hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゼロ金利制約下の大規模ショックによる経済変動と政策対応の計量分析

研究課題に従い、震災・経済危機等の大規模ショックが経済に及ぼす影響について動学的マクロ経済学およびベイズ統計学の手法を用いて研究した。本研究により大規模ショックが経済成長を低下させることが明らかになり、特に企業の多様性が低い経済で、経済成長率の低下は顕著であることが分かった。そのため、長期においては企業の多様性を保持できる分断選択に意義があると分かった。研究実施計画に基づき矢野浩一(駒澤大学)は、粒子フィルタを用いた動学的確率的一般均衡モデルの推定手法を研究し、その結果を「粒子フィルタと動学的マクロ経済学:実物景気変動モデルへの応用」にまとめ、日本統計学会誌(和文)に投稿し、査読の結果、掲載が決定した。さらに、矢野と飯田は片岡剛士(三菱UFJリサーチ&コンサルティング)・岡田多恵と協力し、「射影手法(Projection method)」を用いて「ゼロ金利制約下における期待実質金利とインフレ期待」の測定を行い、アベノミクスがどのようにデフレ脱却に役立ったかを分析し、その成果を論文としてまとめている。本研究プロジェクトでは、「大規模ショック」を日本経済に対する外生的ショックと捉え、ゼロ金利制約を考慮に入れた動学的確率的一般均衡(以下、DSGE)を用いて1.それらのショックを組み込んだDSGEモデルの開発とその推定手法開発、2.各国の経済政策の効果を理論的・実証的側面から分析するためのデータ蓄積と定型化された事実の検証を行なっている。平成24年度は本研究プロジェクトの1年目であるため、矢野と飯田は並行して研究を進めた。1.のため、矢野はキプロスで開催された20th International Conference on COMPUTATIONAL STATISTICSで粒子フィルターと時変係数を用いたDSGE推定手法の研究発表を行った。また、ゼロ金利制約を考慮したDSGEモデルのシミュレーション手法をSocial Science Research Networkのディスカッション・ペーパー「Zero lower bounds and a Stackelberg problem」として発表した。さらに矢野(2013)で中央銀行がゼロ金利制約に抵触した場合に、合理的期待形成と政策レジーム・チェンジが重要になることを解説した。2.のため、飯田は飯田(2013)で1990年代以降の日本において財政政策の効果が低減した原因について探求した。その中でデータ分析を通じて、公共事業が増大すると民間の建設事業が減少するという経路での供給制約仮説を提案し、財政政策の効果を考察した。このことを通じて定型化された事実がある程度特定化された。2013年度は、上記の1.と2.の研究を融合し、これまでの手法をさらに発展させ、さらに成果をまとめて研究会・学会等で発表し、フィードバックを受けてさらなる改良につなげる。2014年度は「ゼロ金利制約下の大規模ショックによる経済変動と政策対応の計量分析」の研究計画に従い研究を進めている。推計手法である粒子フィルタの研究成果を邦文で日本統計学会誌,第44巻,第1号等に発表することができた。さらに同時に自然選択をシュンペーター型内生的成長理論に導入したモデル研究、日本のデフレ脱却に関する研究を行った。しかし、それらの成果をまとめた英語論文の執筆が遅れ2014年度内に英文校正に回すことができなかった。そのため、2015年度に論文執筆が終わり次第英文校正に回し論文投稿を行う予定である。[参考文献]矢野浩一, (2014),『粒子フィルタの基礎と応用:フィルタ・平滑化・パラメータ推定』日本統計学会誌(和文誌),第44巻,第1号, 189-216.また、研究内容は以下のように要約できる。Okada and Yano (2014)では内生的経済成長理論における標準モデルであるシュンペーター型内生的成長モデルに自然選択に基づく企業の参入退出機構を導入した。自然選択は生物学における進化論で用いられる考え方であり、安定化選択・方向性選択・分断選択の3タイプに分類される。Okada and Yano (2016)は、Okada and Yano (2015)のフレームワークを2000年から2014年までのユーロ圏に適用することで、現実の経済でも有効であることを示した。彼らはHausmann (2011)で発表されたEconomic complexity index(各国の輸出財をバスケットとして財の多様性を表す指数)がユーロ圏の経済成長率低下を予測するのに有用であることを発見し、その発見が彼らのモデルと合致することを示した。計画通りに研究を進めてきたが、論文執筆が想定以上に時間がかり、2014年度内に英文校正に回すことができなかった。そのため、2015年度前半に論文を完成し、英文校正に回し、論文投稿を行う。マクロ計量経済学研究は計画通りに終了しており、また英語論文もほぼ完成済みである。これを完成させ、英文校正に回し、論文を投稿する予定である。矢野はゼロ金利制約下の動学的確率的一般均衡モデルのシミュレーションについて研究し、"Zero Lower Bounds and a Stackelberg Problem: Stochastic Analysis of Unconventional Monetary Policy"として2013年9月にプラハで開催されたMacroeconomics & Finance Conferenceで発表を行った。この研究内容は論文にまとめ、現在投稿準備中である。

また、同時に矢野は粒子フィルタを用いた動学的確率的一般均衡モデルの推定手法を開発し、その成果を「粒子フィルタと動学的マクロ経済学:実物景気変動モデルへの応用」をまとめ、論文が日本統計学会誌(和文誌)に採択が決定するなど成果を上げている。ただし、プログラム開発がやや遅れており、動学的確率的一般均衡モデルの推定を完全に行うに至っていない。また、矢野と飯田による「政策分析に関する提言」は、片岡剛士(三菱UFJリサーチ&コンサルティング)・岡田多恵(大東文化大学)の協力を得て、「ゼロ金利制約下の期待実質金利・インフレ期待推定」と「アベノミクスの期待実質金利・インフレ期待への影響」という側面から研究が進んでいるが、「提言をまとめる」段階に至ったおらず、やや遅れ気味である。矢野が担当するモデル開発では、我々の先行研究を踏まえて外生的大規模ショックを明示的に組み込んだDSGEモデルの開発を行う予定であったが、非ガウス分布の取り扱いが(ガウス分布と比較して)少し難しく、2012年度の計画がやや遅れている。しかし、モデル開発部分が解決すれば、推定手法で用いる粒子フィルターが原理的には非ガウス分布の扱いに問題がないため、モデル開発におけるテクニカルな問題を解決すれば、遅れは取り戻せる予定である。次に飯田が担当する日本ならびに各国のデータ収拾と定型化された事実の特定については、現在、日本においてはデータ収拾が進んでいるが、特に財政政策分析の基礎となる国民経済計算の確報が改訂され、遡及系列の推定期間が1980年以降と短いため、十分に長い時系列を得ることが難しいという問題があり、やや遅れている。このため、確実にデータが得られる1980年以降の分析に集中するか、もしくは旧基準を新基準に接続するかを検討している。いずれにしてもこの問題が解決されれば、遅れて取り戻せると見込んでいる。計画通りに研究を進めてきたが、論文執筆が想定以上に時間がかり、2014年度内に英文校正に回すことができなかった。矢野は日本統計学会誌(和文誌)に採択された研究成果をさらに発展させ、動学的確率的一般均衡モデルの推定が行えるようにプログラム開発を促進させる。また、矢野は岡田多恵(大東文化大学)と協力し、2014年6月に日本経済学会、2014年8月のEEA-ESEM 2014での研究発表の準備を進め、コメントを受けて論文を改訂し学術誌に投稿する。さらに矢野・飯田は岡田(大東文化大学)・片岡(三菱UFJリサーチ&コンサルティング)と協力し、アベノミクスが経済に与えた影響についてさらに研究を行う。矢野が担当する推定手法については平成24年度に順調に進捗したが、大規模ショックを考慮に入れたモデル開発についてはやや開発が遅れているため、その点に留意しながら、遅れを取り戻すべく研究を継続する。
刺網の漁獲効率の推定に関する研究

