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地域における失業者への教育的支援に関する中国、香港と台湾の実証的比較研究

本研究において得られた成果は主に以下の3点にまとめる。中国大陸地区では、現代中国の失業・労働をめぐる課題の多様性と複雑性を明らかにするとともに、就労・自立支援に関する三つのモデルを抽出し、それぞれのモデルの意義と課題を明らかにした。香港と台湾では、NPO・NGO活動が活発であり、多行政部門と民間組織とが連携して就労・自立支援に取り組む実態を明らかになった。特にソーシャルワーカーが個々人に対する精神面のサポートを担いながら、教育者としての役割も大きいことがわかった。さらに、台湾や香港では移民労働者が急増するにつれ、就労支援の対象も移民労働者へとシフトしつつあることが明らかになった。世界中で失業問題が深刻化しつつある中で、地域における失業者の自立に向けた包括的な支援の構築が国際的・政策的に大きな関心事となっている。本研究は、中国、香港、台湾を事例にして、近年の生涯教育の展開に伴って進められてきたコミュニティを基盤とする失業者支援の実態に関する比較研究を行う。地域における失業者支援を支える理論、実践の展開を検討することで、社会問題の解決に資する社会教育学研究の新たな理論とシステムの構築を図ることを目的としている。平成27年度では、対象地域である中国、香港、台湾における社会教育・成人教育の概念と理論構造について文献分析を通して整理した。また、対象3地域における国勢レベルの政策・統計資料に基づき、失業者に差し向けられた特別な教育施策や教育財政援助支援策について分析を行った。4月に北京市にフィールワークを行い、北京師範大学の成人教育研究者への聞き取り調査及び再就職訓練に関わる職員への聞き取り調査を行ったほか、社区施設や社区福祉活動の見学も行った。これらの調査結果と日本の研究や実践と照らし合わせ、比較考察の視点を広げるために、日本における松本市と松江市の地域調査を行い、中日教育研究協会、日本教育学会、日本社会教育学会、アジア教育学会等の年次大会に参加して、研究課題に関する情報収集と意見交換を行った。研究対象地域の研究や政策の現状における文献収集・分析、現地調査を実施するとともに、学会や研究会における討論を実施できた。また、研究対象地域以外にも、比較考察の参考として日本国内の地域調査も実施できた。本科研は、近年世界中における生涯教育の展開に伴って進められてきたコミュニティを基盤とする失業者支援の実態に関する中国、香港、台湾の比較研究である。中国等において社区教育の発展の高揚により、社区教育を通じて社会問題の解決に向けた取り組みが多くなされている。一方で、近年の日本において、終身雇用制度の崩壊や非正規雇用、移民労働者の増加等、労働に関わる問題が深刻になりつつあるが、社会教育学領域での研究的な関心は高いとは言えない。中国、香港や台湾における社区教育、生涯教育の新たな取り組みの意義と可能性を検討することで、日本の社会教育の展開に新たな視点を提示する。アジアの理論、実践の展開を検討することを通して、労働問題に関わる社会教育学研究の新たな理論とシステムの構築を図る。平成28年度では、中国と台湾におけるフィールド調査を中心に行った。中国では、舟山市における漁村地域の産業転換に伴う住民の転職・転業のための社区教育実践について、社区教育の関係職員に聞き取り調査を行った。台湾においては、近年の移民労働者と結婚女性移住者の就労問題、及びそれらに関連して生じた青少年の家庭教育の問題に着目して、「婦幼館」という女性と青少年を対象にする施設の役割を解明した。また、日本国内においても図書館における資料収集を行った。これらの調査成果について、アジア教育学会の年次大会、関連セミナーで研究発表を行うほか、日本教育学会、日本社会教育学会にも参加し、情報収集と意見交換を行った。研究対象地域の住民課題、失業問題の実態を現地調査を通して明らかにした。成果をまとめて学会や研究会における情報発信と意見交換も実施できた。ただし、情報発信の場が限られており、これまでの研究成果を出版物として十分に発信できていないことは今後改善すべき点だと思われる。世界中で失業問題の深刻化が進み、失業者の自立に向けた包括的な支援のあり方を探る必要があるなか、本研究は中国、香港、台湾を事例にした比較研究を行っている。具体的には、地域の諸組織がいかに連携体制を図り、失業者支援を行なっているのかについて考察を行い、コミュニティを基盤とする失業者の自立支援の実態を明らかにしてきた。平成29年度には特に台湾における障がい者に対する就労支援の実態に着目して、調査を行いました。具体的には、「台北市身心障礙者就業大楼」、「第一家園永愛発展中心」、「第一家園身心障礙者就業服務中心」等において、職員に聞き取り調査を行った。それらの調査を通して、台湾における障がい者に対する就労・自立支援の実態、特徴、及び課題等を明らかにすることができた。また、以前から着目してきた移民に対する自立支援教育についての調査も行い、台湾における蔡英文の新政権下で打ち出された「新南向政策」の下で、移民への関心が高まりつつある。その中で、東南アジアからの移民を社会的弱者としての存在として捉えるのではなく、社会的資源として捉える上での新たな支援のアプローチを解明してきた。さらに、同じく香港における東南アジア諸国や中国大陸地区からの移民への支援についても調べた。その中で、とくに政府とNGO団体との連携関係に着目し、両者がどのように協働関係を図っているか、それぞれどのような役割を果たしているかを明らかにした。中国大陸地区における就労・自立に関わる教育支援者としての社区教育職員に関する調査も行い、職員が果たす役割や職員養成の現状と課題について明らかにした。

今年度の調査成果について、第8回教育に関する環太平洋国際会議や日本社会教育学会第41回東北・北海道研究集会等の国内・国際学会で研究発表を行い、情報発信と意見交換を行った。本研究において得られた成果は主に以下の3点にまとめる。中国大陸地区では、現代中国の失業・労働をめぐる課題の多様性と複雑性を明らかにするとともに、就労・自立支援に関する三つのモデルを抽出し、それぞれのモデルの意義と課題を明らかにした。香港と台湾では、NPO・NGO活動が活発であり、多行政部門と民間組織とが連携して就労・自立支援に取り組む実態を明らかになった。特にソーシャルワーカーが個々人に対する精神面のサポートを担いながら、教育者としての役割も大きいことがわかった。さらに、台湾や香港では移民労働者が急増するにつれ、就労支援の対象も移民労働者へとシフトしつつあることが明らかになった。研究対象地域での調査を引き続き行うとともに、これまでの調査のフォローアップも行う。平成27年度は主に中国を中心にフィールドワークを実施したが、今後は台湾と香港の現地調査を重点的に行う。また、論文執筆や学会発表等を通して、研究成果を積極的に広く発信する。研究対象地域でのフィールド調査を引き続き行うとともに、論文執筆と学会発表をさらに積極的に行い、研究成果の公開に努める。社区教育、生涯教育調査の準備段階で比較考察の視点でより多くの知見を得るために、日本国内の調査を中心に実施しており、海外のフィールド調査を翌年度にまわした。そのため、海外調査旅費が余ったことに加え、データ分析作業に必要な物品や調査謝金等の予算執行も先送りにした。若干計算の誤差がありましたが、ほぼ予定通りに予算執行できた。次年度使用額が生じたため、2016年度には調査対象の3地域である中国、香港、台湾の調査を1回ずつ実施する予定である。国際学会発表と国内学会発表を行い、調査成果を広く発信する。来年度も引き続きフィールド調査と成果発信のための学会参加などで、旅費が最も多い支出になると予想される。調査協力者への謝金と研究成果を多言語で発信していくための校正費用としても使用する計画である。
ALSの発症に関わるADAR2遺伝子発現異常を引き起こす分子病態の解析

