hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ataxia-telangiectasiaにおける神経細胞死の機序に関する研究

Ataxia-telangiectasia(AT)はATM蛋白の異常による疾患で、小脳皮質神経細胞の変性・脱落による小脳失調を呈する。我々はATにおける神経細胞死の機序を検討し、以下の3点について新たな知見を得た。(1)ヒト中枢神経系におけるATM蛋白の分布は、AT患者剖検脳においてこれまで報告されてきた小脳および脳幹の病変の分布に対応していた。従って、こうした部位にてATMが何らかの機能を有し、その欠損によって小脳皮質を含む病変が生じると考えられる。(2)ATM蛋白は細胞質のペルオキシゾームに分布しており、そこに存在するカタラーゼなどの酵素の異常がATにおいて生じる可能性がある。カタラーゼ等のペルオキシゾームに関連した蛋白の発現は、AT患者由来の線維芽細胞においては対照に比して差異が認められ、酸化障害などを生じる可能性が示唆された。神経細胞については、現在培養細胞にて検討中である。また、膜脂質中の酸化脂質などについても検討中である。(3)DNA-PKcs、Ku、NBS1、ATRなどの蛋白とともに、ATM蛋白は二重鎖DNA損傷(DSB)の修復に機能することが明らかにされている。ATM蛋白は胎児期にヒト小脳において強い発現が認められた。DNA-PKcs、Ku、NBS1、ATRなどの蛋白も、胎児期の大脳および小脳の神経細胞に強い発現が認められ、ATMと類似したパターンを示した。このことは、最終分裂後の未熟な神経細胞においてDSBが生じていることを強く示唆するものであり、DSBおよびその修復は神経細胞の発生に重要な意味を持つものと考えられる。ATにおいて、神経症状が発現してくるのは生後1年以降であり、ATMの発現のピークと時間的なずれが存在する。ATMの欠損により胎児期脳でのDSBの修復が不完全であり、それが時間をおいて神経細胞死につながる可能性も考えられる。Ataxia-Telangiectasia(A-T)は、ATM(A-T mutated)遺伝子の異常が原因となる疾患で、神経系および免疫系を主とする多系統が障害される。本疾患の主要な症候である神経症状としては、進行性の小脳失調が特徴的である。これは神経病理学的な変化として認められる小脳皮質の神経細胞の脱落によるものと考えれる。我々はこれまでにATM蛋白が発達期の小脳皮質の神経細胞の細胞質に特に強く発現していることを見い出し、こうした細胞でのATMの機能が神経細胞の生存に不可欠であり、A-Tでの小脳の病変に関係していることを明かにしてきた。しかしA-Tでは、小脳皮質以外にも病変は認められる。これまでの報告例では、小脳歯状核、中脳黒質、橋青斑核、延髄下オリーブ核、脊髄前核などでの変化が記載されている。但し、その分布は一定せず、特異的なものであるかどうかもはっきりしていない。そこで、今回われわれは、ATM蛋白の分布を検討し、こうした病変の分布との関連を考察した。神経病理学的に正常と判断された剖検脳において、ATM蛋白の免疫組織科学を行い、発現を検討した。その結果、ATM蛋白は中枢神経系でも、特にテント下の神経細胞に発現が認められた。大脳皮質や基底核の神経細胞では、発現が認められないか、あるいは極めて少数の細胞にのみ認められた。これに対して、脳幹および脊髄の神経細胞では広範に発現が認められた。特にA-T患者において、病変が認められることが報告されている小脳歯状核、中脳黒質、橋青斑核、延髄下オリーブ核、脊髄前核などでの発現は強く認められた。

従って、A-T蛋白の発現は、これまでのA-T患者脳で病変が認められた領域も含む、脳幹や脊髄の神経細胞に広範に認められた。こうした結果から、こうした病変がATMの異常によるPrimaryな変化であるものと考えられた。Ataxia-telangiectasia(AT)はATM蛋白の異常による疾患で、小脳皮質神経細胞の変性・脱落による小脳失調を呈する。我々はATにおける神経細胞死の機序を検討し、以下の3点について新たな知見を得た。(1)ヒト中枢神経系におけるATM蛋白の分布は、AT患者剖検脳においてこれまで報告されてきた小脳および脳幹の病変の分布に対応していた。従って、こうした部位にてATMが何らかの機能を有し、その欠損によって小脳皮質を含む病変が生じると考えられる。(2)ATM蛋白は細胞質のペルオキシゾームに分布しており、そこに存在するカタラーゼなどの酵素の異常がATにおいて生じる可能性がある。カタラーゼ等のペルオキシゾームに関連した蛋白の発現は、AT患者由来の線維芽細胞においては対照に比して差異が認められ、酸化障害などを生じる可能性が示唆された。神経細胞については、現在培養細胞にて検討中である。また、膜脂質中の酸化脂質などについても検討中である。(3)DNA-PKcs、Ku、NBS1、ATRなどの蛋白とともに、ATM蛋白は二重鎖DNA損傷(DSB)の修復に機能することが明らかにされている。ATM蛋白は胎児期にヒト小脳において強い発現が認められた。DNA-PKcs、Ku、NBS1、ATRなどの蛋白も、胎児期の大脳および小脳の神経細胞に強い発現が認められ、ATMと類似したパターンを示した。このことは、最終分裂後の未熟な神経細胞においてDSBが生じていることを強く示唆するものであり、DSBおよびその修復は神経細胞の発生に重要な意味を持つものと考えられる。ATにおいて、神経症状が発現してくるのは生後1年以降であり、ATMの発現のピークと時間的なずれが存在する。ATMの欠損により胎児期脳でのDSBの修復が不完全であり、それが時間をおいて神経細胞死につながる可能性も考えられる。
頻度に基づく下方集合の高速探索を利用した構造データからの知識発見

