hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国の新石器時代に出土した漆遺物を対象とする自然科学的検討と工芸技術史の融合

本年は2018年1月15日23日の期間訪中し、研究結果の報告と新たな課題解決に向けての打ち合わせを行った。田螺山遺址現場館と良渚工作站では、新しく発掘された鐘家港遺跡の木胎漆器に加え、昨年度の現地調査時では見つけられなかった木胎漆器を数点確認し、分析用にサンプリングを行うことができた。昨年に引き続きクロスセクション観察を行った結果、良渚文化期の卞家山遺跡・鐘家港遺跡からの木胎漆器の多くは朱色であるが、ベンガラと水銀朱の使い分けがなされているとわかった。卞家山遺跡より出土した遺物の一部では、ベンガラ塗装を3回行った後に水銀朱の塗装を行っていた。また本研究では対象に含めていなかったが、彩色土器に水銀朱が付着していることを確認した。本研究の最も大きな発見は、河姆渡文化期の田螺山遺跡、良渚文化期の卞家山遺跡・鐘家港遺跡からの木胎漆器からは現在の中国の漆器製作で用いられているToxicodendron vernicifluumの主成分由来の熱分解生成物は検出されず、Toxicodendron succedaneaのの主成分に由来する熱分解生成物が検出されたことといえる。これまでの中国漆器の科学的な研究は少ない一方で、至極当然の事実として、ウルシオールを主成分とする漆樹が利用されていると考えられてきた。しかしPy-GC/MSの結果、ラッコール由来の熱分解生成物を確認する世界で初めての成果となった。これは漆樹の起源をめぐる日本考古学の論争にも大きな課題を投げかけるものであり、より多くの調査事例を増やしていく必要がある。加えて今後、調査対象を広げての継続的な研究実施とあわせ、古環境や植物に関する研究者らと連携することが重要になる。29年度が最終年度であるため、記入しない。漆は歴史的に古くから利用されている塗料であるが、その耐薬品性の高さから分析手法が限られており、古代中国においてどの種類の漆樹液が利用されていたのか科学的な調査は行われてこなかった。一方、漆器づくりには「原料となる樹液を採取・保管し、樹液を塗料へと加工し、顔料を製造し、塗布するための胎を作る」といった“多種多様な材料の組み合わせとモノづくり技術"を必要とする。単一の材料で生み出すことができないからこそ、ひとつの漆器には天然資源を活用する当時の技術レベルが反映されている。ゆえに漆器づくりの材料と技術を詳細に検証することで、古代中国での物質文化の創造レベルを議論すべく、本研究では複数の分析手法を組み合わせて漆遺物を調査する。得られた情報を工芸技術史的な観点から解釈することで、古代中国の天然資源活用に関する「ものづくり技術」の水準を探ろうと試みるものである。研究初年度の平成28年度には2回にわたって中国での現地調査を行い、古代中国の出土漆遺物に関する情報の入手と、現地の関係者らとの学術交流に努めた。中でも、漆遺物と思われる出土品が数点すでに確認されていた田螺山遺跡と良渚遺跡を中心に資料の確認作業を進め、いくつかの資料については熟覧調査を行い、浙江省文物考古研究所の研究者らと漆分析に関して協議を重ねた。一部の資料については、クロスセクションによる塗装仕様の確認・走査型電子顕微鏡観察・元素分析による顔料推定・Py-GC/MSといった複数の科学分析調査を実施した結果、これまでの研究では認識されていなかった重要な新知見を得ることができた。こうした調査で得られた漆樹液の利用に関する成果については、浙江省文物考古研究所の研究者らと今後逐次成果を公表していく予定である。本年度は、多数の木製出土品の中に漆遺物の存在が指摘されていた田螺山遺跡での熟覧調査だけでなく、これまであまり知られていなかった良渚遺跡より出土した漆遺物の内容について現地の状況等を確認することができ、さらに進行形で漆遺物の発見が続いていることを把握した。このような中国での調査によって、当初の計画で懸案仮題であったまとまった漆遺物の存在を確認することができ、今後の研究進展に対する見通しを得た。また試料提供を受けた一部の漆遺物については、クロスセクションによる塗装仕様の確認・走査型電子顕微鏡観察・元素分析による顔料推定・Py-GC/MSといった複数の科学分析を進めており、用いられた材料と製作技法についての検討を行っている。その結果、これまでの研究では認識されていなかった重要な新知見を得ることができた。それらの研究成果は現地協力者との連絡を緊密に取りながら、平成29年度の早い段階で論文化するよう調整中である。以上のような理由により、おおむね順調に進展していると評価できる。

また本研究では対象に含めていなかったが、彩色土器に水銀朱が付着していることを確認した。本研究の最も大きな発見は、河姆渡文化期の田螺山遺跡、良渚文化期の卞家山遺跡・鐘家港遺跡からの木胎漆器からは現在の中国の漆器製作で用いられているToxicodendron vernicifluumの主成分由来の熱分解生成物は検出されず、Toxicodendron succedaneaのの主成分に由来する熱分解生成物が検出されたことといえる。これまでの中国漆器の科学的な研究は少ない一方で、至極当然の事実として、ウルシオールを主成分とする漆樹が利用されていると考えられてきた。しかしPy-GC/MSの結果、ラッコール由来の熱分解生成物を確認する世界で初めての成果となった。これは漆樹の起源をめぐる日本考古学の論争にも大きな課題を投げかけるものであり、より多くの調査事例を増やしていく必要がある。加えて今後、調査対象を広げての継続的な研究実施とあわせ、古環境や植物に関する研究者らと連携することが重要になる。引き続き中国内での漆遺物の実見調査を継続するとともに、漆樹の生育分布について植物学・古環境の面からの情報収集や、見通しの確認などを行う方向で現地での調査を進めたい。また本研究における取り組みについて現地研究者らと学際交流を行ったことで、専門家がおらずあまり注目されていなかった漆遺物への関心を高め、その結果、科学分析に必要なサンプルの提供が増えた。今後も積極的に関係者らとの交流を重ね、現地での協力を得ながら中国各地の調査で散見されている漆遺物についても、より具体的な情報を得るべく調査などを実施したい。29年度が最終年度であるため、記入しない。
準線型波動方程式の解の挙動についての研究

今年度研究代表者は準線型波動方程式の解の最大存在時刻についての研究に従事してきた。特に成果があがったのは1階の準線型双曲型システムの解の存在時刻、及び2次元空間におけるスピードが異なる準線型波動方程式のシステムに対するnull-conditionの研究である。1階のシステムについては、これまでにLi Ta-tsien,Zhou Yi,Kong De-xing等が研究を行ってきたが、彼等の研究結果には含まれないcritical caseのシステムに対し、解の存在時刻を明確にすることに成功した。今回は残念ながら2×2のシステムに制限せざるを得なかったが、一般のシステムについても同様の結果が得られるはずである。また、スピードの異なる準線型波動方程式のシステムに関して"非線型項がnull-conditionをみたせば大域解が存在する"という命題を証明することに成功した。これまでに、単独の波動方程式に対しては証明されていた命題ではあるが、その証明の手法はそのままシステムの場合には適用できないため、何らかの改良が必要であった。研究代表者は、システムに適用する際にネックになる部分を排除し、そのかわり残りのアイテムより有効に利用することにより成功した。このことは、排除された部分は単独の波動方程式についても必要でないことを示している。なお上の2つの結果は論文(英語)にし、現在学術雑誌に投稿中である。
バクテリオファージをテーラーメード細菌認識素子とする新奇な細菌検出技術の開発

