hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウス大脳皮質視覚野における投射特異的なサブネットワークによる情報処理機構の解明

大脳皮質には機能局在があり、領野毎に特定の機能を有する。大脳皮質視覚野では高次視覚野毎に異なる視覚属性を処理する。大脳皮質の神経回路は、入力された感覚情報を選り分け、異なる情報を異なる脳領域へ並列的に送出する働きを持つ。送出される情報は、情報の送出を担う投射細胞においてシナプス入力の統合処理により生み出される。つまり、投射細胞のシナプス前細胞群の情報統合により、投射ターゲットに固有の視覚応答性を生み出され、その情報を特定の投射部位に伝達すると考えられる。しかし、V1の神経回路がどのような演算により異なる領野へ新しい並列的な出力を生み出すのかは不明である。そこで本研究では、マウス一次視覚野をモデルとして、異なる視覚情報を異なる高次視覚野に伝達する役割を担う微小神経回路の構造と演算機構を明らかにすることを目的とする。高次視覚野であるALに投射するV1ニューロンは空間周波数が低く早い動きの視覚情報を、PMに投射するV1ニューロンは空間周波数の高い遅い動きの視覚情報を伝達する。そこでALに投射するV1ニューロンとPMに投射するV1ニューロンの機能を評価する目的で、それら投射ニューロンに逆行性に緑色カルシウム感受性蛍光タンパク質であるGCaMP6を導入した。V1の第2/3層および第5層に分布するGCaMP発現投射ニューロンの視覚刺激に対する応答を2光子顕微鏡イメージングにより評価したところ、それらは方位選択性応答や方向選択性応答を示した。続いて、第2/3層ニューロンと第5層ニューロンの対応関係を明らかにするために、第2/3層および第5層の多焦点面同時イメージングを行った。相互相関を解析することで、第2/3層内の細胞の結合、第5層内の細胞の結合、第2/3層細胞と第5層細胞の層間の結合を評価することができた。以上の結果より、投射特異的に相互結合細胞群の存在が示唆された。実験系の構築も完了し、計画通りであるため。ウイルスベクターでサブネットワークを解剖学的に評価し、イメージングで機能的なシナプス接続の推定を行っている。今後は、動物の個体数を増やし、再現性の確認を行う。続いて、標識した神経回路の解剖学的知見と生理学的知見との対応付けを行う。さらに、投射先の領野を増やし、投射毎のサブネットワークの構造と機能の違いを評価する。
腸管出血性大腸菌O157の酸耐性機構の解析

研究計画に記した有機酸である酢酸に対する腸管出血性大腸菌O157(NGY9)ωの抵抗性とその分子機構について知見を得るために、以下の分子遺伝学的な解析を実施した。1酸耐性に関与するのではないかと考えられる特定の遺伝子(rpoS及びcadB)に注目し、これらの遺伝子の変異をO157に導入して有機酸耐性との関連で解析した。その結果、NGY9は得に酢酸存在下での増殖能力が非常に高いこと、酢酸存在下での増殖能力は広範なストレス適応応答に関わるσ^Sの機能には依存していないこと、リジンデカルボキシラーゼシステム(CadBA)システムは酢酸存在下での増殖に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。2 NGY9の染色体またはNGY9が保持しているプラスミド上にトランスポゾン(mini-TnS Tc1)をランダムに転移させNGY9が本来増殖可能であった酢酸ストレス条件下での増殖が不可能になってしまった変異株を複数株取得した。変異部位を同定し(変異遺伝子はfcl,wecA,wecB,wecGであることが判明した。)解析した結果、O157の外膜表層の糖鎖が酸耐性に重要な役割を果たすことが明らかになった。3 O157のゲノムライブラリーをk-12に導入し、酢酸環境下での増殖が亢進するクローンを取得し解析した結果、酢酸ストレスとは酢酸アニオンが細胞内に蓄積することによって引き起こされる細胞内イオンの変動であることが示唆された。研究計画に記した有機酸である酢酸に対する腸管出血性大腸菌O157(NGY9)の抵抗性とその分子機構について知見を得るために遺伝学的解析を実施した。まず、NGY9の染色体またはNGY9が保持しているプラスミド上にトランスポゾン(mini-Tn5Tc1)をランダムに転移させ、NGY9が本来増殖可能であった酢酸ストレス条件下での増殖が不可能になってしまった変異株を5株取得した。次にトランスポゾンの薬剤耐性(テトラサイクリン耐性)を指標にして染色体およびプラスミド上のトランスポゾンによる挿入を受けた部位をクローン化し、挿入箇所の塩基配列を決定することで変異遺伝子を明らかにした。その結果、変異遺伝子はfcl,wecA,wecB,waaGであることが判明した。また、相補性試験の結果、明らかにこれらの遺伝子の変異が酢酸耐性に関与するものであることを確認した。これらの遺伝子はO抗原合成(fcl)、Enterobacterium Common Antigen(ECM)合成(wecA,wecB)、リポ多糖外部コア合成(waaG)に関わることが既に知られていることより、O157の外膜表層に位置するリポ多糖が酢酸耐性に関与していることが示唆された。酸性条件下における酢酸ストレスとは酢酸アニオンが細胞内に蓄積することにより生じる細胞内のアニオンバランスの変動、細胞内pHの低下、細胞内の溶質量増加に伴う膨圧の上昇に起因すると考えられている。一方、リポ多糖は細胞膜の安定化、細胞膜の透過性、親水性物質との相互作用に関わると考えられる。これらを踏まえ、リポ多糖が酢酸ストレスによる増殖阻害を緩和する上で重要な役割を担っている原因を現在考察中である。
マイナークロップの技術需要と官民連携の研究開発制度に関する経済学アプローチ

