hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表面形状と光学的厚さ分布の同時測定を特徴とした波長走査干渉法に関する研究

本研究では,マスクガラスや結晶等の超精密光学材料の表面形状と絶対的な光学的厚さ分布を同時に測定する新しい手法を提案する.そのために,1)波長走査干渉により,透明材料の表面形状と光学的厚さ分布を同時に測定する干渉計測法の方法を策定すること,2)位相シフト法と波長走査法を統合することにより,従来の波長走査による絶対的厚さ分布計測の分解能3umを30nmまで向上させることを目的とする.波長走査法は,周波数解析による厚さ・形状同時測定が可能となっているが,波長走査幅の制約から測定精度が数ミクロンに止まり,ナノメートル分解能の測定には未だ発展できていない.しかしながら,研究代表者らが提案する誤差補償位相シフト技術を補完的に波長走査法に統合することで,この手法の測定精度を数十ナノメートルまで向上させる.本年度は,初年度で測定された干渉計の非線形の性質をもとに,その補償を行うとともに,設計されたアルゴリズムにより,半導体製作に用いるマスクガラスの厚さ分布を実際に測定する実験を行い,誤差の分析と得られる測定精度の評価を行った.具体的には,波長走査干渉計によるマスクガラスの光学的厚さ分布の測定実験を行い,半導体作成に用いる6インチマスクガラス全面の厚さ分布を作成した波長走査干渉計で測定した,ナノメートル分解能を実現するためには,マスクガラスの固定方法が重要な問題であるが,厚さが5mmと薄いために,試料を保持する方法を考案した.試料においては,裏面からの圧力により容易に数百ナノメートルの弾性変形が起こる.そこで試料保持のための支持架台を製作した.また,光学的厚さ測定と同時に表面形状および裏面形状の測定を行い,厚さ分布の測定と比較して妥当性を検討した.試料内部の散乱光雑音強度や干渉縞信号の信号・ノイズ比などをシミュレーションと比較し,系統誤差の大きさを総合評価した.その結果,本手法の妥当性,性能において有効性が確認された.本研究では,マスクガラスや結晶等の超精密光学材料の表面形状と絶対的な光学的厚さ分布を同時に測定する新しい手法を提案することを目的としている.そのために(1)波長走査干渉により,透明材料の表面形状と光学的厚さ分布を同時に測定する干渉計測法の方法の策定,(2)位相シフト法と波長走査法を統合することにより,従来の波長走査による絶対的厚さ分布計測の分解能3umを30nmまで向上させる方策と実証実験を遂行する.波長走査法は,周波数解析による厚さ・形状同時測定が可能となっているが,波長走査幅の制約から測定精度が数ミクロンに止まり,ナノメートル分解能の測定には未だ発展できていない.しかしながら,研究代表者らが提案する誤差補償位相シフト技術を補完的に波長走査法に統合することで,この手法の測定精度を数十ナノメートルまで向上させようとするアプローチはこれまでにない全く新しい発想である.本年度は,研究目的に照らし下記を遂行した.1.波長走査光干渉計による画像取得と非線形性の測定ナノメートル分解能の測定を実現するためには,波長走査の非線形性の測定と補償が必須である.そこで,波長可変ダイオードレーザー光を干渉計に設置し,位相シフト法により波長走査に伴う位相変化を精密に測定することで,非線形性を測定した.2.干渉縞画像解析アルゴリズムの設計位相シフト法により厚さ分布を表す位相を効率的に抽出するためには,ノイズ源の特定とその周波数の特定を精密に行う必要がある.マスクガラスの光学的厚さ分布を測定対象とした場合の内部散乱光の周波数,干渉計内部の散乱光周波数等,信号・ノイズ周波数の分析を行い,効率的なノイズ除去を可能とする位相抽出アルゴリズムを設計した.ノイズを効率的に除去し,また観測時間を最小とするために,取得する画像数を最小化する実験パラメータを選択した.作成した位相シフトアルゴリズムを干渉計に搭載して,有効性を検討した.本研究では,マスクガラスや結晶等の超精密光学材料の表面形状と絶対的な光学的厚さ分布を同時に測定する新しい手法を提案する.そのために,1)波長走査干渉により,透明材料の表面形状と光学的厚さ分布を同時に測定する干渉計測法の方法を策定すること,2)位相シフト法と波長走査法を統合することにより,従来の波長走査による絶対的厚さ分布計測の分解能3umを30nmまで向上させることを目的とする.波長走査法は,周波数解析による厚さ・形状同時測定が可能となっているが,波長走査幅の制約から測定精度が数ミクロンに止まり,ナノメートル分解能の測定には未だ発展できていない.しかしながら,研究代表者らが提案する誤差補償位相シフト技術を補完的に波長走査法に統合することで,この手法の測定精度を数十ナノメートルまで向上させる.本年度は,初年度で測定された干渉計の非線形の性質をもとに,その補償を行うとともに,設計されたアルゴリズムにより,半導体製作に用いるマスクガラスの厚さ分布を実際に測定する実験を行い,誤差の分析と得られる測定精度の評価を行った.具体的には,波長走査干渉計によるマスクガラスの光学的厚さ分布の測定実験を行い,半導体作成に用いる6インチマスクガラス全面の厚さ分布を作成した波長走査干渉計で測定した,ナノメートル分解能を実現するためには,マスクガラスの固定方法が重要な問題であるが,厚さが5mmと薄いために,試料を保持する方法を考案した.試料においては,裏面からの圧力により容易に数百ナノメートルの弾性変形が起こる.そこで試料保持のための支持架台を製作した.また,光学的厚さ測定と同時に表面形状および裏面形状の測定を行い,厚さ分布の測定と比較して妥当性を検討した.試料内部の散乱光雑音強度や干渉縞信号の信号・ノイズ比などをシミュレーションと比較し,系統誤差の大きさを総合評価した.
インフラの性能回復からみた廃棄漁網の補修材料としての有用性評価に関する研究

