hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＬＨＣ実験を踏まえたＩＬＣ実験における暗黒物質探査

(2)テラスケール以下に現れる新粒子として、暗黒物質(DM)の他に、電荷を持ち弱い相互作用をする粒子(X)が存在するとき、ILC実験におけるX及び反X粒子の対生成とそれに続くX粒子のDMとWボソンへの崩壊過程を用いて、ユニバーサルにX及びDMの性質を調べる事が可能であることを定量的に示した。またこの過程を用いて、テラスケールの新物理模型探査が可能となる。(3)暗黒物質を予言するテラスケールの新物理模型の一つにリトル・ヒッグス模型がある。この模型はトップクォークのパートナーとなる新粒子の存在を必ず予言する。またこのパートナー粒子とヒッグスボソンとの湯川相互作用の強さは一意に決まっている。この湯川相互作用をLHC実験で測定することは困難であるが、ILC実験ではこの相互作用を精度よく測定可能である事を示した。(4)代表的なテラスケールの新物理模型の一つにゲージ伝達機構を用いた超対称模型がある。この模型は非常に軽いグラビティーノの存在を予言する。ILC実験では、グラビティーノの質量を、インパクトパラメータを用いて高精度で測定可能なことを示した。本研究課題における研究目的の達成度は、非常に(より正確に言うと当初の計画よりやや進んで)順調に進展していると言える。最も大きな理由は、これまでLHC加速器実験で得られた様々な結果が、幸運にも当初の研究計画の想定範囲内にあったためである。また同時に、ヒッグス粒子の質量が約126GeVと軽く、一方超対称模型の観点からはやや重めであることが次第に明らかになり、素粒子標準模型を超える物理(新物理)のスケールが比較的高いスケールにある可能性が増してきた。このことは、研究計画にある模型に依存しない手法を用いた解析が非常に有効であることを示しており、本研究課題の研究計画と非常に相性が良かったためである。また本研究課題における研究成果も様々な機会を捉え、国内のみならず国外でも広く発表して行くことも重要な研究目的の一つである。この観点からも、本年度は非常に成功したと言える。本年度はヒッグス粒子が発見されたこともあり、国内及び国外共にさまざまな会議・研究会が開催され活発な議論が行われた。これらの機会を捉え、本研究似ていられた研究成果を広く発表することが出来た。また幸いにも、いくつかの会議・研究会にて招待講演をすることもでき、多くの聴衆の前で研究成果を披露することもできた。平成23年度における研究計画の第一段階は、リトル・ヒッグス模型や超対称模型等の暗黒物質を予言するテラスケールの素粒子模型に注目し、暗黒物質の性質がどの程度の精度で測定可能であるか調べる事である。この課題はILC実験グループと共同で研究を進め、論文を完成させた点において達成したと言える。またこの論文は既に査読付き雑誌に投稿され、掲載の決定が成されている。また同年度における研究計画の第二段階は、テラスケールの素粒子模型の詳細によらない手法を用いて、ILC実験における暗黒物質探査の可能性を調べる事である。この課題の達成のため、暗黒物質が標準模型におけるゲージ量子数を持たない場合において研究を行った。その際には、ILC実験におけるシグナル計算のみならず、暗黒物質検出実験等における制限、検出可能性も考慮した。
秘密鍵の動的な攻撃(鍵露呈攻撃)に対して安全な鍵進化公開鍵暗号に関する研究

ネットワークの普及により各種サービスがネットワークを介して実現できる基盤が確立しつつある.電子医療・政府などでは,紙面に代わり電子的なデータがネットワーク上を流通するようになる.こうして情報セキュリティの技術である公開鍵暗号系によるデータの秘匿及び完全性の技術が不可欠になった.鍵進化公開鍵暗号は,公開鍵と秘密鍵という2つの鍵ペアのうち,公開鍵は不変で対応する秘密鍵のみ定期的に進化(変化)することで,秘密鍵の露呈攻撃に強化した概念であり,IDベース暗号と密接に関係する.IDベース暗号はユーザのIDが公開鍵で,対応する秘密鍵はセンタが構築する方式であり,階層的IDベース方式はセンターの階層化によりセンタ負荷を削減した方式である.IDベース暗号はブロードキャスト暗号の公開鍵暗号化にも大きな影響を与える.ブロードキャスト暗号は大きくCS法,SD法の二つが存在するが,公開鍵CS法はIDベース暗号から,公開鍵SD法は階層的IDベース暗号から実現できることが示されている.しかし公開鍵CS法の構築は冗長性を含まない完璧な実現であるのに対し,公開鍵SD法の構築は冗長で,階層的IDベース暗号の概念とはギャップが存在し,中間概念の構築が必須である.IDベース暗号は,鍵進化公開鍵暗号,ブロードキャスト暗号の2つの概念の構築に必須の概念であり,IDベース暗号の効率化及び新たな概念の構築は,鍵進化公開鍵暗号,ブロードキャスト暗号に多大な影響を与えるといえる.この背景の下,本研究では以下の研究を行った.1.IDベース暗号と階層的IDベース暗号の中間概念(階層構造をもつIDベース暗号)の構築2.具体的な階層構造をもつIDベース暗号方式の実現3.階層構造をもつIDベース暗号方式の鍵進化公開鍵暗号及びブロードキャスト暗号への応用本研究により,鍵進化公開鍵暗号・ブロードキャスト暗号の概念に影響を与えるIDベース暗号と階層的IDベース暗号の中間概念が実現され,鍵進化公開鍵暗号・ブロードキャスト暗号の研究への多大な発展が見込まれる.さらには本概念の適用により,ブロードキャスト暗号の公開鍵SD法を冗長性を含まず完璧に実現することができ,その影響は計り知れない.近年,鍵進化ディジタル署名及び鍵進化公開鍵暗号という鍵進化公開鍵暗号系の概念が注目を浴びている.現在,鍵進化公開鍵暗号は双線型ディッフィヘルマン問題という特殊な問題に基づくIntrusion-resilient暗号が2003年に初めて提案されたが,処理量が大きく実用的でない.また2004年に,モデル化の提案がされ,特定のForward secure暗号から,Intrusion-resilient暗号の実現が可能になった.しかし,任意のForward secure暗号からの構築や,汎用的な一方向性関数を用いたIntrusion-resilient暗号の構築については,未解決である.そこで,上記の鍵進化公開鍵暗号の問題点に対して,本研究においては,汎用的なForward secure暗号の構築,鍵進化公開鍵暗号のForward secure暗号に基づく構築,効率的な鍵進化公開鍵暗号の構築,鍵進化公開鍵暗号の汎用的な一方向性関数に基づくモデルの構築,等の課題について研究を行う.特に,本年度については,上記概念の応用として,公開鍵に基づくブロードキャスト暗号について研究を行った.ここで,従来の公開鍵ブロードキャスト暗号方式は,ヘッダサイズ,保管鍵のサイズ共にあまり効率的でない.このような問題に対し,本提案では,ユーザの木構造から直接鍵導出の木構造を生成することで,保管鍵のサイズ,ヘッダサイズを抑えたIDベースブロードキャスト暗号を実現した.ネットワークの普及により各種サービスがネットワークを介して実現できる基盤が確立しつつある.電子医療・政府などでは,紙面に代わり電子的なデータがネットワーク上を流通するようになる.こうして情報セキュリティの技術である公開鍵暗号系によるデータの秘匿及び完全性の技術が不可欠になった.鍵進化公開鍵暗号は,公開鍵と秘密鍵という2つの鍵ペアのうち,公開鍵は不変で対応する秘密鍵のみ定期的に進化(変化)することで,秘密鍵の露呈攻撃に強化した概念であり,IDベース暗号と密接に関係する.IDベース暗号はユーザのIDが公開鍵で,対応する秘密鍵はセンタが構築する方式であり,階層的IDベース方式はセンターの階層化によりセンタ負荷を削減した方式である.IDベース暗号はブロードキャスト暗号の公開鍵暗号化にも大きな影響を与える.ブロードキャスト暗号は大きくCS法,SD法の二つが存在するが,公開鍵CS法はIDベース暗号から,公開鍵SD法は階層的IDベース暗号から実現できることが示されている.しかし公開鍵CS法の構築は冗長性を含まない完璧な実現であるのに対し,公開鍵SD法の構築は冗長で,階層的IDベース暗号の概念とはギャップが存在し,中間概念の構築が必須である.IDベース暗号は,鍵進化公開鍵暗号,ブロードキャスト暗号の2つの概念の構築に必須の概念であり,IDベース暗号の効率化及び新たな概念の構築は,鍵進化公開鍵暗号,ブロードキャスト暗号に多大な影響を与えるといえる.この背景の下,本研究では以下の研究を行った.1.IDベース暗号と階層的IDベース暗号の中間概念(階層構造をもつIDベース暗号)の構築2.具体的な階層構造をもつIDベース暗号方式の実現3.階層構造をもつIDベース暗号方式の鍵進化公開鍵暗号及びブロードキャスト暗号への応用本研究により,鍵進化公開鍵暗号・ブロードキャスト暗号の概念に影響を与えるIDベース暗号と階層的IDベース暗号の中間概念が実現され,鍵進化公開鍵暗号・ブロードキャスト暗号の研究への多大な発展が見込まれる.さらには本概念の適用により,ブロードキャスト暗号の公開鍵SD法を冗長性を含まず完璧に実現することができ,その影響は計り知れない.
非結核性抗酸菌由来特異糖ペプチド脂質抗原の構造と宿主応答機序に関する研究

