hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
M2Mデータ管理のためのDHTを用いた多階層仮想化ネットワーク

各種センサデータ等のM2Mビッグデータを効率的に管理運用する技術は将来の生活やビジネスを支える基盤技術と期待されている。しかしながら、逐次的に測定・生成される大量のセンサデータ群をデータセンタ等で一元的に収集・管理する方法は、利用されることのないデータも収集・管理することとなり、効率的ではない。そこで、本研究では、各センサノードにおいて測定データを分散管理し、必要に応じてセンサノードからデータを取得することを可能とする「多階層DHT仮想化ネットワークを用いたセンサデータ分散管理手法」の創出した。これにより、大量のセンサデータを効率的に蓄積、検索することを実現する。しかしながら、逐次的に測定・生成される大量のセンサデータ群をデータセンタ等で一元的に収集・管理する方法は、利用されることのないデータも収集・管理することとなり、ネットワークやサーバリソースの観点からは効率的ではない。そこで、本研究では、各センサノードにおいて測定データを分散管理し、必要に応じてセンサノードからデータを取得することを可能とする「多階層DHT仮想化ネットワークを用いたセンサデータ分散管理手法」の創出し、プロトタイプ実装し、その有効を実験的に検証することを目的としている。初年度では、実際に発生した地震や放射能漏れ等を対象に実測データをとりよせ、仮想化ネットワークを用いて、分散配置された各センサノードを連結する際のトポロジー構成法について検討を行った。測定されたデータの属性(測定項目種別や測定された値等)に応じて、適切な仮想化ネットワークの数やその形状は異なることが予想されることから、実際の測定データを用いた分析を行うことから、実用的な多階層の仮想化ネットワークの構成法の構築を目指す。また、この段階で仮想ネットワーク上の分散データ管理法として、構造化P2P技術(DHT)の最も簡易なChordを用いた。ここでは簡易な計算機シミュレーション評価により、多階層仮想ネットワークの有効性を検証した。そこで、本研究では、各センサノードにおいて測定データを分散管理し、必要に応じてセンサノードからデータを取得することを可能とする「多階層DHT仮想化ネットワークを用いたセンサデータ分散管理手法」の創出し、プロトタイプ実装し、その有効を実験的に検証する。平成28年度では、前年度の検討結果と第1次の性能評価結果を踏まえ、センサデータ分散管理手法のOpportunistic Skip Listを用いた方式拡張の詳細化を行った。測定対象や測定データのトラヒックモデルの設定によって、あるいはセンサノード等の配置等の条件によってネットワークの性能は大きく異なることが想定される。そこで、計算機シミュレーションの結果に応じて、適宜方式の改良を行った。また、年度の終盤では、テストベッド用実験装置を用いてテストベッド環境の構築を開始した。そこで、本研究では、各センサノードにおいて測定データを分散管理し、必要に応じてセンサノードからデータを取得することを可能とする「多階層DHT仮想化ネットワークを用いたセンサデータ分散管理手法」の創出する。各階層ごとに異なる属性のセンサデータを分散配置し、各階層をDHTを用いて構成、各階層間もP2P技術を用いて連結する。さらに、本研究では、提案手法をシミュレーションでの提案方式の特性を検証するため、提案管理技術を実際のセンサネットワーク上にプロトタイプ実装し、性能評価を行う。実際のネットワークを用いての性能検証より、提案方式の有効性を確認する。これまで、「多階層DHT仮想化ネットワークを用いたセンサデータ分散管理手法」の創出、およびシミュレーションによる性能評価については順調に進行してきたが、今年度予定していたプロトタイプの実装およびプロトタイプを用いた性能評価が計画通りに進んでいない。コンセプトレベルのものを実装できるまでのレベルまでの詳細設計ができていないこととがその大きな原因となっている。さらに、本研究では、提案手法をシミュレーションでの提案方式の特性を検証するため、提案管理技術を実際のセンサネットワーク上にプロトタイプ実装し、性能評価を行った。

実際のネットワークを用いての性能検証より、提案方式の有効性を確認した。特に、最終年度では、コンセプトレベルにとどまっていたプロトタイプ実装を実験を行うことができる程度までに完成度を高め、実験的評価を十分に実施することができた。さらに、研究成果の対外発表がいまだ十分に行えていなかったことから、積極的な学会発表と論文投稿を行った。各種センサデータ等のM2Mビッグデータを効率的に管理運用する技術は将来の生活やビジネスを支える基盤技術と期待されている。しかしながら、逐次的に測定・生成される大量のセンサデータ群をデータセンタ等で一元的に収集・管理する方法は、利用されることのないデータも収集・管理することとなり、効率的ではない。そこで、本研究では、各センサノードにおいて測定データを分散管理し、必要に応じてセンサノードからデータを取得することを可能とする「多階層DHT仮想化ネットワークを用いたセンサデータ分散管理手法」の創出した。これにより、大量のセンサデータを効率的に蓄積、検索することを実現する。計画通り、実際の測定データを用いた分析を行うことができ、また実用的な多階層の仮想化ネットワークの構成法の基本検討、さらには簡易な評価ができた。しかしながら、当初想定していなかったネットワーク制御の複雑さやそれに伴う性能劣化が発生することが新たにわかった。初年度全体としてはおおむね順調といえるものの、来年度に向けて当初想定していなかった課題を残した。テストベッド用実験装置Iとテストベッド用実験装置IIおよびIIIを用いてテストベッド環境を完成させ、さらには提案センサデータ分散管理手法を実装したプロトタイプの作製を行う。本プロトタイプは、クロスボー社のMOTE上で実現することとする。まず、本プロトタイプ単体での機能検証を行う。この時点で、これまでの性能評価結果を踏まえて方式のさらなる詳細検討を行う。また、必要に応じて、前年度と同様に計算機シミュレーションでの機能検証および追加の性能評価を行う。コンセプトレベルのものを実装できるまでのレベルまでの詳細設計を行っていきたい。また、プロトタイプの実装およびプロトタイプを用いた性能評価を行っていきたい。さらに、研究成果の対外発表がいまだ十分に行えていないことから、積極的な学会発表と論文投稿を行っていく予定である。情報ネットワーク2年度では、初年度の検討による顕在化した新たな問題「ネットワーク制御の複雑さやそれに伴う性能劣化」について検討を行う。これら課題を解決した後、当初計画にあった、ネットワーク上に分散的に存在するクライアントからのセンサデータ要求内容に応じで、適切にデータ検索・転送を可能とするセンサデータ分散管理手法の検討を行うものとする。テストベット環境の構築が遅れており、支出おくれている。
中学校数学におけるESDの観点からの統計教材研究

