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反事実的思考の発達：出来事の領域と因果的連鎖からのアプローチ

反事実的思考とは「実際の事柄とは別の可能性を考える思考」である。本研究では反事実的思考の発達を検討するため,主に4つの実験を行った。実験1では,幼児の反事実的思考とふり遊びの関連を示した。実験2・3では,異なる構造(因果的連鎖)を持つ課題を用いて実験を行った。その結果,課題構造にかかわらず,心理領域での反事実的思考は5歳までに可能になるが,物理領域での反事実的思考は5歳でさえ困難なことを示した。実験4では,幼児の物理領域での困難さが,物理的な出来事の変容可能性の低さに起因する可能性を示した。これらの結果は,幼児期の反事実的思考の発達が一律に進むのではなく,領域によって異なる可能性を示唆した。平成25年度は,2つの実験を実施した。実験Iでは,反事実的思考とふり能力の関連を検討するため,3-5歳児47名に反事実課題とふり課題を実施した。反事実課題では,参加児に物語(例:庭の机の上に絵がある⇒強い風が吹く⇒絵が風に飛ばされ,木の上にのる)を話した後,反事実質問(例:風が吹かなかったら,絵はどこにあるか?)を尋ねた。ふり課題では,参加児にある行為(例:トンカチで釘を打つ)のふりをするよう求めた。その結果,3歳児(24.3%)より4歳児(56.3%)・5歳児(64.7%)で反事実課題の遂行が良いこと(カッコ内は正答率),反事実課題の遂行とふり課題の遂行は正の関連を持つことが示された。実験IIでは,領域による反事実的思考の変化を検討するため,3-5歳児72名に物理領域および心理領域での反事実課題を実施した。各課題では,参加児に「初期状態⇒原因事象I⇒結果状態I⇒原因事象II⇒結果状態II」という構造の物語を話した。たとえば,物理領域には「机の上にコップがあった⇒積み木がコップに当たった⇒コップの取っ手が1つ取れた⇒コップが机から落ちた⇒コップの取っ手が2つとも取れた」,心理領域には「ケイコは菓子を持って,庭で花を見て,嬉しい気持ち⇒犬が花を踏んだ⇒ケイコは悲しい気持ち⇒ケイコはお菓子を落とした⇒ケイコはとても悲しい気持ち」といった内容の物語があった。それぞれの物語の後,「もし原因事象Iが異なっていたら,結果状態IIはどのようになっていたか?」という反事実質問を尋ねた。実験IIでの予備的な分析の結果は以下の通りである(カッコ内は正答率)。1)全体的な遂行は,年少児(39.7%)より年長児(51.3%)で良かった。2)いずれの学年でも,課題の遂行は物理領域(20.0%)より心理領域(67.0%)で良かった。実験IIの結果は,反事実的思考の発達が領域によって異なるという本研究の主張を支持している。平成24年度は,物理的変化が生じる因果的な連鎖や心理的変化が生じる因果的な連鎖に関する反事実的推論の発達を検討するための実験を行った。実験では,幼稚園年長児32名,小学1年生32名を対象とした。各参加児に個別面接で,3種類の反事実的推論課題(2人の人物が登場する出来事を提示した後,その出来事に関する反事実的な質問を尋ねる)を行った。いずれの課題でも,出来事は3つの事象からなる因果的な連鎖(初期事象⇒原因事象⇒結果事象)であり,質問では“主人公や原因事象が異なっていた場合,結果事象がどう変化するか"を尋ねた。具体的に,1つ目はRafetseder et al.(2010)に基づいたもので,ある身体特性(例:背が低く,棚の上部に手が届かない)を持つ主人公がモノを移動させる物語(例:主人公はおやつを取りに行く⇒おやつは一番下の棚にある⇒主人公はおやつを部屋に持っていく)を用いた課題(移動課題)であった。2つ目は,ある心的特性(例:動物園が好き,水族館が嫌い)を持つ主人公の行動に関する物語(例:主人公は外出する⇒動物園は休園で,水族館か遊園地は営業している⇒主人公は遊園地に行く)を用いた課題(行動課題)であった。3つ目は,ある心的特性(例:電車が好き,人形が嫌い)を持つ主人公の感情に関する物語(例:主人公がくじ引きをする⇒人形が当たる⇒主人公は嫌な気持ち)を用いた課題(感情課題)であった。実験の予備的な分析の結果は,以下の通りである。

1.全体的な課題の遂行は年長児(正答率=66%)より1年生(正答率=74%)で良かった。2.いずれの学年でも,各課題の遂行は,移動課題(56%)や行動課題(61%)より感情課題(93%)で良かった。この結果は,子どもの反事実的推論の遂行が出来事の領域によって異なること,そして領域によっては反事実的推論の発達が児童期以降に生じることを示している。平成26年度は,物理的変化が生じる因果的な連鎖に関する反事実的推論の発達を検討するための実験を行った。実験では,保育園の3-6歳児38名(M = 58.50ヶ月)を対象とした。各参加児に個別面接で,2種類の反事実課題(物語を聞かせた後,その物語に関する反事実的な質問を尋ねる)を行った。いずれの課題でも,物語は5つの場面からなる因果的な連鎖(初期状態⇒原因I⇒結果I⇒原因II⇒⇒結果II)であり,質問では“原因IIが異なっていた場合,結果IIがどう変化するか"を尋ねた。具体的な物語の内容としては,事象の変容可能性の高い物語(例:丸い粘土がある⇒A君が粘土に触る⇒粘土が三角形になる⇒B君が粘土に触る⇒粘土が四角形になる)[High可変性物語]と,変容可能性の低い物語(例:2つの取っ手の付いたコップがある⇒コップに積み木が当たる⇒コップの取っ手が1つ取れる⇒コップが机から落ちる⇒コップの取っ手がもう1つ取れる)[Low可変性物語]があった。実験の予備的な分析結果は,以下の通りである。1.全体的に,Low可変性物語(正答率=24%)よりHigh可変性物語(正答率=45%)に関して反事実的思考が可能である。2.Low可変性物語に関する反事実的推論はいずれの年齢でも困難であるが,High可変性物語に関する反事実的推論は3歳頃には困難であるが,4-5歳以降に徐々に可能になる。この結果は,子どもの反事実的推論の発達が同じ領域であっても,その領域に含まれる下位的な要素(今回では“事象の変容可能性")によって異なることを示している。発達心理学(認知発達)平成25年度の実験Iでは,反事実的思考とふり能力の関連が示された。ふり遊びは,幼児教育などで重要視されている活動である。これを踏まえると,反事実的思考とふり能力の関連は,幼児の反事実的思考を検討する有意義性を強めたといえる。実験IIでは,これまでとは異なる課題構造を用いて,領域による幼児の反事実的思考の違いを検討した。その結果,異なる課題構造を用いた場合でも,本研究が想定したように領域による遂行の違いがみられた。これは,本研究の基本的な考えを支持する結果であり,この方向で研究を進めることの1つの証拠を提供したといえよう。平成24年度の実験では,研究計画で想定していたように,出来事の内容領域によって反事実的推論の発達が異なる可能性が支持された。これは,平成25年度以降に「反事実的推論がいつ頃から可能になるのか?」という発達に関する基本的な問いにアプローチしていく上で,因果的な出来事の領域を考慮しなければならないという示唆を与えるものである。この点において,平成24年度の研究はおおむね順調に進展しているといえよう。平成26年度には,「なぜ心理領域より物理領域で反事実的思考が困難になるのか」といった疑問に答えるような実験を行う予定である。また,これらの研究成果を国内外の学会や学術雑誌で公表する予定である。平成25年度には,以下の2つの実験を予定している。(1)物理的領域や心理的領域の下位領域を精査し,それぞれの領域に関する反事実的課題を作成し,発達による遂行差を検討する。(2)平成24年度の実験とは異なる因果的連鎖(例:初期事象⇒原因事象1⇒原因事象
戦後改革と経済発展の比較研究-日本とイタリア

