hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
計算アルゴリスムの開発と基礎理論

この結果は,「数論における解析的・確率論的方法国際会議」(リトアニア・ヴィルニウス),および「解析数論とその周辺」(学習院大)において報告され,論文として発行予定(受理済み)である.(長坂)中国剰余定理の,有理整数環における従来のアルゴリスムによる解法と,長坂-Ho-Shiueにより開発されたアルゴリスムによる解法を,同じ問題に対して適用して,パソコン,及びメイン・フレーム上で数値実験を行ない、比較・検証した。また,一般の代数系,特に応用上重要な有限体上の多項式環における中国剰余定理を定式化し,長坂-Ho-Shiueの結果の拡張を与えた。また,数値例により,従来のアルゴリスムと演算時間の観点から,比較・検討した。その結果,有理整数環と有限体上の多項式環のいずれに対しても,長坂-Ho-Shiueのアルゴリスムの優位性が確認できた。(布施・長坂「中国剰余定理の高速演算と数値実験」参照)計算アルゴリスムの基礎理論については,引き続き計算量の問題,および初等関数の特徴付けの問題を考察した。まず,計算量として,多項式時間で計算可能な命題P[X],そうでないNP[X]に対して,それらが等しくならないような複雑さのクラスについて,クリーネのハイアラーキーの分類によれば,Properなπ_2^oクラスのものであることを示し結果は学術雑誌に投稿中である。また,P[X]≠BDP[X]となるXについて,ベネット=ジルが提出した問題に対して,P[A]≠BPPU[A]であるようなoracle(神託)が存在するならばCo-meagerであることを示し,肯定的な解決を与えた。この結果は,平成5年3月26日に日本数学会年会において講演された。(田中)初等関数の特徴付けに関しては,正則条件の下で乗法的関数が巾乗関数に限ることを示した結果が,論文,および研究集会報告集の形で公表された。(長坂)さらに,合同計算上での同様な問題についても,研究を進め,京都大学数理解析研究所における研究集会において,発表された。(長坂)誤差のない計算法については、有理数体上での計算を有限長の2進法で計算すると誤差が生ずるばかりでなく、最初は小さな誤差であってもそれが増大する危険性が高いことは、経験的にも理論的にも知られている。これを回避するためには、有限桁の有理数を適当なファレー分数の部分集合に埋め込み、その中で誤差のない演算を施し、その結果を元の有限桁の有利数に戻せばよい。この埋め込み-引き戻し写像は、拡散されたユークリッドの互除法で実現できるが、行列の基本変形による計算アルゴリスムを与え、さらに有限体上の多項式環上においても適用可能であることを注意し、有限体シンポジウム(ラスベガス・1993年)で発表し、現在論文としてまとめている。(長坂・布施)計算アルゴリスムの基礎論理としては、クリーネの階層において重要な(計算の)複雑さのクラスについて、そのレベルを決定した。証明は、オラクル(神託)を本質的に用いる。また、BPPについの二つの結果をLAシンポジウム、日本数学会において報告し、論文にまとめる予定である。(田中)また、正則条件を満たす乗法的関数の特徴付けに関しては、差分条件を検討し、数論国際会議(ボルドー・1993年)で発表した。(長坂)さらに、ゴツパの符号と整数論との関連をまとめ、いくかつの興味ある未解決の問題を、整数論シンポジウムにおいて提示し、部分的な解答を与えた。(平松)2項係数で作られるパスカルの三角形について、GCDやLCMが特別な性質を持つことは知られているが、これを一般に拡張すると共に必要十分条件等の計算アルゴリズムを明らかにした。(安藤)
黒海周辺地域における中世組積造建築遺産の系譜と保存継承に関する研究

バルカン半島からトルコ、コーカサスにいたる黒海周辺地域の中世教会・修道院建築を対象に、広域的なフィールド調査を行った。従来ビザンツ建築の延長上に位置づけられてきた系譜を建築技術の視点で再構築することを目指した。Balkan Heritage Field Schoolと連携しブルガリア・セルビア国境付近の中世の教会建築と壁画の調査を行い、またトルコ・カッパドキアで岩窟修道院の保存修復にむけた調査を実施した。建築と壁画の保存状態データベースを作成、活用し、建設経緯および劣化のプロセスの解明を行った。これらの研究成果は、文化遺産としての保存・修復・活用にむけた重要なデータとなる。バルカン半島からトルコ、コーカサスにいたる黒海南岸諸国には、東方キリスト教の教会・修道院建築遺産が数多く分布している。我が国では研究の蓄積が希薄である黒海周辺地域の中世建築を対象に、建築技術の視点で広域的なフィールド調査を行い、その系譜と今日までの継承過程を宗教・民族・イデオロギーに偏らない視点で再構築することを目的とし、またその成果を文化遺産の保存と活用へ還元することを目指す。1.Balkan Heritage Field School (BHFS)が実施する、中世の教会・修道院建築と壁画のドキュメンテーション活動「Fresco Hunting Photo Research Expedition to Medieval Balkan Churches」と連携し、ソフィアドラゴマン地域一帯に分布する組積造教会建築と壁画の調査、および保存修復にむけた基礎資料の整備を目指した調査を実施した。2013年5月の調査では、1カロティナ教会(1331-34)、2バルシャ教会、3マロマロヴォ教会をおもな対象とした。現地・海外のボランティアと連携し、建築の実測調査(簡易測量、写真測量)と壁画の写真撮影を実施し、劣化の分類および保存状態を詳細に記録した現況図面を作成した。2.組積造教会・修道院建築の調査(セルビア、モンテネグロ、ルーマニア)を実施した。12世紀15世紀頃の教会建築を中心にフィールド調査(写真撮影、簡易実測)を行い、また各国の研究機関・アーカイブにおいて、図面史料、古写真、絵図等の収集を行った。3.中世の岩窟教会堂の保存に関する調査(トルコ・カッパドキア遺跡)を実施した。カッパドキアの岩窟教会堂の建築学的調査を実施した。また、ウズムル教会(レッドバレー)の保存修復にむけた予備調査、資料収集を実施した。黒海周辺地域の中世建築を対象に、建築技術の視点で広域的なフィールド調査を行い、その系譜と今日までの継承過程を宗教・民族・イデオロギーに偏らない視点で再構築することを目的とし、またその成果を文化遺産の保存と活用へ還元することを目指す。ブルガリアのBalkan Heritage Field Schoolは、2007年より中世の教会・修道院建築と壁画のドキュメンテーション活動「Fresco Hunting Photo Research Expedition to Medieval Balkan Churches」を実施している。この活動と連携し、ソフィアドラゴマン地域一帯(ブルガリア・セルビア国境付近)に分布する組積造教会建築と壁画を包括的・横断的に調査し、同時に将来的な保存修復にむけた基礎資料の整備を目指した調査を実施した。2012年5月の調査では、1カロティナ教会(1331-34)、2チェパルネツィ教会、3バルシャ教会、4マロマロヴォ教会、5ベレンデ教会(14C)を主な対象とした。現地・海外のボランティアと連携し、建築の実測調査(簡易測量、写真測量)と壁画の写真撮影を実施し、最新の現況図面を作成した。2.組積造教会・修道院建築の調査(ブルガリア、セルビア、コソヴォ、アルメニア)では、12世紀15世紀頃の教会建築を中心にフィールド調査(写真撮影、簡易実測)を行い、また各国の研究機関・アーカイブにおいて、図面史料、古写真、絵図等の収集を行った。3.トルコ・カッパドキアに関する調査では、過去の修復に関する資料の収集と整理を行なった。多様な民族・宗教が混在するなかで文化面でのアイデンティティの確立が求められ、文化遺産の位置づけが極めて重要な意味をもつ。本研究では、黒海周辺地域の中世建築を対象に建築技術の視点で広域的なフィールド調査を行い、その系譜と継承過程を宗教・民族・イデオロギーに偏らない視点で再構築することを目的とし、またその成果を文化遺産の保存と活用へ還元することを目指す。本研究では、Balkan Heriage Field Schoolと連携した中世の教会建築の保存事業においてこれまで実施した現地調査の成果をもとにドキュメンテーションデータベースを完成し、現地研究者と連携し、今後の保存修復にむけた活用方法を検討するとともに、中世のバルカン半島における教会建築様式の系譜の再構築にむけた分析を行った。また、トルコ・カッパドキアの岩窟教会堂においては、現地研究機関と共同で実施した高精細写真撮影データをもとにベースマップを作成し、保存状態を詳細に記録したデジタルアーカイブを構築した。建築と壁画の全体像と詳細な保存状態を1つのデータで判別可能とする本データを活用し、建築と壁画の形式の技術的な解明を行い、教会の建設プロセスの再解釈を行った。

