hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工衛星－地上ネットワークによるオーロラと電磁波動の高時間分解能観測

本研究では、カナダ北極域のサブオーロラ帯(オーロラ帯よりも少し低い緯度帯)にループアンテナ及び高速のオーロラ観測カメラを設置し、これまでにない最高時間分解能のオーロラ画像(100Hz)とVLF/ELF波動(100kHz)の同時観測を2012年に新たに開始し、2015年現在まで自動定常観測を継続している。これにより、サブオーロラ帯でのVLF/ELF波動のさまざまな変動特性やその波動粒子相互作用を表すオーロラとの関係が世界で初めて明らかにされた。・VLF波動の定常観測に必要な100kHzサンプルの自動観測ソフトの開発を名古屋大学で行った。・キャンペーン観測のために、電源のない場所でも稼働できるバッテリー駆動のループアンテナシステムの開発を金沢大学で行った。・平成24年2月にカナダのアサバスカとフォートバーミリオン観測点に、高感度全天カメラとループアンテナを設置し、オーロラとVLF波動の同時キャンペーン観測を10日間、行った。・アサバスカ観測点では、これらに加えて、狭視野カメラ、EMCCDカメラを設置して、オーロラの高時間分解能の微細構造観測を行った。・アサバスカ観測点におけるループアンテナの観測は、キャンペーン観測終了後も継続して自動で行い、データを蓄積している。・アサバスカ観測点で以前から継続している高感度単色全天カメラ、プロトンフォトメータ、誘導磁力計の自動定常観測は、平成23年度も維持・継続し、得られたデータはWebページで公開した。・これらの観測から得られるデータを、THEMIS衛星、FAST衛星の観測と組み合わせた解析を行い、オーロラに伴う磁気圏-電離圏結合過程の詳細を調べた。特にパルセィティングオーロラの磁気圏ソースでTHEMIS衛星が観測したプラズマシートのプラズマの特性や、サブオーロラ帯のアサバスカで観測されるEMIC/Pc1波動の偏波の方向と、孤立プロトンオーロラの位置関係の特性などを明らかにした。また、THEMIS衛星の観測から、オーロラに伴う粒子加速の朝夕非対称性が、磁気圏のプラズマの密度・温度分布で説明できることを、断熱モデルを通して明らかにした。・これらの観測で得られた成果を国内外の学会や研究会で発表し、共同研究を推進した。・カナダのアサバスカ観測点において、平成24年9月に開始した100kHzの高時間分解能のVLF/ELF波動観測は、平成25年度も維持・継続した。これにより、すでに1年半以上のVLF波動の高時間分解能同時観測のデータが得られた。これらのデータの解析を開始し、VLF/ELF波動の季節変化・磁気地方時変化などの特性の初期結果が得られている。・アサバスカ観測点で以前から継続している高感度単色全天カメラ、プロトンフォトメータ、誘導磁力計の自動定常観測は、平成25年度も維持・継続し、得られたデータはWebページで公開した。・これらの観測から、平成25年度は特に、高感度単色全天カメラで大気光画像中に観測される伝搬性電離圏擾乱の統計的な特性を明らかにした成果、EMIC波動の振幅変調の特性を複数観測点で同時に観測することにより、この振幅変調が磁気圏ではなく電離圏のダクト伝搬の過程でのうなり効果で発生している可能性を示唆する成果、VLF/ELF波動の偏波特性の時間変化を明らかにした成果、などが得られている。これらの観測で得られた成果を国内外の学会や研究会で発表し、共同研究を推進した。・平成24年9月にカナダのアサバスカ観測点において、それまで観測所の建物近くに設置していたループアンテナを観測所から約200m離れた場所に移設し、低ノイズのVLF波動観測の実現に成功した。この設置後、100kHzの高時間分解能観測を1日24時間自動観測し、平成24年度末まで継続している。また、同じく平成24年9月に同観測点にEMCCDカメラを設置し、100Hzの高時間分解能のオーロラ撮像観測も平成24年度末まで継続した。これにより、半年間以上のオーロラとVLF波動の高時間分解能同時観測のデータが得られた。これらのデータの初期解析を開始している。・アサバスカ観測点で以前から継続している高感度単色全天カメラ、プロトンフォトメータ、誘導磁力計の自動定常観測は、平成24年度も維持・継続し、得られたデータはWebページで公開した。これらの観測から得られるデータを、THEMIS衛星やFAST衛星の観測と組み合わせた解析を行い、オーロラに伴う磁気圏ー電離圏結合過程の詳細を調べた。・特に、イオンサイクロトロン波動によるPc1地磁気脈動に伴って発生している孤立プロトンオーロラの空間的な広がりを全天カメラの多点観測データから明らかにしたり、高感度単色全天カメラで大気光画像中に観測される伝搬性電離圏擾乱の統計的な特性を明らかにしたり、THEMIS衛星とFAST衛星で磁気圏と電離圏でそれぞれ観測されたオーロラ粒子を比較して粒子降り込みの機構を明らかにするなどの成果が得られている。

・カナダのアサバスカ観測点において、平成24年9月に開始した100kHzの高時間分解能のVLF/ELF波動観測は、平成26年度も維持・継続した。これにより、すでに2年半以上のVLF波動の高時間分解能同時観測のデータが得られた。これらのデータの解析を開始し、VLF/ELF波動の季節変化・磁気地方時変化などの特性の初期結果が得られている。・アサバスカ観測点で以前から継続している高感度単色全天カメラ、プロトンフォトメータ、誘導磁力計の自動定常観測は、平成26年度も維持・継続し、得られたデータはWebページで公開した。・100Hzサンプルの全天EMCCDカメラを平成26年12月にアサバスカに設置し、オーロラの高時間分解能の定常観測を開始した。・これらの観測から、平成26年度は特に、サブオーロラ帯からオーロラ帯にかけてオーロラ構造が指状に発達してばらばらになる過程を見出し、オーロラの半数を占めるパッチ状オーロラの成因の一つとして明らかにした。また、ELF/VLF帯のコーラス波動のサブオーロラ帯における特性や、多地点観測によるULF帯のPc1地磁気脈動の振幅変調の成因の研究などの成果を挙げている。これらの成果を論文として出版すると共に、国内外の学会や研究会で発表し、さらなる共同研究を推進した。26年度が最終年度であるため、記入しない。超高層大気物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、カナダで観測候補地を選定し、平成23年2月に2観測点で同時キャンペーン観測を実施することができた。この観測から、様々なタイプのホイッスラー波動やEMIC波動が観測されており、現在、その解析を進めているところである。これらのことから、本研究計画はおおむね順調に進展している。当初の予定通り、カナダで観測候補地を選定し、平成24年2月及び平成24年9月以降に集中キャンペーン観測を実施することができた。この観測から、ホイッスラー波動やEMIC波動の特性や、波動粒子相互作用の空間スケールに関する新たな知見が得られたり、と、様々な成果が挙げられている。これらのことから、本研究計画はおおむね順調に進展していると判断する。この観測から、様々なタイプのホイッスラー波動やEMIC波動が観測されたり、波動粒子相互作用の空間スケールに関する新たな発見が得られたり、と、様々な成果が挙げられている。当初の予定通り、平成24年度にもう一度カナダでキャンペーン観測をおこなう。特に平成24年度は、米国でRBSP衛星が打ち上げられて内部磁気圏の集中観測が行われる予定であるため、これに呼応した観測を行う。また、カナダ・アサバスカ観測点に設置され、自動定常観測を継続している光学観測機器、誘導磁力計、VLFアンテナによる観測を維持・継続し、データの蓄積をはかるとともに、得られたデータをデータベース化して公開し、世界の関連研究者と共同研究を推進する。平成26年度は本計画の最終年度にあたり、これまで得られたデータを解析して成果を挙げていく段階に入る。
抗菌性ペプチドに対するヒト好中球上の新しいリセプターの解析

