hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CTおよびMRIを用いた乳癌の三次元術前拡がり診断による手術システムの開発

高度な乳管内進展病巣の描出感度においては3-D MRIが3-D CTよりもやや優れていたが、多発病巣に関しては3-D MRIで特異度が劣り、overdiagnosisとなる傾向が認められた。画像上false positiveとなった病巣の病理診断は、(sclerosing)adenosis,PDWAが大部分を占め、増殖性病変と癌病巣との鑑別のための至適撮影条件の追及が必要と考えられた。【目的と方法】乳房温存療法において乳管内進展・多発病巣を術前に正確に捉えることは、適応や切除範囲を決定する上で重要である。平成13年は新たなmodalityとして3-D CTと3-D MRIによる術前の病巣評価を行い、病理検索結果と対比させてその整合性を比較した。本年度はさらに症例を重ねるとともに、画像上false positiveとなった病巣の病理学的特徴について検討した。
骨転移患者の骨折予防を支援するPatientCenteredProgramの開発

本研究は患者と医療者との相互的関わりを基に患者の症状や動作に関する身体知覚、認識、能力、特性などの患者側の側面を十分に捉え医療者側の専門的な視点やアプローチとを融合させたPatient Centered Modelを作成すること、そしてそのモデルを用い医療の中に患者の主体性を導入することで実効的な患者中心の骨折予防他職種連携プログラムを開発することを目的としている。
急性冠症候群の発症メカニズムにおける酸化LDLの役割に関する分子病理学的研究

本研究は、酸化LDLの、冠動脈プラーク不安定化メカニズムへの関与、その生成機序における好中球ミエロペルオキシダーゼの役割、さらには急性冠症候群発症の予知・予防におけるその意義の解明を目標とした。研究は主として、ヒト組織材料を用いた分子病理学的な解析手法により行なわれ、以下に示す内容について検索した。初年度(平成16年度)には、ヒト急性心筋梗塞の責任病変における酸化LDLと好中球の局在(Am Heart J.148:818-825,2004)、および活性化血小板と好中球集積の密接な関連性(Int J Mol Med.15:573-7,2005)について報告した。またヒト組織マクロファージにおける酸化LDL局在と、そのレセプター発現との関連性について解析したところ、病変部に集積したマクロファージには酸化LDLのレセプターの1つであるCD36が高発現しており、ヒト病態下における酸化LDLクリアランスへのマクロファージ・スカベンジャー受容体の関与の可能性について提言した(Lung 183:109-121,2005)。次年度(平成17年度)は、前年度の研究成果を踏まえて、酸化LDL生成の根源である酸化ストレスに関連する諸因子について検討を進め、またその病的意義についても多角的に検索した。結果として、酸化LDLは冠動脈プラークの形成・進展・不安定化のみならずステント留置後の炎症の持続と再狭窄にも重要な役割を果たし、その予知因子となりうることを明らかにした(Arterioscler Thromb Vasc Biol 26:877-83,2006)。酸化LDLは冠動脈プラークの石灰化や血栓形成にも修飾因子として重要であり、冠動脈イベント発症との関連性が示唆された(Circulation 112 Suppl.2:U491,2005; Circulation 112 Suppl 2:U585,2005)。生活習慣病を背景とした酸化LDLやその構成成分の組織への集積は動脈硬化病巣に限った現象ではなく、脂肪肝/脂肪性肝炎でも類似の事象が観察され、それは好中球ミエロペルオキシダーゼの高発現と密接に関連していた(Hepatology 43:506-14,2006)。生活習慣病を基盤とした酸化ストレスによる疾患の発症機序には、臓器の枠組みをこえて共通するものが存在する可能性がある。特に血管は全臓器に分布しており、その病変は全身に影響をおよぼしうるため、今後も生活習慣病を基盤とする疾患における酸化ストレスの役割について、包括的かつより詳細な検討を継続してゆきたいと考えている。近年、酸化LDLは動脈硬化の不安定化を進行させる重要因子として注目されている。しかし、ヒトの酸化LDLに関しては、その動態、生成メカニズム、クリアランスメカニズムなど、未だ多くの点が不明のままである。

本研究は、急性冠症候群の発症予知および予防を目指して、ヒトの冠動脈硬化病変における酸化LDLの局在や、LDL酸化の促進酵素であるミエロペルオキシダーゼ、および酸化LDLレセプターの発現とそのup-regulationの有無について分子病理学的に解析し、急性冠症候群の発症メカニズムにおけるプラーク不安定性や酸化LDLリガンド・レセプター系の関与、および酸化LDLの生成メカニズムとミエロペルオキシダーゼの関与について解明しようとするものである。本年度の研究において、まず我々はヒト急性心筋梗塞の責任病変における酸化LDLと好中球の局在について報告した(Am Heart J.148:818-825,2004)。続いて、ヒトの組織マクロファージにおける酸化LDLとそのレセプター発現との関連性について検索し、ヒトの病変部に集積したマクロファージには酸化LDLレセプターの一つであるCD36の発現のup-regulationが認められるようになり、これが、ヒト病変部における酸化LDLのクリアランスメカニズムに関与している可能性をはじめて明らかにした(Lung.182:1-13,in press 2005)。さらに、本年度は、ヒト冠動脈の破裂・びらん性プラークにおける血小板のGPIIb/IIIaやP-セレクチンの発現と好中球ミエロペルオキシダーゼ発現との密接な関連性についても明らかにした(Int J Mol Med.15:573-577,2005)。本研究では、酸化LDLの、冠動脈プラーク不安定化メカニズムへの関与、その生成機序における好中球ミエロペルオキシダーゼの役割、さらには急性冠症候群発症の予知・予防におけるその意義を明らかにすることを目的とした。研究は主として、ヒト組織材料を用いた分子病理学的な解析手法により行なわれ、以下に示す内容について検索した。初年度には、ヒト急性心筋梗塞の責任病変における酸化LDLと好中球の局在および活性化血小板と好中球集積の密接な関連性、酸化LDLクリアランスにおけるマクロファージ・スカベンジャー受容体の役割などを明らかにした。2年目である本年度は、前年度の研究成果を踏まえて、酸化LDL生成の根源である酸化ストレスに関連する諸因子について、検討をさらに進め、また酸化LDLの病的意義についても多角的に検索し、理解を深めた。結果として、酸化LDLは冠動脈プラークの形成・進展・不安定化のみならずステント留置後の炎症の持続と再狭窄にも重要な役割を果たし、その予知因子となりうることを明らかにした(Arterioscler Thromb Vasc Biol 26:877-83,2006)。酸化LDLは冠動脈プラークの石灰化や血栓形成にも修飾因子として重要であり、冠動脈イベント発症との関連性が示唆された(Circulation 112:U491-U491 Suppl.2,2005 ; Circulation 112:U585-U586 Suppl.2,2005)。また、生活習慣病を背景とした酸化LDLやその構成成分の組織への集積は動脈硬化病巣に限った現象ではなく、脂肪肝/脂肪性肝炎でも類似の事象が観察され、それは好中球ミエロペルオキシダーゼの高発現と密接に関連していた(Hepatology 43:506-14,2006)。
企業と個人の情報セキュリティ対策に関する実証分析