【研究目的】肺Mycobacterium avium-intracellulare complex (MAC)症は結核に類似した病変を生じ、非結核性抗酸菌症の70-80%を占める重要な呼吸器疾患のひとつである。MAC菌は、菌体総脂質を弱アルカリ加水分解して得られる糖ペプチド脂質抗原(glycopeptidolipid, GPL)の糖鎖構造と血清凝集反応の違いから28種類の血清型に分類され、特定の血清型菌がヒトに対して強い病原性を示し、各血清型GPLと病原性との関連が示唆されている。自然免疫に関わる受容体のひとつであるTo11-like receptor 2 (TLR2)によるGPLの認識には、天然型GPLの糖鎖に付加するアセチル(Ac)基の存在が必須であるが、天然型GPLのAc基の修飾位置やその数、糖鎖構造の相異によるTLR2認識機構の詳細については未解明である。本研究では、宿主応答における天然型GPLの構造活性相関を明らかにすることを目的とした。【研究方法】臨床分離MAC菌Ku11株を絹いて、薄層クロマトグラフィーにより菌体総脂質から天然型GPLを単離精製し、質量分析機器によって構造解析を行った。宿主応答の評価は、ヒトTLR2およびTLR4遺伝子を導入したHEK293細胞を用いて実施した。【研究成果】Ku11は既存血清型にはない六糖からなる新規GPLを有し、糖鎖に結合するAc基の数(13個)と結合位置の違いにより、6種の天然型GPLを含有することがわかった。これらの宿主応答は、Ac基が一つ結合したGPLだけがTLR2によって強く認識されることから、Ku11はGPL糖鎖をAc基によって保護し、TLR2の感知から回避している可能性が示唆された。今後、さらに細胞内生存菌の天然型GPLの組成変化を調べることで、免疫回避との関係がより明確になると考えられる。
擬態語による性格記述に関する理論的総括および発展的検討

本研究の目的は、性格を記述する擬態語(例:さっぱりした人、ほんわかした人)に着目し、その意味や理解の過程を調査やインタビューを通じて明らかにし、擬態語という観点から、日本における性格認知とコミュニケーションの特徴について理論的総括を行うことである。平成30年度の実績は次のとおり。1.既存資料の再分析:小松ら(2016)の調査参加者のうち、女子33名のインタビュー資料について、前年度に引き続き再分析を行った。擬態語による性格記述と結びついた具体的行動についてインタビュー資料をもとに事例的に検討し、ビッグファイブと関連の低い擬態語群(緩やかさ、淡白さ、軽薄さ)の意味内容を抽出した。「緩やかさ」「淡白さ」に関する前年度での学会発表(小松ら, 2017;向山ら, 2017)に続き、「軽薄さ」についての結果を学会で公表した(西岡ら, 2018)。2.少人数を対象とした質問紙調査:上記1で得られた3つの擬態語群の意味内容をもとに仮想エピソードを複数作成し、複数のエピソード中から各擬態語群の典型となるエピソードを選出するための調査を実施した。大学生約100名のデータを収集し、分析を行った。3.多人数を対象とした質問紙調査:擬態語性格尺度とエゴグラムを併せて実施し、回答結果をもとに6つの擬態語群の意味を明らかにする調査を実施した。大学生約300名のデータを収集し、分析を行った。4.新たに留学生や在留外国人を対象として、擬態語による性格記述に関する理解度やコミュニケーション上で困難を感じる部分等についてインタビュー調査を行う予定であり、計画を具体化した。既存のインタビュー資料の再分析から、6つの擬態語群の意味、特にビッグファイブと関連の低い「緩やかさ」「淡白さ」「軽薄さ」の3つの擬態語群の意味内容についての新たな知見を得た。「緩やかさ」「淡白さ」については、平成29年度に結果を公表したが(小松ら, 2017;向山ら, 2017)、「軽薄さ」については平成30年度の学会で公表した(西岡ら, 2018)。また、このインタビュー資料の再分析での知見をもとに作成した質問紙を用い、少人数を対象とした調査を実施した。これと並行して多人数を対象とする調査も実施した。これら調査で収集したデータは基礎的な分析を終え、結果を2019年の学会で公表予定である。以上は、本研究が目的とする、性格を記述する擬態語の意味や理解の過程を調査やインタビューを通じて明らかにし、擬態語という観点から、日本における性格認知とコミュニケーションの特徴について理論的総括を行う、という目的に沿ったものであり、当初の計画どおりに順調に進展していると言える。「研究実績の概要」に記した1については、ビッグファイブと関連の強い残り3つの擬態語群(臆病さ・几帳面さ・不機嫌さ)の意味内容についても、同様の手法で分析を進める。2については、調査を通じて3つの擬態語群の典型エピソードが選出できたことから、これら典型エピソードを用いて性格認知の手がかりや認知過程を調べるための新たな調査を具体化する。3については、収集したデータの分析をさらに進め、擬態語性格尺度が測定する性格について、エゴグラムとの関連から検討する(担当:向山・酒井・小松・西岡)。また、4の少人数を対象としたインタビュー調査(担当:小松・向山)については、留学生や在留外国人を対象として、擬態語による性格記述に関する理解度やコミュニケーション上で困難を感じる部分等について、インタビュー調査を行う。この調査で得た資料をもとに、異なる文化的背景を持つ個人の、擬態語による性格記述の理解度や理解過程について整理し、性格認知に影響する要因を検討する。以上について年度内の成果をまとめ、国内外の学会で結果を公表する。平成29年度の実績は次のとおり。1.既存資料の再分析:小松ら(2016)での調査参加者のうち、女子33名のインタビュー資料の再分析を行った。擬態語による性格記述と結びついた具体的行動についてインタビューから事例的に検討し、ビッグファイブと関連の低い3つの擬態語群(緩やかさ、淡白さ、軽薄さ)の意味内容を抽出し、結果を学会で公表した(小松ら, 2017;向山ら, 2017)。2.少人数を対象とした質問紙調査:上記1で得られた3つの擬態語群の意味内容をもとに仮想エピソードを複数作成し、そこから典型となるエピソードを選出するため、質問紙を作成した。この質問紙を用いて、擬態語による性格記述への当てはまりの程度等について回答を求め、性格認知の手がかりや認知過程を調べる計画を具体化した。3.多人数を対象とした質問紙調査:擬態語性格尺度とエゴグラムを併せて実施し、回答結果をもとに6つの擬態語群の意味を明らかにするため、大学生を対象とした調査についての計画を具体化した。4.擬態語による性格表現についての文化心理学的検討:擬態語性格尺度のドイツ語への翻訳を試み、翻訳の過程で得られた日本語とドイツ語における表現、意味内容、語を使用する文脈等の異同から、擬態語による性格表現に関する文化心理学的な検討を行った。

