hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNA複製開始部位とDNA複製タンパクとの相互作用

DNA複製開始部位の単離と,複製開始タンパクの同定を目標に研究を始め,次の様な成果を得た. 1), C-mycタンパク, N-mycタンパク, P53が細胞DNA複製開始タンパクであることを明らかにし,それに対応する細胞DNA複製開始部位を単離した. 2), C-mycタンパクは機能上, SV40T抗原に類似しており, SV40DNA複製系においてT抗原と互換性があることを示した.3), C-myc遺伝子の第一ユクソン上流2000塩基付近には, C-mycタンパク結合域が存在し,そこは同時に複製開始部位とエンハンサー領域が共存していた.このことから, C-mycタンパクは複製開始タンパクであると同時に,転写エンハンサー結合タンパクであることがわかった.4), C-mycタンパクはC-myc自身の発現を正負に自己制御していた.5), C-mycタンパク結合域と相補性のあるDNAクローンとして熱ショックタンパク(HSP70)遺伝子がクローニングされた.これより, HSP遺伝子はC-mycタンパクの直接の作用部位で, C-mycタンパクがエンハンサー結合タンパクとして転写促進するものと考えられた. 6), HSP70はC-mycタンパクを中心とするDNA複製系の開始反応に関与するタンパクらしいという結果を得た.7), C-myc遺伝子上のDNA複製開始部位を受精卵に注射し,トランスジェニックマウスを作製したところ,このクローンは染色体外で複製し,子,孫マウスにも伝幡した.このことよりC-myc遺伝子の複製開始点の存在はlivvivoでも証明された.このように, C-mycタンパクを中心とする転写-複製系が存在するらしく今後の発展が期待される.DNA複製開始部位の単離と,複製開始タンパクの同定を目標に研究を始め,次の様な成果を得た.1), C-mycタンパク, N-mycタンパク, P53が細胞DNA複製開始タンパクであることを明らかにし,それに対応する細胞DNA複製開始部位を単離した. 2), C-mycタンパクは機能上, SV40T抗原に類似しており, SV40DNA複製系においてT抗原と互換性があることを示した.3), C-myc遺伝子の第一ユクソン上流2000塩基付近には, C-mycタンパク結合域が存在し,そこは同時に複製開始部位とエンハンサー領域が共存していた.このことから, C-mycタンパクは複製開始タンパクであると同時に,転写エンハンサー結合タンパクであることがわかった.4), C-mycタンパクはC-myc自身の発現を正負に自己制御していた.5), C-mycタンパク結合域と相補性のあるDNAクローンとして熱ショックタンパク(HSP70)遺伝子がクローニングされた.これより, HSP遺伝子はC-mycタンパクの直接の作用部位で, C-mycタンパクがエンハンサー結合タンパクとして転写促進するものと考えられた. 6), HSP70はC-mycタンパクを中心とするDNA複製系の開始反応に関与するタンパクらしいという結果を得た.7), C-myc遺伝子上のDNA複製開始部位を受精卵に注射し,トランスジェニックマウスを作製したところ,このクローンは染色体外で複製し,子,孫マウスにも伝幡した.このことよりC-myc遺伝子の複製開始点の存在はlivvivoでも証明された.このように, C-mycタンパクを中心とする転写-複製系が存在するらしく今後の発展が期待される.
近赤外分光法による三次元物性評価システムの開発

今年度は材料内の面内分布の迅速な評価を可能にする評価技術の開発に取り組んだ。提案法の流れはサンプルを静置した後に透過と拡散反射のイメージング計測を1回ずつ行い、各ピクセルにおける全くの同じ位置の近赤外光の透過率及び拡散反射率を波長依存のスペクトルとして得る。その後板状試料内における近赤外光の吸収と散乱を考慮した二定数理論によるモデルに基づいて得られた透過率及び拡散反射率をフィッティングする。このフィッティングを波長ごとに行うことで各試料内、各位置の吸収及び散乱係数を算出した。得られた吸収係数から材料の化学構造の評価、材質識別、化学種の濃度の評価を、散乱係数から内部の散乱体の大きさ、個数密度に関する情報を抽出することで高分子材料の品質評価を行うものである。実際に提案法を高分子複合材料に適用した結果を示す。ポリメリルメタクリレート(PMMA)に表面をメタクリル基で修飾したシリカ粒子をアセトン中で分散、キャスト及び加熱プレス成形することでPMMA/シリカコンポジットを作製し評価に用いた。粒子径の異なる粒子を分散させたPMMA/シリカコンポジットを提案法によって評価したところ、べき指数イメージから散乱体サイズの違いがイメージ上に良好に現れていることが明らかになった。べき指数の面内分布のヒストグラムに注目すると、いずれの試料も単峰性の分布が得られていることがわかる。Mie散乱の理論値との比較から初期粒子径の差を反映したべき指数が提案法により得られており、フィラー間の一時粒子径の違いや分散状態を迅速かつ広い面積で捉えるのに非常に有用な手法であることが示された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は近赤外光の散乱に関する物理モデルの構築と、それを用いた高分子成形体の可視化について取り組んだ。高分子成形体は様々な形状で多様な用途で用いられており、その中でもさらなる高機能化に向けて粒子や繊維などの添加剤を分散させたコンポジット材料の研究開発が進んでいる。コンポジット材料中の添加剤の分散性は成形体物性に大きく影響を与えるため、添加剤の分散性の評価は必要不可欠である。一方で従来添加剤の大きさなどは電子顕微鏡を用いた観察が一般的であり、試料の破壊や遅い測定サイクルに由来する問題によって個々の成形体の添加剤分布の評価が困難であった。そこで下地を用いた近赤外分光(NIR)イメージング法によるコンポジット材料の評価法について提案した。コンポジット材料に反射率の異なる下地を置いてNIR測定を行うことで、下地の反射率に対する応答から試料の内部構造に由来する光の吸収・散乱の情報抽出を行った。Kubelka-Munk理論をベースとする光の物理モデルによってスペクトルを解析し、成形体の吸収係数及び散乱係数を算出した。提案法の妥当性をポリジメチルシロキサン(PDMS)/シリカコンポジットを用いて検証した。得られたシリカ粒子の吸収係数からと粒子濃度の間に線形性があり、Lambert-Beer則に従う濃度と吸収の関係があった。また粒径の異なるシリカ粒子から作製したコンポジットの評価を行い、NIRから得られる散乱係数がMie散乱理論に基づく散乱係数の理論値と一致していることが確認できた。このようにして通常の分光測定で得られる吸収係数だけでなく、提案法によって散乱係数を得ることで粒子の大きさの情報を可視化できるようになった。当初は拡散反射測定のために積分球の購入を想定していたが、所属機関で拡散反射型NIRイメージング装置の使用が可能になったため積分球を購入しなかった。その分標準拡散反射板を購入することで手法の妥当性の検証が可能になり、本手法がコンポジット材料の評価に非常に有用であることを裏付けるデータを得ることができた。コンポジット中の添加剤の凝集体についての扱いについて依然課題は残されているものの、本手法の有効性が明らかになったためおおむね順調に進展していると言える。昨年度は下地上に試料を置いて近赤外分光(NIR)イメージングを測定し物理モデルによる解析で試料の吸収・散乱係数を推算する手法を提案した。これまでの手法で算出した吸収・散乱係数は得られたものの、理論値との差異が生じていることが明らかになった。そこで試料界面における反射を組み込んだモデルを考案し、試料の吸収係数及び散乱係数の算出を試みた。我々は簡易的な補正法として、下地と試料の拡散反射率の差に注目した。試料中に散乱体が存在しない場合、試料の拡散反射スペクトルは吸収バンドの存在する波長を除いて下地の拡散反射率に一致すると考えられる。それを利用して、下地の拡散反射スペクトルが試料の拡散反射スペクトルに接することを評価関数とする最適化を行った。提案法によりポリジメチルシロキサン(PDMS)の内部反射率を推定し、その値を用いてPDMS/シリカコンポジットの換算散乱係数を算出した。補正によって換算散乱係数が破線で示されるMie散乱理論による理論値に近くなっており本手法による補正法が試料の光学パラメータ算出において有用であることが示された。上記の内部反射率補正を元にPDMS/シリカコンポジットの換算散乱係数を算出し、粒子径や濃度による影響について調べた。換算散乱係数の特性を評価するため、波長のべき関数で近似し、べき指数を算出した。補正後に得られた換算散乱係数のべき指数を同一粒径の粒子間で比較すると、粒子濃度に依らずに一定のべき指数を示した。

