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環太平洋地域における解雇法制と解雇紛争解決制度の実態解明－中小企業とビジネス文化

本研究は、修正版OECD雇用規制指標の策定やビジネス文化との相関分析などの「新たな手法」を開発することにより、日本および環太平洋地域11ヶ国の解雇法制、解雇紛争解決制度の国際比較を行い、中小企業経営者の視点に則して実態を解明することなどを主目的としている。研究計画としては、全体を3つの段階に区分し、初年度2018年度は、第1段階の作業として、雇用規制や紛争解決制度に関するOECDの「雇用規制指標データベース」、国際労働財団の「アジア労働法データベース」などの文献調査を行い、2019年度以降において、第2、第3段階の作業として、個別紛争事例の収集等の海外ヒアリング調査のほか、雇用紛争発生件数の推計、修正版OECD雇用指標・雇用紛争解決制度整備指数の策定、典型標準事例によるシミュレーションの実施、およびとりまとめ等の作業を実施することを予定していた。2018年度の実績としては、第1段階の作業がほぼ完了し、第2、第3段階の作業として想定していた雇用紛争発生件数の推計、修正版OECD雇用指標と雇用紛争解決制度整備指数の策定、典型標準事例によるシミュレーションについても、海外ヒアリング調査のための事前準備として仮の推計作業等を実施した。その成果については、中間報告書「中小企業の視点による日中印韓および東南アジア5ヶ国のビジネス文化と解雇法制比較ーOECD雇用指標と典型標準事例による分析」として今5月に取り纏めを行い冊子として関係者に配布したほか、内容の一部を環太平洋大学紀要(2019年度前期号)に投稿掲載することとなった。具体的研究成果として、1日本は、マレーシア、韓国などと同じ中規制国に該当し、2アジア8ヶ国は、日本と同様に雇用紛争が少ない地域であり、3その要因として失業率の低さのほか、ビジネス文化面の特性(高コンテキスト、権威志向)が指摘できることが明らかとなった。研究初年度の2018年度は、第1段階の作業として、雇用規制や紛争解決制度に関するOECDの「雇用規制指標データベース」、国際労働財団の「アジア労働法データベース」などの文献調査を行うことを想定していた。2018年度の実績としては、第1段階の作業がほぼ完了したほか、第2、第3段階の作業として想定していた雇用紛争発生件数の推計、修正版OECD雇用指標と雇用紛争解決制度整備指数の策定、典型標準事例によるシミュレーションについても、海外ヒアリング調査のための事前準備として仮の推計作業等を実施した。これらの成果については、前述の様に中間報告書として取りまとめ冊子を作製配布した。他方、研究対象国については、当初、日本および環太平洋地域11ヶ国を想定していたが、予算枠が申請時の500万円から350万円に減額されたことなどから、日中印韓および東南アジア5ヶ国の計9ヶ国に範囲を絞り実施することとし、今後の研究の推移進捗、他の予算の獲得状況などをみつつ対象範囲を拡大することとした。なお、本研究においては、2019年1月に予算の前倒し交付を受け、海外ヒアリング調査(当初計画では2019年度実施予定)を2019年3月に繰り上げ実施する計画であったが、ヒアリング先との日程調整の都合、および、前述の雇用紛争発生件数の推計等の事前準備作業に想定外の工数を取られたことから、調査日程を2019年8月以降に延期せざるを得ないこととなった。2019年度については、前述の2018年度における成果を踏まえて、当初計画に従い第2段階の作業として予定している海外ヒアリング調査に重点を置いた研究を実施する。具体的には、個別紛争事例の収集、およびビジネス文化との相関関係の定性的検証などを主目的として、検討対象国9ヶ国について、各国の日系弁護士事務所のほか日系企業進出先等のヒアリング調査を実施する。その成果を基に、現在、仮作業の状態となっている雇用紛争発生件数の推計、修正版OECD雇用指標・雇用紛争解決制度整備指数の確定、典型標準事例によるシミュレーションの見直し作業を実施する。さらに、研究作業の推移をみて、時間的な余裕が生じた場合には、検討対象範囲を「解雇法制」に加えて、「倒産法制」に関する国際比較へも拡大し、ビジネス文化と倒産法制の相関関係について分析を拡大することも検討する。

具体的研究成果として、1日本は、マレーシア、韓国などと同じ中規制国に該当し、2アジア8ヶ国は、日本と同様に雇用紛争が少ない地域であり、3その要因として失業率の低さのほか、ビジネス文化面の特性(高コンテキスト、権威志向)が指摘できることが明らかとなった。研究初年度の2018年度は、第1段階の作業として、雇用規制や紛争解決制度に関するOECDの「雇用規制指標データベース」、国際労働財団の「アジア労働法データベース」などの文献調査を行うことを想定していた。2018年度の実績としては、第1段階の作業がほぼ完了したほか、第2、第3段階の作業として想定していた雇用紛争発生件数の推計、修正版OECD雇用指標と雇用紛争解決制度整備指数の策定、典型標準事例によるシミュレーションについても、海外ヒアリング調査のための事前準備として仮の推計作業等を実施した。これらの成果については、前述の様に中間報告書として取りまとめ冊子を作製配布した。他方、研究対象国については、当初、日本および環太平洋地域11ヶ国を想定していたが、予算枠が申請時の500万円から350万円に減額されたことなどから、日中印韓および東南アジア5ヶ国の計9ヶ国に範囲を絞り実施することとし、今後の研究の推移進捗、他の予算の獲得状況などをみつつ対象範囲を拡大することとした。なお、本研究においては、2019年1月に予算の前倒し交付を受け、海外ヒアリング調査(当初計画では2019年度実施予定)を2019年3月に繰り上げ実施する計画であったが、ヒアリング先との日程調整の都合、および、前述の雇用紛争発生件数の推計等の事前準備作業に想定外の工数を取られたことから、調査日程を2019年8月以降に延期せざるを得ないこととなった。2019年度については、前述の2018年度における成果を踏まえて、当初計画に従い第2段階の作業として予定している海外ヒアリング調査に重点を置いた研究を実施する。具体的には、個別紛争事例の収集、およびビジネス文化との相関関係の定性的検証などを主目的として、検討対象国9ヶ国について、各国の日系弁護士事務所のほか日系企業進出先等のヒアリング調査を実施する。その成果を基に、現在、仮作業の状態となっている雇用紛争発生件数の推計、修正版OECD雇用指標・雇用紛争解決制度整備指数の確定、典型標準事例によるシミュレーションの見直し作業を実施する。さらに、研究作業の推移をみて、時間的な余裕が生じた場合には、検討対象範囲を「解雇法制」に加えて、「倒産法制」に関する国際比較へも拡大し、ビジネス文化と倒産法制の相関関係について分析を拡大することも検討する。「現在までの進捗状況」に記したように、2019年1月に予算の繰り上げ交付を受け、海外ヒアリング調査を2019年3月に実施する計画であったが、ヒアリング先との日程調整の都合、および、前述の雇用紛争発生件数の推計等の事前準備作業に想定外の工数を取られたことから、調査日程を2019年8月以降に延期せざるを得ないこととなった。このため、2019年度に繰り上げ交付を受けた予算のうち相当額が未使用となったことから、次年度使用額が発生したものである。同未使用繰り越し分については、2019年度中に海外ヒアリング調査を実施する予定であり、年度内に使用する予定である。
大腸菌耐熱性下痢原因毒素Iのプロ領域の機能と構成アミノ酸

