hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学校における教師と他専門職の役割分担の実際―教師の専門性と専門職間の協働の考察

対象となる学校・自治体等との調整の結果、調査実施日が来年度にもずれ込むこととなったため、平成24年度特別研究員奨励費の平成25年度8月までの繰越を行った。平成25年度は、昨年度末からの論文の執筆を継続しつつ、7月8月を中心に福岡県の自治体でフィールドワークを行った。ある自治体のSSWの活動に同行し、当該SSWと協働するSCにインタビューを行った。本研究の目的は、学校現場における教師と他専門職(スクールカウンセラー(SC)とスクールソーシャルワーカー(SSW))の役割分担の実際を明らかにし、その上で、他専門職の参入による教師の専門性の変化を考察し、複数の専門職間の協働のあり方について政策的な提言を行うことである。最終年度である今年度は上の目的の達成を目指した。まず、大阪府A市・B市で収集したデータをもとに論文「新しい専門職の配置と教師役割」を作成し、日本教育学会の『教育学研究』に投稿、掲載された。論文では、教師が他専門職との関係の中で、新しく生徒指導上の問題に関するゲートキーパーとしての役割を担っていることを指摘し、協働を行う上での留意点についても述べている。9月の日本教育社会学会大会の報告では、学校において教師とSC・SSWが形成する職業的境界の、他の領域(医療領域)に比しての独自性について、自身の調査結果と先行研究から検討した。ここまでの研究でしてきた議論をさらに深めるために、8月以降、追加の調査も行った。異なる自治体での状況を知るために、福岡県や神奈川県の教育委員会やSC・SSWなどにインタビューを行った。その成果は今後論文に展開していく予定である。12月からは、これまでの研究と並行して、学校における専門的知識や技術の広がりの様子およびその効果を把握することを目的に、特別活動に焦点を絞り、検討していく作業も開始した。調査では、心理的な技術(心理テストやグループエンカウンターなど)の使用が行われているかなども含めた特別活動の実際および現在の大学での適応状況について尋ね、高校での特別活動の経験が初年次教育で獲得が期待される能力の育成に及ぼす影響を検討した。成果の一部は「初年次教育と高校における特別活動」として『関西大学高等教育研究』に3月に掲載された(関西大学保田時男氏と共著)。平成24年度は、学会報告は予定通りできたが、論文を投稿するという目的は果たすことはできなかった。とはいえ、年度末に論文はいったん仕上がっており、受入教官のアドバイスを受け、ブラッシュアップを行った結果、平成25年7月には投稿し、その後掲載に至っている。追加の調査も平成25年度8月までにはおおむね行うことができた。大阪府とは異なる協働の様相が見られると予想し、福岡県で調査を進めようとしたが、結果的に1つの自治体でしか調査を行うことができなかった。議論を深めるためにも、できるだけ違う自治体でも調査を行いたいと考えているので、平成25年度にはさらに別の県にも依頼を進めていきたい。最終年度となるので、協働への提言も含めた論文も執筆していきたい。(特別研究員奨励費は今年度が最終年度であるが、学術振興会特別研究員の身分は平成26年度5月31日まで継続する。5月にも追加で調査を行う予定なので、終了時点まで調査を重ね、できるだけ調査データの分析に着手していきたい。)
HU蛋白質の点変異とキメラ変異を用いたHU・DNA複合体の形成とその機能の解折

大腸菌のヒストン様蛋白質と呼ばれるHUは、DNAに結合してゲノムDNAの諸機能(複製、部位特異的組換え、転写制御)の発現に関与している。一方IHFもDNAに結合して、ゲノムDNAの諸機能に必要な蛋白質であるが、HUと異となって、特異なDNA塩基配列に結合する。それによってHUとは異なったゲノム機能に関与している。HUとIHFはいづれも2成分因子でヘテロ2量体を構成し、蛋白化学的に類似している。HUとIHFのDNA結合様式や作用の特徴がどのドメイン構造によって発揮されるのかを明らかにするために、これらの蛋白質間でキメラ構造を作成するとともに、スーパーHUを構築した。本年度は4種類のキメラ蛋白質とスーパーHU蛋白質を用いて、DNA結合性や生理活性を検討した。その結果、HUとC末端側の22残基のアミノ酸配列(逆保行βsheetで形成されるarm構造領域)がDNA結合に必要であり、IHFのこの領域はDNAの特異的シグナル配列の識別に関与することを示唆する知見を得た。IHFβのarm領域はHUと同様にDNAに非特異的に結合する作用をもつと考えられた。HUのN末端側の21残基のアミノ酸配列(αhelix2-β1構造領域)は、従来の多量体形成に必要な領域という考えに加えて、DNA結合を補佐することを見出した。スーパーHUは、HUのDNA結合ドメインを大腸菌のHUより強くDNA結合する好熱性細菌のHUを参考にして構築した。HU機能は保持したまま、よりDNA結合性を増したHUが作成できた。その性質について解折を行った。3種類のスーパーHUのDNA結合様式とMuファージDNA複製などへの効果について興味ある知見がえられた。そのDNA結合力は塩基性アミノ酸残基の増加に伴って大きくなった。
環境化学物質による「ストレス脆弱性」発現メカニズムの解明とバイオマーカーの確立

