hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酵母の酸素認識と細胞内酸素情報ネットワークによるメタノール代謝の制御機構の解明

メチロトローフ酵母のメタノール代謝は、ペルオキシソームと呼吸鎖で酸素を大量に消費する。よって、メタノール代謝を円滑に進めるには、両オルガネラ間で酸素消費バランスを的確に調節する必要がある。私たちはこのような背景から、メチロトローフ酵母のメタノール代謝における酸素消費バランスの制御について、詳細な解析を行った。ペルオキシソーム局在型メタノール代謝酵素は、酸素依存的にその発現が制御されており、その発現は呼吸鎖が阻害されると極端に低下した。また、呼吸鎖欠損株ではメタノール代謝酵素群の発現が低酸素状態と同様に低下することから、酵母の酸素認識と代謝制御には呼吸鎖が深く関わっていることが明らかとなった。AOD活性発現における呼吸鎖の役割:AODの活性発現および遺伝子発現における呼吸鎖の影響を観察するため、メチロトローフ酵母Candida boidiniiの呼吸鎖欠損株ρ-株を作成した。ρ-株はグリセロールやエタノールなどの非発酵炭素源と同様、メタノールに生育することができず、その際、AODの発現はほとんど観察されなかった。また、AODと同様にペルオキシソームに局在するDASおよびPMP20も酸素により誘導され、呼吸鎖を欠損することでその発現は著しく低下した。一方、AODが局在するペルオキシソームを構成する膜タンパク質PMP47は、遺伝子発現がメタノール依存的であることが知られているが、酸素環境には遺伝子発現が影響されず、呼吸鎖の有無もほとんど影響を与えなかった。酸素のペルオキシソームの形態に及ぼす影響:ペルオキシソーム局在のAOD、DAS、PMP20の遺伝子発現が酸素依存型であり、またその酸素認識には呼吸鎖が重要であったことから、酸素環境がペルオキシソームの形態に及ぼす影響を観察した。メタノール/有酸素環境下ではC. boidiniiは巨大なペルオキシソームを細胞内に構築したが、酸素を制限した場合、その形態はグルコースを炭素源とした場合と同様、小さいものであった。これらのことから、メチロトローフ酵母のメタノール代謝は、代謝の末端に位置する呼吸鎖の活性により酸素状態を認識し、その活性に合わせて初段階酵素AODの活性発現を制御することで、巧妙にメタノール代謝を制御していることが明らかとなった。一方、ペルオキシソーム局在タンパク質は呼吸鎖依存的に活性発現が制御されているものの、ペルオキシソームの形態および機能を維持する因子(例えばPMP47)は酸素依存的ではなく、呼吸鎖活性とは独立してその発現が制御されていることが示された。メチロトローフ酵母は、メタノール代謝の際、初段階酵素アルコール酸化酵素(AOD)と末端の呼吸鎖で酸素を利用する必要はあることから、両者が局在するオルガネラ、ペルオキシソームとミトコンドリアでの酸素の消費割合を厳密に制御し、代謝を巧妙に整えていることが考えられる。我々は昨年度までに、AODの遺伝子発現が酸素依存的に行われ、その制御には呼吸鎖が関与することを間接的に証明してきた。本年度は、その制御系における呼吸鎖の重要性を直接観察するため、呼吸鎖の重要因子、シトクロムcの欠損株を獲得し、そのAODおよびメタノール代謝酵素群の発現制御における役割を観察した。メチロトローフ酵母Pichia pastorisは、すでにゲノム情報が公開されているため、本酵母のシトクロムc遺伝子破壊株を作成した。その遺伝子破壊株cyc1Δ株は、グルコースには生育可能であったが、非発酵炭素源であるグリセロールには生育できなかった。また、メタノールへの生育能も完全に失っており、メタノール代謝には呼吸鎖活性が重要であることが分かった。さらに、cyc1Δ株ではAOD発現は著しく低下し、ホルムアルデヒド脱水素酵素やギ酸脱水素酵素、カタラーゼ等のメタノール代謝に関与する酵素群の誘導も低下していた。また、Pichia methanolicaのAODアイソザイムの酸素発現を知るための基盤として、各種炭素源による発現応答を明らかにした。これにより、嫌気状態で生育を伴ったAODの酸素応答を観察するための条件を探索する礎を示すことができた。これらのことから、これまで呼吸鎖阻害剤や呼吸鎖欠損株で示してきた「呼吸鎖がAODやメタノール代謝酵素群の酸素応答における重要性」を遺伝子レベルで示すことができ、今後、本酵母の酸素応答機構における研究進展の基盤を構築することができた。メチロトローフ酵母Pichia pastorisのメタノール代謝の初段階酵素であり鍵酵素であるアルコールオキシダーゼ(AOX)は、酸素を基質として要求すること、さらにはその遺伝子発現は、外環境の酸素状態に強く支配されていることが知られている。このことから、酸素によるAOX1の発現制御は最も重要なメタノール代謝調節機構の一つであると考えられる。

本研究では、AOX1発現がもうひとつの酸素消費の場である呼吸鎖を阻害することにより低下することを見いだし、AOX2プロモーターにシトクロムc (Cyc1p)が結合するとの報告を踏まえ1)、呼吸鎖構成因子のひとつであるCyc1pが何らかの形でAOX1の酸素応答に関与するのではと推測した。そこでP. pastorisのCyc1pに着目し、AOX1発現への関与について研究を行った。P. pastoris Cyc1pをコードするCYC1の遺伝子破壊株cyc1Δ株を作製し、その表現系について解析を行った。cyc1Δ株ではグルコース生育の遅延が観察され、メタノール生育能は完全に欠落していた。また、cyc1Δ株のAOX1発現能を評価したところ、野生株に比べて著しい発現低下を示した。一方、CYC1遺伝子過剰発現株を作製したところ、本株のAOX1発現能は野生株と同等の値を示した。これらの結果より、P. pastorisにおけるAOX1発現の酸素応答にはCyc1pは直接関与するのではなく、呼吸鎖活性が重要な働きを持つものと考察した。1) Bhatnagar A, et al. (2004) Biochem. Biophys. Res. Commun. 321: 900-904.本研究の最重要目的は、メタノールを唯一の炭素源として生育できるメチロトローフ酵母の産業利用における最大の弱点、低酸素環境下での細胞機能の低下の詳細を理解することを目的に、本酵母の酸素認識と細胞内酸素情報ネットワークによるメタノール代謝制御の分子機構を1「呼吸鎖による酸素認識」と「呼吸鎖から核への情報伝達系」の分子メカニズムの解明2AODからの代謝情報による「AODと呼吸鎖の代謝バランス制御」の分子機構の解明、の観点から明確にすることである。「呼吸鎖による酸素認識」に関しては、本年度、呼吸鎖欠損株を作成し、その挙動を解明することができたため、おおむね目標を達成したものと考えている。また、「AODと呼吸鎖の代謝バランス制御」の分子機構の解明では、AODが局在するペルオキシソームの形態とその機能に必要なPMP47の酸素に対する制御を示すことができたため、こちらの目標も、2年目で達成すべき項目は、おおむね達成できたものと考えている。本研究では、メタノールを唯一の炭素源として生育できるメチロトローフ酵母の産業利用における最大の弱点、低酸素環境下での細胞機能の低下の詳細を理解し、本酵母の酸素認識と細胞内酸素情報ネットワークによるメタノール代謝制御の分子機構を、(1)「呼吸鎖による酸素認識」と「呼吸鎖から核への情報伝達系」の分子メカニズムの解明、および(2) AODからの代謝情報による「AODと呼吸鎖の代謝バランス制御」の分子機構の解明、の2点から明確にすることが目的である。本年度は、P. pastorisにおいて、呼吸鎖活性の阻害がAOX発現に多大なる影響を示すことを見いだし、Cyc1欠損もAOX発現を著しく低下させることを示すことができた。また、細胞の酸素認識におけるCyc1の役割は直接、シグナル伝達に関与するのではなく、呼吸鎖の一因子としての役割が重要であることを示すことができ、ある一定の成果を示せたものと考えている。これら状況を考えあわせると、本年度の自己評価としては「おおむね順調に進展している」が適当であると思われる。
小児アレルギー疾患の発症予防ワクチンの開発に向けた基礎研究

