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超準モデル構成のトポス理論的一般化と，ハイブリッドシステム検証への応用

コンピューター制御される物理システム(ハイブリッドシステム)について,その正しさを確かめることは近年の重要な課題である。とくに本研究では,純粋なコンピュータープログラムのための検証手法を適切に拡張してハイブリッドシステムの検証手法を作ることを最終的な目標に設定していた。本研究計画では[末永&蓮尾'11]のように超準解析を用いるアプローチを拡張するために,直観主義超準解析をよりよく研究することが必要と考えた。直観主義超準解析の先行研究について,[Moerdijk'95]に始まる研究ではトポスが主役として用いられていた一方,[Butz'04]ではトポスの場合の結果は一部でしかない。当初の研究計画ではトポスを重視していたが,それに限らない直観主義超準解析の研究を進めている。申請者がDC1採用されていた2年8ヶ月の業績をまとめると,「圏による極限的振舞いの検証」について3つの結果を得たと言える。今年度に発表した超準解析の結果は「無限小」などの超実数を論理に加えることが圏に何を加えることで達成されるのかであったことの他に,前年度までの結果として,無限に続く遷移を扱うための不動点論理に対応する圏に関する結果と,形式概念解析に対応して圏の双完備化(極限と余極限を適切に付加する)を得た結果がある。28年度が最終年度であるため、記入しない。[片岡,蓮尾,長]システムの形式的な検証には,システムの意味論,および,仕様を記述する論理の意味論が必要となる。状態を持つシステムの仕様記述には時相論理が通常用いられ,その中でも様相μ計算のように最小不動点を利用する論理についての統一的な意味論を2013年に共同研究し国際会議で発表していた。システムの状態の型とその上の論理式について同時に不動点をとるこの研究の手法は,さらなる適用対象が見つかっている。当該年度は,2013年の会議の予稿集版を拡大し学会誌に投稿した。[片岡,Pavlovic]データマイニングの基本は,2者間の関係から特徴量を抽出する方法論にある。特に,行列の固有値解析を用いる方法が実用化されているものの,特徴量あるいは関係性を線形にしかとらえていない点で,理論的な拡張の余地がある。この点に関し,データマイニングの基礎の圏論的拡張についての先駆的成果を発表していた研究者とともに2,3月に共同研究を行った。この研究ではデータマイニングへの応用としての意義と同時に,1960年代から問題となっていた圏の完備化の問題に新しい側面を提示するという純粋数学的な意義も得られた。この研究成果を3月に国際会議に概要投稿した。[室屋,片岡,蓮尾,星野]プログラムを低レベルの実装,とくにFPGA等の電子回路基板として実装する際には,高級プログラミング言語からの自動変換技術(コンパイラ)が有効である。副作用を持つプログラムについての関数型言語から回路への自動変換の共同研究において,相互作用の幾何という理論を用いたコンパイラの試作機を完成させた。試作機ではデータとして表現した回路へ変換し,その表現の回路を汎用コンピュータ上でシミュレートする。この共同研究の理論上の重要性は,この分野で副作用を持つ場合が新規であることであり,応用上では,例えば確率的分岐という副作用を基本命令として持つ基板へのコンパイラの実現のために重要となる。とくに本研究では,純粋なコンピュータープログラムのための検証手法を適切に拡張してハイブリッドシステムの検証手法を作ることを最終的な目標としている。トップダウンな仕様をボトムアップな部品組み立てが満たすかという問いについて,圏論的に取り扱う共同研究を2014年度から行っている。仕様の集合と部品の集合の間の単なる量的関係については,線形代数的な道具が特徴量抽出の手法として実用化までされている一方で,本研究は仕様同士や部品同士にも関係がある場合を含むよう一般化された理論を提案している点で新しい。質的関係については順序集合のDedekind-MacNeille完備化が知られていたが,その量的関係への一般化という純粋数学的な側面も本研究はもつ。共同研究の中での申請者の主要な貢献は,研究テーマと既存の圏論の道具との関連性を指摘した点,理論的結果の証明の半数程度,具体例計算に用いる新しい手法の発見と実際の計算などにわたる。また,当該年度に申請者が国際会議で口頭発表した。システムが仕様を満たすかという問いについては,どのような仕様を記述できるのかが理論の実用性に大きくかかわる。仕様記述に不動点演算子をもつ論理を用いる場合は,システムが動作しつづけることや,後処理がいつか実行されることなどの仕様を書くことができる。圏論的に一般化された遷移システムの上でのこのような論理の解釈(意味論)に関しては2013年に共同研究し国際会議で発表しており,その学会誌版が当該年度に採録決定した。会議の予稿集版と比較して,最大不動点と最小不動点の両方について理論や具体例を議論するなどの内容が追加されている。申請者は,追加内容の理論構築や具体例計算,予稿集版の証明の簡略化,そして執筆のすべてにおいて中心的な役割を果たした。超準解析は,連続量に関わる問題を離散的な議論に帰着する手法のひとつであり,申請者は,ハイブリッドシステムの検証を通常のコンピュータプログラムの検証に帰着させるアプローチとして注目している。とくに,プログラム意味論を与えるための領域理論との関連において直観主義超準解析についての研究を進めている。

超準解析における一階論理と高階論理の性質の差の利用という観点で上部構造を持つ超準解析の言語と圏モデルを研究しており,当該年度は,代数的集合論という,集合とクラスを区別して圏論的に公理化する理論との類似から考察を進め,国内外の研究者と議論を行った。圏論的な特徴量抽出の理論については,国際会議での発表の後,圏論的意義についての研究が進展している。とくに,随伴関手とモナドの関係についての基礎的な事項は1960年代にさかんに研究されていたにも関わらず,共同研究において新しい数学的結果を得ている。不動点論理についての圏論的研究については,提案していた枠組みを理論的に精密化することができた。具体的には,型レベルと命題レベルで同時に不動点をとる構成のためには,それぞれのレベルで不動点がとれる構造の他に何を用いるのが自然かを明らかにした。コンピューター制御される物理システム(ハイブリッドシステム)について,その正しさを確かめることは近年の重要な課題である。とくに本研究では,純粋なコンピュータープログラムのための検証手法を適切に拡張してハイブリッドシステムの検証手法を作ることを最終的な目標に設定していた。本研究計画では[末永&蓮尾'11]のように超準解析を用いるアプローチを拡張するために,直観主義超準解析をよりよく研究することが必要と考えた。直観主義超準解析の先行研究について,[Moerdijk'95]に始まる研究ではトポスが主役として用いられていた一方,[Butz'04]ではトポスの場合の結果は一部でしかない。当初の研究計画ではトポスを重視していたが,それに限らない直観主義超準解析の研究を進めている。今年度は,圏論的な超準解析(これは直観主義論理の場合を含む)について,申請者が行った研究の一部分をまとめ,圏論に関する国際会議であるCT (International Category Theory Conference)にて発表した。申請者の発表はplenary sessionで行われた。ここで発表した結果は,[Butz'04]で与えられた論理と圏モデルをファイブレーションという圏論の道具を用いて再調査し新しい特徴付けを得たというものである。申請者がDC1採用されていた2年8ヶ月の業績をまとめると,「圏による極限的振舞いの検証」について3つの結果を得たと言える。今年度に発表した超準解析の結果は「無限小」などの超実数を論理に加えることが圏に何を加えることで達成されるのかであったことの他に,前年度までの結果として,無限に続く遷移を扱うための不動点論理に対応する圏に関する結果と,形式概念解析に対応して圏の双完備化(極限と余極限を適切に付加する)を得た結果がある。年次計画の通り,コンピュータ科学における様々な課題に関して,圏論の適用先を幅広く調査することができた。システム検証の論理の理論の他にも,コンパイラの理論やデータマイニングの理論に関しても理解を深めるとともに結果を得ており,トポス理論的あるいは超準解析的なアプローチのためには受けの広い布石にできた。
『失われた時を求めて』後半の歴史的背景と創作に関する総合的研究

