hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形動特性を利用したマニピュレータの耐故障性向上に関する研究

多関節マニピュレータにおいて一部のアクチュエータが故障したとしても,その故障マニピュレータに簡易な作業を続行させることができればマニピュレータの耐故障性が向上することと同じ効果が得られる。この観点から,本研究の目的は,劣駆動マニピュレータの非線形動特性を有効利用してアームの軌道制御法を構築することにある。そこで,劣駆動マニピュレータの一例として倒立振子を採用し,以下の項目について研究した。(1)制御器設計における計算量削減の検討振子の軌道は,振子の力学系に内在する無限個の不安定周期運動を利用して設計できる。ある不安定周期運動を1個の離散制御器で安定化する制御系を前年度に提案したが,その制御器の有効範囲(不安定周期運動の安定化可能領域)は非常に狭いことを示した。次いで,この問題を解決するためにn個の離散制御器を1/n周期ごとに切り替える合成制御系を提案し,安定化可能領域が拡大することを示した。しかしn個の離散制御器を全て設計するには多大な計算量が必要となり,この制御系をそのまま実機に実装することは実用的ではない。そこで本年度は,倒立振子の力学系に内在する対称性を離散制御器設計に有効利用することで,制御器設計にかかる計算量削減を図った。その結果,制御対象の不安定周期運動がある対称性を有し,かつ,制御器の数(n)が偶数の場合のみに限り,制御器設計にかかる計算量が半減できることを理論的に示した。(2)合成制御系における可制御性の検討上述の合成制御系において,制御対象の不安定周期運動が常に可制御となるかどうかについて検討した。この合成制御系は周期係数線形離散時関系となり,たとえn個の区分制御系が全て安定となるように個々の離散制御器が設計されたとしても,全体としての合成制御系が常に安定になるとは限らないことを示した。多関節マニピュレータにおいて一部の関節アクチュエータが故障した場合でも簡易な作業を遂行させることができれば,宇宙空間などの極限環境下においては耐故障性が向上することと同じ効果が得られる。本研究は,従来の制御理論において外乱扱いされてきた系の非線形動特性を有効利用しようとする観点から,故障マニピュレータ(劣駆動マニピュレータとよばれる)の非線形動特性を有効利用したアームの軌道制御法を構築することにより,故障マニピュレータの耐故障性を向上させることを目的としている。劣駆動マニピュレータの一例として倒立振子を採用し,これを制御対象とした。台車に取り付けられた倒立振子は,アクチュエータを持たず台車の駆動によって運動する。台車を周期運動させた場合の倒立振子の力学系(運動方程式)を導出し,カオス的運動,安定周期運動,不安定周期運動など,その力学系の非線形動特性に起因する種々の運動が存在していることをコンピュータシミュレーションにより確認した。この不安定周期運動は理論上無数に存在していることが知られており,これを有効利用すれば倒立振子の様々な運動パターンを実現できる。そこで不安定周期運動を安定化する制御系を提案し,理論上の有効性をコンピュータシミュレーションにより検証した。しかしながら,提案した制御系の安定化可能領域を数値計算により調査した結果,その領域が非常に狭いことが判明した。実際の機械システムにはセンサーからの観測ノイズやモデル同定誤差などが混入しており,提案した制御系を実機に適用するためには安定化可能領域を拡大させる必要がある。そこで既に提案した制御系について,その制御周期を分割した制御系を新たに提案した。更に,制御周期を分割した制御系を適用することによって,安定化可能領域が拡大できることをコンピュータシミュレーションにより確認した。
ヒドロキシアパタイトの表面改質に関する研究

ヒドロキシアパタイト(HAP)表面を改質し、新しい機能を持ったHAPの調製を目的として研究を行なった。方法は、水酸化カルシウム15g/蒸留水10lと10%リン酸83.5mlをテフロン容器で撹拌、混合し、100°Cで48時間熟成してHAP粒子を得た。このHAP表面をリン酸エステルで改質した。すなわち、エチルおよびオクチルリン酸エステル5g/アセトン40ml+蒸留水20ml溶液にHAP1gを加え、68°Cで148時間環流を行なった。このようにして得られた表面改質試料について、FTIR、TEM、XRD、ICPおよび比表面積測定を行なった。結果については、TEM観察から、粒子の大きさは改質によってやや大きくなる程度で形態の大きな変化はなかった。比表面積はエチルエステル処理では増加するが、オクチルエステル処理では処理時間が長くなるとやや減少した。細孔径分布曲線から、オクチルエステル処理では細孔の発達があまり認められないが、エチルエステル処理では孔径が約2nm程度の細孔が発達した。このことは、t-plot法によっても確認された。改質試料の表面構造をFTIRによって調べたところ、エチルエステル処理では改質により表面P-OH基が著しく発達し、同時に表面アルキル基も生成した。一方、オクチルエステル処理では表面P-OH基の生成のみが起こり、表面アルキル基の生成はわずかであった。XRDの結果から、エチルエステルでは1時間の処理でHAP以外のリン酸カルシウムが混じってきた。しかしオクチルエステルでは処理時間24時間まではHAPのままであった。
メディア統合及び応用統合に適した次世代データベースシステムの研究

科学研究費補助金総合研究(B)「メディア統合及び応用統合に適した次世代データベースシステムの研究」の全体研究集会を,平成5年12月13日(月)と14日(火)との両日に京都市の京大会館にて,データベース分野において精力的に活動している研究者(研究分担者を含む)を集めて行われた.この研究集会では,データベース分野における先進的な研究報告や研究発表が行われ,次世代データベースに関する研究討議が行われた.主な研究討議内容は以下のとおりである.1.ビデオ・オーディオデータベース技術2. CSCW(協調支援作業環境)とセキュリティ問題とデータベース技術の関係3.仮想現実システムのためのデータベース技術4.マルチメディアデータベース構築のための時間/空間概念の取り扱い5.科学データベース構築のための発展型データベース技術6.地理情報処理へのデータベース技術の導入7.移動体端末のためのデータベース技術8.オブジェクト指向データベースの高水準ビューの形式化9.ハードウェアを用いたデータベース処理の高速化技術10.能動データベース全体研究集会の翌日(12月15日(水)),京都大学工学部情報工学教室にて,主な研究分担者を集め,日本における「次世代データベースの研究」の進め方を以下の4点の課題を中心に検討した.1.高機能・高性能データベースシステム技術2.メディア統合データベースシステム技術3.応用統合・発展型データベースシステム技術4.環境統合型データベースシステム技術また,少人の研究分担者による集中的な小規模研究集会も数回行った.この1年を通して行った「メディア統合及び応用統合に適した次世代データベースシステムの研究」の成果は,研究報告書としてまとめた.科学研究費補助金総合研究(B)「メディア統合及び応用統合に適した次世代データベースシステムの研究」の全体研究集会を,平成5年12月13日(月)と14日(火)との両日に京都市の京大会館にて,データベース分野において精力的に活動している研究者(研究分担者を含む)を集めて行われた.この研究集会では,データベース分野における先進的な研究報告や研究発表が行われ,次世代データベースに関する研究討議が行われた.主な研究討議内容は以下のとおりである.1.ビデオ・オーディオデータベース技術2. CSCW(協調支援作業環境)とセキュリティ問題とデータベース技術の関係3.仮想現実システムのためのデータベース技術4.マルチメディアデータベース構築のための時間/空間概念の取り扱い5.科学データベース構築のための発展型データベース技術6.地理情報処理へのデータベース技術の導入7.移動体端末のためのデータベース技術8.オブジェクト指向データベースの高水準ビューの形式化9.ハードウェアを用いたデータベース処理の高速化技術10.能動データベース全体研究集会の翌日(12月15日(水)),京都大学工学部情報工学教室にて,主な研究分担者を集め,日本における「次世代データベースの研究」の進め方を以下の4点の課題を中心に検討した.1.高機能・高性能データベースシステム技術2.メディア統合データベースシステム技術3.応用統合・発展型データベースシステム技術4.環境統合型データベースシステム技術また,少人の研究分担者による集中的な小規模研究集会も数回行った.この1年を通して行った「メディア統合及び応用統合に適した次世代データベースシステムの研究」の成果は,研究報告書としてまとめた.
金属クラスター錯体のアルカン液相脱水素触媒作用

