hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床応用に向けたiPS細胞由来心筋系列細胞の蛍光化合物による新規純化法の開発

多能性幹細胞である胚性幹細胞(ESC)と人工多能性幹細胞(iPS)は、特定の培養条件下で心筋細胞に分化し、移植において重要な細胞ソースになる可能性がある。将来的に、心筋・心筋前駆細胞移植療法は、重症心不全患者に対し有効な治療法となる可能性がある。しかしながら、細胞移植治療において、低い心筋分化誘導効率、未分化細胞の混入によるテラトーマ形成などの問題があり、臨床応用に適した心筋細胞の分化・純化方法の開発が必要である。本研究では、ケミカルバイオロジーの手法を用いて、ヒト心筋系列細胞(心筋及び心筋前駆細胞)の細胞膜表面あるいは細胞内分子を特異的に標識する蛍光化合物を同定し、新たな心筋系列細胞同定・純化方法の開発を行う。研究期間内に導入したヒトES・iPS細胞からの心筋分化誘導法は、ヒト心筋細胞を高効率かつ大量に調整することが可能であり、ヒト心筋細胞の特異的表面抗原の1つとして、VCAM1 (Vascular cell adhesion molecule1)の同定に成功した。この成果をもとにVC側1抗体より優れた心筋細胞を特異的に純化する蛍光化合物の探索を継続して遂行している。また導入したヒト心筋分化誘導法の分化過程における遺伝子発現量の変化を、マイクロアレイを用いて詳細な解析を行い、これまで明らかにされていなかったヒト心筋前駆細胞で特異的に発現する表面抗原遺伝子の候補の同定に成功した。これらの表面抗原遺伝子候補群から心筋前駆細胞を特異的に純化可能な表面抗原を同定し、さらに心筋前駆細胞を特異的に標識する蛍光低分子化合物のハイスループットスクリーニングを行うことが可能である。このように、臨床応用に向けた心筋系列細胞純化法の基盤技術開発の着実な進捗を認めている。多能性幹細胞である胚性幹細胞(ESC)と人工多能性幹細胞(iPS)は、特定の培養条件下で心筋細胞に分化することができ、移植細胞の重要な細胞ソースになる可能性がある。しかしながら、細胞移植治療において、これらの多能性幹細胞からの心筋分化誘導効率は低く、未分化細胞の混入によるテラトーマ形成などの問題があり、臨床応用に適した心筋細胞の分化・純化方法の開発が必要である。本研究では、ケミカルバイオロジーの手法を用いて、ヒト心筋系列細胞(心筋及び心筋前駆細胞)の細胞膜表面あるいは細胞内分子を特異的に標識する蛍光化合物を同定し、新たな心筋系列細胞同定・純化方法の開発を目標する。心筋系列細胞を特異的に標識する蛍光化合物を効率的に同定するため、多量の化合物を効率的に解析できるスクリーニング系が必要となる。これまでに当研究室では、マウスES・iPS細胞を用いて効率的に心筋・心筋前駆細胞を選択的に調製できる分化誘導法を確立している。初年度は、マウスiPS細胞由来心筋細胞を特異的に標識する蛍光化合物のスクリーニングの実施予定であったが、より臨床への応用を目指すため、ヒトESC・iPS細胞由来心筋細胞を用いた蛍光化合物のスクリーニング系の確立を試みた。そのため、本年度はLaflamme MAらが2007年に報告したヒトES細胞からの心筋分化誘導法(Laflamme MA, Nat Biotechnol, 2007)の導入を行った。この方法にいくらかの改善を加え、本研究のスクリーニングの実施に十分な量のヒトES・iPS細胞由来心筋細胞の供給が可能となった。次年度は実際に蛍光化合物のスクリーニングを実施する予定である。このように臨床応用に向けた研究計画が、着実に進展していると考えられる。前年度は、本研究室にワシントン大学Laflamme囲准教授が報告したヒトES細胞からの心筋分化誘導法(Nat Biotechnol, 2007)を導入し、いくらかの改善によって、ヒト心筋細胞を効率的かつ大量に調整することが可能となった。この分化誘導法を応用したスクリーニング系を構築した。構築したスクリーニング系のFeasibilityを検証するため、まずはヒト心筋細胞の表面抗原を特異的に認識する抗体の探索を行った。約250種類のヒト細胞表面抗原抗体を用いて、各ヒト表面抗原抗体と心筋特異的収縮タンパク質であるcTnTと共染色を行った。共染色した細胞群はFACSを用いて解析を行い、ライブラリ中のVCAM1(Vascular cell adhesion molecule 1)抗体のみが、特異的に心筋細胞を標識することを見出した(Uosaki H, PLosOne, 2011)。

またヒト心筋細胞の特異的表面抗原が同定できたことにより、細胞の遺伝子改変なしに高純度・高効率で大量の生きたヒト心筋細胞の調整が可能となった。次年度はこの成果をもとに実際に蛍光化合物のスクリーニングを実施する予定である。多能性幹細胞である胚性幹細胞(ESC)と人工多能性幹細胞(iPS)は、特定の培養条件下で心筋細胞に分化し、移植において重要な細胞ソースになる可能性がある。将来的に、心筋・心筋前駆細胞移植療法は、重症心不全患者に対し有効な治療法となる可能性がある。しかしながら、細胞移植治療において、低い心筋分化誘導効率、未分化細胞の混入によるテラトーマ形成などの問題があり、臨床応用に適した心筋細胞の分化・純化方法の開発が必要である。本研究では、ケミカルバイオロジーの手法を用いて、ヒト心筋系列細胞(心筋及び心筋前駆細胞)の細胞膜表面あるいは細胞内分子を特異的に標識する蛍光化合物を同定し、新たな心筋系列細胞同定・純化方法の開発を行う。研究期間内に導入したヒトES・iPS細胞からの心筋分化誘導法は、ヒト心筋細胞を高効率かつ大量に調整することが可能であり、ヒト心筋細胞の特異的表面抗原の1つとして、VCAM1 (Vascular cell adhesion molecule1)の同定に成功した。この成果をもとにVC側1抗体より優れた心筋細胞を特異的に純化する蛍光化合物の探索を継続して遂行している。また導入したヒト心筋分化誘導法の分化過程における遺伝子発現量の変化を、マイクロアレイを用いて詳細な解析を行い、これまで明らかにされていなかったヒト心筋前駆細胞で特異的に発現する表面抗原遺伝子の候補の同定に成功した。これらの表面抗原遺伝子候補群から心筋前駆細胞を特異的に純化可能な表面抗原を同定し、さらに心筋前駆細胞を特異的に標識する蛍光低分子化合物のハイスループットスクリーニングを行うことが可能である。このように、臨床応用に向けた心筋系列細胞純化法の基盤技術開発の着実な進捗を認めている。前年度に導入したヒトES・iPS細胞からの心筋分化誘導法は、いくらかの改善を加えることによって、ヒト心筋細胞を効率的かつ大量に調整することが可能である。この分化誘導法を応用して構築したスクリーニング系は、これまで明らかにされていなかったヒト心筋細胞を特異的に認識する表面抗原の同定を可能にした。このスクリーニグにより、心筋細胞の特異的表面抗原の1つとして、VCAM1(Vascular cell adhesion molecule 1)が同定した。特異的表面抗の同定により、細胞の遺伝子改変なしに高純度・高効率で大量の生きた心筋細胞の調整が可能となった。ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いた特異的表面抗原のスクリーニングは、これまで明らかにされていなかったヒト心筋細胞の特異的表面抗原の1つとして、VCAM1(Vascular cell adhesion molecule 1)を同定した。純化法として抗体を用いているため、操作の煩雑さ、1回の純化に掛かるコストなど臨床応用に向けて解決すべき課題が残されている。次年度はこの成果をもとに、VCAM1を指標に用いることによって、効率的に蛍光化合物のスクリーニングを遂行する予定である。
標識脂肪酸および標識糖を用いた心臓のエネルギー獲得機能評価に関する研究

