hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
S1Pによる骨形成-血管新生制御機構の解明と硬組織再生治療への臨床的展開

分化マーカーの発現量は分化段階に応じて変化するため、in vivoにおける作動薬の作用期間が影響したと考えられた。そのため、作動薬の作用期間について慎重に検討する必要性がある。一方、骨芽細胞-血管内皮細胞相互作用の解析は、それぞれの培養上清の濃度依存性による影響を検討中であり、引き続き解析を進める。2018年度は、ヒト歯根膜幹細胞(HPLSCs)を用いて、スフィンゴシン-1-リン酸(S1P)によりHPLSCsから放出されるパラクライン因子が細胞間相互作用し、骨形成・血管新生作用を促進するという仮説に関して、分子レベルで解析した。計画当初は、HPLSCsの通常培養を行い、S1Pの影響を検討する予定であったが、臨床応用を鑑み、生体内環境に近く、高い骨形成能が得られる三次元培養を行った歯根膜幹細胞スフェロイドを用いるよう変更した。具体的には、歯根膜幹細胞スフェロイドにおけるS1Pの作用と血管形成関連シグナルのパラクライン因子の検出をqRT-PCR法、ELISA法により検討した。HPLSCsには、スフェロイド形成・骨芽細胞分化誘導の24時間前にS1Pを添加し、スフェロイド形成後、3日後、7日後にmRNA抽出と上清の回収を行った。その結果、S1Pにより骨芽細胞分化マーカー遺伝子であるRunx2、ALP、OCNのmRNA発現が有意に増加した。とりわけS1PによりRunx2発現は分化誘導3日後に著明に増加した。また、骨芽細胞分化誘導におけるS1Pによる血管形成マーカー因子分泌量について、通常培養細胞とスフェロイド形成細胞において比較検討した。通常培養細胞では、S1Pにより血管形成マーカー因子のうち、培養7日目で、血管内皮増殖因子(VEGF)、血管成長関連因子(DLL4)分泌量が有意に増加した。一方、スフェロイド形成細胞では、分化誘導3日目、S1Pにより、VEGF分泌量が著明に増加した。すなわち、通常培養細胞と比較してスフェロイド形成細胞では、分化の早期にVEGFが有意に多く分泌されることが明らかとなった。当初、骨芽細胞、歯根膜幹細胞、血管内皮細胞の上清を使用して、細胞間相互作用を検討する予定であったが、歯根膜幹細胞スフェロイドと血管内皮細胞の共培養を行うことにより、より臨床に近い状況でS1Pの作用を検討することに変更し、そのモデルを確立しているところであるが、抽出mRNAの量が少ないため、培養条件を検討中である。また、今回はこれまでに行った骨芽細胞分化マーカー発現における実験の結果を基に歯根膜幹細胞スフェロイドサンプルの採取を分化誘導3日、7日として検討したが、スフェロイド形成細胞におけるELISAの結果から、マーカー因子分泌のピークは3日目よりも早期にある可能性が考えられた。そのため、サンプル採取時期について慎重に検討する必要性がある。一方、in vivoの検討として、ラット歯根尖切除/歯槽骨欠損モデルを確立することができたが、このモデル作成に時間を費やしたため、現在の全体的な進捗状況としてはやや遅れている。骨芽細胞-血管内皮細胞相互作用の解析は、それぞれの培養上清による影響を明らかにし、特に血管新生関連シグナル因子を同定することにより、その受容体阻害または中和抗体による影響も検討する。また、並行してラット臼歯根尖部歯周組織における骨形成作用の実験を行う。
ブナ属植物を中心とした共生生態系の進化・系統地理学的研究

本研究では、北半球温帯地域に隔離分布するブナ属植物共生生態系を対象に、各生物群の進化における生物間相互作用の影響を解析する事によって多様な共生生態系の進化史解明を目指した。アジア、ヨーロッパ、北米にて、ブナ属植物と共存しているチョウ目、コウチュウ目、カメムシ目の、3地域間のCOI遺伝子塩基配列の比較を行ったが、3目ともに近縁な関係を表す種群は検出されなかった。この事はブナ属植物に付随した昆虫の分化は見られないことを示唆している。真菌類のメタゲノム解析からは、アジア、ヨーロッパで真菌相に差異が大きいこと、また比較的近縁の同属異種の植物間でも根に存在する菌相には明確な違いがあった。本研究では、北半球温帯地域に隔離分布する共生生態系を対象に、1)各地域で共生生態系を構成する主要な生物種群の系統・進化の過程を明らかにした上で、2)各生物種群の進化における生物間相互作用の影響を解析することによって3)多様な生物が織り成す共生生態系の進化史解明を目指す。25年度は台湾にてタイワンブナおよびその寄生・共生生物の調査を行った。平成25年7月に太平山のタイワンブナ林にて、タイワンブナの根、葉、樹皮の試料採取を行った。同時に、タイワンブナを餌とするチョウ目、コウチュウ目、カメムシ目の昆虫の採集、および、タイワンブナ周辺とタイワンブナの葉、枝、幹に寄生する菌類の採集を行った。これらのサンプルは仮同定後DNAの抽出を行い、昆虫ではCOI(DNAバーコード領域を含む)、菌類では核rDNAのITS(Internal Transcribed Spacer)領域の塩基配列決定を行った。これらの情報は26年以降に取得する他の地域のブナ属植物共生生物との系統比較に用いる。さらにタイワンブナに外生・内生する菌類の網羅的解析のため、根、葉、樹皮についてDNAを抽出した。このメタゲノム解析は25年度に行う予定であったが、効率の点から26年度に行うように予定を変更した。本研究では、北半球温帯地域に隔離分布する共生生態系を対象に、1)各地域で共生生態系を構成する主要な生物群の系統・進化の過程を明らかにした上で、2)各生物群の進化における生物間相互作用の影響を解析する事によって、3)多様な共生生態系の進化史解明を目指す。26年度の海外調査は、ヨーロッパブナを対象とし、6月にスイスのチューリッヒ郊外で行った。具体的には、3箇所のヨーロッパブナ林において、ヨーロッパブナ成木の葉、枝、根について、植物の解析と菌類のメタゲノム解析用のサンプルを採集した。加えて、実生時の共生菌類相を比較するため、実生のサンプリングも行った。さらに、ヨーロッパブナの様々な器官、および枯木に付いている菌類(主に子実体)のサンプリングも行った。同時にヨーロッパブナを餌とするチョウ目、コウチュウ目、カメムシ目の昆虫の採集、ヨーロッパブナの葉、枝、幹に寄生する菌類の採集を行った。これらのサンプルは仮同定後にDNAの抽出を行い、昆虫ではCOI、菌類では核rDNAのITS領域の塩基配列決定を行った。これらの情報は27年度調査予定の地域(北アメリカ大陸)のブナ属植物共生生物との系統解析に用いる。また、ヨーロッパブナおよび日本に産するブナ、イヌブナと、昨年度採集したタイワンブナに関して、外生・内生菌類の網羅的解析を行った。多様性解析の結果では、各地域の共生菌類に差があるのみでなく、ブナとイヌブナ間でも同様な差が見られた。種特異性の詳細な解析は27年度に行う予定である。さらに、外生・内生菌類の季節的変化を見るために5月12月にかけて1ヶ月ごとにブナとイヌブナのサンプリングを行い共生菌類相の解析を行った。予備的結果では、光合成を盛んに行っている時期と紅葉の時期で菌類相の変化が見られた。26年度は北米のアメリカブナを対象に、8月に米国アパラチア山地で調査を行った。アメリカブナの根・葉・樹皮の試料採取を行った。同時にアメリカブナを餌とするチョウ目、コウチュウ目、カメムシ目の昆虫の採集、アメリカブナの葉、枝、幹に寄生する菌類の採集を行った。また、昨年度までに採取したヨーロッパ産および国内産の2種のブナ属植物の根サンプルより全DNAを抽出し、真菌特異的なプライマーを用いてInternal Transcribed Spacer (ITS)領域を増幅し、Ion PGM次世代シークエンサーを用いて網羅的に配列決定した。決定された配列を95%の閾値でoperational taxonomic unit (OTU)としてまとめた後、これら真菌の同定を行った。統計的な解析から、宿主植物の違いが、根における真菌群の構成に有意な違いを生み出すことが分かった。この違いの顕著な一例として、日本国内のブナ属と比較して、ヨーロッパブナの根においては多様な子菌が存在することが分かった。また、ブナ及びイヌブナは、ヨーロッパブナと比較してより多くのOTUを共有していた。さらに、同じ宿主植物においても、地理的変化及び季節変化が真菌の構成に有意な違いを及ぼすことが分かった。

