hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マトリックスモデルによる語彙習得分析研究:シミュレーションと学習者データの検証

この研究は第二言語語彙習得の予測は可能か検証したものである。マトリックスモデルという一つの理論を通して実証研究を行っている。モデルによる予測値と実際の学習者の実測値を比較しモデルの妥当性を検証している。またモデルに基づきシミュレーションを行い、語彙知識変化のパターンや変化の過程を観察している。シミュレーションによる仮想データと学習者のデータを比較し、シミュレーション研究の可能性を追求している。平成20年度前半では、21年度実施予定の実験のコンテンツ作り、実験運営方法の準備に取り組んだ。コンテンツの面では、語彙学習における目標単語をGSL(General Service List)を中心に設定し、さらに被験者への語彙知識調査を実施し、そのデータを基に抽出した。また、付随的語彙学習に使用予定の教材作りに着手した。実験データ収集のためのコンピュータシステム構築においては、専門家の助言を基に、Moodle(オーペンソースのプログラム)を引き続き使用することに決定する。そのため、Moodleの最新版(Ver1.9)を導入し、準備を進める。学習者の語彙知識のデータをDelphi言語で研究者が作成した語彙チェックプログラムを引き続き使用して収集することに決定し、語彙チェックプログラムの改良に取り組んだ。学習者のデータはMoodle上にアップロードして保存する方法を採用した。H20年8月にWorldCALL国際大会(於福岡)、全国英語教育学会に参加し海外、国内のCALLの最新の動向、研究課題についての情報を収集する。これまでに行ってきたMatrix関連のデータを平成20年度の前半から整理し、平成20年の9月にはその一例をまとめ、英国応用言語学会にて発表を行った。H21年3月にはオックスフォード大学での学会に参加し、語学教育におけるL1(母国語)使用についての最新の研究動向を探る。これをもとに付随的語彙学習における注の種類についても引き続きL1、L2の両方を使用して効果を検証していく必要性を確認する。学会に参加する前に、Swansea大学のMeara教授を訪問し、考案していた実験計画について助言を得る。1ヶ月ほどの集中的な意図的学習を行い、その後の学期中には特に意図的な操作を行わず、自然な状態で目標単語の知識の変化を測定することを勧められ、意図的語彙学習条件でのデータ収集法を再考する。研究者は研究全般を統括した。平成20年度の年度末に訪ねたSwansea大学のメアラ教授の助言を下に、平成21年度に実施予定の実験研究デザイン、データの分析方法などについて再度検討を行い、以下の二つのプロジェクトを中心に研究を行った。Project 1このプロジェクトでは、英語を専門としない学生たちを対象に、授業の中で登場する単語の知識が学期を通してどのように変化していくのかを含め調査した。その学期に使用する教材からの単語を含め目標単語200語を抽出し1ヶ月ほど集中して語彙学習を行った。残りの学期中は、学習した単語のチェックを定期的に行い、語彙知識の変化を観察した。前期に一クラス、後期に一クラス実験を行い、それぞれ30名前後の被験者から合計約60名のデータを収集した。Project 2このプロジェクトでは英文科学生を対象とした2クラスに対して実験を行った。それぞれのクラスで目標単語200語を設定し、1週間に50語ずつ1ヶ月をかけて集中的に語彙学習を行った。その際、1つのクラスでは、チェックテストとして毎週学習した50語をテストした。別のクラスではテストとしては目標単語200語すべてを毎回自己チェックする方式を採用した。両クラスにおいて集中学習後、残りの学期は定期的に語彙テストを行ない、語彙知識の変化・定着度を測った。上記のプロジェクトを実施し、データを収集していく一方で、前年度のデータを分析しその結果を学会や論文として発表した。平成21年9月にはスペインで行われた欧州コンピュータ支援言語教育学会においてこれまでの成果を発表した。また、平成22年3月発行の熊本県立大学文学部紀要に論文が掲載された。それに加え、現在2本の論文を投稿し結果を待っている状態である。平成22年度の前半ではこれまでのデータを整理し、最終年度の研究計画を確認した。特に、マトリックスモデルの前提としている移行確率の安定性について再検討することにし、その結果を8月に全国英語教育学会にて発表した。後半では、以下の二つの実験研究を実施した。実験研究1この研究では大学院生2名を対象に、日ごろの大学院生活において単語の知識が学期を通してどのように変化していくのか調査した。Academic Word Listから目標単語200語を抽出し月1回のペースで半年ほどデータを収集した。この研究では語彙知識変化を4つの状態に細分化し、語彙知識が長期的にどのような変化を遂げるのか調べ、マトリックスモデルとの整合性を検証した。この結果については平成23年9月に開催される大学英語教育学会にて発表の予定。実験研究2この研究では英文科学生を対象とした2クラスに対して実験を行った。それぞれのクラスで目標単語200語を設定し、1週間に40語ずつ1ヶ月をかけて集中的に語彙学習を行った。集中学習後、残りの学期は定期的に語彙テストを行ない、語彙知識の変化・定着度を測った。

被験者のデータでマトリックスモデルに再適応しているものを2件抽出し、それに対してシミュレーションを行い、語彙知識変化の予測について考察をまとめた。この研究の結果は平成23年3月に英国Swansea大学で開催された学会において発表した。これまでの成果をまとめたものが、マレーシアの学会誌に平成23年の3月に掲載された。また、同年3月発行の熊本県立大学文学部紀要にも論文が掲載された。
ヒトの感情認知と感情生成の臨床神経心理学的研究