本研究は、フランスの作家プルーストの長編小説『失われた時を求めて』のうち充分に研究が深められていない後半部(第4篇『ソドムとゴモラ』、第5篇『囚われの女』、第6篇『消え去ったアルベルチーヌ』、第7篇『見出された時』)に対象を絞り、それがどのような政治、社会、文化などの歴史的背景をもとに成立したものであるか、それらの事象が作中でいかなる有機的機能を果たしているかを総合的に調査、考察して、プルースト文学の独自性と普遍性の秘密を解明するとともに、その成果を『失われた時を求めて』後半の翻訳・注解にて一般読者に公開することを目的とする。平成27年度は第4篇を、平成28年度は第5篇を、平成29年度は第6篇を、平成30年度は第7篇をを中心に採りあげ、それぞれの巻の歴史的背景がいかに小説にとり込まれているかを考察した。その際、『プルースト書簡集』をはじめプルーストの各種刊本の索引などを利用して、本作にあらわれた政治や社会の事件、文学・絵画・音楽・建築・演劇・バレエ・装飾芸術・写真などの文化事象を調査した。それら受容の実態を明らかにできる当時の資料を収集・解読し、さらに『失われた時を求めて』の関連作品、『プルースト書簡集』、プルーストの伝記や個別研究などの文献をあらためて読み直し、フランス国立図書館が所蔵する創作メモ帳、草稿ノート、タイプ原稿、校正刷などの関連資料も解読したうえで、政治・外交・文化などの分野別に、作家が実際に受容し作中に採りいれた事件や作品について、作家がどのような評価をしていたのかも調査した。そのうえで『失われた時を求めて』において表現されている歴史的背景と創作との関係について考察し、その成果を研究集会で発表するとともに、内外の専門誌などに論文を寄稿した。またその一部を刊行中の『失われた時を求めて』の訳注や解説に採りいれ、日本の一般読者に公開した。本研究は、フランスの作家プルーストの長篇小説『失われた時を求めて』のうち充分に研究が深められていない後半部(第4篇『ソドムとゴモラ』、第5篇『囚われの女』、第6篇『消え去ったアルベルチーヌ』、第7篇『見出された時』)に対象を絞り、それがどのような政治、社会、文化などの歴史的背景をもとに成立したものか、それらの事象が作中でいかなる有機的機能を果たしているかを総合的に調査、考察して、プルースト文学の独自性と普遍性の秘密を解明するとともに、その成果を『失われた時を求めて』後半部の翻訳・注解にて一般読者に公開することを目的とする。平成27年度は、『失われた時を求めて』の後半最初の第4篇『ソドムとゴモラ』を中心に採りあげ、『書簡集総合索引』をはじめプルーストの各種刊本の索引などを活用して、本作にあらわれる政治や社会の事件、文学・絵画・音楽・建築・演劇・バレエ・装飾芸術、写真などの文化事象を調査した。その際、これら受容の実態を明らかにできる当時の出版物(出版物や新聞雑誌)などを収集・分析した。さらに『失われた時を求めて』と関連作品、『プルースト書簡集』、プルーストの伝記や個別研究などの文献をあらためて読み直し、フランス国立図書館が所蔵する創作メモ帳、草稿ノート、タイプ原稿、校正刷などの関連箇所も解読・調査したうえで、政治、外交、文化などの分野別に、作家が実際に受容し作中に取り入れた事件や作品について、作家がどのような評価をしていたのかも調査した。本年度に中心的に調査考察を進めた『失われた時を求めて』における歴史的背景と創作との関係について、その研究成果の一部をプルーストに関する研究講演会、内外の専門誌などに発表して専門家の批判を仰いだ。研究成果の一部を刊行中の『失われた時を求めて』第4篇『ソドムとゴモラ』2冊に採り入れ、日本の読者に公開した。研究条件に恵まれ、予定どおりに研究を進めることができた。平成28年度は、平成27年度の調査研究の成果を踏まえたうえで、『失われた時を求めて』の第5篇『囚われの女』を中心に、ひきつづき『失われた時を求めて』と関連作品、『プルースト書簡集』、フランス国立図書館所蔵の未発表資料などを活用して、本作にあらわれた政治や社会や文化に関する事象を調査した。『囚われの女』以降の篇は、作家の死後出版であって、本文校訂が問題となる。この篇の原稿、タイプ原稿なども綿密に調査し、当時の歴史事象と照合して、その執筆時期や意義を解明することも試みた。そのうえで、前年度までの考察を盛りこんだ論考を公刊し、本年度を中心に調査考察を進めた『失われた時を求めて』における歴史的背景と創作との関係についての研究成果を、プルーストに関するシンポジウムで発表するとともに、『囚われの女』の翻訳・注解に採り入れ、日本の読者に公開した。

