hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子移動過程を包含する新しい形式の有機反応の展開

電子が直接反応に関与する反応、即ち電子移動過程を包含する反応は通常の化学反応とは異なった種々の興味深い特色を有している。本研究では、電子移動の手段として電極反応、金属,光等を用いて新しい形式の電子移動型有機反応を開発することを目的として研究を行った。本研究の成果は次の様にまとめられる。1.電極反応を電子移動の手段として用いたβ-ラクタム,バスタジン-6,ピヘラジノマイシンの合成,テルペノイド配糖体の化学変換,新しいアシルアニオン等価体の合成,特異な活性を有する塩基の生成に成功した。2.電気化学的に生成したスーパーオキシドイオンを用いたオレフィンのエポキシ化,窒素ラジカルの生成及びその立体選択的分子内付加,不斉修飾電極による不斉還元,電極酸化により生成するハロニウムイオンをメディエータに用いたアルコールの酸化に成功した。3.ビタミン【B_(12)】の電極反応を用いた炭素骨格組替え反応ZnO電極を用いたアルコールの酸化を行った。4.金属を電子移動の手段に用いた反応として,Pdによる立体選択的アリル化オレフィンへの二官能基付加,CoによるアルデヒドへのCo挿入反応。5.光励起電子移動を用いた核酸修飾,ケイ素化合物のα-結合切断,ポルフィリン(Pd)錯体の酸化還元電位測定に成功した。6.半導体電極を用いたアルコール類の酸化,さらにα-ケトカチオンによる閉殼有機分子の一電子酸化,ベンズピナコロンのジアロイルパーオキシドによる酸化分裂における酸の影響等の種々の有用な知見が数多く得られた。
子宮内胎児発育遅延発症における腫瘍壊死因子の役割に関する検討

前年度の研究において、TNF産生阻害剤投与によりラット胎仔IUGRの発症抑制が見られることが明かとなった。本年度は、本IUGRモデル発症機序におけるTNFの役割について、近年IUGRや類似病態である妊娠中毒症の発症との関連が注目されている白血球動態、ならびに胎仔発育に密接に関連する虚血後低灌流の惹起の観点から検討した。既報の方法に準じ、ハロセン麻酔下に妊娠17日目のS/Dラットに対して子宮胎盤循環を30分間虚血(虚血再灌流)した。虚血前後の各時点で血漿中のTNF-αならびにCINC/gro(IL-8)の測定(ELISA)および摘出した子宮・胎盤において顆粒球組織浸潤の指標であるmyeloperoxydase(MPO)活性の測定を行い、虚血前後の測定値の変化を検討した。TNF-αについては、虚血直後に軽度増加がみられるものの、再灌流後は有意な増加は見られなかった。CINC/groについては再灌流120分の時点で虚血前に比べ5.6倍に有意に増加し、この増加はTNF産生阻害剤前投与群では有意に抑制された。また子宮のMPO活性は、再灌流120分で虚血前の約4倍に有意に増加したが、TNF産生阻害剤投与群ではこのMPO活性の上昇は有意に抑制された。胎盤のMPO活性には虚血前後で有意な変化は見られなかった。一方、子宮組織血流量は、再灌流60分以降に虚血前の約70%に減少したが、TNF産生阻害剤投与群では、この血流減少は有意に抑制された。以上の成績より妊娠S/Dラット子宮胎盤循環IRモデルにおけるIUGR発症および虚血後低灌流の惹起にTNFが関与し、その役割の一部は白血球の接着・浸潤を介しているものと推測された。臨床例での検討から、腫瘍壊死因子(TNF-α)が、妊娠中毒症やIUGRの病態に関与している可能性が次第に高まってきた。またTNF-αは虚血再灌流傷害(IR)のメディエーターとしても重要な役割を担っていることが知られている。我々は最近、ラット子宮胎盤循環のIRによりIUGRが発症することを実験的に示し、さらにIR後に持続的な子宮血流量の減少が生じることから、この現象が本モデルでのIUGRの発症に至る子宮・胎盤の虚血を招いている可能性を提示した。従って、IRの主要なメディエーターであるTNF-αは、本モデルのIUGR発症にも重要な役割を担っている可能性が高いものと考えられた。そこで本年度の研究では、IRにより惹起されたラットIUGRモデルの、IUGR発症機序におけるTNF-αの関与を明らかにすることを目的とし、TNF産生阻害剤投与によるIUGR発症抑制効果を検討した。既報の方法により、ハロセン麻酔下に妊娠17日目のS/Dラットに対して片側子宮角子宮胎盤循環の30分間の虚血(IR)を行い、妊娠21日目に帝王切開により胎仔・胎盤を娩出し、同側子宮角に子宮内胎盤発育遅延(IUGR)が発症していることを確認した。そして、この妊娠17日目のラット子宮胎盤循環のIRに先だってTNF産生阻害剤投与を行うと、妊娠21日目のラット胎仔IUGRの発症が抑制されるという実験結果を得た。以上より、本モデルにおけるIUGR発症機序においてTNF-αが関与している可能性が示唆された。また、次年度の実験計画のため、子宮胎盤循環IR前後のTNFの血中濃度の変化を予備的に検討したが、本モデルでは虚血直後にTNF-αの有意な増加がみられるものの、再灌流後は有意な増加は見られていない。そこで、TNF-αがどのようにIUGR発症に関わるのかに関して、TNF-αと関連するサイトカインについても測定し、本モデルにおける血流減少とIUGR発症の機序を検討する予定である。

以上の成績より妊娠S/Dラット子宮胎盤循環IRモデルにおけるIUGR発症および虚血後低灌流の惹起にTNFが関与し、その役割の一部は白血球の接着・浸潤を介しているものと推測された。
放線菌産生バイオフロキュラントに関する基礎及び応用研究

本研究では、ストレプトマイセスグリセウス菌が生産する凝集活性成分に注目し、その凝集活性成分の分離精製を行い種々の基本的性質等について検討した。ストレプトマイセスグリセウス菌を、酵母抽出物(2.0%)、KH_2PO_4(0.1%)、MgSO_4・7H_2O(0.1%)からなる液体培地で3日間28°Cで培養し、遠心分離により菌体とその上清に分離し、上清を凝集剤の粗標品として使用した。アセトンを加え凝集活性成分を析出させ、遠心分離により沈殿物を得た。この沈殿物をメタノール・クロロホルム混合溶媒で充分洗浄し蒸留水に溶解した。さらに、エタノール沈殿法により凝集活性成分を分離し、セルロファインCBL-2000mおよびセファデックスG200ゲル濾過カラムクロマトグラフィーにより精製した。その結果、これらの操作により約30倍に分離精製することができた。得られた最終精製標品の基本的な性質を調べたところ、本凝集活性成分は、酸性領域で働き、pH5で最大凝集活性を示した。一方、中性域からアルカリ域ではほとんど凝集活性は示さなかった。添加量の影響については、15ppmまでは凝集活性が増加したがその後は平行線を示した。さらに、熱安定性につて検討したところ、2分間の加熱でほぼ完全に失活してしまった。また、タンパク質含有廃水のモデルとして卵白アルブミン溶液を用いて凝集沈殿効果を検討したところ比較的良好なフロックの形成がみられた。今後は、凝集活性成分の化学構造等を明らかにし、さらに、高付加価値化を含めて本凝集剤のさらなる研究開発を行いたい。
植生被覆および詳細な植物生理を考慮した陸域水循環の長期変動に関する研究

