hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波センサを用いたコンクリート構造物の非破壊検査システムの開発

本研究課題では、超音波センサを用いることを前提に、まず2つのモデル(多重反射波モデルと定在波モデル)の下で、それぞれ時間領域、周波数領域の高精度・高信頼度のコンクリート構造物非破壊検査システムを開発し、実験により、その有効性を示した。更に、受波信号の中から異常箇所からの反射波信号を高精度に抽出するため、超音波発射時にコンクリート表面に生じる表面波やセンサ特性に基づく外乱の影響を除くための前処理法として、受波信号をバンドパスフィルタにかけることを考えた。そして、実験により、これらの開発した方式は、垂直方向の分解能だけでなく、水平方向の分解能についても優れていることを検証した。更に、本研究課題に関連した研究として、超音波センサを用いた原子力発電用サンプポンプの異常診断法(軸振動計測)及び電磁波レーダを用いた斬新なコンクリート非破壊検査システムの研究も合わせて行なった。これらは共に、前記研究で得た「多重反射波モデル」の応用研究としてなされたものである。特に、後者の電磁波レーダを用いたコンクリート非破壊検査システムは、信号伝播モデルに基づく受波信号の時系列信号解析に基づく画期的な方式であり、超音波センサと異なり、高速に高信頼度・高精度の非破壊検査を可能とする方式である。以上のことから、現実の長大なトンネルの非破壊検査においては、まず高速診断を電磁波レーダで、次に異常と思われる箇所のみ超音波センサで再度精密診断するという2段構えの診断システムの構築が可能となり、本研究課題で研究開発して来た一連の研究成果の実際の現場での非破壊検査への多大な貢献が期待できる。研究では、まずクラックとコンリート表面の間に発生する定在波を利用した(それぞれ周波数及び時間領域での)超音波利用の非破壊検査式を研究・開発した。すなわち、まず周波数領域ではMEM(最大エントロピー法)による手法を、次に時間領域ではダイナミックモデルと最尤法使用によるものを提案した。具体的には、前者は周波数スペクトルのピーク間隔より、また後者はクラックのさをパラメータにした尤度関数の最大化により、クラックの深さを求めようとするものである。この定在波モデルに基づく方式は、超音波センサの波長が粗骨材のサイズより小さい場合に特に有効である。なお、波長が粗骨材のサイズに比較して長い場合は、先に提唱した多重反射波モデルが有効であり、本課題では、まだ未研究であった周波数領域の検査方式を引き続き研究・開発し、コンクリート表面から600mmの深さまでの任意のクラック、空洞を1個の超音波センサで容易に検出できる非破壊検査方式を見い出した。具体的には、受波信号のスペクトルから基本反射波のスペクトルを差し引いたものの半波整流波形に自己相関関数を適用することにより、多重反射波の周期、換言すればクラックの深さを求めるものである。現在、本研究成果は非破壊検査協会誌に投稿中である。波長が粗骨材の径に比較して長い場合は、先に開発した多重反射波モデルが有効であるが、この方式では基本反射波を時間領域で正確に求める必要があり、そのため現場のユーザには使いにくい。そこで本年度は、この方法を使いやすくするため、周波数領域で検討し、表面から600mmまでの深さの任意のクラック、空洞の検出が容易に行えるようにした。具体的には、受波信号のスペクトルから(最小二乗法で求めた)基本反射波スペクトルを差し引いたものの半波整流波形をまず求め、次にこの半波整流波形の自己相関関数を求めることにより、多重反射波の周期、換言すればクラックの深さが容易に求められるようにした。この方式により、(表面から)50mmの深さから600mmまでの深さの(表面に平行な)面性状クラックだけでなく、斜めのクラック、更には鉄筋の後にあるクラック(共に面性状)まで検出することができた。なお、この超音波方式は、クラックや空洞の位置(空洞では空洞の上面の位置)しか測れないため、この超音波方式を補完する観点から、本年度は電磁波レーダを用いた新たなコンクリート構造物の非破壊検査方式も一部研究した。

つまり、従来の電磁波レーダ方式では、受信信号の強弱を単に濃淡画像で表わし、これを目視でみて異常診断を行なっていたため、信頼度、精度とも大幅に劣化していたが、今回新たに提案した新方式では、電磁波の信号伝播モデルを活用した物理的洞察に基づく斬新的な方式であるため、単一のクラックや空洞だけでなく、探査点直下の複数のクラックや空洞も高精度に識別・検出でき、かつそれらの位置、厚みも計測できる利点がある。前年度までの研究課題では、超音波センサを用いたコンクリート非破壊検査手法の開発を考え、2つのモデル(多重反射波モデルと定在波モデル)の下で、それぞれ時間領域、周波数領域の高精度・高信頼度のコンクリート構造物非破壊検査システムを開発し、実験により、その有効性を確認したが、本年度は、更に、受波信号の中から異常箇所からの反射波信号を高精度に抽出するため、超音波発射時、コンクリート表面に生じる表面波やセンサ特性に基づく外乱の影響を除くための前処理法として、受波信号をバンドパスフィルタにかけることを考えた。そして、実験により、これらの開発した方式は、垂直方向の分解能だけでなく、水平方向の分解能についても優れていることを検証した。更に、本研究課題に関連した研究として、超音波センサを用いた原子力発電用サンプポンプ異常診断法(軸振動計測)及び電磁波レーダを用いた斬新なコンクリート非破壊検査システムの研究も合わせて行なった。これらは共に、前記研究の「多重反射波モデル」の応用研究としてなされたものである。特に、後者の電磁波レーダを用いたコンクリート非破壊検査システムは、信号伝播モデルに基づく受波信号の時系列解析に基づく画期的な高速・高信頼度・高精度の非破壊検査方式であり、現実の長大なトンネルの非破壊検査において、先述の超音波方式非破壊検査システムと合わせて2段構えの診断システムの構築を可能とし、本研究課題で研究開発して来た一連の研究成果の実際の現場での非破壊検査への多大な貢献が期待できる。
特異な中間表現型を有した統合失調症多発家系から同定した責任遺伝子の解析

