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無ガンマグロブリン血症の病因解析(プレB細胞の増殖障害と免疫グロブリン遺伝子再構成について)

先天性無ガンマグロブリン血症(CAG)患児骨髄血にEBウィルス(EBV)を感染させると、B前駆細胞様細胞株(PreBーLCL)が樹立できる。このPreBーLCLはCAG患児より得られる唯一のB細胞系統の細胞株であり、CAGの病態および病因解析に欠かせない材料となっている。本研究の最終的テーマは、CAG由来PreBーLCLの免疫グロブリン遺伝子の解析を通してCAGの本態に迫る事にある。今回はそのテーマに沿って次の4点に重点を置いて研究を行った。1)得られたPreBーLCLの細胞質内および表層免疫グロブリンの発現パターンの解析、2)PreBーLCL表層のB細胞関連抗原の発現パターンの解析、3)CAGの病態解析に有用と思われるユニークな免疫グロブリン発見パターンを持った細胞株の発見、4)それら細胞株の細胞レべルでのクローニング。1)CAG患児骨髄血由来のBーLCLには全く免疫グロブリンを産生しないもの、細胞質内にμ重鎖のみが認められるBeBーLCLなどの未熟B細胞株が含まれていた。2)CAG由来の免疫学的に未熟なB細胞株と健常人由来の正熟B細胞株について、CD20、CD19、FcεリセプターおよびHLAーDR抗原の発現の差を該当単クローン抗体を用いて検索したが、両者の間にそれらの発現様式の差はなかった。従ってEBVにより樹立されたB-LCLの場合には、白血病細胞においてのB細胞関連抗原の発現パターンと分化段階との規則的対応が認められず、むしろB細胞関連抗原の発現態度がEBVの感染と密接に結びついている可能性が示唆された。3)CAGに特徴的と思われる2つの細胞株を得る事ができた。1つは細胞表層及び細胞質内にδ重鎖と入軽鎖の発現があったK5細胞株、もう1つは細胞質内にμ重鎖とK・λの2つの軽鎖が同時に発現していたK4細胞株である。末だこれらの表現型を持った細胞株の報告はなく、CAGの病因との関連を念頭に置きつつ、K4とK5細胞株の免疫グロブリン遺伝子の解析を今後進めて行く予定である。我々はEBウイルスを用いて健常人末梢血,骨髄移植後の寛解状態にある白血病患児末梢血,胎児肝および無ガンマグロブリン血症(CAG)患児骨髄血より計30株のBリンパ芽球様細胞株(BーLCL)を樹立した.これらの中には免疫グロブリン遺伝子の再構成が認められない極めて未熟なBーLCLや細胞質内に免疫グロブリンμ鎖のみが発現しているPre BーLCLが含まれていた.本年度の研究の目的は, 7種のB細胞関連あるいは特異的マウス単クローン抗体を用い,それらに対応する抗原の発現態度を調べる事により, CAG由来BーLCLと胎児肝由来未熟BーLCLあるいは健常人由来BーLCLとの間に差が認められるか否かを明らかにする事にあった.

得られた結果は, CAG患児由来BーLCLと免疫学的に正常と思われる胎児肝あるいは健常人由来BーLCLとの間に, B細胞特異的あるいは関連抗原の発現様式に差はないと言う事であった.すなわちDD20,DD19,F_1εリセプターおよびHLAーDR抗原の発現が高率に全ての細胞株で認められた.CD21およびNuB1も程度の多少はあれ全株で発現していた.この事実は従来白血病細胞を用いた研究から得られていた知見とは異るものである.白血病細胞を用いた研究からはHLAーDR→C^<9→C>0→CD20の順に表面抗原の発現があり, CD19の発現が認められる分化段階では既に免疫グロブリン重鎖遺伝子の再構成が認められている.従って免疫グロブリン遺伝子の再構成が認められていない胎児肝由来BーLCLを含めてCAG患児由来の末熟BーLCLの表面抗原の発現様式の均一性,あるいは健常人由来BーLCLとの表面抗原発現様式の類似性は, B細胞の分化段階を正確に反映した現象と言うよりも,むしろEBウイルスにより樹立されたBーLCLに共通した発現様式と考えた方が妥当だと思われた.先天性無ガンマグロブリン血症(CAG)患児骨髄血にEBウイルスを感染させると、B前駆細胞様細胞株(Pre-LCL)が樹立できる。本年度の研究の目的は、これら細胞株の中からCAGの病因解析を有用と思われるユニークな免疫グロブリンの発現パターンを示すB-LCLを発見し、細胞レベルでのクローニングを行う事である。この過程は免疫グロブリン遺伝子の解析をする上で極めて重要である。CAG由来Pre-LCLは試験管内での細胞増殖が悪く、なかなか長期培養系に適応しない。この現象は非常に緩除に出現するために、健常人由来LCLとの増殖率の差を増殖曲線を描いて定量的に示すのが困難であった。そのような中でIgD(δ、入)を細胞表層および細胞質内に保有するK5細胞株が試験管内長期継代培養の系に適応した。CAG患児骨髄血由来PreB-LCLにIgDを発現しているものの報告はまだなく、免疫グロブリンμ鎖遺伝子の欠矢の有無、δ重鎖および入軽鎖遺伝子の発現機構などを知る上で貴重な細胞株である。しかしK5細胞株上のIgDの発現は培養経過を共に減弱して行く傾向にあり、現在安定にIgDを発現しているK5細胞株を得る工夫を重ねている所である。我々はK5の他にもう1株、免疫グロブリンのユニークな発現パターンを示す細胞株K4を見出した。この細胞株は当初細胞質内にμ鎖のみを保有するPreB-LCLと考えられていたが、試験管内で長期継代培養可能となった後で検索した所、μ重鎖およびKと入の2つの軽鎖を同時に発現している細胞株である事が明らかとなった。この事は3度続けて行った細胞レベルでのクローニング実験でも確認された。1つの免疫グロブリン重鎖が同時に2つの軽鎖をとる例は現在まで報告がない。今後の問題はK4やK5に認められている免疫グロブリン発現の異常の原因を遺伝子レベルで明らかにし、かつCAGの病因との関連を追求することである。
律令制的人民支配の総合的研究―日唐宋令の比較を中心に―

