hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中性子散乱を用いた再構成細胞系での生体高分子の構造解析法の開発

本研究では特に水素において大きい中性子散乱における同位体効果を利用し、タンパク質の精密部分重水素化と反転コントラストマッチング中性子小角散乱(iCM-SANS)を組み合わせて上記手法の確立を目指している。今年度は、水晶体内タンパク質クリスタリンの部分重水素化とそれを用いた「高濃度系」でのiCM-SANS測定に成功した。本研究における重要なポイントは重水素化率を制御したタンパク質の調製手法の確立と高濃度クラウド系で測定技術の確率である。平成28年度は、平成27年度に終了した重水素化タンパク質調製系の立ち上げおよびそれを用いて75%重水素化タンパク質の調製法の展開を行った、これまではαBクリスタリンのみであったが、本年度はαAクリスタリンの重水素化も行いほぼ成功している。またαBクリスタリンに関しては大量精製も行った。更に調製した75%重水素化αBクリスタリンと軽水素化αAクリスタリンの混合系(単独系よりより生態系に近い)を用いたSANS測定をオーストラリアの中性子散乱研究施設(ANSTO)に設置されたSANS分光器(QUAKKA)およびフランスのラウエランジュバン研究所のSANS分光器(D22)を用いて逆転コントラストマッチング中性子小角散乱(iCM-SANS)測定を行った。その結果、この2元系では、前者からの散乱を消して後者からの散乱のみを観測することに成功し、この2元系におけるKineticsの解析を行った。また、調製したタンパク質の基本構造測定のための集光光学系、低寄生散乱スリット、高感度大面積2次元半導体検出器を備えたX線小角散乱(SAXS)装置の整備・調製を進めた。本研究では、「1.重水素化タンパク質の調製系の立ち上げ」「2.調製タンパク質における重水素化率の制御、特に75%重水素化タンパク質調製」「3.75%重水素化タンパク質を用いた逆転コントラスト同調ー中性子溶液散乱法の確立」「4.高濃度75%重水素化タンパク質を用いた水晶体模倣系でのクリスタリンの構造研究」の4つの項目を目的とした。昨年度までの研究により第3項目まではほぼ達成されており(ただし、重水素化率の精密制御は今後の課題である)、今年度はタンパク質高濃度系の構築とその中での構造測定(第4項目)を目的として研究を行った。タンパク質をクラウダーとして高濃度系を構築するための予備実験として、グリセロールをクラウダーとした高濃度溶液中でのαBクリスタリンのX線小角散乱、動的光散乱測定を行い測定可能であることを確認した。この結果を踏まえ「高濃度タンパク質溶液中のタンパク質の構造を粒子間干渉効果を影響を受けずに測定するため」に75%重水素化αBクリスタリンの30mg/mL重水溶液中に0.5mg/mL軽水素化αBクリスタリンを混合した溶液を調製した。この溶液では逆転コントラスト同調ー中性子溶液散乱法により、希薄な軽水素化αBクリスタリンの構造を選択的に測定が可能である。測定はオーストラリアの中性子散乱研究施設(ANSTO)に設置された中性子小角散乱分光器(QUAKKA)及び米国のオークリッジ国立研究所のた中性子小角散乱分光器(Bio-SANS)を用いて行った。測定結果より、高濃度系においてもαBクリスタリン間でサブユニットが交換されている事が確認された。加えて、非常に興味深い事に交換の時定数は希薄系とほぼ等しいという結果が得られ、現在解析中である。水晶体により近い100mg/mLを越える高濃度系の構築とその系での測定手法の確立が今後の課題である。生体高分子は、高濃度の多分散系=混雑系という環境下で機能している。
根源的かつ普遍的なメス・オスの概念の創出

性は20億年前の共通の起源に始まり、その後の雌雄性の未分化な同型配偶の交配型から「メスとオス」への進化は真核生物内部の多岐に渡る平行進化なので、「メス」と「オス」は統一的に定義できないと解釈される。しかし、2006年に研究分担者の森らが発見した配偶子融合因子GCS1は真核生物の多岐に渡る系統でオス側に機能の保存性がある。従って、様々な祖先的な真核生物を用いて、オスを決定していると思われる性決定遺伝子等とGCS1に関連した遺伝子制御系並びにこれらの多様性を明らかにしてゆけば、「性の原型」に基づく真核生物に普遍的であり根源的な「新たなるメスとオスの概念」を創出できると考えて、本研究は提案された。
カチオン性ジテルロキサンの反応性:ポリテルロキサンおよび分子集合体への展開

[1]オリゴテルロキサン:カチオン性ジテルロキサンAr_2Te(+)-O-Te(+)Ar_2(1)とAr_2TeOとのσ^*-n軌道間相互作用に基づく反応を見出し、超原子価Te-Oアピカル結合を主鎖の繰り返し単位とするオリゴテルロキサンAr_2Te(+)-[-O-TeAr_2-]_n-O-Te(+)Ar_2(n=14)の高選択的生成法を見出した。^<125>Te NMRおよびDFT理論計算から、重合度の増加に伴い、末端Te原子のカチオン性および反応性が低下することが判った。各オリゴテルロキサンにおいて、末端Teから数えて2番目のO-Te結合が最も長い。また、種々の交差反応実験から、オリゴテルロキサンは平衡生成物として存在することが判明した。よって、オリゴテルロキサンは分子集合体と考えることができる。[2]オリゴカルコゲノキサン:1と1および2当量のAr_2SeOとの反応を行ったところ、それぞれ対応するセレノ-ジテルロキサンAr_2Se(+)-O-TeAr_2-O-Te(+)Ar_2、および、ビス(セレノ)-ジテルロキサンAr_2Se(+)-O-TeAr_2-O-TeAr_2-O-Se(+)Ar_2を選択的に生成することが判った。本系はSe-O-Te超原子価結合を主鎖に有するオリゴマーの初めての例である。オリゴカルコゲノキサンのNMRは濃度依存性を示した。そこで^1HNMR希釈実験を行い、セレノ-ジテルロキサンを生成するための1とAr_2SeOとの会合定数を算出し、CD_3CN中-40°CでK_a=22,000M^<-1>となった。オリゴカルコゲノキサンは、オリゴテルロキサン同様、平衡生成物として存在し分子集合体と考えることができる。[3]大環状マルチ-テルラン:1とフタレートとの反応では、超原子価Te-Oアピカル結合を連結子とする[2+2]大環状マルチ-テルランを生成した。また、テルロキシドとTf_2Oから系内で発生させたテルロニウム塩とフタレートとの反応では、[3+3]大環状マルチ-テルランを生成した。X線結晶構造解析により、両者の構造を明らかにした。本系は、超原子価Te-Oアピカル結合を連結子とする大環状化合物の初めての例である。以上の結果から、ヘテロ原子のσ^*-n軌道間相互作用が、分子集合体構築の新規モチーフ(超分子シントン)になることを明らかにした。