廃棄漁網のコンクリート補修材料としての有用性を評価するという観点から、(1)廃棄漁網の実態調査・分析、(2)廃棄漁網を加工して得られるナイロン繊維の活用によるコンクリートの性能回復効果の検討、(3)劣化進行抑制効果の検討の3つの視点から研究を進めた。(1)について:昨年度に続いて北海道忍路漁港から、新たな廃棄漁網の情報を入手した。この分析結果に基づき、新たな漁網の諸元を(2)および(3)での試験因子として追加した。(2)について:漁網を短繊維状に裁断してモルタルに混入する場合に加えて、漁網の原形をできるだけそのまま活用し、「#」状、「+」状、および漁網をより広い範囲で裁断してメッシュ状に混入した場合のモルタルの力学性能について試験により検討した。その結果、新たに検討した形状のいずれも、短繊維として用いる場合と比べてモルタルの力学性能の改善が期待できることを明らかにし、その程度を定量化できた。特に、「#」の形状はひび割れ発生後も大きな保持荷重を実現できることがわかり、単に短繊維の両端に存在する結び目とは異なり、繊維中間に多く存在する結び目が効果的であることを明らかにした。漁網裁断の手間を考えると,「#」の形状が圧縮強度の低下はあるものの曲げ荷重保持性能が大きく改善されることから、最も有効な活用方法であることと結論づけた。(3)について:実海洋環境下における暴露試験を鹿児島市の海洋環境暴露試験場にて開始し、暴露開始から半年後に試験体の劣化状態の確認を行った。その際に、一部の試験体を回収し、各種計測および耐久性向上効果の確認試験を行った。合わせて、劣化因子のコンクリート中への浸透をより詳細に検討するための小型立方体試験体48体を新たに製作し、海水噴霧による暴露試験を開始した。暴露開始から3か月後に一部の試験体を回収し、モルタル内の浸入した塩化物イオン量の測定を行った。昨年度末時点では達成度が「やや遅れている」と評価したが、平成30年度は力学性能回復効果確認のための試験を精力的に進め、廃棄漁網活用の基本的な方針を決定することができた。また、劣化進行予測効果については、鹿児島市での海洋環境暴露試験体のモニタリングの結果、鉄筋腐食が開始した兆候をつかむことができ、当初の目的を達成する目処がついた。さらに、より詳細な分析・考察を行うための小型立方体試験体での暴露試験を新たに開始し、順調に進んでいる。これらのことから、遅れをほぼ取り戻すことができたと考えており、「おおむね順調に進展している」と評価した。平成31年度は最終年度であるので、試験の成果を総合的にとりまとめるための研究を進める。特に、(4)サステイナビリティの観点からの検討を開始し、漁網リサイクルの環境的側面からの効果を定量的に分析する。そのための予備的検討は、研究協力者からのヒアリングを含めて既に平成30年度に開始している。性能回復効果の検討については、暴露試験体を定期的に回収して劣化進行抑制効果の検討と合わせて効率的に行う計画を立てており、そのための準備もできている。また、劣化進行抑制効果については、塩分浸透を人為的に促進させる電気泳動試験も併用して、学術的な観点からの考察も進める。さらに、凍結融解環境下での劣化抑制効果の確認のための試験に用いる試験体の製作も進めており、所要の成果が得られるものと考えている。

昨年度末時点では達成度が「やや遅れている」と評価したが、平成30年度は力学性能回復効果確認のための試験を精力的に進め、廃棄漁網活用の基本的な方針を決定することができた。また、劣化進行予測効果については、鹿児島市での海洋環境暴露試験体のモニタリングの結果、鉄筋腐食が開始した兆候をつかむことができ、当初の目的を達成する目処がついた。さらに、より詳細な分析・考察を行うための小型立方体試験体での暴露試験を新たに開始し、順調に進んでいる。これらのことから、遅れをほぼ取り戻すことができたと考えており、「おおむね順調に進展している」と評価した。廃棄漁網のコンクリート補修材料としての有用性を評価するという観点から、(1)廃棄漁網の実態調査・分析、(2)廃棄漁網を加工して得られるナイロン繊維の活用によるコンクリートの性能回復効果の検討、(3)劣化進行抑制効果の検討の3つの視点から研究を進めた。(1)について:漁港管理者と漁業従事者の協力を得て、北海道歯舞漁港と忍路漁港にて廃棄漁網の発生状況とその処分の実態に関する現地調査を行った。また、北海道での廃棄漁網の発生量や処分方法の現況について北海道水産林務部から情報提供を受けた。これらを分析し、その結果から課題(2)および(3)で対象とする代表的な漁網繊維の諸元を決定した。(2)について:漁網から取り出したナイロン繊維を、その諸元を試験因子としてモルタルに混入して力学的性質を調べる試験を行った。その結果、繊維長および繊維混入率が大きくなるとモルタルの強度の低下が顕著になるが、ひび割れ発生後の荷重保持性能は改善されることを示した。このことは繊維の直径が大きくなるとより効果的であることがわかった。また、漁網に存在する結び目を繊維の両端に残しても、それが繊維の引抜けに対する抵抗性を向上させることには大きく寄与しないこともわかり、次年度以降より詳細に検討する課題として示された。さらに、ナイロン繊維混入モルタルを補修材として用いた結果、補修後のコンクリートはり部材の変形性能を向上させることが明らかとなった。(3)について:(2)のはり部材の試験結果の考察中に、促進暴露試験の実施だけでは廃棄漁網からリサイクルした繊維の混入による耐久性向上効果を定量的に評価できない可能性が高いことが判明した。そのため、新たに実環境における暴露試験の計画を立案した。この計画に基づいて、補修後の耐久性を検討するためのはり試験体46体を設計・製作し、鹿児島市内の海洋環境暴露試験場にて暴露試験を開始した。平成29年11月、補強コンクリートはりの評価試験の際に、劣化促進試験の実施だけでは廃棄漁網からリサイクルしたナイロン繊維による耐久性向上効果を定量的に評価できない可能性が高いことが判明した。そのため、実環境下での暴露試験を追加で実施する必要が生じ、暴露場所の選定、試験計画の立案を行い、これに基づいて試験体の設計・製作および暴露試験開始の準備を行った。そのため、当初予定より約2ヶ月の研究計画の遅延が生じた。この遅れをカバーするために、当初予定していなかった温暖な環境にあり、高い劣化速度が期待できる鹿児島での暴露試験を鹿児島大学の協力を得て実施することとし、少しでも早く所定の劣化状態が再現できるように計画した。今後劣化の進行が期待できることから、「やや遅れている」として評価した。平成31年度は最終年度であるので、試験の成果を総合的にとりまとめるための研究を進める。
ソフトな界面における一次および連続濡れ転移の発現機構の解明

