hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心臓線維化形成におけるＥｐａｃの役割と心不全治療への応用

1欠損マウスが慢性カテコラミン刺激で心臓線維化が抑制される機序としてコラーゲン分解促進作用である本申請の主要なキーデータを取得することができた。平成23年度の実験データから平成24年度はさらに詳細なメカニズム解明を行うとともに他の心不全マウスモデル(心筋梗塞マウスモデル、大動脈結窄モデルなど)についても、本申請課題の研究内容項目には記載されていないがEpac1KOの心臓線維化抑制作用ならびにメカニズムの解明について検討を行っていきたいと考えている。平成25年度は、慢性カテコラミン刺激以外の心不全マウスモデルをEpac1KOを用いて作成し、Epac1KOが同様に心臓繊維化抑制作用を示すかどうかを検討する。まずは大動脈縮窄による慢性圧負荷刺激心不全マウスモデルについて解析を行い、心臓繊維化抑制の程度、メカニズムの違いなどを中心に検討する予定である。Epacには2種類のサブタイプが存在する。心臓に発現する主要なサブタイプはEpac1であるが、Epac2も心臓に発現していることを我々は確認している。Epac2KOについても、Epac1KOと同様に心不全マウスモデルを作成して、Epacの心臓繊維化に対するサブタイプ特異的な違いについて検討を行う。Epac2KOを用いて慢性カテコラミン刺激心不全マウスモデルを作製してEpac2の心臓線維化における役割について検討する。また平成23年度の結果からEpacはMMP-2の発現抑制作用があることが示唆された。培養心筋細胞を用いてEpac特異的刺激薬(8-CPT-AM)を用いて心筋細胞に発現するMMP-2の発現量をウエスタンブロティングを用いて検討するとともに、Zymographyを用いてMMPの活性についても検討予定である。Epac1TGとEpac1KOを交配して心筋細胞にはEpac1が発現するが、心臓線維芽細胞にはEpac1が発現しないトランスジェニックマウス(Epac1TG-Epac1KO)の作成に関してはEpac1TG-Epac1(hetero)マウスの作成までは終了した。今後Epac1TGxEpac1KO(hetero)マウスを交配してEpac1TG-Epac1KOを作製する。なお昨年度は動物管理に必要な消耗品(餌、床敷代)、試薬類や培養心筋細胞を同一施設内で共用することにより新規購入の必要が無くなり残額が494,985円となったが今年度は鶴見大学に移動したため同一研究室内で試薬や培養心筋細胞を共有する可能性は少なく交付された研究費はすべて使用する予定である。消耗品:抗体、試薬類、動物維持費用(餌、床敷、動物センター管理費用など)学会旅費:日本循環器学会、アメリカ心臓病協会、日本内科学会、循環制御医学会、老年病学会など論文投稿費用、別刷費用、英文校閲費用消耗品:抗体、オスモティックポンプ、試薬類、動物維持費用(餌、床敷、動物センター管理費など)学会旅費:日本循環器学会、アメリカ心臓病学会、日本内科学会など論文投稿費用、別刷費用などが必要である。
多視点対応ピクセルの積層構造を利用した裸眼立体視ディスプレイ

多視点対応ピクセルとは、見る向きによって表示色が変化するピクセルを指す。レンチキュラーディスプレイなどの裸眼立体視ディスプレイでは、こうした多視点対応ピクセルを平面上に並べたパネルが用いられている。本研究では、多視点対応ピクセルからなる透過パネルを何枚か積層するという裸眼立体視の新たな方式を提案した。提案手法に基づくディスプレイは、レンチキュラーディスプレイよりも高解像度の立体画像を表示することができた。また、通常の液晶パネルを積層して作られる積層式ディスプレイとの比較においても、物体間の遮蔽関係が正しく表示されるなどといった点において、優れた性質を持っていることが分かった。本研究では,「多視点対応ピクセル(multiscopic pixel)から構成された透過パネルを積層することによって立体画像の表示を行なう」という裸眼立体視の新たな方式を提案し,その理論的な解析を行うと共に、プロトタイプの実装・評価を行なうことを目的としている。ここで,多視点対応ピクセルとは,見る向きによって表示色が変化するピクセルのことで,視線依存ピクセル(view-dependent pixel)とも呼ばれる。このような特殊なピクセルを並べたパネルを積層すると,通常の液晶パネル等を積層した場合に比べて,立体像をより正確に再現することのできる裸眼立体視ディスプレイになることが期待されている。平成25年度は,多視点対応ピクセルの積層構造に対する理論的な解析を行ない,裸眼立体視に有効な積層方法を見い出すと共に,裸眼立体視を実現する際に必要となるピクセルの制御方法を確立することに焦点を当てて,研究を進めた。よく知られているレンチキュラーディスプレイでは,通常の液晶パネルの前面にレンチキュラーシートを貼り付けることによって,液晶パネル内のピクセルを多視点対応ピクセルへと変換する。しかし,このようにして作られたパネルは,積層しても制御することが極めて難しく,裸眼立体視にはあまり向かないことが分かった。そこで本研究では,液晶パネルの前面だけでなく,背面にもレンチキュラーシートを貼り付けるという方法を考案した。この方法では,少数枚(24枚のケースをシミュレーションで検証)のパネルの積層であれば,ピクセルの制御がさほど困難ではなく,立体像の表示も可能であることが分かった。また,通常の液晶パネル等を積層した場合と比較すると,若干の画質の劣化は見られたものの,物体の遮蔽関係の表示がより正確になることを確認できた。本研究では,多視点対応ピクセルを持つ透過パネルを積層するという裸眼立体視の新たな方式を提案し,その理論的な解析や,プロトタイプの実装・評価を行なうことを目的としている。ここで,多視点対応ピクセルとは,見る向きによって表示色が変化するピクセルを指す。このようなピクセルを積層することによって,従来方式よりも優れた裸眼立体視の実現を目指している。平成25年度は,液晶パネルの両面にレンチキュラーシートを貼り付けることによって多視点対応ピクセルを構築し,これを積層する方法(以下,方法Aと呼ぶ)を研究した。液晶パネルの片面のみにシートを貼り付ける方法(以下,方法Bと呼ぶ)に比べ,方法Aでは,ピクセルの制御が容易で,表示される立体像の画質も優れていることが分かった。これを踏まえ,平成26年度は,まず方法Aに基づく裸眼立体視ディスプレイの試作を試みた。方法Aでは,相互に制約条件で結ばれた2種類のレンチキュラーシートを必要とする。こうした条件を満たすシートの組み合わせを探したが,市販品の中には適切な物が見つからなかった。また,特注でのシートの製作も模索したが,予算の範囲を越えることが分かったため断念し,方法Bに切り替えて試作をやり直すことにした。方法Bでは,ディスプレイの組み立てに際し,高い工作精度が求められる。研究室内で実現可能な工作精度には限界があるため,レンズピッチの比較的大きなレンチキュラーシートの中で,組み立て可能なものを模索した。これにより,解像度は落ちることになったものの,立体視の可能なディスプレイを試作できた。試作したディスプレイは,2層のモノクロディスプレイで,液晶パネルとレンチキュラーシートが各2枚組み込まれている。1層のディスプレイ(通常のレンチキュラーディスプレイ)に比べて,2層に積層されたディスプレイでは,表示される立体像の画質の向上が認められた。本研究では,多視点対応ピクセルの並んだ透過パネルを積層することによって立体像の表示を可能にするという,裸眼立体視の新たな方式を提案し,その理論的な解析やプロトタイプの実装・評価を行うことを目的としている。このようなピクセルを積層することによって,従来方式よりも優れた裸眼立体視の実現を目指した。平成2526年度は,主として多視点対応ピクセルの構築方法を研究した。液晶パネルの両面にレンチキュラーシートを貼り付ける方法と,片面のみに貼り付ける方法とを比較し,積層への適否を検討した。また,後者の方法に基づいて2層のモノクロディスプレイを試作し,裸眼立体視が可能であることを確認した。平成27年度は,カラーディスプレイの構築方法について研究した。モノクロディスプレイをカラー化にするには,積層する液晶パネルを全てカラーにするという方法が考えられる。この方法では,各パネルを透過する光量が1/3以下になってしまうため,複数のパネルを積層すると,著しく暗い立体像が表示されることになる。そこで、視聴者から見て前面の一層のみにカラーパネルを導入し,その他の層にはモノクロパネルを使用するという方法を考案した。前面に置くカラーパネルには,両面からレンチキュラーシートを貼り付け,さらにパネルとレンチキュラーシートとの間に拡散シートを挟み込んだ。こうすることによって,モノクロディスプレイの作り出す立体像に「色付け」をすることが可能になった。

