hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核内受容体および細胞内情報伝達因子を介する分化誘導療法の病態解析と応用

EGF-STAT系、INFγ-STAT系の臨床応用の為の基礎的検討EGFと同様にINFγ投与で50%に著明な増殖抑制効果が得られた。STAT1ドミナントテガティブ導入により、その効果がSTAT1に依存していることを証明した。さらに正常食道上皮の長期の培養系においてEGF-STAT情報伝達系はin vitroでは細胞傷害性がなく、分化のマーカーであるインボルタリンの発現が誘導されることが判明した。生検材料又は切除標本におけるINFγ感受性予測として、explant cultureを用いたバイオアッセイを検討中である。PPARγを介した膵癌細胞分化誘導とPPARγリガンドとretinoid併用による食道癌増殖抑制膵癌細胞株がPPARγのリガンドで増殖を抑制され、フローサイトメトリーにてG1期細胞の増加と、S期・G2M期の減少を認めた。さらにPPARγ強制発現株にてOil red O染色で脂肪滴が確認され、脂肪分化が示唆された。in vivoPPARγリガンドにて有意に腫瘍経の増加が抑制された。一方、食道癌ではチアゾリジン誘導体のうちトログリタゾン(TGZ)の単独投与により10株中9株で増殖抑制効果を認めた。また9-シスレチノイン酸(cis RA)との並行投与により増殖抑制効果は増強された。相乗効果の著名なKYSE 270ではルシフェラーゼアッセイにおいても併用によるPPARγの転写活性の増強が認められ、フローサイトメトリーではTGZと9-cisRAいずれの単独投与でもサブG1期の増加が認められた。また併用により単独投与時よりもサブG1期の増加が顕著であった。ヘキスト染色ではPPARγリガンド投与により核の凝集と分葉が認められ、さらにPARPの分解が9-cisRAとの併用によりさらに促進された。p27にTGZ単独投与群及び9-cisRA酸併用群において経時的に発現の増強を認めた。EGFと同様にINFγ投与で50%に著明な増殖抑制効果が得られた。ヌードマウス移植系でヒトINFγ投与により移植食道癌の増殖抑制とSTAT活性化、アポトーシスの誘導を認め、ドミナントテガティブ導入により、その効果がSTAT1に依存していることを証明した。さらに正常食道上皮の短期培養系からより長期の培養系を樹立し、これらの細胞においてEGF-STAT情報伝達系はin vitroでは細胞傷害性の無いことを確認した。生検材料又は切除標本におけるINFγ感受性予測として、explant cultureを用いたバイオアッセイが必要と考え検討中である。INFγの投与法、投与量について、in vivoで検討を進めており、臨床応用が可能と考えられる。今後、情報伝達系の詳細な解析を行い、癌細胞と正常細胞の差異を明らかにする研究にも着手する。PPARγを介した膵癌細胞分化誘導膵癌細胞株がPPARγのリガンドで増殖を抑制され、フローサイトメトリーにてG1期細胞の増加と、S期・G2M期の減少を認めた。in vivo PPARγリガンドにて有意に腫瘍経の増加が抑制された。PPARγとretinoidによる食道癌増殖抑制食道癌細胞株10株中、チアゾリジン誘導体の単独投与で4株に増殖抑制効果を認めた。また9-シスレチノイン酸との相乗効果が5株に認められた。

フローサイトメトリーでKYSE270においてトログリタゾンと9-シスレチノイン酸いずれの単独投与でもサブG1期の増加が認められ、併用により増強されヘキスト染色でアポトーシスを確認した。正常食道上皮にEGFを作用させると分化のマーカーであるインボルクリンの発現が誘導することが判明した。EGF=STAT系およびINFγ-STAT系の増殖抑制効果が得られないKYSE-70においてはEGFRのリン酸化がなされておらず、またINFγの受容体の欠損が明らかとなった。PPARγリガンドとretinoidによる食道癌増殖抑制KYSE10株でPPARγのmRNAの発現とPPARγおよびRXRαの蛋白発現を認めた。チアゾリジン誘導体のうちトログリタゾン(TGZ)の単独投与により10株中9株で増殖抑制効果を認めた。また9-シスレチノイン酸(cis RA)との並行投与により増殖抑制効果は増強された。別のチアゾリジン誘導体であるピオグリタゾン(PGZ)の単独投与では増殖抑制効果を認めない細胞株においても9-cis RA酸との併用により増殖抑制が認められた。PPARγリガンドとretinoidによる作用機序チアゾリジン誘導体と9-cis RAとの併用による相乗効果の著名なKYSE 270ではルシフェラーゼアッセイにおいても併用によるPPARγの転写活性の増強が認められた。フローサイトメトリーではKYSE 270においてTGZと9-cisRAいずれの単独投与でもサブG1期の増加が認められた。また併用により単独投与時よりもサブG1期の増加が顕著であった。ヘキスト染色ではPPARγリガンド投与により核の凝集と分葉が認められ、さらにPARPの分解が確認されたが、9-cisRAとの併用によりPARPの分解がさらに促進された。細胞周期関連因子ではp21はリガンド投与後48時間までの観察で明らかな発現量の変化を認めなかったがp27はTGZ単独投与群及び9-cisRA酸併用群において経時的に発現の増強が認められた。
デンプン顆粒結合型アミロース合成酵素によるアミロペクチン構造の変換と物性の解析

