hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオインサイジング可能な微生物の探索

2については九州大学福岡、宮崎演習林についてはサンプルを設置していないが、琉球大学与那フィールドおよび、九州大学北海道演習林にはサンプルを設置し、微生物を獲ることができた。3.についても採取した微生物を分類することが出来たため、ほぼ計画通り、研究が進展しているといえる。今後の研究では、平成24年度に選別し、分離・培養した微生物を対象に、スギ心材抽出成分下で生育可能かどうかを検証する。具体的には、冷水、温水および有機溶媒でスギ心材から抽出した抽出成分を添加した固形培地および液体培地を使用し、平成24年度に選別した微生物を人工培養し、生育するコロニーの直径を経時的に測定し、生育速度を求め、生育の良い微生物を選別し、順位付けを行う。次にスギ抽出成分下で生育出来、成長速度を順位付けした高順位の微生物を対象として、スギ心材に接種試験を行い、一定期間培養後、ピット破壊の有無および微生物の形態・成長速度等を顕微鏡で観察し、培養期間と進入効果との関係を明らかにし、実用可能性を検討する。他の微生物による影響を考慮して予めオートクレーブで殺菌処理したスギ心材とコントロール用として滅菌処理しないスギ心材を対象に候補となる微生物の接種試験を行う。木材腐朽菌の培養は米ぬかふすま培地およびmalt液体培地とし、それぞれの微生物に対して最適処理温度で培養する。接種方法は米ぬかふすま培地およびmalt液体培地で培養した菌糸塊をグラインダーで粉砕したサスペンジョンを木材に減圧注入する方法で行う。基材となる心材は通常の材とインサイジング処理材を使用し、培養後、顕微鏡観察および重量変化率から評価を行う。木材への微生物の進入機構、およびピットへの影響は解剖学的手法を用いて行う。マクロレベルでの進入の程度は実体顕微鏡および切片作成による光学顕微鏡で明らかにする。微細レベルでの進入機構の解明には共焦点レーザー顕微鏡と電子顕微鏡を使用する。ピットの破壊形態はより分解能の高い電子顕微鏡を利用して観察を行う。物品費は微生物の培養、および顕微鏡観察に必要な消耗品の購入に使用する。旅費は可能な限り全国から微生物を採取するため、および最終成果を学会で発表するために使用する。
途上国のキャッチ・アップと産業進化の動因

1.研究成果この研究では、韓国電子産業における発展の歴史を分析することによって、一般的に発展途上国のキャッチ・アップと産業進化の論理及び動因を明らかにしようと試みた。主な研究成果をまとめると次のようである。(1)途上国のキャッチ・アップと産業発展の動因を取り上げると、政府の産業育成政策のみならず、企業家の存在、市場での企業間競争も重要な要因である。途上国の産業発展は政府の採ってきた産業育成政策をだけをもって語られる場合が多いが、産業育成政策に劣らず企業間競争も産業発展の重要な要因である。(2)より注目すべき点は、上記に取り上げた要因が互いに絡み合うような相互作用を通じて途上国が先進国をキャッチ・アップし、またその国の産業が発展するということである。一般的に途上国の産業育成政策は政府の金銭的な援助・助成のみを強調しがちである。しかし、産業育成政策の焦点は、市場の形成や企業家群の発生、企業間競争を促すようなところにあるべきであろう。さらに市場での競争に誘導された産業政策の実施など、いわゆる政府と民間部門の相互作用が産業の発展ダイナミズムの源泉になるということである。2.今後の研究の展開今後の研究の展開はさらにミクロ的に途上国の産業発展の動因を探ることである。とくに、発展途上国においては技術の蓄積が何よりも大切であることを勘案し、産業発展の動因を技術蓄積の視点から照明してみる。
多変量解析を利用した調和組織材料の力学特性設計指針の確立

調和組織材料の機械的特性を支配する組織因子を抽出し、多変量解析(重回帰分析)を利用して、調和組織制御によって発現する機械的特性の予測を可能にすることが本研究課題の目的である。合金化に頼らない材料強化法として注目されている調和組織材料の優れた機械的特性と、その特性を支配する組織因子の関係を、統計学の手法を用いて『見える化』することで、実用化に向けた力学特性設計指針を確立する。本研究では、以下の3つの課題について取り組む計画である。【課題1】では、純ニッケルを対象に、加工条件や焼結条件を変えた材料を作製・評価することで、機械的特性への影響度の高い組織因子を抽出する。【課題2】では、試作条件ごとの機械的特性と組織因子から、多変量解析を用いて立式する。【課題3】では、上記の手法を実用金属材料(SUS304L)に展開し、実用レベルに近い設計指針を確立する。材料の強度と組織因子との間には、Hall-Petch則と呼ばれる経験則が成り立つことが知られており、降伏強度は平均結晶粒径の平方根の逆数に比例する、すなわち、結晶粒径が小さくなるほど降伏強度は上昇する。本年度の検討において、粗大結晶粒と微細結晶粒の2種類の結晶粒径分布を有している調和組織材では、一般の均一材料とは比例関係の傾きが異なることが明らかとなった。このような特異な現象は、調和組織材のネットワーク構造に起因しているものと考えられる。結晶粒単位での「要素個々」の単なる線形複合則で「強さ」が実現されているのではなく,ナノ・ミクロからマクロへの幅広いスケールで微細組織が周期性を持つように制御されたことで生まれる各要素間の非線形調和によって,線形複合則を遥かに超える「強さ」と「ねばさ」を同時に実現していることが強く示唆された。純ニッケルを供試材として、種々の実験条件での調和組織材料の試作を行い、Shell割合を0%65.4%の種々の条件の試料を作製した。Shell割合に対してもっとも影響の大きい因子はMM時間であることがわかった。また、MM時間が長くなると、Shell割合だけでなく、Shell/Coreともに結晶粒径も減少することが明らかとなった。これらの実験条件と力学特性から、多変量解析による実験条件の最適化を進める。また、調和組織材におけるHall-Petch則通りに記述できない傾きの上昇に関しては、結論付けるにはデータ点数が不十分であることから、今後、さらに種々の条件による試験片作製と力学特性の評価を進めていく。最終年度である今年度では、ニッケルの多変量解析の式が他材料においても適用できるかを見極めるために、ステンレス鋼(SUS304L)に展開する。材料が異なると種々の因子にかかる係数も異なってくることは容易に推測できるが、材料種そのものを何らかの形で組織因子のひとつに組み込むことで、材料種による場合分けをすることなく立式することを目標としたい。材料をSUS304Lに変更して、ニッケルと同様の検討を進めていく。本研究課題では、(1)調和組織材料において、機械的特性への影響度の高い組織因子を抽出し、(2)多変量解析を用いて機械的特性を予測するための関数式を立てることで、調和組織制御により発現する機械的特性の予測を可能にする。具体的には、組織因子を変化させた試作を行い、力学的特性に影響度が高い因子を抽出して説明変数を決定する。次に、複数の説明変数の条件を変化させた試作を行い、重回帰分析により関数式を立式する。その後、得られた関数式から予測した機械的特性が実際に得られるか、検定試作を行い、関数式の精度を高める。今年度は、当初の計画を変更して、調和組織を二元モデル化して、有限要素法解析(FEM解析)による変形シミュレーションに取り組んだ。多変量解析により得られた最適条件を検証するに当たっては、実験ベースは実施が困難な場合が予測され、シミュレーションによる検証が必要と判断したためである。粗大結晶粒領域(Core)の寸法は一定とし、微細結晶粒領域(Shell)の幅を20μm60μmに変化させたところ、shellの幅が広がるほど強度は上昇する結果を得た。この結果は、これまでの実験データと一致する。一方で、shell幅の増加に伴い強度の上昇率は低下し、shell幅による強度向上には限界があることが示された。これは予想外の結果であり、実験結果とのフィッティングが今後の課題である。今年度の課題は、機械的特性への影響度の高い組織因子の抽出である。当初予定では、抽出した組織因子により重回帰分析を行う予定であったが、それに先立ち、調和組織を二次元モデル化して、有限要素法解析(FEM解析)による変形シミュレーションを実施した。FEM解析により、実験ベースでは実施が困難な条件であっても予測・検証することが可能になるからである。

