hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯のフルオロ化光化学反応に及ぼすフッ素イオンの同時作用濃度

4群間の耐酸性に有意差(p<0.05,one-way ANOVA)が認められ,なかでも同時作用群の耐酸性が各F-作用濃度で最大を示した。各F-作用濃度での耐酸性(Ca溶出抑制率)は,対照群に比較して0.1%F-作用で同時作用群が47%の抑制(塗布群が3%抑制),以下0.22F-で51%(20%),0.5%F-で43%(21%),1.0%F-51%(16%),2.0%F-で46%(22%),3.0%F-で42%(24%),4.0%F-で36%(7%)を示した。また,1.0%F-作用濃度でレーザー光照射を5005000shotsで比較した場合,その耐酸効果は3000shotsで最大を示した。種々濃度のPO_4^<3->を共存させた1%NaF溶液を研磨エナメル質片に作用させ、同時にエキシマレーザー(KrF,248nm)光照射を併用、エナメル質へのフッ素取り込みに光化学的作用がどのような影響を及ぼすかについて実験を行った。ヒト抜去大臼歯の頬側と舌側を表層から約200μm研磨・除去後、通法に従って表面仕上げを行い、同一歯から2片のエナメル質片を作製した。エナメル質片の1片はNaF溶液とレーザー光照射群(以下、同時作用群)、他の1片はNaF溶液作用で非照射群(以下、対照群)とした。なお、NaF溶液中のPO_4^<3->濃度は、0,0.2,5.6,175.8mMとし、その10mlを照射実験に供試した。KrF(248nm)エキシマレーザー光の照射条件は、70mJ/cm^2で2,000shotsとした。両群のNaF溶液作用エナメル質片は、1M-KOHで洗浄後、SEM像、微小部X-ray回析、0.1M-乳酸緩衝液(pH4.0,2μl)による耐酸性試験で解析した。酸作用後のエナメル質片表層の脱灰痕は、同時作用群のほうが対照群に比べて小さく、同時作用群の耐酸性の付与がSEM像から観察された。また、微小部X-ray回析からも、PO_4^<3->が共存する同時作用群にエナメル質表層の結晶性の向上を裏付けるpeak強度が認められた。0.1M乳酸緩衝液(pH4.0)による耐酸性試験のCa溶出抑制率(対照との比較)は、1%NaFのみの同時作用群で17.7%に対し、1%NaFにPO_4^<3->を共存させた同時作用群では18.541.0%に達した。1%-NaFにPO_4^<3->を共存させレーザー光照射を同時作用させることで、耐酸性の付与が認められたことから、臨床応用への可能性が示唆された。
GISを用いた地理教育教材の開発と教育実践に関する研究

本研究の目的は、コンピューターを用いて地理教育のための教材を開発し、主に中学校・高等学校で地理を指導する教員に向けてGIS(地理情報システム)を用いた教材とノウハウを提供することであった。今回重点を置いて研究したのは、開発する教材の「汎用性」である。すなわち、教員がコンピューターを用いて授業を使う際の様々な制約を改めて整理した。その制約の範囲内で最大限の効果が期待できる教材を開発し、公開した。体的には、(1)金銭的な制約(ソフトウエアを含む備品購入)(2)時間的な制約(教材の準備の時間、パソコン教室の使用を許可される時間の制限、学習計画の中にGIS実習を組み込める時間的余裕)(3)機材の性能および通信環境の制約(4)指導内容上の制約(生徒のニーズ、学習指導要領での規定)の4点である。具体的な方法として、研究者が担当する高等学校の地理の授業を使って様々な教材をGISソフトを使って構築し、データを含めて自身のWebサイトで公開した。更に、地理学関係者の購読が多い月刊誌『地理』(古今書院)において、2008年9月より開発した教材を紹介する連載を始め、高校地理Bの単元内容に準拠したGISによる教育実践を発表した(連載は2009年8月号まで継続)。GISの教育利用に関しては、これまで特定のソフトの使い方を指南する解説書が多かった中で、教科書の単元に準拠して、より実践的な方法を提供する連載は反響を呼び、単行本として出版される運びとなった(古今書院により2009年12月に刊行予定)。また、授業時間外において、生徒による自主的な地域調査活動をGISソフトを使って支援した。成果は、2008年6月に開催された「洞爺湖サミット記念グローカル環境地図作品展」に6点出品(うち4点が入賞)、中央大学主催環境作文コンテスト入賞、立命館大学主催高校生論文コンテスト入賞のほか、大学入試でプレゼンテーションを課す大学での指導に活用された。一連の活動を論文にまとめ、日本地理教育学会、日本地理学会、学校の紀要において発表し、学校の内外で地理教育の重要性と、GISによる教育効果をアピールすることができた。以上の成果を踏まえて、本研究の目的は十分に達成されたものと確信している。
パケットモニタリングを用いたDNSトラヒック解析による異常検知に関する研究

ネットワークを安定運用するためには、ネットワーク異常の早期発見が必要となる。これまでにもネットワークの異常検知について、様々な研究がおこなわれている。本研究では、ボット・ワームが利用するDNSトラヒックを考慮したDNSトラヒックの解析を行った。DNSトラヒックを解析することによりパケット内の詳細情報を取得することで、DNSプロトコルにおける異常トラヒックを検出することが可能となった。また、実際のネットワークにおいて提案システムを適用し、有効性を示したネットワークを安定運用するためには、ネットワーク異常の早期発見が必要となる。これまでにもネットワークの異常検知に関しては様々な研究が行われてきている。本研究ではボット・ワームが利用するDNSを考慮した、DNSトラヒックの解析を行う事で、ネットワークの異常を検出することを目標とする。1.パケットモニタモジュールの構築(中村)パケットモニタモジュールでは、DNSトラヒックのパケットを計測するために、Berkeley Packet Filter(BPF)を用いたパケットキャプチャライブラリを用いた。このライブラリを用いることによって、IP層でのパケットが得られる。また、多くのUNIXプラットフォームで動作させることが可能となった。2.DNSプロトコル解析モジュールの構築(中村)DNSプロトコル解析モジュールではDNSパケット内のフィールド毎の解析を行った。このモジュールではDNSヘッダの各フィールドからquery、reply等の情報を取得している。プロトコル解析モジュールでは、まずQRフィールドを確認し、DNSパケットがqueryかreplyであるかを確認する。Queryであるなら、Opcodeから問い合わせのタイプを確認する。また、再帰問い合わせかどうかの確認も行う。その後、QNAME,TYPE,CLASSフィールドから、queryの内容を取得する。Replyの場合、RCodeから応答のタイプを確認する。また、AAフィールドから権威付き応答であるかどうかも確認する。その後、NAME,TYPE,CLASS等のフィールドよりreplyの内容を取得している。3.統計データ報告モジュールの構築(中村)統計データ報告モジュールでは共有メモリから統計データを取得している。このモジュールにより、パケットモニタ機能と視覚化・解析機能を分離することが可能となった。単位時間あたりのクエリ・応答数の変異や、周期性を抽出し、その周期に基づいた統計処理により確率分布を算出することで、異常トラヒックの識別が可能である。また、トラヒック量ではなく、特定ホストに対する解析を行うことで、異なる視点からの異常を検出することが可能である。この様な、さまざまな解析アルゴリズムを実装し、実際のネットワークの挙動と比較することで、アルゴリズムの異常検知率について求めることが可能となる。平成23年度では、平成22年度で構築されたシステムを実際の運用サイトに適用し、評価を行った。1.視覚化モジュールの構築(中村)視覚化モジュールは様々なデータを表示するためのプログラムである。データは統計データ報告モジュールに対してデータを要求することで統計データを取得する。このモジュールにより、単位時間当たりのquery/reply数といった性能指標に関するグラフを生成することができた。2.実際のサイトに適用する(中村)本学(九州工業大学)のキャンパスネットワークに本提案システムを適用し、実環境において提案システムの有用性を評価した。
魚類における産卵雌特異物質とビテロゲニンの挙動