大腸菌耐熱性下痢原因毒素I(STI)は、菌体外に積極的に分泌されるペプチドである。本毒素は72個のアミノ酸からなる前駆体として生合成され、その構造はプレ領域,プロ領域および成熱STI領域の3領域から構成されている。これまでの研究により、プロ領域の存在が本毒素の効率の良い内膜通過を惹起すること,プロ領域中の保存アミノ酸部位,特に29位から31位に存在する荷電性アミノ酸部位が本機能の発現に寄与すること,STIの活性構造構築に必要な分子内ジスルフィド結合は、大腸菌ペリプラスム中に局在するDsbA酵素によって触媒されることを明らかにした。本年度は、STI分子内ジスルフィド結合形成についてさらに詳細に検討し、以下の成績を得た。1.プロ領域の39位に存在するシステイン残基を部位特異的に種々のアミノ酸に置換した。得られたミュータントでは、いずれもDsbA酵素が機能しなかった。このことは、DsbAの作用に39位のシステイン残基が必要であることを示している。またこれらのミュータントでは、培地中に分泌される毒素分子のプロセッシングの位置が変化した。従って、39位のシステイン残基は毒素前駆体の正常なプロセッシングに対しても重要な残基であることがわかった。2.STI遺伝子を発現したDsbA欠損株の培養上清中に、精製DsbAを加えるとST活性の上昇が認められた。さらにこの培養上清中から単離した毒素分子は、正規のプロセッシング部位で切断を受けた成熟領域のみで構成されていた。以上の結果より、STIの外膜通過は適切なプロセッシングが生じることにより引き起こされ、分子内のジスルフィド結合形成とは非依存的な過程であることが明らかとなった。
生体膜モデルの流動性制御による細胞応答の制御

本研究では細胞工学用途をめざして、脂質を生成分とする生体膜モデルを調製し、細胞との相互作用を解析、さらには制御することを追求した。特に生体膜モデルの運動性(流動性)が細胞応答に及ぼす影響に力点をおいた解析を行なった。細胞としては、性質が比較的一定であり再現性の良い株化細胞であるL-細胞(マウス結合組織由来)と、免疫細胞であるリンパ球を選び、初期接着現象の評価を通じて細胞応答を解析した。生成膜モデルの生成分としては、最も一般的なリン脂質であるホスファチジルコリン誘導体を選び、疎水基をパルミトイル基(【C_(16)】以下DPPCと略),ミリストイル基(【C_(14)】以下DMPCと略)とすることにより脂質膜の流動性を変化させた。まず37°Cで【C_(16)】系のDPPCは結晶状態,DMPCは液晶状態にあり脂質配向膜の運動性は大きく異なっていることが判明した。次に線維芽細胞であるL-細胞の初期接着性は、血清の有無によらずDPPC膜においては高く、DMPC膜においては低かった。即ちL-細胞はホスファチジルコリンを極性基とする脂質配向膜の固さを識別して接着したことになる。この接着機構について検討を加えた結果、細胞膜表層のたんぱく質及び【Ca^(2+)】,細胞内骨格(ミクロチュブール等),エネルギー代謝過程等々が関与する極めて能動的なものであり、通常の合成高分子基質に対する特異性の低い受動的なものとは明確に異なることが判明した。たいへん興味深いことには、免疫担当細胞であるリンパ球(ラットリンパ節由来)に関しては、この膜の運動性の識別現象はまったく見られず、DPPC,DMPCいずれに対しても高い接着率を示し前述の細胞の能動的な接着機序もほとんど観察されなかった。
卵形成から個体形成過程における翻訳の実態と役割の解明