以上の結果から、比較的近縁の同属異種の植物間でも根に存在する真菌群には明確な違いがあること、また地理的及び季節的な差異が真菌の構成に有意な違いを与えることが分かった。北米におけるサンプリングおよびその結果の解析は、メタゲノム解析を除き予定どおり進行した。27年度が暖冬のため、日本国内におけるメタゲノム解析用試料の最後のサンプリングを行う積雪期が1月ほど遅れたため、北米のサンプルと共に行うメタゲノム解析を年度内に終了することができなかった。本年度は、昨年度に積雪時期が遅くなったために生じた最終サンプリング時期の遅れによって、昨年度に解析できずに残された冬季のサンプルの共生・寄生菌類の網羅的解析を行った。日光にて採取したブナ属の2種、ブナとイヌブナの根サンプルより全DNAを抽出し、菌類特異的なプライマーを用いてInternal Transcribed Spacer (ITS)領域を増幅し、Ion PGM次世代シークエンサーを用いて網羅的に配列を決定した。決定された配列に対し95%の閾値でoperational taxonomic unit (OTU)としてまとめた後、これら菌類の同定をDNA塩基配列による生物種同定プログラムclaidentを用いて行った。その結果、ほぼ同所的に生育しているブナ及びイヌブナでは、宿主植物の違いが根における菌相の構成に統計的に有意な違いを生み出すことが分かった。しかしその違いは日本国内のブナ属とヨーロッパブナほどではなく、ブナとイヌブナは、ヨーロッパブナと比較してより多くのOTUを共有していた。さらに、ブナとイヌブナにおける年間を通じての季節変化を観察した結果、同じ宿主植物においても、地理的変化及び季節変化が菌類の構成に有意な違いを及ぼすことが分かった。特に秋季から冬季にかけて菌相の変化が大きいことが明らかになった。以上の結果から、比較的近縁の同属異種の植物間でも根に存在する菌相には明確な違いがあること、また地理的及び季節的な差異が菌類の構成に有意な違いを与えることが分かった。本研究では、北半球温帯地域に隔離分布するブナ属植物共生生態系を対象に、各生物群の進化における生物間相互作用の影響を解析する事によって多様な共生生態系の進化史解明を目指した。アジア、ヨーロッパ、北米にて、ブナ属植物と共存しているチョウ目、コウチュウ目、カメムシ目の、3地域間のCOI遺伝子塩基配列の比較を行ったが、3目ともに近縁な関係を表す種群は検出されなかった。この事はブナ属植物に付随した昆虫の分化は見られないことを示唆している。真菌類のメタゲノム解析からは、アジア、ヨーロッパで真菌相に差異が大きいこと、また比較的近縁の同属異種の植物間でも根に存在する菌相には明確な違いがあった。本年度予定していたヨーロッパブナの調査は順調に終了した。25年度に行う予定であったタイワンブナについて、ブナ、イヌブナとともに外生、内生菌のメタゲノム解析が終了した。また、日本産のブナ属2種について、共生菌類の季節的変化について外生、内生菌のメタゲノム解析を行った。外部委託しているメタゲノム解析用のシークエンスデータが28年度の初めに届く予定であり、データが納入され次第、解析を行って本研究全体のまとめを行い、計画していた研究をすべて終了する。28年度が最終年度であるため、記入しない。多様性生物学来年度は残りの大陸であるアメリカ大陸でのサンプリングを行う。また、各大陸での比較のための基礎情報として、菌類相の季節変化を日本で来年度も調査する。27年度は最終年度のため、これまでの成果を取りまとめて論文を作成する。
逆オパール型多孔質炭素とイオンゲルを用いた電極/電解質界面のナノ構造制御

1.逆オパール型炭素材料の基礎物性評価逆オパール型炭素材料の作製条件と基礎物性(SEM観察、窒素吸着測定、X線回折、反射スペクトル)の検討をおこなった。この炭素材料は規則的なマクロ孔を有するだけでなく、メソ孔やマイクロ孔を有することがわかった。単位重量あたりの表面積は、鋳型の径が小さくなるにつれて、大きくなることがわかった。X線構造解析からは、本炭素材料は非常にアモルファスな炭素であることがわかった。電極に用いるための電子伝導性も十分に確保できていることも確認された。2.逆オパール型炭素材料の電気化学的評価三極式セルを用いて、各種電気化学測定を行った。従来の電解質系だけでなく新規な電解質(イオン液体やイオンゲル)を用いて検討した。細孔のサイズ(nmからμm)が異なる数種類の逆オパール炭素材料を電極用いた各種電気化学測定から、電極構造、表面積の観点から三次元規則配列を有する界面の電子移動反応挙動メカニズムを解析した。本検討により、逆オパール炭素電極は大きな電気二重層容量を形成することがわかった。また大きな電子移動反応を実現することもわかった。特に、リチウムイオンの高速充放電挙動において、従来の炭素電極では実現できない大きな容量を有することもわかった。これらの知見を踏まえ正極に活性炭、負極に逆オパール炭素を電極にしたリチウムイオンキャパシタを作製した。その容量・出力ともに負極がグラファイトの場合よりも優れていることがわかった。
山地の集落景観を形づくる森林資源活用の手法に関する研究

