hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
薄膜混合潤滑におけるナノ表面構造の働き

このような分子の吸着と薄膜状態での相変化の,潤滑膜のせん断特性との関係を理論面から説明するために,連続体力学と分子力学の両面から解析の適用可能性についての検討を行った.以上を踏まえて,次年度に実験と解析を推進する予定である.本研究は,混合潤滑状態における潤滑膜分子と摺動表面のナノメートルオーダーの粗さ構造との相互作用を解明することを目的としており,2年目の今年度は前年度に行った諸準備に基づき以下の成果を得た.1.バッチ式スパッタリング装置によってガラス円板試験片にクロムとシリカの2層コーティング膜をスパッタする際の成膜条件と形成されるナノ粗さ構造との関係を整理した.スパッタリングの諸成膜条件はいずれも粗さに影響を及ぼすが,特に放電エネルギーと自乗平均粗さ及びフラクタル次元との間には明確な相関関係があることを見出した.また,逆スパッタリングによる表面層の除去が少なからず影響することがわかった.2.スパッタによる表面形成について,拡散を伴う分子付着モデルを考案して数値シミュレーションを行い,上述の成膜条件と粗さとの関係を説明した.3.超薄膜光干渉装置を完成させ,円板試験片の回転速度を任意に制御しながら膜厚測定を行うことを可能とした.また相手面の球面にも2層コーティング膜を施し,両面の粗さをコントロールした滑り実験を実現した.4.この装置を用いて,数種類の鉱油ならびに合成潤滑油について転がり及び滑りにおける膜厚測定を行い,ナノメートルオーダーの粗さが混合潤滑膜厚に影響を及ぼすことを示唆する結果を得た.しかし,潤滑油分子の構造と境界潤滑膜の形成との関係については明確な結果は得られていない.5.ナノ粗さへの極性分子の吸着過程,及びせん断場でのレオロジー特性を理論的に解明するために分子動力学による数値解析を検討し,潤滑油への適用の準備段階として単原子液体についての計算プログラムを開発した.6.蛍光顕微鏡による潤滑薄膜の観察において,30nmまでの膜厚測定を可能にする手法を開発した.本研究は,混合潤滑状態における潤滑膜分子と摺動表面のナノメートルオーダーの粗さ構造との相互作用を解明することを目的としており,3年目の今年度は前年度の研究をさらに発展させて以下の成果を得た.1.バッチ式スパッタリング装置によってガラス円板試験片にクロムとシリカの2層コーティング膜をスパッタする際の成膜条件と形成されるナノ粗さ構造との関係を整理した.昨年度検討した放電エネルギーのほかに,基板温度と雰囲気圧力による粗さの変化について詳細に調べ,単なる粗さの大小だけでなく構造の著しく異なる等方性粗さを作成することを可能にした.2.スパッタによる表面形成について,表面拡散とスパッタ粒子の入射角度の分布を考慮に入れた分子付着モデルを開発し,数値シミュレーションによって上述の成膜条件と粗さとの関係を説明した.3.シリカ表面上での接触角測定ならびに液膜の濡れの計測を行い,表面における液膜の拡大が液体の分子構造とナノ粗さ構造によって影響を受けることを見出した.概して極性分子は粗さの小さい面ほど拡がりやすく,非極性分子は粗さの大きな面ほど拡がりやすい.4.超薄膜光干渉装置を用いて,数種類の有機液体について転がり及び滑りにおける膜厚測定を行い,厚さ数十ナノメートル以下の潤滑膜形成におけるナノ粗さ構造の影響が,液体分子の大きさと構造によって異なることを見出した.極性分子では粗さが小さい表面において多層吸着膜をつくりやすく,非極性分子ではナノ薄膜の形成は表面粗さが小さいほど劣る.5.簡単な構造をもつ液体分子の吸着・濡れの挙動について分子動力学による数値解析を行い,表面粗さの構造の違いが液体の拡がりに及ぼす影響を示唆する結果を得た.
トラヒックパターンの時系列解析に基づく次世代広域不正アクセス自動追跡システム

本研究では、改竄不可能のトラヒックパターンを利用した攻撃の検知と追跡を可能とするシステムの構築に関わる研究を行った。不正アクセスの情報の効率の良い収集方式の研究のために大規模ネットワークにおけるトラヒックパターンセンサシステムと構築し、トラヒックパターンの分散観測を実現した。攻撃の検知方式として、自己回帰モデルによるトラヒック予測を利用した高精度な検知アルゴリズム提案し、従来の固定的な閾値による検知よりも高精度な攻撃検知を実現した。更に、検知した攻撃パターンの形状比較を行う2次計画法に基づく形状マッチングアルゴリズムを提案し、複数の攻撃が合流する分散DoS攻撃にも対応可能な形状比較アルゴリズムを実現した。それらの提案方式を、標準のプロトコルであるSMNP(Simple Network Management Protocol)などの標準化された技術用いて実装を行い、本研究で構築したトラヒックパターンセンサシステムに導入し追跡実験を行うことで、本研究の有効性を実証した。また、標準化技術により実現可能であり極めて利用価値の高いものであることを確認した。インターネットの急速な発展に伴って、近年ネットワーク経由の不正アクセスが急増している。ネットワークは情報化社会の重要なインフラであり、不正アクセスの蔓延は断じて許されない事態である。不正アクセスの中、利用者のセキュリティに対する意識向上や技術的な対策によりある程度防げるものもあるが、昨今、インターネットを最も脅かしている厄介な不正アクセスの一つにDoS(Denial of Service)攻撃がある。DoS攻撃は不用なパケットを大量にターゲットのネットワークやホストに流し、ネットワーク帯域、あるいはホスト上のリソースを食潰すことでサービス不能に陥れる攻撃である。アタッカーは自分自身が発信するパケットの送信ホストのIPアドレスを改簒し、発信痕跡を隠滅することができるため、被害者側の記録には悪用されたホストだけが残り、攻撃を仕掛けたホストが見えないのはこの攻撃の最大の特徴である。インターネットでは、(1)ホストを識別する唯一の手段はIPアドレスであること、(2)ネットワーク内を流通するパケット数は膨大な数となっており、その内容の把握は難しいことから、真のアタッカーホストを検出するのは極めて困難である。本研究では、DoS攻撃を自動追跡可能な新しい手法としてトラヒックパターンの時系列解析に基づく追跡方式を提案し、実用的なシステムを構築することを目的とする。今年度は、インターネット上に出回っている不正アクセスツールの収集を通じ、最新の不正アクセスに動向の調査を行った。また、十数台のパソコンとワークステーションから成る実験ネットワーク上にネットワーク管理の標準プロトコルであるSNMP(Simple Network Management Protocol)を利用した追跡システムのプロトタイプを構築し、トラヒックパターンによる自動追跡の性能検証を行った。インターネットにおける不正アクセスであるDenial of Sevice(DoS)攻撃の自動追跡を実現するために、攻撃者の身元情報を隠蔽するための改竄が不可能であり、攻撃時に特微的な変動を伴うネットワークトラヒックを構成するパケット数の時間的な変化のトラヒックパターンに着目する追跡方法を提案した。提案手法の有効性の検証のために、1.大規模ネットワークにおけるトラヒックパターン観測センサシステムの構築2.パケット数予測を用いた攻撃検知アルゴリズムの提案と評価3.トラヒックパターンの形状比較による不正アクセス追跡アルゴリズムの提案と評価を行った.センサシステムの構築では、インターネットトラヒックを構成するパケット数の時聞的変化であるトラヒックパターンの観測と観測結果の送受信を標準ブロトコルで実現するために、マイクロPCに標準ブロトコルのSimple Network Management Protocol(SNMP)のエージェントを実装し、所望の情報が獲得可能であることを確認した。パケット数予測を用いた攻撃検知アルゴリズムでは、単純な閾値による検知では、大きな変動を伴うインターネットトラヒックでは、有効に機能しないと考え、インターネットトラヒックを自己回帰モデルによって予測を行い、予測値との誤差の分布から不正アクセスを高精度に検出する手法と提案した.提案アルゴリズムをセンサシステムに導入し、擬似的な不正トラヒックを発生させ検出実験を行い、その有効性を確認した。トラヒックパターンの形状による追跡アルゴリズムの提案と評価では、トラヒックパターンの形状比較を2次計画問題に帰着し、多数の攻撃トラヒックが合流した場合でも攻撃の追跡が可能である手法を提案した、その有効性を実証した。特に、2次計画問題による定式化は、複数の追跡候補を一度に評価可能である特微があり、トラヒックの組み合わせに頑健な追跡能力を有することが明らかとなり、本研究の有効性を示すことが出来た。
コラーゲンへの物質貯蔵・放出機能付与と象牙質接着への応用

