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内耳感覚細胞の発生、分化と再生機構の解明

内耳は聴覚と平衡感覚を受容する感覚器官である。内耳発生の過程では様々な遺伝子群の発現が見られるが、複雑な形態形成が正確に行われるためには、これらの遺伝子の発現の時間的空間的な制御が重要であると考えられる。内耳感覚上皮の発生についてこれまでに得られている知識はごくわずかなものである。本研究で我々は、PTEN(Phosphatase and Tensin Homolog Deletedfrom Chromosome 10)が、マウス内耳の有毛細胞と感覚神経の分化の開始に特異的に発現が始まり、分化終了時には内有毛細胞と外有毛細胞と感覚神経では完全に消失することを発見した。PTENhetero knock out +/-miceでは有毛細胞の増殖異常が起り、不動毛の分化が悪くなった。これらの結果から、PTEN蛋白質が内耳の感覚細胞の分化のシグナルに関わる重要な蛋白質であることを報告した。内耳においては、未だ知られていない多彩なイオンチャネル、トランスポーター、ギャップ結合蛋白等のイオン輸送に密接に関連した機能性蛋白が豊富に発現している可能性が極めて大きい。内耳におけるカリウムイオン輸送機構および種々の難聴病態を解明し、更にその治療法を確立するためには、これらの遺伝子の内耳における発現様式を詳細に把握することが必要不可欠の要素となる。平成24年度の研究で、PTEN蛋白質が内耳のmarginal cells(E17)に発現が始まり、mature stageにはmarginal cellsにおける発現が消失するものの、interdental cellsとroot cellsでは引き続き陽性になることが明らかになった。これらのことから、PTEN蛋白質は内耳のgap junctionの発達中に役割を果たしていることが示唆された。耳は、動物の器官の1つで、音を適刺激とする感覚器であると同時に、重力の向きと加速度を適刺激とする感覚器でもある。音刺激を電気信号に変換する役割を果たす蝸牛有毛細胞は自発的に再生する能力を持たず、有毛細胞のダメージによる難聴は非可逆的で、残念ながら一度失われた聴力は改善しません。そのため、内耳性難聴にはかねてから再生医療が待ち望まれていました。本研究では内耳の発生から再生までのメカニズムを調べて、さらに実際の再生医療への応用を目指している。内耳感覚上皮細胞の発生・発達・分化を細胞周期関連蛋白質との関連からとらえる研究が進みつつある。内耳の前駆細胞が増殖サイクルから外れる時に細胞周期関連蛋白質であるCyclin-dependent kinase inhibitorのp27Kip1の発現が上昇していることが報告され注目された。我々の研究は、イノシトールリン脂質であるホスファチジルイノシトール3,4,5-三リン酸(PtdIns(3,4,5)P3)の脱リン酸化反応を触媒する酵素であるPTEN(Phosphatase and Tensin Homolog Deleted from Chromosome 10)がマウス内耳の有毛細胞と感覚神経の分化が開始する胎生14日の内有毛細胞と外有毛細胞の両方において特異的かつ急激に発現が始まり、分化の終了した生後7日の内有毛細胞と外有毛細胞では完全に消失していることを発見し、PTENが分化のシグナルに関わる重要な蛋白質であることを報告した。このように有毛細胞が分化している時のみ発現する機能蛋白の報告は初めてのことである。内耳のVOT-E36細胞培養では、PTENは分化状態である(39C°分化状態)の有毛細胞に発現することを認められた。この分化状態は有毛細胞のマーカー、ミオシンVIIaによって確認された。多機能のActin-bundling proteinであり不動毛の機能に関与しているEspinはVOT-E36細胞培養の細胞の分化に伴い発生する不動毛に発現されることが認められた。また、転写因子EGR1 (Early growth response protein 1)がマウスの分化の有毛細胞に(E17)発現されることを初めて発見した。次に、我々はPTENの上流と下流のシグナル伝達経路を調べることを目的とすることを予定している。内耳は、聴覚とバランスを仲介する機械受容感覚器官のグループを含む、脊椎動物の中で最も精巧な組織形態の一つである。これらの器官は、空間に正確に配置され、感覚上皮を含む複雑なパターニングにより成立する。内耳の発達・分化においてはシグナル分子の関与が指摘されている。内耳の蝸牛にはギャッブ結合蛋白の一つであるコネキシン26が豊富に発現しているおり、内耳におけるカリウムイオンリサイクル機構に関与する(Kikuchi et al., 2000)。本研究ではPTENが内耳の感覚細胞の分化の重要な蛋白質であり、内耳の非感覚細胞(marginal cellsとinterdental cellsとroot cells)gap junctionの発達にも役割を果たしていることを示したものである。この発現の報告は世界で初めてのものである。すなわちPTENの発現は、内耳におけるカリウムイオンリサイクル機構に寄与するものであることが想定された。我々はこれを土台として、内耳性難聴の病態の解明および治療への新たな展望が開いていく。臨床的観点から見ても、その意義は極めて大きいものと言える。今後PTENとコネキシン26の相互作用のことをさらに調べる。内耳発生は、プラコードと呼ばれる感覚上皮前駆細胞の誘導から始まり、種々の因子によって複雑な調節を受ける。

プラコードが陥凹し耳胞と呼ばれる嚢状の構造となり、背側は平衡覚を司る前庭・半規管へ、腹側は聴覚を担う蝸牛へと形態形成が進む。本研究の目的は、内耳発生に重要な感覚細胞の発生、発達と分化のメカニズムを操作して、今まで不可能といわれてきた内耳有毛細胞(内耳感覚上皮)の再生を実現し、内耳障害がほとんどを占める感音難聴のあらたな治療方法を確立する糸口を掴むことである。我々は内耳の発生において、PTENの役割を調べるために、大量の実験をやっている。PTENの発現がマウスの内耳の分化中の有毛細胞の部位であることが分った。PTENの機能がマウスの内耳の有毛細胞の分化を調節することを報告した。また、PTENの発現が分化中のVOT-E36細胞に起こることも判った。EGR1は分化のVOT-E36有毛細胞に染まった。このように有毛細胞が分化している時にEGR1の発現は初めてのことである。本研究では感覚器官形成、なかでも耳をモデルシステムにして、この一連のステップを明らかにしたいと考えている。内耳は皮膚と共通の前駆組織から様々なシグナルを持続的に受け発生する。内耳感覚上皮の再生を実現し、感音難聴の根本的な治療を確立する一つの方法として、内耳感覚上皮の発生を再現する方法が考えられるが、その発生過程が詳細に解析されている網膜などと異なり、内耳感覚上皮の発生についてこれまでに得られている知識はごくわずかなものである。本研究では、内耳感覚上皮の発生過程を分子レベルで完全に解明することにより、これまで困難とされてきた内耳感覚上皮の再生を実現することを目的とする。我々はこれまでの実験で、内耳の発生中のPTENの詳しい発現パターンを見つけ、PTENがマウスの内耳の有毛細胞の分化に役割を持つことを報告した。今後は、gap junctionの発達にPTENの発現がどのように関与しているかについて調べる必要がある。そのためには、PTENの上流と下流のシグナル伝達経路をめざし、どのような機能蛋白質がPTENと関連して動き、内耳の感覚細胞と非感覚細胞の発生、発達と分化を調節するかを詳細に調べる予定である。研究の結果は国内会議、国際会議で発表し、国際ジャーナルで論文化することを準備している。内耳感覚上皮の有毛細胞の再生を成功し、感音難聴の根本的な治療を確立する一つの方法として、内耳感覚上皮の発生を再現する方法が考えられるが、その発生過程が詳細に解析されている網膜などと異なり、内耳感覚上皮の発生についてこれまでに得られている知識はごくわずかなものである。本研究では、内耳感覚上皮の発生過程を分子レベルのメカニズムで完全に解明することにより、これまで困難とされてきた内耳感覚細胞の再生を実現することを目的とする。この実験では、発生の内耳のPTENの詳しい発現パターンを見つけ、PTENがマウスの内耳の有毛細胞の分化の役割ことを報告した。更にPTENの上流と下流のシグナル伝達経路をめざす。すなわち、どのような蛋白質が内耳の感覚細胞の発生、発達と分化を調節するかについて詳細に調べる。
トーラス体まわりの三次元流れの構造に関する研究

