hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
P型-ATPaseの多量体構造と機能の相関

・全反射蛍光顕微鏡(TIRFM)を用いたFITC修飾H/K-ATPaseの多量体構造と活性の相関界面活性剤を用いてFITC修飾H/K-ATPaseを可溶化し、可溶化上清に回収された多量体の存在比と、残存するPNPPase活性との相関を検討した。C12E8を界面活性剤として用いた場合残存活性は殆ど消失し、4量体も殆ど観察されないが、可溶化時にK^+を共存させることでK^+に依存した残存活性と4量体H/K-ATPaseの存在比の上昇が観察された。残存活性と各種多量体(単量体、2量体、3量体、4量体)の関係は、4量体とのみ強い正の相関が観察され(相関係数=0.84)そのほかは負の相関、もしくは有意な相関は観察されなかった。このことは、可溶化H/K-ATPaseの活性発現には4量体が必要であるという以前の結果を強く支持する。また、生理的なリガンドであるK^+の結合、それにともなう酵素の構造変化が、多量体構造に強く影響しうる可能性を示唆する。この結果は現在FEBS letterへ投稿準備中である。多量体H/K-ATPaseの分子間での相互作用部位を検討するために、この分子の細胞内フラグメントを作成した。ATP結合領域を含むフラグメントを酵素標品に添加したところ、H/K-ATPase活性、EP形成量ともに上昇した。このことは加水分解活性の上昇は酵素の代謝回転速度の上昇によるものではなく、反応部位が増加していることによると考えられる。すなわち、多量体H/K-ATPaseの分子間相互作用が、加えたフラグメントによって阻害され、個々のサブユニットが独立に基質を加水分解する結果起こるものと考えられる。これらの結果はATP加水分解反応が多量体間の相互作用によって制御されている可能性を示唆する。全反射蛍光顕微鏡を用いて、FITCによって修飾したH/K-ATPaseの蛍光一分子観察を行いました。観察した標品のATP加水分解活性と、一分子観察によって見積もった標品中に含まれる多量体の存在比(これは高速液体ゲルクロマトグラフィーから見積もられた多量体の存在比と一致した)、H/K-ATPaseが四量体として機能していることを見出しました。得られた結果を2003年7月のFASEB Summer Research Conferenceにおいて口頭発表し、2003年12月に米国化学会のBiochemistry誌に投稿、掲載されました。また同じP型ATPaseファミリーに属するNa/K_ATPaseの一分子観察も行い、この結果は2003年4月のAnnals of the New York Academy of Scienceに掲載されました。また、H/K-ATPaseの四量体構造とATPase活性についてより詳細な検討を行い、輸送基質であるK^+が四量体の会合状態を変化させていることを見出しました。この結果は2003年12月に生体エネルギー研究会第29回討論会において共同研究者によって口頭発表され、現在Biochemistry誌に投稿準備中です。H/K-ATPaseは四量体の内、2つのサブユニットがリン酸化中間体(EP)を形成し、もう2つのサブユニットがATPを結合した状態(EATP)でATPを加水分解することを以前報告しました[Abe K et al.,(2002) Biochemistry,41,2438-2445]。この反応が生理的な条件である、K^+存在下で進行することを見出し、この結果は2003年4月のAnnals of the New York Academy of Scienceに掲載されました。
光トポグラフィーによる低出生体重児の摂食機能発達過程と大脳皮質活動の解明

低出生体重児の摂食機能の発達と大脳皮質活動の関連について解明することを目的に、母親の食事風景を呈示した際の脳血流量の変化とビデオ記録による行動分析を行った。結果、修正4ヵ月齢では母親の画像呈示時に口腔周囲の運動が活発となる脳血流量が増加する傾向が認められた。また、子供の食事風景を提示した際にも多く観察された。よって、早産児においても4ヵ月頃から母親の食事場面を見せるということが、離乳開始の準備として食行動の認知発達に何らかの効果があるものと考えられた。近年増加している低出生低体重児の育児支援において、スムーズな離乳の進行は大きな課題の一つである。本研究は、離乳前後の低出生体重児における摂食機能獲得と大脳皮質活動との関連について、光トポグラフィーを用いた脳活動測定および反応行動の分析を行い、発達変化の分析解明を行い、離乳に関する新たな指標または離乳完了に関するメルクマールを得ることを目的として、解析システムの構築および実際の測定を実施した。本年度は、ベースラインとなる出生体重2500g以上の満期産児10名の脳活動測定および行動分析を実施した。脳活動はROI設定を行うことで、提示刺激の違いによる発達変化を分類することが可能であることが明らかとなった。行動分析については、新規購入したジ・オブザーバーXTを用いて、注視時間、口腔周囲の運動や上肢運動、発声時間について検討を行った。4-5ヵ月齢において、母親の食事風景のVTR呈示時に、口腔周囲の運動が有意に増加する児が見られたが、反応行動が児によって様々であり、パターン分類を行うには、さらなる測定を継続し例数を増やす必要があると考えられた。低体重児については、離乳の経過に関するアンケート調査を実施し、満期産児との比較検討項目について検討を行った。脳活動解析については、修正月齢で満期産児と同様の傾向が認められたが、例数が少ないため継続して検討を実施する必要性が示唆された。本年度は、ベースラインとなる出生体重2500g以上の満期産児の2名および在胎週数3436wの早産児7名の脳活動測定および行動分析を実施した。脳活動は、側頭エリアと前頭-後頭エリアに分けて測定を行い、早産児でも修正4ヵ月の時点で、満期産児と同様の脳活動が観察されることが明らかとなった。行動分析については、注視時間、口腔周囲の運動や上肢運動、発声時間について検討を行った。早産児においても、修正4ヵ月齢において、母親の食事風景のVTR呈示時に、口腔周囲の運動が有意に増加する児が見られたが、反応行動が児によって様々であり、パターン分類を行うには、さらなる測定を継続し例数を増やす必要があると考えられた。離乳の経過に関するアンケート調査は、満期産の2歳児について、離乳の進行について母親にアンケートを実施したところ、児の発達経過よりも母親の復職など社会的な要因によりいわゆる卒乳を迎えたり、食形態のステップアップを行っているケースが多いことが明らかとなった。早産児については、離乳のステップごとに調査を実施しているが、途中体調不良等で、離乳食がなかなか進まないことが母親にとって不安材料であることが伺えた。さらなる追跡、追加調査を行っていく予定である。近年増加している低出生体重児の育児支援において、スムーズな離乳の進行は大きな課題の一つである。本研究では、離乳前後の低出生体重児における摂食機能獲得と大脳皮質活動との関連について、光トポグラフィーを用いた脳活動の測定および行動分析により解明を行い、満期産児に準じた月齢や経験則による離乳指導ではなく、低出生体重児独自の離乳に関する新たな指標を提示すること、あるいは離乳完了に関するメルクマールを得ることを目的として実施した。最終年度である今年度は、25ヵ月齢の満期産児と在胎週数34-35週の早産児における脳活動パターン分類の検討を行った。早産児では、脳活動記録が不安定であり、満期産児と同様のパターン分類を行うことできなかった。行動分析については、母親だけでなく、見知らぬ子供の食事風景を見せることで、早産児でも満期産児と同様に口腔周囲の運動や発声などの行動が賦活化されることが明らかとなった。これにより母親の存在だけでなく、兄姉や友人といった児に関わりの高い人物との食事を介した関わりの場をもつことで、離乳開始前の児の摂食機能発達に何らかの影響をもたらすことが示唆された。

