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南米南部における白亜紀以降の植生変遷の解明

平成14年から16年にかけて,チリ南部において資料収集のための海外調査を行い,白亜紀後期から新生代第三紀の植物化石を多数採集した。資料収集と日本への輸出については,チリ教育省国文化財審議会の許可を得た。平成17年6月に,海外共同研究者であるチリ大学Luis Felipe Hinojosaを招聘し,研究成果の交換と議論を行った。化石研究には時間を要するが,平成17年12月までの研究成果をまとめ,9編の論文を含む英文報告書Post-Cretaceous Floristic Changes in Southern Patagonia,Chile(Nishida H.ed.,Chuo University, Tokyo,107pp.)を刊行した。本研究では葉化石,材化石の新種も見つかっている。また,南米大陸に南極から侵入したナンキョクブナの最古の化石証拠を発見した。Isla Riescoでは,パタゴニアで初めて炭酸質含植物化石団塊を発見し,今後有望な化石群であることを示した。その他,新化石産地を2カ所発見し,白亜紀以降の植生復元と化石に基づく古気候推定も行った。新分類群は学術誌に発表することが義務づけられているため,その他の研究成果等は,今後随時学術誌に発表される。本研究では,最終氷期以降の植生変遷を明らかにするために湿原のボーリング調査による花粉解析も行ってきた。現在資料は奥田及び,アルゼンチンの共同研究チームが解析を行っている。後期白亜紀以降の南米南部における植生変遷は,現在の南米にみられる植生の成立過程に大きな影響を与えた。チリ南部はこれまで研究の空疎な地域であったが,本研究により知見は大きく深まった。今後,採集資料をもとに,成果を継続して発表する予定である。なお,本研究には,福井県立恐竜博物館の寺田和雄,矢部敦が研究協力者として参加した。1.平成14年度は、チリ南部パタゴニア地域で化石及び花粉資料の収集を行った。現地調査参加者は、西田、植村、奥田、矢部で、海外共同研究者2名とは、チリ国内で情報交換を行い、研究協力者としてMiguel Rancusiが参加した。調査に先立ち、平成17年度までの研究計画調整のための連絡会議を、研究分担者全員が参加して千葉中央博物館で行った。なお、チリではチリ大学理学部のCarolina Villagran教授と、Jose Luis Hinojosa博士と今後の協力協定を結んだ。2.現地調査は、平成14年度12月26日から15年度1月31日までチリで行い、以下の資料を収集した。(1)Cerro Guidoの後期白亜紀植物化石:新しい層準を発見し、良質の葉化石を多数採集した。(2)Punta Arenas近郊の漸新世中新世植物化石:炭層に併産する葉化石を多数採集した。(3)Fuego島San Sebastian付近の中新世植物化石:ナンキョクブナを主体とする葉化石を多数採集した。(4)花粉表層資料:調査行程で適宜花粉の表層資料を採取した。(6)比較のための現生植物乾燥標本を採集した。3.花粉資料・植物乾燥は空輸し、現在奥田が解析中である。葉化石は、チリ大学理学部に保管し、平成15年度採集予定の資料とともに船便で搬送する事とした。以上の現地調査結果と資料をもとに、平成15年度以降の研究計画を進める予定である。1.平成15年度は,チリ南部コジャイケ周辺地域で化石及び花粉資料の収集をおこなった。現地調査参加者は,西田,植村,奥田,矢部と,海外共同研究者のHinojosaの計5名である。また,研究協力者として,Miguel Rancusiが参加した。

同じく海外共同研究者のHauserとは,所属研究機関において情報交換を行った。調査に先立ち,平成14年度の現地調査成果の中間発表と,15年度調査の事前連絡協議をかねて,千葉県立中央博物館において連絡会議を研究分担者全員が参加して行った。14年度採集資料の解析はそれぞれ進行しており,奥田は研究論文1編を準備中である。2.現地調査は,平成15年12月26日から16年1月31日まで,チリで行い,以下の資料を収集した。(1)Chile Chico近郊の古第三紀層の植物化石:新層準を発見し,多量の葉化石と花粉層序葉の資料を採集するとともに地質調査を行った。また,材化石も周辺地域で採集した。(2)Coihaique北方の湿原において,ボーリング調査を行い,花粉資料を採集した。(3)比較のための現生植物標本資料を採集した。3.花粉資料は,土壌を含むため,横浜税関検疫所で薫蒸処理をするため,他の資料とは別に船便で発送した。植物化石及び,植物乾燥標本は,船便で搬送した。以上の採集資料は各研究分担者のもとで,解析をおこなう。4.これまで当該地域の学術調査で収集した材化石について,寺田と朝川が共同研究を進めており,相互に研究連絡のため,1回ずつ研究機関へ出張を行った。以上の資料をもとに,平成16年度以降の研究計画を進める予定である。1.平成16年度は,チリ南部プンタアレナス周辺地域で第三紀植物化石及び花粉資料の収集を行うと共に,奥田は,フェゴ島のアルゼンチン領において,湿原ボーリングと表層採集による花粉資料の収集を行った。チリでの現地調査は,西田,植村,寺田,山田,及び海外共同研究者のHinojosaの計5名である。また,現地協力者としてMiguel Rancusiが参加した。アルゼンチンではウシュアイアにある極地域研究所のJorge Rabassaとその学生3名による調査協力を得た。航送した採集標本は平成17年度始めまでに到着予定である。2.現地調査は西田他が平成17年1月13日から2月10日までチリで,奥田が2月6日から23日までアルゼンチンで行い以下の資料を採集した。(1)Dorotea近郊の始新世植物化石:新層準を発見し葉化石154点と材化石118点を採集した。(2)Las Minasの漸新世-中新世植物化石:葉化石131点と材化石20点を採集した。(3)San Sebastianの中新世植物化石:新層準を発見し,葉化石196点,材化石20点を採集した。(4)フェゴ島の花粉資料:湿原コア及び表層花粉資料200点を採集した。3.平成15年度の採集標本は15年5月に到着し,分担して研究中である。16年度採集品は到着次第,研究に供する。朝川と矢部は本年度現地調査には参加せず,国内で共同研究を行った。4.採集品の研究成果は今後逐次発表するが,平成16年度は研究発表欄のような論文と学会発表を行った。
“緑の香り"発現酵素-基質複合体(超分子)の精密構造とその形成機構の解明