本研究では、アンケート調査等から得られたデータを分析し、高度情報化時代における安心・安全社会を実現するために必要とされる企業および個人の情報セキュリティ対策はどのようなものかを明らかにした。その結果、リスクへの態度といった心理的要因とともに、情報セキュリティ意識などが情報セキュリティ行動等に影響を与えていることを明らかにし、労働者が情報セキュリティに関わるルール違反をしなくなるような職場環境の整備が必要であることを示唆している。本研究では、継続的に実施するアンケート調査とインタビュー調査から得られたデータ・情報を定性的かつ定量的に分析し、高度情報化時代における安心・安全社会を実現するために必要とされる企業および個人の情報セキュリティ対策はどのようなものかを明らかにすることを目的としている。平成22年度は、研究代表者がこれまでWebアンケート(インターネット)調査によって収集・蓄積されたミクロデータを用いて、企業組織の情報セキュリティに対する労働者の意識と行動の関係に関する研究を行った。Mann-Whitneyの順位和検定の結果、労働者(個人)のセキュリティ対策に対する意識が高ければ、情報セキュリティの観点から問題ある行動をとらないことを明らかにしている。また、企業組織で全面的に禁止されている事項(データの社外持出し等)に関して問題ある行動をとる個人の意識は、問題のある行動をとらない個人より低いことを合わせて明らかにしている。さらに、業務の効率性と情報セキュリティ対策に関するトレードオフについて順位相関分析を行ったところ、労働者の意識と行動の間に関係がないことを明らかにしている。これらの結果を踏まえて、個人が対策を順守するようになるためには、情報セキュリティ教育が一つの有効な手段であることを指摘し、セキュリティ教育の内容も個人の意識を高めるようなものにする必要があることについていくつかの示唆を与えている。分析結果等を踏まえて、平成22年度に新たな質問項目を幾つか追加した形で、労働者を対象としたWebアンケート調査を実施し、ミクロデータの収集・蓄積を行った。これらのデータについては平成23年度に分析する。本研究では、継続的に実施するアンケート調査とインタビュー調査から得られたデータ・情報を定性的かつ定量的に分析し、高度情報化時代における安心・安全社会を実現するために必要とされる企業および個人の情報セキュリティ対策はどのようなものかを明らかにする。また、十分な情報セキュリティ対策を実施しなかったことによって生じる経済損失についての分析もあわせて行う。本年度の調査を実施する前に、研究代表者が実施した昨年度の「労働者の情報セキュリティ意識と行動に関する調査2011」やその他の調査のデータを用いて、様々な角度から分析を試みた。情報漏洩につながる行動に関する分析においては、リスク回避度やリスク許容度といった心理的要因が情報漏洩につながる行動に影響を与えていることが確認された。また、より高いモラルを持つことや職場満足度が高いほど、情報セキュリティ対策の観点から問題のある行動をとらないことも確認している。さらに、ルールの策定の有用性も確認している。これらの結果を踏まえ、組織・企業が、個人の心理的状況をコントロールすることを容易でないことを考えると、職場満足度を高める環境の整備や個人にインセンティブを持たせる制度の導入が情報セキュリティ対策として有効であると言える。情報セキュリティ被害に遭遇するインターネットユーザの特性について分析した結果、脅威に依存して被害経験に影響を与える共通属性があることとともに、一部の属性が異なることを明らかにした。特に、情報収集・処理能力や意識的なセキュリティ対策は情報セキュリティインシデント被害遭遇確率を低下させるが、逆に、知識に対する自信過剰意識がフィッシングや不正利用に遭遇する確率を高めることがわかった。これらのデータ分析を踏まえて、研究協力者とともに「労働者の情報セキュリティ意識と行動に関する調査2012」の調査設計を行い、調査を実施した。本研究では、アンケート調査等から得られたデータ・情報を定性的かつ定量的に分析し、高度情報化時代における安心・安全社会を実現するために必要とされる企業および個人の情報セキュリティ対策はどのようなものかを明らかにする。平成24年度の調査を実施する前に、昨年度実施した「労働者の情報セキュリティ意識と行動に関する調査2012」やその他の調査のデータを用いて、研究協力者とともに統計分析を試みた。本年度は、情報セキュリティに関する行動、ポリシー違反などの違反行為に注目を当て、分析を行った。その結果、未来結果熟慮(CFC)やリスクへの態度といった心理的要因とともに、情報セキュリティ意識の程度等が違反行為に影響を与えていることを確認した。また、分析の結果から、組織の規模と違反行為の間には関係が見られなかった。さらに、情報セキュリティ行動に関する分析では、一部の行動意図と実際の行動の間に違いがあることが確認され、実現可能な情報セキュリティ対策の難しさが明らかとなった。これらの分析結果は、平成24年6月にギリシアにて開催されたHAISA 2012およびドイツにて開催されたWEIS 2013にて研究報告された。これらの統計分析の結果を踏まえて、研究協力者とともに、前年度調査の調査票を再検討した上で、「労働者の情報セキュリティ意識と行動に関する調査2013」の調査票設計を行い、Web調査(インターネット調査)を実施した。

これに加えて、本年度は、研究協力者の協力のもとに、迷惑メールおよびコンピュータウィルス被害による日本の経済損失の試算に着手した。従業員の情報セキュリティ意識向上に情報セキュリティ教育が有効であるかの検証のみならず、彼らの情報セキュリティ意識に影響を与える要因の探索を行うことができた。また、海外の最新の研究動向を踏まえ、経済学の側面からの分析だけでなく、行動科学からのアプローチを行うことができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、「労働者の情報セキュリティ意識と行動に関する調査2012」のデータ分析を行うとともに、そのデータ分析の結果および海外の最新の研究動向を踏まえ、調査を実施する。また、これまでの分析結果を踏まえて、高度情報化時代における安心・安全社会を実現するために必要とされる企業および個人の情報セキュリティ対策はどのようなものかを明らかにし、日本の情報セキュリティ政策についての提言を行う。
腰椎椎間板ヘルニアに対する薬物療法の実験的検討 ; IMMEDIATE EARLY GENES(C-FOS)の発現を指標とした神経根性疼痛に対する各種薬剤の疼痛抑制効果