なお、上記2と3の調査に関しては、研究グループのメンバーが所属する機関において研究倫理審査委員会による審査を受け、研究の実施が承認されている。既存のインタビュー資料の再分析から、6つの擬態語群の意味、特にビッグファイブと関連の低い「緩やかさ」「淡白さ」「軽薄さ」の3つの擬態語群の意味内容についての新たな知見を得た。このうち、「緩やかさ」「淡白さ」については、平成29年度に結果を公表し(小松ら, 2017;向山ら, 2017)、「軽薄さ」については、平成30年度の学会で公表を予定している。また、このインタビュー資料の再分析での知見をもとに質問紙を作成し、少人数を対象とした調査計画を既に具体化している。多人数を対象とする調査についても、同様に調査の実施計画を具体化している。さらに、擬態語による性格表現について、擬態語の翻訳という手段を通じて、文化心理学的な観点から考察を進めている。以上は、本研究が目的とする、性格を記述する擬態語の意味や理解の過程を調査やインタビューを通じて明らかにし、擬態語という観点から、日本における性格認知とコミュニケーションの特徴について理論的総括を行う、という目的に沿ったものであり、当初の計画どおりに順調に進展していると言える。本研究の目的は、性格を記述する擬態語(例:さっぱりした人、ほんわかした人)に着目し、その意味や理解の過程を調査やインタビューを通じて明らかにし、擬態語という観点から、日本における性格認知とコミュニケーションの特徴について理論的総括を行うことである。平成30年度の実績は次のとおり。1.既存資料の再分析:小松ら(2016)の調査参加者のうち、女子33名のインタビュー資料について、前年度に引き続き再分析を行った。擬態語による性格記述と結びついた具体的行動についてインタビュー資料をもとに事例的に検討し、ビッグファイブと関連の低い擬態語群(緩やかさ、淡白さ、軽薄さ)の意味内容を抽出した。「緩やかさ」「淡白さ」に関する前年度での学会発表(小松ら, 2017;向山ら, 2017)に続き、「軽薄さ」についての結果を学会で公表した(西岡ら, 2018)。2.少人数を対象とした質問紙調査:上記1で得られた3つの擬態語群の意味内容をもとに仮想エピソードを複数作成し、複数のエピソード中から各擬態語群の典型となるエピソードを選出するための調査を実施した。大学生約100名のデータを収集し、分析を行った。3.多人数を対象とした質問紙調査:擬態語性格尺度とエゴグラムを併せて実施し、回答結果をもとに6つの擬態語群の意味を明らかにする調査を実施した。大学生約300名のデータを収集し、分析を行った。4.新たに留学生や在留外国人を対象として、擬態語による性格記述に関する理解度やコミュニケーション上で困難を感じる部分等についてインタビュー調査を行う予定であり、計画を具体化した。「緩やかさ」「淡白さ」については、平成29年度に結果を公表したが(小松ら, 2017;向山ら, 2017)、「軽薄さ」については平成30年度の学会で公表した(西岡ら, 2018)。また、このインタビュー資料の再分析での知見をもとに作成した質問紙を用い、少人数を対象とした調査を実施した。これと並行して多人数を対象とする調査も実施した。
プルキンエ細胞の可塑性のカルシウムによる調節機構の研究

