hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低線量放射線に関するリスクコミュニケーション―いわき市の市民活動を事例として

この研究では福島第一原発事故後にいわき市在住者らによって設立された地域SNS上で行われた放射能汚染のリスクについてのコミュニケーションの可視化を行った。その結果、科学的な知識をもつ人は特定の分野ではリーダーシップを発揮するが、人々を媒介する役割は果たしていなかった。リスクコミュニケーションにおいては共感的態度がより重要であることが示唆された。人々の不安に影響を与える要因を分析するためのウェブ調査では、情報収集の活発さやリスク認知が放射線の影響に対する不安を高めることが分かった。科学技術への関心や放射線に関する知識は不安を低減する可能性はあるが一貫した結果は得られなかった。福島県いわき市において低線量被曝の問題に取り組む市民活動について、当活動のソーシャルネットワーキングサービス上におけるコミュニケーションの分析を行った。社会ネットワーク分析とテキストマイニングの方法を用い、メンバー間のコミュニケーション頻度や書き込みトピックに関する分析を行った。この内容については2014年に開催される世界社会学会議で報告予定である。この市民活動については、インフォーマントの都合で継続的な調査が困難になったため、その他の団体からの情報収集に加え、放射線の影響に対する市民の不安に関する意識調査を並行して行うことにした。予備的な調査として2013年11月に東京都在住の2060代の男女を対象にインターネット調査を行った。この調査では福島第一原子力発電所事故による放射線の影響に対する不安度、購買行動、リスク認知などに関する質問項目に加え、放射線に関する知識を測定する7項目のクイズ形式の問題を設けた。この知識問題は2種類あり、各項目が同じ内容だが異なる表現を用いている。それにより質問の仕方により知識測定の結果が異なるかどうかを検証できる。結果として7項目中4項目で表現により正答率に有意な差が認められた。この研究については『科学技術コミュニケーション』誌に投稿し受理されている。ソーシャルネットワーキングサービスの分析では原発事故後の市民間のリスクコミュニケーションについて、インターネットの果たす役割を明らかにできた。またコメント関係のネットワークとトピック間の語彙のネットワークを同時に分析する新手法を開発することができた。放射線への不安に関する調査では、従来の知識測定の問題点を指摘し改善策を示すとともに、放射線に関する知識と不安の関係について実証的な知見を得ることができた。本研究課題では、福島県いわき市で福島第一原子力発電所事故にともなう低線量放射線被曝問題に取り組む市民活動におけるリスクコミュニケーションの特徴を明らかにすることを目的としていた。平成24年度は主にこの市民活動のSNSにおけるコミュニケーションについて分析を行った。具体的には、2011年5月19日から12月31日までSNS上にユーザーによって書き込まれた日記とそれに対するコメントのテキストデータを収集し、誰が誰の日記に対してコメントを書き込んだかというコメント付与関係の社会ネットワークと同一の日記にどのような単語(名詞)が一緒に使われていたかという単語間の共起関係ネットワークという2種類のネットワークを抽出した。従来、この社会ネットワークと共起ネットワークのように構成要素も関係性の内容も異なるネットワークは別々のものとしてそれぞれ分析されてきたが、本研究では、誰がどのような単語を日記やコメントの書き込みに使用したかという情報から「使用者中心性得点」という新しい指標を開発し2種類の異なるネットワークを関連づけて分析する手法を用いた。それにより、この市民活動のSNSにおいて活発にコミュニケーションを行っていたユーザーをその使用した語によりいくつかの関心グループに分類し、それらのグループ間でのコミュニケーションの様相を明らかにすることができた。研究成果については情報処理学会ネットワーク生態学研究会シンポジウムや数理社会学会などで報告を行った。福島第一原子力発電所事故による放射線の影響について、市民がどのようなコミュニケーションをとっていたのか明らかにするために、福島県いわき市の住民が中心となって開設されたSNS上のコミュニケーションを分析した。分析には2011年中にSNS上に会員によって書かれた日記のログデータを用いて、テキストマイニングによる内容の分析、日記に対するコメントから会員間のコミュニケーション・ネットワークの分析を行った。その結果、多様な関心をもった市民がSNSを通じて相互に情報を交換していたこと、またその仲介役として市外の支援者が存在していたことが明らかになった。その後、調査対象であったSNSが閉鎖されたこと、また他の団体への調査も困難であったことから、研究方法をインターネット調査を用いた放射線に対する市民意識の研究に変更した。この調査の目的は放射線の影響に対する不安がどのような要因の影響を受けているのかを明らかにすることであった。また、放射線に関する知識の測定法改善のための実験も行った。インターネット調査はインターネット調査会社の登録モニターを対象に2013年と2014年の2回行われた。2013年は予備調査として東京都在住のモニター320名を対象とし、2014年には福島県在住と東京都在住のモニターそれぞれ300人ずつ、計600人を対象とした調査を行い、地域間比較を行った。

その結果、放射線の影響に対する不安の規定要因には福島県と東京都で共通性があるが、原子力発電の利用や脱原発デモに対する意識の規定要因には地域による違いがあることが分かった。SNSのログデータの詳細な分析と、インターネット調査による市民の意識調査を併用することで、原発事故直後のSNSを通じたリスクコミュニケーションとその後の市民の放射線のリスクに関する意識を明らかにすることができた。社会学いわき市の市民活動についてはソーシャルネットワーキングサービス上のコミュニケーションについて分析結果を出すことができた。また、放射線の影響に対する不安に関する市民の意識について予備的な調査を行い、知識測定法の検討や知識と不安の関係などについて実証的な知見を得ることができた。本研究課題では福島県いわき市で福島第一原子力発電所事故にともなう低線量放射線被曝問題に取り組む市民活動におけるリスクコミュニケーションを研究するが、24年度は主にSNS上におけるコミュニケーションの分析を行ったため、当初予定していた現地での聞き取り調査がほとんど実施できなかった。ただし市民活動メンバーとの接触は維持しラポール形成に努めている。いわき市の市民活動については、調査対象の幅を広げるなどして継続していく。放射線の不安に関する市民意識については、調査対象地、調査項目を拡充して本調査を実施する。具体的には福島県と東京都など異なる地点での比較、一般的信頼、政府への信頼、科学技術への信頼といった信頼度の項目、科学技術リテラシーに関する項目、放射線に関する対人コミュニケーションに関する項目などを追加した調査を行う。24年度に分析を行ったSNSは既に閉鎖されているため、今後は取得済みデータの分析と現地聞き取り調査によるデータ収集を中心に研究を進める。また、いわき市内で放射線問題に取り組んでいる別の団体にも聞き取り調査を行い、それらの団体間の比較を行う。具体的には「いわきの子供を守るネットワーク」に加え「いわき放射能市民測定室たらちね」「福島のエートス」などの団体に調査を実施する予定である。学会出張旅費は勤務先の旅費で賄ったため不要となった。次年度に実施予定の放射線の影響に対する市民の不安に関する本調査の費用の一部として使用する。25年度以降は24年度までに取得したSNSのログデータの分析と現地での聞き取り調査を中心に研究を進める計画である。研究費の使途としてはデータ分析用ソフトウェア(Wolfram Research社製Mathematica)の購入や現地調査のための費用(交通費、宿泊費、謝礼など)に充てる計画である。
マルチバンドk.p理論に基づく結晶スピン軌道結合効果の研究

