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ニジェール・コンゴ語族における動詞構造と統語に関する類型論的研究

本研究では、ニジェール・コンゴ語族の動詞構造について、諸言語を比較して類型的にとらえ、その特徴を解明することを目的とした。バントゥ諸語、ヨルバ語、バンバラ語について、現地調査や文献研究、インフォーマントからの聞き取り調査をおこない、分析、議論を進めた。バントゥ諸語については、派生形による他動詞・自動詞の派生関係や主題文の構造について明らかにした。また、ヨルバ語については、「動詞連続構文」と呼ばれる構文の分析をおこない、その特徴を明らかにした。バンバラ語については、形容詞と関係節の特徴について明らかにし、動詞の自他対応や受動態の分析を進め、バンバラ語の動詞の特性について明らかにした。本研究の目的は、ニジェール・コンゴ語族の動詞および動詞を中心とする統語構造に関する類型論的特徴を明らかにすることである。これまで研究をすすめてきたバントゥ諸語とヨルバ語を中心として、他の言語の資料も加えながら、バントゥ諸語が動詞の派生形で表わし、ヨルバ語が動詞連続構文で表わすような構文について、形態的・統語的な観点から分析・比較し、類型論的特徴の解明をめざすものである。本年度の研究実施状況ならびに研究成果は以下の通りである。1現地調査として研究協力者の林愛美氏(大阪大学大学院言語文化研究科博士前期課程)をケニアのナイロビに派遣し(2013/8/139/13)、ナイロビのスワヒリ語変種の一つであるシェン語の語彙調査とマサイ語(ナイル・サハラ語族)の語彙調査をおこなった。マサイ語は隣接するナイル・サハラ語族の言語であり、ニジェール・コンゴ語族との比較対象のための予備調査として、言語調査をおこなった。2ニジェール・コンゴ語族の中でももっとも早い段階で分岐したと考えられるマンデ語派について研究するべく、マンデ語派に属するバンバラ語の調査を開始した。バンバラ語は西アフリカのマリの最大民族語であり、共通語でもある。マリからの留学生マカン・サコ氏(神戸大学)を調査協力者としてバンバラ語の聞き取り、録音調査をおこなった。バンバラ語の調査は今後も継続されるが、本年度は、動詞に分類される「形容詞」の特徴についてとりあげ、考察を論文にまとめた。これまで研究をすすめてきたバントゥ諸語とヨルバ語、ならびにバンバラ語を中心として、他の言語の資料も加えながら、バントゥ諸語が動詞の派生形で表し、ヨルバ語が動詞連続構文で表すような構文について、形態的・統語的な観点から分析・比較し、動詞を中心とする構造の類型論的特徴の解明をめざすものである。本年度の研究実施状況、ならびに研究成果は以下の通りである。1研究分担者の米田信子氏がロンドン大学でバントゥ諸語の文献研究を行い、現地のバントゥ諸語研究者との交流を図り、情報交換をおこなった。(派遣期間2015/3/13-19)2ニジェール・コンゴ語族の中でも、もっとも早い段階で分岐したと考えられるマンデ語派の研究をすすめるべく、昨年に引き続き、バンバラ語の研究を継続しておこなった。現在、神戸大学大学院に留学中のマリ人で、バンバラ語の話者であるマカン・サコ氏に研究協力を依頼し、バンバラ語の録音調査をおこなった。文法調査では特にバンバラ語の関係節について調査した。その結果は、論文「バンバラ語の関係節の特徴について」『スワヒリ&アフリカ研究』26号、pp.157-169(大阪大学大学院言語文化研究科スワヒリ語専攻発行、2015年)にまとめた。これまで研究を進めてきたバントゥ諸語とヨルバ語を中心として、他の言語の資料も加えながら、バントゥ諸語が動詞の派生形で表し、ヨルバ語が動詞連続構文で表すような構文について、形態的・統語的な観点から分析・比較し、動詞を中心とする構造の類型論的特徴の解明を目指すものである。本年度の研究実施状況、並びに研究成果は以下の通りである。3上記の国際会議で、海外のアフリカ言語研究者を招へいし、交流と情報交換につとめた。これまで研究をすすめてきたバントゥ諸語とヨルバ語、ならびにバンバラ語を中心として、他の言語の資料も加えながら、動詞を中心とする構造の形態的・統語的な分析をおこなっている。

特に、日本での研究が少ないマンデ語派のバンバラ語についての研究が進んだこと、また、ヨルバ語の動詞連続構文について、他の研究者との共同研究が進んでいること、また、分担者によるバントゥ諸語の研究が進んだことなどから、これまでの研究の進展は「おおむね順調に進展している」と言える。アフリカ言語学今後も、バントゥ諸語、ヨルバ語、バンバラ語の研究を進めながら、ニジェール・コンゴ語族の動詞構造の分析、比較研究を進める。今年度は、海外から研究者を招へいし、研究交流を図りたいと考えている。本研究の目的は、ニジェール・コンゴ語族の動詞および動詞を中心とする統語構造に関する類型論的特徴を明らかにすることである。これまで研究をすすめてきたバントゥ諸語とヨルバ語を中心として、他の言語の資料も加えながら、バントゥ諸語が動詞の派生形で表わし、ヨルバ語が動詞連続構文で表わすような構文について、形態的・統語的な観点から分析・比較し、類型論的特徴の解明をめざすものである。本年度はスワヒリ語とヨルバ語に加えて、マンデ語派のバンバラ語の調査を開始することができた。アフリカの東部に位置するスワヒリ語(バントゥ諸語)、中央部に位置するヨルバ語、そして西部に位置するバンバラ語を俯瞰する形が整ったが、そこから見えてくるのは、ニジェール・コンゴ語族の動詞構造の多様性と連続性である。来年度も引き続き、バンバラ語を中心に研究を進めるが、その基礎作りができたという点において、現在までの研究の達成度は「おおむね順調に進んでいる」と言える。来年度に、アフリカからの研究者を招へいし、共同研究をおこないたいと考えており、そのための経費にあてるため、次年度使用額が生じた。今後も、バントゥ諸語、ヨルバ語、バンバラ語の研究を進めながら、ニジェール・コンゴ語族の動詞についての分析・比較を進める。これまで得られたデータの整理、分析をおこない、一般化をめざす。また、現地調査では、さらに調査が可能な他の言語についても調査をおこなっていく予定である。ニジェール・コンゴ語族の言語と非常に深い関係にあると考えられるナイル・サハラ語族の言語についても、できる限り研究をすすめ、比較対象していきたいと考える。来年度に、アフリカからの研究者を招へいし、共同研究をおこないたい。そのための旅費や滞在費に充てる計画である。来年度か再来年度に、アフリカから研究者を招いて共同研究およびシンポジウムを開催したいと考えている。その場合の招聘のための旅費に当てたいと考え、次年度への繰り越しとしたため。その場合の招聘のための旅費、滞在費に当てたいと考えている。
光高速LANにおける動画像伝送方式の研究