離乳の経過に関するアンケート調査は、満期産の2歳児について、離乳の進行について母親にアンケートを実施したところ、児の発達経過よりも母親の復職など社会的な要因によりいわゆる卒乳を迎えたり、食形態のステップアップを行っているケースが多いことが明らかとなった。早産児については、離乳のステップごとに調査を実施した結果、スムーズに離乳を進行できるケースと、体調不良等で、離乳を進行できないケースと大きく差が見られることが明らかとなった。
iPS細胞による舌再生とmiRNAの機能：再生療法への展開

昨年度は舌筋の発生・分化過程におけるmiRNAの機能を明らかにする実験を行った。miR-133a、miR-199a3p、miR-199a5pは胎齢11,12,13日に大量に発現し、その後減少した。miR4、miR-24は発生の進行に伴って発現が増加し、胎齢1315日に大量に発現していた。miR-181は胎齢1115日で発現量が大きく変化しなかった。Whole mountのmiRNA in situ hybridization法によるとmiR-1は舌全体に分布していることが、凍結切片を用いたmiRNA in situ hybridization法によるとmiR-1は舌筋組織に分布していることが明らかになった。アンチセンスを添加して培養した舌においてはmiR-1の増加は抑制されていたが、MCK、Myogeninの増加は抑制されていなかった。以上の結果から、miR-1は舌筋細胞の分化に何らかの役割を果たしているが、C2C12培養筋芽細胞などとは異なった役割を果たしていることが示唆された。本年度は、iPS細胞と舌器官培養法を用いて舌筋再生の可能性を検討した。理研より供与をうけたマウスiPS細胞をフィーダー細胞上に播種し、iPS細胞がコンフルエントになった後、トリプシン処理によりiPS細胞をディッシュから分離し、低付着性96穴ディッシュに再播種し胚葉体を形成させた。そして、形成された胚葉体をコーティング材料で処理した培養ディッシュに移動し、筋細胞へ分化を誘導することを試みた。この分化誘導を行ったiPS細胞をディッシュより分離し、マウス舌に移植し、器官培養をおこなった。この時、前もって舌の中央付近を切除しておき、その切除部位にiPS細胞を移植した。iPS細胞から筋細胞への分化誘導を試みている間のディッシュのコーティング材料、培養液の組成、舌の器官培養を開始するマウス胎仔の胎齢、iPS細胞を移植後の舌器宮培養の期間について検討した。iPS細胞から舌筋細胞への分化の評価は、iPS細胞を移植した器官培養舌の凍結切片を作成し、舌筋細胞の分化マーカーである速筋型ミオシン抗体による蛍光免疫染色法を用いた。現在まで得られている最良の条件は、iPS細胞から舌筋細胞への分化を誘導するための培養液は5%ウマ血清含有Iscove's Modified Dulbecco's Medium、シャーレのコーティング材料はゼラチン及びマトリゲル、iPS細胞を移植するマウス舌器官培養の開始の時期は胎齢14日、iPS細胞移植後の舌器官培養の期間は5日10日間である。今後は、DesRed標識iPS細胞を器官培養している舌に移植し、iPS細胞が舌筋細胞に分化していることを確認する、フローサイトメトリーを用いて筋細胞に分化誘導されたiPS細胞のみを移植に用いる、免疫不全マウスの舌にiPS細胞を移植しin vivoで舌筋組織再生の可能性を検討するための実験などを行う予定である。
大腸菌とＲＮＡファージＱβから成るモデル共進化系における宿主ゲノムの経時変化解析

