hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境計測用としての高性能固体電気化学式ガスセンサの開発

次に、本素子のガス検知メカニズムについて検討を行うために、N_2中において分極曲線を測定したところ、NOにはほとんど活性を示さなかった一方NO_2に対して高い活性が得られた。よって、本素子では、検知極/YSZ界面においてNOよりもNO_2に対して電気化学的反応が優位に進むことで良好なNO_2選択性が得られることを明らかにした。今年度は、YSZとNiO検知極を組み合わせたセンサについて、実際の室内大気環境中でのVOCのモニタリングを目指し、室内大気特有の妨害ガスであるエタノールによるVOC検出への干渉の低減を行った。また、NiO検知極素子について、検知極層での気相触媒反応についてシミュレーションを行うとともに、NiO/YSZ界面でのVOCの電気化学反応について解析を行ったが、いずれも当初の研究計画通りほぼ順調に進展している。今年度は、Nio検知極素子へSnO_2触媒層およびナノアルミナガス拡散阻害膜を付加することで、室内大気中における妨害ガスであるエタノールによる影響をほとんど無視できるレベルまで低減した。そこで今後は、本素子を用いて、実際の室内大気中におけるVOC濃度の測定を行う。また、このような触媒層の付加による気相反応の制御に加えて、検知極/YSZ界面の構造も詳細に制御することで、電気化学反応活性を最適化し、大気環現モニタリング用あるいは自動車排ガス監視用の高性能ガスセンサの構築を目指す。また、今年度に得られた、NiO検知極素子のVOC検知メカニズムに関するシミュレーション結果の妥当性について、実験的な検討を行う。(抄録なし)
新規細胞接着・運動促進分子ラミニン5Bの再生医療への応用

ラミニンはα、β、γのサブユニットからなる巨大複合蛋白質であり、サブユニットの違いによって約1種類のラミニン分子種が知られている。これらのラミニンはそれぞれ特異的な組織の基底膜に存在し、受容体インテグリンを介して上皮細胞などの接着、移動、増殖、分化、極性、細胞死などを調節している。私たちはラミニンα3Aまたはα3B、β3およびγ2鎖のcDNAをHEK293細胞に導入してヒト・ラミニン5Aおよび5Bの大量安定発現系を初めて樹立し、これらのラミニンを効率よく調製できるようになった。本研究では、その性質を調べるとともに、再生医療への応用性を検討した。また、同様にα3Aまたはα3B、β1およびγ1鎖のcDNAを導入することによって新規ラミニン分子であるラミニン6Bを発現させることを試み、その性質を検討した。その結果、主として以下の研究成果が得られた。2)HEK293細胞を用いて新規ラミニン分子であるラミニン6B(α3Bβ1γ1)を効果的に発現させ、精製する系を確立した(特許出願)。これまで、ラミニン6Bの発現は知られていないが、免疫染色の結果から、肺、皮膚、食道などの上皮基底膜ではラミニン5B(α3Bβ3γ2)が、一方これらの組織の血管基底膜にはラミニン6Bが存在することが明らかになった。また、hMSCもラミニン5Aやラミニン5ではなく、むしろラミニン6Bを発現すると考えられた。ラミニン6Bはラミニン5Bに比べて細胞接着活性が低いが、血管内皮細胞の増殖を促進することが明らかになった。これらの結果から、ラミニン6Bを血管内皮細胞やhMSCの培養基質として利用できると考えられる。基底膜分子のラミニンはα、β、γのサブユニットからなる糖タンパク質で、一種の生体糊として組織の構築と維持に必須の役割を果している。表皮基底膜の主要成分であるラミニン5A(Lm5A;α3Aβ3γ2)は他のラミニンに比べて非常に高い細胞接着活性と運動促進活性を示す。これまで私たちは、ラミニン5A、および新規ラミニン分子であるラミニン5B(Lm5B;α3Bβ3γ2)の安定大量発現系を確立し、それらの機能を明らかにしてきた。本研究では両ラミニンの特異な生理活性に注目して再生医療分野への応用性を調べた。1.骨髄の間質系幹細胞(MSC)は軟骨、骨、脂肪細胞、筋肉、血管内皮などに分化する能力をもっており、再生医療への応用が最も期待される組織幹細胞の一種である。本研究では、ヒトMSCに対するLm5の効果を調べた結果、Lm5Aが軟骨細胞への分化を強く抑制することが判明した。またLm5Aは血清含有培地および無血清培地中でMSCの未分化状態を保ちつつ細胞増殖を促進することが分かった。同様な活性はLm5Bでも得られた。現在MSCは軟骨や骨の再生への応用が期待されており、患者由来のMSCを短時間で増殖させる技術が求められている。今回の結果からLm5A/BがヒトMSCの増殖促進因子として有望であることが示された。2.L,m5Aは強い細胞運動活性をもち、皮膚の創傷治癒において重要な役割を果たしている。Lm5Aがin vitroのスクラッチ検定で創傷治癒活性を示したことから、マウスを用いる皮膚創傷治癒検定を行った。しかし、現時点では明確な効果は得られていない。今後Lm5Aの投与方法についての条件検討が必要である。

3.新規ラミニン分子であるLm5Bの生理機能を明らかにするために、特異抗体を作製し、その組織分布を調べた。その結果、Lm5Bが上皮基底膜に加え、血管基底膜に存在することが明らかになった。ラミニンはα、β、γのサブユニットからなる巨大複合蛋白質であり、サブユニットの違いによって約15種類のラミニン分子種が知られている。これらのラミニンはそれぞれ特異的な組織の基底膜に存在し、受容体インテグリンを介して上皮細胞などの接着、移動、増殖、分化、極性、細胞死などを調節している。私たちはラミニンα3Aまたはα3B、β3およびγ2鎖のcDNAをHEK293細胞に導入してヒトラミニン5Aおよび5Bの大量安定発現系を初めて樹立した。同様にα3Aまたはα3B、β1およびγ1鎖のcDNAをに導入することによって組換え型ラミニン6Aおよび6Bを発現させることに成功した。本研究では、これらのラミニンの性質を調べるとともに、再生医療への応用性を検討した。2)HEK293細胞を用いて新規ラミニン分子であるラミニン6B(α3Bβ1γ1)を効果的に発現させ、精製する系を確立した(特許出願)。これまで、ラミニン6Bの発現は知られていないが、免疫染色の結果から、肺、皮膚、食道などの上皮基底膜ではラミニン5B(α3Bβ3γ2)が、一方これらの組織の血管基底膜にはラミニン6Bが存在することが明らかになった、また、hMSCもラミニン5Aやラミニン5Bではなく、むしろラミニン6Bを発現すると考えられた。ラミニン6Bはラミニン5Bに比べて細胞接着活性が低いが、血管内皮細胞の増殖を促進することが明らかになった。これらの結果から、ラミニン6Bを血管内皮細胞やhMSCの培養基質として利用できると考えられる。
半導体ウエハ表面・内部のナノメータ不純物・結晶空洞自動計測装置の開発