本研究は、卵形成と初期発生を進行させる翻訳制御機構の解明を目指すものである。昨年度までに卵母細胞の成熟と初期発生に重要なmos, cyclin B1, dazl, pou2 mRNAの制御機構を解明した。本年度はRNA結合タンパク質の変化と翻訳制御の関係について詳細に解析した。Pumilio1タンパク質は、酵母からヒトまで高度に保存された配列特異的RNA結合タンパク質である。ツメガエル、ゼブラフィッシュ、マウス卵母細胞において、Pumilio1はcyclin B1 mRNAに特異的に結合し、その翻訳時期を制御するとされてきた。しかし、Pumilio1がどのように標的mRNAの翻訳を制御するのか、そのメカニズムは全くわかっていない。我々は、ゼブラフィッシュ卵母細胞においてPumilio1が複数部位でリン酸化を受けることを示した。詳細なタイムコースの解析から、リン酸化が起こる時期は標的mRNAの翻訳が開始される約60分前であることを明らかにした。我々はアクチン繊維の脱重合によってcyclin B1 mRNAの顆粒構造が消失し、これがmRNAの翻訳時期を早めることを示してきた。アクチン繊維の脱重合はPumilio1のリン酸化を促すとともに、cyclin B1 mRNAのpoly(A)鎖の伸長をもたらした。反対に、RNA結合領域を欠損したPumilio1の発現は、内在のPumilio1のリン酸化とcyclin B1 mRNAの翻訳を阻害した。これらの結果は、Pumilio1のリン酸化が標的mRNAの翻訳促進に重要であることを示唆する。本研究は、卵形成と発生の進行に重要なmRNAの翻訳制御機構の解明を目的とする。特に、卵形成過程において明らかとなってきたRNA顆粒形成を介した制御機構の実態を見いだすこと、卵形成と受精後の翻訳制御機構における共通点と相違点を見いだすことを目指している。本年度は、卵母細胞に蓄積され、卵が成熟する過程(卵成熟)において翻訳されるcyclin B1とmos mRNAの制御機構について解析を行った。本研究によって、1) mos mRNAはcyclin B1 mRNAと同様にRNA顆粒を形成し、ゼブラフィッシュ卵母細胞の動物極細胞質に局在する、2)しかし、これらmRNAは異なる顆粒を形成する、3)さらに、その分布様式が異なることが明らかとなった。ショ糖密度勾配遠心法によってこれらRNA顆粒を分画した結果、4)いずれも非常に密度の高い画分に回収されるものの、mosと比較しcyclin B1のRNA顆粒はより高密度の画分に多く存在することが明らかとなった。以上の結果は、mosとcyclin B1が異なる巨大分子複合体を形成することを示唆する。さらに、RNA顆粒の変化を詳細に解析した結果、5) cyclin B1のRNA顆粒は卵核胞崩壊(GVBD)までの特定の時期に急激にその数を減少させるのに対し、mosのRNA顆粒はそれより早い時期に徐々にその数を減少させること、6)それぞれのmRNAのpoly(A)鎖の伸長が顆粒消失の時期と一致することが明らかとなった。また、7) cyclin B1のRNA顆粒消失はアクチン繊維の脱重合に依存するのに対し、mosのRNA顆粒は大部分がアクチン繊維に関係なく消失した。以上の結果から、RNA顆粒毎に異なる制御機構が存在し、これが卵形成過程における時期特異的な翻訳を実現すると考えられる。本研究では現在までに、翻訳時期が異なるmRNAがそれぞれに顆粒状構造を形成し、細胞質における異なる制御を受けることを見いだした。これらの発見は、翻訳制御機構の分野に全く新たな知見をもたらすもので、本研究の目的の1つであるRNA顆粒形成を介した制御機構の実態に大きく迫ることが出来たと評価する。さらに、これらの成果をすでに国際誌に発表しており(Horie and Kotani, 2016)、当初の計画より迅速に研究が進展している。昨年度までに卵母細胞の成熟に重要なcyclin B1 mRNAとmos mRNAの制御機構を解明した。本年度では新たにdazl mRNAとpou2 mRNAの制御機構を解析した。dazl mRNAはゼブラフィッシュ卵母細胞の植物極に局在し、受精後に翻訳されることで生殖細胞形成に重要な役割を果たすと考えられる。本研究において、ゼブラフィッシュ・マウスの卵巣で二種類のmRNAを同時に高感度・高解像度で検出する技術を確立し、dazlとcyclin B1 mRNAが異なる顆粒構造を形成し、局在することが明らかとなった。具体的には、ゼブラフィッシュ卵母細胞でcyclin B1 mRNAは動物極細胞質に、dazl mRNAは植物極細胞質に顆粒構造として局在し、一方、マウス卵母細胞ではCyclin B1とDazl mRNAは卵細胞質全体で異なる顆粒構造として分布した。これは、種を超えて保存される現象(顆粒の形成)と種によって異なる現象(異なる領域への局在と同じ領域における局在)を明らかにしたもので、それぞれの生物種におけるDazl蛋白質の働きの違いを反映していると考察される。pou2 mRNAはゼブラフィッシュ卵母細胞の動物極に局在し、受精後に翻訳されることで細胞の分化と背腹軸の形成に重要な役割を果たす。ゼブラフィッシュ卵母細胞で、cyclin B1とpou2 mRNAはどちらも同じ動物極細胞質で顆粒構造をとり分布するものの、これらmRNAは異なる顆粒として存在することが明らかとなった。さらに、cyclin B1 RNA顆粒が卵の成熟に伴い消失したのに対し、pou2 RNA顆粒は成熟卵においても維持された。

これは、2種類の顆粒が異なる制御を受け、それぞれに重要な役割を果たすことを示唆する。本研究は、卵形成と初期発生における翻訳制御機構の共通点と相違点を見いだすことを目的とする。昨年度までに、卵形成におけるcyclin B1 mRNAとmos mRNAの制御機構の共通点、相違点を明らかにした。本年度は、受精後に翻訳が活性化するdazl mRNAとpou2 mRNAの制御機構を解析し、これらmRNAがcyclin B1, mos mRNAと同様に顆粒構造を形成することを明らかにした。しかし、その局在と顆粒構造の消失時期は卵形成過程で働くmRNAと異なっており、独自の制御を受けることが示された。一方で、初期発生における翻訳の活性化はpoly(A)鎖の伸長を伴うことが示された。これは卵形成と同様の制御によって翻訳が活性化されることを示唆する。dazl mRNAとcyclin B1 mRNAの制御機構を解析した研究はすでに論文として公表しており(Takei et al., 2018)、以上の理由から上記の評価となった。本研究は、卵形成と初期発生を進行させる翻訳制御機構の解明を目指すものである。昨年度までに卵母細胞の成熟と初期発生に重要なmos, cyclin B1, dazl, pou2 mRNAの制御機構を解明した。本年度はRNA結合タンパク質の変化と翻訳制御の関係について詳細に解析した。Pumilio1タンパク質は、酵母からヒトまで高度に保存された配列特異的RNA結合タンパク質である。ツメガエル、ゼブラフィッシュ、マウス卵母細胞において、Pumilio1はcyclin B1 mRNAに特異的に結合し、その翻訳時期を制御するとされてきた。しかし、Pumilio1がどのように標的mRNAの翻訳を制御するのか、そのメカニズムは全くわかっていない。我々は、ゼブラフィッシュ卵母細胞においてPumilio1が複数部位でリン酸化を受けることを示した。詳細なタイムコースの解析から、リン酸化が起こる時期は標的mRNAの翻訳が開始される約60分前であることを明らかにした。我々はアクチン繊維の脱重合によってcyclin B1 mRNAの顆粒構造が消失し、これがmRNAの翻訳時期を早めることを示してきた。アクチン繊維の脱重合はPumilio1のリン酸化を促すとともに、cyclin B1 mRNAのpoly(A)鎖の伸長をもたらした。反対に、RNA結合領域を欠損したPumilio1の発現は、内在のPumilio1のリン酸化とcyclin B1 mRNAの翻訳を阻害した。これらの結果は、Pumilio1のリン酸化が標的mRNAの翻訳促進に重要であることを示唆する。本研究では、卵形成過程と発生過程における翻訳制御機構の共通点と相違点を見いだすことも目的とする。今後、受精後の卵割期に活発に翻訳されるpou2 mRNAの翻訳制御機構、および胚の背腹軸形成に重要なwnt8a mRNAの翻訳制御機構について、その翻訳時期の特定、生物学的意義、翻訳制御機構の解明を目指す。
キャピラリー高速液体クロマトグラフィーによる各種向精神薬の一斉分析