本研究では、緑の香り生成の酵素-基質複合体形成機構を明らかにするために、(1)リポキシゲナーゼ(LOX)、ヒドロペルオキシドリアーゼ(HPO lyase)の精製、及び物理化学的測定に使用しうる量の供給系の確立、(2)理論的にデザインされた合成基質類緑体を用いた反応速度論的解析、(3)NMRを用いた酵素-基質複合体の動的構造解析、を行い、次のような成果を得た。(1)ダイズ種子LOXはその3種類のアイソザイム全てを100mgオーダーで調製する系を確立した。一方、ダイズ種子LOXとは酵素的性質の異なるキュウリ子葉LOXは、そのcDNAを得ることに成功し、これを用いて大腸菌での発現系を確立した。一方、HPO lyaseは植物組織に極わずかしか含まれず、また、膜蛋白質であるために精製さえも困難であったが、ピ-マン果実を酵素源に選びHPO lyaseを精製できる系を確立した。本精製酵素を用いて、α-リノレン酸より調製した種々のヒドロペルオキシドに対する反応性を検討した結果、HPO lyaseは、基質の1-hydroperoxy-2E,4z構造を極めて厳密に認識しており、その幾何異性体、或いはhydroperoxy基に関する位置異性体を殆ど基質としないことを明らかにした。また、本酵素がprotoheme IXを補酵索とするヘム酵素であることを初めて明らかにした。
森林伐採にともなう土壌団粒崩壊のメカニズムに関する研究

本研究においては,森林伐採後の団粒崩壊のメカニズムを明らかにすることを目的とし,スレーキングと土壌微生物の活性化に伴う団粒崩壊について,培養実験により検討を行った。スレーキングによる団粒崩壊については,樹種や団粒径によって若干の差異があったものの,乾燥と湿潤を繰り返す培養条件で団粒の崩壊が顕著で,スレーキングによって団粒の崩壊が起こったことが認められた。また,スレーキングに対する団粒の安定度には樹種による差異はほとんど認められなかった。その一方で,団粒の安定度には粒径の違いが大きく影響し,大きい団粒ほど安定度が高いことが明らかになった。さらに,団粒試料の全炭素量・全窒素量の測定結果などから,スレーキングに対する団粒の安定度には,有機物量よりも団粒内部への水の浸透速度が大きく関わっていると考えられた。土壌微生物の活性化に伴う団粒崩壊については,30°Cで培養した団粒試料の方が15°Cよりも培養期間全体を通して微生物活性が高く,団粒の崩壊が進んだことが明らかになった。微生物活性の積算値や積分値と団粒指数とが高い負の相関を持つことなどから,団粒崩壊に土壌微生物の活性化が大きく関与することが示された。しかし,全炭素量・全窒素量の変化に一定の傾向がみられず,有機物分解と団粒崩壊との関連を明らかにすることはできなかった。以上の結果から,室内での培養実験という限られた条件下ではあるが,森林伐採後の土壌環境の変化の中で,スレーキングや土壌微生物の活性化によって団粒崩壊が起こり得ることを定量的に示すことができた。森林土壌におけるスレーキング現象による団粒崩壊の発生条件を明らかにするため、以下のような室内培養実験を行った。ヒノキ林のA層上部から採取した土壌試料から4mm程度の団粒を選定して、500ccのビーカー中に20個ずつ並べ、恒温恒湿器内で培養した。培養は、風乾状態のまま、乾燥、湿潤の繰り返し、湿潤状態のままの3条件で、14日間行った。培養後に試料を風乾してふるい分けを行い、団粒の崩壊状態を調べた。その結果、乾燥・湿潤の繰り返しを行った試料で2mm未満の団粒の割合が多くなり、団粒の崩壊が進んだことがわかった。この実験から、森林土壌においても、乾燥・湿潤を繰り返すとスレーキング現象によって団粒の崩壊が起こることが確かめられた。つぎに、スレーキングに対する団粒径の影響を検討するため、7mmの団粒を用いて同様の実験を行った。その結果、乾燥・湿潤の繰り返しを行った試料で5mm未満の団粒の割合が多くなり、団粒の崩壊が進んだことがわかった。ただし4mmの団粒を用いた実験に比べると団粒の崩壊率は低くかった。以上から、団粒径が大きい方がスレーキングによる団粒崩壊は起りにくい可能性があると考えられた。また、実際の森林伐採地における伐採後の団粒崩壊を追跡調査した結果について解析した。その結果、伐採後に団粒崩壊が長期間にわたって進行していることが明らかになった。この伐採地では伐採・搬出作業に伴う地表面の撹乱の影響は少なく、伐採後には地表面が草本類によって被覆され、有機物量の減少も起らなかった。以上から、地表面撹乱や雨滴衝撃、有機物量の減少が団粒崩壊の原因となっている可能性は低いと考えられた。一方、伐採後には土壌表面の乾燥が著しいことから、乾燥・湿潤の繰り返しによってスレーキングによる団粒崩壊が起ったと考えられた。森林土壌におけるスレーキングによる団粒崩壊の発生条件を明らかにするため、以下の室内培養実験を行った。ヒノキ林からA層上部の土壌試料を採取し、風乾後にふるい分けたものを団粒試料とした。

直径11.5cm、高さ4.2cmの金属製容器内に石英砂を充填して濾紙を敷き、その上に直径4mm程度の団粒試料を20個ずつならべたものを培養試料とした。培養は、湿潤状態のまま(W)、乾燥・湿潤の繰り返し(DW)の2条件で、Wでは石英砂を飽和させた状態で、DWでは石英砂を乾燥させた状態で恒温恒湿器内(温度30°C・湿度85%)で14日間行った。培養中は両条件ともに1日おきに団粒試料に60100μlずつ蒸留水を加えた。培養後に試料を風乾してふるい分け、団粒の崩壊状態を調べた。その結果、乾燥・湿潤の繰り返しを行った試料で2mm満の団粒の割合が多くなり・団粒の崩壊が進んだことがわかった。この実験の結果と500mlビーカー内に団粒試料を並べ培養試料とした実験(平成12年度実施)の結果を比較したところ、本実験の方が団粒崩壊程度が低かった。その原因として、石英砂上での培養の方が蒸留水給水時の団粒試料の水分吸収速度が遅くなることなどが考えられ、団粒の水分吸収速度がスレーキングによる団粒崩壊に影響することが明らかになった。また、飽和石英砂上での培養では団粒試料が常に飽和に近い状態にあることが確かめられ、この方法により長期的な培養実験が可能になった。つぎに、スレーキングに対する団粒の安定度を樹種別に比較する目的で、ヒノキ林・カラマツ林・落葉広葉樹を主体とした林分(以下、広葉樹林とする)からA層上部の土壌試料を採取し、湿式団粒分析を行った。その結果、団粒安定度は広葉樹林で最も高く、次いでヒノキ林、カラマツ林の順となった。このことから、伐採後の団粒崩壊についても、樹種による差異が生じる可能性があると考えられた。スレーキングに対する森林土壌の団粒の安定度について、樹種の違いや、団粒径がどのように影響するか検討するため、以下の培養実験を行った(培養実験1)。コナラやミズキを主とした広葉樹林とヒノキ人工林のA層上部から、直径約3mm、約4mm、約5mmの団粒を採取して団粒試料とした。400cc採土円筒内に石英砂を厚さ2cm充填し、その上に団粒試料を並べ培養試料とした。培養は湿潤状態のまま(W)、乾燥・湿潤の繰り返し(DW)、風乾状態のまま(D)の3条件で14日間行った。培養後にふるい分け試験と団粒分析を行った。その結果、広葉樹団粒・針葉樹団粒ともに乾燥と湿潤を繰り返したDWで団粒の崩壊が進み、団粒径が小さいほど顕著であった。しかし、樹種別では団粒崩壊程度に大きな違いはなかった。温度上昇に伴う土壌微生物の活性化が団粒崩壊に影響するかを明らかにするため以下の培養実験を行った(培養実験2)。ヒノキ人工林から採取した約4mmの団粒を培養実験1と同様に石英砂上に並べ培養試料とした。培養は湿潤状態で70日間行い、温度は15°Cと30°Cの2条件をした。培養開始後一定期間ごとに培養試料を取り出し、土壌微生物の加水分解酵素活性の測定、ふるい分け試験、団粒分析、全炭素・全窒素の測定を行った。その結果、培養14日後には温度15°C・30°Cともに団粒の崩壊が進んだことが明らかになった。また、団粒指数は温度15°C・30°Cともに培養期間が長くなるにしたがい低下し、とくに30°Cで顕著であった。加水分解酵素活性は30°Cの方が培養期間を通して高かった。加水分解酵素活性の積分値と団粒指数との間に負の相関が認められ、微生物活動の活発化が団粒の耐水性を低下させ、団粒崩壊が起こると考えられた。
量子情報応用にむけた半導体結合量子ドット・量子リングの研究