本研究は,データベース内に蓄積されている様々なデータ構造を採る大量のデータの中に潜む有用な知識を効率的に発見する手法の基盤構築を目標とした.データのなす束構造の様々な性質を明確にした上で,束の下方集合の高速探索を利用した機械学習・知識発見アルゴリズムを設計した上で,一部は理論上の未解決問題の解決や自然科学への適用を試みた.特に下方集合が持つ閉集合としての性質が,基礎理論構築と応用の両側面で有用であることが明確になった.本研究は,データベース内に蓄積されている様々なデータ構造を採る大量のデータの中に潜む有用な知識を効率的に発見する手法の基盤構築を目標とした.データのなす束構造の様々な性質を明確にした上で,束の下方集合の高速探索を利用した機械学習・知識発見アルゴリズムを設計した上で,一部は理論上の未解決問題の解決や自然科学への適用を試みた.特に下方集合が持つ閉集合としての性質が,基礎理論構築と応用の両側面で有用であることが明確になった.本研究では,構造化データからの頻度に基づく知識発見の基礎理論の構築を行うことを目的とする.構造化データから抽出する知識の表現手法として「式」を採用し,「式」のなす束構造における下方集合の性質を中心に解明する.一方で,機械学習手法の一般的性質を明らかにする.これらの成果に基いてことで,高速な機械学習・知識発見アルゴリズムを構成する.本年度の成果として,まず知識表現手法となる「式」として.一階述語論理の項,時系列事象間の関係を表す有向グラフ(エピソード),一般の有向グラフ,木などを対象に,束構造を利用した機械学習・知識発見のための基礎的性質を分析し,一部の「式」については具体的な機械学習・知識発見アルゴリズムを構成した.分析には実データに対するアルゴリズム評価を含んでいる.また,機械学習手法としてサポートベクトルマシンを選び,その一般的性質の分析を行った.さらに,サポートベクトルマシンについて,生成文法における導出を「式」とみなすことで,新たなカーネル関数を設計を行い,実問題としてRNA配列データの分類問題に適用することでその有効性を示すことに成功した.さらに,多項式イデアルをデータ,その基底を「式」とする機械学習の枠組みにおいて,形式言語の学習研究において従来から考察されてきた集合和の学習を考察し,全く新しい学習アルゴリズムを考案し,それが多項式イデアル以外の概念に対しても応用の可能性があることを示した.本研究の目標は,構造化データからの頻度に基づく知識発見の基礎理論の構築を行うことである.構造化データから抽出する知識の表現手法として「式」を採用し,「式」のなす束構造における下方集合の性質を中心に解明し,機械学習手法の一般的性質を明らかにする.これらの成果に基いて,高速な機械学習・知識発見アルゴリズムを構成する.[連携研究者]首都大学東京・理工学研究科・教授徳永浩雄本年度の成果として,昨年度に引き続き,様々なデータに対する式のなす束構造を利用した機械学習・知識発見のための基礎的性質を分析した.「式」としては,時系列事象間の関係を表す有向グラフ(エピソード),一般の有向グラフ,木,イデアルを表す多項式,楽譜を表すMusicXMLである.また,これらの「式」については具体的な機械学習・知識発見アルゴリズムを構成した.特徴的な成果としては以下の通りである.1.多項式イデアルの機械学習の研究を展開させ,イデアルの一般形である閉集合の有界和を正データから新しい学習するアルゴリズムを考案した.2.木構造データの機械学習の基礎となる木構造データ間の距離に関する網羅的な体系の確立を目標に分析を進めた.3.構造データの機械学習手法のために昨年度考案したカーネル関数を一般化し,演繹的な導出を用いたカーネル関数の形に定式化した.4.統計的推論に対して機械学習の研究で一般的なVC次元の分析を行った.5.木構造データをあらかじめ圧縮しておくことで機械学習を高速化するための一般性をもった手法を考案し,実装した.本研一の目標は,造化データからの頻度に基づく知識発見の基礎理論の構築を行うことである.抽出する知識の表現手法である「式」のなす束構造における下方集合の性質を中心に解明し,機械学習手法の一般的性質を明らかにすることを目的としている.本研究には首都大学東京・理工学研究科徳永浩雄教授,東北大学理学系研究科赤間陽二准教授が連携研究者として参画した.本年度は,昨年度に引き続き,様々なデータに対する「式」のなす束構造を利用した機械学習・知識発見のための性質を分析し,アルゴリズムを実装して評価を行った.「式」としては,イデアルを表す多項式,時系列事象間の関係を表す有向グラフ(エピソード),一般のグラフ,木,述語論理における項である.特徴的な成果は以下の通りである.(1)多項式イデアルの一般系形である閉集合の応用を展開じた.理論面では,有界でない個数の閉集合の和集合の学習アルゴリズムを構成することができた.また,閉集合をデータマイニングに応用することにより,公開ソフトウェアとその開発メーリングリストの相互関係からソフトウェア構造の抽出に成功した.また,分散配置した関係データベース.から,情報遺漏をできるだけ少なくするデータマイニングアルゴリズムを閉集合を用いて設計した.(2)木構造とエピソードを対象としたマイニングの網羅的研究を手無きすると共に,グラフのデータマイニングを用いてインフルエンザデータから地域間伝播を抽出することを試みた.(3)形式言語の正データからの学習を,固体物理の結晶解析に応用可能な形に展開して分析を行い,付随してVC次元の解析も行った.
書記術手引書の利用によるイラン・イスラーム世界の書記官僚文化の研究

3年に亘り行ってきたイラン・イスラーム史研究の未開拓史料、ペルシア語書記術指南書文献の情報蒐集と、当文献の分析による前近代イラン・イスラーム社会の官僚エリートの専門的知識・思想の諸相の研究は、ほぼ目的の情報蒐集および分析研究を達成することができた。研究実施状況は、以下の通りである。1、ペルシア語書記術手引書写本書誌情報の整理と最終調査(1)12-15世紀ペルシア語書記術手引書文献とその写本の書誌情報整理平成14-15年度に行った現地調査に基づき、ペルシア語による官僚技術・文書作成術が発達・完成する15世紀までのペルシア語書記術手引書文献の書誌情報と写本現存状況について、詳細情報を整理した。(2)最終的写本調査加えて、イギリスへ海外調査に赴き、ロンドンBritish Libraryを中心に最終的な追加史料調査を行った。未調査だった一部重要手引書写本の調査を行ったほか、15世紀までの手引書文献比較すべく、16-18世紀イラン・インド成立の手引書の様式・叙述に関する情報蒐集を行った。2、書記術手引書の分析によるペルシア語圏の伝統的官僚技術・文書作成術の研究これら書記術手引書文献を活用し、書記官僚が担った伝統的ペルシア語官僚技術・文書作成術とその社会史・文化史的意義について、以下のテーマで研究を行った。(1)13世紀までのペルシア語書簡・文書作成術の発達と、書簡儀礼にこめられた理念(2)ペルシア語文書作成術における身分の作法とイスラーム的社会秩序のかかわり(3)13-14世紀モンゴル支配によるペルシア語文書作成術の変容とその諸要因これらの成果を年度内に論文化・発表するところまでは到らなかったが、当年度科研費研究による成果として今後発表してゆく予定である。本研究は,前近代イラン・イスラーム社会における知的エリート層,書記官僚の専門的知識・思想・文化について,彼らの専門技術の教科書である「書記術手引書」という文献群の多角的な分析を通し,明らかにしようとする試みである。今年度の研究実績は,以下の通りである。1,研究・書記術手引書編纂の制度的・文化的背景の分析:書記術手引書という文献はなぜ,どのようにして編纂されたのか。14世紀に編纂された有名な書記術手引書『書記典範』を事例に,書記術手引書編纂の背景にある伝統的なエリートの知識観と現実の行政技術の関わりを分析し,その成果を研究論文として発表した。2,史料調査・ペルシア語書記術手引書の写本調査:ペルシア語書記術手引書は未調査・未発掘のものも多く,史料群としての全貌が未だ明らかになっていない。このため,イランの主要な写本所蔵館にて,14-15世紀を中心とする書記術手引書の写本を約20点調査し,ペルシア語書記術手引書の文献学的情報を蓄積した。3,研究・書記術手引書写本群の分析:書記術手引書は知的エリート達の間でどのように読まれていたのか,という問題設定にもとづき,14世紀の書記術手引書と関連作品を収録する集成写本16点を調査し,文献メディアの中での書記術手引書の位置づけ,および書記術手引書を通した技術習得のあり方の分析を試みた。その成果は日本オリエント学会年次大会(平成14年10月,於東北大学)にて発表した。前年度から推進している本研究の基本資料、ペルシア語書記術手引書の写本収集・整理・分析を引き続き推進した。すなわち、イランの諸写本所蔵機関での調査に加え、海外からの写本マイクロフィルム取り寄せにより、本研究が対象とする14世紀末までの書記術手引書史料を本年度でほぼ入手し終わることができた。この史料整理・分析と平行し、その研究成果を研究発表(2回)、学術論文(1点)を通し中間報告した。イスラーム協会シンポジウム「イランの基層文化とイスラーム」(平成15年4月26日於立教大学)に報告「「筆の人」の伝統:書記・文人・タージーク」では、前近代イラン・中央アジア・インドにおけるペルシア語文章語の影響力と、「書記官僚文化」の発達の関わりについて分析した。イスラーム写本・文書研究会報告「モンゴル時代の書簡作品:写本による分析」(平成15年7月於東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所)では、モンゴル時代(13-14世紀)の有力官僚一族の書簡集が書記術・知的書簡術のモデルとして広く流布していた様子を14-15世紀書簡集写本から明らかにし、知的エリートの「書簡を読む」「書き写す」という営為がどのように営まれていたのかを多方面から分析するとともに、書簡集を含む書記術手引書史料を文化史研究にどのように活用しうるかという手法を示すことを試みた。また、13-14世紀に編纂された指南マニュアル形式の書記術手引書史料の分析の結果を、研究ノート「モンゴル時代のインシャー術指南書」(「オリエント』46:2掲載予定)にまとめた。1、ペルシア語書記術手引書写本書誌情報の整理と最終調査(1)12-15世紀ペルシア語書記術手引書文献とその写本の書誌情報整理