今年は、筋強直性ジストロフィーやパーキンソン病などの各種神経変性性疾患を対象に、感情認知機能および社会的認知課題を施行し、感情認知障害とその神経基盤を検討した。筋強直性ジストロフィー(DM 1)症例では、表情感度測定課題を実施した。これと同時に、DM 1症例の有する脳白質病変についてMRIを用いて検討した。脳病変は神経内科医が4段階で評定した。結果として、DM1症例は健常者に比べ、怒り、嫌悪表情の感度に低下がみられた。また、側頭葉前部・島・前頭葉底部の白質に病変がみられた。脳病変と表情感度の関連を調べたところ、怒り表情感度と前頭葉、側頭葉、島病変が、嫌悪表情感度と側頭葉病変が有意な相関を示した。この結果からは、DM1における特有の性格や行動が怒り、嫌悪表情に対する感度低下と関連しており、それぞれ異なる脳病変により引き起こされていることが示唆された。パーキンソン病(PD)ではこれまでに、ギャンブル課題において短期的に高報酬だが長期的には損をする行動を選択することがわかっていた。この結果は「目先の報酬」にとらわれてしまい、将来損をしてしまうと解釈できるが、これは1.目先の結果にとらわれている2.報酬にとらわれているという2つの要因が関与していると解釈できた。この点について調べるため、ギャンブル課題の正負を逆転させた修正版を用いて、「目先の損失」にとらわれず将来得をすることができるか否かを検討した。結果として、逆転ギャンブル課題においてPD例と健常者との間に選択パターンの差はみられず、いずれの群も有利な山を選択した。すなわち、PD例は逆転課題では目先の高損失にもかかわらず長期的に高報酬な行動を取ることができた。一方版課題においてPD例は目先の高報酬のために的に高損失な行動をとったことを今年度は、昨年度からの継続として、筋強直性ジストロフィーやパーキンソン病などの各種神経変性性疾患を対象に、感情認知機能および社会的認知機能を評価する一連の検査を施行し、感情認知障害について検討した。筋強直性ジストロフィーに関しては、これまでその認知神経基盤が不明であった社会的認知機能障害に関する検討を行った。具体的には、独自に開発した情動認知検査(Suzuki, Kawamura, et al. 2006)を用いて感情に対する感度を測定した。結果として、筋強直性ジストロフィー症例では恐怖や怒り、嫌悪などのネガティブな情動に対する感度が低下していることを示した(Takeda, Kawamura et al. in press)。また、筋強直性ジストロフィー症例では側頭葉前部、島、前頭葉眼窩部などの皮質下に病変が存在し、ネガティブな情動の感度が低下している症例では特に側頭葉前部の病変が強いことを示した(Kawamura et al. in press)。パーキンソン病に関しては、行動選択の問題について意思決定課題を用いて検討し、パーキンソン病において報酬と罰の認知のバランスが崩れていることを示した。これらの結果は書籍や総説、および学会シンポジウムなどで報告した(小早川、河村ら、社会活動と脳2008,神経心理学会シンポジウム2008)。パーキンソン病における情動認知・生成の障害については英文誌の総説においても報告した(Kawamura, Kobayakawa 2009)。一方版課題においてPD例は目先の高報酬のために的に高損失な行動をとったことを
新生児血栓症における血小板―好中球凝集体とMMP-9の関連性の解析

既に20人の極低出生体重児のエントリーを行い,日齢0,3,7,14,28時点での血液検査と入院期間中の血栓所見の有無等の経過を追っている。エントリーされた20名の背景としては,平均在胎週数27週1日(23週5日31週3日),平均出生体重840 g (442-1346 g),性別12:8 (男:女),出生時の血小板数20.2万/&micro;l (12.万/&micro;l35.9万/&micro;l)であった。上記日齢に血液表面マーカーの検討を行い,好中球-血小板凝集体(好中球の表面マーカーであるCD11bと血小板の表面マーカーであるCD41+のdouble positive)の割合は日齢0から7にかけて低下し以後上昇する傾向にあったが,他に比べて割合が高い児が数人おり,それらの児の背景は血栓症発症のリスクが高い傾向にある。また我々は,ある他の細胞活性化を示す表面マーカーも同時に測定し,それらとCD11bまたはCD41とを解析する事により血栓症のリスクが高い児と低い児で特異なデータを示す傾向にある。研究機関変更後の体制が整い,おおむね順調に研究がすすむようになった。日齢が進むとともに解析を進め,また新たな極低出生体重児のエントリーを増やしていく。更には,正常体重で出生した児に対しても併せて解析、比較する予定である。加えて,これらの児の血栓症のリスク因子の抽出(仮死,PIカテーテル留置,感染など)を行い、表面マーカーの解析結果との統計的な比較解析を行う。また、頭部MRI検査や外来での発達の状況などの転帰との関連も調べていく。本研究では,各採血時に血漿を保存しており,血栓症のリスクとの関連が報告されているMMP-9や血小板の活性化のマーカーであるPF4, CXCL4を測定し好中球-血小板凝集体、合併症、転帰と比較を行うことで,極低出生体重児に対して血栓症の予測や適切な採血タイミング,児の転帰に影響するか等を考察していく。近年,周産期医療の進歩とともに新生児血栓症の報告が増加している。感染症,心疾患や仮死がそのリスクファクターになり,新生児特有の状況がその理由である。また早産児では中心静脈カテーテルを長期間留置することが多く,これも血栓症に留意しなければならない理由の一つである。しかし,新生児における血栓形成のメカニズムやその予防,治療に関しては明確な報告はない。今回,血栓症発症の病態を知るために,同様に血栓に留置する必要がある川崎病で上昇する血小板好中球凝集体とMatrix metalloproteinase 9 (MMP-9)の測定を計画した。今年度,収集した検体をフローサイトメトリーにてCD11bとCD41のdouble positiveの細胞(血小板好中球凝集体)の割合を測定した。そしてそれらの原疾患,採取日齢(0247),在胎週数(2940週),出生体重(720-3516g),仮死の有無(アプガースコア6点以下21検体),PIカテーテル留置の有無(留置中18検体),頭部MRI検査結果等と比較した。その結果,日齢が進むとともに有意に変化した。また出血を起こした児や血栓症のリスクが高い児ではコントロールと比べ違いを認めた。加えてPIカテーテル留置の有無でも差がある傾向があった。しかし実際に血栓症を発症した症例がなく,今後の症例の積み重ねが必要であるとともに,まだ発達を観察している段階であり,この点に関しても検討が必要であると考えられた。抗体の購入や研究室でのアッセイを行うシステムの構築に時間がかかり,また研究対象になる症例が少なく検体採取が進まなかったため。新生児の血液(N=35),もしくは臍帯血(N=13)をフローサイトメトリーにて在胎週数,出生体重,仮死の有無,PIカテーテル挿入の有無,血栓性病変(頭蓋内病変)の有無等と血小板-好中球凝集体の割合を比較した。・新生児血液は平均在胎週数35週2日(23-41週),出生体重2289g (720-3516g)でありアプガースコアの1分値は6.8 (1-9),5分は7.9 (1-10),PIカテーテル留置が12人(34.3%),MRIにて出血や梗塞等を疑う頭蓋内病変は6人(17.1%)であった。採血日齢は018で経時的に解析した。結果,日齢7-18で採血した検体にて血小板-好中球凝集体の割合が有意差をもって頭部MRI異常の児で高いことが分かった(p=0.0214)。仮死やPIカテーテル留置と凝集体の割合に有意差はなかったが症例数を増やしていく必要があると考えられた。またその他の臨床パラメーターとの関連も無かったが今後検討が必要である結果である。また経時的に検討しているが日齢で凝集体の割合が変化した。どのタイミングで検査を行えば治療介入もしくは血栓性病変発症の予測につながるかの検討も行う予定である。・臍帯血に関しては,平均在胎週数34週1日(26-37週),出生体重2191g (748-3390g)であった。