また、壁画保存の専門家、自然科学的手法分析チーム、地盤解析チームと共同で劣化のメカニズムに関する分析を行い、岩窟教会堂の保存にむけた複合的な研究を実施した。以上の調査を集約し、黒海周辺地域の中世建築の系譜について、俯瞰的な視点と現場での調査の双方から再解釈を行うとともに、文化遺産保護の観点からも現場に還元しうる研究の成果が得られた。建築史、文化遺産保護以下研究計画の項目に沿って、現在までの達成度を示す。1「ビザンチンから継承した建築様式と、西欧のロマネスク・ゴシック様式との折衷過程の検証」/3「イスラームの台頭にともなう、キリスト教建築とイスラーム建築の相互影響」については、平成25年、26年にアドリア海セルビア・ブルガリア西部およびルーマニア東部の教会・修道院建築の調査を実施したことにより、主要な建築遺産の特徴を把握することができ、建設過程における折衷のプロセスの全体像を把握した。2「バルカン半島とコーカサス地方の建築技術、とりわけドーム・ヴォールト架構に見られる技術の共通性に関する解釈と、伝播の過程の検証」については、平成25年の調査により、アルメニアのドーム・ヴォールトとの比較を行った。グルジアにおいても、調査を実施することを検討している。4「山間部に多く見られる木造建築と、組積造建築の構法の技術的な融合」については、平成26年度に実施予定である。5「未踏査地域(とくに国境付近)の建築に関する調査と新たな情報の構築」/6「歴史的史料を用いた、内戦時に失われた(あるいは調査資料が消失した)文化遺産の情報の復元」については、Balkan Field Heritage Schoolが主催する中世教会建築のドキュメンテーション事業と連携し実施している。現地の学生等ボランティアを指導しつつ保存状態調査とドキュメンテーションを行うことにより、当該地域の建築の建設プロセスの解明につながる貴重な情報が得られたほか、今後の保存修復にむけて密に連携してゆく基盤が整えられた。以上の通り、広範囲にわたるフィールド調査により、黒海地域における中世建築の再構築にむけたデータ、資史料が得られており、また現場の調査から最新の知見が得られていることから、本研究の目的の達成にむけておおむね順調に進展していると判断できる。1.組積造教会・修道院建築に関するフィールド調査(ブルガリア、セルビア、コソヴォ、アルメニア)では、バルカン半島の建築が後期ビザンチン建築から独立し、外来様式(ロマネスク・イスラーム・コーカサス)を受容してゆく過程の一端が見られ、研究計画時の仮説に沿った成果が得られたといえる。今後の調査の継続によって、その全体像の解明が期待される。
オーキシン生合成酵素の新規な制御機構に関する研究

