hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘミメチル化ＤＮＡを認識する人工蛋白質を用いたメチル化維持挙動の検出と制御

DNAのメチル化はCpG配列上のシトシンに多く存在し、塩基配列の変化を伴わずに遺伝子機能を制御するエピジェネティクス機構であり、細胞の発生、分化の制御や細胞の老化や癌化に密接に関連している。DNAのメチル化維持機構の詳細は完全には解明されておらず、DNA複製時における片鎖のみがメチル化された非対称な“ヘミメチル化"二本鎖DNAの生成から消失挙動の解明はエピジェネティクス研究に重要な知見を与えると考えられる。本研究はヘミメチル化DNAの検出技術を開発することを目的として、これを認識する人工蛋白質・ペプチドを作製しDNAとの相互作用を検討した。DNAメチル化・非メチル化のパターンは細胞分裂のサイクルを通してDNA複製時にも忠実に継承・維持されているが、メチル化維持機構の詳細は完全には解明されておらず、DNA複製時における片鎖のみがメチル化された非対称な“ヘミメチル化"二本鎖DNAの生成から消失挙動の解明はエピジェネティクス研究に重要な知見を与えると考えられる。本研究は、ヘミメチル化DNAをターゲットとし、これを認識する人工蛋白質・ペプチドを作製し、ヘミメチル化DNAの検出技術を開発することを目的とする。前年度は分子モデリング計算を用いてヘミメチル化CpG配列を認識するアミノ酸を設計し、得られたペプチドが天然型と同様にフォールディング構造を形成することを確認した。H25年度は得られたペプチドを用いてDNAとの相互作用を検討した。フリップアウトしたメチルシトシン塩基との相互作用、あるいは、フリップアウトによって生じたスペースへの挿入と二重鎖DNAの塩基との相互作用を狙い、疎水性アミノ酸残基を導入したペプチドを作製した。ゲルシフト実験によりペプチドとDNAとの親和性を評価した結果、疎水性アミノ酸残基を有するペプチドはメチルシトシンとシトシンを識別することが示された。さらに、メチルシトシンとの親和性は分子モデリング計算による分子設計から予測されたように、疎水性アミノ酸残基側鎖のサイズと形状に依存することが明らかとなった。H24年度は、DNA-ヘミメチル化DNA結合タンパク質複合体の構造を基に、ヘミメチル化CpG配列を認識するアミノ酸を分子モデリング計算を用いて設計した。メチルシトシンのメチル基およびDNAのリン酸ジエステルとの相互作用から、チロシンおよびリン酸化チロシンを用いることとした。基本骨格候補の蛋白質のうち、まずは、より分子量が小さく作製が容易なペプチドを用いて分光学的特性を検討した結果、変異アミノ酸を導入しても天然型と同様にフォールディング構造を形成することを確認した。また、生体内のメチルシトシン脱メチル化プロセスにおいて、メチルシトシン酸化誘導体であるヒドロキシメチルシトシンが重要な役割を担っていることが近年報告されており、ヒドロキシメチルシトシンとの識別も重要と考えられる。上記ペプチドを用いてメチルシトシンとヒドロキシメチルシトシンに対する親和性を検討した結果、該ペプチドはメチルシトシン、ヒドロキシメチルシトシン各々に対して異なる親和性を示し、両者の識別が可能であることが示された。

前年度はペプチドとメチルシトシンとの相互作用を検討し、疎水性アミノ酸残基を有するペプチドがメチルシトシンとシトシンを識別すること、および疎水性アミノ酸残基側鎖のサイズと形状がメチルシトシンとの相互作用に影響を与えていることを見出した。H26年度は、前年度の結果をフィードバックして、人工蛋白質・ペプチドの分子設計を再検討し、人工蛋白質、ペプチドの機能向上を図った。作製が容易なペプチドを用いてヘミメチル化DNAとの相互作用を検討した結果、疎水性アミノ酸残基を有するペプチドは、メチル化DNAとヘミメチル化DNAに対して異なる親和性を示し、両者を識別することを確認した。さらに、当該ペプチドは非メチル化DNAに対しては、親和性が大きく低下することも確認された。以上の結果から、本研究のペプチドは、メチル化、ヘミメチル化、非メチル化DNAを識別可能なことが明らかとなった。生体関連化学H25年度は、前年度の分子設計を基にペプチドを作製し、DNAとの相互作用を検討した。得られた結果を分子設計にフィードバックして、人工蛋白質・ペプチドの再設計、およびDNAとの相互作用解析を行い、おおむね当初の研究計画通りに進行していると考えている。H24年度はヘミメチル化DNAを認識する人工蛋白質・ペプチドの設計を行い、作製したペプチドの物性について検討を行った。現在、得られた結果を分子設計にフィードバックして、人工蛋白質・ペプチドの再設計、およびDNAとの相互作用解析に取り組んでおり、おおむね当初の研究計画通りに進行していると考えている。H25年度は主として、前年度から得たペプチドとDNAとの相互作用を検討した。H26年度はH25年度の結果をフィードバックして人工蛋白質・ペプチドの機能向上を行う。具体的には、1) DNA親和性の向上、2) DNAに配列特異的に結合するドメインを利用したヘミメチル化CG周辺配列に対する特異性の付与、を検討する。さらに、これらの人工タンパク質・ペプチドを細胞に導入し、ヘミメチル化DNAの検出方法の開発とその応用展開を検討する。H24年度は主として、人工蛋白質・ペプチドの分子設計とその物性について検討したが、H25年度は本検討から得た人工蛋白質・ペプチドとDNAとの相互作用を詳細に検討する。具体的には、ゲルシフト実験や蛍光色素やナノ粒子等のラベルを導入した人工蛋白質・ペプチドとゲノムDNAを用いて蛍光測定を行う。各実験から標的DNAとの相互作用を定量化し、評価する。併せて、NMR等の分光学測定から構造や相互作用に関する知見を得て分子設計にフィードバックし、人工蛋白質の機能向上を図る。H25年度は実験から得られた結果を分子設計にフィードバックして、人工蛋白質・ペプチドの再設計を行ったが、新しい知見が得られたため当該部分の研究実施計画を延長して次年度(H26年度)も引き続き再設計と改良を行っていくこととした。これらの人工蛋白質・ペプチドの特性を定量的かつ正確に比較・評価するためには、まとめて同時に実施することが要求される実験があるため、これは次年度にまとめて評価することとし、分子設計の改良および評価に使用予定であった未使用金額を来年度の当該実験に使用する。
ポリエステル/セルロースブレンドフィルムの酵素分解

