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感情状態が言語陰蔽効果の生起に及ぼす影響の検討

言語陰蔽効果とは,再認前の言語化が顔の再認記憶に妨害的に働く現象である.本研究の目的は,これまでの先行研究で扱われてこなかった感情(特にネガティブ感情)の影響を検討することであった.なお,感情を誘導する方法として,IAPS(the International Affective Pictures System)から選出した不快画像を提示した.実験の結果,言語陰蔽効果は感情が誘導されないニュートラル群においては生起するのに対して,ネガティブ感情が誘導された場合は生起しないことが示された.これらの知見から得られる応用的示唆については,主に,目撃証言の文脈から検討がなされた.言語陰蔽効果とは,再認前の言語化が顔の再認記憶に妨害的に働く現象である.本研究の目的は,これまでの先行研究で扱われてこなかった感情(特にネガティブ感情)の影響を検討することであった.なお,感情を誘導する方法として,IAPS(the International Affective Pictures System)から選出した不快画像を提示した.実験の結果,言語陰蔽効果は感情が誘導されないニュートラル群においては生起するのに対して,ネガティブ感情が誘導された場合は生起しないことが示された.これらの知見から得られる応用的示唆については,主に,目撃証言の文脈から検討がなされた.本年度は,顔を記銘する前に,情動価を持つ感情誘導刺激画像を提示して,感情誘導を行うことで,感情状態が言語陰蔽効果の生起にどのような影響を及ぼすかを検討する実験を行った.実験計画は,感情状態(ネガティブ,ニュートラル)と言語化(あり,なし)の参加者間2要因計画であり,実験材料に,学習・テスト用の顔画像,感情誘導刺激にIAPSから選出した画像,感情評定尺度にAffect Gridを用い,次の通りの手続きにしたがって,実験を行った.まず,感情誘導セッションでは,ネガティブ群の参加者はネガティブ画像10枚とニュートラル画像3枚が,ニュートラル群の参加者はニュートラル画像13枚がランダムに提示され,画像ごとに好ましさを評定する方向づけ課題を行った.なお,画像の提示の前後に, Affect Gridを用いて,感情状態の評定を行った.次に,学習セッションでは, 5秒間で顔を記銘し,続いて5分間のフィラー課題を行った.そして,言語化セッションでは, 5分間で顔を言語描写し,言語化なし群の参加者はクロスワード課題を行い,最後に,テストセッションとして,多肢強制選択式の再認テストを行った.その結果,ニュートラル感情群においては,言語陰蔽効果が示されたが,ネガティブ感情群においては,言語陰蔽効果が示されず,逆に,言語化による促進効果が示された.この結果は,感情の誘導による処理方略のシフトにより,説明可能であるが,結果の一般性を確認するために,今後,手続きの修正等を含めた追加実験が必要であると考えられる.本年度は,昨年度,仮説通りの結果が得られなかった実験について,その結果が信頼性のあるものかどうかを検討するため,主に,感情誘導刺激画像の見直しを行った上で,下記のような実験を行った.実験計画は,感情状態(ネガティブ,ニュートラル)と言語化(あり,なし)の参加者間2要因計画であり,実験材料に,学習・テスト用の顔画像,感情誘導刺激にIAPSから選出した画像,感情評定尺度にAffect Gridを用い,次の通りの手続きにしたがって,実験を行った.まず,感情誘導セッションでは,ネガティブ群の参加者はネガティブ画像10枚とニュートラル画像3枚が,ニュートラル群の参加者はニュートラル画像13枚がランダムに提示され,画像ごとに好ましさを評定する方向づけ課題を行った.なお,画像の提示の前後に,Affect Gridを用いて,感情状態の評定を行った.次に,学習セッションでは,5秒間で顔を記銘し,続いて5分間のフィラー課題を行った.そして,言語化セッションでは,5分間で顔を言語描写し,言語化なし群の参加者はクロスワード課題を行い,最後に,テストセッションとして,多肢強制選択式の再認テストを行った.その結果,感情誘導が行われないニュートラル群では,言語化による妨害効果(=言語陰蔽効果)が示されたが,感情誘導が行われたネガティブ群では,指標(再認率,修正再認得点)によって違いはあるものの,少なくとも,言語化による妨害効果は示されなかった.この結果は,昨年度行われた実験とほぼ同様の傾向であり,結果の一般性が確認されたものと言えるが,理論的説明と完全に合致するものとは言えないため,詳細な再分析をはじめとして,さらなる手続の見直し等が必要であると考えられる.本研究の目的は,目撃証言場面において,目撃者の抱く感情が,言語陰蔽効果の生起に対して,どのような影響を及ぼすかを明らかにすることである.言語陰蔽効果に関する研究は,目撃証言研究としての位置づけを持っていながら,これまで,感情という重要な問題を扱ってこなかった.実際に,事件や事故に遭遇した場合,目撃者は驚きや恐怖といったネガティブな感情を抱くことが多いと考えられる.したがって,本研究では,特に,ネガティブな感情に焦点を当てて,言語陰蔽効果に対する感情状態の影響を検討した.昨年度行われた実験について,その結果が,当初の仮説や既存の理論的説明と完全に合致するものとは言えなかったため,本年度は,昨年度および一昨年度の実験データについて,その信頼性を評価することを主な目的として,詳細な分析を行った.

具体的には,ネガティブな感情を喚起された実験参加者の感情状態の評定スコアが,実験の各セッションでどのように推移しているかを確認するとともに,感情状態の評定スコアと再認率,あるいは,感情状態の評定スコアと修正再認得点の関連などを中心に,詳細な分析を行った.その結果,これらの分析によって,実験データの信頼性が一定以上担保されることが確認された.つまり,実験データや実験手続きに問題があるというよりも,むしろ,仮説の設定や解釈可能性について,再考の余地があることが示唆された.そこで,新たな解釈可能性を考えるため,文献研究を行うと同時に,研究者間で議論を行った.その結果,理論的枠組みを修正することによって,実験結果に対する新たな解釈可能性を導出することが可能となった.
外国語の音声教育において学習者の自律的学習を支援する指導法と教材の開発研究