N=13と少なく,頭蓋内病変を認める児はいなかったが血小板-好中球凝集体の割合は血小板数と関連があると言われているある因子との関連が示唆される結果であり今後検討が必要と考えられた。症例のリクルートがうまくいかなかった。既に20人の極低出生体重児のエントリーを行い,日齢0,3,7,14,28時点での血液検査と入院期間中の血栓所見の有無等の経過を追っている。エントリーされた20名の背景としては,平均在胎週数27週1日(23週5日31週3日),平均出生体重840 g (442-1346 g),性別12:8 (男:女),出生時の血小板数20.2万/&micro;l (12.万/&micro;l35.9万/&micro;l)であった。上記日齢に血液表面マーカーの検討を行い,好中球-血小板凝集体(好中球の表面マーカーであるCD11bと血小板の表面マーカーであるCD41+のdouble positive)の割合は日齢0から7にかけて低下し以後上昇する傾向にあったが,他に比べて割合が高い児が数人おり,それらの児の背景は血栓症発症のリスクが高い傾向にある。また我々は,ある他の細胞活性化を示す表面マーカーも同時に測定し,それらとCD11bまたはCD41とを解析する事により血栓症のリスクが高い児と低い児で特異なデータを示す傾向にある。研究機関変更後の体制が整い,おおむね順調に研究がすすむようになった。フローサイトメトリーによる計測を継続する。またMMP-9を測定する。今後は,症例数を増やし,頭蓋内病変やアプガースコア,在胎週数,出生体重等の因子を含め血小板-好中球複合体並びにMMP-9との関連,また発達予後との相関を検討していく。日齢が進むとともに解析を進め,また新たな極低出生体重児のエントリーを増やしていく。更には,正常体重で出生した児に対しても併せて解析、比較する予定である。加えて,これらの児の血栓症のリスク因子の抽出(仮死,PIカテーテル留置,感染など)を行い、表面マーカーの解析結果との統計的な比較解析を行う。また、頭部MRI検査や外来での発達の状況などの転帰との関連も調べていく。本研究では,各採血時に血漿を保存しており,血栓症のリスクとの関連が報告されているMMP-9や血小板の活性化のマーカーであるPF4, CXCL4を測定し好中球-血小板凝集体、合併症、転帰と比較を行うことで,極低出生体重児に対して血栓症の予測や適切な採血タイミング,児の転帰に影響するか等を考察していく。患者のリクルートが遅れておりassayができなかった。本年度は症例数を増やす予定である。研究体制の構築に時間がかかった。ただし現在は順調に遂行できている。本年度は,まだ予定日齢に達していない児からの検体の解析,新たにリクルートする極低出生体重児の解析並びに正常新生児の解析を行う。また,保存している検体を用いたELISAによる解析を新たに行う。
国内・国際両航空市場の需給メカニズムを考慮した空港整備評価システムの開発

幹線純流動調査データ(国土交通省)を用いて,国内幹線旅客の交通機関選択行動を分析した.上記データより県庁所地に居住するサンプルを抽出し,集計ロジットモデルにより,県庁所在地間の移動時の交通機関選択行動モデルを推定した.その際,同一のODにおいて複数の空港(航空経路)が利用されている場合には,これらを個別の交通機関であると考え,空港別の需要推計ができるよう配慮した.国際航空旅客動態調査(国土交通省)を用いて,わが国を出国する日本人旅客の旅行行動を分析した.上記データより県庁所地に居住するサンプルを抽出し,下位層を空港までのアクセス交通機関選択,上位層を出国空港選択とする非集計ネステッド・ロジットによりモデルのパラメータを推定した.その際,空港アクセス機関の選択行動が交通手段の整備状況により大きく異なることが明らかとなったため,ここではサンプルを,(1)飛行機が利用可能な居住地と空港間のOD,(2)首都圏・近畿圏,(3)その他の3つにセグメントを施した.上記の国内旅客と国際旅客の行動モデルを用いて,航空市場整備の評価を行った.ケーススタディとして,成田空港の暫定滑走路運用開始後の国内航空ネットワークの拡充を取り上げ,その影響を評価した.その結果,国際旅客の帰着便益は,成田空港への路線が整備される札幌,仙台,名古屋,大阪,福岡のみならず,その周辺県にも波及することが示された.また国内旅客の帰着便益については,上記の空港への路線が開設される千葉において特に便益が向上することが示された.なお,便数設定などの供給側の行動については現在外生的に与えているが,今後内生的に決定されるようにシステムの改良を進める必要がある.1.国内航空旅客・国際航空旅客を対象として実施された既往調査,既往研究を整理し,本研究で実施するアンケートの質問項目,質問方法に関する検討を行った.そして国内・国際両航空サービスに対する選好意識が異なることを明らかにするため,双方のサービスに対する選好意識調査を実施することとした.年度内にアンケート調査の実施する予定であったが,調査票の作成に留まった.13年度早々に調査を実施する予定である.2.1985年1997年の全国内航空路線の旅客需要,航空サービス供給量(頻度)および各空港の利用圏域の社会経済指標(人口,経済活動水準)のデータを整備した.そして,これらのデータを用いてコブダグラス型の需要関数を年度別に推定した.回帰係数の経年変化を考察した結果,近年においては空港利用圏域の人口よりも,むしろ経済活動規模において需要に対する弾力性が高まっていることが明らかとなった.3.航空旅客動態調査(国内)を用いて,地域間移動において同一起終点でありかつ異なる複数の空港が利用されている地域を抽出した.そしてこれらの地域のサンプルを用いて,複数空港間の選択モデルを集計ロジットモデルにより推定した.4.旅客の空港選択行動,航空会社選択行動,および航空会社の利潤最大化行動を定式化し,ミクロ経済学観点から市場の需給状態を導出した.そして3.で推定したモデルを適用し,均衡解の数値解析システムを構築した.5.ここで構築したシステムを用いて,新規航空会社の市場参入の影響分析を行い,地域別の利用者便益変化,エアライン毎の利潤変化等を計測した.これらの過程を通じて,当システムを発展・改良することにより,本研究が目的とする国内,国際両航空市場の需給メカニズムを考慮した空港整備評価システムの構築が可能であるとの知見を得た.幹線純流動調査データ(国土交通省)を用いて,国内幹線旅客の交通機関選択行動を分析した.上記データより県庁所地に居住するサンプルを抽出し,集計ロジットモデルにより,県庁所在地間の移動時の交通機関選択行動モデルを推定した.その際,同一のODにおいて複数の空港(航空経路)が利用されている場合には,これらを個別の交通機関であると考え,空港別の需要推計ができるよう配慮した.国際航空旅客動態調査(国土交通省)を用いて,わが国を出国する日本人旅客の旅行行動を分析した.上記データより県庁所地に居住するサンプルを抽出し,下位層を空港までのアクセス交通機関選択,上位層を出国空港選択とする非集計ネステッド・ロジットによりモデルのパラメータを推定した.その際,空港アクセス機関の選択行動が交通手段の整備状況により大きく異なることが明らかとなったため,ここではサンプルを,(1)飛行機が利用可能な居住地と空港間のOD,(2)首都圏・近畿圏,(3)その他の3つにセグメントを施した.上記の国内旅客と国際旅客の行動モデルを用いて,航空市場整備の評価を行った.ケーススタディとして,成田空港の暫定滑走路運用開始後の国内航空ネットワークの拡充を取り上げ,その影響を評価した.その結果,国際旅客の帰着便益は,成田空港への路線が整備される札幌,仙台,名古屋,大阪,福岡のみならず,その周辺県にも波及することが示された.また国内旅客の帰着便益については,上記の空港への路線が開設される千葉において特に便益が向上することが示された.なお,便数設定などの供給側の行動については現在外生的に与えているが,今後内生的に決定されるようにシステムの改良を進める必要がある.
グラフェン液体セルを用いた生体内反応のリアルタイムＴＥＭ観察