以上の結果から、ヘテロ原子のσ^*-n軌道間相互作用が、分子集合体構築の新規モチーフ(超分子シントン)になることを明らかにした。カチオン性オリゴテルロキサン3は、未知の化合物群であり、ポリマー主鎖がTe-O結合の繰返し単位から成り、内部Te原子は非共有電子対を含め三方両錐型の超原子価結合構造を取り得ることが期待される。本研究では、カチオン性ジテルロキサン1のテルルカチオンへのテルロキシド2の酸素原子の付加によりカチオン性オリゴテルロキサン3が生成することを見出した。本反応では、1に対する2の化学量論に応じて、高選択的に、かつ、定量的に3量体3a,4量体3b,5量体3cのみをそれぞれ生成した。また、3aに関しては、単結晶X線結晶構造解析に成功し、主鎖がTe-O-Te-O-Teから成り、確かに内部Te原子は三方両錐型の超原子価結合構造を形成していることが証明された。また、カウンターイオンの効果は重要で、Cl^-を有する1は反応せず、CF_3CO_2^-を有する1は3aで止まり、CF_3SO_3^-を有する1のみ3a3cを生成した。カチオン性オリゴテルロキサン3の^<125>TeNMRから、重合度の増加に伴い末端Te原子の化学シフトは高磁場シフトした。この結果は、重合度の増加に伴い、末端Te原子のカチオン性、即ち、反応性が低下することを強く示唆する。理論化学計算(密度汎関数法)からも、重合度の増加に伴い、末端Te原子のカチオン性が低下し、かつ、末端から2番目のTe-O結合が伸張することが示唆された。事実、3量体3aと4量体3bの1:1混合物に1当量のテルロキシド2を加えると、定量的に4量体3bのみを生成した。この結果は、本反応が段階的に進行することを意味し、これが2の化学量論に応じて高選択的にオリゴテルロキサン3を生成する理由である。また、2量体1と4量体3bを1:1で混合物すると、定量的に3量体3aのみを生成した。この結果は、オリゴテルロキサン3には平衡が存在することを示唆する。前年度、カチオン性ジテルロキサンAr_2Te(+)-O-Te(+)Ar_2(1)とテルロキシドAr_2TeOとのσ^*_<-n>軌道間相互作用に基づく反応を見出し、超原子価Te-Oアピカル結合を主鎖の繰り返し単位とするオリゴテルロキサンAr_2Te(+)-[-O-TeAr_2-]_n-O-Te(+)Ar_2の生成を見出した。オリゴテルロキサンは平衡生成物として存在し、分子集合体と考えることができる。今年度は、σ^*_<-n>軌道間相互作用に基づく1とセレノキシドAr_2SeOおよびカルボキシレートとの反応を検討した。カチオン性ジテルロキサン1と1および2当量のAr_2SeOとの反応を行ったところ、それぞれ対応するトリカルコゲノキサンAr_2Se(+)-O-TeAr_2-O-Te(+)Ar_2(2)、および、テトラカルコゲノキサンAr_2Se(+)-O-TeAr_2-O-TeAr_2-O-Se(+)Ar_2(3)を選択的に生成することが判った。構造は^1H NMR,^<125>TeNMR,^<77>Se NMR,およびFAB-MSによって決定した。本系はSe-O-Te超原子価結合を主鎖に有するオリゴマーの初めての例である。ジテルロキサン1とテトラカルコゲノキサン3との1:1反応では選択的にトリカルコゲノキサン2のみを生成したことから、オリゴテルロキサン同様、平衡生成物として存在し分子集合体と考えることができる。オリゴテルロキサンと異なり、オリゴカルコゲノキサンのNMRは濃度依存性を示した。そこで^1H NMR
一分子測定法による生体機能の解明

静岡大学工学部・浜松ホトニクス社と連携し、極限的な感度と高速性を兼ね備えたマルチアノド・フォトマルによる8x8高速カメラを開発した。また、高速撮像のできるCCDカメラを新開発した。これによって、蛍光色素の一分子像を観察した。開口数1.65のレンズによりロダミンをエバネッセント波照明して分子像を捉えた。量子的な退色が5ミリ秒の時間分解能で明確に観察できた。Rhod-2分子についても、同様な反応が捉えられた。この一分子像でのCa濃度依存性が示された。このことは、一分子プローブによって微小環境のモニターをするという新しいコンセプトの分野が拓かれたことになる。実際に、Rhod-2を負荷した培養海馬神経細胞の細胞膜ガラス付着面の蛍光を、エバネッセンス照明下に、同カメラで捉え、フレームレート5ミリ秒の撮影に成功した。Rhod-2の濃度を通常使用の1/100にしたところ、いくつかの点状の蛍光変化パターンが得られ、信号/静止レベルの比が著しく大きいものが見られた。これは、単一のRhod-2の反応と思われ、単一のCaチャネルの反応である可能性も高い。また、既存のカメラによる細胞反応の解析も平行して行った。蛍光蛋白(GFP)をダイナミンに融合させて培養細胞に発現させ、これをエバネッセンス照明下に観察して、細胞膜の呑込み反応の動態を捉えることに成功した。ダイナミンは細胞の活性化に伴い、細胞膜に移行し、細胞膜上で大きく動き回ることにより細胞膜の陥没部分を回収することが分かった。「ダイナミンの清掃モデル」という仮説を立て、論文発表した。回折限界を超えることを目指して、特殊感光性樹脂をフィルムのように使用し、その上に細胞を培養して、レーザー光を照射して、細胞の形態を樹脂上に影として固定するという、新しいイメージングの手法も開発した。細胞内の微小な分泌顆粒の形が判別できる画像が撮れることが分かった。イオンチャネル、膜レセプター、分泌顆粒関連蛋白などと緑色蛍光タンパク(GFP)との融合蛋白を作るための、基礎知識の導入と試験を行った。多くの分泌顆粒内に存在するクロモグラニンBをGFP化することに成功した。またインスリン分泌をするINS-1細胞において、顆粒膜上にフォグリンとGFPの融合蛋白を発現させ、顆粒内にはアクリジンオレンジを負荷して、両方の色素の像をエバネッセンス顕微鏡下で同時観察することに成功した。これによって分泌顆粒は膜融合直後も10秒以上その球形の形を保つことがわかり、顆粒融合のダイナミクスに関する謎のひとつが解決できた。さらに、λファージのDNAをYOYOで蛍光化し、水中で自由運動するDNAの一分子観察に成功した。蛍光化した蛋白の一分子ダイナミクス測定に必要な技術要素として、2次元光検出装置の超低ノイズ化と高速化の実現も目標としている。このために、アノードを8×8個のマトリクス状に並べて64チャネルの測光ができるようにした2次元光電子増倍管を用いた光測定装置を試作し、その2チャネル分のフォトンカウティング装置を組み立てた。さらに、紫外線レーザーを用い、光の回折限界に近い微小スポットにおいてケージド化合物の光解除を行う装置を組み立て、グルタミン酸による脳神経細胞の部分活性化に成功した。これで、グルタミン酸レセプターの一分子レベルの光反応を引き起こす準備が整った。静岡大学工学部では、チタン-サファイア-レーザーを設置し、2光子励起装置を組み立てて、それによるモデル物質からの蛍光検出を確認し、ステージの移動走査により2次元像を得るところまでの試験をおこなった。静岡大学工学部との共同研究と浜松ホトニクス社との連携を設定し、主として細胞内分子動態の観察のための2次元光検出装置の開発を実施した。顕微鏡の方はレンズの開発とエバネッセンス照明の導入により大きな進歩を遂げたが、像を撮影するためのカメラは細胞内分子の観察に十分なレベルには達していない。すでに、背面照射型のCCDカメラでは量子効率90%以上、1000フレーム/秒というものがあるが、このタイプは読み出しノイズが大きく、光量の少ない分子の動態観察には使えない。地域連携研究ではこの点の進歩を図るべく、研究を進めた。具体的には、2つの2次元高速カメラを試験的に製作した。一つは、光電変換面の量子効率が60%を超えながら読み出しノイズの少ない新型CCD素子を用い、そのマスクを工夫して高速転送を可能にした。その結果、200フレーム/秒の高速撮影ができ転送ノイズも低くかつ感度も分子撮像に十分な性能をもつことが分かった。これによって信頼できる分子のダイナミクス(高速の明るさの変化)を記録することが実現できる段階に至った。もう一つは、マルチアノード光電子増倍管を使用するものである。光電子増倍管は量子効率は25%程度であるが、単一光子を高いS/Nで検出できる。最近、浜松ホトニクス社では、一個の光電子増倍管の中の陽極だけを増やすことにより64チャネルの光信号を検出できるタイプを発明した。しかし、それだけの信号を処理する装置がこれまでは存在しなかったので、我々は、膜電位検出用の二次元解析装置(PDA;現有)をこの光電子増倍管の信号を取り入れるように改造した。これによって空間分解能は低いが、ミリ秒を切る時間分解能が達成された。これらは年度の終わりに完成したものなので、第3年度は実際にこれらによる生細胞の観察を行う予定である。