本研究では、環境化学物質による「ストレス脆弱性」発現メカニズムの解明、及び新規バイオマーカーの同定を目的とし、環境化学物質曝露マウスおよび培養細胞をモデルとした実験を行い、以下の研究成果を得た.ネオニコチノイド系農薬の1種クロチアニジンが引き起こす神経行動学的影響については、マウスの性別や週齢によって感受性が異なることが明らかとなった.加えて、妊娠マウスに投与したクロチアニジンおよびその代謝物が、母獣および胎子から同等レベルで検出されることから、発達期の脳神経系における影響評価の必要性が示唆された.一方、クロチアニジンを曝露したSH-SY5Y細胞においてみられた細胞数の増加はnAChRsアンタゴニストであるMecamylamineにより消失したことから、ヒトnAChRsの関与が想定された。加えて、クロチアニジン曝露直後において一過性のカルシウム流入が観察され、曝露数時間後においては細胞内シグナル経路ERKのリン酸化レベルが上昇していた.マイクロアレイを用いて遺伝子発現プロファイルを比較し、Gene Ontology解析を行った結果、「カルシウムイオン流入」や「糸状仮足形成」に関連する遺伝子群の発現変化が認められた。また、レチノイン酸や脳由来神経栄養因子の添加により分化誘導を行った結果、クロチアニジン濃度依存的な神経突起の伸長が観察された.以上の結果から、ネオニコチノイド系農薬が細胞内におけるカルシウムシグナルをかく乱することで機能的影響を及ぼすことが明らかとなり、今後さらに詳細なリスク評価を行う必要性が示唆された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。また、レチノイン酸や脳由来神経栄養因子の添加により分化誘導を行った結果、クロチアニジン濃度依存的な神経突起の伸長が観察された.以上の結果から、ネオニコチノイド系農薬が細胞内におけるカルシウムシグナルをかく乱することで機能的影響を及ぼすことが明らかとなり、今後さらに詳細なリスク評価を行う必要性が示唆された.近年急増しているうつ病や不安障害等のストレス関連精神疾患の発症においては、環境要因による「ストレス応答系のかく乱」が関与することが知られている.しかしながら、環境要因がどのように「ストレスに対する脆弱性」を発現させるのかについては依然として不明である.本研究では、近代特有の環境要因である環境化学物質に曝露したマウスおよび培養細胞をモデルに「ストレス脆弱性」状態の発現メカニズムを解明し、新規バイオマーカーを同定することを目的とした.まず、哺乳類の脳神経系への影響が懸念されている新規環境化学物質としてネオニコチノイド系農薬に着目した曝露実験を行った.その結果、ネオニコチノイド系農薬の1種であるジノテフランを発達期曝露したマウスは、新規環境における多動症状やうつ様行動の減少を示し、一部の脳領域においてドーパミン及びセロトニン神経細胞数が増加することが明らかになった.そこで、マウス神経芽細胞腫(Neuro-2a)やヒト神経芽細胞腫(SH-SY5Y)等を培養神経細胞モデルとして影響評価を行った結果、ネオニコチノイド系農薬の1種であるクロチアニジンを曝露したSH-SY5Y細胞においては、培養24時間以内に細胞数が増加することが明らかとなった.今年度においては、環境化学物質曝露時に新規環境におけるストレス脆弱性を示す動物モデルを作製し、作用メカニズムの一端として一部脳領域における神経細胞数が変化することを明らかにすることができた.加えて、培養細胞モデルとして細胞種、被験物質等を検討し、ヒト神経芽細胞腫(SH-SY5Y)において、細胞数の増加がみられるという新たな知見を得た.来年度以降、これらのモデルを用いた新規バイオマーカーの候補の探索が期待でき、概ね計画通りに研究が進捗している状況であると判断した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。動物モデルを用いた実験により、これらの環境化学物質が新規環境における行動変化を引き起こす際に、脳のいずれの領域、いずれの細胞種に作用するのかを引き続き同定する.また、培養細胞モデルにおいて観察された影響については、細胞内シグナル伝達や遺伝子発現変化等に着目してメカニズムを解明する.また、オミクス解析を活用して、環境化学物質曝露時に発現変化する新規バイオマーカーの候補因子を抽出し、その有用性を実験的に検証する.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
頁岩の環境劣化とその評価に関する実験的研究

頁岩の環境劣化及び力学的挙動を調べるため、若鍋層頁岩を対象に、浸水、湿潤環境並びに力学的試験を試みた。その結果以下のような知見が得られた。1.若鍋層頁岩は、暗灰色を呈し成層方向に縞状構造を有している。環境試験結果によると、この供試体は浸水並びに環境変化に敏感であり、成層方向に亀裂が発達することがAE計測により認められた。さらに歪計測結果より、この場合の亀裂は引張型であることが解った。この水分による成層方向の亀裂の発達は粘土鉱物によるものと判断され、この粘土鉱物が成層方向に卓越しているためと考えられる。しかしながら、自然乾燥試料の場合はかなりの強度を有することが解った。2.成層方向に十分亀裂の発達した供試体を用い、その強度を調べるため多段階三軸試験を実施した。その結果、強度に対する異方性が確認され、載荷軸方向と30、60度の角度を有する供試体の強度が、0、90度のものより小さかった。しかしながら封圧の作用がかなりの強度増加をもたらすことが得られた。3.自然乾燥試料での繰り返し試験の疲労変形特性はクリープ試験のクリープ挙動と多くの類似点を有することが解った。また本頁岩は比較的高い疲れ限度、クリープ限度が得られ、疲労強度は繰り返し回数の増加と共に低下し、クリープ寿命は設定荷重の低下とともに大きくなる傾向が得られた。これらの挙動は他の岩種と同様である。4.ここでの結果は、頁岩層を対象とした岩盤設計に十分役立つものと考えられる。頁岩の環境劣化機構を調べるため、浸水試験および湿潤環境試験を実施した。旧砂川炭鉱の-250L大坑道から,ほぼ直角に約5m堀進した引立面より,苦鍋層頁岩をブロック状で採取した。この頁岩を用い水分の影響に対する亀裂の発達過程をモニタするため,2種の実験を試みた。1つは縦、横約24mm,高さ約72mmの自然乾燥供試体で,42×42mmの面に蒸溜水を注入するため、直径約9mm,深さ36mmの円孔が存在し,その中に常に蒸溜水を満たしておき,水の浸透による亀裂の発達をモニタした。他は湿潤環境試験用で,供試体の寸法は縦約71mm,横約67mm,厚さ約17mmの板状自然乾燥試料であり,これを環境温度湿度を制御できるチャンバ-内にセットし,温度,湿度を繰り返し変化させ、それに伴なう亀裂の発展プロセスをモニタした。AE計測装置は両者とも同一であり,供試体で発生したAE信号は6つのセンサ-により受信され,プリおよびメインアンプで増幅した後,デジタルメモリ-に記録され,フロッピ-に波形が記録される。実験結果によると,両者の場合いずれもAEの発生が観測された。浸水試験では,比較的周期性のあるAE発生挙動が得られ,発生箇所は水との接触部分から広がっていくことが認められた。一方湿潤環境試験では,環境を変化させた直後にAEの活動が活発になり,時間の経過とともに終息していく。さらにAEの発生箇所は亀裂の発生位置とほぼ一致し,成層方向に卓越する傾向が得られた。またこの場合のAEはほぼ引張型の亀裂に起因しているものと考えられる。頁岩の環境劣化及び力学的挙動を調べるため,若鍋層頁岩を対象に,浸水,湿潤環境並びに力学的試験を試みた。1.若鍋層頁岩は,暗灰色を呈し成層方向に縞状構造を有している。環境試験結果によると,この供試体は浸水並びに環境変化に敏感であり,成層方向に亀裂が発達することがAE計測により認められた。さらに歪計測結果より,この場合の亀裂は引張型であることが解った。

この水分による成層方向の亀裂の発達は粘土鉱物によるものと判断され,この粘土鉱物が成層方向に卓越しているためと考えられる。しかしながら,自然乾燥試料の場合はかなりの強度を有することが解った。2.成層方向に十分亀裂の発達した供試体を用い,その強度を調べるため多段階三軸試験を実施した。その結果,強度に対する異方性が確認され,載荷軸方向と30,60度の角度を有する供試体の強度が,0,90度のものより小さかった。しかしながら封圧の作用がかなりの強度増加をもたらすことが得られた。3.自然乾燥試料での繰り返し試験の疲労変形特性はクリープ試験のクリープ挙動と多くの類似点を有することが解った。また本頁岩は比較的高い疲れ限度,クリープ限度が得られ,疲労強度は繰り返し回数の増加と共に低下し,クリープ寿命は設定荷重の低下とともに大きくなる傾向が得られた。これらの挙動は他の岩種と同様である。4.ここでの結果は、頁岩層を対象とした岩盤設計に十分役立つものと考えられる。
ウンカ耐虫性遺伝子に関するイネの国際判別近似同質遺伝子系統の開発と利用

