hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
極細繊維を結索可能とする結索機と結索技術の開発

1.研究目的割型に結び目経路を形成し、この経路に紐を挿入し結び目を得る方法を用いた結索技術の開発を、2010年から行っている。しかし、これまで結索対象は直径1mm以上の紐やロープであった。本研究においては直径0.2mm以下の極細繊維を結索対象とした結索技術と結索機の開発を行う。2.研究方法1)「止め結び」「本結び」に比べ結索力の強い、「ユニノット」結び目経路を持つ割型の設計製作を行い、割型とカーボンナノファイバー(CNT)紡績糸(φ0.03mm)、PEライン(φ0.06mm、φ0.2mm)、綿糸(φ0.2mm)を用いて割型経路への索条導入実験を行い、通過特性、型開閉手順データを収集した。2)装置自動化に必要な索条検知センサーの選定を行うため、試験経路と数種のセンサーを用い、索条検知実験を行った。(使用センサー:レーザーファイバーセンサー2種、画像識別センサー1種)3)センサー選定後、収集した型開閉手順データを基に、結索装置の設計製作を行った。装置の駆動にはエアーシリンダーを用い、制御にはPLCを用いた。索条検知センサーは2カ所に設置が必要であるが、選定したセンサーは非常に高価であるため、1個のセンサーをエアーシリンダーにより移動させて検知する機構を設計した。索条把握に関して、特にCNT紡績糸については把握が難しいため、ジュラルミンと樹脂を精密加工し、それをエアーシリンダーで圧迫し把握する方法を考案した。3.研究成果索条検知において、PEライン、綿糸については全てのセンサーで検知可能であったが、CNT紡績糸においては、画像識別センサーでのみ検知可能であった。索条把握は全ての索条で良好な結果を得た。自動結索はCNT紡績糸、綿糸で成功した。しかしCNT紡績糸においては、割型精度や開閉機構の問題から、経路導入の再現性が得られなかった。今後、割型の精度向上や開閉機構の設計改良を行い、装置の実用化を目指す。
懸濁性物質が水環境中の微量化学物質輸送に果たす役割に関する調査研究

1.貯水池,流入河川,導水路水の基本的な水質,農薬濃度および変異原性(Ames test)の季節変化特性を通年調査により解明した.河川では,溶存態の場合変異原性はほとんど陰性であったが,5月から8月にかけて陽性あるいは擬陽性となることがあった.懸濁態では+S9mixの条件で擬陽性あるいはコロニー数が増加したのち成育阻害が見られる場合が少なからずあった.導水路,貯水池のサンプルでは変異原性が認められることが河川よりも少なかった.農薬は田植え期を中心に数種類のものが検出されたが,懸濁性物質に吸着された農薬の検出頻度は低かった.また,変異原性との関連は不明確であった.2.河川において降雨時,降雪時の調査を3回実施した.流量増加時などにおいて懸濁態のサンプルで変異原性が認めらたが,時間的な変動も大きかった.5月の溶存態サンプルでは除草剤のPretilachlorなどが検出されたが、変異原性は陰性であった.3.森林域からの流出水の降雨時流出特性を解明した.溶存態サンプルの変異原性は一部の生育阻害を除いて陰性であった.懸濁態サンプルでは流量増加後に擬陽性となったほか生育阻害も認められた.4.降水の通年調査を実施した.溶存態の11月から2月のサンプルで変異原性が認められることが多かったのに対し,5月から9月のサンプルでは変異原性がないか弱い傾向のときが多かった.また,代謝活性化により変異原性が弱まる傾向にあった.懸濁態では陰性が多かったが、冬季に陽性となることがあった.降水が変異原性を示すのは多環芳香族炭化水素やそのニトロ誘導体によるものと考えられ,その解明は今後の課題である.5.実験的に検討した結果,降水の土壌カラム流出水では変異原性が弱まる傾向にあった.1.貯水池,流入河川,導水路水の基本的な水質,農薬濃度および変異原性(Ames test)の季節変化特性を通年調査により解明した.河川では,溶存態の場合変異原性はほとんど陰性であったが,5月から8月にかけて陽性あるいは擬陽性となることがあった.懸濁態では+S9mixの条件で擬陽性あるいはコロニー数が増加したのち成育阻害が見られる場合が少なからずあった.導水路,貯水池のサンプルでは変異原性が認められることが河川よりも少なかった.農薬は田植え期を中心に数種類のものが検出されたが,懸濁性物質に吸着された農薬の検出頻度は低かった.また,変異原性との関連は不明確であった.2.河川において降雨時,降雪時の調査を3回実施した.流量増加時などにおいて懸濁態のサンプルで変異原性が認めらたが,時間的な変動も大きかった.5月の溶存態サンプルでは除草剤のPretilachlorなどが検出されたが、変異原性は陰性であった.3.森林域からの流出水の降雨時流出特性を解明した.溶存態サンプルの変異原性は一部の生育阻害を除いて陰性であった.懸濁態サンプルでは流量増加後に擬陽性となったほか生育阻害も認められた.4.降水の通年調査を実施した.溶存態の11月から2月のサンプルで変異原性が認められることが多かったのに対し,5月から9月のサンプルでは変異原性がないか弱い傾向のときが多かった.また,代謝活性化により変異原性が弱まる傾向にあった.懸濁態では陰性が多かったが、冬季に陽性となることがあった.降水が変異原性を示すのは多環芳香族炭化水素やそのニトロ誘導体によるものと考えられ,その解明は今後の課題である.5.実験的に検討した結果,降水の土壌カラム流出水では変異原性が弱まる傾向にあった.1.富山県の和田川ダム貯水池,流入河川・導水路水中の農薬,変異原物質およびSS,CODなど基本的な水質の季節変化特性を週1回月1回定時の通年調査により解明した.変異原性はAmes Test(TA98,TA100;S9mix添加,無添加)により分析した.河川では,溶存態の場合5月から8月にかけて陽性あるいは擬陽性となることがあった.懸濁態では+S9mixで擬陽性あるいはコロニー数が増加したのち生育阻害が見られる場合が少なからずあった.導水路,貯水池のサンプルでは変異原性が認められる頻度が河川よりも小さかった.農薬は田植え期を中心に数種類のものが検出されたが,懸濁性物質に吸着された農薬の検出頻度は低かった.また,変異原性との関連は不明確であった.降水中の農薬,変異原物質,基本的水質について季節変化特性を解明した.変異原性に関しては,溶存態の場合,ほとんど陽性あるいは擬陽性であった.また,代謝活性化により変異原性は弱まった.懸濁態では陰性が多かったが,懸濁物量が多いときは陽性となることがあった.農薬の検出頻度は小さく,また,変異原性との関連は不明確であった.河川の降雨時調査を実施し,時間変化特性を明らかにした.懸濁態のサンプルで変異原性が認められたが,時間的な変動も大きかった.農薬使用量の多い時期ではなかったので,田植え期等に再調査を実施する必要がある.1.富山県の和田川において降雨時調査を実施し,農薬,変異原物質および基本的な水質の時間変化特性を解明した。農薬は流域での使用量の多い15種類を分析した。

