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ジェルジ・リゲティ研究:中東欧音楽史の視点から

具体的には、1.リゲティの少年時代の音楽的環境を明らかにし、そこでの民俗音楽の役割などを検討すること、2.第二次大戦後、1956年のハンガリー動乱までのハンガリーにおけるリゲティの活動を当時の社会状況との関連の中で読み解くこと、3.西欧亡命後、パリ、ケルンなどの「前衛音楽」のサークルにおけるリゲティの位置を明確にすること、4.リゲティ自身の「ヨーロッパ音楽」理解を彼の著作や音楽作品の分析によって明らかにすること、を目指す。本年度は、これらの論点のうち、1.について8月にリゲティの生地において調査を行い、これまで知られていなかった彼のユダヤ的環境を明確にすることができた。この点については、「トゥルナヴェニ:リゲティの生家」と題する小文も発表した。2.については、特にハンガリーの指導的作曲家であったバルトークと、同僚であったクルターグとの関係について研究を進め、京都市立芸大において講演を行ったほか、クルターグのインタビュー集『クルターグの肖像-インタビューとリゲティへのオマージュ-』(構成・編著ヴァルガ・バーリント・アンドラーシュ)の翻訳を行い、詳細に検討した。また、3.については、リゲティ自身の論文「慣習と逸脱:モーツァルトの弦楽四重奏曲『不協和音』」"Konvention und Abweichung. Die》Dissonanz《in Mozarts Streichquartett C-Dur KV 465"の訳文を作成して、詳細に検討した。平成23年度は、本研究課題の最終年度であり、これまでの研究のまとめと成果公表を主眼に研究を行った。このうち最も包括的な成果は、本年度後半に執筆した論文「中欧の作曲家としてのリゲティ:『規範』とのこじれた関係」で、これはリゲティという作曲家の出自を入念に辿り、その境界性から、彼の音楽を読み解く、という内容で『思想』2012年4月号にすでに掲載された。また、訳稿を作成したリゲティ自身によるモーツァルト作品の分析(「慣習と逸脱:モーツァルトの弦楽四重奏曲ハ長調KV.465《不協和音》」)については、再検討を行った。これらは、本研究課題の成果報告書として刊行された。
ステイタスに基づいた都市ブランドパワーモデルの開発と都市ブランドマップの作成

社会ネットワーク分析のステイタス中心性概念を都市ブランドに応用し、ステイタスの異なる都市間の移動者から都市ブランドを測定し、都市ブランドの全国分布図を作成することを目標に研究を行った。全国サンプルの109都市、地域の間のウェブ調査から、東京都都心と京都市を頂点とする不平等な都市ブランド構造を明らかにし4タイプの都市類型を抽出した。さらにフロリダの創造都市論の枠組みから、国勢調査や経済センサスなどの30以上のデータを109都市(地域)で集計し、それら30変数を説明変数、新規開業率、人口増加、都市ブランド、移住希望を目的変数としてのPLS回帰分析などから、それらに影響を与えている要素を確定した。本調査のための予備的な「都市ブランドに関する10大都市ウェブ調査」を札幌、仙台、東京、横浜、名古屋、京都、大阪、神戸、広島、福岡の10大都市について行なった。調査では、性別、地域、全国人口比例に消費者をサンプリングしてもらい、性別、年齢、居住地域のフェースシートとともに消費者の世帯年収と職業的なステイタスに関するデータを採取し、「食」「衣」「遊」の3財に関して価値の高い財を提供していると思われる都市にそのランクをつけてもらった。京都都市ブランドについて興味深い知見を得た。都市ブランドの社会的階層仮説、京都ブランド関東卓越説、京都ブランド関西優位説、京都ブランド中高年女性優位仮説が提出され検証された。ロジスティック回帰分析、カテゴリーデータ分析は、京都ブランド関西優位説のみを支持した。コアな京都観光客である中年女性の京都ブランド評価は高くなく、京都ブランドは若い女性と40代女性、50代男性の高評価に支えられていることが示された。他方、高いと予想されていた富裕層、社会的高地位者の京都ブランドへの評価は相対的に低く、都市ブランドのステイタス仮説は単純には支持されなかった。またネットワーク分析は都市間の階層的都市ブランド構造、つまり東京・京都を中核、他の都市を周辺とする中心ー周辺構造を示していた。この結果は京都産業大学総合学術研究所報告書に論文として掲載されたほか、経済社会学会(8月)数理社会学会(3月)でも発表された。本研究の目的は、ステイタス概念に依拠したブランド評価モデルを構築しデータ収集と分析によりブランドスコアを算出し、マッピングすることである。都市ブランド指標の構築のために以下の22の都市ブランド要素を組み込んだ:(1)山海の幸に恵まれた都市である;(2)グルメ都市である;(3)ファッションに敏感な都市である;(4)博物館・文化財の多い都市である;(5)遊興施設の多い都市である;(6)政治的に進歩的な都市である;(7)少数者・異端者への寛容性の高い都市である;(8)知識人・文化人・芸術家が多い都市である;(9)外国人訪問者の多い都市である;(10)新しい考え方や価値観が生まれてくる都市である;(11)伝統の技術が残る都市である; (12)新しい企業が生まれてくる都市である; (13)活気のある都市である; (14)街並みが美しい都市である; (15)災害の少ない都市である; (16)教育に適した都市である; (17)ストレスのない都市である;(18)自然に恵まれた都市である; (19)地価の高い都市である; (20)コンパクトで動きやすい都市である;(21)安全・安心な都市である;(22)移住したい都市である。ブランド要素の反応を調べる全国住民サンプル1500人に対するウェブ調査を行い、109の都市に関するデータを収集した。因子分析の結果から4つの因子(伝統・観光都市、近代的大都市、地方都市、大都市郊外都市)を抽出し、多重対応分析から都市のマッピングを得た。得られたブランド要素に対する反応から回答者の社会経済ステイタスで加重したステイタス・スコアを算出した。ブランドスコアとマッピングは109の主要都市に限られるが、地方活性化、インバウンド観光を課題とする、わが国の地域政策立案に資するほか、広く公開されることで自治体の自己評価にも活用できる。予備的な調査により10都市の間であるが、極めて不平等なステイタス分布が得られた。またモデルとして消費者の職業と所得を合成した社会地位スコアによって加重したステイタスモデルを使用した場合のほうが、より歪んだ不平等なスコア分布を呈することも示された。今後は当初の予定にそって社会ネットワーク分析で使用されるいわゆるステイタス中心性モデル(Katzの中心性、Hubbelの中心性、Bonacichモデル、PageRankモデルなど)での振る舞いを比較するシミュレーションにより理論的な検証作業を行う必要がある。社会ネットワーク分析モデル研究がなされ、最適なステイタス測定のモデルを確定した後は本来の目的である大規模調査と都市ブランドマップの作成が行われる。