本研究は,トーラス体まわりの三次元はく離構造と後流の構造を明らかにしようとするものであり,本計画では,表面流線の可視化と後流中の速度計測を行った.表面流線については,平板上に直立させた柱体をモデルとして,電解腐食法の発展をおもに行い,速度計測については,直径比3と5のトーラス体で,熱線流速計および超音波速度分布計を用いた水槽実験を遂行し,以下のような成果を得た.1.電解腐食を行わせる物体の材質等に関して,従来の知見は不足しており,本研究で調査した結果,物体表面へのはんだあるいはホワイトメタルの溶着・溶射が有効であることがわかった.また,地金に黄銅を用い,全表面を黒色絶縁塗装した後にピンホールを設けて電解腐食させる手法を新たに開発し,鮮明な可視化画像を得ることができた.2.これらの画像をCCDカメラで撮影し,表面流線パターンの画像計測のためのプログラム開発を行ったが,トーラス体のような三次元曲面への適用やパターン認識を行うには至っておらず,現在,プログラムの改良を行っている.3.超音波速度分布計を用いた実験から,平均の速度場,変動速度のパワースペクトルの空間的な分布,2点相関係数の分布等を明らかにし,後流の時空間的な構造を示すことができた.4.水流中で使用する熱線プローブを自作し,後流中の速度分布を測定することができた.また,熱線プローブの出力を基準信号とした超音波速度分布計の条件付計測については,熱線プローブの耐久性および基準信号の波形処理等に問題を残し,現在,熱線プローブの構造,制御増幅器の特性,信号の処理法を再検討している.本研究は,トーラス体まわりの三次元はく離構造と後流の構造を明らかにしようとするものであり,本計画では,表面流線の可視化と後流中の速度計測を行った.表面流線については,平板上に直立させた柱体をモデルとして,電解腐食法の発展をおもに行い,速度計測については,直径比3と5のトーラス体で,熱線流速計および超音波速度分布計を用いた水槽実験を遂行し,以下のような成果を得た.1.電解腐食を行わせる物体の材質等に関して,従来の知見は不足しており,本研究で調査した結果,物体表面へのはんだあるいはホワイトメタルの溶着・溶射が有効であることがわかった.また,地金に黄銅を用い,全表面を黒色絶縁塗装した後にピンホールを設けて電解腐食させる手法を新たに開発し,鮮明な可視化画像を得ることができた.2.これらの画像をCCDカメラで撮影し,表面流線パターンの画像計測のためのプログラム開発を行ったが,トーラス体のような三次元曲面への適用やパターン認識を行うには至っておらず,現在,プログラムの改良を行っている.3.超音波速度分布計を用いた実験から,平均の速度場,変動速度のパワースペクトルの空間的な分布,2点相関係数の分布等を明らかにし,後流の時空間的な構造を示すことができた.4.水流中で使用する熱線プローブを自作し,後流中の速度分布を測定することができた.また,熱線プローブの出力を基準信号とした超音波速度分布計の条件付計測については,熱線プローブの耐久性および基準信号の波形処理等に問題を残し,現在,熱線プローブの構造,制御増幅器の特性,信号の処理法を再検討している.
運動系の分子・遺伝生物学的アプローチ

本研究班の目的は運動系に関与する細胞群の機能を物質レベルでとらえ、その遺伝子をクローニング運動系にかかわる各種の遺伝性疾患を遺伝子の差異、或いは欠失としてその病態を明らかにすることにある。以下研究概要を述べる。運動系に関与する小脳特異的蛋白drebrinにはalternative splicingにより胚初期にE_1、中期にE_2が発現する事が確認された。細胞間の情報伝達に重要な役割を果しているプロテインキナーゼ(PKC)の関連蛋白質のクローニングを行い、nPKCファミリーに3種類ある事が明らかになった。そのうちnPKCεの完全構造を決定すると共に新しい情報伝達系の存在が示唆された。特定遺伝子の機能を選択的に抑制する事により、特定遺伝子の生物機能上の役割を知る事が出来る。ミエリン塩基性蛋白質(MBP)のcDNAをアンチセンス方向に発現するベクターを作製しマウス受精卵に注入しトランスジェニックマウスを作製した。このマウスにはMBP遺伝子欠失突然変異ジバラーと同様の行動異常が認められた。MBPの内在性がmRNAは20%以下に低下し、小脳におけるミエリン形成が不全となり行動異常が発症したと考えられる。ミトコンドリア脳筋症の病態を明らかにする目的でCu,Fe欠乏による酵素欠乏モデル動物を用い酵素蛋白の生成障害を検索する免疫ブロッティング、全コロイド標識免疫電顕、in situ hy Bridizationの方法を開発した。筋解糖系律速酵素フォスホフルクトキナーゼのcDNAをクローニングし、蛋白質一次構造を決定し、更に同遺伝子の一部のエクソン・イントロンの構造を明らかにした。シアリダーゼ欠損症の分子レベルのメカニズムを明らかにする為に胎盤よりシアリダーゼを精製し、5つの蛋白質からなる事を明らかにし、その内46KDの蛋白をコードする全cDNAをクローニングした。デュシャンヌ型筋ジストロフィー(DMD)の遺伝子産物ジストロフィンはDMDで完全に消失し、ベッカー型では僅かにpatchyに発現する事がわかった。DMDの保因者ではモザイク状に存在しその他の全ての神経・筋疾患では正常と同じ程度に発現していた。発生的にはヒト胎児17週では約1/3の筋繊維にジストロフィンが認められ、35週では99%で認められた。
ポリマ-攻法のシミュレ-ションモデルの開発