デンプン顆粒結合型アミロース合成酵素であるGBSSIを導入したトランスジェニックイネ(WAB/wx系統)由来のコメデンプンにおいて、アミロペクチンに重合度100以上の超長鎖(LC)が付加されていることを明らかにした。この外来遺伝子はインディカ型品種に多く分布する対立遺伝子Wx^aと同一のmRNAを転写する。そこで、Wx^aを有する複数の品種において、アミロペクチンに対するLCの付加の有無と、Wxコード領域における構造の多型を調べた。その結果、LC付加の極めて少ない品種に共通するアミノ酸置換変異を伴う置換変異を同定した。次に栽培イネの祖先型とされる野生稲OryzarufipogogonのWxコード領域の塩基配列と比較したところ、LC付加の多い品種に共通する配列を有していた。このことから、GBSSIのアミノ酸置換変異がLC付加の多寡に関わることが示唆された。また、LC付加型販が野生型対立遺伝子であることが明らかになった。そこで、無細胞翻訳系を用いてLC付加型GBSSIの翻訳産物を得て、アミロペクチン、短鎖アミロースを供与体とした反応をそれぞれ行い、反応産物の構造を解析した。その結果、短鎖アミロースの伸長が認められ、短鎖アミロースを供与体としてアミロース合成を行いうる事が明らかなになった。一方の反応産物においては、アミロペクチンに重合度50100の長鎖が付加されている事が明らかになった。一方、デンプン構造と物性を解析したところ、WAB/wx系統では、他のLC付加型品種とはLCの重合度分布において、高分子確聞のモル比、重量比ともに低い値であった。またβアミラーゼで外部鎖をトリミングした際のLC画分の減少の度合いに差異が認められた。これらのことから、WAB/wxのLCは含量としては同程度であるが、アミロペクチン分子内における側鎖としての結合の仕方は異なっていることが示唆されたデンプン顆粒結合型アミロース合成酵素であるGBSSIを導入したトランスジェニックイネ(WAB/wx系統)由来のコメデンプンにおいて、アミロペクチンに重合度100以上の超長鎖(LC)が付加されていることを明らかにした。これらのことから、WAB/wxのLCは含量としては同程度であるが、アミロペクチン分子内における側鎖としての結合の仕方は異なっていることが示唆された我々は、インディカ型遺伝子Wxaをモチ種であり、アミロースを含まないジャポニカイネで発現させたトランスジェニックイネのコメデンプンの解析から、GBSSがアミロースだけでなくアミロペクチンに非常に長い長鎖(LC)を付加する事により、その構造を変換することを見いだした。本年度は、澱粉の糊化特性をラピッドビスコアナライザーで調べた。トランスジェニック・イネであるWxR/wx系統の澱粉ではコントロールと比較して1)糊化開始温度が高い、2)最高粘度が約1/2と低い、3)最高粘度に達する時間が約2倍と長い、4)ブレークダウンが非常に小さい(約1/51/10)、5)セットバックは約2倍と高い、などの変化が認められた。1)4)の変化は澱粉粒が膨潤しにくくなったことを示し、アミロース含量増加の事実と一致していた。一方、5)はアミロース含量の増加のみでは説明出来ず、アミロペクチンのLCとアミロースとの相互作用を反映するものと考えられた。今後これらトランスジェニック・イネの炊飯米における物性を評価するため、クリープメータによる炊飯米の物性の評価について、市販のコメを用いて測定の諸条件の検討を行った。また、我々は、これまでに、単純なGBSSの過剰発現のみではLCの付加は起こらないことを見いだしている。そこで、本年度は、LCを付加するWx遺伝子と付加しないWx遺伝子との間に構造上の違いがあるか否かをDNA塩基配列を明らかにする事により解析している。現在までに、アミノ酸置換を伴う突然変異が一カ所に存在することを見いだしていた。機能的な違いについては現在のところまだ不明である。

我々は、インディカ型遺伝子Wxaをモチ種であり、アミロースを含まないジャポニカイネで発現させたトランスジェニックイネのコメデンプンの解析から、GBSSがアミロースだけでなくアミロペクチンに非常に長い長鎖(LC)を付加する事により、その構造を変換することを見いだした。今年度はトランスジェニック・イネの炊飯米における物性を評価するため、トランスジーンのホモ接合体を選抜し、コントロール品種とともに栽培面積を広げて、大量採種を行った。また、これまでに、単純なGBSSの過剰発現のみではLCの付加は起こらないことを見いだした。そこで、昨年度から引き続き、LCを付加するWx遺伝子と付加しないWx遺伝子との間に構造上の違いがあるか否かをDNA塩基配列を明らかにする事により解析した。現在までに、アミノ酸置換を伴う突然変異の存在を同定し、他のLC品種、non-LC品種においても同様の置換変異が存在するか否かを追試した。これまでの研究によって知られているLCを多量に付加する品種と、若干量の付加が認められるがほとんどもたない品種、計7品種について、GBSSIをコードするWX遺伝子の配列を解析し、比較検討した。LC付加型の全ては第一イントロン5'スプライス部位コンセンサス配列が野生型であった。非付加型では当該配列にGからTへの置換変異をもつ、Wxb対立遺伝子であるもの、Wxaであるが、コード領域に2箇所の置換変異を持つものの2つのケースが存在した。Wxbである場合は、コード領域の配列はLC型であった。栽培品種の直接の起源と考えられるOryzarufipogonのWXと比較したところ、Wxaであり、LC型であった。すなわちWxa-LCが野生型遺伝子である。Wxa-LCを導入したトランスジエニックイネWAB系統のアミロペクチンヘのLCの付加が認められたので、LC含量の比較的高い他品種のコメアミロペクチンと、特にLCの構造について比較した。ブタノール沈殿により単離したLCの重合度分布は、WABではIR36と夢十色より高分子両分のモル比、重量比とも低い値を示した。アミロペクチンの外部鎖をβ-アミラーゼでトリミングした際のLC両分の減少の割合は、WAB、IR36、夢十色でそれぞれ66、92、77%と大きく異なり、また、LCの重合度と品種によって減少の度合いに差異が認められた。これらのことから、WABのLCは他のインディカ種と比べ、含量としては同程度であるが、アミロペクチン分子内におけるLCの側鎖としての結合の仕方は異なっていることが示唆された。
幼老統合ケアを活用したアロマザリング育児に関する生活科学的研究