シクロオクタン脱水素能をもつルテニウムカルボニルクラスター錯体は,配位不飽和種が比較的安定なために,均一系触媒として沸騰還流条件を課し,ターンオーバー約6.9の水素とシクロオクテンを得ることができる。しかしながらシクロヘキサン類の脱水素活性はどうしても発現せず,金属触媒,特に微粒白金,あるいは白金-ルテニウム複合金属触媒に依らねばならなかった。CS_2[Pt_3(CO)_6]と[Ru(C_6Me_6)_2](BF_4)_2の高表面積炭素担体に対する共浸漬・脱気処理によって,エチルシクロヘキサン脱水素芳香族化活性は著しく向上した。炭素担持白金触媒に対するルテニウムクラスター錯体H_4Ru_4(CO)_<12>の表面修飾もまた,顕著な複合効果を示した。これら金属クラスター錯体の配位子は,カルボニル,ベンゼン置換体,ヒドリドなどと,加熱処理で容易に脱離し,活性サイトに毒作用を示すヘテロ元素(ハロゲンなど)は避けてある。なお,[Ru_3O(OAc)_6(OH_2)](OAc)を陽イオン錯体に選び,白金カルボニルクラスター陰イオンと組合せた前駆体は,親水・疎水性特性が炭素担体のそれと調和せず,良い複合効果を得るにはいたらなかった。金属クラスター錯体のアルカン液相脱水素触媒作用は,活性サイトを光照射によって創出し,発現させることができる。ルテニウムカルボニル3核錯体よりも,ジホスフィン架橋ロジウム(I)2核錯体およびイリジウム(I)2核錯体の方が,カルボニル配位子光脱離前駆体として優れていた。特にスルフィドS^<2->でも架橋されている,いわゆるA-フレーム錯体は吸収波長域が475(ロジウム)520(イリジウム)nmにまで長波長シフトするため,太陽光でのアルカン脱水素活性発現という観点から,興味深いといえよう。ルテニウム3核クラスター錯体Ru_3(CO)_<12>は,シクロオクタン中で還流加熱(151°C)すると,配位子6個分の一酸化炭素を放出したのち脱水素活性を示し,24hで6.9ターン分の水素と対応量のシクロオクテンを生成した。金属クラスター錯体による,熱的アルカン脱水素触媒作用の最初の報告例である。その配位構造の詳細は未だ明らかでないが、本錯体のシクロヘキサン溶液に活性炭を懸濁させて還流加熱(81.7°C)すると6個分のカルボニル配位子が脱離し、それの拡散反射型FTIRによる振動スペクトル解析を行い,エクアトリアル位カルボニル配位子6個が一つのルテニウム原子に2個ずつゼミナル配置で残存することを明らかにした。乾固させた炭素担持ルテニウムクラスター触媒は,カルボニル配位子を保持しながらも24hで13.6ターンのシクロオクタン脱水素触媒活性を与え、市販炭素担持ルテニウム触媒の活性(24hで3.0ターン)を遥かに凌駕するものであった。白金15核クラスター錯体Cs_2[Pt_3(CO)_6]_5は,テトラヒドロフラン溶液にして活性炭に浸漬し,180°Cで加熱脱気すると,すべてのカルボニル配位子を失うと同時にシクロオクタン脱水素活性を発現した。白金当りの活性は,別に塩化白金酸カリウム水溶液含浸・還元処理によって調製した炭素担持白金触媒,ならびに市販炭素担持白金触媒とほぼ同じ(24hで15ターン)であった。

透過型電子顕微鏡観察(25万倍)から,それぞれ粒径分布は鋭く,空間的にも良く分散し,平均粒径はクラスター前駆体が1.4nm,塩化物前駆体が2.4nmと求められた。興味深いことにエチルシクロヘキサンに懸濁し,還流加熱(132°C)して脱水素活性を調べると,粒径の小さいクラスター前駆体の白金触媒が24hで9.4ターンなのに,粒径の大きい白金触媒は53.5ターン分のエチルベンゼンを与えた。脱水素芳香族化活性には,大きなアンサンブルが必要と思われる。シクロオクタン脱水素能をもつルテニウムカルボニルクラスター錯体は,配位不飽和種が比較的安定なために,均一系触媒として沸騰還流条件を課し,ターンオーバー約6.9の水素とシクロオクテンを得ることができる。しかしながらシクロヘキサン類の脱水素活性はどうしても発現せず,金属触媒,特に微粒白金,あるいは白金-ルテニウム複合金属触媒に依らねばならなかった。Cs_2〔Pt_3(CO)_6〕と〔Ru(C_6Me_6)_2〕(BF_4)_2の高表面積炭素担体に対する共浸漬・脱気処理によって,エチルシクロヘキサン脱水素芳香族化活性は著しく向上した。炭素担持白金触媒に対するルテニウムクラスター錯体H_4Ru_4(CO)_<12>の表面修飾もまた,顕著な複合効果を示した。これら金属クラスター錯体の配位子は,カルボニル,ベンゼン置換体,ヒドリドなどと,加熱処理で容易に脱離し,活性サイトに毒作用を示すヘテロ元素(ハロゲンなど)は避けてある。なお,〔Ru_3O(OAc)_6(OH_2)〕(OAc)を陽イオン錯体に選び,白金カルボニルクラスター陰イオンと組合せた前駆体は,親水・疎水性特性が炭素担体のそれと調和せず,良い複合効果を得るにはいたらなかった。金属クラスター錯体のアルカン液相脱水素触媒作用は,活性サイトを光照射によって創出し,発現させることができる。ルテニウムカルボニル3核錯体よりも,ジホスフィン架橋ロジウム(I)2核錯体およびイリジウム(I)2核錯体の方が,カルボニル配位子光脱離前駆体として優れていた。特にスルフィドS^<2->でも架橋されている,いわゆるA-フレーム錯体は吸収波長域が475(ロジウム)520(イリジウム)nmにまで長波長シフトするため,太陽光でのアルカン脱水素活性発現という観点から,興味深いといえよう。
卵賦活時における細胞内カルシウム機能の解明