象牙質や皮膚などに豊富に含まれるコラーゲンなどの生体親和性高分子をホスト高分子として、必要に応じてゲスト低分子を取り込み、制御された放出を実現する方法を探る実験を訓画した。その成果に立って、象牙質コラーゲンに抗菌剤や接着に必要な成分を含ませ、意図どおりに放出する、in vitro & in situの放出実現の可能性を探った。その第一段階として、架橋度の異なるコラーゲンモデルを、コラーゲンの基本構造を持つゼラチンからクルタルアルテヒドを用いた架橋により、種々の条件下で調製した。架橋剤濃度が高いほど、得られたモデル架橋コラーゲンの比表面積が大きく、変性温度が高くなる傾向が見られ、架橋度の増大に対応していると考えた。この試料にメチレンブルーを取り込ませ、エタノール溶液や塩溶液の添加がひき起こすゲルの収縮によって取り込んだメチレンブルーを取り出すことを試みた。次いで、いずれも生分解性の腱コラーゲン、皮膚コラーゲン膜、酢酸セルロース膜をホスト高分子、メチレンブルー、アクリジンオレンシ、アクリフラビンをゲスト低分子として、濃度の異なるエタノールをゲル収縮剤に用いて系統的に取込/放出を定量した。その結果、酢酸セルロースでは色素の保持量が多く、コラーケンでは一旦取り込んだ色素の放出効率が高いこと、放出効率はいずれの高分子でも収縮剤濃度で制御できることが明らかになった。この系での制御された放出は、浸透圧によるホスト高分子ゲルの収縮に伴う内部液の流出が主因と考えられる。本研究を基盤として、pHや温度などをトリガーとした高分子の体積相転移現象や、ホスト・ゲストの静電相互作用や疎水相互作用も考慮した、より高度な放出制御が設計できると期待される。本課題は、(1)不溶性の網目構造を有するコラーゲン繊維の内部空間に有用な物質を貯蔵し、必要に応じてこれを放出するデバイスを作成すること、(2)そのプロセスを象牙質コラーゲンに応用することで、接着時の機能性モノマーの導入効率を高めたり、う蝕予防のために殺菌性機能分子を貯え必要に応じて放出することを目的としている。今年度は以下の成果を得るとともに、次年度に向けての課題が生じた。比表面積測定装置の導入と実験系への最適化コラーゲン網目構造の物質取り込み能力(内部容積)を評価する指標として、比表両積を測定する必要がある。今年度、設備備品として新規に導入した比表面積測定装置をこの実験系で効率的に運用するための最適化条件を検討した。また実際に、架橋度の高い不溶性I型コラーゲンの比表面積測定を行った。ゼラチンの架橋と熱物性評価コラーゲン型物質貯蔵デバイスは、水溶性コラーゲンまたはコラーゲンの基本構造体といえるゼラチンを、適切な方法で架橋するというデザインである。今年度は架橋剤としてグルタルアルデヒドを用いて、ゼラチンのネットワーク化を試みた。ゼラチン溶液(ゾル)は、グルタルアルデヒドとの反応によって同じ温度でゲル状態となり、,流動性を失った。この状態でゼラチンの示差走査熱量測定を行うと、未処理のゼラチンと明らかに異なる吸熱ピークが選られた。2年次に向けての課題・熱分析だけではなく、レオロジー的手法などほかの方法も併用して架橋形成を証明する。・架橋剤濃度を変えることで任意の架橋度を実現できるか確認する。・凍結乾燥や遠心分離等で架橋ゲルを取り出し、色素を吸収させる実験に供する。・吸収した色素を放出する条件(温度、イオン強度など)を検討する。・さらに、別の架橋剤や架橋方法も試みる。種々の架橋度の架橋コラーゲンモデルの調製平成13年度に試みた方法に従い、ゼラチン濃度、架橋剤(グルタルアルデヒド)濃度を種々変えて、架橋コラーゲンモデルとしての架橋ゼラチンを調製した。

