hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メッセージストリームを用いたネットワークコミュニティの構成・運用方法に関する研究

本研究は、健全なネットワーク情報社会を実現するためのネットワークコミュニティの構築と運用を支援する情報技術の実現を目指している。現在、ネットワーク利用者が安心して自由に参加でき,必要な情報を瞬時に入手できるネットワークコミュニティの構築が不可欠であるが,このためには,ネットワークコミュニティを運営管理するコミュニティ管理者の負担が膨大となるという問題があり,十分なサポートしない場合には誹謗・中傷やトラブルの多発等が発生するという問題がある.本研究では,メッセージ流(メッセージストリーム)から特定のネットワークコミュニティに有用な情報のみをフィルタリングし活用することで,自動的にコミュニティの管理運営を行うことができる方法を開発することを目標に研究を実施した.本方法により,コミュニティに参加する利用者は自分の興味ある情報が自動的に入手できまた関心が同じ利用者のみを自動的に選択してコミュニケーションが可能となる.しかも,コミュニティを乱す利用者を排除し健全なコミュニティを形成することが可能となる.本研究では,メッセージ流を制御するためのメッセージストリーム制御方法の開発を行った.特に,メッセージ流の中から要求されたメッセージを随時抽出する効率的なメッセージフィルタリング方法,およびメッセージフィルタリング機能に対して必要なメッセージが到着したときにそのメッセージを要求する効率的なメッセージ問合せ方法を開発した.同時に,メッセージ流の制御や処理要求を行うための基盤となる情報技術の開発と同時にコミュニティ操作方法とコミュニティ管理方法の開発を行った.本研究は、健全なネットワーク情報社会を実現するためのネットワークコミュニティの構築と運用を支援する情報技術の実現を目指している。現在、ネットワーク利用者が安心して自由に参加でき,必要な情報を瞬時に入手できるネットワークコミュニティの構築が不可欠であるが,このためには,ネットワークコミュニティを運営管理するコミュニティ管理者の負担が膨大となるという問題があり,十分なサポートしない場合には誹謗・中傷やトラブルの多発等が発生するという問題がある.本研究では,メッセージ流(メッセージストリーム)から特定のネットワークコミュニティに有用な情報のみをフィルタリングし活用することで,自動的にコミュニティの管理運営を行うことができる方法を開発することを目標に研究を実施した.本方法により,コミュニティに参加する利用者は自分の興味ある情報が自動的に入手できまた関心が同じ利用者のみを自動的に選択してコミュニケーションが可能となる.しかも,コミュニティを乱す利用者を排除し健全なコミュニティを形成することが可能となる.本研究では,メッセージ流を制御するためのメッセージストリーム制御方法の開発を行った.特に,メッセージ流の中から要求されたメッセージを随時抽出する効率的なメッセージフィルタリング方法,およびメッセージフィルタリング機能に対して必要なメッセージが到着したときにそのメッセージを要求する効率的なメッセージ問合せ方法を開発した.同時に,メッセージ流の制御や処理要求を行うための基盤となる情報技術の開発と同時にコミュニティ操作方法とコミュニティ管理方法の開発を行った.健全なネットワーク情報社会を実現するためには,ネットワーク利用者が安心して自由に参加でき,必要な情報を瞬時に入手できるネットワークコミュニティの構築が不可欠である.しかし,このためには,ネットワークコミュニティを運営管理するコミュニティ管理者の負担が膨大となるという問題がある.そこで,本研究では,メッセージ流(メッセージストリーム)から特定のネットワークコミュニティに有用な情報のみをフィルタリングし活用することで,自動的にコミュニティの管理運営を行うことができる方法を開発している.本方法により,コミュニティへの参加者は自分の興味ある情報が自動的に入手できまた関心が同じ利用者のみを自動的に選択してコミュニケーションが可能となる.本研究では,1)メッセージ流を制御するためのメッセージストリーム制御方法の開発を行っている.特に,メッセージ流の中から要求されたメッセージを随時抽出する効率的なメッセージフィルタリング方法,およびメッセージフィルタリング機能に対して必要なメッセージが到着したときにそのメッセージを要求する効率的なメッセージ問合せ方法を開発中である.今年度はデータストリーミング技術,モバイルエージェント技術およびイベントDB技術に基づく効率的方法を開発しシミュレーションによる評価を行った.また,2)メッセージ流の制御をネットワークコミュニティ構築管理運営の視点から処理要求を行うコミュニティ操作方法とコミュニティ管理方法を開発中である.今年度は,すでに提案済みのコミュニティ構築運営方法論JEGLOを見直し,洗練化を行いメッセージ流制御の具体的方法を導出し一次評価を行った.さらに,今年度はメッセージ流を実現するために重要なデータストリーム技術に関する調査分析を実施した.健全なネットワーク情報社会を実現するためには,ネットワーク利用者が安心して自由に参加でき,必要な情報を瞬時に入手できるネットワークコミュニティの構築が不可欠である.しかし,ネットワークコミュニティを運営管理するコミュニティ管理者の負担が膨大となるという問題がある.そこで,本研究では,メッセージ流(メッセージストリーム)から特定のネットワークコミュニティに有用な情報のみをフィルタリングし活用することで,コミュニティの管理運営を効率的に行える方法を開発している.本方法により,コミュニティへの参加者は自分の興味ある情報が自動的に入手できまた関心が同じ利用者のみを自動的に選択してコミュニケーションが可能となる.具体的には,メッセージ流を制御するためのメッセージストリーム制御方法の開発を行っている.特に,メッセージ流の中から要求されたメッセージを随時抽出する効率的なメッセージフィルタリング方法,およびメッセージフィルタリング機能に対して必要なメッセージが到着したときにそのメッセージを要求する効率的なメッセージ問合せ方法を開発中である.昨年度までに実施したデータストリーミング技術,モバイルエージェント技術およびイベントDB技術に基づく効率的方法の開発、シミュレーションによる評価、ネットワークコミュニティ構築管理運営の視点からのメッセージ流制御の具体的方法の導出と一次評価、データストリーム技術に関する調査分析の結果を用いて、次の研究開発を実施した.まず、複数のネットワークコミュニティを対象として、統合したネットワークコミュニティの構築と適用実験を行った。次に、メッセージ流の制御方法をより効率化するために既存のメッセージリングとメッセージチェーンに加えて、エピデミックアルゴリズミを適用したメッセージ制御法の導出を行って部分試作を実施した。