最近の理論的成果に基づいて、アロマザリング育児について3歳未満の乳幼児と3歳以上の幼児の2つに大きく分け、各々についてフィールドワーク研究を実施してきた。前者については、乳児院でのフィールドワークをもとに、この施設での担当保育士(アロマザー)による育児と家庭での母親(マザー)による育児との根本的な差異を比較分析するとともに、後者については、小規模コミュニティでの高齢者をはじめとする地域の人たち(アロマザー)による育児と家庭での母親(マザー)による育児との根本的な差異を比較分析してきた。これまで、研究代表者によるアロマザリング育児の研究は、主に就学前後の子どもというように、年齢・発達画期を設けずに行ってきたが、内外の文献を通してアロマザリング育児を行う動物が極めて少ないこと(人間も例外ではないこと)、そして、アロマザリング育児がマザリングをベースにして初めて意味のある育児になることを認識することにより、3歳未満の子どもを分水嶺とすべきことを見出した。その結果、特に、3歳未満の乳幼児の育児については、研究代表者がメタ身体論(規範形成論)の立場から、「過程身体から規範身体への円滑な発達移行」の促進媒体としてマザリングが不可欠であり、こうしたマザリングが十全になされるためのサポート・ケアとして父親・祖父母・保育士のアロマザリング育児が必要であることが判明した。これに対して、3歳以上の幼児の育児については、個々の子どもの個性(親からすると、反抗や口ごたえなど)を伸張する上で、個々の子どもと波長の合ったアロマザーが不可欠であることが判明した。その意味で小規模コミュニティは、多くの個性を有する人的資源の宝庫であり、K.ホークスのアロマザリング仮説からしても、とりわけ、世代間交流の推進役である民生委員・主任児童委員はグランドマザー(アロマザー)としてうってつけであることが再確認された。アロマザリング育児研究に整合性を持たせるために設定した対象児の年齢・発達画期が功を奏し、それに準じたアロマザーに関するフィールドワーク研究もおおむね、順調に進展している。今年度は、頂いた予算を使って情報処理機器を購入し、より一層、フィールドワーク研究などを効率的に研究を進めていく予定である。アロマザリング育児の研究については、3歳未満の乳幼児と3歳以上の幼児(実際は、就学直前および直後の子ども)を分水嶺としたことで、研究がより進展したことから、この研究方針にしたがって、研究最終年度に当たる今年度は、乳児院でのフィールドワーク研究を通してアロマザーとしての担当保育士と乳幼児のかかわりを観察・研究することを継続するとともに、これまで世代間交流という形でかかわってきた小規模コミュニティでの高齢者(アロマザー)と就学直前および直後の子どもとのかかわりを観察・研究およびインタビュー研究していく予定である。前述したように、年齢・発達画期の分水嶺を設けることで、アロマザリング育児についての研究方針が確立したことから、研究成果は期待することができると確信している。特に、研究計画の変更・修正等はない。今日の子どもの成長発達の機会は,母子関係をベースに,子ども支援施設と学校関係に限定されている。特に,家庭における父親の慢性的不在状況が,母親がわが子を「母子カプセル」の中に閉じ込めてしまい,わが子からさまざまな人たちとかかわり合う過程で成長発達していくという機会を阻害している。ところが,“子どもが育つには100人の村が必要だ"といわれるように,子どもの成長発達の機会は,さまざまな人たちとの関係性の中にこそある。子どもは多様な人間関係の繋がりの中で育つのだ。このとき浮上してくるのは,母親以外の個体(=アロ)による世話を意味する「アロマザリング」である。本研究を展開するにあたって研究代表者は,子どもの泣くあるいは癇癪を起こすという行動に着目した。そして,子どもは泣く(癇癪を起こす)ことの頻度を,家庭とそれ以外の子ども支援施設や機会で観察・記録を行った。その結果、大半の子どもは,平穏なはずの家庭では頻繁に泣くのに対し,アロマザーと一緒の子ども支援施設や支援機会の場ではほとんど泣かないことが判明した。特に、大阪市の2つの地区で実践した「子どもー高齢者ー大人」から成る世代間交流の場・機会において,大半の子どもは,家庭で私人として親と居る時とは異なるモード,すなわち公人として自己を制御しながら周囲を見て,自分の置かれた立場や役割を察知しながらかかわりを持つため,ほとんど泣かないことが判明した。つまり,世代間交流の場・機会は,アロマザーとしての高齢者の地域の大人が単なる母親の代理者ではなく,子どもにとって独自な意味を担った他者なのである。つまり,子どもは公の場・機会に居る時の方がはるかに自らを制御し,自立・自律していることから,アロマザリングの立場から子育ての方法(子どものシステムも含めて)を考え直すことが不可欠であると考えた。今後,アロマザリングによる多種多様な子育てを進めていく。アロマザリング研究の展開に際して,この研究のベースとなる,グランドマザリング仮説およびインタージェネレーションの内外の知見(特に,英語圏の人類学関連の文献)を理論的にまとめ,1冊の冊子にまとめた。これにはかなりの時間を割いたが,1年間でまとめることができたことは,自分なりに評価している。大阪市の2つの地区において、1年間、子どもと高齢者との交流に基づく世代間交流を実践してきた。その中で、子どもが主に母親とかかわる場合と、母親以外のアロマザー、すなわち高齢者の人たちとかかわる場合との違いを、数名の特定の子どもに対し、感情表現(主に「泣く」と「癇癪を起こす」)の観察およびインタビューするとともに、そのインタビューしたデータを主に言葉遣いの違いから比較分析および考察した。

その結果、数名の子どもはすべて、身内である母親とかかわる場合、発話場の状況に依存した言葉遣い、すなわちその場を共有しないとよく理解することのできない言葉の形式を多用するのに対し、母親以外のアロマザーとかかわる場合、見かけの上では敬語や丁寧語を用いるだけでなく、それ以上に発話場の状況に依存しない独立した言葉遣いを多く用いていることが判明した。また、子どもは対母親のように初めから、自らの立場や役割が母親によって規定されているのとは異なり、対アロマザー(高齢者)の場合、子どもはその都度(状況ごとに)自らの立場・役割をアロマザーの行動を観察・理解することを通して柔軟に考え、状況に応じた行動・ふるまいをしていることが判明した。本研究は、子どもにとっての、母親とアロマザーとの違い、その違いに応じた行動や役割を解明してきているが、あらかじめ立てた仮説に照らしてもここまでの研究はおおむね順調に進んでいると判断できる。最近の理論的成果に基づいて、アロマザリング育児について3歳未満の乳幼児と3歳以上の幼児の2つに大きく分け、各々についてフィールドワーク研究を実施してきた。前者については、乳児院でのフィールドワークをもとに、この施設での担当保育士(アロマザー)による育児と家庭での母親(マザー)による育児との根本的な差異を比較分析するとともに、後者については、小規模コミュニティでの高齢者をはじめとする地域の人たち(アロマザー)による育児と家庭での母親(マザー)による育児との根本的な差異を比較分析してきた。これまで、研究代表者によるアロマザリング育児の研究は、主に就学前後の子どもというように、年齢・発達画期を設けずに行ってきたが、内外の文献を通してアロマザリング育児を行う動物が極めて少ないこと(人間も例外ではないこと)、そして、アロマザリング育児がマザリングをベースにして初めて意味のある育児になることを認識することにより、3歳未満の子どもを分水嶺とすべきことを見出した。その結果、特に、3歳未満の乳幼児の育児については、研究代表者がメタ身体論(規範形成論)の立場から、「過程身体から規範身体への円滑な発達移行」の促進媒体としてマザリングが不可欠であり、こうしたマザリングが十全になされるためのサポート・ケアとして父親・祖父母・保育士のアロマザリング育児が必要であることが判明した。これに対して、3歳以上の幼児の育児については、個々の子どもの個性(親からすると、反抗や口ごたえなど)を伸張する上で、個々の子どもと波長の合ったアロマザーが不可欠であることが判明した。その意味で小規模コミュニティは、多くの個性を有する人的資源の宝庫であり、K.ホークスのアロマザリング仮説からしても、とりわけ、世代間交流の推進役である民生委員・主任児童委員はグランドマザー(アロマザー)としてうってつけであることが再確認された。アロマザリング育児研究に整合性を持たせるために設定した対象児の年齢・発達画期が功を奏し、それに準じたアロマザーに関するフィールドワーク研究もおおむね、順調に進展している。今年度は、頂いた予算を使って情報処理機器を購入し、より一層、フィールドワーク研究などを効率的に研究を進めていく予定である。
肺がん・中皮腫に対する新規複合がん免疫療法の免疫学的基盤確立から臨床への展開

