hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
交通行動に対する課金・報酬の評価フレームの分析と交通料金政策への示唆

ICカードやETCによって可能となる多様な交通料金政策に着目し,様々な課金・報酬付与形式に対する移動主体の評価フレームを明示的に考慮した交通行動モデルを構築した上で,アンケート調査や社会実験データ等を用いて各々の政策効果を分析した.また,交通税制・料金政策の検討においては,課金水準の設定根拠が重要となることから,道路交通混雑のほかに,交通事故に伴う外部不経済の内部化に着目し,その潜在的インパクトを検証した.併せて,政策展開においては,公共受容が重要であることから,幾つかの心理要因を用いた受容意識構造のモデル化を行うとともに,その政策間での差異を明らかにした.本年度は,まず過度な自動車利用の抑制を意図した交通料金政策として,ガソリン税制に着目して分析を行った.具体的には,ガソリン税の使途として,一般財源化および道路特定財源化と共に,欧米諸国のように公共交通サービスの拡充や環境政策に充てる環境・交通税を想定し,各税制下での課税額に応じて自動車利用意思決定の背後に潜む心理的損得感がどのように変化するのかを分析した.松山都市圏在住・在勤の72名を対象にインタビュー調査を実施し,メンタル・アカウンティング理論に基づいて分析を行った結果,心理的損得感の判断基準となる参照価格が最も高いのは受容性が最も高い環境・交通税であり,それゆえ,課税額が大きくなっても他の税制と比べて損失感が低いことが判明した.また,現行の一般財源制では,課税額が一定以上になると損失感が急激に高くなる等の結果を得た.次に,ガソリン税を含む様々な料金政策実施下での交通行動変化について,過年度に名古屋都市圏で実施した小規模社会実験データを用いて分析した.結果,ガソリン税を非常に高くした場合でも,トリップ当りの課金額はそれほど高くないがゆえに行動変化を生じにくいことが判明した.一方,課金水準が5分の1程度になった場合でも,一ヶ月当りの課金額見込み等についての情報を提示することで,ほぼ同等の自動車利用削減効果が得られるとの結果を得た.また,CO2のキャップアンドトレード方式を模した,自動車利用時間のキャップ制を試行したところ,大半の被験者がキャップとして設定した通常時からの25%の削減を達成して報酬を得るなど,高いポテンシャルを有していることを確認した.本年度は,まず昨年度分析を行った様々な料金政策に対する移動主体の受容意識構造の分析を行った.その結果,普段あまり自動車を利用しない人ほど,環境税等の課金政策に対する自由侵害感が高く,分配的公正感も低い,自動車利用に対する課金政策を実施する場合には,その代替手段となる公共交通の優遇政策を併せて行うことで自由侵害感が緩和され,それは実際に公共交通を利用するか否かとは無関係である,等の知見を得た.次に,料金政策を実施した場合の都市圏レベルでの交通需要の変化を把握するために,藤井(1997)によって開発された生活行動シミュレータPCATS(Prism-Constrained Activity Travel Simulator)に改良を加えた.具体的には,ロードプライシング等の課金エリアの検討が行えるよう,ゾーニングを細かくすると共に,自動車利用課金に伴う手段転換を詳細に把握するために,自転車や徒歩等の短距離交通手段の考慮や運転・送迎の区別など,手段分類の細分化を行った.松山都市圏パーソントリップ調査データを用いて同シミュレータを構築し,幾つかの料金政策の実施効果をシミュレートした結果,松山都市圏において各種自動車利用課金を実施しても,トリップ数自体はそれほど変化せず,目的地の変更や自転車への転換が主であること,また,公共交通運賃の割引を併用しても,公共交通への転換はほとんど生じないこと等が明らかとなった.次に,都市間交通に目を向け,一般道と比較して約10倍程度安全な高速道路の利用促進策に着目して分析を行った.ここで,高速道路料金を設定する際の新たな視点として,交通事故に伴う社会的損失の内生化を念頭に置き,まず,事故リスクについての情報提供が経路選択行動に及ぼす影響を分析した結果,事故リスク情報は高速道路料金と比較して3.8倍もの効果を及ぼす可能性があること等を確認した.本研究では,大規模なインフラ投資を必要としない即効性のある交通施策として,交通系ICを活用した交通料金政策に着目し,公共交通運賃の上限制やCO2排出量のキャップアンドトレード制など,現存しない政策を含む様々な交通税制・料金政策の効果を分析した.まず,様々な交通料金政策に対する利用者反応行動の分析においては,課金や割引水準が同一であっても施策による効果が異なる可能性を考慮し,メンタル・アカウンティング理論等を援用して分析を行った.その結果,課金・割引の効果は大きく逓減するため過剰な水準の課金や割引は望ましくないことや,低水準での課金でも一定期間における課金額の合計値を提示することで大きな行動変容効果が見込まれること等が明らかとなった.次に,様々な料金政策に対する受容性にも着目して分析した結果,環境税やロードプライシングのように一方的に課金するだけでなく,その代替手段となる公共交通の割引を併せて行ったり,自動車利用を一定量以下に抑えた人には報酬を与えるようなフレームを有する施策の方が,受容性と行動変容の双方の観点から望ましいこと等が判明した.また,料金政策を実施した場合の都市圏レベルでの交通需要の変化を把握するために,藤井(1997)によって開発された生活行動シミュレータPCATSに改良を加えた上で分析を行った結果,松山都市圏において各種自動車利用課金を実施しても,トリップ数自体はそれほど変化せず,また,公共交通運賃の割引を併用しても,公共交通への転換はほとんど生じないなど,限界があること等が明らかとなった.