本計画の目的は,(A)バルクと(B)表面におけるスピン軌道結合の効果をそれぞれ調べ,最終的に(C)バルクと表面を総合するスピン軌道結合の効果の理解を得ることであった.最終年度の今年度は,(C)の段階に進み,研究全体を総括する研究を行った.(C)近年爆発的な研究が進められているトポロジカル絶縁体の分野において,最初に3次元トポロジカル絶縁体の候補物質として提案されたのは,BiSb合金である.最初の提案(2007年)以降,熱心に研究が進められた結果,現在新たにBiSbのトポロジーが本当に当初提案通りか否かについて,活発な議論が繰り広げられている.議論の焦点は,Biはバルクの性質がトポロジカルに自明と理解されている一方,表面状態は非自明を示唆する実験結果が得られていることである.この問題は,本研究のこれまでの研究を総括する,格好の対象である.これまでの理論に基づいて,バルク測定(量子振動測定)を通して,物質のトポロジーを決定する方策を新たに提案した.(D)当初計画には含まれていなかったが,(A)の研究を進める上で,磁気抵抗についての新しい公式を得ることに成功した.従来のボルツマン理論に基づく磁気抵抗の理論では,物質の異方性を反映するのは,フェルミ面が楕円体の場合に限られていた.任意のフェルミ面についての理論もいくつか存在したが,それらはいずれも弱磁場極限に制限されていた.今回,磁場の行列表現を用いることで,任意の形状のフェルミ面に対して,強磁場まで計算できる,新たな公式を導出した.この公式を用いて,(D-1)ビスマスの磁気抵抗,(D-2) SrTiO3の磁気抵抗を計算し,実験と定量的に一致する結果を得た.特にSrTiO3は,単一の閉じたフェルミ面しかない場合においても,十分大きな横磁気抵抗が現れることを示し,これまで謎とされてきた実験を定量的に説明することができた.当初計画に即して,次の(A)-1,2の研究を行った.(A)-1:これまで行ってきた2バンドk.p理論をNバンド系へ拡張し,マルチバンドk.p理論を構築した.Lowdin partitioningを用いて注目するバンドに対する有効ハミルトニアンを導出,そこから有効質量テンソル,g因子の一般公式を導出した.(A)-2:マルチバンドk.p理論をBi系(Bi, BiSb,圧力下Bi)およびPbTe系(PbTe, SnTe, Pb_{1-x}Sn_{x}Te)に適用した.実験とよく一致する強束縛近似模型から出発し,k.p変数を算出,これを上述の公式に代入し,具体的な計算を行った.Bi系に対しては,実験と高い精度で一致する結果を得た.PbTe系に対しては,群論的対称性の考察と合わせ,より簡明な公式の導出に成功した.バンド反転に伴うトポロジカル転移をバルク測定のみで検出できる方法,ディラック電子性を定量的に評価できる手法を新たに考案した.また,当初計画を前倒しして,次の(B)-1,2,3の研究も進めた.(B)-1: 2バンドk.p模型の表面状態について計算を行い,2バンドのみでは表面状態が現れないことを確認した.(B)-2:表面状態を得るために,さらにマルチバンドk.p模型を用いて表面状態を計算し,解析的に表面状態の解を得ることに成功した.表面状態の出現条件と,系のトポロジーとの関係性を明らかにできた.(B)-3:具体的な物質の表面状態を計算するために,系の異方性および電子・正孔対称性の破れた場合の計算を行い,それぞれについて解析解を得ることに成功した.当初計画では,平成28年度は(A)マルチバンドk.p理論を構築し,具体的な物質についてそれを適用することが目標であった.これについては予定通りに研究が進み,Bi系のみならずPbTe系にも適用し,一定の成果を収めることができた.現在はさらにBi2Se3系についても計算を進めている.(A)について予定より早く研究を進めることができたので,平成29年度の計画に組み込んでいた(B)マルチバンドk.p理論に基づく表面の計算を進め,解を得ることに成功した.しかも,当初は微分方程式を数値的に解くことを予定していたが,解析的に厳密解を得ることができたのは,想定外の成果であった.これにより,表面状態の性質を理解し,新たな概念を得る下地を整えることができた.当初計画に即して,次の研究を行った.(B)-2,3前年度までに得られた結果に基づき,スピン軌道結合の強い物質系で成り立つ非常に一般的なハミルトニアン「拡張Wolff模型」を導出,その半無限系における表面状態についての厳密解を得ることに成功した.さらに,当初計画には含まれていなかった有限膜厚系の表面状態についても解析解を得ることに成功した.(C)-1拡張Wolff模型をBi1-xSbxの具体的な場合に適用し,その表面状態を調べた.表面状態におけるエネルギーギャップの膜厚依存性について,今回得られたわずか2種類の変数を含む解析解と20種以上の変数から得られる数値シミュレーションの結果とが完全に一致し,解析解の強力さを明示することができた.得られた解析解と実験を比較し,80nm程度以下の膜厚では,トポロジカルに自明な表面状態と非自明なものが全く区別できないことを明らかにした.さらに,トポロジカルな性質を決定づけるための実験について提案を行った.