肺がんの標準治療薬となった免疫チェックポイント阻害薬(抗PD-1/PD-L1抗体)を主軸として、併用療法(複合がん免疫療法)の企業治験が急速に進んでいる。しかしながらこれらの併用療法は免疫学的基盤を踏まえた併用療法となっていない。より有効な複合がん免疫療法の確立には、免疫学的抗腫瘍メカニズムの理解に基づく併用プロトコールの立案と臨床試験の実施が不可欠である。本研究では、申請者らが先行研究により見出した腫瘍内に浸潤する3種類の免疫調節細胞に関する新たな知見に着目し、マウスモデルを用いた解析により免疫学的基盤に基づく新たな複合がん免疫療法の開発を行う。
高精度台風予報モデルの開発による災害予報の精度向上及び将来の被災評価

前年度に構築した大気・海洋結合モデルを実現象の再現実験に適用できるように改善を行った.ここで,当初構築する予定であった大気・波浪境界層(Wave Boundary Layer : WBL)・波浪・海洋の結合モデルは,前年度のロードアイランド大学滞在中に得た知見を基に,WBLモデルの構築,及び,波浪モデルの組み込みを取り止めた.その理由は,両モデルは計算負荷が大きい欠点を持ちながら,顕著な精度向上が見込まれないためである.つまり,現在までに得られている波浪・WBLの物理過程に関する理解では,長時間のコーディング作業をせずに,多少近似が強いながらも最新の観測結果を踏まえた手法を取った方が良いと判断した.そこで,大気-海洋間の結合が物理量のフラックスによって行われると考え,既存の大気モデルで良く用いられているバルク法を用いて以下のようにモデル化した.海面フラックス(モデル最下層における応力項に対する下端境界条件)は,WBL上端の風・海面上とその高度間の変数の勾配に比例するとして,2005年・2008年の観測・室内実験結果に関する先行研究(Donealn et al. 2004 ; Zhang et al. 2008)からその比例係数を決定した.ここで,WBL上端の高度はモデル変数から診断できないため,大気安定度に依存した対数分布を仮定して高度10mにおける風速を基に勾配を決定した.次に,海洋モデルに日本付近の海底地形データの導入し,過去に顕著な災害をもたらした台風の再現実験を行った.そして,海洋モデル及び最新の実測値を基にした海面フラックスの定式化を行うことによるインパクトを調べ,熱帯低気圧の数値モデル内での再現におけるそれらの重要性を示した.平成20年度は、高精度台風予報モデルの構築という第一の目標の下、台風の進路・強度予報の精度向上に必要と考えられる波浪境界層(WBL:Wave Boundary Layer)モデルの構築を目標として研究を行った。その結果、完成には至らなかったが、WBLモデルの主要部にあたる海飛沫(Sea Spray)のパラメタリゼーションを、二種類構築した。そして今までに適用事例が無い強風下、風速30m/s以上において、このパラメタリゼーションが利用できるかを、大気モデル(WRF:Weather Research and Forecasting)と結合した計算を行うことで調べた。その結果から、双方のモデルとも標準設定のままでは強風時に適用できないことが示された。そのため、このSea SprayモデルをWBLモデルに組み込み、さらに台風のシミュレーションを行うためには、新たなパラメタリゼーションを考案する必要があることが分かった。また、高精度台風モデルに必要な海洋モデルのテストとして、一次元混合層モデル、及び移流項を含めたモデルを大気モデルに結合して、過去の台風に関しての再現実験を行った。この結果から、台風の再現実験をする上で海洋混合中の移流の効果はそれ程重要で無いことが示された。さらに、本研究の二・三年度目に計画している数値実験の際に必要となる、台風初期値作成手法の構築を試みた。現在は、先行研究で行われた、ボーガス台風を置いた場に、主に衛星による観測データ(輝度温度・衛星風)を同化する手法(BDA:Bogus Data Assimilation)を、WRFモデルに含まれる3次元変分法的データ同化手法(3DVAR)を利用してテストしている。温暖化時の熱帯低気圧の実験初期値作成法として、三次元変分法的データ同化法(3DVAR : Three Dimensional VARiational Data Assimilation)3DVARを利用した、以下に示す初期値化手法を構築した。まず計算初期場の指定した位置に、人工的に熱帯低気圧の海面気圧の情報(ボーガスデータ)を埋め込む。このボーガスデータを偽の観測データとして、傾度風平衡を制約としながら、背景場とボーガスデータ双方に対して物理的に矛盾のない場を算出する。この手法を用いることで、熱帯低気圧の初期強度・大きさ・位置を自由に決定できるようになり、未来気候時の初期摂動(熱帯低気圧の強度・位置の異なる実験を行い被害が最も顕著なケースを抽出する)作成することが可能となった(Miyamoto and Xue 2009)。一方、波浪境界層(WBL)モデルの構築のため、WBLモデルの主要部となる海飛沫(SeaSpray)の振舞をモデル化した。基礎物理過程である、強風下(特に風速30m/s以上)でのSeaSprayの生成関数の風速依存性が分かっていないため、肝心の熱帯低気圧下では、モデルの精度が格段に悪化することが示された。上記のSea Sprayの影響を加味したWBLモデルの問題点を解決するため、熱帯低気圧に対する海洋の応答に詳しいIsaac Ginis教授と、WBLモデルを構築したTetsu Hara教授から助言をいただいた。彼らの意見は、WBLモデルのコーディングの難易度を踏まえると、現段階ではWBLモデルを構築するのではなく、まず単純な結合モデルを構築し、その中の大気・波浪モデル内の海面交換係数を書き換える方が良いというものであった。言い換えれば、現在得られている知見で構築されるWBLモデルの精度では、単に海面交換係数を最新の観測結果に則った分布(強風下で抵抗係数が頭打ちになる)にするだけでも同程度の精度となるということである。そこで、大気・波浪・海洋結合モデルを構築し、運動量に対する海面交換係数を室内実験で得られた強風下で一定値化する分布、エンタルピーに対する交換係数を観測で得られた分布に書き換えた。前年度に構築した大気・海洋結合モデルを実現象の再現実験に適用できるように改善を行った.

