hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
革新的水処理用ファウリング防止膜の設計開発

今年度は研究初年度であり,まずカルボキシベタインポリマーのSI-ATRP(surface-initiated atom transfer radical polymerization)法による市販膜への固定のレシピを開発した.比較対象としてプラズマグラフト重合法によるカルボキシベタインポリマーの固定も検討し,重合量が同程度でも非常に高い透水性を有することを確認した.これは,SI-ATRP法を用いると,短いグラフト鎖を高密度に固定できたためであると考えている.またタンパクに対する高いファウリング防止性も評価できた.また多糖類に対するファウリング防止性も評価した.多糖類としてアルギン酸ナトリウム,グアーガム,リポ多糖を用いた.まずはファウリング防止のためのポリマー固定を行っていない未処理での評価から行い,多糖類の種類によって,ファウリングの程度が大きく異なることが明らかとなった.重要な成果として,アルギン酸ナトリウムのファウリングは膜面および細孔内部への吸着が,フラックス低下の主要因であることを明らかにしたことが挙げられる.これを示すため,浸漬試験という新しい実験系を開発し,通常の透過試験との比較を行うことで,ファウリングポテンシャル物質の吸着がフラックス低下に与える影響を定量的に評価できるようになった.グアーガムのファウリングは,吸着以外の因子もフラックス低下に寄与していると示差される結果が得られており,より詳細な検討が必要である.またファウリング防止のためのポリマー固定を行った膜に対しても,検討を始めている.現時点ではタンパクに比べファウリング防止性が限定的であるが,ポリマー固定法のチューニングにより膜構造の最適化を図り検討を継続する.研究実施計画に記載の検討事項(SI-ATRP法による膜面修飾,多糖類のファウリング防止性の評価)を予定通り実施し,概ね期待した成果が得られているため.当初計画通り,研究を推進する.今年度は研究初年度であり,まずカルボキシベタインポリマーのSI-ATRP(surface-initiated atom transfer radical polymerization)法による市販膜への固定のレシピを開発した.比較対象としてプラズマグラフト重合法によるカルボキシベタインポリマーの固定も検討し,重合量が同程度でも非常に高い透水性を有することを確認した.これは,SI-ATRP法を用いると,短いグラフト鎖を高密度に固定できたためであると考えている.またタンパクに対する高いファウリング防止性も評価できた.また多糖類に対するファウリング防止性も評価した.多糖類としてアルギン酸ナトリウム,グアーガム,リポ多糖を用いた.まずはファウリング防止のためのポリマー固定を行っていない未処理での評価から行い,多糖類の種類によって,ファウリングの程度が大きく異なることが明らかとなった.重要な成果として,アルギン酸ナトリウムのファウリングは膜面および細孔内部への吸着が,フラックス低下の主要因であることを明らかにしたことが挙げられる.これを示すため,浸漬試験という新しい実験系を開発し,通常の透過試験との比較を行うことで,ファウリングポテンシャル物質の吸着がフラックス低下に与える影響を定量的に評価できるようになった.グアーガムのファウリングは,吸着以外の因子もフラックス低下に寄与していると示差される結果が得られており,より詳細な検討が必要である.またファウリング防止のためのポリマー固定を行った膜に対しても,検討を始めている.現時点ではタンパクに比べファウリング防止性が限定的であるが,ポリマー固定法のチューニングにより膜構造の最適化を図り検討を継続する.研究実施計画に記載の検討事項(SI-ATRP法による膜面修飾,多糖類のファウリング防止性の評価)を予定通り実施し,概ね期待した成果が得られているため.当初計画通り,研究を推進する.
相平衡の検出による生体膜画分の解析

生体膜・膜蛋白質の構造解析に不可欠な精製・結晶化には,相分離現象などに関する理解が求められる.本研究では,主に脊椎動物網膜の視細胞膜の分画過程を通じて見られる,これらの現象に関して,詳細に研究を行った.具体的には,光受容膜蛋白質であるロドプシシの選択的可溶化・三次元結晶化を実現するための様々な要因(界面活性剤,塩,pH,温度,添加剤等)の効果を調べた.その結果,実用的な,高度に選択的な可溶化法の完成・及びそのメカニズムの考察に基づく一般化の方向性を確立するに到った.これは,脂質二重膜間相互作用が極めて強くなる溶媒条件下での,Lα-HII等の脂質の相転移を想定した.最小界面活性剤量での選択的可溶化,と言うことが出来る.一般的に,逆錐形状を持つ脂質の含量がある程度の割合を占めるような生体膜画分の場合,視細胞系に関して得られた詳細な研究結果をもとにして,今後のA研究を更に発展させることが可能と思われる.一方,副次的な研究成果として得られた。ロドプシンの3次元結晶化の条件を精密化し,2つの結晶形(双ピラミッド状,四角棒状)について,大型放射光施設(PhotonFactory.SPring-8)でのクライオX線回折測定を行った.特に,四角棒状結晶については,結晶の長軸方向には,5A分解能を超える反射が確認された.また,単位格子中のロドプシン分子の数,配同等に関する情報が得られた.今後,更に抗凍結剤の条件等を改善することにより,より高分解能のデータ収集・構造解析が行える可能性があると考えられる.生体膜・膜蛋白質の構造解析に不可欠な精製・結晶化には,相分離現象などに関する理解が求められる.本研究では,主に脊椎動物網膜の視細胞膜の分画過程を通じて見られる,これらの現象に関して,詳細に研究を行った.具体的には,光受容膜蛋白質であるロドプシシの選択的可溶化・三次元結晶化を実現するための様々な要因(界面活性剤,塩,pH,温度,添加剤等)の効果を調べた.その結果,実用的な,高度に選択的な可溶化法の完成・及びそのメカニズムの考察に基づく一般化の方向性を確立するに到った.これは,脂質二重膜間相互作用が極めて強くなる溶媒条件下での,Lα-HII等の脂質の相転移を想定した.最小界面活性剤量での選択的可溶化,と言うことが出来る.一般的に,逆錐形状を持つ脂質の含量がある程度の割合を占めるような生体膜画分の場合,視細胞系に関して得られた詳細な研究結果をもとにして,今後のA研究を更に発展させることが可能と思われる.一方,副次的な研究成果として得られた。ロドプシンの3次元結晶化の条件を精密化し,2つの結晶形(双ピラミッド状,四角棒状)について,大型放射光施設(PhotonFactory.SPring-8)でのクライオX線回折測定を行った.特に,四角棒状結晶については,結晶の長軸方向には,5A分解能を超える反射が確認された.また,単位格子中のロドプシン分子の数,配同等に関する情報が得られた.今後,更に抗凍結剤の条件等を改善することにより,より高分解能のデータ収集・構造解析が行える可能性があると考えられる.主に,網膜の視細胞膜の可溶化における相分離現象や膜蛋白質に対する選択性と,界面活性剤の相分離性との関連について詳細に研究を行った。また,その膜の構成成分として知られているリン脂質を用いたモデル系に対する界面活性剤の作用を比較対象とした。その結果,生体膜画分を含むような複雑な系においても,観察される相分離現象は,主としてその構成脂質と界面活性剤との相互作用により規定されていることが示唆された。具体的には,生体膜とモデル系の双方について,酸性リン脂質と2価カチオンの含量に依存した,相分離の生成・消滅が同様にみられることが明らかになった。このような知見は,アルキル-単糖型の界面活性剤が,一定の比率で脂質と混合することにより顕著な相分離を示すという新しい発見を利用することにより前らかになったものである。一方,副次的な研究成果として,視細胞内の光受容膜蛋白質であるロドプシンの選択的可溶化条件の改善により,様々な3次元結晶がこれまでに得られている。アルキル-単糖型の界面活性剤を2価カチオンの存在下で用いることが,ロドプシンの可溶化に有効であることは,既に本研究開始前に明らかになっていた。今回さらに,その可溶化の際にIIB族の2価カチオンを用いることにより,極めて選択的にロドプシンのみが膜画分から抽出されるということ,また3次元結晶化にも有効であることなどがわかった。既に,比較的安定な結晶からは,可視光により消滅するX線回折が得られているが,これはG蛋白質共役型受容体としては初めてのものであると考えられる。脊椎動物網膜の視細胞膜の可溶化における相分離現象や膜蛋白質に対する選択性に関して,実用的な側面について詳細に研究を行った.具体的には,膜蛋白質溶液の相分離状態を制御する,添加剤の効果や,可溶化段階における添加剤のミセル形成過程への関与等が明らかとなった.その結果,実用的な,高度に選択的な可溶化法の完成・及びそのメカニズムの考察に基づく一般化の方向性を確立するに到った.

