hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アメリカの戦争と世界秩序形成に関する総合的研究

(8)本研究は、理論版、歴史・現状分析班、アメリカ市民社会班の3グループから構成され、国際関係の理論、アメリカ外交史、アメリカ社会論など研究領域も異なるため、異なる研究領域間での問題意識の共有に努め、2年度目からの活動につながる有機的学際的な研究体制が組まれた。(9)研究代表者は海外の研究協力者との情報交換にも努め、2年目から3年目にかけての研究日程(仮)を提示し、参加希望日を調査したので、次年度は海外研究協力者を積極的に招き、彼らとの問題意識の共有化、研究成果の英文での刊行の協議を進めたいと考えている。昨年度は分担者全員に発表してもらったので、本年度は主として外部から知見提供者を招き、それぞれのテーマの研究を深めてもらうと同時に、さらなる問題意識の共有化をはかるべく、別途3班の責任者による会合をもち、2年間の総括と問題点の検討、今後の出版に向けた協議を行った。研究活動および研究の進捗状況は以下の通りである。第一回目の研究会は、秋田茂(大阪大学)科研「グローバルヒストリーの構築とアジア世界」と共催した。(1)第一回研究会(05年7月16日17日)。帝国を共通テーマに、古矢旬(北海道大学)、五十嵐武士(東京大学)、佐々木雄太(愛知県立大学)、Bruce Cumings(University of Chicago)、山下範久(北海道大学)の各氏による報告と討論を行った。(2)第二回研究会(9月24日25日)。メディアと戦争報道および冷戦をテーマに、三浦俊章(朝日新聞・論説委員)、梅原季哉(朝日新聞外報部)、土佐(分担者)、Qiang Zhai(Auburn University)、石井明(東京大学)の各氏による報告および討論。その後、今後の研究会の進め方についての話し合いをもった。(3)第三回研究会(11月6日7日)。冷戦と冷戦後の秩序をテーマに、下斗米伸夫(法政大学)、柄谷(分担者)、納家正嗣(一橋大学)の各氏による報告と討論。予定していたRobert McMahon教授が奥様の病気のため出席できず、次年度7月来日に変更となった。(4)第四回(2月4日)。3班の責任者5名が集まり、本年度の問題点の検証と次年度の出版に向けた協議を行った。(5)海外研究協力者2名を招聘。菅、初瀬、秋元、土佐の4人が海外で資料収集、インタビュー、海外研究協力者との打ち合わせなどを実施した。(6)昨年同様、本科研のホームページに報告レジュメや活動経過を掲載し、分担者同士の意見交換を促進すると同時に、海外研究協力者との意志の疎通も心がけた。平成18年度(最終年度)は、総仕上げの時期であり、分担者および海外研究協力者全員に報告を義務付けた。また、研究成果を一般に普及させるために、各分担者は内外の学会、国際シンポジウム、国際ワークショップで口頭発表に務めただけでなく、別紙のように、論文、刊行本の形で出版した。同じく、第1回目研究会(7月15,16日)は、研究成果を普及するために、公開の国際ワークショップを関西大学で開催し、分担者である松田、松岡、代表者である菅の他、森聡(東京大学博士後期課程)、A.ロッター(コールゲート大学)、R.マクマン(オハイオ州立大学)がそれぞれ英語で発表した。第2回研究会(9月23,24日)は京都女子大で開催した。研究分担者の中嶋、藤本、我部、岩下、橋口がそれぞれ報告し、海外研究協力者として、I.ガイドック(ロシア科学アカデミー・世界史研究所)も報告を行った。第3回研究会(11月4、5日)は、九州大学六本松キャンパスで開催された。分担者である秋元、油井、柄谷、土佐、初瀬がそれぞれ報告を行った。海外研究協力者として、B.カミングス(シカゴ大学)も参加し、報告した。
NK細胞活性化によるアトピー性皮膚炎の新規治療の開発

これまでの疫学調査で、乳幼児期までの成育環境が、その後のアレルギー疾患の発症に影響を及ぼすことが分かっている。このことは衛生仮説(hygiene hypothesis)として提唱されている。すなわち、過度に清潔な環境下ではアレルギー疾患の発症率が高く、逆に適度に細菌、ウイルス、寄生虫への曝露がある場合はアレルギー疾患の発症率が低下する。このメカニズムはいまだ不明である。私たちは、アトピー性皮膚炎モデルマウスに寄生虫を感染させ、皮膚炎の発症の抑制、症状の軽快が生じるメカニズムを実験的に解明し、アトピー性皮膚炎をはじめとするアレルギー疾患の有効な治療法に繋げることを目標として研究を行った。特に、Natural Killer (NK)細胞に焦点を当て研究を行っている。NC/Ngaマウスにマラリアを感染させることにより、皮膚局所でNK細胞が増加し、湿疹病変が改善することを確認した。また、抗アシアロGM1抗体をNC/Ngaマウスに投与し、NK細胞の除去実験を行ったところ、NK細胞を除去した後にマラリアを感染させても、マラリアによる皮疹の改善が見られなかった。次に、NK細胞の内、どのタイプのNK細胞、すなわちNK1、NK2、regulatory NKのいずれのサブタイプが増加しているか確認している。アトピー性皮膚炎患者においては末梢組織および血液中のNK細胞の減少、NK細胞からのIFN-γの産生低下が言われており、NK細胞の研究によりアトピー性皮膚炎患者の免疫機構におけるTh2への偏位や、易感染性を説明できる可能性がある。これまでにNC/NgaマウスにおけるNK細胞の役割を詳細に調べた報告はなく、SPF condition NC/Ngaマウスとconventional condition NC/NgaマウスにおけるNK細胞の分布や機能を明らかにしつつある。予定していた研究の一部が予想通りに進んでいないため。これまでに得た成果を用いて、予定していた研究を遂行する。私たちは、アトピー性皮膚炎モデルマウスに寄生虫を感染させ、皮膚炎の発症の抑制、症状の軽快が生じるメカニズムを実験的に解明し、アトピー性皮膚炎をはじめとするアレルギー疾患の有効な治療法に繋げることを目標として研究を行っている。NC/Ngaマウスにマラリアを感染させることにより、皮膚局所でNK細胞が増加し、湿疹病変が改善することを確認している。NK細胞の内、どのタイプのNK細胞、すなわちNK1、NK2、regulatory NKのいずれのサブタイプが増加しているか確認している。予定していた研究を順調に行っているため。理由:予定していた予算に基づき使用していたが、未使用の予算が生じたため。使用計画:予定している研究を遂行するための物品の購入に使用する。
水撃防止逆止め弁の性能

