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英語の話し言葉におけるreference termsの社会言語学的考察-特にLN,FN-LN使用を中心として

本研究の目的は,英語の話し言葉で第三者を言及する際に用いられる形式(reference forms,以下RF)の使用実態を,特にLN(last name alone),FN-LN(first name-last name)使用に焦点を当てて調査し,それらの形式選択がどのような社会的,心理的要因によって行われるかを明らかにすることにあった.方法としては,先行研究を検討し,広範囲にわたって話し言葉におけるRFを抽出,分析するとともに,英語話者に対する対面聴き取り調査を行った.現時点で明らかになったのは次の点である.1.一般に有名人に対する言及においては,書き言葉同様,言及される人(referent,以下R)の性別を問わず,最初の言及でFN-LN,2度目以降の言及でLNを用いるという形式が確立しつつある.ことにRが政治家等公人,学者,スポーツ選手の場合にその傾向が強い.Rが芸能人,時の人(事件などで有名になった一般の人)の場合も,この形式が標準となりつつあるが,2度目以降の言及において男はLNで,女はFN-LN(稀にTitle+LN)で言及する場合も依然として多い.2.一般の人に対する言及においては,話し手が人を非個人的な調子で事務的に言及する状況では,Rが芸能人,時の人である場合と同様の傾向が見られるが,2度目以降の言及で,女のRに対するTitle+LNがそれほど稀ではない点が特徴として挙げられる.以上2点をまとめると,有名人及び非個人的な調子で一般人に対して用いられるRFにおいては,Rの性を問わず,LNが主要な形式となりつつあると言えよう.女のRに対してはFN-LNが用いられることが依然として多いが,漸次LNに移行するものと予想される.LNが独立・成熟性を暗示するいわば強者のRFであることを考えれば,女の社会進出に伴うこの移行は十分首肯できるように思われる.本研究の目的は,英語の話し言葉で第三者を言及する際に用いられる形式(reference forms,以下RF)の使用実態を,特にLN(last name alone),FN-LN(first name-last name)使用に焦点を当てて調査し,それらの形式選択がどのような社会的,心理的要因によって行われるかを明らかにすることにあった.方法としては,先行研究を検討し,広範囲にわたって話し言葉におけるRFを抽出,分析するとともに,英語話者に対する対面聴き取り調査を行った.現時点で明らかになったのは次の点である.1.一般に有名人に対する言及においては,書き言葉同様,言及される人(referent,以下R)の性別を問わず,最初の言及でFN-LN,2度目以降の言及でLNを用いるという形式が確立しつつある.ことにRが政治家等公人,学者,スポーツ選手の場合にその傾向が強い.Rが芸能人,時の人(事件などで有名になった一般の人)の場合も,この形式が標準となりつつあるが,2度目以降の言及において男はLNで,女はFN-LN(稀にTitle+LN)で言及する場合も依然として多い.2.一般の人に対する言及においては,話し手が人を非個人的な調子で事務的に言及する状況では,Rが芸能人,時の人である場合と同様の傾向が見られるが,2度目以降の言及で,女のRに対するTitle+LNがそれほど稀ではない点が特徴として挙げられる.以上2点をまとめると,有名人及び非個人的な調子で一般人に対して用いられるRFにおいては,Rの性を問わず,LNが主要な形式となりつつあると言えよう.女のRに対してはFN-LNが用いられることが依然として多いが,漸次LNに移行するものと予想される.LNが独立・成熟性を暗示するいわば強者のRFであることを考えれば,女の社会進出に伴うこの移行は十分首肯できるように思われる.
法医解剖からの摘出組織の目的外使用に関する意識調査

法医解剖において死因解明や診断の精度を向上させ,死亡者の生前の病態を解明するためには,法医解剖時に採取,保存している臓器,組織などを研究に使用することは不可欠である.又,大学で法医解剖を行っている意義のひとつは法医解剖の症例を医学教育に使用することにある.摘出臓器,組織などの教育,研究への使用に関して,大学や学会等で倫理的,社会的対応について検討されているが,この問題に関する遺族の意識調査はこれまで行われていない.そこで今回,東京慈恵会医科大学法医学教室で法医解剖された死亡者の遺族に対し,摘出臓器,組織の保存,教育,研究への使用,承諾の取得方法等について,郵送による無記名アンケート調査を行った.本研究の科学性,調査内容,協力者のプライバシー保護などに関しては,倫理委員会の承認を得た.最近5年間に本学法医学教室で法医解剖された死亡者の遺族のうち,解剖承諾書に記名している配偶者や死亡者の3親等以内の遺族を対象とした.アンケート用紙を120家族に郵送したところ40枚が回収された.この40枚の回答者の年齢は20歳代から70歳代まで分布し,女性が60%近くを占めていた.死亡者との関係は父母,子,配偶者の順であった.検査のために解剖で組織等が採取される事は回答者の60%が知っていたが,検査後保存される事は65%が知らず,45%が家族の承諾のもとに保存すべきと回答した.臓器・組織の教育・研究への利用については60%前後が家族の承諾のもとに行うとし,研究目的での組織の採取は75%が家族への説明と承諾が必要と回答した.承諾の方法は直接面談する場合と文書による場合とが35%,30%,解剖承諾書に記載するが18%であった.症例報告に関しては面談,文書など何らかの形で家族の承諾を得るが55%,現行のままが40%であった.更にアンケート調査を続けて回答者数を増やし報告したい.法医解剖において死因解明や診断の精度を向上させ,死亡者の生前の病態を解明するためには,法医解剖時に採取,保存している臓器,組織などを研究に使用することは不可欠である.又,大学で法医解剖を行っている意義のひとつは法医解剖の症例を医学教育に使用することにある.このような摘出臓器,組織などの教育,研究への使用に関して,最近,大学や学会等で倫理的,社会的問題をクリアすべく検討されている.しかしながら,この問題に関する遺族の意識調査はこれまで行われていない.そこで,死亡者の遺族を対象に,臓器の保存,教育,研究への使用,承諾の取得方法などに関する意識調査を行い,その結果を倫理規範作成に反映させる必要がある.今回の目的は,東京慈恵会医科大学法医学教室で法医解剖された死亡者の遺族に対し,摘出臓器,組織の保存,教育,研究への使用,承諾の取得方法等について,郵送による無記名アンケート調査を行い,今後の倫理規定作成の参考とすることにある.そこで,アンケート調査用紙を作成し,その目的,調査内容,協力者のプライバシー保護などに関して,本大学倫理委員会の承認を得た.その上で,対象者を平成10年1月1日13年12月31日の間に本学法医学教室で法医解剖された死亡者の遺族のうち解剖承諾書に記名している配偶者や死亡者の3親等以内の遺族と定めた.尚,家族内の犯罪例,あるいはその疑いのある場合や状況によってアンケートへの協力が得られないと判断された場合は除外した.このような基準で対象者を選別し,アンケート用紙を郵送し回答を待っている.法医解剖において死因解明や診断の精度を向上させ,死亡者の生前の病態を解明するためには,法医解剖時に採取,保存している臓器,組織などを研究に使用することは不可欠である.又,大学で法医解剖を行っている意義のひとつは法医解剖の症例を医学教育に使用することにある.摘出臓器,組織などの教育,研究への使用に関して,大学や学会等で倫理的,社会的対応について検討されているが,この問題に関する遺族の意識調査はこれまで行われていない.そこで今回,東京慈恵会医科大学法医学教室で法医解剖された死亡者の遺族に対し,摘出臓器,組織の保存,教育,研究への使用,承諾の取得方法等について,郵送による無記名アンケート調査を行った.本研究の科学性,調査内容,協力者のプライバシー保護などに関しては,倫理委員会の承認を得た.最近5年間に本学法医学教室で法医解剖された死亡者の遺族のうち,解剖承諾書に記名している配偶者や死亡者の3親等以内の遺族を対象とした.アンケート用紙を120家族に郵送したところ40枚が回収された.この40枚の回答者の年齢は20歳代から70歳代まで分布し,女性が60%近くを占めていた.死亡者との関係は父母,子,配偶者の順であった.検査のために解剖で組織等が採取される事は回答者の60%が知っていたが,検査後保存される事は65%が知らず,45%が家族の承諾のもとに保存すべきと回答した.臓器・組織の教育・研究への利用については60%前後が家族の承諾のもとに行うとし,研究目的での組織の採取は75%が家族への説明と承諾が必要と回答した.承諾の方法は直接面談する場合と文書による場合とが35%,30%,解剖承諾書に記載するが18%であった.症例報告に関しては面談,文書など何らかの形で家族の承諾を得るが55%,現行のままが40%であった.
河口域英語(Estuary English)の英語学・社会言語学的研究

