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被災した近現代歴史資料の救済のための簡便な真空凍結乾燥法の開発

近年多発している大規模災害の教訓から、被災した文化財の救済は、市民・行政・研究者の連携による文化財レスキューとして一定の成果を上げている。被災資料の多くが近現代歴史資料といわれる行政文書であり個人の記録である。救済のコスト的・量的な問題を解決するために可搬型の簡便な真空凍結乾燥装置を開発し試験した。この成果により、文化財の危機管理における防災計画の一環として、被災資料の真空凍結乾燥法が標準となりうることができよう。従前の科学研究費補助金基盤研究で開発した文化財科学分野での簡易型真空凍結乾燥機を改良し、災害時におけるレスキューや被災地での処置が可能な装置を目指し、同時により多くの被災資料を扱えるような装置の可能性を探ることを目的として、研究に取り組んだ。とりわけ本年後は保存科学の立場から、災害時における文化財レスキューに対応した簡便で可搬型の真空凍結乾燥装置の製作をめざした。従前の研究での成果として、発泡スチロール製のトラップを用い、冷却にはドライアイスを用いた。この装置は、少量の資料には有効であったが、連続して稼動させるにはドライアイスの消費量が多く冷却温度を一定に保つことが困難であった。そこで今回は、コールドトラップを容量2リットルの丸底フラスコを-60°Cまで冷却できる冷凍庫に取り付けるものとした。この冷凍庫はフラスコを取り外すことによって資料の予備凍結に用いることができる。資料室は、内寸直径が38mm、高さ100mmの円筒形で断熱性に優れたアクリル性樹脂製とした。運転は、常温で資料室にブルドン管式圧力計を装着して作動状況の目安とした。この装置の性能を調べるために、ピラニ真空計装着し資料を入れずに運転したところ15Paまで下がった。また、水漬け試料を-40°Cで凍結させたものを凍結乾燥処理をした。厚さや大きさの異なる数種類の試料で、試料温度と資料室圧力は、例1:-12.3°C・230Pa、例2:-9.4°C・280Paなど、概ね昇華曲線状の数値を保ったまま乾燥が進行したため、凍結乾燥が行われていることが明らかにできた。本装置が既存の装置と遜色がないことが言え、可搬型の特性を生かし、災害の防災計画や危機管理に応用したい。文化財科学の分野でも紙資料を主に文化財防災の一環として真空凍結乾燥法の利用が進んできている。しかしその実際は、埋蔵文化財の保存処理法として一般化している真空凍結乾燥機を使っての修復で、歴史資料のための装置は皆無といえる。被災し救済を要する文化財は、近現代歴史資料が数多くある。本研究で開発した簡便な真空凍結乾燥装置を使い、劣化した古文書資料で試験を実施した。保存科学での培われた経験ある真空凍結乾燥法を被災資料に利用するには情報が少なく、今年度本研究では、歴史資料におけるデータの蓄積と、簡便な装置での可否の確認を試験した。試料は金沢修復工房の用意した古文書を使うので、装置を金沢市まで搬送し現地で組み立て試験をした。試験計画では、2週間の試験予定であったが若干の問題点も明らかになり、予備凍結から乾燥終了まで20日程度要しか。試験は、固着の乖離等良好な結果が得られた。問題点は、装置のトラップの容量が少ないことが判明した。そのためにトラップ自体が短時間で凍結し、真空乾燥のための脱気ができなかった。試験終了後直ちに容量の多いトラップに交換した。試験では、装置を奈良県と石川県の往復に自家用車で移送し、組立て解体も簡単に行えたことは、災害に対応できるように簡便な装置としたことの確認となった。今後、文化財の危機管理での防災計画に反映できる可能性を見出した。昨年度、金沢で実施した古文書での真空凍結乾燥試験について、当該担当者に参集いただき、成果と課題を総括した。被災等で固着した頁については、一定の成果をみたが簡便な装置での運用には相当程度の時間を要することから、実際の被災現場での活用には、なお、装置や方法の改良が必要であろうとの結論に至った。今年度は、写真資料の応用を試みた。特にネガフィルムではなく紙焼き資料の被災に対応すべく、被災資料のサンプルを作成した。カラーチャートを撮影したカラー・白黒写真プリントを用意し、それぞれ1枚のみ・ポケットアルバムに差し込んだもの・フエルアルバムに挟んだもの・5枚重ねたものを、川の水、水道水、池の水、出土木材保管水、純水の溶液に漬け込んだ。各資料の経時変化を確認し、変褪色や固着、汚損等の記録をとり、本科研で作製した可搬型の真空凍結乾燥装置で復元試験を行った。試験結果の総括は現在も継続しているが、写真資料の被災においてその救済は、温湿度の環境に時間の制約が及ぶことがわかった。従前より言われている48時間までというマニュアルは目安としては有効であるが、被災環境の確認が重要であろう。真空凍結乾燥の利用については、固着の展開には有効であるが、プリント表面の画像面が水により動いているものには画像の復元は不可能である。
イオン液体を用いる高効率マンガン電析

電位窓の広いイオン液体を溶媒とする金属Mnの電解採取を検討した。イオン液体1-ethyl-3-methylimidazolium chlorideは電位窓が02 V vs. Mn程度であり還元耐性が不足していた。イミダゾリウム環の2位をメチル置換した1-butyl-2,3-dimethylimidazoliumum chloride (1)を用いたところ、電位窓は約0.5 V広がり、Mnの析出溶解にともなう酸化還元波が観測された。イオン液体1を用いた定電位電解ではマンガンを含むアモルファスの灰色電析物が得られた。しかしながら、電析量は通電電気量から期待される値に比べ低く、水溶液系の電流効率(60%)の改善には至らなかった。本研究ではまず、イオン液体としてEMImCl(1-ethyl-3-methylimidazolium chloride)を用い、MnCl2を溶解させてマンガン電析浴とした。しかし、EMImClは電位窓がMn基準で02 V程度であり、マンガン電析に用いるには還元に対する耐性が不足していた。そこで、2位がメチル置換されたb-diMImCl(1-butyl-2,3-dimethylimidazoliumum chloride)を用い、電析を試みた。EMImClをb-diMImClに変えることで、還元側の電位窓は約0.5 V広がり、カソード側での還元電流に対応し、酸化波が観測された。これは、カソード側への掃引中に電析したMnのアノード溶解である。より還元耐性の高い脂肪族アンモニウム陽イオンをもつイオン液体も検討したが、高粘性等の理由で使用を断念した。なお、EMImClにはMnCl2が0.5 mol kg-1までしか溶けないが、b-diMImCはMnCl2を1.5 mol kg-1程度まで溶解した。b-diMImC浴を用い、電位-0.8 V vs. Mn、浴温度160 °Cで定電位電解を行ったところ、電析物に金属光沢はなかったが、EDX分析によって電析物がマンガンを含むことを確認したことから、このイオン液体からのマンガン電析は成功したと言える。このときのX線回折パターンには単体Mnに帰属できる回折は観測されず、電析物はアモルファスであった。しかしながら、電析物の通電電気量から期待した量に比べ、実際の電析量は少なく電流効率は水溶液系での60%にも満たなかった。比較のため、スルホン系の有機溶媒も試みた。アルミニウム電析等で実績のあるジメチルスルホン(もしくはさらにアセトアミドを添加した溶媒)にMnCl2を溶解させて建浴した場合、Mnの電析を容易に行わせることができた。
足場依存性に関与する新規遺伝子E6DG1の機能解析