さらに、既存のネットワークコミュニティの制御方法の改善を行うためにモバイルエージェントを用いた方法とセキュリティ対策及びキャッシュ制御方法の改良方法を構築し実現・評価を行った。本研究は、健全なネットワーク情報社会を実現するためのネットワークコミュニティの構築と運用を支援する情報技術の実現を目指している。現在、ネットワーク利用者が安心して自由に参加でき,必要な情報を瞬時に入手できるネットワークコミュニティの構築が不可欠であるが,このためには,ネットワークコミュニティを運営管理するコミュニティ管理者の負担が膨大となるという問題があり,十分なサポートしない場合には誹謗・中傷やトラブルの多発等が発生するという問題がある.本研究では,メッセージ流(メッセージストリーム)から特定のネットワークコミュニティに有用な情報のみをフィルタリングし活用することで,自動的にコミュニティの管理運営を行うことができる方法を開発することを目標に研究を実施した.本方法により,コミュニティに参加する利用者は自分の興味ある情報が自動的に入手できまた関心が同じ利用者のみを自動的に選択してコミュニケーションが可能となる.しかも,コミュニティを乱す利用者を排除し健全なコミュニティを形成することが可能となる.本研究では,メッセージ流を制御するためのメッセージストリーム制御方法の開発を行った.特に,メッセージ流の中から要求されたメッセージを随時抽出する効率的なメッセージフィルタリング方法,およびメッセージフィルタリング機能に対して必要なメッセージが到着したときにそのメッセージを要求する効率的なメッセージ問合せ方法を開発した.同時に,メッセージ流の制御や処理要求を行うための基盤となる情報技術の開発と同時にコミュニティ操作方法とコミュニティ管理方法の開発を行った.
頭頚部癌センチネルリンパ節マッピングのための3D CTリンパグラフィの開発

本年度は、基礎実験として、健常犬5頭においてCTリンパグラフィを行ない、口腔粘膜や舌への造影剤注入部からのリンパ路が明瞭に描出される必要最小量の造影剤の量と撮像時間および造影剤のヨード濃度によるリンパ路の描出のされ方の違いを検討した。その結果、1-2mlの造影剤(イオパミドル370)を注入し、注入直後にCT撮像することで、リンパ路が明瞭に描出されることを確認した。臨床的検討では、当施設の口腔外科で手術が行なわれる予定の早期頭頸部癌患者の13例に、CTリンパグラフィ施行に伴う可能性のある副作用と対処法について十分に説明し、インフォームドコンセントを得た上で、2mlの造影剤(イオパミドル370)を腫瘍周囲粘膜下組織に注入し、CTリンパグラフィを行ない、リンパ節隔清を行ない、本法によるセンチネルリンパ節生検の有用性と正確度を検討した。また、造影されたリンパ路の解剖学的走行を客観的に判り易く表示するため三次元CT像の検討した。その結果、全例で、安全にCTリンパグラフィが行なわれ、センチネルリンパ節が描出され同定できた。範囲を絞ったマキシマムプロジェクション法による三次元CT像により、リンパ路を明瞭に描出し得た。隔清されたリンパ節の病理組織標本の検討では、1例においてセンチネルリンパ節のみに微小転移、他3例ではセンチネルリンパ節と他の遠隔リンパ節に転移が認められ、残りの9例では、センチネルリンパ節と他の遠隔リンパ節ともに転移は認められず、本法によるセンチネルリンパ節生検により、正しく頸部リンパ節群の転移の有無を反映しえる可能性が示された。現在、上記の研究成果をまとめ、欧文誌(Radiology)に投稿するため、準備を進めている。
バイオポリマーゲルの生成理論

本課題では,水素結合の相関と連鎖性に注目し,多糖や蛋白質のゲル化現象,ヘリックス形成とその凝集による熱可逆ゲル,ジッパー型架橋領域を有する熱可逆ゲル,について統計力学的手法で理論研究を行った.また,これらに並行してバネ・ビーズ模型を用いた分子シミュレーション(MDおよびMC)を行った.1.多糖類に見られるヘリックス形成とその凝集によるゲル化単鎖ヘリックスの多重凝集架橋と多重ヘリックス架橋を峻別し,ヘリックスの核生成・成長速度が架橋形成速度より十分に速い系(カラギーナン等)について相図上でゾル・ゲル転移線を導出した.転移線より架橋長と架橋多重度を推定する拡張エルドリッジ法を確立した.ダブルヘリックス架橋の場合,希薄溶液の冷却により,長いランダム鎖が短いヘリックスで架橋されたタイプIの網目構造から,長いヘリックスが短いランダム鎖で結合されたタイプIIの網目構造に入れ替わり,さらに低温では剛直ヘリックスが凝集したペアリング相になることが示された.カラギーナンの旋光度測定結果と良好な一致がみられた.2.側鎖型ヘリックスゲルの生成側鎖に短い多糖鎖を多数有する水溶性高分子の側鎖ヘリックス架橋によるゲル化現象を解析し,コイル・ヘリックス転移(スーパーコイル)に誘導されたシャープなゾル・ゲル転移が起こることを示した.3.連鎖性水素結合高分子系における水素結合の特徴として,相隣る結合ボンド間の強い相関と連鎖性が挙げられる.水溶性高分子に見られる連鎖性水和,ジッパー型連鎖水素結合によるゾル・ゲル転移等に関して,会合溶液理論をもとに相分離とゲル化の競合現象を統計力学的に解析した.本課題では,水素結合の相関と連鎖性に注目し,多糖や蛋白質のゲル化現象,ヘリックス形成とその凝集による熱可逆ゲル,ジッパー型架橋領域を有する熱可逆ゲル,について統計力学的手法で理論研究を行った.また,これらに並行してバネ・ビーズ模型を用いた分子シミュレーション(MDおよびMC)を行った.1.多糖類に見られるヘリックス形成とその凝集によるゲル化単鎖ヘリックスの多重凝集架橋と多重ヘリックス架橋を峻別し,ヘリックスの核生成・成長速度が架橋形成速度より十分に速い系(カラギーナン等)について相図上でゾル・ゲル転移線を導出した.転移線より架橋長と架橋多重度を推定する拡張エルドリッジ法を確立した.ダブルヘリックス架橋の場合,希薄溶液の冷却により,長いランダム鎖が短いヘリックスで架橋されたタイプIの網目構造から,長いヘリックスが短いランダム鎖で結合されたタイプIIの網目構造に入れ替わり,さらに低温では剛直ヘリックスが凝集したペアリング相になることが示された.カラギーナンの旋光度測定結果と良好な一致がみられた.2.側鎖型ヘリックスゲルの生成側鎖に短い多糖鎖を多数有する水溶性高分子の側鎖ヘリックス架橋によるゲル化現象を解析し,コイル・ヘリックス転移(スーパーコイル)に誘導されたシャープなゾル・ゲル転移が起こることを示した.3.連鎖性水素結合高分子系における水素結合の特徴として,相隣る結合ボンド間の強い相関と連鎖性が挙げられる.水溶性高分子に見られる連鎖性水和,ジッパー型連鎖水素結合によるゾル・ゲル転移等に関して,会合溶液理論をもとに相分離とゲル化の競合現象を統計力学的に解析した.多糖類に見られるヘリックス形成とその凝集によるゲル化現象は,長さの変動するジッパー型の細い架橋ゾーンを有する特徴的なネットワーク構造が形成される(ジッパー架橋ゲ).プヘリックスの核生成・成長速度がヘリックス間の凝集速度より十分に速い系(カラギーナン等)について,高温・希薄領域では分子分散した均一溶液,高温のゲル領域ではランダムコイルが短いヘリックスで架橋されたタイプIのネットワーク,低温ゲル領域では2重ヘリックスが短いランダムコイルで架橋されたタイプIIのネットワーク,さらに低温ではネットワークが形成されずにヘリックス対(剛直棒分子)が溶解した溶液となることを示したヘリックス量の濃度・温度依存性を理論計算し,短鎖イオタカラギーナンの水溶液の旋光度測定結果と比較したところ良好な一致が見られた.次に,ペアリング相の存在を確認するため,ジッパー型の架橋点を有する高分子ネットワークを計算機シミュレーションで生成させ,架橋構造と3次元ネットワークの構造を解析した.シミュレーションは会合高分子をモデル化したバネ・ビーズ模型を用い,オフラティスでのモンテカルロ法とブラウン動力学法を適用する.大学院生(田村勇之進)との共同研究.ジッパー架橋ゲルの最も簡単なモデルとして水素結合基が鎖上に密に配置された高分子を用い,鎖間にひとつの結合が入ると,隣接する水素結合基が結合し易くなるという相関を取り入れる.ネットワーク相からペアリング相(高分子がDNAのように2量体を形成し網目構造にはならない相)への転移が出現することを確認した.また,タイプの異なったネットワーク構造の間の移行が確認された.多糖類に見られるヘリックス形成とその凝集によるゲル化