全国規模の消費者データを収集するためにインターネット調査会社を活用し、大規模の消費者と都市サンプルのデータを収集し、実際に都市ブランド・パワーを測定する。都市数は300ほど、消費者は5000サンプルを予定している。この調査においては約300の都市に関して110のランクを与えるという形で都市の評価を測定する。こうして集められたデータを使用して都市ブランドパワーが測定される。その際にMATHEMATICAでプログラムを作り、計算を実行することを予定している。計算結果は、日本の都市ブランドパワーについての正確なマップとして要約し、公開する。それと同時に、特に関心のある「京都ブランド」の全国的な位置づけを確認する。
PETによる身体部分質量計測と重心位置の決定

PET装置の^<68>Ge透過型CTを用い生体における大腿部脂肪、筋、骨密度ならびに肢節体積、密度を測定し、その妥当性を検討した。(1)成人男性被験者6名(2962歳)を対象に、透過スキャンを用いて大腿の脂肪・筋・骨の組織密度を測定した。その結果、各組織の平均密度は脂肪0.906±0.021g/cm^3、筋1.051±0.005g/cm^3、骨1.523±0.074g/cm^3となり、過去の直接法を用いた研究による測定値に近似していた。PETの透過スキャンにより人体組織密度を測定することの妥当性が確認された。(2)透過スキャンと水置換法で求めた肢節体積を比較検討した。測定部位は健常男性9名(1826歳)の左側の上腕部、前腕部、手部、下腿部、足部とした。各部位の両測定法による体積の間にはピアソン相関係数で有意な正の相関が認められた(r=0.7710.973,p<0.05)。水置換法による体積に対する透過スキャンによる体積の誤差率の平均は、上腕部で18.1%、前腕部で-0.9%、下腿部で-5.3%、足部で2.4%であった。全肢節において両測定法間に有意な正の相関が認められたことから、透過スキャンを用いた身体肢節の体積測定は妥当な測定法であると言える。各肢節の体重に対する比(肢節比)は上腕部で1.9、前腕部で1.3、手部0.5、大腿部14.1、下腿部4.2、足部1.4であった。これらの値は過去の屍体を対象とした直接測定値に近似してた。各肢節密度の平均値は上腕部で0.85±0.02g/cm^3、前腕部で0.82±0.02g/cm^3、手部で0.63±0.04g/cm^3、大腿部で0.98±0.01g/cm^3、下腿部で0.97±0.01g/cm^3、足部で0.89±0.02g/cm^3であった。これらの値は過去の屍体を対象とした測定値よりも小さい値を示した。(1)成人男性被験者6名(2962歳)を対象に、PET装置の透過スキャンを用いて大腿の脂肪・筋・骨の組織密度を測定した。その結果、各組織の平均密度±標準偏差は脂肪0.906±0.021g・cm^<-3>、筋1.051±0.005g・cm^<-3>、骨1.523±0.074g・cm^<-3>となり、過去の直接法を用いた研究による測定値に近似していた。(2)PET装置の透過スキャンと水置換法で求めた肢節体積を比較検討し、透過スキャンを用いた肢節体積測定法の妥当性を明らかにした。測定対象部位は健常男性9名(1826歳)の左側の上腕部、前腕部、手部、下腿部、足部とした.各部位の両測定法による体積の間にはピアソンの積率相関係数で有意な正の相関が認められた(r=0.7710.973、P < 0.05)。水置換法による体積に対する透過スキャンによる体積の誤差率の平均は、上腕部で18.1%、前腕部で-0.9%、手部で13.9%、下腿部で-5.3%、足部で2.4%であった。全肢節について両測定法間に有意な正の相関が認められたことから、換算式を使用した体積の推定は可能であり、透過スキャンを用いた身体肢節の体積測定は妥当な測定法であると言える。各肢節の体重に対する比(肢節比)は上腕部で1.9,前腕部で1.3、手部0.5、大腿部14.1、下腿部4.2、足部1.4であった。これらの値は過去の屍体を対象とした直接測定値に近似していた。

各部位の両測定法による体積の間にはピアソン相関係数で有意な正の相関が認められた(r=0.7710.973,p<0.05)。水置換法による体積に対する透過スキャンによる体積の誤差率の平均は、上腕部で18.1%、前腕部で-0.9%、下腿部で-5.3%、足部で2.4%であった。全肢節において両測定法間に有意な正の相関が認められたことから、透過スキャンを用いた身体肢節の体積測定は妥当な測定法であると言える。各肢節の体重に対する比(肢節比)は上腕部で1.9、前腕部で1.3、手部0.5、大腿部14.1、下腿部4.2、足部1.4であった。これらの値は過去の屍体を対象とした直接測定値に近似してた。各肢節密度の平均値は上腕部で0.85±0.02g/cm^3、前腕部で0.82±0.02g/cm^3、手部で0.63±0.04g/cm^3、大腿部で0.98±0.01g/cm^3、下腿部で0.97±0.01g/cm^3、足部で0.89±0.02g/cm^3であった。これらの値は過去の屍体を対象とした測定値よりも小さい値を示した。
低損失高速伝送のための負透磁率材料を用いた伝送線路設計理論の確立

次の3つの観点により系統的研究を行う。1多層構造伝送線路の電磁界設計理論に基づき、負透磁率材料による低損失効果を明らかにし、設計面から材料開発に必要な特性を提示する。210GHz以上の周波数帯で負透磁率が得られる電気めっき製膜技術を開発し、磁性体/導体の多層構造の超低損失伝送線路を試作する。3高速伝送プリント配線における銅箔表面粗化に対する有効性を示すことにより、産業界が抱える表面粗化と損失のトレードオフを解消する。
参加型センシングにおけるモバイルセンサデータの管理・問合せ機構に関する研究