E6DG1の足場依存性への関与の機構を解析するために、E6DG1の発現調節系を構築した。その結果、E6DG1の強発現は一般的に足場依存性を減少させることが明らかになった。一方、E6DG1の発現抑制は、癌細胞種依存性に足場依存性を増強させる場合と影響の無い場合のあることが判った。E6DG1の発現抑制が影響の無い細胞株においては、E6DG1が関与する経路に障害のあることが想定された。また、E6DG1の強発現および抑制はアポトーシスを誘導することも判明した。更に、E6DG1蛋白質の構造解析を行った結果、E6DG1は60Sリボゾームタンパク質L7に高いホモロジーを示すリボゾーム関連タンパク質であり、イーストのリボゾーム関連タンパク質のRlp7pのRNA結合ドメインと高いホモロジーを有するドメインを有していた。E6DG1のリボゾームプロセッシングへの関与を調べた結果、イーストRlp7pと同様にE6DG1がリボゾームのプロセッシングの律速段階を調節することが明らかとなった。以上のことから、E6DG1はリボゾームプロセッシングを調節するタンパク質であり、細胞周期およびアポトーシスに間接的または直接的に関与し、結果的に足場依存性に影響を及ぼしていることが示唆された。また、HPV E6によるE6DG1の発現抑制が、リボゾームタンパク質合成の低下を招き、結果的に細胞周期の異常を誘発し、染色体不安定性に寄与する可能性が示唆された。従来より、HPVE6には染色体不安定性への関与が知られていたが、E6DG1がこの機能に関与していることが本研究から強く示唆された。本研究で明らかとなったリボゾームタンパク質合成経路を介する染色体不安定性への関与は、発癌の新たな経路を示唆するものである。本年度は、E6DG1発現系の確立およびE6DG1の上流および下流遺伝子群同定によるE6DG1機能解析のための準備を行った。(1)E6DG1蛋白質局在の確認E6DG1 cDNAとGSTとの融合蛋白質およびポリペプチドによる抗E6DG1抗体を作成し、E6DG1蛋白質検出系を確立した。上記抗E6DG1抗体を用いて、蛍光抗体法によりE6DG1の細胞内局在を確認した結果、E6DG1は核内に局在することを確認した。(2)E6DG1およびアンチセンスE6DG1発現系の作製(白澤)E6DG1 cDNAをアデノウイルスベクターにセンスおよびアンチセンス方向に組み込み、E6DG1発現組換えアデノウイルスおよびアンチセンスE6DG1発現組換えアデノウイルスを作製した。上記E6DG1発現系を用いて、予備実験において足場依存性に顕著な影響のあることが確認されている膵癌細胞株PanclによりE6DG1の影響を解析する系を構築した。その結果、Pancl細胞は、E6DG1強発現により足場依存性が減少し、アンチセンスE6DG1の発現により足場依存性の増強することが明らかとなった。一方、HeLa細胞に対しては、E6DG1強発現により足場依存性が減少するが、アンチセンスE6DG1発現による足場依存性の変化は観察されなかった。また、種々の癌細胞株の増殖速度に対するE6DG1強発現およびアンチセンスE6DG1発現の有意な影響は観察されなかった。細胞の形態に対するE6DG1の影響を調べた結果、E6DG1強発現により細胞は円形となり、アンチセンス発現によりフラットな形態に変化することが明らかとなった。マウスE6DG1 cDNA配列よりマウスゲノムを検索した結果、更に上流より転写されるcDNAの存在が明らかになり、この上流より転写されるマウスcDNAのヒトホモローグcDNAを同定することが出来た。

データベース上のヒトホモローグcDNAの下流部分には、我々がクローニングしたマウスE6DG1 cDNAとの間に殆どホモロジーは無いことも明らかとなり、当初E6DG1のヒトホモローグが見出せなかった理由であることが判った。この上流部分を含んだcDNAがコードするタンパク質は60Sリボゾームタンパク質L7に高いホモロジーを示すことから、リボゾームタンパク質のファミリーに属するものと推測した。イーストにおいて、リボゾームタンパク質L7にホモロジーの高いタンパク質Rlp7pが既に同定されているが、系統樹解析の結果、マウスおよびヒトE6DG1は、このイーストRlp7pのマウスあるいはヒトホモローグであることが推測された。また、Rlp7pのRNA結合ドメインと高いホモロジーを有する部分がE6DG1に存在することから、イーストRlp7pと同様にリボゾームのプロセッシングの律速段階を調節することにより、細胞の増殖に関与しているとの作業仮説を立てた。今後は、iRNAによるE6DG1ノックアウトの系を確立し、細胞増殖およびリボゾームプロセッシングへの影響の検討を行う。また、プロモーター領域の解析を進め、HPV E6による調節機構解明を行う予定である。この解析は、腫瘍ウイルスが細胞の増殖を制御する新たな経路の発見へと導くものと考える。マウスE6DG1 cDNA配列よりマウスゲノムを検索した結果、更に上流より転写されるcDNAの存在が明らかになり、この上流より転写されるマウスcDNAのヒトホモローグcDNAを同定し、cDNAクローニングを行い、このcDNAを用いて機能解析を行った。この上流部分を含んだcDNAがコードするタンパク質は、6OSリボゾームタンパク質L7に高いホモロジーを示すことから、リボゾーム関連タンパク質であると考えられた。イーストのリボゾーム関連タンパク質のRlp7pのRNA結合ドメインと高いホモロジーを有する部分がE6DG1に存在することから、Rlp7pのホモローグであることが推測されていたが、イーストRlp7pと同様にE6DG1がリボゾームのプロセッシングの律速段階を調節することが明らかとなった。また、HPV E6によるE6DG1の発現抑制が、リボゾームタンパク質合成の低下を招き、結果的に細胞周期の異常を誘発し、染色体不安定性に寄与する可能性が示唆された。従来より、HPV E6には染色体不安定性への関与が知られていたが、E6DG1がこの機能に関与していることが本研究から強く示唆された。一般的に、ヒト腫瘍ウイルスの細胞の増殖性への関与は明らかになっているが、発癌への直接的な関与はp53機能阻害によるアポトーシス抑制のみでは十分に説明出来ていなかった。本研究で明らかとなったりボゾームタンパク質合成経路を介する染色体不安定性への関与は、p53非発癌の新たな経路を示唆するものである。
口腔癌選択的発現増強アデノウイルスベクターの開発

