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植民地期朝鮮における歴史教育の実態に関する研究

植民地期の歴史教育に関する先行研究は、朝鮮総督府の政策や歴史教科書の分析が中心であったのに対して、本研究では地方の教育の実態から歴史教育の実践について明らかにした。ソウルだけでなく、全羅北道群山や忠清北道清州、京畿道楊平での地域調査の結果から、郷土教育や学校誌からみる教育や歴史教育の状況を明らかにした。2年目に当たる今年度は、植民地期朝鮮における教育および歴史教育についての実際の状況を知るべく、地域調査を2ヶ所で行なった。1ヶ所目は、2013年8月19日から24日まで調査した、韓国忠清北道清州市にある舟城初等学校である。植民地期前の1896年に建てられたこの初等学校は1996年に100年を迎えた。2001年には植民地期に建てられた教室をそのまま利用して「舟城教育博物館」を学校の運動場に設置、当時の学籍簿や教科書などの史料を保存、展覧している。これら史料により、清州市の初等学校の様子や卒業生による当時の回想を具体的に知ることができた。また、清州市にある清州教育大学において当時の清州教育に関する史料収集を行なった。2ヶ所目は、2014年2月10日15日まで調査した、韓国京畿道にある楊平初等学校である。この学校も1911年に設立され、2011年に100周年を迎え、100年史が作成されている。この初等学校を訪問し、植民地期の学校の様子や歴史教育の状況を尋ねた。多くの史料は1950年の朝鮮戦争でなくなったということであったが、当時の学校の様子を知る史料を多少収集し、地域に住んでいる校長先生に植民地期の地域の状況を聞き取りした。科研の初年度となった2012年度では、以下の2つの成果を挙げることができる。1点目は、韓国の都市である群山の植民地期の教育および郷土教育について明らかにすることができたことである。本科研では主な調査地域を忠清北道としているが、その比較地域として群山を選定した。植民地期の群山は「米の群山」として、産米増殖運動以後はその広大な湖南平野を背景にして米の集積地として機能し、日本へ米を送り栄えた土地である。このような都市の性格から、当時日本人もたくさん住んでおり、今もなお旧市街地の海岸沿いを中心に日本家屋が数多く残っている。植民地期に日本人児童が通った群山小学校の資料を入手し、その教育とともに歴史教育に関わる郷土教育の具体的な姿を明らかにした。2点目は、韓国に2回行き、資料調査を行ったことである。最初の調査であるから、まず韓国での調査協力者との連絡調整を行ない、加えて忠清北道での資料所在と韓国の先行研究確認、市立図書館や大学図書館での史資料調査を行うことができた。具体的には、韓国忠清北道での史資料調査として、清州市立図書館/清州教育大学校/忠北大学校/韓国教員大学校の図書館所蔵資料の収集を行った。これら図書館での史資料調査からは、忠清北道での政策および植民地期のそれぞれの学校の状況を断片的に知ることができた。歴史教育に関する資料は具体的にはなかったものの、植民地期の教育政策を忠清北道を中心に知ることができたのは成果である。最終年度となった本年度は、4回の韓国調査を実施した。主にソウル中央図書館を中心とした資料調査を行なったが、京畿道楊平郡立図書館にも行き、地域での調査も実施した。そこで、植民地期の歴史教育の実態を収集する作業することを行ったが、その際に利用した資料は各学校が発行している学校誌であった。特に、1905年の第二次日韓協約、1910年の「韓国併合」前後に開校した初等学校が2000年代に入り学校100年史を刊行しており、その中には植民地期の学校および教育の様子が卒業生の寄贈した資料や回想録等で叙述されている。歴史教育に限らず、当時の授業や生活に関する記述もあり各学校の様子を知るのによい資料となった。歴史教育に特化したわけでないが、各学校での植民地期の教育についての概略を次の学会で報告した。「韓国の学校100年史における植民地期朝鮮の教育ー内容の分析を中心にしてー」アジア教育学会第9回大会(11月1日、埼玉工業大学)。社会科教育2年目は、韓国での地域調査を2ヶ所した。1ヶ所目の清州市舟城初等学校では、市の初等学校の様子や卒業生による当時の回想を具体的に知ることができた。2ヶ所目の京畿道にある楊平初等学校では、その地域で行なわれた植民地期の教育状況についての史料収集および当時の話しを聞くことができた。ただ、歴史教育に関する史料があまり発掘できなかったのは残念であった。また、学会報告や論文作成までに至らなかった。これを最終年である3年目に行なう必要がある。

韓国調査において、対象地域である忠清北道の歴史教育については資料を集めることができなかったものの、当該地域の教育政策全般を資料から確かめることができたのは評価できる。また、比較地域である群山地域の教育についての論文を1本書くことができたのは成果である。3年目の本年は本科研最終年度の年となる。まずは、昨年度の韓国調査で得た史料の整理および新しい史料を収集していくことを考えている。次に、この2年間の韓国での史料調査や聞き取りの成果を学会で報告する。そして、これらの成果を論文としてまとめていくことにつなげていきたい。本科研の第一の目的であった植民地期朝鮮の歴史教育に関する史料を収集することは、現在の韓国での資料収集状況を見る限りかなり難しい状況であることがわかってきた。1950年からの朝鮮戦争の影響で植民地期の史料が紛失・消失しているからである。しかし、当時の地域および学校の教育資料を丁寧に収集、整理することで、歴史教育に関する手がかりを得たいと考えている。次年度は科研の2年目となる。本年度の全般的な資料調査を経て、本年度は課題である植民地期の歴史教育の実態を具体的に明らかにしてく作業が中心となる。忠清北道の調査においては、韓国での協力者の助けも得て、各学校に直接訪問して、資料を見せてもらうこととなる。また、地域に住む方々の中で、植民地期の経験がある人を選定し、当時の話を聞くことを予定している。2014年2月にインフルエンザにかかり、予定していた韓国調査を断念せざるをえなかった。このため、旅費の残高が生じた。昨年度、調査することができなかった事項について改めて韓国で調査を行うとともに、日本国内にある資料調査も行ないたい。そのような研究成果を整理して学会報告や投稿論文につなげていきたい。次年度の研究費の使用計画であるが、本年度と同様、旅費と物品費がその多くを占めると思われる。旅費は韓国に行く費用であり、物品は関連図書の購入や消耗品購入に当てる。それに加えて、訪問先への謝礼なども費用として計上する予定である。
グルタレドキシンの酸化還元制御と心筋細胞における抗アポトーシス効果の解析

