hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粘液糖鎖による胃癌発生の制御

平成26年度は、慢性萎縮性胃炎におけるαGlcNAcの発現と胃癌発生との関連について解析した。ヒト胃生検組織(健常胃粘膜67症例、慢性萎縮性胃炎70検体)と内視鏡的に切除された胃粘膜内癌(分化型癌68症例、未分化型癌11症例)を対象に、αGlcNAcとそのコア蛋白質であるMUC6に対する免疫染色を行った。健常胃粘膜の幽門腺ではαGlcNAcとMUC6の発現が一致していたのに対し、慢性萎縮性胃炎の幽門腺では健常胃粘膜と比較してMUC6陽性腺管の数は有意に減少しており、さらにMUC6陽性幽門腺に対するαGlcNAc陽性幽門腺の数も有意に減少していた。一方、分化型粘膜内癌において、癌細胞の下方に残存する非腫瘍性幽門腺におけるαGlcNAc陽性腺管の数はMUC6陽性腺管と比較して有意に減少していた。しかし、未分化型粘膜内癌において、癌細胞の下方に残存する非腫瘍性幽門腺ではαGlcNAcとMUC6で陽性腺管の数に有意な違いは認められなかった。さらにαGlcNAcが減少した慢性萎縮性胃炎におけるMIB-1標識率は、健常胃粘膜と比べて有意に高かった。以上より、慢性萎縮性胃炎におけるαGlcNAcの発現低下は、粘膜上皮の細胞増殖能を促進することで胃分化型癌発生の危険因子となり得る可能性が示された。さらに同様の解析を18症例の胃幽門腺型腺腫について行った。低異型度型胃幽門腺型腺腫では15症例中、12症例でαGlcNAcとMUC6の発現部位は一致していたが、高異型度型胃幽門腺型腺腫では3症例全てにおいてMUC6に比べてαGlcNAcの発現低下がみられた。さらに、αGlcNAcの発現が減少した症例は減少しない症例と比較して有意にMIB-1標識率が高く、αGlcNAcは幽門腺型腺腫の悪性度とも関わっている可能性が示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。人体病理学、糖鎖生物学、組織細胞化学26年度が最終年度であるため、記入しない。胃癌発生の制御に関わる候補分子として硫酸化糖鎖を見出し、A4gnt/Chst4 DKOマウスの作製を開始することができた。A4gnt/Chst4ダブルKOマウスを作出し、このマウスの胃粘膜における硫酸化糖鎖の消失を確認できた。また、ヒト胃癌やバレット食道におけるαGlcNAc発現の病理学的意義を明らかにすることができた(Cancer Sci 105, 126-133, 2014; Histopathology 64, 536-546, 2014)。A4gnt/Chst4 DKOマウスの解析が中心となるが、A4gnt KOマウスの胃癌発症におけるTNF並びにdectin-1の役割解明に向けた研究、並びにヒト胃癌におけるαGlcNAcの発現意義に関する研究、等も合わせて行う。1) A4gnt KOマウスとA4gnt/Chst4ダブルKOマウスの胃粘膜を経時的に比較検討する。特に胃粘膜病変におけるマクロファージの浸潤及び血管新生の程度をF4/80抗体や抗CD31抗体を用いて免疫組織化学的に解析する。また、野生型マウスに比べてA4gnt KOマウスの胃粘膜で上昇していたCcl2等の炎症性ケモカインリガンド、Il11等のサイトカイン、Hgf等の成長因子の発現レベルを定量PCRにて解析する。2)ヒト慢性萎縮性胃炎におけるαGlcNAcの発現低下と胃癌発生の関連について免疫組織化学的に解析する。当初計画で見込んだ消耗品類を実際には安値で購入することができたので次年度使用額が生じた。持ち越した次年度使用額は平成25年度に消耗品費と合わせて使用する。当初計画で見込んだ消耗品類を実際には安値で購入することができたことによる。
バイオブリケットを核とする地域完結循環型環境保全対策の発展途上国への適用・普及

二酸化硫黄と二酸化炭素の排出抑制は、低品位粉状石炭、エネルギー源バイオマス廃棄物、硫黄固定剤としての消石灰から調製された石炭-バイオマスブリケット(バイオブリケット、BBsと略称)を利用することにより、達成できた。さらに、BBsの燃焼灰は、ほとんど環境への悪影響を与えない効果的な酸中和剤であり、農作物生産性を向上させるための酸性土壌の改良剤として効果的に用いることができた。しかし、湿度の高いヴエトナムのような発展途上国にバイオブリケットを核とする地域完結循環型環境保全対策を適用するためには、バイオマスの乾燥やその保管場所について更なる調査研究が必要と考えられた。平成22年度は新規バイオブリケット(BB)の調製・評価、中国とベェトナム農村部における家畜飼育に伴う有機堆肥の生産可能性について、主として調査研究を行った。1)技術移転想定地域の民生燃料ならびに環境情報の収集整理ベェトナムハノイ北部、中国重慶近郊機村部では、石炭や煉炭を利用している地域が存在している。同地域には農業廃棄物としてイナワラが豊寓に存在している。また、中国農村部では富栄養化原因物質(N、P)高吸収性水生植物が、ベェトナムではバイオディーゼル燃料(BDF)生産を目的とするジャトロファの栽培も見られた。2)富栄養化原因物質高吸収植物ならびにBDF生産廃棄バイオマスからの新規BBの調製富栄養化原因物質(N、P)高吸収性水生植物をバイオマス廃棄物として、低品位石炭と二酸化硫黄固定剤を加圧成型して新規BBを調製し、その強度を評価した。また、バイオマス廃棄物としてジャトロファをもちいて、新規BBを調製した。3)新規BBの燃焼性・排ガス特性の評価富栄養化原因物質(N、P)高吸収性水生植物等から調製した新規BBの燃焼性、燃焼時の二酸化硫黄固定率、カーボンニュートラルなバイオマス利用による二酸化炭素排出削減率の推定を行った。4)中国四川省農村部の家畜飼育状況ならびに家畜堆肥の現地調査中国重慶近郊農村部では、広く養豚が行われおり、窒素分を補うための家畜堆肥の生産が可能と考えられた。5)ベェトナムにおけるバイオブリケット燃焼灰・家畜堆肥の同時施用可能性の評価中国重慶農村部とべェトナムハノイ近郊農村部における石炭、煉炭の使用状況、家畜飼育状況から、BB燃焼灰と有機堆肥の同時施用による酸性土壌改良が可能と考えられた。しかし、中国重慶近郊の農村部では、液化天然ガスの利用など燃料の多様化が進んでおり、BBの普及対象地域としてはさらに検討が必要と考えられた。1)中国農村部の民生燃料に関する調査低品位石炭とバイオマス廃棄物に硫黄固定剤を混合・高圧成型して調製するバイオブリケット(BB)の適用地域として、中国四川省重慶市郊外龍井村の燃料利用状況を調べた。その結果、数年前までの石炭とバイオマス廃棄物から、LPG、電気等へと急激に変化していることが分かった。2)バイオディーゼル燃料(BDF)搾りかすからの新規BBの調製・燃焼性・排ガス特性の評価ジャトロファからのBDF調製を想定し、その搾りかす、低品位石炭と二酸化硫黄固定剤を加圧成型して新規BBを調製し、その圧壊強度、二酸化硫黄固定率、二酸化炭素排出削減率の定性的評価を行った。その結果、オガクズ等をバイオマス廃棄物として調製したBBと同程度の強度、二酸化炭素排出削減率が得られるものと推定されたが、ジャトロファは使用する部位によりバイオマス由来の二酸化硫黄排出にも注意する必要があることがわかった。3)ヴェトナムハノイ近郊農村部における石炭利用状況と家畜飼育状況の調査ヴェトナムのハノイ近郊のタイグェン省農村部における石炭の利用状況と家畜飼育状況を調査した。石炭中の硫黄含有率は数パーセント程度であり、石炭の直接燃焼に加えて、粉炭と粘土から調製された煉炭が多用されていたが、一部バイオマス燃料も使われていた。また、家畜としてブタも飼育されていた。よって、BB利用、さらにはBB燃焼灰と家畜堆肥の同時施用の可能性は高いと判断された。4)BB燃焼灰・家畜堆肥の同時施用の評価BB燃焼灰と豚糞堆肥の同時施用により、短期栽培可能な二十日大根の成長実験を行った。その結果、同時施用による酸性土壌のpH調整効果と豚糞堆肥による窒素肥料の効果により、二十日大根の十分な成長が確認された。また、この同時施用により二十日大根可食部への重金属の取り込みが抑制され、同時施用の有効性が明らかにされた。1)植物のポット栽培によるバイオブリケット(以下BBと表記)