そこで,利用料金以外の側面からのアプローチとして,交通事故に伴う社会的損失の内生化を念頭に置き,事故リスクについての情報提供が交通行動に及ぼす影響を分析した結果,事故リスク情報は高速道路料金と比較して3.8倍もの効果を及ぼす可能性があること等を確認した.ICカードやETCによって可能となる多様な交通料金政策に着目し,様々な課金・報酬付与形式に対する移動主体の評価フレームを明示的に考慮した交通行動モデルを構築した上で,アンケート調査や社会実験データ等を用いて各々の政策効果を分析した.また,交通税制・料金政策の検討においては,課金水準の設定根拠が重要となることから,道路交通混雑のほかに,交通事故に伴う外部不経済の内部化に着目し,その潜在的インパクトを検証した.併せて,政策展開においては,公共受容が重要であることから,幾つかの心理要因を用いた受容意識構造のモデル化を行うとともに,その政策間での差異を明らかにした.研究の量的成果については標準的であるものの,研究を通じて得られた知見の新規性および有用性については当初目標を大きく上回るものであると考えている.まず,受容意識構造の分析において得られた,自動車利用課金政策は,その影響度が相対的に小さい人の方が自由侵害感が高い,自動車利用に対して課金政策を実施する際には,実際に公共交通を利用するか否かは別として,その割引を行うなど,転換先となる手段を優遇するような政策を併せて実施するような政策フレームが望ましい,等の知見は,合意形成を行う上で,極めて有意義な知見であると思われる.また,高速道路料金の設定に関する研究については,従来は,道路混雑に応じた料金設定までは検討されていたものの,本研究ではそれに加え,交通事故に伴う社会的損失の内生化を検討している.そのパイロットスタディーから得られた,事故リスク情報の提供が安全な経路の選択に極めて高い効果を及ぼす可能性があるとの知見は,ドライバーの事故防止や事故渋滞の回避という直接的な効果のみならず,高速道路への転換に伴う一般道の混雑緩和や,それに伴う更なる事故削減も期待できるため,社会的インパクトは非常に大きいものと考えられる.交通計画料金政策の実施に伴う都市圏レベルでの交通需要の変化の分析においては,現状では,1日の交通行動を対象とした分析に留まっている.一方,キャップ制や公共交通運賃の上限制など,一定期間を対象とした料金政策では,課金や割引水準が低くてもかなりの行動変容を引き起こす可能性があることがこれまでの分析により明らかとなっているため,今後は,それらの政策の効果も分析できるよう,シミュレータを拡張する必要がある.また,交通事故リスクの分析については,アンケートの自由回答欄において,高速道路のほうが一般道路と比較して事故リスクが高いとの思い込みをしているドライバーが散見された.このような思い込みをしている人にとっては,高速道路は料金がかかる上に危険だと考え一般道路を利用したり,事故リスク情報の信憑性を疑うなどして,結果的に政策を実施しても高速道路の利用促進に繋がらない可能性がある.よって,今後は,どの程度の人がそのような思い込みをしているのか,また,なぜそのような思い込みをするようになったのか等,認知メカニズムを詳細に分析した上で,その解凍策を検討する予定である.
音声における感性情報の表出・認知機能とその獲得

ヒト及び霊長類を対象に声による感性情報の表出と認知機構を研究し以下の結果を得た。1)教師が難聴児・健聴児に対して使用する対話音声における感性情報と言語情報の関連を調べた。教師は難聴児の会話理解を助けるために、会話の時間構造を調節し、構音様式を変えること、その様な状況依存的な調節が会話音声の分節的特徴のみならず感性的特性(好ましさ、分かり易さ、包容度など)にも影響を及ぼすことが示された。音声における感性情報は対話進行の上で重要な役割を果たしていると考えられた。2)2カ月齢の乳児を対象に感性的コミュニケーションを行うのに必要な音声を乳児が発声できるかどうかを調べた。その結果、音声の非言語的要素を通してコミュニケーション行動を行うのに必要な音声を、言語運用能力が発達する以前の2カ月齢乳児でもある程度発声できること、声による感性情報表出の発達には個人差があることが示された。3)2群のチンパンジーの出会い時の音声を含む社会的交渉の規定因を調べた結果、社会的構造、性、年齢、優劣関係、身体間の分離時間などが重要であることがわかった。4)ジェスチャー等の疑似言語情報と音声言語情報のかかわり合いを調べ、ジェスチャーがことばの生成や認識に深くかかわっていることが示唆された。以上の結果は、音声の持っている記号的情報に加えて非記号的・感性的情報が音声コミュニケーションにとって重要な役割を果たすこと、ヒト乳児における感性的情報表出は早期に観測されること、霊長類にもその原型が観測されることを示し、感性的コミュニケーション機能の進化・発達を探る上で貴重な知見が得られた。
幕末明治初期の日本文学と「民衆」思考に関する総合比較研究

1.出版と庶民教化2.寓意言説の展開3.都市風俗誌〔明治版繁昌記モノ〕の系譜4.音曲と思考1.出版と庶民教化2.寓意言説の展開3.都市風俗誌〔明治版繁昌記モノ〕の系譜4.音曲と思考本研究では、文学と「思考」を取り結ぶエリアとして、4つの柱を立て、文献調査と具体的な考証を加えながら、その成果として幕末明治初期の文学史に新たな展開を見出すことを目的に掲げている。4つの柱とは、1.出版と庶民教化.2.寓意言説の展開3.都市風俗誌〔明治版繁昌記モノ〕の系譜4.音曲と思考、である。今年度は、それぞれの課題について調査・研究を行いながら、一方では多角的で大規模なワークショップを実施した。出版と庶民教化および音曲と思考を中心に、国内で文献調査を行い、データの整理と処理・分析に着手した。その成果の一部を、『電子版黒木文庫』(東京大学情報基盤センター公開協力)に盛り込むことができた。年度末には、「出張」型の合同公開ワークショップを計画し、海外の研究機関において、海外の協力研究者たちといっしょに「思考する民衆」(英語題名「Plain Thinking Folks」)をテーマに実質的な発表・討議の場を設け、成功裏に実施した。このワークショップは、アメリカ・ハーバード大学ライシャワー研究所と東京大学UTCPが共催という形で立ち上げ、同研究所において、東大からはキャンベル、ハーバード大からはアダム・カーン准教授が企画・実施を担当し、日本とアメリカの研究者合わせて14人で2日間発表・討議をした(2007.3.20-21)。ワークショップの構成は、「様式の共同体」「ことばの政治学」「道徳と創造性」「自学する読者」「教化と通俗文化」に分れ、その成果について今後公刊すべく実質的な検討に入っている。本研究においては、従来のジャンルに拘泥せず、できるだけ当時の文学・思考状況に即して「教化」および「啓蒙」と文学が交通する領域-通俗歴史書、地誌、小説、挿絵、紀行文、新聞投書、音曲(音楽)、身体論、学芸論など-を分析することによって、近世から近代への移行期を浮き彫りにしようとするものである。今年度は複数の問題軸を調査しながら掘り下げ、また同時に国際的な学術交流を契機に大きな枠組みを具体的に探ろうという、その第一歩に踏みだしたことが大きな成果だったと言える。1.出版と庶民教化明治期において,新聞紙が庶民の読書文化とどう関わり合ったかを検証するために,『絵入自由新聞』といういわゆる小新聞を対象に漢語(一般名詞,固有名詞,活用語等)で和語(俗語)による振り仮名が施された語彙を抽出し,整理を行った。明治16年から同21年までの発行分からサンプルを取り,多くのデータを採取した。また前年度に引き続き,民間教訓書から儒家の言論,維新期以降は初期新聞の雑報,論説,投書,広告欄,太政官の出版にかかわる通達と公文書などから,出版と出版流通(新聞雑誌をふくむ)をめぐる言説を収集解析した。2.寓意言説の展開前年度に引き続き,「寓意」的叙述による教訓と物語を単行本にかぎらず,儒者の詩文集,各地の小新聞に掲載された投書など,さまざまな発信媒体から調査収集し,資料化することに努めた。近世期小説にみる従来の「寓意」言説との相違を測りつつ,近代特有の世相と生活意識に対する当時の思考言論を解明する材料として重要であり,ここに力点を置き続けることの必要性を痛感した。3.都市風俗誌〔明治版繁昌記モノ〕の系譜天保年度に刊行された『江戸繁昌記』(寺門静軒著,5編5冊)を始めとする「繁昌記モノ」の調査収集を続行させながら,それらが当時の読書文化においてどのように受容されていたかを検討した。文久元年『横浜繁昌記』(柳河春三著,1冊)に始まり,明治10年代までに30種類以上の『繁昌記』が漢文または日本語で書かれ,刊行されたが,写本で伝わる類似作とあわせて豊穣な文献群であることは,基礎的な書誌調査を重ねるなかで徐々に見えてきた。4.文人会合の「図像化」18世紀後半の京都に端を発する書画会という,日本独特の芸術制作と鑑賞の場について,近年各方面から報告がなされているが,今年度本研究においては,書画会が絵画および版画,挿絵に描かれるようになった歴史的背景を調査し,庶民が集うパブリックな文化事業を図像の制作と受容に絞って検証した。1.出版と庶民教化近世期蚊から近代にかけて、日本のいわば出版インフラが社会全般に重大な役割を果たしたことは言うまでもないことだが、本研究では、幕末から明治初期において、出版行為が庶民教化にどう関わるかを、具体的に検証した。いおゆる民間教訓書から儒家の言論、維新期以降は初期新聞の雑報・論説・投書・広告欄、太政官の出版にかかわる通達と公文書などから、出版と出版流通(新聞雑誌をふくむ)をめぐる言説を収集解析した。2.寓意言説の展開慶応年間(18651868)に幕府が抱える洋学者の間に英語版『イソップ物語」が輪読され、その日本語訳も、彼らが発行し流布させた『中外新聞』(整版、慶応4年2月6月発行)にさた。