平成14-15年度に行った現地調査に基づき、ペルシア語による官僚技術・文書作成術が発達・完成する15世紀までのペルシア語書記術手引書文献の書誌情報と写本現存状況について、詳細情報を整理した。(2)最終的写本調査加えて、イギリスへ海外調査に赴き、ロンドンBritish Libraryを中心に最終的な追加史料調査を行った。未調査だった一部重要手引書写本の調査を行ったほか、15世紀までの手引書文献比較すべく、16-18世紀イラン・インド成立の手引書の様式・叙述に関する情報蒐集を行った。2、書記術手引書の分析によるペルシア語圏の伝統的官僚技術・文書作成術の研究これら書記術手引書文献を活用し、書記官僚が担った伝統的ペルシア語官僚技術・文書作成術とその社会史・文化史的意義について、以下のテーマで研究を行った。(1)13世紀までのペルシア語書簡・文書作成術の発達と、書簡儀礼にこめられた理念(2)ペルシア語文書作成術における身分の作法とイスラーム的社会秩序のかかわり(3)13-14世紀モンゴル支配によるペルシア語文書作成術の変容とその諸要因これらの成果を年度内に論文化・発表するところまでは到らなかったが、当年度科研費研究による成果として今後発表してゆく予定である。
宿主侵入ステージにおいて高発現する炭疽病菌エフェクター群の研究

本研究では、ウリ類炭疽病菌の宿主キュウリへの侵入ステージにおいて高発現する、ECAPと総称するエフェクター群に焦点をあてる。まず、第一ウリ科作物への病原性に必要なエフェクターECAP12について、その抵抗性抑制の分子機能を解明する。第二に本菌の病原性に必要な新規ECAPエフェクターを発見するために、複数の菌株で共通してキュウリ上で形成された付着器で高発現するECAP群を網羅化し包括的な機能解析をおこなう。以上より「侵入と連動し、宿主免疫を抑制するエフェクター群」のアウトラインを明らかにする。本年度の研究実績の概要は以下の通りである。1.ベンサミアナタバコにおいてNbBiP5を過剰発現させた結果、ウリ類炭疽病菌への罹病性が増大することが見出された。この結果より、NbBiP5が本菌への抵抗性を負に制御している可能性が示唆された。2.トマト萎凋病菌のSIX6においてウリ類炭疽病菌のECAP12との機能比較を実施した。まず、NbBiP5への結合性を共免疫沈降解析により調査した結果、SIX6はNbBiP5と相互作用することが示唆された。さらに、SIX6をベンサミアナタバコにおいて一過的に発現させた結果、flg22が誘導する活性酸素の生成が抑制された。これらの結果は、ウリ類炭疽病菌のエフェクターECAP12とトマト萎凋病菌のエフェクターSIX6が類似した分子機能を有することを示唆した。3.ウリ類炭疽病菌の4系統について、キュウリ接種1日後(1 dpi)のRNAシークエンスを実施した。得られたRNAシークエンスデータと、すでにデータを得ているウリ類炭疽病菌104-T系統のデータと統合解析し、合計5系統のいずれにおいてもキュウリ侵入ステージにおいて高発現しているECAPエフェクター群を網羅的に選抜した。現在、選抜エフェクター遺伝子の標的破壊解析に着手している。NbBiP5の過剰発現により、ベンサミアナタバコのウリ類炭疽病菌への罹病性が増大することを発見したが、本知見はエフェクターECAP12の機能、役割を解明する上で大きな前進といえる。予備的な結果より、ECAP12の存在によりNbBiP5の蓄積が増大する結果が得られており、ECAP12は抵抗性の負の制御因子の分解を阻害することで、抵抗性を低下に導いている可能性がある。また、土壌病原菌であるトマト萎凋病菌のエフェクターSIX6と地上部に病害を引き起こすウリ類炭疽病菌のエフェクターECAP12が同等の抵抗性抑制機能をもつことを明らかにしたが、このような感染戦略の違う病原菌でエフェクターの機能が保存されているのは非常に興味深い。また、RNAシークエンスにより、ウリ類炭疽病菌の5系統のいずれにおいてもキュウリ侵入ステージにおいて高発現しているエフェクター群の同定に成功しており、続く標的破壊による機能解析により、新規の重要エフェクターの同定が期待される。以上のように、本研究は順調に進行している。ウリ類炭疽病菌の5系統のRNAシークエンスデータにより選抜された、キュウリ侵入ステージにおいて高発現しているエフェクター群について、その標的遺伝子破壊解析を実施し、単一遺伝子破壊株の作出について完了する。続いて、病原性の低下を示したエフェクター遺伝子に関しては、ECAP12遺伝子破壊株を背景として、多重遺伝子破壊株を作出し、病原性のさらなる低下が観察されるかを検討する。複数の重要エフェクターが同定されると予想しており、それに合わせ、3重、4重変異体などの多重変異体を作出し、キュウリなどのウリ科作物への感染に必要とされるECAPエフェクター群を掌握する。NbBiP5とECAP12の感染場面での結合について、細胞生物学的側面からのデータを得るために、NbBiP5とECAP12の異なる蛍光タンパク質でラベルし、それらをベンサミアナタバコにおいて一過的に発現させ、続いて炭疽病菌を接種して、感染部位において共局在が観察されるかを調査する。また、ECAP12存在下でのNbBiP5の蓄積についてさらに調査する。