本研究は、参加型センシングによって収集されるモバイルセンサデータから、データ検索者が所望するデータを効率的に取得するためのデータ管理手法、あるいは検索アルゴリズムを提案することを目的としている。モバイルセンサデータに対するTop-k検索結果の多様化処理によって、大気汚染指数や騒音レベルといった値が突出している領域を特定できるため、このような処理はセンシング領域の環境調査などへの利用が期待される。本年度は、以下のような課題に取り組んだ。従来手法は、過去に収集されデータベースに蓄積されたデータの検索を対象としていた。一方で、検索クエリをサーバに登録し、登録されたクエリに対しデータ駆動的に多様化結果を配信するシステムが考えられる。このようなシステムでは、観測領域の環境情報の重大な変化を直ちに感知することを目的とする。このため、到着するデータを受けて即時的に多様化結果を更新する必要がある。そこで、複数のクエリパラメータに対して共通して利用できるグリッドインデックス構造、およびこれを利用して短時間で多様化結果を更新する手法を提案した。提案したグリッドインデックス構造は、センサデータの空間位置および各環境属性値を量子化することで更新できるよう設計されているため、到着するデータによるグリッドインデックスの更新は、短時間で可能である。また、最適なデータを探索するためには、本来すべてのデータを走査する必要があるが、グリッドインデックスを利用した多様化結果の更新アルゴリズムでは、走査するデータの数を大幅に削減することで、多様化結果を高速に更新できる。評価実験により、グリッドの更新時間も考慮した、多様化結果の更新に要する総計算時間は、従来手法に比べて大幅に短縮できることを確認した。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,参加型センシングによって収集されるモバイルセンサデータから,データ検索者が所望するデータを効率的に取得するためのデータ管理手法,あるいは検索アルゴリズムを提案することを目的としている.モバイルセンサデータに対するTop-k検索結果の多様化処理によって,大気汚染指数や騒音レベルといった値が突出している領域を特定できるため,このような処理はセンシング領域の環境調査などへの利用が期待される.本年度は,以下のような課題に取り組んだ.従来手法は,過去に生成されデータベースに蓄積されたデータの検索を対象としており,リアルタイムに生成されるデータに対する検索が考慮されていなかった.そこで,サーバに到着する新しいデータによって,従来手法におけるクラスタファイルを更新するアルゴリズムを提案した.これにより,新たに生成されるデータもクラスタ構造に組み込まれるため,現在時刻付近のデータを対象とした検索を定期的に実行することで,リアルタイムな環境モニタリングが可能となる.また,観測する環境情報が増加しモバイルセンサデータが高次元データとなった場合,従来手法によって生成されるクラスタの数が急激に増加し,アルゴリズムの性能が低下する問題があった.これは,データが高次元になるほどデータ間の類似度が小さくなることに起因している.そこで,空間的に近いデータをすべて1つの上位クラスタに割り当て,上位クラスタ中のデータの類似度に基づいてより細かい下位クラスタに割り当てることで形成される,階層クラスタ構造を構築する.さらに,階層クラスタに対応するよう,従来の提案アルゴリズムを拡張した.拡張アルゴリズムは,最適なデータを探索する際に走査するデータの数を,従来の提案手法よりもさらに削減する.評価実験により,高次元なデータに対しても従来の提案手法より短時間で検索結果が得られることを確認した.Top-k検索結果の多様化に関する様々な最適化問題に対応した提案手法や,それらの評価を追加した論文を国際学会に投稿し,口頭発表を行った.また研究の調書通り,継続的な多様化処理を補助するためのクラスタファイルの更新アルゴリズムについて研究が進んだ.この内容を含めた論文は,国内論文誌に採録された.一方で,高次元データに対する拡張手法に関する論文を国内学会に投稿し,口頭発表を行った.ストリームデータに対する多様化結果のモニタリングについては研究途中であり,現在も取り組んでいる.本研究は、参加型センシングによって収集されるモバイルセンサデータから、データ検索者が所望するデータを効率的に取得するためのデータ管理手法、あるいは検索アルゴリズムを提案することを目的としている。

今後研究を進めていく上で,まずは現在取り組んでいるストリームデータ処理手法を論文としてまとめ,国際会議等へ投稿することが重要となる.その後,環境属性値の推定値による人工的なデータ集合に対するデータ検索手法について検討し,論文投稿を行う予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
骨髄由来細胞・前転移ニッチに着目した卵巣癌のVEGF阻害薬耐性化メカニズムの検討

Bevacizumab投与中のマウス末梢血にMDSCが存在すること、MDSCが血管新生因子Bv8を発現し血管新生を促進し、MDSCを阻害するとBevacizumabの抗腫瘍効果が増強された。また、癌細胞転移前のマウスの肺・肝臓にMDSCが集積していること、MDSCが肺においてS100A8/9, MMP-9およびBv8を発現させ、さらに、癌細胞の遊走を促進するCXCL2を発現し、CXCR2を発現する癌細胞を誘導した。MDSCを阻害すると、転移前臓器での前転移ニッチ形成が阻害され、癌の転移が抑制された。以上より、MDSCが前転移ニッチの形成を介して癌の転移を促進する可能性が証明された。我々は、血管新生阻害薬に対する耐性化機構を解明するため、骨髄由来細胞および前転移ニッチに焦点をあて、1抗血管新生治療薬に対する耐性化のメカニズムの解明、2骨髄由来細胞および前転移ニッチを標的とした耐性化の克服法の確立、3より有効な抗血管新生治療の確立、を目指して研究を行うこととした。平成26年度は、まず卵巣癌細胞株を移植したヌードマウスを用い、Bevacizumab投与中に誘導される骨髄由来細胞の同定を試みた。我々は、骨髄由来細胞の中で腫瘍の進展に関与しうる細胞集団としてMyeloid derived suppressor cell (MDSC)に焦点をあて、その表面マーカーであるCD11bおよびGr1の両方が陽性になる細胞集団をフローサイトメトリー法にて解析することとした。その結果、Bevacizumab投与中のヌードマウスの骨髄・末梢血・脾臓にMDSCが存在することが確認できた。次に、MDSCがBevacizumab耐性化に関与しているかを検討するため、MDSCが血管新生を促進する分子を産生するかについて検討した。ヌードマウスから抗体ビーズ法を用いてMDSCを無菌抽出し、I vitroにおいてMDSCの解析を行ったところ、1MDSCが血管新生促進因子Bv8を発現すること、2MDSCは実際に血管内皮細胞を刺激し、Tube formationを促進することが示された。つまり、Bevacizumab投与中のヌードマウスにおいて、MDSCがBv8の産生を介して血管新生を促進し、Bevacizumab耐性化に関与している可能性が示された訳である。現在、MDSCの阻害薬である抗Gr1抗体を用い、MDSCの腫瘍への誘導が抑制できるか、またMDSCを阻害するとBevacizumabの抗腫瘍効果が増強されるかを検討しているところである。我々は、血管新生阻害薬に対する耐性化機構を解明することを目標として、骨髄由来細胞および前転移ニッチに焦点をあて、1抗血管新生治療薬に対する耐性化のメカニズムの解明、2骨髄由来細胞および前転移ニッチを標的とした耐性化の克服法の確立、3より有効な抗血管新生治療の確立、を目指して研究を行ってきた。平成27年度は、【1】VEGF阻害薬投与中、転移予定の臓器に、転移を促す微小環境の変化(ケモカインの過剰発現に特徴づけられる前転移ニッチの形成)がおきるのか?【2】骨髄由来細胞が癌細胞の増殖・浸潤・前転移ニッチ形成に与える影響の検討、【3】骨髄由来細胞や前転移ニッチの形成を阻害することにより、VEGF阻害薬投与中の癌の逃避(遠隔転移)を抑制できるか?の3つを明らかにすべく研究を実施した。まず我々は、様々な癌細胞を皮下移植したヌードマウスを用い、転移予定の臓器に、転移を促す微小環境の変化(ケモカインの過剰発現に特徴づけられる前転移ニッチの形成)が形成されるのか?を検討した。その結果、癌細胞が転移する前のヌードマウスの肺および肝臓において、Myeloid derived suppressor cell (MDSC)が多数集積していること、またそのMDSCが浸潤・転移を促す蛋白質(S100A9およびMMP-9)および血管新生を促進する因子Bv8を発現していることが確認できた。つまり、MDSCが前転移ニッチの形成を介して癌細胞の増殖・浸潤を促進している可能性が示された訳である。さらに同じくヌードマウスを用いた実験により、抗Gr1抗体を用いてMDSCを阻害すると、転移前臓器へのMDSCの侵入および前転移ニッチの形成が阻害され、癌の転移が抑制できることが示された。これらの研究を通じて、前転移ニッチを標的とした癌治療により、癌の転移が抑制できる可能性がマウスレベルで証明された。癌細胞が転移する前のマウスの肺および肝臓において、Myeloid derived suppressor cell (MDSC)が多数集積していること、またそのMDSCが浸潤・転移を促す蛋白質(S100A9およびMMP-9)および血管新生を促進する因子Bv8を発現していることが確認できた。つまり、MDSCが前転移ニッチを形成し、癌の浸潤・転移、また血管新生を促すことが確認できた訳である。MDSCによる前転移ニッチの形成がBevacizumab耐性化に関与しているか否かについては現在検討中であるが、これまでの研究成果はその可能性を強く示唆しており、比較的近い将来、結果が得られると考えている。平成28年度は、【1】卵巣癌の転移前に、転移予定の臓器に転移を促すMDSCが誘導され微小環境の変化がおきるのか?【2】MDSCが癌細胞の転移に与える影響の検討【3】MDSCを阻害することにより、癌の転移を抑制できるか?の3つを明らかにすべく研究を実施した。まず、癌細胞を皮下移植したヌードマウスを用い、転移予定の臓器に、転移を促す微小環境の変化が誘導されるのか?を検討した。