1.室内実験(1)アクリル製の円筒にガラスビ-ズを充填した一次元コアを用いて、ポリマ-攻法の室内実験を行なった。ポリマ-溶液の圧入流速、油の粘度等のテスト条件を変化させて、合計8回の実験を行った。各実験においては、油の採収挙動、圧力挙動を測定すると同時に、コアから流出するポリマ-溶液の濃度変化を分光光度計を用いて測定した。その結果、(1)ポリマ-溶液の圧入流速を上げると油の採収速度が早まること(2)ポリマ-溶液のコア内における拡散挙動は、油置換フロントの移動と密接な関連があること、が判明した。(2)二次元の室内実験モデルを用いたポリマ-攻法の実験を、前年度にひき続き、行った。2.シミュレ-ションモデルの開発ポリマ-溶液の粘弾性及びポリマ-分子の流動層への吸着を考慮したポリマ-攻法の数値シミュレ-ションモデルを開発した。ポリマ-溶液は、多孔質媒体内流動時に、その粘弾性に起因する複雑なレオロジ-特性を示す。本モデルでは、このレオロジ-特性を、溶液の緩和時間及び多孔質媒体内の流路形状を記述する2つのパラメ-タを用いて簡単に表現できるようにした。また、ポリマ-分子が媒体表面へ吸着すると、ポリマ-溶液に対する浸透率が低下する。この効果は、吸着によりポリマ-溶液の流れに対する水力半径が減少するという概念を導入して、モデル化された。室内実験結果とシミュレ-ション結果を比較したところ、両者はよく一致した。流速を早めると油の採収速度が早まるという実験事実も、シミュレ-ションにより再現することができた。1.室内実験(1)ポリマー溶液(濃度200ppm)のレオロジー特性を、キャピラリー粘度計及びガラスビーズを充填したコアを用いて測定した。この実験結果より、多孔質媒体内流動時のポリマー溶液のレオロジーモデルを作成した。(2)ガラスビーズを充填したポリマー攻法の1次元室内実験モデルを製作した。粘度約25mPa・sと60mPa・sの油を用いて水攻法とポリマー攻法の実験を行い、モデルの特性を表す相対浸透率曲線を求めた。モデルのもう一つの特性である毛管圧曲線については、現在測定中である。(3)実在油層を模擬した2次元の室内実験モデルについては、小型の試作モデルで良好な結果が得られたので、今後スケールアップを行っていく予定である。この実験から、モデル内の毛管圧分布に起因する流体の移動が実験結果に大きな影響を及ぼすことがわかった。2.シミュレーションモデルの開発(1)ポリマー溶液のレオロジーモデルと多孔質媒体の相対浸透率曲線を用いて、1次元のポリマー攻法の挙動を予測するプログラムを作成した。このモデルでは、水-油2相流に拡張して、ポリマー溶液の多孔質媒体用における粘弾性流動を考慮した。(2)非混合2相流を仮定して、IMPES法とSS法による1次元の水攻法及びポリマー攻法の挙動を解析するプログラムを開発した。(3)2次元の流動挙動を予測するプログラムの第1段階として、ポリマー溶液の単相流動挙動を解析するプログラムを開発した。今後は、ポリマー分子の吸着と拡散を考慮した2次元3相流動の挙動予測を行うシミュレーションモデルへの拡張を進める計画である。
林業労働の死傷事故を予防低減する機能性色彩デザイン

我が国面積の約70%に至る森林の維持管理事業の担い手である「林業」は極めて死傷事故が多い業種であり、改善が渇望されている。本研究では、低コストかつ導入容易な安全方策として色彩による注意喚起効果・意思伝達機能に注目した。森林環境を構成する色彩を数値化し、「注意喚起・意思伝達」に秀でた「機能性色彩」を求め、これらの色彩を作業服や装備などに反映する安全カラーデザインシステムの構築を目指している。研究機関を延長した平成30年度は(第4・最終年度)は、(1-1)森林環境の色彩測定について、青森県・秋田県・福島県・栃木県・群馬県・長野県・東京都・静岡県・鹿児島県島嶼部(奄美大島・加計呂麻島)を訪問し、気候・立地条件・樹種・利用状況などに特徴を持つ森林にて色彩情報の測定を実施した。測定に際しては、森林環境を構成する要素の写真撮影を基本に、東西南北4方向の視野ならびに可能な場合には360度パノラマと全天球の撮影を実施した。さらに入射光環境情報として可視光照度および紫外光強度の測定を行った。(1-2)既存の被服・装備品の色彩情報の測定については、5月に国際学会8thECPC(ポルトガル)、日本伐木チャンピオンシップ(青森市)、6・10月にハスクバーナ社技術指導会(木曽郡)、7・1月にアウトドア企業合同展示会(台東区)、8月に上高地横尾地区(松本市)、11月に「2018森林・林業・環境機械展示実演会」(秋川市)、1月に第5回ウェアラブルEXPO(江東区)、2月に第3回スポーツビジネス産業展(千葉市)、バイオマス展(江東区)にて各社の製品から色彩地測定資料の収集を行った。そして、4月より月一度のペースで、繊維素材企業・林業事業体・防護服販社・商社等を集めた「防護服ミーティング」を主催し、情報収集と意見交換を行い、色彩測定結果と併せて、視認性によって安全性を高めるカラーデザインシステムを導いた。わが国の面積の約70%に至る森林の維持管理は木材供給のみならず国土保全の観点からも重要な事業である。しかし、その担い手である「林業」は極めて死傷事故が多い業種であり、改善が渇望されている。森林環境を構成する色彩を数値化し、「注意喚起・意思伝達」に秀でた「機能性色彩」を求め、これらの色彩を作業服や装備などに反映し、森林作業安全カラーデザインシステムの構築を目指している。平成27年度(初年度)は、(1-1)森林環境色彩の測定については沖縄県、鹿児島県、岡山県、兵庫県、三重県、岐阜県、石川県、富山県、長野県、新潟県、山梨県、静岡県、神奈川県、東京都を訪問して予備調査ならびに色彩情報の測定を実施した。測定に際しては、森林環境を構成する要素について写真撮影を行うことを基本に、太陽光線入射状況の記録必要性を反映し、東西南北4方向の視野を想定した方位撮影を実施した。加えて、入射光条件を反映する方策として可視光照度ならびに紫外光強度の測定を行った。(1-2)既存の被服・装備品の色彩情報の測定については、八戸市森林組合による林業用ジャケット・チェーンソー防護パンツのコレクションならびに10月に岐阜県高山市で開催された『2015森林・林業・環境機械展示実演会』にて各社の製品を撮影し、色彩値測定資料の収集を行った。一方、10月26日付で日本工業規格JIS T 8127(高視認性安全服)が制定された。この規格はISO 20471を国内向けに整備したもので、主として道路・鉄道における建設土木業を対象としたものだが、林業も一部対象となると考えられることから、安全カラーデザインの大きな枠組みとして本研究においても注視していくこととした。計画全体としては概ね順調な進展であるが、27年夏季の多雨と冬季の積雪不足により夏季高山域ならびに冬季積雪環境での森林環境色彩測定数が少なくとどまる結果となった。本研究計画では当初より天候不順による調査・測定の停滞が発生することは織り込み済みであり、環境色彩測定ができなかった日程を、既存の被服・装備品の分析に充当し充実することで対応したが、次年度以降の日程調整と測定機会の補完を強く計ることとする。わが国面積の約70%に至る森林の維持管理事業の担い手である「林業」は極めて死傷事故が多い業種であり、改善が渇望されている。平成28年度(第2年度)は、(1-1)森林環境色彩の測定については、沖縄県・鹿児島県・広島県・大阪府・京都府・三重県・岐阜県・石川県・富山県・長野県・新潟県・群馬県・東京都・青森県を訪問し、予備調査ならびに色彩情報の測定を実施した。一部の調査地については複数回訪問し、気候、緑葉・紅葉や降雪の有無など季節変化や、樹種構成の違いによる環境変化を捉えるべく測定を実施した。測定に際しては、森林環境を構成する要素について写真撮影を行うことを基本に、東西南北4方向の視野ならびに可能な場合には360度パノラマと全天球の撮影を実施した。