研究開発制度の在り方を左右する知的財産権について整理した。権利強化は取引費用の上昇につながり、公的機関の役割が改めて見直される結果となった。とりわけ孤児作物と呼ばれる投資の過少性が危惧される作物については、官民連携が模索されている。北海道または十勝管内を対象に、地域特産農産物(マイナークロップまたは孤児作物)の利用状況や需要動向を分析した。帯広市の給食は、じゃがいもを通年利用することで、食育を通した地域農産物の活用を進めていた。また、北海道を中心に新たに作付されるパン用小麦については、地産地消を実践する消費者を中心にアピールできることが分かった。平成21年度は,研究機関への聞き取り調査および文献サーベイを実施した.(1)研究機関への聞き取り調査農林登録をはじめとする知的財産の利活用に関する現状について,研究機関を対象に聞き取り調査を実施した.品種登録は,平成21年度より従来の農林登録が廃止きれ,民間機関からも申請・登録が可能な農林認定にかわった.ただし同時に,品種の実用性・有用性が従来よりも厳しく精査されることとなり,育種関係者の戸惑いとなっている.(2)知的所有権と研究開発制度に関する文献サーベイ生物遺伝資源をめぐる知的所有権(伝統的知識の利用含む)制度については,生物多様性条約,世界貿易機関(WTO)のTRIPS協定,そして国連食料農業機関(FAO)など,様々な国際機関が関与している.近年では,遺伝資源を人類共通の資産とする考えから,原産国の主権を積極的に認め,利益配分に配慮しながらこれら知識の有効利用を促進する方向へと変化している.こうした制度に関する変遷をまとめるとともに,経済学における研究成果についても,既存研究の整理をおこなった.知的所有権の強化は,必ずしも生産性向上にはつながらない,とする研究成果もあり,今後の研究開発における政策決定に重要な視点を与えるものである.国内の研究者を取り巻く環境の変化は,国際的な知的所有権の動向とも無縁ではなく,2年目以降の実証研究において,事例研究を蓄積し,研究開発政策の意思決定に資するものとしたい.研究開発投資が過少となるとされるマイナークロップは,国際的には孤児作物と称され,公的研究機関による研究開発が期待されている.しかしながらその際,知的財産権に依拠する民間研究機関との連携が重要課題のひとつとなっており,知的財産権を巡る近年の動向を既存研究から以下の通り論点整理し,発刊した.おもな論点は,(1)知的財産権の強化とイノベーション促進に関する経済学的な実証研究について,理論的には権利強化によってイノベーションは促進されるとされるが,現段階ではその証左はなくさらなる実証研究の蓄積が必要である.(2)次に,先行発明と後続発明の権利範囲に関する議論があり,これは両者間の利益配分を決定することと同値で権利強化が開発意欲の減退を招く可能性が指摘されている.(3)生物多様性条約の重要課題のひとつともなっている利益配分の問題について,遺伝資源の主権国が過度に強化すれば,結果としてアンチコモンズの悲劇と称される技術の過少利用が生じることが指摘されている.(4)公的機関について,スピルオーバーの大きい作物や開発投資が過少とされる孤児作物について,今後もその役割が期待されるものの,開発過程で利用する技術に民間機関の特許が必要となる場合もあり,公的機関だからといって知的財産権が強化される近年の動向を無視して研究開発を進めることは難しい.平成22年度は,以上4点について既存文献を参照しながらとりまとめ,著書の一章として刊行した.本研究は、国や都道府県の研究機関では研究開発の対象となり難い地域特性の強い農作物、いわゆる孤児作物と呼ばれるものについて、消費者または生産者においてどのような技術需要があるのか明らかにし、その研究開発を促進する方策を明らかにすることであった。既存研究の整理を進めた昨年度に引き続き、今年度は、小麦を対象に新規導入品種の消費者需要を分析した。これまでの普及品種である日本麺用品種に対し、パンや中華めん用の超強力小麦は、近年育種が開始された新規用途の品種で、拡大を続ける国内需要に対し、育種機関の対応がこれまで十分になされていなかった分野である。これらパン用小麦は、北海道のなかでも道東での作付けに適しているとされ、現地での品質如何で今後の普及状況や実需者の受け入れ意向が左右されるが、本研究の結果、消費者、とりわけ地産地消を心掛ける消費者においては、農産物の品質以上に、新品種のもつ農業生産や農地保全といった準公共財的側面に対する貢献を重視していることが明らかとなった。これはすなわち、地域特性の強い農産物ま、該当地域の消費者にとって、農業生産や農村経済に貢献するといった意味をもって消費される可能性が高いことを示すとともに、それら農産物の生産に好意的であることが伺われる。

今後は、こうした農産物を地域で育種、生産、普及し、加工、外食へと一連のフードチェーンの中で活用することで、農業振興と農村経済発展に寄与することが期待される。
超・亜臨界水－有機混合溶媒の局所的水素結合とゆらぎに関するNMRおよび計算機実験

