hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CoMFA 3D-QSAR 解析法による新規抗結核薬の創出

本研究では, GST融合PknGタンパク質と市販の化合物ライブラリーを用いて, PknGに対する阻害作用を有する化合物の探索を行った。なお,コントロールとして既存のPknG阻害剤であるAX20017を用いた。その結果,4種の化合物についてPknG阻害作用が認められた。また,in silicoでのドッキングモデル解析の結果,この4種の化合物については,AX20017と同様にATP結合領域に結合する可能性の高いものと, AX20017とは異なる結合様式でPknGの活性を阻害する可能性が示唆されるものが存在した。本年度は,昨年度確立した調整方法に従って得たN末GST融合結核菌由来PknG組換え蛋白質(GST-PknG)を用いて,新規PknG阻害剤の探索を行い,新規PknG阻害剤のリード化合物となりうる候補を見出した。本年度は,まず,GST-PknG蛋白のリン酸化活性の測定方法の確立を目的として,基質および検出系についての検討を行った。その結果,Myelin basic proteinをリン酸化標的タンパク質(基質)として,反応系に存在するATPの,リン酸化反応に伴った消費に基づく量的変化を,同じく反応系に存在するルシフェラーゼの発光強度の変化として検出する簡易測定系を確立した。また,この測定方法により,既存のPknG阻害剤であるAX20017の阻害活性について検討を行い,種々の化合物についてハイスループット解析を行う際の阻害剤の濃度範囲を設定した。次に,市販の化合物ライブラリーについて,GST-PknGのリン酸化活性に対する阻害作用を有する化合物の探索を行ったところ,そのうちの4種の化合物に,GST-PknG阻害効果が認められた。そこで,インシリコでのドッキングモデル解析ソフト(MOEおよびAutoDock)を用いて,PknGにおけるAX20017およびこれら4種類の化合物の結合部位について検討を行った。AX20017は,ATPの結合部位に入り込むことによりPknGの活性を阻害することが知られており,ドッキングモデルにおいても,AX20017はATPの結合するポケットにはまることがエネルギー的に安定であることが確認できた。他方,今回新たにPknG阻害活性が認められた4種類の化合物については,AX20017と同様にATP結合領域に結合する可能性の高いものと,ATP結合領域ではなく,AX20017とは異なる結合様式でPknGの活性を阻害する可能性が示唆されるものが存在した。本研究は,種々のPknGおよびPtpA阻害剤について,両酵素に対する阻害活性と結核菌生菌を貪食したマクロファージでのP-L融合抑制活性を定量的に測定し,その活性値をパラメーターとして,3次元定量的構造活性相関(QSAR)解析を行うものである。本年度はpknG,ptpA遺伝子のクローニングを行い,両酵素の組換え蛋白の調整を試みた。まず結核菌DNAを鋳型としてPCR法によりpknGおよびptpA遺伝子を取得した。その際にpknG遺伝子,ptpA遺伝子ともに開始コドンを欠失させた。各々のPCR産物には配列解析により変異が導入されていないことを確認した後,N末GST融合タンパク質発現ベクターであるpGEX-3XのEcoRI制限酵素部位に導入し,N末端GST-tagged PknG,PtpA発現ベクターを作成した。これらのベクターを大腸菌BL-21株に導入し,薬剤選択により得た菌株を大量培養の後,IPTG存在下で一夜培養しそれぞれの融合蛋白の発現誘導を行った。その後,菌体を超音波破砕し可溶性画分についてGSTカラムを用いて融合蛋白を精製した。精製後の溶出液についてSDS-PAGEおよびimmunoblottingにて目的蛋白質の取得を確認した。次年度は、PknG,PtpAのそれぞれの基質であるGarAやVPS33Bを調整し,PknG,PtpA蛋白のこれらの基質に対するリン酸化活性についてATPの量的変化に基づくルシフェラーゼの発色の変化を指標にした簡易測定系を確立し,さらに,種々のAX20017やstevastelinなどのPknG,PtpA阻害剤の阻害活性アッセイ系を確立する。さらに,これら阻害剤のP-L融合抑制作用を測定し,こうしたデータをベースに,3次元QSAR解析法を用いてのハイスループットなPknG,PtpA阻害剤の検索を行う。本研究では,PknG,PtpA蛋白に対する特異的阻害剤の種々の誘導体について,PknG,PtpAに対する阻害活性,結核菌感染マクロファージでのP-L融合抑制活性を定量的に測定し,その活性値をパラメーターとしたQSAR解析を行い統計的回帰式を求め,それをベースとした3次元QSARモデルを用いて,新規抗結核薬のドラッグデザインを試みるものである。この目的を達成するため,本年度はpknG,ptpA遺伝子のクローニングを行い,両酵素の組換え蛋白の調整を試みた。まず結核菌DNAを鋳型としてPCR法によりpknGおよびptpA遺伝子を開始コドンを欠失させた形でを取得した。

各々のPCR産物について配列解析を行い,変異が導入されていないことを確認した後,PCR増幅されたpknG,ptpA遺伝子をN末GST融合タンパク質発現ベクターであるpGEX-3XのEcoRI制限酵素部位に導入し,N末端GST-tagged PknG発現ベクター,およびN末端GST-tagged PtpA発現ベクターを作成した。これらのベクターを常法により大腸菌BL-21株に導入し,薬剤選択により得た菌株を大量培養の後,IPTG存在下で一夜培養しそれぞれの融合蛋白の発現誘導を行った。その後,菌体を超音波破砕し,遠心後の可溶性画分についてGSTカラムを用いて融合蛋白を精製した。精製後の溶出液についてSDS-PAGEおよびimmunoblottingにて目的蛋白質が確かに取得されていることを確認した。本年度の研究により,上述の如くPknG, PtpAの二つの酵素の組換え蛋白の精製標品を調整する作業が完了し,次年度からの特異的阻害剤と活性評価実験のための筋道が確立している。従って,「おおむね順調に進展している」と評価できる。今後の研究推進方策は以下の如くである。すなわち,本年度の検討で得られた組換えPknG, PtpA蛋白を用いて,特異的阻害剤AX20017, stevastelinの種々の誘導体のこれら両酵素二対する阻害活性,およびP-L融合抑制活性を効率良く,かつQSAR解析に利用可能な形で測定できるようなアッセイ系を立ち上げ,PknG, PtpA阻害剤の種々の誘導体の活性を測定する。次いで,このデータをベースにして,これら誘導体の生物活性をパラメーターとした3次元QSAR解析を行い, AX20017, stevastelin,IC3をベースにした新規薬物候補構造の検索・創出を試み,その化学構造を基に合成して得られた候補薬物の結核菌に対する抗菌活性を評価する。具体的には,まずPknG,PtpAの基質であるGarAやVPS33Bを調整し両酵素活性アッセイ系を確立し,次いで,AX20017, stevastelin誘導体の両酵素に対する阻害活性の簡易かつ定量的なアッセイ法,さらに,共焦点レーザースキャン,オルガネラ電気泳動法をベースにしたPknG, PtpA阻害剤のP-L融合抑制活性アッセイ法を確立すべく諸検討を進める予定である。次いで,各種AX20017, stevastelin誘導体の各PknG, PtpA阻害活性,P-L融合抑制活性の評価を行い,十分なデータが蓄積した段階でCoMFA法を用いて,AX20017, stevastelinの種々の誘導体の生物活性をパラメーターとした3次元QSAR解析を開始する。得られたデータを解析し,各誘導体分子のCoMFAフィールドの計算を行い,Partial Least Square法による活性予測式(QSARモデル)の設定を試みる予定である。H23年度は,PknGおよびPtpAタンパクの発現および精製のための試薬類やカラム等に研究費を使用したが,予定よりも安価に試薬の購入ができたため,残額が生じた。また,東日本大震災の影響で,助成金の支給額が全体の70%に減額される可能性があるとの大学からの通知があり,助成金の使用を控えていた事も残額が生じた原因の一つである。
自由度変換の大規模クラスター変分法計算

