hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複製開始領域および新規な制御因子DARSとdatAにおける複合体の時空間動態制御

本研究では大腸菌の複製開始複合体、および、その主要構成因子DnaAタンパク質の活性を制御する複合体について、多様な試験管内再構成系を活用して、体系的に解析した。その結果、まず、複製開始複合体におけるDnaAタンパク質の多量体形成と2重鎖DNA開裂を支える重要な分子機構が解明された。さらに、DnaAタンパク質の活性を制御すために働く、染色体上の非コードDNA因子DARSとdatAについては、DnaAタンパク質との複合体形成様式や、細胞周期と共役する機能制御機構が発見された。大腸菌染色体の複製起点oriC上ではDnaA蛋白質の多量体が形成される。次いで、2重鎖DNAの開裂(局所的な1本鎖化)からDnaBヘリカーゼの結合・1本鎖DNA上への装着まで多様な反応段階で、DnaA多量体が重要な役割を果たす。本研究では、まず、DnaA多量体に含まれる個々のDnaA分子を特異的に解析するため、大腸菌DnaAのDNA結合ドメインを、大腸菌DnaA box(DnaA結合部位)配列と異なる配列に特異的に結合する高度好熱菌DnaAホモログのそれに置換した。作成されたキメラDnaAは大腸菌DnaA boxには結合せず、高度好熱菌DnaA boxには結合した。キメラDnaAの変異体、および、複製起点oriC内のDnaA boxを高度好熱菌DnaA boxに個々に置換した変異oriCを組み合わせ、in vitro, in vivo両面から、複合体の形成と機能を詳しく解析した。これらの結果に基づき、開始複合体形成における新たな分子原理を明らかにし、新たな複合体構造動態モデルを提案した(論文投稿中)。また複製開始に重要な役割を持つDnaBヘリカーゼの残基を新たに見出し、in vitro, in vivo両面から解析を進めた。さらに、出芽酵母の開始複合体ORCの解析のため、効率の良い新たな大量生産・精製系を開発した。DnaA制御機構の解明のため、制御因子であるHdaの変異体の解析を進めた。またヒストン様因子IHFが、DnaA活性を制御する非コードDNA因子datAおよびDARS2に細胞周期中、適時的に結合して、それらの活性を制御することを見出している(PNAS, 2013 ; NAR, 2014)。そのためDARS2-IHF複合体の解離機構を解析するため、粗蛋白質抽出液を検討し、DARS2-IHF複合体の解離を特異的に促進する画分を検出した。まず、新規に創出した、特異的なDNA配列に結合するキメラDnaAを活用した複製開始複合体の構造動態解明については、昨年度に主要なデータが得られたためこれに基づき更に解析を進め、開始複合体内でのDnaA多量体の配向様式を初めて解明した。これはJ. Biol. Chem.誌に論文発表した。さらに本年度はキメラDnaAを更に活用し、2重鎖開裂反応、およびDnaB装着反応を詳細に検討し、新規で重要なデータが得られた。これらについては学会発表し、その一部は優秀発表賞(日本遺伝学会Best Papers賞等)に選ばれた。論文執筆も進めている。加えてDnaA多量体形成の促進機構およびDnaA-DnaB結合の双方を阻害する新たな蛋白質因子を発見した。これはFront Microbiol誌に論文発表した。また、酵母ORCの主要サブユニットOrc1の部位特異的変異体を多数作成し、in vivoおよびin vitroで機能解析した結果、複製起点の認識に必須となる新たな機能モチーフを見いだした。これはSci Rep誌に論文発表した。この過程で酵母ORCの効率的な精製法も開発した(Front Microbiol誌に論文発表)。RIDAを制御するHda活性化制御の分子機構解析のため、昨年度の解析結果に基づき、数種のHda変異体を作成し予備検討した上で重要なものに絞り、詳細にin vitro再構成系を用いて機能解析した。さらに、複製起点oriC, datA (DDAH機能をもつDNA因子)、およびDARS-DNA因子におけるヒストン様因子の結合解離の分子機構解明のため、昨年度の解析結果に基づき、大腸菌粗抽出液から生化学的手法によってヒストン様因子結合阻害活性の精製を進めた。昨年度に直面したテクニカルな問題はほぼ解決し、阻害因子の同定のため重要な情報が得られた。本年度の研究計画については、ほとんど計画通り達成され、その成果を計画の2年度目にして定評のある国際誌に論文として発表できたほか、国内学会でも高く評価された。これらをもとに新たに共同研究として発展している課題もある(学会発表済み)。他にも重要な結果が得られている研究が複数あり、総合して計画以上に発展していると言える。[1]複製開始複合体の分子動態の解明大腸菌の複製開始複合体では、DnaA蛋白質の多量体およびDNA屈曲因子IHF蛋白質からなる高次複合体が形成される。これまでに、このような高次複合体は複数の機能的サブ複合体から成立していることを明らかにした。今年度は、ひきつづきin vivo、in vitro両面からの詳細な解析を進め、機能的サブ複合体の分子構造を新たに解明した。そして、その構造と結びつけて、2重鎖開裂と複製ヘリカーゼの装着・導入における重要な分子機構についても解明が進んだ。これらについては、Proc. Natl. Acad. Sci. USA.誌に発表した他、プレスリリースも行った。さらに追加の論文1編を投稿した。