ユウレイボヤ卵は受精直後に一過的な細胞内カルシウムの増大が起き、それを引き金に細胞質の分層を伴うダイナミックな卵の変形が起こり、これがその後の発生の極性を決定づけている。この現象にはアクチン細胞骨格系の関与が解っているが、細胞内カルシウムの増大からの作用機作がまだ不明であった。そこで本研究では、細胞骨格アクチンの重合・脱重合を制御し、卵割に関与していることが知られている低分子量Gタンパク質rhoに着目し、その卵形変化への関与と細胞内カルシウム増大との因果関係について検討した。その結果、ユウレイボヤ卵にもC3酵素によりADPリボシル化される23kDaのタンパク質が存在することがわかり、これがユウレイボヤrhoタンパク質であると考えられる。また、rho特異的阻害剤であるC3酵素により受精直後の卵形変化が阻害された。このC3酵素を処理した卵は卵表層のアクチン繊維が強く集積し、バンドル状になっている様子が観察された。さらにこのC3酵素による卵形変化の阻害は、細胞内カルシウムの変動には影響を与えないこと、イノシトール3リン酸やカルシウムイオノフォアで人為的に一過的な卵内カルシウム濃度の上昇を引き起こすことで誘導される卵形変化もまたC3酵素によって阻害されることが明らかとなった。また、Gタンパク質の活性化剤であるGTP-γ-Sによっても卵形変化は誘導され、一方Gタンパク質の阻害剤であるGTP-β-Sで卵形変化は阻害された。更にGTP-γ-Sによっても卵表層のアクチン繊維の集積が見られた。以上の結果より、卵形変化は受精による刺激によるイノシトール3リン酸誘導型の細胞内カルシウム濃度上昇がrhoを活性化し、アクチン繊維の挙動を制御していると考えられる。本研究はこの作用機作の解明にあたっている。平成11年度は、細胞骨格アクチンの重合・脱重合を制御し、卵割に関与していることが知られている低分子量Gタンパク質rhoに着目し、その卵形変化への関与と細胞内カルシウム増大との因果関係について検討した。その結果、ユウレイボヤ卵にもrho様のタンパク質が存在すること、rho特異的阻害剤であるC3酵素により受精直後の卵形変化が阻害されることが明らかとなった。さらに、このC3酵素による卵形変化の阻害は、細胞内カルシウムの変動には影響を与えないこと、イノシトール3リン酸やカルシウムイオノフォアで人為的に一過的な卵内カルシウム濃度の上昇を引き起こすことで誘導される卵形変化もまたC3酵素によって阻害された。また、イノシトールリン脂質代謝系の関与も検討した。PI3キナーゼ阻害剤である、Wortmannin,LY294002は卵変形及び細胞質の分層を押さえ、また、卵表層のアクチン繊維の分布を攪乱した。以上のことからホヤ卵受精時の変形、細胞質の分層にPI3キナーゼを介するイノシトールリン脂質代謝系の関与が示唆される。
無機質・微量栄養素の欠損状態における生体防衛機構の解明

生体防衛反応に及ぼす無機質・微量栄養素欠損の影響を検討する目的で、栄養素としてマグネシウム(Mg)をとりあげ、Mg欠乏ラットを用いて検討を行った。初年度はMg欠乏時の補体系の動態を、2年目はMgのmarginal欠乏状態時及び欠乏初期の補体系の変動を観察した。更に3年目はMg欠乏時の免疫応答能について検討した。いずれもSD系の雄ラットを用い、Control食(Mg:73ppm)、Mg欠乏食(Mg:10ppm)及び2年目は低Mg食(Mg:30ppm)で飼育し実験に供した。補体系の検討は各飼料で3週間飼育後回復食を投与、各週毎の血中補体C3濃度、補体溶血活性(CH50)等を測定した。Mg欠乏初期の検討は、欠乏食飼育0、1、2、3、5、及び7日目の血液を同様に実験に供した。免疫応答能の検討では、欠乏食飼育1、2週目の脾臓及び腹腔マクロファージ(Mφ)を用い、マイトジェン(ConA、LPS)刺激による幼若化反応及びサイトカイン(IL-1、IL-2等)産生能を検討した。補体系の動態はC3濃度及びCH50がMg欠乏食飼育により著明な上昇を示し、この変化はMgの補充により回復した。また、Mg欠乏状態の程度が強くなるに従ってC3濃度及びCH50は上昇していた。Mg欠乏初期の観察では、C3濃度及びCH50の上昇が顆粒球数の増加に先がけて観察された。従って、Mg欠乏時の補体系の上昇はMg自体の欠乏で引き起こされ補体の活性化に伴って産生されるfragmentの作用により白血球の増加が起こる可能性が示唆された。一方、免疫応答に及ぼすMg欠乏の影響では、ラットの脾細胞マイトジェン刺激試験で、欠乏食飼育1週目においてConAに対する反応性が著しく低下していたが、その時のIL-2産生の低下はみられなかった。MφのIL-1産生低下も認められないことから、Mφの他の機能である抗原提示能やリンパ球増殖及び抑制等の機能の一部がMg欠乏により変化している可能性も考えられ、更に詳細な検討が必要であると思われる。生体防衛反応に及ぼす無機質・微量栄養素欠損の影響を検討する目的で、今回は栄養素としてマグネシウム(Mg)をとりあげ、Mg欠乏ラットを用い、今年度は特に初期の生体防衛因子として重要な役割を有し、細胞性免疫因子と相互に材用する補体系の動態を中心に検討を加えた。SD系の雄ラットを2群に分け、Mg欠乏食(Mg:10ppm)とContorol食(Mg:73ppm)で3週間飼育した。3週間飼育後、回復期の観察を行う目的でMG欠乏群を更に2群に分け、一方にはそのまま続けてMg欠乏食を3週間投与し、他方にはMgをContorol食の1/2量含む回復食を2週間、最後の1週はContorol食を投与した。各週毎に採血を行い、血中Mg濃度及び顆粒球数、補体系因子では血中補体C3濃度、補体溶血活性(CH50及びACH50)C3b、iC3b形成能を測定した。