2種の標識薬剤(標識脂肪酸、標識糖)および心不全モデル作製動物を用いて、心臓集積性経時変化実験、心筋局所集積性画像化実験等を行い、心不全病期進行過程(正常→急性期→慢性期)における心臓エネルギー獲得機能の変化を検討した。その結果「脂肪酸代謝機能は急性期において障害を受け、その障害がそのまま次の慢性期に残ること、また糖代謝においては,慢性期に入ってその機能が遅れて,緩やかに亢進してくること」が明らかとなった。1使用した標識薬剤および実験動物・(標識薬剤)脂肪酸代謝を評価する標識薬剤として[I-131]標識脂肪酸([I-131]9MPA)を,糖代謝を評価する薬剤として[C-14]標識糖([C-14]2DG)を用いた。(実験動物)正常動物群(ラット;正常)を用いた。2動物実験・正常心臓における集積性の経時変化実験,局所集積性の画像化実験(オートラジオグラフィ実験:ARG実験),脂肪酸代謝分析実験,心筋組織の染色実験等を行い、上記標識薬剤を用いた正常心臓の機能評価を検討した。・その結果(心臓集積性の経時変化実験)正常心臓ではどの検討時間においても(脂肪酸の集積性)>>(糖の集積性)であり,また経時変化において脂肪酸集積性-経過時間と共に減少,糖集積性-経過時間と共に微増の傾向が見られた。このことから正常心臓の活動における主エネルギー源が脂肪酸であることが確認できた。(ARGによる心臓局所集積性の画像化)[I-131]9MPA+[C-14]2DGの混合薬剤を用い,[I-131]と[C-14]との半減期の違いを利用して[1-131]9MPA,[C-14]2DG各々の心筋局所集積性画像を作成し、同一心筋切片における脂肪酸および糖の集積性を検討した。その結果、正常心筋において脂肪酸のより高い集積性が認められ、正常心臓の活動では脂肪酸が主なエネルギー源となっていることが確認できた。(脂肪酸代謝分析)[I-131]9MPAを用いた脂肪酸代謝物分析(TLC分析)を行った結果、正常心臓における主代謝産物は貯蔵型代謝物であるトリグリセリドであることがわかった。(心筋組織標本の作成)Azan-Malloryl染色による心筋薄切片の染色を行った。心筋正常組織においては,色素の組織への取り込みは認められなかった。1標識薬剤および実験動物(1)(標識薬剤)脂肪酸代謝を評価する薬剤として[I-131]標識脂肪酸([I-131]9MPA)を,糖代謝を評価する薬剤として[C-14]標識糖([C-14]2DG)を用いた。(実験動物)正常動物群(ラット;正常)および心疾患モデル作成動物群(ラット;心不全)を用いた。2動物実験(1)正常心臓および心不全心臓における集積性の経時変化実験,局所集積性の画像化および組織標本作成等を行い、上記標識薬剤を用いた正常心臓および心不全心臓の機能評価を比較検討した。局所集積性の画像化では[I-131]9MPA+[C-14]2DGの混合薬剤を用い,[I-131]と[C-14]との半減期の違いを利用し[I-131]9MPA, [C-14]2DG各々の心臓オートラジオグラムを作成し、同一心臓切片における脂肪酸および糖の集積性を検討した。(2)上記実験の結果(心臓集積性経時変化実験)標識脂肪酸の場合,正常心臓および心不全心臓両者とも時間経過と共に集積性が低下し,且つ心不全心臓では正常心臓に比べ常時集積率が低下していることが確認できた。また標識糖の場合,正常心臓および心不全心臓どちらも時間経過と共に集積性が増加し,且つ心不全心臓では正常心臓に比べ,高い集積性を示すことが確認できた。(心臓局所集積性の画像化)2種の標識薬剤同時投与において作成した心臓オートラジオグラムにおいても、標識脂肪酸の画像:正常心臓集積>心不全心臓集積,標識糖の画像:正常心臓集積<心不全心臓集積が確認できた。(心臓組織標本の作成)心疾患重症度が増すほど“エネルギー獲得系“がより脂肪酸→糖に移行することがわかった。1.標識薬剤および実験動物(1)標識薬剤:脂肪酸代謝を評価する薬剤として[I-131]標識脂肪酸([I-131]9MPA)を,糖代謝を評価する薬剤として[C-14]標識糖([C-14]2DG)を用いた。(2)実験動物:正常動物群(ラット;正常)および心疾患作製動物群(ラット;心不全(急性期、慢性期))を用いた。2.(1)(研究内容)正常心臓および心不全(急性期、慢性期)

心臓における集積性経時変化実験,局所集積性画像化実験(ARG)および心筋組織標本作製等を行い、心不全疾患の進行過程(正常→心不全急性期(炎症期;心臓拡張)→心不全慢性期(心筋線維化))における心臓エネルギー獲得機能(脂肪酸代謝機能および糖代謝機能)の変化について検討した。(2)(結果・考察)心臓集積性経時変化実験において標識脂肪酸の場合,検討したいずれの時間においても(正常心筋集積性)>>(心不全慢性期心筋集積性)=(心不全急性期心筋集積性)であり、これら3群の(時間-集積性)曲線はいずれも投与直後において最大の集積性を示し,その後経過時間と共に減少していくことがわかった。一方標識糖の場合,検討したいずれの時間においても(心不全慢性期心筋集積性)>(正常心筋集積性)=(心不全急性期心筋集積性)であり,心筋集積性は3群とも経過時間と共に非常に緩やかに増加していくことが確認できた。これらの結果から、心不全の病期進行過程の代謝機能に生じる変化として,脂肪酸代謝機能は急性期において障害を受け,その後機能が回復することなく障害の影響がそのまま慢性期に残り、また糖代謝機能においては,慢性期になって初めてその緩やかな亢進が見られることから"心不全急性期における著しい心筋活動エネルギー不足"の知見が得られた。この知見はARG画像および心筋組織染色画像より得られた結果からも支持された。
太陽multi-conjugate補償光学系の実用化

