hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオリン演奏ロボットの音色表現のための演奏設計

本年度は,本研究で開発中のバイオリン演奏ロボットで演奏可能な楽曲である「Go Tell Aunt Rhody(むすんでひらいて)」について,「表情付け指示なし」「明るい表情付け」「暗い表情付け」の3パターンについて,3名の演奏者に演奏を行ってもらい,演奏音の録音,およびアンケート調査を基に,ビブラート挿入箇所に関する条件を検討した.その結果,「小節の先頭の4分音符」,「4分音符が連続する際の先頭音」,「8分音符の連符の先頭音」,「4分音符が連続し,次の4分音符がより高い場合の先頭音」,「曲の終わりとフレーズ終了時の長音」の5つのパターンが得られた.これらが具体的にどのような場面にみられたかを,表情付けの種類別に以下に示す.表情付け指示なしの場合のビブラート挿入箇所(楽譜に記載があったもの)に関して,各演奏者に共通してみられた傾向としては,「小節の先頭の4分音符」にビブラートが挿入されたというものが挙げられる.これに加えて,2名の演奏者については,「4分音符が連続する際の先頭音」がみられた.また,もう1名の演奏者に関しては,「4分音符が連続し,次の4分音符がより高い場合の先頭音」という条件での挿入がみられた.その他,演奏者固有のビブラート挿入条件がいくつか発見された.次に,明るい表情付けの場合には,2名の演奏者において,開放弦で演奏可能な音についてはほぼ開放弦が用いた,ということがアンケートにより明らかになった.これは,解放弦の場合,弦を押さえた場合に比べて音の響きが明瞭になり,明るい印象になるという意図からであったが,解放弦では当然ながらビブラートを行うことができないため,結果的に表情付けなしの場合に比べて挿入箇所は減少していた.暗い表情付けの場合には,2名の演奏者において,ともに変化の大きいビブラートを用いたということがアンケートより明らかになった.アルゴリズム構築に必要な,演奏者による実験は終了し必要なデータは得られたため.これまでに得られた演奏者実験のデータを基に,テンポ,強弱,ビブラートの有無を中心に,楽譜から演奏動作を決定するアルゴリズムの構築を目指す.特に,次第に音量を大きくしたり小さくしたりするクレッシェンドとデクレッシェンドといった,時間的な変化を考慮したアルゴリズムの構築を目指す.また,機械学習を用いることも考慮する予定である.バイオリン演奏の熟練者1名を対象に演奏実験を行った.実験では,簡単で短い楽曲2曲を,普通,明るい,暗いの3種類の音色となるように弾きわけてもらった.その際,音量変化で音色を変化させてもらうよう指示した.また,同時に演奏者へのインタビューを行い,どのような意図で演奏を変化させたのかを調べた.演奏音は騒音計で計測し,音量を算出した.演奏音を,曲全体,フレーズ,一音それぞれに着目して分析した結果を以下に示す.まず,演奏全体で見ると,「明るい」を意図するときは,演奏開始時に急激に音量が上昇するのに対し,「暗い」では緩やかに上昇することがわかった.次にフレーズに着目して分析したところ,「明るい」の演奏時は,フレーズごとに音を切るため,音量が下がるのに対して,「暗い」ではフレーズ間で音を連続して弾くため,そのような音量の減少がないことがわかった.更に,ある一音に注目したところ,「明るい」は急激に上昇し,「暗い」は緩やかに上昇することがわかった.以上のような,分析結果を基に,演奏全体,フレーズ,一音において,それぞれ音量をどのように変化させるべきかを考察し,その設計方針を提案した.また,ロボットハードウエアについては,制御システムを見直した.従来の制御システムは,1台のPCで全て制御していた.本研究におけるロボットは腕の自由度が合計で14あり,制御のプログラムが大きくなりがちで,そのメインテナンスが困難になりつつあった.以上のことから,モータの位置制御システムについては小型のマイコンに置き換えた.初年度は,当初の予定通り主に音量変化に注目して熟練者の分析を行い,音量変化に関する演奏設計方法を提案できた.また,ロボットの制御システムの更新も行うことができた.ただし,被験者の数を増やせなかったことと,ロボットの制御プログラムが未完成であることから,おおむね順調と評価した.本年度は,本研究で開発中のバイオリン演奏ロボットで演奏可能な楽曲である「Go Tell Aunt Rhody(むすんでひらいて)」について,「表情付け指示なし」「明るい表情付け」「暗い表情付け」の3パターンについて,3名の演奏者に演奏を行ってもらい,演奏音の録音,およびアンケート調査を基に,ビブラート挿入箇所に関する条件を検討した.その結果,「小節の先頭の4分音符」,「4分音符が連続する際の先頭音」,「8分音符の連符の先頭音」,「4分音符が連続し,次の4分音符がより高い場合の先頭音」,「曲の終わりとフレーズ終了時の長音」の5つのパターンが得られた.これらが具体的にどのような場面にみられたかを,表情付けの種類別に以下に示す.表情付け指示なしの場合のビブラート挿入箇所(楽譜に記載があったもの)に関して,各演奏者に共通してみられた傾向としては,「小節の先頭の4分音符」にビブラートが挿入されたというものが挙げられる.これに加えて,2名の演奏者については,「4分音符が連続する際の先頭音」がみられた.また,もう1名の演奏者に関しては,「4分音符が連続し,次の4分音符がより高い場合の先頭音」という条件での挿入がみられた.その他,演奏者固有のビブラート挿入条件がいくつか発見された.

次に,明るい表情付けの場合には,2名の演奏者において,開放弦で演奏可能な音についてはほぼ開放弦が用いた,ということがアンケートにより明らかになった.これは,解放弦の場合,弦を押さえた場合に比べて音の響きが明瞭になり,明るい印象になるという意図からであったが,解放弦では当然ながらビブラートを行うことができないため,結果的に表情付けなしの場合に比べて挿入箇所は減少していた.暗い表情付けの場合には,2名の演奏者において,ともに変化の大きいビブラートを用いたということがアンケートより明らかになった.アルゴリズム構築に必要な,演奏者による実験は終了し必要なデータは得られたため.今後は,音量以外のパラメータ,特にテンポとビブラートに着目し,演奏者の分析を行う予定である.その上で,音量,テンポおよびビブラートをどのように設定すれば望みの印象をもつ音が生成できるのかを明らかにしたいと考えている.また,ハードウエアについては,引き続きソフトウエアの構築を行い,提案した演奏設計方法に基づく演奏の実現を目指す.これまでに得られた演奏者実験のデータを基に,テンポ,強弱,ビブラートの有無を中心に,楽譜から演奏動作を決定するアルゴリズムの構築を目指す.特に,次第に音量を大きくしたり小さくしたりするクレッシェンドとデクレッシェンドといった,時間的な変化を考慮したアルゴリズムの構築を目指す.また,機械学習を用いることも考慮する予定である.主に以下の理由による.(1)よりよい音の生成が期待できる比較的高額のバイオリンの購入を予定していたが,演奏するロボットの完成にもう少し時間がかかるため,購入を見送ったため.(2)演奏実験の被験者を,分析方法の確立に時間がかかり,当初予定より少ない1名としたため.(3)(2)で述べたように,実験結果の分析方法確立に時間がかかり,国際会議や雑誌論文の執筆が2017年度末に間に合わなかったため.次年度は,バイオリンの購入を予定し,被験者の数を増やすことを予定している.また,国際会議に投稿中であり,論文執筆も進めている.旅費,参加費,英語校正代,掲載料等の支出を予定している.年度末近くに故障したバイオリン演奏ロボット用駆動モータが2018年度残額よりも大きく,2019年度の研究費と合わせて購入すべきだと考えたため.
組換え酵素Rad51と癌抑制タンパク質BRCA2の結合の種間比較に基づく分子創薬

