hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
実験動物(マウス・ラット)のエンブリオバンクシステムの確立

精子由来の産仔を体外受精によって得ることに、世界に先がけて成功した。3.マウス初期胚(2細胞期)の凍結保存の実験システムは完全に確立され、当研究所で維持されているミュータント系を含む約10系統について胚の凍結保存を開始した。今後は、外部の研究施設で維持されている系統についても、必要に応じて胚の凍結保存を開始する。4.マウスの近交系9系統、交雑系1系統、クローズドコロニーZ系統についての自然排卵数とホルモンによる誘起排卵数を調べた。これにより、各種系統マウスの繁殖生理学的な特性を明らかにすることができ、凍結保存に供するための胚の回収等を行なううえでの重要なデータを得ることができた。バイオサイエンスの研究に実験動物は不可欠である。とくに,マウスとラットでは,数多くの系統が育成され,使用されている。しかし,維持系統の数が多くなると,それに費やされる場所や労力,経費は膨大なものとなり,研究を進めるうえでの障害ともなる。また,種々の系統を育成して継代している研究者がなんらかの事情によって研究を中断する場合などは,貴重な系統でも,他の研究者に引き継がれることなしに絶えてしまうことも多い。本研究は,これらの点を解決するために,マウスおよびラットの初期胚・配偶子の凍結保存法を開発・改良し,系統保存のためのエンブリオバンクシステムの確立を目的として実施された。1.マウス精子の凍結保存については,凍害保護剤として10種類の糖類を用い,それぞれの保護効果を調べた。その結果,2糖類や3糖類の分子量の多いもので保護効果の高いことが認められた。2.当研究所で維持されている23系統の近交系と3系統のミュ-タント系について,過排卵処理した際の交尾率と正常8細胞期胚の回収数を調べた。交尾率は1584%と系統によって大きな差が認められ,交尾メスからの正常8細胞期胚の回収数も3.531.3個と大きな差がみられた。3.マウス初期胚の凍結保存は,昨年度に引き続き,当研究所で維持されているものの他に,外部の研究施設で維持されている系統についても動物を導入して胚の凍結を行なった。これらはすべて体外受精技術の応用によって受精卵を作成し,効率的に,かつ計画的に実験を遂行した。4.ラット初期胚(2細胞期胚)についても,自然排卵・自然交配で得たものを使って凍結保存を行なった。方法としては,マウスでの緩慢冷却・緩慢融解法に準じて行ない,70%以上の値で形態的に正常な胚を回収し得る条件を確立した。しかし,実験によってバラツキも大きいことから,さらに条件を細かく検討する。バイオメディカルサイエンスの研究に使用されるマウスとラットは、広範囲な研究目的から数多くの系統が育成されている。また、近年は外来遺伝子を導入したトランスジェニック動物も次々と作成されている。これらの系統を個体のかたちで継代し、維持するには膨大な経費と労力、場所が必要であり、これらが研究を進めるうえでの大きな障害となっている。さらに、系統を作成し、維持している研究者がなんらかの事情で研究を中断あるいは終了する場合などは、極めて貴重な系統でも他の研究者に引き継がれることなく絶えてしまうことも多い。本研究は、これらの点を解決するたとともに、研究に必要とする動物を必要な時に、必要な数を生産・供給する新しい実験システムを確立することを目的に実施された。1.当研究所育成ならびに国内外から導入した近交系、コンジエニック系マウス胚の凍結保存を進めた。
胆管上皮マーカー陽性肝細胞癌細胞における癌幹細胞としての特性解析

今回我々は、胆管上皮マーカーであるCK19に着目し、CK19陽性細胞が癌幹細胞の性質を持つかどうかを検討した。まず、CK19プロモーター下に蛍光蛋白EGFPを発現するプラスミドベクターを作成。これをヒト肝細胞癌細胞株に遺伝子導入した後、CK19陽性細胞及び陰性細胞をFACSにて単離し解析した。次に、CK19陽性細胞を免疫不全マウスに移植するとCK19陽性及び陰性細胞からなる腫瘍を高頻度で形成した。以上より、CK19陽性細胞が癌幹細胞の性質を有していることを示した。また、当施設で手術を施行した肝細胞癌手術検体に免疫染色を行い、CK19発現は術後早期再発の独立予後予測因子であることが判明した。1.ヒト肝細胞癌細胞株を用いたCK19陽性細胞の単離解析CK19プロモーター下に蛍光蛋白EGFPを発現するプラスミドベクターを作成、これを4種類のヒト肝細胞癌細胞株(Huh7, HLF, PLC/PRF/5, Hep3B)に遺伝子導入し安定導入株を作成した。CK19陽性細胞と陰性細胞をフローサイトメトリーにてそれぞれ単離、各種解析を行った。Single-cell sort analysis・MTS assay・Soft agar colony formation assayを用いて、CK19陽性細胞が癌幹細胞の性質(自己複製能・分化能・腫瘍形成能)を有していることを示した。またNOD/SCIDマウスへの異種移植実験において、CK19陽性細胞はCK19陽性および陰性細胞からなる径の大きい腫瘍を高頻度で形成したことから、CK19陽性細胞がin vivoにおいても癌幹細胞の性質を有していることを示した。さらにRT-PCRによる遺伝子発現解析にて、CK19陽性細胞がEMT(上皮間葉転換)に関わる遺伝子の発現量が多いことが判明した。2.ヒト肝細胞癌臨床検体を用いたCK19陽性肝細胞癌の解析我々の施設にて手術を施行した肝細胞癌166症例の手術検体に対して免疫染色を行い、CK19発現と予後との関係を解析したところ、CK19発現は術後早期再発の独立予後予測因子であることが判明した。また、CK19発現は腫瘍径と有意に相関しており、旺盛な腫瘍増殖に関与している可能性が示唆された。さらに、本解析集団のうち10症例を選択し遺伝子発現を調査したところ、細胞株での実験結果と同様にCK19陽性症例ではEMT関連遺伝子の発現量が有意に高いことがわかった。上記より、CK19陽性細胞は肝細胞癌において癌幹細胞の性質を有しており、高い腫瘍増殖能およびEMTに関連しているとの結論を得た。1.ヒト肝癌細胞株を用いたCK19陽性細胞の単離解析数種類のヒト肝癌細胞株(HepG2, Hep3B, HuH7など)にCK19プロモーター下に蛍光蛋白EGFPを発現するレポーターベクター(pCK19-EGFP)を遺伝子導入し、フローサイトメトリーを用いて蛍光を発するCK19陽性細胞の抽出に成功した。今後、癌幹細胞の定義である自己複製能,分化能、造腫瘍性について検討を加える予定である.2.ヒト肝癌臨床検体を用いた実験臨床検体におけるCK19陽性細胞の割合と転移・再発および予後に関する統計解析を行った。我々の施設でホルマリン固定して保存している臨床検体を用い、CK19の免疫染色を行った所、無再発生存率において、CK19陰性患者に比較し、陽性患者で有意に予後が悪かった。今後はさらに、転移・再発および予後との関連を統計学的に解析する。数種類のヒト肝癌細胞株(HepG2, Hep3B, HuH7など)にCK19プロモーター下に蛍光蛋白EGFPを発現するレポーターベクター(pCK19-EGFP)を遺伝子導入し、フローサイトメトリーを用いて蛍光を発するCK19陽性細胞を抽出するところまではできたからである。今後は、CK19陽性細胞について、癌幹細胞の定義である自己複製能,分化能、造腫瘍性について検討を加える.また、CK19が先行論文で既に報告されている癌幹細胞マーカーとの関連性についても調べる予定である。1.ヒト肝癌細胞株を用いたCK19陽性細胞の単離解析CK19プロモーター下に蛍光蛋白EGFPを発現するレポーターベクターを遺伝子導入し、フローサイトメトリーを用いて蛍光を発するCK19陽性細胞を抽出したヒト肝癌細胞株について、癌幹細胞の定義である自己複製能,分化能、造腫瘍性について検討を加える.