本研究の目的は、英語の変種のひとつであるイギリス英語の現在の姿を英語学・社会言語学あるいはコーパス言語学の視座から考察することにより、イギリス英語の現在の在り様の特徴を明らかにすることである。とくに英国のイングランド地方で最近、イギリス標準英語(Received Pronunciation)に取って替わるべく浸透してきた河口域英語(Estuary English、以下EEと略す)に焦点を当て、イギリス英語の実態を明らかにすることであった。EEは近い将来RPに完全に取って替わる可能性がある。完全に取って替わらないまでも、標準語としてのRPの位置に大きな影響を与えていることは確かであり、このことは既に起こり始めている。では、どうしてEEがこのように広がるのであろうか。3年間に渡る本研究では、英国に出かけての調査、あるいは文献による精査の結果、Kent, Surrey, Sussex, Hampshire, EssexなどLondonを取り囲む、いわゆるHome Countiesに住む若者達が、地域の訛りではなく、あえてこのEEを話す傾向にあるのは、EEには彼らの住む町にはない都会(London)的な響きがあり、これを話すことによって、両者の間には空間的な隔たりはあるものの、自分達が同世代の都会に住む若者と共通の文化を分かち合っていること('street cred')を示したいという意識の表れではないかという結論に達した。つまり、現在の英国における英語のありのままの姿を英国の社会構造の変化との関係で明らかにした。また、EEはRPとCockneyの間に位置しそれらの変種を結ぶ媒介のような役割を果たしていることも分かった。これらの成果は国の内外で口頭発表あるいは公刊し、一定の評価を得た。今回の研究の結果は、近い時期にまとめて単行本として刊行予定である。本研究の目的は、英語の変種のひとつであるイギリス英語の現在の姿を英語学・社会言語学あるいはコーパス言語学の視座から考察することにより、イギリス英語の現在の有り様の特徴を明らかにすることである。とくに英国のイングランド地方で最近、イギリス標準英語(Received Pronunciation)に取って代わるべく浸透してきた河口域英語(Estuary English、以下EEと略す)に焦点を当て、イギリス英語を明らかにする。つまり、現在の英国における英語のありのままの姿をその社会構造の変化との関係で明らかにする。今年度予定していた研究計画に従い、これをほぼ予定通り遂行し、以下のような実績を上げた。2.研究の成果の一部をEdinburgh大学国際英語学会(Edinburgh大学,2005年6月23-26日)にて発表した3.EEの実態調査のため平成17年8月18日より9月12日まで英国へ出張。英国内で方言調査を実施。同時にLondon大学University College Londonにて、海外共同研究者のJenkins, Rosta, Gisborneの各氏とworkshopを開催。英国滞在中に、LAGB(英国言語学会)2005年度年度次大会にも参加し、(予備)研究の成果の一部を口頭発表した4.研究成果の一部を、当初予定の口頭発表ではなく、代表者が編集した編著書『変容する英語』(平成17年7月刊行)の中の第5章で公表した5.EEの拡散を説明しうる社会言語学理論、英語の変種、社会言語学についての公刊・未公刊の基本的文献を国内・英国で精力的に収集した本研究の目的は、英語の変種のひとつであるイギリス英語の現在の姿を英語学・社会言語学あるいはコーパス言語学の視座から考察することにより、イギリス英語の現在の有り様の特徴を明らかにすることである。

1.EEの実態調査のため平成18年9月5日より9月20日まで英国へ出張。英国内で方言調査を実施。同時にLondon大学University College Londonにて、海外共同研究者のJenkins, Rosta, Gisborneの各氏と共同でworkshopを開催した。2.研究成果の一部を、当初予定の口頭発表ではなく、研究代表者の共著書『新英語学概論』(平成19年1月刊行)の中の第1部2章4節および第2部4章で公表した。3.研究の成果の一部、とくにEEの現在の姿についての論考を小西友七編『現代英語語法辞典』(平成18年4月刊行)の中で発表した。4.EEの拡散を説明しうる社会言語学理論、英語の変種、社会言語学についての公刊・未公刊の基本的文献を国内・英国で精力的に収集した。7.研究成果報告書の草稿の執筆を開始した。本研究の目的は、英語の変種のひとつであるイギリス英語の現在の姿を英語学・社会言語学あるいはコーパス言語学の視座から考察することにより、イギリス英語の現在の有り様の特徴を明らかにすることである。とくに英国のイングランド地方で最近、イギリス標準英語(Received Pronunciation)に取って代わるべく浸透してきた河口域英語(Estuary English、以下EEと略す)に焦点を当て、イギリス英語を明らかにする。つまり、現在の英国における英語のありのままの姿をその社会構造の変化との関係で明らかにする。今年度予定していた研究計画に従い、これをほぼ予定通り遂行し、以下のような実績を上げた。1. EEの実態調査のため平成19年9月5日より9月26日まで英国へ出張し、英国内で方言調査を実施した。同時にLondon大学University College Londonにて、海外共同研究者のProf.Jenkins,Gisborne,Rostaおよび恩師のProf.R.A.Hudsonの各氏と過去2年間の研究を総括するためのworkshopを開催した。これらの活動の成果は、国外、国内での口頭発表のための論文の作成、研究成果報告書をまとめるのに大いに役立った。英国滞在中、Polandへ足を伸ばしPoznanの学会で研究の一部を発表したが、発表内容について的を得た質問を受け、結い意義な議論を聴衆と行うことができた。4.研究成果報告書を執筆し脱稿した。
ナノ－メゾスケールの界面水の動態から観る高分子材料の生体適合性

