hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖尿病を有する高齢者の低血糖に関する体験

本研究の実施にあたっては、交付申請以前から研究計画を立案し、研究者が所属する機関において研究倫理審査を受け、承認を得ていた。また研究実施の調整・準備として、研究対象施設の研究協力者に対して研究に関する説明を実施し、研究参加者の選定やリクルート方法について確認した。2018年度は、積極的に研究参加者のリクルートに努め、研究参加の同意が得られた研究参加者へインタビュー調査を重ねてきた。研究計画段階で2018年度内に15名の研究参加者へのインタビュー調査を予定していたが、現時点で13名分のデータ収集を終了している。テータ収集と共にインタビューデータの分析も1例ずつ繰り返しており、その過程でリサーチクエスチョンとインタビューガイドの見直し、洗練を行ってきた。収集されたインタビューデータをテーマ分析によって分析した結果、複数のテーマとサブテーマが抽出されてきている。分析を繰り返す過程で、徐々に新たな概念の抽出は少なくなってきており、理論的飽和に近づいてきていることが確認されている。一方で、研究参加者のリクルートが予定通りに進行せず、データ収集に遅れが発生している。その理由として、研究参加者の適格条件を満たす候補者が限られることが考えられる。したがって、進捗状況に応じて研究参加者のリクルート方法については再検討し、2019年度中に目標数とする研究参加者へインタビュー調査を実施し、分析を重ねて論文作成と投稿、学術集会での発表を計画している。本研究では計画時点で2018年度内に合計15名の研究参加者にインタビュー調査を行うことを予定していたが、現時点では13名からのデータ収集にとどまっている。研究参加者のリクルートは継続しているが、研究参加者の適格条件を満たす候補者が限られており、予定期間内に予定人数のリクルートができていない。以上の理由から研究の進捗には多少の遅れが発生している。分析についてはインタビューデータの収集と並行して行っているため、13名のデータ収集終了時点での分析を終了しており、目立った進捗の遅れは発生していない。2018年度は13名の研究参加者にインタビュー調査を実施し、暫定的な分析結果を得ることができた。今後は目標数の研究参加者にインタビュー調査を実施できるよう、ネットワークサンプリングも追加し、進捗状況に応じてリクルート方法を再検討する。2019年度中に目標数のデータ収集を実施し、最終的に分析して研究結果を得る。研究結果から考察を深め、論文化し、学術集会等で発表を予定している。2018年度は、データ収集を近郊の都道府県で実施できたため、旅費の経費を抑えることができた。また人件費に関して、助成金の交付以前に研究協力を得た対象者に対しては、助成金から謝礼を支出していないため、低コストとなった。一方で、その他の経費に関しては、文字起こしの委託費用が計画段階よりも増大し、高コストとなった。次年度は、継続して行うデータ収集のために、旅費、謝礼、文字起こし費用などに経費がかかる。そして、論文としてまとめ、投稿や学術集会などでの公表を検討しているため、文献費や資料整理等の費用、投稿にかかる費用、旅費・学会参加費などに支出を見込んでいる。
組織及び培養細胞を用いた細胞内局所のCa^<2+>動態に及ぼすCa^<2+>ポンプの機能解析

1)カルシウム濃度測定が可能な組織標本系の確立と、画像解析を行う。本研究は、カルシウムイオン消去系に重要な役割を演じているSERCA (小胞体カルシウムポンプ)が細胞内でどのような働きをするか、バイオイメージング手法を用いて解析するものである。まず実験系として、COS7細胞を用いる培養系を用いた。今年度は、共焦点レーザー顕微鏡でカルシウムイオンと同時に発現部位が観察できるように、SERCAにYFP等の発光タンパクを導入した真核細胞の発現ベクターを作成し、これを用いた細胞内カルシウム濃度変動の伝播の特性を検討する予定であった。SERCAでN末側が発現に重要との報告があることから、現在、NおよびC末端側にYFP発光タンパクを結合させたSERCAcDNAの作成を行っていた。これがようやく完了し、COS7細胞への導入に成功している。次年度以降にこの機能を解析していく予定となっている。2)血管平滑筋細胞のカルシウム動態の解析SERCAを主体とするカルシウム消去系の解析は、将来、高血圧などの病態や各種治療薬剤への作用を考える上で重要になってくると思われる。そこで、上記に並行して細動脈平滑筋のカルシウムイオン動態の解析を行っている。生理的条件に近い組織形態を保ったままの細動脈で、リアルタイム画像取得が可能な共焦点レーザー顕微鏡を用いた前年度と同様の方法で他の血管においての反応動態を検討した。この成果は、国際学会および国際雑誌に発表している。本研究は、カルシウムイオン消去系に重要な役割を演じているSERCA(筋小胞体カルシウムポンプ)が細胞内でどのような働きをするか、バイオイメージング手法を用いて解析するものである。まず実験系として、COS7細胞を用いた。組織傷害時に細胞の外へ逸脱するATPで刺激すると、COS7細胞の細胞内カルシウムが上昇することが確かめられ、この細胞がプリン受容体を持つことを確認できた。更に今年度は、共焦点レーザー顕微鏡でカルシウムイオンと同時に発現部位が観察できるように、SERCAにYFP等の発光タンパクを導入した真核細胞の発現ベクターを作成する計画であった。現在、C末端のストップコドン除去SERCAcDNAを作成し、発光タンパク導入ベクターの作成が進行途中であり、次年度以降は、これを用いた細胞内カルシウム濃度変動の伝播の特性を検討する予定である。2)血管平滑筋細胞のカルシウム動態の解析SERCAを主体とするカルシウム消去系の解析は、将来、高血圧などの病態や各種治療薬剤の作用を考える上で重要になってくると思われる。そこで、上記に並行して細動脈平滑筋のカルシウムイオン動態の解析を行った。生理的条件に近い組織形態を保ったままの細動脈で、リアルタイム画像取得が可能な共焦点レーザー顕微鏡を用いて各種刺激物質で刺激したところ、刺激物質の種類によって反応パターンが異なるだけでなく、臓器によっても平滑筋細胞の反応が異なることがわかった。これらの成果は、国際雑誌に発表した。
立体構造から探るフェレドキシン依存性循環電子伝達でのチトクロムb_6f複合体の役割

