hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食料問題解消後の中国における穀物需給調整システムに関する研究

その結果、「省長責任制」の枠組みの中で兼業深化地域においても、米の域内自給率の低下に歯止めをかけることが求められ、中央政府の実施する直接支払、価格支持政策に加え、地方政府の独自財源を投入してより手厚い保護を実施していること、そうすることで稲作面積の減少を阻止していることが明らかになった。(2)穀物需給システムの総合的評価については、比較優位に応じた主産地の発展と生産構造の効率化という視点からの統計分析を行った。具体的には『中国県(市)社会経済統計年鑑2011』を利用し分析した。その結果、政府指定の主産地(「食糧大県」)のうち、中部地方を中心とする省に分布する主産地は市場供給能力が高いが、東部沿海地域を中心とする省に分布する主産地は、市場供給能力に乏しいことが分かった。言い換えれば、中国の主産地育成政策は、必ずしも比較優位を考慮したものにはなっていないことが明らかになった。平成22年度に実施予定であったトウモロコシ主産地におけるレビューは、平成23年度に実施することができた。ただ、稲作地域については、受け入れ先の対応により計画通りいかない部分があるため、平成23年度では稲作地域のレビューが行えなかった。その他の点では計画通りに進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度である平成24年度には、平成23年度には文献調査のみにとどまった浙江省・慈渓市において現地行政機関などへのレビューを実施する予定である。また、これまでの現地でのレビューを踏まえて、政府の市場介入の市場価格変動や産地の農業構造調整への影響について総括的な分析を行う予定である。ただ、統計データの入手については、現地行政機関の協力が得にくいため時期を限定して定量的な分析を行うか、定性的な分析によって補完するかを判断したい。
アーユルヴェーダ文献・仏教経典を用いた古代インド精神医学史の研究

主要アーユルヴェーダ文献の構成を調査し、代表的なインド医学書『スシュルタサンヒター』において「精神医学」関連記述の記載個所を特定した。症状記述と具体的な精神障害との関連を精神病理学的に考察し、『スシュルタサンヒター』に記載されている精神障害を特定した。仏教経典やダルマ文献などを調査し、精神病者の言動や精神療法的対応に関する記述が医学書以外の文献にも存在する可能性を確認した。(1)古代インド三大医学書の1つ『スシュルタサンヒター』における精神医学関連記述を分析したところ、以下の点が判明した。(1)先行研究で精神医学分野とみなされていた領域だけではなく、全体にわたって散在する形で関連記述が存在していること(2)精神症状よりも身体症状に着目する傾向が強く、病像は外面的な表出からとらえられていた可能性があること(3)「うつ病」に関しては現代の病像と近い描写を抽出できるが、精神症状の言及に乏しいため「統合失調症」に関しては明確な記述としての抽出が困難であること(2)「グラハ」と呼ばれる病は外部から侵入し取り憑く存在を意味し、小児病や精神状態の変化と関連づけられている。このグラハについて法律分野を包含する「ダルマ文献」の1つ『ヤージュニャヴァルキヤスムリティ』に以下のような形で言及されていることが判明した。(1)追跡妄想を連想させる記述があり、統合失調症との関連を想像させる(2)「社会からの逸脱者」とみなされ、宗教的対応が行われていた(3)仏教経典に見られる古代インドの有名な医師「耆婆(ぎば)」の医師像を調査した。耆婆は多くの経典で外科医・楽剤師として登揚するが、『涅槃経』の説話「王舎城の悲劇」では殺父によって発瘡し、うつ状態も呈した阿闍世王(あじゃせおう)に対して現代の精神療法を連想させる接し方をしており、精神科医的側面をもつ人物として描写されていることが判明した。以上の成果から、アーユルヴェーダ文献において精神障害は病態の身体的側面を中心に取り扱われていた可能性、また医学関連以外の文献にも精神病者やその対応に関する記述が存在する可能性が考えられる。(1)代表的なインド医学書『チャラカサンヒター(以下CS)』『スシュルタサンヒター(以下SS)』において精神の病的状態に関する記述を比較検討したところ、以下の点が判明した。(1)両者ともに身体に関する内容を扱う「シャーリーラスターナ」で同一ないし類似の用語を用いて多く記述されている。(2)CSではやや価値的判断を含む「本来あるべき姿から逸脱してしまった状態」を「病的な精神状態」と位置づけ、「健康な精神状態」と対比させて提示しており、構造的類似を持つダルマ文献との関連がより強く想定される。(3)SSでは価値判断を加えずに人格類型の分類名を列挙する体裁をとり、分類名は他の箇所でも適用されて臨床的な症状把握・描写に高い効果をもたらしている。(2)「グラハ」概念の変遷について医学文献との関連について調査した。グラハは小児と成人とで別の分類があり、叙事詩『マハーバーラタ(以下MBh)』まで遡ることができる。(1)小児病グラハはMBhの概念を踏襲しつつ、分類名称の追加・削除を繰り返す形で記述されており、医学文献では患者のより詳細な分類を意図していたと考えられる。(2)成人グラハはMBhで「ウンマーダ」という病的状態を包含していたが、後に両者は区別されるようになった。(3)『アーガマ(阿含)』と総称される初期仏教経典群を中心とし、苦行者に関する記述を憑依状態や幻聴体験との関連から考察したところ、以下の点が判明した。(1)現代では精神障害に位置づけられるような状態・体験が古代インドでは宗教的理解のもとに受容・記述されている。(2)古代インド社会では憑依や幻聴の位置づけ自体が現代とは異なっていたと考えられ、精神障害者が事例化しにくい状況が成立していた可能性が想定される。以上の成果から、古代インドにおいて精神医学や精神障害は医学・医療以外の領域とも関連していた可能性が考えられる。(1)代表的なインド医学書『チャラカサンヒター(以下CS)』『スシュルタサンヒター(以下SS)』において、アルコール飲用に関連して精神医学領域の対象となっている問題がどのように記述されているかを比較検討したところ、以下の点が判明した。(1)両者ともにアルコール酩酊症状=マダ(mada)について、飲料の一種としての酒に関連した「平時とは異なる精神状態」という病に位置づけ、臨床症状や治療法について提示する章があり、現代でいう急性アルコール酩酊とほぼ一致する症状が段階的に把握.分類されていた。(2)CSでは現在のアルコール離脱症状に類似する症状への言及、またSSでは酒の病的飲用を想定させる病名列挙があり、またダルマ文献では急性アルコール酩酊者の行動には寛容であるが、習慣的飲酒行動を持つ者の行動を冷遇する記載がみられる。