本研究は戦後の国内の木材資源の枯渇や木造建築の衰退期を経て、自然環境の保全や地域の産業振興の観点から、地域における木材資源の循環利用のための体制づくりの必要性が高まる社会状況をふまえ、多様な木材資源の利用が見られる中部山岳地帯の複数の山里を横断的に調査し、それぞれの地域の立地条件に応じた持続的な木材資源の循環利用のモデルを提示することを目的として着手された。平成30年度は、これまで伝統的な家屋や付属屋を対象として主に調査を行ってきた木曽谷(木曽郡木曽町及び王滝村)と遠山谷(飯田市)の木材利用の特徴について、前年度に先行して調査がまとめられている飛騨地方の山村集落の事例をふまえて検討した。研究対象の地域は、近世において幕府の直轄領であり、共通してスギ材やヒノキ材、サワラ材等の白木が御禁木とされていたが、家屋の特徴や変遷の過程がそれぞれ異なり、家屋に用いられた木材の傾向にも差異が見られた。そこで今年度は家屋の種別や構法的な特徴と主に用いられた材種の関係を明らかにするため、東京大学教授斎藤幸恵氏を研究分担者に迎えて、調査先で得られた木片サンプルについて、木材組織の顕微鏡観察による樹種判定を実施した。その結果、特に木曽谷においては近代に建てられた多くの家屋の部材にサワラ材が用いられる傾向を確認した。近代の木曽谷では白木材が多用されるようになっていたのに対して遠山谷では同様の傾向は見られない。木曽谷の傾向と同様に近代にスギ材が多用されるようになった飛騨地方の事例をふまえ、近代の養蚕業の普及等による家屋の拡大がみられた地域と、家屋の拡大が見られず白木材を主に地域外に供給し続けた遠山谷の相違点を明らかにした。その点について調査対象地域の市民を対象に平成31年3月に飯田市南信濃で開催した地域史講座で報告し、また同月発行した研究報告書『遠山谷と木曽谷の山村集落における木材利用』にまとめた。本研究は戦後の国内の木材資源の枯渇や木造建築の衰退期を経て、自然環境の保全や地域産業振興の観点から、地域における森林資源の循環利用のための体勢づくりの必要性が高まる社会状況をふまえ、多様な木材資源の利用が見られる中部山岳地帯の複数の山里を横断的に調査対象地として、都市部へ木材を供出しながら、近代まで維持されてきた山地の集落における森林資源の運用体系の特徴を記録し、各地の立地条件に応じた持続的な木材資源の循環利用のモデルを提示することを目的として着手された。平成27年度は、長野県下伊那郡の遠山谷下栗集落を中心に周辺一帯において、家屋や付属屋、農作業に必要な構築物の構法的な特徴や用いられている木材の特徴を記録する調査を実施し、地域住民に向けた調査報告とディスカッションを行うワークショップの開催を目標とした。下栗集落については、集落全体の悉皆調査、特徴的な家屋や付属屋の実測調査及び周辺の森林資源を用いた伝統的なくらしについての聞き取り調査を実施した。それにより家屋については、近隣の栗山から切り出された栗材が柱として多用されていることが明らかになった。さらにこの集落では耕作地の土留めや、家屋の周辺の工作物にも栗材が多用され、それぞれに対応した期間を目安に取りかえるサイクルが営まれていたことも把握した。これらの調査結果を元に、11月には遠山谷の中核拠点である南信濃和田で「山村集落と木材利用」と題したワークショップを開催し、調査報告を行うとともに、山林木材を活用したくらしに関する意見交換を行った。また季刊誌『いたくら』に「南信州の板倉」と題して、遠山谷の付属屋の特徴を中心として木材利用の手法を掲載した。下栗集落における悉皆調査の結果、下栗集落本村とその周辺に50棟の主屋を確認し、さらにこのうち付属屋としてクラ、ウマヤをそれぞれ残している家、両方が見られる家を確認した。目視により約半数が基礎石の上に土台を配し柱を建てた昭和初期以前の家屋の特徴を示し、既に所有者が居住しない家屋が多くみられた。改修がされないまま建設当初の状態を保つ家屋はほぼ見られないが、特に古い家屋の形式を残し、かつ実測調査の承諾を得られた7軒について実測調査を行った。特に近年の改修にともなう小屋組や屋敷周りの改変が少なく、主屋の背面の土留めとして用いられるネコビサシと呼ばれる差掛けの割り板を確認した。急峻な斜面を切り開いた狭い敷地に家屋が並ぶため、敷地背後の土砂から家屋を守るこの地域に特有な木材の使い方を記録することができた。クリ材の利用は、ネコビサシにおいて特に顕著に確認され、聞き取り調査により土砂に接する部材は、数年&#12316;5年程度で取り替えられることがわかった。クリ材は、集落周辺のクリ林から伐採したものと推定され、耕作地の土留めや杭にクリ材が用いられ、数年単位で入れ替えられている。風雨や土砂に強く、比較的入手も容易だったクリ材が家屋の建材以外でも多用途に活用されてきたことがわかった。他にも狭い屋敷地を広げつつ、谷風を防ぐヤライと呼ばれる構造物も1棟から確認した。ヤライは70年代まで、屋敷を囲む樹木とともに用いられていたことを聞き取り調査より明らかにした。家屋等から採取できた樹木種数が少なく、ヒノキとクリ材と目視より断定できるものが多かったため、専門家への樹種判定は、サンプル数が蓄積されるまで見送ることとした。

本研究は戦後の国内の木材の枯渇や木造建築の衰退期を経て、自然環境の保全や地域産業の振興の観点から、地域における森林資源の循環利用のための体制づくりの必要性が高まる社会状況をふまえ、多様な木材資源の利用が見られる中部山岳地域の複数の山里を横断的に調査対象として、都市部へ木材を供出しながら、近代まで維持されてきた山地の集落における森林資源の運用体系の特徴を記録し、各地の立地条件に応じた持続的な木材資源の循環利用のモデルを提示することを目的として着手された。平成28年度は、長野県木曽郡木曽町三岳中切集落を中心に周辺一帯の地域において、家屋や付属屋、農作業に必要な構築物の構法的な特徴や用いられている木材の特徴を記録する調査を実施し、地域住民に向けた調査報告とディスカッションを行うワークショップの開催を目標とした。調査に先立って木曽町教育委員会に研究の趣旨を説明し、調査の実施について承諾を得たが、当初は中切集落や三岳地区の周辺の集落において、住民の方より家屋や板倉についての実測調査や聞き取り調査の了解が得られず、集落の悉皆調査を行いながら、度々住民宅を訪問し調査の協力を得られるように説得を続けた。途中町の三岳支所の協力を得ながら、徐々に調査への理解を得ることができ、中切集落では板倉2棟、その他近隣の集落で板倉4棟、家屋2棟について外観に関する実測調査の許可を得ることができた。また三岳地区の本洞川の谷奥にあたる東又集落においては、栗材を加工したハサを耕地の周辺に確認し、実測調査を行った。現状は調査の途中段階にあり、木曽地域特有の木材利用の特徴を特定するには至っていないが、古い建物においてクリ材が多様されている点は遠山地域の状況と類似していた。その点について、12月に飯田市南信濃で開催されたワークショップ「山村の景観と木材利用」において遠山地域の住民に向けて報告を行った。一昨年度より所属する研究所が入居する建物の取り壊しに伴う移転が計画され、新たな研究環境に移る準備をしてきたが、研究所の運営母体である市と移転予定先の施設を管理する県の協議の結果、平成28年6月に当初の計画が変更され、移転を計画してきた施設に移転できない状況となり、既存建物の取り壊し期限(平成29年9月)が迫る中で、新たな移転先への移転計画の見直しを迫らる状況となり、その実施に向けた調整業務が付加された。その結果、研究に向けるエフォートを十分に確保できない状況となり、調査対象地域における研究活動の停滞を余儀なくされることとなった。また昨年度の主な調査対象とした木曽町三岳地区においては、調査実施に先駆けて地元教育委員会からの承諾を得ていたものの、当初は、地域住民の方々からの調査に対する理解がなかなか得られず、実質的な調査活動に着手するまでに時間を要したことも研究の遅れにつながる要因となった。本研究は、地域における森林資源の循環利用のための体制づくりの必要性が高まる社会状況をふまえながら、多様な木材資源の利用が見られる中部山岳地帯の3か所の山地を研究対象地として、都市部に木材を供給しながら近代まで維持されてきた山地の集落における森林資源の運用体系の特徴を記録し、各地の立地条件に応じて形成された木材利用の循環利用モデルを提示することを計画し、飛騨と遠山谷において、研究を実施してきた。平成29年度は、木曽谷における調査活動として伝統的な家屋配置や構法的特徴が比較的良く残されている木曽町橋詰集落と王滝村滝越集落の2集落において調査を実施した。両集落における特徴的な母屋と付属屋について実測調査を行い、所有者の了解を得られた場合は主要な構造部材の木片の採取を行った。
前胃神経系のカプサイシン感受性神経