本研究では、本邦におけるアレルギー疾患発症に関わる環境因子の疫学調査と、環境因子のアレルギー疾患発症抑制の機序の解明(基礎研究)から、アレルギー疾患の発症しにくい環境の提言と、アレルギー疾患の発症予防ワクチンの開発のための基礎的検討を行うことを目標とする。疫学研究:広島市の全小学2年生の保護者を対象として、質問紙法を用いたアレルギー疾患の発症の有無と生育歴、生育環境に関する調査を行った(対象児童数11,163名、有効回答数9,975、有効回答率89.4%)。この成果として、1.本邦でも年長の同胞数はアレルギー疾患の発症に逆相関する(Hygiene Hypothesis)、2.乳幼児期の抗生剤投与はアレルギー疾患発症のリスク要因となる、3.妊娠中の特定の食物の除去はその食物に対するアレルギーを軽減せずかえって増加させる、4.妊娠中のファストフードの摂取はアレルギー疾患増加に関与していない、5.乳児期のBCG接種はその後のアレルギー性鼻炎の発症リスクを低下させることが出来ない、等の疫学的事実を明らかとした。基礎研究:正常満期産の臍帯血や健常成人末梢血を各種のTLRのligandやBCG(東京株)、現在認可されている各種免疫増強剤(ピシバニール、クレスチン、レンチナン)刺激で誘導される遺伝子群を網羅的に解析した。その結果、各種刺激による臍帯血単核細胞のIFN-gamma産生は健常成人より著しく低く、各種免疫増強剤の中ではビシバニールのみがアレルギーの発症予防に必要な遺伝子群を誘導した。以上の結果から、本邦のBCGはアレルギー発症予防ワクチンとはなり得ないこと、現在認可されている各種免疫増強剤ではピシバニールがregulatoryT細胞応答を誘導できる可能性が示唆された。本研究では、本邦におけるアレルギー疾患発症に関わる環境因子の調査(疫学研究)、および環境因子のアレルギー疾患発症抑制の機序の解明(基礎研究)を行い、それらを元にしたアレルギー疾患の発症しにくい環境の提言と、今後期待されるアレルギー疾患の発症予防するワクチンの開発のための基礎的検討を行うことを目標とする。疫学研究:広島市の全小学2年生の保護者を対象として、質問紙法を用いたアレルギー疾患の発症の有無と生育歴、生育環境に関する調査を平成17年1月に行った。現在、集計および統計学的な解析の途中である(対象児童数11,163名、有効回答数9,975、有効回答率89.4%)。後方視的な方法であるが、ロジスティック回帰分析を行うことにより、どのような環境因子がアレルギー疾患の発症に影響しているかについての基礎的な知識を得ることが出来ると考えている。引き続き来年度、本格的な解析を行う。基礎研究:健常成人ボランティア末梢血を用いて、自然免疫系において最も重要な役割を演じると考えられるToll-like Receptor(TLR)のligandであるpeptidoglycan、Poly I : C、lipopolysaccharide、flagellin、R-848、CpG含有oligonucleotideによる刺激によって誘導される遺伝子群をMicroarrayを用いて網羅的に解析した。その結果、自然免疫系の活性化がTh1型免疫応答を誘導する経路として、IL-12の産生を介してIFN-γの産生を誘導するする経路、CXCR3 chemokineの産生を介してTh1細胞やNK細胞を局所に誘導する経路、I型IFNの産生を介して直接T細胞のSTAT4を活性化する経路、Co-stimulatory分子の発現を介してTh1型の分化を誘導する経路などが存在する可能性が示唆された。

疫学研究:広島市の全小学2年生の保護者を対象として、質問紙法を用いたアレルギー疾患の発症の有無と生育歴、生育環境に関する調査を行った(対象児童数11,163名、有効回答数9,975、有効回答率89.4%)。この成果として、1.本邦でも年長の同胞数はアレルギー疾患の発症に逆相関する(Hygiene Hypothesis)、2.乳幼児期の抗生剤投与はアレルギー疾患発症のリスク要因となる、3.妊娠中の特定の食物の除去はその食物に対するアレルギーを軽減せずかえって増加させる、4.妊娠中のファストフードの摂取はアレルギー疾患増加に関与していない、等の疫学的事実を明らかとした。これらの内容のアレルギー学会等での報告は多くのマスコミからも注目され、また厚生労働省食品安全部会からも資料の請求があった。基礎研究:正常満期産の臍帯血を用いて、TLRのligandであるpeptidoglycan、Poly I:C、lipopolysaccharide、CpG含有oligonucleotideによる刺激で誘導される遺伝子群を網羅的に解析し、成人末梢血の反応(平成16年度に検討済み)と比較した。その結果、刺激による臍帯血単核細胞のIFN-gamma産生は気管支喘息成人患者と同等であるが、健常成人よりは低く、生下時のTh2応答が持続した症例がアレルギー患者となる可能性が示唆された。また本邦のBCGはin vitroではIFN-gamma産生を誘導しなかった。今後は臍帯血単核細胞にregulatoryT細胞応答を誘導できる刺激を探索する予定である。本研究では、本邦におけるアレルギー疾患発症に関わる環境因子の疫学調査と、環境因子のアレルギー疾患発症抑制の機序の解明(基礎研究)から、アレルギー疾患の発症しにくい環境の提言と、アレルギー疾患の発症予防ワクチンの開発のための基礎的検討を行うことを目標とする。この成果として、乳児期のBCG接種はその後のアレルギー性鼻炎の発症リスクを低下させることが出来ない事を明らかにした。基礎研究:正常満期産の膀帯血や健常成人末梢血を各種のTLRのligandやBCG(東京株)、現在認可されている各種免疫増強剤(ピシバニール、クレスチン、レンチナン)刺激で誘導される遺伝子群を網羅的に解析した。その結果、各種刺激による膀帯血単核細胞のIFN-gamma産生は健常成人より著しく低く、各種免疫増強剤の中ではピシバニールのみがNF-κBやIRF7の下流にある遺伝子群の誘導が認められた。アレルギーの発症予防に必要な遺伝子群としてはIFN-gammaやIL-10、各種Co-stimulatory moleculeなどが知られており、これらの遺伝子群はそれぞれNF-κBやIRF7の下流にある。以上の結果から、本邦のBCGはアレルギー発症予防ワクチンとはなり得ないこと、現在認可されている各種免疫増強剤ではピシバニールがregulatoryT細胞応答を誘導できる可能性が示唆された。
細胞増殖を支配する情報伝達系ーGTP結合蛋白質の関与を中心にー

