hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サンゴ礁-人間共生系の景観史

また、近現代におけるサンゴ・サンゴ礁の利用価値と島民意識を解明するために、石工や漆喰製作者への聴取調査を進めている。物質文化研究斑は、近現代における農具改良・農地開発・農業施設整備の歴史的経緯を明らかにするために行政資料収集.現地観察・聴取調査をおこなった。さらに、海域(サンゴ礁)と陸域(人間社会)をつなぐ我われの「景観史」研究の現在的な資源化について、その可能性をさぐるために石垣島の一般市民を対象とした報告会を開催し、またエコツーリズム事業者とのワークショップを実施した。本研究では、歴史生態学の学際的な枠組みを基盤としつつ、サンゴ礁-人間系の動態的関係を通史的に把握することを目的に八重山諸島の石垣島を具体的な調査地として位置づけている。比較対象として、オセアニア環礁の低い島の研究を並行して進めている。考古学班(山口)は、内陸に石灰岩台地が広がるため沖積化が弱くサンゴ礁の生育が比較的良い轟川流域(東部)と、河川による土砂の流出と沖積低地の形成を特徴とする名蔵地域(石垣島南部)との比較研究を計画し、轟川河口付近の小規摸マングローブ湿地におけるボーリング調査と名蔵湾奥のマングローブ湿地内に点在する化石マイクロアトール分布調査を実施した。その結果、轟川河口付近ではおよそ年前から黒泥土の堆積が始まったことが明らかになった。また名蔵では、化石マイクロアトールの平面・高度分布から、約4000年前以降に生じた相対的海面低下によって、ハマサンゴやキクメイシの群体が点在する浅海から干潟や藻場の環境へシフトしたことが推定できた。形質人類学班(吉田)は、サンゴの主要成分であるサンゴカルシウムがもつ骨形成効果を明らかにするために、石垣島の各種食用植物ならびに水資源の成分分析を行うとともに、実験用マウスによるサンゴカルシウムの給餌試験を実施した。文化人類学班(朽木・棚橋)は、石垣島における農業技術の変遷と土壌流出の歴史的関係性を明らかにするために、石垣島の古農具の残存調査を実施した。また、サンゴに対する民俗学的意識を検討するための文献渉猟を進めた。アウトリーチ活動の一環として、平成22年8月に開催した一般講演会では、山口と吉田がこれまでの研究成果を発表した。本研究では、歴史生態学の学際的な枠組みを基盤としつつ、サンゴ礁-人間系の動態的関係を通史的に把握することを目的に八重山諸島の石垣島を具体的な調査地として位置づける。考古学班(山口)は、名蔵の小谷戸でジオアーケオロジー的発掘調査を実施した。2×4mの発掘トレンチによって1200年前の陸域環境変化にせまることができた。当該期には、サキシマスオウやサガリバナが群生する汽水・淡水環境にあった湿地から沖積低地への変化が急速に進んだ。炭化木片が多数検出されたことから開墾の痕跡と考えられる。同一の層位からはムギの炭化粒子が出土しており、隣接する低位段丘上での農耕活動と土砂流出が想定される。また、名蔵湾浅海のハマサンゴが斃死した時期に相当し、人為的活動が陸域と海域の環境変遷の背景にあったと見てよい。形質人類学班(吉田)は、サンゴカルシウムの給餌試験を行ったマウスの頭蓋骨厚を計測することによって統計的に有意な結果を得た。また、ハワイのビショップ博物館にて、オセアニア先史人骨の骨厚計測を実施した。文化人類学班(深山、棚橋、朽木)は、サンゴ礁やサンゴの民俗的利用を明らかにするために聴取調査を実施した。
発話時に生じる笑い"laugh-speak"に関する心理学的研究

本研究では、笑いながら話す現象、すなわち、laugh-speakを1)実験的に設定した面接場面、2)日常の生活揚面としての酒場、そして3)アメリカのインタビュー番組という3つの異なる状況において観察し、その生起する状況や機能について会話分析の手法を援用して検討した。その結果、いずれの観察場面においてもlaugh-speakは頻繁に観察され、laugh-speakは日本人特有の現象ではなく、少なくともアメリカ人においても観察される現象であり、対人相互作用場面において重要な働きをしていることが明らかになった。観察から明らかになったlaugh-speakが生起する形式的契機として、「言葉の繰り返し」、「言葉の言い淀み」、「他者の発言の引用や過去の再現」、「発話内容の間接化」を挙げることができる。さらに、laugh-speakが生じた部分の発話の意味や文脈から推測される機能として、「発話内容の強度的側面への修辞」および、「発話内容に対する話者の感情や態度的側面への修辞」を挙げることができる。これら推測されたlaugh-speakの働きは、これまでJefferson(1979)や谷(1986)が笑いながら話すことの機能として指摘した範囲を大幅に拡張することを示唆している。その一方で、観察されたlaugh-speakが文脈に定位不能な場合もあり、laugh-speakが機能の側面からだけでは捉えきれないことも明らかになった。さらに、laugh-speakに想定される機能が、実際どの程度効力を発揮しているかについては、聞き手の笑いを誘う場合を除いては、曖昧なままである。これらの点ついては、今後、さらに観察を重ねて検討する必要がある。Laugh-speakとは「話しながら笑う」現象を指す。本研究では、日常の会話場面や実験的場面での発話やテレビのトーク番組など、幾つかの発話場面をビデオ撮影あるいは録画し、会話分析で用いられる発話の詳細なトランスクリプションを作成し、これを分析することでlaugh-speakの形式ならびに機能の特性を明らかにすることにした。今年度は、まず、実験的な場面の事例として、10名の被験者を対象としたインタビュー形式の面接を実施し、面接場面をビデオ撮影した。この面接での会話の様子を詳細な発話のトランスクリプションによって再現し、これを分析の対象とした。発話の中で笑いが生じた箇所を評定者2名でチェックし、笑いを含む発話と、これと対をなす発話(隣接対)をlaugh-event(LE)として分析単位とした。次に、LEを発話における笑いの位置や方向性の観点から11パターンに分類した。このうち、laugh-speakが生じるのは5パターンあることが明らかになった。Laugh-speakが生じる5パターンのLEの中で、一方の発話者だけが笑うのは1パターンのみであり、残りの4パターンでは話し手と聞き手の双方が何らかのタイミングで笑っている。この4パターンのLEの中で、聞き手の笑うタイミングに注目すると、話し手のlaugh-speakによって聞き手の笑いうタイミングが前にずれ込むことが分かる。すなわち、聞き手の認知点(recognition point)の前向化が見られるのである。したがって、発話者は発話に笑音を上乗せすることにより、発話内容を「笑うべき事柄」として聞き手に呈示し、聞き手はこの笑音を手掛かりとして、その呈示を笑いで受けとめるという形式が見て取れる。話し手の「笑うべき事柄」というメタメッセージを聞き手が拒否した場合に、話し手のみが笑うパターンとなるのである。本研究はlaugh-speakの生起機序について心理学的に検討することを目的とする。昨年度までの研究によって、laugh-speakの生起は、言葉の「繰り返し」「言い淀み」「引用・再現」といった発話形式と関連することが明らかになった。