水稲品種台中65号を遺伝的背景とするBPH25とBPH26(bρh20(t)と命h21(t)より改名)に関するNIL群を育成して公表した.さらに,これらのトビイロウンカ抵抗性遺伝子BPH25とB醒26に関する国際判別NIL群(B6Fn世代: T65を遺伝的背景)を供試し,個体別抗生作用検定法により2006年採集アジア地域トビイロウンカ個体群の上記抵抗性遺伝子に対する加害性を検証した.その結果,ミンダナオ島採集個体群を除いたすべてのアジア地域BPH個体群に対してB朋25は感受性であり,アジア地域BPH個体群の半数に対してBPH26も感受性であった.一方, BPH25とBPH26の集積系統(PYL)は,ベトナム南部採集トビイロウンカ個体群を除いた全アジア地域のトビイロウンカ個体群に対して強度抵抗性であった.水稲品種台中65号を遺伝的背景とするBPH25とBPH26(bρh20(t)と命h21(t)より改名)に関するNIL群を育成して公表した.さらに,これらのトビイロウンカ抵抗性遺伝子BPH25とB醒26に関する国際判別NIL群(B6Fn世代: T65を遺伝的背景)を供試し,個体別抗生作用検定法により2006年採集アジア地域トビイロウンカ個体群の上記抵抗性遺伝子に対する加害性を検証した.その結果,ミンダナオ島採集個体群を除いたすべてのアジア地域BPH個体群に対してB朋25は感受性であり,アジア地域BPH個体群の半数に対してBPH26も感受性であった.一方, BPH25とBPH26の集積系統(PYL)は,ベトナム南部採集トビイロウンカ個体群を除いた全アジア地域のトビイロウンカ個体群に対して強度抵抗性であった.研究期間中の具体的な到達目標は,まず,(1)IR24を遺伝的背景に持つウンカ類に対する抵抗性遺伝子に関する国際判別NIL群の開発であり,これらと既に完成の領域に近いT65を遺伝的背景とするNIL群を利用して,(2)東アジアウンカ地域個体群のウンカ抵抗性遺伝子に対する加害性の評価と,(3)ウンカ吸汁抑制化合物の特定を目指す.平成20年度には,(1)IR24とトビイロウンカ抵抗性を示すインド型品種5系統との交雑を行ない,国際イネ研究所圃場においてF1を育成した.(2)T65を遺伝的背景とするトビイロウンカ抵抗性遺伝子bph20(t)とBph21(t)のNILならびにPYLを用いて,日本に飛来したトビイロウンカ個体群(1966年,1989年,1999年,2005年)の,個々のウンカ抵抗性遺伝子に対する加害性をモニタリングした.また,日本に飛来するウンカの飛来源とされる北部ベトナム紅河デルタ地域のウンカ個体群,さらにベトナム中部ならびに南部地域の個体群,フィリピンのウンカ個体群を収集し,個々のウンカ抵抗性遺伝子に対するウンカ加害性評価の国際ネットワーク構築の基盤を整備した.(3)NILとPYLを用いたウンカ吸汁抑制化合物の探索に着手した.1.国際判別NIL群の育成(安井):海外共同研究者(Dr.D.S.Brar,IRRI,フィリピン)IR24を遺伝的背景に持つウンカ類に対する抵抗性遺伝子に関する国際判別NIL群の開発については,IR24とトビイロウンカ耐虫性を保有するインド型水稲品種5品種のF1植物に,IR24を戻し交雑したB1F1を育成し,一部についてはB2F1種子を取得した.アジア地域トビイロウンカ個体群のトビイロウンカ抵抗性遺伝子に対するモニタリングについては,トビイロウンカ強度抵抗性品種ADR52に由来するトビイロウンカ抵抗性遺伝子に関する国際判別NIL(B6Fn世代:T65を遺伝的背景)を供試し,個体別抗生作用検定法によりアジア地域トビイロウンカ個体群の国際判別NILに対する加害性を評価した.その結果,供試した3集団のBPH個体群(紅河デルタ採集個体群,メコンデルタ採集個体群,フィリピンラグナ州採集個体群)のうち,メコンデルタ採集個体群の加害性が最も強く,この個体群の約半数がトビイロウンカ抵抗性遺伝子bph2O(t)とBpfi21(t)の集積系統に対する加害性を有していた.3.吸汁抑制化合物の特定(安井・山田):トビイロウンカ抵抗性遺伝子に関するNIL群(B6Fn世代:T65を遺伝的背景)とT65を供試し,茎葉部のメタノール/水抽出物から得られた水溶性画分の調整を行なった.研究期間中の具体的な到達目標は,(1)ウンカ類に対する抵抗性遺伝子に関する国際判別NIL群の開発であり,これらを利用して,(2)東アジアウンカ地域個体群のウンカ抵抗性遺伝子に対する加害性の評価と,(3)ウンカ吸汁抑制化合物の特定を目指した平成22年度には,以下の研究成果を挙げた。1.国際判別NIL群の育成(安井):海外共同研究者(Dr.D.S.Brar,IRRI,フィリピン)

ウンカ類に対する抵抗性遺伝子に関する国際判別NIL群の開発については,IR24とトビイロウンカ耐虫性を保有するインド型水稲品種5品種のB_2F_1植物に,IR24を戻し交雑してB_3F_1ならびにB_4F_1種子を取得し,DNAマーカー選抜により国際判別NIL群の候補個体を育成した.また,T65を遺伝的背景とするBPH25とBPH26(bph20(t)とBph21(t)より改名)に関するNIL群を育成して公表したアジア地域トビイロウンカ個体群のトビイロウンカ抵抗性遺伝子に対するモニタリングについては,トビイロウンカ抵抗性遺伝子BPH25とBPH26に関する国際判別NIL群(B6Fn世代:T65を遺伝的背景)を供試し,個体別抗生作用検定法によりアジア地域トビイロウンカ個体群の国際判別NILに対する加害性を2年間に渡って検証した.その結果,最も強い加害性を有するメコンデルタ採集BPH個体群では,トビイロウンカ抵抗性遺伝子BPH25とBPH26の集積系統に対する加害性を有する個体が存在した3.吸汁抑制化合物の特定(安井・山田):トビイロウンカ吸汁抑制化合物の特定には至らなかった
新規洗剤開発のための界面活性剤－配合剤超分子のGibbs膜の研究