新規な生分解性高分子ブレンドフィルムの開発を目的として、各種組成のポリ-L-乳酸(PLLA)/セルロースブレンドフィルムを調製し、そのキャラクタリゼーションを行うとともに、組成と酵素分解性との関連について検討した。ブレンドフィルムはトリフオロ酢酸溶液からキャストして調製した。得られたブレンドフィルムは均一であり、100/0(PLLA/セルロース)フィルムが乳白色不透明、90/10フィルムが半透明、その他の組成は透明であった。0/100フィルムのIR測定からセルロースの水酸基がトリフロアセチル化されていることが判明した。また、フッ素の元素分析から求めた置換度は0.98であった。溶融急冷したブレンドフィルムのDSC曲線にはガラス転移温度が観察され、セルロース成分の増加にともない次第に低下した。融点はセルロース成分の増加によってもほとんど変化せず、この系は非相容であることが示唆された。X線分析ではDSCの結果に対応して100/0フィルムのみが高結晶性を示したがセルロース成分の増加にともなって急激に低下することが判明した。プロティナーゼKによる酵素分解性は90/10、75/25フィルムでは顕著に向上し、結晶性の低下の影響がみられた。一方、セルラーゼは0/100フィルムにおいてのみ酵素の効果が大きく、PLLA成分のブレンドにより酵素分解性が顕著に低下した。また、バッファ溶液での重量損失はセルロース成分の増加にともなって大きく増加した。この重量損失は分解後のフィルムにフッ素がほとんど存在しなかったことから、トリフルオロアセチル基の加水分解およびそれに伴うセルロースの分解のためと推定された。
都市システムにおける基礎的単位の研究

都市システムを考える基礎的な単位として、人やものの移動を取り上げることとし、数学的には2次元における2点のペアを単位とし、都市平面を再考察した。平成4年度の成果としては以下のものが挙げられる。1)一般的な多角形の領域で近似的ではあるが距離分布を求めることができた。昨年度からの課題である。これを求めるときの2つの方法:近似型、ハイブリット型を比較すると、いまのところ近似型の方が扱いやすいということが判明した。2)上記の方法で関東地方の平野部分の距離分布を求めると、近似的には正方形の分布と非常に似ていることが判明した。また日本列島全体についてこれを求めると、長方形で十分近似できることがやはり明らかになった。3)領域に鉄道を入れた場合、すなわち一般的に2種類の交通機関を入れた場合の距離の分布を求めることができるようになったので、これを用いて高速交通機関の役割をある程度明らかにした。しかし、不定形の領域については問題も残っている。4)上記3)についてさらに追及するのが今後の課題であるが、その際の見通しについてかなり明らかになったと考えられる。都市システムを考える基礎的な単位として人やものの移動を取り上げることとし、数学的には2次元における2点のペアを単位とし、都市平面を再考察した。平成3年度の成果としては以下のようなものが挙げられる。1)一般形(多角形)の領域で近似的にではあるが、距離分布を求めることができた。特に領域が分離したもののあつまりでも求められることがわかった。2)距離分布が最もシンプルで美しいのは、地球のような球の表面における分布であり、これがサインカ-ブに従うことが明らかにされた。現実の地球上の動きは、すべてこの分布のサブセットに対応している。3)1)で得られた成果を用いると、交通の未発達な時代から発達した現在までを、シンプルな形で考察することができ、ある一地点の通過交通量が、交通が未発達な場合はある定数となるが、交通が発達してくると全体の規模に依存するということが数学的にも明らかにされた。このことは現在における都市をその計画可能性をも含めて考察する際、貴重な知見と思われる。4)領域に鉄道を入れた簡単な場合について距離分布を導く理論式が得られた。これを用いると、鉄道がどの程度距離を克服しているかが明瞭になり、鉄道の入った領域がこれまでと異った空間を現出せしめていることがわかった。5)距離分布の考え方を現実の歩行者流動調査に応用し、現実に役に立つ、分析結果を得た。これを求めるときの2つの方法:近似型,ハイブリッド型を比較すると,いまのところ近似型の方が扱いやすいということが判明した。4)上記3)についてさらに進展するのが今後の課題であるが、その際の見直しについてかなり明らかになったと考えられる。
相転移が引き起こす重力波から探る新しい物理

右巻きニュートリノ2つの超対称パートナー(スニュートリノ)が、インフラトンとカーバトンとして働くシナリオを研究した。これは、カーバトンがスカラー揺らぎに寄与することで、quadarticポテンシャルを持つchaoticインフレーション模型であっても、テンソル・スカラー比rを現在の観測の制限以下にできる、という事実に動機付けられている。我々は、同シナリオがrとスカラー揺らぎのspectral index n_sの観測的制限を満たすことを確認し、さらにlocal non-Gaussianity f_NL, τ_NLの予言を行なった。スニュートリノの崩壊幅はニュートリノのディラック湯川結合によって決まり、さらにこの湯川結合はアクティブ・ニュートリノの微小質量差と結びついているため、同シナリオはlocal non-Gaussianityに関して高い予言能力を持つ。我々はこれを利用して、n_s, r, f_NLからスニュートリノ質量に制限をつけた。「ランドール・サンドラムのUVブレーンとIRブレーン間の距離に対応する、計量テンソルの1成分であるラジオン場は、AdS時空のスケール不変性の自発的破れに伴うNGボゾンです。ブレーン間の距離を固定する機構を入れると、pNGボゾンになり、質量を持ちますが、一般にKKモードよりも軽くなります。そのため、RS模型の最初の証拠になりえます。」「ラジオンは、フェルミオンよりボゾンへの分岐比が大きくなる傾向があります。また、Wよりヒッグスの方が重いが、Wの方が自由度が大きいため、Wへの分岐比が最大になります。ですが、ラジオンの余剰次元依存性(プロファイル)を変化させて、ダイヒッグスが大きくなるようにできるかもしれません。また、最初の発見がdi-Wでなされたとしても、di-Z,MPPを実現するclassical scale invarianceを持つ強結合模型における相転移が起源の重力波の解析を進めていたが、強結合模型の有限温度効果の解析に難航したため、標準模型を超える新しい物理としてインフレーションや余剰次元模型における相転移が起源の重力波の観測可能性やその新しい物理理論の解明に取り組み始めたため少し遅れている。また、最初の発見がdi-Wでなされたとしても、di-Z,右巻きニュートリノ2つの超対称パートナー(スニュートリノ)が、インフラトンとカーバトンとして働くシナリオを研究した。
高血圧患者の家庭血圧が生活習慣や認知機能に及ぼす影響