変異原性はAmes Test(Salmonella typhimurium TA98,TA100菌株:S9mix添加,無添加)により分析した。調査は1995年5月と7月の2回実施した。5月の溶存態サンプルでは除草剤のPretilachlorなどが検出されたが,変異原性は陰性であった。懸濁態サンプルの変異原性試験ではTA100・+S9mixで流量増加後に生育阻害となったほかは陰性であった。7月は記録的な豪雨の期間中での調査となったため,希釈効果により農薬はすべて定量限界以下となった。溶存態サンプルの変異原性試験では生育阻害の認められる場合があった。懸濁態サンプルでは流量増加後に変異原性が擬陽性となる場合があった。2.森林域からの流出水の降雨時流出特性を解明するため,庄川水系の小河川を対象に1995年11月に調査を実施した。溶存態サンプルの変異原性試験では生育阻害の認められる場合があったが、それ以外ては陰性であった。懸濁態サンプルでは流量増加後に擬陽性となったほか生育阻害も認められた。3.降水中の農薬,変異原物質,基本的水質について季節変化特性を解明するため,1995年5月,7月,11月に調査を実施した。溶存態サンプルの場合,5月と11月に変異原性が認められたが,7月は豪雨による希釈効果などのため変異原性は陰性であった。代謝活性化により変異原性は弱まった。懸濁態サンプルでは陰性が多かった。変異原性の発現は多環芳香族炭化水素類によるものと考えられ,その解明は今後の課題である。変異原性のある降水が流出・流下過程で変異原性陰性となる機構を解明するため,土壌吸着に関して実験的に検討した結果,土壌カラム流出水では変異原性が消失した。
新型インフルエンザ・パンデミックにおける「往診システム」の検証

医療従事者は、H5N1のパンデミックが起こったと仮定したとき「いつも通り出勤する」は368名(19%)に対して「病院に出勤しない」は211名(11%)であった。この調査から、10%の医療従事者の人材が不足することがわかった。また地域住民の多くが「医療を受けられないのではないか」という点を不安に思い、90%近くの人は「往診システム」に賛成していた。また独居者のほとんどは高齢者で、3人に1人は移動手段を持っていないことが明らかになった。平成22年度は、「新型インフルエンザ対応に関する病院勤務者の態度を決める心理社会的要因について」の調査をまとめ、学会に発表を行った。【背景】2009年春以降、世界中で豚由来インフルエンザウィルス(S-OIV)によるA/H1N1の流行があり、WHOのフェーズ6が発令された。H5N1によるパンデミックでは、H1N1以上に医療の需要が増し、医療現場の混乱が予想される。【目的】本研究の目的はH5N1パンデミックの時に、医療従事者をいかに確保するかについて明らかにすることであった。【方法】2008年812月、京都、大阪、兵庫の5つの私立病院と1つの公立病院のすべての職種の病院勤務者(医師、看護師、薬剤師、作業療法士、理学療法士、臨床検査技師、事務員など)への悉皆調査をおこなった。【結果】3,152名中1,975名から回答を得た(62.7%)。204名(10.6%)は「病院には来ない」、363名(18.8%)は「いつもどおり出勤する」を選択し、504名(26.1%)は「病院には来るが、インフルエンザ患者の対応はしない」、857名(44.5%)は「条件が整えば業務を行う」と回答した。条件ではPPEの支給(80%)休業補償(69.3%)が挙げられた。また新型インフルエンザに対する「感情」面に関する回答から因子分析を行い、病院従事者には新型インフルエンザに対して「怒り」「不安」「恐怖」「傍観」の4つの因子が抽出された。パンデミックに対する態度別にこれらの因子得点を分散分析で比較したところ、「いつもどおり出勤する」と回答した群が有意に不安と恐怖の得点が高く、「病院には来るがインフルエンザ患者対応はしない」群が有意に怒り得点が高かった。【考察】不安や恐怖を感じながら約20%の病院勤務者が通常通り病院に来ると回答する一方で、約45%の人は冷静に条件の整備されるのを望んでおり、25%の人が怒りを感じながら「病院には来るがインフルエンザ患者の対応はしない」と回答していた。パンデミック対応については、事前に病院勤務者の勤務条件の整備といった具体的な準備が望まれる。パンデミック時の医療リソースを明らかにするため、医療従事者の意識に関してまず調査を行った。この結果は内外の学会で発表するとともに、学会誌でも投稿しており、現在印刷中である。この研究は2008年9月から12月に行われた。6つの病院の全職員3,152名に質問票を送付し、2,017名から回答を得た。211名(11%)はパンデミック時に病院に来ない「出勤拒否群」で1750名(89%)は「出勤群」であった。両群で年齢、性別の分布、職種による分布に有意な差は認められなかった。自宅が遠くなるほど、出勤する人の割合は低くなる傾向があり、一人暮らしの人は同居の家族がいる人に比べて、出勤すると回答していた。この研究から、病院での何らかの取り組みは、職員の出勤率を上げる傾向があることが明らかになった。さらに昨年度には、住民がH1N1パンデミックの際にどのような受診行動をとったかについて、京都のベットタウンであるK市のある地区で悉皆調査を行っている。研究計画では、葬祭業者を含む他業種への調査であったが、葬祭業者などの業者は数が限定され、特定されることで適切でないと判断した。また、住民の悉皆調査を行って、実際の行動を明らかにする方が研究上意味があると判断し、住民調査に切り替えた。調査は11,183戸に対して質問票を戸毎に配布する方法で行われた。回収率は19.8%であった。現在、データの入力を終えており、これから解析をするところである。結果は、国内外の学会で発表していく所存である。住民がH1N1パンデミックの際にどのような受診行動をとったかについて、京都のベットタウンであるK市のある地区で悉皆調査を行っている。

また、住民の悉皆調査を行って、実際の行動を明らかにする方が研究上意味があると判断し、住民調査に切り替えた。調査は11,183戸に対して質問票を戸毎に配布する方法で行われた。回収率は19.8%であった。2,217世帯中、独居世帯は164世帯(7.6%)であった。もっとも多いのが2人暮らしであり(743世帯、34.3%)、次が4人家族の507世帯(23.4%)であり、5人世帯までで全世帯の94.9%を占めていた。独居者の平均年齢は66.5歳(range:27-93歳)で平均居住年数は30年であった。このうち自動車免許を保持していないものは49名(30.0%)で、2009年5月から2010年3月の間に新型インフルエンザ(A/H1N1)にり患したものは5名で、全員が誰の付き添いもなく自力で病院に行っており、1人は徒歩で4人は自動車で行っていた。「地域での見守り」に対する住民全体の意見では、「大いに賛成」「どちらかというと賛成」を合わせると69%が賛成をし、反対という人は2%であったが、自らの家族構成あるいは家族の緊急連絡先を隣近所に知られたくないという人は7.2%あり、民生委員にでもどちらも知られたくないと14.2%が回答していた。このうち独居者は自身の家族について、約4人に1人は近所の人にも知られたくないと回答する一方で、連絡先も開示しても良いという人は半数に上っていた。「よそ者」感を感じつつも、防災訓練、夏祭り等の行事には参加して、隣近所とも良好な関係性を維持し、ちょっとした買い物を頼める人もいる。そういう独居者像が浮かび上がってくる。町への帰属性というよりは、近所付き合いの中で関係性を維持しているという実態が明らかとなった
素電荷を原子分解能観察可能な静電気力顕微鏡の開発