北宋天聖令の出版をうけて、研究代表者以下が分担して日本令・唐令・宋令の比較研究を行い、特に日本律令制にとって重要な課題である調庸制・班田収授制など人民支配に焦点を当てて、財政制度や軍事制度もふくめて分析することにより、日本の古代において律令法の成立はどのような意味を持ったかを明らかにした。その成果は岩波書店から刊行された『岩波講座日本歴史』全22巻において、研究代表者および連携研究者が論文として発表した。また国際東方学者会議を利用して中国と学術交流を進め、また『唐令拾遺』の改訂のための原稿を鋭意作成中である。隋唐の律令を継受して作られた七世紀後半の律令国家の形成において、喫緊の課題とされたのが調庸制・班田収授制などの人民支配であった。本研究は、律令制研究の第一線にいる研究者を統合し、北宋天聖令の発見にともなう日唐律令比較研究の進展の成果をふまえて、いわゆる公地公民といわれる土地や租税などの人民支配の分析を中心に、さらに治安維持や倉庫などの財政制度などにまで分析を拡大することにより、日本の古代において律令法の成立はどのような意味をち、それは日本の歴史をどのように規定したのかを解明することをめざす。研究代表者と連携研究者・研究協力者の10名で律令の篇目を分担して、全員参加で東京及び関東近郊で4回の研究会を開き、研究成果を報告し、論文にまとめた。一部は、研究代表者が編集委員を務める現在刊行中の『岩波講座日本歴史』に発表され、日本古代史研究の現段階をまとめ、学界をリードする研究成果として大きな影響を与えている。また研究協力者として参加している若手研究者の研究鍛錬の場ともなっている。中国社会科学院歴史研究所との研究交流を継続しており、11月に西安を中心に陵墓や祭祀遺跡、含光門遺跡・西市跡など唐代律令制関係遺跡の精力的調査をしただけでなく、その帰路に北京において研究打ち合わせを行い、来年度の国際シンポジウムの打ち合わせもおこなった。(連携協力者:坂上康俊・榎本淳一・丸山裕美子・辻正博・大隅清陽、研究協力者:吉永匡史・武井紀子・西本哲也・神戸航介)隋唐の律令を継受して作られた七世紀後半の律令国家の形成において、喫緊の課題とされたのが調庸制・班田収授制などの人民支配であった。研究代表者と連携研究者・研究協力者の10名で律令の篇目を分担して、全員参加で東京大学及び関東近郊で5回の研究会を開き、研究成果を報告し、論文にまとめた。、研究代表者が編集委員を務める現在刊行中の『岩波講座日本歴史』に5本の論文として発表され、日本古代史研究の現段階をまとめ、学界をリードする研究成果として大きな影響を与えている。中国社会科学院歴史研究所との研究交流を継続しており、5月には第59回国際東方学者会議において李錦繍氏を招いてシンポジウムを開き、研究会にも参加してもらい学術交流も深めた。8月に山西省・太原を中心に唐代律令制関係遺跡や地方県城の精力的調査をしたのち、北京において研究打ち合わせを行なった。また10月には研究代表者が北京に赴き、歴史研究所黄正建氏主催の「中国古文書学国際学術研討会」において報告した。(連携協力者:坂上康俊・榎本淳一・丸山裕美子・辻正博・大隅清陽、吉永匡史・武井紀子、研究協力者:西本哲也・神戸航介)隋唐の律令を継受して作られた七世紀後半の律令国家の形成において、喫緊の課題とされたのが調庸制・班田収授制などの人民支配であった。研究代表者と連携研究者・研究協力者の11名で律令の篇目を分担して、全員参加で東京大学及び関東近郊で4回の研究会を開き、研究成果を報告し、論文にまとめた。、研究代表者が編集委員を務める『岩波講座日本歴史』5巻・22巻に2本の論文として発表され(講座全体では10本)、日本古代史研究の現段階をまとめ、学界をリードする研究成果として大きな影響を与えている。11月には史学会大会において、研究代表者が中心に「摂関期の国家と社会」と題するシンポジウムを企画し、三谷・神戸が報告を行い、大隅が司会にあたった。

中国社会科学院歴史研究所との研究交流を継続しており、9月に浙江省を中心に唐代・呉越国関係遺跡や日中文化交流に大きな役割を果たした寺院の精力的調査をし、寧波天一閣において天聖令原本の調査を実施し、中国政法大学副教授趙晶氏と研究打ち合わせを行なった。(連携協力者:坂上康俊・榎本淳一・丸山裕美子・辻正博・大隅清陽・三谷芳幸・吉永匡史・武井紀子、研究協力者:西本哲也・神戸航介)『岩波講座日本歴史』古代5に、大津透「財政の再編と宮廷社会」、同21巻史料論に、大津透「序論」を発表し、2016年2月には岩波講座日本歴史全22巻が完結し、大きな成果を上げた。また昨年11月の史学会大会では本科研メンバーの参加をえて日本古代史部会シンポジウム「摂関期の国家と社会」を開催し、多くの聴衆の討論参加をえて成功を収めた。さらに連携協力者の坂上・丸山が著書を出版したのをはじめ、多くの論文を発表し、日本古代史研究の水準向上に寄与しているため。隋唐の律令を継受して作られた七世紀後半の律令国家の形成において、喫緊の課題とされたのが調庸制・班田収授制などの人民支配であった。本研究は、律令制研究の第一線にいる研究者を統合し、北宋天聖令の発見にともなう日唐律令比較研究の進展の成果をふまえて、いわゆる公地公民といわれる土地や租税などの人民支配の分析を中心に、さらに治安維持や倉庫などの財政制度などにまで分析を拡大することにより、日本の古代において律令法の成立はどのような意味をもち、それは日本の歴史をどのように規定したのかを解明することをめざす。本年度までの期間延長が認められたので、5月の国際東方学者会議において、中国から天聖令研究に取り組んでいる中国政法大学の趙晶氏を招き、研究代表者の司会のもと、研究会のメンバー辻・西本・丸山・武井・榎本が翻訳・報告・コメントの形で参加して、シンポジウム「東アジアの中の日本文化ー奈良平安時代を中心に」を開催し、多くの参加者をえた。あわせて、研究代表者と連携研究者・研究協力者10名で、東京大学及び関東近郊で3回の研究会を開き、研究成果を報告し、『新唐令拾遺』の原稿作成を進めた。また研究代表者が編者となり『摂関期の国家と社会』を山川出版社から出版した。これは27年11月の史学会大会で研究代表者が企画開催したシンポジウムの成果を発展させてまとめたもので、大津のほか研究会メンバーの大隅・三谷・神戸が論文を執筆している。連携協力者:坂上康俊・榎本淳一・丸山裕美子・辻正博・大隅清陽、吉永匡史・武井紀子、研究協力者:西本哲也・神戸航介北宋天聖令の出版をうけて、研究代表者以下が分担して日本令・唐令・宋令の比較研究を行い、特に日本律令制にとって重要な課題である調庸制・班田収授制など人民支配に焦点を当てて、財政制度や軍事制度もふくめて分析することにより、日本の古代において律令法の成立はどのような意味を持ったかを明らかにした。その成果は岩波書店から刊行された『岩波講座日本歴史』全22巻において、研究代表者および連携研究者が論文として発表した。また国際東方学者会議を利用して中国と学術交流を進め、また『唐令拾遺』の改訂のための原稿を鋭意作成中である。『岩波講座日本歴史』古代3において、坂上康俊「律令制の形成」、大隅清陽「律令官僚制と天皇」、武井紀子「律令財政と貢納制」、榎本淳一「遣唐使の役割と変質」の4本の論文、『岩波講座日本歴史』古代4に、吉永匡史「古代国家の軍事組織とその変質」を発表することができた。第59回国際東方学者会議でのシンポジウム「律令制的人民支配の比較研究」では、大津の司会企画のもと、武井・神戸が報告し、坂上・大隅がコメントを担当し、意義のある会議となった。このようにほぼ予定通りの成果を上げているため。また池田温著『唐史論攷』の出版作業に協力し、解説をつけて出版に至ったことは国際的にも大きな意義がある。
機械学習と原子間力顕微鏡スペクトロスコピーの融合によるナノスケール応力顕微解析