調製の過程において、グルタルアルデヒド濃度が高いほど、透析の着色が顕著になるとともに、反応液の粘性が増大し、不溶物が析出する様子が観察された。これらより、コラーゲン分子間の架橋により凝集体が高分子量化していることが示唆された。DSCによるキャラクタリゼーション調製した種々の架橋ゼラチンについて、架橋度の指標となる変性温度を、示差走査熱量測定(DSC)により測定するとともに、そのピークの広がりから架橋度の均一性を評価した。変性温度は架橋剤のグルタルアルデヒド濃度に比例して高くなることが見出され、架橋度と相関を持つことが示唆された。また、架橋度が高いほどDSCのピーク幅が広がる傾向にあり、架橋の程度を一様にそろえるためには調製方法に改良を加える必要がある。比表面積の測定通常の粉体試料に比べて測定が困難な繊維状試料の比表面積を再現性よく測定する条件を確立し、物質取込のための内部空間容積に関係すると思われる、架橋ゼラチンの比表面積測定を行った。未架橋のゼラチンに比べて、腱コラーゲンと同程度の変性温度を持つ架橋ゼラチンの比表面積は2倍近く大きいことがわかったが、腱コラーゲンではむしろ比表面積が小さかった。取込/放出実験同一ロットの架橋ゼラチン試料を大量に調製することが想定した以上に困難であったため、実際の試料での物質取込/放出実験に先立ち、他の高架橋度親水性高分子(酢酸セルロース膜)を用いて色素の取り込みと放出の測定を、分光法により行った。取り込まれた色素を放出するには、高分子ゲルを脱水作用により収縮させる、塩やアルコールの添加が有効であることが明らかになった。以上のように、架橋コラーゲンモデルの調製とそのキャラクタリゼーションを行い、その物質貯蔵/放出機能の制御法について目処が立った。
クロマチン・リモデリング NuRD複合体形成の構造基盤

NuRD複合体は、代表的なATP依存型のクロマチン・リモデリング複合体の一つであり、生物の発生・分化、個体形成に関わる遺伝子発現制御において重要な役割を果たす。DNAヘリカーゼ(CHD3/4)、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC1)、メチル化CpG結合タンパク質(MBD2/3)、ヒストンシャペロンタンパク質(RBBP4/7)、癌転移因子であるMTA-1、Zn fingerタンパク質p66α/βの6つの主要サブユニットによってコア構造が構成される。本研究では、過渡的なクロマチンリプログラミング複合体形成の分子機構解明に向けて、HDAC1: MTA-1:MBD3:p66β,4つのタンパク質の複合体コア形成の構造基盤研究を行った。HDAC1とMTA1、及び、MBD3とp66βに関して、それぞれの安定な複合体形成領域を同定し、HEP293浮遊細胞内で共発現させ均一な2者複合体を大量調製することに成功した。さらに、これらタンパク質4者複合体の共発現、精製を行った。得られた試料を用いた生化学的な解析から、第一にMTA1のN末端領域にある機能未知のBHAドメインがヌクレオソームもしくはヒストンとの結合を促進すること、p66βのN末端領域を介して、MBD3:p66βがヒストンシャペロンRbAP48と安定な複合体を形成し、DNAに結合しうるという知見を得た。また、p66βとMTA-1の翻訳後修飾部位のアミノ酸変異により複合体形成の安定性が増すこと見出した。翻訳後修飾やアイソフォームの使い分けによって制御されているNuRD複合体コア形成の構造基盤の一端を明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。NuRD複合体は、代表的なATP依存型のクロマチン・リモデリング複合体の一つであり、高等動物の発生・分化、個体形成に重要な役割を果たす。NuRD複合体のコア構造は、DNAヘリカーゼCHD3/4、ヒストン脱アセチル化酵素HDAC1、メチル化CpG結合(MBD)タンパク質、ヒストンシャペロンタンパク質、癌転移因子であるMTAタンパク質、Znフィンガータンパク質であるp66α/βの6つの主要サブユニットによって構成される。本年度の研究では、HDAC-1:MTA-1:MBD3:p66α, 4つのタンパク質の複合体コア形成の分子機構解明に向けて、1個々のタンパク質因子もしくは2者複合体の哺乳動物細胞発現系の確立、2メチル化DNA結合タンパク質ファミリーの一つであるMBD3のDNA結合特異性の解析、3MBD3:p66α複合体の生化学的な解析を行った。その結果、MBD3は典型的なMBDタンパク質にみられるメチル化シトシンへの特異的な結合を示さず、非メチル化シトシンやさらに酸化修飾されたヒドロキシメチシトシンにも同等に結合することが示された。また、p66αの翻訳後修飾が安定なMBD3:p66α複合体形成を促進することが示唆された。これらの結果に基づき、さらにNuRD複合体形コア形成の構造基盤を明らかにすることによって、クロマチンリモデリング複合体のゲノムへのターゲティングの分子機構の理解につながるものと考える。MBD3:p66α複合体の発現・精製の過程で、別のタンパク質因子と翻訳後修飾が安定な複合体再構成に必要であることがわかってきた。予備的な複合体解析、相互作用解析を行って、試料調製法の再検討・変更を行う必要が生じた。そのために発現ベクター作成等の解析試料の大量調製法の検討実験が予定よりも遅れた。今回、発現・調製法を確立した複合体試料を用いて、生化学的な解析、構造機能解析を行っていく。また、当初MBD3のDNA結合ドメインの構造機能解析を予定していたが、NMRによるDNA相互作用解析の結果が先行研究として報告された。
ビタミンA摂取が腸管免疫バランスを制御する樹状細胞の機能発現に与える影響