近年,様々な情報伝達系において百日咳毒素(IAP)による修飾を受け阻害されるGTP結合蛋白質(G蛋白質)の関与が明らかにされてきた.本研究の目的は細胞増殖のようなゆっくりした応答を引起こす情報伝達機構におけるG蛋白質の役割を明らかにすることである.今年度は,主としてSwiss 3T3細胞の増殖誘導時におけるG蛋作質の役割について, DNA合成を指標に検討した.1.血清による増殖刺激はIAPにより有意に抑制され,その抑制は血清添加後9時間目にIAPを加えても, 0時間目に加えた場合と同じように起きることから, G蛋白質がG1期後半にも必要なことが明らかとなった.またIAP処理は3時間でも増殖阻害には十分であった.2.血清の代わりに種々の増殖因子を用いたところ, PDGF,ボンベシン, TPAはそれぞれ単独でDNA合成を誘導した.ボンベンシンによる誘導は, IAPにより抑制されたが, TPAによる誘導は抑制を受けず,両因子による増殖誘導の経路は異なることが明らかとなった.3.PDGFによる増殖誘導は, IAP感受性であったが,刺激後9時間目にIAPを添加したときには抑制されず,血清やボンベシンによる刺激の場合と異なっていた.またPDGFとインスリンとを共存させるとIAP非感受性に変化した.4.DNA複製開始反応に対するIAPの影響を調べる目的で,ポリオーマウイルスDNAのin vitro複製系を確立した.本複製系は,ウイルスの複製開始点を含むプラスミドDNA,昆虫細胞発現ベクター系を用いて精製したウイルスのlarge T抗原,マウス細胞抽出液,それにATP産生系などにより構成されている.反応産物の解析から,半保存的な複製が2回以上おこなわれていることが判明した.近年,様々な情報伝達系において百日咳毒素(IAP)による修飾を受け阻害されるGTP結合蛋白質(G蛋白質)の関与が明らかにされてきた.本研究の目的は細胞増殖のようなゆっくりした応答を引起こす情報伝達機構におけるG蛋白質の役割を明らかにすることである.今年度は,主としてSwiss 3T3細胞の増殖誘導時におけるG蛋作質の役割について, DNA合成を指標に検討した.1.血清による増殖刺激はIAPにより有意に抑制され,その抑制は血清添加後9時間目にIAPを加えても, 0時間目に加えた場合と同じように起きることから, G蛋白質がG1期後半にも必要なことが明らかとなった.またIAP処理は3時間でも増殖阻害には十分であった.2.血清の代わりに種々の増殖因子を用いたところ, PDGF,ボンベシン, TPAはそれぞれ単独でDNA合成を誘導した.ボンベンシンによる誘導は, IAPにより抑制されたが, TPAによる誘導は抑制を受けず,両因子による増殖誘導の経路は異なることが明らかとなった.3.PDGFによる増殖誘導は, IAP感受性であったが,刺激後9時間目にIAPを添加したときには抑制されず,血清やボンベシンによる刺激の場合と異なっていた.またPDGFとインスリンとを共存させるとIAP非感受性に変化した.4.DNA複製開始反応に対するIAPの影響を調べる目的で,ポリオーマウイルスDNAのin vitro複製系を確立した.本複製系は,ウイルスの複製開始点を含むプラスミドDNA,昆虫細胞発現ベクター系を用いて精製したウイルスのlarge T抗原,マウス細胞抽出液,それにATP産生系などにより構成されている.反応産物の解析から,半保存的な複製が2回以上おこなわれていることが判明した.
発達期シナプス除去におけるシナプス前接着分子の役割