これは粒子が良好に分散している場合、高分子ドメイン中の散乱体サイズは濃度に依らず一次粒子径で表されるためであると考えられる。また得られたべき指数は、粒子径の違いによって有意に異なっており、粒子径の増加に伴ってべき指数は低下した。提案法によるべき指数は理論値より高めに現れているものの、粒子間の違いに関する傾向は理論値と良好に一致した。昨年度までの高分子成形体の吸収・散乱の情報を取得する提案法はフィラーを含まないPDMS単一の場合の測定結果の時点で下地の拡散反射率と下地の反射率の間にギャップが見られており、補正が必要な状況であることが明らかになった。今年度考案した補正法を適用することで上述のギャップが低下し、吸収・散乱係数を得ることができた。今年度は材料内の面内分布の迅速な評価を可能にする評価技術の開発に取り組んだ。提案法の流れはサンプルを静置した後に透過と拡散反射のイメージング計測を1回ずつ行い、各ピクセルにおける全くの同じ位置の近赤外光の透過率及び拡散反射率を波長依存のスペクトルとして得る。その後板状試料内における近赤外光の吸収と散乱を考慮した二定数理論によるモデルに基づいて得られた透過率及び拡散反射率をフィッティングする。このフィッティングを波長ごとに行うことで各試料内、各位置の吸収及び散乱係数を算出した。得られた吸収係数から材料の化学構造の評価、材質識別、化学種の濃度の評価を、散乱係数から内部の散乱体の大きさ、個数密度に関する情報を抽出することで高分子材料の品質評価を行うものである。実際に提案法を高分子複合材料に適用した結果を示す。ポリメリルメタクリレート(PMMA)に表面をメタクリル基で修飾したシリカ粒子をアセトン中で分散、キャスト及び加熱プレス成形することでPMMA/シリカコンポジットを作製し評価に用いた。粒子径の異なる粒子を分散させたPMMA/シリカコンポジットを提案法によって評価したところ、べき指数イメージから散乱体サイズの違いがイメージ上に良好に現れていることが明らかになった。べき指数の面内分布のヒストグラムに注目すると、いずれの試料も単峰性の分布が得られていることがわかる。Mie散乱の理論値との比較から初期粒子径の差を反映したべき指数が提案法により得られており、フィラー間の一時粒子径の違いや分散状態を迅速かつ広い面積で捉えるのに非常に有用な手法であることが示された。PDMS/シリカ系で提案法の有効性の検証を行ってきたが、他にコンポジットに対する応用と検証について引き続き進めていく予定である。またシリカ粒子は球状であるため等方的な散乱挙動を示すが、繊維などの場合では挙動が異なる可能性がある。そのためガラス繊維などを用いたコンポジット材料の作製を行い、NIRイメージングで評価することでさらなる手法の拡張について取り組む。次にこれまでのモデル試料は厚さ方向に均一であったが、多層フィルムのように厚さ方向に成分の不均一性が存在する場合、層間の界面で生じる反射が無視できない可能性があるため、多層系への拡張についても検討したいと考えている。最終年では提案法のさらなる拡張のため、拡散反射光と透過光を組み合わせた計測系について検討する。
熱伝達率・速度変動相関測定による乱流熱伝達におよぼす大規模渦効果の解明

本研究では乱流中に存在する大規模な渦構造が壁面における熱・物質・運動量輸送へ及ぼす影響を明らかにした。流れ場に軸対称衝突噴流を用い、作動流体として水または電解質溶液を用いた。速度場の測定はLDVにより行い、壁面局所熱流束は薄膜熱流束計を製作し測定した。また壁面せん断力、物質伝達の測定には電気化学的方法を用いた。淀み点における局所熱伝達率変動と流れ場全域の速度変動との相互相関関数の空間分布から、相互相関関数が大きく壁面熱伝達に影響を持つ流体塊は1つで、その流体塊が壁面に接近する速度はその点の平均速度に等しく、流体塊はその半径方向寸法を一定に保って壁面に接近することが分かった。また局所壁せん断力と速度の相関から、壁面せん断力に影響を与える流塊は淀み軸線近くを相関値を増加させながら壁面に接近し、壁面近傍で軸方向スケ-ル減少させ、衝突の後は相関値を減少させながら壁面から離脱することが分かった。さらに物質伝達との相関については特徴的な構造が二つあり、平均流によって運ばれる構造は壁面近くの構造に吸収され、衝突の後は測定点近傍に自己相関的な構造のみが残留する。このような各輸送量の相関挙動の差異が境界層の存在に起因すると考え、淀み点境界層流れにおいて主流に微小な速度変動を加えた時の境界層内の速度、温度および濃度の変動について理論解析を行なった。その結果、壁面せん断力および熱伝達率変動と主流速度変動の時間遅れは小さく、主流に運ばれる大規模渦による変動が壁面輸送に直接影響するのに対し、物質伝達の変動の遅れ時間はかなり大きく、この境界層内部での時間遅れにより壁面近くの乱れを拾う自己相関的な構造が出現すると考えられることが分かった。乱流熱伝達は実用的にも最も重要な伝熱現象であり、そのうちスイープ等の大規模渦にらるエネルギー輸送の影響が重要なことが明らかになってきているが、その研究は従来速度場の計測のみによってなされており、速度場を熱伝達率との関連で捉えた研究はほとんどみられない。そこで本研究では、比較的に乱流特性時間の遅い水の衝突噴流を用い、衝突板上に設置した自作の極微小熱流束計により測定した伝熱面上の任意の点の熱流束の変動を基準とし、ファイバー形LDVにより求めた全流れ場の任意の点での速度との相互相関を求め、その相関の時間変化図を作成し、相関の最大値の等値線から渦運動軌跡を、またある瞬間の等相関線から渦寸法を求め、従来可視化法でしか捉えることが困難であった大規模渦の運動を視覚的捉えて、乱流渦運動の熱伝達に及ぼす影響を解明することを目的としている。研究に先だって衝突噴流試験部を含む実験装置を製作し、ファイバー形LDVにより平均流の速度分布を測定し、従来の実験結果に一致する結果を得た。熱流束の変動を測定する熱流束計の大きさにより、検出する渦の大きさ等の測定精度が決定されるため、直径10mm、厚さ20μのニッケル薄膜を加熱した中空銅ブロックの端面にハンダ付けし、中心部の温度を極微細熱電対で測定することにより、水の乱流変動に十分応答する熱流束の変化を測定することが出来た。その出力信号は極微弱なので、SN比を向上させるために、装置内に増幅器を組み込んだ。伝熱面として平板淀み点を用い、これに水の軸対象噴流を衝突させ、流れ場全域の各方向の速度変動と壁面の熱流束変動の相互相関を測定したところ、ノズル出口Re数が約5000の時、淀み線上の相関関数は衝突面に近づくにつれ増加し、最大値で0.2程度となり、衝突面から7mmの付近で急激に減衰した。このことは、この付近での流体変動が最も重要であることを意味している。