本研究では(1)癌特異性ユニットと(2)増強効果ユニットを併せ持つ新規のアデノウイルスベクターを構築し、未だ有効な治療法が確立されていない舌癌の治療に応用することを目的とした。これまで本研究者はhTERTプロモーター-Cre遺伝子およびCAGプロモーター-loxP配列を併せ持ったアデノウイルスベクターの開発を行ってきた。このベクターはアデノウイルス二重感染法とは異なり、単一のベクターで癌特異的かつ強力な治療遺伝子が可能になると期待された。しかし、このベクターを作成するには(1)と(2)のユニットを持ったシャトルプラスミドとアデノゲノムプラスミドとを293細胞にcotransfectionする必要がある。293細胞はテロメラーゼ活性が高い(=hTERTプロモーター活性が高い)細胞株なため、アデノウイルスベクターが産生される前にloxP配列がCreにより切り出され、意図したベクターが作成できない可能性が懸念された。そこで本研究者は新規のアデノウイルスベクターを産生しうる細胞株の検索を行った。その細胞株に必要とされる条件は(1)hTERTプロモーター活性が無いか非常に低いこと(2)新規のアデノウイルスベクターの増殖に必要なE1およびE3を発現していること、である。そこで、NIH3T3、p53(-)MEF、MDCK IIおよびVeroのhTERTプロモーター活性を確認するためにルシフェラーゼアッセイを行った。その結果各細胞株のhTERTプロモーター活性は293細胞に対し、NIH3T3=23%、p53(-)MEF=4.2%、MDCK II=45.5%およびVero=109%であった。この結果より、p53(-)MEFはhTERTプロモーター活性が非常に低いことが確認された。今後はこの細胞でのE1、E3発現や293細胞のテロメラーゼ活性を抑制し、新規のアデノウイルスベクター産生細胞株として活用できるかについても検討していきたい。
術中衝撃波照射併用による頭蓋骨形成手術方法の開発

本研究は衝撃波の医療応用研究の中でも、未開発分野である頭蓋骨形成誘導に対する初の試み(平成13年度開始)の延長であり、照射周囲部脳保護下に術中頭蓋骨形成衝撃波照射方法を開発することが目的である。既にラット頭蓋骨を用いた基礎実験の結果、頭蓋近傍で5MPaの照射が可能な衝撃波発生装置を開発し、ゴアテックス人工硬膜を用いて脳表を被覆することにより脳表保護下に頭蓋骨に衝撃波照射が可能であることを報告した。本研究期間内では、以下の点を明らかにした:1).上記知見を応用し、脳神経外科手術で応用可能な方法で、骨成長促進効果が得られるかを小動物(成長期ラット)で検証する。2).ヒト頭蓋骨照射を想定した場合、骨の厚さが格段に厚いため、厚みを持つ骨に対応した高過剰圧狭範囲照射が可能な頭蓋骨照集用衝撃波照射装置を開発する。3).衝撃波による脳損傷閾値を同定し、厚みをもった骨で骨形成促進効果の得られる衝撃波過剰圧に対応した衝撃波緩衝材(あるいは脳組織保護方法)を開発する。4).衝撃波による頭蓋骨形成促進機序を解明する。検討の結果、以下の点が明らかにした:1).脳外科開頭手術を想定し、8週令ラット頭蓋骨に骨窓を設け、非照射群、単一回照射群(衝撃波5MPaを各辺に500発1日照射した群)、複数回照射群(同様の照射を4日施行した群)で比較したところ、回数依存性に骨形成促進効果が得られた。2).従来われわれが脳神経外科顕微鏡手術、内視鏡手術に応用可能であるとして開発を進めてきた中赤外レーザー(Ho : YAGレーザー、レーザーエネルギー2W/3Hz)照射による衝撃波発生方法では、15MPaが限度であった。以前得られた知見を応用してプラスチック円筒水槽内で電極放電を行うことにより、過剰圧2030MPaの局所照射が可能な衝撃波発生装置を開発した。ラットと比較して骨の厚みを持つ(平均2.5mm)8週令ウサギで検討したところ、20MPa以下の衝撃波照射では有意な骨成長の促進効果は得ることができなかった。3).既に衝撃波緩衝材であることが判明した厚さ0.3mmのGore-Tex人工硬膜における衝撃波減衰効果の機序を検討した。Gore-TexはpTFEの3次元延伸構造で内部に空気層を含有していて、衝撃波が内部空気層で干渉、屈曲、減衰を繰り返すことが減衰効果に寄与していることを数値解析、物理実験により検証した。脳組織損傷閾値はラットによる検討を行った。推定過剰圧1MPa程度で脳表近傍血管の破綻が発生するとともに周囲の壊死、細胞核の変形が認められた。より微小圧での検討、時間経過による検討は鋭意継続中である。厚さ0.3mmのgore-Tex人工硬膜の衝撃波減衰効果は95%で既存の素材では通過過剰圧が1MPaを越すため臨床応用は困難である。4).二重露光ホログラフィー法により骨のひずみと骨成長の関係を検討したが、現段階では骨成長部位と衝撃波照射後の骨歪分布の間には明らかな相関は認められなかった。以上、本研究期間内において小動物モデルおよび中型動物モデルを用いた衝撃波照射による骨形成促進効果の検討を行った。現段階では臨床応用は困難であるが、今後20MPa以上の高過剰圧での検討を行うとともに、より高過剰圧に対応した衝撃波緩衝材の開発が望まれる。脳損傷閾値に関する検討は頭部外傷時の脳損傷との類似点を持つ可能性があり、今後も検討を継続する予定である。