イヌの乳腺腫瘍の発症機構について、遺伝性乳癌原因遺伝子BRCA2とそれの結合分子であるDNA組換え酵素Rad51に焦点をあてて、イヌを含めた各種動物における新規癌治療法開発の基礎研究基盤を構築することを試みた。イヌBRCA2について腫瘍における発現低下やRad51結合に影響する変異の保有率や腫瘍罹患率との関係を示した。さらに、BRCA2の相互作用分子であるアンドロゲン受容体(AR)の新しい制御機構を示した。イヌの乳腺腫瘍の発症機構について、遺伝性乳癌原因遺伝子BRCA2とDNA組換え酵素RAD51の結合に焦点をあてて、RAD51の構造とBRCA2のBRCリピート(RAD51結合モチーフ)への結合能との関係を解明し、結合阻害分子を設計して癌細胞の放射線感受性を上昇させること等を通じ、イヌを含めた各種動物における新規癌治療法開発の基礎研究基盤を構築することが本研究の目的である。哺乳動物ツーハイブリッド法により、RAD51の動物種によって異なるアミノ酸がRAD51-RAD51あるいはBRCA2-RAD51の結合力を変化させることを確認した。タンパク質立体構造解析シミュレーションソフトUCSF-Chimeraを用い、RAD51のアミノ酸置換がBRCA2との結合部位またはRAD51自己会合体形成部位の立体構造におよぼす変化を検証した。連携研究者によりコムギ胚芽無細胞タンパク質合成法を用いて各種RAD51置換体の作製を行い、各種組換え体標品の量及び純度を確認した。これら置換体を検索する前段階として野生型RAD51を用い、ATP存在下で1本鎖相同DNAの鎖交換反応を起こさせ、その反応効率(2本鎖→1本鎖DNA量の割合)を電気泳動の移動を指標として評価する実験系、すなわちstrand exchange assayの構築を試みた。イヌBRCリピートの多型についてRAD51との結合に影響する多型の各犬種での保有率と腫瘍罹患率との関係を調べた。さらに放射線治療に影響することが知られているインターフェロンガンマがJAK及びNF-kBを介して転写制御因子Nfkbizの発現を誘導することを示した。イヌの乳腺腫瘍の発症機構について、遺伝性乳癌原因遺伝子BRCA2とDNA組換え酵素RAD51の結合に焦点をあてて、RAD51の構造とBRCA2のBRCリピート(RAD51結合モチーフ)への結合能との関係を解明し、イヌを含めた各種動物における新規癌治療法開発の基礎研究基盤を構築することが本研究の目的である。以前の研究により、RAD51の動物種によって異なるアミノ酸がRAD51-RAD51あるいはBRCA2-RAD51の結合力を変化させることを確認したが、これは哺乳動物ツーハイブリット法という細胞内での相互作用解析法によるものだったため、in vitroでの解析を行うべく、無細胞タンパク質合成法によって作製された各種RAD51置換体を用いて解析条件の検討を行った。BRCA2がアンドロゲン受容体(AR)と相互作用してDNA損傷修復に必要な因子の転写を活性化するという報告に着目し、AR相互作用分子のひとつであるイヌのsmall glutamine- rich tetratricopeptide repeat-containing protein α(SGTA)をクローニングしてこれがARシグナルを阻害することを示した。また、イヌの乳腺腫瘍組織でBRCA2の発現が有意に低下していることを示し、その発現低下機構としてプロモーター配列の変異ではなくスプライシングバリアントの出現とその分解が関与している可能性を示した。BRCA2の相互作用分子として報告されていたARに関連してSGTAがARシグナル伝達を阻害するという研究成果や、BRCA2のイヌ乳腺腫瘍における発現低下や新規のスプライシングバリアントとその腫瘍発症における役割について論文に発表したことは評価に値する。しかし、RAD51の組換え能に関する研究については、組換え体RAD51の変異体標品が概ね準備できているものの、その可溶化及び解析実験における安定化について適した条件の検討に難航して予定どおりに研究が進まなかった。これらを総合的に考えてやや遅れているとした。イヌの乳腺腫瘍の発症機構について、遺伝性乳癌原因遺伝子BRCA2とそれの結合分子であるDNA組換え酵素RAD51に焦点をあてて、イヌを含めた各種動物における新規癌治療法開発の基礎研究基盤を構築することを本研究の目的とした。以前の研究により確認された、RAD51の動物種によって異なるアミノ酸がRAD51-RAD51あるいはBRCA2-RAD51の結合力を変化させることについて、無細胞タンパク質合成法によって作製された各種RAD51置換体を用いた解析を試みたが、置換体がin vitroで不安定なためか、当初に期待したような結合条件での測定結果が得られなかった。次に、BRCA2がアンドロゲン受容体(AR)と相互作用してDNA損傷修復に必要な因子の転写を活性化するという報告に着目し、AR相互作用分子の解析を行った。AR転写活性化を負に制御する相互作用因子であるsmall glutamine-rich tetratricopeptide repeat-containing protein α(SGTA)が、癌抑制遺伝子として最近発見されたReduced expression in immortalizedcells (REIC)/Dickkopf-3 (DKK-3)に結合することを発見した。また、REIC/DKK-3はSGTAの二量体形成を抑制すること、および、これによってREIC/DKK-3はAR転写活性化のSGTAによる抑制を解除することを示唆する結果が得られた。また、REIC/DKK-3によるAR転写活性化には、モータタンパク質のひとつであるdyneinによるARの輸送が関与すると考えられた。

