hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生命現象におけるチロシン硫酸化の意義を解明する

コンディショナルノックアウトマウスを作製するために作製したターゲティングベクターをES細胞にエレクトロポレーション法を用いて導入した結果、TPST1 KOにおいて8個、TPST2 KOにおいて15個のneo耐性コロニーが得られた。しかしながら、PCR法とサザンハイブリダイゼーション法を用いて相同組換えを確認した結果、相同組換え体は検出されなかった。また、本研究の一部としてTpst2遺伝子の自然発症変異を有するDW/J-grtマウスも対象に研究を行っていたが、このマウスの異常症状である甲状腺機能低下症(CH)が遺伝的背景の影響を強く受けることを発見した。即ち、遺伝的背景がDW/JあるいはC57BL/6Jの時はTpst2遺伝子のgrt変異に伴うCH症状が強く現れるが、遺伝的背景を129系統に置換すると症状が殆ど現れなかった。マウスの遺伝子操作に用いられるES細胞は多くが129系統由来であることから、129系統がCHに対して抵抗性を示すという現象は129系統の甲状腺研究への使用に注意を喚起するとともに、TSHRシグナル非依存性の甲状腺発達および機能を示唆するという点で極めて重要である。この結果を受け、129系統におけるCHに対する抵抗性遺伝子座の同定およびそのメカニズムを明らかにすることを目的として、grt変異を有するDW/J系統と129系統のバッククロス個体を用いて、CHに伴う体重低下を指標にquantitative trait loci(QTL)解析を行った。その結果、主な抵抗性遺伝子座は第2染色体上のD2Mit62とD2Mit304間に限局することが示唆された。また、コンジェニックマウスを作製した結果からも、体重及び甲状腺低形成の重篤度の両方に影響が認められた。以上の結果から、129系統のTpst2^<9rt>によるCHに対する抵抗性は少なくとも第2染色体上の104.0154.3Mb間に位置し、かつ、抵抗性遺伝子はTSHシグナル非依存性の甲状腺発達に関与している可能性が示唆された。翻訳後修飾のひとつであるチロシン硫酸化反応の生物学的意義は未だ不明な点が多い。哺乳類のチロシン硫酸化反応はTyrosylprotein sulfotransferase1と2(TPST1とTPST2)による触媒を受けており、生命現象におけるチロシン硫酸化の意義を示す手段として、時期ないし組織特異的な両遺伝子のコンディショナルノックアウトマウスの知見は必要不可欠である。コンディショナルノックアウトマウスを作製するためにBAC recombineering systemを用いて相同組換え用のターゲティングベクターを作製した。このターゲティングベクターをES細胞にエレクトロポレーション法を用いて導入した結果、TPST1 KOにおいて8個、TPST2 KOにおいて15個のneo耐性コロニーが得られた。現在PCR法とサザンハイブリダイゼーション法を用いて相同組換えを確認中である。次年度はこのES細胞を8細胞期胚に移植することによりキメラマウスを作製する。また、本研究の一部としてTpst2遺伝子の自然発症変異を有するDW/J-grtマウスも対象に研究を行っているが、このマウスの異常症状である甲状腺機能低下症(CH)が遺伝的背景の影響を強く受けることを発見した。129系統は多くのマウスES細胞に用いられていることから、この現象は極めて重要である。そこでこの原因を明らかにするためgrt変異を有するDW/J系統と129系統の間で交配を行い、CHに伴う体重低下を指標にquantitative trait loci(QTL)解析を行った。その結果、主な原因遺伝子座は第2染色体上に存在することが明らかとなった。現在、その責任遺伝子の同定を試みている。コンディショナルノックアウトマウスを作製するためにBAC recombineering systemを用いて相同組換え用のターゲティングベクターを作製済みである。即ち、遺伝的背景を129系統に置換すると症状が殆ど現れず、組織学的及び血清学的解析を行った結果、129系統における成長遅延に対する抵抗性は甲状腺機能に依存することを発見した。甲状腺機能低下症に対する抵抗性遺伝子の同定およびそのメカニズムの解明は、甲状腺疾患に対する新規治療法の開発及びより詳細な甲状腺形成メカニズムの解明につながる。私はこの原因遺伝子の同定を目的として、grt変異を有するDW/J系統と129系統の間で交配を行い、CHに伴う体重低下を指標にquantitative trait loci(QTL)解析を行った。その結果、原因遺伝子を常染色体の二か所の領域に限局することに成功した。

現在、バイオインフォマティクスを用いてその原因遺伝子の絞り込みを行い、in vitroでの機能的解析を行っているところである。コンディショナルノックアウトマウスを作製するために作製したターゲティングベクターをES細胞にエレクトロポレーション法を用いて導入した結果、TPST1 KOにおいて8個、TPST2 KOにおいて15個のneo耐性コロニーが得られた。しかしながら、PCR法とサザンハイブリダイゼーション法を用いて相同組換えを確認した結果、相同組換え体は検出されなかった。また、本研究の一部としてTpst2遺伝子の自然発症変異を有するDW/J-grtマウスも対象に研究を行っていたが、このマウスの異常症状である甲状腺機能低下症(CH)が遺伝的背景の影響を強く受けることを発見した。即ち、遺伝的背景がDW/JあるいはC57BL/6Jの時はTpst2遺伝子のgrt変異に伴うCH症状が強く現れるが、遺伝的背景を129系統に置換すると症状が殆ど現れなかった。マウスの遺伝子操作に用いられるES細胞は多くが129系統由来であることから、129系統がCHに対して抵抗性を示すという現象は129系統の甲状腺研究への使用に注意を喚起するとともに、TSHRシグナル非依存性の甲状腺発達および機能を示唆するという点で極めて重要である。この結果を受け、129系統におけるCHに対する抵抗性遺伝子座の同定およびそのメカニズムを明らかにすることを目的として、grt変異を有するDW/J系統と129系統のバッククロス個体を用いて、CHに伴う体重低下を指標にquantitative trait loci(QTL)解析を行った。その結果、主な抵抗性遺伝子座は第2染色体上のD2Mit62とD2Mit304間に限局することが示唆された。また、コンジェニックマウスを作製した結果からも、体重及び甲状腺低形成の重篤度の両方に影響が認められた。以上の結果から、129系統のTpst2^<9rt>によるCHに対する抵抗性は少なくとも第2染色体上の104.0154.3Mb間に位置し、かつ、抵抗性遺伝子はTSHシグナル非依存性の甲状腺発達に関与している可能性が示唆された。
アディポネクチンシグナルネットワークの新たな展開と可能性