平成30年度は, YUCCA結合タンパク質遺伝子によるオーキシン生合成制御機構を明らかにするために、シロイヌナズナを用いて作出した独立した2ラインのエストラジオール誘導系による当該遺伝子の一過的な過剰発現植物体の網羅的な発現解析及びLC-MS/MSを用いた内生オーキシン量の定量を行った。まず、エストラジオールを12時間処理した10日目の植物体の根を用いたRNA-Seq解析では、両ラインにおいてオーキシン応答性遺伝子であるAux/IAA遺伝子、GH3遺伝子、LBD遺伝子、XTH遺伝子などがコントロールと比較して2倍以上発現量が減少していた。このことから、当該遺伝子の一過的な過剰発現により、根におけるオーキシン作用が抑制されていることが示唆された。一方、エストラジオールを16時間処理した10日目の植物体の根では、コントロールと比較して両ラインで主要なオーキシンであるインドール酢酸(IAA)の内生量が減少傾向であったものの、有意な減少は認められなかった。今後、IAAアミノ酸複合体やOxIAAといったIAA代謝物が減少しているのか否かについて検討を行うことが必要である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,オーキシンの生合成経路を担う酵素であるTAAとYUCCAのタンパク質レベルでの制御機構とそれらの生理的な意義を生化学及び分子遺伝学的手法により追究し,新しい内生オーキシン濃度調節機構を明らかにする。H27年度は申請者が既に取得済みであるYUCCA結合タンパク質の機能解明を目的として, 1YUCCA結合タンパク質の生理的な役割に関する解析, 2植物体内におけるYUCCAタンパク質の動態解析に着手した。1ではシロイヌナズナのYUCCA結合タンパク質の機能及び発現解析に用いるYUCCA結合タンパク質遺伝子の一過的な過剰発現植物体と発現抑制体,プロモーター::レポーター株を作製し, T3世代までの選抜を終了した。また,同遺伝子にT-DNAが挿入されたシロイヌナズナの遺伝子破壊株を取得し,ホモラインの選抜を行った。2ではYUCCAタンパク質の動態を追跡するために用いるタグ融合型YUCCA発現植物体をシロイヌナズナを用いて作製し, T3世代までの選抜を終了した。H27年度は研究代表者の所属研究機関の異動があったため,各種形質転換植物体の解析の進行が予定よりも遅れている。H28年度の初めまでに導入遺伝子の発現量解析などを終了させ,表現型の詳細な解析に移行する予定である。平成28年度は,平成27年度にシロイヌナズナを用いて作出したYUCCA結合タンパク質遺伝子のエストラジオール誘導系による一過的な過剰発現植物体の解析を行った。当該遺伝子を一過的に過剰発現させた場合,主根の伸長が抑制され,重力屈性が異常になることが明らかとなった。また,変異体を用いた掛け合わせ実験では, T-DNA挿入による当該遺伝子の欠損が,オーキシン生合成変異体(sav3)の根の伸長不全を緩和することが示された。さらに,プロモーター::レポーター株の解析を行った結果,側根の原基部分で特に強いシグナルが観察され,当該遺伝子がオーキシンによる側根伸長の制御に関与する可能性が示唆された。実際,上記のYUCCA結合タンパク質遺伝子のT-DNA挿入破壊株では,野生型と比較して側根数の増加が認められた。今後,この表現型について定量化を行う予定である。また,当該遺伝子とそのホモログ遺伝子の間に,冗長性があるかを明らかにするため,ホモログのT-DNA挿入破壊株を取得したが,目立った表現型は観察されなかった。今後,これらの多重破壊株の観察を行う予定である。YUCCA結合タンパク質の生理的な役割に関する解析については,形質転換体及び欠損変異体が整備され, H29年度以降に詳細な解析が行える状況になった。また,当該遺伝子のホモログについても欠損変異体を入手し,多重変異体の作出をほぼ完了した。一方,タグ融合型YUCCAを発現する植物体は,オーキシン過剰の表現型を示し,根の伸長などが著しく抑制された異常形態を示したため,免疫抗体を用いた解析に変更した。平成29年度は, YUCCA結合タンパク質遺伝子とシロイヌナズナに3遺伝子存在するホモログ遺伝子の間に,冗長性があるかを明らかにするため,それぞれのT-DNA挿入破壊株を用いて多重破壊株を作出した。しかし,二重変異体では表現型に違いが認められなかったため、三重変異体及び四重変異体の作出を試みた。これまでに三重変異体の作製を終えており、現在その表現型の解析を行なっている。また、新たなオーキシンの生合成制御因子の獲得を目的として、メタンスルホン酸エチルで変異原処理された約20万個体のシロイヌナズナ野生型(Landsberg erecta)のスクリーニングから見出した、胚軸の伸長や側根数の増加といったマイルドなオーキシン過剰様の表現型を示す変異体2ラインの解析を行った。しかし、既知のオーキシン生合成関連遺伝子の塩基配列を調べた結果、これら2ラインはオーキシン生合成に関与することが報告されているSUPERROOT1(SUR1)遺伝子にアミノ酸置換を伴う一塩基置換をそれぞれ有しており、SUR1の新たな変異体アリルであることが考えられた。さらに、YUCCAの阻害剤yucasinの誘導体から見出された新規なYUCCA阻害剤であるyucasin DFに関する共同研究成果が報告された。免疫抗体を用いた植物体内におけるYUCCAタンパク質の動態についての生化学的な解析が遅れているために、平成30年度に実施する。

また、三重変異体及び四重変異体の解析を終えていないものの、シロイヌナズナに3遺伝子存在するYUCCA結合タンパク質遺伝子のホモログは、YUCCAタンパク質の制御に関与していないことも考えられる。今後は、これらの多重変異体の表現型を詳細に解析するとともに、各遺伝子の発現パターンなども明らかにする必要がある。平成30年度は, YUCCA結合タンパク質遺伝子によるオーキシン生合成制御機構を明らかにするために、シロイヌナズナを用いて作出した独立した2ラインのエストラジオール誘導系による当該遺伝子の一過的な過剰発現植物体の網羅的な発現解析及びLC-MS/MSを用いた内生オーキシン量の定量を行った。まず、エストラジオールを12時間処理した10日目の植物体の根を用いたRNA-Seq解析では、両ラインにおいてオーキシン応答性遺伝子であるAux/IAA遺伝子、GH3遺伝子、LBD遺伝子、XTH遺伝子などがコントロールと比較して2倍以上発現量が減少していた。このことから、当該遺伝子の一過的な過剰発現により、根におけるオーキシン作用が抑制されていることが示唆された。一方、エストラジオールを16時間処理した10日目の植物体の根では、コントロールと比較して両ラインで主要なオーキシンであるインドール酢酸(IAA)の内生量が減少傾向であったものの、有意な減少は認められなかった。今後、IAAアミノ酸複合体やOxIAAといったIAA代謝物が減少しているのか否かについて検討を行うことが必要である。H28年度は, H27年度にシロイヌナズナを用いて作出したYUCCA結合タンパク質遺伝子の一過的な過剰発現植物体と発現抑制体,プロモーター::レポーター株の解析を進め,同遺伝子の生理機能及び発現部位を明らかにする。さらに,同遺伝子のシロイヌナズナの遺伝子破壊株の表現型を解析する。また,タグ融合型YUCCAを発現する植物体を用いて, YUCCAタンパク質の動態を生化学的な手法により調査する。昨年度にウサギを用いて作製を開始した免疫抗体を用いて,植物体内におけるYUCCAタンパク質の動態を生化学的に調査する。また,オーキシン量は厳密な内生量の調節機構により制御されていると考えられることから,当該遺伝子の一過的な発現抑制体について調査を行う。また,これまでに整備した形質転換植物体および遺伝子破壊株については,内生のオーキシン量をLC-MS/MSを用いて定量分析する。平成30年度は, YUCCAタンパク質の免疫抗体を用いて、植物体内におけるYUCCAタンパク質の動態について生化学的な解析を行う。また、YUCCA結合タンパク質の一過的な過剰発現植物体及び発現抑制植物体を用いてオーキシンやサイトカイニンの定量分析を行い、オーキシンの内生量を一過的に変化させた場合に各ホルモンの恒常性がどのように変化するかを検証する。さらに、YUCCA結合タンパク質遺伝子とそのホモログ遺伝子のT-DNA挿入破壊株を用いて作製した多重破壊株の解析を引き続き実施する。これまでに得られた知見の学術論文での発表を目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
大規模行列の固有値問題：演算と通信を同時に最小化する世界初の数値解法