現代のように「依存」という概念では記述されていないものの、病態そのものは急性酩酊症状としてのマダとは区別して把握されていた可能性がある。(2)近年の認知行動療法において注目が集まっている「マインドフルネス認知療法(以下MBCT)」と仏教の接点についてその成立経緯を検討し、以下のような課題を得た。(1)仏教瞑想のひとつ「ヴィパッサナー瞑想」はMBCTにおける「マインドフルネス瞑想」と類似するものであるが、定義や解釈の面で類似点・相違点があり、両者の関係を明確にする必要があること(2)MBCTの前身となるMBSRの段階でも仏教やインド思想から様々な影響を受けており、MBCTの成立過程を明らかにすることは、その中核となる「マインドフルネス」概念の意義や精神療法的側面との関連を明確にしていくために必要であること以上の成果から、インド医学や仏教の領域には現代の精神医学と関連する問題が多く、今後も研究対象となる接点が数多く見出されていくものと予想される。
ARDS亜急性期～慢性期の水素吸入による肺線維化抑制効果：モデルマウスによる検証

急性呼吸窮迫症候群(ARDS)は、炎症や活性酸素が介在し、数週間かけて肺の線維化に至る。集中治療で遭遇機会の多い疾患にもかかわらず、その進行を抑制する有効な治療がない。水素はヒドロキシラジカルを減少させ、抗酸化作用を認めることが知られている。同様な機序で、ARDSによる持続的な酸化ストレス暴露に対しても抗酸化作用を介し、肺保護効果を示す可能性がある。本研究は亜急性期から慢性期の水素吸入による肺線維化抑制効果を検証すること目的とし、ブレオマイシン処置マウスを用いて、最適な水素投与時期(急性期・亜急性期・慢性期)を探索しながら、遠隔期の肺線維化と肺機能に与える影響を評価する。
西欧法伝統の中の日本民法典と近隣諸国-東アジアにおけるローマ法文化の新たな展開

日本民法典制定後、百年に近くなり、従来、その間日本の民法学はドイツを中心とする外国法に多く学んだが、近時は、日本の法学の独立性、独自性が主張される。しかし、日本経済の急速な国際化の中で、法律学ももはや国際的社会での連携を持たざるをえなくなりつつある。本研究は、日本の法律学(その中心的役割を担う民法学)が、その発足時(すなわち明治年間の立法期)に『ローマ法大全』を基礎とするヨーロッパ2000年の法伝統の中で育まれたこと、したがって、国際性を当初からもち、このようにして成立した日本の法律学が、その後直接間接に東アジア諸国の立法(台湾、韓国、タイなど)に強い影響を及ぼしていること、を明かとする。このことは、現在西ヨーロッパにおけるヨーロッパ統一法の形成がローマ法的基礎によって進行している(たとえばオランダ新民法におけるローマ法原則の採用)ことに注目すれば、将来東アジアにおいてローマ法伝統を基礎とする東アジア統一法が形成されうることを示唆することとなる。平成9年重点領域設定をめざす本研究の中で、中国民法典制定のためのローマ法国際学会の開催(95、10北京、政法大学)、ヴェトナム新民法の制定作業の進行、インドネシア民法におけるローマ法的要素の解明など、アジアにおけるローマ法的伝統の重要性が確認され、また、他方、日本民法典成立過程における個別研究の中から、従来注目されていなかった点(例えば、遺言作成立会人・証人資格につき、ローマ法以来の伝統と経験をふまえたフランス法・ドイツ法での配慮が日本民法974条には伝えられていないこと)が、明かとなりつつある。また、日本における西欧法継受の具体的なあり法研究のためには、従来は大学教授(穂積陳重、梅謙次郎など)に集中しているが、実務家(例えば、井上毅、三好退蔵、平田束助などの)役割も大きく、この方面にも研究を広げる必要が不可欠であることが明らかとなった。これらの計画を重点領域設定の中で実現してゆくことが今後の課題である。
マルチメディアコンテンツの放送型配信方式に関する研究

従来の分散型データベースの研究では,あらかじめ蓄積されたデータのための情報構造,検索モデル,構築方式等の研究が中心であった.従って,データの配信・転送機能に関する基盤技術の検討が不十分であった.本研究では,現在注目を集めている高速ネットワークおよびディジタル衛星放送サービスを用いた次世代マルチメディアコンテンツ配信の要素技術の確立を目的とするものである.具体的には,ハイパーメディア・コンテンツをサーバーからクライアントに配信するために,時間的一貫性を保証するリンク制御方式,および自律的検索モデルを開発した.また,放送型データの特徴である分散環境における連続的・重複配信のための,自律的質問処理方式・トランザクション管理方式の開発を行った.さらに,携帯情報端末における情報取得方式および提示方式について検討を行った.1.放送型ハイパーメディアの構造化方式Webで提供されているオンラインニュースの構造化とクラスタリングの方式についての研究を行った.また,ネットワークを介してコンテンツを流通する方式のみならず共有する方式の開発を行った.2.ビデオ映像ストリームのリアルタイム編集・配信方式モバイル環境における映像および音声装置を用いたコンテンツ流通のためのフレームワークの提案を行った.また,携帯情報端末を用いた実空間における情報収集・再構成の方式を開発した.さらに,音声合成システムによるコンテンツ提示方式の開発を行った.従来の分散型データベースの研究では,あらかじめ蓄積されたデータのための情報構造,検索モデル,構築方式等の研究が中心であった.従って,データの配信・転送機能に関する基盤技術の検討が不十分であった.本研究では,現在注目を集めている高速ネットワークおよびディジタル衛星放送サービスを用いた次世代マルチメディアコンテンツ配信の要素技術の確立を目的とするものである.具体的には,ハイパーメディア・コンテンツをサーバーからクライアントに配信するために,時間的一貫性を保証するリンク制御方式,および自律的検索モデルを開発した.また,放送型データの特徴である分散環境における連続的・重複配信のための,自律的質問処理方式・トランザクション管理方式の開発を行った.さらに,連続メディアの特性を考慮したビデオ映像ストリームの自動内容記述モデル,リアルタイム配信制御機構の開発を行った.1.放送型ハイパーメディアの構造化方式電子ニュースデータのハイパーメディア変換方式,動的リンク生成機構,および時間的一貫性管理のための有効性管理モデルを提案した.また,実データを基にした実験・評価を行った.2.構造化データの連続的検索方式プッシュ型技術を用いた動的なデータ配信機能としての質問処理・放送型トランザクション管理方式についての方式設計を行った.また,拡張ハイパーリンク構造に基づく放送型データサーバー・検索エンジンの試作システムの開発を行った.3.ビデオ映像ストリームのリアルタイム編集・配信方式モバイル環境におけるビデオ映像ストリームの編集・配信機能としてのモデルの開発,および音声入力装置を用いた自動内容記述モデルと内容インデックス生成方式の研究を行った.また,方式の検証のために,マルチ・ビデオ映像ストリームを用いた動的番組生成システムを構築し,評価実験を行うことで有効性を確認した.従来の分散型データベースの研究では,あらかじめ蓄積されたデータのための情報構造,検索モデル,構築方式等の研究が中心であった.従って,データの配信・転送機能に関する基盤技術の検討が不十分であった.本研究では,現在注目を集めている高速ネットワークおよびディジタル衛星放送サービスを用いた次世代マルチメディアコンテンツ配信の要素技術の確立を目的とするものである.具体的には,ハイパーメディア・コンテンツをサーバーからクライアントに配信するために,時間的一貫性を保証するリンク制御方式,および自律的検索モデルを開発した.また,放送型データの特徴である分散環境における連続的・重複配信のための,自律的質問処理方式・トランザクション管理方式の開発を行った.さらに,携帯情報端末における情報取得方式および提示方式について検討を行った.1.放送型ハイパーメディアの構造化方式Webで提供されているオンラインニュースの構造化とクラスタリングの方式についての研究を行った.また,ネットワークを介してコンテンツを流通する方式のみならず共有する方式の開発を行った.2.ビデオ映像ストリームのリアルタイム編集・配信方式モバイル環境における映像および音声装置を用いたコンテンツ流通のためのフレームワークの提案を行った.また,携帯情報端末を用いた実空間における情報収集・再構成の方式を開発した.さらに,音声合成システムによるコンテンツ提示方式の開発を行った.
自然栽培リンゴ樹の自然免疫獲得機構と葉・根圏微生物相互作用の大規模塩基配列解析

