hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大規模銀河サンプルの巨大データベースによる効率的管理と情報取得方法の確立

本研究では、平成22年度、23年度の2年間にわたって、解析済みデータから抽出された天体の情報を格納・管理し、効率よく利用者に提供するためのデータベース及び情報提供ソフトウェアを開発してきた。平成22年度にHSCの前継機であるすばる望遠鏡SuprimeCamのデータを用いて、必要情報を抽出してデータベース化するという試験的な試みを行い、今年度では、HSCによる大規模探査データ用の天文情報データベースシステムの詳細設計、データベースの構築や、検索及び管理ソフトウェアの開発を行い、探査のサーベイデザインに従う形で、科学的成果を最大限に獲得するための提供情報の種類や情報獲得方法について検討し、可能なものから実装して来た。具体的には、大量データを想定したシミュレーションデータを用いて、60億レコード規模の天体データベースを試作し、高速検索する様々なソフトウェアの開発や、データベースを用いたデータ解析のサポート機能、宇宙探査の各領域毎の達成度を、瞬時に提供するための「達成度マップ機能」の作成である。特にHSCによる宇宙探査は同じ天域を5年間にわたり何度も観測するため、同じ領域のデータを足し上げることで高い信号ノイズ比のデータを獲得できるが、そのためには、足し上げるデータを何百万ものデータの中から高速抽出する必要がある。本研究ではHEALPixと呼ばれる空間インデックス法を用いて各観測データを記述・データベース化し、高速検索を実現した。この機能は並行して行われているHSCデータ解析パイプラインソフトウェアの開発に連動する形で進められ、解析パイプラインの重要な機能の一部となった。また、解析により得られた各観測データの品質情報を用いて、HEALPixインデックス毎に探査の達成度を計算し、「達成度マップ」を作成することに成功した。平成22年度は、本研究の1年目なので、まず2010年6月に研究支援員1名(山野井)の雇用を開始した。この研究支援員に対して、天文学におけるデータベースの役割や実際のソフトウェアの実装方法、利用のされ方などについて、高田、古澤を中心として教育を行った。雇用した研究支援員は比較的天文観測およびデータ処理に経験が豊富であったため、理解も早く、すぐにフリーソフトであるデータベース管理ソフトウェア(以下、DBMS)を用いて、小規模な天文データベースの構築およびデータ検索ソフトウェアの作成に成功した。2010年10月以降はHSCの大量のデータをどのように格納・管理するかを考慮した、詳細なデータベースシステムの概念設計(プロトタイプシステムの設計)を行った。この時に、SDSSなどの既存の大規模探査を支える天文精報データベースなどについて、その構造やデータ管理、.運用方法などをより詳細に調査するほか、科学的成果を最大限に引き出すための天文情報データベースシステムについての知識を蓄積することもあわせて行った。基本ソフトウェアの作成については、HSCデータ解析パイプラインソフトウェアとの親和性も十分に考慮し、Pythonを中心としたプログラミングを行った。その成果として、広域宇宙探査が行われたときの探査の進行状況を即時に表示するためのシステムの構築に取り組み、現在想定されている探査計画に基づいたデータベース情報を擬似的に作成し、その情報を用いてHEALPixインデックスを用いた探査達成度マップ作成ソフトウェアの基本部分を作成し、2011年3月の天文学会および研究会で山野井が発表した。
原子力発電先進国(アメリカ・カナダ・スウェーデン)の原発防災対策

東海村JCOの臨界事故で1mgの核分裂が、日本のみならず世界に衝撃を走らせた。が、日本の安全規制当局には、臨界事故の想定がないだけでなく、濃縮度18%のウラン235に対する安全審査指針が欠落していた(整備するものとすると安全委員会の決定に記されたまま、20年程放置)。1バッチ=2.4kgの根拠は何か。アメリカでは、臨界に関する議論は基本的に1960年代で尽くされていた。業界のNational StandardをNRCも受け入れてきた。議論は、70年代・80年代にもあったが、90年に臨界寸前の事故があり、改めて検討の必要がでてきた。すでに、1996年のNRCのAnnual Reportで、60年代にはじきだした安全係数では、危ないという評価が示されているが、1999年になってNRCのRegulationの改訂の提案としてFederal Registerに新たな定義として、臨界の安全規制が示されている。1バッチ=2.4kgでは、多すぎるようだ。まだ業績として定着させていない部分で、特記しておくに価すること:JCOへの初動体制で、遅ればせながら本部が、通産省・厚生省・科学技術庁の3本の体制で動き始め、どこからの指示にしたがったらいいか、混乱状態に陥った(防災訓練を1度やってみれば、気がつく欠陥のはず)が、スウェーデンの場合、"The Swedish Rescue Service Act"において、指揮系統が1つでないと動きがとれないことが認識されていて、救助活動毎に司令官はひとり、三つの選択肢から決めることが、規定されている。リアルに事態が把握されていることに、随所で感心する。/アメリカ・カナダ・スウェーデン、いずれもシビアアクシデントを想定している。原子炉の運転許可に期限をつけているのは後二国。スウェーデンではこれがモラトリアム・段階的撤退につなげられている。防災対策の中核が、自治体であることも、三者共通。*平成9年度は、準備期間として、資料収集に主力を置いた。8月、9月、2月および3月に、各数日にわたって国立国会図書館にて、資料収集を行った。また、インターネットを用いて、できるだけ実務レベルの情報が入手できるように、検索に努めた。たとえば、アメリカのNRCの会議録にとどまらず、サブ・コミッティの会議録にも眼を通すようにした。これらを内容的に整理すれば、以下の通りである。1原発防災の必要性が導かれる根拠にかんするもので、事故の国民・住民に与える影響にかかわるものの把握は、おおむね完了した。また、従来、各地の原発訴訟においても正面から取り上げられるだけの資料が十分でなかった日常被曝にかんするデータがかなり集まるようになってきており、たとえば、日本電力中央研究所「電中研レビュー」No.33などを手掛かりとして、日本・アメリカ・ロシアの研究者による業績から、低線量被曝の影響にかんしても、基本的なところは、把握できた。2アメリカの原発防災にかんする法制および実態の把握については、資料はかなり収集できたと考えられるが、読み込みが完了しておらず、定かな評価をだす段階にはなっていない。ただ、日本でも問題となってきている情報公開について云えば、基本姿勢における彼我の違いは、改めて衝撃的である。たとえば、アメリカの資料では何百枚もの読破から、つかいものになるところが、2-3行であるとしても、その他を読んだことが徒労にはならないこと多い。関係する委員や事業者や労働者や市民たちが、原発または原発防災とどのように向かい合っているかが見えやすいからだろう。全体状況が把握しやすい。3カナダとスウェーデンについては、原発防災の基本的法制は把握できたが、実態面についてはなお資料が十分には収集しきれていない現状にある。今年度、とくに学んだこと:・アメリカの原子炉の開発が小型化しているのは、輸出先の事情によるものと思っていたが、安全性追求のひとつの成果でもあることに、気づかされた。60万KW級であれば、自然循環で対応できるから、ポンプが不要となり、また原子炉に接続する配管を減らすことができる。溶接部がそれだけ減るということでもある。電動ポンプは停止する可能性があるが、ポンプがなければ、その停止によるトラブルの心配はいらない。(武谷三男が岩波新書で「原子力発電」を書いたとき、概念図に再循環ポンプはなかった。大型化の問題が確かにある。ラサール事故の心配はなくなる。)異常時に安全側へと積極的に対応する機器が減れば、それだけヒューマン・エラーが避けられるということにもなる。1970年代に入って、国民の安全性要求を無視できなくなり、とりわけTMIの事故を契機として、NRCが次々に規制強化を試みたが、概念設計を変更しないまま、いろいろな設備を追加していくやり方では、無理があることから、新しい概念設計に切りかえたほうが得策であるとされた。このとき、カナダのキャンドウー炉が参考にされている。◆EPZ(Emergency Planning Zone)の10マイル、50マイルの根拠・プラントの要求で、一旦一年に1回行われ,るようになったサイトの防災訓練が二年に1回でいいようになったものの、訓練およびその結果の評価などについて、日本では配慮されていない工夫がある。・低線量被曝の影響について世界各国の被曝データをプロットしてみる(ブルラコワ)と、ICRP勧告の原発労働者にたいする20mSv(年平均)が低線量領域で影響がもっとも大きいピークと一致する。*平成11年度も引き続き、表題の研究を深めたい。