補償光学(AO)は、地球大気ゆらぎの影響による観測像の劣化を実時間で補正する技術である。本研究では、京都大学飛騨天文台の60cmドームレス太陽望遠鏡で多目的に使用できるAOの設計を行った。また、補償が有効に働く視野を広げるためのマルチコンジュゲート補償光学系(MCAO)の開発も進めた。MCAOの光学設計には上空ゆらぎ層の高さの情報が必要である。ここでは、従来夜の観測で二重星を用いて開発されてきたSCIDAR技術を太陽観測にも適用できるように修正した。この方法を用いて、飛騨天文台の上空ゆらぎ層の高さを測定した。さらに、上空波面センサの開発し、MCAO装置を太陽観測に適用した。補償光学系(Adaptive Optics、以下AO)は、大気ゆらぎによる画像劣化をリアルタイムで補償するための装置として、地上太陽観測では必須の装備となっている。本研究では、従来太陽観測用に開発してきたAOを発展改良し、太陽地上観測において科学的な成果を出しうる実用的なMCAOを開発することを目的とする。平成22年度は、これまで進めてきたmulti-conjugate用波面センシング手法を完成させること、開発した手法を装置に組み込み、飛騨天文台での試験観測に適用すること、および観測を通して開発している手法の検証を行うと共に、Multi-conjugate波面補償を行うために必要なパラメータ(ゆらぎ層の高さなど)を決定することを目標に設定していた。システム高速化のためのソフトウェアの改良に成功し、最速で1300Hzでの動作を達成した。また、購入した可変形鏡の特性検査を実施し、ゼルニケ多項式で14項または21項を使用することに決定した。さらに、飛騨天文台においてより汎用的な観測目的に使用できるようにするため、光学系の設計を一からやり直し、必要な光学素子を購入した。Multi-conjugate用波面センシング手法の開発については、瞳面での強度分布から上空波面ゆらぎ位相を推定する手法を開発し、計算機シミュレーションにおいて、その有効性を確認した。飛騨天文台において、(MCAOではない通常の)AOを用いた太陽観測を実施し、波面補償が有効に働くことを確認した。常設補償光学系の構築に向けて、必要な素子の購入が終了し、光学素子を保持する機構の開発を進めた。ここで使用予定の新しい可変形鏡のテストを実施し、ステップ応答が0.45msで現装置の2倍高速であり、ゼルニケモードは少なくとも36項までのの再現が可能であることを確認した。これにより、新しい装置では大幅な性能向上が期待できる。新しく購入したCMOSカメラを用いて、波面センシング用カメラのグレードアップを行うとともに、tip-tilt装置の改善を実施した。これによって、シーイングが比較的良い場合には、粒状斑での波面センシングが比較的安定して可能となった。また、対象が黒点のときには、ほとんどの場合にAOの効果を確認した。新しい上空波面センサーの開発を実施した。この手法は、太陽像の伸縮の補正を目的としているため、従来のようにCTの原理を用いる必要がないという特徴を持っている。計算にシミュレーションからは、良好な結果が得られた。しかしながら、開発に時間がかかってしまったため、観測に適用するには至らなかった。上空の揺らぎ層の高さを検出するための予備観測を実施した。観測の結果、SCIDARの原理を利用することが可能であることがわかったので、その手法の開発を実施しほぼ完成させた。ソフトウェアについては、クラス構成の見直しなどを進めた。得に、GPU導入の効果ついて実験を行ったが、CPUからGPUへのデータ転送に時間がかかるため現状よりも高速化されないことが判明した。これについては、引き続き研究を進めている。飛騨天文台に設置を進めている本格的な常設補償光学系については、必要な物品の開発・購入が終了し、設置作業を始めた。平成24年度中の完成には至らなかったが、25年度中にファーストライトを迎えられる予定である。SCIDARの原理に基づいて上空の揺らぎ層の高さを測定する方法を新たに開発し、平成24年5月に飛騨天文台において開発した装置を用いて観測を実施した。これによって、上空揺らぎの検出が可能であることを確認すると共に、天文台の上空2-3kmに非常に強い揺らぎが存在していたことがわかった。ここで得られた情報をマルチコンジュゲート補償光学系の設計に利用した。この成果については論文として投稿中である。前年度に開発したマルチコンジュゲート用上空波面推定法に基づく波面センサーを完成させ、マルチコンジュゲート補償光学系を開発した。開発した装置を飛騨天文台に設置し、平成24年9月に太陽観測を実施した。しかし、マルチコンジュゲート化の効果を確認するには至らなかった。

観測後、期待した効果が得られなかった原因を詳細な計算機シミュレーションによって調査したところ、可変形鏡のストローク量の不足と計測点数の過少であることが判明した。現在、これらを改良した装置の開発を進めているところであり、次回の観測ではより良い結果が期待できる。また、ソフトウェアの改良を進め、プログラムの簡素化・簡明化、使いやすいGUIの開発、遠隔操作でのトラブル対策などを実施した。これにより、システムを共同利用に供する準備が整った。上空波面センサーの開発に時間がかかってしまったため、マルチコンジュゲートAO装置をまだ観測に適用できていない。他の項目はほぼ予定通り進んでおり、総合的に(3)やや遅れいている、と判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度5月の観測において、揺らぎ層の高さを測定する観測を実施する。そこで得られる情報を用いて光学系を確定することで、マルチコンジュゲートAO装置が完成する。この装置を9月の観測に用いて、結果を評価する。
イソニトリル架橋多核錯体高分子の合成と物性