日本語を母語とするドイツ語学習者、とりわけ初学者のための発音教授法および教材の開発を行った。他外国語の発音教育で用いられるサイレント・ウェイ等の指導法も参考にし、「認知学習法」の理念に基づいた、学習者の自律学習を促す教授法、すなわち学習者が自らの発音器官をコントロールし既知の音(母語の音)から未知の音を自覚的・体験的に習得することができるような学習のあり方を提示した。さらに、聞き手の理解を阻害する発音上の問題点こそが優先学習事項と結論づけ、一連の予備実験の結果から優先事項をリストアップした。最終的に本研究の成果を盛り込んだマルチメディア教材(本、CD、DVD、WEB)を完成させた。本年度は主として資料収集、発音指導法の指針固め、練習すべき言語音の確定、練習素材の精査を行った。[作業1]文献収集:本研究のテーマと関わる、ドイツ語の音声に関する文献、音声教育、認知学習に関する書籍を購入するとともに、2014年の3月の出張にて文献収集をドイツの大学図書館(ハイデルベルク大学及びハレ大学)、関連施設(ハレの言語聴覚障碍者リハビリ施設)にて行った。[作業2]練習素材の選定の為の予備実験:発音上の誤りの中で、発話の理解に支障をきたす音を明らかにする為にインフォーマントを用いて次のような実験を行った。すなわち、ドイツ語学習者(日本語母語話者)がテキストを音読し(計9人)、母語話者(計10人)がトランスクリプション(誤りもそのまま文字化)した。実験は二度行った。この実験によってどのような誤りが最も母語話者の理解の妨げになるか、さらにどのような誤りが母語話者の印象にネガティブに働くかということが明らかになった。さらに、学習者とドイツ語教員に発音についての意識調査のアンケートを実施し(現在300人程度。継続中)、それぞれの意識の違いを明らかにするとともに、意識の高さや、ドイツ語学習歴、ドイツ語レベルと取り組みの相関関係についても調査を行った。[作業3]ドイツのルードヴィヒスハーフェン大学のOAIにてAdachi-Baehr講師の協力のもと、日本語学科のドイツ人学生2人に作業2で挙げた実験と同様の実験を行った。すなわちドイツ語母語話者が日本語を話した時にどのような音声上の問題が起こりうるかを調べた。[学会発表]2014年ドイツのミュンスターで開催されたFaDaf (Fachverband Deutsch als Fremdsprache)年次大会にて、連携研究者の立川睦美氏とともに、研究課題の教材についてのコンセプトについて及び指導法のありかたについての発表を行った。本年度は発音指導法の研究・調査の他、発音教材の本冊及び、音声教材、視聴覚教材の制作を行った。[学会発表]2014年9月にドイツのMarburgで開催されたGAL(Gesellschaft fuer Angewandte Linguistik)の年次大会にて連携研究者の立川睦美氏とともに日本人のドイツ語発音についての実験と分析の成果を発表し、同年、12月に東京で開催された日本音声学会の研究発表会にて、実験結果を教材に生かすコンセプトについての発表を行った。[実験授業]慶應義塾大学の特別企画である『実験授業』に応募し、本研究の教材及び教授法を実験的に用いた授業を行った。またその成果を『慶應義塾大学外国語学研究紀要』第11号(2015年3月)に発表した。[実験及び分析]昨年度に引き続き、日本人のドイツ語の発音の中でとくに聞き手の理解に支障をきたす音声的特徴についての調査実験を行った。昨年度はグリム童話の一節を学習者が朗読したものを録音し、ドイツ語話者にトランスクリプションを依頼し、さらに朗読の印象などのインタビューを行った。この実験に基づいて聞き手の理解に最も支障になる問題点を単音及び文レベルで明らかにした。今年度はこの結果を検証する為に、被験者を変え(8人)、テキストジャンルをニュース報道に変えた。現在、この結果を分析中で、8月に上海で行われる世界ゲルマニスト会議(IVD)にてこれまでの成果と併せて口頭発表の予定である。[教材(本冊とDVD、CD、HP)]日本語の音韻特徴を利用し、ドイツ語話者の理解に支障となる音を効果的に習得する為の教材づくりを目指し、現在、本册とそれに付属するDVDで提供される視聴覚教材の作成を行っている。なおDVD作成にあたっては、発音指導の専門であるネイティブスピーカーに協力を依頼しドイツで録音を行った。HP、CD制作は現在着手したところである。本年度は発音指導法の研究・調査の他、発音教材の本及び、音声教材、視聴覚教材の完成を目指し制作を行った。[学会発表]2015年9月に上海で開催されたIVGの世界大会にて日本人のドイツ語発音について学習の核となる要素の抽出実験結果を発表し、翌年3月にドイツのDuisburgで開催されたFaDaFの年次大会にて、抽出方法全体について方法論の提示を行った。[日本語教育への方法論の応用]日本人のドイツ語の発音教育のために導き出した、習得すべき発音の核となる要素の抽出方法およびそれを教材へ応用する方法論の他言語への応用可能性について調査を開始した。ドイツ語母語話者の日本語学習者に対する発音教育への応用の可能性を探るため、Ludwigshafen大学のAdachi-Baehr講師の協力のもと、ドイツで日本語教育に携わる大学講師を対象としたワークショップを2016年1月29日、2月1日に開催した。本ワークショップの成果を受けて、日本語学習者への発音

教材開発プロジェクトを発足させた。[教材(本とDVD、HP)]本科研プロジェクトにおいてドイツ語話者の理解に支障となる音を効果的に習得する為の教材づくりを目指し、本册とそれに付属するDVDおよびCDで提供される視聴覚教材の作成を行ってきたが、本年度をもって暫定版を完成させた。Webページ制作については現在なお進行中である。日本語を母語とするドイツ語学習者、とりわけ初学者のための発音教授法および教材の開発を行った。他外国語の発音教育で用いられるサイレント・ウェイ等の指導法も参考にし、「認知学習法」の理念に基づいた、学習者の自律学習を促す教授法、すなわち学習者が自らの発音器官をコントロールし既知の音(母語の音)から未知の音を自覚的・体験的に習得することができるような学習のあり方を提示した。さらに、聞き手の理解を阻害する発音上の問題点こそが優先学習事項と結論づけ、一連の予備実験の結果から優先事項をリストアップした。最終的に本研究の成果を盛り込んだマルチメディア教材(本、CD、DVD、WEB)を完成させた。具体的な手順などにおいて当初の計画は部分的に修正されたが、内容と基本方針には変更はなく、順調に進んだ。基本的には実験と検証、および教材の作成に関して平成25年度の作業を継続した。今年度の主たる課題は視聴覚教材の作成であった。[教材作成]1)録音:当初は標準ドイツ語は国内でスタジオ録音を行う予定であったが、ドイツ在住で発音及び朗読の専門教育を受けた専門家に録音の依頼する事が可能となったこと、私設の録音スタジオを利用できる環境にあった事、またハレ大学の図書館など関係施設が利用できることから、メインの録音をドイツのハレで行う事とした。現在2回録音のため渡独し、8割程度の録音を終えている。一方、日本国内では、それぞれ出身地が異なるドイツ及びオーストリア人の男女二人に依頼しHP用の音声録音を行った。2)教材媒体:当初は視聴覚教材としてはHPとスマートフォンアプリを予定していたが、現在はDVD、CD、HPで製作中である。DVDとCDを加えたのは、インターネット環境ではない教室や学習環境への対応を優先したからである。結果として、メインをDVDとCDにおき、DVDではゲーム感覚も取り入れ、自習と教室使用の両方を視野に入れた構造で進めている。DVDが独立して用いる事が出来るのに対して、CDはリスニング訓練のためであり、紙ベースの教材とあわせて使う事を想定している。一方HPは、DVDを補うものとして位置づけた。HPはまだ着手したばかりであり、次年度に完成予定である。スマートフォンアプリに関しては、機種依存の問題から種々の制約がある事、今回あらたにDVDを加えた事などから今回は制作を行わない事とした。[学会発表]9月にドイツの応用言語学会にて、12月に東京で開催された音声学会で口頭発表を行った。いずれにおいても活発な意見交換を行うことができ、課題の遂行の為に大変に有用であった。外国語教授法最終年度にあたり、DVD、CD、HP、書籍という4つの媒体を連動させた発音教材を完成させる。
積雪地域の在宅高齢者の自立生活を支援するユニバーサルデザイン住宅の計画・開発研究

