hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高周波数ジャイロトロンにおける周波数連続可変性と高性能化の研究

本ジャイロトロンの設計では,15T超電動マグネットを用いて394GHz近傍にてTE0,6モードで動作する.過去に開発を行ったジャイロトロンでは最大出力が30 W程度であったが,これを大きく上回る最高発振出力100Wを達成し,本研究で目指す100W以上の発振に向けた指針を得た.周波数連続可変性に関しては,磁場掃引により392GHzから1.1 GHzに亘る周波数可変を得た.加えて,電子銃のカソードとアノード間電圧を掃引して電子ビームのピッチファクターを変えることにより0.4GHz程度の周波数可変を実現した.これらの周波数可変動作は理論的予測とほぼ一致しており,空胴共振器の新規設計に向けて重要な見通しを得た.問題点として,電子銃のピッチファクターを上げた場合に,その分散が50 %以上になり発振の不安定性や周波数可変幅の飽和が見られた.研究計画では,過去に設計された電子銃を用いる予定であったが,この問題を改善するためには電子銃の新規設計が不可欠である.本研究での電子銃設計に先立ち,電子軌道計算コードEGUNによる203GHzコンパクトジャイロトロンの電子銃設計を行った.計算結果では,ピッチファクターの分散を3%と非常に低い値で実現することに成功しており,本研究の為の電子銃設計においても同解析により低分散を実現することが可能と予想される.本研究を遂行する為のジャイロトロン管の製作は概ね完了している.発振出力や周波数連続可変に強い影響を与える電子銃の設計においても,ピッチファクター1.02.0の間で速度分散を10%以下にする目標に対して5%以下に抑えた設計を実現することが出来た.このジャイロトロンを用いて,実験を開始しており完全な周波数連続可変ではないものの,設計モードであるTE7,3,qモードにて最大で1.8GHzの周波数可変幅を得るに至っている.また,発振出力は最大で100Wに達した.しかし,目標とする発振出力100Wで2GHzの周波数連続可変の実現には届いていない.本研究ではフランジ接合の組み立て方式管である利点を生かして,空胴長の異なる空胴共振器を入れ替えて発振出力や周波数連続可変幅の特性を調べることも課題としている.現時点では1つ目の空胴長25mmの空胴共振器で試験を行っており,当初の予定よりやや遅れが生じている.研究目標である394GHz近傍にて周波数可変幅2GHz,最大出力100W以上の周波数連続可変ジャイロトロンの開発に向けて,現在までに100 Wを得ることが出来た.しかし,周波数連続可変幅は1.1GHzと目標値よりもまだ狭い.現行のTE0,6モードの場合,強磁場側に隣接するTE7,4モードの励起によって周波数可変幅は1.6GHz程度で上限となってしまう.その為,現行のTE0,6モードによる更なる周波数連続可変幅の向上は難しく,別の発振モードの選定を行う必要がある.そこで,新たにTE7,3モードを選択する.TE7,3モードの強磁場側隣接モードはTE15,1モードであるが,0.5 Tと十分に離れており周波数連続可変幅を約2GHzに向上させることが可能と期待される.また,ピッチファクターが約2.0にてピッチファクターの分散が10%以下の高性能電子銃が不可欠である.現有の電子銃では,電子銃周りに設置してビーム半径を制御する既存の補助磁場コイルの制限により,TE7,3モードを励起するために必要なビーム半径0.91mmを得ることが出来ない.ピッチファクターの分散も50%以上と非常に大きくなるため不適合である.その為,ジャイロトロンの高性能化のためには電子銃の新規設計を現在行っている.平成25年度では,前年度に引き続き25mm空胴共振器での動作試験を行う.
受精後ゲノム刷り込みはいかにして確立するのか？

ゲノム刷り込みは、由来する親の性を示すエピゲノム情報に従って片アリル性遺伝子発現が制御される、ほ乳類特有のエピジェネティックな現象である。本研究では、このエピゲノム情報の正体と、それがマークされるゲノム上のcis配列を同定することを目的とし、遺伝子改変マウスを用いることで、以下の点を明らかにした。1)精子生殖細胞におけるH19-ICRのDNAメチル化は、由来する親の性を区別するエピゲノム情報ではない。2)CTCF転写因子のアリル特異的結合はエピゲノム情報ではない。3)卵で見つかったH19-ICR配列に相当するsmall RNA配列は、エピゲノム情報ではない。4)H19-ICRの刷り込みメチル化は、父方アリルのメチル化と、母方アリルのメチル化からの保護の両方により形成される。5)H19-ICR内のOct-sox配列は、母方アリルのメチル化からの保護に働く。6)ニワトリHS4インスレーターの付加は、H19-ICRの刷り込みメチル化を阻害しない。ゲノム刷り込みは哺乳動物のみに見られる、世代を超えた現象であるため、すべての実験は酵母人工染色体導入マウス(YAC TgM)を用いて行う。(1)YAC TgMの初期胚を用いて、受精後メチル化刷り込みの確立時期を決定する(H20)(2)受精後メチル化刷り込み確立におけるインシュレータータンパク質・CTCFの必要性を検証するためにYAC TgMを作製・解析する(H20)(3)受精後メチル化刷り込み確立における、特定のcis制御配列の関与を検証するためにYAC TgMを作製・解析する(H21以降)(4)受精後メチル化刷り込み確立に必要十分な要素を決定するためにYAC TgMを用いた再構築実験を行う(H21以降)(5)受精後メチル化刷り込み確立に必要な最小領域を決定するために、欠失変異体を用いてYAC TgMを作製・解析する(H21以降)ゲノム刷り込みは、由来する親の性を示すエピゲノム情報に従って片アリル性遺伝子発現が制御される、ほ乳類特有のエピジェネティックな現象である。Igf2/H19遺伝子座におけるゲノム刷り込み制御において、父親から受け継いだときにのみメチル化される遺伝子座内のICR (Imprinting Control Region)が中心的役割を演ずるが、この片親性メチル化の確立メカニズムは未解明である。申請者らは、Igf2/H191CRをβグロビンYAC遺伝子座に移植し、遺伝子導入マゥス(TgM)を作製することによりその再構築を試みた。この結果、受精後に刷り込みメチル化を指令するゲノム情報(cisDNA配列であることを想定)が存在することが示唆された。この情報の本体を探索するための最初の毅階として以下の実験を行った。(1)野性型ICRをβグロビンYAC内に持つTgMについて、発生段階を遡ってICRのメチル化解析を行った。この結果、受精後メチル化刷り込みは胚盤胞期以前に確立することが明らかとなった。次に、転写因子CTCF結合配列変異型ICRを用いてβグロビンYACTgMを作製し、導入ICR領域のメチル化状態を調べた。その結果、体細胞において、両親由来のICRともに高メチル化状態にあり、メチル化刷り込みが消失していた。さらに、この変異型ICRの、胚盤胞期におけるメチル化刷り込みを解析した結果、両親由来で差が認められた。この結果より、CTCF結合配列は受精後メチル化刷り込みの「維持」に必要だが、「確立」に関わるゲノム情報の本体ではないことが確認された。(2)親の性異存的なDNAメチル化シグナルの本体が2.9kbp DNA領域内に確実に存在することを証明するために、2.9kbpのICRDNA断片のみを用いてTgMを作製した。同配列のメチル花解析を行った結果、6系統中5系統で、父親由来の時に高いメチル化が認められた。この結果より、2.9kbpDNA断片内にメチル化刷り込みに関わるドミナントな活性が存在することが明らかとなった。しかしながら、おそらく位置効果のために結果にばらつきを生じたことから、今後はYAC TgMを用いて解析を進めることが結果の解釈を容易にすることも確認できた。Igf2/H19遺伝子座におけるゲノム刷り込み現象は、由来する親の性依存的なH19-ICR配列のDNAメチル化(刷り込みメチル化)により制御される。本研究では、H19-ICRの刷り込みメチル化がいかにして確立・維持されるのかを解明することを目的としている。

