hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化物超構造における電子輸送界面の創製

特に、LiNbO3構造の場合、表面原子構造として三角格子を持つ物質で原子レベル平坦を実現しなければならない。本研究では、SrRuO3 (111) / SrTiO3 (111)を下部電極層に選択し、薄膜作製の最適化を行ったところ、十分に下部電極層として適用可能な水準の表面平坦性と導電性を確認できた。ZnSnO3薄膜化に対しては、パルスレーザ堆積法に用いる原料ターゲットを検証している。目的物質であるZnSnO3は高圧相であるため、薄膜化における成長プロセスを検討しながら作製条件を詰める必要がある。本研究課題の目的は、スズをBサイトに有するペロブスカイト構造酸化物およびLiNbO3構造の積層界面において伝導性を制御することにある。それらの積層構造の作製と界面物性を議論する前段階として、薄膜物質科学の観点から研究を行う必要がある。なぜなら、スズ系酸化物はAサイト元素の大きさに依存して様々な構造を取りうるためである。したがって本研究では、薄膜安定化に向けた物質科学的側面と、界面形成による機能発現を行うことを2つに分けて研究を進めている。昨年に引き続き、今年度も、ペロブスカイト構造とLiNbO3構造の両面で研究を進めた。1,ペロブスカイト構造BaSnO3に関連する論文を2報、報告した。一報目は、SrTiO3基板上のBaSnO3高品質化に向けて、大きな格子不整合を緩和する緩衝層の開発を行うことで、直接堆積した従来の薄膜品質に比べて飛躍的に高品質な導電性BaSnO3薄膜の作製に成功したことを報告した。続いて二報目では、(Sr,Ba)SnO3とBaSnO3との積層界面を活用した電界効果型トランジスタを作製して、室温での電界効果移動度向上に対して、界面形成の有用性を報告した。さらに、電気二重層トランジスタで移動度向上を観測した結果についても、現在論文投稿中である。2,続いて、LiNbO3構造に着手しており、Pbフリーの強誘電体として学術的にも工学的にも重要な課題といえる。まず、ZnSnO3に着目して研究を進めているが、この物質におけるLiNbO3構造は高圧相である。したがって、パルスレーザ堆積法で様々なターゲット物質と基板材料、堆積条件の探索を行った。しかしながら、薄膜作製条件の最適化には至っていない。そこで、分子線エピタキシー法に手法を変更したところ、薄膜化の兆候が得られ始めた。現在では単相膜の作製に成功しており、さらなる高品質化に向けた条件最適化に取り組んでいる。(1)BaSnO3薄膜の高品質化と伝導特性制御この研究課題に対して、2報の既報論文と1報の投稿中論文の内容について応用物理学会などで報告している。新しい透明導電性酸化物の一つと期待されるBaSnO3の高品質薄膜作製技術として、[1] (Ba,Sr)SnO3緩衝層の提案、[2] (Ba,Sr)SnO3/BaSnO3積層界面の高移動度化、[3]固体ゲート電界効果トランジスタと[4]電気二重層トランジスタという、全て従来のBaSnO3研究にはない新しいアイデアとして適用して、伝導特性改善を報告した。まず、パルスレーザ堆積法に用いる原料ターゲットと基板材料を検証したが、良い組合せを見出すことはできなかった。高圧相の難しさは、堆積温度をあまり高くすると熱力学に不安定な領域になるため、狭い温度範囲の中で原料供給を最適に行いつつ、高圧相を安定化させなければならない点である。
サイクリン分解の分子機構の解析

サイクリンBの分解は受精直後の卵に見られるばかりでなく、体細胞分裂における分裂期から間期への移行時に普遍的に見られると考えられる。各種変異サイクリンを用いた実験からサイクリンの分解は細胞分裂に必須であることが明らかにされているが、その分解機構に関しては不明な点が多い。申請者は、精製26SプロテアソームがサイクリンBのN末端を限定分解するという結果を得ている。そこで、卵成熟、つまり減数分裂期に重要なプロテアーゼとしてプロテアソームに焦点を絞り、分裂期に必須なサイクリンBのプロテアソームによる分解機構を解明することを目的として研究を進めてきた。これまでにリコンビナントサイクリンBを用いた実験から、26Sプロテアソームがサイクリンの限定分解を介してMPFの不活性化を行なうことを確証した。次にプロテアソームによる限定分解後から完全分解に至る過程がユビキチン系を介するものであるかどうか、卵内のユビキチン化酵素を精製し、サイクリンB分解中間体のユビキチン化を調べることで明らかにする。そこで、まずサイクリンBのユビキチン化部位と想定されているリジンリッチ領域内の6箇所のりジン残基の点突然変異体を作製した。一方、分解に必須であることが示されているサイクリンBのディストラクションボックスの点突然変異体も作製した。これら8種類の点突然変異体を用いた分解実験によりディストラクションボックスは26Sプロテアソームの認識配列にになっていること、N末端から61番目のリジン残基がユビキチン化部位である可能性が高いことが明らかになった。さらに、ユビキチン化酵素の一つであるE2-CのcDNAクローニングにも成功し、他のユビキチン化酵素群の同定も進めている。今後は精製26Sプロテアソームとユビキチン化酵素群を組み合わせた再構成系を構築し、サイクリン分解の分子メカニズムの全体像を明らかにする。
過渡核酸塩基付加体による変異誘発メカニズムの解明

DNAに生じる傷は、DNAの情報が書き換わる原因となり(=変異)、発ガン、老化を引き起こします。本研究では、DNA傷の中でも、稀にしか現れず、かつ、短い時間しか存在しないような傷(=過渡核酸塩基付加体)に注目します。これまでは、調べる方法が無く良くわかっていなかった、過渡核酸塩基付加体が我々の発ガンや老化にどのように関わっているかを明らかにします。
フレキシブル基板上の異種材料デバイス混載技術に関する研究