当初計画に含まれていない,次の発展的研究も行った.(A)-2'スピン軌道結合の強い系におけるゼーマンエネルギーの計算法として,従来の摂動論的アプローチとは全く異なる,数値的に厳密な計算手法を新たに開発した.これにより,第一原理計算から出発し,磁場中エネルギーを数値的厳密に計算することが可能となった.(D)当初計画ではバルクおよび表面における磁場中電子状態を明らかにすることのみに課題を絞っていたが,より実験を多角的に検討するため,新たにディラック電子系の電気伝導度計算も行った.特に,表面を想定した二次元系における弱局在について調べ,有効スピン軌道結合の効果により,スピン拡散長が従来理論より長くなることが分かった.(A)-2'当初計画段階では,マルチバンドk.p理論からゼーマンエネルギーを導出するには,Lowdin partitioningを用いた摂動論的アプローチしかないと考えていた.しかし今回,摂動論を用いず,数値的厳密にゼーマンエネルギーを求められる計算手法の開発に成功した.ゼーマンエネルギーを求める手法については,世界的に見ても摂動論的アプローチしか採用されてこなかったことを考えると,今回の数値的厳密計算法の開発は,当該分野において一つの突破口を開いたといえる.(B)-3, (C)-1当初計画段階では,表面状態については,半無限系のもののみを調べる予定であった.しかし多くの実験は薄膜を用いていることから,半無限系のみならず薄膜系の表面状態も調べた.薄膜系の計算は半無限系よりもさらに複雑(解析的に解くべき行列の大きさが倍)であったにもかかわらず,解析解を得ることに成功した.計画では,半無限系ですら解析的に解くのは困難で,数値計算を用いようとしていたことから考えれば,大きな進展である.結果的に,スピン軌道結合の強い系では表面局在長が非常に長くなることから,膜厚依存性が従来予想に比べ非常に強いことが明らかとなり,膜厚依存性が実験を解析する上で重要な判断材料になることが分かった.本計画の目的は,(A)バルクと(B)表面におけるスピン軌道結合の効果をそれぞれ調べ,最終的に(C)バルクと表面を総合するスピン軌道結合の効果の理解を得ることであった.最終年度の今年度は,(C)の段階に進み,研究全体を総括する研究を行った.(C)近年爆発的な研究が進められているトポロジカル絶縁体の分野において,最初に3次元トポロジカル絶縁体の候補物質として提案されたのは,BiSb合金である.最初の提案(2007年)以降,熱心に研究が進められた結果,現在新たにBiSbのトポロジーが本当に当初提案通りか否かについて,活発な議論が繰り広げられている.議論の焦点は,Biはバルクの性質がトポロジカルに自明と理解されている一方,表面状態は非自明を示唆する実験結果が得られていることである.この問題は,本研究のこれまでの研究を総括する,格好の対象である.これまでの理論に基づいて,バルク測定(量子振動測定)を通して,物質のトポロジーを決定する方策を新たに提案した.(D)当初計画には含まれていなかったが,(A)の研究を進める上で,磁気抵抗についての新しい公式を得ることに成功した.従来のボルツマン理論に基づく磁気抵抗の理論では,物質の異方性を反映するのは,フェルミ面が楕円体の場合に限られていた.任意のフェルミ面についての理論もいくつか存在したが,それらはいずれも弱磁場極限に制限されていた.今回,磁場の行列表現を用いることで,任意の形状のフェルミ面に対して,強磁場まで計算できる,新たな公式を導出した.この公式を用いて,(D-1)ビスマスの磁気抵抗,(D-2) SrTiO3の磁気抵抗を計算し,実験と定量的に一致する結果を得た.
大脳基底核-視床-皮質系ループの形態学的解析

大脳皮質および線条体は機能的に多くの領域に分けられる。これらの機能的区分および解剖学的線維連絡に基づき、大脳基底核-視床-大脳皮質投射は主に感覚・運動系ループ、連合系ループ、および辺縁系ループに分けられ、これらの各ループは閉鎖回路を形成している。本実験結果では、感覚・運動系ループはさらに運動野系、運動前野系、補足運動野(SMA)系、前補足運動野(pre-SMA)系のサブループに分けられた。また、帯状回運動野系サブループの存在も予測された。運動野系サブループは感覚・運動野から起こり、被殻の前交連後部、淡蒼球(GPi)の腹外側部、視床の外側、腹側核吻側部(VLo)を介して感覚・運動野に戻る閉鎖回路を形成する。運動前野系サブループは運動前野から起こり、尾状核頭の外側部、GPiの背内側部、および視床の前腹側核小細胞部(VApc)の内側部を介して運動前野に戻る回路を形成する。運動系サブループと運動前野系サブループの間に、SMA系とpre-SMA系の各サブループが存在する。SMA関連領域はGPiでは運動前野関連領域の腹外側に隣接し、視床では(VLo)の吻側内側部、またはVApc-VLoの移行部に存在する。pre-SMA関連領域はGPiでは運動野関連銀域の背内側に隣接し、視床ではVApcの外側部に存在する。淡蒼球-視床-皮質投射は大脳皮質の運動関連領野の深層とI層の表層部に終止し、I層表層部の終止は運動野の手の支配領域とarcuate spur近傍の運動前野に強く観察された。GPiから入力を受けるVLoの外側部は、小脳外側核の吻側腹側部からも入力を受ける。これらの所見より、運動野の顔面・手の支配領域はGPiおよび小脳から重複支配を受けている可能性が示唆され、この連絡回路は精巧な手の運動制御に関与するものと考えられる。1.大脳基底核-視床-皮脂系ループは従来から報告されているループよりも更に多くのループから構成されている。淡蒼球内節(GPi)の運動淡蒼球と連合淡球の間に補足運動野(SMA)関連の淡蒼球が同定できた。このSMA関連GPiは更に、腹外部のSMA-properと背内側部のpre-SMA関連領域に区別される。前者は視床の前腹側核小細胞部(VApc)の外側部で中継後、大脳皮質のSMA-properに、後者はVApcの内側部で中継後、pre-SMAにそれぞれ投射する。2.小脳歯状核の吻側腹側部は視床の外側腹側核吻側部(VLo)の外側部に投射し、GPiの投射部位とoverlapする。一方、VLoの外側部は運動野の顔面・手指の支配領域、およびその近傍の運動前野に表層性と深層性の強い投射をするが、biocytin法によりこの投射の大脳皮質内の終止を詳細に解析することが出来た。現在電顕的に解析が進められている。

