hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
りん核磁気共鳴法によるアクトミオシン反応中間体の立体構造の研究

筋細胞内において、アクチンとミオシンとは、ATPの化学エネルギ-を利用して滑り運動を起こす。滑り運動におけるエネルギ-変換の機序を分子レベルで理解するためには、ATPの加水分解反応の反応中間状態におけるアクチンおよびミオシンの高次構造を解明することが重要である。本研究では、ミオシンATPア-ゼ反応中間体の立体構造について新しい知見を得るために、核磁気共鳴法(NMR)を用いて測定を行った。ウサギ骨格筋のミオシンをキモトリプシン処理して得られたサブフラグメント1(S1)を用いて、NMR試料管中でATPア-ゼ反応を行ったが、複合体の燐NMRシグナルは観測されなかった。これは、ATP加水分解反応が速く、NMR測定に必要なだけの寿命をもっていないためだと考えられる。ATP加水分解反応が骨格筋ミオシンよりも遅いトリ筋胃ミオシンについても最近、V8プロテア-ゼで処理した後ゲル瀘過することによってS1が得られたので、ミオシンATPア-ゼ反応中間体の観測を試みている。また、ATPのアナログであるADPと骨格筋S1との複合体形成を0°Cから25°Cまでの種々の温度で測定した。その結果、高温では複合体のシグナルが観測されるのに対し、温度を下げていくと複合体のシグナルは線幅が変わらずに強度が弱くなった。これは、S1ーADP複合体には高温型と低温型の2種類の立体構造があるとして説明される。また、高温型複合体では、ADPの燐酸のまわりの電子状態が比較的等方的に分布するのに対して、低温型複合体でてはS1のアミノ酸残基がADPの燐酸と強く相互作用するために燐酸のまわりの電子が異方性をもって分布していると考えられる。平滑筋S1とADPの複合体について燐NMRスペクトルを測定したところ、基本的に骨格筋S1と同じだったので、活性部位近傍の構造は平滑筋の骨格筋でよく似ていると考えられる。
霊長類の音声行動の変異性とその発達

本年度の研究では、1)リスザルの音声コミュニケーションの機能を社会的な文脈の中で把握すること、2)ヒトを含む霊長類における音声コミュニケーションの進化を比較考察すること、の2点について調査を行った。1)については、静岡県の伊豆シャボテン公園で放飼されている約60頭からなるリスザル集団を対象に、個体識別に基づいて個体間交渉を記録しリスザルの社会構造の輪郭を明らかにすると共に、リスザルが発声する音声を記録し、音声レパートリーの分類と音響学的分析を行った。社会構造の分析からは、リスザル成体雌を中心とする社会を作り、その中でも46頭程度の成体雌がサブグループを形成すること、「チャック」と呼ばれるコンタクトコールはサブグループの近接維持の機能があることが示唆された。音響学的分析からは、個体差の指標となりうるいくつかの音響パラメータを見いだした。2)のテーマについて、おもに文献研究を通じて調査を進めた。霊長類の認知能力の進化に関しては、1980年代以降、社会関係の複雑さと対応させて論じられることが多く、たとえば、Dunberは新皮質量と社会集団サイズの相関を指摘した。しかし、従来の研究では、毛づくろいのような接触的コミュニケーション行動のみが社会交渉の指標とされ、音声コミュニケーションと社会構造の複雑性、および脳の進化にどのような対応があるかは、いぜんとして未知であることがわかった。今後の研究では、種間比較が可能となるような音声行動に関する統一的な指標を用いて、音声コミュニケーションの進化の道筋を明らかにし、人の言語の起源を考察していきたい。
戦後日本における農民家族の基礎的実証研究

家族を単位にした経営体、とりわけ農民家族経営を、経営・世帯・生活さらにはジェンダーの視点から総合的に検討することは、日本経済史研究の大きな課題であり、その点を、岩手県を中心にした調査・考察によって考察することが本研究の課題である。科学研究費4年目で最終年度の今年は、本研究の成果をまとめるべく、岩手県における農民家族経営に関連する研究を、以下の(1)(5)にわたって進めてきた。1.戦後の生活記録運動に関係した史料の最終調査を北上市立中央図書館で行った。2.和賀町(現北上市)は、戦後に生活記録運動・生活改良普及事業が盛んだった地域である。今年度は、同町の関係者から聞き取りの補充を行った。3.戦後の東北農業試験場において農村生活研究を担った山岸正子の歩みと研究内容について分析を進め、今年度論文として発表した。4.「農業労働の変化と農村女性--20世紀日本の事例」という論文を発表し、そのなかに本研究の成果を反映させた。5.以上の調査研究と関連して、西日本における農村女性の出産と労働に関連した論文を発表した。科学研究費1年目の今年度は、岩手県における農民家族経営に関連する史料を、以下の(1)(4)にわたって調査・収集し、整理を進めてきた。(1)戦時期以来の、盛岡医学専門学校(のちの岩手医科大)による調査報告書など、岩手医科大に所蔵されている史料の調査・収集を行った。(2)岩手県国民健康保険団体連合会に所蔵されている同会機関誌『岩手の保健』は、戦後における岩手県の農民家族経営の基礎資料であり、この資料を詳細に検討することが本年度の研究の大きな目的である。何回かにわかる同会への調査をふまえ、本資料の収集につづき、整理を始めている。(3)戦後農村地域における生活記録運動の史料であり、岩手県立図書館や一部の地域で調査を行った。とくに今年は、金ヶ崎町で戦後に発刊されていた『働く婦人の文集』の調査・収集を行い、整理を始めた。(4)東北農業研究センター(旧東北農業試験場)や岩手県農業研究センター(旧岩手県農業試験場)など、岩手県関係の史料を収集している機関の調査を行い、史料状況の把握と収集を行った。このなかで、とくに東北農業試験場で戦後に開始された山岸正子らの農村生活研究の論文や著作、および生活改良普及事業の関係史料を収集し、検討を始めている。以上の研究ともかかわって、今年度は戦前・戦時・戦後における重工業都市の労働力の構成を農村での給源との関連のうちに検討した論文を発表した。科学研究費2年目の今年度は、昨年度に引き続き、岩手県における農民家族経営に関連する史料調査・整理・分析を、以下の(1)(6)にわたって進めてきた。(1)戦後における生活記録運動に関係した史料の調査を岩手県立図書館、北上市立中央図書館で行った。(2)金ヶ崎町で戦後に発刊されていた『働く婦人の文集』の調査・収集を引き続き行い、今年度は、当時の関係者の方々に聞き取りを行った。(3)和賀町(現北上市)は、戦後に生活記録運動・生活改良普及事業が盛んだった地域である。今年度は、同町の役場で社会教育を担当し、生活記録運動を推進した方から聞き取りを行い、また生活記録と生活改良普及運動を実践した方々から聞き取りと史料調査・収集を行った。とくに、1950年代から現在に至るまで和賀町で生活記録と生活改良を実践している後藤農研婦人部について活動史料を収集した。(4)昨年度に引き続き、岩手県国民健康保険団体連合会発行の機関誌『岩手の保健』について整理・分析を行った。(5)戦後の東北農業試験場における農村生活研究を担った山岸正子は、戦時期に労働科学研究所に所属していた。今年度は労働科学研究所の調査も行い、関連史料を収集した。(6)岩手県との対比で、山梨県における生活改良普及事業の検討を行い、論文を発表した。