glutaredoxin (GRX)は生体においてタンパク質のシステイン基を酸化ストレスから保護することが知られている。ラット心筋細胞H9c2のglutaredoxin 1(GRX1)過剰発現細胞(H9c2-GRX)ではコントロール細胞(H9c2-control)と比較してNO刺激によるアポトーシスとGAPDHの酵素活性低下が抑制され、さらにGAPDHの核移行とGAPDHのS-ニトロシル化が抑制されていた。以上よりGRX1がNOによるGAPDHのシステイン残基のS-ニトロシル化を抑制し酸化還元状態を制御することやGAPDHの核移行を抑制することでアポトーシスを抑制している可能性が示唆された。グルタレドキシン(GRX)は、酸化ストレス下でAkt/protein kinase B (PKB)の酸化還元状態を制御することで、抗アポトーシス効果を発揮することが知られている。また一酸化窒素(NO)がPKBのS-ニトロシル化を引き起こし病因に関与することが示唆されている。GRXがNOによるPKBのS-ニトロシル化を抑制することで抗アポトーシス効果を発揮する可能性の検討を目的とし、前段階としてNOによるS-ニトロシル化で核移行しアポトーシスを引き起こすglyceraldehyde-3-dehydrogenase (GAPDH)について、ラット心筋細胞H9c2のコントロール細胞(H9c2-control)とGRX過剰発現細胞(H9c2-GRX)を用いて、GRXがNOによるGAPDHのS-ニトロシル化を抑制することでアポトーシスを抑制するか検討した。NO刺激下でのTUNELアッセイではH9c2-controlと比較してH9c2-GRXではアポトーシスが抑制されていた。NO刺激下でGAPDHの細胞内局在を比較し、H9c2-controlではGAPDHの核移行が認められたがH9c2-GRXでは局在に変動がなかった。ウエスタンブロット(WB)法によるNO刺激後のGAPDHのシステイン残基のS-ニトロシル化の評価で、H9c2-controlではS-ニトロシル化されたGAPDHと推測されるタンパク質が検出されたがH9c2-GRXでは検出されなかった。NO刺激後のGAPDHのシステイン残基の酸化修飾の変化をWB法で検出しGAPDHのSH基の酸化還元状態を解析すると、H9c2-controlではNO刺激後の時間経過に従ってSH基の酸化修飾が増える傾向があったがH9c2-GRXでは抑制されていた。以上よりGRXの過剰発現は心筋細胞をNOによるアポトーシスから保護することが証明された。グルタレドキシンの抗アポトーシス作用の機序の解明虚血性心疾患において酸化ストレスによるアポトーシスの誘導がその病態の進展に関与していることが示唆されている。グルタレドキシン(GRX)は生体においてタンパク質の遊離システイン基を酸化ストレスから保護する内在性抗酸化機構の一つであることが知られている。また、一酸化窒素(NO)によるタンパク質の遊離システイン基のS-ニトロシル化は酸化還元依存性のシグナル伝達の構成要素であると認識されており、NOがタンパク質の遊離システイン基のS-ニトロシル化と不活性化を引き起こし、様々な病因に関与することが示唆されている。GRXがNOによるPKBのS-ニトロシル化を抑制することで抗アポトーシス効果を発揮する可能性を検討することを目的として、またglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)がNOによるS-ニトロシル化で核移行しアポトーシスを引き起こすことが知られていることから、前段階の実験としてラット心筋細胞H9c2のコントロール細胞(H9c2-control)とGRX過剰発現細胞(H9c2-GRX)を用いて、GRXがNOによるGAPDHのS-ニトロシル化を抑制することでアポトーシスを抑制している可能性を明らかにしてきた。さらに、H9c2-controlとH9c2-GRXで100μMの過酸化水素による酸化ストレス下でのGAPDH活性を比較したところ、H9c2-controlではGAPDHが時間依存性に著明に不活性化されているのに対し、H9c2-GRXでは活性低下が抑制されていた。今後はNO刺激によるH9c2-controlとH9c2-GRXでのGAPDH活性を比較し、PKBのS-ニトロシル化による不活性化とGRXの酸化還元制御との関連の検討も含め、GRXの抗アポトーシス作用の機序を明らかにしていく。グルタレドキシン(GRX)の抗アポトーシス作用の機序の解明GRXは生体においてタンパク質の遊離システイン基を酸化ストレスから保護する内在性抗酸化機構のひとつである。また、Akt/protein kinase B (PKB)の酸化修飾がアポトーシスの進行に関与していることが示唆されている。

また、一酸化窒素(NO)によるタンパク質の遊離システイン基のS-ニトロシル化は酸化還元依存性のシグナル伝達の構成要素であると認識されている。NOがPKBのS-ニトロシル化と不活性化を引き起こし、インスリン抵抗性などの病因に関与することが示唆されている。一方、GRXはPKBの酸化還元状態を制御することで酸化ストレスによるアポトーシスを抑制することが知られている。GRXがNOによるPKBのS-ニトロシル化を抑制することで抗アポトーシス効果を発揮する可能性を検討することを目的とし、前段階としてNOによるS-ニトロシル化でアポトーシスを起こすことが知られているglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)について検討した。ラット心筋芽細胞H9c2コントロール細胞(H9c2-control)とH9c2のGRX過剰発現細胞(H9c2-GRX)を用いて、GRXがGAPDHのS-ニトロシル化を抑制するか検討した。以前よりGRXの過剰発現がNOによるGAPDHの核移行抑制することでアポトーシスを抑制する可能性を示唆するデータを得ていたが、さらにH9c2-controlとH9c2-GRXをそれぞれNO-donorであるSNAPで刺激後にウエスタンブロット法で比較し、H9c2-GRXではGAPDHのS-ニトロシル化が抑制されている可能性が認められた。今後は同様にPKBのS-ニトロシル化による不活性化とGRXの酸化還元制御との関連について詳細を明らかにしていく。全段階の実験・データ解析・論文作成に時間を要したため前段階の実験・データ解析に時間を要したため。全段階での実験で実験の準備と方法等は分かっているので、今後は研究の進行をスピードアップしていく。前段階の実験で実験の準備・方法等は分かっているので、研究の進行をスピードアップしていく。細胞培養に使用する試薬類、アッセイやウエスタンブロット法等で使用する試薬や抗体など、研究に必要な物品を購入する予定である。生化学関連試薬や細胞培養関連試薬などの購入や研究成果を学会で発表するための旅費に使用する予定。
科学教育と科学コミュニケーションをつなぐ科学者の対話力トレーニングプログラム開発