メニスカス力を利用して単結晶シリコン層をポリエチレンテレフタレート(PET)基板へ転写する技術に関して、1単結晶シリコン層をPET基板へ転写した後の低温熱処理により界面にSi-O-C結合が形成されることにより高い密着性が得られることが分かった。2中空構造で単結晶シリコン層を保持しているSiO2柱の形状がイオン注入法によりテーパー形状に制御できることが分かり、単結晶シリコン層とSiO2柱の界面部分から分離する理想的な分離により99%以上の歩留まり達成した。3PET基板上に転写した単結晶シリコンを用いてNMOSインバータによる明瞭な反転信号を3MHzの動作周波数で得ることに成功した。メニスカス力を利用して単結晶シリコン層をポリエチレンテレフタレート(PET)基板へ転写した後の低温熱処理により密着性が大幅に向上する理由を明らかにするために、シリコン結晶ATRクリスタルにPET基板を接触させた状態でのFTIR-ATR法により化学結合状態の変化を詳しく調べた。低温熱処理後にSi-O-C結合成分が現れ、PET基板の密着力とSi-O-C結合成分強度との間に明瞭な相関があることが明らかになった。シリコン表面シラノール基の脱水重合反応の進行とともにPET基板側のC-Oへの架橋が形成され、強固なSi-O-C結合による高い密着性が得られることが明らかになった。このことから、本転写法における水はメニスカス力発生による単結晶シリコン層の転写だけでなく、転写シリコン層をPET基板に強固に密着させるという重要な役割を担っていることが分かった。本転写技術における歩留まり向上策として、中空構造作製における洗浄工程の追加、エッチング液の攪拌による濃度均一化、高精度な温度管理、気泡発生の抑制、について検討および実験をおこなった。また中空構造で単結晶シリコン層を保持しているSiO2柱の形状がイオン注入法により制御できることを見出し、理想的なテーパー形状に形成できることが分かった。単結晶シリコン層とSiO2柱の界面部分が最も細くなるため、転写の際にこの部分から分離する理想的な分離箇所制御が可能となった。これらの改善により99%以上の歩留まり達成に成功し、高い歩留まりが要求される回路動作や多機能デバイスの集積化へと展開する基礎作りができた。H27年度はシリコン層とPET基板界面における化学結合状態を明らかにする計画であったが、これは前述の通りFTIR-ATR法によりメカニズムを明らかにし、低温で高い密着性が得られる理由を明確にすることができた。また、H28年度のトランジスタ作製および回路動作に向けて転写歩留まりの向上も達成しており、当初の予定通りに研究が進んでいる。メニスカス力を利用して単結晶シリコン層をポリエチレンテレフタレート(PET)基板へ転写する技術に関して、以下の研究成果を得た。1単結晶シリコン層をPET基板へ転写した後の低温熱処理により界面にSi-O-C結合が形成されることにより高い密着性が得られることがFTIR-ATR法を用いた解析により明らかになった。シリコン表面シラノール基の脱水重合反応の進行とともにPET基板側のC-Oへの架橋が形成され、強固なSi-O-C結合による高い密着性が得られることが分かった。2中空構造で単結晶シリコン層を保持しているSiO2柱の形状がイオン注入法により制御できることを見出し、理想的なテーパー形状に形成できることが分かった。3PET基板上に転写した単結晶シリコンを用いてNMOSインバータ動作を試みた。トータルプロセスの改善によりPET基板上130°Cプロセスで電界効果移動度609cm2V-1s-1のトランジスタを再現性よく動作できるようになり、NMOSインバータによる明瞭な反転信号を3MHzの動作周波数で得ることに成功した。以上の成果により、プラスチック基板上で異種材料デバイスを集積化するための基盤技術の構築をおこなった。H28年度はこれまでに蓄積した知見と転写プロセスの改善を基に、PET基板上でのトランジスタ動作、更にはトランジスタを集積化して回路動作を目指す。まずはこれまで実績のある比較的大きなチャネルパターンを基本として、トランジスタ単体での動作実証と、動作するトランジスタの数を大幅に増やすことのできるデバイス作製プロセスフローを確立する。CMOS動作の前段階として、NMOSインバータの動作およびそれらを用いた発振回路動作の検証をおこなう。一方で、電子線リソグラフィを用いた微細パターンの作製及び電車を可能にする技術開発を並行して実施する。半導体工学H27年度は単結晶シリコン層をPET基板へ転写する技術の基礎的な理解と歩留まり向上のためのプロセス改善に重点を置いて研究推進したため、デバイスレベルでの成果が得られるのが年度後半となり、重要な成果の学会発表はH28年度に力を入れていくのが望ましいと判断したため。

H28年度には国内における薄膜半導体関連の会議や、国際会議において本研究の成果を広く発信する計画であり、繰越した経費は学会発表に係る旅費および参加費として使用する計画である。
高等植物の胚発生維持・栄養成長相への転換を制御するクロマチンリモデリング機構

シロイヌナズナ種子発芽時には、ヒストン修飾をはじめとするクロマチンリモデリング機構、特に、ヒストン脱アセチルー化酵素(HDAC)複合体およびメチル基転移酵素(PcG)複合体により、グローバルな遺伝子発現制御によって胚発生から栄養成長相への正常な転換が行われていることを示してきた。中でも、HDAC因子のうちHDA6/19およびPcG因子のうちCLF/SWNが重要であり、極めて多数の遺伝子群が発芽約1週間後に発現抑制を受けること、HDACとPcGによって制御される遺伝子群は必ずしも同一ではないこと等がマイクロアレー解析の結果から明らかとなった。HDA6/19機能抑制体を用いた解析により、その主要ターゲットはLEC1、FUS3、ABI3等の胚特異的転写制御因子であること、また、この発現抑制は糖無添加培地では起こらないことから糖シグナルとクロストークしているものの、既知の糖シグナル仲介因子(HSI2/HSL1)とはリンクしないこと等が明らかとなった。さらに、HDA6/19は、栄養成長相への移行後は、茎頂分裂組織形成の中心因子であるWUSの発現制御にも関わっていることも明らかとなった。一方、CLF/SWNの2重機能欠損変異体を用いた解析により、CLF/SWNはEMF2/VRN2と複合体を形成し、その主要なターゲットはLEC1、FUS3、ABI3等の胚特異的転写制御因子であること、2重機能欠損変異体で見られる発芽後成長抑制や胚様構造形成は発芽実生を低温下で培養することにより栄養成長相への転換が起こること、低温下であっても低濃度オーキシン処理によって再び胚様構造形成が引き起こされること等が明らかとなった。さらに、オーキシン応答遺伝子や胚的形質指標遺伝子等の発現調査により、発芽後、茎頂部でのオーキシン生合成開始時期に遺伝子発現抑制が確立されること等が明らかとなった。シロイヌチズナの種子発芽時にヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)の活性阻害剤(TSA)で処理すると、発芽後の実生において、発芽後成長(子葉の展開と緑化)の抑制が見られる。そこで、この現象に関与するHDACを同定するため、シロイヌナズナゲノム中に存在する18種のHDACの発現抑制体の反応を調べたところ、HDA6とHDA19の二重発現抑制体(HDA6/HDA19RNAi)では、野生型種子をHDAC阻害剤で処理した時と同様、吸水後約12時間程度で発芽後成長の抑制が起こり、その後ゆっくりと成長する子葉上に胚様組織(不定胚)が形成された。さらに、HDAC複合体構成因子の一つと考えられているPICKLEの欠損変異体(pk1)とHDA6RNAiの二重変異体では、発芽後成長の抑制や胚様組織形成の頻度が極めて高くなった。また、このような二重変異体では、発芽後成長が抑制されている実生において胚発生特異的な転写制御因子群が異所的に高発現していたことから、胚発生から栄養成長相べの移行においては、HDA6/HPA19とPICKLEを含む複合体が胚発生としての遺伝子発現プログラムを吸氷後約12時間後に抑制することで、栄養成長相へとスムーズに移行させていることが示唆された。一方、ヒストンメチル基転移酵素の候補であるCURLYLEAF(CLF)とSWINGER(SWN)の二重欠損変異体(clf swn)で見られる発芽後成長の抑制、胚様組緻形成、ぐ胚発生特異的転写制御因子群の異所的高発現等の表現型は、低温下での培養によって正常な表現型に復帰し、ゆっくりとではあるが子葉が展開し、茎頂部に花芽様の組織が形成ざれた。また、clf swnで見られる発芽後成長の抑制は子葉展開時に決定されることやその過程にはオーキシンが関与すること等が明らかとなった。