本研究は、積雪地域における独立住宅の出入り口部位の移動の容易化を中心テーマとして、高齢者(障害者)が北国で自立して生活が営めるようにするための移動支援と雪処理方法を組み込んだ独自の住環境システムの構築と具体的な住宅像の開発を目標としている。そのために移動環境の質を具体的に検討すると同時に、高齢者にとってスムースな移動を可能にするアプローチ空間と住宅の計画条件を整理する。これらを踏まえて高齢者の自立生活とコミュニティの増進を目標とする新しい高齢者対応型住宅(北方型ユニバーサルデザイン住宅)像の提案とプロトタイプの設計開発をおこなった。具体的には、(1)北海道を中心とするが対象とした青森、新潟を含めて、積雪地域における在宅高齢者(障害者)の外出状況の実態、居住している住宅の形式、敷地内雪処理等のシステム、及び高齢者・障害者の外出、雪処理等に関する意識など、外出環境の実態を明らかにした。これらにより北国型ユニバーサルデザイン住宅開発、普及に向けての課題を整理した。(2)高いアクセシビリティの実現につながるものとして注目される、現状の低床型住宅のプラス、マイナスを整理すると同時に、居住者の生活面での特性、問題点などを詳細に把握した。(3)これまで提出された計画課題、計画条件を最終的に整理したうえで、目指す北方型ユニバーサルデザイン住宅の基本設計を実施した。図面及び模型等により表現されるユニバーサルデザイン住宅について、筆者らの研究グループのほか福祉工学デザイナー、PT、OTおよび高齢モニターなどの意見をもとに性能評価を行い、最終段階の提案に反映させた。本年度は、今後予定されている北海道、青森、新潟3地域での高床住宅の実態について予備的調査および一部本調査を実施した。また北方地域で今後考えられるべき高齢者。障害者を想定したユニバーサルデザイン住宅のあり方について総合討諭を行った。北海道では、北海道大学が中心となって、現在道内に普及している高床住宅の普及状況、抱えている問題点の洗いだし作業を進めた。それにより札幌市、旭川市、倶知安町などの深雪地域における住宅事情及び屋根・玄関前の雪処理方法について予備的調査を行った。次いで8月9月にかけて札幌市内の1970年代の公的開発住宅団地において、高床住宅のほかふつうの高さの住宅及び低床型住宅合わせて200戸程度を対象にしてアンケート調査を実施して、床高による外出の頻度や出入りのしやすさへの影響、床高による日常生活上の差異、特に現状の高床住宅における問題点などを明らかにした。また低床型注宅の追跡調査を行い、現在普及している低床型住宅の形態特性、生活面での特性等を分析した。新潟地域では、豪雪地帯の十日町市、長岡市において現在急速に増えつつある高床住宅の普及状況及びその形態上の特性について予備的調査を行った。その結果、新潟地域の高床住宅は、北海道のものとはまた異なる特性がある一方でざまざまな課題を抱えていることも明らかになっている。青森地域では、まだそれほど高床住宅の普及は進んでいないが、しかし青森市内の新しい住宅地を中心に高床住宅が普及し始めている実態が予備的調査により明らかになった。3地域の高床住宅の普及状況、その特性や課題を総合的に検討する作業を行うとともに、それらをベースにしながら今後予想される高齢社会の実情とあるべきユニバーサルデザイン住宅のあり方について検討し、研究課題を整理した。北海道、青森、新潟3地域において、高床住宅の実態調査および北海道においては低床型住宅の事例調査を実施した。また途中の研究成果のレビューをうけるためとユニバーサルデザインの先進地における実態を把握するためにヘルシンキ及びパリにおいて研究討論及び実態調査を実施した。北海道では、北海道大学が中心となり、札幌市内における高床住宅の普及実態、デザイン特性、空間構成及び居住者の意向を把握するためのアンケート調査と観察調査を実施した。その結果地域によっては高床住宅の普及率が概して高いこと、住宅形態についてはいろいろな改善傾向が見られること、特に近年のものは外部階段を屋内化して冬期の出入りを安全にする工夫が見られること、居住者の意識としては、高床住宅を積極的に評価している面が見られること(環境面、土地利用面、住宅の開放性の面など)など、新知見が得られた。

