hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイポーラ膜を利用した等電点電気透析反応器による蛋白質加水分解反応分離

申請者らが開発を行った市販のイオン交換膜とバイポーラ膜を組み合わせ,装置内に任意のpH勾配を形成する技術(特許公開2002-265494)を用い,食品廃棄物を加水分解する際に生成するアミノ酸の分離を行い,分離特性に及ぼす各種操作条件の検討を行うと共に,モデル解析を行った。はじめに,装置の特性を調べるために,バイポーラ膜による水素イオン,水酸化物イオンの生成速度に及ぼす操作条件の影響について検討を行った結果,バイポーラ膜からの水素イオン及び水酸化物イオンの生成速度は電流密度の増加と共に増加し,その値は理論値とほぼ一致する事が明らかとなった。次に,本手法におけるアミノ酸の分離挙動を調べるため,酸性アミノ酸のグルタミン酸と中性アミノ酸のメチオニンの分離,および中性アミノ酸であるアラニン,ロイシン,フェニルアラニンの分離,さらにはホエータンパク加水分解モデル溶液としてグルタミン酸,バリン,ロイシンを含む溶液を用いて分離実験を行い,分離特性に与える操作条件の影響について検討を行った。その結果,いずれの分離系においても弱アルカリ性の室を含むpHステップを用いることにより酸性アミノ酸と中性アミノ酸の分離は良好に進行することが明らかとなった。本研究で得られた結果を基に,本手法におけるアミノ酸分離に関するモデルを構築し,数値解析によるモデルシミュレーションを行った。その結果,実験結果と解析結果は比較的良好に一致し,本モデルによりアミノ酸分離の挙動を推測することが可能となった。pH勾配を有する電気透析型反応器によりアミノ酸の分離を行う場合,基本技術としてバイポーラ膜による水解離現象およびイオン交換膜の競争透過を利用することから,今年度はバィポーラ膜における水解離速度,競争透過に与える操作条件の影響について検討を行った。バイポーラ膜による水素イオン及び水酸化物イオンの生成速度を測定した結果,両イオンの生成速度は電流密度に比例して増加し,安定に酸・アルカリが生成できることがわかった。次に,得られた結果を基に6室からなる電気透析槽にバイポーラ膜および陰イオン交換膜を組み込み,電気透析反応器におけるアルカリ側pH勾配の形成を試みた。その結果,イオン交換膜で仕切られた各室間には電解質の濃度に対応した任意のアルカリ性のpH勾配が形成され,その値は各室に存在する陽イオンの濃度で制御できることが明らかとなった。また,装置内に形成されたpH勾配を利用し,アミノ酸の分離において難分離性を示す中性アミノ酸(アラニン,ロイシン,フェニルアラニン)の相互分離を試みた結果,弱アルカリ性のpH勾配を形成させることにより分離能が向上する結果を得た。得られた結果を基にpH勾配の形成,ならびにアミノ酸分離に関するモデルを構築し解析を行った結果,計算結果と実験結果は比較的良好に一致し,反応器の設計・運転に関する情報を得ることができた。申請者らが開発した市販のバイポーラ膜とイオン交換膜を組み合わせ,装置内に任意のpH勾配を形成することができる電気透析装置を用い,今年度は高pH環境下におけるアミノ酸の膜透過特性を調べるとともにモデル解析を行った。本研究で想定する食品タンパクの加水分解生成物中には多種の酸性,中性,塩基性アミノ酸が存在することから,はじめにこれらのアミノ酸を効率よく分離するために必要なアルカリ側のpH勾配の形成法について基礎的な検討を行った。その結果,本手法によりアルカリ側のpH勾配を形成することはもちろんのこと,中性アミノ酸を分離する際に重要なポイントとなると予測される弱アルカリ性の領域のpH勾配も容易に形成できることが明らかとなった。次に,バイポーラ膜と陰イオン交換膜を組み合わせた6室から成る電気透析槽を用い,電気透析槽内に形成されたアルカリ側のpH勾配を利用して酸性-中性アミノ酸,および中性アミノ酸間の相互分離を行った。酸性および中性アミノ酸としてグルタミン酸とメチオニンを用いて相互分離を行った場合,酸性アミノ酸であるグルタミン酸が優先的に電気透析槽内の各室を透過し,中性アミノ酸であるメチオニンとの相互分離が良好に進行する結果を得た。また,次に加水分解物から生成するアミノ酸には数多くの中性アミノ酸が含まれることから,比較的分離が困難である中性アミノ酸同士の相互分離を試みた。

その結果,アミノ酸としてアラニン,ロイシン,フェニルアラニンの3種類の中性アミノ酸を用いて本手法により相互分離を行った場合,高アルカリ性の領域よりも弱アルカリ性領域のpH勾配を利用することによって3種類のアミノ酸を分離することが可能になることが明らかとなった。今年度得られた結果を基に,アミノ酸の解離平衡,イオン交換平衡,溶液の電気的中性条件,バイポーラ膜からの水酸化物イオンの生成速度さらにはNernst-Planckの式に基づくイオンの膜内の透過速度を考慮に入れたモデルを構築し解析を行った。その結果,計算値は実験値の傾向をほぼ説明づけることができ,本モデルにより分離の予測を行うことが可能となった。なお,これらの成果は2003年化学工学会第36回秋季大会で公表(V2A08)すると共にAPCChE2004でも公表を予定している。申請者らが開発を行った市販のイオン交換膜とバイポーラ膜を組み合わせ,装置内に任意のpH勾配を形成する技術(特許公開2002-265494)を用い,今年度はホエータンパクあるいはカゼインタンパク中に存在し加水分解反応によって得る事ができるグルタミン酸,ロイシン,バリンの3種類のアミノ酸から成る加水分解モデル溶液におけるアミノ酸の膜透過特性を調べると共に,分離条件の検討を行った。これまでに得られた知見を基に,はじめに弱アルカリ領域のpH勾配が形成される条件において,電流密度30A/m^2の条件の下でグルタミン酸とバリンの分離実験を行った。その結果,グルタミン酸は電気透析反応器内のpH勾配を有する各室を優先的に透過し,グルタミン酸とバリンの分離は良好に進行することが明らかとなった。しかし,グルタミン酸の輸率は低く,本実験における電流密度では透過に関する限界電流密度に達していることが示唆された。そこで,電流密度を10A/m^2として分離を行ったところ,輸率は30%程度,pH勾配形成に伴う水酸化物イオンの輸率が70%程度を示し,グルタミン酸の分離効率が上昇する結果を得た。次に,加水分解生成物中のアミノ酸の大部分を占めるグルタミン酸,バリン,ロイシンを用いてモデル溶液を調製し,電気透析反応器を用いて分離実験を行った。その結果,pH勾配を8,12,13として分離実験を行ったところ,グルタミン酸はpH勾配を有する各室を優先的に透過するものの,他のアミノ酸は反応器内の途中の室でとどまり,グルタミン酸は完全に分離される結果を得た。しかし,バリンとロイシン間の分離係数は1.8程度であり,両アミノ酸間の分離はさらに多室化した装置を用いる必要がある事が示唆された。
超巨大ブラックホールの形成と進化の大規模広視野宇宙探査観測に基づく研究

