hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
追熟型と非追熟型果実のエチレン生合成の内的調節機構の比較に関する分子生物学的解析

追熟型と非追熟型果実の本質的な相違点である成熟エチレン生成機構の有無と果肉の軟化様相について、昨年度の結果を踏まえて、さらに詳細な解析を行った。1 MADS遺伝子のクローニングと発現解析昨年度はバナナとブドウ果実からMADS遺伝子をクローニングしたので、今年度はキュウリとメロンからのクローニングを行い、成熟に伴うこれらの遺伝子の発現解析を行った。ブドウでは、MADS遺伝子は成熟に伴って、発現量が減少した。メロンからクローニングしたMADS遺伝子は成熟期間を通して恒常的に発現していた。この遺伝子をプローブとして、キュウリでの発現をみたところ、果肉でのみ弱い発現がみられ、果皮での発現はみられなかった。キュウリのエチレン生成は果皮でのみみられることから、興味ある結果であった。2形質転換rinトマトの作出rinトマトは、MADS遺伝子が欠損しているため、成熟能を欠如していることが知られている。そこで、上記でクローニングした各種MADS遣伝子をrinトマトに形質転換して、rinトマトの成熟能の回復を確認している。現在のところ、幼植物体にまで発育が進んでおり、導入遺伝子の確認を終えたところである。3軟化様相の異なる3種のナシ果実の細胞壁多糖類の可溶化と低分子化昨年度は、セイヨウナシ、チュウゴクナシ、ニホンナシの軟化様相の相違は、ポリガラクツロナーゼ(PG)遺伝子の発現の違いにあることを明らかにした。この発現の相違は、細胞壁多糖類の可溶化と低分子化の様相とよく一致していた。しかし、多量のエチレンを生成するにもかかわらず軟化しないチュウゴクナシでは、PG遺伝子の発現はみられないのに酵素活性はセイヨウナシと同程度みられた。そこで、今年度はこの点を中心に調べたところ、セイヨウナシではendo-PGが作用していたが、チュウゴクナシではexo-PGの活性しかみられなかった。追熟型と非追熟型果実の本質的な相違点である成熟エチレン生成機構の有無と果肉の軟化様相について、昨年度までの結果を踏まえて、さらに進展させた。1チュウゴクナシ果実からのMADS遺伝子のクローニング昨年度までに、追熟型のバナナとメロン、非追熟型のブドウとキュウリを用いてMADS遺伝子のクローニングと発現解析を行った。また、3種のナシ果実を比較し、チュウゴクナシではendo-PG遺伝子が発現しないために軟化しないことを明らかにした。そこで、今年度は、チュウゴクナシ果実からもMADS遺伝子をクローニングし、発現解析を行った。その結果、追熟型に属するチュウゴクナシ品種では1種のMADS遺伝子が成熟に伴って強く発現していたが、非追熟型に属するチュウゴクナシ品種では発現がみられなかった。このことから、追熟型と非追熟型果実の成熟様相の相違にはMADS遺伝子の発現の有無が大きく関与している可能性が伺えた。2ブドウおよびバナナのMADS遺伝子による成熟不全rinトマトの形質転換体作出昨年度までにクローニングしたMADS遺伝子の中からブドウとバナナに焦点を当て、これらの遺伝子をrinトマトへ形質転換した。その結果、ブドウのMADS遺伝子を導入したrinトマトでは成熟能が回復したが、バナナのMADS遺伝子には、その能力はみられなかった。
オートファジーの異常がもたらすゲノム情報の破綻と発がん

オートファジーはオートファゴソームと呼ばれる構造が細胞内の一部を包み込んで分解する機構である。この働きにより細胞内の不要物が恒常的に分解され、細胞・組織の恒常性が維持される。オートファジーは結果として様々な疾患を抑制し、発がんも防ぐ事が分かっているが、そのメカニズムの全貌は未だ明らかとなっていない。本研究では、オートファジーがゲノム情報を安定に維持するメカニズムを解明し、オートファジーの異常からがん抑制遺伝子の機能破綻、さらに発がんへと至る道筋を示す。
ゲノムDNAのメチル化模様維持機構に関する研究

脊椎動物ゲノムのCpG配列ではシトシン塩基がしばしばメチル化修飾を受けている。DNAメチル化は、遺伝情報の読み取りに抑制的に働く“エピジェネティクス"の主要要因であり、発生・分化に重要な役割を担っている。DNAメチル化模様は複製過程で次世代の細胞に正確に伝えられる。この世代を越えたメチル化模様の伝達はDnmt1と呼ばれるDNAメチル基転移酵素の一つが責任酵素として働いている。研究では、X線結晶構造解析により明らかにしたDnmt1の立体構造情報をもとにして、次世代の細胞への維持メチル化機構について、構造生物学的、生化学的考察を加えた。脊椎動物ゲノムのCpG配列中のシトシン塩基は、しばしばメチル化修飾を受けている。シトシン塩基のメチル化は、遺伝情報発現に抑制的に働く“エピジェネティクス"要因の一つであり、DNAのメチル化による遺伝情報制御は発生・分化に欠くことができない重要な役割を果たしている。メチル化模様は複製の過程で次世代の細胞に正確に伝えられる。この世代を超えたメチル化模様の伝達にはDnmt1と呼ばれるDNAメチル化酵素の一つが責任酵素として働いている。本研究計画ではDnmt1について、へミメチル化(片鎖だけがメチル化された)DNAを認識する機構と、生体内でメチル化模様の維持に必須な因子であるNp95(別名Uhrf1)との共役について、構造生物学的、生化学的にするが、本年度はNp95とDnmt1が直接、あるいは間接的に相互作用して維持メチル化活性に寄与することを明らかにした。本研究計画ではDnmt1について、へミメチル化(片鎖だけがメチル化された)DNAを認識する機構と、生体内でメチル化模様の維持に必須な因子であるUhrf1(別名Np95)との共役について、構造生物学的、生化学的に明らかにする。本年度はUhrf1とDnmt1が相互作用する責任配列を明らかにした。また、Uhrf1と相互作用するDnmt1のRFTS領域が、ゲノムを複製期以外にメチル化することを防いでいることを明らかにした。本年度は、Dnmt1の複製領域標的化(RFTS)領域は、Uhrf1と相互作用して複製に共役したDNAメチル化模様の維持に寄与するだけではなく、Dnmt1の触媒ポケットを覆うことによって、複製期以外の時期にゲノムが異常なメチル化を受けないようにゲノムを守っていることを、胚性幹細胞を用いて証明し、報告した。このRFTS領域と触媒ポケットの相互作用面に変異のある家族性の神経疾患症例が報告されているので、これに相当する変異をマウスDnmt1に導入し、ES細胞に発現させ、これを神経細胞に分化させたところ、小脳プルキンエ細胞で有意にアポトーシスが観察された。RFTS領域が触媒ポケットに正常に収まっていることは神経分化にとり重要であると考えられる。また、ヘミメチルDNAからヌクレオソームを再構成して、これに対するDnmt1によるメチル化特性を調べ、Dnmt1がヌクレオソームに巻きついた部分をメチル化することができないことを示した。このことは、Dnmt1が複製期に維持メチル化するにはDNAがヌクレオソーム構造をとっていない状態である必要があることを示している。Uhrf1の中のヘミメチルDNAに結合するSRA領域とDnmt1の複製フォーク標的化シグナル(RFTS)領域が直接相互作用して、SRAはRFTSを触媒ポケットから追い出すことを明らかにしている。