家系構成員12名中4名が特異な身体表現型と統合失調症もしくはその類縁疾患に罹患している家系例に対して遺伝子変異解析を行ったところ遺伝子X内に本家系内発症者にのみに共分離するアミノ酸置換を伴うc.2173C>T(p.Arg725Thr)変異を同定した。遺伝子X産物はヒストン修飾機能を有するが、発端者は健常者よりも有意にX遺伝子の発現が低いことを明らかにした。発端者由来のリンパ芽球様細胞を用いた場合ではヒストン修飾活性測定では明らかな差異が見いだせなかったが、本変異により発生におけるいずれかの段階でX遺伝子の発現が低下し、のヒストン修飾異常により他の遺伝子発現に影響を与えていることが示唆された。申請者らは臨床活動の中で、疾患の均質化に寄与すると考えられる疾患特異的な中間表現型としての身体表現型を有する発端者から日本人統合失調症多発家系を見出した。また、家系の臨床遺伝学的研究を行い、家系構成員12名中4名が特異な身体表現型を有して、統合失調症もしくはその類縁疾患に罹患していることを明らかした。本家系例に対してDNAアレイ(Human Mapping 100K array)によって全ゲノム遺伝子連鎖解析を行い、LOD Score 2.5の領域を同定し、多型を用いたハプロタイプ解析から1.7cMまで連鎖領域の絞り込みを行った。エキソームシークエンス解析を行ったところ、絞り込んだ連鎖領域内に存在する遺伝子X内にアミノ酸置換(Arg>Thr)を伴うc.2173C>T変異を同定した。本家系以外の統合失調症患者131名には存在しない稀な変異であり、本家系内発症者にのみ連鎖していた。遺伝子Xについては先行研究において統合失調症罹患者に両親が持たない遺伝子変異(de novo変異)をもつ遺伝子として報告されていた。また、前述の多施設大規模GWASにおいていくつかの同族遺伝子の関連SNPsも同定されている。これら先行研究の結果と合わせてX遺伝子の変異を有する家系例の報告はいまだなく、我々が同定した変異は疾患変異の可能性が高いことが裏付けられている。今回我々は、統合失調症141名について遺伝子Xのプロモーター領域やを含む全エクソンについてシークエンシングを行ったところ同遺伝子内に病的と考えられる変異をヘテロ接合性に持つものが1名存在した。現在、それら患者群についてCNV解析を行っている。当初、平成27年度の計画では、統合失調症約100名、健常者約100名に対してX遺伝子の上流領域を含めた全エクソンのシークエンシング解析を行い変異の有無を検討し加えてTaqman probeやサイバーグリーンを用いた定量的PCR法によってエクソンの欠失や重複変異の有無について解析を行うことであったが、Taqman probeやサイバーグリーンを用いた定量的PCR法によってエクソンの欠失や重複変異の有無について解析は遂行できていない点でやや遅れていると判断した。代表者らは臨床活動の中で、疾患の均質化に寄与すると考えられる疾患特異的な中間表現型としての身体表現型を有する発端者から日本人統合失調症多発家系を見出した。エキソームシークエンス解析を行ったところ、絞り込んだ連鎖領域内に存在する遺伝子X内にアミノ酸置換(Arg>Thr)を伴うc. 2173C>T変異を同定した。本遺伝子産物の機能はヒストン修飾に関連することがわかっている。今回、前回から行なっているCNV解析に加えて、患者由来のリンパ芽球様細胞を作成し、ヒストンに関する活性を予備的に測定したところ、健常者由来のリンパ芽球様細胞と比較して有意に高い結果を得た。今後、健常者数を増やし確かなものにする。CNV解析が安定せず、時間を要している。またヒストン修飾活性測定においてもアッセイ系が安定するのに時間を要した。本家系例に対してDNAアレイ(Human Mapping 100K array)によって全ゲノム遺伝子連鎖解析を行い、LOD Score 2.5の領域を同定した。ハプロタイプ解析から1.7cMまで連鎖領域の絞り込みを行い、同領域に関してエキソームシークエンス解析を行ったところ、絞り込んだ連鎖領域内に存在する遺伝子X内に本家系内発症者にのみに共分離するアミノ酸置換(Arg>Thr)を伴うc.2173C>T変異を同定した。

本変異は日本人SNVデーターベース(2KJNP)上にも存在せず、他の統合失調症患者131名においても存在しない非常に稀な変異であり、in silico解析ではprobably damagingの結果であった。100アリルのCNV解析でも本遺伝子にCNVは存在しなかった。本遺伝子産物の機能はヒストン修飾に関連する。患者由来のリンパ芽球様細胞を用いてヒストン修飾に関する活性を測定したところ、患者由来のリンパ芽球様細胞と健常者由来のリンパ芽球様細胞の間で有意な活性の差は見出すことができなかった。一方、リアルタイムPCR法による解析では、遺伝子Xは健常者よりも有意に遺伝子発現が低かった。本遺伝子産物と同様の活性を有するタンパク質が複数あるため、患者由来のリンパ芽球様細胞を用いた活性測定では明らかな差異が見いだせなかったが、発生におけるいずれかの段階において本変異によりハプロ不全による異常が生じ、ヒストン修飾の異常によって他の遺伝子発現に影響を与えていることが予想された。家系構成員12名中4名が特異な身体表現型と統合失調症もしくはその類縁疾患に罹患している家系例に対して遺伝子変異解析を行ったところ遺伝子X内に本家系内発症者にのみに共分離するアミノ酸置換を伴うc.2173C>T(p.Arg725Thr)変異を同定した。遺伝子X産物はヒストン修飾機能を有するが、発端者は健常者よりも有意にX遺伝子の発現が低いことを明らかにした。発端者由来のリンパ芽球様細胞を用いた場合ではヒストン修飾活性測定では明らかな差異が見いだせなかったが、本変異により発生におけるいずれかの段階でX遺伝子の発現が低下し、のヒストン修飾異常により他の遺伝子発現に影響を与えていることが示唆された。今後、Taqman probeやサイバーグリーンを用いた定量的PCR法によってエクソンの欠失や重複変異の有無についてCNV解析を遂行する。家系変異例と今回得られた変異例、またCNV解析で異常を認めた変異例についてリンパ球を不死化し、健常者由来の不死化リンパ芽球様細胞と比較することによってX遺伝子産物の機能解析を行う。ヒストン修飾活性測定するためのアッセイ系のさらに調整して安定した結果を出せるよう系を確立する。健常者由来のリンパ芽球様細胞の作成も並行して行い、健常者との差異を明らかなものにする。分子精神医学研究の進捗状況により、次年度に使う方が適切であると考えたため試薬などの物品費として使用する
高度生体信号の同時計測による温冷感・快適感の客観的評価と簡易計測システムの開発

