hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シリコン上ゲルマニウムエピタキシャル層を用いた1. 5ミクロン帯発光素子の開拓

Si基板上にエピタキシャル成長したGe層を用い、電流注入型1. 5μm帯発光素子を実現することを目的として、研究を実施した。Si上Ge-pinダイオードにおいて、直接遷移による1. 5μm帯電流注入発光を観測した。発光の高効率化には、Geの伝導帯「点へ電子を注入し、価電子帯「点の正孔と再結合させることが効果的である。Г点に伝導帯下端をもつGaAsを電子注入に用いるn-GaAs/i-Ge/p-Siダイオードの作製を進めた。本研究では、Si基板上にエピタキシャル成長したGe層を用いて電流注入型1.5μm帯発光素子を実現することを目的とする。最終目標は、Si細線光導波路,Si上Geフォトダイオード,Si-MOSFET等とモノリシック集積したSi光・電子集積回路へ応用することである。Si上Ge層を用いた電流注入型1.5μm帯発光素子実現には、Geの伝導帯「点へ電子を注入し、価電子帯「点の正孔と再結合させることが重要であり、この実現に向けて、エピタキシャル成長によるヘテロ構造作製と評価、微小光共振器を用いたデバイス応用を進める計画である。平成21年度は、「n-GaAs/i-Ge/p-Si構造,n-i-n-SixGe1-x/i-Ge/p-Si構造の結晶成長」に力点を置き研究を行った。主な成果は以下のとおりである。また、「注入電流-発光強度特性」に向け、温度可変プローバシステムを購入し、立ち上げを行った。伝導帯下端が「点にあるGaAsを電子注入に用いるため、n-GaAs/i-Ge/p-Si構造の形成を試みた。超高真空化学気相堆積(UHV-CVD)法によりGe/Si構造を成長し、さらにこの構造上に分子線エピタキシ(MBE)法によりGaAsを成長することで、GaAs/Ge/Si構造を作製した。鏡面の成長層が得られ、表面粗さは2nm程度まで低減できた。X線回折による結晶性評価を進めており、今後、反位相境界と呼ばれる欠陥の有無等を明らかにしていく。n-i-n-SixGe1-x/i-Ge/p-Si構造も合わせて検討した。順バイアスを印加すると、i-SixGe1-x層に高電界領域が形成され、加速・高エネルギー化した「-likeな電子をGeに注入できる可能性があり、Si系材料のみで注入発光の実現が期待できる。高Si組成のSixGe1-x層が望まれる。p-Si(001)ウエハ上に、UHV-CVD法により、SixGe1-x/Ge/SixGe1-x構造の作製を行い、約35%のSi組成のSixGe1-x層をGe上に形成することを可能とした。今後はドーピングが施された構造の作製を進め、注入発光の実現を目指していく。最終目標は、Si光導波路,Si上Ge受光器,Si-MOSFET等とモノリシック集積したSi光電子集積回路へ応用することである。Si上Ge層を用いた電流注入型1.5μm帯発光素子の実現には、Geの伝導帯Γ点へ電子を注入し、価電子帯Γ点の正孔と再結合させることが重要である。Γ点に伝導帯下端をもつGaAsを電子注入に用いるn-GaAs/i-Ge/p-Siヘテロ構造の作製と評価、微小光共振器を用いたデバイス応用を進めている。平成22年度は、主に以下の2点について検討した。Ge/Si構造のUHV-CVD成長、Ge/Si構造上へのGaAs電子注入層のMBE成長を行った。Ge/Si構造の成長には十分な実績があるため、前年度よりGaAs層の成長とX線回折による結晶性評価を中心課題として進めている。今年度はフォトルミネセンス測定によるGaAsの結晶性評価を新たに実施した。GaAsのバンド間遷移による波長870nmの発光を明瞭に観測できた。ただし、波長1umを超える長波長側にも発光が見られるため、バンドギャップ内に結晶欠陥が多く存在していると考えられる。最終構造(n-GaAs/i-Ge/p-Si)では高濃度にSiをドーピングしたn型GaAs層とするが、欠陥がドーピングによる電子を補償するかどうかを明らかにする必要があり、SiドープGaAsの成長を進めている。(2)エレクトロルミネッセンス(EL)測定システムのセットアップ電流注入発光の評価に向け、プローブ探針が発光測定用光学系に組み込まれたシステムを立ち上げた。Si上に形成したGe-pin構造に電流注入を行うことにより、1.5μm帯の微弱なEL発光を得ることが可能となっている。n-GaAs/i-Ge/p-Si構造のEL評価に利用できる。

本研究では、Si基板上にエピタキシャル成長したGe層を用いて電流注入型15μm帯発光素子を実現することを目的とする。最終目標は、Si光導波路,Si上Ge受光器,Si-MOSFET等とモノリシック集積したSi光電子集積回路へ応用することである。Si上Ge層を用いた電流注入型1.5μm帯発光素子の実現には、Geの伝導帯Γ点へ電子を注入し、価電子帯Γ点の正孔と再結合させることが重要である。Γ点に伝導帯下端をもつGaAsを電子注入に用いるn-GaAs/i-Ge/p-Siヘテロ構造ダイオードの作製を進めてきた。平成23年度は、主に以下の項目について検討した。UHV-CVD法によりp-Si構造上へi-Geを成長した。その後、n型GaAs電子注入層のMBE成長を行った。前年度まではアンドープGaAs層の形成に成功していたが、H23年度は最終構造で必要となるSiドープn型GaAs層の成長を実施し、n-GaAs/i-Ge/p-Si構造の形成に成功した。なお、Si濃度は3×10^<18>cm^<-3>として成長した。これ以上にSi濃度を増加しても、電子濃度が3x10^<18>cm^<-3>程度で飽和することが知られているためである。また、フォトルミネセンス測定により、表面のGaAs層からの発光を確認した。n-GaAs/i-Ge/p-Si構造をダイオードへ加工するため、プロセス(フォトリソグラフィー、エッチング、電極形成など)の設計を行うとともに、フォトリソグラフィー用のマスクを作製した。n-GaAs/i-Ge/p-Siダイオードの作製に遅延が生じてしまったが、現在プロセスを進めており、完成し次第、Geの伝導帯Γ点へ電子を注入する効果を明らかにできるものと考えている。参照試料のGe-pinダイオードについては、1.5μm帯電流注入発光特性の評価は終了している。
ユーザを考慮したソフトウェア開発支援手法評価フレームワーク