本課題のもとで行った研究は下記の1および2より成り、それぞれの結果を記す1産卵雌特異物質(SF物質)とビテロゲニン(Vg)の肝臓内合成:メダカより単離精製した両物質のそれぞれと特異的に反応する抗体を作製し、雄成魚肝臓切片および肝臓抽出液を用いて免疫組織化学法および免疫ブロット法によって、エストロゲン投与後の両物質の生成過程をしらべた。両物質はともに投与後812時間後に検出され、以後時間を追ってほぼ平行して増加してゆくことがわかった。これにより、両物質の遺伝子はエストロゲンの作用で可成り短時間のうちに、しかも殆んど同時的に発現することが予想される。本研究の過程で、SF物質に特異的に反応する抗一卵膜糖タンパク質抗体と交叉反応をする複数の高分子タンパク質が新たに発見され、従来のSF物質との識別や精製を行うことになったので、肝臓からのSF物質やVgのmRNAの分離は未だ行っていない。2卵内のVgおよび卵黄タンパク質の発生に伴う変化:発生初期のメダカ胞(胞胚)卵黄リンタンパク質をポリアクリルアミドゲル電気泳動法によりしらべ、2種の高分子量タンパク質と2種の低分子量タンパク質を見出している。前2者(PP1およびPP2)はVgと似たアミノ酸組成を示し、免疫ブロット法により抗一メダカVg抗体と反応することがわかっている。後2者(PP3、84KDaおよびPP4、47KDa)はリン含量やアミノ酸組成から、メダカのフォスビチンと考えられる。PPー3とPP4はそれぞれ単離精製した。以上4種類のリンタンパク質は発生第1日目と第2日目の間に急速に脱リン酸され、タンパク質部分も分解される。この変化は30°Cで孵卵すると受精後10時間目の胚で認められはじめ、酸性フォスファタ-ゼのほかにプロテア-ゼの関与が示唆されている。
渦鞭毛虫類に於ける非ヒストン性核タンパクの分布と機能

・非ヒストン性核タンパクの性状室内培養したハダカフタヒゲムシ(渦鞭毛虫類)より核を分離し、硫酸法により塩基性核タンパクを抽出した。これをHPLCで分画し流出パターンのピーク部分よりSDS-PAGEで単一バンドとなるタンパクを得た。本タンパクは分子量が約23kDで、既知のヒストンとは明らかに異なっていた。アミノ酸組成分析ではリジンおよびアラニンがともに30%近くを占めていた。N末端側のアミノ酸配列を調べた結果16番目までが明らかとなり、既知の全タンパクとの相同性を調べたところ50%以上の相同性を持つタンパクは皆無であった。この時点で本タンパクを渦鞭毛虫主要核タンパク(DINP)と呼ぶ事とした。・DINPの核内における局在性精製タンパクを用いてウサギでポリクローナル抗体を作成した。得られた抗血清はオクタロニ-およびウエスタンブロッティング的に、DINP特異的であった。ホルマリン固定全載標本で間接蛍光抗体染色を行ったところ、DINPは核に局在していた。さらに詳しい局在性を調べるため、金コロイド免疫電顕法を行ったところ、DINPは核内染色体上に局在していることが明らかとなった。分裂期と間期における局在性の差異は見られなかった。以上の結果は日本動物学会第66回大会(Zool.Sci.,12,Suppl.,26,1995)において発表した。現在アミノ酸配列の再確認を行っており、この結果を待って遺伝子のクローニングに移る準備を進めている。当初の計画であった他種における本タンパクの在否のスクリーニングについては、未だ結果が出ておらず今後精力的に進めたい。
イネの形質転換に適した特質を持つアグロバクテリア菌株の解析