以前得られた知見を応用してプラスチック円筒水槽内で電極放電を行うことにより、過剰圧2030MPaの局所照射が可能な衝撃波発生装置を開発した。ラットと比較して骨の厚みを持つ(平均2.5mm)8週令ウサギで検討したところ、20MPa以下の衝撃波照射では有意な骨成長の促進効果は得ることができなかった。3).既に衝撃波緩衝材であることが判明した厚さ0.3mmのGore-Tex人工硬膜における衝撃波減衰効果の機序を検討した。Gore-TexはpTFEの3次元延伸構造で内部に空気層を含有していて、衝撃波が内部空気層で干渉、屈曲、減衰を繰り返すことが減衰効果に寄与していることを数値解析、物理実験により検証した。脳組織損傷閾値はラットによる検討を行った。推定過剰圧1MPa程度で脳表近傍血管の破綻が発生するとともに周囲の壊死、細胞核の変形が認められた。より微小圧での検討、時間経過による検討は鋭意継続中である。厚さ0.3mmのgore-Tex人工硬膜の衝撃波減衰効果は95%で既存の素材では通過過剰圧が1MPaを越すため臨床応用は困難である。4).二重露光ホログラフィー法により骨のひずみと骨成長の関係を検討したが、現段階では骨成長部位と衝撃波照射後の骨歪分布の間には明らかな相関は認められなかった。以上、本研究期間内において小動物モデルおよび中型動物モデルを用いた衝撃波照射による骨形成促進効果の検討を行った。現段階では臨床応用は困難であるが、今後20MPa以上の高過剰圧での検討を行うとともに、より高過剰圧に対応した衝撃波緩衝材の開発が望まれる。脳損傷閾値に関する検討は頭部外傷時の脳損傷との類似点を持つ可能性があり、今後も検討を継続する予定である。本研究ではこれまでの知見を応用し、(1).頭蓋骨用衝撃波照射装置の開発(2).脳保護方法の開発(3).衝撃波による頭蓋骨形成促進機序の解明、により臨床応用を可能とする頭蓋骨形成用衝撃波照射方法の開発を目的とし、(1)、(2)および(3)について検討した。(1)については、Ho : YAGレーザーの水中細管内照射を応用することで脳・頭蓋骨近傍において局所的に衝撃波を照射することが可能となった。しかし、現段階では過剰圧はヒト頭蓋骨照射には十分ではなく、以下の検討によりより高過剰圧が発生可能な衝撃波発生装置の開発を行った。(a)中赤外レーザー照射による衝撃波発振媒体をより高吸収率の物質に改善する。(b)高電圧パルス式放電電源、Ho : YAGレーザー(水に対する光吸収率がHo : YAGレーザーよりも高い)を新しいエネルギー供給源として利用する。この結果、(a)ではキャビテーションを発生しやすいと考えられる造影剤(レボビスト)などを媒体として検討を行ったが、予期した結果を得ることができなかった。また、(b)についても、Er : YAGレーザーなどで検討を行ったが、著明な効果を得ることができなかった。(2)の周囲組織保護方法の開発に関しては、数値計算と物理実験の併用により、既に衝撃波照射時に臓器保護効果をもつことが判明しているGore-Tex人工硬膜の衝撃波減衰機序を解析し、3次元構造のpolytetrafluoroethylene内に密閉された空気層が衝撃波の伝播に複雑に影響を与えることにより著明な減衰効果を示す可能性を示した。今後も検討を進め、種々の脳神経解剖下で応用可能な周囲組織保護材の開発へと繋がるものと考えられる。(3)については、レーザースペックル干渉法を応用して、模擬物質、ならびに扁平骨に衝撃波を照射した際の歪みの可視化に成功した。
長鎖分岐構造をもつ縮合系高分子の合成

分岐点をもつオリゴマーの自己重縮合により長鎖分岐高分子を合成し,分岐構造が分子形態や物理特性に与える影響を検討した。芳香族ポリスルホンでは分岐点間距離を大きくすることにより粘度の上昇が観察された。ポリ乳酸では分岐点間距離により溶液中の分子形態が大きな影響を受けることを明らかにした。高分子鎖への分岐点の導入が分子形態に大きな影響を与えることを実験的に明らかにした。高分子材料の力学特性は分子鎖の絡み合いによるところが大きく,直鎖高分子に少量の分岐点を導入した長鎖分岐高分子は線状高分子より高い分子鎖絡み合いが期待できる。これまですべての高分子鎖に均一に少量分岐点を導入することはできなかった。本研究ではAB_2型マクロモノマーの自己重縮合により従来不可能だったすべての分子鎖に分岐点を少量導入した長鎖分岐高分子を合成する。平成22年度は芳香族ポリエーテル,ポリ乳酸を主鎖とする長鎖分岐高分子を合成し,特性解析を行った。芳香族ポリエーテルでは分岐密度が極めて高いハイパーブランチポリスルホンの合成と分岐度決定を行った。あらかじめ直鎖オリゴマーの合成を行い,重合停止剤としてAB_2型分岐成分を添加することでAB_2型マクロモノマーの合成を行った。AB_2型マクロモノマーの自己重縮合により長鎖分岐型ポリエーテルスルホンの合成を行った。長鎖分岐型ポリエーテルスルホンは分岐点間距離の増加とともに溶液粘性が高くなること,レオロジー測定により低周波数側のG'が直鎖高分子より高くなることが明らかとなった。分岐成分導入により分子鎖絡み合いが影響したと考えられる。ポリ乳酸では直鎖部分の重合度が10,20,30である分岐ポリ乳酸を合成した。重合度が十分高い分岐ポリ乳酸の合成自体が初めての成功例である。直鎖部分の重合度の増加とともに溶液粘性が高くなることが観察され,また,溶液中における流体力学的半径が分岐点間距離の増加ともに大きくなることが明らかとなった。直鎖部分の重合度を大きくすることで絡み合い点間分子量の前後でレオロジー特性がどのように変化するかについて検討中である。本研究ではAB2型マクロモノマーの自己重縮合により従来不可能だったすべての分子鎖に分岐点を少量導入した長鎖分岐高分子を合成する。平成23年度はポリ乳酸、芳香族ポリアミド,ポリアミノ酸について、長鎖分岐高分子およびAB2型マクロモノマーを合成し,特性解析を行った。AB2型マクロモノマーの自己重縮合により長鎖分岐ポリ乳酸の合成をおこなった。分岐点を導入すると溶液中におけるポリマーの回転半径が小さくなることが実験的に明らかとなった。分子量と回転半径の関係から、分子構造がくし型からランダム分岐型に変化することを光散乱実験により明らかにした。AB2型開始剤を用いた連鎖重縮合により直鎖部分重合度を制御したAB2型ポリアミドマクロモノマーを合成した。また、サルコシンNCAの開環重合をAB2型開始剤により行い、AB2型ポリアミノ酸マクロモノマーを合成した。AB2型マクロモノマーの合成はこれまでリビングアニオン重合を中心に報告されており、連鎖重縮合、NCA開環重合を適用した初めての合成例である。平成24年度にこれら新規AB2型マクロモノマーの自己重縮合を行い、直鎖部重合度を絡み合い点間分子量の前後で変化させた長鎖分岐高分子を合成予定である。分岐点は高分子材料の分子形態や力学特性に大きな影響を与えることが知られており,直鎖高分子に少量の分岐点を導入した長鎖分岐高分子は線状高分子より高い分子鎖絡み合いが期待できる。平成24年度は芳香族ポリエーテル,ポリ乳酸、芳香族ポリアミド,ポリサルコシンについて、分岐点を導入した高分子の合成についての検討と平成22年度からの研究の取りまとめを行った。芳香族ポリエーテルでは新規AB2型モノマーの合成と自己重縮合によるハイパーブランチポリエーテルスルホンの合成について研究成果を論文にまとめた。重合に使用する塩基の違いが分岐度に影響を与えること,加熱により熱か今日することを見いだした。ポリ乳酸では分子量の異なるAB2型マクロモノマーを合成し,自己重縮合により多分岐ポリ乳酸を合成し分子特性解析を行った。光散乱実験を用いた分子形態検討により溶液中の分子半径がランダム分岐モデルに従うことを実験的に証明し論文にまとめた。芳香族ポリアミドでは連鎖重縮合により直鎖部分重合度を制御したAB2型マクロモノマーの合成に成功し,学会発表を行った。ポリサルコシンについて,AB2型開始剤による開環重合にてAB2型オリゴマーを合成し,学会発表を行った。