AFM探針が試料表面に押し込まれると、カンチレバーによって感知される力(フォース)は、材料の弾性変形と横方向の既存応力の両方によって誘発される力の合計である。これら二つの力は、荷重印加中におけるAFM探針の正確な半径の詳細な知識なしには分離できない。本申請では、探針の半径関数の隠れた情報を明らかにするために、スパースモデリングベースの機械学習法を使用することを提案する。機械学習支援AFMフォーススペクトロスコピーは、形態学と応力測定の両方において前例のない空間分解能を組み合わせることにより、材料科学と生物学におけるボトルネックの問題を解決することが期待される。
熱電効果と熱現象の統計力学

熱電現象とは、電子を流すことができる導体を異なる温度の熱浴でつないで熱が流れた時、同時に電流が流れる現象のことです。熱が電流に変換されその電流が外界に仕事をすることができるので、熱電変換は典型的な熱機関と見做すことができます。本研究では、熱電変換を含む幅広い熱機関で通用する、効率と仕事率に関する議論を行いました。磁場が起因して起こるネルンスト効果や、コロイド粒子を操作して実現する微小な熱機関なども考察して、効率と仕事率の間に成立する普遍的なトレードオフ関係式を導出しました。熱力学の理解を深化しより現代的なものにすることをめざし、熱機関の研究をした。重要なターゲットは、時間反転対称性をうばったときに従来の熱力学では把握しきれない熱力学的現象についてである。これまで線形応答理論の枠内で、有限仕事率下でのカルノー効率があり得るかどうかという議論をおこなってきた。熱力学第2法則はカルノー効率と有限の仕事率の共存を排除しない。しかしこの共存は直感に反するので、共存を許さない高次のメカニズムが自然界には存在するのではないかと思われる。このような背景の中で、我々は磁場が存在することで初めて生じるネルンスト効果に着目し、統計力学的に厳密な考察を行った。4端子系の電子輸送系を用意し、左右には粒子を通さない熱浴を、上下には電子が行き来できる電子だめを接触させる。磁場がないときには左右に熱流があっても上下に電位が生じないポテンシャル配置を考える。その状況で磁場をいれ、異なる温度の熱浴により有限の熱流が左右方向に生じたときの熱力学的考察をする。上下に生じる電位から、仕事率、および熱力学的効率を計算する。われわれは厳密な効率の上限を導くことに成功し、それはカルノー効率よりもはるかに小さいことが示せた。このことは、ネルンスト効果は効率が悪いというかねてよりある実験的な印象と整合する。また、低次元系の熱伝導現象も数値的に考察し、界面成長を記述するいわゆるカーダー・パリージ・ザンのメカニズムが異常熱輸送現象に大事になること示した。音波モードと熱モードは非自明に結合しており、その結果熱流ゆらぎのシステムサイズ依存性にも特徴的な性質が生じることが分かった。今年度は、熱機関における線形応答理論を構築すること、またそれを使って熱効率と仕事率の相補性を定量的に捉えることが第一の目的であった。我々は、クラマース方程式に従う散逸環境下にある、微小熱力学系を考える。そして、外界から力を与え仕事をとりだす熱機関を考える。系のパラメータの時間的変化と熱浴の温度の時間的変化を交互に繰り返すことで、熱から仕事に変換する熱機関が構成できる。このような状況は、理論のみのモデルでなく、近年実験的にも様々な形で研究されている。とくにコロイドを光ピンセットでトラップさせ、ブラウン運動する状態でコントロールする実験が精力的になされている。このような流れを受け、我々は、一般的な枠組みで線形応答理論を構築した。熱流とそれに相補的な熱力学的力、また、仕事率とそれに相補的な熱力学力をそれぞれ無矛盾なく定義する。そして線形応答理論的な考え、一般的なサイクリックな熱機関においてオンサーガー係数の表式を得た。この枠組みによれば、オンサーガー行列は一般に非対称的である。磁場など時間反転対称性を破るような外場をかけていないにもかかわらず、非対称になるのである。対称になるのは、熱機関の外部操作のプロトコルが時間反転対称なときに限る。このような非対称なオンサーガー行列は以前から議論がなされ、有限仕事率とカルノー効率が共存し得るか否かをめぐってたくさんの研究がなされてきた。我々はそれらの研究をうけて、線形応答理論を使って、仕事率と熱効率の間の相補的関係を導出した。本年度の研究によって、一般的な線形応答理論が構築てきた。これを使って最終年度においてもっとも一般的な議論をするための土台が揃ったから。エントロピー生成の時間発展の性質を調べた。特に大偏差性の調べた。通常、エントロピー生成に関する分布と大偏差的性質は、測定時間幅を固定しその時間内でのエントロピー分布を考える。当研究では、逆に考えた。つまり、ターゲットとなるエントロピーを設定し、そのエントロピーが出現する時間分布を探るのである。これは、ランダムウォークなどでよく行われるFirst passage time distributionをエントロピーに対して行うことに相当する。大偏差性を考慮すると、時間分布の漸近挙動は普遍的になることが示された。また、熱が仕事に変換される熱機関に関する基礎的な研究も行った。カルノーサイクルに見るように、熱効率が最大、つまりカルノー効率に達成すると仕事率は消失すると考えられる。この性質は普遍的であると思われているが、その背後にある本質が何なのかは分かっていなかった。熱力学第二法則はこの性質を導出しないことも、これまでの我々の研究で分かっていた。そこで、今回、マルコフな時間発展に限定した時、厳密に熱効率と仕事率に関するトレードオフ関係式が導出できること示すことに成功した。この関係式から、カルノー効率が仕事率消失を意味するを厳密に示すたことになる。

熱が電流に変換されその電流が外界に仕事をすることができるので、熱電変換は典型的な熱機関と見做すことができます。本研究では、熱電変換を含む幅広い熱機関で通用する、効率と仕事率に関する議論を行いました。磁場が起因して起こるネルンスト効果や、コロイド粒子を操作して実現する微小な熱機関なども考察して、効率と仕事率の間に成立する普遍的なトレードオフ関係式を導出しました。本研究は、共同研究という形をとっている。共同研究者の研究進度が非常にはやく、研究はおおむね順調あるいは予想よりも進んでいると言える。今後もこのペースを崩さずにいきたい。今後は、線形応答理論を量子系に拡張すること、また準静的過程付近での線形応答理論も構築する。線形応答理論を超えて、一般的な効率と仕事率の相補的関係を導くことを目指す。非平衡統計物理学今後も、これまでと同様に押し進める。今年度は日本とインドで2つ国際会議を開催するのでその際に集まった広範囲の研究者と議論をし、自身の研究にさらに新しい視野を加味させていきたい。とくに界面成長と熱輸送の関係に関しては、界面成長の専門家との議論を密にする。また熱電効果に関する問題では、熱力学的なエンジンを考察しその熱力学的効率がこれまでに行ってきた効率の限界とどう関係があるかについて、共同研究者との議論を密にとって押し進める。研究連絡には、国外に出て直接的な議論のもとでおこなうものと、スカイプなどをつかってインターネット経由で行うもの2つを使う。このような方法で研究をこれまで以上に迅速に進めていきたい。残高75円を使い切る品目が探せなかったことから、次年度に使用することになったため。USBのハードディスクなどを購入するときに、この金額をふくめて購入する予定である。
野菜の水銀吸収阻害作用を利用した養殖魚水銀量の低減化とヒト向けサプリメントの開発