本研究目的は、混合原子価状態が興味深い固体物性の発現に重要な役割を果たしているシアナイド架橋多核金属錯体高分子を対象に、機能性イソニトリル配位子の置換による誘導化を計り、その電子状態を反映した電気的・磁気的物性を制御することを目的とする。今年度は、結晶水によって混合原子価状態が変化する一次元電導性白金シアノ錯体高分子に着目し、原子間力顕微鏡を用いて単結晶表面の分子配列転移について検討した。結晶表面の分子配列はバルクと異なり、外部刺激により配列転移が容易に誘起されることが期待される。このような表面の構造変化と物性との相関は、新たな相転移機能材料の創製に基本的な知見を与える。本研究では、一次元電導体KCP(Br)単結晶を対象に、原子間力顕微鏡を用いてチップによる表面修飾過程における分子像観察を行った。さらに、電導度低下の原因である脱結晶水が白金分子配列の無秩序化を誘起していることを直接観察したので報告する。分子性結晶内部の分子に比べて、最表面の分子は比較的動きやすい性質を表面の分子配列しか観察しないAFMを用いて、表面再構成や外場による配列転移を紹介した。これらはごく限られた結晶に特有の現象ではなく、最近のわれわれの結果では、アゾベンゼン、チオインジゴ、アントラセンなどの結晶や金属カルコゲナイドヘのインターカレーションなど多種多様な結晶で観察されている。これらの表面分子配列転移は、まさに新しいタイプの相転移機能の利用形態の一つであり、表面加工と併せて最表面分子層の工学的応用につながるものと考えられる。
有棘目動物の生産する細胞毒性活性成分の化学的研究

沖縄県那覇近海で採集した有棘目動物オニヒトデの棘の凍結乾燥粉末について、魚毒活性を指標に溶媒分画、従来法による各種クロマトグラフィ-並びに購入設備を駆使して毒成分の精製を行い、メタノ-ルエキスより1種のステロイドオリゴ配糖体サルフェ-ト(20S-thorasterosideA)及び、2種のアルキルグリセロリン脂質(sn-1-0-hexadecylglycerol-3-phosphorylcholine,sn-1-0-octadecylglycerol-3-phosphoryl-choline)の単離同定に成功した。これら3種の化合物はいずれも強い溶血作用を有し、従来不明であったオニヒトデ棘の溶血毒はこれら3種の成分に起因することが判明した。次に、上述棘粉末の水エキスについて購入設備を駆使したゲル濾過によるクロマトグラフィ-を繰り返し、in vitroで細胞毒性を示す2種の蛋白質(Protein I並びにProtein II)を得た。Protein Iは最終的にμBondasphereを使用したHPLCで精製した結果、分子量は約14650であり、アミノ酸分析により、Asp_<17>・Thr_<11>・Ser_8・Glu_<15>・Pro_5・Gly_<18>・Ala_9・Val_<12>・Met_2・Ile_7・Leu_6・Tyr_2・Phe_7・Lys_<14>・His_1・Arg_2の16種のアミノ酸組成を明らかにすることができた。また、N末端配列分析の結果、末端より25種のシ-クエンスが判明した。この結果をもとにGENASを用い、既知蛋白質との比較を行ったが、類似シ-クエンスを示す酢蛋白質は検索されず、新規蛋白質と考えられた。Protein Iはin vitroで選択的細胞毒性を示す結果を得ており、現在1次構造解析が進行中である。Protein IIについては、まだ、単離には至っていないが、SDS-PAGEで分子量約8万と推定され、マウスに対しては未精製ながらも強い致死作用を示すことから、Protein IIがオニヒトデ棘毒成分のマウスに対する致死毒の本体であることが推察された。
アジアにおける生物資源の持続可能な開発と土地利用

・木質材料の有効利用技術開発熱帯林の保全を考えた場合、早生樹種類や農業廃棄物等の有効利用により熱帯林を適正に維持することが可能となる。そこで、早生樹種類であるメラルーカ材の有効利用技術の一環として、木片セメントボード及び木片セメントブロックへの適用性について検討した。一方、熱帯木材に代わって利用可能なケナフの木質ボードとしての有効利用技術に関する研究を実施した。・亜熱帯作物生産と温度との関連リュウガンの花序形成に及ぼす温度の影響を調査した。その結果,12月に温度が低いと花序が多く形成され,温度が高い年には花序の形成が少なくなることが明らかになった。また,現地における聞き取り調査の結果,気温の高い地域の農民は開花数が不足するという問題を抱えていることが明らかになった。・土地利用変化の要因としての食糧供給アジアにおける土地利用変化の最も基本的要因である食料需給について貿易自由化との関連について分析の枠組みを提示し、中国の省市別食料需給モデルの開発、インドネシアの森林面積の変化要因の分析を行った。また、タイの土地利用モデルを開発し、森林減少が木材、食料の需給や土地利用規制政策の効果を分析した。・土壌侵食特性の広域空間レベルにおける評価手法アジア地域における土地利用と密接な関わりをもつ侵食問題について、ケーススタディとして現時点で土壌侵食が問題となっている中国雲南省元某の土壌侵食量、および新たな手法による潜在的な侵食危険性を全球レベルで評価した。さらに、提案された侵食ポテンシャル指標に植生の純一次生産量を侵食現象を規定している新たな要因として加え、これと全球の土壌侵食データベース(GLASOD)とを比較することによって、侵食現象を規定している要因についての詳細な検討を行った。本年度は、来年度からの本格的な解析の準備段階として、対象地域の選択およびリモートセンシングデータの整備を重点的に行った、主な対象地域にインドネシア、タイおよびフィリピンを設定し、リモートセンシングデータはインドネシアに絞り1970年代からのデータを収集した。リモートセンシングデータを利用した土地利用変化の解析を、インドネシアの2ヵ所のサイトで開始した。1ヶ所は、1997年から1998年にかけて大規模な森林火災の発生した東カリマンタン州で24万ha程度のエリアを対象地域に選び、火災被害と土地利用、人間活動、地理条件との関係を解析した。対象地域に含まれる2種類の管理状況の異なる森林保護地域の被害状況を比較した結果、厳しく植生管理の行われている地域の方が被災割合が低く、また火災後の回復割合でも良好な状態であることが明らかになった。また、地形図から作成したDEMを利用して地形条件と被災状況を検討した結果、凹地形の土地より稜線部分の被災割合が高いことがわかり、これは現地調査での結果とも一致するものであった。もう1ヶ所はジャワ島西部の自然保護地域を含む1流域(面積約22,000ha)である。この地域は自然保護区を含んでいるが、不法な農地開発が行われており、水資源の悪化が懸念されている。ランドサットTM、ランドサットMSSおよびJERS-1 OPSデータを利用した予備的な土地利用変化解析によれば、1980年代当初からすでに農地開発が行われていることが示唆された。しかし、さまざまな成長段階の水田が混在するこの地域では、リモートセンシングデータによる農地の分類手法に問題のあることが判明し、今後はこの点についての検討も必要であることがわかった。・バイオマス資源推定と用材需給予測:タイ及びインドネシアについて、建築資材用材の需要とそれらの資源量及びバイオマス資源に関する調査を実施した。なお、調査に際しては、通常熱帯木材と呼ばれている木材の資源量の他に、現在東南アジア地域において商業用木材としてその利用が開始されている早生樹種等(ユーカリ類、アカシア類、メラルーカ類等)について、その資源量を調査した。

