hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多細胞微生物の細胞機能のヘテロ性の解明

具体的には、昨年度に引き続き、マイクロ流体デバイスを活用して、菌糸の部位ごとにとりわける戦略を立てた。これまでに、モデル糸状菌Aspergillus nidulansを用いた検討によって、マイクロデバイス内にA. nidulansの胞子を入れ固定すること、その胞子を発芽させ成育させることが可能となっていた。今年度は、生育させた菌糸の大量調整系の構築を目指したが、これまでに、十分量の菌糸細胞を調整する系を構築することはできていない。世界的にみてもこれに成功した報告はないことから、今後は高度な工夫やデバイス設計が必要であると考えられる。そこで、まず特定のタンパク質を設定し、デバイス内での菌糸のヘテロ性の解析が可能であるかどうかを再確認した。チオレドキシン様タンパク質の1つであり機能が未知なAN6915は低酸素条件下でのA. nidulansの液胞の肥大化に関わる。そこで、AN6915-GFP融合タンパク質の細胞内局在を観察したところ、低酸素条件に応答して細胞質から液胞へと局在性が変化することが見出された。また、AN6915の遺伝子破壊株ではオートファジーのマーカータンパク質であるAtgH-GFP融合タンパク質の液胞への移行の頻度が低かった。このことから、AN6915株は低酸素条件に応答して自ら液胞へと移行されオートファジーを進行させる機能を持つことが示された。これは、環境条件に応答したオートファジーの代謝と液胞をマイクロ流体デバイス内で観察可能であることを示すものであった。マイクロデバイス内で菌糸を再現性よく配向させて生育させる技術の構築については、次年度以降も、マイクロデバイスのデザインの改良を鋭意検討する予定である。これが難しい場合は、配向していないスライドガラス上の菌糸を自動的に判別し多検体分画可能なイメージング手法を取り入れることもあわせて検討する計画である。マイクロデバイス内で菌糸を効率よく配向させるために、現在も、マイクロデバイスのデザインの改良を鋭意検討している。一方、特定のタンパク質にターゲットを絞った菌糸のヘテロ性の解明については、定法に従い成果が得られる見込みであるので、これもあわせて検討する。マイクロデバイスを用いた菌糸の生育の最適化に難航したため、高価な試薬を必要とする各種オミクス解析をおこなうことができなかったため。年度末に、あらたなマイクロデバイスのデザインを行い菌糸のデバイス内での観察が可能となったので、次年度に各種オミクス解析を行う計画である。
生きたヒト脳スライスのラジカルイメージによる脳虚血耐性と薬効評価システムの開発

難治てんかん患者の手術例3例において側頭葉皮質を生かしたまま採取し、ポジトロンスライス計測によるブドウ糖代謝計測、光学計測による神経伝達計測を行った。lucigeninによるスーパーオキサイド発生の経時的画像定量法はこのうち3例で行なうことができた。実験時に、同じ計測環境でラット脳スライスを用いた計測を行い、おなじ反応が得られることを確認した。今回の手術症例も全ての手術患者が術前にポジトロンCTでの代謝計測と神経受容体システムに関しての計測が行われており、その結果をMRIと対応させ局所反応に関するdataを得ることができた。解析を行った結果、刺激を加えた際のスライス上の反応が安静時の生体での代謝と良く一致していることを見いだし、生体での計測とスライスでの計測を有る指標で定量的に比較できるという可能性を見いだした。論文投稿中である。同様なアプローチでラジカルイメージにおいても、スライスの動態計測で計測されるラジカル発生の画像化と、組織内で定量される発生ラジカルの定量との対比法の確立にある。In vitro dataをさらに増やし、解析中であるが現時点では得られたデーターの解釈に関しまだ検討の余地が大きい段階にとどまっている。一方で、対比のために行った虚血動物モデル実験では急性期の内因性アデノシンの放出をin vivo計測できる可能性を見いだすことができており、本モデルでのラジカル解析を今後の課題として行う予定としている。本年の研究では、難治てんかん患者の手術例6例において側頭葉皮質を生かしたまま採取し、ポジトロンスライス計測によるブドウ糖代謝計測、光学計測による神経伝達計測を行った。ただし、標本採取からスライス切片の作成、運搬を行いながらスライスの鮮度を保った安定した計測を行うためには、運搬時の脳スライス保護法をさらに確立する必要があると考えた。論文投稿中である。そのためには、次年度もin vitro dataをさらに増やし、組織内定量値との回帰関数を確定する必要があり。In vitro計測を終了したスライスは凍結保存してあり、次年度での測定症例数を増やした後にまとめて、活性酵素定量を行う計画である。論文投稿中である。
小学校理科における「真正な科学」を通した人間性の涵養に関する実践的研究

本研究の目的は,理科授業において「真正な科学」に基づく学習が人間性の涵養に有効であるか否かを明らかにすることである。この目的を達成するために,2019年度では,その学習過程の具体化と評価方法の検討を行う。2020・21年度においては,小学校理科において,同じ児童を対象に長期的に実践を行う。そして,2022年度において,2020・21年度の2年間,9単元に渡って収集したデータを基に質的・量的の両側面から効果検証を行う。
Toll-like受容体シグナルにおけるTRAF6の生理機能解明

1.TRAF6下流に位置する候補因子の同定TRAF6下流でNFkB、MAPKの活性化に関与する分子として、TAK1、MEKK1-3などのMAP3K familyの関与が示唆されている。そこで、HeLa細胞を用いてそれら候補因子をRNA interferenceによりknockdownし、NFkB、MAPK活性化に対する影響を検出したところ、TAK1のknockdownによりMAPKの活性化は顕著に抑制されたが、NFkBの活性化は部分的にしか抑制されなかった。一方、MEKK3のknockdownでは、MAPKの活性化には影響がみられなかったが、NFkB活性化の抑制が観察された。これらの結果から、TRAF6を介したMAPKの活性化にはTAK1が必須であるが、NFkBの活性化にはTAK1およびMEKK3が関与することが示唆された。NFkB活性化におけるTAK1とMEKK3の制御関係の解析を行った。TAK1のknockdownはMEKK3過剰発現によるNFkB活性化に影響を与えなかった。一方、MEKK3のknockdownはTAK1の活性化に影響を与えなかったが、TAK1過剰発現によるNFkB活性化を抑制した。これらの結果から、MEKK3はTAK1の下流においてNFkBの活性化を制御する可能性が示唆された。TLRのシグナルにおけるTRAF6欠損の影響を、種々のTLRを発現しているマクロファージを用いて解析した。TRAF6 KOマウス由来の脾臓細胞をM-CSF存在下で培養することにより、TRAF6欠損マクロファージを調製した。1、MyD88依存的経路のみを有するTLR2、5、7、9を介したシグナルの解析ヘテロ由来およびKO由来のマクロファージを、MALP-2(TLR2/6)、BLP(TLR1/2)、Flagellin(TLR5)、R848(TLR7)、CpG-DNA(TLR9)で刺激した後、NFκBおよびMAPK(JNK、p38、ERK)の活性化を検出したところ、すべての刺激においてTRAF6欠損マクロファージではそれらの活性化が消失していた。さらに、TNF、IL-6のサイトカイン産生もTRAF6欠損マクロファージでは消失していた。2、TRIF依存的経路のみを有するTLR3を介したシグナルの解析TLR3のリガンドであるPoly(I:C)刺激に対してNFκB、MAPKの活性化は、ヘテロ由来およびKO由来ともに同程度に誘導された。また、IFN-inducible geneであるIP-10の産生および細胞表面のCD86の発現増強についても変化はみられなかった。3、MyD88およびTRIF依存的経路を有するTLR4を介したシグナルの解析TLR4のリガンドであるLPS刺激に対して、TRAF6欠損マクロファージではNFκB、MAPKの活性化の遅れが観察された。しかし、TNF、IL-6産生はTRAF6欠損細胞で顕著に低下していた。一方、IP-10の産生、CD86の発現増強には顕著な差異がみられなかった。以上の結果から、TRAF6はMyD88の下流に位置し、MyD88依存的経路において必須の分子であるが、TRIF依存的経路には関与しないことが判明した。
鉄代謝依存性新規プログラム細胞死(フェロトーシス)のCOPD病態での役割

