hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発達期マウス脊髄におけるフィードバック回路の結合様式と機能発達

神経回路の電気生理学的解析および組織学的解析はおおむね順調に進んでおり、計画している光遺伝学についても実験装置をそろえ、それに必要な動物を連携研究者と作製・繁殖中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。現時点で大きな変更を予定はない。引き続き、マウス新生児・胎児の脊髄摘出標本で腰髄腹側に局在する抑制性ニューロンと運動ニューロンを可視下に同定し、同時にホールセルパッチクランプ記録を行い、シナプス結合の性質とその発達にともなう変化を明らかにする。また、カルシウム・イメージング法を用いた光学的測定と組み合わせることによってフィードバック回路内の結合様式と制御様式を明らかにする。また、光遺伝学に必要な遺伝子改変マウスの作製・繁殖を進めて行き、光による神経回路の制御の実験を行なう。
実環境バイモーダル音声認識共通評価基盤の構築

車内雑音環境での音声認識を対象としたバイモーダル音声認識評価用のコーパスを構築するため,室内と車内でバイモーダル音声データを収録しデータ整備を行った.室内データについては,車内で収録した雑音と映像の輝度変化を利用して雑音を重畳することにより,車内の雑音環境を模擬した.また,評価実験を通じて,評価の基準となるベースラインの特徴量や認識条件を選定し,評価用スクリプトやマニュアルと併せてDVDにて配布する準備が整った.これらは,研究用データベースとして,今後配布される予定である.車内雑音環境での音声認識を対象としたバイモーダル音声認識評価用のコーパスを構築するため,室内と車内でバイモーダル音声データを収録しデータ整備を行った.室内データについては,車内で収録した雑音と映像の輝度変化を利用して雑音を重畳することにより,車内の雑音環境を模擬した.また,評価実験を通じて,評価の基準となるベースラインの特徴量や認識条件を選定し,評価用スクリプトやマニュアルと併せてDVDにて配布する準備が整った.これらは,研究用データベースとして,今後配布される予定である.公開予定のバイモーダル音声認識評価用データベースCENSREC-1-AV,及びCENSREC-2-AVに収めるためのバイモーダル音声データの収録を行った.まず,CENSREC-1-AV用として,室内において95名,CENSREC-2-AV用として,自動車内において57名の話者のバイモーダル音声の収録を行った.映像の収録は,カラーカメラの他に,夜間やトンネル内などの薄暗い環境においても撮影が可能な近赤外カメラも用いて行った.音声の収録は,室内では発話者の襟元と胸元に無指向性マイクを取り付けて,車内ではヘッドセットの接話マイクと運転席天井に取り付けた遠隔マイクを用いて行った.さまざまな雑音環境のバイモーダル音声を収録するために,アイドリング,市街地走行,高速走行,エアコンスイッチオン,窓開け,背景音楽再生等,収録時の背景雑音の条件を変化させた.収録した顔映像から,顔検出技術に優れた企業から提供を受けたアルゴリズムを利用して唇の両端を検出し,バイモーダル音声認識に必要な口唇領域を抽出した.また,公開するバイモーダル音声認識性能評価基盤において,評価における比較の基準となるベースラインの認識結果の実験条件について検討した.予備実験より,画像の特徴量としては,寄与率が80%になる次数までの主成分得点とその動的特徴量,及びオプティカルフローとその動的特徴量を利用することとし,音声の特徴量としては,CENSREC-1と同様に,MFCCとその動的特徴量を用いることとした.今年度は,昨年度までに収集したバイモーダル音声データを共通評価基盤として公開するための整備を進めた.公開する共通評価基盤は,室内で収録した音声・映像データに事後的に雑音を重畳するシミュレーションデータとその音声認識評価スクリプト群のセットCENSREC-1-AVと,車内で収録した実環境の音声・映像データとその評価スクリプト群のセットCENSREC-2-AVの2種類であるが,これらのうち,まずCENSREC-1-AVのデータ整備を進めた.顔映像データは,カラーカメラと近赤外カメラで収録したものの間で開始・終了時刻にズレがあるため,これらの同期を取るため,それぞれに同期して収録されている音声データ同士の振幅の相関を計算し,相関値が最大となる時刻を基準に同期を取り,データの切り出しを行った.また音声の発話前後約0.5秒のマージンをつけて, VADのアルゴリズムにより発話区間の切り出しを行った.さらに,映像から自動検出した唇の位置の精度を目視により確認し,オプティカルフローを特徴量として用いるため,唇が全発話区間を通じてはみ出さない位置で切り出しを行った.また,最終的にNIIを通じて公開・配布するDVDに収めるデータサイズの概算を行つた結果, DVD約2枚に,共通評価基盤全体を収録できることを確認した.研究再開後は,引き続きCENSREC-1-AVのデータの公開準備を行い,続いてCENSREC-2-AVも同様の手順で公開準備を行う予定である.昨年度までに収録・整備した音声・映像データに対して雑音を重畳し,特徴抽出と認識性能評価基準となるベースラインの認識実験を進め,データベース配布の準備を行った.音声の雑音としては,ドライバの襟元に装着した無指向性マイクで収録した市街地走行中の車内雑音を室内収録音声に重畳し,画像の雑音としては,車載カメラで撮影した映像から算出したガンマ値の変動を元に,室内で撮影したカラーおよび近赤外映像の各画像フレームに対してガンマ変換を行うことで雑音環境を模擬した.ベースラインの音声特徴量は,メルフィルタバンクケプストラム係数とその動的特徴量,画像特徴量は,口唇画像の約1000次元のベクトルから抽出した寄与率約85%の主成分得点とその動的特徴量とした.音声と映像の特徴量はマルチストリームの隠れマルコフモデルで初期統合に基づいてモデル化し,ストリーム重みを変化させ,最も認識性能が高くなるストリーム重みを選択した.データベースの利用者は,このベースラインの認識率と比較することで,提案するバイモーダル音声認識の特徴抽出手法や認識手法の性能を評価できる仕組みとなっている.雑音の重畳や,音声・画像の特徴抽出のプログラム,および隠れマルコフモデルツールキットに準じた認識評価用スクリプトを作成し,マニュアルや評価用バイモーダルデータと併せて,DVDメディアにて配布する準備が整った.これらは,学会等を通じてさまざまな研究機関に配布される予定である.
嚢舌類ウミウシにおける盗葉緑体能の進化的要因

