hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自閉症児の早期発見システムの開発：共同注意の知覚的基盤に着目して

本研究は、共同注意に関する知覚指標を年齢変化や発達的変化の違いを踏まえ、精緻な数理モデルを構築することを目標としている。共同注意に関する知覚指標として、向かい合う他者の視線方向の知覚を取り扱う。作成された数理モデルを用いて、児童の障害の程度や種類により異なる(共通する場合も含む)視線知覚の性質を明らかにすることが目的である。本研究課題のプロジェクトの最終年度にあたる本年度は、昨年に引き続き発達障害児(発達障害の疑いのある児童を含む)を対象に行われた実験データを取得し、そのデータを解析した。その結果を博士論文内で執筆し、成果を報告した。本年度は、視線知覚に関する基礎的な研究を昨年度より継続し、成果を積み上げた。これまでに積み上げた成果を日本基礎心理学会が発行している基礎心理学研究の第37巻第1号29頁40頁に掲載した。さらに、2019年3月末現在、1本の学術論文が査読中である。本年度は、昨年度に用いていた写像関数よりも柔軟な写像関数を用いて、一般成人を対象に行った実験データを再解析した。この成果を博士論文内で執筆し、成果を報告した。この解析方法は、他の知覚・認知空間の性質を探求する際にも用いることができると考えており、応用可能性を秘めている。さらに、視線知覚空間に関する研究の基盤である空間知覚の基礎的視座を身に着けるため、視覚誘導性自己誘導感覚に関する研究を行った。その成果は実を結び、学術誌(Experimental Brain Research)に掲載、国際シンポジウム(The 3rd International Five-Sense Symposium, at Kyushu University in Fukuoka, Japan)で発表することができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、共同注意の知覚的基盤とその発達的変化を解明し、自閉症児の早期発見に向けた萌芽的研究を行うことを目的としている。共同注意の中でも、特に、視線による手がかりに着目している。3年計画の第1年度にあたる本年度は、大きく分けて以下の2つのことを実施した。1つ目は、視線知覚空間がどのような性質を持つ空間であるかを見いだすことである。この目的を果たすために、物理空間と視線知覚空間の間に最適な数理モデルを構成することを試みた。最適な数理モデルの探求は、現実の知覚に即した計量的性質の探求に繋がるからである。具体的には、アフィン変換と呼ばれる写像関数を用いて実際の空間からデータを予測していくことで、どの程度データを説明できるかを検討した。その結果、アフィン変換は物理空間から視線知覚空間を説明するのに比較的妥当な数理モデルであることが示唆された。さらに、視線知覚空間に空間の異方性があることを見いだした。この結果の一部を、横浜で行われた国際会議International Congress of Psychology 2016において英語による口頭発表を行った。現在、論文を投稿準備を大方終え、最終チェック段階にある。2つ目は、次年度以降に発達障害児の視線知覚特性を調べるために行った準備である。具体的には、実験に必要な実験プログラムを作成した。Visual Basicと呼ばれるプログラミング言語を用いて実験プログラムを作成し、プログラムをVisual Studio2016aで実行できる環境を構築した。本研究計画に必要な実験プログラムがすでに完成したことから、次年度よりすぐにでもデータを取得できる環境が整いつつある。本年度、視線知覚空間の計量的な性質に関する口頭発表1件(国際学会)、視線知覚に関するデモンストレーション1件(企業・一般向け研究集会)を行った。口頭発表を行った内容をさらに発展させ、論文にまとめたものが投稿間近である。本研究プロジェクトが開始してから1年間で残した成果としては、十分なものである。当初の研究計画よりも、発達障害児の募集へ向けて動き出せており、調査の開始時期が早まる可能性も出てきている。したがって、今後の研究が当初の期待以上に進展していく可能性を秘めている。当初の予定は、Psychtoolbox (Brainard, 1997)と呼ばれるプログラミング言語を用いて実験プログラムを作成し、作成したプログラムをMATLABで実行することであった。しかし、児童を募集予定である外部機関で実施しやすい環境を構築する中で、当初の計画を変更して、Visual Basicを用いて実験プログラムを作成した。当初計画していたプログラミング言語を用いることにより生じる問題に対しても、他のプログラミング言語を用いることでその問題を解決し、研究計画を着実に遂行している。共同注意に関する知覚指標として、向かい合う他者の視線方向を取り扱う。本研究課題のプロジェクト(3年間)の2年次にあたる本年度は、一般成人及び発達障害児(発達障害の疑いのある児童を含む)を対象に行われた実験データを取得し、そのデータを解析した。その結果は、国内学会で発表し、高い評価を得た(第27回日本乳幼児医学・心理学会,東京にて優秀発表賞を受賞)。また、本年度は、視線知覚に関する基礎的な研究を昨年度より継続し、成果を積み上げた。具体的には、新たに見いだした解析方法を用いて一般成人を対象に行った実験データを再解析した。この成果の一部を招待講演(第65回Cognitive Science Meeting)で紹介した。学術誌に投稿した論文は査読中である(2018年4月5日現在)。

この解析方法は、他の知覚・認知空間の性質を探求することもできると考え、一般成人を対象に行った視空間の実験データを解析した。その成果を国際学会(European Conference on Visual Perception 2017,ドイツ)及び国内研究会(Young Perceptionists' Seminar 2017,静岡)で発表した。さらに、視線知覚空間に関する研究の基盤である空間知覚の基礎的視座を身に着けるため、視覚誘導性自己誘導感覚に関する研究を行った。その成果は実を結び、学術誌(日本バーチャルリアリティ学会論文誌)に掲載、国際学会(The 33rd Annual Meeting of the International Society for Psychophysics)で発表することができた。2年次は、昨年度に今後の課題として掲げた3点をすべて遂行した(1.よりデータを予測することのできる数理モデルを見いだしていく、2.大学生を対象に、構築した実験プログラムを用いて実験を行うこと、3.発達障害のある児童を対象に、構築した実験プログラムを用いて実験を行うこと)。このことは、本プロジェクトを計画的に実行できたことを意味すると考えている。行った調査の内容及び目的は次の2つにまとめられる。(a)視線知覚空間がどのような性質を持つ空間であるかを見いだすために、物理空間と視線知覚空間の間に最適な数理モデルを構成すること。(b)探索的に発達障害児及び一般成人の視線知覚特性を検討すること。調査aは、個人差を考慮に入れて、視線知覚空間の実験データを再解析したことである。調査bは、発達障害児(発達障害の疑いを含む、自閉スペクトラム症児、注意欠陥・多動性障害児、ダウン症児など)及び一般成人(大学生)を対象として、第1年度に作成したWindows用ソフトウェア(Visual Basic及びVisual Studio 2016aを用いて作成)を用いて視線知覚の実験データを得たことである。これらの結果に関しては未発表分も含むため、次年度に執筆していく原著論文及び博士論文内で論じたいと考えている。本研究は、共同注意に関する知覚指標を年齢変化や発達的変化の違いを踏まえ、精緻な数理モデルを構築することを目標としている。共同注意に関する知覚指標として、向かい合う他者の視線方向の知覚を取り扱う。作成された数理モデルを用いて、児童の障害の程度や種類により異なる(共通する場合も含む)視線知覚の性質を明らかにすることが目的である。本研究課題のプロジェクトの最終年度にあたる本年度は、昨年に引き続き発達障害児(発達障害の疑いのある児童を含む)を対象に行われた実験データを取得し、そのデータを解析した。その結果を博士論文内で執筆し、成果を報告した。
がんの遺伝子治療に向けた超機能性人工オリゴヌクレオチドの創製