まず、好中球上にKLKLLLLLKLK-NH_2に対するレセプターが存在するかどうかを示すために結合実験を行った。そのためにKLKLLLLLKL-NH_2のN末端にチロシン残基を付加した後に^<125>I標識した。このペプチドとヒト好中球より調製した膜分画を用いて結合実験をおこなった。その結果、KLKLLLLLKLK-NH_2に対する特異的な結合が検出された。このことは、好中球膜^2にKLKLLLLLKLK-NH_2に対する特異的なレセプターが存在することを示唆している。この結合は、走化性ペプチドfMLPによってまったく競合阻害されないことからこれまでに報告のない新規なレセプターである可能性がある。そこで、好中球膜上に存在するKLKLLLLLKLK-NH_2に対するリセプターの精製を行った。そのためにヒト好中球膜蛋白を調製後、これをKLKLLLLLKLK-NH_2をレジンに結合させたアフィニティーカラムにアプライし、1M NaCLで溶出をおこなった。その結果、SDS-PAGE上、分子両55kDaのリセプターが精製され、BIA coreシステムを用いた解析の結果、KLKLLLLLKLK-NH_2に対する解離定数は、約30nMてらあることがわかった。また、百日咳毒素を作用させるとペプチドによる好中球の活性化が阻害されることから、このリセプターはGTP結合蛋白を介して細胞へシグナルを伝達すると考えられた。本研究は、宿主介在型の感染防御を目指した点が独創的であり、今回同定したリセプターは新たな感染症治療薬を開発する標的分子となることが期待される。研究代表者はこれまでに、センチニクバエの生体防御機構に関与する様々な蛋白の精製、そのcDNAクローニングなどをおこなってきた。このうち、抗菌性蛋白ザ-ペシンBについて、そのα--ヘリックスに相当するアミノ酸11個よりなるペプチドに、ザ-ペシンBに匹敵する抗菌活性が認められることを示した。昨年度は、このペプチドを改変して得られる、より優れた抗菌活性を示すペプチドKLKLLLLLKLK-NH_2が、in vivoで感染防御効果を有することを示した。さらに、この感染防御効果が、バクテリアとの直接の接触によるのではなく、好中球やマクロファージの活性化に起因する可能性を示唆した。今年度は、好中球上にKLKLLLLLKLK-NH_2に対するリセプターが存在するかどうかを示すために結合実験を行った。そのためにKLKLLLLLKLK-NH_2のN末端にチロシン残基を付加した後に^<125>I標識した。その結果、KLKLLLLLKLK-NH_2に対する特異的な結合が検出され、スキャッチャードプロット解析の結果、解離定数は、約30nMであることがわかった。このことは、好中球膜上にKLKLLLLLKLK-NH_2に対する特異的なレセプターが存在することを示唆している。研究代表者はこれまでに、センチニクバエの生体防御機構に関与する様々な蛋白の精製、そのcDNAクローニングをおこなってきた。このうち、抗菌性蛋白ザ-ペシンBについて、そのα-ヘリックスに相当するアミノ酸11個よりなるペプチドに、ザ-ペシンBに匹敵する抗菌活性が認められることを示した。

さらに、このペプチドを改変して得られる、より優れた抗菌活性を示すペプチドKLKLLLLLKLK-NH_2が、in vivoで感染防御効果を有することを示し、さらにこの感染防御効果が、好中球の活性化に起因する可能性を示唆した。そこで今年度は、好中球膜上に存在するKLKLLLLLKLK-NH_2に対するリセプターの精製を行った。そのためにヒト好中球膜蛋白を調製後、これをKLKLLLLLKLK-NH_2をレジンに結合させたアフィニティーカラムにアプライし、1MNaClで溶出をおこなった。その結果、SDS/PAGE上、分子量55kDaのリセプターが精製され、BIAcoreシステムを用いた解析の結果、KLKLLLLLKLK-NH_2に対する解離定数は、約30nMであることがわかった。また、百日咳毒素を作用させるとペプチドによる好中球の活性化が阻害されることから、このリセプターはGTP結合蛋白を介して細胞内へシグナルを伝達すると考えられた。本研究は、宿主介在型の感染防御を目指した点が独創的であり、今回同定したリセプターは新たな感染症治療薬を開発する標的分子となることが期待される。
Wnt阻害因子sFRP3による側頭葉てんかんの新たな治療方法の開発