嚢舌類ウミウシは,藻類から葉緑体を盗んで光合成に利用できるが,その葉緑体の維持期間は0(維持できない)から数ヶ月まで,種によって大きく異なる。しかし,その能力が進化の過程でいつどのように獲得されてきたのかについては,よくわかっていない。今回,新たに40種の光合成能維持期間と環境データを得た。また,既知のものを含め219種の分子系統樹を作成し,光合成能に関する祖先形質を推定した。その結果,光合成能の獲得と長期化は嚢舌類の系統の中で複数回起こり,餌の質がその進化に重要な要因として働いていた可能性が示唆された。嚢舌類に属するウミウシは,餌の藻類から葉緑体を細胞内に取り込み,光合成に利用する(盗葉緑体現象)。本課題では,嚢舌類の系統樹を描き,それぞれの種が利用する餌の質や量や生息地での光量などの生態的特性,および光合成能維持期間を系統樹上にプロットし,祖先形質の推定と系統的比較法によって,盗葉緑体能の獲得と光合成能の長期維持に関与した要因についての仮説を検証する。今年度は,(1)野外における採集と環境要因の測定,(2)室内における光合成能維持期間と餌の質の測定,(3)系統樹作成,の一部を行った。まず,(1)国内で嚢舌類が多く観察されている沖縄本島,鹿児島市,和歌山県白浜町,佐渡島などで嚢舌類とその食藻の定量採集を行った。同時に,現地で光量などの環境要因も測定した。次に,(2)野外で採集された嚢舌類と食藻を速やかに本学に持ち帰り,嚢舌類の光合成能維持期間や食藻の質(灰分量)のデータを得た。さらに,(3)嚢舌類28種からDNAを抽出し,ミトコンドリアCOIと16S rDNA遺伝子の塩基配列を,定法に従い決定した。得られた塩基配列を元に系統樹を描き,嚢舌類の進化過程を推定し,さらにその系統樹上に,盗葉緑体能と生態的特性とをマッピングした。その結果,本研究で採集した嚢舌類の中で盗葉緑体能を持つ種のすべてがゴクラクミドリガイ上科に属していた。系統的比較法を用いて予備的に解析してみた結果,調査した生態的要因が盗葉緑体能の進化に影響しているという証拠は得られなかった。本課題では,まず嚢舌類各種が利用する餌の量・質や,生息地での光量などの生態的要因,および光合成能維持期間に関するデータをとる。次に嚢舌類の系統樹を描き,生態的要因と光合成能維持期間のデータを系統樹上にプロットして,祖先形質の復元を行い,かつ系統情報を反映させつつ形質間の関係を調べる。これらのことにより,盗葉緑体能の獲得や長期維持の進化過程や,それらに関与した要因を特定することを試みる。今年度は,(1)野外における採集と環境要因に関する追加調査,および(2)複数遺伝子を用いた系統樹作成を行った。まず,(1)に関しては,昨年度に引き続き,鹿児島市や和歌山県白浜町などで調査と採集を行い,環境データ等を取得した。さらに,西表島や香港で,採集記録がある光合成能長期維持種の採集を試みたが,採集はできなかった。(2)に関しては,計39種について,最大4遺伝子座の塩基配列情報を得た。それを用いて,遺伝子配列が報告されている種と合わせ,計117種の嚢舌類の系統樹をベイズ法で描いた。得られた系統樹は,概ね既知の系統関係を反映していたが,一部異なる箇所も見られた。野外・室内調査は概ね順調で,塩基配列の決定については世界で最も詳細な系統樹が得られ,予定以上の成果が得られたと思う。ただし長期維持種に関するデータが不足しており,それらの種が生息している場所(東南アジア,地中海,アメリカ)を含め,今後も調査を行う必要を感じている。本課題では,まず嚢舌類各種が利用する餌の量・質や,生息地での光量などの生態的要因,および光合成能維持期間に関するデータを,インドー西太平洋に生息する種を中心に,できるだけ多くとる。今年度は,(1)野外における採集と環境要因に関する追加調査,および(2)複数遺伝子を用いた包括的な嚢舌類の系統樹作成を行った。まず,(1)に関しては,昨年度に引き続き,西表島とスペインのマールメノールで調査と採集を行い,環境データ等を取得した。これらの調査により,Elysia cf. leucolegnoteとE. timidaを採集することができた。(2)に関しては,遺伝子配列が報告されている種と合わせ,計219種の嚢舌類について,最大4遺伝子座の塩基配列情報を得た。それを用いて,嚢舌類の系統樹を最尤法で描いた。

得られた系統樹を基に盗葉緑体の進化過程について祖先推定を行い,その結果,非保持から短期保持,短期保持から長期保持が嚢舌類の進化においてそれぞれ複数回生じたことが示された。嚢舌類ウミウシは,藻類から葉緑体を盗んで光合成に利用できるが,その葉緑体の維持期間は0(維持できない)から数ヶ月まで,種によって大きく異なる。しかし,その能力が進化の過程でいつどのように獲得されてきたのかについては,よくわかっていない。今回,新たに40種の光合成能維持期間と環境データを得た。また,既知のものを含め219種の分子系統樹を作成し,光合成能に関する祖先形質を推定した。その結果,光合成能の獲得と長期化は嚢舌類の系統の中で複数回起こり,餌の質がその進化に重要な要因として働いていた可能性が示唆された。野外・室内調査や塩基配列の決定は予定通り進捗している。系統的比較法の検討も行い,本手法で解析が可能であることを確認した。ただし,予備的解析の結果,盗葉緑体能の進化に関わる生態的要因が特定出来ていない。光合成能長期維持種に関するデータが不足しているため,長期維持種が生息し,かつ調査協力者が得られる場所で調査する。このため,光合成能を長期維持するElysia timidaという種をターゲットに,地中海(スペイン)で2016年5月に調査を行う。加えて,同じく長期維持種が生息する東南アジアでの調査もできれば試みたい。生態学現時点で盗葉緑体能の進化に関わる生態的要因が特定出来ていない理由として,種数が十分でないこと,1ヶ月以上葉緑体を維持できる長期保持種が1種しか解析に含まれていないことが挙げられる。よって,より多くの種を解析に含める必要がある。特に,長期維持種は他に世界で4種報告されているため,今後はそれらの種をターゲットとして海外を視野に入れて調査を行う必要がある。また,国内で維持期間の報告がない種についても調査を進め,新たな長期維持種の探索も行う必要がある。光合成能長期維持種に関するデータが不足しているので,長期維持種が生息し,かつ調査協力者が得られる場所で調査する必要があるため。光合成能を長期維持するElysia timidaという種をターゲットに,地中海(スペイン)で2016年5月に調査を行えることになった。この旅費および調査関連費用のため,40万を次年度に使用する予定である。加えて,できれば東南アジアでの調査も試みたい。
トポロジカル絶縁体表面における量子干渉効果

