hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
項構造の交替現象から見たドイツ語の不変化詞動詞の統語・意味構造に関する基礎研究

研究終了年度である今年は,言語資料の収集・整理と並んで分析と研究発表に中心を置いた.前年度は,不変化詞動詞の内,ab-,auf-,aus-,mit-,uber, unter-,um-,vor-,zu-の前綴りを持つ動詞を対象に用例を収集したが,本年度は,それに加えてan-,durch-ein-の動詞群を追加した.分析は,主に(1)不変化詞動詞の冗語性(Pleonasmus)がどのように認知意味論的に説明できるか,(2)ドイツ語の不変化詞動詞と日本語の補助動詞構文の間の平行性はどの程度あるか,(3)事象構造と項構造の関係から不変化詞動詞の構文をどのように統一的に扱えるか,の3点に絞られた.(1)に関しては,発表論文("Particle-Bound Directions in German Particle Verb Constructions.")の中で不変化詞動詞と結び付く方向成分が3種類に大別できることを実証的に示した.(2)に関しては,筑波大学で開かれた国際ワークショップでの発表("Where similarity resides : German Particle-Verb Constructions and Japanese Verb-Verb Compounds.")で取りあげ,ドイツ語でも日本語でもこれらの構文間で方向規定の意味が文脈上存在することを示し,さらにアスペクト・マーカーとしての機能を持つところも共通していることを指摘した.ただし,個々のアスペクト素性は,個別言語的違いが認められる.(3)に関しての研究は,事象構造の理論的枠組みが現在,急激に変化しているところから,特定の枠組みからの掘り下げた研究にまでは結びつかなかった.近年脚光を浴びつつある用法基盤モデル(Usage-Based Model)から見た不変化詞動詞の構文研究の可能性に関しては,独文学会で(「不変化詞動詞とその構文:Usage-Based Modelからの展望」)で発表した.一方,上述のワークショップでは,ドイツ人言語学者D.Wunderlichとの討論を行い,国内出張では,広島と神戸の研究者との意見を交換を行った.研究終了年度である今年は,言語資料の収集・整理と並んで分析と研究発表に中心を置いた.前年度は,不変化詞動詞の内,ab-,auf-,aus-,mit-,uber, unter-,um-,vor-,zu-の前綴りを持つ動詞を対象に用例を収集したが,本年度は,それに加えてan-,durch-ein-の動詞群を追加した.分析は,主に(1)不変化詞動詞の冗語性(Pleonasmus)がどのように認知意味論的に説明できるか,(2)ドイツ語の不変化詞動詞と日本語の補助動詞構文の間の平行性はどの程度あるか,(3)事象構造と項構造の関係から不変化詞動詞の構文をどのように統一的に扱えるか,の3点に絞られた.(1)に関しては,発表論文("Particle-Bound Directions in German Particle Verb Constructions.")の中で不変化詞動詞と結び付く方向成分が3種類に大別できることを実証的に示した.(2)に関しては,筑波大学で開かれた国際ワークショップでの発表("Where similarity resides : German Particle-Verb Constructions and Japanese Verb-Verb Compounds.")で取りあげ,ドイツ語でも日本語でもこれらの構文間で方向規定の意味が文脈上存在することを示し,さらにアスペクト・マーカーとしての機能を持つところも共通していることを指摘した.ただし,個々のアスペクト素性は,個別言語的違いが認められる.(3)に関しての研究は,事象構造の理論的枠組みが現在,急激に変化しているところから,特定の枠組みからの掘り下げた研究にまでは結びつかなかった.近年脚光を浴びつつある用法基盤モデル(Usage-Based Model)から見た不変化詞動詞の構文研究の可能性に関しては,独文学会で(「不変化詞動詞とその構文:Usage-Based Modelからの展望」)で発表した.一方,上述のワークショップでは,ドイツ人言語学者D.Wunderlichとの討論を行い,国内出張では,広島と神戸の研究者との意見を交換を行った.研究初年度である今年は,言語資料の収集・整理を中心に作業をすすめた.ab-,auf-,aus-,mit-,uber,unter-,um-,vor-,zu-の前綴りを持つ動詞を対象に,通俗小説とLangenscheidtの辞書,DudenのCD-ROMから用例を収集し,PostgreSQLを使ってデータベースの作成に入った.現状では,個々の不変化詞の用例は,トークンとして文を数えた場合,3001000の間である.一方で,関連文献の収集ならびに,国内の研究者との討論(広島大,神戸大へ出張)を行い研究動向に関する意見を交換した.その結果,当初考えた仮説の内,前置詞と前置詞由来の不変化詞動詞が統語的・意味的に連続した関係にあることが実証的に確かめられつつある.この成果のひとつは,「ドイツ語における不変化詞動詞の統語的・意味的連続性」という論文で発表された.この論文は,形容詞,副詞,前置詞由来の不変化詞が,統語的・意味的に連続体を成していることを認知言語学的観点から明らかにしたものである.具体的には,(1)冗語的方向規定詞(Pleonatische Direktionale)を伴って現れる前置詞由来の不変化詞動詞は,本来の移動方向の意味を堅持した前置詞句と平行関係にあること,

(2)副詞派生の不変化詞を伴った動詞は,統語的に前置詞をスコープとするものが多く,一部のr-不変化詞動詞(her-やhin-の付いた不変化詞動詞)とは異なった統語的分布を示すこと,さらに(3)形容詞派生の不変化詞を伴った動詞は,結果構文として振る舞うが,これは述語用法を持つ前置詞派生の不変化詞動詞でも見られる特徴であることが明らかになった.今後,統語構造と意味構造の類像性や,個々の不変化詞動詞の意味構造の合成性がどこまで説明可能かを検証する為に,さらに多くのデータの蓄積が必要となるが,この点は次年度の課題としたい.研究終了年度である今年は,言語資料の収集・整理と並んで分析と研究発表に中心を置いた.前年度は,不変化詞動詞の内,ab-,auf-,aus-,mit-,uber,unter-,um-,vor-,zu-の前綴りを持つ動詞を対象に用例を収集したが,本年度は,それに加えてan-,durch-,ein-の動詞群を追加した.分析は,主に(1)不変化詞動詞の冗語性(Pleonasmus)がどのように認知意味論的に説明できるか,(2)ドイツ語の不変化詞動詞と日本語の補助動詞構文の間の平行性はどの程度あるか,(3)事象構造と項構造の関係から不変化詞動詞の構文をどのように統一的に扱えるか,の3点に絞られた.(1)に関しては,発表論文("Particle-Bound Directions in German Particle Verb Constructions")の中で不変化詞動詞と結び付く方向成分が3種類に大別できることを実証的に示した.(2)に関しては,筑波大学で開かれた国際ワークショップでの発表("Where similarity resides : German Particle-Verb Constructions and Japanese Verb-Verb Compounds.")で取りあげ,ドイツ語でも日本語でもこれらの構文間で,方向規定の意味が文脈上存在することを示し,さらにアスペクト・マーカーとしての機能を持つところも共通していることを指摘した.ただし,個々のアスペクト素性は,個別言語的違いが認められる.(3)に関しての研究は,事象構造の理論的枠組みが現在,急激に変化しているところから,特定の枠組みからの掘り下げた研究にまでは結びつかなかった.近年脚光を浴びつつある用法基盤モデル(Usage-Based Model)から見た不変化詞動詞の構文研究の可能性に関しては,独文学会で(「不変化詞動詞とその構文:Usage-Baed Modelからの展望」)で発表した.一方,上述のワークショップでは,ドイツ人言語学者D. Wunderlichとの討論を行い,国内出張では,広島と神戸の研究者との意見を交換を行った.
合目的高分子物性を有するバイオポリエステルの微生物合成