平成21年度に申請者らは、(1)H19-ICR DNA断片のみを用いて複数系統のTgMを作製し、同マウス・ゲノムのメチル化解析を行った。その結果、用いたICR DNA内にメチル化を指令する十分な情報が存在することが明らかになった。(2)次に、親の性異存的なDNAメチル化シグナルの本体がH19-ICR(2.9kbp)内のどこに存在するのかを明らかにするための第一歩として、野性型ICRを断片化し、遺伝子導入マウスの作製をおこなっている。今後、生殖細胞・体細胞にてメチル化解析を行う予定である。(3)H19-ICR領域からCTCF結合配列を除去し、YAC TgMの作製をおになった。同マウスの解析の結果、着床前胚では変異型ICRにおける刷り込みメチル化か認められたが、着床後胚及び成熟個体の体細胞では、由来する親の性に関わらず高度にメチル化されていた。この結果から、CTCF結合配列は、母親由来ICRの非メチル化状態の「維持」に必要であるが、受精後刷り込みメチル化の「確立」には必須ではないことが示された。(4)H19-ICRと同程度のCpG配列を有するλDNA配列にCTCF配列を4カ所導入し、YAC TgMの作製をおこなった。今後、生殖細胞・体細胞にてメチル化解析を行うにとにより、CTCF配列のみではメチル化刷り込みを再現できないにとを確認する予定である。Igf2/H19遺伝子座におけるゲノム刷り込み現象は、由来する親の性依存的なH19-ICR配列のDNAメチル化(刷り込みメチル化)により制御される。本研究では、H19-ICRの刷り込みメチル化がいかにして確立・維持されるのかを解明することを目的としている。平成22年度に申請者らは、以下の研究を中心に実施した。(1)近年、ノンコーディングRNAがクロマチンの修飾状態に影響を与えることが、他の複数の刷り込み遺伝子座において明らかにされてきた。また、H19-ICRに相当する配列を持つRNAがマウスの卵に存在することも報告された。そこでIgf2/H19遺伝子座においてもICRを含む領域が転写され、親の由来を示す標識として機能し、これがアリル特異的なDNAのメチル化に寄与しているとする可能性を考えた。この仮説を検証するために、H19-ICR内の配列を一部欠損したYAC導入マウス(TgM)の作製を行った。(2)H19-ICRと同程度のCpG配列を有するλDNA断片にCTCF結合配列を4カ所導入し、YAC TgMの作製を行った。同マウスの解析の結果、体細胞DNAは由来する親の性に関わらず高度にメチル化されていた。このことから、CTCF配列は受精後刷り込みメチル化の「確立」には不十分であることが示された。そこで次に、H19-ICR配列の内部にλDNA断片を挿入し、YAC TgMの作製を行った。このマウスの解析により、H19-ICRの内部にあることが予想される親の由来を示す標識が、周囲の配列(ここではλDNA)に働きかけ、これを刷り込みメチル化し得るのかについての検証を行っている。(3)親の性異存的なDNAメチル化シグナルの本体がH19-ICR (2.9kbp)内のどこに存在するのかを明らかにするために、野性型ICRを断片化し、YAC TgMの作製をおこなっている。
高機能性野菜栽培法の確立に向けた環境制御による植物反応機構の多面的網羅的解析

本研究では、植物工場における高機能性野菜の栽培法の確立のために、環境制御による水耕栽培葉菜の反応メカニズムを明らかにすることを目的とした.水耕栽培したレタスとコマツナを供試材料として、照射光の波長および養液環境の制御に注目し、(1)光合成活性を中心とした植物の成長要因の変動、(2)水溶性および脂溶性ビタミン含有量の変動とアミノ酸含有量の変動、(3)メタボローム解析による網羅的な代謝物質の変動、(4)トランスクリプトーム解析による網羅的な発現遺伝子群の変動について明らかにした。レタスを水耕栽培する際に照射する光条件を変えたときの,生育・ビタミンB群含有量および抗酸化活性に与える影響を検討した。新鮮重は,対照区(蛍光灯)と比較し,赤青混合区(R50:B50)で約1.8倍に増加したが,赤色光条件下で栽培し収穫4日前から青色光で栽培した処理区では,栽培期間を通して赤色光で栽培した処理区と比較し,微量元素であるホウ素,鉄,マンガンの含有量が増加した。収穫1日前から青色光照射栽培した処理区で,ニコチン酸(ビタミンB3)含有量が対照区の約2.1倍に増加した。照射する光の色および強度を変えた条件下で4週間以上栽培したレタスで、光強度と光合成速度の関係を示した光ー光合成曲線を作成した。弱光下で栽培したレタスは、強光下で栽培したレタスに比べ、低い光強度で光合成速度が飽和した。さらに、照射する光の色によっても光ー光合成曲線の関係が変化する傾向があった。いくつかの光、温度条件下で、植物ホルモン処理した植物のアミノ酸含量の変化を調べた。ソバのスプラウトに明条件下でジャスモン酸メチル処理した結果、必須アミノ酸であるトリプトファンの含量が約2倍に増えることを見出した。次年度に行うトランスクリプトーム解析の準備として、まず、解析用の計算機環境を整備した。また、レタスのゲノム情報の入手が限られているため、リファレンスとして用いるためのゲノム解析を行った。CTAB法によりDNAを抽出した後、RNase処理し、高純度のDNAサンプルを得た。PCRバイアスのない方法により、2種類のインサートサイズのライブラリを調整し、リード長100 bpのペアエンドの次世代シーケンシングを行った。その結果、合わせて約7億本のリードが得られ、GC含量は約37%であった。本研究では植物工場における高機能性野菜の栽培法の確立に向けて、環境制御による水耕栽培葉菜の反応メカニズム明らかにすることを目的している。この目標を達成するために、実際の植物工場での実用化を視野に入れた栽培学的研究に、植物生理学、代謝生理学、分子生物学、という基礎研究の知見を加えた「多面的」側面から、基礎研究分野で用いられている「網羅的解析」技術を加え、環境制御による高機能性野菜栽培法の確立に向けたメカニズムの解明を行う。今年度の研究において、異なる光条件下でのレタスの生育の差を明らかにし、またその時の生長に関わる光合成特性における知見を得た。また植物ホルモン処理によるアミノ酸含有量の変化を確認し、高付加価値野菜の栽培法の確立への基礎的知見を得た。さらに、遺伝子発現の網羅的解析であるトランスクリプトーム解析に必要なレタスのゲノム解析を行った。このように栽培条件、植物の反応機構、発現遺伝子の網羅的解析の準備段階を順調に終えた。光環境制御による植物の生育を評価するために、対照区(蛍光灯)、赤青混合光1区(赤50%:青50%)、赤青混合光2区(赤25%:青75%)の光条件下でリーフレタスを水耕栽培した。赤青混合光1区で栽培した場合、赤青混合光2区や対照区よりも同じ光強度下で光合成速度が低くなる傾向があった。播種後3週間目まで同一の対照光下で栽培し、その後赤青混合光1区もしくは赤青混合光2区に移動させたレタスにおいて、赤青混合光1区では葉のクロロフィル蛍光(最大量子収率(Fv/Fm))が赤青混合光2区に比べて減少した。代謝物質の網羅解析であるメタボローム解析を行った。その結果、162(カチオン110、アニオン52)の代謝物質のピークが検出された。全162のピーク面積中、対照区と赤青混合光1区との間で有意な変動を示した代謝物質は8、対照区と赤青混合光2区との間で有意な変動を示した代謝物質は9、また、赤青混合光1区と赤青混合光2区との間で有意な変動を示した代謝物質は3であった。同サンプルを用いて、トランスクリプトーム解析を行なった。全サンプルより得られた約45.8億本の配列データから低品質のデータを除き、最終的に398598708本の高品質リードを用いてTrinityプログラムによるde novoアセンブルを行なった。重複配列等を除き、96808遺伝子(119798転写産物)が得られた。3条件間で発現比の異なる遺伝子を調べた結果、青色光の割合が増えるに連れて、抑制される遺伝子が多かった。それぞれ4倍以上の発現比を示した発現変動遺伝子(DEGs)は195個見つかった。このうち、コントロールに対し、青色光の割合が高い条件で発現が誘導されたDEGsが27個見つかった。カイワレダイコンにジャスモン酸メチルを処理した結果、ヒスチジンなど数種のアミノ酸が通常の1.53倍程度に増加することが明らかとなった。