本研究の目的は、トポロジカル絶縁体表面状態の電気伝導特性に現れる量子干渉効果を測定し、トポロジカル表面状態における電子波動関数の幾何学的位相を直接捉えることである。バルク試料および剥離試料を用いた先行研究では、フェルミエネルギーの詳細な調整が困難であり、試料中にバルク状態と表面状態が混在した状況での研究が行われてきた。本研究では、分子線エピタキシー法により成長した高品質3次元トポロジカル絶縁体(Bi,Sb)2Te3薄膜を用いて量子干渉効果の実験をおこなう。Bi/Sb比を調整することで、フェルミエネルギーがバルク状態のエネルギーギャップ内に存在する試料を用いて実験を行うことができる。さらにゲート電極を用いてフェルミエネルギーを詳細に調整することで、位相干渉長のフェルミエネルギー依存性を調べることができる。。干渉効果を測定するために、(Bi,Sb)2Te3薄膜試料から直径1マイクロメートル程度のリング形状の試料を切り出す微細加工プロセスを確立した。当初計画では、酸性エッチング液によるウェットエッチングを想定していたが、実験してみると、膜面方向のエッチング速度が速く、微細なパターンをうまく切り出すことができなかった。そこでアルゴンイオンミリングによるドライエッチングをおこなったところ、線幅100 nm程度の細線を切り出すことができた。アルゴンイオン打ち込みをおこなった結果、室温では基板の一部が伝導的になったが、液体ヘリウム温度まで冷却すると、基板を介した伝導の影響はほとんどないことが分かった。希釈冷凍機を用いて試料を冷却し、磁場を印加してアハロノフ-ボーム効果の観測を試みたが、これまでのところ、リング形状に対応する磁気抵抗振動は観測されていない。薄膜試料作製およびフェルミエネルギー調整が順調に進み、ゲート電圧を加えることなく、フェルミエネルギーをバルク状態のエネルギーギャップ内に調整することができるようになっている。微細加工は当初計画したウェットエッチングによる方法はうまくいかなかったが、代わりにアルゴンイオンミリングによるドライエッチングによる微細加工ができるようになった。トポロジカル絶縁体薄膜を用いたサブマイクロメートルの試料が安定して作製できるようになった。低温での測定は当初計画よりも遅れているが、試料作製プロセスを確立したことにより、今後は測定の方へ注力して推進していく。これまで測定したリング形状の試料では、アハロノフ-ボーム効果に対応する磁気抵抗振動を観測することができなかった。現時点で原因を特定することはでいていないが、位相干渉長が試料サイズよりも短い可能性がある。反弱局在による磁気抵抗の解析を併用し、試料の位相干渉長を求める実験を行う。試料サイズを小さくする、あるいは細線試料を周回する干渉経路を用いる等の対策も検討しながら研究を推進していく。。
位相情報を積極的に用いた制御系設計とシステム同定,構造の同時設計に関する研究

本年度は,次の項目に関する研究を行った.1.先に申請者が検討した位相情報を用いたロバスト制御系設計法が適用できるクラスの拡張を行なった.状態空間表現を援用して入出力数の異なる多入力多出力システムに対し,位相情報を用いたロバスト制御系設計法を検討した.2.不確かさが制御対象に対してフィードバック結合しているような制御対象に対する,位相情報を用いたロバスト安定条件を与えた.3.先に申請者が検討した位相情報を用いたロバスト制御系設計法を応用し,システムのパラメータと制御系を同時に設計する方法を検討した.位相情報を用いると,不安定極数が不確かなシステムに対してもロバスト安定化可能であることを利用し,不安定極数が不確かな不安定システムに対して,周波数応答データをもとにシステムパラメータと補償器を同時に設計する方法を与えた.これにより,求められる制御仕様を満足する公称モデルのシステムパラメータと補償器が同時に求められることになり,制御特性を上げるためにかかるシステム同定の負荷が減少することになった.本年度は,以下の研究を行った.1.位相情報を積極的に用いた制御系設計に関して,相対次数が正確にはわかっていない場合に関しては,これまでなんら議論していなかった.位相情報を用いたロバスト制御系設計に関する,相対次数のミスマッチの影響を検討した.その結果,制御対象の相対次数が公称モデルのそれよりも1次少ない場合には,先に申請者が発表した結果とほぼ同等の条件を満たせばロバスト安定性を補償することができた.同時に,不安定ゼロ点数のミスマッチに関する研究を行い,不安定ゼロ点の数を正確に見積もることが必要なことを明らかにした.この結果をシステム制御情報学会誌に投稿し,採録予定となった.2.制御対象のパラメータと制御器のパラメータを独立に求めず,同時に設計する方法を検討した.システム同定する際に,周波数応答法などで制御対象などの周波数データが得られるので,そのそれぞれのデータに対して,安定条件と制御仕様(実際には1本の条件となると予想されるが)を満足するための制約条件を求め,最適化の手法を用いてパラメータと補償器を求めるためのアルゴリズムを検討した.この結果をまとめ,14th World Congress of International Federation of Automatic Controlに投稿し,査読の結果,採録決定となった.本年度は,次の項目に関する研究を行った.1.先に申請者が検討した位相情報を用いたロバスト制御系設計法が適用できるクラスの拡張を行なった.状態空間表現を援用して入出力数の異なる多入力多出力システムに対し,位相情報を用いたロバスト制御系設計法を検討した.2.不確かさが制御対象に対してフィードバック結合しているような制御対象に対する,位相情報を用いたロバスト安定条件を与えた.3.先に申請者が検討した位相情報を用いたロバスト制御系設計法を応用し,システムのパラメータと制御系を同時に設計する方法を検討した.位相情報を用いると,不安定極数が不確かなシステムに対してもロバスト安定化可能であることを利用し,不安定極数が不確かな不安定システムに対して,周波数応答データをもとにシステムパラメータと補償器を同時に設計する方法を与えた.これにより,求められる制御仕様を満足する公称モデルのシステムパラメータと補償器が同時に求められることになり,制御特性を上げるためにかかるシステム同定の負荷が減少することになった.
piRNA生合成におけるMaelstromの分子作用機序の解明