これらの実験結果から、上記大脳皮質領域はVLoを介して小脳と基底核からの重複した入力を受けることが明らかにされ、かつこの領域は頭項連合野から入力を受け、また前頭連合野からpre-SMA,SMA-properを介して入力を受けるので、これらの神経回路は精巧な手指の運動とorofacialmovementの制御に関与することが示唆される。前頭連合野とくに46野は視床の前腹側核の大細胞部VAmcとVApcの背側部介して歯状核の尾皮腹側部と連合GPiから重複した情報を受ける可能性も示唆され、現在、46野に投射する視床ニューロンにおけるGPiと小脳の入力関係を解明するために実験が試みられている。3.その他、前庭神経核の視床投射についても実験をすませ、前庭系の入力を受ける視床の領域が明らかにされ、例えば中心外側核(CL)は前庭入力を受け前頭眼野に投射し、眼球運動の制御に関与することが示唆された。1.今年度は大脳基底核-視床-皮質系の中で、limbic motor loopの解析を中心に行った。1)霊長類でもlimbic motor loopはさらに多のsub-loopsに分けられることが示唆された。辺縁線条体の外側部は内側前頭前野(mPFC)の辺縁前野(32野)から強い入力を受け、中間部(側坐核のcoreとshell)は辺縁下野(25野)と視床の辺縁系中継核(正中線核群、束傍核の内側縁)から入力を受け、内側部は延髄の孤束核と迷走神経背側運動核からそれぞれ入力をうける。現在辺縁線条体の出力回路について実験観察中であるが、下等動物に見られるような連絡系が霊長類でも存在する可能性が示唆された。2)視床の前腹側核大細胞部(VAmc)(HasslerのL.po.mcに相当する)は連合線条体(尾状核の中間部)と前頭連合野の辺縁下野(25野)の両者に投射する。VAmcは運動系、連合系、辺縁系のインターフェースとしての働きがある予測出来る。3)視床下核も線条体と同様に局在関係が見られ、この核の腹内側縁は辺縁系、内側部は連合野系、外側部は運動系、中間部には運動前野系と補足運動野系の関連領域が存在する。補足運動野系は運動野系に隣接し、運動前野系は連合野系に隣接する領域に見られる。2.その他、前庭神経核から視床への投射をビオサイチンデキストランアミン(BDA)法で観察し、前庭神経核は視床の束傍核(Pf)-正中中心核(CM)を介して大脳基底核に連絡する回路が存在し、前庭系が基底核を介して運動の制御に関与することが示唆される。また、前庭神経核は視床の髄板内核を介して前頭眼野と頭頂連合野に投射し、眼球運動の制御および空間認知機能に関与することが考えられる。3.視床の外側腹核吻側部(VL?)の皮質投射をBDA法により観察した結果、VLoの吻側内側部は固有補足運動野に、他のVLoは運動野にそれぞれ表層性と深層性の投射をすることが判明した。
革新的新製品開発の前段階での外部資源を利用した製品開発プロセス構築に関する研究

革新的新製品開発の前段階における外部資源導入と新製品の上市後の成功との間の因果関係について構造方程式モデリングにより解析を行った結果、特に、化成品・素材・製薬企業の新製品アイデアの創出段階において、外部資源のうち産学連携が顕著に効果があることが判明した。また、外部資源導入先として大学、公的研究機関の割合が比較的高く、本格開発段階では、サプライヤーや一般企業(委託製造会社や提携企業)の割合が多くなる。上市直前の段階では、外部資源の導入はきわめて不活発であった。平成18年9月平成19年1月にかけてわが国の主要産業を代表する18社にインタヴュー調査を行い、有効回答15社について革新的製品開発の前段階におけるリードユーザー、analogy等外部資源活用状況について分析するとともに、新製品の上市後の成功との間の因果関係について共分散構造解析(AMOS)により解析を行った。その主要な結論は次のとおりである。1.外部資源として利用する形態については、情報又はノウハウとする企業は、外部資源の導入先として、大学、公的研究機関、顧客が多く、製品の中に内在している形の場合には、サプライヤー、企業、顧客が多かった。2.自社開発化外部資源導入かを判断する基準としては、業種別にみると、化学系はスピード、電気機械は、商品の競争力の源泉となる差別化技術は自社開発、その他の技術は外部技術導入とする回答が多く、他の業種については電気機械と同じく、自社のコア技術との関連性を挙げる意見が多かった。3.外部資源の形態としては、17のリッカートスケールでの加重平均を出してみると、産学連携が5.5でもっとも強く、ついで、ライセンス・アライアンスとなり、analogyについては3.2であった。さらに、外部資源の形態別に導入後に利益に結びついたかどうかについては、ライセンス・アライアンス、リードユーザーが4以上であり、産学連携、analogy、M&Aは4を下回っていた。4.研究開発のプロセス毎にどのような外部資源を導入するかについては、研究開発の初期段階では、大学、公的研究機関の割合が比較的高く、中間段階になると、サプライヤーや一般企業の割合が多くなる。この場合の企業は、委託製造会社や技術提携企業である。最終段階になると、外部資源の導入はきわめて不活発になり、性格的には「アウトソーシング」に近い形で、サプライヤーや既存顧客といったマーケットインを念頭に置いた外部資源導入であった。5.外部資源導入と新製品の上市後の成功との間の因果関係について共分散構造解析(AMOS)により解析を行った結果、化成品・素材・製薬のアイデアの創出の段階において、外部資源のうち産学連携が顕著に効果があることが判明した。前年度調査結果の論文投稿のため平成19年4月5月に追加インタヴュー調査を行い、平成19年6月の産学連携学会、同10月の組織学会で発表した。さらに、連携して研究を行った海外の研究者と共同で海外の学術誌に投稿し、3誌において査読を経て掲載された。平成19年10月12月にわが国の主要な製造業500社に対して革新的製品開発の前段階におけるユーザ利用及びその際のCTOの関与についての大規模アンケート調査を実施し、新製品の上市後の成功と外部資源の代表であるユーザ利用との間の因果関係について主成分分析、t検定、重回帰分析、共分散構造解析分析を行った。その結果の意義、重要性は次のとおり。なお、この結果については現在投稿中である。1. BtoC型企業でのユーザ活用は顧客満足成果につながり、技術者とユーザとの直接接触が特に有効であった。市場新規性又は製品新規性が高い場合には製品開発に関するニーズ・機能・アイディアの探索及び確認にユーザを活用することが、低い場合にはユーザ活用に積極的な風土が、それぞれ顧客満足成果につながっていた。市場新規性が高い場合にユーザ活用が顧客満足成果に大きな影響を与えていた。2. BtoB型企業でのユーザ活用も顧客満足成果につながり、製品開発の前段階での製品に関するニーズ・機能・アイディアの探索及び確認にユーザを活用すること、ユーザ活用に積極的である風土が有効であった。またユーザ活用は特に製品新規性が高い場合に顧客満足成果に対し大きな影響を与えていた。3. BtoB型企業では強いニーズを持つユーザは高い技術知識を持つ傾向があるが、BtoC型企業では製品に対して強いニーズを持っているユーザが必ずしも同時に高い技術知識を持っているわけではなかった。4. CTOが、新製品開発の前段階におけるユーザ活用に積極的な風土の形成に大きな役割を果たしていた。わが国の製造業(公開、未公開、ベンチャー企業)で3期連続での売上及び利益増企業における革新的製品開発の前段階での1)リードユーザー、2)産学連携、3)ANALOGY、4)ベンチャー企業等とのM&A、5)アライアンス、6)技術移転(ライセンスによる技術導入)等外部資源活用と、新製品の上市後の成功(売上、利益、市場シェアー、新技術創出、新市場創出等)との間の因果関係について、大規模アンケート調査結果(2,000社送付。回答数450社)を統計解析ソフトウェア(SPSS)を用いて分析した。