Mg欠乏食飼育によりMg欠乏時における特徴的な所見である皮膚の発赤等の発現、血中Mg濃度の著明な低下及び顆粒球数の上昇等が確認され、これらの変化はMgの補充により回復した。C3濃度はMg欠乏1週目から急激な上昇が認められ、6週目まで高値を維持した。CH50及びACH50も同様に欠乏食飼育1週目から著しい上昇が認められた。これらの結果はMgの補充によりContorlと同様の値に回復した。またC3b形成能は有意ではないもののMg欠乏で1週目から上昇する傾向がみられた。一方、iC3b形成能についてはMg欠乏群でやや低下する傾向が認められた。以上のMg欠乏状態におけるC3を中心とした活性の上昇は、その反応の過程でC3a、C5a等のfragmentを産生している可能性が考えられる。Mg欠乏時にみられる皮膚の発赤はC3a、C5aの増加によりanapyhlaxisを起こす結果と考えられ、血中の白血球の増加もC3a、C5aの白血球遊走作用が一因であると思われる。生体防衛反応に及ぼすマグネシウム(Mg)欠損の影響を検討する目的で、今年度は特に飼科中のMg含量を変化させてmarginal欠乏状態を作成し、補体系の動態を中心に検討を加えた。更にMg欠乏初期の変動も観察した。SD系の雄ラットを3群に分け,Mg欠乏食(Mg:10ppm)、低Mg食(Mg:30ppm)及びControl食(Mg:73ppm)で3週間飼育した。3週間飼育後各群を更に2群に分け、回復期の観察を2週間行った。各週毎に採血を行い、血中Mg濃度及び顆粒球数、補体系因子では血中補体C3濃度、補体溶血活性(CH50)、C3b、iC3b形成能を測定した。Mg欠乏初期の検討は、Mg欠乏食飼育1、2、3、5、及び7日目に採血を行い、補体C3濃度、CH50及び顆粒球数を観察した。Mgの欠乏状態の程度の差による補体系に及ぼす影響では、Mgの欠乏の程度が強くなるに従って、血中C3濃度及びCH50は上昇する結果を得た。Mg欠乏時における特徴的な所見である皮膚の発赤等の発現、血中Mg濃度の低下及び顆粒球数の上昇等も欠乏の程度に依存して起こることが確認され、これらの変化はMgの補充により回復した。Mg欠乏初期の観察では、血中C3濃度はMg欠乏食飼育1日目から上昇しはじめ、7日目まで高値を示した。CH50もC3とほぼ同様の動きを示した。一方、顆粒球数は3日目までほどんど変化せず、5日、7日に著明な増加が認められた。以上の結果、Mg欠乏状態における補体系の活性の亢進は、Mg欠乏の程度に依存して起こること、また、補体系の活性化が白血球の増加に先んじて起こることが明らかになった。従って、Mg欠乏時の炎症様反応はMg自体の欠乏で引き起こされること、補体の活性化に伴って産生されるfragmentの作用により白血球の増加が起こっている可能性が示唆された。マグネシウム(Mg)欠損における生体防衛能の変化を検討する目的で、今年度は特に細胞性免疫因子に関与する免疫応答能について、ラットを用いて検討した。免疫応答にはリンパ球とマクロファージ(Mphi)が関与しているが、SD系の雄ラットを2群に分け、Mg欠乏食あるいはControl食で1週間あるいは2週間飼育し、免疫応答が活発に行われているリンパ器官である脾臓及び腹腔マクロファージ(Mphi)を無菌的にとり出して実験に供した。脾細胞浮遊液を用いてマイトジェン(コンカナバリンA(ConA)、リポポリサッカライド(LPS))による幼若化反応及びサイトカイン(IL-2、IL-3)活性を、腹腔MphiではIL-1及びIL-6活性を測定した。また、脾細胞をナイロンカラムを通してTリンパ球を分離し、腹腔Mphiを混合培養させることによりそれぞれの機能を更に検討した。Mg欠乏食飼育1週目の脾細胞のConAに対する幼若化
ヘパラン硫酸糖鎖による形態形成の時空間的調節

ヘパラン硫酸(HS)は、構成繰り返し二糖(グルコサミンとグルクロン酸)の組成変化や糖残基の6位や2位へのO-硫酸化の相違、さらにそれらの配列の違いにより幾つかの構造異性体ができ、天文学的数字の多様構造を持つ。しかもHSは細胞表面や細胞外マトリックスにあって、構造は時空間的に変化している。このようなHS糖鎖に細胞の形態や増殖能などの細胞活性に必須であることが明らかにされているFGFなどの分泌性可溶性の細胞増殖因子、サイトカイン、Wntなどの形態形成因子の多くが結合する。そこで異なる構造のHS鎖に異なるこれらの因子が特異に結合することにより、それぞれの活性が特異に調節されているのではないかと考えた。本研究では、まず幾つかの代表的な増殖因子や形態形成因子について、異なる因子はO-硫酸化などの異なる構造のHSにそれぞれ結合することを明らかにした。次いでO-硫酸化酵素の遺伝子を改変してHS構造を人為的に変化させた生体(マウス、ニワトリ、ゼブラフィッシュ、ショウジョウバエ)では、確かにこれらの因子活性に変化をきたし、器官発生や組織の形態形成が異常になることを観察した。さらにこの異常がHS構造の変化により細胞増殖因子や形態形成因子のシグナル異常をきたしたためと思われる証拠を得た。以上よりHS鎖による形態形成の調節機構の存在を明らかにした。組織形態形成に必須な細胞増殖因子や形態形成因子の活性発現と濃度勾配形成にはヘパラン硫酸鎖(HS)中のO-硫酸基の変化による特異構造部位とこれらの因子、レセプター、さらにマトリックス分子との複合体形成反応が重要であると考え、数種類のHS O-硫酸転移酵素の発現過剰または阻害によりHS鎖構造を修飾して、因子の分布パターン変化による組織の形態や機能異常、さらにシグナル伝達系の変化を解析して証明する。研究実施計画に従い、以下に実績を記載する。実験系I(ニワトリ胚肢芽の系):ミクロ構造分析法により、O-硫酸転移酵素群の各々の肢芽における発現の部位的変化に対応する、HSの部位依存的微細構造の変化を検出した。レトロウイルス遺伝子導入法による各O-硫酸転移酵素の発現変化により観察された肢骨パターンの異常を上記の観点から解析している。実験系II(マウスの系):HS2-O-と6-O-硫酸転移酵素群について、遺伝子欠損マウスと、一部は致死の可能性を予測したコンディショナル欠損マウスを作製している。既にその機能を示唆する異常(HS6ST-1については胎児期に多くが胎盤脈絡膜形成不全により致死に到ること、HS6ST-2については大きな異常はないが外部刺激への過敏反応異常を示すこと)を観察した。現在、特に組織形態形成の異常に注目して解析を進めている。さらに疎水性アグリコンをもつ硫酸化糖グリコシドが硫酸転移酵素の阻害剤になることを見出し、薬剤によるグリコサミノグリカン糖鎖構造修飾の可能性が出てきた。実験系III(ヒト疾患との関連研究):特異抗体によるO-硫酸転移酵素の発現異常の検出法の確立を目指して、レコンビナント酵素を抗原とした抗体作製を行っている。実験系IV(ショウジョウバエの系):HS2-O-硫酸転移酵素の遺伝子欠損による致死性異常を観察し、細胞増殖因子や形態形成因子作用への関与を、現在、解析中である。細胞増殖因子や形態形成因子とヘパラン硫酸鎖(HS)中のO-硫酸基による特異構造部位との複合体形成反応は、組織形態形成に重要なこれらの因子の活性調節と濃度勾配形成に不可欠であると仮定し、HSのO-硫酸転移酵素の発現変化によるHS鎖の構造異常を誘起して組織の形態や機能異常から証明する。実験系I(マウスの系):HS2-O-と6-O-硫酸転移酵素群について、遺伝子欠損マウスの作製に成功した。HS6ST-1については胎児期に胎盤脈絡膜形成と肺胞形成不全により95%以上が致死に到る。HS6ST-2については大きな形態的機能的な異常はない。HS組成分析からは、前者マウスではHS中のモノ、ジ硫酸化残基含量の胎盤、肺、腎臓、肝における著しい、後者では脾臓における著しい含量低下を確認した。しかし両マウスともトリ硫酸化