具体的には,フローサイトメトリーを用いたsingle cell sortによるCK19陽性/陰性細胞の単離培養を行い,単離培養下における細胞分化能や自己増殖能の検討する.さらにはCK19陽性/陰性細胞における細胞増殖能,免疫不全マウスへの造腫瘍性の差を検討する.また,癌幹細胞は治療抵抗性に関与していると考えられているが,薬剤耐性遺伝子などの検討をCK19陽性細胞と陰性細胞との間で行う.2.ヒト肝癌臨床検体における肝癌幹細胞関連遺伝子または肝癌幹細胞関連miRNAのスクリーニング我々の教室で保存している凍結検体(腫瘍組織、正常組織)を用い、癌幹細胞関連遺伝子のスクリーニングを行う。各検体からmessenger RNAを抽出し、cDNAライブラリーを作成した上で、候補となる遺伝子についてRT-PCRを用いて遺伝子発現の有無を確認する。一定数の検体で高発現が認められる遺伝子については、生存期間解析のため二次スクリーニングを行う。サンプルサイズは一次スクリーニングの結果から算出する。さらに当教室保管の凍結検体を用い、各々miRNAを抽出、精製、cDNA化したmiRNAライブラリを作成する。microRNAarrayによる網羅的検索を行う(外部委託)。癌幹細胞としてのCK19陽性細胞の有無に加えて、上記実験2.の二次スクリーニングの結果により予後に強く関連する要因があればこれも考慮に入れたグループ分けを行い、それぞれスクリーニングを行い、関連するmiRNAの候補を抽出する.
ホスト励起を利用したf-f発光型酸化物蛍光体の元素制御に基づく物質探索と発光評価

本研究では、(n-1)d10ns0の電子配置を持つ金属イオンを含む新しいf-f発光型蛍光体の探索を行った。1Pr3+賦活CaZr1-xTaxO3-xNxについて、組成制御によりバンドギャップエネルギーを約3.0eVに制御し、近紫外光励起によるf-f発光の発現を確認した。2Ca(Lu0.5Ta0.5)O3をホスト物質に用いたPr3+賦活蛍光体を作製し、Pr+周りの対称性低下に伴うf-f発光を確認した。3水溶液法で合成したCa0.6Sr0.4TiO3:Pr3+では、化学量論組成に対して(Ca+Sr+Pr)/Ti比の僅かなズレに伴い積層欠陥が生成し、発光特性にも影響を与えることが明らかになった。今年度は、カチオン制御による母相のバンドギャップエネルギー(Eg)と発光イオンであるPr3+の励起エネルギー(Eex)との関係を中心に検討した。(1)CaTiO3:Pr3+のEgとEexがCaSnO3:Pr3+に比べて低エネルギー側である事に着目し、溶液法を用いた両試料の高品質化を検討した。まず既往の水溶性Ti錯体に加えて水溶性Sn錯体を出発原料として新規に開発し、精密な組成制御を可能にした。その上でTiまたはSnの仕込み量と発光特性の関係を検討したところ、化学量論比に対して数%程度多めに添加した試料の発光特性が大幅に向上した。これは、原料溶液中のTiやSnは加熱攪拌により飛散・減少し、最終生成物内に微量のカチオン欠損が生じる事で、カチオン欠損が母相からPr3+へのエネルギー移動を抑制し、最終的に発光の低減をつながったと考えている。これに対して、予めTiやSnを多めに添加した場合、結晶内でのカチオン欠損は抑制され、母相からPr3+へのエネルギー移動が効率的に生じる事が予想される。(2)Ca(Sc0.5-xInxSb0.5)O3:Pr3+を用いて、Bサイト内のIn量(x)を増加させる事でEgとEexは低エネルギー側へシフトし、当初予想したEgとPr3+のEexとの関係を確認する事できた。加えて、Bサイト内のIn比をx=0.2-0.3にする事で、Pr3+から発光が著しく向上する事も確認した。(3)La1/3MO3:Pr3+(M: Nb, Ta)は、Nb系のEgとEexがTa系に比べてそれぞれ低エネルギー側である事が報告されているが、固相反応法で作製した試料の発光特性はいずれも低く、両者の関係を正確に評価する事は困難だった。そこで、溶液法を用いて両試料を作製したところ、比較的強い発光を示す試料が作製でき、両試料におけるEgとPr3+のEexの関係を正確に評価する事ができた。本年度初めの予備実験において、ペロブスカイト酸化物蛍光体の発光特性が作製条件により大幅に低下する事が明らかになり、特に本来であれば高純度試料の合成が期待できる溶液法において、その傾向が強く現れた。そこで今年度は、まずこの原因を突き止める事を中心に研究に取り組んだ。その結果、母相の僅かな組成のズレが発光低下に大きく関係している事がわかり、仕込み組成の段階で適切な組成が重要である事を認識すると共にいくつかの対策を立てる事ができた。これにより、試料合成に関係した大きな問題は概ね解決できたと考えている。なお、ダブルペロブスカイト型蛍光体における候補物質の選定は当初の計画より若干遅れているが、前述の合成法の確立に加えて、酸窒化物での検討も前倒しで進めている事から、研究全体としては概ね順調に進んでいると判断した。平成28年度は、Pr3+を発光イオンとして賦活したペロブスカイト型蛍光体について、以下の項目を中心に検討した。1Ca0.6Sr0.4TiO3をホスト物質に用いて、(Ca+Sr) = 1.00に対するTi量とPr3+からの発光特性との関係を調べたところ、Ti = 1.00の試料が最も強い赤色発光を示し、Ti = 0.980.99および1.011.02の試料の発光は大きく低下することがわかった。また、Pr3+未添加試料について、Ti量とバンドギャップエネルギー(Eg)との関係を調べた結果、Ti = 0.980.99および1.011.02の試料のEgは、Ti = 1.00の試料に比べて減少した。これは、Ti = 0.980.99および1.011.02の試料では、Eg内に多数の欠陥準位が伝導帯または価電子帯近傍に形成されることで、見かけ上、Egが減少したためだと考えることができる。以上のことから、Ti量の増減に伴う発光特性の低下の原因は、ホスト物質内に生成した欠陥が、ホストからPr3+への励起エネルギーの伝達を阻害するためだと解釈できる。2Pr3+を賦活したCaZr1-xTaxO3-xNx固溶体について、Zr-TaおよびO-N比を制御することでEgをコントロールし、EgとPr3+の励起・発光特性との関係を調査した。