長鎖分岐高分子の研究はポリスチレンなどビニルモノマーを出発物質とした連鎖重合による高分子がほとんどであり,縮合系高分子に対する研究例は世界的にも少ない。分岐点間距離と分子鎖絡み合いについては未だ不明な点が多く,本研究を更に発展させることにより分岐点導入効果から得られる新知見が新材料の創製に結びつくことが期待される。AB2型マクロモノマーの合成に時間がかかり当ポリアミド、ポリアミノ酸について平成23年度中に長鎖分岐高分子を合成することができなかった。平成24年度に合成予定である。また、論文執筆が遅れており、平成24年度中に3-4報を国際誌に投稿予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度に合成したAB2型マクロモノマーの自己重縮合により長鎖分岐高分子を合成する。生成重合体の溶液物性、レオロジー物性について研究分担者と連携を図り、詳細に検討する。絡み合い点間分子量と分岐点効果について検討し、直鎖部分分子量が分子鎖絡み合いや力学特性に及ぼす影響を検討する。
ワイドバンドギャップ結晶のイオンビームトラックからの電子-空孔プラズマ発光と物性

重イオン励起によって生ずる電子励起状態の極端に大きな高密度励起効果を研究しいている中で、これまでの光物性の結果とは全く異なる発光帯を発見した。それは、UVからVISにかけての短命(<100PS)幅広の発光で、はじめアルミナ結晶で見つかった。ついで、イオン結晶のほとんどすべてと他の酸化物ヤダイアモンドについて測定をおこなった結果、ほとんどの結晶について同様の発光が見つかった。すなわち特定の物質の特別な発光現象ではなく、普遍性の有る基礎発光体である。更に調べると、収率に物質依存性が有ること、励起密度依存性が非線形であること、がわかり、decayの温度依存性などの結果を合わせて考えると、電子一空孔プラズマに帰属できそうである。であれば、絶縁体では初めてのことである。また、イオントラックの集団励起体の発光としてもこれまでにないものである。この結果は、絶縁体の極限環境における物性研究や、イオン照射効果の研究に対するブレークスルーになるのではないかと期待できる。このような発見が出来たのは、われわれの開発した世界最速である、単一イオン単一光子時間相関法の高速性のおかげである。しかし、現在単チャンネルしかなく、時間分解スペクトルはビームの揺らぎに影響されやすく、正確なスペクトルが得られにくい。それを解決するために、同時8チャンネル測定法を開発することとした。特注で8chアノードのMCP入りPMTを作り、TAC, ADC, CFD, AMP, INTERF,等測定系を全て8CHとすることとした。現在、測定系はおおむね完成したのであるが、イオン加速器が昨年4月より始まった改造工事のため運転不能の状況にある。実験は工事の完成待ちであるので、昨年度報告に加える新しいものは、8チャンネル高速decay測定装置の完成についてだけである。それは、UVからVISにかけての短命(〈100PS)幅広の発光で、はじめアルミナ結晶で見つかった。一方、収率に物質依存性が有る。励起密度依存性やdecayの温度依存性などの結果を合わせて考えると、電子-空孔プラズマと帰属できる。これは、絶縁体では初めてのことである。であるがゆえに、帰属には完全を期したいので、他の可能性を詳しく調べた。第1に、荷電粒子と誘電体の電磁相互作用による発光である、遷移放射線の可能性を検討した。偏光、発光形状、効率からこれは否定できた。類似の過程である、チェレンコフと制動輻射は更に有り得ない。他方、この発光の正確な時間分解スペクトルを測定し、物質依存性を調べることは重要であるし、またやらねばならないことである。この発光の発見の決め手となった、われわれの開発した単一イオン単一光子時問相関法は世界最高速といえども現在単チャンネルしかなく、時間分解スペクトルには不利な点が有る。そのために、同時8チャンネル測定を開発することとした。特注で8chアノードのMCP入りPMTを作り、TAC,ADC,CFD,AMP,INTERF,等測定系を全て8CHとすることとした。現在、総合調整に入った段階である。

重イオン励起によって生ずる電子励起状態の極端に大きな高密度励起効果を研究しいている中で、これまでの光物性の結果とは全く異なる発光帯を発見した。それは、UVからVISにかけての短命(<100PS)幅広の発光で、はじめアルミナ結晶で見つかった。ついで、イオン結晶のほとんどすべてと他の酸化物ヤダイアモンドについて測定をおこなった結果、ほとんどの結晶について同様の発光が見つかった。すなわち特定の物質の特別な発光現象ではなく、普遍性の有る基礎発光体である。更に調べると、収率に物質依存性が有ること、励起密度依存性が非線形であること、がわかり、decayの温度依存性などの結果を合わせて考えると、電子-空孔プラズマに帰属できそうである。であれば、絶縁体では初めてのことである。また、イオントラックの集団励起体の発光としてもこれまでにないものである。この結果は、絶縁体の極限環境における物性研究や、イオン照射効果の研究に対するブレークスルーになるのではないかと期待できる。このような発見が出来たのは、われわれの開発した世界最高速である、単一イオン単一光子時間相関法の高速性のおかげである。しかし、、現在単チャンネルしかなく、時間分解スペクトルはビームの揺らぎに影響されやすく、正確なスペクトルが得られにくい。それを解決するために、同時8チャンネル測定法を開発することとした。特注で8chアノードのMCP入りPMTを作り、TAC,ADC,CFD,AMP,INTERF,等測定系を全て8CHとすることとした。現在、測定系はおおむね完成したのであるが、イオン加速器が昨年4月より始まった改造工事のため運転不能の状況にある。実験は工事の完成待ちであるので、昨年度報告に加える新しいものは、8チャンネル高速decay測定装置の完成についてだけである。
植物―土壌系の物質循環の地球化学

