hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
格差と序列による対立と葛藤の生成プロセスとその解決に関するゲーミング研究

本研究は,環境や健康になどリスクにかかわる現実問題を格差と序列にかかわる事例として取り上げながら,社会の構成員の間で生じる対立や葛藤をゲーミング・シミュレーションによりモデル化し,集団間での葛藤の発生・維持・解消のプロセスを検討した。最終年度は,大きく次の3つの観点から過年度から行ってきたゲーミングの成果のとりまとめを行った。第1に,環境行動を促す説得的コミュニケーションに格差認識を導入し,説得における経済的地位と説得・被説得それぞれの役割による説得効果について,行動意図と社会的公正の観点から検討した。第2に,格差是正を協力とチームワークによる問題解決と設定し,協力することが個々人に利益をもたらすことを経験する機会を与えることで,立場と利害が異なる人々の間でのチームワークのパフォーマンスが上昇することを確認した。この研究は国際比較研究として,オーストリア・フォラルベクル応用科学大学との共同研究プロジェクトとして展開している。第3に,「スターパワー」を応用したゲーミングにより格差拡大と是正の問題をシステム変革動機としてのゲームルールの変更課題として再現し,ルールの設定のバリエーションを設けることで,システム変革動機について検討できるようなゲーミングを完成させた。研究期間全体を通じ,トランプを用いた「大富豪」ゲームや,立場や経済的地位の相違を前提とした複数のボードゲームを応用し,格差の認識と是正について考察することのできるゲーミングを開発し,ルールや実施の仕方を操作することで,格差の問題認識の程度やその可視化が格差是正行動につなげることを主題とした教育カリキュラムなどに応用できるようにした。格差と不平等に関する事例を経済格差だけでなく環境や健康リスクも含めて収集し,その問題構造を検討した。その事例分析から問題構造が類似するゲーミング・シミュレーションの分析を行った。対象としたゲーミングは,Starpower (Shirts, 1969)を改変した階層間移動ゲームとトランプの「大富豪」の活用(杉浦2016)である。最初に既存のゲーミングのルール設定から,プレーヤ間で階層格差が生じること,およびどのような解決策が提案され選好されたかをゲーム結果から確認した。次にプレーヤのゲーム後の振り返り上で,階層格差による認知・感情評価,解決策に関するルール改変の提案と合意形成へのリーダーシップ,階層格差の原因と対策についての現実問題との対応について,プレーヤのゲーム振り返りの報告から整理した。特に,ルールの熟知度が階層格差の是正に向けた討論におけるリーダーシップ行動の評価に影響を与えること,それが現実の格差問題の是正の課題とも関連していることが示唆された。以上の結果をもとに,階層格差ゲームの試作版を作成し,階層格差の拡大の有無と階層逆転の機会の有無の2要因を独立変数とする予備実験を128名の学部学生の参加を得て実施した。その結果,格差逆転の機会が有る条件では無い条件と比較し,階層拡大の有無にかかわらず,各プレーヤの平均順位の分散が大きく,与えられたルール設定のもとで格差逆転の機会があったと評価していた。また,格差逆転の機会が無いルールに加え,格差拡大のルールが有ることで,階層間の格差が広がり易く,閉鎖的な社会であるとプレーヤは評価していた。以上から,階層格差の拡大有無と格差是正の機会に関するルール設定は有効であったといえる。第1に,本研究課題が採択されたのが年度の途中(10月)であり,できる限り当初の計画の遂行を目指したが,とりわけ現実の格差問題とゲーミングとの対応を考慮する際に格差にかかわる社会的イシューが多岐にわたり,実験の要因設定に関する事例分析を行うのに時間を要したためである。第2に,研究実施にあたり実験計画の詳細を検討する中で,研究分担者である吉川肇子が平成28年度にオーストリアに研究のため滞在する予定の中で,受け入れ先であるフォラルベルク応用科学大学のWilly Kriz教授の協力により,本研究に関する実験の実施の可能性が浮上したことで,実験計画の修正と打合せに時間を要したためである。本研究では,格差問題を経済だけでなく環境および健康のリスクを含めて捉え,社会で格差が生じる現象を構造的に捉える視点を涵養し,その問題点の認識と格差の是正について考察するゲーミングを開発・実践し,その効果を検証してきた。トランプゲーム「大富豪」による格差拡大と是正の検討課題(杉浦・吉川2016)については,システム変革動機についての検討(池上・矢田2016)の成果をもとに,格差是正をゲームプレーヤが置かれた立場によってどのようなルールの改変を望むのか,カードゲームを応用した社会的課題の学習ツールをゲームデザインのワークショップを国内外で実践し検討を行った。そこから立場・地位が異なるプレーヤが他者の利益を配慮し,協力行動を高めることにゲーミング手法が効果をもつという課題を導出した。それを検討するため2つの実験を実施した。1つは地位の異なるプレーヤ間で全体利益にも個人利益にもつながる省エネ行動を促進させる説得的コミュニケーションについて,説得納得ゲーム(杉浦2014)を応用したゲーミングを新たに開発・実践したことである。大学生137名がゲームに参加し,プレーヤの経済的優位性と説得方略(全体利益志向か個人利益志向)との間に関連がみられ,説得相手に選ぶプレーヤの地位にも一定の傾向がみられた。もう1つは,協力行動の促進に関してゲーミング学習におけるファシリテーションの効果をオーストリアとの国際共同研究として企画し,実験を行った。ゲーミング実施におけるファシリテーションの方法が地位の異なるプレーヤ間での協力行動に及ぼす効果について日本とオーストリアの大学生を対象とする実験を企画し,今年度は日本の大学生171名について実験を行った。データ数に限りがあるため,ゲーミングによる教育効果の確認は部分的であったが,4月に開始されるオーストリアのデータを加え,さらに分析を進める予定である。