本研究を遂行する上で次の3点を基本に考え、研究を行った。(1)環境データ、社会統計データを積極的に数学教材として取り入れる。(2)観察・実験やレポート作成、論述などを行う授業を行い、言葉や式、図、表、グラフ等を用いて論理的に考えたり、表現したり、説明したりする力の育成を重視。(3)ICTを活用して、生徒の表現力・説明力をつける。研究の結果、次のような教材開発を行い、その成果を発表した。次の教材は全て上記(1)(3)に準じている。1.教材開発「きまぐれな2つのサイコロの目の和」2つのサイコロの目の和を実験を通して、生徒自らが収集したデータを基に議論する。その学習の中でデータの収集、整理について、疑問を持ち、信頼ができるかどうかまで、クリティカルに捉える大切さを学ぶことができた。2.教材開発「2人のバスケットボール選手から選ぶ」本教材は、シュートの成績の代表値が同じ2人のバスケットボールの選手から、1人の選手を選ぶという文脈である。散らばり(分散)に注目して考えることの大切さと、生徒がヒストグラムの重要性を再認識できる課題である。四分位数・四分位範囲、箱ひげ図の導入問題としても活用できる問題である。3.教材開発「2つの充電池について」本教材は、同じ代表値やグラフを用いて、4つの違う文脈でそれらを考えるとき、結論が異なることを示した教材である。この教材は、統計を用いて判断するとき、文脈から「統計の何を見るか」、与えられた課題を分析して、何を判断の根拠とすればよいのか、自分で考える事の重要性を生徒が認識できるものである。4.教材開発「自作Excelシート中1統計グラフ」・「自作Excelシート標本調査」2つのエクセルシートは中学校の資料の活用分野で使用するために作成したものである。データを入力することで、度数分布表の作成、代表値(最大、最小値、範囲、平均値、中央値、最頻値)の計算、ヒストグラムや折れ線グラフの作成を自動でできるものである。また、比較、シミュレーションが容易に行え、生徒の操作性も良い。
公開空地の質的整備水準と効用に関する実験的研究

下記の研究を行った。(1)既往研究の整理特にニューヨーク市における公開空地の質的基準のコントロールと実態について、研究的文献、条例の翻訳、レビューを行った。(2)「公開空地集積地区」における土地利用・市街地環境変容実態調査日比谷公園周辺地区、横浜駅西口地区を対象として、空間変容の経時的把握と問題点の整理のため、当該地区の立体的空間構成の変容過程を電算機3次元CGモデルとして構築した。(3)「公開空地」の質的基準に関するガイドラインの設計およびシミュレーションニューヨークの基準をモデルに、実際に行政運用上採用可能な「公開空地の質的基準」を、基準の主眼・詳細性・厳密性について数段階の異なるモデルを設計し、上記地区において、各質的基準を導入した場合の空間変容プロセスのシミュレーションを行った。結果として、植樹・ベンチ等について単なる設置密度基準を設けるだけでは、良好な公開空地の質は得られず、それらの配置に関する都市デザイン的コントロールを即地的条件に応じて行うことの必要性が明確になった。下記の研究を行った。
微細加工トンネル接合のノイズ

ノイズを測定するためのCoFeB/MgO/CoFGeB強磁性トンネル接合を,酸化時間,熱処理時間,電極材料を系統的に変化させて,既存のマグネトロンスパッタ装置を用いて作製した.また,メタルマスクを用いて最小で100x100μm^2サイズに,フォトリソグラフィを用いて最小で4x4μm^2サイズに微細加工した.これらの素子の1/fノイズ特性を測定し,以下の結果を得た.1.測定電流によるアニーリング効果ノイズ測定の際に印加する電流によりCoFeB/MgO/CoFeB強磁性トンネル接合がアニーリングされノイズ値が変化することを系統的に調べた.ノイズ値は電流印加後10時間で最大値を示した後,徐々に低減し,約80時間で飽和した.これらの結果は電流によりCoFeB内のB原子が移動し,安定状態に至る過程でノイズ値が変化するとして説明した.CoFeBの膜厚を減少させるとノイズ値が上昇した.これはCoFeBとTaの界面において磁気モーメントが減少する効果が伝導特性に顕著に現れたものと解釈した.ノイズ値の膜厚依存性に関しての系統的な実験結果から最適のCoFeB膜厚値が5nmであることを示した.3.CoFeB強磁性電極のB濃度依存性CoFeBのB濃度を系統的に変化させてノイズ特性を比較した.B濃度の上昇とともにノイズ値は上昇した。これはB濃度の上昇により,測定の際に印加する電流によるBの移動などを引き起こすサイトが増大することによるものであると結論した.4.磁気抵抗比とノイズの相関作製した全ての接合の磁気抵抗比とノイズ値の相関を調べた.磁気抵抗比の上昇とともにノイズは低減する傾向を示し,磁気抵抗値50%以上ではほぼ一定のノイズ値を示すことを明らかにした.1.ノイズ測定用トンネル接合の作製ノイズを測定するための強磁性トンネル接合を作製した.既存のマグネトロンスパッタ装置を用いて,Ta(1.5nm)/FeNi(3nm)/Cu(5nm)/FeCo(5nm)/Al(1.6nm)-O/FeCo(4nm)/IrMn(10nm)/NeFe(20nm)の構成の接合を作製した.また,メタルマスクを用いて最小で100x100μm^2サイズに,またフォトリソグラフィを用いて最小で4x4μm^2サイズに微細加工した.2.磁気ノイズ測定装置の立ち上げ強磁性トンネル接合からの磁気ノイズの測定を行うための装置をくみ上げた.既存のベクトルシグナルアナライザに,ローノイズアンプと制御用のパソコンを組み合わせた.またシステム全体を電気磁気シールドルーム内に配置した.これらにより,システムのバックグラウンドのノイズレベルを1x10^<-15>V^2/Hzまで低減することに成功した.また,バッテリ駆動の電源を用いることにより,ラインノイズにより発生する50Hzの高調波のスパイクノイズを無視できるレベルまで低減した.さらに,広い周波数帯域の測定を自動で行うための測定プログラムを作成した.これにより,周波数1Hzから10MHzまでのノイズ測定が可能となった.3.強磁性トンネル接合の磁気的,電気的特性の測定とノイズの周波数依存性の測定強磁性トンネル接合の磁気抵抗効果を測定した.また,同じ素子のノイズの周波数依存性を立ち上げたノイズ測定装置を用いて行った.来年度は特性の異なる素子に対して系統的に測定し,これらの相関を詳細に調べることを予定している.ノイズを測定するためのCoFeB/MgO/CoFGeB強磁性トンネル接合を,酸化時間,熱処理時間,電極材料を系統的に変化させて,既存のマグネトロンスパッタ装置を用いて作製した.また,メタルマスクを用いて最小で100x100μm^2サイズに,フォトリソグラフィを用いて最小で4x4μm^2サイズに微細加工した.これらの素子の1/fノイズ特性を測定し,以下の結果を得た.1.測定電流によるアニーリング効果ノイズ測定の際に印加する電流によりCoFeB/MgO/CoFeB強磁性トンネル接合がアニーリングされノイズ値が変化することを系統的に調べた.ノイズ値は電流印加後10時間で最大値を示した後,徐々に低減し,約80時間で飽和した.これらの結果は電流によりCoFeB内のB原子が移動し,安定状態に至る過程でノイズ値が変化するとして説明した.CoFeBの膜厚を減少させるとノイズ値が上昇した.これはCoFeBとTaの界面において磁気モーメントが減少する効果が伝導特性に顕著に現れたものと解釈した.ノイズ値の膜厚依存性に関しての系統的な実験結果から最適のCoFeB膜厚値が5nmであることを示した.3.CoFeB強磁性電極のB濃度依存性CoFeBのB濃度を系統的に変化させてノイズ特性を比較した.B濃度の上昇とともにノイズ値は上昇した。これはB濃度の上昇により,測定の際に印加する電流によるBの移動などを引き起こすサイトが増大することによるものであると結論した.4.磁気抵抗比とノイズの相関作製した全ての接合の磁気抵抗比とノイズ値の相関を調べた.磁気抵抗比の上昇とともにノイズは低減する傾向を示し,磁気抵抗値50%以上ではほぼ一定のノイズ値を示すことを明らかにした.
プラズマによる血液凝固促進現象の剤型加工(タンパク質機能改変)への展開