東海村JCOの臨界事故で1mgの核分裂が、日本のみならず世界に衝撃を走らせた。が、日本の安全規制当局には、臨界事故の想定がないだけでなく、濃縮度18%のウラン235に対する安全審査指針が欠落していた(整備するものとすると安全委員会の決定に記されたまま、20年程放置)。1バッチ=2.4kgの根拠は何か。アメリカでは、臨界に関する議論は基本的に1960年代で尽くされていた。業界のNational StandardをNRCも受け入れてきた。議論は、70年代・80年代にもあったが、90年に臨界寸前の事故があり、改めて検討の必要がでてきた。すでに、1996年のNRCのAnnual Reportで、60年代にはじきだした安全係数では、危ないという評価が示されているが、1999年になってNRCのRegulationの改訂の提案としてFederal Registerに新たな定義として、臨界の安全規制が示されている。1バッチ=2.4kgでは、多すぎるようだ。まだ業績として定着させていない部分で、特記しておくに価すること:JCOへの初動体制で、遅ればせながら本部が、通産省・厚生省・科学技術庁の3本の体制で動き始め、どこからの指示にしたがったらいいか、混乱状態に陥った(防災訓練を1度やってみれば、気がつく欠陥のはず)が、スウェーデンの場合、"The Swedish Rescue Service Act"において、指揮系統が1つでないと動きがとれないことが認識されていて、救助活動毎に司令官はひとり、三つの選択肢から決めることが、規定されている。リアルに事態が把握されていることに、随所で感心する。/アメリカ・カナダ・スウェーデン、いずれもシビアアクシデントを想定している。原子炉の運転許可に期限をつけているのは後二国。スウェーデンではこれがモラトリアム・段階的撤退につなげられている。防災対策の中核が、自治体であることも、三者共通。
矯正歯科専門医の知識を実装した頭部レントゲン画像知的自動解析システムの開発

矯正歯科医が患者を診断する際に行う頭部レントゲン写真の分析プロセスの中で、最も自動化が困難な解剖学的計測点の認識を行うシステムを開発した。昨年度は、コントラストが極めて低い軟組織上の解剖学的計測点を認識するシステムを開発すると共に、画質、組織形状のバリエーションが大きいため認識が困難な混合歯列期の解剖学的計測点を認識する初期数理モデルを生成した。本年度は、昨年開発した初期モデルをもとに、認識アルゴリズムのパラメータとシステムが保持する知識の生成手法の検討を進めた。認識アルゴリズムで用いるパラメータに関しては、混合歯列期の頭部レントゲン画像を用いて最適化を行い決定した。知識の生成手法に関しては、画像からの特徴抽出手法と知識を生成する画像の種類について検討した。知識を生成する画像の種類に関しては、永久歯列期の画像と混合歯列期の画像からそれぞれ知識を生成してシステム化し、混合歯列期のテスト用頭部レントゲン画像50枚に適用して認識正答率を比較した。その結果、混合歯列期の画像から生成した知識を保持したシステムの方がすべての計測点に関して高い認識性能が得られ、平均で82%の認識正答率が得られた。以上のように、本プロジェクトでは、レントゲン画像の撮影時期(混合歯列期・永久歯列期)や解剖学的計測点が存在する組織の種類(硬組織・軟組織)により発生する形態やコントラストの違いに対して、極めてロバストな頭部レントゲン画像上の解剖学的計測点の認識システムを開発してその動作を検証した。矯正歯科医による頭部レントゲン写真の解析処理は、1、解剖学的計測点の認識、2、決められた計測点間の距離や角度の測定、3、同じ性、同じ年齢層の群における平均と標準偏差による評価、という3つのステップにより構成される。この処理中で最も重要で時間の費やされるステップ1の解剖学的計測点の認識処理を数理モデル化することを本年度の研究対象とした。本年度は4月から11月にかけて、成人の頭部レントゲン画像の収集を行い、スキャナを用いてデジタイズした。そして、経験を積んだ矯正歯科専門医によって行われた解析結果をデータベースに蓄積した。これらの作業により、465セットの専門医知識データ(レントゲン画像、解析結果)を得た。465セットの専門医データ中、400セットをシステム知識データ生成用に、残りの65セットの専門医知識データをテストデータとした。まず、解析に用いる20種の解剖学的計測点それぞれに関して、400セットの専門医知識データから、ロイドの学習アルゴリズムを用いて15種のシステム知識データを生成した。また、単純に認識しようとする計測点の情報を用いて認識するのではなく、大きな特徴を用いて大まかな場所を見つけ、その後詳細な特徴を用いて認識するマクロビジョンサーチ手法を適用した。それに加え、計測点周辺の特徴となる部分も同時に認識し総合的に判断して認識する手法を開発し適用した。評価手法としては、臨床上の実用性能を評価するために、専門医群において発生するばらつき範囲を正解の基準領域としてその領域にシステムが認識した結果が入るかどうかで正誤を判定する手法を適用した。解剖学的計測点ごとにテスト用データ65セット中正解したデータセットの比率を正解率として定義し評価した所、20特徴点に関して平均88%の正答率が得られ、極めて見込みのある成果が得られた。矯正歯科専門医が患者を診断する際に行う頭部レントゲン写真の解析は、1、解剖学的計測点の位置の認識、2、計測点間の距離や角度の計測、3、同じ性、同じ年齢グループに属する正常咬合者群から得られた計測値の平均と標準偏差を用いた評価、という3つのステップにより構成される。本研究課題では、この処理中で最も重要で時間が費やされる、解剖学的計測点の位置認識のステップを数理モデル化する。昨年度は、永久歯列期の頭部レントゲン画像上の解剖学的計測点を認識対象として数理モデル化を行い、20の計測点に対して平均88%の正答率が得られた。本年度の4月から7月にかけては、昨年度開発した数理モデルを用いて、従来の画像処理技術で認識するのは極めて困難であった、画像のコントラストが低く複雑な構造を持つ軟組織上の解剖学的計測点の自動認識を行った。結果として、認識対象としたすべての計測点に対して85%以上の正答率を得た。平成17年8月から平成18年2月にかけては、昨年度に用いた永久歯列期より、認識対象の形状や大きさのバリエーションが大きいため計測点の認識が困難な、混合歯列期の頭部レントゲン写真の収集を行った。収集したレントゲン写真を、スキャナを用いてデジタイズし、経験を積んだ矯正歯科専門医がそれぞれのレントゲン画像を解析し、465セットの専門医知識データ(レントゲン画像、解析結果)を得た。465セットの専門医知識データ中、昨年開発した数理モデル化手法を400セットに適用し、混合歯列期に対応した初期の数理モデルを開発した。現在、残りの65セットの専門医知識データをテストデータとし、作成した数理モデルの認識性能を検証中である。