生殖細胞特異的に産生される小分子RNAであるpiRNA (PIWI-interacting RNA)はトランスポゾンなどの発現抑制に寄与する。本研究では、カイコ生殖細胞におけるpiRNA生合成経路に焦点を当て、その生合成必須因子Maelstromの分子機能の解明を目的とし、Mael相互作用RNA(1)及びタンパク質(2)の解析を進めた。1については、CLIP法の条件を整え、現在Mael相互作用RNAの解析を進めている。2については、抗Mael抗体などを用いた免疫沈降により結合タンパク質を同定した。現在Maelとの機能的な相互作用機序の解析を進めている。piRNA (PIWI-interacting RNA)は、生殖細胞特異的に産生される小分子RNAであり、塩基配列特異的に標的RNAに作用することでレトロトランスポゾンなどの発現を負に制御し、生殖細胞のゲノムの品質管理を担っている。piRNAが産生されないと減数分裂が進行せず、卵や精子が正常に形成されなくなり、種の保存は成立しなくなる。piRNAはmicroRNAや内在性siRNAといった小分子RNAとは独立した経路によって産生されていることが報告されているものの、未だ充分な知見は得られていない。本研究では、カイコ生殖細胞におけるpiRNA生合成経路に焦点を当て、その生合成に必須な因子Maelstromの分子作用機序を包括的に理解することを目指している。本研究の具体的な目的は、Mael-RNA複合体に着目し、Maelがどのような分子機構によってpiRNA生合成を制御しているのかを明らかにすることである。そこで、研究期間内では、以下の2点について解析を進めている。1HITS-CLIP法を用いたMael相互作用RNAの解析、2Mael相互作用タンパク質の同定と解析。1については、CLIP法の条件検討を行っており、作成した抗Mael抗体が有効な条件が揃いつつある。2については、抗Mael抗体などを用いた免疫沈降実験と質量分析(MS)解析により結合タンパク質を同定できた。現在これらのMaelとの機能的な相互作用機序の解析を進めている。そこで、研究期間内では、以下の2点について解析を進めた。In vitroゲルシフトアッセイから、Maelは二本鎖RNAを特異的に認識することがわかった。CLIPによる二本鎖RNAの単離は効率が低いことが知られており、通常のCLIP法ではMael相互作用RNAの回収効率が低く、二本鎖RNAを効率良く回収できる条件でのCLIPを進めている。2Mael相互作用タンパク質の同定と解析。Mael相互作用タンパク質としてプライマリー経路で機能するpiRNA因子群が同定された。Maelをノックダウンすると、これらタンパク質の細胞内局在が変化することから、Maelがそれら因子の局在を制御する機能を担うことが示唆された。1HITS-CLIP法を用いたMael相互作用RNAの解析については、作成した抗Mael抗体が有効な条件が揃いつつあり、近くこの条件を用いたライブラリーを作成に着手できると考えている。2Mael相互作用タンパク質の同定と解析については、抗Mael抗体などを用いた免疫沈降実験と質量分析(MS)解析により結合タンパク質が同定できており、現在これらの局在や、それぞれをノックダウンした場合のMaelの分子挙動といったMaelとそれらタンパク質との機能的な相互作用機序の解析を進めることができている。分子生物学引き続き、1、2ともこのまま解析を進める。1については、単離したRNAのライブラリーの作成と次世代型シークエンサーを用いた配列解析を行う。2については、相互作用タンパク質間の相互依存性についてノックダウン法を用いて調べる。また、相互作用タンパク質ノックダウン時それぞれの局在パターンについても解析を進める。これらの関係性の解析に加えて、1と関連して、相互作用タンパク質ノックダウン時のMael相互作用RNAの変動についても解析を試みたいと考えている。
乾燥ストレスからの回復過程におけるヒストン修飾を介した転写制御機構の解析

植物には移動の自由がないため、環境ストレス変化に対して独自に適応する能力を有している。また、植物に少し環境ストレスを与えた方が、ストレスに対してより耐性を示すことが経験的に知られている。植物の環境ストレス適応には、エピジェネティックな制御を介した記憶機構の存在が考えられるが、その詳細は不明なままである。本研究では、シロイヌナズナを用いて、繰り返し乾燥や高温などの環境ストレスを与えることによって記憶される候補遺伝子をマイクロアレイ解析により探索するとともに、同定した候補遺伝子に関してクロマチン免疫沈降法によりエピジェネティックな変化について解析を進めた。寒天培地上で生育させたシロイヌナズナ植物体を用いて、乾燥ストレス処理一再吸水処理に伴う遺伝子の発現変化時の経時的なピストン修飾変動について解析した結果、幾つかの乾燥ストレス誘導性遺伝子において、ピストンH3Lys4トリメチル化が、植物における乾燥ストレス記憶に関与することが示唆された。また、寒天培地上で生育させた植物体を用いて、高温ストレス処理(37°C)を繰り返した時の遺伝子発現パターンの変動をマイクロアレイ解析により調べたところ、約60個の遺伝子において、高温ストレスの記憶による遺伝子発現の促進を示唆する結果が得られた。これら遺伝子はその発現パターンから、幾つかのグループに分類することができた。さらに、短日条件下、ポット上で生育させた植物体を用いて、繰り返し乾燥ストレス処理をかけることが可能な実験系を確立した。植物が環境ストレスを記憶する機構には、エピジェネティックな制御機構が関与すると考えられるが、植物が一度受けた環境ストレスをピストン修飾などのクロマチン制御を介して記憶する機構が存在するかどうかは不明である。本研究では、「一世代内で繰り返される環境ストレス刺激に対して、植物体がいかにクロマチンレベルで応答するのか」という事を主目的として解析を進めている。植物のストレス記憶に関与するエピゲノム制御の可能性を検討するため、プレート上で生育したシロイヌナズナ(15日齢)を用いて、乾燥ストレス処理(4時間)後、再吸水処理(5時間目まで)に伴う経時的なクロマチン動態変化を、特にヒストン修飾を中心に解析を行った。クロマチン動態変化の解析はクロマチン免疫沈降定量-PCR法を用いた。その結果、乾燥ストレス誘導性遺伝子であるRD20、RD29A、AtGOLS2において、再吸水処理により、RNA pol IIは速やかに標的遺伝子上から脱落し、これら遺伝子が不活性化する事が明らかとなった。またこの時、転写活性化のマーカーであるヒストンH3Lys9アセチル化も、遺伝子の発現活性停止の動きに呼応して、再吸水処理により速やかに減少することがわかった。一方、もう一つの転写活性化マーカーであるヒストンH3Lys4トリメチル化は、経過時間に伴って緩やかに減少することがわかった。これらに対して、転写抑制のマーカーであるヒストンH3Lys27のトリメチル化は、遺伝子領域にそれぞれ依存した特異的な変動を示す事が明らかとなった。また、遺伝子抑制に伴い、これら遺伝子領域上でヌクレオソーム密度の経時的な振動の現象が見られた事から、クロマチンの構造変換とヒストン修飾の変化が連動している可能性が示唆されるとともに、ピストンH3Lys9アセチル化を標的とする脱アセチル化酵素がこれら遺伝子の抑制に必要であると考えられた。シロイヌナズナの乾燥ストレスから再吸水による回復過程で、乾燥ストレス誘導性遺伝子領域においてダイナミックなヒストン修飾変化が起こっている事を明らかにした。これら結果を論文としてまとめ現在論文投稿し、改訂版を作製中である。現在、短日条件下、ポット上で育てた植物体を用いて、乾燥ストレス処理の繰り返しによりさらに強度なストレスを与えた場合での、エピゲノム因子のストレス記憶への関与を検討、解析中である。
菌類とのパートナーシップの変化がもたらす菌寄生植物の進化過程の解析