本研究では,鏡面ウエハ,薄膜付ウエハ,SOIウエハおよびウエハ処理工程途中の層間絶縁膜を対象として,表面および内部の50100mm以上の不純物・結晶空洞を検出するインライン自動検査装置を開発することを目的とする.これまでに得た成果は以下の通りである.(1)不純物・結晶空洞の検出:強力レーザを垂直上方から照射して,試料表面・内部の不純物・結晶空洞から発生する散乱光を垂直上方と斜方から有効に集光して検出する光学系を開発した.光源にはArレーザを使用し,検出には高感度な電子増倍管を使用している.(2)表面不純物のみの検出:斜方(ウエハ面に対して10°)から強力S偏光YAGレーザを照射して,表面の不純物からの散乱光だけを垂直上方から検出する光学系を開発した.これによって0.1μmの標準粒子の検出が可能になった.(3)表面と内部の弁別:(1)にArレーザ(波長488nm),(2)にYAGレーザ(波長532nm)を使用し,波長を分離して検出することにより,垂直照明散乱光と斜方照明散乱光を別々に検出する方法を開発した.これによってウエハ表面の不純物と内部の不純物・結晶空洞を分離して計測することが可能になった.また両者の検出信号を弁別するソフトウエアを開発した.本装置を用いて,CZ(Czochoralski)法で作られたCOPが存在するウエハと,FZ(floating zone)法で作られたCOPが存在しないウエハを用いて検出実験を行った結果,COP検出が可能であることが分かった.さらにシミュレーション結果との比較を行った結果,実験結果はシミュレーション結果と比較的良く一致した.本研究では,鏡面ウエハ,薄膜付ウエハ,SOIウエハおよびウエハ処理工程途中の層間絶縁膜を対象として,表面および内部の50100mm以上の不純物・結晶空洞を検出するインライン自動検査装置を開発することを目的とする.これまでに得た成果は以下の通りである.(1)不純物・結晶空洞の検出:強力レーザを垂直上方から照射して,試料表面・内部の不純物・結晶空洞から発生する散乱光を垂直上方と斜方から有効に集光して検出する光学系を開発した.光源にはArレーザを使用し,検出には高感度な電子増倍管を使用している.(2)表面不純物のみの検出:斜方(ウエハ面に対して10°)から強力S偏光YAGレーザを照射して,表面の不純物からの散乱光だけを垂直上方から検出する光学系を開発した.これによって0.1μmの標準粒子の検出が可能になった.(3)表面と内部の弁別:(1)にArレーザ(波長488nm),(2)にYAGレーザ(波長532nm)を使用し,波長を分離して検出することにより,垂直照明散乱光と斜方照明散乱光を別々に検出する方法を開発した.これによってウエハ表面の不純物と内部の不純物・結晶空洞を分離して計測することが可能になった.また両者の検出信号を弁別するソフトウエアを開発した.本装置を用いて,CZ(Czochoralski)法で作られたCOPが存在するウエハと,FZ(floating zone)法で作られたCOPが存在しないウエハを用いて検出実験を行った結果,COP検出が可能であることが分かった.さらにシミュレーション結果との比較を行った結果,実験結果はシミュレーション結果と比較的良く一致した.本研究では,鏡面ウエハ,薄膜付ウエハ,S0Iウエハおよびウエハ処理工程途中の層間絶縁膜を対象として,表面および内部の50100nm以上の不純物・結晶空洞を検出するインライン自動検査装置を開発することを目的とする.これまでに装置全体の設計製作を完了し,購入主要部品の取り付けを完了させた.現在調整中である.これまでに得た成果は以下の通りである.(1)不純物・結晶空洞の検出:強力レーザを垂直上方から照射して,試料表面・内部の不純物・結晶空洞から発生する散乱光を有効に集光して検出する光学系の製作を完了した.(2)表面不純物のみの検出:斜方(ウエハ面に対して10°)から強力S偏光YAGレーザを照射して,表面の不純物からの散乱光だけを検出する光学系の製作を完了した.(3)表面と内部の弁別:(1)にArレーザ(波長488nm),(2)にYAGレーザ(波長532nm)を使用し,波長を分離して検出することにより,垂直照明散乱光と斜方照明散乱光を別々に検出する.これによってウエハ表面の不純物と内部の不純物・結晶空洞を分離して計測する光学系の製作を完了した.また両者の検出信号を弁別するソフトウエアの開発を完了した.今後,上記の装置の特性を測定し,不具合個所を修正する.その後種々のウエハを用いて表面・内部の不純物・結晶空洞の検出実験を行う.さらにシミュレーション結果との比較を行い,実用装置設計のための基礎データを得る.本研究では,鏡面ウエハ,薄膜付ウエハ,SOIウエハおよびウエハ処理工程途中の層間絶縁膜を対象として,表面および内部の50100nm以上の不純物・結晶空洞を検出するインライン自動検査装置を開発することを目的とする.これまでに得た成果は以下の通りである.

(1)不純物・結晶空洞の検出:強力レーザを垂直上方から照射して,試料表面・内部の不純物・結晶空洞から発生する散乱光を垂直上方と斜方から有効に集光して検出する光学系を開発した.光源にはArレーザを使用し,検出には高感度な電子増倍管を使用している.(2)表面不純物のみの検出:斜方(ウエハ面に対して10゚)から強力S偏光YAGレーザを照射して,表面の不純物からの散乱光だけを垂直上方から検出する光学系を開発した.これによってO.1μmの標準粒子の検出が可能になった.(3)表面と内部の弁別:(1)にArレーザ(波長488nm),(2)にYAGレーザ(波長532nm)を使用し,波長を分離して検出することにより,垂直照明散乱光と斜方照明散乱光を別々に検出する方法を開発した.これによってウエハ表面の不純物と内部の不純物・結晶空洞を分離して計測することが可能になった.また両者の検出信号を弁別するソフトウエアを開発した.本装置を用いて,CZ(Czochoralski)法で作られたCOPが存在するウエハと,FZ(floating zone)法で作られたCOPが存在しないウエハを用いて検出実験を行った結果,COP検出が可能であることが分かった.さらにシミュレーション結果との比較を行った結果,実験結果はシミュレーション結果と比較的良く一致した.
記憶過程におけるオートファジーの役割