科学者と国民との対話を評価する指標の構築を目的とし、ルーブリックの作成を試みた。また、対話力トレーニングプログラムにおける「事前学習」で用いることのできるリフレクションツールを開発した。最終的に、完成させたルーブリックとリフレクションツールを用いた実践を行った。日本分子生物学会年会で対話力トレーニングプログラムのデモを行うなど精力的に普及展開に努めた。本研究の背景は次の3点である。1. 2011年3月11日に発生した東日本大震災を契機に専門家と国民との間のコミュニケーションのあり方に多くの課題が浮き彫りになった。ポスト3.11.において科学者の信頼が低下した、ともいわれている。今後の科学コミュニケーションのあり方が問われている。2.20112015年度を対象とした『第4期科学技術基本計画』では、科学コミュニケーション活動をこれまで以上に積極的に推進すると明記されている。3.同計画では、科学者による科学コミュニケーション活動等の推進により、国民の科学リテラシーの向上を図ることも書かれている。このような背景の元、1.科学者と国民との対話を評価する指標の構築、2.評価指標に合わせた効果的・効率的なリフレクションツールの導入、3.上記を踏まえた対話力トレーニングプログラム実施教材・マニュアル開発と普及展開の3点を目的とし、本研究を実施している。今年度は科学者と国民との対話を評価する指標の構築を目的とし、ルーブリック(学校教育における通知表に近い評価指標のこと)の作成を試みた。具体的にはまず、科学者と国民の双方向コミュニケーションに関する関連書籍のレビューによる当該分野のコンセンサスを把握した。そして、当該分野の有識者および実装先の一つである大学教員にインタビューを実施し、双方向コミュニケーションのパフォーマンス評価に関する考えを収集し、それらを元にルーブリックの草案を作成した。また、次年度に予定していたリフレクションツール開発の一部を本年度にも実施した。ポスト3.11.において科学者の信頼が低下した、ともいわれている(平成24年度科学技術白書)。このような背景の元、1.科学者と国民との対話を評価する指標の構築、2.評価指標に合わせた効果的・効率的なリフレクションツールの導入、3.上記を踏まえた対話力トレーニングプログラム実施教材・マニュアル開発と普及展開を目的とし、本研究を実施さしている。昨年度は評価指標としてのルーブリック草案を作成し、また、リフレクションツール開発の一部を行っていた。今年度は、昨年度の草案をもとにしてルーブリックを完成させた。「事前学習」では、昨年度に見出した科学者と国民とのインタラクションの中で良いコミュニケーションだと思われる場面をビデオ提示し、受講者にコミュニケーション分析を行わせた。その際、より効果的にビデオ提示できるようコミュニケーション場面を字幕付き、エフェクト(ジェスチャーや視線等を視覚的に表す効果)付きで見せられるツールを開発し終えた。また、ルーブリックと連動してビデオを見せられるツールも開発した。ルーブリックの完成、リフレクションツール開発など、1、2年度目に予定していた研究開発を順調に終えることができたため、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。昨年度は評価指標としてのルーブリックを完成させ、また、リフレクションツール開発を行っていた。今年度は、完成させたルーブリックとリフレクションツールを用いた実践を行った。また、対話力トレーニングプログラムに関する教材開発を行ったとともに、対話力トレーニングプログラムを紹介するウェブサイトの構築を行った。また、日本分子生物学会年会で対話力トレーニングプログラムのデモを行うなど精力的に普及展開に努めた。ルーブリックの完成、リフレクションツール開発、普及展開など、1、2、3年度目に予定していた研究開発をほぼ順調に終えることができたため、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。ただし、社会情勢不安定のため国際学会での発表を取りやめたため1年の延長を行った。

研究成果の取りまとめを行うとともに、AAAS年次大会にて研究成果発表を行った。科学者と国民との対話を評価する指標の構築を目的とし、ルーブリックの作成を試みた。また、対話力トレーニングプログラムにおける「事前学習」で用いることのできるリフレクションツールを開発した。最終的に、完成させたルーブリックとリフレクションツールを用いた実践を行った。日本分子生物学会年会で対話力トレーニングプログラムのデモを行うなど精力的に普及展開に努めた。当該分野の有識者および実装先の一つである大学教員にインタビューを実施し、双方向コミュニケーションのパフォーマンス評価に関する考えを収集し、それらを元にルーブリックの草案をすることができた。ルーブリックの細部の詰めやルーブリックの試用などは次年度に回すことになったが、次年度に予定していたリフレクションツール開発の一部を行うことができたため、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。これまでの成果をもとに、最終年度に予定している対話力トレーニングプログラム実施教材・マニュアルの作成を実施する。これまでの成果をもとに、最終年度に予定していた対話力トレーニングプログラム実施教材・マニュアルの作成を引き続き実施するとともに、学会発表なども含め普及展開を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。科学コミュニケーションルーブリックの細部の詰めやルーブリックの試用、リフレクションツールの仕上げを行う。リフレクションツールの微修正が必要となる可能性があるため。社会情勢不安定のため海外渡航を取りやめたため。ルーブリック作成の詳細の詰めなど、本年度実施予定だったものを次年度に持ち越したため。リフレクションツールの最終チェックと微修正を実施する。また、技術補佐員等も含めより一層、成果をマニュアル等にまとめ普及展開することを目指す。継続的に普及展開を行うための費用とする。ルーブリック作成の詳細の詰めなどに使用する。
電気化学反応における金属の電極触媒活性の起源