昨年度、グラフェン層間に水溶液やアルコールを挟む手法を確立し、その結果、ごく稀に室温にもかかわらず水が電子線で六方晶の氷へと相転移する可能性があることを発見した。あくまでも電子線回折による結晶構造解析と、元素分析での酸素の確認、他の元素が検出されなかったという状況証拠から導かれた結論ではあるが、常温で水の凝結が起きているとすると非常に興味深い。しかしながら本研究の目的である、水中での生体内分子の分子レベルでの挙動観察を達成するためには、このような溶媒の相転移は観察の妨げになる可能性がある。そのため今年度では、グラフェン層間で起きるこの相転移現象のメカニズムを理解し、より純粋な液中挙動の観察に向けて、様々な手法による検証を行った。金属不純物が水中に存在していることが相転移のトリガーになっている可能性を予想し、金を水と共にグラフェン層間に内包した試料を作製、観察を行った。その結果、比較的頻度良く水の相転移が確認でき、水の相転移、特に凝結に金属不純物が関与している可能性があることが分かった。この観察では、水が氷になっていく様子以外にも、氷と思われる結晶格子が電子線で昇華もしくは分解していく様子が確認できた。他にも氷の格子が存在した場所に強いコントラストを持つ(重い原子の)粒子が成長していく様子が確認でき、これは氷の結晶内部や表面に金属原子が分布していることを示唆している。金属塩の水溶液では氷の結晶が生じず、またこれまでの観察で見られた氷の結晶化には、必ず電子線照射が必要であり、純金属粒子に対しての電子線照射で比較的水の凝結が再現できたことからも、電子線照射による金属原子の水内部やグラフェン表面への拡散が、この相転移現象において重要な役割を果たしていると考えられる。第一原理計算でも、氷の内部や表面に金原子が存在した場合が氷と金が別々に存在した状態よりも0.4eV程安定であると分かった。27年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、液体セルの出来栄えを左右するグラフェンの高品質化を目指し、グラフェンの合成条件の最適化を行い、大面積かつ高品質のグラフェンを合成に成功した。しかし、大面積単一グラフェン粒子同士がうまく接合せず、膜全体としての性質が劣化してしまい、本研究でキーポイントとなる、グラフェンに対してポリマーを用いない転写法での「クリーンな液体セル」の作製が困難になったことで、思わしい成果が得られなかった。そこで急遽方針を変更し、基板となる銅箔を水素処理により疑似単一結晶化し、その上に高配向性のグラフェン粒子を合成、接合させることで、非常に膜質の良いグラフェン膜を得ることに成功した。この手法は、グラフェン単分子の大きさは数百μm程度に低下したが、配向性が高いため、粒子同士の構造の差異が少なくなり、また水素処理によって銅箔上での炭素組み換えが活発化するとの報告もあるため、わずかな差異も安定な構造へと変化することが期待でき、結果的に銅箔全体に単一グラフェンが広がった状態に近いものが得られている。この時点で当初1年目に予定していた研究成果が十分得られたものとして、次年度に予定していた研究を先行して行った。次に上記手法で作製したグラフェンに水溶液を挟む技術を確立した。評価はTEMで行った。挟む手法としては、TEMグリッドへ転写したグラフェンに対して、スプレー噴霧の後、再度転写を行うことで層間に液滴を挟むことを計画段階で検討していたが、実際この手法で問題なく挟めることを確認した。挟む対象として、当初の予定通り、はじめに水や塩化カルシウム水溶液などを観察した他、クロロホルム等の有機溶媒にも適用可能であることを確認した。また、同様の手法が六方晶窒化ホウ素膜などの他の2次元物質にも適用可能であることを確認し、観察対象に応じて適切な膜を選択することで、観察をより効果的に行うことができることが分かった。当初の予定通り、2枚のグラフェンへの水の包摂操作の検討を行うとともに、実際に水を挟んだことで観察された特異な現象について解析、検証を行った。グラフェンへの包摂自体は昨年度開発したスプレー法で十分可能ではあったが、包摂する水の分子量のコントロールや大容量の水を挟むことができないなどの問題があった。そこで当該年度は、非常に質の良いグラフェン膜1枚を特殊な手法で折り曲げて、2枚のグラフェンとすることで内部に水溶液を多量に内包する手法を開発した。コントロール手法に関しては、1枚目のグラフェンにレジストを塗布しEBLによって描画、水素プラズマによってレジストの厚みを調整することで、水の容積を任意に調整できる手法を開発した。これらの新手法によって、自身の目的観察物質に合わせて水の包摂手法、分量を調整できるようになり、以前のスプレー法では困難だった数十nmの大きさを持つような分子などの包摂も可能となった。実際の包摂実験においても、厚さこそ不明であったもののグラフェン層間に数百nm四方程度のポケットを確認しており、昨年度発見したグラフェン内の水の相転移現象についても当ポケットにて再度観察に成功した。昨年度発見したグラフェン層間内部の六方晶氷の発生メカニズムの解明に向けての研究を進めた。当初の予定通り、金属塩や純水を内包することで、相転移のしやすさや傾向の違いを調べたほか、相転移前後のEELSスペクトルの比較を行うことにより、凝固前後において酸素原子周りの電子状態が大きく変調していることを示唆する結果を得た。