先行研究によりタンパク質分解系がメモリの不安定化プロセスに関与することが報告されている。しかし、タンパク質分解系の誘導は、メモリ不安定化を増強するか不明である。我々は以前に、NMDA受容体依存的な神経細胞の活性化によりオートファジー系が誘導されること、またLTD誘導後のAMPA受容体の分解にオートファジー系が関与することを発見し、オートファジー系がシナプス可塑性や記憶学習などの脳機能に関与することが示唆された。本研究では電気生理学に加え行動学的解析を駆使し、オートファジーの誘導により記憶の不安定化を誘導することを明らかにした。神経生理学・神経科学一般平成25年度、309円の助成金が未支出となったが、これは、購入予定であった、脳定位注入に使用するポリエチレンチューブの在庫がなかったため購入できなかったことによる。平成25年度に購入できなかったポリエチレンチューブを、平成26年度に購入する。
分泌型TGF-βレセプターII遺伝子導入アデノウイルス投与による腫瘍拒絶の試み

CTLが大きくなった腫瘍を拒絶できない要因は多数あるが、癌細胞の分泌するTGF-βによる免疫細胞の機能抑制が大きな要因の一つであると考えられている。そこで、TGF-βを中和し取り除く方法として、分泌型TGF-βレセプター分子を作製した。その結果、ペプチドと分泌型TGF-βレセプターを同時に3日間連続投与するだけで急速に腫瘍が消失することが判明した。これは、一度活性化されたがTGF-βにより低反応になった腫瘍周囲に存在するリンパ球が再度活性化されるのではないかと推定された。今回、TGF-βの中和だけでは免疫反応の回復が果たせなかったことから明らかなように、これまでの多くの試みが失敗した理由としてTGF-βの中和のみで腫瘍を拒絶しようとしたためと考えられる。すなわち、腫瘍周囲のTGF-βにより低反応性になったリンパ球を活性化するには、TGF-βの中和と同時に抗原による再刺激を必要とすることが判明した。このように抗原が必要であることから、CTLの低反応性の解析のみならず抗原提示細胞の関与も解析する必要があると考えられる。来年度以降はこの点に関して解析する予定である。一方、分泌型TGF-βレセプター遺伝子を組み込んだadenovirusを直接腫瘍に感染させても腫瘍細胞の拒絶には至らなかった。この理由として、上述したように抗原を同時に投与しなかったこととウイルス力価が十分でなかった可能性が考えられる。現在、抗原も同時に投与する実験とウイルスを濃縮する試みを行っている。
テロメラーゼによる早期膵癌の分子診断

TRAP(Telomeric Repeat amplification Protocol)法を用いて膵癌組織と膵液中のテロメラーゼ活性を測定し、その臨床診断における意義と共に癌治療の標的としてのテロメラーゼの意義についても検討を加えた。膵癌組織中のテロメラーゼ活性相対値は極めて高く、カットオフ値を相対値1としたときの陽性率は当施設で検索できた26例中25例、96.1%と高率であった。一方、腺腫、慢性膵炎、正常膵組織、正常膵管の相対活性値は全て1以下であり、テロメラーゼ活性化の癌組織における際だった特異性が明らかとなった。ERCP下にバルーンカテーテルを膵管内に挿入し、膵液の分泌をセクレチン負荷で促し、膵液中に遊離してくる膵管上皮細胞を集めてテロメラーゼ活性を測定した。膵液中のテロメラーゼ活性陽性率は膵癌患者の24例中20例83.3%で、膵腺腫では23例中1例4.3%に陽性であった。膵炎症例の膵液は23例全てが陰性であり、テロメラーゼは膵癌の診断に有効である。乳頭部癌のテロメラーゼ活性を測定すると80%近い陽性率が得られた。また乳頭部癌の危険群と考えられている家族性大腸腺腫症の患者では、病理学的に正常とされた病変や腺腫病変からも50%前後の陽性率が得られた。家族性大腸腺腫症における乳頭部癌の多段階発癌過程においてテロメラーゼの活性化が何らかの役割を担っていると考えられる。テロメラーゼは、癌診断のみならず治療の標的としても注目される。変異型p53を持つ膵癌細胞株にアデノウイルスを用いて野生型p53遺伝子を導入するとテロメラーゼ活性は明らかに阻害され、その後に典型的なアポトーシスが誘導された。9-hydroxyellipticine(9-HE)は、テロメラーゼ活性を特異的に阻害し、テロメラーゼ活性に基づく膵癌治療の可能性が示された。一方、VP16など幾つかの抗癌剤はテロメラーゼ活性を上昇させる作用がある。VP16によるテロメラーゼ活性上昇率とアポトーシスの誘導率逆相関の関係を示し、テロメラーゼによる抗アポトーシス作用を示していると考えられる。我々は、これまでTRAP(telomeric repeat amplification protocol)法を用いて膵癌におけるテロメラーゼ活性の臨床的意義について検討してきた。その結果、膵切除組織では膵癌の80%で活性化されており、一方、膵炎や膵腺腫の組織からは明らかな活性は検出されなかった。さらに、我々は膵癌患者の膵液から高率にテロメラーゼ活性を検出できることを報告している。今回は、膵液を用いた膵癌早期診断法の確立を主たる目的として研究を進めている。現在までに検討し得た24例の膵癌患者のうち20例、83.3%の膵液中に明らかなテロメラーゼ活性を検出した。膵腺腫症例では、23例中1例にのみ陽性であったが、この1例は切除組織で、悪性境界病変と診断されている。一方、慢性膵炎では検討した23例全てが陰性であった。検討した膵癌症例のうち、いわゆる早期癌と思われたのは3例である。