静岡大学工学部・浜松ホトニクス社と連携し、極限的な感度と高速性を兼ね備えたマルチアノド・フォトマルによる8x8高速カメラを開発した。また、高速撮像のできるCCDカメラを新開発した。これによって、蛍光色素の一分子像を観察した。開口数1.65のレンズによりロダミンをエバネッセント波照明して分子像を捉えた。量子的な退色が5ミリ秒の時間分解能で明確に観察できた。Rhod-2分子についても、同様な反応が捉えられた。この一分子像でのCa濃度依存性が示された。このことは、一分子プローブによって微小環境のモニターをするという新しいコンセプトの分野が拓かれたことになる。実際に、Rhod-2を負荷した培養海馬神経細胞の細胞膜ガラス付着面の蛍光を、エバネッセンス照明下に、同カメラで捉え、フレームレート5ミリ秒の撮影に成功した。Rhod-2の濃度を通常使用の1/100にしたところ、いくつかの点状の蛍光変化パターンが得られ、信号/静止レベルの比が著しく大きいものが見られた。これは、単一のRhod-2の反応と思われ、単一のCaチャネルの反応である可能性も高い。また、既存のカメラによる細胞反応の解析も平行して行った。蛍光蛋白(GFP)をダイナミンに融合させて培養細胞に発現させ、これをエバネッセンス照明下に観察して、細胞膜の呑込み反応の動態を捉えることに成功した。ダイナミンは細胞の活性化に伴い、細胞膜に移行し、細胞膜上で大きく動き回ることにより細胞膜の陥没部分を回収することが分かった。「ダイナミンの清掃モデル」という仮説を立て、論文発表した。回折限界を超えることを目指して、特殊感光性樹脂をフィルムのように使用し、その上に細胞を培養して、レーザー光を照射して、細胞の形態を樹脂上に影として固定するという、新しいイメージングの手法も開発した。細胞内の微小な分泌顆粒の形が判別できる画像が撮れることが分かった。新開発したCCDカメラによって、水に溶けた蛍光色素の一分子像を観察した。開口数1.65のレンズによりロダミンをエバネッセント波照明し、同レンズで蛍光像を捉えた。この分子像のCa濃度依存性が示された。Rhod-2を負荷した培養海馬神経細胞のガラス付着面の蛍光を、エバネッセンス照明下に、同カメラで捉えた。フレームレート5ミリ秒の撮影に成功した。これは、単一のCaチャネルの反応である可能性が高い。また、蛍光蛋白(GFP)をダイナミンに融合させて培養細胞に発現させ、これをエバネッセンス照明下に観察して、細胞膜の呑込み反応の動態を捉えることに成功した。「ダイナミンの清掃モデル」という仮説を立て、発表した。
地中レーダによる地雷探知技術の開発

1.地中レーダに用いられているアンテナは指向性が悪く,対象の真上になくても反射信号を捕らえることができ,点物体の像は点物体を頂点とする双曲線パターンとなる。この双曲線パターンを点に戻す処理をマイグレーションという。マイグレーションを行うには地中の電波伝播速度が必要となるが,この速度を,地中レーダ像中にある線状の物体像から推定するアルゴリズムの開発を行った。2.地雷のような大きさを持った物体では,物体の端点が電波の散乱点となり,レーダ像上では双曲線パターンを形成する。この散乱点だけ押さえられれば,物体の輪郭が捉えられる。双曲線パターンの頂点を正確に捉えることは,地雷のように小さいサイズで複雑な形状を持った物体では不可能に近い。双曲線パターンの一部からでもその頂点位置が推定できれば,形状推定が可能となる。そこで,双曲線パターンの一部から頂点位置を推定するアルゴリズムの開発を行った。3.地雷のような小さな対象物体の場合,地中レーダを走引する測線の直下に物体があるとは限らない。そのような場合でもアンテナの指向性が広いため,一反射信号は捕らえられる。地雷探査のとき,地中レーダアンテナを地雷の真上に置くことは,爆発の危険も伴い危険であるので,この性質は積極的に利用すべきである。そこで対象の真上を通らない複数の測線のレーダ像から,対象物体の正確な位置および形状を推定するために,3次元マイグレーションのアルゴリズムを開発した。4.開発した上記アルゴリズムの有効性を,実際にエジプトの実験場で模擬地雷を埋め測定した地中レーダ像データを用いて確認した。地雷のような大きさを持った物体では,物体の端点が電波の散乱点となり,レーダ像上では双曲線パターンを形成する。そこで,双曲線パターンの一部から頂点位置および地中の電波速度を同時に推定するアルゴリズムを開発した。2.地雷のような小さな対象物体の場合,地中レーダを走引する測線の直下に物体があるとは限らない。そのような場合でもアンテナの指向性が広いため,反射信号は捕らえられる。そこで対象の真上を通らない複数の測線のレーダ像から,対象物体の正確な位置および形状を推定するために,3次元マイグレーションのアルゴリズムを定式化し,実験でその有効性を確かめた。マイグレーションを行うためには,地中の電波速度が必要となるが,これには上記1で開発した手法を用いる。
手触りによる物質認知と感情喚起のメカニズム