漁業管理方策を立てる際、漁具の漁獲機構を予め知っておく必要がある。本研究は刺網の漁獲機構について、漁獲量を決定する因子(漁獲制卸操作因子)による数理モデル式によって表現し、漁獲性能決定パラメータとしての漁獲効率の諸性質と、その推定方法を研究した。さらに漁獲と魚群行動、および網目の漁獲選択と漁獲効率との関係をニジマスを用いて、野外水槽において実験的に調べた。また暗闇時の魚群行動の計測法、明暗変化と漁獲との関係も同時に行った。得られた結果は次のとおりである。(1)漁獲モデル式:漁獲式を既往の研究結果に基づいて次のように決定された。すなわち、単位漁具がt日浸漬した時の漁獲量C(t)はC(t)=k_1/(k_1-k_2)NoX(e^<-k2t>-e^<-k1t>)・で示される。ここでk_1は羅網係数、k_2は脱落係数、Noは漁獲可能魚群量である。異体類ではk_1=5.00、k_2=0.229、No=1.203kgと推定された。(2)漁獲効率の定義式と操業管理パラメータ:漁獲効率K(t)はK(t)=C(t)/Noと定義される。従って前項の式を変形して得られる。この式を用いて、管理のパラメータ、最大漁獲効率K_<max>=(k_1/k_2)k_2/(k_1ーk_2)温、最適浸漬日数t_m=1/(k_1-k_2)×lnk_2/k_1、脱落率δ(t)等が得られた。(3)漁獲効率と網目選択率:両者の関係を理論的に調べるとともにニジマスを用いて実験を行い、両者の関係を実際的に確めた。さらに選択率(絶対・相対)の吟味を行った。(4)魚群行動と漁獲効率の関係:野外水槽において、ニジマスによる暗闇水中における魚群行動計測法を赤外線エリアセンサおよびケミカルライトを用いて、その実用性を確めた。またこの実験と同時に、明暗時の照度匂配と漁獲効率の関係を統計的実験計画法に基づいて実施し、照度匂配の急激な時に漁獲効率の高いことを確めた。1.刺網の漁獲効率の概念とその推定法:刺網の漁獲プロセスを3段階に分けて,各段階の漁獲決定要因を(1)漁獲対家魚と刺網設置場所の関係(2)網目の漁獲選択性(3)浸漬日数,海況,他生物との関係として考え,漁獲効率はこれら要因の連結概念として示される.この考え方に基づいて数種の漁獲モデル式を作成し,福島県下の46隻の年間操業資料により,モデル式の妥当性と諸パラメータを推定した.その結果漁獲効率は刺網の浸漬日数で変化し,効率の最大とy3日日数が存在し,それ以後は急速に減少することが分った.2.刺網の漁獲選択性:養魚池のニジマスを用い母集団組成の判明している魚について選択性実験を行い,絶対選択率測定を行った.

その結果,実験水槽の大きさ,実験魚の密度により,絶対選択率に影響をもつことから,これらの関係をさらに実験を重ねて調べる必要性があること,また漁獲効率は絶対選択率の総和であることが,ほぼ分った.3.漁獲効率の直接計測とその装置:発光ダイオードを用いたエリアセンサによる魚の行動分析装置を作成し,羅網機構を調べるための実験を行った.その結果,エリアセンサのセンサ領域が当初予想していたよりも狭いことから装置の改変と実験を行ったが計測の可能性を得て次年度に継続することとした.4.玉効率の整理モデルとシミュレーション:漁獲数理モデル式より漁獲効率推定式を導出し,パソコンにより,すでに得たパラメータを用い,無効魚量の予測シミュレーションを行った.5.今後の研究計画:(1)本年度に得た漁獲プロセスのモデル化をさらに推進し,適正操業方式のシステム化,(2)魚群行動計測法と装置の作成継続,(3)漁業管理方策との管理因子としての漁獲効率の制御役割を明らかにし,刺網漁業の操業管理方策の確立などである.昭和63年度の研究実績は以下のとおりである。(1)刺網の漁獲効率低下要因の追及:前年度で得た漁獲効率概念とその推定法を基本とし、漁獲機構システムに関する数理モデルを更に検討し、漁獲効率が刺網の浸漬日数増加に伴って現象する機構を漁獲魚の脱落現象としてとらえ、その機構を明らかにした。(2)脱落率を考慮したCPUEの再検討:刺網の漁獲過程における脱落率は魚種によって異なるが、異体類の場合、推定の結果浸漬日数が1日の場合10%、2日目で30%、4日目では50%以上に達する。このような効率での脱落量は漁業における操業方式の見なおしと同時に刺網のCPUEの計算方式を修正する必要性があることが判明し、脱落に伴うCPUE値の修正と挙動についてパソコンによるシミュレーションを行った。(3)刺網の相対選択率と絶対選択率の比較:網目の漁獲選択率は漁獲効率と深い関係にある。本研究では両者の関係を理論的に調べるとともに再選択率の関係をニジマスを用い、実験的に調べた。この実験結果によれば、両者の得られた選択曲線の諸パラメータで比較した場合、理論的整合性が確認された。(4)野外水槽による魚群行動計測法と漁獲の関係:刺網の漁獲効率は夜間の魚群行動と密接な関係にある。暗闇水中における魚群行動を測るため、赤外線エリアセンサを用いコンピュータと連動させ、その測定ソフトを開発した。ただし、エリアセンサの水中感度が悪いため狭範囲での検出のみに留まった。また同時にケミカルライトを魚体に着装させ、行動トレースをビデオ撮映し、解析装置により、行動解析を行った。さらに明暗時の照度変化と漁獲との関係を実験的に行い、照度勾配の著るしい時刻において魚群が多いことを統計的手法により、確かめた。
FGF18と骨微小環境模倣性スキャフォールドを用いたiPS細胞による骨再生医療