バイオポリエステル(PHA)の実用化のキーテクノロジーとして、加工性に優れたPHAの合成法の開発が必要である。従来のPHAは、融点と熱分解温度が近接していたため、熱延伸を行う際に熱分解を受け分子量の低下が引き起こされていた。したがって、加工性の改善が必要であった。PHAの分子量に依存せずに延伸を行うためには、ポリマーの融点を若干低下させることが有効な方法と考えられる。そこで本研究では、PHAを共重合体化することで融点が若干低下した加工性の良いポリマーを微生物合成することを目標にした。昨年度は、共重合体PHAとしてP(3HB-co-3HHx)をターゲットとし、3HHx分率の異なるポリマーを効率良く生産する手法の確立を行った。今年度は、P(3HB-co-3HA)共重合体の合成に取り組んだ。進化工学的な実験手法を駆使して作成したPseudomonas sp. 61-3由来のPHA重合酵素変異体を、ポリエステル合成能に優れたRalstonia eutrophaという細菌に導入し、フルクトースを炭素源としてPHAの合成を行わせた。進化酵素を用いてポリマー生産を行うと、PHA生産性の向上を達成することができた。また、合成されたPHAの組成を分析した結果、3HA分率が約2mol%含まれたP(3HB-co-3HA)であることが確認できた。このポリマーの融点を測定したところ、P(3HB)ホモポリマーより8°C程度低下しており、目的にあう高分子物性を有していた。近年、バイオポリエステルであるPHAの延伸技術が開発され、これまで機械的物性が不十分と思われていたポリマーでも高強度繊維やフィルムに加工できるようになった。しかし現在のところ、分子量が特に高いPHAしか延伸加工することができない。これは、PHAの融点と熱分解温度が近接しているため、延伸を行う際に熱分解を受け分子量の低下が引き起こされるからである。本年度は、共重合体PHAとしてP(3HB-co-3HHx)をターゲットとし、3HHx分率の異なるポリマーを効率良く生産する遺伝子組換え微生物の育種に取り組んだ。ポリエステル合成能に優れたRalstonia eutrophaという細菌に、P(3HB-co-3HHx)共重合体を合成するPHA重合酵素(PhaC_<AC>)遺伝子を導入し、大豆油を炭素源として培養を行うと、3.5mol%程度の3HHx分率でポリマーを蓄積した。ここで、PhaC_<AC>にアミノ酸置換が導入された変異体酵素をR.eutrophaに導入してポリマー生産を行うと、05mol%の範囲で3HHx分率を変化させることが可能であった。これらのポリマーの融点を測定したところ、P(3HB)ホモポリマーより最大で20°C程度低下していた。今後は、このポリマーの延伸加工性の評価と他の共重合体PHAの微生物合成を行う。
角膜移植第4世代の研究

1.白内障術後など12眼に対してEpikeratophakiaを施行した。提供角膜は無菌的に処理し、角膜屈折力を調整し切削した。術後管理上は問題なかったが、矯正視力はいまだ満足の出来るものとはならなかった。家兎を用いて、マイクロウェイブによる角膜屈折力の増加(近視化)を試みた。処置後1カ月では平均3.2Dの増加を認め、安定した効果を得た。2.拒絶反応の抑制を目的として、シクロスポリン点眼を開発し家兎に対する効果を検討した。シクロスポリン点眼にはα-シクロデキストリンが最良の溶媒であることが明らかとなった。アルカリ点眼の前房水蛋白におよぼす影響を検討した結果、点眼1時間後には血清成分の前房内混入を思わせる所見を得た。拒絶反応を生ずる確率の高い10症例についてHLAタイピングを行ったが、提供眼とのHLAマッチングの症例は未だ経験していない。3.EP-II改良保存液として、コンドロイチンを含有したEP-IIIを開発した。またTC-199にHCO_3とHEPES緩衝液を加えた溶液を検討し有効性を確認した。全眼球保存法の一つとして前房内還流法を試みた結果、還流を行った方が角膜内皮傷害が軽度であった。4.角膜内皮移植の可能性を検討した。培養内皮細胞は1mm^2あたり10001800個の細胞密度で高い増殖能を示した。この内皮細胞は炭酸水素イオンの有無によって、細胞相互の接着結合状態が急速に変化し透過性に大きな影響を及ぼしていた。移植による内皮傷害をスペキュラーマイクロスコープで検討した結果、術後2週間では約14%、術後6カ月では42%の減少を認め、手術による内皮細胞への影響は長期にわたると考えられた。5.難治性角膜疾患である20眼の蚕食性角膜潰瘍に角膜上皮移植を施行した結果、全例がすみやかに治癒した。家兎に角膜上皮移植を行い、その生物学的意義を検討した。1.ウサギ眼を用いた屈折矯正角膜移植術式の修得を行った.また,移植提供眼(アイバンク眼)を用いて,クライオレースによる角膜レンズの試験的作成を試み,既に3例の臨床症例を経験した.より多くの移植提供眼(アイバンク眼)を用いて,臨床症例を重ねる予定である.2.拒絶反応を起こす確率の極めて高い症例について組織適合性抗原(HLA)を検索し,現在の時点で10症例のHLAタイピングを施行した.提供眼とのHLAマッチングを行った移植例は未だ経験していない.今後,多施設間の密接な連絡の上で,移植例を増やす予定である.3.新しい眼球保存液(EPーIII)では,研在使用中の眼球保存液EPーIIに比較して,保存中の家兎角膜厚の増加は有意に抑制され,EPーIIIはEPーIIより優れた眼球保存液である可能性が高いと考えられた.まだヒアルロン酸ナトリウムの角膜内皮に対する影響について調査した結果,その内皮保護作用を認めた.さらに保存角膜のviabilityをスヘキュラーマイクロスコープ,レドックスフルオロメーター,NMRを用いて評価した.