本研究では植物工場における高機能性野菜の栽培法の確立に向けて、環境制御による水耕栽培葉菜の反応メカニズムを明らかにすることを目的している。この目標を達成するために、実際の植物工場での実用化を視野に入れた栽培学的研究に、植物生理学、代謝生理学、分子生物学、という基礎研究の知見を加えた「多面的」側面から、基礎研究分野で用いられている「網羅的解析」技術を加え、環境制御による高機能性野菜栽培法の確立に向けたメカニズムの解明を行う。今年度までの研究において、異なる光条件下でのレタスの生育の差を明らかにし、またその時の生長に関わる光合成特性における知見を得た。さらに植物体内での光条件に対する反応機構を網羅的に理解するために、遺伝子発現の網羅的解析であるトランスクリプトーム解析、植物体内の代謝物質の網羅解析であるメタボローム解析を行った。その結果光環境の変化に応答する候補遺伝子や代謝物質の特定に至っている。また植物ホルモン処理によるアミノ酸含有量の変化を確認し、高付加価値野菜の栽培法の確立への基礎的知見を得た。このように現時点で研究目的の達成のために研究計画は順調に進行している。本研究では、植物工場における高機能性野菜の栽培法の確立のために、環境制御による水耕栽培葉菜の反応メカニズムを明らかにすることを目的とした.水耕栽培したレタスとコマツナを供試材料として、照射光の波長および養液環境の制御に注目し、(1)光合成活性を中心とした植物の成長要因の変動、(2)水溶性および脂溶性ビタミン含有量の変動とアミノ酸含有量の変動、(3)メタボローム解析による網羅的な代謝物質の変動、(4)トランスクリプトーム解析による網羅的な発現遺伝子群の変動について明らかにした。今年度の研究成果を元に、異なる光条件下での代謝物質の変化を網羅的に明らかにするためにメタボローム解析を行う。この結果をもとに機能性物質の発現に至るまでに必要な代謝物質の経路をの探索を行う。また、光条件の変化に伴う抗酸化機能の変化について明らかにする。様々な光条件下での光合成特性の解明に関して、栽培初期より時期を変えて測定を行い、生育時期ごとの光ー光合成曲線の関係に与える光強度と光の色の影響を解明する。植物ホルモン処理による植物体内のアミノ酸含有量の変化に関して、ジャスモン酸メチル処理により増加したトリプトファンが、そのままソバ中に蓄積し続けるのか、それともさらに代謝され別の化合物へ変換されるのか調査する。トリプトファンを増加させることはできたので、高含量のまま維持させる方法を探索する。また、ホウレンソウなどソバ以外の作物をジャスモン酸処理した場合、含まれるアミノ酸量がどのように変化するか調査する。トランスクリプトーム解析に関して、高品質のリードを用いてアセンブルし、リファレンス用のゲノム配列を作成させるとともに、各種栽培条件下での遺伝子発現の網羅的解析を行う。(1)代謝物質の変動解析前年度、代謝物質の変動を網羅的に解析できるメタボローム解析を用いて,異なる光条件下での約260種類の代謝物質の変動の差異を網羅的に解析し、顕著に変動を示す数種の物質を特定した。その結果を元に本年度は、顕著に変動を示した物質に注目し、植物ホルモン処理および光環境制御条件下における変動を明らかにする。各物質の定量は、液体クロマトグラフィー・質量分析計(LC-MS-MS)を用いて行う。(2)発現変動または代謝物質の変動に注目した詳細な遺伝子発現解析光環境の違いによる植物の反応
強化現実(AR)を用いた作業マニュアルの実用化に向けたヒューマンファクター的研究