多分化能を持つiPS細胞と成長因子の一つである線維芽細胞増殖因子およびスキャフォールド(骨再生の場)に注目し、骨再生医療への応用の可能性について検討した。ヒトiPS細胞をわれわれがスキャフォールドとして注目している炭酸アパタイト(カーボネイトアパタイト)顆粒および炭酸カルシウム顆粒、β-TCP顆粒上で骨を誘導するかどうか細胞培養およびヌードマウスへの移植を行い検討したところ、炭酸アパタイト顆粒の有用性が示された。以上より、炭酸アパタイトおよびヒトiPSC細胞を用いた骨再生医療の応用の可能性の新知見が示された。iPS(induced Pluripotent Stem)細胞はあらゆる細胞に分化可能な細胞で、骨再生医療への応用が期待される。しかし、iPS細胞の効率の良い骨芽細胞への分化誘導法は開発されておらず、よって、in vivoで骨組織を再生するには至っていない。本研究では、多分化能を持つiPS細胞と、iPS細胞の未分化維持に必要である反面、骨再生過程において骨芽細胞分化、破骨細胞形成に関与する線維芽細胞増殖因子(FGF)、および再生医療において重要なファクターであるスキャフォールドを利用し、骨芽細胞を効率的に誘導することを考えた。本年度は、まず、iPS細胞の維持培養を確立した。ヒトiPS細胞は理化学研究所より購入し、MEF細胞をフィーダーとして培養し、iPS細胞の未分化能を確認した。また、フィーダーレス培養も行い、未分化能を確認することができた。さらに、フィーダーフリーで培養したiPS細胞を骨分化誘導培地で3週間培養し、骨芽細胞への分化誘導を検討したところ、石灰化ノジュールが確認できたが、分化効率はあまりよくなかった。続いて、われわれがスキャフォールドとして注目しているカーボネイトアパタイト顆粒を含有した骨分化誘導培地でiPS細胞を培養したところ、細胞増殖が抑制されたものの、一部のiPS細胞は顆粒に接着し、石灰化が誘導されていることが確認された。今後は、FGF18を添加することで、細胞増殖を促進するとともに、骨芽細胞分化誘導効率を向上させ、in vivo実験に応用することを考えている。ヒトiPS細胞(hiPSC)とhiPSCの未分化維持に必要である反面、骨芽細胞分化に関与する線維芽細胞増殖因子(FGF)およびスキャフォールドに注目し、骨再生医療への応用の可能性について検討した。hiPSCは理化学研究所より253G1細胞を購入し、MEF細胞をフィーダー細胞として維持培養した。フィーダーフリーで培養したのち、各種実験に使用した。通常hiPSCの維持培養にはrhFGF2を使用するが、rhFGF18も同様の作用があるかどうか検討をした。rhFGF2およびrhFGF18を2、4日間培養し、細胞増殖について検討したところ、rhFGF2は2倍程度細胞数が増加した。一方、rhFGF18では細胞の形態に変化はないものの、rhFGF2と比較し、細胞増殖が抑制された。したがって、維持培養における細胞増殖にはrhFGF2の方が有利に作用することがわかった。続いて、骨芽細胞分化について検討を行った。hiPSCを直接、骨分化誘導培地で骨芽細胞へ分化誘導させたところ、分化効率はあまりよくなかった。そこで、Embryoid bodyからMesenchymal stem cell(MSC)に分化させ(以下iPS-MSC)、iPS-MSCから骨芽細胞を誘導させる方法を使用した。われわれがスキャフォールドとして注目しているカーボネイトアパタイトおよび炭酸カルシウム、β-TCPの顆粒上でiPS-MSCを骨芽細胞誘導培地で培養したところ、培養2週間でALP活性が上昇した。特に、カーボネイトアパタイト顆粒上でのALP活性は優位に高かった。また、in vivoの検討では、iPS-MSCと、各種セラミックス顆粒をnude mouseの背部皮下へ移植し、移植して4週後に摘出し、組織学的に観察し評価した。テラトーマの形成はなく、特にカーボネイトアパタイトおよび炭酸カルシウム顆粒の周囲に新生骨様の組織が観察された。26年度が最終年度であるため、記入しない。口腔外科26年度が最終年度であるため、記入しない。iPS培養法を確立することはでき、骨芽細胞に分化させることはできた。しかし、FGF18を応用するに至らなかった。今後、濃度、添加するタイミングなど、条件検討をして研究を進めていきたい。FGF18を添加する条件検討を行い、カーボネイトアパタイトを含んだ骨芽細胞誘導培地でiPS細胞を培養し、骨芽細胞への分化誘導効率が上昇するか検討を行う。さらに、カーボネイトアパタイトのみならず、炭酸アパタイト、およびハイドロキシアパタイト顆粒についても、in vivoでヌードマウス皮下に移植し、骨組織が再生されるか、microCTおよび組織学的評価で検討を行う。
強誘電体ナノドットの創製とプローブ顕微鏡によるサイズ・形状効果評価

自己組織化的に形成された3次元的機能性酸化物ナノ構造に対して、走査型プローブ顕微鏡(ピエゾレスポンス顕微鏡(PFM)電気伝導度評価原子間力顕微鏡(cAFM)など)により、ナノスケール物性評価を行い、そのナノサイズ効果を明らかにすることを目的とする。自己組織化強誘電体/圧電対BiFeO3ナノドット、圧電体ZnO/半導体NiOナノピラー構造を対象に、超微細3Dテンプレート基板とパルスレーザ蒸着法による自己組織化相分離結晶成長を組み合わせることにより、サイズ・形状が任意に規定されたナノ構造を形成する。得られたナノ構造に対し、その機能物性のサイズ依存性評価を明らかにし、形状設計による物性を制御向上させ、次世代ナノデバイス展開への知見を得る。今年度は、レーザMBE薄膜成長法により、逐次自己ナノ相分離を進行させることにより、酸化物ナノ構造母相中に形状を制御して成長させる。対象として、特に太陽電池応用が期待されるZnO/NiOナノピラーを選定し、X線構造解析により、両相が良好な結晶性を有して成長していることを確認した。走査型電子顕微鏡により数10nmスケールでナノドット、ナノピラー構造が形成されていることを確認した。さらに原子間力顕微鏡(AFM)をベースとしたピエゾレスポンス顕微鏡(PFM)により、ZnOマトリックス部分が圧電性を有し、NiOピラー部分が非圧電性であること、電気伝導度評価原子間力顕微鏡(c-AFM)により、ZnOマトリックス部分が半導体的、NiOピラー部分が非常に高抵抗であることを明らかにした。さらに作製条件を変化させ、高酸素雰囲気下ではZnOマトリックス部分の電気伝導度が減少し、NiOナノピラー部分が低抵抗化することを見出し、整流特性を確認した。これまで両相は大きな電気抵抗差を有していたが、同程度の抵抗率を実現でき自己組織化酸化物半導体デバイス形成を実現する有力な手掛かりとなる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。自己組織化的に形成された3次元的機能性酸化物ナノ構造(ナノドット・ナノピラー。ナノワイヤ・ナノリング・コアシェル)に対して、走査型プローブ顕微鏡(ピエゾレスポンス顕微鏡(PFM)電気伝導度評価原子間力顕微鏡(c-AFM)など)により、ナノスケール物性評価を行い、そのナノサイズ効果を明らかにすることを目的とする。作製したNiOナノピラー構造/ZnOマトリックス構造において、分担者の得意とする走査型プローブ顕微鏡技術をもちいて、10nm級のナノ構造においても、良好な圧電性/電気伝導性を示していることを確認できた。今後のサイズ依存性による物性スケーリング限界の解明につながる基礎データを得ることが出来、次年度以降の基礎が確立したと判断されるため。自己組織化的に形成された3次元的機能性酸化物ナノ構造に対して、走査型プローブ顕微鏡(ピエゾレスポンス顕微鏡(PFM)電気伝導度評価原子間力顕微鏡(c-AFM)など)により、ナノスケール物性評価を行い、そのナノサイズ効果を明らかにすることを目的とする。

