hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生合成マシナリー研究の総括

株の異種生合成遺伝子群発現の有用性は確認されているが、さらにStreptomycesの特徴的な線状ゲノムを利用し、効率など今後の解決するべき点は残るものの、およそ80-100kbの断片の導入に成功した。AO3の成果として、植物おける二次代謝産物の生合成遺伝子のマイニングについて次世代シークエンサによる遺伝子発現プロファイルとメタボロミクスを組み合わせた手法について、文献および総括班内外のメンバーによる議論によって調査と検討を行った。特に、国際的な動向についても研究調査を行い、次年度以降の研究推進に役立つ調査検討を実施することができた。本領域の総括班は、A01天然物の酵素合成と代表的反応機構の解析;A02生合成酵素遺伝子発現系開発;A03天然物設計図解読の連携や共同研究支援と領域メンバーの成果発表や交流などのため、様々な企画を行った。A03班の金谷らによって開発された代謝経路データベースMotorcycleは論文化され公開されている。また同班の石川による生合成遺伝子クラスター同定ツール2ndFindは、真核生物のゲノムデータ取り扱えるように改良され、順調にアクセス数を増加されている。A02班の池田らによって開発された放線菌ゲノム縮小株を使った天然物生産は、80 kbと巨大なサイズの遺伝子クラスターを持つleptmycinの生産に成功する等その適用範囲が広がっている。同班の五味による麹菌による異種発現系は、A01班の及川、阿部らが利用し多数遺伝子の同時導入により7-14個の遺伝子を持つ化合物の合成に成功する等、汎用性の確立ができつつある。池田らの発現法は広く班員に活用してもらうため、遺伝子組換え講習会を開催し、技術移転を行った。A01班の班員は、ペプチド合成、環状ポリエーテルの骨格構築や細菌の新規メナキノン生合成等の特異なあるいは普遍的な新規酵素反応機構の解析を行い、顕著な業績をあげた。いずれも各班の共同研究あるいは研究手法を活用したもので、新領域ならではの成果である。若手支援として、海外学会参加補助、若手シンポジウムさらには本年度新たな試みとして行った若手研究者が企画、開催したミニ国際シンポジウムなど積極的に行っている。このほか班員が企画したシンポジウムへの補助も多数行った。今年度は、公募研究者は合計28名のうち新たに12名が加わるなど大幅に入れ替った。年二回の公開シンポジウムや班会議などの機会を通じ、これらメンバーとの交流も行い、研究領域の拡大も積極的に行っている。本年度も例年通り、2回の公開シンポジウムを6月および12月に開催した(ともに東京)。異種発現を利用した物質生産法に関する方法は、かなり充実してきている印象である。天然物の生合成遺伝子クラスターの同定はかなりルーチン化し、宿主も放線菌、糸状菌および酵母と天然物の生産生物によって使い分けられ、多くの天然物が作られている印象である。まだまだ植物由来の天然物に関しては、様々な制約が多く、課題が残るものの、本領域が目指していた目標はかなり達成できたことを感じさせる成果が多かった。ポスター発表でも、共同研究が進んで成果が出ていることがわかった。以上を反映してか、企業の参加者も増えている。計画班員を中心としたメンバーが企画する本領域の関連したシンポジウムとして、9月にチトクロームP450国際会議が京都で、11月には天然薬物の開発と応用シンポジウムが、東京で開催され、本領域の関係者も口頭発表、ポスター発表に多くが参加したことから、支援させて頂いた。
光学顕微鏡による人工分子ローター1分子の回転運動の評価とその制御

近年、光学顕微鏡による一分子観察を利用して生体分子マシンの駆動メカニズムの詳細が明らかにされてきている。こうした背景の下、人工分子マシン開発において、この観察手法の特徴を利用することはこれまでに達成できなかった機能の評価を可能とし、更なる機能設計のための強力な手段となると考えられる。その第一歩として、本研究では光学顕微鏡観察によってローター型分子の回転運動を一分子レベルで詳細に評価することを目的としている。本年度は、ダブルデッカー型ポルフィリン錯体(DD)を基体とした人工ローター型分子を設計し、評価を行った。DDとは二枚のポルフィリン配位子が金属イオンを挟み込んだサンドイッチ構造を有した分子である。本系の分子設計では、二枚の配位子はそれぞれ、基板へ固定化される配位子(固定子)と熱振動する配位子(回転子)という役割が意図されており、特に回転子にはプローブとして200nmのポリスチレンビーズが結合できるようになっている。このビーズの運動を位相差顕微鏡で追跡し一分子観察をこころみた。顕微鏡観察の結果、基板に固定化されたビーズの中に、重心の軌跡が4回対称を示すものが観察された。この4回対称はDD回転特性の対称性に一致しているため、ビーズがDDの回転を反映していると考えられる。以上の結果は、人工的に合成されたローター型分子の回転運動評価が単分子レベルで展開できること示唆するものである。本年度の成果は人工分子マシンの分野において将来の自律型回転分子モーターという高度な分子機械の創製を意識させるきっかけとなると期待できる。本系の分子設計では、二枚の配位子はそれぞれ、基板へ固定化される配位子(固定子)と熱振動する配位子(回転子)という役割が意図されており、特に回転子にはある蛍光色素が導入されている。この蛍光色素は励起する直線偏光の方向と色素の配向の角度が蛍光強度に影響する。これにより回転子の回転運動を蛍光強度の変化として読み出すことができる。以上のような設計が施されたローター型分子を用いて、実際に直線偏光により励起しながら光学顕微鏡観察したところ、一分子由来と考えられる蛍光とその点滅が観察された。この点滅は数秒程度の頻度で発生し、バルク溶液中で評価されてきた一般的なDDの回転の頻度と同程度であった。したがって、この蛍光の点滅は一分子の回転運動に由来すると考えられ、ローター型分子の運動が単分子レベルで評価可能なことを示唆している。以上の結果は、一分子の運動の光学顕微鏡による観察が人工ローター型分子にも拡張されることを示唆していると同時に、一分子観察でしか評価できないような機能を人工的に設計できる可能性も示す重要な成果である。したがって、本系は引き続き統計的評価等による詳細な検討が望まれる。
含硫化合物の生合成に関わるタンパク質の網羅的解析

