hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
皮膚振動の視覚的フィードバックを用いた発声訓練手法の開発

本研究では,発声時や歌唱時の体表面の皮膚振動パターンを計測する方法,さらには発声訓練において皮膚振動を視覚的にフィードバックする方法について検討した.まず,歌唱時の皮膚振動パターンをスキャニング型レーザードップラ振動計により計測した.そして,裏声と地声により顔面の皮膚振動パターンが異なること,歌声の基本周波数によって前額の皮膚振動のパワーが増加することなどを明らかにした.また,ストロー発声に基づく発声訓練において口唇部の皮膚振動の情報をフィードバックするシステムを開発した.10名を対象にした評価実験の結果,このシステムを利用することによって訓練効果が向上することが示された.本年度は,(1)言語聴覚士による発声訓練前後の皮膚振動計測,(2)声楽家の歌唱時の皮膚振動計測,(3)声楽家による歌唱訓練前後の皮膚振動計測を行った.(1)では,言語聴覚士がチューブ法により発声訓練を行い,その前後の顔面の皮膚振動を計測した.チューブ法とは,ストローをくわえて持続的に発声することにより声道形状を変えたり,口唇周辺の振動感覚を意識させたりする訓練法である.計測の結果,一部の被験者では訓練前後に大きな変化が見られた.また,鼻,上唇,喉の皮膚振動に特徴が現れることも明らかになった.(2)では,皮膚振動計測の再現性を調査した.本人の出しやすい高さで母音「あ」を連続的に歌唱させ,3回の計測結果のばらつきを調べた.その結果,外れ値(3回の計測の中央値との差が6 dBを越えるもの)を示した計測は2.4 %であり,その発生場所は頭部の動きによってレーザ光が垂直に当たらなくなってしまう点が多かった.声楽家は歌唱時に頭部を動かす傾向があり,歌唱に影響を与えない頭部固定法が課題として明らかになった.この実験に加えて,歌い方の良し悪しによる皮膚振動パターンを比較したが,鼻にかかった歌声の場合を除き,明確な差異は観察されなかった.(3)では,一般学生に声楽家の歌唱訓練を受けさせ,その前後での皮膚振動を計測した.訓練によって歌唱に上達は見られたものの,計測時にまでその状態が維持されなかったため,皮膚振動パターンに明確な差異は見られなかった.この他,プロ腹話術師の腹話術発話における皮膚振動計測を行った.通常発話中の皮膚振動と比較した結果,腹話術発話では鼻およびその周囲の皮膚振動速度が大きくなることが明らかになった.これは,腹話術音声が口唇部からではなく鼻孔から放射されていることを示している.この計測の模様および結果はテレビで放映され,皮膚振動計測の意義を広く知らしめることができた.まず,頭部固定用治具をつけた椅子を製作した.これによって,被験者が座った状態で皮膚振動パターンを計測することができるようになった.この椅子を用いて,複数人のプロの声楽家を対象に歌唱時の皮膚振動パターンを計測した.これには昭和音楽大学の協力を得た.声楽家は歌唱時の身体感覚を独特の表現を用いて表すことができる.このような身体感覚とそのとき声楽家の身体で生じている物理現象との対応関係を解明することができれば歌唱メカニズムの解明や歌唱の訓練などに応用することができる.スキャニング型レーザードップラ振動計を用いた計測の結果は以下の3点である.第1に,皮膚振動パターンは母音により異なり,母音/i/では鼻周辺および頬の振動速度が大きいことが示された.これは母音/i/発話時には口腔内音圧変動が高いことが原因と考えられる.第2に,皮膚振動パターンは声の高さによって異なることが示された.高い声で歌った場合には前額の振動が増加した.被験者となった声楽家は「高い声はあてて出す必要がある」,「高い声は突き抜けるイメージ」と述べている.恐らくこれらの感覚は皮膚振動パターンと対応すると考えられる.第3に,裏声と地声の皮膚振動パターンは明確に異なることが示された.これは皮膚振動パターンが歌唱訓練に利用できることを意味している.この成果については日本音響学会秋季研究研究発表会にて発表し,大きな反響を得た.次に,言語聴覚士が発話訓練で用いる発声法を対象にして皮膚振動パターンを計測した.2名の言語聴覚士を対象にした計測の結果,被験者たちの感覚と極めて良く一致した皮膚振動パターンを示すことが明らかとなった.本年度は以下の成果が得られた.1.歌唱時の皮膚振動の計測:プロのソプラノ歌手3名を対象にして,ファルセット歌唱時と地声歌唱時の前額部の皮膚振動を計測した.スキャニング型レーザードップラ振動計を用いて,前額上の10点の皮膚振動を歌唱中に連続的に計測した.実験協力者には,仰臥位で日本語母音/a/(後舌母音)と/i/(前舌母音)を4段階の音高で歌唱してもらい,その間に計測した.その結果,ファルセット歌唱時の方が地声歌唱時より皮膚振動が大きく,皮膚振動速度と歌声の大きさとの間に相関はないという結果が得られた.2.皮膚振動フィードバックシステムの開発:発話訓練の効果を定量的に評価すること,および視覚的なフィードバックを与えることを目的にして,訓練時に皮膚振動の大きさをリアルタイムに提示するシステムを開発した.このシステムは,鼻および口唇に貼り付けた加速度ピックアップの出力の大小をPC画面上の顔のイラストに円の大小で表す.今後,このシステムの評価を行う.本研究では,発声時や歌唱時の体表面の皮膚振動パターンを計測する方法,さらには発声訓練において皮膚振動を視覚的にフィードバックする方法について検討した.

