hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ボランタリーな学校ネットワークによる教育効果に関する比較研究

本研究では、これまでの研究蓄積から、ユネスコスクール・ネットワーク(ASPnet)によって得られる学習成果と教員が主体的に継続的な教育実践を支える環境整備について、調査研究を行った。2014年11月に開催された「国連持続可能な開発のための10年」最終世界会議にあわせ、ASPnetの国際会議(含生徒の自主運営によるフォーラム)に向けた準備プロセスが教員の主体性に関連することが分かった。このことは、ASPnet実践で先行する「バルト海」プロジェクトにおいても同様であることが分かった。研究代表者および各研究分担者は、次のような学校ネットワークに関する研究調査を行った。代表者は、5月に「バルト海プロジェクト」の現場を調査した他、国内ユネスコスクール(ASPnet)の評価者および助言者として、大阪や奈良、東京において調査を行った。その結果、継続性において外部との開かれた連携を重視している特徴を確認し、ただし資金的問題と世代間においてコーディネーター引き継ぎの課題が存在することがわかった。分担者の一人は、ユネスコスクールの高校生会議を運営する生徒の学び、とりわけESDの高校生フォーラムを運営するために、ESD的に運営するということの意味を捉え、仕事の関わり方、ボランティアとしての責任の果たし方、責任を果たすためにも連携することの重要さ、そして共創的なディスカッションによるESD的な提案の仕方などを研究した。また、このユネスコスクールの活動を大学生がボランティアで支援することの理論的、実践的可能性を具体的な支援体制を構築して確かめた。もう一人の分担者は、(1)東京学芸大学大学院教育学研究科教育実践創成専攻〔教職大学院〕において、ESDカリキュラムの開発を行なった。(2)ユネスコ・スクールに加盟しESD実践をしている多摩市の小・中学校のカリキュラム調査及び授業観察を行なった。(3)所沢市で黙示的ESD実践を行なっている小中学校の校長・教頭・教員がESD調査研究協議会でESDの実践研究を深めている。(4)本学附属国際中等教育学校中学1年生を対象にESD授業実践「懐かしい未来との対話ラダックの暮らしと私たち」を試みた。2014年は調書および計画で示してきたとおり、「国連持続可能な開発のための教育10年(UNDESD)」の締めくくりとなる世界大会が岡山と名古屋で開催された(2014年11月)。その大会に向けて、国内においては全国各地、海外においても多様な行事および学校ネットワーク(本研究の対象は主にユネスコスクール・ネットワーク(ASPnet))活動が、1年を通して展開された。そうした活動等を対象に調査を行った他、大会の主催者・関係者として実施も行った。具体的には、代表者はこれまで調査対象としてきた「バルト海プロジェクト(BSP)」関係者との共同調査を進め、11月には岡山大会に招聘し、実際に活動する日本の教育関係者(主に教員)との交流も促進した。また、名古屋大会では国際チームの一員として公式サイドイベントでユネスコスクール・ネットワークに関する研究発表を行った。また、1月にはエストニアに赴き、世界大会のフィードバックをBSP国際大会の準備会合で提供した。分担者の一人は日本人として唯一のESDに関するUNESCO専門家としてそれぞれの大会に関与し、関連するESDについて国内においてセミナー等を行い、情報収集・提供および研究の深化を進めた。他の分担者は、学校教育におけるESDカリキュラムの開発、震災も関連させた研究を展開した。そして世界大会スタッフとしても日本を代表して調整した分担者は、800名の関係者が参加した岡山大会の「高校生フォーラム」を成功させた。本研究においては、これまでの研究により、「学習者が主体性を持ち、学習の継続を見せる教育実践には、題材に地元の課題または国境を越えた共通課題を含むことが多い」ことが分かった。そして、次の2点について、研究を行った。(1)ユネスコスクール・ネットワーク(ASPnet)によって得られる学習成果及び課題とは何か、(2)教員の主体性が発揮され、継続的な教育実践を支える環境整備とは何か。2014年11月に開催された、国連持続可能な開発のための10年世界会議にあわせ、ASPnetとして先行する「バルト海」プロジェクトとの連携企画を行い、訪問調査を踏まえたうえで、学校段階・校種の混在(共存)、大学のコミットメント(科学的支援・下支え・メンター・評価手法・教員養成)、国際参加者(直接体験)が重要であることが分かった。2014年は本研究が主対象とした世界大会および多くの国際的な学校ネットワーク活動が見られたため、精査に時間がかかったが、予定どおり多くの調査結果を得ることができた。教育学今後は、特に2014年に開催された世界大会および関連活動における成果に関する研究を進める。これは当初の予定どおりであり、研究チームとしても対応可能だと予想される。代表者、分担者ともに、国連ESDの10年が2014年に終わることから、様々な取り組みに対して、積極的に研究調査を展開しているため。

国連ESDの10年世界大会が2014年には開催され、その関係で生じた対応により一部の研究計画に変更が発生したため。2014年度はUNESD最終年会合が日本国内で開催されることから、研究フィードバックが求められるタイミングである。そのため、これまでの研究蓄積と知見を整理し、また国際的に発信する必要性がある。代表者は特に、国際ユネスコスクール事業の評価を行い、分担者の一人はUNESCO専門家として、また他の一人は国際会議ホスト側としてコミットしている。これらを総括して研究を展開する。だが、その変更はわずかなもので、今後の計画に影響することはない。当初予定していた海外調査にかかる航空券代金が安価であったことに加え、予定の日程より2日短く調査を行ったため次年度に繰り越した。本年は国連ESDの10年最終年会合が日本国内で開催されることから、代表者と分担者は当該会合に参加し、さらに海外の研究協力者も招聘する予定である。
18〜19世紀イングランドに見る職業教育の実証的研究(20世紀・諸国との対比も含

イングランド経営史の分野で経営教育・職業教育の研究が遅れている現状にかんがみ、こうした教育活動が活発化していった1819世紀の経営・職業教育の実態を解明すべく、基礎的資料の収集につとめている。これまでの基本実績としては、2002年9月実施の第38回経営史学会全国大会報告「トマス=ワッツの著作と18世紀初頭イングランドにおけるman of businessの概念」がある。引き続き、これを踏まえ、1819世紀イングランドのビジネス・ガイドブック等を利用しつつ、まず18世紀前期の動向を掘り下げているのが現在の進行状況である。研究機関移籍に伴う科学研究費補助金申請資格喪失のため、科学研究費補助期間はわずか数ヶ月にとどまり、資料準備の段階で同期間が終了されざるを得ないが、今回の補助を早急に論文発表等に結実させるべく、作業中である。
環礁州島の州島形成維持メカニズムの解明