本研究では、『表面の電荷を素電荷レベルで安定に原子分解能観察できる静電気力顕微鏡を開発すること』を目的とした。特に、本年度は、静電気力を原子分解能で測定するための観察条件について理論的・実験的に検討する。また、静電気力を原子間力と完全分離し、表面構造と表面電荷を原子分解能で測定できることを実証した。具体的な成果は、下記のようになっている。1)表面の電荷を素電荷レベルで高分解能に測定するための観察条件の理論的検討静電気力を原子分解能で測定するためには、原子間距離に相当する間隔まで、探針先端を試料表面に近づける必要がある。そこで、表面の個々の素電荷を分離して観察するために必要なばね定数の大きさについて理論的に検討した。2)表面の電荷を素電荷レベルで高分解能に測定するための観察条件の実験的検討ガリウム砒素の(110)劈開面を加熱し、表面に点欠陥を生成させる。この点欠陥のもつ電荷を安定に原子分解能観察するために必要な引力勾配の大きさを実験的に解明した。3)原子配列構造と電荷の完全分離の実証n型のガリウム砒素の劈開面に酸素を吸着させると、イオン化した吸着酸素の周りに長距離電荷遮へい効果が現れることが知られている。そこで、この吸着表面を静電気力顕微鏡で測定し、酸素の吸着した表面の原子配列構造と電荷分布(具体的には、負にイオン化した吸着酸素とその周りの遮へい電荷)を原子レベルで完全分離できることを実証した。特に、本年度は、現有の静電気力顕微鏡の超高感度化し、同時に、静電気力と原子間力とを完全分離する回路を設計・製作した。また、清浄で先鋭な導電性探針を実現した。1)現有の静電気力顕微鏡の超高感度化微弱な静電気力を高感度に測定するためには、探針の振動振幅を安定に保持しながら、探針の共振周波数の変化を高感度に検出する必要がある。そこで、超安定な振動振幅と超高感度な周波数検出を実現した。2)静電気力と原子間力の完全分離回路の設計・製作試料表面の結晶構造と帯電電荷の分布とを分離するため、現在は、交流変調法を用いて、表面に働く原子間力と帯電電荷による静電気力とを分離しているが、さらに時分割法を併用することにより、原子間力と静電気力とを完全分離できるようにした。3)先鋭で清浄な探針の実現静電気力を原子分解能で安定に観察するためには、原子レベルで先鋭で清浄な探針を使用することが極めて重要である。そこで、現有の静電気力顕微鏡に探針の清浄度と先鋭度を評価する装置を用いて、清浄で先鋭な探針を実現した。

3)原子配列構造と電荷の完全分離の実証n型のガリウム砒素の劈開面に酸素を吸着させると、イオン化した吸着酸素の周りに長距離電荷遮へい効果が現れることが知られている。そこで、この吸着表面を静電気力顕微鏡で測定し、酸素の吸着した表面の原子配列構造と電荷分布(具体的には、負にイオン化した吸着酸素とその周りの遮へい電荷)を原子レベルで完全分離できることを実証した。
分子性導体のモデルとしての低次元強相関電子系の基底状態および有限温度の理論的研究

本研究では、高温超伝導の研究を通して理解されつつある強相関電子系の特異なふるまいが、分子性導体ではどのように出現するのかという点を追求することが主な目的であった。高温超伝導の研究過程で開発された手法を大いに活用して、実際の分子性導体に即したモデル等を用いて基底状態での性質を調べた。1.電子格子相互作用と電子相関両方を持つPeierls-Hubbardモデルを用い、電子数、相互作用の強さを変えたときの相図を調べた。特にPeierls転移による格子のdimerizationが、電子間相互作用によってどのように変化するか調べた。弱相関の領域ではボゾン化の方法を適用し、電子数密度の関数としてdimerizationが消滅する様子を明らかにした。また強相関の領域ではU=∞での波動関数の形を仮定して同様に調べた。2.一次元で実現すると考えられている朝永・ラッティンジャー液体を実験的に確認するためには、どのような物理量を調べればよいのか議論した。特に一次元メゾスコピック系での電気抵抗の温度・電子数依存性を調べ、朝永・ラッティンジャー液体による異常な振舞の可能性を見出した。3.擬一次元系において、スピンと電荷の分離がどのように現れるか調べた。特にグリーン関数を摂動論によって調べ、エネルギーの関数としてどのように振舞のか明らかにした。エネルギーが高い場合にはスピンと電荷の分離がみられ、エネルギーが低い領域では通常のフェルミ液体のような振舞が見られることが明らかになった。4.一次元電子系の基底状態は、特殊な場合を除いて明らかになっていない。そこで、変分モンテカルロ法によって、基底状態をよく再現するような変分関数を開発し、強相関領域に特有な状態を理解する助けとした。
国家の立地と経済発展

本研究の目的は二つである。一つは、国家に関するマイクロジオデータを用いて、国家の立地を視覚化する。具体的には、国家が統治および公共財を提供するために建設した庁舎、病院、学校、道路など広義の公共施設の内、もっとも重要かつ基本的な道路の整備状況を図式化することにより、国家の立地を視覚化する。二つ目は、世界規模でFAOがGAUL定めたADM2レベルの行政区別に道路の整備状況を表す集積・空間自己相関指数および部門別のGRP(Gross Regional Products)を計算し、そして、これらの指数と経済活動の水準の関係を推計する。27年度が最終年度であるため、記入しない。1は国家に関するマイクロジオデータを用いて、国家の立地を視覚化することである。具体的には、主な共同体・組織である国家が、統治及び公共財を提供するために建設した庁舎、病院、学校、道路など広義の公共施設の内、もっとも重要かつ基本的な道路の整備状況を図式化することにより、国家の立地を視覚化する。2は世界規模で最少行政区別に道路の整備状況を表す集積・空間自己相関指数及び部門別のGRP(Gross Regional Products)を計算し、そして、これらの指数と経済活動の水準の関係を推計することである。本研究ではビッグデータを扱うため、分析作業には1環境(ハード)の整備、2データの整備、3先行研究の調査、4仮説の検証、そして、5研究成果のアウトプットであるが、2014年度では、1、2と3を行った。1については、数千ギガバイトに上る世界規模の時空間データを処理するため、研究室から他機関にあるスパコンにアクセスし、データ処理・分析が可能な環境を整備した。2では国内外の無償・有償な空間データを収集し、そして、本研究の分析単位であるサブ・ナショナルな地域データに集計した。3では、国家建設及び経済発展に関する先行研究を、経済学に限定せず、政治学、歴史学、文化人類学、自然科学など、学際的な調査を行った。2015年度に行う予定の仮説検証、論文執筆に向けた作業がほぼ完成した状況である。環境整備、データ作成、先行研の調査が予定通り進展しているためである。本年度内の作業は、まず、仮定している仮説の検証、論文執筆、ディスカッションペーパーとしての公開、そして、学会での報告である。その後は、これらの過程で得られるコメントなどを参考に、改良した論文をジャーナルへの投稿が目的である。ただし、後者は本年度内に完了しないこともある。
モバイルクラウドブロードバンド型の聴覚障害者用遠隔教育・コミュニケーションの研究