側頭葉てんかんは難治性の疾患であり、海馬の苔状線維発芽の形成が発症原因のひとつである。申請者は本研究において、分泌性Wnt阻害タンパクであるsFRP3が成体海馬に強く発現し、sFRP3ノックアウトマウスでは苔状線維発芽が促進されることを発見した。これによりsFRP3が苔状線維発芽を抑制的に制御する重要な因子でありことが判明し、今後側頭葉てんかん発症のメカニズム解明と治療法の開発に結びつく可能性があると思われる。側頭葉てんかんは頻度が高く、また難治性の疾患である。申請者はその側頭葉てんかんの発症過程に重要な役割を果たすと考えられている苔状線維発芽の制御メカニズムを解明するにあたり、Wnt阻害因子sFRP3に注目した。すなわち`sFRP3は顆粒細胞の軸索伸長を抑制的に制御しており、てんかん発作時の電気的刺激によるsFRP3発現量の減少が苔状線維発芽を誘導する'という仮説を立て、その検証を行っている。本年度は研究期間の初年度にあたり、まずピロカルピン投与によるけいれん重積発作のモデルを確立した。さらにけいれん発作を誘発したマウスの海馬よりRNAを抽出し、sFRP3の発現量を測定した。その結果、海馬におけるsFRP3発現量は、ピロカルピン投与後速やかに50%まで減少し、その後約4週間かけて徐々に回復することが分かった。他のsFRPサブタイプ(1-5)ではこのような変化は全く見られず、この結果が細胞へのダメージによるものでないこと、またsFRP3に特有であることが分かった。さらにこの結果をin situハイブリダイゼーションによっても確認した。次にsFRP3ノックアウトマウスを用いた解析を行った。ピロカルピン投与モデルでは、急性期の重積発作ののち数週間のあいだに苔状線維発芽を含めた神経回路の再構築が起こる。マウスにピロカルピンを投与し60日後に苔状線維を観察したところ、sFRP3ノックアウトマウスでは野生型と比較して有意な苔状線維発芽の促進が見られた。これらの結果によりsFRP3が苔状線維発芽の形成に重要な役割を果たすことが明らかとなった。次年度はこの結果をさらに他の方法により検証するとともに、ウイルスを用いた遺伝子導入法などと組み合わせることによって細胞レベルでのメカニズムを解明したい。側頭葉てんかんは頻度が高く難治性の疾患である。申請者はその側頭葉てんかんの発症過程に重要な役害割を果たすと考えられている苔状線維発芽の制御メカニズムを解明するにあたり、Wnt阻害因子sFRP3に注目した。すなわち'sFRP3は顆粒細胞の軸索伸長を抑制的に制御しており、てんかん発作時の電気的刺激によるsFRP3発現量の減少が苔状線維発芽を誘導する'という仮説の検証を行っている。研究期間の2年目に当たる本年度は、sFRP3ノックアウトマウスにピロカルピンを投与してけいれん重積を誘発したのち、苔状線維発芽の状態を経時的に観察した。その結果、投与30日後ではノックアウトマウス/野生型で違いは見られないが、60日後にはノックアウトマウスにおいて有意に苔状線維発芽が促進され、90日後にはその違いがさらに顕著となった。しかしこの時点で一日のあいだに見られるてんかん発作の回数については差が見られなかった。次にsFRP3の減少が海馬顆粒細胞の軸索伸張を促進するのならば、sFRP3の補充により苔状線維発芽は抑制されるかもしれないと考え、浸透圧ポンプによるsFRP3蛋白のマウス脳室内への投与を目指している。現在浸透圧ポンプによるsFRP3蛋白投与の系を確立し、投与を受けた野生型マウスでは海馬神経新生抑制され、かつsFRP3ノックアウトマウスでは神経新生の促進が消失していることを確認した。今後、ピロカルピン投与モデルに応用し、苔状線維発芽が抑制されることを確認したいと思う。これらの結果によりsFRP3が苔状線維発芽の形成に重要な役割を果たすことが明らかになった。今後行う実験によりsFRP3の投与が苔状線維発芽を抑制することを示すことができれば、側頭葉てんかんの予防と治療法につながると考える。
金ナノ粒子の光学的マニピュレーションによる光機能性高感度センシングデバイスの開発

前年度までに,光機能性を持つナノ構造の制御手法として偏光を用いた金属の異方成長による新しい金属微細構造制御の手法の検討を行い,偏光板の消光比に相当する吸光度の差が0.045程度の顕著な配向性を持つ銀のナノ構造アレイを形成させることに成功している.本年度は,上記の方法で作製した配向性の銀ナノ構造アレイが高い表面増強ラマン散乱の活性を有するであろうことから,これの微量物質検知への応用可能性を示すため,ローダミン6Gを用いた表面増強ラマン散乱活性の評価を行った.まず,単一の異方性長銀ナノ構造が球形のナノ粒子と比べて高い電場の増強を可能とし,さらにこれらの配向をそろえることによりアレイ全体での光の吸収・増強の効率を最大化することが可能である.また,アレイとした場合はナノ構造間の距離も大きく電場増強に寄与する.そのため,ここでは偏光を照射する時間を変えて成長規模を制御することで表面増強ラマン散乱活性を調整した.その結果,照射光のパワーを10 mW/cm2,中心波長を600 nm(FWHM 40nm)とし,1時間の照射によって成長させた配向性銀ナノ構造アレイは,非偏光を照射しながら成長させたものと比べて1.6倍程度の有意に大きい活性を示した.この結果は,提案したナノ構造の制御技術が高機能なセンサ開発において有用な手段であることを示すものである.以上の内容を,1回の国際会議および1回の国内会議,国際論文誌であるThin Solid Filmsでの発表を行った.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度に行った研究の目的は,従来の酸化物半導体ガスセンサでは不十分であった高い応答速度と感度の両立を目指した,金属の実用的なナノ構造制御手法の確立である.このような高度なガスセンサの実現は,空気中に漂う化学物質のリアルタイムなモニタリングを可能とし,ひいては人の健康状態や農作物の生育状態などを今まで以上に高度に管理することが可能になると考えられ,医療や農業の分野を中心に大きな技術的革新をもたらすことが期待される.高感度で高速なガスセンシングを実現すると考えられる光機能性センシングデバイスの実現のために,その骨格となる金属の配向性低次元構造の作製手法を検討した.配向性低次元構造とは,一つの方向に配向して並んだ細線様の構造のことを意味している.ここでは偏光と呼ばれる電界方向の偏った光を使い,成長の核となる金のナノ粒子近傍に発生した局在電場による金属の異方成長を提案し,実際にこの方法でナノレベルの構造の配向性を制御可能であることを示した.予め基板上に成長核の金ナノ粒子を適切な間隔で配置した後に,上記の方法で特定の方向に配向するように異方成長させることで,高感度な化学センシングに必要とされる低次元構造の骨格を形成し,それが二次元上に平行に並ぶことで応答の安定性を確保できると考えられる.このように光を使ってナノ構造を制御する方法は,電子線リソグラフィなどと比べてシンプルでかつ低コストであり,さらに大面積を同時に処理できるという点で優れているため,センシングデバイスのような実用を目的とした場合には不可欠である.ここまでの研究では,当初の研究計画と大きく内容を違えることはなく,進捗の状況も想定通りである.偏光を用いた配向性構造の検討は計画には触れる程度で詳述はしていないが,線上の導電パスはメッシュ状の導電パスよりも原理的に高感度であり,また単一のナノワイヤで問題となる応答の安定性も,この手法では二次元上にワイヤを並べることによって解決できるため,研究の最終目標である高感度センシングデバイスの実現に必要であると判断し,重点的に研究を行った次第である.前年度までに,光機能性を持つナノ構造の制御手法として偏光を用いた金属の異方成長による新しい金属微細構造制御の手法の検討を行い,偏光板の消光比に相当する吸光度の差が0.045程度の顕著な配向性を持つ銀のナノ構造アレイを形成させることに成功している.本年度は,上記の方法で作製した配向性の銀ナノ構造アレイが高い表面増強ラマン散乱の活性を有するであろうことから,これの微量物質検知への応用可能性を示すため,ローダミン6Gを用いた表面増強ラマン散乱活性の評価を行った.まず,単一の異方性長銀ナノ構造が球形のナノ粒子と比べて高い電場の増強を可能とし,さらにこれらの配向をそろえることによりアレイ全体での光の吸収・増強の効率を最大化することが可能である.また,アレイとした場合はナノ構造間の距離も大きく電場増強に寄与する.そのため,ここでは偏光を照射する時間を変えて成長規模を制御することで表面増強ラマン散乱活性を調整した.その結果,照射光のパワーを10 mW/cm2,中心波長を600 nm(FWHM 40nm)とし,1時間の照射によって成長させた配向性銀ナノ構造アレイは,非偏光を照射しながら成長させたものと比べて1.6倍程度の有意に大きい活性を示した.この結果は,提案したナノ構造の制御技術が高機能なセンサ開発において有用な手段であることを示すものである.以上の内容を,1回の国際会議および1回の国内会議,国際論文誌であるThin Solid Filmsでの発表を行った.これまでに,目標とする光機能性高感度センシングデバイスの骨格となる構造として,金属の配向性低次元構造の実現を目指して偏光を用いた異方成長という新しい構造制御手段を検討してきた.