研究実施計画で予定していたとおり,ツバル国フナフチ環礁フォンガファレ島において現地調査を実施した.現地調査では,ツバル国土地測量局を訪問し,近年のフォンガファレ島沿岸部の海岸地形変化に関する情報収集を行った.現地土地測量局ではすでにドローンによる空撮画像を用いて土地区画の管理を実施しており,多くの空撮画像を有していた.本研究においてこれら空撮画像の利用が可能であるか打診したところ,利用の許可を得ることができたが,データ量が大きすぎたために持ち帰ることができず,来年度の現地調査の際に複製させてもらうこととなった.これより,最近数年間の沿岸地形変化の把握が可能となった.また,申請者らが持参したドローンによる空撮画像の取得を実施するとともに,沿岸堆積物の写真資料を収集した.調査ではフォンガファレ島北端部,南端部および北部の沿岸部を対象に調査を実施し,砂の堆積域およびサンゴ礫の堆積域,砂と礫の混合堆積域という特徴の異なる沿岸でのデータ取得を行った.取得した空撮画像から専用の処理ソフトを用いて3次元地形のデータ作成を行ったところ,おおむね当該沿岸部の特徴を有する地形データを作成することができた.また,現地調査で取得した沿岸堆積物の画像資料を教師データとして空撮画像から沿岸部の堆積物の種別(砂やサンゴ礫)を判別するためのニューラルネットワークモデルの構築を行い,おおむね良い分類結果が得られた.これらを合わせることで,詳細な沿岸地形データの作成が可能となった.当該年度に予定していたフナフチ環礁フォンガファレ島の沿岸地形の空撮画像取得と沿岸堆積物画像資料の取得を行うことができ,空撮画像からリーフを含む沿岸部の地形データ作成を行うことができた.また,沿岸堆積物の分類についてもニューラルネットワークを利用して構築したモデルから可能となった.海岸地形に関するデータの取得に関しては当初の予定通りの成果が得られたと考えている.一方,数年前の研究プロジェクトの際に現地供与された波高・流速計による観測を考えていたが,現地調査の際に機器を確認したところ,必要なメンテナンスが実施されておらず,現状のままでは使用が難しい状況となっていたため,当該年度での観測は実施しなかった.このため,波浪や流動に関する現地観測結果が得られていない状況であるが,以前の研究プロジェクトの際に取得した過去数年分の波浪・流動観測結果がすでにあることから,それらを援用して今後の検討を進めることとした.これらの利用に関して,予定していた研究計画に大きな支障はないものと判断されることから,当該研究計画はおおむね順調に進展していると判断した.次年度は現地土地測量局が取得したドローンによる空撮画像の複製と前年度にの現地調査で取得できなかった沿岸部の画像取得を目的に,補足的な現地調査を実施する.本調査結果と前年度の調査結果から作成したリーフを含む沿岸地形データを利用し,波浪・流れの外力を数値計算から評価するとともに,それら外力によって砂が運搬される状況を検討する.ここでの検討では,リーフ上で砂が堆積する条件やリーフ外へと運ばれる条件に着目して結果の整理を行い,リーフ上での州島形成の要因に着目して検討を進める.研究実施計画で予定していたとおり,ツバル国フナフチ環礁フォンガファレ島において現地調査を実施した.現地調査では,ツバル国土地測量局を訪問し,近年のフォンガファレ島沿岸部の海岸地形変化に関する情報収集を行った.現地土地測量局ではすでにドローンによる空撮画像を用いて土地区画の管理を実施しており,多くの空撮画像を有していた.本研究においてこれら空撮画像の利用が可能であるか打診したところ,利用の許可を得ることができたが,データ量が大きすぎたために持ち帰ることができず,来年度の現地調査の際に複製させてもらうこととなった.これより,最近数年間の沿岸地形変化の把握が可能となった.また,申請者らが持参したドローンによる空撮画像の取得を実施するとともに,沿岸堆積物の写真資料を収集した.調査ではフォンガファレ島北端部,南端部および北部の沿岸部を対象に調査を実施し,砂の堆積域およびサンゴ礫の堆積域,砂と礫の混合堆積域という特徴の異なる沿岸でのデータ取得を行った.取得した空撮画像から専用の処理ソフトを用いて3次元地形のデータ作成を行ったところ,おおむね当該沿岸部の特徴を有する地形データを作成することができた.また,現地調査で取得した沿岸堆積物の画像資料を教師データとして空撮画像から沿岸部の堆積物の種別(砂やサンゴ礫)を判別するためのニューラルネットワークモデルの構築を行い,おおむね良い分類結果が得られた.これらを合わせることで,詳細な沿岸地形データの作成が可能となった.当該年度に予定していたフナフチ環礁フォンガファレ島の沿岸地形の空撮画像取得と沿岸堆積物画像資料の取得を行うことができ,空撮画像からリーフを含む沿岸部の地形データ作成を行うことができた.また,沿岸堆積物の分類についてもニューラルネットワークを利用して構築したモデルから可能となった.海岸地形に関するデータの取得に関しては当初の予定通りの成果が得られたと考えている.一方,数年前の研究プロジェクトの際に現地供与された波高・流速計による観測を考えていたが,現地調査の際に機器を確認したところ,必要なメンテナンスが実施されておらず,現状のままでは使用が難しい状況となっていたため,当該年度での観測は実施しなかった.

このため,波浪や流動に関する現地観測結果が得られていない状況であるが,以前の研究プロジェクトの際に取得した過去数年分の波浪・流動観測結果がすでにあることから,それらを援用して今後の検討を進めることとした.これらの利用に関して,予定していた研究計画に大きな支障はないものと判断されることから,当該研究計画はおおむね順調に進展していると判断した.次年度は現地土地測量局が取得したドローンによる空撮画像の複製と前年度にの現地調査で取得できなかった沿岸部の画像取得を目的に,補足的な現地調査を実施する.本調査結果と前年度の調査結果から作成したリーフを含む沿岸地形データを利用し,波浪・流れの外力を数値計算から評価するとともに,それら外力によって砂が運搬される状況を検討する.ここでの検討では,リーフ上で砂が堆積する条件やリーフ外へと運ばれる条件に着目して結果の整理を行い,リーフ上での州島形成の要因に着目して検討を進める.空撮画像の取得に必要となるドローンとその処理に必要となるソフトウェアの購入にあたって,本研究で必要となる空撮画像の取得が可能なより安価なドローンを購入できたこと,および処理ソフトウェアの機能を厳選することでより安価なソフトウェアを購入することができたことから,次年度使用額が生じた.当該年度の現地調査で,現地土地測量局が有するドローン空撮画像を現地にて複製させてもらうことが可能となったことから,大量の画像データを現地で保存して持ち帰るための外部記録装置の購入に次年度使用額を使用する予定である.
Pre-tRNA cappingが関与する遺伝子発現制御機構の探究