筆者らは、発話内容をリアルタイムで速記用キーボードやパソコン要約筆記で入力することで、受講者の漢字の読み能力に応じた難読な漢字のみにルビ、又は括弧付きの読みを自動的に付加して字幕を提示する聴覚障害者のためのリアルタイム字幕提示システムを開発した。リアルタイム字幕は、Hi-Fiアクセスポイントを用いることで実際の視野に重ねてシースルーメガネ型ディスプレイやAndroid OSやiOSを搭載したスマートフォン、タブレット端末でも同時に提示可能である。又、リアルタイム字幕は、仮想専用サーバを用いることで遠隔地からでも入力可能である。今年度の研究実績は、次の通りである。1.平成24年度映像情報メディア学会年次大会に参加し、本研究に関わる最新の研究動向と、資料を収集した。2.国内で開催された様々な展示会を見学し、モバイル機器、IT関連機器等に関する最新の情報、動向と資料を収集した。3.日本教育工学会第28回全国大会において、「マルチモバイル端末向け学年別ルビ付き文字逐次提示システム」という題目で、ポスター発表を行った。その内容は次の通りである。遠隔地で話者の音声を聞きながら速記キーボードに入力された文字列に、難読な漢字のみに自動でルビを付加してスマートフォンや"Googleタブレット"等の"Android"端末、最新の"iPhone5"等の"iOS"のosを搭載した様々なスマートフォン、タブレット端末やパソコンにも提示できるマルチモバイル端末向けの情報支援システムを開発した。このシステムの機能は、視聴者の漢字の読み能力に応じて、すべての漢字にルビを振る全ルビ、小学1年6年、中学、高校までの中から1つを設定できる。また、モバイル端末に提示する文字サイズ、スクロール速度,文字更新間隔も数種類の中から視聴者が自由に設定できる。4.本研究で活用している速記入力用のキーボードやパソコン要約筆記"IPTalk"で入力した文章を自動で難読な漢字のみにルビを生成する学年別ルビ付加ソフトを、"Microsoft Xp"のOSから最新のパソコンOSである"Microsoft Windows8"や"Microsoft Windows7"に対応させるようバージョンアップと機能改善を行った。1.国内で開催された様々な展示会を見学し、(1)スマートフォンやタブレット端末等のモバイル機器、(2)Wi-Fiアクセスポイント等のIT関連機器、(3)映像機器等に関する最新の情報、動向と資料を収集した。2.遠隔地で話者の音声を聞きながら速記キーボードやパソコン要約筆記で入力した文字列に、難読な漢字のみに自動でルビを付加して提示するマルチモバイル端末情報支援システムを次のような最新の携帯端末でも対応するようにした。対応した具体的な端末は、(1)“Android 4.3"のOSを搭載したスマートフォン、(2)“Android 4.1"のOSを搭載したタブレット端末、(3)“iOS 7"のOSを搭載したタブレット端末である。3.速記キーボードやパソコン要約筆記で入力した文字列の中で難読漢字のルビ文字を生成するソフトを、学年毎に設定したパソコンで稼働させルビ文字生成の処理を行うものから大幅に改良・改善し、パソコン1台のみで、小学1年6年、中学以上の学年すべてに対し、ルビ文字生成の処理を行えるようにした。このことで、例えば小学1年6年の学年に対応したルビ文字を生成する場合は、旧ソフトでは6学年分で6台のパソコンが必要となるが、新ソフトでは1台のパソコンで小学1年6年の学年すべてに対しルビ文字生成を実行できるようになった。1.国内で開催された様々な展示会を見学し、(1)マートフォンやタブレット端末等のモバイル機器、(2)ヘッドマウントディスプレイ等のウェアラブル機器、(3)Wi-Fiアクセスポイント等のIT関連機器、(4)映像機器等に関する最新の情報、動向と資料を収集した。2.民生用として販売されているWi-Fiのアクセスポイントを用い、情報保障を実施する場所での入力や遠隔地でも速記キーボードやパソコン要約筆記「IPtalk」で入力した文字列をリアルタイム字幕として実際の視野に重ねてシースルーメガネ型ディスプレイ(以下、HMDと略す)に提示できるマルチモバイル端末情報支援システムを開発した。更にこのシステムを改良し、Android OSを搭載したスマートフォンやタブレット端末でもHMDと同時にリアルタイム字幕を提示するシステムを開発した。本システムは同時に十数台のHMD等の携帯端末にリアルタイム字幕を配信する機能を有する。また、入力されたリアルタイム字幕は視聴者の読字力に合わせ、漢字の後に括弧付きで読みを自動的に付加できる。読みを付加する漢字はすべての漢字に読みをつける全読み、小学1年6年、中学、高校までの中から1つを設定できる。3.前記のシステムを平成26年度2学期本学産業技術学部1学年の講義「情報保障技術とコミュニケーション」において、総合デザイン学科15名を対象にHMDとスマートフォンを用いた文字提示の情報保障に関する質問紙調査を実施した。パソコン要約筆記は講義室内で3名が担当し、HMD(MOVERIO BT-200)7台、スマートフォン3台とタブレット4台は、講義中順次学生に手渡し視聴させた。

