hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジャカルタ湾のGiant Sea Wall建設が海洋環境に与える影響について

本研究では、インドネシア科学技術評価応用庁(BPPT)の研究者と共同でジャカルタ湾の海洋調査を実施し、それに基づいて大規模開発がジャカルタ湾の海洋環境に与える影響を予測する計画である。ジャカルタ湾は調査データが少ないため、初年度から2年間は継続的な調査(年4回の船舶による広域観測+係留観測機器による連続測定)を実施する。本研究を実施するにあたっては、事前にBPPTとの間で十分な打ち合わせを行い、予備的な調査も実施していたため、MOUを締結してBPPTとの間で共同研究を開始するまではスムーズに進行した。しかし、科研費によって本格的な調査研究を実施するためにはインドネシア政府からResearch Permissionを得る必要があった。しかし、インドネシア側の事務手続きがなかなか進まず、Research Permissionを得るのに時間がかかったため、本格的な調査開始の時期が遅れてしまった。それとともに、係留観測機器による連続観測をするためには地元漁業者の同意が必要であるが、Research Permissionを得るのが遅れたことにより、まだ手続きが完了していない。そのために、予定では本年度内に係留観測を開始する予定であったが、まだ開始できていない。こうしたことから、全体の研究スケジュールが予定よりも遅れている。ジャカルタ湾における海洋環境変動の実態を把握するため、湾内の広域水質分布調査を5、9、12月に実施した。5月には、底層水の酸素消費速度を求めるために湾内10点で採水し、培養実験を行った。9月には、ジャカルタ湾奥から西部湾外にかけて10点で底質とマクロベントスの調査を行った。また、水温・塩分・流速・波浪・溶存酸素濃度の連続観測を5月まで実施した。その結果、ジャカルタ湾では湾奥南東部を中心に周年にわたって貧酸素水塊が形成されていることを確認した。5月と12月には最低溶存酸素濃度は0.3mg/Lとほぼ無酸素となった水塊が認められた。昨年までの調査で、ジャカルタ湾の貧酸素水塊の形成には表層水の低塩分化にともなった成層の強化が原因となっていることが明らかになったため、今年度はジャカルタ湾に流入している最大の河川であるチタラム川の影響を調べた。その結果、成層強化・貧酸素水塊形成に対してチタラム川の影響は小さく、湾奥に流入している河川が主要な淡水供給源であることが明らかになった。底層水の酸素消費速度は0.58mg/L/dayと昨年度の結果に比べて小さかった。これは、湾奥部底層に外海水の進入があったためだと考えられた。底泥調査の結果では、貧酸素水塊が頻発する湾奥南東部で底泥が還元的になっていた。マクロベントス相も湾奥南東部で貧弱になっており、最も貧酸素の程度が激しかった点では1種しか採取されなかった。ただし、ジャカルタ湾外と比較すると、貧酸素の直接影響を受けていないにもかかわらず、ジャカルタ湾内のベントスは種組成・個体数共に貧弱であった。これは、貧酸素以外にもジャカルタ湾内のベントスにインパクトを与えている要因があることを示唆する。現地調査以外に、ジャカルタ湾の3次元流動シミュレーションモデルの開発を行った。その結果、潮汐・潮流および密度流について観測結果を再現できる結果が得られた。
日本人英語学習者の学習経験と動機づけの変容に関する混合研究法による回顧的調査

本研究は、日本人が英語を学習する際の動機づけ(モチベーション)が形成される過程を、学習過程で起こっている学習者と環境(学習環境、社会環境など)の関わり合いの観点から解明することを目的とする。調査は2段階に分けて実施する。まず、アンケート調査を統計的に分析することにより日本人の英語学習者が持つ動機づけの特徴とパターンを明らかにする。その後、アンケート調査の参加者から抽出された少人数のグループを対象としてインタビュー調査を行い、動機づけの形成過程を詳細に分析する。本プロジェクトは、日本人英語学習者の言語学習動機づけプロセスを大規模な量的調査と回顧的インタビューを融合した混合研究法を用いて解明することを目標としている。2018年度の目標は、プロジェクトの第一段階である量的質問紙調査の実施と、文献のレビュー、ならびに第二段階の質的研究ステージで用いるデータの収集方法と分析手法についての多角的な検討であった。2018年度に実施を開始した量的質問紙調査の目標は大規模なデータに基づいた日本人英語学習者の言語学習動機づけ特性の探索的分析と、異なった動機づけ傾向を有する学習者集団をサブグループ化するための探索的分析の2点である。量的質問紙調査の実施に関しては質問項目の選定とパイロット調査の実施、尺度の信頼性についての検証を行った。それらの結果を基にして作成されたオンライン質問紙調査については現在も進行中であり、2019年度初めには完了する見込みである。また、これらに関連し、2018年度は言語学習動機づけを専門とした国際研究会(英国・アイルランド)ならびに質的心理学研究法に関する国際学会(英国)の場で2019年度に実施する質的研究に関する資料収集を実施した。それにより、理論的側面に関する文献レビューならびに質的研究法に関する検討は順調に進んでおり、それらの成果はすでに論文として出版済み(Aoyama, 2019)もしくはブックチャプターとしての出版に向けて取りまとめを随時行っている(Aoyama & Yamamoto, in preparation)。おおむね順調に進展している。質問紙調査は2019年度初めに実施完了し、計画通りのスケジュールで質的インタビュー調査に移行する予定である。2019年度は、まずはじめに2018年度に引き続いて、量的データの収集をオンラインアンケートシステムを用いて継続する。調査データはクラスタリングの手法を用いて分析し、調査参加者内のサブグループの探索的分析を行う。その後、英語学習経験についての詳細な質的調査を実施する。データ収集では複数回のインタビュー調査を抽出された調査対象者に対して実施し、異なる特徴を持つ日本人英語学習者のもつ学習経験の中に存在する共通点と相違点を質的にモデリングする。各調査における分析手法については量的データ、質的データともに2018年度に計画とレビューの大部分を完了したため、2019年度に実施する分析の円滑な実施が見込まれる。また、本プロジェクトで用いる質的研究手法に関するブックチャプターの出版と、2018年度に実施した調査・文献レビューを基にした成果の出版を目指す。

データ収集では複数回のインタビュー調査を抽出された調査対象者に対して実施し、異なる特徴を持つ日本人英語学習者のもつ学習経験の中に存在する共通点と相違点を質的にモデリングする。各調査における分析手法については量的データ、質的データともに2018年度に計画とレビューの大部分を完了したため、2019年度に実施する分析の円滑な実施が見込まれる。また、本プロジェクトで用いる質的研究手法に関するブックチャプターの出版と、2018年度に実施した調査・文献レビューを基にした成果の出版を目指す。
山地形成史の研究-第四紀火山噴出物を手がかりにして-