上述のカラーパネルとレンチキュラーシート,拡散シートの組み合わせを実装し,前年度までに構築したモノクロディスプレイの前面に配置して効果を確認した。カラーパネルや拡散シートを組み込んだことにより,立体像の明るさは減少したものの,バックライトを強化することによって減少分をカバーできた。多視点対応ピクセルとは、見る向きによって表示色が変化するピクセルを指す。レンチキュラーディスプレイなどの裸眼立体視ディスプレイでは、こうした多視点対応ピクセルを平面上に並べたパネルが用いられている。本研究では、多視点対応ピクセルからなる透過パネルを何枚か積層するという裸眼立体視の新たな方式を提案した。提案手法に基づくディスプレイは、レンチキュラーディスプレイよりも高解像度の立体画像を表示することができた。また、通常の液晶パネルを積層して作られる積層式ディスプレイとの比較においても、物体間の遮蔽関係が正しく表示されるなどといった点において、優れた性質を持っていることが分かった。[研究実績の概要]で述べた通り,多視点対応ピクセルの構成方法として,実質的に2つの方法を試すことになり,当初の予定よりもディスプレイの試作時期が遅れた。当初の研究計画で予定されていた「試作したディスプレイの評価」については,次年度以降に取り組んでいきたい。コンピュータグラフィックス平成26年度は,提案方式に基づいた2層のモノクロディスプレイを構築した。この結果を踏まえ,(1)カラーディスプレイの構築,(2) 3層以上の積層数を持つ裸眼立体視ディスプレイへの拡張,(3)試作された各種ディスプレイの評価,などの諸課題に取り組んでいきたい。多視対応ピクセルの構成方法として,当初は1枚のレンズシートを液晶パネルの片面に貼り付けるという方法を考えていたが,数値シミュレーションの結果などを踏まえ,2枚のレンズシートを液晶パネルの両面に貼り付ける方法に変更した。この方針転換に伴い,基本的な方式の確認は完了したものの,理論解析(種々のパラメータと画質,被写界深度など関係に関する解析)が不十分なままになっている。これらについては,次年度以降に解明していきたいレンチキュラーシートの購入のために50万円程度の支出を想定していたが,当初想定していた仕様のレンチキュラーシートは,この予算内に収まらないことが分かった。このため,仕様の見直しを行ない,より安価なレンチキュラーシートを使って当面の研究を実施する一方,次年度以降により高い性能を持つ裸眼立体視ディスプレイを構築できないか検討することにした。[現在までの達成度]の項で述べた理論解析の不足について解消すると共に,プロトタイプの実装へと研究の軸を移していく予定である。
加齢性難聴が認知機能障害に与える影響に関する研究

加齢性難聴はコミュニケーション障害をきたすのみならず、認知機能にも影響するといわれている。超高齢社会を向かえた我が国にとって、認知症対策は避けて通れない喫緊の課題である。認知症は一旦発症すると有効な治療法がなく、早期発見、早期介入による発症予防が重要である。我々は、加齢性疾患を対象とした佐渡市の疫学研究(PROST研究)において、加齢性難聴と脳血管障害、糖尿病、腎障害など他の加齢性疾患との間にその発症や程度に有意な相関のあることを発表してきた。本研究では加齢性難聴と認知症の関係に注目し、PROSTに登録されたビッグデータを用いて難聴の程度と認知機能、難聴への介入(補聴器)の認知機能への影響、加齢性難聴に関する遺伝子変異に関して検討している。現在まで、3300例の登録があり、そのうち793例の純音聴力検査が利用可能であり、周波数別の聴力検査結果の入力を終了した。高齢者における難聴についての解析を行うため、対象を60歳以上の322例に限定して解析した。認知機能の指標であるMinimental state examination(MMSE)の結果について、23点以下が認知機能低下とし、0.258kHzの周波数平均聴力が30dB以上を難聴ありと定義した。難聴発症と、認知機能低下、糖尿病、高血圧、飲酒、喫煙のリスクファクターを多変量解析したところ、難聴と認知機能低下は、オッズ比2.847(95%CI 1.605-5.050、p<0.001)と強い相関をみとめた。一方で、アルツハイマー病の原因遺伝子のひとつとされるApoE4遺伝子多形との関連について検討したが、難聴とApoE4多形の関連はなかった。2の研究計画が遅れている。1佐渡PROST(離島でのヒトにおける疫学調査)高齢者における難聴についての解析を行うため、対象を60歳以上の322例に限定して解析した。2加齢性難聴患者における補聴器装用による認知機能低下予防効果の検討新潟大学医歯学総合病院耳鼻咽喉・頭頸部外科を受診する65歳以上の加齢性難聴患者を対象に前向き研究を行う予定であったが、別の疾患による高度難聴例が多く、加齢性難聴のみの患者は非常に少ない。そのため、この研究は進んでいない。佐渡PROSTの聴力と認知機能の指標であるMMSEとの相関をみとめた一方、アルツハイマー病の原因遺伝子とされるApoE4多型に関しては、相関を認めなかった。これは、脳MRI白質病変の解析を行う。頭部MRI検査を施行した例から、白質病変の容積はコンピューターソフトMRIcro(http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricro/)を、脳白質や灰白質、側脳室の容積はSPM8(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm8/)を用いて解析し、聴力検査と白質病変の大きさとの関係を統計学的手法にて解析した。認知障害で大脳白質が萎縮するように、加齢性難聴発症者では、白質病変の容積がより多いと予想していたが、現在100例程度の解析を行ったが、明らかな相関はなかった。本研究が病院ベースの横断研究であるため、頭部MRI所見は健康な高齢者と比べて広範囲、高度な脳疾患が認められる例が多いことが影響している可能性が考えられた。現在、本県の別の市における健康高齢者を対象とした疫学調査に参加して、難聴、嗅覚障害、認知機能の他、頭部MRIも利用可能となった。本研究プロジェクトは前向き研究であり、横断的解析のみならず、縦断的解析も可能である。すでに500例以上のデータ収集は終了しており、次年度は解析にとりかかる予定である。佐渡PROSTで関連がみられなかった脳MRIとの関連も解析をすすめる。また、経過観察が可能な症例について、軽度難聴患者に対して、補聴器装用を開始し認知機能の変化をみる縦断研究も行いたい。