本研究は、新規洗剤の開発を目指し、洗剤に含まれる配合剤の検討を試みるものである。洗剤の性能は、洗剤分子の気液界面での吸着状態に大きく依存する。本研究では、配合剤分子の分子構造に着目し、界面活性剤と配合剤が作る「超分子」が洗剤液の気液界面に形成するGibbs膜(吸着膜)の構造と、その界面物性との関連を明らかにして、洗剤の性能のさらなる向上を目指そうとする試みである。本年度は、陽イオン界面活性剤のヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドと、配合剤として分子構造の異なるヒドロキシ安息香酸ナトリウムを用いた混合溶液について、配合剤の濃度を一定とし、界面活性剤の濃度を変化させて、その表面張力と赤外外部反射スペクトルの測定を行った。その結果、界面活性剤単独の溶液と比べて、2-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムを加えることで溶液の表面張力は急激に低下した。それに伴い、臨界ミセル濃度も大きく低下した。一方、3-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムと4-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムを混合した場合は、表面張力は界面活性剤単独の場合と大きくは変わらず、臨界ミセル濃度の低下もわずかであった。また、赤外外部反射スペクトルにおいて、界面活性剤単独の溶液に比べて、2-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムとの混合溶液においては、界面活性剤の濃度が低い段階から界面活性剤由来のピーク強度が増加した。一方、その他のヒドロキシ安息香酸ナトリウムとの混合溶液では、界面活性剤単独の溶液と大きくは変わらなかった。これらの結果から、2-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムは界面活性剤の水表面への吸着を促進させること、また、わずかに構造が異なる分子では吸着の促進は起こらないことが明らかとなった。研究機関全体を通じて、界面活性剤と、配合剤としての様々な有機塩との相互作用が明らかとなった。これら知見は洗剤の開発に寄与するものと考える。本研究は、新規洗剤の開発を目指し、洗剤に含まれる配合剤の研究を行う。洗剤の開発において、主成分である界面活性剤自体の改良と、付加価値を高めるための配合剤の研究は広く行われているが、それらに比べて、洗剤液の界面物性そのものを変化させる配合剤の研究は十分には進展していない。本研究は、配合剤分子の分子構造に着目し、界面活性剤と配合剤が作る「超分子」が洗剤液の気液界面に形成する吸着膜(Gibbs膜)の構造、さらにそのGibbs膜と表面張力を主とした界面物性との関連を明らかにして、界面活性剤使用量の低減化と洗浄効率のさらなる向上を目指そうとする試みである。本年度は、まず、陰イオン界面活性剤のドデシル硫酸ナトリウムに、アミノ基の位置が異なるフェニレンジアミンを種々の濃度で混合させ、表面張力を測定した。ドデシル硫酸ナトリウムの濃度を一定とし、フェニレンジアミンの濃度を変化させたところ、フェニレンジアミンの構造が異なると、その表面張力の変化の仕方が異なった。次に、それぞれのGibbs膜の赤外外部反射スペクトルを測定したところ、ドデシル硫酸ナトリウムのメチレン基に由来するバンドピークの強度に差が表れた。以上の結果から、フェニレンジアミンの構造に依存して、ドデシル硫酸ナトリウムとフェニレンジアミンが作るGibbs膜の構造が変化し、それが表面張力に反映されたことが示唆された。今回の結果は、配合剤の開発において、その分子構造の指針を与えるものであると考えられる。代表的な陰イオン界面活性剤について、種々の比率で配合剤との混合溶液を作製し、表面張力と赤外外部反射スペクトルを測定し、配合剤の分子構造が、Gibbs膜に与える影響について明らかにすることができた。本研究は、新規洗剤の開発を目指し、洗剤に含まれる配合剤の改良の検討を試みるものである。洗剤の開発において、主成分である界面活性剤自体の改良と、付加価値を高めるための配合剤の研究は行われているが、洗剤液の界面物性そのものを向上させる配合剤の研究は長らく進展していない。本研究は、配合剤分子の分子構造に着目し、界面活性剤と配合剤が作る「超分子」が洗剤液の気液界面に形成するGibbs膜(吸着膜)の構造、さらにそのGibbs膜と表面張力を主とした界面物性との関連を明らかにして、界面活性剤使用量の低減化と洗浄効率のさらなる向上を目指そうとする試みである。本年度は、代表的な陽イオン界面活性剤のドデシルトリメチルアンモニウムブロミドと、合成した六価のスルホン酸塩との混合溶液について、スルホン酸塩の濃度を変化させて、その表面張力と赤外外部反射スペクトルの測定を行った。その結果、スルホン酸を加えることで溶液の表面張力は急激に低下した。また、赤外外部反射スペクトルにおいて、スルホン酸単独の溶液においては現れなかったスルホン酸由来のピークが、界面活性剤との混合溶液においては観測された。さらに、界面活性剤単独の溶液に比べて、混合溶液においては界面活性剤由来のピーク強度が増加した。これらの結果から、スルホン酸塩は、界面活性剤が水表面に吸着することを促進し、またそれ自身も吸着することで溶液の界面活性を上昇させることが明らかとなった。陽イオン界面活性剤について、種々の比率で配合剤との混合溶液を作製し、表面張力と赤外外部反射スペクトルを測定し、配合剤の分子構造がGibbs膜に与える影響を明らかにすることができた。

本研究では、配合剤分子の分子構造に着目し、界面活性剤と配合剤が作る「超分子」が洗剤液の気液界面に形成するGibbs膜(吸着膜)の構造と、その界面物性との関連を明らかにして、洗剤の性能のさらなる向上を目指そうとする試みである。本年度は、陽イオン界面活性剤のヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミドと、配合剤として分子構造の異なるヒドロキシ安息香酸ナトリウムを用いた混合溶液について、配合剤の濃度を一定とし、界面活性剤の濃度を変化させて、その表面張力と赤外外部反射スペクトルの測定を行った。その結果、界面活性剤単独の溶液と比べて、2-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムを加えることで溶液の表面張力は急激に低下した。それに伴い、臨界ミセル濃度も大きく低下した。一方、3-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムと4-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムを混合した場合は、表面張力は界面活性剤単独の場合と大きくは変わらず、臨界ミセル濃度の低下もわずかであった。また、赤外外部反射スペクトルにおいて、界面活性剤単独の溶液に比べて、2-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムとの混合溶液においては、界面活性剤の濃度が低い段階から界面活性剤由来のピーク強度が増加した。一方、その他のヒドロキシ安息香酸ナトリウムとの混合溶液では、界面活性剤単独の溶液と大きくは変わらなかった。これらの結果から、2-ヒドロキシ安息香酸ナトリウムは界面活性剤の水表面への吸着を促進させること、また、わずかに構造が異なる分子では吸着の促進は起こらないことが明らかとなった。研究機関全体を通じて、界面活性剤と、配合剤としての様々な有機塩との相互作用が明らかとなった。これら知見は洗剤の開発に寄与するものと考える。界面活性剤、配合剤の組み合わせについてさらに条件を変えて、表面張力と赤外外部反射スペクトルの測定を行うことに加えて、紫外・可視反射スペクトルの測定を行い、配合剤分子中の芳香環がGibbs膜中においてどのような構造をとるかを明らかにしていく予定である。界面活性剤と配合剤の組み合わせを変えて、赤外・紫外・可視の反射スペクトルの測定と表面張力の測定を組み合わせて、配合剤がGibbs膜に与える影響をさまざまなレベルで明らかにしていく予定である。研究発表した学会開催地が予定より近く、旅費がかからなかったため。また、最初に予定していた実験の一部を次年度に回したため。(理由)実行予定の実験の一部を翌年に回したため。また、学会発表の開催地が予定より近く旅費がかからなかったため。(計画)界面活性剤を中心とした試薬を購入予定である。紫外可視反射スペクトルを測定する装置の購入を予定している。また、引き続き、界面活性剤を中心とした試薬を購入する予定である。
ベンドール写本の研究