発達期の神経回路は過剰に形成されたシナプス接続が間引かれていくことで成熟する。本研究では、シナプスの発達モデルとして長年研究されてきたニワトリ胚毛様体神経節シナプスを用いて、発達期シナプス除去のメカニズムにアプローチする実験システムを開発した。得られた結果から、毛様体神経節に入力する軸索は発達期に分枝を減らして最終的に1つの標的細胞に対してシナプスを形成すること、シナプス前終末側のシナプス接着分子が神経回路発達に関与していることが示唆された。平成26年度は、エレクトロポレーションにより標的組織のごく一部を蛍光標識するまばら発現システムを導入し、それによって神経節内の個々の軸索走行を可視化し、形態的特徴を定量解析する手法を確立した。これにより、毛様体神経節中では発達に伴って軸索の枝分かれが刈り込まれていくと共にシナプスが成熟してゆき、最終的にプレとポストのニューロンが1対1関係の接続へと収束していくことが明らかとなった。神経回路同士は高密度に絡み合っていることに加えて個々の形態が非常に複雑かつ広大なためアプローチが技術的に難しいが、本実験モデルを用いれば軸索とシナプス前終末の形態発達を定量的に解析が可能であり、それによって研究目的に掲げた発達期シナプス除去を回路レベルのマクロな視点からも評価することが可能となった。本成果は国際学会において1件、国内学会・研究会において4件、口頭・ポスターにて発表を行った。また上記の成果と併せて、標的組織のまばらな蛍光標識と目的遺伝子の導入を同時に実現するシステムを構築した。従来、軸索走行の可視化にはトレーサーが用いられてきたが、本システムを用いれば可視化のみならず同時に機能介入することができ、それによって軸索発達に関わる分子メカニズムにアプローチすることが容易に可能となった。本成果は、研究計画に掲げたシナプス前終末間の不均一な分子発現を実現する上での必須技術である。本成果はまた、2015年7月の第38回日本神経科学大会にて口頭発表を予定している。本研究課題は、シナプスの発達モデルとして長年研究されてきたニワトリ胚毛様体神経節シナプスを用いて、発達期シナプス除去におけるシナプス前終末側のシナプス接着分子の役割を明らかにすることを目的とする。平成26年度は、エレクトロポレーションにより標的組織のごく一部を蛍光標識するまばら発現法とCUBIC試薬による組織透明化を組み合わせ、神経節内の個々の軸索走行を可視化・追跡して形態的特徴を定量解析する手法を確立した。神経回路同士は高密度に絡み合っていることに加えて個々の形態が非常に複雑かつ広大なためアプローチが技術的に難しいが、本実験モデルを用いれば軸索とシナプス前終末の形態発達を定量的に解析が可能であり、それによって研究目的に掲げた発達期シナプス除去をよりマクロな回路レベルの視点から評価することが可能となった。平成27年度は、前年度に確立したまばら蛍光標識と透明化による神経節内軸索投射の完全追跡技術を更に発展させ、まばらな蛍光標識と目的遺伝子の導入を同時に実現する実験システムを構築した。これにより軸索間の競合プロセスに介入して、軸索の標的支配数を決定するメカニズムにアプローチすることが可能となった。このシステムを用いてN-カドヘリンとNeurexinをそれぞれ過剰発現させた軸索の投射発達を解析した結果、相対的にシナプス前接着分子が多く発現していても最終的な標的支配数は増加しないことが示唆された。今後、発達過程のより精細な解析とともに相対的な発現量の少ない軸索での投射発達解析を予定している。平成26年度は、本来平成27年度に行う予定だった研究計画を前倒しして目的遺伝子をまばらに発現するシステムを構築した。また、このまばら発現システムを応用することで軸索発達の全容を定量解析できる実験モデルを確立した。本研究はシナプス除去というシナプスレベルでの発達現象に着目したものであったが、上述の成果によりシナプス除去を回路レベルのよりマクロな視点からも評価することが可能となり、これによって回路発達における様々な未解決課題にアプローチすることができると期待できる。この点において、当初の計画以上の進展を遂げていると判断した。神経生理学・神経科学一般平成27年度は、上述の実験モデルを用いてシナプス接着分子N-カドヘリンとNeurexinの発現量操作を行い、当初の計画通りシナプス接続の変化を発達段階に沿って定量解析するとともに、新たに軸索投射の形態発達の定量解析も併せて行う。それによって、発達期シナプス除去と発達期軸索再編におけるシナプス前終末側のシナプス接着分子の役割を調べる。その他の項目に計上していた共通機器室

使用料は、共通機器室の決算システムの構築が遅延したことにより次年度の支払いとなった。旅費についてはエフォート分配の都合により他の研究費より賄った。次年度使用となった研究費は、共通機器室使用料と、核酸合成に掛かる消耗品購入と外部発注に充てる。
現代インドの経済空間構造とその形成メカニズム

本研究の目的は、現代インドの経済空間構造とその形成メカニズムを捉えることにある。そのために、(1)8つの主要産業(ブロイラー養鶏、酪農、繊維、鉄鋼、自動車、製薬、ICT、小売)の空間構造、(2)都市開発のメカニズム、(3)郊外農村の社会経済的変化、(4)条件不利地域の開発問題、(5)経済空間の形成ダイナミズムの5つの下位項目を設定し、それらの特徴を明らかにした。インドでは経済発展にともない地域間格差が拡大しており、全体としては南北および東西格差が存在する。本研究の最大の成果は、そうした地域格差が発生するメカニズムを把握する方法を見出したことである。研究の初年度にあたる平成26年度は予備的調査と位置づけており、延べ10人をインドに派遣して、産業空間、郊外空間、農村空間の変化を明らかにするための基礎的資料を入手した。まずは、8月に広島大学で研究集会を開催し、インド経済に関する動向やデリー首都圏の発展状況ならびに経済発展に伴う地域格差の拡大などについて知見や情報を交換した。それを踏まえて11月以降にインドにおいて関係機関や企業へのインタビュー調査を実施した。代表者の友澤は、デリー首都圏の自動車産業の労働市場調査、およびそうした地域への労働力送出元となっているビハール州において工業化の状況を把握する調査を実施した。研究分担者については逐一名前を挙げることはせず、実施した調査内容を列挙する。1)デリー首都圏最大級の工業団地IMTマネサールに近接する住宅団地の住民特性を把握する調査、2)グルガオンの都市化開発地域に包摂されつつある農村の社会変動に関する調査、3)インドの水資源開発についての調査、4)ICT産業の産業空間の把握、5)ブロイラー産業の成長動向についての調査、などである。その他、日本国内での文献・資料収集に基づいて、来年度以降の本格的調査のための基盤構築を全員が行った。学術論文としての成果公表は3編にとどまったが、研究発表は20件に及んだ。その中では、2015年3月に日本地理学会において開催したシンポジウム「インドにおける新経済空間の台頭」が重要である。ここでは、これまでの研究蓄積に加えて本年度の研究内容を付加することにより、充実した議論を行うことができた。研究の2年目に当たる平成27年度は、8月に研究代表者が在籍する広島大学にて科研研究会を現代インド研究センター第3回研究集会として開催し、産業空間、郊外空間、農村空間の変動に関する昨年度の研究内容について他分野のインド研究者も交えてディスカッションを行った。それを踏まえて翌日に今後の研究遂行について意見交換を実施した。インドでの現地調査は12月下旬から3月中旬にかけて延べ12人を派遣して、産業空間、郊外空間、農村空間の変化を明らかにするための本格的な現地調査を実施した。代表者の友澤は、工業化が著しいデリー首都圏において工業団地の労働力需給構造をそれに近接するアパート群に居住する労働者へのアンケート調査により明らかにする研究を実施した。350のアンケート調査は現在データベース化を進めている。また、湾岸諸国に知識労働者を送出する斡旋業者に対しても予備的調査を実施し、来年度以降の本格的調査が可能であることを確認できた。研究分担者については個人名を挙げることはせず、実施した調査内容を列挙する。1)デリーの郊外圏における住宅開発と居住者の特性、2)デリー近郊農村における社会経済変動とガバナンス、3)デリーの水資源開発、4)北インドにおける養鶏地域の形成、5)日系飲料企業による販売システムの構築、6)デリー首都圏におけるSEZの開発特性、7)地方都市におけるICT産業の立地特性、8)南部コインバトールにおける工業発展、9)インドにおける野菜の供給体系、10)デリー首都圏の後背地にあたる山岳州の地域変動、などである。その他、日本国内で文献・資料収集を実施し、来年度に向けての研究基盤の強化を全員が実施した。本研究は4年間の計画であり、平成27年度で半分の期間が過ぎたことになる。学術論文の発表は6編と当初予定よりも少なかったが、学会等での発表件数は15件と堅調であった。インドでの現地調査も順調に進展しており、総合的には「おおむね順調に進展している」と判断する。計画の3年目にあたる2016年度は、以下のような研究実績を上げることができた。インドにおける現地調査については、延べ10人を派遣しインタビュー調査・アンケート調査によって質的データの収集を実施した。研究代表者の友澤は、インドから湾岸諸国への労働者送出システムにかかわる研究を実施した。デリーのジャミア地区に所在する労働者派遣エージェント20社を訪問調査し、各社の概要やビジネスの内容、送出システム上のポジション等の情報を入手した。エージェントはライセンスを有する企業と、それを有さない企業に分けられ、さらに個人レベルで労働者を集めエージェントに斡旋する者も存在する。ジャミア地区にエージェントが集積する理由は、当地が湾岸諸国への出稼ぎを希望する労働者が集まる場として知られていることによる。1)デリー市内の再開発の状況、2)デリー郊外の住宅開発3)ハリヤーナー州における養鶏ビジネスの発展、4)カルナータカ州における商業的酪農の勃興、5)日本企業の販売ネットワークの形成6)ハイデラバードにおけるSEZ開発、7)ウッタラーカンド州の地域変動などであり、産業空間・郊外空間・農村空間の変動を把握した。こうした現地調査の成果については、過年度のものと合わせて研究代表者が所属する広島大学にて現代インド研究センター第3回研究集会として報告会を実施し、意見交換を行った。