本研究では、透過型のヘッドマウントディスプレイ(HMD)を利用した強化現実(AR)の技術を、作業マニュアルに応用することを目指し、そのためのヒューマンファクターガイドラインを示した。特に本研究では、作業マニュアルによって与えられるインストラクションの内容、及びそれが用いられる際の作業状況を考慮し、各ケースにおける応用可能性を、ヒューマンファクター実験による評価に基づいて明らかにした。本研究は、透過型のHMD(Head Mounted Display)を用いて実視野に電子情報を重ね合わせる技術である強化現実(AR : Augmented Reality)を、製造・保守等の現場で利用される作業マニュアルに応用する可能性について、ヒューマンファクター的視点から検討するものである。特に、現場で行われる作業状況(作業特性、作業者特性、環境特性)は多様であり、状況に応じて作業者が得るべき情報及びその媒体の善し悪しは異なることに着眼し、種々の状況下でのARによるマニュアル(ARマニュアル)の有用性を実験的に明らかにすることを目的とする。当該年度は、作業特性、作業者特性、環境特性をパラメータとして、従来の紙媒体のマニュアル(紙マニュアル)に比したARマニュアルの有用性を評価するための実験デザインを行い、予備実験を実施した。具体的には、愛知のヘリコプタ補修工場、千葉のプラント設備会社に調査に出向き、現場の作業に即した実験タスクとして難易度の異なる3種類(難易度の低い順にスキルベースタスク・ルールベースタスク・ナレッジベースタスク)を設計した。さらに、タスク遂行に要する作業マニュアルの適切なデザインについて、情報理論及び応用数学に基づくモデリングを行い、具現化した。学生を被験者とする予備実験を実施したところ、難易度の低いスキルベースタスク、及び難易度の高いナレッジベースタスクでは、紙マニュアル利用時に比したARマニュアル利用時の被験者の作業パフォーマンスに有意な差は見られなかったが、手順的に行われるルールベースタスクでは、ARマニュアル利用時の作業パフォーマンスが有意に高くなった。また、さらなる検討より、タスクによって被験者のマニュアルの参照の仕方が異なることが見出された。このことは、作業状況に応じて異なるであろうマニュアル参照方法が、ARマニュアルの有用性に影響していることを示唆しており、最終年度である次年度の研究方針に大きな方向性を与えた。本研究では、透過型HMD(Head Mounted Display)を用いて実視野に電子情報を重ね合わせる技術、強化現実(AR : Augmented Reality)を製造・保守等の現場で利用される作業マニュアルに応用する可能性について、ヒューマンファクター的視点から検討した。特に、現場では様々なタスクが複合的に存在することに着眼し、タスクの特性によってARによって与えるマニュアル情報(ARマニュアル)の有用性がどのように異なるのかを明らかにすることを目的とした。前年度までに、1)現場作業の調査、2)タスク及びマニュアル情報の特性分類、3)ARマニュアルの制作と模擬タスクのデザイン、4)実験1(タスクの特性×マニュアル情報の特性とARマニュアルの有効性の検討)の実施と分析、を行った。本年度は、5)実験2(ARマニュアルの提示形式が作業者の行動・生理・心理に与える影響の検討)の実施と分析、6)ARマニュアルの実用化に関するガイドライン作成、を行った。実験1では、タスクの特性をRasmussenのSRKモデルに基づいて3種類に、マニュアル情報の特性を基盤的情報と状況的情報の2種類に分類した。3×2=6条件で、透過型HMD(網膜走査ディスプレイ)を媒体としてマニュアル情報を与え、PC上に実装したタスクを遂行する実験を行った。得られた操作ログより、タスクの精確さと効率を指標として、各条件におけるARマニュアル適用の有効性をガイドラインとしてまとめた。実験2では、マニュアル情報の与え方が作業者に与える影響に焦点を当て、ARマニュアルが与える情報デザインのガイドライン化を試みた。特に、実視野の視覚的な複雑さに応じてARマニュアルが与える情報の量を最適にする方法を、実験と数理モデリングによって与えた。なお、これらの内容は、国内外の学会で報告すると共に、国際的なジャーナルに投稿済みである。
増殖分化制御におけるプロテアソーム蛋白質分解系とMAPキナーゼ経路との機能連関

Anaphase-promoting complex/cyclosome(APC/C)は細胞周期進行を制御するユビキチンリガーゼで,その活性化にはFizzyファミリー蛋白質が必要である。モデル生物である分裂酵母の細胞分化におけるFizzy蛋白質群の役割を調べた。生育に必須のSlp1(Cdc20ホモログ)の温度感受性株は,生育に支障が無い許容温度でも減数第一分裂中期が極度に遅延し,第二分裂を行うことなく最終的に二倍体の胞子に分化した。細胞分化特異的なCdh1ホモログのFzr1を欠くslp1温度感受性細胞では,遅延が更に長くなり胞子形成も起こらず,減数分裂では複数のFizzy蛋白質が協調して機能する必要がある事がわかった。Rec12が機能しないと染色体組換え開始に必須のDNA二重鎖切断が起こらず,第一分裂の中期から後期への移行が遅れるが,この遅延はMad2をノックアウトした細胞では観察されず,スピンドルチェックポイントの活性化に依存した。M期サイクリン-GFP融合蛋白質の蛍光強度から,減数分裂進行にともなう細胞内でのサイクリン量をリアルタイムで測定したところ,Rec12欠損細胞ではスピンドル上からのCdc13の消失は正常細胞に比べ有意に遅れるものの,意外にも核内の分解のタイミングは野生株とほぼ同じで,更にFzr1をノックアウトして初めて核内からの消失が遅延した。以上から核質とスピンドルではサイクリンの分解制御が異なり,前者はFzr1の貢献が大きい事,Fzr1はスピンドルチェックポイント活性化の阻害を受けない事がわかった。また,体細胞分裂時のCdh1ホモログであるSte9欠損細胞ではMAPキナーゼ活性化により減数第一分裂で染色体分離が破綻する事がわかった。高等生物でもFizzyの機能欠損によるAPC/Cの制御異常が配偶子形成異常につながる可能性があり,今後の検討課題である。分裂酵母のSte9蛋白質(Fizzy/Cdh1ホモログ)は、Anaphase-promoting complex/サイクロソーム(APC/C)のG1期での活性化に必要である。Ste9が機能しないと細胞周期停止が異常になり、細胞分化(接合・減数分裂・胞子形成)できないが、この時Ras-MAPキナーゼ経路が活性化すると一倍体細胞でも減数分裂を開始してしまい、結果として致死的な細胞分化が起こった。この異常な分化において細胞周期制御がどのように変化しているかを調べるため、まず本実験に適した新たな同調減数分裂系の確立を試みた。分裂酵母ではRas-MAPキナーゼ経路は接合フェロモンにより活性化されるため、そのシグナル伝達経路を操作して、減数分裂が外来性に添加した接合フェロモンに依存して起こり、細胞分化の開始と進行を人為的に調節できる分裂酵母細胞株を樹立した。この株ではRas-MAPキナーゼ経路を活性化すれば倍数性を無視して分化が起こる。興味深い事に、一倍体細胞で減数分裂が起こるには接合フェロモンシグナルが活性化するだけでは不十分で、哺乳類の癌化細胞で見られる活性型変異Ras蛋白質が存在する事が不可欠だった。Ras-MAPキナーゼの過剰活性化により、その下流のイベントが構成的に起こる必要があるか、あるいは正常細胞とは異なるエフェクターを活性化している可能性が考えられる。Ste9はAPC/Cによる細胞周期制御因子のユビキチン-プロテアソーム依存的分解を誘導するため、既知の基質であるサイクリン(細胞周期エンジンCDKの調節サブユニット)について調べたところ、APC/Cによる基質認識に関わるDestruction boxを欠くM期サイクリン発現細胞は生育自体が異常になったが、同様の変異を有するS期サイクリンによりste9変異と類似の異常が、その効果は弱いものの模倣できる事がわかった。
高速レーザ加熱における薄膜中の非フーリエ温度伝ぱのin-situ測定