またあわせて、山梨県で行った聞き取りに関係した論文を発表した。家族を単位にした経営体、とりわけ農民家族経営を、経営・世帯・生活さらにはジェンダーの視点から総合的に検討することは、目本経済史研究の大きな課題であり、その点を、岩手県を中心にした調査・考察によって考察することが本研究の課題である。科学研究費3年目の今年度は、今までの2年間に引き続き、岩手県における農民家族経営に関連する史料調査・整理・分析を、以下の(1)(5)にわたって進めてきた。(1)戦後の生活記録運動に関係した史料の調査を引き続き岩手県立図書館、北上市立中央図書館で行った。(2)和賀町(現北上市)は、戦後に生活記録運動・生活改良普及事業が盛んだった地域である。今年度は、同町の和賀公民館に所蔵されていた、1950年代から1960年代における社会教育関係史料の撮影を行った。また生活記録と生活改良普及運動を実践した方々から再度聞き取りを行った。(3)戦後の東北農業試験場において農村生活研究を担った山岸正子の歩みと研究内容について分析を進め、論文の準備を進めた。この論文は来年度に発表予定である。(4)1950年代から現在に至るまで和賀町で生活記録と生活改良を実践している後藤農研婦人部について収集した史料を分析し、「農村における主体形成」および「生者と死者の歴史学」の一部で考察した。(5)以上の調査研究と関連して、明治期における農民家族経営のあり方を考察した、「農村問題と社会認識」を執筆した。家族を単位にした経営体、とりわけ農民家族経営を、経営・世帯・生活さらにはジェンダーの視点から総合的に検討することは、日本経済史研究の大きな課題であり、その点を本研究では、岩手県を中心にした調査によって考察してきた。科学研究費最終年度の平成17年度は、4年間にわたる調査・研究をとりまとめるために、以下の(1)(6)にとりくんできた。(1)戦後の生活記録運動に関係した史料の調査を引き続き岩手県立図書館、北上市立中央図書館で行い、研究発表のための基礎的資料の収集を終えて分析にとりかかった。今年度は、生活記録と生活改良普及運動を実践した方々からあらためて聞き取りを行った。(3)1950年代から現在に至るまで和賀町で生活記録と生活改良を実践している後藤農研婦人部について収集した史料の分析をほぼ終了した。(4)戦後の東北農業試験揚において農村生活研究を担った山岸正子の歩みと研究内容について分析を進め、論文を発表した。(5)関連して、戦前の農村女性の出産と労働の関係について、岡山県の労働科学研究所農業労働調査所の調査資料を使った論文を発表した。また、1890年代から1950年代に至る農村女性の農業労働と出産に関する論文を発表した。(6)以上のうち、(1)(2)(3)の調査研究をまとめた研究論文を平成18年度中に発表する予定である。
学習課程の導入による超高精密位置を決めサ-ボ機構の制御法

線形のフィ-ドバック制御によってシステム設計を行った場合、予期できない外乱、あるいは非線形性などの影響で目的とする精度を実現できない場合がほとんどである。これはフィ-ドバツク制御の限界であって避けることのできない問題である。これにたいして、エラ-の発生状況を分析し、誤差を強制的に零にするフィ-ドフォワ-ド信号を作りこれをフィ-ドバック制御に併用することは有用な手法と言えよう。しかしながら。適切なフィ-ドフォワ-ド信号を作り出すことは、従来極めて困難な問題であった。そこで、本研究においてはシステムの動作経緯にもとずく学習によって、自動的に作り出される信号をフィ-ドフォワ-ド信号として加えることで問題の解決を計っている。この際フィ-ドフォワ-ド制御の最も弱い点はパラメ-タ変動あるいは外乱に対して系が極めて敏感なことである。そこで本年度は、学習を考えるに先立ちアクチュエ-タ系を取り上げ、ここでのパラメ-タ変化あるいは外乱が系に及ぼす影響を考察し、これを零にするシステム構成を考えた。ここでの考え方はフィ-ドバックパスにこのアクチュエ-タが持つべき特性を持たせたモデルをおき、常にこのモデルの特性を引き出すことで、負荷変動に影響されないアクチュエ-タ系を構成することができた。この結果従来提案されていた負荷無反応形サ-ボ機構をさらに一般系に拡張することができ、今後の本研究課題の展開に有力な手段を得ることができた。次年度以降は、本年度の結果を基に先ず負荷変動を抑えた後に、学習機能を導入することによって、エラ-の発生状況を分析し、誤差を強制的に零にするフィ-ドフォワ-ド信号を作りこれをフィ-ドバック制御に併用する制御手法を考察する。しかしながら。線形のフィードバック制御によってシステム設計を行った場合、予期できない外乱、あるいは非線形性などの影響で目的とする精度を実現できない場合がほとんどである。これはフィードバック制御の限界であって避けることのできない問題である。これにたいして、エラーの発生状況を分析し、誤差を強制的に零にするフィードフォーワード信号を作りこれをフィードバック制御に併用することは有用な手法と言えよう。しかしながら、適切なフィードフォワード信号を作り出すことは、従来極めて困難な問題であった。そこで、本研究においてはシステムの動作経緯にもとずく学習によって、自動的に作り出される信号をフィードフォワード信号として加えることで問題の解決を計っている。この際フィードフォワード制御の最も弱い点はパラメータ変動あるいは外乱に対して系が極めて敏感なことである。そこで本年度は、学習を考えるに先立ちアクチュエータ系を取り上げ、ここでのパラメータ変化あるいは外乱が系に及ぼす影響を考察し、これを零にするシステム構成を考えた。ここでの考え方はフィードバックパスにこのアクチュエータが持つべき特性を持たせたモデルをおき、常にこのモデルの特性を引き出すことで、負荷変動に影響されないアクチュエータ系を構成することができた。この結果従来提案されていた負荷無反応形サーボ機構をさらに一般系に拡張することができ、今後の本研究課題の展開に有力な手段を得ることができた。次年度以降は、本年度の結果を基に先ず負荷変動を抑えた後に、学習機能を導入することによって、エラーの発生状況を分析し、誤差を強制的に零にするフィードフォワード信号を作りこれをフィードバック制御に併用する制御手法を考察する。これはフィ-ドバック制御の限界に基づくものであって避けることのできない問題である。