さらに、SIX6をベンサミアナタバコにおいて一過的に発現させた結果、flg22が誘導する活性酸素の生成が抑制された。これらの結果は、ウリ類炭疽病菌のエフェクターECAP12とトマト萎凋病菌のエフェクターSIX6が類似した分子機能を有することを示唆した。3.ウリ類炭疽病菌の4系統について、キュウリ接種1日後(1 dpi)のRNAシークエンスを実施した。得られたRNAシークエンスデータと、すでにデータを得ているウリ類炭疽病菌104-T系統のデータと統合解析し、合計5系統のいずれにおいてもキュウリ侵入ステージにおいて高発現しているECAPエフェクター群を網羅的に選抜した。現在、選抜エフェクター遺伝子の標的破壊解析に着手している。NbBiP5の過剰発現により、ベンサミアナタバコのウリ類炭疽病菌への罹病性が増大することを発見したが、本知見はエフェクターECAP12の機能、役割を解明する上で大きな前進といえる。予備的な結果より、ECAP12の存在によりNbBiP5の蓄積が増大する結果が得られており、ECAP12は抵抗性の負の制御因子の分解を阻害することで、抵抗性を低下に導いている可能性がある。また、土壌病原菌であるトマト萎凋病菌のエフェクターSIX6と地上部に病害を引き起こすウリ類炭疽病菌のエフェクターECAP12が同等の抵抗性抑制機能をもつことを明らかにしたが、このような感染戦略の違う病原菌でエフェクターの機能が保存されているのは非常に興味深い。また、RNAシークエンスにより、ウリ類炭疽病菌の5系統のいずれにおいてもキュウリ侵入ステージにおいて高発現しているエフェクター群の同定に成功しており、続く標的破壊による機能解析により、新規の重要エフェクターの同定が期待される。以上のように、本研究は順調に進行している。ウリ類炭疽病菌の5系統のRNAシークエンスデータにより選抜された、キュウリ侵入ステージにおいて高発現しているエフェクター群について、その標的遺伝子破壊解析を実施し、単一遺伝子破壊株の作出について完了する。続いて、病原性の低下を示したエフェクター遺伝子に関しては、ECAP12遺伝子破壊株を背景として、多重遺伝子破壊株を作出し、病原性のさらなる低下が観察されるかを検討する。複数の重要エフェクターが同定されると予想しており、それに合わせ、3重、4重変異体などの多重変異体を作出し、キュウリなどのウリ科作物への感染に必要とされるECAPエフェクター群を掌握する。NbBiP5とECAP12の感染場面での結合について、細胞生物学的側面からのデータを得るために、NbBiP5とECAP12の異なる蛍光タンパク質でラベルし、それらをベンサミアナタバコにおいて一過的に発現させ、続いて炭疽病菌を接種して、感染部位において共局在が観察されるかを調査する。また、ECAP12存在下でのNbBiP5の蓄積についてさらに調査する。
細胞分化に伴う糖脂質の変化

マウスのフレンド白血病細胞は培地に種々の薬物を添加すると分化が誘導され、ヘモグロビンを産生するようになり、この時増殖は停止することが知られている。またこの細胞はマウスに接種すると腫瘍を形成する。これらの分化や腫瘍形成に伴う糖脂質の変化を明らかにするため、培養フレンド細胞,ジメチルスルホキシドで分化を誘導した各時期の細胞,ジメチルスルホキシド耐性株細胞,及びマウスの皮下に接種して生じた腫瘍について糖脂質の分析を行った。中性糖脂質としては培養細胞では、セラミドモノヘキソシド及びセラミドジヘキソシドが共通の主要成分であった。一方腫瘍では、グロボシド,フォルスマン糖脂質,アシアロ【G_(M1)】等の糖鎖の長い糖脂質が主要成分となっていた。酸性糖脂質であるガングリオシドの組成は、培養細胞の分化に伴い変化することが確認された。即ち未分化の細胞は、【G_(M3)】,【G_(M2)】,【G_(M1)】,【G_(D1a)】を含んでいたが、ジメチルスルホキシドで分化誘導させた細胞では【G_(D1a)】と【G_(M1)】とが主要成分であり、【G_(M3)】や【G_(M2)】はほとんど検出されなかった。ヘモグロビン産生細胞の数はジメチルスルホキシド添加後2日では全細胞の約20%、4日で約50%であり、最終的には6日で90%以上となるが、ガングリオシドの組成は2日目では未分化のものと大差はないが、4日目では【G_(M3)】,【G_(M2)】がほとんど検出されなくなった。またジメチルスルホキシド耐性株は、ジメチルスルホキシド存在下で6日間培養しても上述のような変化は認められなかった。腫瘍は【G_(M3)】,【G_(M2)】,【G_(M1)】,【G_(D1a)】のいずれの成分をも含み、さらに未同定の成分を多く含んでいた。またシアル酸としては、N-アセチル,N-グリコリルのいずれもが検出され、さらにO-アシル基の存在も示唆された。以上の結果より、分化に伴いガングリオシドの糖鎖の短いものが消失し、糖鎖の長いものの割合が増加することが示された。
小学校理科における光・波動に関わる学習のスパイラルな展開

平成22年度は第2学年を担任することになったので,生活科において「ひかりとあそぼう」という単元を特設し,生活科から理科への結節期における,「光と関わる学習」に焦点を当てて授業実践研究に取り組んできた。途中経過については,日本物理教育学会と本校研究発表会で発表した。主な取り扱い内容は「かがみ遊び」「レンズ遊び」「LEDの光によるかげ絵遊び」「プリズムシートを用いた分光」等である。行動観察・アンケート調査結果等を通して児童が高い興味・関心を示していることが分かり,理科学習への基盤として,本単元の学習を取り扱う意義が大きいことが分かった。また,クリッカーを用いて「虹の色の数」についての話し合い活動を行ったところ,その回答分布に高い関心を持つ児童が多く,児童同士の相互作用がより一層活性化した。小学校における,「相互作用型学習」でも,クリッカーの一定の効果が認められた。一方,第2学年児童の発達段階と生活科の中での取り扱いを考慮すると,「大まかな現象の観察」「問題解決よりも気付きを重視」という域を抜け出すことはできなかった。中には「光の直進性」「光の屈折」「レンズの焦点」等に気付く児童もいたが,これらを学級全体で共有し問題解決していくことは難しかった。平成21年度の授業実践,第3学年「光のひみつをさぐろう」の成果を踏まえると,第2学年生活科で「光と関わる活動」を積極的に取り扱い,第3学年以上の理科では,これを基盤とし,より焦点化しながら問題解決していくのが大変効果的であると考えられる。第2学年生活科第3学年理科における「光と関わる学習」の連続した学習指導計画は,平成2122年度に作成したカリキュラム試案を元に修正し,研究成果の詳細とともに,学会や研究発表会等で発表する予定である。また今後は,学習指導要領では空白となっている,第5学年での取り扱いを課題とし,初等物理教育の充実をめざして研究を継続していく。
シリコンカ-バイトの化学蒸着過程の動力学的研究