ここで,当初構築する予定であった大気・波浪境界層(Wave Boundary Layer : WBL)・波浪・海洋の結合モデルは,前年度のロードアイランド大学滞在中に得た知見を基に,WBLモデルの構築,及び,波浪モデルの組み込みを取り止めた.その理由は,両モデルは計算負荷が大きい欠点を持ちながら,顕著な精度向上が見込まれないためである.つまり,現在までに得られている波浪・WBLの物理過程に関する理解では,長時間のコーディング作業をせずに,多少近似が強いながらも最新の観測結果を踏まえた手法を取った方が良いと判断した.そこで,大気-海洋間の結合が物理量のフラックスによって行われると考え,既存の大気モデルで良く用いられているバルク法を用いて以下のようにモデル化した.海面フラックス(モデル最下層における応力項に対する下端境界条件)は,WBL上端の風・海面上とその高度間の変数の勾配に比例するとして,2005年・2008年の観測・室内実験結果に関する先行研究(Donealn et al. 2004 ; Zhang et al. 2008)からその比例係数を決定した.ここで,WBL上端の高度はモデル変数から診断できないため,大気安定度に依存した対数分布を仮定して高度10mにおける風速を基に勾配を決定した.次に,海洋モデルに日本付近の海底地形データの導入し,過去に顕著な災害をもたらした台風の再現実験を行った.そして,海洋モデル及び最新の実測値を基にした海面フラックスの定式化を行うことによるインパクトを調べ,熱帯低気圧の数値モデル内での再現におけるそれらの重要性を示した.
2006年台風13号に伴う暴風・竜巻・水害の発生機構解明と対策に関する研究

台風0613号は9月10日にフィリピン沖で発生し、石垣島に接近した後、東シナ海を北東進して佐世保市付近に上陸し、大きい被害を与えて玄界灘から日本海に抜けた。風速は石垣島で69.9m/s、長崎県で50m/sを越えた。佐賀県唐津市の大雨は、台風が2000kmも離れていた時の前線刺激に起因する。豪雨と土砂災害の特徴が解明された。竜巻が宮崎県や大分県で5個発生し、特に延岡市では、列車の転覆被害があり、3名の死者が発生した。佐賀・長崎県を中心に潮風害が非常に激しく、米の作況指数が佐賀地域で42であり、潮風害と海岸からの距離との関連性が調査され、指数関数的に減少し15kmまで及んだ。台風時の降雨が少なく、長崎県での潮風害樹木の特徴が塩分付着との関連性から評価された。潮風害と人工衛星リモートセンシング画像評価による植生指数・健全度(NDVI)の低下との関連性が解明された。潮風害に強い防風林樹種が選定された。延岡市の竜巻はF2と評価され、長さ7.5km、最大幅200mであった。竜巻の被害特性は、屋根瓦などの二次的飛散物による増加があり、市内・住宅地での被害が大きく、突風による被害増大の関連性が評価された。また、屋根のケバラ付近の固定強度に問題があることが判った。アンテナ支線の避雷コイルの破損状況からの竜巻の特徴が解明された。宮崎県の竜巻発生頻度の多さと積乱雲発生との関連性やレインバンド中の積乱雲のモデルによるシミュレーションが評価された。竜巻発生への地形の影響の関与が調査され、半島や島の影響が空気力学的に裏付けられた。長崎県での停電、長崎・北九州の海上空港の台風害の特徴が裏付けられた。台風による高齢者や障害者の不便と支援の在り方の対応特性が提示された。台風と文教施設、農業用施設ハウスの被害から被害発生要因と対策が考察された。暴風・竜巻等によるリスク低減対策がアンケート調査や建築物の被害評価基準の問題点が指摘された。台風0613号は9月10日にフィリピン沖で発生し、石垣島に接近した後、東シナ海を北東進して佐世保付近に上陸し、大きい被害を与えて玄界灘から日本海に抜けた。佐賀県唐津市の大雨は、台風2000kmも離れていた時の前線刺激に起因する。佐賀・長崎県を中心に潮風害が非常に厳しく、米の作況指数が佐賀地域で42であり、潮風害と海岸からの距離との関連性が調査され、指数関数的に減少し15kmまで及んだ。

潮風害に強い防風林樹種が選定された。延岡市の竜巻はF2と評価され、長さ7.5km、最大幅200mであった。竜巻の被害特性は、屋根瓦などの二次的飛散物による増加があり、市内・住宅地での被害が大きく、突風による被害増大の関連性が評価された。また、屋根のケバラ付近の固定強度に問題があることが判った。アンテナ支線の避雷コイルの破損状況からの竜巻の特徴が解明された。宮崎県の竜巻発生頻度の多さと積乱雲発生との寒冷性やレインバンド中の積乱雲のモデルによるシミュレーションが評価された。竜巻発生への地形の影響の関与が調査され、半島や島の影響が空気力学的に裏付けられた。長崎県での停電、長崎・北九州の海上空港の台風害の特徴が裏付けられた。台風による高齢者や障害者の不便と支援の在り方の対応特性が提示された。台風と文教施設、農業用施設ハウスの被害から被害発生要因と対策が考察された。暴風・竜巻等によるリスク低減対策がアンケート調査や建築物の被害評価基準の問題点が指摘された。
マスタースレーブ型ヒューマノイドロボットの開発