原子配列や、原子変位、磁気スピン、電子分布など、物質・合金には多様な内部自由度があり、かかる自由度の励起・遷移が多彩な材料特性の発現を担っている。しかし、種々の自由度が競合・共存する系に対して、多岐にわたる自由度を効率的に最適化し、高精度の自由エネルギーを求めることには理論上大きな困難が伴う。本研究では、クラスター変分法を用いて、原子変位、磁気スピンの自由度を配列の自由度に変換する手法を提案し、Ni(fcc)の有限温度磁性の計算、Ni3Al-L12規則相の急熱・急冷に伴う長距離規則度の緩和過程の計算、二次元正方格子を対象にして連続変位クラスター変分法へ多体相互作用を取り入れる計算等を実行した。合金系の自由エネルギーは、原子配列、格子変位、振動、磁気モーメント、電子分布等、の寄与として書き表されるが、これらは、それぞれの自由度の数学的表現に他ならない。これら種々の自由度が共存・競合する系では、自由エネルギーを記述することにも、極小化することにも多くの困難が伴う。申請者は、これまで、クラスター変分法(cluster Variation Method;以下CVM)を用いて、合金の相平衡の理論計算に従事してきた。多くの合金系では構成元素の原子サイズが異なる為に、局所的な格子変位が生じており、元のBravais格子の対称性が保存されてはいない。このような系では通常のCVMのエントロピー公式は正当性を欠く。これを改善するべく、局所変位を陽に取り入れる為に、連続変位クラスター変分法(Continuous Displacement Cluster Variation Method;以下CDCVM)なる手法が開発された。CDCVMでは、局所変位を陽に扱うのではなく、(超)多元系の配列の自由エネルギーに置き換える。申請者は、かかる変位自由度の配列自由度への変換が、他の内部自由度に対しても可能でありるとの着想に至った。例えば磁気スピンの配列自由度への変換は普遍性を有しており、特に本申請は、格子変位と磁気スピンの自由度の関与する、1相平衡と局所原子変位、2変位型相変態、3磁性と相平衡という3つの課題を対象にして、これらの定式化と大規模数値計算を行うことを骨子とした。特に初年度は、13のすべてに関して予備的な計算を行い、一部を学会に発表した。これらの自由度が最適化されたところに平衡状態があるが、種々の自由度が競合・共存する系に対して、多岐にわたる自由度を効率的に最適化し、高精度の自由エネルギーを求めることには理論上大きな困難が伴う。一方、本研究で用いるクラスター変分法では、基本クラスターのサイズを増大させればさせる程、配列の自由エネルギーが厳密な値に近づくことが保証されている。本研究では、クラスター変分法を基本として、原子変位、磁気スピンの自由度を配列の自由度に変換する手法を提案し、変位と磁性の関与する相平衡・相変態の大規模並列計算を実行することを目的としてきた。かかる目的においては、焦点を平衡状態においていたが、当該年度において、自由度の変換は平衡状態のみではなく、時間発展経路に関しても適用可能であるとの着想に至り、これを経路確率法の経路関数に適用して大きなブレークスルーを行うことができた。特に、Ni-Al系のL12相の長距離規則度の時間発展過程を空孔機構に基づいて算出することはこれまで不可能であったが、かかる計算に成功することができた。合金自由度の計算を経路確率法の時間発展過程に適用するという当初考えていなかった計算を実行することができた。これによって、これまでほぼ不可能とされてきた空孔機構を考慮した経路確率法の計算が可能になり、高温耐熱材料の急熱過程での長距離規則度の時間発展過程の計算に成功した。これは当初予定していなかった大きな成果であるが、多大、論文としての公表を行っていないという理由により、「おおむね順調な進展」とした。一方、本研究で用いるクラスター変分法では、基本クラスターのサイズを増大させればさせる程、配列の自由エネルギーが厳密な値に近づくことが保障されている。本研究では、クラスター変分法を基本として、原子変位、磁気スピンの自由度を配列の自由度に変換する手法を提案し、変位と磁性の関与する相平衡・相変態の大規模並列計算を実行することを目的として研究を展開してきた。連続変位クラスター変分法では原子の局所変位の自由度を(超)多元系合金の配列の自由度に置き換えるが、この考え方を他の自由度変換にも用いた。特に、Niの有限温度磁性の計算を行ったが、fccの有限温度磁性は難しいとされながらも、我々は実験結果と200K程度の誤差範囲でキュリー温度を求めることができた。単純なLennard-Jones potentialを用いていること、又、スピンのcollinearな配列しか考慮していないことを考えると、本計算は第一段階の計算としては極めて良い結果を与えた。さらに、経路確率法の計算を行った。