まず,歌唱時の皮膚振動パターンをスキャニング型レーザードップラ振動計により計測した.この装置は,非接触で振動のパワーおよび周波数特性を測定できる上,事前に設定した複数の計測点を自動的にスキャンして面上の振動パターンを得ることができる.本研究では,裏声と地声により顔面の皮膚振動パターンが異なること,この計測法の利用においては被験者の身体の動きを抑えることが重要であること,歌声の基本周波数によって前額の皮膚振動のパワーが増加することなどを明らかにした.次に,ストロー発声を用いた発声訓練のフィードバックとして皮膚振動を利用する手法を検討した.ストロー発声とは,直径10 mm程度のストローをくわえて持続的に有声発声を繰り返す訓練方法である.この訓練方法では,多くの場合,言語聴覚士の聴覚印象に基づく指導が行われており,客観的なフィードバックの開発が期待されていた.ストロー発声では口唇部の振動を意識させることから,この部分の振動を小型の加速度ピックアップで計測し,そのパワーをリアルタイムでフィードバックするシステムを開発した.このシステムではPC画面に顔画像が表示されており,皮膚振動が強くなるに伴って計測点を中心とした円の半径が大きくなる.開発したシステムを用いて被験者10名を対象に実験を行った結果,皮膚振動のフィードバックを与えるとストロー発声のパワーが継続的に上昇し訓練効果が上がることが示された.加えて,訓練前と比較して訓練語の母音のフォルマントのパワーが上昇する傾向もあることが示された.今後,このシステムをタブレットPC等で利用できるようにして,訓練の場において簡便に利用できるようにする計画である.本研究では,発声時や歌唱時の体表面の皮膚振動パターンを計測する方法,さらには発声訓練において皮膚振動を視覚的にフィードバックする方法について検討した.まず,歌唱時の皮膚振動パターンをスキャニング型レーザードップラ振動計により計測した.そして,裏声と地声により顔面の皮膚振動パターンが異なること,歌声の基本周波数によって前額の皮膚振動のパワーが増加することなどを明らかにした.また,ストロー発声に基づく発声訓練において口唇部の皮膚振動の情報をフィードバックするシステムを開発した.10名を対象にした評価実験の結果,このシステムを利用することによって訓練効果が向上することが示された.発話訓練において皮膚振動情報をフィードバックするシステムの開発は予定通り完了したが,その効果を評価するための実験が行われていない.この評価実験を担当する予定の研究者の体調不良が原因である.研究期間を1年間延長し,この評価実験を実施する.音声科学研究期間を1年間延長し,皮膚振動情報をフィードバックするシステムの評価実験を実施する.ストロー発声による模擬発話訓練において,鼻および口唇の皮膚振動の視覚的フィードバックが発話訓練の効果に与える影響を調査する.今年度は,(1)皮膚振動パターンと頭頸部の内部構造との対応付け,(2)独特な訓練用語と皮膚振動パターンの対応付け,(3)訓練における適切なフィードバックの検討の3点を実施する計画であった.(1)と(2)は歌唱を対象にしたものである.声楽家を対象にした皮膚振動計測を数回試みた結果,皮膚振動パターンは頭頸部の内部構造というよりむしろ組織の柔軟性に依存している可能性が高いことが明らかになった.
新規ウイルス投与法によるALS局所モデルと治療法の探索:TDP43断片化の病理

本申請研究の目的は「脊髄局所における断片化TDP-43 C末端によるラットALS発症モデルを作成し、その治療法を探索する」ことである.本申請研究の目的は「脊髄局所における断片化TDP-43 C末端によるラットALS発症モデルを作成し、その治療法を探索する」ことである.
ウイルス感染を介した植物ゲノムDNAのメチル化制御

核酸の塩基配列の相同性に基づいて遺伝子の不活性化がおきる現象は、相同性依存型ジーンサイレンシングと呼ばれ、さまざまな生物においてみられる。植物細胞においては、転写段階のジーンサイレンシング(transcriptional gene silencing ; TGS)および転写後段階のジーンサイレンシング(post-transcriptional gene silencing ; PTGS)が起きることが知られており、これらはウイルスやトランスポゾンといった外来の核酸分子からゲノムを防御する機構として存在すると考えられている。本研究では、ウイルス感染に関連した、植物ゲノムに存在する遺伝子のプロモーター配列におけるメチル化を介したジーンサイレンシングの制御機構を解析し、植物細胞へのウイルスの感染過程ならびにそれに対する植物細胞の防御機構に関する知見を得ることを目的として以下の研究を行った。第一に、ウイルスベクターを用いて二本鎖RNAを介した植物ゲノムDNAに対するメチル化の誘導を行った。CaMV 35Sプロモーターの制御下でGFPを発現するコンストラクトを導入した植物体にこのプロモーターの部分配列を含むウイルスを感染させたところGFPの蛍光の消失が観察された。ウイルス感染植物の次世代を得て、同様な解析を行ったところ、高頻度でGFPの蛍光の抑制が見られた。さらに、サザン解析等によりメチル化の解析を行ったところ、プロモーター配列をもったウイルスの感染後代において特異的なメチル化が検出された。メチル化の過程が、siRNAを介した機構によって行われている可能性を調べるため、ノーザン解析によりsiRNAの生成を解析した。その結果、プロモーター配列に対するsiRNAの存在が確認され、メチル化がsiRNAを介したものであるという考えと矛盾しない結果を得た。
ニューロン間細胞認識の分子機構における細胞接着因子L1の役割について

神経細胞接着因子L1は(1)細胞接着活性(2)神経突起伸長作用(3)神経線維束化形成(4)神経細胞移動(5)細胞内情報伝達機構(6)ミエリン形成などに関与する多機能型のイムノグロブリンスーパーファミリーに属する接着蛋白である。この遺伝子の異常により水頭症,精神発達障害を伴うMASA症候群・痙性片麻痺の原因となる。L1は分子量が200KDの膜貫通型の糖蛋白であるが,脳内ではプロティオリテックな分解を受けて80KD分子(L1-80)と140KD分子(L1-140)となるが,L-80はIgドメインをもたずフィブロネクテンタイプIII型ドメインが細胞外に突出した形をとっている。それぞれのドメイン毎の機能はこれまでに明らかでなかったが,本研究を通してL-80が持つ機能解析を試みたところ,これまでに報告されていない脱神経線維束化促進作用を持つ活性がL-80のフィブロネクテンタイプIII型の第3番目と第4番目にあることが判明した.このことは神経発生過程の初期にはL-200の完全型が神経突起伸長や神経線維束化促進作用として働き,その後脳の形態形成に伴ってL-80が今度は脱線維束化作用として多面的に働くことで高次機能を備えた脳の形態形成が完成されることを意味することで非常に意義深い.また,L1が持ついづれかの機能障で引き起こされるような脳の形態形成不全や機能未発現を解明するために,機能ドメインが直接解明出来るような各ドメイン毎の抗体を作成して調べたところさらにL-80のフィブロネクテンタイプIII型ドメインの第41第5部位には神経回路網形成に重要な役割を果たす細胞間認識に直接関与するドメインも存在することが明らかとなった。神経回路を形成する過程と、細胞移動にL1分子がどのように関与しているかを調べる目的でラット大脳皮質神経細胞の再凝集培養を行った。この系にL1cDNAを強制発現させた細胞(L3-1)とベクターのみをいれたコントロール細胞(Neo-1)とを共培養したところ、Neo-1に比べ、L3-1細胞と共培養した凝集塊から神経細胞が移動する速度と神経突起の伸長が著しかった。更にこの時の成長円錐は非常によく発達していてその殆どがL3-1細胞表面膜と接触していた。この接着にはL1分子のIgGドメインが関与しており、L1-L1のホモフィリック結合を介したシグナルが働いておりこの情報が細胞内に伝えられることにより細胞移動に必要なトリガーが引かれることで動き始めるのではないかと考えられた。これまでの結論として、今年度におこなった研究によって、次ぎのような新たな知見を得る事が出来た即ち、ニューロン間細胞認識過程に細胞接着因子L1が重要な役割を果たしていることが明らかとなり、その機能はホモフィリックな結合様式(L1-L1)により伝えられた情報により蛋白質のリン酸化機構が働き、L1の細胞質領域の調節を介してなんらかの形で細胞骨格系に作用して神経細胞を移動させた可能性が強く示唆された。またL1のキナーゼによるセリン残基のリン酸化を調べたところ移動中の神経細胞でリン酸化が起こっていることが明らかとなった。神経細胞接着蛋白L1は(1)細胞接着活性(2)神経突起伸長作用(3)神経線維束化形成(4)神経細胞移動(5)細胞内情報伝達機構(Ca^<2+>)(6)ミエリン形成に関与している多機能型のIg・スーパーファミリー接着分子である。