本研究は、プラズマによる血液凝固現象として、特にタンパク質凝集現象のメカニズムの理解を進めることを目的としている。以下の1)、及び2)の研究を行うことにより、各プラズマ特性とタンパク質凝集効果との関係を調べた。1)異なる放電条件での低エネルギー大気圧プラズマの特性計測:作動ガスや照射距離等の放電条件を変えて実験を行った際のプラズマの特性計測と解析を行った。プラズマ源としては、研究室において開発された血液凝固作用のある低エネルギー大気圧プラズマを用いた。主な計測としては、発光分光法による活性種計測、印可電圧・電流・電力等の電気特性計測、及びプラズマの発光伝播計測等を行った。また、特別研究員奨励費によりイタリアのConsorzio RFXに滞在し、幾つかのプラズマ装置の特性計測を行い、違いを明確化した。これらの研究活動により、放電形式や放電条件の相違に起因する幾つかのプラズマ特性の相違が明らかとなったことで、プラズマ中の反応過程の理解を進めることができた。2)血清タンパク質への低エネルギー大気圧プラズマ照射実験:1)の研究により得られた知見を元に、放電条件を変化させて生成した特性が異なるプラズマを用いて、血清タンパク質へのプラズマ照射実験を行った。そして、この時のプラズマの特性とタンパク質凝集効果との関係を調べた。結果として、血清タンパク質凝集の様相は放電条件によって異なることが見出され、プラズマ特性の相違と凝集効果の相違の相関関係を解析することで、幾つかのプラズマパラメータと凝集作用との関係が明らかとなった。以上の研究から、特性が異なるプラズマを用いてタンパク質への照射を行うことで、凝集現象の様相を変化させることが可能であることが明らかとなったことで、プラズマによる凝集現象の制御に基づいた剤型加工技術開発に展開されることが期待される。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
情報源の品位に重点を置いた新世代マルチメディアシステムに関する研究

1.超高品位マルチメディアコミュニケーションシステムの検討、高品位要因の評価(1)超高品位マルチメディアコミュニケーションシステムの試作ネットワークを介して高速ファイル転送機能を有する36bits/pel画像表示システムを試作した。内蔵する高速CPUによって画像の高速演算処理が可能で、比較評価実験やテストパターン生成を高速且つ柔軟に処理できる。(2)画像品位に関する検討上記36bits/pel画像表示システムを用いた評価実験により、高い階調性が高度な画像再現を有することが認められ、特に有名画家の絵画に見られるような2次元での表示でありながら奥行き感を知覚させる高度な視知覚効果があることを明らかにした。36bits/pelシステムは写真、印刷品質に迫る高品位画像再現性を有しており、超高品位画像メディア再現に必須な要素となる。(3)音響品位に関する検討高品位音響再現に関係する評価語を評価実験と統計処理により洗い出した。その結果、深々さ、奥行き感などの音響雰囲気の再現性が重要であることを明らかにし、これが波面の再現性、位相、群遅延特性などの物理要因に大きく関係することをつきとめた。上記(2)及び(3)は超高品位マルチメディアコミュニケーションシステムに必須な要素たるものであり、今後これらを融合したシステムの構築に取り組んでいきたい。(4)画質評価尺度の検討画像符号化による画質劣化の状態を客観的に計量する尺度をa)モノクロ動画像、b)カラー静止画像について検討した。モノクロ動画像では「動きの自然さ、滑らかさ」に関する歪み要因によって、カラー静止画像では均等色空間での色差から色相、彩度、明度等の各要素の誤差の「画像輪郭構造の損傷」「空間的なつながり」に関する歪み要因によって各々主観評価値を90%を越す精度で近似できることを明らかにした。今後これらを統合してカラー動画像の画質評価尺度の実現を目指す。2.メディア分析(同期)に関する研究(顔画像からの表情解析)顔画像をフラクタル分析し、目・鼻・口等の顔部品を検出して表情を解析・識別する手法を開発した。フラクタル分析を用いたことで顔画像サイズや傾き、照明の影響を受けず、顔部品の位置を高精度に検出できた。またフラクタル次元値によって各顔部品形状を解析し、笑い、あくび等の表情変化が比較的大きな表情を良好に識別出来た。1.画像品位に関する物理要因として階調性に注目し、36ビット階調表示システムを用いて従来の24ビット階調との比較を心理実験によって行ったところ、「リッチな雰囲気」、「自然な雰囲気」といった高度な評価語による優れた画像再現性が認められ、写真、印刷画像品質に迫る高画質再現性が実現できることが明らかとなった。今後、更に物理要因と心理要因との関連を細かく検討し、各要因間の結びつきなどについて明らかにしていく。2.均等色空間内で顔画像のフラクタル性に注目して特徴抽出を行う手法の検討に着手した。フラクタル次元等のパラメータの解析により、頬の輪郭、目、口の形状解析の可能性が期待できる。解析方法の確立と精度の検討、表情解析、表情記述への応用等の検討を次年度へ継続する。3.動画像品質の客観的評価尺度の実現に取り組み、「動きの自然さ、滑らかさ」に関する歪み要因を用いて主観評価を90%を越す精度で近似できる客観評価尺度を得ることが出来た。ただし、現段階でもモノクロ動画像に対する尺度であり、画像品質を劣化させる条件として特定の符号化を用いているため、評価尺度としての汎用性や信頼性の検討が必要と考えている。これらの点については次年度以降に取り組む。4.音響の品位に関して音の波面の再現性を取り上げ、群遅延等の制御により「音のまとまり」、「奥ゆき感」などの音場雰囲気の再現性を改善できることが確かめられた。5.母音知覚における文脈効果モデル、側音化効果の知覚と音響特性との関係、に関する基礎的研究を行った。文脈効果の大きさと刺激の音韻性との関係を明らかにして文脈効果モデルを構築することができた。また、側音化効果による発音障害をエミュレートする音響モデルを構築し、このモデルを用いて発音された言葉が知覚できる限界とこれを改善するための物理要因の幾つかを明らかにした。(4)画質評価尺度の検討画像符号化による画質劣化の状態を客観的に計量する尺度を