本研究では,スモレンスキ形の主弁に山田式の副弁を組み合わせた逆止め弁についてバネ,流量,実揚程,副弁口径,管路長さなどを変化させ,その弁の変位応答,圧力応答等を調べると共に,損失ヘッド及び逆流量を最小限に抑えるための条件を明らかにし,従来の副弁付きスイング弁と性能を比較した.さらに,弁が閉じていく際の弁の抗力係数Cdを調べ,定常状態におけるCdと比較し,その両者の関連性,ならびに水撃に及ぼす影響についても考察した.その結果を要約すれば,(1)長管路の場合は,ポンプ電源遮断後逆流に転ずるまでの時間が長いため,流束の減少に追従して弁が閉鎖するので弁の閉鎖遅れによる水撃は生じにくいが,最低圧力ヘッドがより低くなり,理想閉鎖をしたとしても大きな水撃を生ずる.短管路では,ポンプ電源遮断後すぐに逆流するため,弁は流速の減少に追従して閉鎖することができず,弁の閉鎖遅れによる水撃が生ずる.したがってバネカの強い主弁を設けることが必要である.(2)バネによる閉鎖力が大きいほど水撃を低減するのに効果があるが,パネが強いと損失も大きくなるので,適当なバネを選定せねばならない.(3)副弁口径が大きいほど十分な逆流量を逃がしてやれるので主弁閉鎖時の水撃低減に効果はあるが,必要以上に大きな口径の副弁を用いると副弁を十分ゆるやかに閉鎖しない限り副弁閉鎖時の水撃が増す.また逆流量も増加するので,管路長さ等の条件に合った副弁口径を選定せねばならない.(4)内径53.45mmの鋼管で配管された長管路Ld=47.0mの場合は,副弁口径8mmの逆止め弁を用いればポンプ停止時の水撃は抑えられることがわかった.短管路Ld=4.7mの場合は,閉鎖力の強いN4のバネを用いれば閉鎖遅れを起こさず完全無水撃を達成できる.(5)弁が閉じていく際と定常状態における弁の抗力係数は,弁変位が小さいところでは両者はよく一致するが,弁変位が大きいところでは大きく違う値をとる.本研究では,スモレンスキ形の主弁に山田式の副弁を組み合わせた逆止め弁についてバネ,流量,実揚程,副弁口径,管路長さなどを変化させ,その弁の変位応答,圧力応答等を調べると共に,損失ヘッド及び逆流量を最小限に抑えるための条件を明らかにし,従来の副弁付きスイング弁と性能を比較した.さらに,弁が閉じていく際の弁の抗力係数Cdを調べ,定常状態におけるCdと比較し,その両者の関連性,ならびに水撃に及ぼす影響についても考察した.その結果を要約すれば,(1)長管路の場合は,ポンプ電源遮断後逆流に転ずるまでの時間が長いため,流束の減少に追従して弁が閉鎖するので弁の閉鎖遅れによる水撃は生じにくいが,最低圧力ヘッドがより低くなり,理想閉鎖をしたとしても大きな水撃を生ずる.短管路では,ポンプ電源遮断後すぐに逆流するため,弁は流速の減少に追従して閉鎖することができず,弁の閉鎖遅れによる水撃が生ずる.したがってバネカの強い主弁を設けることが必要である.(2)バネによる閉鎖力が大きいほど水撃を低減するのに効果があるが,パネが強いと損失も大きくなるので,適当なバネを選定せねばならない.(3)副弁口径が大きいほど十分な逆流量を逃がしてやれるので主弁閉鎖時の水撃低減に効果はあるが,必要以上に大きな口径の副弁を用いると副弁を十分ゆるやかに閉鎖しない限り副弁閉鎖時の水撃が増す.また逆流量も増加するので,管路長さ等の条件に合った副弁口径を選定せねばならない.(4)内径53.45mmの鋼管で配管された長管路Ld=47.0mの場合は,副弁口径8mmの逆止め弁を用いればポンプ停止時の水撃は抑えられることがわかった.短管路Ld=4.7mの場合は,閉鎖力の強いN4のバネを用いれば閉鎖遅れを起こさず完全無水撃を達成できる.(5)弁が閉じていく際と定常状態における弁の抗力係数は,弁変位が小さいところでは両者はよく一致するが,弁変位が大きいところでは大きく違う値をとる.ポンプの電流が急に遮断されたときに生ずる水撃を、水撃対策を講じた逆止め弁を使用するだけで、完全に防止できれば、工業上極めて有益である。そこで完全に水撃を防止し、弁低抗が少なく、しかも作動確実で耐久性に富み、十分実用に供し得る口径50mmの逆止め弁を試作した。主弁はスイング形とリフト形の2種類を採用し、いずれもばね定数の小さいばねによって急閉式とした。主弁の背面側には、リフト式副弁およびその緩閉装置を取り付け緩衝液は揚水する水を用いた。揚水中に幅弁を開くために、主弁の正面側には開弁板を取り付けた。緩閉装置のピストンとシリンダの間の漏れ止めにはL字形ゴムパッキンを用い、緩閉装置への水の流入口径は0.30.6mmにした。この緩閉式副弁付き逆止め弁を用い、管路長さ,実揚程,流量,主弁の全閉時のばね力,副弁口径を広範囲に変えて、ポンプ電源遮断時の逆止め弁出口の圧力変化を測定した。

その結果、全測定範囲において、副弁口径8mm程度で、全閉時の主弁ばね力を主弁中心の力で10N程度であれば、完全に水撃が防止できることが明らかとなった。またこの程度の主弁ばね力では、スイング形のみでなく一般に弁抵抗の大きいリフト形でも、通常使用しうる最大流量でも損失ヘッドが1m以下と極めて小さかった。さらにポンプ出口近くに口径65mmのバイパス管を取り付け、これに設けたバタフライ弁を空気圧シリンダで急に全開した場合の水撃実験も実施した。この場合は逆止め弁近傍の圧力が瞬時に大気圧近くまで低下し、極めて短時間に逆流が発生するので、水撃防止上極めて厳しい条件である。この場合はポンプ停止時より大きな水撃が発生するが、副弁口径を10また12mm程度に大きくし、主弁のばね力も多少増加させれば、容易に完全無水撃が達成できることが明らかとなった。また高周波コイルを利用した変位計を開発し、圧力変化と弁開度との関係、弁の閉鎖速度など弁の運動を解析した。
シリカエアロゲルを用いた宇宙塵捕集・検出器の開発

