告した。キマーゼやトリプターゼなどのセリンプロテアーゼは肥満細胞で産生されるが,近年,肥満細胞が組織の線維化や血管新生,アポトーシスに関与することが注目されている。肥満細胞は眼球では脈絡膜,毛様体,結膜,強膜などに存在することが報告されている。硝子体中のキマーゼやトリプターゼが眼内のどの組織から産生されるのか現時点では不明であるが,脈絡膜や毛様体などのぶどう膜組織がその候補として考えられる。また,bursa premacularisは黄斑円孔や黄斑上膜の発症に関与することは過去に報告されているが,これがどのような生理作用も持つ組織なのかは解明されていない。我々はbursa premacularisが,黄斑上膜や黄斑円孔など種々の黄斑疾患の発症機序に関与する可能性を考えているが,この部位に存在するヒアロサイトと肥満細胞の関連についても検討を行う予定である。網膜硝子体疾患における硝子体と血清中トリプターゼ活性について以下の臨床研究を行った。【目的】我々は肥満細胞が産生するセリンプロテアーゼの一つであるトリプターゼの硝子体中活性が特発性黄斑上膜(ERM)で高いことを報告した(Ikeda T etal:Clinical Ophthalmol 2015)。今回,トリプターゼ産生の局在を知る目的で,網膜硝子体4疾患における硝子体および血清中トリプターゼ活性の測定を行い比較検討した。【方法】対象疾患の内訳はERM,特発性黄斑円孔(MH),増殖糖尿病網膜症(PDR),裂孔原性網膜剥離(RD)各々20例である。各々の症例で硝子体手術時に採取した硝子体サンプルおよび血清におけるトリプターゼ活性をELISA法で測定した。【結論】ERM,MH,RDはPDRに比較して硝子体中トリプターゼ活性が有意に高値であったが,血清中では差が認められなかったことより,硝子体中トリプターゼは眼内で産生されている可能性が示唆された。キマーゼおよびトリプターゼ産生の局在を知る目的で,網膜硝子体4疾患(黄斑上膜:ERM,黄斑円孔:MH,増殖糖尿病網膜症:PDR,裂孔原性網膜剥離:RRD)における硝子体および血清中トリプターゼおよびキマーゼ活性の測定を行い比較検討した。また,硝子体手術時に採取した硝子体腔中央部の硝子体ゲルおよびbursa premacularisを別々に採取し,抗キマーゼ抗体,抗トリプターゼ抗体,抗線維芽細胞抗体,リンパ管内皮のマーカーであるPodoplaninを用いて免疫染色を行った。さらに術中に採取したERMについても抗キマーゼ抗体,抗トリプターゼ抗体の免疫染色を行った。ERM,MHの硝子体トリプターゼ活性はPDRに比較して有意に高値であった。血清のトリプターゼ活性は4疾患の間に有意差はなかった。MHの硝子体キマーゼ活性は他の3疾患に比較して有意に高値であった。血清のキマーゼ活性はいずれも検出限界以下であった。抗キマーゼ抗体,抗トリプターゼ抗体,抗線維芽細胞抗体,抗Podoplanin抗体を用いた免疫染色ではbursa premacularisが中央部の硝子体より強く染色され, bursa premacularisには細胞成分が多くみられた。ERM中にもキマーゼおよびトリプターゼ陽性の細胞がみられた。以上の結果から,硝子体中のトリプターゼおよびキマーゼ活性は網膜硝子体疾患で差があり,眼内局所での産生に疾患による違いがあるものと考えられた。Bursa premacularisは中央部硝子体よりもセリンプロテアーゼの抗体に強く染色され,この部位に肥満細胞が存在し,セリンプロテアーゼの産生源になっている可能性が示唆された。
金属酸化物を用いる有機薄膜／金属界面制御と有機デバイスの高性能化に関する研究

有機層にLiF/Al陰極を積層した場合には、有機層/陰極界面において励起子が失活すること、ならびに、LiFとAlの間に酸化モリブデン(MoO3)層を挿入した陰極(LiF/MoO3/Al)を用いることにより、有機層/陰極界面における励起子の失活が抑制されることを明らかにした。また、MoO3を陰極バッファーとして用いることにより、有機薄膜太陽電池の短絡光電流密度が増加し、その結果として、エネルギー変換効率が向上することを明らかにした。さらに、MoO3を有機発光ダイオード(OLED)の陰極バッファーとして用いることにより、OLEDの外部量子効率が向上することを明らかにした。有機エレクトロニクスデバイスの性能におよぼす酸化モリブデン(MoO3)陰極バッファの効果について知見を得るとともに、有機エレクトロニクスデバイスの性能を向上させることを目的として研究を行い、以下の知見を得た。