菌寄生植物(腐生植物)は、生存に必要な全ての炭素源を菌類からの供給でまかなう生活様式をもつ従属栄養植物群である。菌寄生植物の進化は、菌類とのパートナーシップの変化をともなっていることが指摘されている。本研究ではその進化過程を詳細に追跡するために、菌寄生種に近縁の光合成種を用いて、菌寄生に至る前段階として最も重要な、菌類との相互作用の変化が具体的にどのように生じるのかについての詳細な解析を行うことを目的としている。光合成種と菌寄生種のパートナーとなっている菌の両方を共存させていることが明らかになったラン科キンラン属のササバギンランを用い、昨年度分離した菌根菌を用いて発芽実験を行った。その結果、きわめて低頻度ではあるが、一般的なラン菌(Rhlzoctonia spp.)、樹木の句の外生菌根菌いずれでも発芽は誘導された。同時感染の場合は、発芽した種子からはいずれか一方の菌しか検出できなかった。野外での感染実験も、発芽率がきわめて低く、回収できた個体はごく少数であった。これらについても、昨年度野外で採集した個体の場合と同様に菌根菌の分子同定を行った結果、ラン菌と樹木の外生菌根菌のいずれかが検出され、両方の菌が同時に検出される個体はなかった。これらの結果から、通常は樹木に外生菌根を形成する菌類も、一般的なランのパートナーであるラン菌と同様の生態的役割を果たしていることが示された。このような異なる菌群をパートナーとして受け入れることができる状態の進化が、菌寄生性の進化につながったと考えられる。菌寄生植物(腐生植物)は、生存に必要な全ての炭素源を菌類からの供給でまかなう、菌類に寄生している状態の生活様式をもつ従属栄養植物群である。光合成種と菌寄生種のパートナーとなっている菌の両方を共存させている、ラン科キンラン属のササバギンランを用い、これらの根に共存している菌を根の各所からとりだして寒天培地上で培養した。培養した菌類について、ミトコンドリアDNAのlrRNA遺伝子および核DNAのITS領域の塩基配列を用いた分子同定を行った。その結果根に共存している菌類は、個体内では季節を通じて同一の種類が安定して生息していた。しかし個体間では菌類相が大きく異なり、一般的なラン菌(Rhizoctonia spp.)を持つ個体と、イボタケ科、ベニタケ科などの外生菌根菌を持つ個体とに大きく二分された。一般的なラン科植物の生育にラン菌が重要な役割を果たしていることを考えると、外生菌根菌を持つ個体でも、これらの菌はその個体に対して、ラン菌と同等の生態的役割を果たしていることが推測される。なぜ個体間で保有している菌相に違いが出るのかについては現時点では不明だが、きわめて興味深い現象である。
DNAマ-カ-による家畜・家禽の品種集団構造の解析

本研究は家畜・家禽の品種集団の構造解析を目的として、ミトコンドリアとDNAをマ-カ-とした品種間の識別ならびに品種集団の遺伝的構成を調べた。ニワトリにおけるDNAフインガ-プリントのバンデングパタ-ンは、同一品種内および同一親子内において固体特有のものであったが、共通のバンドも数本検出された。また各品種間の遺伝的類似性を示すD値は、品種間における値よりも品種内における値が高かった。さらに親子内におけるD値は品値内におけるD値よりも高い値を示した。これらの結果バンデクングパタ-ンと形質との関係を明らかにすることが出来れば、育種改良に有力な手段となりうるものと考えられる。イヌの系統とその成立過程についてミトコンドリアDNAの制限酵素切断型多型を用いて7犬種、25頭の系統関係を調べた。制限酵素Hinf1の切断型にはAとBの2種類の型がみられ、Hae IIIの切断型にはA、B、C、Dという4種類の型が認められた。犬種内変異はHinf Iでは琉球犬ならびに柴犬に、Hae IIIでは琉球犬、シベリアンハスキ-ならびにシェットランドシ-プドッグに認められた。またHae IIIにおける切断型は琉球犬ならびに柴犬はA型、西洋犬はB型に多く分類された。これらの結果,日本犬と西洋犬の間にはいくらかの遺伝的距離が存在することが示唆された。従来行なってきた蛋白質多型の分析と一致した。ウズラにおいては本研究室で系統維持されている14固体についてミトコンドリアDNAの制限酵素切断型を調べた。制限酵素Hea IIIで切断した試料の場合は1.5Kbから0.9Kbの間に2本、0.9Kb以下に相当する位置に3本のバンドが認められた。Hinf Iで切断した試料の場合では0.9Kb以下に相当する位置に7本のバンドが確認された。しかしバンドの数や易動度についてはいずれの場合も固体変異は認められなかった。今後ウズラの品種集団の構造解析には、調査する固体数や系数の数を増やすとともに、プロ-ブの選択については検討する必要がある。本年度(初年度)は、イヌ、ニワトリ、ウズラについて供試動物の確保、試料の収集等が予定通り進展した。また備品として購入した卓上型分離用超遠心機を駆使して、従来より精製度の高いミトコンドリアDNA(mtDNA)を分取することが可能になった。ウシについては本年度は試料の確保が難しく、次年度に持ち越すこととした。合計13犬種、97頭の犬について白血球mtDNAの分析を行った結果、6塩基対認識制限酵素ApaIとEcoRVで遺伝的変異が認められた。そこで犬種間または品種内変異を詳細に検討した結果、琉球犬、済州島犬、柴犬、シエパ-ド並びにビ-グル犬に種間または品種内変異が認められた。さらに4塩基対認識制限酵素HinfIとHpaIIで調べた結果、HpaIIでは変異は検出されなかったがHinfIでは変異が認められた。一方ウズラにおいては、12羽の雌ウズラを供試して、7種類の制限酵素でその切断型変異を調べた結果、制限酵素Bg1IIとEcoRIについては固体変異が検出されなかったが、ApaI、BamHI、HindIII、MluI及びNheIにおいて固体変異が認められた。