この骨格のギャップ部分を光機能性材料によって架橋することで,金属部分が光を効率的に捕集して光機能性材料を活性化させ,そこでの化学物質との相互作用を低次元構造によって高感度に信号変換することができる.このような構造の実現のためには解決すべき課題があり,それは「異方成長した金属ナノ構造の配向性・結晶性の向上」と「光機能性材料との複合」である.そこで,成長の核となる金微粒子をあらかじめ基板に固定した酸化チタン粒子の表面に化学的な方法で生成し,そこに偏光による異方成長を適用することによって,核の高い結晶性と清浄さによる成長後の配向性の向上を提案している.この方法では,核の担体とした酸化チタンが光によって化学活性を持つ光機能性材料であるため,先に金属骨格を形成した後にトラップする方法よりもシンプルに複合構造を作製することが可能であると考えられる.今後はこのようにして光機能性高感度センシングを実現するような構造を作製し,実際に揮発性有機化合物に対して高い感度と応答速度を実証することを目的とし,研究を行う所存である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ユビキチン化による神経細胞スパインの制御機構

哺乳類の体内で神経細胞は最も複雑な機能と構造をもっている。神経細胞の発達は、タンパク質や脂質のリン酸化やカルシウムの流入などでトリガーされるシグナル経路ネットワークによって細胞骨格の再構成や細胞膜の供給が制御されることで起こることは報告されている。タンパク質のユビキチン化は基質タンパク質の分解だけでなく、その局在や機能を制御することが知られているが、特に神経細胞における機能は未解明である。本研究では神経発達障害を伴うKaufman症候群原因遺伝子Ube3B、遺伝性癲癇原因遺伝子Nedd4-2やそれらの相同遺伝子のコンディショナルノックアウトマウスを使い、これらのE3酵素を介した特異的ユビキチン化の神経細胞発達、特にスパインの形成への関与を調べる。次にCRISPR/Cas9法を使い、網羅的にユビキチン関連遺伝子をノックアウトし、スパイン形成に関与する遺伝子ネットワークの全容を明らかにする。平成29年度は定量的質量分析でUbe3B脳特異的コンディショナルノックアウトマウス(bKO)を使い基質候補タンパク質のスクリーニングを行った。その結果、スパイン形成とスパインの機能調節に重要と考えられる基質候補タンパク質を複数同定した。また、Nedd4-2 bKOとUbe3B bKOを使って行動学的解析を行ったところ、モリス水迷路試験などで異常が観察された。さらに、海馬切片を調製し、電気生理学的に局所フィールド電位を測定したところ、高次脳機能に関連の深いγoscillationに関してNedd4-2 bKOとUbe3BbKOで固有の表現型を確認した。当初の予定通り、ユビキチン化基質の同定とE3リガーゼ欠損マウスの解析が進んでいる。また、形態的解析を行うためのSTED顕微鏡の設置も完了しており、今後の解析も順調に遂行できると考えている。すでに同定されているNedd4-2の基質候補タンパク質と平成29年度に同定されたUbe3Bの基質候補タンパク質のユビキチン化がスパインの形態制御と脳高次機能制御に重要な役割を果す可能性があると考えている。電気生理学的にγ-oscillationを観察した際に、Nedd4-2 bKOとUbe3B bKOでそれぞれ固有の表現型が観察されており、スパイン形態にもそれぞれ固有の表現型が観察されていることから、それぞれのE3リガーゼが各々の基質をユビキチン化することで、スパインの形態を制御している可能性が高く、今後の発展が期待できると考えている。前年度に引き続き、Ube3B、Nedd4-2やそれらの相同遺伝子のbKOを使い、これらのE3リガーゼによる基質タンパク質のユビキチン化がどのようにスパインの形成に関与するかを検討する。具体的には、まず、これまでに同定された基質候補のリコンビナントタンパク質を使い、in vitroでユビキチン化されることを確認する。次にE3リガーゼbKO神経細胞で基質をノックダウンあるいはノックアウトすることで、スパインの形態と電気生理学的表現型が回復するか検討する。さらに約600種類あるE3リガーゼと約100種類のDUBをコードする遺伝子について、個々の遺伝子を効率よくノックアウトするためのgRNAあるいは、ノックダウンするためのshRNAを発現するプラスミドを調製する。これらのプラスミドのうち、2030種類をプールしたものを子宮内電気穿孔法でCas9発現マウスまたは野生型マウスの海馬CA1神経細胞に発現させる。超高解像度顕微鏡でスパインを観察して形態に変化を起こすプールをスクリーニングする。次にプール内の個々のgRNAかshRNAを子宮内電気穿孔法で神経細胞に導入してどの遺伝子の発現を抑えることで、スパイン形態に変化が起きるか検討する。また、超高解像度顕微鏡を使って初期培養神経細胞のライブイメージング実験を行い、スパインの形態形成にこれらの遺伝子がどのように関与しているかも検討する。内定年度:2015哺乳類の体内で神経細胞は最も複雑な機能と構造をもっている。