加えて、入射光環境情報として可視光照度ならびに紫外光強度の測定を行った。(1-2)既存の被服・装備品の色彩情報の測定については、八戸市森林組合による林業用防護装備コレクションへの追加品ならびに、10月に京都府福知山市で開催された『2016森林・林業・環境機会展示実演会』にて各社の製品から色彩値測定試料の収集を行った。その他、八戸市森組、森林総研の協力を得て、使用後のチェーンソー防護パンツの色彩値測定を行った。一方、2015年10月のJIS T 8127(高視認性安全服)制定を受け、次のステップとして、より広範な中低度危険状況での高視認性安全服に関しても、国内規格の制定とISO上程への検討が始まった。蛍光赤黄オレンジに加えて、蛍光緑桃など多種の色彩の制定が見込まれている。計画全体としてはおおむね順調であるが、27年夏季の多雨、冬季の積雪不足に起因する色彩測定回数不足の補完に向けて調査手法・使用機材を見直し、調査のスピードアップと採取試料数の増加を図ったが、28年度も降雨による野外測定不能日が多い結果となった、最終年度に想定していた予備的日程を活用し、量的質的に良好な測定の実施を行う。また、最終年度ではアイトラッキング装置を利用した調査を予定しているが、当初購入を予定していた装置の開発・製作元の買収により入手・利用が困難となり、現在代替可能な装置の機能性能について検討を進めている。我が国面積の約70%に至る森林の維持管理事業の担い手である「林業」は極めて死傷事故が多い業種であり、改善が渇望されている。本研究では、低コストかる導入容易な安全方策として色彩による注意喚起効果・意思伝達機能に注目した。森林環境を構成する色彩を数値化し、「注意喚起・意思伝達」に秀でた「機能性色彩」を求め、これらの色彩を作業服や装備などに反映する安全カラーデザインシステムの構築を目指している。平成29年度は(第3年度)は、(1-1)森林環境色彩の測定については、沖縄県島嶼部(石垣島・西表島・竹富島)・福岡県・香川県・高知県・京都府・福井県・岐阜県・長野県・石川県・群馬県・東京都・岩手県を訪問し、予備調査ならびに色彩情報の測定を実施した。測定に際しては、森林環境を構成する要素について写真撮影を行うことを基本に、東西南北4方向の視野ならびに可能な場合には360度パノラマと全天球の撮影を実施した。加えて、入射光環境情報として、可視光照度および紫外光強度の測定を行った。(1-2)既存の被服・装備品の色彩情報の測定については、5月にウッドフェア(長野県長野市)、6月に住友建機展示会(長野県飯田市)、7月にアウトドア企業合同展示会(東京都台東区)、11月にハスクバーナ社技術指導会(長野県木曽郡)および「2017森林・林業・環境機械展示実演会」(香川県坂出市)、にて各社の製品から色彩地測定資料の収集を行った。その他、2月に開催された林業機械化推進シンポ(林野庁主催・東京都ならびにフォレスター・ギャザリングに参加し、林業関係者に対して林業用防護服に関する聞き取り調査を実施した。H28年の熊本大分地震・熊本豪雨、台風7,8,10,11号による東北・北海道豪雨災害により調査予定地が被災するなど、測定実行に遅滞が生じた。調査方法および使用機材の見直しによって調査スピードの向上を図り、遅滞回復に望んだH29年度も、九州北部豪雨災害などの影響を受け、遅滞回復に至らなかった。調査日程の不足は如何ともし難く、必要とする色彩情報測定の対象数を追補するため、事業延長の申請を行い、受理された。
日本語における記憶表現の研究

