hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルチセンサと確率共振を用いて計測した筋電位からの事前運動推定法の開発

本研究の目的は、確率共振現象を用いることで高いSN比を実現する手法により計測された筋電位信号から、人間の動作を実際の動作よりも早く推定する方法を開発することである。またマルチセンサ入力を用いる従来手法の入力合成に対し、合成重みを導入し、学習理論を応用することで、操作能力熟達の機序の解明に挑戦することも予定している。平成30年度においては、(1)マルチセンサと確率共振現象をもちいることで、従来の整流平滑化処理で得られていたのと同様の、マン・マシン・インターフェースの入力として利用可能な、筋電位信号が得られ、さらにそれが電気力学的遅延を有用に活用した事前信号となっているか(2)操作能力熟達の機序解明への挑戦に向けた、深層学習を用いた筋電位から関節角度までのモデル作成、の2点に取り組んだ。(1)に関しては、市販の安価なEMGセンサーを購入し、マイコンによりデータを収集・処理するシステムを構築した。また、上腕の筋肉(上腕三頭筋・肘筋・上腕二頭筋)に4つのセンサをとりつけ、肘の屈曲における筋電位を用いて、提案手法が可能かどうかを確認した。現状では被験者数が十分とは言えないものの、我々が実験した範囲では、従来手法と比べて約20 ms早いタイミングで、素早い運動に対する関節角度推定には十分な情報をもつ、従来の整流化処理でえられていたのと同様な信号が得られることを確認した。また、(2)に関しては、googleが提供するクラウド・コンピューティング環境を利用するなどし、効率的に深層学習を用いたモデル作成を行った。平成30年度における研究で、事前動作推定が可能な筋電位を得る手法については確立できたため、今後これを利用し推定法へと発展させていく。また、上述した2手法の組み合わせ・発展により、操作能力熟達の機序解明への挑戦をおこなっていく。申請書類における初年度の進捗目標は(1)マルチセンサと確率共振を組み合わせる従来手法により平滑化なしでSN比の高いEMGが得られることを確認すること(2)手首の掌屈動作を対象に、上記の計測システムと従来おこなってきたNDARXによるモデリングを組み合わせることで、より長い(正確な)EMDを得るシステムを構築すること、であった。研究実績の概要に述べたとおり(1)のシステムに関しては構築が終了した。提案手法の有効性を否定する結果にはならないが、市販センサーが手首掌屈動作を行う筋肉に対して大きすぎ、小手先の改良では多数センサの配置の問題を解決できなかったため、上腕の筋肉(以上の大きさをもつ部位)に対する装置となっている。また(2)に関しては行えなかった。その意味では、進捗はやや遅れている。一方で、平成31年度以降の研究進展を考え、事前に進めた深層学習によるモデル作成も平成30年度中におこなった。申請とはすすめ方に前後あるが、その意味では概ね順調である。平成30年度の積み残しである、NDARXとの組み合わせによる、関節角度推定は早急に取り組む。その際、従来法においてNDARXを用いた事前角度推定を共同研究した東京電機大学岩瀬教授と連携をとり、早期の実現を目指す。平成31年度以降の推進においては、現在までの進捗状況で記述したとおり、一部前倒しておこなっている部分もあるため、その成果を利用しつつ予定通りの進捗となるように進めていく。現状では大きな問題とは認識していないが、予想していた通り従来センサでは、小さな筋肉に対しては、最低限必要と考えられる量子化ビット数を確保する、多数センサを配置できないという問題がある。先行研究においては、特殊電極で多くのセンサを配置可能としているため、本件に関して改良が必要な場合は、先行研究者である横浜国立大学大矢剛嗣先生に協力を仰ぐ。

申請書類における初年度の進捗目標は(1)マルチセンサと確率共振を組み合わせる従来手法により平滑化なしでSN比の高いEMGが得られることを確認すること(2)手首の掌屈動作を対象に、上記の計測システムと従来おこなってきたNDARXによるモデリングを組み合わせることで、より長い(正確な)EMDを得るシステムを構築すること、であった。研究実績の概要に述べたとおり(1)のシステムに関しては構築が終了した。提案手法の有効性を否定する結果にはならないが、市販センサーが手首掌屈動作を行う筋肉に対して大きすぎ、小手先の改良では多数センサの配置の問題を解決できなかったため、上腕の筋肉(以上の大きさをもつ部位)に対する装置となっている。また(2)に関しては行えなかった。その意味では、進捗はやや遅れている。一方で、平成31年度以降の研究進展を考え、事前に進めた深層学習によるモデル作成も平成30年度中におこなった。申請とはすすめ方に前後あるが、その意味では概ね順調である。平成30年度の積み残しである、NDARXとの組み合わせによる、関節角度推定は早急に取り組む。その際、従来法においてNDARXを用いた事前角度推定を共同研究した東京電機大学岩瀬教授と連携をとり、早期の実現を目指す。平成31年度以降の推進においては、現在までの進捗状況で記述したとおり、一部前倒しておこなっている部分もあるため、その成果を利用しつつ予定通りの進捗となるように進めていく。現状では大きな問題とは認識していないが、予想していた通り従来センサでは、小さな筋肉に対しては、最低限必要と考えられる量子化ビット数を確保する、多数センサを配置できないという問題がある。先行研究においては、特殊電極で多くのセンサを配置可能としているため、本件に関して改良が必要な場合は、先行研究者である横浜国立大学大矢剛嗣先生に協力を仰ぐ。申請書ではFPGAでのシステム構築を考えていたが、昨今のマイコンの高性能化により安価なマイコンでも使途に対して十分な性能であったため、平成30年度においては、マイコンを利用した。しかし今後の深層学習との組み合わせを考えると、やはりFPGAが必要な可能性もあるため、おおよそ10万円をそのための資金として残した。令和元年度は、上述したFPGA購入や、電極ペースト等の消耗品購入、また平成30年度に実施できなかった研究成果発表等に助成金を活用していく。
日本語のgoodwriting:第2言語と第1言語による比較