チトクロムb_6f複合体は、葉緑体のチラコイド膜中に存在し、2量体あたり16個のサブユニットによって構成される分子量22万の超分子複合体である。高等植物ではチラコイド膜のストローマ側にフェレドキシン(Fd)-NADP^+還元酵素(FNR)がサブユニットとして結合していることがわかっていたため、界面活性剤で可溶化したホウレン草のb_6f複合体を用いて、Fdをセファロース樹脂に固定したFd-カラムによる相互作用解析を行ったところ、FdとFNR : b_6f複合体の間の相互作用は非常に弱く、ストローマ空間に存在するFNRとは明らかに違う親和性を示した。b_6f複合体上に結合したFNRと、ストローマ空間に存在するFNRとの間にFdに対する相互作用の違いが見られた為、ゲノム情報が豊富なトウモロコシの葉を用いてマススペクトル解析を行ったところ、トウモロコシFNRには3種の分子種(FNR1,FNR2,FNR3)が存在し、FNR1とFNR2が膜に結合した状態で、FNR3はストローマに可溶性状態で存在していることが判明した。つまり、チトクロムb_6f複合体と結合しているのはFNR1とFNR2アイソザイムで、FNR3アイソザイムは単独でストローマに局在し、チトクロムb_6f複合体はFNRの特定の分子種(FNR1とFNR2)を介してFdと相互作用していることを突き止めた。複合体状態のFNR1と大腸菌で発現させた組換え体FNR1とでは、Fd-カラムからの溶出パターンに大きな違いが見られるので、b_6f複合体と結合するFNR1に何らかの翻訳後修飾が存在する可能性も示唆される。
蛋白質の小胞体膜通過に関与するシャペロンの機能解析

小胞体内腔のhsp70蛋白質であるBiPは、新生膜蛋白質の小胞体膜通過に必要であり、小胞体内腔での蛋白質の折り畳み、会合を助けているシャペロンであることが明らかとなっている。細胞が高温、糖鎖合成阻害、細胞内カルシウム濃度の撹乱、還元剤などの各種ストレス(小胞体ストレス)にさらされと、Bipが転写レベルで誘導されることが知られている。我々は出芽酵母細胞質Ssalpの機能を調べる過程で、細胞内Ssalpの量を減少させると小胞体内BiP蛋白が誘導されるという新知見を得た。この転写レベルでの誘導には、酵母BiP遺伝子上流のHSEを介して誘導されること、また温度感受性ssal遺伝子を用いた研究から、Ssalpを活性型から非活性型に変換してBiPの誘導が起きることがわかった。従ってただ単にSsalpの量の減少による誘導ではなく、正常なSsalpの細胞質の量によりBiPの発現が影響を受けることが明らかとなった。またこの現像は、SSAl遺伝子の発現が自己制御を受けているという考えを支持する結果である。これとは別に高温感受性型Ssalpを発現する酵母を用いることにより、Ssalpが微小管形成に関わっており、Ssalpが失活すると微小管の形成異常を生じ、核分裂後の核の移動が正常に行われず、2核をもつlarge buddedが蓄積してくることがわかった。この結果はSsalpが微小管形成に関わっていることを示唆している。1)出芽酵母hsp70が、微小管形成に関与し細胞周期特異的に作用することを明らかにした。細胞質hsp70のSsalpの機能を明らかにするために、Ssalpの高温感受性変異株を作製したところ、制限温度下では2Nのラージバッドの細胞が蓄積され、核の配置及び微小管の構造に異常を示した。さらにノコダゾールで細胞を同調後、ノコダゾールを除去し細胞を制限温度下で培養すると、野生型Ssalpをもつ細胞はG1期への正常な移行が認められるのに対し、ssal温度感受性変異株は2Nの状態を維持すること、また培養時間につれ生細胞率が顕著に低下することが観察された。さらに抗チューブリン抗体を用いた蛍光抗体観察により、ノコダゾール除去後の制限温度下では細胞質微小管の異常な伸長やスピンドル微小管の異常が観察された。以上の結果はhsp70/Ssalpが微小管の機能制御に関与し、核の分配や細胞分裂に影響を与えることを示唆している。2)核輸送における分子シャペロンの機能を調べるための、核蛋白質輸送マーカーとして、Green Fluorescent Protein(GFP)とヌクレオプラスミンとの融合蛋白(GFP-NP)を作成しその性質を調べた。GFP-NPは予想通り核に局在し生細胞のままで緑色蛍光を発した。興味あることにGFPの蛍光形成は温度感受性を示し、15°Cでは非常に強い蛍光を発するが、37°Cでは蛍光強度が数分の1以下に低下することが明らかとなった。また一度形成されたクロモフォア構造は非常に安定で、37°Cにシフトしても蛍光形成能を失わないことも明らかとなった。この性質を利用することにより、核輸送温度感受性変異株nsp1は制限温度下で異常な核構造を有するという新知見を得た。小胞体内腔のhsp70蛋白質であるBiPは、分泌蛋白質等の小胞体膜通過に必要であり、小胞体内腔での蛋白質の折り畳み、会合を助けているシャペロンであることが明らかとなっている。細胞が高温、糖鎖合成阻害、還元剤などのストレス(小胞体ストレス)にさらされ、小胞体内に変性した蛋白質が蓄積すると、BiPが転写レベルで誘導されることが知られており、UPR(Unfolded Protein Response)と呼ばれている。

この誘導は転写レベルで起き、BiP遺伝子上流のHSEを介して誘導されること、また温度感受性ssal遺伝子を用いた研究から、Ssalpを活性型から非活性型に変換してもBiPの誘導が起きることがわかった。従ってただ単にSsalpの量の減少による誘導ではなく、正常なSsalpの細胞質の量によりBiPの発現が影響を受けることが明らかとなった。また高温感受性型Ssalpを発現する酵母を用いることにより、Ssalpが微小管形成に関わっており、Ssalpが失活すると微小管の形成異常を生じ、核分裂後の核の移動が正常に行われず、M期からG1期への移行に異常をきたすことを見出した。さらに微小管形成に重要な役割をしているSPB(Spindle Pole Body)の構成成分の1つであるγ-チューブリン(TUB4)変異とSSAl変異との2重変異株が合成致死を示すことが明らかとなり、Ssalpとγ-チューブリンとが遺伝的にリンクしているという新知見を得た。この発見は、Ssalpとγ-チューブリンとが協力して微小管形成に携わっていることを示唆するものである。
中学生と共同開発するものづくり教材「キミは技術者の卵」チャレンジの試行