すでに我々が報告したCVD炭化ケイ素の成長(1988年)とBootsmaら(1971年)に反応を伴うと考えられる成長は,高温では輸送物質の蒸気圧から計算される成長に近付く傾向を示し,表面反応律速の形で定式化された。特に,中間層を用いた2段階蒸着によって23kcal/molという小さな活性化エネルギ-を得た。内熱式の高周波加熱炉による数百nm以下のCVDーSiC膜の成長においても黒鉛ならびに(111)面から数度傾いたSi単結晶基板上にMTS(MethyleーTrichloroーSilane)を使った場合,同様に表面反応律速となることがわかった。この薄い膜で特徴的なことは,AESのよる深さ方向の組成分析から,酸素の存在が表面のみに限られることである。表面の酸素は,空気中で取り込まれると考えられ,CVDプロセスでの酸素の混入がなくなったことを示す。このことによって,厚い膜で示唆されていた表面酸素の影響がなくなることによって,成長の活性化エネルギ-が大きくなり,中間層を着けた状態で40kcal/molの値を得た。X線低角入射法による膜の評価,およびAESとSIMSの同時分析による膜と基板の界面に対する組成分析を行った。水素とMTSの分圧比1.7で中間層を蒸着して後に同温度で分圧のみをかえて(分圧比2700)SiCの蒸着を行った。CVD膜は多結晶3CーSiCであり,中間層のある場合は結晶性の改善が見られたが,膜厚による結晶性の変化はあまり認められなかった。界面の組成分析の結果によると中間層のない黒鉛上では約100nm,Si上では約140nmの厚さにわたる組成の緩和構造が見られる。中間層の上では界面での組成の変化はわずかであるが,変化が急峻であることがわかった。
顎関節炎に対する遺伝子導入治療の実験的研究

平成13年度の研究でヒトIL-1レセプターアンタゴニスト(hIL-1ra)の発現遺伝子を構築した。これを培養細胞に遺伝子導入を行い、タンパクの発現を確認した。また、正常の顎関節と膝関節にエレクトロポレーション法でhIL-1raを遺伝子導入し、タンパクの発現を確認した。しかし、顎関節をはじめとする各関節の関節腔内を裏層する滑膜細胞や関節軟骨にプラスミドベクターが導入されるのであるが、それらは細胞数が少なく、発現量の面で不利な一面が考えられた。このことから、関節周囲の筋組織にプラスミドベクターをエレクトロポレーション法により導入し、関節炎に対する治療効果を向上させることをラットのアジュバンド関節炎を用いて検討した。すなわち、1.ラット筋肉へのhIL-1raプラスミドベクターの導入:8週齢のオスLewis ratの前脛骨筋もしくは大腿二頭筋にDNA溶液を27Gの注射針を用いて注入し、直ちにエレクトロポレーションを行った。その結果、プラスミドベクターを導入した筋肉では、すべてhIL-1raを検出することができ、中でも50μgのhIL-1raを挿入したプラスミドベクターを導入した筋肉で最も強いhIL-1raの発現を認めた。2.hIL-1raの発現期間:50μ9のhIL-1raプラスミドベクターを注入後、エレクトロポレーションを行い、1,3,5,7,14,21,28日目に同組織を採取した。hIL-1raの発現は、エレクトロポレーション後1日目から検出され、3日目でさらに発現は増強し、その後減弱しながらも28日後まで発現を確認できた。3.上記のデータをもとに、ラットアジュバント関節炎へのエレクトロポレーションによるIL-1ra遺伝子導入の効果を検討しており、関節周囲筋をバイオリアクターとしたIL-1raの遺伝子導入療法の開発への可能性が示唆された。私たちは慢性化するウサギ顎関節炎モデルにおいて、インターロイキン-1レセプターアンタゴニスト(IL-1ra)がインターロイキン-1β(IL-1β)の働きを抑制しながら炎症をコントロールしていることを報告した。これに基づきIL-1raを関節内に過剰発現させ炎症を予防、抑制させることを目的に、IL-1ra発現遺伝子をエレクトロポレーション法により顎関節内に導入し、その効果を検討している。1.プラスミドベクターの構築:ヒト培養細胞上清中からRT-PCR法で得たhuman IL-1ra DNAを哺乳類発現プラスミドベクターにライゲーションし、IL-1ra発現遺伝子を構築した。2.human IL-1ra発現の確認:まず、培養細胞にプラスミドベクターを導入し、フローサイトメーターならびにウェスタンブロット法でhuman IL-1raの発現を確認した。続いてin vivoでの発現確認のため、ウサギ皮膚にプラスミドベクターを導入し、ウェスタンブロット法で発現を確認した。3.正常関節へのエレクトロポレーション法によるプラスミドベクターの導入:正常顎関節、正常膝関節腔内にプラスミドベクターを注入し、エレクトロポレーションを行った。それぞれでhuman IL-1raの発現をウェスタンブロット法で確認した。膝関節では免疫染色で滑膜組織にhuman IL-1raの発現が見られ、プラスミド導入後少なくとも20日間はhuman IL-1raの発現を認めた。これら結果から、遺伝子導入後ある程度の発現期間が見られるため、この期間のhuman IL-1raによる効果が期待できる。今後、ウサギ顎関節炎モデルにおいて、本方法の効果を検証する。

平成13年度の研究でヒトIL-1レセプターアンタゴニスト(hIL-1ra)の発現遺伝子を構築し、培養細胞に遺伝子導入を行い、タンパクの発現を確認した。また、正常の顎関節と膝関節にエレクトロポレーション法でhIL-1raを遺伝子導入し、タンパクの発現を確認した。しかし、顎関節をはじめとする各関節の関節腔内を裏層する滑膜細胞や関節軟骨にプラスミドベクターが導入されるのであるが、それらは細胞数が少なく、発現量の面で不利な一面が考えられた。このことから、関節周囲の筋組織にプラスミドベクターをエレクトロポレーション法により導入し、関節炎に対する治療効果を向上させることをラットのアジュバンド関節炎を用いて検討した。すなわち、1.ラット筋肉へのhIL-1raプラスミドベクターの導入:8週齢のオスLewis ratの前脛骨筋もしくは大腿二頭筋にDNA溶液を27Gの注射針を用いて注入し、直ちにエレクトロポレーションを行った。その結果、プラスミドベクターを導入した筋肉では、すべてhIL-1raを検出することができ、中でも50μgのhIL-1raを挿入したプラスミドベクターを導入した筋肉で最も強いhIL-1raの発現を認めた。2.hIL-1raの発現期間:50μgのhIL-1raプラスミドベクターを注入後、エレクトロポレーションを行い、1,3,5,7,14,21,28目目に同組織を採取した。hIL-1raの発現は、エレクトロポレーション後1日目から検出され、3日目でさらに発現は増強し、その後減弱しながらも28目後まで発現を確認できた。3.上記のデータをもとに、ラットアジュバント関節炎へのエレクトロポレーションによるIL-1ra遺伝子導入の効果を検討しており、関節周囲筋をバイオリアクターとしたIL-1raの遺伝子導入療法の開発への可能性が示唆された。
三次元符号化光学素子を用いた超小型・高画質カラーレンズレスカメラの創出

