hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線結晶解析による金属蛋白質の構造生物化学

X線結晶解析により金属蛋白質、およびその制御蛋白質やシグナル分子(あるいは基質)との複合体の結晶構造を決定し、得られた三次元構造をもとに金属の果たす役割とその制御メカニズムを解明することを目的とした。特に、制御蛋白質などとの相互作用を通して、金属を含むセンサーあるいは活性部位の配向や構造、蛋白質内部での金属周辺の環境や金属の配位状態がどのように変化して、活性等の切り換え(スウィッチ)機構が達成されるかを主眼にして、研究を推進した。このFEN-1は、5'末端突出DNA (flap DNA)を特異的に切断する構造特異的ヌクレアーゼであり、DNA複製ではラギング鎖の岡崎フラグメントのRNAプライマーを、塩基除去修復では損傷塩基を含むオリゴヌクレオチドを切断除去する。FEN-1の酵素活性は、この酵素をDNAに固定するDNAクランプであるproliferatingcell nuclear antigen (PCNA)と結合することによって、大幅に促進される。ヒト由来のFEN-1とPCNAとの複合体結晶構造をもとに、両者間の相互作用には、ドメイン-ドメインのものと、ドメイン-ペプチド性のものがあり、FEN-1のコアドメインとPCNAリングとの相互作用がFEN-1を不活性な、しかしDNA上の移動には都合のよい、状態に保つというメカニズムを提唱し、変異実験による解析によって、証明した。また、FEN-1、PCNA、DNAの三者複合体の結晶化については、今後の展開に期待できるところまで、推進することができた。GTPCHIは、GTP結合型で、BH4(あるいはBH2)をフィードバックの負のエフェクター分子として阻害型GTPCHI/GFRP複合体を、また、フェニルアラニン(Phe)をフィードバックの負のエフェクター分子として活性型GTPCHI/GFRP複合体を形成する。今回、活性型と阻害型の両者のGTPCHI/GFRP複合体ならびにGFRP単体の結晶化に成功して、活性型複合体の構造を決定した。また、阻害型複合体とGFRP単体は解析中である。活性型と阻害型の両複合体とも、GTPCHIはリング状のホモ5量体が二層になった10量体構造をしており、その上下に、同じくリング状のホモ5量体のGFRPが一つづつ結合した、(GFRP)_5(GTPCHI)_<10>(GFRP)_5の構造をしていることがわかった。PheはGFRPとGTPCHIとの界面にあり、活性部位からは遠い。活性部位には、2つのCys残基と1つのHis残基が配位子の候補として存在するが、それらの詳細を調べているところである。GTPCHI(GTP cyclohydrolase I)は、Znイオンを活性中心にもち、GTPをBH4(tetrahydrobiopterin)へ変換する一連の反応の初発律速酵素であり、動物細胞においてはGTPCHIの活性はGFRP(GTPCHI feedback regulatory protein)によって精密に制御されている。興味深いことに、GFRPは、正と負の両方のフィードバック制御を行っている。本年度は、ラット由来のGTPCHIとGFRPおよびアロステリックエフェクターのフェニルアラニンとの三者複合体(360kDa-活性型複合体)の分解能2.8Åの構造解析を終了し、活性部位のZnイオンの同定やGFRPとフェニルアラニンの結合によるGTPCHIの活性化機構を解析して、投稿論文発表した(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2002)。GTPCHIは260kDaの巨大酵素(ホモ10量体)であり、結晶中では、2分子のGFRP(ホモ5量体)と360kDaの複合体を形成していた。GTPCHIサブユニットはα+β構造で,主にN末の半分にα構造が多く,C末の半分はβ構造が多い.特に4本の逆平行βシートが五量体リング構造の中央のコアなβバレルを形成する.GTPCH-Iは5量体リングが上下二つ重なって,10量体構造をとる。GFRPは他の蛋白質と一次配列上の相同蛋白質を持たず,新規な蛋白質である.GFRPサブユニットは2層α+β構造で,ββαββαββのトポロジーをもつ。アロステリックエフェクターであるフェニルアラニン結合部位は、GTPCHIとGFRPとの境界領域にあり、GTPCHIの中央部にあるZnイオンを配位した活性部位とは遠いことがわかった。Znイオンは4配位で、2つのシステインと一つのヒスチジンが配位しており、残りが水分子となっていた。GTPCHI (GTP cyclohydrolase I)は、Znイオンを活性中心にもち、GTPをBH4 (tetrahydrobiopterin)へ変換する一連の反応の初発律速酵素であり、動物細胞においてはGTPCHIの活性はGFRP (GTPCHI feedback regulatory protein)によって正と負の両方のフィードバック制御を受けている。昨年度は、ラット由来のGTPCHIとGFRPおよび正のアロステリックエフェクターのフェニルアラニンとの三者複合体(360kDa-活性型複合体)の分解能2.8Åの構造解析を終了し、活性部位のZnイオンの同定やGFRPとフェニルアラニンの結合によるGTPCHIの活性化機構を解析して、論文発表した(Proc. Natl. Acad. Sci. USA,2002)。これに引き続き、本年度は、負のアロステリックエフェクターであるビオプテリン(BH2)との三者複合体(360kDa-不活性型複合体)の構造を決定した。その結果、ビオプテリン結合部位は、GTPCHIとGFRPとの境界領域にあり、GTPCHIの中央部にあるZnイオンを配位した活性部位からは遠いことがわかった。

しかし、ビオプテリン結合部位での構造変化が、活性部位を覆っていたペプチドに伝播して、本来、ポケット状であった活性部位が、大きく口を開くようになっていることが明らかとなった。活性部位のZnイオンの配位状態(4配位で2つのシステインと一つのヒスチジンが配位)の大きな変化は見られなかった。本研究では、分解能2.9Åで構造解析した。活性部位には、2個のMgイオンがクラスター状になって存在していた。FEN1-PCNA複合体から、FEN1の触媒ドメインとPCNA結合部位を連結するループがヒンジとして機能していることを解明した。PCNA上のFEN1は、flap DNAの切断部位に活性中心を近づけるために、このヒンジを利用して、スイング運動をしていると考えられる。これを確かめるための変異実験を開始した。X線結晶解析により金属蛋白質、およびその制御蛋白質やシグナル分子(あるいは基質)との複合体の結晶構造を決定し、得られた三次元構造をもとに金属の果たす役割とその制御メカニズムを解明することを目的とした。特に、制御蛋白質などとの相互作用を通して、金属を含むセンサーあるいは活性部位の配向や構造、蛋白質内部での金属周辺の環境や金属の配位状態がどのように変化して、活性等の切り換え(スウィッチ)機構が達成されるかを主眼にして、研究を推進した。このFEN-1は、5'末端突出DNA (flap DNA)を特異的に切断する構造特異的ヌクレアーゼであり、DNA複製ではラギング鎖の岡崎フラグメントのRNAプライマーを、塩基除去修復では損傷塩基を含むオリゴヌクレオチドを切断除去する。FEN-1の酵素活性は、この酵素をDNAに固定するDNAクランプであるproliferatingcell nuclear antigen (PCNA)と結合することによって、大幅に促進される。ヒト由来のFEN-1とPCNAとの複合体結晶構造をもとに、両者間の相互作用には、ドメイン-ドメインのものと、ドメイン-ペプチド性のものがあり、FEN-1のコアドメインとPCNAリングとの相互作用がFEN-1を不活性な、しかしDNA上の移動には都合のよい、状態に保つというメカニズムを提唱し、変異実験による解析によって、証明した。また、FEN-1、PCNA、DNAの三者複合体の結晶化については、今後の展開に期待できるところまで、推進することができた。
免疫組織・分子生物学手法による十二指腸上皮性腫瘍のバイオマーカー探索