孤発性ALSでは、RNA編集酵素ADAR2の発現が進行性に低下しており、AMPA受容体サブユニットGluA2のRNA編集効率低下を引き起こすことにより運動ニューロン死を引き起こしている。本研究では、ADAR2遺伝子の制御機構を明らかにし、ADAR2発現低下の分子メカニズムを解明することを目的とした。ヒト脊髄より単一運動ニューロンを切り出し、運動ニューロンに特異的に発現するエンハンサーRNA(eRNA)をCAGE法により検出した。さらに、プロモーター領域のeRNA発現部位に作用する転写因子を同定し、新たに構築したルシフェラーゼ遺伝子によるレポーターアッセイ系で活性を測定した。孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者の運動ニューロンでは、グルタミン酸受容体であるAMPA受容体サブユニットGluA2のRNA編集効率が低下している。この分子変化は未編集型GluA2をサブユニットにもつAMPA受容体からのCa2+流入増大を通じて運動ニューロン死を引き起こすことが分子病態モデルマウスの解析から明らかになった。この分子異常は専らRNA編集酵素adenosine deaminase acting on RNA 2 (ADAR2)の発現が進行性に低下することに依るため、ヒトADAR2遺伝子ADARB1の発現制御機構を明らかにする必要がある。そのためADARB1遺伝子発現に関わる転写因子・制御因子の同定を目的とする。ADARB1遺伝子openreading frame (ORF)の上流3kbp内にプロモーター領域が存在すると考え、この想定プロモーター領域3kbpの下流にルシフェラーゼ遺伝子を繋いだコンストラクトを作成し、このコンストラクトをstableに発現するルシフェラーゼレポーターアッセイ系をHeLa細胞を用いて構築した。上記の想定プロモーター領域をデータベース上で検索し、ヒストン修飾、DNaseI感受性などから、ヒトADAR2遺伝子プロモーター領域を絞り込み、そこに結合する転写因子候補を特定した。上記の候補転写因子群および既報のALS運動ニューロンで変化していると報告されている転写因子につき、作成したレポーターアッセイ系およびsiRNAを用いたノックダウンによりADARB1遺伝子の発現に影響を及ぼす転写因子候補を検索した。これらの実験から、候補転写因子1種(TF-X)を特定することができた。複数の転写因子が共同してADARB1遺伝子の発現制御に関わっている可能性が高いので、TF-Xと共同して働く候補転写因子群の検索を更に進める。ヒトADAR2遺伝子の制御に関わる因子の同定のために構築した、レポーターアッセイ系および転写因子のsiRNAによるノックダウンを用いて、ADARB1遺伝子発現を制御する転写因子のスクリーニングを行い、有意な制御活性を持つ転写因子を数種類同定した。年度中にRIKENよりFANTOM5のデータが公開されたため、従来の予測方法に加え、エンハンサーRNA(eRNA)の発現を指標としたヒトADARB1遺伝子感受性部位の解析を進めた。ADARB1のプロモーターと近傍のエンハンサーRNA(eRNA)の発現量について,中程度の強さの正の相関関係(Spearmanの相関係数ρ=0.52)を持つeRNAを生み出すエンハンサーを1つ発見した.ADARB1遺伝子の発現量は細胞種により異なることを利用して,ADAR2レベルが高い、または低い組織トップ10を各々選び出し、計1673個の中からADARB1遺伝子の発現との間に相関関係が高い転写因子を、グレードを付けて選定した.最も相関の高いレベルとして32因子が同定された。遺伝子制御機構は組織特異性が高いことから、運動ニューロンにおけるADARB1の発現を解析するためにcap analysis of gene expression(CAGE)解析を行った。凍結保存した正常対照ヒト脊髄より採取した単一運動ニューロン2万個以上からの結果を、対照として採取した後角組織、白質組織の結果と比較した。その結果、ADARB1近傍のCAGEタグの分布や強度が運動ニューロンと対照組織では大きく異なっており、予想通り組織特異的な遺伝子発現制御機構が働いていることが示唆された。さらに、ADAR2発現レベルの異なる組織におけるADARB1のヒストン修飾、DNase1感受性領域、CpGアイランドの比較から、プロモーター領域を推定した。この領域は、以前構築したレポーターアッセイ系に用いたものより広く、プロモーター活性領域をカバーできていなかった可能性が明らかになったため、より3'側に延ばしたリポーターアッセイ系構築のためのコンストラクトを作成している。また、ADARB1プロモーター領域の転写因子結合モチーフを解析し、CAGEタグとの関連も含めた解析から単独ないしダイマーで働く40因子を選定した。昨年度行ったADAR2発現レベルとの相関性に基づいた選定と併せると、15種類の転写因子が最も有力な候補に絞られた。これらの因子の生物活性を検討するため、コンストラクトを作成している。研究の開始後、研究の遂行に有用なENCODEおよびFANTOM5プロジェクトの研究結果が相次いで公表され、研究計画を修正した。今年度は単一運動ニューロン組織からのCAGE解析が終了し、ADAR2遺伝子ADARB1の発現パターンが運動ニューロンと対照組織とで大きく異なることが明らかになり、運動ニューロン特異的なADARB1発現制御解析のための基盤が整備された。これにより、転写因子開始部位およびエンハンサー部位の同定、およびその近傍の詳細な遺伝子マップの作成、転写因子の選定、リポーターアッセイシステムの構築を進めた。運動ニューロンにおけるADARB1の発現を解析するために凍結保存した正常対照ヒト