本研究は、高速レーザにより薄膜の表面を加熱し、その裏面の温度応答を高速度で測定し、非フーリエ現象を観察することおよび熱拡散率を測定することを目的としている。そのために先ず、レーザの加熱速度、温度応答センサーおよびアンプ等の応答速度、データの記録速度が現象の観察および熱拡散率の測定にどのように関連し、影響しあうかについて既存の装置を用いて実験を行った。ステンレス銅板について8-90μm間の12種類について熱拡散率を測定した結果、厚さ40μm以上においては文献値と一致し、10μm以下については、厚さが薄くなるほど小さな値となった。この原因は測定系の時定数によるものであるとして補正をしたところ、文献値と一致する結果が得られた。これらの研究成果について、アジア熱物性会議等の学会で発表した。しかし、非フーリエ現象を観察するには、センサー等の応答速度が不足していることがわかったので、金属の反射率の温度依存性を利用して高速化をはかること、物質の温度応答緩和時間は低温領域で大きくなると予測されることから、試料系を10K程度の極低温状態にすることとした。これらの測定装置の設計を行い、製作をしている。極低温装置は5.6Kまで達成した。以上のように現在のところ、所期の目的を完全に達成していないが、高速温度応答測定の限界と可能性についてまとめることができた。これまでに得られた研究成果も国際的に通用するものである。レーザによる高速加熱やマイクロ波による高周波数の利用が増えるに伴い,従来のフーリエ熱拡散理論を見直した非フーリエ理論が徐々に注目されるようになってきている。本研究は,ピコ秒以上の高速レーザにより薄膜の表面を加熱し,その裏面の温度応答をピコ秒以上の速度で測定し,非フーリエ現象を観察すること及び熱拡散率を測定することを目的としている。本年度は,レーザの加熱速度,温度応答センサー及びアンプ等の応答速度,データの記録速度が現象の観察及び熱拡散率の測定値にどのように関連し,影響しあうかについて予備的実験を行なった。用いた装置は次の通りである。加熱レーザ:YAGパルス幅16ns,センサー:MCT時定数0.9μs,アンプ:2000倍時定数0.64μs,フィルタ:カットオフ周波数5MHz時定数0.115μs。ステレス鋼板(SUS304)について厚さ8-90μm間の12種類について熱拡散率を測定した結果、厚さ40μm以上においては文献値と一致し,10μm以下については厚さが薄くなる程小さな値となった。この原因はセンサー等の測定系の時定数によるものであるとして補正したところ,文献値と一致する結果が得られた。また,吸収係数の小さい銅板の場合はレーザの吸収層を付加する必要があるが,そのための方法や材料に注意すべき点が明らかになった。ステンレス鋼板について8-90μm間の12種類について熱拡散率を測定した結果、厚さ40μm以上においては文献値と一致し、10μm以下については、厚さが薄くなるほど小さな値となった。
日本人英語学習者が使用する語用論的ストラテジーに関する共時的および通時的研究

本研究は、日本人英語学習者が英語を使用する際の語用論的ストラテジーの特徴やその発達について、共時的および通時的の両面から探った。共時的データからは、日本人学習者は、依頼場面で直接ストラテジーを多用するなど、状況や場面に即した丁寧表現が上手くできていないことがわかった。一方、日本人留学生と非留学生の通時的データの比較からは、留学生の方がより母語話者に近い語用論的ストラテジーを選択するという結果が得られ、1セメスターという短期の留学でも、語用論的発達に影響を与えることがわかった。ただし、語用論的慣用表現の発達面では、きわめて限定的な習得しか見られなかった。また、留学後に母語転移の減少が見られた。本研究の目的は、日本人学習者が英語を使用する際の語用論的ストラテジーの特徴やその発達について、共時的および通時的の両面から探ることである。2013年度は、共時的な側面については、それまでに収集したデータに基づいて、英語母語話者、留学経験のある日本人学生、留学経験のない日本人学生の3群(各群15人ずつ)に分けて、依頼というスピーチアクトにおいてどのような共通点または相違点が出るかを検討した。その結果、留学未経験者は直接的依頼ストラテジーをよく使うこと、また、英語母語話者が使わない不自然な表現をよく使うことがわかった。一方、留学経験者は、聞き手との力関係が対等で依頼する内容が軽い場合には、かなり英語母語話者に近い依頼ストラテジーを使うことができ、直接的な依頼ストラテジーや不自然な表現の使用はすくないが、相手が目上の場合や依頼内容が重い場合において、英語母語話者が使う丁寧な依頼表現を使えていないことがわかった。とくに"I was wonderingif"や〝Would you mind"のような難易度の高いconventional expressionsを、留学経験を経ても全く使えていなかった。この共時的なデータ分析の結果についてはJALTの全国大会(神戸)において発表した。一方、通時的データについては、4月にほぼ取り終えることができたので、書き起こしをおこない、データ分析を開始した。その結果、依頼・断り・感謝の3種類のスピーチアクトを個別に分析する以外にも、convetnional expressions/pragmatic routinesの習得の難しさを追究する必要を感じ、その側面からのデータ分析もおこなった。また、母語からの転移を調べるために、コンピュータ利用のツールであるMETの日本語版を作成し、15人の被験者からデータを収集した。本研究の目的は、「依頼」、「断り」、「感謝」のスピーチアクトにおいて、英語母語話者と日本人英語学習者がどのような異なる特徴または共通した特徴を示すかについて探り、さらに、日本人英語学習者がセメスター留学を経ると、どのような発達を示すかを探ることにある。データの収集は、『MET』という研究者が開発したコンピュータを利用した調査ツールを用いて、英語母語話者および留学予定の日本人英語学習者に回答してもらう、という方法をとる。METは24のシナリオから成っており、ポライトネスに影響を与える話し手と聞き手の力関係および内容の軽重の2要因について網羅するような構成になっている。2012年度にまずおこなったことは、前年度から本年度初めにかけて実施したパイロットスタディの結果の分析である。このパイロットスタディの目的は、METの有効性の確認と調査方法自体の改善点の確認である。パイロットスタディでは、英語母語話者と日本人留学経験者、および日本人留学未経験者の3つのグループにMETに回答してもらった。結果分析の結果、3つのスピーチアクトすべてにおいて、日本人留学経験者は、英語母語話者と日本人未経験者の中間の特徴を示し、留学経験が語用論的側面において影響を与え、学習者が母語話者のストラテジーを取り入れていることが確認された。このうち「依頼」の分析結果について論文にまとめ、明治大学国際日本学部の紀要に発表した。METおよびその他の調査方法についてもとくに問題が発見されなかったため、変更のないまま、本調査を開始した。交換留学で来日したばかりの英語母語話者およびセメスター留学が決定した日本人学生に調査協力を依頼し、METに回答をしてもらった。また、年度内に帰国した学生からは、英語力が落ちないうちにデータを収集した方がよいと判断し、2回目のMET回答をおこなってもらった。最終年度にあたる2014年度は、留学経験がpragmatic routinesの習得やpragmatic transferにどのような影響を与えるかを中心に研究をおこなった。まず、pragmatic routinesの習得を調べるために、英語母語話者のデータから22のroutinesを抽出した。