(1)有機薄膜太陽電池の性能向上の観点から、これまで検討してきたpn接合型有機薄膜太陽電池に対して、p層およびn層の界面にp型半導体とn型半導体の混合層を挿入したp-i-n接合型有機薄膜太陽電池を作製し、この素子にMoO3陰極バッファーを適用した。MoO3陰極バッファを用いるp-i-n接合型素子は、MoO3を用いないp-i-n型素子に比べて素子性能が向上することが明らかとなり、MoO3陰極バッファがp-i-n接合型素子についても適用可能であることがわかった。また、MoO3陰極バッファを用いるp-i-n接合型素子の変換効率は4.9%であり、MoO3陰極バッファを用いるpn接合型素子のそれ(3.3%)に比べて大きく向上した。(2) MoO3陰極バッファの有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子への適用可能性を検討することを目的として、発光層のみから構成される単層型のリン光発光有機EL素子を作製し、素子性能におよぼすMoO3陰極バッファの効果を評価した。その結果、MoO3陰極バッファを用いる素子は、MoO3を用いない素子に比べて、発光効率、電力効率および量子効率が向上することを明らかにし、MoO3陰極バッファが有機EL素子にも適用可能であることを示した。【最終年度に実施した研究の成果】最終年度は、バルクヘテロ接合型有機薄膜太陽電池(OSC)に対してMoO3陰極バッファーを適用し、MoO3陰極バッファーが、バルクヘテロ接合型素子に対しても有用であることを明らかにするとともに、OSCとしては比較的高い変換効率(6.3%)を得ることに成功した。さらに、MoO3陰極バッファーを有機発光ダイオード(OLED)に適用することにより、外部量子効率が約1%向上することを明らかにし、MoO3陰極バッファーが、OLEDにも適用可能であることを示した。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】本研究は、金属酸化物を用いる新しい有機薄膜/金属界面制御方法を提案し、有機エレクトロニクスデバイスの性能向上を図ることを目的とした。金属酸化物としてMoO3を用い、MoO3とAlの反応の様相について明らかにするとともに、この現象を利用して、有機薄膜/金属界面における励起子失活サイトの生成抑制のための方法論を確立した。さらに、この手法をOSCに応用し、陰極バッファーとしてMoO3を用いる素子の変換効率が、MoO3を用いない素子のそれに比べて向上することを見いだした。また、MoO3陰極バッファーを、pn接合型、pin接合型、バルクヘテロ接合型OSCに適用し、いずれの素子構造においても、MoO3陰極バッファーが適用可能であることを明らかにするとともに、バルクヘテロ接合型素子において、OSCとしては比較的高い変換効率(6.2%)を得た。さらに、MoO3陰極バッファーを用いる有機発光ダイオードの外部量子効率が、MoO3陰極バッファーを用いない素子のそれに比べて約1%大きいことを明らかにし、MoO3陰極バッファーが、有機発光ダイオードにも適用可能であることを示した。以上のように、本研究では、OSCやOLEDの性能向上に対する新しい方法論を提示した。金属酸化物が関与する有機薄膜/金属界面における化学反応・物理現象の解明、ならびに、有機発光ダイオードや有機薄膜太陽電池などの有機エレクトロニクスデバイスの高性能化の観点から、本年度は、金属酸化物としてMoO3を用いた有機薄膜/陰極界面における物理現象の解明とその現象を利用した有機薄膜太陽電池の性能向上の可能性を検討し、以下の知見を得た。(1) LiF/MoO3/Alを積層した有機薄膜の発光特性が、LiF/Alを積層した有機薄膜の発光特性に比べて高いことを明らかにし、MoO3の存在により、有機薄膜/電極界面において励起子の失活が抑制されることを示した。

(2) LiF上にAlを蒸着すると、LiFとAlの化学反応によりLi原子が生成し、生成したLi原子が有機化合物にドープされ励起子失活サイトとなるラジカルアニオン種が生成するが、MoO3の存在によりLi原子の生成が抑制され、その結果として有機薄膜/電極界面における励起子失活が抑制されることを明らかにした。(3) LiF/MoO3/Al電極を陰極として用いる有機薄膜太陽電池は、MoO3を用いないLiF/Al陰極を用いる素子に比べて、エネルギー変換効率が向上することを明らかにした。(4)有機薄膜/金属界面における化学反応・物理現象について新しい知見を得るとともに、有機薄膜太陽電池の性能を向上させるための新しい方法論を提示した。平成24年度は、MoO3陰極バッファがp-i-n接合型有機薄膜太陽電池にも適用可能であることを示すとともに、この素子が、pn接合型素子に比べてより高い性能を示すことを明らかにした。