本年度は、我が国で使用されている向精神薬のうち使用頻度の高いペンゾジアゼピン系薬物およびフェノチアジン系薬物について一斉に分析する条件の検討を行った。本研究で用いたキャピラリー高速液体クロマトグラフィー(HPLC)は、最大500μlまで注入可能なカラムスイッチング装置も付属されており、多種類を分離よく高感度に分析することができた。濃縮過程にはODS-UG-15/30(0.5×15mm)、分析過程では300 ODS-HG-5(0.3×250mm)を用い、0.1M酢酸アンモニウム緩衝液-アセトニトリルのグラジエント溶離で分析を行った。検出にはUV検出で行い、吸収波長を254nmとした。各々の薬物のクロマトグラムはシャープなピークを示し、良好な直線性と再現性が得られた。ヒト血清からの薬物の抽出には削年度の研究結果をふまえ、C8固相抽出用力ラム(ポンドエルート)を用いた。その結果、従来の方法に比べ、夾雑ピークの少ないものとなった。また、各薬物の回収率は80%以上と極めて良好であった。検出限界はいずれも10ng以下であり、本システムの分析は治療レベルでも可能であることが示唆された。本システムは試料の全量をスプリットすることなく質量分析器(MS)に導入できる。今後、本研究の結果をいかし、キャピラリーHPLCとMSとを接続したシステムを用いて高感度微量分析を行う予定である。本年度は,我が国で使用されている向精神薬のうち、ガスクロマトグラフィーによる分析に適さないか、又は使用頻度の高いベンゾジアゼピン系薬物10種類、フェノチアジン系薬物6種類及び三環系抗うつ薬5種類についてキャピラリー高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による分析条件の検討を行った。キャピラリーHPLCによる各薬物のクロマトグラムは、いずれもシャープなピークを示し、検量線は2.5-500ngの範囲で直線性が得られた。検出限界はいずれの薬物も10ng以下であり、治療レベルでの分析が可能であることが示唆された。構造の類似した薬物についても移動相の組成やグラジエント条件を変化させることにより分離が可能となった。ヒト血清からの薬物の抽出には固相抽出法を用いたが、一般に用いられているC18カラムは不純なピークを多数出現するため、キャピラリーHPLCによる分析では適さないことがわかった。そこで、固相抽出条件を詳細に検討したところ、ベンゾジアゼン系薬物及び三環系抗うつ薬についてはC8カラムが、フェノチアジン系薬物についてはC2カラムが適しているとの新知見を得た。ヒト血清からの各薬物の回収率も80%以上と良好な結果が得られた。以上の結果をふまえたうえで、今後、多種類の向精神薬の一斉分析法を確立し、医薬品の中毒の原因究明に役立てたい。
人工椎体・椎間板の基礎的、臨床的研究

人工椎体については死体計測、力学試験、動物実験の結果に基づき人工椎体の試作を行い、耐久性試験、猿による装美実験の結果、安全性と実用性が示され、1例について臨床応用を行った。1.人工椎体の概要。本椎体は2本のシリンダーと回転リング、ワッシャー、スクリューよりなる。長さを連続的に調節でき、頚椎より腰椎まで少ない種類の人工椎体で対応できる。本椎体の伸長機構はリングを回転することで2本のシリンダーが回転せずスライドし全長が伸びるもので、挿入後の伸長も容易である。上下椎体へは椎体の一部であるプレートを骨セメントにて椎体の溝に固定するものであり、手技も容易で固定力に優れている。犬を用いた実験では本固定装置の周辺に良好な骨形性が見られた。カニ食い猿を用いた実験では6カ月を経過してなお継続中であるが固定性良好である。6カ月時点と屠殺した1例では人工1椎体周辺の摩耗粉やイオン溶出は認められなかった。なお、肺癌第2腰椎転移例に対し臨床応用を行い有用性を確認した。2.人工椎間板については初期固定装置としてスクリューを使用したものを作製し、海綿骨に対する最適なスクリュー形状の決定を行なった。引き抜き実験の結果よりピッチ1.8mm、山高さ1.5mmが優れており、AOの海綿骨用スクリューと同形であった。スベーサーの表面加工として金属メッシュによるporous metalを作製し家兎を用いて埋め込み実験を行ないbone ingrowthを得た。同じメッシュによる椎間板を作製し犬椎間板の置換を行なったが、周辺の骨の吸収によりbone ingrowthは得られなかった。bone ingrowthを得るには脊椎の固定が必要と思われ、本装置のスクリュー固定は意義あるものと思われたが、大動物が使用できず、動物実験による証明は行なえなかった。1.人工椎体の概要。1.人工椎体・椎間板の材料選択にあたり,設計・加工に自由度を持たせるため金属を使用することとした.チタン合金,純チタン,コバルト合金, SUS31.6L,ジルコニウムの5種の金属について試験片を作製し,犬大腿骨骨幹部に一定期間包埋した後,引き抜き試験及び金属を包埋したまま薄切し非脱灰標本によるCMR像の観察を行なった.その結果,引き抜き試験については金属間の有意差は無かったが, CMRによる観察では純チタンとチタン合金で金属周辺の骨形成が若干優れていた.2.人工椎体の椎体海綿骨に対する固定法として骨セメント,海綿骨スクリュー,金属スパイク,金属プレードの4種類について万能力学試験機を用いて比較を行なった.その結果骨セメントが最も良好であった.理由として骨セメントは海綿骨の骨梁間のスペースに入り込むために固定に関与する領域が拡大することと接触面全体で海綿骨と噛み合う形となる事が推定された.従って椎体置換術では骨セメントの併用が望ましいと思われる.3.試作人工椎体の高さ調節機構は回転リング,内筒,外筒及び固定リングよりなるものを新たに開発した.回転リングにより内筒・外筒がスライドし伸縮する.伸縮に際し上下の椎体を固定する部分は回転せず,体内に設置状態でも調節容易である.試作品に対し万能力学試験機(荷重制御装置,伸び計を含む)を用いて各種荷重試験を行い変形量の計測を行った.以上の結果より試作した椎体につき犬及び猿による生体装置実験を進行中である.4.人工椎間板に使用する多孔質金属については,既存の物に加えて新たな多孔質形状を加三家兎大腿骨を用いた実験を継続中である.

人工推体のサイズについて、日本人51体の死体脊推の計測に基き決定した。その結果、高さは15mmより55mmが必要であった。人工推体の固定性については昨年度の実験において骨セメントが初期固定に優れていることを明らかにしたが、今回はさらに骨に作製した溝に表面加工したプレートを骨セメントにて固定する方法が力学的にも、母床作製上の手技においても優れている事が明らかとなった。本固定法に対する生体内の反応については犬の脊推を用いて装着実験を行なった。その結果、術後4週より垂直荷重を受ける面(推体終板部付近)と推体前部に旺盛な骨組織の新生が見られ、その傾向は術後16週まで存在した。カニ食い猿を用いた実験では術後6ケ月を経過して人工推体周辺の骨硬化がレントゲン像にて確認され、良好な固定性が示唆された。また人工推体周辺の組織に対するチタン合金成分のイオンの溶出は検出されなかった。人工推体の耐久性については腺推用人工推体に対して生理食塩水中において垂直荷重3000Nとねじり共重20Nmをそれぞれ10万回繰り返し負荷し、耐久性試験を行った。その結果、人工推体の破壊は起らず、また生理食塩水中にイオンの溶出のないことも確認された。以上に基づき作製した4種類の人工推体は臨床応用可能であると結論し、肺癌第2腰推転移例に対し、推体置換を施行した。人工推間板についてはporousな表面を持つブロックを作製し、家兎大腿骨と犬椎間板への埋め込み試験を行った。その結果、家兎大腿骨においては骨の侵入が得られたが、犬推間板では骨の侵入は得られず、骨吸収と推体内への沈み込みが見られた。この原因としてブロック挿入部に動きがある事とブロック(チタン合金)の弾性が骨と大きく違うことなどが考えらえた。
金属間化合物とセラミックスの高温変形と破壊機構の比較検討