システインデスルフラーゼは、チアミンやビオチンなどの含硫化合物の生合成において活性型の硫黄を供給する役割を担っている。偏性嫌気性細菌クロストリジウムアセトブチリカムのシステインデスルフラーゼ相同タンパク質を3種精製し性質を調べたところ、CAC2234が最も高いシステイン分解活性を示した。これを用いてL-[^<35> S]システインによるトレーサー実験を行ったところ、経時的に^<35>S標識される5つのタンパク質が見出された。生体内において硫黄原子はタンパク質中の含硫アミノ酸をはじめ、グルタチオン、コンドロイチン硫酸などの形で多量に存在している。それ以外に存在量は微量ながら、チアミン、ビオチン、リポ酸、鉄-硫黄クラスター、モリブドプテリンなどの補因子や、tRNAに含まれるチオウリジンなどの核酸塩基にも硫黄が含まれている。これらの生体分子に存在する硫黄原子は極めて反応性が高く、アルデヒド基やカルボキシル基の転移反応や電子およびプロトンの授受に際して重要な役割を担っている。また、チオウリジンは翻訳時のコドン認識に深く関与しており生理的に重要な役割を担っている。本研究課題では、このような高い生理機能を有する含硫化合物の生合成機構の解明を目的としている。平成21年度は、大腸菌の無細胞抽出液を材料として用い、タンパク質合成阻害剤存在下でL-[<35>^S]システインをトレーサーとして活性型硫黄であるペルスルフィドを保持する能力を有するタンパク質を網羅的に検出することを試みた。その結果、[<35>^S]により標識されるタンパク質が複数種見いだされたため、これらの一次構造解析を進めている。また、同定されたタンパク質については、遺伝子をクローン化し大量発現系を構築して遺伝子産物の精製に着手している。精製標品が取得でき次第、in vitroでシステインデスルフラーゼとの相互作用および硫黄原子授受の有無を確認する。硫黄原子の授受が認められる場合には、経時的な変化を解析することとし、同タンパク質をコードする遺伝子を破壊して、生育速度や栄養要求性など表現型に与える影響を詳細に解析し生理的な機能の解明を試みる。硫黄(S)は細胞内においてタンパク質中の含硫アミノ酸(システイン・メチオニン)以外に、グルタチオン、コンドロイチン硫酸などの形で多量に存在している。これら以外にも、チアミン、ビオチン、リポ酸、鉄-硫黄クラスター、モリブドプテリンなどの補因子や、tRNAに含まれるチオウリジンなどの核酸塩基にも硫黄原子が含まれている。これらの補因子等の生体分子に存在する硫黄原子は極めて反応性が高く、アルデヒド基やカルボキシル基の転移反応や電子およびプロトンの授受に際して重要な役割を担っている。平成22年度は、L-[^<35>S]システインをトレーサーとして活性型硫黄であるペルスルフィドを保持する能力を有するタンパク質の網羅的な同定に注力した。無細胞抽出液に含まれるタンパク質のうち[^<35>S]により標識されるタンパク質をSDS-PAGE後のオートラジオグラフィーにて解析した結果、特異的な標識を示唆するバンドが複数見いだされた。これらの一次構造解析をプロテインシークエンサーにて進めている。この同定されたタンパク質については、ゲノム配列情報をもとに遺伝子全長に関する情報を取得するとともに、大量発現系の構築を行っている。得られた精製標品を用いて、in vitroでシステインデスルフラーゼとの相互作用および硫黄原子授受の有無を確認したところ、期待された通り硫黄原子の授受が認められた。引き続き経時的な硫黄の移動を解析することとし、同タンパク質をコードする遺伝子を破壊して、生育速度や栄養要求性など表現型に与える影響を詳細に解析し生理的な機能の解明を試みる。これら以外にも、チアミン、ビオチン、リボ酸、鉄-硫黄クラスター、モリブドプテリンなどの補因子や、tRNAに含まれるチオウリジンなどの核酸塩基にも硫黄原子が含まれている。L-[^<35>S]システインをトレーサーとして用い、無細胞抽出液に含まれるタンパク質に対する硫黄転移の様子をSDS-PAGE後のオートラジオグラフィーにて解析した結果、特異的な標識を示唆する5つのバンドが検出された。

これらのタンパク質の一次構造解析をプロテインシークエンサーにより決定した。ゲノム配列情報をもとに遺伝子全長に関する情報をそれぞれ取得し、各遺伝子をPCRにて増幅して発現系の構築し、それぞれの遺伝子産物の精製標品の調製を行った。得られた精製標品をL-[^<35>S}システインおよびシステインデスルフラーゼを功in vitroにて混合しインキュベーションを行ったところ、それぞれ経時的に^<35>Sにより標識されることが確認された。このことからこれら5種のタンパク質はペルスルフィドを保持する能力を有していると考えられ、含硫化合物の代謝過程に関わっていることが示唆された。
ニーベルンゲン伝説再発見に伴うドイツ・ナショナリズム表象の展開