本研究の目的は、陸域の水収支に影響のある地下水の動態を組み込んだ陸面水文モデルを用いて、グローバルな陸域の水収支が気候によってどのように決まっているのかを明らかにすることである。昨年度の研究で、気候学的平衡状態という新しい概念を提案し、陸面水文モデルの土壌物理過程の改良および土壌水分・地下水位の検証を行った上で、土壌水分の平衡状態と気候の関係を調べた。その結果、土壌や土地被覆によって分類することで土壌水分の一部は降水から線形回帰できることがわかっている。ここで得られた新たな改善点を踏まえ、以下の5つの内容を実施した。1.陸面水文モデルの土壌過程に地形に基づくパラメータを導入した。2.地下水位および土壌水分の初期状態が気候学的平衡状態に及ぼす影響を調べた。その結果、乾燥域や凍土域では土壌水分や地下水位、氷のあり・なしといった初期状態が長期間保存されており、地下水位の平衡状態に影響を与えるため、現在気候下での地下水位を知るには長期間前の状態を把握することが重要であると考えられる。3.気候学的平衡状態における土壌水分、地下水位、流出量について観測データをもとに詳細な検証を行い、モデルの推定値は気候値で議論するには十分であると判断した。4.気候学的平衡状態までの時間を気候学的平衡時間として概念を提案した。乾燥域では、1000年の計算を行っても気候学的平衡状態にはならず、現在気候では陸面の水文過程は遷移的な状態にあるのではないかと示唆した。5.気候と地下水位の関係について整理した。地下水位と気候の関係を整理すると、10[m]より浅い地下水位はエネルギー量によってコントロールされており、変化の仕方は土壌や土地によって異なることが明らかとなった。29年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究で、地表面情報の不確実性が陸面水文モデルの水収支へ与える影響は小さいことが明らかとなった。また既往研究で適切な土壌水分と地下水位の初期状態を与えることが水文シミュレーションの不確実性低減に重要であると述べられ、さらに近年、地下水の動態が陸面過程に影響していると議論されている。そこで、本研究では当初植生被覆の長期変動を考慮した陸域の水収支を考慮する予定であったが、陸域の水収支に影響のある地下水の動態を組み込んだ陸面水文モデルを用いて、グローバルな陸域の水収支が気候によってどのように決まっているのかを明らかにすることを目的とし、次の5つの内容を実施した。1.陸面水文モデルの平衡状態に関して、どれくらいの期間の気候で、どのような状態を平衡とみなすのかを表した具体的で新たな定義をした。2.地点観測データを用いて、モデルによる土壌水分と地下水位の検証を行ったことで、表層の土壌水分の妥当性、地下水位の推定誤差が大きい地域を特定できた。3.土壌の透水に関する式および基底流出に関して改良を行ったことで、2.の検証で確認した地下水位が深い地域でのモデルの精度を向上できた。4.提案されている代表的な土の保水性と透水性を表す式のうちの一つに切り替えて陸面水文モデルに用いた場合の土壌水分と地下水位を検証したことで、3での改良の妥当性を確かめられた。5.気候と平衡土壌水分の関係を、気候の変数として、降水や蒸発散量などを選び、土壌と土地被覆の組み合わせごとに、それぞれ線形関係があるかによって調べた。得られた線形回帰式を用いて、降水から線形回帰した一部の表層の土壌水分は、陸面水文モデルを用いて求めた土壌水分の平衡状態と整合することが確かめられた。これにより、現在気候における土壌水分の平衡状態と気候との関係を得ることができると同時に土壌水分の初期状態を簡易に提供できる可能性が示された。そのためにまず、陸面水文モデルにおける的確な土壌水分と地下水位の初期状態をもとめる必要がある。そこで、本研究では同じような気候(30年間)が繰り返されたときの気候値(30年間の年間平均値)の変化率が1%以内である土壌水分量(地下水位)を気候学的平衡土壌水分量(地下水位)と定義した。これにより、本研究の目的を明らかにするために必要な、どれくらいの期間の気候でどのような状態を平衡とみなすのかという具体的で新しい定義を得ることができた。陸面水文モデルによる土壌水分と地下水位の検証を行ったことで地下水位の推定に関する課題を把握することができた。さらに、土壌プロセスの検討、改良を通して地下水位の深い地域におけるモデルの精度を向上させることができた。そして、陸面水文モデルによる平衡土壌水分と気候との関係を土地被覆と土壌の分類ごとに場合分けして、線形の関係が得られる組み合わせを判別した。それによって得られた線形回帰式を用いて、降水から線形回帰した一部の表層の土壌水分は、陸面水文モデルを用いて求めた土壌水分の平衡状態と整合することが確かめられた。以上のように、研究成果として本研究の目的への一つの答えを提示するとともに、これまで長期間のシミュレーションを初期値化に要するという課題を解決する新しい手法を提案した。