知識の生成手法に関しては、画像からの特徴抽出手法と知識を生成する画像の種類について検討した。知識を生成する画像の種類に関しては、永久歯列期の画像と混合歯列期の画像からそれぞれ知識を生成してシステム化し、混合歯列期のテスト用頭部レントゲン画像50枚に適用して認識正答率を比較した。その結果、混合歯列期の画像から生成した知識を保持したシステムの方がすべての計測点に関して高い認識性能が得られ、平均で82%の認識正答率が得られた。以上のように、本プロジェクトでは、レントゲン画像の撮影時期(混合歯列期・永久歯列期)や解剖学的計測点が存在する組織の種類(硬組織・軟組織)により発生する形態やコントラストの違いに対して、極めてロバストな頭部レントゲン画像上の解剖学的計測点の認識システムを開発してその動作を検証した。
陽電子消滅法と電子顕微鏡によるカップ積層型カーボンナノチューブエッジサイトの研究

グラファイトシートのエッジサイトでは、結晶周期構造が切れ、電子の密度や運動量分布がグラファイト層とは異なる。カップ積層型カーボンナノチューブでは円錐カップ状グラファイトシートがチューブ軸に沿って積み重なっている。このためチューブ表面にグラファイトシートのエッジサイトが高密度に露出している。本研究の目的は、エッジサイトに期待できる特異な化学的活性を研究することである。研究の遂行に当たっては、電子顕微鏡によりナノチューブの構造を明らかにすること、陽電子寿命を測定すること、同時計測陽電子消滅ドップラー拡がり測定装置を組み上げ、解析プログラムを作成、データを解析することとした。まず、高分解能電子顕微鏡によりカップ積層型カーボンナノチューブの構造を調べ、円錐カップ状グラファイトシートが積層し、シートのエッジサイトが高密度に露出していることを確認した。次に、カップ積層型カーボンナノチューブとエッジの露出していない多層型カーボンナノチューブでの陽電子消滅寿命を測定し比較して、陽電子がエッジサイトの電子を引き抜き、ポジトロニュームを形成することを見出した。さらに、同時計測陽電子消滅ドップラー拡がり測定装置を組み上げて、ドップラー拡がりを高運動量領域まで測定し、エッジサイトで陽電子が対消滅する電子の運動量分布が積層したグラファイトシートでの運動量分布と異なることを見出し・考察した。これらの研究成果は、カーボンナノチューブおよびグラッフェンシートエッジサイトの物性解明に重要な知見である。カップ積層型カーボンナノチューブのグラッフェンシート積層構造を高分解能電子顕微鏡で観察した。その結果、(1)隣接シート間の間隔は0.34nmでグラファイトの隣接層間距離とほぼ同じであること、(2)シートのエッジがチューブ表面にあらわれ、しばしば他のシートエッジと連結していること、(3)多層型カーボンナノチューブがカップ積層型カーボンナノチューブを被覆していることがあること、(4)カップ積層型ナノチューブと多層型ナノチューブの間には数nmの隙間があること、(5)大気中、1073Kで酸化させると、表面に厚さnmのオーダーの厚さの非晶質カーボン層が形成されること、がわかった。カップ積層型カーボンナノチューブの陽電子消滅測定は、高い精度で高運動量ガンマ線測定ができるコインシデンスドップラー拡がり測定法でおこなった。今年度は、まずコインシデンスドップラー拡がり測定装置をくみ上げた。組み上げた装置のエネルギー分解能と計測効率を標準的な試料を使って調べ、本研究の遂行に十分であると結論できた。コインシデンスドップラー拡がり測定法では、基準試料を定めこれから得られたスペクトル試料から得られたスペクトルとの比をとり、この比率スペクトルを元に結果を検討する。本研究ではグラファイト結晶を基準試料とした。その結果、カップ積層型カーボンナノチューブのドップラースペクトルは、多層型カーボンナノチューブのそれに比べて著しく異なっていることがわかった。カップ積層型カーボンナノチューブの表面はグラッフェンシートのエッジが露出しているが、多層型カーボンナノチューブの表面は円筒状のグラッフェンシートで構成されていてエッジはほとんど存在しない。陽電子の消滅サイトがこのように異なると、ドップラースペクトルが明瞭に異なることが結論できた。カップ積層型カーボンナノチューブでは上・底面が開いた円錐カップ状グラファイトシートがチューブ軸に沿って積み重なっていて、チューブ表面にシートのエッジサイトが高密度に露出している。このエッジサイトではポジトロニュームが高い確立で形成されるという特異な化学的活性をしめすことが、これまでの我々の研究でわかってきた。当該年度では、陽電子寿命測定をさらに遂行するとともに、同時計測陽電子消滅ドップラー拡がり測定装置を完成し、解析プログラムを作成、電子運動量分布に関するデータを得てこれを解析し、エッジサイトでの陽電子の挙動に関する知見を得ることを目的とした。まず、カップ積層型カーボンナノチューブと、エッジの露出していない多層型カーボンナノチューブでの陽電子消滅寿命を測定し比較して、数十パーセントの陽電子がエッジサイトの電子を引き抜き、ポジトロニュームを形成することを確認した。次に、同時計測陽電子消滅ドップラー拡がり測定装置を組み上げて、ドップラー拡がりを高運動量領域まで測定した。組み上げた装置では、期待通り高運動量領域まで精密にドップラー拡がりを測定できた。