本研究は日本語における記憶表現に焦点を当てる。分析哲学では他の多くの分析と同様に、記憶概念の研究は'remember'をはじめとする英語の記憶表現の検討を通して行われてきた。本研究では、日本語の記憶表現が詳細に検討され、英語の対応表現と比較された。また分析哲学において前提とされている一部の記憶概念が、'remember'の用法など英語の用法を前提としたものであることが明らかにされた。1.昨年度の研究成果を踏まえ、rememberが動名詞を目的に取る場合に表現される記憶概念と、それに対応する日本語表現に関する検討を更に深化させた。まずrememberの動名詞用法が表す記憶概念を明確にするために、従来の議論の中で言及されてきた命題用法との比較を更に詳細に検討するためのアンケート調査を実施した。またその他の、いわゆる経験記憶を表現する用法を詳細に検討し、それらの表す経験記憶の概念と動名詞用法が表す経験記憶との間に含意の差があることを明らかにした。日本語の記憶表現については、「こと」と「の」の違いに関する先行研究など日本語研究領域の文献調査を行い、「覚えている」「思い出す」の用法の中に、命題記憶と経験記憶の違いを明確に示す用法が見当たらないことを確認した。更にrememberの動名詞用法の示す特定の経験記憶の概念を一義的に表すことができるような日本語表現がないかどうかについて検討を行った。2.これまでの研究成果の哲学的な意義を示すために、記憶と関係のある議論を様々な哲学領域に渡って調査した。その結果、人格の同一性の記憶説に関する議論が本研究と関連が深いことを見出した。記憶説の一般的な定式化ではrememberの動名詞用法が用いられ、その代表的な批判の一つはそもそも動名詞用法に訴えた定式化を前提としたものであることに着目し、(1)における研究成果を踏まえることで、記憶説を擁護する議論が可能であることを発見した。そして、ここまでの研究結果を学会で報告し、様々なフィードバックを得た。3.rememberの命題用法と対応する命題的知識の含意関係について、更に検討を進めた。昨年度末にこのテーマで執筆した論文に対する査読者のコメントを参考に書き直して投稿を行った結果、認識論に関する専門誌であるLogos and Epistemeに掲載された。1.Rememberが動名詞を目的に取る際に表現する経験記憶の概念と日本語におけるその表現の研究、及び経験記憶に関する両言語の表現上の相違が人格の同一性についての記憶説の定式化にどのように影響するかに関しての研究を、昨年までの成果を踏まえてさらに深化させ、海外研究集会で口頭発表するのと並行し、論文を執筆・投稿した。論文は残念ながら採用されなかったが、査読者のコメントを踏まえ、内容の修正・改善に取り組んだ。2.昨年度に実施したrememberの用法と「覚えている」の用法の違いを調査するアンケートのフォーマットとその結果を再検討し、フォーマットと質問内容を精査・改善したアンケートを日本とアメリカで実施した。このアンケートの結果から、that節を目的に取る用法と動名詞句を目的に取る用法の表現する概念の違いが「覚えている」が「こと」と「の」を目的に取る用法の違いによっては表現できないことを確認することができた。3.2で得られた実験結果を1で検討した議論と関連させ、ドイツで行われた哲学と言語学的な手法との関係に関する研究集会で報告した。4.「思い出す」と「覚えている」の用法を主にコーパス上で調査、その結果を英語の記憶動詞の用法と比較し、二つの表現がそれぞれ表す概念の関係を検討した。また昨年までの研究を踏まえ、この調査結果を国内学会で報告し議論を深めた。(1)「覚えている」と「思い出す」の用法に注目し、"remember"の様々な用法との比較を行った。とりわけ"remember"が動名詞を目的に取る場合に注目し、この表現が日本語の記憶表現で明確に表現できるかどうかを検討した。"Remember"が動名詞を目的に取るような表現は日本語では通常、助詞「こと」や「の」を使って表現される。たとえば"X remembers crying last night"は日本語では「Xは昨夜泣いたことを覚えている(思い出す)」と表現できるとされている。しかし、同様の表現は"remember"がthat節を目的に取る場合の表現にも用いることができ、したがってrememberの異なる2つの用法を明確に区別できるとは言えない。しかし、その他に考えられる「覚えている」と「思い出す」の用法に訴えたとしても、"remember"が動名詞を目的に取る用法のみを明確に表現する事はできず、ゆえに、これら日本語の記憶表現の用法ではこの"remember"の用法を正確に表現できないという結論が得られた。これらの"remember"の用法が異なる記憶概念を表現している、という説は広く受け入れられているから、英語には「覚えている」や「思い出す」という表現を用いるだけでは明確に表現できない種類の記憶概念が存在することが明らかになった。(2)"Remember"と"know"の間の含意関係に対する反例が、なぜ明確に提示できないのかを示すための議論の詳細を検討した。

また同様の議論が「覚えている」と「知っている」の間にも成立しうるかを考察した。これら成果は、記憶表現に関する日本語と英語の違いを明らかにしただけでなく、記憶概念の分析という関しても重要な成果である。1.rememberの命題用法の分析の結果として、rememberとknowの含意関係に関する論文が、海外雑誌に掲載された。2.rememberの用法に関する英語ネイティブスピーカーに対するアンケート調査を実施できた。これにより、日本語ネイティブスピーカーとの比較など、日本語と英語の相違をより説得的な形で示すための調査手法の基礎が整った。このほかにも、日本語コーパスの利用など、旧来の分析哲学的な手法による議論を、より客観的な形で擁護するための有効な手段を得た。3.rememberの用法の中に、「覚えている」で一義的に表現できないものがあることに確証を得るとともに、この相違に哲学的な重要性があることを確認できた。このテーマについて口頭発表を行い、特に日本語研究についてのフィードバックを得ることができた。またこれらの口頭発表を通じて、これまでの研究成果に対する肯定的なフィードバックを得た。4.当初の24年度分計画にあった「思い出し」と「覚えている」についての研究については、初年度の成果の進展である上記(1)ー(3)の研究を優先した。5.昨年に引き続き、当初予定していた電子ジャーナル(philosopher's index)の購読は見送ったが、実質的な問題は生じなかった。(1)当面の成果を国内学会で報告するなど、国内のほかの哲学研究者との議論を通じ、日本語の記憶表現についての様々な示唆を得ることができた。この結果を踏まえ春に渡米した折に英語話者である多くの哲学研究者から英語の記憶表現や知覚表現などに関する直観を確認し、自身の議論についての示唆を得ることができた。これらの成果をもとにさらなる学会発表へ向けた準備を開始した。(2)"Remember"と"know"の間の含意関係についての論文を完成し、雑誌に投稿した(5月現在査読中)。(3)予定していた電子ジャーナルの購入は見送ったが、実質的な問題は特になかった。前年度の研究の中心であった日本語と英語の比較・相違、およびその哲学的な意義についての研究を更に深化させる。昨年度実施した英語ネイティブスピーカーらへのアンケート結果との比較検討を実施するために、日本語話者に対しても同様のアンケート調査を行う。それらのアンケート結果を分析し、rememberと「覚えている」との違いの詳細を明らかにすることを目指す。口頭発表の内容とフィードバックを基に、研究成果を論文にまとめる。これまでの成果を踏まえ「覚えている」と「思い出す」に関するの研究も進める。当初の予定通り、日本語と英語の記憶表現の比較についての検討をさらに深める。
単一モード光ファイバのスポット径変換技術とその応用