ソフトウェアの定量的開発支援手法の普及をゴールとして,ユーザを考慮した手法評価フレームワークを確立することが本研究の目的である.手法の普及のためには,ユーザの心理状態を変化させ,手法の利用を促進するというアプローチも重要である.そこで今年度は,ユーザの心理状態に影響を与えると考えられる,ゲーミフィケーションと身体姿勢について分析を行った.ゲーミフィケーション:ゲーミフィケーションとは,ゲームの要素をゲーム以外のコンテキストに導入することを指す.ゲーミフィケーションを適用する場合,作業時間に制限を設けるなど,様々なルールが考えられる.ただし,そのルールが作業時間などにどのような影響を与えるかは明らかでない.また,個人の嗜好などにより,ルールの効果が異なる可能性がある.そこで,ルールを変化させると作業時間などに違いが生じるのか,ゲーミフィケーションの効果は個人の嗜好の差異に影響されるのかを実験により分析した.その結果,コーディングに関しては,ルールにより作業時間が短縮される可能性があることなどが示された.身体姿勢:心理学などの研究で,身体の動作や姿勢がその人の心理に影響を与えるのではないかという指摘がいくつかなされている.また,パワー・ポーズをとることにより,そうでない姿勢の場合と比べて時間割引率が変化することを示した研究もある.そのため,ソフトウェア開発における技術者の姿勢が,開発作業の効率に何らかの影響を与える可能性がある.そこで,ソフトウェアのコーディングにおいて,ゲーミフィケーションと身体姿勢のどちらが作業時間の短縮に効果があるかを実験により確かめた.その結果,パワー・ポーズによる作業時間短縮の効果は,ゲーミフィケーションと比較して小さいことがわかった.その他に,ユーザの心理状態に影響を与えると考えられるソーシャルプルーフなどついても検討を行った.ソフトウェアの定量的開発支援手法の普及をゴールとして,ユーザを考慮した手法評価フレームワークを確立することが本研究の目的である.今年度は評価のために必要な手法2つ,イロレーティングと傾向スコアの検討を行った.イロレーティング:どの工数見積もり方法がより適切かを明らかにするために,それぞれの方法を比較する研究がこれまで数多く行われてきた.これらの実験では,主に見積もり誤差の平均値に着目して比較が行われてきた.ただし,平均値が低くても分散が大きい手法は,ユーザに使いにくいと評価される可能性がある.ただし,ユーザが工数見積もりにおける分散をどの程度考慮して,見積もり手法を評価するのかは,これまでほとんど分析されていない.そこでこの研究では,誤差の平均と分散が異なる見積もり結果を複数用意し,ユーザがどの手法を高く評価するかを実験により確かめた.このユーザの評価時にイロレーティングを用いた.傾向スコア:ツールの評価を行うためには,実験やソフトウェア開発プロジェクトなどおいて収集されたデータを分析し,知見を得る必要がある.ただし,収集されるデータでは,項目間に相互に関連が見られる場合があり,これにより誤った結論を導いてしまう場合がある.そこでこの研究では,相互関連を考慮する方法として,傾向スコア(propensity score)に着目する.傾向スコアは,着目する説明変数以外の説明変数,すなわち共変量を傾向スコアと呼ばれる一変数に集約して扱いを容易にしたものである.実験では傾向スコアに基づくマッチングを用いてソフトウェア開発の生産性に影響する要因を分析した.定量的開発支援手法の普及に関連して,ユーザのソフトウェア開発支援に関するニーズ調査,ユーザの年齢がソフトウェア開発に及ぼす影響,ツールの普及促進に適用できる可能性があるゲーミフィケーションについて検討を行った.ソフトウェアの定量的開発支援手法の評価のために重要な手法となる,イロレーティングと傾向スコアについて検討を行うことができたため,おおむね順調に進展していると判断する.さらに定量的開発支援手法の普及に関連して,ユーザのソフトウェア開発支援に関するニーズ調査,ユーザの年齢がソフトウェア開発に及ぼす影響,ツールの普及促進に適用できる可能性があるゲーミフィケーションについても検討できていることも,順調であると判断する理由のひとつである.ソフトウェアの定量的開発支援手法の普及をゴールとして,ユーザを考慮した手法評価フレームワークを確立することが本研究の目的である.今年度はユーザの心理的傾向と非常に関連のある,リスク認識と信頼について分析を行った.リスク認識:リスク認識にはバイアスが存在することが指摘されており,その影響によりリスクを正しく特定できない可能性がある.そこで,リスクをより正確に認識することを目的とし,開発者のリスク認識を明らかにした.スロビックの研究に基づいたアンケートによりリスク認識を定量化し,それを「恐ろしさ」と「未知性」の要因に縮約した.分析では人のソフトウェア開発者・研究者に対するアンケート結果を用いた.その結果,リスクの経験頻度により,そのリスクに対する「恐ろしさ」と「未知性」の認識が異なり,それが危険度の認識の差につながっていることが明らかとなった.信頼:ユーザのデータ収集に対する協力態度に影響する要因を分析した.収集対象のデータとして,クラッシュレポート,アプリケーションの操作ログ,ソフトウェア開発の操作ログの3種類を想定し,21人の情報科学を専攻する学生にアンケートを行った.アンケートでは,各データ収集に対する協力姿勢と,協力姿勢の理由を選択してもらった.さらに,データ収集元の信頼度が高いと仮定した場合の協力姿勢の変化についても確かめた.

その結果,データ収集へのユーザの協力姿勢を改善するためには,データ収集に協力した場合のメリットを明確に説明する必要があることと,データの収集元へのユーザの信頼度を高める必要があることがわかった.さらに,評価のために必要な手法(傾向スコア,イロレーティング),ユーザのソフトウェア開発支援に関するニーズ,ユーザの年齢の影響分析などについても,前年度に引き続き検討を行った.今年度は,ユーザを考慮した手法評価フレームワークの確立に対して,考慮が必須であるユーザの心理的傾向に影響する要因,すなわちリスク認識と信頼について検討を行うことができたため,順調に進展していると判断する.ソフトウェアの定量的開発支援手法の普及をゴールとして,ユーザを考慮した手法評価フレームワークを確立することが本研究の目的である.手法の普及のためには,ユーザの心理状態を変化させ,手法の利用を促進するというアプローチも重要である.そこで今年度は,ユーザの心理状態に影響を与えると考えられる,ゲーミフィケーションと身体姿勢について分析を行った.ゲーミフィケーション:ゲーミフィケーションとは,ゲームの要素をゲーム以外のコンテキストに導入することを指す.ゲーミフィケーションを適用する場合,作業時間に制限を設けるなど,様々なルールが考えられる.ただし,そのルールが作業時間などにどのような影響を与えるかは明らかでない.また,個人の嗜好などにより,ルールの効果が異なる可能性がある.そこで,ルールを変化させると作業時間などに違いが生じるのか,ゲーミフィケーションの効果は個人の嗜好の差異に影響されるのかを実験により分析した.その結果,コーディングに関しては,ルールにより作業時間が短縮される可能性があることなどが示された.身体姿勢:心理学などの研究で,身体の動作や姿勢がその人の心理に影響を与えるのではないかという指摘がいくつかなされている.また,パワー・ポーズをとることにより,そうでない姿勢の場合と比べて時間割引率が変化することを示した研究もある.そのため,ソフトウェア開発における技術者の姿勢が,開発作業の効率に何らかの影響を与える可能性がある.そこで,ソフトウェアのコーディングにおいて,ゲーミフィケーションと身体姿勢のどちらが作業時間の短縮に効果があるかを実験により確かめた.その結果,パワー・ポーズによる作業時間短縮の効果は,ゲーミフィケーションと比較して小さいことがわかった.その他に,ユーザの心理状態に影響を与えると考えられるソーシャルプルーフなどついても検討を行った.今後は,誤差分散を考慮した予測精度評価指標の確立を目指すとともに,ユーザの評価を予測する数学的モデルを構築することを目指す.さらに,ユーザの定量的開発支援手法に関して,より多角的に評価する予定である.
永久磁石の磁気力を用いた力触覚フィードバック機構の設計手法