研究計画の最終年度にあたる本年度は、銀河と超巨大ブラックホールの進化初期段階に相当すると考えられる高赤方偏移輝線天体の可視撮像、可視分光、近赤外分光観測を、国立天文台のすばる望遠鏡を用いて行った。可視撮像観測では従来あまり用いられてこなかった中帯域フィルターを用いる新しいアプローチにより輝線等価幅(連続光強度で規格化した輝線強度)の非常に大きな天体を系統的に探査する事で、これまでにないユニークな輝線天体サンプルを構築した。これらの天体のフォローアップ分光観測のデータ解析と結果の公表も速やかに完了させたいと考えている。一方、ハッブル宇宙望遠鏡と地上大望遠鏡を用いて国際プロジェクトとして行われた大規模広視野深宇宙探査観測(COSMOS)に関わり、高赤方偏移における超巨大ブラックホールの探査を含む観測的研究に従事した。特にこれまでの観測でほとんど見つかっていない低光度の超巨大ブラックホールに着目し、この種の天体の光度関数に強い制限を与える事に成功した。初年度と二年目に重点的に推進した超巨大ブラックホール天体の化学組成の観測的研究については、既に2編の査読論文として出版しているが、本年度はこの成果を国際会議にて発表して当該研究分野の研究者らとの議論を進めた。またこのテーマに関連してヨーロッパ南天天文台(ESO)のVery Large Telescope(VLT)で取得した可視分光データの解析を進め、これまでの議論の統計的信頼性を向上させる取組を本年度に推進した。このデータ解析の結果はこれまでの議論を支持するものとなり、目下この成果報告論文をまとめつつあるところである。超巨大ブラックホールの進化について知見を得るため、スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)で得られている高赤方偏移クェーサーのスペクトルの統計的な解析を進めた。また平行して、クェーサースペクトルの定量的解釈に必要な光電離モデルの系統的な計算を進めた。これらの結果、クェーサーの明るさとガスの金属量に強い相関があり、この関係が赤方偏移4.5まで宇宙の歴史をさかのぼってもほとんど変化しないことが明らかになった。ガス金属量はクェーサー母銀河の星形成史を反映するため、この結果は超巨大ブラックホールを持つ銀河における星形成活動がかなりの宇宙初期から開始されている事を示唆するものである。またクェーサーと相補的なサンプルとして高赤方偏移の電波銀河における電離ガスの調査も行った。これはChandra Deep Field Southの観測で得られているスペクトルの解析を行ったものであり、またこの解釈に最適化した光電離モデルの計算も行った。この電波銀河に対する研究の結果は前述のクェーサーに対する研究の結果と合致しており、ガス金属量はクェーサー光度との強い相関を示す一方で赤方偏移に対する依存性は示さなかった。以上の研究結果は既に査読論文に投稿し受理されているが、さらにこれらの研究を進めるためには新しい分光観測を進めていく必要がある。そのための観測計画の立案も進め、国立天文台のすばる望遠鏡やヨーロッパ南天天文台のVLTなどに提案を行っている。これらの提案の一部は既に受理され、現在は観測に向けた準備を進めているところである。なお、以上の研究を進めるために、高赤方偏移天体におけるブラックホールの成長と銀河の化学進化に関して世界トップレベルの成果を挙げているイタリア共和国のアルチェトリ天文台(フィレンツェ)に滞在しての在外研究を行なった。本研究課題の目的は、銀河中心部に存在する超巨大ブラックホールがどのようにして形成・進化を遂げてきたのか、また超巨大ブラックホールの形成と進化が母銀河の進化とどのように関係しているのかを観測的に明らかにすることである。今年度は銀河における星形成の歴史を反映する事が期待される金属量に着目し、金属量の測定方法のキャリブレーションを大規模な撮像分光サーベイであるスローンデジタルスカイサーベイの銀河データベースを利用しながら推進した。またこの研究により統計的な信頼性の高い金属量測定方法を確立させた事を踏まえ、ヨーロッパ南天天文台の望遠鏡を使った遠方銀河の大規模な金属量測定計画を開始した。既にこのプロジェクトで得られたデータの解析は一部が収量し、個々の天体の金属量診断については結果が出つつあるところである。プロジェクト全体のまとめは来年度の課題となる。また、金属量進化の出発点とも言える「重元素を全く含まない、または重元素含有量が極めて少ない銀河(Population III)」の観測的探査を展開した。すばる望遠鏡での可視分光観測により水素の再結合線放射が連続波放射に比べて極めて強くなっている銀河をPopulation III銀河の候補として系統的に探査した結果は、既に今年度中に論文として出版した。これら候補天体が実際に金属量の極端に少ない銀河であるかどうかを観測的に調査する計画は既にすばる望遠鏡での共同利用観測として選択されており、来演度初頭に観測を行ってその正体に迫る予定である。昨年度に進めた超巨大ブラックホール周辺部での金属量測定の結果と今年度の銀が金属量に関する研究結果の両方を踏まえ、銀河と超巨大ブラックホールが互いにどのように影響を及ぼしあいながら進化を遂げてきたかを明らかにする事が来年度の主要なテーマとなる。そのための準備として、今年度はこの問題意識との関係での複数の観測提案を世界中の大口径望遠鏡に提案してきた。採択された観測について、来年度の早い段階でデータ解析を済ませ、本研究課題全体のとりまとめを進めていきたい。