さらに、オーキシン応答遺伝子や胚的形質指標遺伝子等の発現調査により、発芽後、茎頂部でのオーキシン生合成開始時期に遺伝子発現抑制が確立されること等が明らかとなった。
二種類の骨髄由来肝臓修復細胞による効率的な肝臓再生療法の開発

全骨髄細胞投与のGFP/CCl4モデルを作成し、骨髄細胞投与後の肝組織を浮遊切片法による高感度免疫電顕法とFEI社製の透過型電子顕微鏡Tecnai12BTと走査型電子顕微鏡Qunta3D FEG Dual Beamシステムを用いて二種類の骨髄由来肝臓修復細胞である核N/C比の高い小型細胞と類円形の大型細胞の形態学的変化を解析し、トモグラフィーによる微細構造と3D立体構造構築による解析で核N/C比の高いEpCAM陽性細胞群・CXCR4陽性細胞群と類円型のMMP9陽性細胞群の特徴解析を継続して行っている。また我々が開発したMMP9発現細胞標識トランスジェニック(MMP9/LacZ-DsRed Tg)マウスと肝脂肪化悪化モデル(AK4KOマウス)を増殖させ、CCl4による肝線維化合併モデルを開始し、肝線維化環境下でAK4のノックアウト状態での肝細胞や星細胞等の変化を電子顕微鏡等で評価を開始し、MMP9発現増加している細胞の同定の観察を行っている。今後はGFPTGマウス全骨髄細胞あるいはGFP陽性骨髄由来間葉系細胞(MSC)を投与して、肝臓内での細胞動態と機能解析を行っていく。培養・非培養の骨髄細胞による肝臓組織解析・免疫電顕による様々な抗体発現解析や各種遺伝子改変マウスを使用した環境による投与骨髄細胞の動態の解析など動物実験による解析がメインのため、解析・結果・再現性を得るのに時間がかかっているが、何とか実験は計画に沿って行われている。肝線維化モデル(GFP/CCL4モデル)を利用して、さらに投与した培養・非培養骨髄細胞の特徴・相違点の解析を免疫電顕等で解析を行っていきながら、AK4あるいはAK5ノックアウトマウスやMMP9発現細胞標識トランスジェニックマウスとのかけ合わせによる肝臓内での投与骨髄細胞の動態や機能解析やCXCR4 KO等その他の様々な遺伝子改変マウスを利用して遺伝子欠乏環境下における投与骨髄細胞がどのような動態を示すかどのような機能や肝臓環境改善効果を示すか等の解析を行っていく。培養・非培養の骨髄細胞による肝臓組織解析・免疫電顕による様々な抗体発現解析や各種遺伝子改変マウスを使用した環境による投与骨髄細胞の動態の解析など動物実験による解析がメインのため、解析・結果・再現性を得るのに時間がかかっているため。今後肝線維化モデル(GFP/CCL4モデル)を利用して、さらに投与した培養・非培養骨髄細胞の特徴・相違点の解析を免疫電顕等で解析を行っていきながら、AK4あるいはAK5ノックアウトマウスやMMP9発現細胞標識トランスジェニックマウスとのかけ合わせによる肝臓内での投与骨髄細胞の動態や機能解析やCXCR4 KO等その他の様々な遺伝子改変マウスを利用して遺伝子欠乏環境下における投与骨髄細胞がどのような動態を示すかどのような機能や肝臓環境改善効果を示すか等の解析を行っていく事に使用する。
難治性てんかん治療としての迷走神経刺激に関する基礎的研究

ラット扁桃体カイニン葭注入モデルを確立し、頚部迷走神経に刺激電極を装着し、無麻酔無拘束下で硬膜外脳波記録および行動観察をおこなった.迷走神経刺激によるラットの行動上の変化は顔面や上肢の痙攣が減少した.脳波上の変化では迷走神経刺激前の1時間と刺激後の1時間とを比較すると、burst spikeが明らかに減少し、α波のパワースペクトルが明らかに増加していたが、1時間の刺激と3時間の刺激でのはっきりした差はなかった.このα波パワースペクトルの増加がどのような機序で起こりうるかを推定しながら、免疫組織学的手法により迷走神経刺激で興奮が起こる脳部位を同定しようと試みたが、固体ごとのばらつきが多く、まだ一定した傾向があるとはいいにくい.ただ、視床に神経興奮性を多く認めることからは迷走神経刺激が視床を賦活し、脳波上の変化を起こすと考えられるが、このことが迷走神経自体の刺激でなく、他の感覚刺激でも抗てんかん効果を示すことがありうるのかの当然生ずる疑問に対しての答えが用意できない.最近注目されている視床下核の抗てんかん効果に関しても検討をおこないつつあるが、無麻酔の動物でてんかんを評価する難しさが完全に克服できておらず、まだ経過報告の形で報告せざるを得ない.難治性てんかんモデルとしてラットキンドリングモデルを当初予定していたが、自発的なてんかん発作をより生じやすいラット扁桃体カイニン酸注入モデルを確立した。このモデルは、ラットの扁桃体にステンレス管を留置した後、8日後に無麻酔かつ無拘束の状態でこのステンレス管からカイニン酸を注入することによって急性の重積発作を起こし、慢性期に自発てんかんを生じてくるモデルである。カイニン酸注入後6週間を過ぎたころから自発的な全身痙攣発作を生じ、全身発作に至らない辺緑系発作も頻繁に捕らえられており、脳波も覚醒下で安定して記録できているため、全身発作のみならず、脳波上での評価を行った。同時に、迷走神経刺激のトライアルを施行した。長期間の留置に適したラット迷走神経刺激用の電極を開発し、ラットに埋め込み、頭部に固定したソケットを通じて無麻酔かつ無拘束の状態で迷走神経刺激を行うことが可能となった。今までラットにおいて報告されたような急性刺激のパラメーター(強度1mA、頻度30Hz、持続時間500μs)では、連続刺激を行うと、ラットの衰弱が激しかった。したがって、慢性的に迷走神経刺激を施行するためには、現在、実際に臨床応用されている間欠刺激を用いるほうが適切である。ラットの迷走神経刺激の最適なパラメーターを決定し、慢性刺激を行い、自発的なてんかん発作を起こしてきた時点で迷走神経刺激電極を埋め込み、行動面および脳波の変化を中心に評価を行う予定である。難治性てんかんモデルとしてラット扁桃体カイニン酸注入モデルを確立した。このモデルは、ラットの扁桃体にステンレス管を留置した後、8日後に無麻酔かつ無拘束の状態でこのステンレス管からカイニン酸を注入することによって急性の重積発作をおこし、慢性期に自発てんかんを生じてくるモデルである。カイニン酸注入後6週間を過ぎたころから自発的な全身痙攣発作を生じ、全身発作に至らない辺縁系発作も頻繁にとらえられており、脳波も覚醒下で安定して記録できているため、全身発作のみならず、脳波上での評価を行った。次に、自発的なてんかん発作を生じたラットの頚部迷走神経に慢性的に刺激が可能であるように、刺激電極を留置し頭部ソケット経由で無麻酔かつ無拘束下に電気刺激を行いながら、脳波記録および行動観察をおこなった。刺激のパラメーターとしては、強度1-3mA、頻度30Hz、持続時間500μsecを用い、60秒間の休止をはさんで30秒間刺激を行い、1時間または3時間を1クールとした。迷走神経刺激によるラットの行動上の変化は、顔面や上肢の痙攣が減少した。全身発作は頭部ソケットにラットを接続した状態ではなかなか観察できず、迷走神経刺激の有無による比較は困難であった。脳波上の変化では、迷走神経刺激前の1時間と刺激後の1時間を比較すると、burst spikeが明らかに減少し、α波のパワースペクトルが明らかに増加していたが、1時間の迷走神経刺激と3時間の刺激でのはっきりした差がなかった。平成13年度はこれらの結果をもとに、免疫組織染色でどの領域が面相神経刺激の効果に関係しているかについて検討したい。ラット扁桃体カイニン葭注入モデルを確立し、頚部迷走神経に刺激電極を装着し、無麻酔無拘束下で硬膜外脳波記録および行動観察をおこなった.迷走神経刺激によるラットの行動上の変化は顔面や上肢の痙攣が減少した.脳波上の変化では迷走神経刺激前の1時間と刺激後の1時間とを比較すると、burst spikeが明らかに減少し、α波のパワースペクトルが明らかに増加していたが、1時間の刺激と3時間の刺激でのはっきりした差はなかった.このα波パワースペクトルの増加がどのような機序で起こりうるかを推定しながら、免疫組織学的手法により迷走神経刺激で興奮が起こる脳部位を同定しようと試みたが、固体ごとのばらつきが多く、まだ一定した傾向があるとはいいにくい.