平成26年度は、SRAとRFTSの相互作用がどのアミノ酸配列に依存するのかについて、部位特異的な変異を導入したSRAとRFTS(Dnmt1)を用いて、DNA維持メチル化機構を試験管内で解析することにより明らかにした。以上の成果については投稿準備中である。RFTS領域が細胞内で維持メチル化にどのように寄与しているのかについて、Dnmt1をN末端側から順次欠失させ、内在的なDnmt1を薬剤で欠失させることができるように細工した胚性幹細胞に発現させ、N末端の領域、特にRFTSの維持メチル化に果たす役割を解析した。その結果、細胞内での維持メチル化はN末端に存在するPCNA結合ドメインは必要ないこと、RFTSが維持メチル化に必要不可欠であることを明らかにした。RFTSは触媒ポケットに嵌まりこむことによって、複製期以外の時期にゲノムをメチル化しないようにしている、安全弁の役割を果たしていることを明らかにした。以上の成果については現在投稿中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。DNAメチル化の生化学RFTSはDnmt1の触媒領域とは4本の水素結合で係留され、触媒ポケットに嵌まりこんでいる。また、最近RFTS領域が触媒ポケットと接触する、立体構造上特定のスポットに変異が入ると、遅発性の脳神経疾患(ナルコレプシー、運動失調、難聴)が発症する家系が報告された。今年度は、RFTSと触媒領域の相互作用を阻害する部位特異的な変異体と、ヒトで見出された神経疾患に相当する部位特異的な変異が、ES細胞内でのDNA維持メチル化に対する影響と、神経への分化誘導に対する影響について、解析する予定である。平成25年度は、Dnmt1のDNA維持メチル化機構を試験管内で解析し、Np95/Uhrf1の中のヘミメチルDNAに結合するSRA領域がDnmt1の複製フォーク標的化シグナル(RFTS)領域と直接相互作用し、Dnmt1の触媒領域を覆っているRFTSを除去して、DNAが触媒中心にアクセスしやすくさせていることを明らかにした。また、RFTS領域と触媒領域の水素結合に関わるアミノ酸残基に変異を入れた組換えDnmt1のDNAメチル化活性を測定し、この水素結合がRFTSを触媒ポケットに繋ぎとめるうえで重要であることを示した。さらに、ヘミメチルDNAに結合したSRA領域はRFTSと相互作用することでDNAを遊離することを明らかにした。以上の成果を論文として発表した。また、ゲノムのメチルシトシンはヒドロキシル化修飾を受けることにより、脱メチル化の印となっていることが知られている。胚性幹細胞ではヒドロキシルメチルシトシン含量が一般の体細胞に比べて高いが、これは新規メチル化修飾酵素Dnmt3aとDnmt3bによりメチル化されたシトシンが選択的に標的となってヒドロキシル化修飾を受けていることによる。このヒドロキシル化されたシトシンは、複製過程でDnmt1により維持されないことにより消去される。胚性幹細胞内でDnmt3aとDnmt3bによりメチル化されるシトシンは積極的にヒドロキシメチル化されることにより、複製を介してDnmt1による受身な脱メチル化により、ダイナミックに調節されていることを明らかにした。成果を論文として発表した。
STXBP1関連てんかん性脳症の軸索輸送障害に着目した新たな病態機序の解明

本研究の目的は、STXBP1関連てんかん性脳症の病態として、Munc18-1の神経伝達物質の調節障害とは異なる機能障害が存在すると想定し、その病態を解明することで、既存の抗てんかん薬以外の新たな分子標的治療の開発につなげることである。まず新たな機能を見出すために、新規相互作用因子の検索に着手した。相互作用因子の手法としては、ビオチン標識法(BioID法)を用いた。ヒト神経芽細胞腫(SH-SY5Y細胞)からmRNAを抽出し、RT-PCRでcDNAライブラリーを採取、C末端にHAタグを付加したMunc18-1をPCRで増幅し、あらかじめビオチンリガーゼ(BirA)を挿入した動物細胞発現用ベクターに制限酵素処理をしてライゲーションを行なった。完成したコンストラクトをHEK293細胞に導入し、タンパク質の発現をチェックし、またシークエンスにて配列の確認を行なった。BioID法に用いるホスト細胞としては、PC12細胞を用い、エレクトロポレーション法でN末端にBirA、C末端にHAタグをfusionさせたMunc18-1の安定発現株を作成した。Biotinを添加した24時間後に細胞を界面活性剤で可溶化し、Munc18-1の近傍に存在するビオチン化されたタンパク質をアビジンビーズで吸着させ、相互作用因子をLC-MS/MS解析にて同定した。対照として発現ベクターを導入していない細胞にBiotinを添加したものを用い、内在性のビオチン化タンパク質や非特異的にアビジンビーズに吸着されたものを除外し、相互作用因子の候補タンパク質を複数同定した。現在相互作用因子を、免疫共沈降実験や免疫染色で共局在の確認を行なっている。BioID法に用いるホスト細胞として、当初マウス海馬由来のHT22細胞を用いたが、BioID法で同定された候補相互作用因子に既知の相互作用因子が含まれていなかった。HT22細胞がホスト細胞としては不適切である可能性を考慮し、別のホスト細胞としてPC 12細胞を用い、エレクトロポレーション法でBirAを癒合したMunc18-1を安定発現させて、BioID法を用いて相互作用因子の検索を再度行ったため。BioID法によるインタラクトーム解析で挙げられた候補相互作用因子には、タンパク質の機能として神経軸索伸長に関わるものや小胞体から形質膜までのタンパク質の輸送に関わるものなどが含まれていた。現在Munc18-1とそれらの候補タンパク質との相互作用を免疫共沈降実験や免疫染色を用いて確認を進めている。当研究グループでは、STXBP1脳症患者と健常者由来のiPS細胞を既に樹立しているが、今回新たに、ゲノム編集(CRISPR/Cas9)により変異修復した細胞を樹立した。今後はこれらを神経細胞に分化誘導したものを用い、疾患とコントロールにおける神経細胞の形態の違いやMunc18-1と相互作用因子の挙動の違い、タンパク質の異常凝集などをIn Cell Analyzerなどを用いて解析し、STXBP1脳症の新たな病態解析基盤を構築する。