脊髄より採取した単一運動ニューロン組織および対照組織(脊髄後角、白質)を用いたcap analysis of gene expression(CAGE)解析を行い、運動ニューロンに特異的なエンハンサーRNA(eRNA)発現部位を特定した。ADARB1遺伝子の上流領域につき、ENCODEおよびFANTOM5プロジェクトの研究結果を参考にし、ADAR2活性の高い組織と低い組織のヒストン修飾の比較、CAGEタグ発現部位の比較から想定される、プロモーター・エンハンサー部位につき、転写因子結合モチーフを解析した。選定した転写因子から、運動ニューロンに発現している転写因子を抽出し、最も有力な15種類の転写因子を選定し、クローニングを行った。ADARB1遺伝子プロモーター領域のヒストン修飾から、より広い上流領域を含む領域がプロモーターとして働いている可能性が出てきたので、ルシフェラーゼ遺伝子を用いたレポーターアッセイ系を追加構築した。このレポーターアッセイ系を用いて、上記の方法で選定した15種類の転写因子の活性を測定し、5種類について3倍以上のADAR2活性上昇を認めた。さらに、これらを組み合わせることにより単独よりも2-3倍活性が上昇する組み合わせを得た。これら活性上昇作用のみられた転写因子をヒト由来培養細胞に過剰発現ないしノックダウンさせ、活性の変化を検討し、有意な変化が観察された転写因子を複数得た。孤発性ALSでは、RNA編集酵素ADAR2の発現が進行性に低下しており、AMPA受容体サブユニットGluA2のRNA編集効率低下を引き起こすことにより運動ニューロン死を引き起こしている。本研究では、ADAR2遺伝子の制御機構を明らかにし、ADAR2発現低下の分子メカニズムを解明することを目的とした。ヒト脊髄より単一運動ニューロンを切り出し、運動ニューロンに特異的に発現するエンハンサーRNA(eRNA)をCAGE法により検出した。さらに、プロモーター領域のeRNA発現部位に作用する転写因子を同定し、新たに構築したルシフェラーゼ遺伝子によるレポーターアッセイ系で活性を測定した。年度途中にFANTOM5のデータベースが公開され、より情報量の多い解析法であるCAGE解析法を行うことに方針を変更した。その解析結果により、従来法で絞り込んだ候補転写因子に追加・変更があることが予想されるために、候補転写因子のアッセイは進めていないため、送れていると評価した。しかし、CAGE解析により得られる情報は従来法より遙かに豊富であり、その意味では目的達成速度が加速する可能性がある。ADARB1遺伝子の制御に関わる転写因子候補につき、生物活性の確認作業を行う。
ポジトロン核種^<68>Ga標識肝スキャン剤の臨床応用に関する研究

我々はポジトロンCT用の、簡便なキットタイプの新しい肝スキャン剤を開発した。基礎的事項として、短時間で^<68>Gaを人血清アルブミンマイクロスフェア(Human serum albmin microspheres:HSAM)に標識するためにアセテートバッファを使用し、無菌的にミルキングから標識率の確認まで1015分間で完了する系を確立した。ファントムを使用して投与量と検査時間の関係につき検討し、1mCi以下でも充分撮像が可能であることを確認した。同時に撮像のためのポジトロンカメラの至適条件を得た。また、ファントムを用いin vitroにおけるSOL検出能を検討した結果、12mmまでの欠損像が検出可能であることが分かった。ここで実際に人への投与を開始した。第一例目は、肝右葉S5S6にまたる5cmの原発性肝癌例で、本スキャン剤による副作用は全くなく、シャープな輪郭の肝癌による欠損像を描出することができた。以後、ルーチン検査として、肝SOL、検出能と肝網内系細胞の機能検査の臨床的有用性を評価するために48症例(5例:正常人、中1例:肝効変、18例/肝硬変肝癌合併例)に対し本スキャン剤を投与し検討した。投与条件は12mCiの^<68>Ga-HSAMを静脈投与し、全身PETスキャナーで肝スライス厚、1.5cmでイメージを撮った。その結果、直径1.2cm6cmの肝癌では、2cm以上のものは全て検出できた。肝及び脾のボリウムに関しては、各スライスの面積に厚さをかけるsummation methodを用いて計測したが、X線CTのボリュウムとは良好な相関を示した。特にSPECTでは測定困難なボリュウムとは良好な相関を示した。特にSPECTでは測定困難なボリウムの小さな例でもr=0.97と非常に良好な相関が得られた。さらにDARによる計測から、慢性肝疾患の進行と共に肝への取り込みは低下するが、脾への取り込みの増加はなく、単に脾のボリュウムの増加によるものであること証明できた。慢性肝疾患の病態の解明に非常に有用な情報を提供し得る手段であるといえる。^<68>Ga肝スキャン剤を人に投与するに際しての諸条件のチェック完了後,同スキャン剤の標識に要する時間を短縮するためにキット化を完成した.その標識操作に習熟するため,低レベルのアイソトープを使用して標識操作を繰り返し練習した.その結果,当初は2030分を要していた標識時間を1015分にまで短縮することが可能になった.更に,ファントムを使用し,投与量と検査時間の関係につき検討し, 1mCi以下でも十分撮像が可能であることを確認した.同時に撮像のためのポジトロンカメラの至適撮像条件を知ることができた.また,ファントムを用いin vitroにおけるSOL検出能を調べた. 12mmまでの欠損像は, in vitroでは検出可能なことが分かった.既に,滅菌状態で標識できることも確認したので,この段階で我々は人に投与することに踏み切った.第一例目は,肝右葉S5S6にまたがる5cmの原発性肝癌例で,副作用などは全く無く,シャープな輪郭の肝癌による欠損像を抽出することができた.以後,肝硬変肝癌合併例

4例(腫瘍サイズ2.5cm5cm),胆管癌1例(腫瘍径5cm)と,特発性門脈圧亢進症1例の計7例に投与している.全例比較のために^<99>mTc-フチン酸によるコンベンショナルスキャン, SPECT, X線CTが施行されている.現在までの研究結果としては,本スキャン剤によるPET像は, SPECT像と比較して明らかに実像をシャープに抽出し得ること,より小さなSOLの検出が可能であり,少なくともin vivoで2.5cm径のものの検出が可能であることが分った.作製した^<68>Ga-マイクロスフェアは細菌試験,発熱性物質試験ともに陰性で,副作用は全例全く見られず,標識率は95%以上と非常に良好な結果を得ている.今後,症例を重ねることの他, PETイメージより臓器ボリュームを測定するためのファントム実験を予定している.我々はポジトロンCT用の、簡便なキットタイプの新しい肝スキャン剤を開発した。基礎的事項として、短時間で^<68>Gaを人血清アルブミンマイクロスフェア(Human serum albumin microspheres:HSAM)に標識するためにアセテートバッファを使用し、無菌的にミルキングから標識率の確認まで1015分間で完了する系を確立した。ファントムを使用して投与量と検査時間の関係につき検討し、1mCi以下でも十分撮像が可能であることを確認した。同時に撮像のためのポジトロンカメラの至適条件を得た。また、ファントム用いin vitroにおけるSOL検出能を検討した結果、12mmまでの欠損像が検出可能であることが分かった。ここで実際に人への投与を開始した。第一例目は、肝右葉S5S6にまたがる5cmの原発性肝癌例で、本スキャン剤による副作用は全くなく、シャープな輪郭の肝癌による欠損像を描出することができた。以後、ルーチン検査として、肝SOL検出能と肝網内系細胞の機能検査の臨床的有用性を評価するために48症例(5例:正常人、11例:肝硬変、18例:肝硬変肝癌合併例)に対し本スキャン剤を投与し検討した。投与条件は、12mCiの^<68>Ga-HSAMを静脈投与し、全身PETスキャナーで肝スライス厚、1.5cmでイメージを撮った。その結果、直径1.2cm6cmの肝癌では、2cm以上のものは全て検出できた。肝及び脾のボリュウムに関しては、各スライスの面積に厚さをかけるsummation methodを用いて計測したが、X線CTのボリュウムとは良好な相関を示した。特にSPECTでは測定困難なボリュウムの小さな例でもr=0.93と非常に良好な相関が得られた。さらにDARによる計測から、慢性肝疾患の進行と共に肝への取り込みは低下するが、脾への取り込みの増加はなく、単に脾のボリュウムの増加によるものであることを証明できた。慢性肝疾患の病態の解明に非常に有用な情報を提供し得る手段であるといえる。
極端紫外光を用いたアモルファス半導体の可逆光誘起現象に関する研究