無農薬・無肥料(堆肥含む)の自然農法で30年近く継続して栽培管理されているリンゴ樹の一部に顕著な病害虫発生抑制現象が観察される事例が知られている。長期間の自然農法栽培実践の過程でリンゴ樹に未解明の獲得自然免疫現象が生じて病害虫耐性を獲得した可能性が示唆されているが、科学的な検証が必要である。本研究はこのリンゴ園を含む自然農法栽培園と慣行防除園の合計4園を対象として、リンゴ樹葉圏と根圏の微生物群の多様性とその特徴を次世代シークエンサーによる大規模塩基配列解析で分析し、微生物群の多様性とその適応・進化の観点から、微生物種の存在によって宿主植物が自然免疫を獲得する可能性について科学的な解析と評価を試みたものである。まず葉圏の真菌では、全ての園地で菌類はAureobasidium pullulans、Cladosporium tenuissimum、Cystofilobasidium macerans、Cryptococcus victoriaeなどが生息し、自然農法栽培園ではそれに加えてVenturia inaequalis(黒星病菌)、Alternaria mali(斑点落葉病菌)、Diplocarpon mali(褐斑病菌)等の病原菌も検出された。病害虫発生抑制現象が見られる自然農法栽培K園では他の3園で最優占種であったAureobasidiumが有意に少ない特徴が見られた。K園の最優占種はCladosporiumと病原菌のVenturiaであったが、慣行栽培園と類似した少数の微生物種(2-3種)が寡占するパターンを示した。一方、2年前にK園を模倣して自然農法栽培に転換したばかりのMS園ではより多数(4-5種)の微生物種が拮抗して生息していた。葉圏の細菌は、どの園地でもSphingomonas echinoides、Methylobacteriumradiotolerans、Pseudomonas syringaeなどが優占して生息していた。各園地とも6月の細菌類生息量は極めて少なかったが、自然農法栽培2園では8月に種数と生息量が20倍以上に増加し、慣行栽培園ではほとんど変化しなかった。慣行栽培園では化学農薬散布により細菌の生息が大きく制限されている状況が明らかになった。自然農法栽培2園(K園とMS園)の8月の細菌種の多様性を解析した結果、門或は属のレベルで多様度には大きな違いは見られず、生息する細菌類の多様性だけで病害虫発生抑制を説明できないことが判明した。個々の種に注目すると、K園ではPseudomonas属、MS園ではPantoea属の生息量が有意に豊富であった。調査リンゴ園に自生しているナズナを採集し、ポリA-RNAを調製して次世代シークエンサーによる大規模塩基配列解析を行ない、得られたデータをシロイヌナズナDNAデータベースに登録された遺伝子と照合して、自然農法栽培K園と慣行防除園間における各遺伝子の発現頻度の違いを可視化するプログラムを試作した。

個々の種に注目すると、K園ではPseudomonas属、MS園ではPantoea属の生息量が有意に豊富であった。調査リンゴ園に自生しているナズナを採集し、ポリA-RNAを調製して次世代シークエンサーによる大規模塩基配列解析を行ない、得られたデータをシロイヌナズナDNAデータベースに登録された遺伝子と照合して、自然農法栽培K園と慣行防除園間における各遺伝子の発現頻度の違いを可視化するプログラムを試作した。1.リンゴ樹葉圏微生物群の大規模塩基配列解析;自然農法栽培と慣行栽培の病害発生状況を定期的(5月11月)に観察し、採集した葉からリンゴ葉圏微生物診断用マクロアレイ法で、時期別の葉面微生物の多様性を分析した。分析結果を基に6月12日と8月6日の採集試料を選定し、各園3反復、合計6サンプルから全DNAと全RNAを抽出した。PCR法で、菌類はリボソームDNA-ITS領域の一部(約500bp)を、細菌類はリボソーム小サブユニット遺伝子の一部(約500bp)を増幅し、ノーマルシークエンス(ABI)と次世代シークエンス(ロシュGS FLX)解析を行なった。前者では、PCR産物をクローニング後、各試料(細菌と真菌で合計12サンプル)から50個ずつ合計600個のcDNAクローンを選抜して、順じ塩基配列を解析し、バイオインフォマティクスによりDNAデータベースに登録された菌類と細菌類の該当遺伝子配列と照合し、各微生物の種類とその検出頻度を分析した。2.リンゴ樹根圏微生物群の大規模塩基配列解析の試料調製準備;同上の対象園地の調査結果から、病害発生量増加のキーとなる時期・地点を各園地1点選定し、リンゴ樹の根圏(主幹から半径1メートルの地点)から土壌試料を採集した。各試料(各3反復、合計6点)から良質なDNA試料を調製する手法を確立し、PCR法で、菌類はリボソームDNA-ITS領域の一部(約500bp)を、細菌類はリボソーム小サブユニット遺伝子の一部(約500bp)を増幅した結果、根圏では葉圏より多様な微生物種の増幅バンドパターンを確認した。3.リンゴ葉圏微生物群の適応・進化に関する分析と考察;根圏微生物群分析の基盤となる土壌DNA調製技術の条件検討が終了した。次世代シークエンスにより得られる大規模塩基配列データの分析法に関して現在検討・整備している。1.リンゴ樹葉圏微生物群の大規模塩基配列解析;昨年度に引き続き、自然農法栽培と慣行栽培の病害発生状況を定期的(5月lL月)に観察し、採集した葉からリンゴ葉圏微生物診断用マクロアレイ法で、時期別の葉面微生物の多様性を分析した。昨年度選抜した2010年6,月12日と8,月6日試料の葉圏真菌類と細菌類の次世代シークエンス解析データを分析した結果、マクロアレイ法で分析した結果とよく一致し、全区で、Aureobasidium、Cladosporium、Cystofilobasidium、Cryptococcusなどの非病原菌が優占して検出され、自然栽培園ではそれに加えてVenturia inaequalis(黒星病菌)、Altemaria mali(斑点落葉病菌)、Diplocarpon mali(褐斑病菌)なども検出された。
エンハンサーRNAの体系的分類と作動原理に関する統合的研究