ナショナリズムの形象化現象として、フランス革命後の集団祝祭、モニュメンタルな構築物、折衷主義建築に着目し、「様式」の希求がアイデンティティの構築とかかわりがあることを明らかにした。そして、様式のもたらす記号化が、諸メディアの発展した20世紀に入って、時代の変化(第一次大戦、共和国の成立、大衆による新世界構築、視覚メディアの登場)でどのように具体化したかを具体例を丹念に収集して分析した。その過程で言語的様式化としての「概念」の操作性がもたらすパラドックス問題、可能世界のディスクール分析、フリッツ・ラングの『ニーベルンゲン』の様式分析で検証した。ニーベルンゲン伝説の舞台として、ライン中流域の景勝が19世紀に歴史的な意味づけを受けた過程をたどった。a)ヴォルムスにおける調査:ニーベルンゲン博物館、大聖堂、Festspiele、Nibelungenbrunnen und-brueckeなど。成立過程に関する資料収集(戦禍に遭い記録が唯一の資料。さらにライン河畔に建てられているハーゲン像(Hagendenkmal)に注目。それに関する歴史的変容(裏切り→忠臣)が愛国主義的プロパガンダの影響下にあることを確認した。b)ライン河をめぐるドイツというアイデンティティの確立をめぐって:ケーニヒスヴィンター(Drachenfels, Schloss Drachenburg, Nibelungenhalle)、コブレンツ(Deutsches Eck, Schloss Stolzenfels)、ローレライ岸壁、ニーダーヴァルト(Niederwalddenkmal)において19世紀末の景勝地保存の試みの実際を見学、資料収集した。c)記念碑: Nipperdayの研究を中心に、19世紀後半からナチ時代にかけての建築物を国民的アイデンティティの形象化ととらえ、様々な紹介論文の文脈を調査。それによってSchinkel以降の流れを把握することを目的とした。またBismarck-Tuermeという個人崇拝現象を把握。d)共同体の神話:シェリングの美学論の根底にある新しい神話の要請を19世紀の問題として捉え、この哲学的要請を、テニエスによる“Gemeinschaft und Gesellschaft“を社会学的分析へと繋げ、さらに文化論的現象の中に位置づけることを確認した。具体的には共同体刷新の契機としての革命論、その国家社会主義への変容などの観点などを検討した。19世紀社会のイデオロギー形成に関わる社会的構造の変化を理論的にたどる。その際主体と社会との関係を立脚点にして、以下の諸点が確認された。1.社会学的共同体論テンニエスの再評価:全体(有機的統一体)と個人との関係を、エマナチオの原理を持つ共同意志で結びつけた、形成過程を時代的文脈(神話的アイデンティティ論)の中で重要視する。これと対立する新たなより大きな体勢秩序として、ジンメルやエリアスといったそれに続く社会学者たちもGesellschaftという近代の構造体をとらえている。さらにテオドーア・ガイガーは集団の基本的定義から発展させ、個々の構成員の結びつきに着目し、Ansteckungによる集団体験が革命に転じていくことを強調。さらにこうした集団の神話的統合がジョルジュ・ソレルの革命論を招来するのである。2.フランス革命の影響ドイツにおける思想的変化をカント、シラー、ロマン派の美学論のなかに確認。その際ハンナ・アーレントのカント政治哲学論における批判主体のふるまいを、観察者の位置と結びつけ、19世紀初頭の集団的享受を考察。3.記念碑建築革命集団の空間的演出をスタロバンスキーに確認し、旧勢力が残る1800年のドイツにおいてそれがどのように折衷され表象されるかをランデンブルク門などの新古典主義で探った。4.恋愛と婚姻個人と社会をつなぐ理論をフロイトが集団心理学で展開したのは、家父長構造を社会的関係に敷衍させることであった。しかし、具体的に個人(文学)と歴史(社会システム)の言説はどう関わっていくのかをセルトーを出発点にたどった。ロラン・バルトの恋愛文学論、デリダ、ドゥルーズの近親相姦論などで言語的展開が問題となっていることをふまえ、ルソー、キルケゴールの婚姻論を分析。その際フーコー、ルーマン、ハーバーマースなどの社会構造論で根拠づけできることを確認。共同体論を探る中で、特に19世紀の婚姻と家族のあり方について、探る必要性があり、エリアスやハーバーマースなどの社会構造史をあたっていたため。これについては今年度前半で論文を仕上げる予定である。フランス革命下での鑑賞者の変遷については、資料不足で論文執筆が中断したままである。書店に在庫がない書籍をドイツの出版元に注文したが、何冊かが未だ納入されていない。これについては、新たなモチーフを加え、集団演出上での階段という空間構成の重要性を今年度後半で取り上げる中で組み入れたい。28年度では、その前年度に考察しきれなかった大衆参加様式について、理論的な文献をもとにした検証を中心に行った。スタロバンスキーはフランスにおける啓蒙主義ならびに革命の主体としての市民階級の政治的な空間が出現することの中に、建築が様式化されたことを示しているが、その影響をドイツの19世紀建築に見ることが出来るのは明白である。それを踏まえた上でさらに表象のあり方が変化しているさまを、様式という概念でとらえようとするのが今年度の成果である。ドイツにおけるナショナリズムの表象を、様式に対する意識の高まり、すなわち、様式化による多要素の抽象化という観点から検証し、これがジャンルを超えた現象であることを示した。1. 19世紀を変遷の時代と捉えたMoselleckのSattelzeit概念をもとに、諸時代の様式が相対化されたこと。

2.様式(Stil)という語の定義を、語義と用例をひろく収集、分析したグリムの辞書に着目し、19世紀という時代における様式化が創造原理とともに、形式原理としてもはたらいたことを確認。3.美的原理として様式を把握する場合の問題点をパノフスキー、シャピロらによる定義を踏まえながらたどり、個と集団の問題であることを導いた。4.大量消費文化が始まった20世紀前半の状況を個と普遍の問題を敷衍させて分析、それが、様式化がブルジョワの生活態度につながると指摘したアドルノやジンメルの論考を踏まえた。5.様式相対主義が価値操作を導き、集団の儀式化を伴うものであることを例証。6.国民様式の要請ならびにプロイセン様式の称揚を例示。7.共同体意識を表象するモニュメントの意義と問題性をNiipperdeyを踏まえて指摘。当初は平成26から28年度にかけての3年計画であったが、申請者が1年目に他のテーマの研究のために海外研修に従事し、その間研究が滞っていたことが一番の原因である。26年度は現地滞在の利を生かして史跡調査、博物館見学などを中心とした研究を行った。具体的にはニーベルンゲン伝説の舞台であることを演出した建築物、記念像などである。27年度は文献資料の収集(画集や論文集など)ならびに解釈、裏づけ資料の手配などを行った。さらに革命後のフランスの祝祭空間についての研究をもとに19世紀の意識を把握。その結果、ブランデンブルク門設計、建築の意図、評価についても調査することとなった。これは崇高概念や受容美学とともに論じるつもりでいる。28年度についてはナショナリズムの表象に関して、主に理論的な論拠が得られたといえる。これをニーベルンゲン伝説の表象に繋げることが今後の課題として存在する。前年度までたどっていた、19世紀におけるナショナリズムの形象化現象では、フランス革命後の集団祝祭の場の構築をふまえた。さらにその影響下でこれら、啓蒙主義的で、なおかつ擬古典主義的様式化の試みが、モニュメンタルな構築物が特徴的であるドイツでどう発展したかを確認した。その際、主として折衷主義建築に関連して注目した「様式」問題が、20世紀に入って、時代の変化(第一次大戦、共和国の成立、大衆による新世界構築、視覚メディアの登場)でどのように具体化したかが最終年度の課題であった。その過程で言語的様式化としての「概念」の操作性がもたらすパラドックス問題(公刊済み)、可能世界のディスクール分析(表現主義的SF論、脱稿済み)をドイツ語でまとめることができ、国際的な評価を待つこととなった。後者は編集者によってさらにロシアの専門家に紹介された。目下取り組んでいるのは、課題のタイトルであるナショナリズム的神話化を、フリッツ・ラングの『ニーベルンゲン』分析で検証することである。1.ここにいたるまでのラングの伝記的系譜を資料で確認。芸術受容、特にマックス・ラインハルトからの影響をチェックした。
靭帯骨化に関わる細胞集団とシグナル連関の解明