ただ、視床に神経興奮性を多く認めることからは迷走神経刺激が視床を賦活し、脳波上の変化を起こすと考えられるが、このことが迷走神経自体の刺激でなく、他の感覚刺激でも抗てんかん効果を示すことがありうるのかの当然生ずる疑問に対しての答えが用意できない.最近注目されている視床下核の抗てんかん効果に関しても検討をおこないつつあるが、無麻酔の動物でてんかんを評価する難しさが完全に克服できておらず、まだ経過報告の形で報告せざるを得ない.
ミエリン形成における転写-ＲＮＡ代謝カップリング機構の分子基盤解明

本研究はオリゴデンドロサイト(OL)分化に必須の分子として同定したOlig2-binding protein2 (Obp2)のミエリン形成過程の機能を解明することを目的としている。昨年度は、MBP-Creを用いたOL最終分化過程におけるObp2欠損マウス(MBP-Cre; Obp2 cKOマウス)の解析を行い、脳内および脊髄内の成熟OLマーカーが生後6週齢で顕著に減少し、ミエリンの低形成が認められたことを報告した。今年度は、まず別のOL系譜特異的Obp2欠損マウス(Cnp-Cre; Obp2 cKOマウス)を作製し、OL分化への影響を検証した。しかし、このマウス胎生期脊髄においてOL前駆細胞の数が著しく減少し、OL分化が本格化する前の出生直後に死亡した。次に、MBP-Cre; Obp2 cKOマウスにおけるミエリン低形成の出現時期を免疫組織化学およびin situ hybridization法で検討したところ、Obp2欠損脊髄では、成熟OLマーカーであるCC-1、PLP、MBPの発現は生後2週齢まで顕著な変化は見られず、生後3週齢で有意に減少した。また、このマウスで認められた末梢神経異常の原因を解析したところ、坐骨神経周囲において1部のシュワン細胞関連遺伝子の発現が顕著に低下していた。次に、Obp2欠損脊髄におけるRNA-seqによるトランスクリプトーム解析を行ったところ、OL分化およびミエリン化に関与する遺伝子群の発現低下とpre-mRNAスプライシング異常が検出された。これらは発現低下とスプライシング異常が共に検出された遺伝子群と、発現低下あるいはスプライシング異常のみ検出された群に分けられた。この結果からObp2がOL分化およびミエリン関連遺伝子の発現とpre-mRNAスプライシング制御のそれぞれ、あるいは両方を担っている可能性が示唆された。MBP-Cre; Obp2cKOマウスを用いて行動解析を行う。さらにこのマウスは末梢神経症状を呈するため、電気生理学的実験を行い、末梢神経機能を解析する。RNA-seqの結果から得られた、発現変動およびpre-mRNAスプライシング異常を生じる遺伝子のうち、Obp2が直接制御する遺伝子を特定し、その制御メカニズムの解明を目指す。オリゴデンドロサイト(OL)は中枢神経系において髄鞘を形成する細胞であり、円滑な神経伝達を可能にするために不可欠な細胞である。OL分化を制御する機構としてRNAスプライシングやmiRNA生成などのRNA代謝が注目されているが、それらを制御する分子の作用機序については不明な点が多い。本研究はOL発生に必須の分子として新規に同定したRNAヘリカーゼObp2 (Olig2-binding protein 2)の、OL分化およびミエリン形成過程における転写-RNA代謝機構の解明を目的としている。今年度は、成熟OL特異的Obp2欠損マウス(MBP-Cre; Obp2 cKOマウス)の組織学的解析を主に行い、以下の研究成果を得た。このマウスは生後深刻な成長障害とふらつきなどの運動障害を呈し、7週齢前後で死亡した。Obp2欠損によるミエリン形成への影響を免疫組織化学およびin situ hybridizationで解析したところ、6週齢マウスの大脳皮質、脳幹、脊髄において、成熟OLマーカーであるCC-1やミエリン関連タンパクであるPLPおよびMBPの発現が減少していた。一方、OL前駆細胞マーカーであるPDGFRα陽性細胞の数に有意な差は認められなかった。また、脳や脊髄の広範囲で活性化アストロサイトや活性化ミクログリアの存在が認められた。次に、電子顕微鏡を用いてミエリン構造異常について解析したところ、脊髄側索および脳幹網様体の軸索の一部で、ミエリンの低形成と軸索の変性が認められた。以上の結果は、Obp2がOLの最終分化に重要な役割を担っていることを示唆している。組織学的解析から、オリゴデンドロサイト最終分化においてObp2が重要な役割を持つことが示された。また、行動解析に用いるMBP-Creマウスの戻し交配も順調に進んでいる。一方組織学的な表現型が現れる時期を特定できたが、トランスクリプトーム解析等を行うまでには至らなかった。しかし、次年度に行う予定であった電子顕微鏡を用いた解析を前倒しで行うことができ、成果も得られたことから、全体の進捗状況として概ね順調と判断した。