ここでは局所クラスター上の原子の配列の時間遷移を記述するpath variableを配列の自由度に変換するという手法をとった。これにより、これまで極めて困難とされてきたfcc系の空孔機構に基づく緩和過程の計算が可能になり、Ni3AlのL12規則相に対して急熱・急冷緩和に伴う長距離規則度の緩和時間を、拡散の活性化エネルギーや空孔濃度の関数として求めることに成功した。当初、経路確率法は研究の対象に入れていなかったが、path variableが原子種とみなせることに気づき、連続変位クラスター変分法の考え方を援用することで、長足の進展を遂げることができた。計算対象はNi3AlのL12規則相の急熱や急冷に伴う長距離規則度の緩和過程に焦点を絞っており、特に、空孔濃度や拡散の活性化エネルギーが緩和時間に及ぼす影響について詳細な検討を試みた。これまで、経路確率法を用いて空孔機構の緩和過程を取り扱うことは、fcc格子の場合にはきわめて困難とされてきたが、この研究において初めて可能となった。さらに、本計算はZrO2にも拡張を行い、スピン機構の緩和過程の計算に成功した。ZrO2ではcubit-tetragonal transitionが酸素原子の集団変位によって駆動されており、経路確率法が変位型相変態に対しても用いることができることを示唆している。これは研究開始当初には考えていなかった進展の可能性を含んであり、変位型相変態とkineticsの双方を含む大自由度変換の問題へと展開可能である。又、このことは、相変態の研究が拡散型相変態(replacive)と変位型相変態(displacive)に分けて、個々独立に行われてきたきらいがあるが、これを統一的に取り扱うことができることを示唆しており、相変態の理論研究に大きなインパクトを与えることができるはずである。ただし、経路確率法の定式化は依然として複雑であり、いろいろな結晶に対して汎用的に定式化を行なえる段階にはない。又、拡散の活性化エネルギーや拡散係数は現段階ではパラメターとして与えており、これをフォノン計算などを援用しながら、第一原理から算出する必要がある。未だ、フルに計算を終えていないことにより「おおむね順調」と評したが、当初の計画にはなかったテーマも扱うことができるのは大きな進展である。原子配列や、原子変位、磁気スピン、電子分布など、物質・合金には多様な内部自由度があり、かかる自由度の励起・遷移が多彩な材料特性の発現を担っている。これらの自由度が最適化されたところに平衡状態があるが、種々の自由度が競合・共存する系に対して、多岐にわたる自由度を効率的に最適化し、高精度の自由エネルギーを求めることには理論上大きな困難が伴う。一方、本研究で用いるクラスター変分法では、基本クラスターのサイズを増大させればさせる程、配列の自由エネルギーが厳密な値に近づくことが保障されている。本研究では、クラスター変分法を基本として、原子変位、磁気スピンの自由度を配列の自由度に変換する手法を提案し、変位と磁性の関与する相平衡・相変態の大規模並列計算を実行することを目的として研究を展開してきた。連続変位クラスター変分法では原子の局所変位の自由度を(超)多元系合金の配列の自由度に置き換えるが、この考え方を他の自由度変換にも用いた。
光波コヒーレンス関数の合成掃引法の特性向上とその分布型光センシングへの応用

申請者は、半導体レーザの直接周波数変調特性を利用して「光波コヒーレンス関数」を合成する手法を発明し、さらにこのコヒーレンス関数が干渉計中の参照光の位相変調により掃引できることも見いだした。本基盤研究では、この原理を利用した分布型光センシング手法を提案し、研究を深めた。これらシステムは、光の反射強度分布を測定するものである。これに対し、光ファイバ干渉計型センサが与える光波位相情報の取得に光波コヒーレンス関数の合成法を適用する研究も進めた。つまり、多点型光ファイバ干渉計型センサ各々の光位相出力を、本合成法により分離検出することに成功している。さらに、本合成法により、計算処理も機械的可動部分も不要な光トモグラフィ系を発明し、基礎実験系を構成して、その機能の確認にも成功している。以上のように、本研究の目的を十分に達成したと考えている。1.p-OCDR法における性能劣化要因について理論的に解析した。解析の結果、光波コヒーレンス関数を合成するときの最大の性能劣化要因である、半導体レーザの注入電流-発振周波数間の非線形性の影響が、従来の手法に比べて抑制されることが示された。2.p-OCDR法における種々の性能劣化要因に関して、これをそれぞれ補正する手法を開発した。まず、半導体レーザの注入電流-発振周波数間の非線形性について、これを精密に測定する手法を確立し、位相変調のみでこれを補正できることを示した。加えて、半導体レーザの周波数応答の影響について評価する手法を提案し、その影響を位相変調を利用して抑制する手法も開発した。3.合成される光波コヒーレンス関数が本質的にもつサイドローブを、位相変調により窓関数を実現して抑制する手法を開発した。従来行われていた振幅変調による窓関数の実現手法では量子化誤差による影響のため、精密計測への適用は不可能であったが、本手法によりこれが可能となった。4.上記で開発した手法を用いて実際にp-OCDR法によるリフレクトメトリー系を構成し、空間分解能1.2mmを実現した。これは光波コヒーレンス関数の合成を利用したリフレクトメトリーとして最高の空間分解能である。また、反射光測定のダイナミックレンジとして100dB以上を達成した。本年度は、まずp-OCDR法の原理を偏波維持光ファイバの偏波モード間結合に適用することにより、分布型光ファイバセンサを構成し、光ファイバへの圧力分布を測定するセンシングシステムを構成して、その特性向上を果たした。空間分解能として9m、測定範囲として約1kmが達成された。さらに、p-OCDR法により、将来のFiber to the Home(FTTH)の実現に対応して、光ファイバネットワーク上約10km遠方の端末光デバイス周辺の反射光分布を、空間分解能数cmで測定することを目指した新しい光リフレクトメトリシステムを提案した。本システムでは、時間パルスにより数10mの測定範囲を設定し、その中をp-OCDR法により高い空間分解能で測定する。基礎実験系を構成して、5km先での反射光分布を空間分解能6cmで測定することに成功した。以上のように、2年間にわたる本研究において、目的を達成し得たと考えている。
ドープされたNaCl型ディラック電子系に現れるバレンススキップ超伝導機構の解明

高温超伝導発現機構として提唱されたバレンススキップ超伝導機構は、その候補物質は少なく提唱されてから30年ほどたつにもかかわらずいくつかの例を除き研究が進んでいない。本研究で対象とするAgSnSe2は非常に単純な構造を持つ超伝導転移温度Tc5 Kの超伝導体であり、その格子定数とTcが比例関係を持つこと知られていた。この超伝導発現にはSnの価数が2+と4+の2種類が存在する必要があることがXPS測定から明らかになったことから、バレンススキップ超伝導候補物質として期待できる。AgSnSe2は同時に、NaCl型SnSeのSnサイトにAgを置換した系としてみなすこともできる。仮想物質であるNaCl型SnSeはディラックコーンを持つ半導体であると考えられる。このようなSnSeにドープしたAgSnSe2は、有力なトポロジカル超伝導体候補であるInドープSnTeと同様の状態になっていることが期待される。以上の期待から良質の単結晶合成を行い、トポロジカル性やバレンススキップ超伝導の機構解明を目指す。具体的には組成を制御し不純物を除いた単結晶試料を合成し、トポロジカル性の検証に有効な角度分解光電子分光や価数の変化がわかる分光測定を行ってトポロジカル性と超伝導発現機構の両面から電子状態を明らかにする。初年度においては多結晶試料を中心に合成を行い、合成時における不純物によって大きく電子状態が左右されうること、またその制御が試料の室に大きく影響を与えることを明らかにした。また良質多結晶試料を用いた単結晶合成によって、単結晶試料の合成に成功した。組成を制御して多結晶の合成を行い、対象物質AgSnSe2が非常にAg/Snの比率に敏感であることを見出した。得られた結果から、超伝導発現機構の解明にはスタート物質である多結晶試料の質が非常に重要であることが明らかになった。また、単結晶合成をいくつかの手法で行い、単結晶合成条件を得ることが出来た。これまでに得られた多結晶試料における超伝導と構造、組成の関係から期待される超伝導発現機構に関する知見を論文として発表する。また、不純物などに関して多結晶の試料合成条件の精密化を進める。同時に現在得られている単結晶合成条件の精密化とより大型の単結晶合成を目指す。また得られた単結晶を用いて局所構造解析などを行う予定である。初年度において単結晶試料の合成を進める予定であったが、多結晶試料の合成に合成条件が大きな影響を与えることが明らかになったため、先に多結晶試料の合成条件の最適化を行った。そのため、単結晶合成にかかる消耗品などの費用は次年度以降に使用する予定である。
思春期における睡眠習慣（時間・時間帯・質・環境）が精神機能に与える影響の理解