平成28年度は研究分担者である吉川肇子がオーストリアに研究のため1年間滞在し,受け入れ先であるフォラルベルク応用科学大学のWilly Kriz教授との共同研究として当初の研究課題を発展させる機会に恵まれた。当初は日本の大学生を対象とした実践研究を行う予定であり,予定通り日本の大学生を対象としたゲーミングの開発と実践も行ったが,オーストリアと日本との国際比較を行う共同研究として軌道にのせられた。日本側のデータ分析により,文化差があることが示唆されるなど,当初の計画よりも課題が広がり,研究は着実に進行しているといえる。本研究は,格差の問題を経済的地位とそれに関連する環境や健康などのリスクととらえ,葛藤と解決のプロセスをゲーミング・シミュレーションで再現し,格差の是正によるリスクの低減を扱ってきた。既存ゲームの「大富豪」および「スターパワー」を応用したゲーミングにより格差拡大と是正の問題をシステム変革動機としてのゲームルールの変更課題として再現し,その教育上の効果を検討してきた。今年度においては,研究を大きく3つのゲーミング研究に展開させた。第1に,前年度に引き続き環境行動を促す説得的コミュニケーションに格差認識を導入し,説得における経済的地位と説得方略との関連について説得納得ゲームを応用した省エネ行動ゲームを完成させた。貧しい立場にコミットしたプレーヤでは,説得する側に立つと個人的利益を重視した説得方略をとること,説得される側に立つと個人利益だけでなく環境配慮の面でも省エネ行動が役立つと理解した方が省エネ行動への意図が高まること等を確認した。第2に,社会的背景を異にする国際比較研究として,格差是正を協力とチームワークによる問題解決と設定し,協力することが個々人に利益をもたらすことを経験する機会を与えることで,立場と利害が異なる人々の間でのチームワークのパフォーマンスが上昇することをオーストリアの大学生132人を対象とした実験,および前年度に行った日本での実験との比較により確認した。第3に,立場や経済的地位の相違を前提とした複数のボードゲームを応用し,ルールや実施の仕方を操作することで,格差の問題認識の程度やその可視化が格差是正行動につながること等を明らかにした。以上の研究における実験は,格差問題の認識と是正に関する理解を深め社会問題の解決を促す教育カリキュラムへ展開しており,その成果は日本教育心理学会のシンポジウムにおいて話題提供と討論が行われた。「省エネ行動ゲーム」の完成により環境対策と格差の問題の検討が可能で,複数の実践により格差の設定と問題解決の関連を検討することができた。協力行動の重要性を経験的に理解することによる格差状況でのチームワーク向上に関する研究はオーストリアと日本との比較による検討が進んでいる。
抗腫瘍単鎖抗体の作製とその臨床応用のための基礎的検討

ヒトグリオブラスーマの一部の症例ではEGFR(Epidermal growth factor)遺伝子の一部欠損が認められる。この変異遺伝子により産生される遺伝子産物を特異的に認識するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを既に樹立しており、抗体遺伝子を単離し、組み換え型単鎖抗体の作製を試みた。変異EGFRに特異的に反応する抗体を産生するハイブリドーマ細胞より得られたRNAを用い、RT-PCR法により、H鎖、L鎖それぞれの超過変領域を含む抗原結合部をコードする遺伝子の単離を行った。抗体分子は(His)6Tag・L鎖・リンカー(15アミノ酸)・H鎖の順に配置し、発現させた。産生された蛋白をSDS-PAGE、並びに(His)6Tagを標的としたWestern blotting法により抗体分子の確認を行い、その結果アミノ酸配列より予想される分子量約29kDaに一致した抗体のbandを確認した。大腸菌からはinclusion bodyとして抗体蛋白を得、refold後、本抗体に付加したHis Tagを利用して抗体を精製した。得られた抗体の活性をELISA法で検討した結果、scFvは蛋白濃度あたり親抗体分子のl/5の抗体価を持っていることを明らかにした。次いで本抗体のnativeな抗原に対する反応性を変異EGFR遺伝子導入細胞及びwild typeのEGFRを発現するヒト由来扁平上皮癌株を対象としてMHA法により検査したところ、親抗体と同様に変異EGFR遺伝子導入細胞にのみ陽性反応を得、変異遺伝子産物に対する反応性を確認した。さらに本抗体による免疫染色も施行し、本遺伝子異常を示すヒトグリオブラストーマ症例の腫瘍組織の染色陽性を認めている.ヒトグリオブラスーマの一部の症例ではEGFR(Epidermal growth factor)遺伝子の一部欠損が認められる。さらに本抗体による免疫染色も施行し、本遺伝子異常を示すヒトグリオブラストーマ症例の腫瘍組織の染色陽性を認めている.
「買い負け」現象下における冷凍野菜開発入業者の企業行動に関する研究

本研究は日中の統計資料および企業データと実態調査の結果を基に、主体間関係論、フードシステム論、国際マーケティング論の視点から考察を加えた結果、わが国において直面する中国産冷凍野菜の「買い負け」現象の実態とその要因を解明するとともに、その状況下において日本の大手冷凍野菜開発入業者が商品を安定して調達するために中国国内で講じている対策の内容とその限界を明らかにした。本研究では先行研究において一切言及されていない中国産冷凍野菜の「買い負け」現象の発生要因の詳細を把握したうえで、同問題に対する冷凍野菜開発入業者の企業行動を解明することを目的としている。課題の解明に当たり本研究で取り組む内容は、1「買い負け」現象の実態の解明、2「買い負け」現象の背景の解明(中国の冷凍野菜製造企業が日本以外の国への販路拡大に成功した要因の解明等)、3「買い負け」現象に対する冷凍野菜開発輸入業者の対応策の解明、4成果の取りまとめと今後の展望の総括、の4点である。初年度においては1の解明を行った。2年目は1に関連する事項と3を解明するための研究を実施した。その結果、次のことが明らかになった。第1に、1で解明した日本向け中国産冷凍野菜の輸出価格の高騰について大手冷凍野菜製造業者のコスト表を分析した結果、主要因は加工原料費および人件費の上昇にあった。第2に、先に示した輸出価格高騰の一因である人件費や原材料費の上昇を軽減し、廉価な冷凍野菜を調達するために、そして買い負けを回避するために事例の大手冷凍野菜開発輸入業者は、伝統産地である中国沿岸部ではなく内陸部に存在する企業から2009年より調達を試みていた。だが、着手から2年後には沿岸部地域の企業と価格面で大きなメリットを発揮できなくなっていることに加え、安全性を含めた品質管理に問題があったため、事例の企業間では既に取引が停滞している。取引停滞の要因が非伝統的な産地に共通する事項であること、また一般的にこれらの解決には一定程度の時間を要することを踏まえると、主要産地においてマイナス面での構造変化が発生しない限り、非沿岸地域を中心とした新興産地への対日輸出野菜基地のシフトは短期的には起こらないと考えられる。これらから今後も研究対象地域が中国沿岸部となること、そして中国国内でのコスト削減策にも限界があることが示唆される。本研究では中国産冷凍野菜の「買い負け」現象の発生要因の詳細を把握したうえで、同問題に対する冷凍野菜開発入業者の企業行動を解明することを目的としている。3年目(本年度)は1「買い負け」現象の実態の解明、2「買い負け」現象の背景の解明(中国の冷凍野菜製造企業が日本以外の国への販路拡大に成功した要因等)に関する研究を行った。日本の大手冷凍野菜開発輸入業者と中国の大手冷凍野菜製造企業に対して実施したヒアリング調査の結果および入手した内部資料を基に考察した結果、次のことが明らかになった。第1に、中国との食料品貿易において日本向けのシェアが急減し買い手としての存在感が相対的に低下するという変化が生じているなか、日本のバイイングパワーも低下している(上記1の課題)。このことについては、商品の安全管理に関する日本側の要望とそれに対する中国側の実際の企業行動をフードシステム論から考察した。第2に、中国がグローバル化に向けて舵を取るきっかけとなったのは、2002年に日本で顕在化した残留農薬問題が大きく関係していた(上記2の課題)。この問題発生以前において80%弱ものシェアを占めていた日本では、同問題の発生を契機に日本政府がポジティブリスト制度の導入、モニタリング検査の検査項目の大幅な拡大等、同問題への対応を厳格化させた。また中国政府においても輸出先国で残留農薬違反を起こした場合、輸出の禁止や罰金等の厳格な措置を講じた。すなわち、冷凍野菜製造企業では先行きに対して不安が高まり、リスク回避の観点から積極的に脱日本向けに着手せざるを得なかったのである。またわずかな期間にもかかわらずそれに成功したのは、中国の冷凍野菜製造企業が世界で最も厳格な基準を品質、規格、安全性に設けている日本と多品目にわたる商品を長年取引していたことから、他国へのシフトを容易に行える能力を持ち合わせていたためである。これまで、日本の冷凍野菜開発輸入業者は中国産品を欲するだけ調達する事が可能であった。だが、近年、この傾向に変化が生じている。既に魚介類で指摘されている「買い負け」現象が顕在化しているのである。食料の大半を海外に依存している日本において、食料自給率向上への道筋が明確にされていないなか、同問題はわが国の「食」を脅かすことになる。そこで、本研究では先行研究において一切言及されていない中国産冷凍野菜の「買い負け」現象の発生要因の詳細を把握したうえで、同問題に対する冷凍野菜開発入業者の企業行動を解明することを目的とする。初年度に取り組ん内容は、「買い負け」現象の実態の解明である。中国の統計資料「中国海関統計年鑑」を基に中国産冷凍野菜の輸出状況を捉えたところ、中国は日本向けに販売するといっても過言ではなかった状況から、韓国、米国をはじめとする日本以外の他国に販売する多元的なチャネルをわずかな期間で構築している。