燃焼灰と有機堆肥同時施用効果の評価:燃焼灰または豚糞堆肥の単独施用と比較して、同時施用による二十日大根可食部へのCu吸収の低下効果が確認された。Znについても同時施用によりその吸収抑制効果が示唆され、燃焼灰と有機堆肥の同時施肥により重金属が可食部に濃縮されないことが分かった。2) BB燃焼灰・家畜堆肥の同時施用可能性の評価:煉炭や石炭を使用しているヴェトナムのタイグェン省農村部では、豚の肥育も行っていることから、BBが練炭のかわりに利用されれば、燃焼灰と豚糞堆肥の同時施用が可能である。3) BB技術の普及可能性に関する現地調査:ヴェトナムタイグェン省の貧しい農家では一部バイオマスも燃料とされており、BBが煉炭のかわりに利用されれば、BB技術の普及は可能である。しかし、BB製造は煉炭製造に比較して初期投資が大きいため、更なる調査が必要である。4)地域完結循環型総合環境保全対策の評価ならびに現地普及の可能性:N、Pの高吸収植物の発熱量は中国の低品位石炭と同程度であり、それを利用したBB製造は可能であり、室内汚染・大気汚染対策・酸性雨対策(SO2排出抑制)、富栄養価対策(N・Pの高吸収性植物の利用)、温暖化ガス排出抑制対策としてのBB利用は可能である。しかし、BB製造は煉炭製造に比較して初期投資が大きいこと、また石炭BB化の副原料の乾燥バイオマスを雨期には長期にわたって大量にストックする必要があるため、更なる調査が必要である。5)研究成果の取りまとめ・評価:BBの製造は初期投資が大きいことと大量の乾燥バイオマスのストックが必要であり、一般家庭以外での大量利用によるBB製造単価ならびにバイオマス乾燥費用の削減可能性を調査検討する必要がある。平成22年度の中国重慶農村部の調査と我が国における東日本大震災がほぼ重なり、その後に予定していた平成22年度内におけるベェトナム調査が困難になり、ベェトナム内陸部の石炭利用農村地域の現地調査が、平成23年度にずれ込んだためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。現地協力者等との連絡を密にして、現地協力者によるベェトナム農村部の情報収集ならびに短期間の現地調査で必要な情報を得られるようにする。
テキストコーパスからの専門用語抽出に関する研究

本年度は、NTCIR1のTMRECタスクで配布された用語抽出テストコレクションを利用して専門分野コーパスからの専門用語抽出の研究に取り組んだ。過去に行われた用語抽出方法は、多くの場合、用語のテキスト集合での出現頻度を利用するものであった。この研究では、むしろ今まで注意が払われてこなかった語彙空間における用語の性質を考慮する方法を検討した。提案した用語抽出方法は、専門用語の85%を占める複合語と、その構成要素である単名詞の関係を統計的に処理するものである。例えば、「人間情報システム」「社会情報システム」など「情報」という単名詞の左右に多様な名詞が付着して複合語である専門用語が構成されるとき、「情報」という単名詞の専門用語としての重要性は、その左方、および右方に付着する名詞の種類数によって定義した。さらにこうして得た個々の単名詞の重要度を幾何平均することによって、複合名詞の重要度を定義した。具体的な用語抽出システムとしては、(1)日本語コーパスを形態素解析、(2)複合語すなわち名詞連続を用語候補として抽出、(3)上記の重要度を各候補に対して計算、(4)TRMRCテストコレクションによる精度の評価、を行った。この結果、提案した用語抽出システムは、NTCIR1の参加チームに比べて上位の精度を出すことが確認された。また、この用語抽出方法を利用した日英対訳表現の抽出へむけて、用語抽出システムの英語適応化も行い、その動作を確認した。今年度は従来より準備していたテキストコーパスからの用語抽出の研究を自然言語処理の視点から応用も含めて検討するとともに、大規模コーパスへの適用、用語対訳辞書の自動生成も含めて検討した。具体的には以下の各項目に示す通りである。(1)連接数を基礎にする用語候補の順位つけ:研究代表者が数年にわたって研究してきた方法(語基に連接して複合語を作る名詞の種類数を個別の名詞のスコアにする方法)のアルゴリズムを改善し大規模コーパスにも適用できるようにした。また、連接の仕方についても、助詞「の」を挟む場合、ナ形容詞語尾の「な」を含む場合、単に名詞が連接する場合などについて比較実験し、単なる名詞連接がよいことを確認した。この結果をJohn Benjamin出版からのRecent Advances in Computational Terminologyに論文として発表した。(2)NTCIR1 TMRECタスクによる評価:1999年度に開催された学術情報センター主催のNTCIR1の用語抽出タスク(TMREC)のコーパスと正解用語を用いて、上記(1)の用語抽出システムを評価した。この結果、我々の方法は多数の用語を抽出する場合にはほぼ最上位の結果を得ることがわかった。この結果をTeminology誌の論文として発表する。(3)日英2言語非対訳コーパスからの対訳辞書抽出:上記の単言語での専門用語抽出方法を2言語に適用することによって日英対訳辞書を自動生成する方法を検討した。すなわち、日本語コーパスから抽出された用語群と英語コーパスから抽出された用語群を比べ、電子化対訳辞書EDICTによって対訳関係にあるものを対訳とみなす。しかし、EDICTの対訳は曖昧さがあるため、これを一意に絞り込む必要がある。我々は、これを以下の二つの方法で試みた。1)用語抽出時に付与したスコアによる順位が近い単語同士が対訳になる、2)EDICTで日本語を英語に対訳したとき、対訳結果が英語の用語としても抽出されているものを対訳とする。これによって、専門用語対訳辞書を構成した。その評価を行うために、NTCIR2の言語横断検索タスクに参加した。(4)連接数以外の情報を用いた用語候補の順位つけ法の検討:連接数以外のスコアとして、連接する単語の種類数ではなく連接する単語の頻度を使う方法、連接する単語の分布のエントロピーを使う方法、Nested Collocation抽出法(C-value法と呼ばれる)を改良する方法などを検討し、大規模コーパスでの評価を行う準備をした。