これは,脂質二重膜間相互作用が極めて強くなる溶媒条件下での,Lα-HII等の脂質の相転移を想定した,最小界面活性剤量での選択的可溶化,と言うことが出来る.一般的に,逆錐形状を持つ脂質の含量がある程度の割合を占めるような生体膜画分の場合,視細胞系に関して得られた詳細な研究結果をもとにして,今後のA研究を更に発展させることが可能と思われる.一方,前年度の副次的な研究成果として得られた,視細胞内の光受容膜蛋白質であるロドプシンの3次元結晶化の条件を更に改善し,2つの結晶形(双ピラミッド状,四角棒状)について,大型放射光施設(Photon Factory,SPring-8)でのクライオX線回折測定を行った.特に,四角棒状結晶については,結晶の長軸方向には,5Å分解能を超える反射が確認された.また,単位格子中のロドプシン分子の数,配向等に関する情報が得られた.今後,更に抗凍結剤の条件等を改善することにより,より高分解能のデータ収集・構造解析が行える可能性があると考えられる.
コーパス言語学に基づく司法英語の活用発信型辞書の開発

(1)司法英語で、どの一般的な語がどのような一般語義と専門語義とで使い分けがなされているのかを明らかにした。(2)一般的な語が一般語義と司法語義で使用される場合の文法形式の差と、その地域別、ジャンル別の頻度を明らかにした。(3)司法英語で用いられる独特な類義語、専門性の高い法律用語を数量的に明らかにした。(4)司法英語では、極めて基本的な動詞の目的語に司法英語の専門用語を持ってくる表現形式が特徴的である。この用法で使われる基本動詞、その目的語となる専門用語、コロケーションなどを地域別ジャンル別に分類し、典型的な用法とその使用頻度を明らかにした。1.司法コーパスの構築当初はイギリスとアメリカの最高裁判所の判例を50万語ずつ収集しコーパスを構築する予定であったが、分析の精度を向上させるためにコーパスのサイズを2倍以上に増強し、イギリスの最高裁判所判例1,242,656語、アメリカの最高裁判所判例1,139,952語をコーパス化した。更に英米の大学院における法律家養成課程の実態に鑑み、新たにローレビューのコーパスを構築することとし、イギリスの代表的なロージャーナルを1,135,346語、アメリカのロージャーナルを1,141,299語コーパス化した。これによって司法英語の調査対象が大きく広がることとなった。2.司法の専門語義で使用されている一般英語の抽出いくつかの英和辞書でパイロット調査を行い、最終的にはOxford English Dictionary(1989)でlaw useと表記されている全ての語2806語とそこで提示されている3183の司法の専門語義を抽出した。これによって一般英語が司法の専門語義で使用されている語が、歴史的スパンで収集され、通時的、共時的語彙データが獲得されたことになった。3.専門知識の収取北京で開催された国際応用言語学会、京都での英語コーパス学会、本研究テーマに直結した数多くの研究会へ参加し、最近のコーパス言語学の動向や辞書研究の世界的な流れを把握し、本研究の意義と必要性と先進性を確信した。ランカスター大学では最先端の研究者の協力を得て本研究に必要なコーパスの構築方法の教授を受け、ケンブリッジ大学では法律学や司法関係者、法律英語の教育に携わっている同大学の付属機関の教員関係者と意見交換をし、本研究を今後の進め方や辞書化に向けての貴重な助言を得た。4.活用発信型辞書の記述モデルの確定に向けての調査研究コーパスを基に辞書を編集に携わっている研究者、辞書編集家、関連分野の研究者との意見交換をし、辞書における具体的で有効な提示方法、その背後にある言語学の諸理論の習得に努めた。その結果、どのようにして本研究の成果を辞書として具現化してゆけるのか、どのような提示方法が可能なのか、どのような提示方法が有効なのかがより明確になってきた。当該年度の研究テーマは、司法英語における類義語がどのようにして司法英語で使い分けられているのかを、コーパス言語学の観点から調査分析をし、これから英語圏の大学院で法律なり司法制度なりを学ぼうとしている日本人学習者が司法英語を学習するための一助とすることにあった。司法英語では、一般英語学習者から見て区別するのが難しい複数の専門用語が専門的な意味の違いによって使い分けられている。その1例が、judgment、decree、verdict、ruling、orderといった、司法当局が発する拘束力のある決定を意味する専門用語である。『英米法辞典』(1999)やBlack's Law Dictionary(2009)などの専門用語辞典では、これらの専門用語の語義あるいはその専門的な背景は説明されているものの、これらの専門用語をどのような語彙文法的コンテクストの中で使用すればよいのかの説明はない。一方、我々が構築した司法英語コーパスによれば、これらの専門用語の使用実態は、judgmentに限ってみても以下の通りである。このような語彙文法的な情報があって初めて、英語を外国語として学び、使用する日本人学習者は、これらの専門用語を正しく司法英語のコンテクストの中で使用できるのである。このような情報こそが我々が目指す「活用発信型の司法英語辞典」が目指すものである。2012年度は大幅に研究が進んだ年であった。2011年度にすでに司法コーパスの構築をほぼ終えており、それを基に、主として一般英語の語彙が司法の専門的な意味で司法英語で使用されている事例について集中的に調査研究を行った。具体的には、一般英語であって司法英語の専門的な意味で使用される典型的な名詞を43語(例:act, battery, decision, order, sentenceなど)、司法英語独特の意味用法で使用される極めて一般的な動詞を37語(例:call, enter, file, pass, satisfyなど)を選出し、それらについて構築した司法コーパスの中でどのように使用されれているのかを、コーパスソフトのスケッチエンジン、アントコンクなどを使って分析をした。また、極めて使用頻度が高い基本的な司法英語を94語(例:appealant, plaintiff, charge, debt, property, trialなど)を選出し、これらがどのようなディスコースのどのような文構造の中で使用されているのかを調べ上げていった。これらの研究成果は、第51回大学英語教育学会国際大会(於:愛知県立大学)で研究発表として公表している。また、『アメリカ法』(2012-1)においては、連邦最高裁判例における辞書の使用ことの是非について紹介している。