平成30年度は、以下の3つの課題を実施した。15'cap修飾を持つpre-tRNAの特定と動態の解析:5'cap修飾されたpre-tRNAのハイスループットシークエンス解析による網羅的な解析法を確立するため様々なパラメータについて条件検討を行い、実際にpre-tRNAを蓄積した出芽酵母細胞を用いて解析を行った。その結果、おそらく全てのpre-tRNAが5'cap修飾されていること、tRNA遺伝子の転写開始点を特定することに成功した。2pre-tRNA cappingが関与する新規の遺伝子発現制御機構の探求:pre-tRNAとキャップ依存的に相互作用していたタンパク質について、ハイスループットシークエンス解析により、このタンパク質と相互作用していたpre-tRNAのNGS解析により網羅的に特定した。この結果、このタンパク質は様々なpre-tRNAと相互作用していること、特に成熟化が進行したpre-tRNAと相互作用していることが確認された。3X cap付加酵素の探索:X cap修飾を持つpre-tRNAを大量に調製し、質量分析によりX cap修飾の構造解析を行い、構造を決定することに成功した。その構造から生合成機構を推測し、X cap修飾酵素の候補遺伝子を絞り込み、それぞれの遺伝子破壊株を構築したが、これら株においてX cap修飾が確認されたことから、X cap修飾酵素はこれら以外であることが判明した。1については、解析手法の確立に時間を要したことで、予定していたさまざまなストレス条件下の酵母細胞やさまざまな生物種について解析を実施することができなかったため。2については、pre-tRNAとキャップ依存的に相互作用していたタンパク質の細胞内局在の解析やその他のタンパク質が関与している可能性を検証できなかったため。3については、おおむね順調に進展していると考えている。計画と比べ若干の遅れがあるので、研究体制を見直し効率的に研究を進めるようにする。研究内容には問題がないと考えているので内容を変更する予定はない。平成29年度は、以下の2つの課題を実施した。15'cap修飾を持つpre-tRNAの特定と動態の解析:5'cap修飾されたpre-tRNAを網羅的かつ高感度に特定するため、CAGE法を利用した5'cap修飾されたtRNAの精製法を確立した後、得られた精製物をハイスループットシークエンサーにより網羅的に解析することを予定していたが、サンプルの回収量が少ないなど問題が生じたため、精製方法およびcDNAライブラリの調製方法など実験系全体を見直し、新たなサンプル調製の方法や条件検討を追加した。具体的には、5'cap修飾されたpre-tRNAの調製には抗メチル化グアノシンキャップ抗体を使用した。また、cDNAライブラリの調製には脱メチル化酵素処理の追加やライゲーション反応や逆転写反応に用いる酵素を変更することで実験系を改善した。2pre-tRNA cappingが関与する新規の遺伝子発現制御機構の探求:5'cap修飾されたpre-tRNAとキャップ修飾依存的に結合するタンパク質が存在しているかどうかを検証するため、相互作用することが期待される複数のタンパク質について、アフィニティータグを融合した発現株を構築し、これら株から調製した細胞抽出液についてアフィニティー精製を行い、得られた精製画分からRNAを調製した後、ノーザンブロットによりpre-tRNAとの相互作用の有無を調べた。その結果、5'cap修飾されたpre-tRNAとキャップ修飾依存的に相互作用するタンパク質が特定された。さらに、pre-tRNAにアフィニティー精製用のRNAアプタマーを挿入した改変株を構築し、細胞抽出液から改変pre-tRNAをアフィニティー精製した後、ペプチドマス解析により5'cap修飾依存的に結合しているタンパク質を網羅的に調べたところ、上述のタンパク質と相互作用していることが確認された。1については目的としていた実験手法の確立が未だ達成できておらず現在継続中である。

この関係で計画していた5' cap修飾されたpre-tRNAの細胞内局在や定量的な解析など他の実験を実施出来ておらず計画に遅れが出ている。2についてはおおむね順調に進展していると考えている。計画と比べ若干の遅れがあるので、研究体制を見直し効率的に研究を進めるようにする。研究内容には問題がないと考えているので内容を変更する予定はない。研究計画と比べて進捗に遅れがあるが、条件検討を慎重に行いながら研究を進める。研究内容には問題がないと考えているので内容は変更せず計画通り研究を進める予定である。
共有記憶型並列モデルと分散記憶型並列モデルの結合網に関する研究

共有記憶型および分散記憶型の並列計算機モデルの能力を決定する要因が何であるのか,また,最も能力を発揮する結合網の形状がどのようなものであるのかを調べることを目的として研究を行った.平成11年度は以下のような成果を得た.1.メッシュ結合網モデル(分散記憶型)およびメッシュバス結合網モデル(共有記憶型)上でのデータパケットの移動問題に関して,本研究で得られた最新の手法及び研究成果の報告を,1999年度並列アルゴリズムワークショップ(ACM/UMIACS Workshop on Parallel Algorithms)に於いて行った.2.これまでは一対一のパケット移動に対する結合網と処理時間の関係を中心に議論してきたが,より一般的な属性である多対多のパケット移動に対しての処理時間の考察を行なった.確率を巧妙に用いることで2次元メッシュ結合網上では,キューサイズが小さい効率の良いパケット移動アルゴリズムが実現できることを,ヨーロッパアルゴリズム会議(ESA99)で発表した.3.ネットワーク網に故障を含み,構造が一様でないメッシュ結合網モデルに対して,キューサイズを小さくしても処理時間を悪化させることなくパケットの移動を行うことができることを示した.4.定数次元のメッシュバス結合網モデルの能力差について,並列分散計算の英文論文誌で発表した.また,2次元の場合については確率化が有効であることを計算機理論の英文論文誌で発表予定である.共有記憶型および分散記憶型の並列計算機モデルの能力を決定する要因が何であるのか,また,最も能力を発揮する結合網の形状がどのようなものであるのかを調べることを目的として研究を行った.平成10年度は以下のような成果を得た.1.メッシュ結合網(分散記憶型)およびメッシュバス結合網(共有記憶型)において,通信幅や直径,通信リンク数,キューサイズなどの属性パラメータを考えて,それぞれのパラメータ値における行列積演算,ソーティング,ラウティングの計算時間の比較を行い,回路とシステム(軽井沢)ワークショップにおいて発表を行った.2.メッシュバス計算機上での計算処理においては,確率の使用が有効であることが予備実験により判った.その実験をもとに,メッシュバス計算機上での高速なランダムアルゴリズムを示すことに成功した.本結果をCOCOON98で発表した.3. N台のプロセッサからなるメッシュ結合網上での無情報ラウティングに関して,最悪の場合Ω(N)時間が必要であると強く予想されていたが,ヨーロッパアルゴリズム会議(ESA98)において,2次元メッシュ結合網上ではO(N^<0.75>)時間でラウティングできること,3次元の場合はO(N^<0.84>)時間で十分であることを示した.4.さらに,離散アルゴリズムシンポジウム(SODA99)において,2次元メッシュ結合網上では最適なO(N^<0.5>)時間でラウティング可能であることを発表した.本年度は,主に,低次元のメッシュ網を対象にモデルの能力を調べてきた.しかし,例えば,無情報ラウティングに対して2次元メッシュ結合網上では最適なアルゴリズムが存在するのに対して,3次元メッシュ上でのラウティングにはより大きな時間を必要としており,不明な点も残っている.この点については平成11年度の課題としたい.また,より自由な結合網に対する考察も必要と思われる.共有記憶型および分散記憶型の並列計算機モデルの能力を決定する要因が何であるのか,また,最も能力を発揮する結合網の形状がどのようなものであるのかを調べることを目的として研究を行った.平成11年度は以下のような成果を得た.1.メッシュ結合網モデル(分散記憶型)およびメッシュバス結合網モデル(共有記憶型)上でのデータパケットの移動問題に関して,本研究で得られた最新の手法及び研究成果の報告を,1999年度並列アルゴリズムワークショップ(ACM/UMIACS Workshop on Parallel Algorithms)に於いて行った.2.これまでは一対一のパケット移動に対する結合網と処理時間の関係を中心に議論してきたが,より一般的な属性である多対多のパケット移動に対しての処理時間の考察を行なった.確率を巧妙に用いることで2次元メッシュ結合網上では,キューサイズが小さい効率の良いパケット移動アルゴリズムが実現できることを,ヨーロッパアルゴリズム会議(ESA99)で発表した.3.ネットワーク網に故障を含み,構造が一様でないメッシュ結合網モデルに対して,キューサイズを小さくしても処理時間を悪化させることなくパケットの移動を行うことができることを示した.4.定数次元のメッシュバス結合網モデルの能力差について,並列分散計算の英文論文誌で発表した.また,2次元の場合については確率化が有効であることを計算機理論の英文論文誌で発表予定である.
塩分過剰による大動脈解離増悪メカニズム：IL-17によるECM制御機構の解明