Muscle特異的AdipoR1KOマウスの骨格筋では、PGC-1α、ミトコンドリアDNA含量、type I fiber、筋持久力の低下が認められた。そのメカニズムをモデル培養細胞等を用いて検討し、"AdiponectinがAdipoR1を介し細胞内Ca2+濃度を上昇させること"と"AMPKの活性化"の両方をもたらすことを発見し、それぞれPGC-1αの発現増加と活性化に重要な役割を果たしていることを明らかにした(Nature 464:1313,2010)。Adiponectin/AdipoR1シグナルを増強することが、Ca^<2+>シグナル、AMPK経路を同時に活性化し、運動をmimicするという新しい視点で、肥満症、2型糖尿病の新規治療法となる可能性が示唆された。我が国で死因一位の心血管疾患の主要な原因であるメタポリックシンドローム・糖尿病激増の主因が肥満に伴うアディポネクテンの低下であることを明らかにし(Nat.Med.7:941,2001;Nat.Genet30:221,2002;Nat.Med.8:1288,2002)、その受容体AdipoRl・AdipoR2をクローニングし(Nature423:762,2003)、全身での遺伝子欠損マウス等を作製、AdipoRl・R2が、個体レベルにおいて、アディボネクチンの結合と作用に必須であることを示してきた(Nat.Med.13:332,2007)。本研究では、全身及び組織特異的な遺伝子ノックアウト及び過剰発現の手法を用いて、AdipoRl・R2の各組織及び全身における生理的・病態生理的意義を全面的に解明するのみならず、各組織におけるアディボネクチン/AdipoRl・R2の細胞内シグナル伝達機構を明らかにすることを目的とした。(1)糖・脂質代謝、特にミトコンドリア機能におけるアディボネクチン受容体の各組織毎での役割の解明:`骨格筋特異的AdipoRl・R2欠損マウスを作製し、筋肉のAdipoRlがミトコンドリアの数・機能や運動持久力を制御していることを明らかにした(未発表データ)。(2)動脈硬化におけるアディボネクチン受容体の生理的・病態生理的意義の解明:血管内皮特異的蝣AdipoRl・R2欠損マウスを作製し、血管のAdipoR-2が抗動脈硬化作用を有することを示した(未発表データ)。(3)肥満症で認められる脂肪組織におけるhypoxia様変化や小胞体ストレスにおけるアディボネクチン受容体の役割・意義の解明:全身AdipoRl・R2欠損マウスの脂肪組織において、脂肪細胞の数や面積について解析を進め、hypoxia様変化や小胞体ストレスのマーカーを検討中である。(4)代謝に重要な各組織におけるアディボネクチン受容体を介した細胞内情報伝達の解明:骨格筋におけるアディポネクチン/AdipoRl・AdipoR2経路によってPGC-lalphaが活性化されることを明らかにした(未発表データ)。我が国で死因一位の心血管疾患の主要な原因であるメタボリックシンドローム・糖尿病激増の主因が肥満に伴うアディポネクチンの低下であることを明らかにし(Nat.Med.7 : 941, 2001 ; Nat.Genet30 : 221, 2002 ; Nat.Med.8 : 1288, 2002)、その受容体AdipoR1・AdipoR2をクローニングし(Nature423 : 762,2003)、全身での遺伝子欠損マウス等を作製、AdipoR1・R2が、個体レベルにおいて、アディポネクチンの結合と作用に必須であることを示してきた(Nat.Med.13 : 332, 2007)。本研究では、全身及び組織特異的な遺伝子ノックアウト及び過剰発現の手法を用いて、AdipoR1・R2の各組織及び全身における生理的・病態生理的意義を全面的に解明するのみならず、各組織におけるアディポネクチン/AdipoR1・R2の細胞内シグナル伝達機構を明らかにすることを目的とした。(1)糖・脂質代謝、特にミトコンドリア機能におけるアディポネクチン受容体の各組織毎での役割の解明:骨格筋特異的AdipoR1・R2欠損マウスを作製し、筋肉のAdipoR1がミトコンドリアの数・機能や運動持久力を制御していることを明らかにし、Nature(published online Mar.31, 2010)の一部として発表した。(2)動脈硬化におけるアディポネクチン受容体の生理的・病態生理的意義の解明:血管内皮

特異的AdipoR1・R2欠損マウスを作製し、血管のAdipoR2が抗動脈硬化作用を有することを示した(論文準備中)。(3)肥満症で認められる脂肪組織におけるhypoxia様変化や小胞体ストレスにおけるアディポネクチン受容体の役割・意義の解明:全身AdipoR1・R2欠損マウスの脂肪組織において、脂肪細胞の数や面積について解析を進め、hypoxia様変化や小胞体ストレスのマーカーを検討中である。(4)代謝に重要な各組織におけるアディポネクチン受容体を介した細胞内情報伝達の解明:骨格筋におけるアディポネクチン/AdipoR経路によってPGC・1alphaが活性化されることを明らかにし、Nature(published online Mar.31, 2010)の一部として発表した。(1)糖・脂質代謝、特にミトコンドリア機能におけるアディポネクチン受容体の各組織毎での役割の解明:骨格筋特異的AdipoR1欠損マウスの骨格筋において、ミトコンドリアの機能が低下しており、運動持久力が低下していることを明らかにした。運動効果とアディポネクチン効果の共通性は細胞内カルシウム濃度を上昇させ、AMPK/SIRT1経路を活性化することであることを明らかにした。(2)動脈硬化におけるアディポネクチン受容体の生理的・病態生理的意義の解明カブ障害のモデルにおいて、血管内皮特異的AdipoR2欠損マウスの内膜肥厚が増悪した。治療法開発に向けて血管内皮特異的AdipoR2過剰発現の効果を、アデノウィルスなどを用い検討し、改善効果を認めた。メカニズムを明らかにするために、発現遺伝子解析を行い、AdipoR2,PPARγ,SOD1が増加しているのが認められた。(3)肥満症で認められる脂肪組織におけるhypoxia様変化や小胞体ストレスにおけるアディポネクチン受容体の役割・意義の解明:AdipoR1・AdipoR2経路がhypoxia様変化を抑制しているメカニズムに関してHIF1αを発現レベルで抑制していること、さらに酸化ストレス、炎症を抑制する作用などを有することを明らかにした。(4)代謝に重要な各組織におけるアディポネクチン受容体を介した細胞内情報伝達の解明カルシウムシグナルとAMPK/SIRT1シグナルの両方の細胞内情報伝達経路が重要であることを活性化剤や遺伝子ノックダウン、ノックアウトを用いてin vitro、in vivoで実証した。
網膜視細胞特異的に発現するタンパク質アルギニン脱イミノ酵素の機能解明