まだ不十分な点もあるが、モデルの精度を上げることで解析精度も向上すると見込まれる。調和組織材料の機械的特性を支配する組織因子を抽出し、多変量解析(重回帰分析)を利用して、調和組織制御によって発現する機械的特性の予測を可能にすることが本研究課題の目的である。合金化に頼らない材料強化法として注目されている調和組織材料の優れた機械的特性と、その特性を支配する組織因子の関係を、統計学の手法を用いて『見える化』することで、実用化に向けた力学特性設計指針を確立する。本研究では、以下の3つの課題について取り組む計画である。【課題1】では、純ニッケルを対象に、加工条件や焼結条件を変えた材料を作製・評価することで、機械的特性への影響度の高い組織因子を抽出する。【課題2】では、試作条件ごとの機械的特性と組織因子から、多変量解析を用いて立式する。【課題3】では、上記の手法を実用金属材料(SUS304L)に展開し、実用レベルに近い設計指針を確立する。材料の強度と組織因子との間には、Hall-Petch則と呼ばれる経験則が成り立つことが知られており、降伏強度は平均結晶粒径の平方根の逆数に比例する、すなわち、結晶粒径が小さくなるほど降伏強度は上昇する。本年度の検討において、粗大結晶粒と微細結晶粒の2種類の結晶粒径分布を有している調和組織材では、一般の均一材料とは比例関係の傾きが異なることが明らかとなった。このような特異な現象は、調和組織材のネットワーク構造に起因しているものと考えられる。結晶粒単位での「要素個々」の単なる線形複合則で「強さ」が実現されているのではなく,ナノ・ミクロからマクロへの幅広いスケールで微細組織が周期性を持つように制御されたことで生まれる各要素間の非線形調和によって,線形複合則を遥かに超える「強さ」と「ねばさ」を同時に実現していることが強く示唆された。純ニッケルを供試材として、種々の実験条件での調和組織材料の試作を行い、Shell割合を0%65.4%の種々の条件の試料を作製した。Shell割合に対してもっとも影響の大きい因子はMM時間であることがわかった。また、MM時間が長くなると、Shell割合だけでなく、Shell/Coreともに結晶粒径も減少することが明らかとなった。これらの実験条件と力学特性から、多変量解析による実験条件の最適化を進める。また、調和組織材におけるHall-Petch則通りに記述できない傾きの上昇に関しては、結論付けるにはデータ点数が不十分であることから、今後、さらに種々の条件による試験片作製と力学特性の評価を進めていく。今年度のシミュレーションは、粗大結晶粒領域(Core)の寸法は一定とし、微細結晶粒領域(Shell)の幅を20μm60μmに変化させて行った。来年度は、Shellを一定としてCoreを変化させた場合や、両方を変化させた場合など、条件のバリエーションを広げる計画である。調和組織を構成する組織因子には、現在わかっているだけで、1微細粒領域の平均粒径、2粗大粒領域の平均粒径、3微細粒領域の面積割合、4ネットワークのサイズ、などが挙げられる。また、これらの組織因子は、原料粉末の粒子径、加工時間、焼結条件などによって変化する。
表皮機能形成過程におけるオートファジーによる小器官リサイクル機構