a)モノクロ動画像、b)カラー静止画像について検討した。モノクロ動画像では「動きの自然さ、滑らかさ」に関する歪み要因によって、カラー静止画像では均等色空間での色差から色相、彩度、明度等の各要素の誤差の「画像輪郭構造の損傷」「空間的なつながり」に関する歪み要因によって各々主観評価値を90%を越す精度で近似できることを明らかにした。今後これらを統合してカラー動画像の画質評価尺度の実現を目指す。2.メディア分析(同期)に関する研究(顔画像からの表情解析)顔画像をフラクタル分析し、目・鼻・口等の顔部品を検出して表情を解析・識別する手法を開発した。フラクタル分析を用いたことで顔画像サイズや傾き、照明の影響を受けず、顔部品の位置を高精度に検出できた。またフラクタル次元値によって各顔部品形状を解析し、笑い、あくび等の表情変化が比較的大きな表情を良好に識別出来た。1.超高品位マルチメディアコミュニケーションシステムの検討、高品位要因の評価(1)超高品位マルチメディアコミュニケーションシステムの試作ネットワークを介して高速ファイル転送機能を有する36bits/pel画像表示システムを試作した。内蔵する高速CPUによって画像の高速演算処理が可能で、比較評価実験やテストパターン生成を高速且つ柔軟に処理できる。(2)画像品位に関する検討上記36bits/pel画像表示システムを用いた評価実験により、高い階調性が高度な画像再現を有することが認められ、特に有名画家の絵画に見られるような2次元での表示でありながら奥行き感を知覚される高度な視知覚効果があることを明らかにした。36bits/pelシステムは写真、印刷品質に迫る高品位画像再現性を有しており、超高品位画像メディア再現に必須な要素となる。(3)音響品位に関する検討高品位音響再現に関係する評価語を評価実験と統計処理により洗い出した。その結果、深々さ、奥行き感などの音響雰囲気の再現性が重要であることを明らかにし、これが波面の再現性、位相、群遅延特性などの物理的要因に大きく関係することをつきとめた。上記(2)及び(3)は超高品位マルチメディアコミュニケーションシステムに必須な要素たるものであり、今後これらを融合したシステムの構築に取り組んでいきたい。(4)画質評価尺度の検討画像符号化による画質劣化の状態を客観的に計量する尺度をa)モノクロ動画像、b)カラー静止画像について検討した。2.メディア分析(同期)に関する研究(顔画像からの表情解析)
ホイスラー合金を用いたスピン注入ヘテロ構造の製作とスピン輸送特性の研究

本研究は、ハーフメタル特性に由来する高いスピン偏極率を本質的に有するCo系ホイスラー合金とMgOバリアを組み合わせた、半導体への高効率スピン注入ヘテロ構造デバイス基盤技術を構築すると共に、その優れたスピン輸送特性を実証することを目的にしている。前年度までにCo系ホイスラー合金の一つであるCo_2MnSiを電極材料に用いた強磁性トンネル接合(MTJ)に対し、室温で340%、4.2Kで1800%を超える高いトンネル磁気抵抗(TMR)比を実証した。また、次世代のMOSFETのチャネル材料として期待されるGeに着目し、急峻で平坦なヘテロ界面を有する全層エピタキシャル成長のCo_2MnSi/MgO/Geヘテロ構造の作製法を確立した。強磁性体電極を用いた半導体スピントロニクスデバイスで構成される論理回路の機能を能動的に変えるためには、MOSFETのドレインまたはソース上の強磁性電極をMTJに置換した構造において、MTJのスピン偏極電流による磁化反転技術を利用する方法が考えられる。このスピン偏極電流による磁化反転技術を利用するためには、高品質なMTJが必須なため、当該年度では、Ge基板上に高品質なMTJの作製技術の確立を試みた。MgO中間層を介してGe基板上へ作製したCo_<50>Fe_<50>/MgO/Co_<50>Fe_<50>MTJに対して、MgO中間層の膜厚を10nmとしたMTJでMgO基板上に作製したMTJと同程度のTMR比を実証した。また、MgO中間層の膜厚が1nmとスピン注入に好ましいと考えられる厚みのMTJに対して室温で110%(4.2Kで170%)の良好なTMR比を実証した。この高品質なMTJの実現によってMTJからのスピン注入および、スピン偏極電流による磁化書き換えの実証が期待される。本研究は、ハーフメタル特性に由来する高いスピン偏極率を本質的に有するCo系ホイスラー合金と、MgOバリアを組み合わせた、半導体への高効率スピン注入ヘテロ構造のデバイス基盤技術を構築すると共に、その優れたスピン輸送特性を実証することを目的にしている。現在までに、MgOとの格子ミスマッチの比較的小さいCo_2MnGe(CMG)を用いたCMG/MgO/CMG強磁性トンネル接合(MTJ)に対し、室温で220%、4.2Kで650%の高いトンネル磁気抵抗(TMR)比を実証している。しかし、ハーフメタル特性を十分に引き出すためには、さらに高品質なヘテロ構造を作製し、ハーフメタルギャップ中での状態密度を減少させることが重要となる。そこで、当該年度は、CMGと同様にハーフメタル特性が指摘されているCo_2MnSi(CMS)に着目し、CMS/MgO/CMS MTJ (CMS MTJ)の品質を改善することを試みた。ここでは、CMSとの格子ミスマッチの小さい(0.8%)CoFeバッファ層を導入することにより、MTJ 3層構造の格子ミスマッチを低減し、室温で340%、4.2Kで1800%を超える高いTMR比を得た。一方、半導体中への高効率スピン注入の実証に向けては、次世代のMOSFETのチャネルとして期待されるGeに着目し、急峻で平坦なヘテロ界面を有する全層エピタキシャル成長のCMS/MgO/Geヘテロ構造の作製法を確立した。作製したCMS薄膜はハーフメタルに対する理論値の98%に相当する飽和磁化を有している。構造的・磁気的に高品質なヘテロ接合の実現により、高効率スピン注入の実証が期待される。
農業生態系の化学的制御に関わる各種生態相関物質の合成と新規農薬リード化合物の探索