天然のODNをアンチセンス分子として用いた場合、標的mRNAとの結合親和性、生体内での安定性などの様々な問題から十分な効果が期待できない。そのため、化学修飾を施したODNの開発が必要である。我々は架橋構造により糖部立体配座を固定した新しい核酸類縁体(BNA)の開発に成功している。今回、BNAを導入したオリゴヌクレオチド(ODN)を種々合成し、それらのアンチセンス分子としての機能評価を行なった。まずBNA修飾をしたODN(BNA-ODN)と、相補鎖RNAとの二重鎖形成能を検討したところ、BNA-ODNは、天然ODNやS-オリゴに比べてはるかに高い重鎖形成能を示した。また、BNA-ODN類がヌクレアーゼに対する耐性に優れていること及びBNA修飾の程度を調節する事でRNasc Hによる認識を受け、効果的にmRNAの切断が可能である事を確認した。一方、ICAM-1遺伝子を標的としたBNA-ODN類がHUVEC細胞において顕著なアンチセンス効果を示すことも見い出した。さらに、ODNの細胞内移行を向上させるために設計した細胞内移行シグナルペプチド-BNA-ODNコンジュゲート体の合成にも成功した。アンチセンス法をがん治療等へ展開していくには、標的RNAに対する高い結合親和性・配列特異性を有し、且つ生体内での安定性にも優れたODN類の創製が必須である。また、ODN/RNAヘテロ複合体がRNasc Hにより認識を受け、RNA鎖が切断されることも重要な要件としてあげられる。我々の開発したBNA-ODNは、そのいずれをも満足するものであり、次世代のアンチセンス分子として極めて有望であることを今回確認することができた。今後はこれらBNA-ODN類の細胞内移行性向上を検討すると共に、がん治療に向けた実践的検討を推進していく予定である。
非営利法人における内部統制の総合的研究

本研究は内部統制構築義務が非営利法人(社団法人、財団法人)に関する法律にも会社法同様の規定が整備されていることについて、その構築状況の違いを調査し、組織構造から生じる問題の改善などの提案を試みるものである。非営利法人の内部統制の構築状況は、聞き取り調査をもとにアンケート調査を行い全体的な整備状況と規模・業種に分けたデータを出して分析し、手当が必要な部分を提言した。また、研究過程でより重要だと気付いた、理事等の規律付けが不十分である点について、責任追及の主体となり得る者や制度を検討して結果を公表した。本研究は会社法で規定される内部統制構築義務が非営利法人(社団法人、財団法人)に関する法律にも同様の規定が整備されていることについて、その構築状況の違いを調査し組織構造から生じる問題の改善などの提案を試みるものである。本研究は3年計画であり、初年度は、非営利法人の内部統制の構築状況について先行研究の調査、アンケート調査による実態把握を行うための準備を行うことと、内部統制について研究が先行しているアメリカの状況を調査することを予定していた。前者については、先行研究の実施状況等を調査した上で、先行研究の不足からアンケート調査による実態調査が必要だとの結論に至った。そこで、アンケート作成のため、協力が得られた実務家並びに中小及び大規模な非営利法人数社への聞き取り調査(大阪、東京、青森)を行い項目の有効性を確認した。その後、データベースより非営利法人のデータを取得し、法人種別と規模(大規模およびそれ以外)に選別した上でアンケート送付先を無作為抽出して送付するためのデータベース作成を行った。なお、研究を進める過程で、現在存在する非営利法人(公益社団法人、公益財団法人、一般社団法人、一般財団法人、さらに移行法人である特例社団法人、特例財団法人も含める)を大規模とそれ以外に選別してアンケートを行うことが必要であったが、これらのデータは株式会社のように企業情報として提供するデータベースが存在しなかっため、データベース作成から行わなければならず時間を要することとなった。後者の研究については、主に文献調査を進めているところであるが、主に前者の研究に時間を割いたため、初年度は文献の収集、調査を行うに留まった。本研究は会社法で規定されている内部統制構築義務が非営利法人(社団法人、財団法人)に関する法律にも同様の規定が整備されていることについて、その構築状況の違いを調査し組織構造から生じる問題の改善などの提案を試みるものである。本研究は三年計画であり、二年目である平成26年度は非営利法人に内部統制の構築状況について調査を行い、その上で非営利法人が有する固有の問題点について主にガバナンス部分を中心に検討して解決策の提案を行うこと、またその成果の公表を計画していた。初年度の研究成果から、内部統制の構築状況についてはアンケート調査を行うこととし、データベース作成を進めていたが、平成26年6月頃には行政から移行完了した法人のデータベースが公開されたため、こちらの法人データを元に合計で5000サンプルを抽出してアンケート調査を行った。調査結果は、取りまとめ及び分析に時間がかかったが、平成27年度中に公表する予定である。さらに、また非営利法人のガバナンスの固有の問題点については、論文としてまとめて、長畑周史「非営利法人のガバナンスの問題点についての試論」横浜市立大学論叢社会科学系列65巻1・2・3合併号(2014年)235-247頁に公表した。また、平成27年11月時点での研究成果を青森法学会第17回研究大会にて「非営利法人における適切な内部統制の構築とその有用性の分析」として発表した。本研究は3年計画であり、最終年度では、データのとりまとめと公表を予定していた。また、研究途中で検討の重要性が明らかになってきた、そもそも非営利法人では出資者が不在であり、法人が理事等の任務懈怠や不正行為によって無資力になった場合に適切な責任追及の動機を持つものがいないため、無資力となった後の手当てが不十分である点について検討することとした。前者については、昨年度行ったアンケートの結果をまとめ、まずは全体的なデータを論文(長畑周史=大澤正俊「非営利法人の内部統制構築状況に関する調査と分析」横浜市立大学論叢社会科学系列67巻1・2号135頁)として公表した。結果としては、当初の予想よりも内部統制構築はされているが、法人規模に限らず、発生確率が低いが発生すると致命的となるリスクについての対応が不十分であることが明らかになった。さらに、別稿(長畑周史「非営利法人の業種・規模別内部統制構築度の分析」横浜市立大学論叢社会科学系列において公表予定)にて、比較可能なものについて、規模、業種に分けて、内部統制の構築度が全体の平均値との検定を行い、規模と業種によって異なる構築度を明らかにした。また、後者の問題については、理事等の規律付けを確保するために、責任追及の主体として、当該非営利法人から利益を受けている者を検討し、それらの者(具体的には、多額の寄付者、サービスの享受者等)に代表訴訟の提起権を付与する可能性や信託を参考とすべき可能性について検討を行い成果を公表した(長畑周史「非営利法人における利害関係者の利益と責任追及の動機不均衡」法学研究89巻1号267頁)。