1.日本列島の代表的な山地の発達史から,成長曲線を描き,以下の3タイプを識別した.(1)中新世には安定していたが,鮮新世に入り急速な隆起に転じたもの:フォッサマグナ周辺の高い山地,外帯山地.(2)中新世前期鮮新世には沈降していた海域が,その後急速に隆起して陸化,山地化したもの:東北日本,フォッサマグナに例が多い.(3)先中新世に隆起したが,中新世以降は安定な山地が持続してきたもの:九州北部の山地2.中部山岳地域の形成史解明に有効な広域テフラが2層(富山の谷口テフラと松本の大峰テフラ)明かとなり,分布・噴出時代も分かった.その結果,中部山岳では,飛騨山地の隆起が鮮新世に遡り,赤石山地は前期更新世中葉から始まり,木曽山地の隆起はかなり遅れて,前期更新世末から中期更新世に活発化したことが分かった.3.伊豆の衝突で隆起した丹沢・足柄山地の変動特性の一部が明かとなった.約20-30万年前以降,神縄断層の活動は停止し,他の断層(日向および平山断層など)にジャンプするようになった.4.西頸城山地では,鮮新・更新統中の4枚のテフラが飛騨山地の大規模火砕流と対比された.この結果,2.7Ma頃,飛騨と新潟を分ける西頸城山地の隆起が始まったことが分かった.5.黒部川段丘の傾動速度を求め,最近速度が低下していることを示した.これは,飛騨山地が中期更新世に今より激しく隆起していたことを示す.6.呉羽山丘陵に分布するテフラが飛騨山脈の火砕流堆積物に対比される可能性を見出した.7.濃尾平野の大深度ボーリングコアを再検討し,濃尾傾動運動は前期更新世に始まり,中期更新世以降活発化したことを示した.8.西南日本の鮮新・更新統のテフラ層序・編年から,九州・四国山地は2-3Maに隆起を開始したことが分かった.これは,PHSの斜め沈み込みとアムールプレートの東進で東西圧縮が増大した結果である.1.日本列島の代表的な山地の発達史から,成長曲線を描き,以下の3タイプを識別した.(1)中新世には安定していたが,鮮新世に入り急速な隆起に転じたもの:フォッサマグナ周辺の高い山地,外帯山地.(2)中新世前期鮮新世には沈降していた海域が,その後急速に隆起して陸化,山地化したもの:東北日本,フォッサマグナに例が多い.(3)先中新世に隆起したが,中新世以降は安定な山地が持続してきたもの:九州北部の山地2.中部山岳地域の形成史解明に有効な広域テフラが2層(富山の谷口テフラと松本の大峰テフラ)明かとなり,分布・噴出時代も分かった.その結果,中部山岳では,飛騨山地の隆起が鮮新世に遡り,赤石山地は前期更新世中葉から始まり,木曽山地の隆起はかなり遅れて,前期更新世末から中期更新世に活発化したことが分かった.3.伊豆の衝突で隆起した丹沢・足柄山地の変動特性の一部が明かとなった.約20-30万年前以降,神縄断層の活動は停止し,他の断層(日向および平山断層など)にジャンプするようになった.4.西頸城山地では,鮮新・更新統中の4枚のテフラが飛騨山地の大規模火砕流と対比された.この結果,2.7Ma頃,飛騨と新潟を分ける西頸城山地の隆起が始まったことが分かった.5.黒部川段丘の傾動速度を求め,最近速度が低下していることを示した.これは,飛騨山地が中期更新世に今より激しく隆起していたことを示す.6.呉羽山丘陵に分布するテフラが飛騨山脈の火砕流堆積物に対比される可能性を見出した.7.濃尾平野の大深度ボーリングコアを再検討し,濃尾傾動運動は前期更新世に始まり,中期更新世以降活発化したことを示した.8.西南日本の鮮新・更新統のテフラ層序・編年から,九州・四国山地は2-3Maに隆起を開始したことが分かった.これは,PHSの斜め沈み込みとアムールプレートの東進で東西圧縮が増大した結果である.山地形成史解明には現在2つのアプローチがある。一つは隆起する山地の麓の盆地に堆積した岩屑堆積物の詳細な解析である。層相変化とその編年から、後背地の環境変化史を復元して、山地隆起の時間的プロセスを探る方法である。もう一つは山地内に分布する堆積物、特に火砕流堆積物のように、瞬時に大量噴出して当時の地形を埋め、平坦面を形成した地層の残存状況や現河床との比高などを手掛かりに、山地の侵食プロセスを明らかにする方法である。本研究では、この2つを併用して山地形成史の解明に挑んだ。また、上記アプローチはいずれも堆積物の詳細編年が必須であり、テフロクロノロジーや、フィッショントラック年代等も多用して、地層の時間分解能の向上に努めた。本年は研究初年度に当たり、山麓盆地の層序・火山灰調査を足柄層群分布域(丹沢山地の隆起解明)、掛川・小笠層群分布域(赤石山地)、魚沼丘陵(西頸城山地)、濃尾平野、宮崎平野・人吉盆地(九州山地)でそれぞれ開始した。