1.食用キノコ,エノキタケに含まれるセスキテルペンであるエノキポジンA,B,C,Dの全合成を達成した。2.ワラビに着生する放線菌が生産し,植物に対して強力な不定根形成促進作用を示すスピロ環型ポリケチドであるプテリジン酸A及びBの全合成を完成した。3.タバコ野火病菌が生産するβ-ラクタムアミノ酸型植物毒素タブトキシニン-β-ラクタムの合成を達成した。4.放線菌(Streptomyces alboniger)の気菌糸誘導活性物質であるパママイシン-635Aの南半球部の部分合成を完了した。5.海洋生物クリオネの防御物質であるプテロエノンの合成を達成した。6.ショウジョウバエ(Drosophila ananassae, D.pallidosa)の性フェロモン主成分の効率的簡便合成法を開発した。7.馬糞生息菌が生産する抗菌物質であるコミュニオールA,B,C,D,E,F,Hの全合成を達成するとともに,提唱されていた立体化学を全て訂正した。8.イネいもち病菌が生産する植物毒素ピリキュオールの全合成を完成し,絶対立体配置を決定した。9.ニワトリの餌となる魚粉中に含まれるニワトリ胃潰瘍誘導物質ジゼロシンの効率的短段階合成を開発した。10.ワラビに着生する放線菌が生産する植物発根阻害物質エライオフィリンのマクロジオライド型コアの短段階簡便合成法を確立した。11.その他:土壌中のカビから単離された血管新生阻害物質エポキシキノールA,Bの効率的全合成を達成した。ある種の海藻に含まれるアポトーシス誘導物質である多不飽和共役脂肪酸類の簡便な合成を達成した。ベトナム産高木に含まれるリツェアバーチシロールA,Bの両鏡像体の合成を完成した。農業生態系における生物間の相互作用に関わる各種生態相関物質の合成を実施した。ワラビに着生する放線菌が生産し、植物の根の成長を強力に促進するスピロアセタール型オクタケチド化合物であるpteridic acid AおよびBについては,Evans型の不斉アルドール反応,福山型のアセチレンカップリングおよびHorner-Emmons型のWittig反応を炭素-炭素結合反応として用いることにより,世界初の全合成を達成した。インドから東南アジア地域に自生する植物であるインドセンダンに含まれる昆虫摂食阻害物質azadirachtinについては,全合成達成のために大量供給法の確立が望まれていた2-acetoxy-7-(t-butyldimethylsilyl)oxy-6-methylbicyclo[4.4.0]dec-4-en-3-oneの短工程で再現性のある調製法を確立し,そのシクロペンタジエンとのDiels-Alder反応により定量的に結晶性4環性中間体を得ることに成功した。ゼニゴケから単離されたbergamotane型セスキテルペンであり、azaditachtinに匹敵する昆虫摂食阻害活性を有するclavigerin BおよびCについては、全合成の鍵となるケテン型中間体の[2+2]型環化反応に成功し,現在側鎖部分との連結を進めている。植物毒素ascaulitoxinについては,すべての不斉炭素原子を具備した炭素骨格の形成を完了した。現在、官能基の変換を進めており,全合成の完成も間近い。その他,食用キノコ,エノキタケが生産する抗菌物質であるcuparane型セスキテルペン,enokipodin A-Dについて,Meyersの不斉アルキル化反応を鍵反応として,それらすべてを光学活性体として全合成することに世界で初めて成功した。

また,タバコ野火病菌が生産する植物毒素であるtabtoxinine-β-lactamの立体選択的な全合成,クリオネが生産する防御物質pteroenoneの光学活性体の全合成,ある種のカビが生産する血管新生阻害物質epoxyquinolAおよびBの光学活性体の全合成に成功した。昨年度に引き続き,農業生態系における生物間の相互作用に関わる各種の生態相関物質の合成を実施した。まず,ワラビに着生する放線菌が生産し,植物に対して植物ホルモンであるインドール酢酸と同等以上の不定根形成促進作用を示すスピロアセタール型オクタケチド化合物であるpteridic acid AおよびBの全合成を実施した。チオールエステルを用いるアセチレンカップリング反応により,以前の合成を大幅に改良したpteridic acid Aの新規合成法を開発するとともに,スピロアセタール型合成中間体のルイス酸触媒によるエピマー化に成功して,pteridic acid Bの合成も達成した。馬糞中に生息するカビ(Podospora communis)が生産するテトラヒドロフラン型抗菌物質であるcommuniol A-Gの内,まずA-Cの全合成を達成した。さらに,より複雑な化学構造を有するcommuniol Dについて,分子内Michael付加反応を用いた効率的な全合成を達成するとともに,不飽和アルデヒド型側鎖を有するcommuniol Hの全合成も達成した。本合成研究により,communiol A-DおよびHの立体構造決定の誤りを指摘することができた。いもち病菌が生産し,イネに対していもち病様の病態を強力に誘導する植物毒素であるpyricuolの合成を実施し,短工程で光学活性体を全合成することに成功するとともに,未知であったpyricuolの絶対立体配置を決定した。また同時に,pyricuolの生合成経路に関する提案を行った。ショウジョウバエ類のクチクラ層に存在する炭化水素系の性フェロモンの合成研究を実施した。従来の合成法の問題点を考察することにより,短工程で且つ最終生成物の化学純度も高い新規合成法の開発に成功し,種の分化に関わる遺伝生物学的基礎研究のための標品の供給を行った。魚粉に含まれ,ニワトリの砂肝に胃潰瘍を生じさせるgizzerosineの効率的合成法の開発に成功し,応用研究のため標品の供給を行った。1.ワラビに着生する放線菌が生産し,植物に対して強力な不定根形成促進作用を示すスピロ環型ポリケチドであるプテリジン酸A及びBの全合成を完成した(エバンス不斉アルドール反応と福山カップリングを鍵反応とし,既知物質からわずか14工程)。ルイス酸によるスピロアセタール位不斉炭素の異性化に関する考察を行なった。2.馬糞中に生息するカビが生産するテトラヒドロフラン型抗菌物質であるコミュニオールD, E, F, Hの提唱立体化学を改訂し,全合成も達成した。シャープレス不斉ジヒドロキシル化を共通の鍵反応とした。コミュニオールDの合成では,不斉中心の動的・熱力学的収束を伴うオキシマイケル反応により新規な2,8-ジオキサビシクロ[3.3.0]オクタン骨格の構築法を開発した。また,コミュニオールE, Fの合成では,アリルシラン型中間体の分子内環化による新規な2-オキサビシクロ[3.3.0]オクタン骨格の形成法を開発した。3.ニワトリの胃潰瘍形成物質であるジゼロシンの効率的合成法を開発した。
活性酸素シグナル解明のための光制御ピンポイントＮＯ類ドナー