またその一員であった渡部温が、独自の和訳『通伊蘇普物語俗』を明治6年に東京で発刊したが、これらのことが契機となって、以後10年間ほど日本各地の新聞雑誌または単行本として、『イソッ』を模倣したいわば日本版「イソップ」寓話が大流行する。早い例として福沢諭吉の女性向け教訓書『かたわ娘』(明治5年刊)を指摘することができるが、教訓を企てた単行本にかぎらず、儒者の文集から、各地の小新聞に掲載された投書にいたるまで、当時の文学風土をすっぽり覆うほどの現象にまで発展した。近世期小説にみる従来の「寓意」言説との相違を測りつつ、近代期の世相と生活意識に対する当時の思考言論を収集し、解析した。3.都市風俗誌〔明治版繁正志記モノ〕の系譜天保年度に刊行された『江戸繁畠記て寺『軒著、5編5冊)は、明治時代を通して後印のかたちで読み継がれていたが、一方幕末期以来、これをモデルとして『何炉繁昌記』という各地の風俗世相を記した地誌小説が産み出されていた。文久元年『横浜繁昌記』(柳河春三著、1冊)に始まり、明治10年代までに30種類以上の『繁昌記』が漢文または日本語で書かれ、刊行された。各地に残る類似の写本とあわせて豊穣な文献群だが、基礎的な書誌調査をふくめ、舌付かずの領域となっている。繁昌」概念およびその描出には、概して風刺がこめられており、その読解を通じて幕府の瓦解から自由民台頭までの当世批判を俯瞰し、表現と思考の意味づけを考察することは可能である。幕末から明治初期の「繁昌記モノ」を1反集し、解析した。
ハンチントン病RNAi治療を目指したSNP識別アレル特異的RNAi技術の開発

ハンチントン病の病因遺伝子に存在するSNP(一塩基多型)を目印として、RNA干渉と呼ばれる技術を用いたハンチントン病原因対立遺伝子の特異的発現抑制技術を確立した。また目印となるSNPを約6時間で特定できる迅速SNP診断技術も開発した。これらのSNPを指標とした遺伝子治療・診断技術はハンチントン病や種々の優性遺伝性疾患に対する個人化医療の実現に大きく貢献できるのもだと考えられる。本研究は「一塩基多型(SNP)を指標とするアレル特異的RNAi技術を用いたハンチントン病原因遺伝子である内在性変異型ハンチンチン遺伝子の選択的かつ効果的発現抑制法の確立と、初代培養線条体神経細胞を用いた内在性正常型ハンチンチン遺伝子の発現抑制に伴うリスク評価」を目的としている。本年度は目的達成のため、治療技術としての変異型ハンチンチン遺伝子に対するSNP識別アレル特異的RNAi技術の確立、それに必須な変異型ハンチンチン遺伝子おけるSRPタイピングを迅速かつ正確に行うことを可能にする診断技術としてのリピート病原因対立遺伝子優先的回収法の開発に取り組んだ。具体的には、ハンチンチン遺伝子転写配列内に存在するヘテロ接合度の高いSNPを指標として、変異型遺伝子のアレル特異的RNAi誘導が可能なsiRNAの選定を行い、効果的なsiRNAを見出した。さらに、ハンチントン病患者由来株化細胞を用いた検証によって、選定したsiRNAが内在性変異型ハンチンチン遺伝子に対し特異的かつ効果的に発現抑制可能であることを明らかにした。また、変異型ハンチンチン遺伝子の異常伸長したCAG繰返し配列を標的とした、相補的繰返し配列を含有するビオチン化RNAプローブを用いて変異型遺伝子の優先的回収が可能であるプルダウン法を開発した。これにより、今まで困難な技術とされてきた変異型対立遺伝子のハプロタイプ診断を迅速且つ正確に行うことが可能となった。これらの成果は、ハンチントン病テーラーメイドRNAi治療実現に必要な「診断」および「治療」技術において大きく貢献し得るものであり、「診断」技術として開発したプルダウン法はハンチントン病に代表されるリピート病原因対立遺伝子のハプロタイプ解析や変異型遺伝子の特徴づけに有効な技術として特許出願を行った。本研究はハンチントン病RNAi治療の実現を目指した「一塩基多型(SNP)を指標とするSNP識別アレル特異的RNAi技術を用いた変異型ハンチンチン対立遺伝子の選択的かつ効果的発現抑制法の確立」を目的としている。昨年度、研究代表者らは既に、治療技術基盤としての変異型ハンチンチン対立遺伝子に対するSNP識別アレル特異的RNAi誘導技術を確立しただけでなく、それに必須な変異型ハンチンチン対立遺伝子に対する新規SNP診断技術として長鎖繰り返し配列含有遺伝子の優先的回収法の開発に成功し、特許出願を行っている。最終年度となる本年度は、上記研究成果を論文としてまとめ、投稿した(Takahashi M, et al., PNAS 2010)。さらに本年度は、研究代表者らが確立したアレル特異的RNAi誘導技術の汎用性や有効性を示すため、幾つかの優性遺伝性疾患(原因対立遺伝子)に該技術の応用を試みた。その結果、僅か一塩基の配列的差異を識別して特異的に発現抑制可能なRNAi誘導分子の配列的一般特性を分子生物学的実験によって明らかにし、この技術・知見を特許として出願した(特願2010-222847)。さらに、その技術を基盤として設計・選定したRNAi誘導分子が種々の優性遺伝性疾患に対して顕著な治療効果を示すことを生化学的または生理学的実験によって明らかにし、この研究成果についても特許出願を行った(特願2010-222847)。研究代表者らが確立・発展させた上記技術は、次世代の治療技術として期待されているテーラーメイドRANi治療の実現に大きく貢献し得るものだと考えられる。
神経細胞の非対称性運動の機能解析