当研究グループでは、STXBP1脳症患者と健常者由来のiPS細胞を既に樹立しているが、今回新たに、ゲノム編集(CRISPR/Cas9)により変異修復した細胞を樹立した。今後はこれらを神経細胞に分化誘導したものを用い、疾患とコントロールにおける神経細胞の形態の違いやMunc18-1と相互作用因子の挙動の違い、タンパク質の異常凝集などをIn Cell Analyzerなどを用いて解析し、STXBP1脳症の新たな病態解析基盤を構築する。当初の計画では本年度にiPS細胞を用いた病態解析に入る予定であったが、相互作用因子の同定に時間を要したため、実験計画に遅れが生じている。次年度に未使用分と翌年度助成金を合わせてiPS細胞を用いた病態解析の費用に使用する。
白血病細胞における細胞死誘導および薬剤耐性獲得機構の解明

CML細胞における転写因子Bach2の役割についての基礎的研究として、Bach2の核内動態についての詳細な解析を行なった。その結果、酸化ストレスによりBach2が細胞質から核に移行し、核内ドメインPMLボディの近傍あるいはPMLボディを取り囲むように核内フォーカスを形成し、PMLボディ近傍の転写活性を抑制すること、Bach2フォーカスの局在の制御にはBach2のタンパク質修飾が必要であることを明らかにし報告した。また、CML細胞株ではimatinib添加によりBach2の発現が誘導されること、Bach2遺伝子の核内局在が変化することを明らかにし、第45回小児血液学会で報告し、現在論文投稿準備中である。一方、IFNα添加ではCML細胞株におけるBach2の発現は誘導されず、またimatinibとは相加効果が認められた。CML症例の臨床検体を用いたAbl遺伝子点突然変異の検出法を確立するとともに、臨床検体の収集も開始した。抗腫瘍療法によるDNA損傷の修復機構と細胞死誘導機構の関連を解明するため、本年度は放射線照射後のDNA修復関連タンパク質Rad51が形成する核内フォーカスと細胞死誘導に関与するとされているPMLボディの局在の関連を解析し、致死的な放射線照射ではRad51フォーカスとPMLボディの共局在が認められるが、修復可能な条件では共局在が認められないことが明らかになった。さらに、Bach2と同様な構造を示し、酸化ストレス応答の制御に関連するBach1の機能解析を行い、報告した。その結果、酸化ストレスによりBach12が細胞質から核に移行し、核内ドメインPMLボディの近傍あるいはPMLボディを取り囲むように核内フォーカスを形成し、PMLボディ近傍の転写活性を抑制すること、Bach2フォーカスの局在の制御にはBach2のタンパク質修飾が必要であることを明らかにし報告した。また、CML細胞株ではSTI571添加によりBach2の発現が誘導されること、Bach2遺伝子の核内局在が変化することを明らかにし、第45回小児血液学会で報告し、現在論文投稿準備中である。一方、IFNα添加ではCML細胞株におけるBach2の発現は誘導されず、またSTI571とは相加効果が認められた。抗腫癌療法によるDNA損傷の修復機構と細胞死誘導機構の関連を解明するため、本年度は放射線照射後のDNA修復関連タンパク質Rad51が形成する核内フォーカスと細胞死誘導に関与するとされているPMLボディの局在の関連を解析し、致死的な放射線照射ではRad51フォーカスとPMLボディの共局在が認められるが、修復可能な条件では共局在が認められないことが明らかになった。また、CML細胞株ではSTI571添加によりBach2の発現が誘導されること、Bach2遺伝子の核内局在が変化することを明らかにした。現在論文投稿準備中である。また、Bach2遺伝子破壊マウスの解析から、マウスB細胞の分化にBach2が重要であることを明らかにし、報告した。

DNA損傷修復機構の解析では、ヒト細胞でゲノム修復関連蛋白質XRCC3が遺伝子組換えとゲノム複製チェックポイントに係わっていることを明らかにし、報告した。さらにゲノム修復と細胞死誘導機構の関連を解明するため、本年度は放射線照射後のDNA修復関連タンパク質Rad51が形成する核内フォーカスと細胞死誘導に関与するとされているPMLボディの局在の関連を解析し、致死的な放射線照射ではRad51フォーカスとPMLボディの共局在が認められるが、修復可能な条件では共局在が認められないことが明らかになった。
ラット黄体化顆粒膜細胞におけるステロイド合成関連遺伝子のエピジェネティクス制御