本研究は、ヒューマンインタフェースやタンジブルインタフェースにおいて触力覚を持つ機構を容易に設計して利用するために、動力に永久磁石を用いた触力覚を「磁触」として定義して、磁触と触力覚の関係性を明らかにするものである。これまで、触力覚を持つ機構を設計する手法は素材構造、バネ機構、モータ動力などで行われてきたが、それぞれ高精度な製造機器の要求、バネを組み込む設計の煩雑さ、動力を伝える歯車および電気の必要な点で、設計と組み立ての両方におけるユーザの敷居が高かった。磁触を利用することでそれぞれの欠点を解消し、かつ簡単な設計と組み立てで強力な力触覚を提示する手法を実現する。本研究では、磁触の計算・設計手法として、有限要素法を用いた磁触の計算手法、物理シミュレーションおよびユーザインタフェースによる磁触の力学作用の設計手法について開発する。本年度は磁石を動かしたときに変化する磁気力をパッシブな動力として用いることで力触覚フィードバックを設計する手法を研究した。有望な方法でありながらもこれまで触覚の設計に用いられてこなかった磁力について、電磁気学計算の複雑さと計算コストを克服し、磁力を実際に感じられる山谷の形状に変換する式を構築することで可視化と設計を可能にした。また、磁気ダイポール法を拡張して高速演算することで、リアルタイムプレビューを伴う設計ツールを開発した。実験において、磁石触覚のパターンについて識別・感性評価を行い、有用性と制約を検証した。さらに、磁石触覚を用いてタンジブルインタフェースやインタラクティブシステムを拡張するためのアプリケーションを示した。設定した課題のうち最終の課題を除いて終了したため、計画よりも早く進捗した。昨年度は国際学会の論文採択が1件あり、今年度は引き続き2件の論文投稿を行っている。最終の課題について昨年度までは解法が見つからなかったが、人工知能のアプローチを最適化計算に用いることで解決できる見通しがたった。これと並行して、専門家以外であってもGUI上で磁石触覚とそれを実現するための磁石を含めた3Dオブジェクトを設計できるように、昨年度の設計ツールを改良していく。今年度は製造用機器の購入を予定していたが既存の機材で代替できたため先送りとした。これを次年度に購入する予定である。
核膜孔複合体タンパク質による核構造構築の分子基盤

生育に非必須の核膜孔複合体タンパク質Nup132が減数第一分裂に必要な動原体構造の構築および動原体と微小管の接着に必須であることを明らかにし、核膜孔複合体が減数分裂期の染色体分配に関与することを初めて示した。Nup98, Nup96の発現調節機構を明らかにし、これらの機構は分裂酵母の通常の培養条件下では重要ではないことを発見した。核膜タンパク質Lem2がセントロメアヘテロクロマチンの調節に必要であることがわかった。ヒストン修飾に対する新規蛍光プローブを開発し生細胞でイメージングすることに成功した。核膜は染色体の転写抑制や核内配向の保持のために足場となる重要な構造であると考えられている。核膜孔複合体は核膜上に局在化する主要な因子であるが、核構造構築における役割は不明である。核膜孔複合体タンパク質のひとつであるNup132の遺伝子破壊株では核膜孔複合体が核膜上でクラスター化することから、Nup132が核構造の形成や維持に関与することが示唆されている。そこでNup132と相互作用する因子を同定し、相互作用の意義や各因子の機能を調べた。GFP融合Nup132発現細胞の抽出液からGFP抗体を用いてNup132をプルダウンし共沈殿する因子をマススペクトロメトリーによって網羅的に同定した。それらの中で遺伝子破壊することによってNup132遺伝子破壊株の表現型を相補できる因子を同定した。またNup132のパラログと考えられているNup131に対しても同じ手法を適用し、相互作用する因子を網羅的に同定した。Nup132またはNup131と相互作用する因子の機能から、Nup132およびNup131の局在が核膜孔複合体の中でそれぞれ核内側および細胞質側であることが示唆されたため、免疫電子顕微鏡法による局在解析をおこない、その通りであることを確認した。また代表的な核内構造マーカーを使って核膜孔と相互作用する細胞核の構造を同定した。核膜は染色体の転写抑制や核内配向の保持のために足場となる重要な構造であり、足場の実体は核膜タンパク質と染色体タンパク質の相互作用であると考えられている。分裂酵母の核膜孔複合体タンパク質(ヌクレオポリン)のひとつであるNup132の遺伝子破壊株では核膜孔複合体が核膜上でクラスター化することから、Nup132が核構造の形成や維持に関与することが示唆されるが、その分子機構は不明である。本研究では今までにNup132とそのパラログと考えられているNup131が核膜孔複合体の中でそれぞれ核内側および細胞質側に分かれて局在することを明らかにした。この発見を端緒として、当該年度は、30種類のヌクレオポリンの網羅的プロテオミクス解析をおこない、ヌクレオポリン間の相互作用を明らかにした。また、免疫電子顕微鏡によって各ヌクレオポリンの核膜孔における局在を明らかにした。これらの結果、分裂酵母ではNup132を含む複合体が特異な配置をとる可能性が示唆された。また2種類のヌクレオポリンNup98, Nup96の発現調節機構を調べその意義を考察した。核膜孔複合体に対する核内の構造にも注目し、染色体の高次構造の解析をおこなったところ、DNA複製における染色体構造に関わるヒストン修飾を発見したほか、テロメア近傍に見られる新規な染色体凝縮領域knobを発見した。またNup132の機能解析を進めた結果、減数分裂期のキネトコア形成および核膜のバリア機能の維持に重要な役割を果たすことがわかった。前年度までにNup132が核内側に特異的に局在化していることが明らかとなったが、そのような現象は他の生物種では報告されていない新規な発見であったために、分裂酵母の核膜孔複合体の全体像を明らかにする必要が生じた。全ヌクレオポリンを網羅的にプロテオミクス解析することによって、全てのヌクレオポリンの相互作用が明らかになったほか、免疫電子顕微鏡解析によって、核膜孔における各ヌクレオポリンの局在が示され、分裂酵母の核膜孔複合体に見られる特異性や保存性について理解が大きく進んだ。また研究実施計画に基づき、生育に必須ではないヌクレオポリンの機能を明らかにするため、減数分裂に注目して機能解析をおこなったところ、Nup132のキネトコア機能や核膜バリア維持機能を明らかにすることができた。また、モデル生物としての分裂酵母の優位性を生かした研究を展開し、Nup98、Nup96に特異的な発現調節の意義を明らかにすることができた。核内構造としてクロマチン高次構造への影響についても解析を進め、減数分裂期DNA複製に関連したクロマチン構造に必要なヒストン修飾や、新規の凝縮染色体領域を発見したが、これらと核膜孔複合体の関係の解明は今後の課題である。染色体の転写抑制や核内配向の保持のために核膜タンパク質と染色体タンパク質の相互作用が重要であると考えられている。分裂酵母の核膜孔複合体タンパク質(ヌクレオポリン)のひとつであるNup132の遺伝子破壊株では核膜孔複合体(NPC)が核膜上でクラスター化することから、Nup132が核構造の形成や維持に関与することが示唆されるが、その分子機構は不明である。

