hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マスト細胞の分化におけるIgEの作用 ～細菌易感染の機序解明を目指して～

マスト細胞の分化とそれに伴う機能獲得に与えるIgEの影響を実験的に明らかにすることを目的とし、有用な培養ツールの構築を目指し、新しい初代培養マスト細胞である「高IgE培養マスト細胞」を確立することに成功した。高IgE培養マスト細胞を詳細に解析した結果、1高レベルのIgE添加により、マスト細胞の分化程度と刺激応答性が著しく変化する、2IgEの抗原結合部位のアミノ酸配列の違いにより、マスト細胞の刺激応答性が変化する、3グラム陰性細菌構成成分であるリポ多糖(LPS)刺激に対するサイトカイン、特にTNF-alphaの産生が著しく低下する、ことが明らかとなった。高親和性IgE受容体を発現するマスト細胞は、様々な免疫応答で重要な働きを担っている。マスト細胞は骨髄に由来し、前駆細胞として循環血に移行し、浸潤した組織において最終的な分化を遂げる。そのためマスト細胞の分化は、骨髄・血中・組織の微小環境に影響を受けると考えられる。これまで、マスト細胞の分化に与えるIgEの影響を調べることができる有用な培養ツールの構築を目指し、常時IgEを加えてマウス骨髄から分化させた新しい初代培養マスト細胞、高IgE培養マスト細胞を確立することに成功している。さらにこの細胞において、グラム陰性細菌構成成分であるリポ多糖(LPS)刺激に対するTNF-αの産生が著しく低下していることを見出している。本年度は、自身が確立した高IgE培養マスト細胞を用いて、分化とその過程での機能獲得面にどのような変化がおこっているか詳細に解析した。その結果から、マスト細胞の分化過程におけるIgEの存在は、その性質や刺激応答性に影響を与えうることが強く推察され、IgEクローンによりその作用が異なることが示唆された。IgEの産生レベルだけではなくそのプロフィールもマスト細胞の分化と機能の制御に重要な因子である可能性を実験的に示した報告は初めてのものであり、高IgE血症の病態形成を理解する上での重要な知見である。また、高IgE血症を呈するモデル動物の確立に成功したため、申請者が構築した高IgE培養マスト細胞を足がかりに、細胞レベルと個体レベルの両方から明らかにすることが可能な状況となっている。本研究結果は、専門性の高い学会において発表予定である。高IgE血症を伴う慢性アレルギー性疾患では、細菌感染がおこりやすいことが知られているが、その原因は不明である。申請者は、高IgE環境を想定して骨髄細胞より分化させた、マスト細胞の初代培養モデルの構築に成功し、そこでは分化程度が著しく変化し、また細菌構成成分に対する応答性が著減していることを見出だしている。本研究期間中、申請者は「マスト細胞の分化に伴う機能獲得の過程にIgEがどのような影響を与えているか」について、自身が構築した培養モデルを用いたin vitro実験と個体レベルのin vivo実験の両方で明らかにし、さらに高IgE環境によるマスト細胞の変化が個体レベルでの病態形成とどのように結びついているかについて、以下の項目を明らかにした。1)マスト細胞が分化過程において持続的にIgEと接触した場合、その分化にどのような変化がもたらされるかを、高IgE培養マスト細胞を用いて明らかにした。2)高IgE培養マスト細胞において、LPS刺激によるTNF-α産生が低下する原因を明らかにした。3)高IgE血症モデルを確立し、腹腔より高純度で単離精製したマスト細胞を用いて、1)と同じ評価軸でマスト細胞の分化程度を明らかにし、LPS刺激によるTNF-α産生能を検証した。さらに、組織マスト細胞の性質を詳細に解析し、新たな知見を見出した。計画した研究項目の中では、想定以上に進捗したものと、予想よりは遅れているものがあるが、全体として見た場合はおおむね順調であると判断している。高IgE培養マスト細胞を用いた解析結果から、マスト細胞の分化過程におけるIgEの存在は、その性質や刺激応答性に影響を与えうることが強く推察された。また、IgEクローンによりその作用が異なることが示唆された。高IgE血症の病態形成を理解する上では、IgEの産生レベルだけではなくそのプロフィールも重要な因子である可能性が考えられた。また、高IgE血症を呈するモデル動物を作製することに成功したため、組織マスト細胞の解析を進めている。現在、サイトカイン産生能の解析を進めているが、必要なマスト細胞数を確保する過程において実験上の工夫が必要であることが判明したため、今後の検討課題である。生物系薬学当初の計画に従い、進捗の遅れている項目に重点をおいて研究を推進する。1)高IgE血症を呈するモデル動物のマスト細胞を用いて、サイトカイン産生能を測定する。2)マスト細胞の性質の変化が個体レベルでの細菌排除応答にどのように寄与しているのかを解明する。これまでの研究成果をまとめるにあたり、in vivo実験での研究を継続と最終的な論文発表のため一部予算を繰り越した。計画通り消耗品費を中心に研究費を使用する予定である。
ヒト腎細胞癌の血管新生におけるVHL遺伝子の意義

腎細胞癌の増殖や転移は血管新生に依存しており,vascular endothelial cell growthfactor (VEGD), basicfibroblast growthfactor (bFGF)などの血管新生を制御する因子の解析が試みられている。一方,散在性の腎細胞癌との関連が示唆されるVHL遺伝子は,転写因子Sp1を介してVEGFの転写を抑制したり,mRNAの安定性を減少させTGFαやβをネガティブに制御することが示され,血管新生を制御している可能性がある。さらに,細胞外マトリックス中で,ウロキナーゼ型ブラスミノーゲンアクチベーター(uPA), uPA受容体,ブラスミノーゲンアクチベーター・インヒビター-1(PAI-1)を制御することで,血管新生を抑制する可能性があり,VHL遺伝子は,腎細胞癌における血管新生に重要な役割を演じていることが推察される。腎細胞癌の血管新生因子を解析し,血管新生におけるVHL癌抑制遺伝子の関与を明らかにする目的で,1994年より1998年までに当科で腎細胞癌と診断され腎摘除術を施行された約50例とその摘出標本を対象ととし,パラフィン包埋切片を,bFGF,VEGF,uPA,uPA受容体およびPAl-1およびTSP-1,さらにCD-31の免疫組織染色を施行している。また,手術で得られた新鮮凍結標本を用いてMochらの方法(Cancer Res.58:2304-2309,1998)に準じたih situ hybridizationでVHL癌抑制遺伝子を検出する基礎検討中である。賢細胞癌の増殖や転移は血管新生に依存しており,vascular endothelial cell growthfactor (VEGF), basicfibroblast growthfactor (bFGF)などの血管新生を制御する因子の解析が試みられている。さらに,細胞外マトリックス中で,ウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーター(uPA),uPA受容体,プラスミノーゲンアクチベーター・インヒビター-1(PAl-1)を制御することで,血管新生を抑制する可能性があり,VHL遺伝子は,腎細胞癌における血管新生に重要な役割を演じていることが推察される。
超高速型セラミックスエンドミルの開発に関する研究