また低床型住宅については、比較的居住者の評判がよいこと、特に出入りのしやすさ、庭などの外部空間との連続性、それに関連して居住空間の開放性などの面で評価を得ていることが明らかになっている。青森及び新潟地方においては、北海道とは事情が大きく異なる。両地域とも、高床住宅の床の高さが北海道の場合よりも比較的高いこと、その分大きな外部階段がそのまま外部に突出して付いているケースが多いなど、高床住宅の不利な面を改善する傾向があまり見られないことなどが特徴である。そうした中で、庭などの地面を盛り上げたり、玄関を半階あげたところに設置するなどの、床が高いことのマイナスを中間階を設けることで少しでも解決しようとしているのは評価できる。ヘルシンキの高齢者・障害者研究センターおよびパリの国立科学研究センターにおいては、高齢者・障害者のことを考えた住宅のユニバーサルデザインについて有意義な研究討論を行うことができたと同時に、貴重な資料を入手することができた。次年度の研究に反映させる予定である。本年度は研究最終年度に当たり、各研究グループによるこれまでの研究成果のレビュー及び報告書の作成が主な業務になる。北海道大学グループは、札幌市内を中心に行った高床住宅調査および高齢者の生活行動様式と移動環境に関する調査の総合的なまとめを行うとともに、研究レビューをフランス国立科学研究機構において八戸工大グループと共同で行った。またデンマーク・コペンハーゲンにユニバーサルデザイン住宅に関する調査を実施した。八戸工業大学グループは、青森県内におけるユニバーサルデザイン住宅の開発状況調査及び伝統的な移動支援システムである「こみせ」についての調査結果をまとめ、今後のユニバーサル環境の構築に向けて課題を整理した。新潟大学グループは、新潟県における高齢者(障害者)向け住宅及び近年増加している高床住宅の実態を分析するとともに、今後のユニバーサルデザイン住宅の普及に向けての課題を整理した。最後にこれらの研究成果をもとにして、北国でこれから整備されるべき住環境の構成要素として大事な意味をもつ北方型ユニバーサルデザイン住宅の基本イメージを検討するとともに、そのプロトタイプとなる住宅の基本設計を実施し、性能評価の検討作業をへて住宅の具体像を提案した。
河川のダイナミズムを考慮した水系一貫物質循環・生態系統合モデルの開発

本年度は,前年度までに開発を進めた物質循環・生態系統合モデルの検証を進めるために,(1)対象河川における検証データの収集と,(2)観測された現象の数値解析モデルによる再現を試みた.まず,検証データの収集については,水系スケールでの物理・生物・化学的プロセスに基づき,数値解析モデルを検証するために河川生態系代謝の観測を実施した.これは,有機物の生産と消費から,水圏生態系の特徴を明らかにするものであり,本研究では,初夏から初冬にかけて据置型の機器を現地に設置し,継続的な観測を行った.観測結果より,総生産速度,生態系呼吸速度および純生態系生産速度から,河川景観に依存した代謝構造の特徴を抽出し,対象水系での流程特性を明らかにした.なお,セグメント1(礫床区間)にある一部の観測地点を除き,従属栄養となる当該水系の特徴を捉えた.次に,観測に基づき抽出された,生態系代謝の時空間特性を検討材料として,数値解析モデルが有する再現性や応答性の把握を進めた.対象水系を模した諸条件を設定し,数値解析を実行した結果,観測された代謝構造の流程変化を記述し,また,純生態系生産速度をオーダーレベルで再現した.これに加えて,出水攪乱効果の検討では,物理的攪乱に伴う純生態系生産速度の著しい低下と,その後の回復過程を数値解析により表現した.また,現地観測では礫床と比して,砂床区間での出水攪乱に対する生態系代謝の高い応答性が認められており,本数値解析モデルを用いて,この特徴を記述した.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。河川生態系を物理基盤ー物質循環ー生物相の3つのサブシステムに区分し,複雑な構造を有する河川環境を大局的に捉える枠組みを提案する為に,各系内での物理・生物・化学的プロセス及び,系間での相互作用をも内包する数値モデルの構築を図っている.今年度は,流れ,流砂,地形形成解析及び,水温解析をベースとした物理基盤モデル,粒状態・溶存態有機物,窒素三態,リン酸態リン,溶存酸素を対象とした物質循環モデルに加えて,付着性生物,動植物プランクトン,底生無脊椎動物(破砕,刈取,濾過,堆積物,捕食者)及び魚類(雑食,藻食性魚類)を対象とした生物相モデルが完成し,本研究で目標とした物質循環・生態系統合モデルの基礎を概ね構築できた.また,水系一貫解析を対象としたモデル河川を設定し,本数値モデルの特性を把握する観点から数値解析を実施した.これらの結果より,物質項目では粒状有機物,生物項目では付着性生物,底生無脊椎動物及び魚類が物質循環の駆動力となる重要な役割を担っていることが各パラメータの感度分析から示唆され,本数値モデルの精度向上及び検証において重要なパラメータを抽出することができた.この一方で,物理基盤と生物相との相互作用を詳述するサブモデルの構築を底生無脊椎動物および魚類を対象として進めた.特に底生動物サブモデルは,これらの生息場である河床構造解析と生息場としての評価を結合したモデルの構築と,ダム周辺河川への適用を実施した.現地モニタリングデータとの比較より,本モデルではダム上流及び下流など各地点の河床材料構成割合を詳述できないまでも,これらの地点間の傾向を再現するに至った.また,底生動物群集構造についても,地点間の特徴を概ね再現することができた.現在は,水系一貫解析を対象とした河川生態系モデルの検証に向けて,本数値モデルの実河川への適用と,現地調査の準備を進めている.研究計画1年目に予定していた,水系一貫物質循環・生態系統合モデルの構築が概ね完了し,本数値モデルの特性を把握するための各パラメータの感度分析や,重要な物質循環プロセスの抽出を仮想的なモデル河川を対象として実施することができた.これらの成果に基づき,本数値モデルの精度向上に必要な検証作業を次年度に実施する計画である.また当初の計画に加えて,既開発のモデルでは考慮されなかった魚類(雑食,藻食性魚類)および底生無脊椎動物(捕食者)の生態系モデルへの導入を図ることができた.特に,底生無脊椎動物については,これらの生息場である河床構造の評価手法を含めた現地観測データとの検証を実施するなど,本数値モデルの部分的な検証についても進展している.本年度は,前年度までに開発を進めた物質循環・生態系統合モデルの検証を進めるために,(1)対象河川における検証データの収集と,(2)観測された現象の数値解析モデルによる再現を試みた.まず,検証データの収集については,水系スケールでの物理・生物・化学的プロセスに基づき,数値解析モデルを検証するために河川生態系代謝の観測を実施した.これは,有機物の生産と消費から,水圏生態系の特徴を明らかにするものであり,本研究では,初夏から初冬にかけて据置型の機器を現地に設置し,継続的な観測を行った.観測結果より,総生産速度,生態系呼吸速度および純生態系生産速度から,河川景観に依存した代謝構造の特徴を抽出し,対象水系での流程特性を明らかにした.なお,セグメント1(礫床区間)にある一部の観測地点を除き,従属栄養となる当該水系の特徴を捉えた.次に,観測に基づき抽出された,生態系代謝の時空間特性を検討材料として,数値解析モデルが有する再現性や応答性の把握を進めた.対象水系を模した諸条件を設定し,数値解析を実行した結果,観測された代謝構造の流程変化を記述し,また,純生態系生産速度をオーダーレベルで再現した.