タンパク質アルギニン脱イミノ酵素(以下PAD)はタンパク質中のアルギニン残基をシトルリン残基に変換する。本研究はニワトリPAD遺伝子群でコードされている3つのPADの機能解明を目的とした。まず、各ニワトリPADのDNAクローニングとその全塩基配列を決定した。さらに、組換え型PAD1-3タンパク質のバキュロウイルスー昆虫細胞発現系を構築し、精製に成功した。両PADは類似した基質特異性を有し、哺乳動物のPADのそれとは大きく異なることが判った。PAD1とPAD3は眼球の網膜に存在し、PAD1は水平細胞もしくは双極細胞の細胞質に局在し、cPAD3は視細胞層の錐体・得体細胞のラメラ構造体に局在した。蛋白質のアルギニン残基はその強い正電荷のため、蛋白質の表面近くに配置されており、分子内、分子間結合による蛋白質の高次構造形成、酵素の基質認識、触媒反応残基など多様な分子機能を果たしている。蛋白質アルギニン脱イミノ酵素(PADと略す)はアルギニン残基を脱イミノ化してシトルリン残基に変換する酵素である。先に我々は、ニワトリの網膜視細胞の光シグナルを受容する2つの異なる組織(視細胞外節と内顆粒層上部)に脱イミノ化蛋白質(標的蛋白質)が存在することを発見し、併せてPADのアイソザイムの一つ(PAD3)が視細胞外節の錐・旱体両視細胞において光受容を担うラメラ構造体に局在していることを発見した。本研究は、網膜組織に局在するPADの機能を明らかにすることが目的である。昨年度の研究により、網膜内におけるPADの標的蛋白質としてグリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)がその候補であることを明らかすることができた。GAPDHは解糖系酵素として細胞生理機能に不可欠な酵素であり、組織全般に広く分布する酵素であるが、近年の研究では細胞情報伝達や遺伝子発現制御に関わることも判明している。網膜PADによるGAPDHの脱イミノ化がどのような関わりがあるかは大変興味深い。また、先の研究により、網膜内顆粒層に標的蛋白質が存在することが既に明らかとなっているが、この組織にはPAD3が存在しない。よってこの点を明確にしておくことは今後研究を進めるうえで大変重要である。本年度はこの問題を解決すための研究を行い、結果として内顆粒層上部にはPAD1が局在すること、またその局在部が脱イミノ化蛋白質と一致していることが明確となった。これらの結果からニワトリ網膜視細胞外節と内顆粒層上部に存在する2つのPADアイソザイムがそれぞれ分担して恒常的に機能していることは間違いないことが判った。タンパク質アルギニン脱イミノ酵素(以下PAD)はCa2+存在下でタンパク質中のアルギニン残基をシトルリン残基に変換する。哺乳類以外のPADに関する研究は極めて乏しく、近年のゲノム情報から、鳥類では3種類のアイソザイムが存在することが明らかとなった。本研究はニワトリPAD遺伝子群の機能解明を目的とした。まず、in silico解析から、これらの3つのPADはそれぞれヒトtype I、II、IIIにオルソログであることが判った。よって、それぞれをcPAD1、cPAD2、cPAD3と名付けた。次いで、各ニワトリPADのcDNAクローニングとその全塩基配列を決定した。さらに、組換え型cPAD1-3タンパク質のバキュロウイルス-昆虫細胞発現系を構築し、精製に成功した。cPAD1並びにcPAD3は哺乳動物のPADと同様にCa2+完全要求性であるが、両PADは類似した基質特異性を有しており哺乳動物のPADのそれとは大きく異なることが判った。PAD1とcPAD3は脳の各種組織、眼球の網膜に存在し、cPAD2はいずれの組織もその発現は認められなかった。cPAD1は脳や延髄の神経細胞に局在し、網膜では水平細胞もしくは双極細胞の細胞質に局在することを明らかにした。一方、cPAD3は視葉、小脳、延髄のグリア細胞やオリゴデンドロサイトの細胞質に、また網膜では視細胞層の錐体・桿体細胞のラメラ構造体に局在することが判った。網膜のcPAD1,3が局在する組織には脱イミノ化タンパク質が存在することも明らかにした。これらのことから、cPAD1とcPAD3は視覚に関係することが推測された。最終年度の研究では、cPAD1とcPAD3の網膜における機能解明のために有用な、各cPADの過剰発現とsiRNAによる発現抑制、それぞれを可能とする鳥類アデノ随伴ウイルスの作成の成功した。先に我々は、ニワトリのタンパク質アルギニン脱イミノ酵素(PAD)のアイソザイムの一つPAD3が眼球網膜視細胞に局在していることを発見した。

本研究は、網膜組織に局在するPADの機能を明らかにすることを目的としている。本年度は網膜内においてPADの標的蛋白質を明らかにするため、ニワトリ眼球網膜を剥離し、蛋白質抽出液を調製後、二次元電気泳動、PVDF膜への転写、抗修飾シトルリン抗体によるウエスタンブロット法によりシトルリン化タンパク質の検出行った。その結果、抗修飾シトルリン抗体に反応する複数のスポット群を検出することに成功した。これらのスポットは等電点は異なるものの分子量が同じの連続したスポットであった。これはPADによる脱イミノ化で受ける標的蛋白質の挙動変変化と一致する。そこで、これらのうち顕著に抗修飾シトルリン抗体と反応した3つのスポットを切り出し、MALDI-TOF LC/MS/MSによる部分アミノ酸配列の決定及びニワトリゲノムデータベース(BLAST等のの利用による)との照合して結果、2つのスポットがグリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)と一致した。GAPDHは解糖系の酵素であり全ての細胞の代謝系で不可欠な酵素であるが、このような酵素がPADの標的となっていることは極めて予想外である。さらに、抗ニワトリGAPDHを用い同様な手法で二次元電気泳動を行い、同抗体で陽性反応を示すスポットと上記の抗修飾シトルリン抗体の陽性スポットとを比較してところ両者が一致していることから、網膜内GAPDHがPADの標的蛋白質である可能性が高いと思われる。解糖系の酵素が生体内でPADの標的となっていることはこれまで全く報告がなく、脱イミノ化を受けることによりどのような機能変換を受けるのか大変興味深い研究成果を得ることができた。前年度の研究においてニワトリ網膜におけるPAD標的蛋白質の候補としてGAPDHの可能性があることが判ったことから、本年度はGAPDHの脱イミノ化反応がどのような機能変換をもたらすのかを明らかにする計画であったが、前述のようにニワトリ網膜にはPAD標的蛋白質が組織分布を異にして局在していることから、今後本研究を展開するためにはこの理由も明確にしておく必要がある。そこで、上述の計画に先んじて本年度はこの不明瞭な点を明確にするための研究を行い、PAD1が網膜内顆粒層上部に局在することを解明することができた。この発見は網膜におけるPAD機能解明を進めるうえで大変意義深い成果であり、上述の標的蛋白質に対する作用を研究するためにはPAD3に加えてPAD1についても研究する必要があることが分かった。本課題は当初の計画にはなかった研究であるが、3年間の研究期間の中間点においてこのような基盤的成果を得ることができたことの意義は大変深い。平成23年度の研究では当初の計画通り進んでいると判断している。先の研究によりニワトリ眼球網膜組織にはPADが局在しており、また抗修飾シトルリン抗体を用いた免疫組織化学によりPADによる反応を受けた脱イミノ化蛋白質(標的蛋白質)も同組織内には存在していることが明らかになっていることから、本年度の研究によりその標的蛋白質の候補となるものの一つが具体的になったことは大変意義深い。今回の研究で標的蛋白質の一つがグリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)とされたが,GAPDHは解糖系において無酸素条件においてATP産生を司る大変重要な酵素であり、古くから解糖系を中心にGAPDHに関する研究は数多くなされてきた。
窒化アルミ/アルミナ組成変調構造の作製とその弾性波デバイスへの応用