イヌの乳腺腫瘍の発症機構について、遺伝性乳癌原因遺伝子BRCA2とそれの結合分子であるDNA組換え酵素Rad51に焦点をあてて、イヌを含めた各種動物における新規癌治療法開発の基礎研究基盤を構築することを試みた。イヌBRCA2について腫瘍における発現低下やRad51結合に影響する変異の保有率や腫瘍罹患率との関係を示した。さらに、BRCA2の相互作用分子であるアンドロゲン受容体(AR)の新しい制御機構を示した。哺乳動物ツーハイブリッド法により、RAD51の動物種によって異なるアミノ酸がRAD51-RAD51あるいはBRCA2-RAD51の結合力を変化させることを確認し、これを学会で報告したこと、及びイヌBRCリピートの多型についてRAD51との結合に影響する多型の各犬種での保有率と腫瘍罹患率との関係を調べ、これを論文に発表したことは評価に値する。しかし、RAD51の組換え能に関する研究については、組換え体RAD51の変異体標品が概ね準備できているものの、strand exchange assayの構築に難航して予定どおりに研究が進まなかった。これらを総合的に考えて概ね順調に進展しているとした。RAD51の組換え能に関する研究についてstrand exchange assayの条件を詳細に検討し、実験系を確立する必要がある。更なる検討を進めたい。また、現状では組換え産物をエチジウムブロマイドで染色して検出しているが、ラジオアイソトープで標識した核酸を使用する方法や、生体分子間相互作用解析法のひとつであるバイオレイヤー干渉法(Bio-Layer Interferometry)による実験も行っていきたい。これを確立しつつ、RAD51のアミノ酸置換がBRCA2との結合に与える影響のin silico解析や細胞内における相同組換え効率を測定する実験も行って行きたい。動物疾病制御学RAD51の組換え能に関する研究についてstrand exchange assayの条件を詳細に検討し、実験系を確立する必要がある。国内外で先行研究を報告している研究者に連絡をとるなどして、改善を図りたい。また、現状では組換え産物をエチジウムブロマイドで染色して検出しているが、蛍光色素やラジオアイソトープで標識した核酸を使用する実験も行っていきたい。これを確立しつつ、RAD51のアミノ酸置換がBRCA2との結合に与える影響のin silico解析、及びRAD51欠損細胞に変異RAD51を導入して細胞内における相同組換え効率を測定する実験も行って行きたい。次年度使用予定額が生じた状況として、使用額が予定していた額を下回る結果となったことによる。「旅費」は支出しなかったが、これは学会参加旅費を他の財源で賄うことができたことや、インターネットを介した電話会議やファイル転送の機会を頻繁に持ったことによる節約の結果である。「人件費・謝金」については、今年度は業務を依頼しなかったことによる。次年度使用予定額が生じた状況として、物品費、旅費、人件費・謝金、その他のいずれの費目でも予定していた額を下回る結果となった。
磁気位相空間を応用した6自由度顎運動測定器の高精度化に関する研究

本研究では磁気位相空間の測定原理を応用した上顎6自由度,下顎6自由度測定が可能な試作測定器について,改良を加え以下のような結果を得た.1.磁気位相空間を形成するためのコイルドライブ回路およびセンサ回路を改良することにより,より安定した出力データが得られるようになり,データの信頼性も向上した.2.顎運動の時分割測定の補正および外来ノイズの影響を補正するプログラムの開発.時分割測定による測定要素の時間的ズレの補正と測定データの平滑化を行うソフトウェアについて検討を行った.補正方法としては,一次関数,二次関数、スプライン補間による方法などがあるが最適な方法の決定は今後の課題である.3.顎機能異常者,とくにクリッキングを有する被験者について顎運動を測定し,6自由度顎運動パラメータを算出し,顎運動測定器の測定精度,データの信頼性について検討した.その結果,クリッキングなどの高速の顎運動の場合サンプリングレートが104Hzであっても,顆頭部の詳細な運動をとらえることは困難であり,また測定精度についても不十分と思われた.今後さらに改良を加え,本測定器の臨床応用を目指したい.本研究では磁気位相空間の測定原理を応用した上顎6自由度,下顎6自由度測定が可能な試作測定器について,改良を加え以下のような結果を得た.1.磁気位相空間を形成するためのコイルドライブ回路およびセンサ回路を改良することにより,より安定した出力データが得られるようになり,データの信頼性も向上した.2.顎運動の時分割測定の補正および外来ノイズの影響を補正するプログラムの開発.時分割測定による測定要素の時間的ズレの補正と測定データの平滑化を行うソフトウェアについて検討を行った.補正方法としては,一次関数,二次関数、スプライン補間による方法などがあるが最適な方法の決定は今後の課題である.3.顎機能異常者,とくにクリッキングを有する被験者について顎運動を測定し,6自由度顎運動パラメータを算出し,顎運動測定器の測定精度,データの信頼性について検討した.その結果,クリッキングなどの高速の顎運動の場合サンプリングレートが104Hzであっても,顆頭部の詳細な運動をとらえることは困難であり,また測定精度についても不十分と思われた.今後さらに改良を加え,本測定器の臨床応用を目指したい.
ダム建設による住民移転計画の長期的事後評価