COPD病態では、Programmed cell death(PCD)の亢進が病態進展上重要と考えられている。近年、リン脂質酸化を伴う鉄依存性、カスパーゼ非依存性のPCDであるフェロトーシスが報告された。我々は、COPD肺に鉄の過剰な蓄積が起こっていることに着目し、フェロトーシスが喫煙によって誘導され、COPD病態に関与するかを検討した。酸化されたリン脂質をグルタチオン依存性に直接還元する酵素であるGPx4はフェロトーシスの主要な制御因子として報告されているが、我々はこのGPx4過剰発現マウスおよびヘテロノックアウトマウスを用いて喫煙暴露実験を行なった。GPx4過剰発現マウスでは、喫煙暴露によって生じる細胞死や脂質過酸化を有意に抑制すると同時に、肺気腫を含めたCOPD病態形成を抑制した。またヘテロノックアウトマウスでは、細胞死や脂質過酸化の悪化とCOPDフェノタイプの悪化を認めた。COPD患者肺組織や喫煙暴露動物モデルでは、気道における細胞内への鉄蓄積の亢進が確認された。有害な遊離鉄の蓄積を防ぐために鉄はフェリチンとして貯蔵されているが、近年、オートファジーを介してフェリチンを遊離鉄に分解する作用が明らかにされた。フェリチンがNCOA4という積み荷受容体を介して特異的に分解されるオートファジーはフェリチノファジーと名付けられ、細胞内遊離鉄産生からフェロトーシスを誘導することも明らかとなっている。今回In vitroでは肺上皮細胞にNCOA4siRNAによってノックアウトし、In vivoでもNCOA4siRNAの経気道投与実験を行なって、フェリチノファジーがCOPDにおける遊離鉄過剰の機序に関わっている可能性を証明した。フェリチノファジーが遊離鉄過剰やそれに引き続く脂質過酸化に関与し、フェロトーシスを誘導することでCOPD病態に関与する可能性が考えられた。当初の研究予定では,COPDにおけるフェロトーシスの役割の解明であったが、そこにとどまらず、さらなる機序の解明として、フェリチノファジーがCOPDにおける遊離鉄過剰の機序に関わっている可能性を証明した。より臨床治療的な見地から、喫煙暴露マウスへの鉄キレート剤やFerrostatin-1の投与実験、NCOA4siRNAなどの長期吸入実験を行い、最終的にフェロトーシス、フェリチノファジーを標的としたCOPD治療応用について検討していく予定である。肺上皮細胞におけるプログラム細胞死(PCD)の亢進は、慢性閉塞性肺疾患(COPD)病態の進展上重要な病態である。近年、リン脂質酸化を伴う鉄依存性、カスパーゼ非依存性のPCDであるフェロトーシスの存在が報告された。またフェリチン特異的オートファジー(ferritinophagy)の亢進は、フェリチンから遊離鉄(Fe2+)への分解を介してフェロトーシスを誘導する。COPD患者では肺組織への鉄の過剰な蓄積が報告されるが、COPDを含めた呼吸器病態へのferritinophagy及びフェロトーシスの関与はこれまで検討されていない。本検討では、培養細胞および動物モデルを用いて、COPD病態へのフェロトーシスの関与と病態形成に与える影響を明らかにし、病態理解と新たな治療戦略の構築を目的とする。本年度は、COPD患者肺組織における、脂質酸化および細胞内鉄沈着の検討を行い、気道上皮細胞での鉄の沈着および脂質酸化(LC-MS)の亢進が確認された。COPD患者肺組織を用いた検討では、気道上皮細胞での鉄の沈着および脂質酸化(LC-MS)の亢進が確認された。このことから、COPD病態と、肺上皮細胞の鉄沈着、脂質酸化が関与していることが示唆された。培養細胞の検討では、肺上皮細胞においてCSE刺激により気道上皮細胞での遊離鉄が亢進すること、また細胞内遊離鉄をキレート剤で減少させることにより、脂質酸化および細胞死が軽減されることが確認された。フェロトーシス阻害薬であるFerrostatin-1を用いても同様の効果が確認された。さらにsiRNAを用いたGPx4ノックダウンは細胞死、脂質酸化いずれも増悪したことから、HBECにおいてCSEにより誘導されるフェロトーシスの存在が確認された。COPD肺組織を用いた実験、および気道上皮細胞を用いたin vitroの実験いずれも、当初想定していた仮説通りに結果が出ている。

有害な遊離鉄の蓄積を防ぐために鉄はフェリチンとして貯蔵されているが、近年、オートファジーを介してフェリチンを遊離鉄に分解する作用が明らかにされた。フェリチンがNCOA4という積み荷受容体を介して特異的に分解されるオートファジーはフェリチノファジーと名付けられ、細胞内遊離鉄産生からフェロトーシスを誘導することも明らかとなっている。今回In vitroでは肺上皮細胞にNCOA4siRNAによってノックアウトし、In vivoでもNCOA4siRNAの経気道投与実験を行なって、フェリチノファジーがCOPDにおける遊離鉄過剰の機序に関わっている可能性を証明した。フェリチノファジーが遊離鉄過剰やそれに引き続く脂質過酸化に関与し、フェロトーシスを誘導することでCOPD病態に関与する可能性が考えられた。当初の研究予定では,COPDにおけるフェロトーシスの役割の解明であったが、そこにとどまらず、さらなる機序の解明として、フェリチノファジーがCOPDにおける遊離鉄過剰の機序に関わっている可能性を証明した。現在GPx4遺伝子改変マウスの検討(GPx4へテロノックアウトマウス、GPx4 TGマウス)を用い、6ヶ月間喫煙暴露COPDモデルの検討を行っている。さらに電子顕微鏡による肺上皮細胞の細胞死の形態学的特徴について検討予定としている。カスパーゼ非依存性の細胞死であることを確認するため、cleaved caspase3活性についても検討中である。また次に細胞内遊離鉄増加のメカニズムをフェリチノファジー関与の観点から検討する予定である。より臨床治療的な見地から、喫煙暴露マウスへの鉄キレート剤やFerrostatin-1の投与実験、NCOA4siRNAなどの長期吸入実験を行い、最終的にフェロトーシス、フェリチノファジーを標的としたCOPD治療応用について検討していく予定である。ノックアウトおよびトランスジェニックマウスを用いて動物実験を行う。また半年間要する喫煙暴露実験にも使用する。その他、質量分析、免疫染色、ウェスタンブロッティング、ELISA、電子顕微鏡による検討にも使用する。
環境微生物に由来する水中エンドトキシンの動態・制御とその健康リスクの同定