2019年度の研究実施計画:内視鏡で切除した十二指腸上皮性腫瘍の組織標本を用い、十二指腸癌のマーカーやその成り立ちにかかわるマーカーの免疫染色を行う。十二指腸上皮性腫瘍の腫瘍部、および周辺背景粘膜より採取した組織検体から全RNAの抽出を行う。約10症例について、マイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析を施行する。2020年度の研究実施計画:遺伝子発現解析の結果をもとに、十二指腸腫瘍で発現異常を来たす遺伝子群を同定する。癌化との関連、あるいはマーカーとして重要と考えられる遺伝子群を同定する。十二指腸上皮性腫瘍の発症・促進に関わるの分子機序の解明を目指す。
配向制御されたミオシン単分子層での異方的弾性測定と構造変化相関

本研究では、ミオシンの構造変化の有無を検出することを目的に、自己会合法によってマレイミド基化さた銀薄膜表面上に変異性細胞性粘菌ミオシンSlを単分子層状に配向固定し、ATP加水分解にともなうSlの層厚の変化を表面間力測定装置を用いてサブナノメートル精度で測定し、膜厚の変化として構造変化の有無の検出並びに弾性測定を試みた。その結果、ATP溶液中での平均の膜厚は、9.3nm、一方ATP無し溶液中では、約12.8nmであった。約4nmの構造変化を検出したと考えられる。同時計測されたヤング率は、約1GPa、Stiffnessは、平均5pN/nmであった。弾性係数は、ATPの有無に関係なくほぼ一定の値を示した。また、以前測定した兎骨格筋ミオシンSlとほぼ同じ弾性率であることから、柔らかさは、種に依存しないことが結論づけられた。通常報告されているミオシンヘッドの弾性係数と比較すると、ミオシンの一部を切断したミオシンSlは210倍硬いという有益な結果を得た。研究会発表ならびに論文業績1)第36回生物物理学会、平岡ら:「自己会合法に基づいて2次元平面上に配向固定された変異性細胞性粘菌ミオシンSlの弾性測定・構造変化検出」、S68。2) 1999年生体運動合同班会議、須田ら:「ミオシンSlの構造変化とそのバネ性」本研究では、ミオシンの構造変化の有無を検出することを目的に、自己会合法によってマレイミド基化さた銀薄膜表面上に変異性細胞性粘菌ミオシンSlを単分子層状に配向固定し、ATP加水分解にともなうSlの層厚の変化を表面間力測定装置を用いてサブナノメートル精度で測定し、膜厚の変化として構造変化の有無の検出並びに弾性測定を試みた。2) 1999年生体運動合同班会議、須田ら:「ミオシンSlの構造変化とそのバネ性」
歯周病治療を目的とした低侵襲型高分子ナノ粒子ＤＤＳ製剤の設計

歯周病に対し、高分子ナノ粒子または高分子ミセルを用いることで、バイオフィルム深層へ抗菌剤を、さらに歯周組織内へ抗炎症剤を送達可能なドラッグデリバリーシステムの構築を試みた。本研究で確立した嫌気性のP. gingivalisとマクロファージ細胞を共培養するin vitro抗炎症作用評価系を用いた検討において、薬物ナノキャリアを用いた系は、薬物水溶液に比べサイトカイン産生量を抑制した。さらに、ナノキャリアは歯周組織深部へ侵入することを明らかにした。ナノキャリアはバイオフィルムの構造を退縮させ、抗菌剤を送達する能力も有しており、歯周病治療に適した製剤設計を行うことができた。本年度は、マクロファージ細胞に対して歯周病原因菌の一つである嫌気性菌Porphyromonas gingivalisを播種したことによるケミカルメディエーター産生評価系の確立を行った。また、歯周病が発症する要因の一つとなっている細菌が形成するバイオフィルムに対するナノ粒子の浸透性と、in vivoでは歯周組織に対するナノ粒子の浸透性を評価した。マクロファージ細胞をプレートに播種、インキュベートした後、菌液を加えて共培養した。嫌気性菌であるP. gingivalisであっても、12時間程度の培養時間であればマクロファージ細胞と共存し、マクロファージ細胞からのIL-6などのケミカルメディエーター産生を促進した。粒子径約250nmの表面未修飾ナノ粒子では、バイオフィルムへのナノ粒子の浸透がほとんど起こらず、バイオフィルムの形成が未成熟な部分に浸透していくものの、形成部位では表面への吸着が確認されただけであった。これに対し、キトサンで表面修飾したナノ粒子では、形成されたバイオフィルム内へもナノ粒子が浸透していくこと、さらには一部のバイオフィルムがナノ粒子により溶解されて小孔が明き、その部分を介してナノ粒子がバイオフィルム内部に移行することが電子顕微鏡により観察された。未修飾ナノ粒子ではこのような現象は認められないことから、表面に存在するキトサンによってバイオフィルムが溶解されていることが推察された。また、さらに粒子径の小さな高分子ミセル粒子(約100nm)では、バイオフィルムに浸透するナノ粒子量が増加した。ラットを用い、歯周組織周辺部へのナノ粒子の浸透性について評価した。その結果、ナノ粒子は組織表面から内部へと浸透していることが確認された。今年度は歯周組織周辺部への浸透性の向上、バイオフィルムにナノ粒子が浸透するメカニズムについて評価を実施すると共に、昨年度確立したin vitro嫌気性菌が誘導する炎症系マクロファージ細胞によるケミカルメディエーター産生評価系を用い、ナノ粒子製剤の炎症効果の評価、歯周組織でのバイオフィルムの形成モデルの作成について検討した。嫌気性菌であるPorphyrimonas gingivalisが惹起するマクロファージ細胞のケミカルメディエーター産生量については、抗炎症剤を内封したナノ粒子を投与することで減少した。また、抗菌剤を封入したナノ粒子を同時に投与することで、抗菌効果と抗炎症効果が相乗効果を示し、産生量が大きく減少した。このとき正電荷を有するキトサンでナノ粒子表面を修飾することで、抗菌効果、抗炎症効果いずれも増強された。これはキトサン修飾することで負に帯電している嫌気性菌、マクロファージ細胞表面との相互作用が強く働くようになり、抗菌剤、抗炎症剤を効率よく菌及びマクロファージ細胞に送達できたためと考えられた。刺繍周辺組織でのナノ粒子の挙動については、昨年度明らかにしたように微細なナノ粒子ほど組織深部に浸透し、さらにキトサンで修飾したナノ粒子では、侵入した組織に長時間滞留していることが明らかになった。バイオフィルム中にナノ粒子が多量に侵入するメカニズムについても明らかにすることができた。これには、ナノ粒子がバイオフィルム除去作用を示し、栄養を取り入れるためにバイオフィルムに形成されている水路を拡張することによって、ナノ粒子が侵入する経路ができることによって、ナノ粒子侵入量を有意に増加させることができるようになることを電子顕微鏡による観察により確認した。最終年度である本年度は、薬物キャリアである高分子ナノ粒子および高分子ミセルの最適化と抗菌効果のメカニズム解明並びにin vivo動物実験系の確立を実施した。高分子ミセルと高分子ナノ粒子について、粒子径が微細なほど歯周病の原因となる細菌が形成するバイオフィルム内に浸透することを明らかにしたが、キトサンで表面修飾した高分子ミセルは、高分子ナノ粒子に比べ、強いバイオフィルム除去能、ならびにバイオフィルム退縮能を有していることが明らかになった。この効果により、直接菌に抗菌剤を送達することができるようになり、より強いバイオフィルム形成菌に対する抗菌効果を示す一因となっていると考えられた。ナノ粒子製剤を、マクロファージ細胞と嫌気性菌の共培養系に適用したところ、より強い抗菌効果を示す高分子ミセル製剤において、ケミカルメディエーター産生抑制効果が強く表れた。ヒスタミンを投与して歯周組織周辺部に炎症を惹起させたモデル動物に蛍光標識したナノ粒子を投与したところ、非炎症部位に比べナノ粒子が組織内に拡散・浸透することが明らかになった。また、より粒子径の小さな高分子ミセルにおいて、浸透速度が速くなった。菌を感染させることによる炎症モデル動物ついては、菌の定着がうまくいかず、評価系を確立することができなかった。本研究で確立した嫌気性のP. gingivalisとマクロファージ細胞を共培養するin vitro