本研究では、心拍波形の計測によるLF/HF比と、近赤外分光法(NIRS)による計測によって得られる脳血流中の酸素化ヘモグロビン濃度変化という二つの計測可能な客観的指標を用いて、温冷感・快適感の評価を行うことを目的として実験を行った。今年度は室温を制御した環境実験室において、初めて全身に温冷刺激を与える実験を行い、心拍波形と脳血流中の酸素化ヘモグロビン濃度変化の同時計測を実施した。実験は40人の成人男性の被験者に対して2018年12月末から2019年1月初めにかけて行った。30分の実験時間で室温を20°Cから9分間で30°Cに上昇させ、30°Cを6分間維持した後、9分間で20°Cまで降下させ、20°Cを6分間維持した。各被験者には3分おきに温冷感と快適感に関する主観申告を依頼した。結果として、心拍のLF/HF値が温冷感の主幹申告と一定の相関があることが示されると同時に、快適性の指標としてはLF/HF値は有意な結果とはならなかった。一般にLF/HF比がストレス指標として取り上げられるため、快適感との相関がないことは意外であるが、ストレスの小さいリラックス感と今回の空調での快適感の相違が理由に挙げられる。一方、NIRSによって計測される酸素化ヘモグロビン濃度変化は、温冷感との関係について、相関関係を導くことができた。結果は局所刺激実験での昨年までの結果を裏付けるものであるが、全身刺激実験においてノイズの影響が懸念される中で、計測データを得ることができ、かつ解釈可能な結果を得ることができたことは今後につながる有益な結果である。NIRSの計測器のレンタル費用が当初の90万円/週から140万円/週に値上げされ、来年度の実験の費用を捻出することが困難な状況である。しかしながら、今年度の実験で期待以上の価値のある結果が得られており、その結果を丁寧に解釈することで十分に当初の研究の目的が達成できる見込みである。来年度は最終年度である。実験機器のレンタル費用の値上げにより、新規の実験は難しい見込みであるため、昨年度の実験データを精査し、統計的な解析を行うことを中心課題とする予定である。またあわせて3年間の総括を行う予定である。今年度は室温を制御した環境実験室において、手に温冷刺激を与える実験を行い、心拍波形と脳血流中の酸素化ヘモグロビン濃度変化の同時計測を実施した。実験は20人の成人男性の被験者に対して8分間の温冷刺激のプロトコルに基づいて、被験者には温冷感と快適感に関する主観申告を依頼した。結果として、心拍のLF/HF値と温冷感・快適感の主幹申告には相関を見出すことができなかった。一方、NIRSによって計測される酸素化ヘモグロビン濃度変化は、温冷感との関係について、わずかながら相関関係が示唆される結果となった。実験の実施が遅れたことで予算の繰越措置を行ったが、3年間の計画全体でみれば順調に進んでいる。

実験機器のレンタル費用の値上げにより、新規の実験は難しい見込みであるため、昨年度の実験データを精査し、統計的な解析を行うことを中心課題とする予定である。またあわせて3年間の総括を行う予定である。局所刺激の実験は今年度で終了し、全身刺激の同様の実験を行い、心拍波形によるLF/HF比、NIRSによる脳血流中の酸素化ヘモグロビン濃度変化を計測する。
ミャンマーをモデルとした途上国の水銀環境汚染改善モジュールの構築

ミャンマーで行われている金の小規模採鉱の実態を探り、水銀汚染の状況を把握すべく現地調査及びサンプリングを行った。調査地・試料採取地はモン州のチャイトー、バゴー管区のシュウェジン、ザガイン管区のカレーミョ近郊、そしてマンダレー管区とザガイン管区の、マンダレー以北のエーヤワディー河中流域である。調査により、これまで謎であったミャンマーの小規模金採鉱の実態が明らかとなった。金採鉱の規模や手法は多岐にわたっているが、採鉱者は例外なく水銀を使用している。水銀濃度の測定では重要な情報が得られた。河川水は有為に高い水銀濃度を示しており、また採鉱者やその家族の髪の毛からも高濃度の水銀が検出された。ミャンマーで行われている金の小規模採鉱の実態調査を行うべく、チャイトー郊外とエーヤワディー河の中流域の調査を行った。エーヤワディー河流域の調査ではチャーターボートで寝泊まりしつつ河川を遡上し、各地で金の採鉱現場を確認できた。また各地での河川水や河川砂の採取、採鉱者の髪の毛を採取し、これらは帰国後に水銀に供した。またサガイン州の金採鉱労働者やその家族の髪の毛を入手した。これにより、これまでほとんど報告がなく謎のベールに包まれていたミャンマー金採鉱の実態を明らかにした。本年度の調査で明らかになった事実は数多いが、特に重要な事実は、ミャンマーでの金採鉱には複数の採鉱形態が見られるものの、いずれの場合であっても例外なく水銀アマルガム法で金を採取している点である。そしてもうひとつの重要な事実は、各地の河川水が有意に高い水銀濃度を示しており、採鉱者の髪の毛に60ppmを超える高濃度の水銀が含有しているケースもある点である。水銀による健康被害を引き起こす可能性のある最も危険な作業はアマルガムの加熱作業であるが、この作業が多くの場合厨房で行われていることも判明した。本研究ではこれまで報告がなかったミャンマー小規模金採鉱の極めて有意義な情報を得られたと言える。当該年度ではミャンマーでの現地調査を行い、情報収集を行うとともに、試料の採取を行った。まずミャンマー商工会議所(UMFCCI)の協力の下、ヤンゴンのホテルにて環境汚染に関する大規模なセミナーを開催し、世界的な水銀汚染の実態を知らせるとともに、研究代表者がこれまで行ってきたフィリピンでのプロジェクトを紹介することで採鉱関係者に公害対策の重要性を訴えるとともに、本プロジェクトへの協力者を募った。このセミナーの開催を通して、ミャンマーの鉱山会社であるFuture Engineering Groupの会長と会談する機会を得、協力を取りつけことができた。さらにミャンマーで事業展開を行なっている(株)ゲストミネラルズとの緊密な協力関係を築くこととなった。またミャンマー商工会議所のウゾーミンウィン副会長や教育省のボーウィン局長ら要人と会談する機会を得た。現地調査では金採鉱を行なっている地域としてシェウェジン郊外にまで赴いたが、最も盛んに金採鉱を行なっている地域は反政府勢力との紛争地域であったため、奥地まで行かないよう現地住民に強く引き止められたため、プレーサー(金鉱から流れ出た金が川岸などに堆積した場所)での調査を行った。鉱石や水などの試料の採取を行い、砂金も入手した。水銀測定を行うための準備としては、即発ガンマ線分析装置の自動測定システムを完成させた。これにより多数の試料の効率的分析が可能となったが、原子炉(JRR-3M)が全く稼働しなかったため、分析ができない状態であった。ミャンマー現地での困難な調査活動に関しては、当初の予定どおりに進捗しており、協力者も得ることができた。また試料の採取も行うことかできた。しかしながら、分析に関しては全く進んでいない。その理由は、遅くとも当該年度中には再稼働すると見込んでいた研究用原子炉JRR-3Mが全く稼働せず、再稼働の目処すら立っていないためである。本来であれば試料中の水銀濃度を、研究代表者が開発した自動即発ガンマ線分析装置を用いて定量し、現地での汚染状況の把握を行いたかったが、試料中の水銀濃度は全く不明のままである。ミャンマーでの調査研究は継続して行うと共に、研究協力者を通じた試料の採取を行う。最大の懸案事項はJRR-3Mの再稼働時期である。想定しうる最悪の事態は、次年度いっぱいJRR-3Mが稼働しない状況であるが、このような事態も十分想定しうるほど原子炉の置かれている状況は深刻である。よって、対策としては研究炉が動くことを期待して分析の準備は進めつつも、再稼働しないことも想定して、水銀分析装置(Hiranuma HG-2000)を用いて水銀濃度だけの測定を行うことも同時に進める。