本研究では、(1)大規模コーパスからの専門用語抽出、(2)抽出された用語を利用して専門用語の日英対訳辞書を自動生成する研究を行った。まず、コーパスの各文を形態素解析し、名詞の連続を取り出す。次に、ある名詞にたいして、その前後に何種類の名詞が、あるいは何回の名詞が、連接して複合名詞を形成するかを、その名詞の重要度とする方法で重要な専門用語を抽出する方法を考案した。複合名詞の重要度は、その要素名詞の重要度の相乗平均などを用いる。こうすれば、複合名詞、単名詞の重要度を同等に扱って、順位つけができる。この方法をNTCIR1のTMRECタスクで評価したところ、他のシステムに比べて最高のパフォーマンスを得た。このソフトウェアをWebに公開した。興味のある方はダウンロードして試用してみてほしい。さて、このような用語抽出を日英2言語のコーパスに適用すると日英各々の順位つけられた用語集合が得られる。日英が同じ分野のコーパスであれば、対訳語は似たような順位ににあるというアイデアで対訳の曖昧性解消を行うシステムを構築した。この実験によれば、60%から80%程度の精度で曖昧性解消ができ、同じ目的を持つ他の研究に比べて少ない計算量で同等の精度が出せることが立証された。
エンドソーム経路におけるCHMPファミリーの機能解析

細胞表面から細胞内に取り込まれたEGFなどの受容体は、エンドソームにおいて、リソソーム分解系に運ばれるかリサイクノレされるかの選別が行われ、モノユビキチン化された受容体(積荷分子)は、ESCRTと称される選別輸送装置によって、エンドソーム膜が陥入(出芽)してできる微小胞に送り込まれる。上流のESCRTがエンドソーム膜上にリクルートするESCRT-IIIはMVB選別の最終段階で働く因子複合体であり、出芽した膜を切断すると考えられている。哺乳類ではCHMPと称される因子がこれを担っている。CHMPファミリーはcoiledcoil構造をもつESCRT-IIIダンパク質であり、最近、MITドメインをもつタンパク質と相互作用することが分かってきた。本研究は、calpain7がN末端領域にMITドメインをもつことに注目し、動物細胞内での生理作用についてヒントを得る目的で行ったものである。calpain7は11種類のCHMP(CHMP1-7、アイソフォームを含む)のうち、CHMP1Bと特に強く、そして、CHMP1A、CHMP4bとも相互作用することを明らかにした。calpain7は、2つのMITドメインをもつが、相互作用には2つとも必要であること、また、組換え蛋白質を用いて、CHMP1Bと直接結合することを明らかにした。calpain7のモノクローナル抗体を作製し、免疫染色するとHeLa細胞内の細胞質で細かい斑点状に存在し、細胞内に取り込ませた蛍光標識EGFと僅かであるが一部共局在した。モノマー型EGFPと融合させたmGFP-calpain7は、より鮮明にEGFとの共局在が観察された。以上のことより、calpain7は、エンドソーム経路に関与していることが示唆された。エンドソーム経路の物質の選別を司るMVB形成は、細胞質側に存在する複合体によって制御されている。出芽酵母を用いた遺伝学的解析が複数のグループにより展開され、classEタンパク質の中のESCRT複合体を構成する因子が同定された。そして、酵母におけるMVB内部小胞への蛋白質選別は、ESCRT-I,-II,-III複合体が連接して行っていることが明らかとなりつつある。申請者らが研究過程で同定したヒトCHMP4b・CHMP6の酵母ホモログは、ESCRT-IIIに分類される。CHMPファミリーは類似の構造をもつ6種のCHMP蛋白質からなるが、その酵母ホモログの変異株は、全て液胞輸送経路が破綻している。申請者らは、ヒトCHMP4・CHMP6を中心に、CHMPファミリーの複合体形成機構とエンドソーム経路における生理機能の解明を目的として研究を行った。さらにCHMPファミリーと相互作用する蛋白質においても、相互作用や局在解析を行い、CHMPファミリーを中心とした分子作用の流れを解析し、モデル化することを目指している。まず、内在性CHMP6の解析のために、CHMP6の組み換え蛋白質を、大腸菌での発現系を用いて大量発現させ、精製して抗原とし、ウサギを免疫することで、CHMP6を認識する特異的ポリクローナル抗体を作製した。さらに申請者らは最近、cysteine proteaseであるCalpain7とESCRTタンパク質との相互作用を網羅的に解析し、CHMPファミリーがCalpain7と相互作用することを酵母two-hybrid法およびpull-down法により見出した。現在、Calpain7の基質候補を酵母two-hybrid screeningにより探索し、エンドソーム経路で機能するCalpain7の基質の同定を試みている。出芽酵母を用いた遺伝学的解析が複数のグループにより展開され、class Eタンパク質の中のESCRT複合体を構成する因子が同定された。さらにCHMPファミリーと相互作用する蛋白質においても、相互作用や局在解析を行い、CHMPファミリーを中心とした分子作用の流れを解析し、モデル化することを目指した。ESCRT関連因子であるVps4は、N末端にあるMITドメインでCHMP4と相互作用することが分かっており、MITドメインがCHMPファミリーとの相互作用に関与していることが予想された。我々は最近、MITドメインを有するタンパク質として、cysteine proteaseであるCalpain7に注目し研究を進めている。Calpain7とESCRTタンパク質との相互作用を酵母two-hybrid法により網羅的に解析したところ、Calpain7と相互作用するESCRTタンパク質の候補が複数得られた。更なる解析の結果、CHMPファミリーのメンバーであるCHMP1A, CHMP1B, CHMP4b,およびCHMP4cがCalpain7と相互作用することを、酵母two-hybrid法および細胞内pull-down法により見出した。そして、組み換えタンパク質を用いたpull-down法により、CHMP1BおよびCHMP4cはCalpain7と直接相互作用することが分かった。