小脳プルキンエ細胞に特徴的に高発現している神経特異カルシウム結合タンパク質のNVP3について,蛋白化学的性質,細胞内分布,発達・老化にともなう発現変化,遺伝子解析,遺伝子欠損マウスの作製と解析を目標とした.平成11年度は,マウスNVP3遺伝子のクローニングと構造解析を行い,ノックアウトベクターを作製,ヘテロ遺伝子欠損胚性幹細胞を得た.これら細胞を用いてキメラマウスを作製し,F1マウスにヘテロ遺伝子欠損マウスを確認した.平成12年度は,ヘテロマウスの交配からホモマウスを得た.ホモ遺伝子欠損マウスは外観上正常に発育し,繁殖能力,行動リズムなどに変化は認めなかった.また,運動能力においても通常飼育環境下では著変は認めなかった.小脳・脳幹部の免疫組織化学的観察から,相同タンパク質の代償性の発現増加は認めなかった.光顕レベルの観察では,組織・細胞構築にも変化は認めなかった.一方,大腸菌発現NVP3の解析から,アミノ末端がミリスチン酸で修飾されており,1分子あたり3分子のCa^<2+>を結合すること,結合定数が10^6程度でミリスチン酸修飾基を有することで結合の協調性を示すこと,ミリスチン酸修飾基を介して細胞膜と可逆的に結合することなどが示された.NVP3の細胞内分布では,樹状突起から細胞体,軸索まで細胞全体に発現していた.発達に伴う発現変化では,シナプス形成を開始する生後14日目頃より細胞体に発現し,成熟を終える28日目頃には成熟個体と同等の発現を認めた.老化に伴う発現変化では,シナプスの形態・機能マーカーが2年齢頃より減少するのに比較して,1年齢頃の早期より発現が低下していた.これらのことから,NVP3はプルキンエ細胞のシグナル受容とシグナル伝達の両機能の維持に働いている可能性が示された.今後は,電顕レベルの細胞構築,刺激応答性,協調運動学習能力などについて検討していく予定である.小脳プルキンエ細胞に特徴的に高発現している神経特異カルシウム結合タンパク質のNVP3について,蛋白化学的性質,細胞内分布,発達・老化にともなう発現変化,遺伝子解析,遺伝子欠損マウスの作製と解析を目標とした.平成11年度は,マウスNVP3遺伝子のクローニングと構造解析を行い,ノックアウトベクターを作製,ヘテロ遺伝子欠損胚性幹細胞を得た.これら細胞を用いてキメラマウスを作製し,F1マウスにヘテロ遺伝子欠損マウスを確認した.平成12年度は,ヘテロマウスの交配からホモマウスを得た.ホモ遺伝子欠損マウスは外観上正常に発育し,繁殖能力,行動リズムなどに変化は認めなかった.また,運動能力においても通常飼育環境下では著変は認めなかった.小脳・脳幹部の免疫組織化学的観察から,相同タンパク質の代償性の発現増加は認めなかった.光顕レベルの観察では,組織・細胞構築にも変化は認めなかった.一方,大腸菌発現NVP3の解析から,アミノ末端がミリスチン酸で修飾されており,1分子あたり3分子のCa^<2+>を結合すること,結合定数が10^6程度でミリスチン酸修飾基を有することで結合の協調性を示すこと,ミリスチン酸修飾基を介して細胞膜と可逆的に結合することなどが示された.NVP3の細胞内分布では,樹状突起から細胞体,軸索まで細胞全体に発現していた.発達に伴う発現変化では,シナプス形成を開始する生後14日目頃より細胞体に発現し,成熟を終える28日目頃には成熟個体と同等の発現を認めた.老化に伴う発現変化では,シナプスの形態・機能マーカーが2年齢頃より減少するのに比較して,1年齢頃の早期より発現が低下していた.これらのことから,NVP3はプルキンエ細胞のシグナル受容とシグナル伝達の両機能の維持に働いている可能性が示された.今後は,電顕レベルの細胞構築,刺激応答性,協調運動学習能力などについて検討していく予定である.小脳は平衡,筋緊張,協調などの運動制御に関わる中枢である.小脳の協調運動には入力情報によって出力が変容する運動学習が知られ,その中心はプルキンエ細胞である.本研究では小脳プルキンエ細胞に特徴的に高発現している神経特異カルシウム結合タンパク質のNVP3について,遺伝子解析を行い遺伝子欠損マウスを作製してプルキンエ細胞のカルシウムイオンを介した機能調節機構を明らかとするとともに,遺伝性小脳性運動失調症との関連を追究することを目的とした.本年度は,まず,マウスNVP3遺伝子のクローニングと構造解析を行った.マウス白血球ゲノム遺伝子ライブラリーをラットNVP3cDNAでスクリーニングし,マウスNVP3遺伝子をクローニングした.マウスNVP3の翻訳領域は4つのエキソンから構成され,約7kbにわたって分布していた.5'非翻訳領域からなる2つのエキソンの存在が示されたが,今回クローニングした遺伝子クローンには含まれていなかった.マウスNVP3遺伝子とジフテリア毒素遺伝子,ネオマイシン耐性遺伝子とを組み合わせたノックアウトベクターを作製した.これを129系胚性幹細胞に導入しヘテロ遺伝子欠損細胞を4クローン得た.ついで,これら細胞をC57B6系受精卵に導入しキメラマウスを作製し,独立した3個の細胞クローンから3個体を得た.各キメラマウスから得られたF1マウスの解析を行ったところ,2個体のキメラマウスからのF1において,ヘテロ遺伝子欠損マウスを確認することができた.同一系列キメラからのヘテロ遺伝子欠損マウスの雌雄をそろえ,ホモマウスの作製を行うとともに,C57B6系マウスへ戻し交配を行っている.

ホモマウスが確認されしだい,小脳の形態学的解析と生化学的解析を行う予定である.小脳プルキンエ細胞に特徴的に高発現している神経特異カルシウム結合タンパク質のNVP3について,蛋白化学的性質,細胞内分布などの解析とともに,遺伝子欠損マウスの作製と形態・生理機能の解析を行った.NVP3は,アミノ末端がミリスチン酸修飾されており,1分子当り3分子のCa^<2+>を結合すること,結合定数が10^6程度でミリスチン酸修飾基を有することで結合の協調性を示すこと,ミリスチン酸修飾基を介して細胞膜と可逆的に結合することなどが示された.プルキンエ細胞内では,樹状突起,細胞体,軸索起始部から神経終末部まで,細胞全体に隈無く発現していた.発達に伴う発現変化では,プルキンエ細胞が成熟しシナプス形成を開始する生後14日目頃より細胞体に発現し,成熟を終える28日目頃には3カ月齢の成熟個体と同等の発現を認めた.老化に伴う発現変化では,シナプスの形態・機能マーカーの多くの発現が2カ年齢頃より減少するのに比較して,1カ年齢頃の早期より発現が低下していた.これらのことから,NVP3はプルキンエ細胞のシグナル受容とシグナル伝達の両機能の維持に働いている可能性が示された.昨年度作製したヘテロ遺伝子欠損マウスの交配から遺伝子欠損マウスを作製した.遺伝子欠損マウスは外観上正常に発育し,繁殖能力,行動リズムなどに変化はなかった.また,運動能力においても通常飼育環境下では著変はなかった.そこで,8週齢遺伝子欠損マウスの小脳・脳幹部についての免疫組織化学染色による光顕レベルの観察では,NVP3の相同タンパク質の代償性の発現増加は認められなかった.光顕レベルの観察では,組織・細胞構築にも変化は認められなかった.今後は,電顕レベルの観察,電気生理学的応答性,伝達物質の放出能,さらには協調運動学習能力などについて検討を加えていく予定である.
悪性骨軟部肉腫患者の個別的ニードに応える情報提供と情緒的サポート