自律型ヒューマノイドロボットへ向かう際の一過程としてのマスタースレーブ型ヒューマノイドロボットの実現を提案した.このとき、特に重要な役割を占める課題が二つあった.すなわち,(1)マスタースレーブ操作による二足歩行ロボットの実現:マスタースレーブ型二速歩行ロボットの定義とその具体的実現方法の検討.(2)マニピュレー夕の運動と二足歩行の協調動作の実現:不安定システムである二足歩行ロボット上のマニピュレー夕の運動制御に関する検討.さらに,研究を進めて行く際に第3の課題が明確化した.(3)マスタースレーブ型ヒューマノイドロボットを操縦型から自律型へ移行する具体的方法の検討.本研究では,上の課題について以下のような検討を行い,考察を加えた.(1)マスタースレーブ型二足歩行装置の実験機を試作し,実験によってその実現可能性を検討した.その結果,ユニラテラス方式では教示に限界があり、スレーブ歩行ロボットからの何らかの情報のフィードバックが必要であることがわかった.(2)ゲインスケジューリング型の非線形制御則を設計することで対処可能であることを理論的側面と実験的側面から示した.(3)マスタースレーブ技術,表示による教示,パワーアシスト技術を統合化し得る概念としてロボティクスフォロァを提案し,簡単な実験装置を試作することによってその実現可能性を示した.自律型ヒューマノイドロボットへ向かう際の一過程としてのマスタースレーブ型ヒューマノイドロボットの実現を提案した.このとき、特に重要な役割を占める課題が二つあった.すなわち,(1)マスタースレーブ操作による二足歩行ロボットの実現:マスタースレーブ型二速歩行ロボットの定義とその具体的実現方法の検討.(2)マニピュレー夕の運動と二足歩行の協調動作の実現:不安定システムである二足歩行ロボット上のマニピュレー夕の運動制御に関する検討.さらに,研究を進めて行く際に第3の課題が明確化した.(3)マスタースレーブ型ヒューマノイドロボットを操縦型から自律型へ移行する具体的方法の検討.本研究では,上の課題について以下のような検討を行い,考察を加えた.(1)マスタースレーブ型二足歩行装置の実験機を試作し,実験によってその実現可能性を検討した.その結果,ユニラテラス方式では教示に限界があり、スレーブ歩行ロボットからの何らかの情報のフィードバックが必要であることがわかった.(2)ゲインスケジューリング型の非線形制御則を設計することで対処可能であることを理論的側面と実験的側面から示した.(3)マスタースレーブ技術,表示による教示,パワーアシスト技術を統合化し得る概念としてロボティクスフォロァを提案し,簡単な実験装置を試作することによってその実現可能性を示した.(i)マスタースレーブシステムの充実:ヒューマノイドロボットを構成するために必要となる制御装置を拡張した.具体的にはAD/DAボードの拡張を行い,ロボットの自由度の増加に対処できるようにした.そしてマスターおよびスレーブマニピュレータの土台が共に非定常運動する場合のマスタースレーブ操縦系の検討を行った.その結果,固定ではあるが水平でない支持面上に設置されたリンク系の絶対姿勢制御が非線形オブザ-バを利用することによって実現可能なことがわかった.(ii)歩行ロボットの屈伸運動に関する検討:ダイナミクスが非常に大きく変化するロボットの屈伸運動に対して非線形ゲインスケジューリング制御が有効であることをしめした.マニピュレータ搭載型二足歩行ロボットの基礎検討:現有装置であるマスタースレーブ型二足歩行ロボットを用いて,マスタースレーブ操作による歩行制御の実験的研究を行った.その結果,非常に操縦性が悪いことがわかった.これは,スレーブロボットの足首にトルクが加えられないことと,スレーブロボットに何のインテリジェンスも組み込まれていないためと推定される.次年度への課題となった.本研究では,自律型ヒューマノイドロボットへ向かう際の一過程としてのマスタースレーブ型ヒューマノイドロボットの実現を考えている.このとき,特に重要な役割を占める未解決な課題が二つある.97年度は主に2つのことを検討した.(i)スレーブロボットの試作:マスタースレーブ歩行ロボットの実現のための基礎実験を行うために,二足歩行スレーブロボットに補助輪をつけた試作機を試作した.(ii)力学的考察からの歩行ロボットの基礎検討:現有装置であるマスタースレーブ型二足歩行ロボットおよび脚ロボットEmu,さらに力学的考察を行うために新たに試作機(8脚ロボット)カルテットを試作し,歩行の力学的考察を詳細に行った.具体的には力学的に最も自然な歩行である受動的歩行を実現し,マスタースレーブ操作による歩行制御の理論的研究の基礎になった.自律型ヒューマノイドロボットへ向かう際の一過程としてのマスタースレーブ型ヒューマノイドロボットの実現を提案した.このとき,特に重要な役割を占める課題が二つあった.すなわち,(1)マスタースレーブ操作による二足歩行ロボットの実現:マスタースレーブ型二速歩行ロボットの定義とその具体的実現方法の検討.(2)マニピュレータの運動と二足歩行の協調動作の実現:不安定システムである二足歩行ロボット上のマニピュレータの運動制御に関する検討.さらに,研究を進めて行く際に第3の課題が明確化した.(3)マスタースレーブ型ヒューマノイドロボットを操縦型から自律型へ移行する具体的方法の検討.本研究では,上の課題について以下のような検討を行い,考察を加えた.(1)マスタースレーブ型二足歩行装置の実験機を試作し,実験によってその実現可能性を検討した.その結果,ユニラテラス方式では教示に限界があり,スレーブ歩行ロボットからの何らかの情報のフィードバックが必要であることがわかった.

(2)ゲインスケジューリング型の非線形制御則を設計することで対処可能であることを理論的側面と実験的側面から示した.(3)マスタースレーブ技術,表示による教示,パワーアシスト技術を統合化し得る概念としてロボティクスフォロアを提案し,簡単な実験装置を試作することによってその実現可能性を示した.
トランスナショナル・コミュニティの地域間比較-境域アジアの移住と生活の動態研究