申請タイトルの固有値分解アルゴリズムについてはカリフォルニア大学デービス校のRoland Freund教授との共著論文が応用数理の分野では最も権威のある論文誌といえるSIAM Reviewの受理された.研究結果をMITでの招待講演やSIAM ALA conferenceで発表した.またマンチェスター大学のStefan Guettel氏との共著で行列指数関数の計算アルゴリズムの論文を書き、SIAM journal on Matrix analysis and applicationsに出版された.その他にも行列固有値を使った数理最適化問題の数値解法を進展させ、論文にして投稿中である.固有値を用いた関数近似論アルゴリズムの論文も執筆中である.固有値分解のアルゴリズムについては対称固有値問題と特異値分解に対してカリフォルニア大学デービス校のRoland Freund教授と共同関数近似論による高速・並列化の研究は論文執筆を終え、投稿中である.MATLABプログラムも書けており、随時一般公開する予定である.一般化固有値問題に対しては最適化問題などで多くの応用が発見されており、論文を執筆中、プログラムは改良点である.また、マンチェスター大学のVanni Noferini氏との共著で多項式根をコンパニオン型行列の固有値によって計算する手法の数値安定性について解析し、特に応用上重要なチェビシェフ多項式を基底とする場合の安定性を示した.本論文はMathematics of Computation誌に投稿、受理されている.また、Noferini氏とMITのAlex Townsend氏と共同研究で二変数多項式の共通根計算の論文を完成させ出版された.また、多項式固有値問題に対する線形化手法について新しい見方を導入し幾つかの定理を統一的で簡潔な理解ができることを示し、論文にして投稿した.他にも、最適化問題への固有値アルゴリズムの応用による効率的アルゴリズム開発、圧縮センシング関連の低ランク行列基底を計算する問題や、QR分解の数値安定性に関する研究を行い、論文にしている.行列指数関数の効率的アルゴリズムの研究もマンチェスター大学Stefan Guettel氏と共同で研究を進めており、論文が完成間近である.申請タイトルの固有値分解アルゴリズムについてはカリフォルニア大学デービス校のRoland Freund教授との共著論文が応用数理の分野では最も権威のある論文誌といえるSIAM Reviewの受理された.研究結果をMITでの招待講演やSIAM ALA conferenceで発表した.またマンチェスター大学のStefan Guettel氏との共著で行列指数関数の計算アルゴリズムの論文を書き、SIAM journal on Matrix analysis and applicationsに出版された.その他にも行列固有値を使った数理最適化問題の数値解法を進展させ、論文にして投稿中である.固有値を用いた関数近似論アルゴリズムの論文も執筆中である.予定よりも論文の書き上がり状況が良好であり、研究代表者の専門である固有値問題を軸に多方面への発展や応用ができている.このまま固有値問題アルゴリズムとその周辺分野での研究を推し進める.
多自由度部分系合成による動伝達系の動特性解析(特に歯車装置について)

原動機から負荷までの全体の振動特性を精度良く把握することを最終目的として,系の一部を構成する歯車装置の振動伝達特性を的確に与えるべく,そのクライテリアである固有振動数や振動モードを詳細に解析することとし,実験的・解析的に検討を加えた結果,以下の知見を得た.1.軸長を変えたり,軸上での歯車取り付け位置を変えた場合の検討より,(1)これらによる剛性の変化は,系の固有振動数に影響を及ぼすが,振動の大きさへの寄与は少ない.逆に振動の大きさには,歯車対自体のもつ固有の性質(からみあい率など)が寄与している.(2)系の固有振動数および振動モードを推定するために, 6自由度の運動を考慮した伝達マトリクス法を適用してほぼ良好な結果を得ることができた.なお解析では,軸に取り付けられた付加質量の影響を考慮に入れた.(3)作用線方向で考えた軸のばねが歯車の歯のばねこわさの10倍程度あれば,軸を剛とした従来の-自由度系による取り扱いが可能である.(4)振動系を構成する要素の1つとして,軸と歯車を結合するために用いた摩擦結合ブッシュのばね作用があると考え,実験的にこれを求めた.さらに,これが系の動特性に及ぼす影響は無視できないことを明らかにした.2.以上のような,歯車系がもつ動特性を,系の外部から推定する方法として,歯車の振動加速度から軸受台の振動加速度への振動伝ばんを伝達関数としてとらえておけば良い事を明らかにした.3.今後の展望として,軸受や,軸と歯車のばねを的確に解析に取り込むことにより,動特性の予測精度の向上が期待できる.原動機から負荷までの全体の振動特性を精度良く把握することを最終目的として,系の一部を構成する歯車装置の振動伝達特性を的確に与えるべく,そのクライテリアである固有振動数や振動モードを詳細に解析することとし,実験的・解析的に検討を加えた結果,以下の知見を得た.1.軸長を変えたり,軸上での歯車取り付け位置を変えた場合の検討より,(1)これらによる剛性の変化は,系の固有振動数に影響を及ぼすが,振動の大きさへの寄与は少ない.逆に振動の大きさには,歯車対自体のもつ固有の性質(からみあい率など)が寄与している.(2)系の固有振動数および振動モードを推定するために, 6自由度の運動を考慮した伝達マトリクス法を適用してほぼ良好な結果を得ることができた.なお解析では,軸に取り付けられた付加質量の影響を考慮に入れた.(3)作用線方向で考えた軸のばねが歯車の歯のばねこわさの10倍程度あれば,軸を剛とした従来の-自由度系による取り扱いが可能である.(4)振動系を構成する要素の1つとして,軸と歯車を結合するために用いた摩擦結合ブッシュのばね作用があると考え,実験的にこれを求めた.さらに,これが系の動特性に及ぼす影響は無視できないことを明らかにした.2.以上のような,歯車系がもつ動特性を,系の外部から推定する方法として,歯車の振動加速度から軸受台の振動加速度への振動伝ばんを伝達関数としてとらえておけば良い事を明らかにした.3.今後の展望として,軸受や,軸と歯車のばねを的確に解析に取り込むことにより,動特性の予測精度の向上が期待できる.1.歯車装置の振動挙動を詳細に把握すべく、以下の歯車装置を構成した。(1)任意の長さの軸を取り付けられる様に、軸受が軸方向に移動できる。(2)減速比は1とし、歯車を軸上の任意の位置に固定できる。(3)歯車の質量を一定として、振動の原因である歯の部分のみの歯幅が異なるはすば歯車対を用意した。以上により、歯車装置を構成している主要なばねの要素の剛性を変え、この振動系の振動挙動を検討した。2.上述した装置を用いて以下のことが明らかになった。(1)系の固有振動数には、歯のばね剛さや軸の剛性が大きく寄与しており、歯車の取り付け位置も影響を及ぼす。特に軸の剛性の影響が大きい。(2)軸受より外側の軸端部への付加質量によっても固有振動数が変化する。(3)歯車系の振動加速度の大きさには、振動源である歯の諸元の性能の影響が大きく、軸の剛さの影響は少ない。3.このような特徴を有する振動系に、伝達マトリクス法を適用して解折を行った。その際、軸、作用線およびそれらに直交する3方向の変位、さらに各方向まわりの回転の6自由度の振動をとり上げ、装置外部の動力伝達用軸の質量・剛性を考慮にいれた。その結果、固有振動数の変化の傾向や、振動モードが実験結果と良く対応することがわかった。4.固有振動数の値自体には、実験と解析で若干相違が認められ、振動系の中のばねや質量の要素について、さらに検討を要する。5.作用線方向で考えた軸のばねの効果が歯車の歯のばねの10倍以上あれば歯車系の固有振動数は-自由度系として求められることがわかった。
大学における現場主体の教育改善を促進する組織学習プロセスの明示化