千葉県で行われている「生活習慣と心の健康に関する調査」の参加者(小中学生4144名及びその保護者1997名)を対象に研究を行なった。「生活習慣と心の健康に関するアンケート調査」は、アンケートを用いた調査研究である。小学1-4年生は自宅で保護者が記入、小学5-6年生,中学1-3年生は学校にて自身で記入、保護者は自宅にて自身で記入するものである。今回、2389名(12-15歳)の中学生のデータを用い、精神的健康度と睡眠習慣の関係を調べた。精神的健康度の指標は、SMFQ(Short Mood and Feelings Questionnaire)を用いた。睡眠習慣には、平日休日の睡眠時間、就寝起床時刻を用いた。SMFQを従属変数に、平日の睡眠時間、平日と休日の睡眠時間帯の違い、平日の睡眠負債が調整された休日の睡眠中央時刻を独立変数とした回帰分析を施行した。その結果、平日の睡眠時間と平日と休日の睡眠時間帯の違いはSMFQと有意に関連し、睡眠負債が調整された休日の睡眠中央時刻はSMFQとの関連は示さなかった。この関係は、性別で層化しても同様に示された。さらに、睡眠指標とSMFQの関係性を調べるため、GAM(General Additive Model)を用いて解析した。その結果、睡眠時間とSMFQはU字型、平日と休日の睡眠時間帯の違いは線形関係を示した。この結果も男女同様であった。つまり、先行研究で指摘されていた平日の睡眠時間(Ojio et al. 2016)だけでなく、平日と休日の睡眠時間帯の違いが大きいこと、特に平日より休日で睡眠相が後退していることも、思春期の若者の抑うつリスク要因である可能性を示した。今後、縦断データを集め、時間的因果を含めた睡眠習慣と精神的健康度の関係を検討する。さらに、睡眠時間短縮や平日休日の睡眠時間帯のズレを生みだす要因を明らかする方法を検討する。計画していた精神的健康と睡眠習慣の関係性の検討は順調に推移し、調査実施校と密な連携により、縦断でのアンケート調査の実施を当初の計画通り実施し、既存のデータの連結も完了している。これらの研究成果は、令和元年度に論文化可能である。さらにアンケート調査は継続実施の承諾と、仮説に応じた調査項目の追加にまで持っていける議論ができたことから、総合して当初の計画以上に進展していると考えられる。当初計画していた生活記録は、調査実施校との連携や実施可能性を重視し、現在学校現場で使用している生活記録を参考にするなど実施方法の検討を行なった。当初計画していた保護者調査については令和元年度に実施可能か再度検討する。当初計画していた加速度計を内蔵した小型モニタリング機器により睡眠覚醒リズムと睡眠の質の評価については、上記に注力していたため遅れている。今年度は、連結された縦断データ及びデータ数を増やした解析を当初の計画に沿って実施する。睡眠時間短縮や平日休日の睡眠時間帯のズレを生みだす要因を検討し、論文化を行う。今後のデータ取得については、研究協力校と引き続き相談しつつ、調査研究の継続に支障のない範囲で行えるか判断する。

さらにアンケート調査は継続実施の承諾と、仮説に応じた調査項目の追加にまで持っていける議論ができたことから、総合して当初の計画以上に進展していると考えられる。当初計画していた生活記録は、調査実施校との連携や実施可能性を重視し、現在学校現場で使用している生活記録を参考にするなど実施方法の検討を行なった。当初計画していた保護者調査については令和元年度に実施可能か再度検討する。当初計画していた加速度計を内蔵した小型モニタリング機器により睡眠覚醒リズムと睡眠の質の評価については、上記に注力していたため遅れている。今年度は、連結された縦断データ及びデータ数を増やした解析を当初の計画に沿って実施する。睡眠時間短縮や平日休日の睡眠時間帯のズレを生みだす要因を検討し、論文化を行う。今後のデータ取得については、研究協力校と引き続き相談しつつ、調査研究の継続に支障のない範囲で行えるか判断する。当初の計画にあったデータ入力に対する人件費・謝金を、業者委託として使用したため、人件費・謝金は使用なしとなっている。研究協力校での調査継続のための連携を重視し、加速度計を内蔵した小型モニタリング機器は初年度に使用しておらず、計上していた物品費は使用していない。次年度は、調査票の印刷及び取得したデータ入力は初年度と同様に業者委託するため、その他の項目での助成金使用となることが想定される。加速度計を内蔵した小型モニタリング機器を使用する場合には、物品費として使用する。研究協力校との調整の必要性を判断し、必要の場合は旅費の使用を検討する。
環と加群のホモロジー代数学的研究

環と加群の構造の研究においては,Auslander-Gorenstein環の極小移入分解における最終項のsocleがessentialになるという興味ある性質を持つことを示した.(Journalof Pure and Applied Algebraに掲載)これにより,我々が既に得ていた結果と併せると,極小移入分解における最終項の性質がかなり究明されたことになる.Auslander-Gorenstein環上の双対性に関する問題についても,holonomicな左及び右加群の間にExt-functorによるものが存在することを示した.(Mathematica Scandinavicaに掲載予定)環と加群の構造の研究においては,Auslander-Gorenstein環の極小移入分解における最終項のsocleがessentialになるという興味ある性質を持つことを示した.(Journalof Pure and Applied Algebraに掲載)これにより,我々が既に得ていた結果と併せると,極小移入分解における最終項の性質がかなり究明されたことになる.Auslander-Gorenstein環上の双対性に関する問題についても,holonomicな左及び右加群の間にExt-functorによるものが存在することを示した.(Mathematica Scandinavicaに掲載予定)
叡尊・忍性による中世的救済ネットワークの研究