さらに、Calpain7の基質候補を酵母two-hybrid screeningにより探索した結果、複数のCalpain7相互作用タンパク質が得られた。細胞表面から細胞内に取り込まれたEGFなどの受容体は、エンドソームにおいて、リソソーム分解系に運ばれるかリサイクノレされるかの選別が行われ、モノユビキチン化された受容体(積荷分子)は、ESCRTと称される選別輸送装置によって、エンドソーム膜が陥入(出芽)してできる微小胞に送り込まれる。上流のESCRTがエンドソーム膜上にリクルートするESCRT-IIIはMVB選別の最終段階で働く因子複合体であり、出芽した膜を切断すると考えられている。哺乳類ではCHMPと称される因子がこれを担っている。CHMPファミリーはcoiledcoil構造をもつESCRT-IIIダンパク質であり、最近、MITドメインをもつタンパク質と相互作用することが分かってきた。本研究は、calpain7がN末端領域にMITドメインをもつことに注目し、動物細胞内での生理作用についてヒントを得る目的で行ったものである。calpain7は11種類のCHMP(CHMP1-7、アイソフォームを含む)のうち、CHMP1Bと特に強く、そして、CHMP1A、CHMP4bとも相互作用することを明らかにした。calpain7は、2つのMITドメインをもつが、相互作用には2つとも必要であること、また、組換え蛋白質を用いて、CHMP1Bと直接結合することを明らかにした。calpain7のモノクローナル抗体を作製し、免疫染色するとHeLa細胞内の細胞質で細かい斑点状に存在し、細胞内に取り込ませた蛍光標識EGFと僅かであるが一部共局在した。モノマー型EGFPと融合させたmGFP-calpain7は、より鮮明にEGFとの共局在が観察された。以上のことより、calpain7は、エンドソーム経路に関与していることが示唆された。
持続的農業経営システムの確立と食糧供給力への影響予測

本研究では、有機農法の草分け的な存在で長年に亘って実践している経営、地域ぐるみで有機・循環農業を実践してきた農協の存在に着目し、これらの先駆的農場を実証農場とし、その農法システムの経営経済的な評価を試みた。農学サイドからの支援を得て、病虫害の制御可能性、経営総体のエネルギー収支分析、外部性(経済と不経済の両側面)の経済問題につい実証的に研究した。具体的に、酪農では循環機能を最大限発揮するのは、放牧を利用した低乳量酪農のモデルに求められる。水田経営においては除草・防虫作業において労働多投となるために、労働と機械の代替技術の開発が急務であること、農薬の代替資材費用がかなり高いことなどを解決すれば、単収の安定性などの問題は解決することを示している。大規模機械化が進展した畑作では、野菜作が導入されることによって、輪作などの土地利用方式がくずれる傾向にあり、より精緻な土地利用管理手法開発の余地がある。また、計画防除による化学投入財の過剰投入を避けるためには、病虫害の予察情報利用システムが有効である。さらに、持続的農業を推進するための制度的・政策的な要件について分析し、有機農産物の認証制度、課税と補助金の有効性について明らかにした。最終年度としては、実証農家におけるデータの積み上げのほか、GISによるデータ・べース化、それを基にしたGIS解析の適用によって、外部不経済の定量化を行った。食料供給予測については、現在の特化した経営システムでは低投入・低産出を前提とする限り、食糧自給率は低下する。しかし、家畜糞尿はもとより、稲わら、林地、その他の未利用資源を有効利用する可能性について、また精密農業などの技術革新について、さらなる検討が必要である。実証農家の選定のために、水稲、畑作、酪農について、持続的農業経営を実践してきた先駆的農場を調査し、その経営概況から特質を抽出し、持続的農業経営の構成要素を探った。具体的には、1)公園や道路管理作業によって排出される雑草を堆肥資源として有効利用している畑作経営、2)かなり大規模(10ha)に減農薬有機栽培を試みる水田専業農家、3)圃場外部からの投入を極力抑えるエコファーミングを長期にわたり実験しているMOA農場、4)北海道のクリーン農業研究開発事業として、病害虫の予察情報利用システムを利用して農薬を最小限に押えている馬鈴薯生産農家、5)新酪農村の大規模酪農専業経営地帯で、規模拡大モデルとは独立して、あくまでも生活のゆとりを重視して30頭搾乳にこだわり続けた経営、これに対して粗放的に100頭規模で搾乳する酪農家などである。持続的な農業経営の発展のためには流通組織もまた重要であるが、有機農産物の認証制度のもつ意義についても検討した。これと平行して、自然科学系の研究分担者によって有機質肥料効果に関するこれまでの研究サーベイにもとづく、世界的な視野での食糧供給の可能性に対する含意、また北海道の中核都市である旭川周辺の窒素流出の実態を調査することによって、非農業部門、農業の部門別に、持続的経済成長の現時点でかかえる問題を明らかにした。さらには、ARCINFOの導入を前提に、今後の共通研究基盤となるGISによるデータ・ベース化の準備を行った。(1)本年度は、稲作、畑作、酪農それぞれにおいて「低投入型農業経営」を展開している実証農家における経営経済および農業技術に関するデータを積み上げてきた。同時に、それらデータに加えて農業集落データも入手し、併せてGISによるデータ・ベース化に着手した。(2)研究会を実施し、長年、有機米を扱ってきた米穀会社社長および有機米生産を行ってきた稲作農家から報告を受け、持続的農業経営の成立条件等について多大な示唆を受けた。

(3)日本における「有機認証制度」の実態について、全国にわたって調査を実施し、国、都道府県、市町村等の各段階の間で、あるいは地域間において、認証要件等の内容において格差があることが明らかにされた。(4)実証農家における各種データは2年目であるので十分に蓄積されていないのでそれを使った分析はできないが、持続的農業におけるエネルギー投入量のあり方、農林水畜産バイオマス廃棄物の資源化利用のあり方等について検討を加え、さらに化学肥料削減に関する経済学的考察も行った。本研究では、有機農法の草分け的な存在で長年に亘って実践している経営、地域ぐるみで有機・循環農業を促進してきた農協の存在に着目し、これらの先駆的農場を実証農場とし、その農法システムの経営経済的な評価を試みた。農学サイドからの支援を得て、病虫害の制御可能性、経営総体のエネルギー収支分析、外部性(経済と不経済の両側面)の経済問題について実証的に研究した。具体的に、酪農経営では、低乳量であっても放牧を取り入れた飼養方法が循環機能を最大限発揮できる。稲作経営においては除草・防虫作業において労働多投となるために、労働と機械の代替技術の開発が急務であること、農薬の代替資材費用が現行水準よりも低下すれば単収の不安定性などの問題を解決できることを示している。大規模機械化が進展した北海道畑作では、野菜作が導入されることによって、持続的な土地利用に寄与してきた輪作体系が崩れる傾向にあり、より精緻な土地利用管理手法開発の余地がある。また、計画防除による化学投入財の過剰投入を避けるためには、病虫害の予察情報利用システムが有効である。さらに、持続的農業を推進するための制度的・政策的な要件について分析し、有機農産物の認証制度、課税と補助金の有効性について明らかにした。最終年度としては、実証農家におけるデータの積み上げのほか、GISによるデータ・ベース化、それを基にしたGIS解析の適用によって、外部不経済の定量化を行った。食料自給率は、現在の農家の経営形態が単一経営が支配的であるため低投入・低産出を前提とする限り低下すると予測された。しかし、家畜糞尿をはじめ、稲わら、林地、その他の未利用資源を有効利用を促進する技術開発や精密農業などの技術革新が実用化されれば食料供給低下への影響は緩和すると考えられた。この点に関してはさらなる検討が必要である。
プロスタグランディンF2αに網膜神経節細胞死を回避するチャネル修飾作用があるか?