研究代表者は0.01g/cm^3という超低密度のシリカエアロゲルを製作する技術を開発したが、これは超高速衝突してくる宇宙塵の非破壊捕集に極めて有用である。この超低密度エアロゲルは、国際宇宙ステーションの日本実験棟曝露部において実施される微生物・有機物捕集実験「たんぽぽ」で利用する予定である。たんぽぽ実験は主に地球由来の微生物・有機物の地球周回軌道上での検出を目指すアストロバイオロジー実験であるが、軌道上で宇宙空間曝露したエアロゲルを地上に回収したのち、生化学的分析を成功させるためには、エアロゲル中の不純物や検出対象となるアミノ酸等のレベルが低いことが重要である。本研究ではエアロゲルの製作環境・設備を再検討・構築し、クリーンな超低密度エアロゲルを開発した。製作したエアロゲルは有機物分析に供され、従来のエアロゲルよりも製造過程での汚染レベルが大幅に下がっていることが確認された。また、研究代表者は高密度(すなわち高屈折率)のエアロゲルの製法であるピンホール乾燥法を開発した。本研究により従来不可能であった屈折率1.11から1.26までのエアロゲルの開発に成功したばかりでなく、屈折率1.06から1.11の範囲では従来よりも透明度の高いエアロゲルの開発に成功した。これらの高屈折率エアロゲルはチェレンコフカウンターの輻射体として、次世代の原子核実験、および電子陽電子衝突実験「Super Belle」において利用される予定である。これらの実験において、エアロゲルは測定装置の重要な要素となる。宇宙塵捕集実験用の低密度シリカエアロゲルの生産性向上のため、成型法として従来のガラス製鋳型を廃し、プラスチック製鋳型を導入した。同時に約一ヶ月を要する全工程を見直し、品質の安定したエアロゲルの効率的な製作を可能とした。プラスチック鋳型は市販品を利用することにより、初期費用の大幅な削減と、様々なエアロゲル形状の要求への柔軟な対応を可能とした上、形状の整ったタイル状エアロゲルは宇宙機搭載の際に特別な加工が不要である。少人数による簡便な製作手順が確立された結果、歩留まりも改善されて生産能率はおよそ2倍となり、宇宙機搭載に向けて捕集材エアロゲルの大量生産体制が整った。さらに、プラスチック鋳型を用いて調薬・成型過程を改善し、従来不可能とされてきた0.03g/cm^3を下回る密度である0.01-0.03g/cm^3の単一層エアロゲルの開発に初めて成功した。これまで、ガラス鋳型を用いたり、異なる密度のエアロゲルを層状に形成したりすることが低密度化に有効と思われ一定の効果はあったものの、それらの方法はエアロゲルの形状・品質を悪化させる効果もあることを明らかにした。新規開発したエアロゲルに対しては、宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究本部の二段式軽ガス銃により、φ50-100μmの宇宙塵模擬微粒子を2-4km/secで衝突させる実験を実施した。従来の0.03g/cm^3よりも、0.01g/cm^3および0.01+0.03g/cm^3の二層一体型(これも独自に新規開発)では明らかに衝突粒子の残存捕集率が向上しているという初期解析結果を得た。地球周回軌道上を超高速度で周回する宇宙塵を非破壊捕集する上で、捕集材の密度は直に捕集性能を左右する。0.01g/cm^3という超低密度のエアロゲルがこれまで宇宙実験に使用されたことはなく、本研究により世界最高水準の捕集材エアロゲルが利用可能となった。
ショウジョウバエの脳から胸腹部神経節へ投射する行動制御神経のシステム解析

昨年度のスクリーニングで得られた味覚感覚神経の大部分をラベルするLexAエンハンサートラップ系統と特定のみ各感覚神経をラベルするGAL4エンハンサートラップ系統を用いて、味覚一次中枢の詳細な構造を解明し、発表した。また、得られた系統の神経発現パターンを広く一般に公開するため、昨年度より構築していた画像データベースシステムを完成させ、Flybrain Neuron Database(http://ndb.flybrain.org)として公開した。このデータベースは、ショウジョウバエ脳の既知のすべての神経に関する情報を収録した神経データベースと、各種の抗体やエンハンサートラップ系統による脳画像データを収録した抗体・系統データベースからなる。画像に関してはユーザーによるインタラクティブな操作が可能なビューワー機能も搭載し、活用の便宜を図った。歩行行動制御神経が集中するLAL領域の神経回路の構造から予測される活動パターンを搭載したロボットは、本来の生物が利用する匂い情報のかわりに、匂いの拡散パターンを模した明暗画像を上から投射してそのパターンを受光素子で検知し、匂い源に向かって動く行動をシミュレートする試作品の開発に成功した。実際の生物の動きに近いジグザグ状に匂い源に近づく行動を再現できたが、一部の行動パラメーターが厳密には合致しないため、引き続き開発を続けている。並行して、行動制御神経を体系的に同定するために神経細胞系譜に従って神経をラベルする手法を利表して、胴体への下行神経がラベルされるものを探索した。下行神経はいくつかのクラスターを形成し、それぞれが特定の神経幹細胞に由来するクローナルユニット構造を作っていることが解明された。脳の特異的細胞で遺伝子発現を誘導するために従来から用いられてきたGAL4エンハンサートラップ系統に替わって異なる原理で発現を誘導するために、大腸菌由来の発現制御因子LexA :: VP16を用いたエンハンサートラップ系統を作成した。LexAによる発現誘導の強度はGAL4より若干弱いため、高解像度、高感度で発現パターンを記録する方法を種々検討し、最適条件を検討した。こうして得られた系統を用いて行動制御神経が集積する領域付近に投射を持つ神経をラベルする系統を探索した結果、行動制御神経ではないが味覚感覚神経の大部分をラベルする系統を見いだした(味覚一次中枢は行動制御神経の領域のすぐ下部に位置する)。この系統は味覚中枢の構造解明に非常に有用であることが分かったため、各種の味覚感覚神経とラベルするGAL4エンハンサートラップ系統と組み合わせた味覚中枢の詳細な投射マップ解明に利用することにした。得られた系統の神経発現パターンを広く一般に公開するには論文でなくデータベースによる発表が必要になる。そこで画像データベースの設計構築を開始し、ユーザーがインタラクティブに画像を操作して投射パターンの解析を行えるような神経可視化ツールの開発を行った。並行して、これまで解析してきたショウジョウバエやカイコガの歩行制御神経が集中するLAL領域の神経回路の構造から予測される制御様式を微分方程式化し、あわせてその式をプログラムして自動制御で動くロボットの作成を始めた。
PCR法による肺炎球菌の薬剤耐性迅速スクリーニング法の検討