レンズの光学結像に基づく従来型の光イメージングでは,光学系のサイズが計測情報量に比例して大型化する.この問題を解決する技術として,符号化光学素子による像情報の符号化と信号処理による像情報の復号を組み合わせたコンピュテーショナルイメージングが研究されている.本研究では,三次元構造を有する符号化開口を用いたコンピュテーショナルイメージングの設計と実証に取り組んだ.三次元構造を有する光学素子を符号化開口に用いることで,角度・波長選択的な符号化撮像を実装できることを明らかにした.圧縮センシングと組み合わせることで,広い視野,高解像度な撮像を小型光学系で実現できることを実証した.・三次元符号化光学素子の設計及び実装提案する撮像系に必要となる三次元符号化光学素子の設計及び実装光学系の構築を行った.三次元符号化光学素子を体積ホログラム(以下,HOE)として実装することを決定し,撮像後の圧縮センシングに適しつつHOEの原理で実現可能な変調作用を設計した.必要となるHOEの構造は回折と干渉の計算及び実験的生成により設計した.干渉光学系及び制御系及び感光材料を用いた,HOE生成光学系を構築し,設計に近い機能が実装されたHOEを90%程度の回折効率で生成できるようになった.・原理の基礎実証三次元符号化光学素子と圧縮センシングの組み合わせによる撮像の基礎実証実験を行った.二つの視野の像を独立符号化及び多重化取得し,これを復号することで二視野像を再構成した.これにより,最もシンプルな構成における原理実証を完了した.次年度は,超小型実機構築,撮像画素数の増加,カラー化等を行い,システムを実利用可能な最終形態に近づける.また,評価実験を通じて原理の有効性を定量的に実証する.提案する原理に関して,最もシンプルな構成ではあるが物理実装を含めた実証に成功した.次年度は,提案するカメラの超小型デバイスとしての実装,及び有用性が明確に示せる定量的な実証実験結果の取得に取り組む.レンズの光学結像に基づく従来型の光イメージングでは,光学系のサイズが計測情報量に比例して大型化する.この問題を解決する技術として,符号化光学素子による像情報の符号化と信号処理による像情報の復号を組み合わせたコンピュテーショナルイメージングが研究されている.本研究では,三次元構造を有する符号化開口を用いたコンピュテーショナルイメージングの設計と実証に取り組んだ.三次元構造を有する光学素子を符号化開口に用いることで,角度・波長選択的な符号化撮像を実装できることを明らかにした.圧縮センシングと組み合わせることで,広い視野,高解像度な撮像を小型光学系で実現できることを実証した.これまで提案する原理の最低限の構成での実証実験まで完了したが,現在の構成は実利用可能なシステムの最終形態から未だ大きく乖離している.今年度は,システムの超小型実装,撮像画素数の増加,カラー化等を行い,システムを実利用可能な最終形態に近づける.また,これまでの原理実証実験では定性的な結果しか得られていないため,提案原理の効果を定量的に示す評価実験を行う.情報光学
核酸導入に関わる選択的オートファジー複合体の制御機構の解明

細胞は細胞外からの様々な因子の侵入を認識し、侵入した外来因子の多くは細胞質で選択的オートファジーにより速やかに排除される。このような細胞質の防御機構は、外来からの異物のみならず基礎研究や医療において細胞内に導入される核酸に対しても同様に働く。本研究では外来核酸のオートファジーによる分解に重要な役割を持つオートファジーレセプターp62に着目し、核酸導入により形成されるp62複合体の精製を行い、同定された個々の構成因子について導入核酸に対するオートファジー作用の分子メカニズムを明らかにする。さらにp62複合体の機能を制御し、細胞への核酸導入効率を上げる作用を持つ低分子化合物を探索する。
ディペンダブル・サイバーフィジカルシステムを指向した組込みLSIの動作合成法

