hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
平面透過光像を利用した高速光CT装置の試作

本基盤研究では,長寿健康社会を支える一つの強力な道具として,新しい無侵襲な分光的計測法を利用し,高濃度散乱媒質中の光伝搬の解析を通し,拡散性散乱媒質の透視実現の可能性を拓くこと,ならびに光による人体透視装置にいたる基盤技術を開発し,これらに基づいて臨床応用を目指した実験装置開発を,目的として行われた。すなわち,リアルタイムで生体内の機能情報や構造的情報が可視化できれば,臨床応用が期待できる光CT装置となり,透過光が人体への侵襲性が低いため,患者に取っては非常に有用なディジタル医用画像発生機器となり得る。以上の観点から,被検体としては厚みが薄いが手掌を用いてリアルタイムに透過光像を得,基礎となる解析を行った。また,ファントムを用いた断層像の取得した。従来のX線CTでは要求スライスの枚数分,被検体のまわりをX線管がスキャンしていたのに対し,この取得した断層像は要求スライス厚に無関係に1回のスキャンで得られた。また,本方法ではX線を用いて透視像を得る方法と異なり,血管情報や軟部組織をもリアルタイムで得た平面透視像から抽出できた。さらに,分岐を持つファントムを用いた実験系でも断層像を得た。結果から,ファントムの下部から上部の任意の高さでの断層像が得られることを示した。さらに,偏波保存成分のみを検出することによって,散乱媒質透過光から準直進光を抽出し,高い空間分解能およびコントラストを持つ再構成画像を得た。光CTに関する研究は、生体組織の強散乱性による散乱光の分離除去が最大の問題点であり、大別して、空間的分離法と時間的分離法とが試みられている。本研究者らは新しい無侵襲な分光的計測法を利用し、高濃度散乱媒質中の光伝搬の解析を通し、拡散性散乱媒質の透視実現の可能性を拓くこと、ならびに光による人体透視装置にいたる基礎技術を開発し、これらに基づいて臨床応用を目指した実験装置の開発を行おうとするものである。以下に本研究の対する研究実績を示す。1.透過光取得・・・通常光を用いた透過光強度のデータ取得はすでに終わった。ファントムを18°ずつ1回転させた20の平面透過光強度を測定し、平面透過光強度のデータとした。2.レーザを光源とした透過光取得・・・透過光源をレーザとした場合の1.と同様なデータの取得の準備は、受光部分の一部を除いてほぼ終了した。受光部分は屈折光や散乱光を除き、直接光のみを収集することがデータの信頼性が高まるので、その部分の治具の作成準備をしている。3.透過光解析・・・1.で示したように、レーザ光での透過光強度のデータの取得が不完全であるために、これまでに得られている通常光を用いた平面透過光データを用いて、断層像を得るための解析を行った。ファントム底からの高さ位置を任意に設定した場合、その高さ位置に相当する平面透過光データのみを抽出し、そのデータからその高さ位置で断層像を再構成した。本基盤研究では,長寿健康社会を支える一つの強力な道具として,新しい無侵襲な分光的計測法を利用し,高濃度散乱媒質中の光伝搬の解析を通し,拡散性散乱媒質の透視実現の可能性を拓くこと,ならびに光による人体透視装置にいたる基礎技術を開発し,これらに基づいて臨床応用を目指した実験装置開発を,目的として行われた。

従来のX線CTでは要求スライスの枚数分,被検体のまわりをX線管がスキャンしていたのに対し,この取得した断層像は要求スライス厚に無関係に1回のスキャンで得られた。また,本方法ではX線を用いて透視像を得る方法と異なり,血管情報や軟部組織をもリアルタイムで得た平面透視像から抽出できた。さらに,分岐を持つファントムを用いた実験系でも断層像を得た。結果から,ファントムの下部から上部の任意の高さでの断層像が得られることを示した。さらに,偏波保存成分のみを検出することによって,散乱媒質透過光から準直進光を抽出し,高い空間分解能およびコントラストを持つ再構成画像を得た。
部分多様体の幾何学とリーマン多様体上の微分作用素の固有値理論との融合及び発展

本研究では部分多様体の幾何学の独自の研究方法とリーマン多様体における微分作用素の固有値の研究方法を融合し,良い性質を持つ試験関数を構成でき,完備リーマン多様体内の有界領域におけるLaplace作用素のDirichlet固有値問題の固有値に関する最良普遍不等式及び張り詰められた状態でのプレート問題の固有値に関する優れた普遍不等式を得た。固有値に関する普遍不等式及びCheng-Yangの漸化不等式を利用し,Laplace作用素のDirichlet固有値問題の第k番目固有値に対する最良上限を与えた。さらに,独創的且つ斬新的な研究方法でPolya予想の完備リーマン多様体版を研究し,Laplace作用素のDirichlet固有値問題の固有値の下限に関するLi-Yau型不等式を得た。n次元Euclid空間内の有界領域における張り詰められた状態でのプレート問題の第k番目固有値を研究し,Fourier変換及び領域の対称減少再配列方法を融合し,Levine-Protterの不等式を改良した。様々な立場から部分多様体の幾何学構造及び位相構造に関する研究を行い,単位球面内のスカラー曲率が一定のコンパクト超曲面におけるヤコビ作用素の第1固有値を評価し,最適な上限を与えた。さらに,k次平均曲率が一定でコンパクト埋め込み超曲面を沢山構成した。1.リーマン多様体内の完備極小超曲面の調和安定性の概念を導入し、調和安定な完備極小曲面のRicci曲率は非負ならば、この曲面は平面であるか、円柱面であるかを証明した。さらに、非負断面曲率を持つ完備リーマン多様体内のnon-parabolicで調和安定な完備極小超曲面は1つのendをしかもたないことを示した。2.完備なリーマン多様体の有界領域におけるLaplace作用素のDirichlet固有値問題の固有値の研究はとても重要で、微分幾何学の分野及び大域的解析学分野での研究者は昔からそれを研究し続けてきた。特に固有値に関する普遍不等式の研究は近年大変注目されている。n次元Euclid空間内の有界領域又は球面内の領域におけるLaplace作用素のDirichlet固有値問題の固有値に関する最適な普遍不等式はそれぞれYangとCheng-Yangにより証明された。完備なリーマン多様体の有界領域におけるLaplace作用素のDirichlet固有値問題の固有値に関する普遍不等式の研究は難しく,研究成果がほとんどなかった。実際に、このような研究成果を得るために、鍵は試験関数の構成法である。試験関数をどのように構成するかどうかは致難な課題である。我々はNashの定理を利用し,試験関数を構成することが成功した。よって、完備なリーマン多様体内の有界領域におけるLaplace作用素のDirichlet固有値問題の固有値に関する普遍不等式を得た。我々の不等式はYang-型で、最適であることも分かった。さらに固有値の上限及び下限の研究への応用も発見し、更なる研究成果を期待できると思われる。3.単位球面内のスカラー曲率が一定のコンパクトな超曲面は平均曲率の積分の汎関数の臨界点であることが知られている。この超曲面におけるヤコビ作用素の第1固有値を研究し、最適な上限を得た。n次元Euclid空間内の有界領域におけるLaplace作用素のDirichlet固有値問題の第k番目固有値に関する下限の研究について,Li-YauはFourier変換を巧く利用し,著名なPolya予想を部分的に解決した。一般的な完備リーマン多様体内の有界領域におけるLaplace作用素のDirichlet固有値問題の固有値に関する下限の研究はとても重要であるが,この場合にはFourier変換が使えないので,Polya予想のような研究成果が得られなかった。私とYang氏の共同研究で,Fourier変換の代わりに固有値に関する普遍不等式及びCheng-Yangの漸化式を用いて,Polya予想のような第k番目固有値に関する下限を得た。さらに,双曲空間内の有界領域におけるLaplace作用素のDirichlet固有値問題の固有値に関する普遍不等式を証明した。張り詰められた状態でのプレート(clamped plate)問題の第k番目固有値に関して,Levine-Protterはkの最大位数の意味で第k番目固有値に関する最適な下限を得た。