また、先の問題に取り組む過程でモデルにおける課題を発見し、改良を行うことで地下水位の精度を向上することができたため。本研究の目的は、陸域の水収支に影響のある地下水の動態を組み込んだ陸面水文モデルを用いて、グローバルな陸域の水収支が気候によってどのように決まっているのかを明らかにすることである。昨年度の研究で、気候学的平衡状態という新しい概念を提案し、陸面水文モデルの土壌物理過程の改良および土壌水分・地下水位の検証を行った上で、土壌水分の平衡状態と気候の関係を調べた。その結果、土壌や土地被覆によって分類することで土壌水分の一部は降水から線形回帰できることがわかっている。ここで得られた新たな改善点を踏まえ、以下の5つの内容を実施した。1.陸面水文モデルの土壌過程に地形に基づくパラメータを導入した。2.地下水位および土壌水分の初期状態が気候学的平衡状態に及ぼす影響を調べた。その結果、乾燥域や凍土域では土壌水分や地下水位、氷のあり・なしといった初期状態が長期間保存されており、地下水位の平衡状態に影響を与えるため、現在気候下での地下水位を知るには長期間前の状態を把握することが重要であると考えられる。3.気候学的平衡状態における土壌水分、地下水位、流出量について観測データをもとに詳細な検証を行い、モデルの推定値は気候値で議論するには十分であると判断した。4.気候学的平衡状態までの時間を気候学的平衡時間として概念を提案した。乾燥域では、1000年の計算を行っても気候学的平衡状態にはならず、現在気候では陸面の水文過程は遷移的な状態にあるのではないかと示唆した。5.気候と地下水位の関係について整理した。地下水位と気候の関係を整理すると、10[m]より浅い地下水位はエネルギー量によってコントロールされており、変化の仕方は土壌や土地によって異なることが明らかとなった。今後、これまで行った土壌プロセスの改良について地形情報を取り入れた詳細な改良を行い、改良したモデルの妥当性を確かめるために、地下水位、土壌水分、水収支を検証する。それぞれの検証用データとして、地下水位はFan et al.,2013によって収集された地点観測、土壌水分はISMN(International Soil Moisture Network)データベース、蒸発散はFLUXNETデータベース、流出量はGRDCデータベースを用いる。その際、100km格子の平均値を仮定している陸面水文モデルの推定値と地点観測には対象としている空間スケールにギャップがあるため、とくに地下水位については検証に用いる観測地点の場所(標高や川の近くかどうかなど)によって観測値のばらつきも出やすい。そのため、地下水位については、観測と衛星観測による標高の違いを考慮して地下水位の精度が高い地点と低い地点はそれぞれどのような地域なのかを特定し、詳細な検証を行う。また、土壌水分の初期状態が乾燥した状態と湿潤な状態を仮定して、陸面水文モデルの平衡状態がそれぞれどのように決まるかを検討する。これらから、平衡に達するまでの時間を気候変動に対する応答時間とみなし、気候によってその応答時間がどのように決まっているのかを明らかにする。
プロテオーム解析による炭疽菌の感染機構の解明と予防・治療への応用

炭疽は細菌性急性人畜共通感染症で、適切な治療をしないと重篤化する。その感染過程は、生体内に侵入した芽胞体がマクロファージに貪食され、発芽し、毒素産生と莢膜形成が起き、その毒素によるマクロファージ溶解後、血流中へと放出され、爆発的な増殖過程を経て、宿主に致死的な急性的ショック症状を与える。炭疽菌の病原因子は、毒素産生と莢膜形成であり、生体内でのみ発現する。ヒトでは抗生物質による治療が行われるが、発症前の大量投与が必要で、発症後では効果が低い。芽胞が安定で、急性感染症を起こすため、常に生物兵器の第一候補として長年恐れられてきた。また、ヒトの炭疽ワクチンは副作用が強く、しかも接種期間が長いので、一般的には用いられない。炭疽に対する社会的脅威を軽減するために、炭疽の発症機構の解明と予防・治療法の開発は重要である。そこで、新たなワクチン開発の手がかりを得るために、炭疽の発症機構を解明する必要がある。まず、二年間で炭疽菌の防御抗原(PA)を発現する乳酸菌組換え体を構築し、経鼻・経口投与による粘膜免疫効果を検討した。しかし良好な結果は得られなかった。また、疫学調査研究に必須の炭疽菌芽胞の検出系を構築した。同時に芽胞特異的抗体を作製し、マクロファージ内取り込み機構の解析や防御能について検討し、芽胞に対する抗体が感染防御能があることが明らかになった。さらにプロテオーム解析のための二次元電気泳動条件の検討を行い、85および25キロダルトン程度の芽胞タンパクに防御能があることを明らかにした。また、炭疽菌の病原因子の発現を、炭疽菌の莢膜について検討し、いくつかの遺伝子を同定した。これらの結果は投稿準備中である。その感染過程は、生体内に侵入した芽胞体がマクロファージに貧食され、発芽し、毒素産生と莢膜形成が起き、その毒素によるマクロファージ溶解後、血流中へと放出され、爆発的な増殖過程を経て、宿主に致死的な急性的ショック症状を与える。そこで、本年度は新たなワクチン開発の手がかりを得るために、炭疽の防御抗原(PA)を発現する乳酸菌組換え体を構築し、経鼻・経口投与による粘膜免疫効果を検討した。乳酸菌は長い食の経験から人には安全であると考えられており、しかも、生体内に定着することが無いので、ワクチン構築に最適であると考えられている。準備段階として効果が明らかになっている豚丹毒菌の防御抗原を用い検討した。その結果、ワクチン効果が認められたので、炭疽菌用の系を構築した。また、乳酸菌の膜表層へのアンカー蛋白を挿入した融合PA蛋白を産生するようベクターを構築し直し、効率良く融合蛋白を菌体表層に提示するプラスミドの構築を行った。免疫効果は検討中である。

また、疫学調査研究に必須の炭疽菌芽胞の検出系を構築した。同時に芽胞特異的抗体を作製し、マクロファージ内取り込み機構の解析やプロテオーム解析のための二次元電気泳動条件の検討を行った。炭疽は炭疽菌Bacillus anthracisによる人獣共通感染症で、炭疽菌は低温や乾燥などのストレスに曝されると極めて耐久性の高い芽胞を形成し、長期にわたり外界にて病原性を保持することができる。そのため、炭疽菌芽胞は生物兵器としても古くから脅威の的であったが、近年バイオテロに使用され死傷者を出したことは記憶に新しい。生体内に侵入した炭疽菌の芽胞は、マクロファージに貪食されると細胞内で発芽し、毒素産生と莢膜形成を行う。毒素はマクロファージを溶解し、血流中へと放出された炭疽菌は、爆発的な増殖および毒素産生により最終的に宿主を死に至らしめる。感染後短時間の経過を辿るため、抗生物質による治療は感染初期にのみ有効で、発症後では効果が低い。また、ヒトの炭疽ワクチンは強い副作用や長い接種期間などの問題点があり一般人には使用されていない。そのため、炭疽菌の感染機構を解析し、治療やより安全で有用なワクチン開発に役立てることは重要である。本年度、我々は病原性を持たない変異型炭疽菌芽胞を調整し、免疫動物から得られた抗血清より抗体を精製し、その効果についてマウス感染モデルを用いて検討した。その結果、この抗体が投与濃度依存的にマクロファージ内の炭疽芽胞の発芽を抑制し、マウスの死亡率を低下させ、生存期間および生存率を上げることを見出した。この結果は、免疫に用いた変異株がワクチン株として有用であることを示している。さらに、この抗体や変異株を利用したプロテオーム解析により幾つかの未知の病原因子候補が見つかった。今後、これらの因子を欠失させた炭疽菌を作製して野生株と比較検討することで感染機構の一端を明らかにするとともに、副作用の少ないワクチン開発の基盤となる研究を進めていく。炭疽は細菌性急性人畜共通感染症で、適切な治療をしないと重篤化する。その感染過程は、生体内に侵入した芽胞体がマクロファージに貪食され、発芽し、毒素産生と莢膜形成が起き、その毒素によるマクロファージ溶解後、血流中へと放出され、爆発的な増殖過程を経て、宿主に致死的な急性的ショック症状を与える。炭疽菌の病原因子は、毒素産生と莢膜形成であり、生体内でのみ発現する。ヒトでは抗生物質による治療が行われるが、発症前の大量投与が必要で、発症後では効果が低い。芽胞が安定で、急性感染症を起こすため、常に生物兵器の第一候補として長年恐れられてきた。また、ヒトの炭疽ワクチンは副作用が強く、しかも接種期間が長いので、一般的には用いられない。炭疽に対する社会的脅威を軽減するために、炭疽の発症機構の解明と予防・治療法の開発は重要である。そこで、新たなワクチン開発の手がかりを得るために、炭疽の発症機構を解明する必要がある。まず、二年間で炭疽菌の防御抗原(PA)を発現する乳酸菌組換え体を構築し、経鼻・経口投与による粘膜免疫効果を検討した。しかし良好な結果は得られなかった。同時に芽胞特異的抗体を作製し、マクロファージ内取り込み機構の解析や防御能について検討し、芽胞に対する抗体が感染防御能があることが明らかになった。さらにプロテオーム解析のための二次元電気泳動条件の検討を行い、85および25キロダルトン程度の芽胞タンパクに防御能があることを明らかにした。また、炭疽菌の病原因子の発現を、炭疽菌の莢膜について検討し、いくつかの遺伝子を同定した。これらの結果は投稿準備中である。
トポロジカル相を活用した光ダイナミクスの時空間制御