当初の計画に沿って研究を進め、ほぼ全ての目標を達成することができた。主な成果を以下に示す.○軸ずれや外径変動のない接続技術の確立ファイバコア調芯機構を有する融着接続装置により、本研究用の最適接続条件を見いだした。試料の状態を外部モニタに映し出すことにより位置合わせ精度を向上させ、外径変動および軸ずれを、1μm以下に抑えることができるようになった。これにより機械的に精密な接続および再現性が確保できるようになった。○正確な変換ファイバ長設定技術の確立グレーデッド形ファイバを光線の1/4ピッチに切断するための専用の治具を開発した。市販品は切断長を設定す機能はなく、そのまま流用した場合の切断長誤差は30μm程度あった。本治具により、この誤差を10μm以下に抑えることができるようになった。この技術は、本研究のみならず、他の光ファイバ応用技術分野にも大きな貢献になると考えられるものである。○変換ファイバの試作とその有効性の実験的検証構造パラメータの異なるいくつかのグレーデッド形ファイバを用いて試作実験を行った。標準の単一モードファイバのスポット径を10.4μmから5.8μmに縮小できることを検証できた。さらにこのチップを用いることにより、標準ファイバと分散補償ファイバとの接続損失を、2.3dBから0.3dBにまで低減できることを明らかにすることができた。当初の計画に沿って、接続技術の確立、正確な変換ファイバ長設定技術の確立、変換ファイバの試作実験を中心に研究を進め、ほぼ全ての目標を達成することができた。主な成果を以下に示す.〇軸ずれや外径変動のない接続技術の確立ファイバコア調芯機構を有する融着接続装置を購入し、本研究用の最適接続条件を見いだした。試料の状態を外部モニタに映し出すことにより、位置合わせ精度を向上させることにより、外径変動および軸ずれは、1μm以下に抑えることができるようになった。これにより本研究の基盤的な技術は確立できた。〇正確な変換ファイバ長設定技術の確立グレーデッド形ファイバを1/4ピッチ(約60μm)に切断するための専用の治具を作製した。市販品をそのまま使用していたときの切断長誤差は最大30μm程度あったが、作製した装置により、この誤差は10μm以下に抑えることができるようになった。〇変換ファイバの試作実験構造パラメータの異なるいくつかのグレーデッド形ファイバを用いて試作実験を行った結果、標準ファイバと分散補償ファイバとの接続損失を、2.3dBから0.3dBにまで低減できることを明らかにすることができた。今後は、構造パラメータの最適化を行い、さらに低損失化を目指す計画である。当初の計画に沿って研究を進め、以下に示す成果を得ることができた。○標準の単一モードファイバと分散補償ファイバとの低損失接続集束係数の大きなGIファイバチップを用いることにより、標準の単一モードファイバのスポット径を10.4μmから5.8μmに縮小できることを検証できた。これにより、本研究の最も重要な目標が達成された。○二種のGIファイバを用いたスポット径変換方法の開発スポット径の変換の割合を、できるだけ数の少ないGIファイバチップで実現させるための方法として、新たに集束係数の異なる二種類のGIファイバチップを縦続接続させる方法を考案した。シミュレーションによる確認、及び実験的な検証を行い、設計通りの動作を確認することができた。○応用デバイスの検討コネクタ化や平面光回路との接続も容易であることが確認できた。この技術は、半導体光増幅器や、半導体レーザと光ファイバとの結合にも適用できる有用なものであることが分かり、今後さらに発展が期待できる。
拡散過程とファジィ集合値確率変数の極限定理の研究

1.連続な道をもつ一次元マルコフ過程のある自然なクラスに入る確率過程が,研究代表者が1989年に導入した双一般化一次元拡散過程となるための必要十分条件を与えた.クラスを決めることが重要な課題だが,レゾルベントが連続になる点が稠密であることを仮定して,それらの点における初度到達時刻方程式を足がかりに,尺度関数と速度測度を求めた.尺度関数はもはや連続とは限らないことに注目し,その不連続点への初度到達時刻について強マルコフ性が成り立たないことを明らかにした.2.ファジィ集合の空間を,[0,1]上から閉集合の族の空間への関数と考えることにより,レベル集合がコンパクトであるようなファジィ集合値確率変数についての大偏差原理を証明した.具体的には,$p$次の平均収束の位相,L'{e}vyの距離による位相,グラフ距離による位相および可算直積空間の相対位相についてCramer型の大偏差原理が成り立つことを証明した.3.無限alternating条件をみたす容量からランダム集合を構成するChoquetの定理に対応する定理をランダムファジィ集合の場合に拡張した.その際,直積Fell-Matheron位相の相対位相であるグラフ位相を用いた.4.ハウスドルフ局所凸で第二可算公理をみたす位相空間上のFell-Matheron位相と同値な距離を具体的に求めた.1.Molchanovが"Random sets"で,Fell-Matheron位相と同値である述べているHausdorff-Buseman距離が,実は同値ではないという反例を作り,この距離改良したmodified Hausdorff-Buseman距離を定義して,これがFell-Matheron位相と同値であることを証明した.さらに,Rockafeller-Wetsの積分形の距離を改良したmodifiedRockafeller-Wets距離と,無限和で与えられる距離も同値であることも証明した.5.独立ではあるが必ずしも同分布でないファジィ集合値確率変数列についての一様ハウスドルフ距離に関する大数の強法則を証明した.1.連続な道をもつ一次元マルコフ過程のある自然なクラスに入る確率過程が,研究代表者が1989年に導入した双一般化一次元拡散過程となるための必要十分条件を与えた.クラスを決めることが重要な課題だが,レゾルベントが連続になる点が稠密であることを仮定して,それらの点における初度到達時刻方程式を足がかりに,尺度関数と速度測度を求めた.尺度関数はもはや連続とは限らないことに注目し,その不連続点への初度到達時刻について強マルコフ性が成り立たないことを明らかにした.2.ファジィ集合の空間を,[0,1]上から閉集合の族の空間への関数と考えることにより,レベル集合がコンパクトであるようなファジィ集合値確率変数についての大偏差原理を証明した.具体的には,$p$次の平均収束の位相,L'{e}vyの距離による位相,グラフ距離による位相および可算直積空間の相対位相についてCramer型の大偏差原理が成り立つことを証明した.3.無限alternating条件をみたす容量からランダム集合を構成するChoquetの定理に対応する定理をランダムファジィ集合の場合に拡張した.その際,直積Fell-Matheron位相の相対位相であるグラフ位相を用いた.4.ハウスドルフ局所凸で第二可算公理をみたす位相空間上のFell-Matheron位相と同値な距離を具体的に求めた.1.Molchanovが"Random sets"で,Fell-Matheron位相と同値である述べているHausdorff-Buseman距離が,実は同値ではないという反例を作り,この距離改良したmodified Hausdorff-Buseman距離を定義して,これがFell-Matheron位相と同値であることを証明した.さらに,Rockafeller-Wetsの積分形の距離を改良したmodifiedRockafeller-Wets距離と,無限和で与えられる距離も同値であることも証明した.5.独立ではあるが必ずしも同分布でないファジィ集合値確率変数列についての一様ハウスドルフ距離に関する大数の強法則を証明した.ファジイ値集合の空間を,[0,1]上から閉集合の族の空間への関数と考え,とる値がコンパクト集合のときは,p次の平均収束,Levyの距離,グラフ距離および可算直積空間の位相について大偏差原理が成り立つことを証明した。また,連続な道をもつ一次元マルコフ過程の自然なクラスに入る確率過程が,研究代表者1989年に導入した双一般化一次元拡散過程となるための必要十分条件を与えた。松本裕行により,双曲平面上のブラウン運動の水平持ち上げの具体的な表示が与えられ,指数型ウィナー汎関数の確率分布に関する結果を用いて,微分形式に作用するラプラシアンに対するセルバーグ跡公式が証明された。塩谷隆により,定義域と値域が共に空間列である場合に,写像の列の$L^p$収束の概念が定式化された。それを元に変分収束の理論が構築された。ボアンカレの定数の有界性がある種のレーリッヒ型コンパクト性を導くことが示された。値域がCAT(0)空間であるときに、変分収束の関数解析的な結果が拡張された。富崎松代のより,広義拡散過程の,標本路が状態区間の端点へ到達しないという条件のもとでの時刻無限大での漸近分布が示され,標本路の状態区間の端点での挙動が漸近状態に与える影響が明らかになった。