微生物検査は,感染症や食中毒の予防・衛生管理の面から重要である.しかし,培養に基づく従来法では検査に210日を要し,病原菌の特定に至っても手遅れになる場合が多く,検査の迅速化・簡易化が強く求められている.近年,PCRや抗原抗体反応を利用した迅速検査技術が開発されているが,遺伝子解析には煩雑な操作や高額な機器が必要である.また,細菌の中には,宿主免疫を回避するような防御機能を備えているものもあり,遺伝子解析や免疫反応に依らない新奇な検出原理が求められている.金ナノ粒子は,そのユニークな光学特性のためイオンから遺伝子,細胞に至る各種生体分子の迅速かつ簡便な比色検出に利用されている.しかし,いずれも粒子間距離に強く依存するプラズモン共鳴効果を検出原理としており,粒子サイズよりも大きなバイオナノマテリアルを細菌認識部位として利用する場合には,有効に機能しない.一方,バクテリオファージは,細菌特異的に感染するウイルスの総称であり,標的細菌を特異的に識別する機能を備えている.その機能を自在に活用できるようになれば,遺伝子や免疫検出法に代わる迅速かつ簡便な細菌検出法への応用が期待できる.本研究では,金ナノ粒子が発する強力な散乱光を検出原理とする新たなナノプローブとして,シリカナノ粒子表面に金ナノ粒子とファージを担持させたファージプラズモニクスプローブの作製法について検討すると共に,暗視野顕微鏡法と組み合わせた迅速な細菌の検出法について検討した.本研究では,暗視野顕微鏡法とファージプラズモニクスプローブを組み合わせた迅速な細菌検出法の開発をめざしている.はじめに暗視野顕微鏡観察下,標的細菌の散乱光強度を増大させるプラズモニクスプローブとして,シリカナノ粒子の表面に金ナノ粒子を担持させた金平糖型ナノ粒子の作製法について検討した.金平糖型ナノ粒子は,シリカナノ粒子を代表的なカチオン性ポリマーであるポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド):PDDAで被覆した後,負電荷を帯びたクエン酸還元金ナノ粒子を担持させることで作製した.次に,標的細菌(黄色ブドウ球菌)に対する選択性を付与するため,細菌認識部位として黄色ブドウ球菌を宿主とするバクテリアファージを金平糖型ナノ粒子の表面に固定化する方法について検討した.特にファージの宿主特異性は,尾部に存在する吸着タンパク質にあるため,その機能を最大限発揮させるには,頭部を担体表面に向け細菌と結合可能な状態で固定化する必要がある.しかし,ファージの配向制御法は確立されていない.そこで,段階的に組織化技術を確立するため,はじめに静電相互作用を利用した指向性自己組織化について検討した.一般にDNAを収納しているファージ頭部は負電荷を帯びており,静電相互作用を介した配向制御が期待される.そこで,金平糖型ナノ粒子の表面を再びPDDAで被覆した後,ファージを粒子表面に固定化した.得られたファージプラズモニクスプローブと黄色ブドウ球菌あるいは大腸菌を混合後,暗視野顕微鏡で観察した.細菌認識部位として利用したファージの宿主である黄色ブドウ球菌のみからプローブ由来の強い散乱光が観察され,標的細菌を選択的に検出できることを確認した.新奇な細菌検出用バイオ素材として,バクテリアファージの活用をめざす本研究では,3つの到達目標を掲げている.【研究目標1】“ファージ機能制御技術"の開発:ファージは,細菌に感染し菌体を溶かして増殖するウイルスであり,ファージのライフサイクル(吸着,侵入,生合成,成熟,放出)の内,吸着機能のみ発揮させる方法について検討する.【研究目標2】“ファージ組織化技術"の開発:ファージの宿主特異性は尾部にあり,標的細菌に対して高い結合力を発揮するためには,ファージの配向を制御しながら組織化する必要がある.ファージの機能を最大限に発揮させる組織化技術を開発する.【研究目標3】“ファージナノプローブ"の開発:ファージの細菌認識現象を検出可能な物理信号に変換するバイオインターフェイスを開発する.初年度は,研究目標2について静電相互作用を利用した指向性自己組織化技術を確立した.また研究目標3について金平糖型ナノ粒子を利用したファージプラズモニクスプローブを開発した.次年度は,研究目標1の検討,および研究目標2については,共有結合を利用した指向性自己組織化技術の確立,研究目標3については,蛍光性ナノエマルションを利用した“ファージ蛍光ナノプローブ"の開発について検討する.微生物検査は,感染症や食中毒の予防・衛生管理の面から重要である.しかし,培養に基づく従来法では検査に210日を要し,病原菌の特定に至っても手遅れになる場合が多く,検査の迅速化・簡易化が強く求められている.近年,PCRや抗原抗体反応を利用した迅速検査技術が開発されているが,遺伝子解析には煩雑な操作や高額な機器が必要である.また,細菌の中には,宿主免疫を回避するような防御機能を備えているものもあり,遺伝子解析や免疫反応に依らない新奇な検出原理が求められている.金ナノ粒子は,そのユニークな光学特性のためイオンから遺伝子,細胞に至る各種生体分子の迅速かつ簡便な比色検出に利用されている.しかし,いずれも粒子間距離に強く依存するプラズモン共鳴効果を検出原理としており,粒子サイズよりも大きなバイオナノマテリアルを細菌認識部位として利用する場合には,有効に機能しない.一方,バクテリオファージは,細菌特異的に感染するウイルスの総称であり,標的細菌を特異的に識別する機能を備えている.