そして、2016年12月23・24日に開催したデリー大学との二国間交流事業セミナー「現在インドの『包摂的成長』にかかわる経済地理学的研究の推進」では7件、2017年日本地理学会春季学術大会では8件の研究発表を行うことができた。その他、日本国内で文献・資料収集を実施し、来年度に向けての研究基盤の強化を全員が実施した。本研究は4年間の計画であり、その3年目になる。学術論文の発表は10編と予定よりやや少なかったが、学会等での発表は22件と好調であった。インドでの現地調査も予定通り進展している。こうしたことから、総合的には「おおむね順調に進展している」と判断する。平成29年度は本科研の最終年度であり、研究成果の公表を中心とした。最も重要なものは、11月に実施した地理科学学会秋季学術大会シンポジウム「現代インドの空間構造」である。そこでは,GIS分析によりインドの主要事象の空間的動向を俯瞰的に確認した。その後、農業や製造業、ICT産業を事例に、それぞれの産業空間の特性と動向を提示した。そして、近年最も大規模な地域変動が生じた郊外空間に目を向け、そこで進展する開発の動向を捉えた上で、アーバン・ビレッジ化する農村の実情を描き出した。同時に、大都市から遠く離れたヒマラヤ山岳地域の動向を捉え両者を対比した。最後に現代インドに見られる地域格差と産業空間の係わりを、労働市場を介して論じた。以上の成果については、『地理科学』第73巻3号(シンポジウム特集号、平成30年7月発行決定)に掲載される予定であり、現在その編集業務を遂行している。それに先だって、9月には広島大学現代インド研究センター第3回研究集会では3件の報告に加えて、研究成果のとりまとめについてのミーティングを実施した。インドでの現地調査は延べ8人が補足的に実施した。研究代表者の友澤は、デリー首都圏東部において、開発に伴う既存集落の社会経済的変容の把握を行い、開発地からの距離や開発の内容によって、その状況に差異があることを見いだした。研究分担者の調査内容を列記すれば、南インド繊維産地の構造の把握、ブロイラー産業の立地変動と担い手の特性把握、酪農業の技術革新と立地変動の把握、デリー首都圏における住宅開発の動向把握、小売業者の立地ダイナミズム把握である。それらに加えて、GIS分析に資するデータの入手を行った。本研究は現代インドの空間構造を明らかにすることが目的であった。それについては、上でのシンポジウムで一定の成果を提示できたといえ、近いうちに本の形で出版することを計画している。本研究の目的は、現代インドの経済空間構造とその形成メカニズムを捉えることにある。そのために、(1)8つの主要産業(ブロイラー養鶏、酪農、繊維、鉄鋼、自動車、製薬、ICT、小売)の空間構造、(2)都市開発のメカニズム、(3)郊外農村の社会経済的変化、(4)条件不利地域の開発問題、(5)経済空間の形成ダイナミズムの5つの下位項目を設定し、それらの特徴を明らかにした。
センサリーロドプシンIIに見出された新規中間体の性質と生理的役割について

センサリーロドプシンII(SRII)は、細菌の負の走光性を司る光受容タンパク質である。本研究では、Halobacterium salinarum由来のSRIIへの連続光照射により形成される長寿命の光中間体(Mlike中間体)の性質の解析と生理条件下における役割を明らかにすることを目的とする。水溶性試薬ヒドロキシルアミンを用いた実験から、Mlike中間体時のタンパク質内部の親水的な環境の変化が観測された。また、レチナール近傍に位置する2つのアミノ酸残基(Asp103、Ser201)への変異導入による走光性機能への影響も調べられた。平成24年度は、センサリーロドプシンII(HsSRII)におけるM様中間体の生理的な役割を検討するために、生菌の走光性測定・解析に向けての準備に着手した。まずは、HsSRIIの走光性測定を可能にするために、高度好塩菌(Pho81株)でのHsSRII発現プラスミドの構築を行った。また、いくつか走光性に影響を及ぼす可能性のある候補アミノ酸残基を置換した変異体の発現プラスミドの構築も行った。現在までのところ、実際の顕微鏡による走光性応答画像データの取得には至っていないが、発現プラスミドを好塩菌株へと導入し、野生型およびいくつかの変異体については、好塩菌膜への発現をフラッシュ・フォトリシス法により確認できている。また、HsSRIIとの比較という意味で、性質や構造などがよく類似するN.pharaonis由来のSRII(NpSRII)の好塩菌発現プラスミドや対応する変異体発現プラスミドの構築も同時並行で行っており、いくつかの変異体についてはすでに作製が完了している。今後は、これらの発現プラスミド作製を引き続き続けるとともに、走光性測定・解析の方も進めていく予定である。また同時に、M様中間体の生成・崩壊に影響を及ばす変異体の探索も行っていきたいと考えている。なお、今年度のもう1つの成果として、海洋真正細菌由来のロドプシン様タンパク質であるプロテオロドプシン(HsSRIIと同じ微生物型ロドプシンのグループに分類される)における強酸性pH条件下でのプロトン移動機構とレチナールシッフ塩基の第二の対イオンであるAsp227残基の役割について明らかにすることができた。このアミノ酸残基はHsSRIIにも保存されている残基であるため、この残基のHsSRIIにおける役割についても、(特にプロトン移動という観点から)プロテオロドプシンや他の微生物型ロドプシンとの比較により検討していきたいと考えている。平成25年度は、昨年度から準備を進めてきたHsSRII発現好塩菌の顕微鏡による走光性観察および解析を前年に引き続き実施した。HsSRIIの走光性機構の詳細についてはアミノ酸残基レベルではほとんど明らかになっていないので、まずは類縁タンパク質であるN. pharaonis由来のSRII(NpSRII)の過去の知見を参考に、NpSRIIの走光性機能に重要であることが報告されているThr204残基およびTyr174残基に対応するHsSRIIのSer201およびTyr171残基に注目し、この箇所(Ser201はThr、Ala、Val、Cys、Tyrに、Tyr171はPheにそれぞれ置換した)の変異体を作製し、その走光性能を測定した。その結果、いずれの変異体でも野生型と同様に負の走光性応答が見られ、HsSRIIではSer201およびTyr171が機能に本質的に重要なアミノ酸残基ではないことが明らかになった。したがって、HsSRIIでは負の走光性機構においてNpSRIIとは異なる機構が備わっていることが予想され、その機構が負の走光性機能に重要であることが示唆された。また、長寿命のM様中間体の形成が促進される変異体を探索するため、大腸菌発現系を用いて様々な変異体タンパク質を作製し、それらの光反応中におけるM様中間体の形成反応を定常光照射下での可視吸収スペクトル測定により調べたところ、D103N変異体においてM様中間体の形成が野生型と比べて著しく促進されることが明らかとなった。この実験は界面活性剤を含む溶液中で行っているため、実際の生菌中(細胞膜中)でも同じような効果が見られるかどうかについては今後さらに検討が必要であるが、M様中間体の生菌中でのシグナリング機構における役割を調べる上での有力な候補となる変異体を発見することができた。初年度は、本研究の目的の1つであるセンサリーロドプシンII(HsSRII)におけるM様中間体の物理化学的性質を明らかにするための1つの方法として、水溶性試薬であるヒドロキシルアミン(HA)を用いたブリーチ実験を行った。