これに加えて,出水攪乱効果の検討では,物理的攪乱に伴う純生態系生産速度の著しい低下と,その後の回復過程を数値解析により表現した.また,現地観測では礫床と比して,砂床区間での出水攪乱に対する生態系代謝の高い応答性が認められており,本数値解析モデルを用いて,この特徴を記述した.数値解析モデルの構築が概ね完了していることから,このモデルの再現性を検証することが主要な課題となる.したがって,河川縦断的な景観変化に応じた河川生態系や物質循環に関する特徴を現地観測に基づいて抽出し,これら観測結果とシミュレーション結果との比較からモデル精度の検証を進める予定である.また本数値モデルを用いて,現地観測が困難である物理基盤,物質循環および生物相の系内や系間で卓越するプロセスを推定し,河川生態系の構造の理解に繋げていく.さらに前年度に引き続いて,物質循環に与えるパラメータ毎の強度や重要な物質循環プロセスについての確認作業を追加して実施することで,本数値モデルが有する応答特性を把握すると共に,モデルの再現性の向上に必要なデータの充実を図り,モデルの改良へと繋げる計画である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
高温型燃料電池構成材料の熱力学的および電気化学的性質

高温燃料電池開発の上で、問題となっている溶融炭酸塩型燃料電池の電解質(アルカリ炭酸塩)の腐食性と、固体酸化物型燃料電池の酸素極反応に焦点を合わせて研究を進めた。(1)アルカリ炭酸塩による安定化ジルコニアの腐食、安定な機能性ラセミックスの例として安定化ジルコニアを取り上げ、アルカリ(Li、Na、K)炭酸塩との反応挙動をSEM、BEI、EPMAを用いて調べた。固相の炭酸塩との反応では、まずジルコニア表面が侵され、表層にジルコニア酸塩が生成する。この層の成長とともに、アルカリ金属はジルコニアの粒界に沿って内部に侵入する。生成ジルコン酸塩の体積膨張によってジルコニアは機械的に破壊する。液相の炭酸塩中では、固相の炭酸塩との反応初期にみられたジルコン酸塩は殆ど観測されることなく、表層からジルコニアが削り取られるようにして反応が進行し、同時にアルカリ金属のジルコニア内部への侵入が観測される。熱力学的検討の結果、アルカリ金属炭酸塩とジルコニアとの反応性を支配する主な要因はアルカリ金属の種類ではなく、むしろ腐食されるセラミックスの側にあることが示された。(2)固体電解質型燃料電池の電極反応機構、La_<0.6>Ca_<0.4>MO_3(M:Mn、Co)/安定化ジルコニア系電極を取り上げ、電極酸化物の違い、電極厚さの違い、電極微細構造の違いが電極系のインピーダンス、空気極の分極特性にどの様な影響を与えるかを調べた。その結果、以下のようなことが解明された。1)1100°Cで焼成したLa_<0.6>Ca_<0.4>CoO_3/YSZ界面にはCaZrO_3層が生成する。この層は電極として働き、電極特性はCaZrO_3/YSZ界面の性質によって決まる。2)La_<0.6>Ca_<0.4>MnO_3/YSZ系電極では、気相酸素の電極反応過程は、電極材料表面への酸素の吸着、表面拡散、気相/酸化物電極/電解質の三相界面での反応という経路を辿る。気相酸素のLa_<0.6>Ca_<0.4>MnO_3表面への解離吸着反応が比較的遅いため、大電流を流すためには、多孔性電極の表面積を大きくすることが必要である。
生体部分肺移植における移植肺の機能と成長に関する実験

生体部分肺移植においては、提供される肺が小さいために、レシピエントとドナーの体格差が重要となる。そこで、平成12年度は、雑種成犬両側生体部分肺移植モデルを用いて、移植肺の大きさの下限を決定する際に、ドナーとレシピエントの体格差の中で、何が最も重要な指標となるかを検討した。さまざまな体格の雑種成犬34頭を用いて、17頭をドナー、17頭をレシピエントとした。ヘパリン化した後、ドナーの両肺を摘出し、右側は、中葉・下葉・縦隔葉を右グラフトとし、左側は、下葉のみ左グラフトとした。レシピエントに対する移植術は、右グラフト→左グラフトの順に行い、人工心肺は使用しなかった。移植後6時間にわたって、人工呼吸器管理下に肺循環動態およびガス交換能を測定した。ドナー/レシピエント体重比、身長比、胸囲比、肺重量比と術後移植肺機能との関係を検討した。ドナー/レシピエント体重比は、移植1時間後の平均肺動脈圧と有意な負の相関関係(r=-0.594,p<0.05)を示し、移植6時間後の動脈血酸素分圧と有意な正の相関関係(r=0.704,p<0.01)を示した。一方、他の3つの体格差指標(身長比、胸囲比、肺重量比)は、いずれも術後の移植肺機能と有意な相関が見られなかった。以上より、両側生体部分肺移植後の移植肺機能の予測に最も重要な指標は、ドナー/レシピエント体重比であることが示された。一方、患者が小児で、両親から肺が提供される場合、移植肺が大きすぎる場合がある。そこで、平成13年度は、移植肺の大きさの上限を決定する際にドナーとレシピエントの体格差の中で、何が最も重要な指標となるかを検討した。雑種正犬28頭を使用し、14回の両側生体部分肺移植を行った。ドナーはレシピエントよりも大きな犬を使用し、donor/recipientのlung volumeの比が2.85未満群と2.85以上の群の2群に分類し比較検討した。その結果、移植直後は両群とも良好な肺機能を示すものの、donor/recipientのlung volumeが2.85以上であった場合、閉胸にともなって、肺血管抵抗も気道内圧も有意(1493±195dynes.sec.cm^<-5> and 14.4±0.9mmHg versus2784±140dynes.sec.cm^<-5> and 23.4±1.2mmHg, p<0.001)に上昇することがわかった。さらに、人工呼吸器をはずして自発呼吸下で検討すると、この群のガス交換能が著明に低下することが示された。Lung volumeと最も良く相関したのは、ドナー/レシピエント胸囲差であり、その比が1.3以上の場合は、いわゆるover crowded phenomenonが生じて、気道内圧、肺動脈圧が上昇することが証明された。