分析の結果、2種類の泳動像が検出されたものと3種類の泳動像が検出されたものとに分かれた。検出された変異の割合は9:1あるいは7:1(HindIII、BamHI)、6:3あるいは6:5のもの(ApaI、MluI、NheI)が存在した。これらの結果は実験用マウス等に比較して、予想以上に多くの割合で切断型変異が存在することを示すものである。ニワトリについては現在5鶏種、50羽について実験を継続中である。平成元年度の研究実績を基礎にして、試料数を増加させると共に、ウシ、イヌについてはミトコンドリアDNAの分析を、ニワトリ、ウズラなど有核細胞をもつ動物については核DNAを対象としたミニサテライトDNAの超変異性を利用して、各品種間の構造分析を実施した。ウシは黒毛和種(10頭)とホルスタイン種(10頭)の2品種について、ミトコンドリアDNAのRFLPをマ-カ-として品種間の特徴、親子関係(特に母系遺伝)を中心に検索を進めている。その結果親子関係の遺伝様式にはその特徴が見出されたが、品種間のRFLPの特徴は見出していない。平成3年度の課題である。イヌについては9品種、98試料について分析を実施した。6塩基対認識制限酵素ApaIとEcoRVで、すでに遺伝的変異が認められているが、本年度は4塩基対認識制限酵素HinfIを中心にして個体変異を検索していく予定である。ニワトリについては核DNAのフインガ-プリント法を適用し5品種、60試料について、その個体変異と品種間の特徴を検索した。その結果約1Kbpから20Kbpの範囲に数多くのDNAバンドが検出され、そのバンディングパタ-ンは各個体毎に特徴を示していた。また親子関係を調べた結果、その子供に認められるバンドの様式は父親か母親のいずれかと同一であり、母系のみを伝えるミトコンドリアDNAとはその様相を異にしていた。また近縁の烏骨鶏について分析した結果、ニワトリやウズラとは異ったバンドが見出された。ウズラについては系統の異なる25羽について、5種類の異なる6塩基対認識制限酵素について、その泳動像を観察した結果、種内変異は認められず遺伝学的には、ほとんど分化していないことが判明した。最終的には野生ウズラを標準として各地のウズラの系統的分化の解析を実施する予定である。本研究は家畜・家禽の品種集団の構造解析を目的として、ミトコンドリと核DNAをマ-カ-とした品種間の識別ならびに品種集団の遺伝的構成を調べた。ニワトリにおけるDNAフィンガ-プラントのバンデングパタ-ンは、同一品種内および同一親子内においては個体特有のものであったが、共通のバンドも数本検出された。また各品種間の遺伝的類似性を示すD値は、品種間における値よりも品種内における値が高かった。さらに親子内におけるD値は品種内におけるD値よりも高い値を示した。これらの結果、パンディングパタ-ンと形質との関係を明らかにすることが出来れば育種改良に有力な手段となりうるものと考えられる。イヌの系統とその成立過程についてミトコンドリアDNAの制限酵素切断型多型を用いて7犬種25頭の系統関係を調べた。制限酵素HinfIの切断型にはAとBの2種類の型がみられHaeIIIの切断型にはA,B,C,Dという4種類の型が認められた。犬種内変異はHinfIでは琉球犬ならびに紫犬に、HaeIIIでは琉球犬、シベリアンハスキ-ならびにシェットランドシ-プドッグに認められた。
非一様系におけるゼロモード量子揺らぎの定式化と冷却原子系及び原子核への応用

平成30年度における主な研究成果は、有限サイズ非一様系での自発的対称性の破れに関する理論研究で得られた。先ず原子核のアルフ粒子凝縮系の研究で、以前発表したHoyle状態を含む3個のアルファ粒子の12Cに対する研究を発展させて、アルファ粒子4個から13個でできた16Oから52Feまでの原子核を対象に研究を行った。我々の理論に特徴的なゼロモード由来の離散的準位を含むエネルギースペクトルとガンマ崩壊幅を計算で求めた。従来の原子核理論の計算ではアルファ粒子数増加に伴い著しく計算が複雑になるのに対して、我々の方法では計算の複雑さは粒子数に依らないため計算可能であった。成果は学術雑誌論文として発表した(Phys.Rev.C98, 044303)。また、16Oについてはさらに詳細な研究を行い、実験で確認されているエネルギー準位が我々の理論計算で説明されることを示した(国際会議State of the Art in Nuclear Cluster Physics, (Texas, USA)と日本物理学会で発表)。もう一つの研究は、光学共振器に入った有限個原子の冷却子系の実験での超放射相への相転移が観測されたことに関するものである。この相転移は、無限個の熱力学的極限で論ぜられる静的性質として相転移とは異なる視点から説明されなければならない。我々は有限自由度を有する開放系の動力学の観点から、上述の実験系を環境と相互作用するDicke模型で記述し、量子マスター方程式を導出し、解析した。有限自由度系では定常状態としてではなく、緩和過程で長寿命状態として超放射相構造が現れること、それには散逸の存在が本質的であることを明らかにした。成果は学術論文に発表した(Phys.Lett.A382, 3333; J.Phys.Soc.Jpn. 88, 024401)。自発的対称性の破れに伴うゼロモードの量子揺らぎを、それが顕著に現れる有限サイズ非一様系において、場の量子論で新たな矛盾のない定式化に基づいて、結果として生ずる物理的効果に関して理論研究を行った。平成28年度については研究計画に述べた課題中、二つの課題について具体的成果を得た。先ず、原子核12Cのアルファクラスター状態について、ポテンシャルによって閉じ込められたアルファ粒子凝縮という描像の下、我々の定式化に基づいてHoyle状態を含むエネルギー準位を導出したことである。結果は学術雑誌(Phys.Rev.C94 (2016) 014314)に発表した。ゼロモード量子揺らぎに由来するエネルギー準位の存在が重要で、その存在によって観測されているスペクトルとよく一致している。従来の原子核アルファクラスター模型による解析とは異なり、アルファ粒子凝縮に伴うゼロモード量子揺らぎが本質的という、全く新たな物理描像の提案となっている。また、ポテンシャルによって閉じ込められた冷却原子がBose-Einstein凝縮している系に、我々の定式化を有限温度場の量子論に用いて、分配関数などを計算することによってゼロモード量子揺らぎがどの程度影響するかを定量的に解析した。こうした系は世界的に実験が盛んに行われており、理論検証が可能である。今回の計算では励起モード間と励起モードーゼロモード間相互作用はないという近似計算に限った。効果としては、比較的弱い原子間相互作用の場合ゼロモード量子揺らぎが顕著になり、具体的に凝縮粒子数の減少や比熱の増大ということで観測可能であることを示した。研究成果を学術論文(Ann.Phys. 376 (2017) 484)に発表した。研究実績概要に述べたように、原子核12Cアルファクラスター状態への応用と冷却原子系での有限温度場の量子論の理論計算で成果を得た。前者については、さらにアルファ粒子数の多い16O、20Ne、...、40Ca原子核のエネルギー準位を計算中である。その際、12Cの計算で不十分であったゼロモードではない通常の励起状態エネルギーの計算を正しくやり直している。冷却原子系有限温度の計算では相互作用に関する近似の精度を上げる必要があるが、ゼロモード部分について通常の生成・消滅演算子の形で書けないため、摂動計算のFeynman法が使えない点が障害となっていて、次の解析には時間が掛かりそうである。一方で平成29年度以降の研究計画に挙げた重要なテーマに既に取り掛かっている。一つは非一様冷却フェルミオン原子系でBCS理論のように2体チャンネルにゼロモードが現れる系の研究である。面倒なグリーン関数による準備段階の定式化が進んでいる。もう一つは、秩序変数が時間変化する非平衡相転移過程記述を目指すテーマに関連して、これまで凝縮のない、従ってゼロモードも存在しない場合においてさえ非平衡非一様系における繰り込み条件の問題が決着されていなかったが、最近矛盾ない条件を見出すことができた。繰り込み条件から量子輸送方程式が導かれる我々の立場では極めて重要な成果である。有限サイズ非一様系での自発的対称性の破れとそれに伴うゼロモードの量子揺らぎに由来する物理的効果を解明する理論研究で、平成29年度には以下のような成果を得た。上述の効果が顕著な系としては、原子核のアルフ粒子凝縮系が挙げられる。平成28年度にはHoyle状態を含む12Cに対する論文を発表したが、さらに研究を洗練させた上で、より多くのアルファ粒子を含む16Oから52Feまでの原子核を対象に研究を行った。