固液界面のナノ・メゾスケール領域の水の構造を評価するために、近赤外領域における温度可変全反射分光装置を構築し、界面100から900 nm領域の分光測定を可能にした。水の全反射近赤外スペクトルは、およそ300 nm以下の領域で水の密度の上昇を示唆する変化を示した。また、同領域のスペクトル成分分析から、バルク水と比較して、界面では4つの水素結合を有した水分子が相対的に多く存在し、それと同時に、単分子(水素結合をしていない水分子)も多く存在していることが明らかとなった。さらに温度摂動に対しては、バルク水と比較して、水素結合構造が破壊されにくいことも判明した。本研究では,高分子ー水界面における水の動態を,ナノ・メゾスケール領域(数百ナノメートル領域)をターゲットに明らかにし,材料の生体適合性と表界面水の動態との相関を明らかにすることを目的とする。本研究は,1990年代のナノテクノロジーによる材料開発を通して2000年代のナノ・メゾスケールの構造制御の優位性が見出されたと同様に,固ー液メゾスケール界面における媒質の分子像を明らかにすることで,界面現象の新たな知見を得ようとする研究の第一歩と位置づけられる。固体表界面の100 nm領域の水の振動スペクトルを測定可能な内部全反射近赤外分光システムの構築を試みた。入射角45ー65度(5度刻み)のシリコン製内部全反射結晶を自作し,シラノール表界面の水の近赤外スペクトルを取得可能にした。入射角度が大きくなる,すなわち,表界面からの測定領域が小さくなるに伴い,水由来の吸収シグナルが相対的に強くなり,表界面で水が濃縮あるいはバルク中とは異なる水素結合ネットワーク構造を有していることが示唆された。水分子は最大で4つの水素結合を形成することができるが,近赤外領域の水の吸収スペクトルを解析することで,その存在比を得ることができる。近赤外領域の水の内部全反射吸収スペクトルをガウシアンデコンボリューションにより成分分離を行ったところ,3つの水素結合を有する水分子の存在割合が界面近傍で大きくなることが分かった。これまでのシラノール表界面水に関する研究では,氷様水,すなわち4つの水素結合をした水が構築さていると報告されているが,本研究での結果と一致しない。今後の検討課題である。本研究は,近赤外領域での全反射分光法を「水」に適用しようとする試みである。近赤外領域の水の吸収係数は,基本振動(中赤外領域)の1000分の1以下である。透過法においては,この低い吸光係数が水溶液系の測定において有利に働くが,全反射吸収法においては不利に働く。本年度は,研究実績の概要でも述べたように,全反射近赤外分光法により,界面水の近赤外吸収スペクトルを,解析可能な信号雑音比で得ることを可能にしており,目標とする表界面ナノ・メゾスケール領域の水の構造解析をできることを示した。本研究において全反射吸収近赤外分光法の構築は,基盤技術の確立で有り,本研究の進捗状況はおおむね順調といえる。本研究では,高分子ー水表界面のナノ・メゾスケール領域(数百ナノメートル領域)をターゲットに,表界面水の動態と材料の生体適合性との相関を明らかにすることを目的とする。昨年度までに構築した全反射近赤外分光測定装置を用いて,親水固体表界面(シラノール表界面)の水の温度依存近赤外スペクトルを得た。具体的には,278 Kから323 Kの範囲で5 K毎に,また,入射角45度から65度まで5度毎にスペクトルを得た。298 Kの角度依存スペクトルから,親水表界面には,3つの水素結合を形成した水分子の割合が最も高いことを昨年度までに明らかにしたが,298 Kより高い温度および低い温度においても,同様の傾向が見られた。一方,入射角度が小さくなる,すなわち界面からの分光厚みが大きくなるにしたがい,その割合は減少した。逆に分光厚みが小さい場合には,3つの水素結合をした水分子の割合が相対的に増加した。これらの結果は,親水表界面における水は,固体表面の親水性基により固定化され,バルク水に比べて,熱運動に制限があることを示唆している。上記の親水固体表界面の水の動態と生体適合性(タンパク質の接着性)を明らかにするために,タンパク質非接着性表面を構築した。具体的には,部分的にメチルホスホン酸化した分岐構造を有するポリエチレンイミンがシラノール表面に固着し,この固着膜が高い抗タンパク質接着性を示すことを明らかにした。この固着膜表界面上の水の構造評価は,今後の検討課題である。本年度は,温度可変全反射近赤外分光測定を可能にし,温度摂動による固体表界面の水の動態を明確にすることが可能になった。また,高いタンパク質接着性を示すシラノール表面を,簡便な手法によりタンパク質非接着表面へと変換することも可能にした。本研究課題の目的である,生体適合性と固体表界面水の動態の相関を検討する上での基盤技術を確立したといえ,本研究の進捗状況はおおむね順調といえる。固体表界面のメゾスケール領域(100ー200ナノメートル)の水構造を明らかにするために,これまでに用いられることのなかった近赤外光(波長1.6ー2.5マイクロメートル)を用いた内部全反射法を適用した近赤外内部全反射分光装置を確立し,シラノール表面の水構造を評価した。

