hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
幾何学的フラストレート磁性体における新奇な相転移と量子輸送現象

本研究では「金属絶縁体転移近傍における、幾何学的フラストレート磁性」を明らかにする事を目的としている。平成26年度は、以下の研究を行った。1二次元フラストレート系:擬二次元正三角格子を有する反強磁性Mott絶縁体NiGa2S4 & FeGa2S4昨年度から行っているNiGa2S4の単結晶育成に加え、NiサイトをFeで置換したFeGa2S4の単結晶育成を試みた。NiGa2S4と同様、固相反応法での多結晶育成と化学輸送法での単結晶育成における合成条件の制御により、FeGa2S4単結晶育成に成功した。構造解析や組成分析の結果、純良な試料である事が確認できた。得られたAGa2S4(A = Ni, Fe)単結晶試料は、シリコン基板上で用いられ、数層程度のAGa2S4超薄膜からなるFET素子の作成に成功している。その電界効果測定の結果、ゲート電圧の印加による電気抵抗の減少が観測され、キャリア注入の実現を示唆する結果が得られている。2三次元フラストレート系:Mott転移近傍に位置するパイライト型反強磁性体NiS2系が非局在化寸前の影響で、高次の超交換相互作用が重要となる為に、38 K以下で4つの副格子からなる非共面反強磁性スピン構造(NAF構造)が、より低温の30 K以下でNAF構造の微小なスピンキャントにより弱強磁性が生じるNiS2に着目し、純良単結晶を育成した。様々な磁場中冷却条件下での磁化測定の結果、(1)磁場での直接制御が困難なNAF構造が、低温相の弱強磁性を持つキャントしたNAF構造を用いて間接的に磁場制御可能である事、(2)NAF構造からなる非共面反強磁性ドメイン間に強磁性モーメントが生じる可能性を指摘した。これらの結果は、近年注目されているAll-in/All-out構造をはじめとする非共面反強磁性スピン構造由来の磁性を理解する上でも重要な結果である。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度には、申請書年次計画に記載のように、疑二次元正三角格子を有するMott反強磁性体NiGa2S4の単結晶の育成と純良化・大型化を行ってきた。仕込み組成や、固相反応法での多結晶育成とヨウ素をエージェントとした化学輸送法での単結晶育成における焼成温度/時間等の条件を調節することによって、1cm2程度の薄板状の単結晶試料の育成に成功した。得られたNiGa2S4単結晶試料の帯磁率や誘電率測定`組成分析の結果、合成条件によっては磁性イオンNiの微量の欠損やSの含有量の違いが生じるという問題も見受けられた。合成条件によるS含有量の違いをうまく制御することが可能となれば、単結晶育成過程においてNiGa2S4単結晶のキャリア密度制御が可能となる為、特にこの点に注目をしつつ、今後も合成条件の最適化を行っていく。また、ジョンスホプキンス大やシンガポール国立大学等、複数の共同研究者へのNiGa2S4単結晶試料の提供を行っており、この系の多角的な実験による理解も進められている。最近では、二次元系だけでなく三次元系フラストレート磁性半導体の探索や合成も行い、複数の系での純良な単結晶の育成にも成功している。三次元の系はNiGa2S4と比べ、よりMott転移近傍に位置しており、磁化や比熱測定に加えて電気伝導測定が可能となっている。また、圧力セルを用いた圧力印加による物性の制御にも成功しつつある。磁化や比熱、電気伝導度、ホール伝導度などの測定により、強いフラストレート効果が加わったMott絶縁体における金属絶縁体転移近傍での新奇な物理現象の実証的研究に推進している。

様々な磁場中冷却条件下での磁化測定の結果、(1)磁場での直接制御が困難なNAF構造が、低温相の弱強磁性を持つキャントしたNAF構造を用いて間接的に磁場制御可能である事、(2)NAF構造からなる非共面反強磁性ドメイン間に強磁性モーメントが生じる可能性を指摘した。これらの結果は、近年注目されているAll-in/All-out構造をはじめとする非共面反強磁性スピン構造由来の磁性を理解する上でも重要な結果である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、Mott転移近傍での強い幾何学的フラストレーションの効果を明らかにすることである。初年度の25年はキャリア密度制御を行うための対象となる幾何学的フラストレーションを有する擬二次元と三次元物質の選定と純良な単結晶の育成を行うとともに、圧力を印加することによる物性の変化等の確認を行うことが出来た。26年度は、上述の二次元系と三次元系のフラストレート磁性体に対して元素置換や電界効果トランジスタ作成、圧力セルによる圧力印加等のキャリア密度制御を行うとともに、帯磁率、比熱、電気抵抗測定を行い、強いフラストレーションが実現しているMott絶縁体での金属絶縁体転移近傍での基底状態の理解を深めていく。
心理的離乳過程に関する孤独感を中心とした生活感情からの解明

本研究は、2年度のわたる補助を受け進められた。初年度は、心理的離乳に関わる事例研究および心理的離乳を扱った物語の分析を行い、心理的離乳過程を分析した。その結果、心理的離乳へは、5段階の過程があるとの仮説が立てられた。2年目は、次の3点の検討が行なわれた。(1)心理的離乳への5段階仮説に関する心理学的な実証的検証。(2)青年期の代表的な生活感情である孤独感からみた心理的離乳の各段階の特徴に関する検討。(3)論究的研究で言われている思春期における第1次心理的離乳と青年後期における第2次心理的離乳の存在の検証。検討方法および結果は、以下のようである。(1)心理的離乳への5段階仮説にそって、5段階それぞれの特徴を表わす項目が、父母別に作成された。その概念的妥当性が検討された上で、12歳から35歳まで者を対象として調査が行なわれた。その調査資料について因子分析が行なわれた。その結果、父・母どちらとの関係にも共通する6種類の因子があり、6種類の親子関係が青年期には存在することが明らかになった。(2)この6種類の親子関係が、青年期の中で発達的に変化する様子を年齢軸上で検討し、心理的離乳の過程を解明した。(3)次に、単なる年齢にそった解明ではなく、研究によって明らかにされている心理的な発達指標を用いて、心理的離乳の過程が検討された。適切な発達心理学的指標として孤独感の発達的変化が採用され、検討が行なわれた。心理的離乳に向かう親子関係の変化は、孤独感の発達的変化と対応していることが明になった。(4)思春期における第1次心理的離乳の存在は確かめられたが、第2次心理的離の存在は確かめられなかった。さらに、当初の目的にはなかったが、研究を1歩進めて、(5)以上の検討結果を総合し、親子関係からみた青年個人の心理的離乳状態を判断するための「心理的離乳状態診断スケール」の試作も行なわれた。心理的離乳という語が提唱されてから久しいが、実証的研究はほとんどされてきていない。そこで、本研究では、心理的離乳に関する実証的な心理学の研究をすることを目的としている。研究にあたっては、心理的離乳はある一定の段階を経て達成していくものであるとの洞察があった。それを、事例研究と従来の研究の文献研究をすることによって確認し、心理的離乳の過程を解明するための仮説を設定することが、本年度の研究ではまず初めに行われた。その結果、青年期における心理的離乳は、5段階の過程を経て達成されると考えることが妥当であることが明らかになった。また、この過程の進行は、親子関係ばかりではなく、同性の友人関係や異性関係にも同様にみられることが、文献研究によって示唆された。これは、研究の当初目的とした「心理的離乳を孤独感を中心とした生活感情の面から解明しようとする」本研究の試みの有効性を確認することにもなった。この点については、現在さらに文献研究を中心に検討を行っているところである。現在はまた、心理的離乳の5段階を判別するためのスケールを作成することを目指して、上記の事例研究および文献研究をもとにして、各段階の特徴を分析しているところである。

