hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
演示実験および文学作品を取り入れた物理学講義方法の開発研究

文学を取り入れた講義のための物理学教材を開発するとともに、講義のなかでの演示実験のために、実験教材を購入した。文学を取り入れた教材としては具体的には次のよう研究を行った。1.寺の鐘の音が夜遠くまで伝わる現象、海中にできるサウンドチャンネル現象、さらに光ファイバーの原理など、波の屈折や反射を、興味深く、かつ分かりやすく説明するために、張継の漢詩「楓橋夜泊」を取り入れた教材「夜声八町」を開発した。これは次ページに記載しているように文理シナジーに掲載された。2.大岡政談や源氏物語を取り入れることにより、太陽と地球の系に存在するハロー軌道の天体力学を理解するための興味ある教材を開発した。これは「衛星と惑星のはざまで」と題して、丸善の雑誌パリティに近く掲載される予定である。上記以外に文学を取り入れた物理エッセイは今後随時雑誌などに発表していく予定であるが、今回の科学研究費補助金によって、開発した教材や、購入した実験教材は長崎大学での物理講義のみならず、長崎外国語大学での講義、放送大学での面接授業、サイエンスワールドや科学の祭典などの科学イベント、高校での出前授業などに役立てることができ、学生や生徒に大変好評であった。平成18年度の科研費での成果は、17年度の研究成果と合わせて、平成17-18科学研究費補助金研究成果報告書「自然界の万華鏡-`癒し'の時代の物理学-」に、全部で21篇にわたる物理エッセイとして記載している。この報告書は1000部作成し、全国の物理学関係者に送付したが、その結果、メールや文書で「ユニークで非常に面白い、ぜひ単行本として出版してほしい」という趣旨の多くの反響を得た。10月の時点での追加採択であったため、研究のスタートが遅れ、まだ充分な研究実績をだすまでにはいたっていないが、力学から現代物理学にいたるまで、物理学講義を補うための演示実験用の器具を多数購入することができた。その機材は、後期の全学教育の物理学の授業や学部の専門教育の授業や演習、および高校の出前講義に役立てることができた。また、長崎大学では毎年、サイエンスワールドを企画しているが、そこでの演示実験にも出品することができた。さらに、サイエンスワールドや科学の祭典など、長崎市内で開催される科学イベントに参加するのが困難な離島のこどものために、出前でのミニサイエンスワールドを企画したが、そこでも科研費で購入した回転椅子や地球ゴマなどが大いに役に立った。本研究の研究課題は、物理の講義に、演示実験とともに、文学を取り入れることであるが、後者については、これまでも「蜘蛛の糸」や「メダカの学校」など、よく知られた小説や童謡を物理学の講義に取り入れた教材開発を行ってきた。それをさらに継続し、今度は新たに「源氏物語」や漢詩の「楓橋夜泊」を取り入れた教材開発を行っている。その成果については本研究の終了時点で改めて報告書を出版する予定であるが、その一部は2006年3月に発行した環境科学部FD報告書のなかに、「ごんべえの種蒔き」として報告している。教育の成果は、なかなか目に見えないものであるが、レポートなどから判断する限り、受講生の講義に対する興味が増したようであり、成果は着実に上がっていると思われる。平成17年度からの継続として、18年度も文学を取り入れた講義のための物理学教材を開発するとともに、講義のなかでの演示実験のために、実験教材を購入した。

2.大岡政談や源氏物語を取り入れることにより、太陽と地球の系に存在するハロー軌道の天体力学を理解するための興味ある教材を開発した。これは「衛星と惑星のはざまで」と題して、丸善の雑誌パリティに近く掲載される予定である。上記以外に文学を取り入れた物理エッセイは今後随時雑誌などに発表していく予定であるが、今回の科学研究費補助金によって、開発した教材や、購入した実験教材は長崎大学での物理講義のみならず、長崎外国語大学での講義、放送大学での面接授業、サイエンスワールドや科学の祭典などの科学イベント、高校での出前授業などに役立てることができ、学生や生徒に大変好評であった。平成18年度の科研費での成果は、17年度の研究成果と合わせて、平成17-18科学研究費補助金研究成果報告書「自然界の万華鏡-`癒し'の時代の物理学-」に、全部で21篇にわたる物理エッセイとして記載している。この報告書は1000部作成し、全国の物理学関係者に送付したが、その結果、メールや文書で「ユニークで非常に面白い、ぜひ単行本として出版してほしい」という趣旨の多くの反響を得た。
膵臓腺房中心細胞のS-100蛋白の動態による膵外分泌機構の解明

目的:本研究では実験動物としてヒツジを用いて、膵臓のS-100蛋白の局在性について免疫組織化学的に調べた。また、腺房中心細胞と腺房細胞の分泌機能との関連を調べるため、飢餓および、Secretin投与、CCK投与のヒツジを作成し、腺房中心細胞のS-100蛋白の動向について調べた。材料および方法:ヒツジ12頭を2頭づつ、6区に分け、一日一回、ヘイキューブを給餌し、10日間予備飼育した。第1の実験区は給餌後、1時間目に屠殺した。第2の実験区は給餌後、4時間目に屠殺した。第3の実験区は給餌、給水を停止してから7日目に屠殺した。第4の実験区は給餌後20時間目にCCKを筋中に投与し、その1時間後に屠殺した。第5の実験区は給餌後20時間目にSecretinを静中に投与し、その1時間後に屠殺した。第6の実験区は給餌後21時間目に屠殺した。結果:ヒツジの膵臓のS-100蛋白は腺房中心細胞、導管系の細胞、神経に局在していることがわかった。S-100蛋白の強い反応は腺房中心細胞と神経に見られた。腺房中心細胞、導管系の細胞、神経に局在するS-100蛋白はモノクローナル抗体にってβ型であることがわかった。腺房中心細胞のS-100蛋白の免疫反応は、給餌する前に最も強く、給餌後に免疫反応が減少する傾向が見られた。飢餓のヒツジはS-100蛋白の反応が強く、給餌前のCCK投与は腺房中心細胞のS-100蛋白の免疫反応に変化がないこと、給餌前のSecretin投与は腺房中心細胞のS-100蛋白免疫反応を減少させることがわかった。腺房中心細胞の微細構造は飢餓、CCK投与、Secretin投与のヒツジのいずれも変化が少なかった。膵臓の導管系末端細胞である腺房中心細胞は,腺終末部を構成する腺房細胞の腺胞面を被覆するように位置している.この腺房中心細胞の機能を知るために,緬羊の膵臓を用いて,光顕と電顕によって細胞学的に調べ,また腺房中心細胞に特異的に局在しているS-100蛋白の動態を免疫組織化学によって調べた.動物は去勢雄11ケ月齢の緬羊を用いた.採食後1時間と4時間各2頭, 7日間完全飢餓2頭を用いた.各区とも膵臓のブアン3日間固定試料は光顕と免疫組織化学に用い,グルタールアルデヒド前固定・血酸化オスミウム酸後固定試料は電顕観察に用いた.免疫組織化学はABC法によって行なった.区得られた成績は次のとおりである.1.腺房細胞の細胞学的観察:採食1時間後では腺房細胞の分泌還は放出期から休止期であった. 4時間後では産出期であった.飢餓では貯留期であったが,飢餓による空胞変性と自家食胞が認められた. 2.腺房中心細胞の細胞学的観察:腺房中心細胞は腺房細胞に接着し,隣接腺房中心細胞も接着していた.これらの接着の所々に鉗合結合が認められた.このことは腺房細胞と腺房中心細胞,腺房中心細胞間に物質輸送がある可能性が考えられる.腺房中心細胞は貯留期で最も大きく,放出期で小さい傾向があった.