4.角膜内皮移植の可能性を検討するため,鶏,猿,人を材料として,角膜内皮の形成と内皮細胞の増殖特性を解析調査した所,内皮細胞の増殖には細胞相互の一定の接触が必要であること,また1mm^2あたり10001800個の細胞密度で,最も高い増殖活性を発現する事が明らかになった.現在,内皮細胞の増殖を促す諸因子を探索検討中である.5.難治性角膜潰瘍のモデルの作成は困難で,現在,三叉神経節後繊維切断モデルおよびアドレナリン作働性薬物のイオントフォレーゼを使用したモデルを作成中である.6.大阪にてこれまでの研究成果の総括を行った. (63年2月13日)1.白内障術後、円錐角膜、球状角膜など12眼に対してEpikeratophakiaを施行した。提供角膜は無菌的に処理し、それぞれの例に応じて角膜屈折力を調整し切削した。術後管理上は問題なかったが矯正視力はいまだ満足の出来るものとはならなかった。家兎を用いて、マイクロウェイブによる角膜屈折力の増加(近視化)を試みた。処置後1か月では平均3.2Dの増加を認め、安定した効果を得た。2.拒絶反応の抑制を目的として、シクロスポリン点眼を開発し家兎に対する効果を検討した。シクロスポリン点眼にはα-シクロデキストリンが最も良好な溶媒であることが明らかとなった。アルカリ点眼の前房水蛋白におよぼす影響を検討した結果、点眼1時間後には血清成分の前房内混入を思わせる所見を得た。提供眼とのHLAマッチングの症例は未だ経験していない。3.EP-II改良保存液として、TC-199にHCO_3とHEPES緩衝液を加えた溶液を検討し有効性を確認した。全眼球保存法の一つとして前房内還流法を試みた結果、還流を行った方が角膜内皮傷害が軽度であった。4.角膜移植による内皮傷害をスペキュラーマイクロスコープを用いて検討した結果、術後2週間では約14%、術後6ヵ月では42%の減少を認め、手術による内皮細胞への影響は長期にわたると考えられた。培養角膜内皮は炭酸水素イオンの有無によって、極めて急速かつ顕著に変化することが判明した。この変化は細胞相互の接着結合状態に深く関連し、角膜内皮の透過性に大きな影響を及ぼしていることが示された。5.角膜上皮移植を20眼の蚕食性角膜潰瘍に施行し、全例が治癒した。家兎に角膜上皮移植を行い上皮型拒絶反応の発生について検討した。6.大阪にて研究成果の総括を行った。(平成元年2月10日)
複雑なXML操作に対応した大規模問合せの生産性向上に関する研究

以下のように研究を推進した.1.高水準XML操作系を利用して大規模XML問合せを構築するためのプロトタイプシステムの改良.昨年度までに開発してきた,異なるXMLデータベース間のマッチング結果から自動的にデータ変換のための大規模XML問合せを生成するためのプロトタイプシステムを改良した.具体的には,より複雑なスキーマ構造,変換への対応を可能とするために,データ問合せ生成モジュールのアルゴリズムの変更を行った.2.実際のデータ変換シナリオを考慮したベンチマーク例の構築とデータ変換ツールの評価実験.まず,データ変換支援ツールを支援するためのベンチマーク構築の枠組みを開発した.これは,性能に影響を及ぼす要因に関してデータベース管理システムの性能評価のベンチマークとは大きく異なる事を考慮して設計したものである.次に,この枠組み基に電気機器販売店のデータベースをモデルとしたベンチマーク例を開発し,そのベンチマークを利用して開発したデータ変換支援ツールの効果について実験・検証を行った.3.XML等のWebコンテンツの一貫性維持のための問合せ自動生成技術を用いた公開システムの開発.これまで開発してきたWebコンテンツ一貫性維持応用のための問合せ自動生成技術を利用した公開システムの開発を行った.デモンストレーション発表をいくつか行ったほか,本システムを用いて公開実験を開始した.4.RDB上に作られたXMLビューに対するDOM操作からRDB問合せを自動生成するシステムの開発.RDB上のXMLビューに対してDOM操作を適用すると,RDBに対する効率的なSQL問合せを自動生成するシステムの開発を行い,実験評価を行った.その結果,単純なSQL問合せ生成方式と比べ大幅に性能が向上することが明らかになった.以下のように研究を推進した.1.意味情報を用いたXML変換モデルの設計と意味情報の抽出(1)XMLデータの変換を高水準で記述するためのXMLデータ変換系を開発した.本モデルでは,XMLデータの変換を意味写像の合成としてモデル化する.(2)提案モデルに基づきXMLデータから意味情報を抽出するための第一次プロトタイプシステムを開発した.本システムはXMLデータを入力として受け取り,意味領域への写像の出力する.写像の構築はヒューリスティクスなどを用いて半自動的に行われる.2.機械学習手法を応用したXML問合せ生成支援機能の開発機械学習技法を応用し,少ないインタラクションでXML問合せの構築を支援するためのアルゴリズムの開発を行った.具体的には,有限状態機械を学習するための能動学習アルゴリズムであるAngluinのアルゴリズムを拡張し,XQuery問合せの各部(XPath式,結合条件など)を学習するアルゴリズムを開発した.3.RDBを利用したXMLデータベース環境の構築XMLデータに対する問合せ処理環境を実現するため,RDBを用いて効率良くXMLを処理可能なシステムを開発した.4.XML等のWWWコンテンツを対象とした一貫性維持支援フレームワークの開発XMLをはじめとしたWWWコンテンツのリンク一貫性維持をおこなうための問合せを自動的に作成・実行し,大規模なサイトにおけるコンテンツの一貫性維持支援を行うためのフレームワークを開発した.以下のように研究を推進した.1.高水準XML操作系を利用して大規模XML問合せを構築するための方法論の開発.昨年度開発した,XMLデータの変換を高水準で記述するためのXMLデータ変換系を利用して,データ変換を行うためのXML問合せを構築するための方法論の開発を行った.特に,変換元と変換先である二つのXMLスキーマが与えられたときに,それらをマッチングするための新たな仕組みを開発した.具体的には,XMLスキーマ同士を直接マッチングするのではなく,まず概念モデルを抽出する事によりマッチする可能性がある属性の組み合わせの数を減らす事により,スキーマ間のマッチングを支援する.2.上記方法論に基づいた問合せ構築を支援する第二次プロトタイプシステムの開発.上記方法論を実装した第二次プロトタイプシステムを開発した.スキーマのマッチングの支援機能として,Description Logicsの推論エンジンであるRacerを組み込むなど,概念モデルを利用することによる利点を生かしたシステムとなっている.3.XMLデータに関する大規模問合せの生産性を評価するための枠組みの検討.XMLのデータ変換問合せの作成プロセスの効率を評価するためのベンチマークについて検討をはじめた.開発中のベンチマークは次の二つから構成されている.(1)ある程度大規模であり,暗黙的な制約と,非標準的な設計が一部含まれているような2つのXMLスキーマ,(2)それらの間の変換を行うための間合せの解.4.XML等のWebコンテンツの一貫性維持応用のための問合せ自動生成技法に関する実験.Webコンテンツの一貫性維持応用のための問合せを自動的に作成・実行するシステムを実装し,実験を行ってシステムの有効性を評価した.以下のように研究を推進した.1.高水準XML操作系を利用して大規模XML問合せを構築するためのプロトタイプシステムの改良.昨年度までに開発してきた,異なるXMLデータベース間のマッチング結果から自動的にデータ変換のための大規模XML問合せを生成するためのプロトタイプシステムを改良した.具体的には,より複雑なスキーマ構造,変換への対応を可能とするために,データ問合せ生成モジュールのアルゴリズムの変更を行った.2.実際のデータ変換シナリオを考慮したベンチマーク例の構築とデータ変換ツールの評価実験.まず,データ変換支援ツールを支援するためのベンチマーク構築の枠組みを開発した.これは,性能に影響を及ぼす要因に関してデータベース管理システムの性能評価のベンチマークとは大きく異なる事を考慮して設計したものである.次に,この枠組み基に電気機器販売店のデータベースをモデルとしたベンチマーク例を開発し,そのベンチマークを利用して開発したデータ変換支援ツールの効果について実験・検証を行った.3.XML等のWebコンテンツの一貫性維持のための問合せ自動生成技術を用いた公開システムの開発.