また、形態的解析を行うためのSTED顕微鏡の設置も完了しており、今後の解析も順調に遂行できると考えている。すでに同定されているNedd4-2の基質候補タンパク質と平成29年度に同定されたUbe3Bの基質候補タンパク質のユビキチン化がスパインの形態制御と脳高次機能制御に重要な役割を果す可能性があると考えている。電気生理学的にγ-oscillationを観察した際に、Nedd4-2 bKOとUbe3B bKOでそれぞれ固有の表現型が観察されており、スパイン形態にもそれぞれ固有の表現型が観察されていることから、それぞれのE3リガーゼが各々の基質をユビキチン化することで、スパインの形態を制御している可能性が高く、今後の発展が期待できると考えている。前年度に引き続き、Ube3B、Nedd4-2やそれらの相同遺伝子のbKOを使い、これらのE3リガーゼによる基質タンパク質のユビキチン化がどのようにスパインの形成に関与するかを検討する。具体的には、まず、これまでに同定された基質候補のリコンビナントタンパク質を使い、in vitroでユビキチン化されることを確認する。次にE3リガーゼbKO神経細胞で基質をノックダウンあるいはノックアウトすることで、スパインの形態と電気生理学的表現型が回復するか検討する。さらに約600種類あるE3リガーゼと約100種類のDUBをコードする遺伝子について、個々の遺伝子を効率よくノックアウトするためのgRNAあるいは、ノックダウンするためのshRNAを発現するプラスミドを調製する。これらのプラスミドのうち、2030種類をプールしたものを子宮内電気穿孔法でCas9発現マウスまたは野生型マウスの海馬CA1神経細胞に発現させる。超高解像度顕微鏡でスパインを観察して形態に変化を起こすプールをスクリーニングする。次にプール内の個々のgRNAかshRNAを子宮内電気穿孔法で神経細胞に導入してどの遺伝子の発現を抑えることで、スパイン形態に変化が起きるか検討する。また、超高解像度顕微鏡を使って初期培養神経細胞のライブイメージング実験を行い、スパインの形態形成にこれらの遺伝子がどのように関与しているかも検討する。平成30年度にドイツから日本への遺伝子改変マウスと実験試料の輸送とライブイメージング用の顕微鏡用培養装置を購入する必要がある。平成29年度当初購入予定であった子宮内電気穿孔法に使用する遺伝子導入装置が日本の所属先にあるため購入する必要がなくなった。他の機器も現在の所属先と共有して使用することが可能で、予想以上に支出が抑えられたため、この予算を平成30年度に使用する計画である。
中国科挙制度からみた寧波士人社会の形成と展開

寧波地域を主な対象とし、時代を宋・元・明に限定して、科挙をキーワードに地域における士人社会の構造の通時的解明を行った。その結果、北宋が科挙制度の確立と士人社会の形成期、南宋が科挙社会と士人社会の成熟期であり、士人社会が自らの来歴の物語を作り出したことが明らかとなった。次の元代は科挙制度が消失したにもかかわらず士人社会は継続し、南宋士人社会の文化伝統を書籍の刊行などによって後世に伝え、科挙が復活した明代は士人社会の爛熟期であり、それらは、北宋の豊稷から明の豊坊に至る豊氏の歴史が雄弁に物語る。本研究計画の初年度にあたり、今後の研究計画の基礎となる各種データベースのうち日本に所蔵される近年刊行の中国地方志石刻史料所在目録の作成を開始し、早稲田大学所蔵分について調査した。2回の研究打ち合わせでの確認に従い、研究班内部で2回の報告会(うち2006年3月11日は、第6回遼金西夏史研究会との共催)を開催し、また代表者の宋代担当近藤と分担者の明代担当鶴成は2005年9月2日から4日まで中国厦門大学で開催された「科挙制与科挙学国際学術研討会」に参加し、それぞれ近藤「宋代科挙社会的形成-以明州慶元府為例」、鶴成「論明代科挙中試《四書義》之出題」という題目で報告した。両人の報告は同会論文集に全文が収録されて配布され、また近い将来正式な報告書として刊行される予定である。なお近藤論文は、それとは別に「厦門大学学報」哲学社会科学版2005-6 2005.11)に転載された。元代部門では、データの基礎的整理が行われ、その作業の成果として森田が石刻史料の墓誌に焦点を絞った「史料としての出土墓誌浙江省臨海県の場合」とい題目での報告を行った。墓誌と地方志については本特定領域研究内で別に専門の研究班が組織されているが、われわれは地域社会での士人研究という観点からこれら史料を扱い、その際の基本的問題点を考察した報告であった。元代は既存の編纂文献資料が相対的に少ない時代であり、石刻や地方志の記事を多用しなければならないが、それらは独自の史料上の性格を有しており、報告は「石刻学」とは何かとの問題意識からなされ有用であった。本計画の第2年度は、宋・元・明各時代について担当分担者が、初年度に提示した研究計画に基づく各論を進めるとともに、共通事項の科挙合格者データベース作成の問題点を検討した。宋代は、明州士人社会の展開が南宋期後半から始まるという初年度の研究成果を継承し、その原因を再確認し補強するために科挙合格者数の推移が明州とは正反対の湖州を比較の対象として、その逓減の理由を検討した。その結果、推移の背景にある宋代の文化先進地帯と新興開発地帯の差異の具体相を明らかにし得た。また明州士人社会の源流を北宋仁宗朝に求める仮説を国際学会で発表し、07年度研究への手がかりを得た。元代は、この時代の研究の大前提となる史料問題、とくに石刻史料の史料適格性・利用の諸問題の検討、資料情報の蓄積に時間を割いた。近年、中国では県市単位での石刻集録が行われており、その情報は殆ど知られることがない。明州においても集録作業は行われているはずなので、今後その入手に努めるとともに、本計画でも検討範囲に含まれる台州臨海県の「臨海墓誌集録」を材料として上記の課題について検討した。データは現在進行形で増大しており、これらの検討も状況の進展に対応しなければならないから流動的である。しかし流れの方向はほぼ見えてきたので、新出史料を材料とする個別具体論に進む基礎はできたと判断している。明代は、前代までとは違い、豊富な史料が残存する研究環境を生かした個別具体的な課題を進展させた。まず現存する科挙答案の内容の分析を通じて、朱子学が官学化したことの士人社会への影響を論じた。これによって、かれらの読書の実体が明らかとなり、明代士人文化への科挙制度の影響の一端が解明された。また寧波科挙合格者データベース作成作業の一環として張朝端『皇明貢挙考』の資料的価値を考察した。平成19年度の宋元明研究は以下のようであった。まず宋代では、宋元「四明六志」を材料に明州士人社会の歴史を探ると、北宋仁宗朝以降に独自の地域形成の歩みを辿ったことが知られる。