本研究では乱流中に存在する大規模な渦構造が壁面における熱・物質・運動量輸送へ及ぼす影響を明らかにした。流れ場に軸対称衝突噴流を用い、作動流体として水または電解質溶液を用いた。速度場の測定はLDVにより行い、壁面局所熱流束は薄膜熱流束計を製作し測定した。また壁面せん断力、物質伝達の測定には電気化学的方法を用いた。淀み点における局所熱伝達率変動と流れ場全域の速度変動との相互相関関数の空間分布から、相互相関関数が大きく壁面熱伝達に影響を持つ流体塊は1つで、その流体塊が壁面に接近する速度はその点の平均速度に等しく、流体塊はその半径方向寸法を一定に保って壁面に接近することが分かった。また局所壁せん断力と速度の相関から、壁面せん断力に影響を与える流体塊は淀み軸線近くを相関値を増加させながら壁面に接近し、壁面近傍で軸方向スケ-ル減少させ、衝突の後は相関値を減少させながら壁面から離脱することが分かった。さらに物質伝達との相関については特徴的な構造が二つあり、平均流によって運ばれる構造は壁面近くの構造に吸収され、衝突の後は測定点近傍に自己相関的な構造のみが残留する。このような各輸送量の相関挙動の差異が境界層の存在に起因すると考え、淀み点境界層流れにおいて主流に微小な速度変動を加えた時の境界層内の速度、温度および濃度の変動について理論解析を行なった。その結果、壁面せん断力および熱伝達率変動と主流速度変動の時間遅れは小さく、主流に運ばれる大規模渦による変動が壁面輸送に直接影響するのに対し、物質伝達の変動の遅れ時間はかなり大きく、この境界層内部での時間遅れにより壁面近くの乱れを拾う自己相関的な構造が出現すると考えられることが分かった。
官民連携による教育行財政改革の新展開に関する国際比較研究

本研究においては、教育分野へのPFIの導入状況について、先行国であるイギリスにおける教育PFIの導入状況について調査をした。教育PFIの成功例としては、i)ベンチャー企業が学校教育施設の整備・管理運営事業を中心に教育PFIを展開し、学校教育の活性化に成功したブラックプールの事例や、,ii)市内39の中等学校の新築・改装をPFIによって一挙に実施したグラスゴーの事例等が上げられる。他方教育PFIの導入をめぐっては、既存の教職員とPFI企業の杜員との協働関係の構築に困難が伴ったり、学校側の要求に企業側のサービス水準が合致していないといった問題点も見出された。また教育PFIの適用範囲は、ほぼ校舎の建築と維持管理部分に限定されている。そこで本研究では、教育PFIは学校の運営部分についてはどこまで適用可能かということについても、企業対象のアンケート調査を基に検討した。その結果、施設設備運営、給食・輸送といった事実上の業務についてはPFIの導入はかなり有望であり、条件が整えば庶務・会計、図書館運営、研修等についても導入の可能性は高いとの知見が得られた。さらにわが国においても国立大学を始め小・中・高等学校、杜会教育機関等において教育PFIの導入が始まっている。本研究では、高等教育機関への適用事例として京都大学の桂キャンパスのケースを取り上げた。また、社会教育機関への適用事例として桑名における図書館整備への適用事例を、社会福祉施設と中学校の複合化施設として京都市のケースをそれぞれ調査・検討した。そして教育PFIの有望な適用分野である学校・地域給食施設の適用検討事例を取り上げ、事業化失敗の原因を探った。やはり地域住民のPFIに対する理解が不可欠であるとの結論が得られた。本年度は、フィールド調査とアンケート調査を実施した。前者としては、PFIの国内適用事例、外国適用事例を取り扱った。国内適用事例調査としては、東京都の区部ユースプラザ、調布市調和小学校、神奈川県立医療福祉大学、千葉県市川市の中学校及び地域関連施設の聞き取り調査と資料収集を実施した。それぞれまだ先行事例で、試行錯誤の繰り返しの側面もあったが、財政的に厳しい状況の中での選択であったとの感が強かった。特にVFMが本当に出ているのか、20年、30年先まで同じ状況が続くのか、といったことを疑問視する向きもあった。外国事例としては、スウェーデン、イギリスの調査を実施した。スウェーデンの場合、高公財政負担の教育・福祉施策を採っていることから、財政問題からPFI適用が進んでいるようであったが、現実は全く相違しており、PFIの概念すら共通認識になっていない状況であった。イギリスについては、PFIスキームで整備された学校を訪問し、新年度の本調査のための予備調査を実施した。アンケート調査としては、地方自治体の首長部局、教育委員会を対象としたものと、PFIの関わりを持つ企業を対象としたものを別個に作成し、郵送法による調査を実施した。平成14年3月20日現在、自治体関係は約43パーセント、他方企業は約40パーセントであった。PFIの学校への適用については厳しい見方も多く予断は許さないが、建築・維持管理部分についてはある程度の肯定的評価があるのではないか、と思われる回答が多かった。自治体では、PFI手法によって初期投資の軽減が得られることや競争原理によるコスト削減に大きな期待を寄せる回答が多かった。また企業の方は、民間の創意・工夫による質の良い教育条件の整備が可能になるとする回答が最も多かったが、本音では新しいビジネスチャンスとして期待する向きも数多くあった。これからもう少し多面的な分析を行う予定である。本年度は、昨年度に実施したアンケート調査の結果を分析し、わが国のPFI導入のレディネスがどの程度できているか、を検討した。