本研究では、成長円錐の右ねじ回転運動・神経突起の右旋回運動という左右非対称な運動特性に関して、1)神経細胞の成長円錐が本当に右ねじ回転運動をするかどうか?、もしこの仮説が正しければ、2)どのように回転するのか?、3)どのようなメカニズムによって回転するのか?、さらに、4)成長円錐が回転運動し、神経突起が旋回運動することはどういった生物学的意味を持つのか、の4つを具体的な研究項目としている。昨年度までの研究により、成長円錐のフィロポディアが右ねじ方向に回転運動し、右ねじ方向に動くのは成長円錐全体ではなく、個々のフィロポディアであることが明らかとなった。また、細胞骨格として微小管ではなくアクチンフィラメントがこの運動に関与することが明らかとなったが、実際に運動を引き起こすメカニズムは不明である。一般に、アクチン分子はミオシン分子との相互作用により力を発生することが知られていることから、この相互作用が回転運動を生じされている可能性が考えられる。そこで、本年度は、成長円錐内に存在するミオシン分子の機能を阻害することで、ミオシン分子の関与を探った。ミオシン分子ファミリーのうち、神経系で発現することが知られているミオシンVに着目した。アクチンフィラメントとの結合部位を含むヘッドドメインのみを発現するドミナントネガティブ体のcDNAを神経細胞に遺伝子導入したところ、成長円錐の回転運動が阻害されることが観察された。このことより、アクトミオシン系が回転運動に関与することが示唆される。本研究では、成長円錐の右ねじ回転運動・神経突起の右旋回運動という左右非対称な運動特性に関して、1、神経細胞の成長円錐が本当に右ねじ回転運動をするかどうか?、もしこの仮説が正しければ、2、どのように回転するのか?、3、どのようなメヵニズムによって回転するのか?、さらに、4、成長円錐が回転運動し、神経突起が旋回運動することはどういった生物学的意味を持つのか、の4つを具体的な研究項目とする。本年度は、まず成長円錐の培養下での運動をリアルタィム解析し、右ねじ方向に回転運動するのかどうか検証し、仮説が正しければ、回転運動の特性を詳細に理解し、次のステップのための基礎的データを得ることを目的として研究を行った。これまでに運動解析に着手し、CCDカメラを用いてタイムラプス位相差画像を撮影している。上に向かって伸長する成長円錐を撮影すると成長円錐が左向きに動く様子が観察できていたが、位相差では得られた画像の解像度は低く信頼性に欠けるものであった。そこで、本年度は、位相差の代わりに微分干渉観察法を用いてタイムラプス画像を撮影した。その結果、位相差では得られなかった高解像度の画像を得ることができ、成長円錐のフィロポディア一本一本がはっきりと識別できるようになった。そして、成長円錐のフィロポディアが右ねじ方向に回転運動している様子がはっきりと観察できた。さらに新規購入の遺伝子導入装置を用いて、神経細胞を蛍光標識する方法を確立しつつあり、今後詳細な成長円錐の運動を解析することが可能になると考えられる。本研究では、成長円錐の右ねじ回転運動・神経突起の右旋回運動という左右非対称な運動特性に関して、1.細胞の成長円錐が本当に右ねじ回転運動をするかどうか?、もしこの仮説が正しければ、2.どのように回転するのか?、3.どのようなメカニズムによって回転するのか?、さらに、4.成長円錐が回転運動し、神経突起が旋回運動することはどういった生物学的意味を持つのか、の4つを具体的な研究項目とする。まず成長円錐の培養下での運動をリアルタイム解析し、右ねじ方向に回転運動するのかどうか検証し、仮説が正しければ、回転運動の特性を詳細に理解し、次のステップのための基礎的データを得ることを目的として研究を行った。微分干渉観察法を用いてタイムラプス画像を撮影した。また、詳細な解析の結果、右ねじ方向に動くのは成長円錐全体ではなく、個々のフィロポディアであることが明らかとなった。さらに、右回転にdegreeのような細胞骨格が関与するのかという点について調べるために、アクチン重合阻害剤であるcytochalasin Dを培養中に添加したところ、右旋回運動が消失することがわかり、アクチン分子がこの運動に関与することが示唆された。

そこで、本年度は、成長円錐内に存在するミオシン分子の機能を阻害することで、ミオシン分子の関与を探った。ミオシン分子ファミリーのうち、神経系で発現することが知られているミオシンVに着目した。アクチンフィラメントとの結合部位を含むヘッドドメインのみを発現するドミナントネガティブ体のcDNAを神経細胞に遺伝子導入したところ、成長円錐の回転運動が阻害されることが観察された。このことより、アクトミオシン系が回転運動に関与することが示唆される。
末梢神経障害後にヒスタミン感受性を示す一次知覚ニュ-ロンと疼痛の関係について