ヒトがモノに触れた時に人体に加わる外部刺激が触覚を生み、感情を喚起するプロセスを明らかにした。特に皮膚表面での摩擦現象との関係に着目した。その結果、ヒトは摩擦抵抗の周期変動によって喚起されるキュキュっと感に基づいて水を認知していること、この時、マイスナー小体とパチニ小体と呼ばれる触覚受容器が重要な役割を果たすことを示した。さらに、毛皮・木・皮膚などの生体物質特有の触感を明らかにしただけでなく、化粧用スポンジや石鹸の使用感の支配因子を明らかにした。本研究の成果は繊維・化粧品・自動車からロボットや情報機器まで様々な商品の設計指針となるであろう。ヒトがモノに触れた時に人体に加わった外部刺激が触覚を生み、感情を喚起するプロセスに関する物理モデルを構築する。特に皮膚上で起こる界面現象を摩擦評価システムと高速撮影システムを用いて手触り発現プロセスを詳細に観察、感覚や感情との関係を解析する。本研究はヒトの心で起こる心理現象を物理的手法を用いて解析し、皮膚上で起こる界面現象がモノの認知に結びつく基本原理の解明につなげようとする取り組みであり、医療・福祉ロボットの創出にも結びつくであろう。本年度の成果は以下の通り。(1)水の手触りの物理的起源の解明:ヒトがさまざまな液体に触れた時に喚起される触感を評価し、指先に加わった物理的刺激との関係を解析した。その結果、水の手触りの特徴はキュキュっと感であり、この感覚は皮膚に加わる間歇的なせん断刺激によるものであることを確認した。また、有限要素解析によるシミュレーションにより、マイスナー小体とパチニ小体という二種類の触覚受容器の関与が示唆された。(2)生体由来の物質の触感と感情喚起:毛皮、木などの生体由来の物質の手触りを評価し、触刺激によって喚起される感情を明らかにした。触対象の表面構造と摩擦特性が最も重要な因子であることが明らかになった。(1)水の手触りの物理的起源と触感呈示:これまでに、水の手触りの特徴はキュキュっと感であり、この感覚は皮膚に加わる間歌的なせん断刺激によるものであることを確認し、マイスナー小体とパチニ小体という二種類の触覚受容器が水の認知に関与していることを示した。本年度はこれを超音波振動子を用いて提示した。(2)柔軟感の認知メカニズム:ヒトが硬いものと柔らかいものに触れた時の指の動きと指に加わる力学的刺激を評価し、柔らかいものに触れた時には弱い力学刺激が指先に伝わることや、柔らかいモノに触れた時は触対象を垂直に押込むのに対し、硬いモノに触れたときは指を滑らせる行動をとることが分かった。本研究の目的は、ヒトがモノに触れた時に人体に加わる外部刺激が触覚を生み、感情を喚起するプロセスを説明する物理モデルを提案することである。特に皮膚表面での物質の変形や摩擦などの物理現象との関係に着目した。まず、モノに触れることによって喚起される感覚・感情を被験者へのインタビューという心理学的手法で評価し、次に、皮膚内の触覚受容器に加わる外部刺激を摩擦評価装置や高速撮影、シミュレーションを用いて評価し、感覚・感情の物理的起源を探った。さらに、触対象の熱・力学的特性や界面科学的特性と指に加わった刺激、感覚・感情との関係を多変量解析し、モノとの接触がある心理現象を喚起するプロセスの全体像を示す物理モデルを構築した。これまでに、ヒトが触覚によって水と油を識別したり、硬さ・軟らかさを認知するメカニズムについて明らかにしている。本年度はスポンジの触感と摩擦をはじめとする物理的特性の関係を解析し、使い心地の良い化粧道具の設計指針を示すこととした。すなわち、5つの化粧用スポンジの手触りを官能評価したうえで、ヒト指の力学的特性と表面形状を模した接触子を用いて、5つの化粧用スポンジの摩擦評価を行い、触感との間の相関を解析した。被験者が指でスポンジに触れた時には、さらさら・ふわふわ・すべすべしていて、ざらざらしていないスポンジが好まれた。さらに、これらの触覚はスポンジの摩擦・力学特性とセルの形態によって支配されていることが示された。これらの成果は、本研究において開発してきた触感解析の手法が化粧用スポンジだけでなく、さまざまなスポンジ製物品の設計・開発に有用であることを示している。

1.指の動きのダイナミクスと力学的な刺激を同時に評価することのできる手触り評価装置を用いて、水と油を識別するプロセスで指に加わる力学的刺激を評価した。特に、ミリ秒オーダーで起こる現象に着目して解析を行い、ヒトが水を認知するプロセスが3つの段階で行われることを明らかにした。また、数秒間の間に物に触れる力を制御するフィードバック制御が行われている可能性を示した。2.指が水に触れることによって生じる「好き/嫌い」を解析し、キュキュっと感の強い水の手触りは必ずしも好まれていないこと、少量の増粘剤を添加して滑らか感を付与すると好感度が高まることを示した。オリジナルの手触り評価装置を用いて、水を認知したり柔軟感が発現するメカニズムを明らかにすることができた。さらに、触行動によって喚起される感情を評価する心理物理実験の手法を開発した。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでにヒトが物に触れた時に感じる触感を評価する触感評価システムを開発し、このシステムが水を初めとする様々な物質の手触りを解析、その物理的な起源を解明する上で有用であることを示すことができた。さらに、好き・嫌いなどの感情の評価とその発現メカニズムの解明にも成功している。ヒトが水を認知するプロセスをより詳細に解析するために、ミリ秒オーダーでヒトが水に触れる際の触行動と指に加わる刺激を解析する。また、この時に喚起される感情についても併せて評価する。これまでに開発した触感評価システムを用いて様々な物質の手触りとその発現機構を解明する。特に工業上応用範囲の広い樹脂材料やスポンジ、木材などの手触りの評価に取り組み、触感に注目した材料設計の指針を確立する。
経頭蓋交流電気刺激による認知症自己認識システムへの促通効果とメカニズム