1.急性単離ラット網膜神経節細胞のCa電流の同定(1)あらかじめ幼若ラットの上丘に蛍光色素(Fast Blue)を注入し、網膜神経節細胞を逆行性に標識した。摘出網膜を酵素的・器械的に単離し,得られた網膜細胞の中から、短期間の紫外線励起することで網膜神経節細胞を同定した。同定した急性単離ラット網膜神経節細胞標本を用いて、CsCl(Kチャネル阻害剤)を含む細胞内液を充填したマイクロピペットを使用し、TTX(Naチャネル阻害剤)および4-AP、TEA(いずれもKチャネル阻害剤)を含む95%酸素・5%二酸化炭素で飽和した細胞外液で潅流して、脱分極により誘発される内向き電流をwhole-cell patch clamp法で記録した。(2)この内向き電流が、Caキレート剤(EGTA)を加えたCaイオンを含まない細胞外潅流液で潅流すると消失することから、Ca電流である事を同定した。2.網膜神経節細胞Ca電流に対するプロスタグランディン製剤(イソプロピルウノプロストン、プロスタグランディンF2α)の抑制作用の観察・解析(1)1.で同定したCa電流が、緑内障治療薬であるプロスタグランディン関連薬の一つ、イソプロピルウノプロストンを細胞外潅流液へ付加することで阻害される事を明らかにした。さらにこの抑制作用の濃度依存性を現在解析中である。(2)現在まだプロスタグランディンF2αのCa電流阻害作用は解析していないが、2.(1)が終了次第、取りかかる予定である。1.標本の作製1)実験の2-4日前に幼若ラットの上丘に蛍光色素(Fast Blue)を注入し、網膜神経節細胞(RGC)を逆行性に標識した。2)摘出眼球から網膜を摘出し、細片にし、酵素的並びに機械的にRGCを単離した。3) 2)で得られたRGC浮遊液をチャンバーに移し、標本をUVで短期間励起してFast Blueで逆行性に標識されたRGCを観察し同定した。2.Ca電流の同定・観察2)現在、電極内液にCsCl(Kチャネル阻害剤)を含むピペットを用い、またTTX(Naチャネル阻害剤)および4-AP,TEA(いずれもKチャネル阻害剤)を含み、95%酸素・5%二酸化炭素で飽和した細胞外液で潅流しながら、電流測定を行っている。3.今後の計画2.2)で得られた電流に、低(無)酸素の潅流液置換を行い(酸素を窒素に置換した混合ガスで飽和した細胞外潅流液を使用する)、この低(無)酸素状態で誘発されるイオン電流を記録する。誘発された電流がCa電流であることを、Caイオン組成が0でCaキレート剤(EGTA)を加えた細胞外潅流液に切り替えることで証明し、Ca電流のサブユニットを各種阻害剤を使用することで同定する。更に同定されたCaイオン流がプロスタグランジンF2α(PGF2α)の投与で抑制・阻害されるかを観察する。
動物脳における神経細胞死とアミロイドβ蛋白沈着に関する研究

本研究期間において、イヌの大脳、海馬、中脳の神経細胞についてβアミロイド沈着の有無、ssDNA抗体によるアポトーシス細胞数、ユビキチン抗体による変性神経突起数、GFAP抗体により星状膠細胞増殖率等を検索し数値化すると同時に、これらの部位における神経細胞の基本的な病理学的変化をしらべた。中脳については、特に黒質領域の病変を限定して検索する目的で、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)に対する抗体を用いて黒質のドパミン生成神経細胞を描出して、加齢に伴う同細胞数の変化等もあわせて検討した。その結果、大脳では神経細胞の減少・神経膠細胞の増加が比較的年齢依存性にみとめられるのに対し中脳黒質のドパミン生成神経細胞数は加齢やβアミロイド沈着による影響は殆ど受けずに、良好に維持されており、ssDNAで描出されるアポトーシス細胞も加齢依存性に増加する傾向も見られなかった。一方中脳黒質では大脳や海馬の神経細胞では、認められない好塩基性あるいは好酸性結晶状封入体が老齢犬を中心に頻繁に観察されることが明らかになった。ヒトのパーキンソン病では、中脳黒質のドパミン生成細胞にレビー小体と呼ばれる細胞質内封入体が形成され、本封入体の形成にはαシヌクレインの凝集が関与すると考えられている。このため高齢犬黒質神経細胞内の封入体の構成成分を明らかにする目的で、αシヌクレイン、ユビキチン、ニューロフィラメント、チュブリン等に対する抗体を用いて検索したところ、一部の封入体がユビキチンに陽性を示すものの、その他の抗体との反応は認められなかった。このためイヌ黒質神経細胞に形成される封入体はヒトのレビー小体と異なる機序で形成され、神経細胞死を誘発するほどの病理学的意義に乏しい変化であろうと予想された。しかしながら、高齢犬の黒質神経網には、抗ユビキチン抗体で描出される変性神経突起が加齢依存性に有意に増加することが本研究で明らかにされており、このような神経突起変性に神経細胞内の封入体形成が関与する可能性は否定できない。以上の研究成果については、既に昨年学術論文として取りまとめ本年2月に学術雑誌(J.Vet.Med.Sci.)に公開される。平成13年度は、様々な年齢層のイヌより脳組織が収集され特に大脳、海馬、中脳の神経細胞についてβアミロイド沈着の有無、ssDNA抗体によるアポトーシス細胞数、ユビキチン抗体による変性神経突起数、GFAP抗体により星状膠細胞増殖率等を検索し数値化すると同時に、これらの部位における神経細胞の基本的な病理学的変化をしらべた。その結果、大脳では神経細胞の減少・神経膠細胞の増加が比較的年齢依存性にみとめられるのに対し中脳黒質のドパミン生成神経細胞数は加齢による影響は殆ど受けずに、良好に維持されており、ssDNAで描出されるアポトーシス細胞も加齢依存性に増加する傾向も見られなかった。一方中脳黒質においては大脳や海馬の神経細胞では、認められない好塩基性あるいは好酸性結晶状封入体が老齢犬を中心に頻繁に観察されることが明らかになった。このため高齢犬黒質神経細胞内の封入体の構成成分を明らかにする目的で、αシヌクレイン、ユビキチン、ニューロフィラメント、チュブリン等に対する抗体をもちいて検索したところ、一部の封入体がユビキチンに陽性を示すものの、その他の抗体との反応は認められなかった。このため高齢犬の黒質神経細胞に形成される封入体はヒトのレビー小体と異なる機序で形成され、神経細胞死を誘発するほどの病理学的意義に乏しい変化であろうと予想された。以上の研究成果については、本年度末に学術論文として取りまとめ、海外の学術雑誌に公開する予定である。