オートファジー関連分子であるLC3Bの表皮、皮膚付属器への発現が確認された。また乾癬やアトピー性皮膚炎といった疾患において、表皮顆粒層でのLC3Bの発現がより強くみられ、表皮肥厚による顆粒合成の亢進を反映していると考えた。またヒト培養表皮角化細胞を用いた実験では、LC3Bについて、TLR9リガンドで細胞を刺激した際に発現が増強する傾向が見られた。これらの結果は、オートファジーが皮膚での様々な物質合成に関与すること、細菌感染によりオートファジー及びそれに続く表皮過形成が誘導されることを示唆するものであるが、その機序を明らかにするには至らなかった。研究課題1-A:オートファジー関連分子についてヒト皮膚の免疫染色を行った。正常皮膚では、オートファジーのkey moleculeであるLC3Bは表皮顆粒層でもっとも強く発現していた。また基底層でも染色が確認されたが、有棘層はほとんど染まらなかった。表皮の他、メラノサイト、毛包上皮、汗腺、脂腺といった付属器の腺細胞、毛細血管内皮細胞もよく染まっており、オートファジーが様々な物質合成に関与していることが改めて示された。乾癬やアトピー性皮膚炎といった表皮が肥厚する疾患においては、顆粒層での発現がより強くみられ、表皮肥厚による顆粒合成の亢進を反映していると考えた。有棘細胞癌では症例によって発現に差があり、腫瘍細胞の起源に由来する可能性が示唆された。研究課題2-A:ヒト培養表皮角化細胞をToll様受容体(TLRs)刺激因子(リガンド)1-9で刺激した後RNAを抽出しrealtime-PCRを行ったところ、LC3Bについて、TLR9リガンドで細胞を刺激した際に発現が増強する傾向が見られた。ATG5、ATG12といったオートファジー関連分子の発現に変化は見られなかった。今後は高カルシウム培地で分化させたヒト培養表皮角化細胞で同様の実験を行い、オートファジーの変化を確認する予定である。また、TLR9リガンドについては、ウェスタンブロット法による蛋白変動と、細胞組織染色による細胞内局在の確認を行う。また、共焦点顕微鏡を用いた免疫染色による観察を予定している。これまでの観察でATG8がもっともオートファジー全体の活性を反映していると考えたため、同分子のアデノウイルスベクターを用いた強発現による顆粒合成への影響を観察する。平成26年度は以下の実験を行った。まず、オートファジー関連分子についてヒト皮膚の免疫染色を行った。また、ヒト培養表皮角化細胞をToll様受容体(TLRs)刺激因子(リガンド)1-9で刺激した後RNAを抽出しrealtime-PCRを行ったところ、LC3Bについて、TLR9リガンドで細胞を刺激した際に発現が増強する傾向が見られた。高カルシウム培地で分化させたヒト培養表皮角化細胞で同様の実験を行ったが、安定した結果が得られなかった。さらに、カセリサイディンで刺激した細胞について、共焦点顕微鏡を用いた細胞内オートファジー関連分子の観察を試みたが、安定した結果は得られなかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。皮膚科学26年度が最終年度であるため、記入しない。計画に沿って実験を施行できているため。引き続き計画に沿って実験を行う。
励起CT錯体化学の新展開:光不斉反応における励起波長効果

光不斉反応は熱的不斉合成と相補的であり、近年高い注目を浴びている。しかしながら短寿命高エネルギー励起種が関与するためその立体制御は一般的に容易ではなく、これまで高い立体選択性を達成することは困難であった。本研究は光不斉反応に基底状態相互作用を合わせて導入することとし、その相互作用として電荷移動(CT)相互作用に着目し、その特徴的な長波長(可視光)吸収帯の励起で高い立体選択性を志向した基礎研究である。励起波長選択(CT励起)による新規励起化学種の発生の一般性の検証と高い立体選択性の発現機構の解明を目的とし、光反応に特徴的な反応であるPaterno-Buchi反応において、生成物の立体選択性における励起波長の効果を検討した。このオキセタン形成おいて、励起波長を変えるだけで立体選択性が異なるという結果が得られ、さらに興味深いことには、本系での立体選択性はCT励起で一様に低くなった。このことは、CT錯体ではエステルのベンゼン環のπ電子がドナーと相互作用するのに対し、直接励起では、n-π*性のエステルカルボニルとの相互作用が主に寄与するため、キラル置換基と相互作用部位との距離の差が影響し立体選択性が下がる結果となったと説明される。また、この結果はスチルベシ系のCT励起で相互作用距離が近づき選択性が向上したことと逆の結果であり、立体選択制が励起波長の長波長化で必ずしも向上するわけではなく、励起種の性質に依存するという点で興味深い。立体選択性の発現機構の解明のため、a)温度効果の詳細な検討と、反応におけるエンタルピー・エントロピー項の算出。b)キラルエステルおよびジアリールエテンの置換基効果の検討。c)溶媒効果ならびに圧力効果等、外部因子による影響の検討。d)理論評算を結晶構造解析による基底状態構造の検討、を体系的に行った結果、「励起CT錯体がエキシプレックスとは異なる化学種である」ことは普遍的な現象であることが検証できた。電荷移動(CT)相互作用は主に軌道間に働く相互作用である。ジフェニルエテンとキラルなシアノ安息香酸エステルとの間の光環化反応に特徴的なPaterno-Buchi反応と呼ばれるオキセタン生成反応においては、励起波長による立体選択性の変化が見られるが、その立体選択性はCT励起で減少するという結果となった。本年度はこの原因を究明することを主目的として、具体的には次の項目の検討を行った。a)温度効果、置換基の詳細な検討と、反応における熱力学的パラメーター:エンタルピー・エントロピー項の算出、とそれらパラメーターの相互関係の検証。b)溶媒効果ならびに圧力効果等、外部因子による影響の検討。これらの詳細なメカニズムの検討を通じて、光不斉反応における励起波長効果の一般性を検証し、本系、並びに過去のCT励起光反応系における、その介在メカニズムを明らかとした。成果はアメリカ化学会の学術誌に報告したが、極めて高い反響を得ることができた。さらに、分子内不斉光反応に展開する足掛かりとして、類似の反応系のアキラルな分子内反応を設計し、新たに一連の化合物に関して光反応を検討し、CT性の大小が反応選択性に与える影響について精査した。また、これら反応系において、温度、圧力、溶媒、並びに規制空間の効果を検討した(結果はイギリス化学会の学術誌に報告)。今後は、分子内不斉光反応へと展開する予定であり、円二色スペクトルの理論研究と併せて、完全な立体制御を達成するための基盤を得ることが可能となるものと考えている。
児童生徒が主体的な行動選択の力を身につけるための道徳指導法に関する研究