本年度は、金属間化合物とセラミックスの超塑性変形中の結晶粒成長について調べた。変形中に結晶粒成長が促進される現象は、変形誘起結晶粒成長とよばれ、これまで主として金属材料について多くのデータの蓄積と粒成長促進の機構について解析が進められてきている。金属間化合物については、変形中の結晶粒成長に関する研究報告は少ないものの、金属材料と同様に粒成長が加速されることが見出されている。金属間化合物に関して特徴的なことは、超塑性が生じる変形条件においても、粒界すべりだけでなくかなりの粒内変形が起ることである。粒内での変形に伴なって転位が導入され、このため時には動的再結晶によって変形中に粗大な結晶粒が現れる。金属間化合物の変形誘起結晶粒成長の理解を深めるには、粒界すべりに起因する粒成長の促進と動的再結晶を分離しなければならない。これに対して、セラミックスでは起塑性変形中の粒内変形は無視しうる程度であり、変形中の結晶粒成長速度の増加は、定性的には金属材料と同様に変形誘起粒成長とみなしうるものである。ただし、これまでに報告されている金属材料とは異なり、変形誘起粒成長速度はセラミックスの種類によって大きく異なり、また温度依存性を有している。
Microvesicleを介する骨髄腫細胞と間質細胞の相互作用の解明と臨床応用

多発性骨髄腫の薬剤耐性には骨髄間質細胞との相互作用が重要である(接着耐性)。本研究においては、骨髄腫細胞が産生するcirculating microvesicle(cMV)に着目し、接着耐性における役割を解析した。骨髄腫細胞と間質細胞を共培養し、上清からcMVを分離した。分離したcMVよりRNAを抽出し、microRNAアレイを用いて、含有されるmicroRNAをスクリーニングしたところ、miR-155とmiR-135bが多く含まれていた。それぞれの機能解析を行い、miR-155がプロテアソーム阻害剤の感受性を規定することを見いだした。現在、そのメカニズムに関する詳細な検討を進めている。多発性骨髄腫の薬剤耐性には骨髄間質細胞との接着が重要である(接着耐性)。しかしながら、プロテアソーム阻害剤や接着分子・サイトカインに対する抗体によって接着を阻害しても抗がん剤耐性は完全には解除されない。本研究においては、骨髄腫細胞が産生するcirculating microvesicleに着目し、間質の相互作用とくに薬剤耐性におけるその役割とメカニズムを明らかにする。その上でcirculating microvesicleを治療標的とする方策を考案し、多発性骨髄腫の治療成績を向上させるための新たな分子基盤を提供することを目的とする。Circulating microvesicle(cMV)には大きく分けてexosomeとmicrovesicleの2種類がある。前者が30100 nm、後者が2001000 nmとサイズが異なることから、ショ糖密度勾配遠心法によって別々に分離することが可能である。本研究においては、まず骨髄腫細胞がcMVを産生していることを確かめるため、間質細胞との共培養を行い、培養液をショ糖密度勾配遠心にかけてcMVを分離する。cMVの単離は、電子顕微鏡を用い、サイズと特徴的な形態によって確認する。プロテアソーム阻害剤や抗VLA-4抗体などで接着を解除した状態でのcMV産生を再現するため、培養はBoyden chamberを用いて直接の接着を避けた状態で行う。通常の共培養および骨髄腫と間質細胞それぞれを単独で培養した上清を同様に解析して対照とする。今年度は骨髄腫細胞と間質細胞の直接の接触・接触なしの共培養・骨髄腫単独での培養の3つの条件で培養を行い、それぞれの上清からのcMVの分離システムを確立した。分離したcMVよりRNAを抽出し、RT-PCRアレイを用いて、含有されるmicroRNAをスクリーニングした。その結果、骨髄腫由来のcMVにはmiR-155とmiR-135bが多く含まれていることが明らかとなった。本研究においては、骨髄腫細胞が産生するcirculating microvesicle(cMV)に着目し、間質の相互作用とくに薬剤耐性におけるその役割とメカニズムを明らかにする。その上でcirc ulatingmicrovesicleを治療標的とする方策を考案し、多発性骨髄腫の治療成績を向上させるための新たな分子基盤を提供することを目的とした。骨髄腫細胞と間質細胞の直接の接触・接触なしの共培養・骨髄腫単独での培養の3つの条件で培養を行い、それぞれの上清からのcMVの分離システムを確立した。それぞれについて機能解析を行い、miR-155がプロテアソーム阻害剤の感受性を規定することを見いだした。

本研究においては、骨髄腫細胞が産生するcirculating microvesicle(cMV)に着目し、接着耐性における役割を解析した。骨髄腫細胞と間質細胞を共培養し、上清からcMVを分離した。分離したcMVよりRNAを抽出し、microRNAアレイを用いて、含有されるmicroRNAをスクリーニングしたところ、miR-155とmiR-135bが多く含まれていた。それぞれの機能解析を行い、miR-155がプロテアソーム阻害剤の感受性を規定することを見いだした。現在、そのメカニズムに関する詳細な検討を進めている。実験系の確立とcMVの単離を行い、多発性骨髄腫に由来するcMVに多く含まれる分子としてmiR-155とmiR-135bを同定した。血液腫瘍学・分子生物学多発性骨髄腫由来のcMVに多く含まれるmiR-155とmiR-135bの薬剤耐性などへの関与とそのメカニズムを明らかにする。実験系の確立とcMVの単離までは成功したが、cMVに含まれる分子の解析が遅れている。年度末調整のため購入を控え、次年度にまわした消耗品があるため。単離したcMVよりタンパク質を抽出し、phosphoprotein arrayを用いて、どのような活性化シグナル分子が含まれているかを解析する。またRNAを抽出し、cDNA arrayおよびmicroRNA arrayにかけて、含有されるmRNA・miRNAのパターンを同定する。培養前後の骨髄腫細胞および間質細胞で同様の解析を行い、cMVに含まれる分子の由来を明らかにする。上記の支払いのため、早々に使用する。
日本における保育政策及び保育制度の実証分析