このスケールが出来上がれば、心理的離乳を、従来のように漠然と全体的にとらえるのではなく、その進行過程を分析して理解することができるようになる。そして、各段階の特徴や段階移行の契機を、生活感情面から解明することもできるようになる。心理的離乳は、認知面ばかりではなく、感情面が大きく関わっているので、心理的離乳の理解が深まるものと思われる。昨年度は、心理的離乳に関わる事例研究および心理的離乳を扱った物語の分析を行い、心理的離乳過程を分析した。その結果、心理的離乳へは、5段階の過程があるとの仮説が立てられた。本年度は、次の3点の検討が目的された。(1)心理的離乳への5段階仮説について、心理学的な実証研究による検討を行なう。(2)青年期の代表的な生活感情である孤独感からみた心理的離乳の各段階の特徴について検討を行なう。(3)思春期における第1次心理的離乳と青年後期における第2次心理的離乳があると、従来に論究的研究では言われているが、この両者の特徴に関する差異について検討を行なう。(1)心理的離乳への5段階仮説にそって、5段階それぞれの特徴を表わす項目が、父母別に作成された。その概念的妥当性が検討された上で、12歳から35歳まで者を対象として調査が行なわれた。その調査資料について因子分析が行なわれた。その結果、父・母どちらとの関係にも共通する6種類の因子があることが解明された。その6因子に基づいて、年齢別の親子関係のあり方について検討を行なった。その結果、心理的離乳への青年期での過程は、4段階であることが明らかになった。仮説で5段階目としてあげられていた親との対等な関係は、独立しては見られず、3段階目の遠くにあって思いやる親子関係の中に含まれていた。(2)この4段階の発達的変化は、孤独感の発達的変化と対応していた。(3)思春期における第1次心理的離乳は、1段階から2段階への変化としてみられた。しかし、親との対等な関係になる5段階目の青年がいなかった。そのため、第2次心理的離の存在は確かめられなかった。第1次と2次の心理的離乳の比較検討は、今後の課題となる。
自己集合性かご型錯体内における新奇反応の創出

自然界では、自己集合によって形成されたタンパク質の疎水ポケットを利用して、水中で高効率かつ高選択的な有機反応(酵素反応)を行っている。一方、人工系では数多くのホスト化合物が合成されているものの、その内部ポケットを利用し、新奇反応を創出した例は少ない。今回用いる自己集合性かご型錯体は、内部に有機分子を複数包接できるだけの巨大な疎水ポケットをもち、通常の条件では進行しないような新奇反応をこれまでにも数多く生み出してきている。そこで本研究では、かご型錯体の疎水ポケットを用いた新奇反応の創出を目指す。これまでの研究で自己集合かご型錯体内では、2核ルテニウムカルボニル錯体の配座が固定され、光解裂を抑制できることを明らかにしていた。その知見を活かし、かご型錯体の疎水ポケットによって保護された2核ルテニウムカルボニル錯体の光アルキン付加反応を行った。通常、2核ルテニウムカルボニル錯体は光によって速やかに解裂反応を起こすため、一般的なアルキンとは付加反応を示さない。しかし、かご型錯体1内では光解裂反応が抑制されているため、カルボニル配位子の脱離を伴うアルキンの付加反応が選択的に進行した。すなわち、かご型錯体の疎水ポケットを用いることで通常では進行しない2核ルテニウムカルボニル錯体の光アルキン付加反応を達成した。さらに、得られたアルキン付加体はかご型錯体1の疎水ポケットによって安定化された反応中間体であり、有機溶媒を用いて抽出したところ速やかに構造変換を起こし最終生成物を与えることを明らかにした。この成果を学術論文としてまとめた(Angew. Chem. Int. Ed.誌に掲載)。上記のように、自己集合性かご型錯体1の疎水ポケットは2核金属錯体の反応性を制御するのに非常に適した空間であることが分かる。そこで次に、2核鉄錯体の反応性制御を行った。鉄錯体は同族のルテニウム、オスミウム錯体に比ベイオン半径が小さいため、配位子場分裂が小さく、熱的に不安定な錯体が多い。また、酸素等の酸化剤によって容易に酸化を受けるため、取り扱いが困難な化合物が多い。2核鉄カルボニル錯体をかご型錯体の疎水ポケットに包接させたところ、ルテニウム錯体と同様に配座が固定され、光解裂が抑制された。さらに、電気化学測定を行ったところ、疎水ポケット内では2核鉄カルボニル錯体の酸化電位が変化することが分かった。これは、12価の高いカチオン性をもつ自己集合性かご型錯体との静電反発を避けるため、2核鉄錯体の酸化電位が変化したと考えられる。すなわち、自己集合性かご型錯体の電荷を利用することで、包接した鉄2核錯体の電気化学的性質を制御できることを明らかにした。この成果の論文を現在投稿中である。天然では、自己集合によって形成されたタンパク質の疎水ポケットを利用して、水中で高効率かつ高選択的な有機反応(酵素反応)を行っている。一方、人工系では多くのホスト化合物が合成されているものの、その孤立空間を利用し、新奇反応を創出した例はほとんどない。一方、今回用いる自己集合性かご型錯体は、これまでにも多くの新奇反応を生み出してきており、更なる新奇反応が期待できる。前年度までの研究で、かご型錯体内でのナフタレンの特異的Diels-Alder反応、不活性芳香族分子の[2+2],[2+4]付加環化反応に関する実験データを得ていた。そこで平成22年度には、それらの研究成果を学術論文としてまとめた。これらの反応は、かご型錯体を用いない場合は全く進行せず、新奇反応の創出に成功したといえる。続いて、平成22年度の研究では、「かご型錯体内で起こる特異反応の熱力学的、速度論的解析」と「かご型錯体を用いたルテニウム2核錯体の反応制御」の2つをおこなった。解析の結果、新奇反応の創出の鍵が有機分子の包接状態(反応点の接近・固定)であることを実験的に明らかにした。また、この疎水ポケットを用いることで、ルテニウム2核錯体の反応性が変化することを見出した。本年度に得られた以上の成果により、新奇反応創出の足がかりができたと考えられる。今後、これらの成果をもとに更なる新奇反応を探索していく予定である。前年度の研究で、基質の包接状態(反応点の接近・固定)が特異反応を生み出すことための鍵であることを明らかにしていた。それを利用し、活性化エントロピー及び生成物のエナンチオ過剰率の制御という2つの研究成果を学術論文としてまとめた。これらに加えて、新たな試みとして、「かご型錯体を用いた2核ルテニウムカルボニル錯体の反応制御」を行った。これまでのかご型錯体を利用した特異反応は有機反応が主であった。