神経根に髄核が接触することで、神経根への機械的圧迫がないにもかかわらず、比較的早期から疼痛が出現し、2週間以降では疼痛刺激の入力が減少していくということが判明した。脊髄後角III IVそうでのc-fosの発現は、神経根からの持続的な異常興奮の入力により脊髄後角に可塑的な変化が生じた結果と考えられる。消炎鎮痛剤を実験的に投与すると、脊髄後角III IV層でのc-fosの発現は、有意に低下した。この事実から、消炎鎮痛剤投与により、髄核によって惹起される根性疼痛は、明らかに抑制できると考えられる。脊髄後角に発現するc-Fos陽性細胞を疼痛の指標として用いることにより、髄核を機械的圧迫なしに神経根に接触させることによって疼痛が発生しうるかどうか、また、発生した疼痛がどのように推移するかについて検討した。対象として、Wistar系雌ラット(n=70、8週令、200g)を用いた。手術的に第5腰椎椎間板の後方線位輪を切開し、髄核を脱出させることにより神経根に対する機械的圧迫のない椎間板ヘルニアモデルを作成した。同様の手術を行い、椎間板に対する操作を行わない群をコントロール群とした。手術後、8時間、12時間、1日、3日、7日、14日、28日、42日に両群を潅流固定し、免疫組織化学的手法を用いてc-fosの染色を行い、脊髄後角を観察した。脊髄後角III層とVVI層において、c-fosは神経根への髄核接触後各々8時間と1日で最も多く発現し、2週間で減少していた。一方、脊髄後角IIIIV層に発現したc-fosは2週以降も持続していた。今回の脊髄後角III層とVVI層におけるc-fosの検定により、神経根に髄核が接触することで、神経根への機械的圧迫がないにもかかわらず、比較的早期から疼痛が出現し、2週目以降では疼痛刺激の入力が減少していくということが判明した。また、脊髄後角IIIIV層でのc-fosの発現は、神経根からの持続的な異常興奮の入力により脊髄後角に可塑的な変化が生じた結果と考えられた。神経根に髄核が接触することで、神経根への機械的圧迫がないにもかかわらず、比較的早期から疼痛が出現し、2週目以降では疼痛刺激の入力が減少していくということが判明した。脊髄後角IIIIV層でのc-fosの発現は、神経根からの持続的な異常興奮の入力により脊髄後角に可塑的な変化が生じた結果と考えられる。消炎鎮痛剤を実験的に投与すると、脊髄後角IIIIV層でのc-fosの発現は、有意に低下した。
樹木状巨大分子の三次元空間内に孤立化されたポルフィリン錯体の設計と機能

本研究では、デンドリマーと呼ばれる樹木状の多分岐ナノスペースの内部にクロロフィル類似のポルフィリン錯体(電子供与体)を共有結合により一分子だけ内包した戦略的な光機能性超分子(下図:カゴポルフィリン)を構築した。このポルフィリン錯体は、分子量が8480の巨大単一分子で、直径8ナノメートルの球状構造を有しており、樹木状分子鎖がコアのポルフィリン錯体面の上下に広がるため、その疑似的なカゴ内部でのポルフィリン錯体部位の完全孤立化が保証されている。これまでの検討(種々の電子受容体存在下でのカゴポルフィリン錯体の蛍光消光の研究)から、サイズの小さな電子受容体分子はカゴを通過してコアに到達できるが、サイズがある程度大きな電子受容体分子はカゴを通過できず、コアのポルフィリン錯体と相互作用できないことがわかっている。即ち、このカゴポルフィリンは、分子をサイズによって認識できる光機能性ナノフラスコとみなすことができる。本年度は、この点に着目し、カゴ内部に侵入できない嵩高い電子受容体の共存下、光照射によりカゴ内部のポルフィリン錯体コアから外部の電子受容体への光誘起電子移動反応を起こさせ、その電子を内部コアへの逆電子移動よりも速く(長寿命の電荷分離状態の利点)第3成分に移動させることの可能性を検討し、人工光合成反応の構築につないでいくための基礎を確立した。
運動量空間における電子状態理論

原子・分子の微視的レベルにおける電子のダイナミクスを、伝統的な位置空間の視点からではなく、運動量空間の視点からとらえ、特に電子の運動量密度やコンプトンプロファイルという実験上も正確に測定されている物理量を通してこれを理論的に究明することを目的として研究を進め、以下の成果を得た。1.運動量空間におけるシュレ-ディンガ-方程式はフレッドホルム型の積分方程式となる。この方程式を、フォック変換を用いて積分核を四次元の球面調和関数で展開することにより、代数学的な凝固有値方程式に帰着させた。結果を水素分子イオンに応用し、22の電子状態に対する正確なエネルギ-と波動関数を得た。2.運動量電子密度から位置電子密度を求める手法として、非線形な点変換の理論を提唱した。この理論を実際にヘリウム原子に応用し、信頼性の高さを確かめた。3.運動量空間の手法を用いて、水素原子間のファンデァワ-ルス相互作用の波動関数を正確に決定した。これを用いて、相互作用の起源となる電子の運動量再分布の機構を明らかにした。4.運動量空間におけるシュレ-ディンガ-方程式が、位置モ-メントの波動関数についての線形平均に対する一組の連立方程式と等価であることを見出した。この方程式の利用について考察した。5.点変換の理論により、電子密度から波動関数を形成することができる。これにより、電子密度の変分的決定法すなわち新しい密度汎関数理論が得られた。ヘリウム原子への応用において、この方法の有効性を明らかにした。
日本人ハプロイドゲノムの超並列シークエンス解析による構造多型の完全解明