カトマンドゥのネパール国立公文書館に保存されている、いわゆる「ベンドール写本」には、既に原典が失われた重要な仏教文献の断簡類が多く含まれているにもかかわらず、その発見者であるベンドールの死後、学界で忘れ去られ、国立公文書館に死蔵されたままになっていた。本研究は、忘れられたベンドール写本を再調査し、正体の判明したものからテキストを作成して、インド仏教の原典研究に貢献することを目的とした。研究期間中にベンドール写本のほぼすべてをマイクロフィルムで入手し、調査と分類作業を行い、未同定写本断簡の解読研究を行った結果、本研究の代表者は新たに『瑜伽論の摂異門分』『瑜伽論の摂決択分』『中阿含経』『根本有部律』『倶舎論註釈書』といったインド仏教研究における基本文献5種の梵文断簡を発見し、それらから回収されたテキストを研究報告書の中で発表した。本研究の対象となる「ベンドール写本」とは、今から100年前、英国の梵語学者セシル・ベンドールによってネパール王室礼拝堂内のドゥルバル・ライブラリー(現在のネパール国立公文書館)で見出された、十世紀前に遡る一連の梵文古写本類を言う。本研究は、それらベンドール写本の中から、仏教関係写本の全体像を明らかにし、テキストを作成して公表し、インド仏教の原典研究に貢献することを目的とするが、本年度は、研究代表者によってベンドール写本中に発見された未知の『倶舎論』注釈書断簡の解読を中心とする研究を行った。貝葉にギルギット・バ-ミヤン・タイプII文字で書かれたこの断簡は、ネパール系梵文写本の最古層に属し、『倶舎論』注釈書の一部(第1章第10偈dより第11偈<無表の定義>)であることが判明した。研究代表者はこの断簡を『倶舎論』本論およびそれに対する既存の三種の注釈書(梵文ヤショーミトラ疏、チベット語訳安慧疏・満増疏)の関連箇所とともに精読して、梵文テキストを作成した。なお、ベンドール写本についてはすでにヨーロッパの仏教研究者の注目するところでもあるので、かつてベンドール自身が百年前に撮影した写真を保存しているドイツ・ゲッチンゲン大学でそれらを調査し、現在はノルウェー・オスロ大学で研究を続けているフォン・ジムソン教授およびイェンス・ブラ-ヴィグ教授に研究の進捗状況についてのレヴュ-を受けた。本研究の対象となる「ベンドール写本」とは、今から約100年前、英国の梵語学者セシル・ベンドール(Cecil Bendall)によってネパール王室礼拝堂内のドゥルバル・ライブラリー(Durbar Library,現在のネパール国立公文書館)で見出された、紀元十世紀前に遡る一連の梵文古写本類を言う。本研究は、それらベンドール写本の中から、仏教関係写本の全体像を明らかにし、テキストを作成して公表し、インド仏教の原典研究に貢献することを目的とするが、本年度は、研究代表者によってベンドール写本中に発見された『瑜伽師地論(瑜伽論)』の「摂決択分」に対応する梵文写本断簡を取り上げて、他文献の関連箇所とともに精読して、梵文校訂テキストを作成しつつ解読研究を行った。この断簡が力ヴァーする『瑜伽論』「摂決択分」は、『解深密経』「分別瑜伽品」の最終節、および「地波羅蜜品」の冒頭部が引用される箇所であるが、本断簡によって、これまで梵文原典の知られていなかった『解深密経』の原典が、その一部とはいえ回収されたことになる。さらに、貝葉にギルギット・バーミヤン・タイプII文字で書かれたこの梵文写本断簡は、ネパール系梵文写本の最古層に属し、インド文字学の観点からも重要資料となることが判明した。研究期間中にベンドール写本のほぼすべてをマイクロフィルムで入手し、調査と分類作業を行い、未同定写本断簡の解読研究を行った結果、本研究の代表者は新たに『瑜伽論の摂異門分』『瑜伽論の摂決択分』『中阿含経』『根本有部律』

『倶舎論注釈書』といったインド仏教研究における基本文献の断簡を新たに見い出した。これらはいずれも梵文原典の知られていなかったものであるが、例え断簡といえ、それらの原典の一部が回収された意義は大きいものがあると自負する。なお、これらの原典断簡から回収されるテキストについては、すべて本研究の研究成果報告書に掲載されている。
骨格筋および心筋の新電圧側定受容体タンパク(31.5KD)の生理的役割と局在

タンパク修飾試薬^<14>Cーphenylglyoxalを用いた一連の実験から、カエル骨格筋単一線維および心筋の興奮収縮連関機講のkeyタンパクとして、「新電圧側定受容体タンパク」、分子量31.5KDの糖タンパクを溶出した。骨格筋および心筋の興奮収縮連関機構において重要な役割を演じている「新電圧判定受体タンパク」の生理的役割および細胞内局在について研究し以下の実験結果を得た。(1)カエル骨格筋の31.5KDタンパクに対するモノクロ-ナル抗体を作成し、このタンパクの生理的役割を明かにした。カエルtoe muscleから遊離した単一線維の興奮収縮連間機構に対するモノクロ-ナル抗体の影響を検索した。等張条件で抗体を作用された場合は、short tetanus,twitch tension,Kー痙縮張力とも抗体により有意に影響されなかった。185mM NaCl高張条件下で抗体を作用させると、short tetanus,twitch tension,およびKー痙縮張力は、抗体により有意に抑制された。しかし、APおよびRP,Caffeine痙縮は何ら影響されなかった。つまり単一線維の興奮収縮連関機構が高張条件で抗体により特異的に抑制された。等張条件で抗体が有効でない理由として、この抗原タンパクの局在が関係している可能性がある。このタンパクは興奮収縮連関機構の入口に存在する「電圧側定受容体タンパク」であるが、T膜の内面にあり、等張条件では抗体が作用しにくい場所に存在しているものと思われる。(2)この「新電圧測定受容体タンパク」の局在を免疫組織化学電顕的手法により、カエル骨格筋から得られた31.5KDタンパクの抗体を用いて,カエル骨格筋単一線維内局在を検索した。アビジンービオチン法を用いて行った結果は、footに面したT膜上に黒い陽性物として確認された。この部位は、興奮収縮連関機構の入口に相当する。(3)ネコ乳頭筋の場合も同様な生理的役割および細胞内局在が証明された。以上の成績は、PGO結合糖タンパク31.5KDが、骨格筋および心筋の興奮収縮連関機構において、「新電圧測定受容体タンパク」としての役割を演じている可能性を強く示唆している。
メンタルモデルの外在化に基づく問題解決ワークベンチシステム