その結果、中国産冷凍野菜の日本向け輸出は相対的にも絶対的にも減少している。ただし、それは商品全般においてみられるのではなく、残留農薬問題発生以前、取扱量が大きく、しかも日本向けが大多数を占めるという特徴を有した、いわゆる中国にとっても日本にとっても中心的な品目が対象となっている。そのため、買い負け現象はこうした品目で主に発生していると同時に、その輸入量の多さと減少の程度の大きさから日本ではすでに一定の影響を受けていると判断される。なお、同品目が対象となっているのは、中国の製造企業にとってみれば、中心的な品目は自身の経営に大きな影響を及ぼすので、残留農薬違反が日本で続出し先行きに不透明感が生じるなか、経営上のリスク回避のために優先して脱日本向けに着手せざるを得なかったことが関係している。本研究は中国産冷凍野菜の「買い負け」現象の発生要因の詳細を解明するとともに、その状況下において冷凍野菜開発入業者は商品を安定して調達するためにどのような対策を講じているのかを明らかにすることを目的とした。日本の大手冷凍野菜開発輸入業者とその仕入先となっている中国の大手冷凍野菜製造企業への対面調査とデータ、統計資料や専門書を基に、フードシステム論的視点から考察した結果、次のことが明らかになった。第1に、同現象の発生要因は、中国が日本向け輸出に特化した状況を脱し、グローバル化に向けて舵を取るようになったためである。その結果、同品目の開発輸入はこれまで日本側が主導権を持ち生産段階の細部に関与しながら安価かつ安定的に行ってきたが、それが段階的に変化しており、2010年前後からは安全管理面でも日本の要求する対応を導入して貰えない等、弱体化するかたちで転換期に差し掛かっている。第2に、中国が脱日本向けに着手したのは2002年の残留農薬問題が大きく関係していた。それはこの問題発生以前において最大の販売先であり、かつ80%弱ものシェアを占めていた日本で頻発し、日本政府がポジティブリスト制度の導入、モニタリング検査の検査項目の大幅な拡大等、同問題への対応を厳格化させるとともに、中国政府においても輸出先国で残留農薬違反を起こした場合、冷凍野菜製造企業に対して輸出禁止や罰金等の厳格な措置を講じたので先行きに対して不安が高まり、リスク回避の観点から積極的に着手せざるを得なかった状況にあったためである。第3に、主体間の関係変化に伴い、安全管理対策以外に価格交渉面においても変化が生じており、大手開発輸入業者であっても安定的に商品を調達するためには、値上げしたものを購入するか、もしくは管理レベルとコストが若干低い内陸部の企業から調達するかの選択を迫られている(最終年度はこの実態の詳細を研究した)。農業経済上述のように、本研究では課題の解明に当たり、1「買い負け」現象の実態の解明、2「買い負け」現象の背景の解明(中国の冷凍野菜製造企業が日本以外の国への販路拡大に成功した要因の解明等)、3「買い負け」現象に対する冷凍野菜開発輸入業者の対応策の解明、4成果の取りまとめと今後の展望の総括、の4点について考察を加えることを予定している。初年度においては1を、そして2年目は1に関連する研究と3を解明するための研究に着手することができており、作業がほぼ予定通りに進んでいる。
不安定ネットワーク環境下で安定稼動可能な協調型eラーニングシステムの開発