さらに原子間力顕微鏡(AFM)をベースとしたピエゾレスポンス顕微鏡(PFM)により、ZnOマトリックス部分が圧電性を有し、NiOピラー部分が非圧電性であること、電気伝導度評価原子間力顕微鏡(c-AFM)により、ZnOマトリックス部分が半導体的、NiOピラー部分が非常に高抵抗であることを明らかにした。さらに作製条件を変化させ、高酸素雰囲気下ではZnOマトリックス部分の電気伝導度が減少し、NiOナノピラー部分が低抵抗化することを見出し、整流特性を確認した。これまで両相は大きな電気抵抗差を有していたが、同程度の抵抗率を実現でき自己組織化酸化物半導体デバイス形成を実現する有力な手掛かりとなる。自己組織化ナノ構造作製において、作製条件コントロール(主としてナノ構造成長雰囲気)により、半導体デバイスに向けた物性制御が可能となったため。自己組織化的に形成された3次元的機能性酸化物ナノ構造に対して、走査型プローブ顕微鏡(ピエゾレスポンス顕微鏡(PFM)電気伝導度評価原子間力顕微鏡(cAFM)など)により、ナノスケール物性評価を行い、そのナノサイズ効果を明らかにすることを目的とする。自己組織化強誘電体/圧電対BiFeO3ナノドット、圧電体ZnO/半導体NiOナノピラー構造を対象に、超微細3Dテンプレート基板とパルスレーザ蒸着法による自己組織化相分離結晶成長を組み合わせることにより、サイズ・形状が任意に規定されたナノ構造を形成する。得られたナノ構造に対し、その機能物性のサイズ依存性評価を明らかにし、形状設計による物性を制御向上させ、次世代ナノデバイス展開への知見を得る。今年度は、レーザMBE薄膜成長法により、逐次自己ナノ相分離を進行させることにより、酸化物ナノ構造母相中に形状を制御して成長させる。対象として、特に太陽電池応用が期待されるZnO/NiOナノピラーを選定し、X線構造解析により、両相が良好な結晶性を有して成長していることを確認した。走査型電子顕微鏡により数10nmスケールでナノドット、ナノピラー構造が形成されていることを確認した。ナノ構造体の良好な機能を発現させることが重要である。平成28年度にNiOピラー部分が非常に高抵抗であることを明らかにしている。酸化物ナノ構造の高性能太陽電池応用を視野に入れたとき、ナノ構造界面で大きな起電力を発生させるためには、両相(n型半導体ZnO相とp型半導体NiO相)の電気伝導度が同程度であることが望ましい。ナノ構造成長時の酸素雰囲気を制御することにNiOピラー部分の電気伝導度を低下させ、両相の界面で起電力を発生させることを目指す。その後、(1)初期の結晶核のサイズおよび成長モードがナノピラーの直径(D)に寄与すると考えられる為、結晶成長温度を重点的に系統的に変化させる。
胚性幹細胞を利用した変異マウス株作製系の確率

1.先に、遺伝子標的組み込みを利用して作出したトランスサイレチン(ttr)遺伝子の双方にアレルに挿入変異をもち、TTRを完全に欠損した無TTRマウスを用いてTTR欠損が甲状腺ホルモンとビタミンAの代謝におよぼす影響について解析した。その結果、血中のレチノール、レチノール結合タンパク質、及び甲状腺ホルモナ(T_4)のレベルが、変異マウスにおいて有意に低下している事が明らかになった。2.家族性アミロイドボリニューロパチー(FAP)ホモ接合体症例に近似した疾患モデルマウスの作出を目指し、且つFAPの病因となるヒト異型TTRのT_4やレチノールとの結合能力を検討する目的で、上記の無TTRマウスとヒト変異ttr遺伝子を運ぶFAPのトランスジェニックマウスモデルとを交配させ、マウス正常TTRを完全に欠損し、ヒト異型TTRのみを産生するマウス株を確立した。3.上記2.のマウスでは、月齢11ヶ月頃から消化管を中心にアミロイドが沈着し始め、月齢を増すにつれ、沈着臓器の拡大傾向が見出された。なお、これらマウスと正常TTRとヒト異型TTRとを産生する同月齢の対照マウスとには、アミロイドの沈着程度や沈着臓器に差異を認めなかった。また、これらマウスには月齢20ヶ月でも末梢神経にアミロイドが沈着せず、神経障害を認めていない。さらに、無TTRをマウスでは、血中のレチノール結合タンパク質及びT_4のレベルが、それぞれ、正常マウスの3%及び40%に低下しているが、これらヒト異型TTRのみを産生するマウス血中においては、レチノール結合タンパク質が正常値の84%に、T_4が56%に増加していることを見出した。4.遺伝子型、表現型ともにFAPにより近似した優れた疾患モデルマウスの作出を目的に、遺伝子標的組み込みを利用して、マウスttr遺伝子の一方のアレルにヒトFAPの原因となる1塩基置換のみを導入する方法の確立を目指した。このため、先にttr遺伝子への挿入変異の導入に用いたと同じttr遺伝子領域から成る次のような点変異導入の為の置換ベクターを用いた。置換ベクター[ttr遺伝子の第2エクソンにFAPの病因となる点変異を導入し、第2イントロンに選択マーカー(G418耐性遺伝子及び単純ヘルペスウイルスのtk遺伝子)を挿入した。そして、選択マーカー上流に隣接した約3kbの領域をマーカー下流に順向きに配置した]この置換ベクターを、マウス胚性幹(ES)細胞にエレクトロポレーション法で導入し、G418に耐性となった細胞の中から、標的組み込みで変異が導入されたものをアレル特異的DNAポリメラーゼ増幅法(ASO-PCR法)で選択した。次に、上記の実験で選択した細胞株のもつ変異ttr遺伝子のイントロン内には、選択用のマーカー遺伝子が挿入されている。そこで、このマーカー遺伝子を欠失させ、点変異部のみが正常遺伝子と異なる変異遺伝子とする為、マーカーの両端に作製したイントロンによる順向きの繰り返し配列間の組換えによってマーカー遺伝子を欠失し、FIAU耐性となった細胞を選択した。点変異導入用のベクターを取り込んだ約300個のG418耐性株をASO-PCR法で調べ、標的組換えで点変異が導入された2個のクローンを見出した。その一つを3.7×10_4cells/6cmdishとなるようにプレートし、FIAUで選択した。16個のFIAU耐性株を調べ、マーカー両端の繰り返し配列間の組換えでマーカーを欠失し、目的の点変異のみが導入された2個のクローンを見出した。そして、この変異ES細胞クローンをC57BL/6のブラストシストに注入し、キメラマウスを得ている。以上の結果から、本法は簡便で効率の良い新しい点変異導入法として一般に応用可能と考えられる。