立教大学異文化コミュニケーション学部紀要においても、司法英語における"-edly"形副詞の使用形態をコーパス言語学の視点から論文にまとめて発表している。本研究の研究成果を社会に還元するためと、司法英語の正しい理解と啓蒙を兼ね、法学部向けの司法英語の教科書にまとめ、出版することも話が進んでおり、すでにその編集作業に取り掛かっているところである。研究分担者の溜箭は、立教大学法学部において本科研研究の成果を基にして出版した法律英語の教科書『Legal Minds』を用いて英米法の授業を行い、英米法入門において多大な成果を上げた。来年度は既に330人の履修者が予定されており、本科研プロジェクトの成果が着実に大学の法学部教育に生かされていることが理解できる。司法英語では、極めて基本的な動詞を用いて司法英語の専門用語をディスコース内に導入することが頻繁に起こる。具体的には、基本的な動詞であるbring、file、enterなどを用い、その目的語に司法英語の専門用語であるsuit、plea、proceedings、petition、injunction、action、motionなどを使う用法である。このような用法は、Jespersen (1942)ではlight verb constructionとして、Quirk et at (1985)ではeventive objectとして、Huddleston and Pullum (2002)ではlight verb alternantとして紹介されている独特の文構造に通じるものがある。これらの構造に共通した特徴は、司法行為の名詞化形を目的語に使用するため、司法上の行為が動作としてではなく個別の司法行為として表現できることに加え、名詞化形に対して多彩な修飾語句を付加することが可能となり、極めて情報量の多い名詞句を構成できることにある。また、専門用語によっては複数の基本動詞を使い分けることが可能であり、それが司法英語独特の微妙なニュアンスの違いを表出することを可能にしている面もある。このような司法英語の用法は、コーパス言語学という数量的分析方法を持ってこそ抽出が可能となり、司法英語の習得を目指す日本人学生の受信能力だけでなく発信能力を飛躍的に高めることに寄与するものである。本研究では、これらの基本動詞と名詞化された専門用語とをネットワーク状に図式化し、どの専門用語がどの基本動詞を介して他の専門用語とどの程度の強度で関係しているのか、どの基本動詞がどの専門用語を共有しているのかなどを具体的かつ数量的に示し、司法英語の構造を明らかにし、その研究結果を日本人のための発信型の司法英語辞書に反映させてゆく所存である。(1)司法英語で、どの一般的な語がどのような一般語義と専門語義とで使い分けがなされているのかを明らかにした。(2)一般的な語が一般語義と司法語義で使用される場合の文法形式の差と、その地域別、ジャンル別の頻度を明らかにした。(3)司法英語で用いられる独特な類義語、専門性の高い法律用語を数量的に明らかにした。(4)司法英語では、極めて基本的な動詞の目的語に司法英語の専門用語を持ってくる表現形式が特徴的である。
固体酸触媒を利用した高温高圧水中の脱水反応の新規制御手法の開発