特に丘陵地の地質調査とボーリングによって第四系の層序を求め、鍵火山灰層と層相変化の確認・把握に努めた。山地内の火山噴出物の分布および層序調査を飛騨山脈(高山、立山地域)、西頸城山地、九州山地(耳川流域)の各地域で開始した。テフロクロノロジーに関しては中部から東北にかけてテフラの絶対年代測定を行うと共に、九州から中部山岳に及ぶ広域テフラ群の層序・編年調査を、鮮新下部更新統を対象に実施した。飛騨山地から噴出した火砕流についての対比・編年作業も同様に実施中である。論文として公表した成果はまだ多くないが、各山地および盆地域での層序解明だけでなく、遠隔地を結ぶ広域テフラの対比により、山地形成プロセスの地域差などを解明できる見通しがついてきた。1999年度の調査ではこれらの調査を完成させると共に、成果公表についても努力する所存である。山地形成史解明の2本の柱は、(1)隆起する山脈の麓に分布する岩屑堆積物の堆積史解明と、(2)火砕流や広域テフラを用いた堆積物の高精度編年研究である。これにより山地が隆起し侵食されていく様子が、岩屑堆積物の層相変化(後背地の隆起→岩屑粗粒化)として正確な時間軸の上に復元され、また、地域的な隆起運動の比較も可能になる。そこで本年度は中部山岳地域と九州山地、房総半島等での隆起侵食過程や隆起開始時期などを解明するため、新潟の魚沼層群、富山の氷見層群、高山周辺の火砕流堆積物、房総の上総層群で鮮新・更新統の岩相層序解析及び広域テフラの対比・編年調査を行った。更に、北海道・東北地域での広域テフラの試料採取も実施した。その結果、西頸城山地の層序調査では、魚沼層群は3Ma頃の川詰層堆積期以降岩相が粗粒化し、背後の山地の隆起開始を示すことが分かった。広域テフラに関しては、後背山地からもたらされた氷見層群中の礫層を覆う谷口テフラが、魚沼層群の大池Iテフラ、大峰帯の曽根原テフラに対比でき、2.32.2Maに同山脈北部から噴出したものであること、さらに、北アルプスの隆起を示す大峰帯中の大峰テフラは上総層群のKd-25、魚沼のSK-110に対比され、1.6Maに飛騨山脈東部から噴出したものであることなどがわかった。これにより、飛騨山脈北部の隆起開始は鮮新世に遡ることが分かった。九州山地に関しては宮崎平野最下部層中のテフラが0.90.64Ma、出水平野では山地起原の厚い礫層中のテフラがFT年代で1.7±0.3Maを示すことがわかり、九州山地の隆起開始時期は前期更新世であることが示唆された。山地隆起開始時期に関して既存概念とは異なる結果が得られつつあり、12年度においては更にデータの精度を高め日本列島の山地形成史の具体的な解明に努める所存である。本研究は、(1)火砕流や広域テフラを用いた、新第三紀後期から第四紀堆積物の高精度編年と、(2)隆起する山地周辺に分布する岩屑堆積物の層相変化等から山地の地殻変動史を解明することを目標にしている。(1)については昨年度までに飛騨地方の火砕流堆積物と魚沼層群、上総層群、足柄層群中のテフラとの広域対比が可能になったが、今年は、富山周辺に分布する谷口火砕流(2.2-2.3Ma)が大峰層群の曽根原テフラと魚沼層群の大池Iテフラに、松本盆地東縁の大峰テフラが魚沼層群中のSK110と上総層群のKd25(1.6Ma)にそれぞれ対比できることが分かった、その他、上総層群や小笠層群、呉羽山累層などに関連するテフラが多数含まれており、今後の層序研究に活かせることが示唆された。(2)については、(1)で山地周辺の地層に詳しい時間目盛りが入ったことにより、山地の隆起開始時期やその過程に関しても以下のような新知見が得られてきた。山地の周辺部では厚い砂礫層の上に段丘が形成されていることが多い。
サケ科魚類の母川記憶形成及び母川回帰のメカニズム

本年度に行った研究により以下の結果を得た。(1)母川に遡上した洞爺湖産ヒメマス(陸封型ベニザケ)を捕獲し、頭部に小型で強力な磁石をはりつけた固体、頭部(松果体)および眼をマスクした個体、網膜剥離を起こさせて視力のみを奪った個体の3群に分け、湖の中央部に再放流した。その結果、何も処理を施していない個体(対照群)と磁石を装着した個体だけが、再度母川に回帰した。このことは、磁石により磁石コンパスを攪乱されているにもかかわらず、視力さえ確保されれば湖(外洋)から母川(河口)までたどりつくことができることを示している。したがって、サケが外洋を回遊する際には、太陽コンパスあるいは偏光コンパスを用いている可能性が示唆された。(2)母川回帰直前の洞爺湖産ヒメマスを用い、嗅神経束から集合インパルスを記録することにより、人工海水中および人工池水中のアミノ酸に対する嗅覚応答の大きさを比較した。その結果、ヒメマス嗅覚応答は、淡水から海水程度の塩環境の変化にはほとんど影響を受けないことがわかった。したがって、ヒメマス嗅覚応答の塩依存性は、母川回帰前後(河川に遡上する前後)には変化しないことが明らかになった。(3)(2)と同様の実験を、厚田沖で捕獲したまだ淡水順応していないシロザケと千歳川に遡上したシロザケとについて行い、両者を比較した。その結果、シロザケもヒメマス同様、嗅覚応答の発現は嗅受容膜上の塩環境の変化にほとんど影響を受けないことが明らかになった。すなわち、サケ科魚類の嗅覚器は、淡水順応(海水順応)に伴う塩環境の変化に影響されない嗅覚受容メカニズムを備えていることが示唆された。
家族性てんかん犬におけるてんかん発生機序に関する分子病理学的研究

本てんかん家系犬のこれまでの研究により、大脳皮質脳溝深部のアストロサイトの細胞質内におけるGLT-1蛋白の減少が異常脳波の発生に関与している可能性が示唆された。本研究ではGLT-1蛋白の合成過程においてどの過程に異常があるかを検討した。免疫組織学的に、大脳皮質脳溝深部のアストロサイトの細胞質内におけるGLT-1蛋白の減少が認められ、In situ hybridizationでは、GLT-1 mRNAの発現について本家系犬と対照例と差が認められなかった。免疫電子顕微鏡的検索では、アストロサイトの細胞質の小胞体におけるGLT-1蛋白合成は正常に行われているが、その膜には認められなかった。今後、小胞体以降のGLT-1蛋白の合成過程(ゴルジ装置における糖付加など)および細胞膜への移送に関する検討が必要である。【背景・目的】本教室では、特発性前頭葉てんかん家系犬を維持しており、大脳皮質における免疫組織化学的検索から、本家系犬の大脳皮質におけるグルタミン酸トランスポーターの陽性像の低下が認められ、グルタミン酸が細胞間隙に集積しやすい状態にある可能性が示唆された。よって、本家系犬の大脳の神経細胞過剰興奮に、GLT-1蛋白の合成低下とそれに伴うGluのシナプス間隙にお2ける集積が関連している可能性が示唆された。今回、本家系犬の大脳皮質脳溝深部のアストロサイトにおけるGLT-1蛋白の合成過程に着目し検索を行った。【材料および方法】(1)免疫組織化学的検索:家系犬3例および対照犬2例の大脳ホルマリン固定材料および抗GLT-1抗体を用いた。(2) In situ hybridization:上記ホルマリン固定材料およびGLT-1mRNAに相補的なプローブ(DIGoligonucleotide 3'-endlabellingkitで標識)を用いた。(3)免疫電子顕微鏡学的検索:上記ホルマリン固定材料および抗GLT-1抗体(immunogoldで標識)を用いた。【結果】(1)免疫組織化学的検索:家系犬の大脳皮質脳溝深部におけるGLT-1陽性像の減弱を確認した。(2) In situ hybridization:連続切片を用いた検索により、GhT-1陽性像低下領域のアストロサイトはGLT-1mRNA陽性であることが確認された。また、対照犬と家系犬に陽性像の差は認められなかった。(3)免疫電子顕微鏡学的検索:対照犬の大脳皮質脳溝深部のアストロサイトの小胞体膜上および細胞膜上にGLT-1陽性像が確認されたのに対し、家系犬のこの領域のアストロサイトにおいては、小胞体膜上に陽性像は確認されたものの、細胞膜上には陽性像は確認されなかった。【考察】家系犬の大脳皮質脳溝深部のアストロサイトの細胞質内におけるGLT-1蛋白合成過程において、小胞体における蛋白合成までは正常に行われていることが確認された。よって、本家系犬の大脳の神経細胞過剰興奮に、GET-1蛋白の合成低下とそれに伴うGluのシナプス間隙における集積が関連している可能性が示唆された。また、ミクログリアについてサイトカインの産生を示唆する所見の有無について検討した。【材料および方法】(1)免疫組織化学的検索:家系犬3例および対照犬2例の大脳ホルマリン固定材料および抗GLT-1抗体、TMF-α抗体を用いた。(2)IN situ hybridization:上記ホルマリン固定材料およびGET-1 mRNAに相補的なプローブ(DIG ohgonucleotide 3'-endlabellingkitで標識)を用いた。(3)免疫電子顕微鏡学的検索:上記ホルマリン固定材料および抗GLT-1抗体(immnunogoldで標識)を用いた。(2)IN situ hybridization:連続切片を用いた検索により、GUT-1陽性像低下領域のアストロサイトはGLT-1mRNA陽性であることが確認された。

