hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
産業クラスターの発展とグローバル・リンケージ-台湾と中国のIT産業比較研究

本研究の課題は、(1)IT産業(特に半導体産業)で近年成長著しい台湾と中国に注目し、地域の産業クラスターの観点から、その成長のダイナミズムを分析する(具体的には、台湾・新竹-台北エリアと中国・長江デルタ地域、および派生的研究として日本・九州エリアに注目した)、(2)さらに地域クラスターの発展には、実は、地域外(海外も含む)のアクターとのリンケージが重要な影響を及ぼすと指摘する近年の研究動向を踏まえ、両国(地域)の半導体産業クラスターの分析に、外資系企業や海外パートナーとのリンケージも視野に納めることである。成果としては、第1に、上述の2つのエリア(および九州エリア)に関して、半導体産業クラスターの中の分業関係、地域の事業環境、当該地域の企業の経営の特徴等を現地調査の結果を踏まえ詳細に分析した。第2に、各エリアのクラスターの発展に、外的アクターが様々な形で関与し影響を及ぼしていること(例えば、外資系企業として、市場・顧客として、技術提携・交流のパートナーとして、先端技術・製品コンセプトのソースとして、高度な装置・部材のサプライヤーとして)、さらには、台湾・新竹-台北エリアのようにダイナミックなクラスターほど、地域内部の企業・関連機関間リンケージの高度化を外部(特に海外アクターとの)リンケージで補完し連動させるグローバルな戦略性をもっていることを指摘した。その点、中国・長江デルタ地域は台湾に似た方向に発展しつつも、環境が未整備で外資に依存する部分が大きい。日本・九州は先発組みであるにもかかわらずやや静態的で、地域内のリンケージも国際リンケージも未発達であることが判明した。以上、一定の成果を収めつつも、海外現地調査に伴う困難と半導体産業の具体的ビジネス状況への理解不足から、不徹底な部分もある。特に、上述の2(もしくは3)地域が、如何に競合・分業関係を形成していくか、その過程で、競争力の源泉となる地域特有の制度・政策・産業構造・ビジネスモデルがどのように構築・再編されていくかという地域間の国際的相互作用を踏まえた動態的分析が残された重要課題である。平成18年度はプロジェクト初年度であり、研究企画と分析枠組み立案、関連文献サーベイ、および次年度以降のフィールドワークの準備作業が中心であった。産業クラスターに関する既存研究のサーベイから得られた最重要の知見の1つは、クラスターの発展にとって、地域内部のネットワークの他に、外部の先進的市場や知識ソースとのリンケージが重要であり、内的リンケージと外的リンケージとの連動を分析視野におさめるべきことである。これとの関連で、初年度実施した台湾と中国のIT産業(半導体産業中心)に関する文献・資料の分析とパイロット調査からの知見をまとめると次のようになる。台湾に関しては、半導体産業界全体として垂直非統合システム(設計、フォトマスク、ウェハ製造、パッケージ、テストの各段階をそれに特化した独立企業が担う)を形成しているが、その核はファウンドリ(ウェハの受託製造ビジネス)であり、その導入により、ファブレスの設計会社の参入が促進され、国内の分業システムの発達が刺激された。ただし、ファウンドリがビジネスとして成立するためには、国内需要のみならず、海外のファブレス設計会社等からの受注により規模の経済を実現することと、米・日等の先進国からの製造装置と製造技術の導入という知識面での外的リンケージが不可欠であった。技術導入とその吸収に当たっては、初期には政府系の研究機関である工業技術研究院が中心となり、後には民間企業自身が精力的に技術投資を行なっており、単なる受動的な海外技術への依存とは異なる。

中国においても、2000年以降、同様の垂直非統合システムが発達してきているが、その中心であるファウンドリは、海外の大手企業からの大量受注とそれに付随する先進製造技術の導入に支えられている。台湾と中国で類似のビジネスモデルが形成されつつあるが、両者間の分業・差別化および競合関係の詳細な分析は次年度以降の課題である。H19年度はプロジェクト2年目であり、初年度の準備作業を土台に、台湾と中国で現地調査を実施した。具体的には、台湾(新竹中心)と中国(長江デルタ中心)の半導体関連企業を対象に、アンケート調査(台湾36社、中国34社)と企業への聞取り調査(台湾13社、中国5社)である。現時点までの分析結果を要約すると、台湾については、1980年代後半のファウンドリ(ウェハプロセス受託製造)ビジネスモデルの発明を画期として台湾特有の水平分業体制が着実に発展し、現在、ICの設計、ファウンドリ、パッケージング、テスティングの各セグメントで世界シェア1、2位を争う産業の一大拠点となっている。本研究では、選択と集中およびコストマネジメント徹底などの台湾企業に特徴的なビジネスモデルの分析を行い、また新竹科学工業園区を中心とするクラスター内部の水平分業パートナーシップおよび海外とのリンケージの展開を見た。そして、ビジネスモデルとクラスターの企業間システムの間に、また地域内部リンケージと外部リンケージの間に連動・共進的関係があり、これが台湾の強さの源泉であることを明らかにした。中国に関しては、物的・社会的インフラ、関連・支援企業の集積度、インセンティブを与える顧客の存在、などを含めた地域の事業環境が未整備で、国・地域内の産業連関も未発達であり、クラスターとしてのダイナミズムが十分発揮されていないことが判明した。台湾・中国の比較分析の暫定的結論として、同じく半導体産業とはいえ、地域事業環境の発展度が大きく異なり、その違いに影響を与える要因として、産業の中核セグメント(ウェハプロセス工程)のビジネスモデルと産業連関効果、当該地域にある企業・拠点の戦略的機能の充実度、競争環境の経営改善促進効果、そしてこうした地域内部リンケージの高度化を外部(特に海外との)リンケージで補完し連動させるグローバルな戦略性が指摘された。H20年度は本プロジェクトの最終年度であり、過去の研究成果の一部が、書籍の一部として出版された(山崎朗編著『半導体クラスターのイノベーション-日中韓台の競争と連携-』中央経済社、「第4章台湾の半導体クラスター」、「第6章東アジア半導体クラスターの地域事業環境比較」)。また本プロジェクトの派生的研究である日本(主に九州)の研究成果も出版された(『東アジアへの視点』国際東アジア研究センター2009年3月号、「グローバル経済時代の九州半導体関連装置・部材産業」)。台湾に関しては、「産業クラスターの発展と企業の戦略-台湾IC産業の事例研究-」(国際東アジア研究センターWorking Paper Series Vol,2009-07)が出版された。
甘味摂取習慣による味覚感受性の変化