本研究の目的は、光学系におけるトポロジカル相を活用することにより、光ダイナミクスの制御を行うための理論手法を確立することである。減衰効果の強い光学系において,減衰効果を制御することは重要である.この観点から,開放系に対し空間-時間反転対称性(PT対称性)を要請し,さらにトポロジカル相に由来するエッジ状態を活用することにより,光の振幅制御を目指した.前年度の研究で得られた理論結果を検証するために,実験グループと国際共同研究を行った.実験では,減衰の効果を高精度に制御することが可能な光学系を構築し,さらにもつれ合った光子対を用いた.実験の結果、エッジ状態の成分のみを選択的に系に残すことなど上記理論予測と非常に良く一致する結果を得た。この研究をまとめた論文は,本年度Nature Physics誌に掲載された.また,トポロジカル相を活用した光の位置の動的制御という観点から,トポロジカル数の相境界を等速度で変化させることにより,エッジ状態に局在した光の動的安定性についての研究を行った.その結果,トポロジカル相に由来するエッジ状態の運動方程式はDirac方程式であるため、トポロジカル数の相境界が有効光速に近い速度で等速直線運動する系においては,特殊相対論的効果が現れることが分かった.このことを反映し,エッジ状態の移動速度が系の有効的な光速に近づくにつれ,エッジ状態の局在幅はローレンツ収縮により短くなり,移動速度が有効的な光速になると,エッジ状態が消失することが分かった.これは,エッジ状態を移動させる速度の上限はその系における有効光速となることを意味し,応用利用に向け重要な結論が得られた.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。光学系では、電子系とは異なり、フォトンまたはレーザー光強度の減衰や増幅の制御が可能である。そこで、減衰・増幅の効果を取り入れた1次元量子ウォークに対する、非ユニタリーな時間発展演算子のトポロジカル相について調べた。その結果、非ユニタリーな系においても、PT対称性という特殊な対称性がある場合、トポロジカル相に由来するエッジ状態が現れることが分かった。さらにこのエッジ状態は、他のバルク状態と比較し、大きな正の虚数エネルギーを持つことが分かった。このことを反映し、減衰の効果が非常に強い系においては、パラメーターによって、バルク状態の成分は時間と共に急速に減衰するが、エッジ状態の成分はほとんど減衰しないことが明らかとなった。この結果を用いると、系に光を入射すると、エッジ状態に対応するエネルギー成分のみを選択的に系に残すことが可能であることが期待される。さらに、上記理論結果を実験的に検証するため、減衰の効果が強い量子ウォークの実験を、実験グループとの共同研究として行った。実験では、減衰の効果を高精度に制御することが可能な光学系を組み、さらにエンタングルしたフォトンを入射した。その結果、エッジ状態の成分のみを選択的に系に残すことなど上記理論予測と非常に良く一致する結果を得た。またこの実験結果は、PT対称な非ユニタリー系における量子効果を実験により調べた初めての結果としても重要である。また、トポロジカル相が動的に変化する系におけるエッジ状態の安定性に関する予備的な研究を行った。減衰効果のある量子ウォークの研究に関しては、本年度中に関連する論文がPhysical Review A誌やInterdisciplinary Information Sciences誌に掲載済である。また、エッジ状態の制御に関する理論論文と実験論文もすでに投稿しており、現在査読中である。特に、計画段階では実験グループへの理論提案を行うこととしていたが、共同研究として実験研究にも主体的に加わり、非常に重要な実験結果を得た。このことから、本研究は、当初の計画以上に進展していると考える。この研究をまとめた論文は,本年度Nature Physics誌に掲載された.また,トポロジカル相を活用した光の位置の動的制御という観点から,トポロジカル数の相境界を等速度で変化させることにより,エッジ状態に局在した光の動的安定性についての研究を行った.その結果,トポロジカル相に由来するエッジ状態の運動方程式はDirac方程式であるため、トポロジカル数の相境界が有効光速に近い速度で等速直線運動する系においては,特殊相対論的効果が現れることが分かった.このことを反映し,エッジ状態の移動速度が系の有効的な光速に近づくにつれ,エッジ状態の局在幅はローレンツ収縮により短くなり,移動速度が有効的な光速になると,エッジ状態が消失することが分かった.