本研究は、組織学習の理論枠組みを援用することで、大学教職員が職務を通してどのような学習を生起しているか、および、教職員個人の学習が組織的なルーチンの棄却や置き換えにどのようなプロセスで統合されていくのかを明らかにすることを目的としている。そのために、本研究では教育改善や業務改善など、これまでの仕事を変える必要に迫られた経験を持つ教職員を対象に、その経験を聞き取る調査を行う方法をとる。2018年度は、教育・研究に関して全学的な改革に取り組み、一定の成果をあげたと評価されている3大学を対象に、現場の教職員がどのような仕事を経験し、その経験からどのような学習が生起したかについての質的調査に取り組んだ。特に、大学の方針が示された際にどのように理解したか、大学の方針について誰と意見交換をしたか、大学の方針に関連する業務の経験をどのようにとらえているかを中心に質的データの収集を進めた。また、この調査の関連で高等学校教員を対象とした調査も行うことができた。主要な結論として、大学の方針が現場で具体化されるプロセスには、具体的な業務を推進できる教職員の個人的な能力によって推進されるケースと、現場の教職員集団で共通の意味が生成され、教職員がこれまでに取り組んできた業務と大学のプランが調整・統合されることで推進されるケースがあることが得られた。後者の組織では、現場の教職員グループの中でメンバーの解釈を交換する機会が埋め込まれており、共通言語や共通理解の生成に貢献していた。Carlile(2004)は、境界条件の分析方法としてSyntactic、Semantic、Pragmaticの3つの境界条件を示している。大学の職場は専門性で分断されているため、部署最適化の傾向を持つが、このような内部組織ではSemantic boundaryを越境する取り組みの重要性を確認する結果となった。初年度は現場の教職員を対象とした学習経験を中心に質的調査を行うことができた。調査対象機関の特定が困難を極め、予定した調査対象機関数に到らなかったものの、調査を実施した機関の教職員の学習経験のデータを豊富に得ることができた。また、当初の調査からスピンアウトし、高等学校教員を対象とした業務を通じた学習を調査する機会を得ることができた。理論的飽和に達したとは言えないものの、十分なサンプルを得ることができた。2019年度は研究計画に沿って、現場教職員の業務経験聞き取りに加え、管理職者や役職者を対象とした聞き取りを行い、4Iフレームワークにおける制度化のプロセスを明らかにする調査に取り組む。また、現場教職員の調査では、FDやSDなどの研修機会が持つ組織開発的意義を明らかにする調査を新たに実施する。初年度の経験から、調査対象機関の特定が困難と予想されるため、対象機関をごく少数に限定し、1機関内で多様な対象者から聞き取ることで、個人が持つ知識の組織への統合・制度化プロセスを明らかにすることを試みる。

初年度の経験から、調査対象機関の特定が困難と予想されるため、対象機関をごく少数に限定し、1機関内で多様な対象者から聞き取ることで、個人が持つ知識の組織への統合・制度化プロセスを明らかにすることを試みる。2018年度に開催される国際会議での成果報告を予定していたが、査読において不採択と判定されたことを受け、研究成果の公表方針の変更が生じた。世界大会レベルの国際会議では採択率が下がり続けているため、本研究の意義についてより充実したフィードバックを得られる地域レベルの国際会議においても成果を公表していくこととする。
時分割と領域分割を併用した非圧縮性流れ計算の高効率並列化手法

並列計算機で領域分割法による流れの数値解析を行うと、プロセッサ数の増加と共に計算効率が減少する。特に1プロセッサ当たりの格子点数が100点以下の細粒度と呼ばれる計算では効率が20%程度まで低下してしまう。そこで本研究では複数のタイムステップを異なるプロセッサで同時に解く時分割法を従来の領域分割法に導入し、細粒度化でも高い効率を保つ計算手法を構築することを目的としている。しかし、時分割により生じる収束性の悪化を補償するために何らかの加速手法を導入する必要があり、平成17年度は非定常流れ計算の加速手法について角柱周りの流れを対象として基本的な検討を行った.非定常流れ計算を陰解法により時間進行しつつ解いていくプロセスを連続的に非線形写像を施すことと解釈し,その線形部分の固有値の性質により解の未来のタイムステップでの振る舞いが決定論的に記述できることを示した.さらにこれに従って,未来のタイムステップの解ベクトルを過去の複数のタイムステップにおける解ベクトルの線形結合で表わす手法を提案した.この加速手法を角柱周りの流れに適用したところ,最初の数ステップでは10倍以上の加速効果が見られるものの,タイムステップが進むにつれてむしろ収束までの時間が遅くなる現象が見られた.これは平成16年度までに検討していたSensitivity Based Methodと同様の現象であり,この原因は圧力場中に生じる中波長誤差が原因であることがわかった.この弊害を除去するために0.4倍程度の原則緩和を施すと加速性能は安定し,全体を通じて約1.5倍の加速性能を発揮した.さらにこれに定常ソルバーの加速手法であるMPEを組み合わせたところ約2倍の加速性能を発揮することが確認された.低粒度における並列計算の効率低下を防止する方法として時分割法の併用があるが、これには収束性が悪化してしまうデメリットがある。よって、本研究では領域分割と時分割を併用した並列計算手法を確立するための第一歩として、時分割によりもたらされる収束性の悪化を防ぐための計算加速手法について検討を行った。まず、定常流れ計算のための加速手法であるSensitivity Based Methodを非定常流れへと拡張するための定式化を試みた。その結果、過去の複数のタイムステップにおける収束解ベクトルを線形結合することにより次のタイムステップの収束解を近似し、線形結合の係数を最小二乗法で決定する手法を構築した。なお、Navier-Stokes方程式の非線形性を考慮する度合いにより、レベル1から3までの定式化を行った。レベルが高くなるにつれて非線形性がより正確に考慮されるが、加速処理に要する計算時間は長くなる。次に、上記の加速手法を検証するために、非定常なカルマン渦が発生する角柱周りの流れ場を対象として計算を行った。上記加速手法を施すことで時間微分項を含む運動方程式の残差は2桁近く減少し、10の-5乗レベルを計算打ち切り残差に設定した場合の加速率は約2倍であった。また、非線形性の考慮度合いを変えた場合であっても、この加速性能に大きな変わりはなかった。そのため、もっとも計算負荷の低いレベル1の方法が適していると考えられる。一方、連続の式には時間微分項が含まれていないため、これから計算される圧力場には時間ステップが進むにつれ誤差が蓄積されていき、5タイムステップほどで加速手法の効果がなくなってしまうことがわかった。さらに計算を進めるとむしろ計算時間が長くなることも判明した。これは非線形性の考慮度合いを高めた場合でも改善されることはなかった。よって、線形結合に用いている基底ベクトルの改善や連続の式と運動方程式のカップリング方法の改善が必要であると考えられる。しかし、時分割により生じる収束性の悪化を補償するために何らかの加速手法を導入する必要があり、平成17年度は非定常流れ計算の加速手法について角柱周りの流れを対象として基本的な検討を行った.非定常流れ計算を陰解法により時間進行しつつ解いていくプロセスを連続的に非線形写像を施すことと解釈し,その線形部分の固有値の性質により解の未来のタイムステップでの振る舞いが決定論的に記述できることを示した.さらにこれに従って,未来のタイムステップの解ベクトルを過去の複数のタイムステップにおける解ベクトルの線形結合で表わす手法を提案した.この加速手法を角柱周りの流れに適用したところ,最初の数ステップでは10倍以上の加速効果が見られるものの,タイムステップが進むにつれてむしろ収束までの時間が遅くなる現象が見られた.これは平成16年度までに検討していたSensitivity Based Methodと同様の現象であり,この原因は圧力場中に生じる中波長誤差が原因であることがわかった.この弊害を除去するために0.4倍程度の原則緩和を施すと加速性能は安定し,全体を通じて約1.5倍の加速性能を発揮した.さらにこれに定常ソルバーの加速手法であるMPEを組み合わせたところ約2倍の加速性能を発揮することが確認された.
無性生殖寄生蜂の遺伝的管理を可能にする新奇生殖システムの解明