このうち1例は膵管上皮内癌であり、1例は癌細胞が膵管から膵実質へ浸潤し、4mmの小さな腫瘍を形成していた。また、1例は膵液中のテロメラーゼ活性のみが陽性を示し、他に癌を示す所見が得られなかったため厳重な経過観察がなされた。その後、最初のテロメラーゼ活性の検出から19ヶ月後に腫瘍が他の画像診断によって検出され切除手術を行うことができた。このように、テロメラーゼは早期膵癌患者の膵液からも検出できることが確認された。今後も更に臨床症例を積み重ねていく予定である。また、我々は乳頭部癌におけるテロメラーゼ活性についても検討を加えた。その結果、乳頭部癌では膵癌同様にテロメラーゼ活性が高値を示した。さらに、乳頭部癌の高危険群である家族性大腸腺腫症の患者では、組織学的に正常と診断された症例でもテロメラーゼ活性が高いことをみいだし乳頭部癌の発癌過程におけるテロメラーゼ活性化の重要性が示唆されている。(論文投稿中)TRAP(Telomeric Repeat amplification Protocol)法を用いて膵癌組織と膵液中のテロメラーゼ活性を測定し、その臨床診断における意義と共に癌治療の標的としてのテロメラーゼの意義についても検討を加えた。膵癌組織中のテロメラーゼ活性相対値は極めて高く、カットオフ値を相対値1としたときの陽性率は当施設で検索できた26例中25例、96.1%と高率であった。一方、腺腫、慢性膵炎、正常膵組織、正常膵管の相対活性値は全て1以下であり、テロメラーゼ活性化の癌組織における際だった特異性が明らかとなった。ERCP下にバルーンカテーテルを膵管内に挿入し、膵液の分泌をセクレチン負荷で促し、膵液中に遊離してくる膵管上皮細胞を集めてテロメラーゼ活性を測定した。膵液中のテロメラーゼ活性陽性率は膵癌患者の24例中20例83.3%で、膵腺腫では23例中1例4.3%に陽性であった。膵炎症例の膵液は23例全てが陰性であり、テロメラーゼは膵癌の診断に有効である。乳頭部癌のテロメラーゼ活性を測定すると80%近い陽性率が得られた。また乳頭部癌の危険群と考えられている家族性大腸腺腫症の患者では、病理学的に正常とされた病変や腺腫病変からも50%前後の陽性率が得られた。家族性大腸腺腫症における乳頭部癌の多段階発癌過程においてテロメラーゼの活性化が何らかの役割を担っていると考えられる。テロメラーゼは、癌診断のみならず治療の標的としても注目される。変異型p53を持つ膵癌細胞株にアデノウイルスを用いて野生型p53遺伝子を導入するとテロメラーゼ活性は明らかに阻害され、その後に典型的なアポトーシスが誘導された。9-hydroxyellipticine(9-HE)は、テロメラ-ゼ活性を特異的に阻害し、テロメラ-ゼ活性に基づく膵癌治療の可能性が示された。一方、VP16など幾つかの抗癌剤はテロメラーゼ活性を上昇させる作用がある。VP16によるテロメラーゼ活性上昇率とアポトーシスの誘導率逆相関の関係を示し、テロメラーゼによる抗アポトーシス作用を示していると考えられる。
リモートセンシングによる平面非定常波動場計測法の開発

近年、船舶や海洋構造物の経済性向上のため、構造物に作用する変動波力の推定精度の向上が要望されている。従来、規則波中での計測においては種々の波高計が開発されてきたが、非定常波動場において必要な、広範囲を同一時間に計測できる装置の開発、並びに波力推定法の確立は未だ例を見ない。現在、船舶や海洋構造物周りの非定常波動場の計測法としては、数本の波高計による縦切り法又は横切り法による方法、または、定点における波高計測結果のスペクトル解析による方法が用いられている。しかし、一つの領域全体を同時に計測することは不可能に近く、しかも検出部による撹乱も無視できない。それに反し、光学的手法又は超音波を用いる手法は水面透過光や音響ホログラフィを併用すれば、3次元領域を同時に計測することも可能である。この様な状況の下で、本研究は、船舶や海洋構造物周りの非定常波動場を究明する際に必要な、撹乱が少なく、さらに計測面又は計測領域全体に対して同時性を保ちうる計測法の開発を目的とするものである。具体的には水面変位の2階微分や波傾斜を撮影した波面画像から検出するための方法について検討を行った。その結果水面透過光を用いた明暗分布画像から水面変位の2階微分を得、それにより波高分布を求める方法の高精度化を行うと同時にランダム画像の水面反射より波傾斜を求め波高分布を求める手法を開発した。また密度界面近傍に存在する光の屈折率の変化を用いて密度、界面波面及び流速分布を同時に計測する手法の開発も行った。また実験と比較する目的で比較的小規模の人口構造物の影響を考慮可能な海洋波動を計算する海洋数値モデルの開発を行い、計算を行った。1.水面透過光分布法により収集されたデータから浮体の動揺や入射波の反射により発生する浮体周囲の非定常波の振幅関数(コチン関数)を、直接解析する方法について実験を行い以下の成果を得た。(1)平水中を上下動揺しながら進行する浮体が発生する非定常波と透過光分布との関係、ならびに、波の中を進む浮体が反射する波と透過光分布の関係について理論的に調べ、透過光分布の時間変化を周波数解析し、動揺周期または波との出会い周期の成分を取ることにより非定常波の解析が可能であることを明らかにした。(2)CCDカメラにより記録された輝度分布データより真の輝度分布を求め、入射波成分を除去した後のデータを周波数解析することにより、透過光分布が定常波成分と非定常波成分にうまく分離できることを実験的に明らかにした。(3)透過光分布の解析に定常波形を与えるコチン関数と非定常波形を与えるコチン関数双方を未知数とし、最少2乗法を適用して解析することにより、従来非定常波に比べ小さいため無視されていた定常波形を与えるコチン関数が非定常波系を与えるコチン関数に大きな影響を与えること、両者の干渉を考慮できる最少2乗法の適用が非常に良い結果を与えることを明らかにした。2.色情報を用いた水面反射光による非定常波面計測法の開発を行い、理論と実験により妥当性を評価した。その結果、計測面内の一点における上下移動量を設置型波高計等で計測し、初期値として与えることにより、計測面全域における非定常波紋がよい精度で計測できることが分かった。3.波動による流速変化を検出する際に問題となる往復流のPIVによる計測を可能にするため、レーザーシートを流れ方向に移動させる方法について実験的に調査し、+0.2m/seeから-0.1m/seeまでの計測が可能となった。本年度の研究実施計画は,(1)3次元非定常波動場への光学的手法の適用.(2)3次元画像データの高速演算処理プログラムの開発であるが.この計画に基づき調査・研究を行い,以下のような成果を得た.