本研究は内部統制構築義務が非営利法人(社団法人、財団法人)に関する法律にも会社法同様の規定が整備されていることについて、その構築状況の違いを調査し、組織構造から生じる問題の改善などの提案を試みるものである。非営利法人の内部統制の構築状況は、聞き取り調査をもとにアンケート調査を行い全体的な整備状況と規模・業種に分けたデータを出して分析し、手当が必要な部分を提言した。また、研究過程でより重要だと気付いた、理事等の規律付けが不十分である点について、責任追及の主体となり得る者や制度を検討して結果を公表した。研究計画書に記載した平成26年度の研究計画は概ね達成していると考える。本研究は三年計画で、研究二年目では、内部統制に関する実態調査を行うことをあげていたが、平成26年8月に実施することができた。その結果の取りまとめと分析には、統計的手法が必要なため時間を要しているが、研究三年目である平成27年度中には公表できる見込みである。また、理論的な側面からの分析は、平成26年度中に論文を公表した。また、同年11月までの研究成果をまとめて学会報告を行った。なお、同論文では問題点の指摘と内部統制の有用性を指摘するに留まるものであり、今後の理論研究に発展性を残すものとなっており、この点では新たな研究テーマを得たと考えている。商法、会社法研究三年目である、平成27年度については平成26年度に行ったアンケート調査のデータの分析を行い成果を公表する予定である。非営利法人においては会社よりも法人数が少ないため同業他法人の内部統制構築について参考とする情報が少ないと予想しており、本研究成果が非営利法人の内部統制構築の参考となるものと考えている。さらに、時間が許せば、理論的側面からの検討(出資者不在という根本的問題点及びアメリカ法からの検討)などを行いたい。研究計画書に記載した初年度の研究計画は概ね達成していると考える。本研究は3年計画で、非営利法人の内部統制の構築、認識状況について実態調査と理論研究を行うこととしているが、初年度は実態調査のためのアンケート調査の準備と理論研究のための資料収集、調査、分析を行うこととしていた。前者については、先行研究の調査を行ったが、類似する先行研究はないことから独自にアンケート調査を行うことが必要であるとの結論に達したため、アンケート項目の精査のため、実務家やアンケート対象になる法人への聞き取り調査を実施し、アンケート対象先のデータベースの構築などを行った。後者についても、資料収集、文献調査を行った。上記の作業は研究計画の初年度に予定していた内容であり、現在のところ研究は計画通り進展していると考えている。非営利法人の内部統制構築状況を調査するために、アンケート調査を選択したための郵送費及び返送費が必要になったことに加えて、アンケート送付先のデータベース構築、封入発送作業、返送分のデータ入力などで当初の想定よりも人件費が必要になったため。今年度(2014年度)の初旬には、アンケート送付先のデータベースを完成させて、アンケート調査を実施する予定である。アンケート結果の分析は、8月に開催される日本経営実務法学会にて学会報告し、年度末を目処に成果を論文として公表したいと考えている。
風力発電タービン性能評価法のための大気モデルによる流入境界条件の検討