(1)国内の道徳地域教材の収集・分析を通して、改定教育基本法における公共の精神や愛国心の強調とも関連付けながら、道徳教育における科学性・客観性の欠如とともに批判的分析を行った(2)民間出版社の副読本について、読み物教材として設定された場面において合理的・主体的行動の判断の余地を認めておらず、児童生徒の判断や行動の範囲を狭めるおそれがあることや現実的な判断・行動との乖離を指摘した。(3)福祉国家フィンランドにおける調査を通して、多様性の理解を進める一方で、愛国心については学校教育の範疇とせず、客観的事実にもとづく思考・判断を促す授業の展開がされていたことなどの見聞を得えることができた。2年目にあたる当該年度は、安倍政権が進める道徳の「教科化」に関する政策分析とフィンランドにおける多様性教育に関わる実地調査を行った。安倍政権が進める道徳の「教科化」に関する政策分析については、教育再生実行会議・中央教育審議会の審議録や提出文書を主な分析対象として分析を行った。1改定教育基本法第2条(教育目標)にある徳目の実質化を図る「教科化」であること、2とくに愛国心に関しては成績評価・国定教材作成をとおして、子どもの内心の自由を侵害する恐れがあること、3教員の専門性や市民的自由にもとづく指導との矛盾が生じうること、4グローバル人材育成路線の大学改革とも整合性を有することなどを指摘した。なお、政策の動きに従うかたちでこうした分析に取り組まざるを得なかったため、本来計画していた道徳の地域教材や民間出版社の副読本については十分な収集ならびに分析が行えなかった。フィンランドにおける多様性教育に関する実地調査については、当該年度は前年度にひきつづき2回の現地訪問を行った。今回はとくに移民との共生に着目し、移民の準備教育や移民の多い学校での学習指導・クラス運営、また学校外のアフタヌーン・アクティビティ(学童保育+母親教室)でのヒアリング調査・授業等観察を行った。1移民に対するフィンランドへの愛国心の涵養はなされていないこと(少なくとも明示的・意図的・計画的な愛国心教育はない)、2移民に対しては道徳教育・宗教教育よりも言語教育、生活指導に力点が置かれていること、3移民に対しては母国の文化を尊重させていることなどが、実際の授業・インタビューで見聞することができた。初年度にあたる当該年度は、国内道徳教材資料の収集・分析とフィンランドにおける道徳(宗教・人生観教育)教育の実地調査を行った。国内道徳教材資料の収集・分析については、大手民間出版社発行の副読本(2社)と愛知県・埼玉県のそれぞれの教委関係者作成の副読本を入手し、分析を行った。1地域教材と呼ばれる埼玉県の副読本では、3・11以降、自己犠牲を美徳とする読み物が出現しており、これについて改定教育基本法における公共の精神や愛国心の強調とも関連付けながら、道徳教育における科学性・客観性の欠如とともに批判的分析を行った。2民間出版社の副読本については、読み物教材として設定された場面において合理的・主体的行動の判断の余地を認めておらず、児童生徒の判断や行動の範囲を狭めるおそれがあることや現実的な判断・行動との乖離(現実味のなさ)を指摘した。フィンランドにおける道徳教育の実地調査では、愛国心・公共の精神などに日本で強調されている価値観がいかに指導されているのか、また福祉国家を支える市民性(市民の主体性)をいかに育成しているのかという観点から、日本における中学生から高校生にあたるクラスにおける宗教、人生観教育、社会学の授業を合計9コマ参観した。そこでは、1学校教育では愛国心や宗教心について扱わないこと(家庭教育の範疇)、2客観的な事実を示した上で、生徒にそれらにもとづく思考や判断、行動を促していること(講義形式とディスカッション形式の授業の併用)、3EU加盟後の移民の受け入れに伴い、多様性への理解についての指導が強調されていること、4具体的場面(親友に忠告をするとき、親に嘘がばれたときなど)を設定し、ロールプレイングを伴いながら、自身の判断や行動を考えさせる指導がなされていたことなど、実際の授業やインタビューを通して見聞を得えることができた。まず国内研究については、(1)道徳の教科化をめぐる政治的・政策的状況について政策的・教育法的分析・検討を行い、成績評価と内心の自由との矛盾について指摘した。(2)中央の状況に呼応するかたちで進められる地域での道徳教育の推進・強化について、教育行政関係者や地域出版社へのインタビューや地域副読本の収集・分析を行っい(新城市、静岡市、京都市、埼玉県、愛知県など)、改定教育基本法における公共の精神や愛国心の強調とも関連付けながら、道徳教育における科学性・客観性の欠如とともに批判的分析を行った。

(3)また、読み物教材の分析を通して、設定された場面において合理的・主体的行動の判断の余地を認めておらず、児童生徒の判断や行動の範囲を狭めるおそれがあることや現実的な判断・行動との乖離(現実味のなさ)を指摘した。(4)働くルール・権利について、弁護士・労働組合職員による教育実践について分析し、学習指導案への一般化・モデル化を模索した。続いて、海外研究については、フィンランドにおける道徳教育の実地調査では、愛国心・公共の精神などに日本で強調されている価値観がいかに指導されているのか、また福祉国家を支える市民性(市民の主体性)をいかに育成しているのかという観点から、日本における中学生から高校生にあたるクラスにおける宗教、人生観教育、社会学の授業を参観した。1客観的な事実を示した上で、生徒にそれらにもとづく思考や判断、行動を促していること(講義形式とディスカッション形式の授業の併用)、2EU加盟後の移民の受け入れに伴い、多様性への理解についての指導が強調されていること、3具体的場面(親友に忠告をするとき、親に嘘がばれたときなど)を設定し、ロールプレイングを伴いながら、自身の判断や行動を考えさせる指導がなされていたことなどの知見を得ることができた。教育行政学安倍政権の教育政策の動きに応じた政策分析(道徳教育に限らず、関連する教科書検定、教育委員会、大学ガバナンスなど)を中心に行ったため。国内道徳教材・指導書の収集・分析については、研究計画で予定していたものよりやや遅れている。各都道府県教育委員会によって作成された副読本や民間出版社発行の副読本の収集ならびに合理的行動という観点からの分析、それにもとづく指導案モデルの作成が進んでいない。これは、改定教育基本法との関連で愛国心・公共の精神の観点からの分析を優先したためである。フィンランド調査については、調査結果のアウトプット(学会発表、論文執筆)がなされていない。これは3月上旬に現地調査を行ったことや、現地調査を通して移民政策との関連での多様性教育に関する分析の必要性について新たな課題が見出されたためである。(1)道徳副読本・指導書の分析と指導案の作成・試行安倍政権の教育政策(道徳の教科化)に応じたり、またはそれを先取りするような取り組みや地域教材(埼玉県、神奈川県、東京都など)の分析とともに、国の道徳資料、「心のノート」に関する批判的検討を行う。(2)フィンランドの移民教育調査の成果発表と追加調査・資料収集3回の実地調査ならびに帰国後の資料分析の成果を学会発表(日本教育政策学会を予定)、論文化するとともに、移民受け入れ反対派(国民党など)へのヒアリングや関連法令の収集を追加的に行う予定である(夏期休暇中)。(1)道徳副読本・指導書の分析と指導案の作成・試行都道府県教育委員会作成の道徳副読本と付属指導書については、分析対象とする地域を拡大する(愛知県、大阪府、京都府)。それにもとづいて、指導案モデルの作成・改定を行い、現在、フィールドワークを通じて研究交流がある小中学校(犬山市や日進市の公立学校)やその教員に協力を依頼して、実際の授業での指導方法を試験的に実施し、その効果を確かめる。(2)国内・海外の道徳教育実践事例の調査国内については大阪府、京都府など、道徳教育の先進地域における授業実践や副読本作成の実態を調査し、有効性の高い活動についての情報収集を行う。
数学と離散的対象の研究