エンハンサーは、標的である遺伝子がいつ・どこで・どのくらい発現するかを決める重要な非コードゲノム領域である。エンハンサーRNAはエンハンサーから発現する非コードRNAである。エンハンサーRNAの機能的重要性に関しては、分野内でも意見が分かれており、エンハンサー機能に必須である、という説から、エンハンサーとプロモーターが相互作用する際に転写される副産物にすぎない、という説まで、様々である。本研究では、急性リンパ性白血病の細胞株ならびにマウスを用いて、1.エンハンサーRNAの大規模配列決定ならびにバイオインフォマティクス解析と、2.エンハンサー領域全体ならびにエンハンサーRNA該当領域のノックアウト作成に基づくエンハンサーゲノム領域の機能評価を行った。1.では、急性リンパ性白血病細胞を薬剤処理した際に観察されるゲノムワイドな遺伝子発現変化と、エンハンサーRNAの発現量変動に相関があるかどうかを調べた。その結果、エンハンサーによっては、エンハンサーRNAと標的遺伝子発現の間に正の相関が認められたが、ゲノムワイドに見ると相関の度合いは弱いことが判明した。2.では、モデルとして取り扱った細胞死を制御する遺伝子のエンハンサーに関して、重点的なノックアウト解析を行った。エンハンサー領域全体をノックアウトすると当該細胞死遺伝子の発現制御に異常をきたすことから、エンハンサー領域全体の重要性は担保された。しかしながら、エンハンサーRNAの個別のノックアウトでは、顕著な表現型は観察されなかった。本研究は、エンハンサーRNAの機能的重要性に重要な示唆を与えるものである。28年度が最終年度であるため、記入しない。エンハンサーは遺伝子の時空間的発現を制御する非コードDNA領域の一つである。標的遺伝子から遠く離れた遠位エンハンサーの生理機能解析には複数の技術的困難が伴い、適切な方法で生理機能が解明されたエンハンサーは、哺乳類ゲノムの場合総数40万から100万とも言われるエンハンサーのうちごく一部に過ぎない。エンハンサーRNAはエンハンサーから転写される非コードRNAであり、その生理機能もまた謎に包まれている。本研究では、生理機能が明らかとなっているエンハンサーをモデルとしてエンハンサーRNAの機能を解明する。同時に、網羅的な方法でエンハンサーRNAを特徴付け、その機能に関する示唆を得る。本年度は、T細胞性急性リンパ性白血病細胞であるCEMとコルチコイド系薬剤であるデキサメタゾンを用いた実験を行った。まず、デキサメタゾン依存性の遺伝子発現変化と、それに連動するエンハンサーRNAを同定した。次に、CRIPSR/Cas9を用いて、デキサメタゾン依存性の遺伝子発現制御に重要なエンハンサーを同定した。さらに、本エンハンサーにマップされ、デキサメタゾンにより誘導されるエンハンサーRNAを同定した。また、上記の結果を受けて、上述のエンハンサーRNAを含む領域のノックアウト細胞株を複数作出した。上述のエンハンサーRNAはデキサメタゾン依存性の遺伝子発現変動に重要ではないことが判明しつつある。本研究は、次世代シークエンス、バイオイフォマティクス、そしてCRISPR/Cas9を用いたノックアウトによって、エンハンサーRNAがコードされる領域が全く重要でない場合があることを明らかにした。本研究では、ゲノムワイドなエンハンサーRNAの解析と、生理機能がはっきりしているエンハンサーにおけるローカルなエンハンサーRNAの解析の両方を通して、エンハンサーRNAの機能を明らかにすることを目指している。本年度は、その両方の解析が順調に進んだ。昨今、エンハンサーRNAの機能に関して、いわゆる相関解析の結果から魅力的な仮説が多く提示されている。一方で、エンハンサーRNA領域を完全にノックアウトし、その機能を考察したような例はまだない。本研究はこれまでのエンハンサーRNA研究に一石を投じるものであるので、上記のように判断した。1.エンハンサーRNAのバイオインフォマティクス解析(昨年度からの継続)前年度の研究により、薬剤誘導性の遺伝子発現変動と、近傍に存在するエンハンサー領域から転写されるエンハンサーRNAの相関解析を行った。

その結果、標的遺伝子の発現とエンハンサーRNAの発現が相関する領域とそうではない領域があることが明らかとなった。本解析においては、「遠位エンハンサーの標的遺伝子」を確実な方法でアサインする方法がないことが問題である。異なる薬剤や外部刺激で同様の実験を行った既報研究との差異も認められたため、詳細な解析を行うことで、新たな知見が得られる可能性がある。平成28年度は、前述の問題を意識しながら上記解析をさらに進めることで、薬剤誘導性の遺伝子発現変動におけるエンハンサーRNAの動態解析を進捗させる。2.エンハンサーRNA領域のノックアウトの作成と解析前年度の研究により、エンハンサーRNAを含む領域をノックアウトした細胞を複数作出した。本年度は、必要に応じてさらにノックアウト細胞を作出しつつ、前年度に作出したノックアウト細胞の性状解析を行う。具体的には、薬剤誘導性の遺伝子発現変動に対してエンハンサーRNA領域のノックアウトが与える影響を調査する。状況に応じて、単一のエンハンサーRNAのノックアウトだけでなく、複数のエンハンサーRNAを同時に欠失したセルライン、エンハンサーRNAを含むエンハンサー領域全体のノックアウトを組み合わせる。さらに、1-2に合わせて、エンハンサーRNAを含むエンハンサー領域を欠失させたマウスの性状解析を行うことにより、エンハンサー全体ならびにエンハンサーRNAを含む領域の動物における機能も解明する。以上より、細胞レベル、個体レベルでの、エンハンサーならびにエンハンサーRNAの存在意義を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。
介護老人福祉施設におけるＰＤアプローチによる感染対策効果の検討