その結果、移植直後は両群とも良好な肺機能を示すものの、donor/recipientのlung volumeが2.85以上であった場合、閉胸にともなって、肺血管抵抗も気道内圧も有意(1493±195dynes.sec.cm^<-5> and 14.4±0.9mmHg versus2784±140dynes.sec.cm^<-5> and 23.4±1.2mmHg, p<0.001)に上昇することがわかった。さらに、人工呼吸器をはずして自発呼吸下で検討すると、この群のガス交換能が著明に低下することが示された。Lung volumeと最も良く相関したのは、ドナー/レシピエント胸囲差であり、その比が1.3以上の場合は、いわゆるover crowded phenomenonが生じて、気道内圧、肺動脈圧が上昇することが証明された。両側生体部分肺移植においては、提供される肺が小さいために、レシピエントとドナーの体格差が重要となる。そこで、平成12年度は、雑種成犬両側生体部分肺移植モデルを用いて、ドナーとレシピエントの体格差の中で、何が最も重要な指標となるかを検討した。さまざまな体格の雑種成犬34頭を用いて、17頭をドナー、17頭をレシピエントとした。ヘパリン化した後、ドナーの両肺を摘出し、右側は、中葉・下葉・縦隔葉を右グラフトとし、左側は、下葉のみを左グラフトとした。レシピエントに対する移植術は、右グラフト→左グラフトの順に行い、人工心肺は使用しなかった。移植後6時間にわたって、人工呼吸器管理下に肺循環動態およびガス交換能を測定した。ドナー/レシピエント体重比、身長比、胸囲比、肺重量比と術後移植肺機能との関係を検討した。ドナー/レシピエント体重比は、移植1時間後の平均肺動脈圧と有意な負の相関関係(r=-0.594,p<0.05)を示し、移植6時間後の動脈血酸素分圧と有意な正の相関関係(r=0.704,p<0.01)を示した。一方、他の3つの体格差指標(身長比、胸囲比、肺重量比)は、いずれも術後の移植肺機能と有意な相関が見られなかった。また、ドナー/レシピエント体重比が1.2以上の8頭全例が6時間の観察期間中生存し、しかもその動脈血酸素分圧は100%酸素吸入下で500mmHgを超えていた。一方、ドナー/レシピエント体重比が1.2未満の9頭中4頭が移植手術中あるいは術後観察期間中に死亡した。また、生存した5頭に関しても、動脈血酸素分圧はいずれも500mmHgを下回った。以上より、両側生体部分肺移植後の移植肺機能の予測に最も重要な指標は、ドナー/レシピエント体重比であることが示された。平成13年度は、免疫抑制剤を使用した慢性生体肺移植モデルを作成し、移植肺の成長に関する検討を行う予定である。両側生体部分肺移植においては、患者が小児であることが多く、両親から肺が提供される場合、移植肺が大きすぎる場合がある。そこで、平成13年度は、移植肺の大きさの上限を決定する際にドナーとレシピエントの体格差の中で、何が最も重要な指標となるかを検討した。雑種正犬28頭を使用し、14回の両側生体部分肺移植を行った。ドナーはレシピエントよりも大きな犬を使用し、donor/recipientのlung volumeの比が2.85未満群と2.85以上の群の2群に分類し比較検討した。その結果、移植直後は両群とも良好な肺機能を示すものの、donor/recipientのlung volumeが2.85以上であった場合、閉胸にともなって、肺血管抵抗も気道内圧も有意(1493±195 dynes.sec.cm^<-5> and 14.4±0.9mmHg versus 2784±140 dynes.sec.cm^<-5> and 23.4±1.2mmHg, p<0.001)に上昇することがわかった。
新生児虚血脳に対するbFGFおよびEGFによる神経再生治療

日齢7の仔ラットに作成した新生児低酸素性虚血性脳症(HIE)モデルを用いて、HI後3日にEGFとbFGFを脳虚血障害部位皮質及び線条体に注入(治療群)、HI後4-6日にBrdUを腹腔内投与し、HI後7、14、28日の脳切片を、BrdU、DCX、NeuNの各抗体を用いて組織学的に解析した。HI後7日の脳虚血傷害側SVZ背側および腹側におけるBrdU陽性細胞数は、生食投与群、無治療群に比べ有意に増加した。これらの細胞の大部分はDCXを発現、HI後14、28日での治療群SVZでDCX陽性細胞数の増加を認めたが、皮質及び線条体でのBrdU+NeuNの2重陽性細胞の増加は認められなかった。本年度は、HIEモデルに対して、bFGFおよびEGFを虚血性脳傷害部位に投与し、内在性神経幹細胞の賦活化と神経細胞新生効果及び神経学的機能回復効果の検討を行った。日齢7に低酸素虚血負荷を行いHIEモデルを作成、日齢10に左頭頂骨に径1mmの孔をあけ、脳虚血部位を確認し、同部からハミルトンシリンジを挿入、虚血性脳傷害部位の2カ所にbFGFとEGFの注入を行った(治療群)。投与量は文献を参考に設定した。対照群には同容積のリン酸緩衝液の投与を行った。HIE作成後7日の脳から作成した切片では、対照群に比べ治療群で、SVZおよび虚血性脳傷害部位でBrdU陽性の新生細胞とDCX陽性の神経前駆細胞は著しく増加していた。BrdU陽性の新生細胞数は、HIE作成後14日、28日を経過したSVZおよび虚血性脳傷害部位でも認められた。現在これらのBrdU陽性細胞が神経細胞に分化しているのかを、DCXおよびNeuN(成熟神経細胞マーカー)とBrdUの2重染色法にて解析している最中である。また治療群および対照群において、神経学的行動評価をHIE作成後7日、14日、21日、28日に行い、結果を解析中である。本年度は昨年度作成した脳組織での解析を行った。本モデルにおいて、低酸素虚血侵襲後3日および4日にbFGF(10μg/kg)+EGF(10μg/kg)を虚血性脳障害部位に投与することで、Naive control、Vehicle control, bFGF+EGG groupでの虚血側半球SVZ背側でのBrdU陽性細胞数は、生後14日(低酸素虚血侵襲後7日)でそれぞれ449±53、558±81、774±108、同SVZ線条体側でのBrdU陽性細胞数は、56±25、133±55、283±119と、bFGF+EGGの投与で有意に細胞数が増えていた。これらのBrdU陽性細胞の半数以上は幼弱神経細胞のマーカーであるDCXを発現し、神経前駆細胞であることが示された。現在生後35日(低酸素虚血侵襲後28日)の脳切片を用いて、成熟神経細胞への分化の程度を解析中である。HIE3日後および4日後にbFGF(10ug/kg)とEGF(10ug/kg)を虚血性脳傷害部位に投与、HIE4-6日後に1日2回BrdU (50mg/kg)を腹腔内投与し、HIE7日後に脳切片を作成、SVZでの細胞増殖を検討した。BrdU陽性細胞数は虚血側SVZ背側で774±108、線条体側で283±119であり生食投与を行ったVehicle controlの558±81、133±55に比べ有意に増加していた。BrdU陽性細胞の一部は神経前駆細胞のマーカーであるDCXを発現していた。同様に、HIE後14日及び28日に脳虚血傷害部位周囲とSVZでのDCX陽性細胞分布を組織学的に検討した。HIE14日後および28日後のSVZでは、Vehicle controlに比べてDCX陽性細胞は増加していたが、線条体や大脳皮質の虚血傷害部位周囲ではDCX細胞数の差はなかった。HIE後28日の線条体や大脳皮質の虚血傷害部位周囲では、BrdUと成熟神経細胞マーカーであるNeuNの2重陽性細胞数について、bFGFとEGFを投与した群とVehicle controlでは差はなかった。bFGFとEGFの脳組織傷害部位への投与は、虚血傷害側SVZでの細胞増殖の促進および神経前駆細胞の増加に働くが、新生成熟神経細胞の増加には至らなかった。