1.研究目的現在の日本は慢性的な技術者不足に陥っている。技術者を志す若年層を増やすには理系と文系に分かれる前段階の小中学生に少しでも多くのものづくりの機会を提供することが重要である。本研究の目的は、理系文系に分かれる前の中学生が「ものづくり教材」の開発を体験し、技術者の卵として活動することにより、「ものづくり」や「技術」への興味関心を高め、高校・大学での理系進学や技術者志望へのきっかけとすることである。2.研究方法本研究では、申請者が勤務する地域の津幡町立津幡中学校科学部にご協力いただき、1年生8名、2年生4名を対象に「ものづくり教材」の開発体験講座を全6回実施した。講座で作成する教材の内容は「LEDを使用した光るオブジェ」とした。講座の流れは以下のとおりである。(1)LEDの光る仕組みを理解しよう、アイデアを出そう: 12回目使用するLEDを光らせるための電子回路を実験をとおして学習した。1年生は23名が1グループに、2年生は各1名ずつでグループ分けを行った。各グループごとにテーマを決め、KJ法によるアイデア発想を実施し、その中から光るオブジェとして実現できそうなものを各グループごとに1つ選択した。インターネット検索を活用し、実際に必要な材料の洗い出しを行い、材料一覧表を提出した。(2)アイデアを作品にしよう: 35回目電子部品は申請者から提供し、それ以外の外装用材料は主に100円ショップの商品を活用し加工を行い、電子回路を組み込んだ。(3)作品発表会: 6回目グループごとに実機の演示をしながら、工夫点等の発表を行った。3.研究成果本研究で実施した中学生による「ものづくり教材」の開発は申請者の予想を超える柔軟な発想や工夫、失敗があった。より複雑な回路や組み合わせの挑戦も見られ、次年度実施の要望もあり、「ものづくり」や「技術」への興味関心を高めることができた。
自然免疫応答からみた好酸球性副鼻腔炎の病態と一酸化窒素産生機構の解析

好酸球性副鼻腔炎における自然免疫応答(innate immunity)を介した難治化過程の解析と、一酸化窒素(NO)濃度を指標とした新たな診断法の確立を目的とした。その成果として、1)副鼻腔構成細胞におけるtoll like receptor(TLR)を介した細胞内シグナル伝達機構と細胞内転写因子の活性化についての解析。2)副鼻腔炎粘膜におけるステロイド受容体の発現。3)NO濃度測定モニタによるon-line法によるNO測定の臨床応用。4)口呼気NO(oral FeNO)と鼻呼気NO(nasal FeNO)といった新たな指標の確立。5)副鼻腔粘膜におけるNOS合成酵素発現の分子生物学的解析。などの知見が得られた。本研究は好酸球浸潤を主体とする鼻副鼻腔炎病態における難治化過程の解析と、多機能分子である一酸化窒素(NO)濃度を指標とした新たな病態診断法の確立を目的としたものである。さらに臨床領域で治療薬の主体となっているステロイド製剤の作用機序と新たな治療法の開発に向けて、ステロイド受容体(glucocorticoid receptor, GR)を介した局所免疫応答の制御との関連性についても検討した。本年度の成果の概要としては、1)好酸球性副鼻腔炎に対するステロイド製剤の臨床的有用性の検証と、鼻腔NO濃度測定による治療効果の評価。好酸球性(ECRS)と感染型(non-ECRS)副鼻腔炎症例との比較では、Trans-AM assayによるGR全体の結合能には変化がないものの、GR beta/alpha陽性細胞の比率は篩骨洞粘膜を中心としてECRS症例で有意に高いことを解明した。同時にECRSでは局所のECP濃度が高値などの事実と併せて考えると、ステロイド受容体の結合能が相対的に不良であることを示している。また呼気中NO(FeNO)並びに局所NO(nasal and sinus NO)濃度の測定では、術前・術後並びに術後の治癒過程に応じて変動することが明らかとなった。引き続き局所NOS isoformの発現と局在との関連性を解析中である。2)簡易型NO濃度測定モニタによるon-line法によるNO測定の臨床応用。鼻呼気NO測定法の開発と臨床的意義について一連の検討を行った。新たに発案したネブライザーノズルと定量吸引ポンプの使用により、nasal FeNO, sinusNOの簡便な測定と再現性が可能となった。Nasal FeNOを指標とした検討では、鼻アレルギー症例における有意な上昇、自覚鼻症状スコアと正の相関関係、スギ花粉症症例やレーザー手術施行例における経時followにも有用であるなどの点が明らかとなった。またこれらの測定値は呼気FeNOのものより統計学的により特異度が高いことが確認された。3)副鼻腔炎組織の病理組織学的評価と分子生物学的解析:副鼻腔炎粘膜の病理組織所見を検討し、臨床背景とあわせて好酸球性副鼻腔炎の疫学調査を行った。本研究は好酸球浸潤を主体とする鼻副鼻腔炎病態が臨床的に難治性であることに関する病態の解明と、多機能分子である一酸化窒素(NO)濃度を指標とした新たな診断法と効果的な治療法の開発を目的としたものである。本年度の成果の概要としては、我々が発案した鼻呼気用アダプタとの組み合わせでnasal FeNOの測定が可能となり、日本人における正常分布、鼻アレルギーや副鼻腔炎におけるcut off値の設定が可能かどうかなどの検討を行った。さらに鼻アレルギー症例における有意な上昇、自覚鼻症状スコアと正の相関関係、スギ花粉症症例やレーザー手術施行例における経時followにも有用であるなどの点を報告した。2)好酸球性副鼻腔炎(ECRS)症例に対する内視鏡下副鼻腔手術の治療効果判定への応用。薬物療法と手術療法それぞれにおいて前向きに継時的なFeNOのモニタリングを行った。その結果、手術症例においては術後口呼気NOの有意な低下と鼻呼気NOの上昇を確認した。FeNO値の測定は、治療に伴う副鼻腔粘膜の正常化と同時に、下気道病変の改善の評価を行う上でも有用な指標となりうることを報告した。3)副鼻腔粘膜におけるNOS合成酵素発現の分子生物学的解析。篩骨洞粘膜と鼻茸組織におけるNOS isoformとサイトカイン発現をreal-time PCR法と免疫組織学的に検討したところ、下鼻甲介粘膜に比較してiNOSとIL-5の有意な上昇をECRS症例で確認した。上記のFeNO値の変動には、ECRS自体が有する気道粘膜の過敏性と粘液線毛輸送機能の回復のプロセスが密接に関与している可能性を提示した。4)定量吸引ポンプを用いた局所NOの測定方法の考案。より詳細に鼻腔各側や副鼻腔各洞のNO濃度の測定を目的とした技術を開発中である。