また、その機能的側面については、Poyatos(1993)が指摘するように、発話内容を何らかの形で修辞する準言語(paralanguage)としての役割を果たしていると考えられるが、修辞の方向性およびその内容は非常に多岐にわたり単純に類型化できな様相を呈している。文脈から推測される主な機能を挙げると、まず、「打ち消し」「緩和」「強調」「誇張」「対比」といった発話内容の強度的側面への修辞がある。さらに、「同意」「謙遜」「含羞」「困惑」「弁明」「不満」「批判」「自潮」「皮肉」「矛盾」といった発話内容に対する話者の態度や感情的側面への修辞が推測される。今年度の研究では、laugh-speakを日常生活の中で観察し、これまで主として面接などのフォーマルな場面で観察されたlaugh-speakの特徴と比較検討することにした。観察場面として、飲食店(バー)を選択し、許可を得て、マスターと客および客同士の会話の様子をビデオカメラで収録した。この収録内容を会話分析の際に作成される詳細なトランスクリプションとして再現し、これを分析対象とした。これまでの分析によって、laugh-speakは形式的側面においては、言葉の「繰り返し」において生起すること、機能的側面においては、発話内容に対する話者の態度や感情面(「不本意」「躊躇」「緊張緩和」など)での修辞が見て取れた。これらは、基本的にはこれまでフォーマルな場面で観察されたlaugh-speakの特徴をなぞるものであり、laugh-speakはフォーマルな場面に限らず様々な会話場面において生じる普遍的現象であることが確認された。Laugh-speakとは「笑いながら話す」現象を指す。本研究はlaugh-speakの生起機序について心理学的に検討することを目的とする。昨年度までの研究によって、laugh-speakの生起は、言葉の「繰り返し」、「言い淀み」、「引用・再現」といった発話形式と関連することが明らかになった。また、その機能的側面については、Poyatos(1993)が指摘する準言語としての役割を果たしていると考えられるが、修辞の方向性およびその内容は非常に多岐にわたり単純に類型化できない様相を呈している。文脈から推測される主な機能を挙げると、まず、「打ち消し」、「緩和」、「強調」、「誇張」、「対比」といった発話内容の強度的側面に対する修辞がある。さらに、「同意」、「謙遜」、「含羞」、「困惑」、「弁明」、「不満」、「批判」、「自嘲」、「皮肉」、「矛盾」といった発話内容に対する話者の態度や感情的側面への修辞が推測された。さらに、こうしたlaugh-speakの生起は実験場面のみならず、日常生活の会話の中にもごくありふれたこととして観察されることが明らかになった。今年度は、laugh-speakはアメリカ人には観察されないとするProvine(1996)の見解を再検討する目的で、アメリカのインタビュー番組を録画し、その会話を分析した。具体的にはNHKで放送されたブラボーTV(アメリカ)製作のインタビュー番組「アクターズ・スタジオ(Inside the Actors Studio)」を録画し、会話分析で用いられるトランスクリプションを作成してこれを分析対象とした。
半導体超格子へのフォノン・フィルタ-作用に関する定量的研究

本研究は、半導体人工超格子の示すフォノン・フィルタ-作用に関する定量的な解明を目的としたものである。最近、非周期的な層状構造をもつ超格子における音響的性質に特に興味がもたれており、ここではそのような超格子系の代表である。Thue-Morse超格子と、完全に不規則な超格子におけるフォノンの透過スペクトルの計算を行なった。詳細な解析的、及び数値的な計算の結果以下の点を明らかにした。(1)Thue-Morse超格子においては、陰れた周期生によるフォノン反射の他に、この系に特有な反射が前者の1/3と2/3の周波数に対して生じる。二層構造をとる超格子系では、しかしながら前者の反射が支配的であり、フォン・フィルタ-作用は周期系と大差がない。一方、単層構造からなる超格子系では後者が支配的となり新たな様相を示す。フォノン透過率の角度依存性も調べ、異なるモ-ド間の結合によるフィルタ-作用の存在とその定量化をGaAs/AlAs超格子系で行なった。(2)不規則超格子においては、超格子の構造因子と、フオノンの反射強度のアンサンブル平均を同時に計算した。その結果、反射スペクトルの周波数依存性に規則的な構造が依然として存在していることが判明した。二層構造、単層構造超格子では、するどい透過率の落ち込みが存在し、フォノン・フィルタ-作用の存在が示唆される。特に単層構造超格子においては、層の数を増すにつれ、共鳴条件をみたす周波数を持つフォノン以外は全て超格子を透過できなくなるという、極めて著しいフィルタ-効果の存在が明らかになった。今後は、層構造の並びに相関が存在する不規則超格子に対し、系統的にフォノン・フィルタ-作用の定量化を行ない、実効的なフォノン・フィルタ-を見い出す計画である。
粉末冶金法による焼結熱電素子材料の作製と物性に関する研究