その結果、癌細胞が転移する前のヌードマウスの肺および肝臓において、MDSCが多数集積していること、またそのMDSCが癌のInvasion, angiogenesis, extravasationを促すS100A9, S100A8, Bv8およびMMP-9、また癌細胞の遊走を促進するCXCL2を発現することが確認できた。これらの蛋白質は前転移ニッチに特徴的なものであることから、転移前の臓器に浸潤したMDSCが前転移ニッチの形成を介して癌細胞の増殖・浸潤を促進することを示唆する結果である。次に、抗Gr1抗体を用いてMDSCを阻害すると、転移前臓器へのMDSCの侵入および前転移ニッチの形成が阻害され、癌の転移が抑制できることも複数の癌細胞株を用いて証明した。これらの知見は、MDSC阻害治療が将来的に卵巣癌の治療法になり得ることを示している。そこで臨床Dataおよび臨床検体の免疫組織染色を用いたところ、好中球増多を伴う卵巣癌やG-CSFを強発現する卵巣癌症例は、腫瘍・血中のMDSCが有意に増加していることが明らかになった。最後に、マウスレベルで証明されたMDSCこれらの研究を通じて、前転移ニッチを標的とした癌治療により、癌の転移が抑制できる可能性がマウスレベルで証明された。現在、MDSC阻害がBevacizumab投与中の新規転移病変の形成を予防するかを検討している段階である。Bevacizumab投与中のマウス末梢血にMDSCが存在すること、MDSCが血管新生因子Bv8を発現し血管新生を促進し、MDSCを阻害するとBevacizumabの抗腫瘍効果が増強された。また、癌細胞転移前のマウスの肺・肝臓にMDSCが集積していること、MDSCが肺においてS100A8/9, MMP-9およびBv8を発現させ、さらに、癌細胞の遊走を促進するCXCL2を発現し、CXCR2を発現する癌細胞を誘導した。MDSCを阻害すると、転移前臓器での前転移ニッチ形成が阻害され、癌の転移が抑制された。以上より、MDSCが前転移ニッチの形成を介して癌の転移を促進する可能性が証明された。昨年度の研究により、Bevacizumab投与中のヌードマウスの骨髄・末梢血・脾臓に、MDSCが存在することが確認できた。また、MDSCが血管新生促進因子Bv8を発現すること、MDSCは実際に血管内皮細胞を刺激し、Tube formationを促進することも確認できた。骨髄由来細胞であるMDSCが、Bv8の産生を介して血管新生を促進し、Bevacizumab耐性化に関与している可能性が示された訳である。MDSCがどのようにして誘導されるのかについては解明されていないが、これまでの研究で使用した実験モデルマウスを用い、サイトカインアレイによって、原因分子を同定できると考えている。我々は、【1】VEGF阻害薬による抗血管新生治療中に卵巣癌が産生し、治療抵抗性に関与する分子の同定(サイトカインの網羅的解析、【2】卵巣癌から産生されるサイトカインによって誘導される骨髄由来細胞の解析(最も重要な骨髄由来細胞の特定)、【3】VEGF阻害薬投与中、転移予定の臓器に、転移を促す微小環境の変化(ケモカインの過剰発現に特徴づけられる前転移ニッチの形成)がおきるのか?【4】骨髄
プリフォーマルな表現間の対応付けに着目した数学的問題解決指導に関わる基礎的研究