本研究では,琵琶湖・淀川水系におけるエンドトキシン濃度分布を調査し,下水処理放流水が水系内汚染源となりうること,またラン藻類の一種( Synechococcus属)が水系内のエンドトキシンの変動に寄与する可能性を示した。浄水プロセスにおける挙動を調べた結果,高度処理された浄水中にも約10 EU/mLのエンドトキシンが残存した。また,下水処理放流水相当の濃度で細胞生存率が約80%に低下した他,遺伝子/タンパク質レベルでIL-8の発現量が増大した。水道原水中に混入しうるエンドトキシン量およびその存在状態を調べるため,Escherichia coli, Microcystis aeruginosa, Synechococcus sp.の3株を対象として,細胞数とエンドトキシン量の関係を求めた。その結果,一細胞当たりのエンドトキシン量は,E.coli>Synechococcus sp.>M.aeruginosaであること,またSynechococcus sp.はM.aeruginosaと比較して約100倍高いエンドトキシン活性を示すことがわかった。これらの結果と微生物群の季節変動を併せて考慮すると,琵琶湖などの閉鎖水域においては夏季に繁殖するとされるSynechococcus sp.などのピコ植物プランクトンの寄与が高いと推定される。また,これらの微生物細胞を異なる塩素濃度で処理した場合,エンドトキシンの分画によりその挙動が異なること,すなわち結合エンドトキシンが塩素処理により容易に低減するのに対して,遊離エンドトキシンはむしろ増大することを示した。冬季に実施した琵琶湖・淀川水系におけるエンドトキシン測定調査の結果から,下水処理放流水の混入によりエンドトキシン濃度が10倍程度高くなることを示した。なお,環境水中の全菌1細胞当たりのエンドトキシン量は,E.coliのそれの1/5程度と比較的高い値を示した。さらに,淀川から採取した環境水を対象として,水中有機物試料の分画と濃縮を行うための処理方法にっいて検討を行い,ヒト表皮角化細胞を用いて分画ごとの細胞毒性試験を行ったところ,エンドトキシンを含む高分子分画に強い細胞毒性が確認された。淀川中流域から取水する高度浄水処理施設を選定し,浄水処理過程におけるエンドトキシンの挙動を調べた。採水は冬季に計3回実施し,一般細菌数(SPC),従属栄養細菌数(HPC),全菌数(DAPI),総エンドトキシン,遊離エンドトキシンを測定した結果,着水井における総エンドトキシンの平均値は75.1(EU/mL),遊離エンドトキシンは38.7(EU/mL)であった。着水井の値を基に各プロセスにおける除去率を算出したところ,SPC,HPC,DAPI,総エンドトキシン,遊離エンドトキシンともに凝集・沈殿処理により良好に除去されることがわかった。急速ろ過プロセスにおける平均除去率は,総エンドトキシンで86.2%(78.192.8%),遊離エンドトキシンでは79.5%(65.195.5%)と若干低い値を示した。また,急速ろ過以後の試料ではその大部分が遊離エンドトキシンとして水中に残存していること,微生物の再増殖が起こりやすい状況にある試料では遊離エンドトキシンの比率低下が確認された。高度浄水処理水中には,約10EU/mLのエンドトキシンが残存していることが明らかになった。一方,通常処理水および高度浄水処理水それぞれの供給区域において給水栓水中のエンドトキシン濃度を測定したところ,通常処理水のエンドトキシン濃度は1.48±0.69EU/mLであるのに対して,高度浄水処理水では9.1±2.4EU/mLと約10倍高いことが判明した。さらに,昨年度調製した環境水の高分子分画および親水性有機物分画をヒト表皮角化細胞に曝露したところ,エンドトキシンを含む高分子分画曝露により細胞数あたりの前炎症性サイトカイン(IL-8およびTNF-α)分泌量が顕著に増大した。しかし,親水性有機物分画曝露では有意な変化は見られず、水中に残存する高分子物質が免疫毒性に寄与する可能性が示された。水道水中に存在する免疫毒性物質として微生物由来物質であるエンドトキシンと消毒剤に着目した。まず,エンドトキシン曝露による影響を評価するため,DNAマイクロアレイ解析試料の調製方法(エンドトキシン曝露条件の検討)と免疫応答変化の指標となりうる遺伝子の選定を行った。曝露条件として,曝露溶液中の増殖添加剤の有無,曝露時間および曝露濃度を変化させ,RT-PCR手法によりエンドトキシン認識に関わる遺伝子群の発現量を調べ,適切な曝露条件を決定した。その結果,曝露条件として以下の条件を選定した。1)添加剤の有無:あり,2)曝露時間:8時間,3)曝露濃度:1000および3000 ng/mL上記条件にてエンドトキシンを曝露したケラチノサイトからRNAを調製し,ヒトホールゲノムタイプのDNAマイクロアレイ解析により,発現強度比が変化した遺伝子群を調べた結果,炎症反応メディエーターであるIL-8の発現量が約1.3倍に増加しており,以降ではIL-8の産生量を指標として免疫毒性評価を行うこととした。

また,消毒剤である次亜塩素酸がヒトケラチノサイトに及ぼす影響を明らかにするため,次亜塩素酸の曝露方法の検討を行った。次亜塩素酸は有機物と反応して速やかに消費されると考えられるため,PBS溶液により目標濃度まで希釈を行ったうえで,1回の曝露時間は15分以内に抑える必要がある。さらに,次亜塩素酸曝露による遺伝子応答変化を調べたところ,IL-8の発現強度増加は確認されなかった。そこで,エンドトキシン単独曝露,次亜塩素酸単独曝露,および両者の複合曝露時の培養液上清を用いて,ELISA法によりIL-8産生量を比較した。その結果,わずかではあるが複合曝露(次亜塩素酸10 mg/L,15分曝露の後にエンドトキシン3000 ng/mL,824時間曝露)によりIL-8産生量が増大することが示された。
日本経済の低迷期における金融市場と企業金融