残基の含量低下は少なく、また逆にIdoA(2S)残基の増加を観察した。遺伝子欠損マウスにおける胎盤脈絡膜形成不全はWnt2からVEGFの、また肺胞形成不全はWnt5bのシグナル異常による可能性を解析している。実験系II(ニワトリ胚肢芽の系):HSのO-硫酸転移酵素群の肢芽における発現を部位特異的に変化させるため、従来のレトロウイルス遺伝子導入法に代わってエレクトロポーレション法を確立した。プロウイルスRCAS-DNAを導入し感染させる方法を採用したが、GFP発現でみる限り期待に反した。CMV-DNAを導入する方法がむしろ高効率の発現を得て、現在、センス方向発現で過剰発現を、アンチセンス方向発現で抑制効果を試行し、肢芽形態の異常を観察した。より明確な抑制結果を期待してsiRNAの導入を試みている。実験系III(ショウジョウバエの系):HS2-O-硫酸転移酵素(HS2ST)と3-O-硫酸転移酵素(HS3ST)のノックアウト株を、トランスポゾンを利用して作製に成功し、異常の解析を開始した。分担研究として、コンドロチン硫酸鎖(CS)についても特にジ、トリ硫酸化部位は因子特異性は異なるが同様な活性を示し、GalNAc4S-6STがCSの非還元末端に特異なトリ硫酸化構造合成に関与することを示した。さらに疎水性アグリコンをもつ硫酸化糖グリコシドがHSとCSの硫酸転移酵素の阻害剤になることを見出し、両系において薬剤による糖鎖構造修飾の可能性が出てきた。ヘパラン硫酸(HS)O-硫酸転移酵素群の発現変化によるHS鎖構造変と組織形態や機能異常から証明する。マウスの実験系:HS6ST-1遺伝子ヌル(KO)マウスは胎盤形成不全により胎児期15.5日までに多くが死ぬ。迷路層におけるCD31陽性細胞率から血管形成は60%に減少し、VEGF-AのmRNAと蛋白質レベルの半減を確認した。一方、Wnt2はmRNAレベルで影響がなかった。胎盤HSは低6-O-硫酸化していたから、このHSによりWnt2の不十分なシグナル活性化、下流のVEGF-A発現と自身の活性低下のためと結論した。培養細胞を得て証明を試みている。肺胞細枝の形成不全も観察され、同様にWntと下流のFGF-10シグナル異常によると思われた。HS6ST-2KOマウスは形態的、行動的異常を示さなかったが、一部の組織で低6-O-硫酸化を観察し、負荷時における異常の有無を検討している。HS6ST-1,-2遺伝子ダブルKOマウスは胎児性15日までに完全致死となり、死因はHS6ST-1KOマウスに酷似し、両酵素間のredundancyの関与を示唆した。ニワトリ胚肢芽の実験系:HSのO-硫酸転移酵素群の胚肢芽における発現部位変化に対応する微細構造の部位依存的の変化を検出した。エレクトロポレーション法による予定肢芽部位へのsiRNA投与によるHS2STの発現抑制は、肢芽の外胚葉性頂堤(AER)の一部欠損を、重度のものでは二股断列を示した。欠損領域ではAERでFgf-8の、間充織側でFgf-10の発現低下を認め、ERKのリン酸化上昇によるAER機能異常をもたらした。
無配線バイオコンピューティングシステムに関する基礎研究

本研究では、無配線コンピューティングのためのバイオ素子に関する基礎実験ならびに性能評価を行った。1.バイオ素子の機能は、溶液中の基質分子を識別する「並列選択機能」と分子情報を放出する「並列出力機能」に分けられる。まず、並列選択機能にかんしては、複数の酵素を表面に固定化した多酵素センサが要求される。本研究では、グルコース酸化酵素、ガラクトース酸化酵素およびアルコール酸化酵素をアルブミンとともに固定化した3酵素センサの試作に成功した。またその過程で、多酵素センサ自体が、溶液中の基質濃度ベクトルに対する重み付き線形加算特性を容易に実現できることが明かになった。今後は、このようなアナログ動作および分子の拡散・反応過程を反映したバイオ素子のモデル化が重要であると思われる。2.一方、並列出力機能に関しては、電気信号により酵素反応の活性を調節し、目的とする物質の生成を制御することが必要になる。当初、このためには、酵素を固定化した特殊な導電性高分子膜が必要であると考ていた。しかしながら、酵素や過酸化水素などが第2の基質として関与する酵素反応系では、この第2の基質の濃度を通常の電極反応を利用して調節することにより、等価的に酵素反応を制御できることが判明した。このためグルコース酸化酵素を固定可した白金電極の系について、実験システムを構成し、予備実験を完了した。3.上記の並列選択・出力機能を結合して、バイオ素子を構成した場合の動作を計算機上で模擬し、速度評価を行った。この結果、10mum程度に集積化されたバイオ素子によるリング・オシレータは、約30msの周期で発振することが明らかになった。今後は、配線によらない超並列演算が、全体のアーキテクチャに対してどの程度の効果を有するかということについて、定量的に評価していく必要があると考えられる。
複数の物体形状や文字列の実時間並列識別のための光アナログ計算システムの開発研究

光アナログ計算機の中枢をなす複数形状並列識別用多重マッチトフィルタ(MMSF)を簡便迅速に作成するための溶剤蒸気現象型光導電プラスチックホログラム(PPH)自動現像装置(PPHV)を試作改良し、実用的なPPHVを開発した。また、防振・可搬型ホログラム作成装置をつくるために、1本の光学レール上にレーザ、ホログラム作成光学系、PPHVを1列にまとめて載せてシステムを構成した。これによって薄明るい室内の木製机上でホログラムが数分間で作成できるPPH自動作成システムが完成した。このシステムを簡便にMMSFを作成する装置として用いられるために、その性能検査・評価を行った結果、従来にない簡便で高性能のMMSF作成装置になることが確かめられた。レーザ光源、MMSF簡便作成装置、コヒーレント画像変換装置である空間光変調器(SLM)、CCDカメラまたはパソコンからの画像を画像投影器(CRT)を通して空間光変調器SLMに投影して外部から画像をインコヒーレント・コヒーレント変換する装置、及びこれらの結合光学系を600mm長の1本の光学レール上に組み込んだ複数形状の光アナログ並列識別装置、すなわち光アナログ計算機を構成試作した。その結果、光アナログ計算機への形状識別アルゴリズムの搭載は、CCDカメラで撮影した被識別形状、あるいはディジタル計算機画面上で作成した形状を、参照形状群としてディジタル計算機画面上で配置し、SLM上に投影しPPHV上でMMSFを簡便迅速に作成することにより、簡便に行えることが明らかになった。開発された光アナログ計算機で複数の粒子形状や文字列を識別した結果、それらが光速度で並列に識別されることが確かめられた。また、この方法が高密度の流速ベクトルの瞬時並列識別法として非常に有効であることも実験的に明らかにされた。1)本研究に不可欠な形状自動識別ホログラムフィルタの自動作成システムの改良を行なった。光導電プラスチック(PPH)材料の改良開発及び自動現像装置の改良と全光学システムの防振・コンパクト化を行なった。その結果、PPHは解像度が数百本1,000本/mmで高感度のものが開発され、防振台を必要としない可搬型ホログラム自動作成システムが開発された。これにより、ホログラフィックフィルタの自動作成が非常に容易になり、成果2,3に示すように粒子群の形状・サイズの迅速並列識別が可能になった。このような技術は欧米にも見られず、Optical Particle Sizing国際会議においても他の追随を許さない独創的最先端技術だとの高い評価を得た。2)物体像をCCDカメラで撮り込みoff-lineで形状の並列識別が可能な光学システムの試作組立後数字09までのテスト識別が行われた。識別結果はかなり満足すべきものであったが、この結果をもとに全システムの特性、改良すべき点、構成部品の適否、及び全システム構成上のキイテクノロジィ等が明らかになった。このシステムを用いた粒子形状・サイズの識別研究結果が成果1にまとめて公表された。3)光アナログ計算機アルゴリズム迅速搭載法が開発された。従来非常に困難であり、膨大な時間を要した参照形状の配置とホログラムへのインストールが、数分間で行えるようになり、光アナログ計算システムが一般的技術として利用される途が拓かれた。4) MMSFとSLM(空間光変調器)等を組合わせて構成された独自開発の光アナログ・ディジタルのハイブリッド形状識別システムの性能評価とこの研究の国際的な位置づけ調査を欧米、日本を中心に行った結果、識別アルゴリズムのインストールの簡便さ、形状群の並列識別の迅速さ、などで光アナログ計算システム開発研究の重要さ、必要性が明らかとなり、国際的に本研究の成果が注目された。光アナログ計算機の中枢をなす