本研究では,不安定なネットワーク環境上で安定的に動作する教育支援システムを実現するための具体的方策として,無線メッシュネットワークの各ノードに設置し,生存ノード間で情報共有する機能を有したユニットを開発している。本ユニットは,クラスタデータベース技術による教育コンテンツ共有機能と,学校間で設置された無線ノード個々のバッテリー充足率や消費電力量から稼動可能時間を可視化する機能を有する。昨年度のネパール現地での試用テストの結果についてを論文にまとめ,学会で発表し,コンピュータ利用教育学会(CIEC)のPCカンファレンス2018優秀論文賞を受賞した。作業としての進展としては,昨年度の実施において完了に至らなかった遠隔地間でのデータ共有について原因究明とシステムの改良を進め,クラウド技術を応用することにより,不安定な発展途上国の学校を含む遠隔地間で情報共有できるしくみを実装した。また,「目標3.検証結果に基づいて精度の向上とユニット設置にかかる手間の削減(自動化)に対して改良する。」に対して,新規ユニットの増設の際の手間を削減するためのインストーラプログラムの作成も行った。これらの成果については,研究室内でのテストで動作を確認しているが,本年度はネパール現地での実地テストを行うに至らなかった。次年度に現地テストを予定する。さらに,本助成事業で開発する環境下で動作し,現地学校において実際に利用を想定した教育コンテンツについても,昨年度の現地の教員への聞き取り調査の結果を踏まえて設計を進めており,来年度予定する実地試験にむけて継続して開発中である。2018年度の研究計画として,(1)2018年度明らかとなったユニットの不具合の解消,(2)ユニットの改良および自動化,(3)教育コンテンツの開発,を予定していた。(1)は完了し,研究室内でのテストで動作を確認するに至ったが,不具合解消に時間を取られた結果,(2)のユニットの設定自動化の開発が予定通りに進まず,完了に至らなかった。また,(3)についても,実験に使用するタブレット機器の故障・陳腐化に伴ない,新たな機器の仕様に対応するための改良を要する等の遅れが生じてしまっている。来年度秋頃にネパール現地での実地テストを行うために,現在生じた遅れの解消が必要である。遠隔地間を想定した仮想ネットワーク環境上での動作テストは完了している。ネパール現地での実地テストを行う前に,研究協力者の所属する大学と,研究代表者の所属する大学間での2点での遠隔地間の動作実験を行う予定である。そこでの動作確認を踏まえて,ネパール現地の学校と研究代表者の環境との間でのコンテンツ共有と遠隔監視の体制を実現し、今後に繋げるための成果獲得を目指す。また,現地システム利用者および管理者の教育体制の確立と,現地技術者との保守連携体制の確立の2つを進める。本研究課題の実施期間において定めた目標のうち,「小型省電力のシングルボードコンピュータに,コンテンツ共有のためのデータベースシステムと,電力可視化システムをいずれも実装する(目標1)」を完了した。2017年12月末2018年1月初頭にかけてネパール国ポカラで現地実験を行った。コンテンツ共有機能については,同一ネットワーク上では動作が確認されたが,ネットワークを越えた遠隔地間での共有に関しては,端末設定が上手くいかず,実験完了に至らなかった。また,電力可視化システムについても,国内での電力可視化の実験は成功したものの,現地の電気設備の規格の問題から,ユニットを設置しての実験は達成できなかった。現地の設備について調査を行い,本システムの改善すべき点の洗い出しを行った。また,この実験と平行して,教育コンテンツ共有機能を利用する具体的な教育支援アプリケーションとして開発した小学生を対象とした写真交換による異文化交流アプリを,ポカラ市街の小学校1校と近隣の山間部にあるアスタム村の小学校1校で児童らに実際に試用してもらう実験を行った。児童らがタブレットやアプリケーションを円滑に利用できるか,アプリケーションの機能上の問題が無いかについて調査すると共に,小学校の教員に,現地の教育体制や提案アプリケーションに関する意見などについて聞き取りを行った。提案アプリケーションについては非常に好意的な反応が得られた。平成29年度の研究計画として,(1)クラスタデータベース技術による教育コンテンツ共有機能の開発,(2)無線ノード個々のバッテリー充足率や消費電力量から稼動可能時間を可視化する機能の開発,(3)(1)と(2)を1つのシングルボードコンピュータ上に実装したユニットの開発,(4)ネパール現地でのユニットの稼動実験,(5)運用に向けての現地調査,の5つの作業を予定していた。本年度はこの全てを実施したため計画としては予定通りと言える。ただし,その成果としては,(4)の現地稼動実験は,ユニットの環境への適応が上手くいかず,無線中継ノードや小学校に設置したユニット間で無線ネットワークを介してのコンテンツ共有や,ノードのバッテリーの状況を把握して稼動可能時間を可視化する機能について,現地での動作確認まで至らなかった。稼動実験としては失敗であるが,次年度に予定しているユニットの改良のために必要な問題点の洗い出しは行っており,次年度の計画に遅れが生じることはないため,概ね順調に進展していると言える。

本研究では,不安定なネットワーク環境上で安定的に動作する教育支援システムを実現するための具体的方策として,無線メッシュネットワークの各ノードに設置し,生存ノード間で情報共有する機能を有したユニットを開発している。本ユニットは,クラスタデータベース技術による教育コンテンツ共有機能と,学校間で設置された無線ノード個々のバッテリー充足率や消費電力量から稼動可能時間を可視化する機能を有する。昨年度のネパール現地での試用テストの結果についてを論文にまとめ,学会で発表し,コンピュータ利用教育学会(CIEC)のPCカンファレンス2018優秀論文賞を受賞した。作業としての進展としては,昨年度の実施において完了に至らなかった遠隔地間でのデータ共有について原因究明とシステムの改良を進め,クラウド技術を応用することにより,不安定な発展途上国の学校を含む遠隔地間で情報共有できるしくみを実装した。また,「目標3.検証結果に基づいて精度の向上とユニット設置にかかる手間の削減(自動化)に対して改良する。」に対して,新規ユニットの増設の際の手間を削減するためのインストーラプログラムの作成も行った。これらの成果については,研究室内でのテストで動作を確認しているが,本年度はネパール現地での実地テストを行うに至らなかった。次年度に現地テストを予定する。さらに,本助成事業で開発する環境下で動作し,現地学校において実際に利用を想定した教育コンテンツについても,昨年度の現地の教員への聞き取り調査の結果を踏まえて設計を進めており,来年度予定する実地試験にむけて継続して開発中である。2018年度の研究計画として,(1)2018年度明らかとなったユニットの不具合の解消,(2)ユニットの改良および自動化,(3)教育コンテンツの開発,を予定していた。(1)は完了し,研究室内でのテストで動作を確認するに至ったが,不具合解消に時間を取られた結果,(2)のユニットの設定自動化の開発が予定通りに進まず,完了に至らなかった。また,(3)についても,実験に使用するタブレット機器の故障・陳腐化に伴ない,新たな機器の仕様に対応するための改良を要する等の遅れが生じてしまっている。来年度秋頃にネパール現地での実地テストを行うために,現在生じた遅れの解消が必要である。遠隔ノード間でコンテンツ共有が行えるように,現地環境を模した仮想的なネットワークを構築し,その上でユニットの調整を進める予定である。また,電力可視化についても,現地の電気設備を想定した改良を進める。開発したユニットは無線中継ノードに備え付けられることを想定するため,屋外に長期にわたって設置できるようなカバーなど,概観についても検討する。また,ノード改良と平行して,改良後の再度の現地実験を見据えて,現地協力者の確保も進める予定である。具体的には,現地システム利用者および管理者の教育体制の確立と,現地技術者との保守連携体制の確立の2つを進める。
炭素材料における水素リサイクリング機構に関する研究