塩分過剰はIL-17を介してマウス大動脈解離を増悪させた。マウスへの塩分負荷は血漿IL-17Aを変化させずIL-17受容体を増加させ、NFkBを活性化させたことからIL-17感受性を高める可能性が示唆された。また、IL-17ノックアウトはECM遺伝子群の発現パターンを大きく変化させ、その制御因子であるTGF-β経路(pSmad2、Smad7)を活性化し、塩分過剰はTGF-β経路に対して抑制的に作用した。以上から塩分過剰はIL-17を介してECM代謝異常、大動脈解離増悪を引き起こすことが示された。大動脈解離は最近増加傾向にある致死的疾患である。申請者の予備的検討から心血管疾患の危険因子である塩分過剰が大動脈解離を増悪させ、そのメカニズムの中心にIL-17と細胞外マトリックス(ECM)が関与している可能性が示された。塩分過剰が大動脈解離を増悪させるメカニズムを解明し治療戦略を開発すると同時に、IL-17関連因子、ECM関連因子の病態バイオマーカーとしての有用性を検討することを目的に研究を進めた。まず、塩分過剰がIL-17及びIL-17関連因子に及ぼす影響を検討するため、マウス大動脈組織を用いて評価した。バイオプレックスで評価したIL-17aは塩分過剰及び解離刺激で変化しなかった。しかし、リアルタイムPCRで評価したIL-17受容体は塩分過剰で増加した。このことから塩分過剰はIL-17受容体を増やすことで感受性を高めている可能性が推測された。事実、IL-17経路の主要下流因子であるNFkBは塩分過剰により活性化されることが蛍光免疫化学染色により示された。次に、塩分過剰がECMに及ぼす影響をマウス大動脈組織を用いて評価した。ピクロシリウスレッド染色で評価したコラーゲン線維は塩分過剰で有意な変化は見られなかった。しかし、ECM代謝の主要制御因子であるSmad2経路が塩分過剰により活性化されることを蛍光免疫化学染色にて証明した。さらに、IL-17によるECM制御を評価するため、マウス大動脈組織を用いてピクロシリウスレッド染色を行った。結果、IL-17ノックアウトマウスでは野生型マウスと比較し、有意にコラーゲン線維が増加していた。つまり、IL-17はECMを抑制性に制御している可能性が示唆された。これまで、計画1.塩分過剰によるIL-17系活性化機序及び計画2.塩分過剰がECMへ及ぼす影響を概ね解析し、計画3.IL-17によるECM制御機構の解明を行っているところであり、ほぼ予定どおり計画を進行することができている。今後はIL-17がECMを制御するメカニズムをさらに解析し、塩分過剰及び大動脈解離に関連する因子を明らかにし、それらのバイオマーカーとしての有用性を検討していく。大動脈解離は突然発症する致死的疾患であるが、病態は不明で予防方法は存在せず、外科的手術以外の治療法もない。大動脈解離は最近増加傾向にあり、突然死による社会的損失も大きいことから、その予防と治療法の開発は解決すべき重要課題である。塩分過剰が大動脈解離を増悪させるメカニズムを解明し、治療戦略を開発することを目的に研究を進めた。マウスへの塩分負荷は大動脈組織のIL-17Aを変化させずIL-17受容体を増加させNFkBを活性化したことから、塩分過剰がL-17感受性を高める可能性が示唆された。マウス大動脈解離モデルの網羅的遺伝子解析では、大動脈解離刺激はECM遺伝子群に大きな影響を及ぼし、IL-17ノックアウトはECM遺伝子群の発現パターンを大きく変化させた。野生型マウス大動脈において塩分負荷はTGFβ経路の抑制分子Smad7の発現を亢進させる一方、IL-17ノックアウトマウスの大動脈ではSmad7の発現低下とSmad2活性亢進が認められた。マウス大動脈組織のピクロシリウスレッド染色では、野生型マウスと比較してIL-17ノックアウトマウスでは中膜コラーゲン線維が増加していた。TGFβ経路はECM代謝制御因子であることから、IL-17はTGF-β経路を介してECM代謝を抑制すると考えられた。以上より、塩分過剰はIL-17を介してECM代謝異常、大動脈解離増悪を引き起こすことが示された。塩分過剰/IL-17経路は大動脈解離の有効な予防および治療ターゲットとなる可能性が高い。今後は、塩分過剰によるTGF-β経路への影響を引き起こすメカニズムの解明を行い、さらなる病態解明と予防・治療ターゲットの同定を目指す。