本研究では、東アジアと東南アジアそれぞれの境域における在地トランスナショナル・アクターの移動と生活実践に関するデータを収集し、同時に彼らの移動をめぐる社会ネットワークの形成・再編の様式をミクロ・メゾ・マクロなレベルで比較検討することを試みた。その具体的事例に基づく考察では、移動生活を実践するための生態環境や、国家体制、国境の歴史の深浅が両境域間で明白に異なり、その差異がトランスナショナルな生活実践のあり方やその歴史的展開の違いとして現れていることが示された。本研究は、東アジアと東南アジアそれぞれの境域における、エスニシティや宗教を紐帯としたトランスナショナル・コミュニティの生成・再編過程ならびにその制度的背景を、1960年代から現在までの時間幅で比較考察することを目的としている。本年度は、まず7月に東洋大学アジア文化研究所において、連携研究者を含む国内メンバーが会合を持ち、調査計画・内容の詳細を検討した。その計画に基づき、各メンバーは、夏期休暇、冬期休暇、春期休暇にフィールドワークと文献収集を行った。海外における主な調査は次のとおり。【東アジア】松本:韓国・巨済島等における、内外韓国人の移住と生活史に関する調査。松本と植野(連携研究者):台湾・花蓮市における八重山諸島-台湾間の戦後期の人口移動と、そのネットワークの観光資源化に関する調査。後藤:台湾および香港における祭祀公業の越境的展開に関する調査。【東南アジア】長津:マレーシア・サバ州における跨境ムスリムコミュニティの再編とアイデンティティの動態に関する調査。渡邉(連携研究者)フィリピン・マニラにおけるムスリムの近隣諸国と中東諸国への越境移動に関する資料調査。その他、各メンバーは関係地域の国籍・市民権、住民登録、出入国管理に関する法令等の一次資料を収集した。2009年10月には、松本が代表を務める白山人類学研究会(2009年度第4回)に韓国国学振興院・責任研究委員の金美榮氏を招聘し、韓国における国際結婚とトランスナショナルな家族状況に関する研究会をおこなった。なお、調査成果の一部は、2010年2月、長津と連携研究者の赤嶺、青山が、白山人類学研究会研究フォーラム「東南アジア海域世界の社会史を再考する(Reconsidering Social History of Maritime Folks in Southeast Asia)」(英語)において公表した。本年度は、昨年度の会合で決定した各自の調査計画・内容をふまえて、メンバーはそれぞれ調査研究を実施した。代表者の松本、分担者の長津はともにサバティカル期間中であり、それぞれ韓国・日本間の境域、インドネシア・マレーシア・フィリピン国間の境域において比較的インテンシヴなフィールド調査を実施した。連携研究者を含む各メンバーの主な海外調査は次のとおり。【東アジア】松本:韓国南岸島嶼を拠点とする韓国人の域外移住ネットワークと生活史に関する調査。植野・渡邉(連携研究者):台湾・沖縄間における第二次大戦前後期の越境移動ネットワークの持続性に関する調査。後藤:台湾における祭祀公業の越境的展開に関する調査。【東南アジア】長津:インドネシア・東南スラウェシ州などを拠点とする海民の越境漁業の展開、ならびにイスラーム知識人の国際ネットワークの在地社会への接合に関する調査。青山(連携研究者):フィリピン・ダバオ市のサマ人集落における越境的宗教実践の展開と社会的不平等の拡大に関する調査。なお、赤嶺(連携研究者)は、国内において、環境NGOによる国際的海洋資源管理とその国際ネットワークの展開に関する資料調査をおこなった。その他、昨年に続き、各メンバーは対象地域の国境管理制度に関する一次資料を収集した。11月には、松本が代表を務める白山人類学研究会において、年次研究フォーラム「台湾をめぐる境域」を開催(場所:東洋大学)、松本と植野が成果を報告、後藤が漁業報告に対してコメントを加えた。同フォーラムの成果は、『白山人類学』14号において公表される予定である。本研究は、東アジアと東南アジアにおける、トランスナショナル・コミュニティの生成・再編過程を、1960年代から現在までの50年ほどの時間幅で比較考察することを目的とする。最終年度である今年度は、各メンバーがこれまでのフィールド調査と史料調査に基づいて、また部分的に補足調査を実施しつつ、成果を論文や口頭発表にまとめた。具体的には、東アジア境域については、代表者の松本が、福岡・下関、韓国南岸・巨済島、植野が台湾東北岸、沖縄、後藤が中台間の結婚・離婚を取りあげ、それぞれの地域における宗教や民族の紐帯に基づくトランスナショナル・コミュニティの動態に関する調査成果をまとめた。長津は、マレーシア・サバ州国境域、半島部スランゴル州の移民コミュニティを東南アジアの境域として取りあげ、宗教や民族のネットワーク、あるいは自然資源利用を通じて形成されたトランスナショナル・コミュニティの動態に関する調査成果をまとめた。東日本大震災の影響を受け、本研究計画の一部-アルバイト雇用によるデータベース構築等-は断念せざるをえなかった。しかし、個々の調査研究は、アジア二地域の境域におけるトランスナショナル・コミュニティの動態の地域性と普遍性を提示するという本研究の目的にそって進められ、具体的成果をあげた。

全体にかかる主要な成果として、松本は11月に「白山人類学年次フォーラム:跨境コミュニティにおけるアイデンティティの持続と再編-東アジアと東南アジアからの展望」(東洋大学)を組織した。また、その発表に基づいて、『白山人類学』15号の特集「跨境コミュニティにおけるアイデンティティの持続と再編-東アジアと東南アジアの事例から」をまとめた。同特集では、代表者の序論とあわせて、論文2本、研究ノート1本が公表された。
型理論による形式意味論・語彙意味論・オントロジーの統合記述体系の確立

本研究の目的は、形式意味論の推論システムと統合された形式をもつ、語彙意味論および形式オントロジーの記述体系を策定することである。この統合を可能にするのは、近年形式意味論において、自然言語の意味論の記述体系として有望視されている依存型意味論(dependent type semantics)である。DTSは依存型理論に基づいて自然言語に合成的な証明論的意味論を与える体系である。DTSを用いた分析によって、語彙意味論にとって難題であった共述語化(copredication),強制現象(coercion),メタファー(metaphor)といった諸問題を統一的に解決することに成功した。本研究の目的は、形式意味論の推論システムと統合された形式をもつ、語彙意味論および形式オントロジーの記述体系を提示することである。この統合を可能にするのは、近年形式意味論において、自然言語の意味論の記述体系として有望視されている依存型意味論(dependent type semantics: Bekki 2014)である。言語処理の観点からは、本研究の体系に基づいて形式オントロジーと語彙概念辞書の構築を行うことで、計算意味論における構文論的推論と語彙的推論の橋渡しを試みる。また、研究代表者(戸次)は、Bekki and Asher (2013)において、AsherのTCL理論を発展させ、高階多相型理論と、形式文法理論である組合せ範疇文法(CCG:Steedman (1996),戸次(2010))の規則を融合することによって、語彙意味論における課題であった共述語化(copredication)の問題を解決している。本研究課題では、Bekki and Asher (2013)の理論を依存型意味論と統合しつつ、強制現象(coercion)、メタファー(metaphor)等の現象にも適用するとともに、自然言語処理に資する言語リソース(オントロジーと語彙概念辞書)を構築することを目指している。期待される研究成果は、1)形式意味論、語彙意味論、形式オントロジーを統一する理論体系と、2)その間の推論・意味計算手法の確立、2)自然言語処理が迎える「深い言語処理」に向けた言語リソースの構築、の二つである。平成27年度の研究成果としては、第一に、文や談話を分析するために用いられてきた依存型意味論の枠組みを語彙意味論に拡張するための最初の試みを行った。推論を行う際は語彙の意味の分析と、オントロジーで記述された知識の両方を使う必要があるため、オントロジーについても依存型意味論で記述する方法を提案した。第二に、語彙意味論において問題として知られるcopredication, coercionの現象を分析する枠組みを、依存型意味論に基づいて提案した。この枠組みにおいては、述語の選択制約と名詞の論理的多義についての知識は、オントロジーの概念を用いて記述することができる。また、論理的多義性を持つ名詞についてのcopredicationやコアーション構文が容認可能であるということは、述語と項の間に何かしらの意味の変換があるということを示唆している。そこで、オントロジーによって記述された知識に基づいて依存型意味論に動詞と名詞間の意味変換を行う演算子を導入することで、論理的多義やコアーション現象がもたらす問題点の解決を試みた。これらの研究は、以下の論文にまとめ、発表した。平成27年度の形式オントロジーに関する研究に引き続き、平成28年度には、自然言語における伝統的な問題の一つである「述語の選択制約」の問題に取り組んだ。「述語の選択制約」とは、たとえば動詞「注ぐ」に対するヲ格名詞句は「液体」でなければならない、という制約であり、言語処理における曖昧性解消タスクでは「職人が注ぐヒマワリから採れた油」の理解において、職人が注ぐのは「ヒマワリ」ではなく「油」である、というような判断を行う上で必要である。一方、それを解決する理論は、「惜しみなく愛情を注ぐ」とはどういう意味か、「愛情」に「液体」の性質を付与していることになるか、「惜しみなく援助を注ぐ」とはいえないのは何故か、といった問いにも答える必要がある。本研究では、上の例における動詞「注ぐ」がヲ格名詞句に課す意味的制約が意味論的前提(presupposition)であるという比較的古典的な立場を、依存型意味論の証明論的意味論の枠組みによって捉え直し、上に述べたような諸問題を直観主義型理論における証明探索の問題に還元するという分析を試みた。たとえば、「注ぐ」はヲ格名詞句yに対して、yが液体である、という前提をトリガーする。これが満たされない場合は前提違反となるが、一方で前提調節(accommodation)の仕組みによって、メタファーの場合には逆にヲ格名詞句が「液体」の性質を帯びる、という意味を持たせることができる。このような仕組みにより、選択制約、メタファーといった現象を前提・照応と統一的に計算する機構を提案した。上記概要で述べた成果により、当初の目標の一つであったBekki and Asher (2013)と依存型意味論との統合は、少なくとも理論的には成功したといえる。また、選択制約現象における未解決問題の一つであった共述語化(copredication)、強制(coercion)の問題についても、依存型意味論の前提束縛・照応解決の仕組みと統一的に扱うことができるようになった。この研究成果は、以下の(木下恵理子氏、峯島宏次氏との共著)論文にまとめ、査読付き国際学会LENLS13において発表した。論文はpost-