本研究課題では、継続的な甘味溶液摂取による味覚感受性の変化の詳細と、その現象の分子基盤を解明することを目的とし、2 mM saccharin-Naを蒸留水代わりに与えた実験群マウスと、同期間蒸留水を与えたマウスについて、鼓索神経と舌咽神経の応答と舌の味細胞における甘味関連遺伝子発現を検索した。その結果蒸留水を与えたマウスと比べ2mM saccharin摂取マウス群では、甘味溶液に対する応答が有意に変化し、甘味応答の大きさと関連してT1R3の発現量が変化する可能性が示唆された。近年の食生活の変化により摂取する栄養バランスの崩れから生活習慣病や味覚異常が引き起こされていると言われる。しかし、味覚研究において食生活による味覚異常や味覚異常に伴う生活習慣病発症を裏付けるデータはほとんど報告されていない。そこで本研究課題では、継続的な甘味溶液摂取により味覚感受性がどのように変化し、その現象の分子基盤を解明することを目的としている。前年度において感受性変化を起こす摂取期間については、本研究で用いた期間の中で7日間が必要であることが示唆された。当該年度においてはさらに、14日間のsaccharin継続摂取条件と、2mM saccharinの代わりに、人工甘味料である0.3mM SC45647を7日間摂取した条件において全神経線維束応答の結果を検討した。また、変化のあった甘味応答神経の単一神経応答を記録した。その結果、7日間甘味溶液を摂取させた場合、2mM saccharinと0.3mM SC45647のどちらにおいてもSC45647, glycine, sucrose, maltose, fructoseの甘味溶液に対する応答が減少し、苦味に対する応答が増加した。14日間2mM saccharinを摂取させた場合、saccharinおよび苦味に対する応答が減少した。さらに栄養状態による影響を見るため、食事誘導肥満(DIO)マウスを用いて、2mM saccharin継続摂取させたところ、体重が30g代のマウスでは水摂取マウスに比べて甘味応答が全体的に上昇するが、40gマウスでは水摂取マウスに比べて甘味応答が全体的に低下することが分かった。以上の結果より、動物の栄養状態や継続期間によって味覚の感受性が変化することが示された。また、甘味応答神経においても、全神経線維束応答の結果同様に、甘味に対するインパルス頻度が有意に変化した。そこで本研究課題では、継続的な甘味溶液摂取により味覚感受性がどのように変化し、その現象の分子基盤を解明することが目的としている。当該年度においては、継続摂取した甘味以外の味覚への影響、感受性変化を引き起こす摂取期間の検討、鼓索神経と舌咽神経の比較について研究を実施した。その結果、水を摂取したコントロールマウスと、7日間2mM saccharin-Naを継続摂取したマウスでは、甘味以外の味覚については、鼓索神経および舌咽神経の全神経線維束応答において有意な差は見られなかった。感受性変化を起こす摂取期間については、3日間では水摂取マウスとsaccharin摂取マウスの間で有意な差は検出できず、本研究で用いた期間の中で7日間が必要であることが示唆された。さらに舌咽神経においても変化が見られ、7日間saccharin摂取マウスの甘味応答が有意に増大した。ショ糖、およびSC45647における濃度応答曲線では最大応答値に変化が見られた。そこで本研究課題では、継続的な甘味溶液摂取による味覚感受性の変化の詳細と、その現象の分子基盤を解明することを目的としている。感受性変化を起こす摂取期間については、本研究で用いた期間(3日、7日、14日)の中で7日間、14日間で有意な変化が認められた。2mM saccharin摂取マウス群では、SC45647, glycine, sucrose, glucoseに対する応答とグルタミン酸にイノシン酸を0.5mM添加した溶液に対する応答が有意に減少した(Repeated two-way ANOVA: P < 0.05)。さらに2mM saccharinの代わりに、人工甘味料である0.3mM SC45647を7日間摂取した条件においても、同様の結果を得た。単一神経記録実験では全神経線維束応答の結果と対応して、sucroseに対するインパルス頻度が有意に変化し、濃度応答曲線における最大応答値が変化する可能性が示唆された。

さらに栄養状態による影響を見るため、12週齢の食事誘導肥満(DIO)マウスを用いて、2mM saccharin継続摂取させたところ、体重が30g代のマウスでは水摂取マウスに比べて甘味応答が上昇することが分かった。マウスの舌味細胞の定量的PCRの結果、甘味応答の大きさと関連してT1R3の発現量が栄養状態と甘味摂取条件により変化する可能性が示唆された。以上の結果より、甘味を継続摂取することにより甘味感受性が変化し、その変化は動物の栄養状態や継続期間によって影響を受けることが示された。医歯薬学前年度の予定における摂取14日後のデータが前年度に得られていなかったため、それについての検討が当該年度になった。さらに、「saccharin以外の甘味溶液によっても再現性があるのか」、「動物の体重・栄養状態によって甘味感受性および継続摂取の影響は異なるのか」という疑問が浮上し、本研究の完成度を上げるために実施せざるを得ず、甘味単一神経応答は十分なデータ数は得られていない。そのためこの評価にした。交付申請書における目的のなかで、当該年度は「持続摂取した味覚のみが感受性を変化させるのかどうか、また、味覚神経の種類(鼓索神経と舌咽神経)によって違いはあるのか。どのくらいの摂取時間で感受性の変化は形成されるのか。」を解明することを目的としていた。これらの問題について回答となるデータが十分得られた。しかし摂取14日後のデータが得られていないためこの評価にした。甘味に応答する単一神経記録を引き続き行い、濃度応答曲線から受容体の親和性や最大応答値を算出し、味覚の受容膜レベルの変化を検出したい。分子基盤を検索するために定量的PCRによって受容体発現量を検討したい。最終年度には生活習慣と味覚について明らかになるように努めたい。今後は全神経線維束応答の結果に基づき、特に甘味に応答する単一神経記録を行い、濃度応答曲線から受容体の親和性や最大応答値を算出し、味覚の受容膜レベルの変化を検出したい。また同時に、マウスの体重による変化の違い、摂取14日などの条件検討も行いたい。これらを基にして受容体発現量の検討に実験を進めたい。該当なし
卵子の加齢メカニズムの解明～生殖補助医療の向上を目指して～

本邦では女性の晩婚化に伴い、卵子の加齢による質的低下が不妊治療の重要な課題となっており、卵子の加齢に伴う変化の解明は必要不可欠である。さらに、卵子は排卵後受精しない時間が長く経過すると発生能が低下し、質的な低下が起こることが知られている(排卵後加齢)。しかし排卵後加齢の背景にある分子生物学的メカニズムはいまだ不明な点が多い。そこで本研究では、排卵後加齢卵子における質的な低下を引き起こす因子を明らかにすることを目的とした。マウス加齢卵子における遺伝子発現の変化を網羅的に解析した結果、ミトコンドリアおよびDNAメチル化に関連した遺伝子の発現が低下した。ミトコンドリアは酸素呼吸を行うことにより細胞内のエネルギー産生に関与する。そこで走査型電気化学顕微鏡を用いて、排卵後加齢による卵子の酸素呼吸能の影響を観察した。9週齢(性成熟期)のマウスの卵管より、排卵直後(新鮮卵)、排卵後9時間、排卵後32時間の未受精卵を回収し、新鮮卵と排卵後加齢卵子の酸素消費量を比較した。結果、新鮮卵と比較して、排卵後加齢卵においては排卵後の時間経過に伴い酸素消費量が有意に低下した。次にタンパクレベルにおけるDNAメチル化関連遺伝子の発現の変化を観察するため、新鮮卵と排卵後加齢卵子をそれぞれウェスタンブロットに供し、クロマチン関連遺伝子Dnmt1タンパクの発現量を比較した。結果、Dnmt1タンパクの発現量は排卵後の時間経過とともに減少した。以上より、排卵後加齢卵子においてミトコンドリア酸素呼吸能の低下およびDNAメチル化関連タンパクの発現低下が観察され、これらが発生能低下に寄与する可能性が示唆された。今後さらに卵子の加齢メカニズムを明らかにし、生殖補助医療の向上に貢献したい。