また、対照犬と家系犬に陽性像の差は認められなかった。(3)免疫電子顕微鏡学的検索:対照犬の大脳皮質脳溝深部のアストロサイトの小胞体膜上および細胞膜上にGLT-1陽性像が確認されたのに対し、家系犬のこの領域のアストロサイトにおいては、小胞体膜上に陽性像は確認されたものの、細胞膜上には陽性像は確認されなかった。一方、免疫組織学的にミクログリアの活性化および活性化ミクログリアにおけるTNF-α陽性像が観察された【考察】家系犬の大脳皮質脳溝深部のアストロサイトの細胞質内におけるGLT-1蛋白合成過程において、小胞体における蛋白合成までは正常に行われていることが確認された。今後、小胞体以降のGLT-1蛋白の合成過程(ゴルジ装置における糖付加など)および細胞膜への移送に関する検討が必要である。また、GLT-1蛋白合成にTNF-αの影響の有無について今後検討する必要がある。【背景・目的】本教室では、特発性前頭葉てんかん家系犬を維持しており、大脳皮質における免疫組織化学的検索から、本家系犬の大脳皮質におけるグルタミン酸トランスポーターの陽性像の低下が認められ、グルタミン酸が細胞間隙に集積しやすい状態にある可能性が示唆された。よって、本家系犬の大脳の神経細胞過剰興奮に、GLT-1蛋白の合成低下とそれに伴うGluのシナプス間隙における集積が関連している可能性が示唆された。また。同部位には神経細胞壊死が観察され、神経細胞壊死の発生機序にGluによる興奮毒性の関与が推察された。今回、本家系犬の大脳皮質脳溝深部のアストロサイトにおけるGLT-1蛋白の合成過程に着目し検索を行った。また、GLT-1蛋白の合成低下とミクログリアのサイトカイン産生との関連について検討した。【材料および方法】(1)免疫組織化学的検索:家系犬3例および対照犬2例の大脳ホルマリン固定材料および抗GLT-1抗体、TNF-α抗体を用いた。(2)In situ hybridization:上記ホルマリン固定材料およびGLT-1mRNAに相補的なプローブ(DIG oligonucleotide 3'-endlabellingkitで標識)を用いた。(3)免疫電子顕微鏡学的検索:上記ホルマリン固定材料および抗GET-1抗体(immunogoldで標識)を用いた。【結果】(1)免疫組織化学的検索:家系犬の大脳皮質脳溝深部におけるGLT-1陽性像の減弱を確認した。(2)In situ hybridization:連続切片を用いた検索により、GUT-1陽性像低下領域のアストロサイトはGLT-1mRNA陽性であることが確認された。
光合成系分子のイノメートル電子移動反応における溶媒和形態変化

液体中の遠距離電子移動系において、中間体ラジカルイオン対を取り巻く溶媒分子のナノスケール環境場からどのように静電的相互作用を受けているかを分子論的に解明することを目的とした。光合成反応中心を構成するような比較的大きなサイズの分子として、亜鉛ポルフィリン-デュロキノン系に特に注目し、レーザー励起時間分解EPR法によりこれまで正確な測定が不可能であったクロロフィルやフラーレン分子の光誘起電子移動で生成する異常電子スピン分極を直接検出し、ラジカル対の電子スピン分極機構から、1ナノメートル程度の遠距離電子移動系における再配向エネルギー、一重項-三重項エネルギー差(J)の符号を得るため、溶質や溶媒に固有の値として精密にしかも一義的に定量した。Jにおける電荷移動相互作用機構から、溶媒の極性や温度を変化させて電荷再結合自由エネルギーをチューニングすることによって符号が変化する結果を得られれば、J=0なる溶媒中でドナー、アセプターそれぞれの酸化還元電位を測定することにより、系に固有の再配向エネルギーλが一義的に決定される。そのため、数多くの溶質、溶媒系で測定し、溶質分子サイズ、溶質立体構造、置換基、溶媒極性などの効果を系統的に調べた。それぞれの分子系でマーカスの連続誘電体モデルがよく成り立っていることが明かとなった。
ロジーフラクタルに関するサブスティテューションの特徴づけの研究