本研究の目的は、任意の分野に対応する対話的学習環境(ILE)作成のための開発環境を構築することである。我々が目標とするILEにおいては、学習者に、知識ベースに制御されたメタファ表現とその操作のためのメディアを道具とするワークベンチを提供し、その上において、メタファ表現の素材を利用した問題記述を行わせ、表現を操作させながら、問題の理解と解決方略の発見を支援する。学習者には、その解決プランと解決経過を、随時対話的に入力/修正させ、システムは、これに基づいて問題解決過程をモニタし、学習者が行き詰まったとき、しかるべき地点へ連れ戻し、問題記述や解決過程における不足や矛盾の可能性を指摘する。本研究では、サンプル分野として、とくに、メデイア表現が重要な役割を果たす代数の文章題、初等幾何学、電気回路、力学、電磁気学に重点を置いて、上述の様な対話的環境の試作を行なった。とくに、知識ベースにおいて、問題と知識の記号的記述の素材となる認識フレームの階層の上位層に、そのフレームおよび下位フレームの(およびそのフレームが利用する)インスタンスの表現/操作を支援するメソッドとして、構造化された表現型の集まりであるMMO(Media Metaphor Object)クラスのインスタンスを作成/操作させる手順を、システム提供側が提供し、エンドデザイナあるいはインストラクタは、下位フレームを書き足したり、カスタム化する際、表現型とほとんどのメソッドを、上位から継承することで済ませることができるという方法が得られた。さらに、問題の条件を満たすべく図形の描画をガイドし、フォーカシングと摂動によって、図中にサブゴールを発見させたり、知識の図的適用を支援するなどのアルゴリズムも得られた。一般に、問題解決は、(1)問題を記述するのに使う認識の型を発見し、(2)問題記述の中にサブゴール仮説を発見する、(3)ついで、既知の汎化知識のなかに優先度を見いだして適用、あるいは支持事例を発見することによる検証を試み、そのなかで副問題に出会う、という再起的な段階を踏む。然るに、人間の思考は、その環境に深く埋め込まれていて、思考対象の環境ないしそのメタファ表現を知覚運動的に操作することなしには、思考ができない。本年度は、学習者の問題解決を支援するワークベンチCAFEKSの全面的見直しとして、やり直しの自由度を広げ、問題記述の変更による影響を伝搬させる仕組を実現した。一方、上述の視点に立ち、知識ベースによる制御の枠内で、学習者自ら具体化して操作できるようなメタファ表現として問題を記述するための汎用の素材としての原型を抽出し、一部をインプリメントした。さらに、問題記述図表現を、条件を満たすように変形したり、満たされた条件を維持しながら変形することによってサブゴールを発見するのを支援する仕組、知識と問題記述の図表現における対応をつけることで適用を試みることのできる仕組を開発した。ところが、研究の進展につれて、立ち入った支援のための対話を成立させるためには、システム自身が、学習者とともに、メディアメタファ表現を作り、操作し、発見することが出来なけれはならないことが明らかとなってきた。heterogeneous reasoningの考え方を参考にして、そのような可能性を追及した結果、本年度は、システムに図的表現に対応する数式ないしデータ構造による汎化表現と、焦点を当てるべき見方を集めた焦点レパートリーとを持たせ、問題記述表現を、焦点レパートリに基づいた汎化表現のインスタンス化と問題記述表現の摂動によって常に監視し、サブゴールの発見を可能にする仕組を見いだすことが出来た。この仕組みのインプリメンテーションは、次年度以降の課題である。学習者には、知識ベースに制御されたメタファ表現とその操作のためのメディアを道具として提供し、その上で問題記述を行わせてこれを操作させ、システムは、それを解釈しながら、対話によって、学習者による問題の理解と解決方略の発見を支援する対話的学習環境(ILE)としてのワークベンチシステムの柔軟な構築方法を見いだすことが本研究の目的であった。

今年度は、サンプル分野として、とくに、メディア表現が重要な役割を果たす代数の文章題、初等幾何学、電気回路、動力学、電磁気学に重点を置いて、この様なメディア環境の試作を行なった。その結果、次の様な仕組みが得られた。知識ベースにおいて、問題と知識の記号的記述の素材となる認識フレームの階層の上位層に、そのフレームのインスタンスの記述を支援する(一般にはテンプレート化された)メソッドを、構造化された表現型の集まりであるMMO(Media Metaphor Object)クラスのサブクラスのインスタンスを作成させる手順として記述し、表現/シミュレーションに際しては、単純に、インスタンス識別子に(必要ならば、スロット値を更新しつつ)メッセージを送るだけとし、これらのメソッドつきフレームをシステム提供側が提供する。インストラクタは、下位フレームで、上位メソッドと表現型を継承してカスタム化することができる。幾何については、フリーハンド入力図形を識別して、問題の条件を満たすべくガイドする、フォーカシングと摂動によって図中にサブゴールを発見する、幾何と電磁気では、知識の図的適用を支援するなどのアルゴリズムも得られた。電気回路では、回路解析において、分割を利用した多段階の方略の発見を誘導する方法の試作を行なった。また、電磁気への応用を目指して、3次元空間オブジェクトの表示操作環境、とくに3次元マウスならびにカ-ソルの設計等、アフォーダンス理論に基づいた試作が行なわれた。得られた成果により、高度な対話メディアの構築が容易になったので、評価実験による対話設計を行ないたい。
オーソリティマップ上での自車位置推定技術とマップの逐次更新手法の設計