東大病院で実施する脊椎手術において、切除する靭帯組織を回収し、サンプルをパラフィン包埋した後に組織切片を作成した。作成した切片を用いて、H&E、Alcian Blue、von Kossa、Masson trichrome、Safranin-O染色を行い、間葉系幹細胞マーカー(CD90、CD105)、軟骨細胞マーカー(Sox9)、腱細胞マーカー(Scx)、骨芽細胞マーカー(Runx2, Osx)、血管内皮細胞マーカー(CD31)を用いた免疫組織染色を重点的に実施し、靭帯が骨化していく過程でどのような細胞集団が観察されるかを調べた。特に、靭帯骨化の骨化様式について、間葉系細胞が軟骨細胞を経由して骨芽細胞に分化する形式と、間葉系細胞が直接骨芽細胞に分化する二通りの骨化様式が存在することを証明した。また、回収した様々な靭帯サンプルから細胞を単離し、細胞の判定に有用であった抗体を用いてFACSを行い、細胞を回収した。回収した細胞からmRNAを回収してリアルタイムRT-PCRを行い、靱帯細胞と間葉系幹細胞の二群の細胞が存在することを示した。その二群の細胞のうち靱帯細胞群にシリコンチャンバーを用いたメカニカルストレス負荷培養試験を行い、WntシグナルのactivatorであるRspo2が分泌され、間葉系幹細胞群に作用して靱帯骨化を引き起こしていることを明らかにした。その上流にはRac1/Ros等のメカニカルストレスによって活性化されると言われているシグナルが関連していることが考えられ、現在その証明を行っている状況である。東大病院で実施する脊椎手術において、切除する靭帯組織を回収した。骨化の有無は問わずに回収し、骨化の範囲が小さいものから大きいものまで幅広く揃え、骨化の進行に応じて段階的に比較検討を行った回収したサンプルをパラフィン包埋した後に組織切片を作成した。特に、靭帯骨化の骨化様式について、間葉系細胞が軟骨細胞を経由して骨芽細胞に分化する形式と、間葉系細胞が直接骨芽細胞に分化する形式が確認でき、二通りの骨化様式が存在することを証明した。また、前述の手術サンプルを用いてヒト靭帯組織からコラゲナーゼなどを用いて細胞を単離し、FACSを行うプロトコールを確立した。同様に回収した様々な靭帯サンプルから細胞を単離し、細胞の判定に有用であった抗体を用いてFACSを行い、細胞を回収した。またソートした細胞の一部は凍結保存し、次年度以降の実験に用いる。概ね当初の計画通りに実験は進行している。元々想定していた骨化様式が二種類存在すること示し、また靭帯組織から採取する細胞群をFACSで単離することに成功した。当初の予定ではマイクロアレイによる遺伝子発現プロファイルを調査する予定ではあったが、RT-PCRで代表的なマーカーを調べることによりバリデーションは十分であると判断した。まず、靭帯由来細胞を用いたシグナル応答解析を解析する。前述の経過で得られた細胞群に骨芽細胞への分化を担うと予想される液性因子を添加し、分化の程度を確認する。また、メカニカルストレスによる骨化への影響も調べる。当研究室で確立した細胞伸展装置を用い、細胞群にストレス負荷実験を行うことで細胞毎の影響の違いを明らかにする。そして靭帯骨化を起こす要因を明らかにし、この骨化メカニズムを用いたマウス靱帯骨化モデルの作出を試みる。(理由)
卵巣癌の細胞環境解析に基づく腹腔内播種性転移の分子機構に関する研究

卵巣癌は女性性器の悪性腫瘍のうち最も死亡率が高く、その要因は腹腔内播種性転移という進展形式にある。そこで、本研究は(1)播種性転移の細胞環境を解析し、(2)播種性転移の遺伝子発現をcDNAマイクロアレイ解析により比較し、(3)それらに基づいて卵巣癌細胞の増殖、接着、浸潤、血管新生に関してin vitroおよびin vivoモデル解析を行うことで、卵巣癌の腹腔内播種性転移の分子機構を解明することを目的とした。卵巣癌細胞をとりまく環境を腫瘍内溶液や腹水のpHやガス分圧などから検討し、また卵巣癌組織において低酸素で誘導されるhypoxia-inducible factor-1α(HIF-1α)の発現が乳頭状に突出する癌細胞の核内に認められ、さらに、この部位で細胞接着因子E-cadherinの発現が消失していた。そこで、卵巣癌培養細胞を用いて低酸素下の遺伝子発現変化をcDNAマイクロアレイにて探索したところ、E-cadeherinの発現が減少しており、これがWestern-blot、Northern-blotにより確認され、播種性転移の最初のステップに低酸素による接着因子発現の低下が重要な役割を演じていることが判明した。次に、播種性転移におけるras類似のGTP結合蛋白Rhoの役割を解析した。RhoのmRNAおよび蛋白発現は良性腫瘍に比して癌で有意に高く、さらに癌の原発巣よりも転移巣で亢進していた。さらにin vitroで卵巣癌細胞をlyosphosphatidic acid(LPA)で刺激するとRho発現の亢進および活性化が認められ、これに伴って浸潤能が亢進した。この浸潤能亢進はRho阻害剤のC3 exoenzymeの添加で抑制された。また、卵巣癌細胞にstableにRhoを発現するベクターを導入したところ、この細胞はヌードマウスにおける播種性転移巣形成が著しく亢進した。以上より、卵巣癌の播種性転移にはRhoが深く関与しており、Rhoは新しい卵巣癌治療の分子標的となりうると考えられる。卵巣癌は女性性器に発生する悪性腫瘍のうちで最も予後不良の疾患であり、予後不良の要因はその腹腔内播種性転移にある。本研究の目的は、(1)卵巣癌の播種性転移において細胞の置かれた環境を解析し、(2)播種性転移の各ステップの異なる環境下にある卵巣癌細胞の遺伝子発現の差異をcDNAマイクロアレイ解析により比較し、(3)それらに基づいて卵巣癌細胞の増殖、接着、浸潤、血管新生に関するin vitro解析、および播種性転移のin vivoモデル解析を行うことにより、卵巣癌細胞の腹腔内播種性転移の分子機構を解明することにある。本年度において、卵巣癌細胞をとりまく環境を解析すべく、卵巣癌の腫瘍内溶液や腹水のガス分圧検討した結果、卵巣癌細胞は原発巣から遊離して低酸素環境にさらされていると考えられた。また、実際の卵巣癌組織において低酸素で誘導されるhypoxia-inducible factor-1αの発現が乳頭状に突出する癌細胞の核内に認められ、さらにこの部位では細胞接着因子であるE-cadherinの発現が減弱していた。ところが、播種性転移巣の癌細胞はE-cadherinの発現が逆に増強しており、細胞接着因子発現は卵巣癌細胞の転移過程においてダイナミックに変化していることが示唆された。低酸素環境の重要性が示唆されたことから、卵巣癌培養細胞株を用いて低酸素下の遺伝子発現変化をcDNAマイクロアレイにて探索したところ、E-