本研究は,算数・数学の問題解決的指導で導入される様々なプリフォーマルな数学的表現に焦点を当て,[1]算数・数学の問題解決的な指導で,学習者がプリフォーマルな数学的表現の間及びそれらと他の表現の間の相互変換や対応付けをどのように理解しているかの実態を明らかにすると共に,[2]そうした表現間の相互変換や対応付けが問題解決的な授業の進展に果たす役割を明らかにし,[3]その知見を踏まえた算数・数学の問題解決的な指導の在り方について検討することを目的としている。昨年度は,[1]に関して,割合を中心に検討したが,本年度は,加減の相互関係を中心に検討した。具体的には,加減の相互関係(加減逆思考問題の解法)が未習の児童に加減逆思考問題を提示し,その考え方の図での説明を求めた場合の児童の反応と,部分-全体関係を表現するプリフォーマルな表現(テープ図)に文章題中の3つの数量を書き込ませた場合の児童の反応について調査し,加減の相互関係に関わるプリフォーマルな表現とフォーマルな表現(数式)の対応関係に関する児童の認識について議論すると共に,加減の相互関係に関わって目的[2][3]について予備的な議論をした。調査結果に関しては,調査の文章題が○図等のプリフォーマルな表現を使った説明等によって解決できるのであれば,部分-全体関係を表現するテープ図(抽象的なプリフォーマルな表現)の指導やその図を問題場面に沿って解釈するような指導には大きな困難は無いだろうというものであった。実際,加減の相互関係の指導の前に,部分-全体関係を表現するテープ図を数図ブロックの操作の手続き図から抽象させる紙面を用意する教科書もあり,調査結果は,その種の指導の重要性と妥当性を示唆するものだった。また,場面記述型の思考が問題場面の理解を強固にする可能性も示唆された。これらの結果は『イプシロン』誌第60巻にまとめられている。本年度は,算数学習における加減概念の中でも「加減の相互関係」に焦点化し,当該概念が未習(つまり加減逆思考問題が未習)の学習者が,典型的な加減逆思考問題をどのような表現(図)を使って解決・説明できるか,また,当該概念に関わるプリフォーマルな数学的表現(部分ー全体関係を表すテープ図)をどの程度解釈できるか,また両者の関係は如何なるものかについて調査し,その指導についても論文の中で議論した。昨年度までは乗除が関わる割合概念について,本年度は加減の相互関係について,それぞれ目的[1]を概ね達成したと思われる。さらに,本年度は,加減の相互関係について,目的[2][3]に連なる予備的考察も一部することができた。また,上記の調査に引き続いて行われた授業のビデオを共同研究者と共同で観察・分析しており,来年度に論文にまとめるために準備中である。最終年度も,平成30年度までに焦点を定めた授業単元や概念に関連した授業の観察等を行い,引き続きデータの蓄積に努める。授業観察に当たっては,当該授業者に,授業中できるだけ児童・生徒の表現を黒板等に取り上げ,クラス全体でもそれらを共有し,授業におけるプリフォーマルな表現間の相互変換や対応付けに関する理解を問う段階を明示的に設けるように指導者に依頼しておくことにする。なお,授業データの蓄積や実験調査の実行は主に研究代表者が行うことにし,それらの分析は,研究代表者と研究分担者が連携・共同して行うことにする。さらに,最終年度は,それまでに収集されたデータを分析し,プリフォーマルな表現間の対応付けに対する理解が,個人や集団での問題解決的の進展において果たす役割を明らかにしていくと共に,その理解を助長するための指導の在り方について検討していく。なお,ここでのデータの分析については研究代表者と研究分担者が連携・共同して行い,指導の在り方に関する検討は研究分担者が中心になって行い,研究の全体的なまとめについては研究代表者が中心になって行うことにする。本研究は,算数・数学の問題解決的指導で導入される様々なプリフォーマルな数学的表現(児童生徒のインフォーマルな表現に基盤を置くが,より大きな数学的構造を提供し,フォーマルな表現を意味論的に支える媒介的な表現)に焦点を当て,(1)算数・数学の問題解決的な指導で,学習者がプリフォーマルな数学的表現の間及びプリフォーマルな数学的表現と他の表現の間の相互変換や対応付けをどのように理解しているかの実態を明らかにすると共に,(2)そうした表現間の相互変換や対応付けが問題解決的な授業の進展に果たす役割を明らかにし,(3)その知見を踏まえた算数・数学の問題解決的な指導の在り方について検討することを目的としている。平成29年度は,(1)の達成のため,算数・数学の問題解決的な指導では,どのようなプリフォーマルな数学的表現が導入されているかについて,国内外の文献等をレビューした。レビューでは,算数における割合問題の困難性に焦点を当てた。とりわけ,割合概念の表現の中でも平成28年度全国学力・学習状況調査算数A問題8番で問われた「全体に対する部分の割合」を表す様々な表現の理解について議論した。レビューを踏まえて児童の算数学習履歴を考察する限り,先の問題に類似した「全体に対する部分の割合」を表す単独のテープ図のような図の登場頻度は低く,そうした図を使っての割合比較は児童にとって馴染みのないプリフォーマルな表現を使っての割合比較にしかなっていない可能性が高いというのが結論であった。また,そうした図の理解を支えるインフォーマルな表現にはどのようなものがあり,児童はどのようなインフォーマルな表現を基盤にして全体に対する部分の割合を表す(テープ図のような)プリフォーマルな表現を理解・解釈できるようになるのかについても,予備的な考察を行った。

これらの結果は『イプシロン』誌59巻に纏められている。本年度は,算数学習における割合概念の中でも「全体に対する部分の割合」に焦点化し,通常想定される算数学習の中で,学習者が当該概念に関わるプリフォーマルな数学的表現の間及びプリフォーマルな数学的表現と他の表現の間の相互変換や対応付けをどのように理解しているかについて,全国学力・学習状況調査の結果や文献レビューを通して検討した。実際の児童の理解の実態を授業分析するなどして検討することはできなかったが,複数年度の全国学力・学習状況調査の結果を検討したため,目的(1)については概ね達成されていると思われる。また,「全体に対する部分の割合」を表現しうるインフォーマルな表現・活動やそれに対応付けられうるプリフォーマルな表現を収集する中で,目的(2)(3)に連なる予備的考察も一部することができた。本研究は,算数・数学の問題解決的指導で導入される様々なプリフォーマルな数学的表現に焦点を当て,[1]算数・数学の問題解決的な指導で,学習者がプリフォーマルな数学的表現の間及びそれらと他の表現の間の相互変換や対応付けをどのように理解しているかの実態を明らかにすると共に,[2]そうした表現間の相互変換や対応付けが問題解決的な授業の進展に果たす役割を明らかにし,[3]その知見を踏まえた算数・数学の問題解決的な指導の在り方について検討することを目的としている。昨年度は,[1]に関して,割合を中心に検討したが,本年度は,加減の相互関係を中心に検討した。具体的には,加減の相互関係(加減逆思考問題の解法)が未習の児童に加減逆思考問題を提示し,その考え方の図での説明を求めた場合の児童の反応と,部分-全体関係を表現するプリフォーマルな表現(テープ図)に文章題中の3つの数量を書き込ませた場合の児童の反応について調査し,加減の相互関係に関わるプリフォーマルな表現とフォーマルな表現(数式)の対応関係に関する児童の認識について議論すると共に,加減の相互関係に関わって目的[2][3]について予備的な議論をした。調査結果に関しては,調査の文章題が○図等のプリフォーマルな表現を使った説明等によって解決できるのであれば,部分-全体関係を表現するテープ図(抽象的なプリフォーマルな表現)の指導やその図を問題場面に沿って解釈するような指導には大きな困難は無いだろうというものであった。実際,加減の相互関係の指導の前に,部分-全体関係を表現するテープ図を数図ブロックの操作の手続き図から抽象させる紙面を用意する教科書もあり,調査結果は,その種の指導の重要性と妥当性を示唆するものだった。また,場面記述型の思考が問題場面の理解を強固にする可能性も示唆された。これらの結果は『イプシロン』誌第60巻にまとめられている。本年度は,算数学習における加減概念の中でも「加減の相互関係」に焦点化し,当該概念が未習(つまり加減逆思考問題が未習)の学習者が,典型的な加減逆思考問題をどのような表現(図)を使って解決・説明できるか,また,当該概念に関わるプリフォーマルな数学的表現(部分ー全体関係を表すテープ図)をどの程度解釈できるか,また両者の関係は如何なるものかについて調査し,その指導についても論文の中で議論した。
算術多様体と代数解析的堆積の研究