本研究は、サイバーフィジカルシステム(CPS)を構成する組込みLSIの高信頼化を実現するための設計技術の開発を目指すものである。CPSでは、これまでの組込みシステムと同様に、厳しいハードウェアリソース制約とリアルタイム制約があるだけなく、大量の情報を処理する必要がある。本研究では、このような特徴を持つCPSの高信頼性を実現するための動作モデルの構築、CPS固有の耐故障性・故障許容性の定義、そしてそれらに基づくLSI動作合成システムの提案・開発を目指すものである。平成30年度は、CPSにおける時間制約下での演算精度と制御系の安定性、ならびに安全度要件を満たすための構成要素(機能モジュール)の設計法を考察した。自動車の運転支援システム・自動運転システムを想定し、いくつかの構成要素に対して、システムの安定性と要求される安全度を維持可能な設計例を示すことができた。CPSでは、これまでの組込みシステムとは異なり、大量の情報を厳しいリアルタイム制約下で処理することが求められる。本研究ではこのような特徴を持つCPSの動作モデルの構築、耐故障・誤り許容性の定義、そしてそれらを踏まえたLSI動作合成システムの提案・開発を目指している。平成27年度は、高信頼化設計を実現するために必要な情報を持つCPSの動作モデルの提案とそれに基づくCPSの実装例の構築を主眼に置き、研究を行った。その具体的な成果としては主に次の2つが挙げられる。1.CPS動作モデルの構築。サイバー空間、フィジカル空間、及びそれぞれを構成する機能を階層的にHybrid-Timed Automatonで記述し、それらをつなぐ全体の流れをブロック図で記述する方法を提案し、システム全体としての(特に、サイバー空間の)時間制約を表現可能とした。これにより、構成機能の時間冗長設計の探索が可能となり、空間(ハードウェアリソース)とのトレードオフが探究可能となる。2.実装例の構築。上述のモデルの有効性を実証するために、CPSシステムの簡易版を実機で実装した。具体的には、模型自動車による自動追従システムを作成した。上述のモデルで本システムを記述し、個々の機能ユニットの遅延を擬似的に増大させることで、故障によるシステムの遅延をシミュレートし、時間制約違反がシステム全体の動作に及ぼす影響を実機レベルで検証した。前述のとおり、大きな視点では当初計画どおりの研究成果を得たが、細かい点ではいくつか未達成の点がある。具体的には次のとおりである。1.不可逆性のモデル化。誤り検出・訂正機能を低ハードウェアコストで実現するためには、ロールバックを含む再計算の手法があるが、CPSの処理フローには再計算が許されない(不可逆な)処理も存在する。適切な耐故障性を実現するためには、このような不可逆性をモデルで表現する必要があるが、今年度は検討が十分にできず、未完成の状態である。2.モデル適用事例。提案したモデルの適用例として、種々のCPSを対象とする予定であったが、自動追従システムのような一部のモデル化にとどまってしまった。これは前述1のモデル化の遅れにもつながっている。一方で、次年度(平成28年度)に計画していた研究課題の一つである「誤り許容性」に関する考察を一部先行して進めることができた。具体的には、センサからの取得データの補正のための処理における精度と処理時間とのトレードオフを考察した。平成28年度は、前年度のCPSの動作モデル化に基づき、(1)ハードウェアリソース制約、時間制約下での信頼度最大化を指向した動作合成法の検討、(2)フィードバック制御系における安定性と誤差とのトレードオフの解析と許容誤差に基づくロールバックシステムの考察、を行った。具体的な成果として、(1)信頼度を最大化する動作合成のためのヒューリスティックアルゴリズムの提案、(2)時間制約下・許容誤差制約下での低精度ロールバック再計算システムの設計、が挙げられる。さらに、(3) FPGAを用いた自律再構成による高信頼システムの実装、により、いくつかの適用例における高信頼システムの実現法について考察した。前述のとおり、平成28年度は一定の成果を上げたといえる。しかしながら、平成27年度の遅れが影響し、本年度の成果の具体的な有効性の検証が十分とはいえない状況である。具体的には次の点が挙げられる。・信頼度最適化のための動作合成におけるヒューリスティック尺度の有効性の評価。提案するヒューリスティックアルゴリズムは、いくつかの適用例において高い信頼度を得ることができたが、真の最適解との比較など、ヒューリスティックアルゴリズムの有効性の確認が必要である。・フィードバック制御系における誤り許容性の解析。システムの安定性と誤りの許容性のトレードオフを仮定して、時間制約下で低精度ロールバックを行うシステムの設計例を示すことができたが、その例は限定的で、応用性、最適性の検証が不十分である。より詳細な設計例とトレードオフ関係の詳細な解析は継続課題である。

本研究は,サイバーフィジカルシステム(CPS)を構成する組込みLSIの高信頼化を実現するための設計技術の開発を目指すものである.CPSでは,これまでの組込みシステムと同様に,厳しいハードウェアリソース制約とリアルタイム制約があるだけでなく,大量の情報を処理する必要がある.本研究では,このような特徴を持つCPSの高信頼性を実現するための動作モデルの構築,CPS固有の耐故障性・故障許容性の定義,そしてそれらに基づくLSI動作合成システムの提案・開発を目指すものである.平成29年度は,CPSの一例として自動車の自律走行・自動運転システムを想定し,そのディペンダビリティの実現法について考察した.具体的には,自動車の組込みシステムに対する機能安全に関する国際規格であるISO26262を参考にしながら,想定されるASIL (安全度基準)に応じたフェールオペレーショナルの実現法を考案した.あわせてそれらを評価するための,サイバー空間・フィジカル空間を統合した故障シミュレーション環境を構築した.制御系内部(サイバー空間)の処理性能の低下が生じたとき,提案する耐故障・安全維持機構によって,走行速度を落として自動運転を継続できることをシミュレーションによって確認した.当初目標では,この耐故障・安全維持機構を有するシステムの動作合成法を実装する予定であったが,その完成には至らなかった.高大接続改革に係る学内業務で多忙になり,当該研究に対するエフォートを下げざるを得なくなったため.本研究は、サイバーフィジカルシステム(CPS)を構成する組込みLSIの高信頼化を実現するための設計技術の開発を目指すものである。CPSでは、これまでの組込みシステムと同様に、厳しいハードウェアリソース制約とリアルタイム制約があるだけなく、大量の情報を処理する必要がある。本研究では、このような特徴を持つCPSの高信頼性を実現するための動作モデルの構築、CPS固有の耐故障性・故障許容性の定義、そしてそれらに基づくLSI動作合成システムの提案・開発を目指すものである。平成30年度は、CPSにおける時間制約下での演算精度と制御系の安定性、ならびに安全度要件を満たすための構成要素(機能モジュール)の設計法を考察した。自動車の運転支援システム・自動運転システムを想定し、いくつかの構成要素に対して、システムの安定性と要求される安全度を維持可能な設計例を示すことができた。前述の研究進捗の遅れを平成28年度中に取り戻し、全体として当初計画にあうようにする。実機による実験・モデル検証を行うために、実験補助者の雇用を増強する。一方で、すでに次年度の計画にある課題の考察に取り組んでいることから、次年度の計画にある課題にあわせて取り組むことで、大きな研究計画の変更なく、次年度の目標を達成できると見込んでいる。実験・検証が繰り返し必要である。実験補助者を増員し、早期に検証を完了させる。
高品質なα型酸化ガリウム系薄膜による量子ヘテロ構造物性の研究