ゼロモード由来の離散的準位がアルファ粒子数に依らず、ほぼ同じように出現するということを明らかにした。現在学術雑誌投稿用論文作成の最終段階に至っている。研究計画後半に述べたように秩序変数が時間依存しながら起こる非平衡相転移過程の記述は大きな目標であるが、その前段階として相転移を伴わない非一様系で非平衡過程を記述する場の量子論で量子輸送方程式の導出が課題として残っていた。今般、非平衡Thermo Filed Dynamicsで計算される自己エネルギーに対して適切な繰り込み条件を見出し、量子輸送方程式を導出することに成功した。成果は学術論文に纏めて発表した(Int.J.Mod.Phys B32, 1850111)。自発的に破れる対称性が連続的ではなく離散的であるためゼロモードは出現しないが、熱力学的極限で量子相転移を示すDicke模型を扱った。Dicke模型で記述できる冷却原子系の実験で、有限個の系でもあるにも拘らず対称性が自発的に破れた超放射相が観測されている事実がある。有限個の系で何故自発的対称性の破れが実現するのは自明でない。我々は、有限個の系で超放射相が実現されるのは対象系から光子が散逸するという系の開放性にあることを理論的に明らかにした。その成果を学会発表したが、さらにまとめた学術論文を現在学術雑誌に投稿中である。原子核への応用は順調に進展したが、冷却原子系のゼロモードの研究課題には取り組めなかった。平成29年度には研究室所属の博士後期課程以上の若手研究者がたまたま1名ということもあって、研究課題を絞らざるをえなかったためである。一方で、ゼロモードは関与しないが、有限系での自発的離散的対称性の破れに関して新たな研究課題を遂行できた。また、非一様系における量子輸送方程式の導出が計画より早く目途がついた。総合的に、おおむね順調と判断した。平成30年度における主な研究成果は、有限サイズ非一様系での自発的対称性の破れに関する理論研究で得られた。先ず原子核のアルフ粒子凝縮系の研究で、以前発表したHoyle状態を含む3個のアルファ粒子の12Cに対する研究を発展させて、アルファ粒子4個から13個でできた16Oから52Feまでの原子核を対象に研究を行った。我々の理論に特徴的なゼロモード由来の離散的準位を含むエネルギースペクトルとガンマ崩壊幅を計算で求めた。従来の原子核理論の計算ではアルファ粒子数増加に伴い著しく計算が複雑になるのに対して、我々の方法では計算の複雑さは粒子数に依らないため計算可能であった。成果は学術雑誌論文として発表した(Phys.Rev.C98, 044303)。また、16Oについてはさらに詳細な研究を行い、実験で確認されているエネルギー準位が我々の理論計算で説明されることを示した(国際会議State of the Art in Nuclear Cluster Physics, (Texas, USA)と日本物理学会で発表)。もう一つの研究は、光学共振器に入った有限個原子の冷却子系の実験での超放射相への相転移が観測されたことに関するものである。この相転移は、無限個の熱力学的極限で論ぜられる静的性質として相転移とは異なる視点から説明されなければならない。我々は有限自由度を有する開放系の動力学の観点から、上述の実験系を環境と相互作用するDicke模型で記述し、量子マスター方程式を導出し、解析した。
技術科における効率と制御を軸にしたエネルギー変換に関する技術の学習指導法の開発

本研究は,1)エネルギー変換の「性能」と効率化の「仕組み」を対照しながら学習させる,2)機械システムの「性能」とプログラム制御の「仕組み」を関連させ,エネルギー効率の向上を追及させる,3)効率化の前後の消費電力量の変化を視覚化し,効率を定量的に捉えさせる,の3点をもとに中学校技術科を対象に,制御と効率を軸にしたエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発することを目的とした。2011年度の省燃費競技車教材の研究の知見を生かし,新たに制御も加え,技術科での必修授業において,効率と制御を軸にしたエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発する。省燃費競技車に代わる原(電)動機と機械を組み合わせた教材とプログラム制御を連携させ,消費電力量を視覚化することで,効率と制御について,より現実の技術と関連させた学習が展欄できると〓え,電気エネルギーを中心に,発電から送電・消費までの場面を想定して次の3点で単元展開を構成した。1)電力系統の仕組み(発電の仕組みから送電網)2)電気の消費の場面その1として省エネ型ロボットコンテスト3)電気の消費の場面その2としてプログラム制御による省エネ。N県K中学校において2学年生徒218名(男子116名女子102名)を対象に2012年4月10月の期間で必修授業として授業実践を行った結果,以下の4点を成果とすることができた。1)中学生の効率に対する情意面の変化を測る意識尺度を開発した。2)効率と制御を軸にしてエネルギー変換に関する技術の学習指導法を開発した。3)1)を用いて学習指導法の学習効果を測定したところ,省エネを実践する態度について有意な上昇が確認できた。4)開発した学習指導法の課題を明らかにし,改善案を提示した。今後,改善案をもとに,より効果的な学習指導法を開発する予定である。
子宮内膜症患者の腹水中に発現する新しい機能タンパク質のプロテオミクス解析

昨年に引き続き、子宮内膜症患者の腹水と、不妊症で腹腔鏡検査を施行し、明らかな肉眼的異常のない患者で、組織は子宮内膜症患者から術中同時に得た、チョコレート嚢腫壁と正所性子宮内膜を組織を研究対象として患者の同意を得て採取した。調整した腹水、組織の試料を用いて、2次元電気泳動を行い、タンパクを分離、Ruby染色によりゲル状のスポットを検出、解析ソフトウエアを用いて解析を行った。子宮内膜症の有無により特異的なスポットが検出されたが、これらの並びに変化を認め、これがalpha_1-antitrypsinであることがWestern blottingにて判明したが、このことはalpha_1-antitrypsinの量的質的変化を示しており、特にPIの違いが大きいためタンパクのリン酸化や糖鎖の変化が生じている可能性が高い。alpha_1-antitrypsinは生体内でプロテアーゼインヒビターとして働き、主として、好中球エラスターゼを阻害し組織障害の拡大を防ぐ。子宮内膜症でalpha_1-antitrypsinが質的量的に変化することで、疾患の発生、進行の過程で組織障害が防御できないなど炎症反応に関与している可能性が示唆された。今回、前回以上の新たな蛋白は検出されなかったが、さらに不妊に影響する子宮筋腫、子宮腺筋症患者に対しても同様の分析で得られる結果を基に新たな蛋白の検出が期待される。研究計画に沿い、患者の同意を得て採取した腹水と組織を研究対象とした。腹水は子宮内膜症患者と、不妊症で腹腔鏡検査を施行し、明らかな肉眼的異常のない患者で、組織は子宮内膜症患者から術中同時に得た、チョコレート嚢腫壁と正所性子宮内膜を用いて検討した。腹水、組織とも試料を調整し、2次元電気泳動を行った。1次元目は等電点電気泳動(IEF)を行い、2次元目はSDS-PAGEによりタンパクを分離した。この結果、得られたゲル上のスポットをRuby染色により検出し、解析ソフトウエアを使用して、スポットの検出と数量化を行いゲル間の比較を行った。ゲルを解析したところ、腹水および組織の両者で、子宮内膜症で特異的なスポット、あるいは子宮内膜症の有無により発現強度が異なるスポットを多数検出できた。さらに腹水でゲル上のスポットを比較検討したところ、子宮内膜症の有無によりスポットの並びに変化を認め、この一連のスポットはWestern blottingにてalpha_1-antitrypsinであることを確認した。このことはalpha_1-antitrypsinの量的質的変化を示しており、特にPIの違いが大きいためタンパクのリン酸化や糖鎖の変化が生じている可能性が高い。現在までに、疾患に特異的と考えられるタンパクを含む病態解明に有益なタンパク情報を検出することができた。今年度の結果をもとに、質量分析を進め、子宮内膜症の病態解明に重要なタンパクを検出できると考えている。
概念検索機能を持った電子図書館の構築