反芻動物の前胃では求心性神経の役割が重要であるがその分布は不明である。本研究では、求心性神経の伝達物質の指標としてsubstance P (SP)およびcalcitonin gene-relatedpeptide (CGRP)を含有する神経の牛の前胃における分布を明らかにし、さらに、カプサイシンによる影響を検索した。成牛2例と子牛4例の前胃各部位から組織を採取して燐酸緩衝10%ホルマリン液で固定後に100μm厚の切片とし、抗SP抗体と抗CGRP抗体を使用してABC法にて浮遊染色した。また、4例の子牛の出生当日または翌日に種々の量のカプサイシンを麻酔下で皮下投与して2週間から3ケ月後に同様の免疫染色を行った。SP陽性の神経線維は粘膜から筋層まで全層で比較的豊富に認められた。特に筋層や神経叢で豊富であり、第二胃溝や第三胃葉で豊富であった。また陽性神経細胞体も筋層間神経叢でよく認められた。子牛の第二胃と第三胃の乳頭内固有層では糸球体状の神経線維が注目れた。また上皮内でも時々神経線維が認められた。CGRP陽性の神経線維は全部位でSP神経よりも少数であった。筋層間神経叢で比較的多数の神経線維が認められたが内筋層と外筋層ともに少数であった。粘膜固有層では第一胃と第二胃で比較的多数認められた。第一胃と第二胃では上皮内に神経線維がわずかながら認められた。陽性神経細胞体は観察されなかった。前胃の組織構造から考えて粘膜固有層の結合組織と上皮に分布するSP神経やCGRP神経は求心性である可能性が高い。今回検索した限りではカプサイシンの前胃への影響を確認するには至らなかったが、脊髄ではその影響を窺える組織像が認められた。したがって、反芻動物ではカプサイシンの至適用量および期間がさらに多様である可能性が強く、反芻動物の前胃における求心性神経の分布を明らかにするためにはなお一層の研究が必要である。
低エネルギー電子線励起による半導体表面構造の不安定性

本研究では、数eVから10eV程度のエネルギーを有する低エネルギー電子と固体との相互作用機構の物理的解明のため、10eV程度のエネルギーを持つ高分解能低エネルギー電子ビーム励起による半導体表面の構造的応答に関する研究を展開し、以下にあげる重要な結果を得た。1)Si(001)-(2x1)表面における低エネルギー電子線によるSi-Hのボンド切断機構を研究した。入射電子の非弾性的電子励起が、Si-Hボンドの結合性から反結合性状態への遷移を誘起し、切断に支配的な寄与をする。さらに、電子線照射下において、バルク水素原子の表面への拡散、表面Si原子との再結合過程が結合切断と競合して発生ることを初めて示した。2)表面原子が3配位結合形態を示すSi(111)-(7x7)においては、7.5eV以上のエネルギーを有する電子ビームの励起によって、最上層adatomのボンド切断が発生する。その効率は、Si結晶内で非弾性的に電子系を励起できるエネルギーに換算して、12eVのところで最大値を示し、それ以上でも以下でも、急速に減少する。発生したadatom空格子点の空間相関は、レーザー励起による2正孔局在によって発生する特徴と同一である。ボンド切断効率が最大値を示すエネルギーは、Si結晶のプラズモン励起エネルギーに対応しており、上記結果は、プラズモン生成によるボンド切断を初めて実証した重要な結果である。プラズモン生成に伴う電荷の疎密波によって表面原子サイトに2正孔局在を誘起できるだけの正孔濃度分布が発生し、adatomのボンド切断に至ると考えられる。3)STM探針からのキャリア注入によるInP(110)表面原子結合の切断を観察し、正孔が電子的結合切断に関与する励起種であることを実証した。効率は、トンネル電流値の2乗に比例しており、2正孔局在が結合切断を支配していると考えられる。本年度は、低エネルギー電子線(15-50eV)を励起源として用い、電子線照射前後におけるSi(111)一(7x7)表面構造をトンネル顕微鏡により直接観察した。その結果、このエネルギー領域の電子線照射により、表面アドアトム原子の結合が電子的に切断され、空格子点が生成される事を明らかにした。この結合切断現象の質的・量的特徴を明らかにするため、発生する空格子点の密度、空間分布及びサイズ分布を統計的に解析した。その結果、(1)空格子点密度が照射ドーズ量に比例して増大する事、(2)生成される空格子点の8割以上が孤立空格子点である事、(3)空格子点生成効率に強いサイト依存性がある事、が分った。さらに、空格子点サイズ分布に関して、実験より得られた結果と模擬計算した結果との比較を行った結果、結合切断効率に空格子点の影響はほとんど無く、この結合切断現象が、完全格子サイトにおいて発生する独立な事象である事が明らかとなった。この結果は、電子線励起による結合切断が半導体表面擬2次元構造相に固有の現象である事を明確に示している。さらに、電子線誘起結合切断の効率について以下の特徴を明らかにした。1)結合切断効率は励起強度に対して線形に増大する。2)15-50eVの領域において、電子線エネルギーの増大に対して効率が急激に減少する。これまでの研究より、光照射を用いた価電子系の個別励起によってアドアトム原子結合の切断が発生する事がわかっている。