本研究では、温度と圧力に応じて特徴的な溶媒物性を示す高温高圧水が、固体酸触媒反応の活性と触媒寿命に与える影響を、実験的手法及び速度論的解析によって定量的に評価した。本研究で明らかにした高温高圧水の溶媒効果を、固体酸触媒反応制御の新たな操作軸として利用することで、脱水反応をはじめとした酸触媒反応における生成物収率の向上や触媒の長寿命化が可能になると期待される。本研究では、高温高圧水が固体触媒の酸性質に与える影響、触媒の安定性に与える影響を解明し、それらを利用した脱水反応の制御手法の提案を行うことを目的としている。これまでに、以下の検討を行った。まず、酸性質が異なる代表的な触媒種が高温高圧水中で示す酸の種類と量を評価するため、既存の検討範囲を超えた60 MPaまでの実験が可能な装置を製作し、1-オクテンの異性化・水和、2-オクタノールの脱水反応をテスト反応とした検討を行った。TiO2触媒について、400°C一定下で圧力依存性の検討を行った結果、圧力が増加すると生成物である2-オクテンのシストランス比が1に近づき、60 MPaではその値がほぼ1となってブレンステッド酸が支配的になることが明らかになった。またこの結果は、これまでに33 MPaまでの検討から示唆されていた傾向と矛盾しない結果となった。次に、触媒の安定性に対して高温高圧水の諸物性が与える影響を明らかにするため、反応中に触媒への炭素析出が進行する反応の典型例として、グリセリンの脱水反応をテスト反応とした検討を行った。WOX/TiO2とNbOX/TiO2を触媒とし、温度400°C、圧力25 MPa、33 MPaの条件で検討を行った結果、まずNbOXのように中程度の酸強度を持つ触媒の場合、超臨界水は炭素前駆体であるアクロレイン重合物を溶解し、炭素析出の抑制に寄与することが示唆された。また圧力が高い33 MPaの場合、超臨界水のイオン積が大きいため、WOXのように酸・塩基耐性が小さい活性成分は超臨界水に溶出して活性低下に寄与することがわかった。一方、高圧条件ではいずれの触媒についても炭素析出が抑制され、活性低下が抑制されることが明らかになった。これは、圧力増加に伴う拡散速度の減少が、反応速度の減少に比べて小さく、高圧ほど生成物の輸送に有利な条件になったためと考えられる。高温高圧水中で触媒が示す酸性質のモデル化については、当初計画と順序を多少変更し、テスト反応を利用した酸性質の評価と塩基性物質の吸脱着挙動を利用した酸性質の評価を並行して進めている。テスト反応を利用した評価については、TiO2触媒の酸性質を高圧まで評価済である。塩基性物質の吸脱着挙動を利用した酸性質の評価については、装置が完成し、評価手法の確立を進めている。高温高圧水中の触媒の安定性については当初の計画以上に進展しており、高温高圧水が触媒への炭素析出、活性成分の溶出挙動に与える影響を定性的に明らかにし、それら触媒劣化要因と反応活性との関係を定量的に評価している。本研究は、高温高圧水が固体触媒の酸性質に与える影響、触媒の安定性に与える影響を解明し、それらを利用した脱水反応の制御手法を提案することを目的としている。まず、高温高圧水が酸性質に与える影響を、既存の検討範囲を超える65 MPaまでの実験が可能な反応装置を構築し、モデル反応を利用して検討した。400°Cで圧力を変化させたオクテンの反応およびグリセリン脱水反応の結果から、反応は基質が表面に吸着して進行するラングミュアーヒンシェルウッド機構で整理でき、水密度の増加と共に反応が抑制される一方、高水密度ではイオン積の増加によって、上記の反応抑制効果が抑制され反応速度が増加する場合があることを示した。イオン積による反応促進効果は表面での水分子の解離に伴うブレンステッド酸点の増加に依ると考えられ、ルイス酸性を示しやすい二酸化チタンや担持ニオブ触媒で顕著に見られる一方、ブレンステッド酸性を示しやすい担持タングステン触媒ではその影響が小さいことが明らかになった。イオン積の影響を明確に検討するため、ピネンの反応を250°Cの高温高圧水中、水蒸気中、ヘリウム中で比較した結果、高温高圧水中でのみ二酸化チタン、担持ニオブ触媒が顕著にブレンステッド酸性を示した。これらの結果は、高温高圧水中では一般的な気相の触媒反応と異なる生成物選択性を得られる、また物性を大きく可変な超臨界水中では反応速度と選択性を制御出来る可能性を示しており、それら水の影響の定量的評価を行った点は反応の制御において重要な成果と考えられる。また、高温高圧水は触媒の安定性にも影響を与え、400°Cにおけるグリセリン脱水反応では高圧条件で、また250°Cにおけるピネンの反応では気相と比較して炭素析出量が顕著に少なくなり、水の溶媒効果が重合反応や輸送現象に影響を与えることで炭素析出を抑制できる可能性が見出された。

酸性質のモデル化については、まずテスト反応を利用した酸性質の評価について、対象とする触媒種を拡張し、高温高圧水中での固体触媒の酸性質について水物性による影響と触媒種による影響の切り分けを行った検討を進める。また、塩基性物質の吸脱着を利用した検討について評価手法を確立し、各触媒種の高温高圧水中での酸量を評価する。これらの知見に基づき、高温高圧水中の固体触媒の酸量と酸性質を、水物性と触媒物性から予測するモデルを構築する。また、モデルの妥当性を検討するため、計算機科学による検証を行う。高温高圧水中の触媒の安定性については、水物性や触媒構造の影響をより定量的に明らかにする。具体的には、水物性をより大きく、系統的に変化させた検討を行うと共に、構造を制御した触媒を用いた実験を行う。これらの知見を統合することで、固体触媒反応に対し高温高圧水が与える影響を解明し、その影響を積極的に利用した反応制御手法の提案を行う。反応工学初年度はほぼ当初の計画通り使用したが、一部の試薬を次年度使用することとしたため、次年度使用額が生じた。次年度の研究費は、装置のメンテナンスに必要なステンレス製配管・継手と、分析装置消耗品、試薬の購入費に使用する。また、計算用ソフトとそれを導入するコンピュータの購入を予定している。その他、研究成果発表のための旅費に使用する計画である。
教師・スクールカウンセラー向け「LGBTQいじめ予防プログラム」の開発と効果検証

まず教師・養護教員・スクールカウンセラー(SC)がLGBTQへの知識をどの程度持っているか,どのような研修機会が必要か等,研修の実態・職種別ニーズ・困難感を明らかにする。更にLGBTQへの態度,性役割意識,多様性の寛容度,性的志向を起因とするいじめにどの程度対処する自信があるか,属性差を調査した上で「LGBTQいじめ予防プログラム」を開発する。最後に,プログラム実践の結果,教職員の効力感向上につながったかどうか効果検証を行い,研修効果の高い群を特定する。
骨移植を行った顎裂部への電磁場刺激の応用