これは,エッジ状態を移動させる速度の上限はその系における有効光速となることを意味し,応用利用に向け重要な結論が得られた.現在のところ研究は非常に順調に推移しているため、減衰効果の量子ウォークに関しては、さらに研究発展させる方向で研究を推進していく。さらに、トポロジカル相が動的に変化する系におけるエッジ状態の安定性に関する研究を行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
モバイルにおけるブラウザ追跡技術の実用化に関する研究

本研究は、インターネットにおけるコンテンツを閲覧するソフトウェアであるウェブブラウザの電子的足跡・指紋(以降,フィンガープリントという)を用いて、PCだけでなくスマートフォンの継続的追跡を実用化する研究である。ブラウザによる閲覧におけるトラッキング手法には、HTTPクッキーによるものがあるが、本研究は、ウェブブラウザの電子的足跡・指紋を用いた手法である。本技術の応用としては、ターゲティング広告などのネット広告だけでなく、指紋やDNA検査のような犯罪における証拠として利活用も期待できる。本研究に関して、この1年間で、8編の論文を発表した。そのうちの一つでは、本論文でモバイルデバイスにて、パッシブフィンガープリンティングのみでのトラッキングを試みた。パッシブフィンガープリンティングとは、ブラウザから送信されるHTTPリクエストのヘッダ情報のみを使用するフィンガープリンティングである。JavaScriptやCSSを用いてブラウザから情報を採取するアクティブフィンガープリンティングが一般的であるが、我々は敢えて、新しいアプローチを試みた。論文中での、実験では、採取した情報を、深層学習(Deep Neural Network: DNN)で作成した予測モデルを用いて、モバイル端末の識別を行った。結果として、モバイル端末を99%の精度で識別可能だとわかった。実験におけるデータセットのサンプル数は約2,200万である。これらは、連続した15日間でモバイル端末のブラウザから採取したものである。よって、この結果は、より実践的なサービスにおいても適用可能な結果であると言える。事前の準備が、運良く効果した。提案書に記載した通りに、推進する。特に、新しいデータの取得を目指す。想定以上に研究が進み、その分の作業を(研究補助者に)依頼することが減ってしまったため。来年度以降は、成果を出すために、より多くの作業を予定している。
アクティブラーニングの教育効果の可視化と影響要因に関する定量分析

本研究では,大学で行われるアクティブラーニングの教育効果について可視化を試み,その教育効果へ影響する要因について明らかにする。アクティブラーニングの教育効果指標は,ジェネリックスキルの変化と教育便益に対する意識の変容を考慮して指標化する。また,教育効果指標に及ぼす影響要因を明らかにするため,学習履歴データ,生活状況に関する調査データを用いて検証を行う。さらに,アクティブラーニングの教育効果の波及効果を確認するため,教育効果指標と教務情報データなどの学修状況との関係性を検証する。
人工内耳装用者における聴覚高次機能の検討

1)成人高度感音性難聴で人工内耳(コクレア,クラリオンーS)を装用している症例19例に対して無音状熊と語音刺激時(平易な文章を20分間連続聴取)の脳血流画像をSPECTにて作成した.核種は^<123>I-IMPで,SPM (Statistical parametric mapping)で画像解析を行った.術後聴取能や失聴期間と脳の賦活部位との関連では,全例で無音時と音刺激下での脳血流量を比較すると右脳の聴覚連合野のみに賦活が見られたが,子音聴取良好群のみでは左右の聴覚連合野の賦活がみられた.2)刺激時と無音時の脳血流分布の差分画像をART (Automatic Registration Tool)でCT上の同一レベルに投影するとSPMと同様に左側頭葉の一次聴覚野付近に賦活領域が認められた。ARTはCT・MRIにSPECT画像を位置あわせして重ねるもので,個々人にあったより正確な解剖学的位置情報が得られた.3)左右聴覚連合野の賦活の有無で検討すると両側ともに賦活がみられた群では平均失聴期間が長く,平均聴取能が低かった.反対に左脳の聴覚連合野にも賦活がみられた群では平均失聴期間が短く平均母音・子音の聴取能が良好という傾向があった.人工内耳術後の語音聴取能を規定する因子として失聴期間が関与しており,術後聴取能と聴覚野の賦活が強く関連していることがわかった.4)人工内耳を介した語音刺激は非生理的で言語の情報量が少ないにも関わらず聴覚野の良好な賦活を引き起こす症例があることがSPECTを用いた画像で確認された.人工内耳症例の語音刺激時に聴覚野に相当する部位に賦活が見られることをSPM(Statistical parametric mapping)を用いたSPECTの解析で確認して,術後聴取能や失聴期間と脳の賦活部位との関連について検討した.方法は成人言語習得期後失聴で人工内耳(コクレアインプラントミニシステム22,コクレア社)を装用している13例に対し,平易な文章を20分間連続して聴取させ無音状態と語音刺激時の脳血流画像をSPECTにて作成した.核種は_<123>I-IMPを用い,3検出型ガンマカメラにて撮影した.画像解析はSPMソフトウエアおよびSPM Header Toolを用いた.術後語音聴取能の評価は子音聴取能検査を用い,その正答率にて評価した.結果は全例で無音時と音刺激下での脳血流量を比較すると右脳の聴覚連合野のみに賦活がみられたが,子音聴取良好群のみでは左右の聴覚連合野の賦活がみられた.左右の聴覚連合野の賦活の有無により検討すると,両側ともに賦活が見られない群では平均失聴期間が長く,平均聴取能が低くかった.反対に左脳の聴覚連合野にも賦活が見られた群では平均失聴期間が短く,平均母音・子音の聴取能が良好という傾向があった.以上より,人工内耳術後の語音聴取能を規定する因子として失聴期間が関与しており,術後聴取能と聴覚野の賦活が強く関連していることがわかった.人工内耳を介した語音刺激は非生理的で言語の情報量が少ないにも関わらず,聴覚野の良好な賦活を引き起こす症例があることがSPECTを用いた画像で確認された.1)成人高度感音性難聴で人工内耳(コクレア,クラリオンーS)を装用している症例19例に対して無音状熊と語音刺激時(平易な文章を20分間連続聴取)の脳血流画像をSPECTにて作成した.核種は^<123>I-IMPで,SPM (Statistical parametric mapping)で画像解析を行った.術後聴取能や失聴期間と脳の賦活部位との関連では,全例で無音時と音刺激下での脳血流量を比較すると右脳の聴覚連合野のみに賦活が見られたが,子音聴取良好群のみでは左右の聴覚連合野の賦活がみられた.2)刺激時と無音時の脳血流分布の差分画像をART (Automatic Registration Tool)でCT上の同一レベルに投影するとSPMと同様に左側頭葉の一次聴覚野付近に賦活領域が認められた。ARTはCT・MRIにSPECT画像を位置あわせして重ねるもので,個々人にあったより正確な解剖学的位置情報が得られた.3)左右聴覚連合野の賦活の有無で検討すると両側ともに賦活がみられた群では平均失聴期間が長く,平均聴取能が低かった.反対に左脳の聴覚連合野にも賦活がみられた群では平均失聴期間が短く平均母音・子音の聴取能が良好という傾向があった.人工内耳術後の語音聴取能を規定する因子として失聴期間が関与しており,術後聴取能と聴覚野の賦活が強く関連していることがわかった.4)人工内耳を介した語音刺激は非生理的で言語の情報量が少ないにも関わらず聴覚野の良好な賦活を引き起こす症例があることがSPECTを用いた画像で確認された.
分解溶融化合物単結晶の工業化を目指した大口径化技術の開発