昨年度に引き続き、国立国会図書館憲政資料室所蔵のGHQ及び米国政府関係の資料(主としてマイクロフィルム)の集収と整理をはじめとして、沖縄・庵美群島における米国軍政下の資料並びに軍政府関係者の聞き取り調査を進めた。膨大な資料ゆえに、解読、整理の作業はかなり手間どっているが、研究成果の一部は国際経済学会関西支部総会(1993.6.下関市立大学)並びに科学研究補助金「重点領域研究」の経済部会(三和良一,橋本寿朗代表)の研究会(1993.7.東大学士会館)で発表した。国際経済学会でのコメンテーター(本山美彦,京都大学教授)や経済部会研究会メンバーの御教示を受け、さらに内容を充実させて、平成6年3月には「米国軍政下の沖縄の通貨政策」として『経済学論集』(鹿児島大学経済学会)に発表した。また、短文ではあるが、地元の新開に「米国の琉球列島占領と返還の経緯」として寄稿した。他方、イタリアに関しても「どうなるイタリアの政治と経済」と題して『世界経済評論』(1994年3月号)に掲載された。また現在、連合国の対イタリア講和条約と対日講和条約についても比較検討中である。筆者は、この約15年間にわたって、イタリアの戦後改革と経済発展について研究を続けてきたが、平成4年度科学研究費補助金を得て、平成4年度には、重点的に日本における戦後改革-特に連合国およびアメリカの対日占領管理政策に関する資料収集と研究を進めてきた。従来、日本占領史研究の通説は、ドイツの分割占領とは異って、連合国最高司令部(GHQ)またはアメリカによる単独統一占領管理政策が採られてきたとされているが、じっさいには、ソ連による樺太、千島などのいわゆる「北方領土」は別にしても、沖縄、庵美、小笠原諸島は日本本土の連合国最高司令部とは独立した米国軍政府による占領管理が行われていたのである。したがって、日本も3つの部分に分割されて、占領管理政策が実施されたのである。1992(平成4)には沖縄の日本復帰20周年、1993年(平成4)には庵美群島の日本復帰40周年を迎える。そして1991年10月25日には、「庵美返還の記録」という外交文書も公開された。その資料によって、日本が国際社会に復帰する時期(1950年代初期)の重要な外交関係の一面を知ることができる。これまであまり研究のスポットライトがあてられることの少なかった沖縄・庵美の占領管理政策を研究することによって、戦後日本形成をトータルに把握することができるものと思われる。この研究成果は、平成5年度文部省科学研究費補助金「研究成果公開促進」による出版の応募申請中である。
土粒子界面電気現象を応用した土壌・水・大気環境保全技術の確立

養分の有効利用を図り、土壌・水・大気汚染対策を確立するために、吸着実験・分散凝集実験・水田圃場調査を行うと共に、吸着理論・分散凝集理論・溶質移動理論を適用した.リン酸のカオリナイト粘土への吸着機構と熱帯土壌フェラルソルの分散凝集特性、ストロンチウムの種々粘土への吸着特性と移動の抑制効果、アニオン性界面活性剤の多腐植質土壌への吸着機構を明らかにした.また、津波被害を受けた農地の除塩対策の基本的方策を提案し、二酸化炭素の水田への貯留効果を明らかにした.リン酸が土壌の分散凝集に及ぼす影響を明らかにするため、熱帯多雨地域で広く分布するフェラルソル土壌を用いて、リン酸吸着実験、土粒子分散凝集実験を行った。分散凝集実験は、動的光散乱法を用いて測定し、急速凝集速度と測定凝集速度の比である安定度比を用いて評価した。理論的に評価するため、ゼータ電位を用いて電気的反発ポテンシャルエネルギーを計算し、分散凝集挙動との関係を調べた。試料土壌は、pHが低いと凝集し、pHが高いと分散する土壌であるが、リン酸の吸着量が増加するに従い、低pHにおいても分散する傾向を示した。これは、リン酸の吸着に伴い、土壌の表面負荷電量が増加し、土粒子間の電気的反発力が増加するためであることが、ゼータ電位測定と電気的反発ポテンシャルエネルギーの計算から明らかになった。土壌が分散して土壌流亡を起こしやすくなることがないように配慮する必要があることがわかった。土壌に炭素を貯留し、二酸化炭素ガス濃度の上昇を抑える目的のため、水田暗渠埋設部に木材チップともみ殻を埋めてその効果を検討した。木材チップは貯留効果が大きく、不耕起土壌中での炭素貯留効果と同等の効果があることがわかった。もみ殻は、分解されるため効果が小さく、炭素貯留効果を上げるためには、材質を選定する必要があることを明らかにした。洗剤の主成分である界面活性剤ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム(DBS)の、黒ぼく土中での移動実験を行った。DBSは、土壌に疎水性相互作用で吸着することがわかった。土壌pHが上昇すると、土壌の負荷電が増加してDBSとの電気的反発力が増し、吸着量が減少して移動が速くなることがわかった。DBSは、土壌中で分解されることが期待されたが、100mMNaCl土壌溶液中では、ほとんど分解されずに流出することが明らかとなった。リン酸が土壌の分散凝集に及ぼす影響を明らかにし,土壌侵食抑制のための方策を検討するために,熱帯に広く分布するフェラルソルを用いて実験を行った。昨年度は,Na溶液中でのpHと電解質濃度の影響を明らかにしたが,本年度は,実際の農地に存在するCa溶液中での分散凝集特性を測定し,Na溶液との比較を行った。良く知られているように,Ca溶液中では,Na溶液中よりも凝集しやすいことを示した。しかし,電解質添加量が更に大きくなると,Na溶液中では凝集しやすくなったのに対し,Ca溶液中では高pHにおいて,一度凝集的な傾向を示したものの,更に添加量が増えると,土粒子が分散しやすくなることを明らかにした。これは,Caおよびリン酸が沈殿を形成し,電解質濃度が低下してかつリン酸が吸着するため,土粒子間の電気的反発力が増大したためと考えられる。Caとリン酸の大量施肥は,土壌侵食しやすい条件を招く可能性があるため,配慮を要することがわかった。土壌中の溶存炭素は,炭素循環や二酸化炭素の発生に影響すると指摘されている。ここでは,pHおよびカチオン種を変えることにより,溶存炭素濃度と二酸化炭素放出量にどのような影響を及ぼすかを明らかにするため,黒ぼく土裸地において現地測定を行った。pHを7にしたNa型の土壌では,溶存炭素濃度が,pH7のCa型土壌およびpH約5.5の自然状態の土壌のそれに比べて明らかに大きくなった。しかし,二酸化炭素放出量は,3条件で差が認められなかった。Na型の高pH条件での溶存炭素は,ほとんどが腐植物質であるため,分解が進まず,二酸化炭素の増大に結びつかなかったと考えられる。溶存炭素の構成物質によって,二酸化炭素放出への影響が異なると考えられる。本研究では基本的な粘土鉱物であるカオリナイトを用いてリン酸吸着が粘土鉱物の分散凝集性に与える影響を測定した。また安定度比およびゼータ電位を用いてカオリナイト懸濁液の分散凝集性を評価した。pH3pH4ではリン酸吸着の有無やNa濃度に関わらず安定度比は1前後である。このとき凝集速度は急速凝集とほぼ等しい。またこのときゼータ電位は-11。3 mVから-38。0 mVの間で変化し、リン酸吸着に応じてゼータ電位は減少した。Na濃度10mMかつpH5pH6のときはリン酸吸着に応じて安定度比は1から増大していった。pH7のときとNa濃度1mMかつpH56のときは吸着がなくても安定度比は1より大きく、吸着量が増すことによって安定度比はさらに増大していった。安定度比が1よりも大きいときゼータ電位は-40 mV以下であった。このことからゼータ電位-40 mVの前後に分散凝集の境となる電位があると考えられる。pHおよびカチオン種を変えることにより、溶存炭素濃度と二酸化炭素放出量にどのような影響を及ぼすかを明らかにするため、黒ぼく土試料を用いて室内実験を行った。溶存炭素濃度と二酸化炭素放出速度の間には、明瞭な関係が認められなかった。