三苫至により,Chern-Simons全積分の漸近展開について,Fermi-測度にかんする積分が形式的に実行され,残りのBoson部分に関して,漸近評価の成り立つ場合があることが確かめられた。また,半田賢司により集団遺伝学におけるEwens抽出公式についての考察が行われ,ディリクレ過程の解析によりある種の一般化が得られた。1.無限alternating条件をみたす容量からランダム集合を構成するChoquetの定理に対応する定理を,直積Fell-Matheron位相の相対位相であるグラフ位相を用いることにより,ランダムファジィ集合の場合に拡張した。2.ハウスドルフ局所凸で第二可算公理をみたす位相空間上のFell-Matheron位相と同値な距離を具体的に求めた。3.必ずしも強マルコフ性を持たない連続な経路をもつ一次元マルコフ過程の広いクラスが,双一般化拡散過程の一つのクラスに一致することを示した。4.ポアンカレ上半平面上のブラウン運動の水平持ち上げに対する具体的な表現を与え,その応用として,1次微分形式に作用するラプラシアンに対する熱核の確率論的表現と具体的な表現を与え,セルバーグ跡公式を証明した.5.写像の定義域と値域が固定されていない場合に,写像のL^p収束を定義し,エネルギー汎関数の収束についての理論を構築した。また,アレクサンドロフ空間上でBishop-Gromovの体積比較を仮定して,ラプラシアンの比較定理を証明し,その応用としてCheeger-Gromallの分裂定理を拡張した。6.一次元広義拡散過程の調和変換に対して,変換後の拡散過程が状態区間の端点の一つを正則境界として挙動する場合に,その境界での局所時間の逆関数の分布の状態を,Kreinの対応を用いて明らかにした。7.Chern-Simons理論の漸近展開項と漸近剰余項の評価とを,上下積分の償いに注目し,Wiener空間上の解析を使って正当化した。。8.正規化されたガンマ過程・安定従属過程の汎関数の分布について,ラプラス変換の反転を通じた解析を行った.
G1期における核ラミナとヘテロクロマチンの相互作用の解析

転写が抑制された状態のヘテロクロマチンと転写が盛んなユークロマチンは核内で住み分けをしている。核膜付近にはヘテロクロマチンが配置され、この状態は細胞分裂を越えて娘細胞へ受け継がれる。動物細胞は細胞分裂期(M期)には、クロマチンは染色体へのダイナミックな高次構造の変換が起こるが、G1期には再び核膜付近にヘテロクロマチンが分布する。細胞周期ごとに繰り返されるクロマチンの再配置が起こる詳細なタイミングやこれに関わる因子については未解明である。本研究では、ヘテロクロマチンの核膜付近への配置に関与することが知られている核ラミナの構成因子ラミンAをツールに用いて、ヘテロクロマチンの核膜付近への配置が規定される時期と、この反応に関わる因子の同定を目指している。初年度は、分裂期の終了からG1期にかけての核ラミナとヘテロクロマチンをライブイメージングを行う準備として、Lamin Aといくつかのヘテロクロマチン結合因子を蛍光たんぱく質との融合たんぱく質として培養細胞で発現させ、観察に適した条件検討を行った。また、SUMO化依存的にLamin Aと結合する因子の精製の条件検討を行った。全長のLamin Aを用いての免疫沈降では、Lamin Aがポリマーを形成するために細胞からの抽出や結合因子の見極めに問題があった。そこで、いくつかの欠失変異体Lamin Aを作成し、免疫沈降実験に適したLamin A変異体を検索した。Lamin Aが結合するクロマチン領域を可視化するために、LacO(大腸菌のLacIリプレッサー結合配列)を200リピート程度縦列に連結したものをゲノム編集によりHeLa細胞ゲノム上のLADs配列内に挿入し、一方で、LacI-GFP融合タンパク質の発現プラスミドを作成する予定であったが、手つかずである。また、免疫沈降法でlamin Aの相互作用因子を精製する準備を整え、精製を開始する予定であったが、細胞からの抽出条件や免疫沈降の条件の検討に時間を費やしてしまい、実際の精製を開始することができなかった。免疫沈降沈降の条件は整え、小さなスケールでlamin Aと相互作用するSUMO化因子の精製を試したが、再現性に問題があることが分かった。これは、lamin Aの発現量や、細胞内でのSUMO化の程度、実験の迅速性などを安定させないとうまくいかないような印象を受けている。今後は、再現性の高い結果が得られるように技術的に熟練することが重要であると考える。同時に、免疫沈降法以外の採用も必要であるかもしれないと考えている。具体的には、組換え体Lamin Aを固定化したカラムを用いたアフィニティー精製についても検討する予定である。Lamin Aが結合するクロマチン領域の可視化については、準備が整い次第開始する予定である。

初年度は生化学的な実験の条件検討を主として行った。すべての実験を小規模に行ったため、当初の予定より経費がかからなかった。また、実験に用いる共焦点顕微鏡が年度中に故障し、3か月程度使用できず、抗体染色やライブイメージングなどに予定していた消耗品の使用も当初の予定より少なかったことなどが原因で次年度使用額が生じた。次年度は、初年度に予定していた内容を遂行することで助成金を適切に使用する予定である。また、次年度は細胞培養や樹立細胞のストックなどにさらなる経費が必要である。例えば、培養に必要なウシ血清や細胞の貯蔵に用いる液体窒素タンクなどの購入に充てる予定である。
統合失調症の前頭前野において障害されている介在ニューロン種とその機能変化の同定