本研究の目的は,第2言語と第1言語としての日本語小論文を比較・検討することにより,より広い視野から日本語小論文のgood writingの要素を追求し,ライティング教育に貢献することである。英語話者と中国語話者と日本語母語話者による2種類の小論文(「比較・対照」の説明・意見文、2つの立場から1つを選ぶ論証文)を収集し,主に構成面と「読み手」意識について分析した。その結果,母語による傾向は多少あっても,全体的にマクロ構成が真に身に付いていない,メタ言語が効果的に使えていないことが示唆された。また、英語話者以外は、総じて「読み手意識」が低い傾向が見られた。本研究により第2言語,第1言語に共通した今後のライティング教育の課題が明らかになった。本研究の目的は,第2言語(L2)としての日本語と第1言語(L1)としての日本語で書かれた小論文を比較・検討することにより,より広い視野から日本語小論文のgood writingの要素を追求することである。平成22年度は,前年度科研研究で収集したL2小論文の日本語教師による評価(good writing順位決定中のプロトコルと評価結果)について,Eurosla 20(イタリア),ICPLJ7(アメリカ)において発表し,論文にまとめた。L2小論文のgood writingに関しては,「課題の達成」「主張の明確さ」「構成」「談話展開のテクニック」「客観的で広い視野からのサポート」「オリジナリティ」「表現力の豊かさ」等が順位決定要素となっていることが分かったが,どの要素を優先させて評価するかについては,評価者に共通の認識が認められなかった。結果としては,全体的なアカデミックらしさが,「課題の達成」「主張」「全体構成」等の第一義的な要素よりも前面に出て評価される可能性が示唆された。また,プロトコル,評価結果,アンケート内容が必ずしも一致しないことから,評価のプロセスは複雑であることが示唆された。L1小論文に関しては,計画どおり,データ収集を行った。L2小論文とL1小論文を比較してみると,共通点もある半面,異なる面もあるようであり,今後以下の観点から分析を行うことにした。(1) Reader awareness(読み手をいかに意識して書かれているか):Hinds(1987)によるreader responsibilityの言語(例:日本語や中国語)と,writer responsibilityの言語(例:英語)に分けて分析する。(2)小論文の構成:マクロな構成(序論,本論,結論)とパラグラフ内の構成(中心文と支持文)に焦点を当て,比較する。なお,L2データに関しては,英語話者のデータ収集を23年度海外において収集する計画を立てている。平成23年度は,ライティング評価を広い視野から捉えるという観点から,8月のEAJS International Conferenceにおいてパネル「評価の「個人差」に着目することの意味-より深い自己認識につなげるための評価論-」を行った。また,12月には第二言語習得研究会大会のパネルディスカッション「フィードバックの効果を考える」においてL2ライティング・フィードバックについて話す機会を得た。L2小論文とL1小論文を比較してみると,共通点もある半面,異なる面も認められる。今年度からは,good writingの要素を絞って,以下の観点から分析を行っている。データに関しては,L1ライティング(日本人),L2ライティング(中国語話者と英語話者)の小論文の収集とreader awarenessについてのアンケート調査を行った。しかし,中国語話者と英語話者とでは,L2 proficiencyの違いがかなりあり,比較の難しいことが分かった。そこで,24年度も,引き続き,英語話者のデータ収集をアメリカの大学(上級学習者の多い大学)で収集する計画を立てている。本研究の目的は,第2言語と第1言語としての日本語小論文を比較・検討することにより,より広い視野から日本語小論文のgood writingの要素を追求することである。今年度は,英語話者(E)と中国語話者(C)と日本語母語話者(J)による2種類の小論文(A「ファーストフードとスローフード」:「比較・対照」の説明・意見文)と(B「通学授業と遠隔授業」:2つの立場から1つの立場を選ぶ論証文)を,主に構成面から分析した。その結果,以下の傾向が認められた。(1)マクロ構成(序論・本論・結論)に関して,結論意識はECJ全てにある。(2)序論は,プロンプトBの場合には立場を明らかにするために作られるが,プロンプトAの場合にはいきなり本論に入る例もあり,この傾向は母語に関わらず認められる。

(3)マクロ構成の意識はあっても,序論や結論が1文で終わっている例がかなりある。全体的に認められるが,JやCに顕著である。(4)序論に,本来本論に書くべきことが書いてある場合がある。これはCに顕著に見られ,背景説明が長く,序論が半分以上を占める重い構成となる。(5)メタ言語(まず,次に,以上のように等)は,効果的に使われている例もあるが,多用され,形式的で稀薄な印象を与えてしまっている例もある。(6)読み手意識はEに強く,例を挙げて,読み手に呼びかけるように書かれているが,その結果,インフォーマルな印象も与えうる。JやCの読み手意識は総じて低い。以上より,母語による傾向は多少あっても,全体的に,マクロ構成が真に身についていない(プロンプトで指示されないと序論が書けない,また序論や結論に書くべきことがわかっていない)ことが示唆された。メタ言語の効果的な使用法,読み手意識の改善を含め,第2言語,第1言語に共通したライティング教育の今後の課題が明らかになったと言える。日本語ライティングと英語ライティングの文章構成やパラグラフについての資料収集,分析は進み,違いも明らかになりつつある。データ収集に関しては,L1ライティング(日本人)とL2ライティング(中国語話者)は順調にできたが,英語話者のL2 proficiencyが中国語話者よりかなり低く,比較のできないことが判明した。また,両者のproficiencyを測る共通の尺度がなく(英語話者で日本語能力試験の1級保持者は殆どいない),検討課題となっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。・上記11の英語話者のデータ収集に関しては,アメリカの大学(上級コースのプログラムがある大学)で小論文執筆の協力者を募集する計画を立てている。・日本語と英語の文章構成・パラグラフ自体の研究は進んでいるが,どのような基準を用いてL1ライティングとL2ライティングを比較するか,さらに,どのような基準を用いてgood writingの要素を決定するか,検討中である(当初は,ライティング評価を依頼して上位に入った小論文を分析する予定であったが,評価者の信頼性の問題もあり,他の方法を検討中である)。
評価と動作の並列学習により障害回避を自己形成する自律能動学習機械の研究

本研究は、ニューラルネットを用いた遅延強化学習の問題において、障害回避をいかに学習させるか、多数のセンサ細胞から信号が送られてくる場合にどのように処理するかの大きな2つのテーマに沿って進めてきた。前者については、最初に、ロボットが目標物を捕らえるという問題で、障害物を一般化し、ロボットと目標物との空間的な位置関係によってロボットの動作特性を変化させた場合のシミュレーションを行った。これにより、従来のように、目的の達成にいかに近いかを表す評価関数を、それ自体の時間の2階微分値を0に近づけるという学習させるだけでは、ロボットが目標物までの最適なパスを獲得できないことが判明した。その後の解析から、試行毎に評価関数の時間変化の傾き(1階微分値)が変化し、正しい評価が行えないという状況であることがわかった。そこで、評価関数の1階微分値の時間平均を保持し、1階微分値がその値に近づくように学習を行うという方法を考案し、シミュレーションによって確認した。また、試行錯誤の方法を工夫して障害物回避に利用するという問題については、試行錯誤に用いる乱数の振幅を学習させる方法を試みたが、現在のところまだうまくいっていない。一方、多数のセンサ細胞から信号が得られる場合について、それを統合化し、強化学習に使いやすい形に変換することを学習できないかを試みた。そして、空間の情報が時間的に滑らかであるという仮説から、多数のセンサ信号を入力とするニューラルネットの出力の時間の2階微分値を0に近づけるという学習によって、多数のセンサ信号を統合したアナログ出力を学習によって得ることを提案した。そして、網膜細胞が1次元に30個配列されている状態で、目の前を物体が単振動をしている状況でシミュレーションを行ったところ、外部から教師信号を与えることなく、学習によって、ニューラルネットの出力が物体の位置を表すようになった。
風を活用したインタラクションシステムの開発