本種寄生蜂ギンケハラボソコマユバチMeteoruspulchricornisの有性系統と無性系統が同所的に生息する香川県内の生息地において引き続き系統採取を行って、それぞれ数十系統を識別し、うち数系統ずつを飼育系統として維持している。採取した有性系統のオスを様々な条件に置いた無性系統のメスと交尾させて宿主であるハスモンヨトウ幼虫に産卵させて子世代を得る実験を積み重ねている。また、大量飼育の容易な代用宿主スジコナマダラメイガ幼虫を利用した飼育システムの確立に際して課題となっていた自然産卵と体サイズの増大について、それぞれ交互照明とJHA塗布によって改善することが出来た。また今年度は、北海道から沖縄にかけて日本各地で採取された両生殖型の全115系統についてミトコンドリアCOIの塩基配列を解読し、ハプロタイプネットワーク解析および樹形系統解析を行った。その結果、日本列島に生息する本種には2つのCOIハプロタイプ群(GroupIとGroupII)が認められた。GroupIは四国以北に分布し、大部分が有性系統であった。それに対し、GroupIIは本州南部から以南に分布し、有性系統のほかに、無性系統の大半が含まれていた。こうした両生殖系統の系統解析と分布パターンから、北方系統と南方系統の2つの有性系統が極東アジアに分布を拡げ、それらが交雑する過程で減数分裂を行わない無性系統が成立し、その後に遺伝変異を蓄積した可能性が示唆された。さらに核DNAの変異解析を行うためにRADseq解析に供試する高い濃度のDNA抽出を進めている。なお、ミトコンドリアCOIハプロタイプの解析から、約20年前にニュージーランドに侵入・定着した無性生殖系統が極東アジアから持ち込まれたものであることが裏付けられた。両生殖型系統間での核遺伝子流動の実態について解明するための系統収集、交配実験および予備的なミトコンドリア遺伝変異の解析がほぼ予定どおりに進められている。有性系統と無性系統の間の遺伝子流動を探知するための交配実験を引き続き進める。また、野外における両系統間の核遺伝子流動の実態を解明するため、両生殖型系統が同一生息地に共棲する四国のほか、何れかの系統が生息する本州や沖縄など各地で採取したサンプルについて、次世代シーケンシングによる核遺伝子の一塩基多型SNP解析を行う。制限酵素によってサンプルDNAを断片化させてSNPを解析するRADseqとSSR部位をPCR増幅してSNP解析するMIGseqの両手法について其々の長所と短所を検討しており、何れかの手法あるいは両手法によって核DNAのSNP変異を解析し、遺伝子流動の実態を解明する。本研究ではチョウ目幼虫の飼い殺し寄生蜂であるギンケハラボソコマユバチに着目して、有性生殖系統と無性生殖系統の実験室飼育系統の確立を図るとともに、両系統間の遺伝子流動について解明しようしている。香川県内の本種寄生蜂生息地(大豆圃場)において寄主であるハスモンヨトウ幼虫を多数採取し、研究室に持ち帰って飼育して、有性系統と無生系統を分離して飼育系統を維持した。有性系統のオス成虫を無性系統のメス成虫に与えて配偶行動を観察したところ、オスは有性系統のメスに対するのと同様に無性系統のメスに求愛行動(前後翅のファンニング、追跡およびマウンティング)を行うこと、また交尾に至る事例も少なからず確認できた。交尾した無性系統メスが、減数分裂を行ってオスを産下することは確認できなかったが、産下したメスのなかに両系統の交雑個体が含まれている可能性があり、SSRマーカーによる解析の準備を行っている。また、以前に野外から採取して飼育して繁殖型を同定し、凍結保存されているサンプルを含めて次世代シーケンシングによる核遺伝子の流動を解析すための準備を進めている。まずは多くの情報が期待できるRAD-seqを可否を検討するため大量の良質なDNAの抽出が容易な材料について試行を始めた。古いサンプルから十分量のDNAが抽出できないようであれば、やや情報量は劣るものの少量で低質なDNAを利用できるMig-seq法について検討する予定している。また、現在利用しているハスモンヨトウを寄主とする飼育実験系は寄生成功率が安定せず維持コストも大きいため、飼育維持の容易な貯穀昆虫を代用寄主とする実験系の構築を行っている。まずはスジコナマダラメイガが良好な代替寄主であることを確かめた。さらに寄主サイズの大型化と光制御による簡易な産卵誘導方法について実験を進めている。ほぼ計画にそって研究を進めている。

それに対し、GroupIIは本州南部から以南に分布し、有性系統のほかに、無性系統の大半が含まれていた。こうした両生殖系統の系統解析と分布パターンから、北方系統と南方系統の2つの有性系統が極東アジアに分布を拡げ、それらが交雑する過程で減数分裂を行わない無性系統が成立し、その後に遺伝変異を蓄積した可能性が示唆された。さらに核DNAの変異解析を行うためにRADseq解析に供試する高い濃度のDNA抽出を進めている。なお、ミトコンドリアCOIハプロタイプの解析から、約20年前にニュージーランドに侵入・定着した無性生殖系統が極東アジアから持ち込まれたものであることが裏付けられた。両生殖型系統間での核遺伝子流動の実態について解明するための系統収集、交配実験および予備的なミトコンドリア遺伝変異の解析がほぼ予定どおりに進められている。古いサンプルを含めたDNA解析を行うために手法の再検討を行う。また、本研究を確実に推進するため、飼育維持が容易な代用寄主を利用した実験系の構築を並行して進める。有性系統と無性系統の間の遺伝子流動を探知するための交配実験を引き続き進める。また、野外における両系統間の核遺伝子流動の実態を解明するため、両生殖型系統が同一生息地に共棲する四国のほか、何れかの系統が生息する本州や沖縄など各地で採取したサンプルについて、次世代シーケンシングによる核遺伝子の一塩基多型SNP解析を行う。制限酵素によってサンプルDNAを断片化させてSNPを解析するRADseqとSSR部位をPCR増幅してSNP解析するMIGseqの両手法について其々の長所と短所を検討しており、何れかの手法あるいは両手法によって核DNAのSNP変異を解析し、遺伝子流動の実態を解明する。次世代シーケンシングの解析委託が本年度内に間に合わなかったために、こらを次年度に行うこととする。次世代シーケンシングによるSNP解析を次年度に行うために経費を繰り越すこととした。
軟骨の分化および軟骨基質石灰化に関する研究