cadeherinの発現が減少しており、この減少はWesrern-blot, Northern-blotによっても確認された。以上より、卵巣癌播種性転移の最初のステップに低酸素環境下の細胞接着因子発現の低下が重要な役割を演じていることが示唆される。卵巣癌は女性性器に発生する悪性腫瘍のうちで最も予後不良の疾患であり、患者の死亡原因の多くは腹腔内播種性転移による。そこで、本研究は(1)卵巣癌播種性転移の細胞環境を解析し、(2)転移における卵巣癌細胞の遺伝子発現をcDNAマイクロアレイ解析により比較し、(3)それらに基づいて卵巣癌細胞の増殖、接着、浸潤、血管新生に関するin vitro解析、および播種性転移のin vivoモデル解析を行うことで、卵巣癌細胞の腹腔内播種性転移の分子機構を解明することを目的とした。本年度は、卵巣癌細胞の播種性転移においてras類似のGTP結合蛋白であるRhoの役割を解析した。RhoはRhoA, RhoB, RhoCなどのfamilyで構成され、その活性化が細胞の運動や浸潤能に関与するとされるが、卵巣癌での発現は報告されていない。今回の研究において、RhoのmRNAおよび蛋白発現は良性腫瘍に比して癌で有意に高く、さらに癌の中でも原発巣よりも転移巣において有意に亢進していた。免疫組織学的にもRhoは癌細胞に局在し、転移巣で強発現していた。さらにin vitroにおいて、卵巣癌細胞を患者腹水中に存在するlyosphosphatidic acid (LPA)にて刺激するとRho発現の亢進および活性化が認められ、これに伴って浸潤能が亢進した。Rho発現増強による浸潤能亢進はRhoの特異的阻害剤であるC3 exoenzymeの添加で抑制された。また、卵巣癌細胞にstableにRhoを発現するベクターを導入したところ、この細胞はヌードマウスにおける播種性転移巣形成が著しく亢進した。以上より、卵巣癌の播種性転移にはRhoが深く関与しており、Rhoは新しい卵巣癌治療の分子標的となりうると考えられる。
液晶による自由空間光ビーム制御に関する研究

本研究では、安価で高性能な光材料の代表的なデバイスとして注目されている液晶によりデバイスを試作し、自由空間光ビームの制御を実時間で行うことを目的としている。2年間にわたる本研究の主要な成果を以下に述べる。(1)アレイ型液晶光ビームデバイスの試作と特性評価:液晶材料としては最も一般的なネマテック液晶材料を用い、その低電圧駆動により位相変調振幅を制御し、光ビームの偏向方向を制御するための基礎的なデータとして、ヘテロダイン法を用い電界-屈折率曲線の測定を行った。さらに、微小液晶パネルを並列したアレイ型の液晶ビーム制御デバイスを設計・試作し、その特性を評価した。(2)液晶アレイイルミネータの設計・試作と特性評価:液晶アレイ型光ビーム制御デバイスの効率の向上と液面制御のためには、アレイイルミネータが必要である。このアレイイルミネータとしてタルボット効果の適用を考えた。その最適化のために、すでにフレネルゾーンプレートのバイナリ化のために製作してある、フレネル・キルヒホッフの回折理論を用いたプログラムを用い、シミレーションを行った。さらに石英基盤に反射防止膜を蒸着し、その有効性も確認した。(3)液晶アレイ光ビームデバイスの特性評価:ミクロン単位の空間分解能を持つ屈折率変化や印加電圧の周波数応答、均一性など、この液晶パネルの光学特性と機能を実験とシミュレーションとによる解析で明らかにし、実時間ビーム偏向器用デバイスとして十分な性能を持つことを確認した。(4)2次元液晶アレイ光ビーム制御の検討:自由空間光ビーム制御のために大気ゆらぎを制御するための補償光学技術を融合することで低消費電力、超高速性を備えられることを確認し1次元から2次元に拡張した場合の基礎特性についてシミュレーションにより検討し可能性を得た。(5)2次元液晶デバイスの検討:2次元液晶デバイスのためのITOを用いた電極構造について基礎的検討を加え、方向性を得た。1年間にわたる本研究の主要な成果を以下に述べる。(2)液晶アレイイルミネータの設計・試作と特性評価:液晶アレイ型光ビーム制御デバイスの効率の向上と波面制御のためには、光ビームを分割して個々の数10ミクロンの液晶パネルの位置にのみ選択的に光を照射するアレイイルミネータが必要である。その最適化のために、すでにフレネルゾーンプレートのバイナリ化のために作製してある、フレネル・キルヒホッフの回折理論を用いたプログラムを用い、シミュレーションを行った。その結果、86%の大開口比の液晶セルを均一照射するには、3/10のタルボット距離ではデューテイサイクル値が80%の矩形強度分布を持ち、遠方領域ではメインロープに対するサイドロープの比が低くなるように設計した3レベル格子が最適であることを見出した。この設計に基づきバイナリ型のアレイイルミネータを試作し、特性評価を加え2レベル格子と比較して3%の効率向上を検出した。

(3)液晶アレイ光ビームデバイスの特性評価:ミクロン単位の空間分解能を持つ屈折率変化や印加電圧の周波数応答、均一性など、この液晶パネルの光学特性と機能を実験とシミュレーションとによる解析で明らかにし、実時間ビーム偏向器用デバイスとして十分な性能を持つことを確認した。本研究では安価で高性能な光材料の代表的なデバイスとして注目されている液晶デバイスと効率の良いアレイイルミネータを試作し、自由空間光ビームの制御を実時間で行うことを目的としている。1年間にわたる本研究の主要な成果を以下に述べる。(1)2次元液晶アレイ光ビーム制御の検討:自由空間光ビーム制御のために大気ゆらぎを制御するための補償光学技術を融合することで低消費電力、超高速性を備えられることを確認し1次元から2次元に拡張した場合の基礎特性についてシミュレーションにより検討し可能性を得た。(2)2次元液晶デバイスの検討:2次元液晶デバイスのためのITOを用いた電極構造について基礎的検討を加え、方向性を得た。(3)2次元タルボットアレイイルミネータの設計・試作と特性評価:液晶アレイ型光ビーム制御デバイスの効率の向上と波面制御のためには光ビームを分割して液晶パネルの位置にだけ選択的に光を照射する2次元へ拡張した位相形状のアレイイルミネータを試作した。本アレイイルミネータは、フーリエ変換を行わず、効率的にスポットを形成できる特性を持っている。さらに小型・軽量化を目指すアレイイルミネータの高圧縮化、高精細のためプロセスエラーの検討を実験と波動光学理論に基づくシミュレーションにより行った。理論値の5%以内に効率の低下を抑えるには、エッチング誤差は10%以下、アライメントエラーは3%以下になることが必要で、原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)による観察により、試作での可能性を得た。(4)2次元導波路型アレイイルミネータ:回折効率の減少とスポットの形状欠損であるwalk off効果を避けるためには2次元アレイイルミネータの導波路への装着が効果的であることをシミュレーションで確認し、誘電体導波路の最適化の設計を行い、試作実験により有効性を確認した。
細胞接着性オリゴペプチドで修飾した高分子の設計と材料の生理活性評価