1.序大型核融合実験装置で使用されている炭素系材料は,耐熱性,耐熱衝撃性に優れる反面,水素の吸蔵量が大きく,現状ではヘリウム放電等で水素量を下げてリサイクリングを制御している.しかし,今後の長時間放電に向けて,この水素リサイクリング過程についての知見を得ることが重要となっている.本研究では,まず高温における炭素材料中の水素リテンションを知ることを目的として,水素溶解測定を行い,水素溶解の機構とリテンション低減への提案を行なった.2.方法微量水素溶解度測定装置を用いて,20銘柄の試料について,水素溶解度,溶解速度の測定を行なった.この溶解に及ぼす試料の特性については,粉末X線回析を中心に測定を行い,溶解挙動に及ぼす中性子照射効果をJMTR照射試料について試験した.3.結果水素溶解度は,使用した炭素材料銘柄毎で著しく異なり,最大16倍の違いが見られた.この違いは,試料の格子定数C_Oより求まる黒鉛化度によって説明することができ,高黒鉛化度の試料ほど水素溶解度が低くなることが分かった.また,中性子照射によっても水素溶解度が最大50倍に増加することから,水素は格子欠陥に捕捉されているものと考えられ,捕捉サイト濃度の評価を試みた.さらに,炭素-水素の強い結合が存在する系での脱捕獲,再捕獲,拡散,再結合を素過程とした動的な移動機構をモデル化して,実験結果との比較を行なった.今年度の成果については,これまでの実績と合わせて,第6回核融合炉材料国際会議(平成5年9月,イタリア),第2回核融合炉燃料-材料相互作用に関する日露ワークショップ(平成5年10月,ロシア)において発表を行なった.1.序大型核融合実験装置で使用されている炭素系材料は,耐熱性,耐熱衝撃性に優れる反面,水素の吸蔵量が大きく,現状ではヘリウム放電等で水素量を下げてリサイクリングを制御している.しかし,今後の長時間放電に向けて,この水素リサイクリング過程についての知見を得ることが重要となっている.本研究では,まず高温における炭素材料中の水素リテンションを知ることを目的として,水素溶解測定を行い,水素溶解の機構とリテンション低減への提案を行なった.2.方法微量水素溶解度測定装置を用いて,20銘柄の試料について,水素溶解度,溶解速度の測定を行なった.この溶解に及ぼす試料の特性については,粉末X線回析を中心に測定を行い,溶解挙動に及ぼす中性子照射効果をJMTR照射試料について試験した.3.結果水素溶解度は,使用した炭素材料銘柄毎で著しく異なり,最大16倍の違いが見られた.この違いは,試料の格子定数C_Oより求まる黒鉛化度によって説明することができ,高黒鉛化度の試料ほど水素溶解度が低くなることが分かった.また,中性子照射によっても水素溶解度が最大50倍に増加することから,水素は格子欠陥に捕捉されているものと考えられ,捕捉サイト濃度の評価を試みた.さらに,炭素-水素の強い結合が存在する系での脱捕獲,再捕獲,拡散,再結合を素過程とした動的な移動機構をモデル化して,実験結果との比較を行なった.今年度の成果については,これまでの実績と合わせて,第6回核融合炉材料国際会議(平成5年9月,イタリア),第2回核融合炉燃料-材料相互作用に関する日露ワークショップ(平成5年10月,ロシア)において発表を行なった.
矮性ネピアグラス草地の秋季休牧・霜枯れ草地利用による周年放牧の有効性

南九州では,自給粗飼料の確保がネックとなり,近年小規模経営体が減少し,飼養頭数の減少を招いている。暖地型牧草矮性ネピアグラスは,本地域では多年生で放牧利用に適するが,暖地型牧草は,降霜で地上部が枯死するため,従来放牧利用期間は降霜前に限定されていた。一方我々は,矮性ネピアグラスに放牧馴致した繁殖牛群では,秋季に休牧・貯草後霜枯れした草地に放牧しても,被食性や増体性に夏季生育期間と大差がないことを見出した。本研究では,夏季と冬季に繁殖牛群を矮性ネピアグラス草地に輪換放牧し,被食性や増体性,霜枯れ草の炭水化物含量等を検討することにより,本地域の省力的な繁殖牛周年放牧管理法として提案したい。
痩せ願望に起因する食行動が食事に関連する感覚入力の感受性に与える影響

食事制限(いわゆるダイエット)を行っている者は、ストレスによる過食が起こりやすいことが知られている。本研究では、食事制限の程度に加え、Body Mass Index(BMI)および気分が、甘味や脂質に対する感受性および嗜好性に与える影響について検討した。その結果、食事制限の程度およびBMIと、甘味や脂質に対する感受性および嗜好性との間には、有意な関連は認められなかった。一方、ネガティブな気分が強いほど、甘味と脂質に対する感受性が低下し、嗜好性が増加することが示された。このことから、ストレス時の過食応答には、口腔内における感覚入力に対する感受性の変化が関与している可能性が示唆された。食事の量を減らす、高カロリーの食品を避けるといった食事制限を行っている者は、食事制限を行っていない者よりも、ストレスによる食欲の増進や食事量の増加が起こりやすいことが知られている。本研究は、味や匂いに対する感受性の変化に着目し、食事制限とストレスが摂食を促進するメカニズムについて検討することを目的としている。本年度は、実験I「味覚の感受性に食事制限と一過性ストレスが与える影響」を実施した。被験者は健康な女子大学生29名であった。食行動の評価には、日本語版Dutch Eating Behavior Questionnaire(DEBQ)を用いた。DEBQは、抑制的摂食、情動的摂食、外発的摂食の3因子により構成されている。実験Iでは、食事制限の程度およびストレスによる摂食促進の程度を評価するために、抑制的摂食および情動的摂食のスコアに着目した。一過性ストレスとして10分間のカラーワードテスト(CWT)を負荷し、CWT前後に味覚試験を実施した。五基本味のうち、特に甘味に着目し、0.2100mMのスクロース溶液を用いて甘味の認知閾値を評価した。また、200mMのスクロース溶液に対する主観的な甘味の強さと好ましさを、10cmのVisual analog scaleを用いて評価した。対照試行として、10分間の安静前後に同様の味覚試験を実施した。甘味の認知閾値は、安静前と比較して安静後に有意に低下したが、CWT前後では変化しなかった。主観的な甘味の強さと好ましさは、安静およびCWT前後で変化しなかったが、CWT前後の甘味の強さの変化量は、情動的摂食のスコアと有意な正の相関を示した。さらに、CWT前後の甘味の好ましさの変化量は、抑制的摂食のスコアと有意な負の相関を示した。これらの結果から、ストレスが味覚の感受性に与える影響は、個人の食行動のパターンによって異なることが示唆された。食事の量を減らす、高カロリーの食品を避けるといった食事制限を行っている者は、ストレスによる食欲の増進や食事量の増加が起こりやすいことが知られている。本年度は、実験II「脂質の感受性に食事制限と一過性ストレスが与える影響」を実施した。近年、口腔内での脂質の感覚入力が、消化吸収やエネルギー摂取のコントロールに重要な役割を果たすことが明らかにされてきている。そこで、脂質含有量の異なる飲料に対する嗜好性に、食行動および一過性ストレスが与える影響ついて評価した。被験者は健康な女子大学生23名であった。本研究では、DEBQを構成する3因子(抑制的摂食、情動的摂食、外発的摂食)のうち、抑制的摂食のスコアに着目した。また、体格の指標としてBMIを用いた。10分間のストレス負荷の前後に、脂質含有量の異なる飲料(2、4、8、12、16、20%)に対する嗜好性を評価した。脂質含有量の異なる飲料は、無脂肪乳に乳脂肪を混和することにより作成した。また、嗜好性の評価には10cmのVisual analog scaleを用い、ストレス前後の変化量を算出した。各被験者におけるストレス前後の嗜好性の変化量と、抑制的摂食スコアおよびBMIとの相関関係を調査したところ、脂肪含有量12、16、20%の乳飲料に対する嗜好性の変化量は、抑制的摂食スコアと負の相関関係を示し、BMIと正の相関関係を示した。すなわち、ストレスが負荷された際、食事制限の程度が高い者ほど高脂肪の乳飲料に対する嗜好性が低下し、BMIが高い者ほど嗜好性が高まることが示唆された。食事量を減らす、高カロリーの食品を避けるといった食事制限を行っている者では、ストレスによる過食が起こりやすいことが知られている。本研究は、甘味や脂質に対する感受性の変化に着目し、食事制限とストレスが摂食を促進するメカニズムについて検討することを目的としている。昨年度実施した実験II「脂質の感受性に食事制限と一過性ストレスが与える影響」の結果から、食事制限の程度が高い者ほど、ストレス負荷に伴い高脂肪乳に対する嗜好性が低下し、BMIが高い者ほど高脂肪乳への嗜好性が高まることが示唆された。しかしこの時点では、食事制限とBMIの影響を個別に評価しており、両者の相互的な影響については不明であった。そこで本年度は、食事制限あり・低BMI群、食事制限あり・高BMI群、食事制限なし・低BMI群、食事制限なし・高BMI群の4群において、ストレスが脂質の嗜好性に与える影響を比較することを目的とし、実験IIの追加実験を実施した。追加実験に参加した被験者は、健康な女子大学生10名であった。