1.国内で開催された様々な展示会を見学し、(1)スマートフォンやタブレット端末等のモバイル機器、(2)ヘッドマウントディスプレイ等のウェアラブル機器、(3)Wi-Fiアクセスポイントやモバイルルーター等のIT関連機器、(4)映像機器等に関する最新の情報、動向と資料を収集した。2.電気通信大学で開催された日本教育工学会第31回全国大会に参加し、「シースルーメガネ型ディスプレイリアルタイム字幕提示システム」について、ポスター発表を実施した。3.仮想専用サーバである「さくらのVPS」とスマートフォンのデザリングやモバイルルーターを用いることで、遠隔地で話者の音声を聞きながら、速記キーボードやパソコン要約筆記「IPtalk」で入力したリアルタイム字幕を実際の視野に重ねてシースルーメガネ型ディスプレイ(以下、HMDと略す)に提示するユーザビリティ型リアルタイム字幕付きウェアラブルモバイルシステムを開発した。更にこのシステムを改良し、Android OSやiOSを搭載したスマートフォンやタブレット端末でもリアルタイム字幕を提示できるようにした。4.平成27年度2学期本学産業技術学部1学年対象の講義「経済学」において、受講学生16名を対象にHMDとスマートフォンを用いたリアルタイム字幕提示の情報保障に関する質問紙調査を実施した。講義の前半は、小学3年に設定した漢字の読みを括弧付きで付加し、後半は漢字仮名交じりのみで提示した。HMD(MOVERIO BT-200)5台、スマートフォン2台とタブレット4台は、講義中順次学生に手渡し視聴させた。筆者らは、発話内容をリアルタイムで速記用キーボードやパソコン要約筆記で入力することで、受講者の漢字の読み能力に応じた難読な漢字のみにルビ、又は括弧付きの読みを自動的に付加して字幕を提示する聴覚障害者のためのリアルタイム字幕提示システムを開発した。リアルタイム字幕は、Hi-Fiアクセスポイントを用いることで実際の視野に重ねてシースルーメガネ型ディスプレイやAndroid OSやiOSを搭載したスマートフォン、タブレット端末でも同時に提示可能である。又、リアルタイム字幕は、仮想専用サーバを用いることで遠隔地からでも入力可能である。様々な機能を有する聴覚障害児・者のための情報支援システムの開発は、当初の計画以上に進展し、聴覚障害者を教育の対象とした本学産業技術学部の講義場面等での情報保障として、実用レベルまで研究・開発が進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。教育工学1.シースルー眼鏡型ヘッドマウントディスプレイ、スマートフォンやタブレット端末に、リアルタイム字幕やマルチメディアコンテンツを配信するするシステムをWi-Fiマルチキャストアクセスポイント対応の手法と携帯端末に内蔵されているSIMカード通信による手法にも対応させる。2.各社がプレリリースしているシースルー眼鏡型ヘッドマウントディスプレイやiOSを搭載したiPhoneやiPad等にもリアルタイム字幕等を提示する機能を追加することで、ユーザにとってより利便性が高い環境を整備する。3.視聴者が装用する個々の透過式メガネ型ウェアラブル端末毎にリアルタイム字幕の提示形式を自由に設定できるようにする。
大和における神仏分離史料の収集と研究

本研究課題のうち史料の収集については次のような成果があった。1.奈良県行政資料では、明治元年10年の神仏分離関係資料の写真をデジタル写真として収集し、その内容を検討した。2.元興福寺承司家である「中村雅夫家文書」の整理は、本研究の中心的な作業であった。約2万点の文書をすべてラベル貼付し、目録の作成と写真撮影を行なったが、目録の作成は未完成であり写真は部分撮影であった。3.すでに収集している神仏分離関係文書のうち、奈良県田原本町の「森屋神社文書」は量質とも大きなものであり、目録の作成と内容の研究をおこなった。研究では、「中村雅夫家文書」と「森屋神社文書」の研究を行なった。その結果1.興福寺春日神社の神仏分離は、政府の指導よりむしろ興福寺が自ら進めた。また神仏分離後の神事作法はそれまでの伝統的な作法を無視して神祇官の作成した作法で行われた。2.村落の神仏分離は、行政の力を背景にして地域の中核的な神社を中心に、新たに再編する形で神仏分離が進められた。しかし住民の抵抗もあり、中途半端に終わった。3.神仏分離の時期は、興福寺の場合は明治元年から5年、村落寺社は明治4年から7年に実施されており、最終的にはいずれも明治10年に終了した。以上の研究成果のうち、1は報告書に掲載した。今後は、「中村雅夫家文書」の目録作成と研究を継続して進めており、また収集した神仏分離関係文書の目録作成と研究も進める。本研究課題のうち神仏分離関係資料の収集では、奈良県行政資料、中村雅夫家文書の整理、すでに研究グループで収集している資料のなかで神仏分離に関するものの収集という三つの方法で進めている。資料の収集と目録の作成のために、マイクロカメラとパソコンを購入した。奈良県行政資料とは、奈良県庁文書で現在奈良県立図書館が保管している文書である。このなかには寺社関係文書が膨大な量で残っている。このうち明治元年明治10年分は、研究代表者が以前マイクロ写真で撮影したままになっている。そのうち特に本研究に関連のある文書の目録化を進めるとともにデジタル写真化している。今後プリントし、研究グループに配付して研究利用に供することにしている。また奈良興福寺承仕の家であった中村雅夫氏所蔵文書は、江戸時代から明治にかけての春日大社興福寺関係の文書群であり、著名な割に史料の少ない興福寺の神仏分離史料が多く含まれている。本年度はこの文書群を借用し、補助員を雇用してラベル貼付とマイクロ写真撮影、目録の作成を進めている。さらにすでに写真撮影を済ましているが、まだ未紹介または未利用の奈良県下の寺院神社などに所蔵されている神仏分離関係史料がいくつかあり、これをデジタル写真化して、内容の検討を行っている。神仏分離関係資料の研究では、今年度は本研究の初年度で、研究分担者と協力者計6人が3回集まって研究会を開き、具体的な研究計画と文書の整理法の検討を行うとともに、各人の研究の報告会を行った。本研究課題は、神仏分離史料をひろく収集して今後の研究のために広く公開し、この分野の研究発展に寄与することにある。史料収集は、奈良県行政資料、中村雅夫家文書の整理、すでに研究グループで収集している史料のなかから神仏分離に関するものを収集するという三つの方法で進めている。奈良県行政資料では、明治元10年の写真撮影分はすべてデジタル化を終え、特に関係のある文書の目録作成とプリンタによるプリントを行ない、筆耕原稿の作成を進めている。また部分的にCD=ROMを研究グループに配付し研究をすすめてもらっている。奈良興福寺承仕の家であった中村雅夫氏所蔵文書は、江戸時代から昭和にかけての膨大な文書群であり、そのなかには春日社や興福寺関係の近世近代文書が多数ある。現在は補助員によりラベル貼付、マイクロ写真撮影、目録の作成をすすめるなど文書整理を進めている。

一部の関係文書を選択してプリントを作成した。すでに収集している神仏分離関係文書のうち、もっともまとまった奈良県田原本町森屋神社文書は、森屋神社だけではなく付近の村落関係の幕末明治維新期の関係史料が多数あることがわかった。文書目録の作成は終了し、一部翻刻を行なっている。また吉野山関係文書もデジタル化を進めている。大和松尾寺文書は、内容の検討を進めている。それ以外も神仏分離関係のみの文書も継続して目録の作成と内容の検討を進めている。神仏分離関係資料の研究では、学内のグループでは3回ほど研究会を開いた。本研究課題は、神仏分離史料をひろく収集して今後の研究のために広く公開し、この分野の研究発展に寄与することにある。収集史料の整理は、奈良県行政資料の写真整理、中村雅夫家文書の整理、すでに研究グループで収集している史料という三つの方法で進めている。奈良県行政史料では、マイクロ写真のプリントと表題付け、一部筆耕を進めた。奈良興福寺の承仕家であった中村雅夫家文書は、全部で数万点という文書群であり、中世末から戦後まで、内容的には興福寺唐院関係、明治の奈良を代表する名望家で貴族院議員も勤めた中村雅真の日記などの文書や書籍、その後の家文書など多様な内容が含まれており、目録作成写真撮影を進めるとともに、専門分野毎に内容の点検や研究を行なった。すでに収集している文書では、奈良県内の「松尾寺文書」「吉野金峯山寺文書」「霊山寺文書」「石上神宮文書」「広瀬神社文書」「西大寺文書」「正暦寺文書」「笛吹神社文書」などの寺社文書と区有文書、個人の文書など数十ケ所の文書群のなかの神仏分離関係文書は、コピー版、デジタル写真版、写真版などあり、目録の作成と内容の検討を行なった。前年度にすでに目録作成を終えた「森屋神社文書」を合せ、かなりの数量になったので、すべての文書の目録を作成できたわけではない。今年度は本研究の最後の年度にあたるために、中村家文書の整理作業を補助員の助力により進めるとともに、中村家文書に所載されている興福寺春日大社に関する神仏分離関係文書の研究を中心に進め、報告書としてまとめた。
微小機器での活用をめざしたねじ歯車の適切な潤滑方法と負荷特性