3.腺房中心細胞のS-100蛋白の免疫組織化学的観察:腺房中心細胞にS-100蛋白が特異的に反応し,その型は神経由来のB型S-100蛋白であった.腺房細胞が貯留期にある腺房中心細胞で最も強く,産生期で中等度,放出期で最も弱かった.区腺房細胞の分泌還と腺房中心細胞の形態およびS-100蛋白の動態とはやや一致しており,これらの成績は腺房中心細胞が腺房細胞の分泌と何らかの関連があることを示唆するものである.目的:本年度の研究はヒツジを6頭用いて、Secretin、およびCCK投与による、膵臓のS-100蛋白の局在性と免疫反応について組織化学的に調べた。また、電顕免疫組織化学によるS-100蛋白の細胞内局在性について調べた。材料および方法:ヒツジ6頭を2頭づつ、3区に分け、一日一回、ヘイキユーブ給餌し、10日間予備飼育した。第1の実験区は給餌後20時間目にCCKを筋中に投与し、その1時間後に屠殺した。第2の実験区は給餌後20時間目にSecretinを静中に投与し、その1時間後に屠殺した。第3の実験区は給餌後20時間目に生理食塩水を静中に投与し、その1時間目に屠殺した。結果:1.ヒツジの膵臓のS-100蛋白は腺房中心細胞、導管系の細胞、神経に局在している。2.腺房中心細胞のS-100蛋白はモノクローナル抗体報より、ββ型のS-100蛋白である。3.ヒツジの腺房細胞のチモーゲン顆粒はCCKの投与によって減少したが、Secretinの投与によっては、影響されなかった。4.腺房中心細胞のS-100蛋白の反応はSecretinの投与によって減少したが、CCKの投与によっては影響されなかった。5.腺房中心細胞のS-100蛋白の電顕による確認はS-100蛋白が非常に可溶性の蛋白のため、通常のパラホルムアルデヒド固定では、固定することができなかった。また、グルタール固定では免疫の反応性が非常に悪いことから、電顕での観察はできなかった。
コナダニ類の脂質代謝に関わる酸化的な炭素鎖短縮反応の分子基盤

ダニ類は厳しい外的環境にも適応できる脂質代謝機構をもつことで高い生存能力を発揮している。特に動物の必須脂肪酸であるリノール酸の生合成能をもつことは生理学的な重要性だけでなく、様々な生物機能が知られる炭化水素やエステルなどの生合成にも深く関与している。我々はこれまでコナダニ特有の炭化水素やギ酸エステルなどのデノボ合成に着目し、ダニ類に同位体標識化合物を取り込ませるトレーサー実験を行ってきた。その成果として、炭化水素とギ酸エステルはともに脂肪族アルデヒドを経由して生合成されると仮説を立てたことにより、どの生物種からも未発見の酸化的な炭素鎖短縮反応の関与が明らかとなった。そこで今年度は、アルデヒドからBaeyer-Villiger酸化を経てギ酸エステルに変換する酵素を、次の二つのアプローチから同定することを目的に研究を進めた。1)コナダニを大量繁殖させて粗酵素液を調製し、遠心分離法によって得た画分に酵素活性を認めた。界面活性剤を用いて酵素の可溶化条件を決定できたので、硫安による塩析と各種クロマトグラフィーによる精製を進めて、アミノ酸配列を解析する予定である。2)次世代シーケンサーを用いた塩基配列解析などにより、推定生合成遺伝子群を絞り込んだ。異種発現系により候補遺伝子の酵素機能を調べるため、ダニからmRNAを抽出し、cDNAを合成後、これをテンプレートとして候補遺伝子をクローニングしている。これらをタンパク質発現ベクターに挿入し、大腸菌にて融合タンパク質を異種発現させようと試みている。新規なBaeyer-Villiger酸化に関与する酵素の同定を目指した。大量飼育したコナダニから粗酵素液を調製して、遠心分離法によって得た沈殿画分に酵素活性が認められた。酵素活性はアルデヒドを基質として加えてギ酸エステルへの変換の有無で判断した。沈殿画分にTriton X-100を添加すると酵素が可溶化できたため、膜タンパク質および核タンパク質である可能性が示唆された。目的の酵素を同定するもう一つのアプローチとして、トランスクリプトーム解析を行った。本種ダニのようにゲノム配列の分かっていない非モデル生物でもde novo RNA-seqを行うことで、RNA分子の情報を網羅的に調べることができる。得られたトランスクリプトーム塩基配列をもとに既知のBVMOと配列類似性を示すタンパク質を検索したところ、6種のタンパク質が特有のモチーフ配列をもつことが明らかとなった。粗酵素を用いた活性評価法が確立できたため、今後はさらに硫安による塩析やゲル濾過、各種クロマトグラフィー等による精製を進めて、アミノ酸配列の決定を目指す。また、de novo RNA-seqで得られたトランスクリプトーム塩基配列について、Blast検索を含めたジーンオントロジー解析を行うことで付与されたアノテーションから、既知のBVMOと配列類似性を示すタンパク質を絞り込んだ。現在、異種発現系により候補遺伝子の酵素機能を調べるため、ダニ由来の候補遺伝子をクローニングしている。これが終了し次第、タンパク質発現ベクターに挿入し、大腸菌にて融合タンパク質を異種発現させる。

粗酵素を用いた活性評価法が確立できたため、今後はさらに硫安による塩析やゲル濾過、各種クロマトグラフィー等による精製を進めて、アミノ酸配列の決定を目指す。また、de novo RNA-seqで得られたトランスクリプトーム塩基配列について、Blast検索を含めたジーンオントロジー解析を行うことで付与されたアノテーションから、既知のBVMOと配列類似性を示すタンパク質を絞り込んだ。現在、異種発現系により候補遺伝子の酵素機能を調べるため、ダニ由来の候補遺伝子をクローニングしている。これが終了し次第、タンパク質発現ベクターに挿入し、大腸菌にて融合タンパク質を異種発現させる。購入予定であったGC/MS用キャピラリーカラムとHPLC用カラムが所属機関の公費で賄えた。また経費の掛かるトランスクリプトーム解析を他の研究助成金で支払えたため、繰り越した分は2019年度の消耗品、成果発表、委託費などで使用する予定である。
生体信号計測にもとづく感情評価手法の開発