ダムにより移転を余儀なくされた住民が移転後に順調に生活再建を行えるようにするための指針を得ることを目的として、これまでの移転プログラムの長期的評価を実施した。対象としたのは、インドネシア、日本、ラオス、スリランカ、トルコ、ベトナムの6か国に建設された17か所のダムである。このうち15か所は移転後20年以上が経過している。対象地域は多様であっても、多くの共通した知見が得られている。水没する土地の補償は代替地の提供が基本ではあるが、移転住民の第2世代の意思を考慮すると金銭補償が優れている場合もある。また、教育環境の改善は住民の満足度を高めている。開発途上地域における今後のダム開発は不可避であり、開発援助機関が住民移転があることを理由にして、ダムプロジェクトに対する支援をすべて避け続けることはできないであろう。一方で、現在の住民移転政策には改善の余地も少なくない。移転住民の生活再建状況の確認は10年以上の長期的視点で行わなければならないが、これまでのプロジェクト事後評価は完成後数年以内に行われるだけで、長期的評価が行われていなかった。平成24年度は、コタパンジャンダム、ビリビリダム、サグリンダム(以上インドネシア)、コトマレダム(スリランカ)、アタチュルクダム(トルコ)、ナムグム1ダム、ナムテン2ダム(以上ラオス)に加え、日本の経験として草木ダム及び早明浦ダムを加え、これらのダム建設に伴う移転住民の生活再建状況や周辺住民の状況を調査し、長期的評価を行った。これまでに以下の結論が得られた。まず、移転後の生活再建が農業の生産性に依存する限りにおいては、水没地の土地による補償は正しい方法論である。しかし,移転者が「ハイリスク・ハイリターン」な選択肢を志向する場合に備えて、土地補償以外の選択肢も提示されることが望ましい。次に、農業以外での就業/収入が、移転者に高い収入を与え得るので、二次的開発の利益を移転者が享受するために、資金の貸し付けなどの「仕組み」が不可欠である。さらに、「旧村」を単位とした移転が、少数部族の扱いを含めて、正しい方法論らしいということが明らかになった、これに加えて、「過去の日本の事例」からも海外に適用可能な教訓を引き出すことは可能である。ダム建設に伴って移転した住民の生活再建状況を調査した。対象としたダムは、早明浦ダムと草木ダム(日本)、ビリビリダムとコトパンジャンダム(インドネシア)、コトマレダム(スリランカ)、アタチュルクダム(トルコ)、ナムテン2ダム(ラオス)、ヤリフォールダムとソンヒンダム(ベトナム)の6か国9ダムである。それぞれのダムについて、移転住民に対してアンケート調査あるいはヒアリング調査を実施し、世帯収入、家族の教育、職業転換の有無等について調査した。調査結果の詳細については、平成26年度に取りまとめる予定である。現時点までに得られた成果の概略は以下のとおり。転住民は第二世代になると、おおむね移転前のレベル以上に生活を改善している。第一世代の多くは農民であるが、第二世代にも農業を継いでもらいたいと考えている人は少数である。第二世代自身も積極的に就農したいとは考えていない。移転の満足度は、移転後の収入の多寡よりも、収入の安定度が大きく寄与している。そして、収入の安定性を決めるために重要なのは、副収入の大きさである。コトパンジャンダムでは養殖業を始めた移転民が、ナムテン2ダムでは手工芸品の製造を行う移転民の方が、農業だけを営み続けている移転民よりも生活レベルが高く、満足度も高い。移転先の環境に生活が大きく左右された事例もある。アタチュルクダムの移転民の場合、ダム近傍に移転した比較的裕福な農民は、土地価格の高騰のために得られた補償金では移転前と同じ面積の土地を確保することができず不満が強かった。一方、あえて遠隔の土地に移住することを選択した移転民は、移転先の雇用環境が良好であったため、収入が大幅に拡大して、満足度も高い。また、比較のため、移転によらないインドの農村部における地域開発状況及びカンボジアにおける交通インフラ建設による住民移転を調査した。日本の御母衣ダム、ベトナムのヤリフォールダム、ソンヒダム、ラオスのナムテン2ダムについて現地調査を実施した。御母衣ダムでは,住民に対して「土地による補償」に基づく集団移転が提案され,住民が移住先の候補地を見聞したにも関わらず,結果的には住民はコミュニティーを維持することは志向せず、各自の選択に従って移転した。この事例では、移転を住民が「山奥でのつらい生活からの脱却」と捉え,それ故に移転先で従前と同様な生活様式を再現することに消極的であった。その結果,住民の殆どは金銭による補償を選択し,移転後は,農業以外のセクターへの職業転換を実現した。

ヤリフォールダムとソンヒダムでは、ベトナムの国家政策により農作物の多様化がすすめられたが、移転後の所得の伸びは、より多様化することができた前者が後者を大きく上回り、収入源の多様化が所得をより大きく伸ばしていた。ラオスのナムテン2ダムではソフィアとソフォネという2つの移転村の比較調査を実施した。供与された補償パッケージは同一であるにもかかわらず、所得や生活環境は前者が明らかに向上していた。前者では手工芸品の製造と販売を実施しており、これが所得向上につながっていた。また、こうした経験は後者の村に移転しつつあり、村落間での情報共有が行われていることを明らかにした。最終年度にあたり、これまでの成果を書籍"Resettlement Policy in Large Development Projects"としてとりまとめ、ルートリッジ社から刊行することとなった。また、平成27年3月25日に米国ピッツバーグ市で開催された米国応用人類学会で成果を報告した。26年度が最終年度であるため、記入しない。国際環境協力26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度に研究成果を論文として発表することを予定していたが、実際は平成24年度末に発表できた。当初、計画していた住民に対するヒアリング及びアンケート調査はほぼ終了した。また、当初予定していなかったベトナムのダム事例についても事例を追加することができた。従来は土地による補償が望ましいとされてきたが、金銭補償のメリットが明らかになってきたので、両者の得失を比較検討することとしたい。これまでに得られた知見を集約して、国際学術雑誌に特集号を刊行するとともに、内容をとりまとめた英文書籍を刊行する予定である。離農した住民に対するヒアリングを行い、移転や職業転換に関する意思や生活再建手法及び状況を明らかにする。その結果をもとに、平成25年度に実施した移転後も農業を継続している移転住民との比較検討を行う。平成24年度から25年度にかけて6地点で同時に現地調査を実施するため、その経費を研究協力者に24年度中に支払いをした。それを賄うために、平成24年度に平成25年度以降の予算を前倒しで使用した。インドネシアのビリビリダム及びコトパンジャンダム、ベトナムの1か所のダム、ラオスのナムテン2ダム、スリランカのコトマレダム、トルコのアタチュルクダムの6か所のダムの移転住民の生活再建状況を調査する。
ナノ秒温度ジャンプを用いた蛋白質高次構造変化の時間分解振動分光学的研究

ヒート光の波長の異なる温度ジャンプ装置を2種製作した。第1は1.89μmパルスをヒート光とし、第2は1.56μmパルスをヒート光とするもので、各々QスイッチNd:YAGレーザー励起のH_2或いはD_2ストークス誘導ラマン光として作り出した。これをMoO_4^<2->水溶液に照射し、そのΔt秒後のストークスラマンとアンチストークスラマンを別のNd:YAGレーザーによる532nmのパルス光で測定し、その相対強度から温度上昇値を得た。ヒート光をサンプルセルの表裏両側から照射する事により、セル内の温度分布の幅が狭くなるよう工夫した。1.56μmのパルス光では32°C、1.89μmのパルス光では9°Cの温度ジャンプを達成する事に成功した。上昇した温度は3ミリ秒持続することが明らかになった。1.59μmの場合はセルの厚さが20μm以下にしないと温度分布が広くなりすぎるが、20μmの厚さでは蛋白質濃度を飽和溶液まで高くしてもラマン線は見えなかった。1.89μmの場合はセルの厚さを2mmまで厚くできた。ウシ膵臓のリボヌクレアーゼAの温度ジャンプを1.89μmのパルスで行い、その時間分解ラマンスペクトルを532nmの9nsパルスで測定した。62°Cから71°Cへの温度ジャンプによるラマンスペクトルの変化量を、それぞれの温度の平衡状態にある場合のスペクトル変化量と比較した。メチオニンのC-S伸縮振動は200ナノ秒で平衡値の10%、5ミリ秒後でも20%であった。活性部位に結合している硫酸イオンの980cm^<-1>のバンドは100マイクロ秒後に強度増加を示した。しかしシステイン橋のS-S伸縮振動やチロシンダブレットは5ミリ秒後でもあまり変化しなかった。これにより、蛋白の熱アンフォルディングは協奏的には起らず、この時間スケールでは時間的にバラバラである事が明らかになた。この他にウマのチトクロムC酸化形の50→60°Cへの温度ジャンプ実験をして、ヘム鉄への配位変化は500マイク秒のあたりで起る事がわかった。本年度はナノ秒温度ジャンプ装置を製作することからスタートした。Nd:YAGレーザーの基本波(1.064μm)を1mの長さの水素ガスセルに導き誘導ラマン散乱を起こさせる。そのストークス1次光(1.96μm)は水の高次赤外吸収帯のピーク波長に近い。この光を分離して試料を照射し、それよりΔt秒遅れて別のNd:YAGレーザーを発振させ、その第2高調波(0.532μm)をとって、それを先の近赤外光と重ねて試料に入射し、その光に対するラマン散乱を測定する。ラマン散乱観測用にMoO^<2->_4イオン水溶液を試料セルに入れて、MoO^<2->_4の317cm^<-1>と897cm^<-1>のストークスラマンとアンチストークスラマンの強度を同時に測定した。ストークス/アンチストークスの強度比から温度を見積るアイディアである。