本研究では加齢性難聴と認知症の関係に注目し、PROSTに登録されたビッグデータを用いて難聴の程度と認知機能、難聴への介入(補聴器)の認知機能への影響、加齢性難聴に関する遺伝子変異に関して検討している。現在まで、3300例の登録があり、そのうち793例の純音聴力検査が利用可能であり、周波数別の聴力検査結果の入力を終了した。認知機能の指標であるMinimental state examination(MMSE)の結果について、23点以下が認知機能低下と判断して、難聴との相関を検討した。多変量解析では、認知機能低下はオッズ比2.546(95%CI 1.435-4.520、p<0.001)と強い相関をみとめた。周波数別の解析においても、70歳未満の群では2508000 Hzの全周波数において、また70歳以上の群では500、2000、4000、8000 Hzにおいて認知機能低下群で有意な聴力閾値の上昇をみとめた。引き続き、加齢性難聴と認知機能の関係を裏付けるデータとして、頭部MRIの白質病変との相関、アルツハイマー病の原因遺伝子のひとつとされるApoE4遺伝子との関連について、研究をすすめていく。2の研究計画が遅れている。1佐渡PROST(離島でのヒトにおける疫学調査)その中で、純音聴力検査を施行した例は現在3300例以上あり、そのうち793例について、各周波数(125、250、500、1000、2000、4000、8000 Hz)の聴力閾値から加齢性難聴発症、非発症の分類を行った。この中で、MMSE(mini mental state examination)を用いて認知機能障害の程度を評価し、上記のように難聴との強い相関関係を認めた。今後は、この結果と、脳MRIより、脳白質、灰白質、側脳室の容積と難聴の程度の関係を解析する。またアルツハイマー病の原因遺伝子のひとつとされるApoE4遺伝子の関与についても解析する。2加齢性難聴患者における補聴器装用による認知機能低下予防効果の検討新潟大学医歯学総合病院耳鼻咽喉・頭頸部外科を受診する65歳以上の加齢性難聴患者を対象に前向き研究を行う予定であったが、別の疾患による高度難聴例が多く、加齢性難聴のみの患者は非常に少ない。そのため、この研究は進んでいない。加齢性難聴はコミュニケーション障害をきたすのみならず、認知機能にも影響するといわれている。超高齢社会を向かえた我が国にとって、認知症対策は避けて通れない喫緊の課題である。認知症は一旦発症すると有効な治療法がなく、早期発見、早期介入による発症予防が重要である。我々は、加齢性疾患を対象とした佐渡市の疫学研究(PROST研究)において、加齢性難聴と脳血管障害、糖尿病、腎障害など他の加齢性疾患との間にその発症や程度に有意な相関のあることを発表してきた。高齢者における難聴についての解析を行うため、対象を60歳以上の322例に限定して解析した。認知機能の指標であるMinimental state examination(MMSE)の結果について、23点以下が認知機能低下とし、0.258kHzの周波数平均聴力が30dB以上を難聴ありと定義した。
非線型楕円型及び放物型偏微分方程式の理論と応用

本計画は,非線形楕円型及び放物型偏微分方程式の新しい問題,手法,応用を開拓しようという意図の下に計画された.特に,確率過程や決定力学系の最適制御問題を記述する偏微分方程式について興味が持たれた.一年目は,ある確率偏微分方程式の粘性解理論による取り扱いが研究され,同時に数理ファイナンスに現れる手数料付オプションの価格付けの問題考察が始められた.代表者は,これらの共同研究のため6ヵ月間パリ第9大学に滞在し(稲盛財団),数値解析も共同研究者と共に行った.2年目は,主に数理ファイナンスに現れる偏微分方程式,特に上記手数料付問題に現れる自由境界問題とその中の漸近解析,ジャンプを含む株価モデルへのオプション価格付け問題について研究した.後者は積分項付の偏微分方程式に対応する.代表者は,確率制御問題に関する退化楕円型偏微分方程式の解の平滑性の論文を書き,確率偏微分方程式に関係して非線形一階偏微分方程式の解のショック生成についての論文を準備中である.上記の数理ファイナンスの研究成果も発表準備中である.また,代表者は本計画実行中に得られた知見をもとに,情報科学研究科大学院博士前期過程で,非線形楕円型及び放物型偏微分方程式,数理ファイナンスに現れる最適制御問題そして数値解析の授業を行った.本計画は,非線形楕円型及び放物型偏微分方程式の新しい問題,手法,応用を開拓しようという意図の下に計画された.特に,確率過程や決定力学系の最適制御問題を記述する偏微分方程式について興味が持たれた.一年目は,ある確率偏微分方程式の粘性解理論による取り扱いが研究され,同時に数理ファイナンスに現れる手数料付オプションの価格付けの問題考察が始められた.代表者は,これらの共同研究のため6ヵ月間パリ第9大学に滞在し(稲盛財団),数値解析も共同研究者と共に行った.2年目は,主に数理ファイナンスに現れる偏微分方程式,特に上記手数料付問題に現れる自由境界問題とその中の漸近解析,ジャンプを含む株価モデルへのオプション価格付け問題について研究した.後者は積分項付の偏微分方程式に対応する.代表者は,確率制御問題に関する退化楕円型偏微分方程式の解の平滑性の論文を書き,確率偏微分方程式に関係して非線形一階偏微分方程式の解のショック生成についての論文を準備中である.上記の数理ファイナンスの研究成果も発表準備中である.また,代表者は本計画実行中に得られた知見をもとに,情報科学研究科大学院博士前期過程で,非線形楕円型及び放物型偏微分方程式,数理ファイナンスに現れる最適制御問題そして数値解析の授業を行った.1.非線形放物型偏微分方程式:筆者は、保存則の変形版である一階偏微分方程式のクラスの解について、ショックの生じる場合と、平滑化が生じる場合の研究をし数値実験を行った。(P.-L. Lionsと共同研究)これは、儀我が導入した適切粘性解に基ずいている。来年度は、この数値実験について数学的解析を行う予定である。儀我は、結晶成長モデルを表す非等方的曲面の発展方程式の諸結果を得た。石井と三上は、ガウス曲率流方程式について結果を得た。半線型方程式について、柳田は式がべき乗を含む場合の解の安定性及び複雑な解の振る舞いを研究し、長澤は数理生物に現れる極小曲面の問題を変分法を用いて解析した。中村は、関数空間論を用いて解の存在及び、一意性の研究をした。2.非線形楕円型偏微分方程式:筆者は、2階退化楕円型偏微分方程式の解の平滑性を、粘性解理論を用いて導いた。小池は、粘性解理論を可測係数の場合に拡張した理論を発展させた。3.確率論との関係:筆者は、ホモジェニゼィションとエルゴード性の関係について知見を深め問題収集した。三上は、質量輸送方程式の最適制御関数を解析した。筆者と関根は、数理ファィナンスに現れる自由境界問題とホモジェニゼイションの関係を抽出した。小池は、粘性解理論を用いて数理ファイナンスの最適制御を構成した。4.幾何との関係:浦川は、グラフ理論と固有値問題の関係を研究した。5.その他:筆者は、偏微分方程式の数値解析についての情報収集を開始し、京都大学数理解析研究所での粘性解とその応用に関する研究集会にローマ大学のM.Falcone教授を招聘した。また、稲盛財団からの助成を受け、パリ第9大学に滞在し、その間以上の研究と情報収集に努めた。本年度は、主に数理ファイナンスへの応用を考察した。特に、金融工学で非完備市場の重要なモデルとして知られる取引コスト付のオプション価格付け問題や最適ポートフォリオ構成問題の研究に着手し、そこに現れる自由境界問題を非線形放物型及び楕円型方程式を用いて解析した。通常、株価モデルは幾何ブラウン運動で表現されることが多いが現実の観測と整合しない等、幾つかの問題点が指摘されている。この困難を解決するため、現実により近い株価モデルとしてジャンプ付の確率過程が提唱され、それに対応して非線形方程式の新たなクラスの解析が必要とされている。筆者は、それを前記の非完備市場の問題と合わせて考察している。更に、得られた方程式の数値解析も、外国人研究者と進めている。以上の研究は、平成15年10月上旬(パリ第6大学)、同16年2月(エコールポリテクニック、偏微分方程式セミナーで招待講演)及び、大阪大学等への出張を通して資料収集、研究連絡、共同研究がなされた。また、筆者は平成15年度大学院博士課程の授業で、上記研究への入門として非線形放物型及び楕円型偏微分方程式への粘性解理論、数理ファイナンスに現れる方程式、数値解析の収束定理等を講義し、講義録を作成した。