ビタミンA欠乏マウスの腸間膜リンパ節樹状細胞(MLN-DC)は、IL-13を高産生する炎症性T細胞を誘導することを見出した。ビタミンA欠乏マウスでは経口抗原に対する抗体産生がIL-13依存的に亢進していた。そこで、ビタミンA欠乏状態によって、MLN-DCに機能変化をもたらす腸管環境因子を探索したところ、近位結腸粘膜組織でTNF-αが高発現していることを見出した。以上の結果から、ビタミンAは腸管環境とDCの機能発現を制御し、腸管粘膜における免疫寛容の誘導に極めて重要であることが示唆された。ビタミンA代謝産物であるレチノイン酸は腸管指向性リンパ球、Foxp3陽性誘導型制御性T細胞、IgA抗体産生細胞の分化誘導に寄与し、腸管免疫システムの恒常性維持に重要な役割を担っている。しかし、本研究において、ビタミンA欠乏マウスでは、腸間膜リンパ節樹状細胞(MLN-DC)による炎症性T細胞の分化誘導が亢進していることを見出した。特に、この炎症性T細胞はIL-13とTNF-αの産生能が顕著に高く、食物アレルギーや炎症性腸疾患などの発症や増悪をもたらす可能性が考えられる。そこで、H24年度はビタミンA欠乏による経口免疫寛容誘導能への影響を評価した。そして、ビタミンA欠乏下で炎症誘導型MLN-DCの誘導に関わる腸環境因子の探索を行った。1、ビタミンA欠乏マウスでは、経口投与した抗原に対するIgG1、IgAおよびIgE抗体産生が著しく亢進し、経口免疫寛容が破綻していた。2、IL-13遺伝子欠損マウスでは、ビタミンA欠乏による経口抗原に対する抗体産生の亢進が見られなかった。3、ビタミンA欠乏マウスの腸組織の免疫組織染色を行ったところ、上皮細胞が産生し、アレルギーとの関係が注目されているTSLPやIL-33の発現パターンは、正常マウスと違いが見られなかった。しかし、近位結腸上皮細胞のTNF-α発現がビタミンA欠乏マウスでは亢進しており、real-time PCRによるTNF-αmRNA解析においても、正常マウスと有意な差が認められた。上皮細胞はDCの機能分化に影響を与える最も重要な細胞の一つであり、炎症誘導型MLN-DCの分化誘導メカニズムと、腸上皮細胞の機能変化との関係については、今後の検討課題である。腸型の制御性DCの分化制御機構の解明は、腸免疫学的疾患の予防、治療に有用な機能性食品や医薬品などの技術開発や、DC療法の応用へと大きく発展することが期待される。ビタミンA代謝産物であるレチノイン酸は腸管指向性リンパ球、Foxp3陽性誘導型制御性T細胞(iTreg)、IgA抗体産生細胞の分化誘導に寄与し、腸管免疫システムの恒常性維持に重要な役割を担っている。しかし、ビタミンA欠乏(Vit.A(-))マウスでは、炎症誘導型T細胞の分化誘導が亢進しており、食物アレルギーや炎症性腸疾患などの発症をもたらす可能性がある。そこで本研究では、T細胞の機能分化をコントロールする樹状細胞(DC)の機能成熟にビタミンAがどのような影響を与えるのかを解明するため、Vit.A(-)マウスを作製し、各リンパ系組織のDCを比較解析した。1、小腸パイエル板(PP)、腸間膜リンパ節(MLN)または皮膚の所属リンパ節(PLN)からDCを単離してT細胞の機能分化誘導能を解析した。Th1誘導能について差異は認められなかった。PPとMLN-DCはFoxp3陽性iTreg誘導能が高く、逆にPLN-DCはTh2やTh17誘導能が高かった。2、Vit.A(-)マウスでは、MLN-DCのFoxp3陽性iTreg誘導能は減少し、Th1、Th2、Th17誘導能は顕著に亢進していた。しかし、PPとPLN-DCはビタミンA欠乏による影響は小さかった。3、Vit.A(-)マウスのMLN-DCでは、CD40、CD86、MHC class II分子やIL-6、IL-12p40の発現が上昇していた。以上の結果より、Vit.A(-)マウスではMLN-DCによる炎症誘導型T細胞への分化誘導が亢進しているが、DCの機能発現におけるビタミンAの寄与は、組織によって異なることが示唆された。当初の計画どおりに、ビタミンA欠乏マウスとコントロールマウスを用いたDCの比較解析は進み、次年度に計画している経口免疫寛容誘導モデルや、それをさらに発展させたアレルギーモデルの作製に着手している。(1)ビタミンA欠乏マウスを用いた食物アレルギーモデルを解析ビタミンA欠乏

マウスに抗原を経口投与した後、同一抗原を腹腔内に免疫すると、急激な下痢発症から腸機能低下に至る衰弱など、食物アレルギーの様相を呈する個体が観察される。そこでまず、ビタミンA欠乏マウスを用いて、経口免疫寛容の誘導能を評価する。所属リンパ節を採取してT細胞の増殖アッセイを行い、血清や糞便中の抗原特異的抗体価についてはELISAを用いて検定する。この時、抗原の投与を腹腔内または胃内、もしくは皮下などの異なるルートで行い、腸の所属リンパ節と皮膚の所属リンパ節における反応性を比較検証する。(2)ビタミンA欠乏による炎症誘導型DCの分化誘導メカニズムを解明平成23年度に得られた結果を基にして、ビタミンA欠乏下で腸の炎症誘導に関わる因子の候補を絞り、その因子の発現制御に関わる細胞や、腸環境因子の探索を行う。腸組織の免疫組織染色や、単離した細胞のFACSやreal-time PCRを行い、ビタミンA欠乏状態で出現もしくは消失する特殊な細胞集団の同定や、炎症誘導に関与する腸環境因子の発現変動などについて検証する。また、(1)の食物アレルギー発症時の腸組織についても同様の解析を試みる。本研究で主な対象としているDCは組織中の頻度が非常に低いために、実験で必要な細胞数を確保するための工夫が必要である。そこで、多数のサンプルから短時間で目的の細胞を調製することのできるMACSを活用して、実験の効率化を図る。そのため、MACS試薬(MACSビーズ1本10万円前後、MACSカラム1セット46万円)、細胞培養試薬(細胞培養用牛胎児血清や培地など)、マウス(マウスの購入費および飼育費)、プラスチック器具にかかる費用が大きな割合を占める。また本研究にはビタミンA欠乏マウスと、ビタミンAを含有したコントロール飼料摂取マウスが必要不可欠である。ビタミンA欠乏飼料とコントロール飼料の調製には1ヶ月当たり約3万円かかるため、それぞれ年間36万円は必要である。ELISA、FACS、免疫染色で必要な抗体や、PCRの酵素類は1本37万円相当である。従って、本研究を通じて物品費が大きくかかるため、交付申請書で挙げた平成24年度の物品費147万円と合わせて、平成23年度の未使用額約51万円はすべて物品費に充てる。また、交付申請書のとおり、研究成果を発表するための学会参加にかかる費用として旅費に8万円、論文投稿料としてその他の費目に5万円を充てる。
現職専門日本語教員の成長を促すツールとしての評価基準の研究