主な支出は調査旅行の旅費であるが、当初予定していた水銀の定量分析が全く進んでいないため、次年度にJRR-3Mが再稼働した際に使用するヘリウムガス等の消耗品や制御機器の購入に当てることを予定している。しかし原子炉が再稼働しなかった場合には、水銀分析装置で使用する薬品などの消耗品へ随時シフトさせる。
ミトコンドリア形態を利用した肺炎クラミジア感染戦略の解明

本申請の目的は、ミトコンドリアの形態を利用した肺炎クラミジアの感染戦略を解明する事である。具体的に、ミトコンドリアの形態変化という視点から、1クラミジアのマクロファージへの持続的な感染メカニズム、2クラミジア感染マクロファージの脂肪蓄積(泡沫化)メカニズムという2つのプロセスの解明を試みる。これらの機序の解明は、クラミジア感染症の病態解明のみならず、他の細胞内寄生体によるミトコンドリアを介した感染戦略の理解に重要な情報を提供する。
カラビヤウ曲面族の数論的側面と超幾何系

本研究はK3曲面( Calabi-Yau曲面)族の周期写像を超幾何函数との関連のもとで捉え、数論的な応用をめざして進められた。そこに現れる保型函数の明示が基礎となる。アーベル曲面のモジュライに関しては、様々な先行研究があるが、幾何学的な解釈での具体的な対応は未知であった。複素アーベル曲面族を、ホッジ的に同値な楕円型K3曲面族と見ることにより、上記の問題を解決した。1)アーベル曲面族に対応して、重み付き射影空間上に助変数表示されるある種のマーク付きK3曲面(すなわちカラビ・ヤウ曲面)族を設定し、これが前者と複素構造の変形の意味で同値となることを示し、その周期領域を明示的に構成し、保型写像を書き出すことに成功した。従来はレベル構造を持ったアーベル曲面で考えられていた保型写像が、この表示により真のモジュラー空間との対応で捉えられることになり、また、モジュライ空間のコンパクト化も、簡明で実体的に理解することが可能となった。2)上記の研究の延長線上で判別式5の実2次体の作用を持つアーベル曲面族と複素構造の変形として同値となるマーク付きK3曲面族を上記の助変数空間における超曲面として表示することに成功した。すなわち、判別式5のヒルベルトモジュラー多様体に対応する志村多様体の定義方程式が記述されたことになる。3)和算の世界で難問とされていた、多数の円が互いに接する図形において、それらの半径を問う問題がある。これは、17世紀デカルトの考察に端を発している。長野県上田市田上観音堂の算額に残された和算の問題において、さらにある種の制限を加えて、すべての半径が有理数となる場合を考察した。そこにおいて、解は、ある種のクンマー曲面上の有理点と対応する。これは、1980年代に考察されて大きな進展を見たTunnellによる合同数問題と深く関わっており、当該の問題の解は、合同数方程式からすべて構成されることを明らかにした。本プロジェクトは2次元Calabi-Yau多様体であるK3曲面の族に対する周期写像を超幾何函数との関連のもとで捉え、数論的な応用をもたらしたい、という構想で進められた。上記の周期写像においては、像であるmoduli space上でmodular群ないしmonodromy群に関するある種の保型形式ないしは保型函数が、逆写像として生じる。この際にできる保型函数を明示的に求めることが、構想実現のための基礎となる。Abel曲面やHilbert modular formの研究は、それぞれの立場からは様々な研究があるが、幾何学的な背景を伴った、多様体の径数とmoduli空間の変数との間の具体的な対応を記述する保型函数論の進展が望まれる。[研究期間全体での成果]上記の他に、本研究はK3曲面( Calabi-Yau曲面)族の周期写像を超幾何函数との関連のもとで捉え、数論的な応用をめざして進められた。本プロジェクトは、K3曲面族さらにはカラビヤウ多様体の族の研究を通じて、高次元のモジュラー函数論を建設するという究極の目標に向かう研究の一環である。このような研究の原型理論としては、一変数の世界における楕円モジュラー函数論があり、それは1次元カラビヤウ多様体すなわち楕円曲線のモジュライを与えるものである。2012年度の研究は、種数2の曲線族の場合、ジーゲルモジュラー群全体に関する保型函数を、カラビヤウ曲面を用いて、幾何学的な背景を明示して明示的に記述したもので、従来見過ごされてきた視点からの展開を与えることが出来た。本プロジェクトは2次元Calabi-Yau多様体であるK3曲面の族に対する周期写像を超幾何函数との関連のもとで捉え、数論的な応用をもたらしたい、という構想で進められている。Abel曲面やHilbert modular formの研究は、それぞれの立場からは様々な研究があるが、幾何学的な背景を伴った、多様体の径数とmoduli空間の変数との間の具体的な対応を記述する保型函数論は、Matsumoto-Sasaki-Yoshidaによる(3,6)型K3曲面に対する保型函数以外には確立されていない。2011年度の研究では、このような幾何学的な多変数保型函数を得るための基礎研究を推進することができた。上記の目標に立ち戻ってK3モジュラー函数の研究をさらに推進する。具体的には1)アーベル保型写像の特殊値の研究、とくに虚数乗法点とモジュラー方程式の研究2)ヒルベルトモジュラー多様体に対する志村多様体の表示式の研究3)クラインの保型函数論の立場に戻って各種のK3モジュラー函数の構成とその応用を図ること4)超幾何微分方程式の立場からK3曲面の周期写像を考察すること等が研究目標に挙げられる。上記の「理由」に挙げた研究の進展状況を踏まえ、今後は以下の諸点に焦点を絞って研究を推進したい。(1)Hilbert

modular空間を2次のSiegel上半空間のHumbert曲面と捉え、これと対応するKummer曲面の径数族すなわちShimura varietyを幾つかの典型的な場合に確定したい。(2)このような径数族に対しての周期微分方程式を確定し、その挙動を明らかにしたい。(3)周期写像の逆写像を古典的なtheta函数を用いて明示したい。(4)明示されたK3保型函数を通じて、その数論的な意味を研究したい。とくに、そのsingular moduliすなわち虚数乗法点の研究に着手したい。上記の目標達成のために以下の研究費の使用を計画している。1)各種研究集会、シンポジウム等に参加し、発表および参加者との討議を通じて理論の普及および発展に努める。2)各地の研究者を訪問し、討議および共同研究を行って、理論の新展開を追求する。3)研究図書の購入。4)コンピュータの購入および計算ソフトの充実を図り、数値実験による予測、および得られた結果の数値的確証等の研究活動を充実させたい。各種研究集会等への参加のための旅費として500000円、研究推進のために新規ノートブックコンピュータおよび関連ソフト用に300000円、参考テキスト等書籍購入のために200000円、その他として100000円、を予定する。
遺跡出土下駄に関する製作技法および使用樹種に関する基礎的研究