そのため、かご型錯体の利用を金属錯体の反応化学へと適応できれば幅広い展開が期待される。2核ルテニウムカルボニル錯体をかご型錯体1の内部空間に包接させたところ、2核錯体の構造がCis体に固定された。また、有機溶媒中で支配的に進行するルテニウム-ルテニウム結合の光解裂が完全に抑制され、2核構造が安定化されることを見出した。この成果を学術論文としてまとめた。上記の知見を活かし、空孔によって保護された2核ルテニウムカルボニル錯体の新規光反応を探索した。その結果、アルキン存在下で紫外光を照射することで、カルポニル配位子の脱離を伴う光アルキン付加反応を達成した。また、得られた付加体は反応中間体であり、かご型錯体の空孔によって安定化され、捕捉されていた。有機溶媒を用いて抽出したところ、アルキン炭素-カルボニル炭素間で結合をもつ2核構造へと構造変換を起こした。自然界では、自己集合によって形成されたタンパク質の疎水ポケットを利用して、水中で高効率かつ高選択的な有機反応(酵素反応)を行っている。一方、人工系では数多くのホスト化合物が合成されているものの、その内部ポケットを利用し、新奇反応を創出した例は少ない。今回用いる自己集合性かご型錯体は、内部に有機分子を複数包接できるだけの巨大な疎水ポケットをもち、通常の条件では進行しないような新奇反応をこれまでにも数多く生み出してきている。そこで本研究では、かご型錯体の疎水ポケットを用いた新奇反応の創出を目指す。これまでの研究で自己集合かご型錯体内では、2核ルテニウムカルボニル錯体の配座が固定され、光解裂を抑制できることを明らかにしていた。その知見を活かし、かご型錯体の疎水ポケットによって保護された2核ルテニウムカルボニル錯体の光アルキン付加反応を行った。通常、2核ルテニウムカルボニル錯体は光によって速やかに解裂反応を起こすため、一般的なアルキンとは付加反応を示さない。しかし、かご型錯体1内では光解裂反応が抑制されているため、カルボニル配位子の脱離を伴うアルキンの付加反応が選択的に進行した。すなわち、かご型錯体の疎水ポケットを用いることで通常では進行しない2核ルテニウムカルボニル錯体の光アルキン付加反応を達成した。さらに、得られたアルキン付加体はかご型錯体1の疎水ポケットによって安定化された反応中間体であり、有機溶媒を用いて抽出したところ速やかに構造変換を起こし最終生成物を与えることを明らかにした。この成果を学術論文としてまとめた(Angew. Chem. Int. Ed.誌に掲載)。上記のように、自己集合性かご型錯体1の疎水ポケットは2核金属錯体の反応性を制御するのに非常に適した空間であることが分かる。そこで次に、2核鉄錯体の反応性制御を行った。鉄錯体は同族のルテニウム、オスミウム錯体に比ベイオン半径が小さいため、配位子場分裂が小さく、熱的に不安定な錯体が多い。また、酸素等の酸化剤によって容易に酸化を受けるため、取り扱いが困難な化合物が多い。2核鉄カルボニル錯体をかご型錯体の疎水ポケットに包接させたところ、ルテニウム錯体と同様に配座が固定され、光解裂が抑制された。さらに、電気化学測定を行ったところ、疎水ポケット内では2核鉄カルボニル錯体の酸化電位が変化することが分かった。これは、12価の高いカチオン性をもつ自己集合性かご型錯体との静電反発を避けるため、2核鉄錯体の酸化電位が変化したと考えられる。
順応特性に基づく光学シースルー型HMDの知覚的ハイコントラスト化

本研究の目的は,拡張/複合現実感(AR/MR)用の光学シースルー型ヘッドマウンテッドディスプレイ(OST-HMD)における実シーン及び仮想物体間に生じるコントラスト差の不整合を,主にソフトウェア的および心理学的アプローチにより解決することである.本目的達成の研究課題として,(1)明/暗順応などの人の目の特性を考慮して利用者に気づかれないように外光遮蔽の減衰率を制御することにより,あたかもハードウェアの性能限界を超えて高輝度に仮想物体を知覚させる錯覚現象を確認し,(2)これを実時間制御するための外光遮蔽機構と疑似ハイコントラスト描画性能を備えるOST-HMDの試作・実証実験を通して,上記不整合解決法の実現可能性や限界を明らかにすることである.昨年度までに,OST-HMDの試作機の実装と心理物理学実験を通しての上記の錯覚現象の実証を終えたため,本年度は,この実証実験におけるデータ収集時の誤差の軽減方法について検討するとしていた.本年度は,就職先の決定に伴い研究終了時期が早まったため,それまでに,この検討を進めるとともに,周辺技術を含めた成果の国際会議への発表や論文誌への投稿に注力することとした.データ収集の精度を上げる方法として被験者に実務的な課題を与える方法を検討したが,実験中に,OST-HMDの実際の表示位置(焦点距離)と被験者が合わせる実環境までの焦点位置とのずれなどの問題が発生した.この問題解決の一方法として,複数枚のLEDパネルを用いる積層型ディスプレイによるライトフィールド・ディスプレイ(可変焦点ディスプレイ)を実装するなどして解決を図った.こうした結果はあくまで検討するに留まったが,ライトフィールドに関連した技術の論文誌への発表などの成果報告を行った.更に,周辺技術をまとめた英書の訳本を出版した.本研究の目的は,拡張/複合現実感(AR/MR)用の光学シースルー型ヘッドマウンテッドディスプレイ(OST-HMD)における実シーン及び仮想物体間に生じるコントラスト差の不整合を,主にソフトウェア的および心理学的アプローチにより解決することである.本目的達成の研究課題として,(1)明/暗順応などの人の目の特性を考慮して利用者に気づかれないように外光遮蔽の減衰率を制御することにより,あたかもハードウェアの性能限界を超えて高輝度に仮想物体を知覚させる錯覚現象を確認し,(2)これを実時間制御するための外光遮蔽機構と疑似ハイコントラスト描画性能を備えるOST-HMDの試作・実証実験を通して,上記不整合解決法の実現可能性や限界を明らかにすることを掲げていた.本年度は,市販のOST-HMDと3D映画観賞用の時分割液晶シャッタ方式の3D眼鏡を組み合わせ,液晶シャッタの遮光率をマイクロコンピュータを用いて制御する装置を開発し,これを試作機とした(2).この試作機を用い,上記の錯覚現象を心理物理学実験を通して確認した(1).この試作機と制御方法,そして実証実験の内容は英語論文としてまとめ,IEEE ISMARにポスターとして,当該研究分野のトップカンファレンスであるIEEE Virtual Realityにフルペーパーとして投稿し,両者とも採択された.この成果は,Gitを利用して公開した.また,この過程を通して,主に,試作機の構成,心理物理学実験の実施方法に関して取り組むべき課題を明らかにした.初年度は,当初の予定通り,必ずしも視覚の深い理解を必要としない比較的難易度の低い研究課題を中心に実施し全体のパスを通すことを優先した.また,その成果は,速報性を重視して2ページのポスター発表,そして,続く研究成果を国際会議や国際ジャーナルにて発表することを目標としていた.この観点から判断すれば,「研究実績の概要」に記した通り,現在までの進捗状況は順調である.研究計画にある3つの目標の内,まず「(1-1)錯覚現象の確認」は「研究実績の概要」の通り,実質的に達成された.次に「(2-1)実・仮想シーンの光量に基づく外光遮蔽率の制御」に関しては,照明制御(Illumination Shedding)に関する知見を基にして遮光率制御方法を設計することで実現した.シーンの模様や形状,シーンの明るさに関してのバリエーションは限定的であるものの,線形的に遮光率を変化させるだけの制御方法で(1-1)の錯覚現象が起きることが確認できた.ただし,現在の実証実験におけるデータ収集方法で誤差が発生しやすいと推測される過程が存在するため,改良が必要である.最後に「(3-1)外光遮蔽率に応じた仮想物体の疑似ハイコントラスト描画」に関しては,外光に応じて所望の明るさの仮想物体を描画する手法を検討することにあった.現状では,仮想物体の明るさはそのままに,実シーンからの光量を徐々に減らすことで,ユーザがあたかも仮想物体が明るくなったように感じる,という現象を確認するに留まっている.