建物建設、維持管理については、PFI導入の意義を認める傾向にあったが、運営部分、すなわち教育の中身、ソフトに就いては導入は難しいとの意見が強く出ていた。今後は、民間PFI事業者が運営部分にどのようなコンテンツを提供できるか、ということがPFIの教育分野への導入が拡大するかどうかの鍵を握っているのではないか、という知見が得られた。また教育委員会と首長部局との間の意識の差が明確に出ており、研究会等では.究極的な財政責任の有無がその大きな規定要因ではないか、との見解が出された。国内のフィールド調査としては、昨年訪問できなかった滋賀県野洲町、三重県四日市市、同桑名市へヒアリングに出向いた。野洲町では、PFIと補助金の問題、PFIに対する地方自治体の見解等貴重な情報が得られた。また四日市では、1校ではなく複数校をグループとしてPFIを導入するスキームが検討されていた。桑名市では、図書館をPFIで設置するスキームが検討されており、建物を民間の所有とし、選書以外ほとんど民間事業者に委ねるBOT方式が採用される予定であった。外国調査としては、イギリスのスコットランドにおける教育分野では最大のPFI事業の現地調査を行った。市内39の中等学校を29校に統廃合する際に、校舎の改築、改装、教育用コンビュータネットワークの整備等にPFIを導入し、様々な関連事業も含めて、同時にPFIを推進する手法を採用していた。これは、「バンドリング」という手法で、規模の経済性を獲得するとともに事業者の参入機会を拡大するものである。さらにリバープールでは、学校教育、保育施設、図書館、行政機関等からなる複合施設がPFIで事業推進されているケースの訪問調査を実施した。補助金獲得が容易になるため、こうしたスキームは拡大するものと思われる。日本の桑名市、市川市のケースなどもこれに近いものといえよう。本年度は、イギリスの調査としてロンドン郊外のイスリントンの教育委員会の運営を委託されたコンサルタント(CEA:ケンブリッジ・エデュケーション・アソシエイト)を訪問調査し、イスリントンの教育委員会の運営事情についても実地調査した。またPFIで整備された学校を訪問し、イギリスにおける現実の問題点について調査した。後者については、昨年10月の日本教育行政学会で発表した。また日本国内の状況については、PFIや外部委託等によって学校運営面に企業がどこまで参入できるかについて、企業900社を対象にアンケート調査を実施した。いわゆるPPPの適用が学校運営部分のどこまで可能かということを検討した。企業を建設、教材開発、人材派遣等10業種、学校の運営部分を10分野に類型化し、それぞれの分野について可能性を聞いてみた。その結果を数量化理論で分析し、デンドログラムで結合して学校の運営部分の近似性を抽出してみた。企業の参入が見込め外部委託の可能性の高いものとして、給食、運輸業務、施設・備品・消耗品管理が指摘できる。その他の部分でも、モニタリング技術の開発によってアウトソースが可能となるものと思われるものが見られた。図書館業務、庶務・会計、研修関連業務等がそれに該当する。
シリコンを基板として用いたIII族窒化物大型バルク単結晶の作製に関する研究

本研究は、二つのテーマに大別できる。即ち、(1)OMVPE法或いはMBE法により大面積Si基板上にGaNを作製し、(2)それを種結晶としてHVPE法によりGaNを高速成長させる事である。(1)について、本研究グループは研究開始当初より既にAlN中間層を用いたSi基板上へのGaNの作製の検討をしていたが、最大の問題点はSiとGaNの熱膨張係数最に基づくクラックの発生であった。そこで、本研究では、A.GaNの薄膜化によるクラックの抑制、及びB.一部絶縁層で覆った上への横方向成長、即ちエピタキシャルラテラルオーバーグロース(ELO)(西永等)法等の方法を検討し、大面積でしかもクラックの無い単結晶の作製を狙った。(2)について、大型単結晶の作製には、再現性良く、しかも高速成長可能な成長法の開発が必要である。HVPE法では、成長速度が最大0.1mm/hであり、しかも成長速度の再現性に乏しい。本研究では、成長装置を工夫し、出来る限り早い成長速度を実現する事を目的とした。以下、得られた成果を纏める。(1)OMVPE法によるSi基板上のGaN単結晶の作製サファイアの場合における低温堆積緩衝層と異なり、高温1,100°C程度でAlN単結晶を成長し、その上にGaNを成長することにより、高品質GaNの成長が可能となった。室温において、初めて励起子に基づく遷移が反射光変調スペクトルより確認された。得られた膜は、熱膨張係数の違いにより、強い引っ張り応力を受けていることが分かった。(2)HVPE法の改良GaCl_3とTMGaを供給可能な装置を試作し、まずサファイア上に低温堆積緩衝層を用いてOMVPE法で高品質GaNを成長の後、HVPE法でGaNを成長させる事により、再現性良く高品質GaN厚膜の成長が可能である事が分かった。本研究の目的は、III族窒化物大型バルク単結晶を得ることである。その基本的な方法は、(1)剥離またはエッチング可能な基板上に単結晶薄膜を形成した後、(2)それを基板として厚膜成長が可能な成長法により、成長を行う。本年度は、(1)を中心にしてa.シリコン(111)を基板とした場合、及びb.6H-SiC(0001)を基板とした場合、について検討を行った。以下それぞれの結果を記す。a.シリコン(111)基板上のIII族窒化物成長窒素ラディカルビームMBE(RBE)法及びMOVPE法により、実験した。RBE法では、単結晶成長が困難であった。MOVPE法では、界面制御について検討した結果、単結晶AINを高温で成長後、CaNを成長することにより、X線回折値幅が狭く、発光特性の優れた高品質結晶の作製が可能となった。しかしながらクラックが発生し、選択成長等試みたが、改善されなかった。MOVPE法により成長を行った。直接CaNを成長させた場合、島状成長したが、AIN中間層、或いは緩衝層の導入によりSi面、C面共に高品質GaNの成長が可能となった。得られたGaNのX線回折半値幅は、現在得られた中で最も狭い。しかしながら、Si基板上と同様クラックが発生し、グレーデッド層の導入等試みたが、改善されなかった。一方、成長膜は容易に剥離可能であるため、今後それを基板として厚膜成長を試みる予定である。本年度は、以下の2項目につき検討を行い、現在も遂行中である。各項目につき、本年度の研究実績を纏める。