極めて高靱性(K_<IC>で9.1MPa・m^<1/2>の値)を持つ窒化珪素をセラミックス工具材として用い,これに切れ刃近傍に発生する引っ張り応力を出来る限り抑えたようなオリジナル形状のエンドミルを設計し,鋳鉄材料の超高速加工(切削速度で1,000m/minを越える速度)に適用した.そして,通常工具寿命が短くなると言われている領域で,どのような理由で工具寿命が延長されるのかこの原因について検討した結果,(1)極めて負角のラジアルレ-キ角を持つオリジナル工具は超高速条件下で刃先のチッピングを回避するのに効果を示し,安定した工具摩耗曲線を形成する.(2)刃先をボール形状とした工具による耐摩耗試験より切削速度を1500m/minと高速化した方が400m/min時の切削速度に比し約15倍の寿命延長が見られ,この寿命延長化には摩擦面に生成する珪素とマンガンの酸化物により工具-被削材間の直接接触が妨げられている.(3)軸方向ねじれ角は強ねじれとした方が切り屑ずまりが発生せず,仕上面表層に生成される加工変質層については高速切削条件ほどまた,工具ねじれ角を大きくする方が小さくなる傾向を示す.(4)模擬モデル実験を行い工具内応力分布を算出するための基礎データを測定し,このデータを基に工具内部に働く最大主応力分布を算出,そして,本セラミック材料が持つ許容応力の70%設定より最適刃物角を設計する.(5)超高速条件下で刃先ボール部を使用して切削を行う場合チッピングを回避する必要があり,これの効果には切れ刃各部(切れ刃の各位置により切削速度が異なる)の刃物角の最適化を図る必要がある.(6)刃先ボール部にはセラミックス工具が不得意とする低速度部が存在しこれを中心部に行くにしたがって刃物角を大きくする設計により,チッピングを回避し,セラミックエンドミルに本来が持つ耐摩耗性を発揮させることに成功する.(7)実際の金型材へとこのエンドミルを適用することにより能率は4倍となる.などを明かとした.極めて高靱性(K_<IC>で9.1MPa・m^<1/2>の値)を持つ窒化珪素をセラミックス工具材として用い,これに切れ刃近傍に発生する引っ張り応力を出来る限り抑えたようなオリジナル形状のエンドミルを設計し,鋳鉄材料の超高速加工(切削速度で1,000m/minを越える速度)に適用した.そして,通常工具寿命が短くなると言われている領域で,どのような理由で工具寿命が延長されるのかこの原因について検討した結果,(1)極めて負角のラジアルレ-キ角を持つオリジナル工具は超高速条件下で刃先のチッピングを回避するのに効果を示し,安定した工具摩耗曲線を形成する.(2)刃先をボール形状とした工具による耐摩耗試験より切削速度を1500m/minと高速化した方が400m/min時の切削速度に比し約15倍の寿命延長が見られ,この寿命延長化には摩擦面に生成する珪素とマンガンの酸化物により工具-被削材間の直接接触が妨げられている.(3)軸方向ねじれ角は強ねじれとした方が切り屑ずまりが発生せず,仕上面表層に生成される加工変質層については高速切削条件ほどまた,工具ねじれ角を大きくする方が小さくなる傾向を示す.(4)模擬モデル実験を行い工具内応力分布を算出するための基礎データを測定し,このデータを基に工具内部に働く最大主応力分布を算出,そして,本セラミック材料が持つ許容応力の70%設定より最適刃物角を設計する.(5)超高速条件下で刃先ボール部を使用して切削を行う場合チッピングを回避する必要があり,これの効果には切れ刃各部(切れ刃の各位置により切削速度が異なる)の刃物角の最適化を図る必要がある.(6)刃先ボール部にはセラミックス工具が不得意とする低速度部が存在しこれを中心部に行くにしたがって刃物角を大きくする設計により,チッピングを回避し,セラミックエンドミルに本来が持つ耐摩耗性を発揮させることに成功する.(7)実際の金型材へとこのエンドミルを適用することにより能率は4倍となる.などを明かとした.(研究の進展状況)セラミックス材料の機械的性質と微視的構造の測定評価より超高速切削に適応する窒化珪素材料の選定を終了,また,工具内応力分布から刃先の形状設計(その1)としての切れ刃形態の選定を一部終了している.(新たな知見)オリジナル形状を有するエンドミル工具において超高速条件で加工実験した結果,(1)極めて負角のラジアルレ-キ角を持つオリジナル工具は超高速条件下で刃先のチッピングを回避するのに効果を示し,安定した工具摩耗曲線を形成する.(2)刃先をボール形状とした工具による耐摩耗試験より切削速度を1500m/minと高速化した方が400m/min時の切削速度に比し約15倍の寿命延長が見られ,この寿命延長化には摩擦面に生成する珪素とマンガンの酸化物により工具-被削材間の直接接触が妨げられている.(3)軸方向ねじれ角は強ねじれとした方が切り屑ずまりが発生せず,仕上面表層に生成される加工変質層については高速切削条件ほどまた,工具ねじれ角を大きくする方が小さくなる傾向を示す.などを明かとしている.(研究の進展状況)セラミックス材料の機械的性質と微視的構造の測定評価より超高速切削に適応する窒化珪素材料の選定を終了している.模擬モデル実験を行い工具内応力分布を算出するための基礎データを測定する.