光励起及び電子線励起による構造変化の特徴を比較検討した結果、発生する空格子点のサイズ依存性及びサイト依存性の結果は両励起源で同一であるが、一方、結合切断効率の励起強度依存性の振舞いが異なる事が分った(光励起の場合、結合切断効率は励起強度に対して強い非線形性を示す)。これらの結果は、観測される結合切断を誘起する価電子励起の形態が両励起源で異なっていることを強く示唆している。本年度は、Si(001)-2x1:H表面を用い、低エネルギー電子と半導体表面との相互作用に関する研究を行った。この表面では、トンネル顕微鏡(STM)探針からの電界放出電子によるSi-Hボンドの結合(σ)-反結合(σ*)状態間励起をトリガーとするSi-Hボンド切断機構が提唱されている。しかしながら、局所的高密度励起による多重励起効果や探針-表面間の強い電場に起因するシュタルク効果など、探針が脱離過程に及ぼす影響を完全に除去するは不可能である。本研究では、励起源に高エネルギー分解能の電子線を用い、探針効果を完全に除去した条件で電子線誘起Si-H結合切断の実験を行った。電子線照射前後の表面をSTM観察し、H原子脱離に伴って発生する表面Siダングリングボンド(DB)の形態とその表面数密度を統計的に解析した。その結果、表面Siダイマーを構成する一方のSi原子のみにDBをもつsingleDBが主要な生成物であり、水素原子終端ダイマーにおける単一H原子のボンド切断が主要な過程である事が明確となった。DB密度は照射ドーズ量と共に増大するが、数パーセントの密度で飽和する。この結果より、電子線照射下において、DB生成と水素原子によるDBの再終端が競合して起こっている事を初めて実証した。励起によるDB生成項とDB密度に比例して水素終端される項を考慮してDB生成カイネティクスを定量的に解析した。異なる励起強度(10-60nA)及び電子線エネルギー(5-15eV)の結果を解析し、DB生成効率は励起強度に比例することが明らかとなり、一次の過程でSi-H切断が発生する事がわかった。電子銃と試料との接触電位差を考慮すると、今回の電子線エネルギーによりσ→σ*遷移を誘起することが十分可能であり、この電子遷移に起因するSi-H切断が発生していると考えられる。また、再終端化の効果を除去した電子線による真のDB生成断面積は電子のエネルギーに依存せず、1.3x10^<-20>cm^2であった。トンネル顕微鏡(STM)探針から電子あるいは正孔を制御して注入し、キャリア注入前後の表面構造をSTM観察することにより、電子励起による半導体表面構造の不安定化に関与する励起種について直接的知見を得た。InPウェハーを超高真空中においてへき開し、欠陥濃度のきわめて低いInP(110)-(1x1)表面を準備した。いくつかの異なるサンプルバイアスにおいてトンネル電流値を調整し、定電流モードでSTM探針を走査して試料表面へのキャリア注入を行った結果、正孔注入において、表面P-原子サイトに空格子が生成されることが明らかとなった。重要な特徴は、発生する空格子点の形態が試料のフェルミ準位に強く依存することである。p型試料の場合、monovacancyが主要な生成物であるのに対して、n型試料では、連続走査により、空格子点クラスターへの成長が効率的に起こった。このようなフェルミ準位の違いによる構造変化の形態的特徴は、レーザー光励起の場合にも同様に観測されることが報告されている。
構造変化感受性蛍光タンパク質を用いたTrk受容体リン酸化のライブイメージング

膜タンパク質TrkAは広く神経細胞に発現し、代表的な神経栄養因子である神経成長因子NGFの受容体として、脳神経発生の制御に不可欠のタンパク質である。NGFの結合に伴うこのタンパク質の活性化を可視化する目的で、構造変化依存的に蛍光強度を変化する円順列変異蛍光タンパク質を、構造解析から予想されるTrkA受容体の活性化依存的な構造変化部位5カ所に挿入した変異遺伝子を作成し、この遺伝子を発現させたHeLa細胞およびPC12細胞を蛍光顕微鏡で観察した。作成した遺伝子のうち、HeLa細胞膜に発現したものは、受容体C末端近傍のkpnI切断部位とC末端に蛍光タンパク質を導入したもののみであったので、これらの部位にさまざまな蛍光タンパク質変異体遺伝子を導入した遺伝子を構築し、これらの遺伝子を発現したHeLa細胞およびPC12細胞に蛍光標識NGFを投与し、細胞表面へのNGF結合量と強制発現したTrkA-GFPの発現量との相関を調べた。不思議なことに、NGF結合とTrkA-GFPの発現量の相関は、HeLa細胞とPC12細胞で得られた結果が異なり、TrkA-GFPの発現量に対して結合したNGF量をプロットした回帰直線の傾きは、PC12細胞で得られたものが、HeLa細胞で得られたもののおよそ10倍となった。このことは、HeLa細胞で発現したTrkA-GFPは、NGF結合能が低下している事を示している。PC12細胞に2nMのNGFを投与して、発現させたTrkA-GFPの蛍光強度を経時的に計測した結果、NGF投与からの時間に従い、蛍光強度が低下する現象を発見した。この蛍光強度の時間変化を1次の指数関数でフィットすると、その時定数は172sとなった。この値は、後根節神経細胞成長円錐におけるNGF取り込みの1分子観察から推定された、TrkA活性化の時間経過とよく一致した。神経軸索のガイダンスや神経細胞の持続的な生存は、神経支配の標的組織から局所的に分泌される神経栄養因子によって制御されている。神経栄養因子のひとつNGFの受容体TrkAは、リガンドとの結合に伴ってその細胞質ドメインが大きく構造変化する。この構造変化は、細胞質ドメインのチロシンリン酸化とともに起こることが知られている。構造ひずみによって蛍光強度が変化する蛍光タンパク質をTrkA細胞質ドメインの適当な部位に挿入することにより、この受容体の活性化を生きた細胞内で可視化し、局所的なNGF投与に対する受容体の活性化や神経細胞の応答を明らかにすることがこの研究の目的である。本年度は細胞質ドメインの途中に蛍光タンパク質を挿入する試みをおこなったが、機能を保持した状態で受容体を発現することは出来なかった。最近、タンパク質のC末端に円順列変異タンパク質をつなげるだけで、そのN末端側のタンパク質の構造変化を検出できることが報告された(Nausch et al., 2008)。この方法で作成した5種類の円順列変異をもつ蛍光タンパク質VenusをC末端にもつTrkA-cpVenusはHeLa細胞で正常に膜に発現することが確認できた。現在これらの変異受容体をスタートとして、神経成長因子の投与にともない、蛍光タンパク質の蛍光強度やそのスペクトルが変化する変異体を探索している。また、HeLa細胞は通常TrkA受容体を持たないために、この機能をアッセイするためには必ずしも最適な細胞ではない。この変異TrkA受容体を、神経分化や軸索伸長の研究モデルとされているPC12細胞に発現させて、その機能チェックをおこなっている。
本邦白亜系・古第三系付加帯の輝炭反射率を指標とした熱履歴の解明