一方中脳黒質では大脳や海馬の神経細胞では、認められない好塩基性あるいは好酸性結晶状封入体が老齢犬を中心に頻繁に観察されることが明らかになった。ヒトのパーキンソン病では、中脳黒質のドパミン生成細胞にレビー小体と呼ばれる細胞質内封入体が形成され、本封入体の形成にはαシヌクレインの凝集が関与すると考えられている。このため高齢犬黒質神経細胞内の封入体の構成成分を明らかにする目的で、αシヌクレイン、ユビキチン、ニューロフィラメント、チュブリン等に対する抗体を用いて検索したところ、一部の封入体がユビキチンに陽性を示すものの、その他の抗体との反応は認められなかった。このためイヌ黒質神経細胞に形成される封入体はヒトのレビー小体と異なる機序で形成され、神経細胞死を誘発するほどの病理学的意義に乏しい変化であろうと予想された。しかしながら、高齢犬の黒質神経網には、抗ユビキチン抗体で描出される変性神経突起が加齢依存性に有意に増加することが本研究で明らかにされており、このような神経突起変性に神経細胞内の封入体形成が関与する可能性は否定できない。以上の研究成果については、既に昨年学術論文として取りまとめ本年2月に学術雑誌(J.Vet.Med.Sci.)に公開される。
斑鳩地域における古墳時代から古代への転換形態の研究

本研究では、奈良県斑鳩大塚古墳の発掘調査、寺山古墳群、甲塚古墳、亀塚古墳の測量調査を行った。斑鳩大塚古墳は直径43メートルの円墳で、東に造り出しと考えられる突出部が付く可能性が高まった。また、幅8mの周濠が巡る。墳丘には埴輪を樹立し、葺石を施す。出土遺物から、築造時期は5世紀前半とが判明した。寺山古墳群は円墳3基、方墳1基からなる初期群集墳である。甲塚古墳は墳丘の一部を大きく削平されているが、直径30メートルの円墳である。亀塚古墳は直径11メートル前後の小規模な円墳である。調査成果により、斑鳩における首長系譜の動向を把握できた。今後は別の未調査古墳の測量を実施する予定である。研究1年目である今年度は、3月から約1ヶ月間、斑鳩大塚古墳の発掘調査を実施した。現存する墳丘の北側、北東側、東側、南側に4カ所の調査区を設定し、古墳の形と規模の確認を目指した。その結果、すべての調査区で周濠を検出することができた。斑鳩大塚古墳は古墳の周囲を全周する周濠をもつこと、前方部をもつことが判明した。これらの新たな成果は新聞各紙で報道され、現地説明会を通じて研究者や町民の方々に報告した。また、昨年度の発掘調査については、1年間かけて大学で遺物整理を進め、出土遺物の全容を把握できた。出土遺物には円筒埴輪、器財埴輪、須恵器、土師器がある。埴輪は製作技法の特徴から5世紀前半に位置づけられること、器財埴輪には家形埴輪、蓋形埴輪、靫形埴輪があること、須恵器には7世紀前半頃のものがあり、その頃周濠が埋没すること、周濠埋没後、12世紀頃に周辺の土地利用が進むことなどが判明した。それらの成果は斑鳩町埋蔵文化財センターで開催された発掘調査速報展、橿原考古学研究所附属博物館で開催された『大和を掘る』、奈良大学附属博物館の速報展などで紹介した。さらに、3月に最初の報告書である『斑鳩大塚古墳発掘調査報告書I』を刊行し、調査成果をとりまとめた。なお、今回の発掘調査では前方部の一部を確認するに留まり、斑鳩大塚古墳が前方後円墳なのか、帆立貝式古墳なのかを確定できなかった。斑鳩における首長系譜の変動を解明するためには古墳の規模と形を確定することが不可欠であり、今後の発掘調査で解明すべき課題が明確になった。研究2年目の今年度は、平成27年4月から28年2月にかけて、斑鳩大塚古墳の昨年度の発掘調査で出土した遺物と記録類の整理作業を行った。その結果、埴輪には円筒埴輪、朝顔形円筒埴輪、蓋形埴輪があることが判明した。また、周濠の上層からは7世紀前葉頃の須恵器が複数出土し、その頃に周濠が埋没することが明らかになった。これらの成果は一昨年の調査成果と整合的なものである。なお、調査成果は『斑鳩大塚古墳発掘調査報告書II』にとりまとめて公表した。平成27年8月には斑鳩町寺山古墳群の測量調査を実施した。調査は一昨年から継続したもので、今回は3・4号墳を調査し、3号墳が小規模な方墳、4号墳は円墳であることが判明した。その成果は「奈良県斑鳩町寺山3・4号墳測量調査報告書」『文化財学報』第34号に掲載された。さらに、平成28年3月に斑鳩大塚古墳の発掘調査を実施した。調査区は前方部と想定される墳丘東側と、周濠と想定される墳丘の南側に設定した。まず東側の第8調査区では、墳丘の一部と周濠の一部を確認した。墳丘の東側への張り出し部分は当初の想定ほど大きくはならず、前方部ではなく造り出しの可能性が高まった。つぎに、南側の第9調査区では後世の池によって一部を破壊されていたものの、周濠の南端付近を確認することができた。今後は、造り出しの正確な規模と、現存する墳丘本体の構造を把握する発掘調査が必要となった。これらの調査は平成28年度中に実施する予定である。本研究の課題は、斑鳩地域をフィールドに古墳時代から古代への転換形態を探ることである。これまでに寺山古墳群の測量調査、斑鳩大塚古墳の2度にわたる発掘調査を行い、前者は古墳時代中期後半後期前半の初期群集墳、後者は中期前半の造り出し付き円墳である可能性が高まった。斑鳩では前期の駒塚古墳、中期前半の瓦塚古墳群から後期後半の藤ノ木古墳に至るまでの間、首長系譜の動向が不明瞭である。調査の結果、寺山古墳群、斑鳩大塚古墳とも空白期間を埋める古墳であることが判明し、斑鳩の首長系譜をある程度解明することができた。ただし、本研究では斑鳩大塚古墳の墳丘本体部分の発掘調査、過去の出土遺物の再整理が果たせていない。また、斑鳩にはその他の未調査古墳が複数存在し、さらなる情報収集が必要である。それらの作業は研究の最終年度に実施する予定である。研究最終年度の今年度は、8月に奈良県斑鳩町甲塚古墳、亀塚古墳の測量調査を行った。前者は直径約30mの円墳、後者は直径11m以上の円墳であることが判明した。とくに甲塚古墳は古墳時代後期終末期としては大型で、藤ノ木古墳に後続する首長墳である可能性が高まった。