このデータを活用し,工具内部に働く最大主応力分布を算出,そして,本セラミック材料が持つ許容応力の70%設定より最適刃物角を設計する.(新たな知見)本年度はオリジナル形状を有するエンドミル工具の特に先端ボールの刃型にターゲットを絞り実験,応力計算を行った結果,(1)超高速条件下で刃先ボール部を使用して切削を行う場合チッピングを回避する必要があり,これの効果には切れ刃各部(切れ刃の各位置により切削速度が異なる)の刃物角の最適化を図る必要がある.(2)刃先ボール部にはセラミックス工具が不得意とする低速度部が存在しこれを中心部に行くにしたがって刃物角を大きくする設計により,チッピングを回避し,セラミックエンドミル本来が持つ耐摩耗性を発揮させることに成功する.(3)実際の金型材へとこのエンドミルを適用することにより能率は4倍となる.などを明かとしている.
神経細胞膜コレスタノールのコレステロール置換による細胞死

脳腱黄色腫(CTX)は先天性代謝異常症のひとつである。アキレス腱の黄色腫と共に小脳症状や錐体路障害などの神経症状が発現する。この神経症状は神経細胞の障害、ひいては細胞死に起因するものと考えられるが、疾患モデル動物を用いてこの細胞障害のメカニズムを明らかにする実験を行った。神経細胞膜は脂質としてコレステロールとリン脂質から構成されているが、CTXではこのコレステロールが構造類似のコレスタノールによって置換されている。マウスに1%コレスタノール食を投与すると、8カ月後には回旋運動をするcircling mouseが出現した。この際コレスタノールが小脳のステロールに占める割合は3%に達する。ヒトの剖検脳ではこの値が34%に達したという報告があり、3%では黄色腫の形成には至らないが、すでに神経症状はあらわれている。一方、この時期のマウスには帯状角膜変性症も認められた。この角膜の病変部を組織学的に観察すると、上皮層の直下のストローマ層にコレスタノールの沈着と細胞壊死がみられ、この部分をX線マイクロアナライザーで分析するとリン酸カルシュウムの存在が認められた。この知見は高コレスタノール血症にともなって角膜にコレスタノールが沈着し、細胞膜の機能が障害されてカルシュウムとリン酸が蓄積し、細胞死に至ったことを意味している。このことは細胞膜のコレステロールがコレスタノールで置換されることがカルシュウムチャンネルの働きを阻害し、カルシュウム依存性の情報伝達が遮断されて神経機能が傷害されることが示唆され、CTXにおける神経症状発現の機序を裏付ける知見として、重要なデータといえよう。
「平成の大合併」の進展と教育施設の新設・統廃合に関する実証的研究

1990年代後半から進められた「平成の大合併」についても、「昭和の大合併」と同様、合併後に学校統廃合が進展した様子が確認された。これは、第1に、校舎の工事費に合併特例債が活用できたこと、第2に、合併前の学校統廃合の機運が、合併後の新自治体にも広まったこと、第3に、合併前の自治体から中学校がなくなるといった統廃合が可能になったこと、などによる。一方、学校統廃合後の地域社会の核として、公民館を活用する動きも確認された。今年度は、群馬県のB町で行った調査と、新潟県のA市で行った調査の結果をまとめた。B町の調査からは、第1に、市町村合併と学校統廃合の関連が2つの点で見出された。一つは学校建設費・改修費が合併特例債から支出されたこと、もう一つは、学校統廃合を積極的に行っていた自治体と合併することで、合併相手にも学校統廃合推進の機運が波及したことである。第2に、学校統廃合によって子どもの変化が生じていた。特に、小規模校の子どもは、教師との関係、子ども同士の関係が異なるため、教師からは統合後の学校生活になじむまでには34年かかるとの見通しが示された。また、スクールバスでの通学により、運動不足になる子どもや、下校時間が決まってしまうため、放課後の個別指導などが行いづらい状況も見出された。第3に、学校統廃合をめぐっては、保護者とそれ以外の住民との間で見解がわかれていた。一般住民は、地域の核や子どもの姿がみえなくなることへの心配から統廃合に反対することが多いが、保護者は、小規模校での複式学級や部活動の削減など教育環境の悪化を懸念し、おおむね統合には賛成していた。また、「時代の流れ」ゆえの諦念もあり、学校と地域の関係の弱まりも看取された。一方、A市の調査からは、第1に、学校統廃合が進む一方で、公民館が増加する状況がみられた。そこには、公民館を中心とした社会教育領域に、学校教育を含む地域教育全体を位置づけようとする姿勢も見出された。また第2に、「地域の論理」と「教育の論理」が相互補完的な関係を持ち、公民館に町内会活動を補完させるという「地域の論理」が公民館の増加という教育の充実をもたらし、他方で、公民館における地域教育の拡充という「教育の論理」が、地域の核として公民館の位置づけを高めるという状況も見出された。学校統廃合後に公民館が持つ可能性をさらに検討する必要がある。(1)2000年代以降の学校統廃合研究の動向を概観し、今後の研究課題を抽出した。ここで確認された課題は、第1に、地方行政と学校統廃合との関連の検討である。具体的には、市町村合併との関連や、教育財政的な観点での分析が求められる。第2に、学校統廃合をめぐる地域における保護者や住民の学習成果の分析がある。大人たちは、学校統廃合を目の前にして、学校をいかなるものとして捉え直し、地域をどのようなものとして位置づけ直したのかを、学習の面から把握することも必要となる。第3に、子どもの心身の変化への着目である。学校統廃合の「主役」であるはずの子どもたちからの検討も欠かせない。そして第4に、学校統廃合後の状況の検討である。校区の拡大に伴う地域の変化を明らかにすることも求められる。(2)学校統廃合を経験した群馬県内の事例研究を行った。ここでは、第1に、町村合併が学校統廃合に影響を与えていたことが確認された。具体的には、学校建設費への合併特例債の活用や、学校統廃合を進めていた自治体と合併することで、合併後の自治体の広い範囲で学校統廃合が行われるようになったことなどが確認された。第2に、この事例では、学校統廃合への反対運動はあまり目立たなかった。このことは、「時代の流れ」として学校統廃合を受け止める感覚の存在と、住民と学校との結びつきの弱さを示すものと考えられる。ただし第3に、子どもたちの心身には一定の変化がみられた。統合の初期には、特に小規模校から移った子どもに、新しい学校へのなじみにくさが見られたり、スクールバスでの通学によって、子どもの肥満傾向が生じたりしていた。(3)市町村合併の論議のなかでは、学校統廃合の問題も議論される局面があった。とくに、通学距離をどのくらいまで許容するかが合併前の自治体間で異なることがあった。しかし、合併協議における主要な論点とはなっていなかった。今年度は、3つの研究課題に取り組んだ。第1に、新潟県佐渡市における市町村合併の進展と公民館組織の変容についてである。新潟県佐渡市域は、戦後の公民館の創成期に、県内でももっとも早く全市町村に公民館が設置されるなど、公民館活動が盛んな地域である。特に重要な役割を果たしたのが、「分館」と呼ばれる集落単位の公民館であり、ここが社会教育活動の拠点としてだけでなく、集落自治全般の核ともなっていた。この分館を、佐渡市への合併(2004年)を機に、すべて条例で位置づけ、補助金を支出するようになり、市内には242の分館が活動を展開するようになった。今後のまちづくりの拠点として公民館を活用する方針を市行政でも示しており、市町村合併後の地域運営における一つのモデルケースと把握できる。第2に、茨城県内での市町村合併と学校統廃合の関連についてである。