我々は領域の「moment of inertia」を利用し,領域の対称減少再配列方法を用いて,Levine-Protterの不等式を精密化した。即ち,kの最大位数のみならず,その次の位数項も導いた。球面内の領域における多重調和微分作用素の固有値問題の固有値に関する普遍不等式の研究がとても難しいので,我々は2(k+1)個の関数及び2つ微分作用素を導入し,それらの性質を研究した。それを用いて,球面内の領域における多重調和微分作用素の固有値問題の固有値に関する普遍不等式を得ることが成功した。Euclid空間内の有界領域における多重調和微分作用素の固有値問題の固有値に関する普遍不等式を研究し,最適な研究成果を得た。完備なリーマン多様体内の有界領域における張り詰められた状態でのプレート(clamped plate)問題の固有値を研究し,Nashの定理を利用して,試験関数を作り,優れた評価を通じて,低階数固有値に関する最適な普遍不等式を得た。リーマン多様体における微分作用素の固有値に関する研究について,n次元Euclid空間内の有界領域における張り詰められた状態でのプレート(clamped plate)問題の第k番目固有値を研究し,領域の「moment of inertia」を用いて,Fourier変換及び領域の対称減少再配列方法を融合し,Levine-Protterの不等式を改良した。Nashの定理を用いて,完備なリーマン多様体内の有界領域における張り詰められた状態でのプレート問題の固有値に関する普遍不等式を研究し,優れた普遍不等式を得た。これにより,Wang-Xiaの提案した問題を解決した。中国科学院Yang Hongcang教授と共同で双曲空間の有界領域における張り詰められた状態でのプレート問題の固有値を研究し,普遍不等式を得た。さらに,この普遍不等式の応用として,有界領域が双曲空間の全体に収束するとき,全ての固有値は同じ値に収束することを証明した。清華大学Li Haizhong教授と華南師範大学Wei Guoxin教授と共同で球面内のコンパクト超曲面に関する研究を推進し,超曲面のヤコビ作用素の固有値に関する研究及び指数に関する研究を行い,スカラー曲率が一定のコンパクト超曲面の安定性及びRigidity性質に関する研究成果を得る。球面内のm次平均曲率が一定となる埋め込みコンパクト超曲面の構成を研究し,球面内のm次平均曲率が一定で埋め込みコンパクト超曲面を数多く構成した。単位球面内の臍点を持たない超曲面の分類に関する研究を行い,para-Blaschkeテンソルが平行であるならば,このような超曲面の完全分類を与えた。
特発性男子不妊症に対するα-遮断剤、β-刺激剤投与療法に関する基礎的臨床研究

α-ブロッカーの一ヵ月投与によりラット精巣上体尾部での精子の質、精巣上体管内圧および精巣上体管内液の移動速度にどのような変化があるかを調べた。そこで1)精子濃度は著明に上昇、2)精子の運動性には変化は認められなかった、3)精巣上体管内圧は著明に減少し精巣上体管内液の移動速度は上昇、4)精細管及び精巣上体管の直径は著明に増加した、という結果を得た。精子濃度の上昇は、精巣上体管が拡張した結果、精巣上体管内での貯留スペースの増加と内液の移動速度の上昇による内圧の低下がおこったためと考えられる。以上の実験結果よりα-ブロッカーは、ラットの精巣及び精巣上体での精子の産生、移動と貯留に対し効果のあることが示唆され、α-ブロッカーの男子不妊症治療への臨床応用が可能であることが示された。アルファ遮断剤として、塩酸ブナゾシンをラットに一カ月3カ月および6カ月投与後精巣上体尾部における精子濃度(Microassay法)と精子の運動率(Distance Travel法)を測定した。その結果、投与期間が増大するにつれて、精子濃度は有意に上昇した。運動率に関しては、有意な差は認められなかった。一方、精巣レベルでの精子産生能に関しては、投与前後で有意な変化は認められなかった。更に組織学的に、HE染色を施し、精細管および精巣上体管の直径を測定し、その変化を調べたところ精細管の直径には変化は認められなかったが、精巣上体管の直径は有意に増大した。以上の結果より、塩酸ブナゾシンは精巣よりもむしろ、精巣上体に作用し、精巣上体管を拡張させ、精子濃度の増大に寄与しているものと考えられた。今後は、精細管及び、精巣上体管内圧をMicropressure法で測定し、その変化を調べる予定である。ベータ刺激剤に関しては、予備実験で、アルファ遮断剤との併用効果が乏しいことが明らかになったためアルファ遮断剤単独の実験を行った。更に、臨床的には、先天性精管欠損症に対し精巣上体より直接精子を採取し、IVFを行う際に、事前にアルファ遮断剤を投与し、精子数の増加を期待した。又、精索を電気刺激することにより、精巣上体からの精子回収が増大することに着目し、人精巣上体からの精子採取において、この方法を臨床応用することに成功した。〈目的〉自律神経作動薬の精子の質に対する影響は今まで報告されていない。そこで我々はαブロッカーがRat精巣上体での精子の質、精巣上体管内圧に対してどのような効果があるかを検討した。〈方法〉塩酸ブナゾシンをSDRatに1mg/kg,2mg/kg,10mg/kgをそれぞれ一ヶ月間経口投与し、精巣上体管内液を微小穿刺法で採取した。精巣上体管内圧は同じく微小穿刺したマイクロピペットにmicropressure transducerを接続、測定した。精子の運動率はdistance travel法により測定、精子濃度はMaklar計算板にて測定した。また同時にdaily sperm productionも測定し精巣への影響も調べた。〈結果〉精子濃度はαブロッカー投与にて著明に上昇したが、運動率には差がなかった。精巣上体管内圧は低下した。Daily sperm productionは上昇した。αブロッカー投与で精子濃度が上昇したのは1)精巣上体管が拡張することにより精巣上体管内液の流れが良好となること、2)精子の貯留するスペースが広がったこと、によると考えられた。またαブロッカーは精巣への影響も示唆された。α-ブロッカーの一ケ月投与によりラット精巣上体尾部での精子の質、精巣上体管内圧および精巣上体管内液の移動速度にどのような変化があるかを調べた。
メカニカルストレスが心筋細胞内Ca動態と収縮を修飾する分子機構に関する研究