本研究では,これまであまりディジタル活用されていない「風」を情報源とするインターフェイスの開発を行う。提案する風の検出インターフェイスは,風の強弱を2次元的にセンシングするエリアセンサ及び,その入力結果を用いてインタラクションを行う投影システムからなる。風の検出機構には,風を受けるフィルムの先端に取り付けた磁石の動きを磁気センサを用いて計測し,磁界の変化を風量に換算する。この検出機構を格子状に並べ,各センサの値を2次元分布として検出するものである。本研究では,このインターフェイスの風の検出特性や投影システムとしての定量的な評価を行い利用の拡大を目指す。試作システムを用いた風の検出特性を調査し,フィルム面の当たる風速と出力値の関係を明らかにする実験を行い,風速と出力値の関係をモデル化し風速を算出することで風の強弱を2次元分布として計測可能であることを示した。しかしながら,平成29年度の研究結果から,さらなる検出精度・分解能の向上には,製作方法も含めた設計の見直しの必要性が示された。H30年度には,新たに購入した多点式風速計により,同時に複数点の風速及びその出力値を計測する実験結果から,より精度の高い補正を行うことが可能となった。近接するセンサ間に及ぼし合う影響については,フィルムの形状を変化させて計測を行う必要がある。このため,磁気センサを配置した基盤及びフレーム側と,フィルム&磁石側は分離した構造なるように検出機構の再設計を行った。分離することにより,風速に対応したフィルムへの交換ができメンテナンス性も向上する。次年度に研究期間を延長して試作機の改善を行い評価する。平成29年度の評価実験において,さらなる検出精度・分解能の向上には,制作方法も含めた設計の見直しを図ることを優先して行う必要が生じたため,風の検出センサの精度向上のための改善を優先して実施するように計画を見直した。個々の風の検出機構の出力値の不均一な要因には,フィルム加工誤差やセンサ・磁石の取り付け位置など検出機構の加工に伴う様々なバラツキ因子が考えられる。また,試作システムでは検出面がほぼフィルムで覆われているため,背面への風の流れが遮断されてしまっている。これは近接するセンサの出力値に影響を及ぼし,空間分解能の低下につながっていると考えられた。平成30年度には,同時に複数点の風速を計測できる多点式風速計と他段階で風量を調整できる送風機を用いて,より詳細な検出機構の特性を調査した。その結果からも,さらなる精度向上には,形状や材質の異なるフィルムを用いた追加実験を行う必要が生じた。しかしながら,現状の検出機構は容易に個々のフィルムを換装できる構造にはなっていない。入力される風に対応したフィルムに換装することや,これまで課題となっていた,個々の検出機構のバラツキを改善するメンテナンス性を向上させるためにも,磁気センサ基盤と,フィルム&磁石を分離させ,フィルム側のみ交換可能な設計とすることで解決する方向で改善を行った。フィルム交換可能な構造を持った試作機を作成しその評価を行うため,本研究の次年度への延長を行うこととした。これまでの計測実験により,風の強弱を2次元分布として計測できるエリアセンサの可能性を示した。さらなる精度向上のために,フィルム形状や素材を検討する必要が生じているが,現状の検出機構は,個々のセンサとフィルムが一体化した構造になっており,容易にフィルムを換装できる構造にはなっていない。また,メンテナンスの面からみても,個々の検出機構のフィルムが換装可能な構造になっていることが望ましく,個々の検出機構のフィルム&磁石部分を個別に交換できる構造を持った試作機を制作し,この試作機を用いてフィルムの素材や形状を変化させた計測実験を行う。これらの改善に伴い,風の検出性能を再評価して風の2次元検出器としての精度向上を図る予定である。本研究は,息や団扇,スプレーなどで簡単に起こせる「風」をコンピュータに入力するインターフェイスの開発によって,これまであまりディジタル活用されていない「風」の情報源としての活用を目指すものである。提案する風の検出インターフェイスは,風の強弱を2次元的にセンシングするエリアセンサ及び,その入力結果を用いてインタラクションを行う投影システムからなり,風を受けるためのフィルムの先端に取り付けた磁石の動きを磁気センサを用いて計測するという手法を用いている。この機構を格子状に並べ,センサが受ける風の風圧を2次元分布として計測するものである。本研究では,これらのインターフェイスの評価に基づく各種アプリケーションへの利用拡大を目指す。平成29年度には,試作システムを用いた風の検出インターフェイスの検出特性の評価を行い,試作システムの問題点を明らかにした。試作システムでは,磁石付きフィルム及び磁気センサを用いた検出機構,縦24行×横32列の計768個を格子状に配置した構成となっており,各センサ当たり12ビットでディジタル化された磁界強度を毎秒30回取得することができる。本研究によって風速とセンサ値の関係を測定し以下の結果を得た。1)風の強弱とセンサ値の関係をモデル化することによって,出力値から入力された風速に換算することが可能となった。また,検出可能な風速の範囲を明らかにした。しかしながら,フィルムや磁石の取り付けの不均一さから,個々の検出機構の出力の個体差が大きいという問題点も明らかとなった。2)検出面の前面にはインタラクションを行うための映像を投影する網目状のスクリーンを配置している。このスクリーンの評価では,風の通過性能及びスクリーン素材としての反射輝度は単位面積当たりの開口度に依存することが示された。