200KDa(L1-200)のL1は脳内でプロティオリティックな分解を受け80KDa分子(L1-80)と140KDa分子(L1-140)となるが、L1-80はIgドメインをもたずFN(III)ドメインのみが細胞外に出た形をとっている。今までL1がもつそれぞれの機能とドメインの相関性についてよくわかっていなかったが、今回感作リンパ球を移植する方法でL1-80のドメインを認識するような抗体を得、この抗体を用いて機能解析実験を行ったところこれまでに報告されてない脱神経線維束化促進作用を持つ生理活性がL1-80のFN(III)の第3/4ドメインにあることが明らかとなった。このことは神経系発生過程の初期にL1-200が神経突起伸展・神経線維束化促進として働き、そのあとL1-80が脱線維束化作用として多面的に働くことで脳の形態形成・機能発現に寄与しているものと考えられる。L1遺伝子の異常により、L1が持ついづれかの機能障害で引き起こされる脳の形態形成不全や機能未発現の解明をめざして、直接的機能ドメインが解明出来るような方法で抗体と抗原を作成し、これを用いてin vitroで機能アッセイを試みた結果、L1-80の第3/4FN(III)ドメインに脱神経束化作用が存在していることが判明し、この部位が神経回路網形成時に重要な役割を果たしていることが示唆された。
中世王朝物語『海人の刈藻』の諸本校合と基礎研究

現存する中世王朝物語の中でも、比較的多くの伝本を持つ、『海人の刈藻』は現在全国に15本以上の写本が確認されている。従来から、写本間の異同があまりない本文であるといわれてきたこの作品であるが、改めて、未入手、未見の3本(天理図書館本、大阪市立大学本、肥前松平文庫本)の蒐集と基礎的研究を行ったが、現在までのところ作品内容に大きく影響を及ぼす本文異同や書き入れ等のある本はない。このテーマで科学研究費助成を申し出た理由として、『国書総目録』に記載がある16本写本のうち、既に火災で不明になっている、『徳島県立図書館本』以外の15本のうち、12本を学生達と収集したことにある。その折は、全4巻のうちの巻1巻のみの諸本校合と基礎研究でおわり、貴重な写本のコピーはそのままになっていた。その間に、すでに笠間書院から、『中世王朝物語全集』の1冊として、『海人の刈藻』もとりあげられ、校注者の、妹尾好信氏が、「宮内庁書陵部本」を底本に「尊経閣文庫本」「三手文庫本」「山口図書館本」「島原図書館本」の4本で校訂した本文を作成しておられる。手元に入手していない本文を収集、正確な校本をつくる目的である。最近の情報機器のめざましい進歩により、諸本校合や、校訂本文の提示が、従来の紙媒体にくらべて遥かに便利で扱いやすくなったと思われる。2007年度は、未入手の3本のうち、『天理図書館本』のコピーを入手、翻刻作業をすると同時に、過去に入手し翻刻済みの実践女子大学所蔵の、『黒川文庫本』『常盤松文庫本』の2種の、書き入れ、不明箇所の点検等を、実践女子大学で実物と照合、確認を行った。折から2008年2月、近世の書き入れの存する新出の『海人の刈藻』の伝本5本の存在が、小川陽子氏によって紹介された。。従来の15本の伝本にはそれほど大きな異同はないと言われてきたが、今後新たに確認された伝本もふくめ詳細に検討することによって、系統の確認も可能かと考えられ、今年度はまずその1歩を踏み出したに過ぎないが、今年度の結果を来年度に十分に生かして行きたいと考える。『海人の刈藻』の諸本校合を、科研費のテーマとして申請した理由の一つに、基礎研究の基本は諸本の研究が完壁になされる事だと考えていたからである。『中世王朝物語』ですでにメジャーになっている作品で『無名草子』『松浦宮物語』などを研究したときに感じたことであるが、すでに、テキスト、注釈本の形になっているばあいは、著者による校訂がなされ、もとの本文が分からなくなっていることにより、解釈等に大きな影響を与えることを実感した。そこで基礎研究は写本校合をしようと考えたが、今年度までの段階では、たしかに、この『海人の刈藻』という作品に関しては、内容的に破綻がないように、本文の異同も大きな違いがないように思われる。まだ、入手していなかった、「天理図書館本」「大阪市立大学本」も今年度入試できたので、この二つがすでに『中世王朝物語全集』本で、妹尾氏が校訂に用いている4本以外の特徴的な違いを検討することによって、『海人の刈藻』の本文の有り様を考え、内容に踏み込む基礎研究に生かしたいと考えている。本年度の、『海人の刈藻』の諸本の研究の予定は、山口県立図書館、国会図書館、静嘉堂、宮内庁書陵部、東京教育大本、山口県立大学図書館、島原県立図書館、天理図書館等に所蔵されている、未見の写本の調査であった。しかし、予算はまだ余裕があるが、これらの文庫、図書館を訪れ、写本調査、かつ、已に入手済の写真版、複製等との照らし合わせをする、実際の時間をとることが、非常に難しかった。この数年、大学の教育に費やすべき時間が増え続けて行き、夏休み、春休み等の長期休暇を有効に使うことが難しい現状の中で、距離的に遠いため、科研費を利用できる時に行ける可能性の高い、島原県立図書館の『肥前松平文庫』に所蔵されている『海人の刈藻』の調査のみに限ることにした。その結果、この本は今までに管見に入った本の中では、もっとも書き入れや、誤字のすくない綺麗な本であることを確認できた。昨年までの校合作業から、従来指摘されているように、写本間の異同がきわめて少ないと思われる。『無名草子』にその名を残す、『海人の刈藻』の痕跡をのこしているような、別系統の本文が確認されれば、あるいは、現存本と、『無名草子』の作者が読んで批評した、原作本との関わりをしることができるのではと考えていたが、やはり、現存本の写本間のゆれは少なく、しかもあまり流布した形跡がみとめられない作品と考えざるを得ないようである。