本研究は,複数種類の物質を非常に薄く多層に堆積させた組成変調構造を利用して,所望の特性を持つ圧電材料を合成し,これを弾性波デバイス用基板へ応用することを目的とした.先ず,組成変調構造の弾性的・圧電的性質について理論的に詳しく検討し,各層が十分薄い場合の系のマクロ的な材料定数を求める手法を開発した.この手法を用いて,セラミックとエポキシから構成される組成変調構造振動子について解析し,実験結果との比較からその有効性を確認した.この手法を利用してAlN/ZnOなどの互いに温度係数が異なる材料の組合せによる特性の変化を調べた.その結果,系のマクロな特性が膜厚比によって連続的に変化し,適当な膜厚比で零温度係数と比較的大きな電気機械結合係数が同時に得られることが判った.次に,波動の分散特性を有限要素法により検討した.その結果,構造の周期が波長の約1/5程度以下であれば,構造全体が均一の材料と見なせることが判った.また,構造の周期と弾性波の波長が同程度となると,高次モードが現れる.この組成変調構造を他の基板材料と組み合わせた場合,高次モードがカットオフの場合でもその近傍場が影響を及ぼし,組成変調構造と基板材料との境界に波動のエネルギーが閉じ込められることが判った.これと並行してZnO/AlN組成変調構造の作製を試みた.先ず, AlN薄膜作製条件の最適化を行い,次に基礎実験としてGaAs基板上に別々のチャンバで比較的厚いAlNとZnOを作製し,二層薄膜構造を試作したところ,二種類の材料を組み合わせることにより, ZnOやAlN薄膜単体を用いた場合に比べて大きな圧電性が得られることを実験的にも確認した.現段階では結晶性の優れた数百nm以下のAlNやZnO薄膜が均一に形成されず,組成変調構造実現への大きな障害となっている.現在,スパッタ条件を再検討し,多層の組成変調構造の作製を試みている.本研究は,複数種類の物質を非常に薄く多層に堆積させた組成変調構造を利用して,所望の特性を持つ圧電材料を合成し,これを弾性波デバイス用基板へ応用することを目的とした.先ず,組成変調構造の弾性的・圧電的性質について理論的に詳しく検討し,各層が十分薄い場合の系のマクロ的な材料定数を求める手法を開発した.この手法を用いて,セラミックとエポキシから構成される組成変調構造振動子について解析し,実験結果との比較からその有効性を確認した.この手法を利用してAlN/ZnOなどの互いに温度係数が異なる材料の組合せによる特性の変化を調べた.その結果,系のマクロな特性が膜厚比によって連続的に変化し,適当な膜厚比で零温度係数と比較的大きな電気機械結合係数が同時に得られることが判った.次に,波動の分散特性を有限要素法により検討した.その結果,構造の周期が波長の約1/5程度以下であれば,構造全体が均一の材料と見なせることが判った.また,構造の周期と弾性波の波長が同程度となると,高次モードが現れる.この組成変調構造を他の基板材料と組み合わせた場合,高次モードがカットオフの場合でもその近傍場が影響を及ぼし,組成変調構造と基板材料との境界に波動のエネルギーが閉じ込められることが判った.これと並行してZnO/AlN組成変調構造の作製を試みた.先ず, AlN薄膜作製条件の最適化を行い,次に基礎実験としてGaAs基板上に別々のチャンバで比較的厚いAlNとZnOを作製し,二層薄膜構造を試作したところ,二種類の材料を組み合わせることにより, ZnOやAlN薄膜単体を用いた場合に比べて大きな圧電性が得られることを実験的にも確認した.現段階では結晶性の優れた数百nm以下のAlNやZnO薄膜が均一に形成されず,組成変調構造実現への大きな障害となっている.現在,スパッタ条件を再検討し,多層の組成変調構造の作製を試みている.本研究は、複数種類の圧電性及び非圧電性物質を非常に薄く多層に堆積させた、いわゆる組成変調構造を利用して、所望の特性を持つ圧電性材料を合成し、これを弾性波デバイス用基板へ応用することを目的としている。昭和61年度では、まずこの様な組成変調構造の弾性的性質や圧電的性質について理論的に詳しく検討した。多層の境界面での界成分の連続性に着目して、各層が弾性波の波長に比べて十分薄い場合の系全体のマクロな材料定数を求める手法を開発した。この手法を用いて、まず圧電セラミックとエポキシから構成される組成変調構造(コンポジット)振動子について解析し、その有効性を確認した。また、この手法を用いてZnO/【SiO_2】,AlN/【Al_2】【O_3】等の互に温度係数の異なる材料の組み合わせによる特性の変化を調べた。その結果、電気機械結合係数,弾性波速度及び速度温度係数がそれらの膜厚比によって連続的に変化し、適当な膜厚比で零温度係数と比較的大きな電気機械結合係数が同時に得られることが判った。なお、ZnOの弾性波速度がSi【O_2】のそれに比べてかなり小さいので、構造の周期を弾性波波長と同程度とすることによりZnO部にエネルギーが集中し、電気機械結合係数がさらに大きくなる可能性があり、これについて現在理論解析を進めている。また、スパッタ法によるAlN膜作製も同時に進行しており、その作製条件はほぼ決定しつつある。

しかし、AlN膜作製の時に残留ガスがスパッタを不安定とするため、【Al_2】【O_3】膜成長からAlN膜成長への切換えの際にArガスによるターゲットのクリーニングを行なうと共に一度高真空に引く必要があることが判った。これはAlN/【Al_2】【O_3】組成変調構造の作製に多大な時間を要することを意味する。そこで、ガスは交換せず、ターゲットの交換のみで作製が可能なZnO/【SiO_2】組成変調構造の作製も同時に試みている。
口語英語の談話構造分析-コミュニケーション教育の観点から