その機能を自在に活用できるようになれば,遺伝子や免疫検出法に代わる迅速かつ簡便な細菌検出法への応用が期待できる.本研究では,金ナノ粒子が発する強力な散乱光を検出原理とする新たなナノプローブとして,シリカナノ粒子表面に金ナノ粒子とファージを担持させたファージプラズモニクスプローブの作製法について検討すると共に,暗視野顕微鏡法と組み合わせた迅速な細菌の検出法について検討した.本研究では,暗視野顕微鏡法とファージプラズモニクスプローブを組み合わせた迅速な細菌検出法の開発をめざしている.はじめに暗視野顕微鏡観察下,標的細菌の散乱光強度を増大させるプラズモニクスプローブとして,シリカナノ粒子の表面に金ナノ粒子を担持させた金平糖型ナノ粒子の作製法について検討した.金平糖型ナノ粒子は,シリカナノ粒子を代表的なカチオン性ポリマーであるポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド):PDDAで被覆した後,負電荷を帯びたクエン酸還元金ナノ粒子を担持させることで作製した.次に,標的細菌(黄色ブドウ球菌)に対する選択性を付与するため,細菌認識部位として黄色ブドウ球菌を宿主とするバクテリアファージを金平糖型ナノ粒子の表面に固定化する方法について検討した.特にファージの宿主特異性は,尾部に存在する吸着タンパク質にあるため,その機能を最大限発揮させるには,頭部を担体表面に向け細菌と結合可能な状態で固定化する必要がある.しかし,ファージの配向制御法は確立されていない.そこで,段階的に組織化技術を確立するため,はじめに静電相互作用を利用した指向性自己組織化について検討した.一般にDNAを収納しているファージ頭部は負電荷を帯びており,静電相互作用を介した配向制御が期待される.そこで,金平糖型ナノ粒子の表面を再びPDDAで被覆した後,ファージを粒子表面に固定化した.得られたファージプラズモニクスプローブと黄色ブドウ球菌あるいは大腸菌を混合後,暗視野顕微鏡で観察した.細菌認識部位として利用したファージの宿主である黄色ブドウ球菌のみからプローブ由来の強い散乱光が観察され,標的細菌を選択的に検出できることを確認した.新奇な細菌検出用バイオ素材として,バクテリアファージの活用をめざす本研究では,3つの到達目標を掲げている.【研究目標1】“ファージ機能制御技術"の開発:ファージは,細菌に感染し菌体を溶かして増殖するウイルスであり,ファージのライフサイクル(吸着,侵入,生合成,成熟,放出)の内,吸着機能のみ発揮させる方法について検討する.【研究目標2】“ファージ組織化技術"の開発:ファージの宿主特異性は尾部にあり,標的細菌に対して高い結合力を発揮するためには,ファージの配向を制御しながら組織化する必要がある.ファージの機能を最大限に発揮させる組織化技術を開発する.
生物活性キノンの電荷分離に対する水素結合の役割と機能に関する研究

生理活性キノンの電荷分離に対する水素結合の役割と機能を明らかにするため、アントラキノン(AQ)およびナフトキノン(NQ)自己組織化膜電極(SAM)を作製し、基質として水素供与性を有するp-置換フェノール類への水素結合が関与した電子移動モデル系を構築し、水素結合が電子移動に果たす役割について研究をした。1.作成したSAM-AQ電極およびSAM-NQ電極のアニオンラジカル生成に対応する可逆一電子還元波は、置換フェノールをゲストとするとき多電子移動を示すメディエーション電流を観測した。この電流増幅は、置換基の電子吸引性の強さ(フェノールの水素供与性)と良い相関を示した。また、修飾金メッシュ電極による電解スペクトル測定より、電極上のキノンの還元電位でゲスト分子への1電子移動によってアニオンラジカルが生成することを明らかにした。2.分子軌道計算から1の系における電子移動機構を明らかにした。キノンアニオンラジカルとフェノール類との水素結合錯体の正側にシフトした還元電位で二電子移動が起こり、そのときフェノール側への電荷分離によってキノンラジカルとフェノールラジカル間の水素結合が解列し、キノンアニオンラジカルが中性フェノールと再び水素結合錯体を生成する安定化エネルギーによってアップヒル電子移動のエネルギー収支が行われていることが明らかとなった。3.水素結合サイトが隣接したo-キノン類(OQ)を用い、その還元体の水素結合錯体の構造が錯体形成段階で制限されるような相互作用系の還元電位制御機能を明らかにした。OQ^--ジメチル尿素(DMU)系ではエントロピー支配的な水素結合錯体を生成し、その還元電位を制御できることがわかった。以上の結果は、電子移動反応における水素結合の役割を明らかにし、生理活性キノンが機能する電荷分離に関する水素結合の役割を明らかにしたものとして重要である。生理活性キノンの電荷分離に対する水素結合の役割と機能を明らかにするため、アントラキノン(AQ)およびナフトキノン(NQ)を修飾した自己組織化膜電極(SAM)を作製し、溶液中に基質として水素供与性を有するp-置換フエノール類を用いて、水素結合が関与した電子移動モデル系を構築し、水素結合が電子移動に果たす役割について研究をした。SAM-AQ電極は金電極をcysteamine水溶液、次いで合成したAQ-2-aldehydeのエタノール溶液に浸して作製した。また、SAM-NQ電極は3-methylmercaptopropionic aldehydeのエタノール溶液、次いで4-amino-1,2-NQのエタノール溶液に浸して作製した。作成した電極はAQ、NQアニオンラジカル生成に対応する可逆な一電子還元波を示したが、ゲストである置換フェノールが共存するとき、多電子移動を示す不可逆波(典型的なメディエーション電流)を観測した。この電流増幅は、p-位置換基の電子吸引性の強さ(フェノールの水素供与性)と良い相関を示し、電子移動速度は水素結合の強さに依存することが明らかとなった。一方、水素結合不活性のアニソール類やプロトン移動性の安息香酸類をゲストに用いた場合には、フェノール類をゲストに用いたときのような応答は観測されなかった。これらの結果は水素結合が電子移動に積極的に関与していることを示している。また、金メッシュ電極上に同様の方法でAQを固定化した修飾電極を用いて薄層セル中で電解スペクトル測定した結果、フェノール類が存在するときのみ、ゲスト分子であるp-nitrophenolのアニオンラジカルのスペクトルが得られ、水素結合が効率的に電子移動に関与していることが明らかとなった。以上の結果を用いて生理活性キノンの電荷分離に対する水素結合の役割を考察する。

生理活性キノンの電荷分離に対する水素結合の役割と機能を明らかにするため、前年度得られた実験結果を基に、水素結合によって仲介される効率的な電子移動と水素結合の様式及び強さの関係を明らかにし、水素結合が仲介する電子移動の反応スキームを構築した。分光学的測定と分子軌道計算から、電極上に固定されたキノンから水素供与体であるフェノール類への見かけ上アップヒルな電子移動は、キノンアニオンラジカルとフェノール類との水素結合錯体の正側にシフトした還元電位で起こることがわかった。そして、フェノール側への電荷分離によってキノンラジカルとフェノールラジカル間の水素結合が解列し、キノンアニオンラジカルが中性フェノールと再び水素結合錯体を生成する安定化エネルギーによってアップヒル電子移動のエネルギー収支が行われていることが明らかとなった。溶媒の再配列の重要性を指摘したMarcus理論と同様の効果が、電極上のキノンアニオンラジカルと基質であるフェノール間の強い水素結合によって達成され、水素結合が効率的な電子移動に重要な働きをしていると考えられる。また、水素結合サイトが隣接したo-キノン類(OQ)を用い、その還元体の水素結合錯体の構造が錯体形成段階で制限されるような相互作用系の還元電位制御機能について明らかにした。OQとOQ^-はCH_3CN中でMeOH及びジメチル尿素(DMU)と1:1の水素結合錯体を生成するが、OQ^<2->は1:2及び1:4水素結合錯体を、DMUとは1:1及び1:2錯体を生成することを明らかとした。そして、OQ^--DMU系ではエントロピー支配的な水素結合錯体を生成し、その還元電位を制御することがわかった。以上の結果は、電子移動反応における水素結合の役割を明らかにし、生理活性キノンが機能する電荷分離に関する水素結合の役割を明らかにしたものとして重要である。
マウス胚性幹細胞由来軟骨細胞をもちいた関節疾患の治療応用に関する検討