光照射(可視光から紫外光)によって構造が変化したり、準安定な欠陥を生成するのがアモルファス半導体の特徴であり、太陽電池などのデバイスとしてこの物質を応用する場合に大きな障害となる。主な原因はそのような光照射によって化学結合を支配する外殻電子の励起とそれに伴う結合の切断であると考えられているが、詳しい切断の機構は不明である。本研究は化学結合にあずからない内殻電子も励起出来るシンクロトロン軌道放射光(SOR光)を用いアモルファス半導体の光誘起現象を幅広い光エネルギー照射のもとで観察するのが主目的である。可視光領域において光構造変化が良く調べられているカルコゲナイドガラスを出発材料とした。結果を以下に列記する。1.SOR光(極端紫外光)によっても可視光と同じ誘起現象が生じる。2.可視光より一桁少ないフォトン数で同じ程度の誘起効果が生じる。3.ある特定波長、たとえばAsの内殻準位、で光構造変化が最大となる。4.SOR光吸収以外の領域にも変化を誘起する。これらは全て新しい知見ではあるが、SOR光励起によって何らかの可視光領域での発光を伴う場合にSOR光に本質的な現象であるかどうかの区別がむずかしくなる。この点を明確にできれば光誘起現象の本質に迫る事が可能となるかも知れない。
出土文字資料の出典論的方法による古代信仰展開様相の研究

本研究では発掘調査等で出土した文字のある土器・石製品・木簡などの出土文字資料のなかで、宗教関係の語句のある事例に関して、宗教経典などとの出典論的研究を行い、所依経典を推定することによって、具体的な信仰の実態を考察した。方法としてはデータベースや発掘調査報告書等から宗教関係の語句を抽出し、関係する文献を収集した。また、それらを所蔵する各地の施設において実見調査を行った。仏典や経書に類似する語句の用例や用法を確認し、各々の出土文字資料の背景にある宗教や信仰の実態を明らかにした。結果として、古代集落遺跡において、仏典や経書を典拠とする語句がみられ、集落次元での宗教の浸透を具体的に明らかにした。奈良・平安時代の墨書・線刻遺物(土器・石製品など)として記されている語句と文章について、とくに当該文字資料が質量ともに豊富な関東地域を対象として、文献収集と資料および出土遺跡・遺構の実地調査を下記の通り行った。[文献調査]国立国会図書館等での文献調査・検索・複写6月1213日関東地域の発掘調査報告書等複写[資料調査]千葉県における実地(遺物実見等)調査8月2527日八千代市立郷土資料館ほか埼玉県における実地(遺物実見等)調査10月2324日埼玉県上里町皀樹原・檜下遺跡調査栃木県における実地(遺物実見等)調査11月68日下野薬師寺歴史館・栃木県立博物館ほか群馬県における実地(遺物実見等)調査11月1315日多胡碑記念館・甘楽古代館ほかこれらの実地調査によって、関東地方出土の奈良・平安時代の遺跡から出土した宗教関文字資料についての基礎的な知見を得た。その後、文献資料検索・調査で得た資料によって、出土遺跡・遺構の事実認識と研究史の整理と把握を行った。とくに儒教的な典拠をもつ語句が仏教的な状況下で用いられている遺物(武蔵国府関連遺跡出土墨書土器)について、今年度調査した関東地域の古代文字資料との相互の比較検討と出典論的研究を経て、奈良時代における儒教経典に由来する孝思想の地方的展開と仏教的習俗である火葬と融合している点を明らかにするとともに、土器に対する墨書の書写行為の類型性から、集落内の寺院など仏教関係遺跡から出土する遺物と親縁関係があることを証した。奈良・平安時代の墨書・線刻遺物(土器・石製品など)として記されている語句と文章について、とくに東北地域を対象として、文献収集と資料および出土遺跡・遺構の実地調査を下記の通り行った。[文献調査]国立国会図書館等での文献調査・検索・複写5月2223日東北地域の発掘調査報告書等複写[資料調査]岩手県における実地(遺物実見等)調査8月35日岩手県立博物館ほか秋田県における実地(遺物実見等)調査8月2527日秋田県立博物館ほか宮城県における実地(遺物実見等)調査10月13日東北歴史博物館ほかこれらの実地調査によって、東北地方出土の奈良・平安時代の遺跡から出土した宗教関文字資料についての基礎的な知見を得た。とくに仏教、道教および陰陽道と関連する語句が、木簡・漆紙文書・墨書土器などにみられることに注目し、これらについての集成的研究を行った。また、前年度調査した関東地域などの古代文字資料との相互の比較検討と出典論的研究を経て、奈良時代平安時代における仏教、道教および陰陽道に関係する語の分布について、地方的な傾向を示し、東北地域では官衙的属性を有する遺跡から、陰陽道関係の文字資料が出土する傾向を把握した。あわせて、仏教関係文字資料についても、他地域との比較研究を行った。これらについては、別項で示した口頭発表および論文で研究内容を公表した。奈良・平安時代の墨書・線刻遺物(土器・石製品など)として記されている語句と文章について、とく近年、当該文字資料が多数出土している中部・北陸地域を対象として、文献収集と資料および出土遺跡・遺構の実地調査を下記の通り行った。なお、本年度は研究費の支給が二次にわたったため、二次給付がない場合を想定し、地域的には当初どおりの調査を行えるように考慮した結果として、当初の計画を日程面で縮小した。それに伴い、主として二次給付分を用いて、中間年度に際して、出典論的検討の基礎的知見の獲得のために中国古典の知見を獲得しなおすべく、関係する基礎的書籍を購入し、精読するとともに、中国文献検索のためのデータベース(間接経費)に一定金額で契約し、中国古典に関する出典論的検討に資する中国研究者の文献・論文を精査・収集し、精読した。これらによって本研究の目途とする出典論の方向性を獲得することを目論んだ。