本テーマでは,風力発電サイト上の風の流れを予測するための風況シミュレーションにおいて,これまでよりも変動風に注目した解析と評価,また新たな発電風車性能評価手法として期待される数値サイトキャリブレーション(NSC)の標準化の基礎として,複雑地形を対象とした変動風の解析の研究を行っている.数値シミュレーションにおいて特に重要となるのは境界条件であり,本テーマでは大気シミュレーションコードMSSG-Aを用いて,変動風解析における流入境界条件の検討を行っている.流入境界条件は,風の風速の鉛直分布と風速の時間変動に分けて考えられるが,風速の鉛直分布についてはべき法則プロファイルによる設定も平均値として十分であり,今後特に着目すべきは変動成分であると考え,実際のサイトを対象とした解析から検討を行っている.変動成分の作成方法としては乱数系,ラフネスブロック系などがある.昨年度までの成果として,変動成分の作成方法を検討するための参考データとして,実際の地形により生成される乱れが最もそのサイトに適合するはずであるという考えに基づき,実際の複雑地形サイトの地形データを用いて広範囲の地形を取り込んだ解析を行った.これにはサイトが海に近接するなどの条件が必要であるが,解析対象とした複雑地形サイトは条件に適合することからこの解析を行った.解析結果より約8km程度の解析領域を用いることで観測データと比較してもおおよそ妥当な結果を得られていることが明らかとなった.また,海に面しないケースでも,周期境界条件を用いることにより良い結果が示された.本年度の成果として,昨年度得た解析データより,より詳細に乱流特性の解析を行った.本研究における最終的な目的である複雑地形上の乱流風の数値解析において,良い予測精度を示したこと,また乱流特性について詳細な分析を行い様々な知見が得られたことから十分な成果が挙げられたと考えている.しかし,当初の方針とした,流入境界条件について様々な手法について確認を行うということについては,必ずしも十分であったとは言えない.本研究は複雑地形上の乱流風の数値解析を目的とし,これまでは流入境界条件を主たる要因と見て研究を行ってきたが,研究経過より,地形データの精度や解析解像度の影響のほうがより大きいように見られる結果も得られていた.また,大気の解析においては大気安定度の影響も重要であると考えられている.これらの要素に視点を移して研究を行うことが重要であると考えている.本テーマでは,風力発電サイト主お風の流れを予測するための風況シミュレーションにおいて,これまでよりも変動風に注目した解析と評価,また新たな発電風車性能評価手法として期待される数値サイトキャリブレーション(NSC)の標準化の基礎として,複雑地形を対象とした変動風の解析の研究を行っている.数値シミュレーションにおいて特に重要となるのは境界条件であり,本テーマでは大気シミュレーションコードMSSG-Aを用いて,変動風解析における流入境界条件の検討を行っている.流入境界条件は,風の風速の鉛直分布と風速の時間変動に分けて考えられるが,風速の鉛直分布についてはべき法則プロファイルによる設定も平均値として十分であり,今後特に着目すべきは変動成分であると考え,実際のサイトを対象とした解析から検討を行っている.変動成分の作成方法としては乱数系,ラフネスブロック系などがある.平成22年度の成果は,変動成分の作成方法を検討するための参考データとして,実際の地形により生成される乱れが最もそのサイトに適合するはずであるという考えに基づき,実際の複雑地形サイトの地形データを用いて広範囲の地形を取り込んだ解析を行った.これにはサイトが海に近接するなどの条件が必要であるが,解析対象とした複雑地形サイトは条件に適合することからこの解析を行った.解析結果より約8km程度の解析領域を用いることで観測データと比較してもおおよそ妥当な結果を得られていることが明らかとなった.また,海に面しないケースでも条件の調整により良い結果を得られた.今後の課題は,これらの解析結果から変動成分を作成するための導入部の設定条件を明らかにすることである.このためには,先の解析結果の流れ場について相関解析などを行うことによって,解析対象地点の周辺地形範囲の特定や,上流における乱れ度値の要件などを明らかにすることが必要であると考えられる.本テーマでは,風力発電サイト上の風の流れを予測するための風況シミュレーションにおいて,これまでよりも変動風に注目した解析と評価,また新たな発電風車性能評価手法として期待される数値サイトキャリブレーション(NSC)の標準化の基礎として,複雑地形を対象とした変動風の解析の研究を行っている.数値シミュレーションにおいて特に重要となるのは境界条件であり,本テーマでは大気シミュレーションコードMSSG-Aを用いて,変動風解析における流入境界条件の検討を行っている.流入境界条件は,風の風速の鉛直分布と風速の時間変動に分けて考えられるが,風速の鉛直分布についてはべき法則プロファイルによる設定も平均値として十分であり,今後特に着目すべきは変動成分であると考え,実際のサイトを対象とした解析から検討を行っている.変動成分の作成方法としては乱数系,ラフネスブロック系などがある.昨年度までの成果として,変動成分の作成方法を検討するための参考データとして,実際の地形により生成される乱れが最もそのサイトに適合するはずであるという考えに基づき,実際の複雑地形サイトの地形データを用いて広範囲の地形を取り込んだ解析を行った.これにはサイトが海に近接するなどの条件が必要であるが,解析対象とした複雑地形サイトは条件に適合することからこの解析を行った.解析結果より約8km程度の解析領域を用いることで観測データと比較してもおおよそ妥当な結果を得られていることが明らかとなった.また,海に面しないケースでも,周期境界条件を用いることにより良い結果が示された.本年度の成果として,昨年度得た解析データより,より詳細に乱流特性の解析を行った.

本研究における最終的な目的である複雑地形上の乱流風の数値解析において,良い予測精度を示したこと,また乱流特性について詳細な分析を行い様々な知見が得られたことから十分な成果が挙げられたと考えている.しかし,当初の方針とした,流入境界条件について様々な手法について確認を行うということについては,必ずしも十分であったとは言えない.本研究は複雑地形上の乱流風の数値解析を目的とし,これまでは流入境界条件を主たる要因と見て研究を行ってきたが,研究経過より,地形データの精度や解析解像度の影響のほうがより大きいように見られる結果も得られていた.また,大気の解析においては大気安定度の影響も重要であると考えられている.これらの要素に視点を移して研究を行うことが重要であると考えている.
C-F結合の活性化によるC-Si結合生成とフルオロ[2.2]シクロファン合成

フルオロ[2.2]シクロファンは耐熱性のある大容量半導体基盤の積層用絶縁膜のモノマーとして近い将来に産業界で利用されるため、その実用的製法とその基礎研究が待たれている。そこで原料の入手の容易さから、炭素-フッ素結合の活性を基軸とする合成法を開発することとした。ところで、炭素-フッ素結合は最強の結合とされ、温和な条件下でのその活性化と官能基修飾は容易でないことから、有機合成の手段として用いられることはほとんど無かった。金属マグネシウムによるC-F結合の切断とシリル化について、トリフルオロケトン、エステル、イミンについて方法論を確立した。また、ジフルオロメチレンカルボニル化合物も同様に脱フッ素化できモノフルオロカルボニル合成への方法を提案した。上記の知見を基に本研究では芳香環に結合したCF3の活性化とシリル化を研究した。電子求引基が結合した芳香環CF3基はLUMO準位が低く、Mgによる活性化は用意であり、ビストリフルオロメチルベンゼンは容易に脱フッ素-シリル化できて、目的とするパラ-トリフルオロメチルジフルオロベンジルトリメチルシランが収率約50%で合成できた。次に、これを、フッ化物イオンを触媒として脱シリル-脱フッ素化すると、パラ-キノジメタンを生成して直ちに二量化することにより、パラ-シクロファンが収率約50%で合成できた。本反応で5%モルのフッ化物イオンを触媒として循環使用する方法を開発したこと、ならびに、パラ-シクロファン合成のための二量化の段階を円滑にするためにパラジウム触媒が有効であることを明かとした。これらの成果を論文にまとめ、さらに特許の申請を行った。本研究で開発した方法は米国でパイロットプラントが実施されているDolbier法と十分に競合できるものと考えている。金属マグネシウムにより炭素-フッ素結合を活性化してフッ素シリル基に置き換える反応の開発を行った。DMF中ビスベンゾトリフルオリド(1)を塩化トリフルオロメチル存在下金属マグネシウムで還元すると2個のトリフルオロメチル基の内1個がジフルオロイリルメチル基に変換できた。収率は50%60%であり若干水素化体が副成した。次に、生成したペンタフルオロキシレン(2)をキシレン中、フッ化物イオンを触媒に脱シリル化-脱フッ素化によりテトラフルオローパラキノジメタン(3)を収率53%で得た。本反応は2つの新規な反応プロセスを含んでいる。1つ目は脱フッ素化で消費されたフッ化物イオンが1,6-脱離反応により再生されるのでフッ化物イオンが触媒として循環できることである。2つ目はパラーシクロファン(4)の合成において2価のパラジウムがキノジメタン(3)の2量化を促進し(4)の収率を向上させることである。これはパラジウムが2個のキノジメタン(3)の2重結合に配位して2量化を促進したものと考えられる。本研究で開発した方法を現在米国でパイロット生産されている方法と較べると、原料の入手の容易さにおいて本方法が優っているものと考えている。本方法で見い出したC-F結合の活性化法で始めて金属マグネシウムによるベンゼン環に結合したトリフルオロメチル基の脱フッ素化-トリメチルシリル化を実現できたので、今後応用展開へと研究を進める。