高齢化社会を迎え、増加している認知症者への対策のため、その原因解明や治療法開発が急務となっている。近年、頭部外からの交流電気刺激(経頭蓋交流電気刺激法)により脳の状態を調整できるとの報告があり、認知症など神経疾患者への応用が期待されている。一方で、電気刺激法によって脳の内部状態がどのように変化しているかについては十分に明らかになっていない。そのため電気刺激法の脳への刺激が果たして有効なのか、また安全なのかどうかは検討の必要性がある。そこで本研究では以下の二点にフォーカスして検討を行うことにした。1)交流電気刺激により脳にどのような変化が起こるのか、2)交流電気刺激が認知機能の促通をもたらすのか、の2点を検討する事である。今回は、特に認知症において機能低下が想定される「自己認識システム」に焦点をあて、脳計測手法を用いて交流電気刺激による脳神経基盤への影響を調べる事にした。本検討ではまず1)に言及するため、経頭蓋交流電気刺激法を背外側前頭前野に対して印加し、その印加直下の部位を核磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)を用いて検討を行った。MRSとは特定の脳内化学物質濃度を計測する手法であり、グルタミン酸やGABAといった物質の濃度を計測可能である。二重検定法を用いて、電気刺激条件とシャム条件に分けて電気刺激前後の化学物質濃度の変化を調べた。結果より、グルタミン酸やGABA等の化学物質濃度が大きく変動する事はなかった。ただし、グルタミン酸とグルタミンの混合シグナルがシャム条件において統計的有意に変化した。検討の結果、経頭蓋交流電気刺激を一定の強さで印加した場合、脳内化学物質濃度の大きな変化はみられなかった。この事は、電気刺激の危険度は低い事を示唆する。これを踏まえ今後の展望としては、2)について電気刺激の認知能力への影響を検討を行う。高齢化社会を迎え増加している認知症者への対策のため、その原因解明や治療法開発が急務となっている。本検討課題では、認知症へのリハビリテーション効果を念頭に、電気刺激法による認知機能への効果とその生理的変化の探索を目指すものである。近年、頭部への交流電気刺激により脳の状態変化を引き起こすことが可能であるとの報告があり、その応用として神経疾患への応用が期待されている。しかしながら電気刺激によって脳の状態がどのように変化するのかに関しては、膜電位変化等が知られているが詳細が明らかではない。本研究の目的は、1)経頭蓋交流電気刺激により脳にどのような変化がおこるのか、2)経頭蓋交流電気刺激が認知機能の促通をもたらすのか、の2点を検討することである。特に認知症において機能低下が知られている「自己認識システム」に焦点をあて、脳計測手法を用いて交流電気刺激による脳神経基盤への影響を調べることにした。本研究の目的は臨床応用を射程に入れているが、本計画では基礎的知見を得るために健常者を用いて交流電気刺激法の可能性を模索・検証する。本検討の特徴は電気刺激法によって変化する脳活動だけではなく、核磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)を用いて化学代謝物質の変化も合わせて検討する点にある。今年度はまず経頭蓋交流電気刺激(tACS)の予備実験およびMRSの実験最適化を行った。経頭蓋交流電気刺激の適切なパラメータ探索を行い、先行研究を踏まえて、tACSは背外側前頭前皮質に印加する事にした。ここは短期記憶を含む実行機能に関わる領域であり、先行研究において自己認識システムに影響を与えた部位である。検討の結果、この部位の左右半球に対してガンマ波帯域で10分間の刺激を加えることにした。MRSの検討を行うため、関心領域の設定と諸処のパラメータセッティングを行い、電気刺激印加前後に計測するプロトコルを確立した。現在までの進捗状況としては、おおむね順調に進展していると言える。今年度の目標は経頭蓋交流電気刺激の予備実験とfMRI・MRSの実験最適化である。今年度は経頭蓋交流電気刺激の手技を本大学の田中准教授よりレクチャーをして頂き、その訓練を行った。これら装置の扱いはシンプルであり想定よりも早く習得することが出来た。検討の結果、tACSの運用にあたっては二重検定盲を用いることにした。一方で、刺激を加えるためのパラメータに関しては、様々な可能性がある。今回は先行研究を受けて、背外側前頭前皮質上に電極を設置することとし、加える電流もガンマ波帯域とした。また、電極直下の脳領域のMRSの撮像を行うため、マーカーを作成して背外側前頭前皮質の部位を捉えるように試みた。加えて電気刺激の効果をみるために、刺激の前後において脳内化学代謝物濃度を計測することにした。そのため刺激前後において可能な限り同一部位の計測が必要となる。そこで、ほぼ同一部位を撮像する手法を開発した。またMRSのパラメータ検討も行った。精度の良いデータを得るためには一定サイズの関心領域が必要であるが、一方でサイズが大きすぎれば関心領域外が入り込む事にもなる。そこでサイズの最適化を検討し、被験者の疲労も考慮して10分程度の撮像時間を用いることにした。今後はこれら調整したパラメータによって被験者の計測を行う予定である。

一方で、電気刺激法によって脳の内部状態がどのように変化しているかについては十分に明らかになっていない。そのため電気刺激法の脳への刺激が果たして有効なのか、また安全なのかどうかは検討の必要性がある。そこで本研究では以下の二点にフォーカスして検討を行うことにした。1)交流電気刺激により脳にどのような変化が起こるのか、2)交流電気刺激が認知機能の促通をもたらすのか、の2点を検討する事である。今回は、特に認知症において機能低下が想定される「自己認識システム」に焦点をあて、脳計測手法を用いて交流電気刺激による脳神経基盤への影響を調べる事にした。本検討ではまず1)に言及するため、経頭蓋交流電気刺激法を背外側前頭前野に対して印加し、その印加直下の部位を核磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)を用いて検討を行った。MRSとは特定の脳内化学物質濃度を計測する手法であり、グルタミン酸やGABAといった物質の濃度を計測可能である。二重検定法を用いて、電気刺激条件とシャム条件に分けて電気刺激前後の化学物質濃度の変化を調べた。結果より、グルタミン酸やGABA等の化学物質濃度が大きく変動する事はなかった。ただし、グルタミン酸とグルタミンの混合シグナルがシャム条件において統計的有意に変化した。検討の結果、経頭蓋交流電気刺激を一定の強さで印加した場合、脳内化学物質濃度の大きな変化はみられなかった。この事は、電気刺激の危険度は低い事を示唆する。これを踏まえ今後の展望としては、2)について電気刺激の認知能力への影響を検討を行う。平成28年度の計画では、tACSの予備実験とfMRIとMRS実験の最適化であった。これらの検討については概ね予定通りに行われたと考えている。今後の研究の推進にあたっては、今年度に設定した実験系を実際に用いて計測を行うことである。加えて、tACSによる機能的変化について機能的MRIを用いた実験についても合わせて考慮する。実際に自己認識システムに対して電気刺激が影響をおよぼすとすれば、その脳活動自体も変化すると予測される。今回電気刺激の印加には背外側前頭前皮質をターゲットにしている。この領域は主に実行機能に関連し、短期記憶などにも関連する。そこでこの部位に関連性のある実験タスクを用いて、電気刺激に依る課題成績変化や脳活動変化を検証する。例えば「空間遅延反応課題」や「逆サッケード課題」「Feeling-of-knowing課題」などを現在検討中である。また、MRSの解析に関して撮像法としてMEGA-PRESSとPRSSがあるが、これらの間の違いもMRSの解析結果に大きな影響を及ぼす。そこで、平成29年度はこれらの撮像法の違いについても検討を行う。上記を踏まえて、被験者を募り、適宜実験を遂行してゆくのが今後の研究方針である。初年度は経頭蓋交流電気刺激法のパラメータセッティングや機能的MRIや核磁気共鳴法スペクトロスコピーの最適化が目的であったため、予想よりも研究費の予算執行を少なくすることが出来た。また、装置の購入に当てる部分に関しては、本学の田中准教授の意向により電気刺激装置を借り受ける事が出来たことで消耗品等にのみに対して予算を割くことになり、予算の節約を行うことが出来た。
ブレイク詩・絵における血液と血管

