hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト血液凝固第XIII因子の生合成と放出の機構の分子、細胞及び個体レベルでの解析

骨髄cDNAライブラリのスクリーニングで同定された、XIIIAと相互作用する候補タンパク質のいくつかについて、XIIIAとの相互作用の確認を1:1のTwo-Hybrid法によって行った。(2)^<35>S-メチオニンを用いてin vitro翻訳を行い、標識されたXIIIAとα1-actin、Gβ2、laminin receptor、telethonin、もしくはvimentinを混合した後、抗XIIIA抗体を用いて免疫沈降を行った。これらの実験の結果から、α1-actin、vimentin、telethoninのXIIIAとの相互作用が強く示唆された。α1-actinとvimentinについてはMEG-01細胞におけるXIIIAとの部分的な共局在が確認されている。一方、telelhoninについては、現在、BHK細胞へのco-transfectionによる解析を実施中である。2.リポポリサッカライド(LPS)に対する応答細菌感染による炎症応答へのXIII因子の関与について調べるため、野生型およびXIII因子欠損マウスの腹腔内に5mg/kg b.w.のLPSを投与したところ、野生型、XIIIA欠損マウスとも9匹中5匹が投与後48時間内に死亡した。また、2mg/kgのLPSを投与後24時間のマウスの心臓、肺、肝臓、及び腎臓では、野生型とXIII因子欠損(XIIIA-/-、XIIIB-/-とも)との間に組織像における明白な差異は観察されなかった。野生型マウスにおけるLPS投与後のXIII因子の血漿濃度の変化を調べたところ、XIIIA、XIIIBとも投与後24時間では大きな変化は認められなかったが、一週間後には非投与群のおよそ1/2に低下していた。また、LPS投与24時間後のマウスにおいて、骨髄内のXIIIAは著しく低下し、肝臓におけるXIIIB mRNA量の減少も認められた。1.細胞内XIIIAと相互作用する蛋白質の解析前年度酵母Two-hybird系によるスクリーニングでXIIIAとの相互作用が認められたタンパク質について、哺乳動物細胞を用いて相互作用の有無を検討した。(1)Vimentin、Actin;内在性にXIIIAを産生する骨髄巨核球系細胞MEG-01について、共焦点レーザー顕微鏡による共局在の有無を検討した。フィラメント様染色を示すXIIIAについて、vimentinとよく一致した局在が認められた。Actinについては部分的な共染色が検出された。なお、XIIIAフィラメントは核膜(laminA/C)とも一部共局在し、核を取り囲むような構造であることが初めて示された。(2)G_<β2>、telethonin ; XIIIAと共に培養BHK(Baby Hamster Kidney)細胞に導入し、免疫蛍光染色による共局在の有無を調べた。G_<β2>及びtelethoninについては、細胞縁辺部における部分的なXIIIAとの共局在が観察された。
遂行機能に関わる前頭連合野神経機構の解明

前頭連合野の重要な機能である遂行機能は、前頭連合野から後部連合野に出力される制御信号により実行されるが、その信号の実態は明らかではない。前頭連合野の制御による記憶想起が必要な対連合学習課題をサルに行わせ、前頭連合野外側部の細胞活動を解析したところ、刺激対選択性を示す細胞や遅延期間活動をもつ細胞が制御信号を生成し、これらの細胞からの出力が後部連合野に働きかけ、必要な情報を想起させていることが明らかになった。サルに12対の視覚刺激を用いた対連合学習課題を行わせた。3-5秒の試行間間隔の後、モニターの中央に注視点が現れる。サルが注視点を注視すると同時にサル用チェアに設置したレバーを押すと試行が始まる。試行の開始1秒後にサンプル刺激が0.5秒間呈示される(Sample期)。5秒間の遅延(Delay 1期)の後、視覚刺激が0.5秒間呈示される(Match 1期)。呈示される視覚刺激は、サンプル刺激と対になる刺激(Match条件)か、対ではない刺激(Distractor条件)のいずれかで、前者の場合は0.5秒以内にレバーを放すと報酬を得られる。後者の場合は、Match 1期とこれに続く1秒の遅延(Delay 2期)のあいだレバーを押し続けていると対になる刺激が出現する(Match 2期)。この時0.5秒以内にレバーを放すと報酬を得られる。刺激として12対の視覚刺激を使用し、刺激対は試行ごとにランダムに選択した。前頭連合野外側部より約150個の単一ニューロン活動を記録し、対となる視覚刺激に対して選択的に応答するニューロンが多く見つかること、刺激対に対する選択性強度を下側頭葉ニューロンで報告されている値と比較した結果、前頭連合野ニューロンの方が選択性強度が高いことが明らかになった。一方、ヒトに、サルで行っているのと同様の対連合学習課題を行ってもらい、賦活の観察される脳部位をfMRIによって同定しようと試みた。6対の視覚刺激を用いて作成した対連合学習課題を使用して3名の実験協力者で賦活部位を検討した結果、前頭連合野の外側部および内側部で賦活が観察された。前頭連合野は頭頂・側頭・後頭連合野と密接な相互連絡をもち、これらの連合野から様々な感覚情報を受け取ると同時に、これらの連合野に信号を送り、そこでの情報処理を制御していることが知られている。このような機能は遂行機能と呼ばれ、その実行においては、前頭連合野から出力されるトップ・ダウン制御信号が重要な働きをしている。前頭連合野がトップ・ダウン制御信号を生成して後部連合野に送り、そこで行われている情報処理を制御していることが明らかになっているが、前頭連合野で生成されるトップ・ダウン制御信号の実態や生成の仕組みは明らかではない。本研究では、長期記憶からの情報想起が必要な対連合学習課題を使用し、情報想起時に前頭連合野で生成される活動を解析することにより、トップ・ダウン制御信号を明らかにしようと試みた。前頭連合野外側部より約230個の単一ニューロン活動を記録し、解析した。今年度は遅延期間活動を詳しく解析した結果、対連合学習課題実行時に下側頭葉で観察されているpair-recall活動と類似した活動が前頭連合野でも観察されること、前頭連合野で観察されるpair-recall活動の刺激対選択性は下側頭葉に比べ広いこと、また、特定の刺激対が呈示された試行で遅延期間中に持続的な活動をするニューロンが見出されること、などが明らかになった。これらの結果をもとに、Pair-recall活動の時間経過や対選択性の異同を下側頭葉における先行研究の結果と比較することにより、この活動がトップ・ダウン制御信号と考えられるかどうかのより詳細な検討を引き続き実施する。前頭連合野がトップ・ダウン制御信号を生成し、それを後部連合野に送り、そこで行われている情報処理過程を制御していることが明らかになっている。しかし、前頭連合野で生成されるトップ・ダウン制御信号の実態や生成の仕組みは明らかではない。本研究では、働物実験とヒトの脳機能イメージング研究を実施し、前頭連合野のトップ・ダウン制御信号の解明を通して、前頭連合野が行っている遂行機能の仕組みを明らかにすることを目的としている。動物実験では、2頭のサルを使用して実験を行ってきた。サルに12対の視覚刺激を用いた対連合学習課題を行わせ、前頭連合野外側部から記録した単一ニューロン活動を解析している。昨年度に引き続き前頭連合野外側部の単一ニューロン活動記録から、Delay 1期の活動、Match 1期の行動決定時の活動に注目し、その特徴を明らかにすることによりトップ・ダウン信号としての役割を明らかにしようと試みた。その結果、Delay 1期に、多くのニューロンでMatch 1期に向かった活動の漸増が観察され、漸増する活動は複数の刺激対条件で観察される頻度の高いことが明らかになった。