その結果、産学連携以外のすべての外部資源と売上、市場シェアー拡大、利益及び新市場創出との間の因果関係が認められた。また、技術移転以外の外部資源導入と新技術創出との間の因果関係も認められた。三方、リードユーザー、産学連携、アライアンスは外部からの市場及び技術情報の獲得に有効であることが明らかになった。以上要するに、好業績企業は各種の外部資源をその目的に応じて多様な活用を行っていることが明らかになった。また、新製品開発プロセスのフロントエンド(開発の前段階)で外部資源を導入した場合の新製品の成功確率が高まることも判明した。しかし、フロントエンドで外部資源を導入したにも関わらず新製品が失敗したプロジェクトのインタヴュー調査を実施した結果、外部資源導入企業の新製品開発チームの吸収・活用能力の欠如や導入企業の企業風土によるとみられる制約により外部資源が活用されなかった事例が多く見受けられた。また、受入れ企業側の企業風土によるとみられる制約が存在している理由としては、(1)自社の人材が育成できない、(2)自社での新製品開発マネジメントノウハウが蓄積できない、をインタヴュー調査の際に回答した企業が多かった。
高速飛翔体の高精度速度計測システムの試作

本装置は、真空容器内の衛星モデルに衝突させる高速飛翔体の衝突速度計測を高精度かつ容易に行うことができる、安価で高精度な速度計測システムを試作することを目的とする。現在は超高速ビデオカメラを用いて録画し、一コマあたりの飛翔距離から計算して速度を測定しているが、カメラは非常に高価であり、被弾による損傷を避けるために真空容器の外に設置するため、撮影条件により正確な速度が算出できない場合もある。本研究ではレーザー光とワンチップマイコンを用いた安価な速度計測システムを試作し、真空容器内の高速飛翔体の速度を衛星モデル近傍で計測することで、これまでよりも高精度かつ容易に衝突速度を計測することが可能となる。計測部にレーザー発光器と受光気を3組、100mm間隔で設置し飛翔体の通過を検出する。マイコンでは最初のセンサーの信号で10usごとにカウンターを回し、2個目3個目のセンサーの通過時間を測定する。センサー間隔から飛翔体の速度を計測し液晶上に表示する。電源は乾電池から供給し手軽に単独での計測が可能とした。
図形・空間の授業構成に関する認識論的研究

数学授業は社会的営みであり,生徒は他者への正当化を通して自らの知識を作り上げていく。図形・空間の学習にまつわる授業では,それらについての知識は正当化のための道具になりうる。自らにとって有用な知識を生徒に構成させるためには,数学的活動の場を設定することが重要である。図形の敷き詰め課題はそうした活動の場の例である。授業実践の結果,目的意識を持って活動する生徒は,教師に教えられずとも自らで図形にまつわる高次の知識を構成していくことが明らかとなった。H20年度の主な目的は次の通りであった:(1)フランス教授学を始めとする国内外の数学教育学研究の知識の捉え方を整理・検討すること(2)多様な研究パラダイムに立った際の数学授業作りへの示唆を検討すること(1)の検討を通して,数学授業を社会的営みと見なした場合,授業のなかには私的および公的知識が共存していること,授業の流れのなかで数学的な知識の性格(考察のための道具,他者説得の根拠など)も刻々と変化し,それは授業の状況に応じる学習者の問題意識に強く依存していることなどを指摘した。次いで(2)の検討を行いながら,特に授業のなかで行われる正当化に着目し,心理的-数学的,個人的-社会的の2軸を持つ枠組みを作成した。従来の数学授業研究では,例えば「問題提示-個人解決-集団解決-まとめ」のように,教師によって提示された問題を学習者が解決する過程と授業の流れとが対応していると見なされているが,これはともすると授業がこの流れに沿えばよいという形式に陥ることにつながり,授業の流れのなかでどのような数学的な知識が議論されるのかが見えにくいという問題点を抱えている。上記のように作成した枠組みによれば,当初は私的であった学習者個々の知識が,公的性格を帯びかつ授業の参加者が納得できるという意味での数学的知識へと変容する,いくつかの段階が存在することが指摘される。それらの段階は何をきっかけとして移行するのかといった教授学的示唆の検討は次年度以降の理論-実証の弁証法的考察のなかで行うことになる。H21年度の主な研究目的は,前年度から継続して図形・空間に関わる数学的知識の考察を進めながら,小学校高学年から中学校を射程とした算数・数学授業構成論の検討にあった。数学的知識の構成や価値づけは算数・数学授業での状況に依存してなされる。前年度までの研究では,授業の進展を状況の変容過程として捉え,変容のきっかけは状況に応じた知識の価値づけにあると見なしてきている。H21年度ではさらに,知識の価値を概して「有用性」に求め,(問題解決のための)道具としての知識と考察対象としての知識,数学授業における観察や実験の意義,集合のアイデアに基づく変数としての図形の持つ性格について述べてきた。特に,「道具」を広義の問題解決に当たって有用であるものとし,卑近な意味での有用性を満たすのみではなく,状況の目的に応じて児童・生徒が主観的に意味づけるものとして拡げた。したがって,従来の図形認知研究における形の識別において,その判断は状況の目的に応じて変容しうることになろう。これは先の知識構成の状況依存性とも整合し,算数・数学授業の具体的な構成原理の1つとして位置づけられ得ることを検討した。H22年度の主な研究目的は,小学校高学年から中学校を射程とした算数・数学授業構成論の検討および具体的な授業構成にあった。特に,中学校第一学年「平面図形」を題材として,小学校高学年からの接続を意図した「図形の敷き詰め課題」への取り組みを軸とし,図形の移動と作図,対称性の理解をねらいとする授業を現場教師との協同により設計し,H22年度末に実践を行った。これは,数学的知識の道具的性格はその有用性と結びつき,図形の敷き詰め模様を作図したり,移動させたりする活動が高次の数学的な見方へとつながるという前年度までの研究成果を具体化するものである。授業実践を通して見えてきた,生徒の一部の様子は以下の通りである:・敷き詰め課題の解決のために,生徒は図形の辺を延長したり,平行線を利用したりする。・個々の図形からなるまとまりに着目することもそうした方法の1つであるが,・まとまりの構成においては,(I)図形をひとまとまりの単位と見る,(II)まとまりの構成,(III)まとまりの操作,(IV)まとまりからなる新たなまとまりの構成,という4つの段階が認められる。・必要に応じて,中等幾何教育で育成が期待されるような,高次の幾何的思考(図形の決定条件,パターンの認識と活用など)を生徒は潜在的に持っている。このほかにも,教師から明示的に教えられずとも図形の対称性を作図に利用したり,図形の移動に際して作図の経験を生かしたりする姿が見られた。これらの成果は図形の授業構成のための基礎として位置づけられうるものと考えられる。
大規模テキストから自動獲得した知識に基づく言語解析の精度向上