茨城県は、比較的市町村合併が進まず、学校統廃合も、相対的には遅れていた。しかし、2008年に県教委が学校統廃合に向けた働きかけに乗り出すと、各市町村も呼応するように、学校統廃合の動きを活発にし始めた。しかし、市町村教委での調査では、県教委の働きかけの影響はそれほど大きいものではなく、むしろ市町村合併の流れのなかで、年少人口の著しい減少に対応する形で学校統廃合が課題化されたことが聞かれた。今後も、各市町村教委での聞き取りを重ね、県内の全体的な状況の解明につなげる。第3に、北海道釧路炭田での、炭鉱閉山に伴う廃校の影響についてである。学校統廃合に関わり、炭鉱閉山に伴う廃校の前後で生徒がまとめた作文や手紙の資料を入手することができた。これらの資料の分析を通じて、学校統廃合の影響を子どもたちの視点から解明することへの端緒が開かれた。本研究を通じて明らかになった点として、第1に、学校統廃合に対する都道府県の働きかけには差異があったことが挙げられる。学校統廃合が比較的進んだ群馬県や新潟県では、県として、特に強く学校統廃合を働きかけることは行っていなかった。それに対し、学校統廃合への着手が比較的緩やかだった茨城県では、2008年に公立小・中学校の適正規模に関する指針を出すなど、県レベルでの学校統廃合への取り組みが見られた。第2に、学校統廃合を実際に進めた市町村レベルに焦点を合わせると、県からの働きかけはあまり影響を持っていなかった。統廃合の指針を示した茨城県内で、学校統廃合が進められて小学校数が減った割合の高い方から5つの市町を対象に調査を行った結果、県からの指針が示される以前から統廃合の検討は進められており、県からの働きかけは統廃合の動きに追い風をもたらす役割にとどまっていた。第3に、市町村で主要に挙げられる学校統廃合の推進の理由は、少子化による教育環境の悪化と、校舎の耐震問題とであった。後者については、耐震補強の予算が十分でないなか、少子化の進展もあって新築・改築する学校を精選することで、統廃合が進められるという状況がみられた。ただし第4に、担当者からは積極的には語られなかったが、市町村合併が学校統廃合を進展させる状況もみられた。それは、元々学校統廃合を進めていた自治体が他の自治体と合併するなかで、合併後の自治体でも統廃合が進められたケースや、校舎の整備に合併特例債が使われたケースなどとして見出された。一方、第5に、学校統廃合が進められるなかで、公民館を地域の核にしようという動きもみられた。たとえば新潟県佐渡市では、町内会程度の単位で設置されている公民館分館をすべて条例に位置づけ、補助金を支出しながら、地域活動・地域統合の足場とする取り組みが行われていた。1990年代後半から進められた「平成の大合併」についても、「昭和の大合併」と同様、合併後に学校統廃合が進展した様子が確認された。これは、第1に、校舎の工事費に合併特例債が活用できたこと、第2に、合併前の学校統廃合の機運が、合併後の新自治体にも広まったこと、第3に、合併前の自治体から中学校がなくなるといった統廃合が可能になったこと、などによる。一方、学校統廃合後の地域社会の核として、公民館を活用する動きも確認された。第1に、調査の時期の問題があった。平成26年度にも取り組んだ佐渡市での公民館調査については、各公民館分館の組織や活動の実態をより詳細に把握するため、分館長を対象としたアンケート調査を企画した。しかし、個人情報保護の観点から、分館長の名簿の提供は認められなかった。その代わり、年度初めに行われる分館長会議でのアンケート調査の配布を認めていただけた。
多液晶可視化法によって回転円筒水槽の流れと温度分布を立体的に観測する装置の開発

多液晶可視化法による対流の立体的観測法を回転円筒水槽実験において確立するため、本研究で完成した回転二重円盤実験台によって種々の実験を行った。本研究の実績は次のようにまとめられる。1.傾圧不安定波の対流の立体的観測一種類の液晶を用いて、水平スリット光をいろいろな高さで流体に当て上から観測すると、流体の各高さの水平断面の構造は容易にしかも極めて詳細に観測できる。しかし、上下の相対的位置関係が測定出来ないため、この方法では立体的構造の決定はできない。そこで、上、中、下層の温度分布に感温範囲を合わせた三種類の液晶を同時に流体に注入し、更に二つの水平スリット光を同時に異なる高さで流体に当てる方法を用いて、異なる水平断面の対流の同時可視化に成功した。その結果、傾圧不安定波の対流を直接立体的にビデオ画面で見ることが出来るようになった。この方法は、研究ばかりでなく高等教育用のビデオ教材づくりに極めて有用である。2.傾圧不安定波の対流の鉛直断面の観測垂直スリット光を流体に当て子午面断面を切り出し波のドリフト運動に合わせて観測用円盤を回転すると、波の任意の子午面断面の対流を観測できる。この方法により、傾圧不安定波を生成する子午面の温度勾配やバシレーションの子午面での変化の様子をビデオ映像で観測できた。3.多液晶可視化法の定量的測定法としての有効性液晶可視化法は、流体を攪乱しない測定法としては優れているが、幅広い範囲の温度の測定には不適である。そこで、異なる狭い感温範囲の液晶を多種類同時に用いて、流体中に等温線を描く方法を開発した。5種類の液晶で2゚Cの間隔で等温線を描くことに成功し、この等温線からの定量的測定が流体力学的対流の解析に有効であることを示した。回転二重円盤実験台にスリット昇降機等の取付けを行い装置全体を完成させた。撮影に必要なビデオカメラ,水平と鉛直断面の同時撮影に必要なカラーマルチビューアーの購入を行い,実験装置全体のテストのための予備実験をした。当初の予定通り,感温範囲の異なる5種類の液晶を購入して,多液晶可視化成が定量的温度測定法として有効かどうかの実験をした。その結果,帯状流の流速と温度分布の観測から,きわめて有効な方法であることを実証した。回転円筒水槽実験の当初の目的である傾圧不安定波の立体的対流の観測を行い,鉛直対流の初期的分析と水平対流の解析をした。特に,上層と下層の水平断面の同時観測法を多液晶可視化法によって可能にし,傾圧不安定波の全体的立体構造を直接見ることが可能となった。これらの実験結果は論文にまとめられ投稿中である。