二年にわたる本研究では、ブレイクの複合芸術(イラストつきの詩作品)において頻出する血液(さらには「血管」)の意味の特異性を明確にするために、当時一般に流布していた「血液」の意味を調べて、ブレイクにおける「血液」との比較考察を行った。当時の医学的ディスコースにおいて、血液は人間を養う滋養の液体であり、生殖に深くかかわる液体でもあった。この考えは、アリストテレスの医学関連書にみられる記述に負うものであるが、ブレイクはそれをさらに押しすすめて、血液を「女」と密接に結びつけるにいたった。もっとも極端な例では、血液の球体から「女」が生成されていくのである。つまり、女は「血液」から誕生することになるのである。さらに、「血管」もブレイク独自の意味をあたえられていることが、この研究によって明らかにできた。血液を女の性に結びつけたブレイクは、血管にも濃厚にセクシュアルな意味を与えた。血管はブレイクの作品における登場人物の肉体をつき破って、しばしば体外に飛び出しているが、そうした血管の流出がおこるときには、男女のあいだで主権をめぐる争いがおこるのである。本研究の成果の一部は、『筑波イギリス文学』5号(1999年)に掲載したほか、今泉容子著『ブレイク修正される女-詩と絵の複合芸術』(彩流社、2001年)のひとつの章としても公表した。さらに、来年度に開催される日本英文学会全国大会のシンポジウムにおいても発表の予定である。二年計画の本研究の一年目には、ブレイクの複合芸術(イラストつきの詩作品)において頻出する血液が、どのような意味を付与されているかを分析した。ブレイク作品における血液は、第一に、社会の犠牲者や反逆者たちが流すものである。それについては、従来のブレイク研究者たちがすでに多くの研究書を著している。しかし、ブレイクにおける血液が、そうした社会的な意味のほかに、とてもセクシュアルな意味をもっていることは、これまで不思議なくらい着眼されなかった。じつは、ブレイク作品における血液はセクシュアリティと深く結びついている。なぜなら、血液は性器の場所とされる腰から噴き出し、その血液の塊が人間として誕生するからである。また、夫と妻は血管をつかみ合うことでセックスを行っているからである。また、血液はときには精液にすり替わる。ブレイクのファクシミリ版を用いて具体的な詩行やイラストを分析しながら、ブレイクの血液がセクシュアルなものであることを実証できたと思う。こうした血液の描写は、十八世紀イギリスにあってかなり特異なものと思われるが、二年目の研究目的が、その十八世紀という時代の血液をめぐるディスコースとブレイクの血液のイデイオムをつき合わせて、ブレイクの血液の特異性を明確にすることである。二年計画の本研究の最終年度には、ブレイクの複合芸術(イラストつきの詩作品)において頻出する血液(さらには「血管」)の意味の特異性を明確にするために、当時一般に流布していた「血液」の意味を調べて、ブレイクにおける「血液」との比較考察を行った。本研究の成果の一部は、今泉容子著『ブレイク修正される女-詩と絵の複合芸術』(彩流社、2001年)のひとつの章として公表した。
第三者の関わる生殖技術とソーシャルワーク

本研究は、第三者の関わる生殖技術に関するすべての当事者のHuman well-beingをめざして、いかなる法的枠組みと支援、福祉社会システムを構築すべきかを、社会福祉学・ソーシャルワークの視点とパラダイムから探求した。本研究では、ニュージーランドに焦点をあて、同国における生殖医療福祉システムを調査し、明確な基準と独自の文化・ローカリズムを尊重した、「開かれた生殖医療福祉」のあり様を「公益」として尊重するシステムが構築されることにより、関係者のすべてを「社会的ネグレクト」から解放する「社会正義」が達成される可能性があるという示唆を得た。2012年度における当該研究は、第三者の関わる生殖医療に関する法整備が進んでいるニュージーランドの動向をヒアリング調査し、その結果を1ソーシャルワークにおける国際会議、並びに2国内医療系学会において発表した。国際ソーシャルワークの領域において、第三者の関わる生殖医療は、国境を越えた生殖サービスの是非論として議論されており、その理念とルールづくりが求められている。そのような中で報告者は、ニュージーランドの調査から示唆を得て、ソーシャル・インクルージョンの理念に基づき、社会的排除のない、第三者の関わる生殖医療を選んだ者とそれにより生まれてきた子どもの「対話」並びに関係者との共同の必要性を明確化した。すなわち、第三者の関わる生殖医療を選んだ者とそれにより生まれた子どもの「対話」を成り立たせるためには、医療福祉学をベースとした、ソーシャルワーク理論でいうナラティブ・アプローチやエコロジカル・アプローチ、さらには修復的対話アプローチを駆使して構成する「生殖ケア・ソーシャルワーク理論」の体系化と実践が必要であることを主張した。第二に、医療系学会においては、第三者の関わる生殖医療を、個人的な「福音」から社会化していくためには、第三者の関わる生殖医療を選んだ者とそれにより生まれた子ども、両者のQOL並びにHuman Well-beingの成立が不可欠である。その両立のためには「私益」を「公益」に転換していく方策・施策が求められ、長く続く閉じられた生殖医療は「社会的虐待」と呼べる重層的な人権侵害に陥りかねないとの示唆を提示した。当該年度は、ニュージーランド(=NZ)のHART Act 2004により設置されているAdvisory Committee on Assisted Reproductive TechnologyやThe Ethics Committee on Assisted Reproductive Technologyに関する調査・研究を実施した。NZの「子どもの出自を知る権利」システムは、ドナーのあらゆる情報を知る権利を認めている。その論拠は、1情報は管理でき、情報の提供もシステム化できる。2ドナーが子どもに会うか会わないかは意思の問題であり、意思は尊重される。つまり、法的な親としての権利はないが、生物学的な親としての責任をドナーに負わせている。さらに法成立以前の生殖補助医療(=ART)の実施についても、ドナーや関係者に情報を開示するよう努めることを法が求め、システム化している。NZでは「子どもが生まれてくること」を「子どもの最善・最高の利益」と位置づけ、社会的合意をなし、法的権利のもとでシステムを構築している。NZのようにARTが「開かれた医療」として社会化されるならば、第三者生殖に関わるすべての当事者のwell-beingが成立する要件が、社会的に充足されるだろう。したがって、本研究の結論は、第三者が関わる生殖医療が、「開かれた医療+公益性の保持=共通善が保持された、寛容な社会の協創」というロジックのもとで実施されれば、ARTで生まれてくる子どもの福祉が実現するというものである。今後の課題は、理論的な精緻化、上記のロジックがNZをはじめ、生殖に関するグローバル・ツーリズムの影響を受ける諸外国の実情や政策ロジックと、如何なる関係・位置になるのか、国際比較研究として重層化させていくことである。本研究は、わが国において第三者が関わる生殖技術に関する当事者のHuman well-beingが保障された法体系が整備され、それを確保するための人権擁護の社会的システムが構築されるために必要な枠組みを構築し、かつ、そのためのエビデンスをソーシャルワーク研究の立場から蓄積することをめざした。これまでの研究成果を踏まえ、子どもの権利擁護や生殖ケアの視点から国内の多方面にわたる学識経験者とディスカッションし、先駆的な知見を収集分析すると共に、国内学会における議論を展開した。また第三者が関わる生殖技術に関する国内法をいち早く制定し、かつ、ソーシャルワークの専門家が関わるニュージーランドを基点とする調査を行なった。その結果、第一に第三者が関わる生殖技術に関わる当事者のHuman well-beingを保障する法律をわが国において構築していくためには、さらに子どもとカップルのHuman well-beingに関する理論研究を進めると共に、この案件にかかる社会正義を理論化する必要があることが示唆された。第二に本研究課題が国際的なトランスファーに関わる問題を含んでいることから、国境を越えた議論が必要であり、国内外の現状や理論、支援方法としてのソーシャルワークの実態を調査・分析していくことが求められることが示唆された。本来業務との兼ね合いで、国外調査のスケジュール管理が難しく、予定よりやや遅れた進行状況である。