そして、日本人学生のroutines使用について、半年間の留学前と留学後にどのような変化があるかを調べた。その結果、留学を通じて統計的に有意に習得されたroutinesは、“Thank you so much"と“I reallyappreciate“の2つだけであった。routinesの習得の難しさは先行研究でもしばしば指摘されているが、今回の結果はそれを証明する形となった。日本人学生へのインタビューデータ等から、routinesの習得を阻む主な原因としては、インプットおよびアウトプットの不足に加え、既知表現への依存、母語からの転移、統語的複雑さ、社会語用論的な相違などが考えられた。一方、pragmatic transferについては、英語母語話者のデータ、日本人学生の留学前・留学後の英語データ、日本語母語話者による日本語データを比較することによって調べた。その結果、母語からの転移はそれほど広範囲に起きてはいないこと、留学前と留学後を比較すると、留学後に母語転移が減少していること、ただし社会語用論的な転移は留学後も残りやすいことなどがわかった。以上の研究結果については、研究の進捗に応じて、5つの国際学会において発表した。また、pragmatic routinesについては論文にまとめ、学会のproceedingsに投稿中である。外国語教育(英語)データ収集については予定通り進んでいる。25年度中に英語の通時的データと日本語のデータをとることができた。ただ、途中5人の参加者が脱落したため、予定の20人を確保するために、26年度にさらに5人からデータをとることにした。また、当初予定になかった統制群を設定してのデータ収集をおこなうことになったため、次年度も引き続きデータ収集をおこなう。データ分析については、ほぼ予定通りに進んでいるが、分析方法についてはさらなる検討の必要を感じている。論文執筆については、もう少し進めたかったが、データ分析に時間がかかっていることからやや頓挫しており、26年度に集中して行う予定である。研究の進捗状況については、当初の計画よりも早まっている部分と遅れている部分がある。早まっている部分は、英語版METによるデータの収集である。当初の予定では、新年度に入ってから2回目のMETを日本人学生におこなってもらおうと思っていたが、セメスター留学者が1月末から帰国を開始し、帰国後比較的早い段階で英語力が低下するとの指摘があったので、留学の効果が薄れないうちにデータを収集した方がよいと判断して、2回目のデータ収集の一部を年度内におこなった。一方、当初の計画では、1年目に日本語版のMETを作成しデータを収集する予定だったが、こちらは延期して2年目の2013年度におこなうことにした。これは、当初は日本語版METの被験者を英語版と別の人にすることを考えていたが、同一人を使うことに変更したためである。その方が転移についてより正確に調べられるメリットがあるからであるが、一方で英語版のMETからの練習効果というデメリットも生じる。
逆相ミセルを用いる機能性微粒子材料の新規な調製プロセスの開発

逆相ミセル溶液(エーロゾルOT(AOT)/イソオクタン)中でのチタンテトラブトキシド(TTB)の加水分解によるナノメータースケールの二酸化チタン超微粒子の生成機構について検討した。溶液の紫外可視吸収スペクトルの変化の測定によってTTBの加水分解および核発生・粒子成長の過程を追跡した結果、粒子生成が起こるか否かはTTB濃度、AOT濃度およびミセル溶液の含水率(AOT濃度に対するH_2Oの濃度の比)によって決定され、ミセル数と加えたTTB分子数の比が粒子生成の重要なパラメータであることがわかった。すなわち、ある数以上の加水分解されたTTB分子を含むミセルで核発生が起こり、さらに加水分解種との衝突によって粒子が成長するとしたモデルによって、反応溶液の吸収スペクトルの変化や、生成する粒子の粒径をよく表現することができた。次に、金属イオン(Cd^<2+>またはZn^<2+>)を含む逆相ミセル溶液と硫化物イオン(S^<2->)を含む逆相ミセル溶液を混合して、ナノメータースケールのCdSおよびZnS半導体超微粒子およびそれらの複合体を調製する手法について検討した。生成する超微粒子の粒子径や安定性は、含水率を加えたCd^<2+>、Zn^<2+>およびS^<2->の濃度に影響され、含水率が大きいほど大きな粒子が生成する傾向が見られたが、数nmの粒径をもつ安定な超微粒子が主に含水率<10の条件下で調製できた。粒子の生成過程を吸収スペクトルの測定により追跡した結果、このように反応速度の速い系では、反応初期は逆相ミセルどうしの内容物の交換速度が反応速度を支配し、その後は粒子の成長とともに粒子どうしの凝集確率が低下することがあきらかとなった。また、Cd^<2+>およびZn^<2+>を(1-x):xのモル比で溶解した逆相ミセル溶液とNa_2Sを溶解した逆相ミセル溶液を混合することにより、Zn_XCd_<1-X>S複合半導体超微粒子を調製した。このような複合化した超微粒子は、半導体光触媒として水の光分解(水素発生)に対して高い活性を示した。次に、金属イオン(Cd^<2+>またはZn^<2+>)を含む逆相ミセル溶液と硫化物イオン(S^<2->)を含む逆相ミセル溶液を混合して、ナノメータースケールのCdSおよびZnS半導体超微粒子を安定に調製する手法について検討した。