本研究は好酸球浸潤を主体とする鼻副鼻腔炎病態の病態解明と、多機能分子である一酸化窒素(NO)濃度を指標とした新たな診断法と効果的な治療法の開発を目的としたものである。本年度の研究成果の概要としては、1)携帯型NO濃度測定モニタによる口呼気NO(oral FeNO)と鼻呼気NO(nasal FeNO)という新たな指標を確立した。2)副鼻腔粘膜におけるNO産生機構とNO合成酵素(NOS)の分子生物学的解析。好酸球性副鼻腔炎(ECRS)症例における検討では、保存療法群と手術療法群において前向きに継時的なFeNO測定を行った。その結果、治療開始前のECRS例の口呼気FeNO値は正常例に比較して高値であった。一方、鼻呼気FeNO値は両群とも平均値はほぼ同様であった。ECRS症例は加療に伴い、口呼気FeNO値は低下し鼻呼気FeNO値は上昇する傾向が認められた。特に手術療法群ではこの変化が顕著であり、術後6ヶ月後にはoral FeNO値で約20%弱の低下、鼻呼気FeNO値で約80%強の増加と、いずれも有意な変化を示した。また、篩骨洞粘膜と鼻茸組織におけるNOS isoformとサイトカイン発現をreal-time PCR法と免疫組織染色にて検討したところ、対照とした下鼻甲介粘膜に比較してiNOSとIL-5の有意な上昇をECRS症例で確認した。これらのFeNO値の変動と局所粘膜の組織学的特徴には、ECRS自体が有する気道粘膜の過敏性と粘液線毛輸送機能の回復のプロセスが密接に関与していると考えられた。3)定量吸引ポンプを用いた局所NOの測定方法の考案と開発。より詳細に鼻腔各側や副鼻腔各洞のNO濃度の測定を目的とした技術の開発に繋がる基礎的データの収集を行った。鼻呼気用アダプタや定量吸引ポンプを考案できたため、今までにない鼻腔NO測定が可能となり、多くのデータを集めることが可能であった。24年度が最終年度であるため、記入しない。鼻腔NO測定が鼻アレルギーや副鼻腔炎の臨床診断や重症度の指標に応用可能であるか、臨床検査法として役立つものかどうかさらに症例数を積み重ねて検討する。またNO代謝に深く関与している物質で、血管内皮障害などの観点から注目を集めているAsymmetric dimethylarginine (ADMA)などの上気道における発現や機能的意義についても検討する予定である。
人口高齢化が企業の組織形態と技術選択に及ぼす影響に関する理論および実証分析

本研究課題の大きな目的は、少子化/高齢化が経済のファンダメンタルズに与える影響がいかなるものであるか、また、どのような経路を通じてそれらが生じるのかを明らかにすることであった。少子高齢化の経済分析においては、ほとんどの先攻研究が、人的資本の蓄積やR&Dのプロセスの効率性(蓄積関数のパラメータなどで表現)を所与にして、少子化/高齢化が人的資本の蓄積やR&D活動に与える影響を分析してきたが、本研究の視点は、少子化/高齢化が、人的資本蓄積やR&D活動や生産活動の「効率性」、つまり、経済構造そのものに対する影響を考えた。そこで、長期の経済分析の主要な分析道具である経済成長理論を分析の道具として用いた。経済成長論の分野における先攻の実証分析では、人的資本とR&Dの役割が重要視されていることから、理論モデルにおいて、まずは、人的資本が経済成長の厳選となるようなモデルを構築した。ベンチマークとして構築した理論モデルは、人的資本を蓄積する3世代が重複して存在し、うち2世代が生産活動に関わる内生的経済成長モデルである。そこでは、人口成長率などの外生ショックや経済政策が経済成長にどのような影響を与えるかということが、企業が異なる質や年齢の労働者をどのように組織するかということに依存することを示せた。そこで、動学的一般均衡モデルのなかで、さらに企業内部の意思決定をより詳細に記述しようとしたが、その目的を達成することはできなかった。ただし、このような方向での研究は無いので、今後も引き続き検討していく。今年度の研究を通じて申請者が明らかにしたいことは、企業の組織形成のプロセスではなく、企業組織の形態がどのような経路を通じて経済成長に影響をもたらすのかということであった。そのために、主に契約理論の分野で分析される組織の最適な設計に関するモデルではなく、企業内の労働者の世代構成や労働者の質的相違-例えば、熟練度の相違-が長期の経済成長率に影響を与えるような理論モデルを構築した。具体的には、80年代後半以降マクロ経済学の主流になっている内生的経済成長理論の成果のうち、実証研究の分野でも重要視される人的資本と経済成長に関する研究成果を世代重複モデルに導入した。それにより、企業に異なる世代および異なる質の労働者が存在するモデルを構築できた。そして、外生ショックや経済政策が経済成長にどのような影響を与えるかということが、企業が異なる質や年齢の労働者をどのように組織するかということに依存することを示せた。興味深い結果が得られてはいるが、モデル細部の構造としては、企業内の組織選択のメカニズムがブラックボックスとなっているため、導出された命題から得られるインプリケーションやその直感的な説明が不明確となっている。少子高齢化で人口構成の変化が予見される中で、社会保障政策や教育政策など長期にわたりその効果を発揮するような経済政策に関する有用なインプリケーションを得ようとするためには、組織あるいは生産技術が選択される際の経営者-労働者間のインセンティブの構造を明らかにすることが必要となる。これらは来年度以降のもっとも大きな課題である。今年度の研究を通じて申請者が明らかにしたいことは、出生率の変化が引き起こす将来の異世代労働者比率の変化に対し、企業が選択している技術を変更したときの経済成長率の動向を理論的に明らかにすることであった。そのために、研究期間初年度に初年度に展開した、企業に異なる世代および異なる質の労働者が存在するモデルを用いた。得られた結果は、低出生率のもとでも、企業内部における人的資源管理を適切に行うことによって、経済成長率を低下させないようにすることが可能であるというものである。また、展開しているモデル経済において、異世代労働者間の代替性・補完性の程度を変えることが、どのようなメカニズムを通じて経済成長率に影響をもたらすのかを明らかにすることは重要であり、現在取り組み中である。現時点での成果としては興味深い理論的示唆が得られてはいるが、モデル細部の構造として、企業内の組織選択・人的資源管理のメカニズムが依然としてブラックボックスとなっている。経営者-労働者間のインセンティブの構造や若年期での教育プロセスを明示することも課題として残っている。
多能性条虫幹細胞の検索とその培養系の確立