寄生者であるウイルスと宿主は共進化の中で変化する。申請者は実験室内モデル共進化系を構築し、RNAウイルスと宿主がいかに共進化するのかを研究してきた。本研究では宿主大腸菌のゲノム変化に着目し、その経時変化を大規模シークエンス解析を用いて分析・評価する。それにより、宿主がどのようなゲノムの変化を伴って共進化したのかを明らかにした。さらに、得られたFプラスミド上のtraQ遺伝子上への1箇所の非同義変異が大腸菌の示すQβに対する部分抵抗性の責任遺伝子であることを強く示唆する結果を得た。申請者が構築した大腸菌とRNAバクテリオファージQβ(Qβファージ)とを用いた実験室内共進化系での大腸菌全ゲノム配列をもとにした分子進化を前年度に明らかにした。大腸菌のFプラスミド上のtraQ遺伝子と大腸菌ゲノム上のcsdA遺伝子に点変異がそれぞれ1箇所確認された。また、共進化した大腸菌を宿主とした場合、野生型Qβファージの大腸菌への吸着が大きく抑制されていることを昨年度までに明らかにした。これらのことより、上記2遺伝子の変異が野生型Qβファージの大腸菌への吸着阻害と何らかの関係があることが示唆された。そこで、今年度は検出されたtraQ遺伝子の変異が大腸菌の表現型に与える影響を解析するために必要な大腸菌株の構築を行った。また、Qβファージは大腸菌のF繊毛に吸着する。そこで、共進化大腸菌が示すQβファージの吸着阻害はF繊毛構成タンパク質量が変化しているためではないかと仮定を立て、このことを明らかにするため、F繊毛構成タンパク質であるTraAに対する抗体を作製した。共進化実験開始時の大腸菌(Anc(C))と共進化した大腸菌(M54(C))とが持つtraQ遺伝子を発現ベクターpASK-IBA3(+)のテトラサイクリンプロモーターの下流に導入した。それぞれの遺伝子が設計通りにクローニングされたことを塩基配列決定によって確認した。また、traQタンパク質がテトラサイクリンプロモーターから発現されることをSDS-PAGEで確認した。さらに、TraAタンパク質に対する抗体をウサギを用いて作製し、TraAタンパク質が特異的に検出されることをウェスタンブロッティング法を用いて確認した。以上より、研究計画調書2年目に示した計画通り、共進化実験で得られた変異の解析に用いる大腸菌株の作製とQβファージ感染に必須なF繊毛に対する抗体の作製が完了した。新型・変異型ウイルスの発生は社会問題の一つでありその多くがRNAウイルスであることを考えるとRNAウイルスの進化機構解明は重要である。申請者は、実験室内モデル共進化系を構築し、RNAウイルスと宿主がいかに共進化するのかを研究してきた。その結果、共進化によってRNAウイルスの分子進化が加速されること、短期間で宿主特異性や宿主に対する毒性が変化すること等を明らかにした。本研究は、宿主のゲノム変化に着目し、その経時変化を大規模シークエンス解析を用いて分析・評価することを目的としている。最終年度は、昨年度までに明らかにしたQβとの共進化によって部分抵抗性を獲得した大腸菌が持つtraQ遺伝子が部分抵抗性の責任遺伝子であるかどうかについて検討した。部分抵抗性株に野生型のtraQ遺伝子を導入すると、Qβの増幅が復活し、またF繊毛構成タンパク質であるtraAタンパク質量が野生型株と同程度まで回復することを明らかにした。さらに、部分抵抗性株が持つtraQを部分抵抗性株の中で高発現すると、野生型のtraQを供給したときよりは小さいが、Qβの増幅が回復し、その高発現株でのtraAタンパク質量は野生型より少なく部分抵抗性株より多くなるという結果を得た。以上の実験結果より、大腸菌とQβの実験室内共進化系で得られた大腸菌の部分抵抗性に対する責任遺伝子はtraQ遺伝子であり、部分抵抗性はTraQタンパク質内の1アミノ酸置換によって生じている可能性が強く示唆された。共進化系では生物間相互作用を通して、ある生物種の適応とそれに対する別種の抵抗適応が生じるため、共進化は進化を促進すると考えられている。しかしながら、両者の全ゲノムレベルを解析し、変異の固定速度が実際に上昇することを示した例はない。本研究課題は、申請者が今までに構築した世代時間の短い大腸菌とそれに感染するRNAバクテリオファージQβ(Qβファージ)を用いた実験室内共進化系での宿主である大腸菌のゲノム変化を解析することを目的としている。背景として、今までに申請者が実験室内共進化系でのQβファージゲノムの経時変化解析と両者の表現型の経時変化解析を行ったところ、両者が変化し続ける軍拡競争が生じていると考えられるモデル系を構築できたこととQβファージの分子進化がQβファージ単独進化と比較して約3.4倍加速されていた。このことから、宿主である大腸菌においてもゲノムの分子進化速度が加速している可能性が考えられた。

初年度は宿主大腸菌の全ゲノム変化を解析するために、次世代シークエンサー(イルミナ社)を用いた。次世代シークエンサーで検出された変異箇所は、サンガー法(ジデオキシ法)によって確認した。その結果、申請者が構築した大腸菌とQβファージのモデル進化系における宿主大腸菌のゲノム進化速度は、いくつかの論文で示されている大腸菌だけの単独進化における進化速度と比べて約10倍大きくなっていることを明らかにした。以上より、適応とそれに対する別種の抵抗適応が生じる共進化においては、進化を促進することを分子レベルで明らかにした。前年度までに検出された実験室内共進化系の宿主大腸菌が持つ変異であるtraQ遺伝子上への変異が表現型にもたらす影響を解析することに用いる大腸菌株の作製を完了した。この作製は当初計画の2年度目の目標としていた。また、共進化した大腸菌が示すQβファージの感染吸着抑制とF繊毛構成タンパク質量との関係を求めるために、F繊毛構成タンパク質TraAに対する抗体を作製した。この抗体がTraAタンパク質に特異的に免疫反応することをウェスタンブロッティング法で確認した。上記のように研究計画調書2年目に記載した計画を達成したため、(2)おおむね順調に進展していると判断した。実験室内共進化系における宿主である大腸菌のゲノムを次世代シークエンサーにて解析し、変異箇所の同定と変異の固定速度を求めることを初年度の計画としていた。初年度は、大腸菌が持つ性繊毛合成関連遺伝子traQ及びゲノム上のcsdA遺伝子にアミノ酸置換を伴う変異が生じていたことを同定した。それらから変異の固定速度を求めた。上記計画を達成したため、計画通りに順調に進んでいると判断した。次年度は、今年度に作製した大腸菌株と抗体を用いて、実験室内共進化系で宿主大腸菌に生じた変異が大腸菌の表現型に与える影響について解析する。初年度に検出された宿主大腸菌ゲノム及びFプラスミド上の変異の機能解析を行う。具体的には、検出変異を進化実験開始時の大腸菌ゲノムもしくはFプラスミドに戻し、機能変化が生じるか、また適応度はどの程度変化するのかを計測する。今年度作製した大腸菌株と抗体を用いた大腸菌の表現型解析は、Qβファージの増幅率測定とウェスタンブロッティング法によるタンパク質の定量解析が主となる。それらに必要なプラスティック実験器具、培地、2次抗体、発色試薬類などを消耗品として使用する予定である。次年度使用額が37,606円になったのは、解析委託した塩基配列解析の結果が出揃うのに年度をまたいだためである。また、初年度と2年度の研究成果の発表や今後の研究推進に必要な情報を収集するために、国内の学会に参加する旅費として使用する予定である。検出された変異を宿主大腸菌に戻す操作は分子生物学的実験法で行う。そのため、それらの実験に必要な酵素類、プラスティック器具類等の消耗品として使用する予定である。また、初年度の研究成果の発表や今後の研究推進に必要な情報を収集するために国内の学会に参加する旅費として使用する予定である。
日本墨書土器データベースの構築