1.ブール代数およびハイティング代数を値に持つ集合論に於て、数学を展開することは可能でそれを再び数学の対象として研究し、多くの具体的成果を得ている。この研究では、上記のものが位相空間の開集合や正則開集合、トポスなどに対応しているのに対して、線形空間の連続な作用素の空間など含むより一般の体系を研究対象としている。この体系の上の公理、推論法則、証明可能性、完全性定理、決定可能性等の概念は、極大可換集合、ユニタリー表現などの数学的結果と関連しており、論理学での式として何が考えられるべきか、特にヒルベルト空間上で展開される量子論理と関連した離散的対象の研究は特に重要な研究目標である。本研究で得られている成果の中にも多くの連続的変形とそれに供う離散的対象に関するものが含まれている。2.有限体上の微分方程式と有限射影空間での楕円曲線の構造の研究が着実に進んでいる。特に楕円曲線から定まるアーベル群の位数:これは複素数体では楕円関数の周期に相当するものであるが,これに関する具体的結果を得ている。例えばワイヤストラスの標準形y^2=X^3+kから定まる有限群の位数に関する結果から、素数がp=3n^2+3n+1の形をしているとき、その素数を因数として含む合成数から、その因数pを計算する確率的な多項式時間アルゴリズムの存在が示された。これと異なる系列の素数の発見は今後の大きな課題である。素因数分解と素数判定の計算量的複雑さの研究はP=NP問題などとも関連して現在最もホットな研究課題である。また、有限体上の楕円曲線から定まるアーベル群の位数の系列から,有理成分巡回直交行列の新しい系列を得ることができた。この理論の通信や位置の同定等への応用は将来の課題である。1.ブール代数およびハイティング代数を値に持つ集合論に於て、数学を展開することは可能で、それは再び数学の対象として研究され、多くの具体的成果を得てきている。この研究では、上記のものが正則開集合や開集合とトポスなどに対応しているのに対して、線形空間の連続な作用素の空間など含むより一般の体系を研究対象としている。この体系の上の公理、推論法則、証明可能性、完全性定理、決定可能性などの概念は、極大可換集合、ユニタリー表現などの数学的結果と関連しており、論理学での式(Sequentz)として何が考えられるべきか、完全性定理との関連から研究が進んでいる。2.有限体の上の微分方程式と有限射影空間での楕円曲線の構造の研究が着実に進んでいる。特に、楕円曲線から定まるアーベル群の位数、これは複素数体では楕円関数の周期に相当するもの、に関する具体的な結果を得ている。例えばy^2=×^3+bから定まる有限群の位数に関する結果から、p=3n^2+3n+1を因数として含む合成数の確率的な多項式時間アルゴリズムの存在などが示された。これは、素因数分解と素数判定の計算量てき複雑さに関連して、興味をもって研究されているところである。また、楕円曲線から定まるアーベル群の位数の系列から、有理巡回直交行列の新しい系列を得ることができた。通信の理論や位置の同定などに応用可能であろうと考えている。
大気・海洋の境界層と渦のスピン・アップ、スピン・ダウン過程に関する実験的研究

底面が現実の地表面や海底面のように滑らかでなく起伏がある場合の境界層による渦のスピン・ダウン特性と、底面の起伏が励起する渦の内部構造を明らかにするために回転水槽を用いた室内実験を行った。実験では、直径1cm、高さ1cmの円筒(以下粗度と呼ぶ)を3cm間隔で格子状に底面に配置し、円筒の上蓋を回転台に相対的に回転台と少し異なった角速度で回転することにより、流体中に深さによらない順圧流を作り出した。流れの構造の測定には、PIVという、流体中に浮遊させた粒子のパターンの変形から水槽内の速度の空間分布を瞬間的に測定する測定器を回転台に搭載して用いた。このPIVで求めた接線方向速度の半径分布から粗度によって生ずる抵抗を求めたところ、内部の流体の回転速度は、その半径の局所的な上蓋の回転速度だけで決まっていることがわかった。測定された速度分布は、滑らかな底面のときに働くエクマン境界層による抵抗、回転流体に特有なテーラー柱の表面で働く粘性抵抗、慣性波の造波抵抗、円柱後方に生ずる後流による抵抗の4つの抵抗を考慮した理論モデルにより良く説明されることがわかった。上蓋の回転速度が大きいときには主として粗度後方に生ずる後流、回転速度が小さいときには主として慣性波の励起が抵抗を支配していることがわかった。後流が卓越するレジームについて更に詳細な実験を行ったところ、水槽内には異なる半径にドーナツ状の軸対称な流れのパターンが幾重にも形成されることを見つけた。更に、このドーナツ状の軸対称流れは、ある条件のもとで周方向に波型のパターンを持った流れに移行するという興味深い現象を見つけた。現実的な大気や海洋の境界層は、複雑な地形の力学的・熱的影響を強く受けている。本研究では、このうち力学的効果に絞って、複雑な地形上の境界層の構造とこれが内部領域に励起する運動を室内実験により調べた。実験は0.251.0rad/sで回転する回転台上に搭載した半径38cm、深さ11.5cmの円筒水槽を用いた。円筒水槽の底面には直径1cm、高さ1cm程度の粗度要素を3cm間隔に格子状に配列し、上蓋を0.030.33rad/sで差分回転させて定常な順圧地衡流を作り出した。流れの可視化には、蛍光塗料と電気分解法を用いた。また、流速場の測定にはPIVを用いた。この際、PIVを回転台上に搭載して、回転系に相対的な速度場だけを測定する必要があるが、これには、PIV装置一式とノートパソコンを回転上に載せ、無線LANで静止系のパソコンにデータを飛ばす方式を工夫して可能にした。実験の結果、粗度要素は差分回転に応じて、慣性波を励起する場合があり、この慣性波が内部領域のスピンアップや組織構造の形成に大きな影響を与えることがわかった。特に、あるパラメータ範囲では、内部流体に半径の異なるドーナツ状の構造が数個形成されることがわかった。現在、PIVの結果をもとにして、このような構造の形成機構を検討中である。
スプリント時の神経制御の特徴の解明