土壌-植物循環システムは基盤や環境、土壌系が異なると循環様式が変化することが予想されるため、地質、環境、気候の異なる調査地域を選定し、植物-土壌系を構成する基盤岩石、土壌、植物を採取し、予察的な地球化学データを蓄積した。対象とした地域は安山岩質の長野県八ヶ岳周辺、花崗岩地質で日本海側に位置する新潟県村上市、石灰岩地質の埼玉県名栗村、蛇紋岩・堆積岩地質で熱帯のマレーシア・キナバル山周辺である。また、植物-土壌循環システムを考える上で、土壌鉱物の起源を明らかにすることは重要であるため、日本各地の黒ボク土壌についても分析を行った。採取した基盤岩石、土壌、植物試料は実験室において前処理し、ICP-AESにより元素組成分析、質量分析計によりSr-Nd同位体分析を行った。土壌については酢酸アンモニウム溶液によって、交換性成分を抽出し分析した。標高1900mの長野県八ヶ岳周辺麦草峠においては、植物および土壌交換性成分のSr同位体比は0.708-0.709であり、母岩の安山岩の値(0.704)と異なっている。八ヶ岳周辺の降水のSr同位体比は0.708-0.712であり、標高が高く土壌層があまり発達していない麦草峠の植物-土壌間のSr, Ca循環に大気起源物質の寄与が大きいことが示唆された。同様に、Ca, Srの少ない蛇紋岩を基盤とする熱帯土壌生態系においても、土壌プロファイルの元素濃度変化およびSr同位体組成変化から、大気由来のCa, Srの寄与が大きいことが示唆された。Ca, Srとあわせて、CやNといった生物構成主要元素について検討する目的で、C-Nコーダ、元素分析計、気体質量分析計等の元素・同位体分析技術を習得した。他地域の解析、降水等の大気起源物質の詳しいデータ採取については今後進めていく予定である。
オセアニアにおける住民参加型による持続可能なデング熱対策の実践

平成28-29年度の調査結果の検討を総合的に行い、ピンゲラップ島とピス・パネウ島において住民参加によるデング熱蚊対策の実施方法(実施グループ・除去方法・容器類の処理・蚊のサンプリングなど)を決定し、居住地域で住民による蚊発生源の除去活動を行った。同時に、蚊発生源の除去活動の問題点を調査し、活動を定着させるための方策を住民とともに検討した。1.蚊発生源に関する調査:蚊の対策の実施(生息容器の除去)には住民の参加が必須で、持続性が伴わなければならない。その基礎データを集めるため、前年度の引き続き、幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査を行った。同時に蚊の幼虫を採集し、デング熱を媒介する可能性が高い種類の分布を把握した。その上で、住民による蚊発生源の除去活動を指導した。2.食生活および地域の食物生産に関する調査:これまでの調査で食生活と蚊発生源に強い関係があることを住民に説明し、食事に関するゴミの処理方法について指導した。3.母子保健調査:デング熱媒介蚊はジカ熱も媒介することから、ジカ熱対策として妊婦の健康管理状況調査をピス・パネウ島で行った。4.地域の植生・生態に関する調査:ピンゲラップ島において植生の分布と構造を明らかにするための調査を行い、島の植生図を作成し、植生と蚊の発生状況の関連を検討した。5.マーシャル諸島での調査:マーシャル諸島共和国ミリ環礁において蚊の幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査を行い、現地の媒介蚊対策を行うスタッフとともに持続的な活動の方策を検討した。また、学校などの教育施設で、教員等と衛生教育の現状と今後の課題を議論した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度はミクロネシア連邦ピンゲラップ島、ピス・パネウ島を対象に、蚊分布調査(衛生動物学)、ヤブカ属幼虫の発生源となっている小容器の調査(食事調査、民族植物学)、地域の社会・経済に関する調査(社会経済学)、植生と蚊発生源の関連性に関する調査(生態学)を実施した。その基礎データを集めるため、ピンゲラップ島、ピス・パネウ島で幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査(GPS計測)を行った。蚊の幼虫が生息する容器は飲食物の空缶やプラスチック容器が家庭の経済と関連すること、また家族によってゴミ処理が異なっており、特に幼虫の生息する容器が多数存在する特定の家族があり、これらの家庭が媒介蚊対策には重要であることが明らかになった。2.食生活および地域の食物生産に関する調査:ピンゲラップ島、ピス・パネウ島で現在の島内および村内での食料生産や食料自給率を調べるため、調査協力世帯に対して1ヶ月間の食事内容を調査し、近代化した食生活と蚊の発生源の強く関連していることが明らかにした。3.地域の社会および経済に関する調査:ピス・パネウ島において質問表を用いて家計調査を行い、島内での経済システムの基礎データを得た。4.地域の植生・生態に関する調査:ピンゲラップ島において植生の分布と構造を明らかにするための調査を行った。主要な樹木、作物、その他の植物を要素とした植生図を作成するためのデータを得た。また、マーシャル諸島共和国では蚊の発生源の予備調査をマジェロにおいて行った。平成28年度はミクロネシア連邦ではピンゲラップ島とピス・パネウ島において、当初の申請書通りの計画をおおむね遂行できた。マーシャル諸島共和国においても、Environmental Protection Authorityと今後の研究協力ができることとなり、平成28年度はマジュロにおいて予備調査を行い、平成29年度より本格的なデング熱媒介蚊の調査を離島において行う計画を立案できた。平成28年度の調査結果の検討を理系と文系の立場から総合的におこない、住民参加による蚊対策の実施方法(実施グループ・除去方法・容器類の処理・蚊のサンプリングなど)を決定した。この方法に従って居住地域で住民による蚊発生源の除去活動を行った。その基礎データを集めるため、前年度の引き続き、ピンゲラップ島、ピス・パネウ島で幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査(GPS計測)を行った。その上で、住民による蚊発生源の除去活動を指導し、持続的に活動ができる方策を検討した。2.食生活および地域の食物生産に関する調査:ピンゲラップ島、ピス・パネウ島で現在の島内および村内での食料生産や食料自給率を引き続き調べるとともに、食生活と蚊発生源に強い関係があることを住民に説明し、住民の自発的な蚊発生源対策を促した。3.地域の植生・生態に関する調査:昨年に引き続き、ピンゲラップ島において植生の分布と構造を明らかにするための調査を行い、島の植生図をもとに蚊発生源と植生の関連性を住民とともに討論した。また、マーシャル諸島共和国のマジュロ環礁において幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査を行い、現地の媒介蚊対策を行うスタッフと有効な対策を検討した。