エキノコックス症は、北海道での流行のみならず本州への伝播が強く懸念されている。一方、エキノコックスは無性増殖と有性生殖の2面性発育動態を有し、それが本症の病原性とも関連し有効な治療法の開発を妨げている。1.多能性条虫幹細胞の解析:(1)In vitroでの検討:(1)包虫化細胞の特定:多包虫感染スナネズミより採取した包虫組織を、コラゲナーゼで消化し、得られた細胞をスフェロイド・プレート等を用いて、10%FCS加MEM培地で培養したところ、包虫へ発育する大型細胞と石灰顆粒を形成する細胞が特定された。(2)培養虫体の包虫化の検討:原頭節と感染イヌより採取した幼若成虫の包虫化を同様に検討し、虫体の膨化と包虫化との関連性が示唆された。(2)In vivoでの検討:原頭節をイヌに経口投与し、経時的にイヌ腸管より回収した亜成虫を、スナネズミ等の腹腔内に移植し、その発育動態を検討した。その結果、イヌ感染後7日目までの幼若成虫は、なお包虫化能を有していた。一方、感染後21日目の虫体は、移植腹腔内で成虫となり産卵し、虫卵に起因した包虫化が明らかになった。このことは、幼若成虫であっても、なおしばらくは包虫化能を有していることを示している。あわせて、終宿主動物を虫卵排出時期まで使用せずに、安全に虫卵を得る方法が示唆された。2.石灰小体関連タンパク質の解析:石灰小体は条虫にとっては必須の組織構造であることを考慮し、石灰小体付着タンパク質を検索し、特定出来たので、そのcDNAクローニングを行っている。このことにより、駆虫薬の開発への新しい方向性が期待される。3.エキノコックス殺虫剤の検討:ヒバ等から得られるヒノキチオールは殺エキノコックス作用を有し、石灰小体との反応が示された。以上の検討から、幼若化(無性増殖)、成虫化(有性生殖)を規定する因子解明への新たな方向性が示唆され、その視点からのエキノコックス症治療法の開発の可能性が期待できる。以上の成果は関連学会で既に逐次発表されている。平成14年度の研究経過と得られた知見は以下のとおりである。1.多包虫細胞の培養系の確立:多包虫感染スナネズミより包虫組織を採取し、コラゲナーゼで消化し、得られた細胞をスフェロイド・プレートあるいはコラーゲンスポンジ・シャーレを用い、1020%FCS加MEM培地で培養し、細胞から包虫への発育培養が可能となった。2.石灰顆粒形成細胞の特定:1)による培養系を用いて、石灰小体の前駆体と考えられる石灰顆粒を形成する細胞の出現が明らかになった。3.原頭節ならびに亜成虫の幼若化の検討:原頭節をイヌに感染させ3、13日目に採取した亜成虫をディフュージョン・チャンバーにいれスナネズミ、マウスの腹腔内に移植しその後の発育を追っている。その結果、既に成虫形への発育を開始した亜成虫も、なお幼弱化、すなわち包虫化への発育能を有していることが明らかになった。4.培養虫体の幼若化の可能性の検討:原頭節、イヌよりの亜成虫を培養し虫体の膨化を指標に検討し、合わせて膨化虫体をスナネズミ、マウスの腹腔内に移植しその後の発育動態を追っている。5.虫体内の石灰小体の動態:培養原頭節の膨化と石灰小体数の関係を追ったところ、膨化に伴い、石灰小体数が減少し、培養上清中のカルシュウム濃度が上昇する事が明らかになった。6.血中カルシュウム・レベルと虫体発育:感染マウスよりの包虫重量とその血中カルシュウム・レベルとの間には相関関係があり、虫体の発育は宿主カルシュウム代謝に何らかの影響を与えている事が考えられた。7.多包虫細胞ならびに原頭節をIFN-γ、IL-2,IL-5と培養し、宿主液性因子の発育への影響を解析している。以上のように、本研究課題に沿って、多方面より総合的に検討され、細胞レベルへの解析が可能になりつつある。

その結果、イヌ感染後7日目までの幼若成虫は、なお包虫化能を有していた。一方、感染後21日目の虫体は、移植腹腔内で成虫となり産卵し、虫卵に起因した包虫化が明らかになった。このことは、幼若成虫であっても、なおしばらくは包虫化能を有していることを示している。あわせて、終宿主動物を虫卵排出時期まで使用せずに、安全に虫卵を得る方法が示唆された。2.石灰小体関連タンパク質の解析:石灰小体は条虫にとっては必須の組織構造であることを考慮し、石灰小体付着タンパク質を検索し、特定出来たので、そのcDNAクローニングを行っている。このことにより、駆虫薬の開発への新しい方向性が期待される。3.エキノコックス殺虫剤の検討:ヒバ等から得られるヒノキチオールは殺エキノコックス作用を有し、石灰小体との反応が示された。以上の検討から、幼若化(無性増殖)、成虫化(有性生殖)を規定する因子解明への新たな方向性が示唆され、その視点からのエキノコックス症治療法の開発の可能性が期待できる。以上の成果は関連学会で既に逐次発表されている。
インターネットを利用した教育支援システムの構築と評価