抗炎症作用評価系を用いた検討において、薬物ナノキャリアを用いた系は、薬物水溶液に比べサイトカイン産生量を抑制した。さらに、ナノキャリアは歯周組織深部へ侵入することを明らかにした。ナノキャリアはバイオフィルムの構造を退縮させ、抗菌剤を送達する能力も有しており、歯周病治療に適した製剤設計を行うことができた。本年度はナノ粒子がバイオフィルムに対して高い浸入性を示すメカニズムを明らかにすることに成功した。また、歯周組織内にてより深部に侵入させる粒子設計、ならびに長時間歯周組織に侵入しうることを明らかにすることができた。昨年度達成できなかった歯周組織周辺部での炎症の惹起には、炎症を誘発する物質を投与することによって成功したが、歯周病菌の投与によって炎症を惹起させることには未だ成功していない。この点については今後の課題として積極的に取り組んでいきたいと考えている。製剤工学歯周組織周辺部に化学物質を投与することによって炎症を惹起させることはできたことから、今後炎症部位でのナノ粒子の挙動などについてより詳細な検討を進めて行きたいと考えている。さらに歯周病菌であるPorphyrimonas gingivalisなどにより炎症を惹起させるモデルの確立にも努め、in vitroで認められたような、抗菌剤と抗炎症剤の併用効果も評価し、より効果的なナノ粒子DDS製剤の設計を実施していく予定である。また、バイオフィルム内へのナノ粒子の侵入を高めるメカニズムが明らかになったことから、ナノ粒子製剤設計に反映させ、高い抗菌効果を示す微粒子キャリア、歯周病治療用製剤の設計を実施していく予定である。本年度は歯周組織に対するナノ粒子の浸透性評価を実施し、浸透部位でのナノ粒子の挙動を評価することができた。また、マクロファージ細胞と嫌気性菌の共培養系からなるin vitro評価系を確立することにも成功した。また、歯周病の難治化の原因の一つとなっている細菌によって形成されたバイオフィルムへのナノ粒子の浸透性、ならびにナノ粒子表面をキトサンで修飾することによってバイオフィルムを溶解させる可能性についても見いだすことができた。しかしながら、歯周組織周辺部での炎症の惹起実験には成功できていない。早急に小動物の歯周組織周辺部における炎症発生モデルを確立し、炎症部位でのナノ粒子の挙動などを明らかにしていく。さらにin vitroでのナノ粒子を用いた炎症抑制効果を有するドラッグデリバリーシステムと抗菌剤を封入したナノ粒子を用いたドラッグデリバリーシステムを融合し、効率よく歯周病を治療するシステムの構築に取り組む。本年度物品などを購入する際、より低価格の試薬や器具を購入することに努めた結果、1,025円の余剰が生まれた。生じた次年度使用額については、26年度の研究において試薬購入費に充て、より有効な研究を実施していく予定である。
虚血肝に対する薬理学的プレコンディショニング効果の開発と分子機構の解明

短時間虚血や熱処理および薬理学的処置を行うことにより,その後の虚血に対する保護効果を生じること(プレコンディショニング効果)が心臓・脳などで多数報告されてきているが,肝臓のプレコンディショニング効果におけるメカニズムおよび薬理学的プレコンディショニング効果についての研究は少ない。昨年度までに,ヒト肝細胞株を用い、1)一酸化窒素(NO)ドナーを前処置することで,酸化ストレスに対する細胞障害が抑制されること,2)NOドナー前処置による保護効果は20時間で最大となること,3)HSP70の蛋白発現がNOドナー前処置により増加していること,4)細胞内抗酸化酵素群の活性は変化がないこと,5)肝での保護効果におけるミトコンドリアカリウムチャンネルの関与は否定的であることを明らかにした。今年度は、新たに、雄性ウィスターラットを用いた生体モデルで、1)NOドナー全身投与で、2448時間後にHSP70蛋白が肝に誘導されていること、2)NOドナー投与群が非投与群と比較して、肝虚血再灌流障害(AST、ALT、LDHの上昇)が抑制されることを明らかにした。現在、今までの研究成果をまとめて、投稿中であり、またHSP70を強制発現したヒト肝細胞株を確立しており、虚血肝細胞保護作用の分子機構解明のための実験を引き続き行っている。今までに我々は,ヒト肝細胞株を用い、一酸化窒素(NO)ドナーを前処置することで,酸化ストレスに対する細胞障害が抑制されること,NOドナー前処置による保護効果は20時間で最大となること,HSP70の蛋白発現がNOドナー前処置により増加していること,細胞内抗酸化酵素群の活性は変化がないこと,肝でのプレコンディショニング効果におけるミトコンドリアカリウムチャンネルの関与は否定的であることを明らかにしてきてきた。1、肝虚血再灌流障害に対する薬理学的プレコンディショニング効果の開発雄性ウィスターラットに基礎麻酔後、右総頚静脈よりNOドナーを投与し、2448時間後にHSP70蛋白が誘導されていることをウエスタンブロット法により確認している。2、SNAP前処置が肝虚血再潅流障害に与える影響(現在進行中)雄性ウィスターラットに基礎麻酔後、NOドナー投与群・非投与群での肝虚血再灌流障害に与える影響について検討を行っている。肝虚血、再灌流障害の指標としては、30分間の肝虚血を行い、60分間の再灌流を行った後、下大静脈より採血し、AST、ALT、LDH、α-GSTを測定している。今後、HSP70強制発現による虚血肝細胞保護作用の分子機構解明のために、ヒト肝細胞株へのHSP70強制発現系の確立を行っていく予定である。
広領域エアロゾル動態測定のためのミニステップサンプラーの開発