この方法は、研究ばかりでなく高等教育用のビデオ教材づくりに極めて有用である。2.傾圧不安定波の対流の鉛直断面の観測垂直スリット光を流体に当て子午面断面を切り出し波のドリフト運動に合わせて観測用円盤を回転すると、波の任意の子午面断面の対流を観測できる。この方法により、傾圧不安定波を生成する子午面の温度勾配やバシレーションの子午面での変化の様子をビデオ映像で観測できた。3.多液晶可視化法の定量的測定法としての有効性液晶可視化法は、流体を撹乱しない測定法としては優れているが、幅広い範囲の温度の測定には不適である。そこで、異なる狭い感温範囲の液晶を多種類同時に用いて、流体中に等温線を描く方法を開発した。5種類の液晶で2°Cの間隔で等温線を描くことに成功し、この等温線からの定量的測定が流体力学的対流の解析に有効であることを示した。
ウイルス糖尿病の発症機構解明を目指して

ウイルス糖尿病の発症機構を解明するために、マウスの特定の系統に糖尿病を誘発する脳心筋炎ウイルス(EMCV)を用いて、まず基礎的な検討を行った。ウイルス糖尿病の発症制御にT細胞やB細胞は必要でなく、抗体は、感染前もしくは感染後一日以内の早期でなければ防御できないことを明らかにした。また、マクロファージを活性化することで防御できるため、感染初期のマクロファージ依存性の防御が重要であると推測された。(論文投稿中)この研究結果から、感染初期反応、とくにインターフェロンレセプター以下のシグナル伝達経路が重要であることが示唆されたため、インターフェロン受容体に会合するシグナル分子であるTyk-2遺伝子に着目して研究を遂行した。EMC-DウイルスをTyk-2欠損マウスに感染させると糖尿病が発症した。Tyk-2欠損マウスでは、膵島細胞におけるウイルス増殖が高く、細胞死が誘導され、インスリン産生が障害されることを確認した。また、血清中のインターフェロンレベルは高いものの、インターフェロンの投与、Poly-I.C.の投与では、糖尿病は誘発されないことが明らかとなった。さらに、Tyk-2欠損細胞では、インターフェロン処理細胞におけるウイルス増殖抑制能が著しく障害されることが明らかとなってきている。一方、ピコルナウイルス蛋白と相互作用して細胞死を誘導するSiva遣伝子に関して、ウイルス糖尿病感受性系統のSJLマウスにこれまでに報告のないV126Aの遺伝子変異を発見した。この変異が糖尿病発症感受性に直接関係するかどうかを検討すべく、抵抗性マウス系統のB6マウスヘバッククロスを行っている。さらに、膵島β細胞特異的Bcl-xKOマウスでは、軽度の耐糖能障害が認められた。今後、Bcl-family遺伝子の意義についての研究が必要であると考えられるので、さらに研究を継続している。(786字)ウイルス糖尿病の発症機構を解明するために、マウスの特定の系統に糖尿病を誘発する脳心筋炎ウイルス(EMCV)を用いて、まず基礎的な検討を行った。(786字)1.ウイルス糖尿病の発症機構について、特に、インターフェロン(IFN)受容体以下のシグナル伝達経路の重要性を検討する目的で、脳心筋炎(EMC)ウイルスを、インターフェロン(IFN)α・β受容体以下のシグナル伝達分子であるtyk-2遺伝子を欠損させた(tyk-2KO)マウスに投与し、糖尿病の発症経過、血清・膵臓中のウイルス・インスリン・サイトカイン量を測定し、野生型マウスとの差を検討した。EMC-Dウイルスを接種すると、野生型マウスは糖尿病を発症しないが、tyk-2KOマウスは、高率に糖尿病を発症した。tyk-2KOマウスでは、膵臓中のウイルス量が増加し、インスリン染色でインスリンの低下が確認できた。以上のことから、tyk-2KOマウスでは、IFNα・β受容体以下のシグナル機能低下のため、抗ウイルス作用が発揮できないことが糖尿病発症の原因であると考えられた。インターフェロンの産生についてtyk-2KOマウスと野生型マウスを比較したところ、tyk-2EOマウスでは、むしろ、多量のIFNαを産生していた。また、野生型に比べ、tyk-2KOマウス由来繊維芽細胞は、IFN処理後のウイルス増殖抑制効果の低下が認められた。はたして、このウイルス増殖が免疫系において重要であるのか、あるいは膵島細胞におけるIFN受容体以下のtyk-2KO遺伝子を介するシグナル伝達が重要であるのか、リンパ球移入実験、膵島特異的tyk-2発現マウスを作成することにより、さらに検討する研究計画が進行中である。

2.一方、膵島細胞の生存に関わるBcl-x遺伝子の意義を検討する目的で、Bcl-x floxedマウスとrat-insulin-promoter Creトランスジェニックマウスを交配し、膵島特異的Bcl-x欠損マウスを作成中である(交配完了)。次年度は、このマウスにおけるEMCウイルス誘発糖尿病に対する感受性を検討し、膵島細胞の生存に関わるBcl-x遺伝子の意義を明らかにする予定である。ウイルス糖尿病の発症機構を解明するために、マウスの特定の系統に糖尿病を誘発する脳心筋炎ウイルス(EMCV)を用いて、まず基礎的な検討を行った。ウイルス糖尿病の発症制御にT細胞やB細胞は必要でなく、抗体は、感染前もしくは感染後一日以内の早期でなければ防御できないことを明らかにした。また、マクロファージを活性化することで防御できるため、感染初期のマクロファージ依存性の防御が重要であると推測された。(論文投稿中)この研究結果から、感染初期反応、とくにインターフェロンレセプター以下のシグナル伝達経路が重要であることが示唆されたため、インターフェロン受容体に会合するシグナル分子であるTyk-2遺伝子に着目して研究を遂行した。EMC-DウイルスをTyk-2欠損マウスに感染させると糖尿病が発症した。Tyk-2欠損マウスでは、膵島細胞におけるウイルス増殖が高く、細胞死が誘導され、インスリン産生が障害されることを確認した。また、血清中のインターフェロンレベルは高いものの、インターフェロンの投与、Poly-I.C.の投与では、糖尿病は誘発されないことが明らかとなった。さらに、Tyk-2欠損細胞では、インターフェロン処理細胞におけるウイルス増殖抑制能が著しく障害されることが明らかとなってきている。一方、ピコルナウイルス蛋白と相互作用して細胞死を誘導するSiva遺伝子に関して、ウイルス糖尿病感受性系統のSJLマウスにこれまでに報告のないV126Aの遺伝子変異を発見した。この変異が糖尿摘発症感受性に直接関係するかどうかを検討すべく、抵抗性マウス系統のB6マウスヘバッククロスを行っている。さらに、膵島β細胞特異的Bcl-xKOマウスでは、軽度の耐糖能障害が認められた。今後、Bel-family遺伝子の意義についての研究が必要であると考えられるので、さらに研究を継続している。(786字)
高密度QCDにおける動的対称性の破れとクォーク-ハドロンクロスオーバー現象