当該分光法の開発により,全反射素子にシリコンを用いることで,固液(水)界面500ナノメートル以下を,段階的に100ナノメートルまで分別的測定を可能にした。室温における波数7000付近のOH対称伸縮振動+OH逆対称伸縮振動(結合音1)と波数5000付近のHOH変角振動+OH逆対称伸縮振動(結合音2)の相対強度の比較し,シラノール表面から300ナノメートル以下の領域で水の密度が上昇している,または,水の吸光係数を上昇させる水構造の変化が確認された。この現象は,重水を用いた評価からも確認された。結合音1のスペクトル成分分析(Gaussianデコンボリューション)から,シラノール表界面の水は,水構造の混合モデルに基づく解釈によれば,界面領域300ナノメートル以下で,バルク水と比較して,単量体および5量体の水分子が多く存在し,2および3量体の水が減少していることが明らかになった。現在,これらの結果が,先述した密度上昇あるいは特異な水構造の存在の何れを説明しうるのかを検討中である。さらに,同分光装置により,278 Kから318 Kの温度範囲で,表界面の水構造の温度変化について評価した。バルク水の場合,温度上昇に伴い,単量体および2量体の水分子が相対的に増加し,3,4および5量体の水が減少するのに対して,シラノール表界面150ナノメートルの水は,単量体および2量体の相対量は変化せず,2および4量体が減少,3量体の水のみが増加した。この結果は,固体表面のシラノール基と強く相互作用した水分子の存在によるものと考えられる。固液界面のナノ・メゾスケール領域の水の構造を評価するために、近赤外領域における温度可変全反射分光装置を構築し、界面100から900 nm領域の分光測定を可能にした。水の全反射近赤外スペクトルは、およそ300 nm以下の領域で水の密度の上昇を示唆する変化を示した。また、同領域のスペクトル成分分析から、バルク水と比較して、界面では4つの水素結合を有した水分子が相対的に多く存在し、それと同時に、単分子(水素結合をしていない水分子)も多く存在していることが明らかとなった。さらに温度摂動に対しては、バルク水と比較して、水素結合構造が破壊されにくいことも判明した。本年度までに,内部全反射吸収法による近赤外領域での水のスペクトル測定法を確立した。これまでの検討は,室温(298 K)のみの評価であったが,次年度は,温度摂動による水分子の水素結合形態の変化を明らかにする。バルク水中においては,温度の上昇に伴い,相対的に水素結合数が減少することが知られているが,温度摂動に伴うシラノール表界面における水の水素結合形態の変化については明確ではない。また,水素結合を形成するメタノール,エタノール,さらにプロパノールについても同様に評価する。これらのアルコール類に関する中赤外全反射分光法による先行研究によれば,固体表面のシラノール基を起点にマクロクラスターを形成するとされる。これらの系は,シクロヘキサン中に僅かに存在するアルコール類が水素結合サイトを有する固体表面(シラノール表面)に集積されると報告しているが,アルコール類のみの系については明らかにされていない。上述のシラノール表面に加え,タンパク質および繊維芽細胞の吸着および付着を抑制する表面についても,同様に内部全反射近赤外分光法により,表界面の水の構造評価を行う。これまでの検討から,アニオン性およびカチオン性モノマーからなるランダム共重合体は,その水溶液をシラノール表面に接触させるだけで,1 nm程度の固着膜を形成し,タンパク質の吸着を強く抑制することが判っている。
ビブリオ菌べん毛モーターにおける固定子のトルク産生に関する解析

細菌はスクリューとしてはたらくべん毛繊維を回転させて泳ぐことができる。べん毛の根本にあるべん毛モーターは,高性能の回転型分子モーターである。イオンチャネルでもある固定子は回転子の周りを取り囲み,その中を共役イオンが透過することによって生じる構造変化が回転子を回転させると考えられている。ビブリオ菌のべん毛モーターはNa^+が共役イオンである点でユニークである。固定子の作用を素過程に分け,特に本年度は「回転子との相互作用」に着目して解析を行った。固定子を構成するPomA/PomBのうち,PomA蛋白質が回転子と相互作用すると考えられている.しかし,H^+共役型モーターで示されている実験をビブリオ菌で行っても,PomAと回転子蛋白質との相互作用は曖昧なままである。ここでは,今まで注目されてこなかったPomAのC末端領域に着目して変異体を作製し解析した。はじめに,Na^+共役型のPomA相同体で保存されており,かつH^+共役型の相同体で保存されていない荷電アミノ酸残基を検索した。8つの荷電アミノ酸残基を見いだし,その荷電を逆転させるような変異を導入し機能を解析した。そのうち3つの変異体が機能を失っており,そのうちの1つが別の固定子蛋白質PomBとの相互作用が著しく弱くなっていた。残り2つの変異体は,野生型に比べPomBやPomA自身との相互作用に顕著な差異を持っていなかった。これらの変異体が回転子との相互作用に欠陥を持っている可能性があり,今後の解析が必要である。PomAのC末端領域が重要な役割を持っていることが明らかとなり,この領域と回転子蛋白質との相互作用を調べるための,サプレッサー変異の解析や回転子蛋白質とめ相互作用解析への基礎を整備することができた。細菌のべん毛モーターは、膜を介したイオンの電気化学ポテンシャル差をエネルギー源とし、H^+(大腸菌やサルモネラ菌のべん毛)またはNa^+(ビブリオ菌の極べん毛や好アルカリ性枯草菌のべん毛)の流入を回転運動に変換する分子機械である。べん毛モーターの回転子-固定子間の相互作用を理解することが回転機構の解明に繋がると期待できる。べん毛モーターの回転機構の解析には、回転をNa^+濃度や阻害剤で制御できるNa^+共役型が有用である。以前、大腸菌のH^+モーターで、回転子と固定子の荷電残基が重要であることが提唱されていた。ところが最近、ビブリオ菌のNa^+を用いて、その作動モデルと矛盾する結果を得た。回転子と固定子の荷電残基の重要性はバクテリアべん毛モーターに普遍的なのであろうか?最近、ビブリオ菌の因子を大腸菌に導入することで、大腸菌のべん毛モーターをNa^+共役型に変換することに成功したので、本研究では、大腸菌で機能するNa^+共役型モーターを用いて荷電残基の重要性を評価した。固定子蛋白質PomAの細胞質領域や回転子蛋白質FliGに存在する保存された荷電残基について、電荷を中性化あるいは反転させるような変異を導入したところ、反転させたものの中に大腸菌のNa^+共役型モーターにおいて機能を失う変異体をいくつか見いだした。機能を保持していた中性化PomAと中性化FliGを組み合わせたところ、機能を失うような組み合わせがあり、負の相乗効果がみられた。また、機能を失ったPomA変異体のいくつかは、回転子蛋白質FliGの変異体によって、弱いながらも機能を回復させるものがあった。大腸菌のNa^+共役型モーターを用いた荷電残基の解析から、荷電アミノ酸残基の重要性ならびにPomA-FliG間の相互作用を再認識することができた。これから、これらの荷電アミノ酸残基がどのように回転に関わっているのかを解析していく必要がある。細菌のべん毛モーターは、膜を介したイオンの電気化学ポテンシャル差をエネルギー源とし、特定のイオンの流入を回転運動に変換する分子機械である。これまでに、べん毛モーターの回転を試験管内で再構成した研究成果は報告されていない。その理由には、べん毛モーターの単離・精製過程に回転子と固定子が解離してしまう事などが挙げられる。よって、回転子と固定子を人為的に結合することによって、回転子と固定子の解離を抑えることができると考えた。本研究では、物理的に回転子と固定子を結合するための方法を確立するために、べん毛モーターの軸受け構造に着目し、軸受け蛋白質の機能解析を行った。この軸受け構造は回転子構造と共に精製されるので、固定子を結合させるには適切な因子であると考えられる。大腸菌のべん毛モーターの軸受け因子、Pリングを構成するFlgIは、分子内ジスルフィド結合を形成する。このジスルフィド結合はリング集合に必須であると提唱されていた。本研究では、FlgIのCys残基をAla残基に置換したCys欠失FlgIがリング形成能を保持していることを見い出した。一過的発現誘導実験から、このCys欠失FlgIは野生型FlgIに比べ分解されやすくなっていることを確認した。