1.四国四万十帯の輝炭反射率測定結果とのその解釈(1)土佐湾西岸の仏像構造線からスネレメランジュ間15Km,スネレメランジュから野々野川層間の15Kmおよび四国中央部の物部層群から下津井層にかけての30Kmの間には,それぞれ堆積場や堆積年代の異なる地質体が分布するに〓らず,輝炭反射率(Ro)は北方から南方へ1%から2%へと連続的に上昇する。(2)興津メランジュのRoは3%前後の高被熱を受けており,以南の地質体が示す2%の値とくらべても異状に高い。(3)幡多半島南部のRoは4%以上と高いRoを持つ,これは14Ma花〓〓の熱的影響の結果と考えられる。(4)Roと砂岩の物性値(空隙率とP波速度)の関係は,必ずしも明瞭ではなく,浅所で堆積したと考えられる堂ケ奈路層は周囲の付加帯本体より大きな物性質を持つ。このことは埋没条件の差異より構造的圧力を強く反映した結果だと考えられる。本地域の研究によりはじめてメランジュ帯の高Roを見出された。これは四万十帯の熱履歴から"古海嶺"の熱的記録が復元できる可能性を示すものである。2.白亜系浅海堆積物物部川層群の輝炭反射率測定結果とのその解釈(1)本地域は堆積後に強い熱的影響を与える火成宕体などもなく,単純な埋没温度上昇を見つもるうえで最適のフィールドと考えられたが,測定結果(Ro)は南方への上昇を示し,堆積手代とは関係がなく,堆積後の熱的影響のみが強くあらわれていると考えられる。(2)物部層群北部から南海層群層群をへて四万十帯北部は同時に被熱したが,一部楮佐古層内では高い温度勾配をもち(100°C/km),異る熱火を持っていると考えられ,この原因については今後の研究を深めていきたい。3.北海道日高中軸帯の輝炭反射率測定結果とその解釈(1)日高変成帯周辺諸層は,変成帯側への温度上昇傾を示しており,その温度勾配は(35°C/km)である。(2)中川層群は〓散虫化石手代より大きく2帯に分けられ,日高変成帯より20Km東側まで強い熱的影響を被っている。
環境同位体を用いた表層水の硝酸性窒素の動態解析

八女地域及び静岡県の掛川市の茶畑周辺では、窒素肥料が最終的に硝酸イオンと硫酸イオンに変化し、周辺地下水を酸性化させている。酸性化に伴い、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、マンガンなどの金属イオンが土壌から溶出している。これらの酸性化した地下水は、湧水として周辺環境に流れ出している。しかし、多くの場合、光合成や脱窒などの反応により、中性化が起こり、水中の金属イオン濃度は低下している。河川や湖沼中のリン濃度が低い場合は、光合成に必要な窒素は十分に存在するが、リンが不足しているため、光合成が起こらず、酸性化が続いている。しかしながら、窒素と共にリン濃度が高い場合は、光合成が爆発的に起こり、強酸性条件からアルカリ性にまで短期間で変化する。リンは茶畑に十分に施肥されるので、地質条件によって、地下水に溶け出す場合と溶け出さない場合があることが判った。大阪府南部にある石川は、近年、急速に宅地化しつつあり、それと同時に河川の水質が悪化しつつある。河川水質は、上流部の森林地帯では、地質を反映して変化し、中流部では、畑地、水田、住宅地と土地利用が変化すると、硝酸イオンが増加し、住宅地からは、特に塩素イオンの増加が著しいことが判った。また、窒素同位体比は、下流ほど大きくなっており、土地利用の違いが反映されている。松本市のトンネルでは、降水が山地表面から地下に浸透して、トンネル部にでるまでの100mの区間で、硝酸イオンは、ほとんど消滅しており、脱窒による分解が考えらた。しかしながら、塩素イオンは分解しておらず、塩素イオン濃度から汚染した水が浸透していることが判った。本年度は野外調査と室内分析を中心に行った。調査地域は福岡県八女市(茶畑)、長野県松本市(りんご畑)、大阪府石川流域(ミカン畑と住宅地)であった。八女市の調査では、茶畑からの湧水には、肥料からの硝酸イオン、硫酸イオンなどの酸性物質と共にアルミニウムイオン、リンなどが多量に含まれていた。これが、池に入ると、特に、窒素、リンによる池の富栄養化に伴って起こる光合成によって池内で短期間に中和された。年間通じての硝酸イオンの池内での消失には、脱窒が貢献していた。中和によって湧水に含まれていたアルミニウムイオンは水酸化物として沈殿し、硫酸還元によって硫酸イオンも池から除去された。リンは生物(有機物)として池内に貯蔵された。松本市の調査では、農地や住宅地の浅層地下水は森林部の浅層地下水に比べて硝酸、塩素、ナトリウムイオン濃度が高かった。そのため、肥料や生活排水の影響が浅層地下水に影響を与えていることが判った。一方、深層地下水の硝酸イオン濃度は、脱窒によって減少したことが判った。また、農地や住宅地直下の深層地下水は、森林部直下の深層地下水に比べて、塩素、ナトリウムイオン濃度が高く、深層地下水の塩素、ナトリウムイオン濃度は地上の土地利用の違いによっても変化することが判った。石川流域の森林が分布する上流部では、降水の多くは直接流出せずに、地下に浸透してから流出することが酸素同位体比から推定され、降水量の変動によって水質は大きく変化しなかった。和泉層群が分布する河川水には、硫酸イオンが地層から供給されたことが硫黄の同位体比によって推定された。領家複合岩類が分布する森林地域では、土壌中の炭酸ガスと長石の反応をとおして、カルシウム、重炭酸イオンが供給され、水田・畑地では肥料によってカルシウム、重炭酸、硫酸、硝酸イオンが、住宅地では生活排水によって、さらに塩素、ナトリウムイオンが供給されたことが推定された。動態解析に必要な物質移行の解析については、簡単な解析を行い、その成果(塩分移動の解析)を、1997年9月にオーストラリアで行われた国際会議(Desert Technology IV)で発表した。