本研究の目的は、細胞接着性オリゴペプチド、Arg-Gly-Asp-X(X=Ser,Val,Thr)(RGDX)およびTyi-Ile-Gly-Ser-Arg(YIGSR)を人工的に合成し、それ自身および高分子グラフト化物による各種細胞の基質への接着阻害効果と、各種オリゴペプチドを生体適合性に優れた不溶性高分子材料表面に化学固定したハイブリッド化材料に対するタンパク質、細胞の吸着・接着特性を実験的に評価することである。本年度においても、各種オリゴペプチドの合成は液相法を採用し、前年度と同様に、ペプチド延長法としてフラグメント縮合法を用い、DCO法、活性エステル法、アジド法を用いた。エチレン-アクリル酸共重合体(EAA)膜表面にカルポジイミド法により各種オリゴペプチドをN末端固定(共有結合)し、チャイニーズ・ハムスター卵巣細胞CHO-K1、ラット腎細胞NRK、ヒト表皮腫瘍細胞A431、Hela-S3、RLC-16などの各種細胞の軍着挙動を調べた。RGDXおらびYIGSRでは、いずれも、活性化EAA膜自身のみおよびRGDの細胞付着率に比較して接着初期段階から高い接着効果が得られた。YIGSRのC末端をアミド化するとさらに高い接着率が得られた。一方、所定濃度の各種細胞を播種し、それぞれのオリゴペプチドを細胞懸濁液に添加し、培養ディッシュ中で培養した後、付着実験と同様の操作により細胞の基質接着阻害効果を位相差顕微鏡で観察した。この場合にも、RGDXはRGDよりも高い阻害効果が認められた。オリゴペプチドを水溶性高合子にグラフト化させて得られた複合体による比較実験を行ったが、これまでのところ、予期されるような高分子効果は得られていない。細胞認識部位であるRGDXの第4番目アミノ酸の存在の有効性を検討するために、分子力場法によるRGDXのコンホメーション解析を行い、モデル計算から主鎖構造を推定した。
制御された金属ナノ構造による励起子ポラリトン素過程の追跡と反応場への応用

平成28年度は、ポルフィリンのJ会合体分子をアルミニウムナノ構造体近傍に配置すると、ポルフィリンのSoret帯とQ帯の波長でそれぞれプラズモンと強結合を示し、分散カーブにおける半交差な振る舞いと結合振動子モデルによる解析に加えて、励起スペクトルの測定からSoret帯およびQ帯のそれぞれの強結合系でハイブリッド準位の形成に基づくスペクトル変調が観測された。このことから、電子状態が変調していることを実験的に明らかにすることに成功した。特筆すべきは、Soret帯とQ帯の2つの波長域において電子状態の変調によるスペクトルの広帯域化がそれぞれ観測され、太陽光の幅広い波長をアンテナする光反応場として有用であることを示した。同様の考え方を結合プラズモニック系にも適用した。複雑な形状の金dolmen構造(結合プラズモニック構造)はスペクトルが分裂することが知られており、これまで双極子モードと四重極子モード間の干渉(ファノ共鳴)に基づいてスペクトルに凹みが生じ、スペクトルが分裂すると考えられてきた。本研究では、波長可変レーザーと光電子顕微鏡を用いて金dolmen構造における光電子放出の作用スペクトルを測定したところ、強結合に基づいてハイブリッド準位が形成されたこと、そしてハイブリッド準位の形成に基づきスペクトルが分裂することを明らかにした。したがって、電子状態や振動状態の変調、そして禁制遷移モードのダイナミクスを明らかにするという観点、そして電子状態の変調による光吸収波長の広帯域化、禁制遷移モードが示す高い光閉じ込め効果によって創出される有用な光反応場の構築という観点から、強結合に基づいて電子状態を変調し高効率な光化学反応場を構築する当初の目的を達成した。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、放射ロスが0のダークモードプラズモンを示す金属ナノ構造を作製するために、金属/誘電体/金属の3層で構成される構造体を作製し、その中で最も高い光電場増強効果を示す金属ナノ構造体の設計を明らかにした。可視波長域において誘電率の虚部(吸収損失)が小さい銀だけではなく、金やアルミニウムを金属材料に用い、誘電体層をアルミナとして作製した。特に、金や銀を用いた場合はアルミナ層の厚みを3 nmと薄膜化するとダークモードの共鳴波長が近赤外波長域に存在し、可視波長域のエキシトンとハイブリッドシステムを形成することはできない。そこで、本研究では新たに紫外・可視波長域にプラズモン共鳴を示すアルミニウム構造体に着目した。なお、中間のアルミナ層の厚みは、原子層堆積装置を用いて原子レベルの分解能で制御した。分光特性を検討したところ双極子共鳴モードの長波長側にスペクトルの歪みが観測され、四重極子共鳴が誘起されていることを明らかにした。一方、双極子共鳴と四重極子共鳴の位相緩和ダイナミクスは、時間分解光電子顕微鏡により明らかになり、放射ロスが小さい四重極子共鳴(ダークモード)は、位相緩和時間が約2倍長いことが明らかになった。また、ポルフィリンのJ会合体分子を構造体基板近傍に配置し、プラズモンーエキシトンハイブリッドシステムを構築した。分光特性を検討し、真空ラビ分裂に由来する半交差の振る舞いを示す分散特性を得ることに成功した。また、時間分解分光によりハイブリッドシステム(エキシトンポラリトン)の緩和過程を明らかにした。中間のアルミナ層の膜厚を薄くした方が、高い光閉じ込め効果を示すことが時間領域差分法による解析や発光計測により明らかになった。これにより、銀だけではなく、紫外・可視波長域にプラズモン共鳴を示すアルミニウムを用いることにより、可視波長域で四重極子励起に基づいて極めて高い光電場増強効果を示す構造体の設計を新たに明らかにすることに成功した。また、金や銀を用いると近赤外域に四重極子共鳴モードを示す金属ナノ構造体を作製することが可能であることを明らかにした。これにより、分子や分子間の振動モードとプラズモンのハイブリッドシステムの構築に成功し、分光特性から真空ラビ分裂に由来する半交差の振る舞いを示す分散特性を得ることにも成功した。可視波長域だけではなく、赤外・テラヘルツ帯域においてもプラズモンと分子間のハイブリッドシステムの構築に成功したことは新規性が高い。以上の理由から、当初の計画以上に研究が進んでいると判断した。