x値の増加に伴い、固溶体のEgは5.4eV(x = 0.00)から3.2eV(x = 0.05)へと減少し、さらにx = 0.75では3.0eVまで減少した。一方、励起エネルギーはx値の増加に伴い長波長側へシフトし、x=0.75において最大励起波長:374nm(3.1eV)を示すと共に、近紫外領域の励起光によるPr3+からのf-f発光(発光波長:612nm)を確認した。1のTi量変化と発光特性の関係に関しては、ホスト物質のカチオン組成の精密な制御が発光特性の最適化に対して非常に有効である事を示している。この点は、蛍光体の試料作製ならびに発光特性評価において大変重要であると考えている。一方、2のペロブスカイト型酸窒化物ー酸化物固溶体によるバンドギャップエネルギー(Eg)と励起エネルギーの制御に関しては、系統的な組成制御によりEgをコントロールする事で、予想通りの励起・発光特性を観察する事ができた。加えて、Egを3.0eV付近に制御する事で、近紫外光領域の励起光によるPr3+の赤色発光の発現を確認した。これらの点については、線スペクトルを示すf-f発光の実用化に対して、大変意味のある結果と言える。以上の事を踏まえて考えると、現状として概ね順調に進展している判断できる。平成29年度は、主に以下の3項目に注力した。1ペロブスカイト酸窒化物固溶体CaHf1-xTaxO3-xNx:Pr3+(CHTON:Pr)に対して、バンドギャップエネルギー(Eg)と発光特性との関係を検討した。CHTON:PrのEgは、Ta5+およびN3-の増加に伴い、5.0eV以上(x=0.0)から2.5eV(x=1.0)まで減少した。各試料の発光特性を評価したところ、x=0.250.50の試料は、近紫外線照射下においてPr3+の赤色発光を示した。このPr3+のf-f発光の起源は、CHTON:PrのEgが2.63.0eVの範囲であることから、近紫外光照射によりバンド間遷移を介して励起された電子がPr3+へエネルギー伝達した結果として解釈できる。2Pr3+を賦活したダブルペロブスカイト型Ca(Lu0.5Ta0.5)O3:Pr(CLTO:Pr)は、Bサイトカチオンが形式上、同じ電子配置であるCaHfO3:Pr(CHO:Pr)に比べて約5倍も高い発光強度を示した。これは、Lu3+とTa5+の両方がBサイトを占有するCLTO:Prでは、Pr3+が占有するCaサイト周りの対称性がCHO:Prに比べて低下することが理由として挙げられる。3水溶性Ti錯体を用いて合成したCaTiO3:Prの発光特性は、化学量論組成近傍でのCa/Ti比の変化に対して鋭敏に変化し、特にCa/Ti比が12%高い試料では低下する。高解像度TEMを用いて単粒子の観察を行った結果、高い発光特性を示す低Ca/Ti比の試料では単粒子内の欠陥はほとんど観察されないが、Ca/Ti比の高い試料では単粒子内にCaに関係する多数の積層欠陥が観察された。このことから、Ca/Ti比の高い試料における発光特性の低下は、主に単粒子内に生成した積層欠陥が関係していると考えられる。本研究では、(n-1)d10ns0の電子配置を持つ金属イオンを含む新しいf-f発光型蛍光体の探索を行った。1Pr3+賦活CaZr1-xTaxO3-xNxについて、組成制御によりバンドギャップエネルギーを約3.0eVに制御し、近紫外光励起によるf-f発光の発現を確認した。2Ca(Lu0.5Ta0.5)O3をホスト物質に用いたPr3+賦活蛍光体を作製し、Pr+周りの対称性低下に伴うf-f発光を確認した。3水溶液法で合成したCa0.6Sr0.4TiO3:Pr3+では、化学量論組成に対して(Ca+Sr+Pr)/Ti比の僅かなズレに伴い積層欠陥が生成し、発光特性にも影響を与えることが明らかになった。Pr3+を賦活したCaTaO2N-CaZrO3固溶体は、TaとZrの比を調整する事で系内のO/N比を制御でき、結果としてEgやEexの制御も期待できる。
放射光と自由電子レーザーを相補利用する多元的マルチスケール時空間X線イメージング