CO_2の電気化学還元は、温室効果ガスのCO_2を固定する可能性を与えるものであるが、学術的にも興味深い反応である。本研究では、この反応をブローブとして、金属の電極触媒活性の起源が、どのように決定されるかを解明することを試みた。二酸化炭素を白金電極上で電気化学的に還元すると、吸着CO種を生じる。本研究では、白金単結晶面を電極として検討した。反応活性は、結晶面の原子配列に大きく依存し、(111)<(997)<(332)<(221)<(110)<(331)<(110)の順になった。この順序は、電極面の(111)ステップ密度にほぼ比例している。このことから、二酸化炭素の還元に活性な水素は、ステップの4-foldサイトに吸着しているものであり、これらが低過電圧で二酸化炭素を還元するものと推定された。水溶液中でCO_2の還元を行うと、Pt電極は継続的にCO_2を還元しない。ところが、アセトニトリル溶液中でPt電極上でのCO_2の還元を行うと、水の濃度が低いときはシュウ酸の生成が主反応となり、水の濃度の上昇と共にシュウ酸が減少し、ギ酸の生成が主となることがわかった。これはPbやHgと同様に、Pt電極表面にはCOが強く吸着しているため、CO_2還元の中間生成物であるCO_2アニオンラジカルが電極面に吸着せず、遊離した状態で存在するためと結論される。Cu電極を用いてCO_2を電気化学的に遼元すると、メタン、エチレン、アルコール等を高い電流密度で生成する。Cuの単結晶を電極としてCO2_2を0.1 M KHCO2_3中で還元し、反応の選択性を検討した。その結果から基本指数面のうちでは、(100)面がエチレン生成に有利だが、(100)面にある割合で(111)ステップを導入することにより、エチレン生成は顕著に増大する。特に4原子列の(100)面に(111)ステップを導入した(711)面がエチレンの生成に高い選択性を有しており、(111)面の約70倍ものC_2/C_1値を示した。これは白金電極面上の吸着水素原子が二酸化炭素を活性化するためであり、反応の過電圧は著しく低い。本研究では、火炎溶融法で白金の単結晶を作成し、X線背面反射法によって結晶面を精密に制御した。このような単結晶面を電極として、二酸化炭素の電気化学還元を行った。白金単結晶電極の結晶面として、(111)テラスと(111)ステップから成るものを選んだ。二酸化炭素還元の反応活性は、結晶面の原子配列に大きく依存し、(111)<(997)<(332)<(221)<(11O)<(331)<(11O)の順になった。二酸化炭素の還元において、銅電極は炭化水素効率よく生成するという特異な活性を有するが、その電極触媒活性は結晶面によって大きく異なる。

基本指数面のうちでは、(111)面はメタンの生成がきわだって多く、(100)面はエチレンの生成が多い。エネルギー貯蔵の目的には反応生成物として、メタンより、エチレンやエタノールのような物質が望ましい。そこで本研究では(111)、(100)、(100)の基本指数面のほか、(755)、(533)、(311)、(511)、(210)面を新たに作成し、反応活性を詳細に調べた。その結果全体としては、(100)配列の密度が高いほどエチレン生成に有利であるが、特に3原子列の(100)テラスと1原子列の(111)ステップからなる(511)が、エチレンとエタノールの生成に最も高い活性を示すことが明らかになった。この面の活性を高める活性点の原子レベルでの構造はまだ明らかではないが、さらに検討を続ける予定である。本研究では、CO_2の電気化学還元をプローブとして、金属の電極触媒活性の起源が、電極金属の電子構造と表面の原子配列によってどのように決定されるかを、水素電極反応と対比しつつ解明することを目的としている。この反応では、水が反応物質として関与しているので、本年の研究では水溶液電解質での測定のみならず、水の濃度を規制して非水電解質であるアセトニトリル溶液中での測定を行った。電解質として再結晶により精製したテトラエチルアンモニウムを用いた。アセトニトリルは、再蒸留した。水溶液中でCO_2の還元を行うと、Pt電極は活性を示さない。CO_2の還元は進行せず、水素の発生のみが起こる。これはPt電極表面にCO_2の還元で生じたCOが強く吸着して反応に対する触媒毒として働くためである。そのためCO_2の還元は阻止され、競争反応である水素発生のみが進行する。ところが、アセトニトリル溶液中でPt電極上でのCO_2の還元を調べたところ、水の濃度が低いときはシュウ酸の生成が主反応となり、水の濃度の上昇と共にシュウ酸が減少し、ギ酸の生成が主となることがわかった。さらに水の濃度が増すと、CO_2の還元はま起らなくなり、水素の発生のみが進行するようになった。アセトニトリル溶液中ではCO_2の濃度が約0.3Mと、水溶液の場合に比べて10倍に達する。したがって水濃度を1%以下に保つと、電解質溶液中にCO_2の濃度がH_2Oより高くなり、その結果水素の発生が低下し、CO_2の還元が進行することが分かる。反応の電極電位は、顕著に負である。また反応生成物はCOの生成が少なく、シュウ酸またはギ酸の生成が主となる。これはPtまたはHg電極の特性と類似している。Pt電極表面にはCOが強く吸着しているが、そのためCO_2還元の中間生成物であるCO_2アニオンラジカルが電極面に吸着せず、遊離した状態で存在するため、COの生成が進行しないためと結論される。Cu電極を用いてCO_2を電気化学的に還元すると、メタン、エチレン、アルコール等を高い電流密度で生成する。このようなCu電極の特異性を明らかにし、さらに過電圧が低く、かつエチレン生成選択性の高い電極を開発する指針を見いだすことが本研究の目的である。すでにCuの単結晶基本指数面を電極としてCO_2を電気化学的に還元すると、(111)面ではメタン生成が支配的であり、(100)面ではエチレンまたはエタノール生成が有利であることを報告した。その後の予備的な測定結果から、(511)面でエチレンとメタンの生成に関わる電流効率の比C_2/C_1が高い値を示すことを示した。しかしながら、実験結果の再現性がやや低く、その原因が結晶面の安定性とその後の電解研磨などの処理に問題があることが明らかになった。
南米パタゴニア氷原における氷河変動のメカニズムの解明と完新世古環境の復元