pHの調整が十分でないことが一因と考えられた。Srの土壌中における吸着移動を明らかにするため、種々の粘土鉱物への吸着実験を行っている。本年度は、Na共存下でのカオリナイトへの吸着実験を行い、Sr濃度が低いほど、Srの固液分配比が大きくなり、移動しにくくなることが明らかとなった。土壌の主要成分であるシリカを用いて、シリカへのアニオン界面活性剤の吸着実験を行った。pHが低くなるほど、電解質濃度が高くなるほどシリカ表面の負荷電の影響が弱くなり、アニオン界面活性剤の吸着量が多くなることを明らかにした。カオリナイトの分散凝集機構を、相互作用ポテンシャルエネルギーで説明できることを示した。カオリナイト中では、Sr濃度が低いほど、固液分配比が小さくなり、吸着により移動が抑制されることを明らかにした。土壌中で普遍的に存在するシリカ表面に、アニオン界面活性剤が条件によって吸着することを示した。本研究では、カオリナイトを試料としてバッチ法により種々のpHと支持電解質濃度におけるリン酸イオン吸着量を測定した。電解質には塩化ナトリウムを用いた。入来カオリナイトへのリン酸吸着量は平衡リン酸濃度1mM以下の場合pH6で最大となり、pH4-6では支持電解質濃度が高い場合にリン酸吸着量が増加することを示した。次に、競合ラングミュア吸着式によって表される簡略化した表面錯体モデルによりその吸着特性を評価した。特徴的なリン酸吸着反応には、吸着面の電位の変化と、吸着部位であるアルミノール基や溶液中のリン酸イオンに生じるプロトン化・脱プロトン化反応が影響していることが、モデルおよび測定されたゼータ電位から考えられた。カオリナイトを用いてリン酸吸着が粘土鉱物の分散凝集性に与える影響を測定し、その結果を理論計算値と比較した。DLVO理論による計算結果は、測定した安定度比とほぼ一致した。pHおよびカチオン種を変えることにより、溶存炭素濃度と二酸化炭素放出量にどのような影響を及ぼすかを明らかにするため、黒ぼく土試料を用いて室内実験を行った。pHを初期調整しても、乾燥過程でpHが均質となり、溶存炭素濃度と二酸化炭素放出速度の間には、明瞭な関係が認められないことがわかった。Srの土壌中における吸着移動を明らかにするため、カオリナイトへの吸着実験を行った。吸着等温線は、ラングミュア吸着等温線によく一致し、Srの主要吸着サイトが同質であることがわかった。Sr低濃度領域で、吸着量と平衡濃度の間に比例関係が成立することを示した。ラングミュア式から、Sr濃度の低い領域で、Srの平均移動距離を示す分配係数が、Srの最大吸着量と吸着エネルギーの強さを示す係数の積で表現できることを明らかにした。Sr低濃度領域では、水の浸透に対するSrの移動は非常に小さくなり、一定値となることを示した。カオリナイトへのリン酸吸着は、競合ラングミュア吸着式によって表される簡略化した表面錯体モデルを用いて計算できることを示した。カオリナイトの分散凝集機構を、理論計算を用いて評価できることを示した。カオリナイト中では、Sr濃度が低濃度になると、その分配係数は、Srの最大吸着量と吸着エネルギーの強さを示す係数の積で表現できることを明らかにした。また、Sr濃度がある値以下になると、水の浸透に対するSrの移動は非常に小さくなり、一定値となることを示した。カオリナイトを用いてリン酸吸着が粘土鉱物の分散
芳香族求核置換反応を利用した分子移動型プローブの開発