また、インドネシア、タイ、中国南部を中心に、アカシア材、ユーカリ材、ポプラ材等の早生人工造林木の資源量とそのパルプ原料および他の化学工業原料としての可能性について検討した。13年生の超短伐期材を中心に、さらに持続的利用の可能な資源量とその利用方法について調査する必要があると考えている。・環境条件が園芸作物に与える影響の解析:耐暑性と関連するヒートショックタンパク質の発現をイチゴの葉と花について調べた。その結果,花では葉とは異なり,33°Cという比較低温でもヒートショックタンパク質の発現が見られ,また他のタンパク質の消失が起こることが明らかとなった。これらの結果から,高温における着果不良とヒートショックタンパクとが関連していることが推察された。・アジアにおける土地利用変化の予測分析:アジアにおける農耕地と森林面積の歴史的変動を自然条件との関連で追った。降水量と気温の分布より耕作可能地を定め、この可耕地内の農地利用率の歴史的変遷を追ったが、土地の傾斜角度が農地利用率を強く規定していることが明らかになった。この知見と「世界食料需給モデル」から計算される21世紀初頭における各国の食糧需給より、今後森林面積が減少する地域や耕作放棄の広がる地域を推定したが、アジアでは赤道付近の低傾斜地域で森林の農地への転用が進み、これに反して中国北部、韓国、日本では耕作放棄が広がることが明らかになった。・バイオマス資源推定と用材需給予測早成人工造林木の製紙用パルプ製造原料としての利用の可能性について引き続き検討を行っている。1年から5年の若年木は構造材としては低質だが、適切なパルプ製造条件を選択することで、充分に製紙原料になり、うることが分かった。これらの原料は中国最南部の海南島を中心に植栽されている。また、早生樹種類の中からメラルーカについて、タイにおける資源量と利用技術、地域住民に適合した新たな利用可能性、材の成長や需要等に基づく最適な伐採・植裁時期の予測、材料・部材等の競合材料等との経済性比較、さらに、チップのセメントボード及びコンクリートブロックヘの適用性について検討した。一方、昨年度からの継続として、熱帯木材に代わって利用可能なケナフの木質ボードとしての有効利用技術に関する研究を実施した。・環境条件が園芸作物に与える影響の解析トマトの花房分化節位に及ぼす温度の影響を調査したところ,高温時には培地の容積が小さいセルで育苗すると,ポットで育苗した場合に比べ,花房の分化する位置が1節程度上昇することが明らかとなった。したがって,熱帯地域でのトマトの育苗に際しては育苗時のポットの大きさに留意することが必要と思われた。・アジアにおける土地利用変化の予測分析地球温暖化がアジアの食糧生産に及ぼす影響について、数理モデルを用い検討を加えた。これより、アジアの稲作地帯は温暖化に伴い洪水の被害により不安定化する可能性があること、インドなどでは早魃による不作の確率が上昇すること、また、現在の小麦作付け地帯は降雨量が増加することにより、耕作適地から外れる可能性があることを明らかにした。・アジアにおける侵食量分布の把握
力学とプロセスにより最適化を図るシミュレーション援用異種金属レーザ接合

異材接合技術は,様々な産業分野で要求が大きいが,材料・プロセス上の問題と力学的な問題の両者が存在するため,強度信頼性の高い接合体を作製することは困難である.本研究では,レーザによる重ねスポット接合を対象とし,界面における金属間化合物の生成状態と溶込部形状に着目し,それらと接合体強度特性との関係について調べた.とくに,溶込部形状については,モデル材による実験や有限要素法解析を行い,その影響を明らかにした.異材接合技術は,様々な産業分野で要求が大きいが,材料・プロセス上の問題と力学的な問題の両者が存在するため,強度信頼性の高い接合体を作製することは困難である.本研究では,レーザによる重ねスポット接合を対象とし,界面における金属間化合物の生成状態と溶込部形状に着目し,それらと接合体強度特性との関係について調べた.とくに,溶込部形状については,モデル材による実験や有限要素法解析を行い,その影響を明らかにした.異種金属接合は,これまでにない高付加価値製品を生み出す可能性を秘めており,あらゆる産業分野で要求が大きい.ただし,強度信頼性の高い継手を得るためには,界面における金属間化合物の生成状態をコントロールする必要がある.本研究では,レーザによる重ねスポット接合を対象とし,レーザ照射条件による溶込部形状および金属間化合物の生成状態の変化と,その接合体の各負荷条件下における強度特性の関係を整理し,シミュレーションを援用することで,プロセスと力学の両者により最適化された異種金属接合体を作製する,応用性に優れた手法を開発する.基本的な材料組合せは,工業上要求の大きいステンレス鋼とアルミニウム合金とし,既存のパルスYAGレーザ装置を用いてスポット溶接を行い,重ね接合体を作製した.レーザ発振装置の励起電圧およびパルス幅,また,焦点位置を変化させて接合実験を行い,接合条件を求めた.さらに,得られた接合体の断面観察を行い,溶込部形状および金属間化合物の生成状態を調べた.その結果,接合部の状態は,おおむね,見かけの入熱量により変化するが,詳細にみると,入熱量のみではなく,レーザ出力やパルス幅といった溶接パラメータの影響を受けていた.有限要素法解析結果より,溶込部形状が変化すると,界面近傍の応力状態が変化するため,継手強度特性が影響を受ける.より明確に溶込部形状の影響を検討するため,モデル材として,プラスチックと金属の異材接合体も作製した.金属側を銅とすると,溶込がなく,この場合は,接合体の破断荷重がほぼ接合面積に比例して増加した.他方,金属側をアルミニウム合金やステンレス鋼にすると,溶込部が形成され,破断荷重が必ずしも接合面積のみでは整理できなかった.機器・構造物の小型・軽量化,高機能化のため,あらゆる産業分野において,異材接合技術の開発が重要となっている.しかし,異材接合の場合,強度信頼性の高い継手を得るためには,材料・プロセス的な問題と力学的な問題の両者を考慮しなくてはならない.本研究では,レーザによる重ねスポット接合を対象とし,レーザ照射条件による溶込部形状,界面反応相や接合状態の変化と,その接合体の強度特性の関係を整理し,シミュレーションを援用することで,プロセスと力学の両者により最適化された異材接合体を得るための応用性に優れた手法の開発を目指す.基本的な材料組合せは,工業上要求の大きいステンレス鋼とアルミニウム合金とし,微小部品の接合を想定して,パルスYAGレーザ装置を用いたスポット溶接を行い,重ね接合体を作製した.レーザ照射条件を様々に変化させた接合実験を行い,接合部の観察および分析から,接合状態に及ぼす各種溶接パラメータの影響を整理した.とくに,溶接条件の違いによる溶込部形状の影響について調べるため,モデル材として,プラスチックと金属の異材接合体も作製した.金属側の材料を変化させ,接合実験および熱伝導解析を行った.供試材のレーザ吸収率および熱伝導率によって,溶込部の形状が大きく変化した.これは,熱伝導解析シミュレーションにより推測される結果と良く一致した.溶込部がほとんどない,平坦な接合部の場合,接合強度はほぼ一定であった.他方,溶込部が形成されると,接合強度がその形状によって変化する.すなわち,微小部品のスポット接合のように,接合面積を拡大することが困難な場合においては,接合強度をコントロールする有効な手法といえる.
放射光血管撮影による末梢血行障害の病態評価と各種治療法の効果判定に関する研究