昨年度は、多地点でのエアロゾル収集とPIXE分析により汚染源の特定が可能であることを示した。その際、PIXE分析はサンプリングが終了に行っていたが、サンプリング中に分析も行えることが望ましい。そこで、本年度はα線源、ポータブルX線源をX線励起源としたポータブル元素分析装置を開発し、これとミニステップサンプラーを組み合わせ、サンプリングしながらの元素分析をめざした装置のポータブル元素分析装置の基礎開発を行った。我々は、X線の励起源として、^<241>Amα線源と、市販されているX線発生装置(COOL-X,AMPTEC)を選択した。検出器には持ち運びが便利で使用時に冷却剤を必要とせず、115keVのX線に対し高い検出効率を持つ、Si-PINフォトダイオード検出器を選定した。α線源は試料に一様にα線を照射するため、検出器の周りを囲むようなリング状とし、線源から発生するX線の検出を低減するため、線源の面と検出器の面を平行にした。測定の際に重要な検出感度は、Al,Ti,Cu,Ag,Au箔を用いて決定した。約一時間の測定で十分な統計のスペクトルを得ることができた。この結果とシミュレーションにより、元素ごとの検出限界を求めた結果、一時間の測定でSGeは5μmの中に数μgから10μg、ZrHgは10μgから100μgまでの検出が可能であることがわかった。しかしながら、本装置をミニステップサンプラーと組み合わせるには、検出感度が十分でない。また、線源取り扱い上も制約を受ける。そこで、近年発売されたポータブルX線源COOL-Xと組み合わせた装置の開発を行った。検出感度は、先と同様に、Ti,Ag,Au箔を用いて導出した。その結果、10分の測定時間でも、同様の統計のスペクトルを得ることが可能となった。検出限界は一時間の測定でTiに関しては1μg、Ag,Auに関しては数10μgになることが分かった。これは、Tiに関しては^<241>Amを用いた場合検出するのに1時間必要なものがCOOL-Xを用いた場合1分の測定で検出できることを示している。吸入口径を容易に交換することのできる簡易なミニサンプラーを二台使用し、種々の吸入口径を用いて同時サンプリングを行い、サンプリング口径の小型化がどこまで可能であるかについて、試料の一様性、元素分布のゆがみ、検出限界の観点から検討を行った。その結果、吸入口径を2mmにまで小さくしても、一様性、元素濃度分布、検出限界などに問題が生じないことが分かった。この結果を元に、長期にわたる連続サンプリングが可能なミニステップサンプラーの開発を行った。吸入口径の小型化と、吸入口を二次元的に動かすことにより、フィルターの交換なしに、一時間ごとのサンプリングを一ヶ月以上の継続することが可能となった。開発したミニステップサンプラーと、これまで用いてきた市販のステップサンプラーを用いた同時サンプリングによる比較評価を行い、改良を加えた後に3台製作した。これを用いて、7月と12月の二週間にわたって4地点(7月は3地点)において、エアロゾルと気象データ(風向、風速等)との連続同時サンプリングを実施し、大気PIXE分析装置を用いて分析を行った。その結果、Fe元素などの自然起因の元素については風向依存性は無いものの、ZnやCu元素に人工起源の元素については風向と大きな相関があることが判明し、発生原因の推定が可能であることが判明した。発生源と思われる工場の排煙の分析により、その推定が正しいことが分かった。
教職志望学生の教育経験に関するティーチング・ポートフォリオ・システムの開発

本研究の目的は、教職志望学生が教師としての専門的資質・能力を形成するために教育実習において用いるティーチング・ポートフォリオとして、どのようなティーチング・ポートフォリオ・システムを構築することが有効であるのかを明らかにすることであった。初年度としての次のように研究を進めた。1.信州大学教育学部附属松本小学校の協力を得て、同校での基礎教育実習及び応用教育実習において、特定の教育実習生を対象に教育実習中の活動を追跡・記録した。授業参観、授業研究会参加、指導教官へのインタビュー等を行い、教育実習ポートフォリオとして蓄積する要素を抽出するためのデータを収集した。2.授業「教育実習事前・事後指導」において、基礎教育実習生を対象に「教育実習Webポートフォリオ」の作成指導をし、Webサーバ上で公開した。この「教育実習Webポートフォリオ」は、HTMLファイルとPDFファイルを組み合せた学習指導案と、INTASCスタンダードに基づくリフレクションシートとから成る。「教育実習Webポートフォリオ」の作成を通して、教育実習生は、教育学部において学修する中での教育に関するさまざまな臨床経験を振り返り、自己の成長過程を客観的な観点を用いて明らかにすることができることがわかった。3.教育実習リフレクションシートの相互評価システムを開発した。教育実習生間で「教育実習Webポートフォリオ」を評価し合うために、ASP(Acitve Server Pages)を用いて相互評価コメントをデータベース化した。Web上で相互評価コメントを記入・閲覧することを通して、教育実習生は、教育実習における成果を改めて振り返り、自己の成長を見つめ直すことと合わせて相互の成長を認め合うことができることがわかった。4.教師教育におけるティーチング・ポートフォリオの活用に関する資料を収集した。海外の教師教育、特に教員養成段階におけるディジタル・ティーチング・ポートフォリオの活用やそれらを支える理論研究に関する文献・情報を収集した。
螺旋自己組織化能を有する多機能性パイ電子系オリゴマーの設計と創出