卵巣黄体化顆粒膜細胞において、LHサージ後に急速に発現が上昇するStAR遺伝子と急速に発現が低下するCyp19a1遺伝子の調節機構に、ヒストン修飾によりepigeneticsな変化が関与し、そのプロモーター領域のクロマチン構造が変化することで、StARでは転写因子C/EBPβの、Cyp19a1ではリン酸化CREBのDNAへの結合を変化させることでそれぞれのmRNA発現を調節していることがわかった。卵巣黄体化顆粒膜細胞において、LHサージ後に発現が急激に上昇するStAR遺伝子と急速に発現が低下するCyp19a1遺伝子の調節機構に、ヒストン修飾によるepigeneticsな変化が関与し、そのプロモーター領域のクロマチン構造の変化が関与することが平成24年の研究結果で分かっていた。今回はこのクロマチン構造変化に伴い、両遺伝子プロモーター領域の転写因子結合が変化することでWpigenetcsな遺伝子発現が調節されていることを見出した。すなわち、StAR遺伝子プロモーター領域では、LHサージによるヒストン修飾変化によりクロマチン構造が弛緩し、転写因子C/EBPβのDNAヘの結合が増加し、mRNA発現が上昇していた。一方で、Cyp19a1遺伝子プロモーター領域ではLHサージによりクロマチン構造が凝縮し、リン酸化CREBのDNAへの結合が減少し、mRNA発現が低下していた。このようにラット顆粒膜細胞の黄体化に伴い、急速に発現が上昇するStARmRNAと、低下するCyp19a1 mRNAの発現制御には、ヒストン修飾によるクロマチン構造変化を介したいわゆるepigeneticsな変化が関与していることがわかった。このような短時間での巧妙な制御が、排卵とその後の黄体化に必要なプロゲステロン産生に関与しているという興味深い現象がみられた。排卵過程にあるラット黄体顆粒膜細胞における、StAR、Cyp11a1、Cyp19a1遺伝子プロモーター領域のDNAメチル化状態をBisulfite genomic sequencing法を用いて明らかにした。また、同プロモーター領域のヒストン修飾の変化をChIP assayを用いて検討した。各遺伝子プロモーター領域は、低メチル化状態に維持されていたが排卵刺激ではDNAメチル化状態は変化しないことがわかった。一方でヒストン修飾については、StAR、Cyp11a1は発現の上昇に伴い、転写が促進となるヒストン修飾変化が認められ、Cyp19a1は発現の減少に伴い、転写が抑制となるヒストン修飾変化を認めた。そこで、このヒストン修飾変化が実際にクロマチン構造を変化させるかをDnase accessibility assayを用いて検討したところ、StAR、Cyp11a1のプロモーター領域は排卵刺激でクロマチン構造が弛緩する方向に向かい、Cyp19a1ではクロマチン構造が凝縮する方向に向かうことが分かった。つまり、排卵刺激による遺伝子発現調節には、ヒストン修飾によるクロマチン構造変化を介した制御が働いていることが示された。DNAメチル化は排卵刺激では変化はしなかったが、そのプロモーター領域は低メチル化状態であり、顆粒膜細胞ではStAR、Cyp11a1、Cyp19a1遺伝子発現可能状態を規定していることが示唆された。平成24年分の計画書に記載した内容について、StAR、Cyp11a1、Cyp19a1遺伝子プロモーター領域のDNAメチル化状態、ヒストン修飾、クロマチン構造変化について成果が得られ、当初の予定通りに遂行する事ができた。今後はCyp17遺伝子について、プロモーター領域のエピジェネティクス制御を検討するとともに、平成25年分の研究計画に記載した、クロマチン構造と転写因子の関係について研究をすすめていく予定である。また、排卵刺激によるエピジェネティクス制御のゲノムワイドな関与を検討するため、ChIP sequenceやヒストン修飾酵素のマイクロアレイを検討している。平成24年度の研究費において、転写因子のChIP assay実験のための消耗品を購入予定であったが、StAR、Cyp11a1、Cyp19a1遺伝子プロモーター領域のDNAメチル化、ヒストン修飾、クロマチン構造検討の実験が長引いたため、次年度に実施することから未使用額が生じた。次年度に上記の実験に加えて、ラット顆粒膜細胞の黄体化におけるその他のステロイド合成酵素関連遺伝子発現についての検討を行う予定であり、そのためのChIP assay、DNAメチル化、クロマチン構造変化、転写因子結合検討の消耗品の費用として使用する。
北欧極北民族における脂質関連がんの発生と環境・宿主要因の解明

サーメ人においては食道と胃のがんが多く、大腸、乳腺、前立腺、肺のがんが少ないことが明かになった。サーメ人に関してはすでにノルウエーがん登録資料あるいはビジェルケ教授(ベルゲン大学)によってがんや心臓血管疾患の疫学的調査(ヤヌスプロジェクト)がかつておこなわれ、それらの研究の際に得られた血液サンプルやデータを利用可能であることも確認した。現地サプミを訪れ、Siv Kvernmo博士をAltaに訪ね、研究への参加と協力を依頼した。今後E.ルンド教授(トロムソ大学疫学)を中心とする研究グループと緊密な連係を取って国際共同研究を展開する方針を立てた。現地Karasjokのみでなく、Kautokeinoおよびフィンランド領にあるInariを実際にたずねて、サーメ人の生活の様子、歴史、自然環境、食物等を調査した。S.トレットリ教授(ノルウエーがん登録資料)からはサーメ人の血清等の試料やデータの提供が得られることとなった(愛知県立がんセンター、田島部長の尽力による)。B.スメスロー教授(トロムソ大学実験病理学)、J.オーレバッケ教授(トロムソ大学薬理学)も研究協力者として薬物代謝酵素活性の測定を担当することとなった。以上のように、厳しい自然に適応した独特な生活様式を持つサーメ人を調査し、食道と胃のがんが多く、大腸、乳腺、前立腺、肺のがんが少ないことを明らかにした。がんの発生や種類と食習慣と宿主(特に遺伝要因)因子を疫学的に解析すれば、急速に増加しつつある脂質関連がんの原因解明と予防法樹立の一助になると思われる。
心不全に対する埋め込み型補助人工心臓による社会復帰を目指した新たな治療法の導入