研究条件に恵まれ、ほぼ予定どおりに研究を進めることができた。本研究は、フランスの作家プルーストの長篇小説『失われた時を求めて』のうち充分に研究が深められていない後半部(第4篇『ソドムとゴモラ』、第5篇『囚われの女』、第6篇『消え去ったアルベルチーヌ』、第7篇『見出された時』)に対象を絞り、それがどのような政治、社会、文化などの歴史的背景のもとに成立したものか、それらの歴史的事象が作中でいかなる機能を果たしているかを総合的に調査、考察して、プルースト文学の独自性と普遍性の秘密を解明するとともに、その成果を『失われた時を求めて』後半部の翻訳・注解にて一般読者に公開することを目的とする。平成29年度は、これまでの本研究における成果を踏まえたうえで、『失われた時を求めて』の第5篇『囚われの女』と第6篇『消え去ったアルベルチーヌ』を中心に、ひきつづき『失われた時を求めて』とその関連作品、『プルースト書簡集』、フランス国立図書館所蔵の未発表原稿などを調査し、本作にあらわれた政治、社会、文化に関する事象について考察を深めた。とくに第6篇『消え去ったアルベルチーヌ』については、各種フランス語校訂版に異同が多く、それらを照合するとともに残された作家の自筆原稿も精査し、そこに記された歴史事象への言及が作中でいかなる意味をあらわしているかを考察した。以上の研究成果の一部は、以下の成果の欄に記したシンポジウムにおける研究発表や、『囚われの女』の翻訳・注解などで公開した。研究条件に恵まれ、ほぼ予定どおりに研究を進めることができた本研究は、フランスの作家プルーストの長編小説『失われた時を求めて』のうち充分に研究が深められていない後半部(第4篇『ソドムとゴモラ』、第5篇『囚われの女』、第6篇『消え去ったアルベルチーヌ』、第7篇『見出された時』)に対象を絞り、それがどのような政治、社会、文化などの歴史的背景をもとに成立したものであるか、それらの事象が作中でいかなる有機的機能を果たしているかを総合的に調査、考察して、プルースト文学の独自性と普遍性の秘密を解明するとともに、その成果を『失われた時を求めて』後半の翻訳・注解にて一般読者に公開することを目的とする。平成27年度は第4篇を、平成28年度は第5篇を、平成29年度は第6篇を、平成30年度は第7篇をを中心に採りあげ、それぞれの巻の歴史的背景がいかに小説にとり込まれているかを考察した。その際、『プルースト書簡集』をはじめプルーストの各種刊本の索引などを利用して、本作にあらわれた政治や社会の事件、文学・絵画・音楽・建築・演劇・バレエ・装飾芸術・写真などの文化事象を調査した。それら受容の実態を明らかにできる当時の資料を収集・解読し、さらに『失われた時を求めて』の関連作品、『プルースト書簡集』、プルーストの伝記や個別研究などの文献をあらためて読み直し、フランス国立図書館が所蔵する創作メモ帳、草稿ノート、タイプ原稿、校正刷などの関連資料も解読したうえで、政治・外交・文化などの分野別に、作家が実際に受容し作中に採りいれた事件や作品について、作家がどのような評価をしていたのかも調査した。そのうえで『失われた時を求めて』において表現されている歴史的背景と創作との関係について考察し、その成果を研究集会で発表するとともに、内外の専門誌などに論文を寄稿した。またその一部を刊行中の『失われた時を求めて』の訳注や解説に採りいれ、日本の一般読者に公開した。今後も申請書に記した研究計画・方法によって、鋭意、研究を進める。今後も申請書に記した研究計画・方法に従い、鋭意、調査研究を進める。今後も、申請書に記した研究計画・方法にしたがい、鋭意、調査と考察を進める。
東海地区における歯科保健デ-タ・ベ-ス開発に関する研究

本研究の目的は愛知県,岐阜県,三重県および静岡県の東海地区における市町村歯科保健デ-タ・ベ-スを構築するための基礎的研究を行うことである。平成元年度の初年度および次年度の平成二年度にデ-タ・ベ-ス作成のための基本的システムをつくることを検討した。その結果昭和59年61年度のデ-タインプットと若干の分析を行った。そこで,最終年の平成三年度はさらに詳細な分析を行うととに,その後のデ-タインプットを行った。以下がそのアウトラインである。昭和59年61年度における分析で,う蝕経験は愛知県東部市町村が高く,名古屋市で低くかった。健康診査受診率は市町村の所得,世帯数と負の相関があった。う蝕経験者率と一人平均う蝕経験歯数は死亡数年間総数と正の相関関係がみられた。さらに,数量化III類による解析では,保健所別では助産婦,保健婦が散分図上,右上,世帯数,人口密度が左下に位置する傾向にあった。市町村別では右上に診療所数,所得,左下に出生数や世帯数が位置する傾向にあった。したがって,横軸は人口密度,縦軸は都市化と因子であると考えられた。さらに主成分分析では,保健所別では,医療関係者・病院が図の上方,乳幼児死亡に関するものが図の下方,診療所・薬局,保健婦・助産婦に関するものが右方,結婚・離婚に関するものが左方に位置していた。市町村別では医療関係者・病院が右上,診療所は上方,乳幼児死亡に関するものは右下,がんなどは中央,dmftなどは左方に位置する傾向であった。その後のデ-タについては現在インプットしている段階である。また成人に関するデ-タ収集,および岐阜県,三重県および静岡県のデ-タ収集はできなかった。いずれにしても,本研究から東海地区における歯科保健デ-タ・ベ-スの構築の必要性および有用性が確認された。本研究の目的は愛知県、岐阜県,静岡県および三重県の東海地区における市町村別歯科保健デ-タベ-スを構築する基礎的な検討を行うことである。初年度の本年はデ-タベ-ス作成のための基本システムをつくり、愛知県の市町村別にデ-タをファイルする。その後昭和5961年の1歳6ヵ月児および3歳児健康検査のう蝕経験者率および一人平均う蝕経験歯数などの歯科的なものを含む市町村指標を決め相互関係を分析することであった。〔方法〕愛知県88市町村、名古屋市16区計104の地区について、人口、死亡律、医療およびその他をあらわす71項目と1歳6か月と3歳児歯科保健水準をあらわす6項目、計77項目について、1984(S59)、1985(S60)、1986(S61)年度3年間のデ-タをコンピュ-タ(TOSHIBAJ-3100)などにインプットし、歯科保健水準と他の項目との相関関係を中心に分析した。尚、歯科保健の指標は1歳6か月児と3歳児の健康検査受診律、う蝕経験者率、一人平均う蝕経験歯数を用いた。〔結果および考察〕う蝕経験は愛知県東部に市町村は高く、名古屋市は低かった。各指数との関係では各年度毎にバラツキがあるが、1985年を令にあげて示すと、健康診査受診率は市町村所得、世帯数と負の相関、またう蝕経験と一人平均う蝕経験歯数は死亡数年間総数と負の相関関係がみとめられた。今回愛知県以外のデ-タ収集およびデ-タインプットは出来なかった。