1.ジフルオロDanishefskyジエン(1)の合成とそのヘテロDiels-Alder反応への応用4-butoxy-1,1,1-trifluoro-3-buten-2-one(2)を金属マグネシウムで脱フッ素化してジフルオロDanishefskyジエン(1)の合成を行った(収率80%)。ジエン(1)はやや安定性に欠けるので、粗製のままベンズアルデヒド、ベンズイミンとのへDiels-AIder反応にかけた。塩化メチレン中、臭化亜鉛をルイス酸触媒として反応させると、(2)からの収率5060%でジフルオロピロンとピリドンが合成できた。また、(R)-BINOL-Tiを触媒とすると、光学活性なピリドン(91%e.e)が合成できる。2.オクタフルオロ[2.2]パラシクロファンの合成オクタフルオロ[2.2]パラシクロファン(3)は高温かで使用可能な次世代の半導体積層膜としての用途がある。(3)の合成を市販されているビスパラトリフルオロメチルベンゼン(4)を金属マグネシウムを用いC-F結合を開列させて一旦シリル体(5)とし、これをメシチレン中160°Cでフッ化物イオンを触媒として脱シリルー脱フッ素化してテトラフルオロパラキノジメタンとし同一条件下で2量化させて(3)を収率50%程度で合成した。本反応はフッ化物イオンを循環使用する新しい触媒反応が実現できたことになる。また本方法はパラビスクロロジフルオロメチルベンゼンの亜鉛による脱クロロ化合成法と競合できるもめであり、今後スケールアップを経て実用化に向けての研究を進展させたい。炭素-フッ素結合は最強の結合とされ、温和な条件下でのその活性化と官能基修飾は容易でないことから、有機合成の手段として用いられることはほとんど無かった。金属マグネシウムによるC-F結合の切断とシリル化について、トリフルオロケトン、エステル、イミンについて方法論を確立した。また、ジフルオロメチレンカルボニル化合物も同様に脱フッ素化できモノフルオロカルボニル合成への方法を提案した。この知見を基に本研究では芳香環に結合したCF3の活性化とシリル化を研究した。電子求引基が結合した芳香環CF3基はLUMO準位が低く、Mgによる活性化は用意であり、ビストリフルオロメチルベンゼンは容易に脱フッ素-シリル化できて、目的とするパラ-トリフルオロメチルジフルオロベンジルトリメチルシランが収率約50%で合成できた。次に、これを、フッ化物イオンを触媒として脱シリル-脱フッ素化すると、パラ-キノジメタンを生成して直ちに二量化することにより、パラ-シクロファンが収率約50%で合成できた。本反応で5%モルのフッ化物イオンを触媒として循環使用する方法を開発したこと、ならびに、パラ-シクロファン合成のための二量化の段階を円滑にするためにパラジウム触媒が有効であることを明かとした。これらの成果を論文にまとめ、さらに特許の申請を行った。次に、パラ-シクロファンをさらにMgで脱フッ素化するとシクロファンの二つのベンゼン環を結ぶ、炭素-炭素結合間に二重結合を有する新規なシクロファンが合成できた。その構造をX-線結晶回折により、その二重結合の存在を確認した。
湿地の非侵襲調査を可能にする，泥水からの環境DNA検出技術の開発と野外への適用

環境DNA技術において,現状の適用範囲は清冽な水塊に限られている。そこで私達は,野外への環境DNA技術適用を目指し「泥・有機物の豊富なサンプルからの環境DNA抽出技術の確立」を目的として本研究を行った。成果は以下の通りである。1湿地や有機物の堆積した河床間隙水域から,環境DNA抽出が可能であることを検証した。2複数回の野外調査と室内実験により,泥水の混じった水塊における環境DNAの放出量・検出精度(阻害頻度)を検証した。その結果,環境DNAの抽出・検出阻害は,これまで予測されたような泥中の無機物によるものではなく,有機物により強く阻害される可能性を指摘した。生物多様性保全のためには,生物の分布を詳細に把握する必要がある。近年,水中に懸濁する生物のDNA断片いわゆる「環境DNA」によるモニタリング手法が提案され,野外調査にも適用され始めているが,粒子によるフィルターの目詰まりや,泥中の夾雑物によるDNA検出阻害が起こるために,現状の適用範囲は清冽な水塊のみに限られている。清冽な水塊中に生息する生物がよく目につく一方で,泥中に生息する生物は,目立ちはしないが稀少な生物が多く,保全対象種や新種記載される割合が高い(ヒメタイコウチ,シャープゲンゴロウモドキ,イシガイ類など)。丘陵地裾野の浸みだし部(小さな湿地)や水田・用水路・ため池や河川ワンドなど,陸域と水域の境界であるエコトーンや広義の湿地生態系の保全が急務とされているのはそのためである。このように保全が急務とされるエコトーン・湿地は泥を多く含み,絶滅危惧種も多い。泥水中の環境DNA抽出が可能になれば,貴重な生息地に踏み込むことなく在不在を調べる“非侵襲的"調査が可能になるため,ブレイクスルーが期待できる。そこで私は「泥サンプルからの環境DNA抽出技術の確立」を目的とした共同研究を行っている。2015年度は1湿地で採水した水から環境DNAを抽出すること, 2室内実験により環境DNA検出の際におこる土壌粒子等による阻害のメカニズムを検証すること,3泥水からの環境DNA抽出技術を確立するため,様々な阻害物質除去の手法を試行錯誤して比較し,最も効率のいい手法のめどをつけること, 4研究成果の発表,の4点を目標に研究を進めてきている。現在までの進捗状況は以下のとおりである。1水からの環境DNA抽出は,兵庫県下の複数の調査地で実施済み(ため池,ダム湖,河川上流域等)。対象生物は,泥の多い環境や堆積有機物内に生息する,カメ類,湿地性甲虫,両生類,二枚貝。また,すでに泥による阻害がみられる複数種。2ブルーギル飼育水を用いた実験を準備中。3コイの生息密度の多いため池において,水サンプルと底泥サンプルからコイの環境DNAが抽出・定量できるか分析。手法Aで泥からの環境DNA抽出,およびPCRでの定量が可能であることを確認済み。4研究成果は,Ecological Society of America,日本陸水学会,日本陸水学会近畿支部会(優秀賞受賞),日本生態学会で発表済みもしくは発表予定。学術雑誌へ投稿する原稿を鋭意作成中。近年,水中に懸濁する生物のDNA断片いわゆる環境DNAによるモニタリング手法が提案され,野外調査にも適用され始めている。しかし,粒子によるフィルターの目詰まりや,泥中の夾雑物によるDNA検出阻害が起こるために,現状の適用範囲は清冽な水塊のみに限られている。清冽な水塊中に生息する生物がよく目につく一方で,泥内に生息する生物は目立ちはしないが希少な種が多く存在しており,保全対象種や新種記載される割合が高い(ヒメタイコウチ,シャープゲンゴロウモドキ,イシガイ類など)。丘陵地の浸み出し部など小さな湿地や水田・用水路・ため池や河川ワンドなど,陸域と水域の境界であるエコトーンや広義の湿地生態系の保全が急務とされているのはそのためである。泥水中の環境DNA抽出,検出が可能となれば,貴重な生息地に踏み込むことなく在不在を調べる"非侵襲的"調査が可能になるため,調査技術のブレイクスルーが期待できる。そこで,我々は「泥サンプルからの環境DNA抽出技術の確立」を目的とした共同研究を行なっている。2015年度に引き続き,2016年度ではさらに,前年度で明らかとなったキアゲン社のPowerSoilキットを使った抽出方法を検証した。さらに,ゼブラフィッシュを使った室内実験により,泥水の混じった水塊における環境DNAの放出,検出の検証,さらに,これらの内容について研究成果発表を行なった。現在までの進捗状況は以下の通りである。1)兵庫県下のため池にて,水からの従来のDNA抽出と,泥からのアルカリ抽出+キアゲン社のPowerSoilキットを使った抽出方法を検証した。その結果,ドブガイをターゲットにしたリアルタイムPCRでは泥からの抽出によるサンプルの方が,環境DNAがより多く検出されることが明らかとなった。2)ゼブラフィッシュを用いて,飼育実験を行なった。各水質のため池6箇所から表層水を採集した。その水の中でゼブラフィッシュを3日間飼育し,その後の環境DNAを採集した。分析については今後リアルタイムPCRを用いて分析する予定である。