平成30年度は、高温NMR実験およびMDシミュレーションによって得られた広い熱力学条件を含む水ーシクロヘキサン二成分超臨界混合流体中の、各成分の自己拡散係数について、温度・密度・組成の関数としての相関式による表現を検討した。新たに開発した相関式にもとづいた温度・密度効果の検証を行った。相関式には、一成分系としての水、シクロヘキサン、ベンゼンについて常温常圧から超臨界までの広い密度範囲の表現に成功した関数形(吉田ら、J. Chem. Eng. Data, 55, 2815, 2010)を多成分系に拡張する形式を適用した。この式は、低密度の剛体球に対する気体分子運動論で定数となる量である、密度と拡散係数の積を絶対温度の平方根で除した量に拡散係数をスケーリングして多項式表現したものであり、そのことによって剛体球的挙動からの残余分として拡散係数の精確な表現が得られ、この点は二成分系でも一成分系と同様に有効であることが分かった。水とシクロヘキサンの間の拡散係数に対する温度と密度の効果の違いは、相関式を用いて表した拡散係数から算出された活性化エネルギーおよび活性化体積に対して、相関式の各項に分割した寄与にもとづいて議論された。これらの考察結果は、MD計算から得られた、水ー水間、シクロヘキサンーシクロヘキサン間、水ーシクロヘキサン間の動径分布関数にもとづく溶媒和構造の分子描像と合致することが分かった。水ー水間の水素結合は、低いバルク密度および、低い水含有率において、より顕著な引力的相互作用を示すことが見いだされた。この新知見は、水分子の孤立が、空隙によって引き起こされる場合も、疎水性分子による場合も、ともに水分子ペア間の水素結合を強めるという普遍性を見出したという点で重要である。組成・密度・温度の関数としての相関式を得るための手順の検討を完了した。高温高圧の特殊条件による不確かさが避けられない実験結果に比べ、MD計算は広い熱力学条件を系統的に、また実験より小さな偶然誤差で拡散係数を算出できることに着目した。まずMD計算から得られた拡散係数にもとづき関数形とフィッティングパラメータを決定したうえで、NMRの実験結果に相関式をスケーリングすることにより、NMR実験結果に対して妥当な振る舞いをする関数を得ることに成功した。水とシクロヘキサンについてのMD計算から得られた拡散係数(113点の熱力学条件で計算)を、相関式からの差異を平均34%で得ることができた。実験と相関式の差異は平均13%であることが分かった。温度依存性に関し、水の拡散係数の活性化エネルギーが水のモル分率が増加するにつれて増加し、一方、シクロヘキサンの活性化エネルギーは組成にほとんど依存しないという傾向について、相関式によって表した拡散係数から求めた活性化エネルギーを考察することにより、水とシクロヘキサンを特徴付ける項を特定することができた。密度依存性に関しては、活性化体積にもとづき考察した。活性化体積は水のほうがシクロヘキサンより大きく、密度増加に伴う水素結合の増加の影響であることが見いだされた。各成分種の拡散過程に対する分子間相互作用の効果は、平均力ポテンシャルの粗い近似としての動径分布関数の第一ピーク高さに関連付けられることが示された。水ー水ペアのピークの高さは非常に高く、とりわけ高い密度と高い水濃度の条件での水の拡散係数に対する水素結合の強い影響を溶媒和構造の観点から裏付ける結果となった。2019年度には、フィッティング関数の改良を検討する。上述の通り、平均34%の差異でのフィットに成功しているものの、拡散係数の誤差からすれば、平均1%程度の差異でのフィットが可能であると予想されるため、各変数の項数(次数と交差項の数)を見直す。議論の焦点は活性化量という微分量であるため、相関式の精度向上は物理的議論の深化に資するものであると期待される。さらに、活性化エネルギーおよび活性化体積に対する相関式の各項の寄与が、昨年度までの結果では、複数の交差項が少なからず寄与しているため、寄与の物理的解釈が難しい面が若干残されている。今年度のフィッティング関数の改良の検討では、項の数を削減することが可能かどうかを検証する。より少ない項数で、昨年までと同等またはより良い精度でのフィットが可能となれば、活性化量に対する相関式の各成分の物理的解釈がより先鋭化されると期待される。また、MDシミュレーションによる水素結合数の直接計算にも取り組む。前年度までの研究では、水ー水の分子間の動径分布関数(分子の位置は重心で代表させる)に基づき溶媒和構造を議論してきたが、水の溶媒和構造を特徴づける量としては水素結合数のほうがより直接的であるため、分子間の酸素ー水素間距離にもとづいて水素結合数を算出し、水素結合数の温度・密度・組成に対する変化を調べ、拡散係数との関係性を考察する計画である。平成29年度は、高温NMR実験およびMDシミュレーションによる解析より、超臨界条件における水とシクロヘキサンの混合流体中の、各成分の自己拡散係数の、組成・密度依存性について解析を行った。水の含有率が多いほど、水の拡散係数は、シクロヘキサンのものに比べて相対的に小さくなることが、実験と計算の両面から明らかになった。これは、水の含有率が多いほど、水ー水間の水素結合の影響が大きくなることを示す結果である。さらに、密度変化に対しては、密度が高くなるほど、水の拡散係数がシクロヘキサンのものに比べて相対的に小さくなる傾向が、同じく実験と計算の両面から見いだされた。

これは、シクロヘキサンの提供する疎水的な微視的環境の中で制約された水分子同士は高密度ほど水素結合を強く形成することを示唆する結果である。MD計算から得られた、水ー水間、シクロヘキサンーシクロヘキサン間、水ーシクロヘキサン間の動径分布関数について、水ー水間の水素結合や、水ーシクロヘキサン間の溶媒和状態を組成と密度の関数として調べたところ、拡散係数に対する上述の分子描像と合致することが分かった。NMR研究の面では、当該年度にはさらに研究を発展させ、水ー有機溶媒の混合環境における興味深い現象として、水ージメチルスルホキシド(DMSO)混合溶媒中における直鎖の多糖であるアミロースの溶存状態および加水分解の初期過程の解析にも着手した。両親媒性である糖鎖の会合・凝集という溶媒和状態が反応性の鍵を握ることが新たに見いだされた。組成および密度の効果として、水とシクロヘキサンの拡散係数の比率が、組成と密度の関数としてどのような傾向を持つかを、実験・計算の両面から定量的に明らかにすることが達成できた。特に、MD計算に必要な統計量については注意を払って解析を行い、実績の概要に記した傾向を有意な精度で見るためには、各熱力学条件において50 nsの計算が必要であるということを定量的に評価することが出来ている。動径分布関数との対比から、溶媒和の構造と、第一第二溶媒和圏程度の微視的なスケールでの溶媒和の不均一性と並進ダイナミクスの相関関係に関する知見を得て、系統的に整理するところまでが達成できている。NMR研究の面では、当該年度にはさらに研究を発展させ、水ー有機溶媒の混合環境における興味深い現象として、直鎖の多糖であるアミロースの加水分解の初期過程の解析にも着手した。アミロースの分解の初期過程に誘導時間が存在し、1H NMRからみた溶質ー溶媒間のプロトン交換の状況からすると、溶質の水酸基の溶媒への露出、すなわち溶媒中の水が溶質の反応サイトにコンタクトを開始することが、反応のトリガーとなることが見いだされた。さらに、反応物の初濃度が高いほど誘導時間が長くなることも分かり、反応物の会合・凝集という溶媒和状態が反応速度に大きく影響することが見いだされた。平成30年度は、高温NMR実験およびMDシミュレーションによって得られた広い熱力学条件を含む水ーシクロヘキサン二成分超臨界混合流体中の、各成分の自己拡散係数について、温度・密度・組成の関数としての相関式による表現を検討した。新たに開発した相関式にもとづいた温度・密度効果の検証を行った。相関式には、一成分系としての水、シクロヘキサン、ベンゼンについて常温常圧から超臨界までの広い密度範囲の表現に成功した関数形(吉田ら、J. Chem. Eng. Data, 55, 2815, 2010)を多成分系に拡張する形式を適用した。この式は、低密度の剛体球に対する気体分子運動論で定数となる量である、密度と拡散係数の積を絶対温度の平方根で除した量に拡散係数をスケーリングして多項式表現したものであり、そのことによって剛体球的挙動からの残余分として拡散係数の精確な表現が得られ、この点は二成分系でも一成分系と同様に有効であることが分かった。水とシクロヘキサンの間の拡散係数に対する温度と密度の効果の違いは、相関式を用いて表した拡散係数から算出された活性化エネルギーおよび活性化体積に対して、相関式の各項に分割した寄与にもとづいて議論された。
キュウリモザイクウイルス感染による宿主植物の抗ウイルスＰＴＧＳ抑制機序の解明