(1)HVPE法による基板用GaN単結晶の作製本年度は、HVPE法により基板用GaN単結晶の作製を行った。基板は当初Siを用いたが、高品質結晶を得ることできないため、サファイアを用いることとした。従来のHVPE法の欠点を克服するため、Gaと基板の温度を一定で行う、単一温度加熱によりGaNの成長を行った。得られた膜はすべて反射電子線回析で単結晶を示すスポット状であった。成長速度は、最大0.5mm/分と従来の報告値では最も大きかった。今後、品質の向上が課題である。格子不整合の小さい6H-SiCを基板としてMOVPE法でGaNの成長を行った。AlN緩衝層の導入により、極めて高品質のGaN結晶の作製に成功した。室温光励起では、レーザ発振閾値27KW/cm^2と、今までの最も小さい値を示した。また、SCH構造素子を試作し、ピーク波長380nm、半値幅7nmと自然放出光としては最も狭い幅を示した。SiCはGaN成長用基板として極めて有望である。厚膜成長が今後の課題である。
中等教育と中等後教育との接続関係の実態・動向に関する総合的実証的研究-入学者決定方式、カリキュラム、進路指導-

1.教育内容研究班は、一昨年実施した四年制大学の一般教養教育の編成や履修方法に関するデ-タの集計と分析の一部を、『一般教育科目開設状況調査I』にまとめて刊行し、他の残りの部分を、同『調査II』として年度内に刊行予定であり、また昨年実施した一般教育科目に関する大学生・教員に対するアンケ-ト調査の分析結果も、別に調査報告書にまとめ、年度内に刊行した。2.研究代表者および事務局を中心、わが国における中等後教育への接続関係に関する各界の改革提言・勧告・意見等の資料的な整理を行い、資料集『中等後教育への接続関係提言集』を刊行した。3.外国研究班の中国担当の大塚委員は、「中国の高等教育独学試験制度に関する考察」を、国立教育研究所の『研究集録』No.19に発表した。4.入学者決定方式研究班の石坂委員は、論文「海外帰国子女の大学進学」を、国立教育研究所『研究集録』No.20に発表予定である。5.上記以外の各研究班の研究実績は、以下の通りである。(1)歴史研究班、外国研究班、入学者決定方式研究班、職業・継続教育研究班および進路指導研究班の大部分の委員は、それぞれ3ヵ年の研究成果を各個論文の形式で、本研究の最終の主要研究報告書『中等後教育への接続関係の実態と動向--日本と諸外国における入学者決定式、カリキュラム、進路指導--』として、年度内に刊行予定である。(2)また、同研究報告書には、総括研究班による上記の7つの各研究班の3ヵ年の研究によって得られた新たな知見および今後の研究展開に関する示唆を含めて、「研究のまとめ」を掲載し、本総合研究の成果を要約している。数多くの成果のうち、特に学年始期の統一化や7年制高校の歴史研究、高校と中等後教育諸機関の内容面の接続関係や諸外国における大学非進学者の高等教育へのアクセスの分析は意義深い。1.わが国の4年制および2年制大学1,030校に一般教養教育の覆修要項講義概要等の資料の送付を依頼し,これまで約1,500点余りの文献資料の寄贈を受けた.目下,これらの文献資料を用いて,主に教育内容研究班が中心となって分析を進めている.2,独立の教養部あるいは教養学部をおく大学を始め,大学の設置者別,種別および専門学別によって,一般教養教育の編成や組織に大きな多様性がみられること.3,昭和女子大学のような付属高校を有する大学が,高校生に大学の単位覆修を許容するなど,教育内容面での連続性を重視する柔軟な徴候がみられたこと.4,上記以外の本研究プロジェクトの当初の研究目的のうち,(1)入試および転入学を含む入学者決定方式と職業・継続教育への接続に関する本調査を行ない,前者については,社会人,海外帰国子女の大学への入学状況の実態を捉える資料の収集に努め,後者については,中等教育機関と専修学校,職業訓練校,農業大学校との接続関係の本調査を行った.(2)教師教育と学習指導内容との関連については,主に教職課程を置く4年制大学・短期大学の「教育原理」担当教員を対象とする「生徒指導」に関する本調査を実施した.(3)進路指導については,主に埼玉県下の高等学校卒業生を対象として,中等後教育諸機関への「進路選択に関する調査」を実施した.(4)接続関係に関する歴史研究および主要諸外国に関する研究では,主に文献資料の収集と分析に努め,前者では,わが国の入試制度および教育制度改革の歴史的変遷を,後者では,中等教育の卒業生の中等後教育機関への進学の実態と動向の分析に着手した.

1.教育内容研究班は、昨年実施した4年制大学の一般教養教育の編成や履修方法に関するデータの集計と分析を終え、さらに若干の大学で開設されている総合科目の分析、高等学校のカリキュラムとその履修状況についての資料の整理を行い、さらに一般教育科目に関する大学生・教員に対するアンケート調査の実施計画について準備を進めた。2.職業・継続教育研究班も、昨年実施した農業大学校、職業訓練校、専修・専門学校と中等教育機関との接続関係に関する本調査の分析を終え、その一部を学会発表するとともに、調査の結果を「中間まとめ」の抄録として完成し、回答協力校に配付した。3.教師教育研究班も、昨年実施した教職課程をおく4年制大学・短期大学の「教育原理」の担当教員を対象として、「生徒指導」に関する本調査の分析を終え、その成果の一部を「研究集録」に掲載するとともに、本研究の昭和63年研究報告に、全体の概要と補足を掲載した。4.進路指導研究班も、昨年実施した埼玉県下の高等学校卒業生を対象とする中等後教育諸機関への「進路選択に関する調査」のデータの集計と分析を終え、その成果の一部を、前述の昭和63年度研究報告に掲載した。5.上記以外の各研究班の研究の進捗状況は、以下の通りである。(1)入学者決定方式研究班は、一般学生の入学、社会人の入学、帰国子女の転入学、短期高等教育への入学について分析を進め、歴史研究班は、わが国の入試及び検定試験制度と教育制度改革の歴史的変遷を、外国研究班は、各国における中等後教育諸機関への進学の実態と動向に関する分析を進めた。(2)さらに事務局を中心に、わが国における中等後教育への接続関係に関する各界の改革提言・勧告・意見等の資料的な整理を行った。1.教育内客研究班は、一昨年実施した四年制大学の一般教養教育の編成や履修方法に関するデ-タの集計と分析の一部を、『一般教育科目開設状況調査I』にまとめて刊行し、他の残りの部分を、同『調査II』として年度内に刊行予定であり、また昨年実施した一般教育科目に関する大学生・教員に対するアンケ-ト調査の分析結果も、別に調査報告書にまとめ、年度内に刊行予定である。2.研究代表者および事務局を中心に、わが国における中等後教育への接続関係に関する各界の改革提言・勧告・意見等の資料的な整理を行い、資料集『中等後教育への接続関係提言集』を刊行した。3.外国研究班の中国担当の大塚委員は、「中国の高騰教育独学試験制度に関する考察」を、国立教育研究所の『研究収録』No.19に発表した。4.入学者決定方式研究班の石坂委員は、論文「海外帰国子女の大学進学」を、国立教育研究所『研究収録』No.20に発表予定である。5.上記以外の各研究班の研究実績は、以下の通りである。(1)歴史研究班、外国研究班、入学者決定方式研究班、職業・継続教育研究班および進路指導研究班の大部分の委員は、それぞれ3カ年の研究成果を各個論文の形式で、本研究の最終の主要研究報告書『中等後教育への接続関係の実態と動向-日本と諸外国における入学者決定式、カリキュラム、進路指導-』として、年度内に刊行予定である。(2)また、同研究報告書には、総括研究班による上記7つの各研究班の3カ年の研究によって得られた新たな知見および今後の研究展開に関する示唆を含めて、「研究のまとめ」を掲載し、本総合研究の成果を要約している。数多くの成果のうち、特に学年始期の統一化や7年制高校の歴史研究、高校と中等後教育諸機関の内容面の接続関係や諸外国における3大学進学者の高等教育へのアクセスの分析は意識深い。
学童防災教育のあり方とその教育効果判定法に関する研究