現象では,架橋のメカニズムは単鎖ヘリックスが凝集する場合と,2重鎖,3重鎖等の多鎖ヘリックス架橋の場合に大別される.ヘリックスの核生成・成長速度がヘリックス架橋形成速度より十分に速い系(カラギーナン等)について2つのケースに分けて理論相図を導出した.特に2重鎖架橋の場合には,高温・希薄領域では分子分散した均一溶液,高温のゲル領域ではランダムコイルが短いヘリックスで架橋されたタイプIのネットワーク,低温ゲル領域では2重ヘリックスが短いランダムコイルで架橋されたタイプIIのネットワーク,されに低温ではネットワークが形成されずにヘリックス対(剛直棒分子)が溶解した溶液となることを示した(田中).ヘリックスの量の濃度・温度依存性を理論計算し,短鎖イオタカラギーナンの水溶液の施光度測定結果と比較したところ良好な一致が見られた.次に,単鎖ヘリックスの分子間会合によりヘリックスのキラリティ(左巻きヘリックス量と右巻きヘリックス量の差)が増幅されることを示した.これにより単鎖ヘリックスで研究されてきた非線型増幅,マジョリティ則,少数指令則,等の基本的なキラリティ増幅メカニズムが,有限濃度において高分子の分子間相互作用によりどのように拡大されるか,その分子論的機構が理論的に解明されつつある(戸田・田中).また,単鎖ヘリックス凝集現象に及ぼす添加塩の効果を調べるために,部分的に剛直なセグメントを有する荷電柔軟鎖(バネ・ビーズ模型)を用いて,対イオンおよび添加塩イオンの凝集現象をモンテカルロシミュレーション法で調べた(山内・田中).その結果,剛直部分のみならず柔軟鎖部分にも大量の対イオンが凝集することが分かって来た.本課題では,水素結合の相関と連鎖性に注目し,多糖や蛋白質のゲル化現象,ヘリックス形成とその凝集による熱可逆ゲル,ジッパー型架橋領域を有する熱可逆ゲル,について統計力学的手法で理論研究を行った.また,これらに並行してバネ・ビーズ模型を用いた分子シミュレーションを行った.1.多糖類に見られるヘリックス形成とその凝集によるゲル化単鎖ヘリックスの多重凝集架橋と多重ヘリックス架橋を峻別し,ヘリックスの核生成・成長速度が架橋形成速度より十分に速い系(カラギーナン等)について相図上でゾル・ゲル転移線を導出した.転移線より架橋長と架橋多重度を推定する拡張エルドリッジ法を確立した.ダブルヘリックス架橋の場合,希薄溶液の冷却により,長いランダム鎖が短いヘリックスで架橋されたタイプIの網目構造から,長いヘリックスが短いランダム鎖で結合されたタイプIIの網目構造に入れ替わり,さらに低温では剛直ヘリックスが凝集したペアリング相になることが示された.カラギーナンの旋光度測定結果と良好な一致がみられた.2.側鎖に短い多糖鎖を多数有する水溶性高分子の側鎖ヘリックス架橋によるゲル化現象を解析し,コイル・ヘリックス転移(スーパーコイル)に誘導されたシャープなゾル・ゲル転移が起こることを示した.3.高分子系における水素結合の特徴として,相隣る結合ボンド間の強い相関と連鎖性が挙げられる.水溶性高分子に見られる連鎖性水和,ジッパー型連鎖水素結合によるゾル・ゲル転移等に関して,会合溶液理論をもとに相分離とゲル化の競合現象を統計力学的に解析した.
糖鎖を活用したインフルエンザウイルスブロッカーの機能設計