四肢末梢循環不全について,細動脈レベル以下の毛細血管相の微小循環を可視化するため放射光血管撮影を用いる研究を計画した。下肢虚血モデルをラットで作成し,これにカテーテルを挿入し放射光血管撮影ができ,血管径100μ前後までの血管床を可視化できることがわかったが,更なる画像の明瞭化のための工夫を要することも判明した。末梢循環の増悪因子として重要視されている喫煙の影響を解明できるように,ラットで喫煙状態にするシステムを確立し,血管攣縮が起こることを確認した。また,手指動脈レイノー現象の臨床での可視化に先立ち,コールドスプレーによる寒冷刺激に対する末梢血管の反応を観察したが,反応性の血管拡張の像を観察できた。肺循環でphosphodiesterase 4 inhibitorが血管拡張を促すことも確認でき,これを用いて放射光血管撮影で末梢循環不全の改善が得られるかどうかを確認する予定でいる。ランゲンドルフ心灌流装置を用いて,ラットの冠動脈の攣縮について観察可能なシステムを構築できた。冠還流量の測定とともにその造影所見を確認しながら各種薬剤の効果を判定できることが分かりつつある。臨床例についての研究に先立ち,さらなる末梢循環不全に影響する因子に関する基礎実験を要するのと,更に明瞭な画像を得るために放射光血管撮影・画像化システムそのものの改良も重要と考えられた。手指動脈レイノー現象の臨床での可視化に先立ち,冠動脈バイパス術で得られた橈骨動脈の一部を材料として,血管攣縮のパターンとその増幅因子・弛緩因子についてin vitroの研究を行いPD IIIinhibitorの作用と効果を検証できた。これを用いて臨床例でのレイノー現象可視化の研究の際に,この薬剤を使用して画像を得る方針を決定することが出来た。下肢虚血モデルをラットで作成し,これにカテーテルを挿入し放射光血管撮影ができ,血管径100μ前後までの血管床を可視化できることがわかった。ただ側副血行路の新生状態・薬剤反応性なとを観察するためには、更なる画像の明瞭化のための工夫を要することも判明した。冷却でも,血管攣縮が引き起こされることを確認できた。手指動脈レイノー現象の臨床での可視化に先立ち,冠動脈バイパス術で得られた橈骨動脈の一部を材料として、血管攣縮のパターンとその増幅因子・弛緩因子についてin vitroの研究を行いPD IIIinhibitorの作用と効果を検証できた。ラット灌流心を用いて,冠循環にカリウムチャンネルの拮抗薬を加えて冠動脈攣縮を放射光血管撮影で観察できるモデルを完成させた。

この画像解析にデンシトメトリー法を応用して画像の定量化を目指し,最近実測値を得られるようになった。多岐に渡る研究ではあるが,臨床例での研究に先立ち,さらなる末梢循環不全に影響する因子に関する基礎実験を重ねる必要があるのと,更に明瞭な画像を得るために放射光血管撮影システムそのものの改良も今後の課題である。
ハイブリッドシステムに対するリヤプノフ関数アプローチ

本研究では、安定なサブシステムと不安定なサブシステムからなる切替システムに対して、平均切替時間アプローチと区分的リヤプノフ関数を用いて安定性とL_0ゲインの解析を行った。サブシステム間の平均切替時間が十分に長く、かつ、不安定なサブシステムの作動時間と安定サブシステムの作動時間との比例がある定数以下ならば、全体システムの指数安定性が保証されることを示した。また、外乱から制御出力までの伝達関数のL_0ノルムについては、サブシステム間の平均切替時間が十分に長い場合に一定レベルの外乱抑制が達成されることも証明した。これらの結果を、各サブシステムにノルム有界な摂動がある切替システムについて拡張した。なお、切替えシステムに対して得られた結果は、制御システムにコントローラの故障が存在する場合の定性・定量解析に適用された。次に、本研究では線形時不変システムに対して静的出力フィードバックによる安定化問題を考えた。すなわち、一つの静的出力フィードバックでは安定化できないシステムに対して、複数の出力フィードバックを考え、それらの出力フィードバック間に切替えることによってシステムを安定化する問題である。よく知られているように、この制御問題は一般に難しく、解の存在性及び必要な出力フィードバックの数はまだ解決されていない。本研究では、二次元のシステムに限定してこの制御問題を考察した。結果的に、conic switching法という手法を用いて、二つの静的出力フィードバックを切替えることによって任意の二次元線形時不変システムを安定化できることを示した。フィードバックゲインの具体的な設計法も与えている。また、二つの二次元線形時不変サブシステムからなる切替えシステムに対して共通リヤプノフ関数の存在性を考察し、幾つかの場合について具体的な構成法を与えた。共通リヤプノフ関数の構築は今後ハイブリッド制御の設計に活用されると考えられる。本研究では、安定なサブシステムと不安定なサブシステムからなる切替システムに対して、平均切替時間アプローチとpiecewiseリヤプノフ関数を用いて安定性の解析を行った。この結果が各サブシステムにノルム有界な摂動がある切替システムについても拡張された。この場合、同じ切替条件のもとで、摂動がvanishingであれば切替システムの指数安定性が保証され、摂動がvanishingでなければ原点への指数的収束ができることを証明した。すなわち、一つの静的出力フィードバックでは安定化できないシステムに対して、複数の出力フィードバックを考え、それらの出力フィードバック間に切り替えることによってシステムを安定化する問題である。よく知られているように、この制御問題は一般に難しく、解の存在性及び必要な出力フィードバックの数はまだ解決されえていない。結果的に、conic seitching法という手法を用いて、二つの静的出力フィードバックを切替えることによって任意の二次元線形時不変システムを安定化できることを示した。
プロテオームプロファイリングを用いた不妊男性精液の網羅的メタボロミクス解析