熱電素子材料の実用範囲を大幅に拡大するには,従来より性能の優れた熱電素子材料の開発とその製造プロセスを確立することが必要不可欠である。本研究では,β-FeSi_2およびγ-LaSxを取り上げ,それらの原料粉末の製造プロセス,焼結特性および組織に及ぼす添加元素並びに焼結法の影響について検討した。得られた結果は以下のように要約される。1. β-FeSi_2の作製と特性MGとホットプレス法の採用により緻密化およびα+ε相からβ相への変化が著しく促進された。MGによってβ相中にε相を微細に分散させることによって,電気抵抗が減少する結果,熱電特性が向上した。Co,Niの添加により焼結速度は著しく促進されるが,B添加は焼結を阻害する。Co添加はβ-FeSi_2をp-型からn-型に変化させると同時に,熱電特性を向上させるが,Ni,B添加は熱電特性を低下させた。LaSxには,4/3≦x≦3/2の組成範囲においてα,β,γ相が存在し,γ相が良好な熱電素子材料として期待されている。しかしながら,γ相を製造するための条件は明らかにされていない。本研究では,γ相の製造プロセスと熱電特性について検討した結果,金属Laと硫黄Sとの石英管中,1273Kでの固相反応により,低S濃度においてγ相が得られることが明らかとなった。熱電素子材料として、本研究ではβーFeSi_2およびγーLaS_yをとりあげ、プラズマ・ガス中蒸発法によるFeSi_2超微粒子の合成、ホットプレスによるγーLaS_yの合成・焼結を試みた結果、以下のような成果をた。1.FeSi_2超微粒子のブラズマ・ア-ク法による合成と焼結体の物性:出発原料のFeーSi合金組成を6771wt%Siの範囲で変化させ、ArーH_2混合ガス中プラズマ加熱蒸発法によりFeSi_2超微粒子の合成を試みた。いずれのSi濃度の場合にもFeSi_2超微粒子(235nm)が合成された。得られたFeSi_2超微粒子をCIP成形したものの焼結速度は、FeSi_2粉砕粉末のそれより著しく大であった。一方、得られたFeSi_2焼結体は、超微粒子、粉砕粉末いずれの場合も970°Cで金属相(αーFeSi_2、高温相)から半導体相(βーFeSi_2、熱電素子)への変態した。LaとSとの封管中での直接反応によって得られたβーLa_2S_3とLaを用いて組成がLaS_y(y=1.331.5)となるように混合比を変化させて、真空中ホットプレス法により1500°CでγーLaS_y相の合成を試みた。その結果y=1.36の混合比の時のみほぼ単相のγーLaS_y(熱電素子)が得られた。他の混合比の場合には、βーLaS_yとγーLaS_yの混合物が生成した。熱電素子特性については、次年度継続して行なう。熱電素子を利用した熱-電気エネルギー変換法は、クリーン電源として期待されているが、実用範囲を大幅に拡大するには、従来より性能の優れた熱電素子材料の開発とその製造プロセスを確立することが必要不可欠である。本研究では、β-FeSi_2およびγ-LaSxを取り上げ、その原料粉末の製造プロセス、焼結特性および組織に及ぼす添加元素および焼結法の影響について検討した。さらに焼結体について、室温から800°Cでの電気抵抗と熱起電力の測定を行い。熱電素子材料としての性能に及ぼす諸因子について詳細に検討した結果、以下のような成果を得た。1.β-FeSi_2の合成・固化技術の確立と熱電素子材料特性評価(1)MG(Mechanical Grinding)法によるFeSi_2のβ化促進効果と緻密化:MG法の採用によりβ相化が著しく促進され、またHot Pressingにより高密度化を達成した。(2)β-FeSi_2の焼結特性に及ぼすCo,Ni,B添加の影響:Co,Niの添加によって焼結速度が著しく増大する。

一方、B添加は液相を出現させるにも拘らず、焼結を阻害する。γ-LaSx単相の合成に成功し、高い熱電素子特性を示すことが明らかとなった。また、これまで明確でなかったLa-S系状態図を作成することができた。
地域の競争優位―国際比較産業史の中のヨーロッパと東アジア（国際共同研究強化）

本課題は(1)産業論・産業史,(2)経営史の方法論・史学史,(3)国家主権・地政学リスクと多国籍業の3主題からなる。(1)では産業概念を再定義して分析方法を確立し,産業競争力の長期持続のメカニズムを示し(Bouwens, Donze & Kurosawa, 2018),a)組織能力の場として産業を捉え直す理論研究,産業概念と産業動態の学際的国際的大型出版企画(OUP Handbook)に着手した。(2)では歴史学派に遡る学史研究,方法論研究を公刊した(翻訳書および『経営史学』掲載論文)。(3)ではB. Wubs,N.Forbesとの共編で英文専門書を刊行予定である。内定年度:2015本予算による渡航期間の起点は年度末近い2月15日であるが,申請者は,研究計画調書に記載の通り,これに先立ち前年度の8月下旬より渡航し,Harvard大学に籍を置き,共同研究を実施してきた。また3月30日-4月2日に開催されたBHC(米国学会)Portland大会において,産業史方法論に関する報告を行った。これは上記のM. Kippingら共同研究者との議論の成果を踏まえたものである。また同大会を利用して,M.Kipping, Kenneth Lipartito(Miami International University)らとの,経営史学の方法論とヒストリオグラフィに関する共同研究を進め,帰国後に開催される経営史学会全国大会でのセッション申請の準備を進めた。本予算を用いた渡航期間開始より,約2ヶ月しか経過しておらず,進捗度合いについて評価するには尚早ではあるが,昨年度から渡航して研究環境を整えていたため,きわめて順調に研究を開始することができている。共著論文の執筆,BHC Portland大会での報告,共同セッションの準備はいずれも順調である。モジュール(3)の「国家主権・地政学リスクと多国籍企業」では,ロシュ社資料室にて史料収集を実施。8月にはBergenでのEBHA(ヨーロッパ経営史学会)主催によるWCBH(世界経営史会議)にて,基本的な分析視角につき,研究領域提案型の報告を実施(Wubs, Forbesとの共著論文)。Routledge社からこれについても学術書出版企画を進め,契約に至った。N. Forbes, B. Wubsと共編であり,エラスムス大学滞在の成果である。研究計画調書の5ページ記載の「今後の研究ロードマップ」では,予定として,ABH+GUG(Berlin)[5月],WCBH(Bergen)[8月],米国での最有力経営史研究者への学史に関するインタビュー,Havrvardでの共同研究者との共著論文執筆,米国でのアーカイヴ調査,北米の産業論・産業史研究者との共同研究組織構築をあげている。また帰国後の後期の課題としては,経営史学会パネルの実施,産業史に関する英文学術書の編集,またこれらに関するコンテンツ上の成果としては,「米・欧・日・アジアを架橋する新たな産業史像の提示」を公約している。これらのうち,英文学術書の入稿が数ヶ月遅れた点や,ジャーナル論文ではなくハンドブック原稿へと公表先が変わったことを除けば,すべて実現している。また,研究計画調書10ページ記載の「どのような国際的な研究上の連携が見込まれるか」に記載した9つの論文共同執筆・プロジェクト間連携では,1.経営の学史論文,2.経営史の国際比較(Around the world) 3.スイス・オランダ多国籍企業論文,7. Organization in Time翻訳,8. B. Wubs, N. Forbesらとの多国籍企業共同研究,9.グラスゴー大学との共同学位プログラム構築を介しての研究連携の各項目の全てにおいて,順調に実現へとむかっている。それ以外の,4.産業クラスターと産業史基礎概念共著論文, 5. Jones新興国オーラルヒストリー, 6.産業史研究での第二の学術書構想では進展が限られるが,他方で,Matthias Kipping(ヨーク大学)との間では,経営学・戦略論におけるDynamic Capability理論について本研究の成果である産業=企業=立地の3視点分析を応用した論文が具体化しつつあり,総合的にみると順調に進展していると判断できる。「基本」課題を1研究内容の深化(理論・データ),2北米の事例と研究の摂取/米・欧の架橋,3関連主題への横展開によって発展させることを狙い,以下3つの具体的課題で成果をあげた。(1)産業論・産業史では2018年にRoutledge社より"Industries and Global Competition"を刊行し,産業概念の再定義と分析方法の提示,および11の事例研究により,競争力の長期持続のメカニズムを定時。これへの反響からM.Kipping(ヨーク大学,カナダ)との共同研究が派生し,a)産業を戦略論におけるケイパビリティの場として捉え直す理論研究,b)産業を経済・経営分析の基本範疇として再定義する学際的・国際的な大型共同研究(産業動態研究)が派生した。a)では2017年8月(Wien EBHA)・9月(Berlin SKM)にて報告を行い,またb)ではオックスフォード大学出版との間で世界の分野トップ人材を寄稿者とする大型出版企画(ハンドブック)を契約し編集に着手している。(2)経営史の方法論・史学史では長期時間軸と国際比較の観点で学史を再検討し,Routledge Companion to Business History所収のR.D. Wadhwani, M.Kippingとの共著論文に結実した。並行して"Organization in Time" (2014)の翻訳を進めこれも出版契約に至った。経営史の方法・課題・存在意義に関する論考は『経営史史学』に掲載の予定である。