初年度であり、当初の計画通り、まずデータセットの作成を行った。その上で、登録時の患者背景の概要を検討した。外来通院中の高血圧患者673名を登録した。このうち、同意撤回者などを除く661名(男321名、女340名;平均年齢70.8歳)を解析対象とし、データセットを作成した。全解析対象者中532名(80.5%)が65歳以上、119名(18.0%)が80歳以上と、高齢者が多い集団だった。646名(97.7%)が降圧薬を内服し、平均の診察室血圧は131.6±0.6/70.8±0.4 mmHg、平均の使用降圧薬剤数は2.2剤であった。65歳以上では未満に比し、収縮期血圧は有意に高値(132.4±0.7 vs 128.5±1.2 mmHg、p<0.01)であり、拡張期血圧は有意に低値(69.6±0.4 vs 75.8±0.9、p<0.001)であった。一方、家庭血圧の朝の平均値は、132.9±0.5/78.2±0.3 mmHg、夜の平均値は、127.1±0.5/73.1±0.3 mmHgであった。朝の家庭血圧測定値を使用した場合の白衣高血圧は69名(10.4%)に、仮面高血圧は187名(28.3%)に認めた。MMSEの平均は28.2±0.1であった。本研究対象者は、高齢者が多数を占めるものの血圧のコントロールは概ね良好であった。しかし、家庭血圧と診察室血圧に乖離を認める例を約4割に認めた。
択一的スプライシングの調節領域を認識するRNA結合蛋白質の解析

高等生物は異なる機能を持つ蛋白質を発現するために、遺伝子の種類や数に頼るだけでなく単一な遺伝子からでも多様な蛋白質を創生できる機構を備えている。その一つとして択一的スプライシングがあり、その調節には特定のRNAを認識するRNA結合蛋白質の関与が予想されている。NCAM(神経細胞接着分子)の筋組織特異的なエキソン(MSD)の選択は筋芽細胞の筋管細胞への分化に依存した択一的なスプライシングが見られる。本研究ではマウスの筋芽細胞C2C12,繊維芽細胞C310T1/2などを用いてMSDbエキソンの選択の調節機構の分子的な解明を目的とした。このエキソン選択の調節領域は非筋肉細胞では選択の抑制に働き,筋芽細胞では分化誘導に伴う選択抑制の解除が見られた。この調節領域は択一的スプライシングに関与する新規のエレメントであった。このエレメントによる抑制解除には筋分化調節転写因子であるMyoDの発現が必須であり,別の筋分化段階に作用する転写因子であるmyogeninとは異なる作用を示した。一方、ミトコンドリア蛋白合成阻害剤などで分化の進行を阻害しても、MSDエキソンの選択には影響は見られなかった。さらに、この調節領域に結合するRNA結合蛋白質や筋芽細胞の分化に依存して発現するRNA結合蛋白の単離を試みたが、得られたものはArg/Serドメインを有するRNA結合蛋白質である既知のSR蛋白質群であり、新規のものは得られなかった。また、核内のSR蛋白質の単離を試み、分化誘導後、蛋白合成を阻害する条件下でSR蛋白質のアルギニン残基がメチル基の修飾を受けることを確認した。核内では多くのSR蛋白質のほかにもメチル基の修飾を受ける蛋白質が見られ、細胞株による相違も認められた。SR蛋白質では翻訳後のメチル化やリン酸化などの蛋白質の修飾がみられたことから、択一的スプライシングの調節機構への関与で非常に興味深い結果であったが、今後は個々のスプライシング反応についてin vitroでさらに検討しなければならない。択一的スプライシングの調節領域に結合する蛋白質の精製と新たなSR蛋白質の検索分化誘導前後のマウスの筋芽細胞株C2C12の核抽出液から択一的スプライシングに関与するRNA結合蛋白質の単離、精製を行ってきた。HeLa細胞などに比べると培養単位の制限もあり、さらに含量が少ないこともあり、RNA結合蛋白質の中でもとりわけ目的とするSR蛋白質が十分には得られないので、細胞培養や精製方法などに工夫をしている。塩析やカラム操作の前に粗抽出液を密度勾配遠心で分画し、スプライセオソーム複合体の画分を調整する条件などを検討した。また、共存する核内ヘテロRNAが分離しないように扱うことが重要であることが判明した。今後はRNAの分解を防ぐ条件や分解を検出する系の構築の検討も必要である。択一的スプライシングの促進活性や調節領域に結合して阻害する活性などをもつ蛋白質の検索や検討するためのミニ遺伝子を構築した。このような測定に用いるイントロン内の調節領域については、既に得られている領域とは異なるイントロンでも別の新たな調節領域の存在を明らかにした。また、これらの領域が機能していることはin-vitroの実験系で確認した。今後はこれらの領域も併せて解析する方がより有効であると考える。

また、SR蛋白質の抗体作成の計画には取りかかれてなかった、分化誘導した24時間目のC2C12細胞から得たRNAからRNA結合ドメイン(RNP-2とRNP-1)に対するプライマーを用いてPCR法で数個のRNA結合蛋白質のcDNAクローンを得たので、これらを元に大腸菌で発現させたペプチド断片を抗源に抗体作成を計画している。更に、これらペプチドはC2C12から得たRNA結合蛋白質を解析する上での標準試料としても有効である。来年度も更に本研究を多角的に発展するように努める。分化に依存しておこる択一的スプライシングの調節領域の検索結果の報告マウスの筋芽細胞C2C12と繊維芽細胞C310T1/2を用いて、神経細胞接着分子(NCAM)遺伝子の筋肉特異的ドメイン(MSD)の択一的スプライジングを調節する領域の単離をおこなった。まず、NCAM遺伝子のMSDエキソンを含むコスミドを単離し、エキソン11から19までの地図を作製し、MSDエキソンの領域の塩基配列を決定した。次にMSDエキソンを含むミニ遺伝子を構築して前期の細胞にトランスフェクトして細胞内で選択されたエキソンを解析した。種々のキメラミニ遺伝子でMSDエキソンの選択の有無を解析したところ、このエキソンの下流約450bpからの100bpの領域が分化に依存した択一的スプライシングを調節していることがわかった。この領域が筋芽細胞の択一的スプライシングを反映していることを筋特異的分化調節因子であるMyoD cDNAを同時にトランスフェクトした実験で確認した。このミニ遺伝子を用いた系はin vitroの実験にも利用できるものである。この領域は繊維芽細胞では常に選択の抑制に働き、筋芽細胞では分化の誘導に伴って抑制が解除できるように働いていることが判った。この領域を用いて、両細胞の核抽出物で択一的スプライシングの調節に関与している特異的なSR蛋白質を単離する準備が整った事を報告する。その他の研究計画、筋芽細胞(BC3H1)からのSR蛋白質の単離、新規RNA結合蛋白質のcDNAクローンの探索などは前年度から引き続き継続している。高等生物は異なる機能を持つ蛋白質を発現するために、遺伝子の種類や数に頼るだけでなく単一な遺伝子からでも多様な蛋白質を創生できる機構を備えている。その一つとして択一的スプライシングがある。細胞分化に依存した択一的スプライシングがみられるNCAM(神経細胞接着分子)の筋組織特異的なエキソン(MSDb)の選択について研究してきた。本研究ではマウスの筋芽細胞C2C12,繊維芽細胞C310T1/2などを用いてMSDbエキソンの選択の調節領域を明らかにした。その結果、MSDbエキソンの下流約450bpからの100bpの領域が分化に依存した択一的スプライシングを調節していることがわかった。この領域は非筋肉細胞ではエキソン選択の抑制に働き,筋芽細胞では分化誘導に伴って選択疎外の解除が見られ、これは択一的スプライシングに関与する新規のエレメントであった。このエレメントによる疎外解除には筋分化調節転写因子であるMyoDの発現が必須であり,別の分化段階で作用する転写因子であるmyogeninとは異なる作用を示した。この調節領域に結合するRNA結合蛋白質や筋芽細胞の分化に依存して発現するRNA結合蛋白の単離を試みたが新規のものは得られなかった。
格子・電荷変調に伴う磁気相転移の電界制御と機構解明