近年,高精度・高強度な微小歯車の製作が可能となっており,有効的活用が期待される.しかし,微小歯車の負荷特性については系統的な評価がされておらず,有効に活用されていない.また,このような微小歯車は,省スペース性を犠牲にしないような潤滑条件で使用することが望ましい.本研究では,金属製微小ねじ歯車対の潤滑条件について検討した.具体的には,まず,ねじ歯車における潤滑条件を検討するために,一般的に利用されている大きさ(モジュール: 1)の金属製ねじ歯車対に対して,潤滑条件を変えて耐久試験を行った.つぎに,微小歯車における潤滑条件を検討するために,金属製微小平歯車対(モジュール: 0.2)に対して,潤滑条件を変えて耐久試験を行った.潤滑条件は,実験開始時の潤滑油の滴下,フッ素コーティングを施した歯車に対する無潤滑条件およびグリース潤滑である.一般的な大きさのねじ歯車の結果は,以下の通りである.1.フッ素コーティングは,ねじ歯車の高い接触圧力のため良い効果を示さず,短期間で損傷に至った.2.潤滑油滴下条件では,遠心力により潤滑油が飛散し,短期間で損傷に至った.3.グリース潤滑条件では,運転によって生じた摩耗粉がグリースに混ざったままとなり,その影響も含めて短期間で損傷に至った.微小平歯車の結果は,以下の通りである.1.フッ素コーティングは,微小平歯車においても効果が確認できず,短時間で損傷に至った.2.潤滑油滴下条件では,微小歯車であり遠心力が小さいため,比較的高速回転においても潤滑油が飛散しなかった.これらの結果から,微小ねじ歯車でも,潤滑油滴下条件が有効である可能性を明らかにした.また,グリース潤滑条件では,摩耗粉および周辺からの異物の混入対策が必要であることを明らかにした.さらに,フッ素コーティングの有効性は確認できなかった.近年,高精度・高強度な微小歯車の製作が可能となっており,有効的活用が期待される.しかし,微小歯車の負荷特性については系統的な評価がされておらず,有効に活用されていない.また,このような微小歯車は,省スペース性を犠牲にしないような潤滑条件で使用することが望ましい.本研究では,金属製微小ねじ歯車対の潤滑条件について検討した.具体的には,まず,ねじ歯車における潤滑条件を検討するために,一般的に利用されている大きさ(モジュール: 1)の金属製ねじ歯車対に対して,潤滑条件を変えて耐久試験を行った.つぎに,微小歯車における潤滑条件を検討するために,金属製微小平歯車対(モジュール: 0.2)に対して,潤滑条件を変えて耐久試験を行った.潤滑条件は,実験開始時の潤滑油の滴下,フッ素コーティングを施した歯車に対する無潤滑条件およびグリース潤滑である.一般的な大きさのねじ歯車の結果は,以下の通りである.1.フッ素コーティングは,ねじ歯車の高い接触圧力のため良い効果を示さず,短期間で損傷に至った.2.潤滑油滴下条件では,遠心力により潤滑油が飛散し,短期間で損傷に至った.3.グリース潤滑条件では,運転によって生じた摩耗粉がグリースに混ざったままとなり,その影響も含めて短期間で損傷に至った.微小平歯車の結果は,以下の通りである.1.フッ素コーティングは,微小平歯車においても効果が確認できず,短時間で損傷に至った.2.潤滑油滴下条件では,微小歯車であり遠心力が小さいため,比較的高速回転においても潤滑油が飛散しなかった.これらの結果から,微小ねじ歯車でも,潤滑油滴下条件が有効である可能性を明らかにした.また,グリース潤滑条件では,摩耗粉および周辺からの異物の混入対策が必要であることを明らかにした.さらに,フッ素コーティングの有効性は確認できなかった.
高分子ポリマー微粒子の超高速溶融・凝固プロセスの解明

本研究は、熱可塑性高分子ポリマー微粒子の超高速溶融・凝固プロセスを解明すべく、粒子内の粘弾性流動及び伝熱のメカニズムを実験的に明らかにすることを目的としている。本年度はラジアントフラッシュ定着(溶融)過程における単一実用トナー(高分子ポリマー)微粒子のふく射吸収特性を把握することに焦点を絞って研究を進めた。直径10μmの実用トナー粒子1個を、粒子と成分が等しい直径4μmの高分子繊維の先端に静電気にて付着させ、He-Neレーザーの平行光を照射し、溶融前の不定形粒子とわずかに溶融した後の球形粒子の散乱相関数を測定した。この場合、球形粒子については粒子内部のふく射吸収過程を含めたRay-Tracing法による理論値と比較することで吸収係数が見積もられ、その値は0.18(1/μm)であり、主成分がポリスチレンに近いと考えると複素屈折率は1.592-0.009iであることがわかった。さらに表面反射による散乱現象が支配的であり、それに1次の透過光が前方散乱を助長している。また、2次以上の透過光の寄与は小さく無視していることが明らかとなった。一方、溶融前の不定形粒子については粒子の外周近傍では前方散乱が強く、それ以外では拡散反射を呈する平板の性質に近い散乱位相関数が得られた。このモデルを構築することは容易ではないので測定された位相関数そのものを用いて先のふく射輸送を解析したが、実験との良好な一致は得られず、むしろ、散乱体が一様に分散された均質モデルを仮定し、Heneyey-Greensteinの近似位相関数を用いた解析手法がよく実験結果を説明できた。すなわち、不定形粒子層では単一粒子の特徴がそれ程強く反映さないことが明らかになった。
持続的硬膜外脊髄冷却システムによる脊髄保護効果の実験的検討