前年度は、悪性骨軟部肉腫患者への面接調査を行い、患者の情報や情緒的サポートに対するニーズの傾向を把握した。今年度は、インターネットによる悪性骨軟部肉腫患者へのサポートシステムを構築するための基礎資料として、がん体験者の情報や情緒的サポートに対するニーズを文献から明らかにし、そのニーズに応じた情報や情緒的サポートを、インターネット上で実際にどの程度入手することが可能なのか、国内における現状を調査した。文献検索の結果から、がん体験者が求める情報の内容は、1)がんの病態、2)がんの診断、3)がんの治療、4)がんに伴う身体面への対処方法、5)がんに伴う心理面への対処方法、6)がんに伴う社会経済的側面への対処方法、7)終末期ケア、8)家族ケアに分類された。また、がん体験者が求める情緒的サポートとして、1)同病者との交流、2)継続的カウンセリング、3)専門職者の個別相談、4)教育プログラム、5)家族からのサポート、6)医療者の配慮が挙げられた。次に、日米のがんに関連した機関等のWebサイトを検索した結果、米国では、がん体験者が求める情報や情緒的サポートがすべての項目において満たされているのに対し、日本では、病態や診断、治療に関する情報は、がん専門病院を中心に提供されているものの、がんに伴って生じた身体的、精神的、社会経済的問題への具体的な対処方法に関する情報は非常に少なかった。なお、悪性骨軟部肉腫に関しては個人サイトが数件あるのみで、系統的に情報や情緒的サポートを行っているサイトは見られなかった。この結果は、2005年2月46日に開催された日本がん看護学会学術集会において、口述発表を行った。今後は、これらの結果に基づいて、情報や情緒的サポートを得にくい悪性骨軟部肉腫患者を含む若年性がん体験者を対象とした、インターネットによるサポートシステムを構築する予定である。本年度は、悪性骨軟部肉腫患者の情報に対するニーズを把握するための面接調査の実施及び情報提供のための基礎資料の収集を行った。面接調査では、がん専門病院に入院中の悪性骨軟部肉腫患者20名を対象に、『医療情報に対する認識や行動』に関する半構成的面接を行った。なお、本調査は対象病院の倫理委員会にて審査を受け承認を得ている。対象者へは、研究の目的と方法、拒否する権利や中断の自由、利益とリスク、プライバシー保護等を口頭及び文書により説明をし同意を得た。面接はカルテ等で対象者の身体・精神状態を把握した上で行い、面接中及び面接後は表情や言動、症状悪化の有無等の観察を行った。面接内容は対象者の許可を得てテープに録音し、その逐語録をもとに内容分析を行った。主な結果を以下に示す。1)悪性骨軟部肉腫に関するメディアからの情報はほとんどなく、患者は必要な情報を十分には得られない現状にあった。2)不足している情報としては、悪性骨軟部肉腫の疾患や治療に関する情報以外に、疾患や治療に伴う症状への対処法、社会的支援、医療者との関わり方等が挙げられていた。3)患者の情報に対する満足度には、医療者の情報提供の仕方、タイミング、精神的配慮等が影響していた。4)看護師を情報提供者として認識している人はほとんどいなかった。調査結果については今後学会誌等に投稿する予定である。基礎資料の収集では、国内の雑誌や新聞、インターネット等のメディアから、実際にどの程度、悪性骨軟部肉腫に関する情報が得られるかを調査するとともに、疾患、治療、副作用や後遺症、社会資源や制度、症状コントロールに関する国内外における文献や資料を集めている。次年度は、得られた資料を整理し、面接調査の結果や文献、医療者の意見やインターネットによる情報提供の状況を踏まえて、どのような情報を提供していくかを検討する。次に、検討した内容をもとに、悪性骨軟部肉腫患者とその家族を対象としたホームページを作成し、看護の視点から情報提供を行っていく予定である。

この結果は、2005年2月46日に開催された日本がん看護学会学術集会において、口述発表を行った。今後は、これらの結果に基づいて、情報や情緒的サポートを得にくい悪性骨軟部肉腫患者を含む若年性がん体験者を対象とした、インターネットによるサポートシステムを構築する予定である。
小児の睡眠無呼吸時に変動する通気障害部位を検出可能にする気道流体解析モデルの構築

小児OSASの罹患率は2%前後で、睡眠障害に伴う眠気、体調不良、学業不振、成長障害だけでなく、重症例では高血圧、呼吸不全、心不全を認める。また気道閉塞による強い胸腔内陰圧で生じる陥没呼吸は医科的問題だけでなく、審美面で心理的にも影響の大きい漏斗胸の原因になることも示唆されている。この様に、小児OSASは全身発育への影響が大きいことも医科領域から多数報告されているにもかかわらず、社会的な認知度は極めて低い。さらに、治療では通気障害部位に応じた方法選択が重要であるが、上気道形態が複雑なため、従来の側面頭部エックス線規格写真やCT、MRI、内視鏡等の画像診断では正確な原因部位の特定は困難である。このため、原因部位に応じた最適な治療方法が必ずしも選択されず、第一選択となるアデノイド切除・口蓋扁桃摘出術の治癒率は60%前後と低く、気道通気障害の飛躍的な改善につながる精度の高い障害部位特定診断法を開発し、汎用化すべきであると考える。そこで本研究は1生体に近い上気道立体モデルを構築するために、鼻腔流体シミュレーションの推定値を鼻腔通気度検査の抵抗値に近似調整する。2覚醒時の咽頭気道モデルから体位の異なる睡眠無呼吸時の咽頭気道変形予測モデルを作製する。3筋弛緩、睡眠体位、呼吸に伴う気道変形を再現する流体構造連成解析法を確立する。4実際の治療部位ならびに終夜睡眠ポリグラフ(PSG)の改善状況と、1から3の過程で示された呼吸に伴い変化する動的通気障害部位を人工知能(AI)の活用で比較検討し、OSAS原因部位の的確な特定方法を確立する。5OSAS治療における歯科的対応法の有効性に加え、医科領域への応用も可能な高精度モデルの構築と的確な治療選択基準を社会に発信する。本課題にデータの収集解析だけでなく、関連する論文がすでに4編acceptされている。そのため研究は順調に進捗している。研究自体は順調に進んでいるので今後も継続する予定である。研究自体は順調に進んでいる。多忙のため、当初予定した学会発表の機会が得られず、次年度使用額が生じた。今年度はさらに研究を進め学会での発表に機会を得るようにする。
沖縄島の外来性日本脳炎ウイルスの移入経路と増殖機序の解明