超微粒子のバンドギャップEgは量子サイズ効果によって増大し、吸収スペクトルの立ち上がり波長(吸収端)はブルーシフトするが、Egの値より粒子径を見積もることができる。生成する超微粒子の粒子径や安定性は、含水率や加えたCd^<2+>、Zn^<2+>およびS^<2->の濃度に影響され、含水率が大きいほど大きな粒子が生成する傾向が見られたが、安定な超微粒子は主に含水率<10の条件下で調製できた。さらに、Cd^<2+>およびZn^<2+>を(1-x):xのモル比で溶解した逆相ミセル溶液とNa_2Sを溶解した逆相ミセル溶液を混合することにより、Cd_<1-X>Zn_XS複合半導体超微粒子を調製した。この混晶半導体のEgはxの値に応じて2.824.14eVの範囲で連続的に変化した。また、ZnSでコートしたCdS超微粒子の調製を行った。このような複合化した超微粒子は、半導体光触媒として高い活性が期待できる。金属イオン(Cd^<2+>またはZn^<2+>)を含む逆相ミセル溶液と硫化物イオン(S^<2->)を含む逆相ミセル溶液を混合して、ナノメータースケールのCdSおよびZnS半導体超微粒子およびそれらの複合体を調製する手法について検討した。生成する超微粒子の粒子径や安定性は、逆相ミセルの含水率や加えたCd^<2+>、Zn^<2+>およびS^<2->の濃度に影響され、含水率が大きいほど大きな粒子が生成する傾向が見られたが、安定な超微粒子は主に含水率<10の条件下で調製できた。粒子の生成過程を吸収スペクトルの測定により追跡した結果、数十msの間にイオンの反応および核発生が終了し、その後は凝集によって粒子が成長することがわかった。また、以前に検討した二酸化チタン超微粒子の生成反応のような遅い反応の場合と異なり、CdSやZnSの場合のように高速の粒子生成反応の場合には、反応は逆相ミセルどうしの内容物の交換反応に影響されることが明らかとなった。すなわち、反応初期は逆相ミセルの交換が粒子成長を支配するが、その後は粒子の成長とともに粒子どうしの凝集速度は小さくなり、各ミセルへの粒子の分配が粒子の成長を支配する。また、Cd^<2+>およびZn^<2+>を(1-x):xのモル比で溶解した逆相ミセル溶液とNa_2Sを溶解した逆相ミセル溶液を混合することにより、Zn_xCd_<1-x>s複合半導体超微粒子を調製した。紫外可視吸収スペクトルの吸収端より求めたこの超微粒子のバンドギャップは、xの値に対して直線的ではない変化を示した。また、CdSやZnSの単独粒子が水の光分解(水素発生)にほとんど光触媒活性を示さないのに対し、Zn_xCd_<1-x>S複合超微粒子は高い光触媒活性を示した。さらに、ZnSコーティングしたCdS超微粒子の調製を行った。この複合粒子も、Zn_xCd_<1-x>S粒子よりは劣るものの、単独粒子を凌ぐ光触媒活性を示すことが明らかとなった。
中耳真珠腫のコレステロール代謝

中耳真珠腫におけるコレステロールの成因について未だに定説と呼ばれる様なものはない。我々はまず人真珠腫のコレステロールは細胞内にて合成されている可能性を示唆する細胞培養実験結果をだした。ところで、コレステロールは一般的には細胞内で合成されず血清由来と考えられる。我々は初年度の結果を再確認するために次年度次のような実験を行った。1.まずLDLの欠損している様な培養液を作成した。2.次にその培養液にコレステロールの前駆物質である^<14>C-aceteteと^3H-leucineを注入した。3.次に真珠腫由来細胞をその中で24時間培養した。4.前年度と同様に細胞内の^3H-cholesterolと^<14>-cholesterolを調ベた。結果、細胞内にてコレステロールが産生されている事が判明した。また真珠腫のコレステロールは初年度に示した結果同様にleucine由来であることが明かとなった。以上の結果を総合的に考えると、真珠腫内にてhydroxymethylglutaryCoA Laseの不活化が起こっているためにleucine経由でコレステロールが作られたと考えられる。今後実験を加えさらに報告出来れば幸いと考えている。滲出性中耳炎におけるコレステロ-ルの由来は血清と考えられている。しかし真珠腫内に存在するコレステロ-ルに関する研究は充分でなくその由来に関して全く定説の無いのが現状である。我々は数年来、このコレステロ-ルは真珠腫由来との仮説にて実験を行なってきた。その結果真珠腫由来の培養細胞において細胞内にてコレステロ-ルが条件によって産生される事が分かった。今回は真珠腫並びに対照としての外耳道皮膚を彩取後、組織培養を行い仮説を証明するために次に示す検索を行なつた。すなわちこれらを組織培養する際、コレステロ-ルの前駆物質であるacetete,とleucineのHとCをそれぞれラベルした物を培養液に加えた。そして24時間後に組織内のHーcholesterolとCーcholesterolを調べ真珠腫組織内にてコレステロ-ルが産生されているか否かを検討した。その結果は外耳道皮膚においても真珠腫組織においてもacetete由来のコレステロ-ルは見られなかった。一方leucine由来のコレステロ-ルは真珠腫内には見られたが外耳道皮膚には見られなかった。このleucine由来のコレステロ-ルは一般的にはコレステロ-ル代謝においてメインではなく多くのコレステロ-ルはacetete由来と考えらている。以上の結果を考察するとコレステロ-ルがなんらかの理由で真珠腫内で産生されるだけでなく、そのコレステロ-ルは肝臓などで作られるコレステロ-ルとは違いleucine由来であったのは真珠腫内ではコレステロ-ルが作られる際、肝臓と違う酵素が作用してコレステロ-ルが産生されているとの仮説をたてる事となった。今後酵素学的検討を加えこの仮説を証明したいと考えている。我々は前年度すでに人真珠腫のコレステロールは細胞内にて合成されている可能性を示唆する細胞培養実験結果を報告した。すなわち人真珠腫の組織培養を行いその培養掖中にコレステロール合成前駆物質を^<14>Cと^3Hでラベルし注入しそれらが組織内で代謝、合成されるか否かにつき検討を加えてみわけである。所で、コレステロールは一般的には細胞内で合成されず血清由来と考えられる。今回我々は前年度の結果を再確認するために次のような実験を行った。4.前年度と同様に細胞内の^3H-cholesterolと^<14>-cholesterolを調べた。また真珠腫のコレステロールは前年度に示した結果同様にleucine由来である事が明かとなった。
新規の機能水が細菌バイオフィルム及び宿主の免疫系に及ぼす効果の検討