つまりFlgIで形成されるジスルフィド結合はリング集合ではなく、FlgIの安定性に関与すると考えられる。軸受け蛋白質と固定子蛋白質に部位指定的にCys残基を導入することによって、軸受けと固定子を結合させることを計画しているが、この計画に向けた基礎データを得ることができた。細菌はスクリューとしてはたらくべん毛繊維を回転させて泳ぐことができる。べん毛の根本にあるべん毛モーターは,高性能の回転型分子モーターである。イオンチャネルでもある固定子は回転子の周りを取り囲み,その中を共役イオンが透過することによって生じる構造変化が回転子を回転させると考えられている。ビブリオ菌のべん毛モーターはNa^+が共役イオンである点でユニークである。固定子の作用を素過程に分け,特に本年度は「回転子との相互作用」に着目して解析を行った。固定子を構成するPomA/PomBのうち,PomA蛋白質が回転子と相互作用すると考えられている.しかし,H^+共役型モーターで示されている実験をビブリオ菌で行っても,PomAと回転子蛋白質との相互作用は曖昧なままである。ここでは,今まで注目されてこなかったPomAのC末端領域に着目して変異体を作製し解析した。はじめに,Na^+共役型のPomA相同体で保存されており,かつH^+共役型の相同体で保存されていない荷電アミノ酸残基を検索した。8つの荷電アミノ酸残基を見いだし,その荷電を逆転させるような変異を導入し機能を解析した。そのうち3つの変異体が機能を失っており,そのうちの1つが別の固定子蛋白質PomBとの相互作用が著しく弱くなっていた。残り2つの変異体は,野生型に比べPomBやPomA自身との相互作用に顕著な差異を持っていなかった。これらの変異体が回転子との相互作用に欠陥を持っている可能性があり,今後の解析が必要である。PomAのC末端領域が重要な役割を持っていることが明らかとなり,この領域と回転子蛋白質との相互作用を調べるための,サプレッサー変異の解析や回転子蛋白質とめ相互作用解析への基礎を整備することができた。
栄養繁殖性植物における新規バドナウイルスの探索と迅速診断法の確立

インドネシアでBanana streak disease(BSD)様症状を示す2株の食用バナナについて全長DNAを増幅するlong-PCR法とnested-PCR法を行った。さらに,両ウイルスから得たDNA断片をプローブとし,サザンハイブリダイゼーションを行った結果,両株には,BSMyVが感染していることが明らかになった。同国の食用バナナIBo01株は,抗BSV抗体に強い陽性反応を示し、Badnavirus属共通プライマーによるPCR法で得た1クローンの挿入配列をプローブとしたサザンハイブリダイゼーションで,Badnavirus属ウイルスDNAを検出することが可能であった。この挿入配列(約600bp)はBSV-Im系統と高い相同性(約99%)を示した。日本とインドネシアのパイナップルからもBadnavirus属ウイルスが検出されたほか、日本では熱帯産永年性植物を中心にポトス、アメリカキミガヨラン、ハルウコン、ヒメモンステラ、カランコエ、コーヒーノキなどで検出を行いBadnavirus属共通プライマーによるPCR法で陽性反応を得た。とくに沖縄県で栽培されている各種パイナップルについては、栄養繁殖株および実生株について検出を行なったところ、実生株でもBadnavirus属ウイルスDNAが検出されたのに対して、Pineapple mealy-bug wilt associated virusと考えられるClosterovirus属ウイルスは検出できなかったため、異なる伝播様式であると考えられた。一方、パイナップルに近縁のグズマニアは複数検体でBadnavirus属ウイルスの感染は認められなかった。また、アジア各国のバナナについて検討したところ、日本産品種シマ(AAB/ABB?)とイトバショウ(M.balbisiana var.liukiuensis)、インドネシア産バナナではcv.Klutuk Susu(ABB),cv.Raja Bandung(AAB),cv.Raja Polo(AAB),cv.Raja Trunpong(AAB),cv.Tanduk Hijau(AAB)の他,ゲノムグループが不明な5品種から、フィリピン産バナナではBゲノムを持つcv.Cardaba(BBB)から、ベトナム産バナナでは,Bゲノムを持つ3品種とゲノムグループが不明な1品種から,ミャンマー産バナナでは5品種からBEV-BSOLVが検出された。アジアのバナナにおけるBEVの存在を詳細に明らかにし、またBゲノムとの連関についても確認した。1.PBV粒子の探索(コナカイガラムシからのPBVの検出)パイナップルには、バドナウイルスの1種であるPineapple bacilliform virus (PBV)が感染する。無病ジャガイモ上で飼育したミカンコナカイガラムシを,ウイルス病様の病徴が認められた台湾産パイナップル苗12Na-2上で1週間飼育し,十分に吸汁させた。それらから抽出したDNA溶液はPBV特異的プライマー(Thomsonら、1996;PBVI:5'GTTTACACCAAAGGAGTGGAAGACCACC 3',PBV2:5'TGAAATCTGGTAAGGCAAGTACAGGGcc3 ')を用いて,PCRに供試した。その結果、12Na-2を吸汁させたミカンコナカイガラムシからは,目的サイズのバンドは得られなかった。虫体からの検出については再検討を要する。2.植物DNAに内生するバドナウイルスDNAの探索多様な外観無病植物を収集し,バドナウイルスDNAのPCR検出を試みた。8属8種植物の葉からNucleon社"PhytoPure"を用いて全DNAを抽出し,TaKaRa社"Ex Taq"を用いて,PCRに供試した。

プライマーは,Lockhartら(1993)が報告したバドナウイルス属共通プライマー(Badna 1A:5'CTN TAY GAR TGG YTG TNA TGC CNT TYG G 3',Badna4':5'TCC AYT TRC ANA YNSCNC CCC ANCC3')を用いた。その結果、コーヒーとポトスから,バドナウイルスDNAと考えられる特異的なDNA断片が検出された。このほか、日本産カランコエおよびミャンマーで採集した複数のバナナ試料からもバドナウイルスDNAを検出した。3.バナナのバドナウイルスについて、2006年10月韓国植物病理学会の招聘による講演およびミャンマーのバナナウイルスについて、平成19年度日本植物病理学会大会における口頭発表を行った。インドネシアでBanana streak disease(BSD)様症状を示す2株の食用バナナについて全長DNAを増幅するlong-PCR法とnested-PCR法を行ってバドナウイルスに特有の配列を検出した後、系統解析を行なった。インドネシアにおいて複数のBadnavirus属ウイルスが発生していることが確認され、一部は、病徴も呈することを示した。沖縄県において栄養繁殖および実生のパイナップルを複数採集し、Badnavirus属ウイルスの検出を行なったところ、実生株でもBadnavirus属ウイルスDNAが検出されたのに対して、Pineapple mealy-bug wilt associated virusと考えられるClosterovirus属ウイルスは検出できなかったため、異なる伝播様式であると考えられた。なお、同属ウイルスによると考えられる病徴は認められなかった。一方、パイナップルに近縁のグズマニアは複数検体でBadnavirus属ウイルスの感染は認められなかったこと。さらに、日本で熱帯産永年性植物を中心にポトス、アメリカキミガヨラン、ハルウコン、ヒメモンステラ、カランコエ、コーヒーノキなどで検出を行いBadnavirus属共通プライマーによるPCR法で陽性反応を得た。ウイルス粒子形成の有無あるいはウイルスの細胞内所在様式は不明であるが、熱帯産永年性植物にBadnavirus属様配列が存在している可能性を示した。
腸骨筋の三次元画像解析技術の開発による腸腰筋解析の高度化