心筋の収縮・弛緩は細胞内Caイオン濃度変化により制御されているが、収縮に直接関与しているクロスブリッジの挙動により、細胞内Caイオン濃度が影響されることが示唆されている。本研究では、フェレットの乳頭筋にCa指示薬である、エクオリンを適用して、細胞内Caイオン濃度と張力を同時記録し、初期長および、収縮中の筋長変化による細胞内Caイオン濃度変化のメカニズムの解明を計画した。筋の初期長をLmaxより短縮させると、発生張力は著しく低下したが、Ca信号のピークに変化はみられなかった。しかし、Ca信号の下降相が軽度に延長した。標本に単収縮をおこさせて、単収縮の経過中に筋長を急速にLmaxから8%ほど、短縮させると、Ca信号が一過性に増高した(extra-Ca)。刺激から筋長変化をおこなう時間を変えると、extra-Caのピークは筋長変化分よりも、筋長変化による張力変化分に依存して変化した。また、細胞外液のCaイオン濃度を種々に変化させ、各Caイオンの濃度の溶液中で筋長を短縮させると、extra-Caは筋長変化をおこなう直前の細胞内Caイオン濃度に依存して変化した。即ち、extra-Caは張力変化分と細胞内Caイオン濃度に依存して変化した。しかし、筋を伸張しても細胞内Caイオン濃度には顕著な変化はみられなかった。標本に2,3-butanedione monoxime(BDM)を作用させて、張力を抑制して筋長変化(短縮、伸長)をあたえても細胞内Caイオン濃度には変化がみられなかった。また、溶液中の炭酸ガス濃度を増加しpHを低下させ、Ca感受性を低下させた条件下で筋の短縮をおこなうと、コントロールに比較してextra-Caは減少した。これらの結果から、筋長変化によりクロスブリッジの結合・解離が変化すると、Caイオンに対するトロポニンCの親和性が変化して細胞内Caイオン濃度に変化が現れるものと考えられる。このように、クロスブリッジ依存性にトロポニンCのCa結合が変化するメカニズムは、心筋の生理的な張力発生に重要な役割を果しているものと考えられる。
宿主筋肉細胞の核に移行し細胞の脱分化・再分化を誘導する旋毛虫の分泌物質の研究

この中でも特に幼虫のcDNAライブラリーを感染血清などを用いてイムノスクリーニングし、80を超えるクローンを選別した。これを発現ベクターに組み込み、現在のところ、4種のペプタイドの大量合成が可能となった。このペプタイドに対する抗体を作成し、蛍光抗体法でペプタイドの虫体内における局在を検索した。かなりが食道腺顆粒に対応するものであった。ウエスタンブロッチングでは、排泄抗原に一致するものが多く、蛍光抗体法による所見と一致した。そのクローンのcDNAの塩基配列を読み。既知の遺伝子とのホモロジー検索では、セリンプロテアーゼインヒビターとホモロジーが高いものがあった。また他家により報告されていた食道腺顆粒のcDNAとホモロジーが高いものもあった。合成されたペプタイドの宿主生体への影響が調べられた。今回はサイトカシン産生に関して検討を加えた。ペプタイドを加え旋毛虫に感染後14日目の腸間リンパ節細胞を培養すると極めて強いIFNガンマとIL4の誘導能を示した。感染後8日目では脾臓リンパ節細胞を培養すると極めて強いIFNガンマ誘導能を示した。また。腸間リンパ節細胞を培養すると軽度のIL4の誘導能を示した。また。T.spiralisに感染したマウスを用い、筋肉細胞からナ-ス細胞への脱分化・再分化の過程を光学顕微鏡・電子顕微鏡を用いて明らかにした。最初の変化は、筋肉細胞の繊維の消失とミトコンドリアの変性である。粗面小胞体と新しいミトコンドリアが出現する。粗面小胞体により嚢の内壁が形成され、線維芽細胞からの分泌により嚢の内壁が形成される。筋肉細胞の核はアポトーシスを起こし、変性する。T.pseudospiralisに感染したマウスを用い、同様の実験を行い、T.pseudo.が従来の学説に反して嚢の形成が著しく悪いが筋肉細胞の中で成長を遂げる事を明らかにした。被嚢形成に重要な役割を果たすのが、筋肉細胞内に分泌される幼虫のES産物である。幼虫の場合、主なES産物の源泉は食道腺の顆粒である。従って、T.spiralisとT.pseudo.の被嚢形成に関する差を説明する事を目的に、二者の旋毛虫食道腺顆粒の形態、顆粒蛋白の抗原性、MW,pI,cDNAの差を検索した。T.spiralisの食道腺顆粒5型から成る。T.pseudo.の場合は、それに類似するが同じではない3型から成る。両者はES抗原の抗原性を共有する。ES抗原の内、45K抗原蛋白を共有するが、独自の蛋白を別々に持つ。43K抗原蛋白のcDNAを共有するが、53K抗原蛋白のcDNAは、T.spiralisのみが持つ。また。
多種イオンプラズマ中の不安定性と輸送についての多次元電磁粒子シミュレーション