この他にも水とアルコールの混合溶液を包摂したものを作製し、TEM観察を行うことで、ミクロな空間においては水とアルコールが混合していないことを示す像を得ることに成功した。これらの結果は、ほとんど理論やスペクトル解析によってのみ進められてきた混合物の基礎物理学に対して、重要な知見をもたらすものである。昨年度、グラフェン層間に水溶液やアルコールを挟む手法を確立し、その結果、ごく稀に室温にもかかわらず水が電子線で六方晶の氷へと相転移する可能性があることを発見した。あくまでも電子線回折による結晶構造解析と、元素分析での酸素の確認、他の元素が検出されなかったという状況証拠から導かれた結論ではあるが、常温で水の凝結が起きているとすると非常に興味深い。しかしながら本研究の目的である、水中での生体内分子の分子レベルでの挙動観察を達成するためには、このような溶媒の相転移は観察の妨げになる可能性がある。そのため今年度では、グラフェン層間で起きるこの相転移現象のメカニズムを理解し、より純粋な液中挙動の観察に向けて、様々な手法による検証を行った。金属不純物が水中に存在していることが相転移のトリガーになっている可能性を予想し、金を水と共にグラフェン層間に内包した試料を作製、観察を行った。その結果、比較的頻度良く水の相転移が確認でき、水の相転移、特に凝結に金属不純物が関与している可能性があることが分かった。この観察では、水が氷になっていく様子以外にも、氷と思われる結晶格子が電子線で昇華もしくは分解していく様子が確認できた。他にも氷の格子が存在した場所に強いコントラストを持つ(重い原子の)粒子が成長していく様子が確認でき、これは氷の結晶内部や表面に金属原子が分布していることを示唆している。金属塩の水溶液では氷の結晶が生じず、またこれまでの観察で見られた氷の結晶化には、必ず電子線照射が必要であり、純金属粒子に対しての電子線照射で比較的水の凝結が再現できたことからも、電子線照射による金属原子の水内部やグラフェン表面への拡散が、この相転移現象において重要な役割を果たしていると考えられる。第一原理計算でも、氷の内部や表面に金原子が存在した場合が氷と金が別々に存在した状態よりも0.4eV程安定であると分かった。当初計画した以上の進展を見せており、2年目に予定した内容に加え、溶液の基礎物理学に重要な知見をもたらす手法としてデモンストレーションに成功している。3年目に実行予定である溶液中の生体内分子などの直接観察自体は、新手法開発などにより現在ほぼ達成可能な状態である。27年度が最終年度であるため、記入しない。現在の手法で概ね研究遂行が可能であるとは考えているが、より汎用性を高めるとともに人的影響を少なくするため、新規手法の開発も並行して行っていく予定である。自身の実験を広め、より当該分野の発展を目指す際には、あらゆる操作や調整が自身の技術に頼っている現状を改善する必要がある。現在考案、検討を進めている、CVDグラフェンではなく、剥離グラフェンを利用する手法の確立を目指し研究を進める。また、水ーアルコール混合系においては加熱、冷却ホルダーでのTEM観察を行うことで、水ーアルコールの分離、混合の温度依存性について検討する。当初計画した以上の進展を見せており、2年目に行う予定であった研究も問題なく進行し、現在はその結果の論文作製に着手しており、極めて順調である。
微生物が産生する共有結合性抗がん物質の標的分子と細胞応答の解析

植物内生糸状菌由来のallantopyrone Aとpyrrocidine A、放線菌由来のbarminomycinは、がん細胞の増殖を強力に抑制するが、医薬品やバイオプローブ(細胞機能調節物質)への応用において、薬剤の標的分子を同定し、作用機序を明らかにすることが求められる。そこで本研究では、これらの化合物が細胞内で直接結合する分子を明らかにし、それに起因する抗がん作用を中心とした細胞応答との関連性の解明を目的とし、本年度は以下の結果を得た。Allantopyrone Aが、親電子物質のセンサータンパク質であるKeap1に直接結合し、がんや炎症の抑制に関与するKeap1-Nrf2経路を活性化すること、さらに、PC12細胞を酸化ストレス誘導性細胞死から保護することを明らかにした内容について、論文掲載された。Pyrrocidine Aは、これまでにPI3K/Aktシグナル伝達経路のリン酸化を阻害することを明らかにしてきた。そこで、本経路の最上流部に位置するPI3Kに対する阻害活性を解析した結果、PI3Kαのキナーゼ活性をIC50 = 0.93 μMで濃度依存的に直接阻害することを明らかにし、pyrrocidine Aの標的分子の1つがPI3Kαであることを示した。さらに、キナーゼ阻害剤は一般的に特異性が低いとされるが、解析した39種のキナーゼの中で、pyrrocidine AはPI3Kαのみを選択的に阻害することも見出した。Barminomycinは、同様にDNAに共有結合する臨床抗がん剤cisplatinの例に基づき、アビジンアガロースビーズとビオチン化ヌクレオチドを利用して、barminomycin-DNA複合体の固定化担体を作成し、がん細胞株から結合タンパク質の探索を試みた。しかし、残念ながら本担体に特異的に結合するタンパク質は検出されなかった。28年度が最終年度であるため、記入しない。植物内生糸状菌由来のallantopyrone Aとpyrrocidine A、放線菌由来のbarminomycinは、がん細胞の増殖を強力に抑制するが、医薬品やバイオプローブへの応用において、標的分子の同定と、作用機序の解明が求められる。本研究では、細胞内結合タンパク質を明らかにし、それに起因する細胞応答との関連性の解明を目的として、本年度は以下の結果を得た。Allantopyrone A (1)で処理したHeLa細胞において、Nrf2の転写標的タンパク質の増加を認めたため、Keap1-Nrf2経路に対する影響を解析した。その結果、Nrf2の核移行、heme oxygenase-1の増加を誘導した。アフィニティークロマトグラフィーにより、1とKeap1の直接的な結合が示された。さらに、PC12細胞を1で前処理することにより、過酸化水素で誘導される細胞死を抑制した。以上より、1はKeap1-Nrf2経路を活性化することが示された。上記1と2は、いずれもα,β-不飽和カルボニル構造を介して生物活性を発現する。微生物由来の化合物の中で、新規物質neomacrophorin類のHL60細胞に対する細胞毒性を見出した。活性が強いIとIVは、α,β-不飽和カルボニル構造を持つため、生物活性との関連性について知見が得られる可能性を考え、作用機序を解析した。その結果、neomacrophorin類が酵素レベルと細胞レベルの双方で、タンパク質分解酵素複合体プロテアソームを阻害することを明らかにした。Allantopyrone Aについては、本年度の計画であった結合タンパク質の同定を達成し、さらにKeap1との結合によるKeap1-Nrf2経路の活性化作用を細胞レベルで検証できた。加えて、本内容については論文投稿まで行うことができたため、計画以上の進展と言える。Pyrrocidine Aについては、リン酸化シグナルの解析と、直接阻害する因子の解析を本年度の計画としていたが、いずれも実施できたため、概ね計画通りに進行している。その他、本研究で対象としている共有結合性抗がん物質として、本年度内に新たにneomacrophorin類を見出し、標的分子としてプロテアソーム阻害作用を細胞レベルで証明した。Barminomycin-DNA複合体固定化担体の作成は行うことができなかったが、上記3化合物の作用機序、標的分子の解明に至ったことから、当初の計画以上に進展したと考える。