FeRh/強誘電体BaTiO3へテロ構造において、BaTiO3の構造相転移および電界誘起ドメイン配向スイッチングに起因する界面歪みがFeRhの磁気秩序に与える影響を調査した。その結果、BaTiO3が正方晶相から斜方晶相、菱面体晶相へと構造相転移する温度において磁化の急激な減少が観測され、構造相転移に伴う界面圧縮歪みによりFeRhの反強磁性状態が安定化することを明らかにした。また、室温で電界を印加することで、BaTiO3のa-cドメイン配向スイッチングに起因してFeRhの反強磁性状態が安定化することを明らかにした。本研究では、反強磁性秩序と強磁性秩序が拮抗した磁性体に焦点を当て、これらの磁気秩序および磁気相転移を格子・電荷変調により制御するための物理機構を解明し、さらにはその電界制御の実証までを目的としている。上記の目的を達成するために本研究では、この巨大格子変形効果を利用することでメタ磁性転移を誘導することを目論み、研究代表者が実績を有するMBE法によりGaドープFeRh/BaTiO3(001)ヘテロ構造を作製した。強誘電体BaTiO3は278K, 190K付近においてそれぞれtetragonal相からorthorhombic相、orthorhombic相からrhombohedral相への構造相転移を示し、それに伴い、界面において格子変形がGaドープFeRh薄膜に伝達され、GaドープFeRhにおいて磁気的な変調が生じることが期待される。そこでSQUID磁力計を用いて温度変化に伴う磁化の変化を調査した。その結果、BaTiO3の構造相転移温度において明瞭な磁化の変化が観測された。一方、GaドープFeRh薄膜の磁気抵抗は、tetragonal相からorthorhombic相への構造相転移温度においては連続的な変化を示すのに対して、orthorhombic相からrhombohedral相への構造相転移温度では不連続な変化を示した。以上の結果より、tetragonal相からorthorhombic相への構造相転移温度では強磁性状態のドープFeRhの磁気異方性が変調を受ける一方で、orthorhombic相からrhombohedral相への構造相転移温度では強磁性状態から反強磁性状態に磁気転移が誘起されることが示された。また、観測された磁気転移はorthorhombic相からrhombohedral相への構造相転移温度で顕著に発現する圧縮ひずみに起因するものと考えられる。本研究では、反強磁性秩序と強磁性秩序が拮抗した磁性体に焦点を当て、これらの磁気秩序および磁気相転移(反強磁性-強磁性メタ磁性転移)を格子・電荷変調により制御するための物理機構を解明し、その電界制御の実証までを目的とする。上記目的を達成するためにH27年度は、FeRh/強誘電体BaTiO3へテロ構造において電界を印加することで生じるBaTiO3の強誘電a-ドメインからc-ドメインへのドメイン配向スイッチングに起因する界面圧縮歪みがFeRhの磁気秩序に与える影響を調査した。具体的には、FeRhの強磁性状態において、電界を薄膜面直に印加することで圧縮歪みを誘起し、薄膜面内方向に対する保磁力の電界依存性を測定した。その結果、電界を0.5 kV/cm印加することで保磁力が50%以上減少することを見出した。この保磁力の減少は、BaTiO3のa-cドメインスイッチングに伴う1%の界面圧縮歪みと関連づけられ、FeRh規則合金が強磁性状態から反強磁性状態に構造相転移する際に格子収縮を伴うことと定性的に一致している。また、BaTiO3がtetragonal相からorthorhombic相、rhombohedral相へと構造相転移する温度においても磁化の急激な減少が観測され、構造相転移に伴い界面圧縮歪みがFeRhに誘起されることで反強磁性状態が安定化した結果として理解される。以上により、反強磁性秩序と強磁性秩序が拮抗したFeRh規則合金において、電界により磁気秩序を制御することに成功したと言える。また、本成果によりMMM/Internmag 2016JointConferenceではBest Poster Awardを受賞してる。H26年度に計画していたFeRh系合金/強誘電体へテロ界面の形成と格子変形に伴う磁気相転移の検出に成功した。また、高品質な強誘電体BaTiO3薄膜をPLD法によりMgAl2O4基板上に成膜することにも成功しており、概ね当初計画を達成しているため。一方で、FeRh系合金と反強誘電体とのヘテロ構造化については、次年度以降の継続課題となった。ナノ磁性、スピントロニクスH26年度に作成技術を確立したFeRh系合金/(反)強誘電体へテロ構造に対して、電界により誘起される界面格子変形を介したメタ磁性転移の可能性を検討する。

具体的な素子構造としては、(反)強誘電体上に形成されたFeRh細線に電界印加用の電極を配置した構造を想定する。FeRh細線は電子線リソグラフィ法により作製することが可能である。また、電界の印加に伴うメタ磁性転移の誘起過程は、自作した磁気光学Kerr顕微鏡により直接観察する予定である。一方、FeRhの電気抵抗は反強磁性状態と強磁性状態とで40%程度変化することが知られていることから、万が一Kerr顕微鏡による検出が困難なときには、電界印加状態におけるFeRh細線の電気抵抗変化を検出する手法に速やかに移行する。さらに、FeRh/強誘電体接合界面に分極電荷が生じる電界配置を用いることで、格子及び電荷がFeRhの磁気秩序状態に及ぼす影響を分離計測する。以上の研究成果に基づいて、格子・電荷変調効果により発現する反強磁性-強磁性メタ磁性転移の物理機構を考察し、電界によりメタ磁性転移を制御する本手法の有効性と改善点を明確化することで当初の目的の達成を目指す。H26年度に計画していた反強誘電体薄膜の成長に関して当初予想していたよりも成膜条件をさらに精緻に制御する必要があることが分かった。そのため、予定よりも多くの試料を作製し、試料作製条件の最適化を実施する必要があり、一部をH27年度に継続して進める必要が生じたため。H26年度の未使用金とH27年度分として請求した研究費と合わせて活用することで、FeRh系合金/(反)強誘電体薄膜ヘテロ構造を作製し、電界により誘起されるメタ磁性転移を実証する。具体的には、FeRh系合金/(反)強誘電体薄膜ヘテロ構造試料作製用の材料、真空部品類、電界印加磁気光学検出のための光学部品、電子部品、その他消耗品を購入するための費用として活用する計画である。
ソラフェニブ服用患者の遺伝子多型が副作用発現に及ぼす影響