キュウリモザイクウイルス(CMV)感染が植物転写後遺伝子サイレンシング(PTGS)に及ぼす影響を明らかにするために,1導入遺伝子が誘導するPTGS,2CMVによるVIGS,および,3内在性遺伝子制御PTGS,の3つの機構について,CMV感染の影響をした.その結果,1タバコへのGFP部分配列の逆位反復配列導入では3′方向への二次PTGSは誘導しないこと,2CMVによるVIGSでは,二次PTGSは5′方向に誘導されるが,3′方向には誘導されないことが分かった.さらに,3内在性遺伝子制御PTGSでは,CMVは一次および二次PTGSの両方を阻害している可能性が示された.1に関しては昨年度作出したGF-IR/GFPタバコ4ラインの中から,GFP蛍光が完全に消失した1ラインを選抜して解析に用いた.まず,GF-IR/GFPタバコにおけるGF領域由来siRNA(GF siRNA)およびP領域由来siRNA(P siRNA)の蓄積量を検討したところ,予想に反してP siRNAが検出されなかった.このことは,タバコではGF-IRによるPTGSでは3′方向への2次PTGSは誘導していないことを示している.P siRNA蓄積を使用に2次PTGSの有無を検討することが不可能になったため,新たに5′方向への2次PTGSを誘導する実験系を構築している.2に関しては,30塩基のF領域配列を標的に用いたため,GF siRNAおよびP siRNAをそれぞれ5′方向および3′方向への2次PTGSの指標とできた.野性型2bをもつpepo-F30と弱毒型2bをもつR46C-F30をそれぞれ接種したGFP恒常発現タバコ(G3Sm1)におけるGFP mRNAの蓄積量は非接種G3Sm1と比較して減少していた.次に,GF siRNAとP siRNAの蓄積の有無を調べたところ,pepo-F30とR46C-F30が感染した葉からはGF siRNAは検出されたが,P siRNAは検出されなかった.この結果から,VIGSにおいても,3′方向への2次PTGS起こらないことが示された.また,pepo-F30とR46C-F30間でGF siRNAの蓄積量に差が見られなかったことから,2bが2次PTGSを阻害しているという仮説は確認できなかった.キュウリモザイクウイルス(CMV)感染が植物転写後遺伝子サイレンシング(PTGS)に及ぼす影響を明らかにするために,1導入遺伝子が誘導するPTGS,2CMVによるVIGS,および,3内在性遺伝子制御PTGS,の3つの機構について,CMV感染の影響をした.その結果,1タバコへのGFP部分配列の逆位反復配列導入では3′方向への二次PTGSは誘導しないこと,2CMVによるVIGSでは,二次PTGSは5′方向に誘導されるが,3′方向には誘導されないことが分かった.さらに,3内在性遺伝子制御PTGSでは,CMVは一次および二次PTGSの両方を阻害している可能性が示された.H24年度は,1CMV感染による導入遺伝子誘導型PTGS抑制実験系の確立(GF-IRタバコの作出),および,2CMV感染が誘導するVIGSの抑制実験の確立(CMV-GFの作出)を行った.1に関しては当初,ハイグロマイシン耐性遺伝子を持つバイナリーベクターにGFP遺伝子のGF領域の逆位反復配列をクローニングし,カナマイシン耐性遺伝子を既に持つGFP恒常発現タバコに導入する予定であったが,この方法では二重組換え体を得ることができなかった.そこで,カナマイシン耐性遺伝子を持つバイナリーベクターにGF領域の逆位反復配列をクローニングして野性型タバコに導入し,GF-IRラインを2ライン作出した.そして,これらGF-IRラインとGFP恒常発現タバコを交配してGF-IR/GFPタバコ種子を得た.2に関しては,当初,CMVペポRNA3の感染性クローンの外被タンパク質遺伝子の下流にGF配列を導入する予定であったが,約500塩基のGF領域を導入するとCMVの感染性が喪失した.そこで,30塩基のGFP配列をRNA3に導入し,野性型RNA1と,野性型RNA2,RNAサイレンシングサプレッサーである2bタンパク質を欠く∆2b-RNA2,あるいはサプレッサー活性を喪失させる変異を2bに導入したR46C-RNA2とともに,GFP恒常発現タバコに接種した.野性型2bを持つCMV-GFは明瞭なモザイク症状を示し,モザイク葉緑色部位においてGFP蛍光の消失が観察された.∆2bおよびR46C-2bを持つCMV-GFはタバコに病徴を示さず,ウイルスを接種した個体のほぼ全ての上位葉でGFP蛍光の消失が観察された.以上から,CMV RNA3に導入した30塩基のGFP配列で十分にVIGSを誘導できること,モザイク葉緑色部位では全体にVIGSが誘導されていることが示された.キュウリモザイクウイルス(CMV)の感染が植物の遺伝子ジーサイレンシング機構(PTGS)に及ぼす影響を明らかにするために,導入遺伝子が誘導するPTGS, CMVによるvirus-induced gene silencing(VIGS),内在性遺伝子制御PTGSの3つの機構について,CMV2次感染により2次PTGSが抑制されるかどうかを検討した.GFP(約800 nt)が恒常発現するタバコにGF領域(70-530 nt)の逆位反復配列を導入し,GFP蛍光が消失したGF-IR/GFPタバコを作出した.しかし,GF-IR/GFPタバコではP領域(530-800 nt)由来のsiRNAが検出されず,GF-IRによるPTGSでは3′方向への2次PTGSは誘導しないことがわかった.