近年の情報通信の広がりにつれて、通信の信頼性が以前にも増して重要になってきている。そのためにこれまでよりも絶対的に安心な通信が可能である量子情報通信が注目されている。その量子情報を伝送するのが単一光子であり、最小単位の光子はそれ以上には分割できないことが,通信の信頼性に重要な役割を果たしている。単一光子を発生する光源として半導体ナノ構造が注目され、活発に研究が進められている。本研究ではこのような半導体ナノ構造の量子情報応用に向けた基礎ではあるが、重要な研究を進めている。本年度は特に、光ファイバー通信波長帯である1300nmおよび1550nm帯のInP基板上のInAs量子ドットについて、単一の量子ドットを含むピラー構造の作製技術を確立した。さらにシミュレーションで光子取り出し効率が高くなることを明らかにした、ピラーの側面に傾斜角をつけた「コーン構造」を作製する技術も確立した。これによって、量子ドットから発生する発光強度が30倍以上に増大することを確認した。また発光源の高温動作を目指して単一量子ドット発光の温度特性を検討し、150K程度まで発光を確認することが出来た。この過程で、温度特性を律速する量子ドットから外部のバリアへのキャリアの流出プロセスを調査し、電子と正孔が対となって外部に流出する過程が主体となっていることを明らかにした。これらの成果に基づき、単一光子発生を確認するための光子相関測定を行うべく、超伝導単一光子検出器の動作確認を進めているところであり、光ファイバー通信波長帯での単一光子源の実現に向けた重要なステップを進めつつある。具体的には、半導体量子ドット,ならびに半導体量子リングにおける励起子微細構造分裂を評価する走査型干渉分光計を準備し,その検討を進めた。サンプルに関しては,波長750nm帯のInAlAs量子ドット,950nmのInAs量子ドットに加え、光ファイバー通信で重要な1550nm波長帯で発光するInAs量子ドットにも検討の枠を広げて研究を進めている。この長波長帯でも微細加工によって単一の量子ドットを切り出すことに成功し,単一量子ドットのシャープな発光線が観測されつつある。現在作製したナノ構造を我々が提案している金属埋め込み構造として発生した光子の外部への取り出し効率を向上し,量子情報処理応用に重要なパルス励起ごとに単一の光子を発生するための確認実験を行う準備を進めている。来年度は励起子微細構造分裂の評価も進めて,量子情報処理応用への研究を進める。
中性単一分子が構成する新しい分子性伝導体の研究

(1)[Ni(tmdt)_2]と[Au(tmdt)_2]とは同形構造を持つが、それらの電子状態は全く異なる。そこで[Ni(tmdt)_2]と[Au(tmdt)_2]の混晶系を合成できれば、興味深い物性の発現が期待できる。本年度一連の合金系[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の黒色微結晶を合成した。大型放射光施設SPring-8における粉末X線回折実験から、Auの混入量(x)の増加に伴って、回折ピークが系統的に低角側にシフトし、この事から[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の合金系が確かに合成できていることが確認できた。組成がx=0.2,0.4,0.6,0.8の錯体について四端子法を用いて加圧成形試料の伝導度を測定したところ、1040 S・cm^<-1>の室温電気伝導度を示し、Auの混入量(x)の増加に伴って伝導度が減少する傾向が見られた。また、[Ni_0.75Au_0.25(tmdt)_2]の錯体の単結晶試料では、室温伝導度が180 S・cm^<-1>であり、低温まで金属的伝導挙動を示すことが判った。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の多結晶試料の静磁化率の温度依存性を調べた。室温静磁化率は23×104emu・mol^<-1>であった。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の静磁化率は、50300Kの温度領域でほぼ一定で、Pauli常磁性的な挙動を示した。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の多結晶試料のESR測定を行った。ESRシグナルの強度と線幅の変化から、Auの混入量(x)の減少に伴って磁気相転移温度は低温側にシフトし、組成がx=0.8の錯体で磁気相転移温度が60K付近であることが分かった。(2)合成法の改良を行い、[Au(tmdt)_2]の30μmの単結晶および高品質の粉末試料を得ることができた。高品質の[Au(tmdt)_2]の加圧成形試料の室温伝導度は50S・cm^<-1>と以前に報告した伝導度の3倍に増えた。2300Kの温度範囲で様々な磁場(3-50kOe)下での[Au(tmdt)_2]の多結晶試料の静磁化率の温度依存性を調べた。磁化の磁場依存性から、この錯体では23kOe付近をスピンフロップ磁場とする反強磁性転移が起きていることが示された。試料の質が向上したことにより、[Au(tmdt)_2]の伝導性が良くなり、反強磁性相転移温度が110Kに上昇した。これまでの分子性金属は二種類以上の分子種から構成されていたのに対し、拡張型TTF骨格を持つジチオレン配位子を用いた金属錯体[Ni(tmdt)_2](tmdt=trimethylenetetrathiafulvalenedithiolate)は初めての単一成分分子金属である。中心の金属が金の錯体は中性分子が奇数電子を持つことから、伝導体となる可能性があるため、これまで注目されてきた。最近金の錯体[Au(tmdt)_2]では85Kという高い温度で金属性を保ちながら反強磁性相転移をする系がみつかった。従って磁性を持つ金属を中心金属にする単一成分分子性伝導体は高い温度の磁気転移が期待でき興味深い。本年は3d^5の電子構造を持つFe^<3+>錯体[Fe(dmdt)_2]について磁化率伝導度を調べた。また[Ni(tmdt)_2]と[Au(tmdt)_2]の混晶系についても合成をスタートさせた。[Fe(dmdt)_2]の磁化は5T、2Kまで飽和せずきわめて小さかったが、常磁性成分はS=5/2のhigh spin状態にある不純物から生じていることがわかった。きわめて小さい磁化率はCurie-Weiss則で良く説明された。この結果から[Fe(dmdt)_2]の構造は二量体構造をとっていると推定される。従って二量体内でスピンは相殺しているものと考えられる。大型放射光施設SPring-8における粉末X線回折実験から、Auの混入量(x)の増加に伴って、回折ピークが系統的に低角側にシフトし、この事から[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2]