X線自由電子レーザー施設SACLAにおいて集光した硬X線パルスを利用するコヒーレントX線回折イメージング技術を開発し,金属ナノ粒子の組織と粒径分布の複合解析に応用した.銀ナノキューブ粒子および金/銀ナノボック粒子を試料として1000枚を越えるコヒーレント回折強度パターンを取得し,位相回復計算を実行することで、粒子の電子密度分布の投影を10nmより優れた分解能で可視化し、粒子径と内部組織の関係を明らかにした.これにより,SACLAのX線自由電子レーザーとSPring-8の高輝度放射光X線を相補的に利用するコヒーレントX線回折イメージングのスキームが完成した.走査型コヒーレントX線回折イメージング技術の高度化に関する研究を行った。具体的には、マルチスライスアプローチを用いた厚い試料に対する高分解能走査型コヒーレントX線回折イメージングの実証実験を行った。試料には、窒化珪素膜に白金を蒸着し、105umのギャップで張り合わせた二層構造体を用いた。各層にはそれぞれ集束イオンビーム加工によってナノ構造を加工した。コヒーレントX線回折パターンの測定は、大型放射光施設SPring-8の理化学研究所専用のビームラインBL29XULにて行った。Si(111)の二結晶分光器によって7keVに単色化されたX線を全反射集光鏡によって約500nmのスポットに集光し、試料に照射した。そして、試料からの前方回折強度パターンを直接撮像型CCD検出器で測定した。実験で得られた回折強度パターンにマルチスライスアプローチを用いた位相回復アルゴリズムである3PIEを実行した。その結果、二層の像がそれぞれ空間分解能50nm程度で再構成された。これは、投影近似によって制限される分解能である192nmを遥かに凌駕しており、マルチスライスアプローチが厚い試料の高分解能観察に対して極めて有効であることが実証された。また、X線自由電子レーザー施設SACLAを用いたシングルショット回折イメージングの実験も行い、金属ナノ粒子の粒形分布とナノ組織の複合分析ができることを実証した。これらの結果を論文の形にまとめ科学雑誌に投稿し、掲載された。また、研究成果をプレスリリースし、科学新聞や日経産業新聞に掲載されるなど、広く社会の関心を集めた。昨年度に続き、走査型コヒーレントX線回折イメージングの高度化に関する研究を行った。計算機シミュレーションの結果、試料を微小角度回転させ、複数の入射X線角度で走査型コヒーレントX線回折イメージングの測定を行うことで、マルチスライスアプローチにおけるスライス間隔を小さくできることが分かった。この結果に基づき、マルチスライスアプローチとプリセッション測定を組み合わせた走査型コヒーレントX線回折イメージングの実証実験に向け、多層構造試料の作製を行った。具体的には、窒化ケイ素膜にAuを25nm成膜し、集束イオンビームによってAu薄膜内にパターンを加工し、それを4枚張り合わせた4層構造体を作製した。また、微小構造体(ホログラフィックマスク)を試料直前に配置することで、回折強度パターンのダイナミックレンジを大きく圧縮する方法を考案し、その実現可能性の計算機シミュレーションによって検討した。その結果、0.01ラジアンの位相物体を10nmの二次元分解能で再構成するたに必要な回折強度パターンのダイナミックレンジを3桁程度圧縮できることを見出した。この手法の実現に向けて、大阪大学において微小構造体の製作を行った。具体的には、窒化ケイ素膜に500nm厚さのAuを成膜し、集束イオンビーム加工を施すことで、直径100-200nmのピンホールを作製した。透過電子顕微鏡観察の結果、目的の形状を有するピンホールが作製できていることを確認できた。コヒーレントX線回折イメージングの高度化に関する研究を大型放射光施設SPring-8にて行った。具体的には、部分コヒーレントX線と混合状態再構成アルゴリズムを駆使した高分解能・高スループット走査型コヒーレントX線回折イメージング技術の開発を行った。入射X線の空間コヒーレンスを制御するために、全反射集光鏡の上流約45メートルの位置に4象限スリットを配置し、スリット開口を10マイクロメートル(横)×50マイクロメートル(縦)と50マイクロメートル(横)×50マイクロメートル(縦)に調整した。スリット開口が小さい場合には、全反射集光鏡に照明されるX線は完全コヒーレントX線とみなされるが、スリット開口が大きい場合は、部分コヒーレントX線とみなされる。厚さ12ナノメートルのTaテストパターンを集光点に配置し、2種類のスリット開口でそれぞれ試料のコヒーレントX線回折強度パターンを測定した。コヒーレント回折強度パターンに従来の位相回復計算法を適用した場合、完全コヒーレント照明の場合のみ、試料像が再構成された。一方、混合状態再構成アルゴリズムを適用した結果、両者の場合で試料像が再構成され、部分コヒーレントX線を照射した場合の方が、試料像の空間分解能が優れていた。これは、入射X線の第1モードのフラックスが、部分コヒーレントX線を照射した場合の方が大きかったためであり、完全コヒーレントX線を照射した場合と比較して数倍測定スループットを向上できることが分かった。部分コヒーレントX線と混合状態再構成アルゴリズムを駆使した高分解能・高スループットコヒーレントX線回折イメージングの研究は当初予定していなかったが、本研究課題に資する有意義な成果が得られたため。大型放射光施設SPring-8ならびにX線

自由電子レーザー施設SACLAにおいてコヒーレントX線回折イメージング技術の開発を行った。具体的には、集光ビーム径より大きな孤立試料の観察を可能にする新規コヒーレントX線回折イメージング技術として多重デフォーカス回折イメージング法を提案し、その実証実験を行った。計算機シミュレーションの結果、30個程度の孤立粒子のコヒーレント回折パターンを測定することで、試料像と入射プローブを同時に再構成できることが判明した。集束イオンビーム化学気相成長法により窒化珪素膜上に作製した32個のタングスステン微小構造体をテスト試料とする原理実証実験をSPring-8のBL29XULにて行い、位相回復計算として混合状態再構成アルゴリズムを用いることで32個の試料像と入射プローブをピクセルサイズ20nmで再構成することに成功した。そして、更なる高分解能化を目指してSACLAでの実証実験をSACLAにて行った。SPring-8での実験と同様にタングステン微小構造体を試料として用いたが、光軸上に高い精度で孤立粒子を配置することが難しく、良質な回折強度パターンを取得することが出来なかった。今後、試料を100nm以下の位置精度で光軸上に配置する技術が確立されることで、入射ビームと同程度のサイズを有する粒子の観察がSACLAで可能になると言える。したがって、SPring-8を用いて材料粒子を低空間分解能で観察し、SACLAを用いて同じ材料粒子を高分解能観察するスキームが実現すると期待される。X線自由電子レーザー施設SACLAにおいて集光した硬X線パルスを利用するコヒーレントX線回折イメージング技術を開発し,金属ナノ粒子の組織と粒径分布の複合解析に応用した.銀ナノキューブ粒子および金/銀ナノボック粒子を試料として1000枚を越えるコヒーレント回折強度パターンを取得し,位相回復計算を実行することで、粒子の電子密度分布の投影を10nmより優れた分解能で可視化し、粒子径と内部組織の関係を明らかにした.これにより,SACLAのX線自由電子レーザーとSPring-8の高輝度放射光X線を相補的に利用するコヒーレントX線回折イメージングのスキームが完成した.当初の予定であるマルチスライスアプローチ走査型コヒーレントX線回折イメージングによる三次元像の再構成法ならびにホログラフィックマスクを用いた高分解能・高感度走査型コヒーレントX線回折イメージング技術の開発を行い、十分な成果が得られているため。X線自由電子レーザー施設SACLAを利用したシングルショット回折イメージングの研究を推進し、SPring-8とSACLAを相補利用するコヒーレントX線回折イメージングのスキームを完成させる。28年度が最終年度であるため、記入しない。X線光学大型放射光施設SPring-8においてマルチスライスアプローチ走査型コヒーレントX線回折イメージングならびにホログラフィックマスクを用いた高分解能・高感度走査型コヒーレントX線回折イメージングの実証実験ならびに実試料の観察を行う。当初の予定であるSPring-8での走査型コヒーレントX線回折イメージングの実証実験に成功したことに加え、X線自由電子レーザーを用いたシングルショット回折イメージングの実験にも成功し、どちらも論文化したため。
マリアバン解析を用いた新しい高次離散化法