マダイ腸管を用いる評価系において,腸全体を用いると試料が大量に必要になることが問題となっていた。そこで,必要な試料の量を減らすことを目的として,腸を4分割して吸収阻害効果を評価した。その結果,最も頭側の部位に最も鋭敏な吸収阻害が認められたため,今後はこの部位を用いることとした。ゴボウ汁から凍結乾燥粉末を作成したところ,粉末にせずに凍結状態にして長期保管した際には阻害効果は消失したが,粉末状態では阻害効果が継続して認められた。ゴボウ汁を分画分子量10万の限外ろ過により分画したところ,2画分ともに有意な阻害活性が認められたが,分子量10万以上により強い阻害活性が認められた。分子量10万位以下の画分をゲルろ過クロマトグラフィーにより分画したところ,40k70kおよび1.5k6.5kの画分に有意な阻害活性が認められた。1.5k6.5kの画分を陽イオン交換樹脂に吸着させ,00.5MNaClにより溶出したところ,0.20.4MNaCl画分において有意な阻害活性が認められた。最後にこれらの画分をMS分析したところ,18262Daの質量を有する物質が検出された。有効な阻害活性は広範囲な成分に広がっており,目標達成のための有望な知見が得られた。候補となる物質が広範囲に存在することが確認され,飼育実験における試行錯誤の範囲が広がった。これを試料量が少量ですむ細胞系に導入することで,さらに有効成分の絞り込みが加速することが期待できる。腸管の実験系で得られた知見を細胞の実験系に導入する。有効成分の詳細な情報が得られた時点で,飼育実験用の分画を開始する。Caco-2細胞を用い,メチル水銀の吸収阻害効果を25種類の野菜(ダイコン,レンコン,サトイモ,カブ,ゴボウ,トウモロコシ,アボカド,ゴーヤ,シシトウ,サンチェ,ニラ,ネギ,トウミョウ,コマツナ,チンゲンサイ,フキ,レタス,ニンニク,ニンニクの芽,レッドオニオン,ミズナ,オオバ,ワサビ,ミョウガ)汁について検討した。最初に,評価系として一般的なキットであるトランスウェル(培養期間2週間)と市販の24穴プラスチックプレート(培養期間3週間)の比較を行った。まず透過型電子顕微鏡による形態観察を行い,両者ともに特徴的な微絨毛の構造の発達が認められ,その構造に差異は認められなかった。次に,形成された組織上にメチル水銀および野菜汁を投入してから測定までの時間を1・3・6・24時間としてメチル水銀の吸収阻害効果を測定した。この場合,野菜汁の代わりに生理食塩水を入れたものを対照区とした。その結果,両者において同様の結果が得られたため,約50分の1となるコストダウンの観点から,市販24穴プレートを用いて今後の評価を行うこととした。野菜汁投入から反応停止までの時間により有意なメチル水銀吸収阻害効果を示す野菜の数は異なり,それぞれ1時間では0種,3時間では7種,6時間では3種,24時間では0種であった。この結果から,今回認められた効果は永続的なものではなく,時限的なものであることが明らかとなった。なお,将来的にヒトサプリメントの開発を目指すことを考慮すると効果の持続時間が長い方が望ましいので,今後は反応時間を6時間とすることとした。Caco2細胞を用いた評価系により数多くの野菜について1次スクリーニングができた。キットを使用しない安価な評価系となったため,今後より多くの試行錯誤をなす余裕ができている。各種クロマトグラフィーにより有効な野菜汁成分を分画し,精製を進める。また,もうひとつの評価系であるマダイ腸管による評価系を導入し,野菜のスクリーニングを実施する。3月分のアルバイト料の支払いが4月になったため
芳香族結晶により修飾されたナノカーボン材料に関する研究

研究目的:カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー(CNFs)のようなナノカーボン材料は、電気伝導性の高い材料であり、電子輸送材料として太陽電池等のデバイス等に広く利用されている。本研究では、ナノカーボン表面に芳香族結晶を析出させ、表面に析出した芳香族結晶からナノカーボンへのエネルギー効率を明らかにし、芳香族結晶を用いた新規太陽電池開発のための基礎となる知見を得ることを目的とする。研究方法:芳香族結晶としてピレンをCNFs分散水溶液に加え、超音波照射することにより、ナノカーボン表面に芳香族結晶が析出させる。ナノカーボン表面の芳香族結晶の特性評価は、TEM観察及びUV吸収スペトル測定により行い、エネルギー移動効率は蛍光スペクトル測定により評価を行った。研究成果:超音波照射によりピレンを懸濁させたCNFs分散水溶液の上澄み液のUV吸収スペクトルを測定すると、ピレン単結晶の吸収ピークを観測することができた。これは、個々のCNFs表面にピレン単結晶が成長していることを示唆している。また、TEM観察により、CNFs表面にsandwich-herringbone構造を有するピレン単結晶を確認することができた。水溶液中に分散させたCNFsの量を増加させると、UV吸収スペクトルの吸収ピークのブルーシフトにより、より小さなピレン単結晶が成長していることが確認できた。さらに蛍光スペクトル測定では、CNFs上のピレン単結晶が小さくなるにつれて、ピレン結晶の蛍光強度は減少した。これは、ピレン結晶からCNFsへのエネルギー移動効率の向上のためである。本方法によるナノカーボン表面への芳香族結晶の修飾方法では、修飾したピレン結晶の大きさを制御することができ、その結果なエネルギー移動効率の得ることができる可能性がある。
GADD34遺伝子欠損が老化に伴う２型糖尿病や脂肪肝発生に及ぼす影響の解析