(0<x<1)の合金系が確かに合成できていることが確認できた。組成がx=0.2,0.4,0.6,0.8の錯体について四端子法を用いて加圧成形試料の伝導度を測定したところ、1040 S・cm^<-1>の室温電気伝導度を示し、Auの混入量(x)の増加に伴って伝導度が減少する傾向が見られた。また、[Ni_0.75Au_0.25(tmdt)_2]の錯体の単結晶試料では、室温伝導度が180 S・cm^<-1>であり、低温まで金属的伝導挙動を示すことが判った。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の多結晶試料の静磁化率の温度依存性を調べた。室温静磁化率は23×104emu・mol^<-1>であった。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の静磁化率は、50300Kの温度領域でほぼ一定で、Pauli常磁性的な挙動を示した。[Ni_<1-x>Au_x(tmdt)_2](0<x<1)の多結晶試料のESR測定を行った。ESRシグナルの強度と線幅の変化から、Auの混入量(x)の減少に伴って磁気相転移温度は低温側にシフトし、組成がx=0.8の錯体で磁気相転移温度が60K付近であることが分かった。(2)合成法の改良を行い、[Au(tmdt)_2]の30μmの単結晶および高品質の粉末試料を得ることができた。高品質の[Au(tmdt)_2]の加圧成形試料の室温伝導度は50S・cm^<-1>と以前に報告した伝導度の3倍に増えた。2300Kの温度範囲で様々な磁場(3-50kOe)下での[Au(tmdt)_2]の多結晶試料の静磁化率の温度依存性を調べた。磁化の磁場依存性から、この錯体では23kOe付近をスピンフロップ磁場とする反強磁性転移が起きていることが示された。試料の質が向上したことにより、[Au(tmdt)_2]の伝導性が良くなり、反強磁性相転移温度が110Kに上昇した。
選好構成理論の実証のためのシステム開発とショッピングサイトへの応用

本研究は、消費者情報処理理論に基づいて消費者がどの様な意思決定方略を利用するのかを実験によって明らかにすることを目的にしている。一つ目の目的は、代表的な調査システムである情報提示ボードを使ったシステムで問題になっている属性と銘柄を行列の表頭、表側に表示した場合の情報取得のバイアスについて検討した。その結果、マウスで情報取得する場合のバイアスを修正する基礎的なデータの収集ができた。二つ目の目的である、ショッピングサイトの評価実験では、被験者のページ間の移動を追跡するシステムを開発して実験を行った。システムの評価を行い、ショッピングサイトの評価結果について論文にまとめる準備がなされている。本年度は、この研究課題の初年度として主に今まで行われてきた研究の再検討を行った。検討の結果、3年間にわたって研究が行われてきた選好行動の追跡システムの完成度に関して幾つかの問題点が残されていることが明らかとなった。一つにはヘルプの改善によるユーザビリティの改善であり、この点は本年度の予算で改善が図られ、平成25度後半には最終バージョンがリリースされる予定である。こうしたユーザビリティの改善にはまだ時間が必要であるが、実験の設定ページの完成度を高めるために利用環境を改善することを進めている。そのため、ユーザーを拡大して、利用環境について意見を求めた。その結果、細部を修正する作業を進めた。また、当初予定されていた選好画面の回転機能に加えて、番号による情報取得の機能の実装は終了し、来年度に実証実験を開始する予定である。この機能に加えて、当初予定していたシナリオのコントロールの仕組みの実装も終了しこの機能を利用した研究が既に始まっている。この機能が実装されたことで、アンケートと実験に関して柔軟な利用が可能となった。この機能はアンケートの回答によって分岐が可能となっており回答の結果によって実験の内容を変化させることができ、用意するシナリオを節約できる。Linux上への移植は終了しているので、適当なサーバーを用意してクラウド化を行う予定である。以上のように開発は順調に進んだが、新しい機能の利用に関しては、全ての機能を使った実験がスタートしていない。この点に関しては、試験的な実験を続けて行うこととデータ分析の仕組みを構築することが必要となっている。来年度の前半でこの点に関して改良を行う予定になっている。本研究の実績としては、継続して開発しているWEB上での実験システムの改修がほぼ終了して、複数の研究者による実験が遂行されていることである。平成24年度に行われた改修を元にして当初想定されていた、製品評価マトリクスの精緻化実験が研究代表者によって行われた。また、Webページの評価実験システムを利用して、研究分担者である森藤ちひろによって新しい実験が行われた。この研究は、私立医科大学のホームページの評価を行う実験で成功裏に終了して報告書が作成された。亜細亜大学の西原彰宏講師によってショッピングモール上での選択実験が実施された。この実験は、研究活動スタート支援(課題番号:24830076)と連動して行われたものである。この研究では、Web上での棚表示システムが開発され本研究で開発されている実験システム上で稼働している。これらの研究によってWeb上のショッピングモールでの製品評価から購入までの過程の分析を行うためのシステム構築はほぼ終了している。これとは別に名古屋市立大学の山本奈央講師によるネットコミュニティに関する実験も行われており、データの取り纏めを行っているところである。これらの実験システムに加えて、25年度には新たに任意のWebページの閲覧を追跡するモジュールが開発され、このシステムを利用して平成26年度に実験が行われる予定となっている。本研究は、「選好の構成過程パターンの解析と応用」課題番号21330107で開発が開始された「選(SEN)」という実験プラットフォームを発展させることで、WEB上での消費者の選択行動とインターネット上の店舗における選択行動の分析を行うことを主要な目的としてきた。その過程でプロットフォームが多くの研究者に利用されるように改良を進めて大学院生を始めとして研究室の研究プラットフォームとして利用出来る環境を整えることが出来た。現状では、次のことが可能なシステムとなっている。まず、本システムの基本であるアンケートでは、条件による分岐と回答による分岐のシステムが装備された。これによって、複雑な実験が可能となり、事前の回答パターンによって提示するWEBページを変化させることが可能となった。この機能は、まだ十分に利用されていないが、消費者の態度によって探索するWEBページを変化させることは合理的であると考えられる。次に、被験者が任意のWEBページを閲覧した場合でも追跡出来るシステムの開発が行われた。このソフトウェアは現在検証を続けているところである。2015年1月に最初の実証実験が行われた。最後に、マトリクス型の情報提示システムでは、属性とブランドを転置させる部分が装備され、実験はまだ行われていないが、動作の確認は取れており、延長された研究期間で研究を行う予定である。この他にもSENの開発で行った改修はhtml5への改修である。これは、現在のシステムがflexで構築されているため、タブレットやスマートフォンの画面で実験が出来ないので、これを改修してレシポンシブルなシステムとすることが企画された。この改修は一部が行われアンケート調査の動作確認は終わっている。本研究は、基盤研究B(課題番号:21330107)で実施された選好調査システムを利用して、幾つかの課題に対して実験を行った。既に行われていた課題によって複数の実験が行われた。