ヒトゲノムの構造多型は遺伝情報の個人差に大きく寄与しているが、通常の2倍体細胞のシークエンス解析によってその構造を決定することは困難である。全胞状奇胎は単一精子由来の倍加ハプロイドゲノムで全領域ホモの多型情報が得られる。この利点を生かし、超並列シークエンスにより全ゲノム新規アセンブリを行うことを検討した。しかし、現時点の精度および読み取り長では実現が困難であることが判明した。そこで、マイクロアレイ解析により検出された構造多型を個別に解析する方針とした。主に薬物代謝関連遺伝子を解析し、GSTA1-GSTA2遺伝子間の非アレル間相同組換えによる欠失が日本人集団に低頻度にあることを新たに見出した。コピー数多様性(CNV)のようなゲノム構造多型は疾患感受性や薬剤応答などの個人差に影響を与える。しかし、複雑な構造多型を通常の2倍体細胞由来のゲノム解析によって決定することは困難である。そこで我々は単一精子由来の全領域ホモ接合ゲノムをもつ全胞状奇胎検体(CHM)のマイクロアレイ解析により170万個のSNPおよび2339領域のCNVからなる確定ハプロタイプを決定してきた(D-HaploDB Phase 4として公開:http://orca.gen.kyushu-u.ac.jp/)。本研究は、当初の計画では少数サンプルの全ゲノムを超並列シークエンサーで解析し新規にアセンブルすることで構造多型を確定することを目指していた。しかし、目的を遂行するためには長鎖リードが不可欠であるが、現状での全ゲノム解析では複雑なゲノム構造多様性に関する十分な情報を得ることが困難であることが判明した。そこで、D-HaploDBで検出したCNV領域に絞って全74検体のCHMを対象として塩基配列解析を行うことにした。特に薬物代謝に関連する遺伝子に着目し、UGT2B17、GSTT1ですでに知られている欠失のbreakpointを確認した。これらのように頻度が高い既知の欠失に加えて、新たにGSTA2-GSTA1領域の低頻度の欠失も検出した。そのbreakpointはGSTA1、GSTA2両遺伝子のintron 2にあり、相同な領域での組換えにより融合遺伝子が形成されていることが判明した。これにより、コードするグルタチオンS-転移酵素αのアミノ酸配列の一部が変化し、また発現量が減少することにより、同酵素が関与する薬物代謝に影響を及ぼすことが予想される。同じ欠失はヒトリンパ芽球細胞でも検出された。この結果はCHMゲノムの解析が低頻度の構造多型を解明するのに有用であることを示している。ヒトゲノム参照配列は,ゲノムワイドな遺伝子発現解析や疾患関連解析の基盤となるものであるが,現在の同配列は複数の個人のディプロイドゲノムから得られた配列断片をつなぎ合わせたものであり,複雑な構造多型を持つ領域では実際の染色体におけるハプロタイプを反映していない.また,参照配列に含まれていない配列も多数あることが知られている.このような領域を含めたゲノムの全体像を明らかにするためにはde novoアセンブリー(読み取り配列のオーバーラップのみを根拠にした結合によるゲノム配列の新規構築)が必要である.我々は全胞状奇胎(単一精子由来の倍加したハプロイドゲノムを持つ)のマイクロアレイ解析により一塩基多型(SNP)とコピー数多様性(CNV)を含めた日本人ゲノムのハプロタイプを決定し,D-HaploDBとしてデータベース化してきた.本課題ではこのハプロイドゲノムの利点を生かして,de novoアセンブリーによる新たな日本人参照配列の決定を目指している.これを行うための次世代シークエンサーを用いた解析技術はまだ発展途上であり,その問題点である読み取り長の長さも改善しつつある.この状況を考慮し,本年度は予備段階として,1)D-HaploDBのマイクロアレイデータと1000ゲノム計画におけるショートリードシークエンス結果の比較,2)構造多型検証のためのロングPCRの条件の確立とそれによるD-HaploDBで検出されているCNVの検証,3) de novoアセンブリーのためのソフトウエアの検討,を行った.これにより,1000ゲノム計画で検出されていない低頻度の欠失を見出し確認した.またソフトウエアとしては「Cortex」(Iqbal etal.,Nat. Gen. 44, 226-231,2012)が有用であると考え,その利用を検討している.次世代シークエンサーを用いた解析技術は急速に進歩しているため,初年度は予備的検討に重点をおき2年目に集中して解析をすることとした.具体的な解析技術の進歩としてはハード面ではシークエンサーの読み取り長が伸びてきており,それによりシークエンスのアセンブルが容易になってきている.

特にde novoアセンブリーを行うためにはリード長が長いほうが圧倒的に有利である.当初の計画ではイルミナHiSeq2000を用いたペアエンド法による両側100塩基読取を受託解析により行う予定であったが,平成25年度に所属機関にHiSeq2500(両側150塩基読取が可能)が導入されることになったので,その利用が可能になってからシークエンス反応を行うことを考えた.しかしイルミナMiSeqで両側250塩基読取が可能となり,MiSeqを利用できる目途がついたので現在ではこれを使うことを考えている.ソフト面では1000ゲノム計画の進行と並行して,ゲノムのアセンブリーあるいはSNPおよびCNVの検出のための非常に多くのソフトウエアが作成されている.ヒトゲノムの全ゲノムde novoアセンブリーはディプロイドゲノムを用いた場合は困難なのでまだ報告されておらず,このような挑戦的な課題に取り組むために適したソフトウエアの検討に時間を要した.全胞状奇胎のDNAよりライブラリを作製し超並列型シークエンサーを用いてシークエンスする.イルミナ社のMiSeqによるシークエンスを想定しており,これはペアエンド法により両側250塩基読取を行った場合39時間反応を行うことで8ギガベース程度の塩基を読み取り可能な性能をもつ.全胞状奇胎のゲノムはハプロイドであることより通常の2倍体細胞より少ない読み取り深度でde novoアセンブルが可能であると考えており,まず8倍の条件を試してみるが,これは1サンプルあたりMiSeq 3ランに相当する.次にシークエンスの品質管理のためヒト参照配列コンソーシアムにより決定されている参照配列(GRCh37)にマッピングし,SNPを検出し,マイクロアレイ解析の結果と比較する.十分な品質であると判定されたらde novoアセンブリーを行う.これには「Cortex」(Iqbal etal.,2012)を利用する予定である.このソフトウエアは「colored de Bruijnグラフ」というアルゴリズムにより多検体を効率よくアセンブルするものである.配列決定後,GRCh37あるいは今後公開されるGRCh38と比較することにより新規構造多型を同定する.MiSeqによる読み取りではデータ量が不十分である場合はHiSeq2500を利用する可能性もある.当初の計画では超並列シークエンサーでの解析を受託解析により行う予定であったが,研究所に導入されたシークエンサーの利用を考えている.そのため研究費の支出は主にシークエンス試薬などの消耗品を予定している.データ解析は主に共同研究で行う予定であるが,外部のサーバーを利用した場合にその利用料金が必要となる可能性もある.また共同研究者との打ち合わせのために,国内旅費の使用を予定している.
意志力のストレス適応機構とその破綻メカニズムの全脳イメージング解析

本課題では、ストレスの強度に応じた脳の恒常性維持機構の働きとその破綻の神経回路基盤を明らかにする。具体的には、神経活動変化の全脳イメージング解析、行動薬理学的解析、遺伝薬理学的技術による神経活動操作などを利用して、情動機能に変調を引き起こす過度のストレスに対する応答と、行動にほとんど影響しない程度のストレス応答における神経基盤の相違点を明らかにする。
C3対称トリアリールベンゼンを基盤とした高次縮環系化合物群の創製と物性解明