本研究は、スプリントを「いかに力発揮を最大化させるか(力み)」という捉え方でなく、複数筋を素早く収縮・弛緩(リラックス)させる周期運動という観点から捉える。特にトップスプリンターに共通する両脚を素早く挟み込むような走動作(コーチング現場では“シザース動作"と表現)は、1)筋の適切な収縮・弛緩のタイミング、2)左右両脚あるいは両腕も含む四肢の協調性が重要であると考えられる。これらの制御能力を筋電図(EMG)および動作解析、そして「筋シナジー」をもとに解明する。
単一接触面を有するアロステリック蛋白質における浸透圧の影響

両親媒性溶質を用いて,ヘモグロビンの構造的・機能的解剖を行った。ベタインの存在下では,酸素親和性の低下は浸透圧ストレスで解釈ができた。一方,3-(1-Pyrido)-1-propane sulfonateの存在下では,デオキシ状態が安定化されたことによって酸素親和性が低下した。驚いたことに,dimethylbenzylammonium propane sulfonate濃度の増加につれて,Hbのデオキシ状態の酸素親和性が徐々に上昇し,オキシ状態の酸素親和性が低下した。しかし,酸素結合協同性に関しては十分に残された。これらの結果はMWCアロステリックモデルに支持しないということが分かった。アロステリー現象を示す蛋白質システムのほとんど全ては,多量体である.これらのシステムは機能調節を示す.その中から最も知られている蛋白システムはヒト・ヘモグロビンである.この蛋白質は四量体α2β2の形から構成され,各サブユニットに一つのヘムを有し,ヘムにリガンド分子が可逆的に結合すると共に,他のヘムのリガンドへの親和性が徐々に増加する.この現象は,サブユニット同志でリガンド結合の有無の情報が伝える.この情報は構造変化に由来すると考えられている.最も知られているアロステリックモルは2ー状態Monod-Wyman-Changeux(MWCモデル)である.しかし,未だにこの機構は厳密に解明されていない.四つのサブユニット間の相互作用を調べる作業は複雑である.なぜなら,接触面が多いからである.(すなわち,α1←→β1,α1←→α2,α1←→β2,β1←→β2,α1←→α2←→β2,α1←→β1←→β2,β1←→α1←→α2などの経路が存在すると考えられる).本研究では,四量体ではなく,二量体α1β1を安定化することによって,サブユニット間相互作用はα1←→β1に単純化できる.しかしながら,この概要はMWCモデルでは認められていない.本研究の目標は次のとおりにまとめる.1. α1β1接触面において化学修飾を行い,この新たな接触面は二量体や四量体にどの影響を与えるかを調べる.このα1β1接触面は,ヘモグロビンでのアロステリー現象には関与していないと考えられたが,本研究の予備実験の結果はこの仮定を否定する.2.二量体α1β1システムがアロステリー現象を示すなら,接触面は一つしかないため,その機能を厳密に調べることは可能である.3.この研究から得られた知識は,他のアロステリック蛋白システムにも応用できると考えられる.アロステリー現象の解釈に適する古典論のMonod-Wyman-Changeuxは,四量体のヘモグロビン(Hb)において説明が十分できると思われてきた。一般,Hbは,二つの状態/構造に存在する。リガンドへの親和性の低いリガンドが結合していないT-状態およびリガンドへの親和性の高いリガンドが飽和するR-状態。それぞれ,四量体でしか取れない構造である。酸素は徐々に結合するととともにHbがT-からR-状態に変化しつつ協同性が生じる。本研究では,Hbにおける最少アロステリック単位を探ることにした。高濃度の双極性両親倍性を有する溶質を含めた溶液を用いて,分子解剖のような作業を行った。つまり,上記の溶質の効果においてα2β2四量体Hbをαβ二量体に分解し,その酸素結合特性等を調べた。その結果,古典論に反して,二量体にも協同性が見られた。驚いたことに,この二量体の親和性は,四量体のT-状態とR-状態の中間であった。高濃度のヨウ化物イオン(I-)の存在下では,Hbの酸素結合能を調べたところ,上記の双極性両親倍性溶質と同様な効果が見られた。ヨウ化物イオンは,イオン直径が大きいことから電化密度が低いため,その電気陰性度はそれほど低くない。ヨウ化物イオンは,双極性両親倍性溶質と似たような影響を与え,α2β2Hb四量体を高濃度の溶質の疎水部分の相互作用のため二量体化したと考えられる。この効果は,溶質を脱したらHbは天然と同様な特性を示した。以上の結果から,高濃度の双極性両親倍性溶質またはヨウ化物イオンの存在下では,四量体のアロステリック蛋白質が二量体に分解ができ,その二量体にもアロステリー現象が観察できた。一方,二量体化への影響を調べるためにαβ界面におけるピリジル系試薬によって化学修飾を行ったうえ,Hbの酸素親和性は極めて低下したと観察された。その理由,T-状態が安定化されたことなく,αβ界面自体が親和性の調整機構を有すると示唆された。

アロステリー現象を示す蛋白質システムのほとんど全ては,多量体である.これらのシステムは機能調節を示す.その中から最も知られている蛋白システムはヒト・ヘモグロビンである.この蛋白質は四量体α2β2の形から構成され,各サブユニットに一つのヘムを有し,ヘムにリガンド分子が可逆的に結合すると共に,他のヘムのリガンドへの親和性が徐々に増加する.この現象は,サブユニット同志でリガンド結合の有無の情報が伝える.この情報は構造変化に由来すると考えられている.最も知られているアロステリックモデルは2ー状態Monod-Wyman-Changeux(MWCモデル)である.しかし,未だにこの機構は厳密に解明されていない.四つのサブユニット間の相互作用を調べる作業は複雑である.なぜなら,接触面が多いからである.(すなわち,α1←→β1,α1←→α2,α1←→β2,β1←→β2,α1←→α2←→β2,α1←→β1←→β2,β1←→α1←→α2などの経路が存在すると考えられる).本研究では,四量体ではなく,二量体α1β1を安定化することによって,サブユニット間相互作用はα1←→β1に単純化できる.しかしながら,この概要はMWCモデルでは認められていない.なぜなら,2ー状態モデルは全体の蛋白質システムにしか限らない.本研究の目標は次のとおりにまとめる.(1)α1β1接触面において化学修飾を行い,この新たな接触面は二量体や四量体にどの影響を与えるかを調べる.このα1β1接触面は,ヘモグロビンでのアロステリー現象には関与していないと考えられたが,本研究の予備実験の結果はこの仮定を否定する.(2)二量体α1β1システムがアロステリー現象を示すなら,接触面は一つしかないため,その機能を厳密に調べることは可能である.(3)この研究から得られた知識は,他のアロステリック蛋白システムにも応用できると考えられる.1.二つのα1β1化学修飾ヘモグロビンが合成に成功した.天然ヘモグロビンと比較するとこれらの酸素結合特徴は極めて異なっている.この結果は,今までの知識と反論する.(α104Cys-S-S-pyridyl)2(β112Cys-S-S-pyridyl)2ヘモグロビンは,酸素への親和性は極めて低下し,協同性はほとんど示さない.この特性は,天然Hbにおいて強いアロステリックインキイノシトル- 6-リン酸およびbezafibrateの存在下でしかみれない.この化学修飾ヘモグロビンはサイズ排除クロマトグラフィーやITC測定によって四量体から二量体への反応は非常に抑えていることが分かった.つまり,この機能特性は四量体の構造に由来していると考えられる.一方,1HーNMR測定の結果によると,リガンドがヘムに結合するとこの四量体はTからR-状態に変わる.R-状態でありながら,リガンドへの極めて低い親和性を持つヘモグロビンというのは矛盾する.平成24年度の計画を先取りして,平成23年度で行ったことは以下の通りにまとめる.(1)二つのα1β1化学修飾ヘモグロビンが合成に成功した.天然ヘモグロビンと比較するとこれらの酸素結合特徴は極めて異なっている.この結果は,今までの知識と反論する.(α104Cys-S-S-pyridyl)2(β112Cys-S-S-pyridyl)2ヘモグロビンは,酸素への親和性は極めて低下し,協同性はほとんど示さない.この特性は,天然Hbにおいて強いアロステリックインキイノシトル- 6-リン酸およびbezafibrateの存在下でしか見れない.
ポリフェノールの高度利用のための酵素の機能解析と開発