偏析制御が必要であるため、従来単結晶材料の量産に用いられてきた引き上げ法やブリッジマン法では量産が困難な分解溶融化合物単結晶を赤外線集中加熱浮遊帯溶融法で育成するための技術開発を行った。Prを添加したLu3Al5O12やCeを添加したGd2Si2O7を育成するための条件の最適化を行った。原料作製法や結晶育成時の集中加熱法を最適化することで長時間の安定した結晶育成が可能となるとともに育成結晶に生じるクラックを低減することに成功した。また、育成結晶径は、15mmに達し、装置の大型化により、一層の大型化が期待できることがわかった。放射線検出器は医療や資源探査などに利用されている。その開発には用途に応じた特性をもつ様々なシンチレータ結晶が必要である。Ce添加Gd2Si2O7結晶もその一つで、シンチレータとして優れた特性を有していることが北大の樋口らにより報告されている。しかし、GPS結晶は分解溶融化合物であるため、従来の量産法での単結晶育成が困難である。物性測定は、小さな結晶片を用いて行われているに過ぎない。そこで、本研究では浮遊帯域溶融法や溶媒移動浮遊帯域法(TSFZ法)を用いてGPSの大型結晶の育成を目指した。種結晶がない場合のTSFZ育成で通常用いる多結晶棒を種棒とした手法では、溶媒の溶融が困難で安定な溶融帯すら形成できなかった。溶融帯形成には加熱方法に工夫を加える必要があり、これに時間を要した。安定な溶融帯を形成できるようになった後、空気中とアルゴン雰囲気中の異なる酸素分圧下で育成速度を0.27.5 mm/hの範囲で変化させた条件で結晶を育成し、結晶中のクラックや異相の析出状況について調べた。また、育成中の溶融帯を急冷固化することで育成中の結晶育成界面の形状も調べた。育成結晶はすべて白濁しており、多数のクラックも観察された。しかし、SEM観察の結果、異相の析出には系統的な変化が見られた。空気中で育成した結晶では、育成速度が4.3 mm/hの場合にSiO2が異相として観察されたが、育成速度が2.5 mm/h以下では、クラックのみ観察され、異相は確認されなかった。Ar雰囲気で育成した結晶では、育成速度が0.8 mm/h以上の場合に異相が確認された。その結果、Ar雰囲気よりも空気中の方が異相の析出を抑制しやすいことがわかった。また、溶融帯の急冷固化体の育成方向に平行な断面から育成中の結晶と溶融帯の界面は凹状で、この形状が育成結晶中のクラックの要因である可能性があることがわかった。CeをGdサイトに添加したGd2Si2O7(Ce:GPS)単結晶をIR-FZ法により育成した際に生じるクラックの低減を目指した。これまでの実験から固液界面は中心部分で凹んだ形をしており、クラックを誘起していると考えられた。固液界面形状を平坦に近づけることを目指し、様々な条件で溶融帯を形成し、結晶育成を行い、育成中の溶融帯を急冷固化することで固液界面形状を調べた。固液界面形状は界面の高さと半径の比で表される凸度で評価した。固液界面が凹状であるため、凸度は負であるが、これをゼロあるいは正にするような育成条件を探索した。先ず、結晶育成に用いる原料径を6.5から24.0 mmの範囲で変化させて、界面形状を調べ、凸度の径依存性を調べた。次に、直径が13.0 mmの原料を用いて回転楕円鏡の位置を変化させることで集光位置を変化させ、凸度の集光位置依存性を調べ、最適な集光位置を求めた。更に、最適な集光位置で結晶育成時のランプ出力を5.8から7.0 kWの範囲で変化させた条件で形成した溶融帯の界面形状を調べ、凸度のランプ出力依存性を調べた。原料径が6.5のmm条件で凸度は-0.8程度と固液界面形状は著しい凹状であった。凸度は、原料径の増加とともに増加した。しかし、原料径を増加させすぎると溶融帯の安定保持が難しくなった。また、集光位置を変化させた場合、従来の位置に比べて光源を近づけると凸度は減少し、集光位置が溶融帯表面に近づくよう光源を遠ざけると、凸度は、増加した。ランプ出力を変化させた場合、ランプ出力を増加させると凸度は増加した。溶融帯の保持が可能な範囲で、なるべく大きな原料径の13mmの原料を用い、集光位置は回転中心から溶融帯表面に近づけた4 mmの位置で、ランプ出力はより高出力の7.0kWの条件で凸度は最大の-0.3となり、界面の形状はまだ凹状であるが、平坦に近くなった。固液界面の形状を著しい凹状から、平坦に近づけることができたが、それでもわずかに凹状を示していた。目標としていた。平坦あるいはわずかでも凸状にできるような育成条件を見つけ出すに至らなかった。そのわずかに凹状となる条件で結晶育成すると著しい凹状での育成比べると結晶中に生じるクラックは減少したが、クラックを除去できるにまでは至らなかった。更なる育成条件が検討が必要である。医療用のシンチレータとして用いられているPrを添加したLu3Al5O12(Pr:LuAG)