さらに、キナーゼ阻害剤は一般的に特異性が低いとされるが、解析した39種のキナーゼの中で、pyrrocidine AはPI3Kαのみを選択的に阻害することも見出した。Barminomycinは、同様にDNAに共有結合する臨床抗がん剤cisplatinの例に基づき、アビジンアガロースビーズとビオチン化ヌクレオチドを利用して、barminomycin-DNA複合体の固定化担体を作成し、がん細胞株から結合タンパク質の探索を試みた。しかし、残念ながら本担体に特異的に結合するタンパク質は検出されなかった。Allantopyrone Aは、Keap1の他にも結合タンパク質と考えられるバンドが検出されているため、すべてをLC-MS/MSにより同定し、細胞における作用の全体像を解明する。Pyrrocidine Aは、PI3Kのp110α触媒サブユニットに対する直接的な阻害活性を確認するとともに、類似性のあるキナーゼに対する阻害活性も調べ、特異性を明らかにする。また、本年度実施できなかった、barminomycin-DNA複合体固定化担体を作成し、アフィニティークロマトグラフィーにより数種の培養細胞から結合タンパク質を取得する。さらに、LC-MS/MSにより結合タンパク質を同定し、細胞応答との関連性を解析する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
森林表層土壌および更新草地における有機物分解に伴う放射性Csの動態と汚染リスク

福島第一原発事故による放射性Cs(以下rCs)で汚染された森林および草地における有機物層に着目してrCsの動態を明らかにしようとした。スギ林において、2011年当時にスギ林の樹冠に保持されていたrCsの大部分は2014年までに溶脱し、リター層から土壌表層(無機質層)へと移行し、そこへ保持された。2011年のフォールアウトの直接の影響を受けたリター等からのrCsの溶出率は低く、経根吸収等によって植物体等へ移行したrCsの溶出率は高かった。除染のために更新した牧草地において、反転すき込みの不十分な圃場での牧草のrCs汚染リスクが高かった。福島第一原発事故による放射性Csで汚染された森林および草地において、放射性Csの大部分が有機物層(森林リッター層および牧草地ルートマット層)に分布している。本研究では、有機物層に保持されている放射性Csの有機物の分解に伴う挙動を解明し、汚染リスクの評価につなげることを目的とする。本年度は、「間伐強度の異なるスギ林における放射性Csの分布」を重点的に実施した。これまでに、東北大学フィールドセンターのスギ人工林の間伐強度の異なる試験地(無間伐区、弱度間伐区、強度間伐区)において、リッター層・有機物層を採取し、放射性Csの分布を調査している(2011年6月)。今回、前回の調査と同じ方法でリッター・土壌を採取し、3年間における放射性Csの変化を調べた。その結果、面積あたりの放射性Cs量は、2011年は無間伐区が間伐区に比べ低い傾向にあったが、2014年には全体に放射性Cs量がほぼ倍となり、間伐強度による差は認められなかった。これは、2011年当時、スギ樹冠に保持されていた放射性Csの大部分が、2014年までに溶脱し林床に降下したため、間伐の影響が小さくなったためと考えられる。また、3年間でリター層の面積あたり放射性Cs量は減少し、土壌上層(015cm)では増加傾向が認められた。しかし、土壌下層(1530cm)では明確な増加は認められなかった。当初リター層に降下した放射性Csは土壌層へと移行したが、その大部分は上層に留まり、下層への移行は小さかったと考えられた。27年度は、有機物層(リッター層、ルートマット層)等の有機物に含まれている放射性Csの実体を明らかにするために、土壌に適用されている逐次抽出を有機物試料へ応用し、放射性Csの形態別定量を行った。供試材料としては、2011年あるいは201415年に採取した牧草類、杉落葉、H層有機物、汚染牧草地ルートマット等を用い、水抽出、10%硫酸抽出、不溶の各画分を測定した。2011年のフォールアウトの影響の大きい2011年牧草や土壌粒子の影響の大きいルートマットでは水および硫酸での溶出の割合は低く、一方、2015年牧草のように主に経根吸収によって蓄積したと思われる放射性Csは水で容易に溶出した。これらの有機物が土壌中で分解する過程における放射性Csの形態変化を追跡するために、放射性Cs吸着特性の異なる3種の土壌(黒ボク土壌(アロフェン質、非アロフェン質)、褐色森林土壌)に有機物(杉落葉、牧草、稲わら)を添加し、畑状態で培養実験を行い、分解に伴う放射性Csの土壌への溶出を調べた。溶出性の高い有機物を添加した区では有機物の分解に伴い、土壌中へ放射性Csが溶出移行した。杉落葉ではほとんど移行が起こらなかった。また土壌の種類のよる差は大きくなかった。これらのことから、リッター等の有機物層中の放射性Csの挙動は、主にその溶出特性を調べることによって、予測できる可能性が示された。26年度に実施できなかった汚染有機物(リッター、牧草等)の放射性セシウムの形態別測定を行い、それに基づき、有機物からの溶出特性を明らかにすることができた。さらに、土壌へ有機物を添加した際の放射性Csの挙動解析実験を予定通り実施することができた。福島第一原発事故による放射性Cs (以下rCs)で汚染された森林および草地において、rCsの大部分が有機物層(森林リッター層および牧草地ルートマット層)に分布している。本研究では、有機物層に保持されているrCsの有機物の分解に伴う挙動を解明し、汚染リスクの評価につなげることを目的とする。2014年はスギ林表層土壌におけるrCs分布を2011年の調査データと比較して、その変化を調べた。その結果、2011年当時にスギ樹冠に保持されていたrCsの大部分が2014年までに溶脱し林床に降下し、その大部分は土壌層上層(0-15cm)に留まり、15cmより深い層への移行は小さかった。