以上から塩分過剰はIL-17を介してECM代謝異常、大動脈解離増悪を引き起こすことが示された。IL-17によるECM制御機構を解明するために、マウス大動脈組織を用いて、細胞外マトリックス関連因子をリアルタイムPCR、ウエスタンブロット、ザイモグラフィーで評価する。また当施設独自に開発した血管引張強度測定器を用いて、血管強度への塩分過剰、IL-17の関与を明らかにする。さらに塩分過剰、大動脈解離活動性を示すバイオマーカーとしてのIL-17、ECM関連因子の有用性をマウス大動脈解離モデル及び健常者ボランティアを用いて検討していく。血管外科、分子血管病態学塩分過剰が大動脈解離病態におけるIL-17及びECMの関与を検討するために、組織学的検討、生化学的検討を行っていったが、予想以上に順調に解析が進んだことで、マウス購入費、実験試薬、消耗品が予定より節約することができた。前述の今後の研究推進方策を進めるために、マウスの購入やマウス実験試薬、消耗品、組織関連試薬や生化学実験消耗品、遺伝学的解析の費用及び成果発表における費用として使用する。これにより当初の計画以上の成果を上げることを目指す。
超越整関数のジュリア集合の位相的性質

本課題の目的は超越整関数のジュリア集合の位相的性質について研究することにあった.今年度は特にBaker domainの境界の性質について次のような結果を得た.まず,Baker domain UのRiemann mapによる,力学系fの共役写像をgとするとg:D→D(Dは単位円板)は単射であるか,そうでなければ3. C上のtranslationのいずれかに半共役になることがわかった.またDの境界の点で,その点に対応するαUのimpressionが無限遠点を含むようなものの集合をI_∞と書くことにする.このとき上の場合分けにしたがって1と2の場合にはI_∞は少なくともαDのある完全集合を含むことが,また3の場合にはI_∞はαDに一致することが証明された.またgが単射であるときはI_∞の個数は1,2まはた∞であることが証明された.更に,単射の場合も含めた4つの場合のそれぞれについて,実際にそれを実現する具体例が存在することも明らかになった.以上の結果はBaker domainの境界はfがこのBaker domain上で単射でない限り,非常に複雑な構造を持っていることを示している.1,2,3の分類はfのUへの制限の力学系的挙動によってBaker domainを分類したことになっており,上記の結果はこれによってBakerdomainの境界の様子を分類したものである.この点においては当初の目的は一応達成されたと言える.ただし,1,2の場合には「I_∞は少なくともαDのある完全集合を含む」という少し弱い結果しか示されていない.これらの場合にI_∞αDとなることがあるのかどうかは今のところ未解決であり,今後の課題である.本課題の目的は超越整関数のジュリア集合の位相的性質について研究することにあった.今年度は特に連結性と局所連結性についてある程度の結果を得た.まず,ジュリア集合に無限遠点を加えたリーマン球面内のコンパクト集合の連結性については,「連結であることは多重連結な遊走領域を持たないことと同値である」なる必要十分条件が得られた.また更にこれの系としてジュリア集合が連結であるためのいくつかの十分条件を得た.ジュリア集合の連結性については1.ファトウ集合の連結成分がすべて有界である場合2.ファトウ集合が非有界な連結成分を持つ場合の2つの場合に分けて考察した.1.については「ファトウ集合のすべての連結成分が単連結ならばジュリア集合は連結である」という1つの十分条件を得た.2.については,存在する非有界な連結成分がattractivebasin,parabolicbasin,Siegel disk,Bakerdomainのどれであるかに応じてジュリア集合が非連結であるための十分条件を得た.例えばSiegel diskの場合には「無限遠点がaccessibleでる」というのが十分条件である.また局所連結性についてはまず,ファトウ集合の非有界で周期的な連結成分の境界は,一部の場合を除いて局所連結にはならないことを示した.またこの結果を用いて,ファトウ集合が非有界で周期的な連結成分Uを持つ場合には,一部の場合(即ち,Uが周期nのBaker domainでf^n|Uが無限対1の写像であるとき)を除いて,ジュリア集合は局所連結にはならないことを示した.これは超越整関数のジュリア集合の局所連結性が,多項式写像の場合と比べると著しく異なることを示している.また上記の例外的な場合も,Baker domain Uの性質によっては,やはり同じ結論が導かれることも明らかになった.本課題の目的は超越整関数のジュリア集合の位相的性質について研究することにあった.今年度は特にBaker domainの境界の性質について次のような結果を得た.まず,Baker domain UのRiemann mapによる,力学系fの共役写像をgとするとg:D→D(Dは単位円板)は単射であるか,そうでなければ3. C上のtranslationのいずれかに半共役になることがわかった.またDの境界の点で,その点に対応するαUのimpressionが無限遠点を含むようなものの集合をI_∞と書くことにする.このとき上の場合分けにしたがって1と2の場合にはI_∞は少なくともαDのある完全集合を含むことが,また3の場合にはI_∞はαDに一致することが証明された.またgが単射であるときはI_∞の個数は1,2まはた∞であることが証明された.更に,単射の場合も含めた4つの場合のそれぞれについて,実際にそれを実現する具体例が存在することも明らかになった.以上の結果はBaker domainの境界はfがこのBaker domain上で単射でない限り,非常に複雑な構造を持っていることを示している.1,2,3の分類はfのUへの制限の力学系的挙動によってBaker domainを分類したことになっており,上記の結果はこれによってBakerdomainの境界の様子を分類したものである.この点においては当初の目的は一応達成されたと言える.ただし,1,2の場合には「I_∞は少なくともαDのある完全集合を含む」という少し弱い結果しか示されていない.これらの場合にI_∞αDとなることがあるのかどうかは今のところ未解決であり,今後の課題である.
九州南部トカラ列島における巨大噴火の可能性:海底カルデラの検証