本研究では、GADD34遺伝子が老化に伴って発症する脂肪肝やII型糖尿病に及ぼす影響について、GADD34遺伝子欠損マウスを用いて検討した。その結果、GADD34遺伝子欠損マウスでは、細胞の増殖や老化に関係すると言われているIGF-1/Insulinレセプターシグナル伝達系が亢進することによって、加齢に伴って野生型マウスよりも肥満になり、脂肪肝を発症することが明らかとなった。さらに、増加した脂肪細胞から産生されるTNFαが、IGF-1/Insulinレセプターシグナル伝達系を抑制することによって、インスリン抵抗性となり、II型糖尿病発症に至ることが示唆された。肥満、2型糖尿病、脂肪肝発生の表現系の解析として、3, 10, 15, 17, 20ヶ月齢のGADD34KOマウスとWTマウスを比較して解析肝臓と脂肪組織の組織学的解析、血清生化学検査測定、脂肪量測定、Glucosetolerance test, Insulintolerance testを行い、この結果からGADD34の発現がマウスの肥満抑制に関与することを確認した。また、脂質過剰生成の状態を作るため若齢マウスにHFDを摂餌し、WTとKOマウスで比較したところ、KOマウスでは脂肪肝形成が早く、インスリン抑制が早い段階で認められた。GADD34によるミエロ系細胞による炎症の抑制については既に報告しているが、本実験系においてもマウスの肝臓や脂肪組織中のミエロ系細胞の解析を行い、GADD34はこれらの細胞浸潤による炎症を抑制することで、2型糖尿病や脂肪性肝炎を抑制していることが示唆された。さらに詳細なメカニズムの解析を行うため、マウスの肝臓と脂肪組織のシグナル伝達系(インスリンシグナル伝達系、及び増殖因子による増殖シグナル伝達系)のウェスタンブロッティングを行ったことろ、若齢マウスではKOマウスの方が若齢でインスリンシグナル伝達系が促進しており、加齢やHFD摂餌とともにWTに比べて顕著に低下することを明らかにした。GADD34がインスリンシグナルのどこに関与しているかを詳細に検討するため、MEFを用いてインスリン刺激、脂肪酸刺激などを行い、GADD34がインスリンシグナル伝達系を抑制している可能性を明らかにした。更に、肝細胞培養の系を立ち上げ、若齢マウス、老化マウスともに肝細胞の培養を可能にした。昨年度は老化に伴う肥満におけるGADD34の影響についてを中心に考察を行ったが、本年度は、脂質過剰生成の状態を作るため若齢マウスにHFDを摂餌し、WTとKOマウスで比較し脂質過剰による肥満や脂肪肝形成におけるGADD34の役割について詳細に検討した。In vivoの解析ではKOマウスでは脂肪肝形成が早く、インスリン抑制が早い段階で認められた。さらに詳細なメカニズムの解析を行うため、昨年度行ったマウスの肝臓と脂肪組織のシグナル伝達系のウェスタンブロッティングに加え、本年度は血清中の様々な因子を測定した。KOマウスでは肝臓や血中のトリグリセライドは加齢やHFD摂餌で上昇し、インスリンシグナルが亢進している若年では血中のインスリン濃度は低下し、インスリン抵抗性示した加齢やHFD摂餌では血中のインスリン濃度は上昇した。また、加齢やHFD摂餌によって血中のTNF-αの濃度が上昇している事も明らかとなった。GADD34KOマウスで加齢やHFD摂餌によってインスリン抵抗性になるメカニズムを詳細に検討するため、MEFを用いてインスリン刺激、脂肪酸刺激などを行った。GADD34 KOのMEFではがインスリンシグナル伝達系の促進によって、MEFから脂肪細胞への分化が促進された。さらに、脂肪酸刺激によってMEFからのTNF-α産生が上昇し、TNF-αレセプター下流のJNKのリン酸化が促進し、インスリンレセプターのリン酸化を抑制する事でインスリンシグナル伝達系が抑制されることが明らかとなった。以上のことから、GADD34 KOマウスではインスリンレセプターのシグナル伝達系が促進することによって、脂肪細胞の増殖分化が促進し、脂肪細胞が増殖する事で産生されるTNF-αも増加、TNF-αによってインスリン抵抗性が誘導される事が明らかとなった。本年度はMEFを用いたin vitroの解析よって、GADD34 KOマウスが肥満になり脂肪肝形成するメカニズムが、インスリンレセプターのシグナル伝達系の亢進による可能性が高いことが明らかとなった。この解析の過程で、GADD34はインスリンレセプターの上流で抑制していることをつきとめた。これらの研究結果は本年度論文としてScientific Reportsに報告した。しかし、GADD34がインスリンシグナル伝達系のどの部分に結合して、どのように働いているかについては未だ明らかにできていない。GADD34はこれまで報告で、小胞体ストレスに関与し、eIF2αを脱リン酸化することで蛋白合成のシャットオフからの回避の役割を担っているというメカニズムでは、本年度明らかにした「インスリンシグナル伝達系の抑制」は説明できない。そこで、GADD34は細胞内のどこに発現し、インスリンシグナル伝達系のどの部位で働いているのかについて現在検討を続けており、インスリンレセプターそのものに結合している可能性を見いだしているが、本年度中に証明できなかった。前年度8月,当初予定通りに肝細胞を用いた解析を行い,MEF及び肝細胞を用いた免疫沈降の条件を検討してみたが,予定していた抗体では非特異的結合が多く,GADD34と結合するタンパクを検出できなかった.そこで本年度は、Flag及びMycのタグ付きGADD34発現ベクターを作製し,HEK293細胞に遺伝子移入を行ってGADD34の強発現をさせ,Flag及びMycの抗体を用いてGADD

34と結合するタンパクを検索することとした.結合タンパクを検出する前に,GADD34強発現HEK293細胞にインスリン刺激してインスリンシグナル伝達系をWesternで検討した結果,GADD34強発現HEK293細胞では,GADD34遺伝子欠損マウスの肝細胞とは逆に,インスリン刺激によるInsulin/IGF1レセプターのリン酸化が抑制されていることが確認できた.さらに,GADD34の強発現によって,グルコースからの代謝系において脂質合成系が促進することも確認された.GADD34遺伝子欠損マウスでは,Insulin/IGF1シグナル伝達系が亢進し,脂肪増加により肥満になることが確認されており,本研究結果は,これまでのin vivoの結果と一致したため,この現象のメカニズム解明に大きく寄与した.また,Flag及びMycの抗体を用いて,免疫染色によってGADD34の発現部位を検討したところ,インスリン刺激後は細胞膜に強く発現し,その局在を確認したところ,細胞膜に発現するcaveolinやInsulin/IGF1レセプターとGADD34の発現部位は同じようなところに発現している可能性が示唆された.本研究では、GADD34遺伝子が老化に伴って発症する脂肪肝やII型糖尿病に及ぼす影響について、GADD34遺伝子欠損マウスを用いて検討した。その結果、GADD34遺伝子欠損マウスでは、細胞の増殖や老化に関係すると言われているIGF-1/Insulinレセプターシグナル伝達系が亢進することによって、加齢に伴って野生型マウスよりも肥満になり、脂肪肝を発症することが明らかとなった。さらに、増加した脂肪細胞から産生されるTNFαが、IGF-1/Insulinレセプターシグナル伝達系を抑制することによって、インスリン抵抗性となり、II型糖尿病発症に至ることが示唆された。本年度はGADD34KOマウスの表現型の解析と高脂肪食摂餌実験によって、脂肪肝形成をGADD34遺伝子が抑制するという知見が得られた。GADD34が脂肪肝形成する詳細なメカニズムの解析については、マウスの肝臓組織や脂肪組織に加えて、MEF細胞を利用することで、インスリンシグナル伝達系においてインスリンレセプターの上流でGADD34が抑制していることを突き止めた。これらの研究結果を本年度中に論文にまとめることができ、現在、論文を投稿しリバイス中である。以上のように、GADD34が脂肪肝形成に関与していることの裏付けをとり、メカニズムに一歩踏み込め、さらに、それらの結果を論文として報告できるところまで進展した。本年度の研究によって各週齢のWTとKOマウスから肝細胞を単離してきて培養することに成功し、MEFよりも肝細胞におけるGADD34の発現が強いことも確認できた。しかし、MEFや肝細胞の初代培養ではGADD34の発現が弱いことと、増殖が弱いためin vitroの実験で、免疫沈降を行う事が難しかった。そこで今後は、マウス肝細胞癌(Hepa1-6)やヒト
液体鉄合金の密度・音速測定による地球外核組成の解明