生細胞内でのRNAイメージングの報告はこれまでのところごく少数に限られ、確立した方法がないのが現状である。そのため、実用的なプローブの開発が望まれている。生細胞内の遺伝子検出法として標的核酸を鋳型とした化学反応プローブがある。この遺伝子検出法の利点は標的核酸を鋳型とした反応サイクルを回すことで、シグナルを増幅することができる点にある。しかし現在の所、生細胞内で検出できるRNAはβアクチン等の細胞内で発現量の多い遺伝子に限られており、さらなる検出感度の向上が求められている。加えて、これらのプローブの多くは蛍光基質の構造変化をシグナル発生の鍵としているため、使用できる蛍光波長に制限がある。本研究では、生細胞内での遺伝子検出が実用可能なプローブの構築を目指し、芳香族求核置換反応を利用した検出プローブの高いシグナル増幅能を維持したまま、クリック反応を利用したポスト修飾により、プローブの簡便な多色化を試みた。前年度の結果よりチオール類と転移部位の反応性が高すぎるため生体内に応用した際にバックグラウンド蛍光が高くなる可能性が示された。そのため芳香環の置換基の電子吸引性を低くした転移部位の設計を新たに行い、合成を行った。転移部位の設計・合成を試みているが、全体的に反応収率が悪いのに加え、副生成物との分離に手間取ることが多いため。また、妊娠・出産により研究が中断した期間があったため。反応条件を再検討し、転移部位の合成改善を目指す。また得られた転移部位に関してはグルタチオンとの反応性について検討する。グルタチオンとの反応性を低く抑えられたものが得られたら、DNA鎖に組込みテンプレート反応が進行するか合わせて検討する。現時点では、転移部位修飾DNAとアジド修飾蛍光分子とのクリック反応の適切な条件を見出すことができていない。そのため先に転移部位と蛍光分子とのクリック反応を行い、検出用の転移プローブを得ている。これまでに、消光剤であるメチルオレンジを連結した転移部位を組み込んだ転移プローブが標的DNA存在下で芳香族求核置換反応により分子移動することを確認した。また、求核部位に適切な保護基を導入することで、テンプレート反応がチオール類の有無でコントロールできることを確認した。転移プローブが溶液中のグルタチオンと反応し、非特異的なシグナルを発生してしまうことが明らかとなった。そのため、転移部位の分子設計を行い、新規に化学合成しているため。転移部位に相当する分子の化学合成をすすめ、グルタチオンとの反応性について検討する。また、DNA鎖に組込んだ際にテンプレート反応が進行するかも合わせて検討する。実験計画が遅れ気味であったため、今年度の消耗品の購入が少なかったのが原因。当初の計画から大幅な変更はないが、次年度は消耗品の購入割合を増やす予定。実験計画が遅れており、有機合成が中心であったため購入額が低くなった。
グローバル・ヒストリーへの試み-アジア綿織物市場の観点より-

本年度は科学研究費の最終年度ということもあり、これまでの研究成果を「19世紀半ばのニジュゴロド定期市における商品取引の構造変化」という論文をまとめ、学会誌『社会経済史学』に投稿したところ掲載が認められた・その内容は、ロシア国立図書館で閲覧した大蔵省大概貿易局のさまざまな出版物に掲載されていた情報を基に、19世紀半ばのロシア対アジア貿易を新たな視角から描き出したものである。ニジェゴロド定期市は当時ロシア最大の定期市であったが、その定期市を通じてヨーロッパの法品と亜細亜の商品が行きかっていた。ニジェゴロド定期市の視点からヨーロッパ市場とアジア市場との関係を明らかにすることで、本研究の課題である「グローバル・ヒストリーの試み」は成功したと思われる。19年2月にはイスラエルのテルアビブ大学の附属研究機関「ロシア東欧研究・カミングスセンター」を訪問し。私の研究に対して非常に有益なコメントをいただいた。また、今後の研究手法について情報交換を行った。イスラエルの人口は約650万人だが、1990年代にロシアから移民してきた人々が100万人に達する。彼等はイスラエルとロシアの二重国籍をもち、ロシアへの政治経済的影響力を持っている。今後、ロシア研究を進める際に、イスラエルが無視できない国であることが、今回の出張により明らかになった。本年度の課題は、19世紀前半にロシアの企業家ポシーリンがアジア市場に対してどのようなマーケティング戦略を立て、消費者のニーズにどのように対応していたかを歴史資料に基づいて検討することにあった。本年はロシア国立図書館に所蔵されている『ウラジーミル新聞』を1839年55年の期間を閲覧し、マイクロフィルム化し日本に持ち帰った。ポシーリンは当時アジア市場(ペルシア、中央アジア、中国)に自社製品である更紗を輸出していたが、中央アジアや中国の市場ではある程度の成功を収めるものの、ペルシア市場では敗北を喫した。通常、ペルシアでの失敗は、ペルシア市場に参入した英国製更紗との競争に敗北したからだと考えられてきたが、『ウラジーミル新聞』の資料に基づけば英国製品の要因だけではなく、ロシアとペルシア間の商慣習の違いも相当影響していることが明らかとなった。当時、ポシーリンはペルシアでの更紗販売を促進し、ペルシア商人に商品を信用で販売していたが、その売掛金をペルシア商人から最終的に回収できなかったことが、ペルシア市場におけるポシーリン敗北の直接の要因である。ポシーリンは当時ロシア政府やペルシア政府に回収の支援をするよう強く要請したが、最終的には両政府はポシーリンを支援しなかった。なぜポシーリンがペルシア商人から売掛金を回収できなかったかは、今後の課題として研究を続けていく予定である。今年度の研究経過は、平成16年10月に弘前大学で開催された経営史学会で報告を行った。また、本課題と関わる報告を平成16年5月に大阪市立大学で行われた社会経済史学会全国大会のパネルディスカッション「近代ヨーロッパ国際商業-国家・市場・商人の役割-」(深沢克己氏の組織による)にパネラーの一人として参加し報告を行った。本年度の課題は19世紀前半にアジアに輸出されたロシア製綿織物が、具体的にアジアの消費者にどのように使用されていたかについて、物質文化の観点から調査を行った。ロシアの綿織物は当時ペルシア、中央アジア、中国に輸出されたが、今年度の調査はペルシアと中央アジアにおけるロシア製品の使用に焦点を当てた。この遂行のために、従来の調査とは異なり、博物館や骨董商の専門家に調査協力を御願いした。本年度7月には東京新宿にある服飾博物館を訪問し、博物館に所蔵されるペルシアの服飾コレクションを閲覧すると同時に、コピーを行った。そのコレクションの中に服飾の裏地としてロシア製更紗が使用されていたことを確認した。その後、博物館の紹介でイランの織物を販売している骨董商を紹介していただき、骨董商から聴き取り調査を行った。8月末から1週間イランを訪問し、主にテヘランとタブリーズの博物館・骨董品店を訪問し、19世紀半ばのペルシア服飾について調査を行った。これにおいても、ロシアの更紗が19世紀半ばに多くのペルシアの服の裏地に使用されていることを確認した。10月末から2週間ウズベキスタンを訪れ、主にタシケント、ヒヴァ、サマルカンド、ブハラの博物館を訪れ、19世紀半ばの中央アジアの服飾状況を調査し、ペルシアと同様に中央アジアの消費者がロシア製更紗を服の裏地に使用されていたことを確認した。上記の研究成果の一部を、3月に行われた国立民族学博物館共同研究会「地域研究における記述」で報告した。

また、今後の研究手法について情報交換を行った。イスラエルの人口は約650万人だが、1990年代にロシアから移民してきた人々が100万人に達する。彼等はイスラエルとロシアの二重国籍をもち、ロシアへの政治経済的影響力を持っている。今後、ロシア研究を進める際に、イスラエルが無視できない国であることが、今回の出張により明らかになった。
確率変動クラスターアルゴリズムによるスピン系の相転移・臨界現象の研究