研究目的本研究では、ソラフェニブ服用患者を対象に、薬物代謝酵素(CYP3A)の遺伝子多型がソラフェニブの副作用発現に与える影響を評価することを目的とした。日本人で頻度の高いCYP3A5^*3多型の検出系は、すでに確立しているため、先ず、次に頻度の高いCYP3A4^*16多型の簡便な検出法の確立から研究を開始した。研究方法PcR-RFLP法を用いたCYP3A4^*16簡便な検出法の確立研究成果日本人30検体を用いて、CYP3A4^*16遺伝子多型解析を行った。その結果、1検体においてCYP3A4^*16のヘテロタイプが検出された。本実験におけるCYP3A4^*16の頻度は0.0167であった。現在、ソラフェニブ服用患者の血液を収集しており、今後CYP3A遺伝子多型がソラフェニブの副作用発現に及ぼす影響を評価する予定である。
子宮内膜癌におけるエストロゲンおよびその代謝産物によるゲノム異常誘発の実験的検証

これまでに構築した不死化子宮内膜腺上皮細胞を、エストロゲンおよびエストロゲン代謝産物である20H-E2、40H-E2刺激下に長期培養を行った。培養細胞の形態、growth curveに変化は認められなかった。軟寒天培地コロニー形成能、ヌードマウス腫瘍形成能、浸潤能などの表現形に変化を認めなかった。培養細胞より16 Population Doubling(PD)毎にDNAを採取し、子宮内膜癌に多く報告されているがん抑制遺伝子PTEN、癌遺伝子KRASのhot spotにおける変異解析を行ったが、160PDの時点までに遺伝子変異は誘発されなかった。現時点ではエストロゲンおよびその代謝産物によるDepurinating aductによる表現形の変化、ゲノム異常の誘発には至っておらず、引き続き培養継続しているところである。また、不死化子宮内膜腺上皮細胞に対し活性型変異KRASをレトロウイルス導入することにより染色体正常でかつTransformしたin vitro子宮内膜癌化モデルの構築に成功した。このモデルはタイプ1子宮内膜癌の臨床的特長をin vitroで再現した世界初のモデルで、その解析をすることで子宮内膜癌の発癌メカニズムの解明、治療薬の効果発現機序の解析、治療抵抗性のメカニズム解析などに有用なツールとして重要である。実際、KRASの下流で活性化される転写因子NF k Bが癌形質維持の責任因子である可能性が示されつつあり、解析を継続しているところである。不死化子宮内膜腺上皮細胞に活性型AKTを導入したところ、軟寒天培地コロニー形成は獲得したが、完全なTransformationには至らなかった。この結果はさらに他の因子がTransformationに必要であることを示している。この候補因子の抽出も解明すべき課題として重要であると考えている。子宮内膜不死化細胞に対して長期間エストロゲンおよびエストロゲン代謝産物刺激を加えた本研究においては、細胞の形質転換には至らなかった。しかし、Deurinating aductや活性酸素による微細なDNAダメージを評価する実験系を立ち上げれば、形質転換に至らずとも微細なDNAの変化を観測することができた可能性はあると思われる。本実験系は子宮内膜癌において高頻度に観測される癌遺伝子KRASや癌抑制遺伝子PTENの変異やmicrosattelite instabilityにおけるエストロゲンおよびエストロゲン代謝産物の関与を検出する系としても有用であると思われる。
タイと日本の「はざま」の文化に生きる子ども達の自己実現意識を育むための実践的研究

平成21年度実施計画に基づき、子どもへの質問票調査、タイ現地調査に加え「子ども会議」の開催、日本国内のネットワーク構築などのアクションリサーチを実施した。質問票調査(37名)とタイ現地調査では、1)母語確立前に両国を行き来した子どもは、両方の言語習得が困難である2)親の社会的、経済的不安さが子どもの「自己実現意識」確立に大きく影響している事が明らかになった。高校生実行委員が中心となり開催した「子ども会議」には、大阪府下タイ出身の子ども達と関係者が第1回24名、第2回52名参加した。子ども達自らが主役として活躍した「子ども会議」の体験と自信が「自己実現意識」確立に成果があると明らかにされた。子ども達が話し合い共有した体験や将来の展望はタイ-日双方へのメッセージとしてDVDにまとめた。子ども達の意識が変わっていく過程はDVDに記録し、感想文集やニュースレターにまとめた。府立学校外国人教育研究協議会や神奈川県のNGO等と外国人生徒の支援のあり方について意見交換を行った。以上の研究結果から、タイ・日本両言語力を高める教育や子どもを主体とした活動が「自己実現意識」確立に成果を上げることが分かった一方、親が日本の社会や教育制度を理解し、積極的に子どもの自己確立プロセスに参加する必要性が明確になった。この研究は文化のはざまに生き子ども達が日本で自己実現意識を育む教育手方を確立するためにも重要であり、継続が必要である。研究成果を基に平成22年度は、1)タイ大阪総領事館、タイ人支援NGOと協力し、親の日本の社会や教育制度の理解と子どもの教育への意識を高めるアプローチの模索、2)「子ども会議」を通して「自己実現意識」の育成プロセスをテーマに、アクションリサーチを通した実践的研究を展開する計画である。これらの有効性を実証し、教育現場にアクションプランとして提言したいと考えている。
金属酸化物ミクロ粒子と金属イオンの相互作用の測定