これにたいして、エラ-の発生状況を分析し、誤差を強制的に零にするフィ-ドフォワ-ド信号を作りこれをフィ-ドバック制御に併用することは有用な手法と言えよう。しかしながら、適切なフィ-ドフォワ-ド信号を作り出すことは、従来極めて困難な問題であった。そこで、本研究ではシステムの動作経緯にもとずく学習によって、フィ-ドフォワ-ド信号を自動的に作り出すことで問題の解決を計っている。この際最も問題となる点はパラメ-タ変動に対してロバスト性をあげることである。そこで昨年度は、学習を考えるに先立ちアクチュエ-タ系を取り上げ、ここでのパラメ-タ変化が系に及ぼす影響を考察し、これを零にするシステム構成を考え、今後の展開に有力な手段を得ることができた。本年度は、昨年度の結果を基に先ずロバスト性をあげた後に、学習機能を導入した。すなわち回転系では、回転角度に依存する外乱が印加される場合がおおい。このような外乱は回転むらの原因となり、精度向上を大きく妨げる。この種の外乱の除去について、従来は時間領域でこの問題をとらえ、時間領域での繰り返しコントロ-ラを用いてきた。しかし、この方式では特定の回転速度に対する除去効果はよいが、回転速度が変わると除去効果が悪くなるなどの問題がある。そこで、この種の外乱が角度の周期関数となることに注目し、時間領域の代わりに角度領域でこの問題をとらえ、角度領域における繰り返しコントロ-ラを設計し、この種の外乱を完全に除去することができた。
水素原子トンネル移動反応への媒質効果に関する理論的研究

トンネル効果が観測されている水素原子移動反応は、WilliamsらおよびMiyazakiらの実験で代表されるように低温固相(マトリックス、結晶中等)中で観測されている。その意味で、観測されている反応速度等の実測値は、媒質の効果を含むものである。しかしながら、従来のトンネル効果の理論的取り扱いは、この媒質効果を2次的あるいはそれ以下の要素として考えられており、直接には取り扱ってこなかった。本研究では、トンネル効果と媒質効果の両方を同時に取り扱うモデルを構築し、いくつかの実測されている系に適用し、トンネル効果を含む反応速度が媒質によりどのような影響を受けるかを明らかにするのを目的とする。メトキシラジカルからメタノールラジカルへの分子内水素原子移動反応は、、メタノール結晶中で4Kから77Kへの昇温により反応が進行することが知られている。これに対し、マトリックス中では、結晶中に比べ反応速度が大きく、4Kですでに水素原子移動が終了した生成物(CH2OH)が観測される。本研究では、この反応へ及ぼす媒質の効果を理論的に明らかにするため、気相(真空)中、メタノール結晶中および凝縮相(水クラスター)中での、この反応モデル計算を行った。また、反応が4K77Kと低温で進行することからトンネル効果も重要となると考えられる。そこで、本研究では、トンネル効果および媒質効果の両方を取り入れるモデルを構築し、反応への応用を試みた。反応系の振動モードは、回りの媒質により影響を受ける。気相中では、反応系中の振動モードは、互いに直交しているが、近くに溶媒分子がくると、その溶媒分子の振動モードを通して、反応分子中の振動モードどうしがカップルすると考えることが出来る。結果として、振動数がシフトする。このシフト量を反応座標に沿って見積もることにより、媒質の効果を含んだ反応速度定数の計算が可能となる。実際の計算では、遷移状態理論の範囲で、トンネル効果を含むRRKM理論を適用した。これにより、トンネル効果および媒質効果の両方を含む反応速度の見積もりが出来る。計算の結果、反応速度への媒質効果は、古典的障壁より低いエネルギー領域(トンネリング領域)で顕著になることが明らかになった。また、得られた反応速度は、77K以下の低温で、k(気相)<k(結晶中)<k(水クラスター中)となり、この傾向は、定性的ながら、実験値とよく一致した。
新規近接場分光法による窒化物半導体の輻射・非輻射過程の可視化技術の開発