本課題は(1)産業論・産業史,(2)経営史の方法論・史学史,(3)国家主権・地政学リスクと多国籍業の3主題からなる。(1)では産業概念を再定義して分析方法を確立し,産業競争力の長期持続のメカニズムを示し(Bouwens, Donze & Kurosawa, 2018),a)組織能力の場として産業を捉え直す理論研究,産業概念と産業動態の学際的国際的大型出版企画(OUP Handbook)に着手した。(2)では歴史学派に遡る学史研究,方法論研究を公刊した(翻訳書および『経営史学』掲載論文)。(3)ではB. Wubs,N.Forbesとの共編で英文専門書を刊行予定である。上記の理由により,研究計画調書・交付申請書に記載した計画を変更する必要はなく,予定どおり研究を進める。さしあたりは,1)産業史に関する国際共同研究(Bram Bouwens, Rolv Peter Amdanらと共同)の成果取りまとめを進めつつ,これと並行して,2)政治リスクと多国籍企業の組織イノベーション(Ben Wubs, Neil Forbesらと共同)における出版計画を進める。また,3)経営史方法論・認識論に関する研究(M.Kipping, Daniel Wadhwani)では,Routledge Companion向けの共著論文とともに,査読雑誌への投稿論文の準備も進める(5月にBerlinで開催のABH/GUG合同年次大会で報告予定)。この最後の課題に関しては,"Oerganization in Time"の日本語訳を進めるとともに,経営学と歴史研究の架橋を目指し,6月には,米国内で開催予定の国際経営関係の国際学会への参加も検討する。また7月には,ブラジルで開催される多国籍企業FDIに関する会議にて報告を行う(計画調書記載のTeresa Silva da Lopesら主催の会議)。いったん帰国後の8月には,ノルウェイで開催されるWBHCに参加し,共同研究の成果の報告を行う予定である。また計画調書に記載した第2回目の日本からの渡航(オランダのErasmus大学)については,3人の共編者のうちの3人目,Neil Forbesの本務校であるCoventry大学への渡航への変更も視野にいれて準備を進めている(変更があり得るのは,2名の共同研究者が所属する受け入れ先機関の客員研究員受け入れ条件の変更等に対応するためである)研究モジュール(1)の「グローバル価値連鎖の中の産業動態と競争力」では,2017年4月に出版社への原稿入稿を果たした。約半年間の編集作業を経て,年末までに刊行の予定であり,編集作業を進める。また産業史分析の経営学・戦略論への応用については,Matthias Kippingとの共著論文を,2017年8月下旬にWienで開催されるEBHAにて報告する。研究モジュール(2)の「産業史・経営史方法論とヒストリオグラフィ」では,Wadhwani and Buchelli編の"Organization in TIme"の翻訳事業を進める。
時空間トランスクリプトーム解析に基づく転写制御ネットワークの推定

データが混合指数分布族をなしていると仮定した、統計的クラスタリング法を開発した。特にベイズ推定法を用いることにより、パラメータによる恣意性を極力排除した、客観性と安定性の高い解析法を開発した。アルゴリズムの主要部分について論文発表を行った。これを拡張したモデル(制約つきガウス混合モデル)を各種のDNAマイクロアレイデータに応用した。大腸癌に関連したヒトの遺伝子発現データに適用した結果、癌組織において特異的に発現量が変化する遺伝子群を抽出し、論文発表を行った。また、枯草菌の胞子形成培地における時系列データに適用して、特徴的な応答を示す遺伝子群を抽出し、それらと転写制御因子との関連を確認した。さらに、データに対して混合主成分分析を仮定することで、遺伝子発現量データに欠損がある場合に、従来の手法よりも大幅に高い性能で欠損値補完を行う手法を開発し、特許出願を行った。現在、統計的時系列クラスタリング法、転写制御破壊条件での発現量データ、プロモータ配列解析の組合せにより、より精密な転写制御因子の予測法を開発中である。一方で、転写発現プロファイルデータから自己組織化写像法により遺伝子クラスタリングを行い、各種発現量データにおける相関から転写単位を抽出し、さらに転写因子の結合部位の配列特異性を考慮するという一連の手続きを順次行う、ゲノム-トランスクリプトーム統合解析法を開発した。これにより、遺伝子群に対する転写制御因子を精度良く予測することができた。以上のアルゴリズムの多くは、JAVA言語によるソフトウェア環境として開発しており、生物学者などに使ってもらえる形として順次公開してゆく予定である。
微小薄膜試験片の引張りにおける結晶粒群の塑性変形挙動