(1)波傾斜を検出するためにランダム画像と雲画像を用い相関法により実験的に調査した結果,雲画像の有用性が確認された.(2)自然界に存在するランダム画像である雲画像を用い,水面傾斜による画像のずれより波傾斜を検出し波面を計測する手法の開発を行い,超音波波高計による計測結果と比較した結果,定量的に一致する結果を得た.しかし,一部量的に一致しない領域が存在し,改良の余地があることが分かった.(3)海洋に存在する密度界面近傍に存在する光の屈折を逆用して密度と界面波面を同時に計測する手法を開発し,密度と界面波を同時計測できることが分かった.(4)密度差のある領域では密度と速度の同時計測が必要であるが,中性浮遊粒子と粒子像を除いた背景画像の相関を用いることにより密度と速度の同時計測が可能であることが分かった.(5)3次元流場内の3次元速度分布を得るために,3色カラーシートを異なる順列組み合わせで配列することにより,速度と位置を同時に計測する手法を開発し,物体下流に存在する非定常流場の速度時系列を計測可能であることが分かった.(6)粒子追跡,画像相関の解析処理プログラムを開発し,有用性を確認した.本研究の実施計画は(1)非定常な波動場の3次元情報を得るため光学的手法の適用を行う。(2)画像データの高速演算ログラムの開発であるが、この計画に基づき調査・研究を行った結果、以下のような成果を得た。(1)波傾斜を検出するための画像について、これまで用いた画像の詳細な検討を行い、波傾斜を検出するための画像の移動ベクトルに誤りが多く検出されるのは、相関を取る領域の画像にたいして小さなヒストグラム幅や少ない粒子数が影響していることが明らかになった。(2)(1)の結果から、計測に適したランダム画像を生成し、実計測を行った。その結果は満足できる精度で波動場の面計測が可能であることが明らかになった。(3)今年度生成したランダム画像波動場計測法を超大型浮体の波浪中での弾性応答の計測に用い、超大型浮体上を伝播する弾性波動を面計測可能なことを示した。(4)昨年開発した密度界面近傍に存在する光の屈折率の変化を用いて密度、界面波面及び流速分布を同時に計測する法の精度向上のため移動ベクトルから密度分布を計算する積分手法を検討し精度向上が図られた。(5)画像相関を求めるプログラムの高速化を行い、非定常波動場計測の高速化を図った。(6)実験と比較する目的で比較的小規模の人口構造物の影響を考慮可能な海洋波動を計算する海洋数値モデルの開発を行い、計算を行ったところ残差流には小型のものでも影響が残ることが明らかになり、残差流の計算が可能な精度の高い計測手法の開発が望まれることが明らかになった。
震災住宅の補修・補強成立条件とその復興過程に及ぼす影響評価

地震による家屋の倒壊は世帯に多大な経済的損失と、住む所を失うという苦難を与える。住宅の復旧手段は、大きく分けて補修と取り壊し新築という2つがあるが、震災後の混乱の中で、この意思決定と復旧の実現は非常に難しかった。本研究では、被災者が速やかに住宅を取り戻すために、どのような公的施策が必要かを明らかにすることを目的とする。アンケート調査は、1995年兵庫県南部地震で被害が激甚であった神戸市東灘区西部地域(約81.6ha)を対象とした。住宅数2000棟強からなる地域の312世帯に配布し227世帯から回収した。意思決定に関する判別分析では、家屋の被災程度、建築年、住宅ローンなどが主要な要因となっている。また被災程度、建築年から推定される結果を標準推奨復旧手段と見なすと、推奨と実際の選択がくいちがう世帯群に「大被害を補修に留めた」、「中小の被害なのに建て替えた」なとの問題点が顕れている。公費負担の解体・瓦礫処理は建て替えを促進している。復旧費用に関する分析の結果、新築にするか、改築・補修にするかで1800万円近くの費用の差が生じたことが明らかになった。新築世帯よりも改築・補修世帯が、より迅速かつ短期間での復旧を遂げている。本研究の成果として、震災復興住宅復旧意思決定の要因、費用推定式、竣工・着工時期推定式などの知見が得られた。これらの結果を他の地震、他の被災地域で適用できるかの検証を今後の課題として残している。また意思決定要因分析のモデルを瓦礫処理量予測式へと発展させる可能性がある。
東ドイツの「文化同盟」:自発的結社と大衆組織の結合

本研究は、旧東ドイツを対象とし、「知識人はいかなる形で体制へと組み込まれていたのか」という問題に焦点を当てたものである。知識人と国家権力の関係を明らかにするためには、様々なアプローチが考えられる。しかし、東ドイツが共産主義政党を中心に翼賛諸政党や大衆諸組織によって徹底的に組織化されつくした社会であったことを考慮に入れると、個人と国家機構を媒介していた組織が問題として浮かび上がってくる。すなわち、彼らは自発的結社として組織されえたのか、それとも大衆組織の一端となっていたのか、検証することが必要になってくる。この問題を具体的に検証するため、本研究は「文化同盟」という組織に着目し議論を進めてゆく。本組織は共産主義で作家のベッヒャーによって1945年に設立された知識人の結社である。しかし冷戦のドイツでの顕在化にともなって、文化同盟に政治的圧力が高まり、さらには多数の市民の余暇団体が編入させられることになった。こうして本組織は東ドイツ最大の知識人の結社としてだけでなく、同時に大衆組織としての側面を併せ持つようになったのである。こうした経緯を踏まえると、文化同盟は、「自発的結社と大衆組織」という観点から東ドイツの知識人の問題を解明するのに格好の対象といえる。この研究は、国家による動員のための大衆組織と自発的なアソシエーションの競合と協働という観点から、社会主義体制下の知識人を論じるものである。これは、権力と知識人の関係についての理解を深めるものであり、また旧社会主義国において、社会的な秩序がどのように生み出され、維持されていったのかを明らかにするという意義をもつものである。報告者は本年度、研究成果を日本西洋史学会および日独共同大学院プロジェクト(日本学術振興会とドイツ研究振興協会の合同事業)で報告し、また研究ノートを発表している。本年度夏を目途に博士論文を提出する計画である。博士論文の提出が本年度中(2013年度)中に行われるため。博士論文の原形となっている口頭の報告や、既読の史資料を、可及的速やかに論文として書き出す。報告者は昨年度4月から7月にかけてハレ大学第一哲学部で博士論文の作成を進めた(DC2「研究指導の委託」)。この期間、文書館を利用して史料収集を進めるとともに、ドイツでの研究報告を一件、論文を一本投稿している。

これは、権力と知識人の関係についての理解を深めるものであり、また旧社会主義国において、社会的な秩序がどのように生み出され、維持されていったのかを明らかにするという意義をもつものである。報告者は本年度、研究成果を日本西洋史学会および日独共同大学院プロジェクト(日本学術振興会とドイツ研究振興協会の合同事業)で報告し、また研究ノートを発表している。本年度夏を目途に博士論文を提出する計画である。報告者は4月7月、および910月にドイツに滞在し、図書館と文書館に通い、博士論文を作成するために必要なおおよその史資料を収集することができた。また、ハレ大学に「研究指導の委託」で研究滞在している期間、歴史学のセミナー、コロキアムに参加することで、先行研究の把握をすることができた。帰国後の12月には、博士論文の中間審査にあたるリサーチ・コロキアムを開催し、審査を通過した。以上のように、史資料の収集・研究動向の把握・中間審査の終了したため、(2)と判断した。博士論文の提出が本年度中(2013年度)中に行われるため。今後の課題は主として三点挙げることができる。第一は、研究の成果をアウトプットしてゆくことである。このため、5月に日本西洋史学会で、7月にハレ大学で開催される日独共同大学院セミナーで、10月に現代史研究会でそれぞれ報告を計画している。第二に補足的な史資料の収集があげられる。現在、9月に20間前後ドイツに滞在し、ベルリン州立図書館と連邦文書館を訪問し、博士論文に必要な史資料を閲覧・収集してゆく。第三点に、これまで集めてきた大量の文献を読み進めてゆくことである。以上の課題に取り組むことで、博士論文の作成を推進してゆくことを企図している。博士論文の原形となっている口頭の報告や、既読の史資料を、可及的速やかに論文として書き出す。
フィブロインH鎖遺伝子の多型解析を用いた新特性シルクの創出