1.前年度比引き続き,濡れ転移の微視的モデルである平均場密度汎関数モデルの研究を行った。これに対応する現実系は,炭化水素(液体)とその蒸気の界面をエタノール(液体)が濡らすようなものである。このような系は,炭化水素の種類により,一次濡れ転移と連続濡れ転移を示すが,濡れ転移の挙動を左右する因子については明らかになっていない。われわれのモデルは二つの熱力学的変数a,bをもつ。bは温度,圧力,化学ポテンシャル,あるいはそれらの組み合わせに対応する熱力学的場の変数であり,aは成分1と成分2の密度ブロファイルの減衰長の比ξ1/ξ2を表す。この2変数平面上における濡れ転移の相図を明らかにした。変数aが濡れ転移の次数を決定する因子であることを示し,さらにこれまで提案されてきた固体表面の濡れ転移,超伝導の濡れ転移,磁性体の濡れ転移のモデルとの関連を明らかにすることができた。2.濡れ転移が連続転移として起こるための必要条件を解析的に示すことに成功した。これは上のモデルに関して,2成分密度ρ1,ρ2平面における濡れ軌道と非濡れ軌道を界面を濡らす相の密度近傍で解析的に求め,それらが連続転移で相似であることを要求することにより得られた結果である。他の濡れ転移のモデル系および現実系における濡れ挙動を判定するための必要条件へと拡張することが今後の課題である。1.標準的な濡れ転移のモデルである平均場密度汎関数モデルを用いて,一次転移,二次転移,高次転移がおこる条件を明らかにした。具体的には,2成分流体系における三相共存状態における三つの界面張力の計算から,濡れ転移の次数を見積もり,その次数と成分1と成分2の密度プロファイルの減衰長の比ξ1/ξ2とが関係していることを見出した。この比が1より大きいとき一次,1のとき二次,1より小さいとき高次転移が出現する。さらに数学的に「無限次」転移で特徴付けられる極めて弱い濡れ転移がξ1/ξ2=1近辺で出現することが明らかになった。このモデルと関連する厳密に解けるモデルを用いても,結果の主要な部分を得ることができた。2.包接水和物の安定性および水素+水系の相図水素分子を含む包接水和物は高圧下でのみ安定な固体であるが,第二のゲスト分子としてアセトンを添加するとその解離圧が減少することを分子シミュレーションと統計力学理論に基づいて説明した。高圧における水素と水の2成分系の相図をモンテカルロシミュレーションに基づいて得ることに成功した。特に,氷IIと氷Icに水素分子が溶け込んだ水和物の相とその他の相との相境界を確定した。水素および水の化学ポテンシャルを圧力,温度,モル分率の関数として計算し,実験では得られていない,圧力-モル分率平面における相図を得ることができた。
弦理論における非摂動効果の研究

1. IIB行列模型と弦の場の理論: IIB行列模型のループ方程式からGreen・Schwarz・Brinkの光円錐弦の場の理論が得られるかどうかを調べ、その結果、プロパゲータの部分が再現される事を示した。超対称性による拘束から、相互作用項についても一致する事が予想される。(川合氏(KEK)・北沢氏(東工大・理)・土屋氏(阪大・理)との共同研究)2. noncritical stringにおけるD-instanton:c<1の弦理論の再検討を行った。これは本質的に2次元をtarget spaceとする理論になるが、世界面の座標変換の自由度を用いることで、質量核上の外線状態としては時空の座標のみが自由度として残り、対応する弦の場の理論は通常の局所場の理論に帰着することが期待される。我々は、実際にはそれがカイラルな共形場の理論に帰着することを示し、さらに、それに対するオペレータ形式を発展させた。具体的には、世界面の境界の周長のLaplace共役量である境界宇宙定数がtoget spaceの1次元複素座標に対応する。さらに、我々はこの解釈に基づいてD-instantonを生成する演算子を具体的に構成し、これが、以前我々により得られていたソリトン演算子と一致する事を示した。(矢彦沢氏(立教大・理)との共同研究)3. AdS/CFT対応におけるくりこみ群的解析:共形な場の理論における3点関数は、一般に、固定点からの摂動のベータ関数に対する情報を与える。AdS上の弦理論から得られる超重力理論を調べることで、境界の時空に現れるCFTのいくつかの3点関数の振舞いが、くりこみ群的に自然に理解できる事を示した。(大田氏・田中氏(基研)との共同研究)1.非臨界弦におけるソリトンと非摂動効果超弦理論は重力をも含む素粒子の統一理論の有力候補であるが、近年「弦よりも基本的な力学変数が存在し、閉弦がその基本変数の集団励起として表される」という可能性が指摘されてきた。私は矢彦沢茂明氏(立教大・理)と共に、非臨界弦について解析を行い、この場合には時空のフォルミオンが基本変数として解釈でき、さらに閉弦とソリトンの両方が(フォルミオン数が0の)双一次形式で表されることを示した。我々はさらに、多重ソリトン解の重ね合わせについても議論を行い、分配関数がKPとエラルヒ-のτ関数である時には有限個の不定定数を除いて重ね合わせが一意的に定まることを示した。2.超弦理論の非摂動的定式化とその解釈臨界弦の理論についてはソリトンを基本変数にとることで非常に単純な定式化ができることが明らかになってきているが、我々はその定式化の一つであるIIB行列模型について解析を行った。その結果、reduced Yang-Mills理論におけるWilsonループがT変換した時空内での閉弦として解釈可能なことを示し、さらに、超弦理論の摂動論を再現させるための連続極限の取り方を指定した。具体的には、WilsonループのSchwinger-Dyson方程式をたて、それがGreen-Schwarz-Brinkの光円錐の弦の場の理論に一致することを要求して連続極限のあり方を解析した。(大田氏・田中氏(基研)との共同研究)
扁桃体と視床下部による海馬LTPの制御

海馬は記憶形成に重要な脳部位である。この海馬の神経系においては、記憶の分子メカニズムと考えられる長期増強(LTP)現象が認められる。一方、扁桃体は情動を司る脳部位である。私は過去の研究において、扁桃体を破壊すると海馬のLTPが減弱することを発見した。これは扁桃体が海馬LTPを制御していることを示す初めての知見であり、情動によって記憶が左右されるメカニズムを研究するよいモデルになると思われた。さらに昨年度の研究において、扁桃体内側核(MeA)に高頻度の電気刺激を与えると、海馬歯状回における誘発電位の長期的増大が生じることを発見した。本年度はこのMeA刺激によって生じるLTP様の現象についてさらに解析を進めた。ラットにNMDA受容体拮抗薬CPPを腹腔内投与した場合、MeAに高頻度刺激を与えても歯状回の誘発電位は増強されず、むしろ長期抑圧が観察された。また皮質下神経核から海馬への求心線維の通路である脳弓海馬采を破壊した場合、MeA高頻度刺激により歯状回の誘発電位は一過性に増大したがLTPは形成されなかった。これらの結果から、(1) MeA刺激によるLTPの誘導にはNMDA受容体の活性化が必須である、(2) MeA刺激によるLTPの形成に皮質下求心線維が部分的に関与する、(3)MeA刺激は歯状回の誘発電位に対して増強と抑圧の二重の影響を及ぼすことが明らかとなった。MeAは特に性行動に関わることが知られているので、この現象は性行動に関する情動と記憶の関連を研究するよいモデルになると期待された。なお当初計画のうち、視床下部と海馬LTPの関係についての実験は視床下部神経核破壊の条件設定に手間取り期間内に完了できなかったので、現在も継続中である。私は以前の研究において、扁桃体を破壊すると海馬のLTPが減弱することを発見した。本年度の研究では、この現象についてさらに解析を進めた。まず、扁桃体基底外側核(BLA)内でどのような神経伝達物質が機能しているかを同定する目的で薬理学的解析を行った。BLA内にβ-アドレナリン受容体拮抗薬イソプロテレノールを局所注入すると海馬LTPが有意に減弱したが、ムスカリン受容体拮抗薬スコポラミンを局所注入しても海馬LTPに変化は認められなかった。この結果から、BLA内のβ-アドレナリン神経系の活動によって海馬LTPが調節されていることが明らかとなった。次に、扁桃体内側核(MeA)が海馬シナプス伝達に及ぼす影響について調べた。MeAに高頻度の電気刺激を与えると、海馬歯状回における誘発電位の長期的増大が生じた。このLTP様の現象は、誘発電位のうち集合活動電位成分に特異的に認められたので歯状回顆粒細胞の興奮性増大に基づくものと考えられた。また扁桃体の他の核に高頻度刺激を与えても再現されなかったので、これはMeAに特異的な現象であると結論された。MeAは特に性行動に関わることが知られているので、この現象は性行動と記憶の関連を研究するよいモデルになると期待された。
多剤耐性関連蛋白を標的にしたRNA干渉による薬剤耐性神経芽腫に対する治療法の開発