測定結果の解析によれば、エッジサイトにおいて陽電子の一部はパラポジトロニュームとなって消滅すること、他の一部は電子と対消滅するがこの電子の運動量分布は積層したグラファイトシート中の電子運動量分布とことなることがわかった。これらの研究成果を、遂行した研究成果と合わせて、国内外の学会に発表するとともに論文として公表した。得られた成果は、カーボンナノチューブおよびグラッフェンシートエッジサイトの物性解明に重要な知見である。
グラファイト表面へ物理吸着した原子・分子の光刺戟脱離に関する研究

本研究はグラファイト基板上に物理吸着した原子・分子の光刺戟脱離を観測し,励起光のエネルギーを変化させた時のシグナル強度,脱離する粒子のエネルギー変化等から,この物理吸着系における光刺戟脱離の機構を調べると共に,そのことからグラファイト上への物理吸着の機構に関する知見を得ようとするものである。この実験のための真空装置を設計し,交付金によって製作した。この装置では試料の加熱と-100°Cまでの冷却を行なうことができ,また試料表面への原子・分子の吸着量は,オージェ電子分光装置でその場でモニターすることが可能である。また脱離種は,四重極質量分析装置を用いて飛行時間スペクトルとして観測し,そのエネルギー等を調べる。装置の製作は当研究所の付属工場で行なったが,試料の冷却機構部分の製作に時間がかかり,今年になりようやく出来上がった。それを用いた予備実験として窒素レーザー励起色素レーザー(波長570490nm)励起によるグラファイト表面からのN_2O,CO_2の脱離を観測することを試みた。可視光をグラファイト上に照射した場合はπバンドの励起だけが選択的に起こるため,それに基づく脱離過程が観測される可能性がある。しかしながら吸着種の脱離は可視レーザー励起ではほとんど観測することができなかった。これはレーザーの強度が小さいためと考えられ,今後測定感度を上げる必要がある。この問題が解決されれば,可視光励起と紫外光励起の場合の比較からグラファイト上からの光脱離の機構に関して有用な知見が得られるものと期待される。このために今後はシグナルのため込み等を行なうことによって微弱シグナルが観測できるようにシステムを改善していく予定である。
心臓の虚血再潅流障害に対する可溶性Fas遺伝子治療の試み-最近開発されたガットレスADVベクターを用いた検討-

左冠動脈永久結紮によるマウス心筋梗塞モデルにおいて、梗塞3日目にマウス可溶性Fas抗原遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクター(Ad.CAG-sFas)による遺伝子治療により、心筋梗塞慢性期(梗塞4週後)の心不全が軽減し、左室リモデリングが改善されることを昨年度明らかにした。今年度はこの効果の機序を明らかにすることに重点を置き検討を加えた。梗塞10日後(遺伝子治療7日後)の梗塞亜急性期の組織学的検討により、梗塞巣の肉芽組織細胞にFasならびにFasリガンドが強発現していた。sFas治療群では、コントロール群(LacZ)に比し梗塞巣肉芽組織細胞のアポトーシスが有意に抑制されていた。梗塞4週後では、コントロール群のひ薄化し瘢痕化した梗塞壁に比しsFas群では細胞密度の高い壁厚の増大した梗塞壁がみられた。この梗塞壁の細胞成分は主に血管、筋線維芽細胞であった。慢性期の梗塞巣を電子顕微鏡下に検討すると、細胞質に筋原細線維が充満した収縮型の平滑筋細胞の束状の集合がみられ、これらは梗塞周囲の残存心筋と平行に走行していた。Laplaceの法則によると左室壁ストレスは壁厚が薄いほど大となるので、左室腔の拡大に向かう。したがって、sFas治療により肉芽組織細胞が温存され梗塞壁厚が大となったことが、心拡大の悪化を防ぐ一因となっている可能性が示唆された。かつ、収縮型フェノタイプの平滑筋細胞は収縮力を有しかつ残存心筋細胞と平行であるので心収縮力の一助になっている可能性がある。これらが心筋梗塞後のsFas遺伝子治療が梗塞後のリモデリングならびに心不全を軽減した要因と推察された。マウス可溶性Fas抗原遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクターを作製した(Ad.CAG-sFas)。マウス(C57BL/6ストレイン)にて左冠動脈永久結紮による心筋梗塞モデルを作製し、梗塞3日目に両側大腿筋にAd.CAG-sFasをマウス1匹あたり1x10^9pfu筋肉注射した。コントロールには、1x10^9pfuのAd.CAG-LacZを筋注した梗塞マウスを用いた。Ad.CAF-sFas筋注後7日目(梗塞10日目)の採血で血漿中のsFasは31.3±15.4μg/mlと著明に増加していることが確認された(コントロールは0μg/ml)。梗塞4週後の心エコー検査で、コントロール群に比しsFas投与群では左室内腔の縮小化がみとめられ(左室拡張末期径7.3±0.6vs5.4mm、左室収縮末期径3.7±0.8vs1.3±0.5mm)、左室の収縮機能改善がみられた(%fractional shortening50±9vs71±7%)。ミラーカテーテルによる血行動態評価でも、うっ血の改善(左室拡張末期圧9.3±2.8vs8.4±1.3mmHg)、左室収縮能(+dP/dt2489±369vs3206±787mmHg/sec)ならびに左室拡張能(-dP/dt1799±212vs2347±528mmHg/sec)の改善がみられた。心重量・体重比はsFas遺伝子治療群で有意に小さかった(6.5±1.4vs5.2±0.7mg/g)。すなわち、心筋梗塞4週後において、sFas遺伝子治療群ではコントロールに比し梗塞後の左室リモデリング、心機能の悪化が軽減されることが明らかになった。梗塞4週後の組織学的検討で、コントロール群では左室内腔が著明に拡大していたがsFas