本研究では、InGaN量子井戸構造における、局所的な結晶構造の変化とそこに起因した発光および非発光中心へのキャリア・励起子の局在、拡散、捕獲の各過程を、近接場光学顕微鏡(SNOM)を用いたナノ分光法により明らかにすることを目的としている。本年度に得られた結果を以下に示す。InGaN発光ダイオードにおける高キャリア注入時における発光効率の低下の要因を明らかにするために、励起密度を変化させてマルチモードSNOM測定を行い、キャリアダイナミクスの変化について調べた。その結果、青色発光InGaN量子井戸および緑色発光InGaN量子井戸ともに弱励起密度(10^<14>cm^<-3>台)のときには、スポット状の強発光強度の強い場所が点在していることが分かった。そこから、励起密度を10^<18>cm^<-3>台にまで上昇させて、発光強度の変化とその空間分布を調べた。その結果、10^<16>cm^<-3>台までは、励起密度の上昇にほぼ比例して発光強度が上昇するものの、それ以上になると飽和傾向になることが分かうた。また、発光強度の変化の空間分布に着目すると、励起密度の上昇によって弱発光領域の発光強度が著しく増加し、強発光領域の発光強度の上昇率は低く飽和傾向にあるため、10^<14>cm^<-3>台では10倍程度あった弱発光領域と強発光領域の強度差が10^<16>cm^<-3>台では5倍程度、10^<18>cm^<-3>台では2倍程度と減少することが分かった。さらに、発光強度の空間分布像を見ると、スポット状の強発光領域間の弱発光領域の発光強度が著しくよ昇し、スポット状構造がつながり大きな島状構造に変化していくことが分かった。次に、非発光中心の熱活性化過程の観測を行うために、同一箇所の温度依存SNOM発光タッピング測定に向け、SNOM測定系の改造を行った。その結果、温度安定性、測定位置安定性が著しく改善し、測定の下準備が整った。近接場光学顕微鏡(SNOM)と原子間力顕微鏡(AFM)によって、InGaN量子井戸における貫通転位の分布と発光・非発光中心の分布との関係を明らかにすることを目指した。測定に用いた試料は、横方向選択成長(ELO)GaNテンプレート上InGaN量子井戸であり、周期的に転位密度の低い領域と高い領域があるため、一枚の試料で転位密度と発光特性との関係を調べることができる。青色発光InGaNでは、転位密度の違いによる発光強度差がなかった。さらに、AFMで観測した貫通転位の位置とSNOMで観測した弱発光強度領域との間に相関関係がなかった。青色発光InGaNの特異性に着目し、マルチモードSNOMによって弱発光領域周辺の発光スペクトルを確認すると、キャリア拡散の影響のないイルミネーション・コレクション(I-C)モード測定では、メイン発光ピークの高エネルギー側に発光ピークが観測された。拡散したキャリアの情報も検出するイルミネーション(I)モード測定ではメイン発光ピークのみだった。さらにI-Cモード、Iモード両者の発光マッッピング像に差がなかった。この結果は、井戸内にIn組成揺らぎに起因した大きなポテンシャル揺らぎが存在し、これがキャリアの非発光中心への拡散を妨げ、捕獲確率を低減していることを示唆している。緑色発光InGaNでは、高転位密度領域に比べ、低転位密度領域の発光強度が大きく、貫通転位の位置と弱発光領域とが対応していた。AFM像より、緑色発光InGaNは紫・青色発光InGaNやELO-GaNテンプレートに比べ、転位密度が1桁高く、量子井戸界面から不整合転位が発生している可能性が示唆される。従って、キャリアの非発光中心への捕獲割合が高く、転位密度の違いによる発光強度差が観測されたと考えられる。InGaN量子井戸構造における、微小領域の結晶構造と発光および非発光中心へのキャリア・励起子の捕獲過程の相関関係を、近接場光学顕微鏡(SNOM)を用いたナノ分光法により直接的に明らかにすることを目的としている。SNOMによる発光マッピング測定と原子間力顕微鏡による表面観察によって、紫色、青色、緑色発光InGaN量子井戸における貫通転位の分布と発光・非発光中心の分布との関係を明らかにした。紫色および緑色発光InGaN量子井戸では、弱発光領域と貫通転位との間に相関関係があるが、青色発光InGaN量子井戸では相関関係がなかった。その原因について明らかにするために、マルチモードSNOM発光マッピング測定を行った。青色発光InGaN量子井戸では、強発光領域と弱発光領域の境界領域にポテンシャルエネルギーの高い領域があることが分かった。I-Cモード、Iモード両者の比較をした結果、発光強度分布はほぼ同じであり、発光中心へのキャリアの拡散長は30nm、非発光中心へのキャリアの拡散長は80nmと非常に短いことも分かった。以上のことから、非発光中心周辺のポテンシャルエネルギーが高くなっている、アンチローカライズの効果によって、非発光中心へのキャリアの拡散が抑制されていることが明らかになった。一方、緑色発光lnGaN量子井戸では、キャリアの拡散影響によって、I-Cモードで見られた島状の発光パターンが、Iモードでは複数の島状構造がつながった形に変化した。さらに、I-Cモードで強発光領域がIモードで弱発光領域に変化している領域が多く見られた。非発光中心への拡散長は数百nm程度あることが分かった。以上の結果から、緑色発光InGaN量子井戸では、キャリアの拡散長が長いため、非発光中心にキャリアが捕らえられやすいことが分かった。

この長いキャリアの拡散長は、InGaN特有の内部電界による振動子強度の低下、および、局在発光中心のサイズが非常に小さいことに起因していることも分かった。本研究では、InGaN量子井戸構造における、局所的な結晶構造の変化とそこに起因した発光および非発光中心へのキャリア・励起子の局在、拡散、捕獲の各過程を、近接場光学顕微鏡(SNOM)を用いたナノ分光法により明らかにすることを目的としている。本年度に得られた結果を以下に示す。InGaN発光ダイオードにおける高キャリア注入時における発光効率の低下の要因を明らかにするために、励起密度を変化させてマルチモードSNOM測定を行い、キャリアダイナミクスの変化について調べた。その結果、青色発光InGaN量子井戸および緑色発光InGaN量子井戸ともに弱励起密度(10^<14>cm^<-3>台)のときには、スポット状の強発光強度の強い場所が点在していることが分かった。そこから、励起密度を10^<18>cm^<-3>台にまで上昇させて、発光強度の変化とその空間分布を調べた。その結果、10^<16>cm^<-3>台までは、励起密度の上昇にほぼ比例して発光強度が上昇するものの、それ以上になると飽和傾向になることが分かうた。また、発光強度の変化の空間分布に着目すると、励起密度の上昇によって弱発光領域の発光強度が著しく増加し、強発光領域の発光強度の上昇率は低く飽和傾向にあるため、10^<14>cm^<-3>台では10倍程度あった弱発光領域と強発光領域の強度差が10^<16>cm^<-3>台では5倍程度、10^<18>cm^<-3>台では2倍程度と減少することが分かった。さらに、発光強度の空間分布像を見ると、スポット状の強発光領域間の弱発光領域の発光強度が著しくよ昇し、スポット状構造がつながり大きな島状構造に変化していくことが分かった。次に、非発光中心の熱活性化過程の観測を行うために、同一箇所の温度依存SNOM発光タッピング測定に向け、SNOM測定系の改造を行った。その結果、温度安定性、測定位置安定性が著しく改善し、測定の下準備が整った。
シナプスの形成と伝達を制御する細胞間、細胞内分子と作用機構

ラット脳mRNA移入ツメガエル卵母細胞上に再構成される3種のグルタミン酸受容体応答系、すなわち、(1)NMDA型応答、(2)AMPA/カイニン酸型応答、(3)代謝型応答へのプロテインキナーゼC(PKC)の関与について検討した。PKC協性化薬のTPAはNMDA型応答を著しく増強し、一方、代謝型応答は完全に抑制した。カイニン酸応答には無効であった。TPAによるNMDA型応答の増強作用は、PKC阻害薬のstaurosporineで抑制され、外液Ca^<2+>に置換することにより消失した。また、この増強作用は、Mg^<2+>存在下でNMDA型応答に電位依存性が認められる造合には観察されなかった。以上の結果より、PKCの活性化とCa^<2+>流入は協調してNMDA型応答を選択的に増強すること、この作用は電位依存性の発現によりブロックされることが明らかとなった。Desiprramineやimipramineなどの一部の抗うつ薬は、NMDA受容体自身が形成するカチオンチャネル内のおそらくMK-801結合部位に不可逆的に結合し、イオンコンダクタンスを変化させることによりNMDA型応答を抑制することも見いだした。また、卵母細胞上の脳グルタミン酸取り込み機構についての検討も行い、mRNA移入により発現するグルタミン酸取り込み機構は、卵母細胞上に生来存在するものとはその性質が異なり、トリプトファンによりその活性が抑制されることも見いだした。さらに、NG108-15細胞のCキナーゼとAキナーゼの活性を制御することにより不可逆的突起形成を生ずることを、我々は以前に報告しているが、それに関与する内因性因子の同定を遺伝学的手法を用いて検討し、現在まで3種のクローンを得て、その解析を急いでいる。
亜ヒ酸毒性発現機構におけるペントースリン酸経路の役割