4.遺伝子型、表現型ともにFAPにより近似した優れた疾患モデルマウスの作出を目的に、遺伝子標的組み込みを利用して、マウスttr遺伝子の一方のアレルにヒトFAPの原因となる1塩基置換のみを導入する方法の確立を目指した。このため、先にttr遺伝子への挿入変異の導入に用いたと同じttr遺伝子領域から成る次のような点変異導入の為の置換ベクターを用いた。置換ベクター[ttr遺伝子の第2エクソンにFAPの病因となる点変異を導入し、第2イントロンに選択マーカー(G418耐性遺伝子及び単純ヘルペスウイルスのtk遺伝子)を挿入した。そして、選択マーカー上流に隣接した約3kbの領域をマーカー下流に順向きに配置した]この置換ベクターを、マウス胚性幹(ES)細胞にエレクトロポレーション法で導入し、G418に耐性となった細胞の中から、標的組み込みで変異が導入されたものをアレル特異的DNAポリメラーゼ増幅法(ASO-PCR法)で選択した。次に、上記の実験で選択した細胞株のもつ変異ttr遺伝子のイントロン内には、選択用のマーカー遺伝子が挿入されている。そこで、このマーカー遺伝子を欠失させ、点変異部のみが正常遺伝子と異なる変異遺伝子とする為、マーカーの両端に作製したイントロンによる順向きの繰り返し配列間の組換えによってマーカー遺伝子を欠失し、FIAU耐性となった細胞を選択した。点変異導入用のベクターを取り込んだ約300個のG418耐性株をASO-PCR法で調べ、標的組換えで点変異が導入された2個のクローンを見出した。その一つを3.7×10_4cells/6cmdishとなるようにプレートし、FIAUで選択した。16個のFIAU耐性株を調べ、マーカー両端の繰り返し配列間の組換えでマーカーを欠失し、目的の点変異のみが導入された2個のクローンを見出した。そして、この変異ES細胞クローンをC57BL/6のブラストシストに注入し、キメラマウスを得ている。以上の結果から、本法は簡便で効率の良い新しい点変異導入法として一般に応用可能と考えられる。既に、我々は遺伝子標的組込みを利用して、マウスES細胞のトランスサイレチン(ttr)遺伝子に挿入変異を導入し、この変異ES株を用いてキメラマウス、さらにttr遺伝子の一方あるいは双方のアレルに挿入変異をもつマウス株を得ている。そして双方のアレルに挿入変異を持つマウスは無TTR血症であることを見出しているので、このマウスを用いてTTR欠損が甲状線ホルモンとビタミンAの代謝におよぼす影響について解析した。その結果、血清中のレチノール、レチノール結合タンパン質、および甲状腺ホルモン(T_4)のレベルが、変異マウスにおいて有意に低下している事が明らかになった。さらに本年度は、マウス血清アミロイドP成分(sap)遺伝子に挿入変異を導入し、SAP欠損マウス株の作製を目指した。SAPは、全てのアミロイドーシスで沈着するアミロイドの共通構成成分である。その生理的機能やアミロイド沈着に果たす役割は不明であり、SAP欠損株の作製により、これらを明らかにする手がかりを得る事が可能と考えた。そこで、マウスES細胞のsap遺伝子に挿入変異を導入するために、我々が単離して全塩基配列を決定してあったC3H/Heマウスsap遺伝子を用いて置換ベクターを構築した。置換ベクターは、5′flanking region(約2kb)及び3′flanking region(約2.5kb)を含む
高強度テラヘルツパルス技術による超伝導体のヒッグスモードの研究