これまで開発してきたWebコンテンツ一貫性維持応用のための問合せ自動生成技術を利用した公開システムの開発を行った.デモンストレーション発表をいくつか行ったほか,本システムを用いて公開実験を開始した.4.RDB上に作られたXMLビューに対するDOM操作からRDB問合せを自動生成するシステムの開発.RDB上のXMLビューに対してDOM操作を適用すると,RDBに対する効率的なSQL問合せを自動生成するシステムの開発を行い,実験評価を行った.その結果,単純なSQL問合せ生成方式と比べ大幅に性能が向上することが明らかになった.
複雑系科学による監査理論の枠組み構築に関する研究

監査,とりわけ財務諸表監査という社会システムは,それが成立している時代背景によってその役割が規定される。監査人によって表明される監査意見の意義も,相対的な性格をもつことになる。1970年代までは,「適正意見」はかなり狭く解釈されてきた。とくに,企業不正や被監査企業の事業継続能力に関して,財務諸表監査は積極的に役割を認識して来なかった。ところが,今日では,これらの問題はむしろ財務諸表監査の中心的な課題として認識されつつある。そして,これに対応するために,監査人は,企業の内部統制やコーポレート・ガバナンス体制の整備状況までも考慮に入れながら財務諸表の監査を実施することが必要になってきた。監査環境の激変は,財務諸表監査のあり方や体制に大きな影響を及ぼすことになった。こうした状況下で有効かつ効率的に監査を実施するためには,内部監査および監査役(監査委員会)監査との相互協力・補完関係が必須の前提となる。監査のネットワーク化によって,社会的な要請を満たし得る体制を確立することができる。それぞれに確立された役割や機能をもつ監査を別個に捉えるのではなく,一つのネットワークとして機能させるという考え方は,財務諸表監査を中心とした監査制度ならびにそれを支える監査理論のパラダイム変換に繋がる可能性をもっている。本研究では,監査をネットワークというシステムとして認識することの意義を明らかにした。その上で,具体的なネットワーキングの概念的枠組みを構築した。今後は,これを理論的により精緻化するとともに,実行可能性の確立についての研究に着手することになる。現代の監査理論ならびに監査実務は,監査を取り巻く環境の変化に伴って,極めて困難な問題に直面している。その一つが,被監査企業による不祥事問題であり,他は,いわゆる継続企業問題である。これらの問題は,一般に,監査主体と監査報告書利用者との間に存在する,「期待ギャップ」に関連づけて議論されているように思われる。しかしながら,これらの問題は,実際には,単に監査を取り巻く環境変化によって生じたものと考えられるべきではない。むしろそれは,監査の本質的な機能や役割とも密接にかかわる重大な問題である。こうした問題の本質を明らかにし,それらに対して有効な解決策を提示するためには,監査のフレームワークについての再検討が必要となる。本研究においては,こうした問題意識の下で,まず,上述の二つの事象,すなわち企業の不祥事ならびに継続企業問題の本質についての検討を行っている。その結果として,これらの問題に対応するためには,監査のフレームワーク自体を再構築するとともに,監査手続の概念にも根本的な再検討を加える必要性があるのではないかとの結論を得るに到った。すなわち,監査を単に個別の手続の集合体として捉えるのではなく,むしろ監査プロセス全体の枠組みを強く意識した上で,個々のプロセスを位置づけるというアプローチの必要性を明らかにすることができたと考えている。
半数体精子細胞の分裂を調節するSer/Thrキナーゼ遺伝子haspinの解析

生殖細胞に特異的な現象を理解するために、精細胞特異的に発現する遺伝子を系統的にクローニング解析してきた。具体的には、正常マウス精巣のcDNAライブラリーから精細胞欠失マウス(W/Wv)精巣cDNAライブラリーを差し引くサブトラクション法により、精細胞特異的遺伝子をクローニングした(FEBS. Lett.,1994)。その中の新規遺伝子haspinは、分子量84KDa, pI8.4のタンパク質をコードし、ロイシンジッパー、核移行シグナル、塩基性領域、プロテインカイネースカタリティックドメインの一部(I, II, III)をもつ。ノーザンブロッテング法、ウエスタンブロッテング法等により精子細胞特異的発現と、精子細胞核での局在が明かとなった。又、精巣の抽出画分を用いた免疫沈降法にり、Haspinが1)Ser/Thr protein kinaseであること。また、2)DNA Cellulose Column ChromatographyによってDNAに結合すること。さらに、3)培養細胞で強制発現させたとき、細胞分裂がG1期で停止することが明かとなった(J. B. C.,1999)。今回、Haspin遺伝子がヒトにも存在すること、また、Haspin遺伝子のKOマウスの作成することができた。今後男性不妊症とHaspin遺伝子変異についてKOマウスの解析を交えて調べてゆきたい。Haspin(haploid germ cell-specific nuclear protein kinase)は、半数体精子細胞の細胞分裂停止に関係し、さらに、半数体精子細胞特異的遺伝子の発現に重要な役割を果たしている事が考えられる遺伝子である。今回、マウスとヒトHaspin遺伝子のゲノム構造を明らかにできた(Tanaka et al.Mol.Hum.Reprod.,2001)。ヒト、マウスでのその構造は、非常に珍しいものであり、既知のインテグリン遺伝子のイントロン内にイントロンレスで存在することが明らかとなった(Yoshimura,Tanaka et al.,2001)。また、ヒト相同遺伝子の発現や、生化学的性質がマウスと同じであることを明らかとし(Tanaka et al.Mol.Hum.Reprod.,2001)、生殖細胞分化において重要な役割を担うことが考えられた。このゲノム構造の解析から、半数体特異的発現を導く新規のプロモーター配列をトランスジェニックマウスを作成することで同定しつつある。
フォトニック結晶テラヘルツ波吸収体の研究