本研究は、基本的な目的を以下の4点とした。(1)語彙・統語構造レベルの実証研究を通して英和辞典の改良に利用する。(2)構築済みのデータベースをさらに大規模なものに仕上げる。(3)英語の談話構造における話し言葉と書き言葉の相違を明らかする。(4)それを実際の英語コミュニケーション教育の中で活かす方策をさぐる。(1)(2)当研究者が編集主幹を務めた学習英和辞典『ユースプログレッシブ英和辞典』(小学館)が、2004年1月に出版された。この英和辞典には、当研究者のさまざまな今までの研究成果を盛り込み、新たな知見を豊かに盛り込むことができたと考えている。今日までの英和辞典の諸問題(記述の誤り、現代英語の実態との乖離など)の多くを克服した。同時に、上記の辞書の記述の元になる研究の連載を2件続けてきた。『小学館ランゲージワールド』(http://www.1-world.shogakukan.co.jo)で隔週(月2回)『語法の鉄人』の連載と、『英語教育』誌(大修館書店)の「クエスチョンボックス」欄の回答者として、さまざまな英語に関する質問に対する回答を行ってきた。(3)言語の研究は、音声、音韻、形態素、統語、意味といった、小さな単位から大きな単位へと下から積み上げる研究プログラムとは逆の、談話の構造から始めて、大きな単位から小さな単位への研究プログラムの必要性を論じた。その観点から、話し言葉と書き言葉の談話構造の比較のひとつの手段として、同じニュースについての、Time誌の記事の書き方と、CNN放送の報道の表現方法を比較しその概略を示した。書き言葉の中でnarrativeと呼ばれるジャンルの新聞記事などを、どのような順序で情報を提示するのが好ましい書き方なのか、あるべきテキストの構造について一般論を引き出すことができるという見通しを示した。(4)言語の分析を談話の構造を明らかにすることから始める方法は、教室での英文解釈のためにも応用できる。テキストがどのような構成になっているか、全体として何を述べようとしているかという談話の構造を明らかにし、次の段階でパラグラフの構造を把握し、文の構造、文を構成する成句表現、語、音韻、音声といった解釈に進むという英語教育のありかたを提案した。本年度は、研究推進のための基礎的条件整備の次期と位置づけた。そのために、(1)機器の更新とデータ収集の促進(2)データ蓄積場所の確保、(3)理論研究のための文献収集と文献調査、(4)データ分析のためのさまざまなツールの購入、(5)成果発表と資料収集を目的とした学会出張、(6)成果発表論文執筆の時期と位置付けてきた。上記目標のうち、(1)(2)に関しては、今後ますます増加するデータ蓄積場所の確保のために、これまでに購入したコンピュータとその周辺機器を更新した。これまでのデータ収集の継続を続け、大きなコーパスにしてきた。その結果、約二千万語を超えるアメリカ英語の話し言葉のコーパスになった。このデータは、今後の分析のために欠かすことのできない基礎データになる。(3)の文献収集も積極的に行った結果、コーパス言語学関連、体系機能文法関連、英文法関連、談話分析関連、会話分析関連などの今後研究に必要な文献収集が相当数揃えることができた。

時間的にはまだ十分な消化はできていないが、今後活用することになる。(5)(6)については、さまざまな学会発表や論文執筆を行ってきた。西原哲雄・南條健助(編)『英語音声学の諸相-枡矢好弘教授退職記念論文集』(「叢書英語音声学」シリーズ第1巻)に寄せた論文「初期英和辞典の発音表記研究序説-辞書学的観点から」(pp.27-45)は、本研究の直接的には関係がないが、英語コミュニケーション教育の観点からは、基礎研究の一部となるものである。「口語英語の文法特徴-LKL Corpusを使って(2)-不定代名詞から名詞への範疇移行について」『言語と文化』第6号(1-16)は、本研究のために収集してきたデータを利用した研究報告で、実際の談話の中でどのような文法範疇の変化が起こっているかを不定代名詞をとりあげて論じたものである。この他「文末疑問詞疑問文の統語的特徴と語用論的成立条件の実証的研究」(招聘)日本英語学会第20回大会(青山学院大学.2002.11);「動詞とthat補文-その結びつきの「意外性」について」英語語法文法学会第10回大会(日本大学文理学部.2002.10);「21世紀にふさわしい英和辞典と学習英文法のために」大阪英語教育学会関西支部学習英文法研究会第15回研究会(9月例会)(大阪大学.2002.09)の学会報告を行った。また、招待講演「現代アメリカ口語英語の実態から日本の学習英文法を見直す」(第6回神戸市外国語大学英米学会.2002.11)を行った。また、雑誌『英語教育』のクエスチョンボックス欄のに隔月回答者として、英語に関する高校教員などの質問に答えてきた。小学館ランゲージワールドのホームページで「語法の鉄人」の連載を続けている。本研究の申請で述べた基本的な目的は以下の4点にある。(1)語彙・統語構造レベルの実証研究を通して英和辞典の改良に利用する、(2)構築済みのデータベースをさらに大規模なものに仕上げる、(3)英語の談話構造における話し言葉と書き言葉の相違を明らかする、(4)それを実際の英語コミュニケーション教育の中で活かす方策をさぐる。これらの目標のうち、(1)と(2)については、当初の目的以上の成果をあげることができた。当研究者が編集主幹を務めた学習英和辞典『ユースプログレッシブ英和辞典』(小学館)が、2004年1月に出版された。本年度の大半は、この辞書の最後の仕上げに費やした。さまざまな今までの研究成果を盛り込み、新たな知見を豊かに盛り込むことができたと考えている。今日までの英和辞典の諸問題(記述の誤り、現代英語の実態との乖離など)の多くを克服したつもりである。同時に、今年度1年間を通じて、上記の辞書の記述の元になる研究の連載を2件続けてきた。『小学館ランゲージワールド』(http://www.l-world.shogakukan.co.jo)で隔週(月2回)『語法の鉄人』の連載と、『英語教育』誌(大修館書店)の「クエスチョンボックス」欄の回答者として、さまざまな英語に関する質問に対する回答を行ってきた。
転写因子GATA-3によるケラチノサイトの発生・増殖・分化制御の解析