以上に加えて、昨年度から継続している確率偏微分方程式のホモジェニゼイションの資料収集を行った。特に、最近粘性解理論を用いて研究されているStationary Ergodicというクラスについて最新の知見を得た。同様に、あるクラスの確率偏微分方程式の解の一意性を調べる際に現れる、非線形一階偏微分方程式の定性的性質(解の滑らかさ、ショックの発生等)の研究も行った。最後に、昨年度末から継続して考察した非線形退化楕円型偏微分方程式の解の滑らかさについては、これを北海道大学における研究集会、確率論とPDEで発表した。
低分子量G蛋白Cdc42と食塩耐性遺伝子STPの血圧調節及び虚血に対する影響

高血圧の成因については遺伝子解析が盛んに行われているが、高血圧症の大部分を占める本態性高血圧症の原因遺伝子についてはいまだ確定されたものはない。我々が新たに見出した遺伝子STP(Salt-tolerant protein)は、腎近位尿細管に分布し、高食塩負荷にて発現が増強する。発現細胞においては細胞内のNa/K濃度比を上昇させれ、食塩感受性高血圧の新しい指標となる可能性がある。近年、低分子量G蛋白が高血圧を含めた循環器疾患の病態に関与しているという報告が相次いでいるが、Cdc42は細胞骨格形成や蛋白輸送に重要な働きをしていることが解明されている。Cdc42と相互作用を持つ蛋白であるCIP4がSTPと同一蛋白であることから、STPはCdc42の作用にも関与している可能性がある。Hiranoらは、Cdc42が脂質輸送に影響を与えることを報告している。Cdc42はcholesterol effiuxを増強させるが、STPがその作用にどのように関与しているかを現在検討中である。さらに我々は、STPが細胞間接着において重要な役割を果たしているという知見を得ており、現在その追試を行っている。我々は、STPの野生型、変異型遺伝子を、黄色蛍光タンパク質発現ベクターpEYFP-C1にクローニングし、COS-1細胞に発現する系を確立した。野生型では細胞質に、変異型では核近傍に発現を認めるが、現在、変異型の発現がゴルジ装置なのか、あるいは異常タンパクとして凝集塊を形成しているのかを検討中である。上記の遺伝子を発現した細胞において、アクチン、Cdc42、NHE1タンパクの発現の変化について検討した。これらの結果については、現在、論文投稿中である。高血圧症は罹患人口の最も多い疾患であるが、その発症メカニズムにはいまだ不明なところが多い。近年、低分子量GTP結合蛋白質Rhoが血管平滑筋収縮機構、細胞増殖作用などを介して、循環器疾患(高血圧、狭心症、心筋梗塞など)の病態に深く関与していることが示唆されている。我々が分離・同定した食塩耐性遺伝子STPは、低分子量G蛋白Cdc42の結合蛋白CIP4と同一であり、腎臓の近位尿細管に局在し、ナトリウム再吸収に関連した因子と考えられる。Cdc42は細胞骨格形成、細胞接着を制御することにより細胞の電解質輸送、脂質代謝を制御すると考えられ、本研究では、STPと細胞骨格形成、Na-輸送との関連性を検討する。(1)STP野生型、変異型黄色蛍光タンパク質発現系の確立我々が分離同定したSTPの野生型、変異型遺伝子を、黄色蛍光タンパク質発現ベクターpEYFP-C1にクローニングし、COS-1細胞に発現する系を確立した。野生型では細胞質に、変異型では核近傍に発現を認めるが、現在、変異型の発現が、ゴルジ装置なのか、あるいは異常タンパクとして凝集塊を形成しているのかを検討中である。(2)STP及びCdc42発現とアクチン等細胞骨格形成蛋白発現について上記の遺伝子を発現した細胞において、アクチン、Cdc42、NHE1タンパクの発現の変化について検討した。(3)トランスジェニックマウスの作製現在F1マウスのスクリーニングを分担研究者(辻祐治)により、行っているが、ホモ接合体の同定には至っていない。過剰発現において、致死的に作用する可能性もあり、ヘテロでの解析、死亡児の解析を行っている。