本邦では女性の晩婚化に伴い、卵子の加齢による質的低下が不妊治療の重要な課題となっており、卵子の加齢に伴う変化の解明は必要不可欠である。そこでマウス加齢卵子モデルとしてin vivo排卵後加齢モデルを作成した。マウス加齢卵子における遺伝子発現の変化を網羅的に解析した結果、ミトコンドリアおよびDNAメチル化に関連した遺伝子の発現が低下した。ミトコンドリアは酸素呼吸を行なうことにより細胞内のエネルギー産生に関与する。そこで走査型電気化学顕微鏡(scanning electrochemical microscope [SECM])を用いて、排卵後加齢による卵子の酸素呼吸能への影響を観察した。9週齢(性成熟期)のマウスの卵管より、排卵直後(新鮮卵)、排卵後9時間、排卵後32時間の未受精卵を回収し、新鮮卵と排卵後加齢卵子とで卵の酸素消費量を比較した。結果新鮮卵では0.31±0.01(X1014/mol s-1)に対して、排卵後加齢卵子では排卵後9時間で0.19±0.01、排卵後32時間で0.092±0.01(X1014/mol s-1)と、排卵後の経過時間に伴い酸素消費量が有意に低下した。タンパクレベルにおいてDNAのメチル化関連遺伝子の発現が変化しているか観察するため、新鮮卵と排卵後加齢卵子で、ウェスタンブロットを行い、クロマチン遺伝子であるDnmt1タンパクの発現量を比較した。結果排卵後加齢卵子におけるDnmt1タンパクの発現量は排卵後の時間経過とともに減少した。このことより、転写産物のみでなく、翻訳産物においても発現量が変化していることが確認された。本研究を通して卵子の加齢メカニズムの一端を明らかにすることで妊娠率の向上につなげ、生殖補助医療の向上に貢献したい。これまでのマイクロアレイの結果より、MII卵子において排卵後転写が積極的に動いて卵の質低下を招く可能性が示唆された。しかしMII期に卵子では転写は停止していると考えられており、本仮説と矛盾する。そこで排卵後加齢卵子における転写の有無を検討するため、予備実験として5-Bromouridine 5'-Triphosphate (BrUTP)の取り込み実験を行った。結果、排卵後加齢卵子において明らかなシグナルは観察されなかった。ただし本実験ではBrUTPに対する抗BrdU抗体(Bromodeoxyuridine)の分子サイズが大きいために透過処置の条件が厳しく、免疫染色の過程において多くの卵子が変性し解析が困難であった。そこで、Click-iT RNA Alexa Fluor 488 Imaging Kit (Invitrogen)による5-ethynyluridine (5-EU)の取り込み実験を行い、Zeiss LSM510レーザー共焦点微鏡下にRNAの転写の有無を観察した。結果、卵細胞質での明らかなシグナルは観察されなかった一方、第一極体では新鮮卵および排卵後加齢卵子いずれにおいてもシグナルが観察された。さらに卵形成過程に合成されたmRNAを観察している可能性を否定するため、RNase A処理後PI (Propidium iodide)染色および5-EU取り込み実験を行ったところ、卵細胞質中のPI顆粒は観察されなくなった一方、第一極体におけるEUシグナルは変わらず観察された。以上より排卵後加齢においては卵細胞質における明らかな転写活性は認められず、第一極体での転写活性が認められた。
希少な公共資源の配分をめぐる理論と制度に関する研究〜空域、電波、道路〜

本年度は、3年間の研究期間の最終年度として、(1)情報通信(電波)分野と交通分野における政策手法の大きな差異の歴史的要因の明確化やエネルギー政策との比較、(2)3年間の研究成果のまとめ(論文又は書籍の執筆)、(3)研究成果の発表を目標としてきた。(1)に関しては、欧州への研究出張や国際学会報告を通じて、英国の情報通信規制機関OFCOMのエコノミストや、米、仏の政策形成に大きな影響を与えてきた大学教授らと会い、これまでの研究成果を示しながら比較的長時間(1時間以上)にわたって議論できた。その結果、ピグー流の厚生経済学の影響を多分に受けながらも、資源特性や想定される市場を相当に意識した制度設計が各分野でなされてきたこと、その意味で、R.コース流の「取引費用」の問題が意識されていたのではないかという点が確認された。E.Noam教授やW.Webb氏らとの議論を通じて、資源特性とともに技術革新への制度的対応の重要性を強く認識した。制度変革においては漸進的な変化が必要なため、文献で語られる理想像(例えばE.Noam教授の電波利用の「コモンズ」論)と政策立案の観点からの制度設計(限定的な「コモンズ」モデルの導入)との間には相当な乖離があることも分かった。将来の政策は、過去及び現在の制度、市場の発展経路、技術発展経路に大きく縛られており、政策分析において理論的視点以上に比較制度分析的な視点が重要であることに改めて気づかされた。(2)、(3)に関しては、技術革新と資源配分制度の変革を念頭において、ITS(国際通信学会)の地域大会(8月)と電子情報通信学会ソサエティ大会で報告をおこなったほか、ITSの世界大会及び公益事業学会(ともに平成20年6月)に向けて総括的な報告を準備した。また、17年度にITS地域大会での報告が英文雑誌に掲載されることが決定し(20年夏頃発刊)、それに向けて論文の改稿作業も実施した。研究初年度である平成17年度は、文献を通じて、主に電波及び空域に関する配分理論及び割当て制度に関して知見を得ると同時に、平成17年8月にオーストラリア、パースの国際通信学会(ITS)アジア・アフリカ・オーストラリア地域大会に参加し、また、9月には欧州、平成18年3月には米国へ研究出張を行い、各分野の専門家に会うことにより、文献からは得られない理論的展開過程や政策形成過程についての情報を入手した。その結果、電波の経済学及び電波監理政策に関しては、1950年代から60年代にかけてHerzel、Coase、De Vanyへと受け継がれ米国で発展した所有権・財産権に基づく周波数割当て理論が、70年代に入ると米国議会スタッフ及び連邦通信委員会(FCC)のエコノミストを中心に注目を集め、各組織内部で新しい市場主導型の電波政策形成の芽生えにつながり、それを引き継いだFCCのエコノミストらの80年代の活躍の結果、94年の米国における周波数オークション実施につながったことが分かった。この間、これらスタッフ及びエコノミストの一部は官から離れコンサルタントとして活躍し、ニュージーランドの至上主義的な電波監理政策を生み出したほか、この作業を通じて育てられたコンサルティング企業NERAのメンバーが、英国、さらには欧州の電波監理政策に大きな影響を与えたことが分かった。NERAのグループはさらに欧州の航空政策にも大きな影響を与えているが、それは空港政策及び航空事業者をめぐる政策が中心で、空域に関する理論及び制度に関しては、フランスの国立民間航空学校を中心とするグループが、これらの影響を若干受けながら独自に研究を積み上げていることが分かった。以上の理論的及び政策的展開については展開図を作成し、順次更新しており、これにより資源間に共通するあるいは資源固有の配分制度の理論的背景を探ることが可能になった。これらの学会やその準備のための勉強会などでの議論を通じ、電波、空域・空港、道路の各資源の配分ルールに共通する理論的枠組みは存在するものの、資源利用権の定義の明確性や容易さ、関連する利用権の存在の有無、外部性問題への取引コストの大小などの要因が個別の配分ルールを導入する理由となっていること、また、それ故に各資源の需要特性に応じた経済学的分析モデルが必要なことを確信した。また、平成19年3月にEUの電波政策に関する研究会(Sport Views)に参加して、技術進歩により資源利用方法が変化する中で個別ルールは固定的ではなくむしろ変化すること、そのために利用技術と配分ルールとの関係性(依存性、中立性)も希少資源の配分ルールの共通性と個別性を考える上で重要であることも認識した。