その成果は『文化財学報』第36集で報告した。23月には斑鳩大塚古墳の第4次発掘調査を行った。現存する墳丘の東、南、西に6カ所の調査区を設定した。各調査区で墳丘と周濠を確認した。また、東側の調査区で造り出しと考えられる突出部の隅部を確認した。斑鳩大塚古墳は従来考えられてきた直径35mの円墳ではなく、直径43mの円墳で、東に造り出しをもつ可能性が高まった。なお、西側の調査区は一部を墳丘まで延長したが、墳丘の残存状況は悪く、現在の姿は1954年の調査以降に大きく改変されていることが判明した。周濠からは多くの埴輪と土器が出土した。また、鎌倉時代の柱穴、土坑も確認し、中世に再び土地利用が活発になることが明らかになった。調査の合間には大学において昨年度の発掘調査で出土した遺物の整理作業を進め、3月に『斑鳩大塚古墳発掘調査報告書III』を刊行し、成果を公表した。斑鳩大塚古墳の墳形や規模が確定したことにより、斑鳩の首長系譜は中期前半に一つの画期を迎えることが判明した。その後、藤ノ木古墳の出現まで首長系譜の空白期間が存在する。斑鳩における首長権力の弱体化が、上宮王家進出の背景にあるという見通しを得るに至った。本研究では、奈良県斑鳩大塚古墳の発掘調査、寺山古墳群、甲塚古墳、亀塚古墳の測量調査を行った。斑鳩大塚古墳は直径43メートルの円墳で、東に造り出しと考えられる突出部が付く可能性が高まった。また、幅8mの周濠が巡る。墳丘には埴輪を樹立し、葺石を施す。出土遺物から、築造時期は5世紀前半とが判明した。寺山古墳群は円墳3基、方墳1基からなる初期群集墳である。甲塚古墳は墳丘の一部を大きく削平されているが、直径30メートルの円墳である。亀塚古墳は直径11メートル前後の小規模な円墳である。調査成果により、斑鳩における首長系譜の動向を把握できた。今後は別の未調査古墳の測量を実施する予定である。今年度は計画通り斑鳩大塚古墳の発掘調査を行い、周濠の続きと前方部の一部を確認できた。当初の予測通り、斑鳩大塚古墳は前方部をもつことが確実になったが、正確な規模と墳形を把握するには至らなかった。これらの課題は来年度の発掘調査によって解明を目指す。また、当初の計画通り、最初の発掘調査報告書を刊行できた。今後も、今回の発掘調査で出土した遺物の整理作業を進め、毎年1冊ずつ報告書を刊行する予定である。本研究の最終目標は斑鳩地域における首長系譜の変動を解明し、古代への転換形態を探ることである。まずは中期初頭の首長墳である斑鳩大塚古墳の情報を蓄積できたので、研究は概ね順調に進んでいると評価できる。研究最終年度は、斑鳩大塚古墳の残存する墳丘本体部分の発掘調査を実施する。調査区は墳丘の東、南、西に設定し、1段築成の有無、2葺石の有無、3埴輪の樹立状況、4盛土の施工方法などの解明を目指す。また、藤ノ木古墳の西に位置する甲塚古墳の測量調査を実施する。甲塚古墳は立地から、古墳時代後期終末期の斑鳩を語るうえで重要な古墳と考えられるが、これまで墳丘測量図が作成されたことがない。最新の精度で墳丘測量図を作成し、今後の研究の基礎資料としたい。斑鳩大塚古墳の過去の出土遺物については、これまですべての遺物の実測図や写真が公開されたことはない。本研究を機会に再整理を行う予定であり、遺物の実測と写真撮影を所蔵者である奈良県立橿原考古学研究所附属博物館において行う。以上の調査研究をふまえ、総括的な報告書を作成する方針である。考古学斑鳩大塚古墳は前方部をもつことが確実になったが、前方後円墳か帆立貝式古墳かを確定することができなかった。
表面張力を利用した3次元マイクロ構造物の力学特性に関する研究

本研究では溶融金属が凝固する過程の表面張力変化を考慮して、三次元マイクロ構造物の適正な力学的評価と最適構造設計のための手法について検討した。まず、三次元マイクロ構造物構築に用いられるPb/Sn合金の溶融状態から凝固する過程における表面張力、凝縮率、線膨張係数について検討し、Pb/Sn合金の力学特性に関する実験を行った。さらに、この結果を用いた計算機による三次元モデル実験より、表面張力の変化によって三次元マイクロ構造物が組立つメカニズムを解明した。そして、望みの三次元マイクロ構造物形状を得るのに最適な合金の量などの条件設定法いついて検討した。これにより得られた成果を以下に示す。1)Pb/Sn合金の引張り・圧縮特性などの基本的な力学特性を把握した。Pb/Sn合金の力学特性には大きな温度依存性、ひずみ速度依存性があり、これは、従来のマクロ構造物よりもマイクロ構造物に大きく作用することを示唆できた。このことから、合金の力学特性をマイクロメカニクス的見地から把握する必要性を指摘できた。2)Pb/Sn溶融金属の表面張力や合金の力学的特性などの基礎データを定量化し、三次元有限要素解析コードに組み込み、三次元マイクロ構造物の計算機モデル実験を行った。これにより、三次元マイクロ構造物が組立つメカニズムを解析的に解明し、実際のマイクロ構造物を想定した構築シミュレーションがある程度可能であることを示した。そして、さらに具体的な構造物へ適用するためには、合金の表面張力の変化や、凝縮率、線膨張係数の温度依存性などのより詳細なデータ集積が必要であることを指摘できた。本研究では溶融金属が凝固する過程の表面張力変化を考慮して、三次元マイクロ構造物の適正な力学的評価と最適構造設計のための手法について検討する。このために本年度は、まず、三次元マイクロ構造物構築に用いられるPb/Sn合金の基本的な変形特性の検討と有限要素法を用いた計算機モデル実験を試みた。これにより以下のことを明らかにした。1) Pb/Sn合金の溶融状態から凝固し、3次元マイクロ構造物が構築されていく過程を計算機シミュレーションするためには、Pb/Sn合金の凝固・冷却中における物性値の把握が必要不可欠である。そこで、Pb/Sn合金の温度変動場におけるヤング率や線膨張係数等の物性値の温度依存性をPb/Sn合金の微小試験片を用いて明らかにした。2)上記実験データに基づいた、3次元構造物構築シミュレーションを有限要素法により試みた。すなわち、二枚のシリコン板を合わせた蝶番部分に溶融したPb/Sn合金を置き、その表面張力により蝶番部が回転し3次元構造物が構築される状態のシミュレーションを試みた。これにより、Pb/Sn合金量、部材の大きさ、および、合金と部材の接触面積等と3次元構造物形状すなわち蝶番の回転角との関連性を明らかにした。3)構築した3次元マイクロ構造物のPb/Sn合金部の力学特性を評価するためには、負荷によりPb/Sn合金の微小材料内に生ずるシェアバンドなどの微視的構造変化を明確にする必要がある。そこで、Pb/Sn合金の微小試験片の変形とシェアバンドとの関連性を明らかにした。
サウンドフィードバック制御を用いた動作解析および生成に関する研究