2015年は、有機物層(リッター層、ルートマット層)等のrCsを逐次抽出法により調査した。2011年のフォールアウトの影響の大きい有機物試料のrCs溶出率は低く、一方、経根吸収によって蓄積したと思われる試料の溶出率は高かった。これら有機物の土壌中での分解に伴うrCsの挙動に土壌の種類による差はほとんどなく、有機物由来のrCsの挙動は、主に有機物中のrCsの溶出特性によって規定されていると考えられた。2016年は、除染のために201213年に更新した牧草地における牧草中のrCs濃度モニタリング情報と各圃場におけるrCsの表土における鉛直分布の関係について検討した。牧草のrCs濃度はいずれも飼料として安全基準値以下であり年次ごとに低下傾向にあった。同一年度内でみると1番草と2番草の濃度は相関し、1番草に比べ2番草での濃度は上昇傾向にあった。圃場ごとのrCsインベントリと牧草汚染リスクとの関係は小さく、むしろ、土層内分布、すなわち、土層内(0-30cm)のrCsの20-30cm層への分布比率が全体に対して20%以下になると(下層への反転すき込みが不十分な圃場)では牧草の汚染リスクが高まることが示唆された。福島第一原発事故による放射性Cs(以下rCs)で汚染された森林および草地における有機物層に着目してrCsの動態を明らかにしようとした。スギ林において、2011年当時にスギ林の樹冠に保持されていたrCsの大部分は2014年までに溶脱し、リター層から土壌表層(無機質層)へと移行し、そこへ保持された。2011年のフォールアウトの直接の影響を受けたリター等からのrCsの溶出率は低く、経根吸収等によって植物体等へ移行したrCsの溶出率は高かった。除染のために更新した牧草地において、反転すき込みの不十分な圃場での牧草のrCs汚染リスクが高かった。今年度は、間伐強度の違い(植生の違い)が放射性セシウムの樹木から土壌への移行に影響を及ぼすが、3年経つとその影響が小さくなることを初めて明らかにすることができた。しかし、スギ林土壌のサンプリング、試料調整に予想以上の労力がかかったために、当初予定していた「有機物層(リッター層、ルートマット層)中の放射性Csの形態別測定」「ルートマットの分解に伴う放射性Csの形態変化」、については実施できなかった。27年度までに得られた成果をとりまとめ、放射性Csの形態変化と植物への移行リスクについて、論文としてまとめる。また、東北大フィールドセンターにおいて更新した草地について更新前のルートマット層のすき込み状況と現在の牧草の放射性Cs濃度との関連を調査し、それに基づき、ルートマット層等の有機物層に保持された放射性Csの可動性のリスクを推定する。土壌肥料学有機物層(リッター層、ルートマット層)中の放射性Csの実体を明らかにするために、土壌に適用されている逐次抽出法を有機物試料へ応用し、放射性Csの形態別定量を行う。供試材料としては、草地のルートマット、森林のリッター、汚染稲わらを用いる。これらの有機物が土壌中で分解する過程における放射性Csの形態変化を追跡するために、土壌(黒ボク土壌、沖積土壌)に有機物を添加し、畑状態で培養実験を行い、逐次抽出法による放射性Cs、クロロホルム燻蒸法によるバイオマス放射性Csを分析する。さらに、汚染有機物添加土壌における植物栽培をポット試験で行い、放射性Csの移行係数と形態別Csの関係について調べる。これらのことによって研究を加速し、所期の目的を達成する。ほぼ計画通りに支出したが、物品費に若干の端数が生じた。分担研究者による物品費を予定していたが、他予算で対応していただいたために、若干の次年度使用額が生じた。28年度の物品費に使用する。26年度成績を補完するために、分担研究者による分析を行うので、それに使用する。
高等動物染色体の遺伝子発現期における核内配置と構造の高精度解析技術開発

DNA複製を行い、また遺伝子発現を活発に行っている分裂間期の染色体DNAは、分裂中期よりも遥かに伸長しているが、染色体DNAの組織化された間期核内配置自体が遺伝子発現やDNA複製の制御に深く係わっている可能性が明らかになりつつある。本研究では、浜松ホトニクスとの共同研究を行い、ヒトの多数の染色体部位の間期核内での3次元配置を解析する多色FISHシステムの開発を行った、特に本年度は、ヒトMHC領域内に見い出した三重鎖を含む非B型構造形成能を持つDNA配列類を対象に(Tenzen et al.,Mol.Cell.Biol,1997;Sugaya et al.,Gene,1997)、リポフェクション法によりヒト培養細胞に導入したこれら特殊配列をプローブにして、その核内配置を鋭敏に検出する多色FISHシステムの開発を進めた。三重鎖を含む非B型構造形成能を持つDNAをプローブとすることで、未変成の間期核内でテロメアとセントロメアを含む特定ゲノム領域が識別可能なことが判明し、リポフェクション法により、生細胞においても識別できることが判明した(Ohno et al.,諭文投稿中)。遺伝子導入を行ったゲノム断片の間期核内での三次元配置を知る上で、非B型構造形成部位に着目した方法は、遺伝子治療で注目されているアンチセンスやアンチジーンの技術開発で重要な貢献をすると考えられる。3次元像はセクショニング顕徴鏡で撮影したが、励起光側と蛍光側に最適化したフィルターを組み合わせて、コンピュータで制御することで、多色に関しての高精度な識別が実現できた。遺伝子発現を活発に行っている分裂間期の染色体は、分裂中期よりも遙かに伸長しているが、染色体DNAは間期核内でも高度に組織化された配置を取っており、その組織化自体が遺伝子発現やDNA複製の制御に深く係わっていると考えられている。本研究では、ヒトの多数の染色体の間期核内での3次元配置を解析する目的で、多色FISHシステムを開発している。ヒトの各染色体を別色に分染する目的で、第一、六、九、十九番染色体別のプローブを作成している。3次元構造を保持した間期核の調製法として、ヒトのリンパ球由来培養細胞を対象に、パラホルムアルデヒド固定とアルカリ変性法を組み合わせて、保存性の高い測定サンプルが調製できた。DNAの多色解析を可能にする蛍光色素として、cy2・cy3・cy5・FITC・PI・DAPI・SYBRGreenを用いて、励起波長と蛍光の両波長特性に適合する波長選択光路分割ミラーと狭帯域透過フィルターとの組み合わせの最適化を行った。蛍光顕微鏡によるZ軸方向での断層撮影と、断層面からの多数色3次元像を構築する目的で、セクショニング顕微鏡を用いた解析を行ったが、この場合は、現時点では、3色の解析が行えるにとどまっている。3次元構造を保持した間期核の調製法を検討する過程で、テロメアの反復配列、セントロメアのαサテライト反復配列、トリヌクレオチドリピート配列である(CTG/CAG)nや(GAA/TTC)nや(GGA/TCC)n、ならびにテトラヌクレオチドリピートである(GGAA/TTCC)n等をプローブとすることで、未変性核を用いても、これら特徴配列の核内配置を高精度に解析が可能であることが判明した。これらの配列のいずれもが、non-B型DNA構造を形成する能力を持つことが知られているが、この性質を反映すると考えている。未変性間期核を対象にすることで、生細胞に近い条件下で、染色体DNAの核内配置が高精度に解析可能になった。DNA複製を行い、また遺伝子発現を活発に行っている分裂間期の染色体のDNAは、分裂中期よりも遥かに伸長しているが、染色体DNAの組織化された間期核内配置自体が遺伝子発現やDNA複製の制御に深く係わっている可能性が明らかになりつつある。