複素幾何のときエルミート計量付き直線束の曲率、正標数の代数多様体のフロベニウス射の融合した役割りをする川又・クンマー被覆を代数的堆積として構成した。分数係数のペクトル束の消滅定理等を得た。消滅定理を対数極をもつ消滅定理に拡張する一般的方法を確立した。セールのウェーユ予想のケーラー類似の論文の仮定となる因子を代数的堆積としてのクンマー被覆上に構成した。しかし、ケーラー多様体の理論を利用しているのでさらに代数解析的な理論の再構成を準備中である。複素多様体の豊富因子の自己交点数が1より大きいとき、標準因子に豊富因子を次元より多く加えたできた因子は、超平面切断因子となり、次元だけ加えた因子は、固定点なしになるという藤田予想を証明した。クンマー被覆と自己同型群の作用の不変部分を考慮して帰納法による。藤田により自己交点数が1のとき次元だけ加えたときと次元より1大きく加えたときに反例が見つかっている。複素多様体上のエノ-・フィーベク型消滅定理の拡張によって因子の線形同値を数値的同値に拡張できることが分かった。与えられた因子の数値的飯高次元をその因子に数値的同値な因子の最大飯高次元と定義する。この次元についても飯高・フィーベク予想を提案できる。川又の錐定理の類似として対数的飯高・フィーベク予想を仮定すると数値的な錐定理が言える。さらに、ザリスキ分解の定理も出てくる。対数概型を対数的潤滑射により代数的対数堆積を定義した。これにより極小模型を考察する道具を提供した。正標数の代数多様体上の対数極分数係数の消滅定理と非藤木多様体上の消滅定理を得た。非特異射影複素多様体上の消滅定理の拡張に伴って、線形同値から数値的同値に置き換えられることが分かってきた。このことから代数多様体の双有理分類の課題が数値的同値の概念で置き換えられる。例えば、因子の飯高次元を数値的同値で拡張する。標準因子を含む因子についてはこの拡張が有効である。飯高-フィーベックの加法予想の類似で言えば、代数多様体の繊維空間に対して繊維空間のファイバーの双有理変形の大きさは、相対標準因子の数値的飯高次元と一般ファイバーの相対標準因子の数値的飯高次元との差で評価できるという予想に変わる。ザリスキー分解についてもいくらかの仮定のもとで数値的分解を仮定して有理係数のザリスキー分解が得られることを証明した。川又錐定理の類似も標準因子と正規交叉因子の和が数値的に零ならば何倍かすれば線形同値の零となることというアバンダンス予想の一部を仮定すれば標準因子を有理係数的に含んだ因子の何倍かがアンプル因子の引き戻しと標準因子の和に数値的に等しければ線形同値でアンプル因子の引き戻しに一致することが言える。クンマー被覆と帰納法を用いて、藤田予想の二三について解決を得た。標準因子にアンプル因子を次元より多く加えるとアンプル因子の自己交点数が1より大きいとき、超平面切断となり、次元だけ加えるとき固定点なしとなる。自己交点数が1の場合次元に等しいときと次元よりひとつ大きいときに例外が発生することが知られている(「藤田」)。正標数の非特異射影多様体上の消滅定理についてもアンプル因子を何倍したらよいかが決まりそれについて消滅定理が成り立つ範囲が決まることが得られた。そのほかの研究についても準備中である。1非特異多様体上の正規交差因子に関する多重クンマー被覆が非特異なジェルブとなるが、さらに代数的堆積有理となることを示した。擬フロベニウス射が定義できることからセールによるヴェーュ予想のケーラー類似の仮定となる射を構成できることを示した。論文として報告した。

標数正の多様体に対する消滅定理も得た。準備中2飯高-フィーヴェック予想の解決与えられた繊維空間の双有理モデルを取りその多重クンマー被覆を取る。繊維空間を多重クンマー被覆に取り替え、その基底上の一般の位置にある曲線上に繊維を制限したとき予想が成立することを解析的に示す。グリフィス写像が擬有限射であることから相対双対層の直像の最大外積の双対は一般の点では真に正の曲率をもち、基底をストラ-タに分解することですべての点で非負であることがわかる。一方、斎藤理論のホッジ加群層の極性からも非負の結論を得る。数値的半正値な部分を基底の改変によってとりだす。そこで自己交点数は真に正となり、いくつかの補題により予想は解決する。代数的堆積上の擬フロベニウス射によりヴェーュ予想のケーラー類似を純代数的に扱うことができる。固有値がすべて有理数となる有理型の正則ホロノミク微分加群の層について混合構造が入りホッジのスペクトラル系列が退化することが予想され証明を整備している。純構造のときには強レフシェツの定理が成立する。4関数体上の高次元モ-デル予想と高次元シャハレヴィツチ予想についても準備中である。非特異射影多様体に含まれる与えられた種数の非特異曲線と標準因子の交点数が上に有界であるという予想も準備している。(1)複素幾何のときエルミート計量付き直線束の曲率、正標数の代数多様体のフロベニウス射の融合した役割りをする川又・クンマー被覆を代数的堆積として構成した。分数係数のベクトル束の消滅定理等を得た。消滅定理を対数極を持つ消滅定理に拡張する一般的方法を確立した。(2)セールのヴェーユ予想のケーラー類似の論文の仮定となる因子を代数的堆積としてのクンマー被覆上に構成した。しかし、ケーラー多様体の理論を利用しているのでさらに代数解析的な理論の再構成を準備中である。(3)複素多様体の豊富因子の自己交点数が1より大きいとき、標準因子に豊富因子を次元より多く加えたできた因子は、超平面切断因子となり、次元だけ加えた因子は、固定点なしになるという藤田予想を証明した。クンマー被覆と自己同型群の作用の不変部分を考慮して帰納法による。藤田により自己交点数が1のとき次元だけ加えたときと次元より1大きく加えたときに反例が見つかっている。(4)複素多様体上のエノ-・フィーベク型消滅定理の拡張によって因子の線形同値を数値的同値に拡張できることが分かった。(5)与えられた因子の数値的飯高次元をその因子に数値的同値な因子の最大飯高次元と定義する。この次元についても飯高・フィーベク予想を提案できる。川又の錐定理の類似として対数的飯高・フィーベク予想を仮定すると数値的な錐定理が言える。さらに、ザリスキ分解の定理も出てくる。(6)対数概型を対数的潤滑射により代数的対数堆積を定義した。これにより極小模型を考察する道具を提供した。(7)正標数の代数多様体上の対数極分数係数の消滅定理と非藤木多様体上の消滅定理を得た。
生物活性解明を指向する天然有機化合物の合成化学的研究