制度変革においては漸進的な変化が必要なため、文献で語られる理想像(例えばE.Noam教授の電波利用の「コモンズ」論)と政策立案の観点からの制度設計(限定的な「コモンズ」モデルの導入)との間には相当な乖離があることも分かった。将来の政策は、過去及び現在の制度、市場の発展経路、技術発展経路に大きく縛られており、政策分析において理論的視点以上に比較制度分析的な視点が重要であることに改めて気づかされた。(2)、(3)に関しては、技術革新と資源配分制度の変革を念頭において、ITS(国際通信学会)の地域大会(8月)と電子情報通信学会ソサエティ大会で報告をおこなったほか、ITSの世界大会及び公益事業学会(ともに平成20年6月)に向けて総括的な報告を準備した。また、17年度にITS地域大会での報告が英文雑誌に掲載されることが決定し(20年夏頃発刊)、それに向けて論文の改稿作業も実施した。
色素分子膜分析のための電子振動二重共鳴和周波分光の研究

本研究の目的は、色素分子膜の電子状態および振動状態の分析手法としての、電子振動二重共鳴和周波分光法の開発と確立である。本年度は、二重共鳴和周波分光の有用性を検討するモデル系として、典型的な色素分子であるフルオレセイン誘導体(FITC)をプラチナ基板上に固定した単分子膜を取り上げた。フルオレセインは、水溶液中においてpHに依存して酸-塩基平衡によって様々な電荷状態をとることが知られている。この色素分子を金属基板に化学吸着させた場合、どのような電荷状態をとるかは明らかでない。FITCを固定した単分子膜を作製し、その二重共鳴SFG励起スペクトルを測定することで、化学吸着したFITCの電荷状態を推定した。FITC膜のSFG振動スペクトルに観測される1640cm^<-1>付近および1610cm^<-1>付近にあるキサンテン環の骨格振動に基づく2つの振動バンドに関して、SFG振動バンドの振幅をSFG信号波長に対してプロットし二重共鳴SFG励起スペクトルを得た。その結果、両振動バンドが異なるSFG励起スペクトルを示すことを見いだした。これは、これらのバンドが異なる電荷状態の化学種に起因しているからである。アルカリ処理によるSFG振動スペクトルの変化とフルオレセイン水溶液の各化学種の電子吸収スペクトルと二重共鳴SFG励起スペクトルを比較することで、1640バンドはモノアニオン種、1610バンドは中性種のものであると帰属した。この結果は、SFG励起スペクトルが表面種の帰属に有効な情報を与えることを示している。赤外光を使う和周波分光法は二次の非線形光学効果を利用した界面振動分光法であり、界面選択性をはじめとした優れた特徴を持つ。しかし、二重共鳴和周波分光を有効に利用するためには、赤外プローブと組み合わせて和周波を発生させるもう一方のプローブの波長をなるべく自由に選択できる必要がある。そこで、選択可能な波長範囲内で連続可変化できるように、和周波分光装置の拡張作業を進めた。拡張作業は、特に分光部分に関して行った。(光源部分に関しては、光パラメトリック増幅器(OPA)のシグナル出力の基本波の利用によって、波長範囲で800-470nmプローブが使用可能である。)分光部分の拡張として新しく試みたのは、低分散なプリズム分光器の迷光除去用フィルター分光器としての利用である。和周波信号の強度はプローブと比較して微弱であるので、プローブレーザーの分光器中での乱散乱に起因する迷光を適切に除去することが重要である。使用したプリズム分光器の焦点距離は20cmであり、ガラス製プリズムを使用した。拡張したSFG分光システムにおけるプリズム分光器の迷光除去の効果の評価のために、Pt基板のSFGスペクトルを測定した。その評価の結果、プリズム分光器の迷光除去率は約99.86%と見積もられ、迷光が有効に除去されておりSFG測定が十分可能であることが確認された。
非接触プラズマ中性粒子輸送解明のための対向壁水素リサイクルモデリング構築

ダイバータ板への熱負荷軽減のために非接触ダイバータが考えられている。この非接触ダイバータは、「プラズマがダイバータ板へ流れ込む前に、プラズマと中性粒子を相互作用させて、プラズマ熱・粒子負荷を低減させる」という仕組みである。この過程で生成されるプラズマを非接触プラズマと呼ぶ。この非接触プラズマの挙動を解明するためには、プラズマ対向壁から生じる水素原子・分子の情報が必要である。本研究では、分子動力学シミュレーションにより(1)対向壁から放出される水素原子・分子の量(比率)(2)放出される水素原子・分子の運動エネルギー分布と振動・回転励起分布(3)高い振動励起状態の水素分子生成過程の解明を目指す。
ペルオキシソーム蛋白質局在化機構の解析