螺旋構造は蛋白質、核酸、多糖類などの鍵となる構造であり、生体模倣系あるいは人工超分子系における螺旋構造に関する関心が高まっている。人工合成系における螺旋組織化は、共有結合系でのコンホーメーションの制約、金属配位、疎溶媒性相互作用、非共有結合性相互作用、などを通して獲得されてきた。最近我々は、適切にプログラム化した複素環オリゴマーの分子内自己組織化に基づく螺旋超構造の形成に対する一般的なコンセプトを導入した。すなわち、ピリジン-ピリミジン部分を用いることによって螺旋性誘起を達成し、最長4回転までの螺旋構造を形成した。本研究では、このプログラム化コンセプトをさらに、ピリジン-オキサジアゾール、ピリジン-ピラジノチオフェン、ピリジン-キノキサリン、ピリジン-ベンゾチアジアゾール部分など、多様な複素環交互オリゴマーに発展させることを目指した。ピリジン-オキサジアゾール交互オリゴマーに関しては主に無置換体の合成を検討し、2-ピリジンカルボン酸および2,6-ピリジンジカルボン酸を出発原料として、3量体、5量体、7量体、9量体の合成を達成した。これらオリゴマーのNMRスペクトルにおける末端ピリジン環プロトンを比較したところ、1回転螺旋構造を形成し得る9量体においてのみ有意な高磁場シフトが観察され、このストランドが期待通り螺旋自己組織化能を持つことが示唆された。一方、ピリジン-ピラジノチオフェンおよびピリジン-キノキサリン交互オリゴマーに関しては、Stilleカップリングによって3量体を合成し、X線結晶構造解析によって、固相でのトランソイド配座性を確認した。また、当初は計画していなかったピリジン-チオフェン交互オリゴマーについても合成を行い、X線結晶構造解析において、3量体がシソイド配優先することを確認するとともに、11量体の末端チオフェン環のβ位プロトンに高磁場シフトが観察され、螺旋形成の可能性が示唆された。平成15年度の研究実績の概要は以下の通りである。(1)交互ピリジン-オキサジアゾールオリゴマーの合成:2-ピリジンカルボン酸および2,6-ピリジンジカルボン酸から導かれる酸塩化物をヒドラジンおよびポリリン酸と連続的に処理して、オキサジアゾール環を形成する直接的な経路によって無置換交互ピリジン-オキサジアゾールオリゴマーの合成を検討した。しかしながら、取り扱いが困難な難溶性固体が得られるにとどまり、オリゴマーの生成と構造を確認するには至っていない。可溶性置換基を導入した誘導体に目標を切り替え、合成を進めている。(2)交互ピリジン-ピラジノチオフェンオリゴマーの合成:鍵化合物であるピラジノチオフェンの調製を達成した。しかしながら、ジプロモ体に変換した後にビニルスズ化合物とのStilleカップリングを検討したが、現在までのところ良好な結果は得られていない。ジヨード体の活用を含め、反応条件の検討を進めている。また、固相でのコンホーメーション特性を確認する目的で、無置換体トリマーの合成を行った。現在、X線結晶構造解析に適した単結晶を成長させている。(3)交互ピリジン-ベンゾチアジアゾールオリゴマーの合成:ジブロモベンゾチアジアゾール合成中間体の150gスケールでの大量合成を達成し、ビニルスズ化合物とのStilleカップリングと加水分解によるジケトンへの変換およびそのビス(マイケルアクセプター)への誘導を確認した。このまま継続して、Pottsのピリジン環構築法を活用した合成を進める。

当初、より高い溶解度が期待できる長鎖アルキル置換体(C_<12>H_<25>)の利用を考えていたが、合成が容易なプロピル置換体(C_3H_7)を用いてオリゴマーの合成を目指している。また、固相でのコンホーメーション特性を確認する目的で、無置換体トリマーの合成を行った。現在、X線結晶構造解析に適した単結晶を成長させている。(4)交互ピリジン-キノキサリンオリゴマーの合成:ジブロモベンゾチアジアゾール合成中間体を脱硫後、ピラジノチオフェンの合成時に利用したジケトンと縮合させる経路で、ジブロキノキサリンの大量合成を進めている。(5)理論計算によるコンホーメーション特性解析:密度汎関数法を用いてGaussianでストランドの回転障壁見積もるための方法を確認した.今後、各ストランドについて回転障壁のプロフィールを作成し、螺旋自己組織化に関する実験結果と対比させながら実験結果の合理的解釈と新たな構造モチーフの探索を行なう。平成16年度の研究実績の概要は以下の通りである。(1)交互ピリジン-オキサジアゾールオリゴマーの合成:2-ピリジンカルボン酸および2,6-ピリジンジカルボン酸から導かれるエステルおよびヒドラジドをビルディングブロックとして、種々の長さの無置換交互オリゴマーの合成を達成した。三量体、五量体、七量体の生成をすでに確認しており、現在、それらのX線結晶構造解析に適した単結晶の成長と、螺旋構造を与える九量体以上のオリゴマーの合成条件を検討している。(2)交互ピリジン-ピラジノチオフェンオリゴマーの合成:昨年度までに調製を達成していた鍵化合物であるピラジノチオフェンの交互ストランドへの変換条件を詳細に検討した。当初、ジブロモ体とビニルスズ化合物とのStilleカップリングとそれに続くPottsのピリジン環構築法を検討したが、良好な結果が得られなかった。そこで、ジブロモピラジノチオフェンと2,6-ジスタニルピリジンとのStilleカップリングを用いた直接的な方法に合成経路を変更し、検討を続けている。なお、2-ピリジルスズ化合物とのStilleカップリングを用いて無置換三量体の合成を行ない、X線結晶構造解析によって、固相で望むトランソイドコンホーメーションをとっていることを確認した。(3)交互ピリジン-ベンゾチアジアゾールオリゴマーの合成:昨年度までに、ジブロモベンゾチアジアゾール合成中間体の大量合成、ビニルスズ化合物とのStilleカップリングと加水分解によるジケトンへの変換、などを確認していた。今年度は、継続してPottsのピリジン環構築法を活用した合成を検討したが、ピリジン環構築段階が上手く進行しないため、このモチーフの検討を打ち切ることとした。(4)交互ピリジン-チオフェンオリゴマーの合成:熊田カップリングを利用して種々の長さの無置換交互オリゴマーの合成を達成した。三量体、七量体、十一量体、の生成を確認した。
混合ガス窒化法を利用した三元系強相関遷移金属窒化物の機能探索