地球外核は液体鉄合金と5-10%の軽元素から構成されている。現在、地球・宇宙化学的研究より、外核の約10%の密度欠損に相当する軽元素として水素、炭素、酸素、ケイ素、硫黄が有力候補としてあげられているが、その種類、含有量は未だ決定されておらず、60年以上もの間、地球科学最大の謎の一つとされている。そこで本研究ではこれまでに報告されている地球化学的見地を踏まえ、液体鉄硫黄合金に着目し、SPring-8の高輝度放射光X線と高圧発生装置ダイヤモンドアンビルセルを用いることで外核に相当する高圧下における弾性波速度決定・密度決定を行い、地球外核組成に制約を与えることを目的とした。地球外核は液体鉄合金で構成されている。1950年代前半に行われた先行研究ですでに、実験的に得られた純鉄の密度と地震波速度観測より得られた地球核の密度を比較し、地球核の密度は純鉄の密度より小さいことが示されている。この事象はCore density deficitproblemと称され、地球科学最大の謎のひとつとして地球科学のホットトピックであり続けている。現在、地球・宇宙化学的研究より、外核の約10%の密度欠損に相当する軽元素として水素、炭素、酸素、ケイ素、硫黄が有力候補としてあげられているが、その種類、含有量は未だ決定されていない。そこで本研究ではこれまでに報告されている地球化学的見地を踏まえ、液体鉄硫黄合金に着目し地球外核に相当する高温高圧下における弾性波速度決定を行うことで、地球外核組成に制約を与えることを目的とした。本研究では外部抵抗加熱式・レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセルとSPring-8のBL10XUにおけるX線回折測定システム、BL35XUにおける高分解能X線非弾性散乱分光装置を組み合わせ、高温高圧下における液体鉄硫黄合金の弾性波速度測定を行った。地球外核地震波速度データは地球深部から得られる唯一の直接の観測量であり、実験的に測定された弾性波速度と地震波速度を比較する本研究手法は、地球外核組成に制約を与える最良の方法といえる。平成28年度にはSPring-8 BL10XU、BL35XUにおいて液体FeNi3S,液体Fe-S合金(10 wt%の硫黄含有のX線回折測定、高分解能X線非弾性散乱測定を行い、密度データ弾性波速度データをそれぞれ75万気圧、70-95万気圧において取得した。液体FeNi3S,液体Fe-S合金(10 wt%の硫黄含有)のX線回折測定、高分解能X線非弾性散乱測定を行い、密度データ弾性波速度データをそれぞれ75万気圧、70-95万気圧において取得することに成功した。80万気圧を超える高圧下において、減圧時ダイヤモンドはほぼ割れてしまう。平成28年度には、ダイヤモンドアンビルを2対購入し、80万気圧以上の高圧下における実験に関しては、非弾性散乱測定を重点的に行った。試料とアンビル間の反応を防ぐために導入している2枚のサファイアディスクを従来用いていたものより薄くする(15 μmから8 μm)ことで、試料の厚みを厚くし、シグナルのS/N比向上を実現した。今後より高圧における実験を行う場合、試料厚みは更に薄くなる。液体試料の拡散による試料穿孔の可能性が高まる。そのため、平成29年度はより露光時間が短く(おおよそ1/2)測定が可能であるSProng-8 BL43LXUにおける測定を予定している。研究成果の発表としては、高圧討論会(国内学会)ならびにAmerican Physical Society March meeting(国際学会)で成果を口頭発表し、液体(Fe,Ni)3Sの弾性波速度測定についての研究成果を国際誌(Journal of Geophysical Research)に投稿することが出来たため、おおむね順調に進展していると判断する。地球外核は液体鉄に10 wt%程度の軽元素、5-15 wt%のニッケルが含有されている。しかし、軽元素の含有が提唱されてから70年近く経過した今も、含有されている軽元素の種類・量ともに明らかにされていない。本課題では外核に相当する高圧下における液体鉄合金のX線全散乱法による密度測定・X線非弾性散乱法による弾性波速度測定を行ってきた。平成29年度は前年度に得られた70万気圧までの結果を踏まえ、100万気圧以上の高圧発生下における液体鉄合金の密度・弾性波速度測定を行うことを目標とした。超高圧下において長時間試料の融解状態を維持することは難しい。また、レーザー加熱による融解の際、レーザーのパワー密度を上げるためレーザースポット径を0.01 mm程度まで集光する必要があり、レーザースポット中心から0.01 mmもずれると温度勾配が顕著に見られ、試料が固化してしまう。短時間で測定を実行するために高フラックスかつ微小径X線の利用が課題となった。そこで平成29年度はX線非弾性散乱法による液体鉄硫黄合金の測定をBL43LXUで2回実施し、従来のBL35XUにおける測定の1/2以下の測定時間を達することができた。その結果、80万気圧、100万気圧での弾性波速度データ取得に成功した。現在データを解析し、国際誌への論文投稿に向けての準備を行っている。密度測定についても100万気圧, 4000 Kにおけるデータ取得を試み、解析中である。今現在70万気圧までの密度データをまとめ、論文を執筆している。密度データ・弾性波速度データは互いに矛盾しなかった。論文中では両測定の結果を踏まえ、地球外核には硫黄が軽元素として含まれている可能性が高いことを示す。