我々が分離・同定した食塩耐性遺伝子STPは、低分子量G蛋白Cdc42の結合蛋白CIP4と同一であり、腎臓の近位尿細管に局在し、ナトリウム再吸収に関連した因子と考えられる。Cdc42は細胞骨格形成、細胞接着を制御することにより細胞の電解質輸送、脂質代謝を制御すると考えられ、本研究では、STPと細胞骨格形成、Na-輸送との関連性を検討した。(1)STP野生型、変異型黄色蛍光タンパク質発現系の確立我々は、ヒト腎臓cDNAライブラリーより、STPのスプライシングバリアントを分離同定し、その機能解析を行ってきた。STPの野生型、変異型遺伝子を、黄色蛍光タンパク質発現ベクターpEYFP-C1にクローニングし、COS-1細胞に発現する系を確立した。野生型では細胞質に、変異型では核近傍に発現を認める。(2)STP及びCdc42発現とアクチン等細胞骨格形成蛋白発現について上記の遺伝子を発現した細胞において、アクチン、Cdc42、NHE1タンパクの発現の変化について検討した。これらの結果については、現在、論文投稿中である。(3)細胞内Na濃度測定系の確立細胞内Na濃度を測定するために、fluorecent indicatorであるSodium Green, Corona Redを用いた測定系を確立するために検討を行っている。野生型、変異型遺伝子を恒常的に発現している細胞を作成し、培養液のNaCl濃度を変化させ、細胞内のNa濃度をflow cytometryあるいはレーザー顕微鏡を用いて検討しているが、現在の所、有意な差異は認めていない。
安全なWebブラウジングの実現法に関する研究

本研究の目的は,悪意のあるコンテンツを含むWebページ(以下,悪意のあるWebページ)から閲覧者を保護する手法を実現することにある。この目的を実現するために,仮想的なWebブラウザ(以下,仮想ブラウザ)を設計・実装した。仮想ブラウザは,閲覧者が要求したWebページを外見が等価な画像に透過的に変換することで,悪意のあるWebページの脅威を低減する。評価実験を通じて,仮想ブラウザが悪意のあるWebページから閲覧者を保護する有用な手段であることを確認した。研究テーマである安全なWebブラウジングを実現するために,仮想Webブラウザ(以下「仮想ブラウザ」)と呼ばれるソフトウェアを設計し,そのプロトタイプを実装した。仮想ブラウザの目的は,Firefox・Chrome・Operaなどの一般的なWebブラウザ(以下「ブラウザ」)を利用してインターネットを閲覧している利用者(以下「閲覧者」)に害を及ぼすような悪意のあるコンテンツ(例:ウイルスやワームなど)を含むWebページ(以下「悪意のあるページ」)から閲覧者を保護することにある。仮想ブラウザは,閲覧者が要求したWebページを外見が等価な画像に透過的に変換することで,仮に閲覧者が悪意のあるページにアクセスしてしまったとしても,その脅威を無害化する。仮想ブラウザとそのプロトタイプの設計・実装には,HTML5とJavaScript関連技術を用いた。これにより,閲覧者は,特別なソフトウェアを導入しなくても,ブラウザのみを用いて仮想ブラウザを使うことができる。仮想ブラウザは閲覧者が要求したWebページを画像化して無害化する点以外ではブラウザとほぼ同様に振る舞うため,閲覧者は自分が使用しているブラウザが仮想化されているかどうかを意識することなく無害化の恩恵に預かることができる。仮想ブラウザの詳細評価は今年度に遂行する予定であるが,現在までの評価実験で,仮想ブラウザがネットワークの転送量や画面の応答速度などを大幅に犠牲にすることなく安全なWebブラウジング機能を閲覧者に提供できることを確認済みである。研究テーマである「安全なWebブラウジング」を実現するために,仮想Webブラウザ(以下,仮想ブラウザ)と呼ばれるソフトウェアを設計し,そのプロトタイプを実装して評価を行った。仮想ブラウザの目的は,Firefox・Chrome・Operaなどの一般的なWebブラウザ(以下,ブラウザ)を利用してインターネットを閲覧している利用者(以下,閲覧者)に害を及ぼす悪意のあるコンテンツ(例:ウイルスやワームなど)を含むWebページ(以下,悪意のあるページ)から閲覧者を保護することにある。仮想ブラウザは,閲覧者が要求したWebページを外見が等価な画像に透過的に変換することで,仮に閲覧者が悪意のあるページにアクセスしてしまったとしても,その脅威を無害化することができる。また,仮想ブラウザは閲覧者が要求したWebページを画像化して無害化する点以外ではブラウザと同様に振る舞うため,閲覧者は自分が使用しているブラウザが仮想化されているかどうかを意識することなく無害化の恩恵にあずかることができる。仮想ブラウザとそのプロトタイプの設計・実装には,HTML5とJavaScript関連技術とを用いた。これにより,閲覧者は,特別なソフトウェアを導入することなく,自身のブラウザのみを用いて仮想ブラウザを使用することができる。実装したプロトタイプを用いた評価の結果,仮想ブラウザが閲覧者の利便性(例:ネットワークの転送量や画面の応答速度など)を大幅に犠牲にすることなく安全なWebブラウジング機能を提供できることを確認した。これらの研究成果は,情報処理学会論文誌57巻2号pp.573-582「HTML5を用いた仮想Webブラウザの提案と評価」として発表済みである。本研究の現在までの達成度としては,おおむね順調に進展していると考える。この理由としては,以前から基礎的研究として進めてきた研究成果を元に本研究を遂行しているため,一連の研究手順における手戻りが少ないことが挙げられる。本研究の目的は,悪意のあるWebページを安全に閲覧する手法の提案である。これは,近年,閲覧しただけで閲覧者に害を及ぼすWebページ(以下,悪意のあるページ)が問題となっているためである。悪意のあるページを従来手法だけで防御することは難しいため,本研究では従来手法への追加の防御層となる閲覧法を提案する。具体的には,仮想Webブラウザ(以下,仮想ブラウザ)と呼ばれる手法を実現した。仮想ブラウザは,閲覧者が閲覧を要求したWebページ(以下,ページ)を透過的に(閲覧者に自身の存在を意識させることなく)画像化することで,悪意のあるページを無害化する。仮想ブラウザの特徴として,一般的なWebブラウザ(以下,ブラウザ)とほぼ遜色なく動作する点が挙げられる。たとえば,仮想化されているページ中のリンクを閲覧者がクリックすると,仮想ブラウザはそのリンク先へと遷移する。この特徴により,仮想ブラウザは,閲覧者の利便性を低下させずに安全性を向上させることを実現した。仮想ブラウザの設計・実装は,Webの標準的な技術を用いて行った。具体的には,HTML5・CSS3・JavaScript(ECMAScript2015)関連技術を採用した。これにより,閲覧者は,特別なソフトウェアを追加で導入しなくても,自身が日頃から使用しているブラウザのみを用いて仮想ブラウザを使用することができる。仮想ブラウザのプロトタイプを用いた評価の結果,閲覧者の利便性(例:ネットワークの転送量や画面の応答速度など)を損なうことなく悪意のあるページを無害化できることを確認した。

