hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マラリア原虫の宿主域を規定する分子生物学的基盤の解明

ヒトに感染する三日熱マラリア原虫は、旧世界サル類を宿主とするサルマラリア原虫類から派生したと考えられているが、ヒトにしか感染せず、旧世界サル類には感染しない。本研究では、この宿主特異性の分子基盤を明らかにするために、感染に重要な役割を持つ宿主赤血球表面上の受容体(Duffy抗原)と、それに結合する原虫タンパク質(DBP)の特性を調べ、宿主特異性に関与すると考えられる分子変化を同定した。三日熱マラリア原虫は系統進化学的研究から、マカクサル類を宿主とするサルマラリア原虫の宿主転換により生じたと考えられている。しかしながら、ヒトとマカクサル類に感染可能な近縁サルマラリア原虫とは異なり、三日熱マラリア原虫はヒトにしか感染せず、マカクサル類への感染能を失っている。この宿主特異性の違いを生み出している分子基盤を解明することを目的に、本年度は以下の項目を実施した。(1)組換えタンパク質の作製および解析:宿主特異性の違いを生み出していると考えられるサルマラリア原虫族のDBP(宿主赤血球侵入分子)と、その結合相手であるヒトおよびマカクサルのDuffy抗原(宿主赤血球表面分子)について、それぞれに異なるタグを付けた組換えタンパク質産生ベクターを作製した。ヒト培養細胞においてそれらベクターの発現とタグによる検出を行い、組換えタンパク質の産生とタグ特異的な検出が可能であることを確認した。(2)dbp遺伝子のゲノム上の位置の検証:本研究で取り扱うサルマラリア原虫のうち、dbp遺伝子のゲノム上の位置が不明な2種サルマラリア原虫(P. simiovaleとP. fieldi)について、宿主特異性の進化学的背景に資する情報を得るために、PCRによる検証を行った。その結果、2種サルマラリア原虫のdbp遺伝子は、ゲノム情報が既知のサルマラリア原虫種間でオーソロガスな関係にあるdbp遺伝子とは異なる位置にコードされていることが示唆された。(3)宿主特異性に関与するアミノ酸残基候補の抽出:サルマラリア原虫族の持つDBPのアミノ酸配列情報、および各サルマラリア原虫種の宿主域情報をもとに、宿主転換に関与する可能性が示唆されるDBP中のアミノ酸残基置換部位を絞り込み、候補を選定した。この三日熱マラリア原虫の宿主特異性を生み出している分子基盤の解明は、新たな予防法および治療法の開発にあたり、有用な知見と成り得る。本研究では、原虫の持つリガンド分子DBPと、宿主赤血球表面上の受容体分子であるDuffy抗原の関係に着目して実験を行った。それにより、DBPのN末から274、356、363番目の3箇所のアミノ酸残基、およびDuffy抗原のN末から22番目のアミノ酸残基が三日熱マラリア原虫のヒト特異的な感染性に関与していることを示唆する結果を得た。これらの結果から、サルマラリア原虫類とその宿主であるヒト・サル類の両要因が宿主特異性に影響していることが明らかとなった。寄生虫学DBPおよびDuffy抗原の組換えタンパク質の発現と検出、および宿主特異性に関与するアミノ酸残基候補の選定を終え、当初の予定に沿い、進展しているため。DBP組換えタンパク質を用い、結合試験を進める。1.作製したベクター内のdbp遺伝子由来DNAフラグメントについて、選定したアミノ酸残基部位をコードする塩基配列に網羅的に人為的変異を加え、変異型DBP組換えタンパク質を産生する。それらタンパク質を用いて組換えDuffy抗原との結合試験を行い、結合親和性の変化を起こすDBP中のアミノ酸残基を特定する。2.ヒトとマカクサル類の赤血球を用いた結合試験を行い、項目1で得られる知見と赤血球を用いた試験との間の整合性を確認する。申請者の異動により、当該年度に予定していた機器用消耗品類の調達および旅行を次年度に変更する必要が生じたため。当初の計画に従い、結合試験に関連する細胞培養、組換えタンパク質の精製・検出、変異導入のための試薬類の購入に研究費の大半を充て、残りを論文作成・学会発表など成果報告のために使用する予定である。
地理的知の成立と観光の関わりに関する研究

本研究は近代において地理的な情報が蓄積されていくプロセスが、どのように観光と結びついてきたのかを明らかにする研究である。四国遍路、日本の国内観光、日本人の身体性のほか、フクシマの放射能汚染情報とブラックツーリズムの関係についても議論した。成果として、書籍が3冊、雑誌論文が3本、寄稿論文が4本のほか、翻訳書が1冊、国際学会での発表6回、国内の学会発表を2回行った。年度前半は英国ダラム大学において、Mike Crang教授、Divya Tolia-Kelly博士、Andrew Baldwin博士らと観光、物質性、自然についての共同研究を行った。この共同研究の成果は8月に開催されたIGU京都会議において、Visuality and Natureと題して報告した。9月に共同研究をいったん終了し、日本に帰国してからは、日本修学旅行協会を訪問し、聞き取りをするとともに、協会雑誌『修学旅行』を閲覧し記事収集を行なった。一方、自然と災害と観光について12月にホンコンバプティスト大学で開催されたCity and Justice会議で福島以後の日本における風景の審美性について発表を行なった。さらに、年度末には観光研究において重要な理論的支柱となる空間論を紹介するため、ドリーン・マッシー『空間のために』の翻訳出版を行なった。平成24年度の前半は国立国会図書館において近代期に出版された雑誌記事の収集を行い、それを検討した。また、新潟県佐渡市にあるトキ保護センター、佐渡市博物館などを訪れ、現代日本の観光動向におけるトキを活かしたまちづくりの状況を把握した。それに平行して、トキに関する出版物の収集にも努めた。また、観光が位置づけられる消費社会について、戦後の生活改善運動から理解すべく資料収集を行った。平成24年度上記の二つの成果の一部をチェコのプラハで8月上旬に行われた国際歴史地理学会と、ドイツのケルンで8月末に行われた国際地理学会において発表した。国際歴史地理学会では、戦後の生活改善運動においてどのように余暇時間が生産されてきたのか、国際地理学会では、佐渡島のトキがどのようにまちづくりの象徴から日本の象徴となってきたのか、それがどのような政治的な問題をはらむのかを発表した。そのほか、観光空間の生産が、現在の英語圏の理論でどのように研究されているのか、人文地理学会編の『人文地理学事典』の一章「ツーリズム空間の生産」に記した。原稿は現在、編集者のもとで編集過程にある。9月7日より英国ダラム大学地理学研究室に長期出張し、英語圏地理学や観光研究の最新理論の動向を吸収した。ダラム大学地理学研究室教授で共同研究者のMike Crang氏、ReaderのDivya Tolia-Kelly氏と論文内容の検討を行い、平成25年度に投稿すべき国際的な論文雑誌を決定した。本研究は近代において地理学や観光において地理情報が蓄積されていく過程を明らかにした。本研究で使用した地理的「知」はこうして蓄積された地理情報が、制度化され、応用されたものであることを意味している。本研究では具体的には、日本旅行文化協会が発行した月刊誌「旅」、日本修学旅行協会が刊行する「修学旅行」、そして遍路同行会が発行した「遍路」といった雑誌類の記事収集を行いながら、観光、学校制度、宗教的巡礼において、近代的な地理的な知が制度化されていく実態を解明した。これらの資料は、国立国会図書館、東京都立図書館、日本修学旅行協会などを訪問して収集した。三カ年にわたる本研究では、最終年度に至るまでにもいくつもの発表を段階的に行ってきた。初年度と第二年度にはイギリスのダラム大学にて英語圏の地理学における知見を積極的に吸収するとともに、英語圏の地理学における文化地理学の大家であるマイク・クラング教授と意見交換を重ねることで、国際的に通用する議論の素地を形成した。また、その間に得た知見は、学術書、一般書として公表してきた。最終年度には、国際学会での発表、国内の学会での発表、そして一般書の刊行を行った。また、英語論文と日本語論文の刊行も行った。これにより最終的には本研究の成果を、国内外の学界だけでなく、一般市民に対しても広く公表することができたと考える。今後の課題は、近代的な地理的知が、戦後の日本社会においてどのように再制度化されたのかを明らかにすると同時に、そうした議論を国際学会において理論化することである。文化地理学日本修学旅行協会での資料収集は順調に進んでおり、近代から現代に至る地理学的知と風景美について国際学会での発表も行ってきた。ただ英語論文の執筆の進行速度が若干遅くなっており、次年度、論文執筆を加速化するとともに、研究成果を単行本として出版するべく出版社を確定する必要もある。順調に進展していることの理由の第一に、資料の多くを収集することができている。現在、日本において近代以降に出版された旅行雑誌『ツーリスト』および『旅』のほとんどの記事を収集している。そしてこの二大雑誌の検討も終了し、日本人の旅行がどのように19世紀末から展開してきたのか明らかにすることができている。