実施された実験は当初計画されていた、マトリクス型の情報取得システムを使って属性とブランドを入れ替える実験であった。マトリクス型の情報取得システムでは、マウスで操作をする場合に横方向への移動のバイアスが発生するので、そのバイアスがどの程度のものであるかという検討を行うものである。その結果、横方向へのマウスの移動のバイアスは、大きなものであり、属性を横方向に取得する様なセッティングの問題点が指摘された。現在、取得したデータを元にして分析を続けており、論文を作成中である。この一連の研究成果の一部を元にして学会での発表等を検討している。次に、本研究が当初から検討していた、2つの実験を行った。最も注力した研究は被験者のPCにWEBでの閲覧履歴を収集するシステムをインストールしてそのシステムと連動して閲覧履歴を収集してアンケート調査の等と統合して被験者の態度と行動を接続する分析を行う実験の実施である。研究分担者の森藤ちひろによって行われたパイロット実験の結果を元にしてシステムを改修する作業を行った。その結果を受けて延長した研究期間で本実験が行われデータの取得が実施されている。システムはかなり安定してデータを取得できるようになっているが、二つの通販サイトの比較実験では、被験者の管理に問題があり、データの脱落が一部に発生した。この問題を修正するためにデータの補正等を行っており、分析結果をまとめているところである。この一連の研究に加えて、調査システムのhtml5をベースとした改修が行われた。この改修されたシステムでは、PC以外の画面(タブレットやスマートフォン)での実験が可能となり新たな研究が進められている。本研究は、消費者情報処理理論に基づいて消費者がどの様な意思決定方略を利用するのかを実験によって明らかにすることを目的にしている。一つ目の目的は、代表的な調査システムである情報提示ボードを使ったシステムで問題になっている属性と銘柄を行列の表頭、表側に表示した場合の情報取得のバイアスについて検討した。その結果、マウスで情報取得する場合のバイアスを修正する基礎的なデータの収集ができた。二つ目の目的である、ショッピングサイトの評価実験では、被験者のページ間の移動を追跡するシステムを開発して実験を行った。システムの評価を行い、ショッピングサイトの評価結果について論文にまとめる準備がなされている。遅延が起こった理由は3点ある。まず第一点は、分岐条件の実装にかなりの時間が掛かってしまったことである。従来のシステムでは、シナリオが設定されるとそのシナリオは順に実行される形になっていたが、条件によって分岐をさせることが当初予定されていなかったために改修に時間が掛かってしまった。そのため、マトリクス型の情報提示実験での属性とブランドを転倒させる実験も実施が遅れてしまい、実験が未達となってしまった。
口腔扁平上皮癌の頚部リンパ節転移に関わる7p、8q、17q上の責任遺伝子の同定

アレイCGH解析により口腔扁平上皮癌の頚部リンパ節転移に関わる染色体異常領域として7p12、8q24、17q25の領域を同定した。更に口腔扁平上皮癌細胞株16細胞株について網羅的発現解析を行い、7p12、8q24、17q25領域のゲノムコピー数増幅に伴い発現亢進する遺伝子の抽出を行った。抽出された癌遺伝子候補をReal Time PCR法、免疫組織化学法で解析し、レンチウイルスシステムを用いて候補遺伝子発現ウイルスの作製を行い、in vitro、in vivoでの機能解析実験を行っている。口腔扁平上皮癌(OSCC)の予後は頸部リンパ節転移の有無により大きく左右される。私は今までに組織検体を用いたアレイCGH解析を行うことによって、OSCCの頸部リンパ節転移に関わる染色体異常領域として7p12、8q24、17q25の領域を同定してきた。「7p12、8q24、17q25のゲノム異常領域に存在し、ゲノムコピー数異常によって発現が亢進する遺伝子の中に、リンパ節転移に関わる重要な遺伝子、すなわちOSCCの標的遺伝子が存在する。」という仮説を証明するために7p12、8q24、17q25領域に存在する癌遺伝子の単離を目的として実験を行っている。平成25年度は、アレイCGH解析を行っているOSCC細胞株について網羅的発現解析を行い、7p12、8q24、17q25領域のゲノムコピー数増幅に伴い発現亢進する遺伝子の抽出を行った。癌遺伝子候補として一つずつ解析することが困難な数が抽出されているため、他の癌で癌関連遺伝子として報告されている遺伝子や癌化に関わる機能が示唆されている遺伝子を優先的に選択して、RNAレベル(Real Time PCR法)、及びタンパクレベル(免疫組織化学法)での解析を行っている。OSCCのホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)組織から腫瘍組織をLaser-Captured Microdissectionにより回収し、RNA抽出キットを用いてRNAを抽出し、Real Time PCR法を行っている。同時にOSCC症例のFFPE組織切片における候補遺伝子の発現を免疫組織化学的に解析している。私は今までに組織検体を用いたアレイCGH解析を行い、OSCCの頸部リンパ節転移に関わる染色体異常領域として7p12、8q24、17q25の領域を同定した。更にアレイCGH解析を行っているOSCC細胞株16細胞株について網羅的発現解析を行い、7p12、8q24、17q25領域のゲノムコピー数増幅に伴い発現亢進する遺伝子の抽出を行った。平成26年度は、レンチウイルスシステムを用いて候補遺伝子発現ウイルスの作製を行っている。次に、候補遺伝子が過剰発現しているOSCC細胞株にsiRNAを導入し、発現抑制後の細胞増殖能、アポトーシス制御能、細胞周期解析、浸潤能の変動を調べている。また、候補遺伝子の発現が低下・消失している細胞株にはウイルス感染させ、候補遺伝子の発現を確認後、同様の機能解析実験を行っている。発現変化に伴い細胞形質の変動が認められた候補遺伝子については、順次、免疫不全マウスに細胞を同移植して、in vivoにおける機能解析実験を行っている。医歯薬学網羅的発現解析により抽出されてきた候補遺伝子の数が多いため、一つ一つの解析が遅れている。また、ホルマリン固定パラフィン包埋(FFPE)組織から抽出したRNAは、凍結組織から抽出したRNAと比較して分解が進んでおり、PCRによる増幅が困難な症例がある。そのため、primerの設定の調節が必要である。口腔扁平上皮癌(OSCC)組織における候補遺伝子の発現動態の確認を進めた後、候補遺伝子の機能解析を行う予定である。候補遺伝子が過剰発現しているOSCC細胞株にsiRNAを導入し、発現抑制後、細胞増殖能、アポトーシス制御能、細胞周期解析、浸潤能の変動を調べる予定である。候補遺伝子の発現が低下・消失しているOSCC細胞株にはウイルス感染させ、同様の機能解析を行う予定である。
薬物代謝酵素の遺伝子解析に基づく個別化薬物療法の基盤開発－マラリア撲滅への応用－