本研究は人間の持つ感情、情緒を生体信号測定に基づき客観的に評価する手法の提案を目的としている。感情・情緒に関する従来の研究は情報を受容するいわば受動的な状態において行ったものがほとんどであるが、感性を考慮したインターフェイスや環境の設計を行うには、人間がこれらと受動的にも能動的にも関わることから、何らかの行動をしている際、すなわち能動的な状態でどのような感情・情緒が生起するかを把握することも重要である。前年度までのデータをさらに詳細に分析したところ、各種生体信号データのうち精神性発汗量が能動的に作業する際の感情の継時変化をよく反映していることが明らかになった。また実験課題については、比較的単純で練習効果も大きくない電卓を用いた計算作業が行動による感情の変化を観察する上で適しているとの確証が得られた。そこで本年度は、当該課題を遂行する際の行動観察と生体信号計測、ならびに作業前と作業後の主観評価を組み合わせた実験を行った。その結果、印象評価因子には作業前と作業後で共通するものとそうでないものが存在することが示された。前者は対象物の本質的な印象に関わる因子であるのに対し、後者は使用前は見た目をもとにした印象、使用後は課題遂行という行動経験をもとにした印象であり、課題遂行によりその際用いた道具の印象が変化することが明らかになった。このような変化が作業過程のどの部分で生じたかを分析したところ、押すべきボタンが見つからず探しているときなどで精神性発汗量が増加していた上、試行全体においてその変化の頻度が高く変化量も大きい場合は作業後の印象がネガティブなものとなる傾向が認められた。このような手法により感情の変化を引き起こす行動をある程度特定することが可能となったが、その結果は使いやすさを超え利用者の感情に影響を与えるようなインターフェイスや環境の設計に活かすことができるものと考えられる。本研究は人間の持つ感情、情緒を生体信号測定に基づき客観的に評価する手法を提案することを目的としている。そこで、本年度は電卓とコンピュータ用入力機器を例として、これらを見た際の印象評価と使用した上での使用感の主観的な評価、さらにその間の生体信号計測を行い、「見た目」から生起する感情と「使用」により生起する感情の比較を試みるとともに、これらの評価の生体信号および課題遂行時のパフォーマンスによる裏付けを試みた。その結果、見た目の評価と使用した上での評価は必ずしも一致するわけではないことが明らかになった。また総合評価を行う際の見た目の評価と使用した上での評価の考慮の仕方は被験者によって異なり、主観的な評価の基準は様々な要素が複雑に絡んでいることが示唆された。一方、生体信号計測データおよび課題遂行時のパフォーマンスデータは現在解析中である。感情状態を表す指標として脈拍、呼吸、発汗量を計測するとともに、外界から情報を取り込むための眼球運動とそれに基づいて行動する際の筋電位も観測したが、これらが上記主観評価とどのような関係にあるのかを明らかにする予定である。電卓を利用して計算作業を行う際の行動観察および生体信号データを分析したところ、使川する電卓により課題遂行時間に差が出ることが示された。課題遂行時間は満足しているかどうか、また使ってみたいかどうかなどの主観評価項目の得点とも相関を示した。一方で、呼吸や脈拍、発汗量等の生体信号データも使用する電卓により変動したが、その傾向は被験者によりまちまちであり、現段階では主観評価との明確な関係を見出すには至っていない。また、マウスを利用してウェブブラウジングを行う際の感情評価についても、行動観察と眼球運動・生体信号計測を組み合わせた実験を行った。生体信号データの特性値は電卓を使用した実験の場合と同様、試行全体に関しては主観評価との明確な関係が示されなかったことから、画面をスクロールさせたりハイパーリンクをクリックして別のページに行くときなどマウスを使用する際のデータを中心に、現在詳細な分析を行っている。たとえばクリックする対象物を見ている際の注視時間を分析し、クリックする対象へのポインティングのしやすさの定量的な評価を行い、主観評価得点との相関を検討していく。

また実験課題については、比較的単純で練習効果も大きくない電卓を用いた計算作業が行動による感情の変化を観察する上で適しているとの確証が得られた。そこで本年度は、当該課題を遂行する際の行動観察と生体信号計測、ならびに作業前と作業後の主観評価を組み合わせた実験を行った。その結果、印象評価因子には作業前と作業後で共通するものとそうでないものが存在することが示された。前者は対象物の本質的な印象に関わる因子であるのに対し、後者は使用前は見た目をもとにした印象、使用後は課題遂行という行動経験をもとにした印象であり、課題遂行によりその際用いた道具の印象が変化することが明らかになった。このような変化が作業過程のどの部分で生じたかを分析したところ、押すべきボタンが見つからず探しているときなどで精神性発汗量が増加していた上、試行全体においてその変化の頻度が高く変化量も大きい場合は作業後の印象がネガティブなものとなる傾向が認められた。このような手法により感情の変化を引き起こす行動をある程度特定することが可能となったが、その結果は使いやすさを超え利用者の感情に影響を与えるようなインターフェイスや環境の設計に活かすことができるものと考えられる。
遺伝子プロモーター活性を指標とした生細胞分離技術の確立