また、このマウスで認められた末梢神経異常の原因を解析したところ、坐骨神経周囲において1部のシュワン細胞関連遺伝子の発現が顕著に低下していた。次に、Obp2欠損脊髄におけるRNA-seqによるトランスクリプトーム解析を行ったところ、OL分化およびミエリン化に関与する遺伝子群の発現低下とpre-mRNAスプライシング異常が検出された。これらは発現低下とスプライシング異常が共に検出された遺伝子群と、発現低下あるいはスプライシング異常のみ検出された群に分けられた。この結果からObp2がOL分化およびミエリン関連遺伝子の発現とpre-mRNAスプライシング制御のそれぞれ、あるいは両方を担っている可能性が示唆された。今後は、別のOL系譜特異的Obp2欠損マウス(Cnp-Cre; Obp2 cKOマウス)を作製し、OL分化からミエリン形成へのプロセスにおけるObp2の役割を詳しく検証すると共に、ミエリン形成異常の原因を組織学的・分子生物学的手法用いて明らかにしていく。さらに、その背景となる分子動態を調べるために、トランスクリプトーム解析等を行う。また、MBP-Cre; DDX20 ckOマウスの解析中に末梢神経障害を疑う所見も認められたため、シュワン細胞の表現型についても解析する予定である。MBP-Cre; Obp2cKOマウスを用いて行動解析を行う。さらにこのマウスは末梢神経症状を呈するため、電気生理学的実験を行い、末梢神経機能を解析する。RNA-seqの結果から得られた、発現変動およびpre-mRNAスプライシング異常を生じる遺伝子のうち、Obp2が直接制御する遺伝子を特定し、その制御メカニズムの解明を目指す。Obp2欠損マウスにおいてミエリン形成の破綻が生じる時期の特定に時間を要してしまい、トランスクリプトーム解析が今年度中に行うことができなかったため。来年度にRNA-seqを行う予定である。また、免疫組織化学に使用できる抗体を作製する。今年度予定していたCnp-Cre;Obp2cKOマウスが出生直後に死亡したことから、オリゴデンドロサイト分化の解析が困難であると判断し、飼育規模を縮小したため。来年度に行う予定の行動実験および生理学実験のためのマウス飼育費等に使用する予定である。
レーザー誘起蛍光法による超音速キャビティ流れの三次元非定常構造の解明

本研究の目的は超音速キャビティ流れの振動機構を明らかにし,振動現象にともなう渦の放田をスクツムジェットエンジンにおける燃料混合促進に積極的に応用することである.昨年度までに,キャビティ流れの振動の強さは,キャビティ長さをL,深さをDとした場合,その比L/Dに依存し,L/Dか0.7と2.1の場合に振動が強くなり,L/Dが1.5付近では,振動が弱くなることが分かった.このような振動増幅のメカニズムが分かれば振動の強さを制御でき,燃料混合部の性能を向上させることが可能である.そこで,本年度はL/D比が0.7,2.1の場合に振動が増幅するメカニズムを明らかにするため,L/D=0.7,2.1のキャビティ流れについてレーザー誘起蛍光法,位相をロックしたシュリーレン写真による可視化,および数値解析を行った.以下にその結果を示す.1.本流れ場は,8.4,18.6,27.7kHzの振動周波数が存在し,L/D=0.7のキャゼティは27.7kHzの振動モード,L/D=2.1のキャビティは18.6kHzの振動モードが増幅することが明らかになった.2.レーザー誘起蛍光法および位相をロックしたシュリーレン写真から,L/Dが0.7,2.1ともにせん断層内を移動してきた温度変動とキャビティ内の圧力波の強め合いによって大きくなった温度変動が重なり合うことでせん断層が大きく変位し,振動が増幅することが明らかになった.3.本数値解析は,上述のような温度変動場やせん断層の変位を定性的に再現した.本研究の目的は超音速キャビティ流れの三次元振動機構を明らかにし,振動現象にともなう三次元的な渦の放出をスクラムジェットエンジンにおける燃料混合促進に積極的に応用することである.本研究では超音速キャビティ流れにおいてキャビティ内を伝播する圧力波やせん断層内を移動する渦の周期的かつ三次元的な挙動を解明するために,アルゴンレーザー誘起蛍光法を用いて超音速キャビティ流れの三次元的な蛍光強度分布を実験的に取得する.また,実験条件に合わせた数値解析を行い,実験結果と比較することにより数値解析結果の妥当性を評価する.さらに,数値解析および実験結果から物理的考察を詳細に行い,超音速キャビティ流れの三次元振動機構を明らかにする.明らかになった三次元振動機構をもとに燃料混合促進に最も有効なキャビティ形状(キャビティ長さ,深さ,スパン方向長さ)を決定する.本年度は超音速キャビティ流れの三次元振動機構を明らかにするため,アルゴンレーザー誘起蛍光法を流れ場に適用し,せん断層付近の蛍光強度を三次元的に取得した.得られた結果は以下の通りである.1.実験結果から,本流れ場は4.8,8.5,13.4kHzの振動周波数を持つことが分かった.2.実験結果から,せん断層付近での渦の輸送は8.54kHzのモードでは二次元的であるが,13.4kHzのモードでは中央付近に比べて側壁付近の渦の輸送が速くなっており,三次元的な流れ場になっていることが分かった.本研究の目的は超音速キャビティ流れの振動機構を明らかにし,振動現象にともなう渦の放出をスクラムジェットエンジンにおける燃料混合促進に積極的に応用することである.本研究では超音速キャビティ流れにおいてキャビティ内を伝播する圧力波やせん断層内を移動する渦の周期的かつ三次元的な挙動を解明するために,アルゴンレーザー誘起蛍光法を用いて超音速キャビティ流れの三次元的な蛍光強度分布を実験的に取得する.また,実験条件に合わせた数値解析を行い,実験結果と比較することにより数値解析結果の妥当性を評価する.さらに,数値解析および実験結果から物理的考察を詳細に行い,超音速キャビティ流れの振動機構を明らかにする.明らかになった振動機構をもとに燃料混合促進に最も有効なキャビティ形状(キャビティ長さ,深さ,スパン方向長さ)を決定する.昨年度までに,本流れ場は,4.8,8.5,13.4kHzの振動周波数を持ち,13.4kHzのモードが,8.54kHzのモードに比べ三次元的な流れ場になっていることが明らかになった.本年度は,レーザー誘起蛍光法による実験を行い8.54kHzのモードについて,詳しく考察を行なった.また,キャビティの深さを変化させて実験を行い,以下のような結果を得た.1.レーザー誘起蛍光法による実験結果から,8.54kHzのモードでは,キャビティ内を伝ぱする音波がせん断層の渦と干渉し,キャビティの振動を増幅させていることが分かった.2.キャビティ流れの振動の強さは,キャビティ深さに依存し,キャビティ長さをL,深さをDとした場合,その比L/Dが0.7と2.1の場合に振動が強くなり,逆にL/Dが1.5付近では,振動が弱くなることが分かった.本研究の目的は超音速キャビティ流れの振動機構を明らかにし,振動現象にともなう渦の放田をスクツムジェットエンジンにおける燃料混合促進に積極的に応用することである.昨年度までに,キャビティ流れの振動の強さは,キャビティ長さをL,深さをDとした場合,その比L/Dに依存し,L/Dか0.7と2.1の場合に振動が強くなり,L/Dが1.5付近では,振動が弱くなることが分かった.このような振動増幅のメカニズムが分かれば振動の強さを制御でき,燃料混合部の性能を向上させることが可能である.