下側頭頭ではこのような活動はPair-recall活動と呼ばれ、特定の対となる刺激の想起に関係することが明らかにされているが、同様の活動が前頭連合野でも多くのニューロンで見出されることが明らかになった。また、特定の対刺激呈示条件でDelay 1期に持続的発火をするニューロンも観察され、このようなニューロン活動がトップ・ダウン制御信号として下側頭頭のPair-recall活動の制御に関わっている可能性が示唆された。一方、ヒトの実験協力者に、6対の視覚刺激を用いた対連合学習課題と遅延見本合わせ課題を行わせ、fMRIにより対連合学習課題時に賦活される脳部位を調べた。その結果、前頭連合野の外側部、腹外側部に賦活部位が見出された。12対の視覚刺激による対連合学習課題(情報の想起にtop-down制御を必要とする)をサルに行わせ、課題関連ニューロン活動の特徴の解析、および、この課題実行時に側頭葉で観察されているpair-coding activity, pair-recall activityとの比較により、前頭連合野で生成されるtop-down制御信号の特徴の解明を目的に、研究を実施している。3頭のサルの前頭連合野外側部より記録した約400個の単一ニューロン活動を解析した結果、(1)視覚刺激呈示に対して興奮性応答を示すニューロンの全てで刺激選択性が観察された。(2)同一視覚刺激が見本刺激、参照刺激、妨害刺激として呈示されるが、応答の強さや応答潜時の違いは見出されなかった。(3)対刺激に対して選択的に応答する対選択性ニューロンが見出された。(4)対選択性の強度分布を下側頭葉ニューロンと比較した結果、両者で違いは見出されなかった。(5)刺激選択性のある遅延期間活動が観察されたが、選択性強度は視覚応答に比べて低い。(6)前頭連合野においてもpair-recall activityに類似した活動が観察された。(7)側頭葉とは異なり、対選択性を示す遅延期間活動が多くのニューロンで観察された。(8)遅延期の時間経過による対選択性の強度変化を調べたところ、遅延期の終了に向けて対選択性強度の増加が観察された。これらの結果から、対選択性を示す視覚応答ニューロンや遅延期間活動ニューロンが前頭連合野におけるtop-down制御信号を生成しているニューロンであり、これらのニューロンの出力により側頭葉で観察される情報想起関連活動(pair-recall activity)が生成され、側頭葉に貯蔵されている対情報が想起されることがわかった。合計で3頭のサルに12対の視覚刺激を使った対連合学習課題を学習させ、前頭連合野より総計で450余りのニューロン活動を記録した。視覚刺激呈示に関連した活動の特徴は今年度論文として公表することができた。本研究の目的のためには、遅延期間活動の解析が不可欠であるが、漸く解析に必要な十分なサンプル数を得ることができた。今後はこのサンプルをもとに定量的な解析を実施する。24年度が最終年度であるため、記入しない。前頭連合野の外側部からの神経活動サンプルは十分に得られている。ヒトの脳機能イメージング研究で、前頭連合野の腹外側部や内側部でも賦活が観察されたことから、サルを用いてこれらの部位での神経活動を記録・解析し、外側部の活動特徴との比較により、外側部の遂行機能に関わる神経機構の特徴をより明確にしたいと考えている。
プロリダ-ゼ(ペプチダ-ゼD)欠損症の分子生物・細胞生物学的研究

ペプチダ-ゼD(プロリダ-ゼ)欠損症は常染色体性劣性の稀な遺伝性疾患で皮膚症状・知能低下を中心とした多彩な症状を特徴としている。ペプチダ-ゼD(EC3.4.13.9)は、カルボキシル基末端にプロリンを有するオリゴペプチドを加水分解し、プロリンを遊離させるペプチダ-ゼである。我々はこの酵素の精製,cDNAの単離,一次構造,遺伝子構造の決定,遺伝子座の推定を行ってきた。我が国の姉妹例について、解析したところmRNAに192bpの塩基の欠失が認められた。そこで、この領域を含む患者遺伝子断片をクロ-ン化し塩基配列を検討した結果、第14エキソンを含む約750bpの遺伝子欠失が確認された。ベルギ-の症例(中東地域に由来する家系)について検討したところGからAへ一塩基置換(ヌクレオチド残基826)が認められた。発現実験では酵素活性のない蛋白が合成されていた。同じ変異がオランダの症例(これも中東地域に由来する家系)でも認められた。この突然変異は中東地方に起源を有するものと考えられる。他の家系では同じ突然変異は認められなかった。このほかエキソンに隣接したイントロン部分の塩基配列を決定した結果、各エキソンを含む遺伝子断片を増幅・解析することが可能になった。プロリダ-ゼ(ペプチダ-ゼD,EC,3,4,13,9)は、プロリンをカルボキシル末端に有するペプチドを加水分解する酵素で、広く体内に分布している。我々は、この酵素を初めてヒトから純化し、cDNAを単離、その一次構造を決定した。その結果、本酵素は、分子量5万3千のサブユニットで形成される2量体で、そのサブユニットは492個のアミノ酸残基からなることを明らかにした(J.Biol.Chem.1989)。さらに、その遺伝子は130kb以上と大きく、15のエキソンからなり、19番染色体上短腕に位置することも明らかにした(J.Biol.Chem.1989,J.Biol.Chem.1990)。本酵素が欠損すると、知能低下・皮膚潰瘍・イミドペプチド尿など、多彩な症状を呈する。我々は、これまで我が国を初めとする各国の本酵素欠損症を集め、臨床的・生化学的検討を行った。その結果、CRMの有無・mRNAの有無と臨床症状の重症度との関連について明らかにすることができた(J.Clin.Invest.1990)。その後、分子生物学的検討を加えて、点突然変異や遺伝子欠失例について解析した(J.Biol.Chem.1990,J.Clin.Invest,1990,J.Clin.Invest.in press)。これまでの解析の結果、プロリダ-ゼ欠損症は、遺伝的欠損が多種にわたっていること、そしてその多様性が、臨床症状の多様性とも関連していることが明らかになってきた(Mol.Biol.Med.in press)。今後は、培養細胞内で発現した異常酵素の動態と、それがペプチド代謝に与える影響について検討していく予定である。ペプチダ-ゼD(ペプチダ-ゼ)欠損症は常染体性劣性の稀な遺伝子疾患で皮膚症状・知能低下を中心とした多彩な症状を特徴としている。ベルギ-の症例(中東地域に由来する家系)について検討したところGからAへー塩基置換(ヌクレオチド残基826)が認められた。発現実験では酵充活性のない蛋白が合成されていた。