広帯域ISDN(BーISDN)実現に向けての課題は多数あるが,特にBーISDN加入者収容構成については,その規模が局あたりスル-プット換算でTerabit/sのオ-ダ-に達する膨大なものとなるのでこれを安価に構成することが必須である.また,加入者収容網には高度の信頼性が要求される.本研究課題の目的はこのようなBーISDNの加入者収容網,あるいは超高速MAN(Metropolitan Area Network)として,Shuffle Ring(SR)ネットと名付けた新しいネットワ-クを提案し,その諸特性を明らかにすると共に更なる改善を試みることであった.これに対する本年度の成果は以下の通りである.1.昨年度に引続きSRネット上での不均衡負荷に対する対策を考慮し,集中制御的手法に依らずとも,完全に分散的な方法,或は自ノ-ドと隣接するノ-ドの負荷状況のみによって不均衡負荷による特性劣化を回避しうることをシミュレ-ション及び,理論解析によって解明した.2.SRネットを含む,より広範なネットワ-クトポロジ-をもつネットワ-クに対して,呼単位に帯域を割り当てる方法によりマルチキャストを行える方法を導き,そのためのル-ティング方法を解明した.3.SRネット,及びSRネットの拡張形であるBSRNを含むより応用範囲の広い様々なネットワ-クが与えられたときに,これが呼レベルで非閉塞となるための条件について理論的な検討を行った.この検討結果は,リング状ネットワ-クだけでなく,ATMスイッチや光交換スイッチの構成にも役立つものである.4.両年度の成果を総合し,SRネットをBーISDNにおける加入者収容網,あるいはMANとして実現するための設計指針を与えた.広帯域ISDN(BーISDN)実現に向けての課題は多数あるが,特にBーISDN加入者収容構成については,その規模が局あたりスル-プット換算でTerabit/sのオ-ダ-に達する膨大なものとなるのでこれを安価に構成することが必須である.また,加入者収容網には高度の信頼性が要求される.本研究課題の目的はこのようなBーISDNの加入者収容網,あるいは超高速MAN(Metropolitan Area Network)として,Shuffle Ring(SR)ネットと名付けた新しいネットワ-クを提案し,その諸特性を明らかにすると共に更なる改善を試みることであった.これに対する本年度の成果は以下の通りである.1.昨年度に引続きSRネット上での不均衡負荷に対する対策を考慮し,集中制御的手法に依らずとも,完全に分散的な方法,或は自ノ-ドと隣接するノ-ドの負荷状況のみによって不均衡負荷による特性劣化を回避しうることをシミュレ-ション及び,理論解析によって解明した.2.SRネットを含む,より広範なネットワ-クトポロジ-をもつネットワ-クに対して,呼単位に帯域を割り当てる方法によりマルチキャストを行える方法を導き,そのためのル-ティング方法を解明した.3.SRネット,及びSRネットの拡張形であるBSRNを含むより応用範囲の広い様々なネットワ-クが与えられたときに,これが呼レベルで非閉塞となるための条件について理論的な検討を行った.この検討結果は,リング状ネットワ-クだけでなく,ATMスイッチや光交換スイッチの構成にも役立つものである.4.両年度の成果を総合し,SRネットをBーISDNにおける加入者収容網,あるいはMANとして実現するための設計指針を与えた.
糖を基本骨格とするキラル補助基並びに多点制御キラル配位子の開発と不斉合成への応用

合成触媒は反応点、反応基質を1点、一方のみ制御しているのに対し、酵素は複数の活性点で、基質双方を活性化し、面選択制を制御している点にある。本研究では、酵素をモデルとし、反応を多点制御する触媒、即ち、安価で容易に入手出来る糖(グルコース、ガラクトース等)を基本骨格とし分子内にLewis酸部分とLewis塩基部分を同時に有する触媒を開発し、それらが互いに協力援助しながら反応を制御する方法を開発応用について検討した。更に、これら触媒を合成する過程で生成するホスホン化糖は、Lewis塩基部とバルキーな置換基を有しているので、これをキラル補助基として用いる不斉合成反応の開発、特にDiels-Alder反応への応用について検討した。その結果、効率的不斉触媒のには未だ至ってないが、キラル補助基の検討については、tri-O-benzyl-D-gulcalとdiphenylphosphenium cationとの反応より位置及び立体選択的に得られるホスホン化糖を2段階の変換で収率良く1,5-anhydro-2,3-dideoxy-6-O-tert-butyldimethylsilyl-3-diphenylphosphinoyl-D-ribo-hexitolが得られることを見いだした。更に、この化合物はDiels-Alder反応に対してキラル補助基として有効であることを見いだした。例えば、1,5-anhydro-2,3-dideoxy-6-O-tert-butyldimethylsilyl-3-diphenylphosphinoyl-D-ribo-hexitolをn-butyl lithium存在下、塩化アクリロイルと処理して得られる4-アクリロイル糖とシクロペンタジエンとのDiels-Alder反応をエチルアルミニウムジクロリド存在下で行ったところ、ジアステレオマー過剰率96%で付加物が得られた。Diels-Alder反応は新規な炭素炭素結合形成反応、及び6員環形成反応において非常に有用な反応の1つである。また、糖を用いた不斉補助基は今までにも報告されているが、糖にリン原子を位置及び立体選択的に導入した不斉補助基の実験例は殆ど報告されていない。本研究ではPhosphinoyl化糖を基本骨格とする新規な不斉補助基を基質である3,4,6-Tri-O-Benzyl-D-Glucalから3段階の官能基変換により合成した。その不斉補助基を用いてacryloyl esterを合成し、得られたacryloyl esterと様々なDienesとの不斉Dicls-Alder反応を行ったところ高収率、高ジアステレオ選択的にDiels-Alder付加物を得る事が出来た。例えば、Lewis酸にMe_3Alを用いた場合、反応は進行しなかったがEtAlCl_2を用いた場合、シクロペンタジエンとのDiels-Alder反応スムースに進行し対応するDiels-Alder付加物が収率86%、ジアステレオ選択性96%deで得られた。また、他のジエン類との反応でも7895%deで付加物が得られた。これらの付加物の絶対配置は、相当するカルボン酸に変換し、既知物質の比旋光度と比較することにより決定した。なお、これらの結果は現在学会誌に投稿中、もしくは投稿するべく執筆中である。更に、これら触媒を合成する過程で生成するホスホン化