(1)南パタゴニア氷原のペリート・モレーノ氷河において、氷河表面高度・流動速度・カービング速度の測定、上流部の長期気象観測などを行った。熱水ドリルによって510mの氷河掘削を行った。小氷期には15C、17C、19Cの3回の前進があった。(2)北パタゴニア氷原東側の湖の周囲に発達する段丘を調査した。北パタゴニア氷原の21の溢流氷河の2004/52008/9の4年間の変動は約8.5km^2の面積減少であった。(3)JAMSTECの研究船「みらい」でパタゴニア氷原沖の海底堆積物を採集した。世界有数の規模を持つ南米パタゴニア氷原を対象として、氷河変動のメカニズムを解明し、地形調査と年代測定試料により北パタゴニア氷原周辺の完新世の古環境を復元する。具体的な目的は次の5項目である。(1)北パタゴニア氷原の最北に位置するリオ・エクスプロラドーレス、リオ・ノルテからトランキーロ湖を経てプエルト・リオ・トランキーロに至る東西に横断する谷の古環境、特に完新世の環境の復元を、かつてこの谷に流れ込んでいたエクスプロラドーレス氷河とグロッセ氷河の変動との関連で試みる。(2)北パタゴニア氷原バケール川流域およびラゴ・ヘネラルカレーラおよびラゴ・コクラン周辺の完新世の環境変動の解明と氷河変動との関係。(3)南パタゴニア氷原の東側に位置するペリート・モレーノ氷河の動態解析と短期の前進・後退の繰り返しのメカニズムの解明。(4)南北パタゴニア氷原の近年の氷河変動のモニターの継続。(5)海底堆積物コアから見たパタゴニア氷原変動の解明。初年度は南北パタゴニア氷原の氷河を対象として、大きく2地域に分かれて調査した。チリ・北パタゴニア氷原では3班に分れ、一班はバケール川の流域の環境変動を明らかにする目的で、冬期にバケール川河口部,アイセン川河口部のジェネラルサベイを行い,バケール川河口部に調査地を設定した.夏期の調査では,バケール川河口部のCareta Tortelにおいて深層ボーリングの準備として,ハンドオーガーでFjord-Head Deltaの表層堆積物の採取を行い,年代測定試料の採取を行った.2班はエクスプロラドーレス氷河とその周辺を対象として、8月に氷河周辺に設置した気象・水文観測ステーションのメンテナンスとデータ回収を実施した。2006年12月2007年1月にかけては氷河消耗域の2地点において熱収支観測を実施したほか、氷河周辺の気象・水文観測ステーションのメンテナンスとデータ回収を実施した。さらに、北パタゴニア氷原周辺地域の蒸発散量分布を知るために、バルマセーダ南方のLaguna Chiguayに雨量計を、エクスプロラドーレス氷河西側の小河川に水位計を新たに設置して観測を開始した。バケール川の土砂流出量を推定するために、DGAのNadis流量観測所に濁度計を設置した。3班は2007年3月に北氷原の溢流氷河の空撮とエクスプロラドーレス氷河の垂直写真撮影を行なった。アルゼンチン・パタゴニア南氷原のペリート・モレーノ氷河にて、2007年1月に3週間の氷河観測を行なった。氷河中流部の表面高度の測量をおこない、5地点のディファレンシャルGPS観測点を利用したストレイングリッドを設定して再測定した。氷河流動の日変化、季節変化および年間流動量を求めるため、小型自記GPSを氷河上に5つ設置した。またカービングフロント付近の氷河ブロックの移動追跡をおこない、氷河流動の短期変動を観測した。融解観測、氷河湖水位観測および波による崩壊モニターの他、氷河脇山腹における長期写真記録計および温度計測のロガー設置などをおこなった。北パタゴニア氷原:3班に分れて調査した。第1班は、5月にエクスプロラドーレス氷河周辺において、気象・水文・土砂観測ステーションのメンテナンスとデータ回収を行った。10月には、バケール川下流部Nadis地点に設置した浮流土砂量モニタリングのための高濃度濁度計のメンテナンスとデータ回収、および浮流土砂のサンプリングを行なった。またエクスプロラドーレス氷河における観測ステーションのメンテナンスとデータ回収なども併せて実施した。さらに、これまでの観測によって得られたデータを用いて、エクスプロラドーレス氷河流域の水・土砂流出モデルを構築した。第2班は12月から2008年1月にかけて北氷原東側の地形調査を行い、ラゴ・ヘネラルカレーラ周辺では大きく2段、ラゴ・コクラン周辺では3段の湖岸段丘の分布を確認すると共に、段丘構成礫層の堆積構造の調査を行った。

さらに、ラゴ・ヘネラルカレーラ周辺の湖岸段丘からは放射性炭素年代測定試料の収集を行った。第3班は2008年3月にエクスプラドーレス氷河を訪れ定点写真観測を行った。また、西隣のグロッセ氷河では空撮のグランド・トルースを行った。さらに、両氷河とエクスプラドーレス川流域、およびソレール氷河の垂直写真を撮影した。北氷原の溢流氷河の末端の空撮も行った。南パタゴニア氷原ペリート・モレーノ氷河では継続観測項目として、氷河表面高度プロファイルの測定、氷河流動測定、氷河末端の流動とカービングの観測を行い、さらにムーランの水位をいくつかの点で計測した。ラゴ・スールには過去の大幅な湖面上昇により、現在の湖面からやく20m上に顕著な植生線が見られる。この湖面上昇の時期を推測するべく、湖面上昇によって枯死した4本の大木から年代測定資料を採取したところ、3本から約260-27±50-70BPとのデータが得られた。この時期は隣のアメギーノ氷河で得られた小氷期の前進時期とほぼ同じであり、ペリート・モレーノ氷河も同じ時期に前進した可能性を示唆する北パタゴニア氷原:ヘネラルカレーラ湖とコクラン湖周辺に発達するファンデルタの地形・堆積物調査を継続し総括した。前者で3段、後者で4段の段丘面が確認され、二つの湖の湖水位は連動していないことが示唆された。エクスプロラドーレス氷河周辺の気象・水文観測点のデータおよびニャディス流量観測所の濁度計のデータを回収した。バケール川流域内の雨量計を撤収した。これまでに得られたデータを用いて、エクスプロラドーレス氷河流域の流出モデルを構築し、さらに大気大循環データの適用を試みた。北氷原の溢流氷河の空撮、グロッセ氷河およびエクスプロラドーレス氷河の垂直写真撮影、エクスプロラドーレス氷河での定点撮影を実施した.南パタゴニア氷原:ペリート・モレーノ氷河消耗域の表面測量、GPSによる短期流動観測、氷河末端付近の三角測量、写真測量(流動,カービング測量)、末端湖の水位観測を行った。また、氷河右岸の山腹で気温ロガー(通年観測)を回収し、現在解析中である。氷河末端縁辺部で氷河の前進によって形成されたラテラルモレインに押しつぶされた木から14C年代測定試料を採集した結果、昨年と同様の17世紀の値が得られた。小氷期にペリート・モレーノ氷河が前進したことが明らかになった。ペナース湾:この湾はパタゴニア氷原から流出する河川が流入する海域で、氷期・間氷期の堆積物フラックスを明らかにするために、観測船「みらい」により海底堆積物コア-の採取ならびに海底地形のマッピングが行われた。南パタゴニア氷原のペリート・モレーノ氷河は湖に末端があるカービング氷河で、末端から5km上流の氷河中央では、岩盤高度が水面下約350mと推定されている。この氷河で2008年12月-2009年1月に、氷河上に設置したGPSにより氷河流動観測した結果、流動速度が氷河末端での気温と良い相関を示した。つまり、気温が高く氷河の融解が進んだ時に速く、気温が低い時は遅くなることが示された。このことは、融解水の流入による底面水圧の上昇が底面滑りを促進していることを示すと共に、氷河の底面水圧が湖水によって常に高く保たれているため、水圧のわずかな変化が大きな流動変化をもたらしていることを示唆する。この仮説を実証するために、今年度は全力を挙げてペリート・モレーノ氷河で熱水ドリルによるボーリングを行い、氷河底面の水圧測定とGPSによる氷河流動観測を行った。概要は以下の通りである。
口腔癌の骨浸潤・骨転移において神経ペプチドCGRPが果たす役割と骨破壊制御機構

カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は腫瘍血管新生の亢進を介して癌細胞の増殖を促進することは知られているが,癌の骨破壊機構においてCGRPが果たす役割は明らかではない.本研究では,癌の骨浸潤,骨転移層におけるCGRPの影響について,1口腔癌の顎骨浸潤症例におけるCGRPの局在を調べる,2口腔扁平上皮癌細胞を骨髄瑞腔内に注入して作製した骨破壊モデルを用いてCGRPの発現を調べるとともにCGRPの中和抗体を用いた治療効果について検討する,3癌骨微小環境を構成する細胞群に対するCGRPの影響について血管新生因子や骨内に存在する増殖因子への関連性を中心に検討することとした.口腔扁平上皮癌細胞株(HSC2, HSC3, SAS)が乳癌細胞株MDA231と同様に,CGRPならびにCGRPのレセプターの1つであるRAMP-1が発現していることを確認した.また,HSC2に樹立されているDRG細胞株50b11の培養上清を添加し培養すると,HSC2の細胞増殖能は促進することを確認した.このことから知覚神経細胞が口腔癌細胞の増殖になんらかの影響を与えている可能性が示唆された.骨微小環境におけるCGRPの役割については,マウス骨芽細胞様細胞株MC3T3E1にCGRPを添加し培養すると骨芽細胞の分化が促進されることを確認した.今後は破骨細胞への影響についてもin vitroで検討し,その制御機構へのCGRPの関与について調べる予定としている.本来であれば,骨破壊モデルを作製してCGRPの癌骨微小環境に対する影響についてin vivoの研究を先行する予定であったが,動物実験が承認されるまでに時間を要し,実験が効率よくできておらず,並行してin vitroの研究をすすめているところである.また,口腔癌の顎骨浸潤症例(臨床検体)の免疫染色を行っているが,結果と予後との解析に難渋しているところである.前年度にひきつづき,骨破壊モデルの解析を行う.また並行しておこなっているin vitroの研究もすすめる.in vitroにおいてはCGRPの破骨細胞形成・分化,吸収活性に対する影響,ならびに血管内皮細胞の管腔形成能についてCGRPならびにCGRPのアンタゴニスト(CGRP8-37)を用いて検討する.カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)は腫瘍血管新生の亢進を介して癌細胞の増殖を促進することは知られているが,癌の骨破壊機構においてCGRPが果たす役割は明らかではない.本研究では,癌の骨浸潤,骨転移層におけるCGRPの影響について,1口腔癌の顎骨浸潤症例におけるCGRPの局在を調べる,2口腔扁平上皮癌細胞を骨髄瑞腔内に注入して作製した骨破壊モデルを用いてCGRPの発現を調べるとともにCGRPの中和抗体を用いた治療効果について検討する,3癌骨微小環境を構成する細胞群に対するCGRPの影響について血管新生因子や骨内に存在する増殖因子への関連性を中心に検討することとした.口腔扁平上皮癌細胞株(HSC2, HSC3, SAS)が乳癌細胞株MDA231と同様に,CGRPならびにCGRPのレセプターの1つであるRAMP-1が発現していることを確認した.また,HSC2に樹立されているDRG細胞株50b11の培養上清を添加し培養すると,HSC2の細胞増殖能は促進することを確認した.このことから知覚神経細胞が口腔癌細胞の増殖になんらかの影響を与えている可能性が示唆された.骨微小環境におけるCGRPの役割については,マウス骨芽細胞様細胞株MC3T3E1にCGRPを添加し培養すると骨芽細胞の分化が促進されることを確認した.今後は破骨細胞への影響についてもin vitroで検討し,その制御機構へのCGRPの関与について調べる予定としている.本来であれば,骨破壊モデルを作製してCGRPの癌骨微小環境に対する影響についてin vivoの研究を先行する予定であったが,動物実験が承認されるまでに時間を要し,実験が効率よくできておらず,並行してin vitroの研究をすすめているところである.また,口腔癌の顎骨浸潤症例(臨床検体)の免疫染色を行っているが,結果と予後との解析に難渋しているところである.前年度にひきつづき,骨破壊モデルの解析を行う.また並行しておこなっているin vitroの研究もすすめる.in vitroにおいてはCGRPの破骨細胞形成・分化,吸収活性に対する影響,ならびに血管内皮細胞の管腔形成能についてCGRPならびにCGRPのアンタゴニスト(CGRP8-37)を用いて検討する.
骨格筋の運動適応に関する分子生物学的研究