本研究では、波長可変レーザーと光電子顕微鏡を用いて金dolmen構造における光電子放出の作用スペクトルを測定したところ、強結合に基づいてハイブリッド準位が形成されたこと、そしてハイブリッド準位の形成に基づきスペクトルが分裂することを明らかにした。したがって、電子状態や振動状態の変調、そして禁制遷移モードのダイナミクスを明らかにするという観点、そして電子状態の変調による光吸収波長の広帯域化、禁制遷移モードが示す高い光閉じ込め効果によって創出される有用な光反応場の構築という観点から、強結合に基づいて電子状態を変調し高効率な光化学反応場を構築する当初の目的を達成した。今後は、引き続き時間分解分光によりハイブリッドシステム(エキシトンポラリトン)のダイナミクスについて検討する。金属/アルミナ/金属の3層からなる金属ナノ構造のアルミナ部分を若干化学エッチングし、金属と金属の構造間に励起子分子が入る隙間を作製する。これにより、基板と垂直方向(z軸方向)にナノギャップが形成され、ダークモードが誘起される増強場に積極的に励起子が接近できる空間が形成される。本研究では、メロシアニンからスピロピランへのフォトクロミック反応が励起子ポラリトンの形成によりどの程度促進されるかについて検討し、励起子分子への光閉じ込めによる増強光化学反応場の有用性を検討する。そのためには、さまざまな金属ナノ構造体(共鳴波長の異なるもの、ダークモードを示すもの/示さないもの、化学エッチングによりナノギャップを形成したもの/していないもの)を用いて本実験を行い、比較検討する。これらの研究項目を明らかにして構造設計の最適化を図ることにより、放射ロスがなく高い光閉じ込め効果を示す究極の光化学反応増強場を構築し、本研究を総括する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
フォトニック結晶工学の深化とその応用に関する研究

本研究の狙いは、フォトニック結晶による自在な光子制御を目指す新しい学問領域"フォトニック結晶工学"を深く追求するとともに、各種デバイスへの展開を図っていくことにある。以下には、特筆すべきものの概要を纏める。I.高Q値ナノ共振器:波長の3乗程度のナノ共振器にQ値250万という当初の1000倍を越える強い光閉じ込めを可能としたことは世界中の研究者に驚きを与え、現在ではNoda's cavityと呼ばれ様々に利用されている。ナノ共振の論文2件は、Thomson ISIから、理・材料分野で最も高い引用レートの論文として顕彰された。さらに1件の論文は、2007年にNature Materials誌が5周年記念として選んだBest 10論文の1つに選ばれるという栄誉を得た。II.面内ヘテロ構造の概念:本研究で提唱した面内ヘテロ構造の概念は、線・点欠陥の結合状態を最適状態に維持しつつ、多波長動作を可能とするもので、ナノデバイス実現の根本をなすものと言える。この概念は、世界中の研究者に影響を与え、現在、形を変えつつ様々に利用されている。III.動的制御の概念:これまで静的な状態での動作が主であったフォトニック結晶研究において、動的制御の概念を世界に先駆けて提案・実証出来たことは特筆に値する。今後この概念は、光の停止、光量子情報処理等において極めて重要となってくる。この成果は、Nature Materials誌においてNews&Viewsの欄でも取り上げられた。IV.デバイス応用:16波の波長合分波デバイスおよび面内型波長合分波デバイスを世界で初めて実現した。さらに、応答特性のフラットトップ化や、偏波依存性を解決する新しい方法を考案・実証した。以上、本研究を通じて世界をリードする様々な成果を達成し、フォトニック結晶工学を深化させることができた。これらの結果は、幸いにも、Scienceに1件、Natureに1件、Nature Materialsに2件、Nature Photonicsに1件掲載され、国内外の大きな注目を集めた。本研究は、フォトニック結晶による自在な光子制御を目指す新しい学問領域「フォトニック結晶工学」を深く追求するとともに、各種デバイスへの展開を図ることを目的とする.本目的達成に向け,a)高精度試料作製,b)構造揺らぎの影響の理論的・実験的検討,c)各種の光子操作とその効率の最大化,d)欠陥エンジニアの高度化と新構造(ヘテロ構造)の導入・発展,e)3次元欠陥加工とその効果の検討,e)光パルス入射による動的特性評価,f)非線形現象の導入と高機能化,の順に系統的に研究を進める.本年度は,主にa)-c)の課題に沿って研究を進め,以下の成果を得た.1.まず高精度の試料作製を目指し、本補助金で恒温システムを導入し電子線描画プロセスの安定化・高精度化を図った.さらにレジスト膜厚や電子ビームの加速電圧・ドーズ量等の詳細な条件の最適化を図った。その結果、従来に比べ,1桁以上高い精度での試料作製が可能となった。2.構造揺らぎの影響を理論・実験的に検討した.結晶や欠陥部の上下非対称性(空気格子の側壁の非垂直性や、基板構造の非対称性)が,導波損失増大や共振器のQ値低減に深く関わることを見出した.特に導波路の損失には「TMスラブライン」が大きな影響を与えることを初めて示した.

3.人為的欠陥導入による光子操作効率の実験的評価を行った.点欠陥と線欠陥を組み合わせた基本構造において,線欠陥を導波する光子は,点欠陥と線欠陥の結合と点欠陥と自由空間の結合が等しいときに最大効率(50%)で自由空間へ放射(ドロップ)されることを実験的に明らかにした。4.上述のドロップの逆過程を実証するために自由空間から光子を点欠陥に照射する実験を行い、点欠陥により自由空間を伝播する光子の捕獲が可能であることを示した。これにより本構造がアッド動作へも展開可能な超小型光デバイスへ応用できることを示した。上記が本年度の研究目標であったが,本年度は,さらに進んだ研究展開にも成功し,目標に挙げたd)の欠陥エンジニアリングの高度化と新構造に関する研究にも踏み込み,世界最大のQ値(45,000)をもつ光ナノ共振器の実現,および1.25nmという極めて高い精度でのヘテロ構造デバイスの実現に成功した(これらの成果は,様々な雑誌や新聞等で報道された).また次年度以降の,より高度な欠陥エンジニアリングの研究推准のために,ナノ構造マニュピレーションシステムの導入・立ち上げを行った.本研究は、フォトニツク結晶による自在な光子制御を目指す新しい学問領域「フォトニック結晶工学」を深く追求するとともに、各種デバイスへの展開を図ることを目的とする.本目的達成のため,a)高精度試料作製,b)構造揺らぎの影響の理論的・実験的検討,c)各種の光子操作とその効率の最大化,d)欠陥エンジニアリングの高度化と新構造(ヘテロ構造)の導入・発展,e)3次元欠陥加工とその効果の検討,f)光パルス入射による動的特性評価,g)非線形現象の導入と高機能化,の順に系統的に研究を進めている.本年度は,主にd)-e)の課題に沿って研究を進め,以下の成果を得た.(1)光ナノ共振器のQ値増大にとって,共振器電磁界分布をガウス関数に近づけることが鍵になることを見出し,共振器端部の格子点位置を微調整することにより10万という高Q値を実現出来ることを示した.また,格子定数の異なるフォトニック結晶を多段接続したヘテロ構造による新たな光子操作手法を見出し,Q値,効率などの特性を一定に保ったままデバイスの動作波長を多波長化することが可能になることを示した.さらに,ヘテロ界面での光反射がデバイス性能向上にとって重要であることを見出した.(2)点欠陥共振器に3次元的な加工に基づく特性制御に関する検討を行った.理論計算により点欠陥の一部の誘電体を削り取るあるいは誘電体を付加することで,その光放射パターンを変化させる、Q値を制御するなどが可能であることを明らかにした.本年度は,以上に加え,上記(1)に関連してヘテロ界面を2つ組み合わせたダブルヘテロ構造ナノ共振器の重要性を指摘し,600,000という驚異的なQ値を実現することにも成功するなど当初予定を上回る成果をも得た.以上は,NatureやNature Materialsにも掲載され,世界的に大きな注目を集めた.本研究は、フォトニック結晶による自在な光子制御を目指す新しい学問領域「フォトニック結晶工学」を深く追求するとともに、各種デバイスへの展開を図ることを目的とする.本目的達成のため,a)高精度試料作製,b)構造揺らぎの影響の理論的・実験的検討,c)各種の光子操作とその効率の最大化,d)欠陥エンジニアリングの高度化と新構造(ヘテロ構造)の導入・発展,e)
音声英語コミュニケーションにおける相互作用研究-伝達能力とストラテジーの関係