しかし、2013年3月に所定の調査を実施しており、必要となるデータは取得することができた。取得するに至ったデータを2013年度第一四半期中に分析し、第二四半期に最終調査を行い、研究を完成させるための分析に入る予定である。平成23年度の研究計画を、(1)第三者が関わる生殖技術に関する当事者のHumanwell-beingに関する理論研究、(2)当事者のセルフ・ヘルプ・グループ等の動向に関するアクションリサーチ、(3)諸外国の生殖技術に関する法律並びにソーシャルワークに関するフィールドワーク、(4)DI者のHuman well-beingに関する研究成果の公表の4点とした。これらの研究計画の進展状況は、(1)=文献調査により、(2)=当事者グループの活動への参画、(3)=ニュージーランドをフィールドとするヒアリング調査を、そして(4)については学術図書の出版と学会発表による他の学問領域の専門家との議論を展開することができた。本研究は、「第三者の関わる生殖技術」と「ソーシャルワーク」とを連結させて、学際的な成果を構築しようとするところに特徴がある。したがって、今後、医療と福祉の橋渡しをねらった研究の推進、並びに研究成果の公表を図っていきたい。また、政策上の動きが活発してきていることもあり、政策への一助となる成果が早期に形成できることも期待されていると認識しつつ、研究を推進したい。平成24年度については、(1)第三者が関わる生殖技術に関する当事者のHuman well-beingに関する理論研究、(2)当事者のセルフ・ヘルプ・グループ等の動向に関するアクションリサーチ、(3)諸外国の生殖技術に関する法律並びにソーシャルワークに関するフィールドワーク、(4)ソーシャルワークの価値やアプローチに関する研究、(5)本研究課題に関する社会的認知を得るための公開シンポジウムの開催、(6)DI者のHuman well-beingに関する研究成果の公表の6点を予定している。2、国内での体外受精成立後の生殖医療学の進捗状況の整理・分析3、生殖医療学の到達点の、福祉系学会への紹介と議論4、研究成果物の作成平成24年度の当該研究において、6つの柱の研究を推進するため、理論研究のための図書の購入、シンポジウム開催のため伸び消耗品の購入、国際的な会議における研究成果の発表のための旅費等、引き続き諸外国におけるフィールドワークを行なうための諸経費として、おおむね計上どおりの支出を行なう予定である。
金春禅竹作品の分析を基盤とした、能台本の構造解析――その積層性と多様性に注目して

世阿弥と金春禅竹の作品研究に基盤を置きつつ、能本の積層的構造の分析と、日本の芸能史全般に目配りをした研究大系を把握することを目標としている。初年度である本年は、日本の古典演劇全般の中で作品と作者をつなぐ形態のあり方について考察を深めた。また、無形の文化財として位置づけられる日本古典演劇の保護と保存形態について、文化財保護のケーススタディとしての分析を行い、それぞれを論文として発表するを得た。このような調査・分析は、おのずから比較演劇的な視野の拡大につながり、具体的な調査対象としては、海外における演能が浮かび上がることとなった。第二次世界大戦後のパリでは、数多くの新しい芸術団体が誕生したが、その中の一つであるペルシーという一座が日本人と協力して能『羽衣』の上演を企てた。このような驚くべき計画を立てたのは二人のフランス人、エレーヌ・ジューグラリスとマルセル・ジューグラリスである。現在までの調査の範囲では、当該公演に関する資料は、静岡市立清水中央図書館、フランス国立図書館、大学間共同利用言語・文化図書館(別名BULAC)、ギメ東洋美術館の資料館そしてアルザス・欧州日本学研究所(別名CEEJA)に保存されている。3月のフランスへの出張を機会にフランス国立図書館と大学間共同利用言語・文化図書館とギメ東洋美術館の資料館に通って研究調査を行うことができた。このほか、日本の能楽研究の最先端をゆくと考えられる論文の仏訳を行った。当初から目的としてきた、日本の演劇・芸能史全般に目を配った研究体制を整えつつあり、その成果として、能のみならず、演劇史全般に視野を放った作者研究の方途を把握しつつあること。それに則って研究成果を論文として発表することができていること。今後の研究の深化のために、諸国に散在する民俗芸能探訪にも出かけることができ、日本の演劇・芸能史全般に関する、上演についての生きた知識を吸収し得ていることなどを、研究がおおむね順調に進展している成果として挙げたい。日本においてフランス語圏の研究者と交流する機会をも得て、日本国内およびフランスに向けても、多方向での成果発信をすることができている。次年度以降は、能本の構造分析にもとづく作品研究を深めることと、日本演劇史全般のなかでの能の位置づけについて、さらに他芸能との比較を中心に考察を深めることを目標とすることになろう。フランス語圏への成果発信としては、今年度に引き続き、日本の能楽研究の最先端をゆく論文の翻訳によって、研究状況を知らしめるとともに、最新の研究成果を援用したフランス語訳による世阿弥能楽論の出版をめざすこととなる。すでに翻訳原稿は完成しており、出版に向けての作業を実際に行ってゆくのが、次年度の愚他的な目標となる。各地の民俗芸能、とりわけ能の創成に関わる古芸能の探訪・調査も継続する予定であり、日本在住ならではの利点をいかして、生きた芸能の知識を吸収することに努めることになるであろう。

各地の民俗芸能、とりわけ能の創成に関わる古芸能の探訪・調査も継続する予定であり、日本在住ならではの利点をいかして、生きた芸能の知識を吸収することに努めることになるであろう。
非接触過渡容量分光法によるHigh-kゲート絶縁膜及びその界面現象の解明