つまり,具体的な明るさとユーザの回答との関連は未だ明らかになっていない.理由の一つは,外光の減光の過程で,もしくはその結果,仮想物体がどの程度の明るさに感じられるかは個人差が大きいためである.先述の通り,ユーザからの回答ベースで得られるデータの収集方法を改善することで精度を上げる必要があることが分かった.本研究の目的は,拡張/複合現実感(AR/MR)用の光学シースルー型ヘッドマウンテッドディスプレイ(OST-HMD)における実シーン及び仮想物体間に生じるコントラスト差の不整合を,主にソフトウェア的および心理学的アプローチにより解決することである.本目的達成の研究課題として,(1)明/暗順応などの人の目の特性を考慮して利用者に気づかれないように外光遮蔽の減衰率を制御することにより,あたかもハードウェアの性能限界を超えて高輝度に仮想物体を知覚させる錯覚現象を確認し,(2)これを実時間制御するための外光遮蔽機構と疑似ハイコントラスト描画性能を備えるOST-HMDの試作・実証実験を通して,上記不整合解決法の実現可能性や限界を明らかにすることである.昨年度までに,OST-HMDの試作機の実装と心理物理学実験を通しての上記の錯覚現象の実証を終えたため,本年度は,この実証実験におけるデータ収集時の誤差の軽減方法について検討するとしていた.本年度は,就職先の決定に伴い研究終了時期が早まったため,それまでに,この検討を進めるとともに,周辺技術を含めた成果の国際会議への発表や論文誌への投稿に注力することとした.データ収集の精度を上げる方法として被験者に実務的な課題を与える方法を検討したが,実験中に,OST-HMDの実際の表示位置(焦点距離)と被験者が合わせる実環境までの焦点位置とのずれなどの問題が発生した.この問題解決の一方法として,複数枚のLEDパネルを用いる積層型ディスプレイによるライトフィールド・ディスプレイ(可変焦点ディスプレイ)を実装するなどして解決を図った.こうした結果はあくまで検討するに留まったが,ライトフィールドに関連した技術の論文誌への発表などの成果報告を行った.更に,周辺技術をまとめた英書の訳本を出版した.次年度は「現在までの進捗状況」の報告にあるように,実証実験におけるデータ収集方法を改善することを最優先課題として取り組む.これにより,(3-1)の課題に取り組む.また,実験精度の向上が見られた場合,発展的課題として設定していた「(1-2)錯覚現象の発生条件の調査」「(2-2)順応状態の推定に基づく外光遮蔽率の制御」「(3-2)幾何光学較正と視線計測に基づく疑似ハイコントラスト描画」にも取り組むことで,より実践的,より発展的な課題の解決を目指す.ただし,優先課題は実験精度の向上と(3-1)であるため,もとより,その他の課題の優先順位よりも高いものとする.
DNAポリメラーゼの活性ペプチドをコードする遺伝子の単離と配列決定の研究

(1)新鮮な仔牛胸腺より、抗DNAポリメラーゼα単クローン性抗体(CL22-2-42B)をセファロースに結合した担体を用いて抗体カラムを作成したところ、充分な活性のある酵素標品が「DNAポリメラーゼα-プライマーゼ」複合体として得られ、DNAポリメラーゼαを蛋白化学的に分析するに足るだけの純度を持つ標品を初めて得ることが出来るようになった。また仔牛胸腺の「DNAポリメラーゼα-プライマーゼ」複合体は、従来より報告されているような複雑な複合体ではなく、分子量約15万のペプチドと55-53万のペプチドのみからなっていることが解った(Μ医学生物学研究所玉井克之所員との共同研究)。(2)精製した仔牛胸腺DNAポリメラーゼαの分子量約15万を示す活性ペプチドは、変性条件で電気泳動後転写したニトロセルロース膜上でもDNA結合活性を示すが、このペプチドを化学処理や蛋白質分解酵素で限定分解したところ分解産物のDNA結合活性は急速に弱まったので、DNAポリメラーゼα活性関連ドメインをDNA結合活性を指標に検出するのは困難であることが解った。(3)そこで、別の活性ドメイン検出法として、紫外線によるDNAポリメラーゼαと、鋳型プライマーとの架橋形成反応を用いて研究を進めた。この反応は、動物細胞DNAポリメラーゼαの性質を知る上でも興味あることなので、反応の至適条件や様々な鋳型DNAとの反応について検討した。その結果紫外線架橋反応を行う際の鋳型としては、仔子胸腺活性化DNA以外に合成DNAオリゴマーである【(dT)_(10)】【(dA)_(10)】が使えることが解ったので、架橋反応生成物を単離する際にDNA分解酵素による処理が不要となった。(4)現佐、分子量約15万ペプチドの、紫外線架橋反応で鋳型DNAと架橋される部分のアミノ酸配列の決定を、気相ペプチドシークエンサを用いて行なっている(愛知がんセンター田部一史博士との共同研究)。
算術的準結晶の幾何学