骨移植を要する顎裂症例のうち、今回の臨床研究に協力の得られた患者に対して、移植骨の生着率の向上を目的として術後に移植部の電磁場刺激を行った。なお、移植骨の種類について分類して予後を検討する予定だったが、患者の年齢のほとんどが6ー12歳と成長発育期にあることから、また術者の判断により大多数の症例は自家腸骨の海綿骨を用いて骨移植を行った。したがって対象患者は自家腸骨の海綿骨による骨移植を行ったものとした。電磁場刺激を行う装置は術後の口蓋を被覆する床型とし、電源駆動部分は床にリチウム電池を内蔵して衛生管理を行い易い構造にした。また電磁場刺激は、パルス電磁場刺激とした。一方、雑種成犬を用いて移植骨に対する電磁場刺激の効果を基礎実験として調べた。電磁場刺激装置はパルス波を用い、そのパルス幅・周波数・強度についてはmineral appositional rateを指標として最適条件を検索した。その結果、磁場強度;2 gauss、パルス幅;25μsec、周波数;10Hzにおいて高いmineral appositional rateを示した。したがってこの条件のパルス電磁場を発生する刺激装置をレジン床に組み込んだ。骨移植後に電磁場刺激装置を装置したところ、良好なbone bridge形成を示す症例を認めると同時に、患者の咬合状態に起因するbone segmentの動揺・感染等により電磁場刺激とは無関係に予後の不良な症例も認めた。術後評価に咬校法X線写真を撮影したが、規格写真ではないため画像処理の結果にdiscrepancyを生じた。また今回の臨床研究では、bone bridge形成に至る長期間の経過観察ができなかった。今後、症例数を重ねると同時に長期経過観察を行う予定である。顎裂部に対する骨移植は口蓋裂患者の機能回復を得る上で極めて有用な方法だが、その臨床成績は必ずしも良好ではない。移植骨の生着率を高めるには移植部のbone remodelingを活性化する必要がある。bone remodelingをコントロ-ルする因子には、ホルモンやビタミンなどの全身性因子の他に電気的因子などの物理的な因子がある。パルス電磁場の様な電気的刺激が細胞の活性を促すという報告が多々あることから、パルス電磁場によってbone remodelingが活性化すると考えられる。そこで、骨移植後の口蓋部にパルス電磁場刺激を非侵襲的に加えることによって、移植骨の生着率の向上を試みた。パルス電磁場刺激装置は鈴木が1985年ミシガン大学で歯周病患者に使用したものを応用した。刺激装置は口蓋部に装着するplate状のもので、術後約1ヶ月間骨移植部にパルス電磁場刺激を与えた。移植骨に対する術後評価は、X線写真をコンピュ-タ画像解析装置で処理することによって行った。つまりX線フィルム濃度を0-255の256段階に数値化し各画素について処理することにより、移植部の骨の状態を客観的に評価した。ここで、X線写真は咬合法で撮影したものだが、部位的に焦点被写体間距離・入射角度等を全ての患者において一定にすることが困難なため、Aluminum stepsの挿入によって補正する予定である。装置の外観は床型矯正装置に類似しているが、coil等を内蔵しているため若干の厚みを有しており、装置の形態にはなお、改良の余地があった。現在、電磁場刺激装置を適用した全患者について臨床的評価を行っている。今後、装置の改良・症例の選択・評価基準の設定等を検討した上で症例を増やしていく予定である。
モダリティごとの不確実性を考慮した共有表現学習の研究

深層学習の飛躍的発展によって、画像や音声、文書といった異なる種類の情報(モダリティ)を統合して学習するマルチモーダル学習の研究が数多く行われるようになっている。マルチモーダル学習は、異なるモダリティを統合した共有表現の学習が重要となる。しかし異なるモダリティ間で1対1の決定論的な対応関係を結べないような場合(例えば1つのタグに対応する画像は無数にある)、従来の決定論的な学習方法では適切な共有表現を獲得できない。本研究では、申請者らが開発した深層生成モデルによる手法に基づき、各モダリティの不確実性を考慮することで、複数のモダリティ情報を統合した共有表現を適切に学習する手法を確立する。本研究では,画像や音声,文書といった異なる種類の情報(モダリティ)を適切に統合するような表現を獲得する共有表現学習(マルチモーダル学習)に取り組む.特に,それらの情報の異種性(情報量や次元が互いに異なること)に着目し,深層生成モデルを利用した適切な学習方法を確立することが本研究の目標である.2018年度は,まず,提案するアプローチを共有表現学習やマルチモーダル学習の諸問題に適用することを進めた.その1つが,半教師ありマルチモーダル学習への応用である.これは,ラベルが付与されたマルチモーダルデータが少数しかない状況で,ラベルなしデータを利用して精度向上を目指す枠組みである.さらにこの枠組みでは,テスト時に単一のモダリティしか入力として与えられない場合も考慮する必要がある.この問題設定に対処するために,深層生成モデルによる共有表現学習手法を導入した新しい手法を提案した.実験より,ラベルありデータが少なく,単一モダリティだけの場合でも,適切に共有表現が獲得されることを確認し,ラベルの識別精度も既存手法よりも高い結果となった.この研究成果は2018年度人工知能学会全国大会で発表した他,情報処理学会論文誌に採録された.また,共有表現学習手法をゼロショット学習に応用した研究についても行い,現在国際会議に投稿中である.その他,深層生成モデルを利用した異なるモダリティ統合に関する共著の研究が,情報処理学会論文誌や国際会議ICLRのワークショップに採録された.また,本研究のサブ研究として,これらを簡単に開発するための深層生成モデルライブラリの開発を進めた.このライブラリは,深層ニューラルネットワークが確率モデルに隠蔽されているという特徴があり,異なるモダリティを扱う複雑な深層生成モデルを実装する上では適しているといえる.この成果は2019年度人工知能学会全国大会で発表する予定である.当初の予定通り,マルチモーダル学習の諸問題に応用した研究を進めることができ,またそれらについて採録という形で成果をあげることができた.また,本研究の元になっている2017年度に情報処理学会論文誌に採録された論文が情報処理学会論文賞を受賞し,本研究の方向性の妥当性が示された形となった.また当初の計画にはなかったものの,深層生成モデルライブラリの開発を行い,それを用いることで共有表現学習についての研究成果を出すことができた.これらの状況から,研究全体はおおむね順調に進んでいると考えている.2019年度は,マルチモーダル学習の諸問題に応用した研究を引き続き行い,研究成果はトップ国際学会に積極的に投稿する予定である.また「様々なモダリティ情報での検証」について研究を行う予定である.これまでの研究で扱ってきた情報は,画像やタグといった,系列情報のない比較的扱いやすい情報であった.一方で,近年のマルチモーダル学習の研究では,動画や音声といった時系列情報も扱われるようになっている.そこで,本研究でもこれらの情報から共有表現を適切に学習する方法を研究する.その中で,従来提案していた手法に捉われない共有表現の獲得方法についても検討したい.その他,本研究を進めるにあたってサブ研究として開発していたライブラリが大きな注目を集めたため,これの開発も並行して続ける予定である.上記の理論研究と並行して進めることで.結果的に本研究全体を加速させることができると考えている.こちらの研究についても,成果を国内外の学会に投稿予定である.深層学習の飛躍的発展によって、画像や音声、文書といった異なる種類の情報(モダリティ)を統合して学習するマルチモーダル学習の研究が数多く行われるようになっている。本研究では,画像や音声,文書といった異なる種類の情報(モダリティ)を適切に統合するような表現を獲得する共有表現学習(マルチモーダル学習)に取り組む.特に,それらの情報の異種性(情報量や次元が互いに異なること)に着目し,深層生成モデルを利用した適切な学習方法を確立することが本研究の目標である.2018年度は,まず,提案するアプローチを共有表現学習やマルチモーダル学習の諸問題に適用することを進めた.その1つが,半教師ありマルチモーダル学習への応用である.これは,ラベルが付与されたマルチモーダルデータが少数しかない状況で,ラベルなしデータを利用して精度向上を目指す枠組みである.さらにこの枠組みでは,テスト時に単一のモダリティしか入力として与えられない場合も考慮する必要がある.