本研究では、新たな生細胞分離法の確立を目指して、目的とする細胞で特異的に発現する遺伝子プロモーター配列を蛍光レポーター系ベクターへ組み込み、遺伝子の転写活性を指標としたGene Promoter Activity Detection (gPAD)システムの作成・検証を行った。具体的には、癌における上皮-間葉転換(EMT)異常の指標である間葉系マーカービメンチン(VIM)のプロモーター活性を指標としたgPADシステムを構築後、cell-based reportersystemによる機能的スクリーニングを実施した。VIM/gPADを胃癌細胞株MKN1へ導入後、328種類のmiRNAからスクリーニングを実施し、癌EMT誘導性miRNA-544aを同定した。さらにmiR-544aが上皮系マーカーCDH1とWntシグナル抑制因子AXIN2を標的とすることでWntおよびTGFβシグナル経路を活性化してEMTを促進することを示した(Yanaka Y et al., 2015, Carcinogenesis)。以上によりgPADシステムを応用した創薬スクリーニングの実施例とその有用性が示された。本研究では、「人体のあらゆる細胞を自由自在に単離できる」新たな生細胞分離法の確立を目指して、目的とする細胞で特異的に発現する遺伝子のプロモーター配列を蛍光レポーター系ウイルスベクターへ組み込んだGene Promoter Activity Detection (gPAD)システムの確立を試みる。従来の抗原抗体反応による生細胞分離法は、マーカーとしうる抗原分子が細胞表面に局在し、その特異抗体が作成可能な分子に限られるため、分離可能な細胞も限定される。本研究で確立を試みるgPADシステムは、遺伝子の転写活性を指標とした蛍光レポーター系であるので、限られた表面抗原やその特異抗体に依存せず、全ての遺伝子での応用が可能である。本研究の成果は、医学生物学における研究領域全般へ大きく貢献する可能性を含んでいると考えられる。本研究では、「人体のあらゆる細胞を自由自在に単離できる」新たな生細胞分離法の確立を目指して、目的とする細胞で特異的に発現する遺伝子プロモーター配列を蛍光レポーター系ベクターへ組み込んだGene Promoter Activity Detection (gPAD)システムの作成・検証を行った。従来の抗原抗体反応による生細胞分離法では、マーカーとしうる抗原分子が細胞表面に局在し、それに対する特異的抗体が作成可能な分子に限られるため、分離可能な細胞も限定されていた。しかし、本研究で確立を試みたgPADシステムは、遺伝子の転写活性を指標とした蛍光レポーター系であり、限られた表面抗原やその特異抗体に依存せず、全ての遺伝子での応用が可能であるので、本研究の達成は医学生物学における研究領域全般へ大きく貢献する可能性を含んでいると考えられる。本研究では、初年度より癌における上皮-間葉転換(EMT)異常との関連性が指摘されている上皮系マーカー遺伝子であるE-カドヘリン(CDH1)や間葉系マーカー遺伝子として知られているビメンチン(VIM)のプロモーター配列等をgenomic PCR法により単離、それらの配列における転写活性を確認し、単離したプロモーター領域を蛍光レポーター系ベクターへ組み込んたgPADシステムの作成・検証を進めてきた。特にVIM/gPADシステムについては、胃癌細胞株MKN1へ導入後、独自のcell-based reportersystemによる328種類のmicroRNA (miRNA)配列の機能的スクリーニングを実施し、新規癌EMT誘導性miRNAであるmiR-544aを同定した。さらに、CDH1とAXIN2がmiR-544aの直接的標的分子であり、miR-544aがTGF-β経路ならびにWNT経路を活性化しEMTを促進させる事を明らかにし、gPADシステムの創薬における機能的スクリーニング・モデルとしての有用性を報告した(Yanaka Y, et al, Carcinogenesis, 2015)。gPADシステムの作成に関して、ウイルスベクターではなく、プラスミドによる蛍光レポーター・コンストラクトの構築を優先し、実施したため。医歯薬学最終年度である平成27年度は、平成26年度の研究実施計画を継続して行うとともに、作成した各gPADシステムを既報のin vitro浸潤/in vivo転移モデル系へ個別に遺伝子導入し、蛍光強度による細胞分画、あるいは一細胞単位での細胞分離が可能であるか等を検証する。また、得られた細胞分画あるいは一細胞単位での個々の細胞における細胞特性や形質について、定量的あるいは網羅的発現解析と上述のin vitro浸潤/in vivo転移モデル系等を用いた機能的解析を進めるとともに、個々のgPADシステムによる生細胞分離法に関して詳細な検証を行う。

そして、「人体のあらゆる細胞を自由自在に単離できる」新たな生細胞分離法の確立、さらには癌や発生学、再生医療分野等の医学生物学全般へ大きく寄与する事を目指して、多数のEMTならびに浸潤・転移等に関連する遺伝子群のプロモーター配列の単離を継続的に推進する事によって、最終的に同システムのライブラリー化を試みる。
ＰＣＲを用いたトウモロコシの遺伝分離・連鎖と品種判別～高等学校生物の教材化～

平成25年度から実施される高等学校「生物」では、急速に進歩する生命科学の研究成果が多く取り入れられ、教科書にはプラスミドを用いた形質転換や、PCRと電気泳動を用いた実験が取り上げられているが、試薬や機器が高額であること、プライマーの設計の難しさなどから、高等学校の授業で実施されることは少ない。そこで、北海道の主要な作物であるトウモロコシからDNAを抽出し、PCR、電気泳動を行い、さらに、親と子の遺伝の規則性をゲノムの塩基配列で確認することで、分子生物学と遺伝の概念を包括的に理解させる教材を開発した。本研究では、農作物の品種改良等で用いられているSSR(マイクロサテライト)を挟むようにプライマーをセットした。共優性マーカーであるSSRは、遺伝子がコードされていない塩基の繰り返し配列部分で、その長さの違い目的遺伝子がどちらの親から受け継いだものなのかを簡便に、かつ短い塩基配列で調べることができる。飼料には、飼料用トウモロコシであるデントコーンを用い、Pを自家受精して得たF1、F1どうしを自家受精して得られたF2の葉からそれぞれDNA抽出酵素、遠心分離機を用いてDNAを抽出した。次に、抽出したDNAにプライマー、DNAポリメラーゼなどを入れ、PCR、電気泳動を行った。電気泳動には、3%のアガロースゲル、エチレンブロマイドに代わる無害な蛍光色素を用い、青色LEDを照射してバンドを発光させた。電気泳動の結果から、それぞれの世代において、バンドの位置関係から遺伝の規則性を確認することができた。さらに、本教材を当センターの高等学校理科研修講座と高等学校の授業で実践した。研修講座実施後のアンケート結果より、先生方がPCRや電気泳動に関する実験設備や、実験の技能等が不足していると回答した割合が高いことから、当センターがサポートできる体制づくりを整備していく必要がある。また、高等学校での実践を通じて、基本的な概念の理解や科学的に探究することができる教材であることが示唆された。
談話データを使ったシダーマ語とクプサビニィ語の情報構造の研究