ランク3以上のサブスティテューションに対し,その可逆性とサブスティテューションに対して決まる指標との関係を与えた.また,可逆性と連結性について,ランク2の結果の反例となる,非可逆(可逆)であるがR-フラクタルが連結(非連結)となる例を発見した.自由群上の同型写像については,サブスティテューションの場合と同様に扱うことのできるクラスを設定し,R-フラクタル,タイリングの生成方法を与えた.ランク3以上のサブスティテューションに対し,その可逆性とサブスティテューションに対して決まる指標との関係を与えた.また,可逆性と連結性について,ランク2の結果の反例となる,非可逆(可逆)であるがR-フラクタルが連結(非連結)となる例を発見した.自由群上の同型写像については,サブスティテューションの場合と同様に扱うことのできるクラスを設定し,R-フラクタル,タイリングの生成方法を与えた.本年度は主に、1.高次元化したサブスティテューションによる定量化を用いた可逆性の判定、そして、2.サブスティテューションの可逆性とロジーフラクタルの幾何学的特徴の関係について研究することを目的としていた。1.については、ランク2のサブスティテューションに関する結果をランク3以上に拡張したものある。本研究で、ランク3、4、5のサブスティテューションを大量に発生させ、それぞれのサブスティテューションから決まる量をコンピュータで計算し、可逆性との関係を調べた。そして、サブスティテューションのランクによらず、ランク2の場合と同様の結果、つまり、定量化により可逆性を決定できるのではないかというということが、わかってきた。サブスティテューションに関するさまざまな結果において、ランク2とランク3以上では、多々、ギャップが生じることを踏まえると、任意ランクに拡張可能であることを予想できたことは、この先の研究において重要である。2.について、ランク2の既約なサブスティテューションの場合、ロジーフラクタルの幾何学的特徴(具体的には、連結性)は、サブスティテューションの可逆性のみで決まっている。そこで、ランク3の可約なあるクラスのサブスティテューションについて、可逆性、複雑度(Complexity)の計算、そしてロジーフラクタルの描画を試みた。これらを比較することにより、このクラスについて、ロジーフラクタルの連結性は、サブスティテューションの可逆性に加え、更に複雑度が関係していることが分かってきた。今後、より一般的な場合についての議論が必要になってくるが、高いランクのサブスティテューションに関するロジーフラクタルの幾何学的特徴を捉えるための視点として、複雑度という方向を与えたという点で、意義がある。本年度は主に、(1)さまざまなクラスに属するサブスティテューションに対するロジーフラクタルの幾何学的な特徴を捉えること、(2)自由群上の同型写像に対してロジーフラクタル、タイリングの生成方法を決めることを目的としていた。(1)については、ロジーフラクタルが円盤と同相になるような、ランク3のPisot、既約、ユニモジュラな非可逆サブスティテューションの例を与えた。これは、ランク2の場合の、サブスティテューションの可逆性とロジーフラクタルの連結性に関する結果の反例を与えたという意味で重要である。また、サブスティテューションが可逆な場合はロジーフラクタルの境界は逆写像で構成できることが知られているが、非可逆な場合は、一般的に境界決める自由群上の準同型写像は分かっていない。そこで、同例を含むいくつかの例において、サブスティテューションの高次元双対拡張から、境界を生成する準同型写像を求める手法を提案した。これにより、非可逆な場合でも準同型写像を用いて、ロジーフラクタルの境界の解析が可能となった。(2)については、自由群上の同型写像をσとしたとき、σ=δ^<-1>φδを満たすようなサブスティテューションφと同型写像δが存在するような同型写像σのクラスを設定し、ランク2の場合において、タイリングサブスティテューションと適切なパッチ(シード)を用いて、タイリングを生成した。既存の研究では扱われていない同型写像のクラスを設定し、さらにタイリング生成方法を与えたという意味で重要である。
口腔消化管味覚センサーのシグナル調節・伝達機構の解明

本研究では、口腔消化管の味覚センサーのシグナル調節・伝達機構と食調節における役割を検索した。その結果、肥満に伴い味細胞の甘味感度調節系がレプチンによる抑制からエンドカンナビノイドによる亢進に移行すること、消化管味細胞もこの甘味感度調節系を持つこと、逆に消化管ホルモンGLP-1が味細胞の甘味情報伝達に関与し、その受容体のヒト遺伝子多型と甘味感受性が連関することを示し、口腔消化管の味受容・情報伝達の新知見と、肥満との連関など味覚の新機能を見出した。本研究は、1)食欲制御因子レプチン・エンドカンナビノイドの拮抗的味覚感受性調節機構、2)腸管内分泌細胞の食欲制御因子による感受性調節機構、3)味特異的神経伝達への消化管ホルモンの関与、4)甘味うま味受容体遺伝子の多型性と味覚感受性の連関、の解析を進めることによって、摂食・栄養吸収に協調して働く、口腔消化管味覚センサーのシグナル調節・伝達機構を解明することを目的とする。本年度の計画研究により、1)甘味受容体コンポーネントT1r3を発現する細胞の約40%がOb-Rbを、約60%がCB1受容体を発現すること、さらにその一部はすべての受容体を共発現すること、T1r3-GFP味細胞は発現受容体に対応し、レプチンあるいはエンドカンナビノイドに甘味応答調節されること、正常マウスの味神経の甘味応答は内因性レプチンの調節を受けるがエンドカンナビノイドは働かないこと、逆にdb/dbマウスはエンドカンナビノイドのみが働いていることが明らかになった。2)マウス腸管内分泌細胞培養系STC-1にT1r2,T1r3,CB1,Ob-Rbが発現し、甘味物質の応答はレプチンで抑制され、その効果は甘味受容体とOb-Rbの阻害剤により減弱することが分かった。3)味細胞における甘味受容体とGLP-1,GIPは舌前部で共発現するが、舌後部ではGIPが発現しないこと、味神経が血中へのインクレチン投与により応答し、それらの受容体アンタゴニストにより抑制されること、味細胞での刺激依存的GLP-1分泌測定が可能であることが分かった。4)うま味受容体コンポーネントT1r1、T1r3、mGluR1の支配遺伝子のアミノ酸変異の内、マイナーアレル頻度の最も高いSNPがうま味感受性と有意に連関しており、かつT1rsとmGluR1の間では独立している可能性が示唆された。以上、本研究は計画通りの進捗を得られている。本研究は、1)食欲制御因子レプチン(Lep)とエンドカンナビノイド(eCB)の拮抗的味覚感受性調節機構、2)腸管内分泌細胞のそれら因子による感受性調節機構、3)味特異的神経伝達への消化管ホルモンの関与、4)甘味うま味受容体遺伝子の多型性と味覚感受性の連関、の解析を進めることによって、摂食・栄養吸収に協調して働く、口腔消化管味覚センサーのシグナル調節・伝達機構を解明することを目的とする。本年度の研究により、1)摂餌性肥満マウスの味神経甘味応答へのLepの効果は血中Lep濃度の上昇(20ng/ml)により低下し、低下後にeCBの効果が顕在化し上昇したことから、eCB効果はLep抵抗性の発現亢進に伴い増大することが示唆された。2)腸管内分泌細胞STC-1におけるLepの甘味抑制効果は、KATPチャネルの拮抗薬投与により変化した。また、Lepは甘味によるGLP-1分泌は抑制するが、苦味による分泌は抑制しなかった。以上より、LepはKATPチャネルに働き、甘味応答を抑制し、GLP-1分泌を低下させる可能性が示唆された。3) GLP-1受容体欠損系マウスは野生型と比べ、味神経及び行動実験で甘味応答が特異的に低下していた。単一味細胞への甘味刺激によりGLP-1が分泌され、味蕾全体においても甘味刺激特異的にGLP-1が分泌され、苦・酸・塩味刺激では分泌が起こらなかった。血中GLP-1投与は味神経終末を刺激し甘味応答線維に応答が見られた。以上より、GLP-1が甘味伝達に関与することが示唆された。4) 496名の健康成人の各種味覚認知閾値とGLP-1受容体遺伝子のSNPsとの連関を調べ、アミノ酸変異を伴う2ヶ所のSNPsが甘味認知閾値と連関することを見出だした。ヒトにおいてもGLP-1が甘味に関与することが示唆された。これらの結果をまとめ、現在論文を執筆中である。本研究は、1)食欲制御因子レプチンとエンドカンナビノイドの拮抗的味覚感受性調節機構、2)腸管内分泌細胞のそれら因子による感受性調節機構、3)味