この問題設定に対処するために,深層生成モデルによる共有表現学習手法を導入した新しい手法を提案した.実験より,ラベルありデータが少なく,単一モダリティだけの場合でも,適切に共有表現が獲得されることを確認し,ラベルの識別精度も既存手法よりも高い結果となった.この研究成果は2018年度人工知能学会全国大会で発表した他,情報処理学会論文誌に採録された.また,共有表現学習手法をゼロショット学習に応用した研究についても行い,現在国際会議に投稿中である.その他,深層生成モデルを利用した異なるモダリティ統合に関する共著の研究が,情報処理学会論文誌や国際会議ICLRのワークショップに採録された.また,本研究のサブ研究として,これらを簡単に開発するための深層生成モデルライブラリの開発を進めた.このライブラリは,深層ニューラルネットワークが確率モデルに隠蔽されているという特徴があり,異なるモダリティを扱う複雑な深層生成モデルを実装する上では適しているといえる.この成果は2019年度人工知能学会全国大会で発表する予定である.当初の予定通り,マルチモーダル学習の諸問題に応用した研究を進めることができ,またそれらについて採録という形で成果をあげることができた.また,本研究の元になっている2017年度に情報処理学会論文誌に採録された論文が情報処理学会論文賞を受賞し,本研究の方向性の妥当性が示された形となった.また当初の計画にはなかったものの,深層生成モデルライブラリの開発を行い,それを用いることで共有表現学習についての研究成果を出すことができた.これらの状況から,研究全体はおおむね順調に進んでいると考えている.2019年度は,マルチモーダル学習の諸問題に応用した研究を引き続き行い,研究成果はトップ国際学会に積極的に投稿する予定である.また「様々なモダリティ情報での検証」について研究を行う予定である.これまでの研究で扱ってきた情報は,画像やタグといった,系列情報のない比較的扱いやすい情報であった.一方で,近年のマルチモーダル学習の研究では,動画や音声といった時系列情報も扱われるようになっている.そこで,本研究でもこれらの情報から共有表現を適切に学習する方法を研究する.その中で,従来提案していた手法に捉われない共有表現の獲得方法についても検討したい.その他,本研究を進めるにあたってサブ研究として開発していたライブラリが大きな注目を集めたため,これの開発も並行して続ける予定である.上記の理論研究と並行して進めることで.結果的に本研究全体を加速させることができると考えている.こちらの研究についても,成果を国内外の学会に投稿予定である.
開殻性を有する新規機能性分子の創成

・これまでに、TMPBCl2のNa還元反応により単離できた低配位ホウ素化合物三量体(TMPB)3は、非常に新規性の高い化合物であり、この構造と電子状態について詳細な解析が、Angew. Chem.のVIP論文となったが、さらに反応性についても詳細な検討を行った。特に、イソシアニドの反応では、NC結合の切断反応が起こっていることを見出した。現在、大阪大中野先生との共同研究で反応機構の検討を行っている。また、TMPだけでなく新規合成したより立体障害のあるsp3塩基を用いて、新規低配位ホウ素化合物の合成も検討している。室温でも安定な三重項カルベンの合成検討については、非常に苦労しているが、これまでに合成してきた新規アレンとProf.Ozerovとの共同研究で合成している新規酸化剤を、固体状態で混合するという方法で新たな活路を見いだしつつある。固体の混合は効率が悪いので、広島大の斎藤教授との共同研究を開始してミリング法を検討している。続いて、固体状態で合成した三重項カルベンがどの溶媒に対して安定であるかを調べ、最終的には溶液中での反応および再結晶による構造解析に結びつけたい。予定していたテーマのうち最大のテーマである三重項カルベンの合成検討は、非常に苦労したものの、固体同士の混合という手法で、熱的にも安定な三重項カルベン種の観測に成功しつつある。これまで、ー50°Cでしか観測できていなかったが、かなり室温に近い状態までこぎるけることができつつある。紆余曲折はあったが、順調に進展していると考えている。もう一つの大きなテーマである低配位ホウ素研究においては、予想外の生成物が得られており、構造も電子状態も反応性も非常に興味深いものであった。この電子状態論文は、インパクトファクターの高いAngew.Chem.のVIP論文に選出されており、当初の計画以上に進展していると考えている。・室温でも安定な三重項カルベンの合成は、これまでに溶液反応から固体混合に変更してから進展が見られるようになった。結局、今まで低温でのみ観測できていたのは、生成していた三重項カルベンが溶媒と反応していたためであると結論できた。設計自体には何の問題もなかったと現在は考えており、まずは固体混合からの熱的に安定な三重項カルベンの観測を行い、引き続いて三重項カルベンと各種溶媒との反応検討で、反応しない溶媒を探し、その溶媒系での三重項カルベンの合成と精製をおこないたい。来年度は最終年度であり、熱的に安定な三重項カルベンの単離までこぎつけたい。いくつかの新規立体障害窒素塩基を有しているので、それらを用いてさらなる新規ホウ素種などの合成・単離・反応性の検討を行いたい。これら新規窒素塩基は、TMPよりも立体障害が大きいので、また新たな新規化合物が合成できると期待している。昨年度の実績の概要・これまでの我々の超原子価5配位窒素化合物の合成と構造の研究から派生して、フェノール基やカルボキシル基を有する水溶性の超原子価5配位窒素誘導体の合成に成功した。X線構造解析にも成功した。水にかなりの溶解度を持ち、中性の水であれば数日間水溶液で存在するという安定性を有することがわかったが、アルカリ性では分解してしまうこともわかった。・我々が、TMPBCl2のNa還元反応により(TMP:2,2,6,6-tetramethylpiperidine))、ごく最近単離した低配位ホウ素化合物三量体(TMPB)3は、X線解析の結果、非常に長いホウ素-ホウ素距離を持つためホウ素にラジカル性があると考えていたが、大阪大中野雅由教授との共同研究(理論化学研究)により、ラジカル性はあまりないことがわかった。しかし、(TMPB)3は非常に新規性の高い化合物であり、この構造と電子状態について詳細な解析を行った。その結果についての論文を投稿し、インパクトファクターの高い雑誌であるAngew.Chem.に掲載された。審査委員の評価は極めて高く、VIP論文となり、frontispieceとなった。さらにイソシアニドや一酸化炭素などと(TMPB)3の反応についても検討を続けており、興味深い結果が得られつつある。・そのほか、T字型硫黄やリン・ケイ素化合物合成にも成功し、アンモニアなど小分子との反応性の研究を行っている。目標のうち、まだ、二光子吸収化合物の論文を投稿していないが、水溶性の超原子価5配位窒素化合物は合成した。アルカリ性であまり安定でないこともわかって来たので、生体イメージング研究は行えていない。世界初の三重項カルベン研究はようやく前駆体を純粋に合成することができた。これから酸化研究を行う予定である。上記の低配位ホウ素化合物三量体(TMPB)3の単離と電子状態解析の研究は、非常に新規性が高く、Angew.Chem.のVIP論文となった。これは予想よりも大きな進展となっている。