カルシウム・スイッチを用いて培養ケラチノサイトの分化を誘導し、分化の前後でのGATA-3の発現をウエスタン・ブロット法により比較した。その結果、GATA-3の発現はカルシウム・スイッチにより2.5倍に増加した。すなわち、ケラチノサイトの分化によりGATA-3の発現は増強されることが明らかとなった。さらにGATA-3 cDNAを強発現する発現ベクターとロリクリンのプロモーター領域を組み込んだルシフェラーゼ・レポーターをコ・トランスフェクトしたところ、コントロールと比較してGATA-3は3倍程度にロリクリンの転写を促進することが明らかとなった。また、TATA-boxの2030bp上流に存在するAP-1結合領域とSp1/3結合領域が協調してロリクリンの組織特異的発現・分化特異的発現を制御していることが明らかとなった。すなわち、分化した角化細胞ではAP-1構成分子の内fosとSp1が相互作用してロリクリンの転写をドライヴするのに対し、未分化角化細胞ではfos/Sp1ではなくjun/Sp3が相互作用し、ロリクリンの転写を抑制していると考えられた。このAP-1-Sp1/3複合体にGATA3がどのように関与するかをGATA3とAP-1、Sp1を同時に強発現するルシフェラーゼ・アッセイにより解析したところ、GATA3とfos、Sp1は相乗的にロリクリンの転写をドライヴすることが明らかとなった。さらに、GATA3とAP-1、Sp1の物理的結合性をGST-pull down assayにて解析したところ、GATA3、fos、jun、Sp1、Sp3は各々物理的に結合し得ることがわかった。以上を総合すると、未分化角化細胞では、ロリクリン遺伝子転写調節領域にjun/Sp3が作用してロリクリンの転写を抑制しているが、分化角化細胞(表皮顆粒層)では、ロリクリン遺伝子転写調節領域にはfos/Sp1/GATA3が複合体を形成して作用し、ロリクリンの転写をドライブするモデルが提示された。1)表皮組織およびケラチノサイトにおけるGATA-3の発現パターンをGATA-3特異抗体により染色し、検討した。その結果、GATA-3は表皮全層で発現しているが、より分化した有棘層、顆粒層での発現が未分化な基底層よりも強いことが明らかとなった。さらに、カルシウム・スイッチを用いて培養ケラチノサイトの分化を誘導し、分化の前後でのGATA-3の発現をウエスタン・ブロット法により比較した。2)GATA-3によりケラチノサイトの分化がどのような影響を受けるかを解析するため、以下の実験を行った。ケラチノサイトが最終分化した段階である顆粒層および角層において強く発現しており、分化したケラチノサイトのマーカー分子として用いられるロリクリン分子の転写をGATA-3が促進するかをGATA-3 cDNAを強発現する発現ベクターとロリクリンのプロモーター領域を組み込んだルシフェラーゼ・レポーターをコ・トランスフェクトしたところ、コントロールと比較してGATA-3は3倍程度にロリクリンの転写を促進することが明らかとなった。3)GATA-3の発現が、ケラチノサイトの増殖にどのような影響を与えるかを、GATA-3 cDNAを強発現する発現ベクターを培養ケラチノサイトにトランスフェクトして、その^3Hトリチウムの取り込みにより解析した。その結果、GATA-3はケラチノサイトの増殖には影響をあたえないことが明らかとなった。

表皮の有棘疎層上層・顆粒層から角層にかけて特異的に発現するロリクリンの組織特異的発現・分化特異的発現を規定する因子をロリクリン遺伝子転写調節領域の欠失変異体及び点突然変異体を用いて解析したところ、TATA-boxの2030bp上流に存在するAP-1結合領域とSp1/3結合領域が協調してロリクリンの組織特異的発現・分化特異的発現を制御していることが明らかとなった。すなわち、分化した角化細胞ではAP-1構成分子の内fosとSp1が相互作用してロリクリンの転写をドライヴするのに対し、未分化角化細胞ではfos/Sp1ではなくjun/Sp3が相互作用し、ロリクリンの転写を抑制していると考えられた。このAP-1-Sp1/3複合体にGATA3がどのように関与するかをGATA3とAP-1、Sp1を同時に強発現するルシフェラーゼ・アッセイにより解析したところ、GATA3とfos、Sp1は相乗的にロリクリンの転写をドライヴすることが明らかとなった。すなわちGATA3とfos、Sp1の間には機能的相互作用が存在すると考えられた。さらに、GATA3とAP-1、Sp1の物理的結合性をGST-pull down assayにて解析したところ、GATA3、fos、jun、Sp1、Sp3は各々物理的に結合し得ることがわかった。すなわちGATA3とfos、Sp1の機能的相互作用(相乗作用)は、これらの因子の物理的結合性に基づくものである。以上を総合すると、未分化角化細胞(表皮基底層)では、ロリクリン遺伝子転写調節領域にjun/Sp3が作用してロリクリンの転写を抑制しているが、分化角化細胞(表皮顆粒層)では、ロリクリン遺伝子転写調節領域にはfos/Sp1/GATA3が複合体を形成して作用し、ロリクリンの転写をドライブするモデルが提示される。このモデルは、普遍的転写因子であるAP-1やSp1/3に組織特特異的転写因子が関与して、ロリクリンという非常に組織特異性の高い遺伝子の発現を制御している点で非常にユニークなモデルである。
UVC-LEDを光源とする留置尿道カテーテル用殺菌装置の開発