金属酸化物と金属イオンとの相互作用に関するモデルを提出した。金属酸化物ミクロ粒子としてαーアルミナ粒子を用い、金属イオンとして亜鉛イオンを用い、モデルの検証を試みた。相互作用のモデルは以下のような考えに基づく。亜鉛イオンを含む溶液にアルカリを添加してpHを高めていくと、あるpHで水酸化亜鉛が沈殿し、溶液pHの上昇がほとんど認められなくなる。αーアルミナが共存する溶液で同様にアルカリ添加を行うと、αーアルミナと亜鉛イオンの相互作用が、あるpHで強く起き、溶液pHの上昇はほとんど認められなくなり、しかもこのpHは水酸化亜鉛が生成するpHよりも低いと考えられる。即ち、水酸化亜鉛が生成するのを、Zn^<2+>,O^<2->,Zn^<2+>の間に結合が生成するとみると、この結合が生ずるより低いpHでAl^<3+>,O^<2->,Zn^<2+>の間に結合が生成すると考えられる。この結合が、水酸化亜鉛が生成するより低いpHで起こると考えここで、このpHの低下分ΔpHを基に2.303RTΔpHで相互作用の強さを表すことができる。このモデルの妥当性の確認のため、同様の実験を他の金属酸化物ミクロ粒子(二酸化チタン、二酸化マンガン等)や二価金属イオン(コバルトイオン、銅イオン等)を用いて行った。このようなモデルの妥当性を更に検討する目的で、分散めっきにおける粒子の共析に関して金属酸化物ミクロ粒子とめっき浴中の二価金属イオンの相互作用、ガラスの応力腐食に及ぼす二価金属イオンの影響等を調べた。一価金属イオンについては金属酸化物・水溶液系の界面現象に関する実験で基本になるイオンと考え、pH滴定実験や電気泳動実験を繰り返し、等酸点や等電点、イオンの吸着量を詳細に検討した。熱量計を用いる熱量測定で、強い相互作用に基づいて結合が形成される際のエネルギー変化を求めようとしたが、界面反応量が非常に少ないことや反応の速度が遅い(溶液内均一反応に比べて)ことで、期待したような結果が得られなかった。金属酸化物と金属イオンとの相互作用に関するモデルをたてた.金属酸化物として,性質がよくキャラクタライズされたα-アルミナミクロ粒子を用い,金属イオンとして亜鉛イオンを用い,モデルの検証を試みた.相互作用のモデルは以下のような考に基づく.亜鉛イオンを含む溶液にアルカリを添加して溶液pHを高めていくと,あるpHで水酸化亜鉛が沈澱し,溶液pHの上昇がほとんど認められなくなる. α-アルミナが共存する溶液で同様にアルカリ添加を行うと, α-アルミナと亜鉛イオンの相互作用があるpHで強く起き,溶液のpHの上昇はほとんど認められなくなり,しかもこのpHは水酸化亜鉛が発生するpHよりも低いと考えられる.即ち,水酸化亜鉛ができるのを, Zn^<2+>, O^<2->,

Zn^<2+>の間に結合が生成するとみると,この結合が生ずるpHより低いpHでAl^<3+>, O^<2->, Zn^<2+>の間に結合が生成すると考える.このような結合が,水酸化亜鉛が生成するより低いpHで起こることにより,このpHの低下分ΔpHを基にRTΔpHで相互作用の強さを表すことが出来る.実験結果は, α-アルミナと亜鉛イオンの相互作用がpH約6.2で起き,このpHは水酸化亜鉛の生成するpHより約1低く,アルミナ表面がほぼ亜鉛イオン単分子層で覆われることを示した.同様の実験を,金属酸化物表面のエネルギー状態が一様と考えられるミクロ粒子(二酸化チタン,二酸化スズ,二酸化マンガン)で行い,モデルが妥当であることを確認した.亜鉛イオンに代えて銅イオンなど他の2価金属イオンでも同様の実験を行い,データを増やしている.1価金属イオンについては金属酸化物・水溶液系の界面現象に関する実験で基本になるイオンであるので,詳細に検討した.表面エネルギーが一様でないと思われるミクロ粒子についても検討を行った.熱量測定で結合のエネルギーを求めようと考え,熱量計を購入したが,操作に慣れるのに手間どり,期待しているような実験が出来ていない.前年度提出した金属酸化物と金属イオンとの相互作用に関するモデルを更に検討した。実験に用いたα-アルミナは溶液中で正に帯電していることを明らかにした。静電相互作用を考慮すると、α-アルミナと亜鉛イオンの間の相互作用は弱いと考えられるが、実験結果は両者の間に強い相互作用があったことを示している。このような事情から、研究のポイントは、正常電の金属酸化物に正常電の金属イオンがどのように相互作用するのかという点に置いた。その結果、二価金属イオンの溶存状態がpHに依存し、亜鉛イオンの場合にはZn(OH)^+の存在が重要な役割を演じているという考えに至った。亜鉛イオンとの相互作用が強いといわれている二酸化マンガンでpH滴定曲線を求め、相互作用の強さを調べたところ、滴定曲線は一見複雑な形であったが、滴定曲線に平坦部が認められ、平坦部のpHはブランク滴定曲線の平坦部のpHより約2低い値であった。△pHが約2ということは強い相互作用を示している。pH滴定法は、金属酸化物ミクロ粒子の懸濁液に適用できるので、有力な実験方法であるが、電気泳動によるミクロ粒子の帯電状態を調べる方法、ミクロ粒子をめっき浴に分散し、負帯電の陰極に金属と共に析出するミクロ粒子の量を求める方法、ミクロ粒子とは大きく異なるが、ガラス板を用い、ガラスの応力腐食に及ぼす溶液中の金属イオンの影響を調べる方法を採用し、実験手法、実験系は異なるものの、相互作用について統一的扱いができることを明らかにした。これらの結果は、概要には表しにくく、研究成果報告書に示した。モデルを明示し、そのモデルを検討する形で、固液界面の関わる現象を少し広めに取り上げ、予想以上の成果を得たと癒える。なお、熱量測定で、相互作用に基づく結合のエネルギーを求める試みを繰り返したが、反応量が非常に少ないことと、反応の速度が遅いことで、期待したような結果は本年度も得られなかった。
中国における国有企業改革に関する行政法学的研究

平成19年度では、前年度の研究成果に基づいて、中国西南地域の国有企業改革に焦点を当て、研究を更に進めてきた。その成果は、次の点に要約できる。第一に、西南地域国有企業の特徴として、その生成と発展の歴史から見れば、(1)いずれも新中国建国後の第1次5カ年計画、とりわけ「三線建設」時代につくられたものである。(2)これらの国有企業には、伝統型の資源生産・加工及び重工業(特に軍事関連産業)に集中するという傾向がある。(3)今日では立地条件の不備や伝統産業からの脱皮や余剰人員の処理等似通った課題を抱えている。第二に、西南地域国有企業改革の難点として、(1)設備更新、余剰人員の再配置、年金、累積債務などの費用の出所、(2)技術者の減少、労働者の教育水準、(3)保守的な意識、(4)党や政府の関与、(5)法律の整備不足などが指摘できる。第三に、改革の方向として、(1)生産性の低い国有企業の整理再編、(2)株式会社化によるガバナンスの向上、(3)民営企業や外資企業の育成、(4)積極的な情報公開、(5)法律の整備等が挙げられる。第四に、本研究を通して得られた知見として、(1)中央政府による財政支援というマクロ的アプローチ、(2)沿海地域の経験を学ぶことと改革を担う人材育成というミクロ的アプローチが必要なのではないかということである。第五に、今後の課題として、上記の研究成果を生かして、(1)調査対象を更に広げること、(2)行政法の見地から研究を昇華させることである。ちなみに、上記の研究成果を取り入れて書いた拙稿「西南地域の国有企業改革」(岡本信広編『中国西南地域の開発戦略』所収<アジ研選書10>ジェトロ・アジア経済研究所)は、2008年3月より公表中である。平成18年度では、主として、実態調査と資料収集に努めた。時間や予算等の制限により、まず中国の西南地域における国有企業に絞り、貴陽特殊鋼有限責任公司、貴州陽光産権交易所等の国有企業に対して、実態調査を行ってきた。資料収集について、日本と中国の大学図書館をフルに生かすと共に、必要に応じて、地域経済専門家である貴州大学経済学院洪名勇教授、長春市役所、九台市役所等へのインタビューをも実施した。以上のような研究活動を通して、本研究課題に関する初歩的な認識と一定の成果が得られている。すなわち、(1)国有企業は、歴史においても、また今日においても、中国経済における存在は非常に大きい。(2)国有企業改革は、まだ端緒に着いたばかりであり、様々な矛盾や困難に直面している。(3)国有企業改革が直面している問題は、全方位に行き渡っている。国有企業改革自身からみると、資金の問題、技術や人の問題が挙げられる。国有企業改革を取り巻く外部環境からすれば、立地条件の不利やインフラの不備、民営企業や外資企業の未発達、地域の壁、党や政府による参与、法律の供給不足などが挙げられる。(4)複雑に絡んでいるこれらの問題に、どうやって対応していくかは、今後の中国にとって真剣に考えていかなければならない大きな課題である。(5)問題解決のため、政府(行政)の果たす役割(あるいは責任)は非常に大きい。政府(行政)は、国有企業の設立者であり管理者や責任者であるのみならず、国有企業改革の主役でもある。上述の国有企業改革自身の問題にしろ、それを取り巻く外部環堵の問題にしろ、問題を解決するのに、いずれも政府(行政)の参与とサボートなしには考えられない。
シアノバクテリア遺伝子のゲノムワイドな機能クラスタリング