沖縄島において、日本脳炎ウイルス(JEV)の抗原性と遺伝子型が変化した。この事は外来性JEVが沖縄島に侵入、分布域を拡大した事を示している。鳥がJEVの増幅動物である事は知られているが、分布域拡大機序に関与しているかどうかは解明されていないため、鳥の役割を明らかにするため本研究を行った。(1)平成19-20年度にかけて、52血清及び84死体(21から体腔液採取)が採取、保護された。(2)84死体の臓器と、52血清を蚊細胞C6/36に接種し、ウイルス分離を試みたが、JEVは分離出来なかった(3)73血清及び体腔液中の抗体保有率を50%フォーカス減少法にてJEVと西ナイルウイルス(WNV)を用いて調査した。58.9%がJEVに対し、21.9%がWNVに対し抗体を有していた。旅鳥(n=2)では100%、50%、夏鳥(8)では75%、25%、冬鳥(26)では57.7%、23.1%、留鳥(37)では54.1%、18.9%が各々JEVとWNVに対し抗体を保有していた。(4)対象として、JEVの活動が低いことが知られている北海道で捕獲された92羽野生カモ中の抗体保有率を同様に調査したところ、85.9%がJEVに対し、66.3%がWNVに対し抗体陽性を示した。夏鳥のカルガモ(n=20)の100%、70%、冬鳥のオナガガモ(16)の81.3%、81.3%、冬鳥ヒドリガモ(5)の33.3%,83.3%、季節性が不明なマガモ(50)の88.0%と58.0%が各々JEVとWNVに対し抗体を保有していた。以上の結果より、北海道のカモに非常に高いフラビウイルス抗体陽性率が見られ、また、冬鳥のカモでは高いWNV抗体保有率と抗体価が見られた。WNVの分布域は極東ロシアに広がっている報告からも、これら鳥は過去にシベリアでWNVに暴露した事が示唆された.一方、JEV活動が活発である沖縄ではJEVの抗体保有率は高かったが、WNV抗体保有率は有意に低く、中和反応性に違いが見られた。北海道のカモの調査結果が、非特異的反応によるものではない事を支持した.北海道がWNVに感染した鳥の渡り経路である可能性が高い為、今後疫学調査の継続し、リスク評価を強化する必要性を強く示した.沖縄島において、日本脳炎ウイルス(JEV)の抗原性と遺伝子型が変化したことを発表した.この事は外来性JEVが沖縄島に侵入、拡大した事を示している.世界的分布域拡大に渡り鳥の関与が示唆されている.外来性フラビウイルスの侵入経路および増殖の機序を解明する事を目的に、野生動物救護認定病院および救護施設と協力し、沖縄の傷病鳥獣からのウイルス分離と血清学的検討を行った.また、対象として、JEVの活動がほどんどないと知られる北海道の渡り鳥に関しても同様の検討を加えた.(1)沖縄傷病鳥獣で血清38検体、血餅17検体、死体36検体が採取、運搬された.血餅および死体の臓器、血清からウイルス分離を試みたが、ウイルスは分離できなかった.(2)血清(生体)及び体腔液(死体)59検体中39検体がJEVNakayama株に対し中和抗体を有していた.陰性20検体は留鳥か冬鳥であった。(3)北海道で捕獲した野生カモ類92血清中にフラビウイルスに対する非常に高い中和抗体陽性率が見られた.夏鳥はJEVに対し高い抗体陽性率、抗体価を有していた.冬鳥はJEVよりもWNVにたいした高い抗体陽性率、抗体価を有していた.冬鳥留鳥夏鳥のいずれかはその中間であった.これらの結果から、いずれかの地でフラビウイルスに感染した鳥が沖縄島および北海道に渡っている事が明らかになった.既知のJEV及びWNVの分布域及び渡り鳥の渡りの経路をふまえ、これらの結果を解釈すると、渡り鳥がフラビウイルスの運びに何らかの関与をしている事が示唆される。現在、これらの結果を踏まえ、獣医師らと沖縄県での危機管理(WNV侵入を含む)に対する話し合い準備を行っている沖縄島において、日本脳炎ウイルス(JEV)の抗原性と遺伝子型が変化した。

旅鳥(n=2)では100%、50%、夏鳥(8)では75%、25%、冬鳥(26)では57.7%、23.1%、留鳥(37)では54.1%、18.9%が各々JEVとWNVに対し抗体を保有していた。(4)対象として、JEVの活動が低いことが知られている北海道で捕獲された92羽野生カモ中の抗体保有率を同様に調査したところ、85.9%がJEVに対し、66.3%がWNVに対し抗体陽性を示した。夏鳥のカルガモ(n=20)の100%、70%、冬鳥のオナガガモ(16)の81.3%、81.3%、冬鳥ヒドリガモ(5)の33.3%,83.3%、季節性が不明なマガモ(50)の88.0%と58.0%が各々JEVとWNVに対し抗体を保有していた。以上の結果より、北海道のカモに非常に高いフラビウイルス抗体陽性率が見られ、また、冬鳥のカモでは高いWNV抗体保有率と抗体価が見られた。WNVの分布域は極東ロシアに広がっている報告からも、これら鳥は過去にシベリアでWNVに暴露した事が示唆された.一方、JEV活動が活発である沖縄ではJEVの抗体保有率は高かったが、WNV抗体保有率は有意に低く、中和反応性に違いが見られた。北海道のカモの調査結果が、非特異的反応によるものではない事を支持した.北海道がWNVに感染した鳥の渡り経路である可能性が高い為、今後疫学調査の継続し、リスク評価を強化する必要性を強く示した.
微小液滴を用いた新しい凍結保存技術の開発－凍結前処理から冷却・保存まで－

新たな凍結保存方法として、生体をシリコンオイル中に縣濁する方法を開発した。この縣濁処理を行う事で、例えば100μmオーダーの生体であれば-20°C付近まで過冷却状態を維持できる事が明らかとなった。また、この縣濁処理後に緩慢凍結を行うと、行わなかった場合に比べ、生存率は向上する傾向にあった。一方、新たな凍結方法として最小100μm程度の固体粒子として生体を凍結する装置を開発した。生体の凍結保存を成功させる為には、細胞内・外における氷結晶の生成・成長の制御が重要となる。申請者はこれらを実現すべく、凍結保護剤で浸漬処理を行った生体をシリコンオイル等に懸濁して凍結する方法(縣濁前処理法)および、この方法で得られた縣濁物または細胞が含まれた溶液を液体窒素などの冷媒中に連続滴下して凍結する方法(微小液滴凍結法)を新たな凍結手法として検討している。前年度までの成果から両手法共に利用の可能性が示唆された為、今年度は100μmオーダーのモデル生体試料として、現状凍結保存が困難なゾウリムシを選定し、凍結保護物質の浸漬方法を中心に検討を行った。結果、浸漬時は凍結保護液の濃度を緩速に上昇、凍結解凍後は緩速に降下させる新たな前・後処理方法を考案し、これにより単純な浸漬操作では困難な高濃度処理を実現する事が出来た。一方、凍結方法の検討では100μm径のステンレス射出管とこれに付随する装置を用い、種々の凍結保護水溶液に懸濁された膵島およびゾウリムシを損傷させる事無く射出、凍結する事が可能な微小液滴凍結装置を試作した。申請者はこれらを実現すべく、凍結保護剤で浸漬処理を行った細胞等をシリコンオイル等に懸濁して凍結する方法(縣濁前処理法)および、この方法で得られた縣濁物または細胞が含まれた凍結保護水溶液の微細液滴を液体窒素などの冷媒中に連続滴下して凍結する方法(微小液滴凍結法)を新たな凍結法として検討している。H24年度における各処理法の実績は以下の通り。(縣濁前処理法)膵島をシリコンオイル中に縣濁すると、再現性よく-20-25°Cまで未凍結状態、即ち過冷却状態となる事が分かった。この過冷却状態での保存性を確認すべく、凍結保護剤等への浸漬処理をせずに縣濁処理のみを行った膵島を-10°C付近で24時間保存試験をした。結果、FDAーPI染色により得られた生存率に殆ど低下が見られなかった。一方、膵島の凍結保護剤として一定の有効性が示されているCP-1溶液に浸漬処理後、本縣濁処理を行い-70°Cの低温冷凍庫で緩慢凍結すると非縣濁処理に比べ生存率が向上する結果となった。(微小液滴凍結法)汎用的な実験器具(シリンジポンプ、シリンジ、シリンジ針)で構成される微小液滴凍結装置を試作した。送液速度、シリンジ径などの制御により、50μmの固体粒子が任意に作製可能となった。本装置により、種々のサイズにある水溶液の固体粒子を作製し、ラマンスペクトル測定を実施した。結果、例えば200μm未満の1.5mol/kgスクロース溶液の粒子であれば、OH伸縮に由来するスペクトルはブロードとなり、氷(Ih)に由来するシャープなピークは見られなかった。よって、本装置を用いれば、微小液滴による効率的な凍結保存が可能になると思われる。生体の凍結保存を成功させる為には、細胞内外における氷結晶の生成および成長の制御が重要となる。申請者はこれらを実現すべく、1.凍結保護剤で浸漬処理を行った生体をシリコンオイル中に懸濁して凍結する方法(懸濁凍結法)、2.先の縣濁物または細胞が含まれた凍結保護水溶液の液滴を連続して液体窒素中に滴下する(微小液滴凍結法)を新たな凍結処理法として着想するに至った。本手法を用いる事で保存対象物のガラス化、過冷却の低下と維持、過度な凍結濃縮の抑制など、多数の利点が期待される。昨年度は生体を微小な液滴状態で凍結可能とする装置を試作し、これを用いて保存対象物を損傷させること無く射出、凍結するまでに至っている。しかしながら、解凍後に生存した個体は得られてはいなかった。そこで本年度はこの理由を検証すべく、試料の設置から観察に至るまで液体窒素温度の維持が可能な専用冷却ステージを試作し、これを用いて粒子の結晶および非晶状態を顕微ラマンにて観察した。結果、氷に由来するピークが見られなくなるのは、エチレングリコールであれば4.0 mol/L以上、スクロース水溶液であれば1.0mol/L以上であり、何れも粒子の直径はφ100μm未満からとなった。