最終年度は,仮想ブラウザの部分仮想化の実現に取り組んだ(現在も継続中である)。これは,悪意のあるページ中で仮想化しなくても閲覧者の安全性に影響がない箇所の仮想化を避けることで,仮想ブラウザの応答性や再現性をさらに向上させることが狙いである。本研究の目的は,悪意のあるコンテンツを含むWebページ(以下,悪意のあるWebページ)から閲覧者を保護する手法を実現することにある。この目的を実現するために,仮想的なWebブラウザ(以下,仮想ブラウザ)を設計・実装した。仮想ブラウザは,閲覧者が要求したWebページを外見が等価な画像に透過的に変換することで,悪意のあるWebページの脅威を低減する。評価実験を通じて,仮想ブラウザが悪意のあるWebページから閲覧者を保護する有用な手段であることを確認した。本研究の現在までの達成度としては,おおむね順調に進展していると考える。この理由としては,以前から基礎的研究として進めてきた研究成果を元に本研究を遂行しているため,一連の研究手順における手戻りが少ないことが挙げられる。今後の研究の推進方策としては,設計・実装を改良することによる機能性・利便性の向上を検討している。具体例としては,Webページの部分的な画像化や処理の並列化による高速化などを検討している。ソフトウェア今後の研究の推進方策としては,設計・実装を改良することによる利便性の向上を検討している。利便性の向上の具体例としては,ネットワーク転送量の削減や画面の応答速度の向上が挙げられる。次年度使用額が生じた理由は,当該年度の本研究の大部分がソフトウェアの設計・実装・評価であり,ハードウェア等への投資が発生しなかったためである。次年度使用額が生じた理由は,当該年度の当該研究の大部分がソフトウェアの設計と実装であり,ハードウェア等への投資が発生しなかったためである。次年度使用額の使用計画としては,本研究の詳細評価・追加評価・拡充改善で必要なハードウェア環境やネットワーク環境の整備のために使用する予定である。次年度使用額の使用計画としては,当該研究の詳細評価で必要なハードウェア環境やネットワーク環境の整備のために使用する予定である。
海洋と南極湖沼における硫黄循環に対するジメチルスルフォキシド呼吸の役割の解明

本研究では南極湖沼の硫黄循環モデルとしての可能性を探るために様々な南極湖沼の細菌群集構造解析とジメチルスルフォキシド(DMSO)呼吸細菌の分離を行った。高濃度塩湖のすりばち池と舟底池の上層は出現菌属が少なく単純な細菌相であったが、嫌気的であるすりばち池の下層は多様性に富んでいた。低濃度3塩湖の細菌群集構造は池ごとに異なり多様性に富んでいたが、すりばち池と舟底池の結果と異なるものであった。一方、淡水湖はThiomicrospira sp.が優占する単純な細菌相であった。これら細菌群集構造の違いは塩分濃度によるものであると推定された。同時にDMSO依存的に嫌気培養し2菌属を分離した。しかしこれらは両池から出現するが池全体の優占属ではなかった。本年度は新たにすりはち池と舟底池の水深の異なる各6地点の水の提供を受け、ます基礎的テータとしてそれぞれの細菌群集構造を明らかにする目的で以下の通り実施した。1.各湖水試料から菌体を集め、これを鋳型としてPCRにより16S rRNA遺伝子を増幅させた。すべての湖水試料からPCR産物が得られ、各試料のクローンライブラリーを構築した。2.各クローンライブラリーから24クローンを選び、5'側と3'側の700bpについて塩基配列を決定した。3.得られた塩基配列をすべてデーターベース検索による解析を行い、それぞれの菌属を決定し、両池の細菌群集構造を明らかにした。4.すりばち池の7.5m以深の嫌気層では目立った優占属は見られず、多様性に富んだ細菌相を形成していた。一方、舟底池及びすりばち池の上層はPsychroflexus属とRoseobacter属が優占し、単純な細菌相を形成していた。5.細菌の系統解析からは、両池に共通する細菌は系統的に近縁であり、高塩分が細菌相を決定する要因であることが推定された。6.DMSO(ジメチルスルフォキシド)呼吸する細菌として舟底池のみからHalomonas属を分離した。Halomonas属と以前に両池から分離したDMSO呼吸細菌であるMarinobacter属は両池ともに優占属ではなかった。しかし、ジメチルスルフォキシドの前駆物質であるジメチルスルフォニオプロミオネートの存在量が少ない水深では、DMSO呼吸細菌が優占しており、負の相関関係が認められた。このようなデータの結果を踏まえ、2年目となる来年度はDMSO呼吸細菌から呼吸遺伝子であるdmsA遺伝子を分離し、閉鎖系におけるDMSO呼吸の役割の重要性についてさらに検討を進めたい。本年度は昨年度に引き続き南極湖沼の細菌群集構造を網羅的に解析した。1.淡水湖の湖水試料から菌体を集め、これを鋳型としてPCRにより16SrRNA遺伝子を増幅させた。3.得られた塩基配列をすべてデーターベース検索による解析を行い、それぞれの菌属を決定し、それぞれの池の細菌群集構造を明らかにした。4.昨年度実施した高濃度塩湖すりばち池と舟底池のうちシーケンス結果が24個に満たない水深については再度クローンを得て、同様に解析を行った。すりばち池の75m以深の嫌気層では目立った優占属は見られず、多様性に富んだ細菌相を形成していた。細菌の系統解析からは、両池に共通する細菌は系統的に近縁であり、高塩分が細菌相を決定する要因であることが推定された。DMSO(ジメチルスルフォキシド)呼吸する細菌として舟底池のみからHalomonas属を分離した。湖沼の形成要因などによる違いは見られず、淡水によるもであると考えられた。平成21年度は最終年度であり、これらの結果を論文としてまとめることを第一とする。本年度は以下の解析を行った。1.低濃度

塩湖である子鉢池、ねずみ池、ありさ池の塩分濃度の異なる塩分躍層上下層の細菌群集構造解析各池の上層は塩分濃度が0.25-0.79%の低塩分であり、Roseobacter sp.とMarinobacter sp.の共通する菌属が確認された。Roseobacter sp.は海洋性の光合成細菌であり、Marinobacter sp.は海洋性の細菌である。しかしながら特定の菌属が優占せず、特にねずみ池においては、未知のクローンが48%を占めていた。一方高塩分濃度の下層は塩分濃度が1.65-5.1%で幅ガあり、その細菌群集構造は上層に比べてより未知の菌属の割合が多かった。特に子鉢池とねずみ池においては約60%が未知の菌属で占められていた。さらに同定された菌属も数多く出現し、多様性に富んでいることが明らかとなった。2. 7つの淡水湖沼の細菌群集構造解析データベース解析からはすべての淡水湖においてThiomicrospira sp.が優占属となり全クローンの48-86%を占める単純な細菌群集構造を形成していた。Thiomicrospira sp.は北極や南極の海洋とアメリカのマクナード基地周辺の滝に生息する。一方、塩湖にも出現したuncultured Flavobacteriaceae、Roseobacter sp.、Marinospirillum sp.などの菌属も数は少ないながら共通に出現した。この結果は海水由来の細菌属が淡水に変化した後でも生息し続けていることが示唆された。淡水湖と塩湖には過剰に酸素が存在することから、これらの細菌群集構造の違いは塩分濃度の違いが原因であることが考えられた。3.系統解析淡水湖と塩湖に出現する細菌属の塩基配列を用いて両池に出現する細菌の系統の違いを調べた。淡水湖のみに出現したThiomicrospira sp.は塩湖と淡水湖に共通に出現するMarinoSpirillum sp.やMarinobacter sp.に近縁であった。塩湖にのみ出現した細菌属はそれ自身を含む単独のクレードに分類され、しかも未培養クローンとして登録されているものが大半であった。このことはこれらの細菌が現在までに培養分離されていない細菌種であるか、もしくは氷河期後に大陸が上昇し取り残された細菌がそのまま南極湖沼において生き続けてきた可能性も考えられる。
最高可聴閾の一過性変動を用いた聴力の将来予測法の確立