ペルオキシソーム蛋白質の局在化を分子レベルで解析するために私達は試験管内インポート系を利用して次のような成果を得ることが出来た。1.新規に移行したウリカーゼはペルオキシソーム内で速やかにコア(結晶)構造を取ることを明らかにした。2.アシルCoAオキシダーゼ、ウリカーゼ等、PTS-1の局在化シグナルの近傍に見られるプロリン残基の重要性について検討した。3.ペルオキシソーム蛋白質、本研究ではアシル-CoAオキシダーゼとウリカーゼに関してペルオキシソーム局在化に関与するエネルギー源はATPであることを示し、さらにATP以外のヌクレオチド3ーリン酸にも同様の効果があることを示した。4.ミトコンドリア蛋白質の局在化に重要な役割を担っていることが知られている分子シャーペロン、MSF、HSC70のペルオキシソーム蛋白質局在化に関与する可能性を検討した結果、これらの分子シャペロンはペルオキシソーム蛋白質局在化に関与していないことを示し、サイトソ-ルにまだ同定ていされていない他の因子が存在することを明らかにした。5.ラット肝セリンアミノ転移酵素の試験管内インポート系を確立し、本酵素はペルオキシソームへ移行する際に非常に大きなコンフォメーション変化を受けることを示した。(1)エネルギー要求性の解析--アシル-CoAオキシダーゼ(AOX)、ウリカーゼ、3-ケトアシルCoAチオラーゼの試験官内インポート系を利用して各々のペルオキシオソームへの移行に際し、必要とされるエネルギー源を解析した結果、異なったペルオキシソーム局在化シグナルPTS-1、PTS-2を介したいずれの経路においてもATPが必要であることを明らかにした。(投稿準備中)(2)セリン:ピルビン酸/アラニン:グリオキシル酸アミノ転移酵素(SPT/AGT)の試験管インポート系の確立--浜松医大の小田博士等と共同でSPT/AGTについてそのシグナルを検索する為にSPT/AGTの試験管内インポート系を確立することを試みた。その結果、SPT/AGTはAOXやウリカーゼとは異なりプロテイナーゼKに耐性でAOXやウリカーゼの場合に観察できたペルオキシソームへの移行を証明できる結果は得られなかった。しかしながら、大変興味深いことにSPT/AGTはペルオキシソーム膜と相互素養することによりプロテイナーゼK感受性となることから、非常に大きなコンフォメーション変化を受けることが明らかになった。(Bichem.Biophys.Res.Commun.228, 341-346(1996))この現象がAOXやウリカーゼについても共通か否か明らかにすることは蛋白質のペルオキシソーム移行に関与する分子シャペロンの検索・解析の観点からも非常に興味が持たれる。(3)ペルオキシソーム局在化シグナル受容体の解析--2つのペルオキシソーム局在化シグナル、PTS-1(C-末端SKL様配列)、PTS-2(N-末端延長ペプチド)受容体に関しては既にいくつかの報告があるが、私たちも独立に免疫共沈殿法、アフィニティー精製法、酵母two-hybridシステム並びに表面プラズモン共鳴センサ等を用いて解析を行っている。(1)サイトソ-ルの蛋白性因子の解析--ミトコンドリアをはじめとする他のオルガネラ蛋白質の局在化においてサイトソ-ルに局在化に必須の因子が存在することが報告されている。熊本大学の寺田等はオルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)がミトコンドリア移行の際に、OTCの翻訳時にHsc70が存在すると効率よくOTCがミトコンドリアへ移行することからOTCのミトコンドリア移行可能なコンフォメーションを保つのにHsc70が重要な役割を担っていることを報告しているが、ペルオキシソーム蛋白質の場合にも同様な現象が見られるかをアシルCoAオキシダーゼ(AOX)を用いて検討したところHsc70の関与はないことが判明した。そこで申請者はAOXの試験管内インポート系を利用してウサギ網状赤血球溶血液中の因子を分離精製を試みているが精製途中でAOXのペルオキシソーム移行促進活性が失われてしまい、現在、分離精製をさらに試みている。

(2)蛋白質膜透過装置の解析--申請者等は絶化したペルオキシソームをオクチルグルコシドで可溶化後、オクチルグルコシドを除去することによりプロテオリポソームを再構成することには成功したが、このプロテオリポソームをペルオキシソームの代わりに用いてAOXの試験管内インポートを試みたが成功するには至っていない。現在プロテオリポソームの作製法を再度検討中である
男女雇用機会均等法10年の成果と問題

第一に、流通業ではその扱う商品の関係から、女性客をターゲットにしている。そのため女性社員の感性が必要とされることから、女性を積極的に採用している。流通業では女性の労働力、能力は非常に重要であることが改めて認識できた。第二に、女性社員を管理職などへの登用であるが、企業内における女性従業員比率から比べると、まだまだ少ないのが現状である。管理職登用制度についても、多くの企業で試験制度を取り入れ、そのような面では公平ではあるが、資格制度を導入している関係上、在位期間が年功的な要素になり、女性社員の昇進を阻んでいるように思われる。第三に、育児・介護休業制度は、法律で定められた規定よりも、その水準が上回っており制度的には十分であった。しかし、休業期間中の所得保障をしている企業は少なく、この点に付いては、一企業の問題として捕らえるのではなく、政府、記号、労働組合が協力して何らかの形で支援をする必要がある。また、保育所、介護施設などの公的機関の量的、質的な充実も合わせて行わなければならない。第四に、再雇用制度である。この制度もほとんどの企業で制度化されているが、利用している女性社員は少ないのが現状である。その理由は女性社員の側にも問題の要因はあるだろうが、それ以上に企業側が提示している条件が厳しすぎると考えられる。コストと成果の観点から、再雇用制度で能力のある女性社員を積極的に活用すべきと考える。そのためには、その条件を緩和する必要があろう。2年の継続研究の1年目として、関東・中部・関西地区の百貨店、スーパーマケットの人事担当者に対する面接調査を行った。まず計数的なものを調査した。バブル景気から不況不況という景気の変動や、関西地区では阪神大震災の影響も見られたが、数字の面から企業の人事管理の方針、特に女子社員に対する人事面での考え方を捕らえようとした。具体的には男女雇用機会均等法施行直後、5年後、10年後の3つの時期を選んで、1従業員数、2学歴別、男女別の新規採用数、3パートタイム労働者の採用数、4勤続年数の変化、そして5男女別の管理職者数、6現在の社員の平均年齢などを調査した。これらのことから、女子社員の勤続年数は表面上長くなっているが、実際は不景気で新卒の採用を抑制した結果、労務構成比上勤続年数が長くなっていることなどが判明した。次に人事の制度的な面から、企業がいかに女子社員を活用し、働きやすい制度を採用しているか、そのための工夫、努力をどの様にしているかを理解するために聞き取り調査を行った。具体的な質問内容としては、1コース別採用・雇用管理の有無、2管理職登用の方法、3女子社員の退職理由、4社内結婚している社員の転勤問題、5育児休業制度の内容と利用状況、介護休業制度と利用状況、6育児・介護のための短時間勤務制度の有無と、利用状況、7再雇用制度の有無並びに利用状況、8男女雇用機会均等法直後に採用されたの大卒女子社員の勤続状況、現在の部署・ポスト、9女子社員を将来的にはスペシャリストとジェネラリストのどちらで育成とようとしているのか、10男女雇用機会均等法が成立して10年経過し、この法律に対する評価などについてである。以上から女子社員の退職理由は以前として結婚退職が多く、やる気のある女子は育児休業制度、短時間勤務制度を利用して働いている。また再雇用制度はほとんど利用されていないことが明らかになった。昨年度行った関東・中部・関西地区の百貨店、スーパー・マーケットの人事担当者に対する面接調査の結果をベースに、本年度は地域的特色を考察するために北海道、九州地区の百貨店、スーパー・マーケットの人事担当者に対する面接調査、並びに全国の百貨店、スーパー・マーケットの人事担当者に対しアンケート調査を行った。女性社員の活用について、企業側の要因から整理したい。第1に、百貨店やスーパー・マーケットで扱う商品の特性上、どの企業でも新卒女性社員の雇用には積極的であった。