よって、本装置で射出可能な最小粒径および害とならない凍結保護水溶液の濃度を考慮すれば、何れの粒子も非晶状態となっていない事が生存個体を得られない主な要因と考えられた。今後は伝熱を促進すべく100μm未満の生体を対象とし、更に微小な液滴とする事で本凍結装置の有効性を検証する。生体および食品の保存液体窒素などによりガラス化を実現する為には凍結保護物質を高濃度で使用する必要があるが、単純混合による浸漬では薬害、浸透圧等により損傷を受ける。今年度は緩速に凍結保護水溶液の濃度を上昇および降下させる新たな処理方法を検討し、この方法により、単純な浸漬操作では困難な高濃度処理を実現する事が出来た。一方、凍結装置の検討では微小液滴装置を作成する事が出来た。ここまでの成果を受けて、微小液滴凍結法および装置を請求の対象とした特許出願を完了。よって、当初計画と比べ進捗は概ね良好と言える。H24年度における各検討の進捗状況は以下の通り。(縣濁前処理法)当初予定では凍結保存物質のスクリーニング、更には凍結-解凍後の生存率が高い条件について、一定期間の保存試験を行う予定であったが未着手となった。微小液滴法の進捗が良好であった為、そちらを優先させた事が主な理由。(微小液滴凍結法)微小液滴凍結装置の試作が完了。本装置により非結晶状態にある固体粒子の連続調整が可能となった。また、当初予定には無かったが、微小液滴凍結法および装置を請求の対象とした、特許出願の準備が完了。よって、計画に比べ進捗は概ね良好と言える。縣濁前処理法については本年度未着手となった保存試験を実施する。また、微小液滴法と併用した試験を行い、その有効性を見極める。一方、微小液滴凍結法については生体を損傷させる事無く射出し、微小固体を作成する事が可能となったが、解凍後に生存している個体は未だ得られていない。凍結および解凍時における液滴(微小固体)からの伝熱促進(例えば、対流装置の付加など)を主体とした検討により改善を進める。(縣濁前処理法)前年度に未着手となった検討箇所を試験する。また、微小液滴法と併用した場合の試験を行い、その有効性に対し見極めを行う。(微小液滴凍結法)試作機にて実際に生物試料を縣濁させた保護水溶液の固体粒子を作製する。更に、インクジェット方式、静電分注など滴下方法の検討に加え、液滴からの伝熱を促進(例えば、対流装置の付加など)などの装置改修も行う。固体粒子の状態評価に際し、顕微ラマン分光が有効である事が明らかとなった為、本装置の消耗品(アプリケーション)の拡充を計る。また、微小液滴凍結装置の改造(新たな滴下装置および冷媒対流装置)に研究費を使用する予定。
Siの選択ドープ横方向固相成長に関する研究

非晶質Si膜の横方向固相成長法(LーSPE法)において、P原子を膜中に選択的に導入した場合の効果について検討し、実際にこの方法を用いて電効効果トランジスタを製作している。まず、選択ドープの方法には3種類あることを明らかにし、本研究では成長方向に選択性を持たせた場合と、表面に垂直な方向に選択性を持たせた場合とについて検討している。成長方向への選択ドープでは、シードストライプに平行な幅220μmの領域を残して、他の部分にP原子を3×10^<20>cm^<-3>程度ドープし、LーSPE成長を行なった。この結果、ノンドープ領域では成長速度が遅く、Pドープ領域は成長速度が速いことが明らかとなった。また膜中に製作したMOSFETにおいて、チャネル長2μmのデバイスで電子の移動度160cm^<-2>/VSが得られた。次に、基板表面に垂直な方向への選択ドープに関して、LーSPE成長速度ならびに成長距離は、表面のPドープ層に大きく依存するが、非晶質Si膜厚には余り依存しないことを明らかにした。また、Pドープ層とノンドープ層との成長速度には顕著な差は見られず、成長端には1つの(111)ファセントが形成されることを明らかにした。さらに、このような成長特性は、成長端に形成される原子的に平坦な面上での核発生速度がP原子の存在によって加速されるというモデルで説明できることを示した。最後に、多層に積層した非晶質Si膜を1回のアニールにより一括してLーSPE成長させる方法が、3次元ICの製作に適していることを明らかにし、その技術的問題点を検討した。最大の問題点として、上下を絶縁膜ではさまれた非晶質Si膜のLーSPE特性について検討し、絶縁膜がSiO_2の場合には膜厚を1.8μmまで厚くしても成長特性には大きな影響が表れないことを明らかにした。1.Si【O_2】膜で部分的に覆われたSi基板上に堆積した非晶質Si膜に、Pイオンを選択的に注入して膜の横方向固相成長特性を測定した。Pイオンが未注入の領域の幅は2μmと固定し、Si【O^2】膜の無いシード部からの距離は213μmの範囲で変化させた。Pドープ領域におけるP原子の平均濃度は3×【10^(20)】【cm^(-3)】である。成長時間と成長距離の関係より、(1)横方向固相成長はノンドープ領域を越えて進行し、Pドープ領域の成長速度はノンドープ領域の通過前後で変化しないこと。(2)ノンドープ領域がシード部から離れている場合には、ノンドープ領域中の成長速度はノンドープ試料中の飽和成長速度と一致するが、ノンドープ領域がシード部近くにある場合には、ノンドープ試料中の速度よりも速いことなどを明らかにした。さらに、この加速効果の原因は、P原子のノンドープ領域中への拡散ではなく(111)面ファセットがシード部付近で形成されないためであることを明らかにした。2.ノンドープ試料およびPドープ試料について、成長速度の温度依存性を詳細に検討し、(1)Pドープ試料では550650°Cの測定範囲における成長速度の活性化エネルギーが約3.0eVであること。(2)Pドープ試料における成長距離が10μm程度の場合にはアニール温度を650°C程度まで高くした方が生産性の点から有利なことなどを明らかにした。