本研究では、を一般化した和公式が成立するような離散集合を準結晶と呼ぶことにして、1次の合同式を満たすという意味で算術的に定義される離散集合を考察し、それが準結晶になるかどうかを問う。さらに、テスト関数に制限を設けたときに成り立つ一般化されたポアソンの和公式を考えることにより、より広いクラスの離散集合に対して「弱」準結晶の概念を定式化できる。研究代表者によるこれまでの研究で、原始的格子点の集合は弱準結晶であることが示されている。この事実を、さらに一般的な離散集合に対しても拡張したい。
TALEを利用したカイコにおける遺伝子抑制技術の開発

本研究はゲノム編集技術の一つであるTALENを応用し、カイコで遺伝子の発現制御を行うことを目的とする。カイコではRNAiによる遺伝子ノックダウンを行うことが困難であり、その代替技術としてTALENの制限酵素部位FokIと転写抑制因子のリプレッサードメインとを差し替えたTALERタンパク質が利用可能かどうかを明らかにする。H28年度は標的遺伝子の選定を行い、後部絹糸腺で発現する絹タンパク質遺伝子h-fibroin(h-fib)およびその発現を制御する転写制御遺伝子Arrowhead(Awh)の2つを標的とすることとした。h-fibおよびAwh遺伝子のプロモーター部位のゲノムシーケンスを、組換えカイコ系統を樹立する白C系統より決定し、それらを標的とするTALENを構築した。続いて、ショウジョウバエの転写抑制遺伝子hairyのカイコホモログを検索し、BGIBMGA005390が該当することを見出した。当該遺伝子の転写抑制ドメインを単離し、TALENのFokIと差し替えてTALERを構築した。このTALERをUASベクターに挿入し、カイコに導入するためのコンストラクトとした。H29年度は上記コンストラクトをカイコ初期胚に注射し、強制発現系統の作出を進めた。h-fib遺伝子のプロモーターを標的とするTALERのUAS系統について1系統得ることができ、後部絹糸腺でGAL4を発現するAyFib-431a系統と交配し強制発現を行った。導入したコンストラクトの発現確認を行うために、後部絹糸腺からRNAを抽出してhairyに対するプライマーでRT-PCRを行い、確かにコンストラクトが発現していることが確認された。H30年度はH29年度に作出した系統についてh-fib遺伝子の発現をRT-PCRにより解析した。その結果、h-fib遺伝子の発現抑制は起こっていないことが明らかになった。カイコではRNAiによる遺伝子ノックダウンを行うことが著しく困難であることから、その代替技術としてTALENの制限酵素部位FokIと転写抑制因子のリプレッサードメインとを差し替えたTALERタンパク質が利用可能かどうかを明らかにする。H28年度はまず標的遺伝子の選定を行い、後部絹糸腺で発現する絹タンパク質遺伝子h-fibroinおよびその発現を制御する転写制御遺伝子Arrowheadの2つを標的とすることとした。カイコで樹立されているGAL4系統AyFib-431aは、後部絹糸腺で幼虫の初期の段階からGAL4を発現しており、この系統を用いることで後部絹糸腺で効率よく遺伝子抑制を行うことができるものと見込まれる。h-fibroinおよびArrowhead遺伝子のプロモーター部位のゲノムシーケンスを、組換えカイコ系統を樹立する白C系統より決定し、それらを標的とするTALENを構築した。続いて、ショウジョウバエで遺伝子発現抑制に用いられている転写抑制遺伝子hairyのカイコホモログを検索し、BGIBMGA005390がそれに該当することを見出した。BGIBMGA005390の転写抑制ドメインを単離し、上記で作出したTALENのFokIと差し替えてTALERを構築した。次年度は、このコンストラクトをカイコに注入し組換えカイコ系統を作出することを計画している。標的ゲノム部位の配列の決定や、TALER発現コンストラクトの作製は問題なく進んでおり、予定通り進捗していると言ってよい。本研究はゲノム編集技術の一つであるTALENを応用し、カイコで遺伝子の発現制御、とりわけ標的遺伝子の発現抑制を行うことを目的とする。H29年度はH28年度に構築した遺伝子組換えカイコ用のコンストラクトをカイコ初期胚に注射し、強制発現系統の作出を進めた。その結果、h-fibroin遺伝子のプロモーターを標的とするTALERについてはUAS系統を1系統得ることができた。得られた系統を後部絹糸腺でGAL4を発現するAyFib-431a系統と交配し、後部絹糸腺での強制発現を行った。導入したコンストラクトが発現しているかどうかを確認するために、コントロール系統および強制発現系統の後部絹糸腺からRNAを抽出しhairyに対するプライマーでRT-PCRを行ったところ、強制発現系統のみで確かに導入したコンストラクトが発現していることが確認された。H30年度はこの系統についてh-fibroin遺伝子の発現抑制が起きているかどうかを明らかにする。また、Awhを標的としたTALERを発現させるための系統についてはまだ系統作出には至っていないので、こちらの方も合わせて進めることを計画している。TALER系統は、h-fib遺伝子についてはすでに強制発現系統ができており、導入コンストラクトの発現も確認しているので予定通り進捗していると言える。Awh遺伝子については現在鋭意系統作出を進めているところである。

H28年度は標的遺伝子の選定を行い、後部絹糸腺で発現する絹タンパク質遺伝子h-fibroin(h-fib)およびその発現を制御する転写制御遺伝子Arrowhead(Awh)の2つを標的とすることとした。h-fibおよびAwh遺伝子のプロモーター部位のゲノムシーケンスを、組換えカイコ系統を樹立する白C系統より決定し、それらを標的とするTALENを構築した。続いて、ショウジョウバエの転写抑制遺伝子hairyのカイコホモログを検索し、BGIBMGA005390が該当することを見出した。当該遺伝子の転写抑制ドメインを単離し、TALENのFokIと差し替えてTALERを構築した。このTALERをUASベクターに挿入し、カイコに導入するためのコンストラクトとした。H29年度は上記コンストラクトをカイコ初期胚に注射し、強制発現系統の作出を進めた。h-fib遺伝子のプロモーターを標的とするTALERのUAS系統について1系統得ることができ、後部絹糸腺でGAL4を発現するAyFib-431a系統と交配し強制発現を行った。導入したコンストラクトの発現確認を行うために、後部絹糸腺からRNAを抽出してhairyに対するプライマーでRT-PCRを行い、確かにコンストラクトが発現していることが確認された。H30年度はH29年度に作出した系統についてh-fib遺伝子の発現をRT-PCRにより解析した。その結果、h-fib遺伝子の発現抑制は起こっていないことが明らかになった。TALERを発現するUAS系統が作出できたら、AyFib-431a系統と交配して後部絹糸腺でTALERを発現させ、h-fibroin遺伝子あるいはAwh遺伝子の発現抑制が起こっているのかどうかを明らかにする予定である。作出した強制発現個体についてh-fibroin遺伝子あるいはAwh遺伝子の発現を解析し標的遺伝子の発現抑制が起こっているのかどうかを明らかにする。当所の予定よりも安価で購入できた物品等が存在したため。当初の予定よりも安価で購入できた物品等が存在したため。遺伝子の発現抑制を確認するためのPCRポリメラーゼ、プライマー等、分子生物学実験用の試薬や消耗品を購入することを計画している。試薬の購入等に充てる予定である。
貯水施設および基礎の可視化型健全性監視技術の開発