proceedingsに採択され(採択率4割)、Springer社LNAIシリーズNew Frontier in Artificial Intelligenceのbook chapterとして出版された。最終年度である平成29年度は、前年度の成果であるKinoshita et al.(2017)における、依存型意味論(DTS)を用いた選択制限の意味論的前提(presupposition)としての分析を踏まえ、分析の対象を当初の研究計画に従ってコアーション、メタファーといった現象に拡張する研究を行った。この研究成果を論文としてまとめ、Kinoshita et al.(2018)としてCoPo2017国際学会に投稿し、査読を経て採択されるに至った。CoPo国際学会においては共著者の木下・峯島両氏が口頭発表を行った。研究計画時の見通しは正しく、選択制限、コアーション、メタファーのような認知意味論分野において形式意味論の枠組みにおける自然言語の意味の把握の限界を示すために取り上げられてきた言語現象を、DTSの枠組みの強みを生かすことによって、意味論的前提と前提適応(accommodation)、およびそれらのもたらす含みとして分析することに成功した。これによって、形式意味論の全体としての統合性と掌握範囲は大きく改善されたと考えられる。このような統一分析を提示するにあたっては、いくつかの技術的困難に直面した。最たるものはTransfer Frame (TF)というKinoshita et al.(2018)の分析の中核を為す概念の定義であった。この分析はCoPo2017国際ワークショップにおいて一定の評価を得ることができ、ワークショップ発表からのselected papersとしてジャーナルに雑誌論文として投稿中である(2018年4月現在査読中)。また、この研究から派生して、前提適応を意図的に引き起こす発話行為についての研究を行った。この成果はIto et al.(2017)として論文にまとめ、IASM2017国際ワークショップに投稿し、口頭発表を行った。本研究の目的は、形式意味論の推論システムと統合された形式をもつ、語彙意味論および形式オントロジーの記述体系を策定することである。この統合を可能にするのは、近年形式意味論において、自然言語の意味論の記述体系として有望視されている依存型意味論(dependent type semantics)である。DTSは依存型理論に基づいて自然言語に合成的な証明論的意味論を与える体系である。DTSを用いた分析によって、語彙意味論にとって難題であった共述語化(copredication),強制現象(coercion),メタファー(metaphor)といった諸問題を統一的に解決することに成功した。平成28年度は、提案した枠組みを、メタファー(metaphor)の分析に拡張する。たとえば、動詞thinkは主語に対する選択制約として「有生」(animate)の下位型であることを要求するが、たとえば文"Our planet thinks that we
水素原子・プロトン・ヒドリド移動におけるトンネル効果

ジヒドロニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)は生体内の重要な水素源であり、NADHが関与する水素原子、プロトン、ヒドリド移動反応におけるトンネル効果について明確な例はまだ知られていない。本研究ではNADHモデル化合物として9,10-ジヒドロ-10-メチルアクリジン(Acr-H_2)および1-ベンジル-1,4-ジヒドロニコチンアミド(BNAH)を用い、その水素原子、プロトン、ヒドリド移動反応におけるトンネル効果について系統的な研究を行なった。これまでの我々の一連の研究からNADHモデル化合物からキノン類へのヒドリド移動反応は電子、プロトン、電子の移動を経て進行し、最初の電子移動と続いて起こるプロトン移動により全体の速度が決まることがわかっている。従ってこのヒドリド移動反応の速度論的重水素同位体効果はNADHモデル化合物ラジカルカチオンからセミキノンラジカルアニオンへのプロトン移動に対するものになる。本研究では、AcrH_2およびその重水素化体AcrD_2から2,3-ジシアノ-p-ベンゾキノン(CN_2Q)へのヒドリド移動反応速度のアレニウスプロットは低温で折れ曲がることがわかった。これは、プロトン移動速度がトンネル効果のため低温領域で一定になるためであると考えられる。これらの結果を基に、本年度はさらに一連のNADHモデル化合物のプロトン移動過程におけるトンネル効果の有無について検討し、その発現条件について明らかにした。特に低温における高速反応について低温ストップトフロー法を用いて測定を行った。また、我々は、AcrH_2からクミルペルオキシルラジカルへの水素移動反応をEPR法を用いて検討した結果、ヒドリド移動反応の場合と同様にアレニウスプロットがトンネル効果のため低温領域で一定になることを見い出した。