これまでの我々の研究によって、超伝導状態の集団励起であるヒッグスモードは線形応答では光と相互作用しないが、高強度テラヘルツ波を用いた非線形応答によって光と相互作用することが明らかになった。一方で、強いテラヘルツ電場を用いなくても、静的なDCの超伝導電流を流した状況下ではヒッグスモードの光吸収が線形応答スペクトルに現れることが近年の理論によって示唆されている。これはDCの電流を与えるベクトルポテンシャルと、テラヘルツ電場のベクトルポテンシャルとの積からなる非線形応答によってヒッグスモードが光と相互作用するというものであり、ヒッグスモードが光と相互作用する非平衡定常状態を実現できる可能性がある。我々はs波超伝導体窒化ニオブ薄膜を用いて、臨界電流密度に近い強い電流を印加したときその電流方向と平行な偏光のテラヘルツ電場に対してヒッグスモードの周波数で吸収ピークが生じることを実験的に明らかにした。ヒッグスモードを定常状態において赤外活性化することに成功した本研究は、今後様々な超伝導体において集団励起モードを調べることのできる新たな手法として期待される。また、銅酸化物超伝導体における光ポンプ-テラヘルツプローブ分光とその解析を詳細に行った。近年銅酸化物超伝導体を強く光励起した場合のジョセフソンプラズマ共鳴の変化に関して、室温で光誘起超伝導が生じた可能性があることが実験的に報告されている。我々の解析によって、光励起による熱の効果を詳細に取り込んだ解析の重要性が明らかになり、従来の解析で行われた屈折率の空間変化のモデルは強い励起の下では正当化できないことが明らかになった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。二ホウ化マグネシウムは2次元的なσバンドと3次元的なπバンドからなる2つのバンドに由来して2つの秩序パラメーターを持ち、2つの超伝導ギャップを持つマルチギャップ超伝導体として知られている。2つのバンドそれぞれの秩序パラメーターに由来して2つのヒッグスモードが存在すると考えられるため、バンド間の相互作用が働くときにこの集団励起モードがどのように影響を受けるのかに注目して実験を行った。狭帯域化した高強度マルチサイクルテラヘルツ波を用いた非線形透過測定によって第三高調波を観測し、その振る舞いからヒッグスモードとテラヘルツ電場の共鳴現象を調べた結果、2つの超伝導ギャップのうち高エネルギー側のσバンドに由来するヒッグスモードが明瞭に観測された。その一方で、エネルギー的により安定であると考えられるπバンド由来のヒッグスモードの共鳴は確認できなかった。エネルギー的に不安定なσバンドのヒッグスモードのほうが強い共鳴が観測されるという、直観とは異なる結果が得られたが、連立ギャップ方程式に基づいた理論計算結果ともよく整合する結果であることが分かった。バンド間相互作用を取り入れたとき、超流動密度が大きい方のヒッグスモードが支配的に振る舞い、超流動密度が小さい、つまり低エネルギー側のヒッグスモードは逆に不安定化することが本研究により実験的に明らかになった。またd波の対称性を持つ銅酸化物高温超伝導体におけるヒッグスモードに注目して、高強度テラヘルツ波ポンプ-可視光反射プローブ測定を行った。非線形ポンププローブ信号を異なる対称性に分解してダイナミクスを調べた結果、転移温度近傍で準粒子励起によるインコヒーレントな信号が現れ、さらに十分低温に冷却するとテラヘルツ電場に追随したコヒーレントな非線形信号が観測されることが分かった。マルチギャップ超伝導におけるヒッグスモードと電磁場の非線形共鳴の振る舞いを解明し、d波超伝導における高強度テラヘルツ波誘起非線形ダイナミクスの観測に成功するなど、当初の研究計画に基づいて概ね順調に研究が進展している。窒化ニオブ(NbN)におけるテラヘルツ帯の非線形感受率を詳細に調べた。我々は2014年に超伝導体NbNに対してギャップ以下の周波数の強いテラヘルツ電場を入射すると第三高調波が発生すること、これが超伝導特有の集団励起(ヒッグスモード)と光の共鳴効果によるものであることを示した。ただし集団励起と同時に個別励起(電荷揺らぎ)の共鳴も存在しており、BCS平均場近似の下では集団励起よりもむしろ個別励起の寄与の方が遥かに大きいことがイタリアの理論グループから指摘されて解釈が議論になっていた。現実には、従来型超伝導と分類されている物質であっても対形成に関する遅延相互作用のようにBCS平均場近似では無視されてしまう効果が存在する。そのためBCS近似では集団励起の寄与が何桁も過小評価されてしまうことが理研等の理論グループによって最近明らかにされた。つまり超伝導の非線形感受率の計算は多体効果の近似の選び方に強く依存するため、理論から定量的にその起源を予測することはほぼ不可能である。我々は結晶軸に対する入射電場の偏光依存性を調べることで、対称性から集団励起と個別励起を明確に区別できると考え、理論と実験の両面から研究を進めた。単結晶NbNに対して偏光分解非線形テラヘルツ透過測定を行うことで、第三高調波の強度は入射電場と結晶軸の関係に依らずにほぼ一定であること、任意の角度において入射電場と第三高調波の偏光は一致していることを確かめた。これは集団励起の寄与の方が圧倒的に大きいことを意味している。

通常NbNは従来型超伝導に分類されるが、BCS近似で仮定される弱結合極限からは逸脱して対形成相互作用が比較的強いことも知られており、このような超伝導体における非線形感受率においてはBCS近似が完全に破綻し、集団励起の寄与が支配的となっていると考えられる。「研究実績の概要」欄で述べた研究成果はarXivで公開し、論文として投稿中である。このほか、d波の対称性を持つ銅酸化物高温超伝導体や強結合領域に存在する鉄カルコゲナイド超伝導体に着目し、非常に強いテラヘルツ(THz)波を用いたTHzポンプ-THzプローブ、あるいはTHzポンプ-可視光反射プローブによって、非平衡状態の応答からd波超伝導における集団励起やTcより遥か高温で発現する超伝導揺らぎを調べる研究が進んでいる。ほかにもc軸方向に天然のジョセフソン結合が連なった銅酸化物高温超伝導体に対して高密度光励起を行い、その非平衡状態をTHz波で検出することで、超伝導が周期的に弱まって自発的に超格子構造を組む興味深い実験結果を観測した。これらの結果はいずれも学会で報告し論文投稿に向けて準備中である。超伝導における集団励起モード(ヒッグスモード)は線形応答では光と相互作用しないためこれまでほとんど調べられていなかったが、超伝導ギャップエネルギー以下の高強度テラヘルツ波を用いて非線形応答を調べることによって、ヒッグスモード由来の応答を検出することができるようになる。ただし集団励起と同時に個別励起(電荷密度揺らぎ)による非線形応答の影響も同時に現れるため、集団励起と個別励起の寄与を区別して理解する必要がある。BCS平均場近似の下では集団励起よりもむしろ個別励起の寄与のほうが非常に大きいことが指摘されていたが、BCS理論では無視されてしまう対形成相互作用の遅延効果まで取り込むと集団励起の寄与のほうが大きくなるため、理論から定量的に比較することは非常に難しい。そこで我々は、結晶軸に対する入射電場の偏光依存性を調べることで、対称性から集団励起と個別励起を区別する実験に取り組んだ。単結晶の窒化ニオブに対する偏光分解テラヘルツ非線形透過測定を行い、第三高調波を観測して3次の非線形効果の対称性を調べることによって、集団励起の寄与のほうが支配的であることを明らかにした。この結果は、BCS理論がよく成り立つとされる従来型超伝導体においても、その非線形応答を記述する際にはBCS平均場近似が破綻していることを示している。さらにd波の対称性を持つ銅酸化物高温超伝導体に対しても高強度テラヘルツ波が誘起する非線形応答を調べた。偏光を回転させることで可視域の反射率変化の対称性を調べ、対称性ごとに分類した。個別励起ではB1g対称性の応答が最も強くなるはずであるが、実験ではA1g対称性の応答が最も大きく、これは集団励起の全対称モードによる非線形信号であることがわかった。これはd波超伝導におけるヒッグスモードを初めて観測した実験となった。そのほか、マルチバンド超伝導体における非線形応答から集団励起を調べる実験が進んでいるほか、臨界電流ぎりぎりの電流下においてヒッグスモードを線形応答で検出する実験も進んでいる。これらはいずれも日本物理学会で報告し、論文投稿に向けて準備中である。これまでの我々の研究によって、超伝導状態の集団励起であるヒッグスモードは線形応答では光と相互作用しないが、高強度テラヘルツ波を用いた非線形応答によって光と相互作用することが明らかになった。
タケ科植物の光合成能と生産構造の相関