糖は、Lewis塩基部とバルキーな置換基を有しているので、これをキラル補助基として用いる不斉合成反応の開発、特にDiels-Alder反応への応用について検討した。その結果、効率的不斉触媒のには未だ至ってないが、キラル補助基の検討については、tri-O-benzyl-D-gulcalとdiphenylphosphenium cationとの反応より位置及び立体選択的に得られるホスホン化糖を2段階の変換で収率良く1,5-anhydro-2,3-dideoxy-6-O-tert-butyldimethylsilyl-3-diphenylphosphinoyl-D-ribo-hexitolが得られることを見いだした。更に、この化合物はDiels-Alder反応に対してキラル補助基として有効であることを見いだした。例えば、1,5-anhydro-2,3-dideoxy-6-O-tert-butyldimethylsilyl-3-diphenylphosphinoyl-D-ribo-hexitolをn-butyl lithium存在下、塩化アクリロイルと処理して得られる4-アクリロイル糖とシクロペンタジエンとのDiels-Alder反応をエチルアルミニウムジクロリド存在下で行ったところ、ジアステレオマー過剰率96%で付加物が得られた。
バイリンガル社会の構築 〜 フランスの3つの地方語・少数語教育の現地調査

本研究はダイグロシア状況下にある少数言語のあり方を考えるため、フランスにおけるフランス語と地方語・小数語の教育の現状を、バイリンガル教育に焦点を当てて、実地調査するものである。平成15年度と平成16年度の2年間にわたって、研究代表者(寺迫)がドイツ国境地域アルザスを、研究分担者1(パンジエ)がブルターニュ地方を、そして研究分担者2(マルタン)がベルギー国境のノール県をそれぞれ調査対象地域として2年間に3回ずつ、現地を訪れ、公立・私立の幼稚園および公立小学校低学年のバイリンガルクラス訪問、それぞれの地域のバイリンガル教員の養成機関、言語教育政策を担うRECTORATと称される教育行政機関、さらには民間団体がその地方の言語を主たる教育言語として運営する民間学校の教育状況等について、アンケート調査および聞き取り調査を実施したものである。また、この間、平成15年10月には、フランス教育省が主催して行われた「第1回フランスの言語に関する全国シンポジウム」(パリ、科学産業都市、600人)に参加し、主要な地方語のみならず、公教育の対象にもなっていない小さな(話者数から見て)言語についても、その維持発展の運動を展開していること、「共和国の言語はフランス語である」と憲法に規定した国の政府が、そうした全国のさまざまな言語の現状に関する訴えに耳を傾ける姿勢を持ちえていることを示すシンポジウムであり、日本の状況との格差を痛感させられた。日本語単一主義の思想の喧伝は政府レベルでは行われなくなったとはいえ、日本の現状では日本語を相対化する努力は行われていないことを考えれば、フランス語至上主義的な政策から転換したフランスの姿勢は注目に値すると言うべきであろう。この全国シンポジウムから1年後の平成16年10月にはアルザスのサヴェルヌで民間団体<バイリンガル教員の会>主催による「第1回バイリンガル教員全国シンポジウム」が開催され、70名程度が参加し、1年前の文化省主催と同じテーマで3日間にわたる議論が繰り広げられた。研究代表者はこのシンポジウムにも参加することができ、アルザスのみならず、全国の現場の教員の問題提起と、その解決へ向けた議論に耳を傾けることができた。ヨーロッパ連合という国家を超えた統合体が現実に動き出した今、国語の影になっている小数語の教育問題にこれだけのエネルギーが注げる状況のみを見ても、「成果報告書」に記したさまざまな困難が現前するとはいえ、フランスのケースに学ばねばならぬことが多いことが明らかになったと考える。ダイグロシア状況下にある少数言語のあり方を考えるため、本研究では、主たる言語フランス語と少数地方語とのバイリンガル教育を公教育に導入しているフランスのケースを実地調査している。それぞれ独自の事情を有する3地方(アルザス、ブルターニュ、ベルギー国境ノール県)を対象地域に選び、諸教育機関における聞き取り調査と記入式アンケート調査を中心に、教育の現状把握とその成果および問題点の掘り起こしを行っている。

研究代表者はアルザスをフィールドとし、ストラスブール大学区(アカデミー)、ストラスブール大学方言学研究室、バイリンガル教員養成学校(コルマール市)、およびアルザス文花・地方語普及センター、および「文化とバイリンガリズム」など民間団体などに取材し、低年齢公教育への導入実績、教員の養成システムなどを調査し、中間報告のレポートを作成した(別紙報告を参照)。研究分担者1はブルターニュ地方を対象地域とし、公教育へのブルトン語・フランス語のバイリンガル教育導入の現状と、それに先行して存在するブルトン語を主たる教育言語とする民間のディワン学校における教育の実情等をカーレのディワン学校高等部やブルトン語教育センター、あるいはサン・ブリィユのバイリンガル教員養成学校などに取材し、ブルトン語教育の光と影を調べ、中間報告のレポートを作成した(別紙報告書を参照)。研究分担者2はベルギー国境ノール県を対象領域とし、話諸の数が2万人程度とされる、消滅の危機に瀕するフラマン語教育の現状について調査研究を行っている。ダンケルク市を中心に調査し、ダンケルク大学のフラマン語論の講義に出席して、教授や学生から聞き取りを行い、議論するとともにフランマン語擁護・向上委員会、フランドル文化委員会などでも教育の現状を聴取し、リール市、ダンケルク市の図書館において学術論文の調査閲覧するなどして調査の補完研究も精力的に行っている。本研究はダイグロシア状況下にある少数言語のあり方を考えるため、フランスにおけるフランス語と地方語・小数語の教育の現状を、バイリンガル教育に焦点を当てて、実地調査するものである。平成15年度と平成16年度の2年間にわたって、研究代表者(寺迫)がドイツ国境地域アルザスを、研究分担者1(パンジエ)がブルターニュ地方を、そして研究分担者2(マルタン)がベルギー国境のノール県をそれぞれ調査対象地域として2年間に3回ずつ、現地を訪れ、公立・私立の幼稚園および公立小学校低学年のバイリンガルクラス訪問、それぞれの地域のバイリンガル教員の養成機関、言語教育政策を担うRECTORATと称される教育行政機関、さらには民間団体がその地方の言語を主たる教育言語として運営する民間学校の教育状況(これは特にブルターニュ地方)等について、アンケート調査および聞き取り調査を実施したものである。また、この間、平成15年10月には、フランス教育省が主催して行われた「第1回フランスの言語に関する全国シンポジウム」(パリ、科学産業都市、600人)に参加し、主要な地方語のみならず、公教育の対象にもなっていない小さな(話者数から見て)言語についても、その維持発展の運動を展開していること、「共和国の言語はフランス語である」と憲法に規定した国の政府が、そうした全国のさまざまな言語の現状に関する訴えに耳を傾ける姿勢を持ちえていること(地方語教育の担い手の中には、「多様性尊重」政策のシンボル的会合に過ぎないと覚めた目で見る人々も存在する)を示すシンポジウムであり、日本の状況との格差を痛感させられた。日本語単一主義の思想の喧伝は政府レベルでは行われなくなったとはいえ、日本の現状は日本語を相対化する努力は行われていないことを考えれば、フランス語至上主義的な政策から転換したフランスの姿勢は注目に値すると言うべきであろう。
「視覚化された世界像」と「思想としての世界観」の統合に関する思想史的研究