本研究課題では,高齢者の自立歩行機能に関連する腸腰筋を対象とし,腸腰筋を構成する腸骨筋の自動認識および大腰筋と腸骨筋を合わせた腸腰筋全体の三次元自動解析技術の開発に取り組んだ.ここでは,これまでに開発した大腰筋の外形を表す形状モデルに加え,腸骨筋の形状モデルの構築を行った.そして,形状モデルを任意の症例に適用するため,特徴点となるランドマークを解剖学的起始・停止から算出し,ランドマーク間を筋の走行を模した筋線維走行モデルで接続し,筋線維走行モデル上に形状モデルを当てはめ認識を実現した.さらに,認識した骨格筋を筋量だけでなく,テクスチャ特徴により解析する技術を開発した.本研究課題の目標は,解剖学的に関係する複数の骨格筋の同時自動解析を実現することである.ここでは,特に腸腰筋を対象とし,腸腰筋を構成する大腰筋および腸骨筋の同時自動解析を実現することを目的とする.本年度の成果は,申請者が従来開発した大腰筋の自動認識手法と腸骨筋の自動認識手法を統合し,単一の筋を対象とした骨格筋モデルを用いた複数の筋の自動認識に対する効果を検証した.ここでは,まず,腸骨筋の自動認識手法の初期手順を確立した.これは,前年度に導入した腸骨筋の特徴的な筋線維の走行に着目し,湾曲する筋線維の走行の最大曲率を有する空間上の位置を起始-停止間の距離および起始-停止間を結ぶ芯線への距離という2つの距離により正規化する手法について検証した.Jaccardの類似度により76.9%の一致率,81.8%の再現率,93.3%の適合率を得た.次に,腸腰筋,すなわち大腰筋と腸骨筋の2つの筋を同時に認識するために必要な,複数の筋の筋線維について,その走行モデリングを実現した.ここでは,従来提案した大腰筋の筋線維のモデルも見直し,筋の解剖学的付着点である起始・停止の相互位置関係と筋線維の走行(湾曲)を計算機上で表現する手法について,解剖学的特徴点間をスプライン曲線補間により実現し,得られた筋走行モデルをシードとした領域認識により,それぞれの筋の認識を実現した.研究初年度は,腸骨筋の自動認識手法の開発に加え,従来型の単一の筋の認識の組み合わせによる解剖学的に関連する2つの筋の認識を実現(Jaccardの類似度により76.9%の一致率,81.8%の再現率,93.3%の適合率)した.特に,筋線維の走行モデリングを複数の筋認識に最適化し,本研究対象である,腸腰筋の自動認識の初期手順が提案できた.ただし,新たに課題も明らかとなったため,既に研究計画済みの内容に加え,以下の今後の研究の推進方策で述べる内容に基づき,本プロジェクトを推進する予定である.以上より,本研究課題の達成度はおおむね順調に進展していると結論付ける.本研究課題の目標は,解剖学的に関係する複数の骨格筋の同時自動解析を実現することである.ここでは,特に腸腰筋を対象とし,腸腰筋を構成する大腰筋および腸骨筋の同時自動解析を実現することを目的とする.本年度の成果は,研究実施計画に基づき,数理解剖モデルに基づく腸骨筋の自動認識手順の開発と結果の評価,および大腰筋抽出結果との統合を行った.これまでに作成された数理解剖モデルを用い,腸骨筋領域の自動認識手法を開発した.実験症例20症例を用い,解剖学的情報に基づく腸骨筋と骨格の付着部位(ランドマーク)を選別し,各ランドマークを画像上から検出する手段の開発および,数理解剖モデルの当てはめを実現した.腸腰筋,すなわち大腰筋と腸骨筋の2つの筋を同時認識では,前年度構築した,大腰筋と腸骨筋の2つの筋の同時認識に必要な,複数の筋の筋線維の走行モデリングに基づき,両者の筋の認識精度の検証を行った.その結果,大腰筋では,複合モデリングにより,平均一致度が8.3%向上し,腸骨筋についても,3.2%の認識精度が向上された.これは,本研究の対象とする複合筋の認識に,複合モデルが有効であることを意味する.また,本年度新たに,全身CT画像を用いて本複合モデルを当てはめ,全身CT画像上から自動的に腸腰筋領域を認識する手法の初期検討を行った.これは,様々な筋萎縮症例において,歩行に関する当該骨格筋の影響について機能解析を行う初期的な取り組みであり,次年度以降さらに認識された筋の機能解析へ発展させる予定である.研究初年度は,腸骨筋の自動認識手法の開発に加え,従来型の単一の筋の認識の組み合わせによる解剖学的に関連する2つの筋の認識を実現(Jaccardの類似度により76.9%の一致率,81.8%の再現率,93.3%の適合率)した.特に,筋線維の走行モデリングを複数の筋認識に最適化し,本研究対象である,腸腰筋の自動認識の初期手順が提案できた.研究中期である,本年度では,単一の骨格筋モデルである大腰筋,腸骨筋モデルとそれらをあわせた腸腰筋モデルで単一モデルと比較し,平均一致度がそれぞれ8.3%,3.2%の向上が見られたため,本研究の目的である筋の複合モデルは関連する複合筋の認識には有効であると示されたためである.