神経芽腫をはじめとする種々の小児悪性腫瘍臨床例に関し、多剤耐性遺伝子の発現を検討し、化学療法前後で比較した。その結果MDR1、MRP1の発現は種々の小児腫瘍で認められ、またその発現は化学療法後の増強し、LRPは化学療法前はいずれの腫瘍にも発現は認められなかったが、化学療法を行うことにおり肝芽腫、腎芽腫において発現が新たに出現することが判明した。抗癌剤によりこれら種々の耐性遺伝子が同時に発現亢進するため、これらのうち一つのみを抑制しても抗癌剤の耐性の低下は得られず、期待されるような臨床効果が得られないと考えられ、RNA干渉による多剤耐性遺伝子抑制の治療への応用は困難であることが判明した神経芽腫をはじめとする種々の小児悪性腫瘍臨床例に関し、多剤耐性遺伝子の発現を検討し、化学療法前後で比較した。抗癌剤によりこれら種々の耐性遺伝子が同時に発現亢進するため、これらのうち一つのみを抑制しても抗癌剤の耐性の低下は得られず、期待されるような臨床効果が得られないと考えられ、RNA干渉による多剤耐性遺伝子抑制の治療への応用は困難であることが判明したまず、preliminaryな実験として、臨床例における薬剤耐性遺伝子発現を検討した。当科で治療を行なった小児悪性固形腫瘍のうち、化学療法の前後で腫瘍組織が得られた24例(神経芽腫8例、肝芽腫8例、Wilms腫瘍4例、横紋筋肉腫4例)ついて、多剤耐性遺伝子MDR1、MRP1、LRPの遺伝子産物であるP-glycoprotein、Multi-drug resistance-associated protein1、lung resistance-related proteinに対するモノクローナル抗体を用いて免疫染色による発現を検索した。この結果、MDR1は検討した腫瘍の初回耐性、獲得耐性いずれにも関与すると考えられ、MRP1は神経芽腫の初回耐性と、Wilms腫瘍以外の腫瘍の耐性獲得に関与すると考えられた。LRPは肝芽腫とWilms腫瘍の耐性獲得に関与することが示唆された。この結果により、神経芽腫においては、当初の計画であるMRP1に加え、MDR1の発現抑制も有用である可能性が示唆された。同時に、神経芽腫細胞株の薬剤耐性サブクローンの確立を行うべく種々の細胞を種々の濃度下において培養中である。ただし、薬剤耐性サブクローンが得られ、かつsiRNA導入効率がよい安定した細胞株が本実験には必要であるため、さらに検討中である。また、薬剤耐性株のヌードマウスへの移植実験に備え、マウスの麻酔およびランダムなsiRNA投与実験を行い、副作用発現について検索を行っている。(2)次に、神経芽腫細胞株において耐性遺伝子の発現の抑制実験を行うべく、神経芽腫細胞株を抗癌剤入りの培地で継代培養し、またin vivoの実験を行うべくヌードマウスの皮下移植腫瘍を作成した。しかし神臨床例の検討でも判明したように、抗癌剤によりMDR1、MRP1など種々の耐性遺伝子が同時に発現亢進するため、これらのうち一つのみを抑制しても抗癌剤の耐性の低下は得られず、期待されるような臨床効果が得られないことが考えられ、RNA干渉による多剤耐性遺伝子抑制の治療への応用は単独では困難であることが判明した。従って化学療法はこれらの耐性遺伝子が誘導される前に短期集中的に行うことが重要であることが示唆された。今後は化学療法後に摘出した腫瘍でこれら耐性遺伝子を調べることにより、その後の治療への反応性を予測するなどの応用が考えられた。
発話末詞「ね」「よ」「よね」がその後の発話連鎖に与える影響に関する考察