本研究の目的は、介護老人福祉施設における感染症対策としてポジティブデビアンスアプローチによる介入を行いその効果を検討することであるポジティブデビアンスアプローチ(以下PDアプローチ)とは、「良い」結果を生んでいる「当たり前ではない見過ごされた解決策や埋もれた知恵」(PD行動)を引き出し、それらを集団の中で実践し共有するプロセスである。平成30年度は前年度に実施した第1研究で明らかとなった施設の感染症対策の課題をもとに、課題に対するPD行動を明らかにするため、グループディスカッションとディスカッションであがった内容に関する職員の行動を直接観察法を用いて観察した。研究協力者は現在7名で昨年の10月から月に1度グループディスカッションを実施している。現在ディスカッションであがった内容と観察で得られた内容を分析中である。また、前年度の結果について第38回日本看護科学学会学術集会にて発表を行った。さらに、地域ケアリング雑誌にも結果の投稿を行った。当初計画通りに進展している今年度は第2研究で明らかになるPD行動を施設全体に広げていく予定である。施設全体に広げるための仕組み作りとして、研究協力者とどのような方法で広げていけば継続的に職員全員が実施できるか現在定期的にディスカッションを実施している。また、第2研究の結果を関連学会で発表し論文化していく予定である。本研究の目的は、介護老人福祉施設における感染対策としてポジティブデビアンスアプローチによる介入を行いその効果を検討することである。ポジティブデビアンスアプローチ(以下PDアプローチ)とは、「良い」結果を生んでいる「当たり前ではない見過ごされた解決策や埋もれた知恵」(PD行動)を引き出し、それらを集団の中で実践し共有するプロセスである。平成29年度は準備期間とし、研究施設において研究協力者と適宜研究の打ち合わせを行い、PDアプローチに関する学習会を施設で1回実施した。また、第一研究として施設で働く職員を対象にグループフォーカスインタビューを実施し、PDアプローチで解決すべき課題の抽出を行った。対象は施設で働く全職員68名で、そのうち同意が得られた27名の中からランダムに16名を抽出しグループディスカッションを実施した。グループディスカッションでは感染対策で課題と感じることについて自由に発言してもらい、話してもらった内容を逐語録にして内容の分析を行った。感染対策上の課題としては、職員間の連携がうまく言っていない事、情報共有ができていないこと、忙しくて感染対策が出来ないなどの内容が抽出された。この第一研究で明らかになった施設の課題に対して次段階の研究では、PDアプローチによりPD行動を見出し、施設内でPD行動を取り入れる仕組み作りを行う。また、当初2施設同時に進行していく予定であったが、協力施設から職員の調整の関係で1施設ずつ実施してほしい旨申し入れがあったため1施設ずつ実施していくこととなった。当初計画通りに進展している。当初計画通りに進展している本年度は前年度の研究結果から施設の課題を抽出し、抽出された課題をもとに施設職員でポジティブデビアンス行動(PD行動)を見つけるためのグループディスカッションを実施し、さらに、見つけ出したPD行動を施設の中で取り入れる仕組み作りを行っていく。今年度は第2研究で明らかになるPD行動を施設全体に広げていく予定である。当初見積もりしていたパソコン等の機材費が割引などにより安く購入できた。繰越金は翌年に解析ソフトの購入などにあてていく。当初見積もりしていた人件費があまりかからなかった。繰越金は翌年の解析ソフトの購入に当てる予定である。
脂質分子の個性を見分ける『脂質ナノ膜場電気泳動法』の創成

脂質ナノ膜場で電気泳動を行う際,分離場の構築法ならびに分離場の物性の理解は重要である.そこで,脂質ナノ膜場の構築ならびに作製された脂質ナノ膜場の物性解析を実施した.その結果,複数ある作製方法の中で,vesicle fusion法を用いることで,ガラス基板上に脂質二分子膜(脂質ナノ膜場)を構築可能であることを実証した.続いて,これら脂質ナノ膜場に対して,蛍光プローブや原子間力顕微鏡を用いて,流動性や極性などの物性ならびに表面形状の解析を実施し,各種脂質ナノ膜場の膜特性を明らかとした.続いて,電気泳動を行うために,以下の検討を行い,脂質ナノ膜場での電気泳動解析を可能とした.脂質ナノ膜場は脆弱という欠点がある.そこで,脂質ナノ膜場への電圧印加条件の検討を行い,印加可能な電圧ならびに使用可能な泳動液の組成を明らかとした.また,電気泳動挙動の観察ならびに解析を可能とする顕微鏡システムを自作した.そして,異なる相転移温度,異なるアシル鎖長,不飽和結合を有する各種脂質を用いて,脂質ナノ膜場を構築し,この脂質ナノ膜場内にて,各種蛍光脂質(アシル鎖長,飽和・不飽和が異なる)の電気泳動移動を測定した.その結果,脂質ナノ膜場・蛍光脂質の構造により,電気泳動移動度の数値そして挙動が異なることを明らかとした.つまり,脂質ナノ膜場内にて,各種脂質の電気泳動分離の可能性を示唆する結果を得ることに成功した.現状,脂質分子の分離は,逆相モードで行われることが多い.しかし,今回の電気泳動法は,脂質二分子膜内で,行うため,より細胞に近い環境であるため,未知の特異的相互作用を活用した分離が期待できる.今年度は,ガラス基板上への脂質ナノ膜場の構築,膜場の物性解析,電気泳動移動度の解析装置の自作,電気泳動移動度の解析法の確立,電気泳動移動度と温度との関係を解明し,想定通りの進捗を達成している.さらに,電気泳動移動度のデータにより,脂質ナノ膜場内での相互作用解析の可能性を示すデータ,電気泳動移動度のデータから相互作用を解釈可能とする理論の提唱まで到達できた点は,想定以上であると判断できる.電気泳動移動度のデータを基に,構造の異なる各種脂質の分離ならびに分離性能の評価を実施する.この分離を達成するため,分離に影響を及ぼす各種因子(温度,緩衝液組成,電場強度など)を明らかとする.また,電気泳動法は分離だけでなく,分子間相互作用の評価にも活用可能と考えられる.そこで,今年度得られたデータを基に,様々な脂質ナノ膜場・蛍光脂質を用いて,電気泳動移動度のデータをもとに,電気泳動法による分子間相互作用を解析可能とする式の提唱を目標に研究を進めていく.これにより,分離分析法としての脂質ナノ膜場電気泳動法の確立を目指す.脂質ナノ膜場で電気泳動を行う際,分離場の構築法ならびに分離場の物性の理解は重要である.そこで,脂質ナノ膜場の構築ならびに作製された脂質ナノ膜場の物性解析を実施した.その結果,複数ある作製方法の中で,vesicle fusion法を用いることで,ガラス基板上に脂質二分子膜(脂質ナノ膜場)を構築可能であることを実証した.続いて,これら脂質ナノ膜場に対して,蛍光プローブや原子間力顕微鏡を用いて,流動性や極性などの物性ならびに表面形状の解析を実施し,各種脂質ナノ膜場の膜特性を明らかとした.続いて,電気泳動を行うために,以下の検討を行い,脂質ナノ膜場での電気泳動解析を可能とした.脂質ナノ膜場は脆弱という欠点がある.そこで,脂質ナノ膜場への電圧印加条件の検討を行い,印加可能な電圧ならびに使用可能な泳動液の組成を明らかとした.また,電気泳動挙動の観察ならびに解析を可能とする顕微鏡システムを自作した.そして,異なる相転移温度,異なるアシル鎖長,不飽和結合を有する各種脂質を用いて,脂質ナノ膜場を構築し,この脂質ナノ膜場内にて,各種蛍光脂質(アシル鎖長,飽和・不飽和が異なる)の電気泳動移動を測定した.その結果,脂質ナノ膜場・蛍光脂質の構造により,電気泳動移動度の数値そして挙動が異なることを明らかとした.つまり,脂質ナノ膜場内にて,各種脂質の電気泳動分離の可能性を示唆する結果を得ることに成功した.現状,脂質分子の分離は,逆相モードで行われることが多い.しかし,今回の電気泳動法は,脂質二分子膜内で,行うため,より細胞に近い環境であるため,未知の特異的相互作用を活用した分離が期待できる.今年度は,ガラス基板上への脂質ナノ膜場の構築,膜場の物性解析,電気泳動移動度の解析装置の自作,電気泳動移動度の解析法の確立,電気泳動移動度と温度との関係を解明し,想定通りの進捗を達成している.さらに,電気泳動移動度のデータにより,脂質ナノ膜場内での相互作用解析の可能性を示すデータ,電気泳動移動度のデータから相互作用を解釈可能とする理論の提唱まで到達できた点は,想定以上であると判断できる.電気泳動移動度のデータを基に,構造の異なる各種脂質の分離ならびに分離性能の評価を実施する.この分離を達成するため,分離に影響を及ぼす各種因子(温度,緩衝液組成,電場強度など)を明らかとする.また,電気泳動法は分離だけでなく,分子間相互作用の評価にも活用可能と考えられる.