本年度は、真核生物モデルとして出芽酵母を用いて亜ヒ酸によるペントースリン酸経路の抑制機構について解析を行った。ペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子(TKL1およびRPI1)の発現調節に関わる可能性がある転写関連因子を酵母データベースで検索したところ、16種の転写関連因子が該当した。これら16種類をそれぞれ欠損させた酵母の亜ヒ酸感受性を検討したところ、7種が亜ヒ酸高感受性を示した。そこで、これら7種の転写関連因子の欠損がペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現レベルに与える影響をリアルタイムPCR法によって解析した。その結果、転写メディエーターであるGal11の欠損によってペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現レベルが低下することが明らかになった。亜ヒ酸によって低下したペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現レベルは、Gal11を欠損させてもほとんど影響を受けないことから、亜ヒ酸がGal11の機能を抑制している可能性が示唆された。我々は、Gal11と結合する転写因子として知られているMig1が亜ヒ酸毒性軽減作用も有することを明らかにしているが、今回の検討によりMig1の欠損がペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現を抑制することも判明した。亜ヒ酸がMig1を不活性化することも確認されたことから、亜ヒ酸はGal11およびMig1依存的な転写活性化機構を抑制することによって、ペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子を抑制して、細胞毒性を発揮している可能性が考えられる。また、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞においても亜ヒ酸処理によってペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子(TKTおよびRPIA)の発現が抑制されることが明らかになった。2018年度は、主に真核生物モデルとして出芽酵母を用いて亜ヒ酸によるペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の転写抑制機構について検討し、本機構に関与する転写因子を同定することに成功した。また、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞においても亜ヒ酸がペントースリン酸経路を抑制することが明らかになった。これらの知見はヒト細胞での亜ヒ酸毒性発現機構におけるペントースリン酸経路の役割を明らかにする上で重要な手がかりになると期待されることから、本申請者は当初の目標を向けて「おおむね順調に進展している」と判断した。2018年度の研究で得られた結果を踏まえて、以下のようにペントースリン酸経路抑制による亜ヒ酸毒性発現機構の解明研究を進める。1)酵母を用いた検討により亜ヒ酸毒性に関与することが明らかになった転写因子のヒトホモログについて同様の検討し、ヒト細胞における亜ヒ酸によるペントースリン酸経路関連因子の発現抑制機構を明らかにする。2)亜ヒ酸によるペントースリン酸経路抑制による細胞増殖阻害に関わる分子メカニズムを明らかにする。ヒ素は環境汚染物質の一つであり、世界各地でヒ素汚染による健康被害が発生しているものの、その毒性発現に関わる分子メカニズムは不明な点が多い。本申請者は、酵母を用いた環境汚染物質感受性決定因子のスクリーニング法によって、3価の無機ヒ素化合物である亜ヒ酸に対する感受性決定因子としてペントースリン酸経路に関わる因子を同定することに成功した。本申請者は、酵母において亜ヒ酸がペントースリン酸経路に関わる遺伝子群の発現を抑制し、細胞毒性を示すことも明らかにしているが、ヒト細胞を用いた検討はされていない。平成29年度は、ヒト単球系THP-1細胞を用いて亜ヒ酸毒性とペントースリン酸経路との関係について検討した。亜ヒ酸がペントースリン酸経路関連遺伝子の発現レベルに及ぼす影響を検討したところ、NADPHの産生に関わる酸化的段階関連遺伝子(PGLSおよびPGD)のmRNA発現レベルはほとんど影響を受けなかった。一方、核酸合成に必要な糖の相互変換に関わる非酸化的段階関連遺伝子(RPIAおよびTKT)の発現レベルは亜ヒ酸濃度依存的に低下した。非酸化的段階の主代謝物のリボースー5ーリン酸の前駆体であるD-リボースを培地中に添加することによって亜ヒ酸毒性が顕著に減弱された。一方、D-グルコースの添加は亜ヒ酸感受性にほとんど影響を与えなかったことから、亜ヒ酸毒性軽減作用はすべての糖に共通した作用ではなく、D-リボース特異的な作用である可能性が考えられる。以上の結果から、ヒト単球系THP-1細胞において、亜ヒ酸はペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現を抑制することによって細胞の生存に必須なリボースー5ーリン酸の細胞内レベルを低下させ、細胞毒性を発現させる可能性が考えられる。今後さらに、亜ヒ酸によるペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現抑制機構を検討する予定である。平成29年度の研究により、ヒト単球系THP-1細胞を用いて亜ヒ酸毒性とペントースリン酸経路の関係性について検討し、上記の研究実績の概要で示した結果を得た。当初の研究目標達成のため、おおむね順調に進展していると判断した。

そこで、これら7種の転写関連因子の欠損がペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現レベルに与える影響をリアルタイムPCR法によって解析した。その結果、転写メディエーターであるGal11の欠損によってペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現レベルが低下することが明らかになった。亜ヒ酸によって低下したペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現レベルは、Gal11を欠損させてもほとんど影響を受けないことから、亜ヒ酸がGal11の機能を抑制している可能性が示唆された。我々は、Gal11と結合する転写因子として知られているMig1が亜ヒ酸毒性軽減作用も有することを明らかにしているが、今回の検討によりMig1の欠損がペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現を抑制することも判明した。亜ヒ酸がMig1を不活性化することも確認されたことから、亜ヒ酸はGal11およびMig1依存的な転写活性化機構を抑制することによって、ペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子を抑制して、細胞毒性を発揮している可能性が考えられる。また、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞においても亜ヒ酸処理によってペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子(TKTおよびRPIA)の発現が抑制されることが明らかになった。2018年度は、主に真核生物モデルとして出芽酵母を用いて亜ヒ酸によるペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の転写抑制機構について検討し、本機構に関与する転写因子を同定することに成功した。また、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞においても亜ヒ酸がペントースリン酸経路を抑制することが明らかになった。これらの知見はヒト細胞での亜ヒ酸毒性発現機構におけるペントースリン酸経路の役割を明らかにする上で重要な手がかりになると期待されることから、本申請者は当初の目標を向けて「おおむね順調に進展している」と判断した。現段階でおおむね順調に研究が進行しているので、平成30年度以降も当初の研究実施計画に基づき研究を遂行していく予定である。平成30年度は、亜ヒ酸によるペントースリン酸経路の非酸化的段階関連因子の発現抑制に関わる転写因子の検索およびその制御機構の解析を行う予定である。また、亜ヒ酸の発癌メカニズムにおけるペントースリン酸経路の関与についても検討を進める。2018年度の研究で得られた結果を踏まえて、以下のようにペントースリン酸経路抑制による亜ヒ酸毒性発現機構の解明研究を進める。1)酵母を用いた検討により亜ヒ酸毒性に関与することが明らかになった転写因子のヒトホモログについて同様の検討し、ヒト細胞における亜ヒ酸によるペントースリン酸経路関連因子の発現抑制機構を明らかにする。2)亜ヒ酸によるペントースリン酸経路抑制による細胞増殖阻害に関わる分子メカニズムを明らかにする。平成29年度発注分の遺伝子解析用試薬(siRNAやPCR関連試薬)の納品が次年度初めにずれこんだためであり、当初の予算使用計画を特に変更する必要はない。2018年度発注分の遺伝子発現解析用試薬の納品が遅れ、2019年度に入ってから納品されたため、次年度使用額が生じた。当初の予算使用計画を変更する必要はない。
濫用有機溶媒の精子形成に及ぼす影響:形態変化と造精機能障害の分子生物学的検討