流通業界における女性の能力、労働力というものが非常に重要であることが認識できる。第2に、女性社員の管理職登用であるが、他産業から比べると多いかもしれないが、女性社員の占める割合が多いにも拘らずに少ない。とくに課長職以上は非常に少ない。育児・介護休業制度、同短時間勤務制度については、各企業とも法律の基準を上回っており、他産業も参考にすべきであろう。しかし、利用する女性社員は10年前から比べると増加してはいるものの絶対的には少数である。その一つの原因は、休業中の賃金等の保証が手厚くないからであろう。そのような中で九州地区にある2百貨店は、休職前の賃金を保証したり、また所得税の非課税限度額を保証し、育児に対するバックアップをしている。他企業も現行制度を再考すべきと考えられる。またこれらの制度を利用する社員は女性がほとんどであることも問題点として指摘でよう。第3に、再雇用であるが、制度としてどの企業も制度化しているが、利用する女性社員が少ない。過去のキャリアを活かすための制度が十分機能していないのは労使双方にとってマイナスであろう。制度を利用できる条件を現在の条件よりも緩和する必要があろう。今後は、女性社員の観点から改正均等法、雇用管理について、面接調査等を行い問題点を探求したい。
ナノ緩衝層を導入した超低抵抗固体電解質/電極界面Li電池の創成

本研究における研究目的・実施計画から1実電池正極材料の薄膜モデル電極作製し、固体電解質との清浄界面において超低抵抗界面を達成する、2それらモデル電極界面にナノ層を導入し、界面抵抗起源解明及び低抵抗化のための界面構造制御、そして3電極表面上に様々なガス種を吸着させてガス種が及ぼす界面抵抗起源探索、を主に実施した。さらに4電極/集電体界面抵抗の起源探索まで展開した。1においては現行のLiイオン二次電池で実用実績のあるLiNi0.8Co0.2O2やLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2等の正極材料に着目し、表面・結晶方位が規定されたエピタキシャル薄膜合成を行った。全真空プロセスによる薄膜電池素子作製・評価を行うことで、Li3PO4固体電解質との界面において10 Ωcm2以下という極めて低い界面抵抗を達成した。以上、様々な正極材料においても超低抵抗界面を形成できることを実証した。2においてはAl2O3ナノ層を1 nmから50 nmの範囲で厚みを変えて電極表面に被覆し界面抵抗の定量的評価を進めている。Liイオン伝導体でない絶縁体を導入しても電気化学反応が進行することを見出した。今後、このナノ層内におけるLiイオン伝導機構の解明を進めていく。3に対してはLiCoO2のモデル電極を作製し、その表面に様々なガス種(H2、O2、CO2、N2、Ar、H2O等)を吸着させて固体電解質/電極界面を形成することで界面抵抗の定量評価を行った。ガス種のうち、H2Oが界面抵抗増大起源であることを見出した。4においては、LiCoO2電極/NbドープSrTiO3集電体界面抵抗起源がショットキー障壁であると推定し、その障壁由来の界面抵抗を界面ダイポールエンジニアリングによって低減させることに成功した。この結果は全固体Li電池において電極/集電体界面も今後重要な課題になり得ることを示唆している。実電池に利用されている正極材料のLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2(NMC)やLiNi0.8Co0.2O2(LNC)等のモデル電極を作製し、固体電解質との界面抵抗が極めて低いことを実証した。さらに、界面抵抗値には結晶方位の依存性が示唆される重要な結果が得られた。Liイオン伝導経路と界面抵抗に相関があることを示唆している。また、LNCにおいては高い電気伝導特性を活かして集電体を敷かずに電池動作に成功した。これにより表面が極めて平坦なモデル電極作製を可能とした。この結果から、今後はX線CTR散乱等の界面構造評価に応用し、電池動作時における界面構造変化と界面抵抗の相関を捉えるモデル電極の利用として期待される。LiCoO2モデル電極上に様々なガス種を導入した結果、界面抵抗増大に影響を及ぼすのはH2Oであることが明らかになった。さらに、界面抵抗増大の要因を明らかにしたのみならず、このH2Oで汚染された電池素子のアニール処理によって界面抵抗は改善できることが明らかとなった。絶縁体ナノ層コーティングによって界面抵抗起源探索を行った結果、Liイオン伝導体でない材料を固体電解質/電極界面に導入しても電池動作できることが明らかになった。今後は界面抵抗の定量評価のみならず、電気化学反応時の界面構造評価と併せて研究を進めていく予定である。LiCoO2モデル電極においては集電体との界面抵抗を界面ダイポールエンジニアリングによって低減できることを明らかにした。この結果は電気化学と半導体物理の知見の融合であり、この研究を通して全固体Li電池の高性能化にむけて、電極/集電体界面抵抗も今後重要な課題となり得ることを示唆している。以上より、当初予定していた研究成果を順調に進展している。さらに、電極/集電体界面抵抗起源探索まで研究を展開させることができた。これまでに固体電解質/電極界面にナノ層を導入するための、極めて界面抵抗の低い正極モデル電極作製に取り組んできた。さらに、様々なガス種のうちH2Oが界面抵抗増大起源であることを見出した。今後はこのモデル電極上に様々な絶縁体ナノ層を導入し界面抵抗を定量的に評価することで界面抵抗起源に迫る。大きく分けて二つの展開を今後予定する。1:Liイオン伝導体ナノ層被覆による界面抵抗定量評価。2:無キャリア絶縁体ナノ層被覆による界面抵抗定量評価および界面におけるLiイオン伝導機構の解明2においては、Liイオンのキャリアがないにも関わらず電池性能改善として機能することが報告されている絶縁体に着目する。それら絶縁体をナノ層として固体電解質/電極界面に導入し、界面抵抗の定量評価、および界面構造評価を行うことでLiイオン伝導機構の解明に迫る。候補材料としてAl2O3、ZrO2、MgO等を選択し界面構造を作製する。なお、Al2O3ナノ層導入による電池特性評価はすでに着手し進めている。絶縁体ナノ層導入した場合における電気化学反応時の界面構造を捉えるために、X線CTR散乱等も検討していく。