胚性幹(ES)細胞はあらゆる臓器粗織に分化する能力を持ち多くの疾患での応用が期待されている。ES細胞からの軟骨細胞の分化誘導方法の確立を行った。骨髄間葉系細胞は効率に軟骨細胞に分化するが程なく骨形成を行い安定した軟骨細胞の供給源とは成り得ない。まず少数のマウスES細胞細胞から培養を開始すると殆ど軟骨細胞の分化が認められず、大量に培養した場合のみに軟骨細胞が分化誘導され、培養における細胞の密度が重要であることが明らかになった。ES細胞はゲラチン上でbone morphogeneticprotein(BMP)-2あるいはBMP-4と培養することで2-4週後には約半数がアルシアンブルー染色陽性、タイプ2コラーゲン陽性の軟骨細胞を分化する。この細胞は軟骨細胞特異的な転写因子Sox-9やPax-1を発現した。分化誘導した軟骨細胞の有用性を移植実験で評価した。正常マウス膝関節内に少量の濃塩酸を注入しで関節軟骨を破壊し変形性関節症マウスモデルを作成した。1週間後に軟骨細胞の移植実験を行った。変形性関節症マウスでは膝関節の軟骨細胞は殆ど消失していた。ES細胞由来軟骨細胞移植マウスでは大腿骨と脛骨の関節面に軟骨細胞が生着していた。さらに膝関節の運動能も改善している可能性が示唆された。しかし、一部のマウスでは関節腔内に軟骨細胞の集塊が形成されており、あたかも遺書性軟骨形成を考えさせた。この成績は移植する細胞数の決定は移植成功には重要であるを示唆している。しかし現在まで長期生存させたマウスにおいてもES細胞由来の奇形種発生は認めていない。本年度はマウスES細胞からの軟骨細胞の分化誘導の培養条件を決定した。まずマウスES細胞は胎児線維芽細胞との共培養により増殖させ十分量のES細胞を回収した。少数の細胞から培養を開始すると殆ど軟骨細胞の分化が認められないことから、軟骨細胞分化誘導には細胞の密度が重要な因子であることが明らかになった。マウスES細胞はゲラチンプレート上でbone morphogeneticprotein (BMP)-2あるいはBMP-4と培養することで2-4週後には約半数がアルシアンブルー染色陽性、タイプ2コラーゲン陽性の軟骨細胞を分化誘導することができた。この時点ではこの細胞集団は軟骨細胞以外にも様々な細胞集団を含んでいる。そこでこの細胞を重症複合免疫不全(SCID)マウス皮下に移植した。数週間から数カ月後には移植した細胞はSCIDマウス皮下で増殖し軟骨組織を形成した。状況によっては数mmの大きさまで増大し肉眼で十分認識できる大きさとなる。このステップは関節内移植に十分な軟骨細胞を得ることを可能にするとともに、混入する他の細胞集団にもin vivoで分化を誘導させ軟骨細胞との分離精製を可能にする。次に正常マウス膝関節内に濃塩酸を注入して関節軟骨を破壊し変形性関節症マウスモデルを作成した。1週間後にES細胞由来軟骨細胞の移植実験を行った。しかし、一部のマウスでは関節腔内に軟骨細胞の集塊が形成されており、移植する細胞数の決定が重要であると考えられた。しかし、現在まで長期生存させたマウスにおいてもES細胞由来の奇形種発生は認めていない。
口語資料に基づいた日本語文法の変化に関する認知言語学的研究

本研究は、言語変化のメカニズムを解明すべく、(1)昭和初期の言語資料を大量にスキャンおよび電子データ化し、そのデータに基づいて、(2)口語文法の変化に関して定量的な観点から4つの事例研究を実施した上で、(3)Langacker(2000, 2008)の動的用法基盤モデルを改良した類推ネットワークモデルを用いて、その言語変化を記述・分析する、という3つの目的を設定している。平成29年度は(1)の作業として、『キネマ旬報』の復刻版を購入し、データの取り込みを行ったが、OCR処理において誤認識が多かったことと、本研究で分析対象にしていた語彙の変化が戦後に起こっているらしいことが判明したため、戦後直後のデータ収集に努めた。具体的には、29年度に購入した『世界』(岩波書店)という古雑誌を約35年分と、対談集などの市販書籍(約40冊)を取り込みし、OCR処理するという作業を行った。作業が完了したのは25年分のデータで、得られたテキストデータはおよそ50MBになった。これに加えて、29年度より分析していた「なので」の接続詞化について、これまで研究した成果をまとめて、2018年10月の日本語学会にて発表した。さらに、2018年12月には日本語用論学会にて、本研究で収集した用例データに基づいて、「なので」が接続詞化した語用論的要因について発表した。さらに「案外に/と」の用法変化についても研究を行い、こちらについては2019年5月に『法政大学文学部紀要』へ投稿する準備を進めている。本研究で取り上げる予定であった4つの表現のうち、現在研究が進んでいるのは接続詞化した「なので」と副詞「案外に/と」の2つである。できれば、30年度のうちに3つ目まで分析を進めておきたかったが、それが出来なかったため、進捗状況としては「やや遅れている」という判断である。遅れた理由は様々あるが、当初データ元として見込んでいた戦前の古雑誌(復刻版)の購入費用が予想以上に高く、十分なデータ量を確保できなかったことが挙げられる。しかし、問題はそれだけではない。古雑誌で、しかも復刻版ゆえに文字がややぼやけた印刷になっていたため、スキャンした際にOCRの精度がかなり低く、綺麗に認識できた(=分析データとして問題なく使用できる)箇所が思いの外少なかった。この点もデータ不足を招く要因になった。加えて、その誤認識を修正するために膨大な時間を費やしたが(もちろん手作業である)、一つ一つ確認しながら修正する作業は時間がかかるため、大きな効果は得られなかった。この点は、古雑誌の購入費用に予算を使いすぎたため、データ入力補助のアルバイトを十分に雇用できなかったという事情もある。もう一つの理由は、本研究で取り上げる予定であった副詞化した「基本」の用例が、思うように収集できなかったことである。副詞としての「基本」が口語的表現であることは承知していたが、使用データがこれほど見つけにくいとは、予想外であった。おそらく、「基本」の副詞化を研究するためには、ごく最近の用例を探さなければならないのだろうが、本研究は昭和来において変化した表現を取り上げる予定でデータ収集を行ってきたので、副詞の「基本」を研究対象から外さざるを得ない。古雑誌の入力はほぼ完了しているので、あとは本研究で収集したデータを用いた事例研究を実行するのみである。接続詞化した「なので」についてはもう十分な研究成果が出ていると判断できる。2019年5月に投稿する予定の論文で最後にしたい。「案外に/な」については、同じく2019年5月に紀要論文を提出する予定である。「っていうか」については、今後データを検索して用例収集から始めなければならないが、副詞化した「基本」のように十分なデータが収集できない危険性もあるため、本研究で収集したデータの範囲内でその言語変化が観察可能な、別の表現に研究対象を変更することも視野に入れ、柔軟に対応していきたい。すでにいくつか候補となる表現があるが、その中でも、本研究ですでに扱っている「案外に/と」と似たような現象にしたいと考えている。具体的には「自然に/と」などである。「ことばの乱れ」を嘆く声はどの時代にも存在するが、その全てが誤用というわけではなく、中には言語学的に見て妥当な変化(もしくは、変化したことに対して一定の理解が得られる変化)と考えてもよい事例が存在する。そのような言語変化のメカニズムを解明すべく、本研究は、(1)昭和期の言語資料(対談など)を大量にスキャン&電子データ化し、そのデータに基づいて、(2)口語文法の変化に関して、定量的な観点から4つの事例研究を実施した上で、(3)「妥当な言語変化」を説明するモデルとして、Langacker(2000, 2008)の動的用法基盤モデルを改良した「類推ネットワーク・モデル」にてその言語変化を記述・説明する、という3つの目的を設定した。昭和初期の言語データについては、青空文庫等の小説データなどが既に無料で利用可能であるが、小説のようなメディアはたとえ会話文であっても極めて保守的な表現が多く、言語変化の発端となるような使用例は得られない。しかし本研究で収集する対談・インタビュー記事は、校正の手が入っている可能性もあるが、実際に発話された言葉遣いに近い資料であり、まとまった量の文脈も伴うデータなので、貴重な研究資料となる。平成28年度は、上記目標の1を達成すべく、昭和初期の対談・インタビュー資料の収集とデータ化に取り組んだ。