初年度に実験モデルの作成はでき、脳組織切片の作成も終了した。本年度は組織切片のBrdU、DCX、NeuN、GFAPによる単染色を行い、その後BrdUとDCXの2重染色を行ったが、生後2週間の新生児脳の染色性が弱く、良好な2重染色およびレーザー共焦点顕微鏡による良好な画像撮影ができるまで約6か月を要した。また、フリーザーの不具合から、HIE後28日の脳切片の保存状態が思わしくなく、一部作成し直しとなり、約3か月の時間を要した。現在BrdUとDCXの2重染色は解析終了、BrdUとNeuNの2重染色について解析中である。神経学的行動評価については、記録は終了、解析中である。以上の理由でやや遅れていると判断した。新生児医学平成27年度は、26年度に引き続きBrdUとNeuNの蛍光2重染色法による解析、および神経行動評価の解析を続行する。実験計画を一部変更し、bFGF+EGFの神経再髄鞘化に関する検討を、グリオーシスに及ぼす影響の検討に先んじて行う。神経再髄鞘化は、オロゴデンドロサイト前駆細胞をNG2で、成熟オリゴデンドロサイトをAPCで染色し細胞数の変化を評価、また神経線維をNF200、髄鞘をMBPで2重染色し、髄鞘化率の違いについて評価する。初年度に実施を計画した、bFGFとEGFの投与部位、投与時期、投与量の設定は完了できた。次にHIEモデルに対してbFGFおよびEGFを投与する治療群と、同量のリン酸緩衝液を投与する対象群について、HIE後7、14、28日に脳組織を取り出し、組織学的評価を行うために十分な切片を作成した。この切片はBrdU、DCX、NeuN、GFAP、NG2、APC、Iba1などの細胞マーカーの単染色および蛍光2重染色を行うために準備され、各単染色はすでに行われ、顕微鏡による評価中である。しかしながら、今年度の計画にあったBrdUと各マーカーによる蛍光2重染色による評価は、BrdUとDCX、GFAP、NG2、APC、Ibaは実施できたが、BrdUとNeuNは平成26年度への持ち越しとなった。またHIEモデル対照群および治療群における神経行動評価は、実施、録画装置への記録はできたが、解析途中であり、残りは平成26年度へ持ち越しとなった。以上の理由で概ね順調に進展していると判断した。蛍光2重染色での最適な撮影条件を見出すための染色実験を繰り返したこと、および保存切片のトラブルのため、組織を一部作り直したが、その際に必要なbFGFおよびEGFは前年度購入保存分があり、ほとんど支出を必要としなかった。研究が予定通り進めば、GFAPやNG2、APCなどの抗体購入や、学会出張を行う予定であったが、研究計画の遅れにより次年度に持ち越した。平成26年度は、25年度に実施できなかったBrdUとNeuNの蛍光2重染色法による解析、および神経行動評価の解析を引き続き行う。また26年度に実施予定としていた、虚血性脳傷害部位のグリオーシスに及ぼす影響について、アストロサイトのマーカーであるGFAPを用いて評価する。並びに、神経の再髄鞘化について、神経線維についてNF200を、オリゴデンドロサイトによる髄鞘についてmyelin basic protein (MBP)を各マーカーとした蛍光二重染色にて可視化し、その程度の変化について検討する。次に、研究実施計画に挙げた通り、脳虚血障害中心部位から10μLの組織を吸引し、同部に含まれる神経幹細胞や神経前駆細胞を減少させることが、グリオーシスに対する影響を免疫組織化学法、神経行動解析にて評価する。今回の研究成果を6月カナダで開催される国際脳循環代謝学会、および来年2月に開催される米国脳卒中学会で発表予定あり、参加費用および旅費にあてる。また、組織化学法、蛍光抗体法に必要な物品、試薬、および追加実験のための実験動物購入費用、及び飼育費用に充てる予定である。小児科医局の研究費管理補助業務担当者と、大学病院の調達担当の間で行き違いがあり、当初報告されていた予算残高を執行した後、3月27日に予算残高の間違いを通知されました。
Nascent Chain(合成途上鎖)の分子生物学