本研究は,「視覚化された世界像」と「思想としての世界観」の統合に関する研究である。本研究では、(1)「カルトロジーとカルトグラフィー」の概念関係を、パノフスキーの用語法である「イコノロジーとイコノグラフィー」とのアナロジーにおいて、概念的に整理し、定義を確立すること、(2)エルサレム世界地図、イスラム中心世界地図、インド中心世界地図、中華中心世界地図が、科学的地理情報との整合性を求めて近世期に変容し、現実の世界像とイメージとしての世界像が乖離して行く過程つまり、「視覚化された世界像のパラダイム変換」のプロセスを思想史的に解明することの研究である。今年度は、以下の4点の研究を行った。(1)「カルトロジーとカルトグラフィー」の概念整理と定義の確立に向けての検討をおこなった。(2)マテオ・リッチが作成した中国中心世界地図である「坤與萬国全図」が、どのような経過を経て「日本中心型世界地図」に読み替えられてきたのかの研究をおこなった。(3)エルサレム中心の「キリスト教的世界地図」が、一五世紀に、近代的世界情報と整合するように変容して行き、破綻するプロセス、つまり、「キリスト教世界における視覚化された世界像のパラダイム変換」のプロセスを解明した。(4)西洋と東洋という「視覚化された概念」が、近世から近代に掛けての日本で、「思想としての世界観」に変容してゆく過程を研究した。(5)ドイツのエッセン高等研究所及びフランスのパリ大学で、研究成果の一部を発表した。(2)これまで蒐集した古世界地図の整理:エルサレム中心地図50点、イスラム中心世界地図20点、イド中心世界地図30点、中華中心地図8点、日本中心地図40点、アメリカ中心地図20点、オースラリア中心地図5点を、画像情報としてコンピューターに保存し、将来、インターネットによる公開出来るよう準備した。(3)中華中心世界地図が朝鮮でしか作成されなかった経緯を研究し、このタイプの地図が、科学的地理情との整合性を求めて近世期に変容し、破綻・消滅する過程の研究をおこなった。(4)インド中心の「仏教的世界地図」が、一九世紀に、近代的世界情報と整合するように変容していったが、一八六〇年代に突如破綻するプロセス、つまり、「視覚化された世界像のパラダイム変換」を軸として考察し、日本における近代的世界観の成立を検討した。(5)フランス・リヨン大学で、西洋における歴史的世界地図の調査を行った。本研究では、(1)「カルトロジーとカルトグラフィー」の概念関係を、パノフスキーの用語法である「イコノロジーとイコノグラフィー」とのアナロジーにおいて、概念的に整理し、定義を確立すること、(2)これまで蒐集した古世界地図の整理:エルサレム中心地図50点、イスラム中心世界地図20点、インド中心世界地図30点、中華中心地図8点・日本中心地図40点、アメリカ中心地図20点、オーストラリア中心地図5点を、画像情報としてコンピューターに保存し、将来、インターネットによる公開が出来るよう準備すること、(3)上記の古世界地図の内、エルサレム世界地図、イスラム中心世界地図、インド中心世界地図、中華中心世界地図が、科学的地理情報との整合性を求めて近世期に変容し、現実の世界像とイメージとしての世界像が乖雛して行く過程つまり、「視覚化された世界像のパラダイム変換」のプロセスを思想史的に解明すること、の3点の研究である。今年度は、以下の5点の研究を行った。(1)「カルトロジーとカルトグラフィー」の概念整理と定義の確立に向けての検討。(2)マテオ・リッチが世界最初の中国中心世界地図「坤與萬国全図」を作成した経緯の研究。(4)アラブ中心の「イスラム教的世界地図」が、十世紀に、経験的世界情報と整合するように変容して行き、消滅するプロセス、つまり、「イスラムにおける視覚化された世界像のパラダイム変換」のプロセスを解明した。(5)海外での資料収集を行い、研究成果の一部を海外の学会で発表した。

(3)エルサレム中心の「キリスト教的世界地図」が、一五世紀に、近代的世界情報と整合するように変容して行き、破綻するプロセス、つまり、「キリスト教世界における視覚化された世界像のパラダイム変換」のプロセスを解明した。(4)西洋と東洋という「視覚化された概念」が、近世から近代に掛けての日本で、「思想としての世界観」に変容してゆく過程を研究した。(5)ドイツのエッセン高等研究所及びフランスのパリ大学で、研究成果の一部を発表した。
次世代の MRI 撮像法に対応した信号対ノイズ比評価法の開発