η-カーバイド型化合物Fe_3Mo_3Nの合成に取り組み、包括的な物性評価を行った。基底状態が非磁性で、低温で電気抵抗率が温度の5/3乗のべきに従い、比熱を温度で割ったC/Tが-logT的に発散する強磁性量子臨界点近傍の非フェルミ液体的な挙動を示すことを明らかにした。また遍歴電子メタ磁性転移を起こすことも明らかにした。関連物質、Fe_3W_3N及びFe_6W_6Nが高圧窒素圧下で直接合成できることを明らかにした。本研究の目的は、混合ガス窒化法により合成した遷移金属窒化物の機能探索であり、平成21年度は、η-カーバイドFe3Mo3Nの基礎物性評価を行った。これまでFe3Mo3Nは、前駆体のアンモニア反応により合成されていたが、前駆体の合成は容易でなく、かつ危険なアンモニアガスを用いなければ得られなかった。混合ガス窒化法により、良質なFe3Mo3Nが容易に得られることが明らかとなったため、詳細な物性探索を行った。これまで、Fe3Mo3Nは120Kにおいて反強磁性秩序するという報告がなされていたが、中性子回折及びメスバウア分光を行った結果、本物質は最低温度まで長距離秩序が存在しないことを明らかにした。また極低温における、比熱及び電気抵抗率測定を行ったところC/Tが-logTで発散的な振る舞いを示し、ρは温度の5/3のべキに従う非フェルミ液体的振る舞いが観測された。本物質が化学修飾や物理圧力による調整をせずに強磁性量子臨界点近傍の振る舞を示す極めて珍しい物質であることを明らかにした。本物質における非フェルミ液体的挙動に関する成果は、J.Phys.Soc.Jpn誌上で公表し、JPSJ誌の2010年4月号の注目論文に選出された。また本系においては、非フェルミ液体的挙動のみではなく、遍歴電子メタ磁性転移が起こることを強磁場磁化測定により明らかにしており、次年度は磁場中での状態についてより詳細な研究を行う予定である。申請者は上記研究において-カーバイド型化合物Fe3Mo3N及び(Fel-xCox)3Mo3Nの合成に取り組み、包括的な物性評価を行った。Fe3Mo3Nはこれまで合成報告がなされていたものの、物性は殆ど知られていなかった。申請者らの研究により、本化合物は極低温まで磁気秩序しない一方で、電気抵抗率が温度の5/3乗のべきに従い、比熱を温度で割ったC/Tが-logT的に発散する非フェルミ液体的な挙動を示すことを明らかにした。これは、本物質が三次元量子臨界点近傍の物質であることを示唆しており、実際、Coとの混晶により強磁性(最大20K)が発現し、また磁場中で遍歴電子メタ磁性転移を起こすことも明らかにした。しかし、得られた磁場、組成、温度相図は、従来知られている遍歴電子強磁性体のものとは異なり、磁場誘起強磁性相と不純物誘起強磁性相が完全に分離している。Fe3Mo3Nは中性子散乱の結果反強磁性的な相関が発達しており、この異常な相図は、Fe3Mo3Nにおいて強磁性長距離秩序がフラストレーションにより抑制され出現したものと考えられる。また関連物質の探索も行った。混合ガス窒化法は適用できる元素が限られており、より直接的な窒化法として熱間等方圧加圧法に着目し、金属の直接窒化によりFe3W3N及びFe6W6Nが合成できることを明らかにした。それぞれは遍歴電子磁性体であり、Fe3W3Nは110Kで強磁性転移し、Fe6W6Nは75Kで反強磁性転移することを明らかにした。
ケーラーリッチフローのある種の変形とその自己相似解

今年度は,Fano多様体X上のケーラー・リッチソリトン(KS)と呼ばれる標準計量に対して,2つの結果を挙げることができた.1つは,XがKSを許容すれば,量子化ソリトンの列を許容し,さらにこの列はKSに自己同型群の作用を除いて弱収束するというものである.XはFanoなので,反標準束-Kの十分大きな冪によって,Xを射影空間に埋め込むことができる.Tianは1990年の論文において,-K上の任意のHermite計量は,Bergman計量(すなわち,小平埋め込みによるFubini-Study計量の引き戻し)の-Kの冪を無限大に飛ばしたときの近似として表せることを証明した.この事実は,KSの存在問題が,``量子化ソリトンの存在問題''という有限次元の変分問題のある種の極限として解釈できることを示唆しており,今回の結果もそのような描像の1つである.もう1つは,Xの量子化ソリトンベクトル場は自明であるとしたとき,Xが量子化ソリトンを許容すれば漸近的に反標準的Chow安定であるというものである.これは東京大学数理科学研究科の斎藤俊輔氏との共同研究による.1つ目の結果で構成した量子化ソリトンは自己同型群の作用に対して不変である.このことから,量子化ソリトンが存在するためには,X上の正則ベクトル場全体の成すLie環上のある指標(量子化二木不変量)が消滅する必要があることが分かる.我々は,量子化二木不変量をテスト配位と呼ばれる,複素1次元パラメータをもつXの退化族に対して拡張することにより,複素構造を飛び越えて定義される障害に一般化することに成功した(反標準的Chow安定性の定式化).ただし,現時点では中心ファイバーが対数端末特異点をもつFano代数多様体であるような,特別なテスト配位に対してしか障害が定式化されていないため,これを一般のテスト配位に対して拡張することが今後の課題となる.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。KSは, Kahler-Ricci flow (KRF)と呼ばれる時間発展方程式と関係がある.Tian-Zhuは, KSを許容するFano多様体上で, KRFの初期計量を上手くとると, KSにCheeger-Gromov収束することを証明した.これは, KSのある種の解析的な安定性を表す結果と言える.一方, GQE計量は,具体例は知られているが,その存在が数学的に何を意味しているのかは不明な部分が多い.そこで, GQE計量に対して, modified Kahler-Ricci flow (MKRF)と呼ばれる, KRFを一般化した時間発展方程式を定義し, Tian-Zhuの収束定理の類似を考えた.そして,実際に特別な場合に解の収束が起こることを証明した.これは, GQE計量の安定性の定式化を与えており,意義深い結果であると考えられる.また,研究過程において, Tian-Zhuの正則不変量とMaschler-Tønnesenの不変量の間の関係式を求めることに成功した.『ここで,前者は一般のKSが存在するための障害であるが,後者はadmissible GQE計量が存在するための障害である(admissible GQE計量とは,ある対称性をもつ特別なGQE計量のことである).この関係式は, admissible GQE計量に対してしか適用できないが, admissibleでない一般のGQE計量に対して, Tian-Zhuの正則不変量をどのように拡張すればよいかを示唆しているという意味で,重要な式である.今年度はケーラー・リッチソリトンと呼ばれる,ケーラー・アインシュタイン計量を一般化したケーラー計量に対して,2つの結果を挙げることができた.1つは,射影空間内の任意のFano完全交叉に対する,modified二木不変量の代数的計算公式の発見である.modified二木不変量はケーラー・リッチソリトンが存在するための障害として,2002年にTian-Zhuにより導入され,2014年にBerman達によって,対数端末特異点を許容するFano代数多様体上の不変量に拡張された.ケーラー・リッチソリトンの存在問題はK-ポリ安定性と呼ばれる,幾何学的不変式論的安定性と同値であることが予想されており,K-ポリ安定性は,Fano多様体の任意の退化族に対して,modified二木不変量を用いた数値的判定条件により定義される.しかし,この概念は導入されて日が浅く,計算できる具体例はほとんど知られていなかったが,今回発見した公式により,modified二木不変量は多項式のウェイト,次数,ベクトル場の固有値を用いた代数的な式で表され,K-ポリ安定性を具体的にチェックすることが可能となった.2つ目は,ケーラー・リッチソリトンの漸近的安定性に関する結果である.標準計量の存在問題では,計量の空間上の汎関数で標準計量を臨界点にもつものを考え,汎関数のpropernessから導かれる様々な安定性を研究することがよくある.今回は,解析的K-ポリ安定性から量子化ケーラー・リッチソリトンと呼ばれる,Bergman計量の列が存在することを導き,さらに,これがケーラー・リッチソリトンに弱収束することを証明した.これはケーラー・リッチソリトンの存在を何らかの有限次元漸近的安定性と結びつける結果と言える.今年度は,Fano多様体X上のケーラー・リッチソリトン(KS)と呼ばれる標準計量に対して,2つの結果を挙げることができた.