この分析をもとにしてさらに余暇時間そのものがどのように作り出されたのか、戦後の生活改善運動にとくに注目することで明らかにしたいと考えており、この生活改善運動に関する出版物もかなりの数を収集することができた。残りとなる資料は「修学旅行」という雑誌であり、これを平成25年度の活動としている。第二に、論文の執筆が順調に進んでいることが挙げられる。平成24年度には人文地理学会編の『人文地理学事典』の「ツーリズム空間の生産」欄において、近年の英語圏の研究動向を紹介することで、理論的な枠組みを示すことができている。また、近代以降の宗教的事象と観光との関わりに関する英語の論文を2本、1990年代の女性観光客と消費動向に関する英語論文1本を書くことができている。平成25年にはこの合計3本の論文を国際雑誌に投稿する予定である。第三に、英国での共同研究者とのコミュニケーションがうまくいっていることが挙げ得られる。共同研究者のMike Crang氏とDivya Tolia-Kelly氏とは定期的に会談し、英語圏地理学および観光学の動向について意見を聞いている。今年度は自然と観光と地理的知の関係性についての英語論文を学会誌『人文地理』に投稿する。また、宗教と観光と物質性についての研究報告を英語で行い、論文執筆も行なう。さらに近代以降の修学旅行についての資料収集で終了していない部分を補いながら、出版社を確定する予定である。海外出張:平成25年度は引き続き英国のダラム大学に長期出張をして、共同研究を行なう。また平成26年度8月には英国のロンドンで開催される英国地理学会大会で研究成果の発表を行う。国内旅費:平成25年8月には京都で開催される国際地理学会、11月には大阪市立大学で開催される人文地理学会で観光に関する研究成果の学会発表を行う。また、東京の国立国会図書館に所蔵されている雑誌『修学旅行』を閲覧し、必要な資料を収集するために、東京に数回の出張を行う予定である。平成26年度にも同様に東京出張を行うことになる。物品:出張が重なるため、平成25年度にノートパソコンを購入する予定である。次年度の出張のための使用計画:英国ダラム大学への出張、東京への国内出張物品購入のための使用計画:ノートパソコン購入予定
日常認知の視点からみた顔の記憶に関する実証的研究

本研究では、まず顔の再認記憶における個人差を、被験者が自発的に用いる記憶方略という観点から検討する実験を行った(実験1)。日本人、白人、黒人の顔写真30枚を刺激として90名の被験者が意図記憶課題を行い、記銘後に被験者各自が用いた記憶方略を自由に記述させた。また、5種の記憶方略(部分特徴への注目、全体特徴への注目、既知人物との類似性判断、性格印象の推測、好悪判断)の使用頻度を人種別5段階評定で求めた。記銘後1週間(短期保持条件)もしくは11週間(長期保持条件)後に再認記憶課題を行った。再認成績を分析したところ、各人種の顔の記憶成績に相関がみられなかったので、人種ごとに再認成績の上位群と下位群を抽出し、記憶方略の違いをみた。その結果、既知人物との類似性判断の記憶方略のみ、3つの人種とも上位群が下位群よりも使用頻度が高い傾向がみられた。そこで、実験2では、被験者を2群に分け、それぞれに対して示差特徴発見方略と既知人物との連合方略の使用を指示し、偶発記憶課題で再認成績を比較した。保持期間は1週間であった。74名の被験者(示差特徴群30名、既知人物群44名)の再認成績を分析したところ、日本人の顔写真の成績には両群で差がみられ、既知人物群の成績が良い傾向がみられた。しかし、白人、黒人の顔写真の記憶成績では差がみられなかった。したがって、既知人物との連合方略は、既知情報の豊富な人種カテゴリーに属する顔の記憶には有効であるが、既知情報が少ない人種カテゴリーの顔についてはとくに有効な方略とはいえない。しかし、本実験は偶発記憶課題であり、被験者は記銘時に与えられた課題の記憶に対する有効性については知らされていなかった。したがって、白人、黒人では被験者が既知人物との連合方略をどの程度正確に使用したかに若干疑問が残る。これは今後の検討課題であろう。
カタユウレイボヤ胚発生を支配する転写制御因子の網羅的・体系的解析