本研究では今までに、Nup132とそのパラログと考えられているNup131を中心に分裂酵母のヌクレオポリンのプロテオミクス解析をおこなうとともに、免疫電子顕微鏡によって核膜孔における局在を明らかにし、分裂酵母が従来モデルと比べて特異的なNPCの構造をもつことを明らかにした。本年度は、様々な部分欠損型のNup132やNup131の発現させ、局在に必要なペプチド領域を同定した。また特定のヌクレオポリンを遺伝的に改変しNPCの構造を変化させると他のヌクレオポリンの局在が変化し、分裂酵母細胞の生育に欠損をもたらすことを明らかにした。また、NPC以外の核内膜タンパク質にも注目し、分裂酵母のLem2, Man1の解析をおこなった。Lem2, Man1は酵母からヒトまでの真核生物で保存されているLEMドメインタンパク質であり、2つの膜貫通ドメインを持っている。免疫電子顕微鏡解析の結果、Lem2とMan1は細胞内ではN末およびC末が核質側に局在するように核膜内膜に局在化していた。遺伝子破壊株の表現型を解析した結果、Lem2が染色体の安定保持やセントロメア領域のヘテロクロマチン化に必要であることがわかった。また、核内構造を生細胞で可視化し解析するための新規蛍光プローブの開発をおこない、ヒストンH4のモノメチル化された20番目のリシン残基(H4K20me1)を生細胞で可視化することに成功した。また、分裂酵母の核構造についての総説を共著で執筆し、NPCと核内構造の関係についての知見を記述した。生育に非必須の核膜孔複合体タンパク質Nup132が減数第一分裂に必要な動原体構造の構築および動原体と微小管の接着に必須であることを明らかにし、核膜孔複合体が減数分裂期の染色体分配に関与することを初めて示した。Nup98, Nup96の発現調節機構を明らかにし、これらの機構は分裂酵母の通常の培養条件下では重要ではないことを発見した。核膜タンパク質Lem2がセントロメアヘテロクロマチンの調節に必要であることがわかった。ヒストン修飾に対する新規蛍光プローブを開発し生細胞でイメージングすることに成功した。研究実施計画に基づきNup132と相互作用する因子を生化学的に同定した。同定した因子について遺伝子破壊をおこない、nup132遺伝子破壊株の表現型に関連の深い因子を複数見いだした。相互作用する因子の網羅的同定はNup132が核膜孔複合体の中で核内側に局在していることを発見するきっかけとなり、核膜複合体の機能の理解が大きく進展した。また核膜孔複合体と相互作用する核構造のスクリーニングをおこない、該当する構造を同定した。研究は実施計画の通り順調に進捗している。交付申請書に記載の研究実施計画に従い、核膜孔複合体と相互作用する因子のスクリーニングを進め、ヌクレオポリンの染色体の機能に対する役割を検討する。核構造形成や維持に特に重要であることが判明した遺伝子については、生化学・遺伝学・蛍光イメージングなど様々な手法を用いて相互の機能的関係を明らかにする。分子遺伝学細胞生物学交付申請書に記載の研究実施計画に従い、核膜孔複合体と相互作用する因子のスクリーニングを進める。またNup132以外の核膜孔複合体タンパク質についても、染色体の機能に対する役割がないか検討する。核構造の形成や維持に特に重要であることが判明した遺伝子については、生化学・遺伝学・蛍光イメージングなど様々な手法を用いて相互の機能的関係を明らかにする。必要に応じて研究費を執行したために当初の見込額と実際の執行額が異なった。研究計画に変更はなく、当初予定通りの計画を進めている。必要に応じて研究費を執行したために当初の見込額と実際の執行額が異なったが、研究計画に変更はない。
意味的，言語的情報処理における干渉／抑制メカニズムの検討と教育臨床への活用