大規模テキストから言語知識を自動獲得し、言語解析の精度向上に利用する研究を行った。大規模WebテキストやWikipediaから、語と語の類似度計算、事態(イベント)間の関係、同義語・上位語に関する大規模語彙知識などの言語知識を自動獲得し、獲得した言語知識を統一的・整合的に管理した。また、獲得した言語知識をテキスト含意認識システムや固有表現解析システムの精度向上に利用した。主に以下の3点について研究を行つた。1.分布類似度計算各名詞に対して共記する動詞を大規模コーパスから抽出し、例えば「医者」と「医師」がどちらも「が診察する」「に診てもらう」などといった動詞と共起することからこれらの2語は類似しているといった分布類似度を計算した。また、同様に、各動詞に対して共起する名詞を抽出し、「購入する」と「買う」の分布類似度を計算した。評価セットを用いて、コーパスサイズを大きくすればするほど精度が向上することを確認した。2.固有表現解析の精度向上任意の名詞句に対する固有表現の解釈と、ボトムアップに最適な固有表現の解釈を行う2段階の機械学習(SVMを利用)を用いる固有表現解析器を構築した。日本語固有表現の評価として広く用いられているCRLコーパスを用いて実験を行ったところ、既存の研究を上回る精度を達成することができた。3. Wikipediaからの上位語獲得Wikipediaの各エントリの説明の1文目から、文末パターンを用いて、エントリの上位語を獲得した。獲得された知識としては例えば、「東京ディズニーランド」の上位語として「テーマパーク」、「松井秀喜」の上位語として「日本人メジャーリーガー」などであり、今後この知識を言語解析の精度向上に利用する。1.文脈に依存した述語の同義関係獲得「(景気が)冷え込む」と「(景気が)悪化する」のように、述語単体では同義でないが文脈に依存して同義関係となる述語ペアを自動獲得する手法を提案した。格要素と述語を組とした単位に対して、係り受け関係にある述語を要素とした素性ベクトルを構築し、分布類似度を計算することによって類似度の高いペアを同義表現として獲得する。自動生成した評価セットによる実験と人手による評価実験を行なったところ提案手法の有効性を示すことができた。また、コーパスから獲得した述語の同義関係を検索エンジンTSUBAKIに導入することにより、クエリと文書の柔軟マッチングを実現した。2.述語項構造の共起情報と節間関係の分布を用いた事態間関係知識の獲得因果関係「蚊に刺される=>腫れる」のような事態間関係知識の獲得する手法を提案した。まずコーパスから係り受け関係にある述語項構造を抽出する。次に、高頻度で出現する「順接」の節間関係にある述語項構造ペアに対して、述語項構造が行為か出来事かによって4つにあらく分類する。そして、それぞれの分類において、Aprioriアルゴリズムを用いて述語項構造の共起度を計算する。最後に、「順接」以外の「条件」や「理由」といった節間関係の分布を用いて時間経過、手段、因果関係などといった事態間関係に分類する。69億文のコーパスから精度約70%で約11万もの事態間関係知識を獲得することができた。1.述語項構造の共起関係と格フレームを用いた事態間関係の自動獲得「X{人}がY{財布}を拾う=>X{人}がY{財布}をZ{警察}に届ける」のようなよく共起する2つの事態(イベント)を大規模テキストから自動獲得した。まず、大規模テキストから係り受け関係にある述語項構造ペアを抽出し、Aprioriアルゴリズムにより述語項構造の共起度を効率よく計算した。次に、共起度が高い述語項構造に対して、格フレームを用いることにより、項の対応付けをとった。大規模テキストから約2万個の事態ペアを獲得することができた。2.Wikipediaからの大規模語彙の自動獲得Wikipediaの記事から語を獲得し、また、語の上位語、同義語などの情報も合わせて獲得した。獲得した語彙は形態素解析器JUMANと構文解析器KNPの辞書として利用し、実テキストを頑健に解析できるようにした。B.述語項構造に基づくテキスト含意認識テキストと仮説を述語項構造単位で扱い、テキストと仮説間のマッチングをとる含意関係認識システムを構築し、MTCIR-9のRITEタスクに参加した。テキスト・仮説の構文構造を解析し、述語項構造の集合として表現し、また、テキスト・仮説問のマッチングには国語辞典やWikipedia、Webコーパスから得られた語句の同義や上位下位関係を利用した。BC(二値分類)、MC(多値分類)、EXAM(大学入試タスク)、RITE4QA(質問応答タスク)に参加し、それぞ0.55,0.48,0.66,0.89の精度を達成した。形態素解析用辞書、国語辞典、シソーラス、格フレーム、Wikipediaなど、日本語に関する様々な語彙知識を統一的に語彙データベースとして管理する枠組みを構築した。語彙知識はエントリ単位でXMLフォーマットにて記述されており、定義文、読み、上位語などの属性を記述することができる。

また、日本語の処理で問題となる単語区切りについても、語彙データベース内で管理し、また、各エントリに代表表記を付与することにより、表記の揺れ(例:コンピュータグラフィックス=コンピューターグラフィクスなど)を解消することができる。これらの枠組みにより、語彙知識の統一的な管理・アクセスを可能とした。そして、日本語文の最も基本的な解析、すなわち形態素解析と句認識の結果に語彙知識を埋め込む枠組みをデザインした。具体的には形態素解析器JUMAN、構文解析器KNPの上で実装した。語彙データベースから形態素解析用辞書と構文解析用辞書を出力し、それぞれを解析器で利用し、また、構文解析や省略解析などの様々な言語解析時に参照することや、検索・翻訳などのアプリケーションでの利用を可能にした。これにより、従来の言語解析システムでは必要であった語彙知識の適当なフォーマット変換などが不要となり、意味解析研究の障害の一つを取り除くことができた。また、語彙知識を省略解析などの言語解析時に利用することにより、改善例を確認することができた。語句や事態間関係などの大規模知識の獲得については順調に進展している。解析器の精度向上に関しては今年度の課題となる。24年度が最終年度であるため、記入しない。大規模知識の獲得を進めるとともに、言語解析器の精度向上を重点的に今年度進める予定である。
ディープ・ラーニングによる地震被害建物画像の機械学習と被災度の自動認識