胚発生における一連の現象は複数の転写制御因子によって様々な遺伝子が適切に活性化されることによる。それゆえに、発生現象をシステムとして理解するためには、転写制御因子の制御関係をを網羅的・体系的に明らかにすることが重要である。前年度までの研究として、クロマチン免疫沈降法(ChIP-on-chip)をカタユウレイボヤ胚において適用し、内中胚葉形成で特に重要な役割を持つ11個の転写制御因子Brachyury, MyoD Twist-likel FoxA FoxD, Neurogenin, SoxC, Otx, Snail, Tb6b, zicLについて解析を行った。本年度は、ChlP利on-chipにより得られたデータに対して結合モチーフの解析を行った。ChIP-on-chipにより示された転写因子の結合領域付近に結合配列が高頻度に見つかることから、高品質のデータが得られていると考えられる。次に結合プロファイルの情報から各転写因子の標的遺伝子を同定し、内中胚葉の特異化における遺伝子制御ネットワークを構築した。モルフォリノ・アンチセンス・オリゴやmRNAのインジェクションを用いて、機能阻害実験及び過剰発現実験を行い、標的遺伝子候補の検証を行った。本研究で同定された標的遺伝子の大部分が直接の相互作用により制御されているとの結論を得ることができた。さらに結合プロファイルの情報から、遺伝子発現の調節領域の探索を合わせて行い、間充織形成において重要な役割を持つ転写因子twist-likel遺伝子の新規調節領域を発見した。本研究で得られた大量のデータは公共のデータベース(Gene Expression Omnibus)に登録されており、シスエレメントの探索などで、進化発生学者や数理生物学者など他の研究者にとっても有用な情報源となると考えられる。発生をシステムとして理解するためには、転写制御因子を網羅的・体系的に解析し、理解することが重要である。私はカタユウレイボヤ(Ciona intestinalis)胚発生における転写制御因子の制御関係を網羅的に明らかにすることを目的として研究を行っている。この目的のためには、制御関係を網羅的かつハイスループットに決定する方法の確立が不可欠である。DNAアデニンメチル基転移酵素を用いた方法など、いくつかの方法を検討した結果、クロマチン免疫沈降法が最適な方法であるとの結論を得た。クロマチン免疫沈降法は転写制御因子が結合するゲノム領域を同定するのに非常に有効な方法であるが、特異性の高い抗体が必要となるなどの制約がある。カタユウレイボヤではエレクトロポレーション法によって、外来遺伝子を極めて簡単に導入できるため、エピトープ・タグを付けた転写制御因子を発現させ、タグ抗体を用いることで、方法のさらなるハイスループット化を行った。まずZicL転写制御因子を対象として解析を行った。この転写制御因子は初期原腸胚において脊索、神経、筋肉などで発現し、それぞれの組織の分化に必要な遺伝子を含む、数多くの転写制御因子やシグナル分子が影響下にあることが明らかにされている。クロマチン免疫沈降法を行った結果、ZicLの影響下にあることが知られている遺伝子近傍の領域が特異的に濃縮されていることがリアルタイムPCR法によって確認された。さらにマイクロアレイによって、ZicLが直接制御している遺伝子を網羅的に同定することに成功した(投稿中)。この方法を用いてTwist-like-1、MyoD、Brachyury、Lhx3など、その他の転写制御因子についての解析を行っている。以上、今年度は転写制御因子による制御関係のハイスループットな決定法を確立し、実際に数個の転写制御因子についてはその制御関係を網羅的に決定した。胚発生において、一個の受精卵は分裂を繰り返し、細胞の致を増やしながら、徐々に組織か特異化され、分化し、体が形作られていく。この一連の現象は複数の転写制御因子によって様々な遺伝子が適切に活性化されることによる。そのため発生をシステムとして理解するためには、転写制御因子を網羅的・体系的に解析し、その制御関係を明らかにすることが重要である。私は脊索動物門に属するカタユウレイボヤ(Ciona intestinalis)を実験材料として研究を行っている。この動物は一般には馴染みの少ない動物であるが、脊椎動物に最も近い無脊椎動物として、脊椎動物の特徴(ボディープランや遺伝子セットなど)を数多く共有しており、また、脊椎動物の起源を知る上でも重要である。加えて既にゲノムが解読されており、ゲノムワイドな視点から発生システムを解析することが可能である。転写制御因子間の制御関係をハイスループットかつ網羅的に明らかにすることを目的として、初年度はクロマチン免疫沈降法(ChIP-on-chip)をカタユウレイボヤ胚において確立し、中胚葉の形成に重要なZicL遺伝子の解析を行った。平成20年度は、初年度のZicL遺伝子に加えて、胚発生において特に重要な役割を持つ10個の転写因子を対象として、大規模にChIP-on-chipによる解析を行った(Brachyury,MyoD,Twist-like1,FoxA,FoxD,Neurogenin,SoxC,Otx,Snail,Tbx6b)。また、得られた結果はゲノムブラウザに統合し、データベース化を行った。これら10個の転写制御因子と初年度のZicL遺伝子の計11個の転写制御因子についての解析により、カタユウレイボヤ初期胚、中でも中胚葉の特異化・分化にかかわる遺伝子制御ネットワークを極めて詳細に明らかにすることができた。

初期胚でこれだけ大規模にクロマチン免疫沈降法による解析を行った例は極めてまれで、今回得られた知見は尾索動物にとどまらず、脊索動物門全体において、胚発生を理解する上で重要な成果である。胚発生における一連の現象は複数の転写制御因子によって様々な遺伝子が適切に活性化されることによる。それゆえに、発生現象をシステムとして理解するためには、転写制御因子の制御関係をを網羅的・体系的に明らかにすることが重要である。前年度までの研究として、クロマチン免疫沈降法(ChIP-on-chip)をカタユウレイボヤ胚において適用し、内中胚葉形成で特に重要な役割を持つ11個の転写制御因子Brachyury, MyoD Twist-likel FoxA FoxD, Neurogenin, SoxC, Otx, Snail, Tb6b, zicLについて解析を行った。本年度は、ChlP利on-chipにより得られたデータに対して結合モチーフの解析を行った。ChIP-on-chipにより示された転写因子の結合領域付近に結合配列が高頻度に見つかることから、高品質のデータが得られていると考えられる。次に結合プロファイルの情報から各転写因子の標的遺伝子を同定し、内中胚葉の特異化における遺伝子制御ネットワークを構築した。モルフォリノ・アンチセンス・オリゴやmRNAのインジェクションを用いて、機能阻害実験及び過剰発現実験を行い、標的遺伝子候補の検証を行った。本研究で同定された標的遺伝子の大部分が直接の相互作用により制御されているとの結論を得ることができた。さらに結合プロファイルの情報から、遺伝子発現の調節領域の探索を合わせて行い、間充織形成において重要な役割を持つ転写因子twist-likel遺伝子の新規調節領域を発見した。本研究で得られた大量のデータは公共のデータベース(Gene Expression Omnibus)に登録されており、シスエレメントの探索などで、進化発生学者や数理生物学者など他の研究者にとっても有用な情報源となると考えられる。
動的表示法による大自由度散逸系の協力現象の研究