本年度は,近畿地区を対象として,製作技法の観察に重点をおいた資料観察および樹種同定用のサンプル採取作業に対する許可申請を行い,許可が得られた資料について,サンプル採取作業を行った。まず,資料観察においては,前年度同様,壼穴の穿孔方法に着目した。その結果,兵庫県明石城武家屋敷跡・大阪府堺環濠都市遺跡では,壺穴をキリ状工具で穿孔するもの(Aタイプ)と表からはキリ状工具で,裏からはノミで穿孔するもの(Bタイプ)が混在することが明らかとなった。これは,中国地方の下駄と共通する特徴であり,基本的にAタイプのみである四国地方とは異なっており,瀬戸内海を挟んだ両地域で特徴が異なるという状況がより鮮明になったと考えられる。樹種同定作業においては,明石城武家屋敷跡、堺環濠都市遺跡の出土下駄を中心として,兵庫県教育委員会・明石市教育委員会・堺市埋蔵文化財センターの協力を得ることができ,計約247点のサンプルを得ることができた。分析結果については,まだ十分に検討したわけではないが,明石城武家屋敷跡、堺環濠都市遺跡ではヒノキが比較的多用されるという傾向がみられる。これは,ほぼ同時期の徳島城下町遺跡でスギ・クリが比較的多用されるという状況とは異なっており,地域により使用樹種に差がみられることが明らかとなった。また,古代の下駄がまとまって出土した兵庫県袴狭遺跡では,ヒノキが多用されるという傾向がみられるものの,数種類の樹種が用いられており,樹種の集約化は認められないことが明らかとなった。本年度は、九州地区を対象として、製作技法の観察に重点をおいた資料観察および樹種同定用のサンプル採取作業に対する許可申請を行い、許可が得られた資料について、サンプル採取作業を行った。まず、資料観察においては、長崎県炉粕町遺跡出土資料で注目される成果を得ることができた。炉粕町遺跡で出土した下駄のうち、露卯下駄の製作技法として、明確に2系統の技法が存在することを明らかとなった。具体的には、露卯下駄のホゾが1つのものと、3つのものがある。このうち前者は台板の横断面形が逆台形となるのに対し、後者は逆三角形となる。さらに、前者の壺穴の穿孔法は錐状工具により表から一気に貫通させるのに対し、後者は表からはキリ状工具で、裏からはノミで穿孔する。このような差は、下駄の製作集団の違いである可能性が高いと考えられる。このように、技法上の特徴から明確に製作集団が2系統存在したと推定できる資料は、全国的に見ても他に類例はなく、重要な資料であるといえる。樹種同定作業においては、福岡県福岡市博多遺跡群出土下駄を中心として、佐賀県唐津市・大分県・鹿児島県の協力を得ることができ、計約150点のサンプルを得ることができた。今回採取したサンプルは、地域的にはほぼ九州全域におよび、時期的は中世から近世のものを対象としたが、大まかな傾向として針葉樹系の樹種が多用されることが明らかとなり、特に博多遺跡ではその傾向が顕著であることが明らかとなった。このことから、少なくとも中世の博多遺跡においては、地域の植生に左右されることなく、原材とする樹種を選択していたと考えられる。本年度は、中国・四国地区を対象として、製作技法の観察に重点をおいた資料観察および樹種同定用のサンプル採取作業に対する許可申請を行い、許可が得られた資料について、サンプル採取作業を行った。まず、資料観察においては、前年度同様、壺穴の穿孔方法に着目した。その結果、個々の遺跡でみれば、特に傾向はみられなかったが、萩城跡・岡山城跡など中国地方の出土資料では、壺穴をキリ状工具で穿孔するもの(Aタイプ)と表からはキリ状工具で、裏からはノミで穿孔するもの(Bタイプ)が混在するのに対し、高知城伝下屋敷跡・徳島城下町遺跡・高松城跡など四国地方の出土資料では、基本的にAタイプしかみられないという傾向があることが明らかとなった。また、愛媛県来住廃寺跡で出土した下駄のうちの1点は、報告書では連歯下駄として報告されているが、おそらく露卯下駄である可能性が高いという印象を得た。この資料は6世紀から7世紀代のものとして報告されており、仮に露卯下駄であるとすると、現在知られている資料の中では、全国的にみても最古の露卯下駄ということになり、注目される資料であると考えられる。樹種同定作業においては、徳島城下町遺跡関連の出土下駄を中心として、島根県埋蔵文化財センター・徳島県埋蔵文化財センター・高知県埋蔵文化財センター・愛媛県松山市埋蔵文化財センター・香川県高松市教育委員会の協力を得ることができ、計約140点のサンプルを得ることができた。今回採取したサンプルは、地域的には四国地方を、時期的には近世のものを主体とした。分析結果については、まだ十分に検討したわけではないが、徳島城下町遺跡ではスギ・クリが比較的目立つのに対し、高松城跡・高知城伝下屋敷跡ではあまり使用されていないという傾向がみられる。また、愛媛県来住廃寺跡のものは資料数が5点と少ないが、全てヒノキ科のものとなっており、用材が意図的に選択されていた可能性がある。これに対し、ほぼ同時期の資料である、島根県三田谷I遺跡では、スギ・ケヤキが多用されるものの、少なくとも7種類の樹種がみられ、来住廃寺跡とは異なる様相を示すことが明らかとなった。

本年度は,近畿地区を対象として,製作技法の観察に重点をおいた資料観察および樹種同定用のサンプル採取作業に対する許可申請を行い,許可が得られた資料について,サンプル採取作業を行った。まず,資料観察においては,前年度同様,壼穴の穿孔方法に着目した。その結果,兵庫県明石城武家屋敷跡・大阪府堺環濠都市遺跡では,壺穴をキリ状工具で穿孔するもの(Aタイプ)と表からはキリ状工具で,裏からはノミで穿孔するもの(Bタイプ)が混在することが明らかとなった。これは,中国地方の下駄と共通する特徴であり,基本的にAタイプのみである四国地方とは異なっており,瀬戸内海を挟んだ両地域で特徴が異なるという状況がより鮮明になったと考えられる。樹種同定作業においては,明石城武家屋敷跡、堺環濠都市遺跡の出土下駄を中心として,兵庫県教育委員会・明石市教育委員会・堺市埋蔵文化財センターの協力を得ることができ,計約247点のサンプルを得ることができた。分析結果については,まだ十分に検討したわけではないが,明石城武家屋敷跡、堺環濠都市遺跡ではヒノキが比較的多用されるという傾向がみられる。これは,ほぼ同時期の徳島城下町遺跡でスギ・クリが比較的多用されるという状況とは異なっており,地域により使用樹種に差がみられることが明らかとなった。また,古代の下駄がまとまって出土した兵庫県袴狭遺跡では,ヒノキが多用されるという傾向がみられるものの,数種類の樹種が用いられており,樹種の集約化は認められないことが明らかとなった。
慢性痛の脳画像によるクラスタリングの開発：Alexithymia vs神経症