本研究では、海外での専門日本語教育に従事する、教育経験の浅い日本語ネイティブまたはノンネイティブ日本語教師を対象とした教員評価基準を作成した。この評価基準は、これらの教員に対する研修を実施し、その成果の測定をプログラム評価の手法に則って行う過程を通じて作成され、さらに同様の過程を経て修正された。すなわち、本研究では、実際の教員研修とその成果の批判的検討を通じて、チームとして働く専門日本語教員が備えるべき資質を洗い出し、これらを教員の自己評価項目の形式に整えることにより、今後の教員の成長の研究や教員養成の指針とすることができた。本研究では、日本国内及び海外で教壇に立つ、教育経験の浅い日本語ネイティブまたはノンネイティブ日本語教師を対象に、日本語教員研修プログラムを編成、実施した。この研修の目的は、経験の浅い教員を含む教員グループが、自律学習の考え方に基づいたアカデミック日本語カリキュラムを主体的に運営できるようになることである。本研究では、実際の教員研修とその成果の批判的検討を通じて、このような力を持つ教員が備えるべき資質を洗い出し、これらを教員評価項目の形式に整え、今後の教員の成長の研究や教員養成の指針とすることを目指す。教員研修は、2013年3月、及び2014年1月の2回行われた。第1回研修の研修プログラムは、教員の従事する専門日本語教育プログラムの趣旨の理解、及び教員グループ内での摩擦への対処に重点を置くものとなった。研修の評価を、研修参加者による研修効果の自己評価という形式で実施し、分析した。第2回研修のプログラムは、第1回研修の評価に基づき、教員が自らの業務を振り返り改善行動に移すことに重点をおいた。具体的には、研修参加者が、学期中の実際の教務ルーティーンを追いながら改善課題に取り組み、自らの活動評価を行ない、発表をするまでを研修の一環とした。また、第1回研修の教員評価項目を、教員自身の自己評価の性質を強めて改善し、実施した。第2回研修の評価の結果は現在分析中であるが、教育コースを俯瞰的にとらえた上で、目的を達成するための教授行動を考え、その効果を客観的にふりかえり、分析する視点を養うことができたと考えられる。1.予備調査:日本法教育研究センターに勤務する教員(日本語・日本法教員を含む全員)に対し、次年度に行う調査に必要となる基礎的な情報を集めた。具体的には、1)教師教育学についての文献調査、2)教員の教育歴、3)教育スタイル、教師教育のニーズについてのアンケート調査、を実施した。2.予備研修の実施:各国のセンターで勤務する経験の浅い教員を名古屋大学に招聘し、将来の研修プログラムのたたき台となる予備研修を行った。研修に先立ち、予備調査の結果を踏まえ、研修のニーズが高いと思われる分野を、(1)教師間の協力、(2)専門分野の背景およびプログラムの目的の理解、(3)クラス活動を到達目標と結びつけて一貫性を持った指導計画を立てるスキル、の3点に絞り、研修プログラムを構築した。研修の効果を測定するため、研修前後に、研修生を対象として、i.研修効果を研修生自身が評価する自己評価、ii.アンケート(研修前・後)、iii.グループインタビュー(研修後)、のデータを採取した。この他、iv.研修中の活動の記録(ビデオ・音声)も収録した。今後、v.研修終了後、各勤務地での業務に戻った後、研修で学んだことを振り返るアンケート及びインタビュー、も採取する予定である。3.予備研修で採取したデータの分析:2.で採取したデータを、主に次の観点から分析を行なっている。(1)それぞれの教員自身が意識する困難点、(2)指導的位置にある教員の評価とその教員の意識する点とのずれ、(3)教員自身の学習スキルの高さ。これらの点から、それぞれの教員の到達度、日本語教員の成長の過程のモデルと、それぞれの過程において課題とすべき項目を、たたき台として構築することを目指す。現時点で、先行研究の調査、日本語教育機関における教員の研修のニーズ調査が遅れている。理由としては、1)研究プログラムの周知や教員研修を行うことについての理解に時間がかかっていること、2)教育機関の業務が忙しく、本研究課題に対して協力がなかなか得られないこと、3)教員研修についての先行研究が少なく、研究のモデルを構築するのが困難であること、などがある。1)文献研究に時間を割き、先行研究の成果を可能な限り利用できるようにする。2)予備研修のデータ分析を急ぎ、今後の研修プログラム構築に早く利用できるようにする。1)予備研修のデータをまとめ、9月以降に学会発表を行う。2)予備研修のデータ及びその分析を利用し、予備研修のプログラムを修正して、本年11月以降に第2回招聘研修を実施し、データを収集する。3)第2回研修の成果を分析し、研修プログラムモデルをわかりやすい形で示し、学会発表を行う。
木質炭化物表面の不均一な官能基分布及び定量の新規分析手法開発

本研究ではこれまで、木質炭化物の吸着サイトとなる官能基分布の可視化や定量法について検討してきた。従来よりも低温で調製した木炭では中間層であった領域で水酸基が多く存在する事が示唆され、低温で調製した木炭の吸着性能に関連する知見は得られた一方で、実際の吸着性能については未検討であった。そこで今年度は、異なる温度で調製したコナラ木炭の吸着性能について検討した。その結果、官能基が豊富に存在する300°Cよりも官能基量が激減した500°C処理で高い吸着性能を有する事が判明した。また500°C処理木炭で固体試料では珍しく自由水酸基に関連する赤外吸収が顕著であった。この事から、木質炭化物に存在する自由水酸基がセシウムイオンの強い吸着に関わる事が示唆された。自由水酸基を有する木質炭化物中の化学構造について探索する必要があると考え、飛行時間形二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)により検討した。得られたデータを主成分分析する事で、吸着に関連する重要な質量ピークを探索したところ、寄与率の低い主成分の負荷量上位で高質量ピークが見られた。確認された高質量ピークが木質炭化物の吸着に関係する化学構造であるとすると、利用上あるいは分析上においてその量を十分に増大させる必要があると考えられる。今後、自由水酸基がより豊富な木質炭化物を調製する事で、吸着に重要な化学構造の同定と分布を可視化する事に繋がり、高い金属イオン吸着性能の詳細な発現機構が明らかになると考えられる。窒素吸着量により算出される表面積では評価できない木炭の金属イオン吸着性能を理解する上で、金属イオン吸着サイトとして働く官能基の分布や量を検討すべきである。しかし現状ではその分析手法すら確立していない。本研究は当該年度において、木炭中の官能基を可視化する事を目的とした。木材に対する誘導体化にはアセチル化がよく知られている事から、トリフルオロ無水酢酸を水酸基可視化用の誘導体化試薬として用いた。単糖などの通常誘導体化の対象となる化合物と比べ、木材は圧倒的に反応しづらい為、全水酸基の誘導体化は難しい。また、誘導体化進行中に試料が溶解すれば観察が難しくなる。こうした事から、水酸基の分布の観察に適した条件を探索するため、重量増加率が最大となる条件を検討した。現時点では、脱水酢酸エチル中減圧下攪拌後に上記試薬を添加し、ピリジン触媒下60°C1時間の反応で、木粉は最も誘導体化される事を確認した。木材及び木炭を、上記条件で誘導体化した後、申請者が開発してきた観察手法を適用する事で、試薬中のフッ素分布を可視化した。通常のアセチル化に近い誘導体化量であったが、木材では同一組織でも誘導体化のされ方が異なっていた。しかし細胞壁の部位ごとに着目すると、リグニンが多いとされる中間層でフッ素の分布が集積した。この事から、中間層はアセチル化されやすい水酸基を持つと考えられた。また、低温で炭化した木炭でも中間層で多く水酸基が分布した。今回用いた木炭の主要な表面官能基はフェノール性水酸基であり、中間層で可視化された水酸基もリグニン由来のフェノール性水酸基ではないかと考えられる。木材ではアセチル化されやすい部位を、木炭ではフェノール性水酸基の分布を、ミクロスケールで可視化できた。これまでの成果と照合すると、金属イオン吸着サイトとして働くフェノール性水酸基が中間層に集中している事を可視化により確かめられたと言える。木炭中の官能基をミクロスケールで可視化できるかどうかを検証する事と、各種官能基量を定量する事とが当該年度の予定であった。当該年度では、木炭の水酸基を可視化する事に成功した。しかも官能基の可視化をする際の分析時間は、これまでの元素分布の可視化に必要であった分析時間と比べ大幅に短い。これらの結果から、官能基を可視化する手法を開発する上で重要なノウハウが蓄積できたと評価できる。さらに、標準試料として用いた木材で、ミクロスケールで観察する事でアセチル化のされ方に違いがある事を確認できた。細胞壁成分或いは壁構造の違いにアセチル化のされ方も影響するのではないかと予想され、木材の化学的改質による有効利用を目的とする研究においても、これらの結果は非常に興味深い知見であると考えられる。木炭表面の官能基定量については、従来法を改良した手法を採用し、様々な温度条件で調製した炭化物の表面カルボキシル基量及び表面フェノール性水酸基量を推定した。また、ラクトン型構造が殆ど存在しない事も判明した。本研究で採用した改良法は、煩雑な工程で時間が掛かるという難点があった。しかし簡易な手法に切り替えるとしても、今回の定量値を基に簡易な手法の定量性を十分に評価可能である。計画に遅れが出た場合においても、簡便な手法を採用し研究の進展を早める事が可能であると考えている。本研究ではこれまで、木質炭化物が吸着したセシウムイオンや水酸基の分布をミクロスケールで可視化した。その結果、セシウムイオンの吸着には官能基が重要である事が示唆され、特に従来よりも低温で炭化すると、炭化した中間層に残存するフェノール性水酸基が重要な吸着サイトである事が示唆された。