信号対ノイズ比(SNR)は,磁気共鳴画像法(MRI)における重要な画質指標の一つであり,ハードウェアの性能評価や撮像法の最適化などに広く活用されている.SNRは画像の輝度とそのばらつき(ノイズ)より計算されるが,輝度が一様でない場合にはノイズの測定精度が著しく低下するという問題点があった.そこで本研究では,斬新な発想にもとづく精度の高いSNR測定法を開発し,この問題点を解決した.MRI(磁気共鳴画像法)において,SN比(信号対ノイズ比)は画質を客観的かつ定量的に評価する重要な指標であり,その測定法はすでに確立されている.しかし,MRIにおける画像化技術の急速な発展を受け,古典的な測定法では正確なSN比評価が困難となりつつある.たとえば,従来のSN比測定法はノイズの空間分布が均一であることを仮定するが,近年主流の撮像法ではノイズの空間分布は不均一であり,原理的に従来の測定法を適用することはできない.臨床研究における公正な画質評価や日常臨床における撮像法の最適化作業には主観に頼らない画質評価が不可欠であり,次世代に向けてのSN比測定法の確立は喫緊の課題である.そこで本研究の目的は,この問題を早急に解決するための新しいSN比測定の理論を確立することとした.本研究初年度は,有意な信号成分とノイズ成分が混在する画像からノイズ量だけを正確に定量し,精度よくSN比を算出するための理論構築を行った.これには信号成分とノイズ成分の周波数特性の違いを利用し,多重解像度解析とよばれる方法を活用した.理論の妥当性については,計算機シミュレーションと実測画像を用いた検証を行い,本理論はきわめて精度が高いことを示した.SN比はMRIのみならず,さまざまな医用画像においても用いられる指標であることから,X線CT(コンピュータ断層撮影)や核医学断層撮影で得られた画像に対しても本理論によるSN比評価を応用した.本理論の実用上の問題点として,計算法が複雑でパラメータが多く,画像の性質によって最適なパラメータが異なることが挙げられた.本研究最終年度では,実用化を見据えた理論の再構築を行った.そして,簡便な画像処理を加えるだけで精度よくノイズ成分を定量するアルゴリズムを開発し,臨床画像等による検証の結果,きわめて簡便かつ高精度にSN比を求めることが可能となった.信号対ノイズ比(SNR)は,磁気共鳴画像法(MRI)における重要な画質指標の一つであり,ハードウェアの性能評価や撮像法の最適化などに広く活用されている.SNRは画像の輝度とそのばらつき(ノイズ)より計算されるが,輝度が一様でない場合にはノイズの測定精度が著しく低下するという問題点があった.そこで本研究では,斬新な発想にもとづく精度の高いSNR測定法を開発し,この問題点を解決した.MRI(磁気共鳴画像法)において,信号対ノイズ比(SNR)は画質を客観的かつ定量的に評価する重要な指標である.SNRは画像上の関心領域(ROI)における信号量とノイズ量の比として算出するが,近年の撮像技術の進歩はノイズの定量をより困難にし,ゆえにSNRの評価ができない事例も増加しつつある.本研究ではこのような新しい撮像法にも対応できる新しいSNR測定理論の構築とそれを具現するソフトウェアの開発を目指している.測定理論の構築における最も重要な課題は,有意な信号成分とノイズ成分が混在するMRI画像からノイズ量だけを正確に定量することである.そこで信号成分とノイズ成分の周波数特性の違い,すなわち信号成分が比較的低周波成分有意であるのに対してノイズ成分は全周波数帯域に分布することに着目し,原画像に対する2次元多重解像度解析にて高周波成分だけを抽出のうえ画像化した.これにより有意な信号成分をほとんど含まないノイズ有意な画像を得ることができ,以下,ノイズ評価用画像として用いることとした.つぎにノイズ評価用画像から得られたノイズ量測定値と原画像に含まれる真のノイズ量の関係を定式化し,真のノイズ量を推定するアルゴリズムを導出した.このアルゴリズムをプログラミング言語Cにて計算機に実装し,プロトタイプのSNR評価用ソフトウェアを開発した.SNR既知のシミュレーション画像による精度検証を行った結果,構築した理論とそれに基づくソフトウェアは複雑な信号分布を含む画像であっても正確にノイズ量を定量できることを確認した.本理論においては,白色ガウス雑音を仮定しており,実際のMRI画像に含まれるノイズとは統計的性質が異なる可能性もある.ゆえにMRI実測画像を用いた精度検証も行い,精度に問題のないことを確認した.当初の計画では,理論の構築と当該理論に基づくSN比測定ソフトウェアの開発までを平成23年度中に進める予定であったが,平成24年度に計画していた計算機シミュレーションや実測画像での精度検証まで着手できており,良好な結果が得られている.さらに提案理論をより一般的な条件下にも拡張すべく,X線や核医学イメージングのように異なる数学的モデルを当てはめるべき画像に対する評価も開始している.一方,ソフトウェア開発過程で必要と考えていたノイズ特性の評価や多重解像度解析の最適化(いずれも平成23年度に計画)は,研究戦略上,相対的に重要度が低いと判断し,平成24年度に行うこととした.総合すると研究の進展はきわめて順調である.理論およびアルゴリズムを最適化するため,画像のノイズ特性の評価と多重解像度解析の最適化(いずれも平成23年度より24年度へ移行した内容)を行う.また将来,多彩なMRI撮像法が出現することを予想し,提案理論をさまざまな数学的・統計的性質をもつ画像にも対応させるため,X線や核医学イメージングで得られた画像に対する信号量やノイズ量の定量も継続する.

本理論のアルゴリズムを最適化させたうえでMRI臨床画像を用いた精度検証も行い,本提案理論の臨床的有用性を明らかにする.これらの成果を学会等で積極的に公表し,さらに論文としてまとめて国内外の学術雑誌へ投稿する.平成23年度に計画していたノイズ特性の評価と多重解像度解析の最適化を今年度へ移行させ,さらに理論・アルゴリズムを拡張(一般化)していくうえで必要となる実験材料(ファントム等の材料や試薬,調整器具等),解析を支援するソフトウェア類,参考文献や書籍を購入する.また学会での成果発表や情報収集に必要な旅費等の経費,さらに論文発表に必要な英文校正費用や投稿料等を支出する.
電気双極子モーメントの原子核構造理論からのアプローチ