研究の基礎となる墨書土器研究文献目録は2180点を数え、明治大学の日本古代学研究所のホームページで公開している。画像つきの詳細なデータベースは、山形県・茨城県(補遺)・奈良県(平城京)、兵庫県・広島県・鳥取県(因幡国・伯耆国)・鹿児島県(薩摩国補遺)・鹿児島県(大隅国)を公開した。現在は、三重県・滋賀県・島根県・岡山県のデータ集成が終わり、入力を準備中である。その結果、都城を含め、日本全国の墨書土器の状況の理解と比較研究が、できるようになった。また、全国墨書・刻書土器データベース検索(オンライン検索)」のシステムによって、ネット上で墨書土器の検索が可能である。研究の基礎となる墨書土器に関する研究文献は、大学図書館・大学博物館図書室等の研究文献・報告書等を調査して作成し、現在2015年3月版(2047点)を明治大学日本古代学研究所ホームページで公開している。これ以降さらに増えて2057点になっているが、研究の基礎として継続して集成し、順次公開していく予定である。墨書土器データベースは、画像付き詳細データベースは長野県6227件を公開した。また、山形県6391件、茨城県(補遺)762件、平城京3319件、広島県247件のデータが完成している。早期に公開できるよう最終調整を行い、公開していく。このほか岩手県3272件、千葉県(続)7626件、愛知県3590件がテキストデータのみ完成している。画像を含めて、早期に完成させていきたい。ただし、件数が想定以上に多く、入力作業にはかなり時間がかかっている。なお、墨書土器データ集成のため、茨城・千葉・愛知・岩手・広島に出張し、現地の埋蔵文化財センターの協力を得て、データベースを構築している。以上の結果、完成したデータによって、平城宮・京と東日本・西日本の比較研究が可能となったばかりか、長野県など山国との比較研究の対象が増え、汎日本的な墨書土器研究が可能となる条件が整備されつつある。現在、三重県と鹿児島県(補遺)が作業中である。データべース構築には、文献の悉皆調査が必要となってきており、和歌山県など従来の作業の再検討も必要となっている。地域研究としては。主に千葉県市川市を対象に、市川市史編纂と連携しているが、広島・岡山・兵庫・大阪・三重の地域研究者とデータベース構築の打合せ、宮崎・福岡では現地調査を行った。東アジア地域との関係では、金在弘韓国・国民大学教授の支援を得て、百済国関係の出土文字史料調査を実施するとともに、賀雲コウ中国・南京大学教授の助言を得て中国南朝の文字調査を実施した。日本墨書土器データベースおける研究の基礎となる墨書土器に関する研究文献は、明治大学図書館・明治大学博物館図書室や全国各地の埋蔵文化財センター・博物館等の研究文献・報告書等を調査して作成している。現在2075点になっている。ところが、明治大学日本古代学研究所ホームページの2015年度の墨書土器研究文献データベース更新が遅れているので、早急に更新したい。研究の基礎として継続して文献の集成を行い、順次公開してきたい。墨書土器データベースは、画像付き詳細データベースは鹿児島県1507件、鳥取県(旧因幡国)941件、鳥取県(旧伯耆国)360件、兵庫県(但馬国)418件のデータが完成し、公開する。このほか愛知県(旧尾張国)1740件、愛知県(旧三河国)1619件、三重県2078件がデータ修正を終え、現在データの確認中である。来年2016年度に、早期に公開したい。データベース構築の入力にはかなり時間を要するが、現在、大阪府・滋賀県が入力作業中である。また、文献の悉皆調査が必要となっているが、学内で青森・宮城・島根県の墨書土器データの文献を収集中である。以上の結果、平城宮・京と近畿地域、そして東日本・西日本との比較研究が可能となった。その結果、各地の埋蔵文化財センター等で墨書土器の釈読に利用されている。地域研究としては、主に千葉県市川市を対象に、市川市史編纂と連携しているが、兵庫・滋賀・大阪・島根の地域研究者とデータベース構築の打合せ、鹿児島・宮崎では現地調査を行った。東アジア地域との関係では、吉村が百済国関係の出土文字史料調査を実施するとともに、賀雲コウ中国・南京大学教授を招聘して中国南朝の文字資料についての研究報告を実施した。墨書土器およびその研究の文献調査は、『文化財発掘出土情報』・『史学雑誌』文献目録のほか、報告書の寄贈が多い明治大学博物館図書室などで情報を入手して、目録を作成している。ホームページにおける「横断検索データベース」の公開は順調に進んでいる。これまでのデータベース構築は、奈良文化財研究所の墨書土器に関係する報告書抄録目録を利用していたが、必ずしも十分ではないことが判明した。そのため、府県別に悉皆調査を実施しなければならないが、学内だけの作業では不十分であり、各地への出張が必要になっている。予算が縮小されたので、近畿・東北のデータベース構築が遅れているが、各地の研究者の協力を得て、墨書土器情報の集成作業は進んできた。今後も粘り強くやっていきたい。対外関係の研究では、日本古代の墨書土器を含む出土遺物は、中国・南朝と朝鮮・百済の影響が強いことが明らかになりつつある。百済の出土文字史料に関しては、沈相六氏の論文「百済泗ヒ都城出土の文字遺物」を日本語に翻訳して発表した。

賀雲コウ氏には中国出土の3ー6世紀の文字資料の概観を報告していただいた。両論文とも、百済・南朝の文字史料を研究するうえで、きわめて重要な論文として評価できる。なお、ホームページで公開している墨書土器データベースや「横断検索データベース」の存在がようやく各地の研究者・調査者に知られてきている。今日では、現地の研究者がデータベースを利用して、釈読の際に利用されていることが判明している。こうしたデータベースの利用状況からみると、本研究によるデータベース構築が順調に推移して、現実に活用されてきている。研究は、おおむね順調に進展していると自己評価できる。研究の基礎となる墨書土器に関する研究文献は、大学図書館・大学博物館図書室や全国各地の埋蔵文化財センター等の研究文献・報告書等を調査して作成している。現在2111点になっている。研究文献リスト(墨書土器研究文献目録)は引き続き、明治大学の日本古代学研究所ホームページで更新していきたい。研究の基礎となり、また全国の墨書土器調査・研究者のデータとして共有したいので、最新情報を引き続き集成し、継続して発信していきたい。墨書土器データベースは、画像付きの詳細なデータベースは、愛知県が3357件(尾張国1740件、三河国1617件)、三重県が1875件、滋賀県が2198件、島根県が2337件、岡山県が343件、完成している。このほか長岡京の画像追加が3914件であり、早期に公開する。データベース構築の入力にはかなり時間を要するが、現在、大阪府・兵庫県・京都府が入力作業中である。また、データベースの基礎作業として文献の悉皆調査が必要となっているが、学内で宮城・福島県の墨書土器データの図書を収集中である。以上の結果、平城宮・京と長岡京の宮都を含め、西日本と東日本の全国的な比較研究が可能となっている。ホームページにおいて公開している墨書土器に関する「横断検索データベース」は、各地の現場調査者が知るところである。すでに各地の埋蔵文化財センター等で、本研究費等で作成したデータベースが墨書土器の釈読に利用されている。こうしたデータベースの利用状況からみても、現実に活用されてきていることがわかる。地域研究としては。主に千葉県市川市を対象に、市川市史編纂と連携している。そのほか兵庫県・大阪府・岡山県・青森県の地域研究者と、データベース構築の打合せと文献調査を実施し、宮城県とも打合せを行った。また、福岡県・宮崎県において墨書土器関係史料の現地調査を実施した。研究の基礎となる墨書土器研究文献目録は2180点を数え、明治大学の日本古代学研究所のホームページで公開している。画像つきの詳細なデータベースは、山形県・茨城県(補遺)・奈良県(平城京)、兵庫県・広島県・鳥取県(因幡国・伯耆国)・鹿児島県(薩摩国補遺)・鹿児島県(大隅国)を公開した。現在は、三重県・滋賀県・島根県・岡山県のデータ集成が終わり、入力を準備中である。その結果、都城を含め、日本全国の墨書土器の状況の理解と比較研究が、できるようになった。また、全国墨書・刻書土器データベース検索(オンライン検索)」のシステムによって、ネット上で墨書土器の検索が可能である。墨書土器およびその研究の文献調査は、『文化財発掘出土情報』・『史学雑誌』文献目録のほか、考古部門をもち報告書の寄贈が多い大学博物館図書室などで情報を入手して、目録を作成している。
高度嫌気条件下連続培養装置の試作による歯垢微生物の嫌気的糖代謝の研究