1.抗生物質ポリナクチン類の高活性アナログマクロテトロリドαの合成経路を改良し、大量合成に成功した。抗生物質パママイシン-635Aの全合成研究において、南半球部分の合成をシス選択的ヨードエーテル化及びヨウ素の還元を鍵反応に用いて達成した。新規に構築した東半球部分を延長し、北半球部の合成が進行中である。2.非選択的植物病原菌毒素タブトキシニン-β-ラクタムのラクトン誘導体の合成研究を行った。モデル化合物において効率よく目的の部分構造を構築する検討を行った。3.イネいもち病原菌毒素ピリクオールの光学活性体の合成研究を新規経路に基づいて行い、芳香環部分の結合断片を合成した。側鎖部分の結合断片合成において、[2,3]-Wittig反応による骨格構築を検討した。Stilleカップリング反応により、ラセミ体での形式合成化合物に導くことができ、これにより光学活性体を合成することが可能になった。4.抗生物質スピロファンジンAの合成研究を進めた。5.海産防御物質プテロエノンの天然型を含む4種のジアステレオ異性体の全合成を試みた。注意深く実験条件を検討し、立体化学を損なうことなく天然型及びシン型異性体の全合成を達成した。1.抗生物質パママイシン-621の全合成を達成するため、まず南半球部のモデル合成を行った。ヨードエーテル化に続く、ヨウ素の還元反応が立体選択的に進行することを見いだしたので、Evansのアルドール反応を用いる本合成経路を進めている。2.非選択的植物病原菌毒素タブトキシニン-β-ラクタム全合成に向けて、ラクタム環モデル化合物の合成を検討した。中間体の3級水酸基を保護すると、今まで困難であったβ-ラクタム環化反応が容易に進行することを見いだした。3.イネいもち病原菌毒素ピリクオールのラセミ体の世界初の全合成を達成した。鍵反応として(Z, E)-ジエノール誘導体の[2,3]-Wittig転位反応を用いた。更に効率的な合成経路の開発を目的として、各種有機金属カップリング反応について検討した。また、乳酸の両鏡像体を出発原料とした光学活性体合成にも着手した。オウトウ灰星病菌毒素デクロロモニリジオールの推定生合成中間体を合成した。しかしながらWittig反応の選択性に問題があったため、有機金属カップリング反応を用いる経路、及び重水素の導入反応を検討中である。4.抗生物質スピロファンジン類の全合成に必要な2種類の側鎖及びコアスピロ環部分(A及びB)の調製を行った。現在それらのカップリングを検討中である。5.海産防御物質プテロエノンの天然型立体異性体の最初の全合成を達成した。鍵反応にEvansらの開発したアンチアルドール反応を用い、既知物質から3工程であった。残る3異性体の全合成研究に着手した。1.抗生物質ポリナクチン類の高活性アナログの大量合成研究を行った。抗生物質パママイシン-621の全合成研究において、南半球部分の合成をシス選択的ヨードエーテル化及びヨウ素の還元を鍵反応に用いて達成した。2.非選択的植物病原菌毒素タブトキシニン-β-ラクタムの天然型及びエピマーの高立体選択的全合成を達成した。予めβ-ラクタム環化反応のためのモデル研究を行い、環化には三級水酸基の保護が必要であることを明らかにした。本合成はアリルシリルエーテルの不斉ジヒドロキシル化及びヒドロキサム酸誘導体からのβ-ラクタム環化反応を鍵として成功し、全収率22%と効率的な合成経路を開発した。4.抗生物質スピロファンジン類については、Bの提唱構造が誤りである旨競争研究グループにより報告され、Aから変換可能な異性体であることがわかった。そこで、目標をAに限定し、合成研究を進めた。5.海産防御物質プテロエノンの天然型を含む4種のジアステレオ異性体異性体の全合成を達成した。鍵反応はEvansらの開発したシン或いはアンチアルドール反応であったが、いずれも不斉点のエピメリ化などを伴い、改良合成が必要であると結論した。

Stilleカップリング反応により、ラセミ体での形式合成化合物に導くことができ、これにより光学活性体を合成することが可能になった。4.抗生物質スピロファンジンAの合成研究を進めた。5.海産防御物質プテロエノンの天然型を含む4種のジアステレオ異性体の全合成を試みた。注意深く実験条件を検討し、立体化学を損なうことなく天然型及びシン型異性体の全合成を達成した。
超原子価カルコゲン結合を縮環させたアセンの合成と高機能分子材料への展開

デンドリマーを不溶性のクロモフォアーに導入する研究は、機能性分子の分子デザインの観点から注目されている。デンドロン型置換基の導入により、溶解性の低い光増感剤にデンドリマー型置換基を導入することで自己消光を抑制し,性能向上を狙うアプローチは,特に、高い一重項酸素光増感機能を持ちながらあらゆる溶媒に対する溶解性が極端に低い分子に効果的と考えられる。一重項酸素の増感作用が発現しペンタセンと硫黄との反応により、共役を拡張した溶解性の高いヘキサチオペンタセンの合成に成功した。ヘキサチオペンタセンは700 nm以上の波長に極大吸収を持ち、一重項酸素増感剤として働いた。従来、光増感剤としての機能が知られていないのに、デンドリマー内部に導入することで、はじめて光増感剤として働いたという例は大変珍しい。特に、無置換のヘキサチオペンタセンは凝集力が高く、分子間の相互作用により本来持っている機能を十分に引き出すことは難しいが、ヘキサチオペンタセンにデンドリマー型置換基を導入することで、ヘキサチオペンタセンを1外界から孤立化し、ヘキサチオペンタセン本来の性質を引き出した点は大変興味深い。ヘキサチオペンタセンは半導体材料として研究されているが、置換基が導入されたヘキサチオペンタセンに関する報告例はない。これは、前駆体となるペンタセン誘導体の多くが、反応活性な中央の環の6,13位に官能基を導入したものが多いためである。我々は、最近、我々が報告した長軸方向のみに官能基を導入したペンタセン誘導体と単体硫黄との反応により、2,9位、および2,3,9,10位に置換基を導入したヘキサチオペンタセン誘導体の合成を行い、その性質や分子集合状態に関して詳細に検討を行った。2,9位に3,5-ジメトキシベンジルエステルを導入した2,9-ビス(3,5-ジメトキシベンジルオキシカルボニル)-ペンタセン(1)と単体硫黄を1,2,4-トリクロロベンゼン中で加熱還流したところ、ヘキサチオペンタセン2を緑色固体として収率67%で得た。ヘキサチオペンタセン誘導体の電気化学的特性をサイクリックボルタンメトリーを用いて調べたところ、還元側にアニオンラジカルとジアニオンに由来する2つの可逆な還元波が得られた。第一還元電位から得られるLUMOの値は-3.73 eVであり、このことからヘキサチオペンタセンはn型半導体として動作することが期待される。2は、偏光顕微鏡観察によって偏光が観察され、粉末X線解析の結果、スメクチック相を持つことが明らかとなった。また、2,3,9,10位に3,5-ジメトキシベンジルエステルを導入した4置換型のヘキサチオペンタセン3は、1,2-ジクロロベンゼン中でオルガノゲルを形成することがあきらかとなった。キセロゲルのSEM観察の結果、ゲルが繊維構造を有していることが分かった。また、示差走査熱量測定測定より相転移温度は234.8度であり、熱安定性の高いゲルを形成していることが明らかとなった。ヘキサチオペンタセンは、無置換のペンタセンとは異なり安定な化合物であり、半導体特性を有することから、有機トランジスタとしての応用も検討されている。しかし、一般的な有機溶媒に対して溶解性が低く、溶液中のスペクトルデータは収集されておらず、性質の検討が為されているとは言い難い。本研究では,ヘキサチオペンタセンにデンドロン型置換基を導入し、溶解性の向上を達成した。1,2,4-トリクロロベンゼン中、ペンタセンデンドリマーに過剰量の単体硫黄を作用させ、38時間加熱したところ、ヘキサチオペンタセンデンドリマーを合成することに成功した。1H, 13C NMR, DEPT, HMBC, MALDI-TOF MS, Vis-NIRスペクトル、および元素分析により、ヘキサチオペンタセンデンドリマーの構造を決定した。興味深いことに、今回得られたヘキサチオペンタセンは、これまでの報告と異なる付加位置の1,6,7,8,13,14位付加体が得られた。得られたヘキサチオペンタセンデンドリマーは緑色の化合物であり、可視領域に幅広い吸収を持つことが示された。