そこで,本年度はL/D比が0.7,2.1の場合に振動が増幅するメカニズムを明らかにするため,L/D=0.7,2.1のキャビティ流れについてレーザー誘起蛍光法,位相をロックしたシュリーレン写真による可視化,および数値解析を行った.以下にその結果を示す.1.本流れ場は,8.4,18.6,27.7kHzの振動周波数が存在し,L/D=0.7のキャゼティは27.7kHzの振動モード,L/D=2.1のキャビティは18.6kHzの振動モードが増幅することが明らかになった.2.レーザー誘起蛍光法および位相をロックしたシュリーレン写真から,L/Dが0.7,2.1ともにせん断層内を移動してきた温度変動とキャビティ内の圧力波の強め合いによって大きくなった温度変動が重なり合うことでせん断層が大きく変位し,振動が増幅することが明らかになった.3.本数値解析は,上述のような温度変動場やせん断層の変位を定性的に再現した.
虚血性脳組織障害の不可逆性決定要因の究明ー分子メカニズムから画像計測までー

脳血管障害特に脳梗塞の診断および治療法の確立のためには、鋭敏な虚血病変の検出法の確立と、それを用いた病態解明が必須である。申請者らは従来より局所ATP低下・乳酸蓄積が組織低酸素状態の指標となり、免疫組織化学的手法が組織学部的に最も鋭敏な病変検出法であることを報告してきた。本研究ではさらに、1.脳内微小局所でのエネルギー代謝・グルコース代謝物質の定量と、免疫組織化学的変化との同時評価法を確立し、ATPの枯渇すなわちエネルギー不全状態が、免疫組織化学的病変発生に不可欠であることを示した。2.拡散強調MR画像法を導入し、局所水分子拡散能の低下がATPレベルの低下と密接に関連し、免疫組織学的変化に先行したことより、エネルギー不全に随伴したイオンポンプ不全が、虚血障害発生の必要条件であることも示した。3.脳内チトクローム酸化酵素とヘモグロビンの状態解析に有用である近赤外透過スペクトル分析法により、虚血導入直後のチトクローム酸化酵素の還元化がATPレベルの低下に関連する事を示した。4.微小管結合蛋白質とチュブリンの虚血障害発生に差があり、後者の障害がより重度即ち非可逆的障害の指標となることを示した。5.免疫組織学的に障害の明らかな海馬CA1に於いて、N-Acetyl-Aspartateの低下が顕著であることから、本物質が非可逆的障害の生化学的指標となりうることを示した。6.虚血性神経細胞障害発生予防に、アストロサイトが重要な役割を演じていることが示された。7.後脳虚血モデルにおいても前脳虚血時と同様、選択的脆弱性の存在することを示した。以上の結果から、脳虚血障害発生、血流低下即ち酸素供給不全が、ATP枯渇等に見られるエネルギー不全状態を惹起し、細胞内イオンバランス不全を通して各種細胞骨格の崩壊をきたし、非可逆的障害をひきおこすという過程が明確に証明された。脳血管障害特に脳梗塞の診断および治療法の確立のためには、鋭敏な虚血病変の検出法の確立は、病態解明のためにも最も重要な課題の一つである。申請者らは、従来より免疫組織化学的手法により、虚血導入後数分で病変が捉えられることを、報告してきた。本研究ではさらに、砂ネズミ両側総頸動脈結紮モデルを用い、1.脳内微少局所(50ug)よりのエネルギー代謝物質およびグルコース代謝物質の定量と、免疫組織化学的変化との同時評価法を確立し、ATPやクレアチン燐酸の枯渇すなわちエネルギー不全状態が、免疫組織化学的にみた病変の発生に不可欠であることを示した。2.近年これも虚血導入後数分で虚血病変が捉えうることが示されてきている拡散強調MR画像法を導入し(1)血流遮断部位に一致したHigh Intensity Areaの描出を可能とし、(2)選択的脆弱部位での、拡散係数の虚血10分後の有意の低下、(3)拡散係数の低下が、免疫組織学的変化に先行することにより、エネルギー不全によるイオンポンプ不全を原因とする“Cytotoxic Edema"が、免疫組織化学的病変発生の必要条件であることも示した。3.申請者らが新たに確立した後脳虚血モデルを用い、局所脳血流量と免疫反応性の低下部位を比較検討し前脳領域のみでなく、後脳領域においても血流低下が免疫反応性の低下に必須であることを示した。さらにこれも前脳虚血時と同様、選択的脆弱性すなわち同程度の虚血負荷でも組織障害の程度に部位差のあることを示した。

以上の結果から、脳虚血障害において、血流低下が、ATPの枯渇等に見られるエネルギー不全状態を惹起し、されにそれがカルシウムイオンを含む細胞内イオンバランス不全を通して、細胞骨格の崩壊をきたし非可逆的障害をひきおこすことが明らかとなった。脳血管障害特に脳梗塞の診断および治療法の確立のためには、鋭敏な虚血病変の検出法の確立と、それを用いた病態解明が必須である。申請者らは従来より局所ATP低下・乳酸蓄積が組織低酸素状態の指標となり、免疫組織化学的手法が組織学的に最も鋭敏な病変検出であることを報告してきた。本研究ではさらに、1.脳内微少局所でのエネルギー代謝・グルコース代謝物質の定量と、免疫組織化学的変化との同時評価法を確立し、ATPの枯渇すなわちエネルギー不全状態が、免疫組織化学的病発生に不可欠であることを示した。2.拡散強調MR画像法を導入し、局所水分子拡散能の低下がATPレベルの低下と密接に関連し、免疫組織学的変化に先行したことにより、エネルギー不全に随伴したイオンポンプ不全が、虚血障害発生の必要条件であることも示した。3.脳内チトクローム酸化酵素とヘモグロビンの状態解析・に有用である近赤外透過スペクトル分析法により、虚血導入直後のチトクローム酸化酵素の還元化がATPレベルの低下に関連する事を示した。4.微小管結合蛋白質とチュブリンの虚血障害発生に差があり、後者の障害がより重度即ち非可逆的障害の指標となることを示した。5.免疫組織学的に障害の明らかな海馬CA1に於いて、N-Acetyl-Aspartateの低下が顕著であることから、本物質が非可逆的障害の生化学的指標となりうることを示した。6.虚血性神経細胞障害発生予防に、アストロサイトが重要な役割を演じていることが示された。7.後脳虚血モデルにおいても前脳虚血時と同様、選択的脆弱性の存在することを示した。以上の結果から、脳虚血障害発生、血流低下即ち酸素供給不全が、ATP枯渇等に見られるエネルギー不全状態を惹起し、細胞内イオンバランス不全を通して各種細胞骨格の崩壊をきたし、非可逆的障害をひきおこすという過程が明確に証明された。
バベシア・カバリ原虫のワクチン開発に関する研究:感染防御および伝播阻止抗原の探索