クラスターアルゴリズムは隣り合うスピンをある確率でつなぎ、系を大域的に更新することによって効率よく計算するアルゴリズムである。しかし、系にフラストレートがあるときやスピンと相転移との関係が明らかでないときにはクラスターアルゴリズムは必ずしも有効ではない。このような背景から我々は確率変動クラスターアルゴリズムを一般化し、クラスターアルゴリズムと切り離すことを考えた。確率変動クラスターアルゴリズムの枠組みを広げてみると、1変数有限サイズスケーリング関数に閾値を設定し、ある瞬間において系の状態がその閾値を超えているか否かで温度を変化させていると考えることができる。1変数有限サイズスケーリング関数はパーコレーションのほかに秩序変数のモーメント比や相関関数の比(相関比)などが考えられる。2次元イジングモデルとクロックモデルを用いて、モーメント比と相関比を数値的に求め比較を行い、相関比がモーメント比より確率変動アルゴリズムに適していることを確かめた。特に2次元クロックモデルのKosterlitz-Thouless相と秩序相の臨界領域において、モーメント比では解析が非常に困難なのに対し、相関比では比較的容易に解析できることを示した。相関比を使った確率変動アルゴリズムで2次元S=1/2量子XYモデルの解析を行った。アルゴリズムは、鈴木-トロッター軸の外挿が必要ない・非対角成分の計算が容易、などの利点があることから連続虚時間ループクラスターアルゴリズムを用いた。確率変動アルゴリズムから得られた結果は相転移温度の評価に関して最近の結果と誤差の範囲で一致した。また臨界指数に関してはくりこみ群の計算が正しいことを裏付け、確率変動アルゴリズムが量子スピン系の臨界現象の解析にも有効であることを示した。
福山型筋ジストロフィーの分子遺伝学的解析と遺伝子産物フクチンの機能解明

福山型先天性筋ジストロフィー(FCMD)は、重度の筋ジストロフィーに脳奇形を伴う常染色体劣性遺伝性神経筋疾患であり、日本に多く、悲惨な病気である。本研究では、原因遺伝子産物フクチンの特異抗体を作成し、フクチンの局在、機能解析を行ない、また本疾患のモデルマウスを作成し、病態解析を行なうことを目的として、以下のことを明らかにした。フクチン特異的抗体は、動物細胞に強制発現させたフクチンと反応するものがいくつか得られたが、内在性のフクチンを検出できない。近年の我々の研究などからフクチンは糖鎖修飾酵素ではないかと推測しており、多くの既知の糖転移酵素と同様内在性フクチンはごく微量しかないため、抗体による内在性蛋白の検出ができないと考えられた。すなわちフクチン抗体を用いた解析は困難であることがわかった。一方、強制発現細胞の免疫組織染色よりゴルジ体に存在することがわかり、糖転移酵素である可能性と矛盾しない。FCMD患者において遺伝子変異を検索し、発症原因と考えられるいくつかの突然変異を新たに発見した。フクチン融合蛋白を用いたアフィニティーカラムクロマトグラフィーにより質量分析法などを用いてフクチン結合蛋白の同定を試みている。いくつか候補になる蛋白を得たが、実際に結合している蛋白であるかどうか確認している。一方で、糖転移酵素としてのフクチンのターゲット蛋白と、形成している可能性のある複合体のパートナーの同定へ向け、二次元電気泳動法、免疫沈降法、two-hybrid法を用いて検索している。3'非翻訳領域にレトロトランスポゾンを組み込んだノックインマウスの作成に向け、コンストラクトは作成終了し、ES細胞への導入、スクリーニングを行っている。福山型筋ジストロフィーの類縁疾患であるmuscle-eye-brain病(MEB)の原因遺伝子が糖転移酵素POMGnT1遺伝子であることを同定した。合成ペプチド、融合蛋白を抗原に抗フクチン特異抗体を作成中である。合成ペプチドはヒトとマウス間であまり保存されていない領域に作成、融合蛋白は大腸菌と昆虫細胞を用いて作成した。融合蛋白は不溶性であったので可溶化条件を検討したが、適当な条件が見つからず、不溶性のまま、あるいは、電気泳動ゲルから切り出して抗原とした。また免疫する動物をウサギ、マウス以外に、ニワトリ、ヤギを用いた。現在免疫中のものもあるが、今までに得られている抗血清について、抗原との反応を検討したところ、すべての抗血清が反応することがわかった。さらに動物細胞に強制発現させたフクチンとの反応性を検討したところ、いくつか反応するものが得られていることがわかった。それらについて抗原親和性精製を行った。これら抗体の中に内在性のフクチンを認識するものがあるかどうか検討作業中であるが、内在性フクチンを見るための条件検討がかなり必要であることがわかりつつある。いい抗体が得られた際、ヒト、マウス材料にて、脳、骨格筋など各組織におけるフクチンの局在を胎生期から成人まで各段階を追って免疫組織化学で追求することを予定している。FCMD患者において、随時遺伝子変異を検索している。フクチンの量的変動と臨床病型/重症度との関連を抗体を用いて検討することを考えている。3'非翻訳領域にレトロトランスポゾンを組み込んだノックインマウスの作成に向け、ベクターを構築中である。フクチンの3'非翻訳領域は約7kbと長く、またレトロトランスポゾン挿入時に約10kbに達するので、ベクター取り扱いに困難をきたしているが、完成間近である。次にES細胞に導入する予定である。

昨年度から作成し続けているフクチン特異的抗体は、動物細胞に強制発現させたフクチンと反応するものがいくつか得られたが、内在性のフクチンを検出させることはできなかった。近年の我々の研究などから、フクチンは糖鎖修飾酵素ではないかと推測しており、抗体による内在性蛋白の検出ができないのは、多くの既知の糖転移酵素と同様、内在性フクチンはごく微量しかないからと考えられた。すなわちフクチン抗体を用いた解析は困難であることがわかった。一方、強制発現細胞の免疫組織染色よりゴルジ体に存在することがわかり、糖転移酵素である可能性と矛盾しない結果を得た。FCMD患者において、随時遺伝子変異を検索している。発症原因と考えられるいくつかの突然変異を新たに発見することができた。フクチン融合蛋白を用いたアフィニティーカラムクロマトグラフィーにより質量分析法などを用いてフクチン結合蛋白の同定を試みている。いくつか候補になる蛋白を得たが、実際に結合している蛋白であるかどうか確認作業中である。一方で、糖転移酵素としてのフクチンのターゲット蛋白と、形成している可能性のある複合体のパートナーの同定へ向け、免疫沈降法、two-hybrid法を用いて、現在検索中である。3.非翻訳領域にレトロトランスポゾンを組み込んだノックインマウスを作成中である。コンストラクト作成は終了し、ES細胞への導入、スクリーニングを現在行っている。
Cartan型Lie環の表現と調和多項式