具体的には、復刻版『キネマ旬報』第562735号(昭和11年1月昭和15年12月)までの5年分のデータ化である。同時に、書籍化されている対談集も収集したが、こちらはデータ化が完了していない。当初の計画では、平成28年度は本研究の土台となるデータベース構築に費やす予定であった。具体的には、大正から昭和にかけての口語資料となる対談・インタビュー記事が掲載されている古雑誌・書籍を購入し、スキャナでパソコンに取り込んだのち、OCR処理を行い画像をテキストデータ化するというものである。そこで、それらを収集すべく、復刻版『キネマ旬報』を購入したが、単価が高く、予算額の範囲内で全てを購入することができなかった。というわけで、5年分(計174冊)を購入し、それらをテキストデータ化したのだが、対談やインタビューのページが意外に少なく、データ量が絶対的に不足していると感じたため、単行本として市販されている対談集を追加で購入し、現在、こちらのデータ化に取り組んでいる。平成28年度中にデータ化したいと考えていた目標データ量にはまだ到達していないため、進捗状況は「やや遅れている」と言わざるを得ない。言語は常に変化するものであり、一見すると誤用であると思われるような使用例であっても、そこに何らかの動機付けが存在すると考えられる事例も多い。中でも、気づかないうちに文法が変化する事例は、気づかれないが故に、どのような動機で、どのような過程を経て変化したのかが解明されていないものも多い。そこで本研究では、そのような変化のメカニズムを解明すべく、(1)昭和初期の言語資料を大量にスキャンおよび電子データ化し、そのデータに基づいて(2)口語文法の変化に関して定量的な観点から4つの事例研究を実施した上で、(3)Langacker(2000, 2008)の動的用法基盤モデルを改良した類推ネットワークモデルで、その言語変化を記述・分析する、という3つの目的を設定している。平成29年度は(1)の作業として、『キネマ旬報』の復刻版を購入し、データの取り込みを行ったが、OCR処理において誤認識が多かったため、本年度はその修正作業を行った。この作業は、用例を検索で正確にヒットさせるためには必要な作業である。ただし、復刻版が思いの外高価であり、20年分の購入は不可能であったため、『キネマ旬報』は5年分(合計174冊)のみ購入・データ化するに止まった。そこで、本年度は戦後のデータを補完すべく雑誌『世界』(岩波書店)という古雑誌を約35年分と、対談集などの市販書籍(約40冊)を追加購入し、そのデータ化に取り組んだ。作業が完了したのはまだ15年分程度であるが、得られたテキストデータはおよそ30MBほどになった。データとして利用する予定であった『キネマ旬報』(復刻版)であるが、復刻版は紙面の画像が不鮮明で、旧字体なども使用されていることから、OCRの誤認識が頻発した。そのため、それらの修正作業に多くの時間をとられた。また、当初は『キネマ旬報』を20年分購入してデータ化する予定であったが、復刻版は思いの外高価であり、予算額を使い切っても10年分しか購入できないことが判明した。しかも、そこから得られる口語的日本語(対談など)のデータもそれほど多くないため、言語の変化を研究するために必要なデータ量が十分に得られないと判断した。そこで、予定を変更して『キネマ旬報』の購入は戦前の5年分のみとし、戦後のデータを補完できる古雑誌を探した。
粘弾性体に分散した気泡の膨化・収縮速度に関する高分子物理学的解析

本研究では、筆者らが既に報告した分子拡散を基本とする理論式を高分子ネットワークの拡散方程式を用いて再構築し、粘弾性体中の気泡の膨化・収縮速度の解析を行うことを目的とした。[方法]粘弾性試料として小麦粉ドウを使用し、一定温度下およびステップ状温度変化を与えたときの孤立気泡の膨化・収縮速度を顕微鏡下で測定した。まず、強力小麦粉と脱イオン水を質量基準5:3で混合し、粉練り機で10分間混ねつすることにより、ドウを調製した。得られたドウを減圧下で脱気した後、直ちにプレパラートに1mm程度の厚さに伸ばし、水蒸気で飽和したデシケーター内で2日間放置することにより、ドウ中の水の溶存空気濃度を大気圧下における空気分圧と平衡状態に戻した。小麦粉ドウ中の気泡の経時変化は、ステージに温度調節が可能なマイクロク-ル・プレートを取り付けた顕微鏡により観察した。温度は、25°C一定の場合と3°Cから45°Cまで急激に昇温させた場合の2通りについて測定を行った。[結果]一定温度においては、すべての孤立気泡が収縮した。拡散理論式から求められた空気の見かけの拡散係数は約5x10^<-11>m^2/sであった。一方、3°Cから45°Cまでのステップ状温度変化を与えた場合には、いずれの孤立気泡も膨化した。拡散理論式から求められた気泡膨化の臨界半径は0.7μmであり、実験結果と矛盾しなかった。しかし、気泡の膨化過程は、拡散理論式と一致しなかった。
サルデーニャ語における語順と情報構造の通時的研究