最終年度として分担グループごとに各課題の仕上げに向けた研究を行う。1.防災教育法,教材の開発前年度試作の教師向地震防災映像教材を改訂し、個々の内容テーマごとに被災の恐しさを喚起する場面を前後に加え、教師・児童の行動課題を次々に提示する「問題状況連続提示型」に変更した。また、これに加えて教師が必要に応じ選択できる補助教材群の全体的構成を設計し、その一部を映像・文書の形で教材化した。これらの教材の実際面における効果検証のため、教師を対象に視聴実験を行い、防災関与的態度の形成に役立つことを確かめた。2.学童と父兄に対する防災教育方法の立案前年度実施した子ども(約400名)の起震車体験の短期および長期の効果分析を行う。結果は、多くの児童(特に男子)の場合、体験直後の恐怖感は乏しいが、46ケ月を経た質問紙による追跡調査では、体験直後に恐怖感・無力感を報告した児童(約100名)については、防災上好ましい準備行動の実行や心構えの変化が認められた。他方、子どもの防災心を喚起する試作映像教材(15分)は、別グループの子どもの視聴後感想の内容分析によると防災への関心の高まりを強く示唆する結果となり、起震車利用法の改善と視聴覚教材を組合わせるなど、複合的手段による効果向上の期待が得られた。3.防災教育効果判定の方法の開発小学56年生対象に予想される地震のさまざまな場面でどう行動するかの選択を求める自由記述調査(地震が起きた時の行動調査)を実施し、回答をコード化して一般的な行動類型を抽出した。これらを既存の防災方針・防災知識に照らして評価すると同時に、評価法の実用化に向け検討を行った。以上の諸検討の詳細および学童防災教育全般にわたる考察については、別途刊行する研究成果にて報告する。前年度の準備研究を基礎に以下の実験・分析による検討を行った。1.防災教育方法、教材の開発前年度試作の教師向映像教材を現場の教師に視聴させ、内容面と視聴の容易さの両面に関して、質問紙測定による反応を分析し、今後の改善点を検討した。また、視聴時の集団アナライザーの記録および視聴後の集団討議場面の録画を通して、教師が試作教材から受け取る情報内容がどのようなものかを考察し、この種の教材開発や教師への指導に役立つ諸知見を整理した。2.学童と父兄に対する防災教育方法の立案茨城県下の小学校の協力により、起震車体験が学童の防災態度に及ぼす影響に関する実験を行い、防災教育方法の要件を探り、既存の学童および成人向防災教材(映像、活字媒体)の内容および訴求力の検討結果と合せて、効果的と考えられる教材の試案を準備した。これの妥当性の検証は次年度に継承される。3.防災教育効果判定災害に対する心理的準備状態を測定するビヘビオラル・ディファレンシャル法(BD法)の開発研究として、前年作成のBD尺度を男女高校生およびその父母の4組の被験者群に適用し、結果の分析を通して、避難の「行動意図」が5因子による多元的構造をもち、4群を通じて安定しているなど、実用化に向けて方法の妥当性・有効性の吟味を行った。また、これに関連して、東京23区の広報誌や防災手引の内容分析を行い、防災コミュニケーションの重要な発信源である自治体側の認識・対策の特徴を検討し、全体に共通する、いわば防災哲学を明らかにし、各区の特殊性を知ることができた。さらに大都市防災と対比するため、青森市および六ヵ所村の防災教育の現状を調査した。最終年度となる次年度は、各課題の成果を総合し目的達成を図る。
チップ内及びチップ間通信を統合する高速低消費電力型シームレスネットワークチップ

前年度では300Mbpsのデータ伝送速度を実現するOFDM方式無線通信回路の設計および回路評価を行い,今年度は上記の無線通信回路を拡張するものとして,複数本の送信及び受信アンテナを有するMIMO-OFDM方式の回路を設計し,ディジタルCMOSテクノロジ上で消費電力,回路規模,処理性能を評価した.MIMO-OFDM通信方式では複数の送信アンテナから送出され混在された信号を受信側で元の信号に分解復元するMIMO検出処理をする必要がある.本研究ではMIMO検出の回路を部分的に設計するだけではなく,送受信機全体の構成にあわせて実時間処理可能なアーキテクチャを考案し,回路を設計している.逆行列計算を行うZero-Forcing基準及びMMSE基準の推定アルゴリズムに対して,それぞれ,パイプライン・並行処理,低レイテンシアーキテクチャ技術を用いて高スループットのMIMO検出器を実現した.MIMO検出器と昨年度設計したOFDM送受信機を拡張したOFDMブロック処理回路を組み合わせてMIMO-OFDMシステムを完成させた.設計したシステムは90nmプロセスで評価を行い,回路規模が約300万ゲート,最大消費電力は約540mWであった.低電力化技術では,ベースバンド処理回路における演算精度に注目し,通信環境に応じて演算精度を可変とする手法を提案した.良好な通信環境では所望通信品質を満たす範囲で演算精度すなわち演算語長を削減することで処理エネルギーの低減を行う.通信環境を常にモニタリングしながら状況に応じて最適な語長を探索し,リアルタイムで語長変更を可能としたこと提案アーキテクチャの新規点であり,OFDM方式の無線通信を想定した実験条件で最大約30%の消費エネルギー削減効果があることを示した.本研究では高速データ伝送速度を実現するOFDM方式無線通信回路の設計開発を行っている.OFDM通信方式において特に処理量の多い高速フーリエ変換や誤り訂正復号に対して最適な回路アーキテクチャを考案した.高速フーリエ変換回路ではパイプライン並列処理を行う方式に着目し,回路利用効率や電力消費効率の良いアーキテクチャであるR2SDF(Radix-2 Single Delay Feedback)を採用し,パケットモードOFDM方式のフレームフォーマットを処理できるように改良を加えた.復号回路では,ビタビ復号アルゴリズムの並列処理方法について検討を行い,並列化した分だけの回路規模の増加を抑える方式を考案した.上記の高速フーリエ変換回路やビタビ復号回路のほかに,QAM信号生成,フレーム同期,通信チャネル推定及び等化の回路設計も行い.ベースバンドのOFDM信号を変復調することのできるトータルシステムを完成させた.設計したOFDMシステムを0.25um CMOSプロセス上のディジタル回路モデルを用いて特性を評価した結果,回路規模は2入力NAND換算でゲート総数130万,動作周波数は最大80MHz,平均消費電力値は800mWとなった.また,設計したOFDMシステムの動作を検証するため,FPGA(Field Programmable Gate Array)を搭載したボードに回路を実装した.前年度では300Mbpsのデータ伝送速度を実現するOFDM方式無線通信回路の設計および回路評価を行い,今年度は上記の無線通信回路を拡張するものとして,複数本の送信及び受信アンテナを有するMIMO-OFDM方式の回路を設計し,ディジタルCMOSテクノロジ上で消費電力,回路規模,処理性能を評価した.MIMO-OFDM通信方式では複数の送信アンテナから送出され混在された信号を受信側で元の信号に分解復元するMIMO検出処理をする必要がある.本研究ではMIMO検出の回路を部分的に設計するだけではなく,送受信機全体の構成にあわせて実時間処理可能なアーキテクチャを考案し,回路を設計している.逆行列計算を行うZero-Forcing基準及びMMSE基準の推定アルゴリズムに対して,それぞれ,パイプライン・並行処理,低レイテンシアーキテクチャ技術を用いて高スループットのMIMO検出器を実現した.MIMO検出器と昨年度設計したOFDM送受信機を拡張したOFDMブロック処理回路を組み合わせてMIMO-OFDMシステムを完成させた.設計したシステムは90nmプロセスで評価を行い,回路規模が約300万ゲート,最大消費電力は約540mWであった.低電力化技術では,ベースバンド処理回路における演算精度に注目し,通信環境に応じて演算精度を可変とする手法を提案した.良好な通信環境では所望通信品質を満たす範囲で演算精度すなわち演算語長を削減することで処理エネルギーの低減を行う.通信環境を常にモニタリングしながら状況に応じて最適な語長を探索し,リアルタイムで語長変更を可能としたこと提案アーキテクチャの新規点であり,OFDM方式の無線通信を想定した実験条件で最大約30%の消費エネルギー削減効果があることを示した.
高品質核融合レーザー材料の作成法の確立