本研究は,建物被災度認定の効率化を目標に,コンピュータの機械学習により建物被災度を自動認識する手法開発を目的としている。1995年兵庫県南部地震および2016年熊本地震の被害建物を撮影した現地写真および航空写真に対して,建物被災度をタグ付けした膨大なサンプル画像データセットを作成し,ディープ・ラーニングのひとつであるCNNを用いて建物被害の特徴をコンピュータに学習させることで,建物被災度を自動認識するルールを作成し,その精度を検証した。その結果,外観被害のみに着目したデータセットを用いることにより判別精度は83.0%であった。また,震度情報を学習に加えることで,より詳細な被害程度に分類できた。地震被害調査で得られた建物被害に係わるデータを収集について,1995年阪神・淡路大震災の被害集中帯の中でも,1棟ごとの被災度情報が得られている西宮市全域を対象地域とし,西宮Built Environment DB(以後,西宮DBと呼ぶ)を利用し,深層学習のための被災度情報は西宮DBに含まれる西宮市り災調査データを用いた。これは「全壊」,「半壊」,「一部損壊」,「無被害」の4段階に分けられていたが,本研究では初期的な検討として,「半壊」,「一部損壊」,「無被害」を被災度「その他」として統合し,「全壊」と「その他」を用いた。建物外観写真の切り出しについては,建物ポリゴンと現地写真,写真撮影ポイントから現地写真の中心に写る建物を機械的に特定し,建物が画像の中心に来るように画像(1,024×1,024ピクセル)を切り出し,その後,256×256にリサイズした。「その他」のデータが「全壊」のデータより多かったため,「全壊」のデータ数と同じ数になるように「その他」のデータをランダムに抽出し,その中から8:2の割合で学習データ,検証データを抽出してデータセットを作成した(データ拡張なし)。また,過学習対策としてデータ数を20倍にさせたデータセットも作成した(データ拡張あり)。深層学習のアルゴリズムとして画像認識の分野で高精度な結果を残しているCNN(Convolutional Neural Network:畳み込みニューラルネットワーク)を採用し,学習データにて学習させた後に検証データにて判別精度を検討した。その結果,データ拡張なしのデータセットでは過学習が発生し,データ拡張ありのデータセットは過学習の抑制を確認できた。判別精度はデータ拡張なしが54.8%,データ拡張ありが73.6%であり,後者は判別精度が19ポイント程度向上した。西宮DBに含まれる現地写真について,撮影ポイントからの建物同定が機械的に実施することができたため,当初の想定よりも短時間に大量(データ拡張ありで,「全壊」,「その他」のラベルでそれぞれ約2万棟)のサンプル画像データセットを作成できた。また,次年度に実施予定の阪神・淡路大震災の航空写真の切り出しについても作業が済んでおり,航空写真の深層学習がすぐに実行可能な段階にきている。高分解能衛星画像の収集についても2011年東日本大震災の津波により流出した被害建物についてデータセットを作成しており,CNNの試行を済ませている。また,2016年に発生した熊本地震について,4月14日の前震後,4月16日の本震後に被災地を撮影した航空写真を収集し,さらに,1棟単位の建物被害判読を実施済みである。既往の深層学習(CNN)による建物被害把握の研究は甚大被害の抽出のみにとどまっており、新たに地震が起きた際にその地震に適用することが可能であるかの検討は不十分である。そのため,ここでは,地震が起きた際に地域ごとに適したCNNを適用することを想定し,一部被災地域の目視判読を行い,その結果を用いてCNNによる被災地域全域の被害程度の推定を行うことを目的とした。初めに,本研究で対象とする熊本地震により被災した熊本県益城町を撮影した2種類の空中写真(ADS画像・PALS画像)を用いて目視による建物の被害判読をおこなった。この目視判読の結果(目視判読データ)を2種類の現地調査データ(被害認定調査と外観からの被害調査)と比較し,目視判読の結果の中でも調査データと対応の良い被害程度を確認し,無被害と甚大被害の建物のみをCNNで用いることとした。目視判読データとADS画像・PALS画像をそれぞれ組み合わせてCNNにより学習を行い,2種類の判別器を作成した。これらを用いて,現地調査データの判別を行い,その判別精度を比較したところ,本研究で用いた空中写真では,ADS画像の判別精度が高かった。次に画像に映らない建物被害の情報を補う目的で,計測震度から作成した震度画像を空中写真(ADS画像)とともにCNNに学習させることで新たに学習済みモデル(ADS+震度画像)を作成した。現地調査データを学習済みモデル(ADS+震度画像)により判別し,その精度を学習済みモデル(ADS)と比較したところ,震度画像は無被害と甚大被害の判別精度に大きな影響を与えなかった。しかし,CNNが出力する甚大被害の確率(確信度)には変化がみられ,確信度を用いることで中程度の被害を分類することができる可能性を示した。

その結果,外観被害のみに着目したデータセットを用いることにより判別精度は83.0%であった。また,震度情報を学習に加えることで,より詳細な被害程度に分類できた。1995年阪神・淡路大震災の航空写真のデータセットにCNNを適用し,判別精度等を検討する。その際,現地写真の時と同様に過学習対策を施したデータセットも作成し,学習効果を確認する。また,2016年熊本地震の被災地を観測した航空写真(直下視および斜め視)から建物が写っている範囲を切り出し,被害程度をラベル付けしたデータセットを作成する。熊本地震の航空写真データセットにCNNを適用し,直下視と斜め視それぞれの判別精度について調べ,データセットの違いと判別可能な被災度区分の関係を明らかにする。さらに,地上で撮られた建物の被害写真と航空写真や衛星画像に写る建物の画像を同時に入力とした場合の,深層学習の性能を定量的に評価する。その際,学習性能の向上のために多層ニューロンのモデル最適化や誤認識対処のための改良を行う。そして,深層学習で判別可能な被災度区分と各種被害調査で必要な被災度区分の関係を調べ,本研究成果の実務適用への足掛かりを得る。地震工学
CYP2D6遺伝多型と環境要因がフリボキサミンの薬物動態と薬力学に与える影響