しかし、今回の科研費による写本調査により、現在報告されている全ての写本の複製をそろえることが出来たので、今後、内容の調査において、諸本間の異同がつねに確認できることにより、基礎的な読みを支えて、現存本の改作意図を考えて行きたい。
熱帯の気候システムにおける大気擾乱の役割と気候予測への影響

本研究は,大気の擾乱成分が,熱帯から亜熱帯にかけての気候システムにおいて果たす役割を明らかにすることを目的として実施した。北半球の夏季を中心に,対流と結合した混合ロスビー重力波の活動性と,季節スケールの降水や海面水温等の関係を整理した。亜熱帯ジェット上を伝播する総観規模のロスビー波は,熱帯から供給される水蒸気の輸送経路を変調し,鉛直流を誘起してジェットと共に変動する降水帯を形成することを明らかにし,気候予測評価の一視座を得た。JRA-25客観解析,衛星データ,OI-SSTデータ等を用いて,北半球夏季(これまでの研究をもとに本研究で着目する時期)における,対流と結合した赤道波ならびに大気の環境場(平均場),海面水温の年々変動の関係を調べた。あわせて,対流と結合した赤道波の活動性の変動要因を調べるため,3次元波活動度フラックス等の解析を行った。その結果,波活動度フラックスの南北成分(の収束・発散)と対流と結合した赤道波の活動性の間に一定の関係がみられた。ただし環境場と赤道波の関係については当初の予想と異なるところもあり,今後さらに解析を進める必要がある(JRA55等の新たなデータも用いる)。熱帯の最も基本的な循環であるハドレー循環の形成論の見直しに関する検討を行った。全球大気モデルdcpamを用いた数値実験シリーズの設計を行い,予備的な数値実験を開始した。北半球夏季における総観規模の降水変動とその力学的要因に関する研究を行った。マイクロ波衛星降水データ(TRMM 3B42)およびNCEP客観解析データを用いた詳細な解析(ケーススタディ,コンポジット解析,力学的要因分析,トラジェクトリ解析など)により,対流圏上部の渦位変動が総観規模の水輸送ならびに降水に大きな影響を与えていることを示した。このためにポテンシャルエンストロフィーを用いた新たな診断法を開発した。この手法はさらなる応用が期待される。(論文投稿中)昨年度に行った,北半球夏季における総観規模の降水変動とその力学的要因に関する研究を,さらに進めた。NCEP客観解析データを用いた知見が,最新のJRA-55再解析でも確認された。本研究は,対流圏と成層圏の境目に対応するポテンシャル渦度勾配が存在する帯状の領域(それは波打ように変動する)において,鉛直流が誘起され水蒸気の水平輸送経路が変えられて降水が強化されること及びそのメカニズムを示したものであるが,その領域と地上の前線との対応関係を示した。さらに,本研究で示された特徴の中で,従来の気象学的な見地からは説明が難しい,上層トラフ後面における降水強化の実体とメカニズムを,TRMM 3B42データおよびJRA-55客観解析データを用いて研究した。その結果,当該帯状領域の北側における上昇流の補償と下層の流れの相乗効果が重要であるという示唆を得た。熱帯の子午面循環(ハドレー循環)について,中緯度の傾圧帯における渦輸送の結合という観点から制約を与える理論的な研究を行った。Pauluisらによって提唱された新しい診断方式を改良することでより明瞭な描像が得られることがわかり,それにもとづくデータ解析を進めている。2015年度前半にはその成果をまとめ,グローバルなエネルギー輸送の観点からみる大気大循環論を示し,それにもとづいてみる数10年から100年規模の気候変化を示したい。その補強に数値モデリングの結果を使うため,大気大循環モデル(dcpam5)において下端をslab oceanとした予備的な実験を,放射に関わるパラメター設定や水深の設定等を変えて多数行った。熱帯から中緯度にかけての影響過程ならびに中緯度における海洋変動の大気への影響の年々変動を調べた。長期の客観解析データを用いた主成分分析,回帰分析により,熱帯太平洋から東アジアにかけての降水や帯状風にあらわわる年々変動の構造を抽出した。さらに,いくつかの設定で行った領域気象モデルによる数値実験間の比較および上記データ解析結果との比較より,海洋の長周期変動が大気の年々変動におよぼすフィードバックを明らかにした(Matsumura et al., 2016)。北半球夏季における降水とその力学的要因に関する研究をさらに進めた。本年度は気候学的側面に主に注目し,海陸の分布に伴う対流圏の東西の温度コントラストと,亜熱帯ジェットを境に成層圏的な大気(北側)と対流圏的な大気(南側)が接する南北コントラストの2つが存在することの力学的な効果を探った。この状況をあらわすモデルをポテンシャル渦度の分布を指定する形で構築し,インバージョンにより鉛直流等の分布を求めるなどの解析を行った。その結果,上記の二つの構造の重ね合わせにより,ジェット軸の両脇のシアー変形によって2次循環が誘起され上昇流が生ずること,また潜熱放出の効果をいれると上昇流が強化され上昇域の幅が狭まることが示された。これによって,気候学的な降水の分布が説明できるほか,日々の上層のジェットおよびポテンシャル渦度の分布と降水の分布の対応も説明できることが示された。

亜熱帯ジェット上を伝播する総観規模のロスビー波は,熱帯から供給される水蒸気の輸送経路を変調し,鉛直流を誘起してジェットと共に変動する降水帯を形成することを明らかにし,気候予測評価の一視座を得た。計画当初の予想と一部異なる結果が得られたため達成できていないところもあるが,反面関連する内容で予想外の進展もあったため,総合的な達成度という点でみれば計画に遜色ないといえる。気象学,地球流体力学引き続き,深い考察と徹底したデータ解析に裏打ちされた研究を行い,本年度に得られた達成の芽を確実に結実させ論文として出版する。計画当初の予想と一部異なる結果が得られたため達成できていないところがあるが,反面予想外の進展もあったため,achivementという形でみれば計画に遜色ないといえる。観測データおよび数値シミュレーションによる研究を行っていく(後者の比重を増やしていく)。得られる結果に応じて計画を更新しつつ,着実に成果を出していきたい。既存のRAIDディスクが活用できたので,調達を次年度に遅らせたため。遅らせた分は2014年度に調達する。
間葉系幹細胞から造血支持細胞に至る細胞系譜の同定