カイコには絹糸の太さや力学物性に特徴を有する品種が存在するが、これら絹糸性状の差異と品種間の遺伝情報との関連性は分かっていない。繊維を構成する主成分であるフィブロインH鎖(FibH)タンパク質は高分子であることに加え、その塩基配列はグアニン/シトシンの割合が高く、かつ高度な反復配列を多数含むという特異なものである為、一般的手法による塩基配列の全長決定は困難である。そこで、本研究ではナノポアシーケンサーを用いて特徴的な絹糸性状を有する蚕品種のFibHのmRNA配列を読み、アミノ酸配列と絹糸性状の相関を明らかにすると共に、優れた絹糸性状を有するカイコの開発に向けた基盤の構築を目指す。そこで、本研究ではナノポアシーケンサーを用いて特徴的な性状を有する蚕品種のフィブロインH鎖遺伝子の塩基配列を決定し、絹糸性状との関連の解明を目指す。本年度は品種間の差異の検討に先立ち、フィブロインH鎖の配列読解に向けた準備ならびに各種検討を実施した。また、遺伝情報との関連性を調べるため、繊度や力学物性に特徴を有する蚕品種の絹糸に関する力学物性等の基礎データを取得した。ナノポアシーケンサーでのシーケンシングならびに得られたデータの解析に用いるサーバーを構築し、ダイレクトRNAシーケンシングを実施するための環境整備を終えた。また、ゲノムプロジェクトに用いられたp50系統のカイコの後部絹糸腺よりmRNAを抽出し、ダイレクトRNAシーケンシングを実施した。フィブロインL鎖のmRNA配列は問題なく読めたが、目標とするフィブロインH鎖のmRNA全長配列(約16Kb)は読めておらず、4Kb程度の結果であった。したがって、GC含量が高くかつ高反復配列を有するFibHの配列が原因であると考えられ、FibHのmRNA読解に適したライブラリー調製法および解析法の確立が必要であることがわかった。加えて、塩基配列との関連性の検討に向け、p50系統、高強度系統、細繊度系統、太繊度系統の繭より生糸を繰製し、繊度ならびに力学物性(強度、伸度、ヤング率、タフネス)に関する基礎データを取得した。本年度はカイコのフィブロインH鎖(FibH)mRNAのダイレクトRNAシーケンシングに向けた準備ならびに各種検討を実施した。具体的には、ナノポアシーケンサーでのシーケンシングならびに得られたデータの解析に用いるサーバーを構築し、ダイレクトRNAシーケンシングを実施するための環境整備を終えた。また、FibHのシーケンシング条件の検討を行うため、ゲノムプロジェクトに用いられたp50系統の終齢幼虫の後部絹糸腺よりmRNAを抽出し、ダイレクトRNAシーケンシングを行った。シーケンシングにより得られた配列は全てのmRNA配列を含むため、FibH mRNAを抽出するためGenBankに登録されているFibH遺伝子のORFに対してBlastを行い、E-valueが1e-20未満であった配列をFibH遺伝子mRNA配列としてFibHのORFにマッピングした。これまでのところ目標とするFibH全長配列は読めておらず4Kb程度の結果であった。一方、同様の方法で解析したフィブロインL鎖のmRNA配列は問題無く読めていることより、GC含量が高くかつ高反復配列であるFibHの配列に起因すると考えられた。そこで、FibHの繰返し配列における高次構造形成を抑制するライブラリー調製法の検討を進めている。加えて、塩基配列との関連性の検討に向け、p50系統ならびに高強度系統、細繊度系統、太繊度系統の繭より生糸を調製し、繭糸繊度ならびに力学物性(強度、伸度、ヤング率、タフネス)に関する基礎データを取得した。細繊度系統の平均繭糸繊度が約1.5デニール、P50系統と高強度系統は約2デニール、太繊度系統は約3.8デニールという結果が得られ、繊度に特徴を有する品種における明瞭な差が見られた。また、高強度系統の絹糸はP50系統に比べ30%以上強度に優れていることがわかった。今年度実施したmRNAのダイレクトRNAシーケンシングでは、フィブロインL鎖などの短いmRNAについては問題なく解析出来たが、目的とするフィブロインH鎖(FibH)に関しては5Kb以上の配列を得ることは出来なかった。FibHのmRNAはGC含量が高くかつ高反復配列が存在するため、これが原因であると考えられる。そこで、次年度はFibHのmRNA読解に適したライブラリー調製法および解析法の確立を目指す。また、mRNAのリファレンスとなるFibHのORF配列が品種間で異なる可能性も視野に入れ、品種毎のゲノムDNA解析も並行して行い、リファレンスとなるFibHのORF配列情報を取得する。得られたFibH遺伝子の塩基配列から予想されるアミノ酸配列と絹糸性状との相関を検討し、現行品種に比べさらに特徴的な力学物性を有する絹糸を産生するカイコの品種育成や、遺伝子組換え技術による新特性シルク産生カイコの作出など、これまでに無い優れた絹糸性状を持つカイコの開発に向けた基盤の構築を目指す。