また、酵母ORCにおける、DNAとの相互作用を支える重要モチーフの役割の解明のため多数の部位特異的変異体を作成しin vivo、in vitro両面から詳しく機能解析し重要な示唆が得られた。[2]新たな複製開始制御因子の分子機構の解明:適時的な機能制御DnaA蛋白質と相互作用し複製開始を制御するHda蛋白質について、新たに作成した多数の変異体をin vivo、in vitro両面から詳細に機能解析した結果、新たな分子機構が示唆された。さらに、複製開始を制御する染色体上の非コードDNA因子であるdatA領域およびDARS2領域の分子機構解明のため、多数の変異体やゲノム編集技術により解析を進め、新たな機能構造、超らせん構造の重要性、染色体上の位置の重要性などを明らかにした。これらの結果については、J. Biol. Chem.誌とGenes Cells誌に論文発表した。さらにDARS2領域におけるヒストン様因子の結合解離の分子機構解明のため、大腸菌粗抽出液から生化学的手法によってヒストン様因子結合阻害活性の精製を進め、候補因子を明らかにした。本研究では大腸菌の複製開始複合体、および、その主要構成因子DnaAタンパク質の活性を制御する複合体について、多様な試験管内再構成系を活用して、体系的に解析した。その結果、まず、複製開始複合体におけるDnaAタンパク質の多量体形成と2重鎖DNA開裂を支える重要な分子機構が解明された。さらに、DnaAタンパク質の活性を制御すために働く、染色体上の非コードDNA因子DARSとdatAについては、DnaAタンパク質との複合体形成様式や、細胞周期と共役する機能制御機構が発見された。本年度の研究計画については、ほとんど達成しているのみならず、キメラDnaAおよび出芽酵母ORCの解析では次年度の計画内容の一部を既に進行させている。ただDARS2-IHF複合体の解離活性の精製については、アッセイ系において困難な部分に直面し時間がかかった。総合しておおむね計画どおり進展していると言える。全体的に順調に進んでいるので、今後も計画に従って進行させる。最終となる3年度目については、実験計画の進行とともに論文発表にもより注力してゆく。ただ一部の高額な実験装置が老朽化し故障しやすくなっている。消耗品の節約に更につとめてできれば早期に機器を更新するよう進めたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学、生化学全体的には順調に進行しているので、今後も計画に従って進展させる。DARS2-IHF複合体の解離活性の精製についてはアッセイ系を改善したので、慎重に検討しながら、精製を進めてゆく。主な理由は、2015年度末頃(2016年2月)にオープンアクセスジャーナルに論文が採択され、その掲載料を振り込んだが、その分の科研費(基金分)からの引き落としが2015年度内でなく2016年度になったため。DARS2-IHF複合体を解離する粗蛋白質画分の活性を検出する段階まで進んだが、その後、精製を進めようとするとヌクレアーゼ等の妨害因子の共存が問題となってきた。そのため、活性のアッセイ法を再検討するなどして時間がかかり、目的の因子の精製があまり進まなかった。
アポトーシス制御および発癌過程におけるEBV由来microRNAの機能の解明

胃癌の発生におけるEpstein-Barr virus(EBV)由来のmicroRNAの役割を解明するために,手術により切除された胃癌組織および胃癌細胞株を用いて,EBV関連胃癌におけるEBV由来のmicroRNAの発現を網羅的に解析し,発現のプロファイルを明らかにした.発現の高かった特定のmicroRNAについて,その標的遺伝子を予測し,胃癌細胞株を用いて,その機能を解析した結果,EBV由来のebv-miR-BART4-5pが,アポトーシス促進因子であるBidの発現を抑制することにより,アポトーシス抵抗性を獲得することを明らかにした.胃癌の発生におけるEpstein-Barr virus(EBV)由来のmicroRNAの役割を解明するために,手術により切除された胃癌組織および胃癌細胞株を用いて,EBV関連胃癌におけるEBV由来のmicroRNAの発現を網羅的に解析し,発現のプロファイルを明らかにした.発現の高かった特定のmicroRNAについて,その標的遺伝子を予測し,胃癌細胞株を用いて,その機能を解析した結果,EBV由来のebv-miR-BART4-5pが,アポトーシス促進因子であるBidの発現を抑制することにより,アポトーシス抵抗性を獲得することを明らかにした.EBV関連胃癌においてウイルス由来のマイクロRNAが癌の発生、進展にどのように関与しているかを解明するために以下のような研究を行った。定量的RT-PCR法を用いて、EBV関連胃癌における既知のEBV由来マイクロRNAの発現プロファイルを解析し、発現が高かったマイクロRNAに関して、そのシード配列から予測される標的遺伝子をデータベース上で検索したところ、数種類のアポトーシス関連遺伝子が候補に挙がった。これに関連して手術検体を用いた解析によってEBV関連胃癌においては、通常の胃癌に比べてアポトーシスの頻度が少ないことが明らかになった。EBV関連胃癌モデル細胞株を用いた検討ではEBVに感染している胃癌細胞株では未感染の胃癌細胞株に比較して、特定のアポトーシス促進蛋白の発現が低下していることが明らかになった。この蛋白を標的としうるEBV由来マイクロRNAを選定し、これらの導入あるいは抑制によって、標的蛋白の発現が変化することを明らかにした。このマイクロRNAと標的蛋白のメッセンジャーRNAとの直接的な作用については、免疫沈降法やルシフェラーゼアッセイを用いた確認を行っている。また、EBVマイクロRNAによるアポトーシス抑制の効果は単一のマイクロRNAではなく、複数のものが共同して働いている可能性が考えられ、これについても複数のマイクロRNAを含むクラスターの導入を行い、さらに検討を加えている。EBV関連胃癌におけるウイルス由来microRNAの意義を解明するために、以下のような研究を行った。EBV関連胃癌の外科切除材料を用いて、real time RT-PCR法により、ウイルス由来microRNAの網羅的発現解析を行い、発現の高いmicroRNAを見出した。同時に胃癌以外のEBV関連腫瘍(上咽頭癌、悪性リンパ腫)の生検材料を用いて、いくつかのEBV由来microRNAの発現について胃癌における発現量との比較を行った。EBV関連胃癌で発現の高いEBV由来microRNAのシード配列から予測される標的遺伝子を、公開されているデータベースや標的遺伝子予測ソフトウェアを用いて検索した。その結果、複数のアポトーシス関連遺伝子が候補として挙がり、その中の一つであるアポトーシス促進蛋白Bidに着目し、さらなる解析を行った。In vitroの実験により、EBV関連胃癌のモデルとなる細胞株では、EBV感染によりBidの発現が低下していることが明らかとなった。さらに、EBV由来のmicroRNAであるebv-miR-BART4のシード配列と相同となる配列がBidの3'非翻訳領域内に含まれており、このmicroRNAがBidの蛋白への翻訳を抑制していることが予測され、レポーターアッセイにより、これを証明した。さらに、EBVに感染していない胃癌細胞株にebv-miR-BART4を導入することにより、Bidの発現が低下し、その結果、これらの細胞株においてアポトーシスが抑制されていることを複数の胃癌細胞株で明らかにした。以上の結果から、EBV関連胃癌においてはEBV由来のebv-miR-BART4がBidの発現抑制を介して、アポトーシス抵抗性を獲得していることが示された。人体病理学当初の実験計画に加え、追加でより詳細な検討を必要とする項目があり、その検討にやや時間を費やしたが、大幅な遅滞はなく概ね遂行できている。EBVによるアポトーシス抑制に複数のウイルス由来マイクロRNAが関与している可能性についてさらに検討を加える。標的となるアポトーシス促進蛋白の発現を手術検体を用いて免疫組織化学的な検討を行う。さらに対象を広げて、胃癌以外のEBV関連腫瘍についても同様の検討を行う予定である。物品購入費が予定額よりも少なかったため。次年度に実施予定の実験にかかる物品購入に充てる。
エネルギー変換用電極材料の電気工学的研究