前年度に引き続き、鎌倉時代の律僧の墳墓資料の調査を行った。忍性骨蔵器伴出品の実測図作成と銘文判読、および各地の五輪塔・宝筺印塔の実査等を進めた。特に今年度は、奈良と鎌倉の律僧の墓を多数確認することができ、一人の僧侶の墓でありながら、弟子や帰依者とみられる人物の分骨を一緒に祀る行為が積極的に行われている様子を把握できた。また、西大寺叡尊とならんで鎌倉律宗を興隆した覚盛上人(唐招提寺中興開山)に関する展覧会(『鎌倉時代の唐招提寺と戒律復興』2月8日3月14日、奈良国立博物館)の準備・開催に伴い、唐招提寺の寺宝(釈迦如来像や舎利容器など)を実査した。折しも中興二世の證玄の五輪塔が改修工事され、その骨蔵器が同展に出陳されたことから、その銘文や構造に関する詳細を把握することができた。その所見を「證玄と忍性の骨蔵器ー律僧の選んだ「舎利瓶」のかたちー(同前展覧会図録所収)にまとめている。さらに、忍性らが社会事業の手本とした奈良時代の僧侶、行基の活動やその支援集団について、墓誌断片を分析・検討し、論考にまとめた(「行基墓誌断片を考えるー東大寺二月堂本尊光背断片との比較からー」『鹿園雑集』第21号掲載)。こられの活動を通して、鎌倉時代の律僧は師弟関係や結縁の原理を極めて強く意識しており(墓や骨蔵器の構造にそれがうかがえる)、その「結集・結衆」原理を基盤として全国的な社会事業を展開したとの予想が得られた。忍性墓出土品は意外に数多く、その実測図作成や化学分析に時間がかかっている。最終年度において集中的に調査を行うことで、遅れを補うことができると思われる。竹林寺忍性墓出土品の調査を完結させるべく、調査時間を増やす調整を行う。また社会事業の推進・支援組織に関する資・史料の収集も鋭意進めることとする。本研究の初年度にあたる平成29年は、忍性墓出土品の調査を行うことが当初計画であった。忍性の遺骨を分納した3つの骨蔵器(額安寺忍性墓、竹林寺忍性墓、極楽寺忍性墓)のうち、竹林寺と極楽寺のものは、忍性本人の骨蔵器と弟子達の骨蔵器、そして副納品の一部に関して、考古学的な実測図の作成を行った。また、それらの基本構造を把握するために記録写真や調査メモを作成した。本来であれば、CTスキャン分析、蛍光X線分析も併せて行う予定であったが、機器の調整や修理に時間がかかり、また原品を借用・輸送の都合が調整できず、年度内には実施できなかった。これら理化学的な分析は次年度以降に体勢を整えた上で再実施する予定である。また、忍性個人や律宗寺院の活動に関する文献調査や先行調査・研究の探索も同時に進めることができた。CTスキャン撮影および蛍光X線分析について、機器の調整時間がかかり、また博物館業務上の撮影が優先される期間に骨蔵器原品の借用・搬入・返却予定のタイミングが重なってしまったため、理化学的な分析は次年度に再実施することにした。忍性墓出土品の調査を継続して行う。今回実施できなかったCT撮影や蛍光X線分析の機会を設け、さらに額安寺忍性墓の実測図も追加作成して行く。

同時に奈良の般若寺所蔵品や律宗寺院の活動に関わる史料調査も併せて進めて行くが、当初年度の反省を踏まえ、調査は当初計画の順番よりも、実施可能なタイミングをみつけて積極的に行うようにして行きたい。竹林寺忍性墓出土品の調査を完結させるべく、調査時間を増やす調整を行う。また社会事業の推進・支援組織に関する資・史料の収集も鋭意進めることとする。初年度に実施を見込んでいたCTスキャン撮影や蛍光X線分析を次年度に実施することにしたため。今年度は資料輸送(所蔵者から博物館まで)を伴う調査でなく、博物館内および現地での調査を優先的に行っため、輸送費・交通費が使いきれていない。またデジタル記録の整理がまだ進んでいないことで、PCやメモリ等の購入が進んでいないのが主な理由。
Soluble IGF-Iレセプターによる婦人科癌細胞のアポトーシス誘導-婦人科癌遺伝子治療の基礎検討-

1)まずIGF-Iレセプター遮断による抗腫瘍効果を婦人科癌で検討するため,ヒト子宮頚癌由来のSiHa,HeLa S3,C33A各細胞にIGF-Iレセプターに対するアンチセンスmRNA発現ベクターを恒久的に遺伝子導入したクローンを作成し検討した.HPVのステータスが異なる3種の細胞全てにおいて,単層培養での増殖能を軽度に抑制し,足場非依存性増殖能とヌードマウスでの腫瘍形成能を著しく抑制する事を実証した.この成果は第90回アメリカ癌学会で発表し,Cancer Research誌に掲載された.2)次にbystander効果が期待され,アンチセンスよりも臨床応用の上でより有用と考えられるSoluble IGF-1レセプターの検討に移った.ヒト卵巣癌由来のCaOV-3細胞にSoluble IGF-Iレセプターを恒久的に遺伝子導入したクローンを作成した.遺伝子導入クローンではSoluble IGF-Iレセプターはcell lysateとconditioned mediumの両者より約70kDaの蛋白として検出された.Soluble IGF-Iレセプター導入クローンの足場非依存性増殖能は著明に抑制され,また各クローンから得たconditioned mediumより作成した軟寒天培地に親細胞を植えたところ,強力なbystander効果を認めた.ヌードマウス皮下移植では,導入クローンの腫瘍形成能は失われ,親細胞と共培養するとin vivoでもbystander効果を認めた.各クローンのpaclitaxel感受性をコロニー形成試験にて検討したところ著明に増強された.導入クローンではpaclitaxel接触によりアポトーシスを生ずる細胞の率が有意に高く,IGF-Iレセプターが本来持つ抗アポトーシスSoluble IGF-Iレセプター作用がSoluble IGF-Iレセプターにより阻害された為と考えられた.これら一連の結果は第5回国際IGFシンポジウム,第52回日本産科婦人科学会総会,第59回日本癌学会ミニシンポジウム,第38回日本癌治療学会,そして第92回アメリカ癌学会等で発表し,現在投稿したところである。1) IGF-Iレセプターの情報伝達経路を遮断の効果を婦人科癌で実証するため,まず各種ヒト子宮頚癌培養細胞を用い,IGF-Iレセプターに対するアンチセンスmRNA発現プラスミドを恒久的に遺伝子導入したクローンを樹立した。HPV16陽性のSiHa,HPV18陽性のHeLa,HPV陰性のC33Aの各細胞株で増殖能の軽度抑制,そして形質転換能の抑制効果を認めた。この知見はHPVの有無やサブタイプにかかわらず,子宮頚癌細胞の形質転換能を高度に抑制する事が可能な点で非常に有効と思われる。2)次にアンチセンスと異なり,バイスタンダー効果が期待され臨床応用上より強力と期待されるSolubleIGF-Iレセプターを用いた婦人科癌遺伝子治療の基礎検討に移った。まずヒト上皮性卵巣癌由来細胞であるCaOV-3細胞を用い,これにSolubleIGF-Iレセプタ一発現ベクターを遺伝子導入し,恒久発現クローンを樹立した。SolubleIGF-Iレセプターは細胞外分泌型で大部分はconditionedmedia中へ分泌されるが,高発現クローンではtotal cell lysate中より約70kDaのsolubleIGF-Iレセプター蛋白が検出された。各クローンは軟寒天培地におけるコロニー形成能が高度に抑制されており,現在解析中である。1)まずIGF-I