インフルエンザウイルスの感染および接着に関与する特定のシアロ糖鎖構造を合成可能な糖転移酵素発現技術を、カイコ幼虫を利用したバクミドシステムにより達成した。これにより、トリ型およびヒト型インフルエンザウイルスヘマグルチニンが感染の際に認識する構造複雑な糖鎖構造の実践的かつ定量的な合成が可能となった。さらに、これら糖鎖を種々の骨格基盤(天然ポリペプチド・多糖ポリマー・金属キレート分子など..)に導入することで糖鎖クラスター効果に基づくインフルエンザウイルスブロッカーを構築した。これら各種インフルエンザウイルスブロッカーを用いたインフルエンザウイルス感染阻害試験および赤血球凝集阻害試験の結果より、トリ型およびヒト型インフルエンザウイルスの糖鎖認識特異性は末端シアル酸残基の結合様式において異なるだけでなく、内部糖鎖構造もその活性に大きく関与していることを示した。さらには、インフルエンザウイルスを標的とした糖鎖クラスター材料の創製および設計における骨格基盤やクラスター数・スペーサー構造などの重要性も実証した。1.トリ型インフルエンザウイルス受容体合成酵素の発現系構築トリ型インフルエンザウイルスブロッカー合成の鍵酵素であるα2,3-シアリルトランスフェラーゼの大量発現系構築を試みた。その方法は、その方法は、ラット肝臓cDNAライブラリーを鋳型としたPCRにより、膜貫通領域を除去したラット由来α2,3-シアリルトランスフェラーゼ遺伝子を増幅し、カイコ由来bombixin分泌シグナル配列、FLAGタグ配列を含む融合遺伝子を構築した。続いて、本融合遺伝子を挿入した組み換えBmNPVバクミドを作製し、カイコ幼虫に注射後約1週間飼育し体液を採取した。得られた体液を活性測定に供した結果、酵素活性を確認した。さらに、バクミドシステムによって発現した本糖転移酵素および我々がこれまでに発現系を構築したα2,6-シアリルトランスフェラーゼを利用して、トリ型およびヒト型インフルエンザウイルスレセプター分子の大量合成系を確立した。2.インフルエンザウイルスブロッカーの合成カイコ幼虫を用いたバクミドシステムにより得られた、組換え糖鎖合成酵素群等を利用して合成したトリ型およびヒト型インフルエンザウイルスレセプター分子を安全安価な天然素材であるγ-ポリグルタミン酸や1,6-ヘキサンジオール、EGTA(金属架橋剤)、多糖ポリマー等に組み込むことで、多価性糖鎖リガンドを有するインフルエンザウイルスブロッカーの合成に成功した。今年度の研究成果は、多価性糖鎖リガンドを有するインフルエンザウイルスブロッカーの実践的量産化に見通しを与えた。現在、新型インフルエンザウイルスの感染拡大が世界中で危惧される中、パンデミックがいつ発生してもおかしくない状況にあり、早期のインフルエンザ予防および治療薬の開発が切望されている。このインフルエンザウイルス感染にはウイルス表面上のヘマグルチニンというスパイク状のタンパク質が関与しており、これが宿主細胞表面上の糖鎖を特異的に認識することで感染が成立する。近年申請者は、天然素材である納豆菌生産γ-ポリグルタミン酸にヘマグルチニンが特異的に認識する糖鎖を高密度に配位させることで、人工糖鎖高分子型のインフルエンザウイルスブロッカーの開発に成功している。本プロジェクトでは、インフルエンザウイルスブロッカーの機能設計を行い、より強力かつ実践的な感染阻止剤の開発を目的とする。本年度は初めに、我々が発現系を確立したカイコ幼虫発現組換えトリ型インフルエンザウイルス受容体合成酵素(α2,3-シアリルトランスフェラーゼ)の精製を硫安分画・Anti-FLAG M2アフィニティーカラムを用いて行った。本精製酵素を利用することで、非常に高収率(85%以上)でトリ型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンが認識する糖鎖ユニット(Neu5Acα2,3LacNAc- or Lac- R)を合成する事に成功した。さらに、以前発現系を構築したカイコ幼虫発現α2,6-シアリルトランスフェラーゼも利用する事により、種々の骨格構造[金属キレート分子(EGTA)・多糖ポリマー(分岐グルカン)・ポリペプチド]にトリ型インフルエンザウイルス認識糖鎖(シアロ3糖)やヒト型インフルエンザウイルス認識糖鎖(シアロ5および7糖)を多価に配位したインフルエンザウイルスブロッカーを合成した。また、インフルエンザウイルスに対する感染阻害試験および赤血球凝集阻害試験より、これら新規インフルエンザウイルスブロッカーが構造特異的にインフルエンザウイルスと結合し、さらには感染を阻害する事を実証した。
バイオミメティック人工歯根膜用コラーゲンの不溶化と接着特性

天然歯根膜が、結合性と外力の吸収緩和作用の両者を具備していることは周知の事実であるが、最近になって我々は、化学的、機械的接着が巧みに組み合わされた生体機能の深遠さを改めて痛感するに至った。本研究では徹底的に形態学的立場から天然歯根膜の生体接着特性を検討し、その形態とメカニズムの解明に努め、得られたデータをもとにして、コラーゲンの不溶化特性を検討し、出来る限り天然歯に近い形態を有する人工歯根膜を作成することを試みた。天然歯根膜を走査型電顕で観察したところ、強固なメカニカル・アンカー効果で結合している生体接着の様相が観察された。また、偏向顕微鏡(平成3年度備品)を用いることにより、硬組織と膜との界面がかなり明瞭に区別でき、接着特性を観察する一つの有力な手段になることがわかった。コラーゲンの不溶化については、滅菌作用も兼ね備えたUV照射により、生体に安全な手法を確立した。アパタイト・コラーゲン複合体の作成も、骨様アパタイトの合成とコラーゲンの不溶化により達成した。主たる接着特性についてはプラズマ表面処理により接着強度がかなり改善されることがわかったが、まだ十分満足の行く接着強度が得られていないので、耐久性の問題も含め今後も継続して研究を進めて行きたい。なお、独自に開発した波形データ処理システムにより、歯根膜の動力学的解析が可能となり、より生体に近い人工歯根膜の開発に有力な手段が得られた。動物実験については、埋入後脱落するケースがあり、形態的な問題であると思われ、生体との馴染みが得られるまでは補助的な保持を行うか、形態に工夫を凝らして行きたいと考えている。我々は,天然歯根膜が有する結合性と外力の吸収緩和作用の両者を具備した人工歯根膜の開発をめざして研究を進めている。本研究では,まず徹底的に天然歯根膜の生体接着特性を検討し,その形態とメカニズムの解明に努めることにした。天然歯根膜は,単純な薄膜ではなく,シャルピ-線維を備えた線維束がセメント質や,槽骨にくい込んだような形態を有している。この化学的,機械的結合を巧みに取り入れた生体接着の歯根割面を走査型電顕により観察した。その結果,従来考えられていた以上に強固な機械的アンカ-効果で結合している様子が確められた。また,備品として購入した偏光顕微鏡を用い,天然歯および人工膜の膜厚を測定したところ,硬組織と膜との界面がかなり明瞭に区別でき,接着特性を観察する一つの有力な手段になることがわかった。なお,独自に開発した波形デ-タ処理システムにより、歯根膜の動力学的解析が可能となった。このように,天然歯根膜の形態観察については,走査型電顕の使用により,かなり目的を達成することができた。しかしながら,力学的性質の検討については天然歯根膜が予想以上に,はるかに複雑であるところから,定量的測定幹困難であった。目下,独自に波形デ-タ処理システムを考案改良しており,測定の目処がついたので,来年度は,より定量的な研究が行えるものと思われる。なお,人工歯根膜の作成に関しては,膜厚の調査を偏光顕微鏡(備品)を用いることにより可能となったので,来年度以後は,より天然歯根膜に近い形態に作成して行きたいと考えている。我々は、天然歯根膜が有する結合性と外力に対する吸収緩和作用の両者を具備した人工歯根膜の開発をめざして研究を進めて来たが、最近になって化学的、機械的接着が巧みに組み合された生体機能の深遠さを改めて痛感するに至った。本年度は、天然歯根膜の形態に類似した人工膜の作成の第一歩として素材に着目した。