本研究はBabesia caballi感染症に対して本原虫の生活史を総合的に鑑み、ワクチン開発および実用化することを最終目的として行われた。以下に本研究成果の概要を述べる。2.分子レベルでの解析を行なうためB.caballi1の染色体解析を行ない、染色体分離条件、染色体数およびゲノム長を明らかにした(業績4番目)。4.B.caballi生活史において重要な増殖の場であるマダニ体内における動態観察のため、B.caballi感染マダニ作出を実験的に行ない、原虫の動態観察を行なった(投稿準備中)。5.in vivoにおいてそれら性状解析を行なうため、同属のB.gibsoni原虫における迅速高感度簡易診断法の確立および新規感染経路を明らかにすると共に、慢性感染時における宿主動物の病態解析および新規治療薬に対するその可能性および応答を明らかにした(業績:1-3番目)。本研究はBabesia caballi感染症に対して本原虫の生活史を総合的に鑑み、ワクチン開発および実用化することを最終目的として行われている。本年度はその第一段階としてワクチンターゲットになりうるタンパク質のスクリーニング行った。そこで以下の研究成果が得られた。1.B.caballi原虫に対する新規特異的モノクローナル抗体を10種類作製した。2.それぞれのモノクローナル抗体を用いてB.caballi cDNAライブラリーから遺伝子クローニングを行った。それらクローニングされた遺伝子の塩基配列についてシークエンスを行い、すべての遺伝子配列を決定した。塩基配列決定後、遺伝子データーベースを用いて相同性検索を行ったところ、7種類のB.caballi原虫新規遺伝子が得られた。3.これら7種類の新規遺伝子の内、ワクチンターゲットとしてのB.caballi分子量53kDa Protein Disulf-ide Isomerase(PDI)様タンパク質をコードする遺伝子を4.の理由からまず選別した。得られたPDI遺伝子を大腸菌およびバキュロウイルス発現用ベクターに組み込み、組換えタンパク質を発現させた。現在、B.caballiPDIの活性試験ならびにB.caballiにおけるPDIの機能解析を鋭意推進中である。4.一般にPDIはタンパク質の酸化、還元、異性化などのチオール-ジスルフィド交換反応を触媒する構造形成因子の一つであり、その酵素活性以外に多くの機能が明らかにされた多機能タンパク質である。最近ではPDIのシャペロン機能が注目されている。他の原虫におけるPDIの働きは、宿主免疫からの回避機構としての表面抗原変異、細胞侵入時における接着因子の活性化などがある。さらに、抗原虫薬のターゲットタンパク質としても重要視されている。1.他の原虫におけるPDIの働きは、宿主免疫回避機構としての表面抗原変異、細胞侵入時における接着因子の活性化などがある。さらに、抗原虫薬の標的蛋白質としても重要視されている事から、得られたB.caballi PDI抗体および遺伝子を用いて共焦点レーザー顕微鏡による観察と大腸菌およびバキュロウイルス発現系での解析を行なった。B.caballi PDIは原虫が赤血球に接着・侵入する際に産生される蛋白質および分裂時における虫体構成蛋白質のフォールデイング補助蛋白質として主に働いているものと考えられた。2.B.gibsoni原虫における迅速高感度簡易診断法の確立を行ない、沖縄県および青森県におけるB.gibsoni感染犬の比較疫学調査を行なった。LAMP法を用いる事により、現在高感度診断法として知られているPCR法と同等な感度で、より迅速な診断法を確立した。さらに青森県のB.gibsoniは、一般的に知られているマダニ媒介による感染よりも犬同士での水平感染(blood to blood)が成立している可能性が強く示唆された(掲載予定)。
環境責任論における法学の役割とは?

環境責任の法的構成に関するこれまでの研究成果のうち、これまで(ないし近い将来)の研究成果の公表につながっているものを略述する。1.環境保護の費用を当事者に課す仕組みの一つとしての環境賦課金について、ドイツ公法学を参照し、どのようにそれを法的に形づけ、限界づけているかという点を分析した。研究メモを小冊子「環境と正義」に掲載している。また、この点にかかる研究成果の一部を、2008年6月の環境法政策学会学術大会(広島修道大学)において「環境賦課金の法ドグマーティク」と題する報告を行うことが決まっている。2.法益に対する危険を防止するため、あるいは、環境保全のために、危険発生にかかる不確実性が存在する場合でも何らかの措置が要請されることがしばしばある。その場合に、当該措置の費用を、いかなる当事者が負担すべきかという点について、ドイツおよびわが国の警察法・環境法における法規定および学説・判例を検討した。この点に関する研究成果の一部は、2008年度に刊行が予定されている早稲田大学COE叢書第6巻『労働と環境』(日本評論社)所収の論文「予防的介入と補償」において公表する。3.製品および使用済み製品・廃棄物の越境移動が常態化しているなかで、一国の環境法が、製品にかかる環境責任一回収・リサイクル責任一をどのように再構築しようとしているか、という点を、幾人かの研究者とともに検討した。その成果は、次頁に掲げた論文「国際資源循環の法動態学」において公表したところである。本年は、まず、主としてわが国の拡大生産者責任に関する法制度(循環型社会形成推進基本法、容器包装リサイクル法、家電リサイクル法、自動車リサイクル法等)の立法過程についての文書、論文等を検討した。また、今年は、容器包装リサイクル法の見直しの年にあたるため、中央環境審議会、産業構造審議会では、事業者責任の拡大、リサイクル制度の合理化等に関する議論が行われており、これをフォローしている(家電リサイクル法の見直しも開始されている)。第二に、ドイツにおける、環境責任に関する法制度の動向・議論の状況について調べている。この点について、2月には、ドイツ(ミュンヘン、フライブルク)に文献収集、意見交換のために出張した。第三に、環境法と連続する・あるいは重畳する法領域である警察法における警察責任の分配は、環境責任法のモデルとされ、新たな環境立法の際にも参照されている(例えば土壌汚染対策法)。本年度は、リスク段階で私人に対して規制を行う場合に、それに伴って生じる損害、逸失利益について、誰が負担を負うべきか(当該私人に受忍させるか、あるいは、公共が損失補償という形で負担するべきか)という点について、検討を行った。次年度も引き続きこれを行い、環境法政策学会(6月)においてその成果を発表する予定である。また、近日中に神戸大学法学雑誌において公表する予定である「再訪・O157事件とその周辺-情報提供による危険予防とその帰結」と題する論稿の一部は、この点の分析にあてられている。第一に、近時のドイツ環境法における環境損害の防止・汚染の除去にかかる費用負担のあり方を扱う法学文献を引き続きフォローしている。例えば、気候変動対策の分野では、ドイツを含む欧州では、排出権取引市場が成立しているが、排出権の初期分配のあり方と企業の営業の自由との関係、あるいは、排出権の法的性格などを分析するモノグラフ・論稿が公表されている。これらについては、今後も引き続き検討することとする。第二に、わが国においては、環境税・排出精取引の導入をめぐる議論はやや停滞している感が否めないが、この間、廃棄物・リサイクルに関する法制度については、環境責任をめぐる法政策に動きがあった。すなわち、容器包装リサイクル法が改正され、容器包装廃棄物の分別・収集に要する費の一部について、事業者等が負担することとなった。家電リサイクル法については、改正がならず、議論が続いている。これらの立法動向を引き続きフォローするとともに、拡大生産者責任という理念の射程、財産権との関係について公法学的観点から検討している。第三に、近時の環境間題の特質として、被害発生の蓋然性がそれほど高くない場合、あるいは蓋然性の計算すらできない場合であっても、規制が必要となる場合があるという点がある(予防的介入の必要性)。このような場合に、規制するコストの負担を、被規制者に課することの根拠、射程、正当性について、ドイツにおける議論、日本におけるいくつかの法実践を参照しながら検討した。この点については、2006年6月に行われた環境法政策学会において報告を行った。第四に、2006年度後半は、ドイツ・フライブルク大学に滞在する機会を得たので、パーデンビュルテンベルク州における環境法の実践を調査している。