これにより,投影プロジェクターの選定において必要な明るさが算出可能となった。平成26年度に風の強弱を計測して可視化するシステムを製作したが,風の検出性能や投影システムとしての定量的な評価を行っていなかった。平成29年度には,これまで開発した試作システムを用いて,風の強弱に対するセンサ出力値や検出可能な風速範囲などの風の検出能力の測定及び投影システムとしてのスクリーン素材の評価を実施した。また,平成30年度に実施を計画していたUnity上でのセンサデータを取得するソフトウェアの開発を一部前倒しして行った。風の検出機構については申請時に提案したフィルムと磁石及び磁気センサを使用することから変更はない。測定実験から磁気センサの出力値は,磁石と磁気センサの相対位置やフィルムの弾性的な特性によって変化し,風速と出力値の関係を明らかにした。この結果によってセンサ出力から入力された風速を算出することが可能となり風の2次元計測機器として機能することが確認できた。これらの成果については1件の国内学会での口頭発表を行った。しかしながら,その過程において,現状のフィルム形状ではセンサ背面にスムースに風が流れにくく検出面が風の通過を妨げていることから近接するセンサへ影響を及ぼしていることや,個々の検出機構の出力値のバラツキが大きく,バラツキの低減を行わなければ精度の向上に限界があるなど構造上の課題も明らかになった。この結果を受けて,平成29年度中に実施計画のあった「背面からの風の検出」については着手を見送っている状態である。このことから平成29年度の取り組みは「やや遅れている」と評価する。本研究では,これまであまりディジタル活用されていない「風」を情報源とするインターフェイスの開発を行う。提案する風の検出インターフェイスは,風の強弱を2次元的にセンシングするエリアセンサ及び,その入力結果を用いてインタラクションを行う投影システムからなる。風の検出機構には,風を受けるフィルムの先端に取り付けた磁石の動きを磁気センサを用いて計測し,磁界の変化を風量に換算する。この検出機構を格子状に並べ,各センサの値を2次元分布として検出するものである。本研究では,このインターフェイスの風の検出特性や投影システムとしての定量的な評価を行い利用の拡大を目指す。試作システムを用いた風の検出特性を調査し,フィルム面の当たる風速と出力値の関係を明らかにする実験を行い,風速と出力値の関係をモデル化し風速を算出することで風の強弱を2次元分布として計測可能であることを示した。しかしながら,平成29年度の研究結果から,さらなる検出精度・分解能の向上には,製作方法も含めた設計の見直しの必要性が示された。H30年度には,新たに購入した多点式風速計により,同時に複数点の風速及びその出力値を計測する実験結果から,より精度の高い補正を行うことが可能となった。近接するセンサ間に及ぼし合う影響については,フィルムの形状を変化させて計測を行う必要がある。このため,磁気センサを配置した基盤及びフレーム側と,フィルム&磁石側は分離した構造なるように検出機構の再設計を行った。
エクソソーム中のmicroRNA解析によるIPMN良悪性診断マーカーの探索

IPMNは、画像による主膵管径や壁在結節の有無などの形態学的評価を主体とした良悪性診断が標準的に行われているが、ガイドラインに基づき当院で切除を行った68例の悪性診断精度は6割程度であり、切除後に悪性ではなかった、またすでに予後不良な浸潤がんであったと判明することも少なくないのが現状である。本研究の目的は、IPMN患者の血漿および膵液中のエクソソーム(細胞外小胞)を、標準的な超遠心法に比較して、ハイスループット性、回収率、コストの面で優れたdisposableなカラムを用いた“Size exclusion chromatography(SEC)"による手法により分離、回収し、その中に含まれるmicroRNAの解析をqPCRにより行い、悪性診断に有用なマーカーを同定することである。本年度は、まず血漿、膵液からSECによるエクソソームの抽出を行い、回収したエクソソームの質的、量的評価、つまり、透過型電子顕微鏡による存在、形態評価、Immuno-blottingによるCD63、CD9、TSG101、Calnexinの発現評価を中心に行った。以上から、これら検体からエクソソームを回収できることを確認した。さらに、これら検体からRNAの抽出を行い、Bioanalyser2100によりsmall RNAが回収できていることを確認した。当初、さらにCancerパネルを用いたqPCRによるmiRNAの解析を予定していたが、2例の症例に関して、miRNAの網羅的解析を行い、膵液中からもmiRNAを多数検出できることを確認した。来年度は新たな研究資金を確保できたため、さらに症例を増やして目的達成のためにすすめていく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
新規炭素-炭素結合反応の開発および、その全合成への応用

本年度は昨年度に引き続き、モルヒネの合成研究およびタベルソニンの合成研究を行った。モルヒネの合成研究では、特にフェノール性水酸基を足がかりとした酸素官能基導入の検討および炭素-炭素結合形成反応の検討を行った。すなわちフェノール性水酸基を有する化合物の酸化的な脱芳香化を行い、生じる不飽和ケトンに対して分子内で炭素求核基を反応させ、炭素炭素結合形成を行うことを試みた。種々検討を行ったが、炭素炭素結合の形成には現在までのところ成功していない。タベルソニンは抗ガン剤として用いられているビンブラスチンの下部ユニットの合成原料となりうる重要な化合物である。擬対称な四級不斉炭素を有するユニットの合成が鍵となる逆合成を行い、まずラセミ体を用いた検討を行った。まず昨年度開発した方法の効率化を図り、基質を供給した。すなわち、マロン酸ジエチルを塩基性条件下ブテニル化したのちマイケル付加反応を用いてアクリル酸エステルと反応させることで、3炭素ユニットの導入を行った。すべてのエステルを還元した。1,3-ジオール部位をベンジリデンアセタールとして保護した後、残る一級水酸基を保護した。二重結合部位を酸化的に解裂したのち、カルボン酸へと酸化した。ベンジリデンアセタール部位を加水分解したところラクトン環が形成された。得られたラクトン体は、イソチオシアネートに付加することでチオアニリドへと変換し、さらにラジカル環化反応の条件に付すことでインドール骨格の構築が可能であると考えられる。本年度は主に、モルヒネの合成研究を行った。テトラヒドロイソキノリンを中間体と設定し、ヒドロキシフェネチルアミンと置換フェニルアセトアルデヒドとのPictet-Spengler反応を用いて中間体を合成することとした。原料となるヒドロキシフェネチルアミンは、市販のメチルエーテル体のメチル基を臭化水素酸を用いて除去することにより調製した。またイソバニリンを原料として用い置換フェニルアセトアルデヒドの合成法も検討した。Pictet-Spengler反応の条件検討は、市販のフェニルアセトアルデヒドを用いて行った。ベンズアルデヒドなどを基質として用いた際に通常用いられる酸性条件を種々検討した。弱酸から強酸まで様々な酸を用いたが、原料であるフェニルアセトアルデヒドの不安定性から、目的とする化合物を得ることが出来なかった。そこで更に詳細な文献検索を行ったところ、塩基性条件を用いることで同様の反応を行っている例を発見した。文献記載の条件に倣い反応を行ったところ、目的とした化合物を得ることが出来た。更に検討を行ったところ、ナトリウムエトキシドなど比較的単純な塩基を用いても反応が進行すること見出した。続いて得られたテトラヒドロイソキノリンのベンゼン環の酸化反応を検討した。ヨードベンゼンジアセテート、四酢酸鉛等を用いた酸化反応の条件を検討したが、望みの化合物を得るには至らなかった。今後更なる条件検討を行う予定である。本年度はモルヒネの合成研究、特にフェノール性水酸基を足がかりとした酸素官能基導入の検討および炭素一炭素結合形成反応の検討を行った。現在までのところ目的とする反応の成功には至っていないが、効率的な原料合成法の開発を行いつつ、上記反応の検討を継続する。また平行してタベルソニンの合成研究を行った。マロン酸ジエチルを塩基性条件下ブテニル化したのちマイケル付加反応を用いてアクリル酸エステルと反応させることで、3炭素ユニットの導入を行った。すべてのエステルの還元したのち、1,3-ジオール部位をベンジリデンアセタールとして保護した後、残る一級水酸基をシリル基にて保護した。ベンジリデンアセタール部位を、酸性条件下解裂させながら還元することでベンジルエーテルへと変換した。以上のようにして、3つの一級水酸基を区別することに成功し、所望の四級炭素不斉中心を有する化合物をラセミ体として得た。遊離した一級水酸基をアルデヒドへと酸化し、アセタールとして保護した。