金融市揚や個別企業に関するデータを収集し、理論モデルに基づき、計量分析を行った。データには単位根が確認され、また、パネルデータの残差相関も見られた。そこで、こうした推計バイアスを除去した上で分析を進めた。第1に、売上高の上昇や購入額の減少が、買掛債務に対する売掛債権の比率を押し上げるという結果が得られた。また、銀行貸出が厳しくなると、非製造大企業の買掛債務に対する売掛債権の比率が大きくなり、メルツァー効果と整合的な結果が得られた。また、売り手の機会費用となる利子は売掛債権額に織り込まれている動きとなった。次に、Hodorick and Prescott(1997,JMCB)フィルターを利用して、日本のGDP成長率のトレンドを分析した。これによると、98年第3・4四半期が最も低迷した時期であった。そこで、推定結果を90年代の低迷期にあてはめると、停滞が金融ショックに因るのは98年に限定され、それ以前では、実物的マイナス要因が働いているという結論に至った。これは、近年、学会で注目されている生産面からのマクロ分析の結果とも一致する。研究成果は、日本金融学会、日本経済学会、そして、Asia-Pacific Economics Associationで発表を行った。これらで得られたコメントをもとに、データの追加・再推計を行った。特に、企業の資本比率を説明変数に加えると、回帰式の説明力が高まった。こうして、メルツァー効果が、金融市場のマクロ的要因だけでなく企業財務のミクロ的要因も含めて整合的な形で検証出来た。また、ミクロ的非対称性が明らかになり、内外の研究でこの効果の有意性が線型モデルで頑強でないのは、金融環境にたいする各企業の非対称的反応と関係が深いことが明らかになった。現在、論文は、海外のレフェリー付き学術専門誌へ投稿中である。日本企業の個別財務データを中心に収集し、金融市場の動向と企業金融の関連を計量的に分析した。第1に、日本経済学会や日本金融学会などに参加し、関連の研究動向を把握するよう努めた。その結果、従来の研究では、理論的裏付けが希薄となっているケースが多いと感じたので、今回の研究では、理論的背景となる文献を見つけ出し、それを踏襲した形で、推定式を定めた。実際に、入手したデータを吟味すると、単位根の存在が確認された。また、パネルデータ特有の残差相関も見られた。そこで、こうした推計バイアス要因を除去することに注意を払った上で、分析を進めていった。理論上、売上高の上昇や購入額の減少が、買掛債務に対する売掛債権の比率を押し上げるということを予測し、その通りの実証結果を見出した。また、銀行の貸出が厳しくなると、非金融大企業の買掛債務に対する売掛債権の比率が大きくなる結果を見出した。これは、メルツァー効果と呼ばれる現象で、今回の研究の大きな成果の1つと言える。こうして得られた結果を、90年代の日本経済にあてはめてみると、停滞が金融的ショックから由来していると言えるのは、98年の金融危機に限定されるという解釈を得た。それ以前では、実物的マイナス要因が働いているという結論に至った。こうした結論は、Hayashi and Prescott(RED,2002)の生産面からの分析とも一致し、興味深い結果となった。そこで、こうした研究成果を踏まえ、初稿段階としての論文にまとめた。17年度では、日本金融学会、日本経済学会、Asia-Pacific Economics Association国際コンファレンスで、論文を発表する予定となっており、これらを通して、現在の論文を改訂していく予定である。その上で、マクロ的現象なども視野に入れ、今後の研究をさらに進めてゆきたい。昨年度の研究成果を踏まえ、福島大学ディスカッションペーパーとしてまとめた。

その上で、日本金融学会及び、日本経済学会といった全国大会で研究報告を行った。また、論文は英文で書かれているので、Asia-Pacific Economics Associationと言う国際学会でも発表を行った。さらに、本学および他大学の研究会にも招かれ、学会の通常の割当て時間よりも長い形式で報告する機会も得ることが出来た。こうして得られた多くのコメントをもとに、データの追加・再推計を行った。主な、改訂点は、より個別企業の事情を加味した上で回帰分析するという作業であった。そこで、有価証券報告書の決算数値だけでなく、文章記述欄にも目を通し、金属などの商品に関する特徴的な取引の動きも把握し、また、個別企業の資本比率などの説明変数を加えることによって、回帰分析の説明力を高めることが出来た。このような点をまとめ、論文をあらたな改訂版として作成した。今年度当初の段階では、金融市場の変数により、企業行動がどのように変化するかに注目した論文であったが、今年度末の段階では、市場の変数に加え、個別企業のミクロ的事情も考慮に入れた分析となった。また、こういった追加点が、むしろ、従来の市場変数の推定結果をより強固なものになる結果となった。経済学的解釈から言えば、メルツァー効果が、マクロ的影響だけでなくミクロ的影響も含めて整合的な形で検証出来た。近年、金融市場と企業金融の関係は、政府の研究機関を始め多くの研究者が関心を寄せている。改訂にあたっても、学会参加などで知り得た関連報告も視野に入れ、他の研究成果との比較の中で、今回の研究で明らかになった点をより鮮明なものにした。来年度は、関連する分野への幅を広げると共に、より完成度を高めた研究としてまとめていきたいと考えている。昨年度の国内・国際学会や大学セミナーでの発表で得た多くのコメントをもとに、今年度は、完成版に向けて、論文のさらなる改訂を中心に行った。特に最近、国内外の経済学者の中で、流動性制約下にある企業の資金繰りが、注目されたテーマとなっており、今回のテーマと関連する研究との比較を中心に検討した。例えば、今年度の日本経済学会では、企業金融に関する論文の討論者としての依頼を受け、コメントを行った。また、全米経済研究所の研究会では、経済変動と企業金融について共通の関心を持った研究者と討議することができ、その後、拙著を相手方に送付した。また、European Economic ReviewにおいてもMateut et. al (2006)によってイギリスの企業データを使った金融と信用取引についての研究が注目されている。本研究では、こうした内外の最新の企業金融と金融市場に関する研究成果を踏まえ、比較考察のもと、論文の改訂を続行した。特に、本研究の実証分析では、メルツァー効果のミクロ的非対称性が明らかになり、内外の研究でこの効果が一貫した形で明らかにならないのは、金融環境にたいする各企業の非対称な反応と関係が深いことが、本研究成果から示唆できることになる。また、本研究のもう一つの特徴である日本経済の低迷期についての考察も深めた。
植物構造システム形成における内生・外生プログラムによる力学的最適化