本研究では、古サルデーニャ語におけるクリティックの重複と前置詞付き直接目的語が、目的語の意味的特徴、語順、情報構造とどのような相関があるかを考察した。クリティックの重複については、一致の標識として完全に文法化しているのではなく、談話的な機能を保持していると結論付けた。またサルデーニャ語の歴史におけるクリティックの重複の消失は語順の通時的変化と相関が見られることを指摘した。前置詞付き直接目的語については、以下の2点を明らかにした:(1)人間を表す名詞では、それがトピックであるか否かに関わらず、前置詞は義務的に現れる。(2)目的語がトピック要素であれば、意味的特徴に関わりなく、前置詞をともなう。本年度の前半は、文献Condaghe di San Pietro di Silki(11世紀12世紀)を主な資料として、古サルデーニャ語における「前置詞付き直接目的語」(特定の文法的特徴を持つ直接目的語が前置詞aによってマークされるという現象)について、情報構造、ならびに情報構造と目的語の意味的特徴のかかわりの観点から考察をおこなった。本研究で明らかにしたことは次の2点である:(1)人間を表す名詞では、それがトピックであるか否かに関わらず、前置詞は義務的に現れる。(2)その目的語がトピック要素であれば、意味的特徴に関わりなく、前置詞をともなう。また、このような前置詞の出現規則は通言語的に広く観察されることを、系統の異なる言語の例と対照させることで示した。本年度の後半は、上述の文献を資料として、古サルデーニャ語におけるクリティックの重複に関する記述と考察を試みた。本研究で明らかにしたことは次の3点である:(1)クリティックの重複は、特定の意味的特徴(有生性/定性)を持つ目的語における一致の標識としての機能を持つ。(2)二重目的語構文において、クリティックの重複は先行するほうの目的語、つまりよりトピック性の高い目的語に観察される。(3) (2)の分析を支持する根拠として、左方移動構文では、左方移動要素はクリティックによる繰り返しをともなうが、本来の位置にある(非トピック要素である)目的語は、たとえ有生名詞など「トピックになりやすい」名詞であっても、重複を受けないことを挙げた。以上の考察から、クリティックの重複は一致の標識として完全に文法化しているのではなく、談話的な機能を保持していると結論づけた。古サルデーニャ語における2つの文法的現象、すなわち前置詞つき直接目的語とクリティックの重複に対して、情報構造がどのような影響を及ぼしているかという問題に対して、新たな知見を示すことができた。ただし現段階では、情報構造に関わる理論的な枠組みについてまだ不十分な面がある。また、この2つの現象どうしの関連について扱うことができていない点も、今後の課題である。以上の理由から、「(2)おおむね順調に進展している。」と判断した。本年度は、前年度で扱った古サルデーニャ語における「前置詞付き直接目的語」(特定の文法的特徴を持つ直接目的語が前置詞aによってマークされるという現象)にまつわる諸現象について類型論の観点から分析した成果を、スペインで開催された学会で発表した。また、同じく前年度から考察を進めている、クリティックの重複について文法化の観点からアプローチした研究については、オーストリアで開催された学会で発表した。上記の発表内容を発展させる形で、この2つの文法現象についてより詳細な研究を推進した。前置詞つき直接目的語に関しては、直接目的語に付加される定冠詞との関係を考察した。具体的には、直接目的語が定冠詞をともなう場合、前置詞aは付加されず、定冠詞をともなわない場合は付加される傾向にあることを足がかりに、前置詞aの定性にまつわる機能について考察をおこなった。クリティックの重複については、一致の標識として完全に文法化しているのではなく、談話的な機能を保持していることを、主語がcontrastiveな解釈をともなう文では直接目的語に重複が生じないことを根拠として示した。また本年度は、前置詞付き直接目的語とクリティックの重複の相関についての研究を推進した。いずれもトピックをはじめとする情報構造と関わる現象であるが、その機能は同一ではない。プロミネンスや定性など、その他の語用論的機能も考慮に入れつつ分析を進めた。さらに、類型論の立場からサルデーニャ語に見られる現象の位置づけを明らかにするために、ルーマニア語をはじめとするバルカンの諸言語における並行例との対照研究にも着手した。古サルデーニャ語における前置詞付き直接目的語とクリティックの重複という、互いに関連の深い2つの文法的現象について、ある程度統一的な記述・考察をおこなうことができた。またルーマニア語などバルカンの諸言語における並行例にも範囲を広げ、巨視的な観点から分析をおこなうことができた。ただし資料とした古サルデーニャ語文献が1つのみ(Condaghe di San Pietro di Silki)である点と、現代サルデーニャ語にいたるまでの通時的変化についての分析がまだ十分でない点が課題として残されている。」と判断した。本年度の主な研究成果は、サルデーニャ語におけるクリティックの重複について、語順の通時的変化と相関が見られることを指摘したことである。中世ロマンス諸語の語順は動詞第2位置(V2)が基本であったが、VSO及びVOSも無標な語順として観察される。現代ロマンス

諸語ではSVOになったが、現代スペイン語と現代ルーマニア語では、VSOも情報構造において中立的な語順として許容される。この2つの言語では、古語と現代語いずれにおいてもクリティックの重複が観察される。言い換えれば、中世以降のロマンス諸語の歴史において、クリティックの重複が観察される言語では、情報構造における中立的な語順としてVSO (VOS)が許容され、フランス語、イタリア語のようにクリティックの重複が許容されない言語ではVSOも許容されないという相関が見られる。サルデーニャ語もこの相関にしたがい、現代語ではクリティックの重複が失われたと同時に、中立的な語順としてのVSOは許容されない。以上の考察から、クリティックの重複は、語順の制約が比較的緩い言語において、その名詞(句)が主語ではなく目的語であることを明示する一致の標識として機能しているといえる。この見方は、クリティックの重複は、トピック性や定性、有生性などによって特徴づけられる、主語に近い性質を持つ目的語に生じるという事実からも支持される。研究期間全体を通して、サルデーニャ語のクリティックの重複と前置詞付き直接目的語が、目的語の意味特徴、語順、そして情報構造とどのような相関があるかを考察してきた。ただし、この2つの文法現象にどのような相関があるのかを明らかにするまでには至らなかった。生成文法の視点や類型論の視点も織り交ぜつつ、この問題をロマンス諸語全体の枠組みから解明することが今後の課題である。本研究では、古サルデーニャ語におけるクリティックの重複と前置詞付き直接目的語が、目的語の意味的特徴、語順、情報構造とどのような相関があるかを考察した。クリティックの重複については、一致の標識として完全に文法化しているのではなく、談話的な機能を保持していると結論付けた。またサルデーニャ語の歴史におけるクリティックの重複の消失は語順の通時的変化と相関が見られることを指摘した。前置詞付き直接目的語については、以下の2点を明らかにした:(1)人間を表す名詞では、それがトピックであるか否かに関わらず、前置詞は義務的に現れる。(2)目的語がトピック要素であれば、意味的特徴に関わりなく、前置詞をともなう。本年度は古サルデーニャ語における前置詞つき直接目的語とクリティックの重複という2つの現象について考察をおこなった。これらの文法的現象はいずれも情報構造と密接に関連している。それにもかかわらず、本年度は両者を独立した現象として考察するにとどまった。今後は2つの現象どうしの関連、および両者の統一的な記述・考察を試みる。それによって、古サルデーニャ語の情報構造についてさらなる知見が得られることが予想される。上記の研究を推進するにあたっては、他のロマンス諸語における並行例の考察が重要な役割を果たす。今年度はスペイン語との対照をおこなった。今後はルーマニア語における並行例を分析し、ロマンス語学の観点に立った包括的な研究を推進したい。前置詞付き直接目的語とクリティックの重複について、2つの現象の機能の共通点および相違点を記述し、統一的な観点から説明を与えることに目標を定めたい。
多様なノンパラメトリック推測法の融合による新たな高精度統計手法の開発