原因不明の不妊に関与する因子群が精液中に存在するのではないかと仮定し、質量分析計(MS)を用いた精液プロテオームプロファイリングを実行し候補因子群を抽出、さらに、これらの因子の健常者群と不妊症患者群間で比較検討し、生殖補助技術を適応する指標を決定することを目的とした。精液のプロテオミクスプロファイリングの解析をLC/MSにより行い、その結果、200以上のタンパク質ピークを確認し、その内の数十ピークは健常者群と不妊症患者群間で有意な差が認められた。以上の結果より、不妊症男性精液におけるプロテオミクス解析にMSを用いることにより、今後のマーカー探索に向けた基礎的知見を蓄積することができた。日本国内において、挙児希望する不妊患者カップルの中には、原因不明の不妊に悩むものが10%以上の割合で存在する。これらの症例に対しては、最終的には生殖補助技術である体外受精法(IVF)と細胞質内精子注入法(ICSI)を用いる事になるが、その適応を早期の段階で規定するバイオバーカーは未だに存在しない。我々は、原因不明の受精障害に関与する因子群が、精液中に存在するのではないかと仮定し、質量分析計(マススペクトロメトリー: MS)を用いた精液プロテオームプロファイリングを実行し、その結果に対してメタボロミクス解析を行い候補因子群を抽出、さらに、これらの因子の健常者群と不妊症患者群間で比較検討し、不妊患者カップルにIVFまたはICSIなどの生殖補助技術を適応する指標となるようなバイオマーカーを分離および決定することを目的としている。平成26年度は、計画1として男性精液の調整・評価の予備的研究を行った。まず、射精後精液を用手法にて回収した。液状化後に500g x 5分遠心し、精子成分と精漿成分に分画した。その後MSの使用にむけて濃度調整し、-80°Cで冷凍保存を行った。次に計画2として精液検体のプロテオミクスプロファイリングの予備的解析を行った。分画した精子成分と精漿成分それぞれについて、MSの各種条件を試みて適切な精液タンパク濃度を決定した。以上の結果より今後の臨床検体解析に必要な条件を定めることができた。すでに、計画1として男性精液の調整・評価の予備的研究を行った。その後MSの使用にむけて濃度調整し、ー80°Cで冷凍保存を行った。平成27年度は、東北大学病院泌尿器科男性不妊外来及び大学病院検査部の協力を仰ぎ、研究参加者をさらにリクルートすることに努めた。同時に精液検体のプロテオミクスプロファイリングの解析精度の向上を目指し、分画した精子成分と精漿成分のサンブル調整条件、MS条件を各種試みて適切な組合せを選定することができた。精子調整、プロテオミクス解析の条件設定が完了し、平成27年度に症例数を積み重ねたのでこれらを最終年度に解析する予定である。すでに、計画1として男性精液の調整・評価の予備的研究を行い、計画2として精液検体のプロテオミクスプロファイリングの予備的解析を行った。平成28年度は、精液検体のプロテオミクスプロファイリングの解析精度の更なる向上を目指し、分画した精子成分と精漿成分のサンブル調整条件、MS条件を各種試みて適切な組合せを検討した。その結果MALDI-TOFよりLC/MSMSに検出方式を変更し、さらに前処理プロトコールを各種組み合わせた結果、格段のノイズの減少を達成することができた。

その結果、200以上のタンパク質ピークを確認し、その内の数十ピークは健常者群と不妊症患者群間で有意な差が認められた。以上の結果より、健常者と不妊症患者男性精液におけるプロテオミクス解析にMSを用いることにより、今後のマーカー探索に向けた基礎的知見を蓄積することができた。原因不明の不妊に関与する因子群が精液中に存在するのではないかと仮定し、質量分析計(MS)を用いた精液プロテオームプロファイリングを実行し候補因子群を抽出、さらに、これらの因子の健常者群と不妊症患者群間で比較検討し、生殖補助技術を適応する指標を決定することを目的とした。精液のプロテオミクスプロファイリングの解析をLC/MSにより行い、その結果、200以上のタンパク質ピークを確認し、その内の数十ピークは健常者群と不妊症患者群間で有意な差が認められた。以上の結果より、不妊症男性精液におけるプロテオミクス解析にMSを用いることにより、今後のマーカー探索に向けた基礎的知見を蓄積することができた。精子調整、プロテオミクス解析の条件設定が完了し、今後は症例数を積み重ねていく予定である。最終年度は精液検体のプロテオミクスプロファイリング解析をさらに進め、候補バイオマーカーを選定する予定である。生殖医学今後は症例を着実に収集し精液検体のプロテオミクスプロファイリング解析をさらに進め、可能であれば候補バイオマーカーを選定する予定である。次年度使用額は今年度の研究を効率的に推進したこと及び症例収集に注力したことに伴い発生した未使用額である。次年度使用額は今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。平成28年度請求額と合わせ、最終年度である平成28年度の研究遂行に使用する予定である。平成27年度請求額と合わせ、平成27年度の研究遂行に使用する予定である。
超音波で開拓する新しい秩序変数による新奇量子臨界現象の研究