2015・2016年に実施した談話完成テストで得られたデータを基に、同じ場面に現れた同一の依頼を表す発話(以下、依頼発話)に3つの異なる発話末詞「ね」「よ」「よね」が付加された場合、後続にどのような発話が現れるのか、を分析・考察した。分析した依頼発話は「来週の飲み会、来て」である。本研究のポイントは以下の通りである。発話末詞が付加された依頼発話に関する先行研究自体が非常に少なく、「ね」「よ」「よね」が付加された依頼発話の比較分析・考察は、管見の限り、本研究が初の試みである。さらに、この研究は、本研究課題(15K02496)下でなされた前年度までのすべての研究と同様、先行研究では見られない発話連鎖の観点から分析・考察したものであることを付け加えておく。本研究の分析・考察から、付加される発話末詞によって、依頼発話に後続する発話の種類、そしてその割合が大きく変わることがわかった。言い換えれば、発話末詞が後続する発話に大きく影響を与えているということである。特に、日本語教育の初級で導入される「ね」と「よ」の違いは顕著であった。この顕著な差自体はある程度予想の範囲内であったが、その違いは先行研究で明らかにされることのなかった「ね」と「よ」の新たな性格も表していることがわかった。「ね」と「よね」の違いは、「ね」と「よ」の差ほど大きくなかったが、「ね」と違い、「よね」には暗示効果が明らかに存在することがわかった。当研究の結果は研究論文「依頼発話「来週の飲み会、来て」に付加された「ね」「よ」「よね」が後続発話に与える影響について」としてまとめ、『関西外国語大学留学生別科日本語教育論集28号』(オープンアクセスあり)に発表した。これまで発話末詞「ね」「よ」「よね」の意味機能は多くの研究者によって研究されてきたが、そのほとんどの考察が文レベルにとどまっているせいか、なぜ頻繁に会話でこれら発話末詞が使われているのかという談話レベルでの意味機能が明確にされていない。これが理由か、日本語教育でのこれら発話末詞の指導は他の文法表現に比べ、非常に遅れている。そこで、本研究では、目的を2つ設定した。まずは、これら発話末詞が付いた、それぞれの発話の後に、母語話者がどのような発話のやり取りの流れを作り出すかを調査・類型化し、そのやり取りから「逆算」してそれぞれの発話末詞の意味機能を考察することである。次に、日本語学習者にも同じ調査を行うことで、母語話者が作ったやり取りの流れとの違いをあぶり出し、その結果を日本語教育での発話末詞の指導に役立てることである。なお、自然環境下で同命題にそれぞれの発話末詞が現れているデータを収集するのは不可能であるため、本研究では談話完成ペーパーテストを実施し、被験者の内省データを収集・分析することに留める(応募書類にも記載)。初年度の研究実施計画は、1談話完成テストの作成、2被験者の募集、3テストの実施である。以下、本年度の研究実績である。1談話完成テストの作成:以下の発話を2人の短い会話の最後に提示し、その続きのやり取りを被験者の想像力を用いて作成してもらう〈叙述文「今日、めっちゃ暑い」「あ、そろそろ時間だ」、依頼文「来週の飲み会、来て」「忘れないで」〉。なお、それぞれの発話には「ね」「よ」「よね」のバージョンがあり、それぞれの発話に適切だと思われる流れを書いてもらう。つまり、被験者は12の会話の流れを考えてもらうことになる(4つの異なる場面×3つの異なる発話末詞=12の会話)。2被験者の募集及びテストの実施:母語話者53名、学習者24名にテストを実施した。当初の計画は、研究開始後2年間で、母語話者のデータを50人分、学習者のデータを60人分(初級、中級、上級各20人)を集めることであった。すでに母語話者のデータは当初の希望人数に達している。学習者に関しては、中級レベルで19人分のデータを、また上級レベルで5人分のデータを収集した。本研究課題2年目前半は初年度から実施していた談話完成テストを日本語学習者26名に対して引き続き行い、本研究課題でのテスト実施を終了した。2年間で集めたデータは母語話者53名(女性43名、男性8名)、学習者50名(女性37名、男性13名)である。母語話者はみな研究者所属機関の大学学部生で、学習者の母語、日本語レベルの詳細については次の通りである。母語:英語23名、中国語13名、韓国語6名、ロシア語2名、トルコ語1名、ノルウェー語1名、フィンランド語1名、ヘブライ語1名、ベトナム語1名、ポーランド語1名。日本語レベル:短期留学生のための日本語コース(中級前22名、中級8名、上級前7名、上級後2名)、正規の学部生4名、正規の大学院生7名。なお、当初の予定は初級、中級、上級レベルのそれぞれ20名からデータを集めるというものであったが、予定を変更し、中級レベル以上の学習者により焦点を当てることとした。

2年目の後半は、上記テストで得た紙ベースのデータをマイクロソフト社の表計算ソフトであるエクセルを用いてデジタル化し、まとめた(ファイル名:*「発話末詞『ね』『よ』『よね』がその後の発話連鎖に与える影響に関する考察(テスト結果)」)。その後、得たデータの分析法の検討、そして現在は叙述文に対する母語話者と学習者の応答の仕方の比較・分析を行っている。*テストの結果をまとめた上記ファイルを研究目的での利用に限り希望者に無料配布いたします。入手方法は[13.研究発表]に記載の拙論をご参照ください。当初の予定は、本年度の初めに初年度の残りのテスト実施分を終わらせ、年度の大半を分析に割く予定であった。しかし、テスト協力者が思うように集まらずテスト実施が夏までかかってしまった。その後、テストで得たデータ(101人分)のデジタル化の作業があり、分析作業に若干の遅れが生じている。「ね」が付加された叙述発話の次ターンに現れる母語話者(NS)及び学習者(NNS)の応答の仕方の違いを、2015・2016年に実施した談話完成テストで得られたデータを基に分析・考察した。考察したポイントは、1「今日、めっちゃ暑いネ」の次ターンで同意の表明がNS、NNSそれぞれどのぐらいの割合で現れたか、2同意の仕方はNSとNNSで異なったか、3同意表明で用いられた発話末詞はNSとNNSで異なったか、4同意表明の後、同ターン内で新しい話題に移ったか、の4点である。その結果を7月8・9日に開催された「NINJAL国際シンポジウム「第10回日本語実用言語学国際会議(ICPLJ)」(於国立国語研究所)で報告した。発表題目は「「今日,めっちゃ暑いネ。」に日本語母語話者と非母語話者はどう答えるのかー発話連鎖から「ネ」を考えるー」である。さらに同データを基に、異なる性格を持つ2種類の叙述発話(交感的発話・課題遂行的発話)への応答に関する分析・考察を行った。考察したポイントは、1同じ場面に現れた同一の発話内容に発話末詞「ね」「よね」「よ」がそれぞれ付加された後に、どのような発話が続くのが自然だとNSは考えるのか、2同じ発話末詞が付加されても、発話内容が異なる場合(交感的な性格を持つ発話か、課題遂行的な性格を持つ発話か)、後続する発話にどのような影響があるのか、という2点である。当研究の結果は研究論文「『ね』『よね』『よ』発話と後続発話タイプー異なる2つの発話内容を用いてー」としてまとめ、『関西外国語大学留学生別科日本語教育論集27号』(オープンアクセスあり)に発表した。本研究課題が採択される1年前から執筆を続けていた教師指導書の原稿の締め切りの時期と本研究課題の3年目が重なってしまい、また教師指導書の原稿執筆に予想以上に時間を割く必要が出たため、当初の研究計画が思うように遂行できなかった。2015・2016年に実施した談話完成テストで得られたデータを基に、同じ場面に現れた同一の依頼を表す発話(以下、依頼発話)に3つの異なる発話末詞「ね」「よ」「よね」が付加された場合、後続にどのような発話が現れるのか、を分析・考察した。分析した依頼発話は「来週の飲み会、来て」である。本研究のポイントは以下の通りである。発話末詞が付加された依頼発話に関する先行研究自体が非常に少なく、「ね」「よ」「よね」が付加された依頼発話の比較分析・考察は、管見の限り、本研究が初の試みである。
ホヤゲノムから転写される翻訳されない機能性RNAの解析