群ではその狭小化がみとめられ、コントロール群の梗塞区域が著明にひ薄化しているのに比べてsFas群では梗塞巣の壁が厚かった。また、sFas群の梗塞巣では筋線維芽細胞や血管内皮細胞などの非心筋細胞がコントロールに比し多数みとめられた。今後は動物の例数を増やすとともに、sFas遺伝子治療群における梗塞後心室リモデリングならびに心不全軽減のメカニズムについて検討を加える予定である。左冠動脈永久結紮によるマウス心筋梗塞モデルにおいて、梗塞3日目にマウス可溶性Fas抗原遺伝子を組み込んだアデノウィルスベクター(Ad. CAG-sFas)による遺伝子治療により、心筋梗塞慢性期(梗塞4週後)の心不全が軽減し、左室リモデリングが改善されることを昨年度明らかにした。今年度はこの効果の機序を明らかにすることに重点を置き検討を加えた。梗塞10日後(遺伝子治療7日後)の梗塞亜急性期の組織学的検討により、梗塞巣の肉芽組織細胞にFasならびにFasリガンドが強発現していた。sFas治療群では、コントロール群(LacZ)に比し梗塞巣肉芽組織細胞のアポトーシスが有意に抑制されていた。梗塞4週後では、コントロール群のひ薄化し瘢痕化した梗塞壁に比しsFas群では細胞密度の高い壁厚の増大した梗塞壁がみられた。この梗塞壁の細胞成分は主に血管、筋線維芽細胞であった。慢性期の梗塞巣を電子顕微鏡下に検討すると、細胞質に筋原細線維が充満した収縮型の平滑筋細胞の束状の集合がみられ、これらは梗塞周囲の残存心筋と平行に走行していた。Laplaceの法則によると左室壁ストレスは壁厚が薄いほど大となるので、左室腔の拡大に向かう。したがって、sFas治療により肉芽組織細胞が温存され梗塞壁厚が大となったことが、心拡大の悪化を防ぐ一因となっている可能性が示唆されたかつ、収縮型フェノタイプの平滑筋細胞は収縮力を有しかつ残存心筋細胞と平行であるので心収縮力の一助になつている可能性がある。これらが心筋梗塞後のsFas遺伝子治療が梗塞後のリモテリングならびに心不全を軽減した要因と推察された。
始原生殖細胞のエピジェネティックリプログラミングに関与する新規遺伝子の機能解析

Zfp296(申請時の名称:Ces1)は幹細胞の多能性維持や悪性腫瘍の進展に影響するとされてきたが、それらのメカニズムは不明である。そこで、ノックアウト(KO)マウスを作製したところ、Zfp296 KOマウスは胎仔成長や生殖細胞の分化に異常をきたした。また、Zfp296は、細胞核のヘテロクロマチンに局在し、複数のエピジェネティック制御因子と相互作用することがわかった。さらに、Zfp296 KOマウスでは、ヘテロクロマチンのサテライトDNA領域で特異的に、H3K9メチル化レベルが上昇していた。以上から、Zfp296がヘテロクロマチン構成因子としてH3K9メチル化を抑制すると結論された。本研究では、始原生殖細胞のエピジェネティック制御におけるCes1の機能を明らかにすることを目的としており、平成26年度は下記の研究を行った。1Ces1 KOマウスにおける始原生殖細胞の数を胎生期の11.5日以降の発生ステージでカウントしたところ、野生型マウスに比し、大きく減少していることを確認した。2Ces1 KOマウスの始原生殖細胞における特異的なマーカー蛋白の発現を免疫染色し、発現を調べたところ、MVH, Nanog, c-Kitなどの発現が野生型マウスに比し、明らかに低いことが判明した。3Ces1 KOマウスの始原生殖細胞におけるヒストンのメチル化とDNAの脱メチル化の免疫組織学的な解析:E7.5からE12.5のCes1 KOマウスの始原生殖細胞のヒストンの修飾については、H3K9me2、H3K9me3、H3K27me3等を、DNAのメチル化については、5-メチルシトシンと5-ヒドロキシメチルシトシンの特異的な抗体により免疫組織化学し、染色像および相対シグナル強度をコントロール群と比較した。その結果、これらの修飾がKOマウスの始原生殖細胞で野生型マウスより全体的に高く維持されていることが判明した。4Ces1と直接、相互作用を示すヒストンメチル基転移酵素の探索: SUV39H1/2等のヒストンメチル基転移酵素とCes1の直接的な関係を検討するため、培養細胞で過剰発現させ、免疫共沈降により両者の結合を検討し、SUV39H1/2とCES1が結合するという結果が得られた。以上の解析より、始原生殖細胞におけるヒストンメチル化とDNAのメチル化を介したエピジェネティックな制御にCes1が関与していることが示された。Ces1遺伝子は、Znフィンガータンパク質をコードし、多能性幹細胞と生殖細胞系列に強く発現しているが、その機能は明らかではない。我々の解析では、Ces1は胎生期には全身に発現し、細胞内の核ヘテロクロマチンに局在していた。本研究においては、始原生殖細胞のエピジェネティック制御におけるCes1遺伝子の機能を明らかにすることを目的としており、平成27年度は下記の研究を行った。1Ces1ノックアウトマウスは、部分的な胎生致死、始原生殖細胞の発生異常、およびそれに伴う出生後の生殖腺の形成不全を示した。Ces1ノックアウトマウスの胎児において全身的なH3K9メチル化レベルの亢進が見られることを確認し、Ces1が胎生期のエピジェネティック制御、特にH3K9メチル化の抑制に関与する可能性が示唆された。2胎児のクロマチンを用いたChIP-qPCR解析の結果、ペリセントロメア領域のH3K9トリメチル化レベルがCes1ノックアウトにおいて増加していることが示され、Ces1がヒストンH3K9メチル化に影響し、胎児成長や生殖細胞の分化制御に関与することが示唆された。平成27年度に予定していた研究を施行し、Ces1がヒストンH3K9メチル化に関与する可能性を示した。C2H2型Znフィンガータンパク質のZfp296は、これまでにDNA結合性転写因子として幹細胞の多能性維持や悪性腫瘍の発症・進行に影響すると考えられてきたものの、その詳細は不明である。そこで、生体内におけるZfp296の役割を明らかにするため、Zfp296KOマウスを作製し、その表現型の解析を進めた。Zfp296KOマウスは、胎仔成長や生殖細胞の分化に異常をきたし、Zfp296が胎仔組織の細胞内においてヘテロクロマチンに局在することを確認した。次に、GST-Zfp296を用いたプルダウン実験および質量分析解析によりZfp296結合性タンパク質を検出した。その結果、Zfp296は、構成的ヘテロクロマチンやNuRD複合体を形成する複数のエピジェネティック制御因子(HP1-α、-β、-γやDnmt1、Dnmt3b、ATRX、Mbd3、Mta1、Mta2)と結合することが分かった。そこで、ヘテロクロマチンに特徴的なエピジェネティック修飾であるH3K9メチル化について注目し更なる解析を進めたところ、Zfp296の過剰発現が、培養細胞においてヒストンメチル化酵素のSuv39h1によるH3K9メチル化を抑制することを確認した。また、Zfp296KOマウスではH3K9メチル化レベルが胎生時期依存的に全身的に高く、特にクロマチン免疫沈降解析で構成的ヘテロクロマチンの主体をなすサテライトDNA配列のH3K9メチル化レベルが高いことが分かった。本研究では、Zfp296が転写因子としての働き以外に、構成的ヘテロクロマチンの分子としてH3K9メチル化を抑制することを新たに見出し、胎生期において重要な働きを担うことを明らかにした。