レセプター遮断の効果を婦人科癌で検討するため、ヒト子宮頚癌由来のSiHa,HeLa S3,C33A各細胞にIGF-Iレセプターに対するアンチセンスmRNA発現ベクターを恒久的に遺伝子導入したクローンを作成し検討した。HPVのステータスが事なる3種の細胞全てにおいて、単層培養での増殖能を軽度に抑制し、足場非依存性増殖能とヌードマウスでの腫瘍形成能を著しく抑制する事を実証した。この成果は第90回アメリカ癌学会で発表し、Cancer Research誌に掲載された。2)次にbystandar効果が期待され、アンチセンスよりも臨床応用の上でより有用と考えられるSoluble IGF-Iレセプターの検討に移った。ヒト卵巣癌由来のCaOV-3細胞にSoluble IGF-Iレセプターを恒久的に遺伝子導入したクローンを作成した。遺伝子導入クローンではSoluble IGF-Iレセプターはcell lysateとconditioned mediumの両者より約70kDaの蛋白として検出された。Soluble IGF-Iレセプター導入クローンの足場非依存性増殖能は著明に抑制され、また各クローンから得たconditioned mediumより作成した軟寒天培地に親細胞を植えたところ、強力なbystandar効果を認めた。ヌードマウス皮下移植では、導入クローンの腫瘍形成能は失われ、親細胞と共培養するとin vivoでもbystandar効果を認めた。各クローンのpaclitaxel感受性をコロニー形成試験にて検討したところ著明に増強された。導入クローンではpaclitaxel接触によりアポトーシスを生ずる細胞の率が有意に高く、IGF-Iレセプターが本来有する抗アポトーシス作用がSoluble IGF-Iレセプターにより阻害された為と考えられた。これらの結果は第5回国際IGFシンポジウムで発表し、現在投稿中である。
清末中国の「聯日」外交論に関する研究

1860年代後半から1894年日清戦争勃発までの日清間の外交文書、新聞、及び清側要人が残した書簡・日記などの史料を調査した。現存する外交史料と清末の新聞を読み直してその中の「聯日」に関する言説を網羅的に収集し、同時に関連資料の調査収集、分析も並行して行った。李鴻章や陳欽、王凱泰、沈葆〓、張之洞、曾紀沢、黎庶昌などの官僚、及び黄遵憲や王韜などの知識人について具体的に解析したが、政府レベルの論議のほかに、『申報』『西国近事彙編』『万国公報』などの中国近代新聞を中心にして、ジャーナリズムによる「聯日」論をも検討した。これによって、清末時期の「聯日」論にかかわる全体的な見通しを得ることができた。清末の「聯日」論を分析する際に、幕末日本に現れた「日清連携」を唱えた「興亜論」を念頭に置いて、両者を比較すると同時に、19世紀以来東アジアに現れた地域主義的な思潮における清末の「聯日」論の位置づけを指摘した。これらの作業によって、清末時期の「聯日」論の位相を整理することができた。さらに、その性格や時代的な特徴をも明らかにした。本年度はまず、1860年代後半から1879年の琉球処分にかけての日清間の外交文書、新聞、及び清側要人が残した書簡・日記などの史料の調査に意を注いだ。現存する外交史料と清末の新聞を読み直してその中の「聯日」に関する言説を網羅的に収集し、同時に関連資料の調査収集、それぞれの分析をも並行して行った。国内および台湾・上海での調査を経て、李鴻章や陳欽、王凱泰、沈葆〓、張之洞などの官僚、及び黄遵憲や王韜などの知識人について具体的な解析の作業をすすめつつ、清末時期の「聯日」論にかかわる全体的な見通しを得ることができた。その成果の一端は、まず「李鴻章初期対日外交中的聯日思想」と題して、第二届傳統中國研究國際學術討論会(2007、上海)で報告を行った。その内容は主に1871年の「日清修好条規」作成過程において李鴻章をはじめとする清朝官僚の「聯日」(日本をつらねる)論を原史料とつき合わせながら検討したものである。もう一つは、1874年の台湾事件を処理するための「北京専約」における日清交渉についての検討であり、「北京専約の締結と清末の「聯日」外交」と題する論文を『アジア文化交流研究』(2008年3月)に公表した。それは北京専約締結に至るまでの清側の思惑を分析しながら、「北京専約」の締結と、1870年代以来李鴻章らの洋務官僚が主流となる清朝の「聯日」外交路線との関連性を指摘したものである。今年度の研究は政府レベルの論議を中心に進めた、ジャーナリズムの「聯日」論の収集解析はまだ着手したばかりである。そのため、全体としてはなお作業の途上にあるが、研究の全体の枠組と基盤が構築することができた。本年度はまず、1879年の琉球処分から1894年日清戦争勃発にかけての日清間の外交文書、新聞、及び清側要人が残した書簡・日記などの史料の調査をした。国内および北京・上海での調査を経て、張之洞・曾紀沢・黎庶昌などの官僚、及び黄遵憲や王韜などの知識人について具体的な解析の作業をすすめた。また、政府レベルの論議のほかに、ジャーナリズムによる「聯日」論をも検討した。主に『申報』『西国近事彙編』『万国公報』などの中国近代新聞を中心に考察を加え、史料の収集及び解析を行った。

これらの作業によって、清末時期の「聯日」論の位相を整理することができた。さらに、その性格や時代的な特徴をも明らかにした。その成果の一端は、まず国際シンポジウム「東アジア文化交流-人物往来」(中国杭州)において、「聯日」論を唱える清末の官僚知識人と明治の思想家で興亜論者でもあった中村敬宇との交流往来、及び両者の東アジア国際情勢をめぐる思想的な共鳴を指摘した報告をした。また、国際シンポジウム「グローバル視野下の日中関係史」(中国上海)において、「甲午戦争前中国的"聯日"外交論」と題して、清末中国の「聯日」外交論の全体像について報告した。
Pt/強磁性体複合構造における超スピン流物性の開拓と構造依存性