ところが仔細にそれを観察ずると、その歴史は南宋後半期の明州士人社会が紡ぎだした自らの生成の物語であることが明らかになる。しかしまた、その歴史像がまったくの虚構かといえばそうではなく、物語の核となる「できごと」とその「記憶=記録」、そして後世の「記憶の解釈=記録の伝達」プロセスの検証の必要性を提起し分析した。元代は、まず継続している史料構築作業の経過報告が行われ、本年度までに約1400件の資料を入力したが、「名寄せ」を進めれば1000強となるであろうとの見通しを示し、既刊拓影集の原碑主義の不徹底などの問題を論じ、併せて石刻の持つ「同時代性」という特性を基底とする「史料化」への提言を行った。さらに慶元路士人社会については『至正四明績志』所載の科挙登第者・郷試合格者について分析、先行研究がまとめる元代の科挙登第者全体の傾向と比較検討した。その結果、慶元における登第者の半ばがカルルクであることから、カルルク軍事・守備集団の慶元駐留とその後に注目し、カルルク以外の登第者がわずか二名にとどまる理由を考え、仕途が多様化する元代における科挙のあり方、それに対する士人の朗応の問題を考察した。明代浙江の中で最も多くの進士を出した府は紹興府であり、それに次ぐのが寧波府である。さらに、これを県レベルで言えば、首位が紹興府餘挑であり、二位が寧波府の鄞県、三位が慈谿である。このように寧波府が明代の科挙制度上もっとも注目すべき地域の一つであることを前提に、寧波の科挙名族の「五世科第」の楊守陳(鄞県)などを紹介、最も著名な楊氏について考察を行った。2008年度は、宋元と元明交替期の明州寧波士人社会について集中的に検討した。モンゴル政権下の明州に生きた士人の出処進退を史料批判すると「南宋に殉じた」という後世の評価が一面的であり、実際には現実と折り合いをつけつつ生き抜いた士人たちの実像が浮かび上がる。また関係する墓誌が描く、南宋滅亡後に没した黄震と王應麟の子と孫たちの生き方からは、科挙経由の出仕という宋代士人に重くのしかかっていた圧力からむしろ解放され、父や祖父の偉大な著作の整理・刊行に力を注ぐ姿が明らかとなる。その代表作である『玉海』の場合、元朝は慶元の諸県学・書院に費用を分担拠出させ刊行を援助している。慶元に限れば、南宋学術・文化の後世への継承に元という時代は大きく貢献したというべきであろう。さらに延祐年間から復活した科挙は、慶元では5名の進士と9名の郷試のみの合格者を出し、しかもそのうち進士は3名が、挙人にも1名のカルルクがいる。対象を広げ元朝のカルルク人官僚100名弱の悉皆調査を行った結果、かれらにとり慶元は本貫の南陽より出仕しやすい状況があったことが分かり、色目人として漢文化を体現する人物が出現していたことにも注意する必要がある。一方、天一閣碑林に現存する元の「慶元路学洋山砂岸復業公据」碑、および『江蘇通志稿』の「鎮江路儒学丹徒県胡鼻庄学田訴訟関係石刻」4本を分析すると、慶元路と鎮江路両学の学田訴訟が対照的な経過をたどったことが明らかとなり、その背景には元の両地支配勢力である慶元の沂王府、鎮江の鎮南王の地域支配の差異、それに連動する各儒生の対応の違いが想定できる。また地方志と並び天一閣蔵書の特色である明代登科録についても、そこから知りえる元朝士人の状態、登科録そのものについての精緻な分析が行われた。本計画研究の今までの検討によって、北宋の仁宗朝を一つの節目とした明州士人社会の形成過程は、南宋中頃から後半にかけて最盛期を迎え、その時期から元朝前半までに作成された記事が、後世の人々が描く明州士人社会の歴史像に決定的な影響を与えたことが明らかとなった。それらをふまえ最終年度は、(1)北宋の豊稷から明の豊坊までの明州大族豊氏の系譜を追うことで、明州士人社会の形成と展開を通時的に検討し、(2)中国史上、特異な様相を呈する元朝多民族支配の下、色目人の明州統治と士人社会の関係について、他地域と明州慶元を比較することでその多様性と共通性を明らかにした。また(3)本計画研究における史料構築の作業は、'主に元時代の士人関係
好酸球集積におけるケモカインの関与とその統御機構

好酸球集積に関わるケモカイン受容体(CR)発現とその調節機構を明らかにすることを目的とした本研究において、2年間の研究期間に以下の知見を得た。実際のアレルギー性炎症組織に集積した好酸球におけるCR発現を検討するために、好酸球性肺疾患患者の気管支肺胞洗浄液(BALFより分離した好酸球でのCR発現を検討し、同一人より同時に採取した末梢血好酸球での発現と比較した。BALF好酸球における発現パターンは、質的には末梢血好酸球と同一であり、新規に局所で発現誘導されるCRは無く、炎症局所での好酸球集積、活性化においてもCCR3が中心的に機能していることが示唆された。また、我々が好酸球上での発現を同定したCXCR4は、炎症局所では発現が増加しており、リガンドのSDF-1への遊走も増強していたことから、炎症局所への好酸球集積におけるCXCR4の補助的な役割も示唆された。好酸球は組織中に流血中の100倍数が存在するとされ、近日、好酸球の恒常的な生体内分布にCCR3/eotaxinが関与していることが報告されている。一方SDF-1/CXCR4システムが誘導する強い好酸球遊走と、生体内の非炎症組織に構築的に広く発現しているSDF-1の分布様態から、正常時の好酸球の生体内分布へのSDF-1/CXCR4システムの関与が推定され、今後の検討課題と考えている。サイトカイン(IL4,IL-5,IFN-γ)による好酸球CR表面発現制御をFACSを用いて解析した。15種のCRの中でCXCR4のみが強力に発現制御を受けており、IL4,IL-5で完全に抑制、IFN-γで増強された。一方CCR3は恒常的に強く発現しており、殆ど発現制御を受けていなかった。既報のケモカイン産生側の調節と併せると、eotaxin/CCR3はリガンドレベルで、SDF-1/CXCR4系は受容体レベルで作用が調節されていることが示唆された。また、サイトカイン、ステロイドによるCXCR4発現制御は細胞種特異的であることを見出した。好中球は好酸球と異なり、IFN-γで発現が抑制される一方、IL-4は発現に影響を与えなかった。また、ステロイド(グルココルチコイド)は好酸球CXCR4発現を強力に増強し、機能増強も伴ったが、好中球では発現調節作用は認められなかった。ステロイド投与後に末梢血より選択的に好酸球が消失することが臨床的に観察されるが、ステロイドにより好酸球選択的に発現増強したCXCR4を介した非炎症組織への分布移動がこの現象の一部を説明する可能性があると考えられた。
Auditory distance processing in the human brain