ただし,新たに課題も明らかとなったため,既に研究計画済みの内容に加え,以下の今後の研究の推進方策で述べる内容に基づき,本プロジェクトを推進する予定である.以上より,本研究課題の達成度はおおむね順調に進展していると結論付ける.本研究課題の目標は,解剖学的に関係する複数の骨格筋の同時自動解析を実現することである.ここでは,特に高齢者の自立歩行機能に関連する腸腰筋を対象とし,腸腰筋を構成する大腰筋および腸骨筋の同時自動解析を実現することを目的とした.最終年度である本年度の成果は,申請者がこれまでに開発した大腰筋の自動認識手法と腸骨筋の自動認識手法を統合し,2つの骨格筋モデルを用いた複数の筋で構成される筋を同時に自動認識する手法を構築した.特に,前年度までに構築したそれぞれの筋のモデルは起始・停止のランドマークと走行モデルで初期位置を設定し,その後,独立した形状モデルを当てはめ,形状モデル上でそれぞれの筋の認識を行っていた.しかし,隣接するそれぞれの筋の境界を形状モデル設置後に判別することは難しいという問題があった.そのため,筋走行の規定時に起始・停止に加え骨上(ここでは寛骨)に補助ランドマークを設定し,より高次のスプライン関数を用いた走行モデルを構築した.これにより,前年度と比較し,腸腰筋内における腸骨筋と大腰筋の区別がより正確に実現できた.加えて,本最終年度は筋の解析技術にも取り組み,従来認識した骨格筋領域を骨格筋領域と骨格筋内の脂肪織,骨格筋領域から骨格筋領域内の脂肪織を取り除いた領域,骨格筋内の脂肪織の3領域に自動分類し,筋を筋内脂肪織の観点から分析可能とした.本技術は筋萎縮による筋内脂肪領域の相対的な増加を把握できる技術となる.以上のように,本研究課題では,体幹部CT画像を用い,腸骨筋の三次元画像解析技術を開発し,腸腰筋自動認識およびその解析を実現した.今後は,筋内脂肪織の経時変化や萎縮を伴う筋疾患間との関係の解明が必要となり,そのための大規模データの構築が必要である.本研究課題では,高齢者の自立歩行機能に関連する腸腰筋を対象とし,腸腰筋を構成する腸骨筋の自動認識および大腰筋と腸骨筋を合わせた腸腰筋全体の三次元自動解析技術の開発に取り組んだ.ここでは,これまでに開発した大腰筋の外形を表す形状モデルに加え,腸骨筋の形状モデルの構築を行った.そして,形状モデルを任意の症例に適用するため,特徴点となるランドマークを解剖学的起始・停止から算出し,ランドマーク間を筋の走行を模した筋線維走行モデルで接続し,筋線維走行モデル上に形状モデルを当てはめ認識を実現した.さらに,認識した骨格筋を筋量だけでなく,テクスチャ特徴により解析する技術を開発した.腸骨筋と大腰筋の自動認識が実現できたため,腸腰筋領域としての認識の実現およびその評価を行う.特に,本年度実現した腸骨筋の自動認識において,停止部である大腿骨小転子の安定した認識が実現できたため,大腰筋の認識手法の改善も新たに必要となった課題である.これは,これまでの大腰筋認識手法では,停止部を近似領域から得ていたため,解剖学的に腸骨筋と同一の停止である大腿骨小転子とする.このランドマークの自動認識は既に本年度実現されたものの,形状モデルは,従来位置における数理モデルをそのまま適用しているため,本変更を反映したものではない.しかしながら,既に良好な結果を得ているため,あらたに本変更を反映した大腰筋の形状モデルを再構築することにより,さらに認識精度の向上が見込まれる.そこで,本年度は大腰筋と腸骨筋の自動認識の統合と最適化を行うと同時に,大腰筋の自動認識手法についても形状モデルの再構築により改善を試みる予定である.腸骨筋と大腰筋の自動認識およびそれらをあわせた腸腰筋領域の自動認識の初期手順がこれまでに実現された.そのため,最終年度では,腸腰筋解析精度の向上と複数筋認識に対する評価,検証を行う.
MRIによる移植骨の生着度判定の試み-MRIによる移植骨のtissve characterization-

[研究目的]整形外科領域において、移植骨の生着度の判定は患者のリハビリテーションを行う上できわめて重要であるが、正確な判定は困難なことが多い。MRIでは組織のプロトン密度と核磁気緩和時間(T_1,T_2)が信号強度を決定する。本研究の目的は、生着過程にある移植骨のMRI画像から得られるこれらのパラメーターを詳細に検討することにより、逆に移植骨組織の組織の構造や組成の推定し、その生着過程を定量的に明らかにすることにある。[研究方法]家兎の海綿骨、皮質骨を摘出してプロトン密度(脂質含有率、水分含有率)、核磁気緩和時間(T_1,T_2)をin vitroで正確に測定して基礎データとする。さらに腸骨の自家移植または同種骨移植を行い、経時的に移植骨を摘出しプロトン密度(脂質含有率、水分含有率)、核磁気緩和時間(T_1,T_2)をin vitroで正確に測定して基礎的研究結果をもとに解析する。これと平行して、組織学的に移植骨の変化を観察しMRIパラメーターと組織学的変化の関係を明らかにする。以上より、MRIによる移植骨の生着度の判定方法を確立する。[研究結果]現時点では、正常骨組織に関するデータが出ている。皮質骨、海綿骨ともに水分含有率と緩和時間には正の相関が存在した。正常な皮質骨は水分含有率が低く、緩和時間がきわめて短いのが特徴であった。海綿骨では緩和時間が長く、同じ水分含有率の皮質骨と比較しても緩和時間が長いことが特徴であった。また、海綿骨には脂肪が多く含まれるために、水と脂肪をMRIにより分離して測定すればより多くの情報が得られることが明らかになった。以上のデータをもとにして、今後移植骨の生着過程をMRIを用いて定量的に評価する予定である[研究目的]整形外科領域において、移植骨の生着度の判定は患者のリハビリテーションを行う上できわめて重要であるが、正確な判定は困難なことが多い。以上のデータをもとにして、今後移植骨の生着過程をMRIを用いて定量的に評価する予定である
心臓線維化発症における代謝変化と分子機構の解明

心臓は収縮と拡張を繰り返し、血液循環を維持している。収縮、拡張どちらが障害されても心不全になりうるが、近年特に拡張機能の低下した心不全(拡張不全)が増加し、“心不全パンデミック"を引きおこしている。心臓の過剰な線維化が拡張不全の原因と考えられているが、いまだに有効な治療法が存在せず、その病態解明が強く求められている。これまでに、線維化を引き起こす線維芽細胞が飢餓的環境でも活性化するという知見を得ており、過剰活性化のメカニズムを細胞内代謝様式の変化から明らかにし新規治療法を開発する。
高品質・低コストＬＳＩの創出に貢献する論理スイッチング均衡型テストに関する研究