今回,1,3,5-位に置換基を有する星型構造のベンゼンを各種合成し,その諸物性を精査した。具体的には,芳香族化合物に対してFriedel-Crafts反応にてアシル基を導入した後,ルイス酸・プロトン酸触媒による還元的三量化反応を行い,種々の置換基を有する1,3,5-トリアリールベンゼンを合成した。各種スペクトルによりその基礎物性について明らかにした。これらの研究を遂行中,1,3,5-トリスコレステリルオキシカルボニルベンゼンが,水素結合部位を持たないにもかかわらず高いゲル化能を有する事を偶然見出した。この化合物の置換位置および置換基の個数によるゲル化能の差異についても明らかにした。アセチル基を有する芳香族化合物の酸を用いた三量化反応では,1,3,5-位にアリール基を有するベンゼンを一段階で構築可能である。この反応を利用して三種類のジベンゾヘテロールを1,3,5-位に有するベンゼンを合成し,光物性・電気化学測定を含む各種物性を精査した。このジベンゾヘテロールは強い電子ドナーとして機能する事が知られているため,次に中心の芳香族コアをトリアジン環に変えた同様の構造を有する化合物を合成し,プッシュープル効果による光電子物性,電気化学的性質のチューニングを狙って研究を進めた。この場合,アセチル基ではなくシアノ基の三量化反応がキーステップとなる。現在までに,中心のベンゼンコアの1,3,5-位にカルバゾリル基を有するトリアジン体の合成に成功している。その諸物性について精査した結果,吸収スペクトルにおいて分子内電荷移動吸収帯が確認された。また,電気化学測定を行った結果,その酸化種はベンゼンコアのものと比較して不安定化されており,また還元側にも還元ピークを確認できたことから,電子ドナーの性質が強い1,3,5-トリカルバゾリルベンゼンの性質をアンビポーラータイプにチューニングする事に成功したといえる。現段階ではジベンゾチオフェン,ジベンゾフランを周辺部に有するトリアジンの合成は,その溶解度の問題によって合成できていない。今後は適切な溶解性補助基を選択する事により,これらの合成を目指す。一方で,周辺の芳香族環に長鎖アルキル基を有する1,3,5-トリフェニルベンゼンを合成した結果,ゲル化能を有する事が確認されたことから,このアルキル基をより高いゲル化能が期待できるコレステリル基に変えた化合物を数種類合成し,その置換位置と置換基数でのゲル化能の違いについて明らかにした。このタイプの化合物のゲル化に関しては当初予想していなかったが,今後はこれに関しても計画的に研究を進めていく予定である。当初,一年目の終盤から二年目にかけては,申請書に記載した「プラットフォーム反応」を利用して炭素クラスターの合成に着手する予定であったが,一年目の初めに,予定していた1,3,5-トリスジベンゾヘテロリルベンゼンと1,3,5-トリスジベンゾヘテロリルトリアジンを合成した段階で,溶解性が非常に低く,諸物性を測定できないという問題に直面した。周辺部にカルバゾールを有するトリアジンではこの問題をクリアする事ができたが,ジベンゾチオフェン,ジベンゾフランに関しては未だ溶解性に難があり,完全に精製する事ができていない。平成28年度は,まずこれをクリアした後,歪んだ芳香族化合物の合成に着手する予定としている。また,上記の通り,この研究を行っている途中で,1,3,5-位にコレステリル基を有するベンゼンがゲル化能を発現する事を見出した。これに関しては非常に順調に研究が進み,論文発表,学会発表を行う事ができた。芳香族化合物に対して,Friedel-Craftsアシル化反応にてアシル基を導入した後,ルイス酸・プロトン酸触媒による還元的三量化反応を経由し1,3,5-トリアリールベンゼンを合成した。この反応を利用して,フルオレニル基の末端にアセチレンを介して電子供与性・求引性置換基を導入したπ-拡張型新規1,3,5-トリスフルオレニルベンゼンを創出した。UV-vis,蛍光スペクトル等で光物性,CVで電気化学特性を精査し,電子構造と物性の相関を明らかにした。これらの研究を遂行中,1,3,5-トリコレステリルオキシカルボニルベンゼンが,水素結合部位を持たないにも関わらず,高いゲル化特性を発現する事を偶然に見出した。この種のコレステリルゲル化剤は,コレステリル基の中心のベンゼンコアへの導入位置とその数によってゲル化能が非常に大きく影響を受ける事も,同時に明らかにした。例えば,1,3,5-位にコレステリルオキシカルボニル基を三つ有するA(LS)3型は,10種以上の有機溶媒を効率的にゲル化するのに対して,1,4-位に有するA(LS)2型は5種をゲル化するにとどまった。さらに1,3-A(LS)2型はどの有機溶媒に対してもゲル化能を示さない事が明らかになった。また代表者は,以前ベンゼンコアに1カルバゾール2ジベンゾフラン3ジベンゾチオフェンの三種類の蛍光性芳香族化合物が星型に配置された1,3,5-トリアリールベンゼンを報告していたが,今回は新たに4フルオレンを同じく1,3,5-位に有するベンゼンも合成し,14の各種物性の比較をおこなった。さらに4のフルオレン末端にアセチレンを介して電子供与性・電子求引性置換基を導入し,共役系を大きく伸長した化合物も合わせて合成し,同様に物性を比較した。

その結果,1,3,5-位にフルオレンを有するベンゼンの吸収スペクトルは,13のものと比較して全く異なる波形を示すことが分かった。今回,1,3,5-位に置換基を有する星型構造のベンゼンを各種合成し,その諸物性を精査した。具体的には,芳香族化合物に対してFriedel-Crafts反応にてアシル基を導入した後,ルイス酸・プロトン酸触媒による還元的三量化反応を行い,種々の置換基を有する1,3,5-トリアリールベンゼンを合成した。各種スペクトルによりその基礎物性について明らかにした。これらの研究を遂行中,1,3,5-トリスコレステリルオキシカルボニルベンゼンが,水素結合部位を持たないにもかかわらず高いゲル化能を有する事を偶然見出した。この化合物の置換位置および置換基の個数によるゲル化能の差異についても明らかにした。今後は,まずジベンゾチオフェン,ジベンゾフランを1,3,5-位に有するトリアジンに関して,適切な溶解性補助基を選択し,精製から物性精査を行う事を目指す。カルバゾールに関しては合成と諸物性精査に成功しているため,これらをまとめた上で論文発表と学会での発表を行う予定である。また申請書に記載の通り,本年度からこの「プラットフォーム反応」を利用して歪みの大きな芳香族化合物の合成に着手する。これに関しては,予備実験において途中段階までは合成出来ることがわかっているため,最後の環化芳香族化の段階がキーステップとなる。InCl3やDDQ等を用いて種々検討を行っていく予定である。またこれは申請書には記載していないが,上記の検討段階で見出した星型構造を有するゲル化剤に関しても,今後は芳香族環の種類を変えて引き続き研究を行っていく予定である。構造有機化学消耗品の購入に関して,試薬会社からの割引価格が当初予定していた金額よりも大きかったため。今回生じた次年度使用額(8,050円)は,おおよそ消耗品費の割引額から生じたものであるため,主に消耗品費としての使用を予定している。
幼少期ストレスとmiRNAに着目した気分障害の診断と治療に直結する病態解明研究