聴覚の加齢現象に及ぼす騒音の影響を確認するために、通常の気導聴力の一過性聴力変動(TTS)の測定手法を応用して、騒音の実験的曝露による最高可聴閾の変動を観察し、以下の成績を得た。1.通常の気導聴力のTTSを確認するために、Bekesy type audiometerを用いて、4kHzの試験音に対する聴力レベルの変動を、遮音室内にて100dB、10分間の白色雑音(20Hz20kHz)の曝露後に測定した。曝露後2分のTTSは、平均16.3dBであり、諸家の成績と矛盾しなかったが、その分布は119dBで、被験者の感受性に大きな個体差がみられた。2.最高可聴閾の測定は、当教室が製作した自記式最高可聴閾測定装置を使用して、4kHzの場合と同じ条件下で一過性変動の測定を行った。白色雑音の場合、曝露後2分では平均-0.9kHzであったが、-2.9+0.3kHzと大きなバラツキがあり、4kHzの場合と同様に個人の感受性に違いがみられた。なお、再現性を検討した結果、同一条件ではほぼ同じ値が得られると考えられた。また、10kHz20kHzの高周波曝露の条件下で一過性変動を測定したが、白色雑音の曝露と同じ結果で、有意差は認められなかった。3.曝露音圧が80,90dBの場合には、最高可聴閾の一過性変動はほとんど見られなかった。100,110dBの場合は、曝露後2分でともに平均-0.9kHzの一過性変動がみられた。以上の成績から、騒音の曝露量と最高可聴閾の一過性変動との間に量・反応関係がある可能性が示唆された。今後、low pass filterを用いて低周波曝露の影響を合わせて検討し、最高可聴閾のTTSの量・反応関係について立証することが必要であろう。
国家間を往還する人びとの教育に関する研究

本研究の課題は「国家間の往還」と「教育」について、ブラジルと日本間を移動する人々を事例とし研究することである。グローバル化する世界において、国家間を移動し出生地ではない場所で生活することは珍しくなくなった。我が国でも、移民や国家間移動者の受け入れに関する議論は主要な社会問題となった。だが移民は近年の問題ではない。歴史的な経緯を考えたとき、例えば1908年に始まるブラジル日本移民のように日本は移民の送り出し国でもあった。しかも、ブラジルの日本移民のなかには1980年以降、再び日本を生活の場とするケースがみられる。これまでも日本は数多くの人々を送り出し、そして受け入れてきたのである。現在のところ、日本における移民とは日系ブラジル人人のデカセギや東南アジアからの研修生など経済的な観点から扱われている。しかし国家間を移動するのは「労働力」だけではない。国家間を移動する人々の家族、そして子どもたちも移動する。こうした移動する子どもたちへの「教育」はカリキュラム、教育内容、資格の通用性、教育に用いられる言語、学校の文化など、さまざまな問題が想定される。そして子どもたちは日本に「留まる」場合もあれば、「帰国」する場合もある。将来の居住地を広く選択することが可能であるという点、すなわち往還する人々という観点はこれまでなかった現象であろう。こうして国家間を移動、往還する人々移民に対してわれわれの「教育」が対応可能かを考えたとき、日本には「国家間の往還」と「教育」を結びつけた研究は皆無であった。また、日本における外国人の教育を問うてきた教育社会学や異文化間教育の諸研究では、行政、学校、教師の対処療法的振る舞いを批判してきたが、日本経済の安定と移民らの定住という大きな物語に立脚してきた。そこで本研究は、国家間を移動・往還する人々の生活と教育を主要な論点とし、今日的な課題を明らかにすることを目的とする。

そこで本研究は、国家間を移動・往還する人々の生活と教育を主要な論点とし、今日的な課題を明らかにすることを目的とする。今年度は査読論文一本、その他書籍分担執筆2本、学会発表を実施し、海外調査を遂行しデータ収集及び研究のための基盤づくりをおこなった。これらを総合し、「おおむねね順調に進展している」と評価した。今後は博士論文、雑誌論文の作成をすすめたい。またデータの不備を補うための追加調査、追跡調査をおこなう予定である。
土壌微生物相を好転制御する環境指向型カプセル化微生物製剤の創製