しかしながら、これらのミクロスケールで見られた吸着挙動はバルクでの吸着挙動とどう関連しているのか明らかになっていなかった。そこで、当該年度では異なる温度で調製した炭化物を用いてセシウムイオンの吸着量の違いを検討した。その結果、本研究で調製した炭化物では500°C処理でセシウムイオンの吸着量が高いが、300°C処理は700°C処理とあまり変わらない事が判明した。一方で、滴定による表面官能基定量からは300°C処理でフェノール性水酸基量が最大であった。これまでの研究成果を踏まえて考えると、木質炭化物は処理温度によってその吸着メカニズムを大きく変え、それぞれの温度処理で主要な吸着機構が変わったと予想される。また、フェノール性水酸基などの単独の官能基量は吸着性能を推測する上での一要因でしかなく、本来の吸着性能の指標となる強い吸着性能を有する官能基量の特定やその定量が今度必要ではないかと考えられた。ここまでの研究成果から、強い吸着性能を有する官能基を著量有する木質試料を金属イオン吸着剤として適用する事が重要ではないかと考え、リグノスルホン酸を用いた検討も行った。その結果、セシウムイオンの吸着量はかなり低い一方、ストロンチウムイオンに対して極めて高い吸着性能を有している事、アルカリ性下で溶解したリグノスルホン酸が、ストロンチウムイオンの添加により沈殿する事を確認した。これらの結果から、リグノスルホン酸のスルホ基がストロンチウムイオンを強く吸着し、不溶性の沈殿物を形成するのではないかと推測された。研究代表者の異動による環境の大きな変化により、研究に遅れが生じている。例えば、吸着サイトとして働く水酸基分布の可視化を実現するための検討に時間が掛かっている。しかしながら一方で、上述したように本研究に派生した興味深い研究成果も得られており、新しい研究の展開も期待される。飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF-SIMS)を用いて、調製温度の異なる木質炭化物から得られたスペクトルデータに対し多変量解析を行った。多変量解析によりTOF-SIMSデータ中の汚染由来と試料由来のピークを区別する事で、異なる調製温度の木質炭化物から共通して高い質量をもった化学成分を見出した。また、これまでTOF-SIMSの針葉樹試料の分析では、リグニン由来の質量137、151のフラグメントイオンが同定されており、これらの質量は炭化により急速に失われることを確認した。一方、炭化による木質化学構造の変質によって生成したと思われる各種フラグメントイオンを見出した。異動に伴う研究環境の変化などにより、研究遂行が遅れているが、TOF-SIMSなどの表面分析が木質炭化物に十分に適用可能な事が確かめられた。今後、木質炭化物中の金属イオン吸着に重要な化学構造の分布の可視化や定量法の開発が進むのではないかと予想している。本研究ではこれまで、木質炭化物の吸着サイトとなる官能基分布の可視化や定量法について検討してきた。従来よりも低温で調製した木炭では中間層であった領域で水酸基が多く存在する事が示唆され、低温で調製した木炭の吸着性能に関連する知見は得られた一方で、実際の吸着性能については未検討であった。そこで今年度は、異なる温度で調製したコナラ木炭の吸着性能について検討した。その結果、官能基が豊富に存在する300°Cよりも官能基量が激減した500°C処理で高い吸着性能を有する事が判明した。また500°C処理木炭で固体試料では珍しく自由水酸基に関連する赤外吸収が顕著であった。この事から、木質炭化物に存在する自由水酸基がセシウムイオンの強い吸着に関わる事が示唆された。
大規模分岐年代推定－真核生物の誕生と進化を解き明かす!!－

人類を含め地球上の生物の進化の根幹となる真核生物の誕生と初期進化は、これまで化石記録や生物が寄与したと考えられる環境要素(例:酸素濃度)の変化などから調べられてきた。しかし、数十億年以上前と予測される真核生物の初期進化については、得られる情報量が制限される。そこで本研究では、全生物がもつ遺伝子情報に基づく分岐年代推定法に着目した。真核生物の初生的な祖先は「単細胞」であると考えられているだけでなく、単細胞真核生物は複数の系統的に主要なグループを構成している。その中で、緻密な化石記録を示す放散虫と有孔虫は、共通祖先がさらに時代を遡ることが示唆されている。しかし、放散虫と有孔虫の遺伝子データが顕著に不足しているため、本研究では両生物群の大規模遺伝子データを獲得し、精確な分岐年代推定から「いつ」真核生物が誕生、多様化し、「どのような」環境要因(酸素濃度、温度、地殻量)が関係していたかを検証する。1.放散虫・有孔虫の大規模遺伝子データの取得が終了(一部、データが不十分)。2.放散虫・有孔虫を含む分類群であるSARスーパーグループの大規模遺伝子データセットの作成が完了し、分岐年代推定を行った。その結果を現在、論文執筆中である。3.真核生物全体の大規模遺伝子データセットの作成は、ほぼ完了している。1.放散虫の大規模遺伝子データに一部、不十分なものがあるので、追加で遺伝子データの取得を行う。2.真核生物全体の大規模遺伝子データセットについて、分類群サンプリングに欠損がないかを確認するために、分岐年代推定のテストランを行う。3.分岐年代推定の結果を比較することで制約年代の妥当性の検証が行えるのだが、計算コストの節約のために新原生代の化石記録に詳しい研究者と分岐年代推定に用いる制約年代の妥当性について意見交換を行う。未使用額が生じた理由2018年度に放散虫・有孔虫の遺伝子データの取得を行なったが、放散虫の一部データの質が良くなかったため、計画を変更し、その分の遺伝子解析を行わなかった。次年度の用途次年度に再度、放散虫の遺伝子データの取得を行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
カーボン・ナノチューブを用いた革新的静電セプタムの技術開発