(1)鉄シリサイド(Fe【Si_2】)を中心とした3d遷移金属ケイ化物熱電材料の開発と、実用化に向けてのアモルファス新材料の製造方法について研究した。さらに、排熱回収用としての熱変換型熱電発電器の試作と性能評価を行った。アルミナ基板上に【CH_4】系ガス・プラズマ中で推積させたp型、n型Fe【Si_2】アモルファス膜(膜厚100μm)のコルビノ型で、高温度側627°C、放熱側46°Cのとき電気出力約2.3W、最大変換効率約14.5%が得られた。[松原覚衛(山口大・工)](2)伝熱工学的な立場から、熱電変換システムへの適用を考慮して総合変換効率を大幅にアップするためのフィンの構造設計を行ない、実験結果との対応を確かめた。[森康夫(電通大)](3)高温熱電材料としてアモルファス・ボロンをとりあげ、ECRプラズマCVD装置の設計と作製を行ない、ジボラン(【B_2】【H_2】)を原料ガスとしてボロン薄膜生成の条件を検討した。50%希釈ジボランを用いて、基板温度350°C以上で金属光沢のボロン膜の生成に成功した。[権田俊一(阪大・産研)](4)プラズマCVD法によって、ボロン・フォスファイド(BP)の厚膜成長を行ない、熱起電力と電気伝導度の温度特性から高温度熱電材料としての検討を行なった。[熊代幸伸(電総研)](5)小型太陽炉熱電子発電を目指した短波長光によるCs電離プラズマ生成のための基礎研究を行なった。希土類元素Hfをベンゼン蒸気中で炭化する方法により、熱電子放射特性の高いハフニウム・カーバイド(HfC)電極を開発した。[矢田慶治(東北大・科研)](6)固体電解質としての応用を目的として、LiAlの光起電力特性、および温度発電の可能性について検討し、有益な知見を得た。[岩村国也(法政大・工)](1)鉄シリサイド(Fe【Si_2】)を中心とした3d遷移金属ケイ化物熱電材料の開発と、実用化に向けてのアモルファス新材料の製造方法について研究した。[岩村国也(法政大・工)]
歯周病原性細菌に対する患者血清中抗体のイディオタイプ解析

平成9年度から10年度までは,人リンパ球を使って血清型b抗原にポジティブに反応するハイブリドーマを作製し,そのハイブリドーマが産生するモノクローナル抗体のイディオタイプの解析を試みた。しかし,得られた20クローンのヒト・マウスへテロハイブリドーマはいずれも血清型b抗原に対してポジティブな反応を示さなかった。平成11年度では,血清型b抗原に対するモノクローナル抗体を産生するマウスハイブリドーマについて一本鎖化可変部位断片(ScFv)を作製しそのイディオタイプの解析を試みた。まず,過去に我々が樹立したマウスハイブリドーマ(S5;血清型b抗原に特異的に反応,L2;A.actinomycetemcomitansのLPS部分に特異的に反応)の培養を開始した。これら2個のハイブリドーマからQuickPrep mRNA Purification KitによってmRNAを調製した。調製したmRNAから,マウスH鎖可変領域,L鎖可変領域に特異的なプライマーを使用したRT-PCRによって各領域に対するcDNAを増幅した。S5についてはL鎖が増幅されないため,ELISA法によるタイピングでλ鎖でないことを確認し数度,これらのcDNAをリンカーで結合してクローニングベクターに組み込みDNAシーケンスを行い,H鎖,L鎖の可変領域の遺伝子配列を明らかにした。本研究の当初の目的はヒト抗血清型b抗原抗体のイディオタイプ解析であったが,本研究においてえられたA.actinomycetemcomitansのLPS部分に特異的に反応する一本鎖抗体およびその遺伝子はヒトにおけるイディオタイプ解析において重要なツールとなると考える。平成9年度の研究では,ヒト・マウスのヘテロハイブリドーマの作製を予定していた.研究計画に従って,A.actinomycetemcomitansの5つの血清型を大量培養した後,超音波破砕抗原を調製した。血清型bの代表株であるY4株からは温フェノール・水抽出物を調製し,粗血清型b抗原とリポ多糖に分離した.粗血清型b抗原については,さらにポリミキシンBアフィニティークロマトグラフィーによって混入している微量のリポ多糖を除き,血清型b抗原として実験に用いた.当初の予定では,本菌に対して高い抗体価を示す患者の静脈血からリンパ球を分離しPokeweed Mitogenと血清型b抗原を加えて約5日間培養する予定であったが,所属大学の変更により患者からのインフォームド・コンセントが得られず,医局員のボランティアからの採血を行った.ATCCからの購入したヒト・マウスのヘテロハイブリドーマであるSHM-D33株(ATCC CRL1668)を培養しておき,血液から分離したヒトリンパ球とハイブリドーマの細胞融合を行った.数名のボランテイアから採取した血清中の本菌に対する抗体価はそれほど高くなかった。スクリーニングにはA.actinomycetemcomitansから調製した超音波破砕抗原を用いたが,20クローンから30クローン程度得られたハイブリドーマからはポジティブなクローンはほとんど得られなかった。来年度の研究では,再度,ハイブリドーマの作製を試みると同時に,過去に作製したマウスハイブリドーマから分子生物学的な手法によってそのモノクローナル抗体のイディオタイプ解析を行い患者血清中の抗体のイディオタイプ解析の一助とする計画も予定している。平成10年度では,平成9年度の研究結果を踏まえて再度,医局員ボランティアからのリンパ球の分離・培養およびマウスハイブリドーマが産生するモノクローナル抗体のイディオタイプ解析を試みた。平成9年度と同様に,A.actinomycetemcomitansの5つの血清型を大量培養した後,超音波破砕抗原を調製した。血清型bの代表株であるY4株からは温フェノール・水抽出物を調製し,粗血清型b抗原とリポ多糖に分離した。粗血清型b抗原については,さらにポリミキシンBアフィニティークロマトグラフィーによって混入している微量のリポ多糖を除き,血清型b抗原として実験に用いた。