「合成途上鎖の分子生物学」の開拓と推進を行った。機械的で単調なものと思われていた翻訳伸長過程が、緩急の制御を伴って進行することを示し、その分子機構と生物学的意義の解明を行った。翻訳を一時停止することによって働く制御タンパク質SecMやMifMの作用機構を解明した。また、より一般的にタンパク質の合成途上鎖(nascentomeと命名)を検出して、翻訳進行の実像を明らかにする実験系を開発した。SecMはSecAの発現(翻訳および機能発現)を制御する。そのため、制御の対象であるSecAの構造・機能相関を解明することは重要である。SecAが膜透過を駆動するとき、どのようにSecYEトランスロコン複合体と相互作用するのかを知るため、SecAとSecYの部位特異的架橋によって両者の結合インターフェイスを同定した。同時に高度好熱菌を用いてSecYE複合体の結晶構造を連携研究者森博幸、共同研究者塚崎智也、濡木理博士などとの共同研究によって決定した。これにより、SecAはSecYEと相互作用することによって構造変化をおこし、そのATP加水分解活性を促進することが明らかとなった。このときSecYE側にも"pre-open form"への構造変化が引き起こされることも見いだした。SecMに関して、細胞内での分泌と翻訳アレストをアッセイする実験方法を検討し、細胞内で生成したpeptidyl-tRNAを免疫ブロットおよび免疫沈降によって検出することに成功した。これらの方法によりSecMの細胞内安定性に関する予備的な結果を得た。SecMの翻訳伸長がアレストした状態では、リボソームのA部位にprolyl-tRNAが存在するがP部位のpeptidyl-glycyl-tRNAからのペプチド転移を受け付けない。今回プロリンはP部位に於いてもA部位に存在するピューロマイシンへのペプチド転移能が低いとの特異な性質をもつことを発見した。SecMが関わる調節機構はアミノ酸の中で特殊な構造をとるプロリンの性質を利用していることが示唆された。本研究は、大腸菌のSecMの研究から明らかになりつつある、遺伝情報発現制御に於ける新たな概念(下記)について、SecMにおける検証と分子機構の追求を行うと同時に、そのような制御機構がゲノムの情報発現にもつ一般的な重要性を追求するものである。【SecMがもたらした概念】合成途上ポリペプチド鎖のC末端近くの「アレスト配列」がリボソーム内部のトンネルと相互作用して翻訳伸長アレストを起こす、N末端側はリボソームの外で他の細胞成分(SecMの場合は膜透過装置)と相互作用する。相互作用が生産的に起これば、翻訳伸長アレストは解除される。この機構により、ある生物機能(SecMの場合はタンパク質分泌活性)がモニターされ、異なるレベルの発現制御としてフィードバック的にアウトプットされる。そのアウトプットとは、SecMの場合であれば、同一mRNAの下流域からコードされる膜透過駆動ATPase SecAの翻訳量の分泌活性に応じた制御、およびSecAの翻訳を膜(トランスロコン)の近傍という環境で起こさせることによる新生SecA分子の機能的構造の獲得を促進することである。一般化すれば、翻訳アレストを起こさせることによって、「翻訳途上で起こることによって効率的あるいは正しく実現できる事象」を促進するという、新たな制御様式である。本研究は、SecMの翻訳アレスト制御の分子機構とcis-シャペロン機能の分子的実体を明らかにすること、および翻訳アレストあるいは局所的翻訳を介したタンパク質の機能発現制御の一般性を明らかにするものである。分泌モニタータンパク質SecMは膜透過機能低下時にGly165-Pro166間の飜訳伸長を停止し、SecAの翻訳および機能構造獲得を促進することを示してきた。今年度は、パルスチェイス実験によりSecM自体の分泌と安定性を調べた結果、SecMは膜透過経路に乗ることによって速やかな分解を受けることを見いだした。また、peptidyl-tRNAを保った状態でのゲル電気泳動とペプチドとtRNA間のエステル結合を加水分解した後の電気泳動を組み合わせた二次元電気泳動法を開発し、これにより、細胞の合成途上ポリペプチド鎖の動的全体像を解析することが可能になった。この全体像のことをNascentomeと呼ぶこととした。一方、研究分担者の千葉はSecMに類似の機構でタンパク質の膜組込をモニターし、膜組込み因子YidC2の発現を制御する枯草菌の因子MifMを発見した。MifMタンパク質は、C末端付近に自身の翻訳を一時停止させるアレスト酸配列を持ち、リボソームのトンネルと相互作用することにより翻訳伸長の停止を引き起こす。一方、N末端に膜組込配列を持ち、MifM自体が膜組込因子YidCにより膜に組み込まれる。そして、膜組込み過程と共役して翻訳アレストが解除される。膜組込み欠損条件化では翻訳停止が継続し、mRNA上に停止したリボソームによるmRNAの二次構造破壊を介して、オペロン下流に存在するyidC2の翻訳を促進する。また、SecMのアレスト配列はSecMのそれとは配列上の関連がないことがわかった。

細胞内合成途上peptidyl-tRNAを検出し、その動的全体像を観察する実験方法を開発した。polypeptidyl-tRNAのpolypeptideとtRNA間エステル結合を保持するneutral PH条件下で一次元目の電気泳動を行い、切り出したゲルレーンをエステル結合加水分解条件で処理した後に二次元目の泳動を行うため、ペプチドとtRNAを結合するエステル結合の安定性に関して系統的に調べた。その結果、加水分解を受けにくいpeptidyl-tRNA(最後のアミノ酸がIle, Val, Pro, (Asp)の場合)が存在することが明らかとなった。このような、polypeptidyl-tRNAを加水分解するが、電気泳動に悪影響を与えない条件を見いだし、2次元電気泳動法を確立した。正常な(完成した)タンパク質は対角線状に泳動されるが、対角線の下側に合成途上鎖のラインを観察することに成功した。この方法を用いてpolypeptidyl-tRNAのchemical amountはごく微量であること、中間体としてのpolypeptidyl-tRNAをパルスチェイス実験と組み合わせて追跡することができること、リボソーム救出機構欠損変異株中ではデッドエンド状態のpolypeptidyl-tRNAが蓄積することなどを明らかにした。また、翻訳アレストを起こすモニタータンパク質のアレスト配列の特異性とN末端側センサー部位との組み合わせについて、in vitro, in vivoの解析を行い、アレスト配列は個別性の高い方式でリボソームに働きかけるが、異なるセンサー部位と組み合わせることにより、多様な細胞機能を監視できることを見いだした。新たに開発した細胞内の合成途上ポリペプチド鎖(ナッセントーム)を特異的に検出する電気泳動法を用いて、タンパク質合成の新しい情報を得た。プロテオームのメンバー全てが合成途上状態を経験するため、ナッセントームは莫大な分子種を含み、そのほとんどが一瞬の間のみ存在する。それらの動的な全体像をパルスチェイス実験で観察し、大腸菌細胞が20°C、37°Cで増殖するときのポリペプチド鎖伸長の様子を比較した。また、単一のプロテオームメンバーそれぞれの特異的な合成途上鎖を観察するため、それらのN末端に付加されたHis6を利用した変性条件下のアフィニティー単離を行った.その結果、いくつかのタンパク質において翻訳のpausingが起こっていることがわかった。また、終止コドンを欠く異常mRNA(non-stop mRNA)が生じると、翻訳複合体(mRNA-リボソーム-polyptidyl-tRNA)が末端で立ち往生する。細胞にはこのようなリボソームを救出するシステムが備わっており、大腸菌ではtmRNAが関与するtrans-translationがリボソーム救出因子と考えられていた。最近新たな因子ArfAがリボソーム大サブユニットに結合してpeptidyl-tRNAの加水分解を誘導し、tmRNAとともにリボソーム救援機構を構成していることが報告された。