本課題では、多種のイオンが含むプラズマ中の不安定性、波動伝播、輸送等について、理論と粒子シミュレーションを用いて研究している。これまで、電流不安定性の非線形発展と少数イオン種の選択的加速、イオンバーンスタイン波の減衰などについて、成果をあげてきた。また、3次元の相対論的電磁粒子コードの開発とその高速化にも取り組んでいる。今年度は、理論解析と電磁粒子コードを用いて、低周波電磁揺動の伝播を詳しく調べ、多種イオンの存在によってエネルギー散逸が大いに促進されることを示した。まず、熱平衡プラズマ中を、磁場に対して直角方向に伝播する低周波電磁揺動のスペクトルについて理論式を導出した。多種イオンプラズマには、磁気音波モード、イオンサイクロトロンモード、重イオンのカットオフモード(重イオンのサイクロトロン周波数より少し高い周波数を持つ)の3種類のモードが存在する。重イオンのカットオフモードが、磁気音波モードに匹敵するほど振幅を持ち、電磁揺動の減衰をもたらす場合があることを見出した。次に、初期値として正弦波型の擾乱を磁場に設定し、その後の発展を電磁粒子コードを用いて調べた。1種イオンプラズマでは、擾乱は減衰しない。しかし多種イオンプラズマでは、磁気音波モードと重イオンのカットオフモードの位相混合により擾乱は初期減衰する。さらにその後も擾乱は再帰することはなく、非線形モードカップリングによって、徐々に減衰する。そして、この非線形発展の結果、多種イオンプラズマではイオンの運動エネルギーが非可逆的に増大することがわかった。宇宙や核融合のプラズマには多種のイオンが含まれている。このような多種イオンプラズマ中の波動伝播、不安定性、輸送などについて、理論と粒子シミュレーションによる研究を行っている。今年度はまず、2次元の静電粒子コードを用いて、H,^4He,^3Heを含むプラズマ中の電流不安定性を調べた。そして、不安定性の非線形発展が^3He粒子の選択的加速を引き起こすことを見出した。さらに、選択的加速のための条件と加速された粒子のエネルギーについて定量的な議論を展開し、電流不安定性の非線形発展によって太陽フレアーにおける^3He過剰現象を説明できることを示した。次に、同じく静電粒子コードを用いて、外部磁場に対して直角方向に伝播するイオンバーンスタイン波を調べた。イオンバーンスタイン波による電場揺動は、1種イオンプラズマではイオンのサイクロトロン周期で再帰するだけである。しかし多種イオンプラズマでは、非常に多くの波が存在し、これらの波の位相混合によって電場が減衰しうることを示した。また、この減衰に伴ってイオンにエネルギーが輸送されることを見出した。これらの研究を電磁的な効果を含めたものへと拡張し、さらには非線形波動の構造形成と粒子加速等の新たな課題に取り組むため、多種イオンプラズマを対象とした多次元の相対論的電磁粒子コードを開発した。高速演算に必要なコードのベクトル化と並列化、また使用する大型計算機に対しての最適化も行った。そして、このコードを用いて,熱平衡に近いプラズマ中の磁気音波を調べ、多種イオンの存在がエネルギーの輸送を増大させることを示した。本研究では、この多種イオンの存在が、波動伝播や不安定性、輸送などにどのような影響を及ぼすかを明らかにするため、理論と粒子シミュレーションによる研究を行っている。これまで、電流不安定性による少数イオン種の選択的加速、多種イオンプラズマ中のイオンバーンスタイン波の減衰等について、2次元の静電粒子コードを用いて詳しく調べた。そして、今年度、それらの結果を論文にまとめて発表した。また、それらの研究をさらに発展させて電磁的効果や3次元の効果について研究を行うため、多種イオンプラズマを対象とした3次元の相対論的電磁粒子コードを開発した。そして、このコードを用いて、熱平衡に近いプラズマ中の低周波電磁揺動のパワースペクトルと、その揺動による輸送を調べた。多種イオンプラズマでは、ω=kv_Aのモードの他に、重イオンのサイクロトロン周波数付近に波が存在し、それらのモードは重イオンの存在量が少なくても、ω=kv_Aのモードに匹敵するほどの振幅を持つことができることを示した。また、その重イオンモードの存在によって、多種イオンプラズマでは、磁場揺動が減衰し、イオンにエネルギーが輸送される場合があることを見出した。

しかし多種イオンプラズマでは、磁気音波モードと重イオンのカットオフモードの位相混合により擾乱は初期減衰する。さらにその後も擾乱は再帰することはなく、非線形モードカップリングによって、徐々に減衰する。そして、この非線形発展の結果、多種イオンプラズマではイオンの運動エネルギーが非可逆的に増大することがわかった。
琉球諸島と北部九州のヒト集団比較ゲノム解析～日本人の形成と環境適応の解明に向けて

本研究は「日本人の起源」を生物学的に検証する目的で詳細なサンプリングとゲノム解析をおこなった。その結果、日本人の集団構造をより高い解像度で明らかにした。【詳細】1.琉球諸島住民のゲノム解析の結果、1琉球諸島は本土日本とは異なるクラスターを形成し、2石垣島で最近発見された1万7千年前の人骨と現在の先島諸島住民との遺伝的継続性は否定された(Sato et al. 2014)。2.アイヌ、漢民族、本州日本人のゲノムデータを用いて「(1)連続、(2)置換、(3)混血」をKernel ABCによりモデル化し、検証した結果「混血モデル」が最も尤もらしかった(Nakagome et al.印刷中)。【試料収集】琉球諸島(沖縄本島、先島諸島)および北部九州のヒト試料(唾液)収集は順調に進んだ。アンケートにもとづく出身地調査の結果から原則的にそれぞれの地域に3先代前から在住している人を対象とし、DNAGenoTek社のDNA採集キットOrageneおよび嫌気環境を維持しバクテリアの増殖を抑える森田法により採取した。琉球諸島の健常者唾液試料採取は、琉球大・石田(連携)と琉球大・木村(分担)により実施された。北部九州での健常者試料採取は佐賀大・副島(連携)と北里大・太田(代表)によって実施された。北部九州のIBD患者試料採取は、福岡大・竹山(連携)により、琉球諸島のIBD患者試料採取は、琉球大・知念(連携)により実施された。唾液試料は集まり次第、北里大学へ宅急便(冷凍)で輸送し、DNA抽出作業を行った。【実験データ収集】DNAチップ(Illumina OmniExpress)により70万SNPのタイピングを北部九州(n=168)、宮古島(n=60)、石垣島(n=60)について行った。これは琉球大・木村(分担)によって実施される。【データ解析】得られたゲノムワイドSNPデータにもとづく分集団構造解析およびin silicoでの統計解析を行なった。二重構造モデルを検証する統計解析は、琉球大・佐藤(協力)と、統数研・間野(分担)の指導のもと統数研・中込(連携)とによって実施された。【結果】(1)琉球諸島民とアイヌ民族との遺伝的つながりが明らかになった(査読付き国際誌に発表|Jinam eta.2012;Koganebuchi et al.2012)。(2)琉球諸島と北部九州におけるクローン病の遺伝と環境の相互作用が明らかになった(第66回日本人類学会大会にて発表|中込ら、2012)。そして(3)ゲノムワイドSNPデータから琉球列島の人々の集団構造が明らかになった(第66回日本人類学会大会にて発表|佐藤ら、2012)。本研究は自然人類学の立場から日本列島に住む人々のより詳細な分集団構造の探索を目指す網羅的ゲノム解析である。当初『日本人の起源に関する二重構造モデル』を検証する目的から琉球諸島と北部九州に着目してスタートした。研究を進めていく過程で北海道アイヌおよび先史時代人骨(縄文人骨など)から抽出したDNAとの比較解析が、研究の必然から組み入れられてきた。さらに、こうした分集団構造のもとでの環境との適応を考察することを主な目的として炎症性腸疾患(IBD)の患者および健常者のIBD感受性変異の頻度と口腔内細菌叢について北部九州と琉球諸島で比較した。こうした研究活動のうち、論文執筆・投稿まで到達している成果について、その概要を以下に箇条書きでまとめる。1.沖縄本島、先島諸島(宮古島、石垣島)のゲノム網羅的SNPデータを解析した。その結果、1先島諸島に現在住んでいる人々は台湾原住民と遺伝的背景を異にすることを明らかにした。また、2宮古島で過去に起こったビン首効果の影響の可能性を示した。さらに、3分岐年代推定の結果から石垣島で最近発見された1万7千年前の人骨と先島諸島に現在住んでいる人々とは遺伝的継続性はなさそうであることが明らかとなった(Sato et al. in submitting)。2.日本人の起源に関して明治時代から提唱されてきた「小進化説」「置換説」「混血説」の3つのうち、どの説が現在得られる網羅的ゲノム情報に最もフィットするか検証するために、アイヌ、本州日本人、漢民族のゲノム網羅的SNPデータを用いてKernel Approximate Bayesian Computationによりモデル化した。そして集団の分岐時期、集団サイズのパラメタ推定し、「混血説」すなわち「二重構造モデル」が最も尤もらしいという結果を得た(Nakagome et al. in submitting)。【要約】