また,医局員のボランティアからリンパ球を分離しPokeweed Mitogenと血清型b抗原を加えて約5日間培養した後,ATCCから購入したヒト・マウスのヘテロハイブリドーマであるSHM-D33株(ATCC CRL1668)と細胞融合を行った。スクリーニングにはA.actinomycetemcomitansから調製した超音波破砕抗原を用いたが,20クローン程度得られたハイブリドーマからはポジティブなクローンはほとんど得られなかった。一方,マウスハイブリドーマに関しては,ファルマシア社製のリコンビナントファージ抗体システムを導入して現在,一本鎖化可変部位断片(ScFv)の作製中である。来年度の研究では,一本鎖化可変部位断片を使用したイディオタイプ解析を中心に研究を進めて行く予定である。平成9年度から10年度までは,ヒトリンパ球を使って血清型b抗原にポジティブに反応するハイブリドーマを作製し、そのハイブリドーマが産生するモノクローナル抗体のイディオタイプの解析を試みた。しかし,得られた20クローンのヒト・マウスへテロハイブリドーマはいずれも血清型b抗原に対してポジティブな反応を示さなかった。平成11度では,血清型b抗原に対するモノクローナル抗体を産生するマウスハイブリドーマについて一本鎖化可変部位断片(ScFv)を作製しそのイディオタイプの解析を試みた。まず,過去に我々が樹立したマウスハイブリドーマ(S5;血清型b抗原に特異的に反応,L2;A.actinomycetemcomitansのLPS部分に特異的に反応)の培養を開始した。これら2個のハイブリドーマからQuickPrep mRNA Purification KitによってmRNAを調製した。調製したmRNAから,マウスH鎖可変領域,L鎖可変領域に特異的なプライマーを使用したRT-PCRによって各領域に対するcDNAを増幅した。S5についてはL鎖が増幅されないため,ELISA法によるタイピングでλ鎖でないことを確認し数度,実験を繰り返したが,結局cDNAは得られなかった。H鎖,L鎖共にcDNAが増幅できたL2については,これらのcDNAをリンカーで結合してクローニングべクターに組み込みDNAシーケンスを行い,H鎖,L鎖の可変領域の遺伝子配列を明らかにした。本研究の当初の目的はヒト抗血清型b抗原抗体のイディオタイプ解析であったが,本研究において得られたA.actinomycetemcomitansのLPS部分に特異的に反応する一本鎖抗体およびその遺伝子はヒトにおけるイディオタイプ解析において重要なツールとなると考える。
テラヘルツＦＴ-ＥＳＲ分光法による磁場誘起量子臨界現象の解明

超短光パルスレーザーと気体プラズマを用いた広帯域テラヘルツパルス光源を製作し,光学測定用超伝導マグネットと試料用冷凍機を組み込んだ温度可変・磁場可変の広帯域テラヘルツFT-ESR分光装置を製作した。この分光システムを用いて,テラヘルツ領域にマグノン共鳴をもつ反強磁性体,電気磁気効果を示す磁性体,磁性と強誘電性が共存するマルチフェロイック物質等の磁性体において,テラヘルツFT- ESR分光測定を行った。これまで測定が困難であった広帯域磁気励起スペクトルの詳細や超高速磁気励起ダイナミクスの観測を行い,種々の興味ある磁場誘起量子現象の特性の解明を試みた。テラヘルツパルス発生にはZeTe結晶が広く使われているが,位相不整合や吸収帯の存在によって帯域が制限される。本研究では,最近注目されている気体プラズマの非線形効果を利用した広帯域のテラヘルツパルス光源を製作した。テラヘルツ生成光には現有のフェムト秒レーザー再生増幅システムの出力(800nm,150fs,1mJ)を利用している。非線形結晶(BBO結晶,100μm)によって第二高調波(400nm)を発生させ,これを基本波(800nm)と合わせて空気中に集光することによってプラズマを誘起し,広帯域のモノサイクルテラヘルツ電磁波を発生させることができる。テラヘルツパルス光源の交換に伴い,放物面ミラーを使ったTHz光学系を組み直した。ZeTe非線形結晶の光整流を利用したEOサンプリング法を用いて,試料透過後のTHz電磁波の超高速時間発展をサンプリングした。得られた時間波形のフーリエ解析から,試料のTHz-ESR過渡吸収スペクトルが得られる。また,極低温冷凍機を組み込み,温度可変テラヘルツフーリエ変換磁気共鳴(FT-ESR)装置を製作した。空気中の水分子による吸収を取り除くため,装置全体を乾燥空気生成装置でパージした。同期させた光チョッパーでTHz生成光をショット毎にオンオフし,ロックインアンプを用いた高感度検出を行った。反強磁性体NiO(ネール温度TN=523K)において,テラヘルツFT-ESR法を適用し,マグノンによる反強磁性共鳴吸収を観測した。共鳴周波数の温度依存性は分子場理論を用いてよく説明することができた。ネール温度付近で観測された緩和速度の急増は,長距離秩序の消滅で説明できる。また,反強磁性体CoO(ネール温度TN=293K)において,テラヘルツ電磁波の伝播時間の変化から屈折率を求めた。ネール温度付近における格子の寄与からのずれは磁気歪みの寄与であることを明らかにした。気体プラズマの非線形効果を利用した広帯域のテラヘルツパルス光源を製作し,テラヘルツFT-ESR法を用いて,酸化物反強磁性体における反強磁性マグノンと磁気歪の観測に成功した。NiOにおいて,4つの反強磁性マグノンモードをネール温度付近に至るまで観測することができた。反強磁性マグノンの緩和から反強磁性マグノンモードがネール点近傍で消失することを確認した。またCoOにおいて,テラヘルツ電場波形のピーク時刻の変化から得られる屈折率変化から,格子振動による屈折率変化と磁気歪に起因する屈折率変化を観測することができた。前年度に,気体プラズマの非線形効果を利用した広帯域のテラヘルツパルス光源を製作した。非線形結晶(BBO結晶,100μm)によって第二高調波(400nm)を発生させ,これを基本波(800nm)と合わせて空気中に集光することによってプラズマを誘起し,テラヘルツ電磁波を広帯域で発生させることができる。テラヘルツ電磁波波形の検出については,ZeTe非線形結晶の光整流を利用したEOサンプリング法を用いた検出を行ってきたが,今年度はテラヘルツ電磁波の発生だけでなく検出にも気体プラズマの非線形効果を導入することによって,テラヘルツ電磁波波形測定装置の帯域を2.5THzから7THzに広げることができた。前年度末に納入された光学測定用超伝導マグネットを組み込み,温度可変・磁場可変の高磁場広帯域FT-ESR分光装置を製作した。ポンプ光をショット毎に同期オンオフし,ロックインアンプを用いた高感度検出を行った。プローブ光の入出力をサンプル&ホールドして除算規格化する回路を製作し,検出感度の向上をはかり,また,光遅延制御とFFT変換処理を行う自動制御処理システムを製作した。反強磁性体CoO(ネール温度TN=293K)においてテラヘルツパルス電磁波を照射し,マグノンによる反強磁性共鳴(低温で4.4THz)の観測を試みた。マグノン吸収の兆候が見られたが,S/Nが十分でなく確証には至っていない。反強磁性体NiO(ネール温度TN=523K)において磁場中におけるポンプ・プローブ法の実験を行い,マグノン周波数と緩和の磁場依存性を測定した。印加磁場が増加するにしたがってマグノン周波数(1THz)が高周波側へシフトしていく振る舞いが観測された。この振る舞いは,単純な二軸性反強磁性体における磁化振動の磁場依存性でよく説明できることが分かった。前年度は,気体プラズマの非線形効果を利用した広帯域のテラヘルツパルス光源を製作し,ZeTe非線形結晶の光整流を利用したEOサンプリング法を用いたテラヘルツ波の検出を行ってきたが,今年度はテラヘルツ電磁波の発生だけでなく検出にも気体プラズマの非線形効果を導入することによって,テラヘルツ電磁波波形測定装置の帯域を2.5THzから7THzに広げることに成功した。