既にこれまで、15-20%の後根神経節細胞がヒスタミンH1受容体mRNAを発現していること、これらの細胞は無髄線維を有する小型細胞であること、神経ペプチドであるサブスタンスPやカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)を含有しないこと、末梢神経障害後、新たにH1受容体mRNAが発現すること等を報告してきた。そこで、H1受容体mRNAを発現するニューロンのカプサイシン感受性についてIn Situハイブリダイゼーション(ISH)法等を用いて検討したところ、これまで報告がなかったカプサイシン感受性及び非感受性のニューロペプチドY(NPY:神経ペプチドの一種)陽性後根神経節細胞が新たに見い出された。これらの陽性構造は、実験に用いた抗NPY抗体と合成NPYを混合して後根神経節の凍結切片をインキベートすることで消失した。また、抗NPY抗体はNPYファミリーを形成するpancreatic poplypeptideやpeptide YYを認識しないことも分かった。後根神経節の約40%の細胞がNPYに陽性を示し、全てこれらは小型の細胞(<30μm)で、IB4(イソレクチンの一種)に陽性であった。これらのことから、NPY陽性細胞もまた無髄線維を有するものと思われる。これらのNPY陽性細胞のうちカプサイシンに感受性を示すものは約1/3で、CGRPを含有することが示唆された。一方、カプサイシンに感受性を示さないものは、H1受容体mRNAを発現することが分かった。つまり、H1受容体mRNAは、カプサイシン非感受性の無髄線維で、NPYを含有する後根神経節細胞に発現することが分かった。末梢神経障害後にH1受容体mRNAを新たに発現する細胞は、カプサイシン感受性のNPY陽性細胞であることが示唆された。モルモットの三叉神経節や腰髄レベルの後根神経節において、約15-20%の神経節細胞がヒスタミン(Hl)受容体mRNAを発現しいるが、迷走神経下神経節において、そのmRNAの発現は認められなかった。モルモットの後根神経節においてイソレクチンB4(IB4)で標識されるニューロンは、全て無髄線維であり、Hl受容体mRNAを発現する細胞もまたIB4陽性であることから、これらの求心性線維は無髄であることが強く示唆された。しかしながら、これらのニューロンは痛覚の伝達に何らかの役割を果たすと考えられているサブスタンスP(SP)やカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)を含有していなかった。これらの結果は、Hl受容体mRNAを発現する一次知覚ニューロンは無髄求心性線維ではあるが侵害受容性でない可能性があることを意味する。このことについて、神経毒の一つで侵害受容性の求心性線維を変性させる効果のあるカプサイシンを用いて検討した。モルモットの新生仔期にカプサイシンを投与しておくと、CGRP陽性細胞はほとんど認められなくなったが、Hl受容体の遺伝子発現やその陽性細胞の割合はカプサイシンの影響を受けなかった。つまり、Hl受容体mRNAを発現する一次知覚ニューロンはカプサイシン感受性ではないことが示唆された。また、坐骨神経を傷害させておくと、正常において発現していたHl受容体mRNAのシグナルは弱くなり、新たに別のグループの神経節細胞(約50-60%)がHl受容体mRNAを発現するようになった。この新たにHl受容体mRNAを発現するようになった細胞には多くのSP/CGRP陽性細胞が含まれていた。これらの結果は末梢神経障害によってHl受容体mRNAを発現する細胞の少なくとも一部は侵害受容性ニューロンであることを示唆する。
予防医療・予防介護を目的とした家族見守り型保健医療福祉支援情報システムの設計

本研究は,「住民情報と情報技術を利用した家族見守り型保健医療福祉支援システム」を検証するために,3つの事例研究を実施して,本システムの有効性・効果・メリット・問題点・課題を分析し,予防医療・予防介護を目的とした新しい家族見守り型保健医療福祉支援情報システムの設計方法を提案するものである。本年度は,前年度の研究成果をもとに,認知症の現状,認知症予防の状況等を再認識するとともに,「見守り」における住民情報・情報技術の活用方法を検討し,家族見守り型の認知症予防の課題・問題点等を整理した。そして,早期発見・早期治療につながる家族見守り型「予防認知症」支援情報システムのあり方,設計方針,設計内容等について検討した。また,家族見守りのあるべき姿,家族間における保健医療福祉関連情報の活用方法,および,家族見守り型保健医療福祉支援情報システムの設計方法について検討を行った。そして,これらの調査検討結果から,「見守りのためのIT機器は多く存在してきており,これらの適切な活用により効率的かつ効果的に家族間見守りができる可能性がある」「家族間に定期的にコミュニケーションを促すしくみを導入することにより認知症等の早期発見につながる」「認知症における様々な予防法は提案されているものの,その効果に関しては明確になっていない」等の点を示すとともに,認知症予防を支援するシステムの設計方針として「早期発見・早期治療につながる」「家族間でお互いに見守ることのできる」「専門知および集合知の活用」「IT機器の導入による見守りの簡素化」「認知症に関するヘルスリテラシーの向上」「認知症の定期チェック」「家族間で気づき情報の共有」の要件を備えることを提案している。なお,これらの内容は学会において研究発表している。当初の計画通り研究を進めていたものの,認知症予防における課題や問題点は多種多様にわたる上に,多くの認知症予防法の効果が明確になっていないことから,住民情報や情報技術(機器)を活用した家族見守り型予防認知症支援情報システムの設計内容の提案まで至っていない。引き続き,次年度においても本年度に設定した研究テーマ(住民情報および情報技術を活用した家族見守り型「予防認知症」支援情報システムの設計とその有効性・メリット・問題点・課題等の整理)についても継続的に進めていく予定である。なお,住民情報や情報技術を活用した家族見守り型予防認知症支援情報システムについて検討・分析・考察した内容の一部を,学会において研究発表を行った。介護の現状,介護予防の状況,介護予防の効果とその取り組み,介護予防支援システムの現状等,介護および予防介護の現状を明確にし,住民情報及び情報技術を活用した家族見守り型予防介護支援情報システムの設計を目指していく。そのために保健医療福祉従事者に対して,介護および介護予防に関する調査を実施していく。また,予防認知症支援情報システム設計に向けても文献調査および関係者における意見交換を積極的に行っていく。情報ネットワーク技術の進展,高速通信ネットワークの構築,スマートデバイスの普及等により,住民はだれでもいつでもどこでも様々な情報を収集・加工・蓄積・提供することが可能となってきている。また,センサー技術の発展,Webカメラの低価格化と普及,ウェアラブル端末の普及等により,家族等の関係者の身体状況や健康状態等がより簡単・より詳細に把握できるようになってきており,家族間でお互い状況を見守ることが比較的容易になってくると考えられる。とくに,予防医療・介護予防に対しては,適切な情報端末や技術,適切な情報提供・活用,適切な家族の見守りにより,より効果を発揮すると考えられる。そこで,本研究では予防医療・介護予防に向けた設計事例を通じて,住民情報(集合知),情報技術(IoT,AI等),および,家族見守りのあるべき姿をもとに,住民の予防医療・介護予防のために有効な情報サービスを提供する家族見守り型保健医療福祉支援情報システムを設計する。そして,その評価結果等をもとに,家族見守り型保健医療福祉支援情報システムのメリット・課題を整理し,予防医療・介護予防のための家族見守り型保健医療福祉支援情報システムの設計方法を提案することを目的とする。本研究初年度の当該年度では,保健医療福祉(介護)を取り巻く環境,認知症・予防医療・介護予防等の現状,それらを支援する(情報)システムの現状,住民情報(集合知)・専門知の活用方法,情報化の進展や情報技術(IoT,AI等)の現状,住民・患者の見守り方法等の本研究に関する全般的な情報収集を行った。また,予防医療・予防認知症・介護予防に向けた家族の健康状況の見守り方・情報サービスの提供方法について検討を行った。さらに,家族見守り型予防医療支援情報システムの設計を行い,その有効性と課題について整理した。当初の予定通り,本研究に関する全般的な情報収集や分析,家族の健康の見守り方と情報サービスの提供方法について検討,家族見守り型予防医療支援情報システムの設計と有効性・課題の整理を行っている。これらの内容の一部を学会において研究発表をした。また,精神面での予防医療のためのストレス・マネジメントシステムを提案するための情報収集と構造設計をするとともに,介護予防のための筋肉トレーニングを含めた運動管理支援システムの設計に向けて調査も進めている。