本年度は,UVC-LEDを用いた留置尿道カテーテル用殺菌装置のUVC-LED殺菌ユニットの1次設計モジュールの作成と殺菌性能の評価を行った。(1)UVC-LEDは市販の出力16,000[μW]のものを用いた。このUVC-LEDは指向性が強く,紫外線照射域が狭いなどの問題があるため,この出力水準のUVC-LED使用を想定のもと,紫外線照射シミュレーション(直達光+散乱光)を行い,UVC-LEDの個数や配置,反射板の最適化を行った。それにより,紫外線LEDを3個使用する紫外線LED単列型配置で殺菌ユニットを作成する方針を定めた。(2)尿道カテーテルに使用されているシリコーンゴムに対する紫外線透過強度測定実験を行い,試作した殺菌ユニット(1次設計モジュール)が要する尿路感染症の起因菌である大腸菌,緑膿菌,枯草菌の殺菌時間(99.9%殺菌)を算出した(31[s],56[s],73[s])。先行研究の水銀ランプを用いた殺菌装置と比較して,大腸菌と緑膿菌の殺菌時間は短く(39[s],58[s]),枯草菌の殺菌時間は長くなる(70[s])ことがわかった。また,大腸菌の菌液を用いた殺菌評価実験では,水銀ランプを用いた殺菌装置では99.9%殺菌に36[s]要するのに対し,本研究の殺菌ユニットでは19[s]と半分程度の時間で済むことがわかった。(3)殺菌ユニット(1次設計モジュール)の温度測定を行い,冷却機能の確認をした。本研究で使用した紫外線LEDは10数秒でジャンクション温度が限界温度の115[°C]となってしまうので,冷却装置が十分に機能していないと,LEDの破壊ばかりでなく使用者に低温やけどを発症させる危険が考えられる。紫外線LEDの温度上昇は室温から約10から12[°C]だったので人体への低温やけどの危険性もなく,冷却装置は十分に機能していることを確認した。本年度の研究は,本研究全体の基盤をなす内容である。殺菌ユニット(1次殺菌モジュール)の設計と作成,殺菌性能の評価をほぼ計画通りに遂行できたことから,「概ね順調に進展している。」と判断する。殺菌ユニット(1次殺菌モジュール)の設計においては,紫外線照射シミュレーション(直達光+散乱光)を組み入れることで,設計→シミュレーション→試作→評価の流れが先行研究よりも確かなものになり,改善点の発見と設計へのフィードバックが容易になった。ただし,UVC-LEDの点灯中に大きな発熱をともなうため,冷却機構を含めた熱設計も重要で,今後は熱のシミュレーションも取り入れていきたいと考えている。大腸菌の菌液を用いた殺菌評価実験では,先行研究で試作した水銀ランプを用いた殺菌装置では99.9%殺菌に36[s]要するのに対し,本研究の殺菌ユニットでは19[s]と半分程度の時間で済むことがわかったことは,本研究にとって非常に大きな収穫であった。紫外線源のパワーは水銀ランプの方が大きく一様であるのに,このような結果に至った理由は,LEDの紫外線照射特性(電流を流した瞬間に定格のパワーに達する)と殺菌ユニットの寸法(水銀ランプを用いた殺菌装置よりも本研究の殺菌ユニットの方が小さい)が大きく関係していると思われ,紫外線照射シミュレーションを通じて,結果の解釈が可能になると考えている。これらの成果は本研究で考えている紫外線殺菌装置の開発の流れに重大な問題が無いことを示すもので,今後の研究に繋がる基盤作りができたと言える。2次設計殺菌モジュールの設計と作成,殺菌性能の評価を行う。課題申請時は,殺菌評価実験においては,UVC-LEDの紫外線照射域が狭いこと(照射ムラ)が殺菌性能に影響してくると予想していたが,実際の殺菌所要時間を見る限りはそのような影響は全くみられなかった。したがって,紫外線照射シミュレーションを通じて,1次設計殺菌モジュールの殺菌所要時間が短くて済む理由を明らかにして,2次設計殺菌モジュールの設計に反映させることが重要である。H30年度の研究を終えた現段階では,殺菌ユニットの寸法と形状が大きく関係していると予想している。2次設計殺菌モジュールを作成後,装置の殺菌面上での紫外線量の測定,温度(熱)測定,殺菌評価実験(ここでは臨床現場を想定し,大腸菌,緑膿菌,枯草菌等の複数菌種を用い,より実践的な殺菌能力評価とする)を行い,改良の効果を明らかにする。また,臨床試験用殺菌モジュールに向けた改善点を示す。

先行研究の水銀ランプを用いた殺菌装置と比較して,大腸菌と緑膿菌の殺菌時間は短く(39[s],58[s]),枯草菌の殺菌時間は長くなる(70[s])ことがわかった。また,大腸菌の菌液を用いた殺菌評価実験では,水銀ランプを用いた殺菌装置では99.9%殺菌に36[s]要するのに対し,本研究の殺菌ユニットでは19[s]と半分程度の時間で済むことがわかった。(3)殺菌ユニット(1次設計モジュール)の温度測定を行い,冷却機能の確認をした。本研究で使用した紫外線LEDは10数秒でジャンクション温度が限界温度の115[°C]となってしまうので,冷却装置が十分に機能していないと,LEDの破壊ばかりでなく使用者に低温やけどを発症させる危険が考えられる。紫外線LEDの温度上昇は室温から約10から12[°C]だったので人体への低温やけどの危険性もなく,冷却装置は十分に機能していることを確認した。本年度の研究は,本研究全体の基盤をなす内容である。殺菌ユニット(1次殺菌モジュール)の設計と作成,殺菌性能の評価をほぼ計画通りに遂行できたことから,「概ね順調に進展している。」と判断する。殺菌ユニット(1次殺菌モジュール)の設計においては,紫外線照射シミュレーション(直達光+散乱光)を組み入れることで,設計→シミュレーション→試作→評価の流れが先行研究よりも確かなものになり,改善点の発見と設計へのフィードバックが容易になった。ただし,UVC-LEDの点灯中に大きな発熱をともなうため,冷却機構を含めた熱設計も重要で,今後は熱のシミュレーションも取り入れていきたいと考えている。大腸菌の菌液を用いた殺菌評価実験では,先行研究で試作した水銀ランプを用いた殺菌装置では99.9%殺菌に36[s]要するのに対し,本研究の殺菌ユニットでは19[s]と半分程度の時間で済むことがわかったことは,本研究にとって非常に大きな収穫であった。紫外線源のパワーは水銀ランプの方が大きく一様であるのに,このような結果に至った理由は,LEDの紫外線照射特性(電流を流した瞬間に定格のパワーに達する)と殺菌ユニットの寸法(水銀ランプを用いた殺菌装置よりも本研究の殺菌ユニットの方が小さい)が大きく関係していると思われ,紫外線照射シミュレーションを通じて,結果の解釈が可能になると考えている。これらの成果は本研究で考えている紫外線殺菌装置の開発の流れに重大な問題が無いことを示すもので,今後の研究に繋がる基盤作りができたと言える。2次設計殺菌モジュールの設計と作成,殺菌性能の評価を行う。課題申請時は,殺菌評価実験においては,UVC-LEDの紫外線照射域が狭いこと(照射ムラ)が殺菌性能に影響してくると予想していたが,実際の殺菌所要時間を見る限りはそのような影響は全くみられなかった。したがって,紫外線照射シミュレーションを通じて,1次設計殺菌モジュールの殺菌所要時間が短くて済む理由を明らかにして,2次設計殺菌モジュールの設計に反映させることが重要である。H30年度の研究を終えた現段階では,殺菌ユニットの寸法と形状が大きく関係していると予想している。2次設計殺菌モジュールを作成後,装置の殺菌面上での紫外線量の測定,温度(熱)測定,殺菌評価実験(ここでは臨床現場を想定し,大腸菌,緑膿菌,枯草菌等の複数菌種を用い,より実践的な殺菌能力評価とする)を行い,改良の効果を明らかにする。また,臨床試験用殺菌モジュールに向けた改善点を示す。今年度の研究を実施していく中で,熱シミュレーションの実施の必要性を強く感じた。
氷期サイクルにおける地球環境ダイナミックスに関する研究立案