メタボリックシンドロームの第一の診断基準は腹囲周囲径、つまり内臓脂肪の蓄積である。しかし近年、糖尿病患者の骨格筋のミトコンドリア(mt)の量と機能が減少しているとの報告がなされた。また我々は運動により血中のアディポネクチン濃度が低下しても、インスリン抵抗性が改善することを報告した。つまりインスリン抵抗性の発生や改善は、内臓脂肪にのみ依存しておらず、むしろ骨格筋の代謝能力の低下がインスリン抵抗性を決定する強い要因である可能性がある。運動による骨格筋の適応は、運動の多様性(様式、強度、頻度、時間)や対象者の特性に影響され様々な様相を呈す。それは目的に応じて運動の条件を決めてトレーニングを行う必要があることを示している。本研究では第一に、生活習慣病の予防や治療に有効であるLT強度での運動が、どのような骨格筋適応を引き起こすのかを調査する、第二に生活習慣病の予防・治療のための効率のよい運動はどのようなものかを探査するために計画された。包括的遺伝子発現解析により12週間のLT強度トレーニングでは200余種の遺伝子発現に変化を認めた。またこの遺伝子発現のうち86%はトレーニングを中止すると介入前の状態にまで戻った。高齢者を対象としたトレーニングでは、若者同様にエネルギー代謝関連のタンパク発現が起こり、年齢を重ねても骨格筋の運動適応が起こることを証明した。本研究では骨格筋でのエネルギー代謝を司るmtに注目し、この増殖因子であるPGC-1αがどのような刺激で発現が増加するかを検討した。その結果、この遺伝子はLT強度以上の運動で発現が増加することを示した。LTトレーニングにより持久的能力は向上したのに対し、mt量の有意な増加は認められなかった。この結果はLTトレーニングではmt量よりも機能の向上が引き起こされる可能性を示唆する。今後はmtの量と質を評価してエネルギー代謝との関連を明らかにする必要がある。無酸素性トレーニングを行っているアスリート10名と非鍛錬者11名を対象として、ニードル筋生検を実施した。アスリート群と非鍛錬者群の骨格筋における遺伝子発現の違いを包括的に調べるために、両群から採取した骨格筋をSAGE法を用いて分析し、以下のような主な結果を得た。1.アスリート群の筋において最も多く発現している遺伝子は、筋収縮とエネルギー代謝に関与する遺伝子であった。5.アスリートでは、多くのribosomal proteinの遺伝子発現は抑制されていたが、poly(A) polymeraseの発現量が増加していた。6.アスリートの筋で発現レベルが高まっている26種類の未知遺伝子と発現が抑制されている3種類未知遺伝子を発見した。乳酸閾値での運動前後比較については、トレーニングを完了し、現在、採取した筋サンプルについてSAGE法を用いて分析中である。【目的】我々は運動トレーニングの強度差が遺伝子発現に及ぼす影響を調べることを目的とした。【方法】運動トレーニング運動トレーニング開始前、運動トレーニング5回終了後、運動トレーニング6週目、LTトレーニングの12週目に外側広筋より骨格筋を得た。骨格筋からRNAを抽出しcDNAを作成しReal time PCRにて遺伝子発現量を定量した。分析項目は糖の輸送体であるGLUT-4、脂質の輸送体であるCD36のmRNAである。【結果】CD36のmRNA発現はLTトレーニング、OBLAトレーニングとも有意な変化を認めなかった。しかしGLUT-4のmRNA発現はLTトレーニング開始前と12週目の比較、OBLAトレーニング開始前と5日目の比較で減少する傾向を認めた。運動により脂質代謝、糖質代謝が改善することはよく知られている。今後、網羅的に遺伝子発現を調べ、運動による遺伝子発現の変化を明らかにする必要がある。

【目的】(1)エネルギー代謝関連の遺伝子発現が増加運動強度を探る(2)運動トレーニングによる骨格筋遺伝子発現の包括的解析(3)高齢者の運動トレーニングによる骨格筋遺伝子発現の包括的解析【方法】(1)8名の成人に乳酸閾値(LT)強度で運動を行わせた。また4名の成人男性に80%LT、LT、Onset blood lactate accumulation (OBLA)の強度で運動を行わせた。運動時間はLT強度を60分として、他の運動時間はそれと等量のエネルギー消費量になるように設定した。運動前と運動終了2時間後で大腿部の骨格筋遺伝子発現を調査した。エネルギー代謝関連の遺伝子としてPGC-1αを分析対象とした。(3)8名の高齢者にLT強度の運動トレーニングを6週間行わせ、その前後で遺伝子発現を比較した。遺伝子発現はDNAマイクロアレイで分析した。【結果】(1)8名中4名はLT強度1時間の運動によりPGC-1αの遺伝子発現が増加した。また4名中3名は80%LTの運動ではPGC-1αの遺伝子が増加しなかったが、LA、OBLAであれば4名中3名でPGC-1αの遺伝子発現が増加した。(2)5日間、12週間のLT強度トレーニングにより糖代謝、脂質代謝や収縮タンパクに関係する遺伝子発現が変化した。また233の未知遺伝子の変化を認めた。また5日目にPGC-1αの遺伝子発現が増加した。(3)安静時では発現の認められなかった139の遺伝子がトレーニング後にアップレギュレートした。一方、安静時で発現していた136の遺伝子の発現が抑制された。【目的】どのような運動が生活習慣病の予防・治療に最も効果であるのかは明らかでない。本研究は運動強度差による骨格筋適応の差異を、ミトコンドリアの増殖因子であるPGC-1αとミトコンドリア(mt)の量を反映するmtDNAを標的として調査した。【方法】成人男性6名を対象として、自転車エルゴメーターを用いた80%LTと120%LT強度での運動、運動介入無し(Con)の3パターンを無作為に行わせた。対象者特性は、年齢23.2±2.6歳(年齢±標準偏差)、身長173.7±4.0cm、体重63.8±5.0kgである。運動時間は120%LTで60分と、等量のエネルギー消費量になるように80%LTの時間を設定した(88分28秒±2分29秒)。運動は1日1回、5日間とし、2週間の間隔をあけて繰り返した。初回運動終了1時間後と、最終運動翌朝に外側広筋から骨格筋採取を行った。初回運動後の骨格筋はPGC-1αの遺伝子発現、最終運動終了後の骨格筋はmtDNAの分析にそれぞれ用いた。【結果】PGC-1αの遺伝子発現はCon:0.09(0.28-0.03)(中央値と最大・最小値)、80%LT:0.17(0.48-0.03)と120%
新興β-ラクタム剤耐性菌酵素の部位特異変異と精密な速度論的測定による活性相関