複数形状並列識別用多重マッチトフィルタ(MMSF)を簡便迅速に作成するための溶剤蒸気現像型光導電プラスチックホログラム(PPH)自動現像装置(PPHV)を試作改良し、実用的なPPHVを開発した。また、防振・可搬型ホログラム作成装置をつくるために、1本の光学レール上にレーザ、ホログラム作成光学系、PPHVを1列にまとめて載せてシステムを構成した。これによって薄明るい室内の木製机上でホログラムが数分間で作成できるPPH自動作成システムが完成した。このシステムを簡便にMMSFを作成する装置として用いるために、その性能検査・評価を行なった結果、従来にない簡便で高性能のMMSF作成装置になることが確かめられた。レーザ光源、MMSF簡便作成装置、コヒーレント画像変換装置である空間光変調器(SLM)、CCDカメラまたはパソコンからの画像を画像投影器(CRT)を通して空間光変調器SLMに投影して概具からの画像をインコヒーレント・コヒーレント変換する装置、及びこれらの結合光学系を600mm長の1本の光学レーザ上に組み込んだ複数形状の光アナログ並列識別装置、すなわち光アナログ計算機を構成試作した。その結果、光アナログ計算機への形状識別アルゴリズムの搭載は次のように簡便に行えることが明らかになった。すなわち、参照形状群の配置はCCDカメラで撮影した被識別形状あるいはディジタル計算機画面上で作成した形状を、ディジタル計算機画面上で配置しSLM上に投影してPPHV上でMMSFを簡便迅速に覚醒することにより行われた。開発された光アナログ計算機で複数の粒子形状や文字列を識別した結果、それらが光速度で並列に識別されることが確かめられた。また、この方法が高密度の流速ベクトルの瞬時並列識別法として非常に有効であることも実験的に明らかにされた。
ドッキング・サイトを介したMAPK経路の特異性維持機構と癌におけるその異常

哺乳類細胞には、細胞増殖に作用するERKとストレス応答に関与するp38/JNKという少なくとも3種類のMAPKカスケードが存在するが、これら複数のMAPK経路間でシグナルの誤った混線は起こらない。細胞増殖と死の制御に重要な機能を持つMAPK経路が如何にして誤ったシグナル伝達を回避し、正確な情報伝達を可能にしているかを明らかにすることは、発癌制御の観点からも極めて重要である。本研究においては、MAPKKK-MAPKK分子間の特異的結合を規定し、MAPK経路の正確なシグナル伝達を可能にする未知分子機構の解明を行った。その結果我々は、全てのMAPKK分子のC末端非酵素領域に、対応する上流のMAPKKK分子との選択的結合を規定する新規ドッキング・サイト(DVDサイト)が存在することを見出し、さらに、このDVDサイトがMAPK経路のシグナル特異性維持のみならず、MAPKKKからMAPKKへの効率的シグナル伝達にも必須であることを明らかにした。また、DVDサイトの機能を人工的に阻害することにより、MAPKKの活性化を選択的に抑制し得ることを示した,次に我々は、一部のMAPKK分子が、下流のMAPKによって刺激依存的にリン酸化されること見出し、さらに、この様なフィードバック・リン酸化によってDVDサイトの機能が阻害されてMAPK経路の活性化が抑制されることを明らかにした。以上の結果から、ドッキング・サイトを介した各キナーゼ分子間の相互作用が、MAPK経路のシグナル特性維持、および活性制御に極めて重要な役割を果たすことが明らかとなった。哺乳類細胞には、細胞増殖に作用するERKとストレス応答に関与するP38/JNKという少なくとも3種類のMAPKカスケードが存在するが、これら複数のMAPK経路間でシグナルの誤った混線は起こらない。細胞増殖と死の制御に重要な機能を持つMAPK経路が如何にして誤ったシグナル伝達を回避し、正確な情報伝達を可能にしているかを明らかにすることは、細胞癌化メカニズムの解明にも大いに貢献すると考えられる。これまでに、各MAPKK分子のC末端に位置する約20アミノ酸の領域が、上流のMAPKKK分子との選択的結合を規定する新規ドッキング・サイト(DVDサイト)であることを見出し、このサイトを介したMAPKKK-MAPKK分子間の結合が、MAPK経路のシグナル特異性の維持のみならず、効率的シグナル伝達にも必要であることを明らかにした。また、ドッキング・サイトに相同なアミノ酸配列を持っ合成ペプチドを細胞に導入して、MAPKKK-MAPKK間の結合を人工的に阻害することにより、ストレス刺激、サイトカインや増殖因子等によるMAPKKの活性化を強く抑制し得ることを見出した。さらに、MAPKK分子内に、これまで報告されていない未知のリン酸化サイトが存在する事を見出し、同部位に対するリン酸化特異抗体を樹立することに成功した。また、リン酸化を担う複数のキナーゼ会子を同定し、このサイトのリン酸化が刺激依存的に制御されていることを見出した。アラニン変異体を用いた解析により、このようなリン酸化がMAPKK分子の機能に影響を与え、MAPK経路の活性制御に重要な役割を果たしていることを示唆する知見が得られた。
行動制御の性差を生み出す神経メカニズムの解明