本計画は、健常者の聴覚における距離の情報処理について、非侵襲的脳画像を用いて調査することを目的とした。音の距離知覚は、様々な音響的または非音響的な手がかりに依存しており、ヒトの脳がどのように手がかりを統合しているかのモデルを提供する。我々は一連の実験から、横方向の運動とは異なる、奥行き方向の音源運動に対する特徴的な脳活動を同定した。また、空間のリバーブ手がかりによる音源距離や音量の推定に関する脳内機構を確認した。音源定位のメカニズムについては多くの心理学的・神経生理学的な研究があるが、その多くが水平方向(左右)の情報処理に関するものであり、音源までの距離(奥行き)を推定するメカニズムに関してはほとんど明らかになっていない。本研究は、脳波(EEG)・脳磁図(MEG)およびfMRI (functional magnetic resonance imaging)を用いて音源までの距離知覚のメカニズムを心理学的・神経生理学的に明らかにするためのプロジェクトである。本研究は脳波(EEG)・脳磁図(MEG)およびfMRI(functional magnetic resonance imaging)を用いて音源までの距離知覚のメカニズムを心理学的・神経生理学的に明らかにするためのプロジェクトである。本研究は脳波(EEG)・脳磁図(MEG)を用いて、音源までの距離知覚のメカニズムを心理学的・神経生理学的に明らかにするためのプロジェクトであった。平成26年度は、脳波およびfMRIと心理テストを組み合わせて、視覚的手がかりが音源までの距離の知覚に与える影響について検討する計画であった。最初の実験の行動データからはそのような効果は見られなかった。ですから、実験の計画を変更しました。両耳間における音の到達時間差(ITD)と音量差(ILD)の統合に関する脳活動を、脳波(Mismatch negativity)計を用いて測定する実験を行った(Altmann, Terada et al., 2014)。その結果を学会発表および論文として発表した。合計生物平成27年度は、動いている音源によるITDとILDがどのように統合されるかについて、脳波を測定することで調べる計画である。さらに、反響音がITDとILDの統合に及ぼす影響について検討することを計画している。以前行った実験から、反響音は音源までの距離を知覚する手がかりとなり得ることが分かっている。おおむね順調に進展している。予定していた実験を行い、十分なデータが得られた。研究活動が今年度の計画通り進んでいます、被験者の謝礼分は少し少なかった。下記実験に進んで被験者を増やす。また、その結果得られた結果を学会発表および論文として発表する。平成26年度と27年度の計画では、脳波およびfMRIと心理テストを組み合わせて、音源までの距離の知覚に視覚的な手がかりが与える影響について検討する。実験では映像を表示できるモニターが付属したヘッドホンを用いて、音量の異なる数種類の音刺激を提示し、被験者にはその音源までの距離を判断させる。その際に、ヴァーチャルリアリティを用いた仮想空間をモニターに表示し、その空間内の様々な位置に視覚刺激を音刺激と同時に提示する。そして視覚的な距離の手がかりが音源までの距離の推定に与える干渉の影響を調べる。また、この課題と同時に音刺激に対する脳活動を脳波計またはfMRIを用いて測定する。脳波は時間分解能に優れており、音刺激提示後100ms付近でN1と呼ばれる特徴的な脳活動が見られる。このN1の大きさと潜時は刺激の強度に依存することが知られているが、本研究では視覚的な距離の手がかりがN1に与える影響を調べることで、このN1が物理的な音の大きさに依存するのか、それとも視覚的な手がかりによる調整を経て知覚された音の大きさに依存するのかを検討する。さらに、脳波計より空間分解能の高いfMRIを用いて同様の実験を行うことで、距離判断における視聴覚情報の統合に関与する脳部位を明らかにする。研究計画通り学会発表のための旅費および、ResearchAssistantの人件費と論文の出版にかかわる費用に当てる。被験者の数が計画当初よりも少なくすんだので、被験者の謝礼分として計上した予算が残った。今年度に計画してる学会発表のための旅費および、ResearchAssistantの人件費と論文の出版にかかわる費用に当てる。
金属錯体反応場

各研究グループとも当初の計画に沿って研究を進め、以下の成果を挙げた。第1研究グループでは「高度に機能化された単核錯体活性種の創製」に関して研究を進め、Moのポリヒドリド錯体に対する光照射によって高活性な配位不飽和種を発生させアミドのNH結合を切断することに成功した。また、鉄の窒素錯体から発生させた配位不飽和な活性種により、CO_2を捕捉し、活性化することに成功した。第2研究グループでは「立体的・電子的に制御された多核錯体反応場の構築」に関して研究を進め、Ruの二核及び三核ポリヒドリド錯体と有機ケイ素化合物、共役ジエンとの反応を通して、多核錯体反応場では金属中心の機能分担による基質の協奏的活性化が起こることを実証するとともに、Rh-S-W骨格を有するクラスターの合成法を確立し、反応性と結合様式の相関を明らかにすることに成功した。第3研究グループでは「高度に制御された錯体反応場での基質の変換」について研究を進め、アセチレン類とエチレンから合成することのできるジルコナシクロペンテンを合成中間体とする有機分子変換法を開発するとともに,カルボニルクラスター上でのNO分子のレドックス反応に関する重要な知見を得た。第4研究グループでは「錯体反応場制御にむけての理論的アプローチ」のテーマで研究を進め、Pt(O),Pd(O)錯体へのSi-HおよびSi-Si結合の酸化的付加とM-H結合へのCO_2挿入反応について理論的検討を加えた。各研究グループとも当初の計画にしたがって研究を進め、次の成果を挙げた。第1研究グループでは「高度に機能化された単核錯体活性種の創製」に関して研究を進めており、これまでに、配位不飽和なロジウム錯体によるSi-H結合の選択的切断と架橋シリレン錯体の合成に成功した。また、鉄の窒素錯体から配位不飽和種を発生させ、それによってCO_2を捕捉、活性化することに成功した。第2研究グループでは「立体的・電子的に制御された多核錯体反応場の構築」に関して研究を進め、ルテニウム三核錯体の分子面の片側だけにヘテロ原子またはヘテロ原子を含む原子団を導入することに成功した。また前遷移金属錯体を用いてC-S結合を切断することに成功した。C-S結合の切断は石油資源の脱硫にも関係する重要な素反応である。第3研究グループでは「高度に制御された錯体反応場での基質の変換」について研究を進め、ジルコナサイクルを経由するアセチレン類の環化共三量化反応、アセチレン化合物に対するビニルジルコニウム化反応の開発に成功した。第4研究グループではロジウム、イリジウム錯体に対するシランの酸化的付加反応の機構に関して、モデル化合物を用いて分子軌道計算がおこなわれ、実験事実を理論的に説明することに成功した。また、鉄の窒素錯体から発生させた配位不飽和な活性種により,CO_2を捕捉し、活性化することに成功した。第2研究グループでは「立体的・電子的に制御された多核錯体反応場の構築」に関して研究を進め、Ruの二核および三核ポリヒドリド錯体と有機ケイ素化合物、共役ジエンとの反応を通して、多核錯体反応場では金属中心の機能分担による基質の協奏的活性化が起こることを実証するとともに、Rh-S-W骨格を有するクラスターの合成法を確立し、反応性と結合様式の相関を明らかにすることに成功した。