本研究では質量数130領域の偶偶核・奇核・奇奇核の低励起状態について、平均場を越えた理論である核子対殻模型を用いて系統的な数値解析を実行した。核子対殻模型の計算結果はXe、Ba、Ce、Nd偶偶核の集団運動的なエネルギー準位と電磁遷移を再現することに成功した。奇核と奇奇核に関しては、不規則なエネルギー準位と電磁モーメントの計算結果が実験値と良く一致した。これらの計算で得られた原子核波動関数を用いてXeアイソトープの1/2^+状態のシッフモーメントを計算した。シッフモーメントの計算結果を用いて、^<129>Xe中性原子の電気双極子モーメントの上限値を評価した。本研究の成果は,核子対殻模型により質量数130領域の偶偶核・奇核・奇奇核の系統的な計算を行い,幅広い核種のエネルギー準位・電磁遷移・電磁モーメントの実験値を再現したことである。この領域の核子間にはたらく相互作用の研究はこれまであまり行われてこなかったため,本研究では現象論的な有効相互作用を用い,実験値を再現するものを用意した。この研究により,陽子が奇数の奇核や奇奇核の偶パリティ状態と奇パリティ状態のエネルギー差は,oh_<11/2>軌道の単一粒子エネルギーに核子数依存性を導入すれば再現できることを確認した。この成果はPhysical Review C誌に発表した。また,質量数130領域の原子核に対して,核子固有の電気双極子モーメントにより生じるシッフモーメントを計算すると共に,^<129>Xe原子の電気双極子モーメントを評価した。中重核に対するシッフモーメントの理論研究は,これまで平均場模型による計算しか行われてこなかったが,本研究では平均場を超えた枠組みである核子対殻模型により数値解析を実行した。この計算結果により,質量数130領域のシッフモーメントは中性子の波動関数の寄与が陽子のよりも大きくなると共に,原子核の集団運動の効果を考慮しなければならないことを明らかにした。この成果はProgress of Theoretical Physics誌に発表している。さらに本研究では,質量数100領域の奇奇核に現れるダブレットバンドに対し2核子コア結合模型を適用し,幅広い核種のエネルギー準位や電磁遷移の実験値を再現した。計算で得られた波動関数を解析したところ,中性子1個と陽子1個の相互作用は四重極相互作用の効果が大きいことを明らかにした。この成果はJournal of Physics G誌に発表している。本研究の成果は,質量数130領域の原子核に対して,パリティと時間反転対称性(PT)を破る相互作用により生じるシッフモーメントを計算すると共に,129Xe原子の電気双極子モーメントを評価したことである。中重核に対するシッフモーメントの理論研究は平均場模型による計算しか行われていなかったが,本研究により初めて平均場を超えた枠組みによる数値解析に成功した。また,これまでの研究において,核子固有の電気双極子モーメントにより生じるシッフモーメントを計算しており,2つの効果を評価できるようになった。本研究の結果により,核子固有の電気双極子モーメントにより生じるシッフモーメントは中性子の波動関数の寄与が陽子のものよりも大きくなること,PTを破る相互作用により生じるシッフモーメントは特定のエネルギーレベルの寄与が重要であることが明らかになった。また本研究では,殻模型により質量数210領域(アクチナイド領域)の偶偶核・奇核について殻模型により精密計算を行い,原子核の励起メカニズムを明らかにした。この領域の核子間にはたらく相互作用の研究は現在まであまり行われてこなかったため,本研究では現象論的な有効相互作用を用いて数値解析を実行し,幅広い核種のエネルギー準位や電磁遷移の実験値を再現した。殻模型による結果を核子対殻模型により解析したところ,質量数210領域に現れる偶偶核の低エネルギー状態は主に集団運動核子対で作られており,高スピン状態は1g9/2軌道にある陽子2個の整列の寄与が大きいことを確認した。さらにその他の成果として,質量数80領域の偶偶核に対して生成座標法による数値解析や,130Te原子核のニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の評価を行った。本研究の成果は,質量数130領域の原子核に対して,パリティと時間反転対称性(PT)を破る相互作用により生じるシッフモーメントを計算すると共に,キセノン129原子の電気双極子モーメントを評価したことである。中重核に対するシッフモーメントの理論研究は平均場模型による計算しか行われていなかったが,本研究により初めて平均場を超えた核子対殻模型による数値解析に成功した。

本研究の結果により,核子固有の電気双極子モーメントにより生じるシッフモーメントは中性子の波動関数の寄与が陽子のものよりも大きくなること,PTを破る相互作用により生じるシッフモーメントは特定のエネルギーレベルの寄与が重要であることが明らかになった。また,本研究では質量数80領域の偶偶核・奇核について生成座標法を用いた数値解析によって,原子核の励起メカニズムを明らかにした。この領域の核子間にはたらく相互作用の研究は現在まであまり行われてこなかったため,本研究では現象論的な有効相互作用を用いて殻模型計算を行い,幅広い核種のエネルギー準位や電磁遷移の実験値を再現するように相互作用を決定した。この相互作用を用いて生成座標法による数値解析を実行し,得られた波動関数を解析することにより,原子核の軸対称変形の効果を取り入れることで質量数80領域の偶偶核のイラストバンドを再現できること,三軸非対称変形の効果を取り入れなければガンマバンドを再現できないことを確認した。さらにその他の成果として,テルル130原子核のニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の評価を行った。本研究では平成23年度において,質量数200領域の原子核構造の解明する計圏であったが,現段階ではまた数値解析を終えておらず,予定よりも遅れている。その一方で,平成24年度以降に行う予定であった原子核の電気双極子モーメントを計算する枠組みは整えられている。質量数200領域の数値解析が終われば,直ちに電気双極子モーメントの評価を行うことができるようになっており,研究はおおむね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では本年度において,質量数200領域の原子核構造の解明を目指す。この領域の原子核を計算するための計算コードの改良は行っており,質量数200領域の有効相互作用を決定する段階である。偶偶核・奇核・奇奇核のエネルギー準位・電磁遷移の実験値を同時に再現するように相互作用を決定し,核子対殻模型の波動関数を詳細に解析することで原子核構造を明らかにする。さらに,パリティと時間反転対称性を破る相互作用により生じるシッフモーメントと核子固有の電気双極子モーメントにより生じるシップモーメントの評価を行う計画である。
新規なBmpアンタゴニストの脳神経組織形成における役割とその分子メカニズムの解明