大自由度散逸系を平衡から遠く離れた状態にもってゆくと,空間的周期構造,リミットサイクル,時間的および空間的に乱れた状態(時空カオス),乱流へと次々に遷移してゆく。我々は,液晶対流系をこれらの現象を研究する為のプロトタイプに選び,いくつかの新しい動的状態を見い出した。1)空間的周期構造の上にできる位相波の自発的生成と崩壊,2)欠陥乱流,3)振動位相のジャンプからできるPhase Shiftlineとそのダイナミクス,4)パルス的乱流状態,5)乱流中のLarge Scale Flowと巨視的構造などである。これらの現象をある程度共通したモデル方程式から統一的に説明することを目指して研究を行ってきた。その結果,空間的周期構造のHopf分岐によって発生する振動モ-ドを特定し,それを対称性から分類した。さらに,1)の現象を説明するため,空間構造と振動モ-ドの結合のフィ-ドバック効果を取り入れることにより,この不安定化現象を記述するモデルを共同研究により得ることができた。数値計算の結果,モデルの予測は実験と定性的に一致した。さらに,定量的な予測を行うため,実験からモデルの主要な係数を決定し,不安定化の条件を満たしていることや,解の定量的一致性などが確認された。また,方程式の拡張により,2),3)の現象も説明可能となる展望が得られた。以上により,空間構造と波動の相互作用により生ずる局在した振動パタ-ンの生成と崩壊のメカニズムが明らかになった。
製品の使用経験及び新製品参入による影響を考慮した動的ジョイント・スペース・マップ

本研究課題の目的は,ジョイント・スペース・マップ(以下JSM)モデルの課題解決・拡張として, (a)消費者の選好の動的変化をとらえた構造のモデル化、(b)選好の変化の度合いによる消費者の分類、(c)新製品参入による影響の分析を行うことである。前年度は, (a)と(b)について研究を行い,成果を学会誌等で発表した。今年度は,「(c)新製品参入による影響」について研究を行う予定であった。しかし,新製品を含んだ消費者購買履歴データの入手が難しく,前年度のモデルを拡張したJSMモデルの研究に計画をシフトした。1.前年度の研究内容前年度の研究では, JSMに関するモデルの他に,製品または製品属性に対する「飽き」のモデル化を行った。モデル内の消費者の飽きを表すパラメータに動的構造として動的因子構造を仮定することで,飽きを,製品(属性)固有の飽きと消費者固有の飽きに分解した。2.今年度の研究内容今年度は,前年度の研究を拡張し,「飽き」パラメータに加えて,「ブランドロイヤルティ」パラメータにも動的因子構造を仮定するモデルを提案した。ただし,前年度の研究とは異なり,消費者固有の飽き成分が一定レベルを上回ると,消費者の選好が変化する構造を,閾値モデルによって表した。これは,購買・消費経験により製品に飽きるとブランドスイッチが起きやすくなる行動をモデル化したものである。提案モデルの特徴としては,消費者の飽きと選好の関係を構造的にモデル化した点が挙げられる。また,モデルから得られるJSM上では,飽きが一定レベルを上回った時のみ,選好が動く様子を可視化している。以上の研究内容は,研究集会および統計関連学会連合大会において発表を行った。また,ディスカッションペーパーとして発行を行っている。(抄録なし)本研究課題の目的は,ジョイント・スペース・マップモデルの課題解決・拡張として,1.消費者の選好の動的変化をとらえた構造のモデル化、2.選好の変化の度合いによる消費者の分類、3.新製品参入による影響の分析を行うことである。第1年度は,1.消費者の選好の動的変化をとらえた構造のモデル化、2.選好の変化の度合いによる消費者の分類,を主題として研究を実施した。上で挙げた目的1,2についてまとめた論文が,マーケティング・サイエンス(Vol.21,No.1)に掲載された。この論文におけるモデルは,動的因子構造を用いることで,消費者のブランドロイヤルティを時間不変のブランドポジションと,時変の消費者選好に分類するものである。また,マップ上での消費者選好の動き方により,消費者を,時間を通じて選好が動かない,特定ブランドに強い選好を示すブランドロイヤルと,選好が大きく動き,多様性を求めるバラエティーシーカーに分類を行った。さらに応用として,消費者選好の将来予測と選好が変化するタイミングについて考察を行った。今年度の計画に基づいた計画を行い,成果は学会誌に投稿・掲載された。また,発展的拡張を行った研究についても,海外ジャーナルへ投稿することができた。今後は,新製品参入による市場構造の分析を行っていく。これについては,先行研究の整理を行った後,モデル作成,データを用いた実証分析を行う予定である。また,その他にも,消費者の選好が変化する構造を探る,構造モデルの研究を行う予定である。(抄録なし)
塩化ナトリウム(食塩)を用いたシロアリ防除

本研究は食塩(塩化ナトリウム)を用いた環境調和型シロアリバリヤーの開発を目的としたものである。本年度は下記の試験を行った。(1)食塩バリヤーの有効性についての検討希釈したゴム糊を食塩被覆材料として用いてバリヤーを調製し、イエシロアリの屋外生息コロニーを用いて効果確認試験を行った。イエシロアリはバリヤー上に蟻道を構築しようとしていたが、その蟻道を放棄した。自然界では蟻道を多方面に構築しているためと思われるが、この食塩摂取によりコロニーが全滅することはなかった。しかし、蟻道の放棄が認められたことから、食塩バリヤーは一定の効果があるものと推測された。(2)食塩のシロアリおよびその体内原生動物に対する影響調査所定濃度に調製した希食塩水中にシロアリ腸内原生動物を懸濁させた。そこに5%濃度の食塩水を滴下して顕微鏡下で観察したところ、ほぼ全ての原生動物の鞭毛の動きが瞬時に止まり、その後再び動き出すことはなかった。すなわち、高濃度食塩水がシロアリの腸管に取り込まれた場合、原生動物は瞬時に死滅するものと考えられる。濾紙に110%濃度で食塩を含浸し、強制食餌試験に供し、所定日数ごとに腸内大型原生動物数を測定した。5%以上の食塩添加でイエシロアリ、ヤマトシロアリ両者の体内原生動物数は経時的に明らかに減少し、1週間でほぼ全滅した。しかし、ストレスが原因と考えられるが、食塩を含まないろ紙(コントロール)を喫食させた場合でも原生動物数の減少が認められたため、試験方法の改良を検討中である。(3)高濃度で無機塩を含有する可能性のある木材に生息するシロアリの体内微生物の調査塩濃度の高いと推測されるマングローブ材には下等シロアリの棲息は認められなかった。一方、海岸に打ち上げられている流木にはイエシロアリが多く棲息しており、腸内には一般的に見られるタイプの原生動物が共生していた。この食害材の無機塩含有量を測定中である。
虚血脳海馬における一酸化窒素発現の変化に関する蛋白レベルおよび遺伝子レベルの研究