現在までに数多くの生物において、全ゲノムのシークエンスが完了し、その網羅的解析が進行中である。光合成のモデル生物として非常に重要な位置をしめるSynechocystisにおいても、かずさDNA研究所によってその全ゲノムのシークエンスが完了し、ゲノムがコードする遺伝子の数はおよそ3,200と見積もられている。ところが、これらの遺伝子の機能解析は、残念ながら網羅的とはとうてい言えない状況である。本研究では、クロロフィル蛍光の2次元画像の時間変化を用いて、シアノバクテリアにおいては、光合成関連遺伝子だけではなく、ほとんどすべての代謝系の遺伝子の変異を、光合成色素であるクロロフィルの蛍光の変化としてとらえうることを見いだした。そして、この新たに開発された方法を用いて、以下の結果を得た。当初、ランダムな遺伝子変異によるスクリーニングを進めたが、その場合、蛍光によって表現型を解析できる変異株の数は、対象とした遺伝子の約2%にしかならないことが明らかとなった。そこで、トランスポゾンにより遺伝子が破壊されたコンストラクトをクローン化し、破壊された遺伝子の配列を決定したもの67株について、改めて蛍光による表現型解析を行なった。その結果、40株で蛍光の表現型が野生株と異なり、本方法によって表現型の解析が可能な遺伝子は約5割に達する可能性が示された。蛍光の表現型が野生型と異なった変異株には、光化学系IIの遺伝子、サイクリック電子伝達に関与すると言われている遺伝子、シグマ因子などさまざまな遺伝子があり、蛍光による遺伝子クラスタリングによって、遺伝子の機能解析を進めることができる可能性が示された。
機能プロテオミクス解析によるDNA損傷誘発性がん細胞死の制御機構の解明

がん細胞では細胞死(アポトーシス)を含む様々な細胞内シグナル伝達に異常があることが知られており、このメカニズムの解明によりがん治療における新たな標的因子の同定や、がん選択的な治療法開発への貢献が期待される。我々はDNA損傷によるc-Abl、Lyn、PKCδといったキナーゼ群のアポトーシスシグナルでの役割を、主にそのリン酸化によって制御される分子の同定を準じて明らかにしてきた。本研究ではこれらキナーゼ群のアポトーシス誘導機構を網羅的に解明する端緒として、これらの複合体構成因子の単離を目的としたLC-MS/MS(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry)によるプロテオミクス解析を遂行した。c-AblとPKCδについては複合体の同定並びに解析が進行中であり、その中で両方のキナーゼに共通の基質となるhRad9については機能解析が終了した。hRad9はアポトーシスを誘導するが、その制御機構は不明であった。我々はまずc-AblがRad9と結合し、チロシン残基をリン酸化することを見い出した。またこのリン酸化がBcl-2/xLとの会合に必要であり、かつアポトーシス誘導に必須であることを明らかにした。次に、Rad9の恒常的かつDNA損傷で誘導されるリン酸化を担う主要なキナーゼとしてPKCδを同定した。PKCδの活性阻害による脱リン酸化状態のRad9ではBcl-2と会合できないことを示し、PKCδによるアポトーシス誘導のメカニズムの一端が明らかとなった。さらに、種々の手法を用いてこれらのキナーゼの細胞内局在を調べたところ、DNA損傷に伴って核に移行することを見い出した。核移行はアポトーシス誘導に必須であることから、現在上記のプロテオーム解析で複合体構成因子として単離されたいくつかの分子について、この核移行に関わるタンパク質群を同定し機能解析を進めている。
リスクと連帯の社会学-社会システム理論による地域環境保全活動の日独比較研究-