これまでの研究成果を基に活性酸素シグナルの解明に応用するための光制御NO類ドナーを開発する。具体的には、既に開発済みの二光子作動型NOドナーを培養細胞系に適用し、照射条件・濃度条件を検討して細胞内NO放出能を検証する。また、ミトコンドリア局在性官能基の導入によりミトコンドリア特異性を付与するとともにNO放出の高効率化を目指す。さらに、独自の光誘起反応を基に化合物を分子設計し、生理学的条件で使用可能なONOO-ドナーを開発する。培養細胞へ適用可能な光制御HNOドナー開発も目指す。上記の目標のもと、今年度は下記の結果を得た。光制御NOドナーについては、これまでに開発した可視光作動型NOドナーFlu-DNB-DBについて、培養細胞系への適用可能性を検討した。Flu-DNB-DBを予め投与した培養細胞にNO蛍光プローブを投与し、可視光(青色)を照射したところ、NO産生を示す蛍光上昇が観察され、Flu-DNB-DBが培養細胞で可視光作動型NOドナーとして機能することが示された。本化合物での知見を基に、可視光作動型ミトコンドリア局在型光制御NOドナーの分子設計を行った。光制御HNOドナーについては、前年度に合成した多数の自発分解型HNOドナーの誘導体から、効率のよいドナー化合物を選択し、光解除性保護基を導入することで光作動性HNOドナー開発を行った。その結果、解除光照射でドナー化合物が期待通り反応することが確かめられたが、産生されたHNOが、副生成物と反応することが判明し、光解除性保護基の改良が必要であることがわかった。また、前年度までに開発した光作動型HNOドナーについて、暗条件での一定のHNO放出がみられることを考慮しつつ培養細胞系への適用を行ったところ、光照射に依存したHNO由来細胞応答であるCGRP産生上昇を観察することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。光制御NOドナーについては、これまでに開発した二光子作動型NOドナーFlu-DNBをもとに、長波長クロモフォア部分と光NO放出部分の連結部(リンカー)を検討し、Flu-DNBより長波長かつ高効率で二光子励起NO放出を行うあらたな光作動性NOドナーFlu-DNB-DBを開発した。Flu-DNB-DBは1光子励起の場合、可視光領域の青色光でもNO放出を誘導できることも判明した。ここで得られた知見を今後のミトコンドリア局在型光制御NOドナーの開発に活かすこととした。開発済みの二光子作動型光制御NOドナーFlu-DNBについて培養細胞系でも二光子作動型NOドナーとして機能することが判明した。光制御ONOO-ドナーの開発については、独自に見いだしたONOO-様活性種放出光誘起反応を基に開発した新たな光制御ONOO-ドナーを培養細胞系に適用し、培養細胞内でも光刺激を利用してONOO-放出を誘導できることを示した。光制御HNOドナーについては、より選択性の高いHNO放出反応の探索を行うため、自発分解型HNOドナーの誘導体を多種合成した。これらの化合物の予備的な検討から官能基の種類によりHNO放出能が異なることが判明した。

その結果、解除光照射でドナー化合物が期待通り反応することが確かめられたが、産生されたHNOが、副生成物と反応することが判明し、光解除性保護基の改良が必要であることがわかった。また、前年度までに開発した光作動型HNOドナーについて、暗条件での一定のHNO放出がみられることを考慮しつつ培養細胞系への適用を行ったところ、光照射に依存したHNO由来細胞応答であるCGRP産生上昇を観察することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、細胞内で利用可能なオルガネラ特異的NOドナーの開発に成功し、応用展開に向けて準備を進めているから。光作動性NOドナーおよび光作動性ONOO-ドナーについては、順調に研究が進展していることから、予定通りミト開発を進める。光作動性HNOドナーについては、ごく最近、HNOドナーのHNO放出特異性について新たな知見が報告され、特異性に関する精査を再検討しなければならなくなったことから、HNO放出反応の精査からドナー開発を進めることとし、本年度一部実施した。来年度もこの方針で開発を進める。
神経内分泌系におけるLPAシグナルの役割解明に向けた基盤研究

これまでリゾホスファチジン酸(LPA)研究の多くは、神経発生や血管形成、がん成長などを調べたものである。これに対して、神経内分泌系とLPAシグナルの連関に着目した研究は、未だ極めて少ない。われわれは、マウスLpar1が下垂体の性腺刺激ホルモン産生細胞に発現していることを見出したが、視床下部ー下垂体系におけるLPAシグナルの役割の詳細は未解明のままである。本研究では、神経内分泌系におけるLPAシグナルの役割を解明するため、メダカを用いて研究を進めてきた。まず、メダカLPA受容体に関する基礎データを得た。7種類のメダカLPA受容体遺伝子(Lpar1、Lpar2a、Lpar2b、Lpar3、Lpar4、Lpar5b、Lpar6)をクローニングし、それぞれの構造と機能、および発現組織を明らかにした。LPA1およびLPA4の5`非翻訳領域をコードするエクソンを新たに同定した。ほ乳類細胞を用いた発現系により、LPA5bを除くすべてのLPA受容体がLPAに反応し、細胞骨格を変化させることを見出した。神経内分泌系における役割検討のため、脳下垂体におけるLPA受容体遺伝子の発現を調べたところ、Lpar2b、Lpar4、Lpar6がそれぞれ異なるサブセットに発現していることを見出した。これらの発現細胞の同定を進めている。一方、分子進化的考察を進めた。LPA受容体機能に必須のアミノ酸が種々の脊椎動物においてどの程度保存されているかを比較し、各分子の系統解析と合わせて検討したところ、LPA1の進化速度が非常に遅いこと、LPA5の進化速度が非常に早いことが明らかとなった。さらに、LPA生成酵素であるオートタキシンおよびリパーゼH/Iが無顎類のヤツメウナギにおいても存在することがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、メダカを用いて、LPA受容体の神経内分泌系における役割を明らかにする。メダカゲノムプロジェクトによりメダカLPA受容体遺伝子の構造は登録されているが、実際に発現している遺伝子の配列は不明である。そこで、本年度は、メダカLPA受容体の遺伝子構造・配列と発現部位、および機能を明らかにした。9個のLPA受容体遺伝子が登録されているが、そのうちの8個がゼブラフィッシュLPA受容体遺伝子と高い相同性を示した。Lpar1、Lpar4、Lpar5の5'側の構造が登録されている遺伝子情報とは異なっており、5`race解析により新たな遺伝子構造を同定した。これによりN末端の配列も登録情報と異なることが明らかとなった。各LPA受容体の種々の組織における発現を調べ、普遍的な発現を示したLpar6以外はそれぞれ部位特異的な発現を示した。クローニングしたLpar1からLpar6まで、いずれもLPAに対する応答性を示した。これらのことから、メダカLPA受容体、Lpar1Lpar6はメダカ生体において機能的であることが明らかになった。今後脳下垂体、視床下部における発現を明らかにする。