平成30年6月30日7月20日および平成31年3月1日3月17日にエチオピアのシダーマ・ゾーンにおいて、平成30年7月26日8月23日、平成31年1月2日1月20日にウガンダのカプチョーワにおいて、フィールドワークを行い、それぞれシダーマ語とクプサビニィ語のデータを収集した。主に談話(特に民話、日常会話、ペア・フィルムの語り)のデータを採り、その後で、母語話者の調査協力者とともに分析を行い、細部に関して質問をして、確認をすると同時に、さらに関連するデータを採った。本研究課題は、深い研究が十分になされていないシダーマ語とクプサビニィ語の現象を理論的に中立な立場から記述し、個別言語の研究を超えて言語類型的な問題に取り組み、言語類型論を中心に言語学の様々な研究分野に貢献しているという点、研究に多くの場合英語を使っているという点で価値があると言えると思う。合計4回のフィールドワークで多くのデータを取ることができ、発表の準備と論文の執筆の過程でデータをまとめ、これらの言語の文法構造(特に情報構造)の理解をさらに深めることができた。両言語とも運用能力が向上し談話を聞き取りながらある程度理解ができるようになったが、現地調査期間中以外にも運用能力の維持をする努力が必要であり、文法の執筆をもっと能率的に進めていく必要がある。今までと同様に、シダーマ語のフィールドワークをエチオピアのシダーマ・ゾーンで、クプサビニィ語のフィールドワークをウガンダのカプチョーワで行い、データをもとにして理論的問題を扱う論文を書き、できる限り国際的な場で発表する。今年度は、5月、8月、9月に学会での発表が決まっている。また、これら2つの言語の運用能力を向上させることにより、多くの談話を聞きながら短時間で理解をし、情報構造についてもっと効率的に取り組むことができるように努力する。それから、データを見ながら、情報構造に関する文献を読み、理論についての知識を深め、生産的に論文を執筆できるようにする。さらに、他の研究者との意見交換を積極的に行なう。平成27年6月30日7月16日と平成28年2月17日3月1日にエチオピアのシダーマ・ゾーンで、平成27年7月26日8月18日と平成27年12月15日12月30日にウガンダのカプチョーワで、フィールドワークを行ない、それぞれシダーマ語とクプサビニィ語のデータを集めた。データ収集の方法としては以下の二つの方法をとった。まず、フンボルト大学のトム・グルデマン氏とイネス・フィールダー氏の情報構造のプロジェクトのエリシテーション・キットを使い、情報構造の標示パターンを大まかに把握した。もう一つの方法としては、談話(特に民話と日常会話)からデータを採った。どちらの方法を取る際も母語話者の調査協力者に細部に関して質問をして、データの確認をすると同時に、さらにデータを採った。シダーマ語の情報構造については、フォーカス標示およびトピック標示のパターンと疑似分裂文・分裂文を中心に、他の東クシ語派の言語との違いを明らかにするような方法で、平成27年11月にフンボルト大学のコロキアムで発表を行ない、アフリカの言語の情報構造の専門家であるトム・グルデマン氏、イネス・フィールダー氏、森本雪子氏らと意見交換を行なった。他にも、国際認知言語学会(イギリスのニュー・カッスル)と世界アフリカ言語学会議(京都)でそれぞれ2本の口頭発表を行なった。後者においては、アフリカのイベントの統合パターンの通言語的研究に関するワークショップを企画した。さらにこのトピックに関して東京外国語大学の共同プロジェクトの成果物として特集の論文集を出版した。以上の研究の成果は、深い研究が十分になされていない両言語の現象を理論的に中立な立場から記述し、個別言語の研究を超えて言語類型的な問題に取り組み、この研究分野に貢献しているという点で価値がある。シダーマ語とクプサビニィ語の文法現象の理論的問題に取り組む論文の発表を行った。特にシダーマ語は長年研究しているため運用能力が向上し、情報構造の現象の全体像を理解し、談話を聞き取りながらある程度は内容を把握できるまでになった。ところが、研究歴の浅いクプサビニィ語は、情報構造の現象の全体像を理解するまでに至っておらず、運用能力の向上も大きな課題である。平成28年7月2日7月29日および平成29年3月1日3月22日にエチオピアのシダーマ・ゾーンで、平成28年8月2日8月24日および平成29年1月3日1月16日にウガンダのカプチョーワで、フィールドワークを行い、それぞれシダーマ語とクプサビニィ語のデータを収集した。データ収集には以下の三つの方法をとった。第一に、談話(特に民話と日常会話)からデータを採った。これらの方法でデータを取った後で、母語話者の調査協力者とともに分析を行い、細部に関して質問をして、確認をすると同時に、さらに関連するデータを採った。第二に、ペア・フィルムの語りのデータを採った。第三に、ニューヨーク州立大学バッファロー校の共同研究プロジェクト(代表者:Juergen Bohnemeyer)の一部との関連で使役に関する談話データを採った。データはすべてビデオとオーディオで記録した。また、平成28年9月4日9月11日にフランスでのヨーロッパ類型論夏期講座に参加した。

情報構造の言語類型論的実証研究の専門家であるRobert Van Valin氏の講義に参加し、意見交換を行ない、今後の共同研究の可能性について話をした。さらには、本研究課題に関係のある、一般的な言語類型論、音声学・音韻論、類型論の方法論の講義を受講した。平成28年度の上記期間以外は、出版予定の原稿の修正、今後発表する論文の執筆、平成29年度に学会発表を行うための準備、そのための資料収集等を行った。本研究課題は、深い研究が十分になされていない二つの言語の現象を理論的に中立な立場から記述し、個別言語の研究を超えて言語類型的な問題に取り組み、言語類型論を中心に言語学の様々な研究分野に貢献しているという点で価値がある。合計4回のフィールドワークで多くのデータを取ることができ、発表の準備と論文の執筆の過程でデータをまとめ、これらの言語の文法構造(特に情報構造)の理解をさらに深めることができた。両言語とも運用能力が向上し談話を聞き取りながらある程度理解ができるようになったが、現地調査期間中以外にも運用能力の維持をする努力が必要である。さらには、もっと情報構造の理論的問題を把握するのに文献を熟知する必要があるが、十分にはできていない。平成29年6月30日7月28日および平成30年3月1日3月22日にエチオピアのシダーマ・ゾーンにおいて、平成29年8月4日8月23日、平成30年1月3日1月14日、平成30年3月2日3月26日にウガンダのカプチョーワにおいて、フィールドワークを行い、それぞれシダーマ語とクプサビニィ語のデータを収集した。主に談話(特に民話、日常会話、ペア・フィルムの語り)のデータを採り、データを採った後で、母語話者の調査協力者とともに分析を行い、細部に関して質問をして、確認をすると同時に、さらに関連するデータを採った。本研究課題は、深い研究が十分になされていない二つの言語の現象を理論的に中立な立場から記述し、個別言語の研究を超えて言語類型的な問題に取り組み、言語類型論を中心に言語学の様々な研究分野に貢献しているという点、研究に多くの場合英語を使っているという点で価値がある。合計5回のフィールドワークで多くのデータを取ることができ、発表の準備と論文の執筆の過程でデータをまとめ、これらの言語の文法構造(特に情報構造)の理解をさらに深めることができた。平成30年6月30日7月20日および平成31年3月1日3月17日にエチオピアのシダーマ・ゾーンにおいて、平成30年7月26日8月23日、平成31年1月2日1月20日にウガンダのカプチョーワにおいて、フィールドワークを行い、それぞれシダーマ語とクプサビニィ語のデータを収集した。主に談話(特に民話、日常会話、ペア・フィルムの語り)のデータを採り、その後で、母語話者の調査協力者とともに分析を行い、細部に関して質問をして、確認をすると同時に、さらに関連するデータを採った。本研究課題は、深い研究が十分になされていないシダーマ語とクプサビニィ語の現象を理論的に中立な立場から記述し、個別言語の研究を超えて言語類型的な問題に取り組み、言語類型論を中心に言語学の様々な研究分野に貢献しているという点、研究に多くの場合英語を使っているという点で価値があると言えると思う。
同性婚の憲法的保護の論拠とその解釈枠組みに関する比較法的研究