脳神経細胞死の発生機序におけるNOの役割を解明するために,ラット一過性前脳虚血後の海馬CA1 pyramidal cellにおけるNOSの発現の変化を研究した。虚血後24時間には、NOS活性を反映するNADPHdiaphorase活性は増強したが、neuronal NOS mRNAの発現は著明に減少していた。遅発性神経細胞死が起こる3日後には、NADPH diaphorase activityは低下し、neuronal NOS mRNAの発現は完全に消失していた。これらの結果から、一過性脳虚血後には、すでに存在しているNOS活性が過剰に増強して神経細胞に有害な作用を及ぼすのを防ぐために、NOSの転写がdown-regulationされ、NOS mRNAの発現量が低下すると考えられる。ところで、neuronal NOSとは対照的に、神経成長因子の一つであるbFGFは脳虚血後CA1 pyramidal cellにおいて一過性に転写レベルの発現が増強することを我々は以前に報告している。bFGFとNOSの発現の変化は、神経細胞が自らを保護しようとする合目的な反応と解釈される。更に興味深いことには、NOの神経毒性は、bFGFによって阻止されることである。そこで、我々は、虚血耐性現象における、CA1pyramidal cellにおけるbFGFの発現を調べたところ、虚血耐性獲得脳、即ち2分間の一過性前脳虚血負荷後ではbFGF mRNA発現の増強を認めたがbFGF蛋白の発現は認めなかった。しかし、2分間の虚血耐性導入後に2日間の間隔をあけて10分間の虚血を負荷するとbFGF mRNA蛋白ともに増強する。すなわちbFGFは虚血後の神経保護に非常に重要な役割をしていること、かつその作用機序がNOの神経毒性を阻止することによることが示唆された。NOの脳内における働きを解明することを最終目標として、虚血後の海馬におけるNOSの発現の変化を研究した.NOSの発現は,NOS activityを反映するNADPHdiaphorase activityと、NOS mRNAの変化をとらえることによって調べた。ラット一過性前脳虚血後の海馬CA1 pyramidal cellにおいて,NADPH diaphorase activityは、虚血24時間後に増強した後、遅発性神経細胞死が起こり始める3日後には低下して、1週間後にはほぼ消失した。すでに論文に報告したように、アストロサイトによるNADPH diaphoraseの発現は虚血後3日までには明かになり、30日まで増強する。神経組織の修復に重要な役割を持つ反応性アストロサイトがNADPH diaphorase(NOS)を発現すること,CA1 pyramidal cellにおけるNADPH diaphorase activity (NOS actuivity)が神経細胞死が起こる前の虚血後24時間に増強することは,NOSは中枢神経において二つの相反する役割を持っていることを示唆する。すなわち、NOSは、神経修復に重要な役割をはたす一方で、神経細胞死にも関与している可能性がある。さらに、虚血後のNOSmRNAの発現の変化をin situ hybridizationで見ると、虚血後24時間には、脳全体で低下していた。この結果の意味するところは、虚血24時間後には、すでに存在しているNOS activityが過剰に増強して神経細胞に有害な作用を及ぼすために、NOSの転写がdown-regulationされ、NOS mRNAの発現量が低下すると考えられる。今後の方向は、これらの変化に影響を与える因子(NOS inhibitor gkutamate antagonist,protein kinase C inhibitorなど)について研究していく予定である。脳神経細胞死の発生機序におけるNOの役割を解明するために、ラット一過性前脳虚血後の海馬CA1 pyramidal cellにおけるNOSの発現の変化を研究した。

遅発性神経細胞死が起こる3日後には、NADPH diaphorase activityは低下し、neuronal NOS mRNAの発現は完全に消失していた。これらの結果から、一過性脳虚血後には、すでに存在しているNOS活性が過剰に増強して神経細胞に有害な作用を及ぼすのを防ぐために、NOSの転写がdown-regulationされ、NOS mRNAの発現量が低下すると考えられる。ところで、neuronal NOSとは対照的に、神経成長因子の一つであるbFGFは脳虚血後CA1 pyramidal cellにおいて一過性に転写レベルの発現が増強することを我々は以前に報告している。bFGFとNOSの発現の変化は、神経細胞が自らを保護しようとする合目的な反応を解釈される。更に興味深いことには、NOの神経毒性は、bFGFによって阻止されることである。そこで、我々は、虚血耐性現象における、CA1 pyramidal cellにおけるbFGFの発現を調べたところ、虚血耐性獲得脳、即ち2分間の一過性前脳虚血負荷後ではbFGF mRNA発現の増強を認めたがbFGF蛋白の発現は認めなかった。しかし、2分間の虚血耐性導入後に2日間の間隔をあけて10分間の虚血を負荷するとbFGF mRNA蛋白ともに増強する。すなわちbFGFは虚血後の神経保護に非常に重要な役割をしていること、かつその作用機序がNOの神経毒性を阻止することによることが示唆された。
ユビキチン化依存的タンパク分解経路におけるアラビドプス14－3－3タンパクの役割