そこで,今年度得られたデータを基に,様々な脂質ナノ膜場・蛍光脂質を用いて,電気泳動移動度のデータをもとに,電気泳動法による分子間相互作用を解析可能とする式の提唱を目標に研究を進めていく.これにより,分離分析法としての脂質ナノ膜場電気泳動法の確立を目指す.
糖代謝シグナル異常を介したシナプスを起点とする認知機能障害機構の解明

認知機能障害は、Pre-Clinical、MCI(Mild Cognitive Impairment)を経て、認知症・アルツハイマー病に至ると考えられている。また認知機能障害の初期脳内ではシナプス機能低下、アミロイド沈着などが見られ、後期には海馬の萎縮が認められるなど、進行的な脳内変化が生じることが知られている。このような認知機能障害機構の進行過程を加速する危険因子の一つとして、糖尿病が近年の大規模疫学研究により示唆されている。しかしながら、糖尿病による生体内での糖代謝異常がどのように脳中枢神経系に作用し、認知機能障害を誘導するのか詳細な分子メカニズムは不明である。これまでに糖代謝異常を示す高脂肪食負荷動物が、海馬・前頭葉依存的な認知学習機能障害を呈することを示唆してきた。本研究では認知学習構築の際に必要とされる海馬・前頭葉神経細胞シナプス部位での機能的タンパク質の可塑的変化に対し、糖代謝シグナルの制御破綻がどのように影響するか検討を試みる。高脂肪食負荷マウスの糖代謝シグナルを介したシナプス機能について解析を試みた。in vitroの系において正常マウス海馬スライスに認知学習様刺激(chemical LTP)を加えたところ、AMPA型グルタミン酸受容体のサブユニットの一つGluA1のリン酸化および糖代謝シグナル下流経路であるAKTシグナルのリン酸化の促進が見られたのに対して、高脂肪食負荷マウス海馬スライスを用いた解析ではcLTPによるGluA1,AKTリン酸化亢進が抑制されていた。これらの結果より、学習刺激依存的に糖代謝シグナルが可塑的変化を生じることと、糖代謝異常により同経路のシナプスでの可塑的変化が破綻することを示唆した。今後はin vivoの系として受動回避テストによる認知学習後の生体マウスを用いた同様の解析を行うことで、認知学習行動と糖代謝シグナルのシナプス可塑的変化との因果関係を明らかにすることを試みる。しかしながら、実験を計画していた電気生理学的解析およびゴルジ染色法によるシナプス形態観察については、条件検討中であり、当初の研究計画よりやや遅れている。認知学習に伴う脳内糖代謝シグナル活性の質的変化解析(a)認知学習刺激による脳内糖代謝シグナル活性解析とシナプス可塑性解析認知学習刺激が脳内糖代謝シグナル活性に与える影響を調べる。受動回避テストによる認知学習に伴うマウス海馬・前頭葉での脳内糖代謝シグナル活性を解析する(認知学習刺激後1, 3, 6, 24時間の海馬・前頭葉を回収)。近年、インスリン受容体が学習刺激に伴いシナプス部位に集積することが報告されており、シナプス部位を含む海馬・前頭葉神経細胞分画での糖代謝シグナルについても活性変化を検討する。認知学習後には、シナプス部位に可塑的変化(シナプス応答性の上昇、AMPA型グルタミン酸受容体の膜表面移行の増加、マッシュルーム型成熟スパインの増加)が生じ、シナプス機能が向上することをすでに見出しており、シナプス機能と海馬・前頭葉糖代謝シグナル活性変化との相関性を解析することにより、認知学習に伴うシナプス可塑性と海馬・前頭葉糖代謝シグナルとの関係性が明らかとなる。(b)高脂肪食負荷マウスでの認知学習刺激による海馬・前頭葉糖代謝シグナル活性解析とシナプス可塑性解析認知学習後の野性型と高脂肪食負荷マウスの海馬・前頭葉糖代謝シグナル活性を比較検討する。高脂肪食負荷マウスでは定常時の糖代謝シグナル活性が高いため、認知学習に伴う海馬・前頭葉糖代謝シグナルの活性変化率が低くなると予想される。また上記(a)同様シナプス機能との相関性を解析することにより、糖代謝異常に伴う認知機能障害と脳内糖代謝シグナル活性変動とのシナプス部位における機能的な因果関係が明らかとなる。