電波と光波の境界領域の周波数(0.1-10 THz)をもつ未開の電磁波テラヘルツ波においては,余計な電磁波を吸収し,システムを安定させるのに不可欠な電磁波吸収体が実用化されていない状況である.本研究では,波長のわずか五分の一の厚さをもつフォトニック結晶でテラヘルツ波を捕獲・吸収するという独自のコンセプトを実証するとともに,捕獲したテラヘルツ波とシリコンフォトニック結晶中の自由キャリアとの効果的な相互作用によって,最大吸収率99%以上,中心周波数の17%という広い90%動作帯域をもつ平面薄膜テラヘルツ波吸収体が実現できた.電磁波を吸収する電磁波吸収体は,無線LAN等の通信障害対策,レーダ対策,電波暗室用途,携帯電話等電子機器内のノイズ対策等において,幅広く利用されている電波利用には不可欠な電子材料である.電波と光波の境界領域の周波数にあたるテラヘルツ波は,その高周波特性を活かした超高速無線通信や物質固有の吸収スペクトルの検知・適度な透過性を利用したセンサ・イメージングなどの研究が進行しており,様々な応用へ向けてコンパクトなテラヘルツ波吸収体の実現が大いに期待されている.本研究では,研究代表者が世界に先駆けて実証してきた微細構造フォトニック結晶による発光制御法を応用し,フォトニック結晶を用いたテラヘルツ波吸収体を実現することを目的としている.本研究の目的であるフォトニック結晶テラヘルツ波吸収体の実現へ向けて,1.フォトニック結晶によるテラヘルツ波の捕獲,2.テラヘルツ波とフォトニック結晶との相互作用による吸収,というプロセスが必要である.昨年度には上記のプロセス1,2に関する原理実証に成功した.本年度は,フォトニック結晶の孔径および深さを調整することで,テラヘルツ波を捕獲可能にするモードの動作帯域を広げることを試みた.このフォトニック結晶に対して,シリコンのキャリア密度を様々に変化させた際の吸収スペクトルの系統的な解析を行い,最適なキャリア密度条件を見いだした.さらにフォトニック結晶に反射鏡を導入することで,反射鏡に由来するモードを導入が導入され,動作帯域をさらに広げることが可能になった.得られたキャリア密度に相当するシリコンウエハを準備し,設計したサンプルの試作を行った.その吸収スペクトルを評価したところ,0.3 THz帯において,最大吸収率99%, 90%吸収帯域が50 GHz(中心周波数の17%)という広帯域なテラヘルツ波吸収体を厚さ200ミクロンの薄膜構造にて,実現することに成功した.電波と光波の境界領域の周波数(0.1-10 THz)をもつ未開の電磁波テラヘルツ波においては,余計な電磁波を吸収し,システムを安定させるのに不可欠な電磁波吸収体が実用化されていない状況である.本研究では,波長のわずか五分の一の厚さをもつフォトニック結晶でテラヘルツ波を捕獲・吸収するという独自のコンセプトを実証するとともに,捕獲したテラヘルツ波とシリコンフォトニック結晶中の自由キャリアとの効果的な相互作用によって,最大吸収率99%以上,中心周波数の17%という広い90%動作帯域をもつ平面薄膜テラヘルツ波吸収体が実現できた.電磁波を吸収する電磁波吸収体は,無線LAN等の通信障害対策,レーダ対策,電波暗室用途,携帯電話等電子機器内のノイズ対策等において,幅広く利用されている電磁波の利用には不可欠な電子材料である.電波と光波の境界領域の周波数にあたるテラヘルツ波は,その発生・検出が困難であったため,極最近まで未開の電磁波であった.しかし,その高周波特性を活かした超高速無線通信や物質固有の吸収スペクトルの検知・適度な透過性を利用したセンサ・イメージングなどの研究が進行しており,様々な応用へ向けてコンパクトなテラヘルツ波吸収体の実現が大いに期待されている.本研究では,研究代表者が世界に先駆けて実証してきた微細構造フォトニック結晶による発光制御法を応用し,フォトニック結晶を用いたテラヘルツ波吸収体を実現することを目的としている.本研究の目的であるフォトニック結晶テラヘルツ波吸収体の実現へ向けて,1.フォトニック結晶によるテラヘルツ波の捕獲,2.テラヘルツ波とフォトニック結晶との相互作用による吸収,というプロセスが必要である.そこでまずは,テラヘルツ波を捕獲可能なフォトニック結晶の設計を行った.フォトニック結晶材料としては,加工の容易さ,将来の電子デバイスとの集積化および,キャリア密度により吸収係数を変化させることができるという点からシリコンを選択した.シリコンへフォトニック結晶となる周期構造が形成されたモデルに対し,有限時間差分領域法を用いて,テラヘルツ波に対するフォトニック結晶の透過・反射特性と時間応答特性を解析した結果,テラヘルツ波の捕獲の様子が確認できた.そして,実際にシリコンを加工することでサンプルを作製し,時間領域テラヘルツ分光法によって,理論と対応した実験結果が得られ,シリコン中のキャリア密度を変化させることで相互作用による吸収に起因する捕獲寿命の短縮と吸収率増大が観察できた.本年度はフォトニック結晶を用いたテラヘルツ波吸収体の実現に向けたフォトニック結晶によるテラヘルツ波の捕獲現象の検証を主な目的としていた.フォトニックバンド端効果をもつフォトニック結晶を設計の上,電磁界解析を行い,テラヘルツ波に対するフォトニック結晶の透過・反射特性と時間応答特性を解析した結果,透過・反射スペクトルでの特定周波数において共振ピークをもつ特性および,周波数特性の時間発展を視覚化できるスペクトログラムを用いる独自の手法によって,フォトニック結晶外部から到来するテラヘルツ波がフォトニック結晶内部において,たしかに捕獲される様子が確認できた.さらに,理論検討とシミュレーションだけではなく,実際にシリコン基板を加工することでサンプルを作製することもできた.