1つは,XがKSを許容すれば,量子化ソリトンの列を許容し,さらにこの列はKSに自己同型群の作用を除いて弱収束するというものである.XはFanoなので,反標準束-Kの十分大きな冪によって,Xを射影空間に埋め込むことができる.Tianは1990年の論文において,-K上の任意のHermite計量は,Bergman計量(すなわち,小平埋め込みによるFubini-Study計量の引き戻し)の-Kの冪を無限大に飛ばしたときの近似として表せることを証明した.この事実は,KSの存在問題が,``量子化ソリトンの存在問題''という有限次元の変分問題のある種の極限として解釈できることを示唆しており,今回の結果もそのような描像の1つである.もう1つは,Xの量子化ソリトンベクトル場は自明であるとしたとき,Xが量子化ソリトンを許容すれば漸近的に反標準的Chow安定であるというものである.これは東京大学数理科学研究科の斎藤俊輔氏との共同研究による.1つ目の結果で構成した量子化ソリトンは自己同型群の作用に対して不変である.このことから,量子化ソリトンが存在するためには,X上の正則ベクトル場全体の成すLie環上のある指標(量子化二木不変量)が消滅する必要があることが分かる.我々は,量子化二木不変量をテスト配位と呼ばれる,複素1次元パラメータをもつXの退化族に対して拡張することにより,複素構造を飛び越えて定義される障害に一般化することに成功した(反標準的Chow安定性の定式化).ただし,現時点では中心ファイバーが対数端末特異点をもつFano代数多様体であるような,特別なテスト配位に対してしか障害が定式化されていないため,これを一般のテスト配位に対して拡張することが今後の課題となる.今回得られた2つの結果は,スカラー曲率一定ケーラー計量,あるいは端的ケーラー計量の,幾何学的不変式論的安定性に関する既存の結果の拡張・類似物を与えている.したがって,これらの結果はケーラー・リッチソリトンの存在問題と幾何学的不変式論的安定性を結びつける上で重要な指針となり得る.27年度が最終年度であるため、記入しない。ケーラー・リッチソリトンを幾何学的不変式論的観点から考察し,偏極一般化の構成を図る.具体的には,各種汎関数に対して無限次元幾何学的不変式論による形式的な解釈を与える,量子化ケーラー・リッチソリトンの列の存在に対応する漸近的Chow安定性の構成などが挙げられる.射影直線束に研究対象を限定したことで,当初予定していた研究手法から大きくずれ,応用範囲も低くなったが,一方で具体例を多く作ることができ,分野の見通しは良くなった.また,当初の予定よりも早く,解の収束性を証明することができた.27年度が最終年度であるため、記入しない。不変量の構成に関しては,幾何学的不変式論による解釈や,射影埋め込みの際の,外部データ(斉次多項式)を用いた表示等が知られているため,これらの観点からの一般化を試みる.一意性および時間発展方程式の評価については,引き続きcomplex Monge-Ampere方程式の理論に沿って研究を進める.研究対象となる計量については,これらの理論に対して合理性を持った計量であることが望ましいため,必要に応じて,その定義を適宜修正する必要があると思われる.
神経幹細胞の細胞周期制御によるブレインサイズ決定機構の解析

私たちが、yeast two hybridスクリーニングによって、ポリグルタミン病原因タンパク質に結合する新規分子として発見したPQBP1 (Waragai et al., Hum Mol genet 1999)は、その後の海外の精神遅滞コンソーシャム研究により、小児精神遅滞ならびに小頭症の原因遺伝子であることが明らかになった。これまでに報告された遺伝子変異においては、フレームシフトによって機能を持たないPQBP1タンパクが産生されるか、もしくはnon-sense RNA decayによってタンパク質量自体が減少すると考えられている。したがってPQBP1の機能低下が精神遅滞と小頭症の原因と推定できる。一方、私たちを含む3つのグループがPQBP1とスプライシング因子U5-15kDの結合を報告している。本研究において、私たちはPQBP1遺伝子異常によって起きる小頭症とスプライシング異常の関連を解析した。さらにconditional KOマウスを作製して、その表現型を解析した。その結果、PQBP1の発現抑制は、神経幹細胞において細胞周期制御タンパク質のスプライシング制御に関わっていること、PQBP1の機能低下は、スプライシングタンパクの減少を介して細胞数の減少を招くことが明らかになった。本研究の成果は、PQBP1病における病態メカニズムを明らかにするのみでなく、新たな小頭症発症メカニズム(脳サイズコントロールメカニズム)を示した点で重要である。PQBP1はポリグルタミン病疾患タンパクと結合する新規タンパクとして私たちが発見したものであるが(Waragai et al., Hum Mol Genet 1999)、その後、精神遅滞研究ヨーロッパコンソーシャムによりX染色体伴性精神遅滞の原因遺伝子であることが明らかにされた(Kalsheuer et al., Nature Genet 2003)。PQBP1遺伝子異常に伴う精神遅滞には、高率に小頭症を伴うという特徴があり、私たちはその分子メカニズムを本研究において探求している。これまでに、以下の研究を行って成果を上げている。1) RNAiを用いたノックダウンにより、細胞周期に対するPQBP1の効果を明らかにした。2)細胞周期制御におけるPQBP1のターゲット分子を同定した。3)コンディショナルノックアウトマウスを作成し、そのブレインサイズを検討した。4)コンディショナルノックアウトマウスの神経幹細胞の細胞周期異常の分子メカニズムを検討した。これらの成果を論文報告中である。
中小製造企業の自主独立型企業への変身のための競争力強化獲得メカニズム研究