本研究は、神経機能の解析に有用なモデル生物C. elegansを用いて、自発運動の性差を解析することで、行動の性差を生み出すメカニズムを分子レベル、神経回路レベルで解明する。まず、伝達物質欠損変異体の解析から自発運動の性差を生み出すのに寄与する伝達物質を同定する。次に、蛍光プローブを用いたイメージング解析により神経細胞でのシグナル伝達の性差を明らかにする。さらに、遺伝子発現解析や遺伝学的スクリーニングにより神経伝達の性差に影響を及ぼす因子を同定し、その作用機序を調べることで、神経伝達に性差が生み出されるメカニズムを明らかにする。
賃金決定・労働市場組織化におけるわが国職能別組合の現代的可能性

日本の労働組合は、企業別労働組合だと言われる。しかし、万能熟練的職能を持つ労働者を中核にしがら(この点に着目すれば職能別組合)当該産業の労働者全体を(この点に着目すれば産業別組合もしくは一般組合)ということになる)企業横断的に組織している労働組合も存在しており、その組織と機能が注目される。戦後の日本で企業ではなく職能もしくは産業に拠って組織された組合として、全国50万人規模の全建総連傘下の労働組合がまず想起されよう。この組合は、高度成長期にクラフト・ユニオン的なユニオン・レ-トの設定を試みた。「協定賃金運動」の路線である。「協定賃金」の協定とは、労働組合組織内部の協定であって、売手・買手間の協定ではない。つまりユニオン・レ-トである。しかし、この組合決定による賃金は、クラフト・ユニオン的な労働供給コントロ-ルが伴っていなかったので、要求賃金的性格に留った。その意味では、価格が売手買手間の制度的交渉によって決る形での労働市場の組織化は末達成のままに終った。他方、全建総連の援助も得ながら1972年に組織されたユニオン日演協(日本演奏家協会、後に主としてキャバレ-・クラブのバンドを組織していた日本音楽家労働組合と1983年に合併して日本音楽家ユニオン)は、先発の建設労働組合の機能を追越した。すなわち、レコ-ド会社・NHK・放送会社と年々、演奏料を協定する機構がいち早く作られたのである。従前は群小プロダクシションが多数介在する自由市場的な報酬システムだったのが、労働組合を一方の当事者とする組織的価格システムになった。このシステムでは、演奏家の受取料金のみでなく、仲介請負人的存在である業者=プロダクシションへの支払料金をも定めることで(ただしNHKとはこの支払料金のみ協定)、業者のマ-ジンの金額をもユニオンにより保障される具合となった。(1)職能的結集に依拠しながら、なんらかの労働組合機能を果たしている組織として、日本音楽家ユニオン、新運転、観光労連、電算労を選択し、聞き取りおよび資料収集を行った。(2)日本音楽家ユニオンメンバーのうち、オーケストラ、合唱団専属の者を企業別組合的労働組合員として除外し、他の部分、つまり横断的労働市場に属する部分を対象に、アンケート調査を行った。2月末日までにコンピューターに打ち込みを完了した393通の集計結果のうち、特徴的事実を紹介すれば、以下の如くである。(1)3割の人が、職業音楽家以外の前歴を有する。その9割は音楽に関係のない仕事であり、前歴の経験年数4年未満が半分である。また音楽関係の学歴の無い人は45%いる。この職能の入職のルートは様々だ。(2)七割は演奏、1/4は教授業が「主な仕事」であった。前者の仕事の場所については、コンサート、パーティーなどの興業が41%、ダンスホール、キャバレー、クラブなどのハウスが32%、テレビ、レコードなどのスタジオが13%、であった。フリーの稼働日数について記入のあった人は6割弱、そのうち半分弱が18日以上稼働出或る。レギュラーについての記入者は4割弱で、うち6割強が20日以上出勤の仕事であった。(3)主な仕事受注先での最多は「仲間のミュージシャン」29%であって「インペク業者」「制作者直接」は各2割、「バンドリーダー」1割。

(4)受注の維持・拡大のため「仕事の範囲を広げる」ことについて、しばしばあることが多いのは、地域の拡大と音楽ジャンルの拡大で各2割を占め、時々ありが多いのは地域拡大と安い単価の仕事をとるの両者でともに36%であった。(5)「働きがい」を感じる人の割合は7割でやはり高いが、仕事不安定、低賃金、年金・退職金・ボーナスなしは過半の人の「悩み」である。本年度の研究調査の中心は、首都圏・福岡・京都における建設職人の労働組合を対象に、聞き取り・資料収集行われた聞き取り・資料蒐集・アンケ-ト調査であった。アンケ-ト調査は、京都建築労組の協力を得て現在回収の過程にあるので、ここでは調査の過程で獲得した資料・情報によって得られた知見の若干を記すと以下のごとくである。住宅建築業における賃金決定機構には大きな変化が生じつつある。それは、消費者-親方-職人との関連の中で行われていた「協定賃金運動」の重要性が、次第にゼネコン・住販メ-カ--親方-職人の関連の中で行われる「企業交渉」のそれに交代しつつあるということである。首都圏と比べれば、なお町場大工的仕事が残っている京都の場合でも、「協定賃金運動」から「企業交渉」に賃金運動の重点を移行し、特に今年度からは、大阪での「企業交渉」への参加に加えて、京都独自の「企業交渉」を開始した。消費者-親方の関連での労働の買い手が不特定あるいは無数の存在であったのに対して、ゼネコン・メ-カ--親方の関連での労働の買い手はせいぜい百社であり、スタジオ・ミュ-ジシャンの場合に似た賃金決定機構制度化の可能性が生じつつある。この可能性が強い現実になるならば、建築職人の組合の大きさ(東京土建の場合、組合員は約7万で、都労連に次ぐ第2位の大きさ)からして、日本の労組組合全体に与える影響は著しいものとなるであろう。外国人労働の流人問題は、そのような労働市場機構の形成にとってそのままではマイナス要因だが、政策的対応如何では、プラス要因にすることもできよう。ともあれ、こうした知見は、日本の労働組合を会社別労働組合一色に描写する通説の限界を明らかにする。19世紀イギリスの職能組合とは当然異なる点はあるが、賃金規制、労働市場規制において、職能的結集によりながら、労働機能を果たしている労働組合が、現代の日本にもあるのである。本年度の研究成果としては、まず京都・建設労働というフィ-ルドで行った実態調査のうちのアンケ-ト集計一次分析結果がある。また、3年間にわたる調査研究の最後の年度であったので、総括的知見をとりまとめた。ここでは、前者つまり京都建設労働者アンケ-ト結果の若干を記し、後者は「研究成果報告書」に譲る。1.基本的属性京都・宇治など南部が2/3、亀岡・宮津など北部が1/3。年令別では1割がほぼ61歳以上の1929年以前が生年の人であり、30年代生まれが3割、40年代生まれが35%、50年代生まれが2割、21歳以上にあたる60年代生まれは5%であった。回答者の1/4は建設業以外のさまざまな経験を持つ。また半分の世帯が65才以上の高齢者を有し、同じく半分の世帯が末子年令15歳未満だった。2.就業状況大工は44%。請負親方・15%、手間請親方・23%、一人親方・24%、労働者・35%。施主の構成は地域個人業主42%、地域一般住民25%、建売・マンション企業1割強。工事対象が木造在来建築であるのが、54%。これらの特徴のうち職種や階層の構成は首都圏での類似調査と似ているが、施主の種類や木造のウエイトは京都的特徴がある。
ヨウ化アンモニウム塩を還元剤とする高活性低原子価金属の新規調製法の開拓