2種類の新規な分泌性BMP antagonist遺伝子を発見し、Brorin, Brorin-likeと名付けた。これら分泌性因子はその構造は類似していることから、その機能的類似性が予想された。また、これらの遺伝子はヒト、マウス、ゼブラフィッシュなどで見出され、脊椎動物に共通した遺伝子である。Zebrafish BrorinとBrorin-likeはいずれも受精後16時間から腹側視床において発現が認められた。その発現様式はいずれも類似していた。受精後24時間では前交連や、後脳の神経節、松果体、下垂体など脳神経系特異的に発現していた。その発現は受精後36時間胚においても持続していた。BrorinとBrorin-like機能阻害胚の形態観察を行った。いずれの機能阻害胚も前脳の萎縮および脳室の膨張などの脳の形成異常が認められた。Brorin, Brorin-likeはいずれも脳・神経系で高発現発現していた。マウスにおける、Brorin, Brorin-likeの生理的役割を明らかにするため、Brorin/Brorin-like二重遺伝子欠損マウスも野生型マウスと外見上に大きな差はなかった。しかし、その脳を詳しく解析したところ、アストロサイトの過形成が確認された。これらの結果から、Brorin, Brorin-likeはアストロサイトの形成を抑制していることが明らかになった。甲請者らはFGF以外にも、新規な分泌性BMP antagonist遺伝子Ectodinを発見し、その歯芽形成因子としての役割を明らかにした。さらに、申請者らは2種類の新規な分泌性BMP antagonist遺伝子を発見し、Brorin, Brorin-likeと名付けた。さらに、申請者らはBrorin, Brorin-likeがマウスの胎児の脳神経組織に特異的に発現し、培養神経前駆細胞のneurogenesisを促進することを明らかにした。従って、申請者らはBrorin, Brorin-likeは脳神経組織形成に重要な役割を果たしているものと期待し、ゼブラフィッシュ、マウスにおける役割の解明を目指した。1)様々な発達段階のゼブラフィッシュ胎児からRNAを抽出して、定量的RT-PCR法により、その発現時期を詳細に明らかにした。2)様々な発達段階のゼブラフィッシュ胎児を用いてin situ hybridization法によりその発現領域を明らかにした。1)Brorin, Brorin-likeの遺伝子機能を抑制するため、それらの遺伝子のイントロン/エクソン境界部を標的とするモルフォリノオリゴヌクレオチドをそれぞれ、2種類作成した。2)作成したモルフォリノオリゴヌクレオチドをゼブラフィッシュ受精卵に導入し、導入されたモルフォリノオリゴヌクレオチドが特異的にBrorin, Brorin-like mRNAの成熟を抑制することを確認した。1)様々な発達段階のマウス胎児からRNAを抽出して、定量RT-PCR法により、その発現時期を詳細に明らかにした。2)様々な発達段階のマウス胎児を用いてin situ hybridization法によりその発現領域を明らかにする。申請者は新規な分泌性BMP antagonist遺云子を発見し、Brorin, Brorin-likeと名付けた。これはヒト、マウス、ゼブラフィッシュなどで見出され、脊椎動物に共通した遺伝子である。Brorin, Brorin-likeはマウスの胎児の脳神経組織に特異的に発現し、培養神経前駆細胞のneurogenesisを促進する。従って、申請者は今年度はBrorinの生理的役割をzebrafishとマウスを用いて検討した。Zebrafish Brorinは受精後16時間から腹側視床において発現が認められ、受精後24時間では神経線維束である前交連や、後脳の神経節、松果体、下垂体など脳神経系特異的に発現していた。Brorin機能阻害胚の形態観察を行った。前脳の萎縮および脳室の膨張、形態の異常、各領域の境界の不明瞭化などの脳の形成異常が認められた。また、Brorinは間脳腹側の特性決定に関与していることが明らかとなった。前脳は終脳及び間脳から成り、膨大な数の神経細胞から構成されている。例えば、GABA作動性ニューロンは終脳腹側及び腹側視床から、オリゴデンドロサイトは終脳腹側及び腹側視床、背側視床から産出される。

Brorin機能阻害胚の解析からBrorinはGABA作動性ニューロン及びオリゴデンドロサイトの分化に関与していることが示唆された。マウス胎児期ではBrorinは脳・神経系に加え腎臓、舌において発現していた。マウスにおける、Brorinの生理的役割を明らかにするため、Brorin遺伝子欠損マウスを作成した。Brorin遺伝子欠損マウスは野生型マウスと外見上に大きな差はなく、繁殖能力にも異常はなかった。Brorinは脳で高発現していることから、野生型マウスとBrorin KOマウスの脳の組織形態を比較した。Brorin KOマウスの脳の形態に大きな差はなかった。また、Brorin KOマウスに行動的異常は認められない。2種類の新規な分泌性BMP antagonist遺伝子を発見し、Brorin, Brorin-likeと名付けた。これら分泌性因子はその構造は類似していることから、その機能的類似性が予想された。また、これらの遺伝子はヒト、マウス、ゼブラフィッシュなどで見出され、脊椎動物に共通した遺伝子である。申請者は昨年度はBrorinの生理的役割をzebrafishとマウスを用いて解明を行ってきた。従って、申請者は今年度はBrorinとBrorin-likeの生理的役割をzebrafishとマウスを用いて、比較検討した。Zebrafish BrorinとBrorin-likeはいずれも受精後16時間から腹側視床において発現が認められた。その発現様式はいずれも類似していた。受精後24時間では前交連や、後脳の神経節、松果体、下垂体など脳神経系特異的に発現していた。その発現は受精後36時間胚においても持続していた。BrorinとBrorin-like機能阻害胚の形態観察を行った。いずれの機能阻害胚も前脳の萎縮および脳室の膨張などの脳の形成異常が認められた。Brorin, Brorin-likeはいずれも脳・神経系で高発現発現していた。マウスにおける、Brorin, Brorin-likeの生理的役割を明らかにするため、それらの遺伝子欠損マウスを作成した。いずれの遺伝子欠損マウスも野生型マウスと外見上に大きな差はなかった。また、Brorin, Brorin-like遺伝子欠損マウス脳の形態に野生型マウスと大きな差はなかった。さらに、Brorin, Brorin-like遺伝子欠損マウスに行動的異常は認められない。Brorin, Brorin-likeの構造が非常に類似しているため、その機能的代償性が予想された。従って、Brorin/Brorin-like二重遺伝子欠損マウスを作成して、その生理的役割を検討した。
分子イメージングによるエストロゲン依存性細胞増殖分化メカニズムの解析

18年度の成果で私はレーザーコンフォーカル顕微鏡による解析から、単独では細胞質に存在しているDax-1がエストロゲン受容体(ER)αまたはβと共発現させることにより核内に移行することを明らかにした。一方、CITED4/MRG-2(Cited4)は単独で細胞質と核に局在していた。以前よりDax-1のアミノ酸配列に存在するLXXLLモチーフが受容体と相互作用することが知られており、この領域を介してERと相互作用している可能性がある。これらのことを踏まえ、19年度はCited4及びDax-1のエストロゲン受容体機能への影響についてluciferaseレポーターシステムを用いて解析した。Luciferase遺伝子上流にエストロゲン応答配列(ERE)を複数導入したレポーターを構築し、このレポーターシステムを組み込んだ細胞系にERα、βおよびCited4、Dax-1を共発現させて解析した。その結果Cited4は量依存的にリガンド結合に伴うERα及びβの活性化を促進し、Dax-1は量依存的にリガンド結合に伴うERα及びβの活性化を抑制した。以上の結果より、ERα、βはリガンド結合を伴うCited4との相互作用により核内へと移行し標的遺伝子のEREに結合することで転写活性を上昇させること、一方Dax-1のLXXLLモチーフを介した相互作用により抑制させることが分子イメージングおよびluciferaseレポーターシステムより示唆された。特にDax-1についてはERα、βの存在下により核内へと移行するという非常に興味深い結果を得ることができ、エストロゲン作用機構による腫瘍形成の分子メカニズムの解明に繋がる研究となったと思われる。18年度はエストロゲン誘導性および抑制性遺伝子として申請者らが初めて同定した2つの転写因子CITED4/MRG-2およびDAX-1のエストロゲン受容体αおよびβとの細胞内での相互作用、また相互作用に伴う細胞内局在の変化についてレーザーコンフォーカル顕微鏡を用いて解析することを目標とした。はじめに、アフリカミドリザル腎臓由来であるCOS-7細胞株にCITED4/MRG-2およびDAX-1をGFP融合タンパク質として発現させ、細胞内局在を検討した。その結果CITED4/MRG-2は細胞質、核の両方に存在していることが明らかとなった。またDAX-1は単独では細胞質に局在しているが、ERαまたはERβと共発現させることで核に移行することが明らかとなった。DAX-1は核内オーファン受容体であるAd4BP/SF-1を抑制することが良く知られているが、本研究においてERβによりDAX-1が核内で機能している可能性が示唆された。現在はさらにERαおよびERβのミュータント遺伝子を共発現させた実験を行うためのベクターを作製中である。また19年度の実施計画にあるLuciferaseレポーターシステムの準備として、Luciferase遺伝子上流にエストロゲン応答配列(ERE)を複数導入したベクターを構築した。またERα、ERβ共発現させるためのCITED4/MRG-2およびDAX-1遺伝子を組み込んだベクターを作製済みである。これによりCITED4/MRG-2が単独では細胞質と核に局在していたために、レーザーコンフォーカル顕微鏡では明らかにすることが難しかったERαおよびERβとの相互作用についての知見が得られるものと期待される。
微生物の代謝機能を利用した地盤環境修復技術の研究開発