同じ変異がオランダの症例(これも中東地域に由来する家系)でも認められた。この突然変異は中東地方に起源を有するものと考えられる。他の家系では同じ突然変異は認められなかった。このほかにエキソンに隣接したイントメン部分の塩基配列を決定した結果、各エキソンを含む遺伝子断片を増幅・解析することが可能になった。
Web検索結果から学習問題文を自動生成するシステム

現在、様々なWBTシステムが開発・運用されているが、コンテンツの作成の費用やコストが大きいという問題がある。我々はWbb上に存在する様々な用語解説サイトに着目し、Web上の知識情報を抽出し、ネットワーク用語についての日本語によるWBTの問題を自動作成する試みを行った。この研究によって構築されたシステムは、1)検索エンジンを用いてWeb上からある用語について記載されているWbbページのデータを取得、2)そのデータヘテンプレートを適応して用語の説明文とキーワードを抽出する、3)抽出されたキーワードから適切なものを選択する、4)選択されたキーワードから作問を行う、というものである現在、様々なWBTシステムが開発・運用されているが、コンテンツの作成の費用やコストが大きいという問題がある。この研究によって構築されたシステムは、1)検索エンジンを用いてWeb上からある用語について記載されているWbbページのデータを取得、2)そのデータヘテンプレートを適応して用語の説明文とキーワードを抽出する、3)抽出されたキーワードから適切なものを選択する、4)選択されたキーワードから作問を行う、というものである本年度において、ある用語に対する学習問題文生成を自動化するシステムを特に、形態素解析と係り受け解析に注目して構築した。このシステムは以下の4ステップによって構成されている。1.インターネットから用語に対するHTMLデータを取得する。2.取得したHTMLデータから説明文を検索し、知識情報を抽出する。3.抽出された知識情報から正しいもの、適したものをシステムが自動選択する。4.選択された知識情報から、問題文を生成する。さらに、正解候補を取得したHTMLデータから係り受け解析によって探索し、表示する。このシステムにより、ある用語に対して学習問題文と正解候補の作成が可能になった。以上から、ある用語に対する学習問題文自動生成という課題が解決した。しかし、正解候補がどれくらい望ましいものか、という参考情報に乏しいため、複数表示した際に最終的にどれを正解にすればよいのかがわかりにくいものになっている。次年度では、正解候補に対する「確かさ」を数値化し、利用者に対してより適切な情報を提示するシステムへと発展させる予定である。また、自動作成された学習問題文の妥当性についても、文章解析の観点から同様に「確かさ」を表示するシステムとしたい。情報ネットワーク分野の用語に関する学習問題文を自動作成、あるいは作成支援するシステムの研究開発を行った。本システムは以下の5ステップから学習問題文の作成を支援する。1.インターネットから用語に対するHTMLデータを取得する2.取得したHTMLデータから用語説明文をテンプレートを使って確定し、知識情報を抽出する。3.抽出された知識情報から、キーワードをさらに抽出する。4.キーワード件数等から説明文のコストを求める。5.説明文のコスト情報、キーワード件数からの相加・相乗平均を使用して、多数得られた説明文のうち、問題文作成に役立つ説明文をランク付けする。この5ステップを実現するためのプログラムをPerlで作成した。インターネットからの情報取得等にはPer1のCPANモジュールを使用し、自然言語解析のために形態素解析ツールのMeCabを使用した。基本的に昨年度に行った研究結果をベースにしているが、昨年度の結果では、作成された問題文に対しての「望ましさ」「確かさ」の情報が欠けていた。そのため、今年度ではキーワード件数を使用して説明文のコストをさらに求めることで、問題文作成に使用する用語説明文の「望ましさ」「確かさ」を数値で情報化し、より適した問題文作成を可能とした。なお、用語や作成された問題文によってさらにクラスタリングによる分類も想定し、動的計画法を検討していたが、充分な結果にはならなかった。
日本の教育と多文化化

当初、本テーマでの学校観察がどの程度実施できるかが不明であったため、教師インタビューを中心に計画を組んだが、最終的には、学校観察、インタビュー、アンケートを組み合わせる形をとった。アンケートは、神奈川県の綾瀬市小学校2校、中学校1校と愛川町の小学校3校、中学校1校、東京都豊島区の小学校、中学校2校ずつの外国籍児童生徒のいるクラスの教師計140人を対象に行われ、内、113人から回答があった。綾瀬市と愛川町は日系人児童生徒やインドシナ難民などが多い地域であり、豊島区は中国をはじめとするアジア系児童生徒が多い地域である。調査校は、その地域で最も外国籍児童生徒の在籍率が多い学校を順番に選んだ。アンケートには、語学力の問題と共に、「体育の着替えを嫌がる」「登校しなければいけないという意識が低い」というような、教師の戸惑いも現れていると同時に、外国籍児童生徒の存在による他の子どもの「視野の拡大」なども指摘されている。また、アンケートを参考にしながら、1994年2月2日から21日まで綾瀬市の小学校(上記アンケート対象校)を観察した。日系人児童(ブラジル人)がいる4年生の学級を中心に、日本語学級の指導状況、外国籍の子どもの学習状況、仲間との遊び、学校の受入れの様子などを記録、教師インタビューや、外国籍児童やその家底と関わるボランティア団体などの情報も集めた。将来的には、豊島区の学校でも同様の調査を行い、アメリカとの国際比較につないでいきたいと考えている。
穂積八束を読む上杉慎吉――明治末期から昭和初期における「正統学派」の系譜