歯根膜が主としてコラーゲンから成ることから、酵素処理により抗原抗体反応をなくしたアテロコラーゲンを用い、まず平膜を作成し、その膜特性を偏光顕微鏡(去年度備品)を用いて検討した。また、UV照射により不溶化を試みたところ、膜の機械的強度はUV照射時間とともに増大し、4時間以上のUV照射で十分な不溶化効果が得られること、また生理食塩水中で6ケ月以上その引張強度を維持することが明らかとなった。膜厚の増大とともに引張強度も当然大きくなり、この膜厚も自在に調整することが可能となった。一方、骨の結晶性と組成に類似した炭酸アパタイトの合成も行い、人工歯根セメント質や人工槽骨を想定したアパタイト・コラーゲン複合体を作成した。この複合体をラット腹部筋膜下および頭蓋骨に埋入したところ、生体親和性も良好で、きわだった炎症反応や拒否反応も認められないことを確かめている。ただ、このアパタイト・コラーゲン複合体への人工歯根膜の接着性については、十分検討できなかったので、来年度は接着最適条件について重点的に検討して行きたいと考えている。なお、膜の形態については、いまだ生体に類似した複雑な線維構造を有する膜の作成まで至っておらず、この点、来年度工夫をこらして行きたい。天然歯根膜が、結合性と外力の吸収緩和作用の両者を具備していることは周知の事実であるが、最近になって我々は、化学的、機械的接着が巧みに組み合わされた生体機能の深遠さを改めて痛感するに至った。本研究では徹底的に形態学的立場から天然歯根膜の生体接着特性を検討し、その形態とメカニズムの解明に努め、得られたデータをもとにして、コラーゲンの不溶化特性を検討し、出来る限り天然歯に近い形態を有する人工歯根膜を作成することを試みた。本年度は、最終年度に当たるため可能な限り実験を集約することに努めた。天然歯根膜を走査型電顕で観察したところ、強固なメカニカル・アンカー効果で結合している生体接着の様相が観察された。また、偏向顕微鏡(平成3年度備品)を用いることにより、硬組織と膜との界面がかなり明瞭に区別でき、接着特性を観察する一つの有力な手段になることがわかった。コラーゲンの不溶化については、減菌作用も兼ね備えたUV照射により、生体に安全な手法を確立した。アパタイト・コラーゲン複合体の作成も、骨様アパタイトの合成とコラーゲンの不溶化により達成した。主たる接着特性についてはプラズマ表面処理により接着強度がかなり改善されることがわかったが、まだ十分満足の行く接着強度が得られていないので、耐久性の問題も含め今後も継続して研究を進めて行きたい。なお、独自に開発した波形データ処理システムにより、歯根膜の動力学的解析が可能となり、より生体に近い人工歯根膜の開発に有力な手段が得られた。動物実験については、埋入後脱落するケースがあり、形態的な問題であると思われ、生体との馴染みが得られるまでは補助的な保持を行うか、形態に工夫を凝らして行きたいと考えている。
クロマチン結合タンパク質Winged eyeによるdecoding制御

本研究の目的は、「ショウジョウバエの複眼を翅に改変できるクロマチン結合タンパク質Winged eye(WGE)によるエピジェネティックな制御を解析し、特定の遺伝情報の読み出し方を上位で制御する機構を理解する」ことにある。これにより、同じゲノム情報から個別の特異性が発現する機構と、均一な細胞集団の一部で、その特異性が決定される機構についての理解が進むものと期待できる。Wgeは、複眼を、前後軸・背腹軸を有するほぼ完全な構造を有する翅へと改変する遺伝子として、ゲノム機能を利用した網羅的探索により同定した遺伝子である。これまでに、クロマチン上のWGEは、ポリコーム遺伝子群(PcG)のPSC蛋白質のクロマチン上の局在部位のほぼ全てを含有することが明らかとなっている。そこで、PcGが作用するシスエレメントであるポリコーム応答領域(PRE)を用いたエピジェネティックな遺伝子発現制御を調べる系(Fab7)を用いて、WGEがどのようなエピジェネティック制御を行うのか調べた。その結果、クロマチン上でWGEとPSCが共局在することに対応して、wgeは、ホメオティック遺伝子であるAbd-BのPREに対してPcGと拮抗する作用を示すトリソラックス遺伝子群(trxG)様(活性化状態の維持)の作用を示すことが明らかとなった。さらに、酵母two-hybrid系でWGEと相互作用する、機能未知の新しいタンパク質、WGE interacting protein(WIP)が、WGEと同様にクロマチンの特異的な部位に結合することを見いだした。これまでにwgeが翅だけでなく他の成虫器官の形成に必要で、それぞれの発生プログラムを決定するエピジェネティックな制御を行っていることが示唆されている。そこで、(1)WGEはどのような因子と共に働くのか、(2)WGEはどのようなエピジェネティック制御を行うのか、(3)エピジェネティックな制御を行うWGEの標的遺伝子は何か、を明らかにする。平成18年度は、(1)WGEはどのような因子と共に働くのか、について明らかにするために、エピジェネティックな制御に関わるポリコーム遺伝子群、並びにトリソラックスグループ遺伝子群と、遺伝学的に相互作用を示すことが二つの系で示された。一つは、ポリコーム遺伝子群の表現型として知られるsex combの表現型であり、もう一つは、wgeの過剰発現で見られる複眼から翅への器官改変であり、いずれにおいても、wgeは、ポリコーム遺伝子群と拮抗的に作用することが示された。
ソシオゲノムの進化：カースト分化を規定する遺伝子群の解明

動物には,極めて高度な社会性を獲得したグループが存在する。その代表例である社会性昆虫がもつゲノム(=ソシオゲノム)には,複数の表現型(カースト)の設計図が織り込まれており,個体としての表現型が協調して「コロニーという総体」を作り上げる設計図をも織り込まれている点が特筆に値する。特にシロアリでは,各カーストの役割や形態が特殊化しているため,コロニーから各カーストを切り離して維持することは不可能である。したがって進化の過程では,各カーストを特徴づける形質と,協調や分業をもたらす複数の因子がほぼ同時に獲得されたと考えられる。本研究は,カースト分化を規定する未知の因子群を明らかにすることを目指し,兵隊・ワーカー・生殖カーストへの分化前の個体の特定に成功したヤマトシロアリに注目する。本年度はまず,新学術「ゲノム支援」のサポートを受けて,昨年度にシーケンスとde novo genome assemblyが完了したゲノム配列データを用いて遺伝子予測を行った。各種ホルモンやセルラーゼ関連遺伝子などのいくつかのカテゴリーに分け,他機関の専門家にも依頼してチームを編成し,アノテーションを進めている。続いて,昨年度に作製したライブラリー(各カーストの分化誘導過程の個体)のシーケンスを行い,ゲノム配列をフレームとして発現解析を遂行した。特に,これまで全くのブラックボックスであった分化過程の初期の遺伝子発現に注目した。その結果,各カーストの形態を特徴付ける形態形成因子やその上流にある発生運命決定に関与すると考えられる遺伝子が特定された。異なる遺伝子や同一遺伝子の別コピーが,それぞれ特異的な部位で発現することも明らかになった。以上の結果の一部は,原著論文にまとめると同時に,第10回国際JH会議,第17回国際社会性昆虫学会,第85回日本動物学会,第59回日本応用動物昆虫学会,ゲノム支援国際シンポジウム2015にて発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,カースト分化を規定する未知の因子群を明らかにすることを目指し,兵隊・ワーカー・生殖カーストへの分化前の個体の特定に成功したヤマトシロアリReticulitermes speratusに注目する。本年度はまず,網羅的なトランスクリプトーム解析(RNA-seq)を行うためのライブラリーを作製した。各カーストの分化誘導過程において,ガットパージ(昆虫の脱皮前に生じる腸内容物の放出)を指標として,(1)分化前,(2)ガットパージ直前,(3)ガットパージ中,(4)分化後,の各個体を10頭ずつ回収した。異なるコロニーに由来するトリプリケートを用意し,頭部と胸腹部に分けた計72ライブラリーの作製が完了した。さらに,新学術領域研究「ゲノム支援」のサポートを受けて,本種の新規ゲノム解読にも着手した。ペアエンドライブラリー(250と800bp)およびメイトペアライブラリー(3k, 5k, 8k, 10k)の作製とシーケンスが完了し,順調に解析が進行している。