光学測定用超伝導マグネットを組み込み,温度可変・磁場可変の高磁場広帯域FT-ESR分光装置を製作することによって,液体ヘリウム温度から室温までの温度領域および5テスラまでの磁場中における超高速スピンダイナミクスの観測が可能となった。前年度はテラヘルツ電磁波の発生だけでなく検出にも気体プラズマの非線形効果を導入することによって,テラヘルツ電磁波波形測定装置の帯域を2.5THzから7THzに広げることに成功した。しかしながら,テラヘルツ波の発生・検出は十分安定とは言えず,精度の高い測定の実現には至っていなかった。今年度は,放物面ミラーとレンズの短焦点化,光検出器(光電子増倍管)ハウジングの簡素化,光路の縮小による水蒸気吸収の除去,等のいくつかの改良を行った結果,検出器の高感度化と安定化に改善が得られた。光学測定用超伝導マグネットを組み込んだ温度可変・磁場可変の高磁場広帯域テラヘルツ分光装置用いて,反強磁性体酸化コバルト(CoO)において,マグノンによる反強磁性共鳴(低温で4.4THz)の観測を試みた。前年度と比べてS/Nは向上したが,高周波側にあるフォノン吸収線の影響を受けたためか,試料を透過したテラヘルツ電磁波の振幅が減衰してしまった。その結果,マグノンが期待される4THz近傍のスペクトル強度が小さくなってしまい,マグノン吸収の信号は確認できなかった。温度可変・磁場可変の高磁場分光装置を用いて,反強磁性体酸化クロム(Cr2O3)およびフェリ磁性体イットリウム鉄ガーネット(YIG,Y3Fe5O12)における電気磁気効果を観測し,電場・磁場誘起臨界現象を解明する研究を行った。プローブ光のファラデー回転を利用して外部電場によって誘起される磁化(電場誘起磁化)のダイナミクスを測定した結果,酸化クロムでは,ナノ秒領域では電場に比例する1次の電気磁気効果,ミリ秒領域では電場の2乗に比例する2次の電気磁気効果が観測された。また,イットリウム鉄ガーネットのミリ秒領域では,液体ヘリウム温度で観測された1次の電気磁気効果が室温に向けた温度上昇とともに2次の電気磁気効果に移り変わっていくことが明らかになった。超短光パルスレーザーと気体プラズマを用いた広帯域テラヘルツパルス光源を製作し,光学測定用超伝導マグネットと試料用冷凍機を組み込んだ温度可変・磁場可変の広帯域テラヘルツFT-ESR分光装置を製作した。この分光システムを用いて,テラヘルツ領域にマグノン共鳴をもつ反強磁性体,電気磁気効果を示す磁性体,磁性と強誘電性が共存するマルチフェロイック物質等の磁性体において,テラヘルツFT- ESR分光測定を行った。これまで測定が困難であった広帯域磁気励起スペクトルの詳細や超高速磁気励起ダイナミクスの観測を行い,種々の興味ある磁場誘起量子現象の特性の解明を試みた。今年度は,気体プラズマの非線形効果を利用した広帯域のテラヘルツパルス光源を製作した。しかし,検出系はZeTe非線形結晶の光整流を利用したEOサンプリング法を用いており,光源の帯域が生かされていない。そこで次年度は,気体プラズマの非線形効果を検出系にも適用し,広帯域の検出を実現したい。今年度末に納入された光学測定用超伝導マグネットを組み込み,温度可変・磁場可変の高磁場広帯域テラヘルツFT-ESR分光装置を製作する。
動物モデル作成によるがん抑制遺伝子産物の機能の解析

本研究は、マウス胚由来未分化細胞(以下ES細胞)を用いてのジーンターゲティングにより、がん抑制遺伝子に変異を有する変異マウスを作成し、この変異マウすの発生過程や発癌過程を解析することにより、がん抑制遺伝子の生体内での機能とその発癌過程への関わりを明らかにしようという試みである。本年度はヒト大腸癌の発癌に関与すると考えられているがん抑制遺伝子APC遺伝子に変異を有する変異マウスの作成に成功したので、その経過について報告する。本年度我々は、昨年度までに単離を終えていたマウスAPC遺伝子の解析を進め、試験管内で2種の変異APC遺伝子を作成作成した。1つは、第1エクソン内の変異であり、この変異はマウスAPC遺伝子産物の殆んどを欠損させる。もう1つは、第8エクソン内の変異であり、この変異はヒトGardner症候群の家系の1つで発見されたものと全く同一の形のものである。こうして作成した変異遺伝子を電気穿孔法によりEX細胞内に導入し、第1エクソン変異に関しては約700個、第8エクソン変異に関しては約400個のES細胞クローンを単離し解析を行なった結果、各々1個の変異ES細胞が得られた。次いでブラストシスト内注入法により、これらのAPC遺伝子に変異が導入されたES細胞からキメラマウスを作成し、さらにそのF1マウスを得て解析したところ、第8エクソンに変異を有するAPC変異マウスが樹立されたことが確認された。現在、この変異APCマウスでの大腸ポリープ発生の観察を続けると同時に、ヘテロ接合体のかけ合わせによりホモ接合体の作成を試みている。
高性能な金属空気二次電池用空気極のための触媒担持導電性酸化物の精密合成