また、TMPだけでなく新規合成したより立体障害のあるsp3塩基を用いて、新規低配位ホウ素化合物の合成も検討している。室温でも安定な三重項カルベンの合成検討については、非常に苦労しているが、これまでに合成してきた新規アレンとProf.Ozerovとの共同研究で合成している新規酸化剤を、固体状態で混合するという方法で新たな活路を見いだしつつある。固体の混合は効率が悪いので、広島大の斎藤教授との共同研究を開始してミリング法を検討している。続いて、固体状態で合成した三重項カルベンがどの溶媒に対して安定であるかを調べ、最終的には溶液中での反応および再結晶による構造解析に結びつけたい。予定していたテーマのうち最大のテーマである三重項カルベンの合成検討は、非常に苦労したものの、固体同士の混合という手法で、熱的にも安定な三重項カルベン種の観測に成功しつつある。これまで、ー50°Cでしか観測できていなかったが、かなり室温に近い状態までこぎるけることができつつある。紆余曲折はあったが、順調に進展していると考えている。もう一つの大きなテーマである低配位ホウ素研究においては、予想外の生成物が得られており、構造も電子状態も反応性も非常に興味深いものであった。この電子状態論文は、インパクトファクターの高いAngew.Chem.のVIP論文に選出されており、当初の計画以上に進展していると考えている。今後は、上記の研究をさらに発展させつつ、以下の新たな研究を実施する。特に、新規一重項ラジカル系の合成と二光子吸収特性について、連携研究者の中野教授は、異なる原子間での中間ジラジカル性化合物は、非線形光学特性がされに増強されるという理論予測を発表している(中野・鎌田・山本で共著論文を発表:DOI: 10.1002/cphc.201601226)。我々は、世界で初めて単離とX線構造解析に成功した超原子価硫黄ラジカルを報告しているので、その二量体による新たな中間ジラジカル性化合物の合成を目指す。・室温でも安定な三重項カルベンの合成は、これまでに溶液反応から固体混合に変更してから進展が見られるようになった。結局、今まで低温でのみ観測できていたのは、生成していた三重項カルベンが溶媒と反応していたためであると結論できた。設計自体には何の問題もなかったと現在は考えており、まずは固体混合からの熱的に安定な三重項カルベンの観測を行い、引き続いて三重項カルベンと各種溶媒との反応検討で、反応しない溶媒を探し、その溶媒系での三重項カルベンの合成と精製をおこないたい。来年度は最終年度であり、熱的に安定な三重項カルベンの単離までこぎつけたい。いくつかの新規立体障害窒素塩基を有しているので、それらを用いてさらなる新規ホウ素種などの合成・単離・反応性の検討を行いたい。これら新規窒素塩基は、TMPよりも立体障害が大きいので、また新たな新規化合物が合成できると期待している。
マシニングセンタの精度低下予防のための日常検査方法の開発

工作機械を精度良く保つためには,定期的に精度検査を行うことが望ましい.直進軸を有するマシニングセンタでは,位置決め精度試験が最も基本となる試験であるが,ほとんどのユーザは,据付後に位置決め精度検査を行うことはない.そこで,本研究では,CMOSカメラを用いた画像照合による位置決め精度の簡便な測定方法を開発することを目的として研究を行った.CMOSカメラによるレーザスペックルの撮影方向とターゲットの変位との関係を調べ,2台のカメラを用いてターゲットの3次元位置を測定する方法を提案し,この提案方法によって,マシニングセンタの位置決め精度が3次元で詳細に測定できることを確認した.研究目的の1つに挙げたCCDカメラを用いた画像処理による2次元変位測定システムの開発を以下のように研究計画に沿って,実施した.CCDカメラを用いた画像処理による2次元変位測定システムの設計と試作については,レーザポインタ,CCDカメラ,ターゲットの配置を決定し,CCDカメラに撮影されるスペックルパターンから変位を測定するための画像処理プログラムを作成した.変位の測定にはテンプレートマッチングを用いた.変位の測定精度を画素以上にするために,サブピクセル推定を,テンプレートマッチング後に行う方式を選択し,類似度をB-スプライン曲線によって補間する方法をプログラムに取り入れた.試作した2次元変位測定システムを用いて,測定精度に影響を及ぼす因子について検討した.具体的には,レーザ光の色,ターゲットに対するレーザ光の入射角度,レーザ光を照射するターゲットの表面の状態,ターゲットとCCDカメラとの距離などが測定精度に及ぼす影響を検討した.特にターゲットの表面については,マシニングセンタのテーブル上面など様々なものがターゲットとして,用いられることが明らかになり,位置決めの測定だけでなく,熱変形の測定,工作物の位置合わせなどへの応用が期待できることがわかった.測定の精度は,マシニングセンタのテーブル上面でも,測定範囲40μmは±0.5μm程度であった.この実験の一部は,年度途中で完成した高精度な位置決めが可能な実験装置で実施した.この実験装置は,レーザ干渉計を用いて,十分な精度を有していることを確認した.装置の精度が保証されたことで,今後の実験において,ターゲットに与えた変位をレーザ変位計や静電容量型変位計で同時に測定する必要がなくなり,効率的に実験が行える.研究目的の2に挙げた2次元変位測定システムによる直進軸の位置決め精度の日常検査方法の開発を研究計画に沿って,以下のように実施した.昨年度,試作したCCDカメラを用いた画像処理による2次元変位測定システムによって,マシニングセンタの位置決め精度を測定するために,装置構成を見直し,マシニングセンタの直進軸のストロークに合わせたターゲットを製作した.試作した2次元変位測定システムを用いて,マシニングセンタの位置決め精度を測定し,レーザ干渉計の測定結果との比較った.その結果,一方向位置決めの繰り返し性はわずかに,異なるものの,両方向位置決めの繰り返し性,反転値,平均反転値は同等の値が測定できることを確認した.また,昨年度,完成した高精度位置決めが可能な実験装置において,CCDカメラをターゲットに対して,垂直から傾けて設置することで,スペックルパターンによる画像照合では理論上測定できないターゲットに垂直なZ方向の変位を検出できることを,明らかにした.研究目的に挙げた「2次元変位測定システムによる直進軸の位置決め精度の日常検査方法の開発」について,マシニングセンタにおいて,実際に,試作した測定システムの評価を行い,位置決めの繰り返し性,反転値をレーザ干渉計と同等に測定できることを確認していることから,おおむね達成しているため.マシニングセンタの受け入れ検査は、ISO規格にしたがって行われ、現在、静的精度、直進及び回転運動軸の位置決め精度、補間運動精度、工作精度などから成り立っている。この中で、補間運動精度については、ボールバーを用いることによって、簡単に通常の直進3軸のマシニングセンタの精度が測定できる。ところが、位置決め精度検査については、1軸の直進軸や回転軸の位置決め精度の場合、誤差がわかればNC装置で簡単に補正が行えるものの、高価なレーザ測長器を使わなくては、測定が行えない。また、レーザ測長器については、経験が必要とされ、装置のセットアップなどにも時間を要する。そこで、セットアップに時間を必要としない測定装置と簡易的な測定方法とを考案し、日常的に位置決め精度の検査が行える方法を提案することを目的として研究を行った。その結果、画像照合による位置測定を用いた方法を提案し、提案方法には、次の特長があることが明らかにした。(1)画像撮影のCMOSカメラとターゲットとの距離設定が容易である。(2)ターゲットとして、マシニングセンタのテーブル表面など、様々なものを使用できる可能性がある。(3)測定範囲040μmにおいて、±0.5μmの高い精度で位置を測定できる。(4)ターゲット面に対してCMOSカメラを傾けて、スペックルパターンを撮影することによって、ターゲットの垂直方向の位置の変化を画像照合で測定することができる。さらに、画像照合によって位置を3次元で測定する方法を検討し、2台のCMOSカメラを傾けて、ターゲットに垂直な面に対称に設置することによって、画像照合でターゲット面に平行な位置の変化と垂直な位置の変化とを分離して測定できることを明らかにした。この方法を用いて、直進軸の位置決め精度を3次元で評価することによって、詳細に直進軸の挙動を把握することができることを確認した。