パワーデバイス用半導体材料として注目されているα型酸化ガリウムについて,ドーパントの振る舞いを中心とする導電物性,そして量子井戸がもたらす光学物性について探求することを目的に研究を進めた。成長手法は,京都大学の藤田静夫教授の考案された非真空成長法であるミストCVD法である。これは,金属イオンを含む原料水溶液をドライミスト化することでガスのように取り扱えるようにした結晶成長手法であり,良好な酸化物半導体薄膜の結晶成長が可能であることで知られている。本研究で目指すものは,導電物性についてはスズ原子の失活のメカニズムおよび新規なドーピング技術の開拓,光学物性については量子閉じ込め構造による深紫外発光の実現である。実験および第一原理計算の両面からのアプローチで進めていく。研究初年度である平成30年度に取り組んだのは,結晶成長装置の自動化である。自動化していないミストCVD成長では,原料水溶液の水温上昇や,バルブ開閉タイミングにより成長ごとの差異が出やすい。完全自動化をまず行ったのは,実験再現性の向上を図ることが研究全体の成否を分けると考えたからである。また,量子井戸構造を制御よく,また再現性良く作製するためには自動化は欠かせない。標準的な結晶成長装置システムが市販されていないミストCVD法では,これらを自作する必要があった。マスフローメーターによる流量調整の自動化,ヒーター制御の自動化,ミスト発生装置のリモート制御によって,複雑な成長シーケンスをばらつきなく再現できるようになった。初年度の成果は,深紫外受光素子を作製し,バンドギャップ以下のエネルギーの光吸収物性を実験的に明らかにしたことと,自動化によって厚さ1.3um,表面凹凸1-2nm程度の平坦度を有する薄膜の結晶成長に成功したことである。良好な結晶が得られた理由として,独自に行なった転位低減法が有効であった可能性がある。結晶成長装置の自動化は,研究課題開始後半年程度,10月-11月に完成させる予定であった。しかし,装置間の通信方式の不整合等の問題があり,システムの見直しを2回行った。このせいで研究に遅延が発生し,完成に至ったのは1月に入ってからであった。現在は装置上の問題はほぼ解決されている。結晶成長装置はほぼ完成の域に達したので,今後は研究計画どおり不純物添加と導電物性,および量子井戸構造と光学物性に関する検討に取り組んでいく。【不純物添加と導電物性】不純物添加を行っても結晶性が良好でなければ散乱によって導電物性が損なわれ,ドーピングメカニズムの解明とそれに対する問題解決ができなくなってしまう。α型酸化ガリウムはc面サファイア基板との間のa軸格子不整合度が4.5%程度と大きいため,これを克服する必要がある。初年度の最後に見出した手法の有効性を今後確認していくとともに,オフ基板を用いて結晶性の改善が図れるかどうかを実験的に検討していく。ドーピングの活性化率と移動度の関係を基本に結晶性を評価し,SIMS, EXAFS測定等を通じて原子レベルでの不純物添加関連物性について検討していく。【量子井戸構造と光学物性】2系統以上の原料供給システムを構築し,高いレベルで制御した量子井戸構造の作製を進める。酸化ガリウムは比誘電率から推測されるエキシトン半径が非常に小さい。ここでは量子効果デバイスを狙うのではなく,量子閉じ込め構造による深紫外発光の実現可能性を模索する。すなわち,酸化ガリウムで生じていると言われている自己束縛励起子発光を抑制できるかどうか,またオフ基板上に形成した超薄膜構造による3次元閉じ込め構造の作製を狙う。これにより,ソーラーブラインド領域の受光素子用材料としてのα型酸化ガリウムだけではなく,発光素子用材料としての応用可能性を検討していく。

良好な結晶が得られた理由として,独自に行なった転位低減法が有効であった可能性がある。結晶成長装置の自動化は,研究課題開始後半年程度,10月-11月に完成させる予定であった。しかし,装置間の通信方式の不整合等の問題があり,システムの見直しを2回行った。このせいで研究に遅延が発生し,完成に至ったのは1月に入ってからであった。現在は装置上の問題はほぼ解決されている。結晶成長装置はほぼ完成の域に達したので,今後は研究計画どおり不純物添加と導電物性,および量子井戸構造と光学物性に関する検討に取り組んでいく。【不純物添加と導電物性】不純物添加を行っても結晶性が良好でなければ散乱によって導電物性が損なわれ,ドーピングメカニズムの解明とそれに対する問題解決ができなくなってしまう。α型酸化ガリウムはc面サファイア基板との間のa軸格子不整合度が4.5%程度と大きいため,これを克服する必要がある。初年度の最後に見出した手法の有効性を今後確認していくとともに,オフ基板を用いて結晶性の改善が図れるかどうかを実験的に検討していく。ドーピングの活性化率と移動度の関係を基本に結晶性を評価し,SIMS, EXAFS測定等を通じて原子レベルでの不純物添加関連物性について検討していく。【量子井戸構造と光学物性】2系統以上の原料供給システムを構築し,高いレベルで制御した量子井戸構造の作製を進める。酸化ガリウムは比誘電率から推測されるエキシトン半径が非常に小さい。ここでは量子効果デバイスを狙うのではなく,量子閉じ込め構造による深紫外発光の実現可能性を模索する。すなわち,酸化ガリウムで生じていると言われている自己束縛励起子発光を抑制できるかどうか,またオフ基板上に形成した超薄膜構造による3次元閉じ込め構造の作製を狙う。これにより,ソーラーブラインド領域の受光素子用材料としてのα型酸化ガリウムだけではなく,発光素子用材料としての応用可能性を検討していく。
聴覚障害児及び視覚障害児のダンス表現に現れる運動のダイナミクス

表現の対象が放つ質的特性(ダイナミクス)を聴覚障害児と視覚障害児がどのようにとらえ、ダンスの中で運動のダイナミクスとして表現しているのかをラバンの運動解析を手がかりに探った。対象は鳥取聾学校の中学部と高等部の生徒、鳥取盲学校の中学部生である。まず、花火大会に出かけ、その体験を一人でダンスで即興表現したものを比較した。(1)聴覚障害児:見たままをクリアに表現している。ダイナミクスは力の要素に欠けるVision Driveの傾向にある。指先まで使っている。屈伸、ジャンプ、ジェスチャーの動作で、対称的な形、大きな身体支配空間、空間を移動して、平面的に踊っている。(2)視覚障害児:内的体験から直接出てくるような表現である。ダイナミクスは空間(方向性)の要素の欠けるPassion Driveの傾向にある。胴と四肢を使っているが、肘までの使用である。移動、ジャンプ、落ちる、傾ける、手を着くの動作があった。対称、非対称の形があり、大きくない身体支配空間内で、身体の向きのまま動く結果空間が現れる。次に鳥取砂丘での体験をもとにした合同作品「砂の世界」をビデオより観察し、次のことを得た。(1)イメージを表現しようとして練った動きには、ソロでの表現にもそれぞれに観察されなかったダイナミクスの要素(聴覚障害児に力、視覚障害児には空間)が現れる。(2)聴覚障害児と視覚障害児がダンス表現を共有できるのは、即興表現に共通に観察された時間と流れのダイナミクスの要素によると思われる。流れの要素には力と空間(方向性)の要素が内在するとされることから、一緒に練習する中でリズム、運動の発せられる方向等共感できると思われる。また、ダンスが障害の種類、障害の有無に関わらず一緒に活動できるのは、次のような、そのグループに独特の運動のダイナミクスの体験があるからと考えられる。(1)場面の持つダイナミクスを踊る人全員で創り出している。(2)場面と場面のテンションの引き継ぎが共有される(3)作品の完成時、上演時は作品全体としてのダイナミクスと、グループの一体感が体験される。(4)上演では、障害や個人によって異なる原体験に内在するダイナミクスが共有される。内的体験におけるダイナミクスが運動に反映されるメカニズムは課題として残されている。指先まで使っている。聴覚障害児と視覚障害児のダンス表現における運動のダイナミクスに共通点があるとすれば、それは表現の対象に内在するダイナミクスの特性といえる。それが、誰とでも共有できる表現としてのダンスの特性として、インクルーシブな活動への手がかりになると考える。このことを明らかにするために今年度は以下のような研究活動を行った。1.即興表現『花火』の分析と考察原体験としての「花火大会」の共有した、鳥取聾学校中高等部生16人と、鳥取盲学校中高等部生2人のダンス即興表現「花火」を、ラバンの運動解析の観点から分析した。対象の中から、ダンス学習経験の似通った同学年(中学部3年)の2人の表現をとりあげ、比較した。