食行動の評価には、日本語版Dutch Eating Behavior Questionnaireにおける抑制的摂食のスコアを用いた。ストレス負荷の前後に、脂質含有量の異なる乳飲料(2、4、8、12、16、20%)に対する嗜好性を評価した。昨年度の結果と合わせて、現在データを解析中である。さらに、これまでの実験で得られた脂質や甘味に対する嗜好性の変化と、実際の食事摂取との関連について明らかにするために、様々な食品を用いた自由摂食試験を実施した。実験には15名の被験者が参加した。ストレス負荷の前後に、チョコレート、バタークッキー、シリアル、せんべい、ポテトチップス、果汁グミ、アーモンド、レーズンを試験食として提供し、味を評価させた。また、評価後は残りの食品を自由に食べてもよいことを伝え、一定の時間が経過した後、摂食量を評価した。現在、得られた実験データを解析中である。実験IIの追加実験と新たな実験の立ち上げを行うことができた。実験IIについては、昨年度と合わせて33名の被験者において実験を実施することができ、4群での比較が可能なデータ数となった。この結果は、第8回アジア・オセアニア生理学会連合(FAOPS)2015年大会(11月)において発表することを目標としていたが、妊娠中であったため参加を断念した。自由摂食試験については、15名の被験者からデータを取得するにとどまった。この結果は、第93回日本生理学会大会(3月)において発表することを目標としていたが、出産に伴う研究の中断により参加することができなかった。平成28年度は、産後休暇および育児休業により研究を中断したため、研究実績は得られていない。平成27年度は、妊娠・出産により研究の進捗がやや遅れた。平成28年度は、産後休暇および育児休業により研究を中断したため、この遅れを取り戻すことができなかった。食事量を減らす、高カロリーの食品を避けるといった食事制限を行っている者は、ストレスによる過食が起こりやすいことが知られている。本研究は、甘味や脂質に対する感受性の変化に着目し、食事制限とストレスが摂食を促進するメカニズムについて検討することを目的としている。これまでの結果から、食事制限の程度が高い者ほど、ストレス負荷に伴い高脂肪の乳飲料に対する嗜好性が低下し、BMIが高い者ほど嗜好性が高まることが示唆された。しかしこの時点では、食事制限とBMIの影響を個別に評価しており、両者の相互的な影響については不明であった。そこで本年度は、追加実験のデータを合わせ、食事制限あり・低BMI群、食事制限あり・高BMI群、食事制限なし・低BMI群、食事制限なし・高BMI群の4群において、甘味と脂質の感受性および嗜好性を比較した。加えて、日本語版POMSを用いて、気分が甘味と脂質の感受性および嗜好性に与える影響を評価した。解析には、健康な女子大生38名(食事制限あり・低BMI群11名、食事制限あり・高BMI群9名、食事制限なし・低BMI群9名、食事制限なし・高BMI群9名)のデータを用いた。各群における甘味および脂質に対する感受性および嗜好性について比較したが、有意な群間差は認められなかった。
中皮細胞の発がん機構解析による予防基盤の形成