本研究課題は,最近のインターネット技術を利用して本学のシラバスを電子化し,学生がインターネットを通じてシラバスにアクセスできるような電子シラバスサーバを構築することを目的にしている.本研究では通常のサーチエンジンとは異なり,キーワード検索を用いずにユーザの嗜好に沿ったWebページを求める知的サーチエンジンSEIL(Search Engine using Inductive Learning)を設計した.まず,SEILはユーザにいくつかのWebページを示し,それらに対するユーザの興味を求める.次に,帰納学習を用いて,ユーザが興味を持っていると思われるキーワードを自動的に抽出する.そして,抽出したキーワードをサーチエンジンに提供することでシラバスの検索を行なう.従来のキーワード検索ては,ユーザが検索したい対象を認識している必要があり,逆に特定のキーワードにのみ束縛された検索された検索しかできない可能性がある.しかし,本アプローチでは帰納学習を用いることで,ユーザが認識していないキーワードを導くことや複数のキーワードを用いての検索が可能となった.こうした実験を通じて,帰納学習に基づく電子シラバスの実用的な使用に対する知見を明らかにした.本研究課題は,最近のインターネット技術を利用して本学のシラバスを電子化し,学生がインターネットを通じてシラバスにアクセスできるような電子シラバスサーバを構築することを目的にしている.本研究では通常のサーチエンジンとは異なり,キーワード検索を用いずにユーザの嗜好に沿ったWebページを求める知的サーチエンジンSEIL(Search Engine using Inductive Learning)を設計した.まず,SEILはユーザにいくつかのWebページを示し,それらに対するユーザの興味を求める.次に,帰納学習を用いて,ユーザが興味を持っていると思われるキーワードを自動的に抽出する.そして,抽出したキーワードをサーチエンジンに提供することでシラバスの検索を行なう.従来のキーワード検索ては,ユーザが検索したい対象を認識している必要があり,逆に特定のキーワードにのみ束縛された検索された検索しかできない可能性がある.しかし,本アプローチでは帰納学習を用いることで,ユーザが認識していないキーワードを導くことや複数のキーワードを用いての検索が可能となった.こうした実験を通じて,帰納学習に基づく電子シラバスの実用的な使用に対する知見を明らかにした.平成7年度は次の3点を実施した。(1)教材、特に電子シラバスを全学的な規模で構築した。形式はHTMLを基本にしたシラバス専用のマークアップ言語を規定し、HTMLに変換するプログラムを作成し、簡易的に作成できるようにした。全体で300ページを越える電子シラバスとなった。(2)電子シラバスに関するアンケートを電子的にとるページをプロトタイプ的に作成し、それを情報系授業に利用して、アンケートをとり、帰納学習システムに実験的に開いて、その結果を分析した。(3)インターネットを使ったインタラクティブな教材を情報系の科目に焦点を絞って構築した。特に、計算機演習に必要な資料をパイパーテキストで与え、個人の能力に応じて作業できる環境を与えた。評価は次のようになった。(1)電子シラバスを使用するために、学生側の情報リテラシーが向上するという副次的な効果が得られ、電子資料の活用法を実践的に修得させることができた。(2)分析ツールである帰納学習システムによって、どのようなページが優れているかを判定する規制が得られ、その結果をページ作成に反映させることができた。昨年度は具体的な教育支援システムを構築したのに対し,今年度はインターネットから教育上必要となる情報をどのようにフィルタリングするかという基礎的な研究を行なった.その概要は次の通り.現在,インターネット上に公開される情報量が飛躍的なスピードで増加しており,World Wide Web(WWW)によって人々は気軽に情報を得ることができる.しかし,情報量の増加ともない,膨大な情報の中から自分の求めるものを発見することが困難になりつつあるのが現状である.そこで本研究ではブラウザに帰納学習システムを付加することで,ユーザーの嗜好に沿った情報を自動的に提供するブラウザを設計する.本システムではユーザに普段ブラウザを通して見ている情報に対し評価を与えてもらい,そこに帰納学習の枠組を用いることで,ユーザーの嗜好を導出し新たな情報を獲得する.これによって,ユーザの普段の振舞い,評価からユーザ個人の嗜好を導き,自動的に情報を検索,提供することが可能となった.電子シラバスのような大量の電子ドキュメントを自動的に構造化することは情報検索やデータマイニングの重要な課題であり,本研究では帰納学習に基づいてドキュメントを自動分類することに焦点を当てた.本研究では帰納学習システムへの入力情報として有効に使えるキーワードをTFIDF(Term Frequency Inverse Document Frequency)理論を用いて選択し,キーワード間の関連性も考慮した分類規則を求めるために英語語彙データベースWordNetを利用して,キーワードの上位概念もドキュメントに関する情報として抽出した.そして,電子メールの自動分類を実験対象に,本手法により生成されたデータセットを学習システムに提供し,実験を試みた.個別データとして4名,時系列データとして720通の電子メールに適用した結果,分類精度が向上することが示された.また,従来の方法と違って,ドキュンメントの分類先を既知とした訓練データを必要としない,すなわち,ドキュメントの分類先を全く指定せずに,ドキュメントの分類を可能にする方法を提案した.具体的にはドキュメントを特徴付ける属性(例えば,キーワードなど)の選択と帰納学習を並行的に処理し,帰納学習による分類の整合度の高い属性の組合せを求めた.この組合せがドキュメントの分類先となる.実験結果により,分類先を既知とした分類精度とほぼ同等の精度が得られた.これより,本方法は人の負担をかけずに電子ドキュメントを分類するものと言える.
C型肝炎ウイルスRNAの超高感度検出法の開発

本邦の慢性肝障害の半数以上は非A非B型肝炎ウィルスによると言われてきた。近年M,HonghtonらによりC型肝炎ウィルスの発見が報告され、その遺伝子構造が明らかにされた。又C型肝炎ウィルスに対する抗体アッセイ系も確立された。C型肝炎患者の血中に存在するウイルス量は極めて微量と考えられ、これまでC型肝炎ウィルス抗原或いはウィルス核酸の検索法は確立されていなかった。我々は遺伝子を試験管内で指数関数的に増幅するPCR(ポルメラ-ゼ・チェイン・リアクション)法を用いてC型肝炎ウィルスRNAの高感度検出法を確立した。即ち患者検体(肝組織及び血清)から全RNAを抽出し、既報のC型肝炎ウィルスRNAの塩基配列に基づき、Flaviウィルス属に共通の遺伝子構造を検索し、これらの情報に基づいて作製した約20塩基の合成DNAを用いて逆転写酵素によりcDNAを作製した。このcDNAを用いて、更に同様に作製した合成DNAを用いてPCR反応を行ないウィルスRNAの存在の有無を検出しうる事を確認した。我々は本法を用いてウイルス肝炎の診断、治療効果判定を行なった。まず非A非B型肝炎患者の血中ウイルスに関して、非A非B肝炎患者90例中83例(92%)と高率にウィルスが存在することを明らかにした。又肝組織中におけるウィルスに関しても40例中36例と同様に高率に存在する事を明らかにした。またインタ-フェロンによるC型急性肝炎ウィルスRNAが持続的に消失する事、無効例においてはウィルスRNAの消失が認められない事を明確にした。即ちC型肝炎の治療効果判定に本法が有用である事を明らかにしえたものと考える。本法の開発はC型肝炎の診断・治療、病態の解明上、重要な意義を有するものと考えられる。本邦の慢性肝障害の半数以上は非A非B型肝炎ウイルスによると言われてきた。近頃M。HoughtonらによりC型肝炎ウイルスの発見が報告され、その遺伝子構造が明らかにされた。またC型肝炎ウイルスに対する抗体アッセイ系も確立された。しかしながらC型肝炎ウイルスの本体である核酸(RNA)或いはC型肝炎ウイルス抗原の検索法は未だ存在しない。その一因は血中に存在するC型肝炎ウイルスの量が極めてわるく、従って従来のRadioimmuno assay法等の方法では検出不可能と考えられている。本研究では遺伝子を試験管内で指数関数的に増幅するPCR(ポリメラ-ゼ・チェイン・リアクション)法を用いてC型肝炎ウイルス本体の高感度検出法を確立し、ウイルス肝炎の予防、診断、治療効果判定に用いる。まず本年度の研究はC型肝炎ウイルスRNAの高感度検出法を確立する事から始まった。即ち患者検体(肝組織及び血清)からグアニジン、チオイソシアネ-ト法によりRNAを抽出した。更に既報のC型肝炎ウイルスRNAの塩基配列に基づきFlaviウイルス属共通の遺伝子構造を検索し、これらの情報に基づき約50個の20塩基の合成DNAを作製しHPLCにて純化した。この合成DNAを用い、患者検体から抽出したRNAから逆転写酵素を用い相補性DNAを作製した。この相補性DNAを用いて鋳型DNAとし、更に合成DNAのプライマ-を加え、耐熱性のTaq polymeraseを加えた後、我々の研究室で創作したCycle RobotMO2を用いてPCR反応を行ない、反応産物をアクリルアミドゲルに泳動後、エチジウムブロマイド染色によりウイルスの有無を検定した。本法を用いる事により極めて高感度にウイルスの検体中の存在の有無を検索することが可能であり、その応用範囲は多岐にわたると考えられた。