LSIの大規模化・低電圧化・高速化に伴い、従来技術では対処できないテスト品質低下(テスト不足・過度テスト)が深刻化し、高品質・低コストLSIの創出を妨げる大きな問題となっている。本研究では、テストクロックパス周辺の論理スイッチング量の大幅なばらつきに起因する過度なクロックスキューによって内部クロック周期が大きく変動してしまうことがテスト品質低下の一因であるとする内部テストクロック周期変動原因説を提起した上、テスト入力に対するクロックスキュー定量化手法、及び、クロックスキュー削減のためのテスト生成技術とテスト設計技術を開発し、その有効性を確認した。平成25年度には、テスト入力に対するクロックスキューの定量化技術の確立を主要目標に研究活動を展開した。まず、与えられたテスト入力ベクトルに対してLaunch-On-Capture(LOC)方式で実速度スキャンテストが行われる前提で、Launch操作が引き起こす論理スイッチングによって内部クロックスキューの発生量を論理シミュレーションで得られる内容状態遷移情報で定量化する技術を提案した。ここでの論理スイッチングは、クロックパスの長さとクロックパス近傍(クロックパス上のクロックバッファの実効供給電圧に強く影響する論理素子の集まり)の大きさを考慮した論理スイッチングの相対的強度で表現した。次に、それに基づいて内部クロックスキューの定量化技術を提案した。更に、ITC'99ベンチマーク回路及び以前に試作した大規模実回路(Dpro)を用いて様々な条件(入力、電源電圧、機能動作周期など)で定量化技術の精度を検証した。この検証においては、クロックパスの遅延を少なく見積もる楽天的判定(Optimistic Judgment)とクロックパスの遅延を多く見積もる悲観的判定(Pessimistic Judgment)の割合で表現される定量化精度について分析した。その結果、定量化精度は定量式で使用されるパラメータに大きく依存することが分かった。そのため、複数の実験回路において、様々なパラメータ(特にクロックパス近傍の半径、及び、クロックパスの長さの尺度(ゲート数またはパス遅延値))について大量の実験を行い、パラメータの決め方に関する指針につながる情報を抽出した。更に、提案した内部クロックスキュー定量化技術を実速度スキャンテストのシフトモードに拡張することによって、スキャンチェーン上の隣接スキャンFF間のクロックスキューの差を調べる手法を提案した。平成24年度には、集積回路内部のクロック周期とクロックスキューとの関係の解明を主要目標に研究活動を展開した。集積回路の電源設計パラメータ(強弱(ストラープの数で調整)、位置)及びパッケージのタイプ(wire-bond、flip-chip)による多くの組合せに対して、ITC'99ベンチマーク回路及び実回路設計データを対象に高精度EDAツールを用いて回路内部のパス遅延の詳細な解析を行った。それを通じて、以下の研究成果が得られた。成果1:活性化パスの起点FFと終点FFの内部クロックピンの間で算出する内部クロック周期はテスト入力による論理スイッチングから影響を受けることが確認された。また、この影響は電源設計のパラメータ(特に強弱)に大きく依存することも確認された。成果2:実速度スキャンテストのキャプチャモードに関して、内部クロック周期に大きく影響するテスト入力が全体の数パセントと少ないことが確認された。また、このようなテスト入力について詳しく解析した結果、テスト入力の回路全体に与える論理スイッチング量(グルーバル論理スイッチング)はそれほど高くないものもあり、内部クロック周期への影響は主に局所論理スイッチング(ローカル論理スイッチング)によるものだと分かった。成果3:従来の論理スイッチング評価基準であるWSA(Weighed Switching Activity)は精度が低く、内部クロック周期に大きく影響するテスト入力の抽出ができないことが分かった。内部クロック周期に影響する論理素子の近傍のローカル論理スイッチングによる抽出の必要性が明確になった。本研究では、テストクロックパス周辺の論理スイッチング量の大幅なばらつきに起因する過度なクロックスキューによって内部クロック周期が大きく変動してしまうことがテスト品質低下の一因であるとする内部テストクロック周期変動原因説を提起した上、テスト入力に対するクロックスキュー定量化手法、及び、クロックスキュー削減のためのテスト生成技術とテスト設計技術を開発した。主な研究成果としては、(1)テストクロックばらつきの影響を計るためのメトリック(Weighted Impact)、(2)テストクロックばらつきを削減するためのスキャンセグメント再グルーピング手法(LCTI-SS)、(3)局所キャプチャ電力の高精度調整を特徴とする最適電力テスト手法(Right-Power Testing)、及び、(4)キャプチャ電力安全性保証型組込み自己テスト(Capture-Safety-Guaranteed Logic BIST)、などが挙げられる。これらの研究成果は、新しい研究分野の開拓という高い学術価値だけではなく、スマートフォーンやウェアラブル機器などに欠かせない超低電力LSIの高歩留まり化・高品質化にも貢献できるという高い産業的な価値もあるため、国内外から高く注目されている。LSIテスト、テスト容易化設計、故障診断計画通りに研究開発を進めることができ、当初の研究目標を達成した。

平成24年度の最大研究目標である「テスト入力による論理スイッチングがクロックスキューに与える影響の把握」が達成できたので、本研究はおおむね順調に進展いると言える。当初は、試作回路によってテスト入力による論理スイッチングの影響を調べる予定でしたが、回路試作費用と時間の制約から回路シミュレーションによる評価実験に切り替えた。その結果、回路試作(1回路のみの予定)より実回路設計データを含む多くの回路及び多く実験条件で実験でき、テスト入力による論理スイッチングの影響について予想以上な示唆に富む豊富な実験データを得ることができた。これらのデータの分析によって得られる知見によって、テスト入力による論理スイッチングの影響への対応技術の開発(平成25年以降)の土台ができた。平成25年の実施で得られた成果を踏まえ、平成26年度は「クロックスキュー削減用のテスト入力生成技術(C1)とテスト設計技術(C2)の確立」を主な目標として研究を進める。◆研究方法:前年度開発の定量化技術でテスト入力に対する内部クロックスキューが大き過ぎると判明された場合、関係クロックパス周辺の論理スイッチング量を調整することによって内部クロックスキューを削減する必要がある。これを達成するために、故障検出率、テストデータ量、回路面積が大きく増えない前提で、テスト入力データの一部(故障検出に寄与しない論理値)を変更するテスト入力生成技術、及び、回路や電源ネットワークの設計を変更するテスト設計技術を提案する。◆研究計画: (C1)まず、内部クロックスキュー削減のためのテスト入力生成技術を提案する。次に、平成24年度の試作回路を用いて、提案技術の検証(故障検出率、テストデータ量)と改良を行う。(C2)まず、内部クロックスキュー削減のためのテスト設計技術を提案する。次に、平成24年度の試作回路を用いて、提案技術の検証(回路面積、性能影響)と改良を行う。平成24年の実施で得られた成果を踏まえ、平成25年度は「テスト入力に対するクロックスキューの定量化技術」を主な目標として研究を進める。研究方法:与えられたテスト入力ベクトルに対してLaunch-On-Capture(LoC)方式で実速度スキャンテストが行われる場合、Launch操作が引き起こす論理スイッチングによって内部クロックスキューを論理シミュレーションで得られる情報で定量化する技術を提案する。ここでの論理スイッチングは、クロックパスの長さとクロックパス周辺部分の大きさを考慮した論理スイッチングの相対的強度で表現する。