本研究では、浜松ホトニクスとの共同研究を行い、ヒトの多数の染色体部位の間期核内での3次元配置を解析する多色FISHシステムの開発を行った。特に本年度は、ヒトMHC領域内に見い出した三重鎖を含む非B型構造形成能を持つDNA配列類を対象に(Tenzen et al.,Mol.Cell.Biol.,1997;Sugaya et al.,Gene,1997)、リポフェクション法によりヒト培養細胞に導入したこれら特殊配列プローブにして、その核内配置を鋭敏に検出する多色FISHシステムの開発を進めた。三重鎖を含む非B型構造形成能を持つDNAをプローブとすることで、未変成の間期核内でテロメアとセントロメアを含む特定ゲノム領域が識別可能なことが判明し、リポフェクション法により、生細胞においても識別できることが判明した(Ohno et al.,論文投稿中)。遺伝子導入を行ったゲノム断片の間期核内での三次元配置を知る上で、非B型構造形成部位に着目した方法は、遺伝子治療で注目されているアンチセンスやアンチジーンの技術開発で重要な貢献をすると考えられる。3次元像はセクショニング顕微鏡で撮影したが、励起光側と蛍光側に最適化したフィルターを組み合わせて、コンピュータで制御することで、多色に関しての高精度な識別が実現できた。
有機電子移動反応によるワンポット反応順序及び位置選択的二重炭素結合形成反応の開発

ピリジン環は多くの生理活性天然物、医薬・農薬中間体や機能性高分子材料の重要な骨格を占めており、有機合成上その重要性は高いにもかかわらず、効率的で高選択的な炭素骨格形成反応は余り報告されていない。本研究では、活性亜鉛末を用いるヨウ化アルキル、ビニルピリジン及びカルボニル化合物(またはニトリル類)の単一反応系での高選択的な二重炭素-炭素結合形成反応を種々検討した結果、対応する三成分連結生成物が簡便に且つ効率的に得られた。窒素雰囲気下にて、高純度亜鉛末(99.9%)を懸濁させた乾燥N,N-ジメチルホルムアミドにビニルピリジン類、次いでカルボニル化合物(またはニトリル類)を加え、撹拌しながら穏やかに加熱還流させる。この還流溶液にハロゲン化アルキルのを溶かした乾燥DMF溶液(5ml)塗数滴滴下して激しい還流が終わった後、同じ乾燥DMF溶液を再び滴下し、穏やかな還流が保てるように加熱を調節する。滴下終了後、更に約4時間還流を続ける。反応後、塩基性条件下で後処理を行う。結果として、反応基質であるビニルピリジンのβ-位でハロゲン化アルキルが、α-位ではカルボニル化合物(またはニトリル類)がそれぞれ選択的に炭素-炭素結合を高選択的に形成し、対応する三成分連結生成物が好収率にて得られた。本研究では電極から有機基質への電子移動型反応を用いて,従来比較的例の少ない「反応順序及び位置選択的ワンポット二重炭素-炭素結合形成反応の開発」という新規領域に挑戦し,高い環境調和性,効率性,選択性を有し,温和な条件かつ簡便な反応操作で大量合成も十分に可能な実践的短縮化反応,単位分子構造の多点での結合形成による多点反応性合成素子の創製など,炭素資源の高度分子変換の発展につながる新しい反応の開発を行った。まず本研究では酸無水物やN-アシルまたはアルコキシカルボニルイミダゾールの存在下無隔膜電極還元法を用いて,種々のアシル基やアルコキシカルボニル基をスチレン類やメタクリル酸エステルのビシナルオレフィン炭素原子の両方に,また芳香族シッフ塩基にはジェミナル炭素原子にアルコキシカルボニル基をワンポットにてそれぞれ2個導入する二重炭素-アシル化反応が効率的かつ簡便に起こることを初めて見いだした。また,アシル化剤としてコハク酸ジフェニルやグルタル酸ジフェニルを用いれば,シクロプロパン環を持つ対応するスピロラクトン化合物が高立体選択的に生成することを見いだした。α-メチルスチレンとのカップリング反応においてコハク酸ジフェニルの代わりに対応するメチルエステルやカルボン酸ジクロリドを用いて同様な条件下にて電極還元反応を行ったが,スピロラクトン化合物は全く得られなかった。また,シクロプロパン環上のアリール基とラクトン環の炭素-酸素結合はほとんどトランス構造を有しており,高い立体選択性を伴って反応が進行する。この結果はシクロプロパノールアニオンとエステル基のカルボニル酸素原子に亜鉛イオンが配位し,かさ高いアリール基が立体的な反発を避けて環の反対側に位置するためであると考えられる。