繊維を構成する主成分であるフィブロインH鎖(FibH)タンパク質は高分子であることに加え、その塩基配列はグアニン/シトシンの割合が高く、かつ高度な反復配列を多数含むという特異なものである為、一般的手法による塩基配列の全長決定は困難である。そこで、本研究ではナノポアシーケンサーを用いて特徴的な絹糸性状を有する蚕品種のFibHのmRNA配列を読み、アミノ酸配列と絹糸性状の相関を明らかにすると共に、優れた絹糸性状を有するカイコの開発に向けた基盤の構築を目指す。カイコには絹糸の太さや力学物性に特徴を有する品種が存在するが、これら絹糸性状の差異と品種間の遺伝情報との関連性は分かっていない。そこで、本研究ではナノポアシーケンサーを用いて特徴的な性状を有する蚕品種のフィブロインH鎖遺伝子の塩基配列を決定し、絹糸性状との関連の解明を目指す。本年度は品種間の差異の検討に先立ち、フィブロインH鎖の配列読解に向けた準備ならびに各種検討を実施した。また、遺伝情報との関連性を調べるため、繊度や力学物性に特徴を有する蚕品種の絹糸に関する力学物性等の基礎データを取得した。ナノポアシーケンサーでのシーケンシングならびに得られたデータの解析に用いるサーバーを構築し、ダイレクトRNAシーケンシングを実施するための環境整備を終えた。また、ゲノムプロジェクトに用いられたp50系統のカイコの後部絹糸腺よりmRNAを抽出し、ダイレクトRNAシーケンシングを実施した。フィブロインL鎖のmRNA配列は問題なく読めたが、目標とするフィブロインH鎖のmRNA全長配列(約16Kb)は読めておらず、4Kb程度の結果であった。したがって、GC含量が高くかつ高反復配列を有するFibHの配列が原因であると考えられ、FibHのmRNA読解に適したライブラリー調製法および解析法の確立が必要であることがわかった。加えて、塩基配列との関連性の検討に向け、p50系統、高強度系統、細繊度系統、太繊度系統の繭より生糸を繰製し、繊度ならびに力学物性(強度、伸度、ヤング率、タフネス)に関する基礎データを取得した。本年度はカイコのフィブロインH鎖(FibH)mRNAのダイレクトRNAシーケンシングに向けた準備ならびに各種検討を実施した。具体的には、ナノポアシーケンサーでのシーケンシングならびに得られたデータの解析に用いるサーバーを構築し、ダイレクトRNAシーケンシングを実施するための環境整備を終えた。また、FibHのシーケンシング条件の検討を行うため、ゲノムプロジェクトに用いられたp50系統の終齢幼虫の後部絹糸腺よりmRNAを抽出し、ダイレクトRNAシーケンシングを行った。シーケンシングにより得られた配列は全てのmRNA配列を含むため、FibH mRNAを抽出するためGenBankに登録されているFibH遺伝子のORFに対してBlastを行い、E-valueが1e-20未満であった配列をFibH遺伝子mRNA配列としてFibHのORFにマッピングした。これまでのところ目標とするFibH全長配列は読めておらず4Kb程度の結果であった。一方、同様の方法で解析したフィブロインL鎖のmRNA配列は問題無く読めていることより、GC含量が高くかつ高反復配列であるFibHの配列に起因すると考えられた。そこで、FibHの繰返し配列における高次構造形成を抑制するライブラリー調製法の検討を進めている。加えて、塩基配列との関連性の検討に向け、p50系統ならびに高強度系統、細繊度系統、太繊度系統の繭より生糸を調製し、繭糸繊度ならびに力学物性(強度、伸度、ヤング率、タフネス)に関する基礎データを取得した。
超薄膜超微細構造デバイスに関する研究

1.超伝導超薄膜微細構造デバイスの設計と製作東京工業大学の小田、座間とケンブリッジ大学のム-アは共同で超伝導デバイスの研究を行った。小田らは、有機金属気相成長法(MOCVD法)を用いて、500°Cという低温でYBaCuO系超伝導薄膜の堆積に成功した。さらに、厚さ10nm以下の超伝導超薄膜の開発に成功し、3分子層(厚さ3.6nm)から超伝導オンセット特性が観測され、4分子層(厚さ4.8nm)ではゼロ抵抗温度が30Kの薄膜、厚さ10nmでは臨界温度80Kを得た。薄膜の最表面と基板側界面第1層は超伝導電流パスが安定に存在できないことが知られていることを考慮すると、YBaCuOは実効的に1分子層で超伝導電流が流れていることを意味している。このことは、本研究で開発したMOCVD法によるYBaCuO薄膜が世界最高水準の高品質薄膜である事を示している。さらに、原子層毎に制御して結晶成長を行うことにより、表面マイグレーションを促進する事を見出しており、原子間力顕微鏡観察により10μm角の視野に於いて表面の平滑性が±1分子層以下という従来にない極めて平滑なデバイスグレード薄膜を作製することが出来た。また、光リソグラフィ技術により微細加工した超伝導薄膜の電気特性の評価から臨界電流密度は低温では10^7Acm^<-2>を越える高品質膜であることが分った。ム-アらは、YBaCuO膜に350KeVの電子ビーム照射を行いジョセフソン接合を形成し、臨界電流の磁場依存性から接合は均一に形成されていることを見出した。2.シリコン超薄膜超微細構造デバイス(1)シリコン原子層エピタキシ-東京工業大学の松村と杉浦は、ジクロロシランと水素ラジカルを交互供給することにより、1サイクル当り1原子層という理想的なシリコンの原子層エピタキシ-を実現した。さらに、有機ゲルマンと水素ラジカルの組合せにより、ゲルマニウムの原子層エピタキシ-にも世界で初めて成功した。これらの技術を応用して、IV族ヘテロ原子層エピタキシ-の実現に取り組んでいる。(2)シリコントレンチ酸化膜量子細線の作製と特性評価東京工業大学の小田は、シリコン量子細線構造デバイスとしてトレンチ酸化膜構造を提案した。まず、スーパーコンピュータを用いて、MOS反転層とトレンチ酸化膜によりどの程度の領域に電子を閉じ込めることが出来るかをシミュレーションして、容量電圧特性により量子効果を確認できることを推定した。次いで、電子ビーム露光、ECR反応性イオンエッチングによりトレンチ酸化膜MOS構造を作製し、28nm線幅のトレンチ構造で0.5Kの極低温下に於いて量子効果とみられる容量電圧特性の構造を確認した。(3)ディジタルCVD法によるナノクリスタルシリコンの作製東京工業大学の小田は、シリコン量子ドット構造の形成を目的として、微結晶シリコンの形成過程を、核形成,膜堆積、結晶成長、未結合手不活性化、ポテンシャル障壁形成、粒径制御の各ステップに分離したパルスプラズマプロセスを提案した。実験の結果、核形成、結晶成長に水素ラジカルが重要な役割を果すことを見出した。また、有効なポテンシャル障壁の形成のために微結晶シリコンの周囲のアモルファスシリコンを選択的にエッチングを行うのに水素ラジカルが有効であることを見出した。(4)シリコン薄膜トランジスタ東京工業大学の松村とケンブリッジ大学のミルンはアモルファスおよび多結晶シリコンを用いた高性能薄膜トランジスタの研究を行い、信頼性の改善、高集積回路への応用、神経網回路への応用を検討した。さらに、ミルンは、プラズマアーク法を用いて、4配位ダイアモンド薄膜の堆積に成功した。(5)超高分解能電子ビーム露光による電界放射3端子デバイスケンブリッジ大学のム-アは、窒化シリコン上のタングステン薄膜を電子ビームにより直接加工を行い、100V以下で動作する電界放射3端子デバイスの動作を確認した。