本研究課題では、土壌環境中で有用微生物(乳酸菌)の働きを最大限に発揮させるため、有用微生物を環境分解性のマイクロカプセル(MC)に固定化し、外部環境からの保護、長期に渡る徐放制御から有用微生物を効率的に土壌に定着させ、土壌環境の改善が可能な新しい製剤の開発を目的としている。本研究課題では、有用微生物を包括固定化するMCの開発ならびにそのMCに固定化された有用微生物の発酵特性の評価を定量的に行った。農薬は、便利さ故に農作物に対する過用や誤用で土壌環境を悪化させている。持続可能な農業を行うためには、自然の理にかなった新しい農業技術が必要である。そこで、農薬に変わる土壌改良材として注目を集めているのが微生物資材を使った土壌環境の微生物相コントロールである。土壌中で微生物の働きが最大限に発揮できる環境を作るために外部環境に影響されずに微生物が活動できる場が必要である。本研究では効果的な土壌改良法として微生物資材中の有用微生物を生分解性のマイクロカプセルに内包し、農薬に代わる新しい土壌改良資材として土壌環境の改善を試みることを最大の目的とする。有用微生物(乳酸菌・酵母菌)を多核構造、マトリックス型構造をもつ100μm程度のマイクロカプセルを調製するため、(S/O)/Wエマルションの液滴合一と液中乾燥法を組み合わせた手法を採用した。例えば、有機相25mlにカプセル壁材である生分解性高分子PCL(ポリεカプロラクトン)5wt%を、その低沸点高分子良溶媒としてジクロロメタン92%中に分散させ、PCLを溶解後、エマルション安定剤としてソルビタンモノオレエート3wt%を加えた。これに対し内水相12.5mlに有用微生物(乳酸菌、酵母菌)を0.2g-wetと微生物保護材としてアルギン酸ナトリウム1wt%を加えたものと混合撹拌することでS/Oエマルションを形成した。次にこのエマルションを外水相600mlに対し、蒸留水69wt%、分散安定剤としてポリビニルアルコール1wt%と第三リン酸カルシウム30wt%を添加したものと撹拌することで(S/O)/Wエマルションを形成した。次に常圧(25°C)から700hPa(30°C)に減圧・昇温し、ジクロロメタンを除去した。その後、0.5M塩酸で第三リン酸カルシウムを除去し、有用微生物内包マイクロカプセルを回収するという調製手順を行った。上述の有用微生物内包マイクロカプセルを調製し、特性評価を定量・定性的に調査研究を行った。これは、土壌に対し有効な有用微生物(乳酸菌、酵母菌)を有機物とともに共存させ土中の微生物相を直接管理し、発酵型の肥沃な土壌を形成させることを意図している。近年、消費者の食に対する安全性への意識が高まるなか、有機農業の必要性が重要視され、生産者の間で注目を集めている資材である。このように微生物資材は効果が抜群で、自然にやさしい資材として推奨されているが、全ての土地においてこのように安定した効果を得られていないのが現状である。そこで、問題を解決するためには、土壌中で微生物の働きが最大限に発揮できる環境を作るために外部環境に影響されずに微生物が活動できる場が必要である。本研究では効果的な土壌改良法として微生物資材中の有用微生物を生分解性のマイクロカプセルに内包し、農薬に代わる新しい土壌改良資材として土壌環境の改善を試みることを目的とする。有用微生物(乳酸菌)を多核構造、マトリックス型構造をもつマイクロカプセルを調製するため、(S/O)/Wエマルションの液滴合一と液中乾燥法を組み合わせた手法を採用した。カプセル外殻として環境分解性のあるポリεかプロラクトンを採用し、有用微生物内包マイクロカプセル調製した。有用微生物内包マイクロカプセルの以下に記載した特性評価を定量・定性的に調査研究を行った。1.カプセル調製段階における熱・有機溶媒に対する有用微生物の活性への影響2.調製条件が及ぼす有用微生物の活性および固定化量の同定3.各種調製条件により調製されたマイクロカプセルにおける有用微生物の活性および固定化量の同定農薬は、便利さ故に農作物に対する過用や誤用で土壌環境を悪化させている。

このように微生物資材は効果が抜群で、自然にやさしい資材として推奨されているが、全ての土地においてこのように安定した効果を得られていないのが現状である。そこで、問題を解決するためには、土壌中で微生物の働きが最大限に発揮できる環境を作るために外部環境に影響されずに微生物が活動できる場が必要である。本研究では効果的な土壌改良法として微生物資材中の有用微生物を生分解性のマイクロカプセルに内包し、農薬に代わる新しい土壌改良資材として土壌環境の改善を試みることを目的とする。前年度までに、生分解性の外殻を有する有用微生物(乳酸菌)内包マイクロカプセルを調製するため、(S/O)/Wエマルションの液滴合一と液中乾燥法を組み合わせた手法についての基礎実験を蓄積した。今年度は、有用微生物内包マイクロカプセルにおいて、各種調製条件により調製された有用微生物内包マイクロカプセルの活性を評価した。さらに活性評価に基づくポット試験を実施し、フィールド試験のための基礎データを取得した。
シリコン半導体薄膜およびナノ構造材料の極低温合成に関する基礎的研究

低速電子線誘起反応と低温トンネル反応を利用して水素化アモルファスシリコン薄膜およびナノ構造材料を極低温で合成し、成長過程に関する基礎的知見を得た。モノシランやジシランを原料ガスに用いて40K100Kの温度領域で製膜し、薄膜の水素含有量や光学定数(屈折率n,消衰係数k)の温度依存性などを詳細に検討した。また、薄膜の表面分析および電気的特性評価を行った。極低温に冷却した基板表面に原料ガスを付着しながらHeの放電により生成した低速電子(<200eV)を照射して成膜する半導体薄膜合成法を開発した。この原理は、電子励起により原料ガスの分解効率を高め、同時に水素原子のトンネル効果を利用して製膜するものである。これにより原料ガスの分解効率を高め、緻密でかつ良質なアモルファスシリコンを極低温においても合成することができる。極低温で合成した薄膜の水素含有量は、従来のプラズマ気相化学成長法(PECVD)により形成した場合の値と同等であった。結晶性Siの形成機構を解明するために、原料ガスをSi_2HH_6に替えて、40K100Kの温度領域で製膜し、固体生成物の反応収率の基板温度依存性を昇温脱離法により調べた。また、薄膜の水素含有量や光学定数(屈折率,消衰係数)の温度依存性をFT-IRおよび分光エリプソメトリーにより詳細に調べた。素化アモルファスシリコン(a-Si : H)中に微結晶シリコン(nc-Si : H)が形成される条件(SiH_4の昇華温度近傍:40-45K)では、分子のマイグレーションにより空孔が比較的少なく、薄膜中の水素含有濃度および欠陥密度の少ない緻密性の高い膜が得られことが分かった。また、極低温で合成した半導体を用いたMOS-FETを作製するために、窒素放電に替えることにより、シリコン窒化膜(siNx)を合成した。siNxはPEcvD法に比べ水素含有量が非常に少ない良質な絶縁膜であることがわかった。極低温に冷却したSi基板にモノシランやジシランガスを付着しながら窒素の放電により生成した低速電子(<200eV)、N原子およびN_2を照射してシリコン窒化膜(SiNx)を合成し、物性を評価した。SiNx薄膜の水素含有量や光学定数(屈折率,消衰係数)の成膜速度依存性を、FT-IRおよび分光エリプソメトリーにより調べた。SiNxの水素含有量は、従来のプラズマ気相化学成長法(PECVD)のSiH_<4/>N_2ガス放電と成した場合と同様に、0.5%以下と低い値であった。(1)収束電子ビームによりナノ材料を極低温で形成するための基礎研究を行った。低温に冷却した基板上に、Heで希釈されたモノシランを蒸着しながら、本課題で製作した低速電子銃を用いて電子ビームを照射し、照射電子の電流密度と製膜速度および水素含有量の相関を調べた。電子電流密度が低い場合には、水素含有濃度が30%と高くなりポリシラン的な薄膜が形成された。(2)薄膜成長表面(サブサーフェイス)で形成されたナノシリコンをその場実時間するための分析法の開発に取り組んだ。代表者らがこれまでに開発した、反射飛行時間型質量分析計を改良し、質量数の大きなナノ粒子や水素化シリコンの構造解析を可能にするために、質量分解能を高めた。(2)原料ガスにメタンを用いて炭素薄膜を極低温で合成した。化学結合や結晶性を水素化アモルファスシリコン薄膜の場合と比較し、表面反応素過程に関する基礎的な知見を得た。極低温で合成した水素化アモルファスシリコンの場合と比較して、結合水素濃度は数%と低く、光学バンドギャップが約1eVと小さいことが判った。