本研究はイネを形質転換するのに適した特質をもつアグロバクテリア菌株を解析して、その仕組みを明らかにすることを目標にしている。これまでイネはアグロバクテリアが植物に感染してT-DNA輸送するのに必須なvir遺伝子を発現するのに必要な誘導物質を作らないと考えられていた。本研究では、イネ懸濁培養から誘導活性のある物質を抽出精製し構造決定を試みた。その結果、誘導物質はクマリルアルコールであることがわかった。また、イネが微量分泌するクマリルアルコールを検出してvir遺伝子発現に至らせる未知の遺伝因子は、多くのvir遺伝子を有するTiプラスミド上ではなく、染色体DNA上にあることがわかった。P-Ag-5菌株のvir遺伝子発現の解析:イネによってvir遺伝子発現が促される新奇な性質をもつ菌株の誘導機構を探索するために、vir遺伝子発現がイネによって促されないが既存の誘導物質アセトシリンゴンで誘導される変異体をスクリーニングすることにした。先ず、vir遺伝子発現を容易に検出するために前年度に作成したluxレポーター保持株にトランスポゾン挿入して変異体を用意した。変異体をイネ培養細胞Ocと固体倍地上で共存培養してからvir遺伝子発現を化学発光で検出して発光しない株を選抜した。イネ培養細胞Ocとの共存培養で発光しない変異体の中でアセトシリンゴンで誘導されるものを選び出すことができた。この変異体はイネが分泌する物質を効率的に感知する遺伝子に変異があると期待している。イネの分泌するvir遺伝子発現誘導物質の精製と構造決定:イネ懸濁培養上清液にある誘導物質の精製を試みた。上清液の酢酸エチル抽出物を逆相カラムクロマトにかけてメタノール勾配で溶出したところ、誘導活性を示す画分があった。この画分を更に順層のカラムクロマトで精製純化した。この物質を質量分析およびNMR分析したところ、p-coumarylalcohol(PCA)であることがわかった。PCAはリグニン合成の中間体としてどの植物でも合成していると考えられるが、これまでにvir遺伝子発現誘導活性があることは報告されていない。PCAが誘導活性を持つとすれば、多くの下等な植物でもアグロバクテリアはvir遺伝子発現誘導をうけうる事になるという興味深い知見となる。vir遺伝子発現の基本特性:特異なvir遺伝子発現特性をもつP-Ag-5株の基本的性質を把握するために、発現誘導物質として既に知られているASを用いた場合のvir遺伝子誘導に及ぼす環境条件の影響を調べた。同株は他のアグロバクテリア菌株と同様に、高温条件では発現が抑制されること、培地は複合培地よりも合成培地の方が発現誘導に適していることがわかった。イネと共存させた時に他の菌株ではvir遺伝子発現しないのにP-Ag-5では発現するという特性を説明する作業仮説として、virAに相当するが特異性が異なるリセプター遺伝子をP-Ag-5がゲノム上にも具備している可能性を想定して検証するために,リセプターvirA遺伝子欠失変異体を作成して誘導実験を行ったところ、変異体はvir遺伝子を発現しなかった。従って、リセプタータンパク質自身の特性が異なっているという考えは否定された。イネのもつ発現誘導物質の解析:イネ懸濁培養の遠心上清液を酢酸エチルで抽出したところ、誘導活性は酢酸エチル相に検出された。酢酸エチル抽出物の活性は逆相カラムに吸着されて、メタノールで溶出回収できた。従って、活性物質を純化するめどがついた。vir遺伝子発現検出解析用プラスミドの作成: P-Ag-5株の特異なvir遺伝子発現特性を決定する遺伝子を探索するために、変異体スクリーニングを計画している。スクリーニングには、数千個の独立したコロニーの遺伝子発現を測定しなければならない。そこで、コロニーのままリアルタイムに遺伝子発現をモニターできるように発光遺伝子luxABをvir遺伝子プロモーター支配下に配置したレポーター遺伝子を作成した。この遺伝子を搭載したプラスミドを持たせた菌株はAS添加あるいはイネ培養細胞と共存させると明瞭な発光を示したので、強力なレポーターとして利用できることがわかった。前年度にイネが分泌するvir遺伝子発現誘導活性を示す物質を精製解析してp-Coumarylalcohol(PCAL)であることを明らかにした。今年度は、PCALが真にvir遺伝子発現誘導活性をもつか確証を得るために化学合成して誘導活性を測定した。その結果、PCALの誘導能が証明された。更に、PCALはアグロバクテリアによって分解されることも明らかになった。この分解代謝経路を明らかにするために分解中間体を分析したところ、p-Coumaric acid(PCAC)が検出された。化学合成PCACにはvir遺伝子発現誘導活性はないこともわかった。

PCALを分解する活性を菌株間で比較したところ、P-Ag-5株の活性よりもC58株の活性の方がはるかに高いことが明らかになった。以上の結果から、イネ細胞が分泌する微量のPCALをC58株は速やかに分解してしまうが、P-Ag-5株は分解能が低いためにPCALによるvir遺伝子誘導を効果的に受けてイネ細胞へT-DNA注入することができると推定した。中国四国植物学会第71回大会で優秀発表賞を受賞微生物学、分子遺伝学イネ懸濁培養上清液にあるvir遺伝子発現誘導物質を精製純化することに成功した。この物質はp-coumarylalcohol(PCA)であることがわかった。PCAはリグニン合成の中間体としてどの植物でも合成していると考えられるが、これまでにvir遺伝子発現誘導活性があることは報告されていない。PCAが誘導活性を持つとすれば、多くの下等な植物でもアグロバクテリアはvir遺伝子発現誘導をうけうる事になるという興味深い知見となる。vir遺伝子発現の基本特性: P-Ag-5菌株のvir遺伝子発現について、培養温度ならびに培養液組成による影響の受け易さは既知菌株の性質とほぼ同じと把握した。また、レセプターvirAはTiプラスミド上のものだけであり第2のリセプターがあるという作業仮説は否定された。予定通りに基本特性を把握できた。イネのもつ発現誘導物質の解析:イネ懸濁培養の上清液を酢酸エチル抽出した画分から活性が検出され、活性物質を逆相シリカゲルカラムに吸着させて溶出ができたので、カラムクロマトグラフィーで精製できる見通しがついた。次年度に活性物質を精製し構造解明に向けて予定通りに進行した。vir遺伝子検出用プラスミドの作成:数個のvirプロモーターならびにレポーター遺伝子としてluxABCD、luxAB、GFP、GUSを組み合わせた発現検出系を作成した中で、luxABを用いて作成した検出系が高感度かつ検出が容易で細胞を殺さずにリアルタイムモニターできた。次年度に変異体をスクリーニングするための準備が整った。イネ懸濁培養上清液にvir遺伝子発現誘導物質の精製精製純化して構造がp-coumarylalcohol(PCA)であると結論するに至ったので、今後はPCAが真にvir遺伝子発現誘導能力をもつか検証するために、PCAを化学合成して活性を確認する。P-Ag-5菌株から得られたvir遺伝子発現誘導に関する変異体を用いて、関与する遺伝子を分析する。イネのもつ発現誘導物質の解析:イネ懸濁培養が上清液に分泌するvir遺伝子誘導物質を精製純化して構造決定に挑む。培養スケールを大幅に拡大して上清液を大量に用意して酢酸エチル抽出する。培養スケールを拡大しても活性物質の濃度は低下していないか確認する必要がある。抽出物から活性物質を数種のカラムクロマトグラフィーで精製した上で、機器分析して構造解明する。特異なvir遺伝子発現様式を制御決定する遺伝子の探索:今回作成したvirプロモーター付のluxABレポーター遺伝子を保持するP-Ag-5菌株を出発材料として、トランスポゾン変異体ライブラリーを用意する。
精巣型アクチンキャッピング蛋白に関する研究

アクチンキャッピング蛋白(CP)はすべての哺乳類細胞に存在し、また進化上、最もよく保存されたアクチン調節蛋白である。CPはアルファ(CPα)とベータ(CPβ)の二つのsubunitからなるheterodimerを形成し、細胞内のアクチン骨格を調整する。申請者らは、マウス精巣subtracted libraryからCPαと相同性を示す半数体精子細胞特異的遺伝子CPα3の単離に成功した。さらに、ヒト精巣cDNA libraryからヒトオルソローグ遺伝子も単離した。ヒト精巣・精子では33kDaのCPα3蛋白が精子の主に中心体が存在する頚部及び鞭毛や頭部にも確認された。この局在はヒト精子におけるアクチンのそれと一致することが二重免疫染色にて明らかとなった。次にCPα3とheterodimerを形成する候補分子をコードするヒト新規遺伝子の単離に成功した(CPβ3)。この分子は牛の精子から単離されたCPβ3のヒトオルソローグ遺伝子であり、その発現はヒトでも精巣特異的であることが明らかとなった。さらにこの蛋白が、実際に蛋白レベルでCPα3と結合することが免疫沈降法によって確認された。さらにCPβ3特異的抗体の作成に成功し、免疫染色にて、この分子がやはりヒト精子の頚部や鞭毛を中心に存在することを明らかにした。またCPα3のノックアウトマウス作成のためのノックアウトベクターのクローニングに成功し、現在KOマウス(hetrozygote)の作成に成功しており、この維持解析を行っている。驚くことに、このマウスはすでに雄性不妊の表現形を示しており、ヒト不妊のモデルとなりうる可能性がある。アクチンはアクチン調節蛋白により制御され、細胞形態の維持と再構成、細胞の遊走や細胞外マトリックスとの結合などの種々の細胞機能に関与する。細胞内においては単量体であるG-actinが凝集してオリゴマーとなり、これを核として成長端、脱重合端の両方向に重合体F-actinが伸長される。CPはアルファ(CPα)とベータ(CPβ)の二つのsubunitからなるheterodimerを形成しF-actinの成長端に結合しその長さを動的に調節する。さらに、ヒト精巣cDNA libraryからヒトオルソローグ遺伝子も単離したが、アクチン結合に必要とされるC末端領域は種を越えて、よく保存されており、その機能の重要性を示していた。またCPα3のノックアウトマウス作成のためのノックアウトベクターのクローニングに成功した。
ヒト染色体ディセクションによる外骨腫(がん抑制)遺伝子単離と腫瘍抑制機構