本年度も野外調査と室内分析を中心に行った。調査地域は静岡県掛川市(茶畑)、大阪府石川流域(ミカン畑と住宅地)、帯広市の札内川(森林と牧草地)であった。掛川市の調査では、茶畑からの湧水には、肥料からの硝酸イオン、硫酸イオンなどの酸性物質と共にアルミニウムイオン、ニッケルなどの重金属が多量に含まれていた。これが、池に入ると、八女市で見られた窒素、リンによる池の富栄養化に伴って発生する光合成や中和反応は見られず、常に、池水は酸性で、アルミニウムイオンを多量に含んでいた。八女市で見られた光合成反応が、掛川市で見られない理由としては、リン濃度が低いことが考えられる。しかしながら、リンは肥料として茶畑に多量に蒔かれており、リンの地下水中濃度が低い原因はよく判っていない。石川流域の調査では、河川水だけでなく、地下水も採水し分析を行った。その結果、森林が分布する上流部では、降水の多くは直接流出せずに、地下に浸透してから流出することが水素と酸素の同位体比から推定され、降水量の変動によって水質は大きく変化しなかった。和泉層群が分布する河川水には、硫酸イオンが地層から供給されたことが硫黄の同位体比によって推定された。領家複合岩類が分布する森林地域では、土壌中の炭酸ガスと長石の反応をとおして、カルシウム、重炭酸イオンが供給され、水田・畑地では肥料によってカルシウム、重炭酸、硫酸、硝酸イオンが、住宅地では生活排水によって、さらに塩素、ナトリウムイオンが供給されたことが推定された。また、窒素同位体比は、森林、畑地、住宅地と河川流域の土地利用が変化すると共に、大きくなり、土地利用の形態を反映している。北海道札内川はBODが低い1級河川で、水質分析を行い、その原因を調べた。その結果、BODは低いものの、硝酸イオン濃度は、それほど低くなく、牧草地から流出した窒素肥料の影響を受けていることが推定された。しかしながら、河川の流れは、石川に比較すると非常に速く、流れが速いために光合成が効率よく行われず、その結果、有機物量がすくないのではないかと推察された。今後も、札内川で調査を行う計画である。八女地域及び静岡県の掛川市の茶畑周辺では、窒素肥料が最終的に硝酸イオンと硫酸イオンに変化し、周辺地下水を酸性化させている。酸性化に伴い、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、マンガンなどの金属イオンが土壌から溶出している。これらの酸性化した地下水は、湧き水として周辺環境に流れ出している。しかし、多くの場合、光合成や脱窒などの反応により、中性化が起こり、水中の金属イオン濃度は低下している。河川や湖沼中のリン濃度が低い場合は、光合成に必要な窒素は十分に存在するが、リンが不足しているため、光合成が起こらず、酸性化が続いている。しかしながら、窒素と共にリン濃度が高い場合は、光合成が爆発的に起こり、強酸性条件からアルカリ性にまで短期間で変化する。リンは茶畑に十分に施肥されるので、地質条件によって、地下水に溶け出す場合と溶け出さない場合があることが判った。大阪府南部にある石川は、近年、急速に宅地化しつつあり、それと同時に河川の水質が悪化しつつある。河川水質は、上流部の森林地帯では、地質を反映して変化し、中流部では、畑地、水田、住宅地と土地利用が変化すると、硝酸イオンが増加し、住宅地からは、特に塩素イオンの増加が著しいことが判った。
医療用高性能大面積半導体放射線画像検出器の開発

医療用高性能大面積半導体放射線画像検出器の開発を目的として研究を実施し、下記3項目の成果を得た。有機金属気相成長法により、n型低抵抗GaAs基板上に成長したp型厚膜CdTe成長層を用いてヘテロ接合型ダイオード放射線検出を製作し、その特性評価を通じて素子構造の最適化と検出特性の改善を行った。製作した検出器によりAm(59keV)のγ線検出に世界に先駆け成功し、エピタキシャル成長層を用いて入射γ線のエネルギー分析能力をもつ検出器が実現できることを実証した。2)Si基板上へのCdTe層直接成長技術の開発有機金属気相成長法によるSi基板上へのCdTe層直接成長では、成長の前処理としてSi基板を減圧水素雰囲気でGaAs片と共に熱処理を行い、その後CdTe層を成長することにより、Si基板上に直接単結晶CdTe層が成長できることを見出した。またSi基板上のCdTe成長層を用いた放射線検出器の実現には、高品質厚膜CdTe層が必要であるが、Si基板上に薄膜CdTe層を成長後、薄膜成長層中の歪みを除去し、その後再成長を行うことにより、高品質の厚膜成長層が得られることを確認した。上記1)及び2)の検討結果を基礎として、n型低抵抗Si基板上に直接成長したCdTe厚膜成長層を用いたダイオード型検出器を製作し、その特性評価を通じて高性能化を検討した。その結果、Si基板上でも良好な電気特性をもつ素子を製作できることを確認した。以上の検討により、最終目的とする高性能大面積放射線画像検出器実現に不可欠な基礎技術を確立した。平成15年度は、1)CdTe/n型GaAsヘテロ接合ダイオード検出器の高性能化と、2)Si基板上へのCdTe層直接成長に関する検討を実施した。GaAs基板上に直接CdTe厚膜を成長して作製した検出器は、Time-of-Flight特性(TOF特性)が劣化することがわかった。この原因は成長時に基板から拡散するGaによって、成長層中に深い準位が形成され、この深い準位によってキャリアが捕獲されるためと考えられる。上記問題の解決を目的として、基板と成長層の間に沃素ドープCdTeの各バッファ層を形成した。その結果、沃素ドープCdTeバッファ層ではGa拡散量の低減が可能となり、TOF特性が改善できることがわかった。さらにこのダイオード検出器において、Am(59keV)のγ線検出に成功した。この結果はエピタキシャル成長層を検出部に用いた検出器としては世界初の結果であり、今後成長条件及び素子プロセスの改良によってさらに特性向上が期待できる。2)Si基板上へのCdTe層直接成長に関する検討Si基板上へのCdTe層直接成長では、成長層多結晶化と成長層剥離の防止が課題であった。これら2つの問題はSi基板上にZnS薄膜(厚さ50-100mm)を電子ビーム蒸着により形成後、CdTe層を成長することにより解決できることを見出した。また、Si基板を減圧水素雰囲気でGaAsとともに900-800°Cで保持して熱処理を行い、その後CdTe層を成長することにより、単結晶CdTe層が成長できることも見出した。この条件で成長した厚さ13μmの成長層は、2結晶X線半値幅約200秒と極めて良好な結晶性を有することを確認した。現状ではCdTe層をより厚くした場合、結晶性の劣化が生じるが、今後CdTe成長初期における成長条件の最適化により解決可能と見込んでいる。H15年度にGaAs基板とp-CdTe層の間にヨウ素ドープによるn型CdTeバッファ層を低温で形成することにより、γ線検出が可能になることを見出した。

本年度はバッファ層の形成条件(成長温度、バッファ層厚さ、ドーピング量)の最適化を検討し、検出特性の向上を図ると共に、それら成長層を用いて、検出器アレイの製作条件および検出特性について検討を行った。その結果、バッファ層の成長条件の最適化により、γ線検出特性が向上できることが確認できた。またアレイ製作時における検出電極とガードリングの配置の最適化を行った。2)Si基板上へのCdTe直接成長層高品質化、とそれを用いたダイオード型検出器製作H15年度に成長前処理としてSi基板をGaAs片と共に減圧水素雰囲気で熱処理することによりSi基板上でCdTe単結晶成長層が得られることを確認した。本年度はこの成長層を用いたγ線検出器を製作することを目的として、成長層厚膜化と高品質化を検討した。さらにそれらの検討を基にn^+-Si基板上にp-CdTe単結晶厚膜層を成長し、ダイオードを作成し良好なV-I特性が得られることを確認した。Si基板上でのCdTe層厚膜化では、成長初期において成長を中断し初期成長層をアニールすることにより、初期成長層中の歪みを緩和することが重要であることがわかった。この方法によりSi基板上に厚さ100μm以上の高品質CdTe単結晶層を直接成長できるようになった。以上の検討の結果、目的とする大面積画像検出器の実現性が大きく高まった。昨年度はSi基板上でのCdTe層直接成長を検討し、単結晶CdTe層が直接成長できる成長条件を見出した。本年度はこれまでの検討結果を基礎として、Si基板上に直接成長したCdTe厚膜層の高品質化と、その成長層を用いたp-CdTe/n-CdTe/n^+-Siヘテロ接合型ダイオード型検出器の製作とその特性評価を実施し、検出特性の高性能化を検討した。1.Si基板上のCdTe成長層高品質化CdTe層成長の直前に実施するSi基板の前処理方法の改善を検討した。その結果、成長層の基板からの剥離や成長層多結晶化をほぼ完全に防止し、再現性よく単結晶CdTe成長が行える前処理条件を見出した。またCdTe厚膜層成長中に実施する、成長の中断と成長層アニール方法についても検討を行った。その結果、成長層中の歪みを緩和すると共に、転位密度と成長層中の深い準位密度も低減できるアニール条件を見出した。さらに、CdTe厚膜成長時の成長速度の高速化を検討した。その結果、成長層結晶性を劣化すること無く成長速度を高速化(70μm/h以上)できる成長条件を見出した。以上の検討によりSi基板上のCdTe厚膜を用いた放射線画像検出器実現基礎となる、Si基板上における高品質CdTe厚膜成長技術を確立した。当初、ダイオード製作に用いた成長層では、CdTe層成長の技術的制約からSi基板とn-CdTe層の間にCdTe初期成長層を形成していた。この素子では逆方向V-I特性は良好であるが、順方向特性は初期成長層の直列抵抗によって劣化することがわかった。その後、成長技術の改善によりSi基板上にn-及びp-CdTe層を直接成長することに成功し、この成長層を用いたダイオードでは良好なV-I特性が得られることを確認した。現在このダイオードによるγ線検出の確認を目指して検討を実施している。
Webマイニング技術を用いたピアツーピア情報フィルタリングに関する研究