地球外核は液体鉄合金と5-10%の軽元素から構成されている。現在、地球・宇宙化学的研究より、外核の約10%の密度欠損に相当する軽元素として水素、炭素、酸素、ケイ素、硫黄が有力候補としてあげられているが、その種類、含有量は未だ決定されておらず、60年以上もの間、地球科学最大の謎の一つとされている。そこで本研究ではこれまでに報告されている地球化学的見地を踏まえ、液体鉄硫黄合金に着目し、SPring-8の高輝度放射光X線と高圧発生装置ダイヤモンドアンビルセルを用いることで外核に相当する高圧下における弾性波速度決定・密度決定を行い、地球外核組成に制約を与えることを目的とした。地球外核に相当する高圧下における測定を行うことは、地震波速度観測データとの直接比較を行う上で必要不可欠である。現在投稿中の論文にも示したとおり、自身の実験誤差や圧力依存性を得るために用いる状態方程式の違いによって地球外核中程で弾性波速度の見積もりに7%以上もの不確かさを生じてしまう。これは純鉄と観測値の3%の弾性波速度差の原因(外核組成)の完全なる解明が、現状のデータでは難しいことを示す。そこで平成29年度液体鉄硫黄合金の密度測定、弾性波速度測定ともに100万気圧以上の高圧下における実施を目指す。しかし、前項にも記述したように80万気圧を超える高圧下において、減圧時ダイヤモンドはほぼ割れてしまう。平成29年度に購入可能なダイヤモンドアンビルは1-2対であるため、100万気圧以上の高圧測定については非弾性散乱測定を優先させ、よりインパクトの大きな国際誌への発表を目指す予定である。今後より高圧における実験を行う場合、試料厚みは更に薄くなる。液体試料の拡散による試料穿孔の可能性が高まる。そのため、平成29年度はより露光時間が短く(おおよそ1/2)X線非弾性散乱測定が可能であるSProng-8 BL43LXUにおける測定を予定しており、ビームライン担当者のバロン氏とも打ち合わせ済みである。液体鉄硫黄合金の密度測定についても、現在75万気圧までとはいえデータは順調に取得することができている。平成29年度にはなるべく高い圧力発生を目指すとともに、国際学会での発表、国際誌への投稿を予定している。弾性波速度・密度データを合わせることで、液体鉄硫黄合金の弾性挙動の深い理解を行うことができると考える。地球惑星科学液体鉄合金とダイヤモンドアンビル間の反応を防ぐため、サファイア単結晶ディスクを導入している。しかし購入に際し当時の在庫が限られており、当初予定していたより少ない枚数を購入したため。次年度サファイア単結晶ディスク・並びに試薬の購入費として繰越す予定である。
可視光ナイトビジョン実現のための要素技術の開発

本研究では、夜間における歩行者を巻き込んだ重大事故の防止と運転支援を最終目的として、可視光を用いたナイトビジョンの実現に必要な要素技術の開発を目的とした。主な課題は高輝度光源の影響除去であり、2つのアプローチを試み、両方式共に高輝度光源除去の効果を確認できた。また、運転手への情報伝達をどのように行うかは重要な問題であり、視覚的注意と認識度の関係、および小型ディスプレイで表示する際の画像の顕著性についても検討を行った本研究では、夜間における歩行者を巻き込んだ重大事故の防止と運転支援を最終目的として、可視光を用いたナイトビジョンの実現に必要な要素技術の開発を目的とした。また、運転手への情報伝達をどのように行うかは重要な問題であり、視覚的注意と認識度の関係、および小型ディスプレイで表示する際の画像の顕著性についても検討を行った夜間における歩行者を巻き込んだ重大事故の防止と運転支援を最終目的として、可視光カメラを用いたナイトビジョンの実現に必要な要素技術の開発を目指した。可視光を用いたときの最大の難点は、対向車のヘッドライトや街灯などの高輝度光源の影響による画像劣化であり、これらの悪影響を取除かない限り、その実現は難しいと思われる。ここでは、レンズの前に設置したマスクと多段階撮影により、この問題を解決しようとするものである。高輝度光源位置を検出し、その部分を選択的にマスク遮光して撮影することで強烈な光源によるフレアーやゴーストなどの悪影響が除去された画像を得る。その実現手段としては、液晶マスク(電子式)や光スペクトル制御などの方式を検討する。近年のデジタルカメラやビデオカメラの性能向上には目を見張るものがあり、もし、高輝度光源の影響さえ取除くことができれば、感度はそれほど大きな問題にはならない。高輝度光源の遮光マスクとして自作およびクリスタルミューとの遮光・透過性能の比較検討を行い、後者が実用上勝っていることが判明した。評価項目としては、遮光率/透過率、無歪率、時間応答性能、光の散乱度などである。遮光制御方法の開発(多段階撮影とマスクパターンの生成方法)に関しては基本的なアルゴリズムはほぼ完成している。また、厳密でなくても、対象物までのおおよその距離が分かれば事故防止には非常に役立つものと思われるので、車載を想定した上で、簡便な距離計算手法についても開発を試みた結果、カメラ2台を用いることなく、1台の低解像度カメラの画像からでも実用上必要な精度が得られる可能性が確認できた。主な課題は高輝度光源の影響除去であり、2つのアプローチを試みた。まず、最初の方式はレンズの前に液晶マスクを設置し、2段階撮影により高輝度光源部分を選択的にマスク遮光して撮影することで強烈な光源によるフレアーやゴーストなどの悪影響を取り除く方式である。2つ目は、光挟帯域通過フィルターを用いて道路周辺にある外灯とヘッドライトの光スペクトル特性の違いを利用して高輝度光源の影響を除去する方式である。上記2方式のどちらも高輝度光源除去の効果を確認できた。マスク遮光方式に関しては、高輝度光源を最小限の領域で遮光するために液晶マスク上の位置を自動的に抽出する方法の開発を行い、歩行者に見立てたモデルを用いた実験からは良好な認識結果を得た。光通過帯域制御方式に関する実験からは、明らかに光源の輝線スペクトル部分のみを通過させることでヘッドライトなどの広帯域の光スペクトルを持つ高輝度光源に対する抑制効果が認められた。また、複数の輝線スペクトルの組合せを疑似カラーとして用いることで肌色検出などの可能性が示唆された。両方式共に、それぞれに優劣があり、今後さらに詳細な検討を重ねていく必要がある。また、運転手への情報伝達をどのように行うか、すなわち、認識結果をどのような手段で、どのようなタイミングで伝えるかは重要な問題であり、視覚的注意と認識度の関係、および小型ディスプレイで表示する際の画像の顕著性についても検討を行った。
英語の母語話者による日本語の分節音の知覚