平成30年度は、本研究課題につき、前期(4月9月)と後期(10月翌年3月)の二半期に分けて研究を実施した。前期においては、本研究課題に関する研究論文が2本、受け入れ所属機関の学会誌に公表された。同論文は、いずれもアメリカにおける同性婚の憲法解釈のあり方について分析したものであり、概ね同国における同性婚に関する判例と学説の議論状況について分析、整理することができた。後期においては、上記研究課題における比較法研究の力点をアメリカからドイツに移し、同国における同性間のパートナシップ制度や婚姻の自由の議論状況について分析を加えた。ドイツにおいては、2017年に同性婚に関する法案が連邦議会で可決され、当該法律をめぐって学説間で活発な議論が交わされている。後期の段階においては、同法律の憲法上の評価に関して、2017年から2018年3月末までに公表されたドイツ語論文の読解に勤め、概ね、これらの論文が次の二つの論点を中心に議論が交わされていることを明らかにすることができた。すなわち、1憲法上の婚姻の自由が、婚姻当事者の「異性性」(異性であること)を不可欠な構成要素としているか、また、2判例及び通説の間で異性間の関係とされてきた婚姻の自由を、憲法の定める改正の要件を満たすことなく、法律によって同性間に拡張することが、インフォーマルな憲法改正、すなわち、「憲法変遷」に該当し、憲法解釈の枠を超えるのではないか、という論点である。以上に加えて、後期においては、前期に行ったアメリカ法の研究に関して、関西憲法判例研究会で報告を行った。その際、同研究会に所属の多くの研究者から有益なコメントや示唆を得ることができた。これらのコメントや示唆を踏まえた研究成果は、来年度、既に発表した研究論文の連載の続きとして公表される予定である。本研究課題の研究対象のひとつである、アメリカ憲法における同性婚の議論状況について、平成30年度中に概ね検討を終えることができた。この研究の成果として、所属研究機関の紀要に、論説を2本掲載し、また、関西の主要な憲法の研究会(関西憲法判例研究会)で同論文に関する研究報告を行った。現在は、もうひとつの比較法の研究対象であるドイツにおける同性婚の議論状況について分析を進めている。来年度は、本研究課題の最終年度に当たる。平成30年度中に、同性婚の憲法解釈に関する基礎研究を終えることができたため、今後は、その研究成果を博士論文というかたちでまとめ、来年度中に提出する予定である。特に、平成30年度の研究において、同性婚の憲法上の位置づけに関する議論が、憲法変遷論という憲法学において古くから論じられてきた重要なテーマと関連することが明らかとなったため、将来の研究の発展も見越して、憲法変遷論一般に関する諸外国の論文にも時間の許す限りで取り組む予定である。また、同性婚と憲法変遷論に関する研究の一環として、ドイツにおける最新の議論状況を調査するために、来年度の夏頃に、ドイツにて、同国の研究者と意見交換を行う。

特に、平成30年度の研究において、同性婚の憲法上の位置づけに関する議論が、憲法変遷論という憲法学において古くから論じられてきた重要なテーマと関連することが明らかとなったため、将来の研究の発展も見越して、憲法変遷論一般に関する諸外国の論文にも時間の許す限りで取り組む予定である。また、同性婚と憲法変遷論に関する研究の一環として、ドイツにおける最新の議論状況を調査するために、来年度の夏頃に、ドイツにて、同国の研究者と意見交換を行う。
光と無線の連携協調による次世代省エネルギー型ネットワークの創出

超高速大容量かつユビキタスな通信を実現する次世代ネットワークの有力な選択肢として、光回線網と高速無線アクセス網を接続したFiWi(Fiber Wireless)ネットワークが世界的な注目を集めている。FiWiネットワークでは、光と無線の有機的な連携により、現在の通信技術で難しいとされているネットワークの省エネルギー化が実現可能である。しかしながら、光と無線ネットワークの融合体における高度な連携技術および省電力化技術に関する議論は始まったばかりであり、通信事業者はもちろん大学と学術研究機関においても十分な技術検討がなされていないのが現状である。そこで本研究では、両者の高度な連携制御を可能にする技術を開発することにより、次世代省エネルギー型ネットワークの創出を目指す。スリープ制御技術、経路制御技術、リソース割当技術の開発を行う本研究では、(A)ネットワークの特徴を最大限利用すること、(B)複数のネットワークを統合した1つの融合体として機能されること、の2点を念頭において研究を進める必要がある。そこで、研究の第1段階では、各種ネットワークを独立に考えた場合に(A)を実現するためのベースとなる技術の開発を行う。第2段階では、(B)を念頭に3つのコア技術をお互いに連携協調させるための技術の開発を行う。そして第3段階では開発した技術のプロトタイプを実装し、検証実験により実機での有効性を確認する。本研究では、モデル化と理論検討、アルゴリズムの考案とプロトコルの設計、計算機によるシミュレーションベースの性能評価という一連のサイクルを繰り返し行う。本年度は、コア技術をお互いに連携協調させるための技術、また各ネットワークの特性に基づいた経路制御技術、ネットワーク全体の制御に関する検討を行い、提案手法の更なる改良を行った。また、この成果を学術論文誌へ投稿した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。超高速・大容量かつユビキタスな通信を実現する次世代ネットワークの有力な選択肢として、光回線網と高速無線アクセス網を接続したFiWi(Fiber Wireless)ネットワークが世界的に注目を集めている。しかしながら、光と無線ネットワークの融合体における高度な連携技術および省電力化技術に関する議論は始まったばかりであり、十分な技術検討がなされていないのが現状である。まず、省電力化を目的とした無線・光ネットワークの関連研究を調査し、最新の省電力化技術を体系的に整理した。次に、想定する無線アクセスネットワークのサービス品質や消費電力に影響を与え得るパラメータの洗い出しを行った。その後、洗い出したパラメータを基に性能を評価するための数理モデルを構築した。具体的には、PON(Passive Optical Network)の光給電によって無線基地局が稼働するネットワークアーキテクチャに着目した。この光給電型無線アクセスネットワークでは、電力線を必要としないため、電力線を配線できない場所に基地局の設置が可能であり、ネットワーク設計の柔軟性を著しく向上できる。そこで本年度は、光給電型無線アクセスネットワークの通信品質の保証可能性を検証するため、消費電力と通信性能を評価する数理モデルを構築した。さらには、数値計算ベースの評価実験を行い、一定の環境下において光給電のみで通信品質を保証できることを確認した。評価実験結果からサービス品質と消費電力の関係性について考察していたところ、当初予定していなかった制御パラメータが消費電力に影響を与えることが示唆されたので、実機実験を行い詳細にパラメータの影響を評価することが必要だと判明した。超高速大容量かつユビキタスな通信を実現する次世代ネットワークの有力な選択肢として、光回線網と高速無線アクセス網を接続したFiWi(Fiber Wireless)ネットワークが世界的に注目を集めている。しかしながら、光と無線ネットワークの融合体における高度な連携技術および省電力化技術に関する議論は始まったばかりであり、通信事業者はもちろん学術研究機関においても十分な技術検討がなされていないのが現状である。本年度は、それぞれのネットワークの特徴を最大限に利用することによってネットワークの最適化を行った。特に、スリープ制御とネットワークリソース割当の基礎技術を開発した。本年度は、当初の計画通り、スリープ制御とネットワークリソース割当の基礎技術を開発することによってネットワークの最適化を行った。本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。