本研究は特殊な症例〔t(8q;13q)を伴った多発性外骨腫症(EX)孤発例〕から逆行遺伝学的方法によりEX遺伝子を単離することを目的とした.本年度は以下の結果を得た.(1)8q23にマップされるコスミドクローンを用いたFISH解析により判明した7種のクローンの8q23領域中の配列順序はcen/cCI8-1185/cCI8-1148/cCI81435/cCI8553/cCI81512/cCI8-1122/cCI81173/telであった.このうち4クローンは8q上の切断点より近位に他の4種は遠位にマップされ、cCI8-553とcCI8-1512が切断点に最も近接していることが判明した.(2)cCI8-553とcCI8-1512を用いたPFGE解析により,患者のみに約950kbのextra bandを検出した.cCI8-1512で検出される断片は切断点から600kb以内であった.(3)cCI8-1512を基にYACライブラリーのスクリーニングを行い,yck8-90YACクローンを得た.yck8-90を用いた患者染色体によるFISHでは,正常の8番染色体の他に2つの転座派生染色体の切断点付近に蛍光シグナルを認めた.このことは切断点部位はyck8-90中に含まれていることを示す.(4)yck8-90のEcoRI消化のサブクローニングにより切断点をカバーする9種のサブクローンを得た.そのうち5′側の4.3kb断片を用いた通常のサザン解析で患者DNAにextra bandを検出した.即ち切断点はこの4.3kb中に含まれる.(5)4.3kb断片に対応するcDNAはまだ検出されていない.切断点自体が巨大なintron中にある可能性や、切断点近傍になにか重要な配列があるのかは今後の課題である。YACは完全に切断点をカバーしているので、このYACの解析を進める予定である。1)8q23-q24領域特異的microcloneからsingle-copy配列だけを集めprobeとしたヒトcomid libraryのscreeningで20個の陽性cosmidsを取得した。2)それら及び既に8q遠位1/3にmapされているcosmidを用いて、TRPSI型患者とII型患者のmappingをFISH法により行った。両者共1copyを示したのは2個で、前者で2copy後者で1copyの可能性を示したのはなかった。3)一部は2色FISH法により、cosmidsの配列順序をcen-1185-1148-1435-1512-553-1122-1173-telのように決定した。4)1のcomidを用い、t(8;13)転座外骨腫患者DNAにおけるPFGE解析を行った。1cloneは患者において800kbのBsshII-aberrant fragmentを検出したので、これは外骨腫患者の転座切断点から600kb以内に位置すると考えられる。このcloneに対応するYAC-subclones中で切断点を検出するものを同定し、更に切断点そのものを含むDNA断片を追う予定である。5)ヒトBMP1-cDNA由来のPCR産物を用いて釣り上げたcomid cloneは、その制限酵素地図および一部の塩基配列からBMP1を包含していたが、それはFISHにより8p21にマップされた。この結果は、ヒトBMP1座は8p21であり外骨腫遺伝子ではないことを示す。本研究は特殊な症例〔t(8q;13q)を伴った多発性外骨腫症(EX)孤発例〕から逆行遺伝学的方法によりEX遺伝子を単離することを目的とした.本年度は以下の結果を得た.(1)8q23にマップされるコスミドクローンを用いたFISH解析により判明した7種のクローンの8q23領域中の配列順序はcen/cCI8-1185/cCI8-1148/cCI81435/cCI8553/cCI81512/cCI8-1122/cCI81173/telであった.このうち4クローンは8q上の切断点より近位に他の4種は遠位にマップされ、cCI8-553とcCI8-1512が切断点に最も近接していることが判明した.(2)cCI8-553とcCI8-1512を用いたPFGE解析により,患者のみに約950kbのextra bandを検出した.cCI8-1512で検出される断片は切断点から600kb以内であった.(3)cCI8-1512を基にYACライブラリーのスクリーニングを行い,yck8-90YACクローンを得た.yck8-90を用いた患者染色体によるFISHでは,正常の8番染色体の他に2つの転座派生染色体の切断点付近に蛍光シグナルを認めた.このことは切断点部位はyck8-90中に含まれていることを示す.(4)yck8-90のEcoRI消化のサブクローニングにより切断点をカバーする9種のサブクローンを得た.そのうち5′側の4.3kb断片を用いた通常のサザン解析で患者DNAにextra bandを検出した.即ち切断点はこの4.3kb中に含まれる.(5)4.3

kb断片に対応するcDNAはまだ検出されていない.切断点自体が巨大なintron中にある可能性や、切断点近傍になにか重要な配列があるのかは今後の課題である。YACは完全に切断点をカバーしているので、このYACの解析を進める予定である。
ポジトロンCTを用いた高齢者における義歯使用と脳機能の相関に関する研究