本年度は,前年度の研究成果をもとに,認知症の現状,認知症予防の状況等を再認識するとともに,「見守り」における住民情報・情報技術の活用方法を検討し,家族見守り型の認知症予防の課題・問題点等を整理した。そして,早期発見・早期治療につながる家族見守り型「予防認知症」支援情報システムのあり方,設計方針,設計内容等について検討した。また,家族見守りのあるべき姿,家族間における保健医療福祉関連情報の活用方法,および,家族見守り型保健医療福祉支援情報システムの設計方法について検討を行った。そして,これらの調査検討結果から,「見守りのためのIT機器は多く存在してきており,これらの適切な活用により効率的かつ効果的に家族間見守りができる可能性がある」「家族間に定期的にコミュニケーションを促すしくみを導入することにより認知症等の早期発見につながる」「認知症における様々な予防法は提案されているものの,その効果に関しては明確になっていない」等の点を示すとともに,認知症予防を支援するシステムの設計方針として「早期発見・早期治療につながる」「家族間でお互いに見守ることのできる」「専門知および集合知の活用」「IT機器の導入による見守りの簡素化」「認知症に関するヘルスリテラシーの向上」「認知症の定期チェック」「家族間で気づき情報の共有」の要件を備えることを提案している。なお,これらの内容は学会において研究発表している。当初の計画通り研究を進めていたものの,認知症予防における課題や問題点は多種多様にわたる上に,多くの認知症予防法の効果が明確になっていないことから,住民情報や情報技術(機器)を活用した家族見守り型予防認知症支援情報システムの設計内容の提案まで至っていない。引き続き,次年度においても本年度に設定した研究テーマ(住民情報および情報技術を活用した家族見守り型「予防認知症」支援情報システムの設計とその有効性・メリット・問題点・課題等の整理)についても継続的に進めていく予定である。なお,住民情報や情報技術を活用した家族見守り型予防認知症支援情報システムについて検討・分析・考察した内容の一部を,学会において研究発表を行った。当初の計画通り,認知症および予防認知症に関する専門家らへのヒアリング調査,認知症に関する意識調査,情報化の進展・集合知・認知症に関する書籍・論文等の文献調査を行い,家族見守り型情報システムの設計アプローチに基づいて,家族見守り型「予防認知症」支援情報システムを設計する計画である。そして,設計したシステムの評価結果から,システムのメリット・課題・優位性・問題点をまとめていく予定である。介護の現状,介護予防の状況,介護予防の効果とその取り組み,介護予防支援システムの現状等,介護および予防介護の現状を明確にし,住民情報及び情報技術を活用した家族見守り型予防介護支援情報システムの設計を目指していく。そのために保健医療福祉従事者に対して,介護および介護予防に関する調査を実施していく。また,予防認知症支援情報システム設計に向けても文献調査および関係者における意見交換を積極的に行っていく。(理由)学内業務が多忙につき,学会参加による意見交換・情報収集およびヒアリング調査が実施できなかった。(使用計画)
トーリック多様体と代数的サイクル

トーリック多様体の交叉ホモロジー群が、対応する扇に含まれる錘体の生成する線形空間を集まりを使って得られた外積代数上の次数付き加群の複体によって表現されることを示した。これは有限集合である扇を空間と考えて、その上で層の理論を展開しているともいえる。これにより、トーリック多様体の交叉ホモロジー群が複素ケーラー多様体のコホモロジー群のホッジ構造と類似の分解をもつことが判った。トーリック多様体の交叉ホモロジー群の分解についての重要な結果として、対角線定理I,IIが得られた。対角線定理Iは非特異コンパクト・トーリック多様体のホッヂ数が対角線部分しか出ないことを、特異点を持つ場合に拡張した結果である。対角線定理IIは1つの錐体に対する局所的な結果で、スタンレーは単体的凸多面体の面に関する上限予想を代数幾何学の重要な定理である強レフシェッツ定理をトーリック多様体に適用することにより証明したが、対角線定理IIはこの証明における強レフシェッツ定理を不要にしている。研究費で購入したパソコンを用いて行なった組み合わせの計算が、これらの定理を得るのに役立った。
mRNA分解酵素複合体CCR4-NOTの作用機構、及び、生理学的機能の解明