本研究では、保育所の供給側と需要側の両方に焦点をあてた実証分析を行う。具体的には、(1)日本において1995年から続けられてきた、公的保育サービスである認可保育所の拡充政策を利用し、保育所を利用することで女性の就業率がどの程度上昇するのかを、政策評価の手法を用いて分析する。さらに、(2)認可保育所運営にかかる補助金額が、保育所の定員(規模)によって非連続に変わるような現在の制度を利用して、補助金額に関する保育所定員数の弾力性を推定する。(1)及び(2)から得られた結果を合わせることで、認可保育所にどれくらいの予算を投入することで母親の就業がどの程度増えるのかに関するシミュレーションを行う。
細菌界における捕食に対する逃避行動概念の提案

ある種の細菌は,溶菌酵素を分泌して被食細菌を捕食し成育する.本研究では,世界で初めて細菌で捕食からの逃避行動の存在を提案した.糸状性滑走細菌(Chloroflexus aggregans)は,好熱性の酸素非発生型光合成細菌である.本菌は共存細菌が細胞外にプロテアーゼを放出すると,低濃度の時はその反対側に運動した=逃避した.高濃度のプロテアーゼでは「捕食」溶菌されプロテアーゼ分泌菌が成育した.逃避行動時には,本菌から分子量1,500以下の複数のペプチドが放出され,逃避行動に関与していると示唆された.また,逃避に関わる滑走運動機構を解析し,細胞表面の構造体の移動を含む新たな運動機構を提案した.細菌界にも,広い意味での捕食(生きている生物を殺して餌とする)の現象が一部に存在することが知られている.一方,そのような捕食に対する逃避行動は知られていない.本研究は,細菌にも捕食に対する逃避行動が存在することを示すことを目的とした.我々は,細菌の種間相互作用を研究する中で,他種の分泌するプロテアーゼに反応して,ある細菌が運動速度を大きく上げて凝集することを,2010年に発見した.この細菌は,プロテアーゼ濃度が高いと溶菌しプロテアーゼ産生細菌の餌となると考えられることから,4年間の本研究で,「細菌界における捕食に対する逃避行動を明確に示す」ことを目的とした.緑色糸状性光合成細菌Chloroflexus aggregansは温泉水中に発達する微生物マットに広く観察される.C. aggregansの存在する55°C域の微生物マットから好気従属栄養条件で生育するプロテアーゼ生産菌を前年までの研究で得た.それらの菌は,C. aggregansの細胞を栄養源として生育できることが示され,C. aggregansの捕食者と考えられた.その捕食者からの逃避行動を示すため,C.aggregansの細胞を軟寒天培地に懸濁して試験管に入れ,その上からプロテアーゼを含む軟寒天培地を重層した.55°C,光照射下で培養したところ,プロテアーゼ層に近い部分のC. aggregansの細胞密度が減少し,プロテアーゼ層から離れた部分の細胞密度が上昇した.プロテアーゼを添加しない系では,この現象は見られなかった.この結果から,C. aggregansはプロテアーゼを感知し,反対方向に移動すると考えられた.本研究により,プロテアーゼに対する逃避行動が存在することが強く示唆された.研究1年目で,細菌界において捕食に対する逃避行動を示すという研究目的の大筋が達成された.今後,詳細な機構の解明に取り組む.細菌は時には捕食者となりうることが知られてきているが,その捕食者とは一般的に分泌した溶菌酵素により被食細菌を溶かし,その内容物を自己の栄養とすることである.しかしこの様な捕食から逃避する細菌は本研究以前まで知られていなかった.我々首都大学東京の環境微生物学研究室では,温泉微生物群集内の種間相互作用を研究する中で,光合成細菌がプロテアーゼ生産菌の高濃度プロテアーゼにより溶菌し,餌となることを確認した.さらに本研究における前年度の研究で,低濃度のプロテアーゼは,光合成細菌の運動速度を促進し,プロテアーゼから遠ざかる方向への運動が起こることを明らかにした.これらの結果から細菌における捕食に対する逃避行動の存在を初めて示唆した.平成25年度は,この逃避行動のメカニズムを調べるために,プロテアーゼによる細胞溶菌と運動との関係を調べた.光合成細菌を,異なる濃度のプロテアーゼを添加した培地に接種・培養し,経時的に濁度測定と細胞凝集運動速度測定を行うことにより,細胞溶菌と運動の関係を調べた.その結果,高濃度では溶菌が起こるが,濃度が低下するにしたがって溶菌だけでなく運動性の促進も同時に観察されるようになり,さらに低下すると運動性の促進のみが起こった.この時,プロテアーゼ非添加の系に比べ若干の増殖の低下が見られた.そこでプロテアーゼが溶菌を起こす前に運動性に与える影響を調べるために光合成細菌の細胞とプロテアーゼを,溶菌しない程度に反応させた.反応後の処理液上清からプロテアーゼを除去し,分子量1万以下の低分子物質を含む画分を得た.この画分が運動性に与える影響を調べたところプロテアーゼと同等の運動性促進活性が見られた.以上の結果から,光合成細菌は自身が溶解される前に細胞表層のプロテアーゼによる部分分解により遊離した低分子物質を感知して逃避行動をしていると考えられた.動物は生物を補食して生きているが,細菌がタンパク質分解酵素を細胞外に分泌して外部の細菌等を分解してその成分を摂取することも,「捕食」とされる.本研究は,捕食からの逃避行動が細菌界にも存在することを,世界で始めて提案しようとする研究である.本年度の研究で,「タンパク質分解酵素の作用により逃避行動が誘発される」という実験結果がほぼ整理された.用いた細菌は,好熱性の酸素非発生型光合成細菌である緑色糸状細菌Chloroflexus aggregansである.この細菌は,光エネルギーなどを利用して滑走運動することが知られており,その運動によって液体中に分散している細胞が凝集体を形成する.この細菌は,50-70°Cの温泉流水中の微生物群集の重要な一次生産者であり,様々な細菌と密な相互作用をしている.