可視撮像観測では従来あまり用いられてこなかった中帯域フィルターを用いる新しいアプローチにより輝線等価幅(連続光強度で規格化した輝線強度)の非常に大きな天体を系統的に探査する事で、これまでにないユニークな輝線天体サンプルを構築した。これらの天体のフォローアップ分光観測のデータ解析と結果の公表も速やかに完了させたいと考えている。一方、ハッブル宇宙望遠鏡と地上大望遠鏡を用いて国際プロジェクトとして行われた大規模広視野深宇宙探査観測(COSMOS)に関わり、高赤方偏移における超巨大ブラックホールの探査を含む観測的研究に従事した。特にこれまでの観測でほとんど見つかっていない低光度の超巨大ブラックホールに着目し、この種の天体の光度関数に強い制限を与える事に成功した。初年度と二年目に重点的に推進した超巨大ブラックホール天体の化学組成の観測的研究については、既に2編の査読論文として出版しているが、本年度はこの成果を国際会議にて発表して当該研究分野の研究者らとの議論を進めた。またこのテーマに関連してヨーロッパ南天天文台(ESO)のVery Large Telescope(VLT)で取得した可視分光データの解析を進め、これまでの議論の統計的信頼性を向上させる取組を本年度に推進した。このデータ解析の結果はこれまでの議論を支持するものとなり、目下この成果報告論文をまとめつつあるところである。
近代趣味家の蒐集資料を文化資源として古典研究に応用するための包括的な基礎研究

本研究は、近代における趣味家の活動が、多方面な領域に与えた影響を包括的に量ろうとする基礎的な研究である。具体的には、従来、学問的に見過ごされてきた文書・印刷物を収集し、諸領域の趣味家との緊密な連関を確認すべく包括的な試掘を試み、趣味家の双方向への影響関係を解明することができた。この独創性を広く学会に公表すべく、研究代表者牧野は関連する学会・研究会などに積極的に参加し発表を行った(サントリー文化財団研究助成プロジェクト第2回国際シンポジウム〈テーマ「東アジアにおける大衆的図像の視覚文化論」〉「研究史の交点についてー庭つづきの〈学問領域〉」2014・12・27於同志社大学)。本研究は、近代における趣味家の活動が、多方面な領域に与えた影響を包括的に量ろうとする研究であるが、一方で近代をさかのぼり、特に専門とする中世文化(文学)との連続性の検証を視野に入れた研究でもある。研究課題に即した領域に関して、新たに家蔵となった初期集古会会員澤塵外手製貼り込み帖や集古会会員広瀬辰五郎宛紙もの類の貼り込み帖について整理、分析を加えて紹介並びに口頭発表を行った。その二点の旧蔵者についての情報収集に着手した。併せて新たな諸機関・諸文庫の所蔵する関連資料の調査に着手、25年度は具体的には福島県立近代美術館蔵の山内神斧資料の閲覧を許され、整理研究を担当する研究者から現状について報告を得た上で、数名の研究者を交えた資料調査・情報交換を行った。神斧と関西の集古会会員との極めて親密な交流が明瞭になった。しかし、勤務先の校舎移転に伴う諸事情により、年度後半の調査活動は極めて限定的なものとなった。身辺の作業に殆どを費やさざるをえず、家蔵する資料、高楠順次郎収集の古版経などの写真貼り込み帖(三村竹清作成)や山内神斧製作古版・古写本断簡貼り込み帖の整理を行ったのみであった。近く紹介を予定している。また、継続中の林若樹の日記・大正3年分後半の翻刻紹介を行った。早稲田大学演劇博物館所蔵の展観「新耽奇会」を閲覧、新たに家蔵となった三村竹清関連資料類との連関(観無極会資料)を考えてみる機会を得た。当該年度に実施した研究の成果を記すならば、家蔵の合計40数冊の林若樹の日記・備忘録(一部集古会々員岡田村雄の備忘録を含む)1点のうち、整理を終えた大正三年分の日記を翻刻紹介した。この日記には多くの新知見が含まれ、その活用は今後の補充調査などを俟って展開可能なものが少なくない。具体的内容として例えば、西国立志編の彫師名や島田蕃根の逸話などである。紙資料類(貼り交ぜ帖など)の整理も進めたが、その意義・重要性については、新しい事実関係などに及ぶものであり、一端は既に口頭発表で示した。日出新聞記者と文藝倶楽部編集部とを緊密に結び進展した「内国勧業博覧会と旅行」の特集などについて、趣味家竹清宛絵葉書類や水落露石作成貼り交ぜ帖などで検証した。諸機関・諸文庫の所蔵する関連資料の調査は、随時、研究代表者個人で行った。奈良県下の図書館・資料館などで、水木要太郎とその周辺資料を収集したが、研究協力者との共同調査は計画段階に止まった。伊勢神宮文庫へ蔵書を献納した初期集古会々員江藤正澄らの蒐集・展観・閲覧資料の追跡調査は、九州方面の研究協力者との連絡・打ち合わせを行ったが、着手には及ばなかった。明治・大正期に流行した「趣味」の問題が、「流行」をテコにした大量消費時代の到来と連動しつつ、明治大正期のアール・ヌーヴォーやモダニズムなどの概念とも無縁ではなかったことは、既に指摘されているが、資料的な関連で若干の資料を収集しえた。竹清家訪問者の芳名帳に屡々記帳した岸田劉生が係わった大阪の美術商をめぐる絵葉書資料などは既収のものであるが、今年度の調査で同じ美術商宛の小出楢重などの絵葉書類が紹介されており、今後の課題となるものでもある。また、趣味家グループに属して着物デザインに係わった日本画家の資料にも若干及ぶものが蒐集できた。すべて今後の課題である。本研究は、近代における趣味家の活動が、多方面な領域に与えた影響を包括的に量ろうとする研究であり、その根本的な基礎研究である点に特色がある。また、専門とする中世文化(文学)との連続性の検証を視野に入れた研究である点にも特色がある。これらの特色を活かすべく、研究代表者牧野は関連する学会・研究会などに積極的に参加し発表を行った(サントリー文化財団研究助成プロジェクト第2回国際シンポジウム〈テーマ「東アジアにおける大衆的図像の視覚文化論」〉「研究史の交点についてー庭つづきの〈学問領域〉」2014・12・27於同志社大学)。今年度は、大正・昭和前期の趣味家をめぐる「紙もの」資料が比較的豊富に市場に出たこともあり、つとめて蒐集を軸にした活動に注力した結果、諸領域(絵葉書蒐集・玩具蒐集ほか)の趣味家との緊密な連関を確認すべく、包括的な試掘を試みようとする26年度の課題は、極めて限定的なものとならざるをえなかった。