最終年度は確率微分方程式の解の確率分布関数に対する任意のオーダーの高次離散化法を構成した。ここでいう任意のオーダーの高次離散化法の構成とは、数学的に示したことだけでなく、具体的な計算方法・アルゴリズムを提示したことを言っている。任意のオーダーの高次離散化アルゴリズムは通常得るのが困難であるが、ストラトノビッチ反復確率積分の積の計算とマリアバンの部分積分を繰り返し用いることで成功した。また、確率分布関数の近似においては不連続なテスト関数を扱うため近似の構成と誤差評価が困難であるが、マリアバン共分散のモーメント評価をうまく使うことによって理論的正当化を行った。離散化が機能していることは数値計算により確認している。確率分布関数に対する任意のオーダーの高次離散化法の研究結果はSIAM Journal on Numerical Analysisに掲載された。さらに、確率微分方程式の解の期待値の初期値に関する微分に対する高次離散化にも成功した。この結果は、SIAM/ASA Journal on Uncertainty Quantificationに掲載された。また、マルコフ連鎖による高次離散化法も考案し、従来の方法より少ない離散化数で高精度な近似結果が得られることを確認した。これは2018年に得られたミルシュタイン近似を拡張した手法(Applied Numerical Mathematicsに掲載)を、さらに拡張して高次離散化法に繋げたものである。マルコフ連鎖による高次離散化法の研究結果はMonte CarloMethods and Applicationsに掲載された。これらの研究成果をベースとした新手法がいくつか得られ、現在も論文を数本投稿している。本研究では従来と異なる新しい確率微分方程式の高次弱近似法(確率微分方程式の解の期待値の高次離散化法)を構築することを目的としている。当該年度はマリアバン解析を用いた短時間漸近展開による近似作用素を構成し、これを繰り返し繋ぐことで確率微分方程式の解の期待値の精度の良い離散化を実現した。本方法は、ブラウン運動の多項式によって近似を構成するので、確率テイラー展開で現れるような重複確率積分の数値計算は必要ない。また、多次元の確率微分方程式に対して適用できることが利点である。ファイナンスではデリバティブの数値計算やリスク管理においてテスト関数が滑らかでない場合、さらには不連続の場合に確率微分方程式の弱近似が必要になることが多々あるが、本研究ではテスト関数の性質が良くない状況でも提唱する方法が利用可能であることを示した。これは自明ではなく、従来の高次近似法はその性格上テスト関数の滑らかさを要求するが、本研究ではマリアバン解析をうまく援用することでこの点を回避した。特に、テスト関数が可測関数と呼ばれる一般の場合でも適用できることを示した。Yamada (2017)では、ブラウン運動の多項式を重み付け(マリアバンウエイト)による新しい具体的なアルゴリズムを構成し、精緻な近似誤差を行った。さらに実務で用いられるファイナンスモデルに適用して数値実験を行い、高次離散化が機能していること、また理論と整合していることを確認した。既に本科研費研究に関する論文が応用数理・数値計算の専門学術誌に受理されており、当初の予定より早く進んでいる。特に、多次元の確率微分方程式で記述される数理モデルにおいてテスト関数が滑らかでない場合にも適用可能な具体的な近似アルゴリズムの構成法を提示できた。また、高次離散化に関連する金融実務への応用を意識した近似法を構成し、これも金融工学の専門誌に受理された。さらに、これらの方法の発展形のスキームを概ね完成させており、既に新たな投稿に向けた準備作業に取り掛かっている。平成29年度は昨年度までに提案した方法を高度化し、より簡易かつ効率的に実装することが可能な確率微分方程式の解の高次弱近似法とモンテカルロシミュレーション法を構築した。従来の高次弱近似法のモンテカルロシミュレーション法では、確率微分方程式のランダムネスの源泉となるブラウン運動の次元より多い乱数が必要となるが、本研究の近似計算アルゴリズムでは対象となる確率微分方程式の解の期待値をブラウン運動の多項式によって近似するため、乱数の数はブラウン運動の次元と同じである。したがって、本研究の方法により乱数生成のコストを減らすことが可能になる。また、マリアバン解析の方法を用いることによって近似を行う際のブラウン運動の多項式の次数も減らすことができたため、実装も容易になり多項式計算の計算コストも削減できた。さらに新手法の近似計算アルゴリズムでは、準モンテカルロ法を用いて少ないシミュレーション回数で安定的に近似量を推定することを可能にした。本研究の方法によって、複雑な金融商品の価格やリスク量を効率的に数値計算することが可能になったといえる。金融実務において用いられる重要なファイナンスモデルに対していくつかの数値検証を行い、従来の方法と比べて本研究の方法に優位性があることを確認した。新手法に関して論文を執筆・投稿を行い、金融工学・数理ファイナンスの主要ジャーナルのひとつ(Quantitative Finance)に掲載された。これまで想定していた数値計算手法を一層高度化し、適用可能性を拡げることができたから。また、当初計画以上の論文の投稿とアクセプトを達成できている。また、確率分布関数の近似においては不連続なテスト関数を扱うため近似の構成と誤差評価が困難であるが、マリアバン共

分散のモーメント評価をうまく使うことによって理論的正当化を行った。離散化が機能していることは数値計算により確認している。確率分布関数に対する任意のオーダーの高次離散化法の研究結果はSIAM Journal on Numerical Analysisに掲載された。さらに、確率微分方程式の解の期待値の初期値に関する微分に対する高次離散化にも成功した。この結果は、SIAM/ASA Journal on Uncertainty Quantificationに掲載された。また、マルコフ連鎖による高次離散化法も考案し、従来の方法より少ない離散化数で高精度な近似結果が得られることを確認した。これは2018年に得られたミルシュタイン近似を拡張した手法(Applied Numerical Mathematicsに掲載)を、さらに拡張して高次離散化法に繋げたものである。マルコフ連鎖による高次離散化法の研究結果はMonte CarloMethods and Applicationsに掲載された。これらの研究成果をベースとした新手法がいくつか得られ、現在も論文を数本投稿している。現在構築した離散近似法をより効率的に行うため、離散化間隔に関する精緻な解析を行う予定である。また、離散化そのもののオーダーも上げてさらに精度の良い方法や新しいシミュレーション法を構築する。さらに確率微分方程式の解の期待値を初期値に関して微分した量、偏微分方程式の解の微分を高次離散化する方法を構成・整備する予定である。また、現在までに構築した方法とは別に、マルコフ連鎖による効率的な近似法を構成する予定である。手法の高度化が達成できたことにより、さらなる改良と一般化が見込まれる。最終年度は方法のブラッシュアップを図り、論文投稿を引き続き行いたい。計画を微修正したことにより物品購入を一部見合わせたため。研究遂行上、平成30年度に数値計算高度化のための研究員を雇用する必要が生じたため、平成29年度の執行計画を見直した。次年度使用額については、当該研究員雇用のために充てる。物品購入を行う。
我が国ソフトウェア産業における労務管理の特質と問題点に関する実態調査研究