しかしながら、光と無線ネットワークの融合体における高度な連携技術および省電力化技術に関する議論は始まったばかりであり、通信事業者はもちろん大学と学術研究機関においても十分な技術検討がなされていないのが現状である。そこで本研究では、両者の高度な連携制御を可能にする技術を開発することにより、次世代省エネルギー型ネットワークの創出を目指す。スリープ制御技術、経路制御技術、リソース割当技術の開発を行う本研究では、(A)ネットワークの特徴を最大限利用すること、(B)複数のネットワークを統合した1つの融合体として機能されること、の2点を念頭において研究を進める必要がある。そこで、研究の第1段階では、各種ネットワークを独立に考えた場合に(A)を実現するためのベースとなる技術の開発を行う。第2段階では、(B)を念頭に3つのコア技術をお互いに連携協調させるための技術の開発を行う。そして第3段階では開発した技術のプロトタイプを実装し、検証実験により実機での有効性を確認する。本研究では、モデル化と理論検討、アルゴリズムの考案とプロトコルの設計、計算機によるシミュレーションベースの性能評価という一連のサイクルを繰り返し行う。本年度は、コア技術をお互いに連携強調させるための技術、また各ネットワークの特性に基づいた経路制御技術の開発を行った。これにより、ネットワーク間の情報共有と連携動作を可能にする仕組みを提供することが可能となった。本年度は、当初の計画通り、コア技術をお互いに連携強調させるための技術、各ネットワークの特性に基づいた経路制御技術の開発を行った。また、次年度の研究計画も順調に検討が進んでおり、本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。超高速大容量かつユビキタスな通信を実現する次世代ネットワークの有力な選択肢として、光回線網と高速無線アクセス網を接続したFiWi(Fiber Wireless)ネットワークが世界的な注目を集めている。FiWiネットワークでは、光と無線の有機的な連携により、現在の通信技術で難しいとされているネットワークの省エネルギー化が実現可能である。
脳血管内血流速度の定量的画像化法の開発・実用化

本研究において、デジタルサブトラクションアンギオグラフィー(DSA)画像データをDICOMフォーマットとして携帯型パーソナルコンピューター(PC)に取り込み、準リアルタイムにDSA画像解析を行うシステムを開発した。システムの概要は、DSA画像データから個々の血管内造影剤通過速度をピクセル単位で算出し、造影剤の血管内群速度を計算し、血管内流速値を疑似カラー化画像(脳灌流画像)として表示するものである。システムの処理速度として、Pentium III 850MHz,Windows XP上で512x512ピクセルのDSA画像20枚の場合、脳灌流画像計算時間は1秒以下であった。画像データをデジタルデータとしてPCに取り込む時に生じる変換誤差のキャリブレーションデータの検討を行ったところ、ビデオ信号に比べてDICOM(もしくはTIFF)フォーマットを介する方が造影剤濃度のデジタル値は広いdynamic rangeをとるため、特に濃い造影剤濃度での微細な変化の解析が可能であった。通常の臨床に使われるDSA撮像条件では、血管に対する放射線の入射角度、血管分枝による造影剤の分配、脳動脈瘤による造影剤の滞留による影響は認められなかった。ブタ頸動脈狭窄モデルにおいては狭窄前後での主幹動脈および脳全体の血管内流速値の経時的変化の検討が可能であった。ブタ動脈瘤モデルではDSA高速撮像法の併用により、動脈瘤頸部の大きさ、形状の変化に伴う血管内あるいは動脈瘤内の血流動態の変化が表示可能であった。本システムの応用により脳循環全体のグローバルな血流動態の変化、さらに頭蓋内外の様々なサイズの血管の血流動態変化に関する情報が提供可能となる。臨床的には特に血管内治療法をはじめとした脳血管外科手術におけるモニタリングシステム、急性脳卒中の脳血流動態の診断法として有用性が高いものと考えられた。私どもの開発したデジタルサブトラクションアンギオグラフイー(DSA)画像解析システムは、DSA画像データの解析により個々の血管内造影剤通過速度をピクセル単位で算出し造影剤の血管内群速度を計算することにより、血管内流速値を相対値としてリアルタイムに疑似カラー化画像として表示するものである。今年度は本検査法の信頼性をさらに向上させるため、造影剤濃度-画像信号の非直線性、画像歪みによる画像信号-ビデオ信号への変換誤差に関する基礎的検討を行った。さらにビデオ信号を介さずDSA検査のDICOMデータをそのままコンピューターに取り込みが可能となり、変換誤差の影響がさらに低減された。主幹動脈の形状、病変による造影剤の滞留などの影響を低減させるため、造影剤の入力波形をデコンボリューション法による正規化をプログラムに導入した。以上の画像データの処理プロセスを導入した脳灌流画像化法の開発、さらに携帯型コンピューターにも応用できるようにシステムの開発、整備を進めている。臨床応用として、血管内治療においては脳主幹動脈の一時的あるいは永続的遮断に伴う脳灌流動態のグローバルな変化を画像上で確認することが可能であり、さらに各脳血管の血管内流速をあらわす数値データとしての評価が可能であった。同時に超音波検査法により主幹動脈の循環パラメーターの測定を行うとともに、血管遮断に伴う患者の神経症状の推移、あるいはstump圧との比較検討を行っている。一方、脳卒中疾患の急性期における脳のグローバルな灌流動態について、本システムの数値データによる分類を行い、臨床重症度、予後との比較検討を行った。特にクモ膜下出血重症例において、dynamic CT検査法や超音波検査法とあわせて検討することにより発症後早期に長期予後を推定する指標になりうるものと考えられ、積極的治療の適否の早期判断に有用な情報が得られた。