これまで、植物が機械刺激を内生発生プログラムに反映し利用している可能性については、ほとんど議論されてこなかった。多くの植物発生研究者が、研究手法の確立した分子生物学的・遺伝学的研究を行っている状況の中で、植物を対象とした張力測定や張力の人為的なコントロールといった機械刺激を扱う実験手法が確立されてこなかったことがその要因である。本研究では、植物がもつ2種類の構造システム形成戦略、(1)表皮のタガとしての機能と内部構造の最適化戦略システム、および、(2)重力を含む機械刺激による根系形成の最適化戦略システム、を読み解くことで、機械刺激が植物の形態形成を制御し、力学的構造最適化を図るしくみを明らかにする。このデータをもとに、様々な機械的攪乱に強い建築基礎のモデルを提案することを目的としている。本年度は、領域の発足に伴い、実質的には10月以降、研究がスタートし、本計画研究の遂行にあたり、研究技術の開発と平行し、研究も順調に進んでいる。まず、研究(1)のためには、Atomic Force Microscopeによる、細胞・組織表面の堅さ測定が必要不可欠である。このため、総括班でAFMを購入した。一方、植物を材料としてAFMを用いている研究者は国内にはいないため、ENS Lyon (France)のOlivier Hamant博士の所にAFMの利用方法などを習いに行った。この技術開発に伴って、これまで不可能であるとされてきた根の表面の堅さ測定にも成功した。今後、測定法の改良が必要だが、今年度中に、早くも、根と茎の両方を材料に、AFM試験ができる目処がたった。研究(2)では、土中の根系を可視化し、根系の地面に張り付く力を測定するための技術開発の準備を行った。根系の可視化にはX線CT scanを利用する目処がたち、張り付く力の測定には、引っ張り試験機を利用することとした。本研究では、(1)表皮のタガとしての機能と内部構造の最適化戦略システム、および、(2)重力を含む機械刺激による根系形成の最適化戦略システム、を読み解くことを目標としている。この新学術領域研究の中で、研究(1)の実施のために、AFMの利用は必要不可欠であり、この新学術領域の目玉の一つにもなる、植物表面の堅さ測定の実施が重要な課題となることは明らかであった。初年度は、10月からのスタートであったが、フランスで、AFMの利用法や活用法を修得し、現在、その効率化などを行っている。来年度以降、実質的にAFMを利用した研究が展開できる目処がたったのは大きな成果であると言える。また、これまで、世界的にも類を見ない、根の表面の堅さ測定の目処も立ったことから、本研究にも、大きな一歩となった。実際、根の堅さは、茎の堅さの約1/100と、かなり柔らかいことがわかり、今後、この堅さがどのように植物の形態形成の最適化を担っているかが明らかになると思われる。さらに、本研究のもう一つの課題である根系と地盤への張り付く力について、根系可視化のためのX線CTスキャン利用の目処が立ったことも大きな成果である。実際、シロイヌナズナとトマトの根系を可視化したが、十分、3次元構造解析に耐えうる解像度で可視化できた。また、張り付く力の測定も、引っ張り試験機を利用することで、正確に測ることができる事がわかり、現在導入準備中である。このように、今回提示した全ての研究項目が順調に進んでいる(1)表皮のタガとしての機能と内部構造の最適化戦略システムの解明機械刺激が茎の内部発生の力学的構造最適化を図るしくみを明らかにするために、茎にクラックが入るclv3 det3突然変異体を利用する。この突然変異体を用いて、機械刺激がどのように内部の細胞分裂活性を制御するのか、また、サプレッサースクリーニングを通して、関連遺伝子を単離し、機械刺激が制御する内生発生プログラムの分子機構を明らかにする。また、植物感染性線虫の根への感染により形成される根瘤形成をモデルとして、機械刺激が根の内部発生の力学的構造最適化を図るしくみを明らかにする。茎と根と両方の異なるモデル系を用いて、総合的に、機械刺激が制御する内生発生プログラムを通じた力学的最適戦略システムの解明を行う。(2)重力を含む機械刺激による根系形成の最適化戦略システムの解析X線CTスキャンを用いて、様々な植物種の、様々な根系をモニターする。さらに、それぞれの植物の引張試験をおこない、地面に張り付く力の測定を行う。さらに、根系構造と地面に張り付く力との相関を多次元解析し、どのような表現型が、機械的に地面に張り付く力に貢献しているのかを検討していく。次に、様々な地盤状況を再現し、どのように土壌中の根が機械的ストレスを感じ、それに対抗するように最適化構造を構築するかをシミュレーションする。その予想結果に応じて、3Dプリンターなどで模型根を人工的に形成し、実際、機械的攪乱に強くなったかを検証していく。

本研究では、植物がもつ2種類の構造システム形成戦略、(1)表皮のタガとしての機能と内部構造の最適化戦略システム、および、(2)重力を含む機械刺激による根系形成の最適化戦略システム、を読み解くことで、機械刺激が植物の形態形成を制御し、力学的構造最適化を図るしくみを明らかにする。このデータをもとに、様々な機械的攪乱に強い建築基礎のモデルを提案することを目的としている。本年度は、領域の発足に伴い、実質的には10月以降、研究がスタートし、本計画研究の遂行にあたり、研究技術の開発と平行し、研究も順調に進んでいる。まず、研究(1)のためには、Atomic Force Microscopeによる、細胞・組織表面の堅さ測定が必要不可欠である。このため、総括班でAFMを購入した。一方、植物を材料としてAFMを用いている研究者は国内にはいないため、ENS Lyon (France)のOlivier Hamant博士の所にAFMの利用方法などを習いに行った。この技術開発に伴って、これまで不可能であるとされてきた根の表面の堅さ測定にも成功した。今後、測定法の改良が必要だが、今年度中に、早くも、根と茎の両方を材料に、AFM試験ができる目処がたった。研究(2)では、土中の根系を可視化し、根系の地面に張り付く力を測定するための技術開発の準備を行った。根系の可視化にはX線CT scanを利用する目処がたち、張り付く力の測定には、引っ張り試験機を利用することとした。本研究では、(1)表皮のタガとしての機能と内部構造の最適化戦略システム、および、(2)重力を含む機械刺激による根系形成の最適化戦略システム、を読み解くことを目標としている。この新学術領域研究の中で、研究(1)の実施のために、AFMの利用は必要不可欠であり、この新学術領域の目玉の一つにもなる、植物表面の堅さ測定の実施が重要な課題となることは明らかであった。初年度は、10月からのスタートであったが、フランスで、AFMの利用法や活用法を修得し、現在、その効率化などを行っている。来年度以降、実質的にAFMを利用した研究が展開できる目処がたったのは大きな成果であると言える。また、これまで、世界的にも類を見ない、根の表面の堅さ測定の目処も立ったことから、本研究にも、大きな一歩となった。実際、根の堅さは、茎の堅さの約1/100と、かなり柔らかいことがわかり、今後、この堅さがどのように植物の形態形成の最適化を担っているかが明らかになると思われる。さらに、本研究のもう一つの課題である根系と地盤への張り付く力について、根系可視化のためのX線CTスキャン利用の目処が立ったことも大きな成果である。実際、シロイヌナズナとトマトの根系を可視化したが、十分、3次元構造解析に耐えうる解像度で可視化できた。また、張り付く力の測定も、引っ張り試験機を利用することで、正確に測ることができる事がわかり、現在導入準備中である。このように、今回提示した全ての研究項目が順調に進んでいる(1)表皮のタガとしての機能と内部構造の最適化戦略システムの解明機械刺激が茎の内部発生の力学的構造最適化を図るしくみを明らかにするために、茎にクラックが入るclv3 det3突然変異体を利用する。この突然変異体を用いて、機械刺激がどのように内部の細胞分裂活性を制御するのか、また、サプレッサースクリーニングを通して、関連遺伝子を単離し、機械刺激が制御する内生発生プログラムの分子機構を明らかにする。
運動における精神的ストレス反応の多面的解析