農業水利施設を始めとする構造物についてはその老朽化や地震、豪雨等の外力に対する予防保全的な対策が必要である。そのためには適切な対策法とその時期を判断するための診断技術が必要である。大型の貯水施設に関しては、その構造物本体だけではなく、基礎やその接合部における健全性を評価することが重要である。しかし従来技術では構造物本体や周辺の地盤の診断は可能であるが、その接合部部分については、原位置診断が困難であった。そこで、電磁波や弾性波による可視化技術の応用によって、この領域の物性値を高分解能で可視化し、また長期供用時や大規模地震後等に想定される変化を高感度で検出する技術の開発を行なう。25年度は構造物および基礎とその接合部の一部を包囲するように設置された観測孔を用いて、電磁波探査および弾性波探査による複合的な高分解能トモグラフィを実施した。これとボーリングコアデータとの比較により強度や透水性等の健全性に関わる物性値分布の評価を行った。また研究対象となるダム施設を選定し、現地踏査や地質資料および貯水位、間隙水圧データ、地震計データなどの基礎的な資料についても収集を行なった。また構造物と基礎および接合部の相互作用の全体的な振動モードの評価のために常時微動、地震動観測等をノートPCと振動計測モジュール、計測制御用ソフトウェア等から構成されるシステムを構築し、一定期間観測データを取得して、基礎的な振動特性の把握を行なった。一方で地質条件明らかとなっており、複数のボーリング観測孔が既に設置された、理想的な条件の野外試験フィールドを選定した。この試験地において、提案する計測技術について基礎的な検討を行うことが可能となるよう、基礎的試験(物性値評価試験等)を実施した。上記の現地調査、野外基礎的試験の結果をもとに、農工研内の実験施設において現地を模した1/101/20の実験模型を作成した。模型内の弾性波の伝播速度等の基礎的物性値については、コア試料試験によってあらかじめ把握した。このような模型に対して電磁波探査、弾性波探査を実施する。ただし、現地を想定した上でスケールを小さくした模型を対象とした実験であるため、実際の現地で用いる波長よりも1/10あるいはそれ以下のものを用いた。光技術を用いた計測センサの同時多点計測化に向けた研究について着手し、基礎的な性能試験について分担者とともに実施した。研究成果について、米国地球惑星物理学連合等を含む国内外の学会で発表を行なうとともに、研究協力者であるスタンフォード大学Nori Nakata氏等と打ち合わせを行った。平成26年度は、物理探査による構造物・基礎詳細調査の際に技術障壁となる送受信機配置の制約を克服するために、地震波干渉法等のRedatuming(データ再構成)の概念に基づく、現実的かつ汎用的な計測条件の元で物性値の評価とその空間分布の可視化を行なう技術の開発を行なった。研究開発にあたり、昨年度までに選定した現地実証試験地区において、構造物と基礎および接合部の相互作用の全体的な振動モードの評価のために常時微動、地震動観測等の基礎的な調査観測を行ってきたが、最終的な実証試験の高品質な基礎資料の収集のため、引き続きこれを発展的に継続した。これらの研究成果のうち基礎的な技術については特許登録されるとともに一報の論文として公表された。電磁波および弾性波探査について、実際のダム現場において現地調査を実施するとともに、それを参考にして室内実験においても提案手法の検証を行えるよう模型の整備を行なった。これらの数値実験および室内実験の結果をもとに、提案手法を現地適用する際に必要となる計測装置および解析技術の基本的な設計を行い最終年度における野外実証試験の計画を立案した。分担者である東北大学東北アジア研究センター教授佐藤源之研究室においては、昨年度より検討を行ってきた国内外の現地試験地において土壌の電磁気物性に関する基礎的な調査を行うとともに、電磁波干渉法を現地で実現するための光電解センサを中心としたボアホール内同時計測センサの設計試作を行うとともにその性能の基礎的な試験を行った。提案する手法の理論および基礎的な実験成果については、国際学会(米国地球物理学連合)も含めた国内外における学会において発表を行うとともに、スタンフォード大の研究協力者らと論文執筆に向けた打ち合わせを行った。昨年度まで基本的な振動特性など諸元に関する調査を行ってきた現地構造物試験地について、電磁波探査、弾性波探査の現地適用を実施するとともに、構物・地盤およびその接合部の強度や透水性に関わる物性値分布との比較検討を行うことにより妥当性の検証を行なった。また研究所内の実験施設において現地での試験を想定して、実験模型を作成するとともに、このような模型に対して実際の現地での電磁波探査、弾性波探査を模擬した実験を実施した。特に地盤、構造物内の間隙構造や水分および強度の変化を高感度、高分解能に検出する技術の開発を目的とした基礎的試験を実施した。以上の結果を元に現在まで開発を行なってきた技術について、理論的な展開を整理するとともに数値実験を行った後に、実際の野外計測および室内実験における実計測データへの適用を図ることによって実証試験を行なった。普及可能な技術とするためには、野外でも数点以上の同時多点モニタリングを可能にする技術が必要であり、また耐久性、耐候性に優れるため野外での中長期的な運用も必要である。そこで構造物・基礎の診断に適したシステムの構築のために光センシング技術の適用可能性を検証した。またアレイ型アンテナを導入した同時多点電磁波計測技術とその解析により、高透水性地盤中に発生する浸透流を定量的かつシームレス(連続的)に評価監視できることを実証した。