このZfp296によるエピジェネティック制御は、Zfp296による幹細胞の多能性制御や悪性腫瘍細胞の増殖を解明する糸口となるかもしれない。Zfp296(申請時の名称:Ces1)は幹細胞の多能性維持や悪性腫瘍の進展に影響するとされてきたが、それらのメカニズムは不明である。そこで、ノックアウト(KO)マウスを作製したところ、Zfp296 KOマウスは胎仔成長や生殖細胞の分化に異常をきたした。また、Zfp296は、細胞核のヘテロクロマチンに局在し、複数のエピジェネティック制御因子と相互作用することがわかった。さらに、Zfp296 KOマウスでは、ヘテロクロマチンのサテライトDNA領域で特異的に、H3K9メチル化レベルが上昇していた。以上から、Zfp296がヘテロクロマチン構成因子としてH3K9メチル化を抑制すると結論された。H26年度に予定していた研究がほぼ終了し、始原生殖細胞におけるヒストンメチル化とDNAのメチル化を介したエピジェネティックな制御にCes1が関与していることを明らかにできた。ヒストンたんぱく質の修飾を制御する因子の中には、DNAのメチル化にも影響するものが報告されている。そこで、DNAのメチル化状態によって発現が制御される遺伝子について、Ces1ノックアウトによりDNAのメチル化に異常をきたし、転写活性が変化しているものがないか検討する。方法としては、FACSにより始原生殖細胞を分離、DNA抽出を行い、バイサルファイトシーケンスによりCpGアイランドのメチル化の状態を検討する。分子生物学、発生生物学平成27年度は、Ces1ノックアウトによる遺伝子発現やヒストン修飾への影響を詳しく検討する。1Ces1 KOによりエピジェネティックリプログラミングに異常をきたし、発現が変化する遺伝子の特定:Ces1 KOマウスの始原生殖細胞における遺伝子発現パターンを、次世代シーケンサーを用いた網羅的な解析により検討する。2Ces1 KOの始原生殖細胞において、H3K9me2により転写活性が抑制されている遺伝子の解析:H3K9me2は転写活性を抑制するヒストンの修飾であるが、1の解析で、Ces1 KOにより発現が低下している遺伝子の中で、始原生殖細胞の発生・分化に重要な遺伝子について、H3K9me2による転写活性の抑制がみられるかどうかを、H3K9me2に対する特異的な抗体を用いて、ChIP(chromatin immunoprecipitation)-PCRにより確認する。これまでの解析に基づく始原生殖細胞のエピジェネティック制御(ヒストンメチル化とDNAのメチル化)へのCes1の関与について、さらにその機序の解析を進める予定である。
安定ベクトル束の構成とそのモジュライの研究

A.4次元球面上の1-instantonのmoduli spaceの自然な計量については土井、松本、松本によって具体的な形が求められている。そこでそれをHP^n上の1-instantonの場合に調べた。得られた結果はうまい座標をmoduli spaceに入れると、Riemann計量の係数がLauricella型の超幾何関数として記述できる事がわかった。更に新田の結果によりHP^n上の1-instantonのmoduli spaceはCP^<2n+1>上のnull correlation bundleのmoduli space上へtotally real submanifoldとして入っていることがわかっているので、それを用いてnull correlation bundleのmoduli spaceのKaehler metricを具体的に書き下した。B.4次元のtopologyの研究で、ここ最近の話題に“Seiberg-Witten"方程式がある。その方程式を用いると今まで複雑なDonaldoson invariantらの計算が大変簡単化される。そこでこの方程式を4n次元の四元数Kaehler多様体に拡張した。4n次元上には2種のtypeの方程式が定義でき、各々moduli spaceを考えられる。特に下の多様体がcompactな場合moduli spaceはcompactになる。C.4次元の多様体上に特別な計量を構成することは物理をはじめ、数学でも多々なされているが、大きい結果としてLeBrunの構成したCP^2の連結和上のself-dual metricとJoyceの構成したtorus actionを持つ4次元多様体self-dual metricである。そこで我々は一見関係の見えてこない2つの計量の間の関係を付けた。つまり2種の計量共ある種の微分方程式で定義されているがLeBrunの構成で特にtorus actionを持つ時2つ方程式の同値性を示した。D.情報幾何の分野として意識活動全体をある種の波のmoduli spaceとしてあつかえないか調べるため情報関係の文献を購入しそれらを調査した。
建設廃棄物破砕残渣からのアスベスト濃縮手法の構築