しかしながら、実験を計画していた電気生理学的解析およびゴルジ染色法によるシナプス形態観察については、条件検討中であり、当初の研究計画よりやや遅れている。糖尿病が認知症発症の危険因子となることが近年の疫学研究により報告されており、糖代謝調節機構の脳内での作用が注目されている。実際にインスリンの経鼻吸入が認知機能改善に効果的であることが報告され、糖代謝異常に伴う脳内糖代謝シグナルの破綻が、認知症発症に関与することが示唆されている。しかしながら、脳内でのインスリンの作用は明らかではなく、また脳内糖代謝シグナルと認知機能の相関については解明されていない。我々はこれまでに糖代謝異常を示す高脂肪食負荷マウスが、海馬糖代謝シグナルの変化に伴い海馬依存的な記憶障害を来すことを明らかにしているが、さらに海馬と協調的な活動性を示す前頭葉における認知学習機能が阻害されることを見出している。本研究では、糖尿病随伴認知機能障害における前頭葉・海馬神経ネットワーク制御機構を解明するために、前頭葉・海馬糖代謝シグナルの変化を指標にして認知学習行動との相関的な解析を行うことを目的とする。また認知機能調節において重要な役割を担う神経細胞シナプス部位に集積している機能的タンパク質および糖代謝シグナルについて検討を行った。DIOマウス前頭葉、海馬神経細胞よりシナプス分画、シナプス後肥厚部(PSD: Post Synaptic Density)分画を抽出し、ウェスタンブロット法により糖代謝シグナル活性について解析を行った結果、インスリン受容体基質の下流シグナルであるAKTシグナルのリン酸化が亢進していることを確認した。認知学習に伴う脳内糖代謝シグナル活性の質的変化解析(a)認知学習刺激による脳内糖代謝シグナル活性解析とシナプス可塑性解析認知学習刺激が脳内糖代謝シグナル活性に与える影響を調べる。受動回避テストによる認知学習に伴うマウス海馬・前頭葉での脳内糖代謝シグナル活性を解析する(認知学習刺激後1, 3, 6, 24時間の海馬・前頭葉を回収)。近年、インスリン受容体が学習刺激に伴いシナプス部位に集積することが報告されており、シナプス部位を含む海馬・前頭葉神経細胞分画での糖代謝シグナルについても活性変化を検討する。認知学習後には、シナプス部位に可塑的変化(シナプス応答性の上昇、AMPA型グルタミン酸受容体の膜表面移行の増加、マッシュルーム型成熟スパインの増加)が生じ、シナプス機能が向上することをすでに見出しており、シナプス機能と海馬・前頭葉糖代謝シグナル活性変化との相関性を解析することにより、認知学習に伴うシナプス可塑性と海馬・前頭葉糖代謝シグナルとの関係性が明らかとなる。(b)高脂肪食負荷マウスでの認知学習刺激による海馬・前頭葉糖代謝シグナル活性解析とシナプス可塑性解析認知学習後の野性型と高脂肪食負荷マウスの海馬・前頭葉糖代謝シグナル活性を比較検討する。高脂肪食負荷マウスでは定常時の糖代謝シグナル活性が高いため、認知学習に伴う海馬・前頭葉糖代謝シグナルの活性変化率が低くなると予想される。
Combining different types of data for geophysical inverse problems: Theory and applications

この研究プロジェクトは、異なるタイプのデータを組み合わせることにより、EIV、乗法的な誤差と離散モデルにおける未知パラメータを推定する逆問題が研究する。研究成果として国際学術誌で9論文を発表した。いくつかの国際シンポジウムで成果を発表した。具体的には、乗法誤差モデルの偏り補正する最小二乗法を開発した。ディスクリート離散モデル格子基底縮小の品質評価を行った。格子基底縮小の品質を直接にグラム・シュミット係数の確率分布によって影響されることがわかった。EIVモデルについてはNー補正の推定量を構築した。EIVモデルにおける分散成分は、特定の条件下で推定ができないことを証明し、不安定であることもある。離散tomographyと乗法的な観測誤差を含める逆問題は平成25年度の重要な課題として研究を行った。離散tomographyについて、我々は整数最小二乗解をより速く得るために格子基底縮小の新しいアルゴリズムを開発し、更に6つの比較基準に基づいて、今までよく使用されていたアルゴリズムと比較研究を行った。研究実績は以下の通りである:我々は開発した正定値二次形式の改良されたLLLアルゴリズムを格子ベクトル基底へ適用した。更に新しい縮小基底の直交性品質として縮小基底の最小角度を提案した。最小角度は普通の直交性基準より魅力がある。LLLアルゴリズムとその変形は広く使用されているが、これらの格子基底縮小アルゴリズムの有効性の実験研究が行われたのは最近であり、しかもそれらはHermite係数、実用的なランニング形態と縮小グラムーシュミット係数に限定されている。我々は、新しいアルゴリズムを含めて、LLLアルゴリズムとdeep-insertionのあるアルゴリズムなどについて、6つの格子基底縮小品質基準を用いて大規模な実験研究を行った;研究結果により、新しいアルゴリズムは既存の4つのLLL関連したアルゴリズムより、6つの格子基底縮小品質基準にて、全てより優れた結果を与えることが判明した;また、実験から得た6百万個以上の縮小グラム-シュミット係数を利用し、格子基底縮小アルゴリズムの統計的特徴を研究した。それらの係数は均一分布ではないことが明らかになった。ゼロに近い小さな係数は多ければ多い程、また、0.5と-0.5の両端部付近の大きい係数は少なければ少ない程、格子基底縮小アルゴリズムの縮小効果がよいことも初めでわかった。乗法的な観測誤差を含める逆問題について、我々は偏り補正最小二乗法を開発した。これらの研究成果はヨーロッパの地球科学連合大会とアメリカ数学会の年会で招待研究発表を行った。平成26年度には、乗法的な観測データ誤差理論、高周波GPSと衛星重力の三つの研究課題を集中して研究を行った。主な研究成果は以下の通りである:「1」宇宙測地観測技術は全て電磁波を利用して、観測をしてきたが、これらの観測データは今まで加法的誤差として扱いました。ただ、GPS/VLBI/SLRなどのBaselines、InSARとLiDARなどの観測精度により、これらの観測データ誤差の中に乗法的な成分がはっきりあることがわかった。乗法的な観測データの誤差を正しく評価する為に、我々は乗法的な観測データのvariance of unit weightの五つの推定量を導いて統計的な特徴を解析た。また、数値シミュレーションを利用して、この五つの推定量の評価も行った。観測データの非線形は最小二乗推定量の偏りをいつも生み出すのに、variance of unit weightの推定量への影響はほとんどないことが初めてわかった。EIV模型の研究も行った。EIV誤差から各種の推定量への影響とVariance component estimationも研究を行った。計算が少ない新しい全体の最小二乗推定量も導いた。これらの研究成果は国際学術誌J GeodとActa Geod Geophysで公表された。乗法的な観測データ誤差研究成果もEGU2015の測地理論のセッションに招待研究発表された;「2」2011年の東日本大地震の高周波GPSをPPPで処理した。新しい地震現象を観測することが出来た。これらの研究成果は研究論文として進んでいく;「3」衛星重力は測地学の中にもっとも重要な逆問題であるが、今年度の研究によると、過去の50年間、全地球標準衛星重力場を生産するために使ったnumerical integration方法は数学の観点からみると、間違うことがわかった。この研究成果はこれから測地学と衛星重力と関連する全ての科学分野の影響は大変大きいと思う。この研究成果もEGU2015の測地理論のセッションに招待研究発表された。今のまま、研究をうまく行っているので、新しい知見と研究成果も得て、そのまましていくと思う。測地学平成27年度は予定通り、平成26年度の研究テーマを続けていきたいと思う。研究成果も期待できる。