背景:冷却生食水注入ではなく、冷却カテーテルの硬膜外腔への留置による脊髄局所冷却法が大動脈手術の脊髄虚血に対して脊髄保護効果を持つかをブタ脊髄虚血モデルを用いて実験的に検討した。結果:大動脈遮断時、A群の脊髄温(31.7±0.6°C)はB群の脊髄温(37.8±0.4°C)より有意に低かった(p<0.0001)。sSEPの消失の開始は、大動脈遮断後A群で25.7±4.5分、B群で16.1±6.0分とA群で有意に長かった(p=0.0053)。sSEPの全消失時間はA群で7.4±3.8分、B群で19.7±7.3分とA群で有意に短かった(p=0.0002)。sSEPのは回復時間は大動脈遮断解除後、A群で3.2±1.7分、B群で5.8±2.2分とA群で有意に短かった(p=0.031)。A群のTarlov soreは4.7±0.5,B群は0.6±0.8とA群で有意に良好な回復が認められた(p=0.0017)。大動脈遮断中、有意な脊髄髄腔内圧の上昇は両群で認められなかった(A群,8.4±3.3mmHg ; B群,8.1±1.8mmHg)結論;冷却生食水注入をしない冷却カテーテルの硬膜外腔への留置による脊髄局所冷却法は髄腔内圧を上昇させることなく脊髄を持続的かっ選択的に冷却でき、虚血性脊髄障害にたいして保護効果をもつ。この方法は胸部大動脈瘤および胸腹部大動脈瘤手術に合併する対麻痺を回避するために有用であると期待できる。大動脈遮断中、有意な脊髄髄腔内圧の上昇は両群で認められなかった(A群,8.4±3.3mmHg ; B群,8.1±1.8mmHg)結論;冷却生食水注入をしない冷却カテーテルの硬膜外腔への留置による脊髄局所冷却法は髄腔内圧を上昇させることなく脊髄を持続的かつ選択的に冷却でき、虚血性脊髄障害にたいして保護効果をもつ。
振電バンド観測による光合成タンパク質の１分子振動分光

励起スペクトル測定を高速に行うことを可能とする新たな光学配置による共焦点顕微鏡の開発を引き続き行った。開発された顕微鏡を用いて、スペクトル既知の色素ナイルブルーの溶液について測定を行い、装置の感度補正などを行った。続いて、単細胞緑藻の一種でモデル生物としてよく用いられるクラミドモナスの細胞について室温において測定を行い、測定原理を実証するデータを取得することに成功した。この成果につき、現在、論文を執筆中である。また、酸素発生型の光合成生物に二つある光化学系のうちの1つ、光化学系I(PSI)の単一分子分光の研究では、単一PSI三量体からの蛍光強度が明滅を繰り返すブリンキングについて詳細な解析を行った。その結果、蛍光強度の揺らぎの幅は、PSIの第二電子受容体であるフィロキノンの酸化還元状態に依存することが明らかとなった。この結果を説明するモデルとして、タンパク質のアミノ酸残基のコンフォメーション揺らぎによってある特定のクロロフィル分子の励起状態が揺らぎ、それによって励起エネルギーの流れが整流される、というモデルを提案した(論文投稿中)。さらに、励起スペクトル測定を可能とする励起レーザーの波長掃引システムを構築し、単一PSI三量体の励起スペクトル測定を行った。一つ一つのPSI三量体で、蛍光ピーク波長は少しずつ異なる(不均一分布)が、短波長に蛍光を発する三量体ほど励起スペクトルは長波長側に強度が強い傾向を示すことが分かった。この結果から、PSIに結合する約100個のアンテナクロロフィルは吸収ピーク波長の異なる二つのグループに分割され、長波長側に吸収ピークを持つグループが蛍光を出すクロロフィルに直接励起エネルギーを渡す役割をするのに対し、短波長側に吸収ピークを持つグループは蛍光を出すクロロフィルから離れて存在することが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。光合成タンパク質の一つである光化学系I(photosystem I; PSI)の1分子分光を行ってきた。単一PSI分子からの蛍光強度が時間とともに揺らぐブリンキングと呼ばれる現象を見出した。さらに、このブリンキングにおける蛍光強度揺らぎの大きさが、PSIの反応中心色素であるP700と呼ばれる色素分子をあらかじめ酸化しておくことで抑えられることが明らかとなった。ブリンキングは、P700をあらかじめ還元して中性状態にしていると大きくなることが分かった。中性P700を持つPSIでは、蛍光測定のためのレーザー照射によりP700の光酸化、電荷再結合を頻繁に繰り返すこととなる。その結果、PSI内部には常に変化を繰り返している電場が生じることとtなる。このような変化の激しい電場の影響により、タンパク質のコンフォメーション変化が引き起こされており、それが観測されたブリンキングの原因となっていると考えた。コンフォメーション変化がエネルギー移動経路の変化を引き起こし、それが蛍光収率の変化につながっている、というモデルである。研究期間の中間くらいで、対物レンズが損傷して顕微鏡によるデータの取得効率が著しく悪化するという事態に見舞われた。対物レンズの損傷が起こるより以前に行っていた研究は概ね順調に進捗していたが、対物レンズの損傷が判明した後は予定していた実験の一部を変更して、より基本的なデータの収集のための実験を行うこととなった。そのため、若干予定していたよりは進捗が遅れている。光合成タンパク質の1つである光化学系Iタンパク質の単一分子分光をこれまで行ってきた。室温では、本来の光反応である電荷分離反応が効率よく進むため、極低温で単一分子分光を実施することが必要であった。これまでの研究から、蛍光強度が揺らぐブリンキングという現象を光化学系Iについて初めて見出してきた。ブリンキングの頻度について、詳細な研究を続けてきたが、当初は反応中心色素であるP700をあらかじめ酸化することでブリンキングが抑えられる傾向があるような研究結果が得られていたが、多くの実験を繰り返してデータ数を増やしていくと同時に、情報理論を駆使したさまざまな解析手法を試して蛍光強度揺らぎを定量的に扱う方法を検討してきた結果、むしろP700の酸化はブリンキングを増強する働きがあることも分かってきた。極度の乾燥状態などの光合成ができない環境下においては、酸化されたP700が光化学系I内に生成してアンテナ色素が吸収した光エネルギーを積極的に、励起エネルギーを熱に変換して、不必要な光化学反応が起こって活性酸素種などの有害物質が生成するのを防ぐ機構が知られている。P700の酸化還元状態に依存して、蛍光強度揺らぎの性質が変化するという観測は、こうした植物の防御機構とも関連していて、極めて興味深い現象である。上記の研究成果については、オランダで行われた国際光合成会議においてポスター発表し、多くの研究者と活発な議論を交わした。前年度途中に対物レンズが損傷する事故に見舞われたため、当初は計画が遅れ気味であった。2016年度初めに新しい対物レンズが調達されて以降は、順調に研究は進捗しており、遅れを取り戻しつつある。現在、収集された多くのデータを様々な手法による解析を進めている段階で、これまでの成果を論文にまとめている。また、既にブリンキング頻度の温度依存性の実験も始めている。まだまだデータ数が少ないが、温度の上昇にともなってブリンキング頻度が若干上昇しているデータがとれつつある。一方、当初計画していた液体He温度での実験に関しては、それ以前の液体窒素温度の実験により上記のような興味深い成果が挙がってきているため、後回しとなっておりまだ手付かずの状態である。この点に関して、計画よりやや遅れている、との自己評価とした。