充電可能な金属空気電池を構築するための、酸素発生反応(充電反応)に安定な電極材料の探索を行った。ニオブドープに酸化チタン(Nb-TiO2)を検討した結果、Nb-TiO2は充電電流に安定であり、これにLaNi0.5Mn0.3O3を触媒として加えることで、酸素発生反応(放電反応)および酸素還元反応(充電反応)の両方の活性が向上した。グラフェンを検討した結果、グラフェンも酸素発生電流に対して安定であることを見出した。グラフェンの酸素発生活性の向上にはNiCo2O4が有効であった。金属空気電池は空気中の酸素を正極活物質とするため、高いエネルギー密度が期待できる電池である。しかし、現行のカーボンに触媒を担持して構成した空気極は、アノード電流によりカーボンが酸化分解するために電池の充電が困難であり、二次電池として機能しない。そこで本研究では、Nbをドープして電子導電性を付与した酸化チタン(Nb-TiO2)をカーボンの代替材料として着目した。空気極の材料としては、アノード電流に対する耐久性に加えて、高比表面積であること、また、ガス拡散性に優れた微細構造が重要である。そこで本年度は、ガス拡散性に優れると考えられるロッド状のNb-TiO2粒子を合成することを試みた。塩化ナトリウムとリン酸水素二ナトリウムで構成される溶融塩中で、ルチル相とアナターゼ相が混在する酸化チタンを酸化ニオブとともに処理した結果、幅100ナノメートル、長さ5マイクロメートル、比表面積48m2/gのロッド状Nb-TiO2粒子を合成することに成功した。また、NaBH4を還元剤として低温で還元処理することで、ロッド状の形状を維持しつつ、Nb-TiO2に電子導電性を付与することに成功した。このNb-TiO2のアノード電流に対する耐久性を調べた結果、良好な安定性を示し、カーボンの代替材料として有望であることを見出した。金属空気電池は、空気中の酸素を正極活物質とするため、高いエネルギー密度が期待できる電池である。電池に空気を取り込むためには、多孔性に富んだ空気極が用いられ、その材料として現在は、カーボンに触媒を担持した材料が用いられている。しかし、現行の空気極は、充電によるアノード電流でカーボンが分解するために、電池の充電が困難であることが問題である。そこで本研究は、充電電流に耐久性がある材料を用いて空気極を構築し、金属空気電池を充電可能とすることを目指した。昨年度においては、溶融塩中で酸化チタンと水酸化ニオブの混合物を処理することで、比表面積48m2/gのNb-TiO2ナノロッドを合成することに成功し、この材料がアノード酸化に耐性があることを見出した。しかし、合成したNb-TiO2は比表面積が小さいため充分に良好な酸素還元(放電)および酸素発生(充電)の反応活性を得ることができなかった。そこで本年度は、シート状炭素ナノ材料であるグラフェンを空気電池の電極材料として着目した。市販のグラファイトを溶液中で酸化して酸化グラファイトを合成し、これを超音波処理により層を剥離させることで、酸化グラフェンを得た。この酸化グラフェンを熱水中で加熱することで、比表面積450m2/gのグラフェンを合成することができた。このグラフェンを空気極の材料として使用したところ、300mA/cm2という非常に大きな充電電流によってもグラフェンは分解しなかったため、グラフェンは充電可能な金属空気電池の電極材料として非常に有望であることが明らかとなった。さらに、グラフェンに担持する触媒について検討した。その結果、グラフェン上での充電反応に関しては、これまで充電反応に対して高活性であることが知られていたLaNiO3よりも、NiとFeで形成される層状水酸化物(Ni-Fe LDH)が有効であることが明らかとなった。当初はNb-TiO2を電極材料として検討していく予定であった。しかし、本年度の研究においてグラフェンが充電反応(酸素発生反応)に対する耐性を有していることを見出した。このグラフェンは、Nb-TiO2よりも高い電子導電性と比表面積を有しており、電池の材料として非常に優れている。したがって、本年度における、グラフェンのに関する発見は、本研究目的を達成する上での大きな前進であり、当初の計画以上の進展であると判断した。金属空気電池は、空気中の酸素を正極活物質とするため高いエネルギー密度が期待できるものの、電池の充電時に空気極で起こる酸素発生反応により、空気極を構成するカーボンブラックが酸化分解することが問題である。そこで本研究では、酸素発生反応に対して安定なカーボン代替材料を導電性酸化物を中心に検討した。カーボン代替の導電性酸化物としては、Nbドープ二酸化チタン(Nb-TiO2)を検討した。ルチル相ーアナターゼ相混在型二酸化チタンと水酸化ニオブの混合粉末を溶融塩処理することにより、ガス拡散性に優れたワイヤー状Nb-TiO2の合成に成功した。さらに、水素化物を用いた低温固相還元法により、得られたワイヤー状Nb-TiO2の微細構造を損なうことなく、ワイヤー状Nb-TiO2への電子導電性付与に成功した。得られたワイヤー状Nb-TiO2は酸素発生反応に対して安定であり、La-Ni系ぺロブスカイト型酸化物の担持により酸素発生活性が向上した。Nb-TiO2の次に、グラフェンをカーボン代替材料として検討した。グラフェンをグラファイトの化学剥離により合成し、酸素発生電流に対する安定性を評価した。

その結果、グラフェンはカーボンブラックと同じ炭素で構成された材料であるものの、酸素発生反応に対して非常に安定であり、しかもNb-TiO2に比べて放電反応(酸素還元反応)に対する活性が高いことを見出した。さらに、グラフェンの酸素発生反応活性の向上にはLaNiO3, Fe-Ni LDH, N2Co2O4などのNi系化合物が有効であることを見出した。充電可能な金属空気電池を構築するための、酸素発生反応(充電反応)に安定な電極材料の探索を行った。ニオブドープに酸化チタン(Nb-TiO2)を検討した結果、Nb-TiO2は充電電流に安定であり、これにLaNi0.5Mn0.3O3を触媒として加えることで、酸素発生反応(放電反応)および酸素還元反応(充電反応)の両方の活性が向上した。グラフェンを検討した結果、グラフェンも酸素発生電流に対して安定であることを見出した。グラフェンの酸素発生活性の向上にはNiCo2O4が有効であった。当初の実験計画では、ロッド状Nb-TiO2粒子を塩化ナトリウムとリン酸水素二ナトリウムで構成される溶融塩中で合成し、これに還元剤を利用した固相還元で導電性を付与するまでを本年度中に進める予定であった。さらに、合成した粒子の電極材料としての安定性も評価することができた。したがって、本研究は予定通りに概ね順調に進行している。当初は、2年目以降はNb-TiO2ナノロッドに触媒を有効に担持する方法について検討する予定であったが、グラフェンがより良い材料であることが明らかとなったため、グラフェンに有効に触媒を担持する方法について検討する。また、グラフェンは、その炭素骨格中に窒素、リン、硫黄等の異種元素をドープすることが可能であり、ドープによって放電および充電特性が向上する可能性があるため、異種元素のドープについても検討を進める。工学本年度においてNb-TiO2のロッド状粒子を計画通りに作製し、することができたため、今後は合成した粒子に触媒を微細に担持するための方法を検討する。また、TiO2のみにとらわれず、その他のアノード電流に対して安定な材料も模索する。
日本における痩せ妊婦の推奨体重増加量に関する保健学的研究

1990年、米国National Institute of MedicineからNutrition during pregnancyという膨大な報告書が出された。中心となった小委員会は、妊娠全期間中の推奨体重増加量をそれまでの基準よりも大幅に引き上げた。小委員会は、妊婦を非妊時の体格で「やせ」、「ふつう」、「ふとり」、「肥満」の4群に分類し、低出生体重児出現率を下げるために特に「やせ」群に対して、分娩時までに推奨体重増加量の範囲に達するよう提案した。この推奨範囲は、その後の米国の学会などでその妥当性が検討・確立されてきている。米国における妊婦管理が、「体重増加量の上限を設定し制限する」というものから、「推奨範囲を設定して体重増加を達成させる」というものに変わりつつあるといえる。しかし、この報告書において検討されたデータは、ほとんどが白人と黒人のものであり、アジア人についてのデータはほとんど検証されていない。ゆえに、米国在住の日本人妊婦に対しても、一律にこの推奨範囲が適用される可能性がある。今回は、米国で新しく出された妊娠中の体重増加量の推奨範囲が、アジア人である日本人に適用できるかという検証をおこなった。米国人と体格差がある日本人でも非妊時「やせ」群に分類される妊婦は、12.518.0kgという米国の推奨体重増加量を達成することに特に問題はなく、妊娠中の管理基準として適用することが可能であるということが示唆された。以上の示唆は、それらの基準が適用される可能性のある米国在住の日本人妊婦を対象としたものであり、今後は日本人にあった体格分類を用い、日本で適用できる妊娠中の体重増加量の基準についての検討を行っていくべきであると考える。
摩擦と滑りの物理