繰返し10Hz、パルス幅10nsのレーザーを用い、水素圧を数気圧まで上げたところ誘導ラマンは発生した。試料セルの厚さを20μmにし、Na_2MoO_4水溶液のラマン散乱を測定した。セルの厚さ20μmに対し、レーザーの入口側と出口側で温度上昇に差ができ温度が不均一になることがわかった。そこで誘導ラマン光を2つに分け、試料セルの両側から入射した。これで光照射部分はかなり均一に温度が上昇した。MoO^<2->_4イオンのラマン線で温度を測定したところ、20ナノ秒の間に20°Cの温度上昇が起こっていて、それは約3ミリ秒持続することが明らかとなり装置の基本は出来上がったと思った。ところが、タンパク水溶液に対しては、20μmの厚さでは飽和濃度迄濃度をあげても蛋白のラマンシグナルは見えなかった。蛋白のラマンシグナルが見えるまでセルの厚さを厚くしていくと、誘導ラマン光が入口近くで吸収され、奥に入らないため、内側の温度が上がらないという問題が出てきた。そのため、吸光度が小さい吸収を利用すべく重水素ガスの誘導ラマン散乱で1.57μmの光を得る努力をした。粁余曲折はあったが最終的に成功し、本年のアメリカでの国際学会で蛋白の測定結果を発表することにしている。2種のレーザー温度ジヤンプ装置を製作した。1つは1.89μmパルスをヒ一ト光、もう1つは1.56μmパルスをヒート光とするもので、QスイッチNd:YAGレーザー励起のH_2或いはD_2誘導ストークスラマン光として作り出した。これをMoO_4^<2->水溶液に照射し、その△t秒後のストクスラマンとアンチストークスラマンを測定して、その相対強度から温度上昇値を得た。ヒート光をサンプルセルの表裏両側から照射する事により、セル内の温度分布の幅が狭くなるようにした。1.56μmパルスでは32°C、1.89μmのパルスでは9°Cの温度ジヤンプを達成する事に成功した。上昇した温度は3ミリ秒持続する事が明らかになった。1.56μmの場合はセルの厚さが20μm以下にしないと温度分布が広くなりすぎるが、その程度の厚さでは蛋白質の飽和溶液を用いてもラマン線は見えなかった。1.89μmの場合はセルの厚さを2mmまで厚くできた。ウシ膵臓のリボヌクレアーゼAの温度ジャンプを1.89μmのパルスで行い、その時間分解ラマンスペクトルを532nmの9nsパルスでプローブした。62°Cから71°Cへの温度ジャンプによるラマンスペクトルの変化量を、それぞれの温度の平衡状態にある場合のスペクトル変化量と比較した。メチオニンのC-S伸縮振動は200ナノ秒で平衡値の10%、5ミリ秒後でも20%程度であった。活性部位に結合しているSO_4^<2->イオンの980cm^<-1>のバンドは100マイクロ秒後に強度増加を示した。しかしS-S伸縮振動やチロシンダブレットは5ミリ秒後でもあまり変化しなかった。これよりタンパクの熱アンフォルディングは協奏的には起こらず、時間的にはバラバラであることが明らかになった。ヒート光の波長の異なる温度ジャンプ装置を2種製作した。第1は1.89μmパルスをヒート光とし、第2は1.56μmパルスをヒート光とするもので、各々QスイッチNd:YAGレーザー励起のH_2或いはD_2ストークス誘導ラマン光として作り出した。これをMoO_4^<2->水溶液に照射し、そのΔt秒後のストークスラマンとアンチストークスラマンを別のNd:YAGレーザーによる532nmのパルス光で測定し、その相対強度から温度上昇値を得た。ヒート光をサンプルセルの表裏両側から照射する事により、セル内の温度分布の幅が狭くなるよう工夫した。
土壌中での農薬分解の際の農薬分解微生物と非分解微生物との相互関係の解明

土壌中で農薬分解微生物は施用した農薬ばかりではなく、土壌中に存在している一般的な栄養物もまた分解利用する。したがって、農薬の分解は栄養物の存在によって恐らく影響をうけるだろう。そこで、この研究では、農薬PCP(ペンタクロロフェノール)の分解とPCP分解微生物数の変化を、添加した栄養物の分解や、その栄養物利用によって増殖するであろう微生物数の変化と関連して検討した。得られた主な結果は以下の通りである。1.種々の細菌グループのポピュレーション変化を、添加した栄養分、グルタミン酸、グリシンの消失と共に追跡した。(1)200ppmの高濃度PCPの存在によって増加が多少遅れたが、全細菌数はどの場合にも増加した。はじめきわめて低いレベルしか存在しなかったグラム陰性細菌数は、急激に増加した。そして、全細菌数の変化と同様な経過をたどった。(2)アミノ酸は細菌数の増加に対応して減少した。(3)PCPは実験期間の5週間は分解しなかった。これらの結果は、PCPが土壌中の微生物による栄養物の分解に、それ程影響しないこを示している。2.土壌中のPCP分解細菌数、及びPCP耐性菌数の増加に対する至適PCP濃度を求めた。(1)PCP濃度度が高くなればなる程、PCP耐性度は強くなった。(2)PCP分解はPCPが低濃度(5-10ppm)でのみよく増殖した。これらの結果は、この農薬に対する耐性微生物と分解微生物とは、土壌中では異なる様式で挙動することを意味している。3.土壌中のPCPの分解に対する栄養物添加物の影響を、栄養物の消失分解ろ、PCP分解とPCP分解生物の増加を追うことによって追及した。(1)PCPの分解は、アミノ酸やグルコースの存在によっておくれ、これら栄養物の消失の後に開始した。それに伴ってPCP分解微生物数の増加もおくれた。(2)セルロースはPCP分解、及びPCP分解微生物数の増加に影響しなかった。これらの結果は、この農薬の土壌中における微生物分解は、共存する栄養物の種類-このことは、そこで働く共存微生物をも意味する-よって、異なる影響をうけることを示している。目的)農薬は近年農耕地以外の野外の場面でも広く使われ、それぞれの場の維持管理に貢献している。しかし、そのために農耕地の環境汚染といった農業の場面にかぎらず一般住民の住環境に対する影響如何といった新たな関心がもたれて来ている。そこで、農薬の大部分が到達する土壌中での農薬の微生物分解がますます重要になっている。農薬分解に関するこれ迄の研究によれば、農薬分解微生物の多くは農薬のみを分解する特殊なものではなく、農薬以外の通常の物質も分解利用することが知られている。したがって、共存する栄養条件やそれをとりまく微生物相全般が農薬分解を規定する大きな微生物的要因となろう。これらの問題に迫る第一段階として本年度は、農薬としてペンタクロロフェノ-ル(PCP)を選び、二、三の異なる栄養条件のもとでPCPの分解を検討した。方法)基礎培地として塩類混液を用い、それに4%になるよう土壌を加え、土壌中のすべての微生物細胞PCPや栄養物に接触するよう土壌懸濁液振とう系を設定した。