現在,マイクロマシンや電子デバイス等の分野で細線や薄膜等の微小寸法材料の力学的挙動を調べる研究が活発に行われている.微小寸法材料の変形は,結晶粒界や結晶方位等に代表される材料内の微視組織に大きく影響され,その影響の大きさは,一般に,材料寸法が微視組織に対して相対的に小さくなればなるほど顕著となる.そこで,本研究では,顕微鏡のステージ上で熱応力を利用した金属薄膜の引張り試験を実施し,引張り塑性変形に伴う結晶粒の変形挙動をその場観察した.ここでは以下の項目について検討を行った.I.ポリカーボネートの熱膨張を利用した純チタン薄板試験片の引張りII.小型試験片用疲労試験機を用いた純チタンとポリカーボネートの引張り試験III.ピエゾステージを用いた純チタン薄板試験片の引張り試験上記Iでは,ポリカーボネート負荷板の熱膨張により,純チタン薄板の引張り試験が可能であることを確認するとともに,純チタンの塑性変形の様子や力学的特性について検討した.IIは,通常の小型試験片用の疲労試験機を用いて,純チタンとポリカーボネートの引張り試験を実施した結果を示しており,両材料の力学的特性を得るとともに,その結果を用いてIから得られた結果の検討を行った.最後のIIIでは,ピエゾステージを用いて純チタンの薄板試験片の引張りを顕微鏡のステージ上で実施し,引張り塑性変形挙動の観察を行った.また,得られた結果をIおよびIIから得られた結果と比較した.現在,マイクロマシンや電子デバイス等の分野で細線や薄膜等の微小寸法材料の力学的挙動を調べる研究が活発に行われている.微小寸法材料の変形は,結晶粒界や結晶方位等に代表される材料内の微視組織に大きく影響され,その影響の大きさは,一般に,材料寸法が微視組織に対して相対的に小さくなればなるほど顕著となる.そこで,本研究では,顕微鏡のステージ上で熱応力を利用した金属薄膜の引張り試験を実施し,引張り塑性変形に伴う結晶粒の変形挙動をその場観察した.ここでは以下の項目について検討を行った.I.ポリカーボネートの熱膨張を利用した純チタン薄板試験片の引張りII.小型試験片用疲労試験機を用いた純チタンとポリカーボネートの引張り試験III.ピエゾステージを用いた純チタン薄板試験片の引張り試験上記Iでは,ポリカーボネート負荷板の熱膨張により,純チタン薄板の引張り試験が可能であることを確認するとともに,純チタンの塑性変形の様子や力学的特性について検討した.IIは,通常の小型試験片用の疲労試験機を用いて,純チタンとポリカーボネートの引張り試験を実施した結果を示しており,両材料の力学的特性を得るとともに,その結果を用いてIから得られた結果の検討を行った.最後のIIIでは,ピエゾステージを用いて純チタンの薄板試験片の引張りを顕微鏡のステージ上で実施し,引張り塑性変形挙動の観察を行った.また,得られた結果をIおよびIIから得られた結果と比較した.現在,マイクロマシンや電子デバイス等の分野で細線や薄膜等の微小寸法材料の力学的挙動を調べる研究が活発である.微小寸法材料の変形は,結晶粒界や結晶方位等に代表される材料内の微視組織に大きく影響され,その影響の大きさは,一般に,材料寸法が結晶粒径に対して相対的に小さくなればなるほど顕著となる.本研究では,対象物の表面上に比較的大きな凹凸がある場合でも高倍率で観察が可能なデジタルファインスコープのステージ上で熱応力を利用した金属薄膜の引張り試験を実施し,結晶粒の塑性変形挙動について詳細に検討することを目的としている.研究初年度である本年度は,主として以下の二点について検討した.1.引張り試験に関する予備的検討2.巨視的ひずみの測定まず,1に関しては,設備備品として購入したデジタルファインスコープのステージ上で熱応力を利用した薄膜の引張り試験を実施した.その手順は,次の通りである.まず,室温にて,純チタン製薄膜試験片を線膨張係数の高いポリカーボネートで作製した2枚の無色透明な負荷板の内側に接着する.接着後,試験片および負荷板を均一に加熱すると,薄膜試験片には引張り応力が,負荷板にはそれに対応する圧縮応力が発生し,ある温度で試験片は破断する.種々の試験片および負荷板に関して簡易解析および実験を実施し,最適と思われる条件にて引張り試験および試験片のその場観察を実施した.2に関しては,線膨張係数の極めて低い材料(インバー合金)で作製した2分割スケールを試験片に並置し,その間隔の変化量から試験片の伸びを測定した.また,伸びを試験片平行部の長さで除すことにより,試験片の巨視的ひずみを評価した.その結果,小型のひずみゲージで測定したひずみと上述の2分割スケールを用いて評価したひずみとの間には若干の差があり,ひずみ評価に関してさらなる検討が必要であることが明らかとなった.現在,マイクロマシンや電子デバイス等の分野で細線や薄膜等の微小寸法材料の力学的挙動を調べる研究が活発である.微小寸法材料の変形は,結晶粒界や結晶方位等に代表される材料内の微視組織に大きく影響され,その影響の大きさは,一般に,材料寸法が結晶粒径に対して相対的に小さくなればなるほど顕著となる.本研究では,デジタルファインスコープのステージ上で熱応力を利用した金属薄膜の引張り試験を実施し,各結晶粒の塑性変形挙動について検討することを目的としている.研究の第2年度である平成17年度は,提案した引張り試験方法の妥当性を確認するため,主として以下の内容を実施した.

1.ピエゾステージを用いた引張り試験の実施と試験片表面の観察2.熱応力を用いた引張り試験,ピエゾステージを用いた引張り試験,通常の小型試験片用試験機を用いた試験のそれぞれから得られる結果の比較まず,1に関しては,ピエゾステージを用いて小型薄膜試験片用の引張り試験機を作製し,純チタンの引張り試験を実施した.なお,試験片表面の観察には,前年度に購入したデジタルファインスコープを用い,試験片荷重は,試験片表面に導入した圧痕の移動量および試験片のヤング率から計算した.ファインスコープを用いることにより,試験片表面で生じた各結晶粒の塑性変形が明瞭に観察できた.また,本試験から得られた応力-ひずみ関係を通常の材料試験機から得られた結果と比較すると,破断ひずみに若干の差があるもののほぼ同様の関係が得られた.2に関しては,各試験において得られた応力-ひずみ関係の比較を行った.熱応力を用いた試験の結果が他の二つの方法から得られた結果と比較して曲線の変動が比較的大きかった.これは,試験片および負荷板における温度の不均一,試験片の接着不均一等に起因すると考えられる.これらの点を改善すると,将来的には,さらに小さく薄い試験片に関しても力学的試験が可能であると考えられる.
カーボンゲルをモデル吸着剤とした液相吸着のメカニズム解明

活性炭などの多孔質炭素材料による水からの汚染物質の吸着除去・分離は、環境負荷を低減するために重要な技術である。一方で液相吸着を支配する因子の複雑性などから、その詳細なメカニズムの解明は不十分であった。そこで本研究では、吸着剤のモデルとして、多孔質炭素材料の一種であるカーボンゲルに着目した。カーボンゲルは、液相吸着を支配する細孔特性、表面特性、粒子径を制御可能であり、液相吸着のメカニズムを解明する上で理想的なモデル吸着剤である。本研究では、カーボンゲルをモデル吸着剤に、色素をモデル吸着質に用いた吸着実験により液相吸着のメカニズムの解明を目指す。
がん幹細胞の発生機序の解明とがん幹細胞ニッチの同定