まず、我々が構築してきたマボヤのESTデータベースMAGESTを根本から改良し、受精卵EST約54,000配列に加えて卵割期EST約14,000配列・原腸胚EST約25,000配列・神経胚EST約8,000配列を載せたMAGEST2.0βを構築した。これによって、コンティグ約11,000とシングレット約6,000の合計約17,000配列が得られ、変態期までの必要なデータがほぼ入手できた。そこでここから各種データベースに対してexonerateによるサーチをかけ、高い閾値でヒットした約10,000の配列を除去した。残った約7,000の配列をJGIのCionaプロテインver.1&2に対してblastxによるサーチをかけ、低い閾値でヒットした約400の配列を除去し、残った約6,600の配列からCionaゲノムに相同配列がないと思われるものを除去して、最後にマボヤミトコンドリアゲノム由来の配列を除去し、22の配列を得た。このなかには、これまで解析の対象となってこなかったORFをもたないpoly(A)RNA、(RNA-likeなnon-coding RNA)が含まれると期待される。一方、実際の細胞から短いRNAたけを選択的に抽出するプロトコールを確立し、約40nt以下のRNAを精製した。これらをコンカテマイズしてクローニングしたところ、そのうち29ntのものがマボヤのさまざまなmRNAに100%マッチすることを見いだした。しかも相同性のあったmRNAはコードするタンパク質その他には何も共通性がなかった一方で、ほぼすべて原腸胚期に発現するという点で一致していた。このことから、小分子RNAによる新奇の遺伝子発現制御機構があることが考えられる。ホヤは系統進化学的に重要な位置を占める動物である。近年さまざまな生物で、miRNA・siRNAなどの低分子性RNAやORFのない機能性RNAが生体内で重要な役割を担っていることが示されてきている。本研究では、こうした基盤の上に非翻訳RNAの探索を行った。まずデータベースの整備を行った。東大金久研の川島助手と米国JGIの川島氏の協力め下に、我々が構築してきたマボヤのESTデータベースMAGESTを根本から改良し、受精卵EST約54,000配列に加えて卵割期EST約14,000配列・原腸胚EST約25,000配列・神経胚EST約8,000配列を載せたMAGEST2.0βを構築した。次に、ここから各種データベースに対してexonerateによるサーチをかけ、高い閾値でヒットした約10,000の配列を除去した。残った約7,000の配列を、JGIのCionaプロテインver.1&2に対してblastxによるサーチをかけ、低い閾値でヒットした約400の配列を除去した。さらに、残った約6,600の配列から、Cionaゲノムに相同配列がないと思われるものを除去し、最後にマボヤミトコンドリアゲノム由来の配列を除去し、22の配列を得た。このなかには、これまで解析の対象となってこなかったORFをもたないpoly(A)RNA(RNA-likeなnon-coding RNA)が含まれると期待される。その一方で、通常のライブラリーに入ることのないmiRNA・siRNAなどの低分子性RNAを解析するため、ゲノムデータベースのマイニングによってCionaゲノム中の保存されたmiRNA配列を選び取り、その発現を確認した。一方、実際の細胞から短いRNAだけを選択的に抽出するプロトコールを確立し、約40nt以下のRNAを精製した。これをコンカテマイズしてクローニングする作業を進めている。
都市地表面の長波放射場の水平構造と都市面構造との関係に関する比較研究

都市の高温現象の成因は複雑なため、定量的な解明は不十分である。成因を定量的に解明するには都市環境における熱エネルギーの改変像を捉えるしか方法はない。本研究では、夜間の放射冷却量に直接関与している長波放射成分が複雑な都市面構造をもつ都市環境内で如何なる改変を受けているかを、野外観測に基づき考察した。都市地表面の下向長波放射の水平分布と都市面構造との面的対応関係を数都市において実証した。(1)調査対象都市は筑波研究学園都市・土浦市・下妻市である。学園都市は新計画都市でビルが散在し公園などのオープンスペースが調和よく配置され、土浦市は典型的な地方中都市で低中層家屋が密集、下妻市は地方小都市で密集度がやや小さいというように、都市構造が異質である。学園都市の119地点、土浦市の89地点、下妻市の74地点において、都市構造物が天空に占める割合(遮蔽率)を魚眼レンズを用い撮映・計測し、3都市の遮蔽率の空間分布図を作成した。その結果、都市面構造の特性を定量的に捉えることができた。学園都市の遮蔽率は全般的に小さく、都市域の多くが5%程度の粗な都市構造をもつのに対し、土浦市は10%以上の地域が広く分布し密な都市構造をもつ。下妻市は土浦市に類似した構造を示すが、相対的に遮蔽率が小さい。(2)3都市の282地点において長波放射・気温の3都市同時の移動観測(5夜間・16回)を実施した。また、1都市の2夜間・7回の観測、各都市の約30地点での路面温度・壁面温度の観測も参考のため実施した。その結果、各都市での下向長波放射(R┣D2)の水平分布と遮蔽率分布との面的対応関係はかなり良い(相関係数約70%以上)ことが判明した。また、R┣D2は土浦・下妻・学園都市の順に小さくなっており、R┣D2分布と遮蔽率分布との対応関係は1都市内のみならず、都市構造の異なる複数都市においても成立することが立証された。成果の一部は次年度の地理学会・気象学会にて発表する。
大気圧下のイオン・分子反応速度係数の決定が可能な新型イオン移動度測定装置の開発

近年、大気圧プラズマの環境や医療分野への応用研究が幅広く行われている。これらの研究に伴い、大気圧下でのイオン移動度やイオン・分子反応の反応速度係数などの基礎データの需要が高まってきている。そこで本研究は、新型イオン移動度測定装置の開発を行い、大気圧下のイオン移動度及び反応速度係数を決定することを目的とした。本研究は1負イオン移動度の測定、2測定手法の検討、3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数の決定の3つを行ってきたが、本年度は最終年度であり、主に2と3について重点的に検討した。これらの結果、イオン・分子反応の反応速度係数の推定を行いながら、ある程度の実験結果を再現するシミュレーションを行え、本研究の目的である大気圧下のイオン移動度及び反応速度係数を決定をすることが出来たと言える。しかしながら、2の測定手法に関連して、本研究で独自に用いてきたイオン検出におけるシミュレーションが原因による実験結果との不一致が観測され、これらが反応速度係数決定に与える影響については、今後も検討していかなければならない。具体的には1酸素と窒素の混合ガス、即ち、空気中における負イオン移動度の測定、2測定手法の検討、3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数の決定を行うが、2016年度は1及び2について検討する予定であった。しかしながら、2016年度の7月に研究代表者の所属機関が千葉工業大学から苫小牧工業高等専門学校へ変更となり、これに伴い実験計画を見直す必要があった。まず、研究はこれまで研究代表者が千葉工業大学で使用していた実験装置も用いる予定であったが、それらを苫小牧工業高等専門学校に移す必要があった。また、移動が不可能なものについては代替品を用いることにした。以上のことから、装置の運搬費及び代替品の購入が必要となり、新たに装置を組み立てることが難しくなった。そこで代案として、これまでに用いてきた実験装置を改良することにした。これにより、1空気中における負イオン移動度の測定と3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数の決定は予定通り行うことが可能である。2に関しては、イオン形成方法及び検出方法を実験的に検討する予定であったが、これまでに報告されている他の測定者らの結果と比較、可能であればシミュレーションなどによって行うことにした。2016年度は、実験装置の移動及び改良をほぼ完了した。また、既に行っていた酸素中の移動度測定結果から、いくつかの反応速度について検討した。2016年度は研究代表者の所属機関変更に伴い実験計画の見直しの必要があった。3年間の実施予定計画としては、2016年度に実験装置の移動及び改良を行い、2017年度に1空気中における負イオン移動度の測定を終わらせ、並行して2測定手法の検討及び3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数の決定を行い、最終年度には2017年度で終わりきらなかった部分を行う予定である。2016年度は、実験計画を見直す必要があったが、見直し後は、計画通りに実験装置の移動及び改良がほぼ完了したため、現在までの進歩状況は「(2)おおむね順調に進展している。」とした。具体的には1酸素と窒素の混合ガス、即ち、空気中における負イオン移動度の測定、2測定手法の検討、3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数の決定を行う。2016年度には所属機関変更に伴う研究計画の見直しが必要となり、実験装置については、これまでに用いていたものを改良することで、研究を進めていくこととした。2017年度は2016年度に引き続き、1空気中における負イオン移動度の測定及び2測定手法の検討について実施した。1に関しては、実験装置の移動及び改良を進めていたが、引き続き装置の改良を完了させ、試運転を行い、データ収集を進めており、次年度も引き続き行っていく予定である。2については、シミュレーションを行うことによって、他の測定手法との比較を含めて検討を行った。ここでは、これまでに得られた酸素中のイオン移動度測定結果をもとに、イオン・分子反応を考慮したシミュレーションを行った。また、得られたシミュレーション結果より、3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数についても検討を行っているが、これまでに報告されている反応速度係数と比較しながら引き続き進めていく予定である。これまでに得られた研究成果は、査読付論文誌や幾つかの国際会議や国内における学会発表において発表を行った。