これらによって得られた知見は本年度の成果論文に盛り込み、あわせて中国での最新の研究論文についても参照し、引用文献としてあげた。[文献調査]国立国会図書館等での文献調査・検索・複写7月1415日中部・北陸地域の発掘調査報告書等複写国立国会図書館・書道博物館等での文献調査・検索・複写12月23日中部・北陸地域の発掘調査報告書等複写および関係資料実見[資料調査]富山・石川県における実地(遺物実見等)調査8月810日富山県埋蔵文化財センターほか長野県における実地(遺物実見等)調査10月78日松本市立考古博物館ほか福井県における実地(遺物実見等)調査11月1112日福井県立歴史博物館、大野市歴史博物館ほかこれらの実地調査によって、中部・北陸地域出土の奈良・平安時代の遺跡から出土した宗教関文字資料についての基礎的な知見を得た。その後、文献資料検索・調査で得た資料によって、出土遺跡・遺構の事実認識と研究史の整理と把握を行った。とくに儒教的な典拠をもつ語句が記されている出土文字資料(墨書土器・木簡等)について、昨年度までに調査した他地域の古代文字資料との相互の比較検討と出典論的研究を経て、奈良時代の地方における中国古典の展開と認識について実態を明らかにした。あわせて、陰陽師などの中央政府からの専門官人の派遣以前に陰陽道に関係する中国古典や仏典に関する知識が一定程度存在したとを証した。[文献調査]国立国会図書館等(7/2829)で九州地域の出土文字資料に関する文献資料の検索・複写を行った。[資料調査]以下の4回に分けて、各県域の出土文字資料の実見調査を行った。1鹿児島市ふるさと考古館・鹿児島埋蔵文化財センター・鹿児島埋蔵文化財センター(5/316/2)2玉名市歴史博物館こころぴあ・山鹿市立博物館・熊本県立装飾古墳館(8/2729)3大分県立歴史博物館・九州歴史資料館(9/2021)4西都市歴史民俗資料館・宮崎県立総合博物館・宮崎県立埋蔵文化財センター(10/1112)[文字資料と仏典・儒教経書等との比較・対照的出典論検討]上記の調査によって収集した資料の知見および検索・複写した資・史料との比較・対照しながら、文字資料の釈読と文献の読解とを行った。[研究全体の整理と総括]とくに当該年度は前年度まで地域ごとに収集し、考察してきた結果を通して、地域間の比較の見地に立って総括的な論述を行い、まとめとして、古代の地域社会における仏教の信仰行為の実態について考察した。〔研究成果〕以上の調査および分析と検討の結果として、今年度調査対象地域とした九州地域の調査成果を含めて、とくにこれまでの研究で言及されることのなかった「酒」字をを含む墨書土器が「寺」「塔」などの仏教関係の文字資料と伴出する遺跡が多いことに着目し、それらの両者が出土する遺跡の類型化を行った、その結果、とくに古代の東国の集落遺跡に設けられたとみられる簡単な仏教施設で酒を用いた信仰行為が実修されていたことを明らかにした。今年度の研究および本研究全体として、出土文字資料によって、在地における仏教信仰の実態を語句の出典を根拠として行い、その結果、関東から九州まで、古代集落遺跡で仏典の一定の理解を伴う仏教信仰が実修されていたことを解明した。奈良・平安時代の墨書・線刻遺物(土器・石製品など)として記されている語句と文章について、四国・京都府丹後・兵庫県但馬地域を対象として、文献収集と資料および出土遺跡・遺構の実地調査を下記の通り行った。[文献調査]
生体日内リズムに対する各種麻酔薬の影響 松果体マイクロダイアリシス法による検討

作用機序の異なる麻酔薬(ケタミンおよびペントバルビタール)でラットの頭部手術を行った後の松果体からのメラトニン遊離に与える影響を投与時間による差異に着目してマイクロダイアリシス法を用いて調べた。ケタミン麻酔で手術を行った場合、昼間(ラットの休息期)の手術後はメラトニン上昇の位相に変化はなかったが、夜間(ラットの活動期)の手術後は位相の前方へのシフトが見られた。松果体外科手術Sunらの方法に従った。8週令の雄性Wister-Imamichi Ratを用いた。ペントバルビタール麻酔下に頭部の皮膚切開を行い、ラムダ縫合後方の頭蓋骨に電気ドリルを用いて直径6mmの穴を開けた。顕微鏡下で、矢状静脈洞と冠状静脈洞の合流部後方で硬膜切開を行い小脳を露出させた。頭部を前屈させた後、小脳と大脳との間隙を広げ静脈洞を避けて小脳テントに小切開をおき、松果体を露出させた。松果体に接するように後方からプローブ挿入のためのガイドカニューレを設置し、歯科用セメントにて頭蓋骨に固定した。マイクロダイアリシス手術1週後にガイドカニューレに膜長3mmの透析プローブを挿入し、1.5μ1/分の流速にて人工脳脊髄液を灌流した。試験的に30分毎のサンプリングを24時間行った。HPLCによるサンプル分析HPLC-ECDを用いて解析を行った。メラトニンのリテンションタイムはおよそ20分で、1検体の分析には最低30分を要した。松果体周辺は太い静脈が豊富に分布しており出血のコントロールに困難を極めている。現在は成功率が50%以下と低いため、本実験に入る前に外科手術方法の変更も含めて検討中である。実験は12時間の明暗サイクル(明期7:0019:00)で温度コントロールされた遮音実験室で行った。松果体へのガイドカニューレ埋め込み手術:前年度に行った後方アプローチの成功率が低いため、前方からのアプローチに変更した。ペントバルビタール麻酔下で10週令Wister-lmamichiラットの頭部皮膚を切開し、ラムダ縫合前方に直径6mmの穴を開け、矢状静脈洞と冠状静脈洞合流部前方から45度の角度でガイドカニューレを硬膜下2mmに挿入し、セメントで固定した。マイクロダイアリシス実験:手術の影響を除くために、手術後1週間以上の間隔をあけてマイクロダイアリシスを行った。ガイドカニューレに膜長3mmの透析プローブを挿入し、1μ1/分の流速にて人工脳脊髄液を灌流し、30分毎のサンプリングを連続5日間行った。コントロール群では麻酔薬の投与なし、明期麻酔群では実験2日目の11:0015:00に1.4%イソフルランの投与を行い、暗期麻酔群では実験2日目の23:00翌3:00に1.4%イソフルランの投与を行った。HPLCによるサンプル分析:マイクロダイアリシスのサンプルはオンラインにてHPLCに注入され、サンプル中のメラトニン濃度をECDを用いて分析した。結果:平成21年4月時点で各群2匹ずつのデータを得た。コントロール群では毎夜20:30にメラトニンの上昇がみられた。ラットの休息期にあたる明期麻酔群では、メラトニン上昇はコントロール群と同様であった。活動期に当たる暗期麻酔群では、メラトニン上昇はコントロール群よりも1時間早く偏位し、元のリズムに復するのに3日間を要した。これにより、麻酔薬による生体リズムへの影響は、麻酔薬が休息期に投与された場合は小さく、活動期に投与された場合には大きいことが示唆された。
アセチレン類と単体硫黄及びセレンとの反応を利用した有機合成