1993年分離の肺炎球菌98株は,寒天平板希釈法(標準法)では高度耐性(PCG;MIC≧2.0μg/ml)10株,中等度耐性(0.13-1.0μg/ml)35株,感性株(MIC≦0.06μg/ml)53株であった.この結果を以下の3つの方法の結果と比較した.2 Etest:高度耐性株10株のうち,E testで5株が中等度耐性と判定された.中等度耐性株35株では,E testで7株が高度,1株が感性と判定された.感性株53株では,E testで7株が中等度耐性と判定された.標準法との一致率は79.6%(95%CI:70.3-87.1%)であった.3 PCR法による薬剤耐性遺伝子の検出:Penicllin高度耐性株10株中,7株でPBP2BclassB変異,PBP2X変異遺伝子の両方が検出された.残りは2株でclassB変異のみ検出され,1株でPBP2X変異とPBP2B感性型遺伝子(class S)が検出された.中等度耐性株35株中,30株でPBP2B classB変異,PBP2X変異のいずれかが検出され,class S遺伝子のみ検出された株が5株であった.耐性株だけの薬剤感受性と耐性遺伝子の一致率は,88.9%(95%CI:76.0-96.3%)であった.髄膜炎などの重症感染症分離の肺炎球菌では,まずMPIPC diskとE testを行い判定に最低18時間かかるため,数時間で結果が判明するPCR法で耐性遺伝子の確認を合わせて行う事が望ましいと考えられた.1993年分離の肺炎球菌98株は,寒天平板希釈法(標準法)では高度耐性(PCG;MIC≧2.0μg/ml)10株,中等度耐性(0.13-1.0μg/ml)35株,感性株(MIC≦0.06μg/ml)53株であった.この結果を以下の3つの方法の結果と比較した.2 Etest:高度耐性株10株のうち,E testで5株が中等度耐性と判定された.中等度耐性株35株では,E testで7株が高度,1株が感性と判定された.感性株53株では,E testで7株が中等度耐性と判定された.標準法との一致率は79.6%(95%CI:70.3-87.1%)であった.3 PCR法による薬剤耐性遺伝子の検出:Penicllin高度耐性株10株中,7株でPBP2BclassB変異,PBP2X変異遺伝子の両方が検出された.残りは2株でclassB変異のみ検出され,1株でPBP2X変異とPBP2B感性型遺伝子(class S)が検出された.中等度耐性株35株中,30株でPBP2B classB変異,PBP2X変異のいずれかが検出され,class S遺伝子のみ検出された株が5株であった.耐性株だけの薬剤感受性と耐性遺伝子の一致率は,88.9%(95%CI:76.0-96.3%)であった.髄膜炎などの重症感染症分離の肺炎球菌では,まずMPIPC diskとE testを行い判定に最低18時間かかるため,数時間で結果が判明するPCR法で耐性遺伝子の確認を合わせて行う事が望ましいと考えられた.
海洋のpH指標としての海成炭酸塩中のホウ素同位体比

沖縄のサンゴのホウ素同位体と海水のpHの関係について研究した。1.表面電離型質量分析計を使って、沖縄のサンゴ礁の海水中のホウ素同位体比(11B/10B)を測定し、平均値として、4.1707を得た。また、NIST951ホウ酸中の値は、4.0113であったので、沖縄の海水中のホウ素同位体比はδ11B=39.7‰と計算できる。この値は、公表されているデータ(3940‰)とほぼ同じ価であるので、本研究で得られたデータは信頼できる。2.沖縄のサンゴ礁(ルカン礁)のpHとサンゴ骨格中のホウ素同位体比の測定を行った。ルカン礁の海水の昼間のpHは8.308.75、夜間は7.858.10と変動した。3.タイのサンゴ礁でも沖縄と同様の調査を行った。4.サンゴ骨格中のホウ素同位体比から、そのサンゴが石灰化したときの環境水のpHを推定するためには、正確な同位体交換平衡定数(K)を決定する必要がある。ミッドウエイ付近、水深1000メートルに生息する深海サンゴ中のホウ素同位体の測定から、K=1.0255を得た。また、ホウ素同位体の炭酸カルシウムへの共沈実験を行った。5.K=1.0255を使って、ルカン礁のサンゴが石灰化している時のpHは8.2から9.0と推定できる。しかし、正確なKの値を理論および実験によって決定する必要がある。沖縄のサンゴのホウ素同位体とサンゴ礁のpHの関係について研究を行った。1.表面電離型質量分析計を使って、沖縄のサンゴ礁(宜野湾)の海水中のホウ素同位体比(^<11>B/^<10>B)を測定した。13回の平均値として、4.1707±0.0031を得た。また、NIST951ホウ酸中の^<11>B/^<10>B値は、4.0113であったので、沖縄の海水中のホウ素同位体比はδ^<11>B=39.7‰と計算できる。この値は、公表されているデータ(3940‰)と一致するので、この測定を通して、ホウ素同位体測定技術は確立された。2.沖縄のサンゴ礁の(ルカン礁)のpHとサンゴ骨格(アラレ石)中のホウ素同位体比の測定を行った。ルカン礁の昼間pHは8.30-8.75、夜間は7.85-8.10と変動した。また、サンゴ骨格中のδ^<11>B値は22.1から30.8の値を示した。ホウ素同位体比は12年度に測定する。4.サンゴ骨格中のホウ素同位体比から、そのサンゴが石灰化したときの、環境水のpHを推定するために、正確な同位体交換平行定数(K)を決定する必要がある。ミッドウエイ付近の深海サンゴ中のホウ素同位体の測定から、K=1.0225を得た。共沈実験を行い、深海サンゴから得たK値と比較する予定である。5.K=1.0225を使って、ルカン礁のサンゴが石灰化している時のpHは8.2から9.0と推定できる。しかし、正確なKの値を決定する必要がある。
「耳から音が出てくる現象-耳音響放射-」計測装置の開発

周波数の異なる2つの純音を付加することで,耳から音が放出される現象がある.これを歪成分耳音響放射(Distortion-Product OAEs : DPOAEs)と呼び,中耳の機能評価や新生児の聴力検査に応用されている.本研究では,カスタマイズ可能で持ち運びが容易なDPOAEs計測システムの構築を試みた.システムは,DPOAEs計測用マイクイヤホン,データ集録用モジュール,ノート型PCからなり,持ち運びが容易な構成とした.またPCにインストールした汎用計測制御ソフト(Labview)で計測用プログラムを構築した.本計測は,周波数f_1,f_2の刺激音を,周波数を変化させながら一定音圧で耳に付加し,それと同時に放出される音を計測する必要がある.よって計測プログラムを,(1)周波数f_1,f_2をスイープさせながらのイヤホン音圧特性の計測,(2)指定音圧へのイヤホン音圧の較正,(3)放出される音の計測,と三段階に分け組んだ.実行結果は,周波数f_1,f_2を,サンプリング周波数の制限内において任意のステップでスイープさせることができ,指定音圧への音圧較正は平均誤差が約0.5dBSPLと,計測に十分な精度を実現した.放出される音の計測は,健常者と中耳障害者を模したキャビティで行った.前者では,通常の聴力検査に使用される周波数帯で,有効な信号であると判別できるレベル(個体差はあるが,平均S/N比8.0dBSPL以上)の音を計測し,後者では音は計測されなかった.よって,中耳機能評価の装置として実用出来る機能を有したシステムを構築することが出来たと言える.本装置は現在,本校学生の卒業研究に使用されている他,持ち運びが容易であり,計測結果が解り易く表示されることから一般公開講座などへの機材提供をしている.また今年度から学生実験に使用される予定である.周波数の異なる2つの純音を付加することで,耳から音が放出される現象がある.これを歪成分耳音響放射(Distortion-Product OAEs : DPOAEs)と呼び,中耳の機能評価や新生児の聴力検査に応用されている.本研究では,カスタマイズ可能で持ち運びが容易なDPOAEs計測システムの構築を試みた.システムは,DPOAEs計測用マイクイヤホン,データ集録用モジュール,ノート型PCからなり,持ち運びが容易な構成とした.またPCにインストールした汎用計測制御ソフト(Labview)で計測用プログラムを構築した.本計測は,周波数f_1,f_2の刺激音を,周波数を変化させながら一定音圧で耳に付加し,それと同時に放出される音を計測する必要がある.よって計測プログラムを,(1)周波数f_1,f_2をスイープさせながらのイヤホン音圧特性の計測,(2)指定音圧へのイヤホン音圧の較正,(3)放出される音の計測,と三段階に分け組んだ.実行結果は,周波数f_1,f_2を,サンプリング周波数の制限内において任意のステップでスイープさせることができ,指定音圧への音圧較正は平均誤差が約0.5dBSPLと,計測に十分な精度を実現した.放出される音の計測は,健常者と中耳障害者を模したキャビティで行った.前者では,通常の聴力検査に使用される周波数帯で,有効な信号であると判別できるレベル(個体差はあるが,平均S/N比8.0dBSPL以上)の音を計測し,後者では音は計測されなかった.よって,中耳機能評価の装置として実用出来る機能を有したシステムを構築することが出来たと言える.本装置は現在,本校学生の卒業研究に使用されている他,持ち運びが容易であり,計測結果が解り易く表示されることから一般公開講座などへの機材提供をしている.また今年度から学生実験に使用される予定である.
ヒト到達把握運動計画の脳内課程の抽出