また愛知県のデ-タの欠落部も若干あり、デ-タ収集に一層努力が必要である。愛知県以外にも静岡県など地域別に異なった指標の導入も必要であると思われた。来年度はこれらを改善しさらに研究を発展させたい。本研究の目的は愛知県、岐阜県、静岡県および三重県の東海地区における市町村別歯科保健デ-タベ-ス構築に対する基礎的な検討を行うことである。初年度の平成元年度はデ-タベ-ス作成のための基本システムをつくり、愛知県の市町村別にデ-タをファイルすることであった。その結果、昭和59(1984)昭和61(1986)年度3年間について、愛知県88市町村、名古屋市16区計104地区について人口、死亡、医療をあらわす71項目と1歳6カ月児、3歳児歯科保健水準をあらわす6項目、計77項目についてデ-タインプットおよび分析を試みた。平成2年度の本年はさらに多変量解析を用いて分析し次のような結果を得た。(1)う蝕経験は愛知県東部の市町村は高く、名古屋市で低かった。(2)健康診査受診率は市町村の所得、世帯数と負の相関であった。(3)う蝕経験者率と一人平均う蝕経験歯数は死亡数年間総数と正の相関関係がみられた。(4)数量化III類による解析結果では年度毎に若干バラツあるが、保健所別では助産所数、保健婦数が2次元の図中右上、世帯数、人口密度が左下に位置する傾向にあった。市町村別では右上に、診療所数、所得が、左下に出生数や世帯数が位置した。したがって横軸は人口密度、縦軸は都市化の因子が考えられた。(5)主成分分析結果では、保健所では医療関係者、病院が図の上方、乳児死亡に関するものが図の下方、診療所、薬局、保健婦、助産婦に関するものが右方、結婚、離婚に関するものが左方に位置していた。市町村別では、医療関係者、病院などが右上、診療所は上方、乳幼児の死亡に関するものが右下、がんなどは中央、dmftなどは左方に位置する傾向にあった。以上本年度の結果のアストラインをのべたが、平成3年度では他県のデ-タインプットおよび、本研究の目的であるデ-タベ-スシステムのモデルを完成する予定である。本研究の目的は愛知県、岐阜県,三重県および静岡県の東海地区における市町村歯科保健デ-タ・べ-スを構築するための基礎的研究を行うことである。平成元年度の初年度および次年度の平成二年度にデ-タ・ベ-ス作成のための基本的システムをつくることを検討した。その結果、昭和59年61年度のデ-タインプットを若干の分析を行った。そこで,最終年の平成三年度はさらに詳細な分析を行うとともに,その後のデ-タインプットを行った。以下がそのアウトラインである。昭和59年61年度における分析で,ラ蝕経験は愛知県東部の市町村が高く,名古屋市で低くかった。健康診査受診率は市町村の所得,世帯数と負の相関があった。ラ蝕経験者率と一人平均ラ蝕経験歯数は死亡数年関総数と正の相関関係がみられた。さらに,数量化III類による解析では,保健所別では助産婦,保健婦が散分図上,右上,世帯数,人口密度が左下に位置する傾向にあった。市町村別では右土に診療所数,所得,左下に出生数が,世帯数が位置する傾向にあった。したがって,横軸は人口密度,縦軸は都市化の因子であると考えられた。さらに主成分分析では,保健所別では,医療関係者・病院が図の上方,乳幼児死亡に関するものが図の下方,診療所・薬局,保健婦・助産婦に関するものが右方,結婚・離婚に関するものが左方に位置していた。市町村別では医療関係者・病院が右上,診療所は上方,乳幼児死亡に関するものは右下,がんなどは中央,dmftなどは左方に位置する傾向であった。
異言語話者による音声の脳内処理に関する音響学的および生理学的研究

本研究は言語が保持する音声的特性が母語話者の音声の脳内処理に及ぼす影響を検証した。まず日本語話者の音韻「感覚」に焦点をあて、日本語の母語話者が日本語とは明らかに異なる音声特性を有するフランス語の音韻を如何に捉えているかを、フランス語音の聴取時に生ずる視覚モダリティを検討することにより考察した。音韻弁別のできる日本人学習者らが音に対して想起する色に共通性が認められ、それは音の鋭さに関わる母音の第2フォルマントに関係することが判明した。これは、音韻弁別のできる学習者らがそれまでの日本語の音韻感覚を変化させ、ある共通した音韻「感覚」を持つこととなった可能性を示唆するものである。生理学的研究では,日本語に特殊モーラとして存在する長音に注目し、母語に長音を持たないフランス語話者と日本語話者における聴覚野の活動パターンに対する母語の影響を脳磁図(MEG)を用いて検討した。指標としてミスマッチフィールド(MMF)誘発脳磁場成分を用いた。日本語話者、フランス語話者ともに、長母音を含む逸脱刺激に対するMMNm(Long条件)、短母音を含む逸脱刺激に対するMMNm(Short条件)が左右大脳半球の側頭部に認められた。Short条件でのダイポール強度(|Q|)は、フランス語話者で、左右半球間に有意差は認められなかった。日本語話者においては、左半球におけるダイポール強度(|Q|)が右半球より大きく、半球間に有意な差が確認された(p<0.02)。一方、Long条件におけるダイポール強度(|Q|)は、フランス語話者では、左半球の方が右半球より大きい傾向が認められた(p<0.08)。日本語話者では左右半球間に、有意差は認められなかった。すなわち母語に弁別的な長母音を持つか持たないかで聴覚野の反応が異なることが示唆された。本研究では,日本語に特殊モーラとして存在する長音に注目し、母語に長音を持たないフランス語話者と日本語話者における聴覚野の活動パターンに対する母語の影響を脳磁図(MEG)を用いて生理学的に検討することを目的とした。なお本研究では,指標としてミスマッチフィールド(MMF)という,1秒前後の短い間隔で繰り返し提示される同一の音(標準刺激)の中に、それとは異なる音響的特性を持つ逸脱刺激がまれに挿入された場合に、逸脱刺激に対して特異的に出現する誘発脳磁場成分を用いた。日本語話者、フランス語話者ともに逸脱刺激「エレーペ」に対するMMNm(Long条件)、逸脱刺激「エレペ」に対するMMNm(Short条件)が左右大脳半球の側頭部に認められた。Short条件でのダイポール強度(〓Q〓)は、フランス語話者で、左右半球間に有意差は認められなかった。日本語話者においては、左半球におけるダイポール強度(〓Q〓)が右半球より大きく、Wilcoxonの符号順位検定を用いて比較した結果、半球間に有意な差が確認された(P<0.02)。一方、Long条件におけるダイポール強度(〓Q〓)は、フランス語話者では、左半球の方が右半球より大きい傾向が認められた(p<0.08)。このように日本語話者、フランス語話者において差が認められ、母語に弁別的な長母音を持つか持たないかで聴覚野の反応が異なることが示唆された。音韻「感覚」に焦点をあて、フランス語の習熟度の異なる学習者がフランス語の音韻を如何に捉えているかを、フランス語音の聴取時に生ずる視覚モダリティを検討することにより考察した。