本研究は、新しい「異文化間伝達能力」(intercultural communicative competence)という枠組みを用いて外国語能力を解明することを目ざした。まず、リスニングにおける学習者の問題解決について情報解読ストラテジーという観点から分析し、それをもとに対人間の相互交流コミュニケーション行動に発展させ、意味の交渉ストラテジーとしてアプローチした。その結果,音変化をともなう英文のリスニングにおいて、日本人学習者は連結>同化>脱落の順で難易度が高く、先行する文脈によって音変化部分の聴解の上昇は観察されたものの、文脈情報を利用できるためにはある一定以上の英語習熟度が求められることが明らかになった。この「しきい仮説」については、音声刺激をもとに未知語の意味を推論するストラテジーにもあてはまることが確認された。また、対人コミュニケーションにおいてどのように相互理解が達成されるのか、長期間にわたり資料収集した。それを量的かつ質的に分析した結果、母語話者と非母語話者の双方が、問題解決のために「協調努力の最小化の法則」に従ってコミュニケーション方略を効率的に使っていることが実証された。とくに、母語話者は相手の背景知識をチェックし、それを前景化させるストラテジーを多用し、その効果を高めていると特徴づけることができた。この結果から、異文化コミュニケーションにおける意味交渉のストラテジーの一側面が明らかになり、外国語の運用能力のしくみについての理解を深めることができた。本研究の1年目では、「実践的コミュニケーション能力」をストラテジーという枠組みで解明することを目ざした。まず、言語能力観の推移に関して、Canale&Swain(1980),Tarone(1980),Bachman(1990,Byram(1997)を検討し、ストラテジーを「効果的な伝達を促進するために、解読や相互理解において積極的に用いられる方略」ととらえ直した「方略的能力」(SC)については、言語関連知識を総合的に運用しながら、ダイナミックな意味の交渉を通して相互理解をめざす運用能力ととらえた。それにもとづき、実践的コミュニケーションにおいて、われわれが駆使するさまざまなストラテジーの中で、リスニングでどのように音変化に対処するのか、および、対人インタラクションでどのように協働作業に取り組むのかに着目して実験を行い、Oka(1991)のモデルをもとに考察した。音変化を含むリスニングについては調査した実験1では、先行する文脈を与えることで、音変化する部分の聞き取りの理解が上昇することが観察された。ただし、先行文脈をヒントとして活用するストラテジーを十分に使用できるようになるには、ある程度(今回の調査ではTOEIC700点)以上の英語熟達度が必要であることがわかった。次に、実際のコミュニケーションにおける問題解決について調査した実験2では、対話者相互のリソースも利用しながら協力して解決に向うことが観察された。また、non-understandingを引き起こす要因は、言語面以外にも会話面や知識面に関する場合があることが見られ、各々の場合において対話者は、問題解決のための努力を最少限にするため、できる限り明確に問題の所在を示そうとしていることが明らかになった。本年度の研究結果は、2004年11月27日に清泉女子大学で開催された第1回JACET関東甲越地区大会で口頭発表し、東京大学外国語教育学研究会(FHA)の紀要に投稿した。本研究の第2年目(完成年度)として、岡、山内、藤尾の3名に加えて、新しく東矢(琉球大学)の参加を得、とくに聴解と伝達方略の両分野のデータを総合的に分析する役割を担当してもらった。リスニングの分野では、音変化(脱落)の理解が文脈情報によって、どのくらい促進されるのかを実証的に調査した。コミュニケーション・ストラテジー(CS)の分野では、インタラクションにおけるCSを被験者ごとに分類し、CSの発達過程を調べ、コミュニケーションを成功させるCSを分析した。主な結果は、次の3点にまとめることができる。

(1)cohortモデルに関して、外国語としての英語リスニングで検証した結果、音変化による未知の語句を含むリスニングでは、文脈情報は候補の絞り込みだけではなく、候補語を想起するのを支援すること、および英語習熟度が低い学習者ほど候補を想起するのに多くの文脈情報を必要とすることが明らかになった。(2)ディクテーションおよびリスニングテスト、語彙テストのデータをもとに、異なる習熟度の学習者がどのような問題点を抱えているかを分析したところ、英文中の内容語に対する語彙知識がディクテーションの結果を左右し、下位者では語彙知識の不足の上に、機能語の語句認識も低いという結果が得られた。(3)相手の理解を促し潜在的な問題を防ぐという新しい視点から、自然な発話データをもとにコミュニケーション・ストラテジー(CS)を特定、分析した。その結果、対話者の背景知識をチェックするCSと、その背景知識を前景化するためのCS(例証、対照など)が、対話者の理解を促進する上でとりわけ効果的であることが実証された。これらの結果をもとに、共同論文として"How do strategies work in L2 communication?"の形でひとつにまとめ、国際学会ALAAで口頭発表し、その学会誌に論文を投稿した。また、本研究課題と密接に関連して、F.Schimek(オーストリア、ウィーン市教育庁)とM.Park(韓国、釜慶大学校)を招き、講演会を開いた。これらの講演会には科研のメンバーのみならず多数の参加があり、それぞれに先進的な話を聞き活発な議論を行い,本科研の推進に大いに役立った