目で見た物体に手を伸ばしそれを掴む動作(到達把握運動)は、対象の視覚情報に基づき適した到達運動、把握運動を同時に生成し、両者を協調させるという、非常に複雑な計算の結果実現されている。これまで多くの研究が、到達把握運動の計画時にはヒト脳内の頭頂連合野、運動前野に活動が見られる事を示している(ex. Nakayama et al.,2008)。本研究は、fMRI信号から単純なボクセル活動を見るだけではなく、その活動の中にどのような情報が含まれているかを読み出す技術(脳情報復号化法)を用いて、ヒトの到達把握運動時にどのようにして脳が複雑な計算を実現しているかを明らかにすることを目的とした。本年度(25年度)は、昨年度(24年度)に行った上記到達把握運動時のfMRI侶号を記録した実験のデータ解析を行った。実験では、協力者にfMRI装置内で、自身の手および2つの運動対象となる物体(ペットボトル)をfMRIコンパチブルカメラを通して呈示し、指示された方のペットボトルのキャップ部分を親指と人差し指でつまむ(精密把握)、もしくは、胴体部分を手全体を用いて掴む(握力把握)の合計4通りの運動をランダムに繰り返してもらった。この際の脳活動から、運動開始以前に記録した脳活動データからどちらの方向に手を伸ばそうとしているか(右or左)、どのような把握を使用としているか(精密把握or握力把握)を推定した。このための解析には、上記の独自に開発した学習アルゴリズムを用いた。本解析の結果、到達運動、把握運動はそれぞれ脳内の前頭頭頂領域から有意にチャンスレベルより高い精度で推定が可能であることが明らかになった。(抄録なし)申請研究(到達運動、把握運動の復号化)を実現するためには、既存の復号化法では精度が低く難しい。従って、本年度はまず、新しいfMRI脳情報復号化(デコーディング)法の研究開発を行った。新しいデコーディング法として、従来fMRI脳情報復号化において、ある程度の有効性が指示されてきているSparse Logistic Regression法と、近年機械学習分野で大きな注目を集めているアンサンブル学習法を組み合わせた手法を提案した。この提案手法の有効性を評価するため、8名の実験協力者を募り、人差し指運動と中指運動の二種類の運動を行っている最中のfMRI装置で脳活動を計測する実験を行った。この課題は、既に脳内の表象が十分に知られており、デコーディング法の有効性を評価するためには最適な課題である。上記実験で計測した脳活動から、実験参加者が人差し指運動を行っているのか、中指運動を行っているのかを、提案手法と、従来用いられてきた手法(従来法)で推定し、推定精度を比較した。この結果、提案手法は従来法に比べ、より高い精度での推定を実現できることが分かった。また、複数のシミュレーションを行うことにより、この手法の優位性の背景には、1)過学習に対する頑健性、2)過剰な疎化の抑制、3)スケーリングに対する不変性、の3つの特徴があることが分かった。さらに、デコーディング法を基にした脳機能マッピング(weight based mapping : Yamashita et al., 2008)を行い、提案手法が認知機能の脳内表象を調査するためにも有用であることを示した。到達把握運動(目で見た物体に手を伸ばしそれを掴む動作)は、把握対象の位置、形状といった情報を視覚から得て、その情報に基づいて対象に適した到達運動、把握運動を同時に生成し、さらに両者を時間的に協調させる必要がある。本研究は、非侵襲的に高い空間解像度でヒト脳の活動領域同定が可能な、機能的磁気共鳴装置(Functional Magnetic Resonance Imaging; fMRI)を用いて、ヒト脳内で到達把握運動を行う際、脳内のどの領域が到達運動と把握運動の協調に貢献しているかを調査する。本研究ではこの目的を達成するため、fMRI脳情報復号化法(fMRI信号から単純な活動を見るだけではなく、その活動の中にどのような情報が含まれているかを読み出す技術)を用いる。従来のfMRI脳情報復号化法では、既存の機械学習アルゴリズムをfMRI信号に転用して情報を読み出すことが多かった。これでは、本研究のように、細かな情報の違い(ex.到達運動に関する情報なのか、到達運動と把握運動を協調させるための情報なのか)を描くことは難しい。従って、平成24年度はよりfMRI信号に適した新しいfMRI脳情報復号化アルゴリズムの研究開発を行った。この研究の成果は、昨年度Human Brain Mappingに投稿し、現在査読中である。また、到達把握運動時のfMRI信号を記録する実験(協力者:9名)を完了した。この実験で得られたデータは現在解析中である。