本研究では、微小試料を用いた超音波測定を多重極限環境下(極低温、強磁場、高圧力)で高精度で測定出来る装置を立ち上げ、量子臨界点近傍に創出する新奇量子現象の電子状態を物質の弾性特性をもとに明らかにしてきた。特に、今年度はEuRh2Si2およびBaFe2As2の系について、圧力下超音波測定を行った。特にEuRh2Si2は、Euイオンの価数が2価または3価を取る中間価数状態にあり、この状態が極めて外部圧力に敏感であることが明らかにされている。本研究では、静水圧力下での超音波測定を行い、静水圧力下で示す異常な弾性特性を超音波測定で明らかにした。極めて興味深いのは、3価のEuイオンが示す磁気転移と価数が空間的に秩序化する価数転移との特性温度が拮抗しているため、比較的低圧領域で両者の入れ替わり、あるいは競合を観測することができるところにある。この状況が圧力下での興味深い量子現象に深く関っていることを明らかにした。本研究の課題には掲げていなかったテーマで、本研究を遂行していく過程で切り拓かれた研究トピックスがBaFe2As2の研究である。特に一軸圧力下での超音波測定をBaFe2As2について行い、静水圧力下では構造相転移の転移温度が減少する結果とは対照的に、一軸圧では増加することを明らかにした。この結果は、この系の構造相転移を司る秩序変数が、極めて異方的に相関していることを示している。育成された単結晶のサイズが、十分ではなかったため、一つの結晶軸方向のみの圧力印加しか行えなかったが、今後、全結晶方位での測定を可能にし、構造相転移とこの系で出現する超伝導との相関をもとに、超伝導発現機構について今後明らかにしていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。量子臨界点近傍(Quantum Critical Point)にある電子状態を、超音波を用いた弾性定数の結果から明らかにした。特に、カゴ状物質PrV_2Al_<20>およびSmV_2Al_<20>、圧力誘起超伝導体CeRh_2Si_2、複雑な磁気相図を有するCeSbの圧力下超音波測定を行った。カゴ状物質については、対称性の高い配位子場環境におかれたゲストイオンの非調和フォノンに起因した弾性異常、および縮重度の高い基底状態にゲストイオンの4f状態があることを明らかにした。取り分けSmV_2Al_<20>は、これまで反強磁性転移であると考えられていた秩序相が、多重極転移(磁気八重極転移)である可能性を指摘し、他のSm化合物の弾性定数の結果と比較しながらその実証を行ってきた。また、この転移が外部磁場に対して極めて鈍感であることを発見し、SmV_2Al_<20>の低温物性を解明する上で重要な知見と示唆を与えた。またCeSbに関しては、これまで常圧下でのみ測定が行われてきた超音波測定を世界に先駆けて初めて静水圧力下で行い、興味深い圧力下の弾性定数を得ることが出来た。常圧下では反強磁性転移温度に向かって弾性定数の軟化(ソフト化)が観測されていた。この弾性定数のソフト化が静水圧を印加するにしたがって顕著になり、転移温度が高温側にシフトしていく結果を得た。この振る舞いはCeSbの低温物性を理解する上で大変重要な機構として提案されているp-f混成効果の妥当性を如実に表すものとなった。静水圧を印加することでSbの5pバンドとCeの4f電子準位のうちΓ_8四重項との混成効果がより一層大きくなり、異常物性を引き起こす。これまでは、その様子がフェルミ面を直接観測する有力な実験手段であるdHvA効果および光電子分光測定でのみ、フェルミ面(伝導バンド)側からしか報告が無かった。超音波実験は局在電子である4f電子準位の立場からp-f混成効果の圧力依存性を議論した最初の研究として位置づけられる。圧力印加によりp-f混成効果が増大し、Ceの4f電子準位の一つである、Γ_8四重項がよりエネルギー的に安定化することを明らかにした。

特に一軸圧力下での超音波測定をBaFe2As2について行い、静水圧力下では構造相転移の転移温度が減少する結果とは対照的に、一軸圧では増加することを明らかにした。この結果は、この系の構造相転移を司る秩序変数が、極めて異方的に相関していることを示している。育成された単結晶のサイズが、十分ではなかったため、一つの結晶軸方向のみの圧力印加しか行えなかったが、今後、全結晶方位での測定を可能にし、構造相転移とこの系で出現する超伝導との相関をもとに、超伝導発現機構について今後明らかにしていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。計画していた試料についておおむね順調に実験が進められ、結果も得られている。一軸圧力下超音波測定の研究に関して、装置作りが遅延しているため評価を(2)とした。これまでは一貫して静水圧力下での超音波測定を推進してきたが、今後は一軸圧力下での超音波測定へと移行し、波動関数の空間分布をはじめ、電子間相互作用、混成効果の空間的異方性に関する有力な情報を得て行く次第である。また一軸圧力下での超音波測定には大きいサイズの単結晶(2mm以上)が必要不可欠である。結晶育成者と密に情報交換しながら、一軸圧力下での超音波測定を推進していく。
バランス・コーパス利用による日本語作文支援システム「なつめ」の構築と評価

本研究は(1)日本語均衡コーパス(以下BCCWJとする)の日本語教育への応用、および(2)日本語学習者からのフィードバックを元にした評価を目的とし、第二言語としての日本語学習支援研究においてコーパスを利用することによってData Driven Language Learningの考えに基づき日本語作文学習支援システム「なつめ」の構築を目指してきた。21年度以後はBCCWJが拡大整備されたことから、学習者レベル・学習目的に適切なジャンル別の表示をし、学習者に理解しやすい提示システムを開発し、遠隔地の日本語学習者に有効に利用される教育支援システムとして完成を目指した。22年度は最終年度として、以下の事項を行った。1)日本語教育の視点から共起表現の抽出、係り受けの分析、レベル、ジャンルに関する分析を行った。2)データ用と例文表示に必要な科学技術文章を入手するために、複数の学会に使用許諾を依頼し、利用可能にした。3)「なつめ」の評価実験を代表者の所属する東京工業大学の留学生を対象に行った。その結果、特に中上級レベルの学習者に対して本システムが有効であることが明らかになった。4)スロベニア・中国の海外協力者の勤務する大学を中心に遠隔地学習者と国内学習者とを比較した。その結果、日本語使用の場の少ない遠隔地においては学習情報の配慮が必要教であるとともに、「なつめ」システムがー層効果的であることを検証した。5)ジャンル別表示を充実させた。状況・スタイルによって使い分けるという運用論的な視点からの表現の整理をし、BCCWJのデータを細分類し、本班が独自に収集した科学技術テキストを加えて、ジャンル別に統計的な頻度計算をして「なつめ」の画面に表示した。以上の成果により当初目指した目標が概ね達成されたものと考える。Data Driven LanguageLearningの考え方に基づいて、言語資料を利用して日本語学習者の作文支援をするシステムを構築することを目標とし、システム中の共起語表示、例文表示の改善と拡張を進め、それを支える理論としての学習者作文スキーマの考証、レジスターによる分類方法の導入、機能文法など先行研究の応用を検討した。本年度分の成果としては論文3件、国際会議、国内会議での発表がある。本研究領域のワークショップでは3件の研究を発表した。主な活動内容は下記の6項目である。1、作文支援システム「なつめ」における)共起関係表示機能の拡張1-1モダリティを含む述部処理1-2共起表現をジャンル別に提示1-3複合助辞の表示2、例文表示の拡張機能3、学習者コーパス構築と「なつめ」での利用-学技術作文に関するフレームワークの分析4、レジスターの分析Biberの提唱するレジスターによるテキストの分析方法をBCCWJにおいて試みた。この方法による詳細なテキスト情報によって、文法項目や語彙、運用論的な項目に至る分析の精密化が期待できる。5、単語連想学習実験、認知言語学における視覚単語認知の実験によって刺激単語の特徴を連想・学習の研究へ応用する研究を開始した。6、誤用データベースの作成と機械学習への準備を開始した。