CMV RNAに30塩基のGFP配列(429-458 nt)を付加し,野性型2bをもつpepo-F30と弱毒型2bをもつR46C-F30を作出した.GFP恒常発現タバコにそれぞれを接種したところ,CMVによるVIGSにおいても5′方向へは2次VIGSが誘導されるが,3′方向への2次VIGSは起こらないことがわかった.5′方向への2次VIGSは両ウイルスで同程度起こっていたことから,CMV感染が2次VIGSを阻害するという仮説は確認できなかった.CMV感染により内在性遺伝子制御経路が抑制されるかどうかを検討した.宿主には遺伝子解析が進んでいるシロイヌナズナを用いた.野性型のpepoと弱毒型のR46Cが感染したシロイヌナズナにおいて,1次PTGSの標的であるARF8-mRNA,および,2次PTGSの標的であるARF4-mRNAとPPR-mRNAの発現量を調査した.その結果,内在性遺伝子制御PTGSではCMVは1次および2次PTGSの両方を阻害している可能性が示された.農学実験2では当初予定した方法ではVIGSを誘導することができなかったが,若干の修正を加えることにより,H25年度実験の目的である,CMVに導入したGFP配列が誘導するVIGSの抑制実験を完了できた.一方,実験1では新たなコンストラクトによる組換えタバコを一から作出する必要が出てきたため,若干の遅れが生じている.実験1,実験2ともに当初予定した方法ではPTGSおよびVIGSを誘導することができなかったが,若干の修正を加えることにより,H24年度実験の目的である,GF-IR導入遺伝子が誘導するPTGS実験系,およびCMVに導入したGFP配列が誘導するVIGS実験系の確立を達成することができた.CMV感染による導入遺伝子誘導型PTGS抑制実験では,新たに5′方向への2次PTGSを誘導する実験系,すなわち,GFP中央領域250塩基(F領域)をIRの標的としてG領域由来siRNAの蓄積を2次PTGSの指標とする,を構築している.既にF-IRコンストラクトは完成しているが,タバコの組換えおよびG3Sm1との交配には時間を要するため,アグロバクテリウムによる一過的発現系を用いた実験系も同時並行して行う予定である.CMV感染が誘導するVIGSの抑制実験では,H25年度の結果をさらに確認するため,タバコ内在遺伝子(クロロフィル合成に関与するCHLH)を標的にしたVIGS実験系を行う.30塩基のCHLH配列VIGSを誘導し,標的配列から5′側領域および3′側領域由来siRNAの蓄積がpepoとR46Cで同程度であった場合,CMVの2bは2次VIGSをしていないことが証明される.CMV感染による導入遺伝子誘導型PTGS抑制実験では,H24年度に作出したGF IR/GFPタバコ,およびGFPの過剰発現によるPTGSが誘導されたタバコ(S-PTGSタバコ)に,野性型CMV,CMV ∆2b,およびCMV R46Cを接種し,ウイルス感染タバコにおける病徴発現とGFP蛍光の有無を継時的に観察する.さらに,マクロ蛍光観察システムによりGFP蛍光消失部分,および蛍光部分からサンプリングを行い,それぞれの組織におけるGFP mRNAの蓄積量,および,GF領域(GFP遺伝子の前半約500塩基)由来siRNAとP領域(GFP遺伝子の後半約300塩基)由来siRNAの蓄積量をノーザンブロット法により解析する.
協働的な学習環境におけるモニタリングと日本語読解学習に関する研究

文章理解におけるモニタリングの働きを促す学習方法として「他者への説明」がある。本研究では,説明構築プロセスを他の学習者と協働で行うことにより,内容理解の深化とモニタリング技能の意識化を目指した。実践では,1)作文を読みその内容をグループでポスター化する活動と2)ペアで文章をレジュメ形式にまとめる活動を行った。活動中には「思考をまとめる形式の提示」「説明の評価基準の意識化」「協働的学習環境の設定」があった。事前事後の作文から内容面・文章構造面の向上が示された。学習者コメントから,日本語力・発信力・思考力が高まった実感と協働作業による学習方法への気づきがあったことが示された。育児休業取得により研究を中断していたため、平成25年度の研究の実績はない。読解力は留学生が専門科目を学習するうえで欠かせない技能であり,目的に応じた高度な読み技能が求められる。このような読みにおいて重要なのが,目的に応じて自分の理解の状態を評価し,それに基づいて読みをコントロールする「自己モニタリング」である。本研究課題では,自己モニタリングの働きを促すための学習法として,「他者への説明」が核となる読解活動を提案し、「文章理解に関する自己モニタリング」が,「他者との関わりを通してどのように促進・変容したか」を明らかにすることを目的としている。説明は,コミュニケーションやプレゼンテーション能力そして書くための能力の一つとして,産出系(話す書く)の能力として考えられることが多い。しかし,本研究では,他者に説明するためには読んだ内容を再構築しなければならず,そのために自分の理解度をより意識的に評価する必要がある点に着目した。また,他者に分かるように説明するためには,相手の理解度も適切に評価する必要がある。このように,分かりやすい説明を考え,試行錯誤するプロセスが自己モニタリングを促し,モニタリングの技能を意識化させる機会になると予想している。研究期間の前半である1・2年目は「他者に説明する活動」の効果の検討を行う計画であり,1年目は,実験的授業において「説明活動」を実践し,試験的なデータ収集において,理解度の測定法および説明場面の談話分析の枠組みを検討した。文章理解において重要なのが,目的に応じて自分の理解の状態を評価し,それに基づいて読みをコントロールする能力である。本研究課題では,読解においてモニタリングの働きを促すための学習法として,「他者への説明」が核となる読解活動を提案し,その方法を検討することを目的とする。平成26年度は,具体的な検討課題として,どのような読解材料,説明課題,理解度の測定方法が良いかを,実験的に授業で実践して検討した。実践授業では,ある程度の長さのある文章をレジュメ形式で箇条書きにまとめて,それをもとに他者に説明するという活動を実施した。実践において,説明活動の後に自己省察のための質問項目を作成し,実態に合わせて改善を行った。また,読解時の目的の共有の有無や他者との交流の有無が文章理解に影響を及ぼすと考えられるため、協働の程度が異なる課題設定の方法についても検討した。本研究課題は、上級レベルの日本語学習者の読解において重要な理解のモニタリングの働きを促すための学習法として、「他者への説明」が核となる読解活動を提案し、その方法を検討することを目的とする。説明課題の実践にあたり,CLIL(内容言語統合型学習)の考え方に基づき,内容、言語、思考、協学、という4つの概念を有機的に結び付けることにより教育効果を高めることを目指した。説明課題の実践において,留学生に対応した言語面や思考面におけるスキャフォールディング(足場作り)を行い、その効果を検討した。また、協学面として学習コミュニティを活かしてどのような学びが得られるかについても配慮した。説明課題としては、本1冊を学生間で分担し、担当箇所をレジュメ形式でまとめて、それをもとに他者に説明するという活動「分担読解」を実施した。授業時の支援としては、CLILで示されているように、重点を置く言語スキルを設定し、授業時に内容と合わせて言語スキルを身につけるようにした。日本語レベルの差を減らし、活動内容への気づきを増やすため、個人作業ではなく協同(ペア)で一つのレジュメを作った。言語スキルへのスキャフォールディングとして、授業内でのレジュメ作成体験、各学習者が持つ「よい説明」の意識化、説明の評価基準作成を行った。分担読解の担当箇所発表の後には、説明者・聞き手とも自己評価を行い,説明技能や内容理解度を評価した。学習者が学期末に書いた作文から、日本語を通して知識を得て、日本語による理解力・発信力・思考力を高め他の学生と協力して作業を行うことで、多様な考えに気づき、学びにつながったことがうかがえた。協同での作業と振り返りを行うことが、学習者間の意見のやり取りを促進し、有効な学習コミュニティ形成につながったと考えられる。日本語授業における「説明活動」を実践する理論的背景として,新たにCLIL(内容言語統合型学習)を導入し,文章理解へのモニタリングの促進という当初の目的(認知面)に加えて,言語スキルや協学面への効果についても検討を進めた。説明活動として行った「分担読解」活動の後に自己省察のために行った自己評価における質問項目についても、実態に合わせて改善を行った。