そして,テラヘルツ時間領域分光法によって,サンプルのテラヘルツ波に対する時間応答を測定し,実験的にもスペクトログラムを作成することで,理論とよく一致するテラヘルツ波捕獲の様子を確認することができた.さらには,シリコンへキャリアをドーピングすることで,フォトニック結晶内部に捕獲されたテラヘルツ波と自由キャリア吸収効果を相互作用させることが可能になった.その結果,波長のわずか五分の一程度の薄膜構造においてもテラヘルツ波の吸収効果が生じ,テラヘルツ波の捕獲寿命が短縮されるという本研究で目指す薄膜テラヘルツ波吸収体の実現に向けて重要な現象までをシミュレーション・実験共に観察することができた.以上の研究により,当初の予定を上回る成果を得ることができたため,当初の計画以上に本研究は進展しているといえる.本研究の目的であるフォトニック結晶テラヘルツ波吸収体の実現へ向けて,1.フォトニック結晶によるテラヘルツ波の捕獲,2.テラヘルツ波とフォトニック結晶との相互作用による吸収,という,プロセスが必要である.前述の研究実績の概要にも記載したように,本年度の段階で,1.に関する,基本的な理論検討,設計およびその実証を行うことができた.2.に関しても,理論解析と基礎実験を行うことができた.そこで,本年度の結果を受け,フォトニック結晶を形成するシリコンへ吸収効果を導入した場合の理論解析に関して,シリコンのキャリア密度を様々に変化させた際の,透過・反射・吸収スペクトルの系統的な解析を厳密結合波理論および時間領域差分電磁界解析法によって行い,フォトニック結晶テラヘルツ波吸収体として,最適なシリコン中のキャリア密度の条件を見いだすことを目指す.得られたキャリア密度に相当するシリコンの抵抗率を自由キャリアの振動子モデルから算出し,その抵抗値に対応するシリコンウエハを準備し,設計したサンプルの試作を行う.そして,前年度同様に作製したサンプルの透過率,反射率の測定をテラヘルツ波時間領域分光法で行うことで,フォトニック結晶テラヘルツ波吸収体の実証を行う.また,フォトニック結晶の格子点形状,孔径の大きさ,深さおよびシリコンの厚さを変化させ,一層高い吸収率および広い帯域をもつテラヘルツ波吸収体の実現を目指していく.本年度の研究費の残額は,本年度交付研究費総額のわずか0.1%であり,ほとんど誤差の範囲で当初の予定通りに執行をすることができている.わずかな額ではあるが,本年度に該当する研究費を繰り越し,次年度に消耗品等に使用することで,当初の計画以上に進展している本研究をより強力に推進することができると考えている.
ボツリヌスHAと腸管上皮細胞の相互作用の解明

ボツリヌス神経毒素は、腸管上皮バリアを通過して血中に移行することによって、ボツリヌス食中毒を発症させる。巨大タンパク質分子である本毒素がこのバリアを通過する機構は不明な点が多い。最近申請者らは、毒素に結合しているHA (Hemagglutinin)が腸管上皮細胞バリアを突破する新規機能を持つことを発見した。その1つにtranscytosisを促進する機能がある。本年度は、HAによるtranscytosis経路(細胞側)の解析を中心に行った。[HAが結合する腸管上皮アピカル側の分子の探索]前年度までの解析を含めて、HAはin situマウス結紮腸管およびin vitro培養細胞(Caco-2)で、transcytosisを引き起こすことが、コンフォーカル顕微鏡を用いたイメージング解析で明らかになってきた。今年度は、腸管上皮アピカル側膜上に存在し、HAが結合することにより、transcytosisを引き起こす分子の探索を行った。その結果、pull down法により、HAと結合するいくつかの膜タンパク質が得られた。そこで、それらについて、HA側の結合ドメインの解析を進めている。また、それらのタンパク質のノックアウトマウスを用いたHAおよびHA含有毒素複合体の腸管吸収の解析を進めている。そこで本年度は、HAによるtranscytosis経路(細胞側)の解析を行った。in vitroにおいて、HAを介したボツリヌス神経毒素複合体のtranscytosisが起こるCaco-2単層培養系などを確立し、B型HAのtranscytosis経路の詳細をイメージング解析により解析した。その結果、HAはapical側細胞膜に結合した後、一部がクラスリン依存性に初期エンドソームに取り込まれることが明らかになった。その後、かなり多くのHAがbasolateral側の細胞膜表層に検出できることも明らかにした。以上の結果は、HAがin vitroにおいても、積極的にtranscytosisすることを示しており、本系を用いることにより、transcytosisの分子機構の解明が可能になると考えられる。[各種変異型HAの作製]transcytosis活性を担うHA側のドメインの解析のため、B型HA中の細胞結合能を持つサブユニットであるHA1とHA3の各種変異体を作製した。さらに、変異を導入したサブユニットと野性型サブユニットを混合することによりHAを再構成し、ゲル濾過により再構成の効率および各サブユニットの構成比が野生型と同じであることを確認した。次年度はこれらの再構成変異HAを用いて、transcytosis assayを行う予定である。またC型HAの細胞障害活性を担うドメインを同定するため、C型HAの各種変異体も作製した。
水産無脊椎動物から抗炎症剤の探索

伊豆半島,伊豆諸島,紀伊半島,四国沿岸などで海綿74検体,腔腸22検体,外肛8検体および原索動物4検体の合計108検体を採集した。各検体を熱メタノ-ル抽出,クロロホルムと水の分配により水溶性および脂溶性画分を調製した。それぞれの画分について,ブタ膵臓由来にホスホリパ-ゼA2に対する阻害活性を常法により調べたところ,海綿36検体,腔腸6検体,外肛3検体および原索動物1検体に活性が認められた。いずれも脂溶性画分に活性が認められたものが多かった。なお海綿はIC50値がIMg/mlと強い活性を示すものもあり,抗炎症物質探索のタ-ゲットとして最適と思われた。次に,上記スクリ-ニングで浮かび上がった有望種から活性物質の分離と構造の解明を試みた。先ず,水溶性画分に著しい活性の認められた伊豆半島産海綿Discodermia sp.の凍結試料を70%エタノ-ルで抽出後,溶媒分画,ゲル沢過,HPLCなどで活性物質を精製したところ,先に海綿から抗カビ物質として単離・構造決定した環状ペプチドdiscoderminADの混合物であることがわかった。そこで各成分をHPLCで分離して,活性を調べたところ,IC_<50>0.61.9Mg/mlと強い活性を示した。なお,主成分のdiscoderinAはマウスに対して,in ViVoで抗炎症作用を示した。続いて,脂溶性画分に強い活性が認められた紀伊半島産海綿Ircinaspのエタノ-ル抽出物から,同様な手法を用いて純粋な活性物質(IC_<50>5.0×10^<ー5>M)を得ることができた。主に二次元NMRを用いて構造の解析を行ったところ,本物質は1979年に地中海産海綿から発見されたフラノセスタテルペンのPalinurinと固定した。最後に,八丈島で採集した未同定海綿から活性成分の分離・同定を試みたところ,活性成分はリン脂質の混合物であることが判明した。伊豆半島,伊豆諸島,紀伊半島および四国で,海綿,腔腸,外肛および原索動物計47種を採集し,それぞれの熱メタノ-ル抽出物から水溶性および脂溶性画分を調製した。各画分についてホスポリパ-ゼA_2阻害活性を調べたところ,海綿12種,ソフトコ-ラル2種およびコケムシ1種に活性が認められた。概して脂溶性画分に活性を示すものが多かったが,伊豆半島で採集した海綿Discodermia sp.の水溶性画分が0.3μg/mlという低濃度で活性を示したのが注目された。次に,スクリ-ニングで有望と思われた海綿2種から活性物質の単離と化学構造の解明を試みた。まず,紀伊半島産のTreinia sp.をエタノ-ルで抽出後,溶媒分画,ゲル濾過などで分画し,最終的に活性成分を逆相系カラムを用いたHPLCで精製して枠品を得た。本物質はIC505.0×10^<-5>Mでホスホリパ-ゼA_2(PLA_2)を阻害した。