関西方面の訪書・調査を一人で試みた以外、機関所蔵資料の実地調査を行わなかったが、関西の研究者との情報交換・収集などは比較的多く実施でき有益であった。蒐集資料などは、諸文庫・機関の所蔵資料を間接的なかたちで補強しうるもので、一部は資料公開を含めて紹介を行い、前述のシンポジウムの発表にも活用した。27年度に向けた、更なる関連資料の調査によって明らかになることは多い、と思われる。中世文学(文化)との連続性の検証として、文学史用語の生成に関する資料を継続して補充し、論文を公刊した(牧野和夫「中世文学〔美術〕史用語の生成・定着と内国勧業博覧会」(『実践国文学』87号2015・3・15)。本研究は、近代における趣味家の活動が、多方面な領域に与えた影響を包括的に量ろうとする研究であり、その根本的な基礎研究である点に特色がある。この特色を活かすべく、研究代表者牧野は関連する学会・研究会などに積極的に参加し発表を行ってきた。今年度は、大正・昭和前期の趣味家をめぐる「紙もの」資料に関して、とくに近現代の蔵書家でもあった人々に対象を絞り、調査を行った。とくに集古会と緊密な関係にあった京都の月曜会の有力会員のひとり谷村太一郎氏の蔵書(谷村文庫)のうち、貼り込み帖数点の調査・資料収集に赴き、検討材料を得ることができた。今後は諸領域(絵葉書蒐集・玩具蒐集ほか)の趣味家との緊密な連関を確認すべく、包括的な試掘を試みる予定である。「中世文学史の一隅」(『実践国文学』89号)に、その一部は公刊した。昨年度口頭発表を終えた(サントリー文化財団研究助成プロジェクト第2回国際シンポジウム〈テーマ「東アジアにおける大衆的図像の視覚文化論」〉「研究史の交点についてー庭つづきの〈学問領域〉」(2014・12・27於同志社大学)は、発表内容に今年度の収集資料を加え、「趣味家の交点」と改題して公刊した(『実践女子大学文学部紀要』58集)。本研究は、近代における趣味家の活動が、多方面な領域に与えた影響を包括的に量ろうとする基礎的な研究である。具体的には、従来、学問的に見過ごされてきた文書・印刷物を収集し、諸領域の趣味家との緊密な連関を確認すべく包括的な試掘を試み、趣味家の双方向への影響関係を解明することができた。この独創性を広く学会に公表すべく、研究代表者牧野は関連する学会・研究会などに積極的に参加し発表を行った(サントリー文化財団研究助成プロジェクト第2回国際シンポジウム〈テーマ「東アジアにおける大衆的図像の視覚文化論」〉「研究史の交点についてー庭つづきの〈学問領域〉」2014・12・27於同志社大学)。近代における趣味家の活動が多方面な領域に与えた影響を包括的に量り、専門とする中世文化(文学)との連続性(屈折や廃棄、忘却などをも)の検証を視野に入れた研究である点に特色がある。この特色を活かすべく、試掘にも近い試みを継続して、いくつかの点に逢着したが、いずれの問題も趣味家の蒐集と創作(文学・美術など)とに係る「場」としての「あつまり」に帰着するのである。集古会・浪華趣味道楽宗・我楽他宗(神戸など)などが挙げられる。これらの資料を中心に考察を加える段階に達しつつある。日本文学繰り返すが、近代における趣味家の活動が多方面な領域に与えた影響を包括的に量り、専門とする中世文化(文学)との連続性(屈折や廃棄、忘却などをも)の検証を視野に入れた研究である点に特色があり、この独自性を更に発展させる方向で研究を推進していく。資料の多くが時期的に蒐集可能な範囲にあり、あくまでも蒐集整理が軸になるものである。25年度は、資料収集面で予想外に進展した。
界面動電現象を用いた複合汚染土壌の原位置浄化に関する研究

本研究では,土壌内で発生する界面動電現象を利用した土壌浄化方法において,効果的な浄化剤を土壌に送り込むことで,安全かつ効率的な複合汚染土壌の浄化方法へ発展させることを目標とする。本年度は昨年度に引き続き,浄化剤としての利用が期待できる錯形成剤(DMPS・DMSA)についてさらに調査した。その結果,EDTAなどと比較し,鉛などの有害金属の溶出能力は半分程度であり,最適なpH範囲が狭く,使用するにはかなり問題があることが分かった。一方,有害金属と同時に溶出してくるアルミニウム・ケイ素・鉄といった土壌主要成分はpH38において少なく,特にpH>5においてアルミニウムをほとんど溶出させないことを明らかにした。また,有害金属除去後に溶出試験を行なったところ,EDTAなどは溶出基準をはるかに超えたが,DMPSの場合は鉛の溶出がほとんど確認されなかった。さらに,BCR逐次抽出による溶出分画を精査した。その結果,銅については交換性・還元溶出性・酸化溶出性・残留性と溶出しづらくなる分画のうち,酸化溶出性まで抽出させ,同様に,亜鉛・鉛については,還元溶出性の分画まで抽出させることが分かった。以上のことより,調査を行った錯形成剤は従来のものより有害金属の抽出能力は劣ることは明らかである。しかしながら,植物の生育に害をもたらすアルミニウム溶出量が少ないことから,一次元モデルに汚染物質・浄化剤の移動速度の計測を行い,植物を用いた浄化方法の併用について今後検討を進めていきたい.本研究では、土壌内で発生する界面動電現象を利用した土壌浄化方法において、効果的な浄化剤を土壌に送り込むことで、安全かつ効率的な複合汚染土壌の浄化方法へ発展させることを目標とする。具体的には、(1)生体内酵素に類似した薬剤(触媒)による有害有機化合物の酸化分解・無害化と、(2)生分解性で有害金属との相互作用が強い錯形成剤による有害金属の溶出について調査を行い、(3)汚染土壌のキャラクタリゼーションと比較して、調査した浄化剤がどのような土壌で有効であるかを明らかにする。また、(4)界面動電現象でこれらの浄化剤を送り込むための組み合わせや最適条件を見出し、(5)浄化期間・最終的な汚染物質濃度を予測できる1次元モデルを構築し、他の浄化方法との比較を行う。本年度は、(1)(3)について調査を行なった。(1)・(3)ペンタクロロフェノール・ピレン・フェナントレンなどで汚染された土壌について、触媒による分解効率の差異を調査したところ、汚染土壌内の有機炭素含有量が多いほど分解効率が低下すること以外に明確な違いを見出すことができなかった。(2)・(3)錯形成剤については、チオール基を2つ持つキレート剤について調査し、EDTAなどと比較を行った。その結果、鉛・亜鉛・銅・カドミウムで汚染された土壌から除去でき、アルミニウム・ケイ素・鉄といった土壌主要成分の溶出量が少ないことを確認した。さらに、有害金属除去後に溶出試験を行なったところ、EDTAなどは溶出基準をはるかに超えるが、調査を行なったキレート剤ではほとんど溶出しないことを明らかにした。以上の浄化剤について、最低必要量や最適使用条件を把握しており、次年度では、さらに最適な浄化剤を探索するとともに、触媒による分解後の安全性を評価し、錯形成剤については浄化可能な存在形態を明らかにする。また、(4)・(5)に着手し、方法全体として評価も進める。しかしながら,植物の生育に害をもたらすアルミニウム溶出量が少ないことから,一次元モデルに汚染物質・浄化剤の移動速度の計測を行い,植物を用いた浄化方法の併用について今後検討を進めていきたい.
北太平洋における鉄濃度を支配する天然有機リガンドと基礎生物生産における役割