説明課題の実践にあたり、CLIL(内容言語統合型学習)の考え方に基づき、内容、言語、思考、協学、という4つの概念を有機的に結び付けることにより教育効果を高めることを目指した。説明課題の実践において、留学生に対応した言語面や思考面におけるスキャフォールディング(足場作り)を行い、授業前後の作文およびその効果を検討した。説明課題としては、本1冊を学生間で分担し、担当箇所をレジュメ形式でまとめて、それをもとに他者に説明するという活動「分担読解」を実施した。授業時の支援としては、CLILで示されているように、重点を置く言語スキルを設定し、授業時に内容と合わせて言語スキルを身につけるようにした。言語スキルへのスキャフォールディングとして、授業内でのレジュメ作成体験、各学習者が持つ「よい説明」の意識化、説明の評価基準作成を行った。協学面として学習コミュニティを活かした学びの方法として、個人作業ではなく協同(ペア)で一つの課題を達成するよう課題を設定した。分担読解の担当箇所発表の後には、説明者・聞き手とも自己評価を行い、説明技能や内容理解度を評価した。本年度は、一昨年度と昨年度の実践の結果を取りまとめて分析を行った。実践前後のライティングの比較から、量的な側面では文章の量、構造、語彙の面で増えていることが示された。また、主観的な評価の結果、内容や文章構造の面でライティングの質が向上していることが明らかとなった。CLILを取り入れた実践活動を通して、理解・発信する力を含む学びが生じたことが確認された。日本語授業における「説明活動」を実践する理論的背景として、新たにCLIL(内容言語統合型学習)を導入し、文章理解へのモニタリングの促進という当初の目的(認知面)に加えて、言語スキルや協学面についても実践内容を改善した。28年度はそれまでに収集したデータの分析およびこれまでの成果を発表した。データ分析を通して本実践の一定の効果を示すことができた。しかし、個々の実践活動の効果を詳細に検討するためには、実践評価の方法を工夫する必要がある。次年度の課題として取り組みたい。読解力は留学生が専門科目を学習するうえで欠かせない技能である。このような高度な読み技能が求められる場面で重要なのが,目的に応じて理解状況を評価し,読みをコントロールする「自己モニタリング」である。本研究課題では,文章理解に関する自己モニタリングの働きを促す学習方法として「他者への説明活動」を取り挙げ,読解学習プログラムを提案した。説明する力は,産出系(話す・書く)の能力として考えられることが多い。しかし,本研究では,説明するためには読んだ内容を再構築しなければならず,そのために自分の理解度をより意識的に評価する必要がある点に着目した。また,他者に分かるように説明するためには相手の理解度も適切に評価する必要がある。そのため,分かりやすい説明を考え試行錯誤するプロセスはさらなる自己モニタリングを促す。教育的な観点からは,説明を構築するプロセスを他の学習者と協働で行うことにより,モニタリングの技能についても意識化させる機会になると予想した。
国際社会で通用する自己表現力の育成に向けて-英国における自己表現力育成を参考に-

本研究は、自己表現力育成教育が英国においてどのように奨励されているのかについて調査し、日本の言語教育に資するデータを収集し考察することを目的として始められたものである。国際社会で通用する自己表現力を身につけることは、21世紀を担う日本の子供たちにとって重要かつ必要不可欠なことだと考えたからである。本研究の成果は以下の通りである。1.文献調査、訪問調査等を通して、日本の学校教育おいては、創意工夫に満ちた自己表現力育成の取り組みが見られたが、現段階ではそれらの試みが教師個人及び学校単位で試行錯誤をしている状態であることが分かった。一方、英国の教育においては、対話形式の授業形態、教室内での活発なやり取り、作文・ドラマなどの創造的活動、正解を持たない課題への取り組みなどにより、自己表現力の育成が図られていることが分かった。2.日本の学習指導要領と英国のナショナルカリキュラムの比較においては、日本の教育指導要領が、「話すこと」に関して、それぞれの発達段階を考慮し、無理のない段階的なアプローチを取るのに対し、英国のナショナルカリキュラムでは、5歳7歳という極めて早い段階から発話の構成・聞き手への配慮を意識したスピーチ指導が目標として掲げられていることが分かった。3.日英両国の生徒のインタビュー分析では、英国の8歳児のインタビュー・データの分析において、この年齢で既に隣接対の適切な使用、明確化の要求、間テクスト性、演繹的回答方法といった効果的なコミュニケーション方略の使用が見られた。また英国と日本の12歳児の比較においては、質問内容によって演繹的・帰納的な応答傾向のあることが日英双方に見られたが、帰納的回答傾向は日本人児童においてより顕著であった。以上がこの3年間で行なった研究のまとめであり、今後も引き続き調査研究や分析を行なう予定である。平成17年度の研究は,主に英国の自己表現力育成教育に関する文献収集と平成18年度に予定している英国での本調査の準備に重点を置いた。研究目標とそれに対する実績は以下の通りである。(1)本調査に資する文献研究に関しては,本,論文,インターネットなどを通して日本語と英語による文献を収集しファイルにまとめた。その結果,自己表現力の育成に力を入れる英国の具体的な教育事例が明らかになった。また英国におけるナショナルカリキュラムを検討し,各段階における日本の指導要領との比較を試みた。英国のカリキュラムが早い段階で論理的・効果的な発話のスキルを要求しているのに対し,日本の国語の学習指導要領の到達目標は極めて抽象的なレベルに留まっていることが分かった。その成果を2005年10月29日に日本言語文化学会第12回研究大会で発表した。(2)本調査に向けてのインタビュー項目の準備と調査に関しては,定期的な打合せを通して,教師の自己表現力育成に対する意識を調査するインタビュー項目,児童・生徒の自己表現力を見るためのインタビュー項目を検討し,まとめた。さらに自己表現力育成を重視する授業での教師と児童・生徒のインタラクションを分析する方向で準備を進めることになった。平成18年度の研究は,平成17年度に収集した英国の自己表現力育成教育に関する文献や情報の取りまとめ・考察と英国での本調査に重点を置いた。研究実績の概要は以下の通りである。1.平成17年度収集の文献や情報の取りまとめに関しては、本・論文などによる文献情報、英国の小学校で教育を受けた帰国子女へのインタビュー、平成17年度に実施した英国の学校訪問・授業視察(Holte Secondary, The Croft School, Stratford upon Avon Grammar School for Girls)などを包括的に捉え、考察を加えた。その研究成果は、平成18年11月26日開催の日本国際教育学会第17回大会、及び同年12月9日開催の日本言語文化学会第13回大会にて発表した。