また、MoO3陰極バッファが単層型リン光発光有機EL素子にも適用可能であることを示しており、本課題は、現在までおおむね順調に進展しているといえる。平成23年度は、有機薄膜/陰極界面における化学反応・物理現象について新しい知見を得たとともに、得られた知見に基づいて有機薄膜太陽電池の性能向上を達成し、有機薄膜太陽電池の性能を向上させるための新しい方法論を提示したことから、本課題は、現在まで、おおむね順調に進展しているといえる。有機EL素子に関して、発光スペクトルの測定などにより、MoO3陰極バッファによる性能向上のメカニズムをより詳細に検討するとともに、より性能の高い有機EL素子の開発の観点から、MoO3陰極バッファを用いる多層型リン光発光有機EL素子を作製し、その性能を評価する。平成23年度は、主に二層型有機薄膜太陽電池について検討した。平成24年度は、混合層を有するp-i-n型構造やバルクヘテロ接合型構造を有する有機薄膜太陽電池にLiF/MoO3/Al陰極を用いることにより、金属酸化物を用いる太陽電池特性向上の可能性を検討する。また、有機エレクトロルミネッセンス素子に対してLiF/MoO3/Al陰極を適用し、同じく素子性能向上の可能性を検討する予定である。有機エレクトロニクスデバイスでは、材料の純度が素子性能を左右する重要な要因となる。今後使用予定の有機材料は購入時の純度が低いことが予想されるため、平成25年度は昇華精製装置を購入し、材料の高純度化を図る予定である。また、有機薄膜太陽電池、有機EL素子用有機材料や、酸化モリブデン、アルミニウムなどの試薬類、および、蒸着用ボートなど、蒸着装置用の消耗品の購入を予定している。主に、有機薄膜太陽電池・有機電界発光素子用の有機材料、Al、MoO3、LiFなどの陰極材料、Wボートなどの蒸着源などの購入に充てる予定である。
シロカイガラムシ科における介殻形成の系統進化

1.シロカイガラムシ科の主要部分は臀板付属突起の構成によって2系統群といくつかの進化段階に大別されるが、これらの区分を他の形質から確かめる目的で、選抜された19種のシロカイガラムシについて盤状分泌器官の微細構造を走査型電子顕微鏡で観察した。これによって群・段階間の関係を明確にし[論文発表済み]、介殻形成の進化を検討する寄り処を得た。また、シロカイガラムシの介殻に外見上類似した被覆を作る同翅目が少なくとも2科(キジラミ科とカイガラムシのConchaspididae)あるので、比較のためこれらも研究対象とした。2.Conchaspididaeの被覆は破砕されたワックス・フィラメントをアモルファスな肛門排泄物質で固めた一種のコンクリートでできていることを初めて明かにした[論文発表済み]。カイガラキジラミの完成された被覆も同様な内部構造を示すが、分泌器官の構造は全く異なり、ワックス・フィラメントは五角形の筒に組み合わされて分泌された後破砕されるという特異な現象が発見された。3.この結果、シロカイガラムシ科の介殻はワックス・フィラメントを破砕しないで用いる点で特色があり、このことが介殻形成の際の虫体運動の発達と運動様式の変化と組み合わさって多様な介殻を進化させた要因である、と結論された。(1)科の初原的な形態では臀板は付属突起を欠き、ワックス・フィラメントは円柱状を呈し不動の虫体上で綿絮塊となる。(2)原子的な臀板付属突起を有する段階に至って分泌器官は科特有の形態を持ち、扁平なワックス・フィラメントを分泌する。フィラメントが肛門排出物質で固められて介殻は一定の形状をとるが、この段階ではいまだ多様性に乏しい。(3)虫体が振動をおこなう段階で介殻の形態的多様性が増大し、回転運動をおこなう段階で膜質円形の介殻が出現する。進化のこの趨勢は多元的に起こっており、強力な適応的意義を示唆する。(4)この趨勢に一致せず、不動の虫体が円筒形のフィラメントを体上に伸長させる1属が発見された。この属がシロカイガラムシ科の放散の遺存形態であり、介殻形成についておこなわれた試行錯誤の存在を示すとする見解は可能であり、シロカイガラムシ科の進化的成功が介殻形成の方法の選択と密接に関わっているとする本研究の結論を支持するものである[一部論文発表済み]。シロカイガラムシ科内の系統関係を検証する目的で、盤状分泌孔の観察を19種のカイガラムシについておこなった。またこの科の介殻の構造上の特性を明かにするために、巨視的に類似した介殻をつくるConchaspididaeの4種と、キジラミ上科のクロオビカイガラキジラミについて観察した。今回設置されたビジュアル・プリンタ-を用いて走査電子顕微鏡画像を記録し、重要な画像のみCRT上で撮影した。