異なる濃度のPCP,Nutrient Broth,グルコ-スなどを組み合わせて投与し,PCP分解菌数,全細菌数,グラム陰性細菌数などの推移,PCPの減少,CO_2放出などを追跡した。結果)PCP分解には最適濃度のようなものが存在し、検討した50ppmー2,5ppmの範囲では5ー10ppmでもっとも早く分解が開始した。またその分解は、Nutrient Brothのような複雑な栄養物が存在すると遅退する傾向があった。これらPCP分解に対応した型でPCP分解菌が増加した。さらに,グルコ-スや土壌に存在する有機物の分解に対するPCPの影響をCO_2放出でとらえると,PCP濃度の差の効果は逆にあらわれた。このことは、農薬が栄養物の動向に与える影響は栄養物の種類によってことなることを示し、その後の微生物による利用にも影響し、さらに農薬分解微生物の動態にもはねかえると推定した。目的)農薬の環境問題をめぐる一側面として、土壌中での農薬分解とそれを支配する微生物的要因を解析することを目的とした。土壌中の農薬分解にかかわる微生物は、農薬の他に一般的な栄養物も利用して生育できる。したがって,農薬分解は農薬対農薬分解微生物といった単純な図式でとらえられない。ここでは,種々の学養条件と農薬分解微生物の挙動との関係を,これ迄研究に用いて来たペンタクロロフェノ-ル(PCP)の分解を軸にしながら検討した。方法)基礎培地として塩類溶液を用い.それに4%になるように土壌を加え.土壌中のすベての微生物細胞がPCPや栄養物と接触するように土壌懸濁液振とろ系を設定した。異なる濃度のPCPやグルコ-ス、易分解収の栄養物としてのグルコ-スと難分解性の栄養物としてのセルロ-スなどの組み合わせ投与の場合の.PCP分解菌数.全細菌数,グラム陰性細菌数やセルロ-ス分解菌数の推移、PCPの減少,CO_2の放出などを追跡して比較した。結果)PCPの分解は510ppmの濃度で早く開始した。そして,それより高濃度では分解がおくれ50ppmでは40日後に始った。それに対応した型でPCP分解菌数も増加した。このことは、PCP分解はPCP分解菌数の増加と平行していることを示している。また,グルコ-スを添加するとPCP分解菌数の増加がおくれ、その遅れはグルコ-スの濃度が高いと大であった。このことは、グルコ-スの共存がPCP分解を阻害することを示している。一方、全細菌数はグルコ-ス濃度に対応して増加し、それに対応した型でCO_2放出もおこった。しかし、この場合、共存するPCPの濃度によって全細菌の増加やCO_2放出のパタ-ンは修繕された。さらに、セルロ-ス投与系のCO_2放出は比較的長期に亘って無投与系のそれと変らず,セルロ-スのような難分解性の栄養物は、PCP分解に影響しないことが推定された。目的)農薬の環境問題をめぐる一側面として、土壌中での農薬分解とそれを支配する微生物的要因を解析することが、本研究の大目的である。土壌中で農薬分解にかゝわる微生物は、農薬以外に一般的な微生物の栄養物も利用して生育できる。したがって、農薬分解は農薬対農薬分解微生物といった単純な図式でとらえることはできない。
有限体上の射影的代数幾何とその符号理論への応用

本研究の主要な成果は有限体上定義された射影空間内の超曲面上の有理点の個数に関するものである.2015年度の当該助成事業として,研究を開始した時点で,我々は「elementary bound」と呼んでいる有理点の個数の上限を手にしていた.これは特異点を許容する限りでは最良であったが,非特異なものに限ればこれに類似した良い上限式が期待される.本研究により,射影空間の次元が奇数の場合に,この問題に満足のいく解答を与ることができた.Sziklai予想に一応満足のいく解決を与えてから6年が経過した.それはq元体上定義されたq-直線を成分に持たない次数dの平面代数曲線のq-有理点の個数はq=d=4の場合にただ一つ起こる例外を除けば,(d-1)q+1が上限であることを主張し,さらに,d > q-2の場合には.q, dを固定して,q-直線を成分に持たないのq上の曲線全体の中でのでq-有理点の個数の最大値M(d,1)を算出した.具体的にはq-2 <d<q+3のときは, M(d,1)=(d-1)q+1, d>q+1のときはM(d,1)は射影平面自身のq-有理点の個数に一致する.(d=q+2のときは(d-1)q+1は丁度,射影平面自身のq-有理点の個数である.)M(d,1)が算出できたdについては,当然,2番目に大きな値M(d,2)はどんな値であろうかという自然な問いが浮上する.本年度の主要な成果は,この問いに部分的な解答を与えたことである.当初は,概ねM(d,2) = M(d,1)-1であろうと予想していたが,必ずしもそうならなかったことはやや意外であった.その値をここに詳述することはしないが,その議論にはかつて「平面のq-有理点を埋めつくすような曲線の最低次数とそれらの分類」を行ったときに用いた多項式環のイデアルについての議論を精緻にすることによった.この議論は高次元の超平面の場合も有効であり,これは代数幾何符号への応用を見込めるかもしれない.研究実績の欄で説明した問題にについて,未だ大きな部分が未解決問題として残っていることによる.また,以下の項で述べるように予定していた共同研究が実施できなかったことも,この評価の理由のひとつである.有限体上定義された平面曲線の有理点の個数に関するSziklai予想を概ね解決した頃,平行して,その一般化として,q個の元からなる有限体上のn次元射影空間内の超曲面について,類似の問題を考えていた.その研究によって,我々がElementary Boundと呼んだ評価式を得た.この評価式は,その超曲面の次数をdとすると,dが1より大きくq+1以下の範囲で意味ある評価を与えており,さらにdがqの平方根+1以上ではDeligneの証明したWeil予想の評価より良いものであった.その後n=3の場合に,その評価式の上限を到達する場合を完全に決定したが,驚くべきことに,それら上限を到達する曲面は全て非特異曲面であった.最近Tironiが,一般のnについて同様の結果を得たが次数がq+1のときに直ちに分かる超曲面を除けば,残りは我々の得た非特異曲面の錐であった.我々はn=3の場合の結果は非特異超曲面という枠組みでこそ,nが3より大きな場合への真の拡張が得られるのではないかという着想を得て,2016年度はこの問題に取り組むことに費やした.非特異という条件は,この問題を考えるときには必ずしも使いやすい条件ではないのだが,非特異ならばその超曲面に含まれる線形空間の次元がある程度小さくなるということを用いることによって射影空間の次元nが奇数の場合に良い評価が得られ,その上限を到達する非特異超曲面を全て決定することができた.この手法をnが偶数の場合に適用しても類似の評価式を得るのであるが,この場合には決して等号をとり得ないということが,nが奇数の場合に我々が得た結果を用いて証明できる.概要の項に述べたように,Sziklai予想の解決,n次元射影空間内の超曲面に対するElementary Boundの証明,n=3の場合にElementary Boundを到達する曲面の決定, Tironiによる結果という,主として我々が切り拓いてきた道を,さらに進められたことは,順調な進展と自負して良いと思う.2017年度の研究概要は以下の通り.本研究計画の目的の一つとして,「有限体上定義されたm次元射影空間内の超曲面のその体上の有理点の個数の良い評価を得る」ということを掲げた.その超曲面は種々の理由により,既約でなくとも良いのであるが,超平面を既約成分として含まないものを扱うのが自然である.2013年に報告者は,共同研究者のSeon Jeong Kimと共に, elementary boundと名付けた曲面の次数について1次式であるような上限の評価を得,これは線形評価では最良であることを示した.さらに2015年にはm=3の場合にこの上限を到達する曲面をすべて決定していた.この15年の我々の結果の直後に,Andrea Tironiが一般のmについて,elementary boundを到達するものを全て決定したが,それらは,本質的には我々の得た曲面の錐となっていた.