第3研究グループでは「高度に制御された錯体反応場での基質の変換」について研究を進め、アセチレン類とエチレンから合成することのできるジルコナシクロペンテンを合成中間体とする有機分子変換法を開発するとともに,カルボニルクラスター上でのNO分子のレドックス反応に関する重要な知見を得た。第4研究グループでは「錯体反応場制御にむけての理論的アプローチ」のテーマで研究を進め、Pt(O),Pd(O)錯体へのSi-HおよびSi-Si結合の酸化的付加とM-H結合へのCO_2挿入反応について理論的検討を加えた。
ハイブリット低次元系の量子揺らぎと電子相関

低次元系における電子の量子揺らぎと少数電子間のクーロン相互作用(電子相関)により生じる電気伝導特性への影響を理論的及び実験的に調べた。(1)量子ポイントコンタクト間の量子揺らぎによるトンネル効果と電子相関の関係を明らかにするため、2重結合及び3重結合量子ポイントコンタクトの作製を行った。さらに2重及び3重結合量子ポイントコンタクトの1.5Kで動作を確認した。詳細なトンネル効果と電子相関の関係を明らかにするためには、希釈冷凍機を用いた100mK以下の測定を行う必要がある。(2)低次元電子相関を解析するために、数値繰り込み群法に基づいた数値計算プログラムの作成を行った。また、現実の系に対して電子相関等の理論的な取り扱いを行うには、主要な状態を抜き出すことが有効である。この観点より、角運動量を用いたモード展開の定式化を行った。具体例として、定式化をカーボンナノチューブに適用することで、有効一次元格子モデルの具体的な表式を与えた。(3)2重量子井戸構造を用いて結合量子ホール系を実現し、核スピンの拡散係数異方性を昨年度明らかにした。この異方的な拡散効果を利用して、分数量子ホール系と核スピンの相互作用について明らかにした。(4)3重量子井戸構造を用いることにより、3重結合量子ホール系を実現し、その電気伝導特性を調べた。その結果、トンネル効果と電子相関を制御することにより、強磁性状態や一重項状態を実現できることがわかった。(5)直列2重量子ドットの電気伝導特性において、光学フォノンを吸収した場合においても電子波のコヒーレンス性が保たれることが明らかにした。上記の研究を通して、2本の論文、7件の国際学会及び3件の国内学会の発表を行った。ハイブリッド低次元系における量子揺らぎによるトンネル効果および電子間のクーロン相互作用(電子相関)を明らかにするため、本年度は縦結合2重量子ポイントコンタクトの作製および低電子密度領域の量子ポイントコンタクトの理論解析を進めた。また、低次元系における超微細相互作用による電子スピンへの影響を明らかにするため、量子井戸内の核スピンの特性についても研究を進めるとともに、3層系量子ホール効果の電気伝導特性の研究も行った。以下にその概要を示す。(1) 2重量子ポイントコンタクトデバイス作製を行った。井戸間の距離の異なる2重量子井戸構造基板や幅の広い量子井戸構造基板を用いて作製を行い、1.5Kの低温でゲート特性を確認した。これまで作製に用いたものと異なる基板のため、オーミックコンタクトなどの条件が異なる。したがって、その作製条件の最適化も行った。(2)低電子密度領域の量子ポイントコンタクトは、ポイントコンタクト近傍で強い電子相関が働いていると考えられる。この状況を理論解析するためのモデルの作成を行い、電気伝導度の計算を行うための数値計算プログラムを、数値繰り込み群法に基づき作成した。これにより、現時点では3電子サイトまで電子間相互作用の働く場合の計算が可能となった。(3)半導体内の核スピンは超微細微細相互作用により電子スピンに影響を与えるため、単一量子井戸及び2重量子井戸構造における核スピンの特性について研究を行った。特に、核スピン拡散について井戸内と井戸間では拡散係数が異なることを見出した。()より自由度の高い3重量子井戸構造における層間の量子揺らぎおよび電子相関を明らかにするために、3層系ホールバーデバイスを作製し、その基礎的な電気伝導特性を測定した。(1)複数の2重量子井戸構造基板及び幅広の量子井戸構造基板を用いて、2重量子ポイントコンタクトを作製した。井戸間の距離の異なる2重量子井戸構造や幅の広い量子井戸構造のデバイス作製条件を明らかにし、温度1.5Kにおいて結合量子ポイントコンタクトのゲート電圧動作を確認した。(2)量子ポイント

コンタクトの観測を受け、それに対応できるよう、数値計算ソフトウェアの開発を行っており、そちらはほぼ予定通りに進んでいる。(3)低次元系電子と超微細相互作用する核スピンの特性を、2重量子井戸構造及びnuclear electric resonanceを用いて明らかにした。(4) 3層系量子ホール効果における電気伝導特性を明らかにした。(1)作製した2重量子ポイントコンタクトを希釈冷凍機を用いて100mK以下の極低温に冷却し、2重量子ポイントコンタクトの電気伝導特性を測定すると同時に、電気伝導特性に対する量子揺らぎ及び電子相関による効果を明らかにする。また、量子ドットと量子ポイントコンタクトを結合させた0次元-1次元結合系デバイスの作製を行う。(2)理論と実験との間で綿密な議論を行い、今後の伝導度の測定結果をうけ、実際にどのような現象が起こっているのかを明らかにしていく。(3) 3重井戸構造を用いて相関の量子揺らぎおよび電子相関を明らかにする。新しい基板を発注する予定であったが、その基板の条件が正確に決まらなった。そのため基板を発注しなかった。また、研究の進展との兼ね合いで、国際学会に参加できなかったため。作製を行った2重量子ポイントコンタクトの特性を参考にし、新しい2重量子井戸構造基板を購入する。また、得られた研究成果を国際学会で発表する予定である。