本年度は、運動固定と自由選択の違いによって潜在的抗酸化能と心理的(気分)評価に及ぼす影響について成果発表を行った。対象は49名、平均年齢22.4歳、運動条件を種目固定群、および自主選択群に設定し60分間の運動を実施し解析・評価した。生理的指標として末梢血採取によるd-ROMs、BAPを測定し、気分評価にはPOMSを用いた。生理的評価は運動条件の違いに関係なく、BAP、修正比について有意な改善がみられ、気分的評価は、運動条件にかかわらず情緒に関わる尺度で有意に改善がみられた。60分間の運動でも心理的変化が観察され、個人裁量に任せたペースの運動では潜在的抗酸化能がより高まることが示された。次に、低酸素暴露のストレス条件下において、特性不安の高低4群によって不安感のプロファイル等の検討を行った。対象は344名、平均年齢22.8歳、低酸素環境下における生理学的反応の観察を行い、主観的感覚を定量化し特性不安群別に評価した。方法は低酸素暴露キットを用い、HR,SpO2(%),自覚的運動強度RPEを測定し、数分間のマスク装着による自由呼吸、除去後の回復呼吸を観察した。特性不安群×男女別×1分毎の多変量解析では有意差を認め(p<0.04)、男女による主観的感覚と生理学的反応の相違がみられた。その他、ダンサーの公演へ向けた気分評価と痛みの自覚的評価について、5-HTTLPRおよびCOMT遺伝子多型の関連性についても成果発表を行った。プロを目指したダンサーらは、実際は公演前に慢性疾患の痛み等があるにも関わらず、主観的な痛みの申告や緊張尺度が、配役決定日までのストレス環境下において強く、これらの遺伝子多型の関連性が有意にみられる結果となった。以上、引き続き実験、解析・評価を進めていく。新規対象群の観察研究を行うための打合せ、試合等シーズンに合わせた介入時期の調整の遅れにより、調査セッティングがやや遅延している。引き続き、多面的な解析が出来るようデータ蓄積を行うとともに包括的研究を進める。また、期間中に本軸が振れないように随時対応し、調整する。本年度は、運動条件を固定、もしくは自主選択による運動によって潜在的抗酸化能と気分表出との関連性に相違があるか検討し、一部成果発表を行った。運動条件を固定した調査の対象は25名(男性13名、女性12名)、平均年齢22.2歳。運動条件はバスケットボール、バドミントン、卓球、体力テストの4種目をローテーション形式で行い、15分毎、延べ1時間行った。生理的指標として末梢血採取によるd-ROMs、BAPを測定し、気分評価としてPOMSを用いた。統計学的検討は対応のあるt検定ならびに分散分析を行い、有意水準は5%未満とした。結果として生理的指標のうち、運動前後のd-ROMs値は上昇や下降を呈したが、全体としてわずかに上昇していた。一方、BAP値はほとんどの対象者が上昇を認めた(p<0.001)。運動前後の修正比は、有意ではないが0.89から0.94に上昇した。POMS評価は全尺度において有意に改善した(p<0.01)。運動条件を固定した場合、運動したことで修正比が低いなりにも上昇し、主観的気分評価の改善も認められたことから、ある一定の運動が明らかに抗酸化能の上昇や心理的プラス効果をもたらし、ストレス解消の一助になりうるものと考えられた。自主選択により運動した条件については解析中であり次年度報告予定である。また登山、雪洞における生理指標と5-HTTLPR遺伝子多型との関連性についても解析・評価を進め、一部学会発表、論文発表を行った。並行して包括的遺伝子多型解析の実験準備を進めている。実験、解析・評価は概ね予定通り進んでいる。

プロを目指したダンサーらは、実際は公演前に慢性疾患の痛み等があるにも関わらず、主観的な痛みの申告や緊張尺度が、配役決定日までのストレス環境下において強く、これらの遺伝子多型の関連性が有意にみられる結果となった。以上、引き続き実験、解析・評価を進めていく。新規対象群の観察研究を行うための打合せ、試合等シーズンに合わせた介入時期の調整の遅れにより、調査セッティングがやや遅延している。実験時期を前後、並行させて進め、期間中に本軸より振れないように随時対応する。引き続き、多面的な解析が出来るようデータ蓄積を行うとともに包括的研究を進める。また、期間中に本軸が振れないように随時対応し、調整する。実験が次年度に跨いだため。次年度では引き続き実験・分析に関わる消耗品費をメインに使用し、学会等での成果発表の旅費・その他としても使用予定である。心拍計等計測機器の購入が遅れたため。また学会の旅費使用が抑えられた分、実験・分析に関わる費用を中心に使用予定。
自己表現する主体の育成-「ふしづくり」の教育方法の実証的研究

本年度の研究では、1960年代より岐阜県に始まり今日まで継続している「ふしづくり」の教育実践を以下の2つの方法によって検討し、その実践の本質が音楽科という一教科教育として捉えられるものではなく、表現活動を通して一人ひとりを自律した表現主体に育てることを目的とし、教育課程全般を視野に入れるものであることを明らかにした。第一に、理論的な骨格を作った山本弘の著作を中心に、文献の検討によって初期の「ふしづくり」の特徴を考察すると同時に、1970年代までの主たる実践校である「古川小学校」において重要な役割を果たしたとされる山崎俊宏元教諭、および紺谷健次郎元教諭に聞き取り調査を行い、児童の作文等の資料も得た。これにより、古川実践の初期においては自律的な学ぶ主体の教育に重点があり、「ふしづくり」による表現活動が音楽にとどまらず他教科に波及する性格のものであると考えられていたが、ある時期より音楽科教育の為の効果的な教育方法であるという捉え方が強くなっていったこと、それがふしづくりの衰退期と一致していることがわかった。第二に、小学校における「ふしづくり」の今日的な実践の可能性をさぐるために、小規模校における全校児童集会を「ふしづくり」の中核に位置づける岐阜県「下羽栗小学校」の実践を範型と捉え、下羽栗小学校と、三重県の「鵜川原小学校」において現在進行中の教師の取り組みを記述的に研究しようとした。下羽栗小学校では、音楽表現と国語表現の融合を進め、集会の性格も変化していることが伺えた。鵜川原小学校では、新たに児童集会を発足させようとしたが全教員の理解を得るに至らず、教員対象の講習会の計画を含め次年度以降に持ち越された。
シングル配筋する住宅用RC基礎梁の応力伝達機構に基づく配筋設計の合理化