(1)過去2年間の社会学的リスク研究の研完成果をまとめた、著書『リスク論のルーマン』(勁草書房、2003年7月)を刊行した。ここでは、環境リスクを主たるテーマに据えつつ、ルーマンの社会システム理論の有する「批判力」を、「ありそうになさの公理」を基軸として描き出し、「開かれた対話」の可能性と限界を明らかにした。また、これまで大きく取り上げられることのなかったルーマンの抗議運動論にも立ち入った検討を加え、60年代から一貫して見られるルーマンの抗議運動への(かなりの程度ポジティブな)基礎的視角を浮き彫りにしている。(2)また、こうした理論研究に基づいて、グリーン・ツーリズムの日独比較研究の最終年度となる今年度は、2004年2月に、ドイツ・バイエルン州の農家民宿ならびに農家レストランにヒアリングを実施した。個別的活動として捉えられがちなバイエルン州の農家民宿だが、本調査では地域の「マシーネンリング組織」(オーバーバイエリッシェ・ヴァルド地区)との関係に焦点をあてることによって、地域の中での農家民宿の位置づけを明らかにした。3年間の研究により、昨年度の旧東ドイツ地域におけるグリーン・ツーリズム調査をもふまえて、ドイツの「農家で休暇を」事業における東西ドイツ比較研究の足がかりを固めることができた。(3)最後に、宮城県田尻町・小野田町における過去3年間の研究成果もふまえて、地域環境保全活動に関する日独比較研究の研究レポートを現在、まとめている最中である。(成果については、本年夏頃に刊行予定である。)まず(1)昨年度の研究成果を受け、リスクと危険ならびに決定者と被影響者の区別に焦点を当てるルーマンのリスク論の意義を確認するためには、決定者と被影響者との間に形作られる「公共」に関する社会システム理論的把握が必要であることに鑑みて、「ルーマン理論における「公共」」を執筆し、セカンド・オーダーの観察を政治システムに促す装置としての公共という基本的視角を描き出した。また、(2)著書『リスク論のルーマン』(勁草書房、6月刊行予定)においては、環境リスクを題材にしながら、ルーマンの社会システム理論の有する「批判力」を、「ありそうになさの公理」を基軸として描き出している。また本書では、この社会システム理論が抗議運動をポジティブに評価しているというこれまで看過されてきた論点にも触れている。次に、こうした理論研究を踏まえつつ、(3)リスクの問題、とくに食に纏わる数々のリスクの問題は、グローバリゼーションの動向を背景にしながら深刻化してきているが、そうした中にあってグリーン・ツーリズムを含めた、所謂「地産地消」を目指す運動は注目に値する。本年度は、宮城県小野田町に焦点を絞り、本町の幾つかの農家民宿を生み出す母体となった直売組織「さんちゃん会」ならびにその核となった勉強会(「笑耕会」)の会の性格・歴史などについて聴き取りを行った。さらに(4)こうした日本におけるグリーン・ツーリズムをドイツの「農家で休暇を」事業と比較するため、メックレンブルク・フォアポメルン州内カレンツ地区ならびにランゲンブリュッツ地区の農家民宿、ならびに、バイエルン州ニュルンベルク近郊のクラインガルテンを対象に、現在の経営状況、展開過程、生活史等を中心にヒアリングを実施した(成果については、6月頃公表予定)。)
高い雑音下での画像情報を併用した音声認識手法に関する研究

音声認識に関する研究は各所で盛んに行われており,現在では不特定な話者が発する言葉を高い確率で認識するシステムについても報告がなされている.しかし実環境では周囲に雑音が存在するため,その影響を受け認識率は大幅に低下してしまう.これを解決する1つの手段として,唇の動きを視覚情報として取り込むことにより,音声の認識を援助することが可能であると考えられる.これらは耳の不自由な人が「唇読法」によって言葉を理解していることを考えれば納得できる.このように唇の動きを実時間で抽出し,視覚情報として音声情報と併用して音声の認識を行う技術を確立することは重要であるが,未だに確立されているとは言い難い状況にある.人の顔の情報を画像として取り込み,これを補助的な情報として用いることで,より正確な音声認識を行う手法について検討することを目的とする.先に述べたように音声認識を行う技術そのものは比較的研究が進んでいる.しかし本研究計画で目的としている高い雑音環境下では十分な認識率を得ることができない.これは雑音中からの認識対象の音声の抽出手法や話者適応化の技術などの基礎的な技術が十分確立されていないことも大きな理由の一つである.本研究計画では,音声データからだけでは良好な成果が得られなかったこれらの技術を,視覚情報を積極的に利用することで問題の解決を図った.本研究計画の特色は,人の顔画像から得られる唇の動きを利用することにより,従来実用化が進まなかった高雑音環境下での音声認識を行う技術を確立しようとする点にある.それに伴い,顔画像から唇などの顔の部分の抽出を,実時間で行う技術を確立することを目指す点も本研究計画の特徴といえる.この点本研究計画では複数の点を結んだ閉曲線によりあらわされる新しい動的輪郭モデルを考案し,顔画像から唇などの領域を連続的に抽出した.また,得られた唇の動きと音声情報とを併用した新しい認識手法の確立を目指す点も本研究計画の特色である.唇の動きに基づく音声認識では,無雑音時の音声情報だけに基づく音声認識ほど高い認識率は得られないが,反面周囲の雑音が音声に重畳された場合でもその影響を受けることはない.この点を考慮して音声情報と視覚情報を併用することで,従来の音声情報だけに基づく音声認識手法では解決できなかった問題を解決した.今後本研究で得られた成果をもとに,雑踏や工場などの高い雑音環境下におけるロボットなどの機器の制御手法について研究を進めることを検討している.音声認識に関する研究は各所で盛んに行われており,現在では不特定な話者が発する言葉を高い確率で認識するシステムについても報告がなされている.しかし実環境では周囲に雑音が存在するため,その影響を受け認識率は大幅に低下してしまう.これを解決する1つの手段として,唇の動きを視覚情報として取り込むことにより,音声の認識を援助することが可能であると考えられる.これらは耳の不自由な人が「唇読法」によって言葉を理解していることを考えれば納得できる.このように唇の動きを実時間で抽出し,視覚情報として音声情報と併用して音声の認識を行う技術を確立することは重要であるが,未だに確立されているとは言い難い状況にある.人の顔の情報を画像として取り込み,これを補助的な情報として用いることで,より正確な音声認識を行う手法について検討することを目的とする.先に述べたように音声認識を行う技術そのものは比較的研究が進んでいる.しかし本研究計画で目的としている高い雑音環境下では十分な認識率を得ることができない.これは雑音中からの認識対象の音声の抽出手法や話者適応化の技術などの基礎的な技術が十分確立されていないことも大きな理由の一つである.本研究計画では,音声データからだけでは良好な成果が得られなかったこれらの技術を,視覚情報を積極的に利用することで問題の解決を図った.本研究計画の特色は,人の顔画像から得られる唇の動きを利用することにより,従来実用化が進まなかった高雑音環境下での音声認識を行う技術を確立しようとする点にある.それに伴い,顔画像から唇などの顔の部分の抽出を,実時間で行う技術を確立することを目指す点も本研究計画の特徴といえる.この点本研究計画では複数の点を結んだ閉曲線によりあらわされる新しい動的輪郭モデルを考案し,顔画像から唇などの領域を連続的に抽出した.また,得られた唇の動きと音声情報とを併用した新しい認識手法の確立を目指す点も本研究計画の特色である.唇の動きに基づく音声認識では,無雑音時の音声情報だけに基づく音声認識ほど高い認識率は得られないが,反面周囲の雑音が音声に重畳された場合でもその影響を受けることはない.この点を考慮して音声情報と視覚情報を併用することで,従来の音声情報だけに基づく音声認識手法では解決できなかった問題を解決した.今後本研究で得られた成果をもとに,雑踏や工場などの高い雑音環境下におけるロボットなどの機器の制御手法について研究を進めることを検討している.これまでの研究の成果により,現在の音声認識技術は不特定話者が話す単語を高い確率で認識できるまでになった.そして不特定話者が話す連続音声を良好に認識する手法について検討が進んでいる.しかしこれらの良好な結果は周囲に雑音の少ない比較的良好な環境で得られるもので,高い雑音が存在する環境では認識率は急激に減少してしまう.このため,スペクトルサブトラクション法やそれを改良した手法,あるいは最小平均2乗誤差推定法などが提案され,ある程度定常的な雑音に対する効果が確認されている.