1,3-ジオール部位をベンジリデンアセタールとして保護した後、残る一級水酸基を保護した。二重結合部位を酸化的に解裂したのち、カルボン酸へと酸化した。ベンジリデンアセタール部位を加水分解したところラクトン環が形成された。得られたラクトン体は、イソチオシアネートに付加することでチオアニリドへと変換し、さらにラジカル環化反応の条件に付すことでインドール骨格の構築が可能であると考えられる。
エアロゾルの原因となる有機硫黄化合物の土壌からの放出とその分解

硫化カルボニル(COS)は硫酸エアロゾルの主要な供給源となり、地表の温度を下げる効果があるので気候変動に関わることが指摘され、その発生や分解のプロセスなど解明すべき点が多い。本研究では、チオシアンおよびシニグリンを基質とした、土壌微生物の作用によるCOSの土壌からの放出、ならびに微生物によるCOSの分解を測定し、土壌におけるCOSの発生・分解における微生物の寄与を解明することを目的とした。「1」COS発生火山灰土壌にチオシアンを添加し、密閉容器中で気相に発生するCOSを定量した。実験開始直後から、COSが検出され、70分後には約35ppmの濃度で定常となった。シニグリンの添加ではCOSは検出限界以下であった。これまでの研究で土壌空隙にはCOSが検出されており、シニグリンの分解速度が遅いため、発生したCOSは気相へ出る前に微生物によって分解されることが示された。「2」COS分解高等動物にとっては致死濃度となるCOS(8000ppm)を、火山灰土壌を入れた密閉容器に添加したところ短時間のうちに分解され、繰り返し添加によっても分解能の低下はほとんど見られなかった。大気レベルの低濃度のCOSについても、1時間後には約1/4に減少した。温度または気相COS濃度と土壌微生物によるCOS分解には高い相関が認められた。土壌中には極めて広い濃度範囲に対応するCOS分解微生物が生息しており、COSの消失源として機能していると共に、強力なCOS除去の潜在カがあることも示された。
複数の観光交通データの融合的活用方法の開発と政策評価への展開

本研究の目的は、観光政策を評価可能なモデルを作成することであり、そのモデル作成に、近年普及が進みつつあるビッグデータ等の新たに登場しているデータを活用する方法を確認することである。観光交通関係Bigdataをもちいた分析として、1)観光地特性分析および2)観光訪問パターン分析を行い、分析に耐えうるデータであるかどうかの確認を行った。研究では、観光関連の既存データおよびビッグデータの解析を進め、観光政策評価のための観光交通データの活用方法の整理を、本研究の成果としてとりまとめた。本研究の目的は、観光政策を評価可能なモデルを作成することであり、1)地域間・都市観光地内需要、2)観光地域内需要(周遊)、3)国際観光の各領域において構築することである。特に、それぞれに共通する課題として、効果の範囲等を明確に記述できるよう、需要の波動性・変動性を記述できることを目指す。そのための手段としては、近年整備されている観光交通関係データや既存調査データおよび新規ICT機器による調査データの融合方法の開発を行い、その適用範囲を把握することである。本年度は、近年急速に拡大している巨大交通関連データの特性を活かし、得られるOD特性等の分析方法を検討した。特に、DOCOMOデータおよびNavitimeデータの両データで得られる情報の特性を吟味し、どのようなデータを活用するべきかについて整理した。観光行動データ特性を分析する対象としての観光系ビックデータの購入にあたり、各データの特性についての議論に時間を要したため、実際にデータの分析に十分な時間が確保できなかった。しかしながら、既にデータは入手しており、着実に分析を進める体制が整っており、次年度(平成28年度)は研究計画に追いつくことが出来ると考える。観光交通計画や観光政策策定において必要となる将来予測・政策評価のための需要モデルの体系化と、そのためのデータ融合方法の開発を試みる。特に、必要とされる計画場面を考慮し、地域間・都市間需要(幹線系)、観光地域内需要(周遊)および国際観光にかかる政策変数を導入し、短期・長期の需要予測モデルを開発する。そのためには、既存観光交通調査の活用とともに、既存・新規の観光関連データとの融合的活用方法を完成させる必要がある。本研究は需要推計モデルと関連調査データの融合的体系化をはかるものである。本研究では近年取得されているモバイルセンシングデータ、いわゆるビッグデータにもとづいて、上記観光交通の各側面の計測方法を確立しようとするものである。OD交通量や入り込み量の推計には幹線流動調査や自治体独自のカウント調査が用いられていた。それに対して、docomoのモバイル空間統計データによる分析を試みた。このデータに寄れば居住人口と滞在人口との差を表現することが時間帯ごとに可能で有り、観光地特性に応じた分析を可能とした。また訪日外国人旅行者の訪問パターンの特性把握をGPSログデータを用いて行うことを目的として、訪問地の組合せである訪問パターンの抽出にトピックモデルを用いた。トピックモデルは教師データなしの機械学習(セグメンテーション手法)の1つと位置づけられ、セグメントの確率的導出過程が明示でき、セグメント相互が排他的でない特色を有する。分析では,訪日外国人向けナビゲーションアプリにより取得できたGPSログ情報を用いて、トピックモデルによって訪問場所の組合せパターンを幾つかのクラスに分類した。2015年度に購入したビッグデータによる分析を進めている。観光地選択問題、時間帯別滞留人口による観光地特性の分析等、当初の目的を達成すべく種々の方法論を試行している。なお、本年度も新規にdocomoによる外国人データを購入し、その分析も進めている途上である。特に、観光交通を1)地域間・都市観光地内需要、2)観光地域内需要(周遊)、3)国際観光の各領域の断面で考察し、モデル構築に耐えうるデータであるかどうかの確認を行った。効果の範囲等を明確に記述できるよう、需要の波動性・変動性を記述できることも目指している。そのための手段としては、近年整備されている観光交通関係データや既存調査データおよび新規ICT機器による調査データの融合方法の開発を行い、その適用範囲を把握することを目的とする。研究では、観光関連の既存データおよびビッグデータの解析を進め、観光政策評価のための観光交通データの活用方法の整理を、本研究の成果としてとりまとめる。特に以下の3事象についての整理が本研究の主たる成果となる。1)地域間・都市観光地内需要(幹線系):モバイル空間統計データにもとづいて観光地における集中量の変動要因を分析した。観光地側の特性によって吸引力が異なることを整理している。2)観光地域内需要(周遊):これまで以上にサンプルが高質な情報を提供するものの、その分析方法は整理されていないため、従来のモデルの適用における課題等の整理を行い、推計精度を把握する。3)国際観光:外国人来訪データにもとづいて、国内観光パターンを分析し、訪問パターン分析として成果をとりまとめた。