昨今のmiRNA研究に象徴されるように、遺伝子発現制御機構におけるmRNA分解経路の重要性は広く生命科学の学問領域に受け入れられている。しかし、mRNA分解経路の律速段階且つ最上流のイベントであるポリ(A)尾部の短縮、即ち脱アデニル化の詳細なメカニズムや生理学的意義は未だ明らかにされていない。本研究は脱アデニル化を担うCCR4-NOT複合体の作用機構とその生理学的意義の解明を大きな目的としている。CCR4-NOT複合体は少なくとも9個のサブユニットから構成されており、これまでいくつかのサブユニットの機能が明らかにされているが、当該研究者が注目しているCNOT9についての知見は乏しいと言わざるを得ない。当該研究者はCCR4-NOT複合体サブユニットCNOT9の機能を検討する目的で、当該複合体サブユニットCnot9遺伝子欠損マウスを作製、解析している。前年度までに当該研究者は、Cnot9遺伝子ホモ欠損マウスが胎生12.5日で胚性致死を示すことを明らかにし、その原因が胎児内血管網形成であることまで絞り込んだ。本年度は当該遺伝子欠損胚が示す血管網形成不全に対する詳細な検討を行った。OP9細胞共培養系を利用した実験を挙げる。本実験系を用いて当該遺伝子欠損胚卵黄嚢細胞を血管内皮細胞に分化させた結果、野生型に比べてコロニー形成数が少なく、1コロニーの直径も小さいことが分かった。さらに当該研究者は、CCR4-NOT複合体に直接制御されうる遺伝子を探索する目的でマイクロアレイ解析を行った。その結果、いくつかの候補遺伝子を絞り込むことが出来た。さらに、試験管内再構成系においてCNOT9タンパク質はCCR4-NOT複合体サブユニットで脱アデニル化触媒活性を持つCNOT7の活性に対して負に働くことを見出した。以上、本研究によりCCR4-NOT複合体の血管内皮細胞分化過程の関与が明らかとなった。真核生物のmRNA分解反応の第1段階であるポリ(A)尾部の短縮を担うCCR4-NOT複合体は巨大なタンパク質複合体で、少なくとも10個のサブユニットから構成されていると考えられている。これまで主に酵母を用いた研究がなされているが、複合体形成機構やポリ(A)短縮活性の制御機構については未解明なままである。当該研究者は培養細胞を用いた解析によりこれらの問題に迫ろうとしている。前年度までにCCR4-NOT複合体サブユニットのうちCNOT1とCNOT2が複合体の形成に重要であることを示したが、今年度はさらに複合体形成とポリ(A)短縮活性との関係性について検討した。その結果、複合体形成に重要なこれら2分子をRNAiにより発現抑制すると、CCR4-NOT複合体のポリ(A)短縮活性が低下し、さらに細胞にアポトーシスを誘導することを見出した。このことから、CCR4-NOT複合体のポリ(A)短縮活性が細胞の生存に重要であることが示されると同時に、mRNA分解不全に因るアポトーシスという新規細胞死制御機構の存在を示唆することが出来た。また当該研究者は培養細胞を用いた解析と並行して、CCR4-NOT複合体サブユニットの遺伝子欠損マウスを作製し、その生理学的機能を明らかにしようとしている。前年度から複合体中の2つのサブユニットの遺伝子欠損マウスの作製を開始した。本年度はGermlineキメラマウスの作製を終了し、それぞれについて遺伝子ヘテロ欠損マウスを得た。当研究室ですでに作製しているほかのCCR4-NOT複合体サブユニットの遺伝子欠損マウスとの交配による多重遺伝子欠損マウスの作製も並行して行っており、これにより哺乳類でのCCR4-NOT複合体の生理学的重要性を明らかに出来ると期待できる。真核生物のmRNA分解反応の第一段階であるポリ(A)尾部の短縮を担うCCR4-NOT複合体は巨大なタンパク質複合体で、少なくとも10個のコアサブユニットから構成されていると考えられている。これまで主に酵母を用いた研究がなされ、一部のサブユニットが持つ生化学的な機能が示唆されているが、高次生命現象におけるmRNA分解の意義については未解明なままである。当該研究者は、CCR4-NOT複合体サブユニットの遺伝子欠損マウスの作製・解析を通じて複合体の生理学的機能に迫ろうとしている。当該研究者は前年度までに2種類のCCR4-NOT複合体サブユニット遺伝子欠損マウスの作製に取り掛かり、本年度はこれらのマウスの解析に注力した。ポリ(A)尾部の短縮活性を持つサブユニットCnot8遺伝子欠損マウスはコンディショナルノックアウトマウスとして作製した為、本年度は全身の細胞でCreリコンビナーゼを発現するCAG-Creマウスとの交配により、Cnot8 KOマウスの作製に着手した。その過程で、Cnot8 KOマウスは胚性致死の表現型を示すことを見出した。現在は詳細な表現型解析による死因の確定を行っている。一方、機能未知のサブユニットCnot9遺伝子欠損マウスは前年度までに胚性致死の表現型を示すことを見いだしており、今年度は詳細な表現型解析を行うことでCnot9の胎生期における生理学的な機能に迫ることを目標とした。まず、Cnot9 KOマウスは胎生期のどのステージで致死となるのかを確定する目的で妊娠8.5日目から妊娠15.5日目までの胎児を摘出し、遺伝子型を検定した。その結果、当該遺伝子欠損マウスは妊娠11.5日目で致死となることが分かり、現在詳細な解析を継続している。

しかし、mRNA分解経路の律速段階且つ最上流のイベントであるポリ(A)尾部の短縮、即ち脱アデニル化の詳細なメカニズムや生理学的意義は未だ明らかにされていない。本研究は脱アデニル化を担うCCR4-NOT複合体の作用機構とその生理学的意義の解明を大きな目的としている。CCR4-NOT複合体は少なくとも9個のサブユニットから構成されており、これまでいくつかのサブユニットの機能が明らかにされているが、当該研究者が注目しているCNOT9についての知見は乏しいと言わざるを得ない。当該研究者はCCR4-NOT複合体サブユニットCNOT9の機能を検討する目的で、当該複合体サブユニットCnot9遺伝子欠損マウスを作製、解析している。前年度までに当該研究者は、Cnot9遺伝子ホモ欠損マウスが胎生12.5日で胚性致死を示すことを明らかにし、その原因が胎児内血管網形成であることまで絞り込んだ。本年度は当該遺伝子欠損胚が示す血管網形成不全に対する詳細な検討を行った。OP9細胞共培養系を利用した実験を挙げる。本実験系を用いて当該遺伝子欠損胚卵黄嚢細胞を血管内皮細胞に分化させた結果、野生型に比べてコロニー形成数が少なく、1コロニーの直径も小さいことが分かった。さらに当該研究者は、CCR4-NOT複合体に直接制御されうる遺伝子を探索する目的でマイクロアレイ解析を行った。その結果、いくつかの候補遺伝子を絞り込むことが出来た。さらに、試験管内再構成系においてCNOT9タンパク質はCCR4-NOT複合体サブユニットで脱アデニル化触媒活性を持つCNOT7の活性に対して負に働くことを見出した。以上、本研究によりCCR4-NOT複合体の血管内皮細胞分化過程の関与が明らかとなった。
１３族元素ジイミン錯体を基盤とした新奇機能の開拓と材料設計指針の確立