本研究は『日本人の起源に関する二重構造モデル』を検証する目的で詳細なサンプリングとゲノム解析をおこない、日本列島に住む人々の集団構造を従来の研究より高い解像度で明らかにした。【背景】日本列島で1万数千年前から続いた縄文時代と23千年前以降展開した弥生時代では担った人々の生業形態が異なる。前者は狩猟採集民である在地系縄文人、後者は農耕民である渡来系弥生人である。大陸から主に北部九州に移住して来たと考えられている。二重構造モデルによれば、その後、在地系縄文人と渡来系弥生人の混血が進み、現代の日本列島人が形成されたとする。そして、在地系縄文人の遺伝子をより多く受け継ぐ系統は、琉球諸島と北海道に残っているとされていると考えられている。【方法】そこで琉球諸島と北部九州で3世代前までその地に住んでいた家系の人から唾液ないし血液のサンプリングをおこなった。【結果1】琉球諸島住民のゲノム網羅的SNPデータ解析をおこなった結果、1琉球諸島は本土日本とは異なる遺伝的クラスターを形成し分集団化を示唆した。2現在の先島諸島(宮古島、石垣島)に住んでいる人々は地理的距離が近い台湾の少数民族と遺伝的つながりを示す証拠はなく、3宮古島で過去に起こったビン首効果の痕跡が示された。また、3分岐年代推定の結果から石垣島で最近発見された1万7千年前の人骨と現在の先島諸島住民とは遺伝的継続性がないと推測された(Sato et al. 2014)。【結果2】アイヌ、漢民族、本州日本人のゲノム網羅的SNPデータを用いて「(1)連続、(2)置換、(3)混血」をモデル化し、どのモデルが最も尤もらしいか検討した。その結果「混血モデル」が最も尤もらしいという結果を得た。さらに、集団サイズのパラメタ推定し、集団の分岐時期を推定した(Nakagome et al.印刷中)。26年度が最終年度であるため、記入しない。ゲノム人類学26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した「研究の目的」はおおむね順調に進み、予定通りの成果が得られてきている。本研究課題の申請時に立てた研究計画では、「研究実績の概要」の「箇条書き」の「2.」の内容は、H26年度に行うことになっていたが、H26年度中に終了し、論文投稿にまで至っている。一方、自然選択のシグナルが検出された場合の塩基配列解析は、H25年度中に終了する予定であったが、いまだ自然選択のシグナルは検出されていないため、これはH26年度に持ち越された課題といえる。このように、著しい遅れはないものの、部分的な計画の微調整が必要な状況である。ゆえに「(2)おおむね順調に進展している」と判断している。琉球列島の人々の集団構造が明らかになってきた。これと北部九州との関係を調査し、日本列島全体での集団構造を統計学解析を取り入れより明白にする。また、。炎症性腸疾患(IBD)の遺伝要因と環境要因が明らかになってきたので、試料収集を強化しさらに分析を進める。【(I)二重構造モデルのさらなる検証】日本列島の先史時代遺跡から出土した人骨からDNAを抽出し、次世代シークエンサー解析により得られたデータをこれまで本研究課題で解析してきた琉球諸島、北部九州、北海道アイヌと比較する。
新しい標的遺伝子組み換え技術、遺伝子導入技術の開発とその応用

組織特異的に遺伝子機能を欠失させる実験系の開発を目的として、Cre-loxPシステムの応用を試みており、その結果を報告する。構築されたベクターはNeo-TKカセットの上流、下流にloxP配列をつけ、切り取りたい遺伝子の上流に挿入した。また、切り取る遺伝子の下流にloxP配列を一個挿入した。相同組み換えをおこした細胞にCreリコンビネースを作用させた。loxPにはさまれたNeo-TKカセット配列とともに、切り取るべき遺伝子を含めて切り取られるケースが圧倒的に多く、一部に目的のNeo-TKカセット配列のみを切り取った細胞が得られた。この細胞を用いてキメラマウス、さらにヘテロ、ホモマウスを作成しており、Creリコンビネースをもつマウスと掛け合わせようとしている。2)変異によって早期老化症状を呈するトランスジェニックマウス系統を樹立した。本変異マウスは劣性遺伝形式をとり、ホモ個体では(1)成長障害(2)早期死亡(3)動脈硬化(4)骨祖しょう症(5)神経細胞の脱落(6)性腺の萎縮(7)胸腺の萎縮(8)軟部組織の石灰化、など多彩な老化症状を呈するが血中カルシウム、クレアチニン、アルブミン値などは正常で単なる内分泌障害、カルシウム代謝異常、腎不全、栄養障害などではない。導入遺伝子は染色体の一カ所に挿入されており、遺伝子解析により挿入部位に約8kbの欠失が認められた。よって、上記の多彩な老化症状はおそらく単一遺伝子の欠損によって発生するものと推定され、変異マウスの分子遺伝学的解析により膜蛋白をコードする原因遺伝子を同定した。1)クロモゾームの同一の位置に遺伝子を導入する技術の開発特定の位置にリコンビネースの認識配列を一個だけもつES細胞を多数分離した。このES細胞にリコンビネースの認識配列と解析対象遺伝子を連結したプラスミドとリコビンネースを発現するプラスミドをトランスフェクトし、目的の遺伝子を同じ位置に導入する方法を開発した。loxP配列が導入された場所により、発現が影響されることから、今後は本方法により導入した遺伝子の発現を解析し、より適した細胞を選択する。2)コンディショナルに遺伝子をノックアウトする技術の開発オリゴヌクレオチドを合成することにより、loxP配列、Neo-TKカセットの両端にloxP配列をもつプラスミドを作成した。リコンビネースのN端に核移行シグナルを連結し、ユビキタスに発現するプロモーターの下流につないだ発現ベクターを作成した。リコンビネースの認識配列を3個もつターゲッテイングベクターを作り、ES細胞に導入し、相同組み替え細胞を作成した。リコンビネース発現プラスミドをES細胞にトランスフェクトし、導入したNeo-TKカセットのみがぬきとられた細胞とloxPに挟まれた配列全体が抜き取られた細胞を選択した。ついでこの2つの細胞をマウス受精卵へインジェクションした。マウス個体の作成については現在進行中である。組織特異的にあるいは誘導的にリコンビネースを発現させるために筋肉特異的に発現するプロモーターの下流、神経細胞特異的に発現するプロモーターの下流にリコンビネースのcDNAをつないだプラスミドを作り、トランスジェニックマウスを作成している。固体レベルで遺伝子機能を操作する新しい方法を開発することを目的として実験を行い、以下の結果を得た。1)特定の位置にリコンビネースの認識配列を一個だけもつES細胞を多数分離した。このES細胞にリコンビネースの認識配列と解析対象遺伝子を連結したプラスミドとリコンビネースを発現するプラスミドをトランスフェクトし、目的の遺伝子を同じ位置に導入する方法を開発したが、効率を改善する必要がある。とりあえず、この細胞を用いてマウス個体を作成中である。2)標的遺伝子の目的配列を挟んでリコンビネースの認識配列であるloxPを2個もつターゲッテイングベクターを作り、相同組み替え細胞を作成した。