磁場を介しないスピン制御に基づいた次世代メモリや低損失な量子情報伝送技術の創出に向けて、電子スピン角運動量の流れであるスピン流物性に関する研究に大きな興味が集まっている。これまでのスピン流に関する研究のほとんどは、伝導電子が運ぶスピン流:伝導電子スピン流のみに焦点があてられ、物質系も金属合金や半導体に限られていたのが現状である。しかし、スピン流の学理を構築するためには、あらゆる物質系や電子相でも適用できる、スピン流の応答や伝搬機構に関する体系的理解が不可欠であることは明らかである。本研究は、伝導電子スピン流および金属合金・半導体に限られてきたスピン流物性の研究をより一般的な枠組みに拡張し、スピン流物性の体系を構築することにある。このような中、前年度までに研究者は研究目的の1つであった絶縁体中を流れる超スピン流(スピン波スピン流)を初めて観測した。本研究成果は、これまで伝導電子スピン流に限られてきたスピン流の概念を拡張するものである。前年度までの成果を踏まえ本年度は、さらに様々な電子相でのスピン流物性、とくに複合膜界面でのスピン角運動量交換機構に関して理解することをめざした。申請者は、様々な界面構造を有する白金/磁性体ガーネット複合構造において、超スピン流と伝導電子スピン流とのスピン角運動量交換効率をスピンポンプ法によって評価した。その結果、スピン流交換効率が、試料構造の作製過程および界面構造に強く依存していることが明らかとなった。本研究で、界面観察電子技術を併用することにより、巨大なスピン流交換効率を実現する複合界面状態を見出した。本研究で見積もられたスピン流交換効率は、理論的に計算された値と整合した。本研究により、複合膜界面での実験と理論の両面からの、スピン流交換に関するより詳細な検討が可能となり、スピン流交換メカニズムに関する具体的な議論が可能となった。電子のスピン自由度をエレクトロニクスに組み込んだ「スピントロニクス」において、スピン流(角運動量の流れ)の果たす役割がますます重要になっている。物質を流れるスピン流は様々な形態で存在し、その形態の1つに磁気交換相互作用が駆動するスピンの流れ:超スピン流が存在することが理論的に示されている。超スピン流は従来より研究されてきた伝導電子スピン流(粒子拡散力が駆動するスピン流)と比較して損失のずっと少ない流れであり、それまで数ミクロン程度の距離までにしか流すことのできなかったスピン流の輸送能の限界を突破できる可能性があることから、世界中で超スピン流観測への機運が高まっている。このような中、本年度研究者はスピン流の高感度かつ定量測定の可能なスピン流定システムを構築することで絶体中を流れる超スピン(スピン波スピン流)を初めて観測した(Kajiwara,et.al.Nature,梶原, et alまてりあ)。研究者は磁性ガーネット(磁性絶縁体)薄膜上にスピン流注入源(白金薄膜)とスピン流検出源(白金薄膜)を有する複合構造を作成した。一端のスピン流注入源からスピンホール効果を介して磁性ガーネット中にスピン流を流すと、1mm離して接合した他端のスピン流検出源で超スピン流に由来する信号が検出された。マイクロ波分光測定を併用することで、観測された信号が超スピン流の信号であることを示した。このような中、前年度までに研究者は研究目的の1つであった絶縁体中を流れる超スピン流(スピン波スピン流)を初めて観測した(Kajiwara,et al.Nature,梶原,etalまてりあ)。今年度の研究の狙いの1つは、超スピン流と伝導電子スピン流とのスピン角運動量交換機構に関しての理論的定式化にある。この研究目的に沿って研究を遂行した結果、以下の研究成果を得た。(1)パラメトリック励起によって誘起した超スピン流から伝導電子スピン流への角運動量交換現象をスピンポンピング法によって解析した。その結果、超スピン流のモードによって角運動量交換効率の大きさが顕著に変わることを見出した。特に、表面スピン波モードについてはバルクスピン波モードに比べて大きな交換効率を示すことを明らかにした(Kajiwara,et al.IEEE Transaction on Magnetics)。(2)超スピン流による局在スピンへのスピントルク効果を実験的に実証した。温度勾配をつけた系において熱的に超スピン流を誘起すると、試料のエッジに存在する局在スピンに超スピン流が作用し局在スピンの磁化ダイナミクスが変調されることを見出した。この現象を利用することで、系の磁気特性を大きく変調できる可能性があることを示した(現在、論文執筆中)。例えば、熱的な磁化の反転やスピン自励発振現象(熱的なマイクロ波発振現象)の存在を示唆している。

これまでのスピン流に関する研究のほとんどは、伝導電子が運ぶスピン流:伝導電子スピン流のみに焦点があてられ、物質系も金属合金や半導体に限られていたのが現状である。しかし、スピン流の学理を構築するためには、あらゆる物質系や電子相でも適用できる、スピン流の応答や伝搬機構に関する体系的理解が不可欠であることは明らかである。本研究は、伝導電子スピン流および金属合金・半導体に限られてきたスピン流物性の研究をより一般的な枠組みに拡張し、スピン流物性の体系を構築することにある。このような中、前年度までに研究者は研究目的の1つであった絶縁体中を流れる超スピン流(スピン波スピン流)を初めて観測した。本研究成果は、これまで伝導電子スピン流に限られてきたスピン流の概念を拡張するものである。前年度までの成果を踏まえ本年度は、さらに様々な電子相でのスピン流物性、とくに複合膜界面でのスピン角運動量交換機構に関して理解することをめざした。申請者は、様々な界面構造を有する白金/磁性体ガーネット複合構造において、超スピン流と伝導電子スピン流とのスピン角運動量交換効率をスピンポンプ法によって評価した。その結果、スピン流交換効率が、試料構造の作製過程および界面構造に強く依存していることが明らかとなった。本研究で、界面観察電子技術を併用することにより、巨大なスピン流交換効率を実現する複合界面状態を見出した。本研究で見積もられたスピン流交換効率は、理論的に計算された値と整合した。本研究により、複合膜界面での実験と理論の両面からの、スピン流交換に関するより詳細な検討が可能となり、スピン流交換メカニズムに関する具体的な議論が可能となった。超スピン流-伝導電子スピン流の角運動量交換機構に関する研究において、スピンポンピング法という測定法を用いている。このスピンポンピングによる測定・解析法の洗練化が、当初の見込みよりも早く進んでいることが大きな要因である。測定をほぼルーチン化できる段階にまで達しており、組成や形状を系統的に変えた試料において非常に速いルーチンで測定、解析、データ収集ができている。現時点の段階で、当初の計画よりも順調に研究が進んでいる。来年度は、スピン角運動量交換機構の理論的定式化に向けた最終的なまとめの段階であるとの認識である。研究に必要な実験データはほぼ揃いつつあり、今後はコンピュータシミュレーションを含めた、より詳細な理論の構築が必要になってくると考えられる。したがって、この分野の専門家の研究者との議論を交えながら、研究を遂行していく予定である。
癌遺伝子産物による糖蛋白質糖鎮転移酵素群の活性発現制御機構