中皮腫の発生機構をラット腹腔内にアスベストを投与するモデルを使用して解析し、ヒト中皮腫に酷似した遺伝子変化をきたすこと、局所の鉄過剰が主要な病態であることを明らかにした。鉄キレート剤デフェラシロクスの予防投与により、予後の比較的よい上皮型中皮腫の割合が有意に増加することを明らかにした。さらに、肉腫型中皮腫を規定し、中皮腫細胞の増殖に重要な遺伝子として、結合組織成長因子を同定した。アスベスト繊維は繊維状鉱物であり、耐火性、耐摩耗性、耐酸1生が優れた素材であったため、前世紀に世界中で多量に使用された。しかしながら、中皮腫との関係が明らかとなったため、1987年にはWHOから第1種発がん物質との指定を受けた。日本では、クボタショック後に2006年に全面禁止となったが、本腫瘍の特徴は潜伏期が30年40年と極めて長いことであり、日本の中皮腫ピークは2025年であり、今後40年間に10万人以上の患者の発生が予想される。診断後予後の悪い本腫瘍は、予防ならびに早期発見が極めて重要と考えられる。主として使用されたアスベストには、白石綿、青石綿、茶石綿がある。私たちは、これまでにラットへの腹腔内への3種のアスベストの投与がヒトの病態に類似した優れたモデルとなることを示してきた。特に、中皮局所の鉄過剰病態が重要と考えられた。今年度は、これまでに収集してきたラット悪性中皮腫を詳細に解析すると同時に、瀉血、鉄を除くための鉄キレート剤の投与、水素水の投与の3種の方法に予防効果があるかどうかを評価するための実験を開始した。中皮腫においては、特に肉腫型の悪性度が高いことが知られているが、上皮型と肉腫型の差を規定する遺伝子探索のため、発現アレイ解析を行った。すると、種々の候補遺伝子が明らかとなったため、それを現在検証している。一部の遺伝子産物は血清内に中皮腫が明かとなる前に出現するため、早期診断に役立つ可能性が示唆された。予防実験はまず16週に渡る最大許容介入の条件決定試験が終了し、本予防試験も進行している。また、アスベストに吸着しやすいタンパク質の解析を行い、アスベストの種類により異なることを明らかにした。天然の繊維状鉱物であるアスベストは、工業マテリアルとして優れた性質を有していたため、前世紀において世界中で多量に使用された。しかしながら、長い潜伏期を有する予想外の中皮腫発がん性のため、多くの国が長期にわたる社会的な問題に直面している。中皮腫は進行してから見つかることが多く、また治療プロトコールも未だ確立されていない。従って、アスベストに既に曝露されたひとにおいて、どのように発症を予防するかを検討することは重要である。これまでの私たちの研究から、クリソタイル・クロシドライト・アモサイトのすべてのアスベストによる中皮腫発がんにおいて、局所の鉄過剰が病態形成に重要であることが判明している。昨年に引き続いて、ラットの腹腔内にクロシドライトを投与するモデルを使用して、鉄キレート剤(デフェラシロクス)や瀉血による除鉄が中皮腫発症の予防に効果があるかどうかの動物実験を継続し、解析を行った。あらかじめ16週の準備実験を行い、脾臓の鉄含量を測定して、十分な除鉄効果があるかどうかを検討した。最終的に6週齢ラットに10 mgのクロシドライトを投与し、デフェラシロクスの経口投与は25-50 mg/kg/dayであり、瀉血は1週間2ヶ月に一度4-10 ml/kg/dayを行った。瀉血量は徐々に増やしたところ動物の突然死があったため、それ以降は少なくせざるをえず、意図通りの実験は困難であった。110週令まで観察し安楽死後、解剖で評価した。デフェラシロクス投与は無処置に比べて有意に上皮型の組織型を増加させた。雌においては生存率もわずかではあるが有意に伸びた。これらの結果は、除鉄による中皮腫予防の可能性があることを示唆する。また、特に瀉血に関しては、さらなる検討が必要である。天然の繊維状鉱物であるアスベストは、工業用マテリアルとして優れた性質を有するため、前世紀において世界中で多量に使用された。しかし、曝露された場合、長い潜伏期を有する予想外の中皮腫発がん性のため、多くの国が長期にわたる社会的問題に直面することとなった。中皮腫はその発生部位の解剖的な特徴より、進行してから見つかることが多く、また治療プロトコールも未だに確立されていない。従って、アスベストに既に曝露されたひとにおいて、どのように発症を予防するかは極めて重要な問題である。最終年度においては、アスベストによる中皮腫発がんにおいて脂肪細胞が果たす役割を検討し、上皮型と肉腫型の差を決定する遺伝子を解析した。

3T3-L1脂肪細胞株にアスベストを投与すると、中皮細胞がマクロファージとは異なり、細胞毒性を示さなかった。発現マイクロアレイ解析でMCP-1などの炎症促進性アディポサイトカインを分泌し、中皮腫細胞の増殖を支持することが判明した。次に、上皮型と肉腫型のラット中皮腫を使用して発現マイクロアレイ解析を行い、2つの組織型を決定している遺伝子を検討した。すると、CTGF(CCN2)が主要な責任遺伝子として選出された。CTGFは分泌されており、ベータカテニンならびにCTGF受容体のLRP6と悪循環のオートクラインループを形成していることがわかった。さらに、血清において中皮腫、特に肉腫型で高濃度であり、ラットの前向き試験では、血清CTGF濃度が高いほど中皮腫の発生が早いため、疾患マーカーあるいは治療標的となる可能性が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。実験病理学26年度が最終年度であるため、記入しない。予定通りに実験は施行され、成果も得られている。アスベストの発がん機構として過剰鉄が重要であることが判明し、論文として公表した。ラットを使用したアスベスト誘発中皮腫モデルにおいて、鉄キレート剤(デフェラシロクス)、瀉血による予防実験がひとまず終了し、その解析によりデフェラシロクスによる除鉄は中皮腫の組織型に関して、悪性度の低い上皮型の割合を多くするという重要な成果が得られている。当初の計画に沿い、中皮腫を予防するための動物実験を引き続き実施する。来年度中には大まかなデータがそろうと予想している。来年度は3年間の研究の最終年度にあたる。中皮腫には大きく上皮型と肉腫型の2つの組織型があり、肉腫型の悪性度や予後が上皮型より有意に悪い。ラットを使用してモデルにおいては肉腫型がヒトに比べて比較的多く得られることが判明したので、肉腫型の特異的な分子を同定して、その検証を行う。また、これまでに施行した除鉄による中皮腫予防実験の解析を継続して施行し、まとめる。その際、腫瘍の遺伝子発現やゲノム変化にも着目して、予防手段で腫瘍の質にも変化がおこるかを検討する。瀉血の効果に関して、再度評価を行う。当初の計画に沿い、消耗品、動物飼育費、実験補助費、研究発表費などに使用する。アスベスト誘発ラット中皮腫の予防実験において、一部の実験をうまく施行できなかったため、最終年度に再挑戦をすることにしたため。1)これまでに蓄積したラット中皮腫のサンプルや培養細胞株を使用して、中皮腫の中でも予後の悪い肉腫型を規定している遺伝子を探索し、その検証と生物学的意義の追究を行う。2)アスベストにより発生したラット中皮腫発がんモデルにおいて、予防をしたときとしないときで、中皮腫の遺伝子発現やゲノムに変化があるかどうかを検討する。3)瀉血による減鉄でアスベスト誘発中皮腫の発生の予防には成功していない。条件を再検討して、再施行する。
ボルナウイルス感染細胞の運命：ウイルスの新たな神経病原性を探る