Wistar系雄性ラットを用い,トルエン(1.500ppm)を1日4時間吸入させた。体重,精巣重量,精巣上体重量について計測したところ,短期吸入実験(4日,7日,10日間)では,有意の差は認められなかったが,長期吸入実験では,体重が有意に減少するにもかかわらず,精巣,精巣上体の重量はよく保持されていた。HSP70,c-Fosの免疫染色では対照群,トルエン吸入群とも明らかな陽性像は観察されず,細胞障害の発生は明らかでなかった。TGF-β1は,トルエン吸入群では,対照群に比較して,陽性像が減弱し,精子の成熟過程に障害が生じていると推定された。PCNAでは,精巣では,精祖細胞,精母細胞に,精巣上体では,精巣上体管上皮側に陽性像が観察されたが,トルエン吸入群と対照群の陽性像に明らかな差異は認められず,これらの細胞の分裂・増殖には障害をきたしていないものと推定された。過酸化障害について検討した結果,8-OH-dgでは、精細管の精祖細胞における陽性像の亢進が認められた。8-OH-dGを定量したところ,精巣では有意差は認められないものの増加がみられたことから,酸化的DNA傷害の発生が示唆され,生殖機能への影響が考えられた。また,精巣上体では,8-OH-dG量は減少していた。4-HNEの免疫染色では,精巣で,対照群,トルエン吸入群とも明らかな陽性所見は認められなかった。精巣におけるLPOを定量した結果,対照群とトルエン吸入群との間に明らかな差異は認められなかった。これらのことから,精巣,精細管細胞の細胞膜における脂質過酸化は明らかではなかった。SODの免疫染色では,トルエン吸入群において明らかな陽性像の増加はみられなかった。即ち,DNAの酸化的損傷が増大するにもかかわらず,SODによる活性酸素消去系が活性化されていないものと考えられ,SOD以外の活性酸素消去系の作用が考えられた。Wistar系雄性ラット(10週齢)を用い,トルエン(1,000ppm)を1日4時間吸入させた.対照群,1週間(5日間)吸入群,4週間(20日間)吸入群(各群4匹)について検討した.本年度は,短期間吸入例を中心に検討を行い,以下の結果を得た.(1)体重変化:1週間吸入群では,非吸入群と有意差はなかった.4週間吸入群では体重は有意に低下していた.(2)精巣・精巣上体重量:各群とも精巣・精巣上体重量に有意差はなかった.しかし,4週間吸入群では体重は有意に低下していたことから,体重あたりの精巣・精巣上体重量は有意に増加していた.(3)形態学的変化:一般(HE)染色像では,1週間吸入群と対照群で明らかな形態学的変化は認められなかった.(4)HSP70,c-Fos,PCNA,TGF-β1,8-OH-dG,ApopTagについて免疫組織化学的に検討した.その結果,1週間吸入群と対照群で精子形成過程のうち増殖細胞,アポトーシス細胞,減数分裂細胞のそれぞれ過程に明らかな変化は認められなかったものの,精細管最内層の精子および精巣上体の精子のTGF-β1染色に対照群と違いが観察され,最終段階における形質転換に障害が生じている可能性が疑われた.また,これらの障害の発生機序として過酸化障害の可能性について検討したところ,これまでのところ明らかな差異は観察されなかった.

次年度は,上記結果についての定量的検討を行い造精機能障害をより詳細に検討すると共に,長期間吸入群についての検討を加え,造精機能障害の発生機序を解明する予定である.Wistar系雄性ラットを用い,トルエン(1,500ppm)を1日4時間,7日間吸入させた。精巣,精巣上体について,免疫組織化学的に,DNA損傷の指標である8-OH-dGを染色したところ,精細管の精祖細胞における8-OH-dGの陽性像の亢進が認められた。8-OH-dGを定量したところ,対照群に対するトルエン吸入群の%of controlは,精巣では有意差(p=0.5854)は認められないものの増加がみられたことから,酸化的DNA傷害の発生が示唆され,生殖機能への影響が考えられた。また,精巣上体では,8-0H-dG量は減少していた(p=0.1023)。脂質過酸化の指標である4-HNEの免疫染色では,対照群,トルエン吸入群とも精巣で明らかな陽性所見は認められなかった。精巣のLPOを定量した結果,対照群とトルエン吸入群との間に明らかな差異は認められなかった。これらのことから,精巣,精細管細胞の細胞膜における脂質過酸化は明らかではなかった。以上のことから,酸化的DNA損傷による8-OH-dG生成は認められたものの,過酸化障害における過酸化脂質形成は明らかではなかった。酸化的DNA損傷にはSODが大きな役割を担っていると言われている。そこで,SODの免疫組織化学的検索を行ったが,トルエン吸引群において明らかな陽性像の増加はみられなかった。即ち,DNAの酸化的損傷が増大するにもかかわらず,SODによる活性酸素消去系が活性化されていないものと考えられた。したがって,精巣では,活性酸素の酵素的な消去機構以外の,グルタチオンペルオキシダーゼ,カタラーゼなどによる活性酸素消去系によるH20への還元が強力に働いたものと思われた。
原始的維管束植物の配偶体の進化と多様性