本研究では、国土交通省が整備を進める「道路基盤地図情報」をベースにした2次元平面地図に基づく自己位置推定アルゴリズムを設計し、推定位置に基づく自動運転車両の運動制御を目的とする。解決すべき課題は1.観測値と2次元平面地図を対応付ける手法、2.試験車両を用いた性能評価、3.車両制御性能の向上である。1では慣性航法ユニットやLiDARなどの車載センサから得られる観測値をもとに走行可能領域を特定する。特定した走行可能領域を画像に変換し、2次元平面地図からも道路領域を抽出し、2つの画像から画像レジストレーション技術を応用して、自車両の位置を推定する。2については提案した手法の有効性を実環境で試験するために、自動運転車両を製作する。3は自動運転車両が目標軌道に追従するための動特性を検証し、実用性まで考慮したアルゴリズムを提案する。本年度は、1の後半にある自己位置推定と2の車両を使った性能評価、そして3について取り組んだ。具体的には1昨年度提案した道路領域検出手法を応用した自己位置推定手法の構築、2実験車両を使った提案手法の有効性検証、3位置推定に基づく自動運転車両の制御の3つである。1については画像レジストレーションの技術を用い、観測画像と地図画像から算出される画像上の移動回転パラメータを車両座標系に変換し、拡張カルマンフィルタの観測値とすることで、車両の現在位置を推定する。2については、実験車両で取得したデータを上述の手法に入力し、実時間での動作と推定精度を確認した。提案手法は0.20m以下のRMS誤差で自己位置推定が可能なことを確認でき、一般的な計算機を用いても0.1秒以下で動作することがわかった。この成果を国内学会で発表し、論文にまとめた。3については、前方注視点の数を2点以上にすることで、定常偏差のない定常曲線走行と、追従動特性の自在な設計の両立が可能になった。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は1と2の課題を解決するために、1実験車両および実験環境の構築、2外界センサを用いた道路環境認識手法の提案に取り組んだ。まず1の試験車両には、GNSSや慣性航法ユニット、LiDARなどを搭載した。GNSSとLiDARは研究室保有のものを使用し,慣性航法ユニットは新規に購入した(31万円)。続いて2については、LiDARから取得できる距離情報を使って、走行可能な道路領域を特定する手法を提案した。成果を取りまとめ、国際会議での発表を行った(43万円)。この内容を現在学術誌に投稿中である。本年度は1実験車両および実験環境の構築、2外界センサを用いた道路環境認識手法の提案の2つの課題に取り組んだ。1については、昨年度に引き続いてトヨタ車体製コムスを自動運転可能な車両とするために、(1)走行距離計測方法の変更、(2)外界センサの取り付けを行った。(1)では、以前は車載のインホイールモータの信号から各輪の速度を計測していたが、モータ自体の不調と信号に含まれる雑音の影響で正確な計測が難しかった。そこで本年度はモータを新調し、車輪の回転数を計測することにした。車輪の内側に反射テープを貼り、そのテープにレーザー光を照射し、その反射回数をカウントすることで車輪の回転数を計測、車両の移動量を算出する方法とした。(2)は車両上部に32層LiDARを取り付け、道路形状や周辺環境を観測可能にした。2では車両に搭載したLiDARを使用して、道路領域を検出することに取り組んだ。3次元LiDARの情報群から道路領域とその他の領域を識別する識別器を作成し、2次元地図上の道路形状と実際に識別した道路形状との位置合わせを行うことで、ロバスト性に優れた自己位置推定が実現できると考えた。本年度はその中で、3次元LiDARの情報群から道路領域とその他の領域を識別する識別器を作成し、道路領域を正しく検出する手法を提案した。3次元LiDARが出力する距離データの勾配方向を計算することで、道路領域だけを抽出することが可能だと考えた。距離データから距離勾配ヒストグラムを計算して、サポートベクターマシンという機械学習の技術でその特徴量を道路領域とその他の領域に識別した。この成果は国際会議で発表を行った。現在学術誌Journal of Robotics and Mechatronicsへ論文投稿中である。

解決すべき課題は1.観測値と2次元平面地図を対応付ける手法、2.試験車両を用いた性能評価、3.車両制御性能の向上である。1では慣性航法ユニットやLiDARなどの車載センサから得られる観測値をもとに走行可能領域を特定する。特定した走行可能領域を画像に変換し、2次元平面地図からも道路領域を抽出し、2つの画像から画像レジストレーション技術を応用して、自車両の位置を推定する。2については提案した手法の有効性を実環境で試験するために、自動運転車両を製作する。3は自動運転車両が目標軌道に追従するための動特性を検証し、実用性まで考慮したアルゴリズムを提案する。本年度は、1の後半にある自己位置推定と2の車両を使った性能評価、そして3について取り組んだ。具体的には1昨年度提案した道路領域検出手法を応用した自己位置推定手法の構築、2実験車両を使った提案手法の有効性検証、3位置推定に基づく自動運転車両の制御の3つである。1については画像レジストレーションの技術を用い、観測画像と地図画像から算出される画像上の移動回転パラメータを車両座標系に変換し、拡張カルマンフィルタの観測値とすることで、車両の現在位置を推定する。2については、実験車両で取得したデータを上述の手法に入力し、実時間での動作と推定精度を確認した。提案手法は0.20m以下のRMS誤差で自己位置推定が可能なことを確認でき、一般的な計算機を用いても0.1秒以下で動作することがわかった。この成果を国内学会で発表し、論文にまとめた。3については、前方注視点の数を2点以上にすることで、定常偏差のない定常曲線走行と、追従動特性の自在な設計の両立が可能になった。次年度は、1昨年度提案した道路領域検出手法を応用した自己位置推定手法の構築、2実験車両を使った提案手法の有効性検証、3位置推定に基づく自動運転の行動計画の3つの課題に取り組む。1については、検出した道路領域の点群を画像情報に変換し、参照地図画像との位置合わせを行うことで自己位置を推定する手法を提案する。画像レジストレーションという画像処理の技術と、カルマンフィルタという信号処理の技術を組み合わせることで、従来手法よりも推定精度が高く、情報量の削減と演算速度の高速化を実現することが目標となる。2については、提案した手法を実験車両に実装し、公道で取得したデータを使って手法の性能評価を行う。この成果を国内学会で発表し、論文にまとめる予定である。3については、現在位置から作成される目標軌道への追従性能を検討するために、車載カメラによる前方注視点追跡手法を提案する。そのために、車載カメラで精度よく検出可能な30m付近に注視点を配置した際の車両の目標軌道追従の動特性を解析し、問題点を整理する。従来よりも車両近傍を注視することができ、車両横変位の応答性を向上させることが目標となる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
デンドリマーグラフト化超微粒子と結晶性高分子とのナノ複合体の合成と環境応答機能