今年度は引き続き資料収集を続けるとともに、収集した資料の分析をも目的としていたところ、その結果、本研究の主題に関連する研究成果を執筆し、その内のいくつかを公表することができた。これらの研究成果は、その内容に従って、大きく2つに分類することができる。まず一つ目は本研究の直接的な主題である戦前の憲法思想に関するものであり、今年度中に公表されたものとしては、「近代日本憲法思想史序説ー「内なる天皇制」の観点から」および「わが国の立憲主義の歴史的考察ー「立憲」概念の変遷をめぐって」がある。本研究との関連で言えば、これらは「神権学派」における国体論の起源及びそれが我が国の憲法思想史において有する意義を論じたものであり、穂積八束と上杉慎吉との関係を考えるための前提となる「神権学派」それ自体の思想的理解を目指すものである。次いで二つ目は、戦後の憲法学説史を主題とするものである。この点、昨年度も述べたとおり、研究代表者としては戦前と戦後とを架橋する形で憲法学説史が描かれなければならないと考えており、上述の「近代日本憲法思想史序説ー「内なる天皇制」の観点から」はかかる趣旨を敷衍したものである。同論考で示したように、戦後の日本社会には戦前との連続性が色濃く残っていると思われるが、そのような社会において憲法学を論じることの意義を検討した「普遍的であるということ」もまた、同様の問題意識の下で書かれたものである。なお、昨年度から継続中の高橋和之・高見勝利両先生を囲んで行われた座談会も、憲法学という学問のあり様に関する知識社会的な研究という方法論的な観点に加えて、とりわけ「日本憲法学説史」、「憲法と政治」、「日本社会と憲法学」については、内容的にも本研究の進展にとって極めて有益であった。今年度は資料収集とともに収集した資料の分析が主たる目的であったが、「神権学派」に関する資料をはじめとする明治末期から昭和初期にかけての日本憲法学説史一般に関する資料については、昨年度に引き続き順調に収集を行うことができた。また、「10.研究発表」に列挙したように、研究成果も順次公表を行うことができている。以上より、当初の研究目的は、おおむね順調に進展していると評価するものである。「5.研究実績の概要」で述べたように、研究はおおむね順調に進展しているため、今後の推進方策に特段の変更はない。今年度は資料収集を主たる目的としていたが、それに加えて、本研究の主題に関連する研究成果を執筆し、その内のいくつかを公表することができた。これらの研究成果は、その内容に従って、大きく3つに分類することができる。まず一つ目は本研究の直接的な主題である上杉慎吉や穂積八束らの憲法思想に関するものであり、今年度中に公表できたものとしては、「明治憲法学説史の一断面ー穂積八束「憲法制定権ノ所在ヲ論ズ」を読む」および「わが国の立憲主義の歴史的考察ー「立憲」概念の変遷をめぐって」がある。これらは本研究との関連では穂積に焦点を当てたものと整理し得るが、もう一人の主役である上杉についても今年度中に執筆をした原稿があり、来年度中には公表される予定である。次いで二つ目は、我が国の憲法学説史を主題とするものである。この点、本研究に関わるのは戦前の憲法学説史だけであるようにも思われるが、研究代表者としては戦前と戦後を架橋する形で憲法学説史が描かれなければならないと考えており、とりわけ「天皇機関説事件」、「学問・政治・憲法ー佐藤功を手がかりに」、「憲法学が「戦時憲法学」を研究する意味」といった諸研究では、そのような視点を強調したつもりである。また、高橋和之・高見勝利両先生にお話を伺っている一連の座談会も、憲法学という学問のあり様に関する知識社会的な研究という観点から本研究に益するところは大きいと考えている。三つ目としては、一連の天皇制研究がある。これは直接的には日本国憲法の解釈論を展開したものであり、その意味で本研究にとっては副産物的な研究という側面は否定できないが、先述した戦前と戦後の連続性という観点から見た場合、「神権学派」と呼ばれる穂積や上杉の憲法学説を検討する上でその意義は小さくないと考えている。今年度は、国内における資料収集が主たる目的であったところ、穂積・上杉に関する資料や明治末期から昭和初期にかけての日本憲法学説史一般に関する資料については、いずれも順調に収集を行うことができた。また、7に列挙したように、研究成果も順次公表を行うことができている。

次いで二つ目は、戦後の憲法学説史を主題とするものである。この点、昨年度も述べたとおり、研究代表者としては戦前と戦後とを架橋する形で憲法学説史が描かれなければならないと考えており、上述の「近代日本憲法思想史序説ー「内なる天皇制」の観点から」はかかる趣旨を敷衍したものである。同論考で示したように、戦後の日本社会には戦前との連続性が色濃く残っていると思われるが、そのような社会において憲法学を論じることの意義を検討した「普遍的であるということ」もまた、同様の問題意識の下で書かれたものである。なお、昨年度から継続中の高橋和之・高見勝利両先生を囲んで行われた座談会も、憲法学という学問のあり様に関する知識社会的な研究という方法論的な観点に加えて、とりわけ「日本憲法学説史」、「憲法と政治」、「日本社会と憲法学」については、内容的にも本研究の進展にとって極めて有益であった。今年度は資料収集とともに収集した資料の分析が主たる目的であったが、「神権学派」に関する資料をはじめとする明治末期から昭和初期にかけての日本憲法学説史一般に関する資料については、昨年度に引き続き順調に収集を行うことができた。また、「10.研究発表」に列挙したように、研究成果も順次公表を行うことができている。以上より、当初の研究目的は、おおむね順調に進展していると評価するものである。「7.現在までの進捗状況」で述べたように、研究はおおむね順調に進展しているため、今後の推進方策に特段の変更はない。「5.研究実績の概要」で述べたように、研究はおおむね順調に進展しているため、今後の推進方策に特段の変更はない。図書及び消耗品の発注に伴い、納品が遅れたために残額が発生した。この残額は、当該図書及び消耗品の購入に使用する。当該図書及び消耗品の購入に使用する。
米国ホームスクール政策における子ども・親・州の権利義務関係に関する研究