骨髄中の一部の間質細胞は血液細胞の産生を助ける働きを持つ(この間質細胞を造血支持細胞と呼ぶ。)これまでに、複数の造血支持細胞が同定されているが、これら造血支持細胞間の関係性や造血支持細胞がどのように生まれて来るのかは明らかになっていない。本研究では、造血支持細胞の元となると予想される間葉系幹細胞とその子孫細胞を別個に標識可能なマウスを用いて、間葉系幹細胞から造血支持細胞が産生される過程を明らかにする。
運動失調発現メカニズムのシステム論的解明

本研究の目的は、これまで未整理であった脳の疾患によって運動失調が表れる計算論的メカニズムを、確率最適制御理論を用いた枠組みによって、統一的に理解することを目的とする。計算論的モデルでは、運動学習が最適化の過程であるという考えから、確率微分方程式で表現される身体ダイナミックスに対する最適推定機構と最適制御機構の組み合わせとして、定式化し、これまでに取得された運動学習実験との整合性を議論した。このモデルを確認するために運動学習実験を行い、内部モデルは脳内で確率的に表現されていることが明らかになった。また、脊髄小脳変性症に対する実験で、小脳と感覚予測との関係が明らかになった。特に健常者を対象とした運動学習実験、小脳失調及び発達障害患者を対象とした運動学習実験、および、計算論的モデルによる考察から構成される。このうち特に今年度は、小脳失調患者の運動学習データの解析とモデル化および発達障害患者の運動学習データの解析及びモデル化を通じて運動学習を理解する。昨年までの脊椎小脳変性の患者に対する実験では、運動学習が運動の予測に関する学習と運動指令の生成に関する学習(順モデルと逆モデル)から構成され、小脳疾患患者は前者に選択的に障害を持つことが明らかになった。また、自閉症の患者が運動学習をする際、視覚よりも体性感覚をより信頼して学習をしている可能性があることが示唆された。内部モデルを形成する際、様々な感覚刺激に対する個別最適な方略を採用している可能性を示唆している。本年度は、これらの結果を踏まえ、内部モデルの確率的表現について調べた。平均値が0であるが分散が大きくかつ、その分散値が手先運動速度に比例するような外力に対する学習を続けた後、被験者がどのような力を生成しているかを調べた。外力に対する学習を行ったグループはそうでないグループを比較よりも被験者の生成する外力の分散値が大きいことがわかった。また、分散値の大きさが手先運動速度に比例していることがわかった。これは、内部モデルが確定的な表現ではなく確率的に表現されていることを示している。平成25年度はこれまでの研究結果を踏まえて健常被験者に対する運動学習実験を行った。平成24年度までの研究では、小脳疾患患者と発達障害患者の運動学習の特性を調べた。その結果、小脳疾患患者では運動学習は健常者と同程度行えたが、感覚予測に関する内部モデルの変化を伴わないことが明らかになった。一方、発達障害のうちADHD患者の運動学習では、運動学習中の運動のばらつきが健常者よりも大きいことが明らかになった。このような運動のばらつきは内部モデルの変化とどのように関係するのだろうか。そこで、環境の内部モデルの確率的表現と運動のばらつきとの関係を調べるために、試行ごとに変化する不確実な環境に対する運動記憶の特性を調べた。そのために、干渉粘性力場の係数にノイズを含む力場環境を実現し、乱雑な力場環境における到達運動実験パラダイムを開発した。乱雑な干渉粘性力場において被験者は到達運動を繰り返した後、手先軌道を強制的に直線に挟み付けるような力場を経験させ、その時に、被験者が左右方向にどのような力を生成するのか力センサーを用いて計測した。この生成力の計測によって被検者がどのような内部モデルを脳内に形成しているかを推定出来る。その結果、経験した力場の分散にしたがって、被検者が生成する力の分散が上昇していることが明らかになった。さらに、試行ごとの生成力の時間パターンが、事前に経験した力場の時間パターンに類似していることが明らかになった。これは、学習を通じて被験者が経験した力場を特徴付けるパラメータの平均値ではなく、確率分布を脳内に形成したことを示唆している。本実験結果より、内部モデルは脳内に確率的に表現されており、内部モデルのばらつきが運動のばらつきに影響を与えることが明らかになった。本研究は、主に健常者を対象とした運動学習実験、小脳失調および発達障害患者を対象とした運動学習実験、及び、計算論的モデルによる考察から構成されるこのうち特に今年度は、小脳失調患者の運動学習データの解析とモデル化および発達障害患者の運動学習データの解析及びモデル化を行った。小脳失調患者の運動学習実験ではvisualrotationtaskを課題に選んだ。手先運動方向とカーソルの間に外乱として回転を与え、この視覚回転に対する学習の特性を調べた。

健常者と小脳疾患患者では、学習の到達度には差が見られなかった。同時に、学習の前後で、手先運動方向の推定タスクを行った。このタスクでは、明示的に到達運動のターゲットを与えなかった。その代り、被験者が自由意思で選択した運動方向に運動を行い、実際に手先がどこに到達したのかを回答させた。この結果、健常被験者は運動学習の結果、自らの手先位置の推定を更新したのに対して、小脳疾患患者は、推定結果を更新しなかった。これらの結果は、運動学習が運動の予測に関する学習と運動指令の生成に関する学習(順モデルと逆モデル)から構成され、小脳疾患患者は前者に選択的に障害を持つことが明らかになった。これは、小脳が順モデルの学習に寄与していることを示唆している。発達障害患者に対する実験では、これまでに取得した自閉症患者のデータに加えて、ADHDを持つ子供の実験データの解析を行った。健常被験者とADHDに比較して自閉症の持つ被検者は外部座標系よりも内部座標系により強く汎化していることが明らかになった。これは、自閉症の持つ内部モデルの表現が特異であることを示している。2011年度から継続していた健常被験者の運動学習実験が進展し、データを蓄積することが出来た。また、既に出版した小脳疾患患者や自閉症、ADHD患者におけるデータの再解析と計算論モデルの作成に着手した。当初24年度研究計画として予定していた小脳疾患と発達障害患者の運動学習の特性とその計算論的理解に関する研究が、予定よりも大幅に速く、23年度中に多くの課題を前進させることが出来た。計算論的モデルからアプローチした新しい解析手法が成功し、論文執筆まで非常に速いペースで終了することができた。このため解析手法の構築を優先さえ、23年度に予定していた健常者の運動学習実験のセットアップを24年度の実施に変更することにした。当初と順番が逆転しているが、先に解析手法が確立したため、実験のセットアップも試行錯誤の幅が減り、効率的になる。今年度は健常者の運動学習実験のデータを蓄積することが出来た。関連する実験機材を購入したが、比較的安価で購入できたため研究費の消化が予定よりも下回った。そこで来年度は、今年度繰越額と次年度請求額を合わせて、解析用の計算機環境を整備するとともに、fMRI実験を行い、健常者の運動学習の特性とこれまで計測した脳疾疾患患者の運動学習の特性を比較する予定である。今年度は当初24年度に予定していた小脳疾患と発達障害患者の運動学習の特性に関する研究が早く進行したが、一方で、健常者の運動学習実験の立ち上げにやや遅れが生じた。そのため、計画した実験機材の購入が次年度へ持越しになった。次年度は、今年度繰越額と次年度請求額を合わせて、実験機材を購入し、実験環境を早急に整える予定である。この実験環境を用いて、健常者の運動学習の特性とこれまで計測した脳疾疾患患者の運動学習の特性を比較する。統計解析用ソフト一式購入予定MRI使用料の支払いを行う新たに筋電位計測装置一式(センサ、アンプ、計測用PC、計測結果表示及び解析用ソフト)を購入する。
エンドトキシン起因性肺損傷におけるTLR遺伝子発現