多くのタンパク質はSCF(SKIP1/Cullin/F-box)複合体およびユビキチンを必要とする26Sプロテアソーム依存的タンパク質分解メカニズムを介して分解する。Arabidopsisでは550以上のF-boxタンパク質が確認されており、E3リガーゼとしての役割を果たすものがいくつかある。この研究では、14-3-3タンパク質の制御におけるF-boxタンパク質の役割を解明するため、14-3-3タンパク質(kappa、chi、psi)と相互作用するタンパク質候補、Arabidopsis F-boxタンパク質のAtSKIP18およびAtSKIP31を選抜した。AtSKIP18とAtSKIP31の様々な部分欠損変異体を用いてE3リガーゼ活性を確認した。AtSKIP18では4つのセリンが存在する領域(57-120a.a)およびC末端領域(221-317a.a)でE3リガーゼ活性が無くなった。AtSKIP31ではN-末端領域(1-72a.a)でのE3リガーゼ活性が検出されなかった。これはAtSKIP18とAtSKIP31のE3活性制御が異なることを示す。更にyeast two hybridとインビトロプルダウンによってAtSKIPと14-3-3タンパク質間の相互作用を確認した。そしてAtSKIPタンパク質のC-末端領域が14-3-3との相互作用にとって重要であることを示唆する結果を得た。AtSKIP18とAtSKIP31の発現パターンを調べるため、異なる発達段階および非生物学的ストレス処理がされたArabidopsisの組織を分析した。AtSKIP18とAtSKIP31の転写量は花で高く、根では最も低いことが分かった。また、乾燥ストレスでの変化は見られなかったが、カリウム欠乏条件下および塩ストレス条件下では転写量の増加が見られた。これはAtSKIP18とAtSKIP31が非生物学的ストレスに関連するタンパク質を組織特異的にユビキチン化することを示唆する。これら研究結果に基づいて、我々は、AtSKIP18とAtSKIP31がタンパク分解メカニズムを介して14-3-3タンパク質の制御に重要な働きをしている可能性を見出した。14-3-3ファミリーは多くの生物学的過程プロセスにおいて重要な役割を果たしている。これまでの研究でタンパクのユビキチン化に関与する、SKIP2、F-boxタンパク、およびRING fingerタンパクなど幾つかの14-3-3タンパクのターゲットタンパクを単離した。E3タンパク合成酵素の一種であるF-boxタンパクファミリーは触媒部位の中核としてE3合成酵素活性において重要である。F-boxタンパクはすべての真核細胞において多くの大切な役割を担っているが、その制御メカニズムは、他の真核生物同様、植物でもほとんど知られていない。E3合成酵素活性を制御する14-3-3タンパクの役割をさらに理解するため、14-3-3 kappa, chiおよびpsiタンパクと相互作用するF-boxタンパクの選別をyeast two hybrid法を用いて行った。イーストスクリーニングライブラリは、400個以上のArabidopsis F-boxタンパクで構成される。第一のスクリーニングで、14-3-3 kappaは91個の,chiは96個の、そしてpsiは108個の酵母のコロニーにおいて相互作用が確認された。これらコロニーから、DNAを抽出した。塩基配列の分析から14-3-3 kappaタンパクと14-3-3 chiタンパクはそれぞれ5個のF-boxタンパクと、そして、psiタンパクは6個のF-boxタンパクと互関性があることが判明した。その内、2個のF-boxタンパクはすべての14-3-3の異性体と互関性があることが分かった。また、合計12個の異なるF-boxタンパクを14-3-3タンパクのターゲットとして単離した。この研究結果を用いて、それらタンパク間の相互作用をさらに確認すべく実験を続行中であり、来年度の結果が期待される。タンパク質のユビキチン化・分解は様々な生物学的プロセスを制御する重要なメカニズムである。14-3-3タンパク質のユビキチン化・分解メカニズムに関与するSCF(SKIP1/Cullin/F-box)錯、特にF-boxタンパク質(E3リガーゼ)はin plantaでの役割があまり知られていない。このプロジェクトはタンパク質のユビキチン化・分解がin plantaでどのように制御されているのかを明らかにすることを目的とする。1)14-3-3タンパク質と相互作用するF-boxタンパク質の単離:Arabidopsis F-boxタンパク質ライブラリーを用いたyeast two hybrid法で14-3-3タンパク質(kappa、chiおよびpsi)と相互作用するユビキチン化関連のタンパク質候補を選抜した。β-galatosidase assay、yeast auxotropicgrowth assay(SD-LTHA)およびシークエンス分析によりAtSKIP18とAtSKIP31の2つのタンパク質に絞り込んだ。2)AtSKIP18とAtSKIP31のE3リガーゼ活性の確認:タンパク質分解機能があるかどうかを調べるため、in vitroユビキチン化アッセイによりAtSKIP18とAtSKIP31タンパク質のE3 ligase活性を確認した。AtSKIP18およびAtSKIP31のミュータントタンパク質を大腸菌で合成して精製し、ユビキチン化アッセイを用いて14-3-3タンパク質分解への関与をin vitroで確認した。AtSKIP

18とAtSKIP31タンパク質の過剰発現植物体は作成済みで、in vivoでのE3リガーゼ活性を測定する予定であり、現在AtSKIP18およびAtSKIP31による14-3-3タンパク質分解の分析を行っている。3)14-3-3=AtSKIP間相互作用の確認:Yeast two hybridおよびプルダウンアッセイにより14-3-3=AtSKIP間のin vitroでの相互作用は確認した。AtSKIP18とAtSKIP31変異体も、イーストおよびin vitroで14-3-3タンパク質との相互作用を分析した。今後はin vivoでの相互作用をプルダウンアッセイおよび共免疫沈降法で調べる。4)ノックアウト変異体および過剰発現植物体の解析:AtSKIP18とAtSKIP31のノックアウト変異体の遺伝子型がホモ接合体かどうかを確認し、遺伝子発現をリアルタイムRT-PCRで分析した。過剰発現体の分析には、様々な組み換えベクターを作成し、agrobacteriumを用いて過剰発現植物体を作成した。その後の分析のための次世代の形質転換体を選抜した。多くのタンパク質はSCF(SKIP1/Cullin/F-box)複合体およびユビキチンを必要とする26Sプロテアソーム依存的タンパク質分解メカニズムを介して分解する。Arabidopsisでは550以上のF-boxタンパク質が確認されており、E3リガーゼとしての役割を果たすものがいくつかある。この研究では、14-3-3タンパク質の制御におけるF-boxタンパク質の役割を解明するため、14-3-3タンパク質(kappa、chi、psi)と相互作用するタンパク質候補、Arabidopsis F-boxタンパク質のAtSKIP18およびAtSKIP31を選抜した。AtSKIP18とAtSKIP31の様々な部分欠損変異体を用いてE3リガーゼ活性を確認した。AtSKIP18では4つのセリンが存在する領域(57-120a.a)およびC末端領域(221-317a.a)でE3リガーゼ活性が無くなった。AtSKIP31ではN-末端領域(1-72a.a)でのE3リガーゼ活性が検出されなかった。これはAtSKIP18とAtSKIP31のE3活性制御が異なることを示す。更にyeast two hybridとインビトロプルダウンによってAtSKIPと14-3-3タンパク質間の相互作用を確認した。そしてAtSKIPタンパク質のC-末端領域が14-3-3との相互作用にとって重要であることを示唆する結果を得た。AtSKIP18とAtSKIP31の発現パターンを調べるため、異なる発達段階および非生物学的ストレス処理がされたArabidopsisの組織を分析した。AtSKIP18とAtSKIP31の転写量は花で高く、根では最も低いことが分かった。また、乾燥ストレスでの変化は見られなかったが、カリウム欠乏条件下および塩ストレス条件下では転写量の増加が見られた。
心臓の発生におけるhedgehog遺伝子の発現の解析