以上の結果をもとに、貯水施設および基礎とその接合部に関して、長期供用時や大規模地震後等に想定される変状を高感度で検出する新たな技術の開発を行なった。農業水利施設を始めとする構造物についてはその老朽化や地震、豪雨等の外力に対する予防保全的な対策が必要である。そのためには適切な対策法とその時期を判断するための診断技術が必要である。大型の貯水施設に関しては、その構造物本体だけではなく、基礎やその接合部における健全性を評価することが重要である。しかし従来技術では構造物本体や周辺の地盤の診断は可能であるが、その接合部部分については、原位置診断が困難であった。そこで、電磁波や弾性波による可視化技術の応用によって、この領域の物性値を高分解能で可視化し、また長期供用時や大規模地震後等に想定される変化を高感度で検出する技術の開発を行なう。本研究は弾性波および電磁波を用いた物理探査について、構造物および基礎の診断に適した高分解能・高感度の技術を開発するために、計測システムおよび解析技術の開発を行なうとともに、室内・施設内実験および現地適用試験を行なうものである。本年度は研究分担者の東北大学を中心に計測システムの開発と基本性能の把握を行なうとともに、数値実験とその解析を行なうコードの作成を行なった。また実際の貯水池堤体の現地適用試験地において、電磁波探査、弾性波探査の適用を開始するとともに、開発手法の検証を行なうための室内実験模型および装置の作製を行なった。以上のように研究内容全てにおいて、当初予定通りの進捗をみることができた。また一部成果については米国地球物理学連合(American Goephysical Union)において発表するとともに、今後の本課題の研究推進について国内外の研究協力者と協議することができた。以上のように、本年度内に予定していた現地調査、野外試験、室内実験等について、課題提案当初の計画内容に基づき順調に実施することができたこと、またその研究内容について特許登録および論文公表含めて一定の成果を公表することができたことから、おおむね順調に進展しているものと判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。農業土木現在まで基礎的な諸元に関する調査を行ってきた現地試験地について、電磁波探査、弾性波探査の現地適用を実施するとともに、構物・地盤およびその接合部の強度や透水性に関わる物性値分布との比較検討を行うことにより妥当性の検証を行なう。また農工研内の実験施設において現地での試験を想定して、実験模型を作成するとともに、このような模型に対して実際の現地での電磁波探査、弾性波探査を模擬した実験を実施する。特に地盤、構造物内の間隙構造や水分および強度の変化を高感度、高分解能に検出する技術の開発を目的とした基礎的試験を実施する。以上の結果を元に現在まで開発を行なってきた技術について、理論的な展開を整理するとともに数値実験を行った後に、実際の野外計測および室内実験における実計測データへの適用を図ることによって実証試験を行なう。
グラフ論、離散最適化とその応用

グラフ論、離散最適化、計算幾何学の諸分野に渡る本研究の研究成果の概要を以下に示す。計算幾何学の分野の直線成分の抽出問題では従来用いられてきたハフ変換の性能の限界を理論的に示し,理論的に最適な方法を提案した。画像の等高線表現では、整数格子の性質を研究し、グラフ論、離散最適化を適用した問題解決法を提案した。ディジタルハーフトーニングを数学的最適化問題として定義し,ある種の測度を基礎にした実数要素行列の整数要素行列への変換法を導入することにより、ある制約のもとで効率よく実行できるアルゴリズムの開発に成功した。離散最適化の分野では有向グラフの一般化として双向グラフを定義し、双向グラフ上で安定集合問題の一般化を定式化した。クローフリーグラフの最大重み独立集合を求めるMintyのアルゴリズムの訂正版を提案した。離散凸解析における重要な基本問題の一つであるM-凸関数の最小化問題に対する新しい多項式時間アルゴリズムを提案した。グラフの距離構造についてはk-辺ワイド直径はグラフの直径のk次式のオーダーであることを示した。グクフの連結度については先行の結果を含むk-可縮辺の存在を保証するより一般的な禁止部分グラフ条件を示した。5-可縮臨界グラフでは少なくともその1/5の頂点が次数5であること、6-可縮臨界グラフでは少なくともその1/7の頂点が次数6であることを示した。与えられた任意のグラフをその誘導部分グラフに含む5-可縮臨界グラフの存在を示した。極値グラフ理論の分野では新しい擬確率的手法を開発して当該分野の基本定理であるErdos-Stoneの拡張、Bollobas-Kohayakawa予想を肯定的に解決した。グラフを同型な部分グラフで敷き詰めることができるための次数条件を述べたAlon-Yusterの定理を必ずしも同型でない部分グラフの場合に拡張し、長年未解決であったEl-Zahar予想など多くの定理、予想を近似的に含む一般的な結果を得た。以下に本研究の本年度における実績の概要を示す。グラフ論、離散最適化、計算幾何学は一見無関係に思われる分野にも積極的に応用されている。その応用分野として具体的には、以下の領域分割問題、直線成分の抽出問題、画像の等高線表現について研究した。領域分割においては対象物の領域と背景を最適に分離する境界線を求める問題を解く多項式時間のアルゴリズムを開発するとともに、その性能を実験的に評価した。直線成分の抽出問題では従来用いられてきたハフ変換の性能の限界を理論的に示し、理論的に最適な方法を提案した。従来の等高線表現ではその応用として画像の自然な拡大と回転を行う方法を提案した。また、従来の計算幾何学は連続平面を対象とすることが多かったが、離散平面上で定義されるディジタル幾何学の問題に対して、整数格子の性質を研究し、グラフ論、離散最適化を適用した問題解決法を提案した。有向グラフの一般化として双向グラフを定義し、双向グラフ上で安定集合問題の一般化を安定化した。さらに与えられた双向グラフが三角化双向グラフである場合には、一般化安定集合問題が辺数に比例した時間、すなわち線形時間で解けることを示した。さらにこの線形時間解法を利用した厳密解法も提案した。グラフの距離構造については特にワイド直径、辺ワイド直径について研究し、ワイド直径とグラフに含まれるfan構造の大きさについての評価を与え、また、ワイド直径はグラフの直径に依存しないのに対してk-辺ワイド直径はグラフの直径のk次式のオーダーであることを示した。

グラフの連結度については特にk-可縮辺の存在を保証する禁止部分グラフ条件について研究し、この分野で先駆をなしたThomassenの結果を含む定理を示した。以下に本研究の本年度における実績の概要を示す。グラフ論、離散最適化、計算幾何学は一見無関係に思われる分野にも積極的に応用されている。その応用分野として画像の等高線表現について研究した。画像は各画素の明るさの情報を表す行列の形で表現されるのが一般的であるが,画素の明るさをその位置における標高と見なすと地形図と同等に扱える.地形図と同様に画像を等高線の集合として表現する方法を従来の行列表現と様々な応用の角度から比較検討し、等高線表現の効率の良い求め方とデータの蓄え方を提案した。グラフ論、離散最適化を等高線表現に適用し、画像修復の問題解決法を提案した。有向グラフの一般化である双向グラフ上で一般化安定集合問題を研究した。三角化双向グラフの一般化安定集合問題に対する線形時間アルゴリズムを提案した。また、クローフリーグラフの最大重み独立集合を求めるMintyのアルゴリズムの訂正版を提案した。グラフの距離構造についてはワイド直径とグラフに含まれるFan、閉路等の構造の大きさについての評価を与えた。グラフのk-可縮辺の存在を保証する禁止部分グラフ条件について研究し、この分野で先駆をなしたThomassenの結果や最近の河原林の結果を含むより一般的な定理を示した。また、5-可縮臨界グラフの各頂点には次数5の頂点が隣接することを示し、その帰結として5-可縮臨界グラフでは少なくともその1/5の頂点が次数5であることを示した。さらに、与えられた任意のグラフをその誘導部分グラフに含む5-可縮臨界グラフの存在を示した。この結果は一部の研究者の予想に反し、5-可縮臨界グラフの特徴付けが4-可縮臨界グラフの場合のようには容易でないことを示唆するものである。計算幾何学分野における本研究では画像処理分野の濃淡画像を白黒2値画像で近似する問題(ディジタルハーフトーニング)を取り上げた。ここでは従来の手法と全く異なる切り口でこの問題に接近し、ディジタルハーフトーニングを数学的最適化問題として定義し、ある種の測度を基礎にした実数要素行列の整数要素行列への変換法を導入することにより、ある制約の下ではディジタルハーフトーニングを効率よく実行できるアルゴリズムの開発に成功した。M-凸関数はマトロイド構造を有する離散的な非線形関数で離散最適化問題の効率的なアルゴリズムでは多くの場合基本的役割をはたしてきた。離散最適化分野における本研究での成果として離散凸解析における重要な基本問題の一つであるM-凸関数の最小化問題に対する新しい多項式時間アルゴリズムを提案した。グラフ論分野においては昨年の5-可縮臨界グラフの次数5の頂点の分布に関する研究に引き続き、6-可縮臨界グラフを調べ、6-可縮臨界グラフでは少なくともその1/7の頂点が次数6であることを示した。
補酵素を必要としないモノマー重合酵素の創製