我が国のソフトウェア企業は、メ-カ-系、独立系、ユ-ザ-系、の3群に分類することができるが、本年度の調査研究は、主としてAメ-カ-系のソフトウェア会社B社に関連する下請企業での労務管理の実態に、その中心が置かれた。B社の協力会は、平成2年3月現在付の入手資料によると、21社によって構成され、資本金規模は5百万円から8千万円で平均は2千8百万円、取引開始年は昭和47年から59年で昭和55年以前が67%を占めている。プログラマ人員規模は42人から657人で平均は168人、また21社全体で3,459人で、その内B社に出向している総数は1,504人で全体の43.5%を占めている。出向比率が70%を超えている企業は11社、10%以下が3社であった。以下、こうした下請業での労務管理上の主要な傾向的特質を、紙幅の制約から3点に限定して列記する。(1)賃金体系は親企業のものと基本的に同一であるが、福利厚生面では相当の差異が認められる。資格職能給が形式的に導入されていたとしても、実質的には学歴・年功給となっており、有能な若年労働者に不満がみられる。(2)新人の教育訓練期間は数週間のものが多く、自前でカリキュラムを殆んど持つことはない。親企業に経費を払って人材育生を任せている。CDPを有するところがなく、将来に対する不安がみられる。また、企業独自の技能養成が困難なところから処遇に不満を持つ中堅技術者が離脱する傾向があり、労働移動率は57%程度である。(3)請負化の進展のために、親企業は加工外注制度(下請社員のみのプロジェクトチ-ム)を設けているが、作業量の6割程度で、残りの4割は直接的な指揮者が親企業社員の作業チ-ムである。加工外注では、工程管理と、品質管理は任されても、原価管理は親企業が行うので、実質的な管理者が養成できない。
胎児環境によるエピジェネティック変化を標的としたPCOS新規治療法の開発

妊娠16-19日齢のWister ratにアンドロゲン(DHT: dihydrotestosterone)またはvehicleを投与し、出生仔をPCOSモデルラットとコントロールラットとした。性周期の評価など、表現型の解析ののち、9-10週齢に組織(視床下部、肝臓、膵臓、脂肪、卵巣)、血清の採取を行った。また、次世代への影響を評価するため、卵子を解析対象とし、卵子回収の効率性から、マウスモデルも同様に妊娠16-18日齢にDHTを投与することで作成した。視床下部、肝臓、卵子からゲノムDNA、mRNAの回収を行った。視床下部、肝臓から回収したゲノムDNAに対し、メチル化DNA濃縮法を用いてCpG領域のメチル化DNAを抽出、高速シーケンスを用いたメチル化部位のシーケンスを行った。卵子については、PBAT (Post-bisulfite adaptor-tagging)法を用いた解析を行った。得られた結果はラット、マウスそれぞれのゲノム情報へのアライメントを行い、遺伝子領域の解析、Gene Ontology解析等を行った。卵子については、RNA seq.を用いた発現解析を行った。モデルとコントロール間の比較で肝臓でのみ変化を示したものはCyp19a1、Esr2、視床下部でのみ変化を示したものはKiss1r、GnRH1、Leptin、肝臓・視床下部ともに変化がみられた遺伝子にFgf21、Igf1rが認められた。Gene Ontology解析では、肝臓では代謝プロセスに関連するクラスター、視床下部では神経伝達物質に関連するクラスターの低メチル化、卵子では着床に関するクラスターの発現低下等が検出された。視床下部・肝臓のメチル化解析と、卵子のメチル化解析の比較では、低メチル化では13遺伝子、高メチル化では6遺伝子が共通しており、F1からF2へのメチル化変化の継代が示唆された。モデル動物を用いた網羅的なメチル化解析により、治療標的となる分子の候補が選出されているが、定量PCRを用いた発現解析では、結果が限定的であったため、モデルラットの視床下部・肝臓のRNA seq.による解析に変更した。現在、low dataは得られており、ドライ解析を行っている。当初の予定では、患者検体を用いた解析を行う時期であるが、患者検体は貴重であるため、RNA seq.の結果を踏まえたのち、患者検体での解析を行う予定としている。一方で、これまでに得られた結果や、モデルの作成方法から、メチル化変異の継代についての解析が有用と判断し、解析対象に卵子を追加したため、マウスモデルの作成などに時間を要することとなった。結果、マウスモデルの作成と卵子からのDNA、RNAの回収・解析に成功し、体細胞組織と卵子に共通のメチル化変異や世代間で共通するメチル化変異の検出など、興味深い結果を得るに至った。また、卵子のDNAメチル化変異とRNA seq.の結果については、Chip-Atlasを用いた検討を行い、転写因子によって制御される変動遺伝子とメチル化領域が検出され、PCOSの卵子に変化をきたす制御パスウェイの存在が示唆されている。ラットモデルの視床下部と肝臓の検体について、RNA seq.による解析を進行中であり、これらの結果を統合し、より、複数の病態に関連する治療ターゲットを検出、最終年度では、in vivo、ex vivoによる治療法の検討、さらには、ヒト検体を用いた検討を予定している。今後は、メチル化解析とRNA seq.から得られた結果をもとに、モデルラットを用いて、新規標的に対する治療法の検討を行う。治療法としては、エピジェネティック変化により発現亢進を来している因子の阻害剤や、DNAメチル化剤の投与、発現低下を呈する因子についてはタンパクそのものの補充や脱メチル化剤の投与、下流因子の活性化などの治療法を検討する。複数の臓器でDNAメチル化変異に由来する遺伝子発現異常を認めた分子や、より上流で作用する因子に対する治療は、全身投与での検討を行う。治療効果の判定としては、新規治療の介入による、モデルラットのPCOS表現型の変化を検討する。また、モデル動物における排卵誘発や、体外受精により、新規治療と排卵誘発を併用した場合の卵胞発育の変化や、受精能の評価を行う。ヒトにおける効果を検討するため、ヒト由来細胞や組織を用いたin vitroでの添加実験を行う。採卵時や手術時に得たPCOS患者の顆粒膜細胞をもちいて、モデルラットで表現型の改善が確認された薬剤を中心に、添加実験を行う。TUNEL染色やCaspase、annexin Vによるアポトースの検出や、インスリン投与時の細胞内へのグルコース移行、FSH (卵胞刺激ホルモン)やLH (黄体形成ホルモン)併用後の性ステロイドホルモン分泌能について検討する。また、卵巣組織培養の技術を用い、ヒト卵巣や、モデル動物の卵巣のex vivoでの添加実験や、卵胞発育の評価などを予定する。これらin vivoやex vivo、in vitroの実験に共通して効果を示した薬剤からPCOSの新規治療薬の開発を目指す。組織からゲノムDNA、mRNAの回収、ゲノムDNAに対し、メチル化DNA濃縮法を用いてCpG領域のメチル化DNAを抽出、高速シーケンスを用いたメチル化部位のシーケンスを行った。