北西部北太平洋の亜寒帯(50°N,165°E)、亜熱帯(40°N,165°E)及びその移行域(44°N,155°E)での計3観測点で0-3500mにおける各層の海水について、また春季植物プランクトンブルームが発生した高生産域とそれ以外の低生産域表層(0-250m)における各層の海水について、3価鉄の溶解度と溶存鉄濃度を調べた。一般に、クロロフィルーa濃度が高い表層混合層では3価鉄の溶解度は高い。これは、植物プランクトン及びシアノバクテリアから放出された3価鉄と溶存有機錯体鉄を形成する有機リガンドによるものと推察される。海洋表層においては、シデロフォアのような3価鉄と特異的に溶存有機錯体鉄を形成する有機リガンドが存在しており、藻類の鉄摂取及び生長に重要な役割を果たしていることが解った。例えば、シデロフォア有機錯体鉄からのシデロフォアの熱的分解によるFe(III)解離から生物利用可能な向きFe(III)の供給がおこり、植物プランクトンの増殖を促したものと結論づけた。また表層混合層以深では、3価鉄の溶解度は深度とともに増加し、栄養塩濃度と著しい相関がみられ、分解過程で放出変成された有機リガンドによると考えられる。また表層混合層以深の溶存鉄濃度の鉛直分布は3価鉄の溶解度の鉛直分布と非常に類似しており、海洋における有機リガンドの存在が、溶存鉄濃度をコントロールしている重要な因子であることを示している。北西部北太平洋の亜寒帯(50°N,165°E)、亜熱帯(40°N,165°E)及びその移行域(44°N,155°E)での計3観測点で0-3500mにおける各層の海水について3価鉄の溶解度を求めた。得られた3地点の溶解度の鉛直分布には次のような著しい特徴がみられた。(1)亜寒帯の湧昇域では、表層(0-100m)の溶解度はほんの少し高い程度(0.4-0.5nM)で、その後の深度においては、急激に高い溶解度(0.7nM)になり、1500m位まではほぼ一定値を示した。(2)亜熱帯域では、クロロフィルーa濃度が高い表層(0-50m)において、著しく高い溶解度(0.8-2.4nM)が観測された。75mの深度で極小値(0.2nM)となり、その後600mまで徐々に溶解度は増加し、600-2000mの範囲では、0.6-0.65nMの一定した高い溶解度を示した。(3)移行域でのクロロフィルーa濃度が高い表層では、その溶解度は少し高い程度(0.3-0.4nM)であった。125mで極小値(0.2nM)を示し、その後、深度とともにその溶解度は徐々に増加し、300-1000mにおいて0.6-0.7nMまで達した。どの海域においても1500-2500m以深では、その溶解度は深度とともに0.4-0.5nMまで減少する傾向にあった。一般に、クロロフィルーa濃度の高い表層混合層で溶解度は高い。これは、植物フランクトン及びシアノバクテリアから放出された3価鉄と溶存有機錯体鉄を形成する有機リガンドによるものと推察される。その有機リガンドの存在は、藻類による鉄の取り込み及び生長に影響を与えていると考えられ、生物生産に重要な役割を果たしているであろう。表層混合層以深では、溶解度は深度とともに増加し、栄養塩濃度と著しい相関がみられ、分解過程で放出変成された有機リガンドによると考えられる。

また表層混合層以深の溶存鉄濃度の鉛直分布は3価鉄の溶解度の鉛直分布と非常に類似しており、海洋における有機リガンドの存在が、溶存鉄濃度をコントロールしている重要な因子であることを示している。北西部北太平洋の亜寒帯域と亜熱帯域の間に位置している移行域(Stn knot,44°N,155°E)周辺海域での、春季植物プランクトンブルームが発生した高生産域とそれ以外の低生産域表層(0-250m)における各層の海水について、3価鉄の溶解度と溶存鉄濃度(<0.2μmサイズ)の鉛直分布を調べた。クロロフィル-a濃度の高い高生産域と、それ以外の低生産域での溶解度の鉛直分布には次のような著しい特徴がみられた。(1)クロロフィル-a濃度の高い高生産域表層において、著しく高い3価鉄の溶解度(2-5nM)が観測され、クロロフィル-a濃度分布とよく似た分布を示した。(2)どの高生産及び低生産域においても、75-125mの狭い深度範囲で溶解度の極小値(0.2-0.4nM)を示した。(3)溶解度極小値を示す深度以下では、深度とともにその溶解度は徐々に増加し、250mにおいて、0.6-0.8nMまで達した。クロロフィル-a濃度が高い高生産域での表層混合層では溶解度は著しく高い。これは、植物プランクトン及びシアノバクテリアから放出された3価鉄と溶存有機錯体鉄を形成する有機リガンドによるものと推察され、藻類による鉄の取り込み及び生長に影響を与えていると考えられ、生物生産に重要な役割を果たしているであろう。しかしながら、クロロフィル-a濃度と溶解度の値には強い相関性はなく、すべての藻類が有機リガンドを放出している訳ではない。また溶解度極小値を示す深度以下では、その溶解度は深度とともに増加し、3価鉄の溶解度とNO_3濃度には著しい相関がみられ、分解過程で放出された有機リガンドによると考えられる。一般に表層での溶存鉄濃度は3価鉄の溶解度より低く、生物による溶存鉄の除去と生物による有機リガンドの放出によるものと考えられる。また溶解度狭小値以下の深度では、溶存鉄濃度は3価鉄の溶解度よりも急激に増加した。これは、生物分解過程でつくられた微細コロイド鉄(<0.2μmサイズ)の存在を示唆していると考えられる。海洋表層では、シデロフォアのような3価鉄と特異的に溶存有機錯体を形成する有機リガンドの存在が明らかとなり、藻類の鉄摂取及び生長に有機リガンドが重要な役割を果たしていると考えられている。そこで、陸生菌類から得られたシデロフォア有機錯体鉄を利用し、藻類の生長速度を調べた。その結果、シデロフォア有機錯体鉄からのシデロフォアの熱的分解によるFe(III)解離から生物利用可能な無機Fe(III)の供給が起こり、植物プランクトンの増殖を促したものと結論づけた。
超好熱始原菌における遺伝子交換系の構築に関する研究〜およびその系を利用した研究〜