さらに、その成果を千葉工業大学研究報告・人文編・第44号(2007)に論文として掲載した。3.定期的な打合せにおいて、日本の学校における自己表現力育成教育との比較も必要との合意を得て、平成19年3月6日に川崎市立鷺沼小学校において調査をした。1つのクラスの授業視察(録画)と4名の生徒へのインタビュー(録音)を行なった。4.英国での本調査及び日本の学校において得られたデータの転記作業がほぼ終了し、平成19年度に予定している談話分析のための資料を整えた。平成19年度の研究は,過去2年間で収集した文献や現地調査によって得られた情報を取りまとめ考察を加えた。研究実績の概要は以下の通りである。(1)これまで収集した文献などを通して、自己表現力育成教育の観点から、日本での先行研究、英国での先行研究をまとめた。具体的には、日本と英国において、いかに自己表現力育成教育がなされてきたか、また現在なされているかについて探求した。(2)カリキュラムの観点から、日本と英国における自己表現力育成教育に対するアプローチの違いについての考察を試みた。具体的には、日本の『学習指導要領』、英国の『ナショナル・カリキュラム』における自己表現力育成の捉え方について比較・検討し考察を加えた。(3)平成18年度に英国のThe Croft SchoolとStratford-upon-Avon Grammar School for Girlsにて収集した音声データ(生徒・教師へのインタビュー)、映像データ(授業の録画)を共有化し、各研究分担者による意見をまとめ、分析・考察に向けての方向性を確認した。(4)平成18年度に収集した、日本の小学校における自己表現力育成教育の取り組みのデータ(授業録画、生徒へのインタビュー)についても英国のデータとの比較、分析への方向性を確認した。(5)収集された生徒へのインタビュー(日英)の音声データ、転記データをもとに談話分析を行い、生徒たちの自己表現力についての考察を試みた。(6)これらの調査研究を通して得られた成果を、大学英語教育学会・第46回全国大会(平成19年9月、安田女子大学、共同)、「言葉と人間」研究会・第34回春期セミナー(平成20年3月、相模原市・国民生活センター、単独)、第14回大学教育研究フォーラム(平成20年3月、京都大学、共同)にて口頭発表した。(7)以上の成果を科学研究費最終報告書としてまとめた。
Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｏｐｔｉｃａｌ　ＩＱ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ

特別な直交(IQ)変調器を用いて高機能な多値光変調信号を生成する方法を3種類提案するとともに、住友大阪セメントの協力を得てその変調器を試作し、実験で確認した。(1)矩形QPSKに基づく光8PSK送信器、(2) 8PSKと8QAMを両方生成できる変調フォーマット可変8値送信器、(3)16QAM、32(36)QAM、および64QAM信号を合成できる変調フォーマット可変QAM送信器、の3種である。このプロジェクトにおいて、我々はマルチレベル位相変調(MーPSK)やマルチレベルQAM(MーQAM)変調といったような種々のマルチレベル変調フォーマットを合成した特殊構造を有するIQ変調器を提案した。(株)住友大阪セメント様のご協力により、上述した特殊構造を有するIQ変調器の作製に成功した。下記に成果を示す。1)アンバランス型IQ変調器を用いたレクタンギュラーQPSK方式を初めて提案した。一般的なQPSK方式を備えたレクタンギュラーQPSK方式を接続することにより、光8PSK変調の合成に初めて成功した。その技術を実験的に検証した。2)また同様にIQ変調器をベースとしたオービタリーQAM方式の提案を行った。このIQ変調器はコンプリメンタリバイナリーのペアにより動作する。またバイナリーPSKもしくはQAM信号は入力信号のバランス状態により生成される。一般のQPSK変調とのカスケード接続後、8PSKもしくは8QAM信号が合成された。提案した送信機は、異なったフォーマット生成が行えるフレキシブル8アレー送信機としても動作する。上述した内容について実験的検証に成功した。3)さらなる送信技術として、我々はIQ変調器を2カスケード接続したフレキシブル高次QAM送信機を提案した。2カスケードのうちの1つは、オフセットQAMを発生するためのマルチレベルドライビング回路により動作し、他は一般のQPSK送信機から成る。これにより高次QAM信号を発生可能となる。これらの技術により、我々は16QAM、32QAM、64QAMといった高次QAM信号生成に実験的に成功した。我々は国際会議ペーパーで審査された10つの論文を発表した。これにはOFCやCLEOなど一流の会議が含まれる。うち2つの論文は一流の国際雑誌で発表された。本研究の目的は、次世代の超高速光通信システムにおいて有用となる多値の位相変調や直交振幅変調(M-ary PSK, M-ary QAM)等の多値光変調を実現する、新奇の光変調器構造の開拓である。具体的には、新奇の集積光変調器の作製および、これを用いた多値光変調信号の生成の実験的実証である。特に、8値位相変調(8PSK)光信号や8値直交振幅変調(8QAM)光信号等の生成に適したIQ光変調器の設計に焦点を当て、主に申請者の所属機関において光変調器の設計・デバイス作製・システム性能評価を一貫して進めることである。平成23年度は、主に光変調器の設計および作製に注力し、従来とは一線を画した新しいIQ変調器構造の提案を目指した。光変調器の作製に精通している企業(住友大阪セメント株式会社)からの技術的助言を参考にし、IQ光変調器の試作器作製のための数値シミュレーションおよびデバイス作製を行うことを計画した。本研究で、申請者は新奇のIQ光変調器の作製に成功した。このIQ光変調器を使用することで、いくつかの光変調信号生成スキームを提案し、それらを実証することができた。本研究で得られた数値シミュレーションとサブシステム実証の成果は、1本の論文が国際ジャーナル(OSA Optics Express)に受理され、4つの国際会議(CLEO (Conference on Lasers and Electro-Optics), CLEO/PR (CLEO Pacific Rim)、OFC (Conference on Optical Communication)、OECC(Opto-Electronics and Communication Conference))に採択された。住友大阪セメント株式会社のサポートにより、新規のIQ光変調器の作製が成功した。そして、実験室では殆どのテスト設備があり、実験を容易に行うことができた。当初の予定通り計画は実行された。次年度は主に、作製した光変調器の性能の実験的評価に充てる。作製した光変調器の試作品を用いて、システムまたはサブシステムを構築し、性能を評価する。設計したIQ光変調器は、8PSKや8QAM等様々な多値変調フォーマットの光信号生成にも利用可能と考えられるため、異なる変調フォーマットの光信号を生成するための、各々に対して最適な駆動条件や配置条件等を実験的に検討する。異なる変調フォーマットの光信号を生成するための、各々に対して最適な駆動条件や配置条件等を実験的に検討する。特に、トランスミッターの性能を評価するために、生成した光変調信号のコンスタレーションや誤り率(BER)の測定を行う。詳細は下記の通りである:1)各光変調フォーマットに対応するバイアス・駆動条件の検討