本年度の実績としては、本研究参加に同意した健常学生の中から実際にm-SIBIQ構造化面接法を実施できたものは、目標60名に対して58名に到達できた。それらを対象に解析をスタートさせ、検討したところ、信頼性、妥当性ともに十分な結果が得られた。また昨年度同様に評定者間の得点の一致率は十分に高かった。過去に同様の方法で実施した30数名に実施済みのデータとあわせて統計解析を進めている。さらに患者対象にm-SIBIQ構造化面接を実施するために、研究協力者に対して、ビデオモニターを使用した面接トレーニングを開始し、良好な結果を得たため、次年度研究実施に活用できる目途が立った。Alexithymia構造化面接法自体は開発の目途が立ち、検証も一部の複雑な解析を除いて、ほぼ終了した。しかしながら、健常人の脳機能画像とTAS-20の3因子(感情の同定困難、感情の伝達困難、対外的思考傾向)との関連に関する研究が終了していない。H30年度までに実施予定であった慢性疼痛患者における脳局所活動及び機能的結合の検討を目的としたfMRI検証の遂行が、大幅に遅れている。今後(H31年度)は、患者群に対する脳機能画像検査を実施する前に、健常人における脳機能画像とAlex傾向との関連を調査する予定である。以前リクルートしている健常人の脳機能画像とTAS-20の3因子(感情の同定困難、感情の伝達困難、対外的思考傾向)との関連をまず第一に探り、クラスタリングの可能性をさぐる予定である。また、今後、患者対象にm-SIBIQ構造化面接を実施するために、研究協力者に対して、面接トレーニングを引き続き実施する。具体的には、アレキシサイミアの要素と脳画像との関連について、TAS-20の下位因子の感情同定困難、感情伝達困難、外的志向の3因子と相関する脳部位について、2012年度の久山町大検診で得られた一般住民でのMRI脳画像(約1000例)および九州大学病院心療内科の慢性疼痛患者のMRI脳画像約60例を解析し、同定を試みる。さらに、アレキシサイミア傾向が高くても、慢性疼痛を有する症例と慢性疼痛を有しない症例との差異の同定を検討する。慢性痛患者を対象に構造化面接によるAlexithymia(Alex)評価を確立した上で、脳画像を用いた神経学的クラスタリングを行い、同患者におけるAlexと神経症傾向などを区別できるかどうかの可能性を探る研究である。本年度の実績としては、本研究参加に同意した健常学生の中から実際にm-SIBIQ構造化面接法を実施できたのは、目標60名に対して21名に留まった。しかしながら、被験者数は少なかったものの、研究協力者と共にm-SIBIQ面接結果を同対象者において検討したところ、評定者間の得点の一致率は十分に高かった。従って、本構造化面接法はAlexithymiaの面接法としての使用への期待は高いものと考えられた。本年度の進展は遅れているものの、継続して次年度に実施する予定である。今年度は代表研究者は60名を面接実施を目標としたが、30%の21名の学生の実施に終わった。また、分担研究者において、倫理委員会での承認が降りるまで時間を要したため、実質的に面接法実施には至らなかった。面接法実施に要する時間は、一人半日かかるため、1日一人実施というペースであった。また、被験者の参加期間が実際にはテスト期間あるいは実習と重ならないようにしたため、限定された期間となるなど、研究者と時間を合わせて実施することが困難なことが多かった。従って、前記したように、研究の進展が遅れている。・内、本研究参加に同意した健常学生の中から実際にm-SIBIQ構造化面接法を実施できたのは主任・分担研究者合わせて、45名に達することが出来た。昨年度に比して20名以上の約2倍となり、目標には届かなかったものの、昨年に引き続き、評定者間の得点の一致率は十分に高いことが確認できた。従って、単独の面接法実施が可能であることを証明することができたことは収穫であった。ただし、他のTAS-20、Level of Emotional Awareness Scale(LEAS)、NEO-FFI、SC I、IRI、EES、BDI-2、またSTAIなどの自記式質問紙の項目との評価指標との関連については統計的解析に必要な数には到達していない。従って、本年度の進展は遅れているものの、継続して次年度に実施する予定である。本年度は主任研究者単独で16名、分担研究者も約8名の面接を実施することができたが、面接法実施に要する時間は、一人半日かかるため、1日一人実施というペースには昨年度と変わりなかった。しかし、全体で目標の8割近くの45名を対象に実施することが出来た。現在、実施済みのデータの解析に取り掛かっている状況である。

さらに患者対象にm-SIBIQ構造化面接を実施するために、研究協力者に対して、ビデオモニターを使用した面接トレーニングを開始し、良好な結果を得たため、次年度研究実施に活用できる目途が立った。Alexithymia構造化面接法自体は開発の目途が立ち、検証も一部の複雑な解析を除いて、ほぼ終了した。しかしながら、健常人の脳機能画像とTAS-20の3因子(感情の同定困難、感情の伝達困難、対外的思考傾向)との関連に関する研究が終了していない。H30年度までに実施予定であった慢性疼痛患者における脳局所活動及び機能的結合の検討を目的としたfMRI検証の遂行が、大幅に遅れている。本年度(H29年度)には、分担者との間で、遠隔モニターで評定者間一致度を上げ、代表研究者同席のトライアル期間の後、実施開始し、音声記録を行う。その中から23割程度抽出し、主任、分担・協力研究者間での評定一致度を確認する。他方、患者群に対する脳機能画像検査を実施する前に、健常人における脳機能画像とAlex傾向との関連を調査する予定である。以前リクルートしている健常人の脳機能画像とTAS-20の3因子(感情の同定困難、感情の伝達困難、対外的思考傾向)との関連をまず第一に探り、クラスタリングの可能性をさぐる予定である。また、今後、患者対象にm-SIBIQ構造化面接を実施するために、研究協力者に対して、面接トレーニングを開始する。前年度の遠隔モニターでの評定者間一致度が予想より高く、代表研究者同席の必要がなくなったことから、次年度(H30年度)には分担研究者単独での構造化面接実施が可能となった。他方、患者群に対する脳機能画像検査を実施に関してはその実施前に健常人における脳機能画像とAlex傾向との関連をについて文献検索を中心に仮説を立てる予定である。今後は以前リクルートして得られている高齢者健常人の脳機能画像とTAS-20の3因子(感情の同定困難、感情の伝達困難、対外的思考傾向)との関連の検討を始める予定である。患者対象にm-SIBIQ構造化面接を実施するために、臨床心理士である研究協力者に対して、前年度できなかった面接トレーニングを本年度早期に開始する。今後(H31年度)は、患者群に対する脳機能画像検査を実施する前に、健常人における脳機能画像とAlex傾向との関連を調査する予定である。また、今後、患者対象にm-SIBIQ構造化面接を実施するために、研究協力者に対して、面接トレーニングを引き続き実施する。具体的には、アレキシサイミアの要素と脳画像との関連について、TAS-20の下位因子の感情同定困難、感情伝達困難、外的志向の3因子と相関する脳部位について、2012年度の久山町大検診で得られた一般住民でのMRI脳画像(約1000例)および九州大学病院心療内科の慢性疼痛患者のMRI脳画像約60例を解析し、同定を試みる。さらに、アレキシサイミア傾向が高くても、慢性疼痛を有する症例と慢性疼痛を有しない症例との差異の同定を検討する。面接被験者謝礼金が予定の人数に達しなかった。そのため、謝金に残額が大幅に出た。次年度に予定している面接協力者への謝金、脳機能画像処理など、また国際学会発表のための参加費、研究打ち合わせに必要な旅費、必要な消耗品に次年度に必要な使用額として計上した。
グローバル衛生用マスクの基礎開発