ラットを用いた実験的エンドトキシン惹起肺損傷において肺胞上皮TLR4の遺伝子発現・蛋白発現が亢進し、肺胞上皮細胞のアポトーシスが誘導された。さらに、可溶性CD14は、肺胞上皮細胞のTLR4による活性化を増強した。また、可溶性CD14を不活化することにより肺胞上皮細胞障害を抑制された。LPSによる肺障害マラスの作成LPSを気管内投与し、肺障害マウスモデルを作成し、24時間後に以下の項目を検討した。1)TLR4遺伝子および蛋白発現のLPSによる影響摘出肺を用いて、肺胞上皮細胞TLR遺伝子発現・蛋白質発現が、LPSにより亢進されるという仮説を、Microdisection法を用いて、Real Time RT-PCR法、Northern Blot法、免疫組織染色を行なった。2)組織学的検討肺障害をTUNEL染色にて肺胞上皮細胞のアポトーシスをみた。3)肺血管透過性肺血管透過性を^<131>Iで標識したアルブミンの血管内から気管支肺胞洗浄液中に漏出した量で肺血管透過性亢進を確認した。4)TLRシグナリングアッセイマウス肺からII型肺胞上皮細胞を分離培養し、LPS添加後、蛍光酵素遺伝子に結合したNFkB反応領域(IL-8プロモータ)を用いてシグナリングを測定したところ増強していることが確認された。5)肺胞マクロファージの活性化と炎症性サイトカインマウス肺の気管支肺胞洗浄を行ない、洗浄液中のマクロファージを単離し、LPS添加6時間後に上清中のTNFをELISAで測定したところ、TNFの誘導がみられた。6)アポトーシスLPSによる肺障害マウスの作成LPSを気管内投与し、肺障害マウスモデルを作成する。24時間後に以下の項目を検討する。1) TLR4遺伝子および蛋白発現の影響LPSを気管内に投与し、24時間後に肺を摘出し、肺胞上皮細胞のTLR遺伝子発現、蛋白発現を検討したところ、いずれも亢進した。抗CD14抗体をLPS投与直後に投与するとは違法上皮細胞のTLR遺伝子発現、蛋白発現が抑制された。このことから、肺胞上皮細胞のTLR遺伝子発現は、可溶性CD14を介して促進されることが示唆された。2)組織学的検討LPSを気管内に投与し、24時間後に肺を摘出し、TUNEL染色を用いて、肺胞上皮細胞のアポトーシスを検討した。LPSの気管内投与により、肺胞上皮細胞にアポトーシスがみられた。抗CD14抗体をLPS気管内投与直後に投与し、肺胞上皮細胞のアポトーシスに及ぼす影響を検討した。抗CD14抗体の投与により、肺胞上皮細胞のアポトーシスは軽減した。このことから、LPSによる肺胞上皮のアポトーシスには可溶性CD14が関与することが考えられた。3)肺血管透過性LPS気管内投与24時間後に^<131>Iで標識したアルブミンを静注し、1時間後に気管支肺胞洗浄を行い、1時間で血管内から気管支肺胞洗浄液中に漏出したアルブミン量で肺血管透過性を検討した。LPS投与により肺血管透過性は亢進し、抗CD14抗体により抑制された。以上のことから、LPS投与により可溶性CD14が増加する。CD14は肺胞上皮のTLRを介してアポトーシスを誘導し、そのため肺血管から肺胞腔内への透過性が亢進すると考えられた。この障害は抗CD14抗体により、抑制された。1) TLRシグナリングアッセイマウス肺からII型肺胞上皮細胞を分離培養し、LPS添加後、蛍光酵素遺伝子に結合したNFkB反応領域(IL-8プロモータ)を用いてTLRシグナリングを測定したところ、LPS添加24時間後に亢進がみられた。2)肺胞マクロファージの活性化と炎症性サイトカインマウス肺の気管支肺胞洗浄を行ない、洗浄液中のマクロファージを単離し、LPS添加6時間後に上清中のTNFをELISAで測定したところ、LPS添加により上清中のTNFが増加した。3)アポトーシスマウス肺からII型肺胞上皮細胞を分離培養し、気管支肺胞洗浄液から回収したマクロファージを加え、Cocultureした。培養液中にLPSを添加し、24時間後にBax、Bcl-2、p21、p53をRT-PCR法にて測定したところ、Baxを介した肺胞上皮細胞のアポトーシスが誘導された。
不均一材料の熱活性破壊における亀裂構造とダイナミクスに関する統計物理学的研究