本研究は、カルバペネムをはじめほとんどのβ-ラクタム剤を分解する新興薬剤耐性菌の産生するメタロ-β-ラクタマーゼの基質加水分解機構を明らかにすることを目的とした。【1】基質イミペネムの加水分解を指標にし、pHおよびZn(II)濃度を変えて活性を測定し、速度論的パラメータからZn(II)イオンの脱離による活性の消失、Zn(II)イオンの解離定数を決定した。【2】亜鉛結合配位子である81位DをA、E、Nに置換した変異酵素を調製し、速度論的パラメータを求め、変異により触媒効率が数百倍から数千倍低下し、亜鉛イオンとの親和性も小さくなり、このアミノ酸が触媒及び金属イオンとの親和性に関与することを明らかにできた。基質結合に関与するフラップの28位WをSに置換した酵素を調製し、このWの置換により基質との親和性が低下し、基質の導入と結合にWが関与していることが分かった。触媒過程は加水分解中間体へプロトンを供給するアミノ酸残基を検討した。候補である80位SをGに置換した酵素を調製したが、この残基は機能しないことが分かった。【3】確立したアポ酵素調整法を使って、野生型及びD81AとD81E変異酵素の金属結合部位の配位環境を比べた。嫌気条件下Co(II)滴定を行い、電子スペクトルを測定した。野生型及びD81E変異酵素は2ヶのCo(II)イオンを含み、D81E酵素はCo(II)のd-d遷移の吸収から金属結合サイトの一つが5配位構造であること分かった。また、Co(II)酵素を我々が開発した阻害剤チオール誘導体で滴定し、チオール化合物が直接金属イオンに結合することを明らかにできた。【4】既にConcha等(2000)により野生型IMP-1酵素のX線結晶構造解析はなされている。我々は、D81E部位特異酵素の結晶の調製を行い、Spring8ビームラインを使って回折データを得、X線結晶構造解析を行い、活性部位付近の構造を精査し、野生型酵素と構造を比較した。全体として大きな違いはみられず、Zn(II)-Zn(II)間の距離が3.3Åから3.7Åと長くなり、架橋配位水構造は消失していた。本研究は、1990年代に入り出現が臨床で脅威となっている新興薬剤耐性菌の産生するメタロ-β-ラクタマーゼの基質加水分解機構を明らかにすることを目的とし、本年度より着手した以下の研究項目の進展状況について示す。【部位特異的変異酵素の調製と速度論的パラメータ】酵素の活性部位に位置する81位AspをAla、Glun、Asnに置換した酵素、基質結合に関与するフラップに位置する28位TrpをSerに置換した酵素をPCR法によって構築した。Asp81の変異によって加水分解活性は数千分の1と著しく減少し、触媒作用への関与が示された。一方、Trp28の置換によってKmは野生型酵素に比べ数十倍大きくなり、基質導入と結合に関与していることが分かった。現在、これら変異酵素の触媒作用のpH依存性について検討している。

【部位特異的変異アポ酵素とCo(II)置換酵素の調製】EDTAをpH6.5、37°Cで8時間処理し、アポ酵素の調製を可能とした。嫌気条件下Co(II)滴定により可視吸収スペクトルを測定し、野生型及びAsp81AlaとGlu変異酵素の金属結合部位の配位環境を比べた。野生型および変異酵素は2ヶのCo(II)イオンを結合するが、Asp99Gluの金属結合サイト1は野生型とは異なり5配位構造をとることが示された。Co(II)置換酵素の吸収スペクトル測定からチオール化合物は直接金属イオンへ結合しによる阻害することを明らかにできた。【部位特異変異酵素Asp99Gluの結晶の調製とX線結晶構造解析】Asp81Glu変異酵素の結晶を調製できた。Spring8に於いて、反射強度の収集を行い、分子置換法によって構造を明らかにできた。野生型IMP-1酵素の構造(Concha等により報告(2000))を比べ、全体として大きな違いはみられなかったが、現在、活性部位付近の構造を精査ししている。本研究は、カルバペネムをはじめほとんどのβ-ラクタム剤を分解する新興薬剤耐性菌の産生するメタロ-β-ラクタマーゼの基質加水分解機構を明らかにすることを目的とした。【1】基質イミペネムの加水分解を指標にし、pHおよびZn(II)濃度を変えて活性を測定し、速度論的パラメータからZn(11)イオンの脱離による活性の消失、Zn(II)イオンの解離定数を決定した。【2】亜鉛結合配位子である81位DをA、E、Nに置換した変異酵素を調製し、速度論的パラメータを求め、変異により触媒効率が数百倍から数千倍低下し、亜鉛イオンとの親和性も小さくなり、このアミノ酸が触媒及び金属イオンとの親和性に関与することを明らかにできた。基質結合に関与するフラップの28位WをSに置換した酵素を調製し、このWの置換により基質との親和性が低下し、基質の導入と結合にWが関与していることが分かった。触媒過程は加水分解中間体ヘプロトンを供給するアミノ酸残基を検討した。候補である80位SをGに置換した酵素を調製したが、この残基は機能しないことが分かった。【3】確立したアポ酵素調製法を使って、野生型及びD81AとD81E変異酵素の金属結合部位の配位環境を比べた。嫌気条件下Co(II)滴定を行い、電子スペクトルを測定した。野生型及びD81E変異酵素は2ヶのCo(II)イオンを含み、D81E酵素はCo(II)のd-d遷移の吸収から金属結合サイトの一つが5配位構造であること分かった。また、Co(II)酵素を我々が開発した阻害剤チオール誘導体で滴定し、チオール化合物が直接金属イオンに結合することを明らかにできた。【4】既にconcha等(2000)により野生型IMP-1酵素のX線結晶構造解析はなされている。我々は、D81E部位特異酵素の結晶の調製を行い、Spring 8ビームラインを使って回折データを得、X線結晶構造解析を行い、活性部位付近の構造を精査し、野生型酵素と構造を比較した。全体として大きな違いはみられず、Zn(II)-Zn(II)間の距離が3.3Åから3.7Åと長くなり、架橋配位水構造は消失していた。
神経インターフェースのためのシリコンナノプローブ

昨年度までは,ナノ電極におけるナノ構造の抽出法を検討した.RIE (Reactive Ion Etching)法などのドライエッチングによって構造を抽出する方法を検討した.材料として用いるのは,シリコンの単結晶基板または,SOI (Silicon on Insulator)基板である.これに電子線または、UVレーザに感光するレジストを塗布し,直接描画によりパターニングを試みた.露光出力や注入時間,フォーカスなどを変化させることによって,精密なパターンが得られる条件を検討した.その結果,電子線直接描画法を用いたものでは,約100nm程度のパターン,UVレーザ描画装置を用いた方法では,約700nm程度の描画が可能であることがわかった.これらの研究を通じて,シリコンマイクロマシンニングの初心者であった本研究員は,独自にマイクロマシンのプロセスを考案できるほど専門的な技術と知識を習得したといえる.最近彼の考案したプロセスは,ガラスとシリコンを結合させ,これにDRIEを施すことによって,高アスペクトのシリコン電極を容易に形成できるものである.これらの技術は,神経インターフェースのみならず,他の生化学的なバイオ実験への応用も可能であり,さらに本年度では,それらの可能性について検討を進めた.具体的には,細胞を模擬したリポソームと呼ばれる脂質膜二重層で形成された球状の膜構造中に、DNAやナノ粒子を閉じ込め、誘電泳動や電気浸透流法などを利用して、マイクロチップ上で膜構造体をハンドリングしたり融合したりすることが可能なデバイスを実現した.これらの成果は,本研究分野でもっとも権威のある学会であるMEMSやuTAS国際会議にて口頭発表に選出されるなどの高い評価を得た。さらに、原著論文(Biomedical MicrodevicesやAnalytical Chemistry(in press))などでも公表することになった。