エナメル質に接する歯垢の深部はウ触発生の最前線であり,ここでつくられた酸はエナメル質に直接作用しウ触発生の直接の原因となる歯垢深部は高度に嫌気的で且つ糖の供給も著しく限定されるこのような高度嫌気糖供給制限条件下で歯垢微生物がどの様に糖を代謝し酸を産生するかを知ることが本研究の目的である.高度嫌気条件下連続培養装置の試作は本研究計画の中心をなすものであるが,雑菌混入の確立が高い培地供給チューブの結合,グローブボックス内での大量の培地の移動・運搬,大量に生ずる培養廃液の処理などの難問を解決し,高度嫌気条件下で口腔微生物を高度嫌気条件下で連続培養することに成功した.定常状態に達した嫌気連続培養菌を酸素に触れることなしに集菌することも大きな問題の一つであったが,嫌気遠心分離用の遠心チューブの試作に成功し,培養した細菌を極微量の酸素にも触れさせることなく細菌を集めることに成功した.嫌気グローブボックス内の嫌気度も,酸化還元電位で-350mV以下の酸化還元電位を常に保ち,嫌気ボックス内の酸素濃度も5ppm以下に保持する性能上の目標を十分に達成することができた.Streotococcus mutansやStreptococcus sanguisを高度嫌気条件下で種々のpH条件で連続培養したところ, S.mutansはS.sanguisに比べて低いpHで連続培養が可能であり,このような低いpHで増殖した菌は低pHでの糖代謝活性が高く,多くの酸を産生した.また,低いpH条件では,ことに高度嫌気条件で乳酸産生への著しい変換が観察された.糖制限条件下では糖の菌体内への取り込みを触媒する酵素系とグリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素の合成が促進されており,これがこのような条件で生育した菌が高い酸産生能をもつ理由と考えられた. S.sailvariusのFructosyltransferaseはカップリングシュガーの構成糖を水解した.エナメル質に接する歯垢の深部はウ触発生の最前線であり,ここでつくられた酸はエナメル質に直接作用しウ触発生の直接の原因となる歯垢深部は高度に嫌気的で且つ糖の供給も著しく限定されるこのような高度嫌気糖供給制限条件下で歯垢微生物がどの様に糖を代謝し酸を産生するかを知ることが本研究の目的である.高度嫌気条件下連続培養装置の試作は本研究計画の中心をなすものであるが,雑菌混入の確立が高い培地供給チューブの結合,グローブボックス内での大量の培地の移動・運搬,大量に生ずる培養廃液の処理などの難問を解決し,高度嫌気条件下で口腔微生物を高度嫌気条件下で連続培養することに成功した.定常状態に達した嫌気連続培養菌を酸素に触れることなしに集菌することも大きな問題の一つであったが,嫌気遠心分離用の遠心チューブの試作に成功し,培養した細菌を極微量の酸素にも触れさせることなく細菌を集めることに成功した.嫌気グローブボックス内の嫌気度も,酸化還元電位で-350mV以下の酸化還元電位を常に保ち,嫌気ボックス内の酸素濃度も5ppm以下に保持する性能上の目標を十分に達成することができた.Streotococcus mutansやStreptococcus sanguisを高度嫌気条件下で種々のpH条件で連続培養したところ, S.mutansはS.sanguisに比べて低いpHで連続培養が可能であり,このような低いpHで増殖した菌は低pHでの糖代謝活性が高く,多くの酸を産生した.また,低いpH条件では,ことに高度嫌気条件で乳酸産生への著しい変換が観察された.糖制限条件下では糖の菌体内への取り込みを触媒する酵素系とグリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素の合成が促進されており,これがこのような条件で生育した菌が高い酸産生能をもつ理由と考えられた. S.sailvariusのFructosyltransferaseはカップリングシュガーの構成糖を水解した.1.高度嫌気条件下連続培養装置の試作ならびにその性能の検討嫌気グローブ・ボックス内で培地を培養槽へ供給するためのチューブの結合は、結合部をアルミホイル等で被覆して滅菌する等の方法により雑菌の混入を高い確率で避けることができた。グローブ・ボックス内での大量の培地の移動・運搬は容易なことではなかったが、手動ジャッキをもう1台追加することにより、この難問をなんとか解決することができた。オーバーブローによる排液の処理は、特別設計のステンレス箱の使用により、容易に行なうことができた。さらに、定常状態に達した細菌を酸素に全く接触させずに集菌するために、嫌気遠心分離用の遠心チューブカバーを試作し、非常に効果的に、極微量の酸素にも接触することなく細菌を収穫することに成功した。以上のごとく、当初の目的通り高度嫌気条件下で口腔レンサ球菌を連続培養し、これを完全に嫌気的に収穫することができた。また、-300mV以下の酸化還元電位を常に保つという性能も十分に満すことができた。2.高度嫌気条件下で連続培養して得られた口腔レンサ球菌の特性Streptococcus mutansはStreptococcus sanguisに比べて低いpHで連続培養が可能であり、このような低いpHで増殖したレンサ球菌は中性附近のpHで増殖した菌に比べて低pHでの酸産生能力が著しく高いことが判明した。