タケ・ササ類の葉は枝から切り離すとたちまち水欠差を生じて萎れるために光合成の測定が困難であった。このためわが国はもとよりタケの生育が多い熱帯地域でもこの種の研究は未着手のままに置かれていた。しかし、近年、携帯式光合成蒸散測定装置が開発されて樹木は勿論のことタケ類でも野外で着葉のままで測定することが可能となった。今回の測定に用いた種はマダケ属、ホウライチク属、ササ属、その他熱帯性タケ類などから特徴のあるものを選んだ。ただし、ホウライチクを除く熱帯性タケ類は温室内で鉢植えして保育されていたものを測定時だけ野外に持ち出して測定したものであり、条件が多少異なっていることは否めない。モウソウチク、マダケ、ホウライチクではそれぞれの生育パターンが違っているがそれを裏付けるような光-光合成曲線、葉温と気温の関連性が得られた。これまで成長を生育過程や葉分量の変動からのみ論じていたが、今回の調査結果から光合成とその関連項目からも説明が可能となった。なお、今回使用した測定装置のリーフチャンバーは広葉樹のような葉面積が大きな試料の利用には適しているがタケやササのような被針形の葉には適していないので受光部を改良することによってりようした。この場合の受光部の面積は1x5.7cm^2である。広葉樹や針葉樹の葉を対象とした島津光合成蒸散測定装置は解放系で、流入と流出のCO_2濃度差測定するが接続するリーフチャンバーの受光部面積がタケ科植物の葉測定に適当でないため、これを改良した。今回はマダケとモウソウチクの最大光合成,呼吸を12月上旬に測定し、ホウライチクについては11月下旬と12月上旬に測定した。その後も冬季の光合成能を知るため、1月下旬、2月上旬にも測定を行った。同時にクロロフィル量についても測定した。その結果、クロロフィル量(値)は3種とも35前後で季節による差も殆んど認められなかったが、モウソウチクがやや低い程度であった。このため、Pg/chl値は1,2月に低下した。そして、マダケとホウライチクは冬季に殆んど光合成をしていないようであるが、モウソウチクは動きが認められ、タケノコの生育が関係すると思われた。1993年度に温帯性タケ類としてマダケとモウソウチク、熱帯性タケ類としてホウライチクを選び、冬季における総光合成速度、純光合成速度、呼吸速度、葉緑素量(SPAD値)をそれぞれ測定した。そこで、今年度は前年度に測定出来なかった春季から秋季にかけての同様の測定項目を島津携帯式光合成蒸散測定装置(SPB-H3)を用いて測定した。なお、上記3種のタケの他に本年度はらにタケ6種とササ2種の光合成速度も測定した。まずマダケ、モウソウチク、ホウライチクについての光合成速度は各種とも冬季にマ-キングした葉を用いて測定した。4月から5月にかけての総光合成速度の最大値はそれぞれマダケで11.1umol/m^2/s、モウソウチクで8.8umol/m^2/s,ホウライチクで7.8umol/m^2/sであった。これらの値は11月下旬、12月上旬における測定時とほぼ同じであった。マダケとホウライチクの新葉の総光合成速度の最大値はそれぞれ13.9umol/m^2/sと7.1umol/m^2/sで、それほど変わらなかった。光-光合成曲線によると、光合成速度は3種とも10001200umol/m^1/s(光合成有効日射量)で飽和した。8月にマダケの純光合成値を8時から18時まで経時的に測定して、1日の純光合成総量(CO_2mol/日)を求めたところ0.156であった。また、暗呼吸速度は2.0umol/m^2/sであった。

11月中旬に静岡駿東郡裾野町にある富士竹類植物園で上記以外のタケ3種とササ2種の光合成速度を測定したところ、各種とも本学植物園の測定値とほぼ同じ値であった。本研究費補助金によって初年度に購入した携帯式光合成蒸散測定装置を用いて測定を行ったが、たゞ附隨するリ-フチャンバーの受光部をそのまゝでは利用したがいので、タケやササの葉形に利用しやすいように改良した。本年度はこれまで得られた日本産のタケ類と比較するために主として熱帯産のタケ類について測定した。これらは気候条件の違いから、一般に冬季は温室内で保育されているが、測定日は外気温にさらしても良い条件が得られたので、一日中の測定を野外で行った。種は日本産ヤダゲ以外に熱帯産のもの7種であったが、育苗中の養分補給がかなりクロロフィル量に効果を示し、Dendrocalamus gigantiusが光合成を行っていたのに対し、他の種は殆どカセギがなく、光合成量と呼吸量との間に平衡関係がみられた。ヤダケについては光合成によるカセギがあり、D.gigatiusと同様な傾向がみられた。こうした成果から、夏のこれら熱帯産タケ類の光合成能を知る必要があると思われた。
オフショア風力発電の適地選定を目的とした海底地盤情報システムの研究開発

本研究開発の目的は、オフショア風力発電の適地選定に有用な"海底地盤情報システム"の基礎を構築することである。近い将来の展望としては、海上での探査による"海底地盤情報システム"への展開を目指しているが、本研究ではその基盤となる研究を行うことを主目的とし、調査地として鳥取市の湖山池を対象に研究を実施した。(1)既往データの収集および調査地点の設定まず、湖山池内の地形・地質構造図および周辺の既往ボーリングデータ等を収集・解析し、湖山池全般における概略の池底地質構造を把握する事により、本研究の調査対象範囲を設定した。(2)池底地質調査本研究の目的は、洋上風車の基礎構造をより経済的にできる最適ポイントの選定技術の基礎を確立するものであり、風車基礎の支持地盤となり得る基盤層を探査する事が主目的となる。本研究における海底地質調査は、海底地盤の弾性波速度を把握する手法を評価し、改良発展させた。ここでは、国内で事例のない海域における表面波探査を実施して,海底下のS波構造を計測することに成功した。(3)海底地質構造の二次元データ化および解析既往資料および今回の研究開発での調査・解析結果を基に、任意の断面図・地質構造の鳥瞰図等の出力を可能な三次元データに加工できる見通しが得られた。また、陸上部の地形地質構造から、池底および沿岸部の海底地質構造を補完・推定する技術の研究を行なった。(4)風況観測鳥取大学において研究開発に着手している"オフショア風力発電開発に適用する移動体風況システム"から得られる風況観測を実施した。このように、"海底地盤情報システム"の基礎を構築することができたと考えている。
時変複素音声分析を用いた周囲雑音に頑健な基本周波数推定とIP電話、楽音への応用