また、並行して励起スペクトルを測定できるように光学系を更新した測定系を構築しており、既に予備的な実験が可能な段階となっている。励起スペクトル測定を高速に行うことを可能とする新たな光学配置による共焦点顕微鏡の開発を引き続き行った。開発された顕微鏡を用いて、スペクトル既知の色素ナイルブルーの溶液について測定を行い、装置の感度補正などを行った。続いて、単細胞緑藻の一種でモデル生物としてよく用いられるクラミドモナスの細胞について室温において測定を行い、測定原理を実証するデータを取得することに成功した。この成果につき、現在、論文を執筆中である。また、酸素発生型の光合成生物に二つある光化学系のうちの1つ、光化学系I(PSI)の単一分子分光の研究では、単一PSI三量体からの蛍光強度が明滅を繰り返すブリンキングについて詳細な解析を行った。その結果、蛍光強度の揺らぎの幅は、PSIの第二電子受容体であるフィロキノンの酸化還元状態に依存することが明らかとなった。この結果を説明するモデルとして、タンパク質のアミノ酸残基のコンフォメーション揺らぎによってある特定のクロロフィル分子の励起状態が揺らぎ、それによって励起エネルギーの流れが整流される、というモデルを提案した(論文投稿中)。さらに、励起スペクトル測定を可能とする励起レーザーの波長掃引システムを構築し、単一PSI三量体の励起スペクトル測定を行った。一つ一つのPSI三量体で、蛍光ピーク波長は少しずつ異なる(不均一分布)が、短波長に蛍光を発する三量体ほど励起スペクトルは長波長側に強度が強い傾向を示すことが分かった。この結果から、PSIに結合する約100個のアンテナクロロフィルは吸収ピーク波長の異なる二つのグループに分割され、長波長側に吸収ピークを持つグループが蛍光を出すクロロフィルに直接励起エネルギーを渡す役割をするのに対し、短波長側に吸収ピークを持つグループは蛍光を出すクロロフィルから離れて存在することが示唆された。新しい対物レンズが入手次第、極低温での実験を始める。液体Heを用いた研究に着手し、本研究で目指している単一PSIにおける分子振動モードの情報を反映するバイブロニックバンドの観測を行う。引き続き、ブリンキングの温度依存性の実験を続ける。ブリンキングを定量的に議論するためには、ある程度の数の単一分子からのデータが必要となるため、多くの実験を重ねてデータ収集を行っていく。同時に、当初計画にあった液体He温度での実験にも着手する。液体He温度では、スペクトルの線幅がさらにシャープになるため、振動バンドの観測により単一分子振動分光が可能となると期待している。今後はぜひこの実験に着手する予定である。一方、励起スペクトル測定に関しても、興味深い結果が得られることが期待されるため、継続して計画を進めていく。現状の実験系において、波長スキャン部分をLabViewによりPC制御するようにして、効率よく励起スペクトルを測定できるようにして、実際の実験を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
卵母細胞の巨大な細胞サイズの意義

成長した卵母細胞は巨大な細胞質を持つ。この細胞質サイズは受精後の胚発生を支持するためと考えられているが、どのような細胞内プロセスを介して支持するのかは明らかではない。また、細胞質が受精前の減数分裂に与える影響は分かっていない。そこで本研究では、ライブイメージングと顕微操作を合わせたアプローチから、マウス卵母細胞の細胞質サイズが減数分裂と胚発生に与える影響と役割を明らかにするための実験を行った。まず、細胞質サイズが減数分裂に与える影響について調べた。マウス卵母細胞の細胞質を顕微操作により半分あるいは二倍にし、ライブイメージングにより減数分裂をモニターした。その結果、細胞質サイズは紡錘体サイズと分裂後期への進行時間に顕著な影響を与えることが分かった。これらの影響は、紡錘体の機能性とチェックポイントの厳密性の低さからもたらされていた。これらの結果から、卵母細胞の巨大な細胞質サイズは、染色体分配エラーを起こしやすい性質と結びついていることが明らかになった(Kyogoku & Kitajima 2017 Dev Cell)。また、細胞質サイズを変化させた卵母細胞にICSIを行い、その胚発生をモニターした。これにより、細胞質サイズが受精後に形成される核のサイズに与える影響について定量的に解析した。また、核内のヒストン修飾について定量的な抗体染色解析を行うことで、雄性前核もしくは雌性前核のヒストン修飾の量が細胞質サイズに影響する可能性について検討した。29年度が最終年度であるため、記入しない。しかしながら、この巨大な細胞質サイズが卵母細胞の機能に果たす役割についての知見は限られている。本研究は、卵母細胞の巨大な細胞質サイズが果たす役割について、受精前の減数分裂と受精後のエピゲノム変化に着目して解析する。平成28年度においては、特に受精前の減数分裂における染色体分配の正確性に着目した実験を遂行した。マウス卵母細胞を用い、顕微操作により細胞質を定量的に除去することで、半分の体積の細胞質を持つ卵母細胞を作出した。また、顕微操作により核を除去した卵母細胞と、もう一つの卵母細胞と融合させることで、二倍の体積の細胞質を持つ卵母細胞を作出した。まず、紡錘体チェックポイント(SAC)の厳密性が細胞質サイズに依存するかを調べた。Sycp3ノックアウトマウスの卵母細胞では少数の一価染色体が見られ、これらはSACを活性化するものの、SACの厳密性が低いために染色体分配へと進行することが知られている。高解像度ライブイメージングを行うことにより、一価染色体の数と染色体分配への進行頻度の関連を調べたところ、半分の細胞質サイズを持つ卵母細胞では、より少ない一価染色体で染色体分配への進行が抑えられた。さらに、高解像度ライブイメージングとセントロメア抗体染色により染色体分配エラーの頻度を調べたところ、二倍の細胞質サイズを持つ卵母細胞では優位にエラー頻度が上昇していた。これらのことは、卵母細胞の巨大な細胞質サイズは、SACの厳密性を制限し、染色体分配の正確性を制限していることを示唆していた。以上の結果から、卵母細胞の巨大な細胞質サイズは、受精前のイベントである減数分裂の染色体分配の正確性にネガティブな影響を及ぼしていると考えられた。平成29年度は、受精後のイベントであるエピゲノム変化に細胞質サイズが果たす役割を調べる。当初の計画では、平成29年度に減数分裂における染色体分配の正確性を調べる予定であったが、計画が予想以上に進展したため、平成28年度中に染色体分配の正確性の解析を終えることができた。平成29年度には、計画通り受精後のエピゲノム変化における細胞質サイズの役割について調べる。

受精後のイベントとして1雄性前核のリモデリング、2雄性ゲノムの脱メチル化、3DNA複製を挙げ、まずライブイメージングを行うことにより、これらのイベントの進行が細胞質サイズに依存する可能性について検討する。ライブイメージングの系をすでに確立しており、これらの解析は計画通り進行することが期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。