平成29年度はミクロネシア連邦ではピンゲラップ島とピス・パネウ島において、住民の自発的な蚊発生源の除去を行う活動を開始できた。また、マーシャル諸島共和国においても、蚊発生源調査を行うことができた。これらのことから、当初の申請書通り計画をおおむね遂行できた。平成28-29年度の調査結果の検討を総合的に行い、ピンゲラップ島とピス・パネウ島において住民参加によるデング熱蚊対策の実施方法(実施グループ・除去方法・容器類の処理・蚊のサンプリングなど)を決定し、居住地域で住民による蚊発生源の除去活動を行った。同時に、蚊発生源の除去活動の問題点を調査し、活動を定着させるための方策を住民とともに検討した。1.蚊発生源に関する調査:蚊の対策の実施(生息容器の除去)には住民の参加が必須で、持続性が伴わなければならない。その基礎データを集めるため、前年度の引き続き、幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査を行った。同時に蚊の幼虫を採集し、デング熱を媒介する可能性が高い種類の分布を把握した。その上で、住民による蚊発生源の除去活動を指導した。2.食生活および地域の食物生産に関する調査:これまでの調査で食生活と蚊発生源に強い関係があることを住民に説明し、食事に関するゴミの処理方法について指導した。3.母子保健調査:デング熱媒介蚊はジカ熱も媒介することから、ジカ熱対策として妊婦の健康管理状況調査をピス・パネウ島で行った。4.地域の植生・生態に関する調査:ピンゲラップ島において植生の分布と構造を明らかにするための調査を行い、島の植生図を作成し、植生と蚊の発生状況の関連を検討した。5.マーシャル諸島での調査:マーシャル諸島共和国ミリ環礁において蚊の幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査を行い、現地の媒介蚊対策を行うスタッフとともに持続的な活動の方策を検討した。また、学校などの教育施設で、教員等と衛生教育の現状と今後の課題を議論した。ミクロネシア連邦のピンゲラップ島およびピス・パネウ島において,引き続き基礎データを集めるとともに、平成28年度の調査結果の検討を理系と文系の立場から総合的におこない、住民参加による蚊対策の実施方法(実施グループ・除去方法・容器類の処理・蚊のサンプリングなど)を決定する。この方法に従って実際に居住地域で住民による蚊発生源の除去活動を実施する。同時に,蚊発生源の除去活動の問題点を調査し、活動を定着させるための方策を住民とともに考える。マーシャル諸島共和国においては,蚊発生源の調査を行い、蚊の幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査(GPS計測)を行い、蚊の幼虫を採集しデング熱の発生が高い種類の分布の把握を行う。ミクロネシア連邦のピンゲラップ島およびピス・パネウ島において、平成29年度に実施した発生源の除去活動の評価を行うために、蚊の発生状況の調査や住民の意識に関する調査を行う。状況に応じて平成30年度も住民による蚊発生源の除去活動に助言し、活動を安定化するための方策を考える。最終年、であることから、除去活動の評価および本研究の総括を行う。マーシャル諸島共和国においては、異なる環礁で蚊発生源の調査を行い、蚊の幼虫が生息する容器の性状、容器の位置調査(GPS計測)を行い、蚊の幼虫を採集しデング熱の発生が高い種類の分布の把握を行う。
新規Trem分子の機能解析

Triggeing receptor expressed on myeloid cells(Trem)ファミリーは、細胞の活性化を調節する分子群の一つとして報告されてきている。本研究では、新規に同定され、死細胞に親和性を示すことが示唆されているTremファミリー分子の機能の解明を目指した。この分子は、樹状細胞やマクロファージに発現しているが、その発現は他のファミリー分子と異なり、樹状細胞の活性化によっては変化しなかった。また、同じ死細胞に親和性を示すTrem2が細菌を認識しうるのに対し、この分子は親和性を示さなかった。また、遺伝子欠損マウスを用いた解析から、この分子はアポトーシス細胞の取り込み自体には関しておらず、炎症性サイトカインや炎症応答に対して負に作用している可能性が示唆されたが、その関与としては強力に抑制するのではなく、fine tuning的に働いている可能性が示唆された。Tremファミリーは、細胞質外領域に一つのイムノグロブリン様ドメインを持つtype I受容体の一種で、免疫細胞の活性化状態を制御することが示唆されている。これまで、マウス樹状細胞サブセット間のmicroarray analysisを行い、マウスCD8陽性樹状細胞サブセットに多く発現している新規Trem様分子(Treml4)を同定し、さらに、そのsoluble formが死細胞に結合することを見出してきた。本年度は、その機能を検討する目的で、この分子についての発現変化を解析し、また、soluble formを用いて解析を進めた。この分子は、脾臓CD8陽性樹状細胞に強く発現が認められるが、この樹状細胞を活性化させてその発現を検討したところ、樹状細胞の活性化状態による発現の変化は認められなかった。また、他のTremファミリー分子が死細胞への結合能を示すか検討したところ、Trem2のみが死細胞へ結合した。さらには、大腸菌・ブドウ球菌・酵母への結合を検討したところ、Trem2は大腸菌・ブドウ球菌への結合が認められたのに対し、少なくともその表面への結合は認められなかった(以上、Journal of Immnology 182 : 1278, 2009にて発表)。また、当該分子を発現している樹状細胞・マクロファージと同じ細胞系譜に属する破骨細胞についても検討したが、Trem2の強い発現は認められたが、Trem14の発現は非常に弱いものであった。これらのことより、新規Trem分子は同様に死細胞への結合能を示すTrem2とその発現パターンやリガンドの分布などに差違があるごとが示唆された。これまで、マウス樹状細胞サブセット間のmicroarray analysisを行い、マウスCD8陽性樹状細胞サブセットに多く発現している新規Trem様分子(Trem14)を同定し、さらに、そのsoluble formが死細胞に結合することを見出してきた。本年度は、遺伝子欠損マウスの解析を中心に行った。apoptotic cellsを蛍光ラベルし、野生型(WT)または遺伝子欠損(KO)マウスにivを行い、その後の樹状細胞による取り込みをFACSまたは組織切片を作成し解析を行った。その結果、KOでの取り込みはWTのそれと同様に認められ、Trem14を欠損させた場合でも死細胞の取り込みには異常がないことが示唆された。次に、他のTremファミリー分子やアダプター分子DAP12がLPSによるショックに対して正にまたは負に関与することが報告されているので、Trem14 KOマウスにLPSを投与し、LPSショックへの感受性を検討した。その結果、生死に関してはWTのそれと有意な差が認められなかったが、血中サイトカインレベルはKOマウスの方が高い傾向が認められた。また、KBxNマウス由来血清の投与による関節炎モデルを行ったところ、関節の腫脹がcontrolと比べてひどくなる傾向が観察された。このように、Trem14が炎症応答において、負に作用している可能性が示唆されたが、その関与は、炎症に対して強力に抑制するのではなく、fine tuning的に働いている可能性が示唆された。さらに、Trem14とヒトIgG Fc領域との融合タンパク質を用いて、pull down assayを行った結果、多くのタンパク質との結合が認められた。
アバタの表情解釈と振舞いの文化間比較に関する研究