本研究の目的は、薬物代謝酵素CYP2D6の遺伝子多型が抗マラリア薬プリマキンに対する代謝活性に及ぼす影響を明らかにし、遺伝的なマラリア治療効果の個人差を解明することである。平成29年度は、(1)プリマキン代謝におけるCYP2D6遺伝子多型バリアントの酵素機能解析、(2)ケニア人集団におけるCYP2D6遺伝子多型解析、(3)CYP2D6遺伝子全長を挿入したミニジーン発現系によるイントロンSNPの評価を行った。(1)アミノ酸置換を伴う50種類のCYP2D6バリアントタンパク質をヒト胎児腎臓由来293FT細胞に発現させ、ミクロソーム画分を調製した。ミクロソーム画分に対して、プリマキンを様々な濃度で反応させ、酵素反応速度論的パラメータを算出した。その結果、野生型に比較して固有クリアランスが有意に低下するバリアントが明らかになった。これらのバリアントを有するマラリア患者では、プリマキンの代謝活性化が遅延し、治療効果が低下する可能性が示唆された。(2)マラリア流行地域であるケニア人195検体を解析対象として、CYP2D6遺伝子をPCR増幅し、サンガーシークエンス法により塩基配列を解析した。その結果、3つの新規遺伝子多型を同定した。さらに、これまでの報告を基に表現型の分類を行った結果、ケニア人集団の35%がCYP2D6低活性と予想された。本研究により、ケニア人集団に特徴的なCYP2D6低活性の原因となる遺伝子多型が明らかとなった。(3)イントロンSNPによるタンパク質発現への影響を評価する陽性コントロールとして、スプライシング異常を生じるCYP2D6*41を挿入した発現ベクターを用いたところ、イムノブロット法においてCYP2D6タンパク質の発現量低下が認められた。しかしながら、酵素活性を安定して測定するためには、更なる発現条件の最適化が必要であると示された。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、(1)CYP2D6によるプリマキン代謝物の解析、(2)次世代シークエンサーを用いたCYP2D6遺伝子多型解析、(3)CYP2D6遺伝子全長を挿入したミニジーン発現系の構築を行った。(1)昆虫細胞発現CYP2D6バキュロソームを用いて、プリマキンを基質としたin vitro代謝を行った。代謝物をLC-MS/MSで解析したところ、プリマキン5-水酸化体を主代謝産物として、水酸化部位の異なる複数の代謝物が確認された。次に、CYP2D6遺伝子多型のプリマキンに対する代謝活性の変化を明らかにするため、これまでに文献等で報告されている50種類のバリアントCYP2D6をヒト胎児腎臓由来293FT細胞に発現させて、それらの機能変化を網羅的に解析中である。(2)404人分の日本人DNAサンプルを鋳型として、各サンプルについてlong PCR法を用いたCYP2D6遺伝子全欠損型アレルの確認を行った。次に、CYP2D6は塩基配列の相同性が高い偽遺伝子を有しているため、CYP2D6遺伝子全長を特異的に増幅するPCRを行った。得られた産物の塩基配列を次世代シークエンサーにより解析した。その結果、複数の一塩基多型(SNP)が同定され、それらの結果はサンガーシークエンス法の結果とも一致した。(3)発現ベクターの種類、宿主細胞、トランスフェクション試薬、培養条件等を検討した。その結果、野生型を挿入した発現ベクターにおいて、酵素活性測定で安定的な結果が得られると期待できる10 pmol CYP2D6/mg microsomalproteinの発現量が得られる組換えCYP2D6発現系の構築ができた。遺伝子多型に由来するCYP2D6バリアントタンパク質の機能変化に関しては、プリマキンの代謝産物をLC-MS/MSを用いて解析し、5-水酸化体が主要な代謝物であることを同定した。5-水酸化プリマキンは不安定な化合物であり、自然反応でオルトキノン体へと変化することが知られている。安定的な代謝物の定量を行うために、オルトキノン体の標品合成を検討した。しかし、精製が非常に困難であり、有機系研究者の助力を得ても標品を合成することはできなかった。50種類のバリアントCYP2D6タンパク質の発現に関しては、現在も作製中であることから、平成29年度も継続して研究を進める予定である。次世代シークエンサーによるCYP2D6遺伝子多型の解析に関しては、CYP2D6遺伝子全長の特異的増幅とトランスポソームを用いたDNAライブラリ調製により、複数のSNPを網羅的に検出することができた。また、検出されたSNPは、従来法であるサンガーシークエンス解析においても同様の結果が確認された。しかし、CYP2D6には遺伝子数が変化するcopy number variant(CNV)が存在し、CNVを有する検体ではSNPが正確に検出できないことが示唆された。ミニジーン発現系の構築に関しては、イムノブロット法や酵素活性測定で安定的な結果が得られると期待できる10 pmol CYP2D6/mg microsomal proteinの発現量を得ることができるタンパク質発現条件を構築することを目的に研究を行った。