本研究では、はじめに咀嚼筋および舌の機能的役割に焦点を当て、18F-fluoro-D-deoxyglucoseをトレーサーに用いて、健常者のガム咀嚼時における咀嚼筋および舌筋の組織糖代謝測定を試みた。その結果、咬筋、側頭筋、内側翼突筋、外側翼突筋、舌筋の活動測定に成功し、一定の咀嚼運動に対応した咀嚼筋、舌筋の活動を同時に定量化することが可能となった。つぎに咀嚼による脳の活動を明らかにする目的で、Fristonらの方法にしたがい脳画像解析用ソフトSPM96を用いて、ガム咀嚼を行わせたときの脳のPET画像を解析した。その結果、咀嚼時には両側の一次感覚運動野、運動前野、小脳が活動した。片側性の咀嚼では一次感覚運動野、運動前野、少脳において両側性の活動を示すものの、その活動の程度は左右側で異なった。任意側咀嚼と右側咀嚼とを統計学的に比較したところ、その脳活動パターンに違いがあることが明らかとなった。すなわち、任意側咀嚼の際は右側咀嚼に比較して、右側一次感覚運動野で有意により高い活動が観察され、右側咀嚼の際は任意側咀嚼に比較して左側視床、右側被殻、左側中脳、右側小脳中葉に高い活動が観察された。以上の結果から、局所脳糖代謝は咀嚼様式の違いにより異なることが明らかとなり、義歯使用の有無によっても異なる脳活動を示すことが推察された。一方、義歯評価法の一つとして義歯の維持力を測定するためのトランスデューサを開発し、10名の被験者における口蓋床の維持力測定の結果、臨床応用が可能であることが示された。10名の被験者で30回ずづ測定された維持力は、平均値のレンジが0.17N1.00N、標準偏差のレンジは0.160.61であった。被験者により維持力は広い範囲に分布したが、再現性は概ね良好であった。またロ蓋床が口蓋粘膜から離脱する際に注意を要する必要が認められた。多数歯欠損、義歯不適合などのために咀嚼障害を有する患者に、新たに義歯を装着することが患者の感情や行動を司る脳機能にどのような影響を及ぼすかを科学的に解明することは、高齢化社会を迎える先進諸国においては重要なテーマである。これまで、健常者のガム咀嚼時における両側運動感覚野の局所脳血流上昇および大脳全体の血流上昇、すなわち咀嚼による脳の賦活効果が明らかにされているが、各咀嚼筋や舌の運動機能と脳機能との相互の関連は不明であった。そこで初年度(平成9年度)は本研究の端緒として、咀嚼筋および舌の機能的役割に焦点を当て、これらの筋の協調活動様式をPETによって定量化することが可能か否かを検討するために、18F-フルオロデオキシ-D-グルコースをトレーサーに用いて、健常者のガム咀嚼時における咀嚼筋および舌筋の組織糖代謝測定を試みた。その結果、咬筋、側頭筋のみならず、これまで技術的に筋活動の測定が困難であった内側翼突筋、外側翼突筋、舌筋の活動測定に成功し、一定の咀嚼運動に対応した咀嚼筋、舌筋の活動を同時に定量化することが可能となった。また、咀嚼筋では同一筋内でも部位による不均質な活動が観察され、咀嚼筋内部の機能的分化を捉えることに成功した。一方、ガム咀嚼時の舌筋の活動が咀嚼筋群よりも高いことから、咀嚼における舌の役割の重要性が示された。さらに、被験者に左右側いずれか一方でガム咀嚼を行わせたときの各筋の活動を同様にPETで測定したところ、明らかに左右側で異なる筋活動様式を定量化・画像化することに成功した。以上のことから、筋全体の活動量や同一筋内の不均質活動を定量化し各筋の協調活動を分析するにはPETがきわめて有効であることが明らかになった。次年度は、各咀嚼筋と舌の活動がそれぞれ脳機能にどのように関与しているかを明らかにする予定である。

片側性の咀嚼では一次感覚運動野、運動前野、少脳において両側性の活動を示すものの、その活動の程度は左右側で異なった。任意側咀嚼と右側咀嚼とを統計学的に比較したところ、その脳活動パターンに違いがあることが明らかとなった。すなわち、任意側咀嚼の際は右側咀嚼に比較して、右側一次感覚運動野で有意により高い活動が観察され、右側咀嚼の際は任意側咀嚼に比較して左側視床、右側被殻、左側中脳、右側小脳中葉に高い活動が観察された。以上の結果から、局所脳糖代謝は咀嚼様式の違いにより異なることが明らかとなり、義歯使用の有無によっても異なる脳活動を示すことが推察された。一方、義歯評価法の一つとして義歯の維持力を測定するためのトランスデューサを開発し、10名の被験者における口蓋床の維持力測定の結果、臨床応用が可能であることが示された。10名の被験者で30回ずづ測定された維持力は、平均値のレンジが0.17N1.00N、標準偏差のレンジは0.160.61であった。被験者により維持力は広い範囲に分布したが、再現性は概ね良好であった。またロ蓋床が口蓋粘膜から離脱する際に注意を要する必要が認められた。本年度は咀嚼による脳の活動を明らかにする目的で,Fristonらの方法に従い脳画像解析用ソフトSPM96を用いて,ガム咀嚼を行わせたときの脳のPET画像を解析した.他方,義歯評価法の一つとして義歯の維持力を測定するためのトランスデューサを開発し,その有効性を検証した.1.ガム咀嚼による脳活動の特徴1)咀嚼時には両側の一次感覚運動野,運動前野,小脳が活動し,咀嚼様式を変化させることにより各領域の活動の程度は変化することが明らかとなった.片側性の咀嚼では,一次感覚運動野,運動前野,小脳において両側性の活動を示すものの,その活動の程度は左右で異なることが明らかとなった.2)任意側咀嚼と右側咀嚼とを比較した際,その脳活動パターンに違いがあることが明らかとなった.すなわち,任意側咀嚼の際は右側咀嚼に比較して,右側一次感覚運動野でより高い活動が観察され,右側咀嚼の際は任意側咀嚼噛に比較して左側視床,右側被殻,左側橋,右側小脳中葉に高い活動が観察された.2.義歯維持力測定用トランスデューサの開発1)真鍮製角柱にステンレススチール板を固定し,ステンレススチール板の中央にストレインゲージ,先端にフックを取り付けてトランスデューサを製作した.2)このトランスデューサの校正を行ったところ,4Nまでの範囲できわめて高い直線性が得られ,10名の被験者における口蓋床の維持力測定の結果,臨床応用が可能であることが示された.今年度は、ガム咀嚼を行わせたときの脳のPET画像から、咀嚼による脳活動を定量化し統計学的分析を行った。また義歯の評価については、ストレインゲージ型トランスデューサの臨床応用を行った。脳活動の定量化と統計学的分析:脳を含む全てのスライスを抽出し三次元的に変換することにより、各被検者の脳を標準脳に変換した。被検者間での全脳糖代謝量の個体差は共分散分析(Analysis of Convariance;ANCOVA)にて補正した後、局所脳糖代謝が増加した領域を明らかにするために、各群と対照群とのそれぞれについて、各voxel毎の分散分析(Analysis of Variance;ANOVA)を行い、その結果から各voxel毎のt検定を行った。さらにt分布を近似的に正規分布させるため、Fisher-Z変換を行った。この結果に対して、多重比較無補正の危険率が0.1%以下(Z≧3.15)のものを活動を示した領域とした。活動を示した領域は、Talairach座標をもとに各領域を固定した。この結果、局所脳糖代謝は咀嚼様式の違いにより統計学的に有意な差があることが明らかとなり、義歯使用の有無によって脳活動が異なることが示唆された。義歯維持力測定:前年度に開発したストレインゲージ型トランスデューサを用いて実験用口蓋床の維持力測定を行い、データの再現性、測定時の安全性などについて検討した。10名の被験者で30回ずつ測定された維持力は、平均値のレンジが0.17N1.00N、標準偏差のレンジは0.160.61であった。また口蓋床が口蓋粘膜から離脱する際に注意を要する必要が認められた。臨床的には、数名の下顎全部床義歯装着者において義歯の維持力を測定して義歯の評価を行った。
シグナル伝達系の網羅的解析による変形性関節症における滑膜病変の成因の解明