シングル配筋される住宅用基礎梁の応力伝達メカニズムに基づき、上面割裂破壊を防止して変形限界を大きくする配筋方法を提案した。人通口のために切欠きができる部分に対しては、開口周りの鉄筋量を算定できる解析モデルを提案した。腹部に開孔を設ける場合については、通常の開孔梁の開孔周囲補強筋量の算定方法を検討し、基本的にはシングル配筋梁へも適用できるものとした。基礎立ち上がり部分が不連続となる部分の補強梁については、組立て鉄筋ユニットの使用が有用であることを示した。本研究成果が、社会インフラの基本単位である住宅の耐震安全性向上のための設計に役立つことを期待したい。シングル配筋される梁幅の小さい部材と、通常の梁幅を有し閉鎖型せん断補強筋が配置される部材の基本的な力学性状の違いと応力伝達メカニズムを明らかにするために、せん断補強量を一定として、中間筋のみがせん断補強筋ウェッブ部分の拘束を受ける場合、コーナー筋のみがせん断補強筋ウェッブ部分の拘束を受ける場合、中間筋はせん断補強筋ウェッブ部分の拘束を受けないが、せん断補強筋フランジ部分で抑えられておりその量が異なる場合について、ひずみ測定に重点をおいた実験を実施した。データ解析は次年度も継続するが、トラスメカニズムを形成する主筋が1本、すなわちシングル配筋の場合には、ウェッブコンクリートの圧縮力によって主筋が直接被りコンクリートに押し付けられ、楔効果によって被りコンクリートに割裂引張応力が生じていそうである。シングル配筋部材の曲げ変形限界が、主筋量によらず上面割裂ひび割れの発生によって決定されるという既往の実験結果とも矛盾せず、上面付着割裂破壊メカニズムを表す力学モデルを構築できると思われる。それに基づいて、上面付着割裂破壊が起こり難い配筋方法の提案が可能となる。人通口を設けるために断面を切り欠いた基礎梁について、ひずみ測定に重点をおいた実験結果を解析した。部材長方向で変断面となり、主筋位置が断面せい方向にずれる場合には、単なるあき重ね継手の問題ではなく、主筋端部の定着、主筋間コンクリートを介したトラス作用、曲げモーメントを負担しさらに断面切り欠き部のひび割れ幅の拡大を防ぐための斜め補強筋の作用等が複合するが、応力伝達メカニズムをほぼ把握することができた。次年度も継続してデータ解析を行うが、力学モデルを構築できると思われる。それに基づいて、終局時に断面を切り欠き部で破壊が起こらず、変形能力が確保された良好な曲げ破壊モードとなるようにするための配筋方法の提案が可能となる。実験結果を解析し、力学的つり合いと応力伝達メカニズムを検討した。シングル配筋の場合には、トラス作用によるウェッブコンクリートの圧縮力に、主筋に生じるせん断力だけでは釣り合わず、被りコンクリート相当量のせん断力が生じていることが分かった。つまり、主筋がかぶりコンクリートに押し付けられ、楔効果によって被りコンクリートに割裂引張応力を生じさせている。シングル配筋する断面幅の小さい部材の付着割裂破壊を防止するためには、主筋が楔となって被りコンクリートを割り裂くのを防げばよく、主筋が被りコンクリートに接する面積を大きくすればよい、またせん断補強筋間で主筋の曲げ変形を小さくすればよい。主筋を水平に2本並べた場合には、付着割裂ひび割れの発生が遅れ、せん断終局耐力も大きくなることが確認された。同じせん断補強量なら、間隔を小さくしてせん断補強筋間で主筋の曲げ変形を小さくすればよいが、これについては補足実験を行って検証する必要がある。人通口のために基礎梁が切り欠かれて変断面となる場合には、開口部主筋,一般部主筋にかかる開口端部のせん断補強筋,斜め補強筋の全てが開口隅角部に入るひび割れの開口を拘束し、この部分の曲げモーメントを負担している。実験結果に基づいて構築した力学モデルによれば、この部分の曲げ耐力余裕度ができるだけ大きくなるように配筋を決めるのがよく、力学モデルに基づく配筋設計が可能である。人通口に限らず、設備配管のために基礎梁中腹部に開孔が設けられる場合もある。せん断終局強度式は提案されているが、必ずしも応力伝達メカニズムに基づいていない。この場合にも応力伝達メカニズムを検討し、開孔補強筋を配置する設計を合理化する必要があり、次年度に検討項目に加えたい。継続して実験結果を解析し、力のつり合いと応力伝達メカニズムを検討した。薄肉シングル配筋梁の場合には、トラス作用による腹部コンクリートの圧縮力が梁幅内に分布せず主筋周辺に集中することから、主筋が被りコンクリートに押し付けられ、上面割裂ひび割れを発生させている。さらに、主筋が楔効果で上面割裂ひび割れを押し広げ、上面割裂破壊に到ることが分かった。

主筋が引張降伏した後でも、主筋が楔効果で上面割裂ひび割れを押し広げることに変わりはなく、曲げ変形限界が主筋比に拘わらず上面割裂破壊で決まってしまうことも説明できた。この上面割裂破壊を防止するためには、トラス作用による腹部コンクリートの圧縮力を梁幅内に分布させればよく、主筋が被りコンクリートに接する面積を大きくすればよい。さらに、主筋が楔効果で上面割裂ひび割れを押し広げるのを防ぐためには、腹部コンクリートの圧縮力に対する主筋の曲げ変形を小さくすればよい。そこで、主筋を薄肉の梁幅内で水平に2本並べ、肋筋間隔を小さくした場合の補足実験を行った結果、上面割裂ひび割れが発生してもひび割れ幅が拡大せず、上面割裂破壊に到らないことを確認した。基礎立ち上がり部分が不連続となる部分への適用を考えて、別の目的で実施した組立て鉄筋を用いた梁のせん断実験結果を検討した。梁の構造性能としては補強用基礎梁として使用されても何ら変わることはなく、溶接組立て鉄筋の使用が施工の合理化のために極めて有用であることを確認した。基礎梁腹部に開孔が設けられる場合については、通常の開孔梁についての既往の実験結果を解析し、応力伝達メカニズムを仮定してせん断耐力評価を行い、それに基づく配筋方法の検討を行った。薄肉シングル配筋開孔梁の場合にも基本的には同じと思われるが、シングル配筋と薄肉のためにコアコンクリートが拘束されないことの影響がどう現れるかは今後の課題としたい。応力伝達メカニズムを表す力学モデルを考え、それによって実験結果をほぼ説明できていることから、力学モデルに基づいた配筋の仕方を提案できると思われ、当初の研究目的がほぼ達成できる見通しである。24年度が最終年度であるため、記入しない。シングル配筋する断面幅の小さい部材の上面割裂ひび割れの発生メカニズムについては、ほぼ明らかとなった。さらに、実験的検証も追加して応力伝達メカニズムを表すモデルの信頼性の向上を目指す。基礎梁の腹部に開孔が設けられる場合の配筋設計についても、可能な限り追加して力学的根拠に基づく配筋設計方法の提案に含める予定である。ただし、当初の計画に含めていなかったので、実験的検証には限界がある。24年度の成果も含めて、力学的根拠に基づく配筋設計方法のまとめを行い、品質と構造性能確保するための設計資料を提示する方針である。
希土類錯体の蛍光特性を利用したキャピラリー電気泳動によるDNAの遺伝情報解析