この細胞にリコンビネース発現プラスミドをトランスフェクトし、TK遺伝子の欠失をマーカーとして細胞を選択したところ、大部分の細胞でloxPにかこまれた遺伝子が切り取られていることが確認された。現在、個体レベルでの検討を行っている。3)loxP配列を3個もつ相同組み換えベクターを構築し、相同組み換えES細胞をえた。この細胞にリコンビネースを発現させ、3種類の組み合わせでloxPに囲まれた配列が切り取られた細胞を分離することを試みたが、細胞を分離することができなかった。原因は特定できなかったがGANCを選択に利用することが問題と考え、GANCによる選択をせずに無作為に細胞クローンを選択肢、PCRによって解析することにより、目的の細胞を得ることに成功した。組織特異的に遺伝子機能を欠失させる実験系の開発を目的として、Cre-loxPシステムの応用を試みており、その結果を報告する。構築されたベクターはNeo-TKカセットの上流、下流にloxP配列をつけ、切り取りたい遺伝子の上流に挿入した。また、切り取る遺伝子の下流にloxP配列を一個挿入した。相同組み換えをおこした細胞にCreリコンビネースを作用させた。loxPにはさまれたNeo-TKカセット配列とともに、切り取るべき遺伝子を含めて切り取られるケースが圧倒的に多く、一部に目的のNeo-TKカセット配列のみを切り取った細胞が得られた。この細胞を用いてキメラマウス、さらにヘテロ、ホモマウスを作成しており、Creリコンビネースをもつマウスと掛け合わせようとしている。2)変異によって早期老化症状を呈するトランスジェニックマウス系統を樹立した。本変異マウスは劣性遺伝形式をとり、ホモ個体では(1)成長障害(2)早期死亡(3)動脈硬化(4)骨祖しょう症(5)神経細胞の脱落(6)性腺の萎縮(7)胸腺の萎縮(8)軟部組織の石灰化、など多彩な老化症状を呈するが血中カルシウム、クレアチニン、アルブミン値などは正常で単なる内分泌障害、カルシウム代謝異常、腎不全、栄養障害などではない。導入遺伝子は染色体の一カ所に挿入されており、遺伝子解析により挿入部位に役8kbの欠失が認められた。よって、上記の多彩な老化症状はおそらく単一遺伝子の欠損によって発生するものと推定され、変異マウスの分子遺伝学的解析により膜蛋白をコードする原因遺伝子を同定した。
スピネル型Cu硫化物超伝導体の研究

Cu酸化物高温超伝導体の超伝導性はCu(3d^9)-О(3p^6)の電子状態に起因しており,超伝導性の起源について理解を進めるためには、異方性の低いCu硫化物超伝導体のCu(3d^9)-S(3p^6)結合軌道にかかわる基礎物性の解明が望まれる.本研究グループは,おおくのスピネル型Cu硫化物超伝導体の開発と研究を進め,Cu_<1+X>Co_<2-X>S_4(x=0-0.5)系では,Co^<3+>(3d^6)がlow spin状態にあり,Cuによる反強磁性(20K)と超伝導性への転移(5K)を発見したので,研究の中心をCu_<1+X>Co_<2-X>S_4系の問題と関連する物質と物性を解明することに置いた.再現性のある試料合成方法を確立するのに多大の労力を必要とし,初期の研究計画が1年遅れることになった.実際,このユニークな物質は,発見以来7年を経た現在でも,合成できるのは世界的にも我々のグループだけである.試料の性質を制御できた結果,分散気味であった磁性や超伝導性に関する実験結果を定量的に把握することが出来るようになった.本計画では,試料の合成方法の確立,結晶学的パラメターの整理,電気伝導性,超伝導性の基本性質,NMRによるミクロな研究を進めた.試料の合成と基礎物性の研究は愛媛大学で遂行し,低温実験の一部を東大物性研究所,NMRによる一次実験を徳島大学工学部のグループ,および,NMRによる更に詳しい研究を神戸大学理学部のグループと共同研究を進めることによって多くの成果を挙げることが出来た.その結果.初期に予想した,Cu(3d)-S系の超伝導性,スピン相関と電子相関に関する多くの有用な現象が明らかになり,今までに,関連する主要論文として,合計12報の研究論文を報告した.現在,低温比熱,中性子回折,熱電能,高圧効果の研究も進行中であり,更に重要な成果が得られつつあるので,引き続き研究課題として取り組んでいく予定である.Cu酸化物高温超伝導体の超伝導性はCu(3d^9)-О(3p^6)の電子状態に起因しており,超伝導性の起源について理解を進めるためには、異方性の低いCu硫化物超伝導体のCu(3d^9)-S(3p^6)結合軌道にかかわる基礎物性の解明が望まれる.本研究グループは,おおくのスピネル型Cu硫化物超伝導体の開発と研究を進め,Cu_<1+X>Co_<2-X>S_4(x=0-0.5)系では,Co^<3+>(3d^6)がlow spin状態にあり,Cuによる反強磁性(20K)と超伝導性への転移(5K)を発見したので,研究の中心をCu_<1+X>Co_<2-X>S_4系の問題と関連する物質と物性を解明することに置いた.再現性のある試料合成方法を確立するのに多大の労力を必要とし,初期の研究計画が1年遅れることになった.実際,このユニークな物質は,発見以来7年を経た現在でも,合成できるのは世界的にも我々のグループだけである.試料の性質を制御できた結果,分散気味であった磁性や超伝導性に関する実験結果を定量的に把握することが出来るようになった.本計画では,試料の合成方法の確立,結晶学的パラメターの整理,電気伝導性,超伝導性の基本性質,NMRによるミクロな研究を進めた.試料の合成と基礎物性の研究は愛媛大学で遂行し,低温実験の一部を東大物性研究所,NMRによる一次実験を徳島大学工学部のグループ,および,NMRによる更に詳しい研究を神戸大学理学部のグループと共同研究を進めることによって多くの成果を挙げることが出来た.その結果.初期に予想した,Cu(3d)-S系の超伝導性,スピン相関と電子相関に関する多くの有用な現象が明らかになり,今までに,関連する主要論文として,合計12報の研究論文を報告した.現在,低温比熱,中性子回折,熱電能,高圧効果の研究も進行中であり,更に重要な成果が得られつつあるので,引き続き研究課題として取り組んでいく予定である.試料:Cu[Cu_XCo_<2-×>]S_4系(x=0.05)の合成は困難を伴ったが、帯磁率、反磁性hysteresis,電気抵抗、NMR、中性子回析、高圧物性、熱電能、および、低温比熱測定用試料を準備し測定を進めた。また、Cu[Cu_<1.5>Rh_<1.5>]S_4を合成しNMRによる研究を進めた。新物質Cu_<1-x>Co_x[Co_2]S_4系(x=0-1)の合成に成功し、構造解析、帯磁率、および、電気抵抗の測定を進めた。測定結果:Cu[Cu_XCo_<2-×>]S_4系の反強磁性と超伝導性は、構造敏感であり合成温度に依存するが、再現性があることが確認された。X線データの解析からイオン分布は正スピネルとして説明でき他、また、低温で構造変化は起こらない。帯磁率の測定結果から、Cu^<2+>(3d^9)の有効ボ-ア磁子となる局在電子は60%程度であり残りは遍歴電子として振る舞うこと、漸近キュウ-リ-温度より局在電子は反強磁性的相互作用を持つことが結論された。電気抵抗は冪乗則に従い、フエルミ液体、および、強電子相関系の特徴を示した。