平成11年度は,平成10年度の研究成果を踏まえて,概念の出現頻度に付与している重み係数の最適化,および検索エンジンをより高速なものに変更することを行った.さらに,英語の科学技術論文についての概念抽出を行った.その結果,日本語のキーワードで英語の科学技術論文を検索することや,英語のキーワードで日本語の科学技術論文を検索することが可能であることが実証でき,それを実装したシステムの構築を行った.また,概念辞書に存在しない学術用語への対応策の検討も行った.概念辞書に存在しない学術用語については,その出現の頻度,出現する論文に含まれる概念などをもとにして,統計的手法を用いて学術用語が持つ概念を推定することが考えられる.これに似たアプローチとしては,米国イリノイ州立大学などでも行われている.しかし,このような方法で推定した概念を,既存の概念辞書が基礎としている概念体系に当てはめることが難しい.高い精度で推定する方法を研究することが今後の課題となった.学術論文からの概念の抽出結果についての評価も行った.その結果はおおむね良好なものであり,本研究で提案した概念抽出法は有効なものであることを確認できた.また,作成した概念検索システムは,ユーザインタフェースの点で改善すべき余地があるものの,本研究で提案する手法により現実的な概念検索を実現できることが分かった.また,本研究で提案する概念検索と既存の全文検索とを比較し,全文検索では不可能な意味による検索が可能であることを示すことができた.平成11年度は,平成10年度の研究成果を踏まえて,概念の出現頻度に付与している重み係数の最適化,および検索エンジンをより高速なものに変更することを行った.さらに,英語の科学技術論文についての概念抽出を行った.その結果,日本語のキーワードで英語の科学技術論文を検索することや,英語のキーワードで日本語の科学技術論文を検索することが可能であることが実証でき,それを実装したシステムの構築を行った.また,概念辞書に存在しない学術用語への対応策の検討も行った.概念辞書に存在しない学術用語については,その出現の頻度,出現する論文に含まれる概念などをもとにして,統計的手法を用いて学術用語が持つ概念を推定することが考えられる.これに似たアプローチとしては,米国イリノイ州立大学などでも行われている.しかし,このような方法で推定した概念を,既存の概念辞書が基礎としている概念体系に当てはめることが難しい.高い精度で推定する方法を研究することが今後の課題となった.学術論文からの概念の抽出結果についての評価も行った.その結果はおおむね良好なものであり,本研究で提案した概念抽出法は有効なものであることを確認できた.また,作成した概念検索システムは,ユーザインタフェースの点で改善すべき余地があるものの,本研究で提案する手法により現実的な概念検索を実現できることが分かった.また,本研究で提案する概念検索と既存の全文検索とを比較し,全文検索では不可能な意味による検索が可能であることを示すことができた.平成10年度は,主に日本語情報科学分野の学術論文から,その論文が示している概念を抽出することと,利用者が入力する検索語の概念を抽出し,検索システムの実装を行った.まず,学術論文のテキスト情報は本学附属電子図書館が保有しているものを用いた.これは論文誌をスキャンして得られた画像に対して光学的文字認識を行った結果である.このため,認識誤りを含む.その誤りを含むテキスト情報を対象に形態素解析を行い,名詞のみを抽出した.抽出した名詞について電子化辞書(EDR)の概念辞書を用いて概念を抽出し,単語の統計的な情報を重みに用いて論文の概念の抽出を行った.実験の対象とした論文数は15である.その結果を情報科学の素養がある被験者5名により評価を行ったところ,76%の被験者が正しく論文の概念を抽出していると評価した.論文ごとに評価を行うと,正しく概念を抽出できた論文とそうでないものとの差が大きかった.その原因は形態素解析により不適当な単語の分割が行われた例と,特殊な学術用語の一部について概念辞書に適切な概念が記述されていなかったことによるものと判明した.さらに構築した検索システムでのRecallとPrecisionを求めたところそれぞれ72.6%と50%となった.平成11年度は、平成10年度の研究成果を踏まえて、概念の出現頻度に付与している重み係数の最適化、および検索エンジンをより高速なものに変更することを行った。さらに、英語の科学技術論文についての概念抽出を行った。その結果、日本語のキーワードで英語の科学技術論文を検索することや、英語のキーワードで日本語の科学技術論文を検索することが可能であることが実証でき、それを実装したシステムの構築を行った。また、概念辞書に存在しない学術用語への対応策の検討も行った。概念辞書に存在しない学術用語については、その出現の頻度、出現する論文に含まれる概念などをもとにして、統計的手法を用いて学術用語が持つ概念を推定することが考えられる。これに似たアプローチとしては、米国イリノイ州立大学などでも行われている。しかし、このような方法で推定した概念を、既存の概念辞書が基礎としている概念体系に当てはめることが難しい、高い精度で推定する方法を研究することが今後の課題となった。学術論文からの概念の抽出結果についての評価も行った。その結果はおおむね良好なものであり、本研究で提案した概念抽出方法は有効なものであることを確認できた。また、作成した概念検索システムは、ユーザインタフェースの点で改善すべき余地があるものの、本研究で提案する手法により現実的な概念検索を実現できることが分かった。
文学テクストを基盤としたthinking skills涵養型英語教育モデルの構築

研究者をめぐる状況の変化等、諸般の事情により、渡英による調査が次年度の実施となったため。2度の渡英調査が計画通りに実施されていないため。2016年夏、バンガー大学日本研究所の協力を得、授業の視察、意見交換を行う予定。次年度に再度渡英および海外で開催される国際学会での口頭発表のための旅費を主とし、その他調査に必要な物品や、文献の購入に充てる予定である。