現在高出力のレーザーにおいて、レーザー光の短波長領域への効率の良い波長変換が求められている。そこで、波長変換素子として有名なKDP結晶に不純物として染料を加え、色素増感により光学特性の向上を図ることを目的とした。また、同様に、金属イオンの添加結晶を作成し、その偏光度を調べ、光学特性を評価した。非線形光学結晶は波長変換素子として有望であり、非線形光学結晶にレーザが透過すると短波長で高出力のレーザ光を得られる。本研究では、最適な波長変換効率をもつ結晶を探索するために、KDP(KH_2PO_4)とADP(NH_4H_2PO_4)結晶の混晶を作成した。様々な組成の混晶の偏光度を測定し、結晶内の構造と波長変換の関係を考察した。まず、純粋なKDPとADPの結晶の偏光測定から、以下のように、偏光は結晶内のレーザの入射する角度に影響する3つの現象を示した。a)(100)面に垂直にレーザを入射すると偏光はおこらない。b)(100)面に平行にレーザを入射すると偏光はおこる。c)(101)面にレーザを入射((100)面に斜めにレーザを入射)するとわずかに偏光がおこる。次に、ADPとKDPの混晶の偏光測定から、ADP結晶に含まれるKDPの濃度が低くなると偏光度は大きい。つまり、ADPは共有性結合をもちKDPはイオン性結合をもつので、K+の割合が少なくなり、NH_4^+由来の共有結合が増えると偏光度が大きくなる。現在高出力のレーザーにおいて,レーザー光の短波長領域への効率の良い波長変換が求められている。そこで,波長変換素子として有名なKDP結晶に不純物として染料を加え,色素増感により光学特性の向上を図る。本年度では各種染料添加(Sunset yellow,Amaranth,Sky blue)による非線形光学結晶の偏光度を調べ,光学特性を評価する。着色面で染料を含む(101)面は,染料濃度が増加すると偏光度が増加する。これは,吸収した染料分子が欠陥・転位などを引き起こし,複屈折を起こすためと考えられる。また,非着色面の(100)面も染料分子の吸着により引き起こされたステップ進行時の転位・欠陥により,偏光が起きると考えられる。偏光度の度合いは(101)面は(100)面より2-3倍程度強く影響を及ぼした。しかし,今回使用した染料では,種類の影響は見られなかった。つまり,染料分子の内部構造(環構造,アゾ結合等)が影響するのではなく,吸着・吸収特性による結晶格子の歪が偏光に及ぼすと考えられる。そこで、波長変換素子として有名なKDP結晶に不純物として染料を加え、色素増感により光学特性の向上を図る。本年度では金属イオンを非線形光学結晶に分配させ、その偏光度を調べ、光学特性を評価する。金属イオンが吸着・分配する(100)面に対して平行、垂直にレーザーを透過し、偏光度を測定した。共に金属イオン濃度が増加すると偏光度が増加する。これは、吸収した金属イオンが欠陥・転位などを引き起こし、複屈折を起こすためと考えられる。偏光度の度合いは、垂直方向が水平方向より、4倍程度強く影響を及ぼした。これは、金属イオンは(100)商にのみ吸着し、(100)面に対して平行に転移するため、転移に異方性が生じたものと考えられる。つまり、吸着・吸収特性による結晶格子の歪が偏光に及ぼすと考えられる。
中枢ドーパミンシナプスの作動機構および維持・可塑性