アバタを用いた文化間のオンラインコミュニケーションにおいて,アバタの見かけや振舞いの文化適応は重要であると考える.本研究では,アバタの表情解釈や振舞いに文化差があることを検証するために,表情解釈,および表情解釈に用いられる顔部位の一連の文化間比較実験を実施した.その結果,アバタの表情解釈には欧米諸国と日本において地域性を伴う文化差があること(2008年),また,表情解釈に用いられる顔部位にも文化差があること,すなわち日本人は目を中心に,ハンガリー人は口元を中心に表情解釈を行っていることが示された(2009-2010年).また,文化的に適応したアバタの振舞いによってアバタへの親近感が向上することが示された(2010年).これらの研究成果を元に,アバタの表情や振舞いの文化適応の重要性を指摘し,アバタのノンバーバル行動の文化適応モデルの構築研究へとつなげていきたい.アバタを用いた文化間のオンラインコミュニケーションにおいて,アバタの見かけや振舞いの文化適応は重要であると考える.本研究では,アバタの表情解釈や振舞いに文化差があることを検証するために,表情解釈,および表情解釈に用いられる顔部位の一連の文化間比較実験を実施した.その結果,アバタの表情解釈には欧米諸国と日本において地域性を伴う文化差があること(2008年),また,表情解釈に用いられる顔部位にも文化差があること,すなわち日本人は目を中心に,ハンガリー人は口元を中心に表情解釈を行っていることが示された(2009-2010年).また,文化的に適応したアバタの振舞いによってアバタへの親近感が向上することが示された(2010年).これらの研究成果を元に,アバタの表情や振舞いの文化適応の重要性を指摘し,アバタのノンバーバル行動の文化適応モデルの構築研究へとつなげていきたい.本研究は,アバタを用いた文化間のオンラインコミュニケーションにおいて,アバタの表情解釈や振舞いに文化差があることを検証し,文化を越えて使用されるアバタデザインにおける考慮点を提言することを目的としている.海外協力機関と共同実験を実施することにより,以下の研究課題に段階的に取り組む予定である.平成20年度はプロのデザイナによるアバタを用い,アバタ表情解釈を文化毎に比較分析する.平成21年度はユーザデザインによるアバタを用い,表情解釈の文化間比較およびアバタ表情解釈の手がかりとなる顔部位の文化間比較を行う予定である.平成20年度は下記を中心に研究を実施した.1.欧米デザイナによるアバタ表情解釈の日欧5カ国間比較実験の実施と成果発表2.平成21年度に実施予定のユーザ描画のアバタ表情デザインの文化間比較実験の準備アバタ表情デザイン描画ツールであるCharToon(オランダのTwente大学より提供)のマニュアルの翻訳,CharToonを稼働させるためのデスクトップPCおよび持ち運びのためのノートPCを購入,設置3.実験協力先の開拓と情報収集HAI2006シンポジウム,およびHuman-Robot Interaction2009に参加し、キャラクタ研究およびアバタ研究に関する貴重な意見交換を行うと共に,実験への参加協力を依頼した.本研究は,アバタを用いた文化間のオンラインコミュニケーションにおいて,アバタの表情解釈や振舞いに文化差があることを検証し,文化を越えて使用されるアバタデザインにおける考慮点を提言することを目的としている.海外協力機関と共同実験を実施することにより,以下の研究課題に段階的に取り組む予定である.平成20年度はプロのデザイナによるアバタを用い,アバタ表情解釈を文化毎に比較分析した.平成21年度はユーザデザインによるアバタを用い,表情解釈の文化間比較およびアバタ表情解釈の手がかりとなる顔部位の文化間比較を行った.平成21年度は下記を中心に研究を実施した.2.ユーザ描画のアバタ表情デザイン作成(21年度予定の研究)アバタ表情デザイン描画ツールであるCharToon(オランダのTwente大学より提供)を用いて,日本人デザイナによるアバタ表情を作成した.3.アバタ表情解釈の手がかりとなる顔部位の文化間比較研究(21年度予定の研究)2で作成したアバタ表情を用いて,表情解釈の判断の手がかりとして用いられる顔部位(目元,口元)の文化差を検証するために,日本とハンガリー間でWeb実験を実施した.その結果,「日本人は目元を,ハンガリー人は口元の形を手がかりに表情解釈する」という仮説が検証された.研究成果発表として,国内外の学会で合わせて7件の口頭発表を行った.本研究は,アバタを用いた文化間のオンラインコミュニケーションにおいて,アバタの表情解釈や振舞いに文化差があることを検証し,文化を越えて使用されるアバタデザインにおける考慮点を提言することを目的としている.平成22年度は下記を中心に研究を実施した.1.アバタ表情解釈の文化間比較研究の成果発表(21年度に実施した研究の成果)2.アバタ表情解釈の手がかりとなる顔部位の文化間比較研究ハンガリー人デザインのアバタ表情を用いて,表情解釈の判断の手がかりとして用いられる顔部位の文化差を検証するために日本とハンガリー間でWeb実験を実施した.その結果,「日本人は目元をハンガリー人は口元の形を手がかりに表情解釈する」仮説が検証された.3.仮想空間内におけるアバタの振舞いとして,身体動作(うなずき・相槌や,身体操作と呼ばれる意図的でないメッセージ伝達動作など)を中心にアバタに実装し,インタラクション上の効果を分析した.

具体的には,見かけの傾聴感の高いアバタのうなずきの角度,頻度速度の実験的検証および,身体操作の実装によるインタラクションの継続的評価実験により,アバタの身体操作がインタラクションの持続性を高める効果があることが示された.