従って,曲面が非特異のときには,もっと良い上限が期待でき,その期待される上限は,少なくとも非退化Hermitian超曲面と双曲的2次超曲面が到達すべきものと予想した.この予想がmが奇数ならば正しいということ,および予想した上限を到達する非特異超曲面の決定が成功した.この研究過程において,特に非退化Hermitian超曲面を詳細に調べる必要が生じ,その結果,なぜ埋め込まれる射影空間の次元の偶奇によって取り扱いを別にしなけれならないかの理解はかなりできた.mが偶数の場合の予想が証明できれば,その理解がさらに進むことが期待できる.一方,最近,非退化Hermitian超曲面上の符号を研究する機運があるが,我々の結果は,この方面への応用も期待できる.本研究の主要な成果は有限体上定義された射影空間内の超曲面上の有理点の個数に関するものである.2015年度の当該助成事業として,研究を開始した時点で,我々は「elementary bound」と呼んでいる有理点の個数の上限を手にしていた.これは特異点を許容する限りでは最良であったが,非特異なものに限ればこれに類似した良い上限式が期待される.本研究により,射影空間の次元が奇数の場合に,この問題に満足のいく解答を与ることができた.研究実績の欄で説明した問題にについて,未解決部分について,力を注ぐとともに,以前からの課題であったSziklai予想の上限を到達する場合の完全分類を目指す.概要,進捗状況の各項に述べたように,この道をさらに切り拓くこと,すなわち,nが偶数の場合の非特異超曲面の有理点の個数の良い上限を求めることが今後の課題である.ここまでの研究がそうであったように,韓国,慶尚国立大のSeon Jeong Kim教授と共に共同研究を続ける.代数幾何昨年度招聘し共同研究を行う予定であったHerivelto Borgesが先方の都合により来日ができなくなったため,未使用額が生じた.「第14回代数曲線論シンポジウム」を開催するにあたり,海外研究者3名を招聘した.開催時期がクリスマスシーズンにあたり,その航空運賃が高騰することが予想されたので,前倒し請求を行ったのであるが,招聘研究者個々の賢い旅程選択の結果,想定したほどの経費がかからず,次年度使用額が生じた.昨年度招聘予定者Borgesに,本年度中の来日を要請し,共同研究を行う.前述のように経費前倒しを行ったため,2017年度は経費逼迫が予想され共同研究のための渡航回数を減じる覚悟でいたが,次年度使用額が生じたことにより,申請時に想定した程度の経費がまかなえる事になり,それを回避することが可能になった.
ナノ構造制御による資源循環型エコマテリアルの開発

本年度は溶融変形下におけるナノ構造体(イオン結合やイオン凝集体によって形成された構造体)の構造観察と、成形性が悪いポリマーにナノ構造体を含むポリマー(アイオノマー樹脂)をブレンドした際の成形性評価を行った。構造観察では溶融・伸長変形下でのナノ構造体の変化をリアルタイムで観察した。昨年度までの研究から、イオン種の違いによってナノ構造体のサイズや構造体内部の架橋密度が異なることを明らかにした。また2成分のイオン種をブレンドした系では、ブレンド比の違いによって架橋密度が大きく変化した。これにより、レオロジー特性を大きな影響を与えているのはナノ構造体内部の架橋密度にあると考察した。今年度は昨年度の結果をもとに、溶融変形下におけるナノ構造体の変形過程を観察した。小角x線測定は高エネルギー研究機構において自作の溶融伸長装置を設置し、時間経過に伴うナノ構造体の形状変化を調べた。時間の経過(変形量)に伴ってピークが大きくなることから、伸長変形下でナノ構造体が伸長方向に変形したためと考えられる。小角x線測定の結果からは、MgやZnのような2価のイオン種は伸長方向に配列したが、Naはナノ構造体のうちいくつかが崩壊し残った構造体が伸長方向に配列したことがわかった。この結果を伸長粘度特性と比較して検討すると、ナノ構造体を含むポリマーは、構造体が変形し長時間緩和成分となるためひずみ硬化が増大すると考えられる。以上の研究より、良好な成形性を示す要因を明らかにすることができた。次に成形性が生分解性ポリマーやリサイクルペット(再利用ペット)にアイオノマーをブレンドし、レオロジー特性について検討した。その結果、ナノ構造体が汎用ポリマーと相互作用する場合、ブレンドした試料は非相溶系の場合でも効果的に成形性を向上させることがわかった。本年度は、成形加工に必要なレオロジー特性の系統的な評価と小角x線を用いてナノ構造体(イオン結合やイオン凝集体によって形成された構造体)の構造観察を行った。1.レオロジー特性評価レオロジー特性評価では、成形加工時に伴う2つの変形(せん断変形と伸長変形)を材料に与え、ナノ構造体がレオロジー特性に与える役割をイオン種の違いや含まれるイオン種の数の違いから明らかにした。さらにナノ構造体を含むポリマー(アイオノマー)を汎用ポリマーとブレンドした場合のレオロジー特性についても検討した。ナノ構造体が汎用ポリマーと相互作用する場合、ブレンドした試料はレオロジー特性が飛躍的に向上するという結果が得られた。この手法を用いることによって廃プラスチックをレオロジー制御することにより再利用が可能になるのではないかと期待される2.ナノ構造体の構造観察小角x線による構造観察では、固体・溶融状態における静止下、変形下におけるナノ構造体の変化を測定した。この研究では、溶融伸長変形下におけるナノ構造体の変化をリアルタイムで測定を可能とした。はじめに小角x線装置に装着可能な溶融伸長装置の作成から着手した。この装置は真空管の真横に設置するため、断熱効果や軽量化を重要視し、さらにどの高分子試料も伸長変形可能となるように作成した。小角x線測定は高エネルギー研究機構にて行った。ナノ構造体は温度や含まれるイオン種の違いによって形状が異なることがわかった。このほかのイオン種においても同様の測定を行った。その結果、固体・溶融状態における静止場ではナノ構造体の形状は温度やイオン種に依存することがわかった。さらに以上のレオロジー測定と小角X線測定の2つの結果を相関的に考察することにより、ナノ構造体がレオロジー特性に働く役割についても明らかにした。
齧歯類の切歯の発生を研究するための新たな移植方法の開発