単結晶を坩堝を使用しない赤外線集中加熱浮遊帯溶融(IR-FZ)法で育成するための作成条件の探索を行った。当初結晶育成中に原料棒に発生するクラックのために15時間以上の長時間にわたって溶融帯を安定して形成することは困難であった。原料の焼結条件を可能な範囲で変化させたが劇的な改善を実現できなかった。そこで、原料の焼成をやめ、加圧成形しただけの原料を用いた育成を試みた。その結果、思いがけず、40時間程度の長時間溶融帯を安定に保持できる作成条件を見出すことができた。しかし、育成結晶には多数のクラックが確認された。育成結晶のクラックの発生は、育成結晶が急冷されることに起因していると推定されたため、その低減を目指した。先ず、育成速度を変化させてその効果を調べた。育成速度を低下させるほど若干クラックが減少した。しかし、劇的に低減することはできなかった。そこで、育成中の育成結晶を効果的に除冷するための保温管を導入し、その位置を最適化することで低減効果の向上を探った。その結果、クラックを大幅に低減できる条件を見出すことができた。クラックの完全除去にはさらなる育成条件の改善が必要であることがわかった。坩堝を用いないIR-FZ法でクラックのないPr:LuAG単結晶を育成できれば、坩堝コストが削減されることから、検査機器や検査費用の低減が期待される。偏析制御が必要であるため、従来単結晶材料の量産に用いられてきた引き上げ法やブリッジマン法では量産が困難な分解溶融化合物単結晶を赤外線集中加熱浮遊帯溶融法で育成するための技術開発を行った。Prを添加したLu3Al5O12やCeを添加したGd2Si2O7を育成するための条件の最適化を行った。原料作製法や結晶育成時の集中加熱法を最適化することで長時間の安定した結晶育成が可能となるとともに育成結晶に生じるクラックを低減することに成功した。また、育成結晶径は、15mmに達し、装置の大型化により、一層の大型化が期待できることがわかった。上述したように研究代表者が経験してきた通常の手法では結晶育成を開始するに当たって不可欠な溶融帯の形成が困難であり、安定した溶融帯を形成するための育成開始条件に大きな工夫を加える必要があった。これの解決に時間を要した点が研究進捗に遅れが生じている理由の一つである。また、これまで条件を変化させて育成した結晶がクラックや異相の析出が原因ですべて白濁していた。そのため、これらの解決に時間を要している。異相の析出については、育成雰囲気や育成速度を調節することで抑制できることがわかったが、クラックについては現時点でその発生を抑制することが困難である。溶融帯の急冷固化体を用いた結晶成長界面形状の観察から凹状界面がクラックの要因の一つと考えその制御今後行う計画である。現状では、結晶育成に利用可能な種結晶がない。そのため、多結晶棒を基点として結晶育成を行っている。そのため、結晶育成は、多数の結晶を基点として始まっている。界面形状が凸状であれば、結晶成長が中心からはじまるため、中心部分の結晶が基点となり、育成結晶断面すべてがシングルドメインになりやすい。しかし、この系では凹状であるため、シングルドメインになり難く、マルチドメインになったままであることがクラックの要因になっているとも考えられる。そこで、格子定数や化学組成が類似した結晶を種結晶として育成することで育成開始時から、シングルドメインの結晶を育成するように努め、それにより、育成結晶中のクラックを抑制できないかを検討したいと考えている。無機工業化学異相の析出の抑制に成功したことを踏まえ、今後はクラックの抑制と育成結晶の大口径化を目指した研究を行って行く。
Exploring the structure and mechanism of formation of an artificial protein capsid, toward the development of a novel redox-responsive nano-carrier system.

本研究では対称構造を有するタンパク質ケージを組み立てる新しい方法を提示する。変異導入したTRAPタンパク質は、外表面上にシステイン残基を有する11員環に折り畳まれる。金クラスターと共に反応させると非常に安定性の高い空洞のケージ(TRAP-ケージ)を形成し、還元条件下で脱集合する性質を有し、ドラッグデリバリーに応用できる可能性がある。TRAP-ケージ構造は予想外に金原子が協調的に作用して連結される結果を示した。このケージは金属配位による最初の新たなタンパク質ケージの構築を示し、特有対称性の変形立方体を有する。この結果は、別の対称性を探索することで大きなタンパク質ケージを構築する新戦略を提案する。生化学、バイオナノテクノロジー
孤独ストレスによる脳トランスクリプトーム失調とその食品三次機能成分による予防

本研究は、孤独条件に起因する負荷(以下、孤独ストレス)が脳機能または、脳及び各末梢臓器での遺伝子発現に対してどのように影響するかを網羅的に解析し、得られた解析データをもとに孤独ストレスに対して軽減効果を示すような食品の3次機能成分の探索を行うとともに孤独ストレス軽減メカニズムの一端の解明することを目的とする。(結果)初年度の解析と同様の飼育条件(飼育頭数の異なる飼育条件)において脳各部位及びその他代謝臓器における遺伝子発現解析及び腸内菌叢解析を次世代シークエンサーを用いて実施した。結果として脳部位特異的に単独飼育において鋭敏に反応しうる遺伝子群を取得できた。これら変動遺伝子群を用い上流因子解析を実施した結果、特定のパスウェイが関与していることを見出した。また腸内菌叢解析も実施した結果、構成する腸内菌叢の割合にも単独飼育条件が影響することを見出し、菌叢の変化と有意に相関する遺伝子群も各臓器で抽出することができた。以上の結果より異なる飼育条件、特に単独飼育という条件下では行動試験による脳機能行動に影響を及ぼすことを見出し、その要因の一端が単独飼育がもたらした脳部位での変動遺伝子の影響によるものと示唆された。また脳機能に対して効果が期待される食品機能性成分を単独飼育、群飼育に対して摂取させた結果、群飼育と比較し単独飼育で確認されていた一部の行動様式の変化が認められなかったことから、食品機能性素材による孤独ストレスの緩和作用も示唆され今後さらなる検証が必要である。(目的)本研究は、孤独によるストレスが脳機能や脳及び書く末梢臓器での遺伝子発現に対してどのように影響するかを網羅的に解析し、得られた解析データをもとに孤独ストレスに対して軽減効果を示すような食品の3次機能成分の探索を行うとともに孤独ストレス軽減メカニズムの一端の解明することを目的とする。(結果)予備検討として6週齢の成熟若マウス(C57BL6/J)を2週間、以下の条件の下で飼育した。飼育群として以下の2群(個別飼育群(1mouse/cage)(N=3),群飼育群(3mice/cage)(N=1))を設定。通常飼料を給餌し、給水、給餌共に自由摂取で飼育を継続した。2週間の飼育後、脳各部位及び肝臓をはじめとした各臓器を採取し、Total_RNAを抽出した。得られたTotal_RNAよりmRNA,smallRNAの2種類のLibraryを作成し、次世代シークエンサー解析に供しトランスクリプトーム解析を実施した。脳各部位のmRNA及びmiRNAのトランスクリプトーム解析を実施した結果、孤独ストレスに鋭敏に応答する脳領域及び臓器が明らかになった。さらに脳部位間において一部の遺伝子発現に相関が認められたことから孤独によるストレスは脳部位間で協調的、または反協調的な遺伝子発現を伴っていることが示唆された。また同飼育条件下において複数の行動解析試験を実施した結果、群飼育群と比較して個別飼育群において一定の行動様式の変化を捕まえることができている。以上の結果より孤独によるストレスが各脳部位でどのような遺伝子発現変動を伴い、また行動様式に対してどのように影響するかの様相が明らかになった。初年度に予定していた孤独ストレスに対する応答を確認するための行動解析試験、組織採材を含めた動物実験については終了しており、行動解析も完了している。得られたサンプルを次世代シークエンサーを用い、解析することで孤独ストレスに鋭敏に応答する脳部位などの特定に至っている。しかしながら一部のトランスクリプトーム解析において十分に解析が間に合っていない組織があり、現在鋭意解析を進行している。これまで飼育条件に基づく孤独に対するストレスがマウスの脳機能や脳、その他臓器でのトランスクリプトームに与える影響についての基礎的な知見は初年度に得られている。今後、得られたデータを元に孤独ストレスに対して緩和機能を有するような機能性食品素材を複数検討することを進める。孤独ストレスに対して緩和効果を持つような機能性食品素材を探索すると共に機能性食品素材が孤独ストレスに対してどのように緩和する機構を持つのか、またそのメカニズムについて解明を随時進める。
細胞伸長制御機構における蛋白質-蛋白質相互作用の解明