得られた結果はラットのゲノム情報へのアライメントを行い、遺伝子領域の解析、主成分分析、Gene Ontology解析等を行った。モデルとコントロール間の比較で肝臓でのみ変化を示したものはCyp19a1、Esr2、視床下部でのみ変化を示したものはKiss1r、GnRH1、Leptin、肝臓、視床下部ともに変化がみられた遺伝子にFgf21、Igf1rが認められた。また、Gene Ontology解析では、肝臓では代謝プロセスに関連するクラスターが、視床下部では、神経伝達物質に関連するクラスターが検出された。発現解析として、定量PCR法を用いた解析を行った。肝臓におけるFgf21の発現には、PCOSモデルラットとコントロールラット間で、発現量に差が認められた。Igf1rは、視床下部、肝臓ともにPCOSモデルラットで発現量が低下傾向にあったが、いずれも有意差は認められなかった。臓器間でDHT投与によるメチル化状態の変化には相違がみられた。一方で、糖代謝や卵胞発育に関連するとされるIgf1rについては、視床下部、肝臓ともに変化が認められた。このような臓器間の相違がPCOSの複雑な病態の要因となっている可能性が示唆された。初年度に予定していた、PCOSモデルラットの作成を行い、表現型解析の後、複数臓器検体の摘出を行った。摘出した臓器の一部(肝臓、視床下部)におけるDNAメチル化状の変化の評価を、コントロールラットとPCOSモデルラット間、臓器間で比較した。DNAメチル化状態に変化の認められた遺伝子について、主成分分析、Gene ontology解析、パスウェイ解析を行った。また、とくに生殖生理と糖・脂質代謝に関連する遺伝子について、コントロールラットとPCOSモデルラット間、臓器間でのDNAメチル化状態の変化について評価を行った。まず、プロモーター領域に変化を来した遺伝子数を検討したところ、肝臓に比して、視床下部のほうが多いことが見出された。変化を来した上位1000遺伝子について、PCOSモデルの視床下部、肝臓、コントロールラットの視床下部、肝臓の4グループで主成分分析を行ったところ、グループ間で、メチル化状態の変化にばらつきがみられることが示された。生殖生理や糖・脂質代謝に関連する個々の遺伝子についてプロモーター領域に変化を来したものを臓器間で比較したところ、異なる変化を示したものと同様の変化を示した遺伝子が認められることがわかった。また、クラスター解析では、視床下部では神経伝達物質に関連するクラスターが、肝臓では、代謝プロセスに関連するクラスターが検出された。コントロールラットとPCOSモデルラット間で、プロモーター領域のメチル化状態に変化のみられた遺伝子の発現について、mRNAレベルでの、発現を評価した。ヒト検体については、倫理委員会への申請を行い、同意の取得と検体の採取を開始している。妊娠16-19日齢のWister ratにアンドロゲン(DHT: dihydrotestosterone)またはvehicleを投与し、出生仔をPCOSモデルラットとコントロールラットとした。
イスラーム世界における格闘技の意義　～格闘技観・勝負観・教育観・娯楽観・役割～

アブダビ首長国において、最も振興されていたのがブラジリアン柔術である。学校体育で導入され、男子はグレード6から12まで(小学6年生から高校3年生まで)が必修であり、女子には選択授業として開講され、約8割の女子生徒が学んでいた。アブダビ首長国は、柔術の導入において、青少年の心の成長や健康問題の改善、さらに世界に通用する柔術選手を育成し、首長国の愛国心の高揚を期待していると考えられる。学校体育に導入されたことで、女子の格闘技に対する教育観や娯楽観に変容があったとみられる。それまでアブダビの女性は、格闘技を行う人が少なかったが、現在では、多くの女子が柔術の試合に参加することから分かる。2013年度は、2回の現地調査を実施した(2013年8月および2014年12月)。現地調査では以下の機関を訪問し、2012年度に引き続き、柔術、キックボクシングの現地事情を調査した。訪問期間は以下の通りである。主な調査内容は次の通りである。1柔術スクール・プロジェクトに参加している生徒および父親に柔術の効用について聞き取り調査を実施した。また、一部生徒のフィジカル・データを入手した。2UAEの主要なキックボクシング・トレーナーにインタビュー調査を実施した。3柔術およびキックボクシング/ムエタイのトレーニング・試合の参与観察をおこなった。2012年度は、2回の現地調査を実施した。8月のラマダンの期間は、約10日間滞在し、以下の機関を訪問した。調査地と調査内容は、以下の通りである。平成26年度は、現地(アラブ首長国連邦アブダビ首長国)のインフォーマントとの調整が折り合わず、夏季に計画していた現地調査を延期せざるを得なかった。また、冬季には、イスラーム国による日本人人質殺害事件発生など、中近東の治安状況が一層不安定となったことから、年度末に計画した現地調査を控えねばならなくなった。そのため、国内および国外(現地を除く)に於いて以下の調査をおこなった。1)ソーシャル・ネットワークを活用し、現地の格闘技競技開催状況、各種格闘技組織(UAE Jiu-Jijtu Association, UAE Muaythai-Kickboxing Federation)の動向を調査した。2)訪日した現地関係者(UAE Muaythai-Kickboxing Federation関係者)に面会し、現地の動向につき聴きとりをした。3)2015年3月にタイ国バンコクで開催されたワールド・ムエタイ・チャンピオンシップに参加するために現地より訪タイした現地関係者(UAE Muaythai-Kickboxing Federation関係者)を訪問し、最近の動向につき聴きとりをおこなった。4)イスラーム社会をさらに深く、概観する為に、イスラーム社会の文化として書かれた書籍をレビューし、イスラーム社会の情報収集に努めた。5)日本アラブ首長国連邦協会、事務局並びに研究者と連絡をとり、現地の情報収集に努めた。6)アブダビ首長国連邦で格闘技指導する日本人指導者と連絡をとり、現地の指導の様子や格闘技興行の情報収集に努めた。7)アブダビ首長国で柔術を指導するブラジル人と連絡をとり、現地の情報収集に努めた。本研究は、アラブ首長国連邦アブダビ首長国が、格闘技振興を盛んに行っていることから、首長国が格闘技に何を求めているのか、を明らかにするために研究を行った。実際に、現地アブダビ首長国では、様々な格闘技が振興されていた。ブラジリアン柔術(以下にBJJと示す)、キックボクシング、総合格闘技、柔道、レスリング等である。特に盛んに行われていたものは、BJJであった。王子であるシェイクタハヌーンの奨励から、BJJが振興されたようである。BJJは、小学校6年生から高校3年生までの必修体育として、学校体育に取り入れられていた。講師は、ブラジルから派遣された柔術家が指導にあたっていた。最終年度には、本場ブラジルでBJJの特徴を確認したが、BJJは、寝技が中心の格闘技である為、立ち技の柔道よりも安全であり、けがも少ないとされる格闘技であった。投げ技によるダメージを負う事が少ないためである。このBJJならば、身体能力の低い人間でも、また、肥満の子どもにでも比較的に行いやすいとも言える。BJJは、体力勝負と言うよりも、技術があれば、体力が自分よりも勝る相手にも勝てる要素が多分にあるからである。また、アブダビでは、BJJの普及までは、女子は、スポーツや格闘技をすることに積極的でなかったが、現在では、女子も盛んにスポーツ、格闘技に参加するようになったという。女子もBJJを学校の選択科目で習うことができるためである。聞き取り調査によれば、8割の女子生徒がBJJを学んでいるという事であった。アブダビ首長国は、BJJをはじめとした格闘技が普及し首長国民の健康増進を推し進め、また、教育観は、女子も格闘技などの教育をすべきと変化があり、また娯楽観においても、同様であった。