[背景]一般的に細菌や真核生物は核酸の前駆体となるリブロース-5-リン酸(Ru5P)をペントースリン酸経路(PPP)により生合成している。しかし、始原菌のほとんどはPPPを構成する遺伝子セットを持っておらず、どのようにRu5P・核酸を合成しているのか不明であった。そこで、ヘキスロースリン酸シンターゼ(HPS)およびホスホヘキスロイソメラーゼ(PHI)から構成されるリブロースモノリン酸(RuMP)経路が注目された。この経路は当初、ホルムアルデヒドを無毒化・固定するための経路として考えられていたが、それらの遺伝子(hpsおよびphi)がPPPを持たない始原菌にも分布していること、その逆反応がRu5P合成反応に当たること等から、このRuMP経路が始原菌においてRu5Pを合成している可能性が考えられた。[進行状況]そこで平成17年度はこれまでに構築した遺伝子破壊系を用いて、超好熱始原菌Thermococcus kodakaraensisにおいてRuMP経路が核酸合成に寄与しているかを調べた。本菌はhpsとphiを1つの融合遺伝子(hps/phi)として保有している。trpE遺伝子を選択マーカー、trpE破壊株KW128を宿主としてhps/phi破壊株(Δhps/phi)を作製した。PCR、サザンブロット、シーケンス解析により目的の遺伝子型であることを確認した。宿主KW128はヌクレオシドの有無にかかわらずアミノ酸培地で増殖を示したのに対し、Δhps/phi株はヌクレオシド添加時のみ増殖を示した。さらに本菌が炭素源として利用できるピルビン酸やマルトデキストリンをヌクレオシドの代わりに加えてもΔhps/phi株は増殖を示さなかったことから、炭素源が不足して増殖していない訳ではないことを確認できた。このように、本菌ではRuMP経路が核酸合成のための経路として機能していることを明らかにした。これまでに、超好熱始原菌Thermococcus kodakaraensisのpyrF遺伝子欠損株KU25を宿主、pyrFを選択マーカーとして相同的組換えを利用した遺伝子交換系の構築に成功している。これは超好熱始原菌としては初めての報告である。ただしpyrFマーカーとした系では形質転換体の選抜に2回の液体培養が必要であり、手間がかかる上に形質転換効率を算出できなかった。またKU25株のpyrF欠損は1塩基欠失であり残りの部分はそのまま染色体上に残っていた。よって、マーカーpyrFがこの部位でも組換えを起こしてしまい目的の形質転換体を効率良く得にくいという欠点もあった。そこで平成15年度では遺伝子交換系のさらなる最適化を目指した。まずpyrFのほぼ全長を特異的に欠失させたKU216株(ΔpyrF)を相同的組換えにより作製した。次にこのKU216株のTrp生合成遺伝子trpEのほぼ全長をpyrFをマーカーとした先の系を利用して破壊し、Trp要求性を示すKW128株(ΔpyrF,ΔtrpE::pyrF)を作製した。そしてこの株を宿主、trpEを選択マーカーとしhisD遺伝子の破壊を試みた。その結果、Trp要求性が相補されたhisD破壊株KH3(ΔpyrF,ΔtrpE::pyrF,ΔhisD::trpE)を得ることができ、新たな遺伝子交換系の構築に成功した。本系では固体培地を用いての1ステップの形質転換体選抜と形質転換効率算出が可能であり、より優れた系を構築できた。宿主KW128ではtrpEのほぼ全長を削ることによりこの部位での組換えは抑えることができたが、組換えに必要な相同領域を極端に短くすることはできなかった(500bp程度は必要)。現在は最適化した系を用いて興味深い遺伝子について系統的に破壊株を作製している段階で、hisDの他に既に4種類の遺伝子破壊株の作製に成功している。平成16年度では、超好熱菌においては同定されていなかった糖新生の鍵酵素・Fructose-1,6-bisphosphatase(FBPase)を同定した。また、これまでには行えなかった複数遺伝子の破壊を可能とする手法も確立した。(1)超好熱菌のFBPaseの同定FBPaseは糖新生において必須な遺伝子であり、超好熱菌もこの遺伝子を有すると考えられる。しかしながら、超好熱菌にはこれまでに同定されているFBPaseと相同性を示す遺伝子が見つかっていなかった。そんな中、2つの新しいFBPase遺伝子の候補が別々の研究グループにより提唱された。3次元構造解析により同定されたIMPase/FBPase IV(imp)と、無細胞抽出液中の活性画分の精製により同定されたFBPase V(fbp)である。本研究ではどちら(もしくは両方)が真の超好熱菌のFBPaseとして機能しているのかを調べることにした。本研究の研究題材である超好熱菌Thermococcus kodakaraensisには他の多くの超好熱菌と同様に両方の相同遺伝子(impとfbp)がある。これらの遺伝子の各組換え型酵素を調製し、解析した結果、両者共FBPase活性を有することを確認した。そこで、生体内における役割を調べるために、各遺伝子破壊株を作製した。各破壊株の増殖特性、無細胞抽出液中のFBPase活性、各遺伝子の転写量などを調べた。その結果、生体内においてはimpでなくfbpが真のFBPaseとして機能していることを証明した。