シダ植物の配偶体は塊状で地中生のものから、地上生で扁平な心臓形、そしてリボン形や糸形さらに不定形など多様な形態を示し、それらはシダ植物の進化過程と密接な関係があると考えられている。本研究で培養が困難とされてきたハナヤスリ科の塊状配偶体も含めて、多様な群の胞子を人工的に培養し、同一個体の連続観察から詳細な発達過程を明らかにし、配偶体の形態進化過程を推定した。塊状配偶体では、胞子発芽後ランダムな分裂によって形成される塊状部に、後で一部に分化する頂端分裂組織の働きにより軸状の配偶体が形成される。一方、シダ類の初期に分岐したと考えられるゼンマイ科などでは、胞子発芽後初期にやはり、基質に平行面での分裂により多層化が進むことがわかった。しかし先端部の一部に1層の細胞層が残り、ここに形成される2つの分裂面をもつ頂端細胞が形成される。そしてこ頂端細胞の働きによって扁平な心臓形部が付け加わる事が示された。以上から、塊状と扁平(心臓形)の違いは、初期に完全に塊状をなすか、一部に1層部が残るか否か、また頂端細胞の分裂面が2つか,3つかで決まると結論づけられた。心臓形が一般的であるのに対し、リボン形はウラボシ科など派生的な群にみられる。NCBIなどに登録されているrbcL遺伝子とrps4遺伝子の情報をもとにNJ法によって、シノブ科を外群とするウラボシ科、ヒメウラボシ科シダ類全体の系統樹を作成し、配偶体形態情報を配置した。その結果,心臓形からリボン形へ,そして心臓形から不定形への進化がいくつかの分類群で起きたと推定される。リボン形へ進化は、頂端分裂組織の働きに比べ、隣接する周縁分裂組織の働きが強くなったことによって起こり,不定形配偶体では、発生初期に働く頂端分裂組織が途中で消失し、完全に周縁分裂組織に置き換わるとともに、頂端分裂組織を頂点とする極性軸が消失した。シダ植物の配偶体は,軸状から扁平は心臓型へ,そして着生など特殊な生態条件への適応からリボン型,糸型などへ進化したと推定されている。本年度は,軸状と心臓型をつなぐ,塊状配偶体の形態形成を,系統解析から原始的とされるリュウビンタイとゼンマイを用いて明らかにした。胞子発芽後すぐに配偶体は多層となり,その上部に1層の細胞層領域が周縁を取り巻くように形成された。リュウビンタイでは周縁から離れるとすぐに表面に平行な分裂を行うため,一層の領域が広がることがなかったが,ゼンマイではこの1層の領域の上部中心に1個の頂端細胞が形成され,その働きで1層の領域が左右相称に成長し,心臓型の配偶体が形成された。すなわち,軸状から扁平になった配偶体に,頂端細胞の獲得によって,跳躍的に塊状から心臓型への形態進化が跳躍的に起きたことが推測された。また典型的な心臓型を示すカニクサの観察から,心臓型配偶体を作る3つの分裂組織(頂端分裂組織,周縁分裂組織,クッション分裂組織)を識別した。頂端分裂組織は頂端細胞か複数の頂端細胞群と派生細胞から構成される。周縁分裂組織は,頂端分裂組織から側方に切り出された細胞が垂層,並層分裂をさかんに繰り返して翼を形成する分裂組織である。またクッション分裂組織は,配偶体表面に対して平行な分裂によって多層なクッションを作り,その表面からは造卵器が形成される。

これら3つの分裂組織は本来独立したものである。心臓型では3つが同時に働く事により,形が形成されるが,リボン型では頂端分裂組織と周縁分裂組織が時間的に独立して働くことが推測される。クッション分裂組織は,リボン型配偶体ではしばしば大きく遅れて形成される。上記2つの研究内容については,平成17年3月の第4回日本植物分類学会にて発表し,心臓型配偶体とリボン型配偶体の原形質連絡分布様式については,TEM観察によって現在検討中である。昨年度までの研究から,全く形態の異なる心臓形配偶体とリボン形配偶体の両方に頂端分裂組織と周縁分裂組織が存在することが示唆されていた.そこで本年度は,Barlowの数理モデルを応用し,心臓形,リボン形配偶体に,ともに頂端分裂組織の両側方に周縁分裂組織が存在することを明らかにした.両形の違いは,両分裂組織の大きさの違いによってもたらされることが示唆された.形態進化の筋道を明らかにするため,さらに心臓形配偶体5科5属,リボン形配偶体1属1種の形態形成過程を,連続表面観察法を用いて明らかにした.それらのデータと,先行研究による解析結果,文献による情報に基づき,zbcLを用いた近隣接合法による系統樹(先行研究)に,それぞれの属の配偶体が示す配偶体の形態--(1)塊状,(2)左右相称心臓形,(3)左右非相称心臓形,(4)ストラップ状(数細胞列から構成される幅のある糸形),(5)糸状(1細胞列),(6)リボン形,(7)異型胞子性の水生シダ類,そして(8)未知(unknown)の形質を最節約配置し,シダ類の形態進化過程を推定した.その結果,左右相称心臓形からリボン形,左右非相称心臓形の形態が派生したことが推測された.以上の結果から,どのような形であっても配偶体形成には頂端分裂組織が必須であることが示された.そこで頂端細胞の機能推定を目的として,典型的な左右相称心臓形を示すカニクサ配偶体を用いて,UVレーザー波による精確な細胞除去実験を行い,頂端細胞,頂端分裂組織の除去を行った.その結果,頂端細胞を破壊された配偶体は,その近接部に新しい頂端細胞を再生し,その新頂端細胞を除去すると,更に2個目の新頂端細胞が形成されたことから,頂端細胞は幹細胞の機能をもつことが強く示唆された.最終年度として、配偶体の形態形成過程についてできるだけ多くの種をカバーできるように表面連続観察法を続けた。地中生で培養が困難とされてきたハナヤスリ科の塊状配偶体の培養に1年かけて成功し、胞子発芽後ランダムな分裂によって形成される塊状部に、後で一部に分化する頂端分裂組織の働きにより軸状の配偶体が形成されることがわかった。一方、シダ類の初期に分岐したと考えられるゼンマイ科はウラジロ科の配偶体では、胞子発芽後初期にやはり、塊状部が形成され、この先端部に形成される頂端細胞の働きによって扁平は心臓形部が付け加わる事が示された。以上から、塊状か扁平(心臓形)かの違いは、初期に形成される塊状部に形成される頂端分裂組織が2側面の分裂面をもつ頂端細胞をもつか否かで決まると結論づけられた。前者のハナヤスリに関しては論文として出版し、後者のウラジロ科については、2007年3月の日本植物分類学会にて発表した。次にすでにGenbankなどに登録されているにrbcL遺伝子とrps4遺伝子の情報をもとにNJ法によって、シノブ科を外群とするウラボシ科、ヒメウラボシ科シダ類全体の系統樹を作成し、配偶体形態情報を配置し、形態進化過程を推定した。初期に塊状であった配偶体は、頂端分裂組織を分化させることにより軸状となり、頂端細胞をもつことで心臓形扁平部が足されることが示された。その後、塊状部は発生過程から消失し、完全心臓形配偶体が進化した。
色素分子会合体のメゾスコピック構造と励起エネルギー移動ダイナミクスの研究