【主な研究成果】本年度の主な研究成果は、米国アイオワ州のホームスクール制度の内容、意義及び課題を、規制制度と支援制度の双方を視野に含めて明らかにしたことである。より多くの規制を受ければより多くの支援が得られるようにすることで、同州の制度は、子どもの教育を国家が保障しやすいオプションを親に選択させるようインセンティブを設けている。この制度は、インセンティブ設定を通して親の自由の確保と子どもの教育保障を両立させ得るものと評価できる。ただし、実質的に無規制でホームスクールを行えることから、そのようなホームスクールで学んでいる子どもについては、最低限の読み書き計算能力の育成を保障することさえ難しい仕組みであり、ここに課題がある。【成果の発表】以上の成果は、日本教育行政学会大会(第53回大会)において、「多元的ホームスクール支援制度の分析ー米国アイオワ州を事例として」と題して口頭で発表した。【海外調査】この研究成果を得るために、2018年9月18日から9月30日まで米国に滞在し、資料収集及びインタビュー調査等を行った。前半はアイオワ州立法律図書館においてアイオワ州のホームスクール制度に関する立法過程資料を収集するとともに、後半はインディアナ大学ブルーミントン校の法律図書館でインディアナ州における同様の立法過程資料を収集した。27日には、ホームスクール制度や実践について多くの論文を執筆しているロバート・カンズマン教授にインタビュー調査を行い、アイオワ州の制度や、米国におけるホームスクール研究の現状について質問や議論を行った。2年次にあたる本年度は、昨年度修正した計画に基づき、支援制度の検討と判例分析を行うこととなっていた。規制と支援を比例的に関係づけるアイオワ州の事例を取り上げることで、支援制度にとどまらず、規制制度と支援制度を合わせたホームスクール制度全体の内容とそれが基づく原則(制度原理)を明らかにし、その意義と課題を検討することができた。判例はアイオワ州の重要判例を簡単に参照するにとどまり、この点では当初の計画より遅れている。しかし、これは規制制度と支援制度を結びつける制度の検討に重点を置いたためであって、昨年度までの計画では想定していなかった「規制制度と支援制度との結びつき」を検討でき、その検討を行う上で好事例と言えるアイオワ州の制度を分析することができたことは、当初の計画以上に進展している点である。以上から、全体的には、おおむね順調に進展していると考えられる。次年度は、米国ホームスクール支援制度の内容について、その全米的傾向を明らかにするとともに、関連する学問的議論にいかなる論点及び立場があるかを明らかにする。昨年度に明らかにした米国全州の規制制度の内容に関する知見と総合することで、規制制度と支援制度を合わせた米国ホームスクール制度全体の内容を明らかにする。支援制度内容の解明は、主にウェブ上の法令検索や資料収集を通して行う。判例が支援制度を形成している州も見られるため、その範囲において判例を分析する。学問的議論の論点及び立場は、関連する米国の書籍及び論文における議論を検討して明らかにする。さらに、資料収集を行い、米国の研究者に指導を受けることを目的として、米国で調査を行う予定である。可能であれば米国の行政当局者へのインタビューも行う。【主な研究成果】本年度の主な研究成果は、米国におけるホームスクール規制法制の現状とその課題を、全50州及びコロンビア特別区の法令を参照しつつ明らかにしたことである。同一州内に複数のホームスクール・オプション(たとえば、一般的な「ホームスクール」オプションに加え、親が家庭教師に教えさせる「家庭教師」オプション、ホームスクールを私立学校や私立学校の分校などとして認める「私立学校」オプションなど)があることを踏まえ、直接的に州法・判例・規則等を参照し、全米的にホームスクール規制法制の現状を明らかにした。このような研究は日米においてこれまで見られなかった。【研究成果の公表】以上の成果は、単著論文「米国におけるホームスクール規制法制の現状と課題ー『子どもの将来の自律性』と『親の教育の自由』の観点から」として『東京大学大学院教育学研究科教育行政論叢』第37号において発表するとともに、アメリカ教育史研究会全体会における口頭発表を行った。【海外調査】また、2017年9月9日から9月21日まで米国(ニューヨーク市及びコロンビア特別区)に滞在し、インタビュー及び資料収集を行った。ニューヨーク市では、公立小学校及びニューヨーク市教育局を訪問して担当者にインタビューするとともに、コロンビア大学ティーチャーズ・カレッジに在籍する研究者を訪問し、現地の教育政策・教育実践についての理解を深めた。コロンビア特別区では、議会図書館等において研究課題に関連する文献・資料を収集した。1立法過程資料の収集・検討当初の計画では立法過程資料の収集と分析可能性の検討は次年度に行う予定であったが、本年度の渡米調査で、既に立法過程資料の収集を一定程度行い、検討を進めている。この点は、当初の計画以上に進展した点である。2判例分析の延期その検討を踏まえ、資料的制約に鑑み、立法過程分析は行わずにホームスクール法制の検討と判例分析を充実させることとした。本年度は規制法制のより詳細な検討を行い、次年度以降は支援法制の検討と判例分析を行う。本年度行うはずであった判例分析を行っていないという点では当初の計画からやや遅れているが、変更後の計画においては、順調に進展していると言える。以上から、本研究は総じて順調に進展している。

より多くの規制を受ければより多くの支援が得られるようにすることで、同州の制度は、子どもの教育を国家が保障しやすいオプションを親に選択させるようインセンティブを設けている。この制度は、インセンティブ設定を通して親の自由の確保と子どもの教育保障を両立させ得るものと評価できる。ただし、実質的に無規制でホームスクールを行えることから、そのようなホームスクールで学んでいる子どもについては、最低限の読み書き計算能力の育成を保障することさえ難しい仕組みであり、ここに課題がある。【成果の発表】以上の成果は、日本教育行政学会大会(第53回大会)において、「多元的ホームスクール支援制度の分析ー米国アイオワ州を事例として」と題して口頭で発表した。【海外調査】この研究成果を得るために、2018年9月18日から9月30日まで米国に滞在し、資料収集及びインタビュー調査等を行った。前半はアイオワ州立法律図書館においてアイオワ州のホームスクール制度に関する立法過程資料を収集するとともに、後半はインディアナ大学ブルーミントン校の法律図書館でインディアナ州における同様の立法過程資料を収集した。27日には、ホームスクール制度や実践について多くの論文を執筆しているロバート・カンズマン教授にインタビュー調査を行い、アイオワ州の制度や、米国におけるホームスクール研究の現状について質問や議論を行った。2年次にあたる本年度は、昨年度修正した計画に基づき、支援制度の検討と判例分析を行うこととなっていた。規制と支援を比例的に関係づけるアイオワ州の事例を取り上げることで、支援制度にとどまらず、規制制度と支援制度を合わせたホームスクール制度全体の内容とそれが基づく原則(制度原理)を明らかにし、その意義と課題を検討することができた。判例はアイオワ州の重要判例を簡単に参照するにとどまり、この点では当初の計画より遅れている。しかし、これは規制制度と支援制度を結びつける制度の検討に重点を置いたためであって、昨年度までの計画では想定していなかった「規制制度と支援制度との結びつき」を検討でき、その検討を行う上で好事例と言えるアイオワ州の制度を分析することができたことは、当初の計画以上に進展している点である。以上から、全体的には、おおむね順調に進展していると考えられる。当初の計画では「立法過程」の分析を行う予定であったが、資料的制約に鑑み、次年度以降はホームスクール支援「法制」の分析及びホームスクール規制・支援法制に関する「判例」の分析を進める。立法過程分析に代わって判例分析を充実させることにしたため、従来の計画のように数州の判例のみに限定するのではなく、各州の重要判例を幅広く検討対象とする。既に現行のホームスクール「規制」法制については一定の検討が終わり、ホームスクール「規制」に関する判例・議論の動向も一定程度整理している。そのため、まずはホームスクール「支援」に関わる現行の法制度、判例及び議論について優先的に整理・検討する。
“かぶれ"機能を保持する漆硬化物の合成