近年M.HoughtonらによりC型肝炎ウイルスの発見が報され、その遺伝子構造が明らかにされた。又C型肝炎ウイルスに対する抗体アッセイ系も確立された。我々は遺伝子を試験管内で指数関数的に増幅するPeR(ポリメラ-ゼ・チェイン・リアクション)法を応用しC型肝炎ウイルスRNAを患者検体から検出する方法を確立した。本法を用いて非A非B型肝炎患者の血中ウイルスを検出する事によりC型肝炎ウイルスの有無を検索した。非A非B型肝炎患者90例中83例(92%)にHCDーRNAが検出され、非A非B型肝炎の大多数がC型肝炎ウイルスによる事が明らかとなった。なかでもHCV抗体陰性の非A非B型肝炎にも多数例でHCVーRNAが検出された事により、これら抗体陰性者もC型肝炎ウイルスによる肝炎患者である事が明らかになった。又肝組織中におけるウイルスに関しても非A非B型肝炎患者40例中36例と同様に高率に存在する事が明らかになった。またインタ-フェロンによるC型急性肝炎及び慢性肝炎治療時に経時的にHCVーRNAを測定する事により、治療奏功例においてはウイルスRNAが持続的に消失するのに対し、治療無効例ではウイルスRNAの消失が認められない事を明らかにした。即ちC型肝炎の治療効果判定に本法が極めて有用である事を明確にした。本法の開発はC型肝炎の診断・治療、病態の解明のうえで重要な意義を有するものと考えられる。
細胞外カルシウムとグルタミン酸により活性化される代謝型受容体の生理的機能の解明

代謝型グルタミン酸受容体(mGnR)の各タイプの細胞外Ca^<2T>に対する感受性を調べた。その結果mGlnR1およびmGlnR3は細胞外Ca^<2T>によって活性化されるがmGlnR2は活性化されないことが明らかになった。次に、R1の細胞外領域をR2,R3のものとおきかえたキメラ分5.R2-R1,R3-R1を作成し,その性質を,Ca-ce電流の活性化という同じ指標により定量的に比較した。その結果、R1とR3は細胞外Ca^<2T>に高い感受性を示し、R2は低い感受性を示すこと、およびその性質がN端細胞外領域で決定されていることがわかった。そこでN端細胞外領域の各部位に点変異を導入し、R1,R3とR2の差異を規定しているアミノ酸の同定を試みた。その結果R1R3でD,R2でSを持つ、166番目のアミノ酸がその性質の差異を規定していることが明らかになった。
閾値系におけるノイズ効果と確率共鳴-エントロピーの視点とその応用-

確率共鳴現象を主として、数理工学および情報論的な立場から考察した。1)単純閾値系におけるエルゴード非エルゴード転移:これまで分子場方程式の解を議論することで転移が議論されてきたが、我々は分布関数の時間変化を議論することにより精密な議論を展開した。2)相互情報量と確率共鳴:相互情報量の観点から確率共鳴を考察した。すなわち、単純な閾値系に周期的、あるいは非周期的な外乱を加え、これに対する系の応答を議論し、確かに最適なノイズ強度に対して、相互情報量が最大になることを示した。3)自己調節とノイズ効果:生物系の聴覚の高感度性を説明するモデルとして最近セルフチューニングと呼ばれる機構が提案されている。我々はこれとフィルター理論を組み合わせ、入力再生機構を作った。応用として、新しい画像処理機構を構築した。ノイズ強度を変化させたとき、この系ではもはや確率共鳴現象は起きず、ノイズの小さいときも大きいときも同様に最適な情報処理機構が働いていることを示した。4)マクナマラービーゼンフェルト解析の拡張:2準位系ではマクナマラービーゼンフェルトの解析手法が使える。これをセルフチューニング系に適応し、多くの解析的な結果を得た。これらは、シミュレーションに伴うノイズによって結果が汚されないので、自己調節全般に見通しのよい結果を与えた。エントロピーの視点から閾値系での情報処理の性能(評価)やその向上のための手段、方法論について研究を進めた。入出力間の相互情報量をもっとも重要な評価量とし導入し、これを用いて、確率共鳴(SR)が従来のSNRとどう関係するかをみた。結論としては、2つの評価法でSRに差が出ないことを見出した。これを受けて、では相互情報量を増大するためにはどうすればいいかということ(工夫)に関して考察し、ポジチィブフィードバックを提案しこれにより、相互情報量が増大することを確認した。また、この際、フィードバックの強さが強すぎると、非エルゴード的なサンプリングが起こることを示した。この現象の情報論的な意味については目下考察中である。この非エルゴードサンプリングは閾値系の応答特性のバイファーケーションを意味しており、現在これを利用したデヴァイスの特許申請を考慮中である。(京都大学知財より申請予定)現在さらに、閾値系間の相互作用も考慮にいれた、系でのバイファーケーションを研究中であり、さらに情報処理能力の向上を図りたい。2004年ドレスデンでのSRの国際会議で以上の結果を発表し、またSRの研究者と有意義な意見、情報交換を行うことが出来た。2004年夏には共同研究者のGang Huを北京師範大学に訪ね、有用な議論を行うことができた。また、同時に上海SR研究者を訪ね、共同研究の基礎作りを行った。同僚の佐藤助手とは閾値系のネットワークに関して共同研究をまとめ、また上に書いたポジチィブフィードバックやバイファーケーションに関する結果をまとめた論文を投稿中である。
アルコールCVD法によるグラフェン直接成長とドメイン拡大新手法の開発