脳内ドーパミンは自発運動機能や報酬依存的学習など、脳の重要な機能を調節する神経伝達物質である。本研究では脳内ドーパミン量の調節機構を調べるために、ドーパミン合成に必須なチロシン水酸化酵素(TH)の遺伝子を、成体マウス中脳において部分欠損させた。その結果、投射先である線条体において、THの減少に対するドーパミンの減少は緩やかであった。これらの結果から、成体脳におけるドーパミン量の代償的維持機構の存在が遺伝学的手法により初めて示された。黒質線条体のドーパミン投射は自発的運動に重要である。パーキンソン病では黒質ドーパミン神経細胞が変性するが、線条体におけるドーパミン含量は代償的に維持されることが示唆されている。本研究では線条体におけるドーパミン含量の制御の分子機構を調べるため、ドーパミン合成酵素であるチロシン水酸化酵素の遺伝子の遺伝子破壊をマウスで行った。具体的には、floxedTHマウスの黒質にCreを発現させるアデノ随伴ウィルスをin vivoで注入し、TH遺伝子欠損を引き起こした。その結果、線条体においては残存するTHタンパク質量に比べてドーパミン含量がずっと多く、ドーパミン含量の恒常性維持的代償機構が働いていることが示唆された。線条体のTHタンパク質量については黒質におけるドーパミン神経細胞の減少率と同程度であり、THタンパク質量そのものの代償的維持は特に認められなかった。線条体抽出物からTHの活性を測定したところ、残存するTHタンパク質一分子当たり活性の上昇が若干認められた。この点についてはさらに検討する予定である。ドーパミン作動性シナプスでは、シナプス小胞上にドーパミンを取り込むためのトランスポーター(vMAT2)が存在する。これについて、ウエスタンブロッティングによりその量の変化を検討したが、特に変化は認められなかった。従って、シナプス小胞の数、またはトランスポーターの数の変化による代償作用が起きている可能性は低いと考えられた。本研究では線条体におけるドーパミン量の制御の分子機構を調べるため、ドーパミン合成酵素であるチロシン水酸化酵素の遺伝子の遺伝子破壊をマウスで行った。floxedTHマウスの黒質にCreを発現させるアデノ随伴ウィルスをin vivoで注入し、TH遺伝子欠損を引き起こした。昨年度の研究により、線条体においては残存するTHタンパク質量に比べてドーパミン含量がずっと多く、ドーパミン含量の恒常性維持的代償機構が働いていることが示唆された。本年度はさらにメカニズムの解析を行なった。L-DOPAをドーパミンに変換する芳香族アミノ酸デカルボキシラーゼ(AADC)の阻害剤であるNSD-1015をマウスに投与し、In vivoでのL-DOPA合成活性を測定した。その結果、THの欠損を引き起こした側の線条体では、残存THタンパク質量あたりのL-DOPAの合成活性が亢進していることが見いだされた。従って、代償機構の一部はドーパミン合成の亢進によるものと示唆された。さらに、THのリン酸化状態を調べたが、特に有意な変化は認められなかった。また、THの必須補酵素であるビオプテリン量についても検討したが、特に有意な変化は認められなかった。従って、別の機構によるドーパミン合成の亢進が起きていると考えられた。一方、TH遺伝子の欠損後16週間目における黒質ドーパミン神経細胞の数の変化を免疫組織化学により検討したところ、TH陽性の細胞は大きく減少していたが、別のドーパミン神経細胞マーカーであるAADC陽性の細胞は特に目立った減少は認められなかった。従って、ドーパミンはドーパミン神経細胞の生存に必須でないと考えられた。昨年度までに、floxedTHマウスの黒質にアデノ随伴ウィルスをin vivoで注入し、チロシン水酸化酵素(TH)遺伝子欠損を引き起こす系を確立した。この系において、黒質線条体投射においてTHの減少に対し、ドーパミン含量の代償的維持機構が強く認められた。これに基づき、本年度の以下の研究を行った。1)残存ドーパミンの局在解析:主に免疫組織化学染色により、ドーパミンの分布を調べたところ、THの減少に伴い、線条体におけるドーパミン強陽性の軸索も大幅に減少していた。2)THの減少の時間経過について、黒質と線条体を比較:ウエスタンブロッティングにより検討したところ、線条体における減少は黒質に比べて明らかに遅くなっていた。これにより、細胞体(黒質)と軸索終末(線条体)におけるTH量の制御に違いがあることがin vivoで示された。本研究のここまでの結果について論文にまとめ、Journal of Biological Chemistry紙に発表した。3)さらに、アデノ随伴ウィルスを用い、THの過剰発現がドーパミン量に及ぼす影響を調べた。その結果、THタンパク質量の増加は明瞭なドーパミン量の増加をもたらさなかった。このことは、ドーパミン量がTHタンパク質量で単純に決まるものでないとの説を支持するものである。

4)また、黒質神経細胞からのパッチクランプ記録のシステムのセットアップを行った。これにより、ドーパミン合成能を欠損した細胞と正常細胞の神経生理学的特性を比較することが可能となった。
ハイドロトロピック現象を利用した新規無公害パイプ製造システムの構築

製紙用パルプの製造においては、漂白工程における有機塩素化合物の生成を避けるために、現在、酸素系薬品を中心とした漂白システムの確立が急がれているが、同時に、漂白工程への負荷を軽減するために、一層残存リグニンの少ない蒸解法の確立が求められている。パルプの残存リグニンの存在形態の一つとして、一旦、蒸解液中に溶出したリグニンが再度細胞壁に吸着する可能性が考えられる。この場合、吸着には二次的な化学結合の形成によるものと、物理的吸着によるものの双方が考えられ、蒸解末期に認められる一部のリグニンの著しい脱リグニン抵抗性の原因になっているとされている。本研究においては、一定濃度のハイドロトロピック塩(HT塩)がミセルを形成し、蒸解中に木材組織から溶脱した物質をそのミセル内に取り込み、速やかにパルプから分離することに注目し、このような薬剤の存在下にクラフト蒸解を行い、再吸着現象を抑えた状態での脱リグニンについて知見を得ようとするものである。本研究において、第一年度には各種HT塩についてその性能を検討し、p-エチルベンゼンスルフォン酸塩を使用薬剤として選定するとともにクラフト蒸解液中でのハイドロトロピック現象の発現を確認した。すなわち、HT塩濃度20-25%の条件において、明瞭な脱リグニン促進の効果が認められた。この事実はクラフト蒸解末期における再吸着現象の大きさを示している。第二年度には主に再吸着リグニンの繊維表面での存在形態について詳細な知見を得ることを目的として、HT塩存在の有無の両条件で調整したパルプ表面の原子間力顕微鏡を用いた観察を試みた。この分野では全く新しい手法であるため、観察条件の確立に多大の時間を要したがパルプ表面には直径2.5-3nmのミクロフィブリルとみられる微細なフィブリルが無数に観察された。脱リグニンの進行によって、このフィブリルがより鮮明に観察できるようになった。繊維表面における再吸着リグニンの存在形態については明らかではないが、これまでの観察では未晒パルプ及び漂白初期のパルプ繊維表面に、粒子状あるいは塊状の物質の存在が認められている。現在その性状の確認を急ぐとともに、これまでの知見をもとに、リグニンの再吸着を抑えたパルプ後処理技術の開発について検討している。製紙用パルプの製造におけるパルプ漂白工程から排出される各種有機塩素化合物の、環境に対する負の影響は、パルプの膨大な製造量を考えるならばとりわけ重要である。本研究においては、未晒パルプ中の残存リグニンの多くが、蒸解過程において既にある程度の脱リグニン反応を履歴したものの、パルプ繊維への吸着あるいはリグニン同士の再縮合反応により、パルプ中にとどまっているとの考えから、ハイドロトロピック塩の存在下での蒸解反応あるいはパルプの洗浄が、残存リグニンの低減にどのような影響を与えるかについて検討している。ハイドロトロピック蒸解による脱リグニンは、従来ハイドロトロピック塩の濃厚水溶液により確認されてきたが、極めて顕著な脱リグニン促進効果がハイドロトロピック塩を共存させたアルカリ蒸解においても確認された。このことは、アルカリ蒸解過程において脱リグニンにとって好ましくない上記の反応が顕著に進行していることを示唆している。このような知見にたって、パルプ洗浄工程へのハイドロトロピック現象の利用の可能性について検討した。