1.嵩高い置換基を有するアセチレン類と単体硫黄との反応を利用した1,2-ジチエット類の簡便な合成法を確立した。2.インアミン類のような電子豊富なアセチレン類と単体硫黄との反応では、1,2-ジチエットではなく、その開環異性体である1,2-ジチオカルボニル化合物が生成することを明かにした。また、インジアミンの場合には、単体セレンとも、容易に反応して、対応する1,2-ジセレノカルボニル化合物を与えることを明かにした。3.ジアリールアセチレン類と単体硫黄およびセレンとの反応を利用したテトラアリールチオフェンおよびテトラアリールセレノフェン類の実用性に富む合成法を確立した。また、本反応を利用して、Star-burst型のチオフェンオリゴマーを合成することにも成功した。4.ある種のアセチレンジオール類が単体硫黄およびセレンと反応して、それぞれ、チエノ[3,2-b]チオフェンおよびセレノロ[3,2-b]セレノフェンを与えることを見いだした。本反応は上記化合物の簡便な一段階合成法である。5.1,1-ビス(ジエチルアミノ)-2-クロロエチレンなどが単体硫黄と室温で速やかに反応して、特異な構造を有する分子内塩、ビス(ジエチルアミノ)カルベニウムジチオカルボキシラートを与えることを明かにした。1)各種のジアリ-ルアセチレン類と単体硫黄及びセレンとの反応を詳細に検討し、本反応がテトラアリ-ルチオフェン及びセレノフェン(1__)の一般的合成法として有用であることを確立した。2)上記の合成法を応用して、電子材料としての機能性が期待される化合物(2__)などを合成することに成功した。3)嵩高い置換基を有するアセチレン類が単体硫黄と反応して、他の方法では合成困難な1,2ージチエット(3__)を収率よく与えることを明らかにした。4)電子供与性の置換基によって活性化されたアセチレン類が、単体硫黄と温和な条件化に反応して、αージチオカルボニル化合物(4__)を与えることを明らかにした。5)1,2ージチエットの酸化反応を利用して、αービススルフィン(5__)を合成することに初めて成功した。1.平成3年度に、ジアリールアセチレン類と単体硫黄およびセレンとの反応によるテトラアリールチオフェン及びテトラアリールセレノフェン類の一般的合成法を確立しが、本研究の総論文としての誌上発表を行なった。2.上記の反応を適用して、機能性の発現が期待されるオリゴチオフェン及びセレノフェン類の合成に成功し、誌上発表を行なった。3.嵩だかい置換基を有するアセチレン類と単体硫黄との反応による1、2ージチエット類の一般的合成法を完成させ、まず速報として、ついで総論文として誌上発表を行なった。4.電子供与性の置換基を有するアセチレン類と単体硫黄との反応による1、2ージチオカルボニル化合物の合成研究を完成させ、3の結果と合わせて誌上発表を行なった。5.嵩だかい置換基を有するアセチレン類とセレンとの反応を検討したが、これらの化合物はセレンに対して、不活性であることが判明した。6.3で合成した1、2ージチエット類のmークロロ過安息香酸による酸化で、これまでにない新しい化合物、1、2ービススルフィン類が収率良く生成することを明らかにした。7.3の研究中に、アセチレンジオール類と単体硫黄との反応による新規なチエノチオフェン類の一般階合成法を見いだした。1.3-ヘキシン-2,5-ジオール類が単体硫黄と反応して、チエノ[3,2-b]チオフェン類を与えることを見いだした。本反応の条件検討を行ない、実用的なチエノチオフェンの一段階合成法とすることに成功した。さらに、本反応がセレノロ[3,2-b]セレノフェン類の合成法としても有用であることを明らかにした。また、本反応の誌上発表を行なった。

2.上記の反応を利用して合成されるチエノチオフェンを出発物質として、機能性の発現が期待される最初のチエノチオフェンのオリゴマーである2量体、3量体、および4量体を合成することに成功した。本結果については第67春季年会で発表の予定である。3.テトラエチルエチンジアミンが単体セレンと室温で反応し、テトラエチルエタンジセレノアミドを好収率で与えることを見いだした。本化合物はα-ジセレノケトン構造を持つ有機分子の最初の例である。また、本結果の誌上発表を行なった。4.嵩高い置換基を有するアセチレン類が単体硫黄と反応して1,2-ジチエットを与えることはすでに報告した。ジチエットの過酸酸化により、1,2-ジスルフィンが生成することを見いだし、このスルフィンが理論的に可能な3種の異性体の混合物であることを明らかにするとともに、これらの混合物を分離精製し、それぞれの構造をX-線構造解析等の手法を用いて明かにした。本結果については、第66春季年会等で口頭発表を終え、誌上発表のため論文を投稿中である。
ヘリウム液面電子による量子計算の研究

ヘリウム液面上で電子の位置を1電子単位で制御し、またミリ波励起によってその量子状態を制御することにより、量子ビットを作成することが原理的に可能である。電子の量子状態を観測することは、量子計算結果の読み出しを行うことにあたり、単一電子の量子状態制御と状態観測は大きな実用可能性をもっているとともに、量子力学の基礎に関わる重要な基礎科学の課題でもある。これらの技術要素がいずれも、実現可能であることは、ほぼ明白であるが、実験的実証は今後の大きな課題である。本研究計画では、これらの課題のうち、ミリ波励起による表面励起状態への遷移を制御することと、励起状態からの選択的なイオン化による、電子状態観測の基礎を理解することを目的として、ミリ波照射下での表面電子の3次元空間への逸出現象について調べる。今年度はミリ波の吸収により液面に対して垂直方向の量子状態が励起された後にヘリウム蒸気中の原子と電子が衝突することで、その運動エネルギーが水平方向に転換されることによる、ホットエレクトロン効果が顕著に観測されることを見出した。電子間の強い相互作用により複数のサブバンドに分布する電子が単一の温度を持つことが期待されることから、理論的なモデルを提案し実験結果との比較を行った。ミリ波のない状況におおいて、斉藤基彦らの考察したホットエレクトロン効果と類似性が高いことがわかり、定量的にもよい理論との一致が得られた。現在論文を投稿中である。今年度は液体^3He表面上2次元電子系に130GHzミリ波を照射し、表面基底状態から、励起状態への遷移にともなうミリ波吸収を観測する、共鳴吸収の測定を行った。130GHzという高周波電磁波を希釈冷凍機温度で扱う、特殊な測定手法を手探り状態からスタートし、共鳴吸収線形の振る舞いを、温度、ミリ波振幅、電子密度などの関数として系統的に測定できるところまで到達している。吸収線形は、いわゆる、Fano線形と呼ばれる非対称な線形で説明されることが分かり、その線形解析から求めた減衰係数は、ヘリウム蒸気による電子散乱が主要な温度域では、過去の測定および理論予測とよく一致することがわかったが、さらに低温領域では複雑な線形を示し、その理解が単純でないことがわかった。この点を解明し、逸出率測定を行うことが来年度の目標である。
螺鈿のアジア史ー技術史と交流史を中心にー