引き続き、現分担体制を維持し、各研究分担者の研究テーマを進める。特に、観光系ビッグデータとして2種類のデータを確保しており、多様な側面からの分析が可能となっており、有効性は高いと考えている。最終年度とりまとめに向け、各担当の研究分析を早めに終わらせ、研究全体としての成果を整理することに注力する。特に各データ、各現象それぞれの適用性についての言及が重要な成果と考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。観光学29年度が最終年度であるため、記入しない。
上肢挙上に関する運動学的研究

【研究目的】上肢の肩甲骨面における上げ下ろしの運動を三次元動作解析装置と筋電図解析装置を同期して測定・解析を行う方法を開発した.その時の関節角度,肩甲上腕リズム,肩甲骨周囲筋の筋活動の関係について利き手と非利き手の比較を行い検討した.【研究方法】対象は書面で説明して研究参加の同意が得られた肩に傷害のない健康な1830歳の男性・女性20名とした.上肢の肩甲骨面における関節運動は,肩甲上腕関節,肩甲胸郭関節に着目し,三次元動作解析装置を用いて外転10度ごとの関節角度および肩甲上腕リズムを測定し,同時に筋活動は肩甲骨周囲の表在筋である僧帽筋上部線維,僧帽筋下部線維,三角筋上部線維,前鋸筋下部線維の表面筋電図を測定した.三次元動作解析装置と筋電図測定装置は同期させ,運動時の関節角度変化と筋放電量が同時に解析できるようにした.筋電図は,10度刻みの区間の筋電図を時間で正規化し積分値を算出して,4筋の肩関節外転120130度における積分値の和を100として各々の筋の比率を算出し比較した.統計処理は,SPSS Ver.15.0Jを用いて反復測定の分散分析を用いて行った,【研究成果】利き手と非利き手を比較した結果,肩甲骨面における関節運動については,関節角度,肩甲上腕リズムとも統計学的な差はみられなかった.筋活動については,僧帽筋下部には差がみられたが,他の3筋は殆ど差がなかった.4筋とも利き手側の比率が上げる時に比較的大きい傾向が観察され,利き手と非利き手には筋活動の違いがあることが推察された.臨床においては,傷害や疾患のある肩と反対側を比較して評価や治療を行うことが一般的である.今回の結果から,関節可動域や肩甲上腕リズムについては,利き手と非利き手の違いは大きく影響しないが,筋活動については,利き手と非利き手を考慮して評価や治療を行う必要性が示唆された.【研究目的】上肢の肩甲骨面における上げ下ろしの運動を三次元動作解析装置と筋電図解析装置を同期して測定・解析を行う方法を開発した.その時の関節角度,肩甲上腕リズム,肩甲骨周囲筋の筋活動の関係について利き手と非利き手の比較を行い検討した.【研究方法】対象は書面で説明して研究参加の同意が得られた肩に傷害のない健康な1830歳の男性・女性20名とした.上肢の肩甲骨面における関節運動は,肩甲上腕関節,肩甲胸郭関節に着目し,三次元動作解析装置を用いて外転10度ごとの関節角度および肩甲上腕リズムを測定し,同時に筋活動は肩甲骨周囲の表在筋である僧帽筋上部線維,僧帽筋下部線維,三角筋上部線維,前鋸筋下部線維の表面筋電図を測定した.三次元動作解析装置と筋電図測定装置は同期させ,運動時の関節角度変化と筋放電量が同時に解析できるようにした.筋電図は,10度刻みの区間の筋電図を時間で正規化し積分値を算出して,4筋の肩関節外転120130度における積分値の和を100として各々の筋の比率を算出し比較した.統計処理は,SPSS Ver.15.0Jを用いて反復測定の分散分析を用いて行った,【研究成果】利き手と非利き手を比較した結果,肩甲骨面における関節運動については,関節角度,肩甲上腕リズムとも統計学的な差はみられなかった.筋活動については,僧帽筋下部には差がみられたが,他の3筋は殆ど差がなかった.4筋とも利き手側の比率が上げる時に比較的大きい傾向が観察され,利き手と非利き手には筋活動の違いがあることが推察された.臨床においては,傷害や疾患のある肩と反対側を比較して評価や治療を行うことが一般的である.今回の結果から,関節可動域や肩甲上腕リズムについては,利き手と非利き手の違いは大きく影響しないが,筋活動については,利き手と非利き手を考慮して評価や治療を行う必要性が示唆された.
養育者の働きかけ行動と子どもの言語発達