主に二次元NMRスペクトルの解析により化学構造を検討した結果,既知のフラノセスタテルペンのpalinurin(1__)と同定された。一方,水溶性画分に強い活性が認められた伊豆半島産のDiscodermia sp.を70%エタノ-ルで抽出,溶媒分画,ゲル濾過および逆相液体クロマトグラフィ-で順次分画して4つの活性物質を得た。これらはIC_<50>3.57.0×10^<-7>MでPLA_2を阻害するとともに,in vivoで抗炎症作用を示した。活性物質はクロマトグラフィ-における挙動などから既知の環状ペプチド,discodermin A-D(2__5__)と同定した。前年度に引き続き,伊豆半島,八丈島,薩南諸島,および四国沿岸で海綿,腔腸,外肛および原素動物61種を採集し,常法に従って水溶性と脂溶性画分を調製した。各画分についてブタ膵臓由来のホスホリパ-ゼA_2に対する阻害活性を調べたところ,海綿24種(水溶性8種,脂溶性23種),ソフトコ-ラル4種(脂溶性のみ),コケムシ2種と群体ホヤ1種の脂溶性画分にそれぞれ活性が認められた。これまでコケムシやホヤからは,抗炎症作用をもつ化合物の報告はないので,新しい構造を有する活性物質が得られるものと期待される。なお,前年度に続き,海綿に活性種の出現頻度が高かったが,抗菌・抗カビあるいは抗腫瘍活性をもつ化合物と同様に,海綿な抗炎症剤探索のタ-ゲットとして最も適していることが改めて認識された。次に,上記スクリ-ニングで脂溶性画分に顕著な活性が認められた八丈島産の濃褐色海綿(未同定)から,活性物質の分離と同定を試みた。すなわち,凍結試料1kgをメタノ-ルで熱浸して得られた抽出液を濃縮後,エ-テルで抽出した。エ-テル層をクロロホルム-メタノ-ル素を用いるシリカゲルカラムクロマトグラフィ-で分画した。各画分を薄層クロマトグラフィ-でモニタ-しながら活性を調べたところ,リン脂質に相当する部分に活性が認められた。そこで,薄弾クロマトグラフィ-上での挙動,呈色反応などを検討するとともに,ホスファチジルコリン,ホスファチジルエタノ-ルアミンなどの代表的なリン脂質の酵素阻害活性を調べた結果,本海綿に含まれるホスホリパ-ゼA_2阻害物質はリン脂質であると結論した。
放射光と浮遊熔解法による過冷却液体およびその凝固現象の研究

本研究の目的は、放射光実験に適した静電浮遊炉を開発・製作し、高輝度放射光施設(SPring-8)において、高温/過冷却融体のX線回折測定、高分解能X線非弾性散乱測定及び高エネルギーX線非弾性散乱測定(コンプトン散乱測定)を行うことであったが、以下に記述するように、ほぼ当初の研究計画どおりの成果をあげることができた。(1)X線回折測定:SPring-8 BL04B2ビームラインにおいて、静電浮遊法と高エネルギーX線回折法を組み合わせZr, Si, Ba-Ge化合物半導体、AlPdMn準結晶の融体と過冷却融体の構造解析実験を行った。Ba-Ge混合系の融液については、このクラスレート化合物においてケージ構造の前駆体が液相中に存在することを明らかにできた。AlPdMn準結晶融体おいては、通常の液体金属で現れる第一ピークの低角側に明瞭なピークを初めて観測することに成功し、準結晶融体中に3.5Aの秩序構造が存在することを明らかした。(2)コンプトン散乱測定および高分解能X線非弾性散乱測定: SPring-8 BL08WにてSi融体のコンプトン散乱測定を行い、その電子運動量密度分布を解析することによって共有結合が存在することを初めて実験的に明らかにすることができた。BL35XUにおいては、Si融体及び1517K(過冷度170K)の過冷却Si融体の高分解能x線非弾性散乱測定を行い、Si過冷却融体の動的構造因子はSi融体のそれと明瞭に異なっていることを明らかにすることができた。静電浮遊炉を用いた高分解能X線非弾性散乱測定およびコンプトン散乱測定は世界初であり、高温過冷却融体のダイナミクスや電子構造の研究が可能であることを世界に示した先駆的な研究となった。本研究は、静電場試料浮遊法により融解した金属および半導体の試料に対して、放射光を用いたX線ブラッグ回折測定、小角散乱測定、異常小角散乱測定、非弾性散乱測定を行い、その過冷却液体の静的、動的な原子構造と凝固・結晶成長課程を解明することを目的としている。本年度における研究成果は次のとおりである。1)放射光用いた測定を効率よく行うための静電浮遊装置の設計を完了した。この設計は研究分担者(岡田、正木、渡辺匡人、栗林)が担当した。2)静電浮遊装置の設計にあたり、正木の保有する試作装置用いてオフラインで試験融解実験を行うとともに、SPring-8のビームライン04B2に持ち込んでZrの試験的な融解実験を行い、ポート配置等、設計上の最良条件を決定した。3)静電浮遊装置完成前の予備実験として、電磁浮遊法と放射光を用いた線回折法により、シリコンの過冷却状態の融液精密構造解析と過冷却からの結晶成長のその場観察をSPring-8 BL11XUビームラインにおいて,50keVの単色高エネルギーX線を用いて行った。この実験の結果,150K程度の過冷却度においてはシリコン融液の短距離構造はほとんど変化しないことが明らかになった。また,過冷却度50Kと160Kからの過冷却状態から結晶が析出する際の散乱X線の変化を約6Hzの時間分解能で観測した結果,過冷却度が大きくなると凝固開始直後に析出してくる結晶サイズが小さくなることが明らかとなった。4)A1PdMn準結晶融体の融点直上における高分解能X線非弾性散乱実験をSPring-8のBL35XUにて行い。この準結晶融体のフォノン分散が通常の金属合金と大きく異なることを明らかにした。昨年度設計を終えた静電浮遊炉を外注製作し組み上げた。