1においては現行のLiイオン二次電池で実用実績のあるLiNi0.8Co0.2O2やLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2等の正極材料に着目し、表面・結晶方位が規定されたエピタキシャル薄膜合成を行った。全真空プロセスによる薄膜電池素子作製・評価を行うことで、Li3PO4固体電解質との界面において10 Ωcm2以下という極めて低い界面抵抗を達成した。以上、様々な正極材料においても超低抵抗界面を形成できることを実証した。2においてはAl2O3ナノ層を1 nmから50 nmの範囲で厚みを変えて電極表面に被覆し界面抵抗の定量的評価を進めている。Liイオン伝導体でない絶縁体を導入しても電気化学反応が進行することを見出した。今後、このナノ層内におけるLiイオン伝導機構の解明を進めていく。3に対してはLiCoO2のモデル電極を作製し、その表面に様々なガス種(H2、O2、CO2、N2、Ar、H2O等)を吸着させて固体電解質/電極界面を形成することで界面抵抗の定量評価を行った。ガス種のうち、H2Oが界面抵抗増大起源であることを見出した。4においては、LiCoO2電極/NbドープSrTiO3集電体界面抵抗起源がショットキー障壁であると推定し、その障壁由来の界面抵抗を界面ダイポールエンジニアリングによって低減させることに成功した。この結果は全固体Li電池において電極/集電体界面も今後重要な課題になり得ることを示唆している。実電池に利用されている正極材料のLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2(NMC)やLiNi0.8Co0.2O2(LNC)等のモデル電極を作製し、固体電解質との界面抵抗が極めて低いことを実証した。さらに、界面抵抗値には結晶方位の依存性が示唆される重要な結果が得られた。Liイオン伝導経路と界面抵抗に相関があることを示唆している。また、LNCにおいては高い電気伝導特性を活かして集電体を敷かずに電池動作に成功した。これにより表面が極めて平坦なモデル電極作製を可能とした。この結果から、今後はX線CTR散乱等の界面構造評価に応用し、電池動作時における界面構造変化と界面抵抗の相関を捉えるモデル電極の利用として期待される。LiCoO2モデル電極上に様々なガス種を導入した結果、界面抵抗増大に影響を及ぼすのはH2Oであることが明らかになった。さらに、界面抵抗増大の要因を明らかにしたのみならず、このH2Oで汚染された電池素子のアニール処理によって界面抵抗は改善できることが明らかとなった。絶縁体ナノ層コーティングによって界面抵抗起源探索を行った結果、Liイオン伝導体でない材料を固体電解質/電極界面に導入しても電池動作できることが明らかになった。今後は界面抵抗の定量評価のみならず、電気化学反応時の界面構造評価と併せて研究を進めていく予定である。LiCoO2モデル電極においては集電体との界面抵抗を界面ダイポールエンジニアリングによって低減できることを明らかにした。この結果は電気化学と半導体物理の知見の融合であり、この研究を通して全固体Li電池の高性能化にむけて、電極/集電体界面抵抗も今後重要な課題となり得ることを示唆している。以上より、当初予定していた研究成果を順調に進展している。さらに、電極/集電体界面抵抗起源探索まで研究を展開させることができた。これまでに固体電解質/電極界面にナノ層を導入するための、極めて界面抵抗の低い正極モデル電極作製に取り組んできた。
GPIアンカー型タンパク質の生合成機構

GPIアンカー型タンパク質は、C末端に結合した糖脂質(glycosyl phosphatidylinositol)によって膜に保持されている細胞表面タンパク質のグルーブである。GPIアンカー付加は翻訳後修飾の重要な形式であり、ヒトから酵母、原虫まで広く真核細胞で用いられている。GPIアンカー型になるタンパク質はC末端にGPI付加シグナル配列をもった形で翻訳される。シグナル配列は小胞体に存在するGPIトランスアミダーゼに認識され切断され、別に生合成されていたGPIアンカーの前駆体と交換される。GPIの生合成とタンパク質の付加には20数遺伝子が必要であると考えられる。私たちは、これらすべての遺伝子をクローニングし、GPIアンカーの生合成からタンパク質への結合に至る全過程の分子メカニズムを明らかにすることを目標にしている。GPIトランスアミダーゼの既知の2成分のうち、GPI8はシグナル配列の切断に働く。GAA1はシグナルの認識に働いているらしいが、さらに少なくともGPIアンカーを認織する成分が必要である。新規の構成成分を同定するため、GPI8にエピトープタグをつけ、ヒト細胞株に発現させ、タグを利用して酵素複合体を精製した。複合体中に、GPI8とGAA1の他に2つの成分が含まれていることを見いだし配列を決定した。さらに、マウスの遺伝子を得て、F9細胞で破壊したところ、トランスアミダーゼ活性が消失したのでこれらをPIG-S、PIG-Tと名付けた。一方、エロリジン(GPIアンカー型タンパク質に結合して細胞を溶解する細菌毒素)に対する抵抗性を指標に、新規のGPIアンカー欠損変異細胞株をスクリーニングしてきた。そのうちの1株がGPIトランスアミダーゼの欠損株であることがわかった。この変異株の責任遺伝子を発現クローニングしPIG-Uと名付けた。PIG-Uは既知の4成分とともに複合体を形成していることがわかった。また、5成分のうちGPI8はPIG-Tとジスルフィド結合でつながっており、PIG-Tによって安定化されていることがわかった。GPIアンカー型タンパク質は、C末端に結合した糖脂質(glycosyl phosphatidylinositol)によって膜に保持(アンカー)されている細胞表面タンパク質のグループである。GPIアンカー付加は翻訳後修飾の重要な形式であり、人から酵母、原虫まで広く真核細胞で用いられている。シグナル配列は小胞体に存在するGPIトランスアミターゼに認識され切断され、別に生合成されていたGPIアンカーの前駆体と交換される。GPIトランスアミダーゼは、タンパク質C末端のGPI付加シグナル配列を認識し、これを切断してタンパク質---酵素中間体を形成する。さらにGPIアンカーを認識結合しGPIアンカーによって中間体を攻撃しタンパク質にGPIアンカーを結合する。GAA1はシグナルの認識に働いているらしいが、さらに少なくともGPIアンカーを認識する成分が必要である。