I.摩擦力の速度・待機時間依存性の微視的研究摩擦は真実接触点の凝着、破壊により生じる。摩擦に関しては1,摩擦力は見掛けの接触面積に依らない、2,摩擦力は荷重に比例する、3,動摩擦力は滑り速度に依らず最大静摩擦力より小さい、というアモントンークーロンの法則が成り立つ事がよく知られている。申請者はこれまで凹凸のある表面に関して1,2が成り立つ事を解析的に示してきた。一方、3は広い速度領域で見た場合はなり立たず一般には滑り速度に依存すること、それは真実接触点の破壊の熱揺らぎによる助長、真実接触点の面積(真実接触面積)の接触時間による増大によると考えられている。後者も、定常状態では接触時間は滑り速度に反比例するため、速度の増大により接触時間は短くなり、摩擦力の速度依存性を引き起こす。減少を引き起こす。通常、摩擦力の速度依存性は速度による摩擦係数の変化を議論するが、我々は摩擦係数の絶対値を求めた。そしてこれまで考えられてきたこととは異なり、速度依存性が非単調になり得ること、速度0極限の摩擦力が0となり得ることを示した。II.水分を含んだ粉体のレオロジー特性、摩擦特性の研究濡れた砂の摩擦特性は粉体の摩擦挙動に対する水分の効果の典型例として興味深い。実験的研究により、砂の濡らし方によって摩擦特性が変わること、乾いた砂より濡れた砂のほうが摩擦力が下がる場合があることを示し、その機構を明らかにした。III.ベルトと円柱の間の摩擦ベルトと円柱の間の摩擦はオイラーにより調べられベルトの巻き数に対して指数関数的に増大することが知られている。我々は調ベルトと円柱の間の摩擦を調べ、オイラー理論とはこベルトと円柱の間の摩擦を調べ、部分的前駆滑りのため、オイラー理論より有意に摩擦力が減少しうることを明らかにした。研究実績の概要に記したようにおおむね順調に進展している。研究実績の概要に記した研究をさらに推し進めるとともに、原子、分子スケールの摩擦研究を主に計算機シミュレーションによって進める。I.固体間の滑り摩擦に関しては、"摩擦力は荷重に比例する、摩擦力は見かけの接触面積に依存しない"というアモントン則が広い範囲で成り立つ事が知られている。これに関した研究を、摩擦系の階層性を考慮して進め、以下の研究により摩擦則はスケールに依存することを示した。i)現実の巨視的な表面では、どのように滑らかに見えても、高精度でみれば凸凹しており、界面を校正する二つの表面の凸(アスペリティと呼ばれる)同士が凝着することにより摩擦が発生すると考えられている。数百万個の原子からなる系の分子動力学法シミュレーションにより、一つのアスペリティからなる系での最大静摩擦力のサイズ依存性を明らかにし、これより一般にはアモントン則は成り立たないことを示した。ii)しかし現実的な、高さに分布のある多くのアスペリティを有する一様な系では、アモントン則が成り立ち、さらに表面が自己相似的な場合に静摩擦係数の表式を解析的に得た。これはrandomly rough surfaceの理論を用いたことによる成果であり、現実の多くの表面が示す自己相似性がなり立つ場合にも当てはまる。iii)しかし、巨視的な系では自発的に発生する系内部の不均一性のため、最大静摩擦力以下の外力下でも前駆滑りが起こり、これにより再びアモントン則は破れる。II.アスペリティ間の凝着の熱活性化過程の詳細な研究から、滑り速度が0となる極限で摩擦力が0となる場合があることを示した。当初、予定の計画のうち、研究実績概要に記述したものは上記の様な成果を上げている。他のものについても、成果を上げるべく順調に準備を進めている。粉体の実験については、装置の改良、および得られたデータの安定性を得るために時間を要しており、やや進展が遅れ気味である。減少を引き起こす。

我々は調ベルトと円柱の間の摩擦を調べ、オイラー理論とはこベルトと円柱の間の摩擦を調べ、部分的前駆滑りのため、オイラー理論より有意に摩擦力が減少しうることを明らかにした。研究実績の概要に記したようにおおむね順調に進展している。I.上記IIの成果をアスペリティのサイズ分布を考慮した場合に広げ、実際の断層面で有効な摩擦則の導出を行う。II.上の摩擦則を取り入れた粘弾性体モデルとスプリングーブロックモデルの特徴を明らかにし、それをもとに、特にパラメーターを外から制御すること無しに自発的にスロー地震と通常の地震を起こすようなモデルを開拓する。III.水分を含んだ粉体のレオロジー特性、摩擦特性を明らかにする。研究実績の概要に記した研究をさらに推し進めるとともに、原子、分子スケールの摩擦研究を主に計算機シミュレーションによって進める。あ2018年度は予定していた海外での国際会議への出張、研究発表がスケジュールの都合によりできず、また実験的研究において生じた問題の対処のため、予定していた物品の購入が遅れた。2019年度は研究成果を海外での国際会議において発表する予定であり、実験も進む目処がつきつつあるため、出張旅費、物品費を使用する予定である。
海洋性細菌由来の抗腫瘍性物質Mangicol類の合成研究