ファイバーバンドル模型のフレームワークを用いて、不均一材料の熱活性クリープ破壊に関し、特に亀裂の発生地点間距離について研究を行った。我々が最近提案した、動的モンテカルロ法による数値計算を用い、温度T、外部応力σ、そして、材料特性の一つとして、壊れたファイバーにかかっていた荷重が他のファイバーに移る際の距離依存性に関わるパラメタαを様々な値に変えてシミュレーションを行った。前年度において、亀裂発生地点間距離の分布について、指数-1.5の非自明なべき分布が一部のパラメタについて得られることがわかっていた。今回、さらにパラメタセットを増やした上でこの分布の時間発展を調べたところ、より複雑なことが起こっていることがわかった。まず、より多くのパラメタについて破断直前で非自明なべき分布があることが分かった。さらに、その指数は全体の分布におけるものとは異なり、-0.3&から-0.5くらいであった。また、実際の音響放射の測定実験では、強度の小さなノイズは除去される。そこで、我々のシミュレーションにおいても、バーストサイズにthresholdを設けて、その値より大きなサイズの破壊イベントのみを用いて亀裂発生地点間距離の分布を調べた。すると、非自明なべき分布について、指数が変化することがわかった。一方、離散要素法による破壊にまつわるシミュレーションを行うため、今年度はそのコードの準備を行った。残念ながら完成には至らなかったものの、並列化を行うための前段階としてコードの修正を行ったほか、粉体と流体の相互作用も取り入れることを目指し、SPH法の実装を進めた。ファイバーバンドル模型を用いた研究については順調に進んでいる。今年度中に論文を投稿することはできなかったが、現在投稿準備中であり、来年度には出版まで漕ぎ着けるであろう。一方、離散要素法を用いた研究については、今年度中にシミュレーションの準備ができることを予定していたが、ファイバーバンドル模型による研究に想定以上に時間を取られたため、並列化の実装までは至らなかった。ファイバーバンドル模型を用いた研究については、まずはここまでの研究内容を論文にして投稿する。これは現在進行中である。また、当初の研究計画とは異なるが、この模型について新たな疑問が出てきたのでそれを調べる。具体的には、2点。一つは、荷重の移動に関するパラメタαについてである。もともと、熱ゆらぎがない場合についてはα依存性はHidalgoらによりよく調べられており、α=2.2(2.0ではない)で相転移があることが知られている。しかしながら、熱ゆらぎがある場合についてα=1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0でシミュレーションをしたところ、平均場的な振る舞いをしたのはα=1.0のみであった。これは臨界値がα<2.0であることを意味している。ではこのモデルにおける臨界値はいくつなのだろうか。これを今年度は調べる。また、強度の乱れ分布をこれまでは0 < f < 1の一様分布と仮定していた。これを変更したらどうなるかというのも大変興味深い。これらを研究する。離散要素法を用いた研究については、遅れていた並列化を遅くとも今年度前半で実装する。また、SPH法と組み合わせた上で、まずは粉体と流体が混ざったペーストの振る舞いに関するシミュレーションを行う。さらに、今年度中に間に合うならば、このペーストを加熱した際のシミュレーションを行い、この系の破壊の振る舞いを調べたい。我々が最近提案した、動的モンテカルロ法による数値計算を用い、温度T、外部応力σ、そして、材料特性の一つとして、壊れたファイバーにかかっていた荷重が他のファイバーに移る際の距離依存性にかかわるパラメタαを様々な値に変えてシミュレーションを行った。その結果、亀裂発生地点間距離の分布について、非自明なべき分布が一部のパラメタについて得られることが分かった。このようなパラメタは、以前の我々の研究(αは無限大に対応)で破局的破壊の起こる前に応力集中が生じるパラメタに近く、関連性が示唆される。また、スケーリング関数を仮定することで、この分布についてデータコラプスができることが分かった。この「臨界指数」はTやαに依存しているが、特にTについて非単調な依存性を示すことが分かった。また、亀裂発生地点間距離と他の観測量との関係も調べた。観測量としては、破壊のダイナミクスでよく調べられる、バーストサイズ(実験では音響放射の振幅から計算される微小亀裂発生のエネルギーに対応)と破壊イベントの待ち時間に注目した。その結果として、それらの観測量の間にべき的な関係が観られることが分かった。この結果は、関数形の具体的なパラメタ依存性が明らかになれば、破局的破壊の予測につながると期待できる。これらの結果は、日本物理学会の秋季大会で報告した他、国際研究会で3回報告を行った。計画時点では、本年度は(1)考えられる様々パラメタの中から重視すべきものをいくつか選び数値実験を行い、(2)亀裂の発生地点間距離の分布や(3)構造エントロピーの時間依存性の解析を行う、ということを想定していた。この中で(3)は行わなかったが、(1)は当然行った上、(2)については元々想定していなかった、亀裂発生地点間距離の分布についてスケーリング形があるということが分かった。また、亀裂発生地点間距離とバーストサイズや待ち時間との間にべき的な関係性があることも分かった。これらのことから、研究はおおむね順調に進展していると考えている。

ファイバーバンドル模型のフレームワークを用いて、不均一材料の熱活性クリープ破壊に関し、特に亀裂の発生地点間距離について研究を行った。我々が最近提案した、動的モンテカルロ法による数値計算を用い、温度T、外部応力σ、そして、材料特性の一つとして、壊れたファイバーにかかっていた荷重が他のファイバーに移る際の距離依存性に関わるパラメタαを様々な値に変えてシミュレーションを行った。前年度において、亀裂発生地点間距離の分布について、指数-1.5の非自明なべき分布が一部のパラメタについて得られることがわかっていた。今回、さらにパラメタセットを増やした上でこの分布の時間発展を調べたところ、より複雑なことが起こっていることがわかった。まず、より多くのパラメタについて破断直前で非自明なべき分布があることが分かった。さらに、その指数は全体の分布におけるものとは異なり、-0.3&から-0.5くらいであった。また、実際の音響放射の測定実験では、強度の小さなノイズは除去される。そこで、我々のシミュレーションにおいても、バーストサイズにthresholdを設けて、その値より大きなサイズの破壊イベントのみを用いて亀裂発生地点間距離の分布を調べた。すると、非自明なべき分布について、指数が変化することがわかった。一方、離散要素法による破壊にまつわるシミュレーションを行うため、今年度はそのコードの準備を行った。残念ながら完成には至らなかったものの、並列化を行うための前段階としてコードの修正を行ったほか、粉体と流体の相互作用も取り入れることを目指し、SPH法の実装を進めた。ファイバーバンドル模型を用いた研究については順調に進んでいる。今年度中に論文を投稿することはできなかったが、現在投稿準備中であり、来年度には出版まで漕ぎ着けるであろう。一方、離散要素法を用いた研究については、今年度中にシミュレーションの準備ができることを予定していたが、ファイバーバンドル模型による研究に想定以上に時間を取られたため、並列化の実装までは至らなかった。亀裂発生地点間距離について、分布のスケーリング形やバーストサイズなどとの関係性は、最終的な目標である破局的崩壊の予測に関連しうるものと考えており、興味深い結果であった。そこで、平成30年度では、これらを重点的に調べるというのを主たる研究課題としたい。例えば、パラメタ依存性について、平成29年度はやや荒い調査をしていたため、以前我々が発見した熱活性破壊の相転移との関係性や、通常のファイバーバンドル模型で知られているαを変更したときの相転移などが熱活性破壊でも観られるか、観られるとしたらそれが亀裂間距離の分布の違いを説明できるのか、ということを調べる。そのために、T、σ、αについて、より細かい値までシミュレーションを行う。また、材料に関するもう一つのパラメタとしてファイバーの強度分布に関するクエンチ乱れのパラメタや、クエンチ乱れの分布関数そのものを変更して、それらの結果がどの程度普遍的なものなのかを調査する。また、研究開始当初に予定していたとおり、離散要素法シミュレーションの準備を行う。
キラルセルフソーティングの機構解明