アスベストの混入が考えられる建設廃棄物処理残渣の前処理方法の検討を行った。建設廃棄物処理残渣中の粉塵を飛散し、微粒子を捕捉する装置の改良及び性能評価を行い、建設廃棄物処理残渣中に混入し、飛散する可能性のあるアスベストを濃縮する手法を構築した。また、試料調製方法の検討から、現場での石綿飛散防止のためには、散水等により含水率を10%以上に保つことが必要であることがわかった。廃棄物関連のアスベストの分析方法はアスベスト含有建材の分析法としてJIS A 1481:2008に規定されているが、廃建材を破砕選別処理した後の廃棄物残さ(以下「破砕残さ」と省略)にJIS法を適用した場合、アスベストが他の廃棄物により希釈されている及び雑多なマトリックスを含んでいるためにアスベストを検出することが困難である。本研究は、破砕残さを研究対象とし、その中に含まれる微量のアスベストを風力及び比重によって濃縮分離するための卓上型装置を構築し、JIS法によるアスベスト分析対象を広げるための、濃縮前処理手法として確立することを目的とする。研究代表者はこれまでに卓上型アスベスト濃縮装置を製作し、濃縮できることは確認したが、再現性に問題があることが分かった。そこで平成22年度は、再現性を高めるための方法として、濃縮装置内の風速の変化を抑えるため、及び静電気により装置内部に付着する粉じん量を減ために装置の改良を行った。濃縮装置内の風速が減速する要因として、最下流部に設置したろ紙の目詰まりがで有り、改善策として粉じん捕捉器の一つを湿式に変更した。また、接続管内に堆積する粉じんを抑制するため、接続管の内径を3mmから6mmにする変更を行った。これらの改良により、濃縮装置内の風速の変化をある程度改善することができた。しかしながら、粉じんを取り込んだ気泡が破裂することなく水を充填した粉じん捕捉器を通過することもあるため、さらなる改善対策が必要であることがわかった。本年度は建設廃棄物中間処理施設から採取した建設廃棄物破砕残さに粉砕した石綿含有成形板を加え作成した試料及び様々な石綿含有成形板を破砕して作成した模擬破砕残さ試料を用いて、乾式風力比重差選別装置に用いるための試料条件、均質性や含水率等についての検討及びアスベスト濃縮率等についての検討を行った。また、種々の検討の結果から、再現性及び実用性を高めるために装置の改良を行った。作成した石綿含有破砕残さに水を加え含水率を調整した。その結果、10wt%を超えると著しく飛散する粉塵量が減少し、16m/sの風速のとき水未添加時と比べ粉塵飛散量は約1/10(風速8m/sでは粉塵は飛散しない)になった。これらの結果から、乾式風力比重差選別機を用いて検体を調整する場合、再現性を考慮すると乾燥する必要があることがわかった。建設廃棄物破砕残さは各施設により質が様々であり、粒度も粉塵量も異なっていた。そこで、乾式風力比重差選別時の均質性を担保するために、及びある程度大きながれき類(数mm以上)が混入していると粉塵発生器内部での撹拌により粉塵が生成してしまうことがわかったため、1mmメッシュの篩を用いて粒度を調整することとした。また、これまのロケット型の粉塵捕集容器は、配管が長く配管内部に粉塵がたまる等、実用性に課題が生じたため、逆ロケット型のサイクロン粉塵捕集器を作成し、試験に使用した。その結果、乾式比重差選別装置を一定条件下、20g以下の調整した試料に適用するならば、捕集量約10%の偏差で粉塵捕集を行えることがわかった。ケイ酸カルシウム板やコロニアル屋根瓦等の石綿含有建材を粉砕し、1mmメッシュ篩を用いて調製した試料を用いて実験を実施したところ、飛散しやすい粒径の石綿繊維だけがサイクロン粉塵捕集器及び最下流部のろ紙に捕集されていることが確認できた。アスベストの混入が考えられる建設廃棄物破砕選別残さの前処理法の検討をおこなった。現在、建築材料のアスベスト分析法であるJIS法は建材の分析方法であり、雑多な建材を含む破砕選別残さに適用した場合、希釈されているため、また、様々な素材の建材を含むためアスベストを検出することはできない。そこで、破砕選別残さ中の粉塵を再飛散、微粒子を捕捉する装置の開発及び性能評価を行い、破砕選別残さからのアスベスト濃縮手法を構築した。平成25年度は装置の簡略化、装置の評価、捕集した粉塵の粒径評価等を行った。これまでのロケット型集塵器から、一般的な逆円錐型のサイクロン集塵器に変更し、配管長の短縮化及び操作の簡略化を行った。

粉塵発生塔内部での風速は底部で16m/秒、最上部で0.52.5m/秒であり、一般環境下における風速(台風等を除く)をほぼ再現することが可能であることがわかった。また、集塵器及び濾紙に捕捉される粉塵粒径について調べたところ、集塵器に捕捉される粒径は100μm以下ではあるが、検体によりばらつきが見られる。一方、濾紙に捕捉される微粒子径は10μm以下であり、検体によるばらつきはなく、集塵器が適切に微粒子を捕捉できることがわかった。さらに、粒径についての検討から、粉塵発生塔内及び集塵器内部にも10μm以下の微細粒子が残存することがわかった。検体の粒径、含水率、飛散粉塵回収量等を検討した結果、採取した試料からの検体調製方法は次のようになった。建設廃棄物破砕選別残さを採取、105°Cで乾燥、2mmメッシュの篩により粒径調製し、検体とすることによって、粉塵回収率の偏差を5%以内にすることができた。また、含水率の検討から、10%以上の含水率では、粉塵が発生しづらく、現場での石綿飛散防止のためには、散水により10%以上の含水率に保つことが安全担保の面から必要であることがわかった。本研究で使用している乾式風力比重差選別装置の粉塵捕集容器は市販品に粉塵捕集能率を向上するため改良を加えたものである。改良を重ねたため、大きさ及び操作性において実用性に課題が生じた。そこで、小型化及び操作性を向上するために実用されているサイクロン集塵機を模して、実験用小型サイクロン集塵器を作成したため時間を要した。また、濃縮率評価の内部標準物質として考えていた、硫酸カルシウム繊維やルチル繊維が一般的な試薬として市販されていなかったため、内部標準物質の検討を行うことができなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。建設廃棄物破砕処理残さ中の石綿含有を評価するための前処理装置として、実用的かつ簡易な装置を作成することができた。現在、震災ガレキ中の石綿の問題もあり、砕けた、土と混合した中にある石綿の評価方法についての問い合わせが増えている。本装置を前処理装置として確立するため、今年度は次の3項目について検討する1)捕集した粉塵の粒径に付いての評価(人体に害を及ぼす粒径であるか)、2)発塵装置内での初期風速(現在はさいたま市の平均風速に約2m/sで実施)、3)大まかな濃縮率または飛散率をどのように評価するべきか(前処理装置を標準装置とするためには入手が容易かつ石綿繊維と同様な結晶性繊維物質を探査する必要がある)。
水を溶媒として活用する新しい有機化学ワールドの構築