ピアツーピアネットワークを利用する情報流通形態の重要性は高まっており,その情報検索手法も,単純な検索からコンテンツべースの検索に発展している.しかし,問合せ応答時間,問合せパケットによるネットワーク帯域圧迫に関する問題は解決されていない.そこで,本研究では,分散型インデックス技術とは異なる技術として,JXTAのクエリー・ルーチング機能の発展を試みた.具体的には,問合せ要求に情報資源の特性を記述し,問合せに合致する情報資源を持つピアから検索ピアへ返送される応答内容を各ピアのルーチング機構により学習を行う.そして,問合せ転送時に,問合せとそのルーチング情報を照合し,隣接ピアの中でどのピアに問合せを転送するのが適切であるかを判断し転送する手法である.我々は,階層型問合せルーチング機能としての提案を行い,プロトタイプシステム実装,さらに,階層型ネットワークルーチング機構に対する解析モデルを用いた性能評価を行った.これらの結果に基づいて,提案システムのスケーラビリティなどに関する検討を行なった.そして,階層型問合せルーチング機構の特性,転送遅延時間のある実ネットワークにおけるP2P情報フィルタリングシステムのスケーラビリティや安定性などに関する性能評価に関する知見を得た.また,小規模なPCクラスタを用いたP2Pネットワーク環境下で,プロトタイプシステムの実装と実行を行った.P2Pシステムの各種性能評価を行うために,転送遅延機能をもつルータを用いたインターネットエミュレーション環境を構築した.実験環境は,実ネットワーク環境に近いネットワーク構築を行うため,転送遅延ルータ用PC上にNistNetを利用した転送遅延ルータを相互接続したものである.分散Webマイニングアルゴリズム,P2Pコンテンツ流通を視野にいれたWebマイニングアルゴリズムの研究開発を継続している.特に,分散インデックスの高速化・高効率化,実ネットワークにおける安定運用に関わるP2P情報フィルタリングシステムの課題解決,階層型問合せルーチング機構に関するシステムの解析的な性能評価結果を踏まえた研究を行っている.本年度は,システム構築を中心に進め,階層型問合せ機構を備えたシステムを実験ネットワーク上に実装した.具体的には,実ネットワーク環境に近いネットワーク構築を行うため,転送遅延ルータ用PC上にNistNetを用いた転送遅延ルータを実装し,8台のPCのメッシュ接続,及び,管理用PCからなる擬似インターネット環境を構築した.このシステムにより,転送遅延時間などを変化させることが可能なネットワーク環境が実現でき,プライベートネットワーク上において,我々の提案する階層型問合せ機構を実装したP2P情報共有システムにおけるスケーラビリティなどに対する性能特性評価を行うことが可能となる.また,P2P情報フィルタリングにおける問合せルーチング機構における転送メッセージ数や遅延時間評価,ピアクライアント数のスケーラビリティに関する性能評価,セキュアなコンテンツ交換機構に関する研究,JXTAにおけるQRPの拡張の提案などを行った.また,Webマイニング技術に関わる研究として,データベースとデータマイニングに関わるコンテンツの類似検索アルゴリズムの提案,並びに,性能評価を行った.また,コンテンツ流通に伴う利用者アクセスに基づくコンテンツ・アーカイブ機構の提案や,高次元データに対する問合せ処理とインデックス機構に関わる研究を進めている.ピアツーピアネットワークを利用する情報流通形態の重要性は高まっており,その情報検索手法も,単純な検索からコンテンツべースの検索に発展している.しかし,問合せ応答時間,問合せパケットによるネットワーク帯域圧迫に関する問題は解決されていない.そこで,本研究では,分散型インデックス技術とは異なる技術として,JXTAのクエリー・ルーチング機能の発展を試みた.具体的には,問合せ要求に情報資源の特性を記述し,問合せに合致する情報資源を持つピアから検索ピアへ返送される応答内容を各ピアのルーチング機構により学習を行う.そして,問合せ転送時に,問合せとそのルーチング情報を照合し,隣接ピアの中でどのピアに問合せを転送するのが適切であるかを判断し転送する手法である.我々は,階層型問合せルーチング機能としての提案を行い,プロトタイプシステム実装,さらに,階層型ネットワークルーチング機構に対する解析モデルを用いた性能評価を行った.これらの結果に基づいて,提案システムのスケーラビリティなどに関する検討を行なった.そして,階層型問合せルーチング機構の特性,転送遅延時間のある実ネットワークにおけるP2P情報フィルタリングシステムのスケーラビリティや安定性などに関する性能評価に関する知見を得た.また,小規模なPCクラスタを用いたP2Pネットワーク環境下で,プロトタイプシステムの実装と実行を行った.P2Pシステムの各種性能評価を行うために,転送遅延機能をもつルータを用いたインターネットエミュレーション環境を構築した.実験環境は,実ネットワーク環境に近いネットワーク構築を行うため,転送遅延ルータ用PC上にNistNetを利用した転送遅延ルータを相互接続したものである.
遺伝子改変両生類を用いた新たな骨リモデリング機序の解析方法の確立

哺乳類と両生類の長管骨は複数の点において相違点を持ち、骨組織がどのように進化したかをうかがわせる。従って、この二種の生物に着目し、骨に関与する遺伝子の働きを比較することで、骨形成の基本原理と進化の道筋を明らかにできると期待できる。遺伝子レベルでの骨形成メカニズムについて哺乳類では研究が進んでいるが、両生類ではこれまでほとんど研究が行われていなかった。ゲノム編集技術の飛躍的進歩により両生類でも遺伝子の改変が可能になったため、本研究では哺乳類で骨形成に重要であることが知られている複数の遺伝子に着目し、果たして両生類でも同じ機能を担っているのか、それとも別の機構が存在するのかを明らかにする。