生体内の腫瘍組織において"がん幹細胞"として機能する細胞の局在、そのニッチとなる微小環境、および分子署名を明らかにするため、ヒトのメラノーマに類似する色素細胞系譜の悪性腫瘍を自然発症する動物モデルを作製することを考案した。まずヒトの皮膚と同様にマウス皮膚の表皮で恒常的にKit ligandを発現似る組織像を得た。色素細胞系譜特異的に変異Rasを導入することによりよりヒトのmelanoma in situに類似する像を得た。さらにp53遺伝子を欠損させると生後2-3ヶ月頃より急速に増大する腫瘍が発生し、生腫瘍中心部分の壊死がしばしば見られた。メラノーマにおいてしばしば変異を認めるがん抑制遺伝子Ink4aの欠損によっても同様のモデルを得ることが出来た。組織学的にも分裂像を多く認めメラノーマと診断した。今後はこれらの成果を踏まえ、色素幹細胞との関連およびがん幹細胞研究へと発展させる予定である。ヒトのメラノーマに類似する新規マウスメラノーマモデルを作製し、"がん幹細胞"として機能する細胞の局在、そのニッチとなる微小環境、および分子署名を明らかにすることを目的に研究を開始した。実際のヒト皮膚の特徴を模倣し、メラノーマを自然発症するマウスを作製するために、ヒト皮膚と同様に表皮内でSCF(Kit ligand)を発現し、ヒトの皮膚と同様に表皮内で色素細胞が生存する肌色皮膚をもつマウス(e/e ; K14-SCFトランスジェニックマウス)にがん遺伝子変異およびがん抑制遺伝子の欠損変異を導入し、マウス皮膚からヒトのメラノーマに酷似するメラノーマを自然発症するモデルマウスを作出すべく実験計画を進めた。ヒト型の皮膚をもつマウス(e/e : K14-SCF tg)に変異型Rasを色素細胞特異的に発現するtransgeneを導入することで、ヒトのmelanoma in situに似る組織像を得た。既にP53欠損導入にて生後2-3ヶ月頃より急速に増大するメラノーマの発生を確認した。
中水深域空間利用構造体の開発と試設計

水深3070〔m〕の中水深域を利用し、昼間人口3万人の海上ビジネス都市を構造体で構築するものとして、その開発と構造工学的可能性の検討を目的とした。サイトとして伊勢湾津沖の地点を選定した。ここにコンセプトとして外径1000〔m〕、内径800〔m〕で断面が6層からなる半潜水式リング状構造体を6個支持構造体で海底と結合する構造体システムを構想した。先ず、伊勢湾の外乱に関するデ-タによりそれらの期待最大値を求めた。風、潮流に関しては実験により、波浪に関しては、3D特異点分布法を基礎として波の相互干渉を考慮した解折法をを開発し荷重を評価した。地震に関してはエルセントロ地震の加速記録を用いた。風、潮流による荷重に対しては定常として、波浪、地震による荷重に対してはそれぞれ周波数領域時間領域において半潜水式リング状構造体を3D梁構造として応答を算定した。結果をあらかじめ設定した応力および加速度の基準と比較して許容されることを確認した。主荷重である、波浪荷重と地震荷重は異なった入力様式であるため、半潜水式リング状構造体と支持構造体との間の特殊な接続システムが必要とされることが判り、そのコンセプトを開発した。これは多数の積層ゴムと空気シリンダにより構成されるシステムであり、大地震時に空気シリンダの圧力が解放されて、接続部における半潜水式リング状構造体の水平運動をほぼ無拘束とするものである。最後に、支持構造体の数を最小化する最適化を行い、関連設計パラメタを変化させることにより、これを3個まで減少させられることが判った。以上により構想した構造体システムの構造工学的可能性は検証されたと考えるが、接続システムについては本格的実験による検討が残された。本研究において最も基本的かつ独創的であるのは中水深域用の構造体の概念そのものであり、研究代表者らの長年にわたる研究経験とその成果を基に、海底に埋設された数ケ所の基礎構造(大型コンクリート構造物を想定)によって支持された半潜水式リング状構造体とした。具体的な規模、構造形式としては、人口3万人の海上ビジネス都市を想定し、1人当りの床面積を現在の政府官庁における平均値の約2.5倍のゆとりある空間を創出するものとして110万m^2と設定した。これよりリング状構造体の上部構造を外径1000m、内径800mのリングで、その断面を幅100m、高さ40mの矩形断面とした。この断面は高さ10mの最下層(海上都市内の輸送とユーティリティに使用)と高さ6mの5層のビジネス用フロアーより構成されている。この上部構造の初期構造設計を行い、得られた重量を48個の浮力体で支持するものとし、2本のコラムと1個のロワーハル(ポンツーン)より構成される浮力体の形状寸法を決定した。一方、設置海域として、3040mの水深域が広く分布し、大規模な都市にも近いことから伊勢湾を想定することとした。風速、波高、潮流速、潮位に関する自然環境データ調査結果から異常時の値を推定するとともに、地震については適当なデータが見当らないため模擬地震波としてEl Centro地震によるものを用いた。風及び潮流による荷重推定に対しては、既存の送風装置と縮尺模型による実験により、波荷重については新しく開発した3次元特異点分布法に基づく数値解析プログラムによって算定し、上部構造を環状の1次元部材で近似するモデル化により、上記の荷重及び地震に対して応答解析を行い、これらの結果から前述の構造体の構造工学的なフィージィビリティを確認した。昨年度の研究においては、幅が100m高さが40mの矩形断面をもち外径が1000mのリングを、50個程度のカラム・ロワ-ハルで支える半潜水式構造体の実現の可能性を確認した。

今年度はこの寸法を基本としてこの構造体を固定する支持基礎の個数、構造体と支持基礎の結合方法などの検討を行った。具体的な検討にあたっては、伊勢湾を設置海域と想定しているが、この環境条件のもとではリング状構造体に影響を及ぼす主要なものは地震及び台風時の波浪で,強度的な観点から地震、居住性の観点から波浪が問題となる。地震波としては今後地域性を考慮してみるつモりであるがとりあえずエルセントロ地震波、波浪としては日本気象協会発行の“港湾気象海象要覧・伊勢湾三河湾"を参考にした。リング状構造体と支持基礎とは地震時を除いては剛に、地震時には柔に結合しているのが望ましいが、一つの機構でこの事を実現するのは困難であるので、地震時と通常時とで支持機構を変えてみる事を考えてみた。通常時はシリンダ-で固定しておき、地震時にはその拘束をはずし更に積層ゴムを用いることで地震力の伝達を弱めようというものである。今年度得られた成果としては、1.リング状構造体と支持基礎との結合方法として、上下方向は積層ゴム、水平方向はシリンダ-を用いて結合する方式を考え、その基礎的な設計を行った。2.支持基礎の数を6個とすることにした。3.浮体にかかる波浪荷重を算定するために開発された三次元特異点分布法に基づく計算プログラムの検証のため、水槽で模型実験を行いプログラムの妥当性を確かめた。水深3070[m]の中水深域を利用し、昼間人口3万人の海上ビジネス都市を構造体で構築するものとして、その開発と構造工学的可能性の検討を目的とした。サイトとして伊勢湾津沖の地点を選定した。ここにコンセプトとして外径1.000[m]、内径800[m]で断面が6層からなる半潜水式リング状構造体を6個の支持構造体で海底と結合する構造体システムを構想した。先ず、伊勢湾の外乱に関するデ-タによりそれらの期待最大値を求めた。風、潮流に関しては実験により、波浪に関しては、3D特異点分布法を基礎として波の相互干渉を考慮した解析法をを開発し荷重を評価した。地震に関してはエルセントロ地震の加速度記録を用いた。風、潮流による荷重に対しては定常として、波浪、地震による荷重に対してはそれぞれ周波数領域、時間領域において半潜水式リング状構造体を3D梁構造として応答を算定した。結果をあらかじめ設定した応力および加速度の基準と比較して許容されることを確認した。主荷重である、波浪荷重と地震荷重は異なった入力様式であるため、半潜水式リング状構造体と支持構造体との間の特殊な接続システムが必要とされることが判り、そのコンセプトを開発した。これは多数の積層ゴムと空気シリンダにより構成されるシステムであり、大地震時に空気シリンダの圧力が解放されて、接続部における半潜水式リング状構造体の水平運動をほぼ無拘束とするものである。最後に、支持構造体の数を最小化する最適化を行い、関連設計パラメタを変化させることにより、これを3個まで減少させられることが判った。以上により構想した構造体システムの構造工学的可能性は検証されたと考えるが、接続システムについては本格的実験による検討が残された。
シチュエーション知識を利用した日本語音声対話訓練システムに関する研究