自然なキャラクタのアニメ-ションを生成する手法が数多く提案されてきている.しかし,音声信号や音響信号といった外部刺激に基づいた人間の動作生成の手法はほとんど提案されていない.そこで本年度の研究の一つでは,楽曲のリズムに応じた人体動作の変化の様子を観察し,それを基にした動作生成に関する研究に従事した.例えばある型の決まった舞踊動作を通常速度の楽曲に合わせて演じた場合と1.3倍で再生した楽曲に合わせて演じた場合とを比較してみると,大局的に見れば同じ舞踊動作をしていても,局所的に見るとわずかではあるが動きの違いが見られる.これは楽曲の速さに追従するために動きの細部を省略し,本質の部分のみを残そうとした結果であると考えられる.そこでこれらの動作列を観察した結果,動きが速くなるにつれて高周波成分から省略されていくこと,舞踊において重要な留め動作が楽曲リズムが早い場合でも保存されること,の二つの知見が得られた.この観察結果を基に,リズムの速さに基づく動きの変化をモデル化し,実際に人体動作を生成することによってその有効性を示した.もうひとつの研究として,実際にロボットやCGキャラクタのための物理的に安定した動作生成を実時間で処理する研究行った.バランスの取れた動作の生成には,脚と地面との接触状態に基づいてステートマシンを構築し,そのステートマシン内で状態繊維を繰り返すことによって動作のスピードを変えたり方向転換を行うという手法を提案した.今後の予定としては,本年度の研究を行ったバランスの取れた動作生成と,動作の時間伸縮手法を組み合わせ,舞踊動作のための安定したサウンドフィードバック制御の実時間処理を,実機を用いて実現する予定である.自然なキャラクタのアニメーションを生成する手法が数多く提案されてきている.しかし,人間の振る舞いを左右する感情を考慮した手法はほとんど提案されていない.そこで本年度の研究の一つでは,感情が大きな要因となる舞踊動作を対象として,入力の音楽信号から舞踊の表現に関係する音楽情景を解析し,その結果に合った舞踊動作を生成する手法を提案する.動きデータからは動きのリズムと盛り上がりの特徴量を,音楽データからは楽曲構造解析によってセグメント分割し,特徴量としてリズム,盛り上がりを抽出する.舞踊動作生成時は,まず構造解析によつて得られる音楽セグメント内のリズム成分と高い相関を示す動きの候補セグメントをすべて抽出する.そして最後に盛り上がり成分の相関を求めることで最適な動きセグメントを選択し,連結することで舞踊動作が生成される.さまざまな楽曲や動きデータに適用して実験を行い,その有効性を示した.またもう一つの研究として,楽曲のリズムに応じた人体動作の変化の様子を観察し,それを基にした動作生成に関する研究に従事した.例えばある型の決まった舞踊動作を通常速度の楽曲に合わせて演じた場合と1.3倍で再生した楽曲に合わせて演じた場合とを比較してみると,大局的に見れば同じ舞踊動作をしていても,局所的に見るとわずかではあるが動きの違いが見られる.これは楽曲の速さに追従するために動きの細部を省略し,本質の部分のみを残そうとした結果であると考えられる.そこでこれらの動作列を観察した結果,動きが速くなるにつれて高周波成分から省略されていくこと,舞踊において重要な留め動作が楽曲リズムが早い場合でも保存されること,の二つの知見が得られた.この観察結果を基に,リズムの速さに基づく動きの変化をモデル化し,実際に人体動作を生成することによってその有効性を示した.自然なキャラクタのアニメ-ションを生成する手法が数多く提案されてきている.しかし,音声信号や音響信号といった外部刺激に基づいた人間の動作生成の手法はほとんど提案されていない.そこで本年度の研究の一つでは,楽曲のリズムに応じた人体動作の変化の様子を観察し,それを基にした動作生成に関する研究に従事した.例えばある型の決まった舞踊動作を通常速度の楽曲に合わせて演じた場合と1.3倍で再生した楽曲に合わせて演じた場合とを比較してみると,大局的に見れば同じ舞踊動作をしていても,局所的に見るとわずかではあるが動きの違いが見られる.これは楽曲の速さに追従するために動きの細部を省略し,本質の部分のみを残そうとした結果であると考えられる.そこでこれらの動作列を観察した結果,動きが速くなるにつれて高周波成分から省略されていくこと,舞踊において重要な留め動作が楽曲リズムが早い場合でも保存されること,の二つの知見が得られた.この観察結果を基に,リズムの速さに基づく動きの変化をモデル化し,実際に人体動作を生成することによってその有効性を示した.もうひとつの研究として,実際にロボットやCGキャラクタのための物理的に安定した動作生成を実時間で処理する研究行った.バランスの取れた動作の生成には,脚と地面との接触状態に基づいてステートマシンを構築し,そのステートマシン内で状態繊維を繰り返すことによって動作のスピードを変えたり方向転換を行うという手法を提案した.今後の予定としては,本年度の研究を行ったバランスの取れた動作生成と,動作の時間伸縮手法を組み合わせ,舞踊動作のための安定したサウンドフィードバック制御の実時間処理を,実機を用いて実現する予定である.
人工抗体を被覆した酵素含有材料の開発と食品成分の新規比色・蛍光分析法創製への応用

本研究においては、人工抗体を被覆した酵素含有材料の開発と食品成分の新規比色・蛍光分析法の創製を試みる。より具体的には、酵素と無機ナノシートから成る複合材料の表面を、分子インプリント法に基づき作成した人工抗体膜で被覆することにより新たな先端材料を開発し、この新規材料を用いることで、食品成分を検出ターゲットとした新規比色分析法並びに新規蛍光分析法の創製を目指す。
真珠層アラゴナイトからの水素吸蔵・放出現象を先進臓器移植医療分野とマッチングする

炭酸カルシウムの水素吸着吸蔵を応用し最大1500 MPa、超高圧溶液中における水素放出材料に仕上げ、先進移植医療分野とのマッチングをはかる。炭酸カルシウムはカルサイトとアラゴナイトに分けられる。真珠層を構成するアラゴナイトに12 MPaの高圧水素処理を施すことで、高い水素吸着・吸蔵特性を示す。本研究ではこれを超高圧水素下にて水素を吸着・吸蔵させる。先進臓器移植分野では臓器保存液に水素を溶存させることにより臓器内で産生される活性酸素を抑えようとしている。本研究では超高圧下臓器保存液にて水素と水の分子交換による溶液中への水素放出がなされると仮定しその量の温度・圧力特性やpHなど溶液特性を調査する。