将来予測される地球環境の大規模変動は、南極氷床に氷期-間氷期サイクルとして数回にわたり記録されており、本研究では、その詳細な実態と変動メカニズムの解明および数値モデルに関する研究計画を企画立案した。計画研究として、学問的にも社会的にも要請の高いいくつかの研究課題を選定し、研究班を組織した。研究課題の立案にあたっては、これまで行われてきた研究の評価を踏まえるとともに、こうした課題に取り組む研究班は、研究者間の効果的な連携ができる規模を考慮して組織した。研究班長会議、全体会議を通じ研究構想を検討し、7つの主要研究課題すなわち、陸海域起源物質と気温変動、生物起源物質と有機物循環、温室効果気体と気候変動、氷の物性と氷床変動、氷床の堆積過程とコアシグナルの形成,氷床コア年代の決定、大気-海洋を通しての極域物質循環を決め、その研究内容を検討した。また、こうした研究を進める上で、データネットワークの構築も検討した。このネットワークは、従来の氷期サイクルにおける古気候・古環境情報、コア解析を通じて得られる情報のデータベースを作成し、参加研究者の利用を計り、高度な研究の推進をめざすものである。さらに、研究計画全体の期間、計画研究と公募研究、経費等を検討し、平成8年度発足の重点領域研究として「氷期サイクルにおける地球環境ダイナミックス-過去203年の変動を氷床コアに探る-」をまとめ申請した。
カクテルパーティ効果プロセッサに関する研究

音響情報処理システムにおいて「複数音源によって生じた干渉音場から目的信号音を高品質で抽出する」問題に対して一つの解決法を与えることが本研究の目的であった.2チャンネルの信号入力を基に,それらの信号のいかなる情報がカクテルパーティ効果プロセッサにとって有効な情報になるかを分析的に明らかにすることを目標とした.1.二素子球バッフルマイクロホンによる収音方式を採用した.2.両耳入力信号データベースとして回折情報辞書を作製し,種々の音源への対応,方向設定誤差の影響の回避,反射音のある音場への対応が可能となるようにした.3.回折情報辞書を併用したシミュレーションによるパタン認識処理に有効な情報の分析的検討によって,自由音場の場合には,システムに与える信号入力チャンネル数よりも多い音源数に対して方向の推定と目的信号の抽出が可能となった.4.最も有効な情報は両耳入力信号中において検出されたピッチの存在情報であった.システムでは,これを検出し到来方向の推定の手掛かりに利用した.5.回折情報辞書を用いる到来方向同調型の機能を持たせたウィーナーフィルタで妨害音抑圧の手法が有効であった.システムの性能に及ぼすフィルタ長の影響,ピッチの時間変動の影響などを評価した.6.妨害音抑圧手法では音源信号間に存在する相関のある成分が抑圧されるため,この対策用の後処理部を付加することの必要性とその処理手法も検討した.7.反射音が加わる場合には,両耳入力信号の狭帯域分析データの時間,周波数領域に渡る分析的検討及び理論解析に基づき,音場中の直接音の到来方向推定を行う前処理部の構成問題を研究した.両耳信号毎の狭帯域フィルタ群の周波数領域情報を入力に持つ教師付きパタン学習システムで構成できる見通しを得た.音響情報処理システムにおいて「複数音源によって生じた干渉音場から目的信号音を高品質で抽出する」問題に対して一つの解決法を与えることが本研究の目的であった.2チャンネルの信号入力を基に,それらの信号のいかなる情報がカクテルパーティ効果プロセッサにとって有効な情報になるかを分析的に明らかにすることを目標とした.1.二素子球バッフルマイクロホンによる収音方式を採用した.2.両耳入力信号データベースとして回折情報辞書を作製し,種々の音源への対応,方向設定誤差の影響の回避,反射音のある音場への対応が可能となるようにした.3.回折情報辞書を併用したシミュレーションによるパタン認識処理に有効な情報の分析的検討によって,自由音場の場合には,システムに与える信号入力チャンネル数よりも多い音源数に対して方向の推定と目的信号の抽出が可能となった.4.最も有効な情報は両耳入力信号中において検出されたピッチの存在情報であった.システムでは,これを検出し到来方向の推定の手掛かりに利用した.5.回折情報辞書を用いる到来方向同調型の機能を持たせたウィーナーフィルタで妨害音抑圧の手法が有効であった.システムの性能に及ぼすフィルタ長の影響,ピッチの時間変動の影響などを評価した.6.妨害音抑圧手法では音源信号間に存在する相関のある成分が抑圧されるため,この対策用の後処理部を付加することの必要性とその処理手法も検討した.7.反射音が加わる場合には,両耳入力信号の狭帯域分析データの時間,周波数領域に渡る分析的検討及び理論解析に基づき,音場中の直接音の到来方向推定を行う前処理部の構成問題を研究した.両耳信号毎の狭帯域フィルタ群の周波数領域情報を入力に持つ教師付きパタン学習システムで構成できる見通しを得た.音響情報処理システムにおける目的信号音の検知・抽出に関する未解決の問題、すなわち「複数音源によって生じた干渉音場から目的信号音を高品質で抽出する」問題に対して一つの解決法を与えることが本研究の目的である。本研究ではカクテルパ-ティ効果を組み込んだ信号抽出システムの開発をめざす。そのためには両耳入力信号のいかなる情報が利用可能であるかを分析的に明らかにしたい。初年度である本年度では、まず両耳受聴による方向定位及び信号検出における信号処理モデルとして「両耳入力信号は夫々多数個の狭帯域フィルタ群によりスペクトル分解されたのち、信号のレベル、群遅延時間等を検出され、パタン認識処理によって信号処理される」モデルを採用した。また音源(音源数は1から3個まで)からの直接音だけが存在する場合を対象とした。1.両耳入力信号デ-タベ-スの作製種々の音源を無響室録音しディジタル化(DATへ録音)したのち、1^゚毎の入射方向に対応した両耳入力信号デ-タを作製した。方向設定誤差の影響を避けるために回析情報を音源信号にたたみこんだ。反射音を考慮する場合にも十分使える。2.多数個の狭帯域フィルタ群システムの作製計算機上に構築し諸パラメ-タの最適化について検討した。また出力信号のレベル、群遅延時間やピッチ等の情報の抽出及び可視化を容易にする点に特に注意した。3.回析情報辞書を併用したシミュレ-ションによるパタ-ン認識処理に有効な情報の分析的検討音源数が2個までは、音声のピッチ情報を手がかりとする両耳受聴信号処理で非常に精度良く音源信号が分離抽出できることを明らかにした。システムの抽出効率についても、S/N、到来方向の近接、ピッチの接近等の点に関して、シミュレ-ションでその影響を検討した。音源数が3個の場合の分析的検討は、現在進行中である。音響情報処理システムにおける目的信号音の検知・抽出に関する未解決の問題、すなわち「複数音源によって生じた干渉音場から目的信号音を高品質で抽出する」問題に対して一つの解決法を与えることが本研究の目的である。