はじめにレポーター細胞株を作成した。ヒトオリゴデンドログリオーマ細胞(OL細胞)およびアフリカミドリザル腎臓由来Vero細胞に上記のレポーター遺伝子座を導入した。薬剤選択の後、さらにそれぞれの細胞をクローニングすることによってdsRedタンパク質の発現が高い細胞クローン(OL/CreRepおよびVero/CreRep)をそれぞれ3クローンずつ得た。またこれらのレポーター細胞にrBoDV-Creを感染させることによってレポーター遺伝子の発現がdsRedからGFPへと切り替わることを確認した。得られたそれぞれのレポーター細胞の中から1クローンずつを選び、rBoDV-Creを感染させた。感染後、感染細胞だけでなく非感染レポーター細胞も並行して継代し、同じ条件下で継代を行ったrBoDV-Cre感染および非感染細胞を得た。Vero/CreRep細胞ではウイルス感染率がほぼ100%に達したのに対し、OL/CreRep細胞では3ヶ月の継代で感染率が60%程度であった。OL/CreRep感染細胞に関しては現在も引き続き継代を行っている。ウイルスや細胞などのツールの準備は順調に進んでいる。Vero細胞では計画通りに進んでおり、概ね順調に進展している。一方でOL細胞では想定していたよりもやや感染率の上昇が遅く、計画と比べてやや遅れ気味である。しかし、感染率は徐々に上昇しているため、数ヶ月の継代を続けることで100%持続感染細胞が得られると考えている。また今後行う予定のRNA-seqについて、既にライブラリ作成の条件検討は終了しており、解析パイプラインについても構築済である。今後抗ボルナウイルス薬として報告されているファビピラビルを用いて、作成したrBoDV-Cre感染レポーター細胞からウイルスの感染を排除する。こちらもウイルス感染細胞の作成時と同様にコントロール細胞を同時に継代する。ウイルス感染の排除を確認したらRNA-seqを行い、非感染細胞、ウイルス感染細胞、およびウイルス感染後にウイルスを排除した細胞の3つの細胞における宿主遺伝子の発現解析を行う。一方、学会において非分裂細胞の方が解析に適しているのではないかという指摘をいただいた。神経細胞は非分裂細胞であり、ボルナ病ウイルスの標的細胞の1つであるため、現在フランスの研究者と共同研究に関する打ち合わせを行っている。本研究において、100%感染細胞が得られた際にはファビピラビルという薬剤を使用予定である。しかし、rBoDV-Cre感染OL/CreRep細胞の樹立が少し遅れており、3月中旬に予定していた薬剤の購入を見送ったため。
PAI-1とFAKを標的とした悪性中皮腫の新たな抗血管新生治療の開発

FAKが、VEGF、bFGF、PDGF、HGFの共通した下流シグナル因子であるとの仮説のもと、HUVECを用いた実験を計画していたが、実験系の構築に難渋し、具体的な成果は得られなかった。申請者が、本研究施設から異動となり、研究の継続が不可能となった。
法律・判例データベースからの法知識獲得と法知識ベース構築のための事例群の形式表現

エキスパートシステムが実用的であるためには、現実世界とのリファレンスの問題を解決しなくてはならない。CBR(事例にもとづく推論)の難かしさは、それが類推、類似性のコンピュータ表現を必要とすることにある。この問題の自然な解決法は、似た事例を比較することである。我々に現実の事例がただひとつしかあらわれていないとしても、理論的には、例題や仮説的事案や教科書の設例と比較することができる。しかし、実例が少なければ少ないほど比較は困難となる。CiSG判例は最初の100件ほどが知られているが、そのなかで真に興味深いケースは実に少ない。jurisの検索を通じて、今年度は「電話」に関する判例にヒットし、その話題が、重点領域研究を活気づけたといっても過言ではない。それを通じてデータベースからの法知識獲得と、他の情報との関係がかなり明らかになった。ドイツのGutachtenstilやローマ古典法の法的推論の市民法的伝統についても見通しをえることができた。
触媒的有機物質変換法の定量的解析と制御

BINAP-Ru錯体とBINAP-Rh錯体を用いるエナミド類の高エナンチオ選択的水素化の分子機構を解明した。モノヒドリド-不飽和機構で反応が進行し、エナンチオ面選択は基質触媒複合体の立体相補性によって理解できることを示した。主鏡像異性体と副鏡像異性体の同位体標識型式の類似性・相違性を詳細に比較検証した結果、生成物の両鏡像異性体ともに同じ機構で生じることを証明した。しかし、(E)-および(Z)-3-フェニル-2-ブテン酸基質の水素化においては、(1)E体基質はα,β/β,γ異性化、α,β体の水素化、β,γ体の水素化のネットワークに置かれていること、(2)Z体基質の水素化には主に三種類の機構が関与し、副鏡像異性体の生成には主鏡像異性体の生成にはない機構が働いていること、を明確に示した。不斉反応における主副触媒サイクルのエネルギー図や鏡像面選択性は、副鏡像異性体の起源を確認することなく、単一の反応機構が働くという大前提のもとに議論される傾向にある。その危険性を実験結果をもって具体的にはじめて示すことができた。さらに、本研究プロジェクトにおいて、Cp*Rh(III)触媒を用いるケトン類のLeuckart-Wallach型還元的アミノ化反応およびCpRu(II)/2-ピリジンカルボン酸誘導体混合触媒をもちいるアリルエーテル結合の切断および生成反応の二つの新触媒系を確立した。ともに原子効率、Eファクタ、操作性、安全性等のいずれの観点からも従来法に圧倒的に優る。とくにアリルエーテル合成はWilliamsonのエーテル合成以来150年、懸案の課題を解決した方法として注目される。本年度は、高エナンチオ選択的水素化の原点にあるKaganの反応系を取り上げ、BINAP-Ru錯体とBINAP-Rh錯体を用いる方法と比較しつつ、その分子機構を追究した。(Z)-α-(アセトアミド)桂皮酸メチルを(S)-BINAP-Ruジアセタート錯体を用いてメタノール中、低圧で水素化すると対応するS体のα-アミノ酸誘導体が90% eeで生成する。まず、速度論実験と重水素標識実験から導かれたモノヒドリド-不飽和機構を基盤に、速度式を詳細に解析して触媒サイクル構成種間のエネルギー関係を定め、その正当性を同位体効果測定によって実験的にも確認し、触媒サイクルの全貌を明らかにした。重水素標識型式の詳細な解析により、副鏡像異性体のアミノ酸誘導体も同じ機構で生成することを示した。一般的には鏡像面選択は最初の非可逆段階において決定されるが、本触媒系では加水素分解エネルギーに主副間で大きな差がないため、基質触媒複合体を形成する可逆段階で立体化学が決定される。さらに、核磁気共鳴分光実験やX線結晶構造解析からの情報をもとに基質・触媒複合体、生成物・触媒複合体等の構造情報を得、鏡像面選択機構を明確にした。従来の常識を覆して、観測される基質触媒複合体は非生産性であり、その構造がロジウム触媒反応における生産性活性種に対応する。熱力学と速度論の調和・不調和がルテニウム法とロジウム法に観測される鏡像面選択の逆転効果現象の根源であり、また、ルテニウム法の高い基質汎用性の要因となっていることを示した。不斉触媒設計のための一つの指針を提示するものである。平成15年度は、これまでに確立した不斉水素化反応機構解明のための分析技術を基盤にして、不斉触媒反応における副鏡像異性体の起源を追及した。一般的に、プロキラルな基質はキラル触媒によって生じるジアステレオ的関係にある二つの触媒サイクルを介してエナンチオ的関係にある主生成物と副生成物へと変換される。