子どもの言語発達に有効な働きかけ行動を母親の言語入力の社会ー実用的特徴、身振り、音声模倣の観点から明らかにした。子どもの年齢により言語発達に有効な働きかけは異なっていた。2歳の子どもの表出語数にプラスの効果がある働きかけは9ヶ月児では発話に身振りを伴わせること、共同注意中の提示の身振り、12、14ヶ月児の共同注意中の子どもの注意・関心にそった叙述発話、14ヶ月児の共同注意中の指示・命令、相槌であった。母親の言語入力の社会ー実用的特徴は言語出現期に有効であった。言語出現後では、子どもの発話の母親の模倣は感嘆詞の繰り返しや助詞・助動詞の拡充模倣が33ヶ月の子どもの言語発達にプラスの効果があった。9,12,18,21,24ヶ月児(計117名)の母子の遊び場面の母親の発話機能と母子の音声・言語模倣を分析し,年齢推移(発話機能は平成24年度研究実績で報告済み)と追跡調査(2歳、33ヶ月)の言語発達との関係を明らかにした。1.母親の言語入力の発話機能は9,12ヶ月児で2歳時点(49名)の子の言語発達と関連し, 18ヶ月児の母親の発話機能は2歳時点の子の言語発達とは関連がなかった。9ヶ月児の注意非共有状況での母親の質問は2歳時点の言語発達と負の偏相関(観察時点の語数と母の発話数を制御)があり,また,12ヶ月児の注意共有状況での質問も2歳時点の言語発達とは負の偏相関があった。一方,12ヶ月児で子の注意関心がある活動や事物の属性についての母の説明は2歳時点の言語発達と正の相関があった。2.18,21,24ヶ月児(計69名)の母子の遊び場面で母子は双方の発話を模倣し,母の模倣の頻度が子の模倣の2倍あった。また,母開始の模倣ターン数は子開始のターン数より長く,子が母の発話を模倣したら,さらに母がそれを模倣していることが示された。母は子の発話を繰り返したり,拡充模倣した。その内容は助詞・助動詞,語の拡充であった。子は母の発話の縮小,繰り返しの模倣を行い,内容は語や助詞,助動詞を縮小して模倣していた。また,母子ともに子どもの語彙数,文法発達が進んだ24ヶ月児が18ヶ月児よりも模倣数もターン平均値も高かった。このうち、33ヶ月追跡児47名で,子の模倣に対する母親の反応をReturn反応,新たな発話反応,No verbal responseに分類し,さらにReturn反応の模倣を繰り返し,拡充,縮小,拡充+縮小に分類し,言語発達との関係を明らかにした。24ヶ月児で母親が子の模倣に対して新たな発話で反応したり、拡充,拡充+縮小模倣で反応することが追跡時点33ヶ月の表出語数と相関していた。I.母親の働きかけ行動の年齢推移及び、子の言語発達との関係を明らかにした。91名(9ヶ月25名、12ヶ月児23名、18ヶ月児23名、21ヶ月児20名)の母子のままごと場面の分析を行い、次のことを見出した。1.母親の発話:1)母親の発話方略は全年齢を通して子が注意を向けている事物、事象や活動にそったfollow発話がlead発話より出現頻度は高く、follow発話では説明、lead発話では呼びかけの出現頻度が高かった。2)母親の発話は、18ヶ月の語彙急増期、21ヶ月の文法出現期ではfollowの質問の出現頻度が説明の次に高かった。3)母親の発話と子どもの言語発達の関係は、lead呼びかけは12ヶ月では語彙発達と負の関係が、follow呼びかけは9ヶ月で語彙理解と正の相関が、12、18ヶ月でfollow質問は語彙発達と正の相関があった。共同注意状況での母親の言葉かけの重要性が確認された。2.母親の身振り:1)どの年齢でも殆どの身振りには発話が伴っていた。また、発話に伴う身振りは年齢に伴い減少し、9ヶ月が70%で高かった。2) 9、12ヶ月は18、21ヶ月よりも身振りでの働きかけが多かった。3)母親の身振りは9、12ヶ月は提示、例示が高く、身体的での直接的な働きかけは9ヶ月が高かった。一方、指さしは21ヶ月児が高かった。4)子どもの注意が向いているときは例示や手渡し、指さしが多く、注意が向いていない時は、提示が多かった。3.母親のlead発話に身振りが随伴する場合や母親のlead発話へ子が注意をredirectした場合は言語発達と正の相関があった。II.保育士の子どもへの言語・非言語での働きかけ行動を明らかにするために0歳、1歳、2歳児クラスで絵本の読み聞かせ場面、ままごと場面を設定してもらい、2園で19名の保育士のかかわりと子どもの反応を2方向から録画した。1.言語、身振りの発達予測:9か月26名、12か月22名、18か月19名について観察時点と24か月時点でJCDIsを実施した結果、9か月児の身振り、言語は24か月時点の言語発達を予測しなかった。12か月児は身振り得点が24か月の語彙、文法発達を予測した。18か月児は表出語数、理解語数とも24か月の語彙数、文法発達を予測した。

2.語彙、文法発達を予測する母親の言語模倣:18か月14名、21か月19名、24か月14名のままごと遊び場面での母親の言語模倣と33か月追跡時点の子の言語との関係を明らかにした。24か月児母親の感嘆詞の繰り返し模倣が追跡33か月時点の子の表出語数を予測した。母親の応答性,共感性が子の語彙発達には重要である。また,助詞・助動詞の文法発達にも21か月の文法出現期で母親が助詞・助動詞を拡充して子の発話を模倣することが33か月時点の文法発達を促進していた。母親の子の発話の模倣は子の年齢によりその効果は異なっていた。3.絵本場面の分析:12か月13名、18か月17名の絵本場面での母親のことば、身振りを分析した。1)母親は「ことばだけ」で、次いで「ことばに身振りを伴わせて」働きかけ、18か月では「ことばだけ」での働きかけが多くなった。2)絵本に関連した発話は18か月で増加し、より絵本に注目できるようになった。3)母親の発話機能は「情報提供」が多く、下位分類では「命名」「オノマトペ」が多く、ラベリングを中心に働きかけていた。4)母親の身振りは「指さし」が多く、それに加え、例示の身振りで象徴遊びをして、相互作用を発展させていた。4.気質の一貫性と性差:9か月(42名), 12か月(36名), 18か月(65名)の観察時点と24か月(107名), 33か月(83名)の追跡調査時点の気質(接近、周期の規則性、持続性/自己制御、敏感性)の安定性と性差を明らかにした。1.24ヶ月追跡時点のデータがある9ヶ月25名、12ヶ月児24名、14ヶ月児26名、18ヶ月児25名の計100名の母子のままごと遊び場面の母親の働きかけ行動を分析し、以下の結果を得た。(1)母子の共同注意中と非共同注意中の母親の発話機能のうち、指示命令と説明の2つをとりあげ、観察時点の子どもの語数、母親の発話数を一定にした時の追跡24ヶ月表出語数との偏相関係数を算出した結果、12ヶ月児への共同注意中の説明の言語入力が有意で、24ヶ月時点の表出語数を予測した。(2)母親の発話での相槌の年齢推移と言語発達に及ぼす効果について検討した。相槌の頻度、及び母親の総発話数に占める割合は9ヶ月が低かった。14ヶ月時点の母親の相槌は24ヶ月時点の表出語数を予測した。相槌は相手の発話や行動に共感する時に発せられる。有意味語が増加する14ヶ月で子どもの発話に相槌をうちコミュニケーションを続けることがその後の言語発達を促進することが示唆された。(3)母子の共同注意中と非共同注意中の母親の身振りの年齢推移と、身振りでの働きかけと観察時点、2歳時点の子どもの語彙発達との関係を明らかにした。12、9ヶ月で母親の身振り頻度は高く、14ヶ月、18ヶ月で減少した。子どもに玩具を操作してみせる例示の身振り頻度が最も高かった。9ヶ月の母親の発話に伴う身振りが24ヶ月時点の表出語数を予測した。前言語期に発話に身振りを伴わせ母親が働きかけることがことばの発達を促進することが明らかとなった。2.認知課題実験と母子遊び場面の観察を実施した9、12、14、18、21、24ヶ月児、計158名の母親に、気質、KIDS、JCDIs、養育環境などについての質問紙調査を観察時点と24、33、60ヶ月時点で実施した。質問紙調査データは1で述べた母親の働きかけ行動との関連などを含めて現在、分析中である。子どもの言語発達に有効な働きかけ行動を母親の言語入力の社会ー実用的特徴、身振り、音声模倣の観点から明らかにした。子どもの年齢により言語発達に有効な働きかけは異なっていた。2歳の子どもの表出語数にプラスの効果がある働きかけは9ヶ月児では発話に身振りを伴わせること、共同注意中の提示の身振り、12、14ヶ月児の共同注意中の子どもの注意・関心にそった叙述発話、14ヶ月児の共同注意中の指示・命令、相槌であった。
微生物機能を利用した廃食用油からの機能性ポリマー生産系の構築