Hedgehog(hh)遺伝子は、発生段階において、初期の位置情報を周囲の細胞へ再認識させるオーガナイザーとしての役割を果たす遺伝子として注目されている。今回のマウス胎仔の免疫組織化学による検討では、11.5-14.5日のマウス胎仔の心臓で、部位、時間特異的なDhhおよびShh遺伝子の発現が確認できた。心ループの発達過程で、ShhとDhhが共同して心ループの各セグメントのパターン形成とその特殊化、分化に関わる可能性が示唆され、また、Dhhは、房室弁、半月弁の形成初期から完成に至るまで、弁に限局して発現しており、弁形成と分化に関与していると思われた。位置情報を周囲の細胞に与える形で働くhh遺伝子は、背腹軸、頭尾軸の形成のみならず、左右軸の決定にも関わる可能性が指摘されているが、activin受容体遺伝子も、このシグナルカスケードを構成する可能性のある。Activin受容体に関しては、免疫組織化学によって、11.5から12.5日において、円錐動脈幹の心筋細胞層に強い発現が認めらており、hhと伴に左右の分化に関連する可能性が確認されつつある。心内膜クッションの発達は、円錐動脈幹、房室弁の形成に不可欠であるが、近年、内皮細胞が間葉系細胞に分化し、心ゼリーを産生する過程が、心筋細胞由来のTGF-βによって制御されることが明らかとなってきた。TGF-β受容体に関して検討した結果では、11.5から12.5日において円錐動脈幹の心筋細胞層での強い発現が認められ、12.5日においては、心内膜クッションの間葉系細胞の一部にも、発現が認められた。以上より、TGF-β受容体が、心内膜クッションの形成関連する可能性が示唆された。Hedgehog(hh)遺伝子は、発生段階において、初期の位置情報を周囲の細胞へ再認識させるオ-ガナイザーとしての役割を果たす遺伝子として注目されている。今回の免疫組織化学によるマウス胎仔の検討では、11.5-14.5日のマウス胎仔の心臓で、部位、時間特異的なDhhおよびShh遺伝子の発現が確認できた。心ループの発達過程で、ShhとDhhが共同して心ループの各セグメントのパターン形成とその特殊化、分化に関わる可能性が示唆され、また、Dhhは、房室弁、半月弁の形成初期から完成に至るまで弁に限局して発現したことから、弁形成と分化に関与していると思われた。位置情報を周囲の細胞に与える形で働くhh遺伝子は、背腹軸、頭尾軸の形成のみならず、左右軸の決定にも関わる可能性が指摘されているが、activin受容体遺伝子も、このシグナルカスケードを達成する可能性がある。Activin受容体に関しては、11.5から12.5日において、円錐動脈幹の心筋細胞層に強い発現が認められており、hhと伴に左右の分化に関連する可能性が確認されつつある。
救急初療看護提供システムに関する研究-アクション・リサーチ法による試み-

本研究の目的は、先駆的な看護活動を可能にする救急初療看護提供システムの構築に資する基礎資料を得ることである。研究者は、1施設の協力を得て、action research法によって実践者とともに救急初療看護における様々な問題状況に介入しながら、救急看護の提供システムについて検討を試みた。その結果、予備調査、小集団活動のプロセスの分析から救急初療看護の特徴とそこに働く看護師に要求されるコンピテンシーを明らかにすることができた。救急患者への看護ケアは、「脅かしの本体を見極め解決すること」と、「脅かしによる反応への援助」で構成され、この2つは、救急患者への看護ケアの主要概念ととらえられた。看護師は、短い時間で効率的・効果的に看護ケアを提供するために、特徴的な看護提供様式を用いており、「役割分担連携型」、「同時進行型」、「出くわし型」、「察知応援型」の4つのパターンが観察された。さらに、救急患者への看護ケアは、看護師による協働により提供され、それは相互補完の機能を果たしているものと考えられた。救急部門に働く看護師に要求されるコンピテンシーは以下のとおりであった。コンピテンシー・クラスターは、「仕事達成志向群」、「協働的人間関係群」、「リーダーシップ群」、「自己啓発群」に分類された。この中で救急初療に働く看護師に特に要求されるコンピテンシーとして「協働的人間関係群」をあげることができ、それは、<共感性><誠実さ><コミュニケーション力><関係を築く力><コンフリクトの解決力>のコンピテンシー・ディクショナリーによって構成されていた。コンピテンシーモデルに関しては今後実証的に検証する必要がある。当初の計画通り、研究者は株式会社麻生飯塚病院救命救急センター救急外来の看護管理者および看護スタッフ23名の実践者とともに、救急初療看護における問題状況に関与し、様々な研究手法を用いて現場の変革と問題解決に継続的に関わっていくアプローチを採用し、実施してきた。経過は、以下の通りである。<平成15年4月5月:組織化>:研究者と実践者による開放的な会議を開催し、救急外来に勤務する看護師が抱える諸問題について話し合った。その結果、「人材育成」、「現任教育・リーダーナース編」、「現任教育・新人ナース編」、「医療事故防止とリスクマネジメント」、「トリアージ」、「ドメスティック・バイオレンス事例への対応」、「臨床判断能力の育成」の7つの課題について解決実践チームを組織した。<平成15年5月8月:目的・目標の設定>:平成15年5月から7月にかけて2週間に1度の割合で、研究者と実践者による合同学習会を持ち、各実践チームごとに分れ、施設における初療業務の実施状況を、看護ケアアという観点からとらえ、看護師が、救急初療看護の「何をどのようにしたいのか」といいう願いや現実のジレンマを表明した。その後、課題グループごとに短期・中期・長期目標を設定した。<平成15年9月現在:予備調査>:平成15年9月から現在は、抽出された問題を吟味し問題ごとに具体的な実態把握を行なっている。方法として、救急外来における初療看護場面での患者と看護師の相互作用を参加観察法、看護師へのインタビューなどから収集し、分析中である。上記の活動の内、会議とインタビューは、許可を得て録音し、逐語録を作成しデータベースとして保管中である。本研究は、救急初療看護において潜在する問題をあぶり出し、解決を図るとともに、効率的効果的な看護活動を可能にする先駆的な看護提供システムの構築を実現することである。研究者と実践者がともに問題状況に関与し、様々な研究手法を用いて現場の変革にかかわっていくアプローチとしてアクション・リサーチ法を採用し進めてきた。