インタビュー調査(初年度から2年半、62社の中小製造企業)を実施した。その結果から下請企業からは自主独立型企業は生まれにくいことがわかった。自主独立型企業になるには起業当初から自主独立型企業であることが必要である。自主独立型企業は、取引先企業との良好な技術関係性があること、新技術を吸収できる製造技術力、新価値創造の技術力が必要であることがわかった。自主独立型企業の経営者は市場適応ではなく市場創造している。初年度は国内外インタビュー調査を予定しほぼ実施できた。具体的には、国内5ブロック中北海道(含む東北)を除く4地区へ18社訪問した。海外は中国(南京、丹陽、深せん)タイ(バンコク)で14社訪問できた。今回、発明大賞をもらった企業も加えインタビュー調査をした。したがって合計で32社の訪問ができた。なお10月・11月に研究途上であるが学会及び所属大学院附属研究所主催イベントにて中間発表を実施した(合計4回)。今後、次年度に向け個別企業からの情報収集結果を基にアンケート調査の具体化作業に入る。研究期間3年間で48社インタビュー調査予定であったので、進捗としては進んでいる。ただし訪問企業は当初予想より技術力が非常に高く、一般的中小製造企業群の中ではハイクラス企業であった。したがって次年度は苦労をしてきた中小企業(具体的には下請型企業から這い上がってきた中小企業にも訪問)予定である。初年度に引き続き国内外インタビュー調査を予定しほぼ実施できた。2年度はすでに自主独立型中小企業である企業を中心にインタビュー調査を行なった。技術水準が高い企業へのインタビュー調査として、日本発明振興協会の発明大賞を受賞した中小製造企業を対象として実施した。直近の7年間の受賞企業28社の内11社からインタビュー調査の快諾を得て実施した。また、海外の中国国内における地場中小製造企業(起業して間がない技術で起業したばかりのベンチャー企業)を国内中小製造企業と比較研究するためにインタビュー調査を実施した。具体的には中国(上海、南京、深せん)で10社を訪問した。さらに比較のため国内のJapan Venture Awards2016年受賞企業から4社のインタビュー調査を実施した。したがって全体で25社のインタビュー調査を実施できた。初年度分も合わせると国内外で57社のインタビュー調査を実施したことになる。なお、研究途上ではあるが、本研究分野であるファジーフロント活動についての学術図書出版を出版し、2回講演(国内外各1回ずつ)を行った。本研究の中間発表として1回学会にて講演し、さらに1回学会発表を行った。なお査読論文2本もある。研究期間3年間で48社インタビュー調査予定であったので、すでに2年間で57社訪問しており、訪問企業数では計画を越えている。ただし、インタビュー調査した企業が、起業当初から自主独立型企業である場合が多く、起業当初、下請型や自立下請型から自主独立型への変遷をたどった企業インタビューが少ないので初年度にも記載したが下請型から這い上がって自主独立型中小製造企業への訪問を今後していく。本研究目的は中小製造企業が下請から自立型下請(価格交渉可能)、さらに自主独立型企業(自前開発・親企業依存せず)へ移行する下請脱皮過程を競争力の源泉となる生産・技術・対応・提案の各観点から分析し、1親企業への服従、2差別化技術の獲得、3新顧客・市場創生(含む海外進出)の時系列的変遷から競争力強化獲得メカニズムについて、インタビュー調査を基に明らかにすることである。この3年間で62社の日本の中小製造企業(国内外)を訪問した。その結果、自主独立型企業への変身には1取引先企業との相互依存関係の構築、新技術醸成には2製造技術力、新価値創造の3集積技術力と4実用化技術力と5新たな革新技術力が必要であることが判明した。また15は、対象業種(自前コア技術)により、いずれを強化すれば良いか、またどのような内容か、時系列的観点での注意事項も明確化できた。なお、取引先である親企業との付き合いとは別に、自社周辺技術を支援する中小企業の存在が重要であることが判明した。産学官との結びつくでは学・官より民間中小企業間ネットワークが重要なことがわかった。また、当初考えていた下請企業→自立型下請企業→自主独立型企業の流れではなく、市場適応ではなく市場創造を志向している中小製造企業の経営者やその取引関係のある周辺企業が自主独立型企業であると自主独立型に向かう傾向があることがわかった。要はジリ貧産業群での取引に邁進する企業ではなく、発展可能性のある産業群での取引が重要で、そのきっかけは、2代目・3代目による次世代再起業や企業間情報交換による刺激型再起業が有力で、上記の競争力源泉の4項目は2次的要素であることもわかってきた。なお、起業当初から下請型志向の中小製造企業からはなかなか自主独立型企業への脱皮が難しいことも明らかになった。このことは日本の親企業の下請政策がうまいためと考えられる。

当初想定していた仮設設定したパターンよりも、多くのパターン(自主独立型中小製造企業に脱皮)があることがわかってきた。したがって今後は各企業の起業時期、事業内容変遷、取引企業業態、経営者資質等まで踏み込んでインタビュー調査していく予定である。次年度後半でのアンケート調査に向けた準備に取り掛かる予定である、ただし、新たな知見が出た場合にはアンケート内容の再チェックのためアンケート調査時期を3年度前半にすることも考えたい。当初想定していたパターンの下請型⇒自立下請型⇒自主独立型の変遷をする中小製造企業が少ないことが明らかになってきた。また、中国の中小製造企業との比較においてもその傾向があることが判明しつつある。現在まだ仮説のレベルだが、上記変遷をたどる中小製造企業は極少数であり、1当初起業から自主独立型か、2次世代起業(2代目や3代目社長)からドラスチックに自主独立型に変容するケースが多いことがわかってきた。また3日本の伝統的老舗企業の一部に、第二次世界大戦後を生き抜くための便法として一時期、緊急避難的に下請型対応をした形跡がある。したがって一連の流れの変遷が明確化できるかがこれからの研究の中心をなすと考えている。したがって、当初3年目前半に予定していたアンケート調査は中止し、新たな知見を検証するためのデータ収集(含む文献調査、インタビュー調査の継続等)とその検証(過去インタビュー調査した企業の再インタビュー調査実施)を行う予定である。技術経営旅費が不足気味であるため一回の出張で多数の企業インタビュー調査ができ、出張回数が少なくてすみ未使用額が多くなった。残金20,409円は旅費に充当する。今後の研究の推進方策にも記載したとおり、過去インタビュー調査した企業へのさらなる入念なインタビュー調査を企画しており、未使用分を有効に使用する予定である。
非熱的対流のモデル実験

従来対流現象として取り上げられてきたのは熱膨張による密度変化を駆動力とする熱対流現象であったが、地球内部の熱・物質輸送を考える上では物質の相変化が関与した組成対流が本質的に重要である。この相変化を起こす場での組成対流プロセスをあきらかにするために液相不混和系の対流現象の研究をおこなった。モデル物質はシクロヘキサン-メタノ-ル系でありT=46度に上側臨海点を持つ。すなわちT=46度より上では2相は完全に混じり合い、以下の温度では両者は2相に分離する。シクロヘキサン-メタノ-ル系を選んだ理由は両者の密度差が小さくそのために熱対流現象と組成対流現象のカップリングが見られることである。この条件は地球物質でも類似である。実験では温度・組成の種々の条件に設定し、均一系から出発し温度を下げて2相分離を起こすプロセス、2相分離状態より出発(温度を上げて均一化に至るプロセスの流体運動、温度場を調べた。2相領域より出発して均一化するプロセスでは、最初対流は2流体に独立しておき、境界に大きな熱境界層を形成する。上下面での温度差を大きくしていくにつれて境界層にあらわれた振動が次第に大きくなり非線型化し、オ-バ-タ-ンをおこして均一化に向かう。この振動の非線型化・混合プロセスは興味深い現象であり本研究で整備した画像処理装置で現在定量的に解析中である。このような対流現象は地球マントルでの上下マントル対流、核での内核の成長、木星もいぶの対流現象に関連している。