音声のF0推定は音声処理における重要な課題である。研究代表者は、自らが提案した解析信号に対する時変複素音声分析による、複素残差信号の自己相関/AMDFのピーク探索により、F0推定を行うフレームベース方式を、既に構築した。本研究課題において、時変複素音声分析で推定したスペクトルのピーク値から、F0を推定するサンプルベースF0推定方式を提案し、フォルマント推定や楽音の音高推定に適用した。さらに、サンプルベース方式による推定結果を予備選択値とし、それを基準とする限定された範囲内でフレームベース方式により本選択を行う2段推定方式の構築を行い、演算量が低減されると共に推定精度も向上することを確認した。さらに、有声性の強度に応じてフレーム毎に推定精度を評価し、時変分析の効果を調べたところ、定常性の高いフレームでは時変分析が有効であることを確認した。人間が発声する声の高さである音声の基本周波数(FO)の正確かつ信頼できる推定は、音声符号化や音声強調などの音声処理における重要な要素技術である。しかし、これらの音声処理は雑音環境下で用いられるため、周囲雑音によりFOの推定精度は劣化し、音声処理の性能も劣化する。したがって、周囲雑音すなわち加法性の雑音に頑健な、FO推定アルゴリズムが必要とされている。本研究では、周囲雑音にも頑健な音声のFO推定方式の高精度化と、IP電話と楽音への応用を行う。具体的な方法論として、研究代表者が研究している解析信号に対するロバスト時変複素音声分析を用いて、各サンプルでのスペクトルを推定し、スペクトルのピーク推定によりFOやフォルマントを推定する。推定されたFOやF1(第1フォルマント)を予備選択値として、既に提案した自己相関/AMDFを用いるフレームベース方式により精密な推定を行う。さらに、フォルマント推定性能の評価も行う。2008年度は、ピーク推定によるFO推定を評価し、同様に推定されるフォルマント推定の精度を評価した。MMSE、ロバストELS分析、前向き後向き線形予測基準ELS分析によるFO推定精度を比較した結果、ELS分析が最も良好な推定精度を得ることが確認されたが、推定精度としては、女性音ではそれなりの精度が得られるが、男性音では低い推定精度しか得られない。しかし、フレームベース方式の予備選択としては活用できる見込みが得られた。この研究成果は、2008年6月に北海道大学(札幌)で開催されたIEICES IP研究会にて報告した。また、フォルマント推定精度では、非IRS音声では、従来方式である実LPC分析に基づく推定法に比べ、Pink雑音でかなり高い雑音レベルでなければ、優位性は見られなかった。IRS音声に対して、評価を行う必要がある。この研究成果を、2009年3月に東工大(東京都)で開催された日本音響学会春季研究発表会にて報告した。また、フォルマント推定性能の評価も行う。さらに、音声符号化、楽音の多重ピッチ解析、パケットロス隠蔽への適用も行う。2009年度は、ピーク推定によるFO推定を音声符号化方式に適用した。Skype用に開発されたIETF iLBC(internet low bit rate codec)音声符号化方式に適用した。iLBC方式はLPCボコーダに基づく音声符号化方式で、音源を3段の適応コードブックで量子化している。1段目の適応コードブックの予備選択として、ピーク推定方式の推定値を用いた。その結果、よりバラつきの小さな遅延値の推定が行われ、音質の向上も確認された。この成果を、2010年3月に電通大で開催された音響学会春季研究発表会にて報告した。

さらに、ロバスト複素音声分析の音声符号化への応用として、ITU-T G.711.1音声符号化方式の聴感重み付けフィルタへの適用とISO/IEC MPEG-4 ALS(オーディオロスレス)符号化の残差算出への適用を行い、評価をおこなった。ALSに関しては、実数分析で効果が確認されたが、複素分析やロバスト分析の効果は確認されなかった。この研究成果を、2009年6,月に北海道大学で開催された音声研究会と2010年2月にInnsbruckで開催されたIASTEDSPPRA2010にて報告した。G.711.1に関しては、若干の音質向上が確認された。この研究成果を2010年3月に電通大で開催された音響学会春季研究発表会にて報告した。また、本研究の前段階の研究成果として、複素AR音声分析を用いたWienerフィルタによる音声強調の成果が、INTECH BOOK,「Recent Advances in Signal Processing(ISBN 978-953-307-002-5)」の1チャプターとして出版された。(1)時変複素スペクトルのピーク推定による時変F0推定の検討は完了している。IEEE DSP/SPE Workshopにて発表を行った。(2)(1)による推定結果をF0の予備選択値として、既に提案したフレームベース方式(文献2,3)によるF0推定実験を行う。具体的な手順として、時変スペクトルのピーク推定によりF0とF1を予備選択する。推定されたF0とF1で探索範囲を制限して、文献2,3のフレームベース方法により、最終探索を行う。実験の結果、演算量を低減し、男性で良好な推定を実現している。平成23年度春季音響学会にて発表し、Interspeech2011他に投稿した。さらに、フレームベース方式において、時変分析の効果を調べるために、フレームをピッチ予測ゲインに基づきピッチ性の強度に応じて4つのモードに分類し、モードごとに推定精度を比較した。その結果、ピッチ性の高いフレームでは時変分析の効果が確認された。これをInterspeech2011他で発表した。(3)音声符号化への適用Skypeで用いられているiLBC音声符号化の1段目の長期予測に(1)を適用した。演算量を低減しても音質の劣化は小さく抑えられている。平成22年秋季音響学会にて発表を行った。(4)フォルマント推定精度の評価フォルマント推定精度を評価したが、実数分析の方が良好な推定を実現する。より詳しい検討が必要である。IP電話のPLCとして、G.711 Appendix IにおけるF0推定に(1)を組み込み、その効果を調べる。雑音重畳音声で音質を評価する予定だったが、実験が終わっていない。平成23年度中に完了させる。(6)楽音の多重ピッチ推定への適用楽音は音声と異なり、線スペクトルの混合であるために、スペクトルのピーク推定による方法により、ある程度の推定が行えることが期待できる。(1)で評価を行った。その結果、単音では複素分析が良好な推定を行うことがわかった。ただし、時変分析やロバスト分析には優位性は確認できなかった。これを2011年6月のSIS研究会(石垣島)にて発表する。
α2,8シアル酸転移酵素の構造と発現調節の解析

ガングリオシド代謝におけるGD3合成酵素(α2,8シアル酸転移酵素)の意義を明らかにするために、遺伝子組換えたんぱく質を用いて基質特異性を調べた。その結果、本酵素たんぱく質は、本来のGD3合成酵素活性(GM3→GD3)の他に、これまで他の酵素の働きによると考えられていたGQ1b合成活性もあわせ持つことを見いだした。そこで、実際に細胞内でこの活性が起きるか否か検証するために、GD3合成酵素およびGQ1b合成酵素を欠損するSwiss3T3細胞にGD3合成酵素cDNAをtransfectionし、ガングリオシドプロフィールの変化を調べた。その結果、細胞ガングリオシド画分にGQ1bの存在を認めた。以上の結果は、細胞の増殖および活性化、神経突起進展作用などの生理活性ガングリオシドであるGD3とGQ1bの発現が同一に酵素によって制御されることを示唆した。2]GD3合成酵素遺伝子のマッピングガングリオシド発現の遺伝子支配の機構を明らかにするために、ヒトGD3合成酵素遺伝子座(Siat8)をFISH法にて調べた結果、第12染色体上の12p11.2-12p12.1にマップされた。さらに、マウスGD3合成酵素の詳細な位置を野生マウスとの雑種交雑パネルを用いて決定した。その結果、D6Mit52-(2.8cM)-SIAT8-(4.3cM)-D6Mit25の位置にマップできた。以上の結果は、ヒト第12染色体短腕該当遺伝子領域とマウス第6染色体SIAT8遺伝子領域とがsyntenicな関係にあることがわかった。1]GD3合成酵素はGQ1bの発現を制御する。