変形性関節症(OA)では滑膜病変が高度な症例において痛みが強く、また疾患が進行するリスクも高いことが近年の疫学研究の結果から明らかになってきた。従来、OAは軟骨の疾患と考えられてきたが、このような疫学研究の結果を踏まえれば、OAの滑膜病変は軟骨変性に伴って生じる二次的なものではなく、OAの症状発現や軟骨基質の変性消失に積極的に関与する、OAの病態において中核をなす変化とも考えられる。しかしOAにおける滑膜病変の成因についてはいくつかの仮説はあるものの、よくわかっていないのが現状である。本研究の研究代表者らは以前からOAの滑膜病変に着目して研究を進めており、今までにOA、関節リウマチ(RA)および剖検例の病的所見のない膝関節から採取した滑膜について、cDNAマイクロアレイによる遺伝子発現の解析を行って3群間の遺伝子発現プロファイルの比較・解析を行ってきた。またこれと並行してOA関節液についても解析を進め、OAの関節液中には多量のMMP-1、2、3が含まれること、またOAの関節液においてこれらのMMPの濃度と軟骨基質の変性産物の濃度の間に正の相関があり、これらのMMPがOA関節において実際に軟骨基質の変性に関与している可能性があることを明らかにしてきた。さらに実際のOA症例から採取した関節液を用いた実験から、関節液中のこれらのMMPは活性化されれば実際に軟骨基質を変性させる能力があることも明らかにしてきた。本研究の目的はこれらの知見を背景として、シグナル伝達系の半網羅的な解析を行うことでOAにおける滑膜病変の成立機序を探ることであった。研究第二年度に当たる2018年度(本年度)には研究をより厳密に行うために、関節液中のMMP-1、2、3がどの組織に由来するかについて改めて検討を行った。OAでは関節水腫の存在が示すように滑膜の血管透過性は亢進しており、血漿中のMMPが関節液に移行している可能性も考えられる。そこで膝OAの8症例について血漿を採取して3種のMMPの濃度を比較した。その結果、血漿にはMMP-1が平均107 pg/mlと極めて低い濃度でしか存在せず、MMP-3も28.9 ng/mlと関節液中の濃度の数%程度しか含まれていないのに対し、MMP-2は平均241.8 ng/mlと他の2つのMMPに比べかなり高い濃度で血漿に含まれることが明らかになった。この結果から関節液中の3種のMMPのうちMMP-1、3はそのほぼすべてが関節内での産生と考えられるのに対し、MMP-2については血漿からの移行も一定の割合であるものと考えられた。本年度はさらに当初の予定通りMMP-1, 3の発現に関連するシグナル伝達系の解明を行った。なお、本年度は当初OA滑膜、RA滑膜の両方について解析を予定していたが、研究経費の制約からOA滑膜の解析のみとなった。前年度までの解析により個々の検体(滑膜組織)についてMMP-1, 3の遺伝子発現レベルが決定されていたので、その結果に基いて2種のMMPが高発現、低発現している組織をぞれぞれ2検体選び、ホモジナイズによってタンパクを抽出して2種の抗体アレイ(Human Phosphokinase ArrayおよびHuman Phospho RTK Array、R&D Systems)による解析を行った。この解析では条件検討に予想以上の時間と労力を要したが、最終的にMMP-1、3が高発現している滑膜組織において、Akt、c-Jun、ERKのリン酸化が亢進している可能性があるという結果を得た。本年度の解析によって、上述のようにOA滑膜においてMMP-1、3の発現に関与するシグナル伝達系に関して一定の知見を得た。研究代表者は以前よりOA滑膜においてMMP-1、3の発現が同時に亢進する機序として、マトリクスの変化に伴う線維芽細胞の活性化が原因ではないかと考えてきたが、2018年度の研究結果はその仮説を裏付けるものであった。当初、2018年度にはOA滑膜に加えてRA滑膜についてもMMP-1、3の発現に関与するシグナル伝達系を検索し、さらにOA滑膜についてMMP-2、14、uPAの発現に関与するシグナル伝達系の特定も予定していたが、実際には研究経費の不足からこれらの検討は次年度に行う予定となった。MMP-2、14、uPAについては、これらがいずれも血管新生に伴って発現が誘導されるタンパク分解酵素であることから、OA滑膜において血管新生に伴って発現が誘導されている可能性がある。もしこれが事実であるとすれば、OA滑膜においてこれら3つの遺伝子の発現には、血管新生に関連するPKC、PI3K、ERKなどのシグナル伝達系が関与することになる。研究第三年度にはこれらの知見を踏まえて仮説の検証を行う。さらに第三年度ではシグナル伝達系が特定されたのち、研究経費が許す範囲でいくつかのリン酸化タンパクについてはELISAやLuminexを用いて定量的解析を行い、タンパク分解酵素の発現レベルとの関連を検討することも予定している。なお、第三年度に行われる抗体アレイによるシグナル伝達系の解析については実験の手法は2018年度でほぼ確立されており、解析に際して技術的な問題は生じないものと考えている。変形性関節症(OA)では滑膜病変が高度な症例において痛みが強く、また疾患が進行する危険も高いことが近年の疫学研究の結果から明らかになってきた。