認知的情報処理における意味、概念や言語に関わった干渉、抑制のメカニズムを検討した。絵ー単語干渉課題とその派生課題を用いて、意味情報と言語情報との間に生じる干渉、抑制のメカニズムを明らかにするとともに、刺激の処理と反応とを分離する手続き(反応遅延間隔:RDI)により、干渉、抑制における反応決定システムの機能について検討した。実験の結果、絵と単語の組合せや反応の形態によって、課題における反応潜時や干渉のパタン、RDIの効果は異なっていた。実験的研究の結果に基づき、課題遂行の情報処理のモデルを策定するとともに、これらの認知発達、教育に関する学術的示唆、教育的応用に関する検討を行った。本年度は主に、反応遅延間隔(RDI)を導入し反応を遅延した絵ー単語干渉課題における干渉、抑制メカニズムの検討(研究I)を実施した。具体的には、RDIと、絵と単語との意味的な関連性を操作することで生じる意味関連効果とが干渉、抑制に及ぼす効果を検討した。さらに、反応として命名とカテゴリー判断という、ターゲットに対する意味処理のレベルが異なる課題を比較した。研究遂行に当たって、背景となる文献レビューを行うとともに、各研究のベースとなる実験課題のプログラミングを行い、実験課題を作成した。まず、反応を遅延した絵ー単語干渉課題における干渉、抑制について、田爪(2010)の結果について追分析を行い、カテゴリーの典型性の効果について検討した。続いて、反応を絵の命名から絵のカテゴリー判断に変更した場合の検討を行った。実験の結果、干渉量は絵の命名の場合よりも少なくなり、絵と単語との意味的な関連性が低い場合は高い場合に比べて干渉が増加した。また、干渉や意味関連効果は主にRDI=0ms250msの間に生じた。さらに、単語を絵のカテゴリー名(例:動物)とし、絵のカテゴリー判断における効果を検討した。実験の結果、単語が絵の名称である場合に比して、干渉量は大きくなり、RDI=0ms500msの間に生じるという違いがみられた。これらの実験結果から、命名とカテゴリー判断という、ターゲットに対する意味処理のレベルの違いが干渉、抑制に及ぼす効果、およびこれらとRDIとの相互作用を検討することができた。そこから意味的処理に関連した課題の処理過程や、干渉の生じるメカニズムについて新たな知見を得ることができ、一定の学術的意義を見出すことができると考えられる。なお、実験的研究と並行して教育現場における認知発達、教育に関する調査を実施し、研究成果の教育的応用について検討するための資料を蓄積することができた。本年度は昨年度に継続し、反応遅延間隔(RDI)を導入し反応を遅延した単語ー絵干渉課題(研究II:実験3、4)および絵ー絵干渉課題(研究III)における干渉、抑制メカニズムの検討(研究III::実験5、6)を実施した。研究遂行に当たって、昨年に継続し背景となる文献レビューを行うとともに、実験課題のプログラミングを行い、実験課題を作成した。反応を遅延した単語ー絵干渉課題における干渉、抑制(研究II)について、実験の結果、反応遅延間隔(RDI)の増加とともに反応潜時は減少したが、干渉量は絵の命名の場合よりも少なくなり、特に課題が単語の読みである場合には干渉が消失した。反応を遅延した絵ー絵干渉課題における干渉、抑制(研究III)について、実験の結果、RDIの増加とともに反応潜時は減少した。また課題が絵の命名である場合と絵のカテゴリー判断である場合とでは、干渉量RDIによる変化において差異がみられた。これらの実験結果から、ターゲットおよび妨害刺激の属性(絵/単語)及びその組み合わせ、さらに反応として求めるターゲットに対する意味処理のレベルの違いが干渉、抑制に及ぼす効果、およびこれらとRDIとの相互作用を検討することができた。本年度は昨年度に継続し、反応遅延間隔(RDI)を導入し反応を遅延した単語ー単語干渉課題(研究IV:実験7、8)における干渉、抑制メカニズムの検討を実施した。具体的には、RDIと、2つの単語の意味的な関連性が干渉、抑制に及ぼす効果を検討した。さらに、反応として単語の読みとカテゴリー判断という、ターゲットに対する意味処理のレベルが異なる課題を比較した。実験の結果、絵の命名やカテゴリー判断の場合とは干渉や意味関連効果のパタンが異なっていた。すなわち、単語読みの課題においては、ターゲットの単語とディストラクタの単語との意味的な関係性による干渉量の差異はみられず、意味関連効果は生じなかった。また、単語のカテゴリー判断の課題においては、意味関連効果は生じたが、絵のカテゴリー判断の場合よりも干渉量が大きく、また反応が長時間遅延された場合でも干渉が持続した。これらの実験結果より、ターゲットおよび妨害刺激の属性(絵/単語)及びその組み合わせ、さらに反応として求めるターゲットに対する意味処理のレベルの違いが干渉、抑制に及ぼす効果、およびこれらとRDIとの相互作用を検討することができた。本年度は、その総括として、課題の処理過程や、干渉の生じるメカニズムについての情報処理モデルを策定した。

このモデルは認知的情報処理に関する一定の学術的意義を見出すことができると考えられる。実験的研究の結果について、その認知発達、教育に関する学術的示唆、教育的応用についての検討を行った。主に学習場面において注目されているワーキングメモリや、言語的、視空間的情報処理の理論と本実験との関連性や、教育場面の認知的情報処理能力の測定課題としての可能性について検討した。認知的情報処理における意味、概念や言語に関わった干渉、抑制のメカニズムを検討した。絵ー単語干渉課題とその派生課題を用いて、意味情報と言語情報との間に生じる干渉、抑制のメカニズムを明らかにするとともに、刺激の処理と反応とを分離する手続き(反応遅延間隔:RDI)により、干渉、抑制における反応決定システムの機能について検討した。実験の結果、絵と単語の組合せや反応の形態によって、課題における反応潜時や干渉のパタン、RDIの効果は異なっていた。実験的研究の結果に基づき、課題遂行の情報処理のモデルを策定するとともに、これらの認知発達、教育に関する学術的示唆、教育的応用に関する検討を行った。本年度は、認知活動における意味(概念)や言語に関わった干渉、抑制のメカニズムを検討するとした研究目的のうち、単語ー絵干渉課題(研究II)および絵ー絵課題(研究III)を使用した検討を行った。具体的には(1)意味情報(絵)と言語情報(単語)との間に生じる干渉、抑制のメカニズムの検討、(2)課題において刺激の処理と反応とを分離する手続き(RDI)により、絵と単語の処理および干渉、抑制を統括する反応選択・決定システムの機能の検討を行い、さらに課題の刺激を操作した追加の実験を行うなど、実験は概ね当初の計画通りに遂行することができ、相応の研究成果を上げることができている。研究の過程で共同研究者とは常にメール等で協議するとともに、研究打ち合わせを複数回実施し、研究上の連携も問題なく行うことができた。また、研究成果の一部は学会発表および学術論文として公表した。次年度も継続して研究成果を公表していく予定である。また、研究課題に関連する学会に参加して情報収集を行い、さらに教育現場における認知発達、教育に関する視察や調査を通して実験的知見の応用に関する情報収集を行うなど、情報の収集や研究成果の公表についても適宜進めることができている。教育心理学今後の研究の推進方策については、当初の計画と大きな変更はない。すなわち、平成27年度においては、まず、研究IVとして次の2つの実験を通して研究を進める。すなわち、ターゲットとディストラクタの両者がいずれも単語である課題(単語ー単語課題)を実施し、ターゲット、ディストラクタの属性が干渉、抑制に及ぼす効果およびこれらとRDIとの相互作用を検討する。
子宮頸がん検診低受診率の解明と子宮頸がん予防対策の効果的な実践方法の検討