幼少期ストレスは気分障害(うつ病、双極性障害の発症リスクや難治化を促進することが知られている。また、近年の研究により、miRNAの精神疾患の病態への関与やバイオマーカーとしての可能性を示唆する報告が相次いでいる。従って、幼少期ストレスにより発現量が成体になった後も変化しているmiRNAはうつ病の病態への関与およびバイオマーカーになる可能性が考えられる。そこで、今回我々は、幼少期ストレスを負荷したラットの海馬組織および血液から抽出したRNAから発現がコントロール群に比べて変化しているmiRNAをマイクロアレイを用いて網羅的に探索した。その結果、海馬ないし血液で幼少期ストレスにより発現量が変化している多数のmiRNAを同定した。それらの中で、海馬組織と血液の両方において同方向に発現が変化しているmiRNAが実際に気分障害の患者で変化しているか否かを、気分障害の患者から採取した血液を用いて検討した。その結果、気分障害の患者においてあるmiRNA(miRNA X)の発現量が健常者に比べて有意に変化していることを見出した。従って、このmiRNA Xは気分障害のバイオマーカーとなる可能性が考えられ、今後、更に患者を増やしてmiRNA Xの気分障害のバイオマーカーとしての有用性について検討を行っていく予定である。また、このmiRNA Xが海馬にて発現量が変化していること、およびmiRNA Xの標的分子の予測から、神経細胞新生への関与が示唆される。そこで、神経幹細胞の培養系を用いたmiRNA Xの機能解析を開始したところである。患者を用いた検討は順調に終了し、続いて神経幹細胞を用いた検討を開始できているため。上記のmiRNAの生物学的意義を解明することを目的に、神経幹細胞を用いた検討を行っていく。加えて血液だけで発現量が変化していた多数のmiRNAの気分障害バイオマーカーとしての有用性の検討も行っていく。
日本の小規模漁業が実施するバランスト・ハーベストの実態解明と持続的水産業への応用

本研究では、心理学、工学、農学の知見と手法を学際的に利用し、1)バランスト・ハーベストを実現する漁業者が持つ暗黙知を顕在化し、2)機械学習を利用した多魚種の漁獲データにおける潜在的パターン抽出を行い、また3)局所モニタリングデータ取得デバイスの開発を行い、得られたデータを総合的に分析することで、日本の小規模漁業におけるバランスト・ハーベストの実態を客観的データから明らかにし、また研究対象地に留まらない応用可能性を持つ一般化された知見へとまとめることで、我が国、ひいては全世界における水産業の持続可能な発展に寄与することを目的とする。
テストデータへの階層的線形モデルの適用

階層的なテストデータの統計的分析において,より適切な手法を用いるための方法論的検討を行った。実際のテストデータを想定した人工データによるシミュレーションから,あるテストの信頼性に関する複数の研究結果を統合する際に,より正確な結果を得るための変換方法を明らかにした。また,縦断的データを用いた研究において2群の変化の様子の違いを調べることのできる2つの統計モデルの検出力が本質的には同等であるということを示した。テスト等のある特定の測定ツールに関する信頼性係数の検討を行った複数の研究結果を統合するためのメタ分析を,階層的線形モデルの枠組みで行う際の理論的問題について検討した。具体的な問題としては,正規分布を仮定したモデルによる推定をより適切に行うために,信頼性係数の分布における歪みを補正する変換方法について取り上げた。この検討を行うために,人工データを用いたシミュレーション実験が有効であるが,このシミュレーションを行うための信頼性係数に関する人工データの発生方法については確立されていない。そこで本研究では,信頼性係数を人工的に発生させるための適切な方法についての検討を行った。まず,メタ分析の対象となる各研究内において,測定される被検者の中にテスト項目がネストされた2水準の階層的なデータ構造を仮定し,これを階層的線形モデルによって表すこととする。すると,被検者の水準,およびテスト項目の水準のそれぞれのモデル式における残差分散を使って,当該研究における信頼性係数を表現することができる。この性質を利用して,信頼性係数のメタ分析という状況を想定した人工データを発生させることができるということを示した。そして,被検者およびテスト項目の各水準の残差に関する研究間の変動の様子について一様分布あるいは正規分布などの仮定をおいた上で,実際に人工データを発生させ,どのような「信頼性係数の母集団分布」が生成されるかを確認した。これによって,信頼性係数のメタ分析に関するシミュレーション実験を行うための方法論的な準備が整ったということができる。それと同時に,残差に関する研究間の変動の仮定をどう考えるべきかという今後検討していくべき論点も明確となった。同一の測定ツールに関する複数の信頼性研究の結果を統合するメタ分析(Reliability Generalization)を階層的線形モデル(HLM)の枠組みで行う際に,正規性の仮定からの逸脱に対処するための方法について検討を行った。前年度までの成果によって確立された人工データの発生によるえミュレーション方法に基づき,信頼性研究で報告されるα係数をHLMの枠組みで統合する際に,どのような変換を行うことでより母数の再現性が高くなるかを検討した。変換の方法として,(1)無変換(α係数そのまま),(2)フィッシャーのZ変換,(3)フィッシャーのZ変換の平方根,(4)Miyazaki(2007)の対数を用いた変換,(5)Rodriguez & Maeda (2006)の立方根を用いた変換,(6)上記(5)の立方根を用いた変換をさらに修正した変換の6種類を取り上げた。研究間での信頼性係数(α係数)の真値に関する母集団分布として,一様分布と正規分布の2種類を想定し,サンプルサイズ等の条件を変化させて人工データによるシミュレーションを行った。その結果,同一母集団抽出されるα係数の標本分布に基づいた,対数を用いた変換および立方根を用いた変換がいずれの条件でも概ね母数の再現性の点でよいことが明らかになった。この結果によって,従来,個々の研究で独立に行われていたテスト等の測定ツールに関する信頼性の検討を,より大局的な視点から統合することができ,より信頼性を高めるための測定の条件などの検討を行うための方法を確立する基盤となると考えることができる。同一の測定ツール(テスト)に関する測定誤差の大きさや安定性(信頼性)を検証する信頼性研究が複数行われている場合,それらの結果を統合するメタ分析(Reliability Generalization)を階層的線形モデル(HLM)の枠組みで行う際の,信頼性係数の推定値が正規分布から逸脱することへの対処方法について引き続き検討を行った。まず,本研究でこれまで用いてきた人工データの発生によるシミュレーションにおいて,方法論上の課題として考えられていた,理論的なモデル上の仮定について再検討を行った。これまで用いてきたデータ発生法では,メタ分析の対象となる個々の研究内における測定値の母集団分散を,正規分布や一様分布などのプログラム上扱いやすい確率分布から発生させていたが,分布の決定に根拠がなく,その恣意性が問題となっていた。そこで,個々の研究内における測定値の母集団分散を発生させる確率分布の形状として,正規分布,一様分布,カイ二乗分布をベースにした分布などを設定し,分布の平均や分散などの母数や,テストに含まれる項目数,研究内の受験者数などの条件を変えて,シミュレーション用の人工データがどのようになるのかを比較した。その結果,項目数や受験者数などの条件によっては,分布の平均と分散が一定であれば形状については発生されるデータには影響しないことがわかった。このことは,これまで本研究で行ってきたシミュレーション研究の結果の一般的な妥当性を示唆するものである。