従来、OAは軟骨の疾患と考えられてきたが、このような疫学研究の結果を踏まえれば、OAの滑膜病変は軟骨変性に伴って生じる副次的なものではなく、OAの症状発現や軟骨基質の変性消失に積極的に関与し、OAの病態において中核をなす変化と捉えることができる。しかしOAにおける滑膜病変の成因についてはいくつかの仮説はあるものの、よくわかっていないのが現状である。本研究の研究代表者らは以前からOAの滑膜病変に着目して研究を進めており、今までにOA、関節リウマチ(RA)および剖検例の病的所見のない膝関節から採取した滑膜について、cDNAマイクロアレイによる遺伝子発現の解析を行って3群間の遺伝子発現プロファイルの比較・解析を行ってきた。またこれと並行してOA関節液についても解析を進め、OAの関節液中には多量のMMP-1、2、3が含まれること、これらはOA関節において滑膜組織で産生されて関節液中に遊離すると考えられること、またOAの関節液においてこれらのMMPの濃度と軟骨基質の変性産物の濃度の間に正の相関があり、これらのMMPがOA関節において実際に軟骨基質の変性に関与ししている可能性があることを明らかにしてきた。さらに実際のOA症例から採取した関節液を用いた実験から、関節液中のこれらのMMPは活性化されれば実際に軟骨基質を変性させる能力があることも明らかにしてきた。本研究の目的はこれらの知見を背景として、シグナル伝達系の半網羅的な解析を行うことでOAにおける滑膜病変の成立の機序を探ることであった。研究初年度の平成29年度は年度半ば過ぎまでにOAのために人工関節置換を受けた症例48例からの滑膜組織の採取を終了した。OA滑膜の収集と並行してRAに罹患して人工関節置換を受けた膝関節32関節からも滑膜組織を採取した。採取した滑膜組織は採取直後に2つに等しく分け、一方からはmRNAを抽出し、もう一方は研究第二年度に行うシグナル伝達系の解析のためディープフリーザーで凍結保存した。年度後半には採取した滑膜検体を用いて予定通り滑膜の遺伝子発現の解析を行った。この解析ではOA滑膜、RA滑膜に加えて研究代表者らが以前から収集してきた非炎症性関節疾患(膝関節部の腫瘍性疾患や外傷の症例)から採取した滑膜組織(以下、対照滑膜)4症例12検体についても併せて解析が行われた。OA滑膜では個体差も大きいものの、MMP-1、2、3が非常に高いレベルで発現していること、またMMP-1と3の発現レベルの間に極めて高い正の相関があることを確認した。このような相関関係は対照滑膜では認めらなかったが、RA滑膜においてはやはり明瞭に認められ、OA滑膜とRA滑膜においてこれら2種のMMPの発現が同様の機序によって同時に誘導されている可能性が示唆された。研究初年度の後半には我々はMMP-1、2、3以外にもMMP-9、14およびMMPの活性化に関与するurokinase(uPA)についてOA、RA、対照滑膜の間で発現の比較を行った。その結果から、OA滑膜ではMMP-2、14、uPAの発現レベルがRA滑膜に比して有意に高いこと、またMMP-2、14、uPAの発現レベルの間にはOA滑膜において相互に有意の正の相関があることが明らかになった。MMP-1、3と異なりRA滑膜ではこれら3つの遺伝子の間に有意の相関関係は認められなかった。変形性関節症(OA)では滑膜病変が高度な症例において痛みが強く、また疾患が進行するリスクも高いことが近年の疫学研究の結果から明らかになってきた。
高頻度・高解像度ＶＬＢＩ観測による巨大ブラックホールジェットの生成機構解明

活動銀河中心核における相対論的ジェットの生成機構解明は現在天文学における究極的課題の1つである。本課題では最近傍の巨大ブラックホール(BH)ジェットM87を対象に、BHから10-10000シュバルツシルト半径(Rs)における速度場や構造を精密測定し、世界に先駆けて磁場駆動型ジェット生成理論の直接検証を目指す。本目的達成に向け、高い解像度を備えた日本のVLBIアレイVERA、高い感度を実現する欧州VLBIネットワーク(EVN)を用いた高頻度モニター、更には日伊共同VLBI観測網、米国VLBI観測網VLBAを用いたBH最近傍の撮像観測を実施する。本年度はこれまでの日伊での研究成果や進展が実を結び、国内の様々な研究会において招待講演として呼んでいただくなど、学振最終年度にふさわしい総まとめ的な一年になったと感じている。2015年の日本天文学会秋季年会においてもEVNとVERAを用いたM87の速度場測定について、学振期間中に得られた成果の総まとめとして口頭発表をさせていただいた。総まとめ論文を学振期間内に出版するには間に合わなかったが、現在順調に準備が進んでおり、間もなく投稿ができる予定である。日伊共同VLBI観測については、2015年2月に実施した試験観測について、2016年1月ついに日伊基線でのフリンジ信号検出に成功した。日伊観測の着想から約4年ここまでの道のりは非常に長かったが、日伊双方のスタッフの協力のもと多くの試行錯誤を経て、学振期間の最終月にフリンジ検出が成功したことは本当に感慨深い。当初の計画からはかなり遅れてはいるものの、今後の本格的な科学運用に向けて非常に大きな一歩を踏み出せたと考えている。最後に、約3年という長きに渡り多大なる援助を頂き、研究活動に専念できる環境を与えて頂いた本制度に心より感謝する。27年度が最終年度であるため、記入しない。活動銀河中心核における相対論的ジェットの生成機構解明は現代天文学における究極的課題の1つである。本課題では最近傍の巨大ブラックホール(BH)ジェット天体M87を対象に、BHから約1010000シュバルツシルト半径(Rs)における速度場や構造の精密調査を実施し、世界に先駆けて磁場駆動型ジェット生成理論の直接検証を目指す。本目的達成に向け、高い解像度を備えた日本のVLBI専用アレイVERA、高い感度を実現する欧州VLBIネットワーク(EVN)を用いた高頻度モニター、更には日伊共同VLBI観測網、米国VLBI観測網VLBAを用いたBH最近傍の撮像観測を実施する。研究実施計画に記載の通り、平成25年度はイタリア電波天文学研究所を拠点にして研究活動を行った。当初の予定通り着任時には2012年に観測したVERA及びEVNデータの多くが得られていた為、これらのデータ解析が研究の中心であった。平成25年度は特にBH周辺r=100-1000Rs領域におけるジェット構造探査・速度測定が進展し、この領域において光速の20%程度という速度場を高い精度で決定することに成功した。本結果は磁場駆動型理論が予言するジェット速度と矛盾していない。また巨大BHジェット生成機構関連研究として別天体だが、VLBAを用いてソンブレロ銀河中心核のBH周辺構造も明らかにした。本成果は平成25年度日本天文学会秋季年会において会長・副会長の推薦を受けて記者発表課題に選出され、新聞/web等様々なメディアで掲載されている。以上の成果は国内外多くの研究会(うち招待講演1件)、及び査読論文(うち筆頭著者2報)にて発表した。更に本課題で得られたM87ジェットの知見は今や他天体のジェット研究にも広く波及し始めている。研究発表欄に記載された他天体の共著論文はいずれも本研究課題の成果が強く反映されたものである。本課題では最近傍の巨大ブラックホール(BH)ジェットM87を対象に、BHから1010000シュバルツシルト半径(Rs)における速度場や構造の精密調査を実施し、世界に先駆けて磁場駆動型ジェット生成理論の直接検証を目指す。今年度は前年から続くイタリアIRA滞在が10月で終了し、後半11月からは国立天文台に拠点を移して研究活動を行った。主に20122013年に観測したVERAおよびEVNデータを解析、整理、統合する作業が中心であった。特に当初の予定にはなかったのだが、GeVガンマ線望遠鏡Fermiや米国TeVガンマ線望遠鏡VERITASとの同時コラボレーション観測が実現し、2012年に起こったM87で起こった超高エネルギーガンマ線フレアに同期して、VERAでモニターしていた中心核から非常に強い電波増光を検出することに成功した。本結果は、これまで長らく論争が続いていたM87からのガンマ線が、BHから僅か数10Rs以内の領域に起因することを決定的にした大変重要な成果である。本成果は国内外多くの研究会、及び査読論文(うち筆頭著者1報)にて発表した。日伊共同VLBIについては前年度フリンジ未検出に終わった教訓を踏まえ、最善の準備を尽くして2014年2月に2度目の試験観測を実施した。