琉球弧北部のトカラ列島における火山活動の実態解明を目的に,ドレッジを用いた海底調査を実施した。海底より回収された火山岩類は,海面下にも第四紀火山活動が広く分布していることを示す。特に,海底カルデラ地形の近傍では,現地性流紋岩質軽石が確認でき,トカラ列島における巨大海底カルデラの存在を強く示唆する。火山岩類の地球化学的特徴から,北部琉球弧の火山活動や鉱床形成過程は,沈み込むフィリピン海プレートの形状によって支配されている事が判明した。九州南部に存在する巨大カルデラ群は、人類史において壊滅的な火山災害をもたらしたと考えられている。これらのカルデラ群は、主に陸上調査に基づいた研究であり。九州の南方海域にこのカルデラ群が連続している可能性がある。高海水準期にあたる現在、これらの海域に巨大カルデラが潜伏しているかもしれない。もしも水没したカルデラ群の存在が明らかとなれば、巨大噴火災害の頻度は現在想定されている数字を大きく上回るであろう。そのような視点に立って、本研究では、これまで詳しく解明されていなかった海域の火山活動を海洋火山学的見地から検討している。平成19年度のトカラ列島南部で実施した海洋および陸上調査を通じて、以下の三つの新事実があきらとなった。(1)ドレッジ調査および岩石学的検討から、水深のDEMデータから推定されるカルデラ地形の近傍に流紋岩質軽石を主体とした火山活動が存在することが明らかとなった。(2)年代測定の結果、これら酸性岩類の噴火年代が数十万年よりも若い活動であることが明らかとなった。(3)これまで安山岩質火山岩のみで構成されると考えられていたトカラ列島の一部に、アルカリ岩系のマグマ活動が存在する。この新事実は、北部琉球火山弧の発展過程を検討する上で重要な制約条件を与えるであろう。以上のような、研究成果は、将来の火山災害予測において極めて重要であるばかりでなく、壊滅的な巨大噴火をもたらすメカニズムを解明する上で重要な基礎データとなるであろう。申請書に記載された研究計画を中心として行なわれてきたトカラ火山列島に関するドレッジを用いた海洋調査は,平成20年度に実施した2航海を含め,6航海に達した(淡青丸航海:KT00-15,KT07-2,KT07-21;長崎丸航海NAG254,NAG267,NAG274)。これら航海期間に,計67回のドレッジ調査を試み,多くの海底から岩石を採集する事に成功した。このような系統的岩石ドレッジは,これまで同海域で行なわれておらず,トカラ列島の火山活動を理解する上で貴重な情報源になるものと思われる。系統的に採取された岩石群に対する火山学的・岩石学的検討から以下のように結論できる。1、トカラ列島の火山活動は,従来考えられているような安山岩類を主体としておらず,酸性火山岩類が海底に広く分布する。採取された流紋岩類の特徴から,酸性の溶岩ドーム周辺を構成した部分や巨大な火砕流噴火に伴ったと思われる軽石類が確認された。これによって,従来考えられている海上部分の火山活動とは別の,流紋岩質火山活動が海底部分に存在する事が明らかとなった。2、火山活動の時期は,岩相上の特徴(軽石類の火山ガラスが未変質のままである,岩石表面にはFe-Mnクラストがほとんど認められないかあってもフィルム状であった)から,比較的若い時代の火山活動によってもたらされたと推定できる。特に,昨年度行なった年代測定のサンプルと火山ガラスの状態が酷似していることから,海底で採取された流紋岩類の多くは,中期更新世以降現在まで活動時期はさかのぼるものと推定される。3、奄美カルデラ周辺から採取された,MoやAsに富むFe-Mn酸化物は,海底カルデラの内部に比較的規模の大きな熱水活動の存在をほのめかす。これらは,九州南部と同様に金属資源の存在を暗示しているのかもしれない。このように,地質学的および岩石学的研究において多くの新発見があった。採取されたサンプルの地球化学的解析は,まだ始まったばかりである。来年度は,これらの解析によって更なる発見が十分期待される。九州南部の活発な火山活動は,陸上や海上に現れた火山活動のみならず,海底にも広く分布しているがこれまでの々の調査で明らかとなってきている(横瀬,2007;横瀬他2010).九州南部を含めたトカラ列島周辺は,地球規の大気・海洋循環における要に対応し,火山防災上,日本列島全体に対して重要な位置となる.これまで,海上部に露出する試料のみで議論されてぎた,トカラ列島の火山岩類は,本研究課題を通じて海底部に分布する火山岩類を含めた検討が可能となり,従来想定されていたトカラ列島の火山活動が,海底部を加味すると全く異なった状況にある事が明らかとなりつつある.

平21度には,長崎丸を使った調査航海を2回実施し,未調査海丘から更に岩石採試料を採集する事が出来た.本研究課題で初めてドレッジされた火山岩類の調査地点は100カ所を越した.平成21年度の調査航海においても,多数の新鮮な(おそらく第四紀)流紋岩質火山岩類が回収された.北部琉球弧の火山フロント上には,海面下において多数の流紋岩質火山活動の存在が確実となった.また,奄美カルデラや口之島カルデラでは,火山性熱水活動を強く示唆するサンプルが回収できた.活発な火山活動は,九州南部から沖縄本島西方海域まで,連続的に存在している事がほぼ確実となった.これまであまり研究の進んでいなかった琉球列島の火山活動は,火山災害軽減のためにも,海底部分を含めたより詳細な研究が今後とも必要不可欠な地域であると言える.
含ホウ素ヘテロ環化合物を基盤とする新規キラルルイス酸触媒の開発

向山Michael付加は有機合成の基本骨格の一つである1,5-ジカルボニル化合物を効率的に合成する信頼性の高い合成反応である。近年、キラルルイス酸触媒を用いて様々な反応の不斉化が実現されてきたが、向山Michael付加の不斉化、とりわけ単純な構造の非環式共役エノン外の反応に関する研究は遅れている。我々は最近、O-アシル-N-トシル-(L)-allo-トレオニン(ArCO_2CH(CH_3)CH(NHTs)CO_2H)とジクロロフェニルボランより簡便に調製できるオキサザボロリジノン誘導体が非環式エノンの不斉向山Michael付加反応に有望なキラルルイス触媒であることを見いだした。本触媒は、アミノ酸残基β炭素上のメチル基によりC(α)-C(β)結合の回転が固定され、O-アシル基部分がオキサザボロリジノン環の上部を覆う構造をとると考えられることから、ホウ素原子上に配位したエノンが触媒分子のO-アシル基と平行配置をとる活性錯体が想定される。本研究では、活性錯体の構造に関してより直接的な情報を得るために、エノンと類似した平面構造を有すると同時により配位能が高いピリジンをモデル分子に選び、種々のオキサザボロリジノンとの錯形成実験を検討した。いずれの場合も、オキサザボロリジノン環の上面から配位した構造の錯体が高選択的に生成することが^1HNMR解析から明らかとなった。この結果は、想定した活性錯体の構造を支持するものである。上面からの選択的配位の要因を解明するために、ピリジン環4位における置換基効果を調べたところ、負電荷を帯びたスルホニル酸素原子とホウ素原子への配位により電子欠損となったピリジン環との聞の安定化静電相互作用を示唆する結果が得られた。近年、キラルルイス酸触媒を用いて様々な反応の不斉化が実現されてきたが、向山Michael付加の不斉化、とりわけ単純な構造の非環式共役エノンへの反応に関する研究は遅れている。本研究では、エナンチオ選択性に最も影響を与えると考えられるアシル基に注目して触媒の最適化を検討した。ベンザルアセトンとシリルケテンアセタールの反応のエナンチオ選択性は、触媒のアシル基の形状によりかなり変動した。中でもビフェノイル誘導体(Ar=p-biphenyl)を触媒に用いた場合には、これまで最も良好な結果を与えた2-ナフトイル誘導体の反応に比べてより高い選択性(89%ee)が得られた。ビフェノイル誘導体触媒(10mol%)を用いて、様々な非環式エノンとの反応を検討したところ、特に電子供与性基が置換基したベンザルアセトン誘導体に対して大きなエナンチオ選択性の向上が認められた。
顕花植物の自家不和合性の分子機構