発現ベクターの種類、宿主細胞、トランスフェクション試薬、培養条件等を検討し、野生型を挿入した発現ベクターにおける発現量は当初目標を達成した。以上の結果より、当初の予定通りおおむね順調に進展しているものと考えている。本研究の目的は、薬物代謝酵素CYP2D6の遺伝子多型が抗マラリア薬プリマキンに対する代謝活性に及ぼす影響を明らかにし、遺伝的なマラリア治療効果の個人差を解明することである。平成29年度は、(1)プリマキン代謝におけるCYP2D6遺伝子多型バリアントの酵素機能解析、(2)ケニア人集団におけるCYP2D6遺伝子多型解析、(3)CYP2D6遺伝子全長を挿入したミニジーン発現系によるイントロンSNPの評価を行った。(1)アミノ酸置換を伴う50種類のCYP2D6バリアントタンパク質をヒト胎児腎臓由来293FT細胞に発現させ、ミクロソーム画分を調製した。ミクロソーム画分に対して、プリマキンを様々な濃度で反応させ、酵素反応速度論的パラメータを算出した。その結果、野生型に比較して固有クリアランスが有意に低下するバリアントが明らかになった。これらのバリアントを有するマラリア患者では、プリマキンの代謝活性化が遅延し、治療効果が低下する可能性が示唆された。(2)マラリア流行地域であるケニア人195検体を解析対象として、CYP2D6遺伝子をPCR増幅し、サンガーシークエンス法により塩基配列を解析した。その結果、3つの新規遺伝子多型を同定した。さらに、これまでの報告を基に表現型の分類を行った結果、ケニア人集団の35%がCYP2D6低活性と予想された。本研究により、ケニア人集団に特徴的なCYP2D6低活性の原因となる遺伝子多型が明らかとなった。(3)イントロンSNPによるタンパク質発現への影響を評価する陽性コントロールとして、スプライシング異常を生じるCYP2D6*41を挿入した発現ベクターを用いたところ、イムノブロット法においてCYP2D6タンパク質の発現量低下が認められた。しかしながら、酵素活性を安定して測定するためには、更なる発現条件の最適化が必要であると示された。遺伝子多型に由来するCYP2D6バリアントタンパク質の機能変化に関しては、プリマキン代謝物の合成及び精製が困難であったことから、機能変化の評価法を変更する。代謝物生成量をCYP2D6バリアント間で比較することで機能変化を評価する予定であったが、基質であるプリマキンの消費量で比較することによりCYP2D6遺伝子多型のプリマキンに対する酵素機能変化を明らかにする予定である。また、これまでは培養細胞における組換えCYPタンパク質はその発現量が低く、CO差スペクトル測定法による直接的なCYP2D6ホロタンパク質定量が困難であった。しかし今回、使用する分光光度計のカスタマイズやCO通気法の改良により、培養細胞発現したCYPでもホロタンパク質を定量する試みを行う。ただし、それでも測定が困難な場合は、当初予定通り、イムノブロット法によるホロタンパク質とアポタンパク質が混在した絶対定量を行う。CYP2D6には遺伝子数が変化するCNVが存在し、それらを有する検体では次世代シークエンサー解析のみでSNPが正確に検出できないことが示唆された。
電界下での量子井戸の光物性と超高速光素子への応用

1.量子井戸電界効果形発光素子に関して、以下の特性を持つ動作を室温において初めて実現した。(1)超格子バッファ層を用いることにより結晶性の改善をはかり、低注入電流(10A/cm^2)で、片面1%の外部効率が得られた。また、その内部効率は100%に近いと推測される。(2)活性層内のキャリア密度を一定に保ったままで、電界効果によるキャリアの発光再結合寿命の変化のみにより発光強度を変化させるという、この素子において本質的に重要な動作を実現した。(3)発光強度の変化に要する時間はキャリア寿命には制限されず、300psec以下の、発光ダイオードの動作としては極めて高速な動作を実現した。(4)発光強度のオン、オフ比は10対1以上ある。以上、低電流、高効率、高速発光素子という非常に実用性のある特性が実現されており、今後素子講造の改良により光の取りだし効率、スイッチング時間等を改善することで、この素子の実用化が見込まれる。2.電界スクリーニングを用いた光双安定素子の双安定動作を初めて実現した。動作に必要な光入力は、1W/cm^2であり、スイッチングエネルギーは1fJ/μm^2程度、スイッチング時間は100nsec程度と見積られる。この素子は、照射光をある程度離すだけで、平面状の素子を分離することなく多数、相互に独立に動作させうると考えられ、上記の特性と合わせて二次元集積化に適した光回路素子の実現が今後期待できる。3.ピコ秒域での光電流のオートコリレーションによる時間分割測定の結果、サブピコ秒の信号応答を観測した。これは、仮想励起キャリアが引き起こす超高速現象を間接的に捕らえたものである。本年度は、電界効果によるより高度な発光出力スィッチングの実証、および電界下での量子井戸の光物性を把握することを目的として研究を進め、新たに以下の知見を得た。1.試料の容量低減により、印加電圧パルスに対する応答時間300ピコ秒でのフォトルミネッセンススイッチングを観測した。2.GRIN-SCH量子井戸構造の試料を用いた実験で、量子井戸への電界効果によるゲイン変調の結果,半値幅140ピコ秒,立ち上がり時間100ピコ秒以下のレーザ光パルスが発生することを確認した。3.電界効果による発生出力変調の理論的検討を行なった結果、パルス幅5ピコ秒、15ギガヘルツの光変調が可能であることを見出した。4.量子井戸構造の試料について、エレクトロリフレクタンス測定を室温で行ない、量子井戸においては励起子が安定に存在し、励起子遷移に対する電界効果により最大4%の大きな屈折率変化が得られることを見出した。5.量子井戸構造を有する試料について、エレクトロアブソープション、エレクトロリフレクタンス測定を行ない、電界による電子井戸の光吸収係数変化と屈折率変化の関係について検討を行なった。この結果、電界効果による光吸収変化は大きいが、屈折率変化は小さい、光変調器としての応用上極めて有効な波長領域が存在することを見出した。6.上記4,5の実験結果は、量子井戸の光吸収係数、屈折率に対する電界効果についての理論計算の結果とよく一致する。また、この電界効果の光素子への応用に関して、理論的な検討を行ない、量子井戸構造、動作波長を最適化することにより、周波数チャーピングの少ない吸収型光変調器、損失の少ない光スイッチ素子が実現可能であることを示した。1.ルミネッセンスの電界変調に関して,試料の容量と光スイチッングの応答速度の関係について測定を行なった結果,電界効果による光スイチッング速度が,試料のCR時定数により制限されていることを明確にした.2.ストリーワカメラを用いたフォトルミネッセンス測定で,幅300ピコ秒の電界パルスに対して,半値幅370ピコ秒の高速な光応答を観測した.3.電界による発光再結合寿命と井戸層から障壁層へのキャリアリーワ量の制御を併用することで,井戸内のキャリア数を一定に保ったままで,電界による発光寿命の変化のみによる発光強度変調を実証し,この方法により, DCから数GHzまでの広帯域な発光出力変調が可能であることを示した.4.分離閉じ込め量子井戸構造を用いたフォトルミネッセンスの電界変調実験により,光強度の十分なオン,オフ比が実現可能であることを確認した.5.仮想遷移による超高速光非線形現象の着想を得, DC電圧印加状態にある量子井戸構造に対して,仮想キャリアによる分極を利用することにより,試料のCR時定数に制限されない,光学特性の超高速変調動作を提案した.6.上記5の超高速現象に関して,パルス励起光に対する仮想遷移キャリアの過度応答等,詳細な理論計算を行なうとともに,この現象を応用した量子干渉電流の超高速制御について検討を行なった.7.分子線エピタキシ装置による量子井戸構造を有する結晶の成長に関して,基本的な成長技術を修得するとともに,成長した試料の光学特性に対する電界効果の測定により,今後,電界効果形光デバイスとしての使用に十分耐えうる特性を持つことを確認した.これより,現有するプロセス技術による電界変調形発光素子実現の見通しがついた.上記研究成果る関して,別紙の通り,国際会議において4件(発表予定を含む)の招待講演を行なった.1.分子線エピタキシによる結晶成長、並びに微細加工等の現有するプロセス技術により、電流注入と印加電界制御の二つの機能を併せ持つ、電界効果形高速変調発光素子の製作を行なった。2.上記素子を発光させ、量子井戸への印加電界が制御可能であることを発光スペクトル測定により確認した。