プロテアーゼを分泌して緑色糸状細菌の運動性を高める細菌株5株と精製されたタンパク質分解酵素を用いることにより,タンパク質分解酵素によって緑色糸状細菌の運動性が促進されることを発表した.運動の方向性がタンパク質分解酵素とどういう関係にあるかを明らかにするため、寒天培地内に封入した緑色糸状細菌の一方に隣接してタンパク質分解酵素を含む寒天培地を接触させたところ,緑色糸状細菌の反対側への移動を観察した。移動速度は,3時間で最大3 mm程度に達した.プロテアーゼ層に近接した細胞は一部,溶菌がみられた.別の実験で,溶菌した細胞を栄養源にタンパク質分解酵素生産細菌が成育することも観察した.本年度の研究により,タンパク質分解酵素生産菌は,緑色糸状細菌の細胞を溶菌・捕食して生育することがより明確になった.また,溶菌に至らない低濃度のタンパク質分解酵素が存在すると,緑色糸状細菌はタンパク質分解酵素を感知し,捕食から逃避することがほぼ明らかになった.動物が他の生物を補食して生きているように,一部の細菌はタンパク質分解酵素を細胞外に放出し他の細菌等を分解・吸収することで「捕食」している.本研究は,細菌においても捕食からの逃避行動が存在することを提案しようとした研究で,4年間の研究で目的の成果が得られた.「捕食」からの逃避行動が確認された細菌は,糸状性滑走細菌Chloroflexus aggregansで温泉微生物マットから分離された酸素非発生型光合成細菌である.本菌は,滑走運動により細胞の凝集体を形成する.本研究開始前に,共存する細菌が細胞外に放出するプロテアーゼによってC. aggregansの凝集体形成が促進されることを見出し,前年度までの研究で低濃度のプロテアーゼが存在すると,その反対側に運動していくこと=逃避することを明らかにした.高濃度のプロテアーゼでは「捕食」され溶菌しプロテアーゼ分泌菌が成育する.本年度はその機構を明らかにすべく,C. aggregans細胞をプロテアーゼ処理した後,低分子量画分を回収して分画を進め細胞凝集性促進効果が見られた画分を解析したところ,分子量1,500以下に複数のペプチドバンドが検出された.暗所・嫌気条件下でプロテアーゼ処理して回収した低分子量画分の凝集体形成作用は低かった.これらの結果からC. aggregansはプロテアーゼに反応して低分子のペプチドを分泌し,それがプロテアーゼを分泌する細胞からの逃避的な行動に関与していることが示唆された.また,逃避行動をもたらす運動機構の解明も進めた.C.aggregansについては,運動器官や運動機構が不明であった.C. aggregansの細胞懸濁液に微小ガラスビーズ(直径約1μm)を添加して光学顕微鏡で観察したところ,細胞表面に付着したガラスビーズが,糸状体の滑走運動と同程度の速さで、細胞に沿って動く様子が観察できた。それに基づいて,新たな運動機構を提案した.ある種の細菌は,溶菌酵素を分泌して被食細菌を捕食し成育する.本研究では,世界で初めて細菌で捕食からの逃避行動の存在を提案した.糸状性滑走細菌(Chloroflexus aggregans)は,好熱性の酸素非発生型光合成細菌である.本菌は共存細菌が細胞外にプロテアーゼを放出すると,低濃度の時はその反対側に運動した=逃避した.高濃度のプロテアーゼでは「捕食」溶菌されプロテアーゼ分泌菌が成育した.逃避行動時には,本菌から分子量1,500以下の複数のペプチドが放出され,逃避行動に関与していると示唆された.
尿道留置カテーテルにおける細菌付着機構

1.尿路感染菌(臨床分離株)の背景因子とMIC, hydrophobicityとの関連:過去7年間の保存株の検討により留置カテーテルに関連して出現する菌種はセラチア菌,緑膿菌であり,尿路感染菌として頻度の高い大腸菌はほとんど認めなかった.セラチア菌では抗菌剤の局所投与によりMIC値の上昇が認められた.緑膿菌についてhydrophobicityを検討すると大部分が親水性であった.2.離床分離株の尿路カテーテル材料に対する付着実験:(1)ガンジダに関する研究;シリコンおよびラテックスに対するカンジダアルビカンスの付着数をin vitroで検討すると,ラテックスに有意に多く付着した.この機構を解析するために疎水性のカンジダトロピカリスを対照として疎水結合の関与を検討した.その結果カンジダとカテーテル材料との間の付着には疎水結合の関与が大であることが判明した.(2)セラチア菌および緑膿菌に関する研究:シリコンおよびラテックスに対する両菌種の付着数をin vitroで測定した.両菌種とも時間の経過とともに付着菌は増加したが,シリコンよりもラテックスに有意に多く付着した.またシリコン,ラテックスのいずれにおいても緑膿菌のほうが有意に多い付着菌数であった.3.付着阻害物質添加によるin vitroでの付着実験:付着を除去しうる薬剤として,抗菌剤,表面活性剤,キレード剤などで除去効果を検討した.その結果表面活性作用とキレート作用を併せ持つアシル化フェニルアラニンがカンジダに対して著名な除去効果をしめした.また緑膿菌ではシリコンで,セラチア菌ではシリコン,ラテックスいずれにおいてもアシル化フェニルアラニンは除去効果を有することを認めた.実際の患者からのカテーテルを使用した実験でも,肉眼的,電顕的にアシル化フェニルアラニンはすぐれた除去効果を示した.1.尿路感染菌(臨床分離株)の背景因子とMIC, hydrophobicityとの関連:過去7年間の保存株の検討により留置カテーテルに関連して出現する菌種はセラチア菌,緑膿菌であり,尿路感染菌として頻度の高い大腸菌はほとんど認めなかった.セラチア菌では抗菌剤の局所投与によりMIC値の上昇が認められた.緑膿菌についてhydrophobicityを検討すると大部分が親水性であった.2.離床分離株の尿路カテーテル材料に対する付着実験:(1)ガンジダに関する研究;シリコンおよびラテックスに対するカンジダアルビカンスの付着数をin vitroで検討すると,ラテックスに有意に多く付着した.この機構を解析するために疎水性のカンジダトロピカリスを対照として疎水結合の関与を検討した.その結果カンジダとカテーテル材料との間の付着には疎水結合の関与が大であることが判明した.(2)セラチア菌および緑膿菌に関する研究:シリコンおよびラテックスに対する両菌種の付着数をin vitroで測定した.両菌種とも時間の経過とともに付着菌は増加したが,シリコンよりもラテックスに有意に多く付着した.またシリコン,ラテックスのいずれにおいても緑膿菌のほうが有意に多い付着菌数であった.3.付着阻害物質添加によるin vitroでの付着実験:付着を除去しうる薬剤として,抗菌剤,表面活性剤,キレード剤などで除去効果を検討した.その結果表面活性作用とキレート作用を併せ持つアシル化フェニルアラニンがカンジダに対して著名な除去効果をしめした.また緑膿菌ではシリコンで,セラチア菌ではシリコン,ラテックスいずれにおいてもアシル化フェニルアラニンは除去効果を有することを認めた.実際の患者からのカテーテルを使用した実験でも,肉眼的,電顕的にアシル化フェニルアラニンはすぐれた除去効果を示した.1.尿路感染菌(保存株)のhydrophobictyの検討および菌種別の感染背景保存株(過去6年間)の検討により、留置カテーテルに関連して出現する頻度はセラチア菌60%,緑膿菌30%,腸球菌10%であった。しかし大腸菌はほとんど見られなかった。これらの中で緑膿菌と腸球菌についてのhydrophobiatyを検討すると大部分は親水性の性質を有することが判明した。2.臨床分離株の尿路カテーテル材料に対する付着実験(1)カンジダに関する研究:シリコンおよびラテックスに対するカンジダアルビカンス(C.albicans)の付着数をinvitroで検討すると、C.albicansは有意に多くラテックスに付着した。この機構を解析するために疎水性のCandida tropicalisを対象として疎水結合の関与を検討した。その結果カンジダとカテーテル材料との間の付着には疎水性結合の関与が大であることが判明した。(2)緑膿菌およびセラチア菌に関する研究:シリコンおよびラテックスに対する緑膿菌およびセラチアの付着数をinvitroにて測定した。両菌種ともに時間の経過とともに付着菌数は増加したが、シリコンよりもラテックスに有意に多く付着した。またシリコン,ラテックスのいずれにおいても緑膿菌のほうが有意に多い付着菌数であった。3.付着阻害物質添加によるinvitroでの付着実験:付着を除去しうる薬剤として、抗菌剤,表面活性剤,キレート剤などで除去効果を検討した。その結果表面活性作用とキレート作用を併せ持つアシル化フエニルアラニンがカンジダに対して著明な除去効果を示した。また緑膿菌ではシリコンで、セラチア菌ではシリコン,ラテックスのいずれにおいてもアシル化フエニルアラニンは除去効果を有することを認めた。
テラヘルツ電磁波による単一電子・スピン伝導ダイナミクスの制御と情報機能の創製