現在相関処理を実施中であり、2015年度前半中には結果が得られる見込みである。尚、本研究の土台である研究代表者の博士論文は平成26年度井上科学振興財団研究奨励賞を受賞した。活動銀河中心核における相対論的ジェットの生成機構解明は現在天文学における究極的課題の1つである。本課題では最近傍の巨大ブラックホール(BH)ジェットM87を対象に、BHから10-10000シュバルツシルト半径(Rs)における速度場や構造を精密測定し、世界に先駆けて磁場駆動型ジェット生成理論の直接検証を目指す。本目的達成に向け、高い解像度を備えた日本のVLBIアレイVERA、高い感度を実現する欧州VLBIネットワーク(EVN)を用いた高頻度モニター、更には日伊共同VLBI観測網、米国VLBI観測網VLBAを用いたBH最近傍の撮像観測を実施する。本年度はこれまでの日伊での研究成果や進展が実を結び、国内の様々な研究会において招待講演として呼んでいただくなど、学振最終年度にふさわしい総まとめ的な一年になったと感じている。2015年の日本天文学会秋季年会においてもEVNとVERAを用いたM87の速度場測定について、学振期間中に得られた成果の総まとめとして口頭発表をさせていただいた。総まとめ論文を学振期間内に出版するには間に合わなかったが、現在順調に準備が進んでおり、間もなく投稿ができる予定である。日伊共同VLBI観測については、2015年2月に実施した試験観測について、2016年1月ついに日伊基線でのフリンジ信号検出に成功した。日伊観測の着想から約4年ここまでの道のりは非常に長かったが、日伊双方のスタッフの協力のもと多くの試行錯誤を経て、学振期間の最終月にフリンジ検出が成功したことは本当に感慨深い。当初の計画からはかなり遅れてはいるものの、今後の本格的な科学運用に向けて非常に大きな一歩を踏み出せたと考えている。最後に、約3年という長きに渡り多大なる援助を頂き、研究活動に専念できる環境を与えて頂いた本制度に心より感謝する。前年度に続き本年度も当初の計画通り概ね順調にM87観測データの取得、解析が進んでいる。更にはGeVガンマ線望遠鏡Fermiや米国TeVガンマ線望遠鏡VERITASなどとの国際多波長同時観測が実現するなど、当初の予定を上回る国際協力を達成することができている。日伊共同VLBIについては前年度の経験を踏まえ2回目の試験観測を実施した。現在は相関処理待ちの状態ではあるが、フリンジ検出に向けて可能な限りのバグ修正を行い、着実に前進している。27年度が最終年度であるため、記入しない。VERA/EVN観測については現在は観測データの解析の多くが完了し結果が貯まってきたという状況である。磁場駆動モデルが予想するような加速の兆候は確かに見え始めており、VERA/EVNによる高頻度モニターの努力が実を結びつつある。最終年度はこれらをモデルを比較考察し、査読論文にまとめて総仕上げとしたい。日伊共同VLBIについては、今年度観測したデータの相関処理が2015年4月-5月頃に行われる予定である。フリンジ検出を成功させ、本格的な科学成果を創出したいと考えている。本年度は当初の計画通り順調にM87観測データの取得、解析が進んでおり、初期成果の一部は複数の査読論文にて出版されている。
半導体量ドットレーザの試作研究

本研究は、研究代表者が長年取り組んできた量子ドットレーザについて、実用化を目指してその素子技術の確立を図ることを目的として遂行されている。まず、InGaAs自己形成量子ドットについて、実用化に重要な光通信用波長帯である13.-1.5μm帯発光をめざして結晶成長の最適化を行った。その結果、世界で最も長い1.5mmの発光波長を実現することに成功した。これはGaAs上に成長したInAs量子ドットをGaAsではなくInGaAsで埋め込み歪効果を抑制したためである。さらに、量子ドットとフォトニック結晶を組み合わせた量子ドットレーザ構造を作製することができた。これは、選択成長により量子ドットを形成する領域を制限したためである。一方、理論的にワイドギャップ半導体レーザにおいては、量子ドットレーザを導入することによる特性改善の効果が、大きくなることを示すことができた。GaN系量子ドットレーザにおいては、GaAs系量子ドットレーザと比べると、約一桁異大きい改善率が得られることが明かとなった。さらに、新しい非反転分布型レーザの概念を明らかにした。さらに、GaN上にInGaN量子ドット形成のための結晶成長技術の確立をはかり、これにもとづき青色量子ドットレーザを作製した。その結果、光励起ではあるが室温でレーザ発振に青色量子ドットレーザとしては世界で初めて成功した。また、紫外発光レーザをめざして、AlN上のGaN量子ドットの形成をSiC上に減圧成長で達成することに成功した。フォトルミネッセンス測定により発光を確認した。以上、本研究の遂行により、量子ドットレーザの試作を行うとともに、それにかかわる材料技術基盤の確立をはかることができた。本研究は、研究代表者が長年取り組んできた量子ドットレーザについて、いよいよ実用化を目指してその阻止技術の確立を図ることを目的として遂行されている。本年度はまずGaN上にInGaN量子ドット形成のための結晶成長技術の確立を図った。その結果、横寸法8.5nm密度が10^<10>/cm^2のInGaN量子ドットを形成することに成功した。さらに、これらの量子ドットを積層構造を成長することに成功した。これらの結果に基づき、InGaN量子ドットレーザの試を行った。へき開面は、反応性イオンエッチングの手法を用いて得た。室温で変励起実験を行った結果、レーザ発振を達成することに世界で初めて成功した。さらに、長波長系半導体レーザ材料としてGaSb量子ドットをGaAs上に形成する研究も進めた。MBE結晶成長により、タイプIIGaSb量子ドットをStransk-Krastanow成長モードを用いて形成することに成功した、横寸法は20nm程度であり、また密度は10^<11>/cm^2であった。この量子ドットについて、磁気光学測定、時間分解測定などを行い、タイプII両氏ドット特有の性質を明らかにすることができた。さらに、理論計算により励起子分子効果、荷舌励起子効果などがタイプII量子ドットでは強調されることを見出すとともに、実験においてもそれらを指示する結果を得ることができた。本研究は、研究代表者が長年取り組んできた量子ドットレーザについて、いよいよ実用化を目指してその素子技術の確立を図ることを目的として遂行されている。本年度は(1)InGaN量子ドットを活性層に組み込んだ青色レーザの光励起室温発振に成功した。スペクトルや偏波依存性から室温発振が確かめられた。(2)フォトニック結晶を有する量子ドットレーザを作製する際有効である量子ドットの形成領域を選択成長で制御することを提案しその実証を行った。まずInAs量子ドット自己形成のための条件を明らかにし、その結果を踏まえてSiO2パターン上への選択成長を行った。