本研究では、キラルな多座配位子と金属イオンから形成されるホモキラルな自己集合性錯体系について、キラルな多座配位子のソーティング過程を実験的に明らかにする。全ての中間体を直接観測することは不可能なため、本研究では研究代表者が開発したQASAP (Quantitative Analysis of Self-Assembly Process)によりNMR分光により間接的に中間体の情報を得る。さらにキラルな多座配位子の一部を重水素化し、質量分析により中間体におけるキラル多座配位子の分配に関する情報を得る。これにより、化学平衡へ至る過程におけるキラル分子間の認識過程を解明する。
均一系溶媒中での光化学反応に対する磁場効果

1.ピコ秒過渡吸収装置の測定精度の向上:現有のピコ過渡吸収装置は分光器および光学系が暗いためSNのよい測定ができない。そこで、より明るい分光器を設置し、さらにモニター光学系を石英製アクロマティックレンズに変更することで、単位時間あたりの光強度を増加させた。その結果、検出器のSNが約2倍程度よくなった。また、レーザーのオシレータを改良することで、レーザー光強度の安定性も向上した。2.均一系溶媒中でのラジカル反応のピコ秒ダイナミクスに対する磁場効果:上記で開発したピコ秒過渡吸収装置を用いて均一系溶媒中での硫黄ラジカルの反応(式1)に対する磁場効果をピコ秒領域(時間分解能100ps,1Hz)で測定した。PhSH+ベンゾフェノン(BP)<--->>^^^光PhS・+BPH・(1)1.7Tまでの磁場下で、生成する硫黄ラジカルおよびベンゾフェノンケチルラジカルのスピンダイナミクスに対する研究を行った。従来のナノ秒過渡吸収装置では測定できなかった、ラジカル対のスピン変換過程の磁場効果をはじめて観測できた。ラジカル対の三重項から一重項へのスピン変換過程は、磁場の増加と伴に加速され、1.45x10^9s^<-1>(ゼロ磁場)から2.12x10^9s^<-1>(1.7T)になった。このスピン変換過程の加速はΔg機構によるものと考えられる。3.30テスラ磁場下の磁場効果の機構:同じ反応を30T磁場下で磁場効果を測定すると磁場効果の飽和現象が観測できた。理論的考察より、この高磁場での飽和現象はΔg機構と緩和機構により完全に説明できることがわかった。そこで、12年度はより明るい分光器を設置し、さらにモニター光学系を石英製アクロマティックレンズに変更することで、単位時間あたりの光強度を増加させた。また、レーザーのオシレータを改良するこで、レーザー光強度の安定性も向上した。2.均一系溶媒中でのラジカル反応のピコ秒ダイナミクスに対する磁場効果:上記で開発したピコ秒過渡吸収装置を用いて均一系溶媒中での硫黄ラジカルの反応(式1)に対する磁場効果をピコ秒領域で測定した。光PhSH+ベンゾフェノン(BP) →PhS・+BPH・(1)本年度は理研において電磁石を用いて1.7Tまでの磁場下で研究を行った。これまで測定できなかった、ラジカル対のスピン変換過程の磁場効果が、はじめて観測できた。1.ピコ秒過渡吸収装置の測定精度の向上:現有のピコ過渡吸収装置は分光翻および光学系が暗いためSNのよい測定ができない。2.均一系溶媒中でのラジカル反応のピコ秒ダイナミクスに対する磁場効果:上記で開発したピコ秒過渡吸収農農を用いて均系溶媒中での硫黄ラジカルの反応(式1)に対する磁場効果をピコ秒領域(時聞分解能100Ps,1Hz)で測定した。光PhSH+ベンゾフェノン(BP)--> PhS・+BPH・(1)1.7Tまでの磁場下で、生成する硫黄ラジカルおよびベンゾフェノンケチルラジカルのスピンダイナミクスに対する研究を行った。

従来のナノ秒過渡吸収装置では測定できなかった、ラジカル対のスピン変換過程の磁場効果をはじめて観測できた。ラジカル対の三重項から一重項へのスピン変換過程は、磁場の増加と伴に加速され、1.45x10^9s^<-1>(ゼロ磁場)から2.12x10^9s^<-1> (1.7 T)になった。このスピン変換過程の加速はΔg機構によるものと考えられる。3.30テスラ磁場下の磁場効果の機構:同じ反応を30T磁場下で磁場効果を測定すると磁場効果の飽和現象が観測できた。理論的考察より、この高磁場での飽和現象はΔg機構と緩和機構により完全に説明できることがわかった。
液胞タンパク質のプロセシングに着目した機能性食品設計法の開発

植物貯蔵タンパク質はいずれも、登熟中の種子細胞の粗面小胞体でプレプロ型前駆体として合成され、シグナルペプチドの切断によってプロ型前駆体となり、液胞に輸送された後に成熟型タンパク質に変換されることを明かにしてきた。植物由来のアレルゲンの一つとして報告されているヒマ種子の2Sタンパク質と類似性のあるタンパク質は高等植物の種子に広く分布している。このタンパク質の登熟種子細胞中での生合成を調べた結果。主要な貯蔵タンパク質との同様の過程を経て合成され、液胞に蓄積されることが解った。即ち、登熟期の種子ではこのような生体にとって有害となるタンパク質も貯蔵タンパク質と同様の経路で合成輸送され、液胞に蓄積されるのである。液胞に輸送されてくる前駆体タンパク質のプロセシングに関与する酵素(液胞プロセシング酵素)をヒマ種子より単離精製することに成功し、これを用いてこの酵素の基質特異性を調べたところ、本酵素が貯蔵タンパク質のみならず、2Sタンパク質をはじめとする他の種子タンパク質の前駆体をもプロセスして成熟型に変換することが解った。また本酵素は基質タンパク質分子の表面に露出しているアスパラギン残基を認識して、そのC末端側を切断することが明かとなった。液胞内プロセシングの機構をさらに詳しく調べるために、精製酵素を抗原としてウサギで抗体せ作製した。この抗体を用いたイムノデロティングおよび合成ペプチドを用いたプロセシング活性の測定から液胞プロセシング酵素の植物界での分布を調べた結果、登熟後期の種子この酵素が最も多く存在するが、種子以多の緑葉などにはほとんど検出できなかった。本酵素のcDNAを単離するために本酵素の登熟ヒマ種子胚乳より調製したpoly(A)_+RNAを基にcDNAライブラリーを作製した。スクリーニングに用いるプローブ作製のため、本酵素の一部のアミノ酸配列を決定することを試みた。本酵素はN末端がブロックされているので、BrCN切断にによって生じたpeptideのアミノ酸配列を決定した。この配列を基にしてオリゴDNAを合成し、これによるスクリーニングと液胞プロセシング酵素に対する特異抗体を用いてのスクリーニングを試みている。