ム-アらは、YBaCuO膜に350KeVの電子ビーム照射を行いジョセフソン接合を形成し、臨界電流の磁場依存性から接合は均一に形成されていることを見出した。2.シリコン超薄膜超微細構造デバイス(1)シリコン原子層エピタキシ-東京工業大学の松村と杉浦は、ジクロロシランと水素ラジカルを交互供給することにより、1サイクル当り1原子層という理想的なシリコンの原子層エピタキシ-を実現した。さらに、有機ゲルマンと水素ラジカルの組合せにより、ゲルマニウムの原子層エピタキシ-にも世界で初めて成功した。これらの技術を応用して、IV族ヘテロ原子層エピタキシ-の実現に取り組んでいる。(2)シリコントレンチ酸化膜量子細線の作製と特性評価東京工業大学の小田は、シリコン量子細線構造デバイスとしてトレンチ酸化膜構造を提案した。まず、スーパーコンピュータを用いて、MOS反転層とトレンチ酸化膜によりどの程度の領域に電子を閉じ込めることが出来るかをシミュレーションして、容量電圧特性により量子効果を確認できることを推定した。次いで、電子ビーム露光、ECR反応性イオンエッチングによりトレンチ酸化膜MOS構造を作製し、28nm線幅のトレンチ構造で0.5Kの極低温下に於いて量子効果とみられる容量電圧特性の構造を確認した。(3)ディジタルCVD法によるナノクリスタルシリコンの作製東京工業大学の小田は、シリコン量子ドット構造の形成を目的として、微結晶シリコンの形成過程を、核形成,膜堆積、結晶成長、未結合手不活性化、ポテンシャル障壁形成、粒径制御の各ステップに分離したパルスプラズマプロセスを提案した。実験の結果、核形成、結晶成長に水素ラジカルが重要な役割を果すことを見出した。また、有効なポテンシャル障壁の形成のために微結晶シリコンの周囲のアモルファスシリコンを選択的にエッチングを行うのに水素ラジカルが有効であることを見出した。(4)シリコン薄膜トランジスタ東京工業大学の松村とケンブリッジ大学のミルンはアモルファスおよび多結晶シリコンを用いた高性能薄膜トランジスタの研究を行い、信頼性の改善、高集積回路への応用、神経網回路への応用を検討した。さらに、ミルンは、プラズマアーク法を用いて、4配位ダイアモンド薄膜の堆積に成功した。(5)超高分解能電子ビーム露光による電界放射3端子デバイスケンブリッジ大学のム-アは、窒化シリコン上のタングステン薄膜を電子ビームにより直接加工を行い、100V以下で動作する電界放射3端子デバイスの動作を確認した。本研究は、超高速超集積電子デバイスの基礎を確立することを目指して、超伝導、半導体、絶縁物を原子スケールで制御して作製することを目的とした。代表研究者の小田と共同研究者の座間は、高温超伝導体超薄膜の原子層化学気相成長(CVD)法を研究して、アダクツ利用による高安定CVD原料の開発、光学反射法による結晶成長のその場観察が原子レベルにおける超薄膜結晶成長に極めて有効であることを見出した。さらに、ケンブリッジ大学グループとの研究討論を踏まえて、光アシストCVD法、プラズマアシストCVD法などにより低温成長の可能性を見出している。また小田らは、量子効果ナノクリスタルシリコンの粒径、粒子密度、粒子位置、界面電子準位を制御して作製するディジタルCVD法を提案した。さらに、電子ビーム露光法によるシリコン超微細構造量子細線の新しい形成法であるトレンチ酸化膜MOS構造の研究にも着手した。
開発途上国における教師の評価力に焦点を当てた数学科授業改善に関する研究

開発途上国では、教育の質的向上が目指され、授業研究や生徒中心型の教授法の導入、カリキュラム改訂などが行われてきている。しかし、我が国の教師の様に生徒の学習状況を反省的に捉えることによる授業改善が進んでいないことが指摘されている。開発途上国では評価力の低い教師が多く、生徒の実態を適切に捉えることができないことが、生徒主体の授業実践を阻んでいる要因として考えられる。そこで本研究では、生徒の学習状況を反省的に捉えることによる授業改善の枠組みや、教師の評価力を向上させるための研修プログラムを開発する。その上で、それらを関連付けながら、今後の開発途上国における授業改善の方向性について考察する。
ポルフィロモナスジンジバリスのヘモグロビン結合性蛋白質の精製と遺伝子クローニング

有力な歯周病原性菌であるPorphyromonas gingivarlis(P.g.)はその増殖において強い鉄要求性を示し、歯肉溝浸出液中に存在するヘモグロビン、トランスフェリン、ラクトフェリンといった鉄結合性タンパク質をその増殖に利用していると考えられる。また、ヘモグロビンはトランスフェリンやヘミンなどと比してP.g.にとってより有効な鉄源と考えられている。本研究では、P.g.のヘモグロビン獲得機構の一端を明らかとするために、本菌のヘモグロビン結合性タンパク質の精製とその諸性質の検討および分子生物学的検索を目的とした。1)液体培養したP.g.菌体の界面活性剤(CHAPS)処理により外膜タンパク質を分離し、4M尿素存在下でのゲルろ過法、ヘモグロビンアフィニティーカラム、等電点カラムを用いてP.g.のヘモグロビン結合性タンパク質を分離・精製した。2)精製標品の分子量はSDS-PAGEにより51kDa、等電点はpH5.3を示した。ヘモグロビンとの結合における至適pHは、好気的条件下ではpH6.0、嫌気的条件下ではpH7.5であった。3)鉄制限下でのP.g.の培養により菌体内での精製タンパク質の発現が誘導されることが示された。4)精製タンパク質のN末端アミノ酸配列を検索したところ、本標品は既知のP.g.タンパク分解酵素と同一であると考えられ、同酵素の新たなタンパク質機能が明らかとなった。5)本標品と同一分子と考えられるタンパク質のDNA配列にもとづき設計したオリゴヌクレオチドをプライマーとして、PCR法により該当遺伝子を増幅させ、サブクローニング後、形質転換を施したE.coli BL21によりリコンビナントタンパク質を発現させ、同タンパク質を精製した。6)現在リコンビナントタンパク質を用い、精製標品のヘモグロビンとの結合機構について更に検討を加えている。