量子色力学(QCD)は有限温度・密度において、多彩な物質相を呈する。低温・低密度ではクォークの閉じ込め相であるハドロン相、高温ではクォーク・グルーオン・プラズマ相、更に低温・高密度ではクォークが超伝導状態となったカラー超伝導相が発現することが理論的に分かっている。申請者は、系の微視的な詳細に依らないユニバーサリティをもつ有限体積のQCDを考えることによって、ハドロン相とカラー超伝導相の間に厳密な双対性があることを発見した。この双対性を利用して、高密度QCDにおけるディラック演算子の固有値の分布がカラー超伝導のギャップで支配されていることを示すと同時に、分配関数のゼロ点の分布を厳密に決定し、これまでのモデル計算による予言が大きく覆されることを指摘した。これらの手法をカラーの数が2のQCD(QCD2)にも拡張し、ディラック固有値に関するスペクトル和則を導出した。これまで格子QCDで高密度QCDの超伝導ギャップを測る方法は負符号問題のないQCD2の場合でさえ提案されていなかったが、この和則は超伝導ギャップが格子QCD計算によって数値的に測定できる初めての例を与えている。さらに、高密度QCDのユニバーサリティクラスを記述するカイラルランダム行列理論をQCD2の場合に構築した。また、カラー超伝導相に存在する非可換渦の有効理論を構成し、特にストレンジクォーク質量によって誘起されるポテンシャルによって、全ての非可換渦は1種類を除いて不安定で崩壊してしまうことを明らかにした。これは、中性子星内部で核物質である中性子超流体の渦からクォーク物質であるカラー超伝導体の非可換渦にどのように繋がっているかということを考える上で重要な性質であると同時に、中性子星のグリッチ現象にも関係している可能性がある。更にこの結果は、非可換渦の有効理論の量子効果を無視した範囲では、高密度QCDにモノポールが存在しないことを示している。量子色力学(QCD)は有限温度・密度において、多彩な物質層を呈すると考えられている。低温・低密度ではカイラル対称性が自発的に破れたクォークの閉じ込め相(ハドロン相)、高温では熱揺らぎによってクォークの解放されたクオーク・グルーオン・プラズマ相、更に低温・高密度ではクォークが超伝導状態となったカラー超伝導相が発現するとことが理論的に分かっている。特に、ハドロン相とカラー超伝導相の中間密度領域について、その相境界がどうなっているのか、また素励起がどのような形態で存在するのかは謎に包まれていた。申請者はこのような問題に対し、QCDの対称性のみから中間密度領域の相構造を調べ、特に軸性異常と呼ばれる現象によって、ハドロン相からカラー超伝導相へのクロスオーバー(相転移が存在しないこと)、更にその中間領域に新しい臨界点が存在している可能性があることを昨年度の碓究によって示した。また同時に、中間領域におけるπ中間子の描像と質量公式を与えた。今年度はその他の励起状態であるベクトル中間子に対しても物理的描像を与えることが目的であったが、申請者は媒質中のQCD和則と呼ばれる手法を用いて、中間密度領域におけるベクトル中間子の一般的な質量公式を与えることに成功した。特に重要な発見は、この質量公式において、クォークとクォークのペアリングであるダイクォーク凝縮が8重項ベクトル中間子に対しては質量を増大させる方向に働くのに対して、1重項ベクトル中間子には質量を減少させる方向に働くということである。この効果によって、低密度で縮退していた1重項・8重項ベクトル中間子の質量が中間密度領域では分岐し、更に高密度では1重項ベクトル中間子が存在しえないことが分かった。一方で、高密度で8重項ベクトル中間子はギャップ程度の質量をもち、カラー超伝導相中でヒッグス機構によりギギップ程度の質量をもった8重項グルーニンと密接に関係していることを明らかにした。これらの研究の結果は、励起状態についてもハドロン相からカラー超伝導相へ連続的に移り変わっており、相構造と励起状態の両方の観点で「ハドロン-クォーク連続性」のシナリオが成り立っているということを強く示唆しており、非常に重要であると考えられる。低温・低密度ではクォークの閉じ込め相であるハドロン相、高温ではクォーク・グルーオン・プラズマ相、更に低温・高密度ではクォークが超伝導状態となったカラー超伝導相が発現するとことが理論的に分かっている。特に、ハドロン相とカラー超伝導の中間密度領域について、その相構造がどうなっているのか、謎に包まれていた。申請者は昨年度までに、QCDの対称性のみから中間密度領域の相構造を調べ、特に軸性異常と呼ばれる現象によって、ハドロシ相からカラー超伝導相へはクロスオーバー(相転移が存在しないこと)である可能性があることを示した。今年度はこのクロスオーバー現象の動的なメカニズムを調べるため、QCDのトポロジカルな励起であるインスタントンに着目した。高密度QCDの低エネルギー理論が双対変換に上っで4次元的なクーロン相互作用するインスタントンの多体系に書き直せることを利用して、インスンタントン多体系が高密度では常にプテズマのように解離した状態として振舞い、蜜度を変えても相転移が起こらないことをくりこみ群の手法を用いて解析的に証明した。これば、QCDの高密度カイラル相転移がまきに凝縮系物理の2次元O(2)スピン系で知られるKosterlitz-Thouless相転移の4次元版になっていることを意味する。次元の違いを反映して、2次元では2次相転移であるが、4次元ではクロスオーバーとなる。