本研究ではアジア螺鈿史の全体像把握理解を目的として各地での作品や工房調査を行い、成果公表に努めた。調査はアジアや欧米各地において精力的に実施し、印刷物やウェブ・データでは分からない詳細な技術や文様情報などを確認した。主な成果として、中国唐代装飾鏡の検討により、貝の切断工具が糸鋸では無かった可能性や漆と自然樹脂とが充填する厚さで使い分けられた可能性などを論じた。朝鮮半島螺鈿の貝加工技術についての検討では、朝鮮時代前中期頃に貝種の交替や文様作成技術の変化が生じたらしきことなどを検討した。また南蛮漆器書見台を中心に調査分析を行い、未だ定見の無い南蛮漆器の編年や実年代検討に一つの見通しを提示した。本年度は、滋賀県内・愛知県内・宮城県内の諸博物館・美術館・資料館等の諸機関で、日本所在アジア螺鈿器の調査を実施したほか、螺鈿や漆器に密接に関連する特別展の調査、また情報の入手に努めた。加えて海外では、スペイン(マドリッド)における日本製輸出螺鈿漆器に関する特別展の調査、ポルトガル国内各地(リスボン・ポルト・マデイラ諸島ほか)における日本製輸出螺鈿漆器等の調査、オランダ(アムステルダム)における朝鮮半島螺鈿漆器ほかの調査、中国(南京・揚州・蘇州・寧波ほか)における中国螺鈿器及び螺鈿工房の調査、台湾(台北)における個人蔵螺鈿漆器コレクション調査、トルコ(イスタンブール・ガジアンテプ)における西アジア螺鈿器および螺鈿工房調査を行った。また併せて各地では多くの研究者や螺鈿職人また関係者との協議・検討を実施した。こうした今年度の調査については、翌年度に計画している調査結果を加えて今後逐次成果を公表していく予定である。本年度は、高麗時代螺鈿器を中心とした朝鮮半島螺鈿漆器の調査を日本国内の所蔵諸機関(東京国立博物館・高麗美術館・大和文華館・奈良国立博物館・北村美術館)および個人宅で、琉球螺鈿漆器および製作技術に関する調査を沖縄県内各地で(浦添市美術館、沖縄県工業技術支援センター、首里城公園、古美術店、工房2か所)、室町時代螺鈿鞍の調査を豊川市兎足神社にて、日本の近世輸出螺鈿漆器に関する調査を国内諸機関(南蛮文化館・逸翁美術館・岐阜市歴史博物館)および個人宅にて、また海外ではスペイン・ポルトガルの各国内諸機関・個人宅にて、また中国の清代螺鈿家具類の調査をシンガポール・マレーシア国内諸機関にて、さらにカンボジアおよびタイの螺鈿漆器およびその伝統的製作技術に関する調査をカンボジアおよびタイ国内の諸機関・諸工房で実施した。本研究では、当初からの目的であったアジア螺鈿史全体像の理解を大きな目標として、古代より現代まで造られてきたアジア各地域・各時代の螺鈿様相や製作技術の調査を実施した。また調査結果については迅速な報告・公開に努めた。東アジア地域では、日本の桃山時代輸出螺鈿漆器について継続的にポルトガル・スペイン・イタリアで調査を実施した。また中国の螺鈿史把握を目的として、2作例のみの遺存が知られている五代十国時代螺鈿器の実見調査や、これまでほとんど学術的関心が持たれていない清代を中心とした中国製木地螺鈿の実態について、シンガポールやマレーシアなどにおいて調査を実施した他、江南各地の螺鈿工房で制作技術調査を行った。また朝鮮半島螺鈿史、特に高麗時代螺鈿や朝鮮時代前期資料分析のため、日本国内各機関やRijks Museum、また沖縄などで調査を実施した。東南アジア螺鈿については、ほぼまったく存在が認識されていないクメール文化の螺鈿についてカンボジアで初めて調査を行いタイ螺鈿との関係などについて検討した。南アジアのうちインドの螺鈿資料については、アメリカの博物館にて調査を実施した。さらに西アジアの螺鈿については、初めて現地調査をトルコ、パレスチナの2地域で実施したが、螺鈿史上極めて重要と予測されるシリア螺鈿についても、これら両地域の所蔵品や聞き取り調査を行い情報入手に努めた。上記の調査により、比較的研究が進む東アジア地域の螺鈿史については今後の詳細研究を行うための多くの基礎情報が得られた。また世界的にもほとんど認知されていないクメール文化やトルコ、パレスチナの螺鈿などについての概要を把握でき、現地調査が困難な近現代のシリア螺鈿についてもおぼろげながら情報を得た。こうした知見は以後、螺鈿史復元構築を進める上での貴重な情報であり、また各地間の相互影響関係を考える上でも重要な成果が得られたと評価できる。

物質文化史本年度は、日本国内各地での調査に加え、主に南蛮漆器が伝世あるいは所在するポルトガル、マドリッド等において精力的な調査を実施し、この結果これまでの研究では認識されていなかった重要な知見を得ることができた。またかねてよりの懸案仮題であった西アジアの螺鈿に関しては今年度初めてトルコ国内で調査を実施することができ、その概要を把握することができた。さらに台湾においてはこれまで知られていなかった中国製螺鈿を中心としたまとまった個人コレクションの存在と内容について確認することができた。このように、今年度の調査によって、これまで知られていない新知見やまとまったコレクションの確認などをすることができ、今後の研究進展に対する見通しを得た。この他、調査成果の公表については海外の研究会において、やはり国内外においてほとんど知られていない横浜と静岡で造られた輸出用螺鈿漆器について報告を行うことができた。以上のような理由により、おおむね順調に進展していると評価した。今年度は、沖縄を含む日本国内各地の博物館・美術館や所蔵者、また東南アジア、ヨーロッパ(スペイン・ポルトガル)においても積極的に各時代地域の螺鈿作例を多数調査することができた。これらの調査は非破壊のいわゆる熟覧調査ではあるが、完存品あるいは保存状態の良いものだけではなく、博物館等での展示に出品されることが無い様な状態の悪いものを多数含んでおり、こうした資料からは各種螺鈿器の製作技術について詳しい情報を得ることができるため、本研究にとって重要なものであると言える。また、地域間交流史に関する調査視点については、これまで日本国内ばかりか、海外においても認識されていなかったクメールの螺鈿器について近世から近代にかけての資料を実見することができ、その存在は広くしられているタイの螺鈿器との関係について検討を迫る存在であることが初めて理解されるにいたった。さらに、日本の南蛮漆器に見られる螺鈿技術が朝鮮半島の螺鈿の技術と深い関係にあることが具体的に理解され、今後その具体的な契機や経緯について考察を深める大きな出発点とすることができた。以上のような理由により、現在までの達成度はおおむね順調に進展している、と評価することができる。今後の研究については、特に以下の各点について力点を置いて推進したい。・トルコおよびパレスチナ地域の螺鈿調査:第2年次に初めて調査を実施できたトルコの螺鈿は、当初予想していたよりも技術的・様式的にかなり多様な様相を持つものであった。第3年次にはさらに調査を重ね、トルコ国内いくつかの螺鈿工房調査による諸様相についての様式・技術的整理、また近世以前の古螺鈿資料把握を進め、より具体的なトルコ螺鈿史の把握に努めたい。またヨーロッパ各地に所蔵されている事例から伺われたパレスティナでのキリスト教具を中心とした螺鈿について、イスラエル国内の博物館や寺院、また工房等の調査を実施する計画であり、まずその現状と実態について大まかな把握をしたい。・南蛮漆器調査および研究:南蛮漆器はこの数年の展覧会ブームからその存在こそ広く知られるようになったが、その詳細内容についてはあまり理解が進んでいない。本年次はスペインおよびイタリア国内での調査を実施すると共に、これまでの調査成果を総合して編年案の構築などについて研究発表等を行って行きたい。・朝鮮螺鈿の研究:朝鮮半島の螺鈿については研究者の少なさもあって細かな様式特徴や編年の把握はかつての研究成果からあまり進んでいない。本年次は特に朝鮮時代前半の螺鈿について各地に残る螺鈿漆器事例を集成すると共に所蔵者の確認を行い、できるだけ多くの事例の実見するように務め、東アジア各地の螺鈿との相互比較を可能とするような詳細編年の構築に向けて努力したい。
分子ロボットの行動プログラミングのための制御系構築