特異的神経伝達への消化管ホルモンの関与、4)甘味うま味受容体遺伝子の多型性と味覚感受性の連関、の解析を進めることによって、摂食・栄養吸収に協調して働く、口腔消化管味覚センサーのシグナル調節・伝達機構を解明することを目的とする。本年度の計画研究により、1)T1r3発現味細胞の約40-60%がレプチン受容体Ob-Rbあるいはカンナビノイド受容体CB1を共発現し、かつOb-Rb発現細胞の約50-60%がCB1を共発現することから、それら因子の拮抗的甘味修飾は同一細胞で起こる可能性が示唆された。味細胞の甘味応答に対するレプチンの効果は、順応レプチン濃度が1-5ng/mlの範囲では起こるが、順応濃度が10ng/mlを越えると消失することが分かり、味細胞のレプチン抵抗性が10ng/ml付近であることが判明した。また、味蕾エンドカンナビノイド濃度の測定手法を確定した。2)マウス腸管内分泌細胞STC-1の甘味応答も、レプチンにより抑制され、エンドカンナビノイドにより増強されること、それら効果は受容体を介してもたらされることも分かった。3)甘味特異的応答を示す鼓索神経線維では、GLP-1の血中投与により応答を起こすことが判明した。4)うま味受容体成分T1r1の既知の遺伝子多型以外に新たに2つのアミノ酸変異が確認され、そのうちの一つはうま味閾値の低下と連関する可能性が示唆された。また、フランス人の7%でうま味感受性の低下をもたらす遺伝子多型が日本人380名の中には存在しないことが分かり、新たな人種差の存在の可能性が示唆された。以上、本研究は計画通りの進捗を得られている。4中課題は共に、おおむね計画どおりに展開しており、予想された成果が得られているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。特にない。計画通りに進める予定である。特にない。計画どおりに進める予定である。
原子間力顕微鏡による原子分子の力学的操作とナノ構造構築

本研究では、「絶縁体も扱える非接触原子間力顕微鏡を駆使して、原子分子を力学的に操作する未踏の技術を実現する」ことを目的とする。具体的には以下の3点を課題とする。(1非接触原子間力顕微鏡を超高感度化する。(2)力学的に原子分子操作を行うための機構や制御条件を解明する。(3)原子分子操作によりナノ構造を構築し、その物性を解明する。具体的には、下記の成果が得られている。1)垂直方向の原子操作の機構と制御条件の検討表面の原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作について、探針の振動振幅や探針・試料間距離、温度などを変化させて系統的に調べ、その機構と制御条件を検討した。なお、そのための試料としては、垂直方向の原子操作に成功しているシリコン表面を取り上げた。2)修飾探針を用いた垂直方向の原子操作の制御因子に関する検討探針を修飾することにより、探針先端部の電子状態を制御することができる。このような修飾した探針は、力学的な原子操作の制御因子を解明するためには極めて重要である。このような修飾した探針を用いて、垂直方向の原子操作の機構について検討した。3)水平方向の原子操作の機構と制御条件の検討原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作だけでなく、原子を水平方向に移動させたりする水平方向の原子操作を試み、その機構と制御条件を検討する。試料表面としては、吸着エネルギーが比較的小さい、アルカリハライド結晶表面の吸着金属原子やシリコン表面上の吸着不活性原子を取り上げた。4)分子操作の新しい制御方法の提案と制御条件の検討操作対象に試料表面上の分子量の小さな吸着分子を取り上げ、これを力学的に垂直・水平方向に操作するための因子を明らかにした。まず、原子間力顕微鏡を用いた力学的な原子分子操作を再現性よく行えるように、先鋭な顕微鏡探針(シリコン製)と極低温原子間力顕微鏡の高感度化・高速応答化を実現した。次に、垂直方向の原子操作の機構と制御条件を解明した。具体的には以下のようになる。1)原子分解能観察・原子分子操作に最適な先鋭な顕微鏡探針の実現原子分子操作を行うためには、まず原子分解能で安定に画像を取得することが前提条件となり、原子レベルで清浄で先鋭な探針を使用することが必要不可欠である。これは、原子分子操作の再現性を向上させるためにも重要である。そこで、現有の極低温原子間力顕微鏡に探針制御装置を付加し、原子分子操作に最適な先鋭な顕微鏡探針を実現した。2)原子分子操作のための極低温原子間力顕微鏡(現有)の高感度化・高速応答化力学的な原子分子操作を再現性よく行うためには、探針先端と試料表面との間に働く力を超精密に制御する必要がある。そのためには、探針に働く微弱な力を高感度かつ高速に測定することが重要になる。そこで、周波数変調(FM)検出法で用いられている現有の周波数復調回路に、水晶振動子を用いた位相回路を導入することにより、高感度(検出感度0.01Hz)・高速(帯域幅100KHz)な周波数検出を実現した。3)垂直方向の原子操作の機構と制御条件の検討表面の原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作について、探針の振動振幅や探針・試料間距離、温度などを変化させて系統的に調べ、その機構と制御条件を検討した。なお、そのための試料としては、垂直方向の原子操作に成功しているシリコン表面やゲルマニウム表面を取り上げた。1)垂直方向の原子操作の機構と制御条件の検討