本研究は、fMRI信号から単純なボクセル活動を見るだけではなく、その活動の中にどのような情報が含まれているかを読み出す技術(脳情報復号化法)を用いて、ヒトの到達把握運動時にどのようにして脳が複雑な計算を実現しているかを明らかにすることを目的とした。本年度(25年度)は、昨年度(24年度)に行った上記到達把握運動時のfMRI侶号を記録した実験のデータ解析を行った。実験では、協力者にfMRI装置内で、自身の手および2つの運動対象となる物体(ペットボトル)をfMRIコンパチブルカメラを通して呈示し、指示された方のペットボトルのキャップ部分を親指と人差し指でつまむ(精密把握)、もしくは、胴体部分を手全体を用いて掴む(握力把握)の合計4通りの運動をランダムに繰り返してもらった。この際の脳活動から、運動開始以前に記録した脳活動データからどちらの方向に手を伸ばそうとしているか(右or左)、どのような把握を使用としているか(精密把握or握力把握)を推定した。このための解析には、上記の独自に開発した学習アルゴリズムを用いた。本解析の結果、到達運動、把握運動はそれぞれ脳内の前頭頭頂領域から有意にチャンスレベルより高い精度で推定が可能であることが明らかになった。本年は、復号化技術の研究開発を中心に行い、来年度初頭にむけて投稿準備を行っている。また、来年度初頭に本課題研究の中心的な実験である到達運動、把握運動の複合化実験を開始できる準備を整えた。以上より、研究の進捗はおおむね順調であると考える。本年度は、昨年度に開発した復号化技術を論文にまとめ、投稿した。また、申請研究のうち、最も中心的な実験になる到達把握運動時の脳活動計測を完了させた。来年度前半には、この実験結果を論文にまとめ、投稿が可能であると考える。来年度は、上記、復号化技術研究の投稿(投稿先: Human Brain Mappingを予定)をまず優先的に行う。また、同時に年度初頭に、到達運動、把握運動時の脳活動記録を行い、年内にこれらの解析を行い、論文を執筆する。本課題研究最終年度(再来年度)には、オンライン復号化実験を行い、その成果を以って本プロジェクトは完遂する。予定に大きな変更、問題点は無く、期間中に十分完遂できると考えている。来年度前半は、昨年度に完了した実験の解析、学術雑誌への投稿をまず優先的に行う。また同時に、到達把握運動のオンライン復号化実験の準備をすすめ、来年度夏期には、実験に取りかかる予定である。来年度後半には、このオンライン実験の結果を学術雑誌に投稿し、また、国内外の学会で、課題研究の結果を報告する。予定に大きな変更は無く、期間中に十分完遂できると考えている。(抄録なし)
計算法科学データ分析可視化統合環境の強化

今年度の主要な実績は以下の三点に集約できる.1これまで開発済の法医学マークアップ言語LMMLブラウザとネットワーク越しに連動可能な専用ビューワを,可視化ツールキットvtkの関数を利用することにより開発した.LMMLリポジトリから案件ファイルを入力すると,計算法科学オントロジーに規定されるキーワード(解剖学的部位,損傷記述等)を抽出し,それに合わせて事前に定義された最適可視化制御パラメタ(色伝達関数,半透明度等)を選択・アクティブプロファイルに設定し,ユーザが別途指定するボリューム可視化手法(現時点ではダイレクトボリュームレンダリング,等値面,クロスセクションクリッピング)を実行して半自動的に興味ある部位の可視化像を得ることができる.さらにボクセル部分集合単位にユーザ指定の所見をラベル付けすることも可能である.視点を変更しても,連動して興味ある部位を隠すことなく移動し,遺体データの観察視界を塞がない.2UnityとGoogle ARcoreを利用して,LMMLビューワから出力される可視化画像やラベル情報を遺体もしくはその周囲に重畳表示するシステムLMML-ARの基本機能を試験的に実装した.3計算法医学の諸操作をフィルタ関数とし,その任意の組合せから構成される無環有向グラフ状の視覚分析アプリケーションを対話的に設計できるビジュアルプログラミング環境aflakを構築し,マルチスペクトル画像を対象にその動作の検証を開始した.リポジトリとの入出力も含む可視化出自データの基本管理機能も実現している.進捗状況分析は以下の三点に要約される.・実績1のLMMLビューワは,LMMLブラウザの視覚分析能力を格段に向上させる機能を実現した点できわめて大きな進展であるが,動作試験に利用したのは実際の遺体データではなく,既に公開されている損傷無しの人体ボリュームデータに過ぎない.実鑑定データとともに実遺体のボリュームデータを取得できる共同研究環境のいち早い整備が待たれる.さらに,搭載される可視化手法も,計算法科学オントロジーの全域をサポートすべきである.・実績2のLMML-ARによる情報重畳は,遺体解剖の術中分析結果の即時的なフィードバックにとって不可欠な機能であるが,部位の直観的な指定法とラベル表示の柔軟性にはまだ多くの改善の余地がある.・LMMLビューアのブラウザとの連動可能性は分散環境でも保証されるようになり,将来の電子裁判に向けた基盤構築の必要条件の一つを満たした点は評価できる.しかし,現在のデータ取得の方向はリポジトリからビューアへの一方向に限定されていて,視覚分析の結果をリポジトリに反映させることができない.双方向性への拡充は,実績3のビジュアルプログラミング環境aflakの出自管理機能の利用が最も有力な解決方法である.・実遺体ボリュームデータの取得に関しては,初年度のアウトリーチの成果として,研究協力を申し出ていただいた千葉大学医学部法医学教室および東京大学医学部放射線科との包括的研究協定を可及的速やかに締結する必要がある.しかし,倫理規範上幾多の考慮すべき点も存在し,さらに時間を要することも予想される.そこで次年度前半には,公開ボリュームデータに損傷部分を人工的に加えた人工遺体を準備して,拡張機能の検証をこれ以上の遅延なく進める等の工夫も必要になると考えている.・システムアーキテクチャ上の最大の方向転換として,ミドルウェアとしてaflakを採用し,ユーザインタフェースレイヤとしてLMMLブラウザ/ビューワをリファクタリングすることを画策している.研究の後半に向けて,より本格的な出自管理機能と意味の数学モデルによる類似検査機能を追加するうえでも,この方策が最も見通しが高いと確信する.aflakは既に実マルチスペクトル画像解析応用において,優れた実績も公開しはじめており,種々の実装を加速する上で欠かせないマクロ化管理機能の搭載も先行して着手済である初年度である今年度は当初の計画どおり,本研究に参加する4機関6部局9名の研究者を,構造化文書処理(D),法科学評価(F),出自管理(P),分析可視化(V)の4グループに編成して研究を実施した.今年度得られた研究成果は以下の通り要約できる.【Dグループ&Fグループ】LMML基本処理系のリファクタリングと実評価:先行研究で開発したLMMLオーサリングツール・ブラウザ等の基本処理系の大幅なリファクタリングを実行し,より直観的かつ対話的な司法解剖データの入力・閲覧が可能になった.さらに,山梨大学医学部法医学教室での数例の解剖の実データ入力を試験的に実施し,その実利効果を検証した.遺体損傷の態様の多様性に対応できるように細部のシステム要求仕様の改良を重ね,次年度以降のより包括的な機能拡張に耐えられるレベルに到達した.【Dグループ&Pグループ】LMML文書の意味解析:既存の画像コンテンツ類似検索応用の記述例を参考にして,拡張されたLMML言語のタグ情報や埋め込まれるべき各種メディアデータの特徴を基底にとり,個々のLMML文書に記述される事案を特徴づける多次元特徴ベクトル空間定義とその意味解析の基本的検討を開始した.【Vグループ】分析可視化の基本要素技術拡充:人体のマルチスコピック解析を構成する,想像顔(似顔絵)の自動生成,準解剖学的人体構造モデリングとそのGPU高速化,血液・組織の生化学的検査,DNA/RNA解析に加えて,事案の証拠となる,歩行軌跡,各種流動現象,毛髪・布地等のグラフィカルモデリングとその定量的特徴解析,さらに,表示環境の高度化に資する,医療関連コンテンツのビデオモニタリングやオートフレーミング,AR表示に関する基本要素技術開発を行った.