<目的>大学生における子宮頸がん予防対策の向上のために大規模な実態調査を行い、子宮頸がん予防に関する知識・意識・行動及び、がん検診低率の要因等ついて明らかにする。さらに、実態に即した予防教育の実践並びにがん検診の機会を与え、効果的な子宮頸がん予防活動の実施に資することを目的として、この研究を遂行した。<研究方法>実態調査の対象者を平成26年度本学小白川キャンパスで定期健康診断を受診した学生(約4200名)とし、プライバシーの保護のため無記名式質問紙調査票を用いて、1HPV感染・子宮頸がんに関する知識・意識・予防行動について、2子宮頸がん検診受診状況、3子宮頸がん検診を希望しつつも行動に結びつかない要因等の調査を実施した。また、この調査結果に基づき予防教育プログラムを作成し、講義にて実践した。さらに、若者の子宮頸がん受診率を上げるために、当キャンパス内にがん検診車を手配し、身近で受診しやすい環境を提供した。受診者は、同大学小白川キャンパスの学生を対象に希望者を募った。受診者には、検診に関する調査を検診と同時に行った。得られたすべてのデータは、統計用ソフトSPSSVol.19で解析した。本研究は、本学医学部倫理審査委員会で承認を得て遂行した。<研究成果>実態調査の回答が得られた中から、解析対象者を女子学生(n=1730)とし、平均年齢は19.82±2.35歳であった。子宮頸がん検診受診率は18.1%(21歳の年に地方自治体より無料クーポンの届くため21歳以上で解析)であったが、未受診者において今後がん検診を受診したいと回答した学生は80.1%と高かった。だが、今後もがん検診を受けようと思わない学生が19.4%もおり憂慮される。その要因として、「検査についてよくわからず不安」「症状がないから受けない」が多かった。これらのことを踏まえて、予防教育を行い、がん検診をキャンパス内で実施した。検診を希望した理由として、「学内で受けられる」「友達と一緒に行ける」「無料」が多く、当センターでの今後の受診についても全員が希望した。以上より、未受診の要因からも子宮頸がん検診に対する知識があるとは言い難く、今後もより一層予防教育を行うとともに、検診を受けやすい環境づくりが受診率の向上に繋がるものと考える。
ダイヤモンドライクカーボン膜の液相合成およびその電界放出特性に関する研究

電界放出型ディスプレイ(FED)の電子放出源を得るために、前年度に引き続いてダイヤモンドライクカーボンの液相合成およびダイヤモンド膜のCVD合成の2つを試みた。クールスターラーに設置したセパラフラスコ内に原料となるメタノールを入れ、陽極にカーボン電極、負極に堆積用の基板を設置した。この状態で、メタノール温度を50°C一定とし、0.53kVの範囲において高電圧電源を用いて電圧を印加した。原料となるエタノールを電気分解することで、基板上へのダイヤモンドライクカーボンの液相合成を繰り返し試みた。基板には、シリコン上にスパッタで堆積したチタン膜、電子ビーム蒸着によるモリブデン膜、抵抗加熱法によるニッケル膜、アルミ膜の4種類を使用した。成膜された試料についてラマン分光分析を行ったところ、チタン膜上に堆積した炭素膜から、1350cm^<-1>と1580cm^<-1>なブロードなピークが観測された。これはダイヤモンドライクカーボン特有のパターンに近いものであった。この結果から、本研究の目的である液層合成によるダイヤモンドライクカーボンの成膜がほぼ達成できたと言える。この膜に電界を印加して電子放出特性を調べたところ、約37V/μmという低電界から電界放出が再現性よく始まることを確認した。この値はダイヤモンド薄膜からの電界放出と同等という優れた特性であり、さらに大面積化と低製造コスト化が可能な成膜方法であることからダイヤモンドライクカーボン膜に優位性があると考えられる。一方、近年ダイヤモンドに硫黄をイオン注入することでn型の電気伝導性を示す報告に触発されて以来、硫化水素を原料ガスとして添加したCVDダイヤモンドの成膜が試みられている。硫化水素は強い毒性を持つことから、本研究では比較的毒性の低い硫黄を含む有機系溶媒を使用してn型ダイヤモンドの成膜を試みた。成膜されたダイヤモンドの電気伝導性はほぼ真性すなわち高抵抗な膜となり、明らかにn型の伝導性を示すものは得られなかった。電界放出についてはアンドープダイヤモンドに近いものであり、前年度研究を行った窒素ドープダイヤモンドよりも特性は悪いものであった。ただし、ドープ量を多くすることで窒素ドープのものよりも良好な電界放出特性が得られる兆候も見られたことから、引き続き実験を行う必要性があると考えられる。長寿命で消費電力が少ない電界放出型ディスプレイ(FED)の電子放出源を得るために、ダイヤモンドライクカーボンの液相合成を行ないその特性を調べた。クールスターラーに設置したセパラフラスコ内で、高圧定電圧源を用いて原料となるエタノールを電気分解することで、シリコンやチタンなどの基板上へのダイヤモンドライクカーボンの液相合成を試みた。成膜された試料についてラマン分光分析を行なったところ、ダイヤモンドライクカーボン特有のパターンは現れず、アモルファスカーボンと見られる膜が得られていることがわかった。この膜に電界を印加して電子放出特性を調べたところ、約37V/μmという低電界から電界放出が始まることを確認した。この値はダイヤモンド薄膜からの電界放出と同等な特性であり、さらに大面積化と低製造コスト化が可能な成膜方法であることから優位性があると考えられる。また、電界放出特性を改善するために、シリコン基板に異方性エッチングを行い凹凸を付けることで、電界集中を促すと同時にエミッションサイトを分散されることで電界放出特性を改善することができた。一方、並行して行ったCVDダイヤモンド薄膜からの電子放出特性については、ポーラスシリコン基板を用いることで改善を試みた。その手法として、まずn型シリコン基板を光照射しながら陽極酸化しポーラス化した。そのシリコン基板を鋳型とし、CVDダイヤモンドを堆積させた。その後、フッ酸よってシリコン基板をエッチングして取り除き、先端の尖った角柱状ダイヤモンドフィールドエミッタアレイを製作した。さらに、原料エタノールにトリアゾールを加えることで、ダイヤモンドに窒素を添加した。この電界放出特性について調べたところ、F-Nプロットから電界放出機構が支配的であり、低電界から電子放出が始まる良好な特性が得られていることを確認した。