本研究は「第2言語として日本語を学ぶ留学生を対象とした,日本語音声対話訓練システムを開発する」ことを目的としている.平成30年度には大きく分けて2点の研究を実施した.一つは既存のキーボード・マウス利用を前提とした日本語対話訓練システムに対して,音声利用がどうあるべきか検討し,協調学習者エージェントとの会話や,ディクテーション書き取り文字列の発話を促すことによる発音評価のシステムを作成した.もう一つは各種存在するスマートフォンで動作する言語学習アプリを分析し,言語学習アプリに必要となる各種機能はなにかを調査し,それらを統括的に開発可能な言語学習支援システムの開発プラットフォームの開発に着手した.前者においては,協調的学習手法の一つであるディクトグロスに音声発話(および音声認識技術)を取り入れた学習環境について,平成30年11月に開催された国際会議で報告を行っている.後者については,英単語の意味を見て日本語表記を入力する学習システム,日本語表記を見て意味(英語表記)を入力する学習システム,単語の発話を録音し教師音声と聴き比べができる学習システムの3つを試作した.本成果はまだ試作段階であり評価実験等ができていないため,今後も研究を進め,令和元年度の成果と合わせて対外発表する予定である.当初予定では平成30年度には「平成29年度の積み残しである日本語対話訓練システムの開発」と「平成30年度研究予定だった日本語初学者を対象とした音声認識技術の開発」を実施予定であったが,前者の実施に時間を取られた.後者においては評価実験の関係上,韓国語を母語とする学習者をターゲットとした発音評価用の辞書の整備にとどまり,目標に掲げていた,ベトナム語,中国語を母語とする発音評価用の辞書および評価システムの実装には至らなかった.令和元年度は,前年度積み残しの日本語学習者をターゲットとした汎用的な音声認識・発音評価の枠組みの検討・実装と,当初予定の「ユーザプロファイル推定に基づく疑似学習者エージェントとの協調的学習」を実施予定である.平成29年度,平成30年度と,本研究に携わる学生が少なかった(各年1名ずつ)が,本年度は3名が本研究に携わる予定であり,当初予定の部分まで研究を進めることを期待する.また,本研究を進めるにあたっての浜松という地域性も考慮し,ポルトガル語なども対象言語とすることなども検討を進めていきたい.本研究は,第二言語として日本語を学ぶ留学生を対象とした,日本語音声対話訓練システムを開発するのが目的である.昨今の日本人学習者数の増加に日本人教師の増加が追いついていない現状において,独学が可能な日本語学習支援システムは有用であると考える.本研究は平成29年度においては,「協調学習者を前提とした日本語対話訓練システムを開発」することが目的となっていた.そのなかで,特に,「対話訓練システムにおける協調学習者の役割の検討・考察」と「協調学習者を前提とした日本語対話制御」の2点を少目標として掲げていた.平成29年度の実績としては,「協調学習者とともにディクトグロスに基づく日本語学習が可能なシステムの開発」を達成した.このシステムでは,協調学習者エージェントは学習者の入力の正誤を判定し教師が設定したルールに従って適度に誤った復元文を自動生成する.これにより,学習者は,自身の入力した復元文との違いを発見し,協調学習者エージェントの誤りを指摘することが可能となる.このシステムについては,すでに,International Conference on Computers in Education (2017)にて発表済みである.さらに平成30年度以降の研究の布石として,このシステムに「話す」能力の学習の機能を実装した.これには音声認識の技術を利用した.想定する留学生の母語に応じて誤りを想定した発音辞書を予め用意することで,誤った発音をしても認識を行い対話を阻害しない.最後のフィードバックフェーズで発音誤りを指摘するこが可能となった.この研究の成果は,教育システム情報学会2017年度東海地区学生研究発表会で報告している.「協調学習者とともにディクトグロスに基づく日本語学習が可能なシステム」を開発した.ディクトグロスとは,教員が読み上げた学習対象言語で話された短文を,複数の学習者が聞き取り,復元し,学習者で相談して最終的な復元文を決定する,協調学習の枠組みである.本研究では,ディクトグロスを独学で体験できる日本語対話訓練システムを開発した.協調学習者エージェントは学習者の入力の正誤を判定し教師が設定したルールに従って適度に誤った復元文を自動生成する.特に学習対象となっている言語形式に関しては,学習者が正しい場合には,協調学習者が設定されている誤りから一つランダムに選択する.さらに,学習者が間違っていた場合は,協調学習者は学習者とは違う誤りをランダムに選択する.これにより,学習者は,教師が設定した学習対象の目標言語形式により注目することとなる.自身の入力した復元文との違いを発見し,協調学習者エージェントの誤りを指摘することが可能となる.さらに,平成30年度以降の研究であるところの「日本語初学者を対象とした音声認識技術」の開発の前段階として,上記で示した日本語対話訓練システムに,「話す能力」の学習機能を新規実装した.「聞き取った音声の復元文」を読んでもらい,発音が正しいかどうか判定する機能と,協調学習者との復元文の差異を指摘する簡易対話部分を音声で利用できる機能を実装した.本研究は「第2言語として日本語を学ぶ留学生を対象とした,日本語音声対話訓練システムを開発する」ことを目的としている.平成30年度には大きく分けて2点の研究を実施した.一つは既存のキーボード・マウス利用を前提とした日本語対話訓練システムに対して,音声利用がどうあるべきか検討し,協調学習者エージェントとの会話や,ディクテーション書き取り文字列の発話を促すことによる発音評価のシステムを作成した.