歯周病は歯周病原細菌により引き起こされる慢性炎症性疾患であり、我々はオゾンの強力な殺菌能とナノバブルの長期保存性を併せ持つオゾンナノバブル水(NBW3)を歯周治療に応用することを目的に研究を行っている。本研究においては、NBW3が歯科用合金材料に及ぼす影響、及び各種耐性菌に対する殺菌効果、の2点について検討を行った。その結果、NBW3は歯科用合金材料に大きな影響を及ぼさないこと、実験に供した薬剤耐性菌全てに対し殺菌能を有することが示され、口腔ケアや器具の消毒等にNBW3を用いることにより、易感染性患者や高齢者に対する歯科治療を安全に行うことができる可能性が示唆された。歯周病は歯周病原細菌により引き起こされる慢性炎症性疾患であり、歯周治療の目的は細菌バイオフィルムを除去することである。近年、従来の機械的デブライドメントに加え、補助的療法として消毒剤を局所応用する試みが多数報告されている。我々は、オゾンの強力な殺菌能とナノバブルの長期保存性を併せ持つオゾンナノバブル水(NBW3)を歯周治療に応用することを目的に研究を行っている。これまでに、NBW3の歯周病原細菌に対する強力な殺菌能と口腔組織に対する高い安全性を確認し、実際に歯周治療の補助的療法としてNBW3を使用した際の臨床的・細菌学的効果についても報告した。本年度は、NBW3が口腔内の歯科用金属材料に及ぼす影響を評価することを目的とし、浸漬実験を行った。歯科用金属材料として金合金、金銀パラジウム合金、Ag-Sn-Zn系合金、Ag-In-Zn系合金を各1種類ずつ選択し、実験に供した。20×10×1mmのアクリル板の一端に直径約3mmの孔をあけ、これをパターンとしてクリストバライト埋没材で埋没し、遠心鋳造法により各合金試料の鋳造を行った。鋳造した各合金の表面を#800耐水ペーパーで研磨後、超音波で洗浄し実験に使用した。100mLのガラス瓶に50mLの試験溶液(NBW3、0.9% NaCl、20ppm微酸性次亜塩素酸水)の入れ、これに合金試料をガラス棒で懸垂して全浸漬し、3日間37°Cで保存した。浸漬前後の合金表面の色差と重量変化率について算出した。その結果、NBW3は口腔内の歯科用金属材料に大きな影響を及ぼさないことが示され、NBW3の口腔組織と口腔内の歯科用金属材料に対する影響を考慮すると、NBW3の口腔内への使用は、安全面から問題はないと考えられる。これまでに、NBW3の歯周病原細菌に対する強力な殺菌能と口腔組織に対する高い安全性をin vitroにおいて確認し、報告してきた。また、実際に歯周治療の補助的療法としてNBW3を使用した際の臨床的・細菌学的効果についても報告した。一方近年、抗菌薬の乱用により耐性菌の出現頻度が高まり、それらによる院内感染が問題となっている。超高齢社会を迎え、全身疾患罹患患者などの易感染性患者に対する歯科治療の機会が増加しており、歯科診療所はもちろんのこと、訪問歯科診療においても耐性菌に対する対策は今後より一層重要になると予想される。このような背景を踏まえ、本年度は、NBW3の各種耐性菌に対する殺菌効果について検討することを目的とし、実験を行った。代表的な薬剤耐性菌としてメチシリン耐性黄色ブドウ球菌、バンコマイシン耐性黄色ブドウ球菌、バンコマイシン耐性腸球菌、多剤耐性緑膿菌を実験に使用した。これらの耐性菌にNBW3を作用させ、Tme-kill assayにてNBW3の各種耐性菌に対する殺菌効果を検討した結果、NBW3は実験に供した薬剤耐性菌全てに対し殺菌能を有することが示された。歯科診療所や訪問歯科診療の場において、院内感染対策の一環としてNBW3を用いた口腔ケアやユニット水管路内の殺菌、器具や手指の消毒を行うにより、易感染性患者や要介護高齢者に対する歯科治療を安全に行うことができ、また誤嚥性肺炎の予防にも効果的であると考えられる。金属の浸漬実験に関しては、予定どおり実験が終了し、学会報告まで行うことができた。今後、より詳細な解析を行う予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。金属の浸漬実験に関して、金属表面性状の変化、溶出金属の解明等、より詳細な解析を行う予定である。また、従来の予定どおり、NBW3が細菌バイオフィルムに与える影響についても解析予定である。
韻律的特徴が伝達する言語情報処理における乳幼児の脳反応

本研究では、韻律的情報が担う"語彙識別"と"パラ言語情報や非言語情報の伝達"の2つの役割を乳幼児がどのように分離して獲得するかを明らかにするため、単語に含まれるピッチパタン変化に対する脳反応を近赤外分光法により測定した。4ヶ月児と10ヶ月児間で脳反応を比較したところ、遅くとも生後10ヶ月では、"語彙識別"と"パラ言語情報や非言語情報の伝達"に関与するピッチ情報処理に対する脳反応が異なっていることが示唆された。本研究は、日本語の韻律的特徴処理に関して、韻律的情報が担う"語彙識別"と"パラ言語情報や非言語情報の伝達"の2つの役割を日本語獲得乳幼児がどのように分離して獲得するかを、脳活動の側面から解明する研究であり、本年度においては、主にピッチ(音の高さ)変化に着目した研究を遂行した。4ヶ月児を対象に、自然に発話された単語「アメ(飴)」、「アメ(雨)」と、語末のピッチを上昇して発話された疑問形の単語「アメ?(飴?)」、「アメ?(雨?)」を用い、自然に発話された単語対疑問形単語でのピッチパタン変化に対する脳反応を近赤外分光法脳機能測定装置により測定した。その結果、ピッチパタン弁別における左右の聴覚野付近の反応を比較したところ、有意な左右差はみられなかった。この結果は、4ヶ月児の語彙識別に関与するピッチパタン変化に対する脳機能と、左右差が明確にみられない点で合致していた。このことは、4ヶ月児は、ピッチ変化それ自体には敏感であるが、語彙識別に寄与するピッチ変化パタンもパラ言語情報や非言語情報の伝達に関与するピッチ変化パタンも同様に処理している可能性を示唆しており、4ヶ月児では韻律的特徴が担う2つの役割をまだ分離して獲得していない可能性がある。また、パラ言語情報として伝達され得る様々な意図(「中立」、「感心」、「落胆」、「疑念」)を含む発話音声を聞いたときの脳反応がいかに変化するかを調べるため、4ヶ月児を対象にそれらの音声を聞いたときの脳反応を調べた。その結果、中立音声に比べて、感心、落胆、疑念音声を聞いたときの脳反応は増大していたものの、それら3つの音声に対する反応間では明確な差がみられなかった。本研究はピッチ情報処理あるいはパラ言語情報処理に焦点をあて、また、それらに対する4ヶ月児の脳機能を明らかにした点で韻律的特徴処理の発達過程に関する重要な知見を提供した。本研究は、日本語の韻律的特徴処理に関して、韻律的情報が担う"語彙識別"と"パラ言語情報や非言語情報の伝達"の2つの役割を日本語獲得乳幼児がどのように分離して獲得するかを、脳活動の側面から解明する研究である。本年度では、10ヶ月児を対象に、自然に発話された単語「アメ(飴)」、「アメ(雨)」と、語末のピッチを上昇して発話された疑問形の単語「アメ?(飴?)」、「アメ?(雨?)」を用い、自然に発話された単語と疑問形単語に対する脳反応を近赤外分光法脳機能測定装置により測定し、その脳反応を刺激間で比較した。また、単語音声に対してローパスフィルタによる処理を施した音刺激(LP刺激)を比較対照刺激として用いた。その結果、疑問形に対する左右の聴覚野付近の反応を比較したところ、音声刺激、LP刺激のどちらに対しても有意な左右差はみられなかった。この結果は、昨年度の4ヶ月児における左右差に関する結果と合致していた。ただし、10ヶ月児においては、音声単語刺激処理においてのみ、右聴覚野付近に有意な反応が出現していた。このことは、4ヶ月児と10ヶ月児間で、疑問形に関与するピッチ情報処理における右聴覚野付近の脳反応に差が生じつつあることを示している。また、先行研究で語彙識別に関わるピッチ情報処理において、10ヶ月児が左優位の反応を示すことが報告されており、今回の結果と合わせて考えると、遅くとも生後10ヶ月では、"語彙識別"と"パラ言語情報や非言語情報の伝達"に関与するピッチ情報処理に対する脳反応が異なっていることが示唆される。本研究はピッチ情報処理に関する4ヶ月児と10ヶ月児の脳機能の一端を明らかにすることに寄与し、韻律的特徴処理の発達過程に関する重要な知見を提供した。