3.選択ドープ構造におけるノンドープ領域をチャネルに、またPドープ領域をソースおよびドレインに用いたAlゲートnチャネルMOSFETを製作し、トランジスタ動作を確認した。チャンネル長2μmのFETの電子の移動度は最大160【cm^2】/Vsであった。この値は、62年度にECRプラズマ堆積装置を導入することにより、さらに向上するものと考えられる。本年度は,非晶質Si膜の表面のみにP原子を導入して表面の固相成長速度を加速し,成長後に表面をエッチングする表面選択ドープ横方向固相成長法について検討した.また,前年度に主に検討した成長方向に対する選択導入技術に関しては,実際に相補型MOSFETを製作して評価を行なった.まず,表面選択Pドープ法に関しては,P導入部の厚さに比例して成長速度が増加することを示し,さらに断面SEM観察よりノンドープ層における成長速度の遅れはないことを示した.また,これらの現象は,P原子の導入により(111)ファセット面上での核形成速度が増加するというモデルにより統一的に説明できることを明らかにした.この他,表面選択ドープ法を用いると,種結晶部近傍で成長Si膜の結晶性が顕著に改善されることが見出され,この方法は特にSi膜厚が薄いSOI(絶縁物基板上のSi)構造を形成するのに有効な方法であると結論した.成長方向の選択ドープ法に関連して,表面にSiO_2膜の付いた非晶質Si膜の横方向固相成長特性について検討した.SiO_2膜の堆積にはプラズマCVD法およびECR堆積法を用いた.結果として,SiO_2膜厚が0.2μm程度の場合には,Si膜の固相成長特性に大きな影響を与えないことを明らかにし,MOSFET製作への応用の可能性を示した.最後に,成長方向の選択ドープ法を用いてCMOSFETを製作した. Bを導入した領域は多結晶化時間が短いため,Pチャネル型をバルクSi中に製作し,nチャネル型を横方向成長させたSOI膜中に製作した.この構造においても,CMOS集積回路の高密度化で問題となるラッチアップ現象は完全に防ぐことができる.結果として,SOI膜中に製作したn型FETの特性は良好であったが,バルク基板中のP型FETに漏れ電流が多いという問題が残された.
小学校理科の教員養成カリキュラムの検討と教育プログラムの開発

物理を苦手とする教員志望の学生でも興味を持てるように科学史的方法を活用し,低価格で作れる実験や科学館での教育実践を取り入れた小学校理科の教員養成カリキュラムおよび教育プログラムを検討し,教育実践した。今年度は小学校でも低価格で簡単にできる物理実験教材の検討を行なった.また小学校では物理を苦手とする女性教員が多いことへの問題解決策の検討を行なった.低価格で誰にでも簡単にできる物理実験の普及と,女性への物理教育を充実させることを目的として,2005年8月にインドで開催された物理教育国際会議(ICPE2005)において,"Paper Craft Experiments 2"というタイトルのワークショップを行なった.このワークショップでは紙を素材とした実験を10種類程度紹介した.このワークショップは組織委員会より高く評価され,依頼により市民向けのワークショップも行った.最近は科学の意義や楽しさを社会の中で普及させる役割を担う科学コミュニケータを育成・確保することの重要さが議論されている.そこで,大阪市立科学館への来館者に展示物をわかりやすく説明するためのボランティアとして学生を募集し,研修をおこなった.事前に学生は科学館の展示物について勉強し,来館者に渡すための解説書を執筆させた.そして来館者に解説をするなどの交流を体験した.小学校学習指導要領の理科の中には「指導に当たっては,博物館や科学学習センターなどを積極的に活用するよう配慮すること.」と書かれているように,課外授業として大阪市立科学館を活用している大阪府下の小学校も多い.ところが科学館では展示物の解説をするスタッフが少なく,小学生にとっては難しいものが多く,充分な教育効果が上げられていないのが現状である.今回の企画は積極的に科学館の利用に貢献できる教員の養成に効果的である.明治昭和初期に使われていた歴史的実験機器には,意外性のある現象を取り上げているものや現象が目に見えて興味を惹きやすいものが多い.物理に興味を持たせるための教材として,対円錐,光の再合成器,地磁気で電流を起こす装置,螺旋揚水器,反射凹面鏡のレプリカを作製した.教員養成系学部での物理教育では学生が理解することと,彼らが教員になったときに現場で実践的な授業ができることという2つの側面を担っている。そのような新しいカリキュラムを検討し,物理嫌いの多い教員志望の学生でも興味を持てる教育内容・方法を実践的に研究した。【1】2005年度は「世界物理年」と称されて,各地で物理教育に関するイベントが開催された。その一つとして,大阪市立科学館の協力を得て学生が展示物を解説するという企画を立てた。学生にとっては「教えてもらう」という従来のスタイルから「自ら学び,伝える」という新しい教育スタイルである。【2】近年は知的財産権に関する正しい知識を求められている。そのためには義務教育段階で知的財産教育のできる教員の養成が必要である。そこで,物理に関する発明のエピソードを題材にして,特許とは何かを学習できる小冊子「レントゲンって誰?X線って何?」を作成した。ここでは,前半には導入としてレントゲンがX線を発見したが,特許を取得しなかったという経緯を漫画で掲載した。後半では特許制度, X線について説明をしている。【3】歴史的実験機器を参考にした教材作りを行った。表面張力試験器はカラーモールを使えば小学生でも作製することができる。理科の授業だけでなく,図工・算数との教科を横断した教育実践が可能である。【4】科学史を活用して科学者が発見に至った思考過程を追体験的に学習することは,文系理系を問わず興味をもつことができる。そこで電磁気学の発展に貢献した実験の教材化を試みた。ガルバーニが発表した動物電気からボルタが電池を発明し,その電池を使っていたエールステッドが電流の磁気作用を発見した。ファラデーは電流から磁場が得られるならば,磁場から電流が得られるのではないかと考えて,電磁誘導の発見に至った。