研究2年目の本年度は、昨年度中に明確にした複数の問題状況に対するアクションプランを実行し、評価のプロセスを踏んだ。本研究で最も重視したことは、実践者の思いや願いを大切にし、共有するとともに、変革者は実践者であることを原則としたことである。実践者が解決を望んだ課題は、(1)人材育成、(2)現任教育:リーダーナース編、(3)現任教育:新人ナース編、(4)医療事故防止とリスクマネジメント、(5)トリアージシステムの確立とトリアージナースの育成、(6)ドメスティック・バイオレンスへの対応、(7)臨床判断能力の育成であった。課題ごとに7つのチームを結成し、現状の分析、アクションプランの策定、試行、評価のプロセスを繰り返した。本年度の経過中に、「ドメスティック・バイオレンスへの対応」については、院内のMSWと連携を取ることで一定の評価を得、完結とした。また「医療事故防止とリスクマネジメント」は、概に進められている院内組織としてのリスクマネジメント活動への参画によって完結した。したがって、救急初療養に独自なテーマとして残る(1)、(2)、(3)、(5)、(7)を主たるテーマとして活動した。研究者は概ね月2回のペースで施設を訪れ、実践者とともにアクションプランの実施状況について議論を重ねるとともに、常時E-mailによる相談に応じた。実施されたアクションプランは一定期間後に評価され、効果が確認された課題については随時関連学会において発表を行ってきた。特に、「トリアージシステムの確立とトリアージナースの育成」については重要事項と考えている。日本には未だ救急患者用トリアージガイドラインがないため、諸外国の文献を参考に当該施設の救急患者に該当するガイドラインを作成した。現在試行中で、3か月分のデータ5000件のデータ分析中である。本研究は、救急初療看護において潜在する問題をあぶり出し、解決を図るとともに、効率的効果的な看護活動を可能にする先駆的な看護提供システムの構築を実現することである。研究者と実践者がともに問題状況に関与し、様々な研究手法を用いて現場の変革にかかわっていくアプローチとしてアクション・リサーチ法を採用し進めてきた。研究開始時点で実践者が解決を望んだ課題は、(1)人材育成、(2)現任教育:リーダーナース編、(3)現任教育:新人ナース編、(4)医療事故防止とリスクマネジメント、(5)トリアージシステムの確立とトリアージナースの育成、(6)ドメスティック・バイオレンスへの対応、(7)臨床判断能力の育成であった。研究3年目の本年度は、課題(5)の取り組みの中で収集した5000件のトリアージ問診表を分析し、トリアージガイドラインを作成することと、過去3年間のアクション・リサーチがもたらした現場の変化をアクション・リサーチ法がもたらしたエンパワーメント効果として評価することを目的とした。しかし、トリアージ問診表の分析と実際の診察状況の突合せに時間がかかり、アンダートリアージ、オーバートリアージ等の実情把握にとどまり、3月時点でガイドラインの策定には至らなかった。
Si基板上光学素子作製のための低損失バッファー層の開発と高機能デバイスの実現

極薄バッファー層を用いたSi基板上III-V族化合物半導体結晶成長は、省資源・低コストの光学素子作製および光電気集積回路の実現に有望である。一般的にIII-V族化合物半導体はSiとの格子定数差が大きく、安定した結晶成長を行うことが難しいが、Si(111)基板上のInAsについては10%以上の格子定数差を持つにもかかわらず高品質な大面積結晶成長が可能であることが報告されている。InAsそのものは狭バンドギャップ材料であり、半導体デバイスとしての応用先は広くはないが、このInAs層をバッファー層とすることで格子定数の近いGaSbをはじめとした比較的用途の広い特性を持った半導体のSi基板上結晶成長が期待される。前年度にMBE装置によりSi(111)基板上に成長した210MLのInAs層の面内ひずみをラマン分光法により評価したところ、成長初期には面内に1.7%の圧縮ひずみが導入されており、10MLまで成長させたInAs膜には0.4%の引張ひずみが導入されていることがわかった。これは格子定数に換算すると5.946.09Åに相当し、10MLの成長でGaSbのバッファーとして有望な格子定数となった。しかしヒーターの不調や、成長条件の最適化不足などにより、平坦なInAs膜が得られていなかったため、InAsバッファー上のGaSb成長につなげるための平坦膜の獲得を試みた。結果としては、典型的な成長結果としては数十nm程度のアイランド状の成長が起こり、AFMで評価したRMSは7.5 nmとなった。一部の条件では数百nm程度の平坦領域が得られたもののアイランド状成長と混在しており、RMSは13 nm程度となった。ヒーターの交換でも加熱効率が向上せず、成長前のフラッシングを十分に行えない状況にあったため、成長初期の核形成が安定して行われず、十分な平坦性が得られなかったと考えられる。本年度は光インピーダンス測定法およびポテンシャル掃引アドミタンス法によるヘテロ界面などの深さ方向の局所的構造に起因する電気特性の評価手法の確立を行った。光インピーダンス測定法では、半導体pn接合中に埋め込まれた量子ドット層の順位の応答を検出できた。これを成長ヘテロ界面に応用することで成長界面に形成される準位を評価することができ、電気特性制御のための知見が得られると期待される。ポテンシャル挿引アドミタンス法では高速原子線(FAB)照射により導入された基板表面近傍の欠陥をショットキーダイオードから観察することができ、照射した原子種による欠陥密度や深さ分布を推定することができた。このことから成長薄膜に対しても欠陥密度および活性化エネルギーの評価が可能になると期待される。並行して、近赤外領域に対応した分光器のグレーティングを導入し、近赤外までの分光光源を有する電気特性測定系を構成した。これは次年度以降のエネルギー分解能を高めた半導体バンドギャップ中の準位測定に用いる予定である。また、結晶成長については現状の装置構成において目的とする半導体薄膜積層構造を実現するための課題抽出を行った。先行研究の再現を試みるべく同様の条件を用いてSi(111)基板上でのInAs層の成長を試みたが、MBEチャンバー内でのRHEEDパターンによる清浄基板表面の確認において、基板加熱による酸化膜の除去によって得られることが期待されるSi(111)面上の(7x7)構造を確認できなかったことから、基板前処理の検討に時間を要した。1ML程度のSi堆積による酸化膜蒸発の促進や、水素ラジカル援用基板過熱などを試みたものの、(7x7)構造を得られなかった。比較的良好なストリーク状のRHEEDパターンが得られる前処理条件でのInAs成長も試行したが、三次元成長を起こし、目的とする構造が得られていない。また、年度途中での所属機関の変更による研究環境の変化もあり、問題への対策を十分にとれなかった。極薄バッファー層によるIII-V族化合物半導体のSi基板上結晶成長は光電気集積回路の実現に重要であるだけでなく、省資源・低コストで高性能光学素子の作製を可能にすることが期待される技術でもある。Si(111)基板上でのInAs結晶成長は大きな格子定数の差を持つにもかかわらず、非常に高品質な結晶膜が得られることが知られているが、前年度の段階ではSi(111)面上の(7x7)構造を確認できておらず、本年度も基板前処理の検討を継続した。並行して、デバイス作成時に有用と考えられるSi基板上およびSOI基板上への特定領域への選択成長を検討するためのEBリソグラフィの条件検討を行い、100nmの細線構造を形成できることを確認した。微小領域からの選択成長は成長初期の核発生密度を制御することができ、結晶粒界に起因する欠陥抑制に効果的であると期待される。そのため、成長結晶の表面積の増大を考慮する必要はあるが、選択成長と全面成長との比較を行うことで成長界面における本質的な欠陥と、成長領域サイズに依存する欠陥とを分離して評価できるようになると期待できる。さらに埋め込み界面の評価に重要となるポテンシャル掃引アドミタンス法と過渡容量分光法(DLTS)の組み合わせによる測定において、電子準位の深さ位置および準位密度の定量性を高めうる解析法について検討した。ポテンシャル掃引アドミタンス法におけるバックグラウンドの理論式を求め、それを差し引くことで欠陥からの応答を抽出し、高精度化を行った。評価手法の確立については順調に進んでいると言えるが、評価を行う対象の結晶成長に難航している。