2017年度は、1、2、3ともに進めていったが、完了していない部分があるので最終年度に行う予定であるが、いずれも来年度中に完了する見込みであるので、「(2)おおむね順調に進展している。」とした。近年、大気圧プラズマの環境や医療分野への応用研究が幅広く行われている。これらの研究に伴い、大気圧下でのイオン移動度やイオン・分子反応の反応速度係数などの基礎データの需要が高まってきている。そこで本研究は、新型イオン移動度測定装置の開発を行い、大気圧下のイオン移動度及び反応速度係数を決定することを目的とした。本研究は1負イオン移動度の測定、2測定手法の検討、3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数の決定の3つを行ってきたが、本年度は最終年度であり、主に2と3について重点的に検討した。これらの結果、イオン・分子反応の反応速度係数の推定を行いながら、ある程度の実験結果を再現するシミュレーションを行え、本研究の目的である大気圧下のイオン移動度及び反応速度係数を決定をすることが出来たと言える。しかしながら、2の測定手法に関連して、本研究で独自に用いてきたイオン検出におけるシミュレーションが原因による実験結果との不一致が観測され、これらが反応速度係数決定に与える影響については、今後も検討していかなければならない。2016年度中に実験装置の改良はほとんど終わった状態であるので、2017年度は1空気中の移動度測定を行う予定である。ここでは、酸素と空気の混合ガスに、微量な水分や二酸化炭素などの不純物を混ぜ、その際の移動度の変化から3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数の決定を行っていく予定である。2測定手法の検討については、これまでに他の測定者によって報告されている結果と比較しながら、可能であればシミュレーションも行い検討していく予定である。また、得られた成果は随時、国内の学会及び国際会議などで発表し、論文投稿をしていく。2017年度に引き続き、1空気中の移動度測定、2測定手法の検討、3観測されたイオン種の同定及び反応速度係数の決定を行っていく予定である。これまでに他の測定者によって報告されている結果と比較しながら、可能であればシミュレーションも行い検討していく予定である。前述した通り、2016年度7月に研究代表者の所属機関変更があり、それに伴い実験計画の見直しが必要となった。そのため、当初は新たな実験装置を製作する予定であったが、従来まで用いていた装置を改良し、研究を進めていくことにした。したがって、当初予定していた装置の製作にかかる費用が、実験装置の運搬費及び移動が不可能な機器の代替品の購入費となった。また、当初は2016年度から実験を行っていく予定であったが、実験計画の見直しにより、実験装置の運搬と改良を行っていたため、実験にかかる物品費、具体的には実験用の超高純度ガス(酸素や窒素など)の購入のための費用を残すことになった。前述したとおり、2017年度に終わらなかった測定を2018年度に行う必要がある。したがって、主に実験に必要な超高純度ガス(酸素や窒素など)や、真空部品などの消耗品に用いる予定である。2017年度に繰り越した分は、主に実験に必要なガスボンベなどの物品費に用いる予定である。
バングラデシュにおける地下水砒素汚染と児童生徒の知的機能・社会生活能力

半金属である砒素の低濃度長期暴露が児童・生徒の知的機能(IQ: Intelligence Quotient)や社会生活能力(SC: Social Competence)等に及ぼす影響について、バングラデシュの地下水砒素汚染地域の児童・生徒(4-5歳、9-10歳、14-15歳の3つの年齢群でそれぞれ200人以上)を対象として検討した。尿中砒素濃度で対象者を高・中・低濃度砒素暴露群に分けると、いずれの年齢群でもIQやSCは高濃度暴露群で低値となり、しかもそれは親の社会経済条件(収入・学歴・職業)の影響を考慮しても有意だった。このことから、高濃度砒素に早期暴露されることが、その後の児童・生徒のIQやSCに影響すると考えられた。1990年代初めに地下水砒素汚染が確認されてから20年近くたった今も、バングラデシュでは4千万人以上の人々が健康に「危険」といわれる50ppb以上の砒素濃度に汚染された地下水を日常的に飲んでいる。この地下水砒素汚染の健康影響については様々な疫学調査が報告されているが、精神的・社会的な側面に関してはほとんど報告がなく、その結果も一致してしない。本研究では砒素汚染の程度が最も高いナラヤンガンジ郡(バングラデシュの首都ダッカの南東約30km)地区の中学生(1218歳)約250人を対象として、地下水砒素汚染が彼らの知能指数(IQ)と社会生活能力(Social Competence, SC)等に及ぼす影響について検討した。対象者の中から10年以上の砒素暴露年数と一定の修学年数を保証するために、1415歳の中学生で9年生か10年生である130人を選び、砒素の暴露指標である尿中砒素濃度を3段階(文献値から137ppb未満、137-400ppb、400ppb以上)に分けた後、これらとIQおよびSCの関連性を検討した。その結果、尿中砒素濃度の水準が上がると、IQおよびSCは5%水準で有意に低下し、これらの関連は社会経済状態などの他の変数をコントロールしても有意だったため、砒素暴露が中学生のIQとSCを低下させていると結論された。この結果は社会的にも大変重大な影響をもたらす可能性があるため、もっと対象者を増やしながら低年齢層や高年齢層でも検討する一方、砒素以外の重金属や化学物質との混合汚染の可能性や、これに対応する手段を様々なレベルで早急に検討する必要がある。本調査ではこのほかに、中学生の母親の色覚異常やQOL、「飲料水」に対する意識調査も実施したが、それぞれの分担者が現在分析中である。来年度にはこれらをデータベース化し、相互の関連性についても検討する予定である。本研究では砒素汚染の程度が最も高いナラヤンガンジ郡(バングラデシュの首都ダッカの南東約30km)地区の小・中学生(それぞれ9・10歳の130人と14・15歳の250人)を対象として、地下水砒素汚染が彼らの知能指数(IQ)と社会生活能力(Social Competence, SC)等に及ぼす影響について検討した。砒素の暴露指標である尿中砒素濃度を3段階(文献値から137ppb未満、137-400ppb、400ppb以上)に分けた後、これらとIQおよびSCの関連性を検討した。その結果、小・中学生の尿中砒素濃度の水準が上がると、IQおよびSCは5%水準で有意に低下した。さらに、これらの関連は社会経済状態などの他の変数をコントロールしても有意だったため、砒素暴露が中学生のIQとSCを低下させていると結論された。この結果は社会的にも大変重大な影響をもたらす可能性があるため、もっと対象者を増やすとともにさらに低年齢層でも検討する一方、砒素以外の重金属や化学物質との混合汚染の可能性や、これに対応する手段を様々なレベルで早急に検討する必要がある。本調査ではこのほかに、小・中学生を対象として抑うつの調査を行い、また小・中学生の母親を対象として色覚異常やQOL、砒素や飲料水に対する意識調査とメンタルヘルスやソーシャルサポートに関する調査を行った。