その結果、M様中間体時において、タンパク質内部(特にレチナールシッフ塩基近傍)での親水性が増大するということが明らかとなった。また、M様中間体形成に伴って起こるタンパク質内部の親水性の増大により、タンパク質の一部が失活することも明らかとなった。以前から、HsSRIIは様々な条件下で不安定なタンパク質であるとされてきたが、その要因の1つとして、M様中間体時における親水性の増大(水の流入)が挙げられることを明らかにすることができた。この発見は、HsSRIIに限らず、今後様々なレチナールタンパク質を実験において安定に扱う上で役立つものと考えられる。また、M様中間体と同時に光励起により形成されるM中間体もまたHAによってブリーチされたことから、両中間体時における構造変化はよく類似している可能性が示唆された。M中間体がHsSRIIの光情報伝達に重要な中間体の1つであるという報告から考えて、M様中間体もまたHsSRIIのシグナリングステイトになり得るかもしれない。この可能性については、次年度以降に検討していきたいと考えている。また本研究テーマとは逸れるが、HsSRIIのレチナール近傍にあるアミノ酸残基の役割について調べるため、低温スペクトル測定およびFTIR実験を共同研究として実施した。その結果、HsSRIIにおいてSer201残基が光化学サイクル中における反応経路の制御に関わっていることを明らかにすることができた。HsSRII発現好塩菌における走光性測定に向けての準備は、変異体作りも含めて順調に進んでいる。一方、実際の顕微鏡を用いた測定におけるきれいな測定画像データの取得とそのデータの解析方法に関してはまだ課題も多く含まれているため、これらについては今後の検討課題とする。HsSRIIにおけるM様中間体の物理化学的性質を明らかにするという点に関しては、光励起状態時(M様中間体生成時)におけるレチナールシッフ塩基近傍での変化についての情報を得ることができ、ある程度の成果を達成することができた。一方、この中間体が生成される際の反応スキームやプロトン移動機構については今後調べるべき課題として残された。HsSRII発現好塩菌における走光性測定系の構築が完了したら、次に本研究課題の目的であるHsSRIIのM様中間体がシグナリングステイトであるかの検討を行いたい。そのため、まずはin vitro系で調製した精製タンパク質を使って、M様中間体の生成や崩壊などに影響を及ぼす変異体の探索を行う。次に、影響を及ぼしそうな変異体については走光性測定のための好塩菌発現系に遺伝子を導入し、走光性応答への影響について調べる。M様中間体がシグナリングに関係する中間体であるかどうかを調べるため、実際の生菌における走光性測定が可能な高度好塩菌への遺伝子の乗せかえと顕微鏡による走光性の測定・解析を行う。また、HsSRIIにおけるM様中間体が構造情報をどのように共役タンパク質であるトランスデューサー(HsHtrII)へと伝えるのかを調べるために、HsHtrIIのタンパク質大量発現系の構築を目指す。研究費は、大腸菌および好塩菌におけるタンパク質発現プラスミド構築のためのプライマー発注やタンパク質調製に必要な試薬、膜タンパク質可溶化のための界面活性剤の購入などに主に使用したい。また研究費の一部は、学会発表や共同研究者との打合せのための出張旅費として使用する予定である。
DSPを用いた高汎用性オンラインハイブリッド実験システムの開発