Cartan型Lie超代数のWeylの相互律について、自然表現のtensor積の中での可換子環の構造を多くの場合明らかにすることができた。これとCartan型のLie代数の同様の結果をあわせて1995年秋に数理解析研究所短期共同研究集会、および日独セミナーにて講演した。明らかになったのはLie環の階数に比べてtensor積の階数があまり高くない場合に限られる。この場合には可換子環が対称群の群環の直接の拡張である写像半群の半群環に一致することがLie代数、Lie超代数の場合共に確かめられた。Lie超代数の場合はこの半群環の表現は忠実ではなく退化しているがその次元公式などもある程度の結果を得ている。また当初の研究計画以外にもWeyl群の既約表現の両側セルの不変量を計算するなどの結果を得たが、これらの計算には数式処理システム、そのプログラムを作るための道具としてノートパソコンなどを大いに活用した。以上の結果はワイル群のセルの不変量については準備中であるが、他のものはすべて雑誌に投稿、受け付けられた。
日本型チュートリアル方式で物理概念形成と論理的思考力育成を図るプログラムの開発

米国で開発された教材を用いた相互作用型物理授業を日本の大学で継続的に実践することで,オリジナルの意図を損なうことなく,日本の教育体制や文化的背景に適合した教材や授業形式が確立しつつある.この授業法をより効果的にするためには,学習者に直接かかわるTAの教育が肝要である.TA自身に論理的思考や能動的関与の重要性を認識させるための教育法を確立した.日本の学生には,丸暗記やパターンマッチング的解法によって演習問題を解く学習姿勢があることが確かめられた.1物理概念の獲得を妨げる要素の調査素朴概念が根強いことはよく知られており,チュートリアルのような相互作用型授業を通じて一時は克服したように見えても,再び現れることが多い.特に試験の場合に顕著で,学習者が過去の演習問題と同様の文脈と捉えたとき,パターンマッチング的解法を適用することが考えられ,日本の入試制度では,この方法が成功につながり強化される可能性がある.相互作用型授業を受講した学生に対し,個別聞き取り調査を行って,学習姿勢やパターンマッチング的解法の傾向を調査した.結果として,パターンマッチング的思考については学習観との関連は示唆されたものの,物理概念獲得への影響は,むしろ素朴概念の効果が強く表れて明らかにならなかった.これまでの学習者のワークシートや課題の記述・討論のビデオ分析から,上記の思考が表れやすい分野や設問が明らかになった.2 TAの教育について相互作用型授業で物理概念を効果的に獲得させるためには,ファシリテーションが重要である.そこで,ファシリテーションを担当するTAのもつ授業観・学習観に着目して調査した.授業実践を通じて,TAの学習観には総じて向上は見られなかったが,変化の大小に個人差があることが明らかになった.3教員の意識の共有について学習者の能動的関与を促すためには,単独の相互作用型授業では限界があるので,教育課程に関わる教員が意識を共有する方策を検討している.授業研究のワークショップに参加し,所属機関で授業研究を行うグループを組織した.1.物理概念の獲得を妨げる要素の調査素朴概念とともに物理概念の獲得を妨げる要素として,パターンマッチング的思考や暗記傾向があることが明らかになってきた.このような傾向の現れやすい問題の分野や設定について前年度の調査結果に基づいて検討して,パターンマッチング的思考・暗記姿勢を素朴概念と切り分けて抽出する問題を設定し,個別聞き取り調査を行った.その結果,同一の概念に対して,定性的な理解を示す場合とパターンマッチング的思考に頼る場合の双方が見られた.それは,議論の中で問われるとき,試験問題として解くとき等,状況に依存して現れる.基本的な概念でも,問題設定に応じて過去の学習内容を断片的に使い分け,一貫したメンタルモデルが構築されていない様子も見られた.2. TAの教育について相互作用型授業を有効にするファシリテーションでは,学習者の学習姿勢を能動的なものに変容させることが重要である.相互作用型授業が活発に行われている米国の大学でのTA教育の系統的手法を調査し,導入を検討した.また,学習内容を教える位置づけであるティーチングアシスタントに比べて,ラーニングアシスタントは学習者の能動的姿勢を引き出すことに力点が置かれている.そのシステムについても調査を行った.3.教員の意識の共有について学習者の能動的関与を促す取り組みを所属機関内で一貫して行うために,授業研究会を行った.入門物理学に関わる講義,実験,演習は独立に行われてはいるが,それらの科目を担当する複数教員が授業研究会で意識を共有するようになった.相互作用型授業で物理概念をある程度正しく獲得しながらも,学習者に残るパターンマッチング的思考・暗記傾向が現れることについて,問う問題の分野や設定に加えて,問われる状況や過去の学習の経験など多くの要素が関わることが明らかになってきた.TAの教育の中で,学生のもつ素朴概念に関する知識を明示的に与えるとともに,学習観への働きかけを継続的に行い,TA教育の中にも相互的関与を取り入れた.学習観を変容させる取り組みは難しいことが指摘されているが,相互作用型授業を行った学生に対して行った学習観に関する標準的な調査では,いくつかのカテゴリーで向上が見られた.授業研究会の開催によって,機関内の教員が担当外の授業内容も把握し,学生の授業観や理解度の情報を共有するようになった.1.相互作用型授業を通じた学生の物理概念の獲得について米国で開発された教材を用いて相互作用型物理授業を日本の大学で継続的に実施し,日本のカリキュラム,授業観・学習観に適合した教材や実施方法が確立しつつある.一方,前年度までの研究により,同じ相互作用型授業を受講しても,物理概念の理解の進み方は学習者の学習姿勢によって異なることが示唆されている.そこで,授業前の概念理解度が学習姿勢を表しているものとして,授業前後の理解度の伸びとの関係を先行研究と比較した.その結果,実施した相互作用型授業では,物理の学習に積極的・消極的と考えられる学習者それぞれの概念理解度の伸びが異なり,学習者の多様性に配慮したアプローチの必要性が明らかになった.2.ファシリテーションの質向上について相互作用型授業の要であるファシリテーションをより有効にするため,TA教育を系統的に行う手法を検討した.米国での実施例を参考に,学生の解答例のデータが蓄積された問題を提示して,誤概念や学生に見られる困難を意識させた.また,教材をTA同士が分担して互いに内容を紹介し,ファシリテーションに関する議論を活性化した.1.の効果とあわせて,相互作用型授業を通じた物理概念の理解度の向上が,安定して見られるようになった.