当初の計画になかった本種の新規ゲノム解読を,新学術領域研究「ゲノム支援」のサポートにより着手することができた。作製したライブラリーのシーケンスが完了し次第,ゲノムをフレームとしたRNAseq解析を遂行し,各カースト分化時に働く遺伝子群を詳細にリストアップする。各候補遺伝子の遺伝子重複の有無や程度を明らかにしながら,各遺伝子のco-optionの詳細な検討や,アイソフォームの特定および機能解析を進める。本計画の最終年度のため,成果を取り纏めてハイグレードなジャーナルを目指した論文執筆も進める。
FACT-ヒストン-複合体の立体構造解析に基づいたヌクレオソーム構造変換機構の解明

ヒストンH2A-H2Bと相互作用しヌクレオソームの構造変換に関与するFACTの構造-機能相関を明らかにするために、FACTの結晶構造解析を試みた。結晶構造解析の遂行に必須である大量かつ高純度のFACTの調製に成功した。ヒストンに関しても高純度かつ長期間保存可能な精製サンプルの大量調製法を確立した。精製したFACTとヒストンが相互作用することを確認し、動的光散乱法を用いて両者を安定に混合可能な条件を探索した。この結果に基づいて結晶化のスクリーニングを進めている。真核細胞生物のゲノムDNAはヒストン蛋白質(H2A,H2B,H3,H4と呼ばれる4種のサブユニットが2分子ずつ含まれる)との複合体であるヌクレオソーム構造が繰り返し単位となって構築されている。このため、発生・分化の過程や環境の変化に応じて必要な時期に必要な遺伝子を発現させるためには、ゲノム上の特定箇所のヌクレオソーム構造をいったんほどき、再び集合させるといった分子機構が必要である。FACT蛋白質は、ヒストンH2A/H2Bの集合と解離に関係していると考えられているヒストンシャペロンで、転写に関与する事が種々の生物学的、生化学的実験から示唆されてきている。本研究ではFACTの機能解析を進める為に、FACT蛋白質を含む複合体の構造解析を目指している。今年度は、結晶構造解析に必須な結晶化を行なうのに十分な量のFACT蛋白質をバキュロウィルスの発現系を用いて得る事を目的に研究を進めてきた。この結果、昆虫細胞1Lの培養から7.5mgの高度に精製された蛋白質を得ることのできる発現系・精製系を確立する事に成功した。得られた蛋白質は殆ど核酸等の不純物を含まず、結晶構造解析等の物理化学的解析を行うのに適したサンプルである事が確認されている。この蛋白質を用いて、結晶化のスクリーニングを開始した。幾つかの条件で結晶が得られたが、X線を用いた検証の結果、ほとんどが結晶化溶液に含まれる低分子の結晶である事が分かった。現在、更なる結晶化条件の探索を行なっている。また、結晶化に最適な蛋白質を得る為に、分子中の酸性領域等の除去などを検討している。真核細胞生物のゲノムDNAはヒストン蛋白質(H2A, H2B, H3, H4)との複合体であるヌクレオソーム構造が繰り返し単位となって構築されている。昨年度得られた精製サンプルを検討した結果、ヒストン等の宿主細胞由来の因子が含まれていたことが分かった。これらの宿主因子は、結晶化などの物理化学実験に悪影響を及ぼすと考えられたため、今年度はこれらの因子を取り除くことを行った。しかし、この操作により得られるFACTの量が激減してしまったため、さらなる精製方法の最適化を行なった。その結果、5Lの培養昆虫細胞から、10mg程度の超高度に精製されたFACTタンパク質を得ることに成功した。この蛋白質を用いて、物理化学測定および結晶化のスクリーニングを開始したが結晶は得られていない。現時点で最も大きな問題となっているのが、FACTタンパク質とピストンを混合すると溶液内に沈殿が生じてしまう点である。これは、複合体形成に伴う何らかの変化が関係していると考えられるため、現在沈殿を生じさせないような溶液条件を探索中である。今後は、結晶化を成功させるため、分子中の酸性領域等の除去や他のタンパク質との複合体形成などを検討している。今年度は、FACT-ヒストン複合体の結晶化を目的に研究を進めた。高度に精製されたFACTとヒストンを用意し、両者が相互作用することを確認した。結晶化にはこれらを混合して調製した複合体を用いた。幾つかの条件で結晶が得られたものの、全て低分子結晶であった。結晶化の過程で、FACTとヒストンを混合すると沈殿が生じることがあるなど、試料の挙動が不安定であった。そこで、凝集体や沈殿がほとんど発生せずに複合体が存在する溶液条件を確立するために、種々の溶液中における凝集体発生の程度を評価した。具体的には、50mMの緩衝剤、0.3M KCl,5% glycerol,5mM 2-mercaptoethanolの組成の溶液に対して蛋白質試料を加え、動的光散乱分析から粒子径分布を調べた。

緩衝剤に酢酸ナトリウムを用いたpH4-4.8の溶液ではFACTのみの添加で直ちに白濁したが、他の溶液中(pH5.9-8.3)における凝集体の割合は、最大でも約12%だった。このpH5.9-8.3の条件下でFACTにヒストンを加え、複合体形成に最適と思われる条件を見つけ出した。ヒストンとしては、H2A-H2B二量体、H3-H4四量体、H2A-H2B-H3-H4八量体を用いた。いずれの場合も、緩衝剤としてクエン酸ナトリウム(pH5.9)もしくはHEPES(pH7.2)を用いた場合に比較的良好な結果が得られることが分かった。これらの結果を参考に複合体試料の調製を行い、さらなる結晶化条件のスクリーニングを行なっている。まだ結晶は得られていないが、このような地道な努力を続けることで結晶化の成功につながると考えている。
外部刺激に応答するナノ複合材料の創成と構造・機能の評価