タンナーゼファミリーに分類される麹菌Aspergillusoryzae由来フェルラ酸エステラーゼBの結晶構造解析から、タンナーゼファミリー酵素の触媒残基隣のシステイン194とシステイン502とのジスルフィド結合は酵素活性に重要なことを明らかにした。また、A. oryzaeタンナーゼのKex2様プロテアーゼによるプロセッシングを受けるLys-Arg配列に着目し、アルギニン311とアルギニン316における変異酵素を作製し、プロセッシング機構及びタンナーゼ活性に及ぼす影響について変異酵素を作成し検討したところ、プロセッシングが阻害された変異酵素では活性が上昇することを明らかにした。研究代表者はタンナーゼファミリーに分類される特異性の異なるエステラーゼを麹菌Aspergillusoryzaeから見いだし、それぞれを特徴付けている(Koseki et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 83, 689-696(2009); FEBS Lett., 584, 4032-4036(2010); Appl. Microbiol. Biotechnol., 97, 5351-5357(2013))。上述のエステラーゼはいずれもタンナーゼ活性は示さず、タンナーゼとフェルラ酸エステラーゼとは基質特異性が明確に異なった。研究代表者はまた、A. kawachiiのラムノシダーゼの精製および遺伝子クローニングを行っており(Koseki et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., 80, 1007-1013(2008))、A. oryzaeには少なくとも3つのラムノシダーゼ様遺伝子があることを確認している。昨年度はPichia pastorisで発現させたA. oryzae由来リコンビナントタンナーゼおよびA. kawachii由来α-L-ラムノシダーゼを精製し、精製酵素を用いて基質特異性、反応速度パラメーターを解析した。タンナーゼの成果に関しては、投稿論文としてまとめた(Mizuno et al., J. Biosci. Bioeng., 118, 392-395 (2014))。研究代表者はタンナーゼファミリーに分類される麹菌Aspergillusoryzae由来フェルラ酸エステラーゼBのX線結晶構造解析を行い、本酵素は触媒ドメインとリッドドメインの2つのドメインから構成され、触媒残基のセリン、ヒスチジンの隣のシステイン残基がジスルフィド結合を構成するユニークなモチーフを有し、触媒残基に隣接するジスルフィド結合は酵素活性に重要なことを明らかにしている(Suzuki et al., Proteins, 82, 2857-2867(2014))。H27年度は、基質認識に関わると考えられるアミノ酸の部位特異的変異を行い、変異酵素の解析により、リッドドメイン中のLeu235、Tyr348、Tyr356は本酵素の基質認識に重要であると示唆された。また、A. oryzae由来のタンナーゼについては、プロセッシングの起こらない変異酵素(AoTanAΔKR)を造成し、酵素特性に及ぼす影響を解析した。研究代表者はA. oryzaeには少なくとも3つのラムノシダーゼ様遺伝子があることを確認している。昨年度はPichia pastorisで発現させたA. oryzae由来α-L-ラムノシダーゼA(AoRhaA)の酵素学的性質を解析した。平成27年度計画のうち、タンナーゼファミリーに分類されるA.oryzae由来フェルラ酸エステラーゼ遺伝子(AofaeC2)を見いだし、その酵素学的性質の解析についてはPichia pastorisで発現させたリコンビナントAoFaeC2を精製し、精製酵素を用いて基質特異性、反応速度パラメーターを解析し、その成果を学会発表した(伊藤ら,第67回日本生物工学会大会)。A.oryzae由来のタンナーゼについては、プロセッシングの起こらない変異酵素(AoTanAΔKR)を造成し、酵素特性に及ぼす影響を調べたところ、変異酵素の比活性が野生型酵素よりも向上するとともに最適温度が低温側にシフトし、酵素的特徴の変化が見られ、その成果を学会発表した(大塚ら,日本農芸化学会東北支部第150回大会)。また、Aspergillus oryzaeラムノシダーゼ様遺伝子(AorhaA、AorhaB、AorhaC)のうち、AorhaA遺伝子をリコンビナントの系で発現させ、その培養上清はp-ニトロフェニルα-L-ラムノピラノシドに対する活性を示した。天然基質のヘスペリジンに対しては、pNP-α-L-ラムノピラノシドと比較してやや高い活性を示し、さらにナリンギンやルチンに対する活性より顕著に高く、またナリンギンとルチンではルチンに対する方がやや低かった。これはアグリコンとの結合様式が関係しており、ルチンの3-O-グリコシド結合よりもヘスペリジンおよびナリンギンの7-O-グリコシド結合に反応性が高く、また、ナリンギンのラムノースのα-L-(1→2)結合よりも、ヘスペリジンのラムノースのα-L-(1→6)結合に基質特異性が高いことが示唆され、その成果を学会発表した(石川ら,日本農芸化学会2016年度大会)。また、A. oryzae由来でフェルラ酸エステラーゼの調査に用いられる4つの合成基質には全く反応せず、天然の基質からフェルラ酸を遊離する新規な酵素を取得した。