高速信号処理能力を持つDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)による制御系を利用して、従来より適用範囲が広く汎用性の高いオンラインハイブリッド実験の方法論を開発するともに、実験システムへの実装を行い提案する実験手法の実現性に関する検証を行った。開発のベースとして、(1)アクチュエータによる実時間・高速ハイブリッド実験システム、および(2)振動台によるサブストラクチャーハイブリッド振動台実験システム、の2種類の実験の枠組みに着目して開発と検証を行った。ダンパー載荷試験用アクチュエータによる実時間・高速ハイブリッド実験システムにおいては、載荷と荷重計測をmsec単位のサンプリング周期の刻みで同時に進行させながら陰的数値積分を行うとともに、載荷制御におけるアクチュエータの加振時間遅れの補償にデジタルフィルタリングを適用した実験システムを開発した。振動台によるサブストラクチャーハイブリッド振動台実験システムに関しては、変位制御と加振に伴う位相遅れの補償を行うデジタルフィルターを適用した方法論を開発してその有効性を確認している。さらに、従来よりも複雑な非線形多自由度数値構造物モデルを計算サブストラクチャーとして使用した実時間ハイブリッド実験を実現するため、非線形多自由度系の応答解析を実時間で処理する制御ソフトウェア及び制御プログラムをPCとDSPを組み合わせたシステムの上に構築し、その実現性を確認した。具体的な適用例として、MRダンパー、制振装置、液体貯蔵タンク、免震橋梁を対象としたオンラインハイブリッド実験、また速度ベース載荷型のハイブリッド実験アルゴリズムの基礎的考察などを行い、開発された方法論により、ハイブリッド実験の安定性・信頼性を確保しながら実行速度を向上した実験が可能であることを実証した。本研究では高速信号処理能力を持つDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)による制御系を利用して、従来より汎用性の高いオンラインハイブリッド実験の方法論を開発した。適用するベースとしてダンパー載荷用アクチュエータによる試験システムと、電気油圧サーボ式振動台の2つの実験システムヘの適用を行った。載荷用アクチュエータへの適用では、載荷と荷重計測をmsec単位のサンプリング周期の刻みで同時に進行させながら陰的数値積分を行うことにより、ハイブリッド実験の安定性・信頼性を確保しながらも実行速度を向上した実験システムを開発するとともに、その検証実験を行った。具体的には、載荷制御におけるアクチュエータの加振時間遅れの補償にデジタルフィルタリングを適用することにより実験の信頼性の低下の問題を解決する手法を開発した。さらに、速度依存性を持つダンパーを模擬したMRダンパーを供試体として用い、橋梁用ダンパーとして設置した場合の応答制御性能の評価を、サブストラクチャー法を適用した実時間ハイブリッド試験により検討する実験を行った。電気油圧サーボ式振動台に同様の考え方を適用したサブストラクチャーハイブリッド振動台実験システムの開発においては、振動台の制御系において変位制御と、位相進み4次FIRフィルタおよび3次バタワースフィルタを併用したデジタルフィルタリングを組み合わせることにより、非線形構造モデルを仮定した場合においても信頼性の高い実験結果を得た。さらに、実構造物スケールにおける構造物の震動問題の検証の過程を想定した実験を行うことにより、本実験手法の工学的な適用性および汎用性を検証した。高速信号処理能力を持つDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)による制御系を利用して、従来より適用範囲が広く汎用性の高いオンラインハイブリッド実験の方法論の開発を進めるとともに、実験システムへの実装を行い提案する実験手法の実現性について検証した。1.前年度において得られた成果を基に、実験部分構造として従来のオンラインハイブリッドでは適用が難しかった液体貯蔵タンクの模型を用いたサブストラクチャーハイブリッド振動台実験を実施した。免震液体貯蔵タンクを想定し、種々の免震装置パラメータの場合の地震時挙動が実験的に得られたことから、液体部分を含む構造システムの動的応答を調査する方法論として有効であることを示した。2.従来よりも複雑な非線形多自由度数値構造物モデルを計算サブストラクチャーとして使用した実時間ハイブリッド実験を実現するため、非線形多自由度系の応答解析を実時間で処理する制御ソフトウェア及び制御プログラムをPCとDSPを組み合わせたシステムの上に構築し、その実現性について調査した。

応答計算及び制御信号の出力のサンプリングレートを1kHzで行う場合、線形・非線形モデルともに20自由度まで、100Hzで行う場合は72自由度以上の実時間計算処理が可能であることを示した。3.さらに高汎用性を実現するため、従来のオンラインハイブリッド実験の枠組みを用いて簡易的に実時間オンラインハイブリッド実験を実現する、速度ベース載荷型のハイブリッド実験アルゴリズムについて基礎的な考察を行った。DSPを用いれば実現が容易であり、誤差特性等も良好であることを示した。
時間周波数平面上の成分移動による高耐性音声の研究と研究者用音声データベースの作成

音声の妨害音に対する耐性を高めて音提示する方法については,線形予測分析と変調スペクトル解析法を組み合わせ,母音部分の聴き取り向上と子音部分の聴き取り向上を別個に解決する方法を提案した.さらに,実験により提案法の有効性を示した.また,音響信号を時間周波数平面上に展開しその成分移動を行うことで聴き取りを向上させることが有効であることも示した.また,本課題では,音声の聴き取り実験を行うために作成し公開している独自の音声データベースを拡充することも目指した.当該期間中に,「1文字違い」音声セットと,「擬似的カーナビ」音声セットを充実させ,研究者が利用しやすい形で公開した.本研究の第一の目的である「騒音に対する耐性の高い拡声システム」の試作に関しては,本年度は以下の成果を得た.システムのハードウエア的な準備に関しては,FPGAシステムの拡充を行った.本年度よりCPUを内蔵したFPGAを取り入れ,時間周波数平面上での各点について一様に行う計算量が大きく単純な処理は論理素子とDSPブロックで行う方針は変わらないが,入力信号に対する適応化など,より上位の処理については,ソフトウエアで実現できるような枠組みを整えた.また,システムの実装に関する準備に関しては,本研究で中心的となっている現行アルゴリズムをFPGAシステム上への実装を試みた.FPGA上では固定小数点演算に限定されるので,各計算の結果を何ビットに制限するかというところに詳細な検討を必要とすることがわかった.システムでの処理アルゴリズムの検討に関しては,本年度は時間軸方向での成分移動に的を絞って研究を行った.その結果,聞かせたい音の時間軸移動の有効性について目処をつけ,どの程度の時間軸移動を行えばよいのかの検討にとりかかることができた.また,音声のフォルマント情報をもとに,特定のフォルマントを優先させて拡声する方法についても実験を行なってその有効性を検証した.本研究の第二の目的である「音声音響データベースの構築」に関しては,前年度までの一連の研究で得られた音声について,編集と整理を行うとともに,音響信号として音楽も加え,研究用音源として利用できるように編集を行った.本研究は2つの内容から成る.第一の内容である「騒音に対する耐性の高い拡声システム」に関しては,本年度は以下の成果を得た.まず,昨年度導入したCPUを内蔵したFPGAシステムに,AD変換器,DA変換器基板を設計・製作して付加し,システムの拡張を行った.さらに,CPU部分とFPGAロジックセル部分の通信部分については研究グループとしては初めての取り組みであるので,簡単な通信からはじめて種々の方式を試み,ノウハウを蓄積することを心がけ,今後の研究遂行に問題がないことが確認できた.また,研究の理論面や価値観の問題であるが,通常は音声関係の研究会で専門家の意見を聞いていたが,本年度は8月に実施された「騒音・振動研究会」の発表会で本研究の核心部分について発表し,騒音関係を専門とする研究者の意見を聞くことができ,今後の研究の方向付けに活かすことができた.一方,本研究の第二の内容である「音声音響データベースの構築」に関しては,昨年リリースした「1文字違い」の発話に加えて,本年度は「カーナビ音声」の発話もリリースした.文章の数は32で,サンプリング周波数44.1 kHzのビット深度16bitのデータとして誰でも利用できるように公開してある.今回公開した部分は,「右です」「左です」など,聞き落としてはいけないポイントが明確になっている音サンプルであるので,本研究を進めるにあたって役に立つだけでなく,全国の音声研究者や企業の研究者の方々からも利用されることを願っているおおむね順調と自己評価した理由は2つに分けられる.第一に,「騒音に対する耐性の高い拡声システム」の試作に関して,研究がぼ順調に進行しているからである.本課題では,ハードウエアの構築だけでなく,論理合成などのツールに関する使用方法のノウハウの修得も必要となる.どちらも非常に時間のかかる仕事であるが,一歩一歩,着実に進んでいる.また,最新のデバイスの使用が可能になってきており,これによって当初想定されていたよりも高い処理能力を持ったシステムとすることも見えてきた.さらに,現時点までに,特に問題になりそうなことは解決してきたので,この先も順調に進めるであろうとの見込を持っている.また,第二の研究内容である「音声音響データベースの構築」に関しても,本年度も新しいデータベースセットをひとつ公開できた.昨年度に続き,連続で新しいデータベースセットを公開し,それはすでに外部からも利用可能になっていることから,こちらについても概ね順調に進行していると自己評価した.本課題は2つの目標を設定して実施した。第一の目標は、音響信号の妨害音に対する耐性を高める方法を開発し、妨害があっても聴き取り易い音提示法を提案し、その提案法に基づきシステムを試作し効果を実証することであった。昨年度までの研究で、FPGAシステムにAD/DA変換器を付加したシステムをすでに構築してるが、本年度はこのシステム上で実現するアルゴリズムについて検討を加えた。妨害音に耐性を持つ音を生成しようとすると、不自然感の増大を招くという問題があった。これに対処するため、時間周波数平面上で音エネルギーの成分移動を行う方法を新たに考案し、実験によってその効果を確かめた。この方法は、音声の成分を時間周波数平面上で一定時間継続する主要な成分と、それ以外の成分に分割して、前者の中で、混合音を聴取したときに不自然感をもたらすと判定された成分を、時間周波数平面上で成分移動させる手法である。成分移動すべきかの判定手法を検討し、成分移動が十分有効であることを示すことができた。