本研究ではこれまでに提案されているノンパラメトリックな統計的推測手法の相互の関連を明らかにし、それらを有効に融合させる方法を研究し、新たな高精度推測法の開発を目指している。平成30年度は29年度までの成果を踏まえて研究を行い、下記の成果が得られた。1.カーネル型分布関数推定量の境界バイアスを修正するカーネルを利用する方法を提案し、その理論的性質を明らかにした。また平均残存生命関数のカーネル型推定量を提案し、その漸近平均二乗誤差を理論的に求めてシミュレーションにより有効性を確認した。2.平滑化法を利用して、順位検定およびメディアン検定の有意確率の不連続性を解消する方法を提案し、その有用性を示した。3.超過分布関数のカーネル型推定量を提案し、その理論的な性質を明らかにした。4.円周上の分布のカーネル型推定量におけるバンド幅の最適な選択法を提案し、その良さを理論および実データ解析で示した。5.最適な避難経路の構築におけるノンパラメトリック法の適用を考察し、新たな方法を提案した。6.多重ラベル画像データに対するサポートベクターマシンを利用した新たな推測法を開発した。7.医学データに対するノンパラメトリック統計解析の改良およびその有効性の検証を行った。8.ランダムな部分空間への射影による変数選択法を提案しその有効性をシミュレーションおよび実データへの適用で検証した。9.非負のデータに対するカーネル型分布関数推定量を利用した新しい検定法を提案し、その有効性を示した。これらの成果は、学会や研究集会で報告し、他の研究者からのレビューを受けた。またいくつかは論文としてすでに発表し、他も国際誌に掲載する準備をしている。平成29年度まではノンパラメトリック法研究の主要なテーマであるカーネル法研究において課題である境界問題に対する新たなアプローチ提案し、その有効性を理論的に明らかにすると同時に、シミュレーションにより検証した。また変数選択に対するセミパラメトリックな方法を活用して実データに応用し、遺伝子発現に影響するものを特定することに成功している。また正則化法を利用して、関数データ解析において関数空間の次元の縮約に成功し、それを利用した実データ解析も行い有用性を示している。さらにカーネル法を利用した順位統計量の平滑化に成功し、順位検定に内在する有意確率についての問題点の解消法を提案している。これらを元に平成30年度はカーネル分布関数推定の改良に成功し、新たな研究の基礎を築くことができた。また方向統計学においてノンパラメトリックなデータ解析法を提案し、その理論的性質を明らかにすることにも成功している。機械学習の分野では多群クラスタリングの統計的推測の有効性と問題点を明らかにし、新しい推測法の提案に成功している。カーネル法では、これまでに考案したカーネル型分布関数推定量の改良を元にして、分布関数を使って表現されるリスク尺度などへの応用を図り、推測精度の向上に成功している。しかしながら未解決の問題もあり、取り組むべき課題も少なくない状況である。特に統計的リサンプリング法と他のノンパラメトリック手法との融合による新たな推測法の提案は不十分である。得られた成果はすでに多くの論文が国際誌等に掲載されているが、他の研究成果は国際誌への投稿を準備している状況である。開発した手法の実データへの適用とコンピュータへの実装をさらに進めていく必要がある。以上の状況を踏まえると、得られた成果はノンパラメトリック推測の基礎となるもので、研究の進捗状況はおおむね予定通りに進行していると判断される。平成30年度までの研究の進捗状況を踏まえて、分担者相互に連絡を取り合いながら新たに開発したノンパラメトリック推測法の有効性を議論しさらなる改善を図るとともに、金融工学、医学データ解析、生存時間解析などの応用分野への適用を検討し、さらなる推測精度の改良を目指す。またこれまで取り組みが不十分であった統計的リサンプリング法とカーネル法との融合による新たな推測法の開発を行い、実データへの適用を考察すると同時にコンピュータにプログラムを実装する。さらにセミパラメトリック回帰モデルに対してカーネル型推定と正則化法を組み合わせた推測法の構築を目指し、汎用性のある手法を開発する。特に機械学習で利用されているカーネル型推定ついて、本研究で得られた境界問題などを解決する新しい手法の適用とその改善を図り、提案手法の有効性を示すとともに、機械学習への適応上の問題点の解決を目指していく。本研究で得られた研究成果について内外の研究者からレビューを受け、本研究の位置づけを明確にし、研究が不足している点の洗い出しを行う。同時に院生の協力を得て、開発した推測法のコンピュータへの実装を行い、実データに対して手法を適用するときの修正法を提案していく。さらにデータ数が少ない医学データに対する有効な推測法の改良を目指し、順位検定の平滑化を利用した有意確率の連続化を研究していく。以上の研究を推進しながら、得られた成果を広く社会に還元するために、国際誌への掲載を目指して投稿していく。また学会、シンポジウム等で成果の発表を行い参加者からのコメントを貰い、手法のさらなる改善を目指す。本研究では多様な発展を遂げているノンパラメトリックな統計的推測手法の相互の関連を明らかにし、各研究で得られている成果を他の手法の改善に役立てると共に、相互の弱点を補完するような新たな統計手法の構築を図り、高精度な統計的推測法を開発することを目指して研究しており、平成28年度は下記の研究成果が得られた。1.カーネル法を利用した密度比推定量の分布のEdgeworth展開を求め、その有効性を理論的に示した。