また、平成26年度の大きな研究成果は過去の50年間、世界最高レベルの研究機関NASA, PotzdamとTexas UniversityのCenter for Space Researchは今迄numerical integration方法を使って全地球標準衛星重力場を生産してきたことは数学の観点からみると間違ったことがわかって、それらから得た全地球標準衛星重力場は測地学はもちろん、衛星重力と関連する全ての科学分野の影響は大変大きいなので、その影響を無くす為に、力を入れていきたい。離散tomographyと乗法的な観測誤差を含める逆問題は重要な逆問題である。研究成果も新しい知見も得た。このままで研究を進めばよいと思う。科研費と運営費を合わせて海外出張し、戻った分の運賃は運営費から支出した為に、18,514円を残った。平成26年度には平成25年度の研究成果に基づいて続けたいと思う。また、得られた逆問題の研究成果は高周波GPSの研究と防災課題へ適用したい予定である。具体的な研究課題は以下の通りである。「1」我々は正則化パラメーターはいろいろな観測データの重み係数の変化に敏感性を研究する。また、Xu(2009)の図8から、正則化パラメーターは正則化の役割を果たすのに小さすぎることが判る。よって我々は均方二乗誤差規則に基づいて最適観測データの重み係数と正則化パラメーターを決定しする。また、変数誤差モデルについての観測データの重みも研究する;「2」高周波GPSは今地震防災の中に重要な役割があるために、応用例として重力ではなくて、高周波GPSを重要な逆問題として研究する。今年度の海外出張に使う予定である。次年度使用額は2,234円はNorton Securityを購入予定であったか、経費不足の為、次年度使用とした。
異種結晶構造からなる積層セラミックス薄膜における優先配向現象の解明

単結晶基板上にセラミックス薄膜がエピタキシャル成長する場合,成膜条件によって優先的な配向性が劇的に変化する現象が見られる。申請者は"1nm以下というナノメートルオーダーの膜厚"によって優先的な配向性が決定される現象を見いだした。申請者はSi(001)基板上にニッケルフェライト(NiFe_2O_4)薄膜をエピタキシャル成長させる研究をしていた。エピタキシャル成長フェライト薄膜は(MgO-Al_2O_3)/CeO_2/YSZ構造の3重バッファー層の導入によって初めて実現したが,フェライトの配向性は(MgO-Al_2O_3)薄膜の膜厚によって劇的に変化した。(MgO-Al_2O_3)膜厚が0nmの場合,(111)配向となる,膜厚が0.5nmの場合(111)と(001)の混合配向となったが,(001)の面内配向性はcube-on-cubeであった。膜厚が1nm以上の場合には(001)配向のみとなるが,面内配向性は45°回転に変化していた。本研究の目的は"ナノメートルオーダーの膜厚によって優先的な配向性が決定される現象"を詳細に検討することを通して,セラミックス薄膜の配向性決定メカニズムの一般化を導くことにある。すなわち,"異種結晶構造からなる積層セラミックス薄膜の配向性決定を支配している結晶化学の構築にある"14年度には優先配向性の変化の制御を行った。フェライト薄膜をSi(001)基板上へのエピタキシャル成長させるためのバッファー層である(MgO-Al_2O_3)/CeO_2/YSZ3重バッファー層は申請者が見いだしたものであるが,(MgO-Al_2O_3)というのは岩塩構造を持つMgOにAl_2O_3が固溶したものである。ここで,Al_2O_3添加量を変化させることにより岩塩構造の格子定数を(固溶の範囲内で)変化させることができる。このことは,フェライトとバッファー層との格子のミスマッチを設計できること,すなわち,フェライト薄膜にかかる応力の制御が可能となることを意味している。さらに,種々の結晶構造のバッファー層の導入した際にフェライトの配向性がどのようになるかのデータを蓄積することにより,"異種結晶構造からなる積層セラミックス薄膜の配向性決定を支配している因子を明らかにした"。単結晶基板上にセラミックス薄幕がエピタキシャル成長する場合,成膜条件によって優先的な配向性が劇的に変化する現象が見られる。これまで、フェライト薄膜をシリコン基板上にエピタキシャル成長させる研究はほとんどなされてこなかった。平成13年度にはフェライト(ニッケル亜鉛フェライト((Ni, Zn, Fe)Fe_2O_4)、以下NZF)をシリコン基板上にエピタキシャル成長させるためのバッファー層の探索を行った。その結果、(Mgo-A1_2O_3)/CeO_2/YSZの3層構造からなるバッファー層の導入により初めてNZF薄膜がエピタキシャル成長することを見いだした。ここで、(MgO-A1_2O_3)はA1_2O_3を添加したMgOである。バルクではA1_2O_3はMgO中にほとんど固溶しないが、薄膜では少なくとも27mol%まで固溶し、MgOの格子定数はA1_2O_3添加に伴いほぼ単調に減少した。フェライトの配向性はA1_2O_3添加量および(Mgo-A1_2O_3)薄膜の膜厚によって劇的に変化することを見いだした。A1_2O_3添加量が05mol%の場合、NZFは(001)配向であり、面内も単一の配向性であった。ところが、A1_2O_3添加量が5mol%を超えると面内に2種類の配向が混在する(001)配向となった。さらにA1_2O_3添加量が増え、18mol%に達すると、(111)配向となった。また、3mol%のA1_2O_3を添加したMgOに対して配向性の膜厚依存性を調べたところ、膜厚が0nmの場合には(111)配向、0.5nmの場合には(111)+(001)の混合配向、1nm以上では(001)配向となった。このように、NZFの配向性はバッファー層の格子定数や膜厚によって敏感に変化することを見いだした。NZF薄膜の配向性の変化により薄膜の磁気特性も大きく変化し、残留磁化(Mr)および角形化(Mr/Ms)は(111)配向膜では(001)配向膜よりも1.5倍程度高い値となることが明らかになった。

エピタキシャル成長フェライト薄膜は(MgO-Al_2O_3)/CeO_2/YSZ構造の3重バッファー層の導入によって初めて実現したが,フェライトの配向性は(MgO-Al_2O_3)薄膜の膜厚によって劇的に変化した。(MgO-Al_2O_3)膜厚が0nmの場合,(111)配向となる,膜厚が0.5nmの場合(111)と(001)の混合配向となったが,(001)の面内配向性はcube-on-cubeであった。膜厚が1nm以上の場合には(001)配向のみとなるが,面内配向性は45°回転に変化していた。本研究の目的は"ナノメートルオーダーの膜厚によって優先的な配向性が決定される現象"を詳細に検討することを通して,セラミックス薄膜の配向性決定メカニズムの一般化を導くことにある。すなわち,"異種結晶構造からなる積層セラミックス薄膜の配向性決定を支配している結晶化学の構築にある"14年度には優先配向性の変化の制御を行った。フェライト薄膜をSi(001)基板上へのエピタキシャル成長させるためのバッファー層である(MgO-Al_2O_3)/CeO_2/YSZ3重バッファー層は申請者が見いだしたものであるが,(MgO-Al_2O_3)というのは岩塩構造を持つMgOにAl_2O_3が固溶したものである。ここで,Al_2O_3添加量を変化させることにより岩塩構造の格子定数を(固溶の範囲内で)変化させることができる。このことは,フェライトとバッファー層との格子のミスマッチを設計できること,すなわち,フェライト薄膜にかかる応力の制御が可能となることを意味している。さらに,種々の結晶構造のバッファー層の導入した際にフェライトの配向性がどのようになるかのデータを蓄積することにより,"異種結晶構造からなる積層セラミックス薄膜の配向性決定を支配している因子を明らかにした"。