近年,水中に懸濁する生物のDNA断片いわゆる環境DNAによるモニタリング手法が提案され,野外調査にも適用され始めている。しかし,粒子によるフィルターの目詰まりや,泥中の夾雑物によるDNA検出阻害が頻繁に起こるために,現状の適用範囲は清冽な水塊のみに限られている。清冽ではない水塊中,例えば泥内や堆積有機物中に生息する生物には,希少な種が多く存在しており,保全対象種や新種記載される割合が高い(ヒメタイコウチ,シャープゲンゴロウモドキ,イシガイ類など)。丘陵地の浸み出し部などの小さな湿地や,水田・用水路・ため池や河川ワンドなど,陸域と水域の境界であるエコトーンや広義の湿地生態系の保全が急務とされているのはそのためである。泥水や有機物中の環境DNA抽出,検出が可能となれば,貴重な生息地に踏み込むことなく在不在を調べる"非侵襲的"調査が可能になるため,調査技術のブレイクスルーが期待できる。そこで我々は「泥・有機物の豊富なサンプルからの環境DNA抽出技術の確立」を目的とした共同研究を行なっている。2016年度に引き続き,2017年度ではさらに,ゼブラフィッシュを使った室内実験により,泥水の混じった水塊における環境DNAの放出・検出の検証,有機汚濁程度の異なる兵庫県下のため池100面におけるアカミミガメ環境DNAの放出・検出の検証を行なった。その結果,泥中や水中の有機物量が増えると,環境DNAの抽出・検出阻害が頻繁に起こることが明らかとなってきた。このような成果は,学会や学術雑誌において発表された。環境DNA技術において,現状の適用範囲は清冽な水塊に限られている。そこで私達は,野外への環境DNA技術適用を目指し「泥・有機物の豊富なサンプルからの環境DNA抽出技術の確立」を目的として本研究を行った。成果は以下の通りである。1湿地や有機物の堆積した河床間隙水域から,環境DNA抽出が可能であることを検証した。2複数回の野外調査と室内実験により,泥水の混じった水塊における環境DNAの放出量・検出精度(阻害頻度)を検証した。その結果,環境DNAの抽出・検出阻害は,これまで予測されたような泥中の無機物によるものではなく,有機物により強く阻害される可能性を指摘した。27年度に引き続き,泥水からの環境DNA手法について検討し,最も効率の良い手法を確立する。泥からの阻害物質が含まれるサンプルのリアルタイムPCRによる測定法について,いくつかの手法について検討し,泥水からの環境DNA抽出ー測定手法を確立する。これら確立された手法を,実際の野外調査に適用する。また,さまざまな生物種,生態系での環境DNA分析に本研究で確立された泥水からの環境DNA抽出ー測定手法を適応する。野外での検証結果を元に,湿地生態系における環境DNAを用いた生物分布モニタリングの手法を完成させる。28年度に引き続き,泥水からの環境DNA手法について,魚類,昆虫,貝類など様々な生物種,ため池から湿地までの様々な生態系での環境DNA検出に適用できることを検証し,最も効率の良い手法を確立する。これらの野外での検証結果と,ゼブラフィッシュを使った室内実験による環境DNA放出実験の結果を元にして,湿地生態系における環境DNAを用いた生物分布モニタリング手法を完成させる予定である。
電池電力貯蔵システムに適した電流形コンバータの研究