<背景と目的>葉の発生における細胞伸長制御機構を解明することは、植物の形、多様化の仕組みの理解に必須である。これまでに私は、アラビドプシスの葉細胞の極性伸長を司るANならびにROT3両遺伝子のクローニングに成功した。興味深いことにこれら遺伝子は、共に植物界に特異的な遺伝子族を成すことが判明した。そのうち葉の幅方向への細胞伸長は、蛋白質-蛋白質相互作用を介した重要な調節因子であるAN遺伝子によって制御されると考えられた。これらの成果を受け、多細胞生物の形を左右する新たな細胞極性伸長制御機構、すなわちタンパク質の相互作用を通じた制御機構の解明を目的とする。<研究成果>AN::GFP融合蛋白質の作成とその細胞内の局在解析、two-hybrid解析用のライブラリの作成、およびマイクロアレー解析による標的遺伝子および下流調節因子の単離などが済んでいる。予想される標的遺伝子のうち、zinc-finger protein,bHLHのような転写因子およびfimbrin-like proteinなどのactin制御因子については、現在それらのトランスジェニック植物を作成し、機能解析を行なっている。また研究計画のうち、蛋白ム蛋白相互作用に重要な役割を果たすAN蛋白質のホモダイマー形成を調べた結果、AN蛋白質は単独ではなくホモダイマー形成し、他の蛋白質と結合することが明らかになった。未知のAN蛋白質のC末端の配列がホモダイマー形成に必須であることが判明し、新たな制御システムの解明が期待される。また、AN蛋白質のtranscriptional co-repressorとしての機能を知るため、E1A subunitとの蛋白質の相互作用を調べている。さらに、多細胞生物における蛋白質相互作用に関する共通的な機能の解析のため、朝顔、ゼニゴケ、ヒメツリガネゴケからAN遺伝子のホモログ遺伝子の単離に成功し、その機能の解析を進めている。以上の成果の一部をまとめ、論文報告済みである(Kim et al.EMBO J.)。<考察>本研究では分子遺伝学的及び生化学的アプローチという広範囲にわたる視点から行ない、ANタンパクと相互作用する因子の単離だけでなく標的遺伝子の単離とその解析を通じ、細胞伸長制御機構に関する総合的な解析を行なった。その結果、AN遺伝子は転写制御因子としてタンパク質の相互作用を通じ、細胞伸長制御機構において重要な役割をする基本因子であると考えられる。
日本語ピッチアクセントの産出と知覚にずれの起こる要因

東京方言のピッチアクセントの産出と知覚にずれが生じる要因を探るために、まずは、ピッチアクセントに基本周波数以外の音声特徴があるかどうかを調べた。平板型と尾高型の最小対で、親密度の高い単語をデータベースで網羅的に検索し、それらの語末モーラの母音に無声化が起こる割合や、時間長を計測したところ、2つのアクセント型に有意差は見られなかった。現在は、基本周波数や時間長以外にアクセントを示唆する特徴があるかどうかを検証する知覚実験を進めている。本研究は、日本語ピッチアクセントの産出と知覚にずれが起こる要因を追究することにより、日本語ピッチアクセントに対する理解を深めることを目的としたものである。本年度の研究成果は、現在進行中のものも含めて、主に以下の3つである。1.ピッチアクセント(以下、アクセントと称する)の物理的な特徴を更に詳しく調べるために、アクセントが音の長さに与える影響について調べた。これまでの研究では、日本語のアクセントが音の長さに影響を与えるのかどうかについては議論が分かれていたため、本研究では、従来の研究よりも多くの要因をコントロールしてデータを集め、音響測定を行った。その結果、アクセントのある音と無い音は、長さの点では統計的な違いはないことが分かった。研究の成果は雑誌論文として発表した。2.音声学でよく使われる音声データの集め方について、その方法論の妥当性を検討した。博士論文では、音声学の実験ではよく使われるタイプのキャリア文を使ったが、被験者からは、文の意味が不自然になると発音しにくいというコメントが多々あった。そこで本研究では、意味ができるだけ自然になるキャリア文を使ってデータを集め、キャリア文の意味の自然さが発音に与える影響を検証することにした。何人かの言語学者と議論してキャリア文を考案し、現在、音声データを集めているところである。3.普通に話された文からピッチを除去した音声を被験者に提示し、ピッチ以外にもアクセントを聞き取るための音声情報があるかどうかを調べる知覚実験の準備を進めた。日本語以外の言語では、ピッチを除去した音声を合成した先行研究はあるものの、ピッチを除去する方法については詳しく書かれていないため、工学者などと相談しながら、最も適切な手法を探っているとことである。本研究は、日本語ピッチアクセントの産出と知覚にずれが起こる要因を追究することにより、日本語ピッチアクセントの性質を詳らかにし、ひいては人間言語の韻律特徴の在り方について追究することを目的としている。本年度の研究成果は、主に以下の2つである。1.発話実験:音声学の実験でよく使われる音声データの収集法が、隣接分野の方言学では、自然な発話を収集するには適切でないと言われている。具体的には、「彼は_と言った」の様に、ターゲット語が引用助詞の前に来ると、その単語が強調されてしまうということである。しかし、このことを定量的に示す研究はないようである。音声データの収集に適切な方法を模索するため、ターゲット語が引用助詞または格助詞の前に来る2種類のキャリア文を用意し、録音した。結果、ターゲット語が引用助詞の前にある方が、格助詞の前にある場合よりも、アクセントの間違いが多かった。しかし、アクセントの間違いがなかった単語については、ターゲット語の発音に顕著な違いや統計的な有意差はなかった。2.知覚実験:日本語のアクセントに関する情報は、主に基本周波数で伝えられると言われている。しかし、声調言語である中国語では、基本周波数が無くても単語を聞き分けることができたとの研究報告がある。このことに鑑みると、日本語でも基本周波数以外の音響特徴がアクセントに関する情報を伝えている可能性は十分に考えられるので、このことを調べる知覚実験の準備を進めている。本年度は、音声刺激を作成する方法をいくつか検討した上で、実際にコンピュータソフトで実験を組み立て、予備実験を実施した。予備実験では、基本周波数以外の音声情報がアクセントに関する情報を聞き手に伝達していることを示唆する結果が出ている。来年度は、単語数と被験者数を増やして本格的な実験をする予定である。