発光性金属錯体は、有機ELデバイスの発光層や電子輸送層としての応用がなされており、極めて重要な分子群である。しかしこれらの錯体は一般的な有機分子と同様に、溶液状態に比べて固体状態ではその発光効率が低下するという問題点を有している。一方、本研究員はこれまでに、13族元素であるホウ素やアルミニウム、ガリウムを中心金属として用いた錯体が、溶液状態よりも固体状態において高効率に発光するという現象を見出してきた。さらに、アルミニウム錯体において、金属上の非キレート配位子の種類を適切に選択することにより、種々の光学特性を精密に制御可能であることを示した。これらの背景を踏まえ、本研究員は本年度、より積極的な光学特性制御を志向し、1族元素であるリチウムに着目した以下の研究課題に取り組んだ。本研究では、立体保護基により安定化したリチウム錯体を合成しその光学特性を評価するとともに、錯体の有するルイス酸性を利用した物性の制御を試みた。合成したリチウム錯体は非直線型二配位構造を有しており、室温・結晶中において極めて高効率で発光を示した。さらに、この錯体が特定の揮発性の有機溶媒分子と反応し、発光強度を変化させるという現象を世界で初めて見出した。本研究の成果を応用することにより、有害な溶媒蒸気に暴露することなくそれらを検知することのできるシステム構築が可能になると期待される。このようなシステムは、化学工場におけるガス漏れ検知などを通じて、社会の安全性向上を図る上で極めて重要であると考えられる。本年度において行われた研究は、当初予期していた方針とは異なるものであったが、得られた結果は、当初の期待をはるかに上回るものであるため、研究全体として初期計画以上に進展していると言える。特に、発光性リチウム錯体の報告例は世界的に見て極めて珍しく、本研究にて開発された錯体の発光効率は、これまで報告されているいずれの錯体よりも高かった。さらに、リチウム錯体の特徴を生かした溶媒分子に対する応答性は学術的に興味深いだけでなく、これまで注目されていなかった、リチウム錯体の応用研究に大きな進展を拓くものであると期待される。また、今回得られた知見を元に、当初の研究方針である13族元素錯体を基盤とした機能性分子開発を進めることにより、より高機能な分子群を創成できると期待される。今後、本研究によって得られた知見を元に、以下のような計画によって研究を進めていく。(1)種々の13族元素錯体を基盤とした機能性共役系分子の創出これまでの研究で、錯体の光学特性を制御する上で中心金属上の非キレート配位子の有無や電子物性が重要であることが明らかとなってきた。しかし、依然として中心金属の違いが光学特性に及ぼす影響は明らかとなっていない。そこで、本研究で開発したキレート配位子を用いて、種々の13族元素錯体を系統的に合成し、中心金属の持つ影響を評価する。(2)高効率発光特性を有する機能性共役系高分子材料の創出これまでに開発した錯体の発光効率は、中心金属の種類によらずいずれも70%程度に止まっており、より高効率の発光特性を有する材料の開発が求められる。そこで、発光効率に対する配位子構造の影響を評価し、発光効率の向上に向けた分子設計指針を得る。発光性アルミニウム錯体は、有機ELデバイスの発光層や電子輸送層としての応用がなされており、極めて重要な分子群である。しかし、これらの錯体は一般的な有機分子と同様に、溶液状態に比べて固体状態ではその発光効率が低下するという問題点を有している。一方、本研究員の所属する研究室ではこれまでに、アルミニウムと同じ13族元素である、ホウ素やガリウムを中心金属として用いたジイミン錯体が、溶液状態よりも固体状態において高効率に発光するという現象を見出してきた。これらの背景を踏まえ、本研究員は今年度、以下の研究課題に取り組んだ。本研究では、固体発光性アルミニウム錯体を合成することを目的とした。ジイミン配位子を用いることにより、他の13族元素と同様に、固体状態における高効率発光を実現できると考え、アルキルアルミニウム錯体を設計し、合成した。発光スペクトル測定の結果、この錯体は室温においては溶液・固体ともほとんど発光を示さないことが明らかとなった。この原因を考察するため、量子化学計算を行った。その結果、この錯体は、一重項励起状態においてアルミニウムー炭素結合の伸長を伴う構造緩和を起こすことが示唆された。この構造緩和の結果得られた励起状態における再安定構造は、発光を示さない構造であると示唆された。さらに、詳細な解析を行ったところ、先の構造緩和は、電気陰性度の差が小さいアルミニウムー炭素間の結合の特性に由来することが示唆された。そこで、アルミニウム上により電気陰性度が大きいハロゲンを導入することで固体発光性が得られると考え、一連のハロゲン化アルミニウム錯体を合成した。各種光学測定により、これらの錯体は室温・固体状態で高効率の発光を示すことが明らかとなり、分子設計の妥当性が示された。一般に、後周期13族元素錯体は不安定であることが多い。当初の計画では、初年度において各種13族元素錯体を合成し、それらの安定性を評価することで、安定で光学特性評価が可能な分子設計を確立することを主たる目的としていた。今回、実際に合成した錯体は、空気中でも光学特性を失わないほどに安定であり、その物性評価まで達成することができた。

さらに、得られた錯体の中には、当初は2年目以降における達成目標であった、室温燐光特性を発現するものもあり、極めて良い進捗を見ている。これに加え、スーパーコンピュータを用いた理論計算手法を駆使することで、当初予想していなかった特異な光化学過程を明らかにするとともに、その過程を制御し、固体発光材料を創出する上で重要な分子設計指針を得ることにも成功した。一方、他の研究計画に示した研究課題についても、大きな進捗を得ることができた。ホウ素錯体への置換基の導入により、溶媒蒸気に対する極めて鋭敏な刺激応答性発光を示す分子を合成することに成功した。これは、当初予定した分子間相互作用の制御によるものであり、研究計画の妥当性を強く示すものであると考えられる。さらに、他の系においては、非中心対称性の結晶構造を有する分子を合成することにも成功し、二次高調波発生という、特有の物性を発現させることにも成功した。これは当初3年目において発現を目指した物性であり、本研究の著しい進展を示していると言える。発光性金属錯体は、有機ELデバイスの発光層や電子輸送層としての応用がなされており、極めて重要な分子群である。しかしこれらの錯体は一般的な有機分子と同様に、溶液状態に比べて固体状態ではその発光効率が低下するという問題点を有している。一方、本研究員はこれまでに、13族元素であるホウ素やアルミニウム、ガリウムを中心金属として用いた錯体が、溶液状態よりも固体状態において高効率に発光するという現象を見出してきた。さらに、アルミニウム錯体において、金属上の非キレート配位子の種類を適切に選択することにより、種々の光学特性を精密に制御可能であることを示した。これらの背景を踏まえ、本研究員は本年度、より積極的な光学特性制御を志向し、1族元素であるリチウムに着目した以下の研究課題に取り組んだ。本研究では、立体保護基により安定化したリチウム錯体を合成しその光学特性を評価するとともに、錯体の有するルイス酸性を利用した物性の制御を試みた。合成したリチウム錯体は非直線型二配位構造を有しており、室温・結晶中において極めて高効率で発光を示した。さらに、この錯体が特定の揮発性の有機溶媒分子と反応し、発光強度を変化させるという現象を世界で初めて見出した。本研究の成果を応用することにより、有害な溶媒蒸気に暴露することなくそれらを検知することのできるシステム構築が可能になると期待される。このようなシステムは、化学工場におけるガス漏れ検知などを通じて、社会の安全性向上を図る上で極めて重要であると考えられる。本年度において行われた研究は、当初予期していた方針とは異なるものであったが、得られた結果は、当初の期待をはるかに上回るものであるため、研究全体として初期計画以上に進展していると言える。特に、発光性リチウム錯体の報告例は世界的に見て極めて珍しく、本研究にて開発された錯体の発光効率は、これまで報告されているいずれの錯体よりも高かった。さらに、リチウム錯体の特徴を生かした溶媒分子に対する応答性は学術的に興味深いだけでなく、これまで注目されていなかった、リチウム錯体の応用研究に大きな進展を拓くものであると期待される。また、今回得られた知見を元に、当初の研究方針である13族元素錯体を基盤とした機能性分子開発を進めることにより、より高機能な分子群を創成できると期待される。