^<53>Cuと^<59>CoNMR,および、^<59>CoNQRを観測し、Knightシフトの帯磁率依存からCu(3d^9)がスピン常磁性の原因になっており、スピン格子緩和(T_1T)^<-1>は、低温で反強磁性的スピン相関が増え大きくなるので、HTSCの場合と類似している事がわかった。新たに研究した新物質系Cu_<1-x>Co_x[Co_2]S_4の研究から、Co^<2+>(3d^7dε)軌道はCu^<2+>(3d^9dε)軌道に比べ高い電気伝導度を持つこと、問題のCu[Cu_XCo_<2-×>]S_4系では、BサイトあるCu^<2+>(3d^9dγ)の軌道は最も低い伝導度を持ち電子相関が強く超伝導発現性を示すことがわかった。また、購入したX線回析用ゴニオメータに低温計測システムを組み上げ、低温構造データを得ることが出来るようになったので、低温物性評価(構造変化とフォノン散漫散乱)に力を発揮できた。試料:Cu[Cu_xCo_<2-x>]S_4(x=0-0.5)系の合成は困難を極めたが、良質の多結晶試料を再現性高く合成できるようになり、高圧特性や低温比熱の測定が得られるようになった。また、単結晶Cu_<1.5>Co_<1.5>S_4の合成を気相輸送法で進めているが、スピネル相の育成条件が見つからず、まだ不成功に終わっている。Cuの役割について知見を得るため、tetrasiteをNiまたはCoで置換した(Cu_<1-x>Ni_x)Co_2S_4(x=0-1)系と(Cu_<1-x>Co_x)Co_2S_4(x=0-1)系の単相の試料の合成に成功し、基礎物性の測定が進んだ。測定結果:Cu[Cu_xCo_<2-x>]S_4(x=0-0.5)系では、中性子線回折、熱電能、ネ-ル点と超電導転移温度の高圧効果、および、低温比熱の研究が進んだ。中性子線からは、ネ-ル点(20K)以下で局在スピンによる磁気整列が存在するが、磁気モーメントは弱いことが判明した。しかし、磁気構造を決定することができなかった。熱電能からは担体はp型であり、x=0で金属的、超電導になるx=0.5では半導体的に振る舞うことがわかった。高圧効果では、交流帯磁率、直流帯磁率、電気抵抗を測定し、磁気、超伝導、温度、圧力間の相図を完成し、体積効果を明らかにした。比熱の測定からは、ネ-ル点と超電導転移点の相当する比熱の変化が観測された。いずれの結果も、Cu3dによる反強磁性スピン相関と強電子相関系の特徴を示しており、超電導との共存について詰めを行っている。現在、定量的な解析を進めている。概要:Cuを含む新しいスピネル型硫化物,Cu[Cu_xPh_<2-x>]S_4,Cu[Cu_×Co_<2-×>]S_4,(Cu_<1-x>Co_x)[Co_2]S_4,(Cu_<1-×>Ni_2)[Co_2]S_4,Cu[V_2]S_4,(Cu_<1-x>Ti_x)[Ti_2]S_4および,Cu[Cu_×E2]S_4の多結晶体の開発・合成に成功した.これらの物質のX線構造解析,磁性,電気伝導性について研究し,基礎的性質を明らかにした.また,反強磁性と超伝導性の存在を発見したCu_<1.5>Co_<1.5>S_4について集中的に研究を展開し,共同研究者とNMR,SQUID,中性子回折,低温比熱,ゼ-ベック効果,高圧効果等についても研究し,Cuイオンに関連する反強磁性,電気伝導性,超伝導性,スピン相関,および,電子相関等について多くの新しい知見を得た.また関連超伝導物質の研究も進んだ.
セルロースからの5-ヒドロキシメチルフルフラール新規調製法