3.教員間の意識の共有について本研究で実施している相互作用型授業を,所属機関で複数クラス開設とし,他の教員と共同で授業を実施した.また,実験の授業で,学生の能動的関与を促す取り組みを自然科学系の教室全体で開始した.物理教育研究の多くの知見を他の分野の教員と共有する機会となっている.相互作用型授業を継続的に行って,教材の内容や実施方法を改善し,日本のカリキュラム,授業観・学習観に適合した形で実施する土台ができ,本研究課題の目的の一つは概ね達せられた.また,授業でのファシリテーションを担うTAの教育を系統的に行う見通しもできてきた.論理的思考力の育成については,より長期的な取り組みが必要である.所属機関での授業研究の機会を増し,学生の理解度や学習観の情報を共有する体制ができてきた.学生の能動的関与の必要性についても共通認識をもつようになり,単一の授業での実践にとどまらず,相互作用型授業が定着する可能性が示唆される.1.相互作用型授業を通じた学生の物理概念の獲得について米国で開発された教材を用いた相互作用型物理授業の日本の大学での継続的な実践によって,オリジナルの意図を損なうことなく,日本のカリキュラム,授業観・学習観に適合した教材や実施方法を見出すことが可能になってきた.一方前年度までの研究により,学習者が基本的概念を理解する過程も学習者の抱える困難も想定以上に多様であることが明らかになった.そこで,これまでの実践で蓄積した学習者についてのデータを反映して,教材の開発により多様な学習者の困難を取り入れた.また,教材に認知的葛藤を生ずる設計を施しても,必ずしもそれが機能しない場合があることも明らかになった.2.ファシリテーションの質向上について学習者の多様性に対応するために,これまで物理専攻の教員や大学生が担当してきた相互作用型授業のファシリテーションに,物理非専攻の大学院生を加えた.これにより,プログラムの開発に新しい視点を組み込むことができた.3.教員間の意識の共有について本研究で実践している相互作用型授業を,所属機関で複数クラス開設として他の教員と共同で授業を行い意識の共有を図っている.また,理科全体の実験授業で学生の能動的関与を促す取り組みを継続的に行い,他分野の教員と互いの教育研究の知見を共有している.さらに,大学教員と高校教員とで連携し,教育研究に基づいた実践を行い調査結果を研究にフィードバックする体制を整えている.米国で開発された教材を用いた相互作用型物理授業を日本の大学で継続的に実践することで,オリジナルの意図を損なうことなく,日本の教育体制や文化的背景に適合した教材や授業形式が確立しつつある.この授業法をより効果的にするためには,学習者に直接かかわるTAの教育が肝要である.TA自身に論理的思考や能動的関与の重要性を認識させるための教育法を確立した.日本の学生には,丸暗記やパターンマッチング的解法によって演習問題を解く学習姿勢があることが確かめられた.
高活性・高選択性を目指した非線形触媒反応操作

本年度は、昨年度の結果に基づき次の2点について検討を行った(1)新規非線形反応操作系な調査探索α-Bi_2Mo_3O_<12>上でのプロピレンの部分酸化によるアク口レイン合成に周期的にスチーム添加したが、特に反応成績は改善されなかった一方、Fe-Bi-Mo-O系触媒上でのプロピレンの部分酸化におけるアクリル酸の合成に周期的にスチームを添加したところ定常適にスチームを供給するよりもアクリル酸の収率が改善されることがわかった.これは、表面に吸着しているアクリル酸を、水を添加することによって強制的に脱離させることができたためと思われる.アク口レインはおそらく吸着が弱いので周期的にスチームの添加効果が現れなかったのだろうと考えられる.また,ブロビレンの部分酸化芳香族化によるベンゼンの合成において、ブロビレンと酸素を交互の供給することによって,ベンゼンの収率、選択率が飛躍的に改善されることがわかった.これは,酸素を同時供給しないことで完全酸化を防いだことと,ベンゼン生成時の還元度を小さく押さえることができたことによる.(2)非線形反応操作下での成績に及ぼす流通系反応器内部での反応物流出のクロマトグラフィック効果Pt/Al_2O_3またはRh/Al_2O_3上でのNO-CO反応の周期的濃度変動操作を行うと,反応器入口で印加した変動波形が強く変形され,NOを停止してCOを供給し始めた瞬間に,反応器出口におけるNOの流出が極大を示すという特異な現象を見出した.これはより強く吸着するCOがNOを触媒表面から追い出していることが理由である.また,両触媒でのNO流出曲線の形が大きく異なることもわかった.以上の結果に基づき,Pt/Al_2O_3をそれぞれ触媒層の入口側,出口側に充填した場合と逆に充填した場合を比較すると,定常操作では両者にほとんど差が見られなかったが,変動操作下では前者の場合のNO転化率が後者の場合の約2倍となった.本研究では,素過程に単純な機構を仮定したモデルを用いて,周期的変動操作による定常最適条件の結果を超える反応成績改善を検討した。また周期的変動操作による反応成績への影響をモデル計算,反応実験の両面から調査し,定常最適条件の結果を超えるための条件について議論した。モデル計算では,アルミナ上でのC_3H_8によるNOの選択的還元反応において提案されている機構をモデルとし,素過程には一般的なLangmuir-Hinshe1wood機構を仮定した。このモデルは,上記の定常最適条件の結果を超えた例に比べて,反応の構造は複雑であるが,各素過程は単純化・一般化されている。結果は変動周期に対して,NOに相当する反応物の消費速度,目的生成物の生成速度が極大を持ち,その値は定常最適条件の結果からそれぞれ20%,70%上回っていた。また,この最大の改善を与える周期での各吸着種の時間変化を調べたところ,その組成は定常操作下では取り得ない範囲を推移していた。一方,実験ではアルミナ触媒上でのNO-C_3H_8-O_2反応において周期的変動操作を行った。反応ガスは,NOは定常的に供給し,C_3H_8とO_2は対称的に周期的変動させて供給した。結果は,NO転化率,N_2収率どちらとも定常最適条件の結果を超えなかった。これは温度や濃度など,反応条件の設定が適切でなかったことが原因と考えられる。以上の結果から,周期的変動操作により定常最適条件の結果を超えるための必要条件として以下の条件が推察される。1.周期的変動操作下では反応に関与する変数が定常操作下でとり得る範囲を逸脱すること.2.操作変数の周期的変動範囲内に評価関数が極大であるような定常最適条件が存在すること.本年度は、昨年度の結果に基づき次の2点について検討を行った(1)新規非線形反応操作系な調査探索α-Bi_2Mo_3O_<12>上でのプロピレンの部分酸化によるアク口レイン合成に周期的にスチーム添加したが、特に反応成績は改善されなかった一方、Fe-Bi-Mo-O系触媒上でのプロピレンの部分酸化におけるアクリル酸の合成に周期的にスチームを添加したところ定常適にスチームを供給するよりもアクリル酸の収率が改善されることがわかった.これは、表面に吸着しているアクリル酸を、水を添加することによって強制的に脱離させることができたためと思われる.アク口レインはおそらく吸着が弱いので周期的にスチームの添加効果が現れなかったのだろうと考えられる.また,ブロビレンの部分酸化芳香族化によるベンゼンの合成において、ブロビレンと酸素を交互の供給することによって,ベンゼンの収率、選択率が飛躍的に改善されることがわかった.これは,酸素を同時供給しないことで完全酸化を防いだことと,ベンゼン生成時の還元度を小さく押さえることができたことによる.(2)非線形反応操作下での成績に及ぼす流通系反応器内部での反応物流出のクロマトグラフィック効果Pt/Al_2O_3またはRh/Al_2O_3上でのNO-CO反応の周期的濃度変動操作を行うと,反応器入口で印加した変動波形が強く変形され,NOを停止してCOを供給し始めた瞬間に,反応器出口におけるNOの流出が極大を示すという特異な現象を見出した.これはより強く吸着するCOがNOを触媒表面から追い出していることが理由である.