共感覚とは、ごく一部の人に見られる非典型的な知覚スタイルであり(Cytowic 1995)、独立した異なる感覚系にまたがり感覚の影響がある程度相互に現れることを示す。この共感覚ほど強力でないにしても感覚モダリティ間の干渉は普通の人にも起こりうるとされている。ここでは「クロスモダリティ」という現象を手掛かりに音韻に対する人の感覚を検討、そしてそれがどのように音韻習得レベルと関わるか検証した。音韻弁別のできる学習者らが音に対して想起する色に共通性が認められ、音韻弁別のできない統制群に関しては認められなかった。この結果は、音韻弁別のできる学習者らが、ある共通した音韻「感覚」をもち、フランス語の音韻を弁別している可能性を示唆するものである。当然、学習者らがもともと音韻を色分け認識している訳ではないが、フランス語母音の複雑性を同様な感覚で体系化していることが推測される。小島(2003)によれば、従来は、局在化の考えから、大脳皮質の領野間のクロストークとして共感覚が説明されてきたが、最近の乳児の研究からの示唆をうけ、共感覚への新しい見方が出てきた。普通の成人でも通常の知覚プロセスと並行して意識下のうちに作動していると考えれば、単一モダリティで情報の一部が欠けていたり、曖昧な場合に、意識下で「穴埋め」されることも説明できるとする。こうしたクロスモダリティには当然個人差が想定されるものの、外国語音の習得を考えた場合、聴覚だけでは捉えられない母音の複雑性を、視覚モダリティで捉えることにより、意識下での「穴埋め」が十分になされ、その相互作用により結果的に新しい音を感覚的に認識できると推測されうる。本研究課題の最終年度として主に次の二つの研究を行った。言語の知覚や産出については、その言語の母語話者と外国語とする話者とでは異なることは周知の通りである。日本語話者による英語のlとrが良い例であり、その知覚、産出には困難が伴う。そこで言語音の一部の周波数を変化させ、聴覚刺激音として聴取させた場合、外国語話者における発音にも変化がもたらせれるか、舌背摩擦音の[R]関する検討を行った。まずスペクトルグラム分析によると、対照群の被験者の多くは摩擦音でなく、英語の[r]あるいは日本語のラ行のような弾音に近い音で発音している事がわかった。一方,実験群の被験者の中には摩擦音として生成し始めているものがいることが明らかになった。また、フランス語母語話者による聴覚心理的分析の結果をt検定で分析したところ,両群に有意な差が認められた(p<0.05)。日本語、フランス語の各言語話者に特徴的な時間制御に関する実験から得られた知見およびこれまでに行ってきた心理実験の結果を基に、ピクチャーエイド(コミュニケーション支援ツール)を利用した自律学習用教材をフランス語で作成した。同ソフトはもともと言葉がうまく扱えない障害者用(自閉症など)に開発されたものであり、生活のあらゆる場所にある活動手順をアニメや写真と音声によってわかりやすく伝えるためのソフトである。さまざまな場面に合わせて作成した絵に対して、学習者は適切なフランス語を発話し,それを別に録音したモデルと比較できるようになる。外国語教育において豊かなコミュニケーション能力養成のための大きな役割を果たすと考える。
ピロール環の回転を基軸とするＮー混乱ポルフィリノイドのバイオ展開

ポルフィリン異性体N-混乱ポルフィリン(NCP)は「混乱ピロール環の反転と隣接ピロール環との縮合」により生成するN-フューズポルフィリン(NFP)に変換される。これら類縁体は通常ポルフィリンとは異なる特性を有し、その生体化学応用は興味を持たれてきた。本研究ではNCP/NFPの構造変換を基軸にi)特定分子種のバイオセンシング、ii)NCPの生体分子プローブ利用、iii)四重鎖DNAの構造制御、の3課題を遂行し、i)ではNFP/NCP変換反応を駆使したバイオチール・センシング、ii)からはトレースレスNFP/NCP相互変換反応、iii)ではNFPによるG4DNAの構造変換、に成功した。ポルフィリン異性体であるN-混乱ポルフィリン(NCP)は「混乱ピロール環の反転と隣接ピロール環との縮合」により生成するN-フューズポルフィリン(NFP)と相互に変換される。これらポルフィリン類縁体は、通常のポルフィリンとは異なる特性を有し、その生体化学への応用は興味を持たれてきた。本研究では申請者らが開発したNCP/NFP水溶性誘導体を駆使し、ピロール環の回転によるNCP/NFPの構造変換を武器に、生体関連化学の重要な課題であるi)特定分子種のバイオセンシング、ii) NCPをプローブとした生体分子への連結、iii)四重鎖DNAの構造制御、の3課題を並行して遂行する。H24年度の実績は下記の通りである。[課題1]水溶性NFPを利用し、NCPの蛍光、あるいはNIR吸収の変化を利用した生体求核種の水系でのバイオセンシングをH23年度に開発した。H24年度は継続してグルタチオンやホモシステインなどの生体チオールの選択的検出とその定量性にを検討し、弱酸性条件下ではグルタチオンの選択的検出が可能である事を見いだした。[課題2]H23年度から継続し課題1の成果をもとに、システインを介したペプチドのNCPによるラベル化を検討したところ、C-S結合の強度が弱く、連結体が徐々に分解する問題を見いだした。[課題3]水溶性NFPを含む各種ポルフィリン類縁体とテロメア四重鎖DNAと相互作用を検討した。その結果、拡張ポルフィリンの一つへキサフィリン水溶性誘導体がテロメア四重鎖の構造を顕著に安定化する事を見いだした。H25年度の実績は下記の通りである。[課題1]前年度に引き続き、グルタチオンの選択的検出を中心とした生体チオール種の検出能力の検定とチオールとの反応種の精密同定を行った。NMRおよびCDを含む各種測定で化合物の同定に成功し、これまでの結果と総合して論文公表を行った。[課題2]H24年度からの継続検討の結果、システインを介したペプチドのNCPによるラベル化はC-S結合の強度が弱く実用的なラベル化には至らなかったため、標的アミノ酸をチロシンに変更しC-O結合に基づくラベリングを検討した結果、チロシンを介したラベル化が有望である事を見いだした。[課題3]水溶性NFP, NCPを含む各種ポルフィリン類縁体とテロメア四重鎖DNAと相互作用の結果に基づき、テロメラーゼ活性の阻害効果を検討したところ、ヘキサフィリン誘導体が最も阻害効果が高い事を見いだした。さらに、より複雑な核酸構造をもつ各種のリボ核酸(RNA)分子との相互作用を検討した。その結果、一部のポルフィリン類縁体がRNA酵素の構造を調節し、触媒活性を正又は負に調節することを見いだした。