本研究は、廃食用油を原料としたポリマー生産系構築に資する遺伝子資源を獲得することを目的としている。具体的な標的は,(1)オレイン酸からシクロオクタノン,8-オクタノリドを経由し,ポリ(8-オクタノリド)を合成する系に資するシクロオクタノンモノオキシゲナーゼ(COMO)遺伝子,(2)オレイン酸からシクロヘキサンカルボン酸(CHCA)を経て4-ヒドロキシCHCA,4-ヒドロキシ安息香酸,プロトカテキュ酸,2-ピロン-4,6-ジカルボン酸を合成する系に資するCHCA芳香族化経路遺伝子である。2018年度は、(1)新規に分離した4株のシクロオクタノン資化性菌から計5つのBaeyer-Villigerモノオキシゲナーゼ(BVMO)遺伝子配列を決定した。これらBVMOの大腸菌異種発現系を構築し、COMO活性の強いBVMOを選択した。その結果、Cupriavidus属細菌由来のBVMOが強いCOMO活性を有することを見出した。さらに、親株のラクトナーゼ遺伝子欠損株を構築するためラクトナーゼ遺伝子配列を決定した。また、安定なBVMOの取得を目的にシクロアルカノンに生育可能な好熱菌をスクリーニングし、50°Cでシクロヘキサノンに生育可能な菌株を単離した。(2)Corynebacterium cyclohexanicum MU株のCHCA芳香族化経路において、芳香族化の最終段階を除く全遺伝子の同定に成功した。また、Paraburkholderia属細菌由来のCHCA芳香族化経路遺伝子を解析するため、2株のParaburkholderia属細菌のゲノム配列を決定した。両菌株とも3つの環状染色体と2つないし3つのプラスミドから構成される約10Mbpのゲノムを有していた。これらのゲノム配列からCHCAの芳香族化に関与すると考えられる候補遺伝子を見い出した。(1)シクロオクタノンモノオキシゲナーゼ活性の強いBaeyer-Villigerモノオキシゲナーゼ(BVMO)の選択、親株のラクトナーゼ遺伝子欠損株によるラクトン生産菌の構築を目的としたラクトナーゼ遺伝子配列の決定、安定なBVMOの取得を目標に進めてきたが、研究実績の概要とおり、概ね達成できた。(1)a.これまでに選択したBaeyer-Villigerモノオキシゲナーゼ(BVMO)発現大腸菌によるラクトン生産条件の検討を行うとともに宿主の検討を行う。さらに、親株のラクトナーゼ欠損株によるラクトン生産を試みる。b.生体触媒を工業的に利用するためには、その安定性が重要となることから、好熱菌由来のシクロアルカノンモノオキシゲナーゼ遺伝子をクローン化し、その特性を明らかにするとともに、Baeyer-Villigerモノオキシゲナーゼ安定化法の開発を試みる。c.ラクトンの開環重合に用いるリパーゼ生産菌の構築を試みる。(2)a. Corynebacterium cyclohexanicum MU株のシクロヘキサンカルボン酸(CHCA)芳香族化経路において、芳香族化の最終段階を触媒する酵素遺伝子の同定を試みる。さらに芳香族化の各段階に関与する酵素の酵素科学的性質を解明する。b. Burkholderia属細菌のゲノム配列より検索した推定CHCA芳香族化酵素遺伝子の機能を同定し、遺伝子欠損株による各中間体生産菌の構築を試みる。具体的な標的は,(1)オレイン酸からシクロオクタノン,8-オクタノリドを経由し,ポリ(8-オクタノリド)を合成する系に資するシクロオクタノンモノオキシゲナーゼ(COMO)遺伝子,(2)オレイン酸からシクロヘキサンカルボン酸(CHCA)を経て4-ヒドロキシCHCA,4-ヒドロキシ安息香酸,プロトカテキュ酸,2-ピロン-4,6-ジカルボン酸を合成する系に資するCHCA分解系(芳香族化経路)遺伝子である。平成29年度は、(1)COMO活性を有するBaeyer-Villigerモノオキシゲナーゼ(BVMO)を選択するため、大腸菌を宿主として用い、シクロオクタノン資化性菌から単離したBVMOの異種発現系を構築し、構築した異種発現体の無細胞抽出液の活性を指標にCOMO活性の強いBVMOを選択した。その結果、2種の海洋性細菌のBVMOが強いCOMO活性を有することを見い出した。さらに、真核微生物Exophiala sp. KUFI-6N株が有するシクロヘキサノンモノオキシゲナーゼがCOMO活性を有することを見い出した。また、新たに土壌よりシクロオクタノン資化性菌を複数単離し、それら菌株が有するBVMO遺伝子をPCRおよびインバースPCRで増幅・解析した。(2)大腸菌を宿主として用い、Corynebacterium cyclohexanicum MU株由来の推定CHCA分解系遺伝子群に存在するORFの異種発現系を構築し、CHCAの芳香族化に関与する遺伝子の一部を明らかとした。BurkhokderiaのCHCA分解系の初発段階(CHCAからtrans-4ーヒドロキシCHCAへの変換)を担うと推定される酵素遺伝子の増幅に成功した。本年度は、(1)シクロオクタノンモノオキシゲナーゼ活性を有するBaeyer-Villigerモノオキシゲナーゼのスクリーニング、(2)Corynebacteriumcyclohexanicum MU株由来の推定シクロヘキサンカルボン分解系遺伝子群の大腸菌異種発現系の構築を目的としていた。(1)においては、2種の海洋性細菌由来のBaeyer-Villigerモノオキシゲナーゼが、高いシクロオクタノンモノオキシゲナーゼ活性を有すること、Exophiala由来のBaeyer-Villiger