昨年度に引き続き、抗腫瘍性および抗炎症性を示す生物活性セスタテルペンMangicol類の全合成ならびにその構造活性相関を行うために合成研究を行った。昨年までにMangicol類の効率的な合成ルートを確立するために、Transannular Diels-Alder反応を鍵反応として、すべてのMangicol類の共通中間体として適用可能である四環性化合物を立体選択的かつ一挙に構築することに成功した。さらに、Mangicol Aの全合成を行うために、得られた四環性化合物を用い、各種官能基変換およびメチル化による四級炭素構築により、Mangicol類の母核にあたるすべての炭素原子を有するエノンへ誘導した。今年度は、母核となるエノンにMichael付加反応を用いて、ポリオール側鎖部の導入を検討した。まず、市販品のアラビノースから、ポリオール側鎖となるヨウ化ビニルを合成し、モデル実験を行った。幾つか条件検討を行った結果、ヨウ化ビニルから有機亜鉛試薬を調製し、Ni触媒下によるMichael付加反応を行うことでカップリング体を得ることに成功した。本カップリング条件は、通常難しいと考えられるヨウ化ビニル側のβ位に脱離基を有する化合物を有機亜鉛試薬にすることができ、さらにエノン側が立体的に混みあった基質に対しても、Michael付加反応が進行する。そのため、通常困難なMichael付加反応に対して新しい可能性を見出すことができた。続いて、実際の基質に本条件を適用したが、反応が進行しなかった。そこで、ヨウ化ビニルおよび反応条件を検討しなおすことで、目的とするMichael付加体を得ることに成功し、全てのMangicol誘導体の合成を可能とする足がかりを得ることができた。抗腫瘍性および抗炎症性を示す生物活性セスタテルペンMangicol類の全合成ならびにその構造活性相関を行うために合成研究を行った。Mangicol類の効率的な合成ルートを確立するために、一段階で一挙に、Mangicol類の四環性骨格が得られるtransannular Diels-Alder反応を鍵反応として用いることとした。出発物質に光学活性なヒロキシエステルを用いて、重要中間体となる12員環トリエンを合成した。得られた12員環トリエンに対してtransannular Diels-Alder反応を用いることで四環性化合物を立体選択的かつ一挙に構築することに成功した。得られた四環性化合物は、Mangicol Aのみならず、すべてのMangicol類の共通中間体として適用できると考えられる。続いて、得られた四環性化合物を用い、Mangicol Aの全合成を行うために、各種官能基変換およびメチル化による四級炭素構築により、Mangicol類の母核にあたるすべての炭素原子を有するエノンへ誘導することに成功した。また、構造活性相関をふまえたグラムスケールでの量的供給を行うために更なる合成経路の改良を行った。その結果、収率および実験操作の面で改善することで、グラムスケールでの量的供給ルートを確立することができ、出発物質の光学活性なヒドロキシエステルを100g用いて、12員環トリエンへの重要中間体となるジエノンを30g合成するに成功した。
ビジネスパーソンと英語学習者用の最適化された高難度英語音声システム構築

日本語話者が英語を学習する際に様々な要因で聞き取りが難しい。外交や企業の交渉者が聞き取り能力が不足しているために、交渉の主旨が理解できず、重大な過ちをおかしたり、不利な立場に置かれたりすることがある。どの要因が最も英語の聞き取りに影響し、聞き取りを難しくしているか特定することによって、効率よく難しい英語を集中的に学習者に提示し、聞き取り力を強化できる。調査データと結果:英語の聞き取りの難しさは、音声的な要因と音声以外の要因が両方考えられる。2015年度は、音声的な要因(リンキング、同化、連続母音、弱化、脱落、フラップ化、成節子音、縮約形、破裂のない閉鎖音など)を調べた。その結果、固有名詞の聞き取りが一番難しく、次いで、語数の多い文、脱落、同化、リンキングの聞き取りが難しいことが判明した。続いて、2016年度には、抽象度、背景知識などが聞き取りの難しさに貢献していることが考えられるので、音声、語彙、文法、意味の四要素がどのように作用しているか検討した。語彙、文法、意味を一定の尺度にしたがってレベル分けした。調査の結果、音声的な難しさが意味上の難しさよりも聞き取りの障害になっていることが多かった。2017年度は、2015-2016年度の結果に基づいて、システムに文を追加し、続けてデータを集め、英語の聞き取りの難しさを分析した。2018年度は、データを大量に自動的に分類できるプログラムを作成し、使用できる文を2,000文ほど追加で作成した。2019年度は、作成した文を録音・アップロードし、拡大システムを一般公開して一般のビジネス・パーソンや将来、国際舞台で活躍する可能性のある学生などが自由に練習できるシステムを完成する予定である。リンキング、脱落、弱化、同化などの音声データを中心にシステムを構築しているが、個別の音の属性を手作業で入力していた。システム構築のサイクルとしては:文の作成→録音→文の定義(脱落や弱化などを拾い出し、文の属性として指定する)→(イラスト等の補助教材作成)→アップロード→難しさの分析、の繰り返しであるが、個別の音声現象の属性の入力に莫大な時間がかかっていたため、データの追加のペースが遅かった。開発の速度を加速するため、音声現象の属性をソフトウェアで判別し、定義できるように、システムを整備した。新システムが完成したので、データベースに追加する文を2,000文ほど作成した。今後、文を録音・アップロードし、試験的にテスト後、一般公開する予定である。個別音以外に、トピック、談話の種類(アナウンス、スピーチ、対話等)、抽象度、持続時間、音節数、語彙の難しさ、文法、速度、聞き取り回数、イントネーションの型、文型、背景知識の有無、専門知識の有無、判断力の有無など、他のパラメータも聞き取りの難しさに貢献していると考えられるので、新たに測定パラメータを増やし、分析を進める必要があるが、上記の音声属性設定の作業を優先しなければ、基本システムが完成しないので、音声以外の分析は、次年度以降に延期する。基本システムが完成後に、その他のパラメータをさらに追加する予定であるはじめに:日本語話者が英語を学習する際に様々な要因で聞き取りが難しい。方法:音声的な要因以外に、抽象度、背景知識などが聞き取りの難しさに貢献していることが考えられるが、2016年度は音声、語彙、文法、意味の四要素がどのように作用しているか検討した。例えば、一見似たような表現であるが、"Grab him."、"Grab her."、"Grab it."、"Grab them." (初級)は背景知識なしでも、理解しやすい。ところが、“Grab us." (中級)は状況を思い浮かべるのが比較的難しい。"Grab you?"(上級)はさらに使用する状況を想像しにくいが、“You grabbed me, so I stopped." “Grab you?I didn't grab you!"などが考えられる。結果:音声的な難しさが意味上の難しさよりも聞き取りの障害になっているようである。例えば、一連の"grab"文は、意味上、難しい“Grab you?"の正答率(40%)が、意味的に優しい"Grab him."(27%)よりも高い。ところが、“Grab it" (正答率56%)と“Grab us" (正答率49%)は音声的な障害が2種類(リンキングと弱化)で正答率が比較的高いが、“Grab them" (正答率37%)、“Grab him" (正答率27%)は音声的な障害が3種類(リンキング、脱落、弱化)で、正答率が低い。リンキング、脱落、弱化、同化などの音声データを中心にシステムを構築していたが、トピック、談話の種類(アナウンス、スピーチ、対話等)、抽象度、持続時間、音節数、語彙の難しさ、文法、速度、聞き取り回数、イントネーションの型、文型、背景知識の有無、専門知識の有無、判断力の有無など、他のパラメータも聞き取りの難しさに貢献していると考えられるので、新たに測定パラメータを増やし、分析を進めることにした。