本研究では申請者らが開発したNCP/NFP水溶性誘導体を駆使し、ピロール環の回転によるNCP/NFPの構造変換を武器に、生体関連化学の重要な課題であるi)特定分子種のバイオセンシング、ii) NCPをプローブとした生体分子への連結、iii)四重鎖DNAの構造制御、の3課題を並行して遂行する。H23年度の実績は下記の通りである。[課題1]水溶性NFPを利用し、求核種によるNFP→NCP変換を水系で応用し、NCPの蛍光、あるいはNIR吸収の変化を利用した生体求核種のバイオセンシング系を開発した。具体的なターゲットとして、システインなど生体チオールのセンシングを試み、種々の生体チオールを検出可能である事を見いだした。[課題2]課題1の成果をもとに、生体由来の含チオール短鎖ペプチドを求核種とする反応を試み、低分子チオールの場合とほぼ同等の反応性を確認した。[課題3]水溶性NFPはテロメア四重鎖DNAと相互作用することを見いだした。NFP存在下のテロメア四重鎖DNAの構造をCDスペクトルから検討した結果、NFPはテロメア四重鎖DNAの構造変化を誘起することを見いだした。2年目についても3つの課題いずれも、解決すべき問題の同定を含みながらおおよそ当初目的に向かっての計画通り遂行できた。課題1では生体チオール間の選択的検出の糸口を見いだし、課題2では含チオールペプチドとの反応における生成物の安定性の課題を確認し、課題3では、ヘキサフィrん似よるテロメア四重鎖DNAの顕著な構造安定化、をそれぞれ達成できたたため。初年度は3課題のいずれも、当初の計画通り遂行できた。課題1では求核種によるNFP/NCP変換を水系で応用し、NCPの蛍光、あるいはNIR吸収の変化を利用した生体求核種のバイオセンシング系の開発。課題2では含チオールペプチドとの反応。課題3では、テロメア四重鎖DNAの構造変化、をそれぞれ達成できたたため。3年目(最終年度)も、当初計画に従って遂行する予定である。課題1では、グルタチオンやホモシステインなどの生体チオールのNFP/NCPシステムによる選択的検出の定量的議論を含む確立。課題2では、より強い結合(例えばチロシンをリンカーとする)タンパク質のNCPによるラベル化。課題3では、四重鎖DNA構造構造の段階制御と、さらにそれに基づくテロメラーゼ活性の制御を、それぞれ検討する。2年目も、当初計画に従って遂行する予定である。課題1では、グルタチオンやホモシステインなどの生体チオールのNFP/NCPシステムによる検出。課題2では、システインを付加したタンパク質のNCPによるラベル化。課題3では、四重鎖DNA構造構造の多段階制御を、それぞれ検討する。該当なしH23年度の研究費については予定通り使用したため、H24年度への繰り越しはない。H24の経費については当初計画に従って支出する。
極低出生体重児の健全な成長発達に寄与する生育環境と育児支援に関するコホート研究

2012年から参加同意者を募り、2014年までに931名の同意を得て、妊娠中期から順次調査を開始した。現在なお進行中ではあるが、現在までに生後1年までのデータを収集分析中である。妊娠女性の喫煙は一般女性の喫煙率よりも高い傾向にあった。禁煙は夫の喫煙状況と関連があった。喫煙男性は妊娠発覚を喜ぶ割合が有意に低かった(P<0.05)。家族機能(家族APGAR)は喫煙女性が有意に低かった(P<0.05)。出生児は現在452名であり、平均出生体重は3010.5±429.7 g、低出生体重児(2500g未満)は8.6%、極低出生体重児(1500g未満)は1.1%であった。目的:本邦では平均出生時体重は減少傾向にあり,低出生体重児の出生が増えている.正常出生体重児の母親と比較し,極低出生体重児の母親では育児上の問題を抱える者が多い.特に子どもの発育や発達,しつけなどに困難感を訴え,育児困難を感じる家族が多いことがわかっている.子どもの健全な成長発達に寄与する成育環境にどのような特徴があるのか分析し,極低出生体重児の適切な育児支援について検討する目的で前向きコホート研究を行う.方法および対象:調査は妊娠期の母親に同意をとり,妊娠前期,後期に調査し,併せて母親のパートナーに対しても調査する.その後,出産時のデータ,出産後半年,1年...と実施していく予定にしている.調査は質問紙で郵送法によって行う。結果:今年度は,調査対象の選定のための資料の収集,調査項目,内容,調査頻度について検討した.調査に関して本学倫理審査委員会の審査を通過した.昨年度末から対象者のリクルートを開始し,調査を開始した.調査対象は同意が得られた2施設で募集することが可能になった.これによって年間700件の妊婦の承諾を得て,3年間で2,100件のコホート研究を実施する予定である.意義:妊娠期から長期追跡して生育環境と育児支援について検討された報告はほとんどない.そのため本研究を進展させていくことは,特に増加している極低出生体重児の長期にわたる子どもの成長過程と育児支援について検討することが可能になり意義深い.目的:本邦では平均出生時体重は減少傾向にあり,低出生体重児の出生が増えている.正常出生体重児の母親と比較し,極低出生体重児の母親では育児上の問題を抱える者が多い.特に子どもの発育や発達,しつけなどに困難感を訴え,育児困難を感じる家族が多いことがわかっている.子どもの健全な成長発達に寄与する成育環境にどのような特徴があるのか分析し,極低出生体重児の適切な育児支援について検討する目的で前向きコホート研究を行う.方法および対象:調査は妊娠期の母親に同意をとり,妊娠前期,後期に調査し,併せて母親のパートナーに対しても調査する.その後,出産時のデータ,出産後半年,1年...と実施していく予定にしている.調査は質問紙で郵送法によって行う.結果:対象者のリクルートを開始し,調査を開始している.調査対象は同意が得られた2施設で募集することが可能になり,現在妊婦の承認が得られたものから調査,データベース作成を進めている.予定では2000件のコホート研究を実施する予定である.しかし,同意が得られた数は予定を下回っており,今後さらにリクルートを勧めてゆかなくてはならない.意義:妊娠期から長期追跡して生育環境と育児支援について検討された報告はほとんどない.そのため本研究を進展させていくことは,特に増加している極低出生体重児の長期にわたる子どもの成長過程と育児支援について検討することが可能になり意義深い.極低出生体重で出生する子供が増える傾向にある.低出生体重児は,適正体重児に比べ,身体的発育・発達への不安や,育児方法(食生活,睡眠,しつけなど)についての不安も多く,また乳幼児の虐待対象にもなり易いとされ問題点が多い.妊娠中の生活習慣と産後の生活習慣および小児の生活習慣との関連性を明らかにして行く目的で調査行った.調査では、極低出生体重児の出生までの母親の妊娠経過中の身体的データと生活習慣,社会的状況,心理的状況、極低出生体重児の出生後の生育環境と成長発達、育児する母親の社会的状況,心理的状況および生活習慣、子どもの発達,成長および生活習慣について,退院後,面接および健診記録,アンケートなどを実施した。2012年から参加同意者を募り、2014年までに931名の同意を得て、妊娠中期から順次調査を開始し、現在なお進行中ではあるが、現在までに生後1年までのデータを収集分析中である。妊娠中の状況では、妊娠女性の喫煙が一般女性の喫煙率よりも高い傾向にあった。