LPA受容体遺伝子構造の解析に時間を取られ、脳下垂体、視床下部を含む脳における発現検討が遅れている。これまでの結果をまとめた論文の投稿と並行し、下垂体や視床下部における発現細胞の同定を早急に進める。このための、下垂体および視床下部マーカーのプローブは作製済である。恒常的にLpar1を発現する遺伝子改変メダカを作製する。
重力場の理論を用いたトポロジカル熱応答現象の解明

空間反転対称性の破れた系においては、ある方向に外場を印加した時と反対方向に印加した時で電流の流れる量が異なる。この現象を電気伝導の非相反性と呼ぶ。非相反性が強い場合の現象は整流効果として知られており、エレクトロニクスに不可欠な要素となっている。本研究ではこの非相反な電気応答を、熱応答および熱電応答を含む形にに拡張する研究を行なった。その結果、(1)物質の電子構造の対称性を反映した少数の関数によって全ての応答係数が記述されること、(2)非相反な応答係数の間に関係式が成り立つこと、および(3)絶対0度で流れる熱流が現れることを見出した。(1)において応答係数を記述する関数の一つはベリー曲率双極子と呼ばれているものであり、時間反転対称性のある系においても幾何学的位相に依存した現象が観測されることから実験的にも注目を集めている。(2)は(1)の性質から導かれる帰結であり、(相反性のある場合の応答である)線型応答係数の間に成り立つヴィーデマン=フランツ則やモット公式に類似の関係式が非相反応答係数間においても成り立つことを示したことになる。また(3)は、非相反応答において流れる熱流が、熱励起ではなく散逸熱の輸送であることから説明できる。この結果を論文として発表した。また重力場と熱応答の関係性として、1次元量子系において時空のひねりを加えた時に現れる熱流を格子模型において調べた。熱流と系の長さの関係を調べた結果、平均準位間隔と温度の大小関係によってべき的な長さ依存性から指数関数的な長さ依存性に変化することを数値的に示した。トポロジカルではない系おける熱応答現象の性質を見出し、それを発表するところまで至ったものの、本来の目的であるトポロジカルな系における熱応答現象に関しては、当初想定していたよりも基本的な性質から調べていく必要があることが分かり、計画を修正したため。現在研究を進めている1次元電子系の結果を朝長ラッティンジャー模型において実現し、それを2次元的に組み合わせることで2次元量子ホール系における熱応答を調べる。また新たな視点として、捩率をふくむ重力場と結合した電子系における熱応答現象を数値的手法によって調べる予定である。量子ホール系などのトポロジカル相においてはトポロジーに由来する特徴的な応答現象が現れる。そのような応答現象のうち熱に関する応答現象を背景時空の変形に対する応答として理解するために、本年度は時空に連続的な捻りを加えた時の電子系の振る舞いを経路積分表示を用いた分配関数の計算により調べた。その結果、周期境界を持つ1+1次元系においては時空の捻りを電子系の有効的なエネルギースペクトルの変化として理解できることを示した。またそれに伴ってフェルミ速度も有効的に変化し、古典的な座標変換と一致する。この変換を量子ホール系の端状態のようなカイラルな1次元電子系に適用した場合、分配関数の変化がエントロピーの増減を導くことを示した。これは量子ホール系において期待される熱ホール伝導度の量子化と整合する。さらにヘリカルな1次元電子系に適用した場合には、時空の捻りが1次元のリング上に自発的な熱流を引き起こすことを示した。これはリング上の1次元電子系に磁場を通した時に観測される永久電流の熱応答版であると考えることができる。上述のトポロジカル相における量子化された熱応答現象の研究に加えて、より広い熱応答現象を取り扱うことのできる手法として、準古典的な解析手法の習得とそれを用いた研究を行った。今年度は特に、空間反転対称性の破れた結晶中の電子系に対してボルツマン方程式を用いて非線形熱流を計算することで、電場や温度勾配などの外場の2次に比例する非相反熱流が現れることを示した。この効果を遷移金属ダイカルコゲナイドなどの電子系において評価し、実験的な検出の可能性について議論した。1次元電子系における重力応答と、空間反転対称性の破れた結晶における非相反熱応答についての研究結果が得られた。また非線形応答を扱う手法として準古典論を用いた研究手法を習得した。

熱流と系の長さの関係を調べた結果、平均準位間隔と温度の大小関係によってべき的な長さ依存性から指数関数的な長さ依存性に変化することを数値的に示した。トポロジカルではない系おける熱応答現象の性質を見出し、それを発表するところまで至ったものの、本来の目的であるトポロジカルな系における熱応答現象に関しては、当初想定していたよりも基本的な性質から調べていく必要があることが分かり、計画を修正したため。今年度に得られた時空の捻りに対する応答をを2+1次元の量子ホール系のバルクの場合に拡張するために、そこで得られるべき効果を量子ホール系の波動関数から計算し、量子ホール系の格子模型において数値的に確かめる。また、準古典的な手法を用いることで量子ホール系における電子の流体的描像とそこから得られる応答現象について調べる。現在研究を進めている1次元電子系の結果を朝長ラッティンジャー模型において実現し、それを2次元的に組み合わせることで2次元量子ホール系における熱応答を調べる。また新たな視点として、捩率をふくむ重力場と結合した電子系における熱応答現象を数値的手法によって調べる予定である。今年度行った研究の範囲は主に解析計算のみで遂行できたため、高速な計算機およびソフトウェアが必要とはならず、当初の計画より使用額が少なかった。次年度は、計算機の購入、国内学会および国際研究会への旅費として使用する計画である。今年度は研究計画の修正により計算機を導入した研究を行わなかったため、当初の計画より使用額が少なかった。次年度は、計算機の購入、国内学会および国際研究会への旅費として使用する予定である。
超高圧力場におけるホウ素含有クラスター化合物のナノ空間を利用した機能発現