表面の原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作について、探針の振動振幅や探針・試料間距離、温度などを変化させて系統的に調べ、その機構と制御条件を検討した。なお、そのための試料としては、垂直方向の原子操作に成功しているシリコン表面やゲルマニウム表面を取り上げた。2)修飾探針を用いた垂直方向の原子操作の制御因子に関する検討探針を修飾することにより、探針先端部の電子状態を制御することができる。このような修飾した探針は、力学的な原子操作の制御因子を解明するためには極めて重要である。このような修飾した探針を用いて、垂直方向の原子操作の機構について検討した。なお、修飾した探針としては、水素終端した探針を用いた。このような探針は、先端のダングリングボンドが水素で終端されるため、結合手を持たずに非常に安定で不活性な探針となった。3)水平方向の原子操作の機構と制御条件の検討原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作だけでなく、原子を水平方向に移動させたりする水平方向の原子操作を試み、その機構と制御条件を検討した。試料表面としては、吸着エネルギーが比較的小さい、アルカリハライド結晶表面の吸着金属原子やシリコン表面上の吸着キセノン原子を取り上げた。4)分子操作の新しい制御方法の提案と制御条件の検討操作対象に試料表面上の分子量の小さな吸着分子を取り上げ、これを力学的に垂直・水平方向に操作するための因子を明らかにして、新規な制御方法の提案を行った。1)垂直方向の原子操作の機構と制御条件の検討表面の原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作について、探針の振動振幅や探針・試料間距離、温度などを変化させて系統的に調べ、その機構と制御条件を検討した。なお、そのための試料としては、垂直方向の原子操作に成功しているシリコン表面を取り上げる。このような探針は、先端のダングリングボンドが水素で終端されるため、結合手を持たずに非常に安定で不活性な探針となる。3)水平方向の原子操作の機構と制御条件の検討原子を引き抜いたり、付与させたりといった垂直方向の原子操作だけでなく、原子を水平方向に移動させたりする水平方向の原子操作を試み、その機構と制御条件を検討する。試料表面としては、吸着エネルギーが比較的小さい、アルカリハライド結晶表面の吸着金属原子やシリコン表面上の吸着不活性原子を取り上げた。4)分子操作の新しい制御方法の提案と制御条件の検討操作対象に試料表面上の分子量の小さな吸着分子を取り上げ、これを力学的に垂直・水平方向に操作するための因子を明らかにした。
持続可能な交通についての研究：制度構築，公民の役割分担を中心に

持続可能な交通(Sustainable Transport)は,適切な費用負担のもと,効率的で,可能な範囲で複数の選択肢を持ち,社会経済活動をしっかりと支え,環境面でも持続可能性に配慮されたシステムといった考え方とされ,近年各国の交通政策のキーコンセプトとなっている。本研究は,これまで取り組んできた基盤的研究を発展させ,持続可能な交通を実現するための制度構築ならびにその際の公民役割分担に関する分析を進めることで,同分野の研究の発展に資するとともに,実践的課題へ貢献することもめざしている。
MRI, PETによる小児熱性けいれん重積における側頭葉てんかん発症機序の解明

熱性けいれん重積後早期に行ったMRI拡散強調画像(DWI)で24人中7人、約1/4の小児に片側海馬の異常高信号が認められた。異常は発作の持続が長い患者でみられやすかった。急性期にDWIで異常高信号を呈した海馬は1カ月後には萎縮を呈していた。重積発作後2年の時点でFDG-PETを行ったところDWI異常と同側の側頭葉ではブドウ糖代謝の低下がみられた。ただし典型的な内側側頭葉てんかんにおけるブドウ糖代謝の低下よりもその程度は軽かった。また熱性けいれん重積症の患者ではMRIでHIMAL (hippocampal malrotation)と呼ばれる先天性の海馬の形成異常を示唆する所見もみられた。易けいれん性を引き起こす先天性の素因と重積発作による海馬の損傷の2段階の機序によって後に側頭葉てんかんが発症するという2ヒット仮説が考えられた。10歳前後に発症する側頭葉てんかんと乳幼児期の熱性けいれん重積症の関連に着目し、熱性けいれん重積後にMRI、PET、脳波を径時的に行い、乳幼児期のけいれん重積が側頭葉てんかん発症にどう関わるかを解明し、側頭葉てんかんを発症する患者を早期から鑑別する方法を確立することを目的として研究を進めている。多施設共同研究で、熱性けいれん重積を発症して関連施設に入院した患者のMRI画像の評価を行った。その結果、熱性けいれん重積症23例中7例にMRI拡散強調画像で片側の海馬に異常高信号が認められた。同時期の脳波で徐波や棘波が異常のみられた海馬と同側にみられることが多く、海馬の異常はけいれん重積と関連した所見と考えられた。けいれん重積の持続時間との比較では、けいれん重積のうち必ずしも持続時間が長い症例に海馬の異常がみられるとは限らず、けいれん発作の持続時間の長さ以外の海馬の障害に関わる要因があると考えられた。また、発症後の経時的なMRIの評価では、発症時に高信号を呈していた海馬はその後1ヵ月以降には萎縮をきたしていた。PET検査は上記の拡散強調画像で海馬の異常がみられた患者のうち、現時点で4名に行われ、3名で解析が終了している。その結果、海馬の異常がみられた側のブドウ糖代謝量は半体側と比較して低下していた。しかし、側頭葉てんかん患者で見られるPETの異常と比較すると、ブドウ糖代謝量の低下は側頭葉全体には広がっておらず、今後経時的に機能異常が進行して、てんかん発症に結びつくのかを観察する必要があると考えられた。今後さらに熱性けいれんの患者の登録、集積を行い、海馬の異常に関連する臨床的要因を明らかにする。また、MRIおよびPETの評価を経時的に続けて、脳の形態異常、機能異常とてんかん発症の関連を明らかにする予定である。熱性けいれん重積後にMRI、PET、脳波を経時的に行い、乳幼児期のけいれん重積がのちの側頭葉てんかん発症にどう関わるかを解明し、側頭葉てんかんを発症する患者を早期から鑑別する方法を確立するための研究を進めている。多施設共同研究で熱性けいれん重積を発症した患児のMRI画像を評価した結果、24例中7例にMRI拡散強調画像で片側の海馬に異常高信号が認められた。そのうち2例では海馬の異常と同側の視床にも異常が認められ、1例では視床の内側、1例では後方に異常がみられた。発症時に拡散強調画像で海馬に異常が認められた7例中5例においてけいれん重積から1年が経過した時点で高解像度3D MRIを施行した。画像解析プログラムを用いて正常対照と比較してどこに萎縮がみられるかを評価した。その結果、患者群では発症時に異常高信号を示した海馬の萎縮の他に、同側の側頭葉・前頭葉皮質、および両側視床内側に萎縮がみられることがわかった。一方、側頭葉てんかん患者における視床内の萎縮の分布をMRIのコンピュータ画像解析を用いて評価した。その結果、視床の内側および後方に萎縮がみられることが確認された。熱性けいれん重積症の患者と側頭葉てんかんの患者における視床の異常の分布の一致から、両者の関連が強く示唆された。また、発症時の高解像度3D MRIを用いて海馬の形態異常を評価したところ、対照群と比較して患者群の海馬は内側に偏位し、断面は円形に変形していることがわかった。