もう一つは各種存在するスマートフォンで動作する言語学習アプリを分析し,言語学習アプリに必要となる各種機能はなにかを調査し,それらを統括的に開発可能な言語学習支援システムの開発プラットフォームの開発に着手した.前者においては,協調的学習手法の一つであるディクトグロスに音声発話(および音声認識技術)を取り入れた学習環境について,平成30年11月に開催された国際会議で報告を行っている.後者については,英単語の意味を見て日本語表記を入力する学習システム,日本語表記を見て意味(英語表記)を入力する学習システム,単語の発話を録音し教師音声と聴き比べができる学習システムの3つを試作した.本成果はまだ試作段階であり評価実験等ができていないため,今後も研究を進め,令和元年度の成果と合わせて対外発表する予定である.当初予定では平成30年度には「平成29年度の積み残しである日本語対話訓練システムの開発」と「平成30年度研究予定だった日本語初学者を対象とした音声認識技術の開発」を実施予定であったが,前者の実施に時間を取られた.後者においては評価実験の関係上,韓国語を母語とする学習者をターゲットとした発音評価用の辞書の整備にとどまり,目標に掲げていた,ベトナム語,中国語を母語とする発音評価用の辞書および評価システムの実装には至らなかった.平成30年度は,計画にある「日本語初学者を対象とした音声認識技術」の開発を行う.平成29年度には,韓国語を母語とする留学生1名について,実際にシステムを利用してもらい,評価実験を実施している.その評価結果の分析は現在行っているところであるが,発音誤りの識別制度は62.5%程度であり,まだ満足できる精度は得られていない.特に,日本語学習者の母語の上位である,中国語,およびベトナム語を母語とする留学生向けの音声認識技術についての検討を進める.まずは発音辞書の整備でどの程度対応できるのか検討し,それ以外に音響モデルの適用化などいくつかの既存技術の組み合わせにより認識率を向上できないか検討する.もう一点,現在のディクトグロスシステムから一旦離れ,「話す」能力と「聞く」能力に特化した協調学習支援システムの再開発を計画している.こちらについては,今後の研究計画にある「対話シナリオに応じた協調学習者エージェントのロールプレイ」「対話シナリオの構造化と対話への反映」「対話シナリオに沿ったシチュエーションにおける誤り判定」「学習者と教師エージェントとの対話」などの実現に向けて,まずは,「協調学習者エージェント」と「対話シナリオ」の部分について実装を予定している.令和元年度は,前年度積み残しの日本語学習者をターゲットとした汎用的な音声認識・発音評価の枠組みの検討・実装と,当初予定の「ユーザプロファイル推定に基づく疑似学習者エージェントとの協調的学習」を実施予定である.平成29年度,平成30年度と,本研究に携わる学生が少なかった(各年1名ずつ)が,本年度は3名が本研究に携わる予定であり,当初予定の部分まで研究を進めることを期待する.また,本研究を進めるにあたっての浜松という地域性も考慮し,ポルトガル語なども対象言語とすることなども検討を進めていきたい.
植物の環境応答におけるcAMP信号伝達系分子機構の全解明

本研究においては、ラン藻Anabaena sp. PCC 7120を実験材料として、乾燥、窒素栄養条件、塩濃度等の環境条件を変えたときのcAMP信号伝達系を介した遺伝子発現制御機構についてマイクロアレイ解析を中心に実験した。乾燥ストレス実験においては、乾燥処理により細胞内cAMPが一時的に変化すると共に、トレハロース代謝系の遺伝子の発現が促進されることがマイクロアレイ解析により明らかとなった。また、乾燥耐性の獲得には、一度乾燥した細胞を再び水環境に戻したときの遺伝子発現能力が極めて重要であることが判明した。すなわち、再水和時には多数の遺伝子の発現量が増加すること、特にcAMPにより活性化される転写因子ancrpBの発現が増加することが確認された。さらに、ancrpBの遺伝子破壊株は野性株と比較して、光合成活性が低いことが明らかとなった。ancrpBとは異なったcAMP結合性の転写因子であるancrpAのDNA結合配列を検討し、大腸菌CRPに対するDNA結合配列とは異なる配列を推測した。塩ストレス実験においては、培地中へのNaClの添加によって、細胞内のcAMP量が増加することが明らかとなった。この、cAMP量の増加はアデニル酸シクラーゼCyaCにより行われること、CyaC破壊株では塩による遺伝子発現に大きな変化が見られた。遠赤色光による細胞内cAMP含量の変化と遺伝子発現制御については、遠赤色光応答性を失った突然変異株の解析から、遠赤色光受容タンパク質としてAphC遺伝子を発見した。AphCはヒスチジンキナーゼ活性をもつ信号伝達タンパク質であった。窒素栄養ストレスについては、窒素欠乏により転写産物量が増加する転写因子を7個同定した。その中でも顕著に誘導されたnrrA遺伝子ついて詳細に解析した。nrrはOmpR型のレスポンスレギュレーターをコードし、無窒素培養条件ではヘテロシストでより強く発現することが明らかとなった。ラン藻Anabaena sp.PCC7120を実験生物として、塩ストレス、乾燥ストレスおよび遠赤色光の受容体および信号伝達系の解析を、マイクロアレイ解析を中心に行った。塩ストレス実験においては、窒素固定を行う糸状性ラン藻Anabaenaを材料として、NaClを細胞外シグナルとした細胞内cAMPレベルの変化について検討した。その結果、NaClの添加によって細胞内cAMPレベルは上昇することが判明した。このcAMPの上昇は、二成分制御系のドメインを複数もつアデニル酸シクラーゼであるCyaCを介して行われることが明らかとなった。また、DNA microarray解析により、NaCl誘導性cAMPシグナリングによって発現が誘導される遺伝子を推定した。これらの遺伝子には、NaClによって特異的に誘導されるプロモーターが存在した。乾燥ストレス実験においては、乾燥によりトレハロース代謝系の遺伝子の発現が促進されることが確認された。その後蔗糖代謝の遺伝子の発現が上昇した。乾燥ストレスは浸透圧ストレスと塩ストレスなどの複合ストレスと考えられる。遠赤色光の信号伝達に関しては、遠赤色光照射による細胞内cAMPレベルの変化に着目して研究を進めた。まず遠赤色光信号伝達に関係する遺伝子破壊株を作製し、遠赤色光応答性を失った突然変異株の解析から、遠赤色光受容タンパク質の候補として、aphC遺伝子を選定した。AphCタンパク質は、各種の信号受容タンパク質に含まれるGAF領域を持ち、かつヒスチジンキナーゼ活性を示した。さらに、Anabaebaの転写因子ancrp1,ancrp2遺伝子破壊株の解析から、この転写因子はcAMP結合能を持っており、それぞれに異なった生化学的性質を持っていることが明らかとなった。本研究は植物の環境応答機構の本質を支える、環境シグナルの受容、増幅、伝達機構を、我々がラン藻において発見したcAMPシグナル