また、糖制限条件下で生育したS.sanguisでは糖の菌体内への取り込みを触媒する酵素系を多量に持ち、グリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素の合成が促進されており、これがこのような条件で生育した菌が高い酸産生能をもつ理由と考えられた。高度嫌気条件下で生育した口腔レンサ球菌では高度嫌気条件下での糖代謝(酸産生)が、従来知られているよりはかなり低い濃度のフッ素化合物で阻害されることがわかり、実際の歯垢のような高度嫌気条件下ではこれまで考えられていた以上にフッ素は効果的と考えられた。ウ蝕誘発性の高い歯垢微生物Streptococcusmutansや歯垢の主要な酸産生菌であるStreptococcus sanguisを高度嫌気条件下で種々のpH条件で連続培養し、その糖代謝活性を測定したところ、低いpHで生育したものは低pHでの糖代謝活性が高く、多くの酸を産生した。これら細菌を糖制限・高度嫌気条件下で連続培養するとギ酸・酢酸など乳酸以外の酸がもっぱら産生されるが、糖が過剰にあってもこれら揮発性酸の産生は多かった。しかし、低いpH条件下では高度嫌気であっても比較的多くの乳酸が産生される傾向がみられ、これらレンサ球菌は大幅に変動する歯垢のような条件下でウ蝕の直接の原因となる酸の産生パターンを多様に変化させていることが判明した。これら口腔レンサ球菌を種々の濃度の酸素と接触させると、S.mutansの糖代謝活性はS.sanguisのものに比べ酸素によって傷害され易く、ことに高度嫌気・糖制限条件で生育し、ギ酸や酢酸を多く産生するS.mutansは酸素感受性が著しく高く、低濃度の酸素と接触することによりその糖代謝活性は著しく低下した。上記のごとく生育させたS.asnguisの糖代謝はフッ素により、好気条件下よりも高度嫌気条件下でより著しく阻害された。S.mutansでも同様な違いが観察された。この違いを生ずる原因はS.sanguisの菌体への糖の取り込みに必要なエネルギーチャージが高度嫌気条件では著しく低くなっておりこの様な条件下ではフッ素による取り込み阻害がより効果的になるためと判明した。しかし、フッ素阻害によって酸産生のパターンは変化しなかった。上記のごとく生育したStreptococcus salivariusは低ウ蝕性といわれている代用糖,カップリングシュガー、をよく代謝し酸を産生する。これは、この菌がもつフルクタン産生酵素Fiuctosyltransferaseがこの糖を水解し酸を産生するためと判明した。
誘起共析型Ni-Mo合金めっき浴中の錯体構造解析とめっき機構の解明

Moは溶液中では金属酸イオンを形成し単独では電析しない。しかし、Fe、Co、Niなどの遷移金属イオンが溶液中に存在すると、Moイオンはこれら金属イオンと合金を形成し電析することが知られている。この誘起共析型めっきと呼ばれる不思議なめっき機構については、ほとんど分かっていない。そこで、本研究では、溶液中のある特定金属イオンの周りの原子構造を決定できるX線異常散乱法及びEXAFS法を用いてMoイオンとNiイオンの環境構造を決定し、それを元にクエン酸イオンの添加量とポリモリブデン酸イオンの形状変化について詳細に検討した。その結果、pH5の酸性水溶液中では、Moイオンは6個の酸素イオンに囲まれており、歪んだMoO_6八面体を基本構造単位として、ポリ酸を形成していることが分かった。そして、Moイオンしか含まない水溶液中では、このMoO_6八面体が7個辺共有して集まった大きなポリモリブデン酸イオンを形成しており、Niイオンが共存する場合には、Niイオンの周りを6個のMoO_6八面体が辺共有して囲んだ形のヘテロポリモリブデン酸イオンを形成していることが分かった。しかし、このような大きなポリモリブデン酸イオンはクエン酸イオンの添加によって、錯体の形成と共に小さな1個のMoO_6八面体のモリブデン酸イオンに分解し、このような状態ではじめて、合金めっきが可能になることが分かった。
チーム医療メンバーとしての患者の医療意思決定プロセス参加を促すマニュアルの作成

治療に関する意思決定プロセスへの患者の参加をより効果的に促す介入方法の構築を目的に、乳がん患者の治療に関する意思決定への参加に影響する因子をグループ・インタビューと調査研究で探索した。インタビューより、告知を受けてから感じる不安と心配を取り除くために、治療に関する意思決定を出来るだけ早く行うことが分かった。また、その過程での医師との関係が意思決定プロセスとその後の治療の満足につながっていた。調査研究より、医師との交流に対する自己効力感が高い女性ほど意思決定プロセスへの満足度が高いことが分かった。自己効力感を高めることが治療に関する意思決定プロセスへの満足する参加につながることが示唆された。1.早期乳がんの治療を受けた女性(乳がんサバイバー)4人を対象としたフォーカス・グループ・インタビューを2回行った(合計8名)。質問は、「乳がんの疑いを持ってからこれまでに、ご自身で乳がんの治療に関して意思決定を行ったと思える体験を話してください」、「意思決定を行った際の決め手となったのは何ですか」の二つで、参加者が自由にその体験を話した。2.乳がんサバイバーを配偶者に持つ男性(サポーター)4人を対象としたフォーカス・グループ・インタビューを2回行った(合計8名)。質問は、「配偶者が乳がんの疑いを持ってから治療を完了するまでの間でサポーターとして乳がん治療に関する意思決定に参加したことを話して下さい」、「参加の程度はどれくらいでしたか」、「参加の程度を決める要因は何でしたか」の三つで、参加者は各々の体験、意見を自由に話した。乳がんサバイバーおよびサポーターの両グループのインタビューで、一人の発言が他の参加者の記憶の呼び戻し発言を促す、構成メンバー間の相互作用(グループダイナミックス)が観察された。また、インタビュー参加者自身からも、「他の参加者の発言で、そういえば、自分も同じような経験をしたという事を思い出した。」、「一対一のインタビューでは、こんなに話さなかったと思う」、「同じような経験をしても、自分とは違う対応をした方の話を聞いて、今後の参考にしようと思った」等の意見があった。フォーカス・グループ・インタビューは、がん患者の治療に関する意思決定の構成要素を研究するのに適切であると考えられる。去年度の本研究結果は、早期乳癌に罹患した女性が乳癌治療に関する意思決定プロセスに参加する要因の一つが「有職者であるか否か」であることを示唆した。そこで、職業形態が異なる早期乳癌の治療を受けた女性を対象としたフォーカス・グループ・インタビューを行った。参加者はそれまでに乳癌の治療に関して意思決定を行ったと思える体験及びそのプロセスにおいて仕事がどのように影響したか、また乳癌罹患が仕事に与えた影響を自由に語った。去年度の結果は東京都で実施したインタビューによるものであったので、今年度は、東京でのインタビュー(参加者6人)に加えて、地方都市である福岡市近郊在住者を対象としたインタビューを福岡市で2回実施した(1回目参加者4人、2回目参加者5人)。インタビューの結果は、(1)日本人女性は医師に治療の決定を委ねる傾向が強いというこれまでの発表と反対に、オーダーメイド医療を強く求め、最終決定は自分で行ったと認識している、(2)乳癌の治療に関する意思決定プロセスには有職者であるか否かに加えて、地域差、罹患年齢が関係している、(3)治療に関する意思決定を自分で行ったと認識している女性は、心理的サポートを医師に求める傾向は低く、自分の癌のタイプに効く薬というようなオーダーメイドの情報を求めていることを示唆した。フォーカス・グループ・インタビューから抽出された乳癌治療に関する意思決定プロセスの因子を量的に明らかにするために調査票を作成した。作成した調査票をこれまでのフォーカス・グループ・インタビュー参加者で試用した。調査はインターネット回答方式で行った。結果は、「医師が示したいくつかの治療法に関する説明をどれくらい理解したか」の回答から予想される乳癌治療に関する知識量と医師に心理的なサポートを求める程度、さらに医師に治療の決定を委ねる程度に関連が無い事が示唆された。乳癌治療に関する意思決定過程へのより積極的な参加がその満足および後悔に関係しているのかどうかを乳癌の治療を受けた女性を対象にしたインターネット調査で検討した。乳癌治療に関する意思決定において、約半数(49.8%)の女性が主治医と一緒に最適な治療法を決めたい(shared decision making;SDM)と考えていたが、実際の決定は、「自分の考えで治療法を決めた」「主治医の意見を考慮して自分が決めた」とより積極的に行ったと認識していた(47.8%)。実際の意思決定をSDMで行った女性は29.8%であった。治療に関する意思決定をSDMでした女性は、「自分で決めた」あるいは「医師にゆだねた」女性に比較して、より納得して治療法を決めており、その過程にも満足していた。また、治療方法を決める過程での医師との関係においてもより高い満足度を示した。SMDで意思決定を行なった女性の約90%は将来病気の治療法を決める際もSDMで行いたいと考えていた。治療内容を「自分で決めた」、「医師にゆだねた」女性が次回も同様の意思決定方法を選択すると考える割合は64.6%、42.8%であった。これらの結果は、乳癌女性にとって主治医と一緒に治療の選択をするのがより良い方法であることを示唆している。