低密度でのQCD真空はインスタントン多体系が液体のように振舞うことが既に知られているので、申請者の結果はインスンタントン多体系が密度を上げるにつれて、低密度でのインスタントン液体状態から高密度でのインスタントン・プラズマ状態に連続的に移り変わっていき、それに伴ってカイラル凝縮の値も有限のまま連続的に変化していく、という新しい描像を示唆している。量子色力学(QCD)は有限温度・密度において、多彩な物質相を呈する。低温・低密度ではクォークの閉じ込め相であるハドロン相、高温ではクォーク・グルーオン・プラズマ相、更に低温・高密度ではクォークが超伝導状態となったカラー超伝導相が発現することが理論的に分かっている。申請者は、系の微視的な詳細に依らないユニバーサリティをもつ有限体積のQCDを考えることによって、ハドロン相とカラー超伝導相の間に厳密な双対性があることを発見した。この双対性を利用して、高密度QCDにおけるディラック演算子の固有値の分布がカラー超伝導のギャップで支配されていることを示すと同時に、分配関数のゼロ点の分布を厳密に決定し、これまでのモデル計算による予言が大きく覆されることを指摘した。これらの手法をカラーの数が2のQCD(QCD2)にも拡張し、ディラック固有値に関するスペクトル和則を導出した。これまで格子QCDで高密度QCDの超伝導ギャップを測る方法は負符号問題のないQCD2の場合でさえ提案されていなかったが、この和則は超伝導ギャップが格子QCD計算によって数値的に測定できる初めての例を与えている。さらに、高密度QCDのユニバーサリティクラスを記述するカイラルランダム行列理論をQCD2の場合に構築した。また、カラー超伝導相に存在する非可換渦の有効理論を構成し、特にストレンジクォーク質量によって誘起されるポテンシャルによって、全ての非可換渦は1種類を除いて不安定で崩壊してしまうことを明らかにした。これは、中性子星内部で核物質である中性子超流体の渦からクォーク物質であるカラー超伝導体の非可換渦にどのように繋がっているかということを考える上で重要な性質であると同時に、中性子星のグリッチ現象にも関係している可能性がある。更にこの結果は、非可換渦の有効理論の量子効果を無視した範囲では、高密度QCDにモノポールが存在しないことを示している。
市民社会における政治過程

何故、有権者の政治に対する関心が低くなったのか。その原因は、現実の政治、つまり、それを司る政党や政治家にあるのではないか。また、政治制度にも問題があるのではないであろうか。日本政治学会の『年報政治学』は、2005年号をこの課題の検討に充てる。上記の問題関心に基づいて、研究代表者及び各研究分担者は、以下のテーマについて企画調査を実施した。谷口(政党担当)は、国会議員の政策位置について調査を行った。小林(編集担当)は、全体の取りまとめの他、市民社会における選挙に注目して、その制度が有権者にもたらす影響について企画調査を実施した。河野(利益集団担当)は、利益集団に関する先行文献を渉猟すると共に、今後あり得るべき調査の方向性につき企画した。増山(議会担当)は、外部の研究協力者と共に、議員改革制と権力分立制の立法過程に対する帰結について、企画をまとめた。建林(官僚担当)は、官僚制の政治的コントロールについて、裁量と選好を鍵変数として企画を行うことにした。曽我・待鳥(地方政治担当)は、無党派知事下の地方政府における政策選択に関して、知事。議会の二要因に注目して調査を行った。山田(投票行動担当)は、新保守主義とポピュリスト戦略の組み合わせが有権者の投票行動に与える影響について、企画を行った。本年度においては、上記各自の企画を調整するため、合宿を含む2回の全体会合を実施し、あわせて本研究組織外の人材にも積極的に、本企画調査に対する参加を求め、研究代表者及び研究分担者を交えた討議に付し、修正補填すべき点の指摘や全体的視点との調整を行った。本科研は「企画調査」であるため、本年度において公刊された研究発表は存在しないが、研究代表者及び各研究分担者は、本科研の研究期間終了後に各自の企画の具体化を開始、2005年未までに『年報政治学2005』として成果を世に問う予定である。
環境教育統合型地域環境マネジメントにおける高度人材育成の評価システム構築

環境教育統合型地域環境マネジメントを地域環境教育システムと位置づけ、社会システム輪の立場からその人材育成の評価システムを構築した。第2章では、社会システムとしての環境教育システムを、組織システム、相互作用システム、心理・認知システムの3つの下位システムから構成した。1980年代後半から現在に至るまでの環境教育政策における環境教育システム構築が網羅的に検討がなれさていないことを明らかにした。さらに、地域の環境教育システムの特徴と構成次元について提示した。地域環境教育システムを、学習プラットフォーム、学習コンテンツ、学習マネジメント、キャパシティ・フェーズから構成し、それぞれの次元を複数のアイテムから設定した。第3章では、地域環境教育システムの構成次元にもとづきながら、地域環境教育システムの展開ステージを評価するための説明変数として、地域環境教育システムの展開主体、組織のミッション、住民・市民組織の学習の遂行を設定した。また、目的変数としてそれぞれ5フェーズおよび各フェーズに引き上げるサブシステムからなる3変数すなわち住民・市民の成長システム、組織の成長システム、活動の成長システムを設定した。地域の環境教育評価システムを展開している観察事例の選定の手順と根拠を示し、選定された事例の分析調査の手続きおよび筆者の観察事例への関与について説明した。観察事象として国内の先進事例を取り上げて地域環境教育評価システムに適用し、この評価システムの妥当性を確認した。第4章では、環境教育システムにおける市民の高度人材育成の評価システムの構築をおこなった。先に提示した地域環境プラットフォームにおける学習パフォーマンスの評価指標を発展させ、この評価システムを学習のソーシャライゼーション、キャパシティ・フェーズ、キャパシティ・ビルディング・パフォーマンスの3次元で構成した。(1)地域環境保全を促進する地方自治体の施策についての情報収集をおこなった。そのなかから、地域別環境計画策定、中間組織と行政によるパートナーシップまたNPOによるまちづくりや地域環境保全に関する施策、地域資源を活用する社会システムとしての環境教育システム、の観点で特徴を持つ施策を抽出した。(2)抽出した特徴的な施策のなかから可能なケースについて、聞き取り調査を実施した。とくに、施策の行政担当者や、中間組織あるいはNPOにおいてリーダー格として活動を促進している市民を対象とした。聞き取り調査の対象自治体は、東京都八王子市(行政担当者と市民を分けて2回調査実施)、滋賀県甲良町(行政担当者)、滋賀県大津市(行政担当者と市民を分けて2回調査実施)、兵庫県生野町(行政担当者と市民を分けて2回調査実施)、岡山市(行政担当者に実施)、愛媛県新居浜市(行政担当者に実施)、高知市(行政担当者に実施)、香川県高松市(行政担当者に実施)、である。(3)以上の聞き取り調査から、施策としての地域環境保全やまちづくりの状況、施策に対応するための行政の組織改革、市民の人材育成のシステムおよび施策、環境教育のプログラムやメニューの実施状況に関する事項を抽出することで、これらから地域環境保全と連鎖する環境教育システムの状況を診断するための評価項目および、その環境教育システムが育成している人材のスキルや資質の評価事項の一般化について検討した。(1)環境学習を基本とした学校の環境マネジメントを環境教育システムとして導入している先進事例を情報収集し、該当する国内の公立小中学校約400校に質問紙調査を実施した。調査結果の分析をおこない、学校における環境教育システムの実施体制、組織づくり、目標や方針、計画、評価のしくみを明らかにした。また、環境教育システムの効果として児童生徒および教職員の成長の観点を抽出し、人材育成の評価の指標を作成した。(2)環境教育を基盤とした地域環境保全促進のための取り組みをおこなっている、NPO、行政と市民によるパートナーシップ組織の先進事例について情報収集をおこなった。そのなかから、分析対象に値する組織の特徴や活動実績などから調査対象を抽出し、ドキュメント、ホームページなどの客観的な観察が可能である情報を入手し、また聞き取り調査による補完をおこなった。(3)環境教育を基盤として地域における環境保全の活動を統合的にシステムとして展開するための環境教育システムの評価システムの構築をおこなった。その評価システムに当てはめて前述の組織、団体についての評価をおこなった。