軟骨は石灰化しないかぎり骨と置換されない。したがって、軟骨の石灰化は、骨格の発生と成長の過程で、重要な制御段階となっている。しかし、軟骨の石灰化の制御機構はほとんど不明であった。この点を追究するため、我々はまず、試験管内での軟骨、分化、石灰化モデル系を開発しようと試みた。その結果、遠心管内で成長板より分離した軟骨細胞をペレット状にして培養することにより、従来の培養法では不可能であった軟骨の石灰化をin vitroで再現することに初めて成功した。しかも、軟骨の石灰化には、通常の成熟軟骨細胞が最終分化して肥大軟骨細胞へと変換しなければならないことを明確に示した(katoら、Pro. Natl Acad.,Scio VSA. 1988)。従来、軟骨の石灰化には毛細血管の侵入と、成長板に隣接する骨側の細胞の影響が不可欠かつ重要であると考えられていたが、我々の結果は、これらの他細胞が存在しなくても、軟骨細胞が自分自身で最終分化して石灰化をも誘導させることを初めて証明した。しかも、新しいin vitroの軟骨分化・石灰化モデルを開発することにより、軟骨細胞の最終分化と細胞外基質の石灰化の制御には多くの成長因子とホルモンが関与していることが示唆された。すなわち、Fibroblast grouth factor,Transforming grouth factor-β、副甲状腺ホルモンは抑制的に作用する一方、カルシトニン、甲状腺ホルモン、インターロイキンー6などは石灰化を促進することが判明した。これらの知見は、動物実験での観察と組み合わせることにより、内軟骨性骨化と骨成長に関する我々の理解を著しく深めると期待される。1.遠心管内で高密度培養を行った成長軟骨細胞は,活発に増殖したのち旺盛に軟骨基質を産生した.さらに, in vivoに匹敵する高いアルカリフォスファターゼ活性を発現するとともに軟骨基質石灰化を誘導した.なお本系での石灰化には,高濃度のリン酸の添加を必要としなかった.2.遠心管内培養系で見いだされた軟骨基質の初期石灰化部位には基質小胞が存在していた.3.5ーブロモデオキシウソジンは成長軟骨細胞の基質産生およびアルカリフォスファターゼ活性の発見を抑制した.さらに,組織カルシウム含量の増加も抑制した.4.低濃度(0.4ng/ml)のFibroblast growthfoctor(FGF)は本系でのアルカリフォスファターゼの誘導および軟骨基質石灰化を完全に抑制した.5.本培養系でのアルカリフォスファターゼの誘導および軟骨基質石灰化には血清因子が不可欠であった.以上の結果は,遠心管内培養系で培養した成長軟骨細胞は生体内と同様のcytodifferentiationの過程を経て軟骨基質の石灰化を誘導することを示唆している.また,本培養系における基質石灰化は,軟骨の分化形質に影響を与える因子を添加することにより容易に制御することができた.従って,本培養系は軟骨基質石灰化の機構を追求するための有力な実験系である.なお補助金で購入した高速液体クロマトグラフとそのデータ解析システムは,血清因子および軟骨因子の分離と精製に用いている.軟骨細胞の最終分化は、軟骨基質の石灰化と骨格成長に不可欠であると考えられている。すなわち、軟骨石灰化は生体内では骨と隣接した成長板のHypertrophic部位でのみ生じる。また、この石灰化は内軟骨性骨形成を誘導するための引金である。本研究では、我々が最近開発した軟骨・分化・石灰化モデル系(PNAS.USA.1988)を用いて、軟骨細胞の最終分化と石灰化の機構を追求した。遠心管内で維持したウサギ成長板軟骨細胞を用いて以下の結果を得た。1.軟骨細胞の最終分化にともない、アルカリホスファターゼ、短鎖コラーゲンおよび、活性型ビタミンD_3受容体産生が30ー100倍増加した。逆に、通常の軟骨細胞のマーカーである高分子プロテオグリカン産生は90%以上低下した。

2.軟骨細胞の最終マーカーが出現するにともないCa量と^<45>Caの取り込み能が1020倍上昇した。この石灰化は、アルカリホスファターゼ阻害剤にて抑制された。3.Fibroblast growthfactor(FGF)は、軟骨細胞の増殖と成熟を促進するとともに、軟骨細胞の最終分化と石灰化を可逆的に抑制することが判明した。5.一方、カルシトニンおよび甲状腺ホルモンは軟骨細胞の最終分化と石灰化を促進した。以上の結果、成長軟骨細胞は、侵入血管、骨髄細胞および骨細胞の非存左下で、軟骨基質の石灰化を誘導する能力を有することが初めて証明された。また、軟骨細胞培養系は、軟骨細胞が人工基質と接触しない条件でのみ最終分化して石灰化した。しかも種々の成長因子とホルモンが軟骨基質の石灰化の制御に関与していることが判明した。
学習成果に対する児童と教師の認知構造に基づく教師の力量形成の研究