また、実際に、電界変調によりキャリア寿命に制限されない、発光出力の高速スイッチング動作を確認し、本素子を世界で始めて実現した。3.変調量子井戸構造を有する試料を用いた吸収スペクトル測定により、実励起キャリアによって、量子井戸への印加電界がスクリーニングされる現象を確認した。また、試料への照射光強度の変化に対して、この電界スクリーニングに基づく正帰還作用による、吸収係数のスイッチング動作を確認した。これにより、中速光非線形素子実現への見通しを立てた。4.仮想遷移過程による超高速光非線形特性について、詳細な理論計算、並びに量子交渉電流の超高速制御の可能性を指摘し、この現象により発生する超高速電圧パルスの測定の手法を新たに考察した。5.上記4に関連して、ピコ秒波長可変レーザシステムについて、基本的な操作、調整技術を取得するとともに、超高速光現象の測定に必要な光パルス遅延光学系等について整備を進めた。6.電界下にある量子井戸箱構造における単一電子、正孔励起による光放出線のストークスシフトの可能性を見出し、理論的検討を行なった。1.量子井戸電界効果形発光素子に関して、以下の特性を持つ動作を室温において初めて実現した。(1)超格子バッファ層を用いることにより結晶性の改善をはかり、低注入電流(10A/cm^2)で、片面1%の外部効率が得られた。また、その内部効率は100%に近いと推測される。(2)活性層内のキャリア密度を一定に保ったままで、電界効果によるキャリアの発光再結合寿命の変化のみにより発光強度を変化させるという、この素子において本質的に重要な動作を実現した。(3)発光強度の変化に要する時間はキャリア寿命には制限されず、300psec以下の、発光ダイオードの動作としては極めて高速な動作を実現した。(4)発光強度のオン、オフ比は10対1以上ある。以上、低電流、高効率、高速発光素子という非常に実用性のある特性が実現されており、今後素子講造の改良により光の取りだし効率、スイッチング時間等を改善することで、この素子の実用化が見込まれる。2.電界スクリーニングを用いた光双安定素子の双安定動作を初めて実現した。動作に必要な光入力は、1W/cm^2であり、スイッチングエネルギーは1fJ/μm^2程度、スイッチング時間は100nsec程度と見積られる。この素子は、照射光をある程度離すだけで、平面状の素子を分離することなく多数、相互に独立に動作させうると考えられ、上記の特性と合わせて二次元集積化に適した光回路素子の実現が今後期待できる。3.ピコ秒域での光電流のオートコリレーションによる時間分割測定の結果、サブピコ秒の信号応答を観測した。これは、仮想励起キャリアが引き起こす超高速現象を間接的に捕らえたものである。
遺伝学的手法を用いた医療系学生と患者間におけるMRSAの伝播に関する研究

本研究は、院内感染の主要な菌であるメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(methicillin resistant Staphylococcus aureus:以下MRSA )の医療系学生と患者間における伝播の状況について検討したのもである。当院で臨床実習中の医学科学生の鼻腔におけるMRSA保菌状況は、225人中2人(0.89%)のみであった。2人ともに臨床実習開始前からの保菌であり、1人は実習開始後6ヵ月の時点でも継続的に保菌していた。タイピング検査では二人の菌株に同一性はなかった。また同時期に入院患者から分離されたMRSAとの相同性からは、医学生と患者間におけるMRSAの伝播の可能性も考えられた。メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(methicillin resistant Staphylococcus aureus:以下MRSA )は院内感染の主要な菌であり、感染抵抗力が減弱した患者に重篤な感染症を引き起こす。MRSAの伝播形式は接触感染であり、院内で医療従事者の手指や各種医療器材を介して伝播する可能性がある。当院で臨床実習を行う医療系学生は広義の医療従事者として病原菌の保菌者また感染源となるリスクも高いが、その実態は明らかではない。本研究では、自動細菌タイピング装置であるDiversiLabを用いて、病院内の入院患者から分離されたMRSAと、同時期に臨床実習学生より分離したMRSAについてDNAの型別・分類による比較検討をおこなう。これらの関連性を調べることにより、MRSAの感染・存在様式を解明するとともに院内感染予防対策や学生教育に役立てることを目指すものである。平成25年度は、当院で臨床実習を行う医学科学生を対象としてMRSA保菌状況の調査をおこなった。学生の鼻前庭からシードスワブ(栄研化学)を用いて拭い液を採取し、MRSA選択培地(栄研化学)で35°C48時間の培養を行い、培養コロニーから同定・感受性試験を経て、オキサシリンのMIC≧4μg/mlの条件でMRSAと診断する。臨床実習開始前と開始後6ヵ月の保菌状況を確認したところ、120名の学生のうちMRCNS(メチシリン耐性コアグラーゼ陰性ブドウ球菌)は約40%の学生で発育したものの、MRSAは分離されなかった。これらの関連性を調べることにより、MRSAの感染・存在様式を解明するとともに院内感染予防対策や学生教育に役立てることを目指した。当院で臨床実習を行う医学科学生を対象として、平成25年度106人、平成26年度119人のMRSA保菌状況の調査をおこなった。臨床実習開始前と開始後6ヵ月の保菌状況を確認したところ、MRSAが分離されたのは2人(0.89%)のみであった。タイピング検査では二人の菌株に同一性はなく、また同時期に入院患者から分離されたMRSAとの相同性も低く、医学生と患者間におけるMRSAの伝播は低いものと考えられた。環境感染平成25年度の学生におけるMRSA保菌状況は、実習開始前/開始後ともに0%であった。これは過去に報告された実習後の医学生のMRSA保菌状況(3.4%)や看護学生の保菌率(2.17.4%)と比較しても予想以上に低値であった。分離されたMRSA株を用いて、MRSAの型別(感受性、遺伝子変異)や病院内データベース上のMRSA株と比較して相同性を判定する予定であったため、やや達成度は遅れていると判断せざるを得ない。平成25年度と同様の方法にて検体数を重ねる。実習学生からMRSAが検出された際には、適宜、患者との関連についての解析を行う。統計処理が可能な項目については、統計学的に解析する。得られた知見を国内外で発表する。今年度も引き続き実習学生の保菌状況を調査するが、MRSAのみでなくMSSAにも保菌状況調査の範囲を広げる方針である。

病院内の入院患者から分離されたMRSAおよびMSSAと、同時期に臨床実習学生より分離した菌株との関連性を調べることにより、MRSAの感染・存在様式を解明するとともに院内感染予防対策や学生教育に役立てることを目指す。平成25年度の遺伝子タイピング用のキット使用量が当初想定したよりも少なかったため。平成26年度に予定している遺伝子タイピングとMRSAスクリーニング用の消耗品費に合わせて使用する。