工作機械を精度良く保つためには,定期的に精度検査を行うことが望ましい.直進軸を有するマシニングセンタでは,位置決め精度試験が最も基本となる試験であるが,ほとんどのユーザは,据付後に位置決め精度検査を行うことはない.そこで,本研究では,CMOSカメラを用いた画像照合による位置決め精度の簡便な測定方法を開発することを目的として研究を行った.CMOSカメラによるレーザスペックルの撮影方向とターゲットの変位との関係を調べ,2台のカメラを用いてターゲットの3次元位置を測定する方法を提案し,この提案方法によって,マシニングセンタの位置決め精度が3次元で詳細に測定できることを確認した.研究の目的に挙げた「CCDカメラを用いた2次元変位測定システムを試作し,装置の構成を変更しながらXY平面内の任意の変位を測定し,測定精度に影響を及ぼす因子を明らかにする.その結果から,高精度に安定して変位を測定できる条件を導出する.」という点について,おおむね達成しているため.マシニングセンタの位置決めにおけるZ方向の位置と同時にXY方向の位置を測定するために,必要な実験装置の構成を変更し,画像照合の結果から,それぞれの位置を分離して算出する方法を明らかにする.工作機械マシニングセンタの位置決め精度を測定するために,位置の基準となる複数のターゲットの最適な配置と位置関係を保証する方法とを明らかにする.また,マシニングセンタのXY平面内の位置に加えて,Z方向の位置を測定するために,実験装置の構成を再検討し,Z方向の変位が測定可能であるかを調べる.県外への実機測定を予定していたが,県内にて,研究に適したマシニングセンタを見つけたため,旅費がかからなかったため.また,位置決めの精度と同等の測定精度が得られるCCDカメラの性能がわかっていなかったことから,カメラを購入できなかったため.成果発表を行うための旅費の負担がなかったため.また,現時点では,実験に使用するCCDカメラは,マシニングセンタへの取付方法を考慮する必要がないことから,研究室で所有したもので代用したため.CCDカメラの購入とそれに対応するための実験装置の改良に使用する.H27年度の消耗品費として,実験装置の改良に使用する.
新奇酵素β-ガラクトフラノシダーゼの次世代シーケンサーを用いた微生物界の分布解析

研究目的本研究では新奇酵素であるガラクトフラノース特異的なβ-D-ガラクトフラノシダーゼが微生物にどの程度広く存在しているのかを解明することが目的である。研究方法(1)土壌からの目的の酵素活性を持つ微生物の単離、(2)各種微生物から染色体DNAの調製、(3)次世代シーケンサーMiseqによる全ゲノム塩基配列の解読、(4)目的酵素遺伝子の同定、(5)目的遺伝子をPCRにより微生物から増幅して大腸菌内での発現解析(6)目的基質を用いた酵素活性測定の順で行った。研究成果土壌から目的の酵素活性を持つ微生物を3株単離することができた。単離できた微生物から染色体DNAの調製を行い、次世代シーケンサーによる全ゲノム塩基配列の解読、全ゲノム配列を決定した。ゲノム解析の結果から、この菌は放線菌であることがわかった。すでに同定していた目的酵素の遺伝子配列を用いホモログ検索を行った結果、相同性の高い遺伝子が見つかった。その遺伝子配列をPCRにて増幅させ、大腸菌内で発現をさせた。大腸菌内での発現を確認できたので、His-tagにて精製したサンプルを目的酵素とした。まず、人工基質であるpNP-Galfを用いて活性の有無を調べた結果、活性を示し、また他のpNP基質と反応させたところ活性を示さなかったことから、この酵素はガラクトフラノース特異的な酵素であることがわかった。さらに、天然基質であるA.fumigatus由来のガラクトマンナンにも作用させたところ、ガラクトフラノースの遊離が確認できたことから、ガラクトマンナンの非還元から加水分解するエキソ型の酵素であることが示唆された。遺伝子配列の相同性により、目的酵素遺伝子配列を発見できたので、これら遺伝子配列を用いて原核微生物から真核微生物のホモログを探索した結果、このガラクトフラノシダーゼは原核から真核微生物まで自然界に幅広く分布していることがわかった。