高濃度臭化リチウム水溶液へのセルロースの溶解性を利用し、セルロースの加水分解および5-ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)の生成を行わせるため、ブレンステッド酸、固体酸・塩基触媒、光触媒、ルイス酸と界面活性化剤を複合した触媒など、様々な触媒を試した。その中で、ブレンステッド酸によるセルロースの加水分解、中和処理を経た後に耐圧試験管にルイス酸(SnCl2)とドデシル硫酸ナトリウム塩を複合した触媒系を添加した場合に最も高いHMF収率33.7%が得られた。このときのHMFの選択率は33.7%、固体残渣率は21.8%となった。平成27年度の計画には、既往文献を参考にしてセルロースの臭化リチウム(LiBr)水溶液への溶解性を確認しつつ、セルロースの加水分解によるグルコースの生成、グルコースからフルクトースへの異性化、フルクトースからの脱水反応などの各反応を促進させるため、酸・塩基などの触媒を様々に試す計画を記載している。LiBr水溶液へのセルロース溶解については、可能な限り高濃度のセルロース溶液を扱うことができれば、効率的と考えられるが、今回の研究では6wt%まで溶解が可能であることが判明した。このセルロース濃度と60wt%のLiBr濃度を設定して、触媒や温度、時間等の条件を変えて更に反応を検討した。固体酸に関しては、Amberlyst-15での加水分解反応において、加水分解が進まずに黒色沈殿が非常に多い結果となった。液体酸触媒には臭化水素酸(HBr)を取り上げ、その濃度が2wt%のとき、80°Cで30分の熱処理でほぼ定量的にグルコースが得られることが判明した。このときのHMF収率は総じて極めて低い値を示した。計画には明記しなかったが加水分解後の試料を中和したうえで、小林らが開発した、ZnCl2やZnCl2などのルイス酸とドデシル硫酸ナトリウムなど界面活性剤との組み合わせた触媒を(S. Kobayashi and K. Manabe, Acc. Chem. Res. 2002, 35, 209-217)、検討に加えたところ、Znを用いた触媒で変換率ca. 20%と比較的高い値を得た。光触媒を助触媒として用いた、酸触媒による脱水反応の促進については、いくつかの条件で検討を行ったが、有意な効果が確認できていない。申請時の研究計画の1に記載した通りセルロース濃度の上限を決めることができている。2に記載した、酸の種類についてはいくつか検討をしており、その中で小林らが報告しているルイス酸と界面活性剤の組み合わせによる触媒など、有効であることが見だされた。3光触媒についても計画に記載した評価を行ったが、こちらについては殆どHMFの生成を確認できなかった。全体としては概ね申請時の計画に沿って進捗していると考えている。平成28年度は、申請時の計画に従うとシリコン半導体をはじめ、金ナノ粒子など、種々の反応触媒の効果を把握することや、水相での反応だけでなく、有機相も混在させた2相系での効果などを中心に進めることであった。反応触媒については、すでに平成27年度に計画記載のものの検討が終了したため、小林らによるルイス酸とドデシル硫酸ナトリウム塩等を組み合わせて微小領域では2相が達成できると考えられる触媒系を中心に、平成27年度に引き続いて検討を行った。CuCl2, ZnCl2, SnCl2などのルイス酸塩や、ドデシル硫酸(DOS)ナトリウムと複合させて得られる金属ドデシル硫酸塩などを触媒として、温度条件、時間などを変えながらグルコース変換率、HMF収率、固体残渣率等を検討した。結果として、触媒にSn(DOS)2を用いて140°Cで3時間反応させた場合、グルコースの変換率92.6%、HMF収率30.5%、固体残渣率47.8%でグルコースからHMFを得ることが出来た。また、この方法を、平成27年度に検討したセルロースの臭化リチウム水溶液中での加水分解処理によるグルコース生成と中和処理の過程等に併せ、一連の反応をセルロースから行った場合、セルロースからは変換率100%、HMF収率33.7%、固体残渣率21.78%となり、ほぼ同等のHMF収率が得られたが、固体残渣率の改善は著しいものがあった。セルロースの加水分解から2段階で生成する場合、Sn(DOS)2を用いたHMF生成時の条件がグルコースから1段で行う場合に比べ、中和操作によりルイス酸が希釈されるため、固体残渣率の向上があったと考えているが詳細は不明である。セルロースから容器の交換を行わず(one potで)、HMFを得る場合の収率として、33.8%という値は既往の文献と比較して必ずしも最も高い部類ではないが、比較的高い値であると考えている。

ルイス酸・界面活性剤触媒について、その金属の種類(FeやSC、Ln等)を増やして、詳細な条件検討を行うとともに、申請時の計画に従って上記反応をジクロロメタンや1,2-ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、トルエンなど、2相系に拡張し、収率向上につながるかどうか、さらに反応の検討を行っていく。本来、ルイス酸・界面活性剤触媒は生成した化合物を界面活性剤領域に取り込み、生成物の安定化が期待されるものであるが、2相系との違いについて検証することを予定している。生物高分子化学
実践的社会調査教育方法構築のための実証的研究

本研究は、実情の異なる4大学(関西学院大学・日本大学・桃山学院大学・松山大学)で実際に社会調査教育に携わってきた研究分担者によって、より一般的で・実践的な「社会調査教育方法」構築を目指した研究である。この目的に向けて、本研究では以下の3つのアプローチから各研究を展開してきた。(1)実社会における社会調査の実情と課題の解明、(2)社会調査教育方法構築に向けた実証的研究、(3)海外における社会調査教育の実態把握である。(1)では、大阪府44市町村と香川県43市町村で実施されていた総合計画策定のための市民意識調査の実態調査研究をおこない、その実情や課題、自治体計画と調査の関係、外部業者の調査票作成能力、地域間格差などについての整理をおこなってきた。また一方で、マスコミ(朝日新聞社・NHK)が実施してきた調査実態を具体的に調査し、その実態や課題の検討もおこなってきた。(2)では、社会調査教育に必要な「数学的知識」について、大学入学以前の教育内容を分析し、その解明に取り組んできた。また、各研究分担者が社会調査教育を実践している各大学の学生を対象に、社会調査能力の習熟度を測定するテスト開発も行ってきた。これについては大学間比較も加えて分析が展開されてきている。こうした蓄積をもとに、実践的社会調査ノウハウを整理したものを、実践講座社会調査(1)(3)として、数理社会学会誌『理論と方法』にまとめている。(3)では、各分担者が半年から一年をかけ、海外で実践されている社会調査教育の実態把握をおこない、その取り組みやノウハウを整理してきている。具体的にはサリー・エセックス大学(イギリス)・トロント大学(カナダ)・マッコーリ大学(オーストラリア)の社会調査教育である。*平成12年度は、欧州社会調査方法論の動向把握を目的に、イギリス・サリー大学に留学中のため研究協力者となった後藤範章日本大学助教授とともに、聞き取り調査と資料収集を2000年夏に実施した。訪問した研究機関は、イギリスではサリー大学社会調査研究所(Institute of Social Research)、とオックスフォード大学Keble College、フランスではパリ大学を中心として、欧州の社会調査方法論と教授法をめぐる最新の研究動向の把握に努めた。*国内の調査研究としては、当初予定していた<学生調査><社会学者調査><調査実施機関調査>の3種類の調査研究のうち、特に<調査実施機関調査>に力点をおいて調査を進めた。具体的な調査内容は、市役所が実施している総合計画策定のために実施している市民意識調査の実態調査である。調査対象としたのは大阪府内の市町村の全数調査である。担当部局を電話調査した後に、聞き取り調査をおこなった。現在は32市町村分の聞き取り調査が終了し、残りの市役所を現在調査中である(担当大谷信介)。*また、マスコミにおける社会調査の実態把握を目的として、2000年12月にはNHK放送文化研究所研究員小野寺典子氏に、NHK世論調査の実態に関する研究報告をお願いした。*教材開発としては、社会調査のテキスト『社会調査のアプローチ』を元にパワーポイントによる教材資料の作成を展開中である(担当木下栄二)。また、マークシートによる社会調査達成度を測定する試験問題の作成を試験的におこない、関西学院大学、松山大学、桃山学院大学の前後期試験にて、テスト問題を試験的に実施した。その効果分析は研究分担者小松洋・永野武が現在進行中である。*本年度の調査研究としては、大阪府44・香川県43市町村の市役所が総合計画策定のために実施した市民意識調査の実態調査を実施した。また、八尾市の総合計画プロジェクトチームを対象として事例的に市民意識調査実践のモノグラフを作成した。さらに44市町村の調査票の内容分析を実施し調査票の質的評価を試みた(担当:大谷信介)。