研究開始後に,研究分担を御願いしている山梨大学医学部法医学教室からは,司法解剖に伴う遺体の実CTデータが入手できないことが分かり,損傷生成に関する仮説の対話的な検証を支援する客観的なエビデンスの不足が深刻な問題として浮上した.複数の大学の法医学教室や地方公共団体の病院に同種のデータ入手の可能性を打診したところ,2017年12月になり,ようやく千葉大学医学部法医学教室に協力を要請できることになった.しかし,これまでの山梨大学医学部法医学教室とは,司法解剖の術式や記録の方式に少なくない差異が存在する事実も同時に判明し,予期しなかった計算法科学オントロジーや拡張LMMLのスキーマ定義の修正が必要になった.そのため,計算法科学ライフサイクル全体に管理対象を拡大するうえで必須となる,捜査資料や臨床情報,ソーシャル情報等の他文書データやそこに用いられる分析可視化タスクの実態を分析し,LMML仕様拡張に含める計画は次年度以降に譲らざるを得なくなった.今年度の主要な実績は以下の三点に集約できる.1これまで開発済の法医学マークアップ言語LMMLブラウザとネットワーク越しに連動可能な専用ビューワを,可視化ツールキットvtkの関数を利用することにより開発した.LMMLリポジトリから案件ファイルを入力すると,計算法科学オントロジーに規定されるキーワード(解剖学的部位,損傷記述等)を抽出し,それに合わせて事前に定義された最適可視化制御パラメタ(色伝達関数,半透明度等)を選択・アクティブプロファイルに設定し,ユーザが別途指定するボリューム可視化手法(現時点ではダイレクトボリュームレンダリング,等値面,クロスセクションクリッピング)を実行して半自動的に興味ある部位の可視化像を得ることができる.さらにボクセル部分集合単位にユーザ指定の所見をラベル付けすることも可能である.視点を変更しても,連動して興味ある部位を隠すことなく移動し,遺体データの観察視界を塞がない.2UnityとGoogle ARcoreを利用して,LMMLビューワから出力される可視化画像やラベル情報を遺体もしくはその周囲に重畳表示するシステムLMML-ARの基本機能を試験的に実装した.3計算法医学の諸操作をフィルタ関数とし,その任意の組合せから構成される無環有向グラフ状の視覚分析アプリケーションを対話的に設計できるビジュアルプログラミング環境aflakを構築し,マルチスペクトル画像を対象にその動作の検証を開始した.リポジトリとの入出力も含む可視化出自データの基本管理機能も実現している.進捗状況分析は以下の三点に要約される.・実績1のLMMLビューワは,LMMLブラウザの視覚分析能力を格段に向上させる機能を実現した点できわめて大きな進展であるが,動作試験に利用したのは実際の遺体データではなく,既に公開されている損傷無しの人体ボリュームデータに過ぎない.実鑑定データとともに実遺体のボリュームデータを取得できる共同研究環境のいち早い整備が待たれる.さらに,搭載される可視化手法も,計算法科学オントロジーの全域をサポートすべきである.・実績2のLMML-ARによる情報重畳は,遺体解剖の術中分析結果の即時的なフィードバックにとって不可欠な機能であるが,部位の直観的な指定法とラベル表示の柔軟性にはまだ多くの改善の余地がある.・LMML
高分子鎖からなるソフトな巨大カゴ状分子システムの構築

巨大カゴ状分子は内部に孤立した空間を有しており、その特徴を活かして分子識別や孤立空間における特異現象の探求など広範な研究が展開されている。こうした既知の巨大カゴ状分子はリジッドな構造体であり、単結晶X線構造解析による精密な構造研究ができるほか、厳密なサイズ・形状選択的ゲスト認識が可能である。一方、大きな内部自由度を有する「ソフトな巨大カゴ状分子」は未開拓の研究領域である。本研究では、高分子をフレームとするカゴ状分子の合成と構造・物性研究を行うとともに、カゴ表面/内面の機能化による新規材料の創出を通じて「ソフトな巨大カゴ状分子」を新たなカテゴリーのカゴ状分子システムとして確立する。
腸内細菌叢とその代謝産物に着目した薬剤誘発性消化管傷害の予防法開発

食餌・肥満が薬物動態に影響を及ぼしている可能性は古くから指摘されているが、十分な検証は行われておらず、食餌・肥満による腸内細菌叢の変化がその代謝産物を介して薬物動態に影響を与え、有害事象発症に関与している可能性が疑われている。これまでの動物実験で、高脂肪食給餌とバンコマイシン経口投与が抗リウマチ薬メトトレキサートによる消化管傷害を増悪させ、大豆由来蛋白質給餌とω-3脂肪酸経口投与が軽減させるが、肥満は影響を与えないことを確認した。そこでこの研究では、次世代シークエンサーで腸内細菌叢を解析すると同時にメタボローム解析を行うことで、メトトレキサートによる薬剤誘発性消化管傷害を防ぐ腸内細菌群と代謝産物を探索・決定する。メトトレキサートの消化管傷害に保護的な作用をもつ腸内細菌が存在している可能性があると考えられたが、腸内細菌叢解析とメタボローム解析の結果では、大豆由来蛋白質給餌群と通常食給餌群に類似性が認められた。腸内細菌叢解析やメタボローム解析からは、食餌による腸内細菌叢・腸内代謝産物などの腸内環境の変化がメトトレキサートによる消化管傷害増強に関与していることが示唆された。候補となる腸内細菌や代謝産物がメトトレキサートの消化管傷害を防ぐことが可能かどうか確認してみたが、単独の腸内細菌や代謝産物は同定されなかった。このことは、複合的な腸内細菌群や代謝産物群がメトトレキサートの消化管傷害を防いでいることを示唆している。高脂肪抗ショ糖食給餌時にはMTXの消化管からの排泄が著明に減少していることが明らかになり、食餌がMTXの薬物動態に影響を及ぼしていることが検証された。このことから、通常食を給餌した時にはメトトレキサートの消化管傷害に保護的な作用をもつ腸内細菌が存在しているが、高脂肪抗ショ糖食給餌時には存在していない可能性があると考えられた。腸内細菌叢解析とメタボローム解析の結果では、大豆由来蛋白質給餌群と通常食給餌群に類似性が認められた。このように、食餌による腸内細菌叢・腸内代謝産物などの腸内環境の変化がメトトレキサートによる消化管傷害増強に関与していることが示唆された。このことは、腸内細菌群や代謝産物群が複合的にメトトレキサートの消化管傷害を防いでいることを示唆しており、上記の結果を合わせて論文投稿中である。これまでには、大腸の腸内細菌叢解析とメタボローム解析を行ってきたが、得られた候補細菌群・候補代謝物はメトトレキサートの消化管傷害を防ぐことができなかった。このことは、腸内細菌群や代謝産物群が複合的にメトトレキサートの消化管傷害を防いでいることを示唆している。しかし、小腸の腸内細菌叢解析を行えば、メトトレキサートの消化管傷害を防ぐ腸内細菌群を同定できる可能性はある。