個人のニーズに対応し,日本国内だけでなく,世界規模で高い性能と高い感性評価を有する衛生用マスクを開発することを目指す.本課題では,高い感性評価を有するマスクの設計指針を得るため,大学生を対象とした大規模意識調査を実施した。解析結果から、マスク着用時の問題点を明らかにした。また,グローバルな観点から衛生用マスクを開発するための基礎研究として、日本人若年男性および成人女性マネキンの顔面形状を測定し,口当てシートのマスターパターンを提案した.本研究の長期目標は,個人のニーズに対応し,日本国内だけでなく,世界規模で高い性能と高い感性評価を有するグローバル衛生用マスクの開発,さらにはヒト特性をカバーするユニバーサル衛生用マスクを開発することである.本課題では,グローバル衛生用マスクの基礎研究として,鋭敏な感覚と豊かな感性を持つことが期待される国内の若年者を対象として,高い性能と感性評価を有する衛生用マスクのデザイン開発を目的とする.H26年度では,若年男性62名を対象として,閉口時および開口動作時における3次元動作解析を行なった.閉口時に観測した3次元位置座標から,口と鼻を覆うために必要な口当てシートの平均パターンを,三角形法に従って算出した.同様に,同心円状にサイズ展開した3つの平均パターンを解析した.解析したパターンのフィット性を検証するために,3Dプリンターを用いて閉口時のヘッドマネキンを作成した.作成したマネキンに,不織布を押しあててドレーピングパターンを獲得した.解析パターンとドレーピングパターンの一致性を検証した結果,有意な差は認められず,フィット性が高い平均パターンを解析することができた.本研究の長期目標は,個人のニーズに対応し,日本国内だけでなく世界規模で高い性能と高い感性評価を有するグローバル衛生用マスクを開発することである.本課題では,グローバル衛生用マスクの基礎研究として,鋭敏な感覚と豊かな感性を持つことが期待される国内の若年者を対象とし,高性能と高感性評価を有する衛生用マスクのデザイン開発を目的とする.H27年度では,女性用口当てシートデザインとフィット性評価方法を検討した.女性平均頭部形状のデータに基づいて,3Dプリンターを使用して閉口状態の女性ヘッドマネキンを作成した.女性用口当てシートデザインの検討にあたり,制作された女性ヘッドマネキンを採用して平均パターンを解析した.実験では,作成したヘッドマネキンの顔面上に赤外線反射マーカーを設置し,各ポイントの三次元位置座標を測定した.測定した座標から,口と鼻を覆うためのパターン1種類とそれを中心として同心円状に展開されたパターン3種類の計4種類の口当てシートパターンを解析した.さらに,解析パターンに基づいて,市販レーヨン不織布を用いて口当てシートを試作した.試作したマスク口当てシートを女性ヘッドマネキンに装着させた結果,良好な適合性を示すことが確認された.また,これまでに獲得された男性用口当てシートのデザインと比較すると,異なるデザインを示すことが明らかになった.フィット性評価方法については,口当てシートと耳掛け紐を開発するための基礎研究として考案された.被服圧測定装置を援用して,若年女性被験者が市販プリーツマスクを着用し、シートと顔面間で発生する被服圧をフィット性の指標とすることを検討した.実験では,鼻尖部分,頬上部,頬下部,顎部で圧力が発生する一方,小鼻部分,頬中央部では圧力が発生しなかった.各測定部分の圧力発生の有無が、マスクと顔面間の適合性の指標となり得ることが期待される結果であった.H27年度では,若年女性の口と鼻を覆うために必要なマスク口当てシートのサイズと形状を明らかにすることを目的として研究を遂行した.若年男性に加えて,静止時における女性頭部の三次元位置座標を測定し,口当てシートの平均パターンを解析することができた.また,被服圧測定装置を援用したフィット性評価法も検討し,おおむね順調に計画を遂行することができた.本研究の長期目標は,個人のニーズに対応し,日本国内だけでなく,世界規模で高い性能と高い感性評価を有する個人適合型衛生用マスクを開発することである.本課題では,衛生用マスクのグローバル展開を目指したその基礎研究として,鋭敏な感覚と豊かな感性を持つことが期待される国内の若年者を対象とし,高い性能と感性評価を有する衛生用マスクのデザイン開発を目的として研究を遂行している.H28年度は,2015年度に実施した衛生用マスクに関する意識調査のデータを集計した.本調査では,着用目的,着用時の問題点の有無,着用時の問題点,嗜好性に関する質問を設定している.これまでに,調査の一部である花粉症用マスクに関する回答データ(N=3213)を集計した.そして,2009年度,2012年度に実施した集計データと併せて,花粉症用マスクの改善点を検討した.集計した結果,近年,様々なデザイン,付加価値を有する衛生用マスクが開発されている.しかしながら,調査実施年度すべてにおいて,花粉症用マスクに対して問題意識を有する者の割合は非常に高い値を示すことがわかった.改良されるべき点が改善されていないという現状が示唆される結果であった.また,ヘルスケアに対する意識の向上とともに要求性能の増大に因ることも考えられる.具体的な問題点として,「蒸れる」「眼鏡が曇る」「息苦しい」、女性においては「化粧が落ちる」といった水分特性,熱特性,気流特性に関連する申告があった.さらに,個人が回答した問題点間の関連性について検討するため共起分析を行った結果,これらの問題点は,「邪魔」といった感性評価にも影響を及ぼすことが示唆された.