一方、近年ダイヤモンドに硫黄をイオン注入することでn型の電気伝導性を示す報告に触発されて以来、硫化水素を原料ガスとして添加したCVDダイヤモンドの成膜が試みられている。硫化水素は強い毒性を持つことから、本研究では比較的毒性の低い硫黄を含む有機系溶媒を使用してn型ダイヤモンドの成膜を試みた。成膜されたダイヤモンドの電気伝導性はほぼ真性すなわち高抵抗な膜となり、明らかにn型の伝導性を示すものは得られなかった。電界放出についてはアンドープダイヤモンドに近いものであり、前年度研究を行った窒素ドープダイヤモンドよりも特性は悪いものであった。ただし、ドープ量を多くすることで窒素ドープのものよりも良好な電界放出特性が得られる兆候も見られたことから、引き続き実験を行う必要性があると考えられる。
長期的な海面上昇に対する内湾管理のサステイナブル・サイエンス

約2年間の潮間帯干潟上での水位・流速・濁度の連続観測を実施し,底質輸送フラックスに対する潮汐・波浪の影響を定量的に検討した.潮間帯干潟上の現地観測では,潮位変動に伴って計測器が水没と干出を繰り返すため,干出時はデータが欠測し,その時系列は不連続となる.そこで,新たに潮汐位相平均手法を提案し,底質輸送フラックスに及ぼす外力の影響を分離するとともに,突発的な外力変動が生じた場合の底質輸送特性について調べた.観測場所は熊本県白川河口右岸の潮間帯干潟である.堤防から約1,040mのA点において,2004年7月から水位と流速は2Hz,濁度は10分バーストで1Hz・20秒間の連続観測を継続しており,現在までに1,174潮汐分のデータを取得した.2005年10月からは,堤防から約400mのB点においても同様の観測を開始した.底質輸送フラックスに対する1)平均的な潮汐,2)大潮・小潮等の潮位差の変動,3)波浪,それぞれの影響を検討する場合,水没と干出の繰り返しの影響でフラックスの時系列は不連続であり,スペクトル解析の適用は困難である.そこで,水位・岸沖流速,沿岸流速,濁度の実測値を20秒間の時間平均値と残差に分け,平均値を潮汐成分,残差の標準偏差を波浪成分と見なし,それぞれの時系列を1潮汐毎の水没時間で無次元化した時間軸上で重ね合せ,その平均を潮汐位相平均と定義した.主要な結論は以下のとおりである.(1)潮間帯上の底質輸送フラックスに対する潮汐・波浪の影響を調べるために潮汐位相平均手法を提案した.(2)平均的な潮汐に伴う潮間帯上の濁度変化は,流れに伴う濁度の移流成分が支配的であるが,台風時には高波浪に伴う底質の局所的な巻き上げが卓越する.(3)白川河口干潟上の底質輸送フラックスの移動方向には,上げ潮・下げ潮時は潮汐の影響が支配的であるが,満潮時には白川の河川流出の影響を受ける.約2年間の潮間帯干潟上での水位・流速・濁度の連続観測を実施し,底質輸送フラックスに対する潮汐・波浪の影響を定量的に検討した.潮間帯干潟上の現地観測では,潮位変動に伴って計測器が水没と干出を繰り返すため,干出時はデータが欠測し,その時系列は不連続となる.そこで,新たに潮汐位相平均手法を提案し,底質輸送フラックスに及ぼす外力の影響を分離するとともに,突発的な外力変動が生じた場合の底質輸送特性について調べた.観測場所は熊本県白川河口右岸の潮間帯干潟である.堤防から約1,040mのA点において,2004年7月から水位と流速は2Hz,濁度は10分バーストで1Hz・20秒間の連続観測を継続しており,現在までに1,174潮汐分のデータを取得した.2005年10月からは,堤防から約400mのB点においても同様の観測を開始した.底質輸送フラックスに対する1)平均的な潮汐,2)大潮・小潮等の潮位差の変動,3)波浪,それぞれの影響を検討する場合,水没と干出の繰り返しの影響でフラックスの時系列は不連続であり,スペクトル解析の適用は困難である.そこで,水位・岸沖流速,沿岸流速,濁度の実測値を20秒間の時間平均値と残差に分け,平均値を潮汐成分,残差の標準偏差を波浪成分と見なし,それぞれの時系列を1潮汐毎の水没時間で無次元化した時間軸上で重ね合せ,その平均を潮汐位相平均と定義した.主要な結論は以下のとおりである.(1)潮間帯上の底質輸送フラックスに対する潮汐・波浪の影響を調べるために潮汐位相平均手法を提案した.(2)平均的な潮汐に伴う潮間帯上の濁度変化は,流れに伴う濁度の移流成分が支配的であるが,台風時には高波浪に伴う底質の局所的な巻き上げが卓越する.(3)白川河口干潟上の底質輸送フラックスの移動方向には,上げ潮・下げ潮時は潮汐の影響が支配的であるが,満潮時には白川の河川流出の影響を受ける.(1)研究内容:a)現地観測:2000年12月より毎月地盤高測量を継続している熊本県白川河口干潟域の右岸において,岸から約1kmの地点で2004年7月から水位,流速(底面上10cm),濁度(底面上10cmと30cm),塩分(底面上30cm)の連続観測を実施した(サンプリング間隔:水位・流速5Hz,濁度・塩分10分).観測した水位・流速データから最小自乗法を用いて平均流と波浪成分とを分離し,濁度は現地泥を用いた検定試験よりSS濃度に換算した.b)フラックス時系列変動の要因分析:底質輸送フラックスの時系列変動を支配する要因について検討するため,水位・流速・濁度・Relative Tide Rangeなどの時系列との比較を行った.