これまでに内部還元法で作製した正方晶ジルコニア/ニッケル(Y-TZP/Ni)ナノコンポジットは、前駆体である正方晶ジルコニア-酸化ニッケル(Y-TZP-NiO)固溶体における評価及び分析から、NiOの固溶がY-TZPを不安定化することが確認され、その不安定化によって、正方晶を維持したまま得られる固溶体はNiO添加量が0.3mol%と非常に少ないものであった。そこで、より多くのNiOの固溶を目的としてマトリックスを立方晶ジルコニア(Y-FSZ)にし、同様の内部還元法を行った。また、前駆体となるY-FSZ-NiO固溶体にかんしても、内部還元後のY-FSZ/Niナノコンポジットの特性に影響を与えると考えられること、また固体電解質燃料電池の電極材料としてのNiO微量固溶による効果を確認するために、電気的特性と相の安定性に視点をおいた研究を行った。固溶体の特性評価と分析からNiOの固溶はY-FSZを安定化することがわかった。また、NiOの固溶はY-FSZのイオン伝導度の時間依存性に影響を与え、初期のイオン伝導度の低下を和らげることがわかった。内部還元をおこなったY-FSZ/Niナノコンポジットの微細組織を、透過型電子顕微鏡を用いて観察したところ、約20nmのNi粒子とその隣にポアが存在するという特徴的な微細組織を示した。また、強磁性が発現しており、残留応力によるNi粒子の異方性定数の増加によって、超常磁性臨界粒子径が低下していると考えられた。一方、マトリックスを非酸化物セラミックスへの応力センシング機能の付与を目的として、窒化珪素基のナノ複合材料を作製することとした。Fe_2O_3粉末を出発原料として窒化珪素粉末に混合し、焼結中に反応させ、Fe-Si系磁性合金を分散させることとした。応力磁化機能を示すSi_3N_4/Fe-Si合金コンポジットの作製に成功した。
視線追跡データの解析に基づくオンライン市場のマーケティング効果のモデル推定

2018年度では、マーケティングにおけるビジュアル効果の検証に焦点を当て、アイトラッキングの実験を大量に行い、実験で収集した注視情報の定量的測定を行った。この段階の研究では、アイトラッキング実験を中心に、様々な実験を通して、被験者がビジュアル刺激要素に対する視覚的反応を指標化し、また予備検証として、アンケート調査で消費者の購買意思決定を聞き、視覚的注意と消費者の購買意思決定の間の関係を試みた。代表的な実験として、2018年9月から10月までに、473人の被験者に対して、POP広告のビジュアル効果に関する実験を行い、広告のデザイン要素を変更することで、消費者の視覚的注意にどのような影響を与えるか確認した。この実験では、専用のアイトラッカーを利用し、被験者が各刺激要素に対する注視時間、注視頻度、注視間隔、瞳孔の大きさなどの指標に対して定量化した。その結果、広告要素の効用と重要度が高いほど、広告要素への注意時間が長く、注視回数が多く、それに瞬時に瞳孔が大きくなる傾向が見られた。さらに、それらの指標を購買意思決定の調査結果にマッチングし、統計解析により、注視時間が長いほど、商品は購入されやすいことがわかった。また、類似の実験として、2018年11月に、オンラインショッピングにおけるバナー広告がユーザーの視覚的注意に与える影響を調査し、視線の停留時間と移動ルートを解析することによって、同様な傾向が見られた。平成30年度の研究予定としては、実験で収集した注視情報の定量化を行うことである。その予定の通り、平成30年度では、複数のアイトラッキング設備を行い、視線追跡実験を複数回行った。現時点では、リアルな環境における測定が若干困難のため、ほとんどの実験はモニター上で実施した。実験により、被験者の注視時間、注視頻度、注視間隔、瞳孔の大きさなどの指標が測定され、それらの指標を専用ツールで定量化・可視化をしている。また、このあとのマーケティング上のビジュアル効果を測定できるため、マーケティング成果指標として、関連商品の販売結果データを現在複数のオンライン市場よりWeb Crawlingで集めている。今後の研究推進方策として、実験で収集した注視情報を、消費者実際の行動結果(e.g.購買結果、クリック率など)にマッチングし、先行研究に踏まえて統計的モデルを構築し、マーケティング上におけるビジュアル効果と消費者購買行動の関係に関する実証解析を進める予定である。現段階のアイトラッキング実験では、計測データを個別に確認する必要があるため、注視時間、注視頻度、注視間隔、瞳孔の大きさの変化などの指標を測定する際の効率は高くない。そのため、今後視覚データを効率よく計測できるシステムを構築する必要があると考えられる。また、モニター上だけでなくリアルな買い物環境における視線追跡実験も考えている。2017年度では、オンラインショッピングにおけるネットワーク外部性効果に焦点を当て、視線追跡データを用いてその効果を検証した。本研究の研究目的は、オンラインショッピングにおいて、(1)消費者の商品に対する視覚的注意(Visual Attention)は既存顧客の行動結果から影響を受けるか否か、(2)商品に対する視覚的注意がこれから購入する予定の潜在的消費者の購買結果にどのような影響を与えるかを明らかにすることである。この2つの目的を達成するため、本研究では商品に対する注視データを売上販売データに統合し、モデル分析を行った。視線追跡データはアイトラッキング実験を通して収集し、商品の販売データはウェブ・クローリング技術を用いて集めた。主な結論として、オンラインショッピングにおいて、消費者の商品に対する注視時間と注視頻度が、その商品の既存顧客の購買結果にポジティブな影響を与えることが明らかになった。また、注視結果(時間と頻度)も商品の(次期)販売結果あるいは潜在的消費者の購買量にポジティブな影響を与えることが説明された。つまり、既存顧客の需要あるいは購買量の増加が、潜在的消費者の商品に対する注目を高め、購買意思決定を促進する効果が見られる。本研究の主な貢献は、視線追跡データを用いてオンラインショッピングにおけるネットワーク外部性効果を検証し、消費者の購買意思決定に対する社会的相互影響を視覚的注意という指標を介して分析したことである。この分析は、eリテイリングに関する学術のみならず、小売事業者が消費者の購買行動を促すための外部性効果の活用の点で貢献できると考えられる。また、アイトラッキングの実験も、消費者の関心に対する理解やウェブデザインの改善にも役立てることができる。平成29年度の研究予定としては、視線情報を測定するシステムを開発し、並行して注視反応を指標化することである。その予定の通り、平成29年度では、モニター上で測定できるアイトラッキングの実験環境を構築し、視線追跡のテストも行った。また、予備実験として、オンラインショッピングサイトに掲載されるWeb広告を被調査者に見てもらい、注視時間、注視頻度、注意順序を含む被験者の視覚的注意情報を集めて簡単な解析を行った。さらに、ビジュアルマーケティングのDownstream効果を測定するために、複数のオンライン市場において、Web Crawling技術を用いて関連商品の販売結果データを時系列的に収集している。