学習者としての市民個人の成長、活動団体あるいは組織としての成長、その団体あるいは組織が展開する活動の成長の3つの観点を導入し、さらに人材育成についてコミュニケーション、パートナーシップ、意思決定のディメンジョンを設定して人材育成の観点を抽出し、人材育成の評価指標を作成し、評価システムを構築した。
ワイドバンドギャップ金属酸窒化物のストイキオメトリ制御による高機能化

窒素は酸素に比べ形式負電荷が大きく、酸素の一部を窒素に置換できればLiイオンを構造中に多く含有することができる。そこで本研究では、酸化物前駆体に窒素を固溶させることで得られる岩塩型Li-Ti系酸窒化物LiTinOxNy(LTON)に着目した。本研究ではTi/Li比を報告のある2.0から1.0まで減少させてLiリッチなLTONを合成した。XRDにおいてTi/Li比1.0ではわずかに酸化物の不純物ピークが出現したが、1.25から2.0では単一相が得られた。またXPS測定により、Ti/Li比が減少することでTiの平均原子価は上昇することが分かった。レート特性試験結果、Ti/Li比の減少に伴いレート特性の向上が確認された。放電容量も同様に増加しており、2.0では80 mAhg-1, 1.25では140 mAhg-1であった。また窒素は酸素ほど電気陰性度が大きくなく、酸窒化物中の金属との結合においては酸化物に比べ共有結合性が卓越してくるため、酸窒化物では熱安定性が向上すると考えられた。そこで本研究では、合成が容易であるが発光半値幅が比較的狭いBa3Si6O12N2と類似した構造を持つBaSi4O6N2を母体材料とした新規蛍光体の開発を試みた。合成の際、化学量論であるSi/Ba=4ではなくSi/Ba=6とSiを過剰に加えることで、これまで報告されている焼成条件よりも温和なH2 5%-N2 95%混合ガス気流中1200°Cで焼成することにより単一相を得た。更に、X線Rietveld解析により結晶構造を決定したところ、報告されている結晶構造とよく似ているが、Ba2席の占有率が0%である構造として精密化できた。励起波長320nmで励起した場合、Eu2+をBa2+に対して1.0%賦活したBaSi4O6N2:Eu2+蛍光体の発光は400から600nmの幅広い波長領域に渡り、高演色性白色LED用蛍光体として優れた特性を示すことが明らかとなった。Li-Ti酸窒化物系リチウム電池負極材料およびBaSi4O6N2:Eu2+系白色LED用蛍光体の単一相の合成に成功し、それぞれの材料が有する新規で高い機能性について明らかにすることができた。それぞれの分野での国際会議論文を含む学会発表を完了し、現在学術論文執筆を行っているところであるため概ね順調に進展していると判断した。液晶ディスプレイパネル等で需要が見込まれる、Tb3+で賦活すると近紫外線で励起可能で発光線幅がシャープな緑色蛍光体Y4SiAlO8N、あるいはこれをモデルとしたMn4+で賦活すると近紫外線(あるいは可視光)で励起可能で発光線幅がシャープな赤色蛍光体の探索の実施を行う。また、可視光照射により水の完全分解を成し得る光触媒活性を有するTaONおよびTa3N5光触媒材料をベースとしたフォトニック結晶を作成し、(酸)窒化物で触媒活性低下の一因となるアニオン欠損での正孔・電子再結合の抑止効果が発現するかどうか検証を行う。Li-Ti酸窒化物系リチウム電池負極材料およびBaSi4O6

N2:Eu2+系白色LED用蛍光体の単一相の合成に成功し、それぞれの材料が有する新規で高い機能性について明らかにすることができた。それぞれの分野での国際会議論文を含む学会発表を完了し、現在学術論文執筆を行っているところであるため概ね順調に進展していると判断した。液晶ディスプレイパネル等で需要が見込まれる、Tb3+で賦活すると近紫外線で励起可能で発光線幅がシャープな緑色蛍光体Y4SiAlO8N、あるいはこれをモデルとしたMn4+で賦活すると近紫外線(あるいは可視光)で励起可能で発光線幅がシャープな赤色蛍光体の探索の実施を行う。また、可視光照射により水の完全分解を成し得る光触媒活性を有するTaONおよびTa3N5光触媒材料をベースとしたフォトニック結晶を作成し、(酸)窒化物で触媒活性低下の一因となるアニオン欠損での正孔・電子再結合の抑止効果が発現するかどうか検証を行う。