単一の自己組織化量子ドットを用いた量子情報処理デバイスにおいて、1つの電子やスピン、光子に情報機能を持たせるための研究をおこなった。特に本研究では、テラヘルツ光を用いた単一電荷やスピン状態の動的な制御による新規物性の開拓と情報機能の実現に関する研究を重点的に推進した。その結果、単一量子ドットのテラヘルツ分光手法を開発することに成功した。その上で、得られたスペクトルから単一量子ドットにおけるテラヘルツ照射下でのサブレベル間遷移の観測と、電子系の相互作用の解明に世界で初めて成功した。その他、単一分子系やクーパー対を用いた電子やスピンの量子状態の制御に関する知見も得ることに成功した。平成26年度は、「位置や形状を制御したInAs量子ドットの形成と、それを用いた単一電子トランジスタ素子の作製、伝導評価」を中心として研究を進めた。具体的には、精密なナノリソグラフィー技術と分子線エピタキシーを組み合わせることで、位置、形状、ドット対の量子力学的な結合の強さなどが制御された10 nm級のInAs QD構造を成長した。次に、形成したQD構造にナノギャップを有する金属電極を直接接触させて電気的にアクセスすることで、本研究遂行の鍵となる高い歩留まりと制御性での10 nm級QDを用いた単一電子トランジスタ素子の作製を試みた。作製した素子の伝導特性を低温・強磁場環境で評価することで、素子の伝導度や量子ドットの量子準位間隔などを評価した。研究期間中に結晶成長装置に不測の故障が生じたため、結晶成長に関しては実験に4ヶ月ほどの遅れが生じたが、その間に単一量子ドットへのテラヘルツ照射下による物性評価に関する研究を大きく前進させることができた。特に、単一量子ドットのテラヘルツ分光手法の開発と、それによるドット1個に対する電子物性の観測に関する研究では大きな進展があり、単一量子ドットにおけるテラヘルツ照射下でのサブレベル間遷移の観測に世界で初めて成功した。さらにサブレベル間遷移のスペクトルは、電子系の相互作用により大きな影響を受けていることを明らかにすることができた。量子ドットの形成実験に使用していた結晶成長装置に不測の故障が生じたため、当装置の修理・調整が必要となり、位置・形状制御量子ドットの形成実験の再開までに4ヶ月を要した。一方で、その間に単一量子ドットのテラヘルツ分光手法の開発と、それによるドット1個に対する電子物性の観測に関する研究において大きな成果が得られたことから、総合的に判断すると本研究は「おおむね順調に進展している」と考えられる。平成27年度は、「THz光源とTHz応答測定系の整備・構築」を行い、前年度までに作製したトランジスタ試料のTHz光照射下での物性評価を中心とした研究を行った。高強度のTHz電磁波照射に必要な波長可変炭酸ガスレーザーを購入・整備し、遠赤外線レーザーを実現するための環境を整えた。同時に、素子のテラヘルツ応答観測のための測定系の整備を進めた。同時に、広帯域のテラヘルツ電磁波を量子ドットトランジスタに照射することで、単一量子ドットのテラヘルツ分光を行い、単一電子のテラヘルツキャリアダイナミクスの評価に関する研究を進めた。まず、単一量子ドットに対するテラヘルツ分光の手法によって、ドット内の多体電子相関反映したエネルギー準位を観測することに成功し、それを伝導特性の結果と比較・解析することにより、両者が極めて良い一致を示すことを明らかにした。更に、単一量子ドットにおけるテラヘルツ波による発電現象を観測し、そのメカニズムを明らかにした。量子ドットトランジスタ試料の作製に関しては引き続き安定的に継続して取り組んでいる。THz光源の整備・構築については多少苦労している状況であるが、測定系の整備に関しては着実に進んでいる。一方で、本年度では、前年度に開発した単一量子ドットのテラヘルツ分光手法を用いた単一量子ドット中の単一電子のテラヘルツキャリアダイナミクスの評価に関する研究に大きな進展があった。以上を総合的に評価すると、本年度の研究によってテラヘルツ波照射下での単一ドット中の電子のキャリアダイナミクスに関する知見が数多く得られたことから、本研究は「おおむねに進展している」と考えられる。平成28年度は、これまでに作製・評価した素子と、構築したテラヘルツ応答測定系を用いて、「単一量子ドットのテラヘルツ分光、テラヘルツ電磁波を用いた単一電荷・スピン伝導の制御」に関する実験を行った。具体的な成果としては、自己組織化InAs量子ドットトランジスタ素子に対して、2連の時間遅延した広帯域テラヘルツ光を照射し、その際の光電流の遅延時間依存性を詳細に解析することによって、非平衡状態下における電子間相互作用の大きさを単一電子レベルで評価できることを見出した。具体的には、テラヘルス光励起されて非平衡状態にある電子に対して、クーロン相互作用の大きさを評価することに成功した。一方で、テラヘルツ電磁波を用いた単一電子やスピン状態のコヒーレントな制御に関する実験は、最適なトランジスタ素子を得ることができなかったため、本年度は成果を挙げることができなかった。また本年度は、従来の自己組織化InAs量子ドットに加えて、新たに単一の自己組織化InSb量子ドットを活性層とする単一電子トランジスタ素子を作製し、その伝導特性を評価することに成功した。伝導特性からは、InSb量子ドットがテラヘルツ帯のエネルギーに相当する非常に大きな軌道量子化エネルギーと、極めて大きな電子のg因子を有することが分かった。これらのInSb量子ドットに特有の大きな量子準位間隔や、非常に大きな電子のg因子を用いることで、今後、単一電子やスピン状態の制御が、より容易に実現できるようになることが期待される。