(2)複数遺伝子破壊系の構築遺伝子破壊のために染色体内に挿入した選択マーカーpyrFを5-FOAの選択圧下でポップアウト(染色体から脱離)させる手法を確立した。これにより選択マーカーを繰り返し利用できるようになり、超好熱菌ではこれまで行えなかった1つの宿主で複数の遺伝子を破壊することを可能にした。[背景]一般的に細菌や真核生物は核酸の前駆体となるリブロース-5-リン酸(Ru5P)をペントースリン酸経路(PPP)により生合成している。しかし、始原菌のほとんどはPPPを構成する遺伝子セットを持っておらず、どのようにRu5P・核酸を合成しているのか不明であった。そこで、ヘキスロースリン酸シンターゼ(HPS)およびホスホヘキスロイソメラーゼ(PHI)から構成されるリブロースモノリン酸(RuMP)経路が注目された。この経路は当初、ホルムアルデヒドを無毒化・固定するための経路として考えられていたが、それらの遺伝子(hpsおよびphi)がPPPを持たない始原菌にも分布していること、その逆反応がRu5P合成反応に当たること等から、このRuMP経路が始原菌においてRu5Pを合成している可能性が考えられた。[進行状況]そこで平成17年度はこれまでに構築した遺伝子破壊系を用いて、超好熱始原菌Thermococcus kodakaraensisにおいてRuMP経路が核酸合成に寄与しているかを調べた。本菌はhpsとphiを1つの融合遺伝子(hps/phi)として保有している。trpE遺伝子を選択マーカー、trpE破壊株KW128を宿主としてhps/phi破壊株(Δhps/phi)を作製した。PCR、サザンブロット、シーケンス解析により目的の遺伝子型であることを確認した。宿主KW128はヌクレオシドの有無にかかわらずアミノ酸培地で増殖を示したのに対し、Δhps/phi株はヌクレオシド添加時のみ増殖を示した。さらに本菌が炭素源として利用できるピルビン酸やマルトデキストリンをヌクレオシドの代わりに加えてもΔhps/phi株は増殖を示さなかったことから、炭素源が不足して増殖していない訳ではないことを確認できた。このように、本菌ではRuMP経路が核酸合成のための経路として機能していることを明らかにした。
ES/iPS細胞由来肝組織にリンパ球を導入したin vitro 炎症モデルの構築

マウスES細胞由来in vitro肝組織モデルにおいて、アセトアミノフェン(APAP)を添加することで、細胞障害の誘導が観察できた。このことは肝細胞特異的なAPAP代謝によるマウスの薬物性肝障害と類似していた。そこで、このin vitro肝障害モデルにおいて免疫細胞の関与を検討するため、in vitro肝組織モデルと脾臓由来のリンパ球細胞の共培養を試みた。APAP添加後、共培養群においてより障害が促進されることが観察された。以上より、リンパ球を導入したin vitro肝組織モデルでは、薬物による直接的な細胞死だけでなく、リンパ球から産生された炎症性サイトカインによる炎症が再現可能であった。炎症は免疫反応によって引き起こされた後に、標的細胞の細胞死や再生、さらには活性化した線維芽細胞が入り込んだ線維化状態などきわめて複雑ある。これまでin vitro系ではリンパ球と標的細胞の免疫反応といった部分的な研究にとどまり、全体的な炎症反応の理解のためには動物実験に頼らざるを得なかった。本研究では、炎症を理解し、克服するためのin vitro炎症モデルの確立を目指す。これまでに我々は、肝細胞、内皮細胞や星細胞等からなる実際の肝組織匹敵するin vitro肝組織モデルの構築に成功した。生体に近い構造を有するこの肝組織モデルであれば、これまでに報告のない包括的な、in vivoの肝炎に匹敵するin vitro肝炎モデルの開発につながるのではないかと考え、独自のin vitro肝組織を用いて肝炎モデルへの応用を試みた。近年、代表的な薬物性肝障害物質である四塩化炭素やアセトアミノフェンが肝障害を起こす機構には、いくつかの炎症性サイトカインが起炎的あるいは消炎的に関与する可能性が議論されていることから、薬物性肝障害に着目し研究を進めた。先ず、マウスES細胞由来in vitro肝組織モデルへの薬物添加により、薬物性肝障害が確かめられた。そこでこの肝障害において、炎症性サイトカインの影響を検討するため、系内にマウス脾臓から採取した脾臓細胞を共培養することで、その障害性を評価した。その結果、脾臓細胞との共培養群においてより障害が惹起される傾向が観られた。このことより、薬物による直接的な組織障害だけでなく、同時に誘導されるサイトカインが炎症を促進的に調節する現象を、in vitroにおいて再現をすることができると期待された。より生体に近い肝機能を実現するには本来の肝臓における細胞同士の相互作用つまり、細胞の構成が重要であると考えている。これまでに我々は、肝細胞、内皮細胞や星細胞等からなる実際の肝組織匹敵するin vitro肝組織モデル構築について研究を行いその成果を報告してきた。構築した肝様組織では、肝細胞は、肝細胞ー肝細胞、肝細胞ー内皮細胞、肝細胞ー微小胆管という相互作用が再構築されており、本来の肝細胞の有する極性構造が再現できていると考えられる。この肝様組織モデルを用いて、これまでに報告のない包括的な、in vivoの肝炎に匹敵するin vitro肝炎モデルの開発につながるのではないかと考え、独自のin vitro肝組織を用いて肝炎モデルへの応用を試み、上記肝様組織モデルにマウス脾臓、あるいはマウス肝臓から採取した免疫担当細胞を共培養することで、炎症反応を惹起可能なモデルの構築をおこなった。薬物性肝障害誘導物質として代表的なアセトアミノフェンの肝障害誘導機構には、いくつかの炎症性サイトカインが起炎的あるいは消炎的に関与する可能性が議論されている。そこで実際に、作製した肝様組織モデルでの検証実験をおこなった。先ず、マウスES細胞を用いてin vitro肝様組織モデルを構築した。そこへ薬物添加をおこない、薬物性肝障害を誘導した。その結果、作製した肝様組織では過剰な薬物に応答し、細胞障害が観察された。そこでこの肝障害における、炎症性サイトカインの影響を検討するため、in vitro肝組織を用いた肝炎モデルにおける障害性を評価した。その結果、脾臓細胞あるいは肝臓由来の免疫担当細胞との共培養群においてより障害が惹起される傾向が観察された。以上の結果より、作製したin vitro肝炎モデルを用いることで、薬物による直接的な組織障害だけでなく、同時に誘導されるサイトカインによる炎症を促進的に調節する現象が観られることが分かった。本研究はこれまでに報告のない包括的なin vitro肝炎モデルの構築を目指すものである。初年度において、肝障害の中でも薬物性肝障害に着目し、その障害が薬物による直接的な組織障害だけでなく、同時に誘導されるサイトカインが炎症を促進的に調節する現象をin vitroで再現することが期待された。具体的には、マウスES細胞由来in vitro肝組織を用い、系内にマウス脾臓から採取した脾臓細胞を共培養することで、炎症反応を惹起できるモデルの構築を試みた。このモデルに薬物を添加し、炎症性サイトカインの影響を再現することができ、包括的なin vitro肝炎モデルの構築へ向けた一定の成果を得たことが理由である。