また比の直接型推定量の改良を提案し、その性質をシミュレーションで検証した。2.推定する密度関数の定義域が有界な場合に生じる境界問題に対して、問題を解決する新たな推定量を提案し、その性質を明らかにした。3.生物統計などでリスクを計る重要な尺度であるハザード関数のノンパラメトリック推定について、全く新しい観点から直接推定する方法を開発し、その有効性を理論的に示した。4.方向統計学における新たなノンパラメトリック推測法を開発し、その有効性を示した。5.有効な変数を選択する新たな統計手法を開発し、実データへの適用を行った。これにより、有効な遺伝情報を引き出すことに成功した。6.多次元非正規分布に対する疑似尤度の構築に成功し、確率過程についての適用法を開発した。またその理論的な性質も明らかにした。7.変化点の検出モデルに対する情報量規準を導出し、その性質を明らかにするとともに、実データへの適用の良さを示すことに成功した。8.非線形混合効果モデルに基づく関数データクラスタリング法を開発し、その有効性を示すことに成功した。9.シンポジウムを2回共催し、最新の統計理論の研究及びその適用についての情報を収集し、ノンパラメトリック推測法の新たな研究の方向性について参加者からアドバイスを得ることができた。これらの成果は今投稿を準備しており、今後国際誌等に掲載することを目指している。平成28年度はノンパラメトリック法研究の主要なテーマ1つであるカーネル法研究において新たなアプローチ使って、これまでに提案されている推測法を改善する手法の開発に成功した。このアプローチは他のカーネル型推定にも適用可能なものである。また比の形で表される関数の推定として経験分布関数での積分で表現される新しい推定量を提案し、その有効性を理論的に示すとともにシミュレーションでも検証した。また円周上の密度関数のノンパラメトリック推定に成功しており、今後これを発展させて実データへの適用も行い、手法の改善も並行して研究していく予定である。さらに画像解析、変数選択、生存時間解析などの応用分野への適用を行い、手法の有効性の検証とさらなる精度の改良を行っていく。遺伝情報の解析におけるノンパラメトリック法についても適用の調整を行い、その過程で理論研究へのフィードバックを図り、高精度の推測法の開発を目指していく。これらの成果はノンパラメトリック推測の基礎となるもので、研究の進捗状況は良好と判断される。今後は得られた手法の実データに対する適用も行っていく予定である。また理論的な性質についても高次の有効性について研究し、これまでの手法との融合も目指していく。またすでにいくつかの論文を国際誌に投稿しているが、今後は残りの成果も論文として発表し研究成果の社会への還元も図っていく。本研究では様々なノンパラメトリックな統計的推測手法の相互の関連を明らかにし、それらを有効に組み合わせる方法を研究し、新たな推測法の開発を目指している。平成29年度は28年度の成果を踏まえて研究を行い、下記の成果が得られた。
相互作用化合物に基づくベータバレル型チャネルＶＤＡＣの立体構造と機能の解明

本研究の目的は、ミトコンドリアのベータバレル型アニオンチャネルVDAC1/2/3それぞれの立体構造、特に、細胞死を抑制する相互作用化合物との複合体構造を解明することである。平成30年度は以下の研究を進めた。1.結晶化促進および電子顕微鏡観察を容易にするために有効な抗体断片を取得するため、研究協力者のどどと協力し、VDAC1/2/3それぞれの一部領域を抗原としてラットを免疫し、モノクローナル抗体の作成を試みた。免疫して得られたハイブリドーマ培養上清について、リポソーム再構成VDAC1/2/3およびSDS変性VDAC1/2/3をそれぞれ用いたELISA、蛍光標識二次抗体および精製VDAC1/2/3をそれぞれ用いた蛍光ゲルろ過性状分析の評価結果から、高親和性かつ立体構造認識抗体を含む培養上清を選択し、ハイブリドーマクローニングへ進めた。クローン化抗体についても同様に性状分析を行って良好な性状が失われていないことを確認し、2種のハイブリドーマクローンを選択した。これらの細胞から抗体可変領域遺伝子をクローニングし、構造解析に適した抗体断片(Fab, scFv等)の発現系作成を進めている。2.平成30年度以降の計画として、共結晶構造解析が計画通りに進展しない場合にNMR構造解析を行う予定であったが、代わりに近年の有力な構造解析ツールであるクライオ電子顕微鏡を利用した構造解析を目指し、昨年度に引き続きクライオ電顕用サンプル調製条件検討を行った。1.項で準備を進めている抗体断片を用いることで電子顕微鏡での検出を容易にすることができると期待している。3. VDACチャネル活性評価のために、研究協力者の大崎らへ測定用試料供給を行い、測定条件検討を進めている。共結晶構造解析が計画通りに進展しない場合に行う計画であったNMR構造解析の代わりに、クライオ電子顕微鏡構造解析を行うための準備を進めており、そのための抗体調製も順調に進んでいることから、概ね順調に進んでいると考えた。平成31年度は、VDAC1/2/3を認識するモノクローナル抗体断片との複合体調製条件検討から共結晶化スクリーニングおよび複合体電子顕微鏡観察を行い、複合体構造解析を目指す。相互作用化合物の親和性測定等により、複合体形成条件を再度検討し、化合物結合構造の解析にも挑戦する。平成29年度は以下の研究を進めた。(1)無細胞タンパク質合成法によるVDAC1/2/3の構造解析用高品質サンプル調製:本試料調製には、膜タンパク質に最適化した無細胞タンパク質合成系を利用した。特にVDAC3は複数のジスルフィド架橋を必要とし、酸化還元状態に応じてチャネル活性が変化することから、架橋に関与しないと考えられる複数のCysのうち2つをAlaに置換する変異体を作成し、一方のコンフォーメーションへの固定を試みた。ゲルろ過ピーク形状を指標に最適な変異の組み合わせを検索したが、安定性が大きく向上した変異体は確認されなかった。しかし、いずれの変異体とも比較的良好な性状を示したため、結晶化条件スクリーニングへ進めた。(2)無細胞合成VDAC1/2/3の結晶化条件の検討:本年度は、VDAC1/2/3各単体の結晶化条件スクリーニングを行った。VDAC2とVDAC3については、変異体も含め、現段階では結晶が得られていない。(3)無細胞合成VDAC1/2/3のクライオ電顕構造解析用サンプル調製:相互作用化合物の結合部位同定には、共結晶構造解析を第一の手法としているが、共結晶化などが困難な場合に備え、最近構造解析の主流となりつつ有るクライオ電子顕微鏡構造解析の併用を視野に入れ、今年度はクライオ電顕用サンプル調製条件検討を行った。(4)結晶化促進に有効な抗体断片を取得するため、研究協力者のどどと協力し、VDAC1/2/3それぞれの一部領域を抗原としてラットを免疫し、モノクローナル抗体の作成を行っている。単体の結晶化条件スクリーニングで良質結晶をまだ得ることができていないことから、やや遅れているとした。代わりに、当初計画に無かった結晶化促進用モノクローナル抗体取得を進めているため、抗体取得後には結晶化効率が改善することが期待される。