統合失調症の大脳皮質では、介在ニューロンによる抑制性伝達物質GABAを介した神経伝達(GABA伝達)の低下を示す所見が多く得られているが、このような変化は形態学的・機能的に多様性を有する介在ニューロンの一部に限局することが示されている。本年度は、統合失調症で変化の認められる介在ニューロンに選択的に発現している可能性が高く、その特殊な形態および機能の維持に重要と考えられる遺伝子として、KCNS3(カリウムチャンネルサブユニット)、LHX6(転写因子)、KCNAB1(カリウムチャンネルサブユニット)、PPP1R2(脱リン酸化酵素サブユニット)について大脳皮質の介在ニューロンにおける局在を、2重標識in situ hybridization法にて直接評価した。その結果、KCNS3およびLHX6については、統合失調症の大脳皮質において変化が認められる介在ニューロンに選択的に発現している事が確認された。一方、KCNAB1及びPPP1R2は、特定の介在ニューロン以外にも、錐体ニューロンを含むと考えられる多くのニューロンに発現している事が判明した。そこで、KCNS3およびLHX6について統合失調症例と年齢・性別・死後経過時間がマッチした健常対照例からなるペアを用いて、大脳皮質における発現量をin situ hybridization法にて比較した。その結果、統合失調症においてKCNS3およびLHX6について10-20%の減少傾向が明らかとなった。以上の結果より、統合失調症の大脳皮質における特定の種類の介在ニューロンでは、それに特異的な転写制御系およびイオンチャンネルによる興奮性制御系に変化が生じていることが示唆された。マイクロアレイデータより、Synaptotagmin-2,Tachykinin-1,Nek-7,Cox6a2が、PV陽性ニューロンに特異的発現が予測されたが、実際に35-S ISH法によりParvalbumin(PV)mRNAの発現と同様のパターンを示したものは、Synaptotagmin-2(Syt2)とTachykinin-1であった。Tachykinin-1の発現レベルは低く、今後の解析が困難であることが予測された。そこで、Syt-2について、PVとの2重ISH法により、その発現を調べた。その結果、Syt-2を発現するニューロンの約20%がPVを発現し、PV発現ニューロンの約25%が、Syt-2を発現することが判明した。CR陽性ニューロンに発現が予測されるCxcl-14,VIP,Tachykinin-3,Kit,Nr2f2については、Cxcl-14,VIP,Tachykinin-3がCR mRNAと同様の発現パターンを示した。この中で十分な発現レベルが検出されたCxcl-14について、CRとの2重ISH法を行った。その結果、Cxcl-14を発現するニューロンの約30%がCRを発現し、CRを発現するニューロンの約35%がCxcl-14を発現することが判明した。以上の結果は、介在ニューロンにおける遺伝子発現パターンに、マウスとヒトの間の種差があることを示している。以上の結果は、介在ニューロンサブタイプにおける遺伝子発現パターンに、マウスとヒトの間の種差があることを示している。そこで現在は、文献等の検索からPVニューロンにおける特異的な発現と機能が推定されることに加え、ヒト大脳皮質においてもPVニューロンおよびSSTニューロンに選択的な発現を示す証拠がある遺伝子として、複数のカリウムチャンネルのサブユニット、転写因子、脱リン酸化酵素などを選択し、現在解析を行っている。
X線回折による結晶表面層・薄膜結晶の評価

結晶表面層・薄膜結晶の詳細な結晶学的評価を行うために、まずX線二結晶法高精度自動測定系を構築した。本装置の製作に当たって、角度駆動制御系とX線検出系(波高分析器PHAと計数部)のハードウエアと測定操作用ソフトウエアを設計・自作している。機能としては、通常のロッキングカーブ測定(ωモード)と2θモード測定が可能であり、角度精度は、ωモードにおいて0.02秒、2θモードにおいて0.5秒となった。また、本装置は試料結晶の取り付け調整を正確、容易にするために、メーカ製の装置にはないつぎのような機能も備えている。(1)自動と手動両操作が可能である。(2)検出出力をCRT画面上に表示できる。(3)音声出力を取り出すことができる。この測定系のハードウエアおよびソフトウエアの詳細は、応用物理、65、732(1996)および研究成果報告書に記述した。本装置を用いていくつかのヘテロエピタキシャル膜の結晶学的評価を行い、次の知見が得られた。(1)マイクロ波MOVPEによって(0001)α-AL_2O_3基板上に成長させたAl_xIn_<1-x>Nエピタキシャル層の構造とエピタキシャル関係を測定した。構造はウルツ鉱構造でありa軸格子定数とc/a比が組成xの増加とももに減少すること、エピタキシャル関係は(0001)Al_xIn_<1-x>N//(0001)α-Al_2O_3および[1010]Al_xIn_<1-x> N//[1010]α-Al_2O_3であること、がわかった。(3)最近、結晶表面でのX線の全反射測定が可能となり、今後結晶表面層の評価に応用したい。6年度交付金によってX線二結晶法高精度自動測定系を構築し、現在調整段階に至っている。本装置の製作に当たって、角度駆動制御系とX線検出系(PHAと計数部)のハードとソフトを設計・自作した。機能としては、通常のロッキングカーブ測定(ωモード)と2θモード測定が可能であり、角度精度は、ωモードにおいて0.1秒、2θモードにおいて1.0秒である。本装置は自動と手動両操作ができるので、手動によりいくつかのヘテロエピタキシャル膜の結晶学的評価を行い、次の知見が得られた。(1)ほぼ格子整合したInGaP/(100)GaaAs(膜厚0.6μm)を横倒しにしたX線回折法によりX線の侵入深さを変えて調べた結果,格子緩和により格子定数の変化していることが分かった.(2)InN/(0001)α-Al_2O_3を測定して,エピタキシャル関係および膜質の評価を行った.アメリカThe Johns Hopkins大学(JHU)と試料交換を行って双方で調べた結果,作成条件によりエピタキシャル方位関係の異なることが分かった.(0001)面内の方位関係が、マイクロ波励起MOVPEで作成した我々の試料では<100>InN<100>α-Al_2O_3であるのに対して、スパッタ法によるJHUの試料では<101>InN/<100>α-Al_2O_3であった。この相違の原因については現在検討中である。また、ヘテロエピタキシ-における面内方位関係の決定方法を開発した。(3)キャップGaAs/AlGaAs/(100)GaAs基板の系のX線回折において、入射角が大きい場合には現れないが、入射視射角が小さくなると回折曲線に強度振動が観測された.

その機構については現在考察中であるが,X線の屈折効果とAlGaAs中間層内での動力学的な干渉効果によるものと考えられる。前年度に引き続いてX線二結晶法高精度自動測定系を構築し、完成に至った。本装置の製作に当たって、角度駆動制御系とX線検出系(波高分析器PHAと計数部)のハードウエアと測定操作用ソフトウエアを設計・自作している。機能としては、通常のロッキングカーブ測定(ωモード)と2θモード測定が可能であり、角度精度は前年度よりも改善され、ωモードにおいて0.02秒、2θモードにおいて0.5秒となった。また、本装置は試料結晶の取り付け調整を正確、容易にするために、メーカ製の装置にはないつぎのような機能を備えている。1)自動と手動両操作が可能である。2)検出出力をCRT画面上に表示できる。3)音声出力を取り出すことができる。本装置を用いていくつかのヘテロエピタキシャル膜の結晶学的評価を行い、次の知見が得られた。(1)マイクロ波MOVPEによって(0001)α-Al_2O_3基板上に成長させたAl_xIn_<1-x>Nエピタキシャル層の構造とエピタキシャル関係を測定した。構造はウルツ鉱構造でありa軸格子定数とc/a比が組成xの増加とともに減少すること、エピタキシャル関係は(0001)Al_xIn_<1-x>N//(0001)α-Al_2O_3および[1010]Al_xIn_<1-x>N//[1010]α-Al_2O_3であること、がわかった。