その場合に、当該措置の費用を、いかなる当事者が負担すべきかという点について、ドイツおよびわが国の警察法・環境法における法規定および学説・判例を検討した。この点に関する研究成果の一部は、2008年度に刊行が予定されている早稲田大学COE叢書第6巻『労働と環境』(日本評論社)所収の論文「予防的介入と補償」において公表する。3.製品および使用済み製品・廃棄物の越境移動が常態化しているなかで、一国の環境法が、製品にかかる環境責任一回収・リサイクル責任一をどのように再構築しようとしているか、という点を、幾人かの研究者とともに検討した。その成果は、次頁に掲げた論文「国際資源循環の法動態学」において公表したところである。
時空間に関する人間の直観的知識の表現と計算に関する研究

イメージ現象との関連において人間の直感の機能的モデルを提案した。そのモデルは、人間の認知機構は知覚、直感、論理の大きく3つの層よりなると仮定している。第1層の知覚では外界刺激から漠然として分節されていないイメージが生成される。第2層の直感では知覚されたイメージを論理的な間接的過程を経ずにハードウェア的に直接分節する。最後に、第3層の論理がその直感イメージの分節に対して知識を用いたソフトウェア的推論により修正を加える。今回提案した機能は一般的に実現しようとすると非常に困難であるが本研究者の知識表現言語Lmdでのイメージ記述に基づけば従来の方法よりも容易に実現できると考えている。本研究では時空間にかかわる人間の主観的知識を体系的に表現および計算するメカニズムを一つの演繹システムとしてモデル化し時空間言語理解システムとしての応用を試みる。自然言語の中でも時空間に関する部分言語は特に時空間言語(Spatiotemporal Language)と呼ばれ、人間の認知にかかわる基本的な問題(曖昧性、漠然性、同一性、時間性など)を含んでいることからオントロジーの研究などにおいて大きな注目を浴びている。その一方、従来、時空間言語理解に関する多くの研究は英語の前置詞に相当する比較的少数の語句を中心とする事物間の静的位置関係に関する表現にその対象を限定している。しかしながら、時空間における事物間の関係表現、特に、動的なものはS2に示すように大部分動詞を中心とするものであり、さらに複雑な関係は前置詞(あるいは相当語句)中心では不可能である。ところで、時空間に関して一般人が頻繁に発話しかつ容易に理解する自然言語表現のなかには一見非科学的ともとれるものが多く存在する。本申請者は、このような表現には時空間における人間の主観(外界知覚過程の性向、すなわち、時空間に対する心の働き方)が投影されていると考え、心像意味論(Mental Image Directed Semantic Theory)と呼ぶ独自の自然言語意味論を展開し人間の主観的知識の獲得モデルおよび体系的表現と計算に関する研究を行ってきている。本研究の目的は、独自に提案している人間の心のモデルとその機能に関する仮説に基づき時空間にかかわる人間の主観的知識を体系的に表現および計算するメカニズムを一つの演繹システムとしてモデル化し時空間言語理解システムとしての応用を試み有効性に関する評価を行うことにある。現在までに、数理論理学的に基づき人間の時空間に関する知識を公理として形式化することに十分成功している。(1)の結果より、これらの文章は、生物種としての人間の外界認知過程が直接反映されたものであるとの結論に至った。(3)生物種としての人間の外界認知過程の特徴はゲシュタルト要因によって無意識に駆動される動的注意に依拠する外界刺激の選択受容であると推論された。(4)ゲシュタルト要因を抽出するのが知覚であり人間の外界知覚機構の第1層にあり、第2層に注意の移動を司る直感、第3層に直感を修正する理性が存在するとの推論を行った。(5)Lmdを用いて第2層の出力である直感イメージを計算可能な形式で記述できることを確認した。本研究の目的は、時空間にかかわる人間の主観的知識を体系的に表現および計算するメカニズムを一つの演繹システムとしてモデル化し時空間言語理解システムとしての応用を試みることである。時空間言語の特徴は他の部分言語と異なり、その表現の意味が視覚的に外界事象と対応づけられる点にある。本研究では、心のモデルを構成する刺激受容系の能動的外界知覚機能に基づき主観的時空間関係知識が知識処理系において形成され主観的ではあるが人間においては一般的な法則が抽出される過程をシミュレートすることになる。方法論的には、まず、与えられた時空間表現(刺激表現)が想起させる外界事象(指示対象)を属性空間の軌跡として抽象化し軌跡式として表現する。続いて、内容的に導出関係にある表現に対応する軌跡式の集合から主観的な法則を抽出し公準として演繹システムに組み込むことになる。1)単語句の収集:英語シソーラスから時空間関係(Spatiotemporal relation)に関する単語句(before,after,avoid,touch,in front of,in advanceなど)を全品詞にわたって抽出した。2)単語の意味分析・記述:1)で抽出された単語句の意味分析および記述を関連する属性空間("色立体"や"味覚立体"に相当)との対応において行った。属性空間は"位置","形","方向"などに関するものである。3)マルチメディア統合理解システムIMAGES-Mのパソコンから高機能ワークステーションへの移植を行った。4)主観的法則の抽出および形式化:典型的な例文を選択して内容的に導出される表現を可能な限り作成し、それらの間の時間論理的関係を定式化した。5)主観的知識の実装および評価:以上の作業により定式化された主観的知識をマルチメディア統合理解システム