本研究では、HfSiO/Si界面の界面トラップについて定量的に把握することを主な目的として研究を進めた。まず、非接触C-V法により種々の膜厚のHfSiO膜についてその電気特性評価を行い、HfSiO膜成膜過程での電気特性について検討した。その結果、膜厚1.2nm以下の極薄膜試料の場合、リーク電流の影響により従来のC-V法では正常なC-V特性を評価することができないことを確認した。しかしながら、このようなリーク電流の影響でC-V特性の評価ができない極薄膜試料においても、非接触C-V法を用いることで評価が可能であることがわかった。また、種々の膜厚のHfSiO膜の試料について非接触C-V法により界面トラップ密度を評価した結果、Si表面を水素終端処理したHfSiO膜堆積前の試料の界面トラップ密度と比較してHfSiO膜堆積後の試料の界面トラップ密度は増加し堆積膜厚には依存していないことがわかった。さらに、走査型容量顕微鏡を用いてナノメータスケールでのHfSiO/Si界面の電気特性評価を行い、その妥当性について検討した。まず、局所C-V特性及び局所dC/dV-V特性の評価を行うことにより、dC/dV像のコントラストの変化の起因を究明することができることを示した。本研究で用いた評価用試料では、dC/dV像のコントラストの変化は酸化膜中の固定電荷及び酸化膜の膜厚や誘電率の不均一性によるものではなく、界面トラップ密度に起因していることがわかった。また、水素アニール前後の試料のdC/dV像、局所C-V特性及び局所dC/dV-V特性を比較した結果、水素アニールを施すことにより、界面トラップ密度が低減するだけでなく界面トラップ密度の局所的な面内分布の均一性が改善されることを確認した。本研究の目的は、研究代表者が開発した非接触過渡容量分光法により、High-k膜/シリコン界面における各種準位について定量的に把握することにより、移動度低下及びフェルミレベルピニングを科学的に解明し、材料及び形成プロセスとの関連性を実証することである。さらに、今後の極微細デバイスに適した誘電率の高いHigh-k膜材料及びその形成プロセスを見出すことを目的としている。本年度は、主としてHigh-k膜として現在最も有望視されているハフニウム酸化膜系に着目し、ハフニウム酸化膜系の導入に伴い問題となっている移動度の低下及びフェルミレベルピニングの解明を目的として研究を進めた。これらの問題の解明にはゲート電極/High-k膜/シリコンの各界面に於ける物性・メカニズムの解明が不可欠である。本研究では、まず、ゲート電極を形成せずに、High-k膜/シリコン界面の特性を精密に評価できる非接触容量評価法を用い、これらの諸問題の原因の1つとして考えられている界面トラップについて詳細に検討した。その結果、通常の電気特性評価法では、ゲート電極等の作製プロセスが必須となり評価が困難であるas-depo膜/Si界面の電気特性評価に成功し、第53回応用物理学関係連合講演会にて、「非接触C-V法によるHigh-k膜/si界面の電気特性評価」と題して研究発表を行った。また、4月に開催される国際会議IMFEDKにて研究成果を発表する予定である。今後、より詳細な評価が可能である非接触過渡容量分光法により研究を進める予定である。ゲート電極/High-k膜界面の評価に関しては現在poly-Si/ハフニウム酸化膜系に注目し、作製プロセスとフェルミピニング現象の関係について研究を進めているところである。

まず、非接触C-V法により種々の膜厚のHfSiO膜についてその電気特性評価を行い、HfSiO膜成膜過程での電気特性について検討した。その結果、従来のC-V法では膜厚1.2nm以下の極薄膜試料では、リーク電流の影響により正常なC-V特性を評価することができないことを確認した。しかしながら、このようなリーク電流の影響でC-V特性の評価ができない極薄膜試料においても、非接触C-V法を用いることで評価が可能であることがわかった。また、種々の膜厚のHfSiO膜の試料について非接触C-V法により界面トラップ密度を評価した結果、Si表面を水素終端処理したHfSiO膜堆積前の試料の界面トラップ密度と比較してHfSiO膜堆積後の試料の界面トラップ密度は増加し堆積膜厚には依存していないことがわかった。さらに、走査型容量顕微鏡を用いてナノメータスケールでのHfSiO/Si界面の電気特性評価を行い、その妥当性について検討した。まず、局所C-V特性及び局所dC/dV-V特性の評価を行うことにより、dC/dV像のコントラストの変化の起因を究明することができることを示した。本研究で用いた評価用試料では、dC/dV像のコントラストの変化は酸化膜中の固定電荷及び酸化膜の膜厚や誘電率の不均一性によるものではなく、界面トラップ密度に起因していることがわかった。また、水素アニール前後の試料のdC/dV像、局所C-V特性及び局所dC/dV-V特性を比較した結果、水素アニールを施すことにより、界面トラップ密度が低減するだけでなく界面トラップ密度の局所的な面内分布の均一性が改善されることを確認した。
腎代謝ストレスに対するオートファジーの機能検討

慢性腎臓病および透析患者数は年々増加し医療経済を圧迫しており、慢性腎臓病の病態解明と治療法の開発が急務である。細胞内分解システムのひとつであるオートファジーは不良な細胞内タンパクやオルガネラの除去により細胞内恒常性維持を担っているが、我々はオートファジーが腎臓において加齢ストレス及び急性の腎障害に対して保護的に働くことを証明してきた。また、オートファジーはタンパク分解によるリサイクルの役割も担っている。本研究の目的は、慢性腎臓病の病態へのオートファジーの関与の有無と役割を検討し、更にその代謝面での関与をメタボローム解析により詳らかにする事で、最終的にオートファジーの程度を調節することにより、慢性腎臓病治療の可能性を模索することである。申請者らは樹立したノックアウトマウス由来の尿細管細胞(オートファジー不全尿細管細胞)と遺伝子入れ戻し細胞(revertant、有オートファジー能尿細管細胞)を用いた系で、シクロスポリンによる代謝ストレスをかけたときの細胞応答をメタボロームを用いて検討している。また、この分子的機構についてさらに検討を加えていった。その結果、オートファジーがミトコンドリア機能の保持を通じて、細胞内のアミノ酸やTCAサイクルの調整を行い、最終的にエネルギー代謝の調整にまで影響していることが判明した。本結果はオートファジーの代謝制御における極めて新規性の高い内容であり、また、この代謝制御が病態に関連していることを示しつつある。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
障害児の家族QOLを軸とする個別家族支援計画およびペアレントプログラムの開発

補助事業期間に、欧米における家族支援センターの実践方法と国内における家族支援の実態を明らかにし、家族QOLアセスメントを基にした、PDCAサイクルで支援を継続していくことが可能となる個別家族支援計画のシートの作成及びそれを用いた支援の実践研究を通してより有用なシートの開発までを行う。同時に、家族がよりQOLが高い生活を送ることができるよう、家族力を高めるための親の学びを支援するペアレントプログラムの在り方の方向性を探るまでを3か年で実施する。