配偶体型自家不和合性への関与が示唆されている花柱リボヌクレアーゼについて,タバコ(Nicotiana alata)(ナス科)およびニホンナシ(Pyrus serotina)を用いて研究を行った。N.alata由来の酵素に関しては,リボヌクレアーゼT_2と同じ機能構造を有することを確認すること,それぞれのS-アリールに対応する酵素の基質特異性が和合,不和合の識別に直接関与するかどうかを調べること,そして花柱に存在する第三のリボヌクレアーゼの本体を明らかにすることを目的とした。P.serotina由来の酵素に関しては,配偶体型自家不和合性への花柱リボヌクレアーゼの介在の一般性を検証することを第一の目的とした。さらに,不和合性品種の突然変異により和合性に変換した品種が存在する有利さを生かし,これら野生種と突然変異種の比較検討により,このタイプの自家不和合性の分子機構の解明に向けて着実に研究を進めうるとの考えに立ち,その本格的な研究の基礎となるいくつかの問題の解決をはかることを第二の目的とした。そのため,ニホンナシ(バラ科)にこの酢素が存在するかどうかをまず調べ,同様の酵素が存在する場合には,リボヌクレアーゼとしての構造,性質をN.alataなどナス科由来の酵素と比較することを計画した。N.alata由来花柱リボヌクレアーゼをモノヨード酵酸で処理すると,リボヌクレアーゼT_2と同じように酵素活性が低下する。この修飾によってヒスチジン残基のイミダゾール基がカルボキシメチル化される。不活性化した酵素のアミノ酸分析において,修飾ヒスチジン残基以外にも,化学量論的ではないが未同定のピークが検出されたので,その本体について現在検討中である。基質特異性については,短鎖の基質を用いて検討した結果,特異性の厳密さとS-アリールとの直接的な関係を示唆するデータは得られなかった。ヘテロザイゴートの品種の花柱には,各S-アリールに対応する2種のリボヌクレアーゼが同定されているが,これらの酵素以外にも,塩基性の弱いリボヌクレアーゼが少量存在することが見いだされた。この第三の酵素の構造を明らかにするため,構造遺伝子のクローニングを行い,_CDNAの塩基配列からアミノ酸配列を推定した。現在,この配列を蛋白質の分析により確認中である。この酵素の発現と花の成熟過程との関係は,自家不和合性現象との関連性を知るうえで重要である。そのため,花柱の微量分析を行うため,一本の花柱を用いてリボヌクレアーゼを分析する方法を新たに開発し,この新しい分析法を用いて検討を進めている。ニホンナシの自家不和合性品種の花柱(風船状態の花)のホモジネートを調製してリボヌクレアーゼ活性の有無を調べたところ,テストしたすべての品種に酵素活性を検出した。これらの活性は分子量2.5-3万の蛋白質中に見いだされ,分子サイズとしては,既知のN.alata由来花柱リボヌクレアーゼと類似する。同様のテストを自家和合性品種について行ったところ,自家不和合性品種と同じように,リボヌクレアーゼ活性を検出した。これらの結果は,自家不和合性か自家和合性かは花柱リボヌクレアーゼの存否と一義的に関連づけられないことを示している。次にP.serotina由来の酵素のS-アリールとの関係を調べるため,これらの酵素の単離・精製を試みた。しかしニホンナシの花柱ホモジネートは褐変しやすいため,通常の方法では精製が困難であった。褐変を押さえるためホモジネートの調製法に改良を加え,精製操作の時間内の褐変の大幅な抑制に成功した。この改良法を用いることにより,花柱ホモジネートに抽出される酵素活性は大幅に増加し,花柱リボヌクレアーゼが精製できるようになった。実際には,数種の自家不和合性品種の花柱の粗抽出物から,分別沈澱および各種クロマトグラフィーを組合わせた精製法を用い,SDS-PAGE上で単一バンドを与える花柱リボヌクレアーゼを精製した。同じ方法により,自家和合性品種の花柱からリボヌクレアーゼが単離され,精製された。目下,精製できた各リボヌクレアーゼの一次構造解析を蛋白質レベルおよび遺伝子レベルの両方から並行して進めている。

そのため,ニホンナシ(バラ科)にこの酢素が存在するかどうかをまず調べ,同様の酵素が存在する場合には,リボヌクレアーゼとしての構造,性質をN.alataなどナス科由来の酵素と比較することを計画した。N.alata由来花柱リボヌクレアーゼをモノヨード酵酸で処理すると,リボヌクレアーゼT_2と同じように酵素活性が低下する。この修飾によってヒスチジン残基のイミダゾール基がカルボキシメチル化される。不活性化した酵素のアミノ酸分析において,修飾ヒスチジン残基以外にも,化学量論的ではないが未同定のピークが検出されたので,その本体について現在検討中である。基質特異性については,短鎖の基質を用いて検討した結果,特異性の厳密さとS-アリールとの直接的な関係を示唆するデータは得られなかった。ヘテロザイゴートの品種の花柱には,各S-アリールに対応する2種のリボヌクレアーゼが同定されているが,これらの酵素以外にも,塩基性の弱いリボヌクレアーゼが少量存在することが見いだされた。この第三の酵素の構造を明らかにするため,構造遺伝子のクローニングを行い,_CDNAの塩基配列からアミノ酸配列を推定した。現在,この配列を蛋白質の分析により確認中である。この酵素の発現と花の成熟過程との関係は,自家不和合性現象との関連性を知るうえで重要である。そのため,花柱の微量分析を行うため,一本の花柱を用いてリボヌクレアーゼを分析する方法を新たに開発し,この新しい分析法を用いて検討を進めている。ニホンナシの自家不和合性品種の花柱(風船状態の花)のホモジネートを調製してリボヌクレアーゼ活性の有無を調べたところ,テストしたすべての品種に酵素活性を検出した。これらの活性は分子量2.5-3万の蛋白質中に見いだされ,分子サイズとしては,既知のN.alata由来花柱リボヌクレアーゼと類似する。同様のテストを自家和合性品種について行ったところ,自家不和合性品種と同じように,リボヌクレアーゼ活性を検出した。これらの結果は,自家不和合性か自家和合性かは花柱リボヌクレアーゼの存否と一義的に関連づけられないことを示している。次にP.serotina由来の酵素のS-アリールとの関係を調べるため,これらの酵素の単離・精製を試みた。しかしニホンナシの花柱ホモジネートは褐変しやすいため,通常の方法では精製が困難であった。褐変を押さえるためホモジネートの調製法に改良を加え,精製操作の時間内の褐変の大幅な抑制に成功した。この改良法を用いることにより,花柱ホモジネートに抽出される酵素活性は大幅に増加し,花柱リボヌクレアーゼが精製できるようになった。実際には,数種の自家不和合性品種の花柱の粗抽出物から,分別沈澱および各種クロマトグラフィーを組合わせた精製法を用い,SDS-PAGE上で単一バンドを与える花柱リボヌクレアーゼを精製した。同じ方法により,自家和合性品種の花柱からリボヌクレアーゼが単離され,精製された。目下,精製できた各リボヌクレアーゼの一次構造解析を蛋白質レベルおよび遺伝子レベルの両方から並行して進めている。タバコ(N.alata)のSーRNaseについては、自家受粉時の花粉管に生じる成長阻害とリボソ-ムRNAの分解との関連が示され、この分解への関与が示唆された。そこで、in vitroの花粉管成長においてSーRNaseの影響を調べたところ、花粉と花柱のSーアリ-ルの一つが合致する不和合受粉では、SーRNaseが花粉管内に侵入することが明らかになり、侵入したSーRNaseによりリボソ-ムRNAが分解される可能性が示された。Sー
アルツハイマー病βアミロイド線維の試験管内形成及び分解機構の解明