代表的な実験として、2018年9月から10月までに、473人の被験者に対して、POP広告のビジュアル効果に関する実験を行い、広告のデザイン要素を変更することで、消費者の視覚的注意にどのような影響を与えるか確認した。この実験では、専用のアイトラッカーを利用し、被験者が各刺激要素に対する注視時間、注視頻度、注視間隔、瞳孔の大きさなどの指標に対して定量化した。その結果、広告要素の効用と重要度が高いほど、広告要素への注意時間が長く、注視回数が多く、それに瞬時に瞳孔が大きくなる傾向が見られた。さらに、それらの指標を購買意思決定の調査結果にマッチングし、統計解析により、注視時間が長いほど、商品は購入されやすいことがわかった。また、類似の実験として、2018年11月に、オンラインショッピングにおけるバナー広告がユーザーの視覚的注意に与える影響を調査し、視線の停留時間と移動ルートを解析することによって、同様な傾向が見られた。平成30年度の研究予定としては、実験で収集した注視情報の定量化を行うことである。その予定の通り、平成30年度では、複数のアイトラッキング設備を行い、視線追跡実験を複数回行った。現時点では、リアルな環境における測定が若干困難のため、ほとんどの実験はモニター上で実施した。実験により、被験者の注視時間、注視頻度、注視間隔、瞳孔の大きさなどの指標が測定され、それらの指標を専用ツールで定量化・可視化をしている。また、このあとのマーケティング上のビジュアル効果を測定できるため、マーケティング成果指標として、関連商品の販売結果データを現在複数のオンライン市場よりWeb Crawlingで集めている。今後の研究推進方策として、実験で収集した注視情報の定量化を行い、販売結果に関するデータも取り入れた動的計量行動モデルを構築して消費者購買行動の実証解析を進める予定である。また、現段階のアイトラッキング実験では、実験参加者の数や属性などの限界で、推定結果は不偏性と一致性を満たさない可能性も否定できないため、今後より大量かつ時系列的なデータを用いて検証する必要があると考える。さらに、モニター上のアイトラッキング実験から、リアルな買い物環境における消費者の視線追跡測定も考えている。今後の研究推進方策として、実験で収集した注視情報を、消費者実際の行動結果(e.g.購買結果、クリック率など)にマッチングし、先行研究に踏まえて統計的モデルを構築し、マーケティング上におけるビジュアル効果と消費者購買行動の関係に関する実証解析を進める予定である。現段階のアイトラッキング実験では、計測データを個別に確認する必要があるため、注視時間、注視頻度、注視間隔、瞳孔の大きさの変化などの指標を測定する際の効率は高くない。そのため、今後視覚データを効率よく計測できるシステムを構築する必要があると考えられる。また、モニター上だけでなくリアルな買い物環境における視線追跡実験も考えている。2017年度は、Eye Trackingの実験環境のテストをメインにしており、現在手元にあるモニター用のアイトラッカーを使っている。
高比表面積をもつCaO-Bi2O3 系可視光応答触媒の創製

CaO-Bi2O3複合酸化物系の中で可視光吸収が可能なCa4Bi6O13に注目し、高比表面積を持つCa4Bi6O13の高純度相を得るための合成法の確立と詳細なキャラクタリゼーションを実施した。固相反応法,酢酸塩法及び有機酸法について検討した結果、有機酸としてクエン酸を用いると、最も高純度で高比表面積のCa4Bi6O13相が速やかに低温で生成することが明らかとなった。可視領域において光触媒特性を試験した結果、酸化チタンよりも高いメチレンブルー分解活性を有することが判明した。また不純物としてSrを添加すると、わずかにバンドギャップの狭窄化が確認され、同時に光触媒活性も改善されることがわかった。Ca4Bi6O13の光触媒特性発現機構を明確にするために、第一原理エネルギーバンド計算を実施した。その結果、Ca4Bi6O13は光触媒として有利な直接遷移型の酸化物であり、伝導帯底付近や価電子帯頂上付近のエネルギーバンドが分散しており、光励起されたキャリアの有効質量が小さいことがわかった。またCa4Bi6O13は歪んだBi配位多面体の連結構造から成るが、その多面体中には大きな電気双極子モーメントが存在し、それが光励起された電子とホールの分離を促進していることが示唆された。最近、酸化チタンよりも小さなバンドギャップを持つ複合金属酸化物として、CaO-Bi_2O_3系複合酸化物が報告されている。この複合酸化物は、従来、酸化物と炭酸塩を出発原料とする固相反応法で調製されているため、得られた粉体は形や大きさ,化学組成が不均一であるだけでなく、触媒材料として重要な比表面積が極めて小さいという致命的な問題点を持つ。本研究では、高活性な可視光応答型光触媒を得るために、均一な組成と高い比表面積を持つ試料の調製方法を確立するとともに、詳細なキャラクタリゼーションと電子構造解析の実施により、光触媒能の発現機構の解明と可視光波長域において動作可能な光触媒の創製を行うことを目的とする。CaO-Bi_2O_3系酸化物は、固相反応法,クエン酸錯体法,酢酸塩法により調製した。粉末X線回折測定による結晶構造の同定より、酢酸塩法では単一の結晶相は得られなかったが、クエン酸錯体法で調製した試料は、従来法の固相反応法と比較して、約100°C低い焼成温度で、単一のCa_4Bi_6O_<13>結晶相が得られることがわかった。比表面積測定の結果より、600°Cで焼成したクエン酸錯体法の試料は、従来法の固相反応法より得られた試料の表面積(0.78m^2/g)よりも大きく、約3倍の2.24m^2/gと見積もられた。拡散反射型分光吸光度測定の結果からCa_4Bi_6O_<13>のバンド間遷移は直接遷移型であり、そのバンドギャップエネルギーは、2.82eVと見積もられた。可視光照射下において、Ca_4Bi_6O_<13>のメチレンブルー分解法による触媒活性試験を実施したところ、クエン酸錯体法で調製した試料は、固相反応により調製した試料よりも高活性であることがわかった。キャラクタリゼーション,メチレンブルー分解法による光触媒特性の結果より、クエン酸錯体法による調製が最も有効であることがわかった。最近、酸化チタンよりも小さなバンドギャップを持つCaO-Bi_2O_3系複合酸化物が、可視光応答型光触媒として注目されている。この複合酸化物粉体は、従来、炭酸塩や酸化物を出発原料とする固相反応により調製されているため、得られた粉体は形や大きさ,化学組成が不均一であるだけでなく、触媒材料として重要な比表面積が極めて小さいという致命的な問題点を持つ。