また,今後,信頼性係数のメタ分析に関する方法論的な研究を進める上で,考慮するべき条件が単純化されることにより,理論的な発展につながることが期待される。シミュレーション研究における条件設定の妥当性を検討するための資料収集が当初の予定よりも困難だったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。基本的にはこれまで通りに研究を進めていくが,研究の遂行をより効率的に進めていくために,専門的知識を持った他の研究者等と情報交換などをしながら当初の計画通りに推進していく予定である。
抗争するチベット史 : チベット社会論とその語りの歴史人類学的研究

昨年度までの成果を引き継ぐ形で、文献研究および現地調査を推進した。まず文献研究としては、18世紀から20世紀前半までのチベット語文献に見られる政治体制や社会制度にかんする語彙および事例を収集し、もって昨年度までの調査によって蓄積した20世紀前半のチベット旧社会の社会制度と比較する作業を行った。とりわけ『ドリン・パンディタ伝』に出現するチベットの土地制度に関する情報を体系的に収集して整理することができ、これは今後の研究にとって重要な基礎データとなるだろう。また現地調査については夏季に中国四川省カンゼ・チベット族自治州および中国チベット自治区ラサにおいてフィールドワークを行った。中国からの投資がもたらした村落レベルにおける影響や、おラル・ヒストリーの採録をおこない、また現地研究者との研究交流を行った。さらに冬季には台湾に赴いて、民国期のチベット政策や漢人・チベット人関係についての文献収集を行うとともに、台湾漢人たちのチベット仏教信仰についての基礎データを収集した。こうした成果はこれまで対立と抗争という枠組みによって語られてきたチベット・中国関係における共生と交流の側面に光を与えるものであるといえる。以上のような調査に加えて、編著の刊行、単行本論文集への寄稿、英文学術誌への書評寄稿、チベット語文学の邦訳、国際会議の査読、法務省からのヒアリングへの協力などを行った。過去3年の研究、またその間に公刊したチベット問題の言説分析は、従来の我が国のチベット問題の理解を一歩推し進めるものであったといえ、またそのように評価されている。またアメリカで発表されたチベット社会論の分析については世界的にも高い評価を受けた。筆者はこの3年で現代チベット研究を刷新しえたと自負しており、当初の計画以上の成果があったとみなすべきだろう。今後の課題は、これまで20世紀前半に限定していたチベット社会論の分析を、18世紀および19世紀のチベット語文献に現れる社会制度に関する語彙や事例との比較にまで広げていくということである。チベット語歴史文献には社会制度に関する関心が薄いため、可能な限り多くの文献にあたってそこにまれに出現する社会制度論を丹念に拾い上げていくという作業が必要とされるだろう。本研究は、新中国による1959年の民主改革の断行によって崩壊したダライラマ政権下のチベット旧社会の実態について明らかにしようとする試みである。初年度にあたる本年度の研究業務は大きく分けて文献研究・現地調査・成果発表である。2009年4月から9月にかけては国内にて主として文献研究に従事した。特に『蔵族社会歴史調査』(漢文、全6巻)と『チベット文史資料集成』(チベット語、25巻まで)の分析によってチベット旧社会の身分構成についての情報の整理を行った。さらに9月から2010年3月にかけては米国コロンビア大学(ニューヨーク)の現代チベット研究プログラムにGuest Researcherとして滞在し、同プログラム主任のRobert Barnett博士の指導のもとに研究を行った。またニューヨーク滞在中は他にも同地のラツェ・チベット学図書館などで資料収集を行い、さらに現在欧米で最大規模の難民コミュニティであるニューヨーク及びニュージャージーのチベット難民コミュニティ(5000から7000人規模)での現地調査も行った。この間の大きな成果としては、これまで看過されてきた旧チベット社会における外部税(phyi khralチベット政府への税)と内部税(nang khral荘園領主への税)の二重税制に存在とその相関関係をそこに含意された権力関係との関連において指摘することで、分権的な封建社会という従来のチベット旧社会の規定が修正されるべきであることを一定の説得力をもって提示することができた。なおこうした成果の一部はコロンビア大学現代チベット研究プログラムのレクチャー・シリーズの一貫として発表され(2009年11月6日)、高い評価を受けた。また2008年より継続している現代チベット文学の翻訳も行い、予定通り2本を公表することができた。本年度の作業としては、(1)「抗争する歴史」という枠組みについての理論的研究、および(2)チベット旧社会の社会構成史的研究とりわけ旧チベットにおける荘園制度についての研究を行った。第一に、チベット問題をめぐる言説の基本構造を明らかにするという研究プログラムの一環として「排中律の語り」という概念を設定した。具体的にはチベットの経済問題(チベット問題における経済言説の再検討)、チベット現代文学(「欺瞞と外部性」)、現代中国仏教史(日本文化人類学会発表)をめぐる論争について考察し、そこにこの「排中律の語り」という「文法」が存在することを指摘し、またこうした「語り」の研究がチベット問題を支配する党派意識からの解放につながることを主張した。この作業のために9月には中国四川省カンゼ・チベット族自治州において農村経済とチベット史の記憶に関する調査を行った。第二の社会構成史的研究としては、前年度に引き続いて東京での文献調査、とりわけ『蔵族社会歴史調査』及びその成立過程についての研究の他、チベット亡命政府官僚たちのチベット語自伝など関連文献の分析も行った。また3月には台湾に赴いて中華民国期の国民政府の駐チベット事務所関連資料はじめ関連文献の収集を行った。結果、旧チベット荘園の理解に追って、これまで学界で主流だったチベットの身分制に着目した研究傾向(これをstatus centered perspectiveと名付けた)よりも、むしろ同一村落内部における多様性の存在に着目して、個々の耕地とそれが帯びる義務と権利を中心に分析する方が有効であるとの仮説(land centered perspectiveと命名)に至り、現在これを検討中である。