本研究は,微生物活性を利用した新たな地盤改良技術の開発を目指し,脱窒反応を利用した砂質土地盤中における炭酸カルシウムグラウト生成と,反応に伴う土質特性の変化について検討を行った.実験を通して,底泥より容易に脱窒菌の抽出を行う手法を確立した.抽出した脱窒菌を用いて,砂地盤模型中での脱窒によるグラウト生成を確認した.模型実験では,反応の過程で生成する窒素ガスによって,砂地盤が不飽和化できる可能性が示唆された.地中での窒素ガス移動には,脱窒反応速度や反応基質濃度,土の間隙径や地盤骨格が大きく寄与すると考えられる.この効果が得られれば,液状化対策等に有効となることが期待でき,さらなる検討が求められる.本研究では、脱窒菌を用いた炭酸塩グラウト生成による地盤環境修復技術の確立を目指し、汚泥からの脱窒菌の抽出および砂質土供試体における脱窒菌のグラウト生成について検討を行った。国内の城のお堀から採取した汚泥を用いて、ガラス瓶中での脱窒菌の培養・抽出実験を行った。培養液は、酢酸カルシウムと硝酸カルシウムの混合溶液を用いた。その結果、45日で添加した硝酸のほぼ100%が分解され、ガラス瓶の内側壁面に炭酸カルシウム結晶の析出が観察された。これまでに排水処理場から入手した活性汚泥を用いて行った脱窒菌の抽出実験と比べると、ほぼ同等もしくはやや早い硝酸分解速度が得られた。脱窒菌抽出液を用いて、砂質土カラム試験によるグラウト生成実験を行った。直径5cm、高さ20cmのアクリル製の円柱状カラムを用い、内部に砂質土を敷き詰め供試体を作成した。微生物抽出液と硝酸カルシウム・酢酸カルシウム混合液を1:1で混合した溶液を砂質土カラムの上部から浸透させた。養生期間として57日間カラムを静置し、その後繰り返し新しい混合溶液の追加・養生を繰り返した。養生後、供試体間隙水中の硝酸イオンおよびカルシウムイオンが大幅に減少し、土中においても微生物による硝酸分解反応が進み、炭酸カルシウムグラウトが生成していることが確認できた。硝酸分解過程で発生する窒素ガスが供試体中に徐々に蓄積し、ガスの気泡は次第に拡大した。その結果、供試体が二分割され、溶液の浸透を困難にさせた。上部に粒径の大きなまさ土を敷き詰めその下に供試体を敷いて同様の実験を行った場合は、供試体中に微小なガスの気泡は見られたもの、透水性の極端な減少は見られなかった。現在、これまで得られた実験結果について、研究協力者と共著にて論文を執筆中である。本研究は,微生物活性を利用した地盤環境修復技術の開発を目指し,脱窒反応による窒素ガスおよび炭酸カルシウムの生成による砂質土地盤の土質特性の変化について検討を行っている.これまでの研究から,脱窒反応による硝酸分解速度は,pHに依存するという知見が得られ,添加する溶質の組成について再検討を実施した.これまでの手法では,酢酸塩と硝酸塩の混合溶液を培養液として用いてきた.この従来法では,培養の段階で炭酸カルシウムの析出が起こり,pHが低下傾向になる.一方,脱窒の反応は,pHが弱アルカリ付近(pH=8.59.0)で高くなることが知られている.また,脱窒反応では,添加する炭素源と窒素源の比(C/N比)=3.03.5で最も反応が進むという報告があるが,従来行ってきた実験条件のC/N比は1.4となる.そこで本年度は, pHを弱アルカリに維持しながら繰り返し脱窒反応を得られるよう,反応基質の濃度割合を調整することで,再び底泥からの脱窒菌抽出実験を行った.次に,直径20cm,高さ46cmの中型の砂質土供試体において,脱窒反応による炭酸カルシウムの生成実験を行った.円柱状のカラム容器に砂試料を緩く詰めた飽和供試体を作成し,供試体内部には土壌水分計を埋設した.カラム側面から土壌水分を微量抽出できるような採取口を各高さに設け,高さごとの溶質濃度の変化について測定を行った.添加した硝酸イオン,カルシウムイオンともに,8日後には濃度が検出限界以下にまで低下し,脱窒反応と炭酸カルシウム生成が確認された.反応過程で発生する窒素ガスにより,供試体内部の水圧が上昇し,上部から間隙水の排水が起こった.このことにより,供試体中の土壌水分は低下し,飽和度は100%からおよそ80%にまで低下した.この飽和度の低下は,飽和砂質土地盤を想定した場合,液状化発生の低減が期待できるものである.本研究は,微生物活性を利用した新たな地盤改良修復技術の開発を目指し,脱窒反応を利用した砂質土地盤の土質特性の変化について検討を行っている.本年度は,昨年度の研究から得られた成果をもとに,脱窒により生成する窒素ガスの砂質土の不飽和化への効果について検討するために,室内模型実験を実施した.模型実験では,異なる温度環境下において砂質土供試体中で脱窒反応を誘発させ,供試体の体積含水量と間隙水圧の経時変化を測定し,飽和度の変化について検討した.反応に用いる反応基質の濃度は,昨年度の研究結果から得られた最適条件を採用した.恒温25°Cの環境下で行った実験では,飽和状態の砂質土供試体に対し,脱窒反応後に予測した窒素ガス生成量と同等の飽和度の低下がみられた.