1)健常人においてエノキサシンあるいはカフェインによるCYP1A2阻害がフルボキサミンの薬力学に与える影響8例の健常男性で、カフェイン300mg/日ではなくエノキサシン200mg/日によるCYP1A2阻害がフルボキサミン50mgによる眠気を増強させた。2)日本人のうつ病患者においてCYP2D6遺伝型と喫煙がフルボキサミンとその主な代謝物フルボキサミノ・アシッドの定常状態血漿濃度に与える影響49例のうつ病患者で、CYP2D6遺伝型と喫煙によるCYP1A2誘導は、フルボキサミンとフルボキサミノ・アシッドの定常状態血漿濃度に影響を与えなかった。3)日本人のうつ病患者におけるフルボキサミンの臨床効果とフルボキサミンとその主な代謝物フルボキサミノ・アシッドの定常状態血漿濃度との関係49人のうつ病患者で、フルボキサミンの治療効果はフルボキサミンとフルボキサミノ・アシッドの定常状態血漿濃度に依存するが、CYP2D6遺伝型あるいは喫煙によるCYP1A2誘導には関係しなかった。今年度は、本研究遂行に向けて、まず、山形大学医学部倫理委員会に研究プロトコールを提出し、審議の結果、承諾を得た。次に、CYP2D6遺伝多型決定のための方法を設立した。その結果、CYP2D6の活性を欠損させる変異アリル^*3、^*4、^*5、および活性を低下させる変異アリル^*10の同定が可能となった。この遺伝型決定法を用いて、これまでに^*1/^*1を6例、^*1/^*10を11例、^*10/^*10を3例の計20例と、目標である30例の2/3にあたる対象を収集した。フルボキサミン血漿濃度測定法も既に設立し、本法の信頼性を確認するためにこれまでに50例以上のうつ病患者のフルボキサミン血漿濃度を測定したところ、感度、再現性ともに問題はなかった。平成13年度は実際に対象にフルボキサンを投与し、データ解析、まとめを行う。本年度は、現在までに健常男性8人から研究参加について同意を得て、以下の実験を行った。目的は、チトクロームP4501A2(CYP1A2)阻害が単回経口投与後の抗うつ薬フルボキサミンの薬物動態と薬力学に与える影響を検討することである。CYP1A2を阻害する方法として、抗薗薬エノキサシンあるいはカフェインによる前処置を行った。まず、外見上全く同一のカプセルに、エノキサシン100mgあるいはカフェイン150mgを充填し、プラセボカプセルには乳糖を充填した。前処置として、対象に、二重盲検乱塊交叉法で、エノキサシン200mg/日、カフェイン300mg/日あるいはプラセボを7日間投与した。7日目の夜8時から絶飲食として、8日目の朝9時にフルボキサミン50mgを水道水100mlと共に単回経口投与した。投与直前、投与後0.5、1、2、3、4、6、8、10、12、24、36、48、60、72時間に前正肘静脈から10mlずつ採血した。現在、フルボキサミンの血漿濃度と精神運動機能評価の結果を解析中である。データがそろった時点で、エノキサシン、カフェインあるいはプラセボによる前処置の間で、フルボキサミンの血漿濃度、クリアランス、消失半減期、分布容積などの薬物動態パラメーター、SSS、VAS、UKU、DSSTのスコアを比較し、エノキサシンあるいはカフェインによるCYP1A2阻害がフルボキサミンの薬物動態と薬力学に影響を明らかにする。
低分子化合物を特異的に認識する新機能ペプチドの進化工学的創製

cDNA display法のOne-pot調整に成功コストと時間の両面において大幅な削減が可能になった。さらに、無細胞翻訳系と新規ピューロマイシン・リンカーを利用し、簡易かつ迅速に分子間相互作用を解析する方法を開発した。これらをベースに低分子化合物としてビーズ上のアミノ基を特異的に認識する2つのジスルフィド架橋構造をもつペプチドを試験管内淘汰することに成功し、それらが特有の架橋構造を有することを世界で最初に明らかにした。これによりペプチドが低分子化合物を認識することが可能であることからナノ構造の認識分子として有用であることにもなり、今後、ナノテクノロジー分野への応用が期待される。低分子化合物に対し親和性・特異性で結合するペプチドアプタマーを進化工学的手法により創製することを目標に研究を進めてきた。具体的には配列内に複数のジスルフィド結合を有する30残基程度のペプチドライブラリから低分子結合ペプチドアプタマーを取得しその認識メカニズムを解明することを目的としている。平成23年度に申請者らが開発したcDNA display法により24年度は蛍光分子fluoresceinに対し試験管内淘汰を複数回行ったがfluoresceinの疎水性が高いことから非特異的吸着分子との分離が困難なことからこれに対する親和性分子を取得することが困難であることがわかった。そこで、新たに標的分子をより親水的なビタミンの1種であるビオチンとした。これに対し2種類のランダムライブラリを用いてcDNA display法を用いin vitroselectionを行った。また、迅速かつ簡便な新規の無細胞翻訳系を用いたプルダウン型タンパク質相互作用解析法の完成度を高め論文として発表した。ビオチンに対するin vitro selectionでは、トータルで10回以上のスクリーニングラウンドを回し、最終ラウンドでのライブラリを90種類ほどクローニングしてシーケンシングを行った。その結果、数種類のペプチド配列に収束し淘汰されてきていることがわかった。蛍光相関分光(FCS)法による分子間相互作用解析では、このうちの1種類はビオチンとの相互作用が確認された。そこで、現在、これらの配列を化学合成しているところである。研究の目的は進化工学的手法を用いて低分子化合物に対し親和性・特異性をもつペプチドを創製することである。通常のペプチドは抗体によってエピトープとして認識されても、何か他の分子を認識する側として作用することは難しいと考えられていた。そこで大きさが30残基程度で複数のジスルフィド結合を有する低分子結合ペプチド(アプタマー)の取得を試みた。当初、低分子としてビオチンを標的分子としたが、その過程でビオチンより小さなアミノ基が認識されることが明らかになった。そこで、アミノ基以外の官能基認識の有無、架橋構造の決定、2次構造の有無等を実験的に明らかにした。その結果、取得したペプチドは4つのシステインを有し、その架橋構造は従来のペプチドには見られない特異な構造を有していることが分かった。興味深いことに環状構造を2つ有するが、アミノ基認識にはそのどちらの環状構造も必要である。従来、主にタンパク質を標的分子としてペプチドアプタマーを取得する際には、一つの環状構造をもつライブラリを用いてin vitro selectionすることが多かった。本研究によって初めてペプチドの分子認識において複数の環状構造を有することが分子認識能を高めることが明らかになったといえる。さらに、特定の架橋構造をもつことがそのペプチドの2次構造形成においても重要な役割をすることがCDによって明らかにされた。以上のことから、従来、ペプチドそのものがタンパク質に比べ小さな分子であることからその分子認識は限定されていると考えられていたが、ペプチドに積極的に架橋構造を導入することで、その分子認識能が拡張できる可能性が示唆された。低分子化合物に対し抗体程度の親和性・特異性で結合するペプチドを進化工学的手法により創製する。30残基程度で複数のジスルフィド結合を有する低分子結合ペプチドを取得し、その認識メカニズムを解明することを目的に以下の研究を実施した。平成23年度は申請者らが開発したcDNA display法により蛍光分子fluoresceinに対し試験管内淘汰を複数回行い淘汰された配列を評価した。具体的には1、Cys含有量10%程度のアミノ酸組成が異なる2種類のランダムライブラリの合成とその配列確認。2、2種類のランダムライブラリを用いてcDNA display法を用い標的分子であるfluoresceinに対しより効率の良い(1)標的分子固定化法(2)溶出法の検討を行い、同時に試験管内淘汰を複数回実施。3、無細胞翻訳系を用いたペプチド合成・精製法と表面プラズモン共鳴法(SPR)の組合せによる迅速な解離定数決定法の開発。4、迅速かつ簡便な新規の無細胞翻訳系を用いたプルダウン型タンパク質相互作用解析法の開発。5、すでに取得済の30残基の蛍光分子Cy-3結合ペプチド(ジスルフィド結合を有する)の結合性を再度、検討。