人間医工学・生体医工学・生体材料科学今後の研究では、マウスES細胞由来in vitro肝組織を用いたin vitro肝炎モデルの応用展開を試みると共に、マウス由来肝組織の知見を活かし、ヒトiPS細胞を用いたin vitro肝炎モデルの構築を推進する。そのために、ヒトiPS細胞を用いた肝組織構築手法の検討をおこない、より長期間維持可能なモデルの作製を試みる。ヒトモデルで炎症反応を再現するために、免疫担当細胞の検討をおこなう。最終的には独自の肝組織モデルを用いた、免疫反応による炎症を惹起し、保護物質などの添加による応答を解析することでモデルの評価をおこなう。また、作製した肝組織モデルをマイクロ流体培養装置内に作製、血流を模倣し培養液を灌流可能なモデルを構築し、静的な肝組織モデルではなく、実際の肝炎モデルになるような動的な肝組織の開発を目指す予定である。
機械テーブル上に任意に置かれたワークの3次元形状認識とワーク座標の自動検出方法

機械加工を高精度に行うためには、まず段取り作業において、通常3次元形状(大きさ)を認識するとともに、ワーク(加工物)を機械テーブル座標と平行に取り付けなければならない。しかし後者の作業は熟練を必要とするので、むしろ大まかに平行に置いて、機械テーブル座標に対するワークの傾き角度を測定し、その角度の分だけNCプログラムの座標を回転させることにより高精度加工を実現するという方法が考えられる。そこで本研究では、まず機械テーブルのどこにワークが置かれているかを探索し、その位置と形状についてカメラを用いて検出する。検出方法としていくつかの方法をシミュレートしてみたが、いずれの方法も、特徴部分としてワークのエッヂ線を検出し、そのエッヂ線間の距離を測ることにより、大まかな形状と大きさを認識することが可能になるという見通しを得た。具体的に言うならば、各エッヂ線に直交する架空の直線を引き、次いでその交点の座標を求め、対になる交点間の距離を計測することにより、上下、左右、高さを検出することができる。計測精度としては、±1mm程度であるが、大まかな形状認識の精度としては十分な精度である。ワークのテーブル上の位置と形状を認識した後、実際には高精度測定子(接触検出型)をワークの近傍に移動させてワーク側面上の2点の座標値を測定する。この2点を結ぶ線と座標軸との傾き角度を計算で求め、その角度の分だけNCプログラムの座標回転を行って所望の精度で加工することができる。さらにこれらのすべてのプロセスは、全自動で行うことができるということを確認した。この方法をさらに進めて、インターネットを利用して機械を遠隔操作する方法と結合させることにより、インターネット利用による遠隔操作技術の一層の効果をもたらすことが明らかになった。今年度は主として研究内容の詰めと技術的な問題解決を図るための調査研究を行なった。物体の3次元形状認識方法についてはいろいろな方法が開発されてきているが、実用性を考慮すると、二つのカメラよる画像分析法とレーザ光による物体のスキャンニング法があるが、後者は比較的価格が高く、実用化を図る上で障外となるため、今回は前者の方法を採用することにした。その方法としては、まず二つのカメラで機械テーブル上に置かれた物体を撮影し、その結果から物体の位置と大きさを認識する。認識精度としては目標1mm以内とし、そのデータに基づいて物体の座標原点と機械テーブルに対する傾きと、機械付属の測定治具で自動的に測定する。自動測定部分の実験は一応終っており、±1μm程度の精度が得られることを確認している。12年度はパソコン内で画像処理を行なうソフトウェアを完成させる必要があり、その完成に全力を尽くす。ソフトウェアはC^<++>言語で行なうことを決定している。今年度の研究は、主に3次元形状の画像解析のシミュレーションを行った。最初の年に購入した、シミュレーション・ソフトウエアであるSherlock32を利用して、まず画像を認識し、その画像の特徴を抽出することにより、テーブル上に設定されている座標上のワーク位置と、テーブルの置かれている物体の大きさを測定した。ワーク形状の認識としては、いくつかの方法を試してみたが、いづれの方法も、ワークのエッヂを検出し、そのエッヂ線間の距離とエッヂ線(稜線)交わったコーナー点を求める方法に帰着しそうである。エッヂ線間の距離はワークの大きさを求めるのに利用し、コーナー点はワーク原点の設定に利用する。問題点としては、照明の状態によってはエッヂ線がはっきり検出できない場合が起こることである。そのような場合は、ワークにペンで目印をしておき、それを認識することによって、エッヂ線は無理であるが、コーナーの大まかな位置の測定は可能になる。しかしながら、さらに精度の高い測定をするために、ワークの照明の仕方について来年度研究する予定である。

さらに今後の研究としては、インターネットを利用して遠方から指令を送ることにより、ワークの自動検出を行い、同時にNCテープを遠方から通信で送ることによって、機械の遠隔操作を実施する予定である。機械の制御を本格的に実施するために、NC装置を制御するためのパソコンを購入した。今までの研究成果は国内はもとより、国際会議で発表の予定である。機械加工を高精度に行うためには、まず段取り作業において、通常3次元形状(大きさ)を認識するとともに、ワーク(加工物)を機械テーブル座標と平行に取り付けなければならない。しかし後者の作業は熟練を必要とするので、むしろ大まかに平行に置いて、機械テーブル座標に対するワークの傾き角度を測定し、その角度の分だけNCプログラムの座標を回転させることにより高精度加工を実現するという方法が考えられる。そこで本研究では、まず機械テーブルのどこにワークが置かれているかを探索し、その位置と形状についてカメラを用いて検出する。検出方法としていくつかの方法をシミュレートしてみたが、いずれの方法も、特徴部分としてワークのエッヂ線を検出し、そのエッヂ線間の距離を測ることにより、大まかな形状と大きさを認識することが可能になるという見通しを得た。具体的に言うならば、各エッヂ線に直交する架空の直線を引き、次いでその交点の座標を求め、対になる交点間の距離を計測することにより、上下、左右、高さを検出することができる。計測精度としては、±1mm程度であるが、大まかな形状認識の精度としては十分な精度である。ワークのテーブル上の位置と形状を認識した後、実際には高精度測定子(接触検出型)をワークの近傍に移動させて、ワーク側面上の2点の座標値を測定する。この2点を結ぶ線と座標軸との傾き角度を計算で求め、その角度の分だけNCプログラムの座標回転を行って所望の精度で加工することができる。さらにこれらのすべてのプロセスは、全自動で行うことができるということを確認した。この方法をさらに進めて、インターネットを利用して機械を遠隔操作する方法と結合させることにより、インターネット利用による遠隔操作技術の一層の効果をもたらすことが明らかになった。