我が国での末期的心不全への植え込み型補助心臓による社会復帰を目指した最終的治療(Life-Long-Support, LLS)の導入について、循環器内科医を中心に、意識調査とともに、これまで行われていない対象症例の背景について調査を行った。全体でLLSへの関心は高く、導入にも好意的であった。対象となる症例群について、遡りと前向き調査を行いLLSの導入を検討する上で有用な臨床的情報が得られた。初年度は循環器系学会評議員を中心に、わが国の補助人工心臓(LVAS)の現状の理解についてアンケート調査を行うとともに、次年度に予定しているLLS(WASによるライフロングサポート)適応症例の追跡調査参加施設の調査、具体的な調査方法の設定にも着手した。【第1回:LLSに関するアンケート】まず、LVAS治療の現状への理解についてのアンケートは総数585名に送り、297名から回答があった。LVASの種類や適応について一部では理解はされているが、内科系の中では認識が乏しかったが、Destination Therapyについて知っているという回答は75.8%であった。【第2回:遡り調査および、症例追跡調査参加可否について】症例の調査に参加できるとした122施設に、過去3年間でDTとしてLVASが考えられた可能性のある症例について調査を行い、77施設から回答があり、総数123人の患者さんがその適応と考えられる時期があったことが判明した。前向き症例調査の協力を依頼したところ、38施設は参加可能、23施設は現時点では判断できない、という回答があった。【第3回:症例追跡調査】症例追跡調査についての詳細を分担研究者とともに作成し、参加できる施設に送付し、平成22年2月より紙ベースでの症例登録を開始した。【倫理審査】本研究の主任研究者の施設での倫理委員会審査は年度末になって回答があり、基本的な承認を得たが紙ベースの症例登録等は個人情報保護観点から方法を考慮するよう指摘があった。その後、症例追跡調査用のデーターベースの構築を開始し、次年度からWeb-baseで各施設が参加できるよう概略を纏めることができた。また倫理委員会申請書類をこれまで58施設に送付した。以上、本調査研究は計画どおりに予備調査が終了し、次年度より具体的な症例追跡調査が開始できる準備ができた。本年度はLLSの対象となる症例の前向き調査を実施する計画に従って、参加施設での倫理委員会への申請を順次進めてもらった。その結果、昨年度6施設、本年度は新たに16施設が倫理委員会の承認を得て加わった。これまでのところでは、入力された症例は延べ15人となった。登録された症例は、年齢では40歳未満が2例、50-54歳が1例、55-59歳が2例、60-64歳が3例、65-69歳が7例、性別は男性11例、女性4例、疾患では拡張型心筋症が5例、虚血性心筋症が3例、肥大型心筋症が3例、その他2例、不明が2例であった。登録時の心不全重症度では、Intermacs Profileでみると1が2例、2が1例、3が1例、4が5例、5が2例、6が1例、7が1例であった。BNP値では93.6-1384.1pg/mlで、腎機能障害例が33.3%、肝機能障害例が6.7%であった。また、事前アンケート調査で回答のあった32施設からの111例について分析した。その結果、疾患は心筋症が79%、年齢は16-78歳(平均55歳)、VAD装着15%、生存vs死亡では46-62であった。心筋症の内訳ではm拡張型心筋症が54%、虚血性心筋症が19%、その他が6%であった。VAD装着の有無と予後では、VAD+(N=17)での生存と死亡は、44%vs56%で拮抗したが、VAD-(N=89)では生存39%に対し死亡は59%と後者が多い傾向であった。最終年度にあたり、以下の項目について重点的に作業を進めた。(1)前向き調査における倫理委員会承認施設で症例未登録施設へのデーター入力依頼、既にデーターを入力されている施設へのフォローアップデーターの入力依頼、(2)事前アンケート調査(後ろ向き調査)の中で比較的症例数の多い施設への症例の詳細データー送付の依頼、(3)後ろ向きおよび前向き調査での症例の分析、(4)関連文献の収集、および(5)国際的な情報収集とした。過去2年間で実際にデーター入力がされた施設は9施設であったが、症例例数は昨年度までの15例から36例に増加した。さらに年度末に間に合わなかった数施設からの追加が見込まれている。また、データーベース入力において、最終転帰が未入力施設への依頼後、ほぼフォローアップデーターの最終入力が得られた。これでもって、分析に移れる状態となった。

(1)後ろ向き症例のなかでの転帰までの経過のデーターが得られたな症例は52例となり、これらを、年齢(60歳未満と以上)に分け、さらに心不全管理の状況で細分化し、その予後分析を行った。(2)データーのまとめと解析については研究補助員を採用し進めた。(4)心臓移植、植え込み型補助人工心臓、Destination Therapyにおいて国際的にリーダーシップをとっている米国ピッツバーグ大学医学部のKormos教授を訪問し、心臓移植・補助人工心臓病棟での患者管理、DTの現状、等について意見交換と情報収集を行った。また、国内の研究会にも参加し、意見交換を行った。以上、最終年度としてデーター収集を重点とし、加えて海外調査を行い、最終報告書の纏めの準備とした。なお、中間報告としての学会発表、論文発表は前回からの新たな知見として纏めるまで行かず、今年度は出来なかった。
卵胎生魚類グッピーにおける雌の産子調節とその適応的意義

「本研究では」配偶した雄の性的魅力に応じた雌の産子調節について、その適応的意義を卵胎生魚類グッピーを用いて明らかにすることを目的としている。そのため、グッピーの雌雄をペアにして配偶させ、「雄親の性的魅力(雄の燈の体色)」と「雌が産む一腹の子の数や性比」、「それら子の成長や生存、繁殖成功などの適応度成分」の三者の関係を検討した。グッピーでは、雌が配偶者選択で選り好んだ体色が派手な雄と配偶した場合、地味な雄と配偶した場合に比べて、産む子の数が多く、また、産む子の性比が雄に偏っていることが知られている。本研究の結果、雄の体色に対する雌の選り好みが見られない場合、配偶した雄の体色は雌が産む子の数に影響を与えないこと、その時、雄親の体色と子の適応度成分の間にはどのような関係も見られないことが明らかとなった。また、子の性比に関して、雄の体色に対する雌の選り好みが見られない場合、これまでの知見とは逆に、派手な雄と配偶した雌は性比が雌に偏った子を産んでいた。しかし、子の性比と子の適応度の関係について、性比が雌偏りの腹では娘に比べて息子の繁殖成功がより低く、性比が雄偏りの腹では息子の繁殖成功が高いことが明らかとなった。このことから、雄親の性的魅力とは関係なく、偏った性比が一腹全体での矛の繁殖成功の増加という利益を雌親にもたらしていることが示された。以上の結果は、雌の産子調節は雄の特定の形質そのものに対して行なわれているのではなく、その雄形質の魅力としての価値、すなわち雄の実質的な子の適応度への貢献に応じて行なわれている可能性を示唆している。この発見は、これまでの産子調節研究における、調査間での雄の性的形質と雌の産子調節の一貫しない結果に対する理解、あるいは複数の要因に対する複合的な雌の産子調節の理解に貢献するものと期待される。本研究は、卵胎生魚類であるグッピーを用いて、配偶した雄の魅力に応じて雌が産む子の数や性比を調節することの適応的意義を明らかにすることを目的とし、雄親の性的魅力(本実験では雄の体側面にある橙スポット)、雌が産む子の数や性比、息子と娘の適応度、の三者の関係性を検証している。研究計画に従い、現在まで、親世代の配偶実験が終了しており、雄親の性的魅力とその雄と配偶した雌が産んだ子の数や性比との関係性が明らかとなった。解析の結果、雄の性的魅力である橙スポットの面積や鮮やかさは、配偶した雌が産んだ子の数と関連していないことが示された。本種のように、雄の魅力が子の適応度に貢献するような場合、魅力の高い雄と配偶した雌は、子への投資を増やし、数多くの子、あるいは大きな子を産むことが予測されている。しかし、雄親の橙スポット形質は、出生時の子の体サイズとも関係がなかったことと合わせると、本種雌は、配偶した雄の性的魅力に応じて子への投資配分を調節していないことが示唆された。本種において、産子数は、生活史戦略や配偶した雄の数、雌のコンディションなどといった様々な要因と関連していることが知られているが、本結果は、産子数の変動に、配偶した雄の魅力は影響を与えていないという新たな発見を追加した。また、雄親の橙スポットの面積と子の性比の間には有意な負の相関が見られ、橙スポットが小さく、魅力の低い雄と配偶した雌は、性比が娘に偏った子を産むことが明らかとなった。この発見は、魅力的な雄の子は性比が息子に偏るという、性配分の理論や既知の検証例とは真逆の結果である。このことは、繁殖時の環境が異なれば、雄親の魅力が子の性比に与える影響も変化することを示唆しており、雄の魅力に応じた雌の産子調節の適応性の研究に新たな課題を提供するものである。