一方、治療に関する意思決定への関わり方に関係なく、その意向役割と実際役割が一致した女性は、より積極的及びより消極的に変化した女性に比較して意思決定過程とその過程における医師との関係に高い満足を示した。また、実際役割が意向役割よりも消極的に変化した女性に比較して、より納得して治療方法を決めておりその内容にも満足していた。医療の質を患者の満足度という観点から考えた場合、乳癌女性がどのように治療選択の過程に関わりたいかを考慮し、各々の意向に沿った関わり方が出来る様にサポートすることが大切であろう。治療に関する意思決定プロセスへの患者の参加をより効果的に促す介入方法の構築を目的に、乳がん患者の治療に関する意思決定への参加に影響する因子をグループ・インタビューと調査研究で探索した。インタビューより、告知を受けてから感じる不安と心配を取り除くために、治療に関する意思決定を出来るだけ早く行うことが分かった。また、その過程での医師との関係が意思決定プロセスとその後の治療の満足につながっていた。調査研究より、医師との交流に対する自己効力感が高い女性ほど意思決定プロセスへの満足度が高いことが分かった。自己効力感を高めることが治療に関する意思決定プロセスへの満足する参加につながることが示唆された。東京都で実施したフォーカス・グループ・インタビューの結果は、早期乳癌に罹患した女性が乳癌治療に関する意思決定に積極的に参加しており、その重要な決定要因の一つが「有職者であるか否か」であることを示唆していた。そのことを他の地域で確認するために、福岡市で同様のインタビューを実施した結果、4人の参加者全員が乳癌治療に関する意思決定に全く参加しなかったと発言した。また、4人ともにインタビュー時、専業主婦であった。福岡で実施したインタビューの結果が、「有職者であるか否か」で説明できるものなのか、それとも乳癌治療に関する意思決定プロセスへの参加に「地域差」があるのかを確認するために、福岡付近在住、早期乳癌の罹患者、有職者の条件でフォーカス・グループ・インタビューを計画した。対象者の選定条件が厳しく、リクルートに予定よりも時間が必要となりインタビューの実施が遅れた。公衆衛生学1)"Perceived Efficacy in Patient-Physician Interactions Questionaire"の翻訳、再翻訳を行い、フォーカス・グループ・インタビューの結果を基に作成した調査票に追加する。2)(研究計画の変更部分)調査会社を介して、乳癌罹患女性を対象に量的調査を行う。調査票は1)で作成したものを使用し、インターネット回答方式で行う。当初は、がん患者の家族会等に手紙、あるいは出向いて調査協力のお願いをし、調査協力に同意した団体に調査票を送る予定であったが、家族会等へのアクセスが難しく、インタビュー対象者のリクルートが難航したことから、量的調査の対象者リクルートを調査会社に依頼することとした。また、調査方法は自記式質問調査の予定であったが、回答の容易さと結果集計の効率性を考え、インターネット回答方式に変更する。
統計情報・統計教育教材データベースの高度化設計とネットワークを用いた学校教育利用

1.統計情報データベースの高度化設計構築(1)統計情報データベースの高度化設計:定義・属性(年代,分類の基準,調査時期等)の異なる統計DBを,調整可能な範囲内で結合する共通化アルゴリズムを用意し,汎用性のある変換プログラムを開発,統計情報の教材化を容易にした。(2)統計図形情報の処理:数値データのみならず図形を含む統計情報を,光ディスク利用,ハイパーメディアを活用しシステム化して機能拡充を図った。2.地域統計教育情報データベースの設計構築と教材化(1)統計情報の授業利用を促進するホスト側ー学校端末側コンピュータソフトウェアの開発:教師・児童生徒が授業の中で統計情報を容易に活用できる,操作性の優れたネットワークソフトと統計グラフ表示パッケージを開発し,これらにより授業利用環境が数段に強化された。(2)統計教育カリキュラム開発と授業実践:理科実験観察,社会科単元の統計情報データベースを教材化し,認識力を広げ深めていく統計教育の教材化と授業実践を試み,よい成果をえた。3.知的創造カリキュラム設計論の確立と統計情報活用能力テスト開発(1)統計教育カリキュラム設計論の確立:(1)情報創造と感性豊かな統計能力を高める新しい統計教育カリキュラム設計論を確立し,統計教育カリキュラム開発の基盤を確立した。(2)統計劇の作成:児童が統計情報を用い地域の特徴を探究する統計劇の制作を完成させた。(2)統計能力テストの標準化:統計の基礎能力から統計情報を生かす高次情報変換能力・高次解釈力を評価する統計情報活用能力テストの標準化を完成させた。児童の高次情報変換能力・解釈力は低く,数学成績との関係がないこと,教科の対象知識と統計情報活用能力との共働能力が極めて重要なことが明らかにされた。1.統計情報デ-タベ-スの高度化設計構築(1)統計情報デ-タベ-スの高度化設計:定気・属性(年代,分類の基準,調査時期等)の異なる統計DBを組み合わせて教材化するは,定義・属性を共通化することが必要で,そのために定義・属性をパラメ-タ化し,調整可能な範囲内で異なる定義・属性を繋ぎ合わせるアルゴリズムを作り,汎用性をもつ変換プログラムを開発した。これにより,統計教材化がスム-スに行えるようになった。(2)統計教育教材デ-タベ-ス供給化のシステムの構築:数値デ-タのみならず図形を含む統計情報も必要で,光ディスクを用い図形デ-タを流通可能なシステムに拡充し,供給を可能にした。2.地域統計教育情報デ-タベ-スの設計構築と教材化(1)統計情報の授業利用を促進する統計グラフパッケ-ジの開発:児童生徒が授業の中で統計情報を簡単に活用できるよう,操作が簡単なグラフ表示の統計パッケ-ジを開発した。これらにより,統計情報の授業利用環境が数段に強化された。(2)社会科・理科における統計教育カリキュラムの開発と授業実践:小学校社会科(水資源)を取り上げ,「身近な地域の統計情報デ-タベ-ス」を加工し,地方から国,国から世界へと,対比させながら社会認識を広げ深めていく教材化と授業実践を試み,よい成果をえた。3.統計能力・統計情報活用能力テストの開発と発達的変化統計の基礎基本(統計の読み・書き能力)から統計情報を有効に活用するより高次の情報変換能力・解釈力を評価する幅広い統計情報活用能力テストを開発した。それらの高次情報変換能力・高次解釈力は数学成績とはあまり関係がないこと,対象知識と統計情報活用能力との共働能力が極めて大切なことが明らかにされた。1.統計教育教材データベースの学校教育利用システムの構築(1)統計情報データベースの高度化