候補となる腸内細菌や代謝産物がメトトレキサートの消化管傷害を防ぐことが可能かどうか確認してみたが、単独の腸内細菌や代謝産物は同定されなかった。このことは、腸内細菌群や代謝産物群が複合的にメトトレキサートの消化管傷害を防いでいることを示唆しており、上記の結果を合わせて論文投稿中である。これまでには、大腸の腸内細菌叢解析とメタボローム解析を行ってきたが、得られた候補細菌群・候補代謝物はメトトレキサートの消化管傷害を防ぐことができなかった。このことは、腸内細菌群や代謝産物群が複合的にメトトレキサートの消化管傷害を防いでいることを示唆している。しかし、小腸の腸内細菌叢解析を行えば、メトトレキサートの消化管傷害を防ぐ腸内細菌群を同定できる可能性はある。
ゲノム刷込み領域の構造特性と疾患遺伝子の探索

ゲノム刷込みを受ける遺伝子がクラスターを形成するマウス第7染色体遠位部は、インスリン依存性糖尿病、Beckwith-Wiedemann症候群、各種小児腫瘍などの責任座位を含むヒト11p15.5領域に相当する。このゲノム領域をモデルとして染色体ドメインレベルの刷込み制御機構を解明し、新たな疾患関連遺伝子を同定・解析することを目的として、以下の研究を行った。1.対象となるおよそ1Mbのマウスゲノム領域をカバーするYACクローンを整列化し、コスミドサブクローンの整列化を開始した。これまでにおよそ0.5Mbの領域をカバーするコスミドを整列化している。2.H19遺伝子と下流のL23mrp遺伝子の間に刷込みドメインの境界が存在することを報告した。つまりH19および上流の遺伝子は刷込み受けるが、L23mrpから下流の遺伝子は刷込みを受けない。そこには染色体の機能ドメインを区切るDNA配列が存在する可能性がある。3.Igf2・H19遺伝子付近に新たな転写単位が複数あることを見つけた。そのうちIgf2付近のものは刷込みを受けることが分かった。4.ヒトH19遺伝子を含むコスミドを得てその塩基配列を決定し、マウスの配列と比較検討したところ、遺伝子以外の領域に数ヵ所の保存された配列があることが分かった。これらの配列をマウスに導入したところエンハンサー活性をもつことが分かった。今後この1Mbのマウスゲノム領域の塩基配列の決定、ヒト配列との比較・CpGアイランド検索・エクソントラップ法などにより新たな遺伝子を探すとともに、種々の機能配列も同定し、ドメインレベルの刷込み機構を明らかにする予定である。
気相雰囲気における半導体表面プロセスのイオンビームその場計測法の開拓

気相雰囲気における半導体表面プロセスにおいては、気相の原子と半導体表面との相互作用素過程が鍵を握っているにもかかわらず、その原子スケールメカニズムについてはほとんど未解明のままである。特に、気相雰囲気下での表面の組成や表面水素の挙動の分析については、従来の手法では困難であり、これらをその場計測する新しい手法の開発が待ち望まれている。そこで、本研究では、表面の組成と構造および表面水素の定量が可能な、イオンビームをプローブとする低速イオン散乱・反跳分光法に着目し、これを改良することにより、気相雰囲気における半導体表面プロセスのイオンビームその場計測法を開拓することを目的とした。そのため、(1)従来の低速イオン散乱・反跳分光装置のイオンビーム輸送経路および検出器の部分に差動排気機構を付加し、10^<-6>10^<-2>Torrの気相雰囲気下でその場計測が可能となる装置の開発を行った。(2)同装置を駆使して、(1)エピタキシーにおける励起水素の介在プロセス、(2)化学気相成長(CVD)やガスソース分子線エピタキシー(GSMBE)などの気相成長プロセス、(3)プラズマ窒化プロセスなどの、気相雰囲気における種々の半導体表面プロセスのその場計測を行い、気相雰囲気下での半導体表面動的過程に関する理解を発展させることを目的とした。特筆すべき結果は、励起水素雰囲気におけるSi(100)表面上のGe成長膜の平坦化プロセス(水素サーファクタント効果)についてリアルタイムその場計測を行ない、成長表面で吸着と脱離の熱平衡状態にある表面水素量とGe成長膜の平坦性の関係の解析により、(a)サブモノレーヤーの表面水素がサーファクタントとして最も効果を発揮すること、(b)水素が過剰に存在してラフニングが起こる場合でも、成長表面ではモノハイドライド相が維持されていることを見出し、この現象のメカニズムを解明したことと言える。本研究では、表面の組成と構造および表面水素の定量が可能な、イオンビームをプローブとする低速イオン散乱・反跳分光法に着目し、これを改良することにより、気相雰囲気における半導体表面プロセスのイオンビームその場計測法を開拓することを目的とした。そのため、(1)従来の低速イオン散乱・反跳分光装置のイオンビーム輸送経路および検出器の部分に差動排気機構を付加し、10^<-6>10^<-2>Torrの気相雰囲気下でその場計測が可能となる装置の開発を行う、(2)これを用いて、(1)エピタキシーにおける励起水素の介在プロセス、(2)化学気相成長(CVD)やガスソース分子線エピタキシー(GSMBE)などの気相成長プロセス、(3)ドライエッチングプロセスなどの、気相雰囲気における種々の半導体表面プロセスのその場計測を行い、ひいては気相雰囲気下での半導体表面における表面動的過程に関する理解を発展させることを目的としている。本年度では、低エネルギーイオン散乱・反跳分光複合装置(CAICISS・TOF-ERDA)のうち、低エネルギーイオン散乱分光装置(CAICISS)のイオンビーム輸送経路および検出器の部分にターボ分子ポンプと2段のオリフィスを設けた差動排気機構を導入した。これにより、10^<-4>10^<-2>Torrの気相雰囲気下でのイオン散乱その場計測が可能となった。この装置を、励起水素雰囲気におけるSi(100)表面上のGe成長のリアルタイムその場計測に応用した結果、励起水素によるGe成長膜の平坦化現象(水素サーファクタント効果)を見いだし、励起水素ガスの流量が増加するほど、より平坦なGe成長膜が得られることが分かった。