妊娠中にも喫煙を継続している女性は全体の13.1%、夫は48.1%で、喫煙経験のある女性の41.1%が禁煙できずに妊娠中も喫煙を継続していた。妊娠中に喫煙している女性の夫は全員喫煙しており、妊娠中に喫煙を中止した女性の54.8%の夫は喫煙していた。有意に喫煙男性は妊娠発覚を喜ぶ割合が低かった。家族機能(家族APGAR)は有意に喫煙女性の家族機能が低かった。出生児は現在452名であり、平均出生体重は3010.5±429.7g、低出生体重児(2,500g未満)は8.6%、極低出生体重児(1,500g未満)は1.1%であった。本邦では平均出生時体重は減少傾向にあり,低出生体重児の出生が増えている.正常出生体重児の母親と比較し,極低出生体重児の母親では育児上の問題を抱える者が多い.特に子どもの発育や発達,しつけなどに困難感を訴え,育児困難を感じる家族が多いことがわかっている.子どもの健全な成長発達に寄与する成育環境にどのような特徴があるのか分析し,極低出生体重児の適切な育児支援について検討する目的で前向きコホート研究を行う.調査は妊娠期の母親に同意をとり,妊娠前期,後期に調査し,併せて母親のパートナーに対しても調査する.その後,出産時のデータ,出産後半年,1年...と子どもが15歳になるまで実施していく予定にしている。現在は第一段階で初期データベース作成を主に行っている。調査協力者の同意を得、基本情報、妊娠・分娩期情報の登録作業を実施している。初年度の研究開始が遅延したのも影響し、研究協力者数が予定数に満たないが、現在までに(平成25年3月30日) 524人の研究協力者が登録された.倫理審査や各機関の認証を得るのに,当初の予定以上の時間を要した.また,研究協力の同意が当初予定数より少なく,現在これを回復するために全力をあげて勧めているところである.25年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の調査開始が予定より実施施設確保、倫理審査等に時間がかかり遅れたこと、研究協力者の同意が予定より少なく、2年間での登録数が予定の半数以下であったことなどから当初の研究協力者募予定数に満たない。しかし、ここ半年程は順調に協力者の確保ができつつある。研究協力者の同意が得られるよう引き続きリクルートを継続してゆきたい.当初予定数を下回る可能性が生じてきた.今後のリクルート数の動向をみて,研究協力者のリクルート期間の延長も検討しなくてはならないと考えている.長期にわたる前向きコホート研究であるため,研究協力の脱落を防止対策も今後の調査状況をみて,検討していきたい.25年度が最終年度であるため、記入しない。今年度までに可能な限りの研究協力者の同意を得て、データベース作成をしていく予定である。当初の予定数には満たない可能性もあるが、現在の同意数をみると、年度内には1000人程度は登録可能と推測。登録者は順次出産、育児時期にはいっているため、追跡調査を実施し、データ蓄積をしていく予定である。妊娠期を中心にデータベースの解析作業を予定している。予定では15歳になるまでの追跡を予定しているため、順次調査票の作成・郵送ができるよう準備を進めていく。
ゼブラフィッシュを用いた全個体レベルでの免疫系解析モデルの開発

ゼブラフィッシュの優れたモデル生物としての特性を利用し、単一個体に存在する全てのT細胞クローンを、T細胞受容体CDR3コード領域遺伝子配列の高速並行シーケンシングによって、網羅的かつ半定量的に同定する技術を開発した。また同様の解析系のヒトへの応用可能性を検討し、抗原特異的免疫応答や造血細胞移植後のT細胞再構築をシステムワイドに解析することが可能であることを確認した。本研究の目標は、ゼブラフィッシュの優れたモデル生物としての特性を利用し、主要組織適合性複合体(major histocompatibility complex, MHC)相同遺伝子の組み替え型個体や免疫不全個体の作成によって安定した造血細胞移植のシステムを確立するとともに、それらを利用して個体全体に存在するT細胞/B細胞レパトワの網羅的かつ鳥瞰的な解析技術を開発することである。この目的を達成するため、平成27年度は、まず、ゼブラフィッシュの単一個体に存在する全てのT細胞およびB細胞のクローンを、得られた全個体由来のリンパ球RNAからアダプター配列を用いてcDNAを作成し、T細胞受容体・B細胞受容体のCDR3コード領域遺伝子配列の高速シーケンシングを行うことによって、網羅的かつ定量的に同定する技術の開発に着手するとともに、ゼブラフィッシュのMHC遺伝子のタイピング法を確立し、造血細胞移植モデル作成のために、申請者の研究室で保有しているさまざまな野生型および遺伝子改変型ゼブラフィッシュのMHCハプロタイプを同定した。また、造血細胞移植モデルの確立のために必要となる移植前処置法を確立するため、さまざまな発生段階におけるゼブラフィッシュ個体の放射線感受性に関する検討を行い、成果の一部を国際学会に公表した。これらの研究に加え、ゼブラフィッシュのMHC遺伝子の編集技術を開発するため、CRISPR/Cas9を用いたMHC遺伝子の切断と挿入を行うための予備実験を進めている。T細胞受容体・B細胞受容体のCDR3領域遺伝子配列の網羅的同定技術に関しては、連携研究者と共同でMiSeqシステムをプラットフォームとする解析系を確立し、すでにヒト検体での安定した解析が可能となっている。現在はゼブラフィッシュのTCR遺伝子の配列に基づいたアラインメントプログラムの開発を進めている。また、ゼブラフィッシュ個体のMHCハプロタイプ同定の過程で、ある野生型において、MHCクラスI遺伝子のうち、従来報告されているU遺伝子を保有せず、全く新しい相同遺伝子を保有している可能性が高いものを発見したため、現在そのクローニングのためにプライマー設計を行い、既に予想された長さのPCR増幅産物が得られており、今後全長の塩基配列の決定に着手する予定である。造血細胞移植モデルの作成のため、c-myb機能喪失個体を入手し、同種間でのwhole kidney marrowの移植を行うための準備を進めている。この目的を達成するため、平成28年度は、前年度に開始したゼブラフィッシュの単一個体に存在する全てのT細胞クローンを、T細胞受容体CDR3コード領域遺伝子配列の高速シーケンシングによって、網羅的かつ半定量的に同定する技術をほぼ完成に近い段階まで開発を進めた。現在、さらに同様の方法を用いて、B細胞受容体を網羅的に解析する技術の開発にも着手している。また、前年度までに確立したゼブラフィッシュのMHC遺伝子のタイピング法を用いて、申請者の研究室で保有しているさまざまな野生型および遺伝子改変型ゼブラフィッシュのMHCハプロタイプを同定したところ、従来は報告されていない新しいクラスI遺伝子(U遺伝子)を見出し、現在その遺伝子全長のクローニングと機能解析を行っている。また、野生型同一種のゼブラフィッシュを用いたMHC部分不一致個体間におけるwhole kidney marrowの移植モデルを用いて、GVHDに相当する反応を誘導できる系を作成し、その全個体レベルでのT細胞レパトワの解析に着手している。なお、上記の次世代シーケンサーによるT細胞受容体解析系のヒトへの応用可能性も並行して検討しており、ヒトの造血幹細胞移植後のT細胞レパトワの再構築を行い、新知見が得られたので国内の複数の学会に結果を公表した。本研究計画の心臓部となるT細胞受容体(TCR)・B細胞受容体(BCR)のCDR3領域遺伝子配列の網羅的同定技術に関しては、連携研究者と共同でMiSeqシステムをプラットフォームとする解析系を確立し、ゼブラフィッシュのTCR遺伝子の配列に基づいたアラインメントプログラムの開発が完成に近づいている。また、ヒトのTCR・BCRの網羅的同定が可能となっており、実際の臨床検体を用いた解析にも成功している。また、ゼブラフィッシュ個体のMHCハプロタイプ同定の過程で見出された新規MHCクラスI遺伝子のクローニングを進めており、今後全長の塩基配列の決定と、発現機能解析を計画している。野生型同一系統のゼブラ