本研究は、電池電力貯蔵システムに適した電流形コンバータ(変換装置)を検討し、以下の成果を得た。まず、小容量機器を対象として、一般家庭に配電されている単相三線式配電系統に接続することを前提とした新方式の電流形インバータ(直流-交流変換装置)システムを提案した。その構成は通常の三相電流形インバータと同じであり、スイッチング素子6個と直流リアクトルのみで、出力変圧器は内蔵しないが、系統の柱上変圧器を流用することにより、小型軽量装置で単相2段縦続接続方式と同等の波形改善効果を挙げることができる。直流電源から系統へ放電時の特性を実測し、その効果を確認した。さらに、この装置内の直流リアクトルの小容量化を検討し、当初提案した方式に比べ、約2桁も小さなリアクトルで十分な特性を得ることができた。次いで、中、大容量機器を対象として、三相系統に連系する三相電流形コンバータにおける新しい制御方式を、提案した。系統に連系した場合、複数のスイッチング素子に重複して信号を与えても、系統電圧の大小関係で決まる特定の1素子のみがオン状態となる事に注目し、制御パターンを大幅に簡潔化する事が出来た。この結果、従来の制御方式に比べて、電流パルスの設定方法は大幅に自由度が増すことができたので、系統相電圧に比例したPWM位相制御方式を考案した。これをコンバータ(交流-直流変換装置)に適用して電池充電時の特性を、続いてインバータに適用して系統へ放電時の特性を検討した。しかし、充分な高調波低減効果とは言い難かったため、PFM方式とPWM方式を併用したパルス設定法に改革した。これをインバータに適用して、系統連系ガイドラインを十分に満足できる制御方法が確立できた。本年度は,三相系統に連系する電池電力貯蔵用システムに適した三相電流形コンバータを開発した。最初に,系統から電池を充電するための順変換装置を検討した。主回路構成は,IGBTと直列ダイオードからなる通常の三相グレッツ結線である。従来の自励コンバータでは,オンさせる期間だけ信号を与えるが,開放を防ぐため,さらにアーム短絡期間や重なり期間を必要とし,制御信号が複雑になる。これに対して,提案方式では,まず,サンプリング期間ごとに,電源相電圧に比例した線電流のパルス幅を求める。さらに,あえて重複した信号をスイッチング素子に与えても,系統三相電圧の大小関係により特定の素子のみがオン状態となることによって,所望の電流パルスが得られる制御パターンを開発した。これにより,本方式では短絡期間や重なり期間を考慮しなくても,自動的にこれらを含んだ動作となることを明らかにした。さらに,変調率を設定し,これを調整することによって直流出力電圧を制御でき,力率をほぼ1に保ったまま,低ひずみ,高効率を維持できることが実測により確認された。次に,電池から系統への放電を想定して,この制御信号の生成法を一部変更するだけで,順変換時と同様に,簡潔な制御信号で安定したインバータ動作が得られることを確認した。さらに,電池電圧が変動しても,変調率を調整すれば系統に一定の電力を出力できることを明らかにした。高変調率においては,総合効率85%を維持し,出力電流のひずみ率は5%以下,各次高潮波成分も3%以下と良好で,系統連系ガイドラインを満たす結果を得た。これらの成果は電気学会全国大会,同学会産業応用部門大会で報告した。さらに,2003年9月にフランスで開催のEPE(ヨーロッパ・パワーエレクトロニクス・コンファランス)において発表予定である。電池電力貯蔵システムを対象に、昨年度中に、単相系統および三相系統に連系する電流形コンバータの基礎開発をそれぞれ完了したので、本年度はこれらの改良を行った。

まず、単相系統連系用インバータとして、スイッチング素子6個で構成される通常の三相グレッツ結線の電流形インバータを単相三線式配電系統に連系する新しいシステムを昨年度開発し、その基礎特性を電気学会論文誌Dに投稿、15年8月号に掲載された。しかし、この基礎回路は、直流電流の脈動を抑制するために大容量の平滑リアクトルが必要である。本年度は平滑リアクトルの小容量化を目指し、正弦波二乗変調で制御するDC-DCコンバータの付加と、インバータ制御にパルス面積方式の採用により、300mH必要であったリアクトルを3.5mHと2桁も小容量化することができた。なお、この方式は太陽光発電システムにも応用できるため、この分野の電気学会全国大会で発表した。これと並行して、三相系統連系用電流形インバータの研究も進めた。昨年度は電池充電用のコンバータを検討し、この成果を本年9月にフランスで開催されたEPEにおいて発表した。本年度は、系統へ放電するためにインバータの制御方法を検討した。まず、コンバータで開発した制御方式を応用し、その成果を16年9月にラトビアで開催されるPEMCにおいて発表する予定である。しかし、この制御方法では系統連系ガイドラインのひずみ率5%を超えることもあるため、さらなる制御方式の改良を行った。前方式は系統相電圧に比例するパルス幅としたが、PFM方式とPWM方式を混在させる新方式を考案した。この結果、広範囲にわたってひずみ率5%以下を維持できることが確認され、これらの成果を電気学会半導体電力変換研究会や電気学会全国大会において報告した。
胚性幹細胞の機能を支えるH3K9me2染色体構造

発生段階特異的な遺伝子の発現には、特異的なDNA配列に結合して機能を発揮している転写因子が重要な機能を担っている。これに加え、鋳型のとなるクロマチンの構造の変換、すなわちDNAのメチル化修飾やヒストンの化学修飾といわれるエピゲノム制御も、遺伝子発現の制御に中心的な役割を担っている。ヒストンH3の9番目のリジン残基(H3K9)のメチル化修飾は、遺伝子発現が抑制されたヘテロクロマチンに多く集積しているエピジェネティックマークである。本研究の目的は、マウスの胚性幹細胞(ES細胞)において、H3K9のメチル化がどのような染色体部分に集積しているのか、そのH3K9メチル化の多寡を制御する機構はどのようなものか、さらにH3K9メチル化の分布の違いはどのような生物学的意義を有するのか、この3点を明らかにする研究を進めた。これまで以下のことを明らかにした。1. ES細胞のH3K9メチル化修飾は、遺伝子密度が低い染色体部分に多く集積していた。そしてこれとは逆に、遺伝子密度が高い染色体部分にはH3K9のメチル化が少ないとこが分かった。2. H3K9のメチル化が低い染色体部分には、H3K9脱メチル化酵素であるJmjd1aとJmjd1bが多く集積していた。この酵素の作用によって遺伝子密度の高い部分のH3K9の低メチル化状態が作られていることが明らかになった。3.遺伝子改変によってJmjd1aとJmjd1bを条件的に欠損させるようなES細胞を樹立した。この細胞を解析した結果、Jmjd1a/Jmjd1bを除去するとES細胞は速やかに増殖を停止することが明らかになった。よって、遺伝子密度の高い染色体におけるH3K9の低メチル化状態はES細胞の維持を担保していることが明らかになった。29年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝子の発現は、トランスとして働く転写因子の機能と、シス因子として機能する染色体構造の両者によって規定される。染色体の高次構造は、ヒストンの化学修飾によるエピジェネティックな制御によって大きく影響を受けることが知られている。ヒストンの化学修飾には修飾酵素(Writer)・脱修飾酵素(Eraser)・修飾特異的な読み取り分子(Reader)の3者が深く関与しており、これらの協調的な作用によって染色体の機能が発揮される。ヒストンH3の9番目のリジン残基(H3K9)のメチル化修飾は遺伝子発現の抑制に相関するエピジェネティックマークである。我々は、H3K9の脱メチル化を触媒する酵素である、Jmjd1aおよびJmjd1bの双方を欠損させると細胞増殖が著しく阻害されることを、マウスの胚性幹(ES)細胞を用いて明らかにした。この知見をもとに、胚性幹細胞の機能にH3K9のメチル化がどのような役割を担っているのかについて研究を進め、下記の事実を明らかにした。1. ES細胞でJmjd1a/Jmjd1bを双方欠損させると、細胞周期の進行阻害は観察されず、アポトーシスが顕著に亢進した。このことから、細胞増殖停止の要因は細胞死の増加であると結論した。2. ES細胞でJmjd1a/Jmjd1bを双方欠損させると、H3K9のジメチル化とトリメチル化が大幅に亢進した。一方でJmjd1aあるいはJmjd1bの単独欠損ではH3K9のメチル化のレベルは野生型と同等レベルを保っていた。以上のことから、Jmjd1aとJmjd1bはH3K9の脱メチル化において機能が重複していることが示された。これらの知見を踏まえ、今後はH3K9メチル化Writer/ReaderがJmjd1a/Jmjd1bの機能とどのような協調作用にあるのかについて検証する。平成28年度の目標その1「H3K9me2 EraserであるJmjd1aとJmjd1bを条件的に欠損したマウス胚性幹細胞の表現型を解析する」については、細胞周期と細胞死の解析により、Jmjd1a/Jmjd1bの欠損による細胞増殖停止の要因は、細胞死の増加であると結論づけることができたため、概ね順調に進展していると判断した。平成28年度の目標その2「Jmjd1a/bを欠損させた際のマウス胚性幹細胞における遺伝子発現の変動を明らかにする。」について、いくつかの標的遺伝子を絞り込むことができたため、概ね順調に進展していると判断した。