(1)村田:指定のDNA一本鎖を順次出力する反応系(PSG)のデモンストレーションとして,微小管の集合状態を制御するMotilityAssay系を構築し,微小管の集合,離散状態の制御実験に成功した.その成果について論文に取りまとめて投稿予定である.さらにこれを応用したカーゴ運搬のデモンストレーションに着手し(北海道大学角五研究室との共同研究),その予備実験に成功している.その成果についても別の論文として投稿する予定である.(2)中茎:濃度レギュレータ(DC)を含む一般のDNA反応系では,設計者が意図しない副反応が混入することがあり,DNA回路動作に深刻な影響を及ぼすことも多い.副反応とは,DNA鎖間で生じるリーク反応やクロストーク反応であるが,反応系を構成するどのDNA鎖間で副反応が生じていて,どの程度の悪影響を及ぼすのかを完全に予測することは難しい.今年度,DNA反応系において,副反応によるDNA反応系の観測量(通常,出力)への影響を,L2ゲインを用いて評価する手法を新たに提案した.これは,非線形H∞制御理論をDNA反応系のロバスト設計問題に適用したものである.この提案手法により,これまで曖昧な存在量としてのみ規定されていた副反応を定量的に評価することが可能となる.理論面における基礎的な結果は,査読付き国際会議論文として発表した.(3)川又:電気泳動実験によりPSGの詳細な時間発展の解明を行い、執筆中の論文を補強した。また、シグナル伝達系に習い、分子ロボットの行動プログラミングを行うためのDNA反応系として、DNAパルス波を生成する反応回路を設計した。パルス波の挙動は、前年度までに作成したDNA反応系のシミュレータを用いて予測した。タイミング制御などの新しい課題も見つかり、本課題終了後も発展が見込まれる。本研究で得られた成果については論文投稿や国際会議などで発表する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究においては,分子ロボットの制御問題に,シーケンス制御などのマクロシステムで確立された制御工学の方法論を導入することを目的としている.具体的には,分子ロボットの時系列行動プログラムのために必要な基本回路の設計法および実装技術を開発することを目的として研究を進めた結果,今年度は以下の進捗があった.(1)プログラムした時系列に従って,決められた塩基配列をもつDNA鎖を順次出力するシステム(PSG)の実験に成功した.PSGは信号の発信順序を塩基配列上に記述したDNA一本鎖をプログラムとして,順次記述通りのDNA鎖を出力する反応系であり,3信号の出力(6通りの順列組み合わせ)すべて,および4信号の定量性および再現性のある出力実験に成功した.また,この反応系の動的シミュレーションモデルを構築し,反応ダイナミクスのモデル化にも成功している.これらの成果をDNA22国際会議に投稿し,現在ジャーナル論文を執筆中である.またDNAピンセットを対象プラントとしたDNA反応系の開発に着手し,3ステップの開閉動作を行う反応系を設計した.(2)DCRを設計する際に問題となる制約は,制御計算に必要となる偏差情報をどのように獲得するかにかかっている.本研究では,偏差情報を陽には用いないコンパレータベースのオン・オフ制御系を採用することで,非負信号(特定のDNA鎖の濃度値)による極性信号を表現し,DCRのプロトタイプの構築に成功した.(1)本研究で設計したPSGはDNAのハイブリダイゼーション反応と酵素反応が連鎖的に起こるシステムである.入力DNAにエンコードされた情報に従って,決められた出力DNAが望みの順番で放出される.電気泳動法により要素反応,出力の数が3つの場合すべての組み合わせ,4つの場合の一例を実験的に確認し,PSGのプログラム可能性およびスケール可能性を実証した.(2)DNA回路のモジュール性を理論的に取り扱うことが,DCRの設計に不可欠であったため,遡及性理論を導入し,検討を進めた.現在,DCRの設計理論は完成し,数値シミュレーションでの動作検証も完了している.(1)プログラムした時系列に従って,決められた塩基配列をもつDNA鎖を順次出力するシステム(PSG)によるDNAピンセットの開閉制御について,これまでに行った実験データを詳細に解析した.その結果,相補鎖を交互に出力することからさまざまなリーク反応が生じることが分かった.そこで相補鎖の出力を必要としない実験系として,新たに微小管のグライディングアッセイにおける微小管束の集合-離散の制御系を設計し,顕微観測システムを構築するとともに,微小管運動を再現できることを確認した.(2)初年度から継続して,DNA化学反応を偏微分方程式としてモデル化し,反応拡散系としてシミュレートする手法の開発に取り組んだ.モデルの持つ計算能力や実験結果などを国際会議で発表した.また平成28年度はDNA化学反応系を自動的にモデル化し,速度論的な解析を行うシミュレータの実装を行い,ユーザーインターフェースを持つプロトタイプの開発に成功した.シミュレータでは,手動で行っていた様々な二次構造を持つDNA分子種の列挙をグラフ理論に基づき自動化し,さらに既存の論文に基づいた速度定数の推定を行うことで,列挙した分子種それぞれの濃度を変数とした常微分方程式が自動的に組み上がるようになっている.(3)すでに論文報告した遡及性理論をベースとする濃度レギュレータ(CR)の設計法により,数値シミュレーションにおいて,CRの動作確認は完了した.CRはDNAコンパレータを有するオン・オフ制御系を模した系であるが,実験での検証に向けて,制御系の低次元化を行った.その結果,制御構造を大幅に簡単化することに成功した.