設計:定義・属性(年代,分類の基準,調査時期等)の異なる統計DBを,調整可能な範囲内で異なる定義・属性と対応させる共通化アルゴリズムを用意し,ある程度の汎用性をもつ変換プログラムを改善開発し,統計教材化がより容易に行えるようにした。また,数値データのみならず図形を含む統計情報を,ハイパーメディア化し利用可能なシステムとして供給可能にした。(2)地域統計教育情報データベースの設計構築と教材化(統計情報の授業利用を促進する端末側コンピュータの統計グラフパッケージ開発):児童生徒が授業の中で統計情報を簡単に活用できるよう,操作が簡単なグラフ表示の統計パッケージに改善し利用可能にした。2.知的創造に向かう統計教育カリキュラム設計論の確立と統計能力・統計情報活用能力テストの開発改善(1)統計教育カリキュラム設計論の確立:知的創造と感性豊かな統計情報活用能力を高める新しい統計教育カリキュラム設計論を確立し,情報創造の立場から小学校社会科単元で,「身近な地域の統計情報データベース」を加工し,地方から国,国から世界へと,社会認識を広げ深めていく教材化と授業実践を試みた。(2)統計教育劇の制作支援:児童が自らが地域の特徴を統計情報を用い探究的に描く極めて興味ある統計劇の制作に参加し完成させた。(3)統計能力テストの標準化:統計の基礎基本の能力から統計情報を生かす高次の情報変換能力・解釈力を評価する統計情報活用能力テストの標準化を完成させた。児童の高次情報変換能力・解釈力は低く,数学成績との関係がないこと,したがって,教科の対象知識と統計情報活用能力との共働能力が極めて大切なことが明らかにされた。
資源・環境リスクに対応するマグネシウムシリサイド赤外センサの開発

IoTや自動車の自動運転用途などで今後最も需要が高まるセンサの一つに高感度赤外センサがある。従来のInGaAsやHgCdTeの光電型センサは希少元素や毒性の高い元素を含むため、資源・環境面から見て数百万数億個といった市場での大量使用には適していない。そこで本研究は、地殻中資源量が豊富で毒性の無いマグネシウムシリサイド(Mg2Si)を用いて、資源・環境リスクに対応し、低価格かつ大量使用可能な赤外センサを実用化することを最終目標に主要課題の1【結晶成長】、2【薄膜】、3【デバイス】について研究を行う。2018年度の課題1では前年に引き続きMg2Si基板結晶中の欠陥の低減について主に研究を行った。その結果、成長後のIn-situ熱処理でもキャリア濃度が変化することがわかった。また、ルツボ材との濡れ性の改善についても取り組んだ。課題2ではスパッタによる成膜のほか、安価な拡散プロセスによる高品質p型層の形成について取り組んだ。課題3では前年度に引き続きフォトダイオードの試作評価を行った。p型Mg2Si層の電子親和力を評価し、これを考慮することで従来より高い感度を持つリング状電極およびメッシュ状電極のフォトダイオードを試作できた。また、低温で分光感度やI-V特性を評価し、低温で高い比検出感度が得られることを明らかにした。さらにOCVD法による少数キャリアライフタイムの評価を行った。これらの評価の結果、結晶中の深い準位が分光感度や比検出感度に影響を与えていることが示唆された。2019度は、深い準位を含めた結晶欠陥の低減により、より高感度なフォトダイオードを試作するとともにイメージングアレイ化の要素研究を行う。概要で述べた主要課題の1【結晶成長】、2【薄膜】、3【デバイス】の各項目について、当初の計画に沿った実験を行うことができ、概要に述べたとおりの成果が得られている。このため、研究は概ね順調に進んでいると考える。2019年度は課題1 Mg2Si高品質結晶の大型化、課題2熱拡散層でのpn接合特性の改善(底暗電流化)。課題3 Mg2Siフォトダイオードの開発では、イメージングアレイ化の要素研究を行う。基板の大型化では、結晶成長時のルツボからの応力を低減し、小傾角粒の発生を抑える技術開発に取り組む。また、深い準位を形成すると考えられる金属不純物元素の定量評価とその抑制に取り組む。また、キャリアライフタイムの改善や深い準位の低減によって、比検出感度を従来比で1桁以上向上させる。フォトリソグラフィープロセスによってイメージングアレイ化にも取り組む。平成29年度の課題1ではMg2Si基板結晶中の欠陥の低減について主に研究を行った。その結果、結晶の熱処理で熱処理温度と時間に依存してキャリア濃度が変化する現象を見いだした。また、1インチクラスのMg2Si単結晶が成長できることも確認した。課題2では超高真空スパッタ法でのMg2Si薄膜成長の基礎的研究を行った。成長雰囲気、熱処理温度、熱処理時間によって膜の状態が大きく変化した。良好なMg2Si薄膜が成膜できる条件を特定範囲で見いだすことができた。課題3ではフォトダイオードの試作評価を行った。一般的なフォトリソグラフィープロセスによってリング状電極、メッシュ状電極のフォトダイオードを試作し、波長2μm以下での感度スペクトルを確認できた。また、低温で分光感度やI-V特性を評価できる設備を整備できた。これらを用いて今後はフォトダイオードのより詳細な分光特性を評価する予定である。