大強度ビームシンクロトロンからの遅い取り出しにおける最大の問題である静電セプタム装置でのビームロスを低減するため、静電セプタム装置のセプタム材料を通常使われるタングステンに対して、低密度、低原子番号材料を用いるための基礎研究を行っている。カーボンナノチューブ(CNT)材料を用いた静電セプタムに特化したワイヤーの開発を行った。太さは約直径70ミクロン、破断荷重3.3N-3.5Nが得られた。CNTワイヤーを用いた高電圧試験のために、50mを超える長さのCNTワイヤーを製作した。さらに、短く切ったワイヤーをヨークに張るために、ワイヤーの両端に金具をカシメて取り付ける試験と強度試験を実施した。静電セプタム高電圧試験用のCNTワイヤーの開発を実施し、その後高電圧試験用のCNTワイヤーの大量生産を計画通り実施した。高電圧試験にむけて、CNTワイヤー両端にジグをかしめる試験を継続し最適化を行う。既存のモデルヨークにCNTワイヤーを取り付け、既存のR&Dチェンバーに組み込み高電圧試験を実施するカーボンナノチューブ遅い取り出し用静電セプタムのセプタムへ適用が実現すると、遅い取り出しで必然的におこるビームロスを大幅に低減することが可能となる。このビームロス低減により発生する2次粒子の抑制が可能となり装置周辺の放射化、装置の放射線損傷の抑制が可能となる。これにより遅い取り出しビームの大強度化が可能となる。本年は、メーカーの協力のもと試作したカーボンナノチューブを用いた遅い取り出し用静電セプタム開発のための基礎的研究を実施した。カーボンナノチューブを静電セプタムのセプタムに利用するためのカーボンナノチューブワイヤーの太さの最適化検討、ワイヤーを静電セプタムのヨークに固定するための両端の固定方法の検討を実施した。また2017年11月にCERNで開催された遅い取り出しワークショップのinvited talkで遅い取り出し開発の現状について報告を行った。またCERNの専門家とカーボンナノチューブ遅い取り出し用静電セプタムの技術開発に関する議論を行い今後協力して開発を進めることになった。2018年3月にFNALを訪問し、カーボンナノチューブ遅い取り出し用静電セプタムのセプタム開発の計画・現状について報告を行った。カーボンナノチューブ遅い取り出し用静電セプタムの開発に関してFNALの専門家との協力関係を進めることを確認した。特にカーボンナノチューブワイヤーの固定方法の最適化に関する協力を進めることになった。重要な項目に関しては、現実的な当初の計画を立てたため大強度ビームシンクロトロンからの遅い取り出しにおける最大の問題である静電セプタム装置でのビームロスを低減するため、静電セプタム装置のセプタム材料を通常使われるタングステンに対して、低密度、低原子番号材料を用いるための基礎研究を行っている。太さの最適化されたカーボンナノチューブワイヤーを大量に生産する。カーボンナノチューブワイヤーの両端を最適された方法で固定ジグをとりつける。を太さの最適化されたカーボンナノチューブワイヤーを大量に生産する。高電圧試験用ヨークに製作したカーボンナノチューブワイヤーをバネを介して取り付ける。ヨークに張られたカーボンナノチューブワイヤーのアライメントを測定する。既存のモデルヨークにCNTワイヤーを取り付け、既存のR&Dチェンバーに組み込み高電圧試験を実施するカーボンナノチューブワイヤーの試験のための製作は試作品を用いたため本年度は費用が発生しなかった。昨年度執行しなかった予算でカーボンナノチューブワイヤーの基礎試験を進める。当該年度までの成果を国際会議等で報告する
III族窒化物/炭化珪素界面制御による高性能ヘテロ接合バイポーラトランジスタの実現

SiCバイボーラトランジスタ(BJT)の性能向上に向けて、電流増幅率(ゲイン)の向上に取り組んだ。また、SiC BJTのさらなるゲイン向上に向けて、III族窒化物(AlGaN)をワイドギャップエミッタとして用いた、AlGaN/SiCヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)に取り組んだ。SiCBJTでは、p-SiCベース層での再結合(バルク再結合)を低減する新プロセスを考案した。具体的には、点欠陥低減に重要な、熱酸化と高温熱処理プロセスを組み合わせた、深い準位低減プロセスを提案し、SiC BJTに適用した。この新プロセスに加えて、ベースからエミッタまでの連続成長による界面再結合低減手法、および表面パッシベーション技術を組みあわせることで、従来の記録を大幅に上回る室温ゲイン257(Si面上)および439(C面上)を達成した。AlGaN/SiC HBTでは、AlGaN/SiC系特有の、化学結合の不整合に着目し、界面再結合電流低減、ゲイン向上に取り組んだ。SiC(0001)面上にAlGaNを成長した場合、Si-N結合ができ、化学結合の不整合が生じる。この不整合を中和すべく、AlGaN成長前のSiC表面への、CまたはSi先行照射を試みた。CおよびSiの先行照射は通電加熱式昇華セルを用いて行い、堆積したC,Siの膜厚をin-situ RHEED観察により制御した。作製したHBTのゲインは、先行照射を行わない場合、5程度であったが、2/3MLのCまたはSi堆積によって、ゲインは6.1へと改善した。一方、1MLのC堆積では2.5へ低下した。現実的には、AlGaN/SiC界面で、Al-C結合生成以外に、CがAlGaN中に取り込まれて高抵抗化することがわかり、ゲインの大幅向上は達成できなかったものの、C 2/3MLの特性では、特性改善の傾向が見られており、意図していた化学結合不整合の解消が起こったと考えている。SiCバイポーラトランジスタ(BJT)のさらなる高性能化を目指してIII族窒化物(AlGaN)をワイドギャップエミッタとして用いた、AlGaN/SiCヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)の実現に取り組んだ。本研究では、急峻かつ均一なヘテロ界面を形成する目的で、エミッタの形成時のSiC上へのAlGaN成長方法を、通常の原料同時供給法ではなく、AIN/GaN短周期超格子を用いた擬似AlGaN混晶と工夫した。AlGaN/SiCヘテロ接合ダイオードを用いた容量-電圧特性から、Al組成x<0.5のAlGaN/SiC界面には、キャリア注入の妨げとなる負のバンドオフセット(障壁)が存在するが、Al組成x>0.5の場合、Type-Iのバンドラインナップとなり障壁がなくなることを明らかにし、従来実現できなかったAlGaN/SiC界面のバンドオフセット制御に成功した。また、AlGaN/SiC HBTを作製し、エミッタ接地において、x<0.5ではゲインβ0.2程度であったが、x>0.5では、β2.8と大幅に向上させ、AlGaN/SiC HBT初となる増幅動作を実現した。さらに、キャリア注入現象の評価を行う目的で、エレクトロルミネッセンス(EL)測定を行った。Al_<0.4>Ga_<0.6>N/SiC HBTの動作時には、黄色の発光が観測されたが、Al_<0.5>Ga_<0.5>N/SiC HBTの動作時には、青色の発光が観測され、各ヘテロ接合のバンドラインナップの違いがEL特性に影響を及ぼしたものと考察した。また、550Kまでの高温動作や、200Vの順方向動作、絶縁破壊電圧1kVを実現した。本成果は、III-N/SiCヘテロ接合の活用による、SiCBJTの高周波パワーデバイスへの展開の可能性を示した点で、実用への可能性のみならず、学術的インパクトがあると考える。SiCバイポーラトランジスタ(BJT)のさらなる高性能化を目指してIII族窒化物(AlGaN)をワイドギャップエミッタとして用いた、AlGaN/SiCヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)に取り組んだ。本研究では、AlGaN/SiCヘテロ界面での再結合電流を低減する目的で、エミッタ(n-AlGaN)とベース(p-SiC)の間に、n-SiCスペーサ層を導入した。AlGaN/SiC HBTのエミッタ接地特性から、スペーサ層膜厚を50,100,200nmと増やすことで、ゲインを2.7から4.7へと向上した。このゲインの向上は、スペーサ層膜厚を増やすに従って、界面再結合に寄与する正孔の数が減少したためと考えられる。さらに、ベース幅を最適化することで、従来より1桁高いゲイン11を達成した。これは、従来の常識(族の異なるヘテロ接合を有するトランジスタは動作しない)を踏まえれば、非常に高電流増幅率であり、特筆すべき点である。また、AlGaN/SiC HBTにおいて、今後高ゲインを達成するには、表面パッシベーションが重要である。そこで、本研究では、SiC BJTを用いて、表面パッシベーション技術の検討も行った。特に、SicC MOSFETの研究において、有力とされる窒化堆積酸化膜を検討した。作製したBJTについて、堆積膜+N_2アニールを用いた場合、ピークゲイン35を得た。