フィッシュ間における造血細胞移植モデルの作成にも成功しており、上記のTCRアラインメントプログラムが完成次第、全個体レベルでの解析を行う準備を整えている。研究の開始後、当初予想されていた以上に実験量が増大しており、特にTCR/BCRの網羅的同定技術の確立とMHC遺伝子改変を含めた移植モデルの確立に必要な実験を迅速に推進するために、本研究にかかわる研究室内の大学院生と技術補佐員の増員を予定している。また、TCR/BCRの遺伝子配列決定についても、研究室内での作業量が膨大となることから、効率的な研究の推進のため、連携研究者の研究室に委託することを計画している。血液免疫学前年度以上に研究の推進に必要な実験量が増大しており、特にゼブラフィッシュの野生型個体、免疫不全個体をレシピエントとする造血細胞移植モデルの確立および全個体レベルでの移植後免疫再構築の解析に必要な実験を優先的に推進するために、TCR/BCRの次世代シーケンサーによる遺伝子配列決定技術の開発は一部を連携研究者の研究室に委託して進めている。また、引き続き研究にかかわる研究室内の大学院生と技術補佐員の連携体制を強化し、実験のさらなる効率化と確実な推進を計画している。平成27年度はゼブラフィッシュ個体のMHC同定に傾注し、造血幹細胞移植の実験を行わなかっため、移植用ゼブラフィッシュの飼育備品の購入費用などの物品費の支出を節減することが可能であったため。本研究計画のコアとなる次世代シーケンサーによるゼブラフィッシュT細胞受容体(TCR)・B細胞受容体(BCR)のCDR3領域遺伝子配列のアラインメントプログラムの作成および本研究の過程で見出されたゼブラフィッシュの新規MHCクラスI遺伝子のクローニングおよび発現機能解析のために平成28年度内に予定していた行程が完了しなかったため残額が発生し、研究期間を延長することとしたため。平成28年度の研究に必要な生化学試薬・移植用ゼブラフィッシュ飼育備品の購入や、研究成果の論文投稿に要する費用等に使用する予定である。ゼブラフィッシュTCR遺伝子配列のアラインメントプログラムを完成させるとともに、野生型同一系統MHCクラスI一致・不一致ゼブラフィッシュ個体間の造血細胞移植後における全個体のTCRレパトワ再構築の網羅的解析のための費用として使用する。また、われわれが見出した新規ゼブラフィッシュMHCクラスI遺伝子のクローニングと発現機能解析のための追加実験に使用する。
量子ビーム応用による刺激応答機能性ゲルに関する研究

生体高分子の代表としてゼラチンを用い、ゼラチン水溶液や固体ハイドロゲルにγ線照射することにより起こる粘弾性等の力学的変化を明らかにし、量子線プロセシングにより生体高分子の諸物性の設計が可能であることを示した。本年度は特に、量子線プロセシングを積極的に応用し、ゼラチンを用いたアクチュエーター開発を行なった。ゼラチンは電場応答変形特性を有するが、量子線照射によってもその特性は失われることはなく、しかも、未処理では溶解してしまうような環境下においても、量子線照射によって耐性が飛躍的に向上した。また、力学的強度も向上した。この改質は、ハイドロゲルの構造内部に共有結合性の架橋を導入したことによって、より強固な3次元ネットワークが形成されたことによると考えられる。また、この架橋形成反応は、外部応答機能を支配する官能基には影響を及ぼさないため、外部応答性を損なうことがなかったものと考えられる。以上より、電場応答変形特性を利用したソフトアクチュエーターを創成することができた。さらに、動的光散乱によってナノレベルでの粒子径分布の変化を追跡した。その結果、ゼラチン希薄水溶液へのγ線照射によって架橋反応が進行し、ナノ粒子の粒子径成長が確認された。また、得られたナノゲルやマクロゲルの生分解特性を模擬胃液(ペプシン)で調べたところ、照射によって分解速度が低下することが明らかになった。この結果は、生体由来高分子を薬物等の担体として応用する場合に、膨潤・収縮特性、徐放性のみならず、体内での分解特性を制御出来る可能性を示唆している。得られたゲルに磁気応答性も付与させるために、γ-Fe_2O_3共存下でも量子線処理を施し、磁性ナノ粒子との複合化に成功した。これらの技術を組み合わせることによって、生分解性が制御された徐放性を有する磁気制御のドタッグ・デリバリー・システムの構築も可能である。汎用高分子の代表の一つであるポリ塩化ビニル(PVC)フィルム表面に、放射線グラフト重合法(照射時同時グラフト及び照射後グラフト)で、温度応答性を示すイソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)をグラフト化し、複合膜を作製した。得られたフィルムは、32度を境界として、高温側でしなやかに屈曲変形し、低温側で元の形状に復元する、温度応答変形能を有する刺激応答材料となった。この材料の特徴は、力学的強度はPVCが担い、刺激応答性機能はポリNIPAAm部位が担うことによって、お互いの材料の欠点を補うことにある。この温度応答変形は何度でも繰り返し可能で、人工的な弁として応用が期待できる。NIPAAm部位はフィルム表面に接着しているのではなく、PVCと共有結合で結ばれていることがFT-IRによる測定から明らかになった。従って、水などの溶媒に耐性を示す。また、照射によって起こる反応の機構を明らかにした。一方、アクリル酸(AAc)モノマー水溶液やゼラチン水溶液へのγ線照射も行い、照射によってAAcポリマーが得られること、ゼラチンの架橋反応が起こり、力学物性を制御できることが分かった。得られたポリAAc、架橋ゼラチンは、外部電場による刺激に応答し、膨潤・収縮することが分かった。また、吸収線量を増すと力学的強度が向上するが、外部電場刺激による応答の大きさは小さくなうことがわかった。従って、外部刺激応答性を損なわない範囲で力学的強度を増強する線量を選択することが重要である。これらの材料は、人工筋肉などのアクチュエーターとしての応用が期待できる。さらに、生体由来の材料であるゼラチンの架橋構造が照射によって制御できることから、人工筋肉や人工皮膚、生体補填材料としての適用の道を開いた。