酸素雰囲気下、α-テルピネンのトルエン溶液に1mol%のヘキサチオペンタセンデンドリマーを加え、80分間、高圧水銀灯照射を行ったところ、対応する一重項酸素付加体であるascaridolを97%の高収率で得た。同様に、酸素雰囲気下、1-ナフトールのトルエン溶液に1mol%の5bを加え、80分間、高圧水銀灯照射を行ったところ、1,4-naphthoquioneをconversion 52%,収率100%で得た。また、ヘキサチオペンタセンデンドリマーを加えない場合、ascaridolや1,4-naphthoquioneは得られなかった。この結果は、一重項酸素増感剤としてヘキサチアペンタセンが働くことを示した初めての例である。本研究では、ペンタセン、ヘキサセンの様なアセン系のπ分子に対し、硫黄やセレンといったカルコゲン元素の単結合・多重結合、超原子価結合を介し、長波長領域に強い吸収を有すとともに、ウエットプロセスでの取り扱いが可能な高い溶解性、混和性を示す有機半導体材料(ヘキサカルコゲナアセン類)の開発を重点的に行うことを目的として設定した。初年度は、ヘキサチオペンタセンにデンドロン型置換基を導入した、新規構造のπ共役系分子の合成に成功した。合成した分子は、ベンゼン、THF、クロロホルム、トルエン、クロロベンゼン、酢酸エチルなどの溶媒に対し、高い溶解性を示した。そのため、従来では固体状態でした取り扱えなかったヘキサチオペンタセンを、本研究によって溶液プロセスで用意に扱うことができるようになったことを示し、溶液プロセスで応用していくという本研究の目的と一致する。また、置換基については、デンドリマー型以外にも、アルキル基、ベンジル基など多種多様な種類の官能基を持つ、様々なヘキサチオペンタセン誘導体の合成について成功した。このように、硫黄とペンタセン骨格が生み出すポリチアペンタセン類に関しては、多くの誘導体を合成することに成功した。特に、可溶化に成功したことにより、溶液中の性質について詳細に検討できるようになったため、これまでに報告例のなかった一重項酸素増感機能を明らかにすることができた。今後は、溶液プロセスでのFET特性ならびに有機薄膜太陽電池へ応用を行う。これら様々なカルコゲン元素を導入したヘキサカルコゲナペンタセンについて、UV-Visスペクトルや、CV測定、理論計算等の手法を用い、導入された元素が硫黄、セレン、テルルと変化したことで、酸化還元電位や吸収スペクトル、HOMO-LUMO準位にどのような変化が現れているのか、系統的に明らかにし、超原子価結合を組み込みπ拡張した分子の分子設計技術としての礎を確立させる。また、液晶性のヘキサチオペンタセンとして、長鎖アルキル鎖を持った分子の合成も行い、高い電荷移動能を発現させるための、分子技術を構築させる。特に、本研究の初年度で合成に成功した分子は、ウエットプロセスで用いることができる初めてのヘキサカルコゲナペンタセンであり、その特性を活かしたFET特性ならびに有機薄膜太陽電池へ応用を行う。ヘキサセンやヘプタセンは不安定であり、その単離例は少ないものの、合成を試みた例は多く、様々な前駆体が報告されている。すでに報告されているヘキサセンキノン誘導体に対し、単体硫黄を作用させ、対応するアセンの発生と引き続き起こる硫化反応により、ポリチアへキサセン、ポリチアヘプタセンの合成検討を行う。困難な場合には、P2S5など他の硫化剤についても検討する。
走化性における確率的なシグナル伝達のシステム生物学

細胞の挙動は、本質的に揺らいでいる。この原因の一つとして、細胞内に存在する各分子のコピー数が少ないために、化学反応の確率性が顕著になることが考えられている。一見、このような揺らぎは細胞機能に不利に働くように思うが、細胞はこの揺らぎを積極的に利用することで細胞機能を実現しているかもしれない。この問題に取り組むため、アメーバ状の走化性細胞の濃度勾配検知に注目した。走化性細胞は自発的かつ確率的な移動を示す。この自発的移動は、細胞内における分子シグナルの自発的な生成によると考えられている。実際、いくつかの免疫系細胞においては、自発的にphosphoinositol-3,4,5-triphosphateが一過的に上昇し(PIP3パルス)、細胞移動を制御している。本研究では、「PIP3パルスの生成機構」および「自発的パルスによる濃度勾配検知機構」の解明を目指している。そのために、PIP3を制御するシグナル伝達系の簡易模型(2変数)を構築した。非線形動力学的な解析により、正負のフィードバックループがある場合に限り、この系が興奮系に成り得ることを示した。実際に、実験的に低分子量Gタンパク質を介した正負のフィードバックループの存在が示唆されている。ここで、化学反応の確率性を導入すると、系が自発的に興奮しPIP3パルスを生成することを示した。細胞に濃度勾配が与えられると、興奮のためのポテンシャル障壁が空間的に変化すること(高濃度側で低くなり、低濃度側で高くなる)を発見した。確率過程の理論であるKramers遷移率によると、ポテンシャル障壁が低く、揺動力が大きいほど、PIP3パルスの生成頻度が高い。従って、低濃度側ではPIP3パルスの生成頻度が低下し、高濃度側ではPIP3パルスがより多く生成される。そのことにより、濃度勾配が検知されることを示した。PIP3パルスは反応の確率性があるからこそ生成されるものなので、この仮説は確率的な系だからこそ成り立つ論理と言える。また、複雑なシグナル伝達系のモンテカルロ計算機実験で、以上の理論解析の妥当性を確認した。そのために、簡単なシグナル伝達の模型を構築した。理論的な解析により、この系が興奮系に成り得ること、および、化学反応の確率性により系が自発的に興奮しPIP3パルスを生成することを示した。また、細胞に濃度勾配が与えられると、興奮のためのポテンシャル壁を空間的に変化させ、PIP3パルスが高濃度側でより多く生成することで、濃度勾配が検知されることを示した。この仮説は確率的な系だからこそ成り立つ論理である。さらに、この仮説が有効であることをモンテカルロ計算機実験により確認した。

PIP3パルスは反応の確率性があるからこそ生成されるものなので、この仮説は確率的な系だからこそ成り立つ論理と言える。また、複雑なシグナル伝達系のモンテカルロ計算機実験で、以上の理論解析の妥当性を確認した。