一方、堆積膜+N_2OまたはNOアニールでは、ピークゲイン73,102と、N_2アニールの場合と比較して、2-3倍以上大きいゲインを達成した。このゲインの向上は、堆積膜+N_2O or NOアニール(窒化処理)による表面再結合の抑制によるものである。窒化処理によりSiO_2/SiC MOS界面準位が低減され、BJTのゲイン向上に寄与したと考えられ、本成果は堆積膜+窒化アニールによる表面パッシベーションの有効性を示したといえる。以上成果は、III-N/SiC HBTの高周波パワーデバイスへの展開を進展させるものであり、実用面のみならず、学術的意義が大きいと考える。SiCバイボーラトランジスタ(BJT)の性能向上に向けて、電流増幅率(ゲイン)の向上に取り組んだ。また、SiC BJTのさらなるゲイン向上に向けて、III族窒化物(AlGaN)をワイドギャップエミッタとして用いた、AlGaN/SiCヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)に取り組んだ。SiCBJTでは、p-SiCベース層での再結合(バルク再結合)を低減する新プロセスを考案した。具体的には、点欠陥低減に重要な、熱酸化と高温熱処理プロセスを組み合わせた、深い準位低減プロセスを提案し、SiC BJTに適用した。この新プロセスに加えて、ベースからエミッタまでの連続成長による界面再結合低減手法、および表面パッシベーション技術を組みあわせることで、従来の記録を大幅に上回る室温ゲイン257(Si面上)および439(C面上)を達成した。AlGaN/SiC HBTでは、AlGaN/SiC系特有の、化学結合の不整合に着目し、界面再結合電流低減、ゲイン向上に取り組んだ。SiC(0001)面上にAlGaNを成長した場合、Si-N結合ができ、化学結合の不整合が生じる。この不整合を中和すべく、AlGaN成長前のSiC表面への、CまたはSi先行照射を試みた。CおよびSiの先行照射は通電加熱式昇華セルを用いて行い、堆積したC,Siの膜厚をin-situ RHEED観察により制御した。作製したHBTのゲインは、先行照射を行わない場合、5程度であったが、2/3MLのCまたはSi堆積によって、ゲインは6.1へと改善した。一方、1MLのC堆積では2.5へ低下した。現実的には、AlGaN/SiC界面で、Al-C結合生成以外に、CがAlGaN中に取り込まれて高抵抗化することがわかり、ゲインの大幅向上は達成できなかったものの、C 2/3MLの特性では、特性改善の傾向が見られており、意図していた化学結合不整合の解消が起こったと考えている。
細胞増殖に関与する新しいサイトカインLD78の分子生物学的研究

細胞増殖や炎症反応に関与していると考えられるサイトカインLD78をコ-ドする2種類の遺伝子(LD78α、β)の構造を解析後、PCR法を用いたmRNAphenoーtypingの実験によりα及びβ遺伝子ともに転写されていることを見いだした。またノ-ザンブロット解析から、HL60などのマクロファ-ジ系細胞ではPMA刺激によってLD78mRNAの発現が誘導され、シクロヘキシミド添加により発現が増強されることが分かった。一方Jurkat T細胞ではPMA刺激で発現誘導はおこらず、PHA刺激により発現誘導されるが、シクロヘキシミド添加により発現は阻害された。これらのことから、LD78遺伝子の発現制御は細胞種により異なることが分かった。この発現制御の違いを調べるためにLD78α遺伝子プロモ-タ-の5'及び3'deletionをCAT遺伝子に接続し、Jurkat及びPMA刺激で巨核球に分化するK562細胞にトランスフェクションした。その結果いくつかのpositiveに働く領域が存在することを見いだし、その内の一つはJurkatでのみ働いていることがわかった。またnegativeに働く領域が存在し、その配列は1Lー3遺伝子プロモ-タ-中に存在するnegativeに働く配列とよく似ていた。このLD78α遺伝子のnegativeに働く配列のtetramerはエンハンサ-活性を抑制した。またゲルシフト法を用いて調べるといくつかの核タンパクとのコンプレックスを形成した。これらのバンドのタイムコ-スを調べると、LD78mRNA発現量のピ-クである刺激後5時間よりしだいに増加し、シクロヘキシミド添加によりこれらのバンドが消失した。従ってこれらの核タンパクがLD78mRNA発現抑制に関与していると考えられた。