2)生成した光変調信号のコンスタレーション・BER測定3)得られた実験結果と数値計算との比較検討に基づいた、デバイス構造の最適化得られた情報は、技術的助言を頂く企業へのフィードバックを行い、更なる最適化への足がかりとする。
受容体型チロシンキナ-ゼを介する情報伝達機構

我々はインスリン受容体cDNAならびにEGF受容体cDNAをsiteーdirected mutagenesisの手法により改変し、合計10種以上の変異受容体のcDNAを作製した。これらのcDNAをChinese hamster ovary(CHO)細胞に発現させることに成功した。現在、これらのCHO細胞を用いて変異受容体の機能について解析中である。各種の受容体型チロシンキナ-ゼの細胞内基質蛋白のひとつと考えられているphosphatidyl inositol(PI)ー3キナ-ゼの85Kサブユニットを大腸菌に発現させ、これを抗原としてモノクロナル抗体を作製した。その結果3種類のモノクロナル抗体を得ることができ、85Kサブユニット各部分を大腸菌に発現させた蛋白との反応からそのエピト-プ部位を同定することができた。さらにこれらのモノクロナル抗体を用いて、この抗体がInsulin Receptor SubstrateーI(IRSーI)ならびにGTPase Activating protein(GAP)を免疫沈降する可能性が示唆された。すなわち、細胞をインスリンで刺激するとIRSーIがチロシン燐酸化され、この部分が85KやGAPのSHー2ドメインで認識される可能性が示唆された。さらに,PIー3キナ-ゼの110Kサブユニットと85Kサブユニットの結合部位も上記の大腸菌に発現した85Kサブユニットのフラグメントを用いて同定された。各種の受容体型チロシンキナ-ゼの細胞内基質蛋白がひとつと考えられているMAPキナ-ゼについても抗体を作製し、その変異体を培養細胞に発現し、情報伝達機構における役割を検討中である。また85Kサブユニットについても、その変異体を作製し培養細胞中に発現して、その情報伝達機構における役割を検討中である。また、IRSーIに対するモノクロナル抗体も作製予定である。
オージェ電子プローブ時間分解表面XAFSと表面ダイナミクス研究

我々はエネルギー分散した放射光X線を固体基板に照射し、その吸収によって放出されるオージェ電子を位置分解的に同時検出することによって、高速で表面のX線吸収微細構造(XAFS)を測定するシステムを開発してきた。本プロジェクトではこの手法を高度化して、固体表面で進行する化学反応の機構の研究に応用することを目的とした。この高度化によって連続測定で1スペクトルあたり1秒程度で表面種の動的過程を追跡するとともに、気相種も同時に計測することを可能にした。また、繰り返し現象に対して、時間ゲートをかける検出法によって、10ミリ秒の時間分解能で単層以下の表面吸着種の検出ができるようになった。さらに、この手法をアンジュレーター光源による時間分解XPS法に拡張し、単層以下の表面吸着種に対して2ミリ秒の時間分解能でその動的変化を追うことを可能にした。これらの手法を表面反応キネティクスのリアルタイム計測に応用することによって、これまでの手法では達成できなかった次の3つの主な研究成果を得ることができた。(1) Rh上のNO還元反応下におけるNOダイマー中間体の関わる新しい反応パスの発見(2) Pd上のCO酸化反応下における表面酸素相転移と反応性との関係の解明(3) NOパルス分子線に誘起されるミリ秒オーダー以下の寿命の過渡的高密度吸着状態の検出このような表面種の高速観測手法の開発と表面動的過程への応用によって、これまでの静的な観測では見つからなかった新しい動的過程を詳細に研究する道を拓いた。本課題は最近開発したオージェ電子プローブエネルギー分散型表面XAFS法を高度化し、動的表面過程の時間分解測定に適用することで、表面種のダイナミクスを明らかにしていくことを目的としている。今年度は本課題の初年度であり、繰り返し表面過程に本手法を適用することで時間分解能を向上させ、表面の動的過程の研究への応用を行った。今回、注目した表面の繰り返し過程は、短い時間幅で表面に飛来した分子線が表面に一時的に滞在し、ある場合には反応を誘起した後、表面から脱離するまでの過程である。このような過程を時間分解表面XAFSで追跡するにあたり、重要なのは適当な時間幅を持った大フラックスのパルス分子線源である。今年度は、ビームの時間構造をin-situで診断するための飛行時間型質量分析計を備えた大フラックスパルス分子線源の開発を行った。このパルス分子線は、時間幅500μs3msで、1パルス当たりの衝突分子数は最大で6x10^<14>個である。パルス分子線の表面到着をトリガーにして、表面に一時的に生成する吸着状態のXAFSスペクトルを350msの時間分解能で測定するシステムを製作した。この測定システムを用いて、Rh(111)上に吸着したNO単分子層の上にNOパルス分子線を照射したとき生じる過渡的表面種の時間分解測定を行った。その結果、約50msの寿命で表面に滞在する吸着precursor状態のNOを捉えることができた。興味深いことに、先に表面に吸着させる単分子層をCOに変えると、このようなprecursor NOは全く観測されなかった。今回、吸着precursorのような過渡種を表面XAFSで捉えることができるようになったので、今後、様々な吸着precursorの吸着構造に関する情報を得ることが可能になる。本課題は最近開発したオージェ電子プローブエネルギー分散型表面XAFS法を高度化し、表面反応などの動的表面過程の研究を行うことを目的としている。これまで、反応が進行する表面の吸着種の観測を行ってきたが、気相に脱離する生成種の観測も反応の理解に重要である場合が多いことを踏まえて、表面と気相の両方を同時にモニターできるようにシステムを改良した。このシステムによってRh(111)上のNO還元反応のメカニズムを明らかにした。すなわち、原子状窒素を吸着させておき、そこにNOガスを流しながら、表面の原子状窒素、NOを表面XAFSで測定し、気相への生成種(この場合N_2O)を質量分析計で同時測定した。