われわれは、歯胚の上皮系細胞の動態を追跡することで、歯の発生と分化のメカニズムを解明し、再生療法に応用することを目指している。これまで、生涯に亘って伸び続けるマウス切歯に着目してきた。この根尖部分にはapical budとよばれる上皮系の組織幹細胞があり、GFP陽性トランスジェニックマウスの下顎切歯根尖部を、野生型マウスに移植生着させる手技を4年前に開発し、歯胚上皮由来細胞がGFPを発現するハイブリッドの歯胚を作製した。この研究で、根尖部の組織幹細胞が上皮間葉転換を起こしてセメント芽細胞様細胞となる可能性を示した。この方法をさらに洗練することに3年前からチャレンジし、現在はGFP陽性apicalbud細胞のみを分散処理して35ゲージ針で注入する手技を完成している。この1年間で、細胞の注入技術の向上など、初期に比べて格段に洗練した手技を確立した。すでに数多くのマウスへの移植実験を遂行しているものの、データ解析は進んでいない。この理由は、当初の実験手技で得られた動物検体を用いるよりも、改良された現在の実験手技を用いて新たに組織採取を行った方が、コントロールされたデータを得られると考えるに至ったためである。新しい手技による実験成果を得るため、実験期間の1年間の延長願いを申請し、これが認められてた。次年度からは、大学院生の協力が予定されているため、今年度までに確立した手技を大学院生と共有することによって、動物実験は飛躍的に進むと考えている。本研究では、マウスを用いたオリジナルの動物実験手技の開発を日々進めている。GFP陽性マウスから顕微鏡下でのディスパーぜを用いた組織幹細胞を分離し、200μlチューブ中での細胞分散、35ゲージ極細針を用いての細胞注入など、格段に洗練された手技を確立した。すでに数多くの野生型マウスへの移植実験を遂行しているが、移植の技術レベルは日々上がっている。このため、当初の動物検体よりも最新の動物検体からの試料採取を優先した方がより良い研究成果が得られると考えるようになった。そこで、よりコントロールされた実験データを採取するため、実験期間延長を希望するに至った。実験計画は1年延長されたが、当初の目標以上の成果を得るためには避けられない状況であった。これまでは、一人で実験を遂行してきたが、幸いなことに新入学の大学院生が、動物実験に参加するようになり、共同作業と技術伝達とができるようになっている。細胞移植用のドナーとしては生後1週から3週のGFPマウスを必要とする。遺伝子改変マウスを購入せずとも、自己繁殖が可能となったので、今後はこれまで以上に制約がなくなり実験が進むと考えている。研究課題は、歯の発生についての未知領域を解き明かし、さらにこの知見をもとにして、歯と歯周組織の発生、再生への新技術を獲得することを目的としている。歯科における発生学の進展のためには、是非とも必要な研究であると自負している。現状において、セメント芽細胞の由来がこれまで信じられてきたとおりに「間葉系細胞由来」なのか、それとも上皮系の幹細胞が「上皮間葉転換」により生じた結果なのかは未だに結論が出ていない。我々の先の研究では、セメント芽細胞にGFP陽性細胞を認めたことにより、上皮間葉転換の可能性を示すことができた。今回の研究は、実験の精度を上げてこれを証明することを目標としている。実験における曖昧さを極力排除するために、移植する細胞が完全に上皮系の細胞のみから成り立っていることを証明する必要がある。このためには、細胞分離の一部始終を記録として残し、さらに分散した細胞のFACS解析、または免疫染色を行って、細胞のオリジンが上皮系にのみ由来することを証明しなくてはならない。川本法による凍結未脱灰標本のサンプリングの手法は確立している。GFP陽性細胞が生着し、これをトレースできれば、上皮系細胞としてそのまま残るものと、上皮間葉転換を生じるものとが区別して観察できると考えている。これにより歯周組織の発生、再生の考え方に、パラダイム・シフトを生じさせることができるかもしれない。齧歯類の切歯根尖部には、生涯にわたって歯を形成する上皮系の細胞集団apical budがある。我々は、マウスのapical budをGFP発現マウスのものに外科的に置き換える実験モデルの開発に成功した。川本法にて4μの非脱灰凍結切片を作製、蛍光・レーザー顕微鏡で検索した結果、手術後の経過は極めて正常像に近いことが確認された。さらに、この研究ではエナメル上皮由来のGFP陽性細胞の一部がセメント質中にセメント芽細胞として存在しているのを観察した。この実験モデルによって、エナメル上皮由来細胞がセメント芽細胞に分化する機構の解明が期待できる。C57BL/6マウス下顎切歯のapicalbudを含む根尖組織を摘出後、GFPマウスの根尖組織を移植して、川本法にて4μの非脱灰凍結切片を作製、蛍光・レーザー顕微鏡で検索する。唇側のGFP陽性の内外エナメル上皮とエナメル芽細胞層、および舌側のGFP陽性のセメント芽細胞様細胞については、免疫蛍光染色を行って、上皮間葉転換によるセメント芽細胞生成メカニズムを解明する。実験精度の向上のためには、酵素処理で得たapical bud単独の移植を成功させる。上記目的で、ネッパジーン社製のCompassモニター顕微鏡を購入した。