本課題では、カーボンブラック(CB)表面へのポリアミドアミンデンドリマーのグラフト反応について検討した。ついで、デンドリマーグラフトカーボンブラック末端のアミノ基と結晶性ポリマー末端官能基との化学結合を介する、分子レベル(ナノオーダー)での複合化を試みた。さらに、この様なナノ複合体のガスセンシング機能をについて検討した。また、ポリエチレンとポリエチレンオキシドとのブロック共重合体をグラフトしたカーボンブラックナノ複合体のセンシング機能についても検討した。研究成果の概要は以下のとおりである。1.CB表面へ導入したアミノ基を開始核としてアクリル酸メチルのMichael付加反応と、それに続くエチレンジアミンによる末端アミノ化を順次繰り返すことにより粒子表面へポリアミドアミンデンドリマーがグラフトできることが分かった。2.縮合剤の存在下では、CB表面のカルボキシル基とデンドリマーの末端アミノ基との縮合反応によりカーボンブラック表面へデンドリマーがグラフトすることが分かった。3.CB表面ヘグラフトしたデンドリマー末端のアミノ基とポリエチレングリコール(PEG)の末端カルボキシル基との2次グラフト反応が縮合剤の存在下で進行し、デンドリマーグラフトCBに新たにPEGが2次グラフトすることが分かった。4.デンドリマー末端にPEGを2次グラフトしたCBから作製したナノ複合体の電気抵抗値は、PEGの良溶媒であるメタノールやエタノール、及びブタノール蒸気中で大幅かつ鋭敏に上昇し、空気中へ戻すと、初期抵抗値に復帰することが分かった。したがって、この様な複合体は、アルコールセンサーとして利用できることが分かった。5.ポリエチレンとポリエチレンオキシドとのブロック共重合体(PE-block-PEO)をグラフトしたCBから作製したナノ複合体の電気抵抗値は、含塩素ハロゲン化合物蒸気やヘキサン中のそれに鋭意敏に応答することも明らかにした。本研究ではカーボンブラック表面へのポリアミドアミンデンドリマーのグラフト反応、及び粒子表面とポリアミドアミンデンドリマーとのグラフト反応について検討した。さらに、粒子表面へグラフトしたデンドリマー末端へのポリエチレングリコールなどの2次グラフト反応についても検討した。本年度の研究成果は以下のとおりである。1.カーボンブラック表面へ導入したアミノ基を開始核とし、アミノ基へのアクリル酸メチルのマイケル付加反応と、エチレンジアミンによる末端アミノ化を繰り返すことにより、粒子表面からポリアミドアミンデントリマーがグラフトでき、この様な手法によれば、非常に多くのアミノ基をカーボンブラック表面へ導入できることを明らかにした。2.カーボンブラック表面の開始核濃度がデンドリマーのグラフト反応に及ぼす影響について検討し、効率良く粒子表面からデンドリマーを生長させる条件の確立を行った。3.溶媒を用いることなく、アミノ基を導入したカーボンブラックにアクリル酸メチルと、エチレンジアミンとを交互にスプレーしながら乾式系で反応させることによっても、カーボンブラック表面ヘポリアミドアミンデントリマーがグラフトできることが分かった。4.カーボンブラック表面のカルボキシル基と別に調整したポリアミドアミンデンドリマーの末端アミノ基との直接縮合反応により、粒子表面へのポリアミドアミンデンドリマーがグラフトできることも明らかにした。この様な手法によれば、分子サイズの異なるデンドリマーを容易に粒子表面へグラフト化できる特徴があることも見出した。5.上記の方法で得られたデンドリマーグラフトカーボンブラックの末端アミノ基を利用すると、粒子表面へのポリエチレングリコールなどの反応性ポリマーの2次グラフト反応が可能であることが分かった。

研究成果の概要は以下のとおりである。1.CB表面へ導入したアミノ基を開始核としてアクリル酸メチルのMichael付加反応と、それに続くエチレンジアミンによる末端アミノ化を順次繰り返すことにより粒子表面へポリアミドアミンデンドリマーがグラフトできることが分かった。2.縮合剤の存在下では、CB表面のカルボキシル基とデンドリマーの末端アミノ基との縮合反応によりカーボンブラック表面へデンドリマーがグラフトすることが分かった。3.CB表面ヘグラフトしたデンドリマー末端のアミノ基とポリエチレングリコール(PEG)の末端カルボキシル基との2次グラフト反応が縮合剤の存在下で進行し、デンドリマーグラフトCBに新たにPEGが2次グラフトすることが分かった。4.デンドリマー末端にPEGを2次グラフトしたCBから作製したナノ複合体の電気抵抗値は、PEGの良溶媒であるメタノールやエタノール、及びブタノール蒸気中で大幅かつ鋭敏に上昇し、空気中へ戻すと、初期抵抗値に復帰することが分かった。したがって、この様な複合体は、アルコールセンサーとして利用できることが分かった。5.ポリエチレンとポリエチレンオキシドとのブロック共重合体(PE-block-PEO)をグラフトしたCBから作製したナノ複合体の電気抵抗値は、含塩素ハロゲン化合物蒸気やヘキサン中のそれに鋭意敏に応答することも明らかにした。
タンパク質の二次構造の予測法の改良に関する研究

膨大な量の遺伝子系列が実験から得られているが,その機能の解明は今後さらに為されていくことが期待されている。遺伝子解析の主な問題は,プロテインの二次構造予測問題である。プロテインを構成する遺伝子系列は,アミノ酸残基を単位としたシークエンスであり,このシークエンスのクラス分類が問題となる。これは統計的パターン認識や分類の問題としてうまく定式化できる。遺伝子とネオダーウイニズムは相性がよい。一方計算論の分野においては,進化論のアイデアから進化論的計算の手法がある。これは,組み合わせ的に爆発してしまう最適化問題を効率よく解く方法であり,多くの分野で応用されている。本研究では,この進化論的計算の手法に,分類問題において強力な手法であるサポートベクトルマシンを組み合わせ,両者の特徴をうまくだすことにより二次構造予測の特徴選択に有効な手法を提案し,それに基づいて二次構造予測を行っている。タンパク質の二次構造予測問題は、マルチクラスのパターン分類問題として定式化でき,本研究では遺伝子と相性の良い進化論的計算法と強力な分類学習機械であるサポートベクトルマシンを組み合わせ,この問題に有効な分類アルゴリズムを提案した。いくつかの事例に対しアルゴリズムの評価を行い,その性能が従来法より優れていることを確認した。この手法は,遺伝子自動解析システムの構築に応用でき,今後その方向に努力して行く予定である。本研究課題では、情報科学的手法を用いることによって生命現象を解析する研究分野であるバイオインフォマティクス(Bioinformatics)のための統計的パターン認識や機械学習等の基盤技術を確立することを目指して、申請者が行ってきた最適なパターン認識器を自動的に構成するための実用的なアルゴリズムの開発に関する研究と外国人特別研究員の持つサポートベクターマシンに関する深い理解と改良のための豊富なアイデアを融合した研究を進める。本年度は、そのための準備として、手法を評価するための計算機実験のための実験環境を整備し、バイオインフォマティクス分野の最新動向を調査した。また、マイクロアレイデータから病気を識別する課題に対して、サポートベクターマシンを用いて汎化性能の高い識別器を構成するための手法について検討した。マイクロアレイデータでは、訓練データ数に比べて特徴の数が非常に多いため、識別に有効な特徴の部分集合を選択して学習に利用することで認識性能を向上させることができる可能性がある。そこで、進化論的計算論的な手法とleave-one-out誤差の上限の推定値を利用して特徴を選択する手法を組み合わせて、学習に利用する特徴の部分集合を選択する手法について検討し、高い認識性能が得られることを確認した。本年度は、マイクロアレイデータから病気を識別する課題に対して、サポートベクターマシンを用いて汎化性能の高い識別器を構成するための効果的な遺伝子(特徴量)を選択する手法を開発した。具体的には、特徴量の評価にサポートベクターマシンの誤差の上限を与える理論を利用し、進化型アルゴリズムを用いて最適な変数の組み合わせを探索するアルゴリズムを開発した。この成果については、国際会議で発表し、論文誌に掲載された。また、多クラスの識別課題についても検討し、多クラスの識別のための変数の選択のために、誤差の上限の微分を利用する手法を提案した。この成果については、来年度に開催される国際会議に投稿し、採録されている。