電気陰性度差の小さな軽元素同士の組合せからなる化合物は、強固な共有結合ネットワークからなる「隙間」の大きい結晶構造を有しており、1次元(トンネル)、2次元(層間)、3次元(クラスター空隙、空洞)チャンネルの利用が可能となる。本研究では、超高圧合成法をツールとして、ホウ素とイオウ原子を主成分としたrigidな格子空隙に種々のゲスト種を導入した新物質の探索を行った。Ca-B-S系については2種類の高圧相CaB_2S_4-II、CaB_2S_4-IIを合成し、CaサイトにEu^<2+>を置換した蛍光体の発行特性を調べた。励起・発光スペクトルを観測した結果、CaB_2S_4-II、CaB_2S_4-IIはいずれも緑色発光を示した。特に、BS_4四面体の多段連結からなるマクロテトラヘドラル構造を有するCaB_2S_4-Iは505nmにピーク波長をもつ強い緑色発光を示した。300480nmに幅広い励起バンドをもつことから、青色LEDで励起可能な新材料であることが見出された。一方、Caサイトがより高配位構造となるCaB_2S_4-IIの発光特性は、CaB_2S_4-Iとは異なり、2つの発光ピークが観測された。この2相ではEu^<2+>が置換するCaサイトの配位環境が大きく異なり、マクロテトラヘドラル構造によって形成される構造内のナノ空間が、発光特性のような機能発現において、特異な場を与えていることが示された。Eu^<2+>以外の他の希土類イオンもドープ可能であり、構造内ナノ空間に様々な発光中心を導入できることが明らかとなった。本研究では、超高圧合成法やマイクロ波合成法をツールとして、ホウ素とイオウからなるrigidな格子空隙に種々のゲスト種を導入した新物質の探索を行い、材料科学における新機軸の提唱を目指す。今年度は、種々の三元系A-B-S(A:1価金属、2価金属イオン)における、BS_4四面体の連結からなるマクロテトラヘドロン形成物質の探索を行った。Ca-B-S系については仕込み組成比をCaS:B_2S_3=1:1とし、圧力を3GPaとした時にはCaB_2S_4-I、4GPa以上の時はCaB_2S_4-IIが得られた。このうち、高圧相であるCaB_2S_4-IIは立方晶系の単位格子を持ちBS_4四面体は頂点共有によって3次元的に連結しmacro-tetrahedronを形成しない。一方、これより低圧側で生成するCaB_2S_4-I相は、単結晶が得られず、構造解明が困難であったが、粉末試料に直接法とRietveld解析を試行錯誤することで、その構造が明らかになった。CaB_2S_4-Iは正方晶系の単位格子を持ち、BS_4四面体の頂点共有により孤立した3段型ピラミッドの[B_<10>S_<20>]^<10->-macro-tetrahedronを形成する。3段型ピラミッドのmacro-tetrahedronが結晶構造中で孤立して存在している化合物はこれまでに報告例がなくCaB_2S_4-Iにおいて初めて見いだされた。両構造では、Ca^<2+>イオンの配位環境が異なることから、Eu^<2+>等の発光中心をドープして発光特性を調べた結果、輝度の高い緑色発光を確認した。
胚性幹細胞(ES細胞)を用いた人工神経の開発

ゼラチン処理したプレートにESQ feeder細胞を播種し培養した。1日後、mouse ES細胞を1x10^6 cells/dishとなるようにfeeder細胞上に播種し、ES細胞を増殖させた。3日毎に、継代培養してES細胞を増殖させた。増殖させたES細胞をI型コラーゲンチューブに包埋し、SCIDマウスの坐骨神経に作った欠損部に移植した(in vivoでの細胞の分化を観察)。トリプシン・EDTA処理によってfeeder細胞の除外率やES細胞の回収率・生細胞率の安定化によって、前年度の結果よりも安定した結果を残した。定量的観察には至っていないが、再生組織のmRNA (betaNGF、retinoic acid, etc.)分析によれば細胞移植によって神経再生が促進されていることが示唆された。しかし、移植後2週の組織形態は様々で一定の傾向を示さなかった。一方、長期間経過すると、母床の細胞侵入が著しく、移植片の運命や影響を十分に観察することは困難であった。また、電気生理学的に細胞移植群と無細胞実験群の比較を行ったところ、両群には有意差はなかった。以上の結果から、細胞移植の効果を示唆するデータは、生化学的検索や組織学的観察によっては得られる場合があるものの、電気生理的つまり機能的には得がたいことが分かった。さらに、サンプル数は限られているものの、様々なサイトカインの追加投与の効果も検索したが、上記の結果とあきらかな違いはなかった。よって、本実験系では実質的な神経再生に応用できるES細胞の使い方は明らかにならなかった。1日後、mouse ES細胞を1x10^6cells/dishとなるようにfeeder細胞上に播種し、ES細胞を増殖させた。増殖させたES細胞をI型コラーゲンチューブに包埋し、一部はin vitroで培養し、残りはSCIDマウスの坐骨神経に作った欠損部に移植した(in vivoでの細胞の分化を観察)。しかし、in vitroの群を観察したところ、細胞密度や形態に大きなばらつきがあった。また、in vivoの神経欠損部移植群も移植後1-2週では局所の組織形態は様々で一定の傾向を示さなかった。よって、本実験から有効な神経誘導方法を確立するにはES細胞の増殖方法を厳格に標準化しなければならないことが明らかになった。細胞準備が安定しない原因を調査するために、各処理段階を精査したところ、トリプシン・EDTA処理によってfeeder細胞の除外率やES細胞の回収率・生細胞率などに大きくばらつきがあることが判明した。そこで、同処理を一定にするための様々な試みを行い、比較的安定した手技を確立することができた。さらに、サンプル数は限られているものの、安定した細胞を使って坐骨神経に移植した組織を組織学的に観察した。形態学的には、初期の結果よりも安定した結果を残していることを確認した。また、移植後長期経つと再生軸索を認めた。定量的観察には至っていないが、今後は再生組織のmRNA(betaNGF、retinoic acid, etc.)分析を行う予定である。そして、対照群も作製し、ES細胞による神経再生の可能性を検討したい。
芸術団体の創造活動の自律性を高める助成のありかた～英国のアーツカウンシル制度研究

アーツカウンシル・イングランド(以下、ACE)の制度運用の手法研究を通じ、芸術団体の創造活動の自律性を高め、かつレジリエンスを獲得させるための助成制度のありかたを、その制度設計や運用、体制、さらに芸術団体との関わり等から明らかにする。芸術団体の多くは、活動資金を公的助成に依存する傾向が強い。ACEは、各組織の創造活動を尊重する一方で、活動継続のためにリスク軽減策の提示を義務化し、組織の運営体制や企画決定の各プロセスの開示も求め、公的助成を受けることに対する社会への説明責任を果たすことを促している。これらを実現する具体的な手法を明らかにし、助成に携わる人材像にも注目することが本研究の特徴を成す。