本研究の目的は太陽電池、タブレット端末ディスプレイ、有機EL素子等のグリーンデバイスのキーになる新しい透明電極材料としてのグラフェンの作製方法を確立することを目的としている。具体的には、これまで実証してきた安全で安価なアルコール原料を用いたCVD法によるグラフェン成長をさらに発展させ、成長メカニズムを究明する。課題であったドメインサイズを拡大させる新手法を検証し、従来の触媒金属CVD法には無かったエッチングフリープロセス化の新技術を具現化することを目標にしている。実用の透明電極としてのグラフェン直接成長と電極動作を実現させる。グラフェンを材料とする透明電極をはじめ光電子デバイス、フレキシブルデバイスの研究・開発は,近年ますますその重要性を増している。本研究では,グリーンデバイスに貢献するナノカーボン材料であるグラフェン膜のフレキシブルディスプレイデバイス応用、新規デバイス展開について共同研究を行った。グラフェンは1原子厚さの炭素原子シート状構造であり、高い透過性と電気伝導性があり、光学特性、電気輸送、磁場効果、スピン輸送など幅広い応用が期待されている。我々は安価で安全なアルコールを原料に用いたグラフェン膜の直接成長技術を基に透明電極の可能性を追求する。具体的には、フレキシブルディスプレイ、電子ペーパーへの応用を目指し、グラフェン膜を基板とした有機分子の配向制御による新規無機/有機ハイブリッドELデバイスの展開、極薄導電膜をチャネル層に用いた電子輸送デバイスを展開することを目的として研究を行った。アルコールCVD法による直接成長させたグラフェン薄膜の成長メカニズムを解析するとともに、グラフェン薄膜をNi金属による析出現象を利用してドメイン境界を解消してドメインサイズを拡大させる新技術を開発する。実用の透明電極に用いられる、シート抵抗500Ω/sq、透過率85%以上(@550nm)を達成するために、具体的に以下の項目を実施した。・シート抵抗の低減:直接成長条件の最適化、Ni薄膜蒸着、再蒸発によるドメイン拡大・新しい直接成長基板の検討:BaF2基板上グラフェンのドメイン拡大、シート抵抗の低減・グラフェンの電極応用:ショットキーPVデバイス、液晶デバイス電極、FETの作製成長基板表面の原子配列に注目してグラフェン直接成長のメカニズムの解明をし、ドメイン発生の起源を明らかにした。新手法でドメインサイズを拡大させた。グラフェン電極応用のフィージビリティースタディーとして、上記デバイス動作特性を評価した。グラフェンを材料とする透明電極をはじめ、光電子デバイス、フレキシブルデバイスの研究開発は、近年ますますその重要性を増している。本研究では、ナノカーボン材料であるグラフェン膜のフレキシブルディスプレイ応用、新規デバイス展開について研究を行うものである。グラフェンは1原子厚さの炭素原子シート状構造であり、高い透過性と電気伝導性があり、光学特性、電子輸送特性、磁場効果、スピン輸送など幅広い応用が期待されている。我々は安価で安全なアルコールを原料に用いたグラフェン膜の直接成長技術を基に、透明電極を初めフレキシブルデバイス応用の可能性を追求する。本年度(H27年度)はH26年度で得られた結果を基にアルコールCVD法による直接成長させたグラフェン薄膜の成長メカニズムを解析し、ドメインサイズを拡大させる最適ガス流量、成長圧力、成長温度並びに成長時間の検討を行った。・シート抵抗の低減:直接成長条件の最適化・新しい直接成長基板の検討:BaF2基板上グラフェンのドメイン拡大、シート抵抗の低減・グラフェンの電極応用:液晶デバイス電極、フレキシブル基板上グラフェンの歪みセンサー成長基板表面の原子配列に注目してグラフェン直接成長のメカニズムの解明をし、ドメイン発生の起源を明らかにした。当初の計画である・アルコールCVD直接成長グラフェンのドメイン拡大手法の確立・透明電極応用として液晶デバイスの動作確認をシート抵抗500Ω/sq、透過率85%以上(@550nm)を達成し、新たに新規フレキシブルデバイスとして、グラフェン膜をナノファイバー状に形成しフレキシブル歪みセンサーの試作に成功した。実用の透明電極として、10x10mmサイズでシート抵抗500ohm/sq、透過率85%以上(@550nm)のグラフェン直接成長と電極動作を実現させる。最終年度は、補助を受けた研究の総まとめとして、新手法の有効性を実証するためのアプリケーションを具現化し、次へのステップ(本グラフェン膜を利用した歪センサー応用、ソフトアクチュエーター用センサ、バイオセンサーへ展開)に向けた基礎実験を行った。【最終年度研究成果】投稿論文3報本研究の目的は太陽電池、タブレット端末ディスプレイ、有機EL素子等のグリーンデバイスのキーになる新しい透明電極材料としてのグラフェンの作製方法を確立することを目的としている。

実用の透明電極としてのグラフェン直接成長と電極動作を実現させる。アルコールCVDグラフェン膜の結晶性改善が実現した。これまで、酸化物基板上(サファイア基板、SiO2/Si基板、水晶基板、合成石英ガラス)で典型的には、ドメインサイズ約20nmで、透過率約90%、シート抵抗約5kΩ/sqの透明グラフェン膜が得られていた。さらに透明電極としてのグラフェンの結晶性を改善するために、成長後のグラフェン膜にNiをEBで50nm程度の薄さで堆積し、アニール処理を施すことで、Ni中に成長したグラフェンを溶解させて再析出することでドメインを120nm程度に拡大することに成功した。さらに残留Niを酸でエッチングして取り除くと260nmまでドメインが拡大したグラフェンが得られることが明らかになった。しかしながらこれらのグラフェン膜は基板サイズで連続膜になっておらず、シート抵抗を測定することができなかった。そこで新たにBaF2基板を選択することでドメインサイズを50nmまで拡大することが出来た。これらの結果は3月14日の第62回応用物理学会春季講演会で発表した。最終年度(H28 )は、H27年度の研究結果で当該計画を前倒しで達成したため、デバイスフィージビリティースタディーとして、グラフェンを用いた新規デバイスへの展開と可能性を追求する。具体的には・フレキシブル歪みセンサーの人体動作モニタリング・グラフェン膜の電子輸送特性の改善(デバイス作製方法の追求)を調査する。表面界面工学1.新規直接成長基板の探索:2次元カーボン成長をサポートするエピタキシャル基板として、六方晶ZnO単結晶ならびにエピタキシャル膜上に直接グラフェンを成長する。H26年度研究成果ではBaF2基板を新たな成長基板として選択し、直接成長グラフェンとしては初めての良質なグラフェン膜がドメインサイズで50nm、シート抵抗900ohm/sqを実現した。この成長メカニズムを詳細に調べたところ、BaF2基板表面のF原子と原料であるエタノールの酸素原子との交換でBaOが先に形成され、その酸素表面上でグラフェンが形成されていることがわかった。そこでさらなるドメインサイズの拡大を実現するためには酸素原子のテンプレートが必要であり、同結晶構造であるZnOを選択するに至った。2.フィージビリティスタディーとしてエピタキシャルグラフェン膜上にポリイミド膜の共重合膜の形成をし、電子デバイス応用を目指す。3.グラフェン/ZnO系結晶の発光・受光デバイスの試みとエネルギーデバイス実現への足がかりをつくる。