システムの概要は、DSA画像データから個々の血管内造影剤通過速度をピクセル単位で算出し、造影剤の血管内群速度を計算し、血管内流速値を疑似カラー化画像(脳灌流画像)として表示するものである。システムの処理速度として、Pentium III 850MHz, Windows XP上で512x512ピクセルのDSA画像20枚の場合、脳灌流画像計算時間は1秒以下であった。画像データをデジタルデータとしてPCに取り込む時に生じる変換誤差のキャリブレーションデータの検討を行ったところ、ビデオ信号に比べてDICOM(もしくはTIFF)フォーマットを介する方が造影剤濃度のデジタル値は広いdynamic rangeをとるため、特に濃い造影剤濃度での微細な変化の解析が可能であった。通常の臨床に使われるDSA撮像条件では、血管に対する放射線の入射角度、血管分枝による造影剤の分配、脳動脈瘤による造影剤の滞留による影響は認められなかった。ブタ頸動脈狭窄モデルにおいては狭窄前後での主幹動脈および脳全体の血管内流速値の経時的変化の検討が可能であった。ブタ動脈瘤モデルではDSA高速撮像法の併用により、動脈瘤頸部の大きさ、形状の変化に伴う血管内あるいは動脈瘤内の血流動態の変化が表示可能であった。本システムの応用により脳循環全体のグローバルな血流動態の変化、さらに頭蓋内外の様々なサイズの血管の血流動態変化に関する情報が提供可能となる。臨床的には特に血管内治療法をはじめとした脳血管外科手術におけるモニタリングシステム、急性脳卒中の脳血流動態の診断法として有用性が高いものと考えられた。
モジュール組み合わせ法による人工糖脂質ライブラリーの合成と分子集合特性の研究

本研究の目的は、細胞間分子認識や独特の生理活性を示すキー化合物として注目を集めている糖脂質の人工モデル化合物の簡便で柔軟な合成方法を確立することであった。天然に存在する糖脂質群は、脂質疎水部を含めて非常に多様な分子構造をしているために、現象論的な諸発見が構造・機能相関といった基本的な原理の確立につながりにくい。多様な生理活性に必要不可欠な構造、またその活性の物理化学的な本質は何か?といった基礎的なことが未解明のままである。そのような疑問に答える基礎研究を展開するために、構造多様な糖脂質群を純粋に合成して提供する有機化学的手法が強く求められている。ここでは脂質疎水部の構造を含め複雑で多岐にわたる糖構造を基本的に同一原理の合成手法で脂質に導入できるコンビナトリアルライブラリー的な新手法の開発を目指し、モジュール組み合わせ法が有効であることを実証した。また、この合成法を固相法にまで拡張して、人工糖脂質ライブラリーを得ることに成功した。得られた人工糖脂質の会合体挙動や界・表面物性などの特性を物理化学的手法を駆使して詳細に検討し、親水部糖鎖構造と集合体特性との相関、糖部分だけでなく脂質疎水部の集合形態に与える影響などの基礎的で総合的な知見を集積した。多種類にわたる天然糖脂質のモデルとして、人工糖脂質群をできるだけ簡便に、統一的手法で合成するために、糖脂質検査をいくつかの要素、即ちモジュールに分割し、それを順次組み上げていく方法を確立することができた。具体的には糖親水部、脂質長鎖疎水部、コネクター部を疎水部側から、主として縮合反応を利用してつなぎ、人工糖脂質とした。これまでのところ、長鎖疎水部としては、グルタミン酸長鎖エステルの2本鎖のものを用いて、コネクターには、コハク酸を使用している。糖親水部には、単糖であるグルコース、ガラクトース、マンノース、2糖では、セロゼオース、マルトース、3糖としてはマルトートリオースなどが、いずれも同様な合成戦略で導入可能であることが明らかとなった。
ノンヘムオキシナーゼ機能モデルの新しい展開

活性中心に単核および複核の鉄イオンあるいは銅イオンサイトを有するモノオキシゲナーゼの機能に着目し、それらによる分子状酵素の活性化機構と酸素化反応のメカニズムの解明を目差して検討を行った。具体的には、主に錯体化学、物理化学、有機合成化学の方法論を駆使して、新しいタイプの構造・機能モデルを構築し、それを利用したモデル研究を展開した。特に本研究では、活性種の構造と機能の両方について情報が得られるような、新しいタイプの構造・機能モデルの開発を目差した。我々はすでに、銅モノオキシゲナーゼの一つとして注目されているドーパミンβ-ヒドロキシラーゼの機能モデルとして、分子内に基質部位を有する銅錯体を用い、酸素による基質ベンジル部位の定量的な水酸化反応を見いだし報告した(S.Itoh et al.,J.Am.Chem.Soc.1995,117,4714)。また、本水酸化反応における活性種はμ-η^2:η^2-型ペルオキソ二核銅錯体であることがすでに解っている。そこで本年度も引き続き、分子状酸素の活性化や基質部位水酸化のメカニズム解明のための情報を得るため以下のような点について検討を行った。【1】反応性に及ぼす配位子の影響を明らかにするため、種々の三座配位子を合成し、それらを用いて配位子の水酸化反応や外部基質の酸素化反応について系統的に検討し、置換基効果や同位体効果を明らかにした。【2】活性酸素錯体の構造や生成速度に及ぼす配位子の構造の影響を調べるため、一価の銅錯体と酸素の反応を低温で行い、紫外-可視スペクトルやラマンスペクトルなどを用いて詳細に検討した。また、水酸化反応に及ぼす溶媒効果や対アニオンの効果についても検討し、反応機構について考察を加えた。【3】基質部位のフェニル基をフェノール基に変えた配位子を種々合成し、芳香族の水酸化反応について検討し、配位子の構造と反応性の関係を明らかにした。
トリチウムに関する総合研究(総括班)

従来、本特別研究(核融合)のトリチウムに関する研究は、理工学と環境動熊、生物影響の3本柱からなっていたが、本61年度よりは、理工学が他のグループへ移り、環境動熊と生物影響の2本建で進める事となった。この2本のみでは、核融合とのコンタクトが薄くなり勝であるので、本トリチウム総括班には、理工学及びプラズマ関係者を加えて構成した。総括班会議の第一回は、本年度の活動計画を設定し、総合総括班事業のトリチウム安全取り扱いの目安・改訂版資料内容案の検討、核融合炉工学の将来計画におけるトリチウムの環境動態及び生物影響研究のおける重要課題のレビューをおこなった。第2回は、昭和62年度計画研究及び公募研究について検討、第2回核融合総合総括班成果報告会のトリチウム関係研究発表の評価、EC主催トリチウムworkshop(昭和62年2月)の最新情報の紹介と、世界的にみた場合、わが国のトリチウム研究は分子細胞レベルの生物影響研究に、ヨーロッパは環境生態研究で、アメリカ・カナダは大規模の動物実験でそれぞれ特色を発揮しており、今後のより緊密な協力の必要性が強調された。第3回では、本年度計画研究及び総合総括班事業の進展状況報告、将来計画の重要課題より、緊急課題を設定し、その推進に必要な研究体制のありかた、重点領域研究の課題についての検討を進めた。又、現在のトリチウム研究より5つの問題点を取り上げ、それへの取組み方を議論した。第4回は、トリチウム成果報告会発表の評価をおこなった。昭和61年度トリチウムの総合研究成果報告会は、環境22件、生物37件に加えて、理工学研究のまとめ3件、特別講演として、JT60の計画と現状について報告された。これら成果は成果報告書として発表された。