また,両触媒でのNO流出曲線の形が大きく異なることもわかった.以上の結果に基づき,Pt/Al_2O_3をそれぞれ触媒層の入口側,出口側に充填した場合と逆に充填した場合を比較すると,定常操作では両者にほとんど差が見られなかったが,変動操作下では前者の場合のNO転化率が後者の場合の約2倍となった.
乳タンパク質の自己会合及びゲル形成機構解明への高感度超音波分光分析の活用

本研究では、乳タンパク質のβ-カゼインとβ-ラクトグロブリンの脂肪酸塩存在下及び非存在下における相互作用について、超音波分光分析並びに動的粘弾性測定により調べた。β-カゼイン単独またはβ-カゼインとβ-ラクトグロブリン混合系は脂肪酸塩非存在下では一過的な超音波減衰の増加が観察されたものの、動的弾性率の増加は認められず、三次元的ネットワークの構築は起こっていないことが判った。一方、この混合タンパク質系に脂肪酸塩の一種であるカプリン酸ナトリウムを添加した際には、β-ラクトグロブリン単独タンパク質に比べ超音波減衰の増加や弾性率の増加は少ないもののゲル化現象が認められた。この事からβ-カゼインが脂肪酸塩存在下でテクスチャーモディファイヤーとして役立つことを示唆した。種々の乳タンパク質画分と脂肪酸塩の相互作用を明らかにすることを研究の目的とした。既報のβ-ラクトグロブリンAタイプを用いたカプリン酸ナトリウム誘導ゲル形成機構と、β-ラクトグロブリンBタイプまたはβ-カゼインを用いたカプリン酸ナトリウム誘導ゲル形成性を、動的粘弾性測定及び超音波分光分析を用いて比較検討した。その結果、β-ラクトグロブリンBタイプを用いた場合は、Aタイプに比べてより緩慢なゲル形成が導かれること、一方、β-カゼインの場合は脂肪酸塩の添加によりゲル形成が阻害され、カゼインタンパク質の自己会合のみが生じることが明らかになった。しかしながら、β-ラクトグロブリンBタイプの一部(総タンパク質濃度の半分)をβ-カゼインに置換した場合には、β-ラクトグロブリンBタイプ単独の場合に比べ、約2倍の時間を要するものの近い弾性率を有するゲルが形成されることが判った。即ち、混合タンパク質系においてはβ-カゼインは自身の自己会合反応を抑えてβ-ラクトグロブリンのゲル化に参加することが明らかになった。このことは、β-カゼインが乳タンパク質混合系のテクスチャーモディファイヤーとしての役割を果たす可能性を強く示唆するもので、広く乳タンパク質を含有する加工食品(例えば乳飲料等)の調製などに活用できることが判った。H23年度以降の研究では、カゼインフラクションを用いた研究へと展開し、更には卵タンパク質との相互作用も調べる予定である。昨年度(H22年度)は、乳タンパク質の中で、比較的脂肪酸塩誘導ゲル形成能の優れたβ-ラクトグロブリンと単独では脂肪酸塩を添加してもゲルを形成しないカゼイン画分を用い、その混合系での物性発現の機構を明らかにした。H23年度は、乳カゼインとは起源の異なる卵白アルブミンとの相互作用について明らかにしようとした。特に、先の研究で用いたカゼインは強いシャペロン活性を持たないβ画分であったのに対して、今回はα画分(強いシャペロン活性を持つことで知られている。)の場合も併せて研究材料とした。種々の機器分析(レオメーター、熱分析、FT-IR)を用いて調べた結果、α画分混合系とβ画分混合系では、卵白アルブミンとの混合系において、そのゲル形成に寄与する分子間力に違いがあることを示唆するデーターが観察された。しかしながら、その違いを定量化することが難しいことがわかり更なるアプローチが必要である。また、超音波分光分析では、カゼインの性質である自己会合現象を超音波減衰のスペクトルで得られたが、この現象が非常に動的な現象であるため、その再現性(およそ何度で自己会合ピークが観察されるか)が低いことが判った。そこで、最終年度(H24)にはその解決策を見出すことに挑戦したいと考えている。即ち、超音波分光分析装置はDSC同様、試料側と対照側の2つのセルを有している為、同じ組成の混合タンパク質を両方のセルに入れ、超音波処理を施しながら、相転移過程にある試料を随時サンプリングし、その超音波減衰ピークの形成を引き起こしている会合体の分子サイズを比較的新しい電気泳動法などを用いて解析する予定である。平成22年度及び平成23年度の研究に引き続き、最終年度である平成24年度は、シャペロン活性の高いα-カゼイン混合卵白アルブミン(OVA)のゲル化に及ぼすカプリン酸ナトリウム添加の影響を主として超音波分光分析及びFT-IRを用いて調べ、単独では加熱により相転移しないと考えられるカゼイン画分のOVAの相転移に及ぼす影響について、超音波分光分析法でどこまで判るかを詳細に考察した。その結果、脂肪酸塩非存在下ではその昇温過程においてOVA単独の超音波減衰開始温度は66度、α-カゼイン共存下のOVAは71度であった。この事から、α-カゼインはOVAの加熱による相転移を抑制していることがわかった。

更にこの混合タンパク質系に2%カプリン酸ナトリウムを添加すると69度に屈曲点が現れ、この事から脂肪酸塩は混合タンパク質系の相転移を僅かながら促進していることが示唆された。次に、降温過程ではOVA単独で65度、混合タンパク質系で34度、脂肪酸塩添加混合タンパク質系では51度で超音波減衰プロファイルにそれぞれの屈曲点が観察され、それ以降再び超音波減衰の増加が生じた。降温過程での超音波減衰の増加は加熱変性ならびに疎水性相互作用により凝集したタンパク質分子間に、更に水素結合が形成され、ゲルネットワーク形成が完了していく事を示唆するものであり、本実験を通して水素結合が構築されていく温度に違いがあることがわかった。また、超音波分光分析の先行研究では主に温度上昇期の超音波特性の変化を調べた研究が多いが、この3年間の研究を通して、冷却過程でも有用な情報を得ることが可能である事が明らかになった。超音波分光分析の情報量が豊富でH22年度はβ-カゼインとβ-ラクトグロブリンの相互作用(ゲルとミセルの違い)を上手く把握できた。H23年度は、α-カゼインとβ-カゼインの差を同装置で解析しているが、それについては予想以上に難しい。現在遂行中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。超音波分光分析装置はDSC同様、試料側と対照側の2つのセルを有している為、同じ組成の混合タンパク質を両方のセルに入れ、超音波処理を施しながら、相転移過程にある試料を随時サンプリングし、その超音波減衰ピークの形成を引き起こしている会合体の分子サイズを比較的新しい電気泳動法などを用いて解析する予定である。