複合体中に、タグされたGPI8とGAA1の他の2つの成分が含まれていることを見いだし配列を決定した。さらに、マウスの遺伝子を得て、F9細胞で破壊したところ、トランスアミダーゼ活性が消失下のでこれらをPIG-S、PIG-Tと名付けた。これらヒトタンパク質のホモログを酵母ゲノムデータベース中に発見した。酵母の2遺伝子の破壊株を入手して調べたところトランスアミダーゼ活性が欠損していたので、GPI16、GPI17と名付けた。GPIアンカー型タンパク質の生合成に関与する全遺伝子群を解明するため、エロリジン(GPIアンカー型タンパク質に結合して細胞を溶解する細菌毒素)に対する抵抗性を指標に、新規のGPIアンカー欠損変異細胞株をスクリーニングしてきた。そのうちの1株が、GPIアンカーをタンパク質に結合させる酵素であるGPIトランスアミダーゼの欠損株であることがわかった。この変異株の責任遺伝子を発現クローニングしPIG-Uと名付けた。PIG-Uは、435アミノ酸のタンパク質で、GPIトランスアミダーゼの既知の4成分(GPI8,GAA1,PIG-S, PIG-T)とともにタンパク質複合体を形成していることがわかった。PIG-Uの出芽酵母の構造的ホモログはCdc91pとして報告されているタンパク質であり、その遺伝子をPIG-U変異細胞株に発現させると部分的にGPIアンカー型タンパク質の発現が回復することから、Cdc91pがPIG-Uのオーソログであることがわかった。すなわち、ヒトと出芽酵母のGPIトランスアミダーゼがよく保存されていることがわかった。PIG-UとCdc91pで保存されている疎水性領域で、機能的にも重要な部分が長鎖脂肪酸伸長酵素の部分と相同性を持っていることから、PIG-UがGPIアンカーの脂質部分の結合に働いている可能性が示唆された。また、5成分のうちGPI付加シグナルペプチドの切断に働く触媒サブユニットであるGPI8はPIG-Tとジスルフィド結合でつながっており、PIG-Tによって安定化されていることがわかった。
高感度・高分解能イメージング法によるイネ植物体中における微量元素動態の解明

本研究では、放射性同位体トレーサー法と連続凍結切片法を組み合わせることにより、米内部における重金属および微量必須元素の三次元分布を網羅的に可視化することを目指した。カドミウムと亜鉛については開花から登熟完了までの種子内部における元素動態を可視化した。カドミウムと亜鉛はともに登熟中期に胚乳中央部に高濃度に集積するが、亜鉛濃度が登熟期に低下する一方、カドミウムが胚乳中に残留する現象が確認された。これら2元素に加え、ショ糖、鉄、マンガン、鉛、コバルト、ニッケルについても動態解析法を確立し、現在詳細な解析を進めている。本研究の当初予定では、供試植物であるイネの根から重金属の放射性トレーサー(Cd-109、Zn-65、Pb-210、Hg-203等)を投与し、種子に至るまでの移行の様子をラジオルミノグラフィ、ミクロオートラジオグラフィ等の可視化手法を用いて観察する計画であった。しかし予備実験の結果では当初想定よりも根にトラップされるトレーサーの比率が高く、根から植物体全体(特に種子)にミクロオートラジオグラフィで必要とされる量のトレーサーを移行させるには、予算内で入手可能なトレーサーの量では不足することが明らかとなった。このため27年度は、解析のターゲットとなる種子に極力近い位置、具体的には止め葉節直下の維管束から、毛管現象を用いて放射性トレーサーを効率良く投与する技術を検討・確立することに注力した。これにより、微量のトレーサーを効率良く特定の穂に送り、観察対象となる数十粒の種子に集中させることが可能となった。また、本研究で必要とされる凍結切片の作製技術、およびミクロオートラジオグラフィの手技についても改良を行なった。凍結切片の作成においては、凍結包埋時における試料の位置を微調整するための手法を考案した。また、ミクロオートラジオグラフィにおいては、感光体となる写真乳剤膜の面均一性およびロット間の均一性を向上させるため、写真乳剤膜作成用の補助具を考案・作成した。研究全体としての進捗は当初予定よりも遅れているが、27年度中に確立した技術により、再現性の高いデータをより効率良く得るための準備が整った。放射性トレーサーの植物への効率の良い投与法の検討、凍結切片作製法の改良等、技術的課題の解決に予想以上の時間を取られたこと、および教務等の他の業務に当初想定した以上のエフォートを割かねばならなかった事情により、植物試料の調製・解析において予定よりも進捗が遅れている。本研究では、放射性同位体トレーサー法と連続凍結切片法を組み合わせることにより、登熟過中の米内部における重金属および微量必須元素の三次元分布を網羅的に可視化することを目指した。既に予備的結果を得ていたカドミウム(トレーサー:Cd-109、以下()内はトレーサーを示す)については、追実験によって動態の再現性を確認した。また、同族必須元素である亜鉛(Zn-65)についても同栽培条件におけるデータを取得し、開花から登熟までの動態比較を行った。この結果、カドミウムと亜鉛ともに登熟中期に胚乳中央部に高濃度に集積する傾向を示すが、亜鉛濃度が登熟期に低下する一方、カドミウムは胚乳中に残留する現象が確認できた。これら2元素に関する研究結果の詳細に関しては2016年度日本土壌肥料学会佐賀大会にて発表した。さらに、これら2元素の動態の背景にあるメカニズムを推定するべく、一部のトランスポーターが共通している鉄(Fe-55)、マンガン(Mn-54)のトレーサー試験、および種子のシンク能のマーカーとなるスクロース(C-14)とのダブルトレーサー試験を行ない、種子試料を得た。また、米内部の動態における既往の知見が乏しい鉛(Pb-210)、コバルト(Co-60)、ニッケル(Ni-63)、ヒ素(As-74)、水銀(Hg-203)についても新規に動態の可視化を試みた。この結果、鉛、コバルト、ニッケルについては予備試験によって可視化条件を確立し、開花から登熟までの各段階における種子試料を得た。現在は得られた種子試料中のトレーサー分布解析作業を進めており、結果については2017年度日本土壌肥料学会仙台大会での発表を予定している。技術的課題はほぼ解決したため、今後は実際の植物試料の育成・解析に注力する。植物育成・放射性トレーサーの投与に必要な人工気象器を当初予定よりも1台多く確保することで、植物試料の調製頻度を向上し、これによって進捗の遅れに対処する。放射線植物生理学進捗の遅れにより、初年度に購入する予定であった放射性トレーサー試薬および試料調製に必要な消耗品を購入しなかったため。主として放射性トレーサー試薬(Pb-210、Hg-203、Cd-109、Zn-65等)の購入に当てる。
配位高分子の構造・キャリア・バンドギャップ制御と薄膜太陽電池への展開

本研究では有機薄膜太陽電池の高効率化を実現するために、金属錯体集合体である配位高分子を利用した新たな有機薄膜太陽電池の開発を目指す。研究代表者らはこれまで、ハロゲン化銅(I)とπ共役架橋配位子ヘキサアザトリフェニレン誘導体からなる配位高分子が、有機薄膜太陽電池のバッファ層である酸化モリブデンMoO3代替材料として利用できることを見いだしている。そこで本研究では、これら有機無機複合材料である導電性配位高分子が様々な高効率薄膜太陽電池のバッファ層として汎用的に活用できることを明らかにするとともに、配位高分子自身を活性層とした革新的な高効率な有機薄膜太陽電池の開発も目指す。