いろいろな箇所に当初は予測できなかった不具合が発生したので、その対策をとりつつも、X線回折測定をはじめとして種々の測定を行った。現在も残る不具合は高圧電極の冷却不足のみであり、これは次年度に改善工事を行う予定である。研究の進捗は概ね予定通りであった。X線回折測定についてはSPring-8 BL04B2ビームラインにおいは静電浮遊法と高エネルギーX線回折法を組み合わせZr, Si, BaGe化合物半導体の融体および過冷却融体の構造解析実験を行った。Zrについては過冷却融体に対しても非常に精度のよいデータを取得できており、計算機シミュレーションを併用して詳細な解析をすすめている。Ba-Ge合金はいわゆるクラスレート構造を形成するが、得られたデータに基づき、逆モンテカルロ法によるシミュレーションを併用したBa-Geの液体状態の構造解析を行い,液相においてもGeケージがBa原子を取り囲む短距離構造を形成していることを明らかにした。Zr基のZr-Cu-Al系合金については、静電浮遊炉を用いて、三元共晶、亜共晶組成および過共晶組成の液体の体積変化および液体粘性を調べた。その結果、三元共晶組成は、ガラス転移温度での体積変化の温度依存性が大きく増加していることが明らかになった。これは、三元共晶組成の液体構造の自由体積が凍結しやすいことを意味しており、実際に、この組成は構造緩和(ガラス転移点以下で熱処理することにより不可逆な自由体積が奪われた状態)に伴う体積変化が最も大きかった。電磁浮遊炉を用いた実験ではあるが、SPring-8 BL11XUにおいて,単色X線回折と5.7Hzの時間分解能を持つ2次元X線CCDを組み合わせることにより,Siデンドライト断片化のダイナミクスの理解を目的とし実験を行い、過冷凝固中において成長したデンドライトがキャピラリー効果により自発的に断片化する現象の観測に成功した。本研究の目的は静電浮遊炉を高輝度放射光(SPring-8)に設置し、高温融体・過冷却融体の構造と物性に関する研究を行うことである。昨年度までにX線回折用の静電浮遊炉が完成し、本年度はシリコンを初めとする高温融体のX線回折測定に成功した。本年度は、新たに高分解能コンプトン散乱測定用の静電浮遊炉及び高分解能X線非弾性散乱測定用を作製し、種々のそれぞれシリコン融体について高分解能コンプトン散乱および高分解能X線非弾性散乱の測定を行った。また、昨年度に引き続き、Al-Pd-Mn準結晶融体をはじめとする種々の融体の研究をおこなった。本年度の研究の中心はシリコン(Si)に関するものである。シリコンの固体はダイヤモンド構造を持つ配位数4の典型的な半導体であるが、Si融体は配位数5.56の金属である。通常、液体金属の配位数は11であることが知られているが、これに比べるとSi融体の配位数が極端に小さい。このため、Si融体は構造と電子物性の関係がアンバランスな、非常に特異な液体金属であると認識されてきた。Si融体のコンプトン散乱測定により、電子運動量密度分布が詳細に観測され、Si融体中に共有結合が存在することが判明した。無論、高温の液体金属中に固体のような長寿命の共有結合が存在することはなく、それらは極めて短寿命で頻繁に生成消滅を繰り返していると考えられる。最近の第一原理計算によれば、Si融体中に数十フェムト秒の短い寿命を持つ共有結合が存在するという予測があるが、我々の結果はこれを裏付けるものである。Si融体は融点下300Kまで過冷することが知られている。
供給責任の地域分散化に基づく分散電源群のマネージメント技術の開発

1.需要家の分散電源群と配電系統の間にエネルギーマネージメントセンター(EMC)の導入を想定し,EMC内部の電力貯蔵装置や電力変換装置を用いて,平常時における分散電源出力の平滑化,系統電圧制御および系統事故時の独立運転制御のための手法を開発した。2.情報通信ネットワークを用いた直接および間接制御によりEMCや需要家を系統運用に参加させるマネージメント技術について検討した。その結果,負荷変動の一部をEMCに補償させることで系統電源側の負荷周波数制御の負担軽減が可能であること,EMCが電力のリアルタイム料金制を採用することで系統側負荷率の向上が可能であることを明らかにした。3.分散電源群を適切に統合制御することで系統全体の電力供給や予備力供給に貢献させる枠組みについて検討を行い,EMCや地域が相互に電力融通を行うことによる設備容量の削減や系統電源の負担軽減等を定量的に評価した。また,需要家のニーズに応じて信頼度を需要家近傍で適切に管理することの経済的メリットが確認された。4.適切な信頼度の維持や瞬低などに対する電力品質の確保,コストの削減といった需要家のニーズを考慮したきめ細かいマネージメントを実現するための手法を開発し,分散電源や貯蔵装置の導入等に関する適切なコンサルティングの可能性を示した。5.地域間および地域と上位系統間の電力融通が市場を通した売買により自律的に行われることを想定して,必要なルールについても検討を行い,市場シミュレーションのためのモデルを開発した。また,電力自由化にともない予備力の確保が重要な課題と考えられるが,そのためのモデルを作成し,経済性の比較を行った。6.配電系統の供給信頼度評価に関して,EMCに個別に供給責任を与えた場合と複数のEMCを統括する地域系統運用者に担わせた場合について比較検討を行い,EMCに供給責任を与えた場合の方が社会コストの観点から有利であることを確認した。本研究では,コミュティレベルの地域内の分散電源群を統括的に管理する電気事業体を考え,その事業体に地域内需要への電力供給の責任を分担させる枠組みを検討することを目的としている.今年度は,以下の項目について新たな知見を得ることができた.1.エネルギーマネージメントセンター(EMC)内部の制御系の検討:需要家の分散電源と配電系統との間にEMCを導入することを考え,EMC内部の電力貯蔵装置,インバータを用いて,平常時の分散電源出力の平滑化,系統電圧制御,および系統事故時の自立運転制御のための手法を開発した.2.各EMCのマネージメント技術の開発:需要家,EMC,電力システムを結ぶ情報通信ネットワークを用いた間接的及び直接的制御によって,EMCや需要家を系統運用に貢献させるようマネージメントする研究を行った.間接的制御については,EMCがリアルタイム料金を需要家に提示することで,EMCの利益を保証しながら負荷率を向上させ得ることが明らかとなった.直接的制御については,システム全体の負荷変動の一部をEMCに保障させることで,系統電源の周波数制御の負担を軽減させ得ることが明らかとなった.3.各地域のマネージメント技術の開発:分散電源群と系統電源との共存形態として複数のモデルを想定し,分散電源群を適切に統合制御することで,系統全体のエネルギーや予備力供給に貢献させる枠組みについて検討を行った.特に,EMCや地域が相互に電力融通を行えるモデルにおいて,設備容量の削減や,系統電源の負担の軽減が可能であることを示した.また,需要曲線の特徴によっては,系統で一様の高信頼度を確保するのではなく,需要家近傍で適切に信頼度を管理するモデルが,より経済的であるとの知見を得た.さらに,コスト低下に伴い分散電源が導入され易い環境においては,従来の大規模電源の一部を分散電源に置き換えても,経済性は保てることが確認できた.