水溶性ポルフィリン(TPPS)を用い,種々の会合体を条件を変えて形成させると共に,そのガラス基板上でのメゾスコピック構造をSNOMで研究した.溶液中ではTPPSのJ-会合体は特有の非常に線幅の狭い鋭いソーレー帯の吸収を490nmに示す.このTPPSのモノマーとJ-会合体について蛍光スペクトルを測定したところ,モノマーのS_2蛍光が450nm,S_1蛍光が660nmに見られ,J-会合体においてはS_2状態の蛍光が500nmに観測された.S_2蛍光の量子収量は10^<-4>10^<-5>であり,発光寿命は1ps以下であった.J-会合体のS_1蛍光寿命は約50psと求まった.J-会合体のトポ像とSNOM像を比較検討すると共に,蛍光像および時間分解蛍光の測定を試みた.まずTPPS水溶液のスピンコートによって作成したフィルムのトポ像とSNOM像を解析すると,像中には細長い微結晶状の構造が見られた.さらに小さな2本の細長い構造が対になった染色体状の構造も多数観測された.光源に488nm光を用いた透過像では,J-会合体の吸収に由来する像が観測された.この表面構造の解析を行ったところ,染色体状の構造は,高さ約20nm,長さ数μm,幅0.2から0.5μm程度であった.またこの構造は一様に同じ方向を向いていた.これは,薄膜調製法にスピンコート法を用いているためではないかと考えられる.pH4程度の溶液中でJ-会合体を形成しない条件でもフィルム中でJ-会合体の構造が透過像により観測されたが,J-会合体の溶液から作成したフィルムとモノマーの溶液から作成したフィルムでは構造に差が見られた.水溶性ポルフィリン(TPPS)を用い,種々の会合体を条件を変えて形成させると共に,そのガラス基板上でのメゾスコピック構造をSNOMで研究した.溶液中ではTPPSのJ-会合体は特有の非常に線幅の狭い鋭いソーレー帯の吸収を490nmに示す.このTPPSのモノマーとJ-会合体について蛍光スペクトルを測定したところ,モノマーのS_2蛍光が450nm,S_1蛍光が660nmに見られ,J-会合体においてはS_2状態の蛍光が500nmに観測された.S_2蛍光の量子収量は10^<-4>10^<-5>であり,発光寿命は1ps以下であった.J-会合体のS_1蛍光寿命は約50psと求まった.J-会合体のトポ像とSNOM像を比較検討すると共に,蛍光像および時間分解蛍光の測定を試みた.まずTPPS水溶液のスピンコートによって作成したフィルムのトポ像とSNOM像を解析すると,像中には細長い微結晶状の構造が見られた.さらに小さな2本の細長い構造が対になった染色体状の構造も多数観測された.光源に488nm光を用いた透過像では,J-会合体の吸収に由来する像が観測された.この表面構造の解析を行ったところ,染色体状の構造は,高さ約20nm,長さ数μm,幅0.2から0.5μm程度であった.またこの構造は一様に同じ方向を向いていた.これは,薄膜調製法にスピンコート法を用いているためではないかと考えられる.pH4程度の溶液中でJ-会合体を形成しない条件でもフィルム中でJ-会合体の構造が透過像により観測されたが,J-会合体の溶液から作成したフィルムとモノマーの溶液から作成したフィルムでは構造に差が見られた.
マルチチャンネル適応ノイズキャンセラーの最適化と骨導音および気導音による音声復元

H30年度では、主に以下の取り組みを行った。1シングル参照チャンネルを持つノイズキャンセラー(ANC:Adaptive Noise Canceller)による復元シミュレーション実験:環境騒音源を実験用に設置したオフィスにおいて測定した実データに対して、まずシングル参照チャンネルを有するANCによる音声復元をまず実施した。その結果、参照センサーの配置による復元性能の違いを明らかにした。この時点で、シングル参照チャンネルANCによる実用化が現実的に困難である認識に到達した。この実験は改めてシングル参照チャンネルを有するANCの限界を示し、さらなる研究開発の必要性を明らかにした。2マルチ参照チャンネルを持つANCによる復元シミュレーション実験:三つの参照チャンネルを有するANCによる復元シミュレーション実験を行った。その結果、シングル参照チャンネルANCに比べて復元性能が大きく改善されることを確認できた。この成果を論文にまとめ、ISPACS2018という国際会議において発表した。成果への評価が高く、今後の進展への期待もいただいた。3マルチ参照チャンネルANCの最適化等:最適化アルゴリズムの導出がすでに完了し、シミュレーション実験が進行中である。参照チャンネルの最適化ブロック(サブシステム)の配置を変えて、復元性能の変化を確認しながら、最終決定したい。また、使用する非線形適応フィルタとして、先進的ニューラルネットワークを試す準備も行っている。進捗状況は以下のとおりである。1シングル参照チャンネルANCによる復元シミュレーション実験が終了し、応用上の問題点を明らかにした。2マルチ参照チャンネルANCによる復元シミュレーション実験が終了し、より優れた復元性能を有することを明らかにした。参照信号源の増加による復元性能アップが確認され、最適化によるさらなる性能向上の可能性を示した。これまでの成果の一部をまとめ、国際会議において発表した。3最適化アルゴリズムの導出を行い、シミュレーション実験を実施している最中である。今後の研究計画は以下のとおりである。1マルチ参照チャンネルANCによる復元シミュレーション実験を繰り返し実施し、性能向上の可能性を根気よく探究する。2プライマリーチャンネルも複数に拡充し、性能向上の可能性をさらに探る。その時、プライマリーチャンネルの最適化も問題になる。そのため、参照チャンネルとプライマリーチャンネルの同時最適化を図る必要が出てくる。まず同時最適化アルゴリズムの導出を行う。そして、シミュレーション実験では最適化アルゴリズムにおけるユーザパラメータについて様々な観点から調整し、できればパラメータ選択に対するガイドラインを確立し、最大の復元精度を実現したい。3実用化の可能性について、性能が十分か、コストが商品化に耐えられるか、産業界への応用によるメリットがどの程度あるか、などを分析したうえ、成果をまとめ、特許を申請するか、論文による公表を行うかを判断したい。理由:初年度では、いただいた設備費によるデータロガーの購をせず、県内の研究所から借用したものを使用した。パソコンなども現在所有しているものを使用した。大学院生の実験補助に必要な謝金を支出した。今年度はパソコン等の設備を導入予定である。