このことから、雄親の性的魅力とは関係なく、偏った性比が一腹全体での矛の繁殖成功の増加という利益を雌親にもたらしていることが示された。以上の結果は、雌の産子調節は雄の特定の形質そのものに対して行なわれているのではなく、その雄形質の魅力としての価値、すなわち雄の実質的な子の適応度への貢献に応じて行なわれている可能性を示唆している。この発見は、これまでの産子調節研究における、調査間での雄の性的形質と雌の産子調節の一貫しない結果に対する理解、あるいは複数の要因に対する複合的な雌の産子調節の理解に貢献するものと期待される。
国文学と絵画資料の相関関係に関する総合的研究

研究の成果の概要は報告書に具体的に記述するが、その要点は以下の通りである。研究代表者を中心に、古代・中世・近世の時代区分と絵巻・絵本・屏風絵・掛幅・版本といった絵画資料の形態と対応した分担に分けてグループを作り、徹底的に資料の実態、研究の状況、研究文献などの情報収集にあたった。研究材料・研究環境の整備を行った。収集した資料を解読、解析し、分野間の領域を超えて、国文学にとっての絵画資料がもつ意義について共同研究や討議を積み重ねた。版本の挿絵と絵巻や奈良絵本との相関、絵画自体の様式論、絵画が素材や題材とする国文学資料の実態などについて検討した。コンピュータによる画像処理方法・画像と解題研究を結合した目録化の方法について、既存のソフトを応用して、かなりレベルの高いデータを完成することができた。上記を総合して、絵画資料と国文学との関わりについての、具体的成果として、次のものを出版準備中である。『チェスタービ-ティライブラリー所蔵絵巻絵本解題目録』『チェスタービ-ティライブラリーギャラリート-クシリーズ』研究の成果の概要は報告書に具体的に記述するが、その要点は以下の通りである。『チェスタービ-ティライブラリー所蔵絵巻絵本解題目録』『チェスタービ-ティライブラリーギャラリート-クシリーズ』今年度は、絵画資料と国文学との関連について、研究代表者を中心に古代・中世・近世の各分野の専門に応じて、絵巻・絵本・屏風絵・版本の挿絵といった絵画資料の形態とも対応させて共同の研究を進めた。本研究の第一の柱である『室町時代物語大成』の絵画集成の一貫として、逸翁美術館、王舎城美術館、天理大学付属図書館、藤田美術館、陽明文庫等々の資料調査を行い、可能な範囲で収集を行った。宝鏡寺の『ちよのさうし』をはじめ、従来まったく知られていなかった貴重な絵画資料が集まりつつある。ただしまだ外部のビデオ撮影の許可が下りにくいので、ひとまず最も手近な国文学研究資料館所蔵の奈良絵本、絵巻の類を8ミリビデオで撮影し、それを写真化する方法を試みた。ことに細部の図像分析におおいに効果を発揮している。ただ『大成』刊行当時の本の所在が分からなくなっているものも多く、またその後発見された資料もすくなくないので、必ずしも『大成』のみに限定せずにひろく奈良絵本関係を対象に、物語と絵画の相関や画像のパターン分析、画風の展開などについて研究を進めている。当館所蔵のマイクロフィルムの奈良絵本関係資料(版本も含む)のリストアップを行い、およそ全体の傾向はつかめているが、絵画がないテキストも多く、絵画化される本とそうでないものとの差異、あるいは模本の意義があらためて問題になりつつある。模本はマイナスにみられがちだが、より再評価される必要があろう。第二の柱である版本の挿絵についても版本同士の改版などでの挿絵の差異や影響関係はつかみやすいが、典拠についてはまだ充分解明されていない。『伊勢物語』や『源氏物語』など写本の絵巻や絵本が多いテキストから写本と版本の接点をさぐる試みを進めている段階である。本年度も、前年度に引き続き絵画資料と国文学の関わりについて、古代・中世・近世の時代区分、絵巻・絵本・屏風絵・掛幅・版本の挿絵といった絵画資料の形態とも対応させて共同の研究を進め、(1)奈良絵本の絵画様式、物語本文との関係、(2)屏風絵・掛幅・画帖の国文学資料としての意義、(3)版本の改版などの挿絵の位相、(4)版本の挿絵と浮世絵との関係性、(5)参詣曼茶羅や十界曼茶羅図などの様式論、などの研究討議を行った。本研究の柱である『室町時代物語大成』に省略された絵画(挿絵)資料の調査収集も前年に引き続き行い、奈良国立文化財研究所、徳川美術館、東大寺図書館等の調査を実施した。しかし、絵画資料の集成には、大変時間と経費を必要とするもので、短時間に成果を挙げることに困難が予想される。本年度の具体的成果としては、コンピュータによる画像処理方法、画像と解題を結び付けた資料の目録化に一応の見通しが得られ、新しいメディアによる調査、研究、情報公開の方法への基礎を確立した。また、絵画資料の国文学の資料としての有効性に関して、長恨歌抄と長恨歌絵巻を例にあげ、我が国の漢籍の注釈の孕む諸問題について、特に絵画も注釈の一部という観点より検証を行い、絵の形態に注目し、テキストが絵画化されることによって、本文からの逸脱や解釈を生じていることを通史的見地から解明した。抄物の成長過程で見られた付加や逸脱が、絵画の中に於いても、本文に無いものや粉本に存在しない場面として、同様に描かれることは注目されることである。

特に近世初期に於ける版本と鈔本の相互関係について、いくつかの具体的影響関係の事例を指摘することが出来た。前年度に引続き、研究代表者を中心に、古代・中世・近世の時代区分と絵巻・絵本・屏風絵・掛軸・版本といった絵画資料の形態とに対応した分担グループを組織し、徹底的に資料の実態、研究の状況、研究文献などの情報収集にあたった。研究材料・研究環境の整備を行った。収集した資料を解読、解析し、分野間の領域を超えて、国文学にとっての絵画資料がもつ意義について共同研究や討議を積み重ねた。版本の挿絵と絵巻や奈良絵本との相関、絵画自体の様式論、絵画が素材や題材とする国文学資料の実態などについて検討した。コンピューターによる画像処理方法・画像と解題研究を結合した目録化の方法につて、既存のソフトを応用して、かなりレベルの高いデータを完成することができた。上記を総合して、絵画資料と国文学との関わりについての、具体的成果として、次のものを出版準備中である。『チェスタービ-ティライブラリーギャラリート-クシリーズ』(Gallery talk series the CBL Japanese illustrated books)
偏微分方程式による一元的幾何学的特徴評価を基軸とした一気通貫型最適設計製造法