1.四塩化チタンとヨウ化テトラブチルアンモニウムから得られる反応剤をアクロレインに作用させると、ヨウ素を含むエノラートが生成することを見いだした。ここにアルデヒドを作用させると対応するヒドロキシアルデヒドが高い立体選択性で生成する。この反応ではアクロレインの重合体は全く生成せず、高収率でアルドール付加体が得られた。また、この四塩化チタン-ヨウ化四級アンモニウム塩混合反応剤にα,β不飽和ケトンを加えると、ヨウ素の付加を伴って効率良くチタンエノラートが生成することを見いだした。このようにして生成したチタンエノラートにアルデヒドを作用させると高収率かつ高立体選択的にアルドール付加体が得られることが明らかになった2.マグネシウムのアート錯体については、構造についての報告があるものの、有機合成に利用した例はほとんど無い。このマグネシウムアート錯体を用いれば広範囲のハロゲン化物に対してハロゲン-マグネシウム交換反応が効率良く進行するのではないかと考えた。実際、グリニャール反応剤を用いても全く進行しないハロゲン-マグネシウム交換反応にマグネシウムのアート錯体が極めて有効であることを見いだした。しかもこのマグネシウムアート錯体によるハロゲン-金属交換反応はブチルリチウムなどの有機リチウム化合物を用いるものよりも、収率もよく官能基選択性の点でも優れており、分子内に官能基を有する機能性金属反応剤の調製も可能である。このように従来ほとんど有機合成には利用されていなかったマグネシウムアート錯体の合成反応剤としての有効性を開拓することができた。3.マグネシウムのアート錯体の転位反応により、有機合成上重要なα-シリルマグネシウム反応剤を効率的にに得ることに成功した。また、生成した、マグネシウム種に銅塩の存在下、空気を作用させると、収率よくアシルシランへ変換できることを見いだした。1.ヨウ化四級アンモニウム塩と四塩化チタンを混合するだけで容易に四塩化チタンが還元されることを見いだした。さらにこの低原子価チタンが従来の三塩化に比べてチタン高い反応性を示すことを明らかにした。生成した低原子価チタンを用いて高立体選択的ピナコールカップリング反応を開発することができた。特に、アセトフェノンを用いた場合には、従来の反応剤では不可能であった非常に高い立体選択性が発現することを発見した。官能基選択性について検討した結果、エステル、ニトロ基など様々な官能基を損なうことなく高い立体選択性でピナコールカップリング反応を行うことができた。また、この低原子価チタン反応剤にα-ブロモケトンやα-ブロモエステルを作用させると、臭素が速やか還元されチタンエノラートが生成することも明らかにした。一方この四塩化チタン-ヨウ化四級アンモニウム塩混合反応剤にα,β不飽和アルデヒド、ケトンを加えると、ヨウ素の付加を伴って効率良くチタンエノラートが生成することを見いだした。このようにして生成したチタンエノラートにアルデヒドを作用させると高収率かつ高立体選択的にアルドール付加体が得られることが明らかになった。2.ヨウ化四級アンモニウム塩を還元剤として五塩化ニオブを還元して低原子価金属反応剤を調製することができることを見いだした。これを用いると、芳香族アルデヒドのピナコールカップリングが低原子価チタンを用いたとき以上の極めて高い選択性で進行することが明らかとなった。3.テトラアルコキシチタンとカリウムt-ブトキシドを混合して得られる反応剤が従来は困難であったアルデヒド間のアルドール反応に極めて有効であることを見いだした。従来の反応系に見られる脱水縮合体は全く生成しないことを明らかにした。
海底洞窟における非造礁性六放サンゴ類の進化学的研究

これらの特徴は以下の通りである。1.洞窟産六放サンゴは、いずれも固着性で非造礁性である。1新属新種、3新種を含む極めて特異な群集である。従来日本列島近海から報告されている非造礁性サンゴとは、その群集組成が異なり、西太平洋から初めての種を含み、地中海や大西洋産に近い種も存在する。2.Madracis属の新種は、小さい塊状の群体を形成し、他の枝状の種と異なっている。今回は、これまでの分類基準に従い形の違いから新種と同定したが、これは洞窟という隠性的環境に適応するため、枝状のサンゴ体をもつ種が塊状となったものかどうかは今後の課題である。3.今回Desmophyllum属に同定したサンゴには、属の識別に関するこれまでの一般認識では説明できないサンゴ体が含まれている。つまり莢の構造、サンゴ個体の外形は全く同じでありながら、同じ洞窟内で単体と群体が共存している。この事実は属の分類形質の再検討をうながすものである。4.今回、海底洞窟の現生六放サンゴの他に、第四系琉球層郡中にみられる化石海底洞窟の古生物学的研究を行った。沖縄本島南部の港川層には更新世の化石海底洞窟があり、硬骨海綿を多産する。六放サンゴは未発見であったが、この事実は、現世の海底洞窟において、洞窟入口付近に硬骨海綿が多く生息し、六放サンゴ類は一般に洞の奥に生息していることと符号している。琉球列島や西太平洋の亜熱帯・熱帯地域には、サンゴ礁が広く分布しているが、これらのサンゴ礁には大小様々な海底洞窟が発達している。従来この海底洞窟から硬骨海綿、二枚貝、巻貝、甲殻類などが報告され、六放サンゴ類の存在も知られていたがその詳細はまだ明らかにされていない。これらの無脊椎動物の生息場である海底洞窟は、光のほとんどとどかない隠生的環境をもち、それぞれの群集は、分類学的研究が進むにつれて、きわめて特異であり進化学的にも興味ある研究対象となっている。これまで琉球列島八重山諸島の宮古島、西表島他の海底洞窟から5属6種の六放サンゴ類を識別した。その内容はDendrophyllia 2種、Polycyathus 1種、Paracyathus 1種であとの2種は新属新種と考えられる。識別した種は、すべて共生藻類をもたない非造礁性のサンゴで、浅海に生息しながら、その群集組成は周辺のサンゴ礁を構成するものと全く異っている。この群集は一般的に数十メートルから数百メートルの深度に生息しているものに相当する。また海底洞窟産六放サンゴ群集は、従来日本列島近海から報告されているものとは類似性が少なく、Polycyathusのように西太平洋から初めて発見された種も含まれている。次年度は種レベルの詳細な検討を進め、群集組成の他地域との違い・類似性を明らかにする予定である。なお、沖縄本島南部の第四系琉球層群湾層から海底洞窟が発見され、硬骨海綿、底生有孔虫、巻貝を発見採集したが六放サンゴ類はまだ見つかっていない。今後の研究によって第四紀から現在に至る洞窟産六放サンゴ類の進化史が明らかにできるものと考えている。1.洞窟産元放サンゴは、いずれも固着性で非造礁性である。1新属新種,3新種を含む極めて特異な群集である。従来日本列島近海から報告されている非造礁性サンゴとは、その群集組成が異なり、西太平洋から初めてのものを含み、地中海で大西洋度に近い種も存在する。2.Madracis属の新種は小さい塊状の群体を形成し、他の枝状の種と異っている。