本酵素のフェルラ酸エステラーゼ活性には活性中心セリン残基の両隣のトリプトファン残基が関わっていることが、変異解析から明らかとなった。本成果は、研究報文として発表した(Koseki et al., J. Mol. Catal. B: Enzym., in press)。タンナーゼファミリーに分類される麹菌Aspergillusoryzae由来フェルラ酸エステラーゼBの結晶構造解析から、タンナーゼファミリー酵素の触媒残基隣のシステイン194とシステイン502とのジスルフィド結合は酵素活性に重要なことを明らかにした。また、A. oryzaeタンナーゼのKex2様プロテアーゼによるプロセッシングを受けるLys-Arg配列に着目し、アルギニン311とアルギニン316における変異酵素を作製し、プロセッシング機構及びタンナーゼ活性に及ぼす影響について変異酵素を作成し検討したところ、プロセッシングが阻害された変異酵素では活性が上昇することを明らかにした。平成26年度計画のうち、A. oryzae由来タンナーゼの酵素学的性質の解析についてはPichia pastorisで発現させたリコンビナントタンナーゼを精製し、精製酵素を用いて基質特異性、反応速度パラメーターを解析し、その成果を学会発表(大塚ら,第66回日本生物工学会大会)するとともに投稿論文としてまとめた。また、Aspergillus oryzaeラムノシダーゼ様遺伝子(AorhaA、AorhaB、AorhaC)のうち、AorhaBおよびAorhaCの2つの遺伝子をリコンビナントの系で発現させ、その培養上清はp-ニトロフェニルα-L-ラムノピラノシドに対する活性を有し、当該遺伝子はラムノシダーゼの可能性を示した。AoRhaBと類似しているXylaria polymorphaのXpoGH78(Nghl et al., Appl. Environ. Microbiol., 78, 4893-4901 (2012))はラムノシダーゼ活性に加えてフェルラ酸エステラーゼ活性を有することが報告されているが、リコンビナントAoRhaBの培養上清はフェルラ酸エステラーゼ活性が認められず、基質特異性が異なることが示唆された。H28年度はA. oryzae由来フェルラ酸エステラーゼ様タンパク質(GenBank accession number:BAE61730)の特徴付けを行い、これまでに明らかにしたA. oryzae由来フェルラ酸エステラーゼとの特に、基質特異性を比較し、その有用性を検討する。また、A. oryzae由来でフェルラ酸エステラーゼの調査に用いられる4つの合成基質には全く反応でず、天然の基質からフェルラ酸を遊離する新規な酵素を取得している。本酵素の基質識別に関わるアミノ酸残基を特定し、タンパク質工学的手法を用いてより反応性の高いフェルラ酸エステラーゼを開発する。AoRhaAについては、各基質に対する速度論的パラメーターなど、詳細な酵素学的特性や遺伝子の発現調節を調査する。また、AoRhaBおよびAoRhaCについても、酵素学的性質を明らかにするとともに、当該遺伝子の発現調節について調査する。応用微生物学A.
コロイド粒子/液晶複合系におけるナノ超構造の光制御

液晶配向場におけるコロイド粒子による規則構造の形成について,アゾベンゼン誘導体の光異性化反応に基づく液晶相転移温度の空間光変調を利用して検討した。試料には,コロイド粒子として表面において液晶分子の垂直配向を誘起するように配向処理を施したシリカ微粒子(粒径=500ナノメートル)を用いた。コロイド粒子を分散させる液晶には,モル濃度で1%のアゾベンゼン誘導体を混合した低分子ネマチック液晶を用いた。液晶コロイドを等方性液体相から冷却するとコロイド粒子はランダムに生成するネマチック相から排出され,凝集することによって3次元ネットワーク構造を形成する。ここにアゾベンゼン誘導体の光異性化反応によって生成するシス体による不純物効果に基づき相転移温度を空間変調すると,ネマチック相の発生ドメインを制御することができ,コロイド粒子を任意の場所に凝集させることに成功した。現在は,1光束の紫外光を用いて照射を行っているので,コロイド粒子はスポット状に凝集するが,2光束にすれば回折格子の形成が可能となり,固体微粒子と液晶の間の大きな屈折率差を利用することによって高回折効率を有するホログラムの作成が期待でき,フォトニクスにおける新しい材料の創製に繋がる成果を得ることができた。また,これと平行して粒径がマイクロオーダーのシリカ微粒子(粒径=10ミクロン)を用いた2次元結晶構造の形成についても検討を行ったところ,コロイド粒子をネマチック相一等方性液体相界面にトラップし,相転移温度の空間光変調を利用して界面をゆっくりとスキャンすることによって,2次元結晶構造だけでなく部分的にコロイド粒子の積層により3次元結晶構造の形成も確認することができた。液晶コロイド中に自己組織的に構築されるコロイド超構造の光制御において基盤技術となる配向欠陥の光変調について,アゾベンゼン誘導体のトランス⇔シス光異性化反応を用いて検討した。コロイド粒子には,水の液滴(以下,水ドロップレット)を用いた。コロイド粒子を分散させるホスト液晶には,分子末端がイオン化されたアゾベンゼン誘導体(以下,イオン化アゾベンゼン誘導体)を混合した低分子ネマチック液晶を用いた。イオン化アゾベンゼン誘導体を用いることによってこれまでに報告されていない配向欠陥構造が水ドロップレット周りに形成されることを発見した。この配向欠陥構造は,Hedgehogに類似した構造(Hedgehog-like)であることを明らかにした。既に配向欠陥制御として,「Saturn ring⇔Boojums」転移をこれまでに達成しているが,今回発見した新しい配向欠陥構造に紫外光および可視光を照射し,水ドロップレット表面に吸着したイオン化アゾベンゼン誘導体の光異性化反応を誘起することによって,「Hedgehog-like⇔Boojums」構造光制御を達成した。また,用いるイオン化アゾベンゼン誘導体の構造を変化させ,水ドロップレット表面において液晶分子を垂直に配向させようとする力を増強することによって,完全なHedgehogを観察することもできた。この場合には,Hedgehogは光照射によってBoojumsへと構造変化することはなく,Hedgehogの大きさが可逆的に変化した。この光による欠陥構造の可逆変化を利用することによって,水ドロップレットが一次元に連結した鎖状構造において,コロイド超構造の光制御の一つであるドロップレット間距離の可逆的な光制御を達成した。