漆が"かぶれ"を引き起こすことはよく知られており、また、それ故に嫌われてきた。漆液のこの強い"かぶれ"をひき起こす機能を利用して防腐剤としても使用されてきた。しかし、漆は"かぶれ"を引き起こすこと、また、漆自身が硬化して、その機能を失っていくため、取扱上の困難さも加わって、その用途は限られていた。本研究の目的は漆の"かぶれ"機能を保持する硬化物を合成することにある。"かぶれ"機能を保持する硬化物は、その機能性の故に微生物や幼生類の殺菌または忌避剤として働くことが期待され、また、硬化物であるため、有効成分の消費型と異なり、その性能に永続性が期待される。ウルシオ-ルの"かぶれ"を引き起こす部位のマスキング剤の検索およびマスキング剤との反応条件について検討した。その結果、有機錫化合物としてジブチルスズハライドが適当であり、また反応条件として、溶剤、温度などを変えてマスキングウルシオ-ルを合成した。マスキングウルシオ-ルの硬化反応は130°C付近の温度で行った。塗膜の仕上がりはマスキング剤とウルシオ-ルとのモル比により大きく左右され、マスキング剤のモル比が高くなると、塗膜が脆くなり、低くなると漆独特の縮じみ現象が出来やすくなる傾向がみられた。塗膜からのマスキング剤の除去にはアルカリ水溶液を用い、反応時間を変化させて表面からのマスキング剤の除去の程度を分析した。出来た漆塗膜の"かぶれ"機能の評価は防腐剤としての効果を発揮出来るかで判定した。その結果、マスキング剤の濃度とマスキング剤の除去の程度によってことなるが、防腐機能を保持する漆塗膜の合成が可能となった。
アソシエーションスキームの構造と表現

1.組合せ構造と代数構造を関連させる道具としてTerwilliger代数の一般化も含め重要な結果が得られた。これは、通常のTerwilliger代数の加群の構造を非常に見やすくするとともに、Delsarte理論とTerwilliger代数の理論の融合もはかられ、今後様々な問題の解決におおいに期待できる。2.群スキーム自体がQ-多項式型となるものの分類を完成した。3.弱距離正則有向グラフの研究は、北京師範大学のDr.Kaishun Wangとの共同研究により進展がみられ、次数が2および、群の正則表現として得られるものの分類が完成した。共同研究で次数が3のものの分類、girthが2のものの分類などが進行中である。1対称なアソシエーションスキームの研究としては、他の分野との関連などから、P多項式型、Q多項式型が重要であることが認識され、盛んに研究されてきているが、非対称的な(可換)アソシエーションスキームの研究は殆どされていない。しかし、最近、二つの方向で進展が見られている。(1)多項式型アソシエーションスキームの拡張であるBalanced Conditionを満たすアソシエーションスキームの研究は様々な意味で興味深いが、非対称なアソシエーションスキームにおけるBalanced Conditionの自然な定義が得られた。例は、まだ単純なものが多いが、様々な研究の進展が期待できる。[予稿](2)距離正則グラフの拡張を有効グラフで考えることは様々になされているが、そのなかで、もっとも自然と思われる弱距離正則有効グラフの研究が中国科学院のK.S.Wangとの共同研究で進み、次数が2のものの分類(非可換なものを含む)、例の構成、また有限群から来るもののうち可換なものの分類などが得られている。蔵王の日仏共同研究集会で報告。[投稿中の論文1件、予稿1件]2スピンモデルは、リンクの不変量を定義するため重要であるが、アソシエーションスキームとその相対性と、深く結びついている。金沢大学大学院の細谷氏との共同研究で、アソシエーションスキームが非原始的であることと、Type II行列が一般化されたテンソル積として表せることの同値性が得られた。韓国浦項での国際シンポジウムで報告。[投稿中]4前年度に引き続き、以前科研費で購入したワークステーション、ノート型パソコンも用いて、Algebraic対称なアソシエーションスキームの研究としては、他の分野との関連などから、P多項式型、Q多項式型が重要であることが認識され、盛んに研究されてきているが、非対称的な(可換)アソシエーションスキームの研究はまだ始まったばかりである。また、アソシエーションスキームの研究では、組み合わせ構造と、表現の両面からの研究およびその二つの側面の関連が重要である。1距離正則グラフの拡張を有効グラフで考えることは様々になされているが、そのなかで、もっとも自然と思われる弱距離正則有効グラフの研究が中国科学院のK.S.Wangとの共同研究で進み、次数が2のものの分類、例の構成、また有限群から来るものの分類が得られた。現在は、次数が3のものの分類が進んでいる。[投稿中の論文2件]2スピンモデルは、リンクの不変量を定義するため重要であるが、アソシエーションスキームとその相対性と、深く結びついている。金沢大学大学院の細谷氏などとの共同研究で、Type II行列に付随するアソシエーションスキームの研究、正標数のものの研究が進展中である。[投稿中の論文1件]3距離正則グラフの部分グラフの固有値と全体の固有値の関係、T-代数の表現と、組み合わせ構造との関係についての研究が、Wisconsin大学のTerwilligerとの共同研究で進展中である。対称なアソシエーションスキームの研究としては、他の分野との関連などから、P多項式型、Q多項式型が重要であることが認識され、盛んに研究されてきているが、非対称的な(可換)アソシエーションスキームの研究はまだ始まったばかりである。1距離正則グラフの構造および、部分グラフの固有値と全体の固有値の関係のT-代数を用いた研究。T-代数はTerwilligerにより定義され、世界各地で活発に研究されている。これは、ある点を固定してその点からみた幾何を代数的視点から調べるものである。今回、ある集合を基として考えるT-代数の拡張を定義し、これを用いることにより、様々な独立に研究されていたものが統合される形で理解された。さらに、始点が1の加群までの研究で、それ以上に進むことはあまりにも複雑になり難しいように思われていた問題も、同じ枠組みで考えられるようになり、その応用も様々に考えられはじめている。

これらは、鈴木のアイディアおよび結果であるが、その後、T-代数の表現と、組み合わせ構造との関係についての研究が、Wisconsin大学のTerwilligerとの共同研究で進展中である。2スピンモデルは、リンクの不変量を定義するため重要であり、アソシエーションスキームとその相対性と、深く結びついている。金沢大学大学院の細谷氏などとの共同研究で、Type II行列に付随するアソシエーションスキームの研究、正標数のものの研究が進展中である。共著の論文一件が雑誌に掲載された(論文1)。[投稿準備中の論文1件]3距離正則グラフの拡張を有向グラフで考えることは様々になされているが、そのなかで、もっとも自然と思われる弱距離正則有向グラフの研究が北京師範大学のK.S.Wangとの共同研究で進み共著の論文一件が雑誌に掲載された(論文2)。有限群から来るものの分類も得られ投稿中である。アソシエーションスキームの中でも代表的なP多項式型スキームは,階数1の対称空間の離散版とも言われ,特に重要である.実際の例は古典的又は散在型の有限幾何の構造と密接な関係を持つ.P-多項式型スキームをグラフと見た時の構造を持つグラフを距離正則グラフと言うが,距離正則グラフがある種の良い幾何と結びついているかは,大問題である.その基本的問題は,幾何ガースの有界性の予想である.1970年代から,組合せ的議論や,代数的議論を用いて考察されて来たが,非常に特殊な場合しか予想がとかれていない.この解決には代数的方法と幾何的方法の両面が必要不可欠とされ,T-代数は有効なツールだと考えられている.このたび,T-代数の加群がthinという条件のもとで上記の有界性がえられるかという問題に関して非常に大きな進歩がえられた.すなわち1-thin,2-thinといわれる性質の,ある意味での幾何的特徴付けとガースの有界性の関連である.三月末までには投稿予定であり次のステップへの進展が期待できる.
分裂酵母の減数分裂期染色体分配における染体ダイナミクスとその制御機構の解明