これまで以下のことを明らかにした。1. ES細胞のH3K9メチル化修飾は、遺伝子密度が低い染色体部分に多く集積していた。そしてこれとは逆に、遺伝子密度が高い染色体部分にはH3K9のメチル化が少ないとこが分かった。2. H3K9のメチル化が低い染色体部分には、H3K9脱メチル化酵素であるJmjd1aとJmjd1bが多く集積していた。この酵素の作用によって遺伝子密度の高い部分のH3K9の低メチル化状態が作られていることが明らかになった。3.遺伝子改変によってJmjd1aとJmjd1bを条件的に欠損させるようなES細胞を樹立した。この細胞を解析した結果、Jmjd1a/Jmjd1bを除去するとES細胞は速やかに増殖を停止することが明らかになった。よって、遺伝子密度の高い染色体におけるH3K9の低メチル化状態はES細胞の維持を担保していることが明らかになった。1)Jmjd1a/Jmjd1bの標的遺伝子について:平成28年度に明らかにした標的遺伝子の候補について、H3K9のメチル化と遺伝子発現の相関を明らかにする。具体的には、クロマチン免疫沈降実験によってエピゲノムと発現との関連を明らかにする。また、細胞死の増加とこれらの標的遺伝子の発現異常との関係を明らかにする。29年度が最終年度であるため、記入しない。
精子の持つ卵子活性化因子が胚発生に及ぼす影響の検討

哺乳動物の顕微授精では、その精子による卵子の活性化能力や精子の前核形成能力が、運動性の喪失や形態的な崩壊に沿って低下し、それに伴い発生率が非常に低下する。また、種によっては、本来の受精タイミングで精子を注入しても、膜融合によって起こるべき配偶子の活性化が起こらなかったり、微弱であったりする。また、円形精子細胞はある程度の卵子の活性化能力を持つが、精祖細胞や体細胞は、卵子の活性化能力を持たない。この精子が持つ膜融合以外の卵子活性化能力を補完して、顕微授精胚の発生を検討する。精子の活性化因子が卵子の活性化を誘導することが広く知られている。精子は卵子の細胞膜と融合し、カルシウムのオシレーションを引き起こす。このカルシウム波こそが、停止していた卵子の減数分裂を完成させ、有糸分裂へと誘導する鍵となる。我々は精子由来の活性化因子を精子抽出物を卵子へ注入することから検索してきた。しかし、現在までのところ卵子の活性化は誘導できたがその後の発生を得ることはできなかった。そこで、カルシム波を電気刺激により誘導し、その後の発生を比較検討した。研究で用いたウサギ未受精卵は、老化による活性化が起こりやすい種ではあるが、自然に誘起された活性化では、その後の分割が不均等であり、後期の未着床胚まで発育することはまれである。しかし、排卵直後の卵子に電気刺激を与えるとその分割率は向上し、後期胚までの活性化が確認された。また、この刺激回数は、1、3,5回刺激することにより、後期胚の細胞数、発生率とも上昇する傾向が確認された。これは、卵子への単刺激では、卵子内のMPF活性を十分低下させることができないか、或いは、卵子が胚発生シグナルとして捉えにくい為であると考えられた。これは、精子のカルシム波が、一定期間続くことにより卵子の正常活性化を引き起こしていることと合致する。この様な事実から、ICSIなどを用いた場合や、その他体外培養条件などによって受精後の分割が起こりにくい条件では、追加的な刺激が必要であると考えられた。また、我々の行っているカニクイザルの顕微授精でも、著しく受精率の低い傾向がある体外成熟卵子や老化卵子では、追加的刺激による発生率の向上が示唆された。本研究から、精子の活性化因子の能力が不足した場合、付加的な処置によりその受精と発生率が向上する可能性が示唆されたが、根元的な活性化因子の同定にまでは至らなかった。近年、補助的生殖技術が発展し、ヒトを含む多くの動物種で、顕微授精による産子が得られるようになった。しかし、顕微注入した精子による卵子の活性化能力や精子の前核形成能力が、運動性の喪失や形態的な崩壊に沿って低下し、それに伴い発生率が非常に低下することが知られるようになり、精子由来の卵子活性化能力が注目を集めるようになった。この活性化能力は、種により、個体により大きく異なっており、顕微授精胚の発育に影響を与えている。本研究の目的は、精子ならびに精子抽出液の注入による卵子の活性化機構を調べ、その情報から考案された補完的操作により顕微授精胚の発生を改善し、より正常に近づけることにある。本年度は、ハムスター精子抽出液の注入によるハムスター卵子の活性化を行った。その結果、精子抽出液が濃度依存的に卵子を活性化させること、さらにその活性化処理は、デオキシヘモグロビン(DH)によって阻害されることが判明した。これは、精子抽出液が一酸化窒素系によって活性化している可能性を示す物であった。しかし、一酸化窒素発生物質の注入によっては、卵子の活性化を見なかった。これらの実験で、使用したハムスター卵子に一酸化窒素と結合するリアノジンレセプターが無いことから、精子抽出液による卵子の活性化は、レセプター関与の無いDHによって消去される物質が関与していることが推測された。今後、他種における一酸化窒素系の活性化への関与を検討したい。今後は、正常な初期発生胚を得られない凍結融解不動化ウサギ精子を用いたウサギ顕微受精卵に、膜融合以外の卵子活性化能力を補完して、顕微授精胚の発生を検討する予定である。