この形態変化は拡散画像で異常信号がみられなかった患者でも認められ、けいれん重積発症前からの先天的な形成異常が存在することが示唆された。このことから、熱性けいれん重積の発症から側頭葉てんかんへ進展するには、熱性けいれん重積を引き起こしやすくする海馬の先天的形成異常と、けいれん重積によって起こる海馬および視床の傷害が組み合わさった2ヒットの過程が示唆された。10歳前後に発症する側頭葉てんかんと乳幼児期の熱性けいれん重積症の関連に着目し、熱性けいれん重積後に経時的にMRI、PET、脳波を行い、乳幼児期のけいれん重積が側頭葉てんかん発症にどう関わるかを解明し、側頭葉てんかんを発症する患者を早期から鑑別する方法を確立することを目的として研究を進めている。多施設共同研究で熱性けいれん重積を発症した患児の急性期MRI画像を評価し、その後の経過観察を行っている。本年は重積発作から長期間経過観察ができた患者において、その後のてんかん発症の有無と、経時的な海馬体積の評価を行った。熱性けいれん重積後3-5年経過観察を行うことができた22例のうち発症時の拡散強調画像で片側海馬の異常がみられた6例では4例が後にてんかん発作を発症しており、一方で拡散強調画像で異常が見られなかった16例ではてんかん発症は1例のみであった。熱性けいれん重積による海馬の障害が後のてんかん発作に関わっていると考えられた。拡散強調画像で海馬の異常がみられた患者における海馬体積の経時的変化を定量した。その結果、重積発作から5年がたっても海馬の萎縮は存続しており、海馬の障害は不可逆性であると考えられた。存続する海馬の障害は内側側頭葉てんかん発症を引き起こす可能性があると考えられた。熱性けいれん重積発症後早期にMRI拡散強調画像を評価することは将来の内側側頭葉てんかん発症の予測に役立つと考えられた。
交通災害の損害賠償,保検および社会保障

損害賠償、保険および社会保障の領域から被害者救済の仕組みについて改革案を提示することを目的として、検討を進めた。損害賠償の改革では、第一に、重度後遺障害被害者の損害額(看護料、住宅改造費など)及び軽度後遺障害被害者(12級,14級)の損害額の各改革をめざし、判例の現状を調べ、問題点を抽出した。第二に、賠償金支払方法の改革(定期金方式の導入)をめざし、定期金導入の利点と欠点とを学説・判例の検討を通して明らかにした。そこでは、生活補償の概念を明確にすること及び一時払いの幣害の程度を再検討することが問題点として指摘された。第三に、過失相殺の改革(好意同乗減額、運行供用者減額の問題を含む)をめざし、過失相殺の理念、実情及び問題点について検討した。過失相殺の基本的部分では、損害総額について過失相殺すべきか、自賠責を超える部分についてのみ過失相殺をすべきかが問題として残された。後者の見解は、自賠責部分を災害補償として捉えようとするものである。保険の改革では、望ましい自賠責保険あるいは任意保険のあり方を提示するため、第一に、自賠責保険の答申と今後の方向について検討し、保険の構造的問題点について言及した。保険単価の検討では、不当請求をチェックし、適正部分についてのみ支払うべきこと、初期診療では高くし、一定期間経過後は健康保険なみに戻すことなどが検討された。第二に、関連して全国共済農業共同組合連合会、自動車共済連等からも、自動車共済の現状と問題点についてヒアリングを行った。社会保障の改革では、交通災害の場面における社会保障の役割について、基本的な考え方の方向を確認した。以上の検討に加え、交通災害の抑止機能との連絡を求めるため、保険のメリットテメリットについて検討した。最後に、交通災害被害者実態調査を引き続き実施した。
超伝導スピントロニクスの理論

近年発見された量子スピンホール系は従来知られているバンド絶縁体とトポロジカルな意味で異なる状態であり、エッジ状態の存在によって特徴づけられる。このエッジ状態はエッジを逆方向に進むアップスピンとダウンスピンによって形成され、ヘリカルエッジモードと呼ばれている。私は金属/量子スピンホール接合における散乱問題を調べた。量子スピンホール系の示すヘリカルエッジモードによって、界面で反射される電子のスピンが、π程度の非常に大きな回転角を示すことを示した。また、回転角はヘリカルエッジモードの分散と同じ構造を持っていることを明らかにした。さらに量子スピンホール系の3次元への拡張であるトポロジカル絶縁体上の強磁性体接合における磁気抵抗効果を調べた。Dirac電子の性質に由来して、接合系のコンダクタンスは2つの磁化の相対角に強く依存し、磁気抵抗が面内磁化の方向に強く依存したり、平行磁化のほうが反平行磁化よりコンダクタンスが小さくなるなど従来のスピンバルブでは見られないような振る舞いを示すことがわかった。また、3次元のトポロジカル絶縁体の表面に強磁性体と超伝導体を載せた系でトポロジカル絶縁体の表面上の界面に現れるカイラルマヨラナフェルミオンが強磁性体の磁化の向きに非常に敏感に依存することを明らかにした。特に超伝導体が異方的なd波の場合には強磁性体がない場合でもマヨラナフェルミオンが現れることが分かった。超伝導体がトリプレットのときには超伝導状態であるにもかかわらず、ギャップレスの分散が現れることを明らかにした。
織毛の外宛ダイニンβ重鎖の構造と機能

微小管モ-タ-蛋白質ダイニンβ重鎖の機能を一次構造から明かにする目的で、その遺伝子クロ-ニングを行い、全アミノ酸配列を決定した。β重鎖は4、456個のアミノ酸よりなる分子量52万のペプチドで、これまでに報告されている機能を持ったペプチドの中で最大のものであった。二次構造予測の結果、分子は2つのαヘリクスに富む領域と、3つのβ構造に富む領域(アミノ末端からN、M、C領域と呼ぶ)からできていた。β重鎖はトリプシンによって限定分解を受け、ATP分解酵素活性を持つ分子量40万のフラグメントAになる。β重鎖はSDSーPAGEでは1本のバンドであったが、フラグメントAは2本のバンドになった。その理由は解明されていなかったが、本研究の結果、MとCの2つの領域がその間に存在するαヘリクスのロイシンジッパ-構造によって分子内結合をとっていることと、トリプシンの分解部位を同定することによって見事に説明することが出来た。β重鎖はATP加水分解酵素活性があるのでATP結合のコンセンサス配列を検索した。その結果、コンセンサス配列は分子中央のM領域にGKT、GKS1、GKS2、SGK部位と名ずけた4箇所にあった。従来の研究では、β重鎖のバナジン酸存在下での紫外線切断実験により2つのヌクレオチド結合部位(V1とV2と呼ぶ)の相対的位置が決められていたが、本研究の結果、GKTとSGK部位がこれら2つの結合部位と完全に一致し、前者がV1、後者がV2に相当した。本研究で明かにした2つのGKS部位の存在は従来の研究では予測できなかったため、これらの部位が実際にヌクレオチド結合活性を持っているかは今後の研究課題である。β重鎖は2つの微小管結合があるとされていたが、本研究の結果、NがAサブファイバ-、Cが隣接するBサブファイバ-と結合する領域と推定できた。そしてMとCでモ-タ-領域を形成していると推定できた。