この研究の目的は,教師の授業実施過程における授業事象の認知と意思決定の特徴を把握するものである。教授過程において,教師の教授行動に影響を及ぼす要因には主に3つの要因が考えられる。一つは,教授事象の認知であり,二つ目は教授事象の認知に基づく教師の意思決定であり,3つ目はその事象に対して授業技術を適応することである。これを確認するために,授業の前と授業の後に授業者にインタビュを実施し,授業者自身の反省的思考を手がかりに,必要とする情報の入手を試みた。授業の全過程はビデオによって六がされ,授業プロトコルとして文字化され,分析用データとした。この結果以下のことが明らかになった。1教授行動はそれまでの教職によって形成された意識的経験に影響される。2隠れた経験も教授行動に影響を及ぼすが授業者は気が付かない。しかし,インタビューによってそれが意識化される。3中堅教師は教授を長いスパンでとらえており,1時間の授業はその一時点との明白な認識がある。それゆえ,フィードバックではなくフィードフォーの機能をとる。4授業計画と実施には多くのギャップがあり,これを反省的思考で広い視野でもって,修正する。本年度は,1)対象とする授業の設計及び目標備拠テストを構成し,2)授業の実施と記録及び授業成果に対する子どもと教師の認知を把握した。これをもとに,教師の認知構造を授業内容に対する認知構造を把握すると共に,児童に対する認知構造を明らかにし,教材構造への認知と子どもの学習状況への認知の関連性を分析した。その結果,教師については,授業内容に関わる要因は授業成果と密接に関わっており,授業認知は学習内容の難易度の構造で児童を位置付けるものであった。従って,教師の認知自体は極めて一貫性があり一次元で表現できる特徴があった。一方児童は,自分の学習成果を明確に把握しており,それは必ずしも教材の難易度による構造と一致するものではなかった。教師と子どもの学習成果に対する認知では大きな差が見られており,授業成果への教師の認知は子どもの学習成果の認知は,学習内容,子どもの個人差と関連があることが判明した。とりわけ,教師の授業成果への認知は,固定的で教材構造を基盤に子どもの学習成果を位置付けるもので,こどもの学習過程での行動を柔軟にみることができなく,できたかどうかの成果に焦点をおいて,子どもの学習を見ていることがうかがえた。このことから,教師の力量形成には,教師の学習内容の構造化の柔軟な視点と学習を成果と同時に多様な学習過程で評価する認知構造が必要であることが指摘された。本年度は,中堅教師を対象に,教師の技術と認知と,子どもの学習成果への認知を中心に授業実践と分析を行った。対象とした授業は,小学校の図画工作の授業で,学習成果は,子どもの描いた絵とした。授業前の指導案設計,教材作成の段階でインタビューにより教材観,児童観,目標などを把握した。授業過程はビデオに録画し授業直後の振り返りと,授業後の反省的思考を,いずれもインタビューを用いて把握し分析した。その結果,授業設計段階では,教科固有の教材に関する認知が全面に出ることと,授業展開の技術に意識が集中する。授業中は特定の子どもを中心に学習成果(作品)に対する認知をもとに,個別の授業技術を適応する。しかし,中堅教師は教授を長いスパンでとらえており,1時間の授業はその一時点との明白な認識があり,かなり柔軟で長期的全体的な認識のもとでの授業認識をもっていることが判明した。それゆえ,目標を固定化してその基準から授業過程を振り返るフィードバックではなく,目標を次々に発展させるというフィードフォーの機能をとる。授業成果もそうした視点でとらえ,授業計画と実施には多くのギャップがあるが,これを反省的思考で広い視野でもって修正することがわかった。また,反省的思考では,授業の技術への視点よりも,授業運営・学級経営的側面にほとんどの注意が向けられており,領域固有よりも授業一般に関わる理論的視点を求める傾向があることがわかった。
メタラサイクルを結合切断と結合形成の鍵活性種とした新規分子骨格変換反応の開発

本研究では、メタラサイクルを結合切断反応及び結合形成反応の鍵活性種として活用し、複雑な炭素骨格をより短工程かつ高位置および高立体選択的に構築する高効率な分子変換反応の開発を目的とする。我々の研究室では、パラジウム触媒及びEt3B存在下で3ーヒドロキシー4ーペンテン酸を用いて反応を行うと、オキサパラダサイクルを経由した後に、脱炭酸を伴う炭素ー炭素結合切断反応が進行し共役ジエンを与えることを報告している。本反応では不安定な共役ジエンが、オリゴマー化等の副反応を起こすことなく定量的かつE選択的に生成する点で魅力的である。本研究では3ーヒドロキシー4ーペンテン酸を共役ジエン等価体として見なし、これを官能基変換の新たな炭素骨格として適用することで、系中での連続的炭素ー炭素結合切断・炭素ー炭素結合形成反応の開発が可能であると考えた。詳細な検討の結果、酢酸パラジウム、Xantphos及びEt3B存在下で、3ーヒドロキシー4ーペンテン酸1とアルデヒド2を用いて反応を行うと、系中で共役ジエンを中間体に与え、引き続きカルボニル-エン反応を引き起こし、僅か一工程で対応する3,5-ヘキサジエン-1-オール3が良好な収率かつ優れた位置および立体選択性で生成することを見出した(Scheme 1)。原料である3ーヒドロキシー4ーペンテン酸はアクロレインと脂肪族カルボン酸による交差アルドール反応により合成容易である。また、ジアステレオマー混合状態の3ーヒドロキシー4ーペンテン酸を用いても、単一の不飽和アルコールを位置および立体選択的に合成可能である点は特筆に値する。本反応では、オキサパラダサイクルが炭素ー炭素結合切断と炭素ー炭素結合形成という相反する反応の鍵活性種として作用していると考えられ、学術的に興味深い。研究計画に関連する研究成果として、現在国際的な学術誌に投稿中である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
完全全脳虚血に対する多重療法の有効性と脳内伝達物質に関する研究

完全全脳虚血後の脳障害に対する治療法として、この脳障害発現機序の夛様性から考え、種々の療法を組合せた夛重療法が有効でないかと仮定し、実験を行なった。先ずCa^<++>拮抗薬Nicardipineと高圧酸素療法(HBO)の併用療法を試みた。大動脈遮断法による15分間完全全脳虚血犬において、虚血解除後Nicardipine 10μg/kg Golus静注、0.33μg/kg/min3日間投与とHBO(g気圧・1時間)を虚血解除後3,24,29時間目に合せ行なった。治療群では、脳神経機能回復スコア(NRS:100=正常,0=脳死)が14日目(観察最終日)で81と非治療群の43より良く(P<0.01),ほゞ正常の回復と考えられるNRS85以上の頭〓が5/9と非治療群の0/10より夛かった(P<0.01)。さらにこの結果は、先に我々が行なったNicar-dipine単独、HBO単独の成績と比較しても有効であり、この併用療法の有効性が示唆された。脳虚血治療法の有効性と脳内伝達物質の推移との関連を調べるために、先ず有効な治療法とされている軽度低体温法(34°C)の脳内グルタミン酸(GL)とアスパラギン酸(AS)への影響を、同じ15分完全全脳虚血モデル犬で検討した。GLとASはMicrodyalisis法にて採取、高速液クロで測定した。GL・AS共に非低体温群では、虚血負荷により著しく増加、解除直後に最高となり、30分後には元に復した(GL:0.97→1.75→0.84,AS:1.04→4.54→0.94μg/ml)。一方、虚血負荷前に軽度低温化した群では、GL・ASの虚血による増加が認められず、あらかじめ低温化しておくことがたとえ軽度であっても、GL・ASの増加抑制に有効であることが示された。しかし、虚血負荷後に低温化した群では、GL・ASの増加は抑えられなかった。同時に測定した脳波と誘発脳波の回復程度が、虚血前低温群で最も良くGA・ASの濃度変化と治療効果との関連性が示唆された。引き続き併用療法との関連を検討中である。