本研究では、遺伝情報解析に適した希土類錯体を用いたDNAラベル化剤の開発、ヒトをはじめとした様々な生物種の遺伝子のPCRによる増幅条件の検討、キャピラリー電気泳動用レーザー蛍光検出システムの設計を行った。1.DNA切断活性を持たない希土類金属を用いて様々な錯体を合成し、その蛍光スペクトルおよび蛍光強度を測定した。その際には、希土類元素としてランタニドを選び、キレート剤を数種選択した。その結果から、これらのものは、全てDNAの遺伝情報解析に適した蛍光特性を有する希土類錯体であることを明らかにした。2.ヒト・酵母・線虫のゲノムから取り出した遺伝子の塩基配列をキャピラリー電気泳動により決定するために、シークエンシング反応の最適化を行った。反応させる際には、DNAポリメレースとして、好熱性細菌由来のBcaBESTおよび高度好熱性細菌由来のTaqを使用した。それぞれの酵素でヒトをはじめとした生物種の遺伝子配列をキャピラリー電気泳動を用いて最も正確に決定できる条件を確立した。さらに、これらのシークエンシング反応生成物を検出するためのレーザー蛍光検出装置を開発した。3.以上の検討結果および希土類錯体の蛍光スペクトルのデータから、希土類錯体を蛍光ラベル化剤として遺伝子配列を決定する際に必要なレーザー蛍光検出装置の設計を行った。これらは、希土類錯体による高感度ラベル化法とキャピラリー電気泳動を結合した高性能遺伝情報解析システムを開発するための基礎的でかつ重要な成果である。今後は、希土類錯体の蛍光特性に合致したレーザー蛍光検出システムとキャピラリー電気泳動を結合したシステムを開発し、希土類錯体で蛍光ラベル化したDNAの遺伝情報解析のための最適条件の検討を行う。
三重項多核芳香族カルベンの安定化

三重項ジ(9-アントリル)はカルベン中心角が殆ど直線で2枚のアントラセン環が直交した構造をとるため、不対電子は非局在化している上、4個のペリ位水素がカルベン中心を立体的に保護しており、熱力学的にも動力学的にも安定であると考えられた。しかし、室温脱気ベンゼン中での寿命は0.5マイクロ秒と非常に短寿命であった。これはアントラセン環の10位でのカップリングによる環状三量化反応が起こるためである。このカップリング反応を抑制するために、10,10'位にフェニル基を導入したジアントリルカルベンは半減期40分の長寿命三重項カルベンであった。本研究では10,10'位での反応を完全に抑制するために、この位置に2,6-ジメチル-4-tert-ブチルフェニル基を導入したビス{9-[10-(2,6-ジメチル-4-tert-ブチル)フェニル]アントリル}ジアゾメタン(1a)を合成し、その光分解によって発生する三重項ビス{9-[10-(2,6-ジメチル-4-tert-ブチル)フェニル]アントリル}カルベン(2a)が室温脱気ベンゼン中では半減期50時間の長寿命三重項カルベンであることを明らかにした。しかし、このカルベンは二次減衰を示し、まだ二量化反応によって減衰している事が示された。10位での二量化が困難であることから、カルベンの反応は再びカルベン炭素で起こっているものと考えられる。このカルベン炭素での反応を抑制する目的で、アントリル基の2,7位にブロモ基を有するカルベンの前駆体ビス{9-[2,7-ジブロモ-10-(2,6-ジメチル-4-tert-ブチル)フェニル]アントリル}ジアゾメタン(1b)を合成し、その光分解によって発生するカルベンの寿命測定を行ったところ、このカルベン(2b)の半減期が6.5分と通常の三重項カルベンに比べて長寿命であるが、母体カルベンに比べて予想外に短寿命であることを明らかにした。元来極めて不安定な化学種である三重項カルベンが他の閉殻分子と同様に室温でも簡便に取り扱え、有機新素材として利用可能にすることを目的として、化学修飾による三重項多核芳香族カルベンの安定化を試みた。安定三重項カルベンの基本骨格としてはビス[9-(10-フェニル)アントリル]カルベン骨格を用いた。このカルベンは4個のペリ位水素がカルベン中心を立体的に保護しているだけでなく、不対電子がアントリル基の共鳴効果によって熱力学的にも安定化され、更にフェニル基が10位からの反応を抑制しているため、室温脱気ベンゼン中では半減期40分の長寿命カルベンである。このカルベンは二次減衰を示すので、カルベン二量体が生成物であると考えられる。この二量化反応を完全に抑制できれば永続的に安定な三重項カルベンが合成できるものと考えられる。1.先駆体ジアゾ化合物の合成:10位からの反応を完全に抑制する目的でフェニル基のオルト位にメチル基を有するカルベンの前駆体ビス{9-[10-(2,6-ジメチル-4-tert-ブチル)フェニル]アントリル}ジアゾメタンを合成した。2.光分解反応生成

物:上記ジアゾ化合物を室温脱気ベンゼン中光分解することによって得られた生成物はNMRでは同定できない複雑なものであった。しかし、質量分析からカルベンの二量体に近い分子量を持つ生成物が主であることが示された。3.ESRスペクトルによる観測:77K、2MTHF中上記ジアゾ化合物の光分解を行ったところ、300Kまで観測できる安定な三重項カルベンが観測された。4.カルベンの寿命測定:室温脱気ベンゼン中上記ジアゾ化合物のレーザー光分解は三重項カルベンを発生し、このカルベンの半減期が約2日もあることが示された。元来極めて不安定な化学種である三重項カルベンが他の閉殻分子と同様に室温でも簡便に取り扱え、有機新素材として利用可能にすることを目的として、化学修飾による三重項多核芳香族カルベンの安定化を試みた。三重項ビス{9-[10-(2,6-ジメチル-4-tert-ブチル)フェニル]アントリル}カルベンは4個のペリ位水素がカルベン中心を立体的に保護しているだけでなく、不対電子がアントリル基の共鳴効果によって熱力学的にも安定化され、更に(2,6-ジメチル-4-tert-ブチル)フェニル基が10位からの反応を抑制しているため、室温脱気ベンゼン中では半減期2日の長寿命カルベンであるが、このカルベンは二次減衰を示し、カルベン中心での二量化反応が完全には抑制されていないと考えられる。従って、このカルベン中心での反応を完全に抑制できれば永続的に安定な三重項カルベンが得られるものと考えられる。1.先駆体ジアゾ化合物の合成:カルベン中心での二量化反応を完全に抑制する目的でアントリル基の2,7位に4つのブロモ基を有するカルベンの前駆体ビス{9-[2,7-ジブロモ-10-(2,6-ジメチル-4-tert-ブチル)フェニル]アントリル}ジアゾメタンを合成した。2.ESRスペクトルによる観測:77K、2MTHF中上記ジアゾ化合物の光分解を行ったところ、300Kまで観測できる安定な三重項カルベンが異性体混合物として観測された。3.低温でのUV/visスペクトルによる観測:77K、2MTHF中上記ジアゾ化合物の光分解を行ったところ、300Kまで観測できる三重項カルベンが観測された。4.カルベンの寿命測定:室温脱気ベンゼン中上記ジアゾ化合物のレーザー光分解は三重項カルベンを発生し、このカルベンの半減期が6.5分と通常の三重項カルベンに比べて長寿命であるが、母体カルベンに比べて非常に短寿命であることが示された。