ここで,Relative Tide Range (RTR)はRTR=TR/H_bで定義され(TR:潮位差;H_b:砕波波高),波浪と潮汐の相対的な重要性を表し,地形分類や地形変動の無次元パラメータとしてMasselinkが提案したものである.RTRの値が30以下では波浪の影響が相対的に大きくなると言われている.(2)主要な結論:1)RTRの時系列は濁度の時系列と相関性が高く,波浪による底質の巻上や浮遊移動を良く表現する無次元パラメータと考えられるが,底質輸送フラックスとの相関性は低い(相関係数0.1).2)底質輸送フラックスの時系列は1潮汐間の上潮時の岸向き最大流速と下げ潮時の沖向き最大流速の差の時系列と高い相関性が確認された(相関係数0.7).この流速差の変動は,平均潮位が上昇すると岸向き最大流速が沖向き最大流速よりも増大し,平均潮位が下降すると沖向き最大流速が岸向き最大流速よりも増大することを示す.したがって,平均潮位の昇降に伴って平均流速場の非対称性(流速の高次モーメント)が増大することが,干潟地形の堆積・侵食メカニズムの主要因であることが示唆された.2004年7月より,堤防から沖に向かって約1kmの地点において約1年間の水位・流速・濁度・塩分の定点観測を行っており,その結果,約1年間の観測で約600回の潮汐の時系列を取得し,現在も継続して観測を行っている.水位・流速の測定は,アイオーテクニック社製のWaveHunter99およびWaveHunter04(本経費で購入)に付随の水圧式波高計と電磁流速計によって5Hzのサンプリング間隔(2004年11月30日より2Hz)で連続観測を行っている.尚,水圧式波高計は海底面とほぼ同じ高さ,電磁流速計は海底面から10cmの高さで計測を行っている.濁度は,アレック電子社製の赤外後方散乱式濁度計を海底面から10cm,30cmの高さの鉛直方向2点に設置し,海水の濁度(SS濃度)を10分バーストのサンプリング間隔1Hzで20秒間の計測を行っている.ところで潮間帯上の現地観測では,潮汐変動に伴って計測器が水没と干出を繰り返すため,干出時のデータが欠測となり,その時系列は不連続データとなる.そのため,時間スケールの異なる現象が混在した時系列データの解析に有効なスペクトル解析や潮汐調和分解の適用は困難となる.そこで本研究では,潮汐位相平均手法を提案し,海水および底質輸送フラックスから波浪・潮汐成分の分離を試みた。その結果,水没干出を繰り返す潮間帯において,一潮汐の平均的な底質輸送の変動は潮汐位相平均によって説明でき,底質輸送メカニズムにおける濁度の発生要因には波浪成分,底質の輸送に関しては潮汐成分が主要な要因であることが示された.約2年間の潮間帯干潟上での水位・流速・濁度の連続観測を実施し,底質輸送フラックスに対する潮汐・波浪の影響を定量的に検討した.潮間帯干潟上の現地観測では,潮位変動に伴って計測器が水没と干出を繰り返すため,干出時はデータが欠測し,その時系列は不連続となる.そこで,新たに潮汐位相平均手法を提案し,底質輸送フラックスに及ぼす外力の影響を分離するとともに,突発的な外力変動が生じた場合の底質輸送特性について調べた.観測場所は熊本県白川河口右岸の潮間帯干潟である.堤防から約1,040mのA点において,2004年7月から水位と流速は2Hz,濁度は10分バーストで1Hz・20秒間の連続観測を継続しており,現在までに1,174潮汐分のデータを取得した.2005年10月からは,堤防から約400mのB点においても同様の観測を開始した.底質輸送フラックスに対する1)平均的な潮汐,2)大潮・小潮等の潮位差の変動,3)波浪,それぞれの影響を検討する場合,水没と干出の繰り返しの影響でフラックスの時系列は不連続であり,スペクトル解析の適用は困難である.そこで,水位・岸沖流速,沿岸流速,濁度の実測値を20秒間の時間平均値と残差に分け,平均値を潮汐成分,残差の標準偏差を波浪成分と見なし,それぞれの時系列を1潮汐毎の水没時間で無次元化した時間軸上で重ね合せ,その平均を潮汐位相平均と定義した.主要な結論は以下のとおりである.(1)潮間帯上の底質輸送フラックスに対する潮汐・波浪の影響を調べるために潮汐位相平均手法を提案した.
がん幹細胞を規定するエピジェネティックな分子基盤を標的とした新規治療薬の開発

本研究は、がん組織の階層化に寄与すると考えられているがん幹細胞の維持・分化・増殖に関連したエピジェネティックな発現制御機構の解明と、その制御機構を標的とした新たながん治療薬の開発を目的として行った。がん細胞には様々なエピジェネティクス異常が蓄積している。このうちDNAメチル化は安定した可逆性に乏しい修飾であるのに対して、ヒストン修飾による遺伝子発現制御には可逆性が保たれている。今回の研究では、固形腫瘍が腫瘍内不均一性を示す背景に、がん幹細胞の存在と、可塑性のあるエピジェネティックな制御機構、特にヒストンH3リシン27トリメチル化(H3K27me3)が関与していると考え、脳腫瘍幹細胞(Glioma initiating cell, GIC)を樹立して、その分化に関わるエピジェネティクス機構の解明を試みた。GICの分化誘導は培養条件により可逆的であり、分化誘導時にはポリコームタンパクのひとつであるEZH2(H3K27メチル化酵素)の細胞内局在の変化に伴う、ゲノムワイドなH3K27me3修飾変化が認められた。shRNAもしくは3-Deazaneplanocin処理によりEZH2の活性を低下させると、GICの分化誘導の阻害と、NOD-scidマウスでの腫瘍形成能が著しく低下した。一方DNAメチル化の変化はGICの分化誘導過程では観察されなかった。可塑性を持ったがん細胞は、周囲環境に適応し増殖・浸潤すると考えられるが、その背景にはポリコームタンパク群によって誘導されるH3K27me3修飾による制御が重要な働きをしている可能性が示唆された。がん細胞の可塑性はがん組織の不均一性や多様性に関わり、腫瘍内に高い転移能・浸潤能を伴った細胞集団を形成することにつながる。がん細胞の可塑性を担うエピジェネティクス制御機構を標的とした治療薬の開発により、がん治療戦略の新しい展開が期待できると考える。遺伝子発現制御の異常は発がん課程の重要な鍵であり、エピジェネティックな異常の蓄積は、その原因のひとつとして考えられる。近年、脳腫瘍や大腸がんなどの固形腫瘍の一部の細胞が、腫瘍幹細胞(がん幹細胞)としての機能を有することが明らかになりつつあるが、がん幹細胞がどのような課程を経て他のがん細胞と異なる形質を獲得しているのか不明な点も多い。昨年度、我々は、がん細胞におけるエピジェネティックな遺伝子発現制御機構を解析し、ヒストンH3タンパクのリシン27番(H3K27)に対するトリ・メチル化修飾(H3K27me3)の異常が、がん関連遺伝子の不活化を介してがんの発生に寄与することを見出した。さらにこの遺伝子不活化機構はDNAのメチル化とは独立した機構であることを新たに示した。H3K27me3は胚性幹細胞の維持・分化に関わるエピジェネティクスマーカーとして知られており、我々の基礎データーを鑑みるとがん幹細胞の維持・分化にもH3K27me3が関与する可能性が推測された。そこで同一症例内で多彩な組織像を呈する脳腫瘍の膠芽腫に着目し研究を行った。特に膠芽腫の腫瘍内分化にがん幹細胞(BTPC)の存在が関与していると考え、BTPC株を複数樹立し、BTPCの分化モデル系を用いて、BTPCの維持・制御に関わるエピジェネティクスを解析してきた。その結果、BTPCの維持・制御にはH3K27me3が重要な働きをしており、そのメチル化酵素を標的とした小分子化合物3-Deazaneplanocin A(DZNep)が膠芽腫に対して高い抗腫瘍効果を示すことを見出した。