今後,材料特性,ヒト特性,相互作用等を考慮して,獲得された問題点を考慮することにより高い性能と高い感性評価を有する衛生用マスクの包括的な開発を目指す.個人のニーズに対応し,日本国内だけでなく,世界規模で高い性能と高い感性評価を有する衛生用マスクを開発することを目指す.本課題では,高い感性評価を有するマスクの設計指針を得るため,大学生を対象とした大規模意識調査を実施した。解析結果から、マスク着用時の問題点を明らかにした。また,グローバルな観点から衛生用マスクを開発するための基礎研究として、日本人若年男性および成人女性マネキンの顔面形状を測定し,口当てシートのマスターパターンを提案した.H26年度では,静止時および開口動作時における3D動作解析を行い,口と鼻を覆うために必要な口当てシートのサイズと形状を明らかにすることを目的としており,おおむね順調に計画を遂行している.H28年度では,耳掛け紐のデザインと口当てシートデザインのさらなる展開を試みる.併せて、提案したシートデザインの要求性能に関する測定方法の構築とデータの蓄積を行うことにより、研究の総括を行う.被服学H27年度では,先にデザインが決定された口当てシートを固定する耳掛け紐の長さ,太さを算出する.H28年度では,デザインが決定されたマスクの口当てシートおよび耳掛け紐からなる試作開発マスクを装着した際のフィット性,水分特性,気流特性を検討する.論文別刷り代金について、未だ請求書(2報分)が発生しないため。論文別刷り代金の請求書が届き次第、論文別刷り(2報分)代金として充てる。
DNAセンシングシステム開発

特定のDNAの検出は,遺伝病や感染症などの発症前診断にきわめて有力である。しかし従来の方法では電気泳動やサザンハイブリダイゼーションなどの操作を必要とするため迅速な測定が困難であった。そこで本研究では,蛍光物質を修飾したDNAブローブを用いる蛍光偏光解消法に着目し,迅速で簡便なDNA検出システムを開発した。すなわち、蛍光偏光解消法とPCR反応を利用して、B/F分離を必要としない迅速で簡便な、そして極微量のDNAでも測定ができる新しいDNAの検出法の開発を目的とした。蛍光偏光解消法をDNA診断へ応用した例はほとんどなく、特にPCR反応に応用した例はまだない。そこでまず蛍光偏光解消法がPCR反応に応用できるかを検討した。そして、偏光異方度に彰響を与える種々の要因についても検討した。次に、実際の遺伝病や感染症の診断に応用することを考え、ヒト染色体をターゲットにした場合について検討した。まず白血球溶液を用いてHLA遺伝子の検出を行ったところ10回以上の反応回数で偏光異方度が上昇していくことがわかった。さらに,全血溶液1μ1を用いた場合についても同様に,10回以上で偏光異方度が上昇していることがわかった。次に男性の染色体には存在するが女性の染色体には存在しないY染色体上のSRY遺伝子をターゲットとして用いて実験を行った。その結果、男性血液を用いた場合には偏光異方度が上昇し、女性血液を用いた場合には変化がなかった。以上のことよりヒト染色体上の、特定な遺伝子の存在を1μ1という極めてわずかの血液試料を用い、蛍光偏光異方度を指標として検知することができることが示された。以上のように本研究は、蛍光偏光異方度を指標として、PCR法を用いて極微量の特定なDNAの検出をB/F分離なしで迅速で簡便に行える方法を開発したものであり、現在行われているDNA診断において、迅速かつ簡便な方法を提供したものであり分析化学や医療分析分野に与える波及効果はきわめて大きいと考えられる。
水稲の葯裂開過程における水の動態

1.稲科作物の開花時における葯の裂開の引き金を明らかにする目的で、開花受粉する二条大麦(西海皮24号)を材料として、様々な刺激が葯の裂開に及ぼす影響を調査した。穎花の外穎を人為的に除去すると、葯の裂開が誘発された。この誘発は、外穎を除去する時に、雌雌ずいの基部に与えられる物理的な刺激によるものであることが明らかとなった。2.水稲の開花直前の穎花を採取し、異なる湿度条件下で外穎を除去し、湿度環境の違いが葯の裂開に及ぼす影響を調査した。その結果、乾燥条件が葯の裂開を阻害することがわかった。このことから、乾燥による葯壁の反り返りは葯の裂開の起動力ではない。3.葯の裂開過程における花粉の膨張の働きを明確にするために、開花前日の葯を輪切りにし、一部の小片からは花粉を取り出し、他の小片はそのままで、水に浸漬した。その結果、花粉を持つ小片ではセプタムの裂開が認められたが、花粉を取り除いた小片では認められなかった。この結果から、花粉の膨張がセプタムの崩壊の起動力である。4.未裂開ならびに裂開直後の葯をサンプリングし、葯内のカリウムの分布を調査したところ、裂開した葯では花粉粒が多くのカリウムを含んでいることが明らかとなった。このことから、花粉膨張の起動力の一つは花粉粒によるカリウムの集積であると考えられた。5.以上の結果から、稲科作物では開穎は穎花内のガス環境の変化や穎花への刺激ではなく、鱗被の膨張等、雌芯への物理的な刺激により葯の裂開を誘発するものと推察された。また、葯の裂開の起動力は、葯壁の乾燥ではなく、花粉の膨張であることが確認された。さらに、花粉粒膨張の原動力の一つとして、花粉間隙から花粉粒内へのカリウムイオンの移動があげられた。1.稲科作物の開花時における葯の裂開の引き金を明らかにする目的で、閉花受粉する二条大麦(西海皮24号)を材料として、様々な刺激が葯の裂開に及ぼす影響を調査した。穎花の外頴を人為的に除去した場合には葯の裂開が誘発された。しかし、頴花の先端を切除した場合には葯の裂開は誘発されなかった。このことから、開頴による葯の裂開の誘発は、頴花内のガス環境の変化や頴への刺激によるものではない。開頴せずに雌芯に針を貫入させると葯の裂開が誘発された。雌芯への針の貫入は、水中においても葯の裂開を誘発した。また、針の貫入跡を直ちにワセリンで寒いだ場合にも誘発した。これらのことから、雌芯への針の貫入は、水ストレスやガス環境の変化ではなく、物理的な刺激により、葯の裂開を誘発するものと結論された。2.水稲の開花直前の頴花を採取し、異なる湿度条件下で外頴を除去し、湿度環境の違いが葯の裂開に及ぼす影響を調査した。従来、乾燥による葯壁の反り返りが葯裂開の起動力であると考えられてきたが、この定説では本実験の結果を説明することができず、乾燥による葯壁の反り返りは葯の裂開の起動力ではない。4.以上の結果から、稲科作物では開頴は頴花内のガス環境の変化や頴花への刺激ではなく、鱗被の膨張等、雌芯への物理的な刺激により葯の裂開を誘発するものと推察された。

3.葯の裂開過程における花粉の膨張の働きを明確にするために、開花前日の葯を輪切りにし、一部の小片からは花粉を取り出し、他の小片はそのままで、水に浸漬した。その結果、花粉を持つ小片ではセプタムの裂開が認められたが、花粉を取り除いた小片では認められなかった。この結果から、花粉の膨張がセプタムの崩壊の起動力である。4.未裂開ならびに裂開直後の葯をサンプリングし、葯内のカリウムの分布を調査したところ、裂開した葯では花粉粒が多くのカリウムを含んでいることが明らかとなった。このことから、花粉膨張の起動力の一つは花粉粒によるカリウムの集積であると考えられた。5.以上の結果から、稲科作物では開穎は穎花内のガス環境の変化や穎花への刺激ではなく、鱗被の膨張等、雌芯への物理的な刺激により葯の裂開を誘発するものと推察された。また、葯の裂開の起動力は、葯壁の乾燥ではなく、花粉の膨張であることが確認された。さらに、花粉粒膨張の原動力の一つとして、花粉間隙から花粉粒内へのカリウムイオンの移動があげられた。