現在、それぞれの分担者が現在分析中である。来年度にはこれらをデータベース化し、相互の関連性についても検討する予定である。半金属である砒素の低濃度長期暴露が、ヒトのメンタル面に何らかの影響を及ぼす可能性についてはこれまでからも指摘され、Wassermanら(2004, 2007)とWangら(2007)は、それぞれバングラデシュと中国山西省で子供を対象とした疫学調査を行い、砒素暴露によりIQ(Intelligence Quotient)が有意に低下していたと報告した。しかしながら彼らの調査方法論には幾つかの問題点(例えば年齢群の設定、砒素暴露の評価、対象数、IQ評価法など)があったため、我々は、平成22年度から3年間科学研究費補助金を得て、砒素への低濃度長期暴露が学童・生徒のIQや社会生活能力(Social Competence:SC)に及ぼす影響について、バングラデシュ地下水砒素汚染地域で5歳・10歳・15歳前後という3つの年齢群で詳細に検討した。15歳前後の生徒を対象とした結果では(Nahar and Inaoka, 2012)、高・中・低濃度の3つの砒素暴露群間でIQとSCに有意な差が見られ、IQもSCも高濃度暴露群で低下しており、しかもそれは親の社会経済条件(収入・学歴・職業)の影響を考慮しても有意だった。10歳前後の学童を対象とした調査(Nahar et al, in press)でも同様の結果が得られ、さらに現在分析中の5歳前後の子供でもすでにIQに影響があることが判明した(Nahar et al, in preparation)ことから、砒素に早期暴露されることが後々までIQ等に影響すると考えられた。Conchaら(1998)は砒素が胎盤を通じて母親から胎児に移行することを見出したが、砒素の胎内暴露と乳児(7ヶ月時点)の発達に関連がないこと(Tofailら、2009)から、例えば子供の脳・神経系の発達が完了する3歳までに砒素に暴露されることが非常にクリティカルと考えられた。対象者が分析上適当な数存在し、彼らの砒素暴露が適切に把握されている。一方、健康影響に関しては把握が困難なメンタル面において、様々な手法を用いてIQや社会生活能力、QOL、抑うつ、ソーシャルサポート等が評価できている。また、砒素以外がこれらに影響を与えている可能性についても検討している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後はさらに低年齢層を対象として同様の調査を行い、砒素による健康影響が発生する年齢や暴露量についての知見を蓄積する。一方、これまで得られた資料の分析を急ぎ、データベース化を進めて、データ相互の関連性について深く検討する。これらを順次論文化し、内外の学術雑誌に投稿する。
二次代謝ペプチド化合物の新規創製を志向した放線菌のtRNAエンジニアリング

tRNAは、タンパク質翻訳システムにおける重要な生体分子であるが、一部の微生物は、タンパク質翻訳システムからaa-tRNAをハイジャックし、抗生物質などの二次代謝産物を生合成することが認められた。最近我々も、Streptomyces放線菌がtRNA依存的なペプチド合成酵素によりストレプトスリシン類縁抗生物質BD-12を生合成していることを見出している。興味深いことに、微生物ゲノムマイニングによって見出した本酵素のホモログ(Sba18)はin vitroにおいて、放線菌だけでなくE. coli由来のaa-tRNAを利用し新規化合物を生産することを明らかにした。E. coli由来のaa-tRNAを放線菌で発現させることができれば、新規ペプチド化合物をin vivoで得ることが可能になるが、二次代謝の物質生産を目的としたtRNAエンジニアリングは前例がなく、極めてチャレンジングな試みと言える。本研究では、我々が見出したtRNA依存性ペプチド合成酵素をモデルに、放線菌におけるtRNAエンジニアリングの基礎を構築し、二次代謝生合成工学の新たな道を切り拓くものである。大腸菌は、3種類のGly用tRNA遺伝子と2種類のAla用tRNA遺伝子を有し、放線菌S. lividansは、Gly用tRNA遺伝子を4種類有している。Sba18がこれらのうち、どのtRNAを基質として認識するか検証するために、in vitro転写反応にて各tRNA分子を合成し、aminoacyl-tRNA synthaseを用いてaminoacyl化後、これらを基質としたSba18の酵素反応を行った。その結果、大腸菌由来5種類のaminoacyl-tRNAaa分子については、全てがSba18の基質として認識された。放線菌由来4種類のGly用tRNAについては、2種類のtRNA分子が基質として認識されたことから、Sba18がtRNA分子について広い基質特異性を示すことが判明した。in vitroの解析において、Sba18は大腸菌由来のtRNA分子を基質としてストレプトスリシン類縁化合物を生産した。次に、aminoacyl基に対する基質特異性を調べるために、Sba18の本来の基質と考えられるGly用tRNAに多様なアミノ酸(Ala、Ser、Lysなど)をaminoacyl化し、Sba18の基質として利用できるか検証する。通常、tRNAのaminoacyl化はaminoacyl-tRNA synthaseを用いて行われるが、本酵素は基質特異性が厳密であるためGly用tRNAに多様なアミノ酸をaminoacyl化することはできない。他方、人工RNA触媒として知られるflexizymeは、tRNA分子に多様なアミノ酸をaminoacyl化できる。そこで、本実験においては、flexizyme用いてSba18の基質を調製し詳細な基質特異性を検証する。さらに、E. coliなど様々な微生物由来のtRNAを発現するStreptomyces放線菌を構築し、「各種tRNA依存性ペプチド合成酵素の遺伝子」と「糖中間体の生合成遺伝子」を共発現させ、新規化合物をin vivoで創製できるか検証する。成熟tRNAの発現が必要な場合は、tRNA化学修飾酵素遺伝子を含めたtRNAエンジニアリングにチャレンジする。