本研究では,製造工程及び組立工程から要求される様々な幾何学的条件に対する統一的な数理モデルを構築する.さらには,その数理モデルとトポロジー最適化法に基づき,製造工程及び組立工程を考慮した一気通貫型の最適形状創成設計製造法を構築する.このような方法論が構築できれば,製品の最適な形状の創成設計だけではなく,製造工程等の適切な選択も可能となるため,製造及び組立工程をも含めた一気通貫型の最適設計製造システムを構築できる.本研究では,製造工程及び組立工程から要求される様々な幾何学的条件に対する統一的な数理モデルを構築する.さらには,その数理モデルとトポロジー最適化法に基づき,製造工程及び組立工程を考慮した一気通貫型の最適形状創成設計製造法を構築する.このような方法論が構築できれば,製品の最適な形状の創成設計だけではなく,製造工程等の適切な選択も可能となるため,製造及び組立工程をも含めた一気通貫型の最適設計製造システムを構築できる.
サイバースペースが中学生の自我に与える影響についての分析

本研究の目的は、現代の学校教育システムが機能麻痺をきたしている原因を、ポストモダン社会における人間観の変化に求め、その理論的、実証的検討を行うことである。以下では、年度を追って、研究の概要を報告する。1)平成12年度より開始した理論研究では、とりわけアメリカにおけるポストヒューマン研究の動向をレビューし、理論的に整理することをほぼ完成させた。2)平成13年度からは、わが国の青年期概念と現代のサイバースペースにおける自我の在り方のズレについて、歴史的、事例的検証を行った。そこでは、もはや、近代の青年期概念が通用しない、子どもたちの様々な行動様式が浮き彫りになった。3)平成14年度の目的は、近代的概念では理解できない子どもたちの行動様式を説明する枠組みを模索することであった。結果としては、MPD(Multi-Personality Disorder)と呼ばれる多重人格的な自我の在り方が、サイバースペースを環境として成長する子どもたちに常態的に見られることが明らかになった。これらの研究を通じて、今後、教育システムは、一人の子どもに一つの人格、人格の統合、といった近代的規範によって支えられなくなる可能性が高いことがわかった。つまり、ポストヒューマンにはポストヒューマンエデュケーションが必要になるのである。今後の課題としては、この期間の研究を通じて収集した、様々なインタビューデータ、教師への聞き取りデータ分析が途上であり、これらを通じて、さらに、青年期の自我の内面分析に入っていくことがのこされた。本年度の目的は、サイバースペースにおけるコミュニケーションが拡大する現代社会における、人間の自我変容に関する理論的レビューを行い、そこですでに共有されている知見と未確定の問題を整理することであった。理論的整理は、主に、アメリカ、イギリス、日本における社会学、教育学、心理学の領域の先行研究を渉猟することから始めた。この際、イギリスではBritish Library InsideWebの検索を使った。また、国立国会図書館データ検索室において、おもにアメリカの社会科学全般の論文検索データをすべて検索した。そこから、サイバースペースの自我に対する影響力については、二つの評価があることが明らかになった。一つは、サイバースペース上のコミュニケーションは、物理空間上のそれと変わらず、むしろ、物理的空間世界にもう一つの世界が加わることによって、人々は二つの帰属世界をもつことで豊かな心理状態(role rich)を得ているという評価である。もう一つは、ネオラダイトと呼ばれる、サイバースペース罪悪論である。これは、ある意味では近代社会がその初期に経験したテクノロジーに対する拒否反応が色濃く現れたものである。いずれにせよ、本年度の理論的整理では、サイバースペースをユートピア視する立場からネオラダイトまでが、その価値スタンスによってクリアに分類できたことは、大きな前進であった。しかしながら、これらのサイバースペース言説は、ほとんどが実証的分析に基づいてはいない。そこで、本研究は、サイバースペース上のコミュニケーションが、自我、人間関係にいかなる変化をもたらすのかという次の分析へと進んでくことの重要性がが確認された。本年度の研究は、サイバースペースにおける青年期初期の自我構造がいかなる影響を受け、青年のアイデンティティ形成にどのような変容をもたらしているのかを、理論的分析から実証的分析へと進めることを目的としている。理論的分析の総括として、ポスト・ヒューマンという新しい概念を導入することにより、近代社会が作り上げてきた、統一された自我をもった人間、という人間観が、現代の高度情報社会、ネットワーク社会では崩れつつあるという結論が出された。この成果については、第50回中部教育学会(平成13年6月:富山大学)で「人間観の再構築(ディス・コンストラクション)」と題して発表した。理論研究の総括を基に、中学生の情報機器へのアクセス状況、メール会話の実態などについて、個別にインタビューを重ね、メール会話内容を収集した。この予備的調査から明らかになったのは、質問紙調査によって多くのサンプルを収集するタイプの分析より、むしろ、個別のデプスインタビュー、追跡調査などのような質的データ調査が、本研究テーマには適しているということである。したがって、次の課題として、中学生に対する定点観測的な調査を次年度に実施する必要があると考えられる。

本年度の研究は、サイバー・スペースにおける青年期初期の自我構造がいかなる影響を受け、青年のアイデンティティ形成にどのような変容をもたらしているのかを、論理的分析から実証的分析へと進めることを目的としている。さらに、そうした自我変容が我が国の中等教育システムに与える影響について、政策論も含めて検討することを目指すものである。この一連の分折から得られた知見として、近代社会が作り上げてきた、統一された自我をもった人間観が、現代の高度情報社会、ネットワーク社会では崩れつつあるという結論が出された。さらに、ポスト・ヒューマンという概念は、現在我が国の中等教育が抱えている様々な問題現象(いじめ・不登校・既判力低下)をごく自然な状態として受け入れてしまうということが解った。もし、それを認めるなら、我が国の学校教育は、ポスト・ヒューマンに合わせたシステムに根本的改革を迫られるだろう。逆に、ポスト・ヒューマンという概念を否定するなら、教育を通じて近代的人間観を回復する作業が必要になることが明らかになった。中学校現場で教師たちが抱かえている悩み(統制から抜け落ちる子どもたちは)は、ポスト・ヒューマンという概念を理解することで、かなり分かりやすい行動様式になるだろう。その意味では、今後、この研究は生徒理解のみならず、中等学校現場での教師にとっても有効な生徒理解枠組みを提供してくれるものと考えられる。とはいえ、まだ、実証データはほとんど収集できていない。その点のデータ収集蓄積がなされれば、教育学基礎理論まで含めた再構築が期特できる。
微粒子プラズマの電磁場との相互作用と素過程の研究