本研究は、「水中での有機化学」という新学問領域の開拓と体系的発展を意図して行なわれた。水中での触媒的不斉反応の開発、水中で特異的に機能する触媒や炭素-炭素結合生成反応の開発など、多角的に設定された6つの課題に関し研究を行った結果、いずれの課題においても革新的な成果を得ることができた。特に、有機溶媒中では見られない、水中でのみ発現する反応性、選択性を次々に明らかにし、これまでの有機反応では用いられることの無かった金属酸化物や金属水酸化物が水中で極めて優れた触媒として働くことを見いだし、さらに、有機溶媒を全く用いない100%水中での不斉反応を実現するなど、「水中での有機化学」を大きく発展させた。1、水中での触媒的不斉合成の開発・・・スカンジウムトリフラートとキラルビピリジンからなる触媒存在下、α,β-不飽和ケトンに対するチオールの不斉Michael型付加反応が、高収率かつ高エナンチオ選択性で進行することを明らかにした。2、水溶性分子を用いる水中での効率的反応の開発・・・ホルムアルデヒドを用いる水溶媒中での不斉ヒドロキシル化における反応機構の詳細な検討を行い、本反応がケイ素エノラート及びホルムアルデヒドを触媒が同時に活性化している機構を明らかにした。3、水溶液中における特異的な炭素-炭素結合生成反応の開発・・・アリルボロネートを用いる水溶液中でのアリル化反応において、キラルなビピリジン配位子を用いることにより不斉合成へ展開し、高いエナンチオ選択性で目的物を合成する手法を確立した。4、水の中で特異的に機能する触媒の開発・・・ヒドラゾノエステルに対するアレニルボロネートの反応において水溶液中での金属水酸化物の反応性を探索し、水酸化銅を触媒として用いたときにはプロパルギル体が、水酸化ビスマスを触媒として用いたときにはアレニル体がそれぞれ優先的に得られることを見いだした。5、水中で機能する固定化触媒の開発及び反応場の研究...水系溶媒中で機能する高分子固定化触媒の開発を行った結果、アルコールの酸化反応がバイメタル金属触媒によって円滑に進行し、アルデヒドあるいはエステルを選択的に得ることができた。6、水を溶媒とするフロー系反応の開発・・・フローリアクターを用いて高分子固定化金属触媒による水中での水素化反応の検討を行ったところ、反応は良好な収率で進行することが明らかになった。1、水中での触媒的不斉合成の開発...スカンジウムトリフラートとキラルビピリジンからなる触媒存在下におけるα,β-不飽和ケトンに対するチオールの不斉Michael型付加反応において、基質としてβ位が非対称構造のα,β-不飽和ケトンを用いると、不斉プロトン化反応が可能であることが明らかになった。2、水溶性分子を用いる水中での効率的反応の開発...水中で機能する単一分子触媒の創成について検討を行った結果、分子量約800の単一分子の構築に成功した。この分子は水中で水溶佐のホルムアルデヒドを用いる不斉ヒドロキシメチル化反応を円滑に進行させ、アルドール反応を触媒する酵素であるII型アルドラーゼと類似の挙動を示すことも見いだした。3、水溶液中における特異的な炭素-炭素結合生成反応の開発...酸化銀がアルデヒドのアリル化を水溶媒中において効率的に触媒することを見いだし、毒性の低いケイ素アリル化剤を用いた場合において、一万回に迫る高い触媒回転率を達成した。4、水の中で特異的に機能する触媒の開発...ベンズアルデヒドとアリルホウ素試薬を基質として用いたアリル化反応において、水系溶媒中での反応と有機溶媒中での反応で、異なる反応性をもってホモアリルアルコールが生成することを見出した。5、水中で機能する固定化触媒の開発及び反応場の研究...水溶液中で機能する新たな高分子固定化触媒の開発を行い、酸化的アミド合成反応を開発し、アンモニア水を用いると1級アミドが収率よく合成できることを明らかにした。6、水を溶媒とするフロー系反応の開発...ポリシランを担体とするパラジウム触媒をカラムに充填し、反応基質の水溶液と水素を添加することで、水素化フローシステムによる還元反応を実現した。生産性の高いシステムを構築することができ、医薬品生産等への展開が期待される。1、水中での触媒的不斉合成の開発・・・水酸化銅(II)とキラルビピリジンからなる触媒存在下におけるα,β-不飽和カルボニル化合物に対するホウ素化合物の高エナンチオ選択的Michael型付加反応において、大幅な基質一般性の拡大を実現できた。また、銅(0)を用いる触媒も同様に高いエナンチオ選択性を示すことを明らかにした。2、水溶性分子を用いる水中での効率的反応の開発・・・水溶媒中でのチオールの不斉

1,4-付加反応に続く重水素化反応を、重水を用いることで高立体選択的に達成した。3、水溶液中における特異的な炭素ー炭素結合生成反応の開発・・・水中で光学活性ニッケル触媒を用いることにより、オキシムとオレフィンとの高立体選択的不斉[3+2]付加環化反応を実現した。本反応は、有機溶媒中では選択性の発現がほとんど見られなかった。4、水の中で特異的に機能する触媒の開発・・・水中での芳香族化合物とアルコールとの脱水的アルキル化反応において、分岐型の側鎖を持つ長鎖アルキルベンゼンスルホン酸触媒が直鎖型の側鎖を持つものよりも高い触媒活性を示すことを明らかにした。5・6、水中で機能する固定化触媒の開発及び水を溶媒とするフロー系反応の開発・・・水を溶媒として用いるフロー反応系を指向して、水系溶媒中でも金属の流出なく機能する高分子固定化スカンジウム触媒を開発し、ホルマリンを用いるヒドロキシメチル化反応において有効に機能することを明らかにした。1、水中での触媒的不斉合成の開発・・・水酸化銅(II)とキラルビピリジンからなる触媒存在下におけるα,β-不飽和カルボニル化合物に対するホウ素化合物の不斉Michael型付加反応において、高いエナンチオ選択性かつ極めて広い基質一般性をもって反応が進行することを明らかにした。2、水溶性分子を用いる水中での効率的反応の開発・・・アンモニア水を用いる水中での不斉アリル位アミノ化反応において、触媒量の低減化による反応効率性の改善を図ることができた。3、水溶液中における特異的な炭素ー炭素結合生成反応の開発・・・アリルホウ酸エステルによるカルボニル化合物のアリル化反応において、アリルホウ酸エステルのホウ素部位の構造の違いによって、有機溶媒中と水中においてのアリル化反応で反応性の逆転が起こる興味深い事実を明らかにした。4、水の中で特異的に機能する触媒の開発・・・水中でのカルボン酸とエステルとの脱水縮合反応において、長鎖アルキルベンゼンスルホン酸触媒の構造最適化について検討を行い、分岐型の側鎖を持つものが高い触媒活性を示すことを明らかにした。5・6、水中で機能する固定化触媒の開発及び水を溶媒とするフロー系反応の開発・・・水酸化亜鉛触媒の高分子担体への固定化について検討を行い、シリカゲルを担持剤として用いることにより本亜鉛触媒を効果的に固定化できることを明らかにした。また、本触媒がアルデヒドに対するアリル化反応において顕著な活性を示すことを明らかにした。さらに、フロー系反応に展開できる可能性も見いだした。当初の計画において、水を溶媒とする有機化学というテーマを全体的に効率よく推進するため、6つのテーマを設定しそれらを相互に連携させることを考案した。各サブテーマが予想以上に展開して、それぞれが目標を超える進展があり、さらにサブテーマから得られたいくつかの結果が結びついて、それらが相乗的かつ加速度的に展開し、数多くの論文発表や学会発表を行うことができている。25年度が最終年度であるため、記入しない。今年度も各サブテーマにおいて予期せぬ大きな展開がみられ、さらに興味深い発見から水中での有機反応の新たな可能性を見いだすことができた。さらに、各サブテーマ間での相乗効果も見られ、数多くの論文発表や学会発表を行うことができた。