その他、チベット研究と現地調査の関係を考察し(報告および論文「現代チベット研究と代替民族誌の問題」)、またアウトリーチ活動として、「ヒマラヤ・チベット言語文化研究会」(東京外国語大学)や「チベットの歴史と文化学習会」などの市民団体において講演を行い、また我が国で唯一のチベット語チベット現代文学の翻訳と公開作業なども行った。昨年度までの成果を引き継ぐ形で、文献研究および現地調査を推進した。まず文献研究としては、18世紀から20世紀前半までのチベット語文献に見られる政治体制や社会制度にかんする語彙および事例を収集し、もって昨年度までの調査によって蓄積した20世紀前半のチベット旧社会の社会制度と比較する作業を行った。とりわけ『ドリン・パンディタ伝』に出現するチベットの土地制度に関する情報を体系的に収集して整理することができ、これは今後の研究にとって重要な基礎データとなるだろう。また現地調査については夏季に中国四川省カンゼ・チベット族自治州および中国チベット自治区ラサにおいてフィールドワークを行った。中国からの投資がもたらした村落レベルにおける影響や、おラル・ヒストリーの採録をおこない、また現地研究者との研究交流を行った。さらに冬季には台湾に赴いて、民国期のチベット政策や漢人・チベット人関係についての文献収集を行うとともに、台湾漢人たちのチベット仏教信仰についての基礎データを収集した。こうした成果はこれまで対立と抗争という枠組みによって語られてきたチベット・中国関係における共生と交流の側面に光を与えるものであるといえる。以上のような調査に加えて、編著の刊行、単行本論文集への寄稿、英文学術誌への書評寄稿、チベット語文学の邦訳、国際会議の査読、法務省からのヒアリングへの協力などを行った。過去3年の研究、またその間に公刊したチベット問題の言説分析は、従来の我が国のチベット問題の理解を一歩推し進めるものであったといえ、またそのように評価されている。またアメリカで発表されたチベット社会論の分析については世界的にも高い評価を受けた。筆者はこの3年で現代チベット研究を刷新しえたと自負しており、当初の計画以上の成果があったとみなすべきだろう。今後の課題は、これまで20世紀前半に限定していたチベット社会論の分析を、18世紀および19世紀のチベット語文献に現れる社会制度に関する語彙や事例との比較にまで広げていくということである。チベット語歴史文献には社会制度に関する関心が薄いため、可能な限り多くの文献にあたってそこにまれに出現する社会制度論を丹念に拾い上げていくという作業が必要とされるだろう。
光アンプ応用を目指した量子ドットナノ構造による偏波無依存・超高速光応答の実現

スタック成長によってナノ形状を制御した独自の量子ドットを利用することにより、光通信波長帯でこれまで困難であった偏光無依存特性と超高速応答特性を両立させる可能性を初めて明らかにするため、量子ドットを用いた光アンプ(QD-SOA)素子により、超高速パルスの全光スイッチングを実証し、これを通じて、実用的な超高速光パルス信号処理デバイスとしての有効性を明らかにすることを目的に研究を推進した。平成18年度は、前年度までに明らかにしたコラムナ量子ドットの光学的特性より明らかになった最適なナノ構造を決定し、詳細な光応答特性の詳細な評価を行い、偏波無依存な光利得特性を検証した。量子ドットナノ構造の成長→自在な大きさのコラムナドットを成長するためにわれわれは結晶成長中にいかにして供給原子が量子ドットへ取り込まれるかを明らかにするためにRHEED観察によって詳細に解析し、積層成長における原子供給のタイミングを決定した。→成長基板温度とAsフラックスを制御してInの拡散をコントロールすることに成功した。これによってマトリックス中に含まれるIn濃度を制御したInGaAsコラムナ量子ドットを成功することに成功した。光応答特性の評価作製したコラムナ量子ドットの光増幅特性を詳細に調べた結果、光の利得領域においてもほぼ等方形状ドットで偏波に依存しない条件を始めて明らかにした。また同時に偏波に無為損な波長領域が100nmを超えることを確認して、広帯域光アンプの可能性を見出した。本研究はスタック成長によってナノ形状を制御した独自の量子ドットを利用することにより、光通信波長帯でこれまで困難であった偏光無依存特性と超高速応答特性を両立させる可能性を初めて明らかにすることを目的にしている。平成17年度は量子ドットによる偏波無依存特性と超高速光応答特性を同時に実現するために、原子組成の制御、形状制御、歪み制御技術に立脚した新しいInAs量子ドットナノ構造の設計と結晶成長を実施した。エピタキシャル成長における原子組成、形状、歪みはそれぞれ、波長、偏波特性、振動子強度を制御する因子であることが明らかになった。これによって、独自に設計したナノ構造を持つ量子ドットの基礎物性が制御可能になり、光学遷移選択特性とドット内の波動関数分布に関わる振動子強度の制御を実現した。具体的には以下の通りである:原子組成制御による発光波長制御光通信波長帯で十分な発光強度を有する量子ドットをGaAsベース上で作製した。独自の技術である原子層窒化した量子ドットによって室温1.3μm発光は実現した。またGaAsSb歪制御キャップ層を組み合わせることで1.55μmまでの長波長化が可能であることを明らかにした。歪みによる振動子強度制御量子ドットをスタック成長する際の中間層の原子組成を制御すれば、コラムナ量子ドットに加わる歪みを制御できる。これによってピエゾ効果を制御し、価電子バンド波動関数の空間分布を制御することが出来た。その結果、コラムナドットの形状アスペクト比による振動し強度の制御、すなわち、光応答速度の制御に成功した。形状による偏波制御量子ドットのスタック成長によってアスペクト比を精密に制御した。偏波特性がアスペクト比とそれに伴うドット中の不均一歪み効果によって決まることが明らかになった。また、ドット内不均一歪みによる価電子バンドのミキシング効果が顕著に現れていることを明らかにした。量子ドットナノ構造の成長〓

自在な大きさのコラムナドットを成長するためにわれわれは結晶成長中にいかにして供給原子が量子ドットへ取り込まれるかを明らかにするためにRHEED観察によって詳細に解析し、積層成長における原子供給のタイミングを決定した。〓成長基板温度とAsフラックスを制御してInの拡散をコントロールすることに成功した。これによってマトリックス中に含まれるIn濃度を制御したInGaAsコラムナ量子ドットを成功することに成功した。光応答特性の評価〓作製したコラムナ量子ドットの光増幅特性を詳細に調べた結果、光の利得領域においてもほぼ等方形状ドットで偏波に依存しない条件を始めて明らかにした。また同時に偏波に無為損な波長領域が100nmを超えることを確認して、広帯域光アンプの可能性を見出した。