ボート法によって生成したアルミニウム微粒子に紫外線を照射して作った微粒子プラズマの密度並びに密度分布をHe-Neレーザー光の散乱強度によって精度良く測定できるようになった。更に、この微粒子プラズマのビームを静電場・静磁場中を通過させ、ビームの分裂と偏れの大きさによって微粒子の帯電量と帯電量の分布を正確に求めることができた。この微粒子プラズマを用いて、土星等の外惑星に見られるリング形成の謎を探るシミュレーション実験を行った。、微粒子プラズマ中に小さな永久磁石を埋め込んだミニチュア球を置き、それを回転させる実験を行った。単極誘導によって発生した電場によって微粒子プラズマが綺麗なリングが球の周りに形成されることが確認できた。このリングが形成される条件は、シミュレーション計算によって得られた結果と良い一致が見られた。この成果は2nd International Conference on the Physics of Dusty Plasmas、ポルトガルのファロで行われたTopical Conference、及び、アメリカサンタフェでの8th Workshop on the Physics of Dusty Plasmasにおいて発表し、大きな反響を得た。さらに、微粒子プラズマの帯電量をリアルタイムでの測定を目指したポールトラップ・ペニングトラップを製作し基礎実験を行ない帯電油滴をトラップすることに成功し、その帯電量を求めることができた。微粒子の帯電過程を調べる目的で、紫外線照射したガラス微粒子の帯電量と、粒子径・材質依存性を調べる実験と高周波放電によるプラズマとの相互作用による帯電過程、粒子径・材質依存性についても研究し成果を上げられるようになった。さらに、散乱光強度の角度依存性を用いて微粒子径をリアルタイムで測定する実験では実用化の目途がつけられる成果が得られた。ボート法によって生成したアルミニウム微粒子に紫外線を照射することによって微粒子プラズマを作った。この微粒子プラズマの基礎パラメーターである密度と微粒子の荷電量の測定法を開発し、精度良く測定できる技術が確立できた。プラズマ密度はHe-Neレーザー光の透過光量の減衰量から平均密度を、レーザー光の散乱光強度分布から密度分布を測定できるようになった。微粒子の荷電量のリアルタイム測定は微粒子プラズマビームを静電場、あるいは、静磁場中を通過させ、そのビームの分裂量から荷電量を測定できるようにした。これらの成果の一部はJ.Quant.Radiat.Spectrosc.Transferで発表した。さらに、質量分析器に用いられている方法を応用した新しい測定法の開発を試みている。微粒子プラズマの重要な基礎パラメーターの1つである粒子径をリアルタイムで測定するための光学的方法を開発・実験中である。この測定法の結果は次年度中には実験成果が発表できる予定である。以上の研究が進めば、微粒子プラズマの基礎パラメーターである、粒子径・帯電量・密度の測定方法が確立できる。土星などの外惑星にリングの存在が知られているが、リングがどのようにして形成されたかを調べるシミュレーション実験を行っている。紫外線照射によって生成された2成分微粒子プラズマ中で双極子を埋め込んだ模擬惑星を回転させることで微粒子プラズマのリングが形成されることが確認された。この実験結果については2nd International Conference on the Physics ofDusty Plasmasで報告する予定である。微粒子プラズマの素過程のなかで、粒子の帯電過程は重要である。帯電に大きな役割を果たす、紫外線による帯電機構と気体プラズマとの相互作用による帯電機構の2つについて研究する目的で、この研究費で購入した高周波電源を用いた専用の装置を製作し、実験中である。微粒子プラズマ中に小さな永久磁石を埋め込んだミニチュア球を置き、それを回転させる実験を行った。

単極誘導によって発生した電場によって微粒子プラズマが綺麗なリング球の周りに形成されることが確認できた。このリングの形成される条件は、シミュレーション計算によって得られた結果と良い一致が見られた。この成果は2nd International Conference on the Physics of Dusty Plasmas、及び、ポルトガルのファロで行われたTopical Conferenceにおいて発表し、大きな反響を得た。微粒子プラズマの帯電量をリアルタイムでの測定を目指したポールトラップ・ペニングトラップを製作し基礎実験を行っている。帯電油滴をトラップすることに成功し、、その帯電量を求めることができるようになった。また、微粒子の帯電過程を調べる目的で、紫外線照射したガラス微粒子の帯電量と、粒子径・材質依存性を調べる実験と高周波放電によるプラズマとの相互作用による帯電過程、粒子径・材質依存性についても研究している。ボート法によって生成したアルミニウム微粒子に紫外線を照射して作った微粒子プラズマの密度並びに密度分布をHe-Neレーザー光の散乱強度によって精度良く測定できるようになった。更に、この微粒子プラズマのビームを静電場・静磁場中を通過させ、ビームの分裂と偏れの大きさによって微粒子の帯電量と帯電量の分布を正確に求めることができた。この微粒子プラズマを用いて、土星等の外惑星に見られるリング形成の謎を探るシミュレーション実験を行った。微粒子プラズマ中に小さな永久磁石を埋め込んだミニチュア球を置き、それを回転させる実験を行った。単極誘導によって発生した電場によって微粒子プラズマが綺麗なリングが球の周りに形成されることが確認できた。このリングが形成される条注は、シミュレーション計算によって得られた結果と良い一致が見られた。この成果は2nd International Conference on the Physics of Dusty Plasmas、ポルトガルのファロで行われたTopical Conference、及び、アメリカサンタフェでの8th Workshop on the Physics of Dusty Plasmasにおいて発表し、大きな反響を得た。さらに、微粒子プラズマの帯電量をリアルタイムでの測定を目指したポールトラップ・ペニングトラップを製作し基礎実験を行ない帯電油滴をトラップすることに成功し、その帯電量を求めることができた。
ヘリカルナノシリカを原料とする一次元秩序制御を必要としない透明複屈折材料の創成

「光」を情報・エネルギー源として利用することを目的とする光エレクトロニクス分野において、光の位相制御を担う透明複屈折材料は、最も重要な光学材料の一つである。既存の透明複屈折材料は、原子や分子の一次元秩序配列(異方性)により複屈折特性を発現させており、観測角度によって複屈折特性は大きく異なるため、位置や角度を精密に調節しなければ目的の複屈折特性を得られないという課題がある。本研究では、キラリティ(局所的な異方性)を有するヘリカルナノシリカを、等方的に分散し低温融着させることにより、角度依存性なく複屈折特性を示すシリカガラスを作製する。