英語学習者の英語の音声認識と比較して、研究の対象になり難かった英語話者による日本語の音声認識について、撥音と促音の調音位置の知覚、日本語の母音のアメリカ英語の母音のカテゴリーにおける知覚同化、日本語の子音の知覚の3点から調査、研究した。撥音と促音の調音位置は後続の子音に変化することは知られているが、異音による差異であるため日本語話者は調音位置を正確に知覚するのが困難であるのに対し、英語では調音位置の異なる鼻音、閉鎖音の音素対立が尾子音として成立するため、日本語の学習経験のない英語話者でも日本語話者よりも正確に撥音、促音の調音位置を知覚できた。日本語の母音の知覚同化では、英語話者は母音長には日本語話者ほど影響されずに日本語の母音を母語であるアメリカ英語の母音のカテゴリーに分類した。「イ」は英語の/i/と/I/の間に、「エ」は/∩/と/〓/の間に位置しているため、個々の発話により上下どちらの母音に知覚同化されるか違いが見られた。日本語話者も被験者として実験に参加したが、2モーラの母音を英語の緊張母音に、1モーラの母音を弛緩母音に対応させる傾向が見られ、英語の母音の知覚実験では、実測の母音長により、緊張母音か弛緩母音かの弁別がなされて、母音空間上の位置の違いだけでなく、母音長が英語の母音の知覚に大きく影響していることがわかった。日本語話者は英語の母音のイメージと実際の音との差異が大きく、英語の母音の同定を困難にしていることもわかった。日本語の子音の知覚では、サ行音と英語の/s/は最も近い音として知覚されたが、ラ行音は一般にrで表記されるものの/r/として知覚されることは少なく、/l/や/d/として知覚されることの方が多く、話者や個々の音声刺激による影響も大きく、英語の子音に近い音がないことを示している。「ツ」の子音や拗音は生起する環境で知覚が影響されやすいことがわかった。平成18年度は、知覚実験を行い、その結果を分析した。日本語の母語話者4名の発話を録音し、知覚実験の音声刺激として用いられるよう、編集した。実験する項目は、日本語の促音、撥音、母音、子音である。促音と撥音については、/CVQCV/,/CVNCV/の語末の/CV/を削除し、促音、撥音が語末に現れる音声刺激を作成した。母音については/hVdV/,/kVdV/の音節構造で発せられた日本語の語と無意味語の語末の/V/を削除し、/hVd/,/kVd/の構造の音声刺激を作成した。子音の音声刺激は、実在する日本語の語を発したものをそのまま用いた。日本語の母語話者とアメリカ英語の母語話者の日本語の音声知覚を比較するため、海外共同研究者の協力を得て、アメリカ国内の日本語学習歴のないアメリカ英語の母語話者12名と日本国内の日本語の母語話者13名を被験者とした。日本語の促音と撥音の調音点は後続の音に逆行同化して変化するが、日本語では母音の後に子音は起こることが少なく、撥音の調音点の違いも異音によるものであるが、英語では母音の後に子音が起こることは一般的で、母音の後の子音の調音点の違いは音素対立をなす。

そのため、アメリカ英語の母語話者は、日本語の学習歴がなくても、母語で用いている方略を使うことによって促音と撥音の調音点を同定できると予想された。同時に過去の研究課題で使用したアメリカ英語の音声刺激を用いて英語の語末の閉鎖音の調音点の同定実験も行った。その結果、撥音の調音点の同定実験では、アメリカ英語の母語話者は日本語の母語話者よりも高い正答率を示したが、促音に関しては、必ずしもそうとはいえなかった。同時に行ったアメリカ英語の語末の閉鎖音の調音点の同定実験では、アメリカ英語の母語話者は高い正答率を示した。これは、鼻音の生成に関しては日英語で共通点が多いが、母音からその後の子音への移行は、英語と日本語の促音では違いがあり、母語で用いている方略が有効でないことが考えられる。母音の実験は、日本語の母音に最も近いと思われる英語の母音を選ばせる実験を行った。同時に日本語話者の被験者にはアメリカ英語の母音の同定実験とアメリカ英語の母音の日本語の母音範疇における知覚同化の実験を行った。過去の実験結果を裏付けるように日本語話者は一般に2モーラの「イー」は英語の/i/に1モーラの[イ]は、/I/を最も近い母音として選び、アメリカ英語の母音についても/i/は母音長が長いほど正しく近くされ、2モーラの「イー」に知覚同化されやすいことがわかった。日本語話者は「オ」に近い母音として/a/を選んだが、/a/は「オ」よりも「ア」に近い母音として知覚されている。日本語母語話者が母音長に影響されるのに対して、アメリカ英語の母語話者は、母音空間の位置関係で日本語と英語の母音を結びつける傾向がつよかった。アメリカ英語話者の日本語の子音の知覚は、日本語の音を英語の綴りで表現させる形を採ったが、細かいデータ分析は19年度に行う。英語学習者の英語の音声認識と比較して、研究の対象になり難かった英語話者による日本語の音声認識について、撥音と促音の調音位置の知覚、日本語の母音のアメリカ英語の母音のカテゴリーにおける知覚同化、日本語の子音の知覚の3点から調査、研究した。撥音と促音の調音位置は後続の子音に変化することは知られているが、異音による差異であるため日本語話者は調音位置を正確に知覚するのが困難であるのに対し、英語では調音位置の異なる鼻音、閉鎖音の音素対立が尾子音として成立するため、日本語の学習経験のない英語話者でも日本語話者よりも正確に撥音、促音の調音位置を知覚できた。日本語の母音の知覚同化では、英語話者は母音長には日本語話者ほど影響されずに日本語の母音を母語であるアメリカ英語の母音のカテゴリーに分類した。「イ」は英語の/i/と/I/の間に、「エ」は/∩/と/□/の間に位置しているため、個々の発話により上下どちらの母音に知覚同化されるか違いが見られた。日本語話者も被験者として実験に参加したが、2モーラの母音を英語の緊張母音に、1モーラの母音を弛緩母音に対応させる傾向が見られ、英語の母音の知覚実験では、実測の母音長により、緊張母音か弛緩母音かの弁別がなされて、母音空間上の位置の違いだけでなく、母音長が英語の母音の知覚に大きく影響していることがわかった。日本語話者は英語の母音のイメージと実際の音との差異が大きく、英語の母音の同定を困難にしていることもわかった。日本語の子音の知覚では、サ行音と英語の/s/は最も近い音として知覚されたが、ラ行音は一般にrで表記されるものの/r/として知覚されることは少なく、/l/や/d/として知覚されることの方が多く、話者や個々の音声刺激による影響も大きく、英語の子音に近い音がないことを示している。ツの子音や拗音は生起する環境で知覚が影響されやすいことがわかった。
超薄壁厚レーザー核融合用プラスチック中空燃料容器の開発

本研究は、将来のレーザー核融合実験に必要な壁厚1μm以下、真球性99%以上、内外の平滑性に優れた超薄壁厚プラスチック中空燃料容器の製作技術開発を目的とした。先ず、甲内外のレーザー核融合実験の現状および近未来の進展予測に基づき、適切な容器直径を1mmと決定した。次に、衝撃強度の高いプラスチック材料を得るため、材料物性の観点から、様々な分子量のポリスチレン(PS)材料を準備した。従来までに開発済の複合エマルション法を燃料容器製作の基本とし、エマルションの油相等媒中のプラスチック濃度を1から8wt%の範囲で制御して実験を行った。W/O/Wエマルションとした後、系全体を昇温しO相溶媒を除去した。その後、空気中乾燥を経て、中空燃料容器を得た。製作した燃料容纒の最小壁厚は0.9μmであった。この容器は、ps濃度1wt%、PSの分子量40万以上、およびエマルション安定化材としてポリビニルアルコールを用いた際に得られた。簿壁厚容器を製作するにはエマルション安定化材の効果と高分子量材料を利用すべきであることが判明した。来年度は、真球性や内外の平滑性向上を念頭に置き、研究を進める予定である。以上本研究は、将来のレーザー核融合実験に必要な壁厚1μm以下、真球性99%以上、内外の平滑性に優れた超薄壁厚プラスチック中空燃料容器の製作技術開発を目的とした。以上