分裂酵母の染色体とスピンドルをGFPで可視化し、減数分裂におけるそれらの動態を解析した。その結果、第一分裂、第二分裂ともに、染色体はスピンドル形成期にスピンドルの両極と結合し、両方向に引っ張られ、その後分配された。姉妹染色分体は第一分裂で腕部が、第二分裂でセントロメアが分離した。しかし第二分裂でもセントロメア近傍の腕部で姉妹染色分体が結合していた。このことは第一分裂において姉妹染色分体の腕部解離がセントロメア近傍では起らない、あるいは第二分裂でセントロメア近傍で腕部が再び結合することを示している。また第一分裂、第二分裂において染色体とスピンドルの結合が異常となると、スピンドルチェックポイント因子の働きによってanaphaseの開始が遅延すること示した。さらに第一分裂で遅延が起ると第二分裂では反対にanaphase開始が早まることをみいだした。この第二分裂のanaphase早期開始機構を明らかにするために、anaphaseの開始制御因子であるanaphase promoting complex(APC)の活性化因子の減数分裂における働きを解析した。体細胞分裂のanaphase開始に必須でスピンドルチェックポィントのターゲットであるAPC活性化因子Slp1は、体細胞分裂と同じくanaphaseの開始に必須でスピンドルチェックポイント因子のMad2のターゲットであることが判明した。しかし、減数分裂ではSlp1の他に減数分裂特異的なAPC活性化因子Fzr1がanaphase制御に関与することが判明した。Fzr1破壊株では第一分裂の遅延による第二分裂のanaphase早期開始が起こらなかった。これらから、減数分裂ではFzr1に依存した減数分裂特異的なanaphase制御機構が存在するために、第一分裂で遅延が起こると第二分裂でanaphaseの早期開始がおこると考えられた。減数分裂における染色体分配機構の解明を目的とし、分裂酵母の野生株においてスピンドルと染色体をGFPを用いて可視化し、それらの減数分裂期の動態を生細胞内で解析した。減数第一および第二分裂ではスピンドル形成とともにセントロメアがスピンドルに結合し染色体に両極方向に力が働くこと、そしてanaphaseではセントロメアがスピンドル極へ移動するanaphase Aが起きてからスピンドル極が離れるanaphase Bが起こることが判明した。また第一分裂ではanaphase Aの開始時に姉妹染色分体の腕部のみが解離して相同染色体の分離が起きること、第二分裂では従来考えられていたのとは異なり、セントロメアだけでなくセントロメア近傍の領域でも姉妹染色分体の結合が維持されることが明らかとなった。次にこれらの動態を指標としてスピンドルチェックポイント因子Mad2とBud1の減数分裂における働きを解析した。相同染色体間のキアズマを形成できないrec12組み換え欠損変異株では第一分裂において、また第二分裂で姉妹染色分体の結合を維持できないrec8およびclr4変異株では第二分裂において、染色体とスピンドルの結合が異常となりMad2とBub1依存的にanaphaseの開始が遅延していた。このことから第一、第二減数分裂において分配される染色体間の結合がないと染色体とスピンドルの結合に異常となり、Mad2とBub1によってanaphaseの開始が遅延することが明らかとなった。またMad2あるいはBub1の欠失のみでも第一分裂で染色体とスピンドルの結合が異常となること、またBub1欠失では第二分裂の姉妹染色分体の結合維持にも欠損があることから、Mad2とBub1がanaphase開始制御以外に第一分裂における染色体とスピンドルの結合に関与すること、Bub1は第二分裂での姉妹染色分体の結合維持に関わることが明らかとなった。さらに第一分裂で遅延が引き起こされるとその後の減数分裂の進行時間が短縮することから、第一分裂とそれ以降の減数分裂の進行制御になんらかのリンクが存在することが明らかとなった。

前年度において分裂酵母の減数分裂における染色体とスピンドルの動態を解析し、第一分裂において染色体とスピンドルの結合が異常となると、スピンドルチェックポイント因子の働きによってanaphaseの開始が遅延するが、第二分裂では反対にanaphase開始が早まることをみいだした。本年度はこの第二分裂のanaphase早期開始機構を明らかにするために、anaphaseの開始制御因子であるanaphase promoting complex (APC)の活性化因子の減数分裂における働きを解析した。分裂酵母では体細胞分裂で働く2つの活性化因子と減数分裂特異的に働く3つの活性化因子が見つかっている。体細胞分裂でも働く2つのAPC活性化因子のうちSlp1は、体細胞分裂と同じくanaphaseの開始に必須でスピンドルチェックポイント因子のMad2のターゲットであることが判明した。また、減数分裂特異的な活性化因子のうちFzr1/Mfr1は従来、減数分裂から胞子形成への移行に必要と考えられていたが、anaphaseにおいてanaphase制御因子であるサイクリンの分解に関与することが判明した。そして、Fzr1破壊株では第一分裂の遅延による第二分裂のanaphase早期開始が起こらなかった。また、Fzr1はSlp1の減数分裂特異的阻害因子であるMes1と遺伝学的な相互作用があり、Fzr1はMes1によって制御されていると考えられた。以上の結果から、減数分裂では減数分裂特異的なanaphaseの制御機構が存在するために、第一分裂で遅延が起こると第二分裂でanaphaseの早期開始がおこると考えられた。
グリア研究の最前線