それまでアブダビの女性は、格闘技を行う人が少なかったが、現在では、多くの女子が柔術の試合に参加することから分かる。主に以下の理由により、現地調査を実施できなかったことによる。1)現地インフォーマントとの調整が折り合わず、夏季に計画していた現地調査を延期せざるを得なかった。2)イスラーム国による日本人人質殺害事件発生など、中近東の治安状況が一層不安定となったことから、年度末に延期した現地調査を控えねばならなくなった。スポーツ文化人類学1)柔術スクール・プロジェクト参加生徒への聞き取り調査を進める。地方における同プロジェクト参加生徒への聞き取り調査を実施し、都市(アブダビ)と地方(アルアイン)との比較をおこなう。2)打撃系格闘技であるムエタイ、キックボクシングの状況について、昨年以降、進捗が著しいUAE Muaythai-Kickboxing Federationの動向を調査し、とムエタイ、キックボクシング実践者の意識について、聞き取り調査を実施する。3)研究成果を報告書にまとめると共に、セミナー・研究会形式で広く広報する。計画よりやや遅れている。柔術スクール・プロジェクトに参加している学生の比較可能なフィジカル・データが見当たらないなどため、同プログラム効果の定量的検証を再考する必要がある。ほぼ計画通り進行している。しかしながら、現地調査の過程で新たな気付きもあり、今後の研究方針を良い意味で修正する必要を感じている。なぜなら、調査地であるアラブ首長国連邦では、国策として、外来格闘技であるブラジリアン柔術、アラブ・ムエタイを非イスラーム教徒である外国人コーチを雇用し、公教育に取り入れることにより積極的に普及しているという状況が新たに判明したためである。柔術スクール・プロジェクト参加生徒への更なる聞き取り調査を進める。また、地方における同プロジェクト参加生徒への聞き取り調査を実施し、地域間の比較をおこなう。8月または9月に最終現地調査を実施し、年度内に研究成果をセミナー・シンポジウム形式で公表する。そのため、次年度予算に加え、今年度繰り越し分を使用する。公教育の現場、特に中等教育レベルでおこなわれているブラジリアン柔術を取り入れた体育教育に関して、指導者および生徒を対象に、インタビュー調査を実施する。そのため、調査者自身が体育教育に参加し、指導者および生徒との精神的距離を縮めることをおこなう。また、近年になりアブダビ首長国政府が振興に力を入れ始めたアラブ・ムエタイについても調査をおこない、格闘技種目間の比較を試みる。以下のように計画している。1)現地調査、調査地への渡航費、滞在費2)資料費、現地資料購入費
単一磁束量子-光信号変換デバイスに関する研究

本年度は前年度の結果を受けて,観測システムの構築およびデバイス作製技術の検討を中心に,以下のように研究を実施した。1.磁束量子観測システムの構築前年度のシステム構成要素の検討に基づき,磁束量子観測システムの構築を行った。光学系については通信帯域の波長のレーザを用いて,試料での反射光の偏光面のファラデー回転を検出するように,光ファイバで試料への光の導入と試料からの信号光の取り出しを行う構成とした。取り出した信号は偏光ビームスプリッタで2偏光成分に分け,その差分を検出することで偏光面の回転を検出して磁束量子を観測する。試料の位置に金属膜などを置いて光学系のチェックおよび改善を行うとともに,アライメント調整方法の検討および試料設置部の設計を行った。2.デバイス作製技術の検討磁束量子の検出部では,ファラデー回転角を大きくするため,微小な超伝導ループに磁束量子を閉じ込める必要がある。また,ループへの磁束量子の出入りが高速に行われる必要がある。これらの条件を満たすのに必要なナノブリッジの作製技術について検討した。電子ビーム描画によりY系高温超伝導体YBa_2Cu_3O_<7-x>のマイクロブリッジを作製する際に,プロセスによる超伝導性の劣化を防ぐために,エッチング中の試料の冷却,プロセス順序,保護層の使用等を検討した。その結果,50nm幅で臨界電流密度10^7A/cm^2という良好な超伝導特性を示すナノブリッジを得ることができた。これより,磁束量子の検出部に要求される特性を満たすナノブリッジの作製技術をほぼ確立することができた。また,ナノブリッジを用いたSQUID構造を作製したところ,磁場に対して周期的な応答を示し,このナノブリッジを用いた超伝導ループ内に磁束量子を一つずつ出し入れできることが示唆された。これらより,単一磁束量子検出部作製のめどが立った。本年度は観測システムおよびデバイス作製技術の検討を中心に,以下のように研究を実施した。(1)磁束量子観測システムの検討本研究では,磁場印加で生じるファラデー回転による光の偏向面の回転を利用して,単一磁束量子(SFQ)回路の超伝導ループ中のSFQ信号(磁束量子)の有無をその超伝導ループに照射した光の偏向の変化により検出するデバイスを考えているが,まずその準備段階として,測定システムの構成の検討を行った。光学系については通信帯域の波長のレーザを用いて,試料での反射光の偏光面の回転を検出するように,光ファイバで試料への光の導入と試料からの信号光の取り出しを行う方法を採ることとして,具体的構成の検討を行った。基礎実験として,ファイバカプラの部分について実験を行い,問題点を抽出した。試料取り付け部付近の構造については,試作を行い,冷却や電気的接触などについて問題点を抽出した。(2)デバイス作製技術の検討磁束量子の検出部では,ファラデー回転角を大きくするため,微小な超伝導ループに磁束量子を閉じ込める必要がある。このため,電子ビーム描画装置による微小構造の作製法について検討し,目標寸法・形状に対する描画条件の関係を求めた。また,超伝導ループでの磁束量子のふるまいを制御するため,SFQ回路を設計する場合に必要なパラメータとして,超伝導体薄膜のインダクタンスをY系高温超伝導体YBa_2Cu_3O_<7-x>(YBCO)を用いて見積もった。回路の基本動作の確認として,YBCOを用いてSFQ伝送線路の先にSFQを保持するためのループを持つ回路を作製した。このループに隣接する超伝導量子干渉素子(SQUID)を用いてループ中のSFQの存在とリセット信号によるこのSFQの消滅を電気的に確認するとともに,問題点を抽出した。