この手法は単に騒音に耐性の高い拡声システムだけでなく、一般的な信号混合にも有効であるという見通しが得られ、今後の新しい研究目標の設定にもつながった。本課題の第一の目標は、研究者用音声データベースの作成とその公開であった。本年度は、公開ページを編集し、必要なデータをより見つけやすくなるように改善した。また、利用状況についても調査した。2016年度後半において、2ヶ月で600程度のアクセスがあり、音声ファイルは、70本程度がダウンロードされていた。またデータベースを利用して聴覚心理実験の研究に利用したというメールを研究者からいただくことができ、広帯域でコンプレッサ処理など人工的な操作が施されていない音声データベースとして本データベースが貴重であるとの評価をいただいた。以上より、本データベースは有効に活用されていると判断している。音声の妨害音に対する耐性を高めて音提示する方法については,線形予測分析と変調スペクトル解析法を組み合わせ,母音部分の聴き取り向上と子音部分の聴き取り向上を別個に解決する方法を提案した.さらに,実験により提案法の有効性を示した.また,音響信号を時間周波数平面上に展開しその成分移動を行うことで聴き取りを向上させることが有効であることも示した.また,本課題では,音声の聴き取り実験を行うために作成し公開している独自の音声データベースを拡充することも目指した.当該期間中に,「1文字違い」音声セットと,「擬似的カーナビ」音声セットを充実させ,研究者が利用しやすい形で公開した.第一の目的である「騒音に対する耐性の高い拡声システム」の試作に関しては,研究はほぼ順調に進行している.システム試作には,ハードウエアの構築と,論理合成などの実装技術やノウハウの修得,そして,搭載するアルゴリズムに関する検討が必要となる.ハードウエアの構築に関しては,軽量で柔軟性に富むデバイスを採用する方向と,最先端のデバイスを採用する方向の両面で研究を進めており,今後のどのような展開にも対応できる体制にある.実装技術やノウハウの修得についても,新しいデバイスを使いこなし,たFPGAの開発ツールが一新されたが,それにも追従して使いこなすことができている.搭載するアルゴリズムに関する検討については,間軸移動の方法について検討し,またフォルマントの検出と利用の技術についても,ソフトエア的な研究ツールを構築して,今後の研究をより効率良く行える準備が整った.第二の目的である「音声音響データベースの構築」に関しても,本年度は音声の収録こそ行わなかったものの,既存の音声の編集や利用方法の検討を進め,また,研究に利用できる音楽のデータを追加するなどしており,進展していると自己評価している.以上より,研究初年度として十分な研究成果が達成がされたと自己評価している.以上のように研究は予定どおりに進行していると考えており,今後の大きな予定変更は考えていない.最終年度にあたる次年度も当初の計画どおりに着々と研究を進めて行く予定である.システムの試作としては,どのような規模にするのか,どのような演算速度まで狙うのかなどの落とし所を決めなければならないが,すでに有益な知見をいくつか得ているので,迷わずに進むことができると考えている.
トランシーバーによる熟練教員の発話の聴取が新人教員の授業に与える効果に関する研究

1研究目的本研究では新人教員が主となるTTの授業形態において,同時通話のできるトランシーバーを用いて先輩教員の発話を新人教員に聴取可能にした。先輩教員が新人教員の授業内容を支援したり,学習者の学習状況を可視化したりすることが,新人教員の授業意識や指導技術に与える効果について検証する。2研究方法TTの授業形態で新人教員が主,先輩教員が副を担当し,授業を行う。授業中は同時通話のできるトランシーバーを装着し,互いの発話を聴取可能にする。先輩教員の発話内容は,授業内容についての助言や学習状況の共有化である。毎時間終了後に,授業内容をインタビュー形式で振り返る。通話を聴取可能にするために両者が同時通話のできるトランシーバーを装着して授業を行い,発話が常に聞こえる状態にする。先輩教員の助言を新人教員が判断して授業に取り入れることで,主体的な授業改善につながると考える。新人教員の授業意識や指導技術にどのような効果があったか明らかにするため,学習者の行動や学習者と新人・先輩教員による授業評価アンケート,インタビューを記録する。3研究成果現職教員アンケートからは,授業前半と後半を比較して全ての項目で有意差が見られた。PAC分析からは,目標,学習,評価の観点から具体的な授業の流れを考え,学習者が主体となる授業展開を心掛けるように授業意識が変化したことが明らかになった。発話分析からは,新人教員の「非教授」の発話が増加し,「非教授」に関する発話の中から「交流・比較」に関する発話の割合が増加したことが明らかになった。リフレクション分析からは,新人教員が先輩教員の指導補助や学習状況の共有化により、自己判断しながら授業展開の修正を促す効果が得られたことが明らかになった。以上から,本研究が授業時において,学習者の学習状況に即応して指導する技術を学ぶことのできる有効な新人教員研修の方法であることが示唆された。