今年度の研究実施計画として、まず、N結合型及びO結合型糖鎖付加部位をただ一カ所持つヒトインターロイキン5(IL5)をマウス繊維芽細胞で発現させることを掲げた。JCRBより入手したヒトIL5cDNA全長を利用し、SRαプロモーター下流に連結し、安定発現形質転換細胞取得用としてブラストサイジンS耐性遺伝子(bsr)を組み込んだプラスミドを作成し、マウス繊維芽細胞NIH3T3及びV-srcで形質転換されたNIH3T3に導入した。薬剤耐性を獲得した形質転換細胞の培養上清を用いて抗ヒトIL5抗体による検出及びマウスIL5依存性細胞Y16の増殖刺激活性を検討した。市販の抗体によってはヒトIL5を検出することはできなかったが、Y16の増殖刺激活性は認められた。さらに、ヒトIL5の発現量の増強をはかるため、以下の点を考慮し新たなプラスミドの構築を行った。(1)より強力なプロモーターであるCAGプロモーターの利用、(2)効率的な翻訳に必要なKOZAK配列の導入、(3)mRNAの不安定化を引き起こす3'非翻訳領域の除去、(4)より効率的な薬剤耐性細胞の取得に利用できるブラストサイジンS耐性遺伝子(BSD)の使用。現在、以上の特徴を持つプラスミドの構築を完了するとともに、薬剤耐性細胞の取得を行っており、今後、抗ヒトIL5抗体による検出及びY16の増殖刺激活性を検討する予定である。また、もう一つの今年度の研究実施計画として培養上清中のヒトIL5の精製及び糖鎖構造の解析を掲げた。現在、抗体カラム作成に必要な量の抗ヒト(及びマウス)IL5単クローン抗体(NC17)をヌードマウスの腹水中より取得している。一方、先に記入したようにヒトIL5を効率良く分泌、生産する形質転換細胞が樹立されていないので、精製は行っていないが、樹立され次第、精製、糖鎖構造の解析を行う予定である。
鳥類をモデルに探る統語の進化の制約要因

言語の進化を解き明かすことは現代進化学における最大の難題である。なぜなら、発声学習や文法能力といった言語の中核的構成要素は、チンパンジーやボノボにおいても確認されておらず、単純な種間比較から言語の起源に迫ることが困難だからである。それに対して私は、一部の鳥類が異なる意味をもつ音声(地鳴きcall)を組み合わせ、より高次な情報を伝達していることを発見した(Suzuki et al. 2016, 2017)。これらは、原始的な構成的統語(compositional syntax; Partee et al., 1990)、すなわち、単語から文(二語文を含む)をつくる能力が鳥類においても独立に進化していることを世界で初めて実証した成果であり、言語の進化研究に新たな糸口を与えると期待される。鳥類において、音声の組み合わせに関与する発声器官の構造は現時点では特定されておらず、それを種間で解剖学的に比較することは難しい。そこで、以下の2点に着目することで、発声能力が構成的統語の進化に与える効果を検証した。1)レパートリーサイズが統語の進化に与える効果.異なる音声を発する能力が構成的統語の進化を促すのならば、発することのできる音素の種数(レパートリーサイズ)が多い種ほど統語能力が優れていると予想される。反対に、発することのできる音素の種類が少ないので、伝える情報を増加させるために音声の組み合わせを用いる可能性もあり、その場合は逆の相関が予想される。2)音を組み合わせる能力が統語の進化に与える効果.多くの鳥類のさえずりは、異なる音素の連なりからなる複雑な音列である。しかし、さえずりを構成する音素が異なる意味をもつわけではなく、それらの組み合わせは統語(意味信号の組み合わせ)に相当しない。もし、音素の組み合わせに必要な発声機構が統語の進化的制約となるならば、複数の音素からなる複雑なさえずりを発する種ほど、意味をもつ音声の組み合わせ(構成的統語)も高度に発達すると予想される。インターネット上で公開されている鳥類の音声データベースからスズメ目に属する複数の鳥類種(50種以上)の音声を収集し、(1)各種のもつ音素の種数(レパートリーサイズ)、(2)さえずりの複雑さ、(3)構成的統語(地鳴きの組み合わせ)の有無を定量化した。音声の分類は、音声解析ソフトAvisoft-SAS Lab Proを用いてサウンドスペクトログラムを描き、ピーク周波数、音素の長さ、倍音構造などのパラメータを抽出しておこなった。音声の組み合わせの複雑さは多様度指数を用いて評価した。2019年は、異なる情報を階層的に理解し、併合する認知能力が、統語の進化的制約になるかどうか野外研究により検証する。多くの森林性鳥類は、冬期に複数種からなる群れ(混群)を形成し、お互いに協力して捕食者から身を守る。混群の参加種は、猛禽類など捕食者の襲来に気づくと特徴的な地鳴き(警戒声)を発して群れの仲間(同種・他種)に危険を知らせ、逃避行動を促す。一方、捕食者が周辺の枝にとまったのを確認すると、仲間を集めるための地鳴き(集合声)を繰り返し発しながら集団で接近し、追い払いにかかる(擬攻)。集合声は、普段、群れの結束を保つためにも用いられるが、捕食者の非存在下で警戒声が発せられることはない。これらの観察をもとに、以下の野外実験をおこなう。1)混群に対して「種Aの警戒声→種Bの集合声」の順序で音声を再生し、群れの参加種Aが捕食者を発見し、続いて参加種Bが仲間を集めて追い払いを促す状況を模す。その後、捕食者の剥製を提示し、それに対して各種が追い払い行動を示すかどうか検証する。2)対象区として、「種Bの集合声→種Aの警戒声」の順序で音声を再生する実験もおこなう。参加種Bは群れを維持するために集合声を発し、続いて参加種Aが捕食者を発見した状況を模す。情報を併合する能力が統語の進化的制約となるならば、地鳴きを組み合わせる種では、「警戒声→集合声」の順序で再生した後にのみ、捕食者の剥製を追い払いにかかると予想される。一方、地鳴きを組み合わせない種では、各音声に即時的な反応を示すだけであると予想される。これらの実験は、2019年10月から12月にかけて、長野県北佐久郡の落葉樹林においておこなう。各種20個体以上からデータを収集する。