モノマー重合酵素はその反応にアセチルCoAなどの補酵素を必要とするものが多い。本研究では補酵素を必要としないモノマー重合酵素の開発を行った。タンパク質発現系を構築し、またそれを表層提示系に拡張することに成功した。しかし、その酵素の活性は不十分であり、タンパク質改変にはさらなる検討が必要であることが示された。今後は発現系の最適化と人工進化系を組み合わせることで、新たな酵素を作り出すことができると期待される。乳酸を重合してできるポリ乳酸、及びヒドロキシアルカン酸が重合したPHAは、現在最も生産され実用化に近いバイオプラスチックである。これらはいずれもモノマーである乳酸及びヒドロキシアルカン酸に対し、それぞれCoAをアシル供与体として活性化し、その後それぞれの重合酵素が重合することでポリマーが生成する。本研究では、この重合酵素のCoA依存性の低減を試みた。ベースとなる酵素はすでに報告例があるPseudomonas由来PhaCを用いる。この酵素は立体構造が解けていないものの、予想されるactive siteの3アミノ酸はすでに判明している。この酵素を用いた表層提示系の構築を行った。まず始めに、このPhaCの大腸菌発現系を構築した。発現ベクターに目的遺伝子をクローニングし、大腸菌へ導入した。得られた改変株をLB培地で培養後、菌体を処理してウスタンブロッティングでその発現を確認した。その結果、発現量は若干低いものの大腸菌での発現を確認できた。続いて、この酵素に適した細胞表層提示系の構築を進めた。これまで得られているアンカータンパク質ライブラリの中から適しているであろうと予想されるものをいくつかピックアップし、この酵素と遺伝子レベルで融合させた発現ベクターを構築中である。活性に対してN末端融合とC末端融合の両方が影響を与える可能性が示唆されるため、両方のアンカータンパク質を用いている。また、変異導入箇所についても候補を選択し、変異ベクター及び変異株の作成を進めているところである。発現系の構築及び細胞表層系の構築の両方が予定通り進んでいるため、おおむね順調に進展している。本年度も昨年度に引き続き、乳酸モノマーに対して重合する酵素について検討を進めた。乳酸を重合してできるポリ乳酸及びヒドロキシアルカン酸が重合したPHAは現在最も生産されており実用化に近いバイオプラスチックである。これらはいずれもモノマーである乳酸及びヒドロキシアルカン酸に対し、それぞれCoAをアシル供与体として活性化し、その後それぞれの重合酵素がはたらくことでポリマーを合成する。昨年度に見出した重合酵素PhaCを乳酸菌で発現するベクターを構築し、乳酸菌で発現させた。大腸菌と異なり、乳酸菌では発現が確認できず、プロモータや分泌シグナル等を変えて検討を進めたが、十分な発現量を得ることができなかった。乳酸菌における表層提示系の構築も並行して進めたが、アンカータンパク質との融合による表層提示の効果は見られなかった。これはベースとなる発現が弱いことに起因すると考えられる。一方で、大腸菌を用いた表層提示系の構築も並行して進めた。これまでのアンカータンパク質を用いて表層提示させたところ、その発現量が低下する傾向にあった。そこでこの酵素に適したアンカータンパク質の検討を行った。このアンカータンパク質の検討により、表層提示の効率を向上させることができた。さらにこの提示した酵素の酵素活性について検討したところ、酵素活性を検出するための条件を見出すことができなかった。おそらく基質のアクセシビリティに起因するものと考えられるため、さらなる表層提示系の改良が必要である。構築中の表層提示系を用いて変異導入株の評価を行い、新たな変異体を取得するよう研究をすすめる予定である。生物化学工学研究が順調に進み、当初の予定よりもアンカータンパク質を多種類選択したほうがよいことが判明したため発現系の種類を多少増やした。そのために幾分かの増額が必要となった。研究が多少前倒しで進んでいるため、次年度も予定通り消耗品および成果発表にあてる予定である。
ヒューマノイド骨格をモデルに用いた身体動作動詞のメタ意味論

ヒト言語の起源説の中に、仕草が音声言語の発達を促したのではないかという仮説がある。この仮説の有効性は手話をみればよく理解できる。本研究では、骨格と関節の構造体から構成した統語木に、ラムダ計算を用いた構成的意味論を構築する。これにより、各関節の動きを姿勢の連続を表す木表示上に運動分布(動きの有無)を意味表示することができる。この「動作文法」によって、統語構造は単純だが、意味的内容は豊かな文法が得られる。コミュニケーションの主たる目的が意味の伝達にあることに鑑みると、これは極めて自然に見える。この観点から言語進化を眺めることで言語のための文法(の統語論と意味論)の本質と特徴を考察してゆきたい。
出土資料からみた北シリア、ユーフラテス川流域のヘレニズム時代以降の埋葬文化

北シリアのユーフラテス川中流域は、前1世紀頃から後8世紀にかけて、西のローマ帝国・東ローマに対して、東のアルサケス朝パルティア、サーサーン朝ペルシアなどの大国間の境界域であった。さらに周辺の都市国家も含めて常に勢力争いの場であった。それを示す様に多種類の埋葬施設が点在する。本研究では古代オリエント博物館が197480年にシリア現地にて実施した発掘調査の再検討とシリア政府から正式に日本に部分分与された資料の再調査をもとに、民族、文化が交錯する地における埋葬文化の特徴を明らかにし、制度や文化の共存、伝播の実態を検討する。研究成果とともに日本所在のシリア出土資料の展示公開も大きな目標とする。