近年の分子・細胞生物学、生理学の発展によりグリア細胞は神経細胞をつなぎ止めている役目だけではなくて、脳の発達や可塑生などにも極めて重要な役割をしていることが明らかとなってきている。グリア細胞の機能と神経疾患治癒への応用には多岐にわたる方法論を持つ研究者が緊密な連絡をとり研究を進めていく必要があるが、我が国においてはそのような態勢我が国におけるグリア研究の現状を諸外国における現状と比較検討し、将来的な国際競争に耐えうる総合研究の準備を行った。池中はフランスのINSERMに赴き、フランスおよびヨーロッパにおけるグリア研究の現状について調べた。その結果、ヨーロッパにおいては各国に「グリアクラブ」研究会が存在し、またそれらを統合してヨーロッパグリアクラブも開催されていることが分かった。日本におけるグリア研究現状について池中、加藤、工藤、祖父江、和中の各班員が調査し、日本神経科学学会、日本神経化学会開催時と平成9年1月24日の班会議の時に集合し、調査結果を報告した。また、班会議には班員以外にもグリア研究に造詣の深い、濱清先生(国立生理研)、遠山正彌先生(阪大・医)、高坂新一(国立精神神経センター)にも出席賜り、意見をお伺いした。その結果、日本におけるグリア研究は欧米諸国と比べて個々の研究では遜色のないものも多いが、全体としてのまとまりに欠ける点が指摘された。しかしながら、平成8年度に発足し開催されたグリア研究会(遠山正彌教授主催)が約400名の参加者を集めて非常に盛況であったことや、平成8年度の日本解剖学会、日本生化学会においてグリア細胞についてのシンポジウムが開催されたこと、さらに平成9年度には日本神経科学学会と日本神経化学会でもグリア細胞に関するシンポジウムが企画されていることなどから、日本においてもグリア研究者の交流を活発にすることの重要性が認識されてきていると考えられる。このようにグリア研究を統合し発展させようという機運に応え、さらに若手研究者を育成するために本研究班で「グリア若手の会」を平成9年1月25日に主催した。本研究会においても多くの若手研究者がグリア細胞の重要性を認識し、真剣にその機能解明や応用に取り組んでいることが明らかとなった。以上のことから、我が国においても早急にグリア研究者を組織化し、統合的に研究を進めていることが緊急の課題であると結論づけた。
微小場空間内における高エネルギー渦輪生成と輸送による機能創発

本課題では気泡噴出部材から噴出した微細な気泡を、親気泡に衝突させるといった新しい方法論を用いて渦輪の発生及びその機能創発について研究を行った.まず力計測光ピンセットにより,発生させた気泡の気液界面の付着力について評価を行い,電界誘起で発生させた気泡が他種気泡よりも気液界面の付着力が大きい結果を得ることができた.次にこのような高エネルギーを有する微小渦輪を有効利用するために複数の渦輪を2次元チップ上に多筒式に発生させ,より大面積の微細な壁面を高効率に洗浄・反応させる技術の構築を行った.この研究は微小空間内の高効率洗浄技術に繋がるだけにとどまらず,冷却技術や,新材料創成等に貢献すると考える.本課題では代表者が発明し特許を申請している「微小空間内渦輪生成技術(特願2014-201439)」のシーズを活用し,気泡噴出部材から噴出した高速回転している気体の輪である渦輪を微小空間場に発生させ洗浄能力に貢献し,熱量や物質を安定に輸送することを目標として研究を行っている.本年度は,気泡噴出部噴流近辺に存在する旋回流のせん断応力の大きさ等を計測し基板と電極間の距離による洗浄能力の違いを評価した.一方,電界誘起で発生した気泡が,静電気を帯びている可能性が高く,界面の静電吸着力によって汚れや反応試薬を吸着することができる大きな利点を有していることについても評価した.結果として通常のインクジェットの液滴よりも大きな電荷を帯びていることを確認し,周りに分散したポリスチレンビーズを引き寄せ吸着させるといった挙動を確認することができた.今後は電気泳動等を用いて気液界面の帯電の大きさ等を評価していくものとする.さらに大面積でも使用可能にするために気泡発射部を2次元チップ上に配置させ,2次元状に気泡を発射させることを目標に研究を行った.シリコン基盤上に電極をパターニングして,ある程度のアスペクト比を有する気泡発射部を作り込むために過露光テクニックとめっき技術を駆使してテーパーを有する3次元気泡発射部を作り込むことに成功した.パルス電圧を印加したところ,鉛直上方に気泡を発射させることを確認し,この技術を複数回繰り返すことにより,多筒式かつ歩留まりの良い多筒式気泡発射部を作成することを今後行っていく.微小空間内に指向性を有する気泡を発射することにより,渦輪及びその近辺に大きな旋回流やせん断力を発生させ洗浄や冷却等の応用技術へと発展させる本研究において,本年度は,噴流によって生じるせん断応力の大きさを蛍光ナノビーズとハイスピードカメラを用いて評価し,さらに気液界面上の帯電による付着力についてポリスチレンビーズの誘引と吸着について評価を行った.さらに大面積使用のために基板上に3次元気泡発射部を作り込むことに成功した.よって,本研究課題の進捗状況においては,当初の目標を達成しつつあり,おおむね順調に進展しているといえる.本課題では代表者が発明し特許を申請している「微小空間内渦輪生成技術(特願2014-201439)」のシーズを活用し,気泡噴出部材から噴出した微細な気泡を、親気泡に衝突させるといった新しい方法論を用いて中空のリング状であって且つ回転している気体の輪である渦輪を微小空間場に発生させ安定に輸送することを目標として研究を行いました.この電界誘起で発生した気泡は,静電気を帯びており,界面の静電吸着力によって汚れや反応試薬を吸着することができる大きな利点を有していることがわかりました.そこでハイスループット性能を向上させるために多筒式の気泡噴出部をMEMS技術で構築し,さらに3次元加工技術への展開を行うためにタンパク質結晶の3次元加工技術への展開を行い,その加工性能を評価しました.当初は2次元多筒式の気泡噴出部材を基板の上に構築することについて困難を極めたが,気泡噴出部の筒の内外径の比率や先端の気泡リザーバとなる部分のアスペクト比など気泡噴出に関する重要なパラメータを特定することにより,2次元基板上においても高効率な気泡噴出を達成することに成功しました.また,多筒式にすることによる気泡同士の干渉などの気泡噴出部近辺の流体力学的な問題についても評価することにより気泡噴出部の間隔の最適条件を特定することに成功いたしました.気泡界面の帯電性や付着性については,光ピンセットをもちいた計測を行うことによりpNレベルの付着力計測を行ない電界誘起で発生させた気泡の帯電性と優位性について確認することにも成功しました.この研究は微小空間内の高効率洗浄技術に繋がるだけにとどまらず,温度差を利用した微小空間内の冷却技術や,微小空間内反応場生成による新材料創成,渦輪界面上のせん断流れを利用した低侵襲三次元加工技術などへの実用化へ期待されています.本課題では気泡噴出部材から噴出した微細な気泡を、親気泡に衝突させるといった新しい方法論を用いて渦輪の発生及びその機能創発について研究を行った.まず力計測光ピンセットにより,発生させた気泡の気液界面の付着力について評価を行い,電界誘起で発生させた気泡が他種気泡よりも気液界面の付着力が大きい結果を得ることができた.次にこのような高エネルギーを有する微小渦輪を有効利用するために複数の渦輪を2次元チップ上に多筒式に発生させ,より大面積の微細な壁面を高効率に洗浄・反応させる技術の構築を行った.