脳内におけるアルツハイマー病βアミロイド線維(fAβ)形成・沈着の過程には、fAβおよびAβ蛋白質(モノマー)間の線維形成反応以外にも、様々な生体分子が複雑な分子間相互作用を行い影響を及ぼしていると考えられる。われわれはこれまでに、Aβ蛋白質からのβアミロイド線維形成過程を説明する重合核依存性重合モデル、及び線維伸長過程を説明する一次反応速度論モデルを構築し、アポEなどの生体分子及び種々の抗酸化剤が線維形成に及ぼす影響の詳細な解析を続けている。本年度の実績;試験管内でAβ蛋白質からのfAβ形成を阻害し、かつ形成されたfAβを不安定化する有機化合物を引き続き探索した結果、ビタミンA誘導体、タンニン酸及びクルクミンが強力な線維形成阻害・不安定化作用(有効濃度(EC50)は、0.110μM)を示すことを見出した(Ono, K. et al., Exp Neurol. 189(2):380-392,2004, Ono, K. et al., Biochim Biophys Acta. 1690(3):193-202,2004)。既に検討した一群のポリフェノール化合物(ワインポリフェノール群、カテキン等)との活性比較ならびに、構造機能相関解析を行った。その結果、タンニン酸、クルクミン、レチノール、N-ジヒドログアイアコール酸,ワインポリフェノール群の一部等の活性が高いことが判明した。また、ワインポリフェノール群の内では水酸基の多い分子の活性が高いこと、ビタミンA誘導体ではレチノール、レチナールの活性が高いことが判明した。さらに、これらの線維形成阻害・線維不安定化作用機構を解明するため、ミリセチン等を用いて質量分析法などにより解析を試みた。その結果、これらの薬剤は、非共有結合的な作用により線維を不安定化していることを示唆するデータが得られつつある。
常磁性フラーレン/典型元素間の相乗的協同効果による機能発現

炭素第三の同素体であるフラーレンは、非平面の巨大π電子系分子である。そのフラーレンの内部に金属を取り込んだ金属内包フラーレンは、金属原子が中空空間に孤立して存在するという極めて特異な分子構造を有している。金属内包フラーレンの機能性分子への応用展開を目指す上で、14族元素を用いた化学修飾によりさまざまな機能を導入した誘導体を開発し、構造や物性を解明することは非常に重要である。本研究では、常磁性の金属を内包させた金属内包フラーレンM_2@C_<78>(M=La, Ce)を大量合成し、種々の化学修飾による誘導体を合成するとともに、フラーレンおよび外側の置換基上14族典型元素との相乗的協同効果による電子的特性や磁気的特性の変化を解明することを目的とした。C_<78>ケージに金属原子を二個内包した金属内包フラーレンCe_2@C_<78>の合成、単離に成功した。常磁性NMRスペクトル解析などにより炭素ケージの構造ならびに内包金属原子の局在位置を明らかにした。さらに、Ce_2@C_<78>のビスシリル化反応を行ない、フラーレンケージにシリル基を付加した誘導体の合成・単離に成功した。そのCe_2@C_<78>誘導体について、温度可変測定による詳細な常磁性NMRスペクトル解析を行い、また、誘導体の単結晶X線構造解析にも成功した。それにより、ビスシリル化体において、Ce_2@C_<78>の2つの内包金属原子は局在化していることが分かり、その局在位置についても明らかたした。さらに、Ce_2@C_<78>ビスシリル化体の酸化還元特性についても明らかにした。
粘菌の知覚行動における自律分散機構

粘菌はアメ-バ型細胞で原形質の塊で特に定まった感覚や運動器官を持たない原始的な細胞であるが、外界からくる様々な刺激に対して適切に応答し行動する。この様な細胞全体として統合・協調の取れた知覚行動に見られる自律分散処理の分子機構を解明することが、本プロジェクトの目的である。本年度は化学的自己組織化と位相情報に関して以下の結果を得た。(1)細胞行動発現に伴うリン脂質量の時間・空間ダイナミクスリン脂質の一つフォルチジン酸(PA)が光、紫外線や高濃度の塩などの忌避刺激によって過度的に上昇するが、糖やアミノ酸などの誘引物質では逆に減少することを見いだした。進行している細胞では、Paは進行端で低く後向へ向かって高く、フォスファチジルエタノ-ルアミンは逆に進行端で高く後部では低くなるという極性分布をとった。忌避刺激によりこの極性分布は失われた。このように、「細胞知覚行動は化学的自己組織化に基づく」というわれわれの主張がリン脂質代謝についても成立することが明かになった。(2)二重周期性による行動制御粘菌はどの部位でも収縮弛緩をするので、細胞は自励振動子の集団である。位相匂配を情報として細胞が判断していることをすでに示したが、餌に寄る場合には振動が抑制されこれが情報源にはならないと考えられる。そこで今年度は、振動をそれぞれの位相と振幅成分に分離し、各振動子間の関係を情報理論的に精密に解析した。粘菌の基本振動は,約15分周期の周波数変調を起こし、その位